KR0171459B1

KR0171459B1 - 유리용기 입구 봉함재

Info

Publication number: KR0171459B1
Application number: KR1019950014853A
Authority: KR
Inventors: 고종성; 김주원
Original assignee: 한동근; 주식회사태평양
Priority date: 1995-06-05
Filing date: 1995-06-05
Publication date: 1999-03-30
Also published as: KR970001145A

Abstract

본 발명은 유리용기의 입구를 가열접착에 의해 밀봉하기 위해 사용되는 봉함재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유리병 입구에 접착되는 수분산 우레탄 피막층(4), 그 위에 적층된 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지층(3), 그 위에 적층된 알루미늄 박막(2), 및 그 위에 적층된 방수층(1)으로 이루어져 있음을 특징으로 하는 유리용기 입구 봉함재에 관한 것이다. 본 발명에 따른 용기용기 입구 봉함재는 액상의 용제에 대한 내용제성이 우수하며, 경시변화에 따른 접착강도의 저하현상이나 증가현상이 없어 개봉시까지 밀봉성이 우수할 뿐만 아니라 깨끗하게 박리되는 등의 우수한 효과를 갖는다.

Description

유리용기 입구 봉함재

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 유리용기 입구 봉함재의 구조를 도식적으로 나타낸 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 방수층 2 : 알루미늄박막

3 : 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지층 4 : 수분산 우레탄 피막층

본 발명은 유리용기의 입구를 가열접착에 의해 밀봉하기 위해 사용되는 봉함재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액상의 용제에 대한 내용제성이 우수하며, 경시변화에 따른 접착강도의 저하현상이나 증가현상이 없어 개봉시까지 밀봉성이 우수할 뿐만 아니라 깨끗하게 박리되는 유리용기 입구 봉합재에 관한 것이다.

종래 유리용기 입구의 밀봉 방법으로는, 액상 또는 분말제품을 유리용기에 충진하여 입구를 에틸렌메타크릴산 공중합체, 에틸렌아크릴산 공중합체 등의 열가소성 수지 필름으로 가열접착하여 밀봉하는 방법이 알려져 있으나, 이 방법에 의하면, 액상이나 계면활성제가 포함된 용제를 유리초자용기에 충진한 후 상기 수지 필름을 열접착시켜 밀봉하는 경우, 밀봉필름의 접착강도가 저하되는 등 물, 알콜, 오일, 계면활성제 등에 대한 내용제성이 불량하여 액상의 용제를 밀봉하는데는 부적합하며, 시간이 경과함에 따라 자체 박리되는 문제점이 있다. 이러한 접착강도의 저하현상은 특히 고온, 고습하에서 현저하며, 이는 유리표면이 친수성인 것에 기인한 것으로, 습기나 용제의 침투성에 의해 계면간의 접착력이 저하되고 공중합체의 분자구조가 용제에 의해 팽윤되어 접착계면이 분리되기 때문이다.

접착강도의 저하를 방지하기 위해, 실란커플링제로 유리용기 입구를 미리 도포하는 방법이나 이염화주석과 같은 금속염화물을 처리하여 유리와의 접착력을 증대시키는 방법(미국특허 4,260,438호) 등이 알려지고 있다. 이와 같이 실란커플링제나 금속염화물로 미리 유리표면을 도포하는 것은 열가소성 수지층과 유리 표면과의 직접적인 접착을 피함으로써 열가소성 수지의 내용제성을 개선하여 유리와의 접착력을 증대시키고자 하는 것이다. 실란커플링제를 이용한 방법은, 실란커플링제의 분자구조식적 특성을 이용한 것으로, 실란커플링제는 분자중에 2개 이상의 다른 반응기를 가지고 있는데, 예를들면 유리나 금속등의 무기질 재료와 화학결합하는 무기 반응기와 각종 수지등의 유리질 재료와 화학결합하는 유기 반응기(비닐기, 에폭시기, 아미노기 등)를 동시에 갖고 있는 화합물이다. 그러나, 실란커플링제로 처리한 열가소성수지 필름을 가열접착시, 접착시의 강도와 일정시간이 지난후의 접착강도를 비교해보면, 경시변화에 따른 접착강도가 현저하게 증가함을 알 수 있는데, 즉 접착초기에는 약하게 접착되어 있으나 일정시간(7일)이 경과한 후에는 강하게 접착되어 밀봉성은 우수하나 박리가 어려운 문제가 있으며, 이에 의해 봉합재가 유리표면으로부터 깨끗이 박리되지 않고 유리표면에 잔류하게 되는 문제점이 있다. 또한 이염화주석과 같은 금속염화물로 처리하는 방법(미국특허 4,260,438호)은 유리와의 접착력을 증대시킬 수는 있으나, 이 방법은 가공시 유리를 미리 230~300℃ 정도로 예열해야 하는 번거로움이 있으며, 또한 이러한 고온으로 예열된 유리에 이염화주석등으로 처리하는 경우 염소기체와 같은 인체에 유해한 가스가 발생하며, 또한 유리병내부로의 유입될 가능성도 있다.

