KR100354217B1 - 개봉용이성 용기 및 이것에 이용되는 용기유닛 - Google Patents

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우에무라아키오
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타카쿠마사토
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닛뽄폴리스티렌 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 내용물의 누설을 방지하고, 덮개부의 필름을 손으로 떼어 냄으로써 내용물을 쉽게 꺼낼 수 있으며, 또, 그릇부를 작성하기 위한 시트의 진공성형시 및/또는 압공성형시의 성형성이 우수한 동시에 단시간에 효율좋게 성형할 수 있는 그릇부 및 덮개부로 이루어진 용기유닛 및 이 용기유닛을 이용한 개봉용이성 용기에 관한 것으로서;
상기 용기는 3층으로 이루어진 다층시트를 성형함으로써 얻어질 수 있고, 또, 상기 다층시트의 두 표층부(a)가 이하의 (A), (B) 및 (C)성분을 함유하는 수지조성물로 이루어지고, 다른 층부(b)는 이하의 (D)성분을 함유하는 것을 특징으로 하며:
(A) 폴리스티렌계 수지 1 내지 96중량%,
(B) 폴리올레핀계 수지 96 내지 1중량%,
(C) 용해성 파라미터(SP)가 8.40 내지 8.70인 1종 혹은 2종의 폴리머[상기 수지(A) 및 (B)를 배제함] 3 내지 25중량% 및
(D) 폴리스티렌계 수지; 그리고
상기 용기유닛은 상기 용기(1)와, 하기 표층부(b)를 지닌 덮개(2)로 이루어지고, 2층필름으로 구성된 상기 용기의 덮개(2)는, 두 표층부(b)가 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지 혹은 폴리올레핀계 수지와 폴리스티렌계 수지와의 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 한다.

Description

개봉용이성 용기 및 이것에 이용되는 용기유닛{EASILY OPENABLE CONTAINER AND CONTAINER UNIT FOR USE IN THE SAME}
본 발명은 식품 등의 내용물을 포장하는 데 이용되는 그릇 및 용기유닛에 관한 것으로서, 구체적으로는, 내용물의 누설을 방지하고, 덮개부의 필름을 손으로 떼어 냄으로써 내용물을 쉽게 꺼낼 수 있으며, 또, 그릇부를 작성하기 위한 시트의 진공성형시 및/또는 압공성형시의 성형성이 우수한 동시에 단시간에 효율좋게 성형할 수 있는 그릇부 및 덮개부로 이루어진 용기유닛; 및 이 용기유닛을 이용한 개봉용이성 용기에 관한 것이다.
식품포장 등에 사용되는 용기는 개봉해서 내용물을 꺼내지만, 덮개부의 필름 등을 박리해서 개봉하는 용기의 경우, 시일(seal)부분의 접착강도가 높아, 필름이 박리되기 어려워, 많은 힘을 필요로 하거나, 용기가 잘 개봉되지 않을 경우도 있다. 이런 종류의 용기는 배리어 프리(barrier-free)의 관점에서 바람직하지 않다. 그러나, 역으로 충분한 접착강도가 없으면, 용기의 수송중에 내용물이 누출될 위험성이 있다. 따라서, 손으로 용이하게 덮개를 박리하여 내용물을 꺼낼 수 있고, 또 수송중에 내용물이 누출되는 일이 없는 개봉용이성 용기가 요망되고 있다.
폴리스티렌계 수지는 강성이 높고, 치수안정성이 높고, 또 염가이므로, 사출성형용 재료나 시트성형용 재료로서 널리 이용되어 왔다. 또, 폴리스티렌계 수지를 그릇형상으로 성형하기 위한 진공성형성 및/또는 압공성형성이 폴리올레핀계 수지와 비교해서 양호하고, 폴리스티렌계 수지는 비결정성 수지이므로, 성형시간, 특히 냉각시간의 단축이 가능하다. 또한, 폴리스티렌계 수지는 성형중의 치수안정성이 우수하고, 강성도 우수하다. 그러나, 폴리스티렌계 수지는 단단하고, 무르며, 내유내약품성이 폴리올레핀계 수지에 비해서 떨어진다고 하는 결점이 있다.
한편, 폴리올레핀계 수지는 유류에 대한 내유성 및 유기용매에 대한 내약품성이 우수하고, 강도도 우수하다. 그러나, 폴리올레핀계 수지는 결정성 수지이므로, 성형후의 치수안정성이 낮고, 강성도 낮다고 하는 결점이 있다.
이러한 상황에 비추어, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 그릇부를 작성하기 위한 시트의 진공성형 및/또는 압공성형시의 치수안정성이 우수하고, 단시간에 성형할 수 있고, 또 내충격성, 강성, 내유성 및 내약품성이 우수하고, 또한, 수송중에는 내용물이 누출되지 않지만, 덮개부의 필름을 손으로 박리함으로써 용이하게 내용물을 꺼낼 수 있는 그릇부 및 덮개부로 이루어진 용기유닛; 이 용기유닛에 이용되는 그릇부; 및 이 용기유닛을 이용한 개봉용이성 용기를 제공하는 점에 있다.
본 발명자들은, 예의 검토한 결과, 폴리스티렌계수지와 폴리올레핀계 수지를 배합 혹은 단층 또는 다층구조로 해서 적당한 위치에 배치함으로써, 그릇부와 덮개부사이의 접착강도의 조정, 내충격성 및 강성 등의 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 이하의 발명 및 실시예를 포함한다.
(a). 3층으로 이루어진 다층시트를 성형함으로써 얻어진 그릇(1)에 있어서, 상기 다층시트의 두 표층부(a)가 이하의 (A), (B) 및 (C)성분을 함유하는 수지조성물로 이루어지고, 다른 층부는 이하의 (D)성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 그릇(1):
(A) 폴리스티렌계 수지 1 내지 96중량%,
(B) 폴리올레핀계 수지 96 내지 1중량%,
(C) 용해성 파라미터(SP)가 8.40 내지 8.70인 1종 혹은 2종의 폴리머[상기 수지(A) 및 (B)를 배제함] 3 내지 25중량% 및
(D) 폴리스티렌계 수지.
