KR960010450B1 - Multiple layer film for packaging - Google Patents
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Description
제1도는 공압출 장치의 개요도.1 is a schematic diagram of a coextrusion apparatus.
제2도는 제1도 공압출 장치에 의해 조성되는 다층필름의 구조도.2 is a structural diagram of a multilayer film formed by the first co-extrusion apparatus.
이 발명은 식품포장에 있어 기본적으로 요구되는 가스 및 수분 차단성이 향상되고 층간의 접착성이 개선된 다층필름을 제안하려는 것이다.The present invention is to propose a multilayer film having improved gas and water barrier properties and improved adhesion between layers, which are basically required for food packaging.
식품포장에 사용되는 프라스틱 필름의 가스 및 수분 차단성은 피포장 식품의 변패를 방지하고 선도저하를 방지하기 위하여 필수적인 요소이다.Gas and water barrier properties of plastic films used in food packaging are essential to prevent deterioration of the packaged food and to prevent freshness.
종래의 식품포장용 필름으로 나일론층을 포함하는 다층필름 또는 나일론 필름에 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌 필름을 압출 라미네이션 한 필름을 둘 수 있다.As a conventional food packaging film, a film obtained by extrusion lamination of a polypropylene or polyethylene film may be provided on a multilayer film or a nylon film including a nylon layer.
일반적으로 나일론은 가스 차단성이 좋고 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌은 수분 차단성이 좋아 이들 재료를 공압출(共壓出)하여 다층필름으로 만들거나, 라미네이션하여 다층필름을 만들 경우 가스 및 수분 차단성이 좋은 필름을 만들게 된다.In general, nylon has good gas barrier property and polyethylene or polypropylene has good water barrier property. If these materials are co-extruded to make a multilayer film, or lamination to make a multilayer film has good gas and water barrier properties. You will make a film.
그러나 나일론은 수분 흡수율이 1∼1.5%이므로 필름 생산시 건조 공정이 까다롭고, 용융점도가 낮기 때문에 무연신 필름으로 얇게 뽑기가 힘들며, 생산속도가 느려지게 된다.However, nylon has a moisture absorption rate of 1 to 1.5%, which makes the drying process difficult during film production, and because the melt viscosity is low, it is difficult to draw a thin film into an unstretched film, and the production speed becomes slow.
이 발명은 이러한 나일론의 단점을 보완할 수 있도록, 나일론에 대체되는 소재를 제안하는 것이며, 가스차단성이 좋은 기재는 극성이 강하여 접착성도 좋아지는 점에 착안하여 이루어졌다.The present invention proposes a material that is replaced with nylon, so as to compensate for the shortcomings of the nylon, and the substrate has a good gas barrier property is made with a strong polarity to improve the adhesion.
이 발명에 의하여 나일론에 대체할 수 있는 소재로 폴리에스터 일레스토머(Polyester Elastomer : 코오롱사 제품 엔지니어링 러버(Engineering Rubber)로서, 고무와 결정성 프라스틱의 특성을 나타내는 폴리에스터르계의 열가소성 합성고부(Thermoplastic Elastomer))가 있다. 폴리에스터 일레스토머는 0.2∼0.5%의 흡수율을 갖고 있어 건조공정이 간간해지며, 용융점도가 나일론에 비하여 50% 정도로 높아 필름 생산속도를 나일론보다 크게 높일 수 있고, 30㎛ 필름이 50㏄/㎡/day의 산소 투과도를 갖는 등 좋은 가스 차단성을 지니고 있다.Polyester Elastomer (Kingon Engineering Rubber) is a material that can be substituted for nylon according to the present invention.Thermoplastic based on polyester resin exhibiting properties of rubber and crystalline plastic Elastomer). Polyester elastomers have 0.2 ~ 0.5% water absorption, which makes drying process simpler, and melt viscosity is about 50% higher than that of nylon, resulting in higher film production speed than nylon. It has good gas barrier properties such as oxygen permeability of / day.
이와같은 폴리에스터 일레스토머는 나일론에 비해 값이 50% 정도 높은 홈이 있으나 공정의 유리한 점으로 이를 보완할 수 있고, 나일론과 같이 높은 극성을 지니고 있어 다른 기재와의 접착성도 우수하다.Such polyester elastomer has a groove about 50% higher than that of nylon, but it can compensate for the advantages of the process, and has a high polarity such as nylon, and thus excellent adhesion to other substrates.
이와같은 폴리에스터 일레스토머 다층필름에 금속증착층을 부가하면 산소 및 투과율을 더 감소시킬 수 있다.Adding a metal deposition layer to such a polyester elastomer multilayer film can further reduce oxygen and transmittance.
