KR20240032609A - 다층 스트래치 필름 - Google Patents

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KR20240032609A
KR20240032609A KR1020230000299A KR20230000299A KR20240032609A KR 20240032609 A KR20240032609 A KR 20240032609A KR 1020230000299 A KR1020230000299 A KR 1020230000299A KR 20230000299 A KR20230000299 A KR 20230000299A KR 20240032609 A KR20240032609 A KR 20240032609A
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이상용
이동원
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 출원은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 제작되는 제1레이어 및 제2레이어; 및 폴리올레핀 엘라스토머(POE)로 제작되어 상기 제1레이어와 상기 제2레이어 사이에 위치하는 코어 레이어;를 포함하는 다층 스트래치 필름(multilayer stretch film)에 관한 것이다.

Description

다층 스트래치 필름 {Multilayer Stretch Film}
본 출원은 다수의 층(layer)로 구성된 스트래치 필름에 관한 것이다.
종래 제품을 포장하는 방식은 박스를 이용한 포장이 일반적이었다. 박스를 이용한 포장은 재포장이 용이하고, 포장 후 외부 충격으로부터 제품을 보호하는데 유리한 장점이 있었다. 그러나 박스를 이용한 포장은 포장 후 제품의 파손 여부를 외부에서 확인이 어려운 단점이 있었다. 또한, 박스 포장은 부피가 크고, 무거우며, 제품의 배송 후 많은 양의 폐기물을 발생시키는 단점이 있었다.
상술한 박스 포장 이외에 종래 제품 포장 방식에는 필름(film)을 이용하여 제품을 포장하는 방식이 있었다. 일명 가시화 포장 공법으로 불리는 상기 포장 방식은 스트래치 필름(stretch film)이나 스트래치 후드 필름(stretch hood film)을 이용하여 제품을 포장하는 방식이었다.
투명 또는 반투명한 스트래치 필름 또는 스트래치 후드 필름으로 제품을 포장하는 방식은, 포장 상태의 제품이 손상되었는지 여부를 확인 가능하고, 제거된 포장재의 부피가 작으며, 폐기 시 탄소배출량이 비교적 적은 장점이 있다.
상술한 필름을 이용한 포장은 필름의 인장강도, 신장율, 인열강도, 제작에 걸리는 시간이 주요한 설계적 요소이다.
본 출원은 포장된 상태의 제품이 파손되었는지 여부를 외부에서 확인 가능한 다층 스트래치 필름을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 출원은 필름의 길이 방향에 대한 인장강도 및 너비 방향에 대한 인장강도가 우수한 다층 스트래치 필름을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 출원은 필름의 길이 방향에 대한 신장율 및 너비 방향에 대한 신장율이 우수한 다층 스트래치 필름을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 출원은 필름을 구성하는 다수의 층이 고착되는데 걸리는 시간을 단축 가능한 다층 스트래치 필름을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
또한, 본 출원은 통기성이 우수한 다층 스트래치 필름을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 출원은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 제작되는 제1레이어 및 제2레이어; 및 폴리올레핀 엘라스토머(POE)로 제작되어 상기 제1레이어와 상기 제2레이어 사이에 위치하는 코어 레이어;를 포함하는 다층 스트래치 필름(multilayer stretch film)을 제공한다.
상기 코어 레이어는 밀도 0.85 내지 0.910 g/㎤의 폴리올레핀 엘라스토머(POE) 100%로 제작될 수 있다.
상기 제1레이어, 상기 코어 레이어, 및 상기 제2레이어의 중량비는 1:3:1로 설정될 수 있다.
상기 제1레이어, 상기 코어 레이어, 및 상기 제2레이어의 두께비는 1:2:1로 설정될 수 있다.
상기 제1레이어와 상기 제2레이어 각각은 밀도 0.910 내지 0.920 g/㎤의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 100%로 제작될 수 있다.
