KR100249034B1 - 밀봉해제 가능한 패키징 재료 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 열융착가능한 표면층(12) 하부의 감압점착제(14)의 협소한 측방밴드(10)를 갖는 가요성 패키징 재료에 관한 것이다. 상기 재료가 패키지로 형성되면, 열융착부(30)가 감압점착제의 측방밴드를 따라 형성된다. 열융착부가 개방되면, 감압점착제는 시일 표면에 노출되는바, 그 패키지는 수압만으로 재 시일될 수 있다. 본발명의 특장점은, 감압점착제가 해제가능한 시일을 형성하는데 필요한 부분에만 제공된다는 점이다. 그 패키징 재료는 병렬 공유압출성형에 의해 형성된다.

Description

밀봉해제 가능한 패키징 재료

제1도는 본 발명의 병렬 동시압출성형된 필름의 직사각형의 평면도.

제2도는 제1도의 선 2-2를 따라 취한 필름의 단면도.

제3도는 본 발명의 또다른 병렬 동시압출성형 필름의 평면도.

제4도는 제3도의 선 4-4를 따라 취한 필름의 단면도.

제5도는 제3도의 필름으로 기재를 압출 피복시켜 형성된 본 발명의 패키징 재료의 단면도.

제6도는 튜브를 형성하도록 접혀져 가열된 제1도의 필름의 평면도.

제7도는 제6도의 선 7-7을 따라 취한 관의 단면도.

제8도는 튜브가 패키지를 형성하도록 양단부에서 열봉입된후의 제1도의 튜브의 평면도.

제9도는 제8도의 선 9-9를 따라 취한 패키지의 부분 단면도.

제10도는 제8도의 패키지가 개방된 후의 제7도의 부분 단면도.

제11도는 패키지내에 형성된 제3도의 필름의 단면도.

제12도는 패키지가 개방된 후의 제1도의 부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10, 18 : 밴드 12 : 중합체 표면층

14 : 압력 감응 접착제층 16 : 열 가소성 중합체층

28 : 튜브 30 : 횡단열봉입부

본 발명은 다양한 열가소성 수지를 병렬 동시압출성형하여 만든 해제 가능한 가요성 패키징 재료에 관한 것이다.

국제출원 제 W090/07427 호에는, 열봉입가능한 중합체의 표면층과 기재(substrate) 사이에 샌드위치된 감압 점착층을 지니는 해제가능한 패키징 재료가 개시되 있다. 그 재료는 초기 접합강도를 갖는 융착부를 지니는 패키지를 형성하도록 패키징 장치의 시일링 조우(sealing jaw)에 의해 열봉입될 수 있어 패키지가 통상의 취급동안 밀폐된 상태를 유지하지만 그 패키지를 손으로 당겨서 용이하게 개방시킬 수 있다. 시일부가 완전히 분리되면, 그 표면층은 파열되어 시일 영역의 표면에 압력 감응 접착제(pressure sensitive adhesive)를 노출시킨다. 그결과, 그 패키지는 수압만이 가해져 시일 영역에서 재 시일될 수 있다.

국제출원 제 W090/07427 호에 개시된 패키징 재료의 단점은, 압력 감응 접착제가 단지 재료 가장자리에만 필요한데 재료 전체에 걸쳐 분포되있다는 점이다. 그러므로, 대부분의 압력 감응 접착제가 낭비된다. 본 발명은 본원에 참조로 기재된 국제출원 제 W090/07427 호에 개시된 형태의 해제가능한 패키징 재료를 제공하는바, 이는 압력 감응 접착제가 재료의 필요부분에만 분포되는 개선점을 제공한다.

