KR102615152B1 - 이지컷 포장재 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 이지컷 포장재는 절취 시 사용자가 잘못된 방향으로 힘을 가할 경우, 절취 자체가 잘 안되거나, 의도된 절취 경로로 절단되지 않는 부작용을 최소화할 수 있는 효과가 있으며, 사용자가 절취하기 전까지의 밀폐성이 우수하고, 내구성 및 안정성이 우수한 효과가 있다. 또한 본 발명에 따른 이지컷 포장재 및 이의 제조 방법은 제조 비용이 크지 않고, 재활용이 용이한 친환경적인 효과가 있다.
Description
본 발명은 이지컷 포장재 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 간단히 손으로 찢기 용이하고, 설정된 절취 영역 및 경로를 가지는 이지컷 포장재 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
포장재는 식품, 의약품 등 다양한 대상을 포장하기 위해 사용되며, 일반적으로, 여러 층으로 이루어진 다층 구조의 필름으로 제작되며, 이때 필름 재료는 내구성과 가공성이 뛰어난 소재가 사용된다. 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 방향성 폴리프로필렌(Oriented polypropylene, OPP), 무연신 폴리프로필렌(Cast polypropylene, CPP), 폴리아미드(Polyamide, PA) 등의 재료가 사용되며, 이 외에도 다양한 종류의 고분자 필름이 사용될 수 있다.
이러한 포장재는 내용물을 꺼낼 수 있도록 쉽게 절취할 수 있어야 하며, 이를 위해 손으로 간단하게 절취할 수 있도록 사전에 설정된 찢어지는 영역 및 경로를 가지는 포장재, 즉, 이지컷(Easy cut) 포장재에 대한 기술이 연구되었고 상용화되었다. 이지컷 포장재는 설정된 경로로 절취될 수 있도록 포장재에 홈이 형성되어 있거나 포장재 중 일 층이 절취 경로를 가이드하여 절단된 상태로 사전에 이지컷부가 존재함으로써 사용자가 쉽게 포장재를 절취할 수 있는 기술이 적용되어 있다.
그러나 이지컷 기술이 적용된 종래의 포장재는 아직까지 해결되지 못하거나 더 보완되어야 할 단점이 있다. 구체적으로, 이지컷 포장재는 그 제조 방법이 복잡하고 비용이 많이 드는 한계가 있다. 이지컷 기술이 적용된 포장재는 제조 방법이 복잡하기 때문에 설비에 많은 비용이 소모되고, 제조 시간도 증가됨에 따라 일부 제조업체는 이지컷 기술 기술을 도입하지 않는 경우도 많다. 또한 이지컷 포장재는 일반적으로 다른 포장재보다 더 얇고 부드러운 특성이 있어, 포장재의 내구성과 밀폐성이 떨어지는 문제가 있을 수 있으며, 이로 인해 포장된 식품이나 약품 등의 안전성에 문제가 발생할 수 있다. 또한 이지컷 포장재는 기존의 포장재에 비해 더 복잡한 다층 구조 및 다양한 종류의 층을 가지므로, 재활용이 어려워 친환경적이지 못하다.
특히 종래의 이지컷 포장재는 절취 시 사용자가 잘못된 방향으로 힘을 가할 경우, 절취 자체가 잘 안될 뿐만 아니라, 의도된 절취 경로로 절단되지 않고 잘못된 방향으로 절취되어 내용물이 쏟아지거나, 내용물이 파손되는 등 사용이 어려운 문제가 있다.
따라서 제조 비용이 크지 않으면서 개봉성 및 내구성이 우수한 이지컷 포장재 및 이의 제조 방법에 대한 보다 진보한 기술이 요구된다.
본 발명의 목적은 절취 시 사용자가 잘못된 방향으로 힘을 가할 경우, 절취 자체가 잘 안되거나, 의도된 절취 경로로 절단되지 않는 부작용을 최소화할 수 있는 이지컷 포장재 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 사용자가 절취하기 전까지의 밀폐성이 우수하고, 내구성 및 안정성이 우수한 이지컷 포장재 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조 비용이 크지 않고, 재활용이 용이한 친환경적인 이지컷 포장재 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법은, 이지컷고분자 필름을 절단하여 이지컷부를 형성하는 슬릿 가공 단계 및 상기 이지컷고분자 필름에 복합고분자 필름을 적층하는 합지 단계를 포함한다.
본 발명의 일 예에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법은, 이지컷고분자 필름을 절단하여 이지컷부를 형성하는 슬릿 가공 단계 및 상기 이지컷고분자 필름에 하기 관계식 1을 만족하는 복합고분자 필름을 적층하는 합지 단계를 포함할 수 있으며, 상기 복합고분자 필름은, 폴리에틸렌층; 및 상기 폴리에틸렌층 상에 적층되는 폴리비닐알코올층;을 포함할 수 있으며, 상기 합지 단계에서, 상기 이지컷고분자 필름의 이지컷 방향과 상기 복합고분자 필름의 폴리에틸렌층의 MD 방향이 일치하도록 합지되되, 상기 폴리에틸렌층, 상기 폴리비닐알코올층 및 상기 이지컷고분자 필름의 순서로 합지될 수 있다.
[관계식 1]
1.3 < ETD/EMD < 2
상기 관계식 1에서, ETD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 50 ㎛에서의 TD 방향 신장율이고, EMD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 50 ㎛에서의 MD 방향 신장율이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 복합고분자 필름은, 두께 50 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 신장율이 500 내지 850%이고 TD 방향 신장율이 900 내지 1,500%일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 이지컷고분자 필름의 이지컷부는 상기 이지컷고분자 필름의 MD 방향으로 절단되어 형성될 수 있으며, 상기 이지컷고분자 필름은, 두께 25 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 인장강도가 100 내지 300 MPa일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 이지컷고분자 필름은 TD 방향 인장강도가 5 내지 50 MPa이고, 하기 관계식 2를 만족할 수 있다.
[관계식 2]
0.1 < TTD/TMD < 0.3
상기 관계식 2에서, TTD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 25 ㎛에서의 TD 방향 인장강도이고, TMD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 25 ㎛에서의 MD 방향 인장강도이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 이지컷고분자 필름은, 두께 25 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 신장율이 50 내지 150%이고 TD 방향 신장율이 150 내지 500%일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 복합고분자 필름은, 두께 50 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 인장강도 및 TD 방향 인장강도가 서로 독립적으로 5 내지 50 MPa일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 이지컷고분자 필름 및 상기 복합고분자 필름의 평균두께는 서로 독립적으로 10 내지 100 ㎛일 수 있으며, 상기 이지컷고분자 필름 및 상기 복합고분자 필름의 두께 비는 10:15~30일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 복합고분자 필름의 폴리에틸렌층 및 폴리비닐알코올층의 두께 비는 100:2~20일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 복합고분자 필름의 폴리비닐알코올층은 상기 폴리에틸렌층 상에 폴리비닐알코올 및 용매를 포함하는 고분자 용액이 분사되어 형성된 코팅층일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 이지컷고분자 필름의 고분자는 폴리에틸렌일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 이지컷 포장재는 포장재 전체 중량 중 폴리에틸렌을 90 중량% 이상으로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 복합고분자 필름은, 상기 폴리비닐알코올층의 일면에 적층되는 접착층을 더 포함하되, 상기 접착층은 상기 합지 단계에서 상기 폴리비닐알코올층과 상기 이지컷고분자 필름을 접착할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 복합고분자 필름은 상기 폴리비닐알코올층 상에 적층되는 보강층을 더 포함할 수 있으며, 상기 합지 단계에서, 상기 이지컷고분자 필름의 이지컷 방향과 상기 복합고분자 필름의 보강층의 MD 방향이 일치하도록 합지될 수 있으며, 상기 보강층은, 두께 25 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 인장강도가 100 내지 300 MPa이고 TD 방향 인장강도가 5 내지 50 MPa이며, 하기 관계식 2를 만족할 수 있다.
