KR20060028680A - 부직형 플라스틱 파우치 세퍼레이터 - Google Patents

Abstract

제1 중합체로 된 필름, 제2 중합체로 된 필름 및 시일 중간층을 포함하는 파단가능한 시일에 관한 것이다. 시일 중간층은 제1 중합체 또는 제2 중합체의 융점들보다 더 높은 융점을 갖고, 각각 약 2.5 ㎛ 내지 약 7.0 ㎛의 평균 유효 섬유 직경을 갖는 다수개의 미세섬유를 포함한다. 제1 중합체 및 제2 중합체의 필름들의 시일 중간층의 어느 한 측면에 대한 융착에 의해 제1 중합체가 제2 중합체와 접촉하는 부분을 포함하는 부서지기 쉬운 계면을 갖는 파단가능한 시일이 생성된다. 파단가능한 시일은 힘의 인가에 의해 부서지기 쉬운 계면에서 갈라져서 갭 및 제1 필름의 제2 필름으로부터의 분리를 야기시킨다.

시일 중간층, 파단가능한 시일, 유효 섬유 직경, 융착

Description

부직형 플라스틱 파우치 세퍼레이터{NONWOVEN PLASTIC POUCH SEPARATOR}

본 발명은 플라스틱 용기를 다수개의 구획실들로 구분하는 파단가능한 시일(rupturable seal)을 제공하는 수단 및 포장 제품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 힘의 인가에 의해 분리되어 시일을 파단시켜 이전에 플라스틱 용기의 별도의 구획실들 내에 격리되어 있던 물질들의 상호작용을 허용하는 개방을 제공하는, 멜트블로운 미세섬유를 포함하는 파단가능한 시일을 제공한다.

서로 접촉하게 될 때 함께 반응하는 물질들의 보관을 위해 한 개의 용기가 사용될 수 있다. 대표적으로는, 한 개의 보관 용기는 반응 생성물이 필요할 때까지 반응성 물질들 사이의 접촉을 막기 위한 수단, 예를 들면 밀봉된 경계부 또는 배리어 스트립(barrier strip)을 포함한다. 시일 및 배리어 스트립의 사용은 용기, 특히 플라스틱 용기 또는 포장을 많은 별도의 구획실들로 분리시키기 위한 수단을 제공한다. 각종 액체 또는 이동가능한 반응성 성분들은 개별 구획실들 내에 격리될 수 있다. 구획실들 사이의 배리어의 붕괴는 반응성 성분들이 상호혼합되고 함께 반응하는 경로를 제공한다. 반응은 가요성 포장의 손 조작에 의해 촉진될 수 있다.

액체 단량체를 경화된 수지 물질로 변환시키는 활성제 물질로부터의 분리를 필요로 하는 반응성 액체 단량체를 포함하는 반응성 물질들을 수용하기 위한 다구획 플라스틱 포장의 사용이 공지되어 있다. 반응성 성분들의 대표적인 조합물은 에폭시 단량체에 대한 아민 활성제 및 액체 폴리술파이드 중합체의 안정한 혼합물로부터 분리된 액체 에폭시 단량체로 구성된다. 함께 혼합될 때, 이들 물질은 발열 반응을 행하여 전기 절연 재료로 사용되는 내열성의 강인한 수지상 생성물을 생성시킨다.

미국 특허 제2,932,385호는 액체 에폭시 단량체 조성물을 액체 폴리술파이드 중합체로부터 분리시켜 보관하는 용기로서 적합한 다구획 플라스틱 포장을 개시한다. 이 포장은, 필름의 외부 연부들을 따라 함께 융착되고 필름들 사이에 브레이커 스트립(breaker strip)을 필름의 융합된 연부들까지 연장되도록 가열 밀봉함으로써 구획실들로 구분된 열가소성 필름의 2개의 시트들을 포함한다. 브레이커 스트립은 어느 한 필름보다 물리적으로 약하여, 응력 하에서 플라스틱 포장의 융합된 연부 시일이 파단되기 전에 브레이커 스트립이 파괴되게 된다. 관련 특허(미국 특허 제3,074,544호)는 각종 시일 스트립을 사용하여 다구획 포장을 형성하는 몇가지 방법을 설명한다.

다구획 플라스틱 포장에 대한 다른 참고사항은 예를 들면 미국 특허 제2,756,875호, 제2,916,197호, 제3,809,224호, 제4,961,495호, 및 제5,287,961호에서 찾아볼 수 있다. 효소계의 성분들을 분리시키는 파단가능한 막을 포함하는 다구획 포장을 확인한 미국 특허 제2,971,850호에 설명된 바와 같이 다구획 플라스틱 용기에 다른 물질들이 보관될 수 있다. 포장은 막의 파단 및 효소와 적절한 기질 물질 사이의 반응 전에 효소 활성을 보존시킨다.

플라스틱 용기의 구획실들 사이에 분리를 제공하는데 유용한 시일 스트립 구조물의 입수용이함에도 불구하고, 비용을 낮추고, 일관성을 개선시키며 증가된 포장 수명을 갖는 다구획 플라스틱 보관 백을 제조하는데 사용된 방법들의 효율을 증가시키는 시일 형성 물질에 대한 요구가 존재한다.

<발명의 요약>

본 발명은 힘의 인가에 의해 분리되어 시일을 파단시켜 이전에 플라스틱 용기의 별도의 구획실들 내에 격리되어 있던 유체 반응물들의 상호작용을 허용하는, 멜트블로운 미세섬유를 포함하는 파단가능한 스트립 시일을 제공한다. 나타낸 바와 같이, 파단가능한 시일은 플라스틱 백 또는 파우치 또는 유사 용기의 구획실들을 서로로부터 밀봉시키는 칸막이(divider)를 제공한다. 다구획 플라스틱 백 또는 파우치는 접촉시 반응하여 코팅 물질, 봉입제(封入劑) 물질 및 결합 물질 등과 같은 유용한 제품을 생성시키는 2종 이상의 물질들을 적합하게 수용한다. 특히 식품 성분들이 소비 직전에 혼합되는 것이 가장 좋은 경우 식품이 다구획 플라스틱 파우치에 보관될 수 있다.