본 발명자는 상기한 바와 같은 종래 기술이 갖는 문제점들을 해소하기 위하여 예의 연구한 결과, 열가소성 수지로서 에틸렌과 메타크릴산과의 공중합체 수지를 사용하고, 수분산 우레탄 피막층을 그 하부에 적층함으로써 적당한 접착력을 갖도록 하여 개봉시까지 우수한 밀봉성을 얻을 수 있으며, 개봉시 유리표면으로부터 깨긋하게 박리되는 유리용기 입구 봉함재를 얻을 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 액상의 용제에 대한 내용제성이 우수하며, 경시변화에 따른 접착강도의 저하현상이나 증가현상이 없어 개봉시까지 밀봉성이 우수할 뿐만 아니라 깨끗하게 박리되며, 또한 접착가공성이 편리한 유리용기 입구 봉함재를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 봉함재는 제1도에 나타낸 적층구조를 가짐을 특징으로 한다. 즉, 유리병 입구에 접착되는 수분산 우레탄 피막층(4), 그 위에 적층된 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지층(3), 그 위에 적층된 알루미늄박막(2), 및 그 위에 적층된 방수층(1)으로 이루어진 적층구조를 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 유리용기 입구 봉함재는 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지층 하부에 1~20㎛의 수분산 우레탄 피막층을 가짐을 특징으로 한다.

본 발명의 봉함재를 적용할 수 있는 유리용기는 그의 종류에 제한이 없으며, 예를 들면 통상적으로 사용되는 나트륨석회유리제를 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지는 에틸렌과 메타크릴산과의 공중합체로서, 특별히 제한되지는 않으나, 바람직하게는 분자내 메타크릴산의 함량이 5~30중량%이고, 메타크릴산의 0.5~40%가 금속, 특히 아연이나 나트륨으로 중화되어 있는 것이 좋다.

이러한 효과를 갖는 에틸렌메타크릴산 공중합체 수증층(3)은 20~100㎛로 적층하는 것이 바람직하며, 적층 두께가 20㎛ 미만인 경우 적층필름의 물성저하가 나타나며, 100㎛를 초과하는 경우 적층필름의 유연성이 저하되는 문제가 있다.

