KR20210117296A - 열 시일링을 위한 폴리에틸렌 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 시일링 층을 포함하는 필름에 관한 것이며, 여기서, 시일링 층(들)의 적어도 하나의 층 A는 에틸렌으로부터 유도된 모이어티, 및 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀으로부터 유도된 모이어티를 포함하는 폴리에틸렌을 포함하며, 폴리에틸렌은 ASTM D792(2013)에 따라 측정한 경우, ≥ 870 및 ≤ 920 kg/m3의 밀도를 가지며, 폴리에틸렌은 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≥ 5.0 중량%, 바람직하게는, ≥ 10.0 중량%의, ≤ 30.0℃의 온도에서의 분석 온도 상승 용리 분획법(analytical temperature rising elution fractionation; a-TREF)에서 용리되는 물질의 분율; > 700 Pa의, 전단 손실 탄성률 G" = 5000 Pa에서 측정된 전단 저장 탄성률 G'(G' 및 G"는 190℃에서 ISO 6721-10(2015)에 따라 측정됨); ≥ 2.60 및 ≤ 4.90 g/10분의, ASTM D1238(2013)에 따라 2.16 kg의 하중 하에서 190℃에서 측정된 용융 질량-유량; 및 ≥ 15.0, 바람직하게는, ≥ 20.0의 화학적 조성 분포 범위(chemical composition distribution broadness; CCDB)를 갖는다. 이러한 필름은 바람직한 시일 강도 및 바람직한 핫-택 강도(hot-tack strength)를 제공하면서, 감소된 온도에서의 필름의 시일링을 가능하게 한다.
Description
본 발명은 열 시일링(heat sealing)을 위한 폴리에틸렌 필름, 및 이러한 필름을 포함하는 다층 구조물에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 이러한 필름을 포함하는 물품, 및 이러한 필름을 포함하는 시일링된 물품을 생성하는 공정에 관한 것이다.
폴리에틸렌 물질을 포함하거나 이로 이루어진 필름은 매우 다양한 적용에서 풍부하게 사용되고 있다. 이러한 폴리에틸렌 필름의 적용이 발견되는 특정한 예로는 식품 패키징(food packaging)이 있다. 폴리에틸렌의 사용은 매우 위생적인 방식에 의한 식료 제품의 패키징을 가능하게 하고, 장기간 동안 패키징된 제품의 보존에 기여하고, 경제적으로 매우 매력적인 방식으로 수행될 수 있다. 또한, 폴리에틸렌 필름은 매우 매력적인 외관을 갖도록 생성될 수 있다.
필름의 생성에 적합한 폴리에틸렌 물질은 LDPE로도 지칭되는 저밀도 폴리에틸렌, HDPE로도 지칭되는 고밀도 폴리에틸렌, 및 LLDPE로도 지칭되는 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함한다. 여러 필름 적용에서 특히 적합한 것은 선형 저밀도 폴리에틸렌이다.
선형 저밀도 폴리에틸렌은 예를 들어, 에틸렌으로부터 유도된 모이어티, 및 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀으로부터 유도된 모이어티를 포함하고, ASTM D792(2013)에 따라 측정한 경우, ≥ 870 및 ≤ 920 kg/m3의 밀도를 갖는 폴리에틸렌일 수 있다. 바람직하게는, 폴리에틸렌은 ≥ 880 및 ≤ 915 kg/m3, 더욱 바람직하게는, ≥ 890 및 ≤ 910 kg/m3의 밀도를 갖는다.
LLDPE는 예를 들어, ≥ 2.60 및 ≤ 4.90 g/10분, 바람직하게는, ≥ 2.80 및 ≤ 4.70 g/10분, 더욱 바람직하게는, ≥ 3.00 및 ≤ 4.50 g/10분, 더욱더 바람직하게는, ≥ 3.00 및 ≤ 4.00 g/10분의, ASTM D1238(2013)에 따라 2.16 kg(MFR2)의 하중 하에서 190℃에서 측정된 용융 질량-유량을 가질 수 있다. 이러한 LLDPE는 적절한 용융 안정성 및 가공성을 갖는 필름의 제작을 가능하게 한다.
