KR100856160B1

KR100856160B1 - 식품포장용 라미네트

Info

Publication number: KR100856160B1
Application number: KR1020037007051A
Authority: KR
Inventors: 얀센안네그레트; 젠케르볼프강
Original assignee: 애이취 . 비. 풀러. 라이센싱 앤드 파이년싱, 인코포레이티드
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2008-09-03
Also published as: MXPA03004703A; AU1907902A; JP2004514576A; DE60141772D1; PL362174A1; EP1377448B1; CZ20031377A3; NO20032427D0; EP1377448A2; RU2274553C2; YU42003A; ZA200304005B; IL156035A0; AU2007201723B2; JP4814481B2; CA2429549A1; EE200300258A; NO20032427L; HUP0301951A2; SK6302003A3

Abstract

본 발명은 유연한 포장재에 관한 것으로, 구체적으로는 식품, 음료, 의약, 장난감과 그 포장에 사용되는 라미네트 및 그 용도에 관한 것이다. 이런 라미네트는 필름-필름 및 필름-호일 라미네트로서, 고온용융 적층접착제를 이용한 일반적인 식품포장용도로 적합하다. 이런 라미네트들에는 휘발성 오염물, 특히 침투성 이소시아네이트와 방향족 아민이 거의 없다.

Description

식품포장용 라미네트{Food packaging laminates}

본 발명은 유연한 포장재에 관한 것으로, 구체적으로는 식품, 음료수, 약품, 장난감 포장용의 라미네트(laminate)와 그 용도, 이런 라미네트의 생산방법, 제품 포장방법 및 대응 포장에 관한 것이다.

라미네트로 이루어진 랩, 백, 파우치에 식품을 포장하는 것은 널리 알려져 있다. 식품포장용으로 바람직한 재료는 흔히 제1 기질과 제2 기질로 구성되고, 제1 기재는 필름과 같은 것으로서 얇고 투명하지만 인쇄할 수는 없으며, 제2 기재는 (더 두꺼운) 필름으로서 금속호일이나 금속필름 등이다.

과거에는 이렇게 필름끼리 적층하거나 필름과 호일을 적층한 적층물은 흔히 휘발성 유기용매계 적층접착체를 이용해 생산되었지만, 최근에는 환경규제로 인해 수용성 접착제, 구체적으로는 폴리우레탄 분산제나 아크릴 에멀션 등을 사용하고 있다.

폴리우레탄 분산제의 예가 미국특허 5,494,960, 5,532,058, 5,861,410, 5,907,012, 5,834,554에 기재되어 있다. 미국특허 5,907,012는 특히 간접적인 식품접촉포장에 관한 것이고, 미국특허 5,834,554는 직접적인 식품접촉 포장에 관한 것이다.

최근, 라미네이트 분야에서는 용매없는(무용매) 2성분 반응접착제에 투자하기 시작했다. 이들중 몇몇은 고온에서 사용되지만, 고온 용융접착제는 아니다.

또, 식품산업에서는 비슷한 라미네이트를 식품포장재로 사용하기 시작했다. 이런 라미네이트들은 대개 반응성 폴리우레탄계 적층접착제를 이용해 생산된다.

그러나, 무용매 반응적층접착제를 이용해 필름끼리 접착하거나 필름과 호일을 접착한 라미네이트들은 비록 2성분 폴리우레탄 적층접착제를 포함한다 해도 특히 식품포장에 있어서는 문제가 있을 수 있다. 어떤 경우, 무용매 반응적층접착제들은 아주 신중하게 경화되지 않으면 모노머를 비교적 상당량 함유할 수 있다. 이런 신중한 경화를 위해서는 시간과 에너지가 소모된다. 적층재를 이용하는 많은 경우, 이런 모노머의 함유는 문제를 일으키지는 않지만, 식품산업에서는 그렇지 않은데, 모노머가 식품에 침투할 수 있고 이는 바람직하지 않기때문이다.

특히, 어떤 경우에는 반응성 폴리우레탄 접착제를 이용할 경우 포장된 식품이 (식품의 수분과 접착제의 성분의 반응으로 생기는 것 같은) 비반응성 이소시아네이트(isocyanate)와 발암성 방향족 아민으로 오염됨이 발견되었다.

따라서, 식품포장재는 제조시에 사용되는 접착제로부터 생기는 휘발성 및/또는 침투성 오염물질을 배출할 수도 있다.

식품분야에 관한한, 이런 문제는 JIT(just-in-time) 생산과 배달에 대한 필요성의 증가에 따라 심각하였고, 완전히 경화되지 않은 라미네트들의 사용의 증가를 실질적으로 제한한다.

이와 같은 식품은 식용을 불문하고 포유동물의 몸에 접촉하도록 된 모든 물 건, 특히 음료, 의약, 유아용 장난감과 같이 인간의 입으로 들어갈 수 있는 모든 물건을 포함한다. 포유동물에는 당연히 인간도 포함된다. 신체에 접촉하면 전술한 바와 같은 휘발성 및/또는 침투성에 의해 신체를 오염시킬 가능성이 있다.

본 발명자들은 종래기술의 이런 문제점들을 극복하는 라미네트를 발명했다.

본 발명은 특히 식품포장에 사용되는 라미네트를 제공한다. 이 라미네트는 (종래의) 필름재료와 제2 (종래의) 기질의 라미네트를 기초로 하되, 고온용융 (무용매) 적층접착제를 이용하며, 이 접착제는 휘발성 및/또는 침투성 오염물, 특히 모노머나 올리고머 이소시아네이트와 방향족 아민을 함유하지 않는다.

본 발명의 다른 특징은, 식품포장시 이런 유연한 라미네트 물질의 용도와 식품류의 포장 방법을 입증하는데 있다. 라미네트는 필름-필름 및 필름-호일 라미네트일 수 있고, 용매가 없는(무용매) 고온용융 적층접착제를 이용한 통상의 식품포장에 적합하다. 이런 라미네트들에는 휘발성 오염물, 특히 침투성 이소시아네이트와 방향족 아민이 거의 없다. 이런 라미네트들은, 적층접착제를 제2 기질에 부착하기에 앞서 제1 기질에 예비성형 필름으로서 도포한다면 식품포장에 필요한 특성을 갖도록 제조될 수 있다.

적층은 인라인이나 오프라인으로 할 수 있다. 오프라인 적층을 위해서는, 기질을 고온용융 접착제로 미리 코팅하는 것이 바람직하고, 이렇게 미리 코팅된 필름을 뒤에 열융착으로 제2 기질에 부착한다. 두개의 필름의 인라인 적층작업을 적층부나 두번째 적층부에서 직접 하여, 제1 필름과 압출된(예비성형된) 접착필름 사이 에 갇힌 공기를 모두 없앨 수 있다. 갇힌 공기는 또한 오프라인 적층 기술을 이용해도 없앨 수 있다.

이렇게 예비성형된 접착필름은 비접촉 코팅법으로 생산할 수 있다. 따라서, 한쪽 필름에 무용매 고온용융 접착제를 비접촉 코팅한 다음 두개의 필름을 접촉시키고 경우에 따라 적층하면 이런 접착제를 이용한 필름-필름 라미네트들을 제조할 수 있다. 본 발명에서 참고로 한 본 출원인의 이전 출원인 PCT/EP98/01588은 코팅법, 필름과 기타 기질재료의 선택, 접착제의 선택에 관한 것이다.

본 발명은 또한 다음과 같은 단계를 포함한 식품포장용 라미네트의 형성방법에 관한 것이다.

a) 제1 기질에서 0.5mm 이상 떨어지게 슬롯노즐을 배치하고 상기 제1 기질을 경로를 따라 전진시키는 단계;

b) 상기 슬롯노즐로부터 비반응성 고온용융 접착제를 상기 제1 기질의 표면에 도포하는 단계; 및

c) 상기 제1 기질의 접착제 표면에 제2 기질을 부착하여, 휘발성 및/또는 침투성 유기물질에 의한 포장품의 오염을 낮추는 라미네트를 형성하는 단계.

