KR101384302B1 - 스티프니스와 열접착성이 우수한 포장용 리드 필름 - Google Patents

스티프니스와 열접착성이 우수한 포장용 리드 필름 Download PDF

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Abstract

Stiffness와 열접착성이 우수한 포장용 리드 필름이 개시된다.
본 발명에 의한 포장용 리드 필름은, 기재 필름과 열접착 필름이 결합되어 이루어지며, 상기 열접착 필름은 이축 연신 공압출된 필름으로서, 결합층, 기재층, 밀봉층을 포함하여 이루어진다.
본 발명에 의할 경우, 용기를 완벽히 밀봉하는 열접착성을 유지하면서도 높은 stiffness 값을 갖는 포장용 리드 필름을 얻을 수 있다.

Description

스티프니스와 열접착성이 우수한 포장용 리드 필름{Lid film for package having excellent heat adhesion and stiffness}
본 발명은 포장용 리드 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 stiffness와 열접착성을 향상시키기 위하여 기재 필름에 결합되는 열접착 필름을 이축 연신 공압출된 다층 구조로 형성한 포장용 리드 필름에 관한 것이다.
리드 필름(Lid film) 이란 식품 등을 담은 용기의 상부에 열접착되어 용기 내부에 담긴 식품 등을 외부와 차단시키는 역할을 하는 필름을 의미한다.
즉, 리드 필름은 PET, 폴리올레핀, 나일론, PBT, PEN, PLA 등의 소재로 제조된 용기의 상부 측에 형성된 플랜지부에 열접착되어 용기 내부에 담긴 식품 등을 신선하고 안전하게 보관하는 역할을 수행한다. 현재 리드 필름이 사용되는 용기는 폴리프로필렌 수지로 제조된 것이 대부분을 차지하고 있다.
리드 필름은 용기와의 열접착성이 매우 중요하다. 즉, 용기와 완벽하게 접착되어 용기를 완벽히 밀봉하는 것이 매우 중요하다. 또한 리드 필름에서 중요한 인자는 리드 필름 자체의 stiffness와 경제성이다.
현재 시중에서 유통되고 있는 리드 필름은 기재 필름으로 PET(Polyethylene terephthalate) 필름을, 열접착 필름으로 무연신 폴리프로필렌 필름(CPP Film)을 이용하고 있다. 즉, PET 필름에 무연신 폴리프로필렌 필름을 라미네이션(Lamination)하여 이를 리드 필름으로 사용하고 있다. 이러한 리드 필름은 무연신 폴리프로필렌 필름의 낮은 stiffness로 인하여 리드 필름 전체의 stiffness가 낮은 문제점이 있으며, 이를 보완하기 위하여는 리드 필름의 두께를 두껍게 하여야 하므로 경제성 측면에서 불리한 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 리드 필름이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기재 필름에 결합되는 열접착 필름을 이축 연신 공압출된 다층 구조로 형성함으로써, 용기를 완벽히 밀봉하는 열접착성을 유지하면서도 높은 stiffness 값을 갖는 포장용 리드 필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 높은 stiffness 값을 가짐으로써 전체적인 리드 필름의 두께를 얇게 할 수 있어 경제성이 우수한 리드 필름을 제공하는 것에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 stiffness와 열접착성이 우수한 포장용 리드 필름을 제공하는데, 본 발명에 의한 리드 필름은 기재 필름과 열접착 필름이 결합된 것으로서, 상기 열접착 필름은 이축 연신 공압출된 필름이며, 결합층, 기재층, 밀봉층을 포함하여 이루어진다.
상기 기재 필름은 특별한 제한을 두는 것은 아니나, 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate, PET) 수지를 주재로 하여 제조된 필름인 것이 바람직하다.
상기 열접착 필름의 결합층을 이루는 수지는 프로필렌 단독 중합체 수지, 프로필렌 공중합체 수지 및 에틸렌 공중합체 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 포함한다.
상기 열접착 필름의 기재층을 이루는 수지는 프로필렌 단독 중합체 수지 또는 에틸렌 함량이 2중량% 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 포함하며, 용융지수(ASTM D1238, 230℃, 2.16㎏)가 1~5g/10분인 것이 바람직하다. 또한 상기 기재층을 이루는 수지는 용융시 필요 열량(시차주사열량계, 10℃/분)이 50~150J/g이고, 용융온도가 110℃~170℃인 것이 바람직하다.
상기 열접착 필름의 밀봉층을 이루는 수지는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-메틸-1-펜텐, 1-옥텐 및 1-데센으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 수지와 프로필렌의 공중합체 수지를 포함하며, 상기 공중합체 수지에서 프로필렌의 함량은 50 내지 99중량%인 것이 바람직하다.