패키징을 위한 폴리에틸렌 필름의 적용 분야에서, 특정 양태는 이러한 패키지(package)의 시일링에 관한 것이다.
상업적 용도에 있어, 폴리에틸렌 필름은 예를 들어, 식료품과 같은 제품의 패키징에 사용될 수 있으며, 여기서, 패키지는 원하는 제품으로 채워지고, 필름(예를 들어, 주조 필름 압출에 의해 얻어진 필름)의 2개의 층을 접촉시키고 필름이 서로 접촉되는 구역의 적어도 일부분에 열을 가함으로써 시일링된다. 가해진 열은 서로 접촉되는 두 층 모두의 폴리에틸렌 물질의 국소적 연화를 야기한다. 이는 2개의 층 사이의 접착을 야기하고, 냉각 시에, 시일의 밀폐를 야기하며, 이에 따라, 주변 대기와는 분리된 원하는 내용물을 수용하는 패키지를 형성한다.
이러한 패키지는 일상의 적용에 있어 널리 알려져 있고, 예를 들어, 수용된 제품의 유지력을 크게 증가시킬 수 있다.
이러한 패키징 해법에서, 상술된 바와 같이 이러한 열-시일링 기술을 이용하여 생성된 시일은 특정 강도를 가져야 한다. 이는, 생성, 수송 및 소비자 사용 동안, 견딜 수 있는 것으로 간주되어야 하는 특정 힘을 견딜 수 있는 패키지를 생성 가능하게 하는 데 필요하다. 이에 따라, 시일의 강도는 특정 임계값을 상회해야 한다.
더욱 중요한 점은, 패키징 공정의 공정 효율뿐만 아니라 패키징 공정 동안의 에너지 소비라는 측면에서, 바람직하게 높은 강도를 갖는 이러한 시일이 바람직하게 낮은 시일링 온도에서 생성될 수 있다는 것이다. 시일이 형성되는 온도가 낮을수록, 더 적은 에너지가 사용된다. 시일 형성을 위해 필요한 더 낮은 온도의 추가 이점은 패키지의 내용물이 특정 상승된 온도에 영향을 덜 받는다는 것인데, 이는 예를 들어, 식료품의 패키징의 경우, 패키징된 내용물의 품질 유지를 위해 유익할 수 있다.
폴리에틸렌 물질을 기초로 한 이러한 패키징 해법에 있어 추가의 중요한 특성은 소위 핫 택 강도(hot tack strength)이다. 본 발명의 맥락에서, 핫 택 강도는 시일이 냉각되기 전에, 시일링 직후에 열-시일링에 의해 폴리에틸렌의 필름에서 제조된 시일의 강도로서 이해되어야 한다. 핫 택 강도는 폴리에틸렌 필름 물질을 사용하는 패키징 공정의 효율, 예를 들어, 패키징 라인이 작동될 수 있는 속도에 영향을 미친다. 핫 택 강도가 높을수록, 패키지의 추가 가공 전에 시일을 형성할 때 더 적은 냉각 시간이 필요하며, 즉, 시일을 손상시키지 않으면서, 가해진 힘을 견딜 수 있는 정도의 크기의 시일 강도가 조기에 달성될수록, 예를 들어, 연속 패키징 기계에서 사이클 시간이 더 짧아진다.
이러한 이유로, 패키징 산업에서는, 규정된 특정 강도의 시일이 생성될 수 있는 온도의 감소를 나타내고 그러한 시일의 핫-택 강도가 특히 높은 폴리에틸렌 필름에 접근하는 것이 계속 요망되고 있다.