상기 제1 기질의 표면에 접착제를 직접 도포하는 것, 즉 접착제가 슬롯노즐을 나갈 때와 접착제가 처음 기질에 접촉할 때 사이에는 접착제가 어떤 물체에도 접촉하지 않는 것이 바람직하다.

그러나, 어떤 경우에는, 롤러나 전사테이프와 같은 전사장치로 슬롯노즐로부터 접착제가 도포된 다음, 상기 롤러나 테이프로부터 기질 표면에 접착제를 코팅할 수도 있다. 또, 이런 방식에서는, 슬롯노즐이 전사장치와 접촉하지 않는 것이 좋다. 이런 경우, 노즐을 전사장치에서 0.5mm 이상 떨어지게 배치하되, 그 간격은 더 크게 할 수도 있다.

끝으로, 본 발명은 포유동물의 신체, 특히 인체와 접촉할 우려가 있는 물건, 특히 식품, 음료, 의약, 유아용 장난감과 같이 먹을 수 있거나 입에 닿을 수 있는 물건의 포장방법과, 이렇게 포장된 물건에 관한 것이다.

도 1A는 본 발명을 실시하기에 적합한 코팅/적층 장비의 기본구조도;

도 1B, 1C는 본 발명을 실시하기에 적합한 코팅/적층 장비의 다른 구조도;

도 2-10은 본 발명을 실시하기 위한 바람직한 장비를 보여주는 도면들.

본 발명의 유연한 식품포장재는 일반적으로 식품포장분야에서 흔히 사용되는 열융착 가능한 백이나 파우치 형태이지만, 이런 백이나 파우치를 생산하거나 포장하기 위한 직물지나 시트지 형태일 수도 있다. 예컨대, 전술한 바와 같은 비접촉 코팅법에 의한 고온용융 접착필름의 예비성형은 라미네트 재료의 제조공정중에 일어난다. 이를 위해, 전술한 PCT/EP98/01588에 설명된 장치를 사용할 수 있다. 사용되는 고온용융 접착제의 양은 이런 형태의 라미네트에 일반적인 단위면적당 중량범위에 일치하지만, 일반적으로 하한값 부근에 가까운데, 본 발명에서 채택한 비접촉 코팅법에서는 줄무늬와 같은 문제를 일으키지 않고 아주 적은 중량을 사용할 수 있기때문이다.

20 g/㎡ 이하, 바람직하게는 10 g/㎡ 이하, 더 바람직하게는 약 2 내지 6 g/㎡의 코팅량이 가능하다.

이런 비접촉 코팅법은 특히 식품포장에 적당하다. 본 발명의 식품포장용 라미네트는 당분야에 알려진 통상의 필름기질을 보통 사용한다. 따라서, 필름 재료로는 흔히 LDPE, PE, PP와 같은 폴리올레핀이나 PET와 같은 폴리에스테르이고; 제2 기질은 흔히 PE, PP와 같은 더 두꺼운 폴리올레핀이나, PET나 나일론 필름이다. 금속 PP나 PET와 같은 금속필름을 사용할 수도 있다. 본 발명에서 사용된 필름은 대개 열융착된다. 이런 필름이나 기질재료에 대해서는 TAPPO 1966 Polymer, Laminations and Coatings Conference에서 발표된 B.S. Glassbrenner의 "Third Generation Solventless Laminating Adhesive for the Flexible Packaging Market"에 설명되어 있고, 그 내용은 본 발명에서 참고하였다.

고온용융 적층접착제를 이용하는 그래픽 분야에서의 필름-종이 라미네트에 대해서는 미국특허 5,958,178에 기재되어 있다.

본 발명에서는 생분해성 물질, 특히 생분해성 고온용융 접착제와 필름을 사용하는 것이 특히 유리할 수 있다. 이런 생분해성 물질은 본 발명에서 참고로 한 PCT/US94/09666에 기재되어 있다.

이런저런 형태의 고온용융 접착제를 이런 코팅법과 함께 사용하여 건조단계나 용매증발단계 없이도 모노머나 휘발성 유기제를 감소시킬 수 있고, 접착제 코팅량을 줄일 수 있다. 이는 식품포장에 특히 중요하다. 반응성 용매나 수용성 에멀션과 용매없는 반응성 접착제는 모노머, 올리고머, 기타 불순물의 양이 적은 접착제 를 얻기 위해 신중하게 제조되어야만 하지만, 특히 소량을 사용할 때 식품포장에 적당한 열가소성 물질로 이렇게 적은 양을 얻기는 쉽다.

본 발명에 바람직한 접착제는 PCT/EP98/01588에 설명된 것을 포함한다. (메타)아크릴산과 올레핀의 코폴리머; (메타)아크릴산 유도체와 올레핀의 코폴리머; (메타)아크릴산 에스테르와 올레핀의 코폴리머; 비닐화합물과 올레핀의 코폴리머; 폴리-알파-올레핀, 특히 어택틱(atactic) 폴리-알파-올레핀(APAO); 열가소성 합성고무; 특히 에틸렌 및/또는 프로필렌에 기초한 메탈로센-촉매화된 폴리머; 이오노머 및 코폴리머; 및 이들 열가소성 폴리머의 두가지 이상의 혼합물에 기초한 비반응성 고온용융 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.

특히 유용한 것으로는, 지방족 탄화수소 수지, 방향족 탄화수소 수지, 목재나 콜로포늄 수지, 폴리에틸렌이나 폴리에틸렌 왁스, 또는 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, Vestoplast 703.RTM.(Huls) 등의 비정질 폴리올레핀과 같은 열가소성 물질을 포함한다. 특히 유용한 고온용융 접착제로는 Advantra^?이 있는데, 이것은 모노머 함량이 낮고 분자량분포가 좁으며 점성이 낮아 첨가제나 희석제 없이도 쉽게 코팅할 수 있다.

열가소성 폴리머가 에스테르의 양, 용융흐름지수, 융점 또는 연화온도범위에 있어서 다른 2가지, 심지어는 3가지 다른 EnBA 성분들을 함유한다면 구체적인 장점들을 얻을 수 있다. 열가소성 폴리머가 10분당 그램으로 표현한 용융흐름지수(MFI; melt flow index)에 있어서 4 내지 10 정도 다른 두가지 이상의 EnBA를 함유하는 것이 특히 바람직하다.

폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, Vestoplast 70^?(Huls)등의 비정질 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 비배합 열가소성 물질은 본 발명의 적층 접착제로 사용하기에 적합할 수 있다.

"메탈로센 폴리올레핀"으로 표현되는 바람직한 형태의 폴리올레핀은 단일위치 촉매(single-site catalyst)로 생산되어, 코모노머 가지가 균질하게 분포되고 분자량 분포 M_w/M_n은 3 이하, 바람직하게는 2.5 이하로 좁다. "메탈로센"이란 코폴리머의 제조공정에 사용되는 특정 촉매에 관련되어 한정된 표현은 아니고, 균질한 가지의 선형 또는 대략선형의 폴리머 구조 자체에 대한 축약적 표현일 뿐이다.

