KR20020079749A - 가요성 필름 또는 포장재에 사용하기 위한 표면 인쇄용잉크 및 코팅물 - Google Patents

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알란 케이트 브렉크
마이클 에이. 데이비즈
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듀폰 캐나다, 인크.
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Abstract

본 발명은 무균 포장 조건이 요구되는 포장지 또는 가요성 필름에 사용하기 위한 비수성 코팅 배합물 및 잉크 배합물에 관한 것이다. 상기 코팅 배합물은 1) 페놀계-개질된 보조용매형 폴리아미드 수지를 포함하는 혼합용 바니시, 2) 니트로셀룰로스 화합물 바니시, 3) 비수성 용매 혼합물, 및 4) 특별 첨가제를 포함하고, 상기 구성성분들이 모두 산화제의 존재하에서 안정하다. 잉크 배합물에는 안료 및 프로피온산 금속염의 비수성 용액이 추가로 필요하다. 무균 포장재 뿐 아니라, 인쇄 및 코팅된 포장 물질 및 무균 포장 방법도 개시한다.

Description

가요성 필름 또는 포장재에 사용하기 위한 표면 인쇄용 잉크 및 코팅물 {Surface Printing Inks and Coatings for Use on Flexible Film or Paper Packages}
식품은 통상적으로 인분(人分) 크기로 포장되는데, 이는 1인분 하나만 들어있을 수도 있고, 여러 인분의 몫이 들어있을 수도 있다. 일회용 포장은 모든 영역의 요식산업에 광범위하게 사용된다. 이러한 포장물 상에의 직접적인 정보 인쇄력은 비용 절감을 제공하지만, 물질들을 포장해야 하는 절차가 요구된다. 전형적으로, 우유 및 주스 등의 식품에는 무균 또는 살균 조건하에서의 포장이 요구되는데, 이는 이러한 포장물을 표지하는데 사용되는 임의의 인쇄용 잉크 및(또는) 코팅물 역시 무균 또는 살균 조건에서 견딜 수 있어야 함을 의미한다. 주요 포장 물질 제품들은 폴리에틸렌 등과 같은 가요성 필름을 단독으로 포함하거나 다른 중합체 수지들과 조합하여 포함한다. 그러나, 통상적으로 종이, 폴리에틸렌 및 알루미늄 호일을 포함하는, 종이 기재의 적층 포장 물질 역시 이용된다.
종이 기재의 적층 포장 물질의 예는 당업계에 공지되어 있고, 예를 들면, 1997년 6월 3일 로센 (Rosen)에게 허여된 미국 특허 제5,635,011호; 1996년 7월 2일 파이에트 (Fayet) 등에게 허여된 동 제5,531,060호; 1985년 1월 28일 비베르크 (Viberg) 등에게 허여된 동 제4,495,016호; 1984년 7월 24일 푸프 (Pupp)에게 허여된 동 제4,461,667호; 및 1994년 1월 3일 푸프에게 허여된 동 제4,424,260호 등에 개시된 물질을 포함한다.
가요성 필름 포장의 예로서 열에 의한 밀봉이 가능한 중합체성 필름은 우유, 과일 주스와 같은 액체 등의 유동성 물질을 함유하는 일회용 포장으로 제조된다. 바람직한 포장 형태는 베개형 파우치 (pouch)로, 이의 제조 설비의 일부인 종종 수직 형태의 충전 및 밀봉 장치 상에서 유동성 물질이 들어있는 파우치로 제조된다. 종종 이러한 파우치들은 제품 정보가 인쇄되어 있을 수 있는 더 커다란 백에 여러개 넣어진다. 이러한 경우, 상기 더 커다란 백은 포장된 식품과 직접 접촉되지 않기 때문에, 상기 잉크에 대한 요구조건은 제품 내용물에 대한 정보가 인쇄되어 있고 인쇄된 필름이 식품과 접촉하는 파우치 자체에 대한 경우의 요구조건과 실질적으로 상이하다.
그러므로, 식품이 포장되고 살균되는 경우, 상기 제품용 파우치 또는 포장재 제조에 사용되는 필름 역시 살균되어야 한다. 또한, 인쇄된 필름은 살균된 식품에 요구되는 무균 포장 조건에 견딜 수 있어야 할 뿐 아니라, 포장에서 판매까지의 제조, 수송, 저장 및 취급에 대한 엄격한 조건에 견딜 수 있어야 한다. 이러한 요구조건은 살균되지 않지만 무균 포장 조건에 적용되는 제품들에도 적용된다.
중합체 필름의 표면에 적용하기 위한 잉크에 대한 요구조건은 제조 조건 및 포장될 제품에 따라 매우 크게 달라진다. 인쇄된 필름은 인쇄, 적층, 코팅, 및 정확한 너비의 롤 (roll)로의 절단 등과 같은 임의의 변환 작업을 견딜 수 있어야 한다. 예전에는, 예를 들어 고온의 과산화수소 용액 중에서 살균할 수 있는 인쇄된 포장재를 제조하기 위해서, 잉여 필름 층을 적층 단계를 통해 적용하여 상기 인쇄된 필름의 표면을 덮어 보호했다.
무균 포장 물질, 특히 필름 파우치와 함께 사용하기 위한 잉크 및 코팅물은 수많은 상이한 요구조건을 충족시켜야 하기 때문에, 적합한 배합물의 개발이 시도되어 왔다. 예를 들어, 인쇄된 필름의 살균에 사용되는 과산화물은 중합체 표면으로부터 잉크를 벗겨내거나 용해, 퇴색 또는 블리딩 (bleeding)시켜, 파우치 상에서의 시각적 이미지를 허용할 수 없을 만큼 악화시킬 수 있다. 잉크 중의 성분들은 상기 과산화물 살균제를 가속화된 속도로 분해시켜 이의 유효 기간을 단축시킬 수 있고 이를 함유하는 용기가 제대로 폐기되지 않는 경우에는 심각한 안전상의 위험이 발생할 수 있다.
대부분의 잉크 시스템은 유성 (solvent-based) 또는 수성인지 여부와 상관없이 고온의 과산화물 중에서 살균될 필름의 인쇄에 적합하지 않다. 적합한 잉크 시스템을 확인하기 위한 수많은 기준을 하기에 기재했다. 인쇄된 필름은 하기의 성질을 보유해야 한다: 마찰 저항성 (scuff-resistance)을 가질것; 고온의 과산화수소 용액의 존재하에서 블리딩 및 퇴색에 대한 저항성을 가질것; 우유, 주스 및 물등의 액체 식품의 포장재로 사용된 경우, 이들의 유효 기간 동안 상기 포장이 안전할것; 및 고온의 과산화수소 용액과 반응하지도 않고 그의 분해 반응을 촉매하지도 않을 것.
매우 다양한 가요성 포장재 인쇄용 잉크 및 코팅물이 기존의 문헌에 공지되어 있고 시판되고 있다. 전형적으로, 이러한 잉크들은 가요성 고무판을 사용한 회전식 활자 프레스 인쇄법 (rotary letter press printing) 또는 크롬 도금된 음각 실린더를 사용하는 그라비어 인쇄법을 통해 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 셀로판, 셀룰로스 아세테이트 등으로부터 선택된 플라스틱 필름을 포함하는 매우 다양한 기판 상에 인쇄된다. 예를 들어, 1994년 8얼 16일 카테나 (Catena) 등에게 허여된 미국 특허 제5,338,785호; 1997년 8월 19일 카테나 등에게 허여된 동 제5,658,968호; 및 1982년 3월 23일 베니테츠 (Benitez)에게 허여된 동 제4,321,185호를 참조한다.
종이 기재의 적층된 무균 포장 물질상에 인쇄하기 위한 코팅물 및 잉크 배합물도 공지되어 있다. 이러한 유형의 포장 물질들은 테트라 팩 인터네셔널 AB (Tetra Pak International AB) 및 콤비블록 인크. (Combibloc Inc.)가 시판한다. 상기 물질로 제조된 포장재의 예로는 재밀폐가능한 무균 판지일 수 있는 판지가 있다. 통상적으로, 상기 판지는 예비살균되며, 초고온 (UHT) 공정을 거친 후의 우유를 그 안에 넣은 후에, 임의의 오염 방지를 위해 밀폐하여 밀봉한다.