(b). 상기 (a)항기재의 그릇(1)과 하기 표층부(b)를 지닌 덮개(2)를 구비한 용기유닛에 있어서,
2층필름으로 구성된 상기 용기의 덮개(2)는, 두 표층부(b)가 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지 혹은 폴리올레핀계 수지와 폴리스티렌계 수지와의 배합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 용기유닛.
(c). 상기 (b)항에 있어서,상기 그릇(1)의 (A)성분의 폴리스티렌계 수지가 1 내지 50중량%, (B)성분의 폴리올레핀계 수지가 96 내지 50중량%이고, 덮개(2)에 있어서, 2층필름의 한쪽의 표층부(b)가 폴리올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 용기유닛.
(d). 상기 (b)항에 있어서, 상기 그릇(1)의 (A)성분의 폴리스티렌계 수지가 96 내지 50중량%, (B)성분의 폴리올레핀계 수지가 50 내지 1중량%이고, 덮개(2)에 있어서, 2층필름의 한쪽의 표층부(b)가 폴리스티렌계 수지인 것을 특징으로 하는 용기유닛.
(e). 상기 (b)항 내지 (d)항중 어느 한 항에 있어서, 상기 덮개(2)의 폴리올레핀계 수지가 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 용기유닛.
(f). 상기 (a)항에 있어서, 상기 (C)성분의 폴리머가, 불포화카르복시산, 불포화카르복시산에스테르 및 아세트산비닐중의 1종의 비닐모노머와 에틸렌으로 이루어진 공중합체 및 스티렌계 공중합체의 1종 혹은 2종인 것을 특징으로 하는 그릇(1).
(g). 제 (a)항에 있어서, 상기 (C)성분의 폴리머가 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 및 스티렌-부타디엔 공중합체의 1종 혹은 2종인 것을 특징으로 하는 그릇(1).
(h). 상기 (a)항에 있어서, 상기 (C)성분의 폴리머가 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 및 스티렌함량이 35 내지 70중량%인 스티렌-부타디엔 공중합체의 1종 혹은 2종인 것을 특징으로 하는 그릇(1).
(i). 상기 (a)항에 있어서, 상기 (C)성분의 폴리머가 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 스티렌-부타디엔 공중합체의 1종 혹은 2종인 것을 특징으로 하는 그릇(1).
(j). 상기 (a)항에 있어서, 상기 (C)성분의 폴리머가 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 스티렌함량이 35 내지 70중량%인 스티렌-부타디엔 공중합체의 1종 혹은 2종인 것을 특징으로 하는 그릇(1).
(k). 상기 (b)항에 있어서, 상기 (f)항 내지 (j)항중 어느 한 항에 기재된 그릇(1)을 이용하는 것을 특징으로 하는 용기유닛.
(l). 상기 (b)항 및 (k)항에 기재된 용기부재(1) 및 (2)를 각각 표층부(a)와 표층부(b)에 의해 접착시킨 것을 특징으로 하는 개봉용이성 용기.
(m). 상기 (l)항에 있어서, 상기 용기부재(1) 및 (2)를 각각 표층부(a)와 표층부(b)사이에서 히트시일에 의해 서로 접착한 것을 특징으로 하는 개봉용이성 용기.
(n). 상기 (l)항 또는 (m)항에 있어서, 개봉용이성 용기가 식품용기인 것을 특징으로 하는 개봉용이성 용기.
(o). 상기 (m)항에 있어서, 두부용기인 것을 특징으로 하는 개봉용이성 용기.
(p). 상기 (b)항 또는 (k)항에 기재된 용기유닛을 이용해서 식품을 포장하는 방법에 있어서, 식품을 상기 그릇속에 채워 넣는 공정과, 덮개와 그릇을 접착시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 식품포장방법.
(q). 상기 (p)항의 방법에 의해 얻어진 식품포장품.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서 말하는 '용기'란, 식품 등의 내용물을 넣기 위한 '그릇'부분과 내용물이 누출되는 것을 방지하기 위한 '덮개'부분으로 구성된 것을 의미한다.
본 발명에서 사용할 수 있는 폴리스티렌계 수지(A)로서는, 소위 범용폴리스티렌계 수지, 고무변성 폴리스티렌계 수지 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있다. 충격강도의 점에서는, 고무변성 폴리스티렌계 수지가 바람직하다. 근년, 시판된 결정성 신디오탁틱 폴리스티렌은 폴리스티렌계 수지에 포함되지 않는다.
여기서, 범용폴리스티렌계 수지란, GPPS(general purpose polystyrene)로도 불리며, 통상은 스티렌호모폴리머이다. 또, 고무변성폴리스티렌계 수지란, 고무형상 중합체의 존재하에 스티렌계 모노머를 중합해서 얻어질 수 있으며, 내충격성 폴리스티렌(HIPS)으로도 불린다. 또한, 폴리스티렌계 수지의 분자구조로서는 직쇄형 및 분기형의 것을 사용가능하다.
스티렌계 수지의 제조에 사용될 수 있는 스티렌계 모노머로서는, 스티렌이 일반적이나, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌 및 이들의 혼합물 등의 알킬치환스티렌도 사용가능하다.
본 발명에서 이용되는 (B)성분의 폴리올레핀계 수지의 예란, 올레핀호모중합체, 올레핀과 공중합가능한 올레핀을 공중함으로써 얻어진 공중합체 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 올레핀이외의 화합물 및 올레핀의 공중합체는 포함되지 않는다.