균질이란, 모든 코모노머가 주어진 인터폴리머 분자내에 랜덤하게 분포되어 있고, 거의 모든 인터폴리머 분자들이 그 인터폴리머내에서 동일한 에틸렌/코모노머 비를 가짐을 의미한다. 균질한 선형 또는 대략선형 에틸렌 폴리머들의 SDC 용융피크점은 밀도가 감소되는만큼 및/또는 수평균 분자량이 감소하는만큼 넓어질 것이다. 그러나, 불균질한 폴리머와는 달리, (밀도가 0.940 g/㎤ 이상인 폴리머의 경우 처럼) 균질한 폴리머의 융융 피크점이 115℃ 이상일 때, 이런 폴리머들은 뚜렷하게 낮은 온도의 용융 피크점을 갖지는 않는다.

그 외에도 또는 그 대신에, 폴리머의 균질성은 흔히 SCBDI(Short Chain Branch Distribution Index)나 CDBI(Composition Distribution Branch Index)로도 표현되고 코모노머의 총 중앙 몰함량의 50% 내에서 코모노머 함량을 갖는 폴리머 분자량의 비율로 정의된다. 폴리머의 SCBDI는 당분야에 알려진 기술에서 얻어진 데이타, 예컨대 전술한 바와 같이 Polymer Science지 20권 441페이지(1982년)에 실린 Wild 일행의 기사나, 미국특허 4,798,082(Hazlitt 일행), 5,089,321(Chum 일행)에 설명된 승온용리분별(TREF; temperature rising elution fractionation)과 같은 데이타로부터 쉽게 계산되고, 이들 내용은 모두 본 발명에 참고하였다. 본 발명에 사용된 균질한 선형과 대략선형인 에틸렌/알파-올레핀 폴리머의 SCBDI나 CDBI는 50% 이상이 바람직하다.

불균질 폴리머로는 뚜렷한 용융 피크점이 고밀도 부분으로 인해 115℃보다 높은 DSC 용융곡선과 선형 주쇄를 갖는 것을 특징으로 하는 에틸렌/알파-올레핀이 있다. 고밀도 인터폴리머들은 일반적으로 (인터폴리머의 밀도가 약 0.960 g/cc보다 작을 때) M_w/M_n이 3 보다 크고 그 CDBI는 통상 50 이하인데, 이런 인터폴리머들은 코모노머 함량과 단측쇄의 양이 다른 분자들의 혼합물임을 의미한다.

본 발명에 유용한 균질 폴리에틸렌은 두개의 넓은 카테고리로 분류할 수 있는바, 선형 균질 폴리에틸렌과 대략선형 폴리에틸렌으로서, 두가지 모두 공지되어 있다.

균질 선형 에틸렌 폴리머들은 오래전부터 시중에서 구입할 수 있었다. Elston의 미국특허 3,645,992에 예로 든 것처럼, 균질 선형 에틸렌 폴리머들은 지르코늄-바나듐 촉매계와 같은 Ziegler형 촉매를 이용한 통상의 중합공정으로 제조할 수 있다. Ewen 일행의 미국특허 4,937,299와 Tsutsui 일행의 미국특허 5,218,071에는, 균질 선형 에틸렌 폴리머의 제조를 위해 하프늄에 기초한 촉매계와 같은 메탈로센 촉매의 이용에 대해 설명하고 있다. 균질 선형 에틸렌 폴리머들은 통상 분자량 분포 M_w/M_n이 약 2인 것을 특징으로 하고, 시중에서 구입할 수 있는 균질 선형 에틸렌 폴리머의 예로는 미쓰이 석유화학공업에서 Tafmer™란 상표로 판매하는 수지나, 엑슨화학에서 Exact™이란 상표로 판매하는 수지가 있다.

대략선형 에틸렌 폴리머(SLEP; substantially linear ethylene polymer)는 장측쇄를 갖는 균질폴리머이다. 이에 대해서는 미국특허 5,272,236과 5,272,272에 설명되어 있는데, 이들 모두 본 발명에 참고하였다. SLEP는 다우케미컬에서 Insite™으로 판매하는 것이나 Affinity™폴리올레핀 플라스토머(POP)와 같은 것이 있다. SLEP는, 본 발명에서 참고로 한 유럽특허출원 416,815-A에 설명한 것과 같이, 기하구속촉매(constrained geometry catalyst)의 존재하에 슬러리나 기체상의 용액, 바람직하게는 용액상의 용액을 통해 에틸렌과 하나 이상의 선택적인 알파-올레핀 코모노머를 중합하여 제조될 수 있다. 기하구속촉매에 대해서는 뒤에 더 자세히 설명한다.

"대략선형"이란, 균질 코모노머 혼합으로 인한 단측쇄 이외에, 폴리머 주쇄가 탄소 1000개당 평균 0.01-3개의 장측쇄로 치환된다는 점에서 에틸렌 폴리머가 장측쇄를 갖는 것을 특징으로 함을 의미한다. 본 발명에 사용하기에 바람직한 대략선형 폴리머들은 탄소 1000개당 0.01개 내지 1개의 장측쇄로, 더 바람직하게는 탄소 1000개당 0.05개 내지 1개의 장측쇄로 치환된다. "대략선형"과 대조적으로, "선 형"이란, 폴리머가 측정 가능하거나 명확한 장측쇄가 부족함을, 즉 폴리머가 탄소 1000개당 평균 0.01개 미만의 장측쇄로 치환됨을 의미한다.

에틸렌/알파-올레핀 혼입을 위해, 폴리머 주쇄에 알파-올레핀(들)을 혼입함으로써 장측쇄는 단측쇄보다 길다. 각각의 장측쇄는 폴리머 주쇄와 같은 코모노머 분포를 갖고 이것이 부착되는 폴리머 주쇄와 같은 길이일 수 있다.

장측쇄의 존재는 C¹³핵자기공명(NMR; nuclear magnetic resonance) 분광법을 이용해 에틸렌 폴리머에서 측정할 수 있고 본 발명에서 참고로 한 Randall에 의한 방법(Rev. Macromol. Chem. Phys., C.29, V.2&3, p.285-207)을 이용해 측정된다.

사실상, 현재의 C¹³핵자기공명 분광법으로는 탄소원자가 6개를 넘는 장측쇄의 길이는 측정할 수 없다. 그러나, 에틸렌/1-옥텐 인터폴리머를 포함한 에틸렌 폴리머에서 장측쇄의 존재를 판단하는데 유용한 다른 기술도 있다. 이런 두가지 방법은 GPC-LALLS(gel permeation chromatography coupled with a low angle laster light scattering detector)와 GPC-DV(gel permeation chromatography coupled with a differential viscometer detector)가 있다. 장측쇄 검출에 이들 기술을 이용하는 것과 아래 이론들은 문서로 잘 정리되어 있다. John Wiley & Sons, New York(1991) pp.103-112에 실린 Rudin, A.,의 Modern Methods of Polymer Characterization과 Zimm, G.H와 Stockmayer의 W.H., J. Chem. Phys., 17, 1301(1949)를 참조하면 되고, 이들 둘다 본 발명에서 참고하였다. 또, 다우케미컬사의 직원인 A. Willem de Groot와 P. Steve Chum은 세인트루이스에서 1994년 10월 4일 개최된 Federation of Analytical Chemistry and Spectroscopy Society(FACSS) 회의에서 GPC-DV가 대략선형 에틸렌 폴리머에서 장측쇄의 존재를 측정하는데 유용한 기술임을 입증하는 데이타를 제시했다.

본 발명에서 사용된 대략선형 에틸렌/알파-올레핀 인터폴리머에서 장측쇄가 존재하면, 기체압출측정법(GER; gas extrusion rheometry) 결과 및/또는 용융흐름 I₁₀/I₂의 관점에서 측정표현된 측정특성들이 개선된다는 주요 효과를 볼 수 있는데, 용융흐름은 M_w/M_n과는 무관하게 변할 수 있다.

