KR20110059496A

KR20110059496A - 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이 및 그의 제조방법

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Publication number: KR20110059496A
Application number: KR1020090116253A
Authority: KR
Inventors: 최옥범; 하재영
Original assignee: 최옥범; 하재영
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2011-06-02

Abstract

본 발명은 3층 폴리프로필렌원단(3-layered polypropylene film)의 이면 상에 인쇄층과 접착제층을 형성하여서 이루어지는 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 비중 0.90 내지 0.92, 용융온도 141 내지 143℃의 폴리프로필렌수지를 티다이에서 압출온도 228 내지 232℃, 압출속도 40 내지 45m/분으로 압출하고 20 내지 30℃의 냉각속도로 간접냉각시켜 성형된 3층 폴리프로필렌원단의 이면 상에 인쇄층과 접착제층을 형성하여서 이루어짐을 특징으로 한다.

폴리프로필렌, 물품, 필름봉지, 손잡이, 폴리에틸렌, 인쇄층, 접착제층, 코로나방전

Description

폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이 및 그의 제조방법 {Film envelop hand strap made of polypropylene and manufacturing method thereof}

본 발명은 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이 및 그의 제조방법에 관한 것으로 특히, 3층 폴리프로필렌원단(3-layered polypropylene film)의 이면 상에 인쇄층과 접착제층을 형성하여서 이루어지는 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

두루마리 화장지나 일회용 기저귀 등과 같이 일정한 규격을 가지는 상대적으로 가벼운 중량의 물품을 출하할 때에는 다수개의 물품을 자루 모양의 필름봉지에 넣어 포장하는 것이 일반적이며, 이런 필름봉지의 재료로서는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 연질의 염화비닐수지와 같은 열가소성 플라스틱 수지를 원료로 한 플라스틱 필름이 주종을 이루고 있다.

물품을 플라스틱 필름봉지로 포장함에 있어서는, 플라스틱 필름 제작에서부터 봉지 제작과 물품 포장에 이르는 일련의 공정을 하나의 장치에서 행하는 자동 포장 장치가 노동력 절감과 생산성 향상의 측면에서 널리 사용되고 있다.

플라스틱 필름봉지는, 압출기, 원통형 다이스, 공기 냉각환, 다이스판 및 인 취기와 권취기 등을 포함하는 인플레이션 필름 가공 장치에 의해 제조된 튜브 형상의 필름을 그 일단을 밀봉(seal)하여 소정의 치수로 절단하거나, 또는 압출기, T다이, 냉각롤 및 인취기와 권취기를 포함하는 T다이 가공 장치에 의해 제조된 평활한 얇은 막상의 필름을 접어서 3면에서 밀봉하고 절단함으로써 제조된다.

필름을 밀봉하는 방법으로서는 열에 의해 필름을 용착시키는 접합 방법이 널리 사용되고 있으며, 열용착 방법에는 소재 플라스틱의 용착 온도 보다 높은 일정한 온도로 유지된 발열체를 플라스틱 필름에 압접하는 히트실(heat seal)과, 발열체에 펄스적으로 대전류가 흐르게 하여 가열 용착 및 급속 냉각하는 임펄스실(impulse seal) 등이 있다.

두루마리 화장지와 같은 물품을 포장하기 위한 열가소성 수지 필름으로서는, 불투명 또는 반투명이고, 내수성, 내약품성, 전기 절연성 등이 우수하며, 무독성일 뿐만 아니라 재생이 가능하다는 이점으로 인해 폴리에틸렌 필름이 널리 사용되고 있다.

그러나 폴리에틸렌 필름은 폴리프로필렌에 비해 기계적인 강도가 약하기 때문에 두께가 두꺼워야 하고, 그리고 연신과정 등을 필수적으로 거쳐야 하며, 폴리프로필렌에 비하여 투명도도 낮다는 등의 단점들도 가지고 있다.

