KR101749632B1 - 이축연신 이지필 필름 및 이를 이용한 이축연신 이지필 포장재 - Google Patents

이축연신 이지필 필름 및 이를 이용한 이축연신 이지필 포장재 Download PDF

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Abstract

층간 박리 현상이 발생하지 않고, 높은 열 봉합성을 가지며, 개봉이 용이한 이축연신 이지필 필름 및 이를 이용한 이축연신 이지필 포장재가 개시된다. 상기 이축연신 이지필 필름은 필름의 형태를 유지하는 역할을 하며, 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌 함량이 2 중량% 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지를 포함하는 지지층; 상기 지지층의 일면에 형성되며, 적어도 1 종의 폴리올레핀 수지가 다른 1 종 이상의 폴리올레핀 수지와 비상용성인 2 종 이상의 폴리올레핀 수지를 포함하며, 가열에 의해 포장용기에 접착되는 이지필 실링층; 상기 지지층의 다른 일면에 형성되고, 기재 필름이 접착되며, 1 종 이상의 프로필렌과 1 종 이상의 탄소수 2 내지 10의 다른 α-올레핀(α-올레핀 함량: 1 내지 30 중량%)의 공중합체를 포함하는 수지를 포함하는 표면층; 및 상기 지지층과 이지필 실링층 사이에 형성되는 제1 중간층 및/또는 상기 지지층과 표면층 사이에 형성되는 제2 중간층을 포함하는 중간층을 포함하며, 상기 제1 중간층은 지지층 및 이지필 실링층의 수지를 각각 1 종 이상 포함하고, 상기 제2 중간층은 지지층 및 표면층의 수지를 각각 1 종 이상 포함한다.

Description

이축연신 이지필 필름 및 이를 이용한 이축연신 이지필 포장재{Biaxially oriented easy-peel film and easy-peel wrapper using the same}
본 발명은 이축연신 이지필 필름 및 이를 이용한 이축연신 이지필 포장재에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 층간 박리 현상이 발생하지 않고, 높은 열 봉합성을 가지며, 개봉이 용이한 이축연신 이지필 필름 및 이를 이용한 이축연신 이지필 포장재에 관한 것이다.
식품 및 의약품 등을 포장하기 위한 포장 재료에는 폴리올레핀계 필름이 유용하며, 주로 다층 필름이 이용된다. 기존에는 이러한 식품 포장에 대한 개념은 식품의 장기 보존성에 대한 것이 매우 중요하게 강조되었으나, 최근에는 산업구조의 고도화 및 인스턴트 산업의 발달에 따라 포장 개념이 보존 중시 개념에서 단위 포장, 사용 편리성 등의 감각적 개념으로 변환되어 가는 추세로써, 그 일환으로 등장한 것이 개봉이 용이한 이지필 필름이다.
상기 이지필 필름은 상용성이 서로 다른 폴리머들로 구성되어 접착기재와 열 융착시 적당한 필(Peel)강도를 가지며 개봉 시 일정한 힘으로 개봉이 용이(열접착 강도: 800~1400g/15mm)한 특성을 가지는 필름으로써, 단독으로는 사용되지 않으며 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET) 필름, 나일론(Nylon) 필름, 에틸렌비닐알코올(Ethylene vinylalcohol, EVOH) 필름, 연신폴리프로필렌(Oriented polypropylene, OPP)필름 등과 같이 여러 기재 필름과 라미네이션 된 복합필름 포장재료로 식품 포장 용기와 접착되어 사용되고 있다.
또한, 통상적으로, 상기 이지필 포장재와 접착된 식품 포장 용기 계면에서 박리가 일어나는 형태를 층 박리 또는 계면 박리라고 하고, 이 경우, 박리형태는 포장재와 이지필 포장재의 계면 결합력, 즉 접착력에 의존한다. 반면, 용기와 이지필 포장재의 접착면이 아닌 이지필 포장재, 예를 들면, 이지필 실링층의 파괴로 박리가 일어나는 형태를 응집 박리라 하며 이 경우의 박리 형태는 용기와 이지필 실링층의 응집력과 이지필 실링층의 내부 파괴 특징에 의존한다.
이지필 필름은 대부분 에틸렌계 중합제, 프로필렌계 중합체, 부텐계 중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 중 2종 이상의 선택된 중합체가 적정 비율로 이루어진 이지필 특성을 지닌 수지 조성물을 블로운(Blown), 무연신 폴리프로필렌(Casting polypropylene, CPP) 필름 가공방법으로 생산되고 있다.
