KR101067108B1 - 적층 재료, 적층 재료의 제조 방법, 적층 재료의 가열밀봉 방법 및 포장 용기 - Google Patents

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Abstract

이 적층 재료, 적층 재료를 제조하는 방법, 적층 재료를 가열 밀봉하는 방법 및 포장 용기에서, 전체 포장 시스템의 실행/사용/동작은 무균 포장 및 저온 포장의 상이한 포장 시스템의 부분의 전환 또는 전달을 통해 효율적으로 행해지며, 이는 에너지 및 재료의 절약 및 제조 단가의 감소에 기여한다. 적층 재료는 지지층(1) 및 열가소성 내심층(3)을 포함하는 포장 용기용 웨브 형태의 적층 재료이다. 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 상기 지지층(1)과 상기 열가소성 내심층(3) 사이에 도전층(2)이 적층됨으로써, 유도 가열에 의해 발생된 가열이 상기 내심층에 행해지며, 상기 도전층(2)은 실질적으로 금속 도전 재료로 이루어진 박막/형성된 층을 포함한다.
적층 재료, 포장 용기, 지지층, 열가소성 내심층, 도전층

Description

적층 재료, 적층 재료의 제조 방법, 적층 재료의 가열 밀봉 방법 및 포장 용기{LAMINATED MATERIAL, METHOD OF PRODUCING LAMINATED MATERIAL, METHOD OF HEAT SEALING LAMINATED MATERIAL AND PACKAGING CONTAINER}
본 발명은 적층 재료, 적층 재료의 제조 방법, 적층 재료의 가열 밀봉(heat sealing) 방법 및 포장 용기에 관한 것이다.
지지층 및 열가소성 내심층(innermost layer)을 포함하고, 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역(zone)에서 지지층과 열가소성 내심층 사이에 카본 블랙 도전층이 적층되는 용기를 포장하는데 이용되는 웨브 형태(web-form)의 적층 재료는 (예컨대, JP-B No.63-222에 기술되어 있는 바와 같이) 공지되어 있다. 도 1에 도시된 적층 재료에는, 지지층, 열가소성 내심층 및 이 사이의 중간층으로서의 카본 블랙 도전층이 구성되어 있다.
가열 밀봉되는 웨브 형태의 적층 재료의 일부에 고주파 유도 가열을 위한 알루미늄 박 테이프(foil tape)를 부착하는 부착 장치가 가열기의 고주파 코일에 의해 알루미늄 박 테이프를 고주파 유도 가열을 행하도록 배치되는 포장 기계는, 예컨대, 일본 특허 제2694286호에 기술되어 있다.
액체 식품을 위한 포장지 용기는, 보통의 온도에서 저장할 수 있는 무균 포 장 및, 우유 용기와 같이 저온 분배(chilled distribution) 하에 있는 저온 포장으로 분류된다. 각각의 포장 적층 재료는 일반적으로 제각기 무균 포장 및 저온 포장으로 제조되고, 개별 충전(fill) 및 포장 기계를 이용하여 개별 밀봉 방법으로 액체 식품이 충전되어 포장된다.
그러나, 전체 포장 시스템의 효율적인 무균 포장 및 저온 포장 실행/사용/동작의 상이한 포장 시스템이 상이한 포장 시스템의 부분의 전환(diversion) 또는 전달(transfer)을 통해 행해지며, 이는 에너지 및 재료의 절약 및 제조 단가의 감소에 기여한다.
본 발명은 적층 재료를 제공하는 목적, 적층 재료를 제조하는 방법, 적층 재료의 가열 밀봉 방법 및, 상술한 문제를 해결할 수 있는 포장 용기를 갖는다.
본 발명에 따른 적층 재료 및 포장 용기는, 지지층 및 열가소성 내심층을 포함하고, 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역(zone)에서 지지층과 열가소성 내심층 사이에 도전층이 적층됨으로써, 유도 가열에 의해 발생된 가열이 내심층에 행해지는 용기를 포장하는데 이용된 웨브 형태의 적층 재료이고, 도전층은 실질적으로 금속 도전 재료로 이루어진 박막/형성된 층을 포함한다.
본 발명에서의 박막/형성된 층은, 알루미늄 박 및 스틸 박(steel foils)과 같은 금속 박을 포함하지 않는다는 것을 의미하고, 증착, 도금, 인쇄 등의 단계에 의해 형성되는 층/막을 의미한다.
따라서, 전체 포장 시스템의 효율적인 무균 포장 및 저온 포장 실행/사용/동작의 상이한 포장 시스템이 상이한 포장 시스템의 부분의 전환 또는 전달을 통해 행해지며, 이는 에너지 및 재료의 절약 및 제조 단가의 감소에 기여한다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예로서 웨브 형태의 적층 재료의 일부에 대한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예로서 웨브 형태의 적층 재료의 일부에 대한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에서 적층 재료의 접합부(joining)를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 이용된 포장 및 충전 기계에 대한 개략도이다.