[관계식 2]
0.1 < TTD/TMD < 0.3
상기 관계식 2에서, TTD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 25 ㎛에서의 TD 방향 인장강도이고, TMD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 25 ㎛에서의 MD 방향 인장강도이다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 복합고분자 필름은, 상기 보강층의 일면에 적층되는 제1접착층; 및 타면에 적층되는 제2접착층;을 더 포함할 수 있으며, 상기 제1접착층은 상기 폴리비닐알코올층과 상기 보강층 사이에 위치하고, 상기 제2접착층은 상기 합지 단계에서 상기 보강층과 상기 이지컷고분자 필름을 접착할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 슬릿 가공 단계 및 상기 합지 단계는 상기 이지컷고분자 필름 및 상기 복합고분자 필름이 각각 이송되면서 서로 압착되는 롤투롤 방식으로 연속 수행될 수 있으며, 상기 이지컷고분자 필름의 이송방향은 상기 이지컷고분자 필름의 MD 방향과 일치할 수 있으며, 상기 슬릿 가공 단계에서, 제1공급롤에 의해 연속적으로 이송되는 이지컷고분자 필름의 일면에 컷팅 장치를 접촉시켜 MD 방향으로 연속적으로 필름이 절단되어 이지컷부가 형성될 수 있으며, 상기 합지 단계에서, 상기 이지컷부가 형성된 직후의 이지컷고분자 필름과, 제2공급롤에 의해 연속적으로 이송되는 복합고분자 필름이 압착롤에 의해 서로 겹쳐지면서 연속적으로 압착되어 합지될 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 컷팅 장치는 상기 이지컷고분자 필름의 이송 방향을 기준으로 상기 압착롤 직전에 구비되되, 상기 이지컷고분자 필름의 절단 지점과 압착 지점의 이격거리가 30 cm 이하가 되도록 구비될 수 있다. 상기 절단 지점은 이송 방향을 기준으로 상기 이지컷고분자 필름이 최초 절단되는 지점이며, 상기 압착 지점은 이송 방향을 기준으로 상기 이지컷고분자 필름이 최초 압착되는 지점이다.
본 발명의 일 예에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법은, 상기 슬릿 가공 단계 이전에, 상기 이지컷고분자 필름 또는 상기 복합고분자 필름의 일면 상에 접착층을 형성하는 접착 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법은, 상기 슬릿 가공 단계 이전에, 상기 이지컷고분자 필름 또는 상기 복합고분자 필름의 일면 상에 인쇄층을 형성하는 인쇄 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법은, 상기 슬릿 가공 단계 이전에, 상기 이지컷고분자 필름 또는 상기 복합고분자 필름의 일면 상에 금속층을 적층하는 금속층 적층 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 이지컷부는, 서로 이격되어 평행하게 형성되는 제1이지컷부 내지 제n이지컷부를 포함할 수 있으며, 상기 n은 2 이상의 자연수이다.
본 발명의 일 예에 따른 이지컷 포장재는, 두께 25 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 인장강도가 100 내지 300 MPa이고, MD 방향으로 절단된 이지컷부를 가지는 이지컷고분자 필름; 및 상기 이지컷고분자 필름 상에 적층되며, 상기 관계식 1을 만족하는 복합고분자 필름;을 포함하는 것으로서, 상기 이지컷고분자 필름 및 상기 복합고분자 필름의 평균두께는 서로 독립적으로 10 내지 100 ㎛이고, 이들의 두께 비는 10:15~30일 수 있으며, 상기 이지컷 포장재는 포장재 전체 중량 중 폴리에틸렌을 90 중량% 이상으로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 이지컷 포장재는 절취 시 사용자가 잘못된 방향으로 힘을 가할 경우, 절취 자체가 잘 안되거나, 의도된 절취 경로로 절단되지 않는 부작용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 이지컷 포장재는 사용자가 절취하기 전까지의 밀폐성이 우수하고, 내구성 및 안정성이 우수한 효과가 있다.
본 발명에 따른 이지컷 포장재 및 이의 제조 방법은 제조 비용이 크지 않고, 재활용이 용이한 친환경적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이지컷 포장재의 이지컷고분자 필름의 일면을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이지컷 포장재의 측면을 도시하여 그 적층 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법을 모식화하여 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법의 실제 설비 이미지이다.
도 5는 사용자가 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 이지컷 포장재의 이지컷부를 절취하였을 때 그 결과를 나타낸 이미지이다.
도 2는 본 발명에 따른 이지컷 포장재의 측면을 도시하여 그 적층 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법을 모식화하여 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법의 실제 설비 이미지이다.
도 5는 사용자가 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 이지컷 포장재의 이지컷부를 절취하였을 때 그 결과를 나타낸 이미지이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이지컷 포장재 및 이의 제조 방법을 상세히 설명한다.
본 명세서에 기재되어 있는 도면은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 상기 도면들은 본 발명의 사상을 명확히 하기 위해 과장되어 도시될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 몇몇의 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
본 명세서에서 언급되는 ‘포함한다’는 ‘구비한다’, ‘함유한다’, ‘가진다’, ‘특징으로 한다’ 등의 표현과 등가의 의미를 가지는 개방형 기재이며, 추가로 열거되어 있지 않은 요소, 재료 또는 공정을 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 용어의 단수 형태는 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 언급되는 ‘막’, ‘필름’, ‘층’, ‘영역’ 등의 구성요소가 다른 구성요소 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 구성요소와 접하여 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 구성 요소가 개재되어 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에서 언급되는 “층”의 용어는 각 재료가 연속체(continuum)를 이루며 폭과 길이 대비 두께가 상대적으로 작은 디멘젼(dimension)을 가짐을 의미하는 것이다. 이에 따라, 본 명세서에서 “층”의 용어에 의해, 2차원의 편평한 평면으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 언급되는 “선”의 용어는 각 재료가 연속체(continuum)를 이루며 길이 대비 폭과 높이가 상대적으로 작은 디멘젼(dimension)을 가짐을 의미하는 것이다.
