KR20240017193A - 개봉성이 확보된 폴리에틸렌계 적층 포장재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 개봉성이 확보된 폴리에틸렌계 적층 필름 포장재 및 이의 제조방법에 관한 것이며, 구체적으로, 표면층(A) 및 실란트층(B)이 서로 결합된 다층구조의 폴리에틸렌 필름(C)으로, 상기 실란트층(B)는 폴리올레핀 플라스토머 층(b1), 고밀도 폴리에틸렌 수지 및 저밀도 폴리에틸렌 수지를 혼합한 혼합수지 층(b2) 및 중밀도 폴리에틸렌과 저밀도 폴리에틸렌을 혼합한 수지 조성물을 포함하는 조성물(b3)층이 순차적으로 적층된 층으로 구성된 폴리에틸렌계 적층 필름 포장재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

개봉성이 확보된 폴리에틸렌계 적층 포장재 및 이의 제조방법{Polyethylene-based laminated packaging material with secure openability and manufacturing method thereof}
본 개시는 개봉성이 확보된 폴리에틸렌계 적층 포장재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
포장재는 주로 수지 재료로 구성되는 수지 필름을 통해 제조되고 있다. 그 중에서도 폴리올레핀으로 구성되는 수지 필름은 적당한 유연성, 투명성이 우수하기 때문에 포장 재료에 넓게 사용되고 있다.
폴리올레핀으로 구성되는 수지 필름은 기계적 물성 및 열적 물성이 보다 뛰어난 폴리에스테르, 폴리아미드 등으로 구성되는 수지 필름 등과 폴리우레탄계 접착제 또는 아크릴계 접착제 등으로 접합해 사용되고 있고, 따라서 통상의 포장 재료는 기재와 열 봉합층이 이종의 재료로 이루어진 적층 필름으로 구성되어 있다. 이에 종래의 포장재는 이종의 수지 재료를 분리하는 것이 어려워 재활용이 현실적으로 불가능하므로 환경 측면에서 큰 사회문제로 대두되고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 재활용이 가능한 포장재를 구현하기 위한 기술의 개발, 특히 폴리올레핀계 단일 재료만으로 이루어진 수지 필름을 통해 포장재를 구현하기 위한 기술의 개발이 지속적으로 이루어지고 있다. 그러나 상기 언급한 바와 같이 폴리올레핀 수지는 종래 기재로서 사용되던 수지 대비 기계적 물성이 떨어지기 때문에, 형성되는 포장재의 내구성이 저하되어 포장재의 인쇄 공정에서 불량이 발생할 가능성이 높고, 운송 및 보관 등의 사용 과정에서 포장재가 쉽게 손상되는 문제가 있다. 또한 폴리올레핀 수지는 종래 기재로서 사용되던 수지 대비 내열성이 떨어지므로, 포장재를 형성하기 위한 열 봉합 과정에서 불량이 발생할 가능성이 높아, 열 봉합성이 저하되는 문제가 있다.
이에, 폴리올레핀계 단일 재료만을 사용하면서도, 밀도, 첨가제, 조성비 등의 차이를 바탕으로 상이한 기계적, 열적 물성을 가지는 폴리올레핀 수지가 적층된 다층 구조의 필름이 지속적으로 개발되고 있으나, 여전히 우수한 기계적, 열적 물성을 얻기는 어렵고, 비용 측면에서도 상용화가 쉽지 않은 문제가 있으며, 특히 저온에서도 활용이 가능한 포장재를 구현하는데 한계가 있어 개선이 요구되고 있다.
이를 테면, 일본 공개특허 2020-037189호는 필름 전체에 대한 폴리올레핀의 함유량이 80 중량부 이상인 포장 재료용 적층 필름에 대해 개시하고 있으나, 여전히 저온에서의 내구성이 저하되는 문제가 있고, 일본 등록특허 6814287호는 재활용이 가능한 폴리에틸렌 단일 재료 적층 필름을 개시하고 있으나, 여전히 우수한 내열성을 얻기는 어렵고, 열 봉합성이 저하되는 문제가 있다.
따라서, 단일 재료만으로 이루어진 수지 필름으로 재활용이 용이하여 환경 문제를 해결할 수 있음과 동시에, 종래의 이종 재료 합지 필름 대비 기계적, 열적 물성이 크게 저하되지 않으며, 다양한 온도 범위에서 우수한 물성이 유지되어 상용화가 가능하고, 가공성 역시 우수한 새로운 필름 및 포장재의 개발이 요구되고 있다.
또한, 포장재의 경우, 소비자들이 쉽게 개봉할 수 있는 인열강도를 가져야 하는데, 인열강도가 너무 낮을 경우 포장지가 터지거나, 찢기는 등의 문제점이 발생하여 내용물이 외부로 유출될 수 있으며, 인열강도가 너무 높으면 개봉이 어려운 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름으로 제조되는 포장재가 저온 조건에서 사용될 경우 진동이나 낙하 등으로 충격을 받으면 필름 면 부위의 터짐, 찢김, 홀 또는 스크래치 등이 발생하여 내용물이 외부로 유출되는 문제가 빈번하게 발생되고 있다.
이에 따라, 저온 조건에서도 기계적 강도가 우수하며, 특히, 적절한 인열강도를 가지고 있어, 소비자들이 개봉하기 쉬운 다층구조의 폴리에틸렌 필름으로 제조되는 포장재가 요구되고 있는 실정이다.
일본공개특허 제 2020-037189호(2020.03.12) 일본등록특허 제 6814287호(2020.12.22)
본 개시는 재활용이 가능하여 환경오염을 유발시키지 않고, 기존의 이종 재료 합지 필름 및 이로부터 제조된 포장재 대비 기계적 물성 및 열적 물성이 크게 저하되지 않아 가공 및 상용화 과정에서 손상을 최소화할 수 있는 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 및 이로부터 제조된 포장재를 제공하는 것이다.
또한, 본 개시는 소비자가 개봉을 쉽게 할 수 있을 정도의 인열강도를 가지면서 동시에 기계적 강도가 우수하여 포장재 파손으로 인해 내용물이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 포장재를 제공하는 것이다.
또한, 본 개시는 아이스팩, 냉동 식품 포장봉투, 냉동 식품 용기, 냉장 식품 포장봉투 및 냉장 식품 용기 등과 같이 저온 상태에서 사용되는 성형품에 활용이 적합한 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 및 이로부터 제조된 포장재를 제공하고자 한다.
또한, 본 개시는 필름이 손상되거나 그 물성이 저하되지 않는 낮은 온도 범위 내에서도 필름의 열 봉합성 및 고속 제대 가공성이 매우 뛰어난 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 및 이로부터 제조된 포장재를 제공하고자 한다.