도 5는 본 발명에 이용된 충전 기계의 횡(transversal) 밀봉 장치에 대한 개략도이다.
본 발명의 실시예는 아래에 상세히 기술된다.
본 발명에 따른 적층 재료에 대한 발명은 적어도 지지층 및 열가소성 내심층을 포함하는 포장 용기에 이용되는 웨브 형태의 적층 재료인데,
용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 지지층과 열가소성 내심층 사이에 도전층이 적층됨으로써, 유도 가열에 의해 발생된 가열이 내심층에 행해지며,
도전층은 실질적으로 금속 도전 재료로 이루어진 박막/형성된 층이다.
본 발명에 따른 적층 재료에 대한 발명에서, 도전층은 실질적으로 금속 도전 재료로 이루어진 도전 충전재(filler)를 포함한 도전 조성물(composition)의 인쇄층이다.
본 발명에 따른 적층 재료에 대한 발명에서, 도전층은 금속 도전 재료로 이루어진 도금층이다.
본 발명에 따른 적층 재료에 대한 발명에서, 도전층은 증착 테이프 상에 배치된 금속 도전 재료로 이루어진 금속 증착층이다.
본 발명에 따른 적층 재료에 대한 발명에서, 도전층은 지지층과 열가소성 내심층 사이에 적층된 증착막에 대한 기질막의 내부면에 배치된 금속 도전 재료로 이루어진 금속 증착층이다.
본 발명에 따른 적층 재료에 대한 발명에서, 도전층은 지지층과 열가소성 내심층 사이에 적층된 증착막의 기질막의 외부면에 배치된 금속 도전 재료로 이루어진 금속 증착층이다.
본 발명에 따라 적층 재료를 제조하는 방법은 적어도 지지층 및 열가소성 내심층을 포함하는 포장 용기에 이용되는 웨브 형태의 적층 재료를 제조하는 방법이며, 이 방법은, 다수의 재료 롤(roll)을 지지층에 제공하는 단계, 상기 재료 롤로부터 웨브 형태의 지지층을 연속적으로 인출(deliver)하는 단계, 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 지지층의 내부면에 도전 충전재를 직간접으로 포함하는 도전 조성물의 도전층을 인쇄하는 단계, 웨브 형태의 지지층의 외부면에 용기 디자인을 직간접으로 인쇄하는 단계, 웨브 형태의 지지층의 인쇄된 외부면 및 내부면에 동일하거나 상이한 종류의 단일 또는 다수의 열가소성 층을 동시에 또는 순차적으로 형성하는 단계 및, 업스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 최상부 단부를 다운스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 뒷면 단부와 접합하여, 보다 긴 웨브 형태의 지지층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라 적층 재료를 제조하는 방법은 적어도 지지층 및 열가소성 내심층을 포함하는 포장 용기에 이용되는 웨브 형태의 적층 재료를 제조하는 방법이며, 이 방법은, 다수의 재료 롤을 지지층에 제공하는 단계, 상기 재료 롤로부터 웨브 형태의 지지층을 연속적으로 인출하는 단계, 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 지지층의 내부면에 금속 도전 재료를 포함하는 도금층을 형성하는 단계, 웨브 형태의 지지층의 외부면에 용기 디자인을 직간접으로 인쇄하는 단계, 웨브 형태의 지지층의 인쇄된 외부면 및 내부면에 동일하거나 상이한 종류의 단일 또는 다수의 열가소성 층을 동시에 또는 순차적으로 형성하는 단계 및, 업스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 최상부 단부를 다운스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 뒷면 단부와 접합하여, 보다 긴 웨브 형태의 지지층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라 적층 재료를 제조하는 방법은 적어도 지지층 및 열가소성 내심층을 포함하는 포장 용기에 이용되는 웨브 형태의 적층 재료를 제조하는 방법이며, 이 방법은, 다수의 재료 롤을 지지층에 제공하는 단계, 상기 재료 롤로부터 웨브 형태의 지지층을 연속적으로 인출하는 단계, 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역을 포함하는 지지층의 내부면에, 기질막 및, 기질막의 내부면 또는 외부면에 형성된 금속 도전 재료의 금속 증착층을 포함하는 증착막(vapor deposited film)을 적층하는 단계, 긴 웨브 형태의 지지층의 외부면에 용기 디자인을 직간접으로 인쇄하는 단계, 웨브 형태의 지지층의 인쇄된 외부면 및 내부면에 동일하거나 상이한 종류의 단일 또는 다수의 열가소성 층을 동시에 또는 순차적으로 형성하는 단계 및, 업스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 최상부 단부를 다운스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 뒷면 단부와 접합하여, 보다 긴 웨브 형태의 지지층을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따라 적층 재료를 가열 밀봉하는 방법은 적어도 지지층 및 열가소성 내심층을 포함하는 포장 용기에 이용되는 적층 재료인 웨브 형태의 적층 재료를 제공하는 단계를 포함하는데, 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 지지층과 열가소성 내심층 사이에 도전층이 적층됨으로써, 유도 가열에 의해 발생된 가열이 내심층에 행해지며, 상기 도전층은, 금속 도전 재료로 이루어진 도전 충전재 또는 도금층을 포함하는 도전 조성물을 인쇄하고, 웨브 형태의 적층 재료를 관 형상에 형성하여, 길이 방향 밀봉을 길이 방향으로 도포하며, 적층 재료 관내에 액체 식품을 충전하고, 충전된 관의 횡 방향으로 미리 정해진 구간마다 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉된 대역을 형성하며, 각 밀봉된 대역의 중심을 절단하여 개별 용기를 형성함으로써, 형성되는 인쇄층이다.
