KR20170131519A

KR20170131519A - 폴리에틸렌계 필름

Info

Publication number: KR20170131519A
Application number: KR1020177030119A
Authority: KR
Inventors: 와카토 도마츠; 히로카즈 오기; 아키라 마츠다
Original assignee: 도요보 가부시키가이샤
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2016-03-22
Publication date: 2017-11-29
Also published as: CN107428968B; CN107428968A; JP6834942B2; JPWO2016152836A1; US20180117890A1; WO2016152836A1; JP2020192811A; US10556409B2; JP6984699B2; KR102413979B1

Abstract

본 발명은 필름 롤상태로부터 언와인딩 시의 내블로킹성, 기재와 라미네이트한 후의 실란트끼리의 내블로킹성이 보다 양호하며, 투명성과 저온에서도 양호한 히트 실링성을 겸비하는 폴리에틸렌계 필름을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 폴리에틸렌계 필름은 적어도 한쪽 면에 있어서, 필름의 흐름방향에서의 산술평균 거칠기(Ra(MD))와 흐름방향과 직각방향의 산술평균 거칠기(Ra(TD))의 비의 값이 하기 식(1)을 만족시키는 것을 특징으로 한다.

Ra(MD)：필름의 흐름방향으로 측정한 산술평균 거칠기[㎛]
Ra(TD)：필름의 흐름방향에 직각방향으로 측정한 산술평균 거칠기[㎛]

Description

폴리에틸렌계 필름{Polyethylene film}

본 발명은 폴리에틸렌계 필름에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 내블로킹성, 저온에서의 히트 실링성이 우수하고, 또한 롤로부터 언와인딩한 직후에도 양호한 미끄럼성을 나타내는 폴리에틸렌계 필름에 관한 것이다.

최근 들어 편의성, 자원 절약, 환경에 대한 부하 저감 등에 따라 필름을 사용한 포장 또는 용기가 넓은 분야에서 사용되고 있다. 필름은 종래의 성형용기, 성형물에 비해 경량, 폐기처리가 용이, 저비용이 이점이다.

실란트재는 통상 실란트재보다 저온 열접착성이 떨어지는 이축연신 나일론 필름, 이축연신 에스테르 필름, 이축연신 폴리프로필렌 필름 등의 기재와 라미네이트하여 사용되는 것이 일반적이나, 라미네이트 가공 후 보관한 후에 실란트재와 기재 사이에서 블로킹이 발생하여, 봉지 제조 가공을 위한 라미네이트 필름의 리와인딩이 어려운 경우가 있거나, 봉지 제조 가공 시에 봉지의 안쪽면이 되는 실란트재끼리에 블로킹이 발생하여 식품을 충전하기 어려운 경우가 있었다.

이를 개선할 목적으로, 전분 등의 가루를 뿌려 실란트재와 기재의 블로킹이나 실란트재끼리의 블로킹을 회피하는 방책이 알려져 있다.

그러나, 이는 필름 가공장치 주변을 오염시킬 뿐만 아니라, 포장식품의 외관을 현저히 악화시키거나, 또는 실란트재에 부착된 분말이 식품과 함께 직접 포장체 내에 혼입되거나 하는 위생성 등의 문제를 발생시켰다.

상기 문제를 해결하기 위해, 히트 실링성을 갖는 폴리에틸렌계 수지 필름에 있어서 히트 실링성과 내블로킹성의 균형이 잡힌 적층 폴리에틸렌계 무연신 필름이 개시되어 있다(예를 들면 특허문헌 1 등 참조.).

그러나, 필름 롤의 언와인딩 시 폴리에틸렌계 필름끼리의 내블로킹성을 추가적으로 개선하는 것이 요구되고 있었다.

일본국 특허 제4779822호 공보

본 발명은 이러한 종래 기술의 과제를 배경으로 이루어진 것이다. 즉 본 발명의 목적은 필름 롤상태로부터 언와인딩 시의 내블로킹, 기재와 라미네이트한 후의 실란트끼리의 내블로킹성이 보다 양호하며, 투명성과 저온에서도 양호한 히트 실링성을 겸비하는 폴리에틸렌계 필름을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 이러한 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉 본 발명은 아래의 태양을 갖는다.

〔1〕산술평균 거칠기(Ra(TD)[㎛])

적어도 한쪽 면에 있어서, 필름 흐름방향의 산술평균 경사각(Ra(MD)[㎛])과 흐름방향과 직각방향의 산술평균 거칠기(Ra(TD)[㎛])의 값이 하기 식(1)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌계 필름.

Ra(MD)：필름의 흐름방향으로 측정한 산술평균 거칠기[㎛]

Ra(TD)：필름의 흐름방향에 직각방향으로 측정한 산술평균 거칠기[㎛]

〔2〕

적어도 실링층(A층), 중간층(B층), 라미네이트층(C층)의 3층을 포함하는 폴리에틸렌계 필름으로서, A층 면 필름의 흐름방향의 산술평균 거칠기(Ra(MD)[㎛])와 흐름방향과 직각방향의 산술평균 거칠기(Ra(TD)[㎛])의 값이 하기 식(1)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌계 필름.

Ra(MD)：필름의 흐름방향으로 측정한 산술평균 거칠기

Ra(TD)：필름의 흐름방향에 직각방향으로 측정한 산술평균 거칠기

〔3〕

상기 식(1)을 만족시키는 면을 갖는 층을 구성하는 수지 조성물 전체에 대해 폴리에틸렌계 수지 75~97 중량%, 폴리프로필렌계 수지 25~3 중량%를 포함하는 〔1〕또는〔2〕에 기재된 폴리에틸렌계 필름.

〔4〕

상기 폴리에틸렌계 수지가 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌인 〔3〕에 기재된 폴리에틸렌계 필름.

〔5〕

상기 폴리프로필렌계 수지의 ASTM　D-1238(230℃, 21.18 N)에 있어서 측정한 용융흐름속도(Melt Flow Rate；MFR)가 0.6~3.0 g/10분인 〔3〕또는〔4〕에 기재된 폴리에틸렌계 필름.

〔6〕

120℃에서 히트 실링한 후의 히트 실링 강도가 25 N/15 ㎜ 이상인, 〔1〕내지〔5〕중 어느 하나에 기재된 폴리에틸렌계 필름.

〔7〕

블로킹 강도가 60 mN/20 ㎜ 이하인 〔1〕내지〔6〕중 어느 하나에 기재된 폴리에틸렌계 필름.

본 발명은 상기 태양을 취함으로써 필름 롤상태로부터 언와인딩 시의 블로킹이 개선되고 있다. 이는 상기 태양을 취함으로써 필름끼리를 겹쳤을 때의 접촉면적이 현저하게 감소하고 있는 것에 기인하고 있으며, 폴리에틸렌계 필름의 롤을 언와인딩한 직후의 폴리에틸렌계 필름의 미끄럼성(slipperiness)이 매우 양호하다는 특성에도 그 특징이 발현되어 있다.

본 발명의 폴리에틸렌계 필름은 단체(單體)로 와인딩한 경우에도 롤 블로킹을 일으키지 않고, 또한 언와인딩 직후에도 양호한 미끄럼성을 나타내며, 저온에서 양호한 히트 실링성을 나타낸다. 또한 라미네이트 가공한 후에도 미끄럼성의 악화가 적고, 충전 시의 개봉성이 양호함과 동시에 가공 손실도 적다.

도 1은 본 발명의 평가방법에 따른 블로킹 강도의 측정법방을 나타내는 도면이다.