또한 상기 열접착 필름의 밀봉층을 이루는 수지는 부틸아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 메틸아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수지와 에틸렌의 공중합체 수지를 포함하며, 상기 공중합체 수지에서 에틸렌의 함량은 50 내지 99중량%인 것이 바람직하다.
또한 상기 열접착 필름의 밀봉층을 이루는 수지의 용융온도는 60 내지 130℃인 것이 바람직하다.
상술한 본 발명에 의할 경우, 기재 필름에 결합되는 열접착 필름을 이축 연신 공압출된 다층 구조로 형성함으로써, 용기를 완벽히 밀봉하는 열접착성을 유지하면서도 높은 stiffness 값을 갖는 포장용 리드 필름을 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 의한 리드 필름의 경우 종래에 비하여 높은 stiffness 값을 가짐으로써 전체적인 리드 필름의 두께를 얇게 할 수 있어 경제성이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일례에 의한 리드 필름의 단면을 나타낸 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1에 도시된 것처럼 본 발명의 일례에 의한 리드 필름(10)은 기재 필름(20)과 열접착 필름(30)이 결합되어 이루어진다. 기재 필름(20)과 열접착 필름(30)의 결합은 통상의 라미네이션(Lamination) 등에 의하여 이루어질 수 있으며, 이러한 기재 필름(20)과 열접착 필름(30)의 결합 방법은 공지의 기술이므로 이의 상세한 설명은 생략한다.
상기 기재 필름(20)은 다양한 종류의 합성수지 필름이 이용될 수 있으며, 특별히 한정하는 것은 아니나 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate, PET) 수지를 주재한 필름이 이용될 수 있다.
상기 열접착 필름(30)은 이축 연신 공압출된 필름으로서, 결합층(32), 기재층(34), 밀봉층(36)을 포함하는 다층구조로 이루어지며, 기재 필름(20)으로부터 순차적으로 결합층(32), 기재층(34), 밀봉층(36)이 위치한다. 도면에는 열접착 필름(30)이 3층 구조인 것으로 나타냈으나, 열접착 필름은 3층 구조뿐 아니라 각 층의 사이에 중간층을 위치시키거나 각 층의 외곽에 또 다른 층을 형성함으로써 3층을 초과하는 다층구조로 하는 것도 가능하다. 또한 결합층(32), 기재층(34), 밀봉층(36) 자체를 복수층으로 하여 전체적으로 3층을 초과하는 다층구조로 하는 것도 가능하다.
상기 열접착 필름(30)의 결합층(32)을 이루는 수지는 프로필렌 단독 중합체 수지, 프로필렌 공중합체 수지 및 에틸렌 공중합체 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 포함한다. 결합층(32)은 기재 필름(20)과 결합되는 부분으로 상기와 같은 수지로 이루어질 경우, 통상의 라미네이션 등에 의하여 기재 필름(20)과 용이하게 결합될 수 있다.
상기 열접착 필름(30)의 기재층(34)을 이루는 수지는 프로필렌 단독 중합체 수지 또는 에틸렌 함량이 2중량% 이하(0 제외)인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 포함하며, 용융지수(ASTM D1238, 230℃, 2.16㎏)가 1~5g/10분인 것이 바람직하다. 기재층(34)에 프로필렌 단독 중합체 수지 또는 에틸렌 함량이 2중량% 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 사용할 경우 공압출(co-extrusion)시 가공성이 향상되며, 이축 연신 공정을 통하여 무연신 필름에 비하여 stiffness가 향상되는 효과를 얻을 수 있다. 또한 용융지수(ASTM D1238, 230℃, 2.16㎏)는 1~5g/10분의 범위인 것이 공압출시의 가공성 측면에서 가장 유리하다.
또한 상기 기재층(34)을 이루는 수지는 용융시 필요 열량(시차주사열량계, 10℃/분)이 50~150J/g이고, 용융온도가 110℃~170℃인 것이 바람직한데, 필요 열량이 50J/g 미만일 경우 결정성 저하에 따라 필름 제조과정에서 가공성이 열악해지고, 필름 형성이 되었을 때 stiffness가 저하되는 문제점이 있으며, 필요열량이 150J/g을 초과하는 경우 고결정에 따라 이축연신 공정에서 필름 형성에 어려움이 있다. 또한 열접착 필름에 있어 가열 밀봉 결합은 기재층 및 결합층을 녹이지 않고 밀봉층을 연화시키고 압력을 적용함으로써 수행되는데 용융온도가 110℃ 미만일 경우 열접착 필름 전체가 연화되는 현상이 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
상기 열접착 필름(30)의 밀봉층(36)은 용기와 열접착되는 부분으로 용기를 완벽히 밀봉할 수 있도록 열접착성이 우수하여야 하며, 열접착후에는 용기로부터 분리되지 않아야 한다.
