KR100926716B1 - 유리병 용기 라벨용 열수축성 발포 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

유리병 용기 라벨용 열수축성 발포 필름 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 유리병 용기 라벨용 열수축성 발포 필름은 폴리스티렌 수지에 수지 대비 0.2∼0.7 중량%의 발포제를 혼합하여 압출 방식에 의해 1.5∼2.5의 발포 배율을 갖는 기초 필름을 제조하고, 이 기초 필름을 연신하여 제조하는 것을 그 특징으로 한다. 기초 필름의 연신은 종래의 1단계 연신 또는 2단계 연신을 행할 수 있다. 그러나 최종의 열수축성 발포 필름은 90℃에서 30% 이상 또는 110℃에서 60% 이상의 수축율을 갖도록 연신공정이 행해져야 한다.
유리병, 라벨, 열수축성, 발포 필름, 폴리스티렌, 내충격성, 쿠션성, 수축율

Description

유리병 용기 라벨용 열수축성 발포 필름 및 그 제조방법{Heat-Shrinkable Foamed Film for Label of Glass Bottles and Method of Preparing Same}
제1도는 본 발명에 따른 열수축성 발포 필름으로 유리병 용기에 라벨을 형성한 개략적인 사시도이다.
제2도는 유리병 용기에 라벨을 형성하기 전, 즉 수축 전에 원통형으로 튜빙(tubing) 또는 씨밍(seaming)한 열수축성 발포 필름의 개략적인 사시도이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *
10 : 수축성 발포 필름 11 : 접합부
20 : 유리병 용기
발명의 분야
본 발명은 각종 용기의 외부에 라벨을 형성하고자 할 때 사용되는 라벨용 열수축성 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 유리병 용기 외주에 라벨을 형성하고자 할 때 쿠션(cushion)성을 부여하여 유리병의 파손을 방지할 수 있는 라벨용 열수축성 발포 필름에 관한 것이다.
발명의 배경
라벨용 열수축성 필름은 폴리에스터(PET) 병이나 유리병과 같은 각종 용기의 외주를 감싸도록 형성하는 라벨용으로 사용되고 있다. 즉 라벨용 열수축성 필름에 필요한 내용을 인쇄하고, 인쇄된 필름을 원통형으로 중앙접착하여(tubing), 용기에 씌우고, 외부에서 열풍을 가하여 열수축을 이룸으로써 필름이 병 용기 외주에 밀착되도록 부착한다.
본 발명자는 이미 고수축율을 갖는 열수축성 필름을 개발하여 대한민국 특허 제741935호로 특허받은 바 있다. 이 특허에서는 2단계 연신을 통하여 고수축성을 갖는 필름을 개발함으로써, 다양한 형태의 용기를 라벨링할 수 있도록 개선하였다.
그런데 용기가 유리병인 경우에 박스로 포장된 제품이 운반 도중에 파손되는 경우가 종종 발생하고 있다. 예를 들어 각종 탄산음료나 드링크류를 비롯하여 액상의 내복약 제품을 운반하는 경우, 외부 충격에 의하여 유리병이 파손되는 경우가 발생한다. 하나의 유리병이라도 파손되면, 액상의 내용물이 그 박스 전체에 퍼지기 때문에 그 박스 전체를 폐기해야 한다.
이제까지 이러한 유리병은 열수축성 필름이나 또는 종이를 라벨로 사용하여 왔다. 그런데 종래의 열수축성 필름이나 종이는 외부충격으로부터 유리병을 보호할 만큼 충분한 쿠션성을 갖지 못하고 있다.
이와 같이, 유리병 제품이 운반도중 외부충격에 의하여 파손되는 것을 방지하기 위하여, 본 발명자는 유리병 용기 라벨용으로 내충격성을 갖는 본 발명의 발포 필름을 개발하기에 이른 것이다.
