KR20070063509A - 중합체 필름, 중합체 필름을 포함하는 포장 라미네이트,포장 라미네이트로 만들어진 포장 용기 및 중합체 필름의제조 공정 - Google Patents

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안드레 치퀘트
베르트랜드 자카우드
피에르 페이에트
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테트라 라발 홀딩스 앤드 피낭스 소시에떼아노님
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Abstract

중합체 필름(1a,1b,1c,1d)은 중합체 장벽 층(11a,11b)의 한 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅(13a)을 포함한다. 필름은 또한 상기 중합체 장벽 층(11a,11b)의 제2 측면 상에 배열된 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b)을 포함한다. 본 발명은 또한 중합체 필름을 포함하는 포장 라미네이트(10)에 관한 것이고, 이런 포장 라미네이트로 제작된 포장 용기(30)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 중합체 필름의 제작을 위한 프로세스에 관한 것이다.
중합체 필름, 중합체 장벽 층, 가스 장벽 코팅, 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀층, 포장 라미네이트, 포장 용기

Description

중합체 필름, 중합체 필름을 포함하는 포장 라미네이트, 포장 라미네이트로 만들어진 포장 용기 및 중합체 필름의 제조 공정{A POLYMER FILM, A PACKAGING LAMINATE COMPRISING THE POLYMER FILM, A PACKAGING CONTAINER FORMED FROM THE PACKAGING LAMINATE AND A PROCESS FOR THE PRODUCTION OF THE POLYMER FILM}
본 발명은 중합체 장벽 층의 제1 측 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름에 관한 것이다. 본 발명은 또한 중합체 필름을 포함하는 포장 라미네이트에 관한 것이고, 이런 포장 라미네이트로 만들어진 포장 용기에 관한 것이다. 게다가 본 발명은 중합체 필름의 제조 공정에 관한 것이다.
Tetra Brik®-유형의 페이퍼보드 포장재로 널리 공지된 고속 연속적인 포장 프로세스에서, 포장재 라미네이트의 웹이 연속적으로 튜브형으로 성형되어 내용물이 충진되며, 연속적인 가열 밀봉 동작 및 절단 동작에 의해서 쿠션형 포장 용기로 밀봉된다. 쿠션형 포장 용기는 일반적으로 평면 육면체형 포장 용기로 접혀서 성형된다. 이런 연속적인 튜브-성형, 충진 및 밀봉 포장 프로세스의 주요 이점은 웹이 단지 튜브 성형 전에 연속적으로 살균되므로 무균 포장 프로세스의 가능성을 제공하는데, 즉, 충진될 액체 내용물뿐만 아니라 포장재 재료의 박테리아를 감소시키고 충진된 포장 용기는 청결한 환경에서 제조되어 충진된 포장이 충진된 제품에 미생 물의 성장에 대한 위험 없이 대기 온도에서 장시간 저장될 수 있다. 장기간 저장을 위해서 중요한 요소는 물론 또한 충진되어 밀봉된 포장 용기의 가스 장벽 특성이고, 차례로 포장 라미네이트 자신의 가스 장벽 특성에 매우 의존한다. Tetra Brik®-유형 포장 프로세스의 다른 중요한 이점은 상술된 바와 같이 연속적인 고속 포장의 가능성이고, 이는 비용적인 효율성에 고려할 수 있는 영향을 갖는다.
다른 가스 장벽 재료와 비교되는 SiOx 가스 장벽 층의 이점은 일차적으로 바람직한 환경 프로파일을 갖는다는 것이고, 이차적으로는 둘러싸고 있는 습기 또는 액체에 접촉할 때 영향을 받지 않는다는 것이다. 게다가, 이는 포장 라미네이트로 만들어진 포장체의 내용물이 포장체 내에 있는 동안에 마이크로파 가열을 겪도록 허용한다. 매우 얇은 층이 적용되기 때문에, 또한 상대적으로 유연하고 구부리거나 접힐 때 균열에 저항한다.