본 개시는 표면층(A) 및 실란트층(B)이 서로 결합된 다층구조의 폴리에틸렌 필름(C)으로, 상기 표면층 (A)는 단층 또는 다층구조이며, 상기 표면층(A)의 가장 최외각층(a1)의 융점은 128℃ 이상이며, 상기 실란트층(B)는 다층 구조이며, 상기 실란트(B) 층의 가장 최내각층의 융점이 103℃ 이하이며, 상기 실란트층(B)의 1개층은 밀도 0.900-0.940g/㎤ 사이의 폴리에틸렌 수지 조성물을 포함하는 제1 필름층(b1), 상기 실란트층(B)의 또 다른 1개의 층으로 밀도 0.925-0.970 g/㎤ 사이의 폴리에틸렌 수지 조성물을 포함하는 제2 필름층(b2) 및 상기 실란트층(B)의 최내각층으로는 폴리올레핀 수지를 포함하는 제3 필름층(b3)이 적층된 층이며,
상기 표면층(A)의 파단 연신율은 하기 식 1을 만족하고, 상기 표면층(A) 최외각층(a1)과 실란트층 최내각층 (b3)의 융점 차이가 하기 식 2를 만족하는 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재를 제공한다.
[식 1]
[식 2]
(상기 식 1에서 각각의 파단　연신율은 ASTM D-638-03에 따라 측정된 값이며, 상기 식 2에서 TA는 표면층(A)의 최외각층(a1)의 용융온도이며, TB는 실란트층(B) 최내각층의 용융온도이다.)
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 표면층(A)는 최외각층인 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1), 선형 저밀도 폴리에틸렌 층 또는 중밀도 폴리에틸렌 층(a2) 및 제 2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)이 순차적으로 적층된 층을 포함하는 것일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 표면층(A)의 2% secant modulus 방식으로 측정한 탄성계수의 값은 MD는 12,000 kg/cm2이상 일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 표면층(A)의 인열강도 값은, MD 방향으로 3.0g/㎛이하이며, 상기 실란트층(B)의 인열강도 값은 MD 방향으로 7.0g/㎛이하일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 표면층(A)의 층 두께는 1 내지 100 ㎛ 일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 표면층(A)은 선형 저밀도 폴리에틸렌 또는 중밀도 폴리에틸렌 중에서 어느 하나 이상의 수지를 포함하는 층이 1 층 이상 더 포함되는 것 일 수 있으며, 상기 수지는 2.16kg 하중으로 190℃ 조건에서 ASTM D1238에 따른 용융지수가 0.5 내지 1.2 kg/10min인 것일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 표면층(A)의 단층 또는 다층에서 선택되는 어느 하나 이상의 층에 저밀도 폴리에틸렌 수지를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 표면층(A)의 각 a1, a2 및 a3 층에서 선택되는 어느 하나 이상의 층에 저밀도 폴리에틸렌 수지를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 표면층(A)의 각 층은 저밀도 폴리에틸렌을 0 내지 30wt%를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 실란트층(B)에서 제1 필름층(b1), 제2 필름층(b2) 및 제3 필름층(b3)의 두께의 비율이 1: 0.2 내지 10: 0.2 내지 2인 것일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 제 1 필름층(b1)은 저밀도 폴리에틸렌 수지를 0 내지 50wt%미만을 포함하는 것일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 제 2필름층(b2)는 저밀도 폴리에틸렌 수지를 0 내지 50wt%미만을 포함하는 것일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름(C)은 드라이 라미네이션 공법으로 합지되는 것일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 필름의 총 두께가 30 내지 300 ㎛인 것일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 표면층(A)의 각 층 사이 또는 표면 또는 상기 실란트층(B)의 각 층 사이 또는 표면에 차단층 1층 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 차단층은 산소투과 차단층을 포함하는 것일 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1), 선형 저밀도 폴리에틸렌 층 또는 중밀도 폴리에틸렌 층(a2) 및 제 2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)의 밀도가 하기 식 1을 만족하는 것일 수 있다.
[식 5]
(상기 식 5에서, 상기 M1은 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1)의 밀도이고, 상기 M2는 선형 저밀도 폴리에틸렌 층 또는 중밀도 폴리에틸렌 층(a2)의 밀도이고, 상기 M3는 제 2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)이며, 상기 밀도는 ASTM D 792에 따라 측정되고, 상기 밀도의 단위는 g/cm3이다.)
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재를 포함하는 성형품을 제공할 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 성형품은 액상/분말/고형물의 내용물 포장 중에서 유통/판매 과정에서 개봉성이 요구되어 선택되는 것을 포함한다.
본 개시의 일 양태에 따라, 상기 성형품은 아이스팩, 냉동 식품 포장봉투, 냉동 식품 용기, 냉장 식품 포장봉투, 냉장 식품 용기, 수축 필름, 중포장 필름, 자동포장 필름, 스트레치 랩 및 백(bag) 중에서 선택되는 어느 하나인 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 개시는 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재를 제공하는 것으로, 상기 포장재는 폴리에틸렌 단일 재료로 구성되는 필름으로부터 제조되어 재활용이 가능하므로 환경오염을 유발시키지 않는 효과가 있다.
또한, 본 개시에 따라 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재는 기존의 이종 재료 합지 필름 및 이로부터 제조된 포장재 대비 기계적 물성 및 열적 물성이 크게 저하되지 않아 가공 및 상용화 과정에서 손상을 최소화할 수 있다.
또한, 본 개시에 따라 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재가 표면층(A) 및 실란트층(B)에서 일정 수치 범위의 MD 또는 TD 인열강도 수치와 적절한 강성 수치 값을 만족함으로써, 소비자가 개봉하기 쉬우면서, 포장재 자체의 기계적 물성은 우수한 포장재를 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 따라 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재는 저온에서의 내구성이 뛰어나므로 아이스팩, 냉동 식품 포장봉투, 냉동 식품 용기, 냉장 식품 포장봉투 및 냉장 식품 용기 등과 같이 저온 상태에서 사용되는 성형품에 활용이 적합할 수 있다.
또한, 본 개시에 따라 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재는 필름이 손상되거나 그 물성이 저하되지 않는 낮은 온도 범위 내에서도 필름의 열 봉합성 및 고속 제대 가공성이 매우 뛰어날 수 있다.
이하 본 개시에 따라 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재에 대하여 상세히 설명한다.
이때 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 개시가 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 개시에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 개시를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서에서 특별히 기재하지 않은 첨가물의 단위는 중량%일 수 있다.
또한 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, 용어 '중합체'는 단량체를 중합함으로써 제조된 중합성 화합물을 의미할 수 있다. 구체적으로 단독중합체, 공중합체, 삼원공중합체 및 상호중합체 등을 포함할 수 있다. 상기 '상호중합체'는 둘 이상의 상이한 단량체를 중합시킴으로써 제조된 중합체를 의미한다. 따라서 상호중합체란 총칭은 공중합체뿐만 아니라 삼원공중합체를 포함할 수 있다. 상기 공중합체는 두 개의 상이한 단량체로부터 제조된 중합체를 의미하며, 삼원공중합체는 세 개의 상이한 단량체로부터 제조된 중합체를 의미한다.