한편, 플라스틱 필름으로 되는 필름봉지에 의한 물품의 포장을 종래의 필름봉지에 의한 포장을 설명하면 다음과 같다.

종래의 포장용 봉지에 의해 두루마리 화장지를 포장한 상태의 일 예를 기준으로 설명하면, 종래의 포장용 필름봉지는 필름을 반으로 접어 세로면을 열용착으 로 밀봉하여 일차적으로 튜브 형상으로 만들고, 다음에 튜브의 한쪽 단부를 상하와 좌우방향에서 접어 넣어 열용착으로 밀봉하여 봉지를 만들고, 마지막으로 밀봉되지 않은 다른 쪽 단부로 다수의 두루마리 화장지를 투입한 후, 밀봉되지 않은 단부를 상하 좌우로 접어 넣어서 열용착으로 밀봉함으로써, 다수의 두루마리 화장지를 포장하게 된다. 이런 일련의 두루마리 화장지 포장 작업은 자동화된 포장 장치에 의해 수행되고 있다.

두루마리 화장지를 포장하고 있는 종래의 필름봉지는 그 운반을 용이하게 하기 위해 손잡이를 부착하는 것이 일반적이다. 손잡이의 구성과 부착 위치 등은 두루마리 화장지의 포장 방법에 따라 달라지는 필름봉지의 전체적인 형상 등에 따라 매우 다양하지만, 주로 테이프 형상의 필름 손잡이를 필름봉지에 부착하는 방식이 사용되고 있다.

한편, 폴리에틸렌 수지는 화학적으로 상당히 안정된 수지이기 때문에 폴리에틸렌 필름 표면에 인쇄 잉크가 결합하기 어렵다는 특성을 가지고 있다. 따라서 손잡이를 폴리에틸렌 필름으로 구성하는 경우에는, 인쇄에 있어서 문제점을 내포하고 있다. 즉, 포장용 필름 봉지의 손잡이에는, 포장물의 상표, 제조원, 또는 선전 문구 등을 인쇄하는 것이 일반적인 바, 손잡이를 폴리에틸렌 필름으로 제작하는 경우, 폴리에틸렌이 화학적으로 매우 안정된 수지이기 때문에 폴리에틸렌 필름 표면에 인쇄 잉크가 결합되기 어렵다. 따라서 폴리에틸렌 필름에 적용된 인쇄 잉크가 외부로 노출될 때 인쇄 잉크가 이탈되어 손상되기 쉽다.

이와 같은 이유로, 종래의 폴리에틸렌 필름 봉지에서는 폴리에틸렌 보다 인 쇄 잉크에 대한 결합력이 다소 우수한 폴리프로필렌 필름을 손잡이로 사용하고 있다.

그러나 폴리프로필렌 필름도 역시 화학적으로 안정된 수지로서 인쇄 잉크에 대한 결합력이 충분하지 아니하므로, 폴리에틸렌 필름과 마찬가지로 인쇄된 잉크가 손상될 염려가 매우 크다는 단점이 있다. 즉, 종래의 폴리프로필렌 필름으로 된 손잡이 역시 연신되어 있는 소재로서 두께의 한계(최대 0.04㎜)로 인하여 2 내지 3회의 합지와 배면 실리콘처리로 인하여 3 내지 4회의 작업공정을 요하며, 또한 인쇄층의 보호를 위하여 손잡이를 2겹의 폴리프로필렌 필름으로 형성하고, 이 2겹의 폴리프로필렌 필름 사이에 인쇄를 하므로써 인쇄가 손상되는 것을 방지하고 있다. 그러나, 상기한 바와 같은 2겹의 폴리프로필렌 필름 사이에 인쇄를 한 종래의 손잡이 구조는, 인쇄가 손상될 염려가 없다는 장점이 있는 반면, 손잡이의 제작, 접착력, 재생에 있어서 다음과 같은 문제점을 지니고 있다.