전형적으로, 상기 적층된 포장재 또는 판지는 다음의 3가지 물질로 구성된다: 종이 (70％), 폴리에틸렌 (24％) 및 알루미늄 호일 (6％). 종이는 강성, 강도및 블록 형태를 제공한다. 최내부 층에 사용되는 폴리에틸렌은 상기 포장물을 밀봉한다. 알루미늄 호일은 빛 및 산소에 대한 장벽을 제공한다. 바깥쪽의 보호성 폴리에틸렌 코팅물은 판지를 건조 상태로 유지하고 인쇄된 표면을 덮는다. 이러한 코팅물은 적층되거나 압출 코팅될 수 있다. 판지 표면의 인쇄는 인쇄 후에 적층 및 절단 단계가 요구되는 회전-플렉소 (roto-flexo) 인쇄법에 의한 것일 수 있다.
종이 기재의 적층 포장 물질의 예는 특허 문헌에서 찾을 수 있다. 이러한 물질들을 사용하여 무균 포장재를 제조한다. 전형적인 물질의 예는 1984년 1월 3일 푸프에게 허여된 미국 특허 제4,424,260호; 1984년 7월 24일 푸프에게 허여된 동 제4,416,667호 및 1985년 1월 22일 비베르크 (Viberg) 등에게 허여된 동 제4,495,016호에 개시되어 있다. 상기 문헌 중 마지막 특허 문헌은 인쇄 층을 언급하지만, 포장 물질의 구조 및 포장 방법은 인쇄된 층을 포장 작업에 사용되는 살균 조건에 노출시키는 단계를 포함하지 않는다. 이러한 공정은 상기 단계를 피해야 하기 때문에 더욱 복잡하다.
발명의 요약
본 발명의 잉크 및 코팅 배합물의 중요한 측면은 본 발명 이전에도 폴리아미드 수지, 및 보조용매형 폴리아미드 수지를 바니시 기재로서 잉크 및 코팅물 시스템에 도입했었지만, 본 발명 이전에는 아무도 상기 수지를 양호한 산화 조건의 조장 기능이 높은 물질, 특히, H202와 함께 도입할 필요성을 인식하지 못했다는 점이다. 폴리아미드 수지의 제조업자들은 이러한 제품들이 이용되는 방법에 관해 제안했었지만, 이러한 제안들은 단지 출발선에 불과했고, 통상적인 설비를 사용하여 적합한 잉크 또는 코팅 배합물을 제형화할 수 있는 지침을 제공하지는 못했다. 본 출원인들은 본 발명의 잉크 또는 코팅 배합물에 대해 제안된 성분들의 특정 조합을 사용하면, 전형적인 식품의 무균 포장 작업의 조건에 적용될 수 있는 표면 인쇄되거나 코팅된 필름 또는 종이 기재의 포장 물질을 제조할 수 있음을 알아냈다. 상기 조건들은 아주 까다로우며 통상적으로는 포장재의 표면상에 있는 잉크 또는 코팅물을 분해하게 된다.
본 발명은 임의의 필름 층 또는 다른 적층 포장 층에 적용될 수 있는 잉크 및 코팅 배합물로서 살균 포장 조건에 노출되는지 여부와 상관없는 배합물을 제공한다. 기존의 배합물과는 달리, 포장 물질의 코팅되거나 인쇄된 표면을 위한 보호성 커버층이 필요 없다.
본 발명의 한 측면은
1) 페놀계-개질된 보조용매형 폴리아미드 수지를 포함하는 혼합용 바니시,
2) 니트로셀룰로스 화합물 바니시,
3) 비수성 용매 혼합물, 및
4) 특별 첨가제
를 포함하고, 상기 구성성분들이 모두 산화제의 존재하에서 안정하며, 무균 포장 공정에 사용가능한 비수성 코팅 배합물을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은
1) 페놀계-개질된 보조용매형 폴리아미드 수지를 포함하는 혼합용 바니시,
2) 니트로셀룰로스 화합물 바니시,
3) 비수성 용매 혼합물,
4) 프로피온산 금속염의 비수성 용액, 및
5) 특별 첨가제
를 포함하고, 상기 구성성분들이 모두 산화제의 존재하에서 안정하며, 무균 포장 공정에 사용가능한 비수성 잉크 배합물을 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 포장 물질 표면에 적용되는 경우에 안정한 코팅 배합물로서, 이를 이용한 필름이 무균 포장 조건하에서의 식품 포장에 사용되는 경우에도 여전히 안정한 코팅 배합물의 제조 방법을 제공하며, 이는 1종 이상의 비수성 용매 중에 1종 이상의 페놀계-개질된 보조용매형 폴리아미드 수지를 용해하는 단계, 및 필요한 경우, 상기 혼합물을 하기의 추가 성분들과 혼합하는 단계를 포함한다: 1종 이상의 합성 왁스, 1종 이상의 윤활 (slip) 분리제, 1종 이상의 니트로셀룰로스, 및 가소제 및 접착 촉진제로부터 선택된 1종 이상의 특별 첨가제.
다른 측면에서, 본 발명은 포장 물질 표면에 적용되는 경우에 안정한 잉크 배합물로서, 이 물질이 무균 포장 조건하에서의 식품 포장에 사용되는 경우에도 여전히 안정한 잉크 배합물의 제조 방법을 제공하며, 이는 1종 이상의 비수성 용매 중에 1종 이상의 페놀계-개질된 보조용매형 폴리아미드 수지를 용해하는 단계, 상기 혼합물을 니트로셀룰로스, 1종 이상의 안료 및 프로피온산 금속염의 비수성 용액 및 필요한 경우, 1종 이상의 합성 왁스, 1종 이상의 윤활 분리제, 및 가소제 및 접착 촉진제로부터 선택된 1종 이상의 특별 첨가제와 혼합하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 무균 포장 식품의 제조에 사용하기 위한, 표면이 인쇄된 가요성 포장용 필름의 제조 방법을 제공하며, 이는 에틸렌 중합체, 폴리에스테르 중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 중합체, 에틸렌 비닐 히드록시 중합체 및 나일론 중합체로부터 선택된 수지 단독 또는 이들의 조합으로 제조된 1개 이상의 수지 또는 1개 이상의 필름 층으로부터 가요성 필름을 성형하는 단계, 및 상기 정의한 바와 같은 잉크 배합물을 원하는 무늬로 필름의 표면에 적용하는 단계를 포함한다.
잉크를 적용하기 전에, 필름에 습윤성 개선을 위한 처리를 하는 것이 바람직하다. 인쇄한 후에는 인쇄된 필름을 투명한 코팅물로 코팅하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면은 무균 포장 식품의 제조에 사용하기 위한, 표면이 인쇄된 종이 기재의 적층 포장 물질의 제조 방법을 제공하며, 이는 종이 기재의 적층 포장 물질을 형성하는 단계, 및 상기 기재한 바와 같은 잉크 배합물을 상기 물질의 바깥쪽 표면에 적용하는 단계를 포함한다.
인쇄된 포장 물질은 인쇄 후에 투명한 코팅물로 코팅될 수도 있는데, 상기 코팅물은 본 발명의 코팅 배합물인 것이 바람직하다.
다른 측면은 식품의 무균 포장 방법을 제공하며, 이는 상기 기재한 바와 같은 배합물을 함유하는 1종 이상의 인쇄용 잉크로 가요성 포장용 필름의 표면을 인쇄하는 단계, 및 이렇게 인쇄된 가요성 포장용 필름을 살균하여 살균 구역에 통과시키면서 포장재를 형성하고 식품을 충전하고 밀폐하여 밀봉하며 절단하고 밀봉 포장된 식품을 배출하는 단계를 포함하는, 식품 접촉 포장을 위한 살균 공정에 적용하는 단계를 포함한다. 상기 식품은 살균된 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 바깥쪽 표면이 인쇄된 종이 기재의 적층 포장 물질을 포함하는 포장 물질을 사용한 식품 포장 방법을 제공하며, 이는 예비 인쇄된 종이 기재의 적층 포장 물질로 제조된 인쇄된 포장 물질을 식품의 무균 포장 조건에 적용하는 단계를 포함하고, 상기 인쇄된 물질을 살균 구역에 통과시키면서 식품을 상기 포장재에 넣고 포장물을 밀폐하여 밀봉하는 단계를 포함한다.