이하 본 명세서에서 특별한 정의가 없는 한, 층, 막, 박막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 “위에” 또는 “상에” 있다고 할 때, 이는 다른 부분 “바로 위에” 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
본 개시는 폴리에틸렌 단일 재료를 활용하므로 재활용이 가능하여 환경오염을 유발시키지 않고, 기존의 이종 재료 합지 필름 및 이로부터 제조된 포장재 대비 기계적 물성 및 열적 물성이 크게 저하되지 않아 가공 및 상용화 과정에서 손상을 최소화할 수 있으며, 특히 소비자가 개봉을 쉽게 할 수 있을 정도의 인열강도를 가지면서 동시에 기계적 강도가 우수하여 포장재 파손으로 인해 내용물이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있는 포장재를 제공할 수 있다.
본 개시를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 개시는 표면층(A) 및 실란트층(B)이 서로 결합된 다층구조의 폴리에틸렌 필름(C)으로, 상기 표면층 (A)는 단층 또는 다층구조이며, 상기 표면층(A)의 가장 최외각층(a1)의 융점은 128℃ 이상이며, 상기 실란트층(B)는 다층 구조이며, 상기 실란트(B) 층의 가장 최내각층의 융점이 103℃ 이하이며, 상기 실란트층(B)의 1개층은 밀도 0.900-0.940g/㎤ 사이의 폴리에틸렌 수지 조성물을 포함하는 제1 필름층(b1), 상기 실란트층(B)의 또 다른 1개의 층으로 밀도 0.925-0.970 g/㎤ 사이의 폴리에틸렌 수지 조성물을 포함하는 제2 필름층(b2) 및 상기 실란트층(B)의 최내각층으로는 폴리올레핀 수지를 포함하는 제3 필름층(b3)이 적층된 층이며, 상기 표면층(A)의 파단 연신율은 하기 식 1을 만족하고, 상기 표면층(A) 최외각층(a1)과 실란트층 최내각층 (b3)의 융점 차이가 하기 식 2를 만족하는 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재를 제공한다.
[식 1]
[식 2]
(상기 식 1에서 각각의 파단　연신율은 ASTM D-638-03에 따라 측정된 값이며, 상기 식 2에서 TA는 표면층(A)의 최외각층(a1)의 용융온도이며, TB는 실란트층(B) 최내각층의 용융온도이다.)
상기 표면층(A)는 상기 조건을 만족함에 따라, 종래의 나일론 또는 PET 등과 같은 수지와 유사한 기계적 강도를 가질 수 있으며, 필름이 쉽게 늘어나지 않아 easy tear 성능이 우수한 장점이 있다.
상기 표면층(A)의 다층은 2층 이상, 구체적으로 3층 이상일 수 있으며, 구체적으로 상기 표면층(A)는 최외각층으로 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1), 선형 저밀도 폴리에틸렌 층 또는 중밀도 폴리에틸렌 층(a2) 및 제 2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)이 순차적으로 적층된 층을 포함하는 구조일 수 있다.
상기 표면층(A)가 상기 적층 구조일 경우에는 연신하는 과정에서 단층 구조보다 파단 발생이 더 적게 나타날 수 있다.
상기 파단연신율은 상기 식 1을 만족하는 것일 수 있으며, 구체적으로 하기 식 3을 만족하는 것일 수 있으며, 구체적으로 하기 식 4를 만족하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
[식 3]
[식 4]
상기 식 3 내지 식 4에서 각각의 파단　연신율은 ASTM D-638-03에 따라 측정된 값이다.
또한, 종래의 폴리에틸렌 필름과 PET 또는 나일론 필름층이 혼합된 이종의 복합 필름층과는 달리, 본 개시는 표면층(A) 및 실란트층(B)가 서로 동일한 폴리에틸렌 수지로 구성되어 있어, 재활용하기 용이한 장점이 있다.
또한, 상기 표면층(A)와 실란트층(B)의 용융온도 차이가 상기 범위를 만족함에 따라 고속 제대 가공성을 구현할 수 있다.
이제 각 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
[표면층(A)]
본 개시에 따라, 상기 표면층(A)은 단층 또는 다층일 수 있으며, 구체적으로 다층 구조일 수 있으며, 구체적으로 2층 이상일 수 있으며, 구체적으로 3층 이상일 수 있으며 구체적으로 상기 표면층(A)는 최외각층인 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1), 선형 저밀도 폴리에틸렌 또는 중밀도 폴리에틸렌 층(a2) 및 제2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)이 순차적으로 적층된 층일 수 있으며, 상기 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1)은 고밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 층일 수 있으며, 선형 저밀도 폴리에틸렌 층 또는 중밀도 폴리에틸렌층 (a2)에서 선형저밀도 폴리에틸렌 층은 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 층일 수 있으며, 중밀도 폴리에틸렌 층은 중밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 층일 수 있으며, 제2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)은 고밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 층일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 수지는 밀도가 0.941 내지 0.965 g/cm3인 수지이며, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 밀도가 0.910 내지 0.925 g/cm3인 수지일 수 있다.
본 개시에 따라, 상기 표면층(A)에서 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1), 선형 선형 저밀도 폴리에틸렌 층 또는 중밀도 폴리에틸렌층 (a2) 및 제2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)의 두께의 비율이 1: 0.1 내지 10: 0.1 내지 2인 것 일 수 있으며, 구체적으로 1: 0.2 내지 0.7: 0.5 내지 1.5인 것일 수 있으며, 구체적으로 1: 0.3 내지 0.6: 0.8 내지 1.2 인 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 표면층(A)의 각 층이 두께의 범위를 만족함에 따라, 기계적 강도도 우수하면서 동시에 낮은 인열강도를 가질 수 있어, 상기 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재를 제공할 수 있다.
본 개시에 따라, 상기 제1 고밀도 폴리에틸렌 수지의 중량평균분자량은 50,000 내지 500,000 g/mol일 수 있으며, 구체적으로 100,000 내지 300,000 g/mol일 수 있으며, 구체적으로 120,000 내지 200,000 g/mol 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 고밀도 폴리에틸렌 수지의 용융지수는 0.1 내지 10 g/10min 일 수 있으며, 구체적으로, 0.3 내지 5 g/10min일 수 있으며, 구체적으로 0.5 내지 1g/10min일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지의 중량평균분자량은 50,000 내지 500,000 g/mol일 수 있으며, 구체적으로 70,000 내지 200,000 g/mol일 수 있으며, 구체적으로 80,000 내지 150,000 g/mol 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지의 용융지수는 0.1 내지 10 g/10min 일 수 있으며, 구체적으로, 0.3 내지 5 g/10min일 수 있으며, 구체적으로 0.5 내지 3g/10min일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제2 고밀도 폴리에틸렌 수지의 중량평균분자량은 50,000 내지 500,000 g/mol일 수 있으며, 구체적으로 100,000 내지 300,000 g/mol일 수 있으며, 구체적으로 120,000 내지 200,000 g/mol 일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
제2 고밀도 폴리에틸렌 수지의 용융지수는 0.1 내지 10 g/10min 일 수 있으며, 구체적으로, 0.3 내지 5 g/10min일 수 있으며, 구체적으로 0.5 내지 3g/10min일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제1 고밀도 폴리에틸렌 수지, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 제2 고밀도 폴리에틸렌 수지가 상기 조건을 만족함에 따라, 종래에 표면층(A)에 사용되던 고분자 수지 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 나일론 등의 수지와 비슷한 수준의 치수 안정성, 내열성, 잉크 접착력을 가질 수 있다.