본 명세서에서 사용되는 수치 범위는 하한치와 상한치와 그 범위 내에서의 모든 값, 정의되는 범위의 형태와 폭에서 논리적으로 유도되는 증분, 이중 한정된 모든 값 및 서로 다른 형태로 한정된 수치 범위의 상한 및 하한의 모든 가능한 조합을 포함한다. 또한 본 발명의 명세서에서 특별한 정의가 없는 한 실험 오차 또는 값의 반올림으로 인해 발생할 가능성이 있는 수치 범위 외의 값 역시 정의된 수치 범위에 포함된다.
본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 ‘%’의 단위는 별다른 정의가 없는 한 ‘중량%’를 의미한다.
일반적으로, 고분자필름은 제조 과정에서 고분자 마스터배치를 기계적으로 연신하여 얇은 막인 필름으로 제조되는데, 이때 기계적으로 늘어나는 방향을 MD 방향이라 하고, 이와 수직한 방향을 TD 방향이라 한다. 따라서 고분자필름의 제조 방법에 의해 각 방향에 따른 신장율과 인장강도가 달라지므로 방향에 따라 매우 다른 물성을 가지게 된다.
이에, 본 발명은 특정 물성을 만족하는 2 이상의 고분자필름들이 특정 방향으로 적층된 다층 구조를 가짐으로써, 상세하게는, MD(Machine direction) 방향 신장율(인장강도)과 TD(Transverse direction) 방향 신장율(인장강도)의 비가 특정 범위를 만족하는 특정 조성의 고분자를 포함하는 고분자필름들이 MD 방향과 이지컷 방향이 일치하도록 적층 구조를 이룸으로써, 절취 시 절단면이 깨끗하고 매끄럽게 형성되며 쉽게 절취 가능한 이지컷 포장재 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 이지컷 포장재는, 이지컷부(11)를 가지는 이지컷고분자 필름(10); 및 상기 이지컷고분자 필름(10) 상에 적층되는 복합고분자 필름(20);을 포함한다.
도 1은 본 발명에 따른 이지컷고분자 필름(10)의 일면을 나타낸 것으로, 좌우 방향은 필름의 MD 방향이고, 상하 방향은 필름의 TD 방향이며, 상기 이지컷고분자 필름(10)의 일 영역에 형성되는 이지컷 방향은 TD 방향으로 형성된다. 즉, 상기 포장재의 이지컷 방향, 즉, 상기 이지컷고분자 필름(10)에 형성되는 이지컷부(11)는 상기 이지컷고분자 필름(10)의 MD 방향과 일치하는 방향으로 형성된다. 상기 이지컷부(11)는 절단 영역으로서, 상기 이지컷고분자 필름(10)의 양측단을 일직선상으로 가로질러 형성되는 절단면을 포함하며, 상기 절단면은 상기 이지컷고분자 필름(10)의 MD 방향으로 형성된다. 이러한 이지컷부(11)를 가지는 이지컷고분자 필름(10)에 복합고분자 필름(20)이 적층된 다층 구조의 이지컷 포장재는 사용자가 이지컷부(11)를 절취할 시 상기 이지컷부(10)의 절단면을 가이드하여 쉽게 절취될 수 있다. 비제한적인 일 예로, 상기 이지컷부(11)는 상기 이지컷고분자 필름(10)의 일 영역에 다수가 형성될 수 있으며, 예를 들어 서로 이격되어 평행하게 형성되는 제1이지컷부(11) 내지 제n이지컷부(11)을 포함할 수 있다. 여기서 상기 n은 2 이상의 자연수이다.
상기 복합고분자 필름(20)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 폴리에틸렌층(21); 및 상기 폴리에틸렌층(21) 상에 적층되는 폴리비닐알코올층(22);을 포함하는 것이 바람직하다. 이를 만족할 경우, 절취 시 절취면 상태가 일그러짐 없이 깨끗하고 매끄럽게 형성되는 것은 물론, 절취에 필요한 사용자의 힘을 최소화할 수 있다.
구체적으로, 상기 복합고분자 필름(20)은 폴리비닐알코올층(22)이 상기 이지컷고분자 필름(10)과 대향하여 결합되도록, 즉, 상기 폴리에틸렌층(21), 상기 폴리비닐알코올층(22) 및 상기 이지컷고분자 필름(10)의 순서로 적층된 것일 수 있다. 이때 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복합고분자 필름(20)의 폴리비닐알코올층(22)과 상기 이지컷고분자 필름(10) 사이에 접착층(30) 등의 상이한 층이 더 개재될 수 있음은 물론이다.
이때 상기 복합고분자 필름(20)은, 폴리에틸렌층(21)의 MD 방향이 상기 이지컷고분자 필름(10)의 이지컷 방향과 일치하도록 적층되고, 하기 관계식 1을 만족하는 것이 바람직하다.
[관계식 1]
1.3 < ETD/EMD < 2
상기 관계식 1에서, ETD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 50 ㎛에서의 TD 방향 신장율이고, EMD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 50 ㎛에서의 MD 방향 신장율이다.
절취 시, 이지컷 방향과 수직한 방향으로 포장재가 찢어져 절취되는데, 상기와 같이 적층될 경우, 필름이 찢어지기 직전 늘어나는 방향이 복합고분자 필름(20)의 TD 방향이 된다. 따라서 상기 복합고분자 필름(20)이 상기 관계식 1을 만족함으로써, 즉, 상기 복합고분자 필름(20)이 MD 방향 신장율 대비 상대적으로 큰 TD 방향 신장율을 가짐으로써, 이지컷고분자 필름(10)의 이지컷부(11)의 절단면을 통한 가이드와 동시에, 상기 복합고분자 필름(20)이 TD 방향으로 더 잘 늘어져 찢어짐으로써 절취 특성이 크게 개선된다. 또한 사용자가 힘의 방향을 어긋나게 하여 절취하더라도 이지컷고분자 필름(10)의 이지컷부(11)의 절단면으로 가이드되도록 절취 방향을 유도하여 절취 경로가 일직선상으로 형성된다. 나아가, 절취 전 포장재의 내구성, 밀폐성 등의 안정성이 적절히 우수한 효과가 있다.
반면, 상기 복합고분자 필름(20)의 폴리에틸렌층(21)의 MD 방향이 상기 이지컷고분자 필름(10)의 이지컷 방향과 일치하도록 적층되더라도, 상기 복합고분자 필름(20)이 상기 관계식 1을 만족하지 않을 경우, 절취 시 절취면 상태가 일그러지고 절취면 상태가 매끄럽지 못하며, 절취에 필요한 힘이 크게 증가하는 등 전술한 절취 특성이 현저히 저하된다.
이처럼, 상기 관계식 1을 만족하는 복합고분자 필름(20)의 MD 방향과 상기 이지컷고분자 필름(10)의 이지컷 방향이 일치하도록 각 필름들이 적층된 포장재는, 포장재의 내구성, 밀폐성 등의 요구 안정성을 만족하면서, 절취 시 절취면 상태가 일그러짐 없이 깨끗하고 매끄럽게 형성되며, 절취 경로가 일직선상으로 반듯하게 형성될 뿐 아니라, 절취에 필요한 힘이 크게 최소화되어 쉽게 절취 가능하다.