그러나 테스트는 SiOx 코팅이 적용되는 중합체 장벽 층이 예컨대, 높은 파단신율(elongation at break) 또는 낮은 영률(Young's Modulus)에 대해 매우 엘라스틱하다면, SiOx 코팅 단계의 실행성(runnability)에 문제점이 있을 것이다.
게다가, 포장 라미네이트, 그것으로 된 제품 및 포장 용기를 너무 최적화하면, 비용을 낮추고, 포장 라미네이트의 구조를 간단하게 하고, 필요로 되는 다수의 변환 단계를 감소시키며 어떤 식품 내용물에 의한 가스 장벽의 부식에 저항하는 포장 라미네이트를 제공하는데 인센티브가 있다.
그러므로 본 발명의 목적은 상술된 단점 및 문제점을 완화시키고, 적어도 상기 요구 조건의 일부, 바람직하게는 요구 조건 전부를 수행하는 포장 라미네이트를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 포장 라미네이트/용기를 위한 얇은, 선제조된 중합체 필름을 제공하는 것이고, 이런 필름은 전체 습도 범위에서 높은 산소 장벽, 필름에 포함된 밀봉 층, 높은 강도, SiOx 코팅에서 개선된 실행성 및 더 낮은 비용을 결합한다.
중합체 필름을 포함하는 포장 라미네이트는 무균 포장 및 장기간 저장에 적합해야만 하고, 연속적인 튜브-형성 프로세스에 의해서 액체 식품의 연속적인, 고속 포장에 적합하도록 충분한 벤딩 강성(bending stiffness)을 가져야만 한다.
본 발명은 또한 고체, 반고체 또는 액체 식품 또는 음료로 충진되고, 중합체 필름을 포함하는 포장 라미네이트로 만들어진 포장 용기에 관한 것이다.
이런 목적 및 다른 목적은 첨부된 청구항에서 한정된 바와 같이, 중합체 필름, 포장 라미네이트, 포장 용기 및 본 발명에 따르는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스에 의해서 성취된다.
따라서, 본 발명은 중합체 장벽 층의 한 측 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 선제조된 중합체 필름을 제공하는데, 이런 필름은 또한 상기 중합체 장벽 층의 제2 측 상에 배열된 열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층을 포함한다.
바람직하게는, 상기 중합체 장벽 층이 폴리아마이드, 폴리아마이드 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, 폴리에틸렌 나프탈렌으로 구성된 그룹의 재료로 된 층이고, 선택적으로 상기 중합체 장벽 층은 동일한 중합체 재료로 된 네 개에 이르는 부분-층으로 구성되고, 선택적으로 중간에 결합층을 갖는다. 적합하게는, 단층인지 다층인지에 관계없이, 다층의 경우에 그러나 부분적인 층들 사이에 선택적인 결합층을 포함하지 않는 중합체 장벽 층이 1-20㎛의 총 두께를 가지며, 바람직하게는 1-10㎛의 총 두께를 갖는다.
가장 바람직하게는, SiOx 코팅이 적용되는 중앙 필름 즉, 상기 중합체 장벽 층, 상기 열 밀봉가능한 폴리올레핀 층 및 선택적인 결합층(들)을 포함하는 필름은 방향 지어진 필름이고, 더 바람직하게는 단방향 지어진 필름이다. 부가적으로 아래에 상술되는 바와 같이, 이는 필름의 (단축) 스트레칭에 의해서 성취될 수 있어서, SiOx 코팅이 중앙 필름에 적용되기 전에 필름의 두께가 감소된다. 방향 지어진 중합체 필름, 특히 단방향 지어진 중합체 필름은 방향 지어지지 않은 중합체 필름에 비해 낮은 파단신율 또는 높은 영률을 갖는다. 낮은 파단신율 또는 높은 영률은 더 안정적인, 특히 열 안정적인 필름으로 인해, SiOx 코팅에 개선된 실행성을 가능하게 한다.