먼저, 종래의 손잡이는 2겹의 폴리프로필렌 필름 사이에 인쇄를 하여야 하기 때문에, 손잡이의 제작 공정이 복잡하여 많은 비용이 소요된다는 문제점이 있다.

상기한 바와 같은 종래의 손잡이의 단점을 개선하기 위한 연구가 이루어졌고, 또 이루어지고 있으며, 그 일례로 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0302544호는 “폴리에틸렌 필름 봉지용 손잡이”에 대하여 기술하고 있으며, 여기에서는 폴리에틸렌 필름 봉지의 양측에 접착제로 접착하여 이루어지는 폴리에틸렌 필름 봉지 운반용 손잡이에 있어서, 상기 손잡이는 폴리에틸렌 필름으로 구성되어 있고, 상기 손잡이의 인쇄가 이루어지는 면 및 상기 폴리에틸렌 필름 봉지와 상기 손잡이의 접착제 접착면은 고압 직류 방전 처리되어 그 표면 장력이 40dyne/㎠ 내지 45dyne/㎠으로 되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 그러나 이러한 폴리에틸렌 필름으로 된 손잡이는 상기 폴리에틸렌이 선상저밀도폴리에틸렌으로 이루어진 것으로서, 신축성 즉 쉽게 늘어나고, 인장력의 저하로 최소한 0.22㎜(220㎛)의 두께를 갖는 것이며, 역시 배면 실리콘 처리를 하여야 하는 등의 공정상의 원가상승의 문제점이 있다는 점에서는 앞서 기술한 폴리프로필렌과 큰 차이가 없다.

본 발명의 목적은 3층 폴리프로필렌원단(3-layered polypropylene film)의 이면 상에 인쇄층과 접착제층을 형성하여서 이루어지는 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이는, 비중 0.90 내지 0.92, 용융온도 141 내지 143℃의 폴리프로필렌수지를 티다이에서 압출온도 228 내지 232℃, 압출속도 40 내지 45m/분으로 압출하고 20 내지 30℃의 냉각속도로 간접냉각시켜 성형된 3층 폴리프로필렌원단의 이면 상에 인쇄층과 접착제층을 형성하여서 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 3층 폴리프로필렌원단은 3개의 호퍼; 하나의 수지토출갭; 및 상기 3개의 호퍼들 각각을 상기 수지토출갭과 연결시키는 3개의 수지통로;를 포함하는 티다이에서 폴리프로필렌수지를 압출성형시키는 것에 의해 수득될 수 있다.

상기 3층 폴리프로필렌원단의 두께는 140 내지 160㎛의 범위 이내가 될 수 있다.

