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KR20140083910A - 폴리올레핀계 무연신 다층 필름 - Google Patents

폴리올레핀계 무연신 다층 필름 Download PDF

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KR20140083910A
KR20140083910A KR1020130163772A KR20130163772A KR20140083910A KR 20140083910 A KR20140083910 A KR 20140083910A KR 1020130163772 A KR1020130163772 A KR 1020130163772A KR 20130163772 A KR20130163772 A KR 20130163772A KR 20140083910 A KR20140083910 A KR 20140083910A
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KR
South Korea
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layer
film
heat
resin
propylene
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KR1020130163772A
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나오히코 구라모토
가즈히로 미와
겐지 간다
히데이치 사토우
Original Assignee
산·톡스 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 발명은 Mw/Mn이 4 이상, MFR이 1 내지 30g/10분인 폴리프로필렌계 수지 및 Mw/Mn이 1.5 내지 3.5, MFR이 1 내지 30g/10분인 프로필렌-에틸렌 공중합체를 함유하는 폴리프로필렌계 수지를 함유하는 라미네이트층과, 밀도가 0.90 내지 0.94g/cm3, MFR이 0.5 내지 20g/10분인 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 함유하는 폴리에틸렌계 수지를 함유하는 중간층과, Mw/Mn이 1.5 내지 3.5, MFR이 1 내지 30g/10분, 융점이 125 내지 140℃인 프로필렌-에틸렌 공중합체를 함유하는 폴리프로필렌계 수지를 함유하는 히트 실링층을 갖는 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에 관한 것이다.

Description

폴리올레핀계 무연신 다층 필름{POLYOLEFIN NON-STRETCHED MULTILAYERED FILM}
본 발명은 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에 관한 것이다. 상세하게는, 고 투명성, 고광택성, 고사상성(high image clarity) 등의 광학적 특성; 내블록킹성; 저온 히트 실링성 등의 다양한 특성이 우수함과 동시에,
기재 필름과 접합하여 복합 필름으로 했을 때의 히트 실링 강도; 포장의 인열 개봉성; 히트 실링부의 내핀홀성 등도 우수한 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에 관한 것이다.
폴리올레핀계 수지 필름은, 각종 제품을 포장하는 재료로서 폭넓게 이용되고 있다. 예를 들면 식품 포장 용도; 섬유ㆍ의료 등의 일용 잡화품의 포장 용도; 공업 부품의 포장 용도 등이다. 특히 폴리프로필렌계 수지 필름은 강성 및 내열성이 우수하고, 필름의 탄성감(腰感)도 높기 때문에, 제대기에 대한 적정도가 높아 폭넓게 이용되고 있다. 그러나, 폴리프로필렌계 수지 필름은, 적어도 히트 실링성(특히 저온 히트 실링성), 내충격성 및 히트 실링부의 내핀홀성이 충분하지 않다. 따라서, 필름 재료의 폴리프로필렌을 공중합체화함으로써 히트 실링성 및 내충격성을 향상시키고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나, 특히 저온에서의 내충격성에 대해서는 그다지 효과는 얻어지지 않았다. 또한, 히트 실링성을 향상시키고자 하면 블록킹의 문제가 발생한다. 그 때문에, 상기 공중합체화의 시도는 성공하지 못하였다.
이 점에 대하여, 일본 특허 공개 (평)5-147179호에서는, 중간층으로서 직쇄상 에틸렌-α-올레핀 공중합체(LLDPE)를 이용하여 상기 중간층과, 양외층으로서의 폴리프로필렌계 수지층을 적층함으로써 내충격성을 향상시킨 폴리올레핀계 다층 필름이 제안되어 있다. 이 방법에 따르면, 확실히 내충격성의 향상은 인정되지만, 적층 필름의 광학 특성(투명성, 광택성, 사상성 등)이 손상된다. 또한, 상기 적층 필름을 기재 필름과 접합하여 복합 필름으로 했을 때의 인열 강도가 매우 높아지기 때문에, 이것을 포장 재료로서 이용한 경우의 인열 개봉성이 현저히 손상된다.
일본 특허 공개 제2004-276373호에서는, 특정한 폴리프로필렌계 중합체를 양외층으로 하여, 이것을 중간층인 LLDPE층과 적층함으로써 저온 히트 실링성 및 내블록킹성이 개량된 폴리올레핀계 다층 필름이 제안되어 있다. 이 기술에 의해서도, 얻어지는 복합 필름의 인열 강도는 매우 높고, 이것을 포장 재료로서 이용한 경우의 인열 개봉성은 만족할 수 있는 것이 아니다.
상기 히트 실링부의 내핀홀성이란, 히트 실링된 영역에 미세한 도통 경로가 존재하지 않고, 실링성이 완전한 것을 나타내는 지표이다. 히트 실링부에 미세한 도통 경로가 있으면 포장의 밀봉성이 손상되기 때문에, 특히 식품의 포장 용도에 있어서는, 내용물의 선도 유지, 장기간 보존 등의 관점에서 바람직하지 않다. 이 히트 실링부의 내핀홀성은, 히트 실링 강도와는 전혀 상이한 개념이다. 종래 기술에 있어서는, 폴리프로필렌계 수지 필름에 대하여 히트 실링부의 내핀홀성을 향상시키고자 하는 시도는 거의 이루어지지 않았다.
따라서, 고투명성, 고광택성, 고사상성 등의 광학적 특성; 내블록킹성; 저온히트 실링성 등의 다양한 특성이 우수함과 동시에,
기재 필름과 접합하여 복합 필름으로 했을 때의 히트 실링 강도; 포장의 인열 개봉성; 히트 실링부의 내핀홀성 등도 우수한 폴리올레핀계 무연신 다층 필름은 종래 알려져 있지 않은 것이다.
본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 고투명성, 고광택성, 고사상성 등의 광학적 특성; 내블록킹성; 저온 히트 실링성 등의 다양한 특성이 우수함과 동시에, 기재 필름과 접합하여 복합 필름으로 했을 때의 히트 실링 강도; 포장의 인열 개봉성; 히트 실링부의 내핀홀성도 우수한 폴리올레핀계 무연신 다층 필름을 제공하는 것에 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은
최외층인 라미네이트층과, 적어도 1층의 중간층과, 다른 하나의 최외층인 히트 실링층을 갖는 폴리올레핀계 무연신 다층 필름이며,
상기 라미네이트층이
중량 평균 분자량 Mw와 수 평균 분자량 Mn의 비로 표시되는 분자량 분포 Mw/Mn이 4 이상이고, JIS K 7210에 준거하여 230℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR(melt flow rate)이 1 내지 30g/10분인 폴리프로필렌계 수지 (A1) 10 내지 50중량부, 및
분자량 분포 Mw/Mn이 1.5 내지 3.5이고, JIS K 7210에 준거하여 230℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR이 1 내지 30g/10분이고, 메탈로센계 촉매를 이용하여 중합된 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2) 50 내지 90중량부
(단, 상기 폴리프로필렌계 수지 (A1)과 상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)의 합계는 100중량부임)
를 함유하는 폴리프로필렌계 수지를 함유하고,
상기 중간층이
밀도가 0.90 내지 0.94g/cm3이고, JIS K 7210에 준거하여 190℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR이 0.5 내지 20g/10분인 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)를 70중량％ 이상 함유하는 폴리에틸렌계 수지를 함유하고,
상기 히트 실링층이
분자량 분포 Mw/Mn이 1.5 내지 3.5이고, JIS K 7210에 준거하여 230℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR이 1 내지 30g/10분이고, 융점이 125 내지 140℃이고, 메탈로센계 촉매를 이용하여 중합된 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)를 70중량％ 이상 함유하는 폴리프로필렌계 수지를 함유하는
것을 특징으로 하는 상기 다층 필름에 의해 달성된다.