또한 본 발명에 따른 봉함재는 적정 수준의 접착강도를 갖기 위하여 상기한 에틸렌메타크릴산의 공중합체 수지층(3) 하부에 수분산 우레탄 피막층(4)가 1~20㎛ 두께로 적층되어 있음을 특징으로 한다. 본 발명에서 사용되는 수분산 우레탄 피막제는, 톨루엔디이소시아네이트 트라이머와 디올류 및 디메틸프로피오닉산을 혼합하여 얻은, 분자량이 1,000~10,000이고, 하이드록시가(價)(hydroxy value)가 10~500인 우레탄폴리올수지를, 트리에틸아민으로 중화하여 수분산물의 형태로 얻은 것이다. 이때, 우레탄 분자는, 그 분자내에 친수성을 나타내는 카르복실 음이온기나 술폰산 음이온기를 함유하고 있기 때문에, 이들 음이온기에 의해 물에 분산시 접착에 장애를 주는 계면활성제를 사용하지 않아도 되며, 염소기체와 같은 공해유발 물질을 발생시키지도 않는다. 이러한 수분산 우레탄 피막제는 상기한 친수성을 나타내는 음이온기에 의해, 친수성을 띠고 있는 유리표면과의 밀착성이 증대되어 접착성이 우수하다. 본 발명에 따른 봉함재의 접착강도는 수분산 우레탄 피막층의 적층 두께에 따라 달라지는데, 그 적층두께가 1㎛ 미만인 경우 경시변화에 따라 접착강도의 저하현상이 나타나며, 이에 의해 시간이 경과함에 따라 자체 박리되는 문제가 있으며, 20㎛를 초과하는 경우 접착강도의 증가현상이 나타나며, 이에 의해 개봉시 깨끗하게 박리되지 않고 유리표면에 잔류하게 되어 사용자에게 청결하지 못한 느낌을 주며, 또한 건조시간이 더 많이 소요된다.

이와 같은 수분산 우레탄 피막제에, 메칠올멜라민계(사이멕社, 사이멜 시리즈 제품)의 가교제를 우레탄폴리올/멜라민의 중량비가 60/40~90/10이 되도록 첨가, 혼합하여 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지층(3)에 코팅시킨 후 건조시키므로써 적층할 수 있다.

또한 본 발명의 봉함재는 밀봉성을 증가시키기 위하여, 열가소성 수지층 위에 알루미늄박막(2)을 20~100㎛ 두께로 적층하고, 그 위에 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌 및 기타 열가소성 수지들 중에서 1종을 적층하거나 유기코팅제로 코팅하여 방수층(1)을 형성한다. 필요에 따라 알루미늄박막 위를 인쇄하여 처리한다. 알루미늄박막의 두께가 20㎛보다 작은 경우에는 적층 알루미늄박막이 쉽게 찢어지며, 100㎛를 초과하는 경우 적층필름의 유연성이 저하되어 사용감이 나빠진다. 알루미늄박막 상부의 방수층(1)의 적층은 우레탄게 접착제로 행하든가, 알루미늄박막에 필름을 용융 도포하여 행해진다.

이상과 같은 적층구조를 갖는 봉함재는, 방수층이 적층된 알루미늄박막 하부에 에틸렌-메타크릴산 공중합체 수지를 용융압출 코팅하여 적충한 후, 그 하부에 수분산 우레탄 피막을 코팅, 건조하여 유리병 입구외경에 맞게 또는 경우에 따라 손잡이가 돌출된 원형으로 펀칭하여 가열실링 또는 고주파유도 가열실링을 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예에만 국한된 것은 아니다.

[실시예 1]

두께 50㎛의 알루미늄박막 위에, 두께 12㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 우레탄접착제를 사용하여 적중한 후, 알루미늄박막 아래쪽에 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지[메타크릴산 함량 : 20중량%, 아연에 의한 메타크릴산의 중화도 : 30%]를 두께 50㎛로 용융압출 코팅한 후, 그 하부를 카르복실 음이온기를 함유한 수분산 우레탄 피막제에 가교제를 10중량%, 가교촉진제를 2.5중량% 혼합하여 0.001~0.003g/㎠로 코팅하고, 110℃에서 30분동안 건조시켜서, 두께 2㎛의 수분산 우레탄 피막층을 얻은 후, 콜드크림을 담은 유리병위에 놓고 260℃로 2초간 11~12kg/㎠으로 실링하였다.