폴리올레핀계 수지의 구체적인 예로서는 예를 들면, 폴리에틸렌, 에틸렌-부텐-1 공중합체, 에틸렌-헥센-1 공중합체 및 에틸렌-4-메틸펜텐-1 공중합체 등의 에틸렌과 탄소수 3 내지 10의 α-올레핀과의 공중합체, 및 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 블록공중합체 및 프로필렌-에틸렌 랜덤공중합체 등의 프로필렌계 중합체 등을 들 수 있다.
이들중에서도, 폴리에틸렌, 에틸렌-부텐-1 공중합체 및 에틸렌-헥센-1 공중합체 등의 에틸렌과 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀과의 공중합체, 및 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌블록공중합체 및 프로필렌-에틸렌랜덤공중합체가 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 (C)성분의 용해성 파라미터(SP)는, 8.40 내지 8.70, 바람직하게는 8.40 내지 8.65이다. 용해성 파라미터가 8.40미만이거나 8.70보다 크면, 그릇부의 내충격성 및 인장파단점신장률 및 덮개부와 그릇부의 접착강도가 나빠진다.
또, 용해성 파라미터란, 힐더브랜드-스카챠드의 이론에 의거해서 분자간의 인력으로서 정의되고, 용해성 파라미터의 상세는, 고분자과학의 일반적인 교과서, 예를 들면, "폴리머블랜드" 아키야먀 사브로 외, CMC사, 제 4판, 125~144페이지 (1991년), "The Solubility of Nonelectrolytes" 제 3판, 레인홀드 출판사, 뉴욕, 1949년, Chem. Rev, 8, 321(1931) 등에 기재되어 있다. 그러나, 이 용해성 파라미터는 점도법이나, 팽창도법 등의 실험에 의해 얻는 방법, 분자구조에 의거한 계산에 의해 구하는 방법 등이 있으나, 선택된 방법에 따라 용해성 파라미터의 값이 약간 다르다. 본 발명에서는, 스몰(Small)에 의해서 제안된 분자구조에 의거해서 용해성 파라미터를 계산하는 방법을 이용한다. 이 방법 및 이론은, "Journal of Applied Chemistry", 제 3권, 71~80페이지(1953년)에 상세히 기재되어 있다. 이것에 의해, 용해성 파라미터는, 다음 식 1:
(식 1)
(식중, Fi는 분자를 구성하는 원자 또는 원자단, 결합형 등의 구성그룹의 몰흡인력, V는 몰용적, ρ는 밀도, M은 분자량으로, 고분자의 경우, 모노머단위의 분자량임)에 따라서 계산할 수 있다.
Fi의 값은, 상기 2개의 문헌에 개재되어 있는 스몰의 값을 이용하였다. 공중합체의 ρ, ∑Fi 또는 M에 대해서는, 가성성(moldability)이 성립해서, 공중합체를 구성하는 모노머단위의 각 단독중합체의 ρ, ∑Fi 또는 M의 값에 모노머단위의 몰분율을 곱해서 얻은 값의 합을 이용하였다.
본 발명에 사용되는 (C)성분의 용해성 파라미터가 8.40~8.70인 폴리머로서는, 불포화카르복시산, 불포화카르복시산에스테르 및 아세트산비닐의 1종이상의 비닐모노머와 에틸렌으로 이루어진 공중합체, 및 스티렌계 공중합체를 들 수 있다. 이들 공중합체의 예로서는, 에틸렌-불포화카르복시산 공중합체, 에틸렌-불포화카르복시산에스테르 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-불포화카르복시산에스테르-아세트산비닐 3원공중합체, 에틸렌과 2종류이상의 불포화카르복시산에스테르로 이루어진 다원공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프로필렌 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체의 수소첨가물 및 스티렌-이소프렌 공중합체의 수소첨가물 등을 들 수 있다.
불포화카르복시산의 구체적인 예로서는, 아크릴산 및 메타크릴산을 들 수 있다. 또, 불포화카르복시산에스테르의 구체적인 예로서는, 에틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트, 글리시딜아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트 및 글리시딜메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
본 발명에서 이용할 수 있는 불포화카르복시산, 불포화카르복시산에스테르 및 아세트산비닐의 1종이상의 비닐모노머와 에틸렌으로 이루어진 공중합체의 바람직한 예로서는, 에틸렌-아크릴산 공중합체, 에틸렌-메타크릴산 공중합체, 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 에틸렌-메틸아크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-메틸메타크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트 공중합체 및 에틸렌-아세트산비닐-글리시딜메타크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있다.
공중합체중의 상기 비닐모노머와 에틸렌의 비율은, 용해성 파라미터(SP)가 8.40 내지 8.70, 바람직하게는 8.40 내지 8.65인 공중합체를 부여하는 범위에서 적절하게 결정할 수 있다. 상기 비닐모노머의 공중합체중의 비닐모노머의 비율은, 바람직하게는 5 내지 60중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 50중량이다. 또, 공중합체중의 상기 비닐모노머와 에틸렌의 결합양식(예를 들면, 랜덤, 블록, 교호)에 대해서는 하등 한정되지 않는다. 또한, 해당 공중합체의 멜트플로레이트(melt flow rate)(JIS K7210에 의거, 온도=190℃, 하중=2.16kgf)은 특히 한정되지 않지만, 1 내지 500g/10분정도가 바람직하다.
(C)성분으로서 사용할 수 있는 스티렌계 공중합체의 구체적인 예로서는, 스티렌-부타디엔 공중합체, 스티렌-이소프로필렌 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체의 수소첨가물 및 스티렌-이소프렌 공중합체의 수소첨가물 등을 들 수 있다.
(C)성분을 제조하는 데 사용할 수 있는 스티렌계 모노머의 예로서는, 스티렌, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌 및 이들이 혼합물 등의 알킬치환스티렌 등을 들 수 있다.