본 발명은 무균 포장 조건이 요구되는 식품용 포장지 또는 가요성 필름에 사용하기 위한 비수성 코팅 배합물 및 잉크 배합물에 관한 것이다. 무균 포장재 뿐 아니라, 인쇄 및 코팅된 포장 물질 및 무균 포장 방법도 개시한다.
첨부하는 도면은 본 발명을 예시할 뿐이며, 청구의 범위를 제한하는 데 사용되어서는 안된다.
도 1은 수직 형태의 충전 및 밀봉 파우치를 제조하는 기기를 사용한 무균 포장 공정을 개략적으로 나타낸다.
가요성 필름 포장 물질을 위한 포장 방법의 설명
도면에는 생성물 공급기 및 살균 구역을 포함하는, 무균 포장을 위한 포장용 필름의 경로에 관한 개략적인 형태가 도시되어 있다.
포장용 필름의 경로는 필름 (100)을 웹 정렬 가이드 (102) 및 보조 필름 구동 롤러 (104)를 통해 웹 건조 터널 (105)로 공급할 수 있는, 일정 장력의 풀림 (unwind) 유닛 (101)을 포함한다. 일정 장력의 댄서 바아 (106)이 상기 필름 (100)에 장력을 인가한 후, 이 필름은 성형판 (107)을 통과하면서 튜브 (100a)로 성형된다. 수직 밀봉 유닛 (108)은 상기 튜브의 종적 연부를 밀봉하고, 생성물 (도시하지 않음)은 제1 필름 구동 롤러 (109) 위의 튜브 (100a)로 공급된다. 수평 밀봉 및 절단 유닛 (110)은 충전된 포장물 (100b)를 밀폐하여 밀봉하는 동시에 절단하여 이를 포장 압박 (constraint) 수단 (111)을 통해 파우치 배출 유닛 (112) 상에 떨어뜨리고, 이는 다시 파우치 컨베이어 (113) 상에 떨어진다. 생성물 공급기는 생성물 분출 밸브 (114), 생성물 충전 용기 (115), 생성물 충전 튜브 (116)및 충전 부피 조절 수단 (117)을 포함한다.
살균 구역 (121)은 공기 송풍기 (118), 공기 소각기 (119) 및 살균 공기 열 교환기 (120)을 포함한다. 구성요소 (103)은 과산화수소 살균 욕조이다. 필름 (100)은 이 욕조 (103)을 통과하고 생성물 충전이 개시될 때까지 살균 구역 (121)에 잔류한다.
하기 실시예에서는 본 발명의 잉크 및 코팅 배합물의 가요성 필름에 대한 적용을 예시하는데, 이 경우에는 폴리에틸렌 필름을 사용하여 본 발명을 예시한다. 이러한 실시예는 단지 예시만을 위한 것이며, 이후 제시되는 청구의 범위를 제한하기 위해 사용되는 것은 아니다.
바람직하게는, 본 발명은 상기 기재한 성분 1)이 배합물 중에 약 40 내지 약 50 중량％의 양으로 존재하고, 성분 2)가 배합물 중에 약 30 내지 약 40 중량％의 양으로 존재하고, 성분 3)이 배합물 중에 약 10 내지 약 30 중량％의 양으로 존재하며, 성분 4)가 배합물 중의 다른 성분들을 포함하여 100 중량％ 이하가 되도록 하는 양으로 존재하는 것인 코팅 배합물을 제공한다.
제조, 배급 및 판매 동안 인쇄된 필름에 적용될 수 있는 조건을 이해하기 위해서는, 수직 형태의 충전 및 밀봉 설비를 사용한 살균된 우유 파우치 제조법을 참조한다. 그러나, 본 발명은 사용된 설비와 상관없이 무균 조건이 적용되고 식품이 포장되는 모든 유형의 포장 작업에 이용될 수 있음이 이해되어야 한다.
낙농업에 바람직한 수직 형태의 충전 및 밀봉 장치는 듀폰 캐나다, 인크. (DuPont Canada Inc.)에 의해 인핸스 (Enhance) (등록상표) 가요성 무균 포장 시스템 (Flexible Aseptic Packaging Systems)라는 상표명으로 판매된다.
성공적인 무균 포장은 2가지 중요한 작업에 따라 달라진다. 첫째로, 포장 물질은 살균되어야 하고, 둘째로. 포장재가 형성되고, 충전되고, 밀봉되는 동안 살균 구역이 유지되어야 한다.
포장용 필름의 살균에는 고온의 과산화수소 용액의 욕조가 바람직하다. 일단 상기 필름이 상기 욕조에 노출되면, 이 필름은 이를 튜브형으로 접는 성형판을 통과하는 살균 구역으로 들어간다. 이 튜브의 연부는 수직형의 밀봉 유닛에서 밀봉되고, 생성물은 포장재에 넣어진다. 충전된 포장물은 수평형의 밀봉/절단 유닛에서 밀폐하여 밀봉되는 동시에 절단된다. 이어서, 포장물을 컨베이어상에 배출한다.
장치의 상이한 부분에서 상이한 살균 방법을 사용할 수 있다. 기기 자체에서는 과산화수소 및 가열된 공기를 조합하여 사용함으로써 살균 구역을 구성하는 것이 바람직하고, 소각된 살균 공기층으로 살균성을 유지한다. 증기를 과산화수소와 배합하여 생성물 공급 시스템을 살균한다.
포장재의 크기는 포장될 생성물에 따라 달라지지만, 작은 크기 내지 큰 크기, 예를 들면, 50 ml 내지 수 L 이상에 걸쳐 다양할 수 있다. 파우치 포장재의 이점은 특허 문헌에 잘 기재되어 있지만, 이러한 이점들은 상기 파우치 자체에 그 안에 함유된 제품에 대한 정보가 인쇄되어 있는 경우 증진될 수 있으며, 본 발명에 따라 가능하다. 종종, 더 작은 미인쇄 파우치들을 그 안에 함유된 물질에 대한 정보가 인쇄된 더 커다란 바깥 백에 넣는다. 본 발명은 이럴 필요가 없다.
중합체 필름의 표면에 적용하기 위한 잉크에 대한 요구조건은 제조 조건 및 포장될 제품에 따라 매우 크게 달라진다. 인쇄된 필름은 인쇄, 적층, 코팅, 및 정확한 너비의 롤로의 절단 등과 같은 임의의 변환 작업을 견딜 수 있어야 한다. 예전에는, 고온의 과산화수소 용액 중에서 살균할 수 있는 인쇄된 포장재를 제조하기 위해서, 잉여 필름 층을 인쇄된 필름의 표면을 덮어 보호하기 위한 적층 단계 또는 압출 코팅 단계를 통해 인쇄된 필름의 표면에 적용했다.
포장 작업의 일부를 구성할 수 있는 살균 공정은 증기 오토클레이빙, 오존 기체, 에틸렌 옥시드 기체, 방사 (radiation)에 의한 반응성 화학물질, 과산화수소 욕조 및 이들의 조합물로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 상기 식품은 유동성 물질이고 상기 포장재는 가요성 필름 파우치이다.
식품을 함유하는 식품 포장물은 상기 기재한 바와 같이 포장 물질의 표면에 적용한 후에도 여전히 안정한 잉크 배합물로 표면 인쇄된 포장 물질로 식품을 포장하여 형성될 수 있으며, 이때, 상기 물질 및(또는) 인쇄된 필름 및 포장물은 무균 포장 조건에 적용되며, 이는 포장, 배급 및 판매 동안의 마모에 대한 저항성이 있다. 포장된 식품은 다시 살균될 수 있고, 상기 식품은 유동성 물질일 수 있으며, 상기 포장재는 가요성 필름 파우치 또는 종이 기재의 적층된 경질 포장재일 수 있다.