이러한 필름은 이제 본 발명에 따라 적어도 하나의 시일링 층을 포함하는 필름에 의해 제공되며, 여기서, 시일링 층(들)의 적어도 하나의 층 A는 에틸렌으로부터 유도된 모이어티, 및 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀으로부터 유도된 모이어티를 포함하는 폴리에틸렌을 포함하며, 폴리에틸렌은 ASTM D792(2013)에 따라 측정한 경우, ≥ 870 및 ≤ 920 kg/m3의 밀도를 가지며,
폴리에틸렌은
● 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≥ 5.0 중량%, 바람직하게는, ≥ 10.0 중량%의, ≤ 30.0℃의 온도에서의 분석 온도 상승 용리 분획법(analytical temperature rising elution fractionation; a-TREF)에서 용리되는 물질의 분율;
● > 700 Pa의, 전단 손실 탄성률 G" = 5000 Pa에서 측정된 전단 저장 탄성률 G'(G' 및 G"는 190℃에서 ISO 6721-10(2015)에 따라 측정됨);
● ≥ 2.60 및 ≤ 4.90 g/10분의, ASTM D1238(2013)에 따라 2.16 kg의 하중 하에서 190℃에서 측정된 용융 질량-유량; 및
● ≥ 15.0, 바람직하게는, ≥ 20.0의 화학적 조성 분포 범위(chemical composition distribution broadness; CCDB)를 가지며,
여기서, CCDB는 하기 식 I에 따라 결정된다:
[식 I]
[상기 식에서,
● Tn-2는 하기 식 II에 따라 계산된 모멘트(moment)이며:
[식 II]
● Tz+2는 하기 식 III에 따라 계산된 모멘트임:
[식 III]
(상기 식에서,
● w(i)는 온도 T(i)에서 획득된 샘플(i)의 a-TREF 분석에서 총 샘플 중량에 대한 중량% 단위의 샘플링된 중량 분율이며, 여기서, T(i)가 > 30℃인 경우, a-TREF 곡선 아래의 면적은 T(i) > 30℃에 대해 표면적 = 1로 정규화되며;
● T(i)는 ℃ 단위의, a-TREF 분석에서 샘플(i)가 획득된 온도임)].
이러한 필름은 바람직한 시일 강도 및 바람직한 핫-택 강도를 제공하면서, 감소된 온도에서의 필름의 시일링을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 필름의 층 A에서 사용되는 폴리에틸렌은 ≥ 870 및 ≤ 920 kg/m3, 바람직하게는, ≥ 880 및 ≤ 915 kg/m3, 더욱 바람직하게는, ≥ 890 및 ≤ 910 kg/m3, 더욱더 바람직하게는, ≥ 890 및 ≤ 905 kg/m3, 더욱더 바람직하게는, ≥ 895 및 ≤ 905 kg/m3의 밀도를 갖는다. 본 발명에 따른 필름의 층 A에서 이러한 밀도를 갖는 폴리에틸렌의 사용은 개선된 시일링에 기여한다.
본 발명에 따른 필름의 층 A에서 사용되는 폴리에틸렌은 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≥ 5.0 중량%, 바람직하게는, ≥ 7.5 중량%, 더욱 바람직하게는, ≥ 10.0 중량%, 더욱더 바람직하게는, ≥ 11.5 중량%의, ≤ 30.0℃의 온도에서 a-TREF에서 용리되는 물질의 분율을 갖는다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 필름의 층 A에서 사용되는 폴리에틸렌은 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≥ 5.0 중량% 및 ≤ 25.0 중량%, 더욱 바람직하게는, ≥ 7.5 중량% 및 ≤ 20.0 중량%, 더욱더 바람직하게는, ≥ 10.0 중량% 및 ≤ 20.0 중량%, 더욱더 바람직하게는, ≥ 11.0 중량% 및 ≤ 15.0 중량%의, ≤ 30.0℃의 온도에서 a-TREF에서 용리되는 물질의 분율을 갖는다. 본 발명에 따른 필름의 층 A에서, ≤ 30.0℃의 온도에서 a-TREF에서 용리되는 물질의 이러한 분율을 갖는 폴리에틸렌의 사용은 시일 개시 온도의 감소에 기여한다.
본 발명에 따른 필름의 층 A에서 사용되는 폴리에틸렌은 > 700 Pa, 바람직하게는, > 800 Pa, 더욱 바람직하게는, > 900 Pa의, 전단 손실 탄성률 G" = 5000 Pa에서 측정된 전단 저장 탄성률 G'를 갖는다. 본 발명에 따른 필름의 층 A에서 사용되는 폴리에틸렌은 예를 들어, > 700 Pa 및 < 990 Pa, 바람직하게는, > 700 Pa 및 < 950 Pa, 더욱 바람직하게는, > 750 Pa 및 < 950 Pa의, 전단 손실 탄성률 G" = 5000 Pa에서 측정된 전단 저장 탄성률 G'를 가질 수 있다. 본 발명에 따른 필름의 층 A에서, 5000 Pa의, 전단 손실 탄성률에서의 이러한 전단 저장 탄성률 G'를 갖는 폴리에틸렌의 사용은 필름의 개선된 가공성에 기여한다.