현재 무연신 폴리프로필렌, 블로운 방식으로 생산되고 있는 이지필 필름의 경우, 이지필 특성은 발현되나 강성(Stiffness), 수축율 등의 물성 저하로 인해 식품 포장 필름에 단독으로 사용되지 못하고 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론, 에틸렌비닐알코올 필름과 같이 라미네이션 되어 사용 되고 있다.
식품포장 필름 시장에서는 이지필 필름의 강도, 수축율 등의 물성이 개선된 필름을 원하고 있으며 이를 대체할 필름에는 식품포장재에 많이 사용되고 있는 이축연신 폴리프로필렌 필름(BOPP film)이 있어 이지필 특성을 발현하는 이축연신 폴리프로필렌 필름을 생산하고자 많은 노력을 기울여 왔다. 하지만 현재 생산되고 있는 이축연신 폴리프로필렌 필름의 경우 대부분이 3층 구조를 이루고 있으며 이러한 3층 구조의 열접착 층은 블로운이나 무연신 폴리프로필렌 필름 가공방법으로 생산되는 제품보다 두께가 낮아 열접착 강도가 300~400g/15mm이 최대 수준으로 현저히 낮아 적용이 어려웠다. 또한, 높은 열접착 강도를 가지고 있는 이축연신 폴리프로필렌 필름을 적용하더라도 3층 구조에서 지지층과 이지필 실링층을 이루는 수지의 강성 차이에 의하여 열접착 후 지지층과 이지필 실링층의 박리가 일어나는 층간 박리 발생 및 이바리 발생 등의 문제점을 가지고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 층간 박리 억제 및 접착 기재와의 적정한 박리강도를 나타내고, 강성 및 수축율 등의 물성이 향상되어, 두께가 얇은 이축연신 이지필 필름을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 이축연신 공정으로 제조되어, 이지필 수지에 도메인으로 존재하고 있는 수지들이 우수한 분산성을 가져, 실링층의 두께가 얇아도 이지필 특성이 부여되어 제조 원가를 절감할 수 있는 이축연신 이지필 필름 및 이를 이용한 이축연신 이지필 포장재를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 필름의 형태를 유지하는 역할을 하며, 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌 함량이 2 중량% 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지를 포함하는 지지층; 상기 지지층의 일면에 형성되며, 적어도 1 종의 폴리올레핀 수지가 다른 1 종 이상의 폴리올레핀 수지와 비상용성인 2 종 이상의 폴리올레핀 수지를 포함하며, 가열에 의해 포장용기에 접착되는 이지필 실링층; 상기 지지층의 다른 일면에 형성되고, 기재 필름이 접착되며, 1 종 이상의 프로필렌과 1 종 이상의 탄소수 2 내지 10의 다른 α-올레핀(α-올레핀 함량: 1 내지 30 중량%)의 공중합체를 포함하는 수지를 포함하는 표면층; 및 상기 지지층과 이지필 실링층 사이에 형성되는 제1 중간층 및/또는 상기 지지층과 표면층 사이에 형성되는 제2 중간층을 포함하는 중간층을 포함하며, 상기 제1 중간층은 지지층 및 이지필 실링층의 수지를 각각 1 종 이상 포함하고, 상기 제2 중간층은 지지층 및 표면층의 수지를 각각 1 종 이상 포함하는 것인, 이축연신 이지필 필름을 제공한다.
본 발명에 따른 이축연신 이지필 필름은 지지층과 이지필 실링층 및/또는 지지층과 표면층 사이 적어도 하나 이상에 중간층을 형성함으로써, 층간 박리 억제 및 접착 기재와의 적정한 박리강도를 나타내고, 강성 및 수축율 등의 물성이 향상되어 종래의 제품보다 두께를 얇게 제조할 수 있으며, 식품 포장재로 이용될 경우 포장재의 강성을 개선할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 이축연신 이지필 필름은 이축연신 공정으로 제조되어, 이지필 수지에 도메인으로 존재하는 수지들의 분산성이 우수하기 때문에, 실링층의 두께가 낮아도 이지필 특성이 부여되어, 제조 원가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이축연신 이지필 필름 단면 구조의 일 예를 보여주는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 이축연신 이지필 포장재의 일 예를 보여주는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 이축연신 이지필 필름 단면 구조의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이축연신 이지필 필름(100)은 이지필 특성을 가지는 필름으로써, 지지층(10), 이지필 실링층(20), 표면층(30) 및 중간층(40)을 포함한다.