본 발명의 방법의 바람직한 형태에서, 잉크로 코팅된 포장 물질은 인쇄 공정의 최종 단계에서 그에 적용된 투명한 코팅물을 가질수 있다. 이 코팅물은 본 발명의 코팅 배합물인 것이 바람직하다. 통상적으로, 이러한 단계는 가요성 필름 포장 물질의 경우에 이용되어 포장재 표면을 더욱 광택있게 하고, 마찰 저항성을 증가시킨다. 이러한 코팅물은 기존에 사용된 코팅물에 비해 상대적으로 얇다.
본 발명에 사용될 수 있는 중합체성 필름은 포장 업계에 공지된 임의의 것일수 있다. 식품 포장용으로 승인된 임의의 필름을 본 발명에서 가요성 필름으로 사용할 수 있다. 유동성 물질의 포장시에, 많은 필름이 이용되며, 이러한 필름의 특성에 관한 충분한 정보가 있는 특허 문헌들이 있다. 이와 관련한 참고 사항은 하기의 특허 및 공개 문헌에서 찾을 수 있으며, 개시된 내용은 본원에 참고로 도입된다: 1998년 5월 5일 그루트 (Groot) 등에게 허여된 미국 특허 제5,747,594호; 1998년 8월 11일 그루트 등에게 허여된 동 제5,792,534호; 1999년 3월 9일 팔라 (Falla) 등에게 허여된 동 제5,879,768호; 1994년 2월 22일 팔라 등에게 허여된 동 제5,288,531호; 1994년 11월 1일 팔라 등에게 허여된 동 제5,360,648호; 1994년 11월 15일 팔라 등에게 허여된 동 제5,364,486호; 1998년 4월 16일 팔라 등에게 허여된 동 제5,508,051호; 1998년 2월 24일 팔라 등에게 허여된 동 제5,721,025호; 1985년 6월 스톰스 (Storms)에게 허여된 동 제4,521,437호; 1993년 12월 레이 (Lai) 등에게 허여된 동 제5,272,236호; 1994년 1월 레이 등에게 허여된 동 제5,278,272호; 1985년 3월 몰리슨 (Mollison)등에게 허여된 동 제4,503,102호; EP 673397A; 및 WO 99/10430.
종이 기재의 포장 물질은 본 발명의 잉크를 사용하여 인쇄될 수 있다. 상기 잉크는 종이 층의 바깥쪽 표면을 덮는 중합체성 층에 적용될 수 있다. 필요한 경우, 본 발명의 코팅 배합물을 기재로 한 투명한 코팅물을 적용할 수 있지만, 인쇄된 표면을 보호할 필요는 없다. 이러한 유형의 포장 물질 및 이것으로 형성된 포장재를 개시한 특허 문헌들을 참고로 한다. 이들의 예는 미국 특허 제4,424,260호, 동 제4,416,667호 및 동 제4,495,016호에서 찾을 수 있고, 상기 개시된 내용은본원에 참고로 도입된다.
혼합용 바니시는 특히 바람직한 페놀계-개질된 보조용매형 폴리아미드 수지인 UNI-REZ (등록상표) 1533 (아리조나 케미칼 컴파니 (Arizona Chemical Company) 제품)을 사용하여 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 인쇄용 잉크를 제형화하고자 하는 경우, 배합물 중에 안료가 이용되며 프로피온산 금속염 용액, 바람직하게는 지르코늄 프로피오네이트가 안료를 위한 접착 촉진제로 사용되어야 한다. 이는 무균 포장 조건하에 인쇄된 필름에 잉크를 성공적으로 적용하는데 필수적인 것으로 확인된 바 있다.
본 발명의 잉크 배합물의 성분들에 대한 전형적인 범위는 다음과 같다: 10 내지 약 55 중량％의 니트로셀룰로스 기재 분산물, 폴리아미드 수지의 비수성 용액을 포함하는 약 45 내지 약 55 중량％의 혼합용 바니시, 및 1 내지 약 2 중량％의 지르코늄 프로피오네이트 첨가제 비수성 용액.
이후에, 상기 범위 내의 적합한 배합물의 예를 알아냈다.
니트로셀룰로스 화합물 바니시는 바람직하게는 1/4 sec SS 니트로셀룰로스, 바람직하게는 용매들의 혼합물, 예를 들면 1종 이상의 알콜 및 1종 이상의 알킬 아세테이트의 혼합물 및 지방 아미드, 바람직하게는 수소화된 탈로우아미드를 포함한다. 이러한 탈로우아미드의 시판 예로는 ARMID HT (등록상표) (아크조 케미칼 인크. (Akzo Chemicals Inc.) 제품)가 있다.
본 발명의 바람직한 잉크 및 코팅 배합물에서, 혼합용 바니시를 제조하는데 사용되는 용매 시스템은 프로필 알코올을 약 32 중량％, 지방족 탄화수소를 약 9.8중량％, 및 n-프로필 아세테이트를 약 9.0 중량％ 포함한다.
잉크 배합물 중에 존재하는 페놀계-개질된 보조용매형 폴리아미드 수지의 양은 약 20 내지 약 35 중량％, 더욱 바람직하게는 약 30 중량％의 수지인 것이 바람직하다. 전체 잉크 배합물 중 혼합용 바니시를 약 45 내지 약 50 중량％로 포함하고 유색 농축물을 약 25 내지 약 50 중량％의 농도로 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 배합물 중 지르코늄 프로피오네이트 비수성 용액을 약 1.5 중량％ 포함할 수 있다. 이러한 조성물의 대표적인 예는 지르코늄 프로피오네이트 및 에탄올의 50 : 50 조성물이다. 다른 금속 염의 적합한 양은 이 양을 기준으로 선택될 수 있다.
본 발명의 잉크 배합물에 사용되는 안료는 식품과 관련하여, 특히 식품 포장재의 겉면에서의 사용이 승인된 임의의 시판 안료일 수 있다. 상기 안료는 과산화수소, 또는 본 발명의 인쇄된 포장 물질을 사용한 식품의 포장에 사용될 수 있는 임의의 다른 살균 수단에 저항성이 있어야 한다는 것이 가장 중요하다.
본 발명의 배합물에 사용될 수 있는 전형적인 안료들은 다음과 같다:
백색 안료, 예를 들면, 핀티탄 (Finntitan) RDI-S P.W.6;
황색 안료, 예를 들면,
프레디졸 디아릴리드 옐로우 (Predisol Diarylide Yellow);
옐로우 (Yellow) P.Y.13; 및
선 브라이트 옐로우 (Sun brite Yellow) P.Y.14;
오렌지색 안료, 예를 들면, 프레디졸 오렌지 (Predisol Orange) P.O.34;
적색 안료, 예를 들면, 카르민 레드 (Carmine Red) P.R.185; 및
퀸도 마젠타 (Quindo Magenta) P.R.122;
청색 안료, 예를 들면, 이르갈라이트 블루 (Irgalite Blue) P.B.15:4;
녹색 안료, 예를 들면, 프탈로 그린 (Phthalo Green) P.G.7;
자색 안료, 예를 들면, 선패스트 바이올렛 (Sunfast Violet) P.V.19; 및
흑색 안료, 예를 들면, 프레디졸 블랙 (Predisol Black) P.B.7.
전형적으로, 상기 안료들은 이들을 1/4 sec 니트로셀룰로스 용액에 첨가함으로써 유색 농축물으로 제형화될 것이다. 그 후, 이러한 분산물을 여러가지 배합 및 배합된 총량이 총 잉크 배합물의 약 55％ 이하인 비율 또는 원하는 색상 농도 달성에 요구되는 최적값에 필요한 비율로 블렌딩한다.
