KR102408868B1 - 포장용 필름 및 포장봉지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필름의 중심에 물체를 두고 이를 싸서 물체의 위쪽을 비틀어 일정 시간 방치한 후에도 비틀린 상태가 유지됨으로써 취기의 확산을 억제할 수 있는 포장용 필름을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 필름은 수지 필름으로 이루어지는 포장용 필름으로서, 비틀림 유지 각도가 400도 이상인 것을 특징으로 한다.

Description

포장용 필름 및 포장봉지{Film for packaging and packaging bag}

본 발명은 취기의 확산을 억제할 수 있는 포장용 필름 및 포장봉지에 관한 것이다.

폴리에틸렌 필름으로 물체를 싼 경우 필름 자체의 보향성(취기 억제효과)이 충분하지 않아, 필름에 싼 물체가 강취성인 경우 폴리에틸렌 필름을 통과하여 냄새가 새어 나오게 된다. 한편, 폴리에스테르 필름은 보향성을 가지고 있어 취기가 필름을 통과하기 어렵다. 예를 들면 특허문헌 1의 폴리에스테르 필름과 같이 트위스트 포장을 행하여 일정 시간 방치한 후에도 어느 정도의 비틀림성을 갖는 필름이 알려져 있다.

그러나 특허문헌 1의 폴리에스테르 필름은 필름의 중심에 물체를 두고 이를 싸서 물체의 위쪽을 비틀어 일정 시간 방치한 경우 비틀림성이 불충분하기 때문에, 비틀린 부분이 약간 개구되어 필름에 싼 물체가 강취성인 경우 냄새가 새어 나오게 된다. 또한 필름으로 싸는 대상물이 비교적 큰 경우 봉지로서 제조한 필름을 사용하는 것도 생각할 수 있으나, 특허문헌 1의 폴리에스테르 필름은 융점이 높기 때문에 그대로 히트 실링함으로써 폴리에스테르 필름끼리 접착하는 것은 불가능하여, 내측에 실란트층 등을 설치할 필요가 있다.

일본국 특허공개 제2004-181653호 공보

본 발명은 필름의 중심에 물체를 두고 이를 싸서 물체의 위쪽을 비틀어 일정 시간 방치한 후에도 비틀린 상태가 유지되어서(이하, 비틀림 유지성을 갖는다고 함) 보향성(취기 억제효과)이 우수하고, 또한 고온환경 하에서의 열수축이 억제된 포장용 필름의 제공을 과제로서 들었다.

본 발명의 포장용 필름은 수지 필름으로 이루어지는 포장용 필름으로서, 명세서 중에서 정의한 방법으로 측정되는 비틀림 유지 각도(twist holding angle)가 400도 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 수지 필름은 95℃의 온탕(hot water) 중에서 10초간 열수축시켰을 때의 길이방향 및 폭방향의 열수축률이 5% 이상 20% 이하인 것이 바람직하다.

상기 수지 필름은 폴리에스테르 필름인 것이 바람직하다.

또한 상기 수지 필름은 에틸렌테레프탈레이트를 주된 구성 유닛으로 하고, 에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올 유래 유닛과 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산 유래 유닛의 합계가 폴리에스테르 전체 구성 유닛 100 몰% 중 10 몰% 이상이며, 비결정질 성분이 될 수 있는 모노머로서 네오펜틸글리콜 및/또는 1,4-시클로헥산디메탄올이 포함된 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 수지 필름은 20℃의 환경 하에서 1일 보관시킨 후의 접힘 유지 각도(fold holding angle)가 75도 이하인 것이 바람직하고, 전체 광선 투과율이 40% 이하인 것이 바람직하다.

또한 본 발명에는 상기 포장용 필름을 히트 실링에 의해 봉지로서 제조하여 이루어지는 포장봉지도 포함된다.

이에 더하여 본 발명에는 강취성 물체(strongly odorous object)를 포장하는 것을 목적으로 하는 포장봉지도 포함된다.

본 발명의 포장용 필름은 후술하는 비틀림 유지성 평가방법에 있어서 비틀림 유지 각도가 400도 이상으로 충분한 비틀림 유지성을 갖는다. 또한 본 발명의 포장용 필름은 필름 자체의 보향성(aroma retaining property)이 우수하다. 이 때문에 본 발명의 필름으로 강취성 물체를 포장한 경우에도 취기(odor)가 새어 나오지 않아 포장용 필름으로서 유용하다. 이에 더하여 본 발명의 포장용 필름은 히트 실링성을 갖기 때문에, 필름으로 싸는 대상물이 비교적 큰 경우에는 필름을 히트 실링함으로써 필름 자체를 봉지로서 제조하여 사용하는 것도 가능하다.

도 1은 필름의 접힘 유지 각도의 측정방법을 나타낸 도면이다.

본 발명의 포장용 필름(이하, 간단히 필름이라 하는 경우가 있음)은 수지 필름으로 이루어진다. 수지 필름을 형성하는 수지 조성물에 사용되는 수지로서는 폴리에스테르 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 폴리아미드 수지 중 1종 이상이 포함되어 있는 것이 바람직하고, 필름으로부터 냄새가 새어 나오는 것을 억제하는 관점에서는 폴리에스테르 수지가 포함되어 있는 것이 보다 바람직하며, 상기 수지 조성물이 폴리에스테르 수지로 이루어지는(필름이 폴리에스테르 필름인) 것이 더욱 바람직하다.