본 발명에 따른 스트립 시일은 실질적으로 단일 물질, 즉 멜트블로운 플라스틱 미세섬유를 포함한다. 이것은 외부 필름 스트립(film strip)을 분리시키는 중앙의 섬유 부분으로 이루어진 브레이커 스트립의 대향하는 면들에서 2개의 필름들을 함께 결합시키는 미국 특허 제2,932,385호의 브레이커 스트립에 대한 설명과는 상이하다. 외부 필름 스트립은 브레이커 스트립의 어느 한 면 상에서 이들에 결합 되는 2개의 필름과 동일한 열가소성 중합체를 포함한다. 이것은 한 필름의 다른 필름에 대한 직접적인 융합 밀봉에 의해 형성된 시일과 동등하게 강한 필름 스트립-대-필름 시일을 생성시킨다. 섬유 중앙층은 브레이커 스트립의 약화된 평면을 제공하는데, 이것은 필름들을 따로 잡아당길 때 그의 중앙 평면을 따라 분할된다. 브레이커 스트립의 파열시, 2개의 필름 스트립은 플라스틱 포장의 측면들을 형성하는 상이한 필름들에 별도로 부착된 채로 남게 된다. 참고문헌에 따르면, 브레이커 스트립의 다른 예는 다구획 포장의 외부 봉투(envelope)를 형성하는 폴리에틸렌 필름에 가열 밀봉되는, 폴리에틸렌의 얇은 연속층으로 양쪽 표면 모두가 코팅된 얇은 다공성 종이로 이루어진다. 브레이커 스트립의 종이 중앙부는 다공성으로 남아있고 화학적 공격으로 인한 분리 또는 조기 파단에 의해 누출되기 쉽다. 이들 조건들 중 어느 하나가 구획실들 사이의 개방을 야기한다. 조기 파단은 구획실들 사이의 바람직하지 못한 누출을 초래한다.

상기한 바와 같이, 이전에 공지된 시일은 다구획 백 구조물을 형성하는데 사용된 필름의 열가소성 시트와 실질적으로 동일한 화학 조성의 배리어 필름의 연속층들 사이에 샌드위치된 섬유 부분을 갖는 복합 구조물이었다. 본 발명에 따른 스트립 시일은 유효 섬유 직경이 약 2.5 ㎛ 내지 약 7.0 ㎛의 범위인 멜트블로운 미세섬유 웹으로부터 스트립을 절단함으로써 형성된 균일한 구조물이다. 유효 섬유 직경(EFD)은 아래에서 추가로 정의되어 평균 섬유 직경의 어림셈임을 보여준다.

본 발명에 따른 파단가능한 스트립 시일은 중합체 필름의 시트들을 함께 연부 밀봉시킴으로써 백 또는 플라스틱 파우치들을 결합시키는데 사용된 2개의 열가 소성 중합체 층들 사이에 불투과성 배리어를 형성하는 미세섬유를 포함한다. 미세섬유 형성을 위한 한 방법은 열가소성 중합체의 고속 스트림을 중단시켜 본 명세서에서 멜트블로운 미세섬유로 언급되는 소 직경 섬유를 생성시키는 공지된 방법을 사용한다.

본 발명에 따른 백 또는 플라스틱 파우치는 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 표면에 인접한 폴리에틸렌 표면을 갖는 복합 필름 라미네이트를 사용한다. 플라스틱 파우치를 2개의 구획실로 분리시키는데 사용된 파단가능한 스트립 시일은 그가 분리시키는 열가소성 중합체 시트들보다 더 높은 융점을 갖는다. 이것은, 스트립 시일과 열가소성 중합체 시트 사이의 결합 형성이 각 시트의 용융 및 열가소성 중합체의 2개의 시트들을 함께 보유하는 불투과성 배리어를 포함하는 결합된 구조물을 생성시키기 위한 멜트블로운 미세섬유 스트립의 간극 내로의 흐름에 의존함을 의미한다. 다구획 파우치의 한 바람직한 실시태양은 폴리에틸렌 층들 사이에 폴리프로필렌 미세섬유의 스트립 시일을 포함한다. 폴리에틸렌은 폴리프로필렌 미세섬유를 습윤시켜 폴리프로필렌의 어느 한 면 상에서 폴리에틸렌의 혼화성 필름들을 적층시키거나, 또는 다르게는 폴리에틸렌 섬유를 스트립 시일에 첨가할 필요가 없다.

비록 멜트블로운 미세섬유 스트립이 밀봉 동안에 용융되는 것이 필수적이지는 않지만, 열가소성 중합체 미세섬유를 포함하는 시일은 불투과성 배리어를 나타내는 시일을 통한 고체 또는 액체의 전달을 막을 수 있도록 약 0.1 Kg/㎠(1.45 psi) 내지 약 1.25 Kg/㎠(17.5 psi)의 충분한 강도를 갖는다. 그러나, 멜트블로운 미세섬유 스트립 시일은 적당한 손 응력 하에서 열가소성 시트를 손상시키거나 또는 백 필름 연부 시일을 파괴시키지 않고서 파단된다.

본 발명에 따른 멜트블로운 중합체 미세섬유의 스트립 시일의 이점은 부직포 또는 종이 물질로 된 중앙 층을 포함하는 것으로 앞에서 설명된 브레이커 스트립보다 더 큰 신뢰성 및 일관성을 갖는 배리어 스트립 시일을 제공하는 불활성 물질의 높은 균일성이다. 상기 브레이커 스트립의 제조는 생성되는 브레이커 스트립이 포장 형성 동안에 열가소성 중합체 시트에 결합될 수 있기 전에 부직포 또는 종이 물질의 어느 한 면 상에서 열가소성 물질을 적층시키는 1개 이상의 추가의 단계를 포함하는 복잡한 공정을 필요로 한다. 추가의 공정 단계들은 파편 및 보다 높은 제조 비용으로 이어지는 일관성이 없는 제품 성능의 가능성을 증가시킨다.