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름은 최외층인 라미네이트층과, 적어도 1층의 중간층과, 다른 하나의 최외층인 히트 실링층을 갖는다.
<라미네이트층>
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에서의 라미네이트층은, 폴리프로필렌계 수지 (A1) 10 내지 50중량부 및 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2) 50 내지 90중량부를 함유하는 폴리프로필렌계 수지를 함유한다. 단, 상기 폴리프로필렌계 수지 (A1)과 상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)의 합계는 100중량부이다.
[폴리프로필렌계 수지 (A1)]
상기 폴리프로필렌계 수지 (A1)은, 중량 평균 분자량 Mw와 수 평균 분자량 Mn의 비로 표시되는 분자량 분포 Mw/Mn이 4 이상이다. Mw/Mn의 값은 바람직하게는 4.5 내지 10이고, 보다 바람직하게는 5 내지 8이다. 폴리프로필렌계 수지 (A1)의 Mw/Mn이 4보다 작은 경우, 얻어지는 다층 필름 및 이것을 이용하여 제조되는 복합 필름의 인열 강도가 과도하게 높아지게 되어, 포장 재료에서의 인열 개봉성의 개량 효과가 발현되지 않게 된다. 이것은, Mw/Mn이 4보다 작은 경우, 다층 필름의 제조시에 용융 배향이 발생하기 어려운 것에 기인하는 것으로 생각된다. 한편, 다층 필름 제조시의 용융 장력을 적당한 범위로 억제하고, 다층 필름으로 했을 때의 내블록킹성을 확보하는 관점에서, Mw/Mn은 10 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 폴리프로필렌계 수지 (A1)은 그의 Mw가 45만 내지 10만인 것이 바람직하고, 40만 내지 20만인 것이 보다 바람직하다.
상기 중량 평균 분자량 Mw 및 수 평균 분자량 Mn은, 모두 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 값이다(본 명세서에서 이하 동일함).
상기 폴리프로필렌계 수지 (A1)은, JIS K 7210에 준거하여 230℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR이 1 내지 30g/10분이다. 이 값은 5 내지 15g/10분인 것이 바람직하다. MFR이 1g/10분보다 작으면 용융 점도가 지나치게 낮기 때문에, 다층 필름의 제조시에 제막기(예를 들면 압출기) 내의 압력이 과도하게 높아져, 생산성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 막 두께 불균일, 용융 파단(melt fracture) 등의 외관 불량을 야기하는 경우가 있다. 한편 MFR이 30g/10분을 초과하면, 중간층의 수지와의 용융 점도차가 과대해지는 것에 기인하여 외층의 막 두께가 불균일하게 되는 경우가 있다. 그 이외에도, 다층 필름으로 했을 때의 내블록킹성이 손상되는 경우가 있다.
상기 폴리프로필렌계 수지 (A1)은 융점이 120 내지 150℃인 것이 바람직하고, 130 내지 145℃인 것이 보다 바람직하다. 이 범위의 온도에 융점을 나타내는 폴리프로필렌계 수지 (A1)은 다층 필름을 제조할 때의 내열성과, 다층 필름 및 복합 필름으로 했을 때의 투명성의 균형이 우수하다는 점에서 바람직하다. 여기서, 수지의 융점이란, 시차 주사 열량계(DSC) 차트에 있어서의 최대 흡열 피크의 피크톱 온도(Tm)를 말한다(본 명세서에서 이하 동일함).
상기 폴리프로필렌계 수지 (A1)은 프로필렌의 단독 중합체일 수도, 프로필렌과 공중합 성분의 공중합체일 수도 있다. 여기서 사용되는 공중합 성분으로서는, 에틸렌 및 α-올레핀이 바람직하고, 구체적으로는 예를 들면 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 4-메틸-1-펜텐 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 폴리프로필렌계 수지 (A1)에서의 공중합 성분의 비율은 10mol％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 5mol％ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 3mol％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에서의 폴리프로필렌계 수지 (A1)로서는, 얻어지는 다층 필름 및 복합 필름의 광학적 특성을 확보한다는 관점에서, 프로필렌의 단독 중합체, 프로필렌과 에틸렌의 공중합체 및 프로필렌과 에틸렌과 부텐의 공중합체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리프로필렌계 수지 (A1)은 상기한 조건을 만족하는 것인 한, 어떠한 방법에 의해 제조된 것이어도 상관없다. 예를 들면 공지된 지글러ㆍ나타(Ziegler-Natta) 촉매를, 바람직하게는 적당한 도너(donor) 화합물과 함께 이용하여 제조할 수 있다. 지글러ㆍ나타 촉매는, 적당한 무기 물질에 담지되어 있을 수도 있다.
[프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)]
상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)는, 중량 평균 분자량 Mw와 수 평균 분자량 Mn의 비로 표시되는 분자량 분포 Mw/Mn이 1.5 내지 3.5이다. Mw/Mn의 값은 바람직하게는 1.8 내지 3.2이고, 보다 바람직하게는 2.0 내지 3.0이다. 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)의 Mw/Mn이 1.5보다 작으면 용융 장력이 과소가 되기 때문에, 제막성이 떨어지게 된다. 한편, 다층 필름으로 했을 때의 내블록킹성을 확보하고, 다층 필름 및 복합 필름에서의 광학적 특성을 확보하는 관점에서, Mw/Mn은 3.5 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)는 그의 Mw가 45만 내지 10만인 것이 바람직하고, 40만 내지 20만인 것이 보다 바람직하다.
상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)는, JIS K 7210에 준거하여 230℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR이 1 내지 30g/10분이다. 이 값은 5 내지 15g/10분인 것이 바람직하다. MFR이 1g/10분보다 작으면 용융 점도가 지나치게 낮기 때문에, 다층 필름의 제조시에 제막기(예를 들면 압출기) 내의 압력이 과도하게 높아지고, 생산성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 막 두께 불균일, 용융 파단 등의 외관 불량을 야기하는 경우가 있다. 한편 MFR이 30g/10분을 초과하면, 중간층의 수지와의 용융 점도차가 과대해지는 것에 기인하여 외층의 막 두께가 불균일해지는 경우가 있다. 그 이외에도, 다층 필름으로 했을 때의 내블록킹성이 손상되는 경우가 있다.