상기 지지층(10)은 필름의 형태를 유지하는 역할을 하는 것으로써, 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌 함량이 2 중량% 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지로 이루어진다. 예를 들면, 상기 지지층(10)은 고결정성 프로필렌 단독 중합체로 이루어질 수 있거나, 에틸렌 함량이 0.1 내지 2 중량%인 에틸렌-프로필렌 공중합체로 이루어질 수 있다. 상기 지지층(10)을 형성하는 수지의 용융지수(ASTM D1238, 230 ℃, 2.16 kg)는 1 내지 10 g/10 분이고, 바람직하게는 2 내지 5 g/10 분이다. 상기 지지층(10)의 두께는 이축연신 이지필 필름(100)의 용도에 따라 달라질 수 있으나, 5 내지 100 ㎛, 바람직하게는 10 내지 60 ㎛, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 ㎛이다. 상기 지지층(10)의 용융지수 및 두께가 상기 범위를 벗어나면, 이축연신 이지필 필름(100)이 필름 형태를 유지하지 못하거나, 강도, 유연성 등의 필요한 물성을 가지지 못할 수도 있으며, 필름의 제조에 문제가 생기는 등의 가공성이 저하될 우려가 있다.
상기 이지필 실링층(20)은 상기 지지층(10)의 일면에 형성되며, 가열에 의하여 포장 용기에 접착되는 열 접착성 및 개봉 시 일정한 힘으로 개봉이 용이한 이지필(Easy Peel) 특성을 가진다. 상기 이지필 실링층(20)은 2 종 이상, 바람직하게는 2 내지 4 종의 폴리올레핀 수지, 더욱 바람직하게는 적어도 1 종의 폴리올레핀 수지가 다른 1 종 이상의 폴리올레핀 수지와 비상용성을 이루는 2 종 이상의 폴리올레핀 수지를 포함하며, 구체적으로는 2 종 이상의 폴리올레핀 수지를 블렌드하고, 블렌드된 수지를 압출하여 형성할 수 있다. 상기 폴리올레핀 수지는 프로필렌과 1 종 이상, 바람직하게는 1 내지 2 종의 탄소수 2 내지 10의 다른 α-올레핀(예를 들면, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센 등)의 공중합체, 상기 공중합체와 비상용성인 1 종 이상의 폴리올레핀 및 이들의 혼합물로써, 상기 공중합체는 랜덤(random) 또는 블록(block) 공중합체일 수 있다. 예를 들면, 상기 이지필 실링층(20)은 51 내지 95 중량%의 프로필렌과 탄소수 2 내지 10의 다른 α-올레핀의 공중합체(함량: 프로필렌 60 내지 95 중량%, 바람직하게는 70 내지 90 중량%, α-올레핀 5 내지 40 중량%, 바람직하게는 10 내지 30 중량%) 및 상기 공중합체와 비상용성인 5 내지 49 중량%의 폴리올레핀의 혼합물이거나, 50 내지 75 중량%, 바람직하게는 55 내지 68 중량%의 (ⅰ) 프로필렌, (ⅱ) 에틸렌 및 (ⅲ) 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(터폴리머, 함량: 프로필렌 85 내지 94 중량%, 바람직하게는 85 내지 90 중량%, 에틸렌 1 내지 5 중량%, 바람직하게는 2 내지 4 중량% 및 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀 5 내지 10 중량%, 바람직하게는 6 내지 8 중량%), 5 내지 15 중량%, 바람직하게는 7 내지 13 중량%의 프로필렌과 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(함량: α-올레핀 5 내지 8 중량%, 바람직하게는 6 내지 7 중량%) 및 20 내지 40 중량%, 바람직하게는 25 내지 35 중량%의 폴리올레핀(예를 들면, 저밀도 폴리올레핀 등)의 혼합물일 수 있다. 상기 각 단량체의 함량이 상기 범위를 벗어나면, 이지필 특성이 충분히 구현되지 못할 수 있다. 상기 이지필 실링층(20) 수지 조성물의 용융 시, 용융지수(ASTM D1238, 190 ℃, 2.16 kg)는 1 내지 50 g/10 분, 바람직하게는 5 내지 30 g/10 분이고, 용융온도는 50 내지 150 ℃, 바람직하게는 70 내지 120 ℃이다. 상기 용융온도가 너무 작으면, 용융되지 않을 수 있고, 너무 크면, 용융 시 실링성이 저하될 수 있다. 상기 이지필 실링층(20)의 두께는, 필요에 따라 달라질 수 있으나, 1 ㎛ 이상, 바람직하게는 2 내지 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 3 내지 5 ㎛이다. 상기 이지필 실링층(20)의 용융온도 및 두께가 상기 범위를 벗어나면, 목적하는 이지필 특성을 구현하지 못할 수 있다.