상기 폴리에스테르 수지는 에틸렌테레프탈레이트 유닛을 주된 구성 성분으로 하는 것이 바람직하다. 「주된」이라는 것은, 폴리에스테르의 전체 구성 유닛을 100 몰%로 하여 에틸렌테레프탈레이트 유닛을 50 몰% 초과하여 포함하는 것을 의미한다. 에틸렌테레프탈레이트 유닛은 보다 바람직하게는 55 몰% 이상이며, 더욱 바람직하게는 60 몰% 이상이다.

폴리에스테르 수지는 에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올 유래 유닛 및/또는 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산 유래 유닛이 포함되어 있는 것이 바람직하다.

에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올로서는 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 2-메틸-1,5-펜탄디올, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올 등의 지방족 디올；1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로헥산디에탄올 등의 지환식 디올；트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨 등의 지방족 다가 알코올；등을 들 수 있다.

또한 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산으로서는 예를 들면 이소프탈산, 나프탈렌-1,4- 또는 -2,6-디카르복실산, 5-나트륨설포이소프탈산, 4,4'-디페닐디카르복실산, 디페닐설포디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산；글루타르산, 아디프산, 세바스산, 아젤라산, 옥살산, 숙신산 등이나, 통상 다이머산으로 칭해지는 지방족 디카르복실산；트리멜리트산, 피로멜리트산 및 그들의 산 무수물 등의 방향족 다가 카르복실산；등을 들 수 있다.

에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올 유래 유닛 및 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산 유래 유닛의 합계량이 상기 전체 구성 유닛 100 몰% 중 10 몰% 이상인 것이 바람직하고, 13 몰% 이상인 것이 보다 바람직하다. 에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올 유래 유닛 및/또는 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산 유래 유닛은 비결정질 성분이 될 수 있다. 본 발명에 있어서는 비틀림 유지성을 높이는 관점에서 폴리에스테르의 구성 유닛 중에 비결정 유닛이 포함되는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 다가 알코올로서 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올이 사용되는 것이 바람직하고, 네오펜틸글리콜 및/또는 1,4-시클로헥산디메탄올이 사용되는 것이 보다 바람직하다. 또한 본 발명에 있어서는 폴리에스테르의 구성 유닛 중에 비결정 유닛이 포함되도록 다가 카르복실산으로서 이소프탈산이 사용되는 것이 바람직하다.

또한 에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올 유래 유닛 및 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산 유래 유닛의 합계량이 상기 전체 구성 유닛 100 몰% 중 30 몰% 이하인 것이 바람직하고, 27 몰% 이하인 것이 보다 바람직하다. 에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올 유래 유닛 및 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산 유래 유닛의 합계량이 30 몰%를 초과하면, 얻어지는 필름의 내충격성이 불충분해질 우려와 필름의 내파괴성이 저하될 우려가 있다.

본 발명의 필름을 형성하는 수지 중에는 필요에 따라 각종 첨가제, 예를 들면 왁스류, 산화방지제, 대전방지제, 결정핵제, 감점제, 열안정제, 착색용 안료, 착색방지제, 자외선흡수제 등을 첨가하는 것이 가능하다. 또한 필름의 작업성(미끄럼성)을 양호하게 하는 윤활제로서의 미립자를 첨가하는 것이 바람직하다. 미립자로서는 임의의 것을 선택하는 것이 가능하나, 예를 들면 무기계 미립자로서는 실리카, 알루미나, 이산화티탄, 탄산칼슘, 카올린, 황산바륨 등, 유기계 미립자로서는 예를 들면 아크릴계 수지 입자, 멜라민 수지 입자, 실리콘 수지 입자, 가교 폴리스티렌 입자 등을 들 수 있다. 미립자의 평균 입경은 0.05~3.0 ㎛의 범위 내(쿨터 카운터로 측정한 경우)에서 필요에 따라 적절히 선택하는 것이 가능하다. 폴리에스테르 필름을 형성하는 수지 중에 상기 미립자를 배합하는 방법도 상기와 동일한 방법을 채용할 수 있다.

본 발명의 필름을 형성하는 수지 중에 상기 미립자를 배합하는 방법으로서는, 예를 들면 폴리에스테르계 수지를 제조하는 임의의 단계에 있어서 첨가하는 것이 가능하나, 에스테르화 단계 또는 에스테르 교환 반응 종료 후, 중축합 반응 개시 전 단계에서 에틸렌글리콜 등에 분산시킨 슬러리로서 첨가하여 중축합 반응을 진행하는 것이 바람직하다. 또한 벤트 부착 혼련 압출기를 사용하여 에틸렌글리콜 또는 물 등에 분산시킨 입자의 슬러리와 폴리에스테르계 수지 원료를 블렌드하는 방법, 또는 혼련 압출기를 사용하여 건조시킨 입자와 폴리에스테르계 수지 원료를 블렌드하는 방법 등에 의해 행하는 것도 바람직하다.

본 발명의 필름은 비틀림 유지 각도는 400도 이상이며, 바람직하게는 410도 이상, 보다 바람직하게는 420도 이상이다. 비틀림 유지 각도가 400도 미만이면 필름으로 강취성 물체를 포장한 경우에 비틀린 부분으로부터 냄새가 새어 나올 우려가 있다. 비틀림 유지 각도란, 필름을 가로세로 30 ㎝×30 ㎝로 잘라내어 중심에 직경 6.6 ㎝의 테니스공을 두고 이를 싸서 테니스공을 1.5회(540도) 비틀어(트위스트 포장을 행하여) 23℃, 50%RH의 환경 하에서 1시간 방치한 후에 측정된 비틀림 각도를 말한다.