본 발명에 따른 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이의 제조방법은, (1) 3개의 호퍼; 하나의 수지토출갭; 및 상기 3개의 호퍼들 각각을 상기 수지토출갭과 연결시키는 3개의 수지통로;를 포함하는 티다이를 사용하되, 상기 티다이의 상기 호퍼 각각에 비중 0.90 내지 0.92, 용융온도 141 내지 143℃의 폴리프로필렌수지를 공급하는 수지공급단계; (2) 상기 티다이에서 압출온도 228 내지 232℃, 압출속도 40 내지 45m/분으로 상기 폴리프로필렌수지를 압출하는 압출단계; (3) 압출된 폴리프로필렌수지의 시트를 20 내지 30℃의 냉각속도로 간접냉각시켜 140 내지 160㎛의 범위 이내의 3층 폴리프로필렌원단을 수득하는 냉각단계; 및 (4) 상기 수득되는 3층 폴리프로필렌원단의 이면을 코로나처리하고, 상기 3층 폴리프로필렌원단의 길이방향을 따라 양측면들을 따라 상기 3층 폴리프로필렌원단에 2개의 접착제층형성영역들과, 상기 접착제층형성영역들 사이에 인쇄층형성영역들을 설정하고, 상기 인쇄층형성영역에 인쇄를 통하여 인쇄층을 형성하고, 그리고 상기 접착제층형성영역에 접착제를 도포하여 접착제층을 형성시키는 손잡이형성단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면 3층 폴리프로필렌원단(3-layered polypropylene film)의 이면 상에 인쇄층과 접착제층을 형성하여서 이루어지는 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이 및 그의 제조방법이 제공되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이(11)는, 비중 0.90 내지 0.92, 용융온도 141 내지 143℃의 폴리프로필렌수지를 티다이에서 압출온도 228 내지 232℃, 압출속도 40 내지 45m/분으로 압출하고 20 내지 30℃의 냉각속도로 간접냉각시켜 성형된 3층 폴리프로필렌원단(12)의 이면 상에 접착제층(13)과 인쇄층(14)을 형성하여서 이루어짐을 특징으로 한다. 즉, 본 발명에서는 투명도와 기계적 물성, 특히 내인장강도가 우수한 폴리프로필렌을 사용하여 3층 폴리프로필렌원단(12)으로 성형하되, 상기 3층 폴리프로필렌원단(12)은 3개의 호퍼; 하나의 수지토출갭; 및 상기 3개의 호퍼들 각각을 상기 수지토출갭과 연결시키는 3개의 수지통로;를 포함하는 티다이에서 폴리프로필렌수지를 압출성형시키는 것에 의해 수득되는 것을 사용하여 단겹의 원단의 이면 상에 인쇄층과 접착제층을 형성시킴으로써 인쇄선명도가 높고, 손잡이로서 쉽게 늘어나지 않는 필름봉지용 손잡이를 제공할 수 있다는 점에 특징이 있다. 상기 3층 폴리프로필렌원단의 두께는 140 내지 160㎛의 범위 이내가 될 수 있다. 상기 3개의 호퍼; 하나의 수지토출갭; 및 상기 3개의 호퍼들 각각을 상기 수지토출갭과 연결시키는 3개의 수지통로;를 포함하는 티다이는 예를 들면 대한민국 공개특허공보 공개번호 제1994-23627호에서 기술된 것과 동일 또는 유사한 것이 될 수 있다.

비중 0.90 내지 0.92, 용융온도 141 내지 143℃의 폴리프로필렌수지를 3개의 호퍼; 하나의 수지토출갭; 및 상기 3개의 호퍼들 각각을 상기 수지토출갭과 연결시키는 3개의 수지통로;를 포함하는 티다이에서 압출온도 228 내지 232℃, 압출속도 40 내지 45m/분으로 압출하고 20 내지 30℃의 냉각속도로 간접냉각시키는 것에 의하여 필름상으로 성형된 3층 폴리프로필렌원단을 수득하는 점에 특징이 있으며, 상기 폴리프로필렌수지의 비중이 0.90 내지 0.92의 범위를 벗어나거나 또는 용융온도가 141 내지 143℃의 범위를 벗어나는 경우, 또는 압출온도 228 내지 232℃, 압출속도 40 내지 45m/분 및 냉각속도 20 내지 30℃의 범위를 벗어나는 경우, 140 내지 160㎛의 범위 이내의 두께를 갖는 3층 폴리프로필렌원단을 수득할 수 없게 되는 문제점이 있을 수 있다. 상기한 물성 및 조건들은 실제 티다이압출성형기를 가지고 무수한 시행착오를 거치면서 반복실험한 끝에 필름봉지용 손잡이를 제조하기에 최적의 물성을 갖는 원단의 제조조건을 확립하여 본 발명을 완성하기에 이른 것이다. 특히 직접수냉방식에 의한 필름성형으로는 수득되는 폴리프로필렌원단이 코로나방전에 바로 적용되기 곤란하며, 코로나방전처리에 의하지 않고서는 인쇄층이나 접착제층의 형성이 어려워질 수 있다. 본 발명에서 수득되는 상기 ‘3층 폴리프로필렌원단’에서 ‘3층’이라는 표현은 실제 원단 내에 그러한 층이 물리적으로 완전히 구분되어 형성되는 것이 아니고, 티다이압출 동안에 압출기 내에서의 수지의 구분된 흐름에 따라 원단의 두께 내에 일체화되어 그 구분이 미약한 층구조가 잠재적으로 존재함을 의미한다. 이는 3개의 구분된 호퍼를 통하여 공급되는 용융된 폴리프로필렌수지가 3개의 수지통로를 따라 흘러서 하나의 수지토출갭을 통하여 토출되면서 시트상으로 성형됨에 따라 자연적으로 형성되는 것으로 이해될 수 있는 것이다. 다만, 이러한 구조의 압출기에 의한 압출에 의해 특히 폭이 넓은 수지시트 즉, 폴리프로필렌원단을 그 두께가 140 내지 160㎛ 정도의 후막이어도 균일하게 형성되도록 할 수 있다.