대략선형 에틸렌 폴리머들은 다음과 같은 특징을 갖는바:

(a) 용융흐름비 I₁₀/I₂는 5.63 이상,

(b) 겔투과 크로마토그래피법(GPC)으로 측정된 분자량 분포 M_w/M_n은 다음 방정식으로 정의됨:

(M_w/M_n) (I₁₀/I₂)-4.63

(c) 대략선형 에틸렌 폴리머의 표면용융파괴 초기에서의 임계전단율이 선형 에틸렌 폴리머의 표면용융파괴 초기에서의 임계전단율보다 50% 이상 크도록 기체압출측정법으로 측정한 총 용융파괴 초기에서의 임계전단응력은 4x10⁶dynes/㎠보다 큰데, 이때 대략선형 에틸렌 폴리머와 선형 에틸렌 폴리머는 동일한 코모노머를 함유하고, 선형 에틸렌 폴리머는 대략선형 에틸렌 폴리머의 10% 내의 I₂, M_w/M_n 및 밀도를 가지며, SLEP와 선형 에틸렌 폴리머의 각각의 임계전단율은 기체압출측정법을 이용해 동일한 용융온도에서 측정됨,

(d) 단일 시차주사열량계(DSC; differential scanning calorimetry)로 측정한 용융 피크점은 -30℃ 내지 150℃.

겉보기 전단응력대 겉보기 전단율 그래프를 이용해 용융파괴현상을 확인하고 에틸렌 폴리머의 임계전단율과 임계전단응력을 측정한다.

그 내용을 본 발명에 참고로 한 1986년 발간된 Journal of Rheology, 30(2), 337-357의 Ramamurthy에 따르면, 소정의 임계유량 이상에서 관찰된 압출팽화물(extrudate)의 불규칙성은 크게 두가지 타입, 표면용융파괴와 총용융파괴로 넓게 분류할 수 있다.

표면용융파괴는 층류상태에서 발생하고 자세하게는 반사막 광택의 손실로부터 더 심각한 형태의 "샤크스킨(sharkskin)"까지를 포함한다. 여기서, 전술한 GER을 이용해 측정된대로, 표면용융파괴의 초기(OSMF; onset of surface melt fracture)란 광택손실 개시점을 말하고, 이 때에는 압출팽화물의 표면거칠기를 40배 확대해서만 검출할 수 있다. 대략선형 에틸렌 폴리머의 표면용융파괴 초기에서의 임계전단율은 기본적으로 I₂와 M_w/M_n이 동일한 선형 에틸렌 폴리머의 표면용융파괴 초기에서의 임계전단율보다 적어도 50% 크다.

총용융파괴는 층류상태가 아닐 때 발생하고, 자세하게는 규칙적(거친것과 부드러운 것이 교호적이거나 나선형 등)인 것에서부터 랜덤한 왜곡까지 포함한다. 필름, 코팅, 몰딩의 성능을 상업적으로 가능한한 최대화하기 위해, 표면결함은 완전 히 없애지는 못해도 최소화되어야만 한다. 본 발명에서 사용되는 대략선형 에틸렌 폴리머, 특히 밀도가 0.910 g/cc보다 큰 폴리머들의 총용융파괴 초기에서의 임계전단응력은 4x10⁶ dynes/㎠보다 크다. 표면용융파괴 초기와 총용융파괴 초기에서의 임계전단율은 GER로 압출된 압출팽화물의 표면거칠기와 구조의 변화를 기초로 사용된다. 바람직하게, 대략선형 에틸렌 폴리머는 본 발명의 제1 에틸렌 폴리머로 사용될 때의 임계전단율과 본 발명의 제2 에틸렌 폴리머로 사용될 때의 임계전단응력을 특징으로 한다.

접착제는 한가지 이상의 EMA, EnBA, 또는 균질 선형 폴리머를 100%까지 함유할 수도 있다. 바람직하게, 열가소성 폴리머 성분은 두가지 이상, 바람직하게는 3가지 이상의 다른 EnBA 성분들을 포함하는데, 여기서 하나의 EnBA 성분은 그 용융흐름지수가 나머지 EnBA 성분의 용융흐름지수보다 4배 내지 10배 높고, 상기 용융흐름지수는 10분당 그램 단위이다. 열가소성 폴리머가 한가지 이상의 EnBA 성분을 포함하면, 상기 EnBA 성분들은 에스테르 함량, 용융흐름지수 및/또는 융점이나 연화점에서 서로 다르다.

지방족 탄화수소수지와 방향족 탄화수소수지, 특히 수소화 방향족 탄화수소 수지와 알파-메틸 스티렌 수지, 콜로포늄 수지, 콜로포늄 에스테르 수지, 특히 이런 콜로포늄이나 콜로포늄 에스테르수지가 수소화된 것중에서 점착성 수지를 선택하여 사용할 수 있다. 바람직한 점착성 수지로는 중량비로 약 10-40%의 양인 수소화된 지방족 탄화수소 수지, 알파-메틸 스티렌 수지가 있다.

고온용융 적층 접착제는 하나 이상의 다른 폴리머, 구체적으로는 폴리에틸렌이나 폴리에틸렌 왁스와 같은 폴리올레핀을 더 함유할 수 있다.

접착제의 바람직한 성분비는 아래와 같다.

		적절	최상
열가소성 (코)폴리머	10-100%	20-80%	35-60%
지방족 탄화수소 수지	0-50%	0-45%	0-40%
방향족 탄화수소 수지	0-20%	0-15%	0-10%
콜로포늄 수지	0-40%	0-35%	0-30%
폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌 왁스	0-20%	0-15%	0-10%

기타, 경우에 따라 소량의 일반적 첨가제.

접착제 필름은 적은 코팅량에도 연속적이고, 라미네트는 융착시 쉽게 벗겨지거나 떨어지지 않는다. 접착제의 박리강도는 기질, 사용된 접착제 형태 및 박리각도와 속도에 따라 0.5N/15㎜에서부터 필름 파손까지의 범위에 있다.

기계의 구조는 도 1A-1C에 도시된 것과 같거나 비슷하다. 도 1A, 1B에는 코팅장치(3)에서 제1 기질(1)로 열가소성 조성물을 방출한 다음, 코팅된 접착제의 자유면에 닙롤러(5)를 이용해 제2 기질(4)을 붙이는 실시예가 도시되어 있다. 주지해야 할 것은 이 구성이 변경될 수도 있으며, 특히 제2 기질(4)은 어느 경우에나 다 사용될 필요는 없다는 것이다. 다음, 닙 롤러(5)를 이용해 열가소성 조성물을 직접 제1 기질에 적층한다. 본 실시예에서, 닙 롤러(5)는 박리코팅된 것으로서 폴리테트라플루오르에틸렌 표면층을 갖는 강철롤러일 수 있다.

도 1A, 1B에 더 구체적으로 도시된 바와 같이, 기질 1(1)은 일련의 아이들 롤러들(2)을 지나면서 코팅장치(3)에 닿기 전에 적절히 웹이 정렬되도록 한다. 기질 2(4)는 닙 롤러(5)에 의해 선택적으로 코팅면에 접착된다. 기질 1은 거의 연속 적인 열가소성 필름과 접촉하는 제1 기질이다. 기질 1은 박리코팅지를 포함한 부직포, 광범위한 필름, 호일, 기타 재료를 두루마리 형태로 제공한 모든 기질을 포함할 수 있다. 도 1A의 실시예는 닙 롤러(5)가 접착필름과 제1 기질의 접촉점에서 동일하게 떨어져 위치한 것으로서 특히 다공성 기질의 코팅에 적합하다. 도 1B의 실시예는 기질 1이 비다공성으로서 공기를 쉽게 통과시키지 않을 때 특히 적합하다. 필름을 적층할 경우, 통상 기질 1이 필름이다. 기질 2는 두루마리 형태로 제공되고 기질 1과 같거나 다른 재료일 수 있다.