본 개시에 따라, 상기 표면층(A)의 탄성계수는 2% secant modulus 방식으로 측정하였으며, MD가 12,000 kg/cm2이상인 것일 수 있으며, 구체적으로 MD는 13,000 kg/cm2이상, TD는 8,000 kg/cm2이상인 것일 수 있으며, 구체적으로 MD는 13,000 내지 25,000 Kg/cm2, TD는 8,000 내지 16,000 kg/cm2일 수 있으며, 구체적으로 TD는 14,000 내지 21,000 Kg/cm2, TD는 11,000 내지 14,000 Kg/cm2일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 표면층(A)이 상기 범위의 탄성계수 값을 만족함에 따라 소비자가 개봉시 포장재가 늘어나지 않고 적당한 힘으로 포장재를 개봉 할 수 있다.
본 개시에 따라, 상기 표면층(A)는 MD 방향으로 3배 이상 연신되는 것일 수 있으며, 구체적으로 MD 방향으로 5 배 내지 10 배로 연신되는 것일 수 있으며, 구체적으로 MD 방향으로 5 배 내지 8배로 연신되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 개시에 따라, 상기 표면층(A)의 인열강도는 MD 방향으로 3.0g/㎛이하일 수 있으며, 구체적으로, TD 방향으로 5.0g/㎛이하, MD 방향으로 3.0g/㎛이하일 수 있으며, 상기 실란트층(B)의 인열강도는 TD 방향으로 10.0g/㎛이하, MD 방향으로 7.0g/ ㎛이하인 것일 수 있으며, 구체적으로 상기 표면층(A)의 인열강도는 TD 방향으로 3.0 g/㎛ 이하, MD 방향으로 1.0g/㎛이하일 수 있으며, 상기 실란트층(B)의 인열강도는 TD 방향으로 10.0g/㎛이하, MD 방향으로 2.0g/ ㎛이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 표면층(A)가 상기 인열강도 값을 만족함에 따라, 상기 표면층(A) 및 후술할 실란트층(B)이 서로 결합된 다층구조의 폴리에틸렌 필름(C)은 개봉성이 우수하면서 인장강도 및 파단 신장율은 더욱 우수한 장점이 있다.
본 개시에 따라, 상기 표면층(A)의 층 두께는 1 내지 100 ㎛일 수 있으며, 구체적으로 5 내지 70 ㎛일 수 있으며, 구체적으로 10 내지 50 ㎛인 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 표면층(A)의 층 두께가 상기 범위를 만족함에 따라 상기 표면층(A)을 포함하는 다층구조의 폴리에틸렌 필름의 유연성이 우수하면서 동시에 기계적 물성 또한 우수한 장점이 있다.
본 개시에 따라, 상기 표면층(A)은 선형 저밀도 폴리에틸렌 또는 중밀도 폴리에틸렌 중에서 어느 하나 이상의 수지를 포함하는 층이 1 층 이상을 더 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 저밀도 폴리에틸렌 및 중밀도 폴리에틸렌은 2.16kg 하중으로 190℃ 조건에서 ASTM D1238에 따른 용융지수가 0.5 내지 1.2 kg/10min일 수 있으며, 구체적으로 0.9 내지 1.1 kg/10min일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 개시에 따라, 상기 표면층(A)의 단층 또는 다층에서 선택되는 어느 하나 이상의 층에 저밀도 폴리에틸렌 수지를 더 포함하는 것일 수 있으며, 구체적으로 상기 표면층(A)의 a1, a2 및 a3 층에서 선택되는 어느 하나 이상의 층에 저밀도 폴리에틸렌 수지를 더 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 표면층(A)의 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1), 선형 저밀도 폴리에틸렌 층 또는 중밀도 폴리에틸렌 층(a2) 및 제2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)의 각 층의 수지는 필요에 따라 저밀도 폴리에틸렌 수지가 더 포함한 혼합 수지일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 개시에 따라, 상기 표면층(A)의 각 층의 저밀도 폴리에틸렌의 함량은 0 내지 50wt%일 수 있으며, 구체적으로 0 내지 30wt%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
[실란트층(B)]
상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름(C)에 포함되는 상기 실란트층(B)는 다층 구조이며, 상기 실란트(B) 층의 가장 최내각층의 융점은 103℃이하이며,
상기 실란트 층(B)의 1개 층은 밀도 0.900 내지 0.940g/cm3 사이의 폴리에틸렌 수지 조성물을 포함하는 제1 필름층(b1), 상기 실란트층(B)의 또 다른 1개의 층으로 밀도 0.930-0.970 g/㎤ 사이의 폴리에틸렌 수지 조성물을 포함하는 제2 필름층(b2) 및 상기 실란트층(B)의 최내각층으로는 폴리올레핀 수지를 포함하는 제3 필름층(b3)이 적층된 층일 수 있다.
구체적으로, 제1 필름층(b1), 제2 필름층(b2) 및 제3 필름층(b3)이 순차적으로 적층된 형태를 지니고 있으며, 상기 제1 필름층(b1)은 중밀도 폴리에틸렌과 저밀도 폴리에틸렌을 제2 필름층(b2)은 고밀도 폴리에틸렌과 저밀도 폴리에틸렌을 혼합한 혼합수지를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제3 필름층(b3)은 폴리올레핀계 수지를 포함하며, 구체적으로 폴리올레핀 플라스토머를 포함하는 것일 수 있다.
또한, 표면층(A) 최외각층 및 실란트층(B) 최내각층의 융점 차이가 상기 식 2의 범위를 만족함으로써, 본 개시에 따라 다층 구조의 폴리에틸렌 필름(C)은 표면층(A)이 손상되거나 그 물성이 저하되지 않는 충분히 낮은 온도 범위에서도 열 봉합 공정이 진행될 수 있다.
본 개시에 따라 표면층(A)이 종래의 이종 재료 합지 필름에서 주로 사용되던 폴리에스테르, 폴리아미드 등과 비교할 때 상대적으로 낮은 녹는점을 가지더라도, 필름이 손상되거나 그 물성이 저하되는 문제가 발생하지 않으며, 우수한 필름의 열 봉합성 및 고속 제대 가공성을 구현할 수 있다.