후속하는 코로나방전 및 인쇄층과 접착제층의 형성은 당해 기술분야에서 숙련된 자에게는 용이하게 실시할 수 있을 정도로 이해될 수 있는 정도의 기술이며, 특히 상기한 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0302544호에 개시된 것들과 동일 또는 유사한 것이 될 수 있다.

상기 (1)의 수지공급단계는 3개의 호퍼; 하나의 수지토출갭; 및 상기 3개의 호퍼들 각각을 상기 수지토출갭과 연결시키는 3개의 수지통로;를 포함하는 티다이를 사용하되, 상기 티다이의 상기 호퍼 각각에 비중 0.90 내지 0.92, 용융온도 141 내지 143℃의 폴리프로필렌수지를 공급하는 것으로 이루어진다.

상기 (2)의 압출단계는 상기 티다이에서 압출온도 228 내지 232℃, 압출속도 40 내지 45m/분으로 상기 폴리프로필렌수지를 압출하는 것으로 이루어진다.

이때, 상기 폴리프로필렌수지의 비중이 0.90 내지 0.92의 범위를 벗어나거나 또는 용융온도가 141 내지 143℃의 범위를 벗어나는 경우, 또는 압출온도 228 내지 232℃, 압출속도 40 내지 45m/분 및 냉각속도 20 내지 30℃의 범위를 벗어나는 경우, 140 내지 160㎛의 범위 이내의 두께를 갖는 3층 폴리프로필렌원단을 수득할 수 없게 되는 문제점이 있을 수 있다.

상기 (3)의 냉각단계는 압출된 폴리프로필렌수지의 시트를 20 내지 30℃의 냉각속도로 간접냉각시켜 140 내지 160㎛의 범위 이내의 3층 폴리프로필렌원단을 수득하는 것으로 이루어진다. 이러한 간접냉각은 성형되는 원단에 물이 직접 닿지 않게 되고, 따라서 건조 등의 후처리 없이도 바로 원단을 코로나방전 등에 적용시키는 것을 가능하게 하여 인쇄적성을 높여 인쇄층과 접착제층의 형성이 잘 이루어지도록 한다.

상기 (4)의 손잡이형성단계는 상기 수득되는 3층 폴리프로필렌원단의 이면을 코로나처리하고, 상기 3층 폴리프로필렌원단의 길이방향을 따라 양측면들을 따라 상기 3층 폴리프로필렌원단에 2개의 접착제층형성영역들과, 상기 접착제층형성영역들 사이에 인쇄층형성영역들을 설정하고, 상기 인쇄층형성영역에 인쇄를 통하여 인쇄층을 형성하고, 그리고 상기 접착제층형성영역에 접착제를 도포하여 접착제층을 형성시키는 것으로 이루어진다. 이렇게 하여 도 1에 도시한 바와 같은 손잡이가 형성되며, 이는 필름봉지를 이용하여 두루마리 화장지 등을 포장하는 현장에서 적절한 폭으로 절단된 후, 포장이 완료된 필름봉지의 표면 상에 상기 접착제층이 부착되도록 함으로써 인쇄층 부분은 상기 필름봉지의 표면으로부터 이격된 채로 상기 접착제층이 필름봉지에 부착되게 되며, 그에 의하여, 상기 인쇄층 부분이 소비자가 직접 손으로 파지할 수 있게 되며, 상기 인쇄층을 중심으로 양측의 접착제층들이 필름봉지의 외면 상에 부착되어 결국 소비자가 쉽게 필름봉지를 파지하여 운송하는 것을 용이하게 한다.