상기 제1레이어는 밀도 0.910 내지 0.920g/㎤의 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE); 밀도 0.910 내지 0.920 g/㎤의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE); 및 밀도 0.85 내지 0.910 g/㎤의 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 혼합물로 제작될 수 있다.
상기 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)의 중량은 상기 제1레이어 중량의 40 내지 50%로 설정되고, 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 중량은 상기 제1레이어 중량의 10 내지 30%로 설정되며, 상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 중량은 상기 제1레이어 중량의 10 내지 30%로 설정될 수 있다.
상기 제2레이어는 밀도 0.910 내지 0.920g/㎤의 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE); 밀도 0.910 내지 0.920 g/㎤의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE); 및 밀도 0.85 내지 0.910 g/㎤의 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 혼합물로 제작될 수 있다.
상기 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)의 중량은 상기 제2레어어 중량의 40 내지 50%로 설정되고, 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 중량은 상기 제2레어어 중량의 10 내지 30%로 설정되며, 상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 중량은 상기 제2레어어 중량의 10 내지 30%로 설정될 수 있다.
본 출원은 포장된 상태의 제품이 파손되었는지 여부를 외부에서 확인 가능한 다층 스트래치 필름을 제공한다.
또한, 본 출원은 필름의 길이 방향에 대한 인장강도 및 너비 방향에 대한 인장강도가 우수한 다층 스트래치 필름을 제공한다.
또한, 본 출원은 필름의 길이 방향에 대한 신장율 및 너비 방향에 대한 신장율이 우수한 다층 스트래치 필름을 제공한다.
또한, 본 출원은 필름을 구성하는 다수의 층이 고착되는데 걸리는 시간을 단축 가능한 다층 스트래치 필름을 제공한다.
또한, 본 출원은 통기성이 우수한 다층 스트래치 필름을 제공한다.
도 1과 도 2는 스트래치 필름으로 제품을 포장하는 과정 및 포장된 제품의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 다층 스트래치 필름의 일례를 도시한 것이다.
도 4는 종래 필름과 본 발명 다층 스트래치 필름의 특성을 비교한 표이다.
도 5와 도 6은 레이어 관통홀이 구비된 다층 스트래치 필름의 일례를 도시한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 다층 스트래치 필름의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
스트래치 필름(stretch film)으로 제품을 포장하는 방식에는 스트래치 후드 필름(stretch hood film)을 이용하여 제품의 상부에서 하부로 필름을 씌우는 포장, 스트래치 필름으로 제품의 일부면 또는 전체면을 감싸는 래핑 포장(wrapping), 스트래치 필름으로 제품을 포장하면서 열을 가해 필름의 수축율을 조절하는 쉬링크 래핑(shrink wrapping)등이 있다.
도 1은 다층 스트래치 필름의 한 종류인 스트래치 후드 필름(stretch hood film)으로 제품을 포장하는 과정을 도시한 것이다.
도 1(a)에 도시된 바와 같이, 제품(1)이 컨베이어(2)를 따라 포장기기(3)로 이동하면, 상기 포장기기(3)는 필요한 양의 필름(100)을 계산한다. 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 상기 포장기기(3)는 필요한 양의 필름(100)을 커팅함과 동시에 커팅면을 접합한다. 커팅면이 접합된 필름(100)은 상부면이 폐쇄된 후드 형태의 필름(4)이 된다.
도 1(c)에 도시된 바와 같이, 상기 포장기기(3)에 구비된 암(31)들은 상기 후드 형태의 필름(4)의 가장자리를 당겨 지름을 확장한 뒤 상기 제품(1)의 상부에서 하부로 상기 후드 형태의 필름(4)을 씌운다. 도 1(d)에 도시된 바와 같이, 상기 암(31)들이 제거되면, 상기 후드 형태의 필름(4)은 수축하면서 상기 제품(1)을 형태 및 외관을 보호하게 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 투명한 재질 또는 반투명 재질의 필름(100)으로 상기 제품(1)이 포장되면, 포장을 제거하지 않고도 상기 제품(1)이 파손 여부를 확인 가능할 것이다.