이러한 측면을 고려할 때, 상기 밀봉층(36)을 이루는 수지는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-메틸-1-펜텐, 1-옥텐 및 1-데센으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 수지와 프로필렌의 공중합체 수지를 포함하며, 이때 공중합체 수지에서 프로필렌의 함량은 50 내지 99중량%인 것이 바람직하다. 프로필렌 함량이 50% 미만일 경우에는 코모노머 분포의 불균일이 심해져 Sticky 성분이 증가하여 제조설비 운전이나 제품 성형단계에서 문제점이 발생할 수 있다. 또한 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-메틸-1-펜텐, 1-옥텐 및 1-데센으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 수지가 1 내지 50중량%를 차지하는 프로필렌 공중합체의 경우 투명성 향상과 녹는점 감소로 인해 Low Heat Sealing성을 가지게 된다.
또한 밀봉층(36)을 이루는 수지는 부틸아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 메틸아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수지와 에틸렌의 공중합체 수지를 포함하도록 할 수 있으며, 이때, 에틸렌의 함량은 50 내지 99중량%인 것이 바람직하다. 에틸렌 함량이 50% 미만일 경우에는 낮은 용융온도로 인해 제조설비 운전이나 제품 성형 단계에서 문제점이 발생될 수 있다. 또한 부틸아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 메틸아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수지가 1 내지 50중량%를 차지하는 에틸렌 공중합체의 경우 PET와의 우수한 접착력을 보여 PET로 제조된 용기에도 사용 가능하게 된다.
또한 상기 밀봉층(36)을 이루는 수지의 용융온도는 60 내지 130℃인 것이 바람직한데, 밀봉층 수지의 용융온도가 60℃ 미만일 경우에는 높은 온도 조건에서의 필름 성형 단계에서 제조설비 운전에 문제점이 발생될 수 있으며 130℃를 초과하는 경우에는 필름 성형 후 가열 밀봉 결합 시 낮은 밀봉 강도를 가질 우려가 있다.
본 발명에 있어서, 상기 접착층(32), 기재층(34), 밀봉층(36)을 이루는 수지에는 산화방지제, 대전방지제, 활제, 안티블로킹제, 충진제, 방담제, 가소제 등의 첨가제가 포함될 수 있으며, 필름 분야에서 이러한 첨가제의 사용은 공지의 기술이므로 이의 상세한 설명은 생략한다.
이하 실시예 및 시험예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
열접착 필름의 제조
하기의 표 1과 같은 수지를 이용하여 각 층의 두께를 달리하고, 전체 두께는 20㎛가 되도록 3층 구조의 열접착 필름을 제조하였다.
Figure 112012085891110-pat00001
상기 표 1에 기재된 각 층을 이루는 수지를 압출기로 용융시키고 240℃의 T 다이로 공압출시킨 후, 냉각롤로 공압출된 필름을 급냉시켰다. 냉각된 필름은 예열과정을 거쳐 기계 방향(machine direction, MD)으로 5배, 폭 방향(transverse direction, TD)으로 10배 연신하여 이축 연신된 열접착 필름을 제조하였다.
리드 필름의 제조
상기의 과정을 통하여 제조된 열접착 필름과 PET 필름을 라미네이션하여 리드 필름을 제조하였다. PET 필름은 두께가 23㎛인 것을 사용하였다.
또한 23㎛ 두께의 PET 필름에 30㎛ 두께의 무연신 폴리프로필렌필름을 라미네에션하여 제조한 리드 필름을 비교예로 선정하였다.
제조된 리드필름의 구조 및 두께는 하기의 표와 같다.
Figure 112012085891110-pat00002
Stiffness 및 열접착성 측정
상기 실시예 및 비교예에 의하여 제조된 리드 필름의 길이 방향(MD) 및 폭 방향(TD)의 stiffness와 열접착성(밀봉강도)을 측정하여 이를 하기의 표 3에 나타내었다. Stiffness는 ASTM D882, 밀봉강도는 ASTM F1921-98(열가소성 중합체 및 블렌드를 포함하는 가요성 웹의 밀봉 표면의 고온 밀봉강도(핫 택)를 위한 표준시험 방법)에 따라 측정하였다.
Figure 112012085891110-pat00003
상기 표 3에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 의한 리드 필름의 경우 비교예에 의한 리드 필름에 비하여 열접착 필름의 두께를 33% 감소시켰음에도 불구하고, 밀봉강도는 비교예와 동일하게 유지되었으며, 길이 방향(MD) 및 폭 방향(TD) 모두 stiffness가 월등히 향상되었음을 알 수 있었다.
본 발명은 상기한 실시예와 첨부한 도면을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 개념 및 범위 내에서 상이한 실시 예를 구성할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 이와 균등한 것들에 의해 정해지며, 본 명세서에 기재된 특정 실시 예에 의해 한정되지는 않는다.
10 : 리드 필름 20 : 기재 필름
30 : 열접착 필름 32 : 결합층
34 : 기재층 36 : 밀봉층