표 1에 폴리에스터 일레스토머 30㎛ 필름이 50㏄/㎡/day의 수분 투과도를, 폴리프로필렌 30㎛ 필름이 3,000㏄/㎡/day의 산소 투과도와 5g/㎡/day의 수분 투과도를, 폴리에틸렌은 30㎛ 필름이 5,000㏄/㎡/day의 산소 투과도와 10g/m2/day의 수분 투과도를 나타낸다.Table 1 shows a polyester elastomer 30 μm film having a water permeability of 50 μs / m 2 / day, a polypropylene 30 μm film having an oxygen permeability of 3,000 μs / m 2 / day and a moisture permeability of 5 g / m 2 / day. Silver 30 micrometer film shows the oxygen permeability of 5,000 kPa / m <2> / day, and the water permeability of 10g / m <2> / day.
따라서 폴리에스터 일레스토머와 수분 차단성이 좋은 폴리올레핀계층 예컨대 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 그리고 프로필렌, 에틸렌, 부텐, 옥텐중 두가지 이상의 폴리머를 중합시킨 공중합물, 에틸렌-비닐아세테이트 공중합물, 에틸렌-아크릴산 공중합물, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합물 및 에틸렌-메틸아크릴에이트 공중합물중의 어느 하나의 이상의 폴리머로 조성되는 층을 공압출하여 필름을 만들면 수분 및 가스 차단성이 좋은 필름을 얻을 수 있는 것이다.Therefore, a polyester elastomer and a polyolefin-based layer having good moisture barrier properties such as polypropylene, polyethylene and copolymers of two or more polymers of propylene, ethylene, butene and octene, ethylene-vinylacetate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, When a film is formed by coextrusion of a layer composed of any one or more polymers of an ethylene-ethyl acrylate copolymer and an ethylene-methyl acrylate copolymer, a film having good water and gas barrier properties can be obtained.
이러한 공압출 필름의 제조시 표 2와 같은 폴리에스터 일레스토머와 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 프로필렌-에틸렌-부텐-옥텐의 공중합물과는 접착력이 없어 이들 층 사이에 접착성 폴리머를 사용하는 것이 유리한다.It is advantageous to use an adhesive polymer between these layers in the production of such coextruded film because there is no adhesive force between the polyester elastomer shown in Table 2 and the copolymer of polypropylene, polyethylene or propylene-ethylene-butene-octene. .
접착성 폴리머를 사용하지 않으면 보다 놓은 온도에서 공압출 해야하는 그렇지 않으면 폴리에스터 일레스토머와 다른 층들의 접착성이 약화되어 용도상의 제약이 따르게 된다. 여기에서 접착층으로 표 2와 같은 폴리올레핀계에 말레익 안하이드라이드나 아세틱 에시드를 0.1∼1% 그라프트 중합한 폴리머가 있다.Without the use of an adhesive polymer, coextrusion at higher temperatures would otherwise impair the adhesion of the polyester elastomer and other layers, resulting in application constraints. Here, as the adhesive layer, there is a polymer obtained by performing 0.1-1% graft polymerization of maleic anhydride or acetic acid on the polyolefin type shown in Table 2.
이러한 접착성 폴리머는 주재료인 폴리올레핀에 의해 폴리올레핀계층과 접착력을 갖으며, 그라프트된 말레익 안하이드라이드와 아세틱에시드에 의해 폴리에스터 일레스토머와의 접착력을 가진다.Such an adhesive polymer has an adhesive force with the polyolefin-based layer by the main polyolefin, and has an adhesive force with the polyester elastomer by grafted maleic anhydride and acetic acid.
이 발명에서는 이러한 재료들을 사용하여 다층필름을 만들 수 있으며 이때 폴리에스터 일레스토머층은 필름의 가운데층 또는 표면층으로 할 수 있다.In this invention, these materials can be used to make a multilayer film, wherein the polyester elastomer layer can be the middle layer or the surface layer of the film.
특히, 폴리에스터 일레스토머층을 표면층으로 할 경우에는 폴리에스터 일레스토머가 갖는 42∼44Dyne/Cm 의 높은 표면장력이 코팅, 인쇄, 라미네이션 등의 가공시 폴리에스터 일레스토머 표면에 접착되는 접착기재들의 접착강도를 높여줌으로써 후가공 공정에 유리한 특성을 유지시킬 수 있다.In particular, when the polyester elastomer layer is used as the surface layer, 42 to 44 Dyne / Cm of the polyester elastomer The high surface tension of can increase the adhesive strength of the adhesive base material bonded to the polyester elastomer surface during coating, printing, lamination, etc. can maintain the advantageous properties for the post-processing process.
