KR102207972B1 - 논슬립성이 우수한 필름 조성물 및 이를 이용한 논슬립 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 논슬립성이 우수한 필름 조성물 및 이를 이용한 논슬립 필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE) 및 폴리올레핀 엘라스토머(POE)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 논슬립성이 우수함은 물론, 기타 물성 역시 우수하고, 제조단가가 증가하지 않아 상용성이 우수하다는 장점이 있다.

Description

논슬립성이 우수한 필름 조성물 및 이를 이용한 논슬립 필름{Composition for Non-slip Film and Non-slip Film}

본 발명은 논슬립성이 우수한 필름 조성물 및 이를 이용한 논슬립 필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 필름 조성물에 폴리올레핀 엘라스토머를 더 혼합함으로써, 논슬립성을 갖도록 하는 필름 조성물 및 이를 이용한 논슬립 필름에 관한 것이다.

폴리비닐, 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀 소재로 만들어진 필름은 각종 패드는 물론, 포장용지, 포장상자 등에 적용되어 사용되고 있다.

그러나 이러한 폴리올레핀 소재의 필름은 표면이 매끄러워 적층 시 미끄러짐(slipping)이 발생함으로써 적층에 어려움이 있으며, 각종 패드 등의 적용시에도 사용면과 미끄러짐이 발생하여 사용상에 어려움이 있었다.

이러한 문제를 해소하기 위하여 종래 폴리올레핀 소재의 필름 겉 표면에 특수 기능을 가지는 고분자 수지를 일정한 모양으로 도포시킴으로써, 이 인쇄 모양의 요철에 의한 마찰을 통해 논슬립성을 개선하는 방법이 사용되었다. 그러나 이러한 방법은 도포된 고분자 수지 간의 접합력으로 인해 폴리올레핀 소재의 필름을 적층시켜 운반할 경우 일시적 접합 현상이 발생하며, 폴리올레핀 소재의 필름을 장기간 방치해 둘 때 공기 중의 분진, 수분, 지푸라기 등이 도포된 고분자 수지에 들러붙어 그 위치가 지저분해지는 등의 문제가 있었다. 아울러, 그 제조단가가 상승하는 단점 역시 있었다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0103740호에 따르면 필름 자체에 미끄럼방지 기능을 부여하기 위하여 폴리아미드(나일론 6) 수지에 미세 실리카를 아미노 알킬기를 갖는 실란 커플링제로 표면 처리하여 첨가함으로써, 투명성이 우수하고 미끄럼방지 성능이 탁월한 포장물질 제조용 폴리아미드 수지 조성물이 있으나 열 수축 기능을 갖지 못하며, 경제성이 없어 상용화에 어려움이 있었다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1431807호에 따르면 별도의 미끄럼방지층을 추가로 형성하는 방법이 제안되었다. 그러나 이러한 방법은 제조단가가 상승함으로써, 경제성이 없어 상용화에 어려움이 있었다.

KR 10-0103740 B1 KR 10-1431807 B1

따라서, 본 발명의 목적은 기타 물성의 저하가 없고, 경제성이 우수하면서도 미끄럼 방지성이 개선된 논슬립성이 우수한 필름 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 필름 조성물을 이용하여 상용화가 가능한 논슬립 필름을 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 논슬립성이 우수한 필름 조성물은, 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE) 및 폴리올레핀 엘라스토머(POE)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE) 및 폴리올레핀 엘라스토머(POE)는, 상기 고밀도폴리에틸렌 100중량부에 대하여, 저밀도폴리에틸렌 60~100중량부, 선형저밀도폴리에틸렌 80~120중량부 및 폴리올레핀 엘라스토머 80~120중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

폐연마재 분말 10~20중량부를 더 포함하며, 상기 폐연마재 분말은 0.1~20㎛의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.