아래에 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명 필름의 적어도 한쪽 면의 필름 흐름방향의 산술평균 거칠기(Ra(MD)[㎛])와 흐름방향과 직각방향의 산술평균 거칠기(Ra(TD)[㎛])로부터 계산되는 Ra(TD)/Ra(MD)의 하한은 바람직하게는 1.2이고, 보다 바람직하게는 1.3이며, 더욱 바람직하게는 1.4이다. Ra(TD)/Ra(MD)가 1.2 미만이면 롤상태나 봉지 제조 후에 블로킹이 발생하는 경우가 있다.

Ra(TD)/Ra(MD)의 상한은 바람직하게는 3.0이고, 보다 바람직하게는 2.7이며, 더욱 바람직하게는 2.5이다. Ra(TD)/Ra(MD)가 3.0을 초과하면 투명성이 악화되는 경우가 있다.

Ra(MD)：필름의 흐름방향으로 측정한 산술평균 거칠기

산술평균 거칠기(Ra(MD)[㎛]) 및 산술평균 거칠기(Ra(TD)[㎛])의 측정은 아래와 같이 행하였다.

먼저 형상 측정 레이저 마이크로스코프(키엔스 제조·모델 VK-9700)를 사용하여 필름 실링층(A층) 측의 임의의 장소에서 화상을 촬영하였다(배율 50배).

이어서, 이 화상을 거칠기 해석 소프트웨어(키엔스 제조·VK　Analyzer)를 사용하여 선 거칠기(선 거칠기)를 측정하였다.

표면 거칠기(선 거칠기)는 JIS-B0601에 기초하여 측정하며, 컷오프는 λc=0.08 ㎜를 사용하고, MD방향으로 해석길이 200 ㎛, TD방향으로 해석간격 3.3 ㎛로 하여 n=60개 측정하였다. 각각의 표면 거칠기(선 거칠기) 곡선을 JIS0601：2001 방식으로 측정피치 0.01 ㎛로 하여 산술평균 거칠기를 산출하고, 평균을 내어 산술평균 거칠기 Ra(MD)로 하였다.

산술평균 거칠기(Ra(TD)[㎛])도 마찬가지로 TD방향으로 해석길이 200 ㎛, MD방향으로 해석간격 3.3 ㎛로 하였다.

Ra(MD)의 상한은 0.9가 바람직하며, 0.7이 보다 바람직하다. Ra(MD)의 하한은 0.2가 바람직하며, 0.4가 보다 바람직하다. Ra(TD)의 상한은 1.4가 바람직하며, 1.2가 보다 바람직하다. Ra(TD)의 하한은 0.6이 바람직하며, 0.8이 보다 바람직하다.

본 발명은 상기 식(1)의 범위로 함으로써, 필름 표면은 빨래판과 같이 MD방향으로 이랑 형상의 요철이 전체에 존재하며, 그 곳곳에 추가로 돌기된 산이 돌출되어 있는 것과 같은 형상이 된다. 이에 따라 필름을 겹쳤을 때의 접촉면적이 현저하게 감소하여, 블로킹을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 미끄럼성이 양호해지는 것을 발견하였다.

여기서 말하는 블로킹이란, 필름을 롤의 상태로부터 리와인딩 시 필름의 이면과 표면의 접촉된 부분이 매끄럽게 박리되지 않는 현상을 의미한다.

또한, 종래의 방법과 같이 안티블로킹제와 유기계 윤활제를 첨가하여, 필름 표면에 돌기를 형성하여 접촉면적을 줄이고, 돌기 이외의 부분에는 유기계 윤활제로 표면을 덮음으로써 미끄러지기 쉽게 하려고 해도, 롤의 상태에서는 안티블로킹제가 존재하지 않는 부분의 필름의 표면끼리 밀착하기 때문에 필름 표면에 유기계 윤활제가 블리드 아웃하기 어려워지는 경우도 발견하였다.

특허문헌 1에서 개시되어 있는 바와 같이 폴리에틸렌계 필름에 어느 정도 양의 유기계 윤활제 등을 첨가하여 필름의 미끄럼성을 향상시키려고 해도, 필름이 롤상태로 보관되어 있는 동안에는 필름 표면으로의 블리드 아웃량이 적으며, 더 나아가서는 롤로부터 필름의 언와인딩 시에도 표층의 유기계 윤활제가 내부로 들어가기 때문에, 실질적으로 폴리에틸렌계 필름의 표면에는 충분한 유기계 윤활제가 존재하지 않아, 그 결과 미끄럼성은 만족할만한 것이 아님을 알 수 있었다.

필름이 롤상태로 보관되어 있으면 필름 표면끼리 밀착하여 유기계 윤활제의 블리드 아웃의 저해가 일어나는 것으로 생각된다. 게다가, 접촉하는 면의 양쪽이 동일한 수지 조성이면 그 효과가 커진다. 본 발명에서는 실링층에 폴리프로필렌 수지를 첨가하고 있어, 롤의 상태에서는 접촉하는 면끼리의 수지 조성이 약간 상이하다. 이 때문에 표층끼리의 밀착이 발생하기 어렵고, 따라서 실링층 내의 유기계 윤활제가 실링층 표층에 체재하기 쉬운 것으로 추측한다.

상기 식(1)의 범위로 하는 방법은 아래와 같다.

예를 들면 용융흐름속도(MFR)가 상이한 2종 이상의 원료 수지, 예를 들면 폴리에틸렌계 수지와 폴리프로필렌계 수지를 블렌드하여 용융시키면, 두 수지는 잘게 분산되어 균일하게 섞인 상태가 된다. 이때, 각각의 수지가 상용성이 높은 수지끼리면 서로 녹아서 하나로 섞인 것처럼 움직이고, 상용성이 나쁘면 각각의 수지가 완전히 분리되며, 또한 각각의 수지의 입경이 커진다.

각각의 수지의 용융흐름속도(MFR)가 상이하며, 또한 각각이 특정한 범위의 용융흐름속도(MFR)인 경우 미분산 상태를 만드는 것이 가능하다.

또한, 예를 들면 압출기 내에서 미분산 상태가 된 폴리프로필렌계 수지는 T 다이로부터 냉각롤 상으로 끌어 당겨질 때의 드래프트로 늘여져, 필름의 흐름방향(MD)방향으로 이랑이 있는 미세한 요철이 된다.

본 발명에서는 폴리에틸렌계 수지에 폴리프로필렌계 수지를 첨가해도 의외로 저온 실링성을 손상시키지 않고 미끄럼성을 향상시키는 것을 알 수 있었다.

사용하는 폴리에틸렌계 수지로서는, 예를 들면 에틸렌·α-올레핀 공중합체, 고압법 폴리에틸렌으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합한 것을 들 수 있다. 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체는 에틸렌과 탄소수 4~18의 α-올레핀의 공중합체이며, α-올레핀으로서는 부텐-1, 헥센-1,4-메틸펜텐-1, 옥텐-1, 데센-1 등을 들 수 있다. 이들 폴리에틸렌계 수지로부터 얻어지는 필름은 우수한 히트 실링 강도, 실링 직후 실란트 수지가 용융상태에서도 실링 강도가 있어, 내용물 충전 시의 압력충격에도 실링부가 박리되지 않는 성질[핫택성(hot tack property)], 포장 시에 실링부에 내용물인 액체, 점성 물질, 분말 등이 부착되어도 실링성이 저하되기 어려워 안전하게 밀착 실링이 가능한 성질(협잡물 실링성), 내충격성을 가지며, 그 폴리에틸렌계 수지는 이들 특성을 저해하지 않는 범위에서 다른 수지, 예를 들면 에틸렌·초산비닐 공중합체, 에틸렌·아크릴산 에스테르 공중합체 등을 혼합하여 사용해도 된다.