특시 폴리에스터 일레스토머층과 폴리올레핀계층의 접착력을 높이자면 이들 층의 전부 또는 일부 층에 상대층의 재료를 첨가하여 사용한다.In order to increase the adhesion between the polyester elastomer layer and the polyolefin-based layer, the material of the counterpart layer is added to all or part of these layers.
예컨대 폴리에스터 일레스토머층에 폴리올레핀을 첨가하거나 폴리올레핀계층에 폴리에스터 일레스토머를 참가하여 사용하는 것이다.For example, polyolefin is added to a polyester elastomer layer, or polyester elastomer is used for the polyolefin type layer.
일반적인 필름은 압출기로 폴리머를 용융시킨 후 압출 다이를 통해 필름을 성형시키고 냉각롤을 통해 냉각시켜 필름을 권취하는 공정에서 제조된다. 이때 제조된 성형물의 두께가 1∼200㎛까지는 필름이라 부르고 200㎛ 이상은 시트라 부르나 이 발명에서는 이들을 모두 필름이라 부르기로 한다.Typical films are prepared in the process of melting the polymer with an extruder, then shaping the film through an extrusion die and cooling through a chill roll to wind the film. At this time, the thickness of the formed product is called a film up to 1 ~ 200㎛ and 200㎛ or more is called a sheet, but in the present invention, all of them will be called a film.
이 발명의 포장용 다층필름을 제조하기 위해서는 2대 이상의 압출기가 필요하다. 예컨대 제1도와 같이 압출기(a,b,c)가 있을 때에는 제2도와 같이 a',b',c'층을 가지는 3층 내지 a',b',c',b,a 층으로 되는 5층의 필름을 만들 수 있다.In order to manufacture the packaging multilayer film of this invention, two or more extruders are required. For example, when there are extruders a, b, and c as shown in FIG. 1, three layers having a ', b', and c 'layers as shown in FIG. A film of layers can be made.
압출 다이는 매니폴드(manifold)형 다이(die)와 피드블록(feed-dlock)형 다이가 있다. 압출기가 3대인 경우 매니폴드형 다이로는 3층 구조까지만 가능하나 피드블록형 다이에서는 5층 구조까지 가능하다.Extrusion dies include manifold dies and feed-dlock dies. In the case of three extruders, the manifold die can have up to three layers, but the feed block die can have up to five layers.
제2도의 층 구조는 보통 많이 사용되는 구조이며 이때 폴리에스터 일레스토머층은 용도에 따라 a',b',c'층의 어느 하나가 될 수 있다.The layer structure of FIG. 2 is a commonly used structure, and the polyester elastomer layer may be any one of a ', b', and c 'layers depending on the purpose.
필름 제조시 폴리에스터 일레스토머와 폴리프로피리렌인 경우 압출기의 밸럴 온도를 압출 방향으로 180℃, 220℃, 250℃, 240℃로 분포시켜서 다단계 온도에서 압출하며, 폴리에틸렌의 경우 배럴 온도를 140℃, 180℃, 200℃, 190℃로 분포시켜 압출하고, 다이 온도는 200∼240℃, 냉각롤 온도는 40℃ 이하로 하여 필름을 제조한다.In the case of polyester elastomer and polypropyrene, the extruder's vertical temperature is distributed to 180 ℃, 220 ℃, 250 ℃, and 240 ℃ in the extrusion direction, and extruded at multiple stages.In case of polyethylene, the barrel temperature is 140 It distributes and extrudes at 180 degreeC, 180 degreeC, 200 degreeC, and 190 degreeC, the die temperature is 200-240 degreeC, and a cooling roll temperature is 40 degrees C or less, and manufactures a film.
이렇게 하여 제조된 필름은 기본적으로 가스 및 수분 차단성을 요하는 육가공식품의 진공포장용 필름, 한약제 파우치용 필름, 레토르트파우치용 필름, 기타 가스 및 수분 차단을 요하는 필름, 코팅용 필름, 드라이 및 압출 라미네이션용 필름 또는 기타 놓은 표면장력을 요하는 필름으로 사용될 수 있다.The film thus produced is basically a vacuum packaging film for processed foods requiring gas and moisture barrier properties, a film for herbal pouches, a film for retort pouches, a film for other gas and moisture barriers, a film for coating, drying and extrusion It can be used as a film for lamination or other film requiring surface tension.