바람직하게는, 상기 특별 첨가제는 점착 방지성, 윤활 및 마모 저항성을 목적으로 전형적으로 자유 유동성 분말인 합성 왁스를 약 4.0 중량％ 포함할 수 있다. 이러한 제품의 시판 예로는 미분된 폴리프로필렌인 샴록 신테틱 왁스 (Shamrock Synthetic Wax) 등이 있다. 또한, 전형적으로 수직 형태의 충전 및 밀봉 포장 방법에 사용되는 열 밀봉 단지를 윤활성있게 배출하기 위해, 다우 코닝 실리콘 플루이드 (Dow Corning Silicone Fluid)를 약 0. 2 중량％ 첨가할 수 있다. 가소제를 사용하여 잉크 배합물의 접착을 촉진시킬 수도 있다. 그러나, 이들은 과량으로 존재하는 경우, 블록킹을 초래할 수 있다. 특별 첨가제의 예로는 폴리에틸렌 왁스 및 액체 실리콘 등이 있다.
과산화수소를 포함하는 살균 욕조에는 식품 등급 과산화물을 50℃의 온도 및30 내지 35 중량％의 농도로 이용한다. 본 발명의 방법에서는 필름 양면을 과산화수소 중에 약 30초 이상 완전히 담근다.
하기 표 1은 본 발명에 따라 제조된 잉크 배합물을 요약한 것이다.
실시예 번호 유색 안료 유색 농축물(중량％) 혼합용 바니시,NC 화합물 바니시,비수성 용매(중량％) 프로피온산 염의비수성 용매(중량％)
1 RS 옐로우 50.00 48.50 1.50
2 GS 옐로우 50.00 48.50 1.50
3 오렌지 50.00 48.80 1.50
4 퍼마먼트 레드 50.00 48.50 1.50
5 프탈로 블루 50.00 48.50 1.50
6 자색 50.00 49.00 1.00
7 프탈로 그린 50.00 48.50 1.50
8 흑색 50.00 49.00 1.00
하기는 상기 표 1의 여러가지 성분들의 내역이다.
조성물 - 성분 중량％
혼합용 바니시
통상적인 프로필 알콜32.00
VM＆P 나프타9.80
통상적인 프로필 아세테이트9.00
폴리아미드 수지30.00
폴리에틸렌 왁스4.00
니트로셀룰로스 화합물 바니시15.00
액체 실리콘0.20
첨가제
지르코늄 프로피오네이트50.00
변성 에탄올50.00
니트로셀룰로스 화합물 바니시
1/4 sec SS 니트로셀룰로스30.00
변성 에탄올30.00
통상적인 프로필 아세테이트15.00
지방 아미드 (아르미드 HT (등록상표))25.00
코팅물
실시예번호 유색 안료 유색 농축물(중량％) 혼합용 바니시,NC 화합물 바니시,비수성 용매(중량％) 폴리아미드바니시(중량％) 프로피온산 염의비수성 용액(중량％)
9 백색 안료 25.00 59.00 15.00 1.00
상기 표에 나타낸 성분은 무기 백색 안료 배합물에서 발견되는 폴리아미드 바니시를 제외하고 표 1의 성분과 동일하다.
폴리아미드 바니시 - 성분중량％
폴리아미드 수지40.00
이소프로필 알콜48.00
락톨 스피릿12.00
증량제
실시예번호 유색 안료 용액 1/4 SEC니트로셀룰로스 및 용매 혼합용 바니시,NC 화합물 바니시,비수성 용매(중량％) 폴리아미드바니시(중량％) 프로피온산 염의비수성 용액(중량％)
10 0.00 55.00 45.00 0.00 0.00
본 발명의 잉크 배합물 성분들의 제조 단계를 하기에 예시한다.
니트로셀룰로스 화합물의 제조
50℃의 고속 혼합기를 1시간 동안 사용하여 하기 성분들을 예비혼합한 후, 50℃의 수평 분쇄기에 통과시켜 니트로셀룰로스 화합물을 제조하였다. 수평 분쇄기로부터의 생성물의 브룩필드 (Brookfield) 점도는 25℃에서 1000 내지 5000 cps였다.
성분 부
니트로셀룰로스 용액 (28％ 용액) 30.00
에탄올 30.00
n-프로필 아세테이트 15.00
지방 아미드 25.00
합계 100.00
지르코늄 프로피오네이트 용액의 제조
지르코늄 프로피오네이트를 에탄올에 서서히 첨가하면서 혼합하여 지르코늄 프로피오네이트 용액을 제조하였다. 용해된 혼합물은 약간 흐린 무색 용액이었다. 이 용액은 잉크 배합물의 제조시에 필요하였다.
성분 부
지르코늄 프로피오네이트 50.00
에탄올 50.00
합계 100.00
혼합용 바니시의 제조
먼저, 폴리아미드 수지 (유니레즈 (Unirez) 1533)를 n-프로판올, VM＆P 나프타 및 n-프로필 아세테이트의 혼합물에 용해시켜 혼합용 바니시를 제조하였다. 이어서, 폴리에틸렌 왁스, 샴록 S232 N1을 폴리아미드 수지 용액에 분산시켰다. 일단 분산시킨 후, 상기 제조된 니트로셀룰로스 화합물 및 액체 실리콘을 혼합물에 첨가하고 혼합하였다. 최종 혼합물의 점도는 25℃에서 약 100 내지 200 cps였다.
성분 부
n-프로판올 32.00
VM＆P 나프타 9.80
n-프로필 아세테이트 9.00
폴리아미드 수지 30.00
폴리에틸렌 왁스 4.00
니트로셀룰로스 화합물 15.0
액체 실리콘 0.20
합계 100.00
니트로셀룰로스 화합물 바니시 기재의 제조
프탈로시아닌 블루 안료인 이르갈라이트 GLVO를 50℃에서 1 내지 2시간 동안 니트로셀룰로스 용액 및 에탄올의 혼합물과 예비혼합하였다. 적합한 예비혼합물 점도가 얻어졌을 때, 상기 예비 혼합물을 수평 분쇄기에 통과시켰다. 일단 최적의 분산을 달성한 다음, 분쇄기를 에탄올로 세정하였다. 이 기재의 점도는 300 내지 500 cps였다.
성분 부
(예비 혼합물)
니트로셀룰로스 용액 (28％) 56.00
에탄올 5.70
안료 19.00
(렛다운 (Letdown))
에탄올 10.30
합계 100.00
하기 실시예는 가요성 포장용 필름에 대한 잉크의 적용을 예시한다.
하기 실시예는 본 발명에 따른 인쇄된 가요성 포장용 필름을 무균 포장 공정에서 밝혀진 것과 최소한 동등한 산화 조건에 적용한 실험실 규모의 시험을 기재한다.
실험실 규모의 시험을 위한 실험 절차
각각의 시험에는 새로운 1 L 매손 단지 (Mason jar)를 사용하였다. 35％ 페론 (PERONE) (상표명) 식품 등급 과산화수소 용액의 800 ml 분취액을 각각의 단지에 가하였다. 실험을 시작하기 전에 과산화물 용액의 농도를 측정하였다. 공지된 인쇄된 표면적을 갖는 필름 샘플을 대조물로서 사용되는 하나의 필름 샘플을 제외하고는 각각의 단지에 가하였다.
이 시험에 사용된 필름은 하기와 같이 얻었다:
블로운 폴리에틸렌 필름 A를 선형 에틸렌-옥텐 공중합체 수지인 다우렉스 (Dowlex) 5056 (등록상표) (다우 케미칼 코포레이션 (Dow Chemical Corp.) 제품) (190℃에서의 용융 지수가 1.1이고 밀도가 0.919 g/cc임) 및 이산화티타늄 6 중량％ 및 소량의 첨가제 농축물 (<10 중량％)로부터 압출하였다. 80 ㎛ 두께의 필름은 제조시에 바깥쪽 표면을 42 dyne/cm의 수준으로 코로나 방전 처리하였다.
블로운 폴리에틸렌 필름 B는 76㎛ 두께의 SM3 (등록상표) PW (듀폰 캐나다, 인크. 제품)이었다. 필름은 백색이었고 바깥쪽 표면을 코로나 방전 처리하였다. 그의 주요 성분은 에틸렌-옥텐 공중합체 수지였다.