상기 표면층(30)은 상기 지지층(10)의 다른 일면에 형성되어, 열 접착성을 가지고 있어, 후술되는 기재필름이 열 접착되어, 본 발명에 따른 이축연신 이지필 필름과 기재필름간의 박리 및 이바리 현상이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 상기 표면층(30)은 프로필렌과 탄소수 2 내지 10의 다른 α-올레핀(예를 들면, 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센 등, α-올레핀의 함량: 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 5 내지 20 중량%)의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지로 이루어진다. 예를 들면, 상기 표면층(30)은 80 내지 95 중량%, 바람직하게는 85 내지 95 중량%의 (ⅰ) 프로필렌, (ⅱ) 에틸렌 및 (ⅲ) 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(터폴리머, 함량: 프로필렌 85 내지 94 중량%, 바람직하게는 85 내지 90 중량%, 에틸렌 1 내지 5 중량%, 바람직하게는 2 내지 4 중량% 및 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀 5 내지 10 중량%, 바람직하게는 6 내지 8 중량%) 및 5 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%의 프로필렌과 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(함량: α-올레핀 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 5 내지 25 중량%)의 혼합물일 수 있다. 상기 표면층(30)의 두께는 필요로 하는 표면층(30)의 성능에 따라 달라질 수 있으나, 0.1 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 5 ㎛, 더욱 바람직하게는 1 내지 3 ㎛이다. 상기 표면층(30)의 두께가 너무 얇으면, 기재필름과의 박리현상이 발생할 수 있고, 너무 두꺼우면, 가공성이 저하되고, 원가가 상승하는 등 경제적이지 못하다.
상기 중간층(40)은 상기 지지층(10)과 이지필 실링층(20)의 강성 차이를 완화시키고, 상기 지지층(10)과 이지필 실링층(20) 및/또는 지지층(10)과 표면층(30)의 결합을 강화시켜 열접착 후 발생할 수 있는 박리 현상을 억제하는 역할, 예를 들어 결합을 강화시키는 타이층(Tie layer)의 역할을 한다. 상기 중간층(40)은 중심층(10)과 이지필 실링층(20)에 형성되는 제1 중간층(42)이거나 중심층(10)과 표면층(30)에 형성되는 제2 중간층(44)일 수 있고, 바람직하게는 제1 중간층(42) 및 제2 중간층(44) 둘 다 형성되며, 제1 및 2 중간층(42, 44)은 각각 단층일 수도 있고, 2층, 3층 등의 다층일 수 있다. 상기 제1 중간층(42)은 각각의 중심층(10)과 이지필 실링층(20)을 형성하는 수지 중 적어도 1 종 이상, 바람직하게는 1 내지 2 종의 수지를 포함하고, 상기 제2 중간층(44)은 각각의 중심층(10)과 표면층(30)을 형성하는 수지 중 적어도 1 종 이상, 바람직하게는 1 내지 2 종의 수지를 포함한다. 구체적으로, 상기 중간층(40)은 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌 함량이 2 중량% 이하, 바람직하게는 0.1 내지 2 중량%인 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지와 프로필렌과 탄소수 2 내지 10의 α-올레핀(예를 들면, 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센 등, α-올레핀 함량: 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%)의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지를 포함하고, 바람직하게는 상기 제1 중간층(42)은 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌 함량이 2 중량%이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지와, 프로필렌과 탄소수 2 내지 10의 α-올레핀(예를 들면, 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센 등, α-올레핀 함량: 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%)의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지를 포함하고, 상기 제2 중간층(44)은 