실시예 1 :Example 1:
폴리에스터 알레스토머 15kg를 압출기에 넣고 압출기의 밸럴 온도를 180℃, 220℃, 250℃, 240℃가 되게 하여 표면층을 제조하였다. 공압출되는 가운데층을 위해 폴리에틸렌에 말레익 안하이드라이드를 그라프트한 접착성 폴리머 10kg을 압출기에 넣고 압출기의 배럴 온도를 140℃, 180℃, 200℃, 190℃가 되도록 하여 가운데층을 제조하였다. 공압출되는 다른 표면층을 위해 25kg의 폴리에틸렌 압출기에 넣고 140℃, 180℃, 200℃, 190℃의 배럴 온도을 주어 다른 표면층을 제조하였다. 위의 3층을 공압출하여 3층의 공압출 필름을 제조하였다.15 kg of polyester elastomer was placed in an extruder and the surface temperature of the extruder was adjusted to 180 ° C, 220 ° C, 250 ° C, and 240 ° C. For the co-extruded middle layer, 10 kg of an adhesive polymer grafted with maleic anhydride to polyethylene was put in an extruder, and the middle layer was prepared by adjusting the barrel temperature of the extruder to 140 ° C, 180 ° C, 200 ° C, and 190 ° C. . For the other surface layer to be co-extruded into a 25kg polyethylene extruder to give a barrel temperature of 140 ℃, 180 ℃, 200 ℃, 190 ℃ to prepare another surface layer. Coextrusion of the above three layers produced a coextrusion film of three layers.
실시예 2 :Example 2:
폴리에스터 알레스토머층은 실시예 1과 같고, 가운데층은 폴리프로필렌에 말레익 하이드라이드를 그라프트한 접착성 폴리머 10kg을 압출기에 넣고 압출기 배럴 온도를 180℃, 220℃, 250℃, 240℃의 단계가 되도록 하여 제조하였다.The polyester elastomer layer is the same as in Example 1, and the middle layer is a polypropylene grafted adhesive polymer 10kg of maleic hydride into the extruder and the extruder barrel temperature is 180 ℃, 220 ℃, 250 ℃, 240 ℃ Prepared to be a step.
다른 표면층은 25kg의 폴리프로필렌을 압출기에 넣고 압출기 배럴 온도를 180℃, 220℃, 250℃, 240℃의 단계가 되도록 온도를 주어 제조하였다. 위의 3층을 공압출하여 3층의 공압출 필름을 제조하였다.Another surface layer was prepared by placing 25 kg of polypropylene in an extruder and subjecting the extruder barrel temperature to the steps of 180 ° C, 220 ° C, 250 ° C, 240 ° C. Coextrusion of the above three layers produced a coextrusion film of three layers.
위와같이 제조된 이 발명 필름의 수분 및 가스 차단 실험 결과 아래 표 3와 같은 좋은 성적을 얻었다.Moisture and gas barrier test results of this invention film prepared as described above to obtain a good result as shown in Table 3.
실시예 3 :Example 3:
폴리에스터 알레스토머 12kg, 폴리에틸렌 3kg를 압출기에 넣고 압출기의 배럴 온도를 180℃, 220℃, 250℃, 240℃가 되게 하여 표면층을 제조하였다. 공압출되는 가운데층을 위해 폴리에틸렌에 말레익 안하이드라이드를 그라프트한 접착성 폴리머 8Kg, 폴리에스터 알레스토머 2kg을 압출기에 넣고 압출기의 배럴 온도를 160℃, 180℃, 230℃, 210℃가 되도록 하여 가운데층을 제조하였다. 공압출되는 다른 표면층을 위해 25Kg의 폴리에틸렌을 압출기에 넣고 140℃, 180℃, 200℃, 180℃의 배럴 온도를 주어 다른 표면층을 제조하였다.12 kg of polyester elastomer and 3 kg of polyethylene were placed in an extruder to prepare a surface layer by adjusting the barrel temperature of the extruder to 180 ° C, 220 ° C, 250 ° C, and 240 ° C. For the co-extruded middle layer, 8kg of maleic anhydride-grafted adhesive polymer and 2kg of polyester elastomer were added to the extruder and the barrel temperature of the extruder was 160 ° C, 180 ° C, 230 ° C and 210 ° C. To prepare a middle layer. For another surface layer to be coextruded 25Kg of polyethylene was put in an extruder to give a barrel temperature of 140 ℃, 180 ℃, 200 ℃, 180 ℃ to prepare another surface layer.
위의 3층을 공압출하여 3층의 공압출 필름을 제조하였다.Coextrusion of the above three layers produced a coextrusion film of three layers.
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| KR101699935B1 (en) * | 2016-10-05 | 2017-01-26 | 제이더블유케미타운 주식회사 | High barrier Out Pouch for medical solution bag and manufacturing method of it |
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