블로운 폴리에틸렌 필름 C는 두께비 3 : 5 : 2의 밀봉층, 코어층 및 외부층을 갖는 3층짜리 공압출체였다. 밀봉층 수지 블렌드에 카본 블랙이 포함되어 있기 때문에 상기 필름은 내부에서 볼 때는 흑색으로 보였고, 바깥쪽 2개 층에는 이산화티타늄이 포함되어 있기 때문에 바깥쪽에서 볼 때는 백색으로 보였다. 밀봉층 수지 블렌드는 74％ 다우렉스 2077D (등록상표), 선형 에틸렌-옥텐 공중합체 수지 (다우 케미칼 코포레이션 제품) (190℃에서의 용융 지수가 0.85이고 밀도가 0.922 g/cc임), 19％ 다우 609C, 고압 저밀도 폴리에틸렌 (다우 케미칼 코포레이션 제품) (190℃에서의 용융 지수가 0.88이고 밀도가 0.924 g/cc임) 및 7％ 카본 블랙 농축물을 포함하였다. 코어 및 외부층 수지 블렌드는 68％ 다우렉스 2077D (등록상표), 17％ 다우 609C (등록상표) 및 15％ 이산화티타늄 농축물을 함유하였다. 필름을 평균 90㎛ 두께가 되도록 2.9 : 1의 팽창비로 제조하였다. 필름은 바깥쪽 표면을 코로나 방전 처리하였다.
응축기 튜브가 부착되어 있는 플라스틱 마개를 돌려 각각의 단지에 끼운 후, 상기 단지를 50℃의 온도 조절 수조에 목 까지 담그었다.
매일, 각각의 단지 중의 과산화물 농도를 측정하였다. 과산화물 용액을 샘플 단지로부터 온도 및 비중을 측정할 수 있는 깨끗한 800 ml 눈금 실린더에 부었다. 이어서, 표준 노모그래프를 사용하여 과산화물 농도를 측정하였다. 측정을 수행한 후, 과산화물을 샘플 단지에 다시 붓고 온도 조절 욕조로 복귀시켰다.
실험이 끝나갈 때, 필름 샘플을 샘플 단지에서 꺼내어 탈염수로 세척하고 공기 건조하여 검사하였다. 잉크의 임의의 퇴색, 블리딩 또는 벗겨짐을 관찰하였다.
실시예 11(비교예)
거래처 로고가 인쇄된 폴리에틸렌 필름 A 샘플을 실험실 규모의 시험에 적용하였다. 폴리에틸렌 필름을 인쇄전에 코로나 방전 처리하였다. 폴리에틸렌 기판에 적용하는데 유용한 선 (Sun) X 유성 잉크 시스템 (선 케미칼 리미티드 (Sun Chemical Ltd.) 제품)으로부터의 흑색, 녹색 및 적색 안료 뿐만 아니라 투명한 오버바니쉬를 사용하여 로고를 필름에 인쇄하였다. 시험 필름은 표면적이 2580 cm2(400 in2)이었으나, 인쇄된 표면의 비율은 겨우 10％로 추정되었다.
인쇄된 필름에 노출된 과산화물은 1일 당 4.83％의 속도로 분해한 반면, 동일한 온도 조절 욕조에서 유지된 과산화물의 대조 샘플은 1일 당 0.833％의 휠씬 느린 속도로 분해되었다. 이 대조물을 실시예 12, 13, 14 및 15에 사용하였다.
샘플 과산화물 분해 속도
인쇄된 필름 -4.83％/일
대조물 -0.833％/일
선 X 폴리아미드 잉크 시스템은 무균 필름 용도에 부적합한 것으로 판단되었다.
실시예 12 (비교예)
폴리에틸렌 필름에 적용하는데 적합한 잉크로서, 코로나 처리하고 선 RB-30 유성 폴리우레탄 기재의 잉크 시스템 (선 케미칼 리미티드 제품)으로부터의 청색 안료로 인쇄한 폴리에틸렌 필름 A의 샘플을 실험실 규모의 시험에 적용했다. "필름 A" 샘플을 동일한 RB-30 잉크 시스템으로부터의 적색 및 흑색 안료 및 투명한 기저 바니쉬를 사용하여 개별적으로 인쇄하였다. 각각의 시험 필름의 인쇄된 표면적은 대략 1290 cm2(200 in2)이었다.
청색 잉크로 인쇄된 필름은 과산화물 분해 속도를 가장 극적으로 증가시켰다. 또한, 투명한 잉크, 적색 잉크 및 흑색 잉크로 인쇄된 필름 역시 대조 샘플에 비해 과산화물 분해를 가속화하였다. 선 RB-30 폴리우레탄 잉크 시스템은 특히 무균 필름에 적용하기에 부적합한 것으로 판단되었는데, 이는 심지어 기저 바니쉬도 과산화수소 살균제와 비상용적이었기 때문이다.
샘플 과산화물 분해 속도
청색 -7.50％/일
적색 -4.67％/일
흑색 -3.75％/일
투명 코팅물 -5.00％/일
대조물 -0.33％/일
실시예 13 (비교예)
코로나 처리하고 콘택스 (CONTAX) (등록상표) F 유성 잉크 시스템 (선 케미칼 리미티드 제품)으로부터의 청색, 적색 및 흑색 안료로 인쇄한 폴리에틸렌 필름 B 샘플을 실험실 규모의 시험에 적용하였다. 각각의 시험 필름의 인쇄된 표면적은 대략 645 cm2(100 in2)이었다.
각각의 백색 및 청색 잉크로 인쇄된 필름은 과산화물 분해를 가속화시킨 반면, 각각의 자홍색 및 흑색 잉크로 인쇄된 필름은 그렇지 않았다. 또한, 과산화물은 인쇄물에 대한 극적인 효과를 가졌다. 제11일 시험이 끝나갈 때, 백색, 자홍색 및 흑색 샘플상의 색은 거의 완전히 사라졌다. 백색 고체가 백색 필름 샘플을 포함하는 매손 단지의 바닥에서 관찰될 수 있었다. 청색 잉크는 다른 색보다 더 오래 남아 있었으나, 일반적으로 퇴색되었고 여기저기서 필름으로부터 박리되었다.
실시예 필름 안료 과산화물 분해 속도 인쇄된 샘플에 대한 효과
13a 백색 -3.9％/일 거의 완전히 바래짐
13b 자홍색 (적색) 대조물과 동일함 거의 완전히 바래짐
13c 청색 -2.0％/일 약간 바래짐 및 박리
13d 흑색 대조물과 동일함 거의 완전히 바래짐
13e 대조물 -0.18％/일 -
실험실 규모의 시험 결과에 기초하여 볼 때, 콘택스 (등록상표) F 잉크 시스템은 무균 필름 용도에 부적합한 것으로 판단되었다. 이 잉크 시스템의 혼합 바니쉬는 페놀계-개질된 보조용매형 폴리아미드를 포함했으나, 수소화된 탈로우아미드는 포함하지 않았다. 안료 분산액은 지르코늄 프로피오네이트를 포함하지 않았다.
실시예 14
코로나 처리하고 본 발명에 따라 제형화시켜 표 1 및 2에서 실시예로 나타낸 여러가지 잉크로 인쇄한 폴리에틸렌 필름 B의 샘플을 실험실 규모의 시험에 적용하였다. 각각의 시험 필름의 인쇄된 표면적은 대략 645 cm2(100 in2)이었다. 시험 결과를 하기 표 10에 요약하였다.