스티렌계 공중합체중의 스티렌계 모노머와 그의 코모노머의 비율은, 용해성 파라미터(SP)가 8.40 내지 8.70인 공중합체를 부여하는 범위에서 적절하게 결정할 수 있다. 상기 스티렌계 공중합체중의 코모노머의 비율은, 20 내지 80중량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 35 내지 70중량%이다. 또, 공중합체중의 상기 스티렌계 모노머와 코모노머의 결합양식(예를 들면, 랜덤, 블록, 교호)에 대해서는 하등 한정되지 않는다.
본 발명에 있어서의 용해성 파라미터(SP)가 8.40 내지 8.70인 폴리머(C)는 상기 설명의 범주내의 폴리스티렌계 수지(A) 및 상기 설명의 범주내의 폴리올레핀계 수지(B)를 포함하지 않는다.
본 발명에 있어서의 (A) 내지 (C)성분의 사용량비율에 대해서는, 폴리스티렌계 수지(A)의 비율이 1 내지 96중량%, 덮개부의 (b)층이 폴리올레핀계 수지인 경우는, 바람직하게는 1 내지 50중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 50중량%이고, 덮개부의 (b)층이 폴리스티렌계 수지인 경우는, 바람직하게는 96 내지 50중량%, 더욱 바람직하게는 70 내지 50중량%이며, 폴리올레핀계 수지(B)의 비율은 96 내지 1중량%, 덮개부의 (b)층이 폴리올레핀계 수지인 경우는, 폴리올레핀계 수지(B)의 비율은, 바람직하게는 96 내지 50중량%, 더욱 바람직하게는 70 내지 50중량%이고, 덮개부의 (b)층이 폴리스티렌계 수지인 경우는, 폴리올레핀계 수지(B)의 비율은, 바람직하게는 1 내지 50중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 50중량%이며, 용해성 파라미터(SP)가 8.40 내지 8.70인 폴리머(C)의 비율은, 3 내지 25중량%, 바람직하게는 3 내지 10중량%이며, (A) 내지 (C)성분의 합계는 100중량%이다. 본 발명에 있어서, 본 발명을 저해하지 않는 한, 이들 (A) 내지 (C)성분이외의 다른 성분을 또 첨가해도 되며, 이 경우에도, 이들을 모두 포함한 합계는 100중량%이다.
폴리올레핀계 수지와 폴리스티렌계 수지의 조성비를 변화시킴으로써 덮개부와 그릇부와의 접착강도를 임의로 제어할 수 있다.
폴리스티렌계 수지(A)가 너무 적으면, 강성이 부족하고, 너무 많으면, 내유성 및 내약품성이 떨어진다. 폴리올레핀계 수지(B)가 너무 적으면, 내유성 및 내약품성이 나빠지고, 너무 많으면, 강성이 부족해진다. 용해성 파라미터(SP)가 8.40 내지 8.70인 폴리머(C)가 너무 적으면, 수지(A)와 (B)의 상용성이 낮아, 내충격성, 인장파단점신장률 및 덮개부와 그릇부의 접착강도가 나빠지고, 역으로, 너무 많으면, 강성이 나빠진다. 덮개부의 (b)층을 구성하는 폴리스티렌계 수지 혹은 그의 조성비가 50%이상인 경우, 그리고 폴리스티렌계 수지(A)가 너무 적은 경우에는, 덮개부와 그릇부의 접착강도가 나빠진다. 덮개부의 (b)층을 구성하는 폴리올레핀계 수지 혹은 그 조성비가 50%이상인 경우, 그리고, 폴리올레핀계 수지(B)가 너무 적을 경우에는, 덮개부와 그릇부의 접착강도가 나빠진다.
본 발명의 그릇부의 표층부(a)의 적어도 한층 혹은 다른 층은 폴리스티렌계수지(D)를 포함한다. 또한, 이 층에 본 발명의 다층으로 이루어진 시트 또는 다른 재활용물질을 혼입시켜도 된다. 본 발명에서 사용할 수 있는 폴리스티렌계 수지(D)로서는, 소위 범용폴리스티렌계 수지, 고무변성폴리스티렌계 수지 및 이들의 홍합물을 사용할 수 있다. 내충격성을 확보하기 위해서, 고무변성폴리스티렌계 수지가 바람직하다.
여기서, 범용폴리스티렌계 수지란, GPPS로도 불리는 것으로, 고무상태의 중합체 등의 연질성분을 함유하지 않는 것이다. 또, 고무변성폴리스티렌계 수지란, 고무상태의 중합체의 존재하에 스티렌계 모노머를 중합해서 얻어질 수 있고, 내충격성 폴리스티렌(HIPS)으로도 불린다. 폴리스티렌계 수지의 분자구조에 대해서는, 직쇄형 및 분기형의 것의 어느 것을 이용해도 된다. 디비닐벤젠 등의 다작용성 비닐모노머와의 공중합, 다작용성 개시제 혹은 다작용성 연쇄이동제를 이용함으로써 분기형을 얻을 수 있다.
필요에 따라, 일부 첨가제를 사용할 수 있고, 첨가제의 예로서는, 산화방지제, 열안정제, 자외선흡수제, 윤활제, 난연제, 대전방지제 및 광유 등을 들 수 있다.
(D)성분의 제조에 사용할 수 있는 스티렌계 모노머로서는, 스티렌이 이용되나, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌 등의 알킬치환스티렌도 사용할 수 있다.
본 발명의 그릇부의 2층이상으로 이루어진 다층시트의 표층부(a)를 얻기 위해서는, 각 성분의 소정량을, 헨셸믹서나, 텀블러 등의 혼합장치로 건식혼합하거나, 1축압출기, 2축압출기 혹은 밴버리믹서 등의 반죽기를 이용해서, 160 내지 260℃의 온도에서 충분히 가열반죽하고, 그 후 제립화하면 된다. 필요에 따라서, 일부 첨가제를 사용할 수 있으며, 그 첨가제의 예로서는 산화방지제, 열안정제, 자외선흡수제, 난연제, 대전방지제, 광유 등을 들 수 있다.
