KR20000055102A

KR20000055102A - 고속포장이 가능한 스낵포장용 이지필 필름용 수지 조성물

Info

Publication number: KR20000055102A
Application number: KR1019990003562A
Authority: KR
Inventors: 양경선; 김영환
Original assignee: 유현식; 삼성종합화학 주식회사
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2000-09-05
Also published as: KR100581547B1

Abstract

본 발명은 비닐아세테이트의 함량이 12∼18%인 에틸렌비닐아세테이트 20∼90중량%, 폴리프로필렌 5∼40중량%, 1종 또는 2종 이상이 혼합된 일래스토머 5∼40중량%로 구성된 수지브렌드에 첨가제로서 상기 수지 브렌드 100중량부에 대해 슬립제 0.05∼0.3중량부, 블로킹방지제 0.45중량부 이하를 첨가하여 이루어진 필름제조시 저온 히트실링이 가능하고, 특히 열간봉합강도가 우수해 고속포장이 가능한 스낵포장용 이지필 필름용 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

고속포장이 가능한 스낵포장용 이지필 필름용 수지 조성물{HIGH-SPEED PACKAGING ENABLED RESIN COMPOSITION FOR SNACK-PACKAGING AND EASY-PEEL FILM}

본 발명은 스낵포장용 이지필 필름용 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명은 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리프로필렌(PP), 1종 또는 2종 이상이 혼합된 일래스토머로 구성되어 필름제조시 저온 히트실링이 가능하고, 특히 열간봉합강도가 우수해 고속포장이 가능한 스낵포장용 이지필 필름용 수지 조성물에 관한 것이다.

90년대 초반까지의 식품포장에 대한 개념은 식품의 장기 보존성에 대한 것이 매우 중요하게 강조되었으나, 최근 들어 산업구조의 고도화에 따라 인스턴트 산업의 발달, 의약 산업의 발달, 디저트 산업의 발달과 더불어 포장 개념이 단위포장, 개봉 용이성 측면이 특히 강조되는 추세로서, 그 일환으로 등장한 것이 개봉이 용이한 이지필 필름이다.

이지필 필름은 상용성이 서로 다른 폴리머들로 구성되어, 접착기재에 열융착시 기재와 필름간의 상용성, 비상용 특성의 적절한 균형에 의해 적당한 접착력을 가지면서 이지필 특성을 발현시키는 것으로서 가장 핵심적인 기술은 적절한 폴리머들의 선정 및 이들간의 브렌드 비율, 연속상과 분산상의 모폴러지 제어 기술이다. 특히, 용도가 스낵포장용일 경우에는 낮은 온도에서 실링(sealing)이 가능하여야 하며, 이때 요구되는 필링강도(peeling strength)는 0.8∼1.6㎏/15㎜ 수준이다. 또한 포장 자체가 시트가 아닌 이지필 필름끼리의 실링이 이루어지므로 시트일때에 비해 열전달이 급속히 이루어지므로 이지필을 발현할 수 있는 온도 범위가 넒어야 한다.

종래의 기술을 살펴보면, 일본국 공개특허 소63-114646호에서 아이오노머(ionomer)/폴리부텐/폴리에틸렌으로 구성하여 에틸렌비닐아세테이트 필름에 대해 이지필 특성을 갖도록 제조하였는데, 이 경우 필링강도가 약 140℃에서 260g/15㎜로 스낵포장용으로 적용하기에는 필링강도가 너무 약한 것이 문제점이다.

또한, 일본국 공개특허 소61-279552호에 의하면 이지필 필름을 폴리에틸렌/폴리프로필렌으로 구성하여 용기포장에 적용하였는데, 이 제품은 내열성이 높아 200℃ 가열살균이 가능하며, 동시에 이지필 특성을 발현할 수 있으나 필름끼리 열융착시 최저 실링온도가 높은 것이 문제점이다.

대한민국 특허출원 제 97-67235호의 경우에도 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리스티렌으로 구성되어 폴리프로필렌 용기에 대해 180∼220℃ 범위에서 1.0∼1.5㎏/15㎜의 필링강도를 확보할 수 있으나 이지필 필름끼리 실링할 때 온도가 140℃를 넘어야 실링이 가능하며, 이때의 필링강도도 온도가 상승할수록 크게 증가하는 경향을 나타내 스낵포장용으로 사용하기가 어렵다.