본 발명의 필름은 20℃의 환경 하에서 1일 보관시킨 후의 접힘 유지 각도(이하, 접힘 유지 각도라 함)가 20도 이상 75도 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 55도 이하, 더욱 바람직하게는 50도 이하, 더욱 보다 바람직하게는 45도 이하, 특히 바람직하게는 40도 이하, 가장 바람직하게는 35도 이하이다. 75도 이하면 필름을 접은 경우에도 접은 상태 그대로 유지 가능하기 때문에(이하, 데드 홀드성이라 함), 필름을 접음으로써 접힌 부분으로부터 냄새가 새어 나오는 것을 억제하는 것도 가능하다. 또한 필름을 비틀고 또한 접음으로써 냄새가 새어 나오는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다. 접힘 유지 각도의 측정방법에 대해서는 후술한다.

본 발명의 필름의 두께는 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하가 바람직하다. 필름의 두께가 얇을수록 비틀림 유지 각도는 커지지만, 10 ㎛보다 얇으면 가공이 곤란해질 우려가 있고, 필름의 보향성이 저하되어 필름에 싼 물체의 취기가 새어 나오기 쉬워진다. 필름의 두께가 50 ㎛보다 두꺼우면 필름의 비틀림 유지 각도가 저하되어 버릴 우려와 히트 실링성이 저하될 우려가 있다. 필름의 두께가 얇을수록 비틀림 유지 각도가 작아지는 경향이 있기 때문에 보다 바람직하게는 45 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 40 ㎛ 이하이다. 또한 필름의 두께는 보다 바람직하게는 11 ㎛ 이상이고, 더욱 바람직하게는 12 ㎛ 이상이며, 가장 바람직하게는 15 ㎛ 이상이다.

본 발명의 필름은 열수축률이 큰 필름이어도 되고 작은 필름이어도 되므로 용도에 맞춰 적절히 구분해서 사용하면 되나, 95℃의 온탕 중에서 무하중 상태로 10초간에 걸쳐 처리했을 때, 수축 전후의 길이로부터 아래의 식에 의해 산출한 필름 길이방향(주 수축방향)의 열수축률이 5% 이상 20% 이하인 것이 바람직하고, 8% 이상 16% 이하인 것이 보다 바람직하며, 10% 이상 14% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한 필름 폭방향의 열수축률이 5% 이상 20% 이하인 것이 바람직하고, 8% 이상 16% 이하인 것이 보다 바람직하며, 10% 이상 14% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 필름에 있어서 길이방향(세로방향) 및 폭방향(가로방향)의 열수축률이 상기 범위 내면, 필름을 고온환경 하에 두었다고 하더라도 필름이 거의 수축되지 않기 때문에 필름으로의 인쇄와 같은 필름이 고온이 되는 작업을 행하는 것이 가능하다. 열수축률의 구체적인 측정방법에 대해서는 후술한다.

열수축률={(수축 전 길이-수축 후 길이)/수축 전 길이}×100(%)

본 발명의 필름은 투명타입의 필름인 경우, 전체 광선 투과율이 90% 이상인 것이 바람직하다. 전체 광선 투과율이 90%보다 작아지면 투명성이 저하되기 때문에 투명성이 요구되는 용도에서의 사용이 제한되는 경우가 있다.

전체 광선 투과율은 아래의 측정방법으로 측정된다. 얻어진 연신 필름의 상이한 3개소에 대해서, JIS K 7136에 준한 방법으로 헤이즈미터(닛폰 덴쇼쿠 공업 주식회사 제조 「NDH2000」)를 사용하여 전체 광선 투과율을 측정하고, 그들의 평균값을 연신 필름의 전체 광선 투과율로 한다.

한편, 사용한 기저귀나 오물의 폐기 등의 용도에서는 반투명이나 불투명한 필름의 요망도 있어, 예를 들면 백색이나 진주 광택이 나는 외관, 젖빛 유리 같은 외관의 필름이어도 된다. 이와 같은 필름의 경우는 전체 광선 투과율이 40% 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30% 이하이다. 필름의 은폐성을 향상시키기 위해서 필름 내부에 미세한 공동(fine cavities)을 함유시키는 것이 바람직하다. 예를 들면 발포재 등을 혼합하여 압출해도 되나, 바람직한 방법으로서는 폴리에스테르 중에 폴리에스테르와는 비상용인 열가소성 수지를 혼합하여 적어도 1축방향으로 연신함으로써 공동을 얻는 것을 들 수 있다. 본 발명에 사용되는 폴리에스테르에 비상용인 열가소성 수지는 임의이며, 폴리에스테르에 비상용성인 것이라면 특별히 제한되는 것은 아니다. 구체적으로는 폴리스티렌계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리설폰계 수지, 셀룰로오스계 수지 등을 들 수 있다. 특히 공동의 형성성으로부터 폴리스티렌계 수지 또는 폴리메틸펜텐계 수지, 폴리프로필렌계 수지 등의 폴리올레핀계 수지가 바람직하다.

폴리스티렌계 수지란 폴리스티렌 구조를 기본 구성요소로서 포함하는 열가소성 수지를 가리키고, 어택틱 폴리스티렌, 신디오택틱 폴리스티렌, 아이소택틱 폴리스티렌 등의 호모폴리머 외에, 그 밖의 성분을 그래프트 또는 블록 공중합한 개질 수지, 예를 들면 내충격성 폴리스티렌 수지나 변성 폴리페닐렌에테르 수지 등, 더 나아가서는 이들 폴리스티렌계 수지와 상용성을 갖는 열가소성 수지, 예를 들면 폴리페닐렌에테르와의 혼합물을 포함한다.