본 발명의 덮개부의 단층필름 혹은 2층이상으로 이루어진 다층필름에 있어서, 적어도 한 쪽의 표층부(b)는 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지 또는 폴리올레핀계 수지와 폴리스티렌계 수지와의 혼합물을 함유한다. 폴리올레핀계 수지와 폴리스티렌계 수지의 조성비율을 변화시킴으로써 그릇부와 덮개부의 접착강도를 임의로 제어할 수 있다.
여기서 말하는 폴리올레핀계 수지란, 올레핀호모중합체, 공중합가능한 올레핀끼리의 공중합에 의해 얻어진 올레핀공중합체 및 이들의 혼합물을 포함하는 것이다.
폴리올레핀계 수지의 구체적인 예로서는, 폴리에틸렌, 에틸렌-부텐-1 공중합체 및 에틸렌-헥센-1 공중합체 등의 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀과 에틸렌과의 공중합체, 폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 블록공중합체 및 프로필렌-에틸렌 랜덤공중합체 등의 프로필렌 공중합체 등을 들 수 있고, 이들중에서도, 폴리프로필렌이 바람직하다.
여기서 범용폴리스티렌수지란, GPPS로도 불리는 것이며, 고무상태중합체 등의 연질성분을 포함하지 않는 것이다. 또, 고무변성폴리스티렌계 수지란, 고무상태의 중합체의 존재하에 스티렌계 모노머를 중합해서 얻어질 수 있고, 내충격성폴리스티렌(HIPS)으로도 불린다. 폴리스티렌계 수지의 분자구조에 대해서는, 직쇄형 및 분기형의 것의 어느 것을 이용해도 된다. 디비닐벤젠 등의 다작용성 비닐모노머와의 공중합, 다작용성 개시제 혹은 다작용성 연쇄이동제를 이용함으로써 분기형을 얻을 수 있다.
본 발명의 용기를 얻기 위해서는, 2층이상으로 이루어진 다층시트를 작성한 후, 그릇형상으로 진공성형 혹은 압공성형에 의해 성형하고, 또, 단층필름 혹은 2층이상의 층으로 이루어진 다층필름을 작성하고, 필름의 표층(a)과 표층(b)을 접착시킨다.
본 발명의 2층이상의 층으로 이루어진 다층시트를 얻는 방법으로서는, 예를 들면, 2개이상의 실린더를 지닌 다층시트압출기를 이용하는 공압출성형법, 또, 마찬가지의 압출기에 의해 얻어진 다층 혹은 단층필름 또는 시트를 이용한 건식라미네이션법, 습식라미네이션법, 샌드라미네이션법 및 열용융라미네이션법 등의 라미네이션법 등의 공지의 기술방법을 들 수 있다.
본 발명의 2층이상으로 이루어진 다층시트를 그릇형상으로 진공성형 혹은 압공성형하는 방법으로서는, 통상 이용하는 진공성형기 혹은 압공성형기를 이용해서, 시트를 가열시킨 후, 금형에 눌러붙임과 동시에 진공 혹은 압공하고, 그 후 수초간 공기를 불어 넣어 냉각시키는 방법 등의 공지의 방법을 들 수 있다. 필요하다면, 형성된 그릇을 펀칭날에 의해 펀칭하여 불필요한 부분을 제거한다.
본 발명의 단층필름 혹은 2층이상으로 이루어진 다층필름을 얻는 방법으로서는, 예를 들면, 1개 혹은 2개이상의 실린더를 지닌 인플레이션필름제조장치나 T다이필름제조장치를 이용한 단층압출성형법 혹은 공압출성형법, 또, 마찬가지 장치에 의해 얻어진 다층필름 혹은 단층필름을 이용한 건식라미네이션법, 습식라미네이션법, 샌드라미네이션법 및 열용융법 등의 라미네이션법 등의 공지기술을 들 수 있다.
식품포장용으로서는, 다층필름의 중간층으로서 나일론, 폴리비닐알콜, 고니트릴수지 등의 가스배리어수지층을 이용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 그릇부와 덮개부로 이루어진 접착식으로 조합된 용기유닛을 이용함으로써, 용이하게 개봉할 수 있는 개봉용이성 용기를 얻을 수 있다. 이들을 서로 접착하는 방법으로서는, 가장 바람직한 방법은 히트시일법을 들 수 있으나, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 열용융접착제를 이용하는 접착방법도 채용할 수 있다. 히트시일하는 방법은 시일하는 부분의 그릇과 덮개를 가열하고, 압력을 걸어서 수초간 가압하는 방법이 일반적으로 잘 알려져 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 '그릇'과 '덮개'로 이루어진 용기는 식품 등의 내용물을 포장하는 용기로서 사용할 수 있고, 이런 종류의 용기에 있어서는, 내용물을 흘리는 일 없이 덮개부의 필름을 손으로 박리함으로써 내용물을 용이하게 빼낼 수 있고, 또, 그릇부를 작성하기 위한 시트의 진공성형이나, 압공성형시의 시트의 성형성이 우수하여, 단시간에 효율좋게 성형할 수 있다. 본 발명의 용기는 개봉용이성 용기로서 유용하며, 또한 그릇부의 강성이 비교적 높으므로, 본 발명의 용기는, 슈퍼마켓 등지에서 판매되는 두부, 푸딩, 젤리, 요거트 및 아이스크림 등의 포장용기로서 극히 적합하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 각종 실시예에 의거해서 설명하나, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 내지 14, 비교예 1 내지 5
표 1a, 표 1b, 표 2a 및 표 2b에 기재된 성분을 2종 3층의 다층압출기(앙쪽외부층이 같은 재료임)를 이용해서, 160 내지 240℃의 온도에서 용융반죽하고, 이 혼합물을 T다이에 의해 압출하여, 0.5㎜두께의 시트를 얻었다. 이와 같이 해서 얻어진 다층시트를 진공성형기 및/또는 압공성형기를 이용해서 두부용기의 그릇부형상으로 성형하였다. 이 성형품에 두께 약 50㎛의 나일론-폴리프로필렌 2층필름을 폴리프로필렌층이 시트쪽이 되도륵 히트시일한 후, 접착강도를 측정하였다. 그 결과를 표 1a, 표 1b, 표 2a 및 표 2b에 표시한다.