Claims (10)

  1. 기재 필름과 열접착 필름이 결합된 포장용 리드 필름에 있어서,
    상기 열접착 필름은 이축 연신 공압출된 필름이며, 결합층, 기재층, 밀봉층을 포함하여 이루어지고,
    상기 열접착 필름의 밀봉층을 이루는 수지는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-메틸-1-펜텐, 1-옥텐 및 1-데센으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 수지와 프로필렌의 공중합체 수지를 포함하거나, 부틸아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 메틸아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수지와 에틸렌의 공중합체 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장용 리드 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기재 필름은 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate, PET) 수지를 주재로 하여 제조된 필름인 것을 특징으로 하는 포장용 리드 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열접착 필름의 결합층을 이루는 수지는 프로필렌 단독 중합체 수지, 프로필렌 공중합체 수지 및 에틸렌 공중합체 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 포장용 리드 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열접착 필름의 기재층을 이루는 수지는 프로필렌 단독 중합체 수지 또는 에틸렌 함량이 2중량% 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 수지를 포함하며, 용융지수(ASTM D1238, 230℃, 2.16㎏)가 1~5g/10분인 것을 특징으로 하는 포장용 리드 필름.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기재층을 이루는 수지는 용융시 필요 열량(시차주사열량계, 10℃/분)이 50~150J/g이고, 용융온도가 110℃~170℃인 것을 특징으로 하는 포장용 리드 필름.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열접착 필름의 밀봉층을 이루는 수지가 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-메틸-1-펜텐, 1-옥텐 및 1-데센으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 수지와 프로필렌의 공중합체 수지를 포함하는 경우,
    상기 공중합체 수지에서 프로필렌의 함량은 50 내지 99중량%인 것을 특징으로 하는 포장용 리드 필름.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 열접착 필름의 밀봉층을 이루는 수지가 부틸아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 메틸아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 수지와 에틸렌의 공중합체 수지를 포함하는 경우,
    상기 공중합체 수지에서 에틸렌의 함량은 50 내지 99중량%인 것을 특징으로 하는 포장용 리드 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 열접착 필름의 밀봉층을 이루는 수지의 용융온도는 60 내지 130℃인 것을 특징으로 하는 포장용 리드 필름.
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