도 1C는 닙 롤러(5)을 이용해 제1 기질(1)에 접착필름을 먼저 부착하는 경우를 보여주는바, 닙 롤러(5)는 도 2-10의 롤러(A,B)와 같은 적층부의 일부분이다.

다음, 롤러(C,D)로 이루어진 적층부에서 제1 기질(1)과 접촉하지 않는 자유면에 제2 기질(4)을 배치한다. 이런형태의 기계에서는, 닙 롤러(5)를 이용해 제1 기질(1)에 직접 접착필름을 적층하거나 역시 닙 롤러(5)를 이용해 제1 기질과 접착제에 제2 기질(4)을 적층할 수 있다. 시험적으로 두가지 방법을 시도했다. 고온 용융물의 분배온도는 코팅 조성, 두께, 속도에 따라 90℃ 내지 200℃, 바람직하게는 110℃ 내지 140℃이다.

기계 속도는 약 500 m/min 이하, 바람직하게는 350 m/min 이하, 더 바람직하게는 약 300 m/min 이하가 적당하다. 코팅과정중에, 접착제로 코팅할 제1 기질(1)로부터 여러 거리에서 코팅노즐로부터 접착필름이 방출된다. 또, 기질에서 노즐까지의 거리는 코팅의 품질에 영향을 주지 않는 범위내에서 수 ㎜ 내지 500㎜가 적당하지만, 10 내지 300 ㎜가 바람직하고, 20 내지 100 ㎜가 더 바람직하다.

코팅노즐에서 배출된 접착필름은 박리코팅이 입혀진 닙 롤러(5)에 의해 제1 기질에 바로 코팅되고, 이 접착제는 닙 롤러에 전혀 들러붙지 않는다. 적층압력은 변할 수 있는바, 닙 롤러가 기질을 누를 때 약 10바, 바람직하게는 약 8바, 더 바람직하게는 약 7바 정도일 수 있다.

제1 기질에 코팅된 접착제가 접착부를 떠날 때는 접착제와 제1 기질 사이에 공기가 전혀 갇히지 않음이 발견되었다.

다른 특징으로, 닙 롤러(5)의 상류측에 위치한 제2 롤러 세트로 접착층에 제2 기질을 적층할 수 있다. 역시, 이들 적층체들은 대개 줄무늬가 없고 공기가 갇히지 않으며 기타 적층결함이 없다.

코팅헤드는 기질에서 약 0.5㎜, 바람직하게는 약 2㎜, 더 바람직하게는 약 10㎜, 가장 바람직하게는 20㎜ 이하 떨어져 있을 수 있다.

접착제가 기질과 접촉하는 온도는 바람직하게는 150℃ 이하, 더 바람직하게는 120℃ 이하, 가장 바람직하게는 110℃ 이하인데, 이는 로게이지(low gauge)인 중합필름이나 융점이 낮은 필름재료를 기질로 사용하는 것이 바람직하기 때문이다.

도 2-10에는 본 발명의 여러가지 바람직한 실시예가 도시되어 있는데, 여기서는 고온 용융접착제와 같은 압출 열가소성 조성물을 제1 기질에 먼저 부착한 다음 제2 기질에 적층한다. 본 발명이 비접촉 코팅법으로 형성되어 하나의 기질에 코팅되는 하나의 연속적인 비다공성 필름을 포함할 수도 있다는 점에서 기질 2는 선택적이다. 제2 기질 없이, 도 5B는 용융조성물을 먼저 박리코팅된 롤러에 도포한 다음 닙 롤러에서 제1 기질과 접촉시키기 때문에 전사코팅을 보여준다. 다음, 제1 기질을 후속 단계에서 제2 기질에 적층할 수 있다. 여러개의 식품포장 라미네트용으로, 도 2-5A에 도시된 필름-필름 방식은 현재 가장 바람직한 적층법이다.

도 6, 7에 도시된 바와 같이, 제2 기질 없이 제1 기질에 열가소성 코팅이나 고온용융 접착제를 접촉시키는 실시예에서는, 접착제나 다공성 기질과 접촉되게 롤러에 실리콘, 테프론, 박리지와 같은 박리코팅을 배치하여 열가소성 조성물이 롤러에 들러붙지 않도록 하는 것이 중요하다. 닙 롤러에 의해 열가소성 코팅필름과 기질 사이에서 공기가 빠져나가므로, 기질과 열가소성 조성물 사이에 공기가 갇히지 않는다. 롤러 A는 열전달을 향상시키기 위해 강철실린더형이지만, 롤러 B는 대개 닙 롤러로서 고무로 이루어진다. 그러나, 많은 경우, 롤러 A가 고무롤러고 롤러 B는 외면에 박리코팅된 강철실린더인 것이 더 바람직하다(도 5B-10 참조).

도 2-10은 기질에 대해 노즐이 수직에서 수평까지 다양한 위치에 있을 수 있음을 보여준다.

도 6-9는 식품포장용으로 필름-필름 적층에 특히 적합한 실시예를 보여준다.

도 8, 9는 코팅장치에서 떨어진 위치에서 제1 기질에 제2 기질이 적층되고 있는 상태를 보여준다. 이 실시예에서는, 고온용융 접착제나 열가소성 코팅을 제2 기질에 적층하기 전에 롤러 C를 가열하여 접착제나 코팅의 오픈타임을 늘리는 것이 바람직하다. 롤러 C의 온도는 롤러 C와 D 사이에서의 적층을 위해 30-100℃ 사이에서 변할 수 있다. 한편, 롤러 C는 열가소성 코팅재나 고온용융 접착제의 경화속도를 촉진하기 위해 냉각롤러일 수도 있다. 이렇게 되면 중간저장소에서 코팅재를 생산할 경우 유용할 수 있다. 롤러 C, D에서 적층된 기질은 웹 형태이거나 시트 형태 일 수 있다(도 8, 9 참조). 도 10에 도시된 바와 같이, 롤러 C가 냉각롤러이면, 본 발명의 방법을 이용해 열가소성 조성물이 한쪽에 코팅된 필름과 같은 기질을 생산할 수 있고, 이것은 열융착에 사용될 수 있다. 물론, 다른 박리지 층을 추가하여, 중간저장소용으로 열융착재를 보호할 수도 있다(도 9 참조).

코팅장치는 기질로부터(또는 제2 기질 없이 코팅재를 전사할 경우 박리코팅된 롤러로부터, 도 5B) 0.5㎜ 이상, 바람직하게는 2㎜ 이상의 거리에 설치한다. 코팅장치를 기질에서 떨어져 설치할 수 있는 최대 거리는 실질적으로는 특히 코팅장치를 거의 수직으로 설치했을 때에 제한될 뿐이다. 그 거리는 코팅할 열가소성 조성물의 특성에 따라 약 5m 이하, 바람직하게는 약 1m 이하, 더 바람직하게는 약 500mm 이하, 가장 바람직하게는 약 2-20mm이다. 코팅중에 코팅장치와 기질 사이의 영역을 대기오염물과 공기류로부터 차단하여 기질과 접촉하기 전에 코팅물이 변형되지 않도록 하는 것이 좋다. 특히 코팅장치와 기질 사이의 거리가 500mm 이상일 경우 이렇게 하는 것이 좋다.