폴리메틸펜텐계 수지란 80 몰% 이상, 바람직하게는 90 몰% 이상이 4-메틸펜텐-1로부터 유도되는 단위를 갖는 폴리머로, 다른 성분으로서는 에틸렌, 프로필렌, 부텐-1,3-메틸부텐-1 등으로부터 유도되는 단위가 예시된다. 이러한 폴리메틸펜텐의 멜트 플로우 레이트는 200 g/10분 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 30 g/10분 이하이다. 이는 멜트 플로우 레이트가 200 g/10분을 초과하는 경우에는 필름의 저비중화 효과를 얻기 어려워지기 때문이다.

폴리에스테르에 비상용인 열가소성 수지로서의 폴리프로필렌계 수지는 어택틱 폴리스티렌, 신디오택틱 폴리스티렌 등의 호모폴리머 외에, 그 밖의 성분을 그래프트 또는 블록 공중합한 개질 수지도 포함된다.

폴리에스테르에 비상용성인 열가소성 수지는 폴리에스테르 중에 구형상 또는 타원구 형상, 또는 실 형상 등 여러 가지 형상으로 분산된 형태를 취하여 존재한다. 상기 폴리에스테르와 그 폴리에스테르에 비상용인 열가소성 수지의 혼합물에는 상기한 바와 같이 필요에 따라 각종 첨가제 등을 첨가하는 것이 가능하다. 또한 필름의 작업성(미끄럼성)을 양호하게 하는 윤활제로서의 미립자와, 전체 광선 투과율을 저하시키는(헤이즈를 크게 하는) 은폐 보조제로서의 미립자를 첨가하는 것이 바람직하다. 미립자로서는 임의의 것을 선택하는 것이 가능하나, 예를 들면 상기한 무기계 미립자나 상기한 유기계 미립자 등을 들 수 있다. 미립자의 평균 입경은 0.05~3.0 ㎛의 범위 내(쿨터 카운터로 측정한 경우)에서 필요에 따라 적절히 선택하는 것이 가능하다. 폴리에스테르 필름을 형성하는 수지 중에 상기 미립자를 배합하는 방법도 상기와 동일한 방법을 채용할 수 있다.

본 발명의 필름은 투명타입의 필름인 경우, 밀도가 1.29 g/㎤ 이상 1.33 g/㎤ 이하인 것이 바람직하다. 밀도가 1.33 g/㎤를 초과하면 데드 홀드성이 나쁜 필름이 되거나 두께 편차가 큰 필름이 될 우려가 있다.

한편, 본 발명의 필름이 내부에 공동을 갖고 반투명이나 불투명한 필름인 경우에는 밀도가 0.95 g/㎤ 이상 1.25 g/㎤ 이하인 것이 바람직하다. 밀도가 1.25 g/㎤를 초과하면 데드 홀드성이 나쁜 필름이 되거나 두께 편차가 큰 필름이 될 우려가 있다. 밀도가 0.95 g/㎤보다 작으면 공동의 수가 증가하여 필름의 강도가 저하될 우려가 있어 그다지 바람직하지 않다.

밀도는 아래의 측정방법으로 측정된다. 관 중에 연속적인 밀도구배를 갖는 액체(질산칼슘 수용액)가 든 밀도구배관을 사용하여 시료를 그 액체 중에 24시간 넣은 후에, 액체 중에서 정지한(static) 평형 위치로부터 그 시료의 밀도를 읽어냄으로써 측정한다.

본 발명의 필름은 상기한 폴리에스테르 원료를 압출기에 의해 용융 압출하여 미연신 필름을 형성하고, 그 미연신 필름을 아래에 나타내는 소정의 방법에 의해 일축연신 또는 이축연신함으로써 얻을 수 있다. 또한 폴리에스테르는 상기한 적합한 디카르복실산 성분과 다가 알코올 성분을 공지의 방법으로 중축합시킴으로써 얻을 수 있다. 또한 칩 형상의 폴리에스테르를 2종 이상 혼합하여 필름의 원료로서 사용하는 것도 가능하다.

원료 수지를 용융 압출할 때는 폴리에스테르 원료를 호퍼 드라이어, 패들 드라이어 등의 건조기, 또는 진공 건조기를 사용하여 건조시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 폴리에스테르 원료를 건조시킨 후에 압출기를 이용하여 200℃~300℃의 온도에서 용융하여 필름 형상으로 압출한다. 압출할 때는 T 다이법, 튜블러법 등 기존의 임의의 방법을 채용할 수 있다.

그리고 압출 후 시트 형상의 용융 수지를 급랭시킴으로써 미연신 필름을 얻을 수 있다. 또한 용융 수지를 급랭시키는 방법으로서는 용융 수지를 구금으로부터 회전 드럼 상에 캐스팅하여 급랭 고체화함으로써 실질적으로 미배향의 수지 시트를 얻는 방법을 적합하게 채용할 수 있다. 바람직한 제조방법은 다음과 같다.

본 발명의 목적의 달성에는 필름의 주 수축방향은 필름 세로(길이)방향, 가로(폭)방향 중 어느 쪽이어도 상관없고, 가로세로 균형 수축타입이어도 상관없다. 아래에서는 처음에 횡연신, 다음으로 종연신을 실시하는 횡연신-종연신법에 대해서 설명하나, 순번을 거꾸로 하는 종연신-횡연신이더라도 주 수축방향이 바뀔 뿐이기 때문에 상관없다.