본 발명에 따른 멜트블로운 폴리프로필렌 미세섬유는 중합체 필름 및 부직포 또는 종이 물질로 된 라미네이트를 제조하는데 사용된 방법들보다 더 조절가능한 단단계 방법에 의해 쉽게 입수가능한 물질이다. 또한, 조절되는 수준의 기본 중량 및 다공도를 갖는 단일층의 멜트블로운 중합체 미세섬유 웹을 제조하는 것이 가능하다. 미국 특허 제2,932,385호의 적층된 브레이커 스트립과 비교하여, 본 발명에 따른 단일층 스트립 시일은 예를 들면 화학적 공격에 따른 분리 또는 조기 파단에 의해 파손될 수 있는 내부 계면을 갖지 않는다. 멜트블로운 중합체 미세섬유 웹으로부터 형성된 스트립 시일의 또 다른 이점은 백 구획실들 사이의 시일 접합점이 불투명으로부터 실질적으로 투명한 상태로 변할 때 효과적인 배리어 시일 형성에 대한 가시적인 표시이다. 불투명으로부터 투명으로의 전이는 플라스틱 포장의 구 획실들 사이에 효과적인 분리를 제공하는 배리어 시일을 형성에 대한 관찰가능한 신호를 제공한다.

본 발명에 따른 다구획 플라스틱 포장 또는 백 용기는 2개의 열가소성 중합체 필름 시트 및 1개 이상의 멜트블로운 미세섬유 스트립 시일을 포함하도록 제작될 수 있다. 필름 시트들의 연부들 주위를 가열 밀봉하는 것에 의한 융합된 연부의 형성은 밀봉하여 닫혀진 봉투를 생성시킨다. 열 및 압력의 인가에 의해 2개의 필름 시트들 사이에서 결합된 적합하게 위치된 스트립 시일은 배리어의 한 측면 상의 제1 구획실로부터 배리어의 다른 측면 상의 제2 구획실로의 물질 이동에 대한 배리어를 나타낸다.

보다 구체적으로, 본 발명은 제1 융점을 갖는 제1 중합체, 제2 융점을 갖는 제2 중합체 및 제2 측면 맞은편에 제1 측면을 갖는 시일 중간층을 포함하는 파단가능한 시일을 제공한다. 시일 중간층의 제1 면은 제1 중합체의 일부분에 결합된 제1 경계 층을 포함한다. 또한, 시일 중간층의 제2 측면은 제2 중합체의 일부분에 결합된 제2 경계 층을 포함한다. 시일 중간층은 제1 융점 및 제2 융점보다 더 높은 융점을 갖고, 약 2.5 ㎛ 내지 약 7.0 ㎛의 평균 유효 섬유 직경을 갖는 다수개의 미세섬유를 포함한다. 제1 경계 층은 제1 중합체에 의해 둘러싸여진 다수개의 미세섬유로 된 제1 부분을 포함한다. 제2 경계 층은 제2 중합체에 의해 둘러싸여진 다수개의 미세섬유로 된 제2 부분을 포함한다. 파단가능한 시일은 제1 경계 층과 제2 경계 층 사이에 부서지기 쉬운 계면(frangible interface)을 갖는다. 파단가능한 시일은 힘의 인가에 의해 부서지기 쉬운 계면에서 갈라져서 제1 경계층을 제2 경계 층으로부터 분리시킨다.

정의

본 명세서에서 사용된 용어들은 다음과 같이 나타낸 의미를 갖는다:

용어 "미세섬유"는 평균 직경이 약 1.0 ㎛ 내지 약 10.0 ㎛인 섬유를 말한다.

용어 "유효 섬유 직경"은 공지된 두께, 중합체 밀도 및 기본 중량을 갖는 미세섬유 웹을 가로지르는 압력 강하로부터 유도된, 당 업계의 통상의 숙련인에게 공지된 계산된 치수이다.

"파단가능한 시일" 또는 "배리어 시일" 등과 같은 용어는 본 발명에 따른 스트립 시일의 측면들에 결합된 2개 이상의 열가소성 중합체의 층들을 포함하는 복합 구조물을 말한다. 파단가능한 시일은 스트립 시일의 측면부를 형성하는 용융 열가소성 중합체의 미세섬유들 사이의 공간 내로의 주입에 의해 생성된 경계 층들을 포함한다.

"스트립 시일" 또는 "세퍼레이터 스트립 시일" 또는 "미세섬유 스트립 시일" 또는 "시일 중간층" 등을 포함하는 용어는 본 발명에 따른 다구획 포장을 제작하는데 사용된 중합체 필름 또는 필름 라미네이트의 적합한 층들 사이에 파단가능한 시일을 형성하는데 사용하기 위하여 스트립 형태로 변환된 블로운 미세섬유 웹을 말한다.

"경계 층"은 용융 중합체가 스트립 시일 내로 주입되어 냉각시에 스트립 시일의 중합체-충전된 측면부를 제공할 때 배리어 시일의 어느 한 측면 상에 형성된 다.

용어 "부서지기 쉬운 계면"은 열가소성 중합체가 실질적으로 없는 미세섬유를 포함하는, 경계 층들 사이의 배리어 시일의 중앙부를 말한다. 이것은 대향하는 경계 층들의 강제적 분리 동안에 우선적으로 갈라지는 비교적 약한 계면을 제공한다. 예시적인 실시태양에서, 부서지기 쉬운 계면은 제1 중합체가 제2 중합체와 접촉하는 부분들을 포함한다. 다른 예시적인 실시태양에서는, 결합 온도에 따라, 용융 중합체가 스트립 시일의 내부 공간을 실질적으로 충전시킬 수 있다. 이러한 조건은 부서지기 쉬운 계면의 우선적인 갈라짐을 막는다. 바람직하게는, 부서지기 쉬운 계면의 부요 부분은 경계 층들 사이의 미세섬유-함유 갭이다.