본 발명에 따른 포장 용기에 대한 발명은, 적어도 지지층 및 열가소성 내심층을 포함하는 적층 재료로 형성된 포장 용기로서, 실질적으로 금속 도전 재료로 이루어진 박막/형성된 층의 도전층은 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에 형성되며, 상기 내심층은 유도 가열에 의해 발생된 가열에 의해 용해되거나 연화되어, 대향하는 연화 또는 용해된 내심층을 밀봉 대역에 형성한다.
상술한 구성 요소를 가진 본 발명은 다음과 같은 기능을 갖는다.
본 발명에 따른 포장 용기에 이용되는 웨브 형태의 적층 재료는 다수의 용기를 형성할 수 있는 긴 스트립 형태(strip-form)(웨브 형태)이고, 포장 용기를 고속으로 연속하여 충전하고, 제조할 수 있다.
본 발명에서, 지지층은 물리적 기계 강도를 가진 포장 용기 및 적층 재료를 제공하고, 이의 형상 및 형태 등을 유지하여 지지한다. 열가소성 내심층은 또한 이 용기의 벽에 대한 내심층이며, 액체 식품과 직접 접촉하여, 용기의 지지층에 대한 액체의 침투/습윤을 방지한다. 더욱이, 내심층은 가열에 의해 용해되고 연화되어, 가열 밀봉에 밀봉 대역을 형성한다.
도전층은 실질적으로 금속 도전 재료로 이루어진 박막/형성된 층이다. 이런 형태의 박막/형성된 층은, 알루미늄 박 및 스틸 박과 같은 금속 박을 포함하지 않지만, 증착, 도금, 인쇄 등의 단계에 의해 형성되는 층/막임을 의미한다. 고주파 전류가 외부 코일에 인가되면, 유도 전류는 도전층의 고주파 유도에 의해 생성되고, 저항에 의해 유발된 가열은 인접한 내심층의 플라스틱 재료(열가소성 재료/수지)를 용해하여 밀봉한다. 즉, 본 발명에서, 도전층은 용기의 형성 시에 고주파 유도 가열에 의해 유도 가열되고, 발생된 가열은 내심층에 전달되고, 이에 의해 열가소성 내심층은 가열되고, 용해되며, 연화된다. 가열 영역에서, 가열 밀봉 대역이 형성된다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 도전층은 실질적으로 금속 도전 재료로 이루어진 도전 충전재를 포함하는 도전 조성물을 인쇄함으로써 형성된 인쇄층이다.
본 발명에 이용된 도전 충전재는, 예컨대, 철, 구리, 황동, 아연, 납, 티탄, 알루미늄, 스테인레스강, 텅스텐 및 이들의 합금 등과 같은 금속 분말, 금, 은, 은 도금 구리 분말, 은-구리 복합 분말, 은-구리 합금, 비정질 구리, 니켈, 크롬, 파라디움, 알루미늄, 몰리브뎀 또는 백금, 이와 같은 금속으로 피복된 무기 분말, 은 산화물 및 인듐 산화물의 분말과 같은 금속 산화물의 분말, 이와 같은 금속 산화물, 금속 섬유, 탄소 섬유 등으로 피복된 분말, 카본 블랙, 흑연 등을 포함할 수 있다. 그러나, 이들을 적용 등에 따라 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 도전 재료 중에서 은이 바람직한데, 그 이유는 은이 매우 도전적이고, 산화로 인한 저항 값의 증가가 적기 때문이다. 카본 블랙 또는 흑연은 적은 중량으로 인해 바람직하다. 더욱이, 금속 분말 또는 금속 박편(flake)은 바람직하게는 흑색을 피하는 경우에 사용된다. 더욱이, 이와 같은 2이상의 종류의 도전 충전재는 함께 사용될 수 있다.
도전 재료의 형상은 과립형, 구형, 엷은 조각형, 비늘형, 판상, 모수석 또는 입방 형상의 어떤 것일 수 있다. 모수석, 비늘형 또는 엷은 조각형 형상은 서로에 따른 도전 재료 간의 접촉 및 도전 페이스트의 유동성에 비추어 바람직하다.