도 3은 상술한 포장에 사용되는 스트래치 필름의 일례를 도시한 것으로, 도 3의 스트래치 필름은 다수의 층이 결합되어 하나의 필름을 형성하는 다층 스트래치 필름(200, multilayer stretch film)이라는 것이 특징이다.
상기 다층 스트래치 필름(200)은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE, Low Density Polyethylene)으로 제작되는 제1레이어(210), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 제작되는 제2레이어(220), 및 폴리올레핀 엘라스토머(POE, Polyolefin Elastomer)로 제작되어 상기 제1레이어(210)와 상기 제2레이어(220) 사이에 위치하는 코어 레이어(230)를 포함하도록 구비될 수 있다.
종래 다층 스트래치 필름 중에는 저밀도 폴리에틸렌으로 제작된 제1레이어 및 제2레이어, 상기 제1레이어와 상기 제2레이어 사이에 위치하되 에틸렌초산비닐(EVA, Ethylene Vinyl Acetate)로 제작 코어 레이어로 구성된 것이 있었다.
상기 코어 레이어가 에틸렌초산비닐(EVA)로 제작된 다층 스트래치 필름과 비교할 때, 상기 코어 레이어(230)가 폴리올레핀 엘라스토머(POE)로 제작된 상기 다층 스트래치 필름(200)은 필름의 길이 방향 및 너비 방향에 대한 인장강도, 필름의 길이 방향 및 너비 방향에 대한 신장율 등이 우수한 것으로 확인되었다.
상기 코어 레이어(230)는 밀도 0.85 내지 0.910 g/㎤의 폴리올레핀 엘라스토머(POE) 100%로 제작되고, 상기 제1레이어(210)와 상기 제2레이어(220) 각각은 밀도 0.910 내지 0.920 g/㎤의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 100%로 제작될 수 있다.
상술한 바와 달리, 상기 코어 레이어(230)는 밀도 0.85 내지 0.910 g/㎤의 폴리올레핀 엘라스토머(POE) 100%로 제작되고, 상기 제1레이어(210)는 밀도 0.910 내지 0.920g/㎤의 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE), 밀도 0.910 내지 0.920 g/㎤의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 및 밀도 0.85 내지 0.910 g/㎤의 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 혼합물로 제작되며, 상기 제2레이어(220)는 밀도 0.910 내지 0.920g/㎤의 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE), 밀도 0.910 내지 0.920 g/㎤의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 및 밀도 0.85 내지 0.910 g/㎤의 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 혼합물로 제작될 수 있다.
상기 제1레이어(210) 제작에 있어서, 상기 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)의 중량은 상기 제1레이어 중량의 40 내지 50%로 설정되고, 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 중량은 상기 제1레이어 중량의 10 내지 30%로 설정되며, 상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 중량은 상기 제1레이어 중량의 10 내지 30%로 설정될 수 있다.
상기 제2레이어(220) 제작에 있어서, 상기 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)의 중량은 상기 제2레어어 중량의 40 내지 50%로 설정되고, 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 중량은 상기 제2레어어 중량의 10 내지 30%로 설정되며, 상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 중량은 상기 제2레어어 중량의 10 내지 30%로 설정될 수 있다.
한편, 상기 제1레이어(210), 상기 코어 레이어(230), 및 상기 제2레이어(220)가 결합하여 하나의 다층 스트래치 필름(200)을 형성하는 시간을 단축하기 위해(레이어의 고착시간 단축), 상기 다층 스트래치 필름(200)에는 첨가제가 추가될 수 있다.
즉, 상기 제1레이어(210)는 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 에루카마이드(Erucamide, Cas No. 112-84-5)의 혼합물로 제작되고, 상기 제2레이어(220)는 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 에루카마이드(Erucamide)의 혼합물로 제작될 수 있다.