상기 복합고분자 필름(20)은, 전술한 관계식 1, 즉, TD 방향 신장율(ETD)과 MD 방향 신장율(EMD)의 비와 함께, 상기 신장율들이 후술하는 구체적 값을 가질 경우, 전술한 절취 특성이 더 향상될 수 있다. 바람직한 일 예로, 상기 복합고분자 필름(20)은, 두께 50 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 신장율이 500 내지 850%이고 TD 방향 신장율이 900 내지 1,500%일 수 있다.
바람직한 일 예로, 상기 복합고분자 필름(20)은, 두께 50 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 인장강도 및 TD 방향 인장강도가 서로 독립적으로 5 내지 50 MPa일 수 있다. 이를 만족할 경우, 포장재의 내구성, 밀폐성 등의 요구 안정성을 만족하면서 전술한 절취 특성이 더 향상될 수 있다.
상기 복합고분자 필름(20)의 폴리비닐알코올층(22)은 상기 폴리에틸렌층(21) 상에 폴리비닐알코올 및 용매를 포함하는 고분자 용액이 분사되어 형성된 코팅층(21)일 수 있다. 이때 상기 고분자 용액의 폴리비닐알코올의 농도는 1 내지 20 중량%일 수 있다. 상기 용매는 폴리비닐알코올이 용해될 수 있는 다양한 것들이 사용될 수 있으며, 예를 들어 물, 알코올 등의 유기용매가 사용될 수 있다.
상기 이지컷고분자 필름(10)의 이지컷부(11)는 상기 이지컷고분자 필름(10)의 MD 방향으로 절단되어 형성될 수 있으며, 상기 이지컷고분자 필름(10)은, 두께 25 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 인장강도가 100 내지 300 MPa일 수 있다. 이를 만족할 경우, 이지컷 방향과 상이한 방향으로 파손(절취)될 확률이 감소하여 이지컷 방향으로 절취될 수 있도록 유도한다. 또한 상기 이지컷고분자 필름(10)의 TD 방향 인장강도는 예를 들어 5 내지 50 MPa일 수 있다.
상기 이지컷고분자 필름(10)은 하기 관계식 2를 만족하는 것이 바람직할 수 있다. 이와 같이, MD 방향 인장강도와 TD 방향 인장강도가 관계식 2의 특정 비를 만족할 경우, 포장재의 내구성, 밀폐성 등의 요구 안정성을 만족하면서, 이지컷 방향과 상이한 방향으로 파손(절취)될 확률이 현저히 감소하고, 사용자가 힘의 방향을 어긋나게 하여 절취하더라도 절취 경로가 이지컷부(11)의 절단면으로 형성되도록 가이드하여 포장재가 이지컷 방향으로 쉽게 절취될 수 있도록 더 잘 유도할 수 있다.
[관계식 2]
0.1 < TTD/TMD < 0.3
상기 관계식 2에서, TTD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 25 ㎛에서의 TD 방향 인장강도이고, TMD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 25 ㎛에서의 MD 방향 인장강도이다.
바람직한 일 예로, 상기 이지컷고분자 필름(10)은, 두께 25 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 신장율이 50 내지 150%이고 TD 방향 신장율이 150 내지 500%일 수 있다. 이를 만족할 경우, 포장재의 내구성, 밀폐성 등의 요구 안정성을 만족하면서 전술한 절취 특성이 더 향상될 수 있다.
상기 이지컷고분자 필름(10)의 바람직한 종류의 예로, 전술한 효과를 잘 구현할 수 있는 측면에서 단방향 지향성 폴리에틸렌(Mono directional oriented of polyethylene, MDOPE)인 것이 좋다.
전술한 바와 같이, 상기 복합고분자 필름(20)은 폴리에틸렌층(21)을 포함할 수 있으며, 상기 이지컷고분자 필름(10)은 폴리에틸렌, 즉, 에틸렌계 고분자인 것이 바람직할 수 있다. 이와 같이 이지컷고분자 필름(10)과 복합고분자 필름(20) 모두가 에틸렌계 고분자 소재일 경우, 재활용성이 우수하고 보다 친환경적인 포장재를 제공할 수 있다. 포장재에는 접착제 등 다양한 기타 성분이 사용될 수 있으므로, 보다 바람직하게는, 포장재 전체 중량 중 폴리에틸렌을 90 중량% 이상으로 포함할 수 있다. 또한 상기 포장재는 기타 성분을 10 중량%로 더 포함할 수 있으며, 상기 기타 성분은 예를 들어 접착제 성분, 잉크 성분, 기타 첨가제 성분 등일 수 있다.
상기 이지컷고분자 필름(10) 및 상기 복합고분자 필름(20)의 평균두께는 서로 독립적으로 10 내지 100 ㎛일 수 있으며, 상기 이지컷고분자 필름(10) 및 상기 복합고분자 필름(20)의 두께 비는 10:15~30인 것이 바람직할 수 있다. 이를 만족할 경우, 적절한 내구성, 밀폐성 등의 우수한 안정성과 함께 전술한 절취 효과가 잘 구현될 수 있다. 바람직한 일 예로, 상기 이지컷고분자 필름(10)의 평균두께는 상기 효과를 더 잘 구현할 수 있는 측면에서 15 내지 35 ㎛일 수 있다. 바람직한 일 예로, 상기 복합고분자 필름(20)의 평균두께는 상기 효과를 더 잘 구현할 수 있는 측면에서 40 내지 70 ㎛일 수 있다.
상기 복합고분자 필름(20)의 폴리에틸렌층(21) 및 폴리비닐알코올층(22)의 두께 비는 100:2~20인 것이 바람직할 수 있다. 이를 만족할 경우, 포장재의 내구성, 밀폐성 등의 요구 안정성을 만족하면서 전술한 절취 특성이 더 향상될 수 있다. 바람직한 일 예로, 상기 폴리에틸렌층(21)의 평균두께는 상기 효과를 더 잘 구현할 수 있는 측면에서 40 내지 65 ㎛일 수 있다. 바람직한 일 예로, 상기 폴리비닐알코올층(22)의 평균두께는 상기 효과를 더 잘 구현할 수 있는 측면에서 0.1 내지 5 ㎛일 수 있다.
바람직한 일 예에 있어서, 상기 복합고분자 필름(20)은 상기 폴리비닐알코올층(22) 상에 적층되는 보강층(23)을 더 포함할 수 있으며, 상기 이지컷고분자 필름(10)의 이지컷 방향과 상기 복합고분자 필름(20)의 보강층(23)의 MD 방향이 일치하도록 적층된 것일 수 있다. 이를 만족할 경우, 포장재의 내구성, 밀폐성 등의 안정성이 더 개선될 수 있다.
