일본 포장 편람(연포장편) - 24 Extrusion lamination 압출 수지

[YDfamily]

(5) 압출 라미네이션에 사용되는 수지

 압출 라미네이션에 사용되는 수지는 폴리올레핀계 수지로, 그 대표적인 것으로 LDPE이다. LDPE로 금속 접착성이나 저온 heat seal성이 만족하지 않은 경우에 다른 수지를 사용한다. 그 개요을 표2.12에 나타내었다.

표2.12 압출라미네이션에 사용되는 수지

압출수지		가공성	저온 HS성	HS 강도	금속접착	가격
PE	LDPE	◎	○	○	○	◎
	L-LDPE	△	△~○	◎	△~○	○
PP		△~○	X	○	△	○
아세트산 코폴리머	EVA	○	◎	○	○	○
	EMAA	△~○	◎	○	◎	△
	EEA	△~○	◎	○	◎	△
아이오노머	IO	△~○	◎	○	◎	X

※ HS: Heat seal

1) LDPE

폴리에틸렌은 그 밀도나 분자구조에 의해 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 직선상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)로 분류되고 그 특성에 의해 다양한 용도로 나뉘고 있다.

그 중에 LDPE는 압출 가공성이 우수하고 실런트(heat seal성 필름)으로서 밸런스가 좋은 특성을 갖고, 가격도 저렴하기 때문에 압출 라미네이션용 수지의 대부분을 점하고 있다. 압출 라미네이션에서는 10~40㎛의 얇은 필름으로서 고속 가공되고, 포장재료로서 필요한 접착력이나 heat seal성이 요구되기 때문에 이들을 만족하도록 수지 설계가 되어 왔다. 고압법으로 중합된 LDPE는 장쇄분지가 많은 분자 구조이기 때문에 고압출하여 고속으로 뽑아내져 압출 라미네이션에 적합하게 된다. 연포장 용도에서는 밀도 0.917~0,920g/cm3으로 MFR(용융점도)가 7~10g/min 정도의 것이 주로 이용된다.

2) L-LDPE

L-LDPE는 지글러 촉매나 메탈로센 촉매를 이용하여 에틸렌과 α-올레핀을 공중합한 수지로, 장쇄 분지가 적은 직선상의 구조인 폴리에틸렌이다. LLDPE는 LDPE에 비해 성능이 높고, 고강도, 저온 seal성이나 무취성에도 우수하기 때문에 드라이 라미네이션용의 폴리에틸렌 필름은 LLDPE가 주체로 되어 있다. 하지만 압출 라미네이션에의 박막, 고속 가공성이 나쁘고, 고강도가 필요한 특수용도에는 채용이 꺼려지고 있다.

3) EVA(에틸렌 초산비닐 공중합체)

EVA는 에틸렌과 초산비닐의 공중합체로 압출 라미네이션에서는 초산 비닐 비율이 3~10wt%의 것이 사용된다. LDPE에 비해 저온 seal성, 협잡물 seal성이 우수하고 충전 포장이 쉬운 재료이다. 또한 유연하여 고무 탄성이 있어 내충격성이 우수하고, 투명성도 좋다. 이러한 특성들 때문에 액체 스프, 소스, 절임류 등의 액상 포장이나 컵라면의 뚜껑 재료의 sealant로서 사용된다.

4) EMAA(에틸렌 메타크릴산 공중합체)

EMAA는 알미늄박 등의 금속박과의 열접착성이 우수하고, 접착제 없이 알미늄박과의 강고한 접착을 하기 때문에, 샌드위치 압출 라미네이션에서, 종이/EMAA/Al박 등의 구성에서 접착층으로 사용되는 경우가 많다. 종래, 동일하게 금속박과의 접착성이 우수한 아이오노머가 사용된 용도가 있는데, EMAA는 흡습성이 낮아 취급이 용이하고, 가격도 저렴하기 때문에 최근 이것으로 바뀌고 있다. 또한, 저온 seal성, hot tack성(열간 seal성)에도 우수하기 때문에 seal층으로서도 사용되는데, 수지 취가 있기 때문에 용도에 따라 주의가 필요하다.

5) EEA(에틸렌 에틸아크릴레이트 공중합체)

EEA는 EVA와의 유사한 특성(저온 seal성, 내충격성)이 있기 때문에 열안정성이 우수한 수지인데, 수지 취가 강하기 때문에 포장용도에서는 별로 쓰이지 않는다. 주로 산업자재, 농업자재 등의 용도로 사용된다.

6) IO(아이오노머)

아이오노머는 에틸렌과 메타크릴산의 공중합체를 금속이온(Na, Zn등)으로 가교시킨 공중합체로, 용융 시는 이온 해리하고, 고화하면 다시 가교하는 열가소성 수지이다. 이 특수한 구조 때문에 탄성이 강하고 유연성이 있고, 투명하고, hot tack성, 저온 seal성, 금속 접착성이 우수하다. 하지만 가격이 비싸기 떄문에 포장용도에는 EMMA로 바뀌고 있고, 산업 자재나 스포츠 용품 등 고부가가치 용도에 사용되고 있다.

7) PP

PP는 LDPE에 비해 내열성이 있고, 강성이나 투명성도 높기 때문에 포장용 필름으로서는 많이 사용된다. 하지만, 거의 대부분 드라이 라미네이션으로 접합되고, 압출 라미네이션에서는 많지 않다. 그 이유는 PP는 LDPE와 같이 고온 산화시키는 것이 어렵고, 기재 필름이나 인쇄 기재와의 접착력이 약하다는 것을 들 수 있다. 그래서 PP가 열접착하는 OPP(이축연신 폴리프로필렌)에 기재 필름을 한정하여 사용하는 경우가 많다.