상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)는, 융점이 120 내지 145℃인 것이 바람직하고, 120 내지 140℃인 것이 보다 바람직하고, 120 내지 135℃인 것이 더욱 바람직하다. 이 범위의 온도에 융점을 나타내는 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)는, 다층 필름을 제조할 때의 내열성과, 다층 필름 또는 복합 필름으로 했을 때의 투명성의 균형이 우수해진다는 점에서 바람직하다.
상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)에서의 에틸렌 단위의 함유 비율은 바람직하게는 1 내지 10mol％이고, 보다 바람직하게는 2 내지 5mol％이다. 에틸렌 단위의 함유 비율을 이 범위로 설정함으로써, 얻어지는 다층 필름에서 투명성을 손상시키지 않고 우수한 내블록킹성을 발현하는 것이 가능해져 바람직하다.
상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)는, 메탈로센계 촉매를 이용하여 중합된 것이다. 메탈로센 촉매를 이용하여 중합된 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)는, 얻어지는 다층 필름이 고도의 내블록킹성을 나타내고, 다층 필름 및 복합 필름으로 했을 때에 우수한 광학 특성을 나타내게 된다는 점에서 바람직하다.
메탈로센 촉매는, 치환 또는 비치환된 시클로펜타디에닐 배위자를 적어도 1개, 바람직하게는 2개 갖는 메탈로센형 전이 금속 화합물과, 조촉매를 포함하는 촉매이다. 상기 조촉매로서는, 예를 들면 유기 알루미늄 화합물; 유기 붕소 화합물과 양이온의 착체; 이온 교환성 규산염 등을 들 수 있으며, 이들 중으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 메탈로센 촉매는, 적당한 무기 물질에 담지되어 있을 수도 있다. 메탈로센 촉매는 당업계에 이미 공지되어 있으며, 당업자는 적당한 메탈로센 촉매를 그의 목적에 따라 적절하게 선택하여 이용할 수 있다.
[임의 성분]
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름의 라미네이트층에서의 폴리프로필렌계 수지는, 상기한 바와 같은 폴리프로필렌계 수지 (A1) 및 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)를 필수적인 성분으로서 함유하지만, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 이들 이외에 기타 중합체를 함유하고 있을 수도 있다. 여기서 사용되는 기타 중합체는, 상기한 바와 같은 폴리프로필렌계 수지 (A1) 및 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2) 이외의 중합체이다. 기타 중합체의 함유 비율은, 폴리프로필렌계 수지 (A1), 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2) 및 기타 중합체의 합계에 대하여, 바람직하게는 10중량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 5중량％ 이하이고, 가장 바람직하게는 이것을 함유하지 않는 것이다.
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름의 라미네이트층은, 상기한 바와 같은 폴리프로필렌계 수지 이외에 임의적인 첨가제로서, 예를 들면 열 안정제, 가공 안정제, 윤활제, 증핵제, 대전 방지제, 방담제, 안티 블록킹제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 안료 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는, 폴리프로필렌계 수지를 구성하는 중합체에 직접 배합하는 방법에 의해 첨가할 수도 있거나, 또는 이들 첨가제를 고농도로 함유하는 마스터 배치로 하여 배합하는 방법에 의해 첨가할 수도 있다. 마스터 배치의 베이스 수지로서는, 상기한 폴리프로필렌계 수지 (A1) 및 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2), 및 사용하는 경우에는 기타 중합체 중의 1종 이상을 이용할 수 있다.
[라미네이트층의 양태]
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름의 라미네이트층에서의 폴리프로필렌계 수지는, 폴리프로필렌계 수지 (A1) 10 내지 50중량부 및 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2) 50 내지 90중량부를 함유한다. 바람직하게는, 폴리프로필렌계 수지 (A1) 20 내지 40중량부 및 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2) 60 내지 80중량부를 함유한다. 단, 상기에서, 상기 폴리프로필렌계 수지 (A1)과 상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)의 합계는 100중량부이다.
라미네이트층의 폴리프로필렌계 수지에 폴리프로필렌계 수지 (A1)을 배합함으로써, 얻어지는 다층 필름 및 복합 필름에서의 인열 강도가 적당한 범위로 설정되어, 포장 재료의 인열 개봉성이 향상된다. 이것은, 폴리프로필렌계 수지 (A1)의 배합에 의해 라미네이트층(외층)을 구성하는 폴리프로필렌계 수지의 분자량 분포가 넓어지고, 따라서 다층 필름 제조시에 용융 배향이 발생하기 쉬워지기 때문이라고 생각된다. 이러한 이유에 의해, 본 발명에서의 라미네이트층은 폴리프로필렌계 수지 (A1)을 10중량부 이상 함유하는 것을 필요로 하고, 이것을 20중량부 이상 함유하는 것이 바람직한 것이다.
한편, 라미네이트층의 폴리프로필렌계 수지에 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)를 배합함으로써, 얻어지는 다층 필름 및 복합 필름에서 투명성, 광택성, 사상성 등의 광학 특성이 향상됨과 동시에, 다층 필름의 내블록킹성도 향상된다. 따라서, 본 발명에서의 라미네이트층은 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)를 50중량부 이상 함유하는 것을 필요로 하고, 이것을 60중량부 이상 함유하는 것이 바람직하다.
라미네이트층의 폴리프로필렌계 수지에 배합되는 중합체로서는, 상기 폴리프로필렌계 수지 (A1) 및 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)만으로 이루어지는 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에서의 라미네이트층의 두께는, 바람직하게는 1.0 내지 30㎛이고, 보다 바람직하게는 2.5 내지 25㎛이다. 라미네이트층을 이 범위의 두께로 설정함으로써, 얻어지는 다층 필름 및 복합 필름에서 내열성 및 인열 개봉성을 손상시키지 않고 고도의 내충격성이 얻어진다는 점에서 바람직하다.
<중간층>
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에서의 중간층은, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)를 70중량％ 이상 함유하는 폴리에틸렌계 수지를 함유한다. 이 중간층의 폴리에틸렌계 수지에서의 중합체는, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)만으로 이루어져 있을 수도 있고, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)와 함께 기타 중합체를 함유하고 있을 수도 있다.
[에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)]
상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)는 그의 밀도가 0.90 내지 0.94g/cm3이다. 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)의 밀도는 0.91 내지 0.93g/cm3인 것이 바람직하다. 이 밀도가 0.90g/cm3보다 작으면 얻어지는 다층 필름의 강성이 부족하고, 상기 다층 필름 또는 복합 필름을 포장 재료로서 사용할 때에 제대기에 대한 취급 적성이 떨어지게 된다. 한편, 얻어지는 다층 필름 및 복합 필름의 내충격성의 향상 효과를 충분히 발현하기 위해, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)의 밀도는 0.94g/cm3 이하로 하는 것이 바람직하다.