먼저 가로방향의 연신을 행한다. 가로방향의 연신은 텐터(제1 텐터) 내에서 필름 폭방향의 양단 가장자리를 클립으로 파지한 상태로 65℃~85℃에서 3.5~5배 정도 행하는 것이 바람직하다. 가로방향의 연신을 행하기 전에는 예비가열을 행하여 두는 것이 바람직하고, 예비가열은 필름 표면 온도가 70℃~100℃가 될 때까지 행하면 된다.

횡연신 후에는 필름을 적극적인 가열조작을 실행하지 않는 중간 구역을 통과시키는 것이 바람직하다. 제1 텐터의 횡연신 구역과 중간열처리 구역에서 온도 차가 있는 경우, 중간열처리 구역의 열(열풍 자체나 복사열)이 횡연신 공정에 흘러들어가 횡연신 구역의 온도가 불안정해지기 때문에 필름 품질이 불안정해지는 경우가 있어, 횡연신 후에 중간열처리 전의 필름을 소정 시간을 들여 중간 구역을 통과시킨 후에 중간열처리를 실시하는 것이 바람직하다. 이 중간 구역에 있어서는 필름을 통과시키지 않은 상태로 긴 직사각형상의 종잇조각을 늘어뜨렸을 때 그 종잇조각이 거의 완전히 연직방향으로 아래로 드리워지도록, 필름의 주행에 수반되는 수반류(accompanying flow), 횡연신 구역과 중간열처리 구역으로부터의 열풍을 차단하면 안정된 품질의 필름이 얻어진다. 중간 구역의 통과시간은 1초~5초 정도면 충분하다. 1초보다 짧으면 중간 구역의 길이가 불충분해져 열의 차단효과가 부족하다. 또한 중간 구역은 긴 편이 바람직하나, 너무 길면 설비가 커져 버리기 때문에 5초 정도면 충분하다.

중간 구역 통과 후에는 종연신 전의 중간열처리를 행해도 되고 행하지 않아도 된다. 그러나 횡연신 후의 중간열처리 온도를 높게 하면, 접힘성에 기여하는 분자배향이 완화되어 결정화가 진행되기 때문에 접힘성은 약간 나빠진다. 또한 두께 편차도 커진다. 이 관점에서 중간열처리는 140℃ 이하에서 행하는 것이 바람직하다. 또한 중간열처리 구역의 통과시간은 20초 이하가 바람직하다. 중간열처리 구역은 긴 편이 바람직하나 20초 정도면 충분하다. 이로써 가로 일축연신 필름이 얻어진다.

본 발명에서는 계속해서 종연신을 행해도 되고 행하지 않아도 되나, 행하는 편이 필름의 인장파괴강도가 향상되기 때문에 바람직하다. 따라서 가로 일축연신 필름을 복수의 롤군을 연속적으로 배치한 종연신기에 도입하면 된다. 종연신 시에는 예열 롤로 필름 온도가 65℃~110℃가 될 때까지 예비가열하는 것이 바람직하다. 필름 온도가 65℃보다 낮으면 세로방향으로 연신할 때 연신하기 어려워져(즉, 파단이 발생기기 쉬워져) 바람직하지 않다. 또한 필름 온도가 110℃보다 높으면 롤에 필름이 점착하기 쉬워져 연속 생산에 의한 롤의 오염이 빨라져 바람직하지 않다.

필름의 온도가 상기 범위가 되면 종연신을 행한다. 종연신 배율은 주 수축방향을 세로방향으로 하는지, 가로방향으로 하는지에 따라 상이하다. 인장파괴강도를 향상시키는 관점에서 주 수축방향을 세로방향으로 하는 경우는 종연신 배율을 2~5배로 하면 된다. 한편, 인장파괴강도를 향상시키는 관점에서 주 수축방향을 가로방향으로 하는 경우는 종연신 배율을 1.2~1.8배로 하면 된다.

종연신 후에는 일단 필름을 냉각하는 것이 바람직하고, 최종열처리를 행하기 전에 표면 온도가 20℃~40℃인 냉각 롤로 냉각하는 것이 바람직하다. 종연신 후에 급랭시킴으로써 필름의 분자배향이 안정화되고, 제품이 된 후의 필름의 자연 수축률이 작아지기 때문에 바람직하다.

다음으로 종연신 및 냉각 후의 필름을 열처리(릴랙스 처리)를 위한 제2 텐터로 도입하여 열처리(릴랙스 처리)를 행한다. 릴랙스 처리는 필름 폭방향의 양단 가장자리를 클립으로 파지한 상태에서 릴랙스율 0%~30%로 필름을 느슨하게 하는 공정이다. 릴랙스율에 의해 폭방향의 수축률을 변화시킬 수 있다. 릴랙스율을 높게 하면 세로방향의 수축률에는 그다지 변화는 확인되지 않으나, 폭방향의 수축률은 낮아진다. 릴랙스율은 0%가 하한이고, 또한 상한은 99%이나, 릴랙스율이 높으면 필름 제품 폭이 좁아진다는 단점도 있기 때문에 바람직하지 않다. 따라서 릴랙스율의 상한은 30% 정도가 적합하다.