본 발명에 따르면, a-TREF로도 지칭되는 분석 온도 상승 용리 분획법은 150℃의 온도에서 1시간 동안 1 g/ℓ Topanol CA(1,1,3-트리(3-3차-부틸-4-하이드록시-6-메틸페닐)부탄) 및 1 g/ℓ Irgafos 168(트리(2,4-디-3차-부틸페닐)포스파이트)로 안정화된 1,2-디클로로벤젠에서 제조된 4 mg/ml의 샘플을 함유하는 용액을 사용하면서, 15 cm의 길이 및 7.8 mm의 내경을 갖는 스테인리스강 컬럼이 장착된 Polymer Char Crystaf-TREF 300을 이용하여 수행될 수 있다. 용액은 분석 전에 200 rpm에서 연속적으로 교반하면서 95℃에서 45분 동안 추가로 안정화될 수 있다. 분석을 위해, 용액은 95℃로부터 30℃까지 0.1℃/분의 냉각 속도를 이용하여 결정화되었다. 용리는 30℃로부터 140℃까지 1℃/분의 가열 속도로 수행될 수 있다. 셋-업은 150℃에서 세정될 수 있다. 샘플 주입 부피는 300 ㎕일 수 있으며, 용리 동안 펌프 유량은 0.5 ml/분이다. 컬럼과 검출기 사이의 부피는 313 ㎕일 수 있다. ≤30.0℃의 온도에서 용리되는 분율은 본 발명의 맥락에서, 100%로부터 >30.0℃에서 용리된 분율의 합을 차감함으로써 계산될 수 있으며, 이에 따라, ≤ 30.0℃에서 용리되는 분율과 >30.0℃에서 용리되는 분율의 총합은 100.0 중량%이다.
특히, a-TREF는 1,2-디클로로벤젠 중 4 mg/ml의 폴리머를 함유하는 용액을 사용하면서 Polymer Char Crystaf-TREF 300을 이용하여 수행될 수 있으며, 여기서, 용액은 150℃의 온도에서 1시간 동안 1 g/ℓ 1,1,3-트리(3-3차-부틸-4-하이드록시-6-메틸페닐)부탄 및 1 g/ℓ 트리(2,4-디-3차-부틸페닐)포스파이트)로 안정화되고, 200 rpm에서 연속적으로 교반하면서 95℃에서 45분 동안 추가로 안정화되며, 여기서, 분석 전에 용액은 0.1℃/분의 냉각 속도를 이용하여 95℃로부터 30℃까지 결정화되며, 용리는 30℃로부터 140℃까지 1℃/분의 가열 속도로 수행되며, 여기서, 장비는 150℃에서 세정되었다.
전단 저장 탄성률 G' 및 전단 손실 탄성률 G"의 결정을 위해, 시편은 ISO 17855-2(2016)에 따라 제조된 바와 같이 사용될 수 있다. DMS 측정은 190℃에서 ISO 6721-10(2015)에 따라 수행되었다. G" = 5000 Pa에서의 G'의 결정은 G' 및 G"의 이중-로그 Cole-Cole 플롯의 준비에 의해 수행될 수 있으며, 여기서, G"= 5000 Pa 위 및 아래에서, 각각 2개의 데이터 포인트가 선택되어야 하며, 이에 따라, 총 4개의 데이터 포인트가 선택되고, 1차 라인(first order line)이 결정될 수 있으며, 여기서, 이러한 라인으로부터 G" = 5000 Pa에서의 G'가 결정된다.