상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)는, JIS K 7210에 준거하여 190℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR이 0.5 내지 20g/10분이다. 이 MFR은, 바람직하게는 1 내지 10g/10분이다. MFR이 0.5g/10분보다 작으면 용융 점도가 지나치게 높기 때문에, 다층 필름의 제조시에 제막기(예를 들면 압출기) 내의 압력이 과도하게 높아져, 생산성이 저하되는 경우가 있다. 또한, 막 두께의 불균일을 야기하는 경우가 있다. 한편 MFR이 20g/10분을 초과하면, 외층의 수지와의 용융 점도차가 과대해지는 것에 기인하여 외층의 막 두께가 불균일하게 되는 경우가 있다. 그 이외에도, 다층 필름으로 했을 때의 두께가 불균일하게 되는 경우가 있다.
상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)는 그의 Mw가 25만 내지 3만인 것이 바람직하고, 20만 내지 5만인 것이 보다 바람직하다.
상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)는 융점이 90 내지 135℃인 것이 바람직하고, 100 내지 125℃인 것이 보다 바람직하다. 이 범위의 온도에 융점을 나타내는 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)는, 얻어지는 다층 필름 및 복합 필름에서 내충격성과 강성의 균형이 우수해진다는 점에서 바람직하다.
상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)는, 에틸렌과 α-올레핀의 공중합체이다. 여기서 사용되는 α-올레핀으로서는, 예를 들면 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 4-메틸-1-펜텐 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)에서의 α-올레핀 성분의 비율은 1 내지 25mol％로 하는 것이 바람직하고, 5 내지 20mol％로 하는 것이 보다 바람직하다.
상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)는, 상기한 조건을 만족하는 것인 한 어떠한 방법에 의해 제조된 것이어도 상관없다. 예를 들면, 공지된 지글러ㆍ나타 촉매를 바람직하게는 적당한 도너 화합물과 함께 이용하는 방법; 필립스 촉매를 이용하는 방법 등에 의해 제조할 수 있다. 이들 촉매는 적당한 무기 물질에 담지되어 있을 수도 있다.
[기타 중합체]
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에서의 중간층의 폴리에틸렌계 수지는, 상기한 바와 같은 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)를 함유하지만, 상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B) 이외에 기타 중합체를 함유하고 있을 수도 있다. 여기서 사용할 수 있는 기타 중합체로서는, 예를 들면 폴리프로필렌계 수지, 에틸렌의 단독 중합체, 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다. 기타 중합체로서는, 상기 중에서 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)보다 낮은 MFR을 나타내는 에틸렌의 단독 중합체를 사용하는 것이, 얻어지는 다층 필름 및 복합 필름의 인열 강도가 적절한 범위가 되고, 내충격성과 포장 재료의 인열 개봉성의 균형이 우수해진다는 점에서 바람직하다. 이 현상은, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)와 상기한 바와 같은 에틸렌의 단독 중합체를 병용함으로써, 다층 필름 제조시에 용융 배향이 보다 강해지는 것에 기인하는 것이라고 생각된다. 상기 에틸렌의 단독 중합체에 대하여, JIS K 7210에 준거하여 190℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR은 바람직하게는 0.1 내지 5g/10분이고, 보다 바람직하게는 0.5 내지 2.5g/10분이다. 이 MFR은, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)의 MFR의 값에 대하여 50％ 이하의 값인 것이 바람직하다.
[첨가제]
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에서의 중간층은, 상기한 바와 같은 폴리에틸렌계 수지 이외에 첨가제를 더 함유하고 있을 수도 있다.
여기서 사용할 수 있는 첨가제로서는, 예를 들면 열 안정제, 가공 안정제, 윤활제, 증핵제, 대전 방지제, 방담제, 안티 블록킹제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 안료 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는, 각각의 수지에 직접 배합하는 방법에 의해 첨가할 수도 있거나, 또는 이들 첨가제를 고농도로 함유하는 마스터 배치로하여 배합하는 방법에 의해 첨가할 수도 있다. 마스터 배치의 베이스 수지로서는, 상기한 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B) 및 사용하는 경우에는 기타 중합체 중의 1종 이상을 사용할 수 있다.
[중간층의 양태]
중간층의 폴리에틸렌계 수지에 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)를 배합하는 것은, 얻어지는 다층 필름 및 복합 필름에서 내충격성 및 사상성의 향상에 기여한다. 중간층의 폴리에틸렌계 수지에서의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)의 비율이 70중량％보다 적으면, 상기 효과의 발현 정도가 부족한 경우가 있어 바람직하지 않다. 중간층의 폴리에틸렌계 수지에서의 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)의 비율은 바람직하게는 75중량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 85중량％ 이상이다.
또한, 본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에서의 중간층의 폴리에틸렌계 수지는, 상기한 바와 같이 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)가 과반수의 70중량％ 이상 배합되어 있다. 따라서, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B) 이외에 폴리에틸렌계 수지 이외의 수지(예를 들면 폴리프로필렌계 수지)가 배합되어 있었다고 해도, 당업자가 그의 전체를 폴리에틸렌계 수지라 부르는 것에 지장은 없다.
중간층의 폴리에틸렌계 수지에 배합되는 중합체로서는, 상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체(B)만으로 이루어지거나, 또는 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B) 및 상기 기타 중합체(특히, 상기 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)보다 낮은 MFR을 나타내는 에틸렌의 단독 중합체)만으로 이루어지는 것임이 바람직하다.
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에서의 중간층의 두께는 바람직하게는 5 내지 80㎛이고, 보다 바람직하게는 10 내지 50㎛이다. 중간층을 이 범위의 두께로 설정함으로써, 다층 필름으로 했을 때의 강성을 손상시키지 않고, 얻어지는 다층 필름 및 복합 필름에서 높은 내충격성 및 우수한 사상성이 얻어진다는 점에서 바람직하다.
중간층은 1층만으로 이루어져 있을 수도 있고, 2층 이상이 적층된 것일 수도 있다. 후자의 경우, 중간층을 구성하는 각 층은, 상기한 바와 같은 폴리에틸렌계 수지로부터 선택된다. 각 층을 구성하는 폴리에틸렌계 수지는, 각각 폴리에틸렌계 수지의 종류, 및 임의 성분(기타 중합체 및 첨가제)의 유무 및 그의 종류 및 함유 비율의 전부가 동일할 수도 있고, 이들 중 1개 이상이 상이할 수도 있다.
중간층이 폴리에틸렌계 수지의 적층체를 포함하는 경우, 그의 적층수는 2 내지 4층인 것이 바람직하고, 2 내지 3층인 것이 보다 바람직하다. 이 적층체의 두께는, 중간층의 두께로서 상기한 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 적층체를 구성하는 각 층의 두께는 2 내지 40㎛로 하는 것이 바람직하고, 5 내지 25㎛로 하는 것이 보다 바람직하다.
<히트 실링층>
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에서의 히트 실링층은, 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)를 70중량％ 이상 함유하는 폴리프로필렌계 수지를 함유한다. 이 히트 실링층의 폴리프로필렌계 수지에서의 중합체는, 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)로만 이루어져 있을 수도 있고, 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)와 함께 기타 중합체를 함유하고 있을 수도 있다.