본 발명의 도전층내의 도전 재료의 내용물(content)은 도전 페이스트에 기초하여 5 내지 95 중량%이다. 도전 재료의 내용물이 95 중량%를 초과하는 경우에, 도전 페이스트를 이용하여 형성된 코팅막은 부서지기 쉽게 되고, 도전율도 낮게 된다. 5 중량% 미만일 경우에는 충분한 도전율이 획득될 수 없다. 도전 재료의 내용물은 바람직하게는 60 내지 90 중량%이다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 도전층은 금속 도전 재료로 이루어진 도금층이다.
이 실시예에서 도금하기 위해 사용되는 금속은, 예컨대, 철, 구리, 황동, 아연, 납, 티탄, 알루미늄, 스테인레스강, 텅스텐 및 이들의 합금 등과 같은 금속, 금, 은, 은-구리 합금, 비정질 구리, 니켈, 크롬, 파라디움, 알루미늄, 몰리브뎀 및 백금을 포함할 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 도전 재료 중에서 은이 바람직한데, 그 이유는 은이 매우 도전적이고, 산화로 인한 저항 값의 증가가 적기 때문이다. 도금 방법은 여러 방법, 예컨대, 무전해 도금 방법을 포함하고, 이들 방법은 응용에 따라 적절히 선택되고, 변형될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 도전층은 증착 테이프 상에 배치된 금속 도전 재료로 이루어진 금속 증착층이다.
이 실시예에서, 금속, 예컨대, 금속 알루미늄, 알루미늄 합금 등을, 예컨대, 폴리에틸렌 또는 폴리에스테르로 형성되는 기질막의 외부면으로 진공 증발시킴으로써 획득된 증착 테이프를 사용하는 것이 가능하다. 여러 방법은 금속 증착 방법 및 증착층의 두께에 채택될 수 있다. 예컨대, 진공 증착 방법, 스퍼터링 방법, 플라즈 마 방법 등은 증착 방법에 이용된다.
증착 테이프는 증착 때문에 층의 두께가 축소되어, 유연성이 우수하며, 동작은 알루미늄박의 알루미늄박 테이프 또는 복합 테이프에 비교된다. 따라서, 증착 테이프는 또한 고속 포장 및 충전 기계에 사용될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 도전층은, 지지층과 열가소성 내심층 사이에 적층된 증착막의 기질막의 내부면에 배치된 금속 도전 재료로 이루어진 금속 증착층이다.
이 실시예에서, 포장 용기에 이용되는 웨브 형태의 적층 재료의 층 구성 요소는 외부에서 내부까지 지지층/증착막 (기질막/금속 증착층)/열가소성 내심층을 포함한다. 이 실시예에서, 금속 증착층은 내부 상에 배치된다.
이 실시예의 이점은, 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 뿐만 아니라, 실질적으로 적층 재료의 전체면에 걸쳐 증착막을 적층할 수 있다는 것이다. 따라서, 도전층의 형성 및 본 발명의 장벽층의 형성은, 적층 재료의 제조 단계에서 알루미늄박의 종래의 적층(적층 층) 대신에 증착막을 적층함으로써 동시에 이루어질 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 도전층은, 지지층과 열가소성 내심층 사이에 적층된 증착막의 기질막의 외부면에 배치된 금속 도전 재료로 이루어진 금속 증착층이다.
이 실시예에서, 포장 용기에 이용되는 웨브 형태의 적층 재료의 층 구성 요소는 외부에서 내부까지 지지층/증착막 (금속 증착층/기질층)/열가소성 내심층을 포함한다. 이 실시예에서, 금속 증착층은 증착막의 외부 상에 배치된다.
이 실시예의 이점은, 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 뿐만 아니라, 상술한 바와 같은 실시예처럼 실질적으로 적층 재료의 전체면에 걸쳐 증착막을 적층할 수 있다는 것이다. 따라서, 도전층의 형성 및 장벽층의 형성은, 적층 재료의 제조 시에 증착막을 적층함으로써 동시에 이루어질 수 있다.
더욱이, 화이트 마스킹제(masking agent)를 기질막에 첨가함으로써, 금속 증착층의 금속 광택색이 마스크될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예에서 웨브 형태의 적층 재료를 제조하는 방법에서, 처음에는 지지층에 대한 다수의 재료 롤(roll)이 제공된다.
웨브 형태의 지지층은 재료 롤로부터 연속적으로 인출되고, 도전 충전재를 포함하는 도전 조성물의 도전층은 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 지지층의 내부면에 직간접으로 인쇄된다. 도전 조성물은 인쇄 시에 반죽같고, 페이스트는 인쇄를 위해 한번 이상 코팅될 수 있다. 도전층의 두께 등은 페이스트의 점도 또는 코팅 단계의 수에 따라 제어될 수 있다.