[실시예 2]

두께 30㎛의 알루미늄박막 위를 인쇄한 후, 알루미늄박막 아래층을 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지[메타크릴산 함량 : 30중량%, 나트륨에 의한 메타크릴산의 중화도 : 35%]를 두께 20㎛로 응용압출 코팅한 후, 그 하부를 카르복실 음이온기를 함유한 수분산 우레탄 피막에 가교제를 15중량%, 가교촉진제를 4중량% 혼합하여 0.003~0.006g/㎠로 코팅하고, 100℃에서 15분동안 건조시켜서 두께 4㎛의 수분산 우레탄 피막층을 얻은 후, 스킨로션을 담은 유리병위에 놓고 330℃로 1초간 15~19kg㎠으로 실링하였다.

[실시예 3]

수분산 우레탄 피막층의 적층두께를 5㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조성, 방법으로 실시하였다.

[실시예 4]

수분산 우레탄 피막층의 적층두께를 10㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조성, 방법으로 실시하였다.

[실시예 5]

수분산 우레탄 피막층의 적층두께를 15㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조성, 방법으로 실시하였다.

[실시예 6]

수분산 우레탄 피막층의 적층두께를 20㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조성, 방법으로 실시하였다.

[비교예 1]

수분산 우레탄 피막층의 적층두께를 0.5㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조성, 방법으로 실시하였다.

[비교예 2]

수분산 우레탄 피막층의 적층두께를 25㎛로 한 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 조성, 방법으로 실시하였다.

[비교예 3]

유리병(외경 3.04cm, 내경 2.54cm)내에 콜드크림을 1/3가량 충진한 후, (A) 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지 필름을 두께 10㎛로, 두께 30㎛의 알루미늄 박막 하부에 코팅한 다음, 140℃에서, 2초간 11~12kg/㎠의 압력으로 열접착시켜 유리병 입구를 봉함하였다; 또는 (B) 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지 필름을 두께 10㎛로, 두께 30㎛의 알루미늄 박막 하부에 코팅한 다음, 그 하부에 실린커폴링제[에폭시 실란계통 : 3-글리시딜프로필트리메톡시실란(3-Glycidyl propyl trimethoxy silane)]를 1~5%의 에탄올용액으로 처리한 후, 140℃에서, 2초간 11~12kg/㎠의 압력으로 열접착시켜 유리병 입구를 봉함하였다; 또는 (C) 이염화주석을 에탄올 용액에 1%로 희석한 다음, 용액을 60~70℃정도로 가열한 다음, 미리 예열된 유리초자에 분사하여 처리한 다음, 두께 30㎛의 알루미늄박막 하부에 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지 필름을 두께 10㎛로 코팅한 다음, 140℃에서, 2초간 11~12kg/㎠의 압력으로 열접착시켜 유리병 입구를 봉함하였다.

[시험예] 접착력 및 물성비교 시험

콜드크림 또는 스킨로션이 충진된 유리병을, 본 발명의 실시예 1, 3~6의 방법으로 밀봉한 것과, 비교예 1~3의 방법으로 밀봉한 것을, 50℃ 항온조에, 7일간 역립시켜 방치한 후, 접착력을 비교하였다. 그 결과를 표 1에 나타내었다.

상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 접착방법이 종래에 비해 접착력 및 경시변화, 표면잔류등과 같은 문제점에 있어서 월등히 우수하다는 것을 알 수 있다.

Claims

유리병 입구에 접착되는 수분산 우레탄 피막층, 그 위에 적층된 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지층, 그 위에 적층된 알루미늄 박막, 및 그 위에 적층된 방수층으로 이루어져 있음을 특징으로 하는 유리용기 입구 봉함재.
제1항에 있어서, 유리병 입구에 접착되는 두께 1~20㎛의 수분산 우레탄 피막층, 그 위에 적층된 두께 20~100㎛의 에틸렌메타크릴산 공중합체 수지층, 그 위에 적층된 20~100㎛의 알루미늄 박막, 그 위에 적층된 방수층으로 이루어져 있음을 특징으로 하는 유리용기 입구 봉함재.
제1항 또는 제2항에 있어서, 수분산 우레탄 피막은 친수성을 나타내는 카르복실 음이온기나 술폰산 음이온기를 함유한 우레탄분자를 물에 분산시켜 얻은 것임을 특징으로 하는 유리용기 입구 봉함재.