필요하기 때문에 본 발명의 상세한 실시태양들이 본 명세서에서 개시되는데, 그러나 개시된 실시태양들은 다양한 별법의 형태로 구체화될 수 있는 본 발명을 단지 예시하는 것임을 알아야 한다. 본 명세서에서 개시되는 특정 구조적 및 기능적 세부사항들은 제한적인 것으로 해석되어서는 안되고, 단지 특허 청구의 범위에 대한 기초로서 및 본 발명을 다양하게 사용하도록 당 업계의 통상의 숙련인에 대한 가르침을 위한 대표적인 기본내용으로서 해석되어야 한다.

본 발명에 따른 다구획 플라스틱 포장 또는 백 용기는 2개의 열가소성 중합체 필름 시트 및 1개 이상의 멜트블로운 미세섬유 스트립 시일을 포함하도록 제작될 수 있다. 결합의 압력 및 지속기간에 따라, 폴리에틸렌 또는 다른 적합한 열가소성수지의 층들이 약 120℃ 내지 약 200℃의 온도에서 함께 융합되어 필름 시트의 연부들 주위에 융합된 가열 밀봉된 가장자리를 형성하여, 밀봉하여 닫혀진 봉투를 생성시킨다. 2개의 필름 시트들 사이에서 결합된 적합하게 위치된 스트립 시일은 배리어의 한 측면 상의 제1 구획실로부터 배리어의 다른 측면 상의 제2 구획실로의 물질 이동에 대한 배리어를 나타낸다. 2개의 구획실들의 크기 및 위치는 플라스틱 포장 내의 스트립 시일의 위치에 의존한다. 2개의 필름 시트들 사이에 위치한 추가적인 스트립 시일이 백 용기 중의 구획실들의 수를 증가시키게 됨을 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 다구획 플라스틱 포장에 적합한 필름 물질은 적합한 가열 밀봉 층을 포함하는 중합체 필름 및 필름 복합체의 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명에 따른 배리어 시일의 형성은 미세섬유 스트립 시일의 융점 아래 또는 근처에서 결합 층 용융을 제공하는 임의의 광범위의 열가소성 중합체를 사용할 수 있다. 적합한 물질은 예를 들면, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌을 포함하는 폴리올레핀 중합체, 폴리비닐 클로라이드 및 에틸렌 비닐 아세테이트 및 스트립 시일의 융점 이상에 용융되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 중합체의 필름으로 적층된 임의의 상기한 물질을 포함하는 필름 복합체로부터 선택될 수 있다.

블로운 미세섬유 중합체 웹의 제조는 바람직하게는 문헌[Van Wente in Industrial and Engineering Chemistry Vol. 48, No. 8, 1956, p. 1342]에 기재된 유형의 방법에 의존한다. 미국 특허 제3,978,185호는 직경이 약 0.3 ㎜보다 큰 물질의 바람직하지 못한 조대한 "샷(shot)" 또는 "비드(bead)"의 양을 감소시키는 유사하지만 개선된 방법을 설명한다. 제조 방법은 나일론, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 및 폴리트리플루오로클로로에틸렌을 포함하는 각종 열가소성 물질에 대하여 0.1 ㎛ 내지 1.0 ㎛ 정도로 미세한 섬유를 생성시키는 것으로 나타났다. 섬유 형성은 본질적으로, 용융 물질을 강제로 한 줄의 미세한 오리피스들을 통과시켜 직접 2개의 수렴성 고속 열기 또는 다른 적절한 기체의 스트림 내로 보내는 램-압출기(ram-extruder)인 장치의 사용을 필요로 한다. 공기 온도 및 중합체-용융 온도는 별도의 조절장치를 갖고, 열가소성 유체 물질 및 공기 스트림의 속도도 마찬가지이다.

약 290 ℃(550 ℉) 내지 430 ℃(800 ℉)의 온도에서 압출기 노즐로부터 사출된 수지는 기체 스트림이 섬유로 섬세화되는 수지의 용융 스트랜드로서 기체 스트림으로 들어간다. 기체 스트림 내에 놓여지는 지점에서 섬유가 형성되고, 여기서 냉각이 수지 물질을 고화시키기에 충분하게 진행된다. 열-용융 수지가 노즐로부터 직접 2개의 공기 스트림의 합류점 내로 나오기 때문에, 이러한 배출 지점에서 최대 양의 섬세화가 일어난다. 사용된 속도 및 정확한 온도에 따라, 섬유는 공기 스트림에 의해 노즐 팁으로부터 약 2.5 ㎝ 떨어지게 운반된 후에 고체 형태로 냉각된다.

새롭게 형성된 섬유는 분산된 난류 스트림 중에서 매우 높은 속도로 노즐로부터 멀리 이동한다. 약 315 ℃(600 ℉) 및 약 3.5 Kg/㎠(50 psi)의 대표적인 공기 조건의 경우, 이 속도는 음속, 즉 약 500 미터/초(1660 피트/초)와 동등하거나 또는 이를 초과할 수 있다. 이동하는 16 메쉬 스크린은 공기 블라스트(air blast)를 섬유로부터 분리시켜 가압 롤을 사용한 치밀화와 함께 또는 치밀화 없이, 귄취 릴 상에서의 수집을 위한 섬유 매트(mat)로서 스크린으로부터 스트리핑될 수 있는 불규칙한 섬유 퇴적물을 제공하는 표면을 제공한다. 본 발명에 따른 스트립 시일의 제작에 적합한 멜트블로운 중합체 웹, 바람직하게는 폴리프로필렌 웹은 약 2.5 ㎛ 내지 7.0 ㎛, 바람직하게는 4.0 ㎛ 내지 6.0 ㎛의 유효 섬유 직경(EFD)을 갖는다.