상기 보강층(23)은 전술한 이지컷고분자 필름(10)과 동일한 소재 또는 동일한 물성을 가지는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 상기 보강층(23)은, 두께 25 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 인장강도가 100 내지 300 MPa이고 TD 방향 인장강도가 5 내지 50 MPa이며, 상기 관계식 2를 만족할 수 있다. 이를 만족할 경우, 전술한 절취 효과를 잘 구현할 수 있으면서, 포장재의 내구성, 밀폐성 등의 안정성이 더 개선될 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복합고분자 필름(20)은, 상기 폴리비닐알코올층(22)의 일면에 적층되는 접착층(30)을 더 포함하되, 상기 접착층(30)이 상기 폴리비닐알코올층(22)과 상기 이지컷고분자 필름(10)을 접착할 수 있도록 적층된 것일 수 있다. 또한 상기 복합고분자 필름(20)이 보강층(23)을 더 포함할 경우, 상기 복합고분자 필름(20)은 상기 보강층(23)의 일면에 적층되는 제1접착층(31); 및 타면에 적층되는 제2접착층(32);을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 제1접착층(31)은 상기 폴리비닐알코올층(22)과 상기 보강층(23) 사이에 위치하고, 상기 제2접착층(32)은 상기 합지 단계에서 상기 보강층(23)과 상기 이지컷고분자 필름(10)을 접착할 수 있도록 적층될 수 있다.
상기 접착층(30)은 고상의 필름 형태로 필름의 일면에 형성되어 존재할 수도 있고, 액상 형태로 존재할 수도 있다. 또한 상기 접착층(30)은 각 필름을 접착하여 합지할 수 있도록 하는 것이라면 다양한 종류가 사용될 수 있으며, 예를 들어 폴리우레탄계 접착제 등이 사용될 수 있다. 구체적인 일 예로, 상기 접착제는 무용제 타입의 우레탄 계열의 폴리에스테르가 포함될 수 있고, 상기 폴리에스테르 100 중량부에 대하여 경화제가 60 내지 65 중량부로 포함될 수 있다. 상기 경화제는 이소시아네이트계 화합물일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 포장재는 내용물의 자외선 차단, 내구성 향상 등의 다양한 목적을 위해 이지컷고분자 필름(10)과 복합고분자 필름(20) 사이에 금속층을 더 포함할 수 있다. 상기 금속층은 알루미늄 포일, 구리 포일 등의 소재가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 이지컷 포장재는, 내구성 향상, 가스 배리어성 향상, 기타 기능 구현을 위해 이지컷고분자 필름(10)의 일면;, 복합고분자 필름(20)의 일면; 또는 이들 사이;에 적층되는 기타고분자 필름을 더 포함할 수 있다. 상기 기타고분자 필름의 고분자 종류로, 선형 저밀도 폴리에틸렌(Linear low density polyethylene, LLDPE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET), 방향성 폴리프로필렌(Oriented polypropylene, OPP), 무연신 폴리프로필렌(Cast polypropylene, CPP), 폴리아미드(Polyamide, PA), 에틸렌비닐알코올 공중합체(Ethylene vinyl alcohol copolymer, EVOH) 등의 다양한 소재가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 이지컷 포장재는 이지컷고분자 필름(10)과 복합고분자 필름(20) 사이에 인쇄층을 더 포함할 수 있다. 상세하게, 상기 포장재는, 제품과 기업의 이미지를 효과적으로 표현할 수 있도록 미려한 외관을 구현하거나 정보 제공을 목적으로 인쇄층을 포함할 수 있다. 이러한 인쇄층은 롤투롤 방식의 그라비아 인쇄 공정으로 잉크 조성물이 고분자필름에 인쇄되어 형성된 것일 수 있으며, 더 구체적인 것은 이후의 제조 방법에서 설명된다.
이하 본 발명에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법이 설명된다. 이때 전술한 이지컷 포장재와 후술되는 제조 방법은 동일한 발명으로서 관점만 달리 설명될 뿐 발명의 사상 및 개념은 동일하다.
본 발명에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법은, 이지컷고분자 필름(10)을 절단하여 이지컷부(11)를 형성하는 슬릿 가공 단계 및 상기 이지컷고분자 필름(10)에 복합고분자 필름(20)을 적층하는 합지 단계를 포함한다.
바람직한 일 예에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법은, 이지컷고분자 필름(10)을 절단하여 이지컷부(11)를 형성하는 슬릿 가공 단계 및 상기 이지컷고분자 필름(10)에 상기 관계식 1을 만족하는 복합고분자 필름(20)을 적층하는 합지 단계를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 슬릿 가공 단계 및 상기 합지 단계는 상기 이지컷고분자 필름(10) 및 상기 복합고분자 필름(20)이 각각 이송되면서 서로 압착되는 롤투롤 방식의 연속 제조 방법으로 수행되는 것이 바람직하다. 이처럼 각 필름들이 이송되면서 압착롤(400)에 의해 합지되는 롤투롤 방식의 연속 제조 방법으로 포장재를 제조할 경우, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 컷팅 장치(300)에 의해 자동적으로 이지컷고분자 필름(10)의 일 영역에 이지컷부(11)이 형성된다. 이때 컷팅 장치(300)에 의해 이지컷부(11)가 형성된 후, 이지컷고분자 필름(10)의 이송 방향을 기준으로 상기 컷팅 장치(300) 바로 다음에 구비되는 압착롤(400)에 의해 이지컷고분자 필름(10)과 복합고분자 필름(20)이 바로 압착되어 합지된다. 따라서 이지컷고분자 필름(10)의 절단된 양측 고분자필름간 유격을 최소화하여 복합고분자 필름(20)과 상기 이지컷고분자 필름(10)이 서로 압착되어 합지될 수 있다.
특히 상기 이지컷고분자 필름(10)의 이송방향이 상기 이지컷고분자 필름(10)의 MD 방향과 일치함으로써, 상기 슬릿 가공 단계에서, 제1공급롤(100)에 의해 연속적으로 이송되는 이지컷고분자 필름(10)의 일면에 컷팅 장치(300)를 접촉시켜 상기 이지컷고분자 필름(10)이 MD 방향으로 연속적으로 절단될 수 있다. 그리고 다음의 합지 단계에서, 상기 절단되는 이지컷고분자 필름(10)과, 제2공급롤(200)에 의해 연속적으로 이송되는 복합고분자 필름(20)이 압착롤(400)에 의해 서로 겹쳐지면서 연속적으로 압착되어 합지될 수 있다.
바람직한 일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 컷팅 장치(300)는 상기 이지컷고분자 필름(10)의 이송 방향을 기준으로 상기 압착롤(400) 직전에 구비되되, 상기 이지컷고분자 필름(10)의 절단 지점과 압착 지점의 이격거리(D)가 30 cm 이하, 구체적으로 20 cm 이하가 되도록 구비될 수 있다. 상기 절단 지점은 이송 방향을 기준으로 상기 이지컷고분자 필름(10)이 최초 절단되는 지점이며, 상기 압착 지점은 이송 방향을 기준으로 상기 이지컷고분자 필름(10)이 최초 압착되는 지점이다. 이와 같이, 이지컷고분자 필름(10)의 이송 방향을 기준으로 압착롤(400) 바로 직전에 컷팅 장치(300)가 구비됨으로써, 더 바람직하게는 상기 범위의 이격거리만큼 인접하여 구비됨으로써, 이지컷고분자 필름(10)의 절단된 양측 필름간 유격을 최소화하여 이지컷고분자 필름(10)과 복합고분자 필름(20)이 합지될 수 있다. 상기 이격거리(D)의 하한값은 상기 컷팅 장치(300)가 압착롤(400)에 간섭을 받지 않을 정도면 무방하며, 예를 들어 5 cm, 구체적으로 3 cm, 보다 구체적으로 1 cm일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법은, 상기 슬릿 가공 단계 이전에, 상기 이지컷고분자 필름(10) 또는 상기 복합고분자 필름(20)의 일면 상에 접착층을 형성하는 접착 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 합지 단계에서, 상기 이지컷고분자 필름(10)과 상기 복합고분자 필름(20) 사이에 상기 접착층(30)이 위치하도록 도 2에 도시된 바와 같이 합지될 수 있다.