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌 함량이 2 중량%이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지와, 에틸렌 함량이 2 중량%이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체, 프로필렌과 탄소수 2 내지 10의 α-올레핀(예를 들면, 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센 등, α-올레핀 함량: 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%)의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지를 포함한다. 예를 들면, 상기 중간층(40)은 고결정성 프로필렌 단독 중합체이거나, 50 내지 80 중량%, 바람직하게는 55 내지 70 중량%의 프로필렌 단독중합체, 10 내지 30 중량%, 바람직하게는 15 내지 25 중량%의 (ⅰ) 프로필렌, (ⅱ) 에틸렌 및 (ⅲ) 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(터폴리머, 함량: 프로필렌 85 내지 94 중량%, 바람직하게는 85 내지 90 중량%, 에틸렌 1 내지 5 중량%, 바람직하게는 2 내지 3 중량% 및 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀 5 내지 10 중량%, 바람직하게는 6 내지 8 중량%) 및 10 내지 30 중량%, 바람직하게는 15 내지 25 중량%의 프로필렌과 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(함량: α-올레핀 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%)의 혼합물일 수 있다. 상기 중간층(40)의 두께는, 필요에 따라 달라질 수 있으나, 0.1 내지 10 ㎛, 바람직하게는 0.5 내지 5 ㎛, 더욱 바람직하게는 1 내지 4 ㎛이다. 상기 중간층(40)의 두께가 상기 범위를 벗어나면, 지지층(10)과 이지필 실링층(20)의 강성 차이를 저하시키지 못하거나, 지지층(10)과 이지필 실링층(20) 및/또는 지지층(10)과 표면층(30)의 결합력이 낮아져 각 층이 박리될 수 있다. 또한, 상기 중간층(40)은 기능 및 용도에 따라, 상기 지지층(10)과 이지필 실링층(20)의 사이 및 지지층(10)과 표면층(30)의 사이 중 한 곳에만 형성될 수도 있고, 두 곳 모두에 형성될 수도 있으며, 단층 뿐만 아니라, 2층, 3층 등의 다층 구조로 형성될 수 있다. 이 경우 전체 이축연신 이지필 필름(100)은 4층, 5층, 6층, 7층 등의 다양한 층 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 따른 이지필 포장재를 응집 박리 형태로 개봉하기 위하여, 본 발명에 따른 이지필 필름의 이지필 강도는 300 내지 2,000 g/15mm, 바람직하게는 500 내지 1,800 g/15mm이다. 상기 이지필 강도가 300 g/15mm 미만인 경우, 용기와 이질필 포장재의 결합력이 약해 접착을 유지할 수 없으며, Easy Peel 강도가 2,000 g/15mm를 초과 할 경우, 이축연신 필름의 특성 상 층 박리 또는 찢김 현상이 발생 되어 불량품이 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 이축연신 이지필 필름(100)에 있어서, 상기 지지층(10), 이지필 실링층(20), 표면층(30) 및 중간층(40)은 산화방지제, 대전방지제, 활제, 안티블로킹제, 충진제, 방담제, 상용화제, 가소제 등의 첨가제를 1 종 이상 포함할 수 있으며, 상기 첨가제의 첨가량은 첨가제의 용도와 기능에 따라 달라질 수 있으나, 통상 1 내지 5 중량%의 함량으로 각 층에 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 이축연신 이지필 필름(100)은 각 수지 성분들을 적층된 필름 형태로 공압출한 후, 공압출된 필름을 이축연신 시켜 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기 이지필 실링층(20)을 형성하기 위한 수지, 상기 중간층(40)을 형성하기 위한 수지, 상기 지지층(10)을 형성하기 위한 수지 및 상기 표면층(30)을 형성하기 위한 수지를 필름 형태로 공압출하여, 상기 이지필 실링층(20), 지지층(10) 및 표면층(30)이 순차적으로 적층되고, 상기 이지필 실링층(20)과 지지층(10) 사이 및/또는 상기 지지층(10)과 표면층(30) 사이 중 적어도 하나 이상에는 중간층(40)을 적층시켜 필름 적층체를 제조할 수 있는데, 예를 들면, 상기 이지필 실링층(20), 중간층(40), 지지층(10), 중간층(40) 및 표면층(30)이 순차적으로 적층된 필름 적층체를 형성하고, 이를 연신하여 제조할 수 있다. 