반응성 물질, 특히 유체 물질을 저장하는데 편리한 포장은 서로 연부-결합된 2개 이상의 열가소성 중합체 필름 층을 포함한다. 반응성 물질의 분리는 포장 내에서 격리된 구획실들 사이에서의 반응성 물질의 이동에 대한 배리어를 형성하는, 본 명세서에서 스트립 시일로도 언급되는 1개 이상의 파단가능한 시일을 필요로 한다. 스트립 시일 물질은 대표적으로는 포장을 만드는데 사용된 필름 층들보다 더 높은 융점을 갖는다. 이 융점 차이는 이들이 용융되어 함께 융합될 때까지 열가소성 필름들을 가열시킴으로써 형성된 융합된 연부 결합을 제공한다. 본 발명에 따른 스트립 시일에 대한 필름 층들의 조절된 가열은 필름 층들이 용융되어 필름의 융점보다 높지만 세퍼레이터 시일 물질의 융점보다는 낮은 온도에서 세퍼레이터 스트립 시일의 측면들 내로 흐르도록 한다. 적층된 구조물이 냉각되어 파단가능한 시일을 제공할 때 필름 층들은 스트립 시일에 결합된다.

상기한 바와 같이, 플라스틱 필름을 멜트블로운 미세섬유 스트립 시일에 결합시켜 형성된 시일은 보통의 취급, 운반 및 보관 작업 동안에 봉투의 한 구획실의 반응성 물질을 다른 구획실 중의 반응성 물질로부터 완전히 분리시킬 수 있는 충분한 강도를 갖는다. 본 발명에 따른 다구획 플라스틱 포장은 반응성 물질들을 상호혼합시킬 필요가 있을 때까지 2부분 백 용기 중에서 요구되는 시일, 또는 2개 이상의 구획실을 갖는 백 중에서 다수개의 시일을 유지한다. 혼합 공정은 스트립 시일의 어느 한 측면 상의 필름의 일부분을 잡아서 필름들을 반대 방향으로 홱 잡아당겨 멜트블로운 미세섬유 스트립의 구조를 파괴시켜 시일을 파단시키고 개봉된 시일을 통한 물질 이동을 허용함으로써 편리하게 활성화될 수 있다. 물질의 완전한 혼합은 가요성 플라스틱 포장의 손 조작을 포함한다. 백 용기 내에서의 반응성 물질들의 혼합을 위한 행동 순서에 대한 설명으로부터, 열가소성 필름 시트들 사이의 연부 시일이 열가소성 필름 시트들 사이에서 결합된 후 스트립 시일 내에 남아있는 멜트블로운 미세섬유 층의 내부 강도보다 더 강하다는 사실이 자명해질 것이다. 본 발명에 따른 스트립 시일의 우선적인 파단은 플라스틱 포장의 연부 시일의 부주의한 파괴 후의 반응성 물질의 누출에 대한 가능성을 없앤다.

본 발명에 따른 스트립 시일과 열가소성 필름 시트 부분들 사이의 가열 밀봉의 형성은 멜트블로운 미세섬유 웹의 스트립을 2개의 길이의 필름 사이에 삽입시키는 것을 비롯한 일련의 공정 단계들을 필요로 한다. 이것은 필름의 연부들이 시일-형성 미세섬유의 스트립의 연부들에 겹쳐지도록 각각 미세섬유로 된 스트립의 것보다 더 큰 폭을 갖는 2개의 길이의 필름 사이에 연장되는 미세섬유의 좁은 스트립을 갖는 샌드위치 구성물을 생성시킨다. 필름 시트들은 샌드위치 구성물이 가열된 한 쌍의 열판 사이에 위치한 후에 미세섬유 스트립에 결합된다. 각 열판은 필름 샌드위치의 폭을 가로질러 및 평행한 연부들을 따라 스트립 시일과 정렬되는 개별적으로 조절되는 가열된 레일을 포함한다. 가열된 레일의 위치잡기 및 수는 다구획 포장 용기의 디자인에 의존한다. 필름 구성물 주위에서 열판을 닫은 후에, 압력을 인가하면 필름 층들이 스트립 시일에 결합하고 연부를 따라 및 필름의 폭을 가로질러 함께 융합되게 된다. 단프레스(platen press)는 많은 구획실들을 분리시키는 1개 이상의 배리어 시일을 갖고 그의 밑면 및 그의 평행한 연부들을 따라 밀봉된 백을 생성시킨다. 상기한 바와 같이, 다구획 백은 조기 반응을 막기 위하여 분리를 필요로 하는 물질들의 첨가를 위한 각 구획실에 대한 개구를 갖는다. 물질들을 그들 각각의 구획실 내에 넣은 후, 다구획 포장의 개방 단부를 가열된 레일을 포함하는 제2 단프레스를 사용하여 밀봉시켜 최종 연부 시일을 형성할 수 있다. 연부 시일 형성을 위한 온도는 본 발명에 따른 스트립 시일과 연부 시일 사이의 교차점에서 융합된 접합점을 생성시킬 수 있을 정도로 충분히 높을 수 있다. 이러한 유형의 융합된 접합점의 형성은 종이 티슈를 포함하는 이전에 공지된 브레이커 시일과 비교하여 이점을 제공한다. 종이 스트립을 포함하는 접합점은 융합된 접합점을 형성하지 못하고 온도에서 파손점을 도입시킬 수 있어 종이 태움(paper charring)을 야기시킨다.