그 후, 웨브에 대해, 인쇄 단계에서 웨브 형태의 지지층의 외부면에 용기 디자인이 직간접으로 인쇄된다. 여기서, "직간접으로"의 구(phrase)는, 플라스틱 적층 층, 막 층, 접착층 또는 앵커(anchor) 코팅층은 또한 디자인을 위한 인쇄층과 지지층 표면 사이에 적층될 수 있다는 것을 의미한다.
동일하거나 상이한 종류의 단일 또는 다수의 열가소성 층은 웨브 형태의 지지층의 인쇄된 외부면 및 내부면에 동시에 또는 순차적으로 형성된다. 결과적으로, 단일 또는 다수의 외심층 및 내심층이 형성된다. 더욱이, 중간 단계에서 용기의 형성을 용이하게 하기 위해, 괘선(ruled line)(주름선)이 적층 재료에 선택적으로 형성된다.
이 실시예에서, 업스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 최상부 단부 및 다운스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 뒷면 단부는 보다 긴 웨브 형태의 지지층을 형성하도록 접합될 수 있다. 획득된 웨브는 또한 롤로서 저장될 수 있다. 더욱이, 이것은 저장없이 다운스트림 단계에 연속적으로 공급될 수 있다. 이 단계는, 이 방법에서, 도전층의 인쇄 단계 전후, 용기 디자인의 인쇄 단계 전후 및, 내심층 및 외심층을 형성하는 단계 후에 행해진다.
본 발명의 양호한 실시예에서 웨브 형태의 적층 재료를 제조하는 방법에서, 지지층에 대한 다수의 재료 롤이 또한 제공된다.
그 후, 웨브 형태의 지지층은 재료 롤로부터 연속적으로 인출되고, 금속 도전 재료로 이루어진 도금층은 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 지지층의 내부면에 형성되며, 용기 디자인은 웨브 형태의 지지층의 외부면에 직간접으로 인쇄되고, 동일하거나 상이한 종류의 단일 또는 다수의 열가소성 층은 웨브 형태의 지지층의 인쇄된 외부면 및 내부면에 동시에 또는 순차적으로 형성되며, 업스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 최상부 단부 및 다운스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 뒷면 단부는 보다 긴 웨브 형태의 지지층을 형성하도록 접합된다.
예컨대, 도금층은 무전해 도금에 의해 형성될 수 있다. 무전해 도금에서, 침전될 금속을 포함하는 용매(일반적으로, 물)에 용해할 수 있는 화합물 및 환원제는 액체로 용해되고, 기질은 기질의 표면에 금속을 침전시킬 액체에 잠긴다.
본 발명의 양호한 실시예에서 웨브 형태의 적층 재료를 제조하는 방법에서, 지지층에 대한 다수의 재료 롤이 제공되고, 웨브 형태의 지지층은 재료 롤로부터 연속적으로 인출되며, 기질막 및, 기질막의 내부면 또는 외부면에 형성되는 금속 도전 재료의 금속 증착층을 포함하는 증착막은 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역을 포함하는 지지층의 내부면에 적층되고, 용기 디자인은 긴 웨브 형태의 지지층의 외부면에 직간접으로 인쇄되며, 동일하거나 상이한 종류의 단일 또는 다수의 열가소성 층은 웨브 형태의 지지층의 인쇄된 외부면 및 내부면에 동시에 또는 순차적으로 형성되고, 업스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 최상부 단부 및 다운스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 뒷면 단부는 보다 긴 웨브 형태의 지지층을 형성하도록 접합된다.
이 실시예의 이점은, 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 뿐만 아니라, 상술한 바와 같이 실질적으로 적층 재료의 전체면에 걸쳐 증착막을 적층할 수 있고, 적층 재료의 제조 단계에서 알루미늄박의 종래의 적층(적층 층) 대신에 증착막을 적층할 수 있으며, 도전층의 형성 및 장벽층의 형성을 본 발명에서 동시에 행할 수 있다는 것이다.
본 발명에 따라 적층 재료를 가열 밀봉하는 방법은 본 발명의 적층 재료, 즉, 지지층 및 열가소성 내심층을 포함하는 웨브 형태의 적층 재료를 제공하는데, 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 지지층과 열가소성 내심층 사이에 도전층이 적층됨으로써, 유도 가열에 의해 발생된 가열이 내심층에 행해지고, 상기 도전층은 도전 충전재를 포함하는 도전 조성물을 인쇄함으로써 형성된 인쇄층, 또는 금속 도전 재료로 이루어진 도금층이다. 웨브 형태의 적층 재료는 보통 롤 형태로서 감겨져, 저장되거나 운반된다.
예컨대, 롤된 웨브 형태의 적층 재료는 포장 및 충전 기계에 적재(load)되고, 적층 재료는 롤로부터 인출되어, 충전 기계로 운반된다. 운반 중의 웨브 형태의 적층 재료는 저하(lowering) 중에 관 형상으로 형성된다. 적층 재료의 길이 방향으로 길이 방향 밀봉이 도포되어, 액체 누출이 없는 액체가 새어들지 않는 상태를 제공한다. 고주파 유도 가열에 의해 길이 방향 밀봉을 도포하는 경우에, 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉 대역이 형성된다.