본 발명의 열수축성 발포 필름을 유리병 용기 라벨로 사용하는 경우, 외부 충격으로부터 유리병의 파손을 충분히 예방할 수 있고, 그 결과 유리병의 두께도 상당히 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 유리병의 두께가 얇아지면 제조원가가 절감됨은 물론 운반비도 절감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한 본 발명의 열수축성 발포필름을 라벨로 사용한 유리병은 재활용도 종래의 종이를 라벨로 사용한 유리병에 비하여 더 용이하다. 종이를 라벨로 사용하는 경우에는 접착제를 이용하여 라벨을 부착한다. 그리고 재활용시에 그 라벨을 연소시켜 유리를 분리해야 하기 때문에 그 공정이 간단하지 않다. 하지만 본 발명의 열수축성 발포필름을 사용하면, 재활용시 유리병을 파쇄함으로써 유리와 라벨을 용이하게 분리할 수 있고, 분리된 유리와 라벨을 재활용할 수 있다.
본 발명의 목적은 외부충격으로부터 유리병 용기의 파손을 예방할 수 있도록 내충격성 즉 쿠션성을 갖는 라벨용 열수축성 발포 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유리병 용기의 파손을 방지함으로써 유리병의 두께를 줄일 수 있고, 결국 유리병의 제조원가와 운반비를 절감할 수 있는 내충격성을 갖는 라벨용 열수축성 발포 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유리병 용기의 파손을 방지하기 위하여 충분한 내충격성을 부여함은 물론 라벨로 사용하기 위한 요건인 인쇄성, 접합(seaming)성, 규격안정성도 양호한 열수축성 발포 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 재활용시 유리와 라벨의 분리가 용이한 열수축성 발포 필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명의 유리병 용기 라벨용 열수축성 발포 필름은 폴리스티렌 수지에 수지 대비 0.2∼0.7 중량%의 발포제를 혼합하여 압출 방식에 의해 1.5∼2.5의 발포 배율을 갖는 기초 필름을 제조하고, 이 기초 필름을 연신하여 제조하는 것을 그 특징으로 한다.
기초 필름의 연신은 종래의 1단계 연신 또는 특허 제741935호에 의한 2단계 연신을 행할 수 있다. 그러나 최종의 열수축성 발포 필름은 90℃에서 30% 이상 또는 110℃에서 60% 이상의 수축율을 갖도록 연신공정이 행해져야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
본 발명은 유리병 용기 외주에 라벨을 형성하고자 할 때 내충격성 즉 쿠션(cushion)성을 부여하여 외부충격으로부터 유리병이 파손되는 것을 방지할 수 있는 라벨용 열수축성 발포 필름에 관한 것이다.
각종 탄산음료나 드링크류를 비롯하여 액상의 내복약 제품은 주로 유리병 용기를 사용하는데, 이들을 운반하는 경우 외부 충격에 의하여 유리병이 파손되는 경우가 발생한다. 이들 유리병에는 열수축성 필름이나 또는 종이를 라벨로 사용하여 왔다. 그런데 종래의 열수축성 필름이나 종이는 외부충격으로부터 유리병을 보호할 만큼 충분한 내충격성을 갖지 못하고 있다.
본 발명은 내충격성을 부여하여 외부충격으로부터 유리병이 파손되는 것을 방지할 수 있는 열수축성 발포 필름에 관한 것이다. 이제까지 사용되고 있는 라벨용 열수축성 필름 중에서 외부의 충격으로부터 용기를 보호할 수 있는 발포 필름은 개발되지 못하였다. 용기가 PET, PE, PP와 같이 합성수지로 제조되는 경우에는 파손될 우려가 없기 때문에 내충격성을 갖는 발포성 필름의 필요성도 없다. 하지만 용기가 유리병인 경우는 라벨용으로 주로 종이를 사용하기 때문에 외부충격에 의하여 파손되는 경우가 종종 발생한다. 즉 종래의 유리병 제품은 종이 재질의 라벨에 필요한 내용을 인쇄하고, 그 인쇄 라벨을 접착제를 이용하여 유리병에 접착시킨다. 이러한 종이 라벨이나 열수축성 필름 라벨은 내충격성을 갖지 못하기 때문에 충격으로 인한 파손을 방지할 수 없다.