이러한 문제점을 개선하기 위해서, 120℃에서 실링이 가능하며 이때 필링강도가 0.8∼1.6㎏/15mm 수준을 확보할 수 있는 제품을 에틸렌비닐아세테이트(EVA), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)의 용융브렌드를 통해 개발하였다. 그러나 이 제품은 열간봉합강도가 약해 자동포장시 생산속도를 늦추어야만 하고, 열간봉합강도를 나타내는 온도의 폭이 좁아 포장공정시 매우 주의를 기울여야 하는 문제가 있어 개선이 필요하다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 개선하여 110∼150℃ 범위의 온도에서 실링이 가능하고, 이때 필링강도는 0.8∼1.6㎏/15㎜로서, 자동포장시 열간봉합강도가 우수하고 또한 열간봉합강도를 확보할 수 있는 온도 범위가 넒어 생산성을 획기적으로 높일 수 있는 스낵포장용 이지필 필름용 수지 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 스낵포장용 이지필 필름 수지 조성물은 비닐아세테이트의 함량이 12∼18%인 에틸렌비닐아세테이트 20∼90중량%, 폴리프로필렌 5∼40중량%, 1종 또는 2종 이상이 혼합된 일래스토머 5∼40중량%로 된 수지 브렌드와 첨가제로서 상기 수지브렌드 100중량부에 대해 슬립제 0.05∼0.3중량부, 블로킹방지제 0.45중량부 이하로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스낵포장용 이지필 필름 수지 조성물은 기초 수지로 에틸렌비닐아세테이트(EVA)를 사용하며, 사용되는 EVA는 비닐아세테이트(VA)의 함량이 12∼18%이면서, 전체 수지브렌드에 대해 20∼90중량% 사용된다. VA의 함량이 12% 미만인 경우, 최저 실링온도가 상승되어 저온실링성이 저하되며, VA의 함량이 18%를 초과하는 경우에는 초산냄새에 의해서 품질이 저하된다. EVA가 20중량% 미만일 경우에는 필링강도가 너무 약해 스낵포장용으로 적용할 수 없으며, EVA의 함량이 90중량%를 초과하는 경우에는 필링강도가 너무 강해 스낵포장용으로 부적합하다.

본 발명에서 폴리프로필렌(PP)은 필름끼리 히트실링(heat sealing)할 때 요구되는 실링온도가 170℃ 이상으로, 저온 실링을 요하는 스낵포장(130℃ 전후)에 적용시 필링성을 주는 인자로 작용하게 된다. 본 발명에서 사용되는 폴리프로필렌은 아이소탁틱 인덱스가 96% 이상인 것이 바람직하며, 특히 호모 프로필렌이 바람직하다.

본 발명의 용도는 스낵포장용으로 일반적으로 투습성과 가스 배어리성을 고려하여 알루미늄 호일이나 알루미늄 증착필름을 드라이라미네이팅 시켜 사용한다. 최근에는 원가절감을 위해 고밀도 폴리에틸렌을 스낵포장 외층으로 사용하는 경우가 있는데 이 경우 알루미늄을 사용한 제품에 비해 포장재의 스티프니스가 떨어지게 된다. 이러한 문제점을 보완하기 위한 방법으로 아이소탁틱 인덱스가 높은 폴리프로필렌을 사용함으로써 필름성형후 필름의 스티프니스를 상승시켰다. PP는 전체 수지브렌드에 대해 5∼40중량%를 사용하는데, PP의 함량이 5중량% 미만일 경우에는 필링강도가 너무 강해 이지필 특성 발현이 어려우며, PP 함량이 40중량%를 초과할 경우에는 필링강도가 약해 스낵포장용으로 부적합하다.

본 발명에서 1종 또는 2종 이상이 혼합된 일래스토머는 비결정질이거나 밀도가 0.91g/㎤ 이하인 것이 바람직하다.