폴리머 셀 1~10중량부를 더 포함하되, 상기 폴리머 셀은 외피가 아크릴폴리머 소재로 이루어진 구 형상으로, 중공된 내부 공간에는 부틸가스가 충진된 채 기밀 형성되며, 1~20㎛의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 의한 논슬립 필름은, 상기한 필름 조성물로 성형되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 논슬립성이 우수한 필름 조성물 및 이를 이용한 논슬립 필름에 따르면, 논슬립성이 우수함은 물론, 기타 물성 역시 우수하고, 제조단가가 증가하지 않아 상용성이 우수하다는 장점이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 논슬립성이 우수한 필름 조성물은, 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE) 및 폴리올레핀 엘라스토머(POE)를 포함함으로써, 논슬립성을 개선하면서도 기타 물성의 저하가 없고, 경제성이 우수하다는 데 특징이 있다.

먼저, 본 발명에서 사용되는 고밀도폴리에틸렌(HDPE)은 파손에 강하여 표면에 손상이 발생하는 것을 방지하는 효과가 있으며, 높은 인열강도를 갖고 있어 외부의 높은 온도로 인해 늘어나거나 하는 성질을 방지할 수 있다. 이때, 상기 HDPE 수지의 용융지수는 5~7인 것이 바람직한데, 이는 용융지수가 5미만으로 낮으면 일정한 두께 성형이 어려우며 용융지수가 7을 초과하면 필름 형성시 성형이 어렵게 되기 때문이나, 이를 반드시 제한하는 것은 아니다.

상기 저밀도폴리에틸렌(LDPE)은 가지가 많고 결정성이 낮은 에틸렌 중합제로서 투명 또는 반투명의 고체이며 가공성, 유연성, 전기절연성, 내수성, 방습성, 내한성이 양호하면서도, 인장력이 우수하다.

그리고 상기 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)은 상술한 저밀도 폴리에틸렌과 비슷한 성질을 가지고 있지만 저밀도 폴리에틸렌보다 강도와 가공성, 광학성, 환경적응력이 우수하다는 특징이 있으며 각종 산업용 포장재, 식품 포장재, 타포린 코팅 등의 원료로 사용되고 있는 소재이다.

상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)는 폴리에틸렌(Polyethlene, PE) 중 VLDPE(Very Low Density Polyethlene)의 일종으로, 메탈로센 촉매를 사용한 에틸렌(CH2＝CH2)과 옥텐 또는 부텐의 공중합체이다. 이러한 폴리올레핀 엘라스토머는 밀도가 낮고 탄성이 높아 미끄럼 저항성을 제공한다. 또한, 폴리올레핀 엘라스토머는 플라스틱의 가공성과 고무의 탄성 특징을 동시에 지니며, 밀도와 결정성이 낮아 투명성과 질김성이 우수하다.

본 발명에서는 상기한 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE) 및 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 상호작용을 통해 필름의 논슬립성을 개선하면서도, 물성 역시 우수하도록 하는 것으로, 상기 고밀도폴리에틸렌 100중량부에 대하여, 저밀도폴리에틸렌 60~100중량부, 선형저밀도폴리에틸렌 80~120중량부 및 폴리올레핀 엘라스토머 80~120중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 이는 상기한 배합비에서 벗어나는 경우, 논슬립성이 충분히 개선되지 않음은 물론, 종래 필름에 비해 기타 물성이 저하되는 단점이 있기 때문이다.

아울러, 본 발명의 논슬립성이 우수한 필름 조성물은 상기한 성분 외, 종래 폴리올레핀 필름의 제조시 사용되는 각종 첨가제를 마스터배치(M/B)의 형태, 예시적으로 안료, UV 안정제, 난연제 등을 마스터배치로 제조하여 포함할 수 있는바, 그 추가를 제한하지 않음은 당연하다. 이때, 상기 마스터배치의 사용량은 상기 고밀도폴리에틸렌 100중량부에 대하여, 5~20중량부 정도일 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 논슬립성이 우수한 필름 조성물은, 필름의 논슬립성이 현저히 개선됨은 물론, 제조단가가 낮고 물성의 저하가 없어 상용화가 가능하다는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 논슬립성이 우수한 필름 조성물은, 폐 연마재 분말을 더 포함할 수 있다. 상기 폐 연마재 분말은 필름의 논슬립성을 개선하면서도, 강도를 개선하는 역할을 한다.