본 발명에 따른 바람직한 실시태양은 대표적으로 약 140 ℃ 내지 약 150 ℃ 범위의 단프레스 온도를 사용한다. 이 온도 범위는 스트립 시일과 접촉하는 열가소성 층들의 융점들보다 높지만, 멜트블로운 미세섬유 스트립 시일 그 자체의 융점 아래이다. 가열 시간은 단프레스의 판에 인가된 압력에 따라 2초 내지 4초이다. 열 및 압력의 적합한 인가는 열가소성 층의 용융 및 용융 중합체의 미세섬유의 간극 내로의 이동을 야기시켜 시일 스트립의 어느 한 측면 상에 냉각시에 고화되는 용융 중합체를 함유하는 경계 층을 생성시킨다. 스트립 시일의 한 측면으로부터 흐르는 열가소성 중합체는 맞은편 측면으로부터 흐르는 중합체와 접촉할 수 있다. 그러나, 냉각 시에 융합된 연부 시일과 유사한 결합 강도를 갖는 고체 중합체 충전된 스트립 시일을 생성시키기 때문에 경계 층들이 합체되지 않는 것이 바람직하다. 스트립 시일과 포장 필름 사이의 효과적인 결합은 적어도 열가소성 중합체가 없는 스트립 시일의 내부 부분을 남겨 놓아 파단가능한 시일 스트립이 플라스틱 포장에 힘을 인가하는 동안에 갈라져서 스트립 시일의 경계 층들의 분리를 야기시키는 부서지기 쉬운 계면을 제공한다. 예시적인 실시태양에서, 부서지기 쉬운 계면은 제1 중합체가 제2 중합체와 접촉하는 부분들을 포함한다. 다른 예시적인 실시태양에서는, 결합 온도에 따라, 용융 중합체가 스트립 시일의 내부 공간을 실질적으로 충전시킬 수 있다. 이 조건은 부서지기 쉬운 계면의 우선적인 갈라짐을 막는다. 바람직하게는 부서지기 쉬운 계면의 주요 부분은 경계 층들 사이의 미세섬유-함유 갭이다.

본 발명에 따른 스트립 시일 및 열가소성 필름 시트의 부분들 사이에 가열 밀봉을 형성시키는 다른 방법은 2개의 길이의 필름 사이에 멜트블로운 미세섬유의 스트립을 삽입시키는 것을 비롯한 일련의 연속 공정의 단계들을 필요로 한다. 이것은 필름의 연부들이 시일-형성 미세섬유의 스트립의 연부들에 겹쳐지도록 각각 미세섬유로 된 스트립의 것보다 더 큰 폭을 갖는 2개의 길이의 필름 사이에 연장되는 미세섬유의 좁은 스트립을 갖는 샌드위치 구성물을 생성시킨다. 필름 시트들은 샌드위치 구성물이 승온으로 가열되고 스트립 시일을 따라 정렬된 롤러들 사이에서 이동하는 동안 미세섬유 스트립에 결합된다. 열가소성 필름 시트들과 가열된 롤러의 접촉의 지속기간은 열가소성 층의 용융 및 용융 중합체의 미세섬유들의 간극 내로의 이동을 야기시켜 스트립 시일의 어느 한 측면 상에 냉각시에 고화되는 용융 중합체를 함유하는 경계 층을 생성시킨다.

상기한 바와 같이 형성된 연속 스트립은 열 및 압력의 인가에 의해 겹쳐지는 필름들의 연부를 따라 및 본 발명에 따른 스트립 시일에 의해 분리된 2개의 구획실을 갖는 플라스틱 포장을 제공할 필요가 있을 때 필름 구조물을 가로질러 주변 시일을 생성시키는 다른 가열 밀봉 장치로 들어갈 수 있다. 각 구획실의 한 연부는 반응성 물질의 충전을 위하여 개방된 채 있고, 그 후 용봉기(溶封機)가 구획실들을 닫아서 반응성 물질들을 서로로부터 격리시키는 최종 융합된 연부 시일을 형성한다.

본 발명에 따른 스트립 시일을 형성하는데 사용된 멜트블로운 미세섬유 웹은 부직 섬유상 중합체 물질, 바람직하게는 230 ℃에서 약 280-420 g/10분의 용융 유량을 갖는 #3960 등(텍사스주 휴스톤의 아토피나(Atofina)로부터 입수가능함)과 같은 폴리프로필렌 단일중합체를 포함한다. 미세섬유 웹은 대표적으로 약 10 그램/평방미터(gsm) 내지 약 30 gsm의 범위, 바람직하게는 약 25 gsm의 기본 중량, 및 약 2.5 ㎛ 내지 약 7.0 ㎛의 유효 섬유 직경 범위를 갖는다. 본 발명에 따른 스트립 시일은 포장 필름들 및 다른 시일, 예를 들면 연부 시일 사이에 보다 적은 융기(bump)를 도입시킨다. 15 gsm의 기본 중량을 갖는, 약 1.0 ㎝ 내지 1.25 ㎝ 폭의 스트립 시일은 밀봉 전에 100 ㎛의 두께를 갖는다. 밀봉 후에, 스트립 시일 세퍼레이터는 약 25 ㎛(0.001 인치)의 두께를 갖는다.

멜트블로운 미세섬유 웹의 다공도는 기본 중량 및 섬유 직경에 의존한다. 이들 특성들은 포장 필름의 미세섬유 스트립 시일의 어느 한 측면에 대한 결합 공정 동안에 미세섬유들 사이의 간극 내로의 용융 중합체의 유량을 조절한다. 가열 밀봉 용기의 성공적인 형성 후에, 배리어 시일의 강도는 가압 백-파열 기계를 사용하여 평가될 수 있다. 이 시험은 스트립 시일의 어느 한 측면 상의 구획실을 멜트블로운 미세섬유 시일이 파열되는 공기압으로 공기주입시키는 것을 포함한다. 바람직한 범위의 시일 강도는 약 0.21 Kg/㎠(3.0 psi) 내지 약 0.63 Kg/㎠(9 psi)이다.

본 발명에 따라 사용하기 적합한 포장-형성 중합체는 멜트블로운 미세섬유 웹을 형성하는데 사용된 중합체보다 더 낮은 융점을 갖는 중합체 필름을 포함한다. 바람직한 예로서, 다구획 봉투는 미네소타주 세인트 폴의 3M 캄파니(3M Company)로부터 입수가능한 상품명 스카치팩(SCOTCHPAK) 29905로 표시되는 필름 라미네이트를 사용한다. 필름 라미네이트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 층에 인접한 폴리에틸렌 층을 포함한다. 다구획 파우치 형성 동안의 스카치팩 29905 필름의 배향은 폴리에틸렌 층을 약 120 ℃ 내지 약 200 ℃로의 가열 동안에 스트립 시일에 결합되어 배리어 시일을 형성하는 내부 층으로서 위치시킨다.