[프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)]
상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)는 메탈로센계 촉매를 이용하여 중합된 것이다. 이 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)는 그의 융점이 125 내지 140℃인 것을 필수적인 요건으로 하는 것 이외에는, 상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)에 대하여 설명한 바와 동일한 특성을 갖는다. 상기 메탈로센계 촉매의 상세한 설명에 대해서도, 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)의 제조 방법에서 설명한 바와 동일하다.
프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)의 융점은 바람직하게는 120 내지 140℃이고, 보다 바람직하게는 120 내지 135℃이다.
히트 실링층에서의 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)는 라미네이트층에 배합되는 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)와 동일한 것일 수도 있고, 상이한 파라미터를 갖는 별종의 것일 수도 있다.
[기타 중합체]
상기 기타 중합체로서는, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 것인 한 특별히 제한없이 선택하여 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명의 주요한 특징 중 하나인 포장 재료의 인열 개봉성의 향상을 고려하는 경우에는, 기타 중합체로서 상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C) 이외의 폴리프로필렌계 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 라미네이트층에 배합되는 폴리프로필렌계 수지 (A1)과 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 분자량 분포 Mw/Mn이 4 이상이고, JIS K 7210에 준거하여 230℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR이 1 내지 30g/10분인 폴리프로필렌계 수지이다. 이 폴리프로필렌계 수지의 융점은 120 내지 150℃인 것이 바람직하고, 130 내지 145℃인 것이 보다 바람직하다.
[첨가제]
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에서의 히트 실링층의 폴리프로필렌계 수지는, 상기한 바와 같은 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C) 및 임의적으로 사용되는 기타 폴리프로필렌계 수지 이외에 첨가제를 더 함유하고 있을 수도 있다.
여기서 사용할 수 있는 첨가제로서는, 예를 들면 열 안정제, 가공 안정제, 윤활제, 증핵제, 대전 방지제, 방담제, 안티 블록킹제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 안료 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는, 각각의 수지에 직접 배합하는 방법에 의해 첨가할 수도 있거나, 또는 이들 첨가제를 고농도로 함유하는 마스터 배치로서 배합하는 방법에 의해 첨가할 수도 있다. 마스터 배치의 베이스 수지로서는, 상기한 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C) 및 사용하는 경우에는 기타 중합체 중 1종 이상을 사용할 수 있다.
[히트 실링층의 양태]
히트 실링층의 폴리프로필렌계 수지에 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)를 배합하는 것은, 얻어지는 다층 필름 및 복합 필름에서 내블록킹성, 저온 히트 실링성, 히트 실링부의 강도 및 히트 실링부의 내핀홀성의 향상에 기여한다. 히트 실링층의 폴리프로필렌계 수지에서의 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)의 비율이 70중량％보다 적은 경우에는 상기 효과의 발현 정도가 부족하여 바람직하지 않다. 히트 실링층의 폴리프로필렌계 수지에서의 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)의 비율은 바람직하게는 80중량％ 이상이고, 보다 바람직하게는 90중량％ 이상이다.
히트 실링층의 폴리프로필렌계 수지에 배합되는 중합체로서는, 상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)로만 이루어지거나, 또는 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C) 및 상기 폴리프로필렌계 수지로만 이루어지는 것임이 바람직하다.
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름에서의 히트 실링층의 두께는 바람직하게는 2 내지 30㎛이고, 보다 바람직하게는 2.5 내지 25㎛이다. 히트 실링층을 이 범위의 두께로 설정함으로써, 얻어지는 다층 필름 및 복합 필름에서 저온 히트 실링성 및 내핀홀성을 손상시키지 않고 고도의 내충격성이 얻어진다는 점에서 바람직하다.
<폴리올레핀계 무연신 다층 필름의 두께>
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름의 두께는, 그의 사용 양태 및 용도에 따라 적절히 설정할 수 있다. 여기서 사용 양태란, 본 발명의 다층 필름을 그대로 포장 재료로서 사용하거나, 또는 필름 기재와 접합하여 복합 필름으로 하여 사용하는 것의 선택이며;
용도란, 포장재의 내용물의 종류, 중량 등을 말한다.
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름의 두께는, 예를 들면 10 내지 100㎛로 할 수 있고, 바람직하게는 15 내지 80㎛이고, 나아가 20 내지 75㎛인 것이 바람직하다.
<폴리올레핀계 무연신 다층 필름의 제조 방법>
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름은, 실질적으로 연신을 동반하지 않는 방법이면 임의의 방법에 의해 제조할 수 있다. 여기서, 「실질적으로 연신을 동반하지 않는」이란, 필름의 제조 과정에서 극히 약간의 배향이 발생하는 것까지도 금지되는 취지는 아니며, 필름이 명시적인 연신 공정을 경유하지 않는 것을 의미한다. 따라서, 예를 들면 통상 채용되는 조건하의 압출 공정을 채용한 경우에 압출 방향으로 약간의 배향이 발생하는 것은 허용된다.
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름을 제조하는 방법으로서는, 예를 들면 압출법, 캐스팅법 등의 적절한 방법을 채용할 수 있다. 본 발명의 다층 필름의 각 층을 구성하는 수지는 모두 적절한 MFR을 갖고, 용융형의 제막기에 대한 적합성이 높기 때문에, 상기한 것 중 압출법을 채용하는 것이 본 발명의 효과를 최대한으로 발현할 수 있다는 점에서 바람직하다. 압출법의 다이로서는, T 다이, 환상 다이 등을 사용할 수 있다. 그러나, 층의 두께를 정밀히 컨트롤하여, 우수한 광학적 특성을 얻는 관점에서는 환상 다이를 사용하는 것은 바람직하지 않고, T 다이 등을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름은 라미네이트층, 적어도 1층의 중간층 및 히트 실링층을 갖기 때문에, 적어도 3층을 포함하는 다층 구조를 갖는다. 필름을 다층화하는 방법으로서는, 예를 들면 공압출법, 인라인 라미네이트법 등의 공지된 방법을 채용할 수 있다. 상기 공압출법으로서는, 예를 들면 멀티 매니폴드법, 피드 블록법 등을 들 수 있다. 이들 중에서 공압출법을 채용하는 것이, 각 층의 두께를 폭 방향으로 균일하게 컨트롤하는 것이 가능하다는 면에서 바람직하다.
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름은 이것을 그대로, 또는 이것을 필름 기재와 접합한 복합 필름의 형태로 포장 재료로서 적용하는 것이 예정되어 있다. 따라서, 전자의 경우에는, 최외층 표면에 제품의 출처의 명시 또는 의장적 효과의 발현을 위해 인쇄가 실시되는 경우가 있으며; 후자의 경우에는 최외층 표면(통상은 라미네이트층의 표면) 상에 필름 기재가 첩부되게 된다. 이러한 경우, 잉크 또는 접착제와의 친화성 내지 밀착성을 향상시키는 목적으로, 최외층 표면(통상은 라미네이트층의 표면) 상에 인라인 또는 오프라인으로 표면 처리를 실시할 수도 있다. 이 표면 처리로서는, 예를 들면 코로나 방전 처리, 프레임(화염) 처리 등을 들 수 있다.