본 발명의 다른 양상에 따르면, 중합체 필름으로 된 열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층은 폴리에틸렌, 메탈로센 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌 공중합체로 구성된 그룹의 재료로 된 층이다. 선택적으로, 상기 열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층은 동일한 기본 폴리올레핀 재료로 된 일곱 개에 이르는 부분-층으로 구성된다. 여기서, 예컨대, 예컨대, 메탈로센 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 공중합체를 포함하는 모든 등급의 폴리에틸렌 재료뿐만 아니라 낮은 밀도, 선형 저밀도, 중간 밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌 등을 포함하고, 선택적으로는 또한 메탈로센 및/또는 공중합체 유형으로 된 폴리에틸렌 재료가 동일한 기본 폴리올레핀 재료로 된 재료로 여겨질 수 있다고 인식되어야만 한다. 또한, 하나 이상의 충격-흡수층은 일곱 개에 이르는 부분-층으로 된 상기 구조에 통합될 수 있거나, 일곱 개에 이르는 부분-층들 및 장벽 층 또는 장벽 층에 결합하는 선택적인 결합층들 사이에 배열될 수 있다. 충격-흡수층(들)은 높은 엘라스토머적인 특성을 갖는 열가소성 플라스틱 중합체로 구성되는데, 이는 매우 낮은 밀도의 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리에틸렌 삼량체 및 폴리올레핀 기반의 엘라스토머 및 플라스토머로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 충격-흡수층(들)은 5-50㎛의 두께를 가질 수 있고, 바람직하게는 10-25㎛의 두께를 가질 수 있다.
적합하게는, 단층인지 다층인지에 관계없이 그러나 임의의 선택적인 충격-흡수층(들)을 제외하는 필름의 열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층이 5-50㎛의 총 두께를 가지며, 바람직하게는 10-25㎛의 총 두께를 갖는다. 하나 이상의 충격-흡수층(들)이 존재하는 경우에, 열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층의 두께는 단지 상술된 범위에서 더 낮은 영역을 것이다.
가장 바람직하게는, 최외각 열 밀봉가능한 폴리올레핀 층 또는 부분-층이 그로부터 형성될 포장 용기의 내부와 마주보도록 하는 필름/라미네이트의 한 측 상에 메탈로센 폴리에틸렌 재료를 포함한다. 적합하게는, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 재료가 메탈로센 저밀도 폴리에틸렌 재료이고, 바람직하게는 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 재료이다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 중합체 필름이 또한 상기 중합체 장벽층 및 상기 열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층 사이에 결합층을 포함하고, 선택적으로 중합체 장벽 층으로 된 부분-층들 사이에 결합 층을 포함한다. 적합하게는, 상기 결합층이 LDPE, LLDPE 또는 그래프트된 PP(grafted PP)로 구성되고, 0.5-8㎛의 두께를 가지며, 바람직하게는 1-5㎛의 두께를 갖는다. 물론, 종래 기술에서 공지된, 접착 중합체로 된 다른 결합 층, 타이 층 및 프라이머는 포장 라미네이트의 다양한 층들 사이에 최상의 접착을 위해 사용될 수 있다. 이런 결합 층 및 프라이머는 다양한 층에서 중합체의 특정한 선택에 적응되고, 폴리올레핀, 수정된 폴리올레핀, 바람직하게는 폴리에틸렌 기반 중합체로부터 선택될 수 있다.
결합층의 예는 아크릴 단량체(acrylic monomers) 또는 말레산 무수물(maleic anhydride: MAH) 단량체와 같은, 카르복실 또는 글리시딜 작용 그룹을 포함하는 단량체와 그래프트된, 폴리에틸렌의 LDPE 단독 중합체 또는 공중합체 또는 그래프트 공중합체, 예를 들어, 에틸렌 아크릴산(메탈크릴산) 공중합체(E(M)AA), 에틸렌-글리시딜 아크릴산(메탈크릴산) 공중합체(EG(M)A) 또는 MAH-그래프트된 폴리에틸렌(MAH-g-PE)이다.