특히, 고속 제대 가공성이 저하될 경우, 이는 곧 생산되는 포장재의 단가 향상으로 이어지므로 필름 및 포장재의 생산성과 경제성이 크게 저하되는데, 본 개시에 따라 다층 구조의 폴리에틸렌 필름(C)은 상기 표면층(A)과 실란트층(B)의 융점 차이가 크게 유지되도록 하여 필름의 제대 가공성 향상 및 이에 따른 경제적 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 개시에서, 상기 실란트층(B)의 융점은 160℃ 이하, 구체적으로 140℃ 이하일 수 있으며, 구체적으로 40 내지 130℃, 구체적으로 50 내지 120℃일 수 있지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 개시의 일 양태에서, 상기 실란트층(B)을 열 접착시키기 위한 열 접착 개시 온도는 40 내지 140℃일 수 있고, 바람직하게는 50 내지 110℃, 더욱 바람직하게는 50 내지 100℃일 수 있지만 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
이 때, 상기 열 접착 개시 온도는 상기 실란트층(B)을 ASTM F2029 및 ASTM F88에 따라 측정한 접착강도가 1000gf 이상이 될 때의 온도를 의미한다.
실란트층(B)의 융점 및 열 접착 개시온도가 상기와 같은 범위를 만족함으로써, 본 개시에 따라 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 및 이로부터 제조된 포장재는 필름의 표면층(B)이 손상되거나 그 물성이 저하되는 문제가 발생하지 않는 충분히 낮은 온도 범위에서도, 필름의 열 봉합성 및 고속 제대 가공성이 매우 우수한 효과가 더욱 고도로 구현될 수 있다.
본 개시에 따라, 상기 제1 필름층(b1)에서 저밀도 폴리에틸렌 수지의 함량이 50% 미만인 것일 수 있으며, 구체적으로 40% 이하인 것일 수 있으며, 구체적으로 0 내지 30wt%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 개시에 따라, 상기 제2 필름층(b2)에서 저밀도 폴리에틸렌 수지의 함량이 50% 미만인 것일 수 있으며, 구체적으로 40% 이하인 것일 수 있으며, 구체적으로 0 내지 30wt%이하일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제1 필름층(b1) 및 제2 필름층(b2)의 저밀도 폴리에틸렌 수지의 함량이 상기 범위를 만족함에 따라, 상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름(C)이 소비자가 개봉하기 쉬운 정도의 낮은 인열강도를 가질 수 있다.
본 개시에 따라, 상기 실란트층(B)에서 제2 필름층(b2) 하단에 추가 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 층을 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 제2 필름층(b2) 하단에 필요에 따라 선형 폴리에틸렌 수지 층을 더 포함함에 따라 더욱 우수한 기계적 강도 및 접착강도를 가질 수 있다.
본 개시에 따라, 상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름(C)은 상기 표면층(A)과 상기 실란트층(B)가 접착제 도포 또는 라미네이션 공법으로 합지되는 것일 수 있으며, 구체적으로 라미네이션 공법으로 합지되는 것일 수 있으며, 구체적으로, 드라이 라미네이션 공법으로 합지되는 것 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 개시에 따라, 상기 실란트층(B)에서 제1 필름층(b1), 제2 필름층(b2) 및 제3 필름층(b3)의 두께의 비율이 1: 0.2 내지 10: 0.2 내지 2일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 개시에 따라, 상기 필름의 총 두께가 30 내지 300 ㎛인 것일 수 있으며, 구체적으로 70 내지 250 ㎛일 수 있으며, 구체적으로 100 내지 200 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 개시에 따라, 상기 표면층(A)의 각 층 사이 또는 표면 또는 상기 실란트층(B)의 각 층 사이 또는 표면에 차단층 1층 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 차단층은 자외선 차단층, 가시광선 차단층, 산소투과 차단층 및 수분 차단층 등을 포함하는 것일 수 있으며, 구체적으로 산소투과 차단층을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 산소투과 차단층의 소재로는 에틸렌비닐알코올 공중합체, 폴리락트산 공중합체 또는 폴리하이드록실뷰틸레이트 공중합체 등에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물을 일 수 있으며, 구체적으로 에틸렌비닐알코올 공중합체를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 개시에 따라, 상기 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1), 선형 저밀도 폴리에틸렌 층 또는 중밀도 폴리에틸렌 층(a2) 및 제 2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)의 밀도가 하기 식 1을 만족하는 것인, 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재일 수 있다.
[식 5]
(상기 식 5에서, 상기 M1은 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1)의 밀도이고, 상기 M2는 선형 저밀도 폴리에틸렌 층 또는 중밀도 폴리에틸렌 층(a2)의 밀도이고, 상기 M3는 제 2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)이며, 상기 밀도는 ASTM D 792에 따라 측정되고, 상기 밀도의 단위는 g/cm3이다.)
상기 표면층(A)의 각 층의 밀도가 상기 식 1을 만족함에 따라, 기계적 강도가 종래의 나일론 또는 PET 등과 같은 수지와 유사한 기계적 강도를 가질 수 있으며, 이에 따라 실란트층(b)와 동일한 폴리에틸렌 수지를 사용함으로써 재활용하기 용이한 장점이 있다.
또한 상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재는 인열강도가 MD 방향으로 3.0 g/㎛ 이하, TD 방향으로 3.0 g/㎛ 이하 일 수 있으며, 구체적으로 MD 방향으로 0.1 내지 3.0 g/㎛, TD 방향으로 0.1 내지 3.0 g/㎛ 이하일 수 있으며, 구체적으로, MD 방향으로 0.3 내지 2.0 g/㎛일 수 있으며, TD 방향으로 0.5 내지 3.0 g/㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 개시의 또 다른 양태는 상술한 다층 구조의 폴리에틸렌 필름으로부터 제조되는 포장재 및 이를 포함하는 성형품을 제공할 수 있다.
상기 성형품은 액상/분말/고형물의 내용물 포장 중에서 유통/판매 과정에서 개봉성이 요구되어 선택되는 것일 수 있으며, 구체적으로 상기 성형품으로는 아이스팩, 냉동 식품 포장봉투, 냉동 식품 용기, 냉장 식품 포장봉투, 냉장 식품 용기, 수축 필름, 중포장 필름, 자동포장 필름, 스트레치 랩 및 백(bag) 등을 포함할 수 있다.