그중에서도, 본 발명에 사용하는 폴리에틸렌계 수지로서는 제막성, 제막품의 물성 및 기능성 등의 관점에서, 용융흐름속도(이하, MFR로 기재하는 경우가 있다.)는 2.5~4.5 g/분 정도가 바람직하다. 여기서 MFR은 ASTM　D1238에 준거하여 측정하였다. 또한 이 폴리에틸렌계 수지는 자체 기지의 방법으로 합성된다.

본 발명에 있어서는 배합에 사용하는 원료 폴리에틸렌 수지의 밀도범위는 특별히 한정되지 않으나, 900~970 ㎏/㎥가 바람직하고, 905~965 ㎏/㎥가 보다 바람직하며, 910~960 ㎏/㎥가 더욱 바람직하다. 밀도가 900 ㎏/㎥ 이상인 폴리에틸렌 수지는 그 자신의 핸들링성이 좋다. 또한 밀도가 970 ㎏/㎥ 이하인 폴리에틸렌 수지는 중합이 용이하다.

배합에 사용하는 폴리에틸렌 수지의 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.0~3.5가 바람직하다. 2.2~3.3이 보다 바람직하며, 2.4~3.1이 더욱 바람직하다. 분자량 분포(Mw/Mn)가 2.0 이상인 폴리에틸렌계 수지를 사용하면, 용융했을 때의 수지의 유동 특성에 따른 넥인(neck-in) 등이 발생하기 어렵고, 필름 제조에 있어서 안정생산이 용이해지며, 이는 필름의 두께 편차 등의 저감으로 이어진다. 또한 분자량 분포가 3.5 이하인 폴리에틸렌 수지를 사용하면, 고분자량체가 원인인 피쉬아이(fish-eye)의 생성이 적어진다.

사용하는 폴리프로필렌계 수지는 폴리프로필렌계 랜덤 공중합체인 것이 바람직하며, 다량(약 85 중량% 이상)의 프로필렌과 소량(약 15 중량% 이하)의 α-올레핀의 랜덤 공중합체(폴리프로필렌-α올레핀 랜덤 공중합체)인 것이 보다 바람직하다. 이러한 폴리프로필렌 랜덤 공중합체를 얻을 때의 α-올레핀 모노머로서는 에틸렌, 부텐-1, 펜텐-1,4-메틸펜텐-1, 헥센-1, 옥텐-1 등을 사용할 수 있으나, 생산성 면에서 에틸렌, 부텐-1을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한 공중합에 사용되는 α-올레핀은 적어도 1종 이상이면 되고, 필요에 따라 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

폴리프로필렌계 수지 밀도의 하한은 바람직하게는 870 ㎏/㎤이며, 보다 바람직하게는 885 ㎏/㎤이다. 상기 미만이면 폴리프로필렌이 전혀 상용되지 않아 필름이 백화되어 버리는 경우가 있다. 실링층에 첨가하는 폴리프로필렌계 수지 밀도의 상한은 바람직하게는 920 ㎏/㎤이며, 보다 바람직하게는 900 ㎏/㎤이다. 920 ㎏/㎤ 이하면 폴리프로필렌이 폴리에틸렌 수지와 완전히 상용되기 어려워 실링층 표층에 요철이 발현되기 쉽다.

폴리프로필렌계 수지 용융흐름속도(MFR)의 하한은 바람직하게는 0.6 g/10분이고, 보다 바람직하게는 1.0 g/10분이며, 더욱 바람직하게는 1.2 g/10분이다. 0.6 g/10분 이상이면 폴리프로필렌과 폴리에틸렌 수지의 상용성이 좋아져 필름이 백화되기 어렵다.

폴리프로필렌계 수지 용융흐름속도의 상한은 바람직하게는 3.0 g/10분이고, 보다 바람직하게는 2.0 g/10분이며, 더욱 바람직하게는 1.7 g/10분이다. 상기 범위를 초과하면 폴리프로필렌이 폴리에틸렌 수지와 완전히 상용되어 버려 실링층 표층에 요철이 발현되지 않는 경우가 있다.

폴리에틸렌계 수지와 폴리프로필렌 수지의 혼합물 전체에 대한 폴리프로필렌계 수지 첨가량의 하한은 바람직하게는 3 중량%이고, 보다 바람직하게는 8 중량%이며, 더욱 바람직하게는 10 중량%이다. 3 중량% 이상이면 블로킹이 발생하기 어려워 언와인딩 직후의 미끄럼성이 악화되기 어렵다. 실링층의 폴리프로필렌계 수지 첨가량의 상한은 바람직하게는 25 중량%이며, 보다 바람직하게는 15 중량%이나, 25 중량% 이하면 저온 실링성이 좋아진다.

일본국 특허 제4411960호 공보에 있어서는 폴리프로필렌 수지에 고밀도 폴리에틸렌 수지를 2.0 중량% 첨가하고 있으나, 폴리프로필렌계 수지를 베이스로서의 폴리에틸렌계 수지에 2 중량% 첨가하는 것만으로는 상기와 같이 실링층 표층에 요철이 발현되지 않는다.

본 발명에 있어서는 안티블로킹제를 포함해도 된다. 안티블로킹제는 1종류여도 되나, 2종류 이상의 입경과 형상이 상이한 무기입자를 배합한 쪽이 필름 표면의 요철에 있어서도 복잡한 돌기가 형성되어, 보다 고도의 블로킹 방지효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 있어서는 안티블로킹제로서 무기입자를 첨가하는 것이 바람직하다. 이와 같이 대응함으로써 저온 실링성을 유지하고, 고도의 블로킹 방지효과를 부여할 수 있다. 그 이유로서, 무기입자를 배합함으로써 필름 표면에 돌기가 형성되기 때문에 필름의 접촉면적이 감소하고, 그 결과 블로킹 방지효과가 얻어지는 것으로 추측된다.

본 발명에 있어서 안티블로킹제로서 사용하는 무기입자의 조성과 조합은 한정되지 않으나, 실리카, 제올라이트, 규조토, 탤크 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 실리카와 제올라이트를 혼합하여 사용하면 좋다. 또한 표면이 무공형상(non-porous)이며 입도분포가 좁은 것이 바람직하다. 그 이유는 표면이 다공형상(porous)인 경우, 무기입자에 흡착된 수분의 영향으로 필름에 기포가 생겨 외관이 나빠지는 경우가 있다.

표면 형상을 복잡하게 할 목적으로, 각각의 입경을 상이한 것으로 하고 역할을 분담시키는 것이 좋다. 또한, 입도분포가 넓으면 필름의 제조에 있어서 무기입자가 T 다이의 테두리 부분에 퇴적되어 생산성을 저해하는 경우가 있다.

안티블로킹제 입경의 하한은 바람직하게는 3 ㎛이다. 상기 이상이면 블로킹이 개선되기 쉽다.

안티블로킹제 입경의 상한은 바람직하게는 20 ㎛이며, 보다 바람직하게는 16 ㎛이다. 상기 이하면 필름의 투명성이 유지되기 쉽다.

안티블로킹제 합계농도의 하한은 바람직하게는 0.1 중량%이고, 보다 바람직하게는 0.5 중량%이며, 더욱 바람직하게는 0.8 중량%이다. 0.1 중량% 이상이면 미끄럼성을 얻기 쉽다.

안티블로킹제 합계농도의 상한은 바람직하게는 5 중량%이고, 보다 바람직하게는 3 중량%이며, 더욱 바람직하게는 2 중량%이다. 5 중량% 이하면 지나치게 미끄러지지 않아 와인딩 불량(winding misalignment)의 원인이 되기 어렵다.