본 발명의 부가적인 양상에 따르면, 본 발명의 선제조된 필름은 8-60㎛의 총 두께를 가지며, 바람직하게는 10-40㎛의 총 두께를 갖는다. 50보다 낮은 산소 전송률을 가져야만 하고, 바람직하게는 20보다 작고, 1cm3/(m2*24h), 1 atm O2보다 작은 것이 가장 바람직하다.
본 발명은 또한 본 발명을 따르는 필름을 포함하는 포장 라미네이트에 관한 것이다. 포장 라미네이트는 또한 라미네이트의 휨 강성(flexural rigidity)에 대한 가장 큰 컨트리뷰션(contribution)을 제공하도록 배열된 페이퍼 또는 페이퍼 보드 벌크 층을 포함한다. 그러나 그 대신에 라미네이트의 벌크 또는 코어 층이 예컨대, 에틸렌-프로필렌, 에틸렌-부탄, 에틸렌-헥센, 에틸렌-알킬 아크릴산(메탈크릴산)-또는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체와 같은 에틸렌의 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 공중합체로 만들어진 폴리올레핀 벌크 층인 것을 또한 생각할 수 있다. 이런 폴리올레핀 코어 층을 위한 재료의 선택은 예컨대 식품을 위한 투명한 파우치에 사용되도록, 투명한 포장 라미네이트를 제공할 수 있다.
선제조된 필름의 열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층은 포장 라미네이트의 자유 표면을 형성하는데, 이런 평면은 포장 라미네이트로부터 형성되고 식품으로 충진되는 포장 용기의 내부와 직접 마주함으로써, 식품 접촉부로 의도된다. 그러나 덜 바람직할지라도 하나 이상의 부가적인 열 밀봉 가능한 층이 포장 라미네이트에서 그의 통합에 관련된 필름상에 적용된다고 생각할 수 있는데, 이런 경우에 용기의 내측 상의 최외각 부가적인 열 밀봉 가능한 층은 식품 접촉부를 향하는 것으로 의도된다.
게다가, 포장 라미네이트는 벌크 또는 코어 층의 대향하는 측 상에 배열된 하나 이상의 외부 열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(들)을 포함한다. 이런 외부 열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(들)은 포장 용기의 주변 환경에 직접 마주할 것이다.
본 발명에 따르는 라미네이트는 밀봉 기술이 제한되지 않을지라도, 초음파 진동 열 밀봉을 갖는 연결에 사용되도록 잘 적응된다.
본 발명에 따르는 포장 라미네이트로부터 형성된 포장 용기는 어떤 공지된 형태일 수 있다. 바람직하게는, 그것이 벽돌형 용기이거나 쐐기형 용기인데, 이들은 높은 품질의 포장 라미네이트로 인해, 핸들링 및 분배에서 오래 견디고 장기간 저장 동안에 습기 및 산소 가스에 저항하여, 그 후에 또한 높은 밀봉 품질 및 뛰어난 가스 장벽 특성을 제공한다. 본 발명에 따르는 포장 라미네이트로 만들어진 포장 용기의 부가적인 중요한 이점은 마이크로파 요리 또는 해동뿐만 아니라 레토르팅에 오래 견딘다는 것이다.
본 발명은 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스에 관한 것이고, 이는 다음의 단계를 처리한다:
a) 중합체 장벽 층 및 열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층을 형성하는 단계, 및 중간 필름을 형성하기 위해서 이런 층을 모두 결합시키는 단계,
b) 상기 필름을 형성하기 위해서, 상기 중합체 장벽 층 상에 상기 SiOx로 된 코팅을 직접 적용하는 단계.