본 발명의 유리병 용기 라벨용 열수축성 발포 필름은 폴리스티렌 수지에 수지 대비 0.2∼0.7 중량%의 발포제를 혼합하여 압출 방식에 의해 1.5∼2.5의 발포 배율을 갖는 기초 필름을 제조하고, 이 기초 필름을 연신하여 제조하는 것을 그 특징으로 한다.
라벨용 열수축성 필름은 폴리스티렌(PS), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에스터(PET) 등과 같은 합성수지로 제조되지만, 본 발명의 열수축성 발포 필름은 PS로 제조되는 것이 바람직하다. PS가 발포성 부여에 가장 효과가 좋기 때문이다.
본 발명의 라벨용 열수축성 발포 필름은 폴리스티렌 수지에 발포제를 혼합하여 압출 방식에 의해 발포된 기초필름을 제조한다. 발포된 기초필름은 1.5∼2.5의 발포 배율을 갖는 것이 중요하다. 1.5보다 작은 발포배율을 갖게 되면 충분한 쿠션성을 부여할 수 없기 때문에 충분한 파손방지를 기대할 수 없다. 한편, 2.5 이상의 발포배율을 갖게 되면 쿠션성은 좋지만 상당한 부피감을 갖기 때문에 라벨로서의 상품가치가 없게 된다.
발포제는 폴리스티렌 수지 대비 0.2∼0.7 중량%로 사용하는 것이 바람직한데 이는 발포된 기초필름의 발포배율을 고려한 함량이다. 0.2 중량% 이하의 발포제를 사용하면 1.5 이상의 발포 배율을 기대할 수 없고, 0.7 중량% 이상의 발포제를 사용하면 발포 배율이 2.5 이상이 되기 때문이다.
본 발명에서 사용되는 발포제로는 유기 및 무기 발포제가 있다. 시판되는 대표적인 예로 아조디카본아미드(azodicarbonamide), p,p'-옥시비스(벤젠 술포닐히드라지드)(p,p'-oxybis(benzene sulfonyl hydrazide), p-톨루엔 술포닐히드라지드(p- tolune sulfonyl hydrazide), p-톨루엔 술포닐 아세톤 히드라존(p-tolune sulfonyl acetone hydrazone), N,N'-디니트로소펜타메틸렌 테르라민(N,N'-dinitrosopentamethylene tertamine), p-톨루엔 술포닐세미카바지드(p-tolune sulfonyl semicarbazide), 5-페닐테트라졸(5-phenyltertazole), 나트륨 비카보네이트(sodium bicarbonate) 등이 있다.
발포 필름은 그 내부에 기포를 함유하는 셀(cell)이 균일하게 생성되는 현미경적 구조를 이루는데, 이 셀이 작고 균일하게 분포되어야 양질의 발포 필름을 제조할 수 있는 것이다. 발포제는 작은 셀이 균일하게 분포되도록 압출과정에서 가스(gas)를 균일하게 발생시킬 수 있어야 한다. 발포제는 폴리스티렌 수지와 혼합되어 가열된 후 용융상태로 압출되어 시이트(sheet) 형상의 기초필름으로 제조된다. 발포제는 수지 내에서 가열될 때 가스를 발생하게 된다.
본 발명에서 사용되는 폴리스티렌 수지로는 이제까지 라벨용 열수축성 필름의 원료로 사용되고 있는 통상의 폴리스티렌 수지가 모두 사용가능하다.