본 발명의 패키징 재료는 다양한 열가소성 수지를 병렬 동시압출성형하여 형성되며, 압력 감응 접착제를 포함한다. 병렬 동시압출성형에 있어서, 열가소성 재료의 2개 또는 그 이상의 스트림(stream)은, 다이(die)를 통해 동시에 동시압출성형되어 기계방향(필름의 종축방향)으로 연장되는 재료의 2개 또는 그 이상의 밴드(band)를 갖는 필름을 형성한다. 상기 다이는 미합중국 특허 제 4,731,004 호에 개시된 바와같이 주조필름을 형성하기 위한 슬로트 다이(slotted die)로 될 수 있거나, 또는 미합중국 특허 제 3,837,773 호에 개시된 바와같은 취입 필름 형성용 환상형 다이(annular die)로 될 수 있다. 본 발명에 있어서, 밴드중 적어도 하나의 밴드는 열봉입가능한 중합체 표면층, 그 열봉입가능한 중합체층에 인접한 감압 점착층, 및 그 감압 점착층에 인접한 열가소성 수지층을 포함한다. 패키징 재료는, 열간성형 가능한 중합체 밴드상에서 작동하는 패키징 머신의 시일링 조우에 의해 열봉입될 수 있어 패키지를 형성한다. 열간융착부는 초기 접합강도를 지님으로써, 정상적인 처리중 패키지의 폐쇄를 유지하지만 손으로 뗄수있어 그 패키지를 쉽게 개방할 수 있다. 열봉입부가 떼어지면, 열봉입층이 파열됨에 따라 감압 점착층이 빠져나와 얇은 조각으로 분리되어 파열됨에 따라 감압 점착층이 빠져나와 얇은 조각으로 분리되어 열봉입영역 표면에 노출된다. 그결과, 패키징 재료는 단지 수압만이 가해짐으로써 융착영역에서 재융착되어 패키지가 재 밀폐된다.

제1-5도를 참조하면, 본 발명의 필름은 병렬 동시압출성형된 필름으로서, 열봉입가능한 중합체 표면층(12), 그 표면층(12)에 인접한 압력 감응 접착제층(14) 및 열 가소성 중합체층(16)으로 구성된 하나 또는 그 이상의 밴드(10)를 포함한다. 그 필름은 열가소성 중합체로된 하나 이상의 밴드(18)를 포함한다. 각각의 밴드(18)는 단일 중합체층(20 ; 제4도 및 5도) 또는 2개 이상의 상이한 중합체층(22, 24 ; 제2도)을 포함할 수 있다. 각각의 밴드(18)를 형성하는 중합체(들)는 패키징 필름 제조에 사용되는 통상적인 중합체들이다. 제2도에 도시된 실시예에 있어서, 층(22)을 형성하는 중합체는 열봉입가능한 중합체가 바람직하며 층(12)을 형성하는 중합체와 동일한 것이 바람직하다. 유사하게 층(24)을 형성하는 중합체는 층(16)을 형성하는 중합체와 동일한 것이 바람직하며, 구체적으로 고밀도 폴리에틸렌과 같은 폴리오레핀이 바람직하다. 제4도에 도시된 실시예에 있어서, 층(20)을 형성하는 중합체는 층(16)을 형성하는 중합체와 동일한 것이 바람직하며, 구체적으로 저밀도 폴리에틸렌과 같은 폴리오레핀이 바람직하다. 실제로, 층(16, 20)은 필름을 형성하는 데 사용되는 다이로 주입되는 단일 중합체 스트림으로 형성될 수 있다. 층(12, 22) 및 층(16, 24)에 대해서도 마찬가지다. 그러므로, 본원에 사용된 용어 "밴드(band)" 는, 밴드의 층이 다른 밴드의 층을 형성하는 중합체 스트림으로 형성될지라도 동시압출성형된 필름의 일표면으로부터 다른 표면까지의 밴드의 전체 두께를 지칭한다.

제5도를 참조하면, 병렬 동시압출성형재는 폴리프로필렌, 나일론 또는 폴리에스터와 같은 플라스틱 필름, 금속포일 또는 제지(paper)로 될 수 있으며 배향될 수 있거나 금속화될 수 있는 기재(26) 상에 피복 압출물로 될 수 있다. 기재에 인접한 층(20)은, 에틸렌 - 비닐 아세테이트 공중합체와 같은 기재에 벽을 점착시키는 중합체로 형성되는 것이 바람직하다.