상기 식(1)을 만족시키는 필름 면의 3차원 산술평균 거칠기 SRa의 하한은 바람직하게는 0.05 ㎛이고, 보다 바람직하게는 0.08 ㎛이며, 더욱 바람직하게는 0.10 ㎛이다. 0.05 ㎛ 이상이면 롤상태나 봉지 제조 후에 블로킹하기 어렵다.

3차원 산술평균 거칠기 SRa의 상한은 바람직하게는 0.25 ㎛이며, 보다 바람직하게는 0.2 ㎛이다. 0.25 ㎛ 이하면 내블로킹에 대한 표면 거칠기 증가의 효과가 커진다.

본 발명에 있어서는 유기계 윤활제를 첨가하는 것이 바람직하다. 적층 필름의 미끄럼성과 블로킹 방지효과가 향상되어 필름의 취급성이 좋아진다. 그 이유로서, 유기계 윤활제가 블리드 아웃되어 필름 표면에 존재함으로써 윤활제 효과나 이형효과(mold releasing effect)가 발현된 것으로 생각한다. 추가로, 유기계 윤활제는 상온 이상의 융점을 갖는 것을 첨가하는 것이 바람직하다. 유기계 윤활제는 지방산 아미드, 지방산 에스테르를 들 수 있다. 구체적으로는 올레산 아미드, 에루크산 아미드, 베헨산 아미드, 에틸렌비스올레산 아미드, 헥사메틸렌비스올레산 아미드, 에틸렌비스올레산 아미드 등이다. 이들은 단독으로 사용해도 상관없으나, 2종류 이상을 병용함으로써 가혹한 환경하에서도 미끄럼성과 블로킹 방지효과를 유지할 수 있기 때문에 바람직하다.

실링층(A층)의 유기계 윤활제 아미드기 농도의 하한은 바람직하게는 600 중량ppm이며, 보다 바람직하게는 800 중량ppm이다. 600 중량ppm 이상이면 미끄럼성을 얻기 쉽다. 유기계 윤활제 아미드기 농도의 상한은 바람직하게는 2,000 중량ppm이며, 보다 바람직하게는 1,500 중량ppm이다. 2,000 중량ppm 이하면 지나치게 미끄러지지 않아 와인딩 불량의 원인이 되기 어렵다.

본 발명의 폴리에틸렌계 필름에는 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서, 필요에 따라 임의의 층에 적당량의 열안정제, 산화방지제, 대전방지제, 방담제(anti-fogging agent), 중화제, 윤활제, 조핵제(nucleating agent), 착색제, 기타 첨가제 및 무기질 충전제 등을 배합할 수 있다.

폴리에틸렌계 수지에는 산화방지제를 배합하는 것이 바람직하며, 페놀계와 아인산염계의 병용, 또는 1분자 중에 페놀계와 아인산염계의 골격을 갖는 것을 단독으로 사용해도 상관없다.

필름 두께의 하한은 바람직하게는 10 ㎛이고, 보다 바람직하게는 30 ㎛이며, 더욱 바람직하게는 35 ㎛이다. 10 ㎛ 이상이면 강성이 지나치게 약하지 않아 가공하기 쉽다. 필름 두께의 상한은 바람직하게는 100 ㎛이고, 보다 바람직하게는 50 ㎛이며, 더욱 바람직하게는 40 ㎛이다. 100 ㎛ 이하면 강성이 지나치게 강하지 않아 가공하기 쉽다.

본 발명 폴리에틸렌계 필름의 성형방법은 특별히 한정하는 것은 아니며, 예를 들면 인플레이션 방식, T 다이 방식을 사용할 수 있으나, 투명성을 높이기 위해 드래프팅의 용이함으로부터 T 다이 방식이 바람직하다. 인플레이션 방식은 냉각매체가 공기인 것에 대해 T 다이 방식은 냉각롤을 사용하기 때문에, 냉각속도를 높게 하는 데는 유리한 제조방법이다.

용융 성형된 필름은 롤로서 와인딩하는 것이 바람직하다. 와인딩 길이는 특별히 한정되지 않으나, 상한으로서 바람직하게는 8,000 m이다. 8,000 m 이하면 중량이 지나치게 증가하지 않아 핸들링이 용이하다. 하한으로서 바람직하게는 100 m이다. 100 m 이하면 가공의 효율이 저하되지 않는다.

(적층 필름)

본 발명의 폴리에틸렌계 필름은 적어도 실링층(A층), 중간층(B층), 라미네이트층(C층)을 이 순서로 포함하는 구성으로 해도 된다. 최외층은 각각 A층, C층이다. 이때 실링층(A층) 면이 하기 식(1)을 만족시키는 것이 필요하다.

Ra(MD)：필름의 흐름방향으로 측정한 산술평균 거칠기

Ra(TD)：필름의 흐름방향에 수직으로 측정한 산술평균 거칠기

본 발명 필름의 실링층(A층)에 사용하는 수지는 아래와 같다.

사용하는 폴리에틸렌계 수지로서는, 예를 들면 에틸렌·α-올레핀 공중합체, 고압법 폴리에틸렌으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합한 것을 들 수 있다. 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체는 에틸렌과 탄소수 4~18의 α-올레핀의 공중합체이며, α-올레핀으로서는 부텐-1, 헥센-1,4-메틸펜텐-1, 옥텐-1, 데센-1 등을 들 수 있다. 이들 폴리에틸렌계 수지로부터 얻어지는 필름은 우수한 히트 실링 강도, 핫택성, 협잡물 실링성, 내충격성을 가지며, 그 폴리에틸렌계 수지는 이들 특성을 저해하지 않는 범위에서 다른 수지, 예를 들면 에틸렌·초산비닐 공중합체, 에틸렌·아크릴산 에스테르 공중합체 등을 혼합하여 사용해도 된다.

그중에서도, 본 발명에 사용하는 폴리에틸렌계 수지로서는 제막성, 제막품의 물성 및 기능성 등의 관점에서, 용융흐름속도(이하, MFR로 기재하는 경우가 있다.)는 2.5~4.5 g/분 정도가 바람직하다. 여기서 MFR은 ASTM　D-1238(230℃, 21.18 N)에 준거하여 측정하였다. 또한 이 폴리에틸렌계 수지는 자체 기지의 방법으로 합성된다.

본 발명에 있어서는 배합에 사용하는 원료 폴리에틸렌 수지의 밀도범위는 905~965 ㎏/㎥가 보다 바람직하며, 910~960 ㎏/㎥가 더욱 바람직하다. 밀도가 900 ㎏/㎥보다 작은 폴리에틸렌 수지는 그 자신의 핸들링성이 나빠진다. 또한, 밀도가 970 ㎏/㎥보다 큰 폴리에틸렌 수지는 중합이 곤란하기 때문에 입수가 곤란하여 적당치 못하다.

배합에 사용하는 폴리에틸렌 수지의 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.0~3.5가 바람직하다. 2.2~3.3이 보다 바람직하며, 2.4~3.1이 더욱 바람직하다. 분자량 분포(Mw/Mn)가 2.0 이상인 폴리에틸렌계 수지를 사용하면, 용융했을 때의 수지의 유동 특성에 따른 넥인 등이 발생하기 어렵고, 필름 제조에 있어서 안정생산이 용이해지며, 이는 필름의 두께 편차 등의 저감으로 이어진다. 또한 분자량 분포가 3.5 이하인 폴리에틸렌 수지를 사용하면, 고분자량체가 원인인 피쉬아이의 생성이 저감된다.