상기 일래스토머는 코모노머가 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 옥텐인 알파올레핀 코폴리머를 의미하며, 일래스토머의 밀도를 한정한 이유는 밀도에 따라 좌우되는 물성인자가 열간봉합강도이므로, 낮은 온도와 높은 온도에서 원하는 열간봉합강도를 얻기 위한 것이다.

일래스토머는 전체 수지브렌드에 대해 5∼40중량%를 사용하는데, 일래스토머가 5중량% 미만일 경우에는 열간봉합강도를 나타낼 수 없으며, 일래스토머의 함량이 40중량%를 초과할 경우에는 열간봉합강도는 충분히 확보할 수 있으나 경제적인 측면에서의 제조원가 상승과 필링강도 상승에 따라 이지필 특성이 저하된다.

본 발명에서 첨가제는 슬립제나 블로킹 방지제를 사용하는데, 첨가제를 사용하지 않을 경우, 블로운 필름용으로 필름성형시 블로킹 발생으로 필름의 와인딩이 불가능하며, 억지로 와인딩을 시키더라도 필름에 주름이 발생할 수 있으며 이로 인해 인쇄나 드라이 라미네티션 등의 후공정시 불량발생률이 증가하게 된다.

본 발명에서 사용되는 슬립제는 상기 에틸렌비닐아세테이트/폴리프로필렌/일래스토머로 된 수지브렌드 100중량부에 대해 0.05∼0.3중량부를 사용하는데, 특히 0.2중량부를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 블로킹 방지제는 상기 에틸렌비닐아세테이트/폴리프로필렌/일래스토머로 된 수지브렌드 100중량부에 대해 0.45중량부 이하를 사용하는데, 특히 0.2중량부를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

첨가제의 함량이 0.5중량부 미만일 경우에는 필름성형시 블로킹 발생으로 필름권취 공정에서 문제가 발생할 염려가 있다.

본 발명은 이하 실시예와 비교예를 통해 좀더 구체적으로 이해될 수 있으며, 이하 실시예와 비교예들은 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니라 예시적인 목적으로 기재하는 것이다.

실시예와 비교예에 따른 필름의 특성에 대해 필링 강도 및 열간봉합강도를 다음과 같이 평가하였다.

1. 필링강도

필링강도는 25㎜×10㎜ 크기로 필름끼리 열융착시킨후, 이것을 15㎜×10㎜ 크기로 잘라 UTM에서 세로방향으로 필링시켜 측정되는 강도의 최고값을 필링강도로 선정하였다. 인장속도는 20㎜/min의 속도로 측정하였다. 이때 필링강도가 너무 강할 경우에는 필름이 연신되거나 찢어지는 현상이 발생될 수 있어, 적정 수준의 필링강도 유지가 중요하다. 통상적으로 성인이 개봉할 수 있는 필링강도는 2.0㎏/15㎜ 이하로, 스낵포장용의 경우 0.8∼1.6㎏/15㎜ 수준의 필링강도가 적합하다.

2. 열간봉합강도

필링강도는 히트실링후 상온상태에서 필름을 분리시킬 때 발생되는 강도이나, 열간봉합강도는 히트실링 직후의 필링강도로 열간봉합강도가 낮을 경우 실링부위가 어느정도 냉각될때까지 기다렸다가 내용물을 충진해야하므로 생산성이 떨어지는 문제점이 발생하게 된다. 또한, 열간봉합강도를 확보할 수 있는 온도 범위가 좁을 경우 작업환경의 변화에 따라 히트실링기의 온도가 변할 수 있기 때문에 이로 인해 불량을 발생시킬 수가 있다. 통상적으로 열간봉합강도가 2.0N/INCH이상이면서, 온도폭이 기준 작업온도 대비 약 20℃정도면 문제가 없는 것으로 알려져 왔다.

(열간봉합강도의 측정방법)

필름성형후, 성형된 필름을 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)필름과 폴리에틸렌(PE)필름으로 합지시킨 후 25.4㎜×300㎜ 크기로 잘라 열간봉합강도 측정용 시편으로 사용하였다. 측정방법은 두장의 시편을 2㎏f/㎠의 압력하에서 25.4㎜×10㎜의 면적으로 1초간 히트실링후 곧바로 200㎜/min의 속도로 분리하면서 필링강도를 측정하게 되는데, 분리 시작후 250미리초일때의 필링강도를 열봉합강도라 한다. 측정온도는 90℃, 100℃, 110℃였다.