상기에서 제조된 발포 기초필름은 수축율을 부여하기 위하여 연신공정을 행한다. 본 발명의 열수축성 발포 필름은 90℃에서 30% 이상 또는 110℃에서 60% 이상의 수축율을 갖도록 연신공정이 행해져야 한다.
제1도는 본 발명에 따른 열수축성 발포 필름(10)으로 유리병 용기(20)에 라벨을 형성한 개략적인 사시도이고, 제2도는 유리병 용기에 라벨을 형성하기 전, 즉 수축 전에 원통형으로 튜빙(tubing) 또는 씨밍(seaming)한 열수축성 발포 필름의 개략적인 사시도이다. 제2도와 같이 튜빙한 발포 필름을 유리병 외주에 위치시키고 열 챔버 내에서 수축시키면, 제1도와 같이 수축되어 밀착된다. 따라서 열수축성 필름이 높은 수축율을 가져야 한다.
높은 수축율을 부여하기 위하여 개발된 연신 방법이 특허 제741935호에 의한 2단계 연신방법이다. 본 발명의 열수축성 발포 필름을 제조하기 위하여 특허 제741935호에 의한 2단계 연신방법을 그대로 적용할 수 있다. 2단계 연신방법은 가열부에서 기초 필름을 연신최적온도로 가열하고, 가열된 기초 필름을 연신부에서 TD 방향으로 연신하고, 연신된 필름을 단련부에서 고정하고, 고정된 연신 필름을 냉각부에서 서서히 냉각 안정시키는(annealing) 제1단계 연신을 행하고, 제1단계 연신을 행한 연신필름을 연속적으로 다른 가열부에서 연신최적온도로 가열하고, 가열된 제1차 연신 필름을 연신부에서 TD 방향으로 연신하고, 연신된 필름을 단련부에서 고정하고, 고정된 연신 필름을 냉각부에서 서서히 냉각 안정시키는 제2단계 연신을 행함으로써 고수축율을 갖는 열수축성 필름을 제조하는 방법이다.
또한 종래에 적용되어온 1단계 연신방법에 의하여 본 발명의 열수축성 발포 필름을 제조할 수도 있다.
라벨용 열수축성 필름의 수축율은 그 필름이 적용되는 용기의 형상에 따라 변할 수 있다. 즉 용기의 형상이 단순하여 수축되는 부위의 변화가 크지 않은 경우에는 작은 수축율을 가져도 충분하다. 하지만 수축되는 부위의 변화가 큰 경우에는 높은 수축율을 가져야 한다. 따라서 필요에 따라 1단계 연신 또는 2단계 연신을 선택할 수 있고, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.
라벨용 필름으로 사용하기 위해서는 수축율을 비롯하여 일반적으로 인쇄성, 접착성(seaming성), 규격안정성이 양호해야 한다. 수축율이나 내충격성이 양호하다 할지라도 인쇄성이나 접착성, 규격안정성이 좋지 않으면 작업이 불가능하여 사용할 수 없다. 본 발명의 열수축성 발포 필름은 인쇄성이 양호하여 사용하기에 아무런 문제가 없다. 또한 본 발명의 열수축성 발포 필름은 접착성도 양호하다. 제2도에는 수축하기 전에 씨밍(seaming)한 필름을 개략적으로 도시하였다. 제2도의 접합부(11)는 필름의 양 모서리를 씨밍(seaming)하여 원통형으로 접합한 것으로, 이 접합성이 양호해야 라벨링 작업을 원활하게 할 수 있다.
라벨용 열수축성 발포 필름은 규격안정성이 양호해야 한다. 제2도에는 하나의 튜빙된 라벨만을 도시하였지만, 실제 작업 공정에서는 이들이 하나씩 자동으로 절단되면서 연속적으로 진행되기 때문에 규격안정성이 좋지 않으면 연속적인 자동공정을 행할 수 없게 된다.