사용하는 폴리프로필렌계 수지는 폴리프로필렌계 랜덤 공중합체인 것이 바람직하며, 다량(약 85 중량% 이상)의 프로필렌과 소량(약 15 중량% 이하)의 α-올레핀의 랜덤 공중합체(폴리프로필렌-α올레핀 랜덤 공중합체)가 보다 바람직하다. 이러한 폴리프로필렌 랜덤 공중합체를 얻을 때의 α-올레핀 모노머로서는 에틸렌, 부텐-1, 펜텐-1,4-메틸펜텐-1, 헥센-1, 옥텐-1 등을 사용할 수 있으나, 생산성 면에서 에틸렌, 부텐-1을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한 공중합에 사용하는 α-올레핀은 적어도 1종 이상이면 되고, 필요에 따라 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

폴리프로필렌계 수지 밀도의 하한은 바람직하게는 870 ㎏/㎤이며, 보다 바람직하게는 885 ㎏/㎤이다. 870 ㎏/㎤ 이상이면 폴리프로필렌이 폴리에틸렌 수지와 상용되기 쉬워 필름이 백화되기 어렵다. 실링층에 첨가하는 폴리프로필렌계 수지 밀도의 상한은 바람직하게는 920 ㎏/㎤이며, 보다 바람직하게는 900 ㎏/㎤이다. 920 ㎏/㎤ 이하면 폴리프로필렌이 폴리에틸렌 수지에 완전히 상용되기 어려워 실링층 표층에 요철이 발현되기 쉽다.

폴리프로필렌계 수지 용융흐름속도(MFR)의 하한은 바람직하게는 0.6 g/10분이고, 보다 바람직하게는 1.0 g/10분이며, 더욱 바람직하게는 1.2 g/10분이다. 0.6 g/10분 이상이면 폴리프로필렌의 폴리에틸렌 수지와의 상용성이 좋아 필름이 백화되기 어렵다.

폴리프로필렌계 수지 용융흐름속도의 상한은 바람직하게는 3.0 g/10분이고, 보다 바람직하게는 2.0 g/10분이며, 더욱 바람직하게는 1.7 g/10분이다. 3.0 g/10분 이하면 폴리프로필렌이 폴리에틸렌 수지에 완전히 상용되기 어려워 실링층 표층에 요철이 발현되기 쉽다.

폴리에틸렌계 수지와의 혼합물 전체에 대한 폴리프로필렌계 수지 첨가량의 하한은 바람직하게는 3 중량%이고, 보다 바람직하게는 8 중량%이며, 더욱 바람직하게는 10 중량%이다. 3 중량% 이상이면 블로킹이 발생하기 어려워 언와인딩 직후의 미끄럼성을 얻기 쉽다. 실링층의 폴리프로필렌계 수지 첨가량의 상한은 바람직하게는 25 중량%이며, 보다 바람직하게는 15 중량%이나, 25 중량% 이하면 저온 실링성을 얻기 쉽다.

본 발명에 있어서 안티블로킹제로서 사용하는 무기입자의 조성과 조합은 한정되지 않으나, 실리카, 제올라이트, 규조토, 탤크 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 실리카와 제올라이트를 혼합하여 사용하면 좋다. 또한 표면이 무공형상이며 입도분포가 좁은 것이 바람직하다. 그 이유는 표면이 무공형상인 경우, 수분이 무기입자에 흡착되기 어려워 필름에 기포가 생기기 어렵기 때문에 외관이 유지된다.

표면형상을 복잡하게 할 목적으로, 각각의 입경을 상이한 것으로 하고 역할을 분담시키는 것이 좋다. 또한, 입도분포가 좁으면 필름의 제조에 있어서 무기입자가 T 다이의 테두리 부분에 퇴적하기 어려워 생산성을 높일 수 있다.

안티블로킹제 입경의 하한은 바람직하게는 3 ㎛이다. 3 ㎛ 이상이면 블로킹이 저감되기 쉽다.

안티블로킹제 입경의 상한은 바람직하게는 20 ㎛이며, 보다 바람직하게는 16 ㎛이다. 20 ㎛ 이하면 필름의 투명성이 유지되기 쉽다.

안티블로킹제 합계농도의 상한은 바람직하게는 5 중량%이고, 보다 바람직하게는 3 중량%이며, 더욱 바람직하게는 2 중량%이다. 5 중량% 이하면 지나치게 미끄러지지 않아 와인딩 불량의 원인이 되기 어렵다.

중간층(B층) 및 라미네이트층(C층)에 사용하는 폴리에틸렌계 수지로서는, 예를 들면 에틸렌·α-올레핀 공중합체, 고압법 폴리에틸렌으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 혼합한 것을 들 수 있다. 상기 에틸렌·α-올레핀 공중합체는 에틸렌과 탄소수 4~18의 α-올레핀의 공중합체이며, α-올레핀으로서는 부텐-1, 헥센-1,4-메틸펜텐-1, 옥텐-1, 데센-1 등을 들 수 있다. 이들 폴리에틸렌계 수지로부터 얻어지는 필름은 우수한 히트 실링 강도, 핫택성, 협잡물 실링성, 내충격성을 가지며, 그 폴리에틸렌계 수지는 이들 특성을 저해하지 않는 범위에서 다른 수지, 예를 들면 에틸렌·초산비닐 공중합체, 에틸렌·아크릴산 에스테르 공중합체 등을 혼합하여 사용해도 된다.

라미네이트층(C층)의 역할은 이축연신 에스테르 필름 등의 기재 필름과 붙였을 때에 충분한 접착력을 갖는 것이다.

중간층(B층)의 역할은 기재와 적층된 필름을 봉지 형상으로 가공하여 내용물을 넣어서 사용했을 때, 핸들링에 지장 없는 강성과 파손 저항성을 갖는 것이다.

본 발명 필름의 실링층(A층)의 필름 전체 두께에 대한 비율의 하한은 바람직하게는 10%이고, 보다 바람직하게는 15%이며, 더욱 바람직하게는 18 중량%이다. 10% 이상이면 실링 강도가 충분해진다.

실링층 비율의 상한은 바람직하게는 40%이고, 보다 바람직하게는 30%이며, 더욱 바람직하게는 25%이다. 40% 이하면 비용이 높아지지 않는다.

본 발명 필름의 라미네이트층(C층)의 필름 전체 두께에 대한 비율의 하한은 바람직하게는 5%이며, 보다 바람직하게는 16%이다. 5% 이상이면 실링층과 중간층에 첨가되어 있는 안티블로킹제가 라미네이트층을 밀어 올리지 않아 기재 필름과의 접합 계면에 기포가 발생하기 어렵다. 라미네이트층 비율의 상한은 바람직하게는 50%이며, 보다 바람직하게는 32%이다. 50% 이하면 필름의 강성이 지나치게 강하지 않아 가공하기 쉽다.

이 경우에 있어서, 상기 필름의 각층 폴리에틸렌 수지의 평균 밀도가 실란트층(A층)≤기재층(B층)≤라미네이트층(C층)인 것이 바람직하다. 배합되어 있는 유기계 윤활제는 밀도가 높은 층으로는 이동하기 어렵기 때문에 라미네이트 후의 미끄럼성을 유지하는 데에 효과적이다.

본 발명 필름의 중간층(B층) 밀도의 하한은 바람직하게는 920 ㎏/㎥이고, 보다 바람직하게는 925 ㎏/㎥이며, 더욱 바람직하게는 930 ㎏/㎥이다. 920 ㎏/㎥ 이상이면 강성이 강하여 가공하기 쉽다.

중간층(B층) 밀도의 상한은 바람직하게는 960 ㎏/㎥이고, 보다 바람직하게는 940 ㎏/㎥이며, 더욱 바람직하게는 935 ㎏/㎥이다.

본 발명 필름의 중간층(B층)에 전술한 유기계 윤활제를 사용해도 되고, 유기계 윤활제의 하한은 바람직하게는 600 중량ppm이며, 보다 바람직하게는 800 중량ppm이다. 600 중량ppm 이상이면 미끄럼성을 얻기 쉽다.