본 발명에 따른 필름의 층 A에서 사용되는 폴리에틸렌은 ≥ 15.0, 바람직하게는, ≥ 17.5, 더욱 바람직하게는, ≥ 20.0의 CCDB를 갖는다. 예를 들어, 폴리에틸렌은 ≥ 15.0 및 ≤ 30.0, 바람직하게는, ≥ 17.5 및 ≤ 25.0, 더욱 바람직하게는, ≥ 20.0 및 ≤ 25.0의 CCDB를 갖는다. 본 발명에 따른 필름의 층 A에서 이러한 CCDB를 갖는 폴리에틸렌의 사용은 개선된 시일 강도에 기여한다.
본 발명에 따른 필름의 층 A에서 사용되는 폴리에틸렌은 ≥ 2.60 및 ≤ 4.90 g/10분, 바람직하게는, ≥ 2.80 및 ≤ 4.70 g/10분, 더욱 바람직하게는, ≥ 3.00 및 ≤ 4.50 g/10분, 더욱더 바람직하게는, ≥ 3.00 및 ≤ 4.00 g/10분의, ASTM D1238(2013)에 따라 2.16 kg(MFR2)의 하중 하에서 190℃에서 측정된 용융 질량-유량을 갖는다. 이러한 폴리에틸렌은 적절한 용융 안정성 및 가공성을 갖는 필름의 제작을 가능하게 한다.
폴리에틸렌이 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≥ 70.0 중량%, 바람직하게는, ≥ 75.0 중량%, 더욱 바람직하게는, ≥ 80.0 중량%의, 에틸렌으로부터 유도된 모이어티를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 폴리에틸렌은 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≥ 70.0 및 ≤ 98.0 중량%, 더욱 바람직하게는, ≥ 75.0 및 ≤ 95.0 중량%, 더욱더 바람직하게는, ≥ 80.0 및 ≤ 90.0 중량%의, 에틸렌으로부터 유도된 모이어티를 포함한다.
폴리에틸렌이 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≤ 30.0 중량%, 바람직하게는, ≤ 25.0 중량%, 더욱 바람직하게는, ≤ 20.0 중량%의, 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀으로부터 유도된 모이어티를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 폴리에틸렌은 예를 들어, 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≥ 5.0 중량%, 바람직하게는, ≥ 10.0 중량%, 더욱 바람직하게는, ≥ 15.0 중량%의, 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀으로부터 유도된 모이어티를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌은 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≥ 5.0 및 ≤ 30.0 중량%, 바람직하게는, ≥ 10.0 중량% 및 ≤ 25.0 중량%, 더욱 바람직하게는, ≥ 15.0 및 ≤ 20.0 중량%의, 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀으로부터 유도된 모이어티를 포함할 수 있다.
4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀은 예를 들어, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 및 1-옥텐으로부터, 예를 들어, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로부터, 바람직하게는, 1-옥텐으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀은 1-헥센 및 1-옥텐으로부터 선택될 수 있다. 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀으로부터 유도된 모이어티는 예를 들어, 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 또는 이들의 조합으로부터, 바람직하게는, 1-헥센 또는 1-옥텐으로부터, 더욱 바람직하게는, 1-옥텐으로부터 유도된 모이어티일 수 있다.
본 발명에 따른 필름의 층 A에서 사용되는 폴리에틸렌은 예를 들어, 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≤ 30.0 중량%, 바람직하게는, ≤ 25.0 중량%, 더욱 바람직하게는, ≤ 20.0 중량%의, 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀으로부터 유도된 모이어티를 포함할 수 있으며, 여기서, 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀은 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 및 1-옥텐으로부터, 예를 들어, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로부터, 바람직하게는, 1-옥텐으로부터 선택된다. 폴리에틸렌은 예를 들어, 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≥ 5.0 중량%, 바람직하게는, ≥ 10.0 중량%, 더욱 바람직하게는, ≥ 15.0 중량%의, 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀으로부터 유도된 모이어티를 포함할 수 있으며, 여기서, 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀은 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 및 1-옥텐으로부터, 예를 들어, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로부터, 바람직하게는, 1-옥텐으로부터 선택된다. 예를 들어, 폴리에틸렌은 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≥ 5.0 및 ≤ 30.0 중량%, 바람직하게는, ≥ 10.0 중량% 및 ≤ 25.0 중량%, 더욱 바람직하게는, ≥ 15.0 및 ≤ 20.0 중량%의, 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀으로부터 유도된 모이어티를 포함할 수 있으며, 여기서, 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀은 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 및 1-옥텐으로부터, 예를 들어, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로부터, 바람직하게는, 1-옥텐으로부터 선택된다.