병렬 동실압출성형재는 압출재가 기재상에 피복되거나 자유필름으로 압출되는간에, 필요시 산소, 수증기, 향기 등의 전달을 위한 소기의 배리어를 제공하는 층과같은 부가적인 층을 포함할 수 있다.

제6-8도를 참조하면, 제1도의 필름 자체가 접혀져 열봉입될 수 있어 튜브(28)를 형성한다. 그 튜브(28)는 상호 중첩되며 밴드(10) 맞은편의 공통 접힘선(29)을 지니는 전방 패널 및 후방패널을 지닌다. 통상적으로 그 튜브는, 본 발명의 패키징 재료의 연속길이(즉, 롤(roll)가 제공되는 수직성형, 충전 및 시일 패키징 장치상에서 형성될 수 있다. 그 장치는, 재료의 측면 주변을 함께 모으고 그 측면 주변들을 열봉입시켜 종방향 시일부(30)를 형성함으로서 튜브(28)를 형성한다. 그 튜브는 횡으로 열봉입되어 횡 열봉입부(32)로 형성된 제1면, 종방향 열봉입부(30)로 형성된 제2면, 및 그 종방향 열봉입부 맞은편의 접힘 선(29)에 의해 형성된 제3면을 지니는 파우치를 형성한다. 이후 그 파우치는 튜브가 횡으로 열봉입되어 열봉입부(34)를 형성하기 전에 곡물 또는 스낵음식과 같은 물품(도시되지 않았음)이 충전되어 포장 및 밀봉이 달성된다. 열봉입부(32, 34)는 보통 통상적인 수직성형, 충전 및 시일장치상에 형성된 패키지의 기부 및 상부를 각각 형성하지만, 제8도에 예시된 실시예에서 열봉입부(32, 34)는 패키지의 측면을 형성하며 열봉입부(30)는 패키지의 상부를 형성한다(상기 용어 "상부(top)" 는 보통 물품이 꺼내지는 패키지의 단부를 지칭한다). 통상적인 수직형의 충전 및 시일장치에서는, 열봉입부(30)에 상응하는 종방향 시일이 패키지의 후방 패널의 중심에 형성되기 때문에, 그같은 기계의 수정은 제8도에 도시된 실시예를 형성할 필요가 있는바, 그같은 수정은 패키징 기계 기술분야의 당업자의 기술수준 범위내에 있다. 종방향 열봉입부(30)는 핀시일(fin seal)로 표시되 있지만 랩시일(lap seal)로 될 수도 있다.

제8도에 예시된 패키지는, 종방향 시일(30)을 떼어냄으로써 개방된다. 제10도에 도시된 바와같이, 시일(30)이 개방되면 열봉입층(12)은 점착층(14)에서 떼어져 그 점착층(14)으로부터 조각으로 분리됨으로서, 시일 영역의 표면의 압력 감응 접착제를 노출시킨다. 그 점착제는 패키지를 수압만으로 여러번 재시일 및 개방시킬 수 있다.

제11도에는, 필림 자체를 접어 밴드(10)를 따라 열봉입시켜 입구에서 열봉입부(38)를 형성하는 백(36)으로 형성된 제3도의 필름이 도시되 있다. 그같은 백은 통상 백에 빵 또는 다른 구운 물품과 같은 제품을 넣을 수 있는 수평성형, 충전 및 시일 패키징 장치에서 형성될 수 있다. 제12도에는 백이 개방된 후의 열봉입부(38)가 도시되 있다.

압력 감응 접착제를 포함하는 밴드(10)는 도면에 도시된 바와같이 패키징 재료의 한쪽 또는 양쪽 가장자리에 배치되는 것이 바람직하며, 또한 약 1 내지 10cm의 폭을 지니는 것이 바람직하다. 밴드(10)는 또한 착색부를 포함하여 밴드의 위치를 구별하는 것이 바람직하다. 그 착색부는 열봉입가능한 중합체로 제공되는 것이 바람직하다. 어떤 바람직한 실시예에 있어서, 밴드(10)는 제1도에 도시된 바와같이 양쪽 주변에 배치되며, 각각의 밴드는 상이한 착색부를 포함함으로써 2개의 밴드들이 함께 시일될때 2개의 착색부의 결합으로 형성된 구별색에 의해 시일의 존재가 확인된다. 예컨대, 하나의 착색부는 밴드들이 함께 시일될때 녹색을 형성하는 푸른색 및 다른 노란색으로 될 수 있다. 이에 관련된 사항이 미합중국 특허 제 4,285,105 호에 개시되 있다.