중간층의 에루크산 아미드 등의 유기계 윤활제 농도의 상한은 바람직하게는 2,000 중량ppm이며, 보다 바람직하게는 1,500 중량ppm이다. 2,000 중량ppm 이상이면 지나치게 미끄러지지 않아 와인딩 불량의 원인이 되기 어렵다.

본 발명 필름의 중간층(B층)에 회수 수지를 10~30 질량% 배합해도 된다.

본 발명에 있어서는 이상에 기술한 폴리에틸렌계 필름의 라미네이트층(C층) 면에 코로나처리 등의 활성 선처리(active ray treatment)를 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 대응함으로써 라미네이트 강도가 향상된다.

본 발명 필름의 라미네이트층(C층) 습윤장력의 하한은 바람직하게는 30 N이며, 보다 바람직하게는 40 N이다. 30 N 이상이면 이축연신 나일론(ONy) 필름, 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 이축연신 폴리프로필렌(OPP) 필름 등의 기재와 붙였을 때의 라미네이트 강도를 충분히 얻기 쉽다.

습윤장력의 상한은 바람직하게는 55 N이며, 보다 바람직하게는 50 N이다. 55 N 이하면 유기계 윤활제의 라미네이트층(C층) 표면으로의 이행량이 크지 않아 라미네이트 접착 강도가 유지되기 쉽다.

필름 표면에 동일한 높이의 돌기를 가진 필름보다도, 필름 표면에 상이한 높이의 돌기를 가진 필름이 내블로킹성이 우수하다. 또한 전술한 무기입자를 필요에 따라 라미네이트층(C층)이나 중간층(B층)에 배합해도 된다.

(필름 특성)

블로킹 강도의 상한은 바람직하게는 60 mN/20 ㎜이고, 보다 바람직하게는 50 mN/20 ㎜이며, 더욱 바람직하게는 40 mN/20 ㎜이다. 60 mN/20 ㎜ 이하면 언와인딩 직후의 미끄럼성이 양호해지기 쉽다.

본 발명 폴리에틸렌계 필름 헤이즈의 하한은 바람직하게는 3%이고, 보다 바람직하게는 5%이며, 더욱 바람직하게는 7%이다. 3% 이상이면 블로킹이 발생하기 어렵다.

헤이즈의 상한은 바람직하게는 15%이고, 보다 바람직하게는 12%이며, 더욱 바람직하게는 10%이다. 15% 이하면 내용물을 눈으로 확인하기 쉽다.

본 발명 폴리에틸렌계 필름의 필름 단체(單體) 실링 강도의 하한은 바람직하게는 5 N/15 ㎜이며, 보다 바람직하게는 6 N/15 ㎜이다. 5 N/15 ㎜ 이상이면 봉지 제조 후에 봉지가 찢어지기 어렵다.

필름 단체 실링 강도의 상한은 바람직하게는 12 N/15 ㎜이며, 보다 바람직하게는 10 N/15 ㎜이다. 12 N/15 ㎜ 이하면 봉지 제조 후에 봉지를 개봉하기 쉽다.

본 발명의 폴리에틸렌계 필름을 PET 라미네이트한 필름의 히트 실링 개시온도의 하한은 바람직하게는 90℃이며, 보다 바람직하게는 100℃이다. 90℃ 이상이면 실링 이외의 열로 융착하기 어렵다.

히트 실링 개시온도의 상한은 바람직하게는 120℃이며, 보다 바람직하게는 115℃이다. 120℃ 이하면 실링에 필요한 열이 크지 않다.

히트 실링 개시온도는 히트 실링 온도를 80℃부터 순차적으로 높여 갈 때, 히트 실링 강도가 4.9 N/15 ㎜가 되는 가장 낮은 온도를 말한다.

PET 필름과 라미네이트한 필름의 120℃에서의 히트 실링 강도의 하한은 바람직하게는 30 N/15 ㎜이며, 보다 바람직하게는 35 N/15 ㎜이다. 30 N/15 ㎜ 이상이면 봉지 제조 후에 봉지가 찢어지기 어렵다.

PET 필름과 라미네이트한 필름의 120℃에서의 히트 실링 강도의 상한은 바람직하게는 60 N/15 ㎜이며, 보다 바람직하게는 50 N/15 ㎜이다. 60 N/15 ㎜ 이하면 봉지 제조 후에 봉지를 개봉하기 쉽다.

본 발명 폴리에틸렌계 필름 단체의 정지 마찰계수의 하한은 바람직하게는 0.05이고, 보다 바람직하게는 0.08이며, 더욱 바람직하게는 이다. 0.05 이상이면 와인딩 시에 필름이 지나치게 미끄러지지 않아 와인딩 불량의 원인이 되기 어렵다.

단체의 정지 마찰계수의 상한은 바람직하게는 0.20이고, 보다 바람직하게는 0.15이며, 더욱 바람직하게는 0.10이다. 0.20 이하면 가공 시의 손실이 적어진다.

본 발명 폴리에틸렌계 필름의 언와인딩 직후에 측정한 정지 마찰계수의 하한은 바람직하게는 0.05이며, 보다 바람직하게는 0.08이다. 0.05 이하면 와인딩 시에 필름이 지나치게 미끄러지지 않아 와인딩 불량의 원인이 되기 어렵다.

언와인딩 직후에 측정한 정지 마찰계수의 상한은 바람직하게는 0.25이고, 보다 바람직하게는 0.18이며, 더욱 바람직하게는 0.10이다. 0.25 이하면 가공 시의 손실이 적어진다.

본 발명 폴리에틸렌계 필름의 라미네이트 후 정지 마찰계수의 하한은 바람직하게는 0.05이며, 보다 바람직하게는 0.08이다. 0.05 이상이면 와인딩 시에 필름이 지나치게 미끄러지지 않아 와인딩 불량의 원인이 되기 어렵다.

라미네이트 후 정지 마찰계수의 상한은 바람직하게는 0.20이며, 보다 바람직하게는 0.15이다. 0.20 이하면 봉지 제조 후의 개봉성이 좋고, 가공 시의 손실이 적다.

본 발명 폴리에틸렌계 필름 영률(MD)의 하한은 바람직하게는 100 ㎫이며, 보다 바람직하게는 200 ㎫이다. 100 ㎫ 이상이면 강성이 지나치게 약하지 않아 가공하기 쉽다. 영률(MD)의 상한은 바람직하게는 800 ㎫이며, 보다 바람직하게는 600 ㎫이다.

본 발명 폴리에틸렌계 필름 영률(TD)의 하한은 바람직하게는 100 ㎫이며, 보다 바람직하게는 200 ㎫이다. 100 ㎫ 이상이면 강성이 지나치게 약하지 않아 가공하기 쉽다.

영률(TD)의 상한은 바람직하게는 1,000 ㎫이며, 보다 바람직하게는 600 ㎫이다.

실시예

아래에 실시예로 본 발명을 상세하게 설명하나 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한 각 실시예에서 얻어진 특성은 아래의 방법으로 측정, 평가하였다.

(1) 수지 밀도

JIS　K7112：1999년에 준하여 밀도를 평가하였다.

(2) 용융흐름속도(MFR)

ASTM　D-1238에 기초하여 230℃, 하중 21.18 N으로 측정을 행하였다.