<복합 필름>
본 발명의 복합 필름은, 필름 기재 상에, 상기한 바와 같은 다층 필름을 상기 다층 필름의 라미네이트층측을 첩부면으로서 첩부하여 얻어지는 것이다. 본 발명의 복합 필름은, 저온 히트 실링성, 히트 실링 강도 및 히트 실링부의 내핀홀성이 양호하고, 또한 포장 재료로 했을 때의 인열 개봉성도 우수하다.
[필름 기재]
본 발명의 복합 필름에서의 필름 기재를 구성하는 재료로서는, 포장 재료의 용도에 따라 적절히 결정할 수 있다. 예를 들면 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 및 폴리아미드계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 수지, 또는 금속을 들 수 있다. 필름 기재는, 이들 중에서 선택되는 1종 이상의 재료를 함유하는 층일 수 있거나, 또는 이러한 층의 복수를 포함하는 적층체일 수도 있다.
필름 기재의 두께는 포장 재료의 용도에 따라 임의이지만, 예를 들면 5 내지 75㎛로 할 수 있고, 바람직하게는 10 내지 50㎛이다.
[복합 필름의 두께]
본 발명의 복합 필름의 총 두께는 포장 재료의 용도에 따라 임의로 설정할 수 있지만, 예를 들면 15 내지 180㎛로 할 수 있고, 바람직하게는 20 내지 130㎛이고, 보다 바람직하게는 30 내지 120㎛이다.
<복합 필름의 제조 방법>
복합 필름의 제조 방법은, 필름 기재 상에, 본 발명의 다층 필름을 그의 라미네이트층측을 첩부면으로서 첩부할 수 있는 방법이면 특별히 한정되지 않는다.
필름 기재와 다층 필름의 라미네이트층 사이의 접착은 적당한 접착제에 의해 행할 수도 있고, 열 압착에 의해 행할 수도 있다. 여기서 사용되는 접착제로서는 시판된 접착제를 이용할 수도 있거나, 또는 용융 수지(예를 들면 용융된 폴리에틸렌계 수지)를 이용할 수도 있다. 접착제의 도포 방법으로서는, 예를 들면 그라비아, 그라비아 리버스, 오프셋 등의 전사 수단; 바, 콤마 바 등의 긁음 수단 등을 들 수 있다.
필름 기재와 다층 필름을 (필요에 따라 접착제층을 통해) 적층하는 방법으로서는, 예를 들면 드라이 라미네이션법, 열 라미네이션법 등을 들 수 있다.
실시예
이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것이 아니다.
이하의 실시예 및 비교예에서의 각 평가는 각각 이하의 절차에 의해 행하였다.
<다층 필름의 평가>
(1) 헤이즈
투명성의 지표로서, 닛본 덴쇼꾸 고교(주) 제조, 헤이즈 미터(모델 번호: NDH5000)를 이용하여, JIS K 7136에 준거하여 헤이즈의 측정을 행하였다.
(2) 글로스
광택성의 지표로서, 스가 시켕키(주) 제조, 광택계(모델 번호: UGV-5D)를 이용하여, JIS K 7105에 준거하여 글로스의 측정을 행하였다.
(3) 상 선명도
사상성의 지표로서 스가 시켕키(주) 제조, 사상성 측정기(모델 번호: ICM-IDP)를 이용하여, JIS K 7105에 준거하여 광학빗(光學櫛)의 슬릿폭을 0.125mm로 하여 상 선명도의 측정을 행하였다.
(4) 블록킹 강도
내블록킹성의 지표로서 블록킹 강도를 이하와 같은 인장 시험에 의해 조사하였다.
120mm×120mm의 정사각형으로 잘라낸 다층 필름을, 서로 접하는 필름 사이에서 라미네이트층과 히트 실링층이 접하도록 10매 겹치고, 그의 최상면의 전체면에 10kg의 하중을 가한 상태에서 온도 40℃ 및 습도 70％RH의 항온 항습기 중에서 3일간(72시간) 보관하였다. 보관 후의 다층 필름 중, 상층의 2매 및 하층의 2매를 제거하여 한가운데의 6매를 취하고, 인접하는 2매씩을 쌍으로 박리하여, 3조의 쌍을 얻었다. 각 쌍은, 2매의 다층 필름이 라미네이트층과 히트 실링층을 접하여 상기한 조건으로 압착된 것이다. 이 각 쌍을 30mm×120mm의 직사각형으로 잘라내어, 3개의 시험편을 얻었다. 각 시험편의 단변의 일단으로부터 박리해가서 압착 부분이 40mm의 길이로 남도록 하였다. 각 시험편에 남은 압착 부분 30mm×40mm가 내블록킹성의 측정 영역이 된다.
또한, (주)시마즈 세이사꾸쇼 제조, 오토그래프(모델 번호: AG-500D)를 이용하여, 상기 시험편이 박리된 부분의 층을 2개의 척에 각각 끼우고, 측정 온도 23℃분위기, 인장 속도 50mm/분의 조건으로 인장 시험을 행하여, 시험편이 완전히 박리될 때까지의 응력의 최대값을 조사하였다. n수를 3으로 하여 상기 최대값의 평균값(kPa)을 취하고, 이것을 블록킹 강도로 하였다.
(5) 충격 강도
내충격성의 지표로서, (주)도요 세이끼 제조, 필름 임팩트 테스터를 이용하여 다음 조건으로 충격 강도의 측정을 행하였다.
시험편 치수: 120mm×120mm
측정 온도: 23℃ 분위기 및 0℃ 분위기
(6) 인열 강도(트라우저 인열법)
내인열성의 지표로서, JIS K 7128-1에 준거하여 (주)시마즈 세이사꾸쇼 제조, 오토그래프(모델 번호: AG-500D)를 이용하여 다음 조건으로 인열 강도의 측정을 행하였다.
시험편 치수: 세로 150mm, 가로 50mm
슬릿: 시험편의 단변(가로 방향)의 중앙부에 길이 75mm의 절삭 깊이
인장 속도: 200mm/분
측정 온도: 23℃ 분위기
<복합 필름의 평가>
(7) 히트 실링 강도
히트 실링성의 지표로서, 2매의 복합 필름의 히트 실링층끼리를 서로 접하고, 각 온도에서 히트 실링했을 때의 강도를 이하와 같은 인장 시험에 의해 조사하였다.
복합 필름을 15mm×200mm의 직사각형으로 잘라내고, 2매를 1조로 하여 히트 실링층끼리 서로 접하도록 중첩시키고, (주)야스다 세이끼 세이사꾸쇼 제조, YSS 히트 실러를 이용하여 이하의 조건으로 시트 실링하여 시험편을 얻었다.