본 발명에 따른 필름의 층 A는 예를 들어, 필름의 총 중량에 대하여 > 10.0 중량%, 또는 > 20.0 중량%, 또는 > 30.0 중량%, 또는 > 40.0 중량%, 또는 > 50.0 중량%, 또는 > 60.0 중량%, 또는 > 70.0 중량%, 또는 > 80.0 중량%, 또는 > 90.0 중량%의 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 대안적으로, 필름은 폴리에틸렌으로 이루어지거나 이로 본질적으로 구성된다.
본 발명의 맥락에서, 필름의 층 A가 폴리에틸렌으로 본질적으로 구성되는 구현예는 필름의 층 A가 폴리에틸렌, 및 폴리에틸렌 필름의 분야에서 공지된 첨가제, 예를 들어, 필름의 총 중량에 대하여 최대 1.0 중량%의 첨가제로 이루어진 것으로서 이해되어야 한다. 적합한 첨가제는 예를 들어, UV 안정화제, 산화방지제, 및 가공 보조제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 필름의 층 A는 예를 들어, 필름의 총 중량에 대하여 < 90.0 중량%, 또는 < 80.0 중량%, 또는 < 70.0 중량%, 또는 < 60.0 중량%, 또는 < 50.0 중량%, 또는 < 40.0 중량%, 또는 < 30.0 중량%, 또는 < 20.0 중량%의 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 필름의 층 A는 예를 들어, > 20.0 및 < 50.0 중량%, 또는 > 40.0 중량% 및 < 70.0 중량%, 또는 > 60.0 중량% 및 < 90.0 중량%, 또는 > 70.0 및 < 90.0 중량%의 폴리에틸렌을 포함할 수 있다.
층 A는 예를 들어, 1 내지 100 ㎛, 바람직하게는, 5 내지 75 ㎛, 더욱 바람직하게는, 10 내지 50 ㎛, 더욱 바람직하게는, 20 내지 40 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
이러한 구현예들 중 하나에서, 필름은 층 A로 이루어진다.
폴리에틸렌은 예를 들어, 용액 중합 공정을 통해, 바람직하게는, 1-헥센 및/또는 1-옥텐과 에틸렌의 중합에 의해 생성될 수 있다. 폴리에틸렌은 예를 들어, 메탈로센-타입 촉매를 사용하여, 바람직하게는, 1-헥센 및/또는 1-옥텐과 에틸렌의 중합에 의해 생성될 수 있다.
이러한 구현예들 중 특정 구현예에서, 본 발명은 또한, 본 발명에 따른 필름을 포함하는 특정 다층 필름 구조물에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명은 또한, 본 발명에 따른 필름을 포함하는 다층 필름 구조물에 관한 것이며, 여기서, 필름은 다층 필름 구조물의 외부 표면 중 적어도 하나가 층 A로 구성되는 다층 필름 구조물의 배열로 정위된다. 대안적으로, 본 발명은 또한, 본 발명에 따른 필름을 포함하는 다층 필름 구조물에 관한 것이며, 여기서, 필름은 다층 필름 구조물의 외부 표면 둘 모두가 층 A로 구성되는 다층 필름 구조물의 배열로 정위된다.
추가 구현예에서, 본 발명은 2개의 외부층, 및 2개의 외부층 사이에 정위된 적어도 하나의 내부층을 포함하는 다층 필름 구조물에 관한 것이며, 여기서, 외부층 중 하나는 층 A로 구성되거나, 두 외부층 모두는 각각 층 A로 구성된다.
다층 필름 구조물은 예를 들어, 3 내지 15개의 층, 바람직하게는, 3 내지 11개의 층, 더욱 바람직하게는, 3 내지 7개의 층을 포함할 수 있다. 다층 필름 구조물은 예를 들어, 3개의 층, 또는 5개의 층, 또는 7개의 층을 포함할 수 있다.