상기 접착 단계는 상기 슬릿 가공 단계와 상기 합지 단계가 연속적으로 수행되는 롤투롤 연속 시스템 내에서 동시에 수행될 수도 있다. 또는 상기 연속 시스템 수행 전에, 상기 접착 단계가 수행되어 접착층(30)이 형성된 복합고분자 필름(20)이 사전에 제조된 후, 상기 슬릿 가공 단계와 상기 합지 단계가 연속적으로 수행되는 롤투롤 연속 시스템에, 상기 사전에 제조된 접착층(30)이 형성된 복합고분자 필름(20)이 공급되어 포장재가 제조될 수도 있으며, 이러한 방법이 더 바람직할 수 있다. 이때 접착 단계에서 접착 방법은 건조 라미네이트 또는 습식 라미네이트 모두 가능하다.
본 발명의 일 예에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법은, 상기 슬릿 가공 단계 이전에, 상기 이지컷고분자 필름(10) 또는 상기 복합고분자 필름(20)의 일면 상에 인쇄층을 형성하는 인쇄 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 접착 단계에서, 상기 이지컷고분자 필름(10)과 상기 복합고분자 필름(20) 사이에 상기 인쇄층이 위치하도록 합지될 수 있다.
상기 인쇄층은 롤투롤 방식의 그라비아 인쇄 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기 인쇄 공정에 사용되는 잉크 조성물의 구체적 조성 및 조성비는 포장재 제조 기술 분야에서 널리 공지되어 있다. 구체적인 일 예로, 상기 잉크 조성물은 안료, 바인더 수지 및 용매를 포함할 수 있으며, 이때 조성비는 상기 안료 5 내지 30 중량%, 상기 바인더 수지 10 내지 40 중량% 및 상기 용매 30 내지 70 중량%를 포함할 수 있다. 상기 안료는 요구되는 색을 구현할 수 있도록 이 분야에 공지된 다양한 종류의 안료를 적절히 선택하여 사용하면 무방하며, 예를 들어 산화물, 수산화물, 황화물, 페로시안화물, 크롬산염, 규산염, 황산염, 탄산염, 인산염, 탄소 화합물 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 무기안료; 및 아조계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 니트로소계 안료, 알리자린계 안료, 아닐린계 안료 및 축합다환계 안료 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 유기안료; 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 바인더 수지는 폴리우레탄(Polyurethanem PU) 수지 및 폴리비닐부티랄(Polyvinyl butyral, PVB) 수지 등에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 용매는 에탄올 등의 알코올 및 메틸 아세테이트 등에서 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한 상기 잉크 조성물은 다양한 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 예를 들어 0.1 내지 5 중량%로 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 종류로, 인쇄성 향상 보조제, 저장 안정성 향상제, 가공성 향상제, 점도 조절제, 건조 조절제, 산화제, 소포제, 가소제, 광안정제, 마찰 방지제, 얼룩 방지제, 내스크레치제, 분산제, 피막보강제, 블로킹 방지제, 정전기 방지제, 접착보강제, 내열보강제 및 전이성개량제 등에서 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 인쇄 단계는 상기 슬릿 가공 단계와 상기 합지 단계가 연속적으로 수행되는 롤투롤 연속 시스템 내에서 동시에 수행될 수도 있다. 또는 상기 연속 시스템 수행 전에, 상기 인쇄 단계가 수행되어 인쇄층이 형성된 필름이 사전에 제조된 후, 상기 슬릿 가공 단계와 상기 합지 단계가 연속적으로 수행되는 롤투롤 연속 시스템에, 상기 사전에 제조된 인쇄층이 형성된 필름이 공급되어 포장재가 제조될 수도 있다.
본 발명의 일 예에 따른 이지컷 포장재의 제조 방법은, 상기 슬릿 가공 단계 이전에, 상기 이지컷고분자 필름(10) 또는 상기 복합고분자 필름(20)의 일면 상에 금속층 또는 기타고분자 필름을 적층하는 추가 필름 적층 단계를 더 포함할 수 있다. 이때 상기 합지 단계에서, 상기 이지컷고분자 필름(10)과 상기 복합고분자 필름(20) 사이에 상기 금속층 또는 상기 기타고분자 필름이 위치하도록 합지될 수 있다.
상기 포장재의 제조 방법은, 상기 합지 단계 이후에, 상기 포장재를 내부 수용 공간을 가지도록 가공하는 단계를 더 포함할 수 있다. 내용물을 수용할 수 있도록 내부 수용 공간을 가지도록 포장재의 측단부를 접착 가공하고, 이때 내용물을 내부 수용 공간에 장입하면서 최종 밀봉된 제품을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 이지컷 포장재는 다양한 용도에 사용 가능하며, 예를 들어 필름 재질의 포장재, 예를 들어 식품, 의약품, 부품, 소재 등의 포장재 용도로 사용될 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3에 도시된 롤투롤 방식의 필름 압착 공정을 통해 다음과 같이 포장재를 제조하였다.
폭이 약 1 m인 이지컷고분자 필름(10)과 복합고분자 필름(20)을 롤투롤 방식으로 각각 압착롤(400)에 연속 공급하였다. 이때 상기 이지컷고분자 필름(10)의 이송 방향을 기준으로 압착롤(400) 직전에 위치한 컷팅 장치(300)를 통해 상기 이지컷고분자 필름(10)의 일 영역을 절단하면서 상기 이지컷고분자 필름(10)과 상기 복합고분자 필름(20)을 연속 압착시켜 도 2의 P1 구조의 포장재를 제조하였다.
상기 이지컷고분자 필름(10)은 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 인장강도가 136 MPa, TD 방향 인장강도가 24 MPa, MD 방향 신장율이 90%, TD 방향 신장율이 220%인 두께 25 ㎛의 MDOPE 필름이 사용되었다.
상기 복합고분자 필름(20)은, 폴리에틸렌층; 및 상기 폴리에틸렌층에 코팅된 폴리비닐알코올층;을 포함하는 두께 50 ㎛의 다층 필름(GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 인장강도 22 MPa, TD 방향 인장강도 25 MPa, MD 방향 신장율 681%, TD 방향 신장율 1,062%)(APE50, Shantou xinruiqinuo packaging material)의 일면에 접착층(30, 31)이 형성된 필름이 사용되었다. 이때 상기 접착층(30, 31)은 상기 다층 필름의 폴리비닐알코올층 위에 형성되었으며, 구체적으로, 상기 폴리비닐알코올층에 드라이 라미네이트용 접착제(폴리우레탄계 이액형 접착제, KUB385/CL100, 강남화성)를 도포한 후 80℃에서 증발 건조시켜 건조 점착 상태로 형성되었다. 이렇게 제조된 복합 고분자 필름(20)은 상기 접착층(30, 31)이 상기 이지컷고분자 필름(10)과 대향하도록 상기 압착롤(400)로 공급되어 이지컷고분자 필름(10)과 합지되도록 하였다.