상기 제1레이어(210)에 추가되는 에루카마이드의 양은 상기 제1레이어 중량의 2 내지 4%로 설정되고, 상기 제2레이어(220)에 추가되는 에루카마이드의 양은 상기 제2레이어 중량의 2 내지 4%로 설정될 수 있다. 또한, 상기 제1레이어(210)에 사용되는 에루카마이드의 농도 및 상기 제2레이어(220)에 사용되는 에루카마이드의 농도는 각각 300 내지 600ppm으로 설정됨이 바람직하다.
즉, 상기 제1레이어(210)는 밀도 0.910 내지 0.920g/㎤의 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE), 밀도 0.910 내지 0.920 g/㎤의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 밀도 0.85 내지 0.910 g/㎤의 폴리올레핀 엘라스토머(POE), 및 농도 300 내지 600ppm의 에루카마이드의 혼합물로 제작될 수 있다. 이 경우, 상기 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)의 중량은 상기 제1레이어 중량의 40 내지 50%로 설정되고, 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 중량은 상기 제1레이어 중량의 10 내지 30%로 설정되며, 상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 중량은 상기 제1레이어 중량의 10 내지 30%로 설정되며, 상기 에루카마이드의 중량은 상기 제1레이어 중량의 2 내지 4%로 설정될 수 있다.
상기 제2레이어(220)는 밀도 0.910 내지 0.920g/㎤의 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE), 밀도 0.910 내지 0.920 g/㎤의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 밀도 0.85 내지 0.910 g/㎤의 폴리올레핀 엘라스토머(POE), 및 농도 300 내지 600ppm의 에루카마이드의 혼합물로 제작될 수 있다. 이 경우, 상기 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)의 중량은 상기 제2레이어 중량의 40 내지 50%로 설정되고, 상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 중량은 상기 제2레이어 중량의 10 내지 30%로 설정되며, 상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 중량은 상기 제2레이어 중량의 10 내지 30%로 설정되며, 상기 에루카마이드의 중량은 상기 제2레이어 중량의 2 내지 4%로 설정될 수 있다.
상기 제1레이어(210)와 상기 제2레이어(220)의 제작에 상기 에루카마이드가 사용되면, 상기 레이어들(210, 220, 230)의 고착시간을 단축할 수 있을 뿐 아니라 필름 표면을 매그럽게 하고, 광택이 우수한 효과가 있다.
나아가, 상기 제1레이어(210), 상기 코어 레이어(230), 및 상기 제2레이어(220)의 중량비는 1:3:1로 설정될 때 인장강도, 신장율, 및 인열강도에 유리한 것으로 확인되었다. 또한, 상기 제1레이어(210), 상기 코어 레이어(230), 및 상기 제2레이어(220)의 두께비는 1:2:1로 설정되면, 인장강도, 신장율, 및 인열강도에 유리한 것으로 확인되었다.
도 4는 코어 레이어(230)가 폴리올레핀 엘라스토머(POE)로 제작된 다층 스트래치 필름(200)과 코어 레이어가 에틸렌초산비닐(EVA)로 제작된 다층 스트래치 필름의 특성을 비교한 표이다.
폴리올레핀 엘라스토머(POE)로 코어 레이어(230)가 제작된 다층 스트래치 필름(200)은 종래 다층 스트래치 필름에 비해, 필름의 길이 방향에 대한 인장강도, 필름의 너비 방향에 대한 인장강도, 필름의 길이 방향에 대한 신장율, 및 필름의 너비 방향에 대한 신장율이 우수한 것으로 확인되었으며, 인열강도는 거의 동일한 것으로 확인되었다.
한편, 폴리올레핀 엘라스토머로 코어 레이어가 제작된 다층 스트래치 필름(200)은 종래 다층 스트래치 필름에 비해, 정마찰계수가 낮다. 정마찰계수가 낮을수록 제품을 포장하는데 유리하므로, 상기 코어 레이어(230)가 폴리올레핀 엘라스토머로 제작된 다층 스트래치 필름(200)은 종래 다층 스트래치 필름에 비해 제품을 포장에 유리한 효과가 있다.