다층 필름 구조물은 예를 들어, 2 내지 150 ㎛, 바람직하게는, 20 내지 100㎛, 더욱 바람직하게는, 25 내지 75 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
특정 구현예에서, 본 발명은 또한, 시일링된 필름을 포함하는 물품을 제조하는 공정에 관한 것이며, 본 공정은 열-시일링된 물품을 얻기 위해,
● 본 발명에 따른 필름 또는 다층 필름 구조물을 제공하는 단계;
● 필름 또는 다층 필름 구조물에 의한 시일링을 위한 표면을 포함하는 물체를 제공하는 단계;
● 필름 또는 다층 필름 구조물의 층 A와 물체의 시일링을 위한 표면이 서로 접촉될 수 있도록 필름 또는 다층 필름 구조물 및 물체를 배열하는 단계;
● 필름과 시일링을 위한 표면을, ≥ 0.3 N/mm2의 압력의 인가 하에서 ≥ 60 및 ≤ 100℃의 온도에서 1 내지 5초의 시간 동안 접촉시키는 단계
를 순서대로 포함한다.
본 발명은 또한, 표면에 시일링된 필름을 포함하는 물품에 관한 것이며, 여기서, 물품은 본 발명에 따른 필름 또는 다층 필름 구조물을 포함하거나, 물품은 본 발명에 따른 공정에 따라 생성되는 물품에 관한 것이다. 예를 들어, 이러한 물품은 식료품을 수용하기 위한 패키지, 또는 식료품을 수용한 패키지일 수 있다.
본 발명은 이제 하기 비제한적인 실시예에 의해 예시될 것이다.
본 발명의 과정에서 수행된 실험에서, 하기 폴리에틸렌 물질을 사용하였다.
하기 제품 특성을 입증하기 위해 이러한 물질들을 분석하였다:
이러한 물질을 사용하여, 필름을 40 mm의 스크류 직경을 갖는 단일-스크류 압출기를 이용하여 주조 필름 압출을 통해 생성하였다. 필름을 220℃의 다이 온도에서 생성하였다. 필름은 40 ㎛의 두께 및 350 mm의 폭을 가졌다.
PE 1 내지 PE 3 각각을 사용하여 상기 공정에 따라 생성된 필름은 하기에 기술된 바와 같이 분석 및 시험을 거쳤다.
여기서,
● 제공된 온도에서의 핫-택 강도는 25 mm 폭의 시일 상에서, N/cm 단위로 표현된, 각각 60, 70 및 80℃의 제공된 온도에서 생성된 시일에 대한, ASTM F1921(2012)에 따라 측정한 핫-택 강도이다.
● 제공된 온도에서의 시일 강도는 25 mm 폭의 시일 상에서, g 단위로 표현된, 각각 80, 84 및 90℃의 제공된 온도에서 생성된 시일에 대해, ASTM F88(2015)에 따라 측정된다.
상기 결과로부터, F1에 의해 반영된, 본 발명의 필름이 열-시일링에 의해 특히 낮은 시일링 온도에서 특정 강도를 갖는 시일을 생성할 수 있다는 것을 관찰할 수 있다. 최대 84℃의 온도에서, 본 발명의 필름의 핫-택 강도는 종래 기술에 따른 물질로부터 제조된 필름을 능가한다.