액체 식품은 적층 재료관내에 완전히 충전된다.
가열 밀봉 대역은 충전관의 횡 방향으로 소정의 구간 마다 고주파 유도 가열에 의해 형성되며, 바람직하게는, 액체 표면 아래에서 횡 밀봉이 행해진다. 그 후, 밀봉 대역의 중심은, 예컨대, 절단 나이프에 의해 절단되어, 개별 용기를 형성하고, 선택적으로, 이것은 주름선을 따라 최종 형상으로 접혀진다.
그 후, 본 발명의 양호한 실시예는 도 1 내지 도 5를 참조로 기술된다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명에 따른 실시예로서 웨브 형태의 적층 재료의 일부에 대한 단면도이다. 도 1에서, 적층 재료는, 종이, 판지, 플라스틱 재료 또는 이의 합성 재료로 제조되는 지지층(1), 저밀도의 폴리에틸렌 또는 직쇄(linear chain)형 저밀도의 폴리에틸렌으로 제조되는 열가소성 내심층(3) 및, 지지층(1)과 열가소성 내심층(3) 사이에 적층되는 도전층(2)을 포함함으로써, 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 유도 가열에 의해 발생되는 가열은 내심층(3)에 행해진다.
도전층은, 실질적으로 금속 도전 재료로 이루어지는 도전 충전재를 포함하는 도전 조성물에 의해 인쇄되는 인쇄층, 또는 금속 도전 재료로 이루어지는 도금층이다.
본 발명에 이용된 도전 충전재는, 예컨대, 철, 구리, 황동, 아연, 납, 티탄, 알루미늄, 스테인레스강, 텅스텐 및 이들의 합금 등과 같은 금속 분말, 금, 은, 은 도금 구리 분말, 은-구리 복합 분말, 은-구리 합금, 비정질 구리, 니켈, 크롬, 파라디움, 알루미늄, 몰리브뎀 또는 백금, 이와 같은 금속으로 피복된 무기 분말, 은 산화물 및 인듐 산화물의 분말과 같은 금속 산화물의 분말, 이와 같은 금속 산화물, 금속 섬유, 탄소 섬유 등으로 피복된 분말, 카본 블랙, 흑연 등을 포함할 수 있다. 그러나, 이들을 적용 등에 따라 적절히 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 도전 재료 중에서 은이 바람직한데, 그 이유는 은이 매우 도전적이고, 산화로 인한 저항 값의 증가가 적기 때문이다. 카본 블랙 또는 흑연은 적은 중량으로 인해 바람직하다. 더욱이, 금속 분말 또는 금속 박편은 바람직하게는 흑색을 피하는 경우에 사용된다. 더욱이, 이와 같은 2이상의 종류의 도전 충전재는 함께 사용될 수 있다.
도전 재료의 형상은 과립형, 구형, 엷은 조각형, 비늘형, 판상, 모수석 또는 입방 형상의 어떤 것일 수 있다. 모수석, 비늘형 또는 엷은 조각형 형상은 서로에 따른 도전 재료 간의 접촉 및 도전 페이스트의 유동성에 비추어 바람직하다.
본 발명의 도전층내의 도전 재료의 내용물은 도전 페이스트에 기초하여 5 내지 95 중량%이다. 도전 재료의 내용물이 95 중량%를 초과하는 경우에, 도전 페이스트를 이용하여 형성된 코팅막은 부서지기 쉽게 되고, 도전율도 낮게 된다. 5 중량% 미만일 경우에는 충분한 도전율이 획득될 수 없다. 도전 재료의 내용물은 바람직하게는 60 내지 90 중량%이다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예로서 웨브 형태의 적층 재료의 일부에 대한 평면도이다. 도 2에서, 웨브 형태의 적층 재료는, 종이, 플라스틱 또는 이의 합성 재료로 이루어진 지지층, 저밀도의 폴리에틸렌으로 형성된 열가소성 층의 적층 재료이다. 다수의 포장 용기는 적층 재료로부터 획득되는데, 여기서, 횡 방향으로 횡 밀봉하기 위한 2개의 밀봉 대역 간의 일부는 한 포장 용기에 대응한다. 도전층은 지지층과 열가소성 내심층 사이에 적층됨으로써, 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역에서 유도 가열에 의해 발생되는 가열은 내심층에 행해진다.
고주파 유도 가열에 의해 길이 방향으로 밀봉하는 경우에, 도전층은 또한 웨브 형태의 적층 재료의 양 단부(7)에 적층되어, 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉 대역을 형성하도록 한다.