본 개시에 따라 포장재는 상온에서의 제조 공정, 고온에서의 열 봉합 공정 및 저온에서의 유통 및 보관 과정 등에서 지속적인 온도 변화에도 불구하고, 저온을 비롯한 넓은 온도 범위에서 우수한 내구성 및 기계적 물성을 유지할 수 있다. 따라서 상기 포장재가 아이스팩, 냉동 식품 포장봉투, 냉동 식품 용기, 냉장 식품 포장봉투, 냉장 식품 용기 등과 같이 저온에서 활용되는 성형품에 적용되는 것이 본 개시에 따라 효과를 고려할 때 더욱 바람직하지만, 이는 비한정적인 일 예일 뿐 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 개시를 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 개시를 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일뿐, 본 개시가 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[물성측정방법]
(1) 밀도
밀도는 ASTM D792에 따른 치환 방법을 사용하여 측정된다.
(2) 용융지수(Melt Index)
용융 지수는 2.16kg 하중으로 190℃ 조건에서 ASTM D1238에 따라 측정된다.
(3) 인열강도
인열강도는 Elmendorf 방식의 측정기(Toyoseiki社)로 KS M ISO 1974에 따라 측정된다.
(4) 인장 강도
인장 강도는 ASTM D 882에 따라 측정된다.
(5) 파단 연신율
파단　연신율은 ASTM D-638-03에 따라 측정된다
(6) 탄성 계수
탄성계수는　2% secant modulus 방식으로 측정하였으며, 구체적으로 종방향(MD) 및 횡방향(TD)은 ASTM D882에 따라 측정된다.
(7)헤이즈
헤이즈는 ASTM D1003에 따라 측정된다.
[표면층(A) 필름제조]
[제조예 A-1]
제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1)로서 제1 고밀도 폴리에틸렌 수지[밀도: 0.963g/cm3, 융점 133℃, 용융지수 0.7 g/10분(190℃, 2.16kg) YUZEX 8300, SKGC]를 사용하고, 선형 저밀도 폴리에틸렌 층(a2)로서 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지[밀도: 0.915g/cm3, 융점 114℃, 용융지수 1.0 g/10분(190℃, 2.16kg) Smart 151, SKGC]를 사용하고, 제2 고밀도 폴리에틸렌 층으로서, 제 2 고밀도 폴리에틸렌 수지 [밀도: 0.963g/cm3, 융점 133℃, 용융지수 0.7 g/10분(190℃, 2.16kg) YUZEX 8300, SKGC]]를 사용하였다. 이때, 용융되지 않은 수지가 통과하지 못하도록 필터링하면서, 상기 수지를 스크류 사이즈가 24 파이인 압출기를 총 3개 사용하여 각 층별 가공 온도를 165 ℃에서 195 ℃로 조절하면서 Blown 필름 성형으로 공압출 하여 필름의 층 구성이 (a1)/(a2)/(a3)의 3층 구성인 표면층(A) 필름을 형성하였다.
이때, 다이 직경은 50mm, 다이 갭은 0.7mm, 필름 제조 시 버블의 팽창비는 2.6:1이 되도록 하였고, 공기에 의해 냉각된 냉각선은 다이 기준으로 높이 12cm가 되도록 하였다. 냉각 및 고화된 필름은 닙 롤러에 의해 당겨져 필름 롤로 권취하였다. 필름의 각 층의 두께 및 전체 두께는 8.3㎛/8.3㎛/8.3㎛ (합계 25㎛)이며, MD방향으로의 연신 비율은 6배이다.
얻어진 표면층(A) 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[제조예 A-2]
상기 제조예 A-1에 있어서, 필름의 각 층의 두께 및 전체 두께는 8.3㎛/8.3㎛/8.3㎛ (합계 25㎛)이며, MD방향으로의 연신 비율은 7배인 것을 제외하고는 제조예 A-1과 동일한 방법으로 표면층(A)를 제조하였다. 상기 제조된 표면층(A) 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[제조예 A-3]
상기 제조예 A-1에 있어서, 필름의 각 층의 두께 및 전체 두께는 10㎛/5㎛/10㎛ (합계 25㎛)이며, MD방향으로의 연신 비율은 6배인 것을 제외하고는 제조예 A-1과 동일한 방법으로 표면층(A)를 제조하였다. 상기 제조된 표면층(A) 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[제조예 A-4]
상기 제조예 A-1에 있어서, 필름의 각 층의 두께 및 전체 두께는 10㎛/5㎛/10㎛ (합계 25㎛)이며, MD방향으로의 연신 비율은 7배인 것을 제외하고는 제조예 A-1과 동일한 방법으로 표면층(A)를 제조하였다. 상기 제조된 표면층(A) 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[제조예 A-5]
상기 제조예 A-1에 있어서, 필름의 각 층의 두께 및 전체 두께는 10.43㎛/4.17㎛/10.43㎛ (합계 25㎛)이며, MD방향으로의 연신 비율은 6배인 것을 제외하고는 제조예 A-1과 동일한 방법으로 표면층(A)를 제조하였다. 상기 제조된 표면층(A) 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[제조예 A-6]
상기 제조예 A-1에 있어서, 필름의 각 층의 두께 및 전체 두께는 6.25㎛/12.5㎛/6.25㎛ (합계 25㎛)이며, MD방향으로의 연신 비율은 6배인 것을 제외하고는 제조예 A-1과 동일한 방법으로 표면층(A)를 제조하였다. 상기 제조된 표면층(A) 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[제조예 A-7]
상기 제조예 A-1에 있어서, 필름의 각 층의 두께 및 전체 두께는 6.25㎛/12.5㎛/6.25㎛ (합계 25㎛)이며, MD방향으로의 연신 비율은 7배인 것을 제외하고는 제조예 A-1과 동일한 방법으로 표면층(A)를 제조하였다. 상기 제조된 표면층(A) 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[제조예 A-8]
상기 실시예 1에 있어서, 표면층(A) 필름을 3층 구조가 아닌, 단일 a1층(두께 25㎛, 연신비율 6.2)으로만 구성되는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 구조의 폴리에틸렌 필름을 제조하였다.
얻어진 표면층(A) 필름의 물성을 하기 표 2에 나타내었다. 얻어진 실란트층(B) 필름의 물성을 하기 표 2에 나타내었다. 얻어진 폴리에틸렌 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.
[제조예 A-9]
실시예 1과 동일한 방법으로 다층 구조의 폴리에틸렌 필름을 제조하였다.
필름의 각 층의 두께 및 전체 두께는 8.3㎛/8.3㎛/8.3㎛ (합계 25㎛)이며, MD방향으로의 연신 비율은 1배이다.
얻어진 표면층(A) 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.