(3) 산술평균 거칠기(Ra(MD)[㎛]) 및 산술평균 거칠기(Ra(TD)[㎛])

(4) 필름의 블로킹 강도

블로킹 강도의 측정방법은 아래와 같다. 필름의 흐름방향으로 150 ㎜, 흐름방향과 수직방향으로 20 ㎜ 사이즈로 커트한 샘플 1을 필름의 라미네이트층(C층)과 실링층(A층)을 겹쳐 세로 160 ㎜, 가로 30 ㎜의 청결한 유리판 사이에 끼우고, 위로부터 20 ㎏의 하중을 걸어 60℃ 분위기하에서 20시간 방치하였다. 그 후 하중과 유리판을 제거하고 23도, 65%Rh의 분위기에 1시간 방치하였다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 겹친 필름을 흐름방향에 대해 30 ㎜ 박리하고 그 사이에 φ5 ㎜, 길이 50 ㎜의 알루미늄봉 2개를 끼웠다. 시마즈 제작소 제조 오토그래프(AG-I) 3으로 알루미늄봉을 첩부되어 있는 쪽으로 100 ㎜/분으로 잡아당겨, 이때의 하중을 측정하였다.

(5) 필름 롤로부터의 언와인딩성(블로킹 평가)

◎：아무 저항 없이 언와인딩 가능함

○：언와인딩 시 필름끼리 박리되는 소리가 들림

×：언와인딩 시에 저항이 있음

(6) 필름의 정지 마찰계수

필름의 실링층(A층) 측끼리를 겹쳐, 만능인장시험기 STM-T-50BP(도요 볼드윈 제조)를 사용하여 JIS　K7125에 준거하여 측정하였다. 샘플은 아래 3종의 방법에 의해 MD방향으로 200 ㎜, TD방향으로 80 ㎜의 크기로 잘라내 측정을 행하였다.

(언와인딩 직후)

실시예·비교예에서 얻어진 롤형상의 필름으로부터 언와인딩 후 30분 경과 시점에서의 정지 마찰계수를 측정하는 경우는, 롤형상 필름의 표층 5 m 이상을 밖으로 낸 부분에 있어서 샘플을 채취하였다. 최외층의 필름을 사용하면, 보관 시 필름끼리의 밀착이 약하여 정확하게 측정할 수 없는 경우가 있다.

상기 샘플 채취 후 40분 경과 시점에서의 유기계 윤활제가 필름 표면에 블리드 아웃된 상태에서 실링층(A층) 측끼리 행하였다.

(PET 필름 라미네이트 후)

실시예·비교예에서 얻어진 드라이 라미네이트 필름의 실링층(A층) 측끼리를 겹쳐 측정하였다.

(7) 3차원 표면 거칠기(SRa)

3차원 표면 거칠기 SRa는 접촉식 표면 거칠기(고사카 연구소 제조·모델 ET4000A)를 사용해서, 3 ㎝×3 ㎝의 정사각형 필름 조각으로부터 임의로 측정면 1 ㎜×0.2 ㎜ 개소의 표면 거칠기를 측정하여, 3차원 표면 거칠기(SRa)를 구하였다.

(8) 히트 실링 강도

히트 실링 조건 및 강도 측정 조건은 다음과 같다. 즉, 실시예·비교예에서 얻어진 라미네이트 필름의 폴리에틸렌 필름끼리를 겹쳐 0.1 ㎫의 압력에서 1초간, 실링바의 폭 10 ㎜, 히트 실링 온도 120℃에서 히트 실링한 후, 23℃에서 방랭하였다. 120℃에서 히트 실링된 필름으로부터 히트 실링바의 방향과 직각방향으로 폭 15 ㎜, 길이 70 ㎜의 시험편을 잘라내, 각 시험편에 대해서 크로스헤드 스피드 200 ㎜/분으로 히트 실링부를 박리했을 때의 박리 강도를 측정하였다.

(9) 히트 실링 개시온도

히트 실링 개시온도는 상기 (8)의 방법으로 히트 실링 강도의 측정을 행할 때, 히트 실링 온도를 80℃부터 순차적으로 높여 갈 때, 히트 실링 강도가 4.9 N/15 ㎜가 되는 가장 낮은 온도로 하였다.

(10) 헤이즈

헤이즈미터 NDH3000(닛폰 덴쇼쿠 공업 제조)에 의해 JIS　K7136에 준거하여 측정하였다.

(실시예 1)

(실란트 필름의 제작)

(실링층(A층)의 폴리에틸렌계 조성물)

수지 밀도 915 ㎏/㎥, MFR 3.5 g/10분의 폴리에틸렌 수지(다우 케미컬사 제조　ELITE(등록상표) 5220G) 90 중량%에 대해 수지 밀도 890 ㎏/㎥, MFR 1.4 g/10분의 폴리프로필렌 수지(스미토모 케미컬사 제조, 노블렌(등록상표) S131)를 10 중량% 혼합하였다. 또한, 안티블로킹제로서 입경 10 ㎛의 비결정성 실리카 1.17 중량%와 평균 입경 4 ㎛의 제올라이트를 상기 수지의 합계량에 대해 0.49 중량%, 유기계 윤활제로서 에루크산 아미드를 1,000 ppm 첨가하였다. 첨가제는 각각 폴리에틸렌 수지의 마스터 배치로 하여 혼합하였다.

(중간층(B층)의 폴리에틸렌계 조성물)

수지 밀도 930 ㎏/㎥의 폴리에틸렌 수지(스미토모 케미컬사 제조, 스미카센(등록상표) FV407) 68 중량%, 수지 밀도 962 ㎏/㎥의 프라임 폴리머사 제조 폴리에틸렌 수지(모아테크(등록상표) 0408G) 12 중량%, 회수 원료 20 중량%를 혼합하였다. 유기계 윤활제로서 에루크산 아미드를 1,000 ppm 첨가하였다. 첨가제는 폴리에틸렌 수지의 마스터 배치로 하여 혼합하였다.

(라미네이트층(C층)의 폴리에틸렌계 조성물)

수지 밀도 930 ㎏/㎥의 폴리에틸렌 수지(스미토모 케미컬사 제조, 스미카센 FV407) 80 중량%와 수지 밀도 962 ㎏/㎥, 분자량 분포 2.8의 폴리에틸렌 수지(프라임 폴리머사 제조, 모아테크 0408G) 20 중량%를 혼합하였다.

B층용 폴리에틸렌계 수지 조성물을 스크류 직경 90 ㎜의 3 단계형 단축 압출기(uniaxial extruder)로, A층용 및 C층용 폴리에틸렌계 수지 조성물을 각각 직경 45 ㎜ 및 직경 60 ㎜의 3 단계형 단축 압출기를 사용하여, 폭 800 ㎜로 프리랜드(preland)를 2단계로 하고, 또한 용융 수지의 흐름이 균일해지도록 단차 부분의 형상을 곡선 형상으로 하여 다이스 내의 흐름이 균일해지도록 설계한 3층 타입의 T슬롯형 다이에 A층/B층/C층의 순서가 되도록 도입하고, 다이스의 출구온도 221℃에서 압출하였다. 립갭(lip gap)은 1.6 ㎜로 하였다. 다이스로부터 나온 용융 수지 시트를 38℃의 냉각롤로 냉각하여, A층/B층/C층의 구성으로 층두께가 8/23/6(㎛)인 폴리에틸렌계 적층 필름을 얻었다.

또한 상기 압출기로의 공급용 사일로나 호퍼도 질소가스 치환하였다. 냉각롤로 냉각할 때는 에어 노즐로 냉각롤 상의 필름의 양단을 고정하여, 에어 나이프로 용융 수지 시트의 전폭을 냉각롤에 꽉 누르고, 동시에 진공 챔버를 작용시켜 용융 수지 시트와 냉각롤 사이로 공기가 들어가는 것을 방지하였다. 에어 노즐은 양단 모두 필름 진행방향으로 직렬로 설치하였다. 또한 에어 나이프의 바람 방향은 압출된 시트의 진행방향에 대해 40도로 하였다.