상기 필름 적층체는 기계 방향 및 횡 방향으로 이축연신될 수 있으며, 이축연신에 의해 수지들의 분산성이 향상된다. 본 발명에 따른 이축연신 이지필 필름(100)은 공압출에 의해 제조될 수 있으므로, 접착제의 코팅 공정 혹은 라미네이션 공정이 불필요하여, 경제적으로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 이축연신 이지필 필름(100)은 이지필 특성을 가지는 필름으로써, 강성, 수축율 등의 물성이 우수하고, 이축연신 공정으로 제조하여, 수지들의 분산성이 우수해 두께가 얇아도 이지필 특성을 구현할 수 있다. 본 발명에 따른 이축연신 이지필 필름(100)은 이지필 실링층(20), 중간층(40), 지지층(10) 및 표면층(30)을 형성하는 수지 및 두께를 적절히 하여, 필요에 따라 필(Peel) 강도를 조절함으로써, 목적하는 이축연신 이지필 필름을 제조할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 이축연신 이지필 포장재의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이축연신 이지필 필름(100)은 용도 및 필요에 따라, 이축연신 이지필 필름(100)의 표면층에 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 폴리아미드(Polyamide), 나일론(Nylon), 에틸렌 비닐 알코올(Ethylene vinyl alcohol, EVOH) 및 이들의 혼합물 등의 기재 필름(80)을 더욱 부착, 예를 들면, 라미네이션하여, 식품 및 의약품의 포장재 등의 다양한 용도에 이용될 수 있으며, 특히 식품 포장재로 유용하게 사용될 수 있다. 상기 이축연신 이지필 포장재(200)를 식품 포장재로 이용할 경우, 포장 용기(60)의 상부에 상기 이축연신 이지필 포장재(200)를 위치시키고, 포장 용기(60)의 크기에 맞추어 가장자리를 가열 압착하면, 이축연신 이지필 필름(100)의 이지필 실링층이 열 접착되어 밀봉되므로, 이축연신 이지필 포장재(200)로 포장 용기를 밀봉할 수 있다. 그 후, 밀봉된 포장 용기(60)를 개봉할 때는 상기 이축연신 이지필 포장재(200)를 잡고(예를 들어 모서리 등) 벗기듯이 제거하는데, 이축연신 이지필 필름(100)의 중간층이 상기 지지층과 이지필 실링층 및/또는 지지층과 표면층의 결합 강도를 향상시켜 각 층이 박리 되지 않고 개봉할 수 있으며, 이축연신 이지필 필름(100)의 표면층이 가지는 열 접착성으로 인하여 상기 표면층의 외부에 부착되어 있는 기재필름(80) 또한 박리되지 않아, 포장 용기(60)에 접착되어 있는 이축연신 이지필 포장재(200)를 손쉽게 제거할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1] 이축연신 이지필 필름의 제조
(i) 프로필렌-에틸렌-부텐 랜덤 공중합체 60 중량%, 저밀도 폴리에틸렌 30 중량% 및 프로필렌-부텐 공중합체 10 중량%를 포함하는 이지필 실링층 형성용 수지 조성물, (ii) 프로필렌 단독 중합체 60 중량%, 프로필렌-부텐 공중합체 20 중량% 및 프로필렌-에틸렌-부텐 랜덤 공중합체 20 중량%를 포함하는 제1 중간층 형성용 수지 조성물, (iii) 프로필렌 단독 중합체 99.5 중량% 및 대전방지제 0.5 중량%를 포함하는 지지층 형성용 수지 조성물, (iv) 프로필렌 단독 중합체 60 중량%, 프로필렌-부텐 공중합체 20 중량% 및 프로필렌-에틸렌-부텐 랜덤 공중합체 20 중량%를 포함하는 제2 중간층 형성용 수지 조성물 및 (v) 프로필렌-부텐 공중합체 9 중량%, 프로필렌-에틸렌-부텐 랜덤 공중합체 90 중량% 및 블로킹방지제 1 중량%를 포함하는 표면층 형성용 수지 조성물을 5 개의 서로 다른 압출기에 각각 주입 및 용융시키고, T-Die를 이용하여 시트 형태로 공압출하였다. 공압출된 시트를 이축연신하여(기계방향으로 5 배 연신, 횡 방향으로 9 배 연신), 이지필 실링층, 제1 중간층, 지지층, 제2 중간층 및 표면층이 순차적으로 적층된 이축연신 이지필 필름을 제조하였다. 상기 이지필 실링층, 제1 중간층, 지지층, 제2 중간층 및 표면층의 두께는 각각 3.5 ㎛, 3 ㎛, 14.2 ㎛, 2.5 ㎛ 및 1.8 ㎛였다.
상기 프로필렌-에틸렌-부텐 랜덤 공중합체에 있어서, 프로필렌, 에틸렌 및 부텐의 함량은 각각 90.5 중량%, 2.5 중량% 및 7 중량%였으며, 상기 프로필렌-부텐의 공중합체에 있어서, 상기 프로필렌 및 부텐의 함량은 각각 90 중량% 및 10 중량%였다. 또한, 상기 지지층에 포함된 대전방지제로는 Amine계 블로킹방지제을 사용하였고, 표면층에 포함된 블로킹방지제로는 GMS계 블로킹방지제를 사용하였다.
[실시예 2] 이축연신 이지필 필름의 제조
이지필 실링층의 두께를 0.8 ㎛로 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이축연신 이지필 필름을 제조하였다.