실링 바 폭: 5mm
실링 압력: 0.1MPa
실링 시간: 1.0초
실링 온도: 150℃, 160℃ 및 170℃로 변량
상기에서 얻어진 시험편의 시트 실링 부분인 5mm×15mm의 영역이 각각의 히트 실링 강도의 측정 영역이 된다. 여기서, 직사각형의 긴 변이 필름의 압출 방향과 일치하는 경우를 「세로」 방향의 시험편으로 하고, 직사각형의 긴 변이 필름의 압출 방향과 직교하는 경우를 「가로」 방향의 시험편으로 하여, 1종류의 복합 필름에 대하여 2 방향×3 온도=6종류씩의 시험편을 제조하였다.
(주)시마즈 세이사꾸쇼 제조, 오토그래프(모델 번호: AG-500D)를 이용하여, 각 온도에서 히트 실링한 후의 시험편의 히트 실링하지 않은 부분을 개방하여 2개의 척에 각각 끼우고, 인장 속도 300mm/분의 조건으로 인장 시험을 행하여 응력의 최대값을 조사하였다.
상기한 응력의 최대값이 3N/15mm 이상이면, 해당 온도에서 충분한 히트 실링 강도가 얻어졌다고 평가할 수 있다.
(8) 내핀홀성
히트 실링부의 내핀홀성의 지표로서 히트 실링부의 탐상(flaw detection) 시험을 행하였다.
복합 필름을 150mm×100mm의 직사각형으로 잘라내고, 히트 실링층이 내측이 되도록 짧은 변의 중앙에서 2개로 절첩하였다. 짧은 변 부분 중의 1변을 개구부로 남기고, 나머지 2변(단변 중의 1변 부분 및 긴 변)에 대하여 (주)야스다 세이끼 세이사꾸쇼 제조, YSS 히트 실러를 이용하여 이하의 조건으로 히트 실링하여 봉투 형상의 유사 제대체를 얻었다.
히트 실링 온도: 160℃
실링 압력: 0.1MPa
히트 실링 시간: 1.0초
실링폭: 5mm
상기 유사 제대체의 개구부로부터 (주)타세토 제조, 염색 침투 탐상제, 「침투액 FP-S 표준형」을 분무하고, 밀봉부로부터의 액 누설 상태를 육안으로 관찰하여, 이하의 기준으로 평가하였다.
히트 실링부로부터의 액 누설 없음: ○(내핀홀성 양호)
히트 실링부로부터의 액 누설 있음: ×(내핀홀성 불량)
(9) 개봉성
포장 재료의 개봉성의 지표로서, 2매의 복합 필름의 히트 실링층끼리를 히트 실링한 후의 인열 개봉성을 조사하였다.
복합 필름을 150mm×100mm의 직사각형으로 잘라내고, 2매를 1조로 하여 히트 실링층끼리 서로 접하도록 중첩하고, (주)야스다 세이끼 세이사꾸쇼 제조, YSS 히트 실러를 이용하여 이하의 조건으로 4변을 히트 실링하여 유사 제대체를 얻었다. 이 유사 제대체의 4변은 단부까지 히트 실링되어 있다.
히트 실링 온도: 160℃
실링 압력: 0.1MPa
히트 실링 시간: 1.0초
실링폭: 5mm
얻어진 유사 제대체의 한쪽 히트 실링부에, 커터를 이용하여 단부로부터 수직 방향으로 10mm의 새김눈을 넣고, 상기 새김눈부를 가로 방향(유사 제대체의 면에 평행하면서도 새김눈의 방향에 수직인 방법)으로 손으로 인열하고, 상기 인열에 필요한 힘 및 인열부의 상태를 조사하여 이하의 기준으로 평가하였다.
가벼운 힘으로 새김눈으로부터 직선적으로 끊어지고, 필름의 신장이나 보풀 일기 등이 없음: A(매우 양호)
인열할 때에 다소 무겁게 느껴지지만, 곧게 끊어짐: B(양호)
인열할 때에 매우 무겁게 느껴지고, 끊어진 필름이 신장하여 보풀이 일어나 있음: C(불량)
새김눈으로부터 필름이 신장되고, 끊어지지 않음: D(매우 불량)
실시예 1
(폴리올레핀계 무연신 다층 필름의 제조)
PP-1(닛본 폴리프로필렌(주) 제조, 모델 번호: FW3GT, 융점=148℃, MFR=7.0g/10분(230℃), Mw/Mn=5.3), PP-2(닛본 폴리프로필렌(주) 제조, 모델 번호: WFX4TA, 융점=126℃, MFR=7.0g/10분(230℃), Mw/Mn=3.0) 및 PE-1(우베 마루젠 폴리에틸렌(주) 제조, 모델 번호: 2040FC, 융점=118℃, MFR=4.6g/10분(190℃), 밀도=0.919g/cm3)을 이용하여, 이하의 방법에 의해 다층 필름을 제조하였다.
중간층용의 스크류 직경 75mm의 단축 압출기가 1대, 양외층(라미네이트층 및 히트 실링층)용의 스크류 직경 50mm의 단축 압출기가 2대인 합계 3대의 압출기를 포함하는 3종 3층 구성의 T 다이 방식 필름 제막 장치를 이용하여, 중간층용 압출기에 PE-1 100중량부를,
라미네이트층용 압출기에 PP-1 30중량부 및 PP-2 70중량부를 혼합한 것을,
히트 실링층용 압출기에 PP-2 100중량부를
각각 공급하였다. 또한, 3개의 압출기 모두에 대해서도 수지 온도 250℃, 체류 시간 1분, T 다이 온도 240℃의 조건으로 각 T 다이로부터 압출하고, 3층을 합쳐서 25℃의 냉각 롤을 통해 다층 필름을 얻었다. 이 다층 필름은 3층 구성이며, 총 두께가 50㎛이고, 3층의 두께 구성이 대략 1:2:1이었다.
이어서, 이 다층 필름의 라미네이트층측의 표면의 습윤 지수가 42mN/m가 되도록 코로나 방전 처리를 실시하고, 또한 40℃에서 24시간 에이징함으로써 폴리올레핀계 무연신 다층 필름을 얻었다.
상기 폴리올레핀계 무연신 다층 필름을 이용하여, 상기 (1) 내지 (6)의 평가를 행하였다. 평가 결과는 표 2에 나타내었다.
(복합 필름의 제조)
상기한 폴리올레핀계 무연신 다층 필름의 라미네이트층면을 이축 연신 폴리프로필렌 필름에 첩부하여, 복합 필름을 제조하였다.
선ㆍ톡스(주) 제조, 이축 연신 폴리프로필렌 필름(모델 번호: 선톡스-OP PA20, 두께: 25㎛, 한쪽면 코로나 처리품)의 코로나 처리면에 대하여, 드라이 라미네이트용 접착제(도요 모톤(주) 제조의 주요제(모델 번호: TM-595) 15g, 동사 제조의 경화제(모델 번호: CAT-56) 2.7g 및 아세트산에틸 36.8g을 혼합한 용액)를 어플리케이터(2밀 설정)에 의해 도포하고, 80℃에서 1분간 건조하였다. 이어서, 이 접착제층 상에 상기에서 얻어진 폴리올레핀계 무연신 다층 필름의 라미네이트층을 핸드 롤러로 압박하면서 적층한 후, 40℃에서 3일간 에이징함으로써 복합 필름을 얻었다. 또한, 상기한 단위 「밀」이란 0.001인치를 의미하며, 1밀은 약 25.3995㎛에 상당한다.