이 거리는 코팅할 열가소성 조성물의 점도와 오픈타임에 의해 크게 좌우된다. 이런식으로 섬유기질에서 필름코팅을 생성할 경우, 기질면의 어떤 필라멘트나 섬유도 코팅을 침투할 수 없으면서도 열가소성 조성물은 기질에 적절히 접착하기에 충분히 용융될 정도로 점도와 점착강도가 결정되도록 열가소성 조성물을 부유상태에서 충분히 냉각한다. 코팅장치와 닙 롤러 사이의 거리가 멀수록, 고온용융 접착제나 코팅제는 기질에 접촉하기 전에 더 많이 냉각될 것이다. 어떤 접착조성물에 대해서는, 이런 냉각이 기질에 대한 접착(또는 결합)에 악영향을 준다. 따라서, 닙 롤러와 코팅장치 사이의 거리로 인해 코팅제나 접착제가 더이상 기질에 적절히 접착하거나 결합하지 않을 정도로 냉각되면, 기질을 먼저 가열된 롤러에 통과시켜야 한다. 또, 도 5B에 도시된 바와 같은 전사코팅을 채택할 수도 있는데, 이 경우 박리코팅된 닙 롤러 B에 냉각액을 통과시키는 냉각장치로 닙 롤러 B의 온도를 조절할 수 있다.

롤러 A, B의 직경은 15 내지 50 mm가 바람직하다.

이어서, 충분히 냉각된 코팅재를 기질표면에 접촉시키고 기질에 깊이 침투하지 않게 표면에 접착시킨다. 열가소성 코팅제가 충분히 냉각된 뒤 분리되는 조성물이라면, 이렇게 형성된 코팅된 기질의 라미네트를 두루말아 저장할 수 있다.

한편, 실리콘 코팅지와 같은 릴리스코팅 제2 기질을 접착코팅 표면에 배치하여 이것을 이룰 수도 있다. 다음 이런 라미네트를 뒤에 사용할 수 있다. 이 라미네트는 초음파접착, 열융착, 기타 일반적인 접착법을 포함한 모든 적당한 접착기술을 이용해 접착할 수 있다.

바람직하게, 코팅작업은 다른 모든 공정 직전에 "인라인"으로 행해진다. 본 발명이 특히 적합한 인라인 공정의 예는 Billhofer Maschinenfabrik Gmbh의 독일특허 DE 195 46 272 C1에서 볼 수 있고, 그 내용은 본 발명에 참고되었다. 독일 Langenfeld의 INATEC GmbH에서 제조한 적절한 노즐이 미국특허 5,958,178에 예시되었다.

적층재료로는 합성 필름물질, 특히 이런 적층에 많이 사용되는 깨끗하고 투명한 필름물질이 바람직하다.

통상 이런 필름물질은 평평하거나 엠보싱된 필름을 포함하고, 이들 필름은 대개 OPP(oriented polypropylene), 폴리에틸렌, Mylar^?와 같은 폴리에스테르, 폴리아세테이트, 셀룰로스아세테이트 등으로 제조되고 두께가 약 5미크론 내지 50미크론이다. 이들 필름은 공통적으로 인쇄용지나 보드스톡(boardstock)에 적층되거나 밀착된다. 복합재료들은 일반적으로 필름-필름 및 필름-호일 형태로 생산되고, 라미네트용으로는 대개 금속기질이 사용된다. 이런 형태의 라미네트들은 일반적으로 그래픽아트나 포장 분야 등에서 발견된다. 본 발명의 방법을 이용하면, 일반적으로 사용되는 반응성 접착제 대신 비반응성 고온용융 접착제를 사용해 라미네트들을 생산할 수 있다.

일반적으로, 열가소성 조성물의 출구온도는 240℃ 미만이므로, 통상적인 폴리머 압출온도인 300℃ 정도보다 훨씬 낮다. 열가소성 조성물이 코팅장치에서 나갈때의 온도를 80℃ 내지 180℃ 또는 그 이상으로 할 수도 있지만, 본 발명의 비접촉 코팅시스템에서는 극히 낮은 온도에서도 코팅을 할 수 있다. 본 실시예의 경우, 열가소성 조성물의 코팅은 160℃ 미만, 바람직하게는 140℃ 미만, 더 바람직하게는 120℃ 미만, 가장 바람직하게는 110℃ 미만에서 하는 것이 좋다. 전술한 바와 같이, 충분한 냉각을 위해 코팅할 기질과 코팅장치 사이의 거리를 증가시키면서도 코팅온도를 더 높이면 이런식으로 감열물질을 코팅할 수 있다. 따라서, 통상의 코팅법에 사용되는 기계적으로 및/또는 열적으로 아주 민감한 재료(예; 매우 낮은 게이지 필름)를 본 발명의 방법을 이용해 코팅할 수 있다. 이런 민감 재료로는 로게이 지 폴리에틸렌 등이 있다.

본 발명의 실질적인 장점은, 고온용융물로부터 아주 낮은 코팅량으로도 거의 연속적으로 코팅층들이 만들어진다는데 있다. 시중에서 구입할 수 있는 고온용융물로도, 연속 코팅층들의 코팅량은 약 0.5 g/㎡ 내지 50-60 g/㎡이고, 바람직하게는 20g/㎡ 이하, 더 바람직하게는 10 g/㎡ 이하, 더욱 바람직하게는 3 g/㎡ 내지 5 g/㎡, 가장 바람직하게는 3g/㎡ 미만으로 생성될 수 있다. 그러나, 60g/㎡ 이상의 코팅중량은 기계적이고 열적인 응력의 감소가 아주 중요한 다른 경우에 유용하다.

본 발명에 따라 제조될 수 있는 아주 얇은 코팅은 본 발명의 경제성에 기여할 뿐만아니라, 재료의 강성을 대폭 줄일 수 있어서, 그 특성성 비코팅 기질에 더 가깝게된다.

본 발명은 또한 포장되는 식품류에 관한 것이기도 하다. 식품, 음료, 의약 분야에서의 포장재료와 같은 유연한 적층재료를 이용하면 모노머와 같은 휘발성 및/또는 침투성 포장재료 성분들에 의한 포장물의 오염을 피할 수 있다는 큰 장점을 얻는다. 이때문에 모노머와 그 반응물로 식품을 오염시킬 위험을 초래하지 않고 무용매 고온용융 라미네트 접착제로 식품포장용 라미네트 재료를 생산할 수 있다. 그와 동시에, 현재 기술수준의 라미네트보다 특성면에서 나쁘지 않고 우수하면서도 광학적으로도 아주 유리한 라미네트가 얻어진다.

구체적으로, 본 발명은 모노머나 올로고머(ologomer)와 같은 휘발성 포장재료 성분에 의한 포장물, 특히 식품의 오염을 감소시키기 위해 포장재료로서 고온용융 적층접착제로 제2 기질에 적층된 폴리머 플라스틱물질 필름을 포함하는 유연한 라미네트 재료의 이용에 관한 것이다. 이런 휘발성 및/또는 침투성 성분들로는 이소시아네이트 및/또는 방향족 아민이 있다.

이런 음식물들은 이미 포장된 모든 음식물로부터 선택될 수 있고, 전술한 적층 포장재료를 이용해 현재나 미래 포장될 수도 있다. 구체적으로, 이런 식품류에는 의약, 스낵식품, 과자, 수분이 많은 식품, 건조식품, 커피, 차, 열처리되고 증기처리된 것, 고압처리된 것, 과일, 야채, 고기, 생선, 치즈, 냉동식품이나 저온보관식품을 모두 포함한다. 본 발명의 포장품에는 진공포장은 물론 즉석식품과 음료수도 포함된다. 따라서, 본 발명은 필름백에 우유는 물론, 야채주스와 포도주같은 알콜음료도 필름백에 포장하는 것을 포함한다.

또, 이런 라미네트는 각종 식품, 음료수, 의약품 포장은 물론, 전술한 식품과 음료수의 무균포장에 사용할 수도 있다. 물론, 어린이나 유아가 장난감을 입에 넣을 것에 대비해 장난감을 포장하는데 사용하는 것도 본 발명의 범위내에 있다. 또, 조리된 식품의 박스나 파우치도 고려할 수 있다.