[실시예 3] 이축연신 이지필 필름의 제조
이지필 실링층의 두께를 2.5 ㎛로 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이축연신 이지필 필름을 제조하였다.
[실시예 4] 이축연신 이지필 필름의 제조
이지필 실링층의 두께를 1.5 ㎛로 형성한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이축연신 이지필 필름을 제조하였다.
[비교예 1] 이축연신 이지필 필름의 제조
중간층을 형성하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이축연신 이지필 필름을 제조하였다.
[비교예 2] 이축연신 이지필 필름의 제조
표면층의 수지 조성물이 프로필렌 단독 중합체 99 중량% 및 블로킹방지제 1 중량%인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 이축연신 이지필 필름을 제조하였다. 상기 블로킹 방지제로는 GMS계 블로킹방지제를 이용하였다.
[실험예 1] 이축연신 이지필 필름의 박리 형태 평가
상기 실시예 1, 비교예 1 및 2에서 제조된 이축연신 이지필 필름을 4 atm의 압력 및 180 ℃의 온도 조건으로 세팅된 열경사시험기(Heat Gradient, Toyoseiki 사)에서 2 초(sec) 동안 실링(sealing)하여 블록 폴리프로필렌(Block polypropylene)으로 제조된 시트(sheet, 700 ㎛)에 열접착시킨다. 다음으로, 15 mm의 폭으로 절단한 후, 인장강도 측정기(Instron, Instron 사)를 이용하여, 상기 블록 폴리프로필렌과 이축연신 이지필 필름을 박리시켜 박리형태를 확인하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
비고 실시예 1 비교예 1 비교예 2
층박리 무 유 유
이바리 무 유 유
상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1과 비교예 1을 비교해보면, 중간층이 지지층과 이지필 실링층 및/또는 지지층과 표면층의 상이한 강성을 보완해 주어 층박리가 발생하지 않고, 실시예 1과 비교예 2를 비교해보면, 표면층의 높은 열접착 강도에 따라, 다른 기재층과의 높은 접착력이 부여되어 이바리가 발생되지 않는다는 것을 알 수 있다.
[실험예 2] 이축연신 이지필 포장재의 특성 평가
상기 실시예 1 내지 4에서 제조된 이축연신 이지필 필름을 25 ㎛의 두께를 가지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름과 라미네이션 시킨 후, 식품 포장용기 실링(sealing) 장비(제조사: 지엠피)를 이용하여 폴리프로필렌 식품 포장용기에 열 접착시켜 이축연신 이지필 포장재를 제조하였다. 상기 이축연신 이지필 포장재를 용기와 함께 15 mm의 폭으로 절단하고, 인장강도 측정기(제품명: Instron, 제조사: Instron 사)를 이용하여 필(Peel) 강도를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
비 고 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 4
필 강도(g/15mm) 1,000 1,600 900 1,100
이지필층 박리형태 응집박리 응집박리 응집박리 응집박리
상기 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 4는 이지필 실링층의 두께에 따라 필 강도 및 이지필 특성이 부여되었는지의 유무를 확인할 수 있고, 1 ㎛ 미만의 두께 형성 시, 용기 표면의 거칠기에 의하여 이지필 특성이 부여되지 않을 수 있어 바람직하지 않다. 또한, 상기 실시예 1 내지 4로부터 이지필 실링층의 두께 및 조성물의 비율에 따라 필 강도를 조절할 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 필름의 형태를 유지하는 역할을 하며, 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌 함량이 2 중량% 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지를 포함하는 지지층;
    상기 지지층의 일면에 형성되며, 적어도 1 종의 폴리올레핀 수지가 다른 1 종 이상의 폴리올레핀 수지와 비상용성인 2 종 이상의 폴리올레핀 수지를 포함하며, 가열에 의해 포장용기에 접착되는 이지필 실링층;
    상기 지지층의 다른 일면에 형성되고, 기재 필름이 접착되며, 1 종 이상의 프로필렌과 1 종 이상의 탄소수 2 내지 10의 다른 α-올레핀(α-올레핀 함량: 1 내지 30 중량%)의 공중합체를 포함하는 수지를 포함하는 표면층; 및
    상기 지지층과 이지필 실링층 사이에 형성되는 제1 중간층 및/또는 상기 지지층과 표면층 사이에 형성되는 제2 중간층을 포함하는 중간층을 포함하며,
    상기 제1 중간층은 지지층 및 이지필 실링층의 수지를 각각 1 종 이상 포함하고, 상기 제2 중간층은 지지층 및 표면층의 수지를 각각 1 종 이상 포함하며,