본원에 사용된 압력 감응 접착제는 점착성 부여제 및 열가소성 탄성 중합체의 혼합물인 것이 바람직하다. 그 혼합물은 40내지 80%의 열가소성 탄성중합체, 20내지 60%의 점착성 부여제, 및 항산화제 및 오일과 같은 방향성 및 통상적인 첨가물과 같은 다른 성분을 약 15%까지 포함하는 것이 바람직하다.

특히 적합한 탄성중합체는 Fireston 에 의해 상표명 Stereon 으로 판매되는 스틸렌 - 부타디엔 공중합체 및 Shell Chemical Company 에 의해 상표명 Kraton 으로 판매되는 스틸렌 - 부타디엔 공중합체 및 Shell Chemical Company 에 의해 상표명 Kraton으로 판매되는 스틸렌 - 이소프렌 공중합체와 같은 스틸렌 공중합체를 포함한다. 다른 적합한 탄성 중합체는 18%내지 그 이상의 비닐아세테이트 함유량을 갖는 폴리우레탄 및 에틸렌 - 비닐아세테이트 공중합체를 포함한다.

점착성 부여제는 보통 탄성중합체와 함게 사용되는 어떤 점착성 부여제로 될 수 있어 압력 감응 접착제를 형성한다. 적합한 점착성 부여제는 Arizona Chemical Company 에 의해 상표명 Zonatac 으로 판매되는 수지, 및 Exxon Chemical Company 에 의해 상표명 Escorez 로 판매되는 페트롤륨 하이드로카본 수지를 포함한다.

압력 감응 접착제는 병렬 동시압출성형물을 이루는 다른 수지로 동시압출성형될 수 있다. 압력 감응 접착제의 동시압출성형도는, 저융점 지수(index)를 갖는 열가소성 탄성중합체를 이용하고 점착제내에 탄성중합체의 비율을 증가시킴으로써 향상될 수 있다. 점착물의 용융 지수는 통상적인 폴리오레핀으로 압출할때 30미만이 바람직하며 10미만이 가장 바람직하다.

압력 감응 접착제층의 두께는 약 0.1내지 2.0mil(2.5내지 51 미크롱) 이 바람직하며, 약 0.3내지 0.7mil(7.6내지 18 미크롱)이 더 바람직하다.

압력 감응 접착제는, 인접 열봉입층으로 형성된 열봉입부가 떼어질때 패키징 재료의 표면에 노출된다. 열봉입층이 점착층을 통해 파열되어 시일부의 단부에 이를때까지 얇은 층으로 갈라진다. 이같은 갈라짐은 열봉입층과 점착층사이, 그 점착층과 기재층사이, 또는 바람직하게는 점착층내에 놓인 평면에서 발생될 수 있어, 점착제는 시일이 떼어진 후 그 시일영역의 양 표면상에 존재한다. 후자형태의 갈라짐은, 열봉입이 형성될때 양 시일링 조우를 가열함으로써 촉진된다.