상기 컷팅 장치(300)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 이지컷고분자 필름(10)의 이송 방향을 기준으로 상기 압착롤(400) 직전에 설치되었다. 구체적으로, 상기 이지컷고분자 필름(10)의 이송 방향을 기준으로 상기 압착롤(400)의 압착 지점과 상기 이지컷고분자 필름(10)의 절단 지점과의 이격거리(D)가 약 20 cm가 되도록 상기 컷팅 장치(300)가 상기 압착롤(400)과 떨어져 설치되었다. 이때 상기 절단 지점은 상기 이송 방향을 기준으로 상기 이지컷고분자 필름(10)에 최초 절단되는 지점이며, 상기 압착 지점은 상기 이송 방향을 기준으로 상기 이지컷고분자 필름(10)에 최초 압착되는 지점이다.
실시예 1에서, 상기 복합고분자 필름(폴리에틸렌층/폴리비닐알코올층/접착층) 대신 하기 방법으로 제조된 복합고분자 필름(폴리에틸렌층/폴리비닐알코올층/제1접착층/보강층/제2접착층)이 사용된 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 도 2의 P2 구조의 포장재를 제조하였다.
실시예 2의 복합고분자 필름(20)은 도 2의 P2에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 복합고분자 필름의 접착층, 즉, 제1접착층(31)에 보강층(23) 및 제2접착층(32)이 더 적층된 필름이 사용되었다. 이때 보강층(23) 및 접착층(32)은 폴리비닐알코올층(22) 상에 순차적으로 적층되었으며, 상기 보강층(23)은 실시예 1에서 사용된 이지컷고분자 필름(10)과 동일한 소재가 사용되었다. 구체적으로, 상기 보강층(23)은 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 인장강도가 136 MPa, TD 방향 인장강도가 24 MPa, MD 방향 신장율이 90%, TD 방향 신장율이 220%인 두께 25 ㎛의 MDOPE 필름이며, 최종 공정을 거쳐도 상기 보강층(23)에 이지컷부가 형성되지 않는다.
이렇게 제조된 복합고분자 필름(20)은 상기 접착층(32)이 상기 이지컷고분자 필름(10)과 대향하도록 상기 압착롤(400)로 공급되어 이지컷고분자 필름(10)과 합지되도록 하여 포장재가 제조되었다.
실시예 1에서, 이지컷고분자 필름의 이송 방향을 기준으로 컷팅 장치 이전에, 롤투롤 방식의 그라비아 인쇄 공정으로 인쇄 및 70℃에서 1 분간 열풍 건조하여 상기 이지컷고분자 필름에 인쇄층이 연속적으로 형성된 후 절단되도록 한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 포장재를 제조하였다.
상기 그라비아 인쇄 공정에 사용된 동판으로 195 선, 조각 심도가 16 ㎛인 것이 사용되었으며, 인쇄층 형성에 사용된 잉크 조성물은 안료(Black N-220, Red 5702 or Blue 39580S or Yellow 1444, 켐텍커머스) 5 kg, 알코올 가용성 폴리우레탄 수지(PU-3300B, iSuo Chem) 8 kg 및 용매로 알코올 20 kg을 포함한다.
[비교예 1]
실시예 1에서, 이지컷고분자 필름(10) 대신 선형 저밀도 폴리에틸렌(Linear low density polyethylene, LLDPE) 필름이 사용된 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 포장재를 제조하였다.
[비교예 2]
실시예 1에서, 복합고분자 필름(20) 대신 폴리비닐알코올층(22)이 제외된 단일 고분자(폴리에틸렌) 필름이 사용된 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 포장재를 제조하였다.
[비교예 3]
실시예 1에서, 복합고분자 필름(20)의 다층 필름의 신장율이 하기 표 1과 같이 변경된 필름이 사용된 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 포장재를 제조하였다.
[실험예 1] 절취 특성 평가
실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조된 포장재의 이지컷부에 손으로 힘을 가하여 포장재를 절취하여 절취 특성(절취면 상태, 절취 경로, 가하는 힘)을 시험하였다. 이때 객관적인 결과 데이터가 나오도록 각 포장재에 가하는 최초 힘과 최초 힘의 방향을 동일하게 하여 시험하였다.
| 구성 | 실시예 1, 2 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| 이지컷고분자 필름 | 소재 종류 | MDOPE | LLDPE | MDOPE | MDOPE |
| TTD(MPa) | 136 | 20 | 136 | 136 | |
| TMD(MPa) | 24 | 23 | 24 | 24 | |
| TTD/TMD | 0.176 | 1.15 | 0.176 | 0.176 | |
| 복합고분자 필름 | 폴리비닐알코올층 | O | O | X | O |
| ETD(%) | 681 | 1,031 | |||
| EMD(%) | 1,062 | 692 | |||
| ETD/EMD | 1.559 | 0.671 | |||
| 절취 특성 | 절취면 상태 | 깨끗함 | 일그러짐 | 매우 일그러짐 | |
| 절취 경로 | 일직선 | 10도 이상 틀어짐 | 일직선 | ||
| 가하는 힘 | 작음 | 큼 | 중간 | 큼 | |
상기 표 1에서와 같이, TTD가 110 MPa 이상이고 TTD/TMD가 0.2 이하인 이지컷고분자 필름(10)이 사용된 실시예 1은 절취 시 절취 경로가 일직선상이고 절취면 상태가 일그러짐 없이 깨끗하였다. 반면, TTD가 50 MPa 이하이고 TTD/TMD가 1 이상인 이지컷고분자 필름(10)이 사용된 비교예 1은 절취 시 절취 경로가 10도 이상 틀어져 이지컷부(11)의 가이드가 제대로 이루어지지 않았고, 경로가 틀어질수록 절취면이 일그러지는 것은 물론 가하는 힘이 증가하여 쉽게 절취되지 않았다. 이러한 결과는 이지컷 고분자 필름(10)의 TMD가 TTD 대비 상대적으로 클 경우, 절취 경로가 길어지면서 이지컷 방향과 상이한 방향으로 파손(절취)될 확률이 현저히 감소하여 기 설정된 이지컷 방향으로 쉽게 절취됨에 따른 것으로 판단된다.
그러나 폴리비닐알코올층(22)이 제외된 복합고분자 필름(20)이 사용된 비교예 2의 경우, 실시예 1처럼 TTD가 110 MPa 이상이고 TTD/TMD가 0.2 이하인 물성의 이지컷고분자 필름(10)이 사용되었음에도 비교예 1보다 절취면 상태가 더 일그러졌다. 또한 ETD/EMD가 1.3 이하인 복합고분자 필름(20)이 사용된 비교예 3의 경우, 상기 복합고분자 필름(20)이 폴리비닐알코올층(22)을 포함함에도 절취면 상태가 비교예 2와 같이 형편없었으며, 가하는 힘은 더 증가하였다.