[실란트층(B) 필름제조]
[제조예 B-1]
제1 필름층(b1)으로 중밀도 폴리에틸렌수지 [밀도: 0.935g/cm3, 융점 127℃, 용융지수 1.0 g/10분(190℃, 2.16kg) FN800M, SKGC] 70wt%와 저밀도 폴리에틸렌 수지 [밀도: 0.918~0.921g/cm3, 융점 113℃, 용융지수 3.1~3.5 g/10분(190℃, 2.16kg) SEETEC BS500, LGCHEM] 30wt%을 혼합한 수지 조성물[평균밀도: 0.9305 g/cm3]을 사용하고,
제2 필름층(b2)으로 고밀도 폴리에틸렌수지 [밀도: 0.955g/cm3, 융점 131℃, 용융지수 0.8 g/10분(190℃, 2.16kg) YUZEX 3301, SKGC] 70wt%와 저밀도 폴리에틸렌 수지 [밀도: 0.918~0.921g/cm3, 융점 113℃, 용융지수 3.1~3.5 g/10분(190℃, 2.16kg) SEETEC BS500, LGCHEM] 30wt%을 혼합한 수지 조성물[평균밀도: 0.9445 g/cm3]을 사용하고,
제3 필름층(b3)으로서, 폴리올레핀 플라스토머 수지 [밀도: 0.885 g/cm3, 융점 74℃, 용융지수 1.0 g/10분(190℃, 2.16kg) Supreme891, SKGC]를 사용하였다. 이때, 용융되지 않은 수지가 통과하지 못하도록 필터링하면서, 상기 수지를 스크류 사이즈가 24 파이인 압출기를 총 3개 사용하여 각 층별 가공 온도를 165 ℃에서 195 ℃로 조절하면서 Blown 필름 성형으로 공압출 하여 필름의 층 구성이 (b1)/(b2)/(b3)의 3층 구성인 다층 구조의 실란트층(B) 필름을 형성하였다.
이때, 다이 직경은 50mm, 다이 갭은 0.7mm, 필름 제조 시 버블의 팽창비는 2.6:1이 되도록 하였고, 공기에 의해 냉각된 냉각선은 다이 기준으로 높이 12cm가 되도록 하였다. 냉각 및 고화된 필름은 닙 롤러에 의해 당겨져 필름 롤로 권취하였다. 필름의 각 층의 두께 및 전체 두께는 23.3㎛/34.8㎛/11.6㎛ (합계 70㎛)였다.
얻어진 실란트층(B) 필름의 물성을 하기 표 2에 나타내었다.
[제조예 B-2]
상기 제조예 B-1에서 제1 필름층(b1)으로 고밀도 폴리에틸렌수지 [밀도: 0.955g/cm3, 융점 131℃, 용융지수 0.8 g/10분(190℃, 2.16kg) YUZEX 3301, SKGC] 를 사용하고, 제2 필름층(b2)으로 중밀도 폴리에틸렌수지 [밀도: 0.935g/cm3, 융점 127℃, 용융지수 1.0 g/10분(190℃, 2.16kg) FN800M, SKGC]을 사용하고, 제3 필름 층(b3)으로서 폴리올레핀 플라스토머 수지 [밀도: 0.885 g/cm3, 융점 74℃, 용융지수 1.0 g/10분(190℃, 2.16kg) Supreme891, SKGC]를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 상기 실란트층(B)의 필름의 각 층의 두께 및 전체 두께는 17.5㎛/35㎛/17.5㎛ (합계 70㎛)였다.
얻어진 실란트층(B) 필름의 물성을 하기 표 2에 나타내었다.
[제조예 B-3]
선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 [밀도: 0.915g/cm3, 융점 114℃, 용융지수 1.0 g/10분(190℃, 2.16kg) Smart 151, SKGC]을 사용해서 두께 70㎛인 실란트층(B)를 제조하였다.
[제조예 B-4]
폴리올레핀 플라스토머 수지 [밀도: 0.885 g/cm3, 융점 74℃, 용융지수 1.0 g/10분(190℃, 2.16kg) Supreme891, SKGC]을 사용해서 두께 70㎛인 실란트층(B)를 제조하였다.
[제조예 B-5]
고밀도 폴리에틸렌수지 [밀도: 0.955g/cm3, 융점 131℃, 용융지수 0.8 g/10분(190℃, 2.16kg) YUZEX 3301, SKGC] 을 사용해서 두께 70㎛인 실란트층(B)를 제조하였다.
[제조예 B-6]
상기 제조예 B-1에서 조성물층(b1)으로 선형 저밀도 폴리에틸렌수지 [밀도: 0.915g/cm3, 융점 114℃, 용융지수 1.0 g/10분(190℃, 2.16kg) Smart 151S, SKGC]]를 사용하고, 혼합수지 층(b2)으로 고밀도 폴리에틸렌수지 [밀도: 0.955g/cm3, 융점 131℃, 용융지수 0.8 g/10분(190℃, 2.16kg) YUZEX 3301, SKGC] 을 사용하고, 폴리올레핀 플라스토머 층(b3)으로서 선형 저밀도 폴리에틸렌수지 [밀도: 0.915g/cm3, 융점 114℃, 용융지수 1.0 g/10분(190℃, 2.16kg) Smart 151S, SKGC]를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다. 상기 실란트층(B)의 필름의 각 층의 두께 및 전체 두께는 17.5㎛/35㎛/17.5㎛ (합계 70㎛)였다.
얻어진 실란트층(B) 필름의 물성을 하기 표 2에 나타내었다.
[제조예 B-7]
고밀도 폴리에틸렌수지 [밀도: 0.955g/cm3, 융점 131℃, 용융지수 0.8 g/10분(190℃, 2.16kg) YUZEX 3301, SKGC] 70wt%와 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 [밀도: 0.915g/cm3, 융점 114℃, 용융지수 1.0 g/10분(190℃, 2.16kg) Smart 151, SKGC]] 30wt%을 혼합한 수지 조성물을 사용해서 두께 70㎛인 실란트층(B)를 제조하였다.
[실시예 1]
상기 제조예 A-4(표면층A)와 상기 제조예 B-1(실란트층(B))를 합지하여 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재를 제조하였다. 상기 표면층(A) 필름의 (a3)면과 상기 실란트층(B) 필름의 (b1)면을 합지하고 건조 라이네이션 기계에 투입하고 150℃에서 열접착하여 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재를 제조하였다.
상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.
[실시예 2]
상기 실시예 1에 있어서, 실란트층(B) 필름의 B-1대신에 B-2를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.
[실시예 3]
상기 실시예 1에 있어서, 표면층(A) 필름의 A-4 대신에 A-8를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에 있어서, 실란트층(B) 필름의 B-1 대신에 B-6를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.
[비교예 2]
상기 실시예 1에 있어서, 표면층(A) 필름의 A-4 대신에 A-6를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.
[비교예 3]
상기 실시예 1에 있어서, 표면층(A) 필름의 A-4 대신에 A-7를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
[비교예 4]
상기 실시예 1에 있어서, 표면층(A) 필름을 3층 구조가 아닌, 나일론(25㎛,NY 필름, JK 머터리얼)으로만 구성되는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 구조의 폴리에틸렌 필름을 제조하였다.
얻어진 표면층(A) 필름의 물성을 하기 표 2에 나타내었다. 얻어진 실란트층(B) 필름의 물성을 하기 표 2에 나타내었다. 얻어진 폴리에틸렌 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.