Claims (15)
- 적어도 하나의 시일링 층을 포함하는 필름으로서, 시일링 층(들)의 적어도 하나의 층 A는 에틸렌으로부터 유도된 모이어티, 및 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀으로부터 유도된 모이어티를 포함하는 폴리에틸렌을 포함하며, 폴리에틸렌은 ASTM D792(2013)에 따라 측정한 경우, ≥ 870 및 ≤ 920 kg/m3, 바람직하게는, ≥ 880 및 ≤ 915 kg/m3의 밀도를 가지며,
폴리에틸렌은
● 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≥ 5.0 중량%, 바람직하게는, ≥ 10.0 중량%의, ≤ 30.0℃의 온도에서의 분석 온도 상승 용리 분획법(analytical temperature rising elution fractionation; a-TREF)에서 용리되는 물질의 분율;
● > 700 Pa의, 전단 손실 탄성률 G" = 5000 Pa에서 측정된 전단 저장 탄성률 G'(G' 및 G"는 190℃에서 ISO 6721-10(2015)에 따라 측정됨);
● ≥ 2.60 및 ≤ 4.90 g/10분의, ASTM D1238(2013)에 따라 2.16 kg의 하중 하에서 190℃에서 측정된 용융 질량-유량; 및
● ≥ 15.0, 바람직하게는, ≥ 15.0 및 ≤ 30.0의 화학적 조성 분포 범위(chemical composition distribution broadness; CCDB)를 가지며,
여기서, CCDB는 하기 식 I에 따라 결정되는, 필름:
[식 I]
[상기 식에서,
● Tn-2는 하기 식 II에 따라 계산된 모멘트(moment)이며:
[식 II]
● Tz+2는 하기 식 III에 따라 계산된 모멘트임:
[식 III]
(상기 식에서,
● w(i)는 온도 T(i)에서 획득된 샘플(i)의 a-TREF 분석에서 총 샘플 중량에 대한 중량% 단위의 샘플링된 중량 분율이며, 여기서, T(i)가 > 30℃인 경우, a-TREF 곡선 아래의 면적은 T(i) > 30℃에 대해 표면적 = 1로 정규화되며;
● T(i)는 ℃ 단위의, a-TREF 분석에서 샘플(i)가 획득된 온도임)]. - 제1항에 있어서, 폴리에틸렌은 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≥ 70.0 중량%의, 에틸렌으로부터 유도된 모이어티를 포함하는, 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 폴리에틸렌은 폴리에틸렌의 총 중량에 대하여 ≤ 30.0 중량%의, 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀으로부터 유도된 모이어티를 포함하는, 필름.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 층 A는 층 A의 총 중량에 대하여 > 50.0 중량%의 폴리에틸렌을 포함하는, 필름.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 α-올레핀은 1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 및 1-옥텐, 바람직하게는, 1-옥텐으로부터 선택되는, 필름.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리에틸렌은 용액 중합 공정을 통해 생성되고/되거나, 폴리에틸렌은 메탈로센-타입 촉매를 사용하여 생성되는, 필름.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 층 A는 1 내지 100 ㎛의 두께를 갖는, 필름.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 필름은 층 A로 이루어진, 필름.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 필름을 포함하는 다층 필름 구조물로서, 필름은 다층 필름 구조물의 외부 표면 중 적어도 하나가 층 A로 구성되는 다층 필름 구조물의 배열로 정위되는, 다층 필름 구조물.
- 제9항에 있어서, 2개의 외부층, 및 2개의 외부층 사이에 정위된 적어도 하나의 내부층을 포함하며, 외부층 중 하나는 층 A로 구성되거나, 두 외부층 모두는 각각 층 A로 구성되는, 다층 필름 구조물.
- 제9항 또는 제10항에 있어서, 구조물은 3 내지 15개의 층을 포함하는, 다층 필름 구조물.
- 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 구조물은 2 내지 150 ㎛의 두께를 갖는, 다층 필름 구조물.
- 시일링된 필름을 포함하는 물품을 제조하는 공정으로서, 열-시일링된(heat-sealed) 물품을 얻기 위해,
● 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 필름 또는 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 다층 필름 구조물을 제공하는 단계;
● 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 필름 또는 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 다층 필름 구조물에 의한 시일링을 위한 표면을 포함하는 물체를 제공하는 단계;
● 필름 또는 다층 필름 구조물의 층 A와 물체의 시일링을 위한 표면이 서로 접촉될 수 있도록 필름 또는 다층 필름 구조물 및 물체를 배열하는 단계;
● 필름과 시일링을 위한 표면을, ≥ 0.3 N/mm2의 압력의 인가 하에서 ≥ 60 및 ≤ 100℃의 온도에서 1 내지 5초의 시간 동안 접촉시키는 단계
를 순서대로 포함하는, 공정. - 표면에 시일링된 필름을 포함하는 물품으로서, 물품은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 필름, 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 다층 필름 구조물을 포함하거나, 물품은 제13항에 따라 생성되는, 물품.
- 제14항에 있어서, 물품은 식료품을 수용하기 위한 패키지(package)인, 물품.
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