여기서, 상기 폐 연마재란 반도체, LCD, 유리 등의 표면을 평활화하기 위하여 사용되는 연마재의 폐 제품으로, 이러한 연마재는 SiO₂, AlO₂, Fe₂O₃ 등을 포함하는 무기질 분말로 이루어진다. 이러한 무기질 연마재는 사용 후 주로 매립되거나 해양에 투기하여 유료 처리하여 왔다. 따라서, 본 발명은 자원을 순환시키는 목적을 달성하고, 필름의 원가 절감을 위하여 상기 폐 연마재 분말을 사용하는 것이다. 이때, 상기 폐 연마재 분말은 그 입자 크기가 0.001~100㎛, 더욱 바람직하게는 0.1~20㎛인 것을 사용하는 것이 물성 향상에 바람직하다.

상기 폐 연마재 분말은, 상기 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 100중량부에 대하여, 폐 연마재 분말 10~20중량부로 포함됨이 바람직한바, 폐 연마재 분말이 10중량부 미만이면 논슬립성의 개선이 어렵고, 20중량부를 초과하면 과량이 되어 필름의 물성이 저하될 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 논슬립성이 우수한 필름 조성물은, 폴리머 셀을 더 포함할 수 있다. 상기 폴리머 셀은 필름의 논슬립성을 개선하면서도, 쿠션감을 부여하는 역할을 한다.

상기 폴리머 셀은 외피가 아크릴폴리머 소재로 이루어진 구 형상이고, 중공된 내부 공간에는 부틸가스가 충진된 채 기밀 형성된 것으로, 우수한 미끄럼 방지성 및 쿠션감을 갖는 것이다. 이때, 상기 폴리머셀은 그 입자 크기가 1~150㎛, 더욱 바람직하게는 1~20㎛인 것을 사용하는 것이 가장 바람직하다. 상기 폴리머셀은 시판 상품 중 어떠한 것이라도 사용 가능한 것으로, 일예로 익스펜셀(EXPANCEL, 제조사:AKZO NOBEL)(품명:EXPANCEL 091 DE 80 D30, 551 WE 20 d36, 820 SLU, 551 WU 40, 007 WUF 40, 092 DU 120, 461 DUT 40, 461 DUTX 80, 461 DET 40, 092 MB 120)을 사용할 수 있다.

상기 폴리머 셀은, 상기 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 100중량부에 대하여, 폴리머 셀 1~10중량부로 포함됨이 바람직한바, 폴리머 셀 1중량부이 미만이면 논슬립성의 개선이 어렵고, 10중량부를 초과하면 과량이 되어 필름의 물성이 저하될 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명의 논슬립성이 우수한 필름 조성물은, 조릿대 줄기의 섬유입자를 더 포함할 수 있다. 상기 조릿대 줄기의 섬유입자는 필름의 강도를 현저히 개선해준다. 상기 조릿대 줄기의 섬유입자는 잎과 마디를 제거한 조릿대를 0.01~2mm의 길이로 절단한 후, 다시 파쇄하여 1~20㎛의 입자 크기를 가지며, 줄기의 길이 방향으로 배향성을 갖는 섬유 입자로 제조하여 사용하는 정도면 족하다.

상기 조릿대 줄기의 섬유입자는 상기 고밀도폴리에틸렌(HDPE) 100중량부에 대하여, 조릿대 줄기의 섬유입자 1~10중량부로 포함됨이 바람직한바, 조릿대 줄기의 섬유입자가 1중량부 미만이면 그 효과가 미미하고, 10중량부를 초과하면 과량이 되어 필름의 물성이 저하될 수 있기 때문이다.