도전층은, 도 2에 도시된 바와 같이 대역(5) 및 그의 근처에 적층될 뿐만 아니라, 고주파 유도 가열에 의해 길이 방향으로 밀봉하는 경우에 양 단부(7 및 7)에도 적층된다.
(실시예 2)
본 발명에 따른 실시예의 웨브 형태의 적층 재료를 제조하는 방법에서는, 다수의 종이 재료 롤이 제공된다.
웨브 형태의 지지층은 재료 롤로부터 연속적으로 인출되고, 알루미늄 박 분말 또는 철 분말과 같은 도전 충전재를 포함하는 도전 조성물의 도전층은, 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉을 행하는 대역(5)에서 지지층의 내부면에 직간접으로 (한번 내지 7번에 대해) 상당량 반복적으로 인쇄되고, 다소 이 내부면 앞뒤의 부분에 인쇄되어, 한번 이상 인쇄된다. 도전층의 두께 등은, 예컨대, 페이스트의 점도 및 코팅 단계의 수에 의해 제어될 수 있다. 전기 도전율을 증진시키는 수지는 또한 전기 도전율을 증진시킬 필요가 있을 경우에 잉크(ink)내에 포함될 수 있다.
웨브 형태의 적층 포장 재료의 뒷면에 밀봉하여, 이 표면에 상품 디자인 및 주름(접음)을 도포하기 위해 도전층(잉크)를 간헐적으로 충분히 코팅하는 방법은 저속 공정일 경우에 한 롤마다 쉽게 행해질 수 있다. 그러나, 고속으로 인쇄 및 접음을 도포하기 위해, 인쇄 기계에 의해 매우 표준화된 상태에서 뒷면에 밀봉 인쇄로 도포되는 웨브 형태의 적층 재료를 제공할 필요가 있다.
도 3은 제 1 롤로부터의 적층 재료(4")의 최종 단부와 제 2 롤로부터의 적층 재료(4')의 최상부 단부를 접합하는 상태를 도시한 평면도이다. 이것은 적층 재료(4")의 밀봉 대역(5)과 적층 재료(4')의 밀봉 대역(5) 사이의 중간에서 정확히 절단된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 인쇄 단계에서 다운스트림에서의 적층 재료 웨브(4")의 최종 단부 및, 인쇄 단계에서 업스트림에서의 적층 재료 웨브(4')의 최상부 단부는 도 3에서 거리(A) 및 거리(A')에 대한 동일한 길이로 절단되고, 이 재료의 양방의 절단 단부면은 일시 정지 상태에서 접합된다. 도전층의 폭은 밀봉 특성을 획득하는데 필요한 폭보다 더 크게 획득되어, 종이의 팽창 및 수축을 흡수할 수 있는 마진(margin)을 제공할 수 있다. 이런 접합부는 자동 접합 장치를 이용하여 고속 인쇄 중에 인쇄기에 정확히 도포되어, 대규모 플렉서 인쇄기 또는 사진판 인쇄기에 의해 대량 생산 수준으로 행해질 수 있다.
상술한 바와 같이, 업스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 최상부 단부 및 다운스트림에서의 웨브 형태의 지지층의 뒷면 단부가 접합되어, 보다 긴 웨브 형태의 지지층을 형성한다. 획득된 웨브는 롤로서 저장될 수 있다. 선택적으로, 이것은 저장없이 다운스트림 단계에 연속적으로 공급될 수 있다.
웨브에 대해, 용기 디자인은 인쇄 단계에서 웨브 형태의 지지층의 외부면에 직간접으로 인쇄된다. 여기서, "직간접으로"의 구는 플라스틱 적층 층, 막 층, 접착층, 앵커 코팅층 등이 또한 패턴 또는 디자인에 대한 인쇄층과 지지층 표면 사이에 적층될 수 있다는 것을 의미한다.
동일하거나 상이한 종류의 단일 또는 다수의 열가소성 층은 웨브 형태의 지지층의 인쇄된 외부면 및 내부면에 동시에 또는 순차적으로 형성된다. 결과적으로, 단일 또는 다수의 외심층 및 내심층이 형성된다. 더욱이, 중간 단계에서 용기의 형성을 용이하게 하기 위해, 괘선(접힘 또는 주름)이 적층 재료에 선택적으로 형성된다.
본 발명의 실시예에서 적층 재료를 가열 밀봉하는 방법은 도 4 및 도 5를 참조로 기술된다. 도 4는 본 발명에 이용된 포장 및 충전 기계에 대한 개략도이다.