    상기 이지필 실링층의 수지는 50 내지 75 중량%의 (ⅰ) 프로필렌, (ⅱ) 에틸렌 및 (ⅲ) 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(함량: 프로필렌 85 내지 94 중량%, 에틸렌 1 내지 5 중량% 및 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀 5 내지 10 중량%), 5 내지 15 중량%의 프로필렌과 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(함량: α-올레핀 5 내지 8 중량%) 및 20 내지 40 중량%의 폴리올레핀의 혼합물인 것인, 이축연신 이지필 필름.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 포장용기와의 이지필(Easy Peel) 강도는 300 내지 2,000 g/15mm이고, 박리 형태가 응집 박리인 것인, 이축연신 이지필 필름.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제1 및 2 중간층의 수지는 각각 독립적으로 50 내지 80 중량%의 프로필렌 단독중합체, 10 내지 30 중량%의 (ⅰ) 프로필렌, (ⅱ) 에틸렌 및 (ⅲ) 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(함량: 프로필렌 85 내지 94 중량%, 에틸렌 1 내지 5 중량% 및 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀 5 내지 10 중량%) 및 10 내지 30 중량%의 프로필렌과 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(함량: α-올레핀 1 내지 20 중량%)의 혼합물인 것인, 이축연신 이지필 필름.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 표면층의 수지는 80 내지 95 중량%의 (ⅰ) 프로필렌, (ⅱ) 에틸렌 및 (ⅲ) 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(함량: 프로필렌 85 내지 94 중량%, 에틸렌 1 내지 5 중량% 및 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀 5 내지 10 중량%) 및 5 내지 20 중량%의 프로필렌과 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(함량: α-올레핀 1 내지 30 중량%)의 혼합물인 것인, 이축연신 이지필 필름.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 지지층의 두께는 5 내지 100 ㎛이고, 상기 이지필 실링층의 두께는 1 ㎛ 이상이고, 상기 표면층의 두께는 0.1 내지 10 ㎛이며, 상기 중간층의 두께는 각각 0.1 내지 10 ㎛인 것인, 이축연신 이지필 필름.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 이지필 실링층의 수지 용융 시, 용융지수(ASTM D1238, 190 ℃, 2.16 kg)는 1 내지 50 g/10 분이고, 용융온도는 50 내지 150 ℃이며, 상기 지지층의 수지 용융지수(ASTM D1238, 230 ℃, 2.16kg)는 1 내지 10 g/10 분인 것인, 이축연신 이지필 필름.
  9. 필름의 형태를 유지하는 역할을 하며, 프로필렌 단독 중합체, 에틸렌 함량이 2 중량% 이하인 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 수지를 포함하는 지지층;
    상기 지지층의 일면에 형성되며, 적어도 1 종의 폴리올레핀 수지가 다른 1 종 이상의 폴리올레핀 수지와 비상용성인 2 종 이상의 폴리올레핀 수지를 포함하며, 가열에 의해 포장용기에 접착되는 이지필 실링층;
    상기 지지층의 다른 일면에 형성되고, 기재 필름이 접착되며, 1 종 이상의 프로필렌과 1 종 이상의 탄소수 2 내지 10의 다른 α-올레핀(α-올레핀 함량: 1 내지 30 중량%)의 공중합체를 포함하는 수지를 포함하는 표면층; 및
    상기 지지층과 이지필 실링층 사이에 형성되는 제1 중간층 및/또는 상기 지지층과 표면층 사이에 형성되는 제2 중간층을 포함하는 중간층을 포함하며,
    상기 제1 중간층은 지지층 및 이지필 실링층의 수지를 각각 1 종 이상 포함하고, 상기 제2 중간층은 지지층 및 표면층의 수지를 각각 1 종 이상 포함하며,
    상기 이지필 실링층의 수지는 50 내지 75 중량%의 (ⅰ) 프로필렌, (ⅱ) 에틸렌 및 (ⅲ) 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(함량: 프로필렌 85 내지 94 중량%, 에틸렌 1 내지 5 중량% 및 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀 5 내지 10 중량%), 5 내지 15 중량%의 프로필렌과 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀의 공중합체(함량: α-올레핀 5 내지 8 중량%) 및 20 내지 40 중량%의 폴리올레핀의 혼합물이고,
    상기 표면층에 기재 필름이 부착되어 이루어진 것인, 이축연신 이지필 포장재.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 기재 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 나일론, 에틸렌 비닐 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 이축연신 이지필 포장재.
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