표 1a, 표 1b, 표2a 및 표 2b에 표시된 실시예 및 비교예의 데이터는, 이하의 방법에 의거해서 작성 또는 측정된 것이다. 측정은, 모두 23℃에서 행하였다.
(1) 다층시트가공
실린더직경 120㎜ 및 90㎜를 지닌 2종 3층압출기를 이용하였다.
실린더직경 120㎜인 압출기를 이용해서 중간층의 수지를, 실린더직경 90㎜인 압출기를 이용해서 양 외부층의 수지를 압출하였다. 압출률은 양 외부층이 각각 15중량%,중간층이 70중량%가 되도록 행하였다.
(2) 인장강도, 파단점신장률
다층시트를 이용해서, ASTM D638에 따라 인장강도 및 파단점신장률을 측정하였다. 또, 1호시험편을 이용해서 인장속도는 200㎜/분으로 하였다. 인장강도는 시험편이 파단된 때의 파단점강도로 표시하였다.
(3) 고속천공성(High speed puncture property)
다층시트를 이용해서 ASTM D3763에 따라 평면충격강도를 측정하였다. 토요세이키세이사쿠쇼의 "낙추형 그라픽임팩트테스터"를 이용해서 높이 80㎝로부터 질량 7.5kg의 추를 시험편의 편평면상에 자연낙하시켜, 추의 하부에 설치되어 있는 스트라이커에 의해서 시험편을 완전히 파괴 또는 관통시켰다. 이 때의 파괴의 토탈에너지값을 구하였다.
(4) 진공성형
다층시트를 이용해서 54(9×6)개 물품용의 진공성형금형을 이용해서 히터온도 300℃에서 가열해서 두부형상으로 진공성형하였다. 1개의 성형품크기는 길이 78㎜, 폭 110㎜, 깊이 43㎜, 플랜지폭 8㎜였다. 냉각시간은 샘플에 좌우되었고, 성형품의 변형 등이 일어나지 않도록 충분히 냉각을 행하였다. 각 냉각시간을 기록하였다.
(5) 내유성
진공성형에 의해 얻어진 그릇에 샐러드유를 그릇용적에 대해서 20체적%의 양으로 넣고, 24시간 40℃에서 방치하였다. 오일이 누출되지 않은 경우에는, 그 평가는 '', 오일이 누출된 경우에는 'Ｘ'로 표시하였다.
(6) 히트시일링
두께 약 50㎛의 나일론-폴리프로필렌 2층필름을 폴리프로필렌층이 시트쪽이 되도록 덮개재료로서 히트시일을 행하였다. 조건은 200℃, 3초간 및 압력 2.5kg/㎠를 이용하였다.
(7) 접착강도
인장속도 200㎜/분에서 180°박리각(덮개부와 그릇부사이의 각도)에서의 접착강도를 측정하였다. 시일폭에 대한 강도로 접착강도를 표시하였다. 박리상태는 덮개부와 그릇부가 명백히 박리되고, 또 60g/㎜이상의 접착강도를 나타낸 경우를 "", 필름이 찢어질 정도로 강하거나, 너무 용이하게 박리된 경우를 "Ｘ"로 표시하였다.
실시예
1 2 3 4 5
3층시트중 양외부층의 조성
(A)성분 종류*1양(중량%) A135.3 A135.3 A135.3 A135.3 A135.3
(B)성분 종류*2양(중량%) B157.1 B157.1 B157.1 B157.1 B157.1
(C)성분 종류*3양(중량%)종류*3양(중량%) C12.8C34.8 C12.8C44.8 C12.8C54.8 C12.8C64.8 C22.8C44.8
기타 종류*4양(중량%)
3층시트중 중간층의 조성*5
E1 E1 E1 E1 E1
평가
시트인장강도MD(kgf/㎠)TD(kgf/㎠) 250177 244191 245148 196205 205174
시트인장파단점신장률MD(%)TD(%) 21987 217110 20647 78213 169107
고속천공성(J) 2.7 2.4 2.6 1.9 2.3
진공성형 냉각시간(초) 4 4 4 4 4
내유성
접착성 강도(g/㎜)박리상태 81.2 70.8 83.6 70.0 99.5
실시예
6 7 8 9
3층시트중 양외부층의 조성
(A)성분 종류*1양(중량%) A135.3 A235.3 A235.3 A137.0
(B)성분 종류*2양(중량%) B157.1 B157.1 B257.1 B160.0
(C)성분 종류*3양(중량%)종류*3양(중량%) C22.8C64.8 C22.8C64.8 C22.8C64.8 C23.0C64.8
기타 종류*4양(중량%)
3층시트중 중간층의 조성*5
E1 E1 E1 E1
평가
시트인장강도MD(kgf/㎠)TD(kgf/㎠) 176187 229230 148178 229166
시트인장파단점신장률MD(%)TD(%) 106259 177216 5683 404
고속천공성(J) 2.0 2.7 2.3 0.4
진공성형 냉각시간(초) 4 4 4 4
내유성
접착성 강도(g/㎜)박리상태 78.0 85.2 86.0 62.4
실시예
10 11 12 13 14
3층시트중 양외부층의 조성
(A)성분 종류*1양(중량%) A126.5 A126.5 A226.5 A126.5 A127.8
(B)성분 종류*2양(중량%) B166.7 B166.7 B166.7 B166.7 B170.0
(C)성분 종류*3양(중량%)종류*3양(중량%) C22.1C34.7 C22.1C64.7 C22.1C64.7 C72.1C34.7 C22.2