데드 홀드성을 극도로 손상시키지 않는 범위에서 연신 후에 열처리를 행하여 필름의 열수축률을 작게 해두는 것이 바람직하다. 구체적으로는 열처리(릴랙스 처리) 온도는 65℃~150℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 65℃~140℃이다. 열처리 온도가 65℃보다 낮으면 열처리하는 의미가 없다. 한편, 열처리 온도가 150℃보다 높으면 필름이 결정화되어 버려 투명타입의 필름인 경우 밀도가 1.33 g/㎤를 초과하여 커지기 쉬워, 데드 홀드성이 나쁜 필름이 되거나 두께 편차가 큰 필름이 될 우려가 있다. 고온환경 하에서의 필름의 열수축을 억제하는 관점에서는 열처리(릴랙스 처리) 온도는 100℃~140℃에서 행하는 것이 보다 바람직하고, 120℃~140℃에서 행하는 것이 더욱 바람직하다.

그 후에는 필름 양단부를 재단 제거하면서 감으면 본 발명에 사용되는 폴리에스테르 필름의 필름 롤이 얻어진다.

(적층 필름)

본 발명의 필름은 단층 필름에 한정되는 것은 아니고, 비틀림 유지 각도가 400도 이상이면 복수의 수지 필름을 적층한 적층 필름이어도 된다. 적층하는 수지 필름은 동일한 수지 필름이어도 되고 상이한 수지 필름이어도 된다.

(용도)

본 발명의 필름은 물체의 포장에 사용할 수 있고, 특히 사용한 기저귀, 인축의 오물, 구토물, 김치, 소금물에 절여 말린 갈고등어(kusaya) 등의 강취성 물체의 포장에 사용할 수 있다. 필름의 중앙부에 강취성 물체를 두고, 물체 전체가 필름으로 싸진 상태가 되도록 필름을 비트는 것만으로 냄새가 주위에 확산되는 것을 억제할 수 있다. 또한 비틀림 유지성을 갖는 본 발명의 필름은 접거나 묶는 것도 가능하기 때문에, 필름을 비트는 이외의 방법으로도 강취성 물체의 냄새가 주위에 확산되는 것을 억제하는 것이 가능하다.

또한 본 발명의 필름을 히트 실링에 의해 봉지로서 제조한 포장봉지를 사용하여 상기 강취성 물체를 포장하는 것도 가능하다. 이에 더하여, 복수 장의 상기 포장봉지와 기저귀를 세트로 한 기저귀 세트로 하는 것도 가능하다.

본 출원은 2014년 12월 2일에 출원된 일본국 특허출원 제2014-243693호 및 2015년 5월 21일에 출원된 일본국 특허출원 제2015-103393호에 기초한 우선권의 이익을 주장하는 것이다. 일본국 특허출원 제2014-243693호 및 일본국 특허출원 제2015-103393호의 명세서의 전체 내용이 본 출원에 참고를 위해 원용된다.

실시예

아래에 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니고, 전·후기의 취지에 적합한 범위에서 적절하게 변경하여 실시하는 것도 가능하며, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

각 실시예, 비교예에서 얻어진 필름에 대한 물성 측정방법은 아래와 같다.

(비틀림성)

필름을 가로세로 30 ㎝×30 ㎝로 잘라내어 중심에 직경 6.6 ㎝의 테니스공을 두고, 비틀기 전에 비틀리는 부분에 이쑤시개를 시판의 셀로판 테이프로 가볍게 고정시킨 후, 테니스공을 싸서 이를 시계방향으로 1.5회(540도) 비틀었다(트위스트 포장을 행하였다). 23℃, 50%RH의 환경 하에서 1시간 방치한 후에 비틀기 전의 상태를 기준으로 이쑤시개가 시계방향으로 회전한 각도를 측정하여 비틀림 각도(비틀림 유지 각도)로 하였다.

상기 트위스트 포장을 3회 행하여 비틀림 유지 각도를 측정하고, 그 평균값을 산출하여 아래 기준으로 평가하였다.

○：비틀림 유지 각도가 400도 이상

×：비틀림 유지 각도가 400도 미만

(보향성 평가)

필름을 사용하여 봉지의 안치수가 50 ㎜×50 ㎜가 되도록 필름 내층면끼리 히트 실링(삼방향 실링)하여 봉지를 제작하였다. 그 봉지 속에 아래에 나타내는 시험용 각 향료 0.2 ㏄를 함침시킨 탈지면을 삽입하고 밀폐 포장하였다. 이어서 이 봉지를 100 ㎖ 유리병에 넣고 뚜껑을 덮어 밀폐하였다. 이 유리병을 25℃의 상온 조건 하에 방치하고, 1시간 후에 뚜껑을 열어 유리병 속의 취기 관능시험을 행하였다. 취기 관능시험은 동일 패널 5명에 의해 향료의 향기 감지 유무에 대해서 아래 3단계의 관능평가를 행하였다.

○：향기의 감지 없음

△：약간 향기를 감지

×：향기를 감지

향료로서는 고바야시 향료 주식회사 제조의 스트로베리 에센스, 오렌지 에센스, 애플 에센스 및 바닐라 에센스 4종류의 에센스를 사용하여 각각에 대해서 보향성(취기 억제효과)을 평가하였다.