실시예 샘플 과산화물 분해 속도 인쇄된 샘플에의 효과
14a 화이트 1 -3.68％/일 뚜렷한 변화 없음
14b 블랙 1 대조물과 동일함 잉크는 큰 덩어리로 벗겨지고 과산화물 용액에 용해되어 검게 변했음
14c 레드 셰이드 옐로우 대조물과 동일함 뚜렷한 변화 없음
14d 그린 셰이드 옐로우 대조물과 동일함 뚜렷한 변화 없음
14e 디아릴라이드 오렌지 대조물과 동일함 뚜렷한 변화 없음
14f 퍼머넨트 레드 대조물과 동일함 뚜렷한 변화 없음
14g 프탈로 블루 -1.13％/일 뚜렷한 변화 없음
14h 바이올렛 1 대조물과 동일함 색상은 거의 사라질 정도로 표백되고 과산화물 용액은 분홍색이었음
14i 프탈로 그린 -0.67％/일 뚜렷한 변화 없음
14j 밀로리 블루 -4.14％/일 색상은 거의 사라질 정도로 표백되고 과산화물 용액은 청색이었음
14k 로다민 레드 대조물과 동일함 색상은 거의 사라질 정도로 표백되고 과산화물 용액은 분홍색이었음
14l 투명 기재 바니쉬 대조물과 동일함 뚜렷한 변화 없음
14m 대조물 -0.55％/일
실시예 15
코로나 처리되고 표 1 및 2에 기재된 바와 같이 제형화된 추가의 신규 잉크로 인쇄된 폴리에틸렌 필름 B의 샘플을 실험실 규모로 시험하였다. 각각의 시험 필름의 인쇄된 표면적은 약 645 cm2(100 in2) 이었다. 시험 결과를 하기 표에 요약하였다.
실시예 샘플 과산화물 분해 속도 인쇄된 샘플에의 효과
15a 바이올렛 2 대조물보다 느림 뚜렷한 변화 없음
15b 블랙 2 대조물보다 느림 일부 퇴색
15c 블랙 3 대조물보다 느림 일부 얼룩 발생
15d 화이트 2 대조물과 동일함 뚜렷한 변화 없음
15e 대조물 -0.87％/일 -
실시예 16
하기의 실시예는 본 발명의 실제 규모의 제조 시험을 상세히 설명한다.
실제 규모의 제조 시험을 위한 실험 절차
ENHANCE (등록상표) 무균 파우치 충전기의 플로어 탱크를 세척 및 플러시한 후, PERONE (등록상표) 35％ 과산화수소 용액으로 충전하였다. 살균 공기를 45℃로 유지하고 52℃에서 필름 살균 탱크까지 과산화물을 순환시키면서 기기를 통상적인 생산 방식으로 작동시켰다. 물로 충전한 파우치를 무균 파우치 충전기의 헤드 하나 또는 양쪽 모두에 설치하였다. 제조하는 동안, 살균 탱크에서 인쇄된 필름이 과산화물과 통상적으로 접촉하는 시간은 약 30초였다. 매일 사용한 롤의 수 및 총 제조 시간을 기록하였다. 임의의 주어진 날에는 단지 한 종류의 필름만을 사용하였다. 인쇄된 필름에 대해서 인쇄된 로고의 마찰 저항성이 관찰되었다. 필름상의 인쇄물이 변화되지 않은 것으로 보이고 과산화물 분해가 가속화되는 징후가 없다면, 인쇄된 필름을 과산화물 탱크에 담근 채로 30분간 기기를 멈추었다.
그 날의 실험이 끝나갈 무렵, 과산화물 용액을 플로어 탱크로 복귀시켰다. 과산화물 가열기를 끄고 저항 온도 검출기를 사용하여 수 시간 동안 과산화물 온도를 측정하였다. 온도가 계속해서 떨어지면, 다음 실험일을 준비하면서 가열기를 다시 켜두었다. 온도가 상승하면, 과산화물 충전물을 버렸다. 필름 및 플로어 탱크를 철저히 헹구고 새로운 과산화물 충전물을 첨가하였다.
실시예 17 (비교예)
대조 실험에서는 ENHANCE (등록상표) 무균 파우치 충전기의 한 헤드에서 1 L파우치를 미인쇄 투명 폴리에틸렌 필름 1 롤로부터 3시간 동안 제조한 다음, 미인쇄 백색 폴리에틸렌 필름 1 롤로부터 30분 동안 제조하였다. 실험을 시작할 무렵의 과산화물 농도는 34.0％로 측정되었고, 그 다음 날의 실험을 시작할 무렵의 농도는 34.1％로 측정되었다. 밤새 기록한 온도의 변화는 과산화물 온도가 12시간에 걸쳐 55℃에서 42℃로 계속해서 떨어진 것으로 나타났다. 과산화물은 오염되지 않은 것으로 여겨졌다.
실시예 18
ENHANCE (등록상표) 무균 파우치 충전기의 한 헤드에서 선 RB-30 잉크 (실시예 12에서와 같은 청색, 적색, 흑색 및 투명한 오버바니쉬)로 인쇄된 폴리에틸렌 필름 A 2 롤로부터 파우치를 제조하였다. 6시간 35분 동안의 총 실행 시간 동안 1 L 파우치를 제조하였다. 과산화물을 플로어 탱크로 복귀시키고 가열기를 끈 경우, 온도는 실제로 100℃에서 비등할 때까지 5시간에 걸쳐 급격히 상승하였다. 과산화물 용액은 명백히 매우 오염되었으며 폐기하여야 했다.
실시예 19
폴리에틸렌 필름 B의 3개 로트 (lot)를 표 1 및 2에 나타낸 잉크로 인쇄하였다. 상이한 로트를 인쇄하는데 사용된 잉크 성분을 하기 표 12에 요약하였다. 잉크를 너비 2.54 cm (1 in) 및 길이 22.225 cm (8.75 in)의 직사각형 밴드로 필름에 적용하였다. 필름 상에서 각각의 밴드를 약 2.54 cm (1 in)씩 떨어뜨려 적용하고 일련의 밴드를 2.54 cm (1 in) 간격을 두어 다음 밴드와 격리하였다.
필름 로트 19B에서는 잉크의 상부에 투명한 오버바니쉬를 적용했다. 오버바니쉬는 인쇄된 밴드의 전체 세트에 걸쳐 단일 블록으로서 첨가했으며, 바깥쪽 둘레 및 상부 및 하부에서 약 2 mm씩 적용했다.
표면 인쇄된 필름
실시예 안료 오버바니쉬
19A 디아릴라이드 오렌지퍼머넨트 레드레드 셰이드 옐로우화이트 2 없음
19B 19A와 동일 있음
19C 그린 셰이드 옐로우프탈로 블루프탈로 그린바이올렛 2 없음
표면 인쇄된 필름 롤을 ENHANCE (등록상표) 무균 파우치 기기에서 1 L의 물이 충전된 파우치로 제조하였다. 처음 2일 동안, 로트 19A 필름 5개 롤을 사용하였다 (21900 날인 (impression)). 제3일에 로트 19B 4개 롤을 사용하였다 (2½롤, 18000 날인). 상기 필름에서는 투명한 오버바니쉬로 착색된 잉크 밴드를 덮었다. 제4일에, 19C 6개 롤을 사용하였다 (4롤 및 2 부분 롤, 29400 날인).
다음을 관찰할 수 있었다.
1. 표면 인쇄된 필름은 고온의 35％ 과산화수소 용액의 존재하에 마찰, 퇴색, 브리딩, 변색이 일어나지 않았고, 어떠한 방식으로도 원래의 외관을 잃지 않았다. 제조 방식에 있어서, 필름을 과산화물에 단지 약 30초 동안만 노출시켰으나, 30분을 초과하는 중단 기간이 시험에 포함되었다.
2. 본 발명의 잉크는 과산화물 분해를 가속화하지 않았다. 실제로, 일련의측정에서 총 4일의 시험 기간 동안 측정가능한 정도로 과산화물 농도가 변화되지 않은 것으로 나타났다. 잉크 시스템은 다른 어떠한 관찰 가능한 방식으로도 과산화물 탱크 또는 ENHANCE (등록상표) 무균 파우치 충전기를 오염시키지 않았다.
3. 표면 인쇄물은 오버래커 없이도 상당히 내구성을 가졌다.
실시예 20
폴리에틸렌 필름 C의 1개 로트를 표 1 및 2에 나타낸 잉크로 인쇄하였다. 잉크는 블랙 3, 프탈로 블루, 프탈로 그린, 퍼머넨트 레드, 디아릴라이드 오렌지 및 그린 셰이드 옐로우 안료를 포함했다. 이 잉크들을 필름 표면의 약 1/3을 덮는 거래처 로고의 형태로 필름에 적용하였다.