기타 종류*4양(중량%)
3층시트중 중간층의 조성*5
E1 E1 E1 E1 E1
평가
시트인장강도MD(kgf/㎠)TD(kgf/㎠) 201143 192182 232228 192135 199227
시트인장파단점신장률MD(%)TD(%) 22896 125188 188192 19082 1023
고속천공성(J) 3.0 2.8 3.2 2.5 0.59
진공성형 냉각시간(초) 4 4 4 4 4
내유성
접착성 강도(g/㎜)박리상태 104 112 82.0 95 113
비교예
1 2 3 4 5
3층시트중 양외부층의 조성
(A)성분 종류*1양(중량%) A140 A135.3 A135.3
(B)성분 종류*2양(중량%) B160 B157.1 B157.1
(C)성분 종류*3양(중량%)종류*3양(중량%) C22.8C84.8 C87.6
기타 종류*4양(중량%) D1100 D2100
3층시트중 중간층의 조성*5
E1 E2 E1 E1 E1
평가
시트인장강도MD(kgf/㎠)TD(kgf/㎠) 330173 270233 266168 245159 256179
시트인장파단점신장률MD(%)TD(%) 4320 608 31 204 52
고속천공성(J) 1.5 2.5 0.3 0.3 0.4
진공성형 냉각시간(초) 3 8 4 4 4
내유성 Ｘ
접착성 강도(g/㎜)박리상태 15.0Ｘ *6Ｘ 43.2Ｘ 56.8Ｘ 48.2Ｘ
*1: (A)성분
A1: 폴리스티렌수지(일본 폴리스티렌(주)제 HIPS, 상품명=JPS H640, MFR=2.8g/10분, 밀도=1.05g/㎤, 평균겔입자직경=2.2㎛, MFR측정조건=200℃, 하중 5kgf)
A2: 폴리스티렌수지(일본 폴리스티렌(주)제 HIPS, 상품명=JPS H655, MFR=2.7g/10분, 밀도=1.04g/㎤, 평균겔입자직경=0.2㎛, MFR측정조건=200℃, 하중 5kgf)
*2: (B)성분
B1: 폴리프로필렌(일본 스미토모카가쿠코교(주)제, 상품명=스미토모 노블렌 AD571, MFR=0.5g/10분, 밀도=0.90g/㎤, MFR측정조건=230℃, 하중 2.16kgf)
B2: 폴리프로필렌(닛뽄폴리켐(주)제, 상품명=E401ETX, MFR=2.5g/10분, 밀도=0.90g/㎤, MFR측정조건=230℃, 하중 2.16kgf)
*3: (C)성분: 각각의 (C)성분의 용해성 파라미터(SP)로서, 상기 식 1의 계산에 의해 얻어진 결과를 표3에 표시한다.
C1: 에틸렌-메틸메타크릴레이트공중합체(일본 스미토모카가쿠코교(주)제, 상품명=ACRYFT CM5019, 메틸메타크릴레이트함량=30중량%, MFR=20g/10분, MFR측정조건=190℃, 하중 2.16kgf)
C2: 에틸렌-메틸메타크릴레이트공중합체(일본 스미토모카가쿠코교(주)제, 상품명=ACRYFT WM403, 메틸메타크릴레이트함량=38중량%, MFR=15g/10분, MFR측정조건=190℃, 하중 2.16kgf)
C3: 스티렌-부타디엔공중합체(JSR(주)제, TR2250, 스티렌함량=50%, 부타디엔함량=50%)
C4: 스티렌-부타디엔블록공중합체(JSR(주)제, TR2400, 스티렌함량=60%, 부타디엔함량=40%)
C5: 스티렌-부타디엔블록공중합체(JSR(주)제, TR2000, 스티렌함량=40%, 부타디엔함량=60%)
C6: 스티렌-이소프렌블록공중합체수소첨가물(쿠라래이(주)제, 상품명=셉톤2104, 스티렌함량=65%, 이소프렌함량=35%)
C7: 에틸렌-아세트산비닐공중합체(스미토모카가쿠코교(주)제, 상품명=스미테이트 RB-11, 아세트산비닐함량=41중량%, MFR=60g/10분, MFR측정조건=190℃, 하중 2.16kgf)
C8: 폴리메틸메타크릴레이트(스미토모카가쿠코교(주)제, 상품면=스미펙스-BMHG, MFR=0.5g/10분, MFR측정조건=ASTM D1238)
*4: (D)성분
D1: 폴리스티렌수지(일본 폴리스티렌(주)제 HIPS, 상품명=JPS H640, MFR=2.8g/10분, 밀도=1.05g/㎤, 평균겔입자직경=2.2㎛, MFR측정조건=200℃, 하중 5kgf)
D2: 폴리프로필렌(일본 스미토모카가쿠코교(주)제, 상품명=스미토모 노블렌 AD571, MFR=0.5g/10분, 밀도=0.90g/㎤, MFR측정조건=230℃, 하중 2.16kgf)
*5: (E)성분
E1: 폴리스티렌수지(일본 폴리스티렌(주)제 HIPS, 상품명=닛뽄폴리스티 H640, MFR=2.8g/10분, 밀도=1.05g/㎤, 평균겔입자직경=2.2㎛, MFR측정조건=200℃, 하중 5kgf)
E2: 폴리프로필렌(일본 스미토모카가쿠코교(주)제, 상품명=스미토모 노블렌 AD571, MFR=0.5g/10분, 밀도=0.90g/㎤, MFR측정조건=230℃, 하중 2.16kgf)
*6: 접착강도가 너무 강해서 덮개를 박리할 수 없었다.