열봉입층은, 보통 패키징 재료에서 열봉입층으로 사용된 열가소성 필름 성형 중합체층으로 될 수 있다. 중합체는, 소기의 표면층 두께에서 열봉입부가 약 0.4내지 0.9kg/cm의 힘으로 쉽게 개방되기 위한 항장력을 지니는 것이 바람직하다. 그 중합체는 또한 400%미만의 신장도를 지니는 것이 바람직히다. 중합체는 카복실산 및 에스테르, 염 및 그것의 언하이드라이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 에틸렌적으로 불포화된 코모노머(comonomer) 및 에틸렌의 공중합체가 바람직하다, 그같은 코모노머들의 에로는 아크릴릭산, 메타아크릴릭산, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 비닐 아세테이트, 및 말레익 언하이드라이드가 있다. 그같은 공중합체들은, 가요성 패키징 재료에서 열봉입층을 형성하는데 통상적으로 사용되며 상업적으로 구입가능한 중합체로 공지되 있다. 폴리오레핀과 같은 다른 중합체들은 최소량으로 공중합체와 함께 혼합될 수 있다. 그 공중합체는 이오노머(ionomer)인 것이 바람직하다. 용어 "이오노머" 는, 적어도 10%의 카복실산 그룹들이 바람직하게는 Zinc 인 금속 이온으로 중화되는 에틸렌적으로 불포화된 모노 카복실산 및 오레핀의 필름 형성 공중합체를 칭한다. 그 오레핀은 RCH = CH₂의 구조식을 지니는바, R은 약 8개까지의 탄소원자를 갖는 알킬 그룹 또는 수소이다. 오레핀은 에틸렌인 것이 바람직하다. 카복실산은 아크릴산, 메타아킬산, 또는 메틸메타아킬산인 것이 바람직하다. 이오노머내의 오레핀유니트의 비율은 적어도 50 몰퍼센트, 바람직하게는 적어도 80 몰퍼센트이다. 적합한 이오노머들은 미합중국 특허 제 3,355,319 호에 개시되 있는바 상표명 Surlyn으로 상업적으로 구입가능하다.

열봉입층은 비교적 얇고 통상적인 패키징 재료들의 열봉입층보다 더 얇아 시일이 떼어지면 그 층이 파열되는 것이 바람직하다. 열봉입층의 두께는 약 0.05내지 0.5mil(1.3내지 13 미크롱)이 바람직하며, 더 바람직하게는 약 0.075내지 0.2mil(1.9내지 5 미크롱)으로 된다.

패키징 재료는, 패키징 장치에서 가요성 패키징 재료를 시일하기 위해 전형적으로 사용된 방법에 따라 시일될 수 있다. 열봉입층은, 약 230 ℉(110℃)의 통상온도에서 열봉입되는 것이 바람직하다. 시일은, 패키지가 정상적인 처리중 개방되지 않게 하기에 충분한 접합강도를 지닌다. 이 접합강도는, 인치당 적어도 약 2파운드(0.4kg/cm)인 것이 바람직하다. 그러나 그 시일은 또한 손으로 떼어짐으로써 쉽게 개방되는 것이 바람직한 바, 접합강도는 인치당 약 5파운드(0.9kg/cm)미만이 바람직하다.

열봉입층이 파열될때까지, 패키징 재료의 마찰계수는 재료의 표면을 형성하는 기재에 의해 결정된다. 마찰계수는, 본 발명의 재료가 통상적인 가요성 패키징 재료와 같은 방식으로 성형, 충전 및 시일장치와 같은 통상의 패키징 장치에서 사용될 수 있도록 되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 있어서, 재료의 각각의 표면은 약 0.1내지 0.5로 되는 가공도에 대해 바람직한 범위내에 있는 스테인레스 강에 대한 마찰강도를 지닌다.

Claims (16)