상기에서 얻은 복합 필름을 이용하여 상기 (7) 내지 (9)의 평가를 행하였다. 평가 결과는 표 2에 나타내었다.
실시예 2 내지 10 및 비교예 1 내지 6
상기 실시예 1에 있어서, 각 층용의 압출기에 공급하는 수지의 종류 및 배합량을 각각 표 1에 기재된 바와 같게 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 폴리올레핀계 무연신 다층 필름 및 복합 필름을 제조하여 각각 평가하였다.
평가 결과는 표 2에 나타내었다.
또한, 실시예 4 및 5에 있어서는, 히트 실링층용의 수지로서 2종류의 수지를 혼합하여 사용하고;
실시예 9 및 10에 있어서는, 중간층용의 수지로서 2종류의 수지를 혼합하여 사용하고;
비교예 2에 있어서는, 라미네이트층용의 폴리프로필렌계 수지에 폴리프로필렌계 수지 (A1)을 배합하지 않고;
비교예 5에 있어서는, 라미네이트층용의 폴리프로필렌계 수지에 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)를 배합하지 않고;
비교예 6에 있어서는, 라미네이트층용의 수지로서 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)를 사용하지 않고, 또한 중간층용의 수지로서 폴리에틸렌계 수지 대신에 폴리프로필렌(PP-3)을 사용하였다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
또한, 상기 표 1에서의 수지 원료의 약칭은 각각 다음의 의미이다.
PP-1: 닛본 폴리프로필렌(주) 제조, 모델 번호: FW3GT, 융점=148℃, MFR=7.0g/10분(230℃), Mw/Mn=5.3
PP-2: 닛본 폴리프로필렌(주) 제조, 모델 번호: WFX4TA, 융점=126℃, MFR=7.0g/10분(230℃), Mw/Mn=3.0
PP-3: 닛본 폴리프로필렌(주) 제조, 모델 번호: FW4B, 융점=139℃, MFR=7.0g/10분(230℃), Mw/Mn=4.5
PP-4: 닛본 폴리프로필렌(주) 제조, 모델 번호: WFW4, 융점=134℃, MFR=7.5g/10분(230℃), Mw/Mn=2.9
PE-1: 우베 마루젠 폴리에틸렌(주) 제조, 모델 번호: 2040FC, 융점=118℃, MFR=4.6g/10분(190℃), 밀도=0.919g/cm3
PE-2: 우베 마루젠 폴리에틸렌(주) 제조, 모델 번호: 1540F, 융점=113℃, MFR=3.6g/10분(190℃), 밀도=0.913g/cm3
PE-3: 우베 마루젠 폴리에틸렌(주) 제조, 모델 번호: R500, MFR=0.5g/10분(190℃)
PE-4: 우베 마루젠 폴리에틸렌(주) 제조, 모델 번호: Z372, 융점=119℃, MFR=5.3g/10분(190℃), 밀도=0.934g/cm3
PE-5: 스미또모 가가꾸(주) 제조, 모델 번호: FV402, 융점=109℃, MFR=3.6g/10분(190℃), 밀도=0.913g/cm3
발명의 효과
본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름은 고투명성, 고광택성, 고사상성 등의 광학적 특성이 우수하기 때문에, 이것을 포장 재료로서 이용했을 때에 내용물의 시인성 및 의장성이 우수하다. 본 발명의 다층 필름은 내블록킹성이 우수하기 때문에, 이것을 권회체로서 장기간 보관할 수 있다. 본 발명의 다층 필름은 필름 단체로서, 또는 이것을 필름 기재와 접합하여 복합 필름으로 했을 때에도 저온 히트 실링성, 히트 실링 강도 및 히트 실링부의 내핀홀성이 우수하기 때문에, 내용물을 히트 실링한 후 장기간 안정적으로 보관할 수 있다. 또한, 본 발명의 다층 필름은 적절한 인열 강도를 갖기 때문에, 포장 재료로서의 내구성과 인열 개봉성의 균형이 우수하다.
따라서, 본 발명의 폴리올레핀계 무연신 다층 필름은 포장 재료 및 포장 재료에서의 실란트로서 매우 바람직하게 이용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 최외층인 라미네이트층과, 적어도 1층의 중간층과, 다른 하나의 최외층인 히트 실링층을 갖는 폴리올레핀계 무연신 다층 필름이며,
    상기 라미네이트층이
    중량 평균 분자량 Mw와 수 평균 분자량 Mn의 비로 표시되는 분자량 분포 Mw/Mn이 4 이상이고, JIS K 7210에 준거하여 230℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR(melt flow rate)이 1 내지 30g/10분인 폴리프로필렌계 수지 (A1) 10 내지 50중량부, 및
    분자량 분포 Mw/Mn이 1.5 내지 3.5이고, JIS K 7210에 준거하여 230℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR이 1 내지 30g/10분이고, 메탈로센계 촉매를 이용하여 중합된 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2) 50 내지 90중량부
    (단, 상기 폴리프로필렌계 수지 (A1)과 상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (A2)의 합계는 100중량부임)
    를 함유하는 폴리프로필렌계 수지를 함유하고,
    상기 중간층이
    밀도가 0.90 내지 0.94g/cm3이고, JIS K 7210에 준거하여 190℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR이 0.5 내지 20g/10분인 에틸렌-α-올레핀 공중합체 (B)를 70중량％ 이상 함유하는 폴리에틸렌계 수지를 함유하고,
    상기 히트 실링층이
    분자량 분포 Mw/Mn이 1.5 내지 3.5이고, JIS K 7210에 준거하여 230℃에서 하중 2.16kg으로 측정한 멜트 플로우 레이트 MFR이 1 내지 30g/10분이고, 융점이 125 내지 140℃이고, 메탈로센계 촉매를 이용하여 중합된 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)를 70중량％ 이상 함유하는 폴리프로필렌계 수지를 함유하는
    것을 특징으로 하는 상기 다층 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 히트 실링층의 폴리프로필렌계 수지에서의 중합체가 상기 프로필렌-에틸렌 공중합체 (C)로만 이루어진 다층 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 라미네이트층, 중간층 및 히트 실링층이 공압출법에 의해 적층된 것인 다층 필름.
  4. 필름 기재 상에, 제1항 또는 제2항에 기재된 다층 필름을 상기 다층 필름의 라미네이트측을 첩부면으로서 첩부하여 얻어진 것을 특징으로 하는 복합 필름.
  5. 제4항에 있어서, 상기 필름 기재가 적어도 폴리프로필렌계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트계 수지 및 폴리아미드계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 수지 또는 금속으로 만들어진 층을 갖는 복합 필름.
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