상술한 구조를 가진 다층 스트래치 필름(200)으로 제품을 포장할 경우, 공기가 제품 내부에서 응결되어 제품을 손상시키는 문제가 발생할 수 있다. 이와 같은 문제의 해결을 위해, 상기 다층 스트래치 필름(200)에는 다수의 레이어 관통홀(240)이 더 구비될 수 있다.
도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 레이어 관통홀(240)들은 상기 제1레이어(210), 상기 코어 레이어(230), 및 상기 제2레이어(220)를 관통하도록 구비되어야 하며, 상기 레이어 관통홀(240)들은 상기 다층 스트래치 필름(200)의 너비 방향 또는 상기 다층 스트래치 필름(200)의 길이 방향을 따라 이격된 다수의 홀로 구비될 수 있다.
상기 레이어 관통홀(240)들 간의 간격(필름의 너비 방향 간격, 또는 필름의 길이 방향 간격)은 다양하게 설정될 수 있다. 일례로, 상기 다층 스트래치 필름의 너비 방향에 대한 관통홀(240)들 사이의 간격은 150mm로 설정되고, 상기 다층 스트래치 필름의 길이 방향에 대한 관통홀(240)들의 간격은 35 내지 40mm로 설정될 수 있다.
상술한 다층 스트래치 필름은 본 출원의 일례를 설명한 것이므로, 본 출원의 권리범위는 상술한 구조 및 제어방법으로 한정될 수 없다.
200: 다층 스트래치 필름 210: 제1레이어
220: 제2레이어 230: 코어 레이어
240: 레이어 관통홀

Claims (9)

  1. 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)으로 제작되는 제1레이어 및 제2레이어; 및
    폴리올레핀 엘라스토머(POE)로 제작되어 상기 제1레이어와 상기 제2레이어 사이에 위치하는 코어 레이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 스트래치 필름(multilayer stretch film).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코어 레이어는 밀도 0.85 내지 0.910 g/㎤의 폴리올레핀 엘라스토머(POE) 100%로 제작되는 것을 특징으로 하는 다층 스트래치 필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1레이어, 상기 코어 레이어, 및 상기 제2레이어의 중량비는 1:3:1로 설정되는 것을 특징으로 하는 다층 스트래치 필름.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1레이어, 상기 코어 레이어, 및 상기 제2레이어의 두께비는 1:2:1로 설정되는 것을 특징으로 하는 다층 스트래치 필름.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1레이어와 상기 제2레이어 각각은 밀도 0.910 내지 0.920 g/㎤의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 100%로 제작되는 것을 특징으로 하는 다층 스트래치 필름.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1레이어는
    밀도 0.910 내지 0.920g/㎤의 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE); 밀도 0.910 내지 0.920 g/㎤의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE); 및 밀도 0.85 내지 0.910 g/㎤의 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 혼합물로 제작되는 것을 특징으로 하는 다층 스트래치 필름.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)의 중량은 상기 제1레이어 중량의 40 내지 50%로 설정되고,
    상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 중량은 상기 제1레이어 중량의 10 내지 30%로 설정되며,
    상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 중량은 상기 제1레이어 중량의 10 내지 30%로 설정되는 것을 특징으로 하는 다층 스트래치 필름.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제2레이어는
    밀도 0.910 내지 0.920g/㎤의 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE); 밀도 0.910 내지 0.920 g/㎤의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE); 및 밀도 0.85 내지 0.910 g/㎤의 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 혼합물로 제작되는 것을 특징으로 하는 다층 스트래치 필름.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)의 중량은 상기 제2레어어 중량의 40 내지 50%로 설정되고,
    상기 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 중량은 상기 제2레어어 중량의 10 내지 30%로 설정되며,
    상기 폴리올레핀 엘라스토머(POE)의 중량은 상기 제2레어어 중량의 10 내지 30%로 설정되는 것을 특징으로 하는 다층 스트래치 필름.
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