1. 제1 열가소성 수지를 포함하는 제1 밴드, 및 열봉입가능한 중합체 표면층, 그 열봉입가능한 중합체 표면층에 인접한 압력 감응 접착제층 및 그 압력 감응 접착제층에 인접한 제2 열가소성 수지층을 포함하는 제2 밴드를 지니는 병렬 동시압출성형 필름(side-by-side coextruded film)을 포함하며, 상기 필름은 열봉입가능한 중합체의 밴드상에서 작동하는 패키징 장치의 시일링 조우(sealing jaw)에 의해 자체적으로 열봉입될 수 있어 초기 접합강도를 갖는 열봉입부를 갖는 패키지를 형성함으로써 그 패키지가 정상적인 처리중에는 밀폐상태를 유지하지만 그 융착부를 손으로 쉽게 뗄수 있어 패키지를 개방시킬 수 있으며, 상기 열봉입부가 떼어질 때 그 열봉입층이 파열되어 압력 감응 접착제가 열봉입 영역표면에 노출됨으로써, 상기 필름이 수압(手壓)만으로 시일 영역에서 자체적으로 재시일될 수 있어 상기 패키지가 재밀폐되는 가요성 패키징 재료.
2. 제1항에 있어서, 제2 밴드는 패키징 재료의 가장자리에 위치되는 패키징 재료.
3. 제1항에 있어서, 제2 밴드는 약 1㎝ 내지 10㎝의 폭을 지니는 패키징 재료.
4. 제1항에 있어서, 필름은 가요성 기재(flexible substrate)상으로 동시압출성형되는 패키징 재료.
5. 제4항에 있어서, 상기 기재는 제지(paper), 금속 포일, 폴리에스터필름, 폴리프로필렌필름 및 나일론 필름으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 패키징 재료.
6. 제1항에 있어서, 제2 밴드는 착색제를 포함하는 패키징 재료.
7. 열봉입가능한 중합체의 표면층, 상기 열봉입가능한 중합체의 표면층에 인접한 압력 감응 접착제층, 및 상기 압력 감응 접착제층에 인접한 제2 열가소성 수지층을 포함하는 2개의 밴드를 지니며, 상기 각각의 밴드가 상이한 착색제를 포함함으로써 2개의 밴드가 상호 시일될때 시일의 존재가 2개의 착색제의 결합으로 형성된 구별색에 의해 확인되는, 제1항의 패키징 재료.
8. 제1항에 있어서, 열봉입가능한 중합체는 이오노머(ionomer)인 패키징 재료.
9. 제1항에 있어서, 압력 감응 접착제는 40 내지 80%의 열가소성 탄성 중합체 및 약 20 내지 60%의 점착성 부여제를 포함하는 패키징 재료.
10. 제1항에 있어서, 제1 밴드내의 열봉입가능한 중합체는 제2 밴드내의 열봉입가능한 중합체와 동일한 패키징 재료.
11. 제10항에 있어서, 제1 밴드내의 열봉입가능한 중합체는 제2 밴드내의 열봉입가능한 중합체와 동일한 패키징 재료.
12. 제11항에 있어서, 제2 밴드내의 제2 열가소성 수지는 제1 밴드내의 폴리오레핀과 동일한 폴리오레핀인 패키징 재료.
13. 제1항에 있어서, 제1 열가소성 수지는 제2 열가소성 재료와 동일한 패키징 재료.
14. 제13항에 있어서, 열가소성 수지는 폴리오레핀인 패키징 재료.
15. 한곳의 가장자리를 따라 제2밴드를 지니는 제1항의 가요성 패키징 재료의 직사각형 영역으로 만들어지 패키지로서, 상기 패키지는 상기 패키징 재료의 상기 영역을 자체적으로 접어서 형성된 직사각형의 전방 패널 및 후방 패널을 지니며, 상기 패널들은 상호 중첩되고 공통 접힘선을 지니며, 제2밴드는 상기 접힘선 반대편의 패널들중 한곳의 가장자리를 따르게 되며, 열봉입부는 제2밴드를 따르게 되며, 상기 패널들은 그들의 2쌍의 가장자리에서 열봉입되어 패키지를 형성하며, 상기 패키지는 제2밴드를 따른 열봉입부에서 개방될 수 있고 그 제2밴드를 다른 열봉입 영역에서 재 시일될 수 있는 패키지.
16. a) 가요성 패키징 재료의 연속길이를 제공하는 단계,

    b) 상기 재료의 측방가장자리들을 함께 모아 그 측방가장자리에서 그 재료들을 열봉입시켜 종방향 열봉입부를 갖는 튜브를 형성하는 단계,

    c) 상기 튜브를 횡으로 열봉입시켜 횡열봉입부에 의해 형성된 제1측면, 종방향 열봉입부에 의해 형성된 제2측면, 및 상기 종방향 열봉입부 맞은편의 접힘선에 의해 형성된 제3측면을 지니는 파우치를 형성하는 단계,

    d) 상기 파우치에 물품을 충전하는 단계, 및

    e) 상기 튜브를 횡으로 열봉입시켜 물품을 포장하고 밀봉하는 단계를 포함하는, 제15항의 패키지 제조 방법.