특히 본 발명에 따른 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이는 폴리프로필렌으로 이루어진 필름봉지와 함께 사용되어 상기 필름봉지와 함께 회수되어 로프 등으로 재생될 수 있다. 또한, 폴리프로필렌으로 이루어진 필름봉지 역시 높은 투명성과 우수한 기계적 성질 특히 내인장성이 우수하여 안전하게 내용물인 물품을 보호하면서도 외부에서 내부의 물품을 더욱 명료하게 관찰할 수 있도록 하여 상품성을 높이도록 하는 효과도 기대할 수 있다.

본 발명은 두루마리 화장지나 일회용 기저귀 등과 같이 일정한 규격을 가지는 상대적으로 가벼운 중량의 물품을 포장하고, 유통하는 산업에서 이용될 수 있 다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이를 개략적으로 도시한 모식도이다.

Claims

비중 0.90 내지 0.92, 용융온도 141 내지 143℃의 폴리프로필렌수지를 티다이에서 압출온도 228 내지 232℃, 압출속도 40 내지 45m/분으로 압출하고 20 내지 30℃의 냉각속도로 간접냉각시켜 성형된 3층 폴리프로필렌원단의 이면 상에 인쇄층과 접착제층을 형성하여서 이루어짐을 특징으로 하는 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이.
제 1 항에 있어서,

상기 3층 폴리프로필렌원단이 3개의 호퍼; 하나의 수지토출갭; 및 상기 3개의 호퍼들 각각을 상기 수지토출갭과 연결시키는 3개의 수지통로;를 포함하는 티다이에서 폴리프로필렌수지를 압출성형시키는 것에 의해 수득되는 것임을 특징으로 하는 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 3층 폴리프로필렌원단의 두께가 140 내지 160㎛의 범위 이내임을 특징으로 하는 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이.
(1) 3개의 호퍼; 하나의 수지토출갭; 및 상기 3개의 호퍼들 각각을 상기 수지토출갭과 연결시키는 3개의 수지통로;를 포함하는 티다이를 사용하되, 상기 티다 이의 상기 호퍼 각각에 비중 0.90 내지 0.92, 용융온도 141 내지 143℃의 폴리프로필렌수지를 공급하는 수지공급단계;

(2) 상기 티다이에서 압출온도 228 내지 232℃, 압출속도 40 내지 45m/분으로 상기 폴리프로필렌수지를 압출하는 압출단계;

(3) 압출된 폴리프로필렌수지의 시트를 20 내지 30℃의 냉각속도로 간접냉각시켜 140 내지 160㎛의 범위 이내의 3층 폴리프로필렌원단을 수득하는 냉각단계; 및

(4) 상기 수득되는 3층 폴리프로필렌원단의 이면을 코로나처리하고, 상기 3층 폴리프로필렌원단의 길이방향을 따라 양측면들을 따라 상기 3층 폴리프로필렌원단에 2개의 접착제층형성영역들과, 상기 접착제층형성영역들 사이에 인쇄층형성영역들을 설정하고, 상기 인쇄층형성영역에 인쇄를 통하여 인쇄층을 형성하고, 그리고 상기 접착제층형성영역에 접착제를 도포하여 접착제층을 형성시키는 손잡이형성단계;

를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 폴리프로필렌제의 필름봉지용 손잡이의 제조방법.