본 발명에 대해 다음 예를 들어 더 설명하겠지만, 본 발명은 이들 예에 한정되는 것은 아니다.

실례

밑의 표 1에 표현한 것과 같은 서로 다른 열가소성 폴리머, 점착부여제(tckifier), 가소제로 고온용융 접착제를 제조했다.

성분	실례1	실례2	실례3	실례4	실례5	실례6	실례7	실례8	실례9	실례10
Lotryl^?17 BA 07 EnBA 코폴리머	23	40	35	10	23	-	-	-	-	-
Lotryl^?35 BA 40 EnBA 코폴리머	15	-	-	20	15	20	15	15	-	-
Lotryl^?35 BA320 EnBA 코폴리머	17	-	-	30	17	10	16	15	20	20
Encorene^?UL150-19 EVA 코폴리머	-	-	-	-	-	20	24	23	45	45
AC-8 폴리에틸렌 왁스	5	10	-	-	5	-	5	-	5	-
AC 540 폴리에틸렌 왁스	-	-	-	-	-	-	-	-	-	5
Paraflint^?C80 폴리에틸렌 왁스	-	-	-	-	-	10	-	-	-	-
Mobil Wax 145 파라핀 왁스	-	-	-	-	-	-	-	5	-	-
Escorez^?5300 탄화수소 수지	28	38	38	38	-	23	28	30	20	20
Foral^?AX 로진산 수지	10	10	25	-	28	15	10	10	-	-
Kristalex^?F85 알파-메틸 스티렌 수지	-	-	-	-	10	-	-	-	-	-
Kristalex^?F100 알파-메틸 스티렌 수지	-	-	-	-	-	-	-	-	10	10

독일 함부르크시의 Kroenert의 변형된 PAK600 적층장치를 이용해 실례 1, 7에 표시된 조성의 고온용융 접착제로 기질을 코팅했다. 이 장치의 구조는 기본적으로 도 1A-1C에 도시된 것과 비슷하다. 이런 형태의 장치에서, 닙롤러(5)로 제1 기질(1)에 직접 접착필름을 적층하거나, 역시 닙롤러(5)로 제1 기질과 접착제에 제2 기질(4)을 적층할 수 있다. 이 테스트에서는 두가지 방법 모두 실험했다. 실례 1의 조성에 대한 고온용융물의 살포온도는 140℃였고, 실례 7의 조성에서는 110℃였다. 이들 조성에서는 실례 1, 7의 점도가 바람직하게 낮음을 보여주었다.

폴리에스테르 필름(독일 taunusstein-Wehen의 Putz Folien에서 생산된 Polyester RN 36)과 고밀도 폴리에틸렌 필름(독일 Gronau의 Mildenberger&Willing에서 구입된 HDPE KC 3664.00)에 코팅을 했다.

코팅량은 약 70 m/min의 장치 속도로 5-6 g/㎡였다(별도의 테스트에서는 2-3 g/㎡의 코팅량을 얻었다).

여러 테스트에서, 접착제를 코팅할 제1 기질(1)로부터 다양한 거리에서 코팅노즐로부터 접착필름을 배출했다. 다른 실험에서, 노즐과 기질의 거리는 코팅의 품질에 영향을 주지 않고도 수 mm에서 500㎜까지 사이에서 변할 수 있음이 밝혀졌다.

이들 실험에서 코팅노즐에서 배출된 접착필름은 박리코팅된 닙롤러(5)에 의해 제1 기질에 직접 코팅되었지만, 접착제가 닙롤러에 붙지 않음이 밝혀졌다. 적층압력을 측정하지는 않았지만, 7-8 바의 적층압력으로 기질에 닙롤러를 압착했다.

제1 기질에 코팅된 접착제는 접착제와 제1 기질 사이에 공기가 갇히지 않은 상태로 적층부를 나갔다.

다른 테스트에서, 닙롤러(5)의 상류에 배치된 제2 롤러 세트로 접착층에 제2 기질을 적층했다. 이들 적층체들은 동일한 필름을 사용해 줄무늬, 공기층 형성, 기타 다른 결함이 있는지를 검사했다.

이렇게 만들어진 적층체에는 결함이 없었다. 즉, 줄무늬, 공기갇힘, 기타 다른 결함이 관찰되지 않았다.

마찬가지로, 동일한 형태의 필름을 이용해 적층체들을 만들었지만, 표 1의 실례 2-10에 표시된 다른 접착제들도 실험했다. 그 결과 실례 1, 7의 접착제 조성으로 얻어진 결과는 좋았다.

다른 테스트에서는 일반적인 식품포장물을 만들어 다음과 같이 테스트했다.

실시예 A

전술한 바와 같은 장치로서 INATEC 슬롯노즐을 구비한 변형된 Billhofer "Coat 2000" 적층장치에서 시중에서 "Propafilm RGP"란 상표명으로 UCB Films에서 판매하는 20㎛ OPP 필름을 이용해 라미네트들을 제조했다.

적층작업을 위해, 필름들중 하나는 반대로 인쇄되었고 나머지 필름은 금속화되었는바, 인쇄된 필름의 인쇄면을 다른 필름의 금속면에 붙였다. 고온용융 조성물은 표 1의 실례 7의 것을 사용했다. 첫번째 실험에서 고온용융물의 코팅량은 5 g/㎡였고, 두번째 실험에서는 8 g/㎡였으며, 다른 예에서는 14 g/㎡을 사용했다.

어떤 경우에도 제조된 라미네트들의 품질이 우수했고 열융착 실험에서 박리현상이 보이지 않았다.

실시예 B

UCB Films에서 "Propafilm RGP"란 상표로 판매하는 20㎛ OPP필름을 이용해 실시예 A와 같은 장치로 라미네트들을 제조했다.

적층실험을 위해, 한쪽 필름은 반대로 인쇄했고 나머지 필름은 금속화했는바, 인쇄면을 금속면에 붙였다. (실시예 A와는 다른 인쇄잉크를 사용했다).

표 1의 실례 9에 있는 고온용융 조성물을 사용했다. 처음 실험에서 고온용융물의 코팅량은 5 g/㎡이었고, 두번째 실험에서는 10 g/㎡이었다.

두가지 경우 모두, 제조된 라미네트의 품질이 우수했고, (실시예 A와 마찬가지로) 열융착 실험에서 어떤 박리현상도 보이지 않았다.

실시예 C

Trespaphan에서 "Trespaphan GND 20"이란 상표로 판매하는 20㎛ OPP필름을 이용해 (전술한 바와 같이) 라미네트들을 제조했다.

적층실험을 위해, 한쪽 필름은 반대로 인쇄했고 나머지 필름은 금속화했는바, 인쇄면을 금속면에 붙였다. (인쇄 색상은 실시예 A, B와는 다름).

표 1의 실례 7에 있는 고온용융 조성물을 사용했다. 처음 실험에서 고온용융물의 코팅량은 2g/㎡이었고, 두번째 실험에서는 5g/㎡이었으며, 또다른 실험에서는 10g/㎡을 사용했다.

어떤 경우에도, 제조된 라미네트의 품질이 우수했고, (전술한 바와 같이) 열융착 실험에서 어떤 박리현상도 보이지 않았다.

실시예 D

Hutamaki에서 구입한 40㎛ PE 필름과 MKF에서 구입한 400㎛ PVC를 이용해 (전술한 바와 같이) 라미네트들을 제조했다. 두개의 필름 모두 인쇄하지 않았다. 이런 라미네트들을 공통적으로 사용하여 가열몰딩법으로 비이커, 그릇, 접시를 생산했고, 이들은 열융착 뚜껑으로 닫을 수 있다. 식품포장용으로는 PVC 대신에 APET(atactic polyester films)를 사용하는 것이 더 일반적이다.