또한 진공 챔버의 흡인구의 방향을 압출된 시트의 진행방향에 맞췄다. 또한 다이스 주변은 시트로 감싸 용융 수지 시트에 바람이 닿지 않도록 하였다. C층의 표층에 코로나처리를 실시하였다. 제막속도는 19 m/분으로 실시하였다. 제막한 필름은 모서리 부분을 트리밍하여 롤상태로 해서 와인딩하였다. 필름 구성을 표 1에, 얻어진 필름의 물성 결과를 표 2에 나타낸다.

(드라이 라미네이트 필름의 제작)

본 발명의 필름과 기재 필름(도요보제 이축연신 폴리에스테르 필름, E5100, 두께 12 ㎛)을 에스테르계 드라이 라미네이트용 접착제(DIC 그래픽스사 제조, LX500) 32.4 질량부, 경화제로서 (DIC 그래픽스사 제조, KR90S) 2.2 질량부, 및 초산에틸 65.4 질량부를 혼합하여 얻어진 에스테르계 접착제를 사용하여 접착제의 도포량이 3.0 g/㎡가 되도록 드라이 라미네이트하였다. 적층한 라미네이트 필름을 40℃로 유지하고, 3일간 에이징을 행하여 드라이 라미네이트 필름을 얻었다. 얻어진 라미네이트 필름의 물성 결과를 표 2에 나타낸다.

(실시예 2)

실시예 1에 있어서 실링층(A층)에서의 폴리프로필렌 수지와 폴리에틸렌 수지의 혼합비를, 폴리프로필렌 수지를 15 중량%, 폴리에틸렌 수지를 85 중량%로 한 것 이외에는 동일한 방법으로 실란트 필름을 얻었다.

(실시예 3)

실시예 1에 있어서 실링층(A층)에서의 폴리프로필렌 수지와 폴리에틸렌 수지의 혼합비를, 폴리프로필렌 수지를 3 중량%, 폴리에틸렌 수지를 97 중량%로 한 것 이외에는 동일한 방법으로 실란트 필름을 얻었다.

(실시예 4)

실시예 1에 있어서 실링층(A층)에 첨가하는 에루크산 아미드 농도를 800 ppm으로 한 것 이외에는 동일한 방법으로 실란트 필름을 얻었다.

(실시예 5)

실시예 1에 있어서 실링층(A층)/중간층(B층)/라미네이트층(C층)의 두께를 6.5/18.5/5.0 ㎛(합계30 ㎛)로 한 것 이외에는 동일한 방법으로 실란트 필름을 얻었다.

(실시예 6)

실시예 1에 있어서 실링층(A층)에 첨가하는 실리카 농도를 0.58 중량%로 한 것 이외에는 동일한 방법으로 실란트 필름을 얻었다.

(실시예 7)

실시예 1에 있어서 실링층(A층)에 첨가하는 제올라이트의 농도를 0.25 중량%로 한 것 이외에는 동일한 방법으로 실란트 필름을 얻었다.

(실시예 8)

실시예 1에 있어서 실링층(A층)에서의 폴리프로필렌 수지와 폴리에틸렌 수지의 혼합비를, 폴리프로필렌 수지를 3 중량%, 폴리에틸렌 수지를 97 중량%로 하고, 실링층(A층)에 실리카를 첨가하지 않은 것 이외에는 동일한 방법으로 실란트 필름을 얻었다.

상기 실시예 1~8의 필름은 모두 필름 롤로부터 언와인딩 시 블로킹이 억제되어 봉지 제조 가공을 원활하게 행할 수 있었다. 또한 봉지 제조 후의 개봉성도 양호하여 식품 충전도 원활하게 행할 수 있었다.

(비교예 1)

실시예 1에 있어서 실링층(A층)에 폴리프로필렌 수지를 첨가하지 않고, 폴리에틸렌 수지 100 중량%으로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 실란트 필름을 얻었다. 그러나, 필름의 요철이 적어져 언와인딩 직후의 미끄럼성을 얻을 수 없었다.

(비교예 2)

실시예 1에 있어서 실링층(A)에서의 폴리프로필렌 수지와 폴리에틸렌 수지의 혼합비를, 폴리프로필렌 수지를 30 중량%, 폴리에틸렌 수지를 70 중량%로 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 실란트 필름을 얻었다. 그러나, 실링 강도가 악화되는 결과가 되었다.

(비교예 3)

실시예 1에 있어서 실링층(A)에서 사용하는 폴리프로필렌 수지(스미토모 케미컬사 제조, 노블렌 S131) 대신에, 폴리프로필렌 수지(스미토모 케미컬사 제조, 노블렌 S131)를 220℃에서 용융한 후에 재차 펠릿화하고, 그의 용융흐름속도(MFR)를 3.2 g/10분까지 상승시킨 폴리프로필렌 수지를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 실란트 필름을 얻었다.

그러나 폴리프로필렌 수지는 폴리에틸렌 수지에 완전히 상용되어 버려 필름의 요철이 작아져, 언와인딩 직후의 미끄럼성을 얻을 수 없었다.

(비교예 4)

실시예 1에 있어서 실링층(A)에서 사용하는 폴리프로필렌 수지(스미토모 케미컬사 제조, 노블렌 S131) 대신에, 폴리프로필렌 수지(스미토모 케미컬사 제조, 노블렌 D101, 수지 밀도 900 ㎏/㎥, MFR 0.5 g/10분)로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 실란트 필름을 얻고자 하였다.

그러나 폴리프로필렌 수지는 폴리에틸렌 수지에 전혀 상용되지 않아 필름을 얻을 수 없었다.

필름 롤상태로부터 언와인딩 시의 블로킹, 기재와 라미네이트한 후의 실란트끼리의 내블로킹성이 보다 양호하기 때문에 가공 시의 손실을 저감시킬 수 있어 산업상 크게 공헌할 수 있다.

Claims

적어도 한쪽 면에 있어서, 필름의 흐름방향에서의 산술평균 거칠기 Ra(MD)[㎛]와 흐름방향과 직각방향의 산술평균 거칠기 Ra(TD)[㎛]의 비의 값이 하기 식(1)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌계 필름.

Ra(MD)：필름의 흐름방향으로 측정한 산술평균 거칠기
Ra(TD)：필름의 흐름방향에 직각방향으로 측정한 산술평균 거칠기
적어도 실링층(A층), 중간층(B층), 라미네이트층(C층)의 3층을 포함하는 폴리에틸렌계 필름으로서, A층 면 필름의 흐름방향 및 흐름방향과 직각방향의 산술평균 거칠기 Ra[㎛]의 값이 하기 식(1)을 만족시키는 것을 특징으로 하는 폴리에틸렌계 필름.

Ra(MD)：필름의 흐름방향으로 측정한 산술평균 거칠기
Ra(TD)：필름의 흐름방향에 직각방향으로 측정한 산술평균 거칠기
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 식(1)을 만족시키는 면을 갖는 층이 폴리에틸렌계 수지 75~97 중량%, 폴리프로필렌계 수지 25~3 중량을 포함하는 폴리에틸렌계 필름.
제3항에 있어서,
상기 폴리에틸렌계 수지가 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌인 폴리에틸렌계 필름.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 폴리프로필렌계 수지의 ASTM　D-1238(230℃, 21.18 N)에 있어서 측정한 용융흐름속도(MFR)가 0.6~3.0 g/10분인 폴리에틸렌계 필름.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
120℃에서의 히트 실링한 후의 히트 실링 강도가 25 N/15 ㎜ 이상인 폴리에틸렌계 필름.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
블로킹 강도가 60 mN/20 ㎜ 이하인 폴리에틸렌계 필름.