다양한 유체 성분들이 다구획 포장의 별도의 구획실들 내에 넣어질 수 있다. 반응성 성분들의 대표적인 및 바람직한 조합물은 제1 물질로서 액체 폴리올 수지 및 제2 물질로서 이소시아네이트 가교결합제를 포함한다. 이들 물질은 반응하여 폴리우레탄 봉입 또는 봉쇄 화합물을 형성한다. 반응성 성분들의 두 번째 조합물은 무수물 관능기를 갖는 액체를 포함한다. 액체는 적합한 가교결합제와 반응하여 폴리에스테르 봉입 재료를 제공한다. 반응하여 에폭시 수지를 형성하는 성분 재료가 또한 다구획 포장 중에 보관될 수 있다. 이 경우 포장은 에폭시 수지의 형성 이전에 액체 에폭시-관능성 조성물을 액체 중합체 및 아민 활성제의 혼합물로부터 분리시킨다. 수지 형성 성분들 사이의 반응의 활성화는 구획실들 중 하나의 중앙 부분에 가까운 외부 포장 필름을 잡아서 필름들을 파단가능한 시일의 축을 따라 반대 방향으로 홱 잡아당기는 것을 포함한다. 이것은 포장의 영구적인 융합된 연부 시일을 손상시키지 않고서 스트립 시일의 경계 층들 사이의 부서지기 쉬운 계면에서 섬유 분리에 의해 스트립 시일을 파괴시킨다. 부서지기 쉬운 계면의 파단은 포장의 반응성 내용물들이 합해지게 만든다. 균질한 혼합은 수지-형성 반응을 촉진시키기 위한 포장 봉투의 손 조작을 필요로 할 수 있다. 포장의 한 모서리의 제거는 반응이 계속되어 완료되는 대기중인 금형 또는 다른 캐비티 또는 용기 내로 계량투여될 수 있는 반응 혼합물의 방출을 위한 개구를 제공한다. 다구획 포장으로부터 한 모서리를 제거하는 것의 대안으로, 포장을 제조하는데 사용된 필름 시트들 중 하나 내에 노즐 클로져(nozzle closure)가 내장될 수 있다.

본 발명에 따른 다구획 포장은 전기통신 시스템 중에서의 용도를 위한 수지를 비롯한 각종 용도의 수지를 제조하기 위하여 함께 반응하는 물질들에 대한 가요성 용기 백으로서, 특히 봉입 재료로서 사용될 수 있다. 상이한 봉입용 수지계를 갖는 멜트블로운 미세섬유 스트립 시일의 내화학약품성 시험은 1 Kg의 중량을 지탱하는 다구획 포장의 경우 65.5℃(150℉)의 승온에서의 오븐-에이징 동안에 시일에 대한 손상이 없음을 보여주었다.

실험

폴리에틸렌 백의 중앙 아래로 멜트블로운 폴리프로필렌 웹의 스트립 시일을 가열 밀봉하여 형성한 2구획 백은 생성되는 배리어 시일의 강도를 측정하기 위하여 ASTM-F88-00 또는 ASTM-F2054-00을 사용하여 시험할 수 있다. 이들 시험들 중 첫번째(ASTM-F88-00)는 가요성 배리어 백의 시일 강도를 측정한다. 파열 강도 측정은 두번째 시험 방법(ASTM-F2054-00)에 의해 설명되는 바와 같이 구속판 내에서의 내부 가압을 사용한다.

블로운 미세섬유(BMF) 배리어 및 유효 섬유 직경(EFD)의 비교

백 치수: 폭 - 19.7 ㎝ 길이 - 11.4 ㎝. 길이방향 배리어 스트립을 포함하는 백을 클로크너-페로마틱 백 메이커(Klockner-Ferromatik Bag Maker), 모델 LA III 상에서 제조하였다. 이 방법은 약 135℃ 내지 약 150℃ 사이의 온도, 약 2초 내지 약 4초 사이의 체류 시간 셋팅 및 1.54-1.97 Kg/㎠(22-28 psi)의 기계 압력 셋팅을 사용하는 단프레스 활성화를 포함하였다. 실시예 1-12의 백들을 9.0의 유량 셋팅을 갖는 아로(ARO) 2600 가압 공기 파열 기계를 사용하여 파열시켰다. 표 1의 실시예 1-6은 고정된 온도에서 배리어 파열 강도는 유효 섬유 직경이 증가함에 따라 증가함을 보여준다.

실시예 1-6의 BMF 웹 스트립 시일의 파열 강도

실시예	1	2	3	4	5	6
밀봉 온도 ℃	135	135	135	140.5	140.5	140.5
EFD(미크론)	4.7	4.5	4.0	4.7	4.5	4.0
기본 중량(g/㎡)	25	25	25	25	25	25
배리어 파열 강도(Kg/㎠)	0.22	0.12	0.10	0.45	0.30	0.22

실시예 7-12의 BMF 웹 시일의 파열 강도

실시예	7	8	9	10	11	12
밀봉 온도 ℃	140	140	146	146	146	146
EFD(미크론)	6-8	6-8	4.7	4.5	4.4	4.0
기본 중량(g/㎡)	20	30	25	25	25	25
배리어 파열 강도(Kg/㎠)	0.74	0.50	0.49	0.44	0.41	0.34

표 2의 실시예 7-12는 고정된 온도에서 배리어 파열 강도는 유효 섬유 직경이 증가함에 따라 및 또한 기본 중량이 낮아짐에 따라 증가함을 보여준다. 표 1 및 표 2의 결과들의 비교는 밀봉 온도가 증가함에 따라 배리어 파열 강도가 증가함을 나타낸다.

블로운 미세섬유(BMF) 배리어 기본 중량 비교

실시예 13-23 백 치수: 폭 - 25.4 ㎝ 길이 - 26.7 ㎝. 백을 클로크너-페로마틱 백 메이커, 모델 LA III 상에서 제조하였다. 이 방법은 약 2초 내지 약 4초 사이의 체류 시간 셋팅을 사용하는 단프레스 활성화를 포함하였다. 기계 압력 셋팅은 1.54-1.97 Kg/㎠(22-28 psi)이었다. 백 제조 동안 필름 시트들 사이에 스트립 시일 웹의 공급은 임의로 배리어 스트립 권출기를 사용하여 기계 공급되거나 또는 손에 의해 공급될 수 있다. 백들을 아로 2600 가압 공기 파열 기계를 사용하여 파열시켰다.