상기와 같이 조성된 본 발명의 논슬립성이 우수한 필름 조성물은, 논슬립성은 물론 필름의 각종 물성을 더욱 개선하면서도, 경제성이 우수하여 상용화가 가능하다는 장점이 있다.

아울러, 본 발명에 의한 논슬립 필름은 상기와 같은 필름 조성물을 준비하여 배합한 후, 이를 호퍼에 투입하여 고무롤 또는 스틸롤로 성형하고, 필요에 따라 엠보를 형성한 후, 가이드 롤러 성형하여 와인딩함으로써, 제조할 수 있는 것이다. 즉, 본 발명의 논슬립 필름은 그 조성물을 제외한 제조방법은 종래 필름의 제조방법과 동일한바, 이의 실시를 제한하지 않으며, 이에 대한 추가 설명 역시 생략한다.

본 발명에 의한 필름은 포장용 백, 포장용 상자, 각종 패드 등에 용이하게 적용할 수 있는 것으로, 그 사용분야를 제한하지 않는다.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 통해 상세히 설명한다.

(실시예 1)

고밀도폴리에틸렌(용융지수 0.5 ~ 1.0, 밀도 0.941 ~ 0.960) 100중량부, 저밀도폴리에틸렌(용융지수 0.3 ~ 0.8, 밀도 0.910 ~ 0.925) 70중량부, 선형저밀도폴리에틸렌(용융지수 0.7 ~ 1.0, 밀도 0.910 ~ 0.925) 100중량부 및 폴리올레핀 엘라스토머((주)엘지화학의 LC100) 100중량부를 포함하는 조성물을 사용하여 90㎛ 두께의 필름을 제조하였다.

(실시예 2)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 폐연마재 분말(0.1~20㎛의 입자크기) 10중량부를 더 포함하는 조성물을 사용하였다.

(실시예 3)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리머 셀(1~20㎛의 입자 크기, EXPANCEL 091 DE 80 D30) 5중량부를 더 포함하는 조성물을 사용하였다.

(비교예 1)

실시예 1과 동일하게 실시하되, 폴리올레핀 엘라스토머를 사용하지 않았다.

(시험예 1)

ASTM D 882, ASTM D 1922를 기준으로 필름의 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

구분	인장강도(kg/㎠)		신율(%)		인열강도(g/㎛)		정마찰계수
	MD	TD	MD	TD	MD	TD
실시예 1	565	515	582	685	11	15	1.2
실시예 2	581	525	571	680	12	16	1.3
실시예 3	578	516	585	687	11	15	1.45
비교예 1	486	482	452	551	9	11	0.55

상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 3은 논슬립성이 개선됨은 물론, 인장강도, 신율 및 인열강도 등의 물성 역시 개선됨을 확인할 수 있었다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (5)

1. 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 폴리올레핀 엘라스토머(POE), 폐 연마재 분말 및 폴리머 셀을 포함하고,
   상기 고밀도폴리에틸렌 100중량부에 대하여, 저밀도폴리에틸렌 60~100중량부, 선형저밀도폴리에틸렌 80~120중량부, 폴리올레핀 엘라스토머 80~120중량부, 폐연마재 분말 10~20중량부 및 폴리머 셀 1~10중량부를 포함하며,
   상기 폐연마재 분말은 0.1~20㎛의 입자 크기를 갖고,
   상기 폴리머 셀은 외피가 아크릴폴리머 소재로 이루어진 구 형상으로, 중공된 내부 공간에는 부틸가스가 충진된 채 기밀 형성되며, 1~20㎛의 입자 크기를 가지며,
   조릿대 줄기의 섬유입자 1~10중량부를 더 포함하며,
   상기 조릿대 줄기의 섬유입자는 1~20㎛의 입자 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 논슬립성이 우수한 필름 조성물.
   
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5. 제1항의 조성물로 성형되는 것을 특징으로 하는 논슬립 필름.