실시예 1∼5, 비교예 1∼6

표 1의 수지 조성물을 30φ 이축스쿠류 압출기에서 140∼180℃로 용융브렌딩하여 펠렛화한 후 이것을 캐스팅 필름기에서 30㎛의 두께로 필름을 성형하였다. 성형된 필름은 투명성을 측정한 후, 두께가 각각 12㎛, 30㎛인 PET 필름과 일반 PET로 합지시킨 이지필 필름끼리의 열융착을 통해 필링강도와 열간봉합강도를 측정하였다. 각각의 측정 결과는 표 1에 나타내었다.

(필링강도 측정을 위한 열융착 방법)

1. 필름크기 : 5㎝×30㎝

2. 접착기재 : 동일한 필름끼리 접착시킴(크기 : 5㎝×30㎝)

3. 열융착 온도 : 110℃∼150℃ 범위에서 온도는 20℃ 간격으로 하였다.

4. 열융착 면적 : 25㎜×10㎜

5. 열융착 시간 : 1초

6. 열융착 압력 : 2㎏f/㎠

구분	수지조성(중량%)	제품성능
	EVA	PP	일래스토머	메탈로센 PE	첨가제	필링강도(㎏/15㎜)	열간봉합강도(N/25.4㎜)
	EVA	PP	일래스토머	메탈로센 PE	첨가제	110℃	130℃	150℃	90℃	100℃	110℃
실시예 1	75	15	10	-	0.3	1.0	1.2	1.3	3.3	4.3	2.7
실시예 2	45	15	40	-	0.3	1.5	1.5	1.6	4.8	5.4	5.9
실시예 3	90	5	5	-	0.3	1.5	1.6	1.6	2.0	2.2	2.1
실시예 4	55	40	5	-	0.3	0.8	0.9	0.9	2.0	2.8	3.2
실시예 5	20	40	40	-	0.3	1.3	1.4	1.4	4.0	5.9	6.3
비교예 1	35	15	50	-	0.3	1.7	1.9	1.9	5.5	5.7	5.8
비교예 2	81	15	4	-	0.3	1.5	1.7	1.7	1.8	2.0	2.0
비교예 3	40	50	10	-	0.3	0.4	0.5	0.8	2.0	3.0	3.5
비교예 4	90	-	10	-	0.3	2.0	필링안됨	필링안됨	2.8	3.5	3.2
비교예 5	95	5	-	-	0.3	1.9	2.3	2.3	1.1	1.2	1.2
비교예 6	75	15	-	10	0.3	0.8	0.8	0.9	2.4	0.8	0.4

* 표 1에 있어서,

- 일래스토머 : 에틸렌 알파올레핀 코폴리머(상품명 : TAFMER)

- 첨가제로서 슬립제 : ERUICAMIDE

블로킹방지제 : 실리카

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예는 본 발명의 조성 범위를 벗어난 비교예에 비하여 필링강도와 열간봉합강도가 모두 우수하였다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 이지필 필름 수지 조성물은 110∼150℃에서 실링이 가능하고 우수한 필링강도를 가지며, 또한 자동포장시 열간봉합강도가 우수하고 열간봉합강도를 확보할 수 있는 온도범위도 넓어 생산성을 획기적으로 높일 수 있어 특히 스낵포장용으로 적합하다.

Claims

비닐아세테이트의 함량이 12∼18%인 에틸렌비닐아세테이트 20∼90중량%, 폴리프로필렌 5∼40중량%, 1종 또는 2종 이상이 혼합된 일래스토머 5∼40중량%로 구성된 수지 브렌드 100중량부에 대해 첨가제인 슬립제 0.05∼0.3중량부, 블로킹방지제 0.45중량부 이하를 첨가하여 이루어진 것을 특징으로 하는 스낵포장용 이지필 필름용 수지 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌은 아이소탁틱 인덱스가 96%인 호모 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 스낵포장용 이지필 필름용 수지 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 일래스토머는 비결정질이거나 밀도가 0.91g/㎤ 이하인 것을 특징으로 하는 스낵포장용 이지필 필름용 수지 조성물.