표면 인쇄된 필름 2개 롤을 ENHANCE (등록상표) 무균 파우치 기기로 900 ml의 물이 충전된 파우치로 제조하였다. 2개의 필름 롤 모두가 완전히 소비되었다. 20분 및 1시간의 중단 기간이 실험에 포함되었다. 중단 기간 동안 필름의 일부를 고온의 과산화수소 살균 욕조에 담궜다.
다음과 같이 관찰되었다.
1. 표면 인쇄된 필름은 고온의 35％ 과산화수소 용액의 존재하에 마찰, 퇴색, 브리딩, 변색이 일어나지 않았고, 어떠한 방식으로도 원래의 외관을 잃지 않았다.
2. 본 발명의 잉크는 과산화물 분해를 가속화하지 않았다.
3. 표면 인쇄물은 오버래커 없이도 상당히 내구성을 가졌다.
본 발명을 특정 실시양태에 대해서만 기재하였으나, 당업자라면 청구 범위의사상과 범위 안에서 변화 및 변형을 가할 수 있음을 인식할 것이다.

Claims (20)

1) 페놀계-개질된 보조용매형 폴리아미드 수지를 포함하는 혼합용 바니시,
2) 니트로셀룰로스 화합물 바니시,
3) 용매 혼합물, 및
4) 특별 첨가제
를 포함하고, 상기 구성성분들이 모두 산화제의 존재하에서 안정하며, 무균 포장 공정에 사용가능한 비수성 코팅 배합물.
제1항에 있어서, 성분 1)이 배합물 중에 약 40 내지 약 50 중량％의 양으로 존재하고, 성분 2)가 배합물 중에 약 30 내지 약 40 중량％의 양으로 존재하고, 성분 3)이 배합물 중에 약 10 내지 약 30 중량％의 양으로 존재하며, 성분 4)가 배합물 중의 다른 성분들을 포함하여 100 중량％ 이하가 되도록 하는 양으로 존재하는 것인 코팅 배합물.
1) 페놀계-개질된 보조용매형 폴리아미드 수지를 포함하는 혼합용 바니시,
2) 니트로셀룰로스 화합물 바니시,
3) 용매 혼합물,
4) 프로피온산 금속염 용액, 및
5) 특별 첨가제
를 포함하고, 상기 구성성분들이 모두 산화제의 존재하에서 안정하며, 무균 포장 공정에 사용가능한 비수성 잉크 배합물.
제3항에 있어서, 성분 1)이 배합물 중에 약 43 내지 약 54 중량％의 양으로 존재하고, 성분 2)가 배합물 중에 약 45 내지 약 55 중량％의 양으로 존재하고, 성분 3)이 배합물 중에 약 10 내지 약 30 중량％의 양으로 존재하고, 성분 4)가 배합물 중에 약 1 내지 2 중량％의 양으로 존재하며, 성분 5)가 배합물 중의 다른 성분들을 포함하여 100 중량％ 이하가 되도록 하는 양으로 존재하는 것인 잉크 배합물.
1종 이상의 비수성 용매 중에 1종 이상의 페놀계-개질된 보조용매형 폴리아미드 수지를 용해하는 단계, 및 필요한 경우, 상기 혼합물을 1종 이상의 합성 왁스, 1종 이상의 윤활 (slip) 분리제, 1종 이상의 니트로셀룰로스, 및 가소제 및 접착 촉진제로부터 선택된 1종 이상의 특별 첨가제로 구성된 추가 성분들과 혼합하는 단계를 포함하는, 포장 물질 표면에 적용되는 경우에 안정하고, 또한 필름 형태로 무균 포장 조건하에서의 식품 포장에 사용되는 경우에도 여전히 안정한 코팅 합물의 제조 방법.
1종 이상의 비수성 용매 중에 1종 이상의 페놀계-개질된 보조용매형 폴리아미드 수지를 용해하는 단계, 상기 혼합물을 니트로셀룰로스, 1종 이상의 안료 및 프로피온산 금속염의 비수성 용액 및 필요한 경우, 1종 이상의 합성 왁스, 1종 이상의 윤활 분리제, 및 가소제 및 접착 촉진제로부터 선택된 1종 이상의 특별 첨가제와 혼합하는 단계를 포함하는, 포장 물질 표면에 적용되는 경우에 안정하고 또한 무균 포장 조건하에서의 식품 포장에 사용되는 경우에도 여전히 안정한 잉크 배합물의 제조 방법.
에틸렌 중합체, 폴리에스테르 중합체, 에틸렌-비닐 아세테이트 중합체, 에틸렌 비닐 히드록시 중합체 및 나일론 중합체로부터 선택된 수지 단독 또는 이들의 조합으로 제조된 1개 이상의 수지 또는 1개 이상의 필름 층으로부터 가요성 필름을성형하는 단계, 및 상기 필름의 표면에 제2항에서 정의한 바와 같은 잉크 배합물을 원하는 무늬로 적용하는 단계를 포함하는, 무균 포장 식품의 제조에 사용하기 위한, 표면이 인쇄된 가요성 포장용 필름의 제조 방법.
제7항에 있어서, 잉크를 적용하기 전에 필름을 코로나 방전 처리하거나 화염 처리하여 필름의 습윤성을 개선하는 방법.
제7항에 있어서, 필름에 유색 인쇄용 잉크를 적용한 후, 인쇄된 포장 물질을 투명한 코팅물로 코팅하는 방법.
종이 기재의 적층 포장 물질을 형성하는 단계, 및 제3항의 잉크 배합물을 상기 물질의 바깥쪽 표면에 적용하는 단계를 포함하는, 무균 포장 식품의 제조에 사용하기 위한, 표면이 인쇄된 종이 기재의 적층 포장 물질의 제조 방법.
제10항에 있어서, 필름에 유색 인쇄용 잉크를 적용한 후, 인쇄된 포장 물질을 투명한 코팅물로 코팅하는 방법.
제3항의 배합물을 함유하는 1종 이상의 인쇄용 잉크로 가요성 포장용 필름의 표면을 인쇄하는 단계, 및 이렇게 인쇄된 가요성 포장용 필름을 살균하여 살균 구역에 통과시키면서 포장재를 형성하고 식품을 충전하고 밀폐하여 밀봉하며 절단하고 밀봉 포장된 식품을 배출하는 단계를 포함하는, 식품 접촉 포장을 위한 살균 공정에 적용하는 단계를 포함하는, 식품의 무균 포장 방법.
제12항에 있어서, 상기 식품이 살균된 것인 방법.
제12항에 있어서, 상기 살균 공정이 증기 오토클레이빙, 오존 기체, 에틸렌 옥시드 기체, 방사 (radiation)에 의한 반응성 화학물질, 과산화수소 욕조 및 이들의 조합물로부터 선택된 것인 방법.
제12항에 있어서, 상기 식품이 유동성 물질이고 상기 포장재가 가요성 필름 파우치 (pouch)인 것인 방법.
예비 인쇄된 종이 기재의 적층 포장 물질로 제조된 인쇄된 포장 물질을 식품의 무균 포장 조건에 적용하는 단계를 포함하고, 상기 인쇄된 물질을 살균 구역에 통과시키면서 식품을 상기 포장재에 넣고 포장물을 밀폐하여 밀봉하는 단계를 포함하는, 바깥쪽 표면이 인쇄된 종이 기재의 적층 포장 물질을 포함하는 포장 물질을 사용한 식품 포장 방법.
포장 물질에 적용한 후에도 여전히 안정한 제3항의 잉크 배합물로 표면 인쇄된 포장 물질로 식품을 포장하여 형성된 식품을 함유하는 식품 포장물로서 상기 물질 및(또는) 인쇄된 필름 및 포장물이 무균 포장 조건에 적용되고, 포장, 배급 및 판매 동안의 마모에 대한 저항성이 있는 것인 식품 포장물.
제17항에 있어서, 상기 식품이 살균된 것인 식품 포장물.
제17항에 있어서, 상기 식품이 유동성 물질이고 상기 포장재가 가요성 필름 파우치인 식품 포장물.
제17항에 있어서, 상기 식품이 유동성 물질이고 상기 포장재가 종이 기재의 적층된 경질 포장재인 식품 포장물.
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