따라서 절취 경로가 일직선상이고 절취면 상태가 일그러짐 없이 깨끗하게 절취되며, 가하는 힘이 작아 용이하게 절취되는 실시예 1의 효과는, 상기 물성의 이지컷고분자 필름(10)과 함께, 폴리비닐알코올층(22)을 포함하는 복합고분자 필름(20)이 사용되고, 이때 상기 복합고분자 필름(20)의 ETD/EMD가 1.3 이상인 물성을 만족하여야만 나타나는 시너지 효과임을 알 수 있다.
실시예 2의 경우, 실시예 1 대비 이지컷고분자 필름(10)과 동일한 소재의 필름인 보강층(23)이 더 추가되어 내구성 및 강도가 크게 향상되었음에도, 절취 시 절취 경로가 일직선상이고 절취면 상태가 일그러짐 없이 깨끗함에 따라, 실시예 1에 비해 절취 특성의 저하가 나타나지 않음을 확인하였다. 이러한 결과는 이지컷 고분자 필름(10)의 TMD가 TTD 대비 상대적으로 큼으로써, 추가된 보강층(23)에 이지컷부가 형성되어 있지 않음에도, 절취 시 그 위에 위치한 이지컷고분자 필름(10)의 이지컷부(11)에 의해 가이드되면서 추가된 보강층(23)의 TMD 대비 상대적으로 작은 TMD에 의해 TD 방향으로 쉽게 찢어짐에 따른 것으로 판단된다.
10 : 이지컷고분자 필름
11 : 이지컷부
20 : 복합고분자 필름
21 : 폴리에틸렌층
22 : 폴리비닐알코올층
23 : 보강층
30 : 접착층
31 : 제1접착층
32 : 제2접착층
100 : 제1공급롤
200 : 제2공급롤
300 : 컷팅 장치
400 : 압착롤
P(P1, P2) : 포장재
D : 이지컷고분자 필름의 절단 지점과 압착 지점의 이격거리
11 : 이지컷부
20 : 복합고분자 필름
21 : 폴리에틸렌층
22 : 폴리비닐알코올층
23 : 보강층
30 : 접착층
31 : 제1접착층
32 : 제2접착층
100 : 제1공급롤
200 : 제2공급롤
300 : 컷팅 장치
400 : 압착롤
P(P1, P2) : 포장재
D : 이지컷고분자 필름의 절단 지점과 압착 지점의 이격거리
Claims (6)
- 삭제
- 하기 관계식 2를 만족하는 이지컷고분자 필름을 절단하여 이지컷부를 형성하는 슬릿 가공 단계 및
상기 이지컷고분자 필름에 하기 관계식 1을 만족하는 복합고분자 필름을 적층하는 합지 단계를 포함하며,
상기 복합고분자 필름은, 폴리에틸렌층; 및 상기 폴리에틸렌층 상에 적층되는 폴리비닐알코올층;을 포함하며,
상기 합지 단계에서, 상기 이지컷고분자 필름의 이지컷 방향과 상기 복합고분자 필름의 폴리에틸렌층의 MD 방향이 일치하도록 합지되되, 상기 폴리에틸렌층, 상기 폴리비닐알코올층 및 상기 이지컷고분자 필름의 순서로 합지되며,
상기 이지컷고분자 필름의 이지컷부는 상기 이지컷고분자 필름의 MD 방향으로 절단되어 형성되는 이지컷 포장재의 제조 방법:
[관계식 1]
1.3 < ETD/EMD < 2
(상기 관계식 1에서, ETD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 50 ㎛에서의 TD 방향 신장율이고, EMD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 50 ㎛에서의 MD 방향 신장율이다)
[관계식 2]
0.1 < TTD/TMD < 0.3
(상기 관계식 2에서, TTD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 25 ㎛에서의 TD 방향 인장강도이고, TMD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 25 ㎛에서의 MD 방향 인장강도이다.) - 제2항에 있어서,
상기 복합고분자 필름은, 두께 50 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 신장율이 500 내지 850%이고 TD 방향 신장율이 900 내지 1,500%인 이지컷 포장재의 제조 방법. - 제2항에 있어서,
상기 이지컷고분자 필름은, 두께 25 ㎛에서, GB/T1040.3-2006 시험법 기준, MD 방향 인장강도가 100 내지 300 MPa인 이지컷 포장재의 제조 방법. - 제2항에 있어서,
상기 이지컷고분자 필름 및 상기 복합고분자 필름의 평균두께는 서로 독립적으로 10 내지 100 ㎛이며,
상기 이지컷고분자 필름 및 상기 복합고분자 필름의 두께 비는 10:15~30인 이지컷 포장재의 제조 방법. - 하기 관계식 2를 만족하며, 이지컷부를 가지는 이지컷고분자 필름; 및
상기 이지컷고분자 필름 상에 적층되며, 하기 관계식 1을 만족하는 복합고분자 필름;을 포함하며,
상기 복합고분자 필름은, 폴리에틸렌층; 및 상기 폴리에틸렌층 상에 적층되는 폴리비닐알코올층;을 포함하되, 상기 폴리에틸렌층, 상기 폴리비닐알코올층 및 상기 이지컷고분자 필름의 순서로 적층되며,
상기 이지컷부는 상기 이지컷고분자 필름의 MD 방향으로 절단되어 형성되고, 상기 이지컷고분자 필름의 이지컷 방향과 상기 폴리에틸렌층의 MD 방향이 일치하는 것을 특징으로 하는 이지컷 포장재:
[관계식 1]
1.3 < ETD/EMD < 2
(상기 관계식 1에서, ETD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 50 ㎛에서의 TD 방향 신장율이고, EMD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 50 ㎛에서의 MD 방향 신장율이다)
[관계식 2]
0.1 < TTD/TMD < 0.3
(상기 관계식 2에서, TTD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 25 ㎛에서의 TD 방향 인장강도이고, TMD는 GB/T1040.3-2006 시험법 기준, 두께 25 ㎛에서의 MD 방향 인장강도이다.)
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| KR1020230048632A KR102615152B1 (ko) | 2023-04-13 | 2023-04-13 | 이지컷 포장재 및 이의 제조 방법 |
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|---|---|
| KR102615152B1 true KR102615152B1 (ko) | 2023-12-19 |
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ID=89385261
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100871590B1 (ko) | 2008-05-30 | 2008-12-02 | 주식회사 동서 | 절취선을 가지는 포장재 |
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| KR20110138342A (ko) * | 2009-03-13 | 2011-12-27 | 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 | 다층 적층 개봉 용이 포장체 |
| CN109720060B (zh) * | 2017-10-30 | 2021-02-05 | 中国石油化工股份有限公司 | 聚乙烯醇/聚乙烯复合薄膜及其制备方法 |
-
2023
- 2023-04-13 KR KR1020230048632A patent/KR102615152B1/ko active IP Right Grant
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