표 3은 고정된 온도에서 배리어 시일 파열 강도는 유효 섬유 직경이 증가함에 따라 및 또한 미세섬유 웹의 기본 중량이 낮아짐에 따라 증가함을 보여준다. 표 4는 기계 공급된 스트립 시일을 사용하여 형성된 백은 파열 강도에 있어서 손에 의한 공급 기술을 사용하여 제조된 것과 상이하였음을 보여준다. 차이는 공급 동안의 스트립 시일 장력에 있어서의 차이 때문일 수 있다.

실시예 13-16의 BMF 웹 시일의 파열 강도

실시예	13	14	15	16
밀봉 온도 ℃	140	140	140	140
기본 중량	20	30	25	30
EFD	6-8	6-8	5.0	5.0
파열 강도-손 공급(Kg/㎠)	1.23	1.12	0.42	0.46

실시예 17-23의 BMF 웹 시일의 파열 강도

실시예	17	18	19	20	21	22	23
밀봉 온도 ℃	146	146	146	146	146	146	146
기본 중량	20	25	30	25	30	25	30
EFD	4.7	4.7	4.7	4.5	4.5	4.0	4.0
파열 강도-손 공급(Kg/㎠)	0.5	0.29	0.23	-	-	-	-
파열 강도-기계 공급(Kg/㎠)	-	-	-	0.45	0.40	0.52	0.51

필요하기 때문에 본 발명의 세부사항들이 본 명세서에서 개시되는데, 그러나 개시된 실시태양들은 단지 예시적임을 알아야 한다. 경화된 수지를 위한 반응성 성분들을 분리시키기 위한 다구획 백의 사용에 관한 언급들도 제한적인 것으로 해석되어서는 안된다. 예를 들면, 본 발명에 따른 다구획 백의 다른 잠재적인 용도는 최적의 향미를 보장하기 위하여 사용 직전에 혼합할 필요가 있는 식품 성분들의 분리를 포함한다. 구체적인 실시태양들에 대한 설명은 단지 특허 청구의 범위에 대한 기초로서 및 본 발명을 다양하게 사용하도록 당 업계의 통상의 숙련인에 대한 가르침을 위한 정보원을 제공할 뿐이다.

Claims (13)

1. 제1 융점을 갖는 제1 중합체;

   제2 융점을 갖는 제2 중합체; 및

   제2 측면 맞은편의 제1 측면을 갖는 시일 중간층

   을 포함하고, 상기 제1 측면은 상기 제1 중합체의 일부분에 결합된 제1 경계 층을 포함하고, 상기 제2 측면은 상기 제2 중합체의 일부분에 결합된 제2 경계 층을 포함하고, 상기 시일 중간층은 제1 융점 및 제2 융점보다 더 높은 융점을 갖고, 상기 시일 중간층은 약 2.5 ㎛ 내지 약 7.0 ㎛의 평균 유효 섬유 직경을 갖는 다수개의 미세섬유를 포함하고, 상기 제1 경계 층이 제1 중합체에 의해 둘러싸여진 다수개의 미세섬유로 된 제1 부분을 포함하고, 상기 제2 경계 층이 제2 중합체에 의해 둘러싸여진 다수개의 미세섬유로 된 제2 부분을 포함하고, 제1 경계 층과 제2 경계 층 사이에 부서지기 쉬운 계면을 갖고 힘의 인가에 의해 부서지기 쉬운 계면에서 갈라져서 제1 경계층을 제2 경계 층으로부터 분리시키게 되는 파단가능한 시일.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 중합체 및 상기 제2 중합체가 폴리에틸렌인 파단가능한 시일.
3. 제1항에 있어서, 상기 다수개의 미세섬유가 폴리프로필렌을 포함하는 파단가 능한 시일.
4. 제3항에 있어서, 상기 평균 유효 섬유 직경이 약 4.0 ㎛ 내지 약 5.0 ㎛인 파단가능한 시일.
5. 제4항에 있어서, 상기 다수개의 미세섬유가 약 10 g/㎡ 내지 약 30 g/㎡의 기본 중량을 갖는 폴리프로필렌 웹을 형성하는 파단가능한 시일.
6. 제3항에 있어서, 상기 힘이 약 0.10 Kg/㎠ 내지 약 1.25 Kg/㎠인 파단가능한 시일.
7. 제6항에 있어서, 상기 힘이 약 0.21 Kg/㎠ 내지 약 0.63 Kg/㎠인 파단가능한 시일.
8. 제1항에 있어서, 상기 부서지기 쉬운 계면이, 제1 중합체가 제2 중합체와 접촉하는 부분을 포함하는 파단가능한 시일.
9. 제1항에 있어서, 상기 부서지기 쉬운 계면의 주요 부분이 상기 제1 및 제2 경계 층들 사이의 미세섬유-함유 갭을 포함하는 파단가능한 시일.
10. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 중합체가 상기 시일 중간층을 실질적으로 충전시키는 파단가능한 시일.
11. 제1항에 있어서, 다구획 포장과 함께 사용될 때 상기 시일 중간층이 포장의 제1 구획실을 포장의 제2 구획실로부터 분리시키는 파단가능한 시일.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 구획실이 그 안에 제1 반응성 물질을 포함하고, 상기 제2 구획실이 그 안에 제2 반응성 물질을 포함하는 파단가능한 시일.
13. 제12항에 있어서, 상기 파단가능한 시일이 힘의 인가에 의해 부서지기 쉬운 계면에서 갈라져서 상기 제1 경계 층을 상기 제2 경계 층으로부터 분리시키게 될 때, 상기 제1 반응성 물질이 그 안에서 제2 반응성 물질과 상호혼합되는 파단가능한 시일.