본 발명의 적층 재료, 즉, 지지층, 열가소성 내심층 및 도전층을 포함하는 웨브 형태의 적층 재료가 제공된다. 롤된 웨브 형태의 적층 재료(41)는 포장 및 충전 기계에 적재되고, 적층 재료는 롤(41)로부터 인출되어, 충전 기계로 운반된다. 운반 중의 웨브 형태의 적층 재료는 도포기(42)에 의해 길이 방향으로 밀봉하기 위해 스트립 테이프로 접착되어, 롤러(44)에 의해 저하할 동안에 관 형상으로 형성된다. 이것은 적층 재료의 길이 방향의 길이 방향 밀봉으로 도포되어, 액체 누출이없는 액체가 새어들지 않는 상태로 형성된다. 고주파 유도 가열에 의해 적층 재료의 한 단부에 길이 방향 밀봉을 위한 스트립 테이프를 접합하는 경우에, 도전층은 또한 그의 한 단부(7)에 적층된다. 더욱이, 고주파 유도 가열에 의해 길이 방향 밀봉을 도포하는 경우에, 도전층은 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉 대역을 형성하기 위한 적층 재료 웨브의 단부(7 및 7)의 양방에도 적층되어, 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉 대역이 형성된다.
액체 식품은 충전 파이프(45)로부터의 적층 재료관내에 완전히 주입된다.
가열 밀봉 대역은, 소정의 구간마다 액체 표면 아래에 충전된 관의 횡 방향으로 고주파 유도 가열에 의해 형성되어, 횡 밀봉이 (도 5에 도시된) 횡 밀봉 장치에 의해 행해진다.
그 후, 기술된 각 밀봉 대역의 중심은 절단 나이프 등에 의해 절단되어, 필요하다면 주름을 따라 접혀지는 개별 용기(46)를 형성하여, 각 개별 용기(46)를 최종 형상으로 형성한다.
도 5는 충전 기계의 횡 밀봉 장치의 개략도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 수직으로 이동하는 2세트의 횡 밀봉 장치(14 및 15)는 고주파 유도 가열 인덕터(19) 및 카운터 조(jaw)(18)에 의해 횡 방향으로 충전된 적층 재료관(10)을 눌려, 가열하고 냉각시켜, 횡 밀봉을 도포하도록 고주파 유도 가열에 의해 소정의 구간마다 가열 밀봉 대역(S)을 형성한다.
그 후, 기술된 각 밀봉 대역(S)의 중심부는 (도시되지 않은) 절단 나이프에 의해 절단되어, 개별 용기를 형성한다.
상술한 실시예에서의 용기 형상 이외에, 본 발명의 포장 용기는, 예컨대, 벽돌형(평행육면체) 뿐만 아니라, 육각형 프리즘, 팔각형 프리즘, 4면 형상, 박공 지붕형(gable-top) 등을 포함한다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따라 다음과 같은 양호한 효과가 획득될 수 있다.
무균 포장 및 저온 포장의 상이한 포장 시스템에 대해서도, 상이한 포장 시스템의 일부가 전환되거나 전달될 수 있으므로, 이는 전체 포장 시스템의 효율적인 실행/사용/동작을 가능하게 하고, 또한, 에너지 및 재료의 절약 및 제조 단가의 감소에 기여할 수 있다.
본 발명은 신규 밀봉 방법에 의해 밀봉/접합을 형성할 수 있고, 자동 접합 장치를 이용하여 고속 인쇄 중에 인쇄기내에서 정확한 처리가 가능하며, 이것은 대규모 플렉서 인쇄기 또는 사진판 인쇄기의 대량 생산 수준으로 행해질 수 있다.
본 발명의 방법에 따르면, 급속한 신뢰 가능 밀봉 방법은 금속 박 층을 전혀 포함하지 않는 값싼 포장 재료에 적용될 수 있다.
종이 포장 적층 재료, 본 발명에 따른 종이 포장 용기는 우유, 음료 등과 같은 액체 식품을 담는 포장 용기에 이용된다.

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  9. 적어도 지지층 및 열가소성 내심층을 포함하는 포장 용기에 이용되는 웨브 형태의 적층 재료를 제조하는 방법으로서,
    다수의 재료 롤을 상기 지지층에 제공하는 단계,
    상기 재료 롤로부터 웨브 형태의 지지층을 연속적으로 인출하여, 용기를 형성하기 위해 고주파 유도 가열에 의해 가열 밀봉이 행해지는 대역(zones)을 포함하는 지지층의 내부면에, 기질막(substrate film) 및, 기질막의 내부면 또는 외부면에 형성된 금속 도전 재료의 금속 증착층을 포함하는 증착막(vapor deposited film)을 적층하는 단계,
    긴 웨브 형태의 지지층의 외부면에 용기 디자인을 직간접으로 인쇄하는 단계,
    상기 웨브 형태의 지지층의 인쇄된 외부면 및 내부면에 동일하거나 상이한 종류의 단일 또는 다수의 열가소성 층을 동시에 또는 순차적으로 형성하는 단계 및,
    업스트림에서의 상기 웨브 형태의 지지층의 최상부 단부를 다운스트림에서의 상기 웨브 형태의 지지층의 뒷면 단부와 접합하여, 보다 긴 웨브 형태의 지지층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 증착막은 상기 적층 재료의 전체 표면 위에 적층되는, 웨브 형태의 적층 재료의 제조 방법.
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