이들 라미네트들은 모두 인라인으로, 즉 PVC 필름에 인라인으로 고온용융물을 도포한 뒤 PE 필름을 붙여 형성했다. 다른 실험에서는 고온용융물로 코팅된 PE 필름을 두루마리 형태로 만 다음, (오프라인에서) 코팅된 PE 필름을 PVC 필름에 열융착했다.

이들 실험에 사용된 고온용융 조성물은 표 1의 실례 10에 기재된 것을 사용했다. 코팅량은 10g/㎡였다.

두가지 경우, 즉 인라인과 오프라인으로 제조된 라미네트들은 모두 우수한 선명도와 적층강도를 보였고, 가열할 때, 즉 라미네트들을 몰딩할 때나 몰딩된 접시를 열밀폐할 때 박리현상은 전혀 보이지 않았다.

실시예 E

DuPont Teijin Films에서 Mylar RN36으로 판매하는 36㎛ PETP 필름과 Transpac의 40㎛ PE 필름으로 통상의 "직접코팅법"(노즐과 기질을 접촉시키는 코팅법)을 이용해 라미네트들을 제조했다.

두개의 필름 모두 인쇄하지 않았다. 고온용융 조성물은 표 1의 실례 7의 것을 사용했다. 첫번째 실험에서 고온용융물의 코팅량은 5g/㎡였고, 두번째 실험에서는 11g/㎡, 다른 예에서는 20g/㎡였다.

모든 라미네트들은 높은 적층강도와 아주 우수한 선명도를 보였고, (전술한 바와 같이) 열융착 실험에서 박리현상은 전혀 보이지 않았다.

그러나, 이런 직접코팅법으로 제조된 라미네트들에는 줄무늬가 생긴다는 것이 밝혀졌다. 즉, 20g/㎡ 미만의 코팅량에서는 두개의 필름들 사이에서 접착제가 완전한 층을 형성하지 않았다.

실시예 A-C, E에 설명된 라미네트들은 통상의 "성형충전"에 아주 적합함이 증명되었다. 이들 라미네트들을 (포장기와 같은) 식품포장기에 공급하고 먼저 길이방향의 실링 단계를 통해 튜브형 구조를 형성한다. 포장될 식품을 필름튜브의 적당 한 구역에 삽입한 다음, 식품의 한쪽에서 튜브를 가로질러 융착해 포장을 완성하며, 이런 가로융착에 의해 식품들은 서로 분리되고, 이어서 튜브의 나머지를 잘라내면 된다.

Claims

예비성형되고 비반응성이며 용융성인 동시에 오염물 침투가 없는 적층접착제가 제1 기질의 한쪽면에 부착되고, 상기 제1 기질의 상기 접착제 표면에 제2 기질이 적층되어 있으며, 휘발성 유기오염물, 침투성 유기오염물 또는 이들의 혼합물이 함유되어 있지 않음은 물론, 상기 제1 기질과 적층접착제 사이에 공기가 갇히지 않은 유연한 식품포장용 라미네트; 및

상기 라미네트에 포장된 식품;을 포함하는 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제1항에 있어서, 상기 제1 기질은 폴리-알파-올레핀, 폴리에스테르, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 것을 포함한 중합성 필름물질인 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제2항에 있어서, 상기 필름물질이 인쇄 및 열융착 가능하며 금속화될 수 있는 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제2항에 있어서, 상기 필름물질이 부분적으로 투명한 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제1항 내지 제4항의 어느 하나에 있어서, 상기 제1 기질 또는 제2 기질이 필름, 금속호일, 금속층, 종이, 판지 및 이들의 조합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제1항에 있어서, 상기 라미네트가 백, 파우치 및 박스로 이루어지는 군으로부터 선택된 형태인 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제6항에 있어서, 상기 라미네트가 열융착 가능한 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제1항에 있어서, 상기 제1 기질에서 간격을 두고 떨어진 도포수단으로부터 상기 적층접착제를 밀폐 필름으로서 제1 기질에 도포하는 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제1항 내지 제4항 및 제6항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 적층접착제가 기질에 도포되는 양이 단위면적당 중량 기준으로 20g/㎡ 이하인 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제1항에 있어서, 상기 적층접착제가 올레핀과 (메타)아크릴산의 코폴리머; 올레핀과 (메타)아크릴산 유도체의 코폴리머; 올레핀과 (메타)아크릴산 에스테르의 코폴리머; 올레핀과 비닐화합물의 코폴리머; 폴리-알파-올레핀; 폴리에스테르; 폴리아미드; 열가소성 합성고무; 메탈로센-촉매화된 폴리머, 이오노머, 및 이들 열가소성 폴리머들중 두가지 이상의 혼합물;로 이루어지는 군으로부터 선택된 열가소성 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제10항에 있어서, 상기 열가소성 폴리머가 하나 이상의 에틸렌/메타크릴레이트 코폴리머(EMA), 에틸렌 비닐아세테이트, 및 에틸렌/N-부틸 아크릴레이트-코폴리머(EnBA)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제1항에 있어서, 상기 용융성 적층접착제가 점착성 수지, 가소제, 왁스, 오일, 안정화제 및 항산화제로 이루어지는 군으로부터 선택된 것을 하나 이상 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제1항에 있어서, 상기 용융성 적층접착제가 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 왁스, 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 폴리머를 하나 이상 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
제13항에 있어서, 상기 폴리머가 두가지 이상의 서로 다른 EnBA 성분들을 포함하는 열가소성 폴리머 성분이고, 하나의 EnBA 성분의 용융흐름지수는 나머지 다른 EnBA 성분의 용융흐름지수의 4배 내지 10배 더 크며, 상기 용융흐름지수의 단위는 10분당 그램인 것을 특징으로 하는 식품포장용품.
a) 제1 기질에서 0.5mm 이상 떨어지게 슬롯노즐을 배치하고 상기 제1 기질을 경로를 따라 전진시키는 단계;

b) 오염물 침투가 없는 비반응성 용융 접착제를 상기 슬롯노즐에서 제1 기질의 표면에 도포하는 단계;

c) 상기 제1 기질 표면의 접착제에 제2 기질을 붙여, 휘발성 유기오염물, 침투성 유기오염물 또는 이들의 혼합물을 함유하지 않음은 물론 제1 기질과 용융 접착제 사이에 공기도 갇히지 않은 식품포장용 라미네트를 형성하는 단계; 및

d) 이런 식품포장용 라미네트로 식품을 포장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품포장방법.
제15항에 있어서,

상기 라미네트를 식품포장기에 공급하는 단계;

상기 라미네트를 튜브형 구조로 형성하는 단계; 및

튜브형 구조 안에 식품을 넣는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식품포장방법.
a) 전사장치로부터 0.5mm 이상 떨어지게 슬롯노즐을 배치하는 단계;

b) 오염물이 침투되지 않은 비반응성 용융 접착제를 상기 슬롯노즐로부터 전사장치의 표면에 도포하는 단계;

c) 상기 전사장치로부터 제1 기질의 표면으로 상기 접착제를 전사하는 단계;

d) 상기 제1 기질 표면의 접착제에 제2 기질을 붙여, 휘발성 유기오염물, 침투성 유기오염물 또는 이들의 혼합물을 함유하지 않음은 물론 제1 기질과 용융 접착제 사이에 공기도 갇히지 않은 식품포장용 라미네트를 형성하는 단계; 및

e) 이런 식품포장용 라미네트로 식품을 포장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 식품포장방법.
제17항에 있어서,

상기 라미네트를 식품포장기에 공급하는 단계;

상기 라미네트를 튜브형 구조로 형성하는 단계; 및

튜브형 구조 안에 식품을 넣는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식품포장방법.
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