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8
ρ(g/㎤) 0.94 0.96 0.96 0.97 0.95 0.96 0.97 1.19
반복단위의 분자량M 35.7 38.5 71.1 75.9 66.9 60.0 38.7 100
∑Fi 321 341 628 667 593 529 343 778
SP 8.45 8.50 8.48 8.52 8.42 8.46 8.60 9.26
상기 결과로부터 다음과 같은 것을 알 수 있다. 본 발명의 조건을 만족하는 모든 실시예는, 그릇부를 작성하기 위한 시트의 진공성형 및/또는 압공성형시의 치수안정성이 우수하고, 짧은 시간에 성형할 수 있고, 또 내충격성, 강성, 내유성 및 내약품성이 우수한 그릇과, 그릇으로서 충분한 접착강도를 지니며, 덮개부의 필름을 손으로 박리함으로써 용이하게 내용물을 꺼낼 수 있는 개봉용이성 용기를 제공할 수 있었다. 한편, 그릇부가 단층의 폴리스티렌수지인 비교예 1은 내유성 및 접착강도가 나쁘다. 마찬가지로 그릇부가 폴리프로필렌의 단층인 비교예 2는 진공성형단계에서의 냉각시간이 장시간 필요하며, 또 덮개부와 필름간의 접착강도가 너무 강해서 양호하게 박리를 행할 수 없었다. (C)성분을 함유하지 않는 비교예3은 인장파단점신장률, 내충격강도 및 접착성이 나빴다. 용해성 파리미터(SP)가 규정범위밖인 폴리머를 (C)성분로서 이용한 비교예 4 및 5는 인장파단점신장률, 내충격강도 및 접착성이 나빴다.
이상 본 발명에 의하면, 내용물의 누설을 방지하고, 덮개부의 필름을 손으로 떼어 냄으로써 내용물을 쉽게 꺼낼 수 있으며, 또, 그릇부를 작성하기 위한 시트의 진공성형시 및/또는 압공성형시의 성형성이 우수한 동시에 단시간에 효율종게 성형할 수 있는 그릇부 및 덮개부로 이루어진 용기유닛 및 이 용기유닛을 이용한 개봉용이성 용기를 제공할 수 있다.

Claims (17)

  1. 3층으로 이루어진 다층시트를 성형함으로써 얻어진 그릇(1)에 있어서, 상기 다층시트의 두 표층부(a)가 이하의 (A), (B) 및 (C)성분을 함유하는 수지조성물로 이루어지고, 다른 층부는 이하의 (D)성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 그릇:
    (A) 폴리스티렌계 수지 1 내지 96중량%,
    (B) 폴리올레핀계 수지 96 내지 1중량%,
    (C) 용해성 파라미터(SP)가 8.40 내지 8.70인 1종 혹은 2종의 폴리머[상기 수지(A) 및 (B)를 배제함] 3 내지 25중량% 및
    (D) 폴리스티렌계 수지.
  2. 제 1항기재의 그릇(1)과 하기 표층부(b)를 지닌 덮개(2)를 구비한 용기유닛에 있어서,
    2층필름으로 구성된 상기 용기의 덮개(2)는, 두 표층부(b)가 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지 혹은 폴리올레핀계 수지와 폴리스티렌계 수지와의 혼합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 용기유닛.
  3. 제 2항에 있어서,상기 그릇(1)의 (A)성분의 폴리스티렌계 수지가 1 내지 50중량%, (B)성분의 폴리올레핀계 수지가 96 내지 50중량%이고, 덮개(2)에 있어서, 2층필름의 한쪽의 표층부(b)가 폴리올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 용기유닛.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 그릇(1)의 (A)성분의 폴리스티렌계 수지가 96 내지 50중량%, (B)성분의 폴리올레핀계 수지가 50 내지 1중량%이고, 덮개(2)에 있어서, 2층필름의 한쪽의 표층부(b)가 폴리스티렌계 수지인 것을 특징으로 하는 용기유닛.
  5. 제 2항 내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 덮개(2)의 폴리올레핀계 수지가 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 용기유닛.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 (C)성분의 폴리머가, 불포화카르복시산, 불포화카르복시산에스테르 및 아세트산비닐중의 1종의 비닐모노머와 에틸렌으로 이루어진 공중합체 및 스티렌계 공중합체의 1종 혹은 2종인 것을 특징으로 하는 그릇.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 (C)성분의 폴리머가 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 및 스티렌-부타디엔 공중합체의 1종 혹은 2종인 것을 특징으로 하는 그릇.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 (C)성분의 폴리머가 에틸렌-메틸메타크릴레이트 공중합체 및 스티렌함량이 35 내지 70중량%인 스티렌-부타디엔 공중합체의 1종 혹은 2종인 것을 특징으로 하는 그릇.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 (C)성분의 폴리머가 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 스티렌-부타디엔 공중합체의 1종 혹은 2종인 것을 특징으로 하는 그릇.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 (C)성분의 폴리머가 에틸렌-아세트산비닐 공중합체 및 스티렌함량이 35 내지 70중량%인 스티렌-부타디엔 공중합체의 1종 혹은 2종인 것을 특징으로 하는 그릇.
  11. 제 2항에 있어서, 제 6항 내지 제 10항중 어느 한 항에 기재된 그릇(1)을 이용하는 것을 특징으로 하는 용기유닛.
  12. 제 2항 또는 제 11항에 기재된 용기부재(1) 및 (2)를 표층부(a)와 표층부(b)에 의해 서로 접착시킨 것을 특징으로 하는 개봉용이성 용기.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 용기부재(1) 및 (2)를 표층부(a)와 표층부(b)에서 히트시일에 의해 서로 접착한 것을 특징으로 하는 개봉용이성 용기.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 개봉용이성 용기가 식품용기인 것을 특징으로 하는 개봉용이성 용기.
  15. 제 14항에 있어서, 두부용기인 것을 특징으로 하는 개봉용이성 용기.
  16. 제 2항 또는 제 11항에 기재된 용기유닛을 이용해서 식품을 포장하는 방법에 있어서, 식품을 그릇속에 채워 넣는 공정과, 덮개와 그릇을 접착시키는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 식품포장방법.
  17. 제 16항의 방법에 의해 얻어진 식품포장품.
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