본 발명의 열수축성 발포 필름을 유리병 용기 라벨로 사용하는 경우, 외부 충격으로부터 유리병의 파손을 충분히 예방할 수 있고, 그 결과 유리병의 두께도 상당히 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 종래의 종이 라벨을 사용하는 경우에 비하여, 약 20% 정도의 유리원료를 절감하여 유리병의 두께를 얇게 제조할 수 있다. 이처럼 유리병의 두께가 얇아지더라도 외부충격에 의한 파손을 충분히 방지할 수 있는 것으로 나타났다. 유리원료가 절감되기 때문에 제조원가를 절감할 수 있고 나아가 운반비도 그만큼 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
본 발명의 열수축성 발포필름을 라벨로 사용한 유리병은 재활용도 종래의 종 이를 라벨로 사용한 유리병에 비하여 더 용이하다. 종이를 라벨로 사용하는 경우에는, 재활용시에 그 라벨을 연소시켜 유리를 분리해야 한다. 하지만 본 발명의 열수축성 발포필름을 사용하면, 재활용시 유리병을 파쇄함으로써 유리와 라벨을 용이하게 분리할 수 있고, 분리된 유리와 라벨을 재활용할 수 있다.
본 발명은 외부충격으로부터 유리병 용기의 파손을 예방할 수 있도록 내충격성 즉 쿠션성을 갖고, 유리병의 제조원가와 운반비를 절감할 수 있으며, 충분한 내충격성은 물론 라벨로 사용하기 위한 요건인 인쇄성, 접합(seaming)성, 규격안정성도 양호한 열수축성 발포 필름을 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (8)

  1. 폴리스티렌 수지에 수지 대비 0.2∼0.7 중량%의 발포제를 혼합하여 압출 방식에 의해 1.5∼2.5의 발포 배율을 갖는 기초 필름을 제조하는 단계;
    상기 기초 필름을 가열부에서 연신최적온도로 가열하고, 가열된 기초 필름을 연신부에서 TD 방향으로 연신하고, 연신된 필름을 단련부에서 고정하고, 고정된 연신 필름을 냉각부에서 서서히 냉각 안정시키는(annealing) 제1단계; 및
    제1단계 연신을 행한 연신필름을 연속적으로 다른 가열부에서 연신최적온도로 가열하고, 가열된 제1차 연신 필름을 연신부에서 TD 방향으로 연신하고, 연신된 필름을 단련부에서 고정하고, 고정된 연신 필름을 냉각부에서 서서히 냉각 안정시키는 제2단계;
    로 행해지는 것을 특징으로 하는 유리병 용기 라벨용 열수축성 발포 필름의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 발포제는 아조디카본아미드(azodicarbonamide), p,p'-옥시비스(벤젠 술포닐히드라지드)(p,p'-oxybis(benzene sulfonyl hydrazide), p-톨루엔 술포닐히드라지드(p-tolune sulfonyl hydrazide), p-톨루엔 술포닐 아세톤 히드라존(p-tolune sulfonyl acetone hydrazone), N,N'-디니트로소펜타메틸렌 테르라민(N,N'-dinitrosopentamethylene tertamine), p-톨루엔 술포닐세미카바지드(p-tolune sulfonyl semicarbazide), 5-페닐테트라졸(5-phenyltertazole), 및 나트륨 비카보네이트(sodium bicarbonate)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유리병 용기 라벨용 열수축성 발포 필름의 제조 방법.
  6. 제1항 또는 제5항에 의하여 제조된 유리병 용기 라벨용 열수축성 발포 필름.
  7. 제6항에 있어서, 상기 열수축성 발포 필름은 90℃에서 30% 이상 또는 110℃에서 60% 이상의 수축율을 갖는 것을 특징으로 하는 유리병 용기 라벨용 열수축성 발포 필름.
  8. 제6항에 있어서, 상기 열수축성 발포 필름은 1.5∼2.5의 발포 배율을 갖는 것을 특징으로 하는 유리병 용기 라벨용 열수축성 발포 필름.
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