(접힘 유지 각도(데드 홀드성))

20℃, 50%RH 환경의 항온실에서 필름을 24시간 방치한다. 그 후 바로 필름을 20℃, 65%RH 환경에서 10 ㎝×10 ㎝의 정사각형으로 재단하여 가볍게 둘로 접고, 추가로 가볍게 둘로 접어(5 ㎝×5 ㎝의 정사각형이 포개진 상태로 하여), 테스트 실러로 0.5 ㎏의 하중을 1초간 가하였다. 그리고 도 1에 나타내는 바와 같이, 샘플(1)의 네 모퉁이가 유리판(2)에 접하거나 또는 유리판(2) 근방에 위치(접은 금의 정점(넷으로 접기 전의 샘플(1)의 중앙부)이 유리판(2)으로부터 떨어진 곳에 위치)하도록 넷으로 접은 샘플(1)을 유리판(2) 상에 두고, 1분 경과 후에 접힌 필름이 벌어진 각도(3)(완전히 접힌 상태를 0도로 하였음)를 측정하여 접힘 유지 각도를 구하였다. 또한 필름 세로방향, 가로방향 양쪽의 접힘 유지 각도를 측정하여 각도가 큰 쪽의 값을 접힘 유지 각도로 하였다. 또한 접힘 유지 각도의 측정에 있어서는 필름 세로방향과 가로방향이 불명료한 필름 샘플의 경우, 일방향을 임시로 세로방향으로 정하고, 상기 임시 세로방향과 직교하는 방향을 임시 가로방향으로 하였다.

(열수축률)

필름을 10 ㎝×10 ㎝의 정사각형으로 재단하여 95℃±0.5℃의 온탕 중에 무하중 상태로 10초간 침지하여 열수축시킨 후, 25℃±0.5℃의 수중에 10초간 침지하고, 수중으로부터 꺼내 필름의 세로 및 가로방향의 치수를 측정하여, 하기 식(I)에 따라 각각 열수축률을 구하였다.

열수축률={(수축 전 길이-수축 후 길이)/수축 전 길이}×100(%)　…식(I)

(폴리에스테르 필름 No.1의 제막)

폴리에스테르 A~D는 아래의 표 1에 기재된 산 성분과 다가 알코올 성분을 공지의 방법으로 반응시켜서 얻어진 폴리에스테르이며, 폴리에스테르 D에 함유되어 있는 윤활제는 후지 실리시아 주식회사 제조 사일리시아(등록상표) 266이다. 상기 폴리에스테르 A~D를 사용하여 폴리에스테르 필름 No.1을 제작하였다. 아래에 필름의 제막방법에 대해 기재한다.

상기 폴리에스테르 A~D를 질량비 5：66：24：5로 혼합하여 압출기에 투입하였다. 그러고 나서 그 혼합 수지를 280℃에서 용융시켜서 T 다이로부터 압출하고, 표면 온도 30℃로 냉각된 회전하는 금속 롤에 감아 급랭시킴으로써 두께 240 ㎛의 미연신 필름을 얻었다. 이때의 미연신 필름의 인취속도(take-off speed)(금속 롤의 회전속도)는 약 20 m/min였다. 그러고 나서 그 미연신 필름을 횡연신 구역, 중간 구역, 중간열처리 구역을 연속적으로 설치한 텐터(제1 텐터)에 도입하였다. 또한 중간 구역에 있어서는 필름을 통과시키지 않은 상태로 긴 직사각형상의 종잇조각을 늘어뜨렸을 때 그 종잇조각이 거의 완전히 연직방향으로 아래로 드리워지도록, 횡연신 구역으로부터의 열풍 및 중간열처리 구역으로부터의 열풍이 차단되어 있다.

그리고 텐터에 도입된 미연신 필름을 필름 온도가 80℃가 될 때까지 예비가열한 후 횡연신 구역에서 가로방향으로 70℃에서 4배로 연신하고, 중간 구역을 통과시킨 후에(통과시간=약 1.2초), 중간열처리 구역으로 도입하여 80℃의 온도에서 8초간에 걸쳐 열처리함으로써 두께 36 ㎛의 가로 일축연신 필름을 얻었다.

추가로 그 횡연신한 필름을 복수의 롤군을 연속적으로 배치한 종연신기에 도입하여, 예열 롤 상에서 필름 온도가 70℃가 될 때까지 예비가열한 후에 3배로 연신하였다. 그러고 나서 종연신한 필름을 표면 온도 25℃로 설정된 냉각 롤에 의해 강제적으로 냉각하였다.

그리고, 냉각 후의 필름을 텐터(제2 텐터)로 도입하여, 제2 텐터 내에서 140℃의 분위기 하에서 10초간에 걸쳐 열처리한 후에 냉각하고 양쪽 가장자리부를 재단 제거함으로써, 두께가 약 20 ㎛인 이축연신 필름을 소정의 길이에 걸쳐 연속적으로 제막하여 폴리에스테르 필름 No.1(이하, 필름 No.1이라 함)을 얻었다.

필름 No.1을 형성하는 수지 조성물은 폴리에스테르 수지로 이루어진다. 또한 필름 No.1에 있어서 에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올 유래 유닛 및 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산 유래 유닛의 합계량이 전체 구성 유닛 100 몰% 중 20%이며, 네오펜틸글리콜 및 디에틸렌글리콜이 포함되어 있기 때문에 필름 No.1에는 비결정질 성분이 포함되어 있다. 또한 필름 No.1의 밀도는 1.32 g/㎤이다.

(폴리에스테르 필름 No.2의 제막)

상기 필름 No.1의 제막에 있어서, 용융 압출 시에 있어서 용융 수지의 토출량을 변경한 것 이외에는 거의 필름 No.1과 동일하게 하여 두께 30 ㎛의 폴리에스테르 필름 No.2를 얻었다.

필름 No.2를 형성하는 수지 조성물은 폴리에스테르 수지로 이루어진다. 또한 필름 No.2에 있어서 에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올 유래 유닛 및 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산 유래 유닛의 합계량이 전체 구성 유닛 100 몰% 중 20%이며, 네오펜틸글리콜 및 디에틸렌글리콜이 포함되어 있기 때문에 필름 No.2에는 비결정질 성분이 포함되어 있다. 또한 필름 No.2의 밀도는 1.32 g/㎤이다.