[비교예 5]
상기 실시예 1에 있어서, 실란트층(B) 필름의 B-1 대신에 B-5를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.
[비교예 6]
상기 실시예 1에 있어서, 인쇄층(A) 필름의 A-4 대신에 A-9를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.
[비교예 7]
상기 실시예 1에 있어서, 실링층(B) 필름의 B-1 대신에 B-3를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 실시하였다.
상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.
상기 표 3에 기재된 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 경우 실링(sealing) 작업성 및 개봉성이 모두 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 비교예 2 및 3은 개봉시 합지 원단이 잘 늘어져 쉽게 찢기지 않는 단점이 있었다. 비교예 5은 표면층(A)의 최외각 필름(a1)의 용융온도와 실란트층(B)의 최내각 필름(b3)의 용융온도의 차이가 25℃보다 낮아, 실제 포장재를 만들기 위한 실링 윈도우(Sealing Window) 구간이 확보되지 않아 최종 포장재를 만들기 어려운 단점이 있다.
비교예 6의 경우 표면층(A)이 연신되지 않은 필름으로 구성됨에 따라 개봉성이 용이하지 않은 단점이 있다.
비교예 1 내지 3 및 비교예 5 내지 7의 경우 MD 또는 TD 방향의 인열강도가 3.0 g/um 이상이라, 개봉성이 매우 어려운 것을 알 수 있다.
이상과 같이 본 개시에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예에 의해 설명되었으나 이는 본 개시의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 개시는 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 개시가 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 개시의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 개시 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (20)

  1. 표면층(A) 및 실란트층(B)이 서로 결합된 다층구조의 폴리에틸렌 필름(C)으로,
    상기 표면층 (A)는 단층 또는 다층구조이며, 상기 표면층(A)의 가장 최외각층(a1)의 융점은 128℃ 이상이며,
    상기 실란트층(B)는 다층 구조이며, 상기 실란트(B) 층의 가장 최내각층의 융점이 103℃ 이하이며,
    상기 실란트층(B)의 1개층은 밀도 0.900-0.940g/㎤ 사이의 폴리에틸렌 수지 조성물을 포함하는 제1 필름층(b1),
    상기 실란트층(B)의 또 다른 1개의 층으로 밀도 0.925-0.970 g/㎤ 사이의 폴리에틸렌 수지 조성물을 포함하는 제2 필름층(b2) 및 상기 실란트층(B)의 최내각층으로는 폴리올레핀 수지를 포함하는 제3 필름층(b3)이 적층된 층이며,
    상기 표면층(A)의 파단 연신율은 하기 식 1을 만족하고,
    상기 표면층(A) 최외각층(a1)과 실란트층 최내각층 (b3)의 융점 차이가 하기 식 2를 만족하는 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
    [식 1]

    [식 2]

    (상기 식 1에서 각각의 파단　연신율은 ASTM D-638-03에 따라 측정된 값이며, 상기 식 2에서 TA는 표면층(A)의 최외각층(a1)의 용융온도이며, TB는 실란트층(B) 최내각층의 용융온도이다.)
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 표면층(A)는 최외각층인 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1), 선형 저밀도 폴리에틸렌 층 또는 중밀도 폴리에틸렌 층(a2) 및 제 2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)이 순차적으로 적층된 층을 포함하는 것인, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 표면층(A)의 2% secant modulus 방식으로 측정한 탄성계수의 값은 MD는 12,000 kg/cm2이상의, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 표면층(A)의 인열강도 값은, MD 방향으로 3.0g/㎛이하이며, 상기 실란트층(B)의 인열강도 값은 MD 방향으로 7.0g/㎛이하인, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 표면층(A)의 층 두께는 1 내지 100 ㎛인, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 표면층(A)은 선형 저밀도 폴리에틸렌 또는 중밀도 폴리에틸렌 중에서 어느 하나 이상의 수지를 포함하는 층이 1 층 이상 더 포함되며, 상기 수지는 2.16kg 하중으로 190℃ 조건에서 ASTM D1238에 따른 용융지수가 0.5 내지 1.2 kg/10min인, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 표면층(A)의 단층 또는 다층에서 선택되는 어느 하나 이상의 층에 저밀도 폴리에틸렌 수지를 더 포함하는 것인, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 표면층(A)의 각 a1, a2 및 a3 층에서 선택되는 어느 하나 이상의 층에 저밀도 폴리에틸렌 수지를 더 포함하는 것인, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 표면층(A)의 각 층은 저밀도 폴리에틸렌을 0 내지 30wt%를 더 포함하는 것인, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 실란트층(B)에서 제1 필름층(b1), 제2 필름층(b2) 및 제3 필름층(b3)의 두께의 비율이 1: 0.2 내지 10: 0.2 내지 2인, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 필름층(b1)은 저밀도 폴리에틸렌 수지를 0 내지 50wt%미만을 포함하는 것인, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2필름층(b2)는 저밀도 폴리에틸렌 수지를 0 내지 50wt%미만을 포함하는 것인, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 다층구조의 폴리에틸렌 필름(C)은 드라이 라미네이션 공법으로 합지되는 것인, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 필름의 총 두께가 30 내지 300 ㎛인, 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 표면층(A)의 각 층 사이 또는 표면 또는 상기 실란트층(B)의 각 층 사이 또는 표면에 차단층 1층 이상을 더 포함하는 것인 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 차단층은 산소투과 차단층을 포함하는 것인, 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
  17. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1), 선형 저밀도 폴리에틸렌 층 또는 중밀도 폴리에틸렌 층(a2) 및 제 2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)의 밀도가 하기 식 1을 만족하는 것인, 다층구조의 폴리에틸렌 필름 포장재.
    [식 5]

    (상기 식 5에서, 상기 M1은 제1 고밀도 폴리에틸렌 층(a1)의 밀도이고, 상기 M2는 선형 저밀도 폴리에틸렌 층 또는 중밀도 폴리에틸렌 층(a2)의 밀도이고, 상기 M3는 제 2 고밀도 폴리에틸렌층(a3)이며, 상기 밀도는 ASTM D 792에 따라 측정되고, 상기 밀도의 단위는 g/cm3이다.)
  18. 제 1항 내지 제 17항에 따른 다층 구조의 폴리에틸렌 필름 포장재를 포함하는 성형품.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 성형품은 액상/분말/고형물의 내용물 포장 중에서 유통/판매 과정에서 개봉성이 요구되어 선택되는 것인, 성형품.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 성형품은 아이스팩, 냉동 식품 포장봉투, 냉동 식품 용기, 냉장 식품 포장봉투, 냉장 식품 용기, 수축 필름, 중포장 필름, 자동포장 필름, 스트레치 랩 및 백(bag) 중에서 선택되는 어느 하나인 것인 성형품.
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