(폴리에스테르 필름 No.3의 제막)

상기 필름 No.1의 제막에 있어서 제2 텐터 내에서 90℃의 분위기 하에서 10초간에 걸쳐 열처리한 것 이외에는 필름 No.1과 동일하게 하여 두께 20 ㎛의 폴리에스테르 필름 No.3를 얻었다.

필름 No.3를 형성하는 수지 조성물은 폴리에스테르 수지로 이루어진다. 또한 필름 No.3에 있어서 에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올 유래 유닛 및 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산 유래 유닛의 합계량이 전체 구성 유닛 100 몰% 중 20%이며, 네오펜틸글리콜 및 디에틸렌글리콜이 포함되어 있기 때문에 필름 No.3에는 비결정질 성분이 포함되어 있다. 또한 필름 No.3의 밀도는 1.32 g/㎤이다.

(폴리에스테르 필름 No.4의 제막)

상기 필름 No.3의 제막에 있어서, 용융 압출 시에 있어서 용융 수지의 토출량을 변경한 것 이외에는 거의 필름 No.3와 동일하게 하여 두께 12 ㎛의 폴리에스테르 필름 No.4를 얻었다.

필름 No.4를 형성하는 수지 조성물은 폴리에스테르 수지로 이루어진다. 또한 필름 No.4에 있어서 에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올 유래 유닛 및 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산 유래 유닛의 합계량이 전체 구성 유닛 100 몰% 중 20%이며, 네오펜틸글리콜 및 디에틸렌글리콜이 포함되어 있기 때문에 필름 No.4에는 비결정질 성분이 포함되어 있다. 또한 필름 No.4의 밀도는 1.32 g/㎤이다.

전술한 필름 No.1~4, 시판품인 투명 폴리부틸렌테레프탈레이트 필름(코렉트 주식회사 제조 CFB-1(이하, 필름 No.5라 함)), 및 시판품인 투명 폴리에틸렌 필름(쿠릴론 화성 주식회사 제조 BOS(등록상표)(이하, 필름 No.6라 함))의 열수축률, 접힘 유지 각도, 비틀림 유지 각도 및 보향성(취기 억제효과)을 측정하여, 그 결과를 표 2에 정리하였다. 또한 필름 No.1~4를 실시예 1~4로, 필름 No.5~6를 비교예 1~2로 하였다. 또한 실시예 1~4 필름의 전체 광선 투과율은 모두 40% 이하이다.

본 발명의 필름은 전술한 방법으로 측정되는 비틀림 유지 각도가 400도 이상으로 충분한 비틀림 유지성을 갖는다. 이 때문에 본 발명의 필름으로 강취성 물체를 포장한 경우에도 냄새가 새어 나오지 않아 포장용 필름으로서 유용하다. 본 발명의 필름은 사용한 기저귀, 인축의 오물, 구토물, 김치, 소금물에 절여 말린 갈고등어 등의 강취성 물체를 포장하여 냄새의 확산을 억제하는 데 사용할 수 있다.

Claims (8)

1. 수지 필름으로 이루어지는 포장용 필름으로서, 비틀림 유지 각도가 400도 이상이고,
   상기 수지 필름은 폴리에스테르계 수지로 이루어지며, 상기 폴리에스테르계 수지는 폴리에스테르의 전체 구성 유닛 100 몰% 중 에틸렌테레프탈레이트 유닛을 50 몰% 초과하여 포함하고, 에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올 유래 유닛과 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산 유래 유닛의 합계가 폴리에스테르의 전체 구성 유닛 100 몰% 중 10 몰% 이상 30 몰% 이하이며, 비결정질 성분이 될 수 있는 모노머로서, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 또는 1,4-시클로헥산디메탄올을 포함하는 것을 특징으로 하는 포장용 필름(단, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 수지 조성물로 이루어지고, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리에틸렌테레프탈레이트의 합계를 100 질량%로 하여 폴리부틸렌테레프탈레이트를 35~65 질량% 함유하는 폴리에스테르 필름을 제외한다).
2. 제1항에 있어서,
   95℃의 온탕 중에서 10초간 열수축시켰을 때의 길이방향 및 폭방향의 열수축률이 5% 이상 20% 이하인 포장용 필름.
3. 제1항에 있어서,
   상기 수지 필름은 폴리에스테르 필름인 포장용 필름.
4. 제1항에 있어서,
   상기 수지 필름은 에틸렌테레프탈레이트를 주된 구성 유닛으로 하고, 에틸렌글리콜 이외의 다가 알코올 유래 유닛과 테레프탈산 이외의 다가 카르복실산 유래 유닛의 합계가 폴리에스테르 전체 구성 유닛 100 몰% 중 10 몰% 이상이며, 비결정질 성분이 될 수 있는 모노머로서 네오펜틸글리콜 및 1,4-시클로헥산디메탄올로부터 선택되는 하나 이상이 포함된 폴리에스테르계 수지로 이루어지는 포장용 필름.
5. 제1항에 있어서,
   상기 수지 필름은 20℃의 환경 하에서 1일 보관시킨 후의 접힘 유지 각도가 75도 이하인 포장용 필름.
6. 제1항에 있어서,
   전체 광선 투과율이 40% 이하인 것을 특징으로 하는 포장용 필름.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 포장용 필름을 히트 실링에 의해 봉지로서 제조한 포장봉지.
8. 제7항에 있어서,
   강취성(强臭性) 물체를 포장하는 것을 목적으로 하는 포장봉지.

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