프로세스의 바람직한 실시예에 따르면, 단계(a) 이후, 단계(b) 전에 스트레칭(바람직하게는 단축 스트레칭)에 의해 상기 필름을 방향 짓는(바람직하게는 단방향) 중간 단계가 존재한다. 바람직하게는 필름의 두께가 상기 스트레칭에 의해, 80%까지 감소되고, 바람직하게는 60-75% 정도 감소된다. 이를 나타내는 다른 방법은 바람직한 실시예에서, 필름의 두께가 상기 스트레칭에 의해, 30-250㎛ 내지 8-60㎛로 감소되고, 바람직하게는 50-160㎛ 내지 10-40㎛로 감소되는 것이다. 본 발명은 그러나 이런 구께에 제한되지 않고, 다른 범위를 고려할 수 있다. 스트레칭을 한정하는 또 다른 방법은 필름의 파단신율이 상기 스트레칭에 의해, 항상 300%보다 높은 것으로부터 200%보다 낮은 것으로, 바람직하게는 100%보다 낮은 것으로 감소되고, 필름의 영률이 상기 400MPa 이상으로 증가되고, 바람직하게는 600MPa 이상으로, 더 바람직하게는 1000MPa 이상으로 증가되는 것이다. 영률의 증가는 SiOx 코팅 단계에서 실행성을 개선시킨다.
본 발명을 따르는 프로세스의 다른 양상에 따르면, 중합체 장벽 다층의 선택적인 부분층들 사이에 결합 층 및 선택적인 부가적인 결합층들과 함께, 중합체 장벽 단층 또는 중합체 장벽 다층 및 상기 열 밀봉 가능한 폴리올레핀 단층 또는 상기 열 밀봉 가능한 폴리올레핀 다층을 공동 압출 성형 주조(co-extrusion casting) 또는 공유 압출 브로잉(brow)함으로써 상기 필름이 단계(a)에서 성형된다.
단계(b)에 적용되는 SiOx 코팅은 헥사디메틸-실록산(HDMSO)과 같은, 유기 규소 화합물의 플라즈마로부터 SiOx의 연속적인 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 방법에 의해서 적용되는 것이 바람직하고, 여기서 x=1.7-2.2이고, 코팅은 50-500Å의 두께이고, 바람직하게는 80-300Å이다.
선제조된 필름으로 인해서, SiOx 코팅을 위한 장벽층으로써 기능을 하고, 열 밀봉 가능한 층을 갖는 포장 라미네이트의 구조는 단순화되고, 필요로 되는 변환 단계의 수가 감소되어, 비용이 낮아진다. 또한, 필름은 전체 습도 범위에서 높은 산소 장벽을 결합하고, 높은 강도를 가지며, SiOx 코팅 단계에 개선된 실행성의 결과를 가져온다.
본 발명의 부가적인 이점 및 선호하는 특징이 첨부된 도면을 참조하여 다음 상세한 설명으로 명백해질 것이다.
도1A은 본 발명을 따르는 바람직한 선제조된 중합체 필름의 횡단면도,
도1B는 본 발명을 따르는 선제조된 중합체 필름의 제2 실시예의 횡단면도,
도1C는 본 발명을 따르는 선제조된 중합체 필름의 제3 실시예의 횡단면도,
도2는 본 발명을 따르는 필름을 포함하는, 본 발명을 따르는 라미네이트 된 포장 재료의 횡단면도,
도3은 본 발명을 따르는 포장 라미네이트로 만들어진 포장 용기의 예,
도4는 중간층의 공동 압출 성형 브로잉을 위한 공장 설비에 대한 개략적인 도면, 및
도5는 도4에서 만들어진 중간 필름의 SiOx 코팅을 위한 공장 설비에 대한 개략적인 도면.
도1A는 보통 1a로 나타내지는 본 발명을 따르는 바람직한 필름을 도시한다. 이는 1-10㎛ 두께를 갖는, 폴리아마이드로 된 중합체 장벽 층(11a)을 포함한다. 중합체 장벽 층(11a)은 LDPE, LLDPE 또는 그래프트된 PPa로 구성된 결합층(20a)에 의해서 폴리에틸렌으로 된 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17b)에 결합된다. 전형적으로, 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17b)의 두께가 10-25㎛이고, 결합층(20a)의 두께는 1-5㎛이다. 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17b)은 필름(1a)을 포함하는 포장 라미네이트로부터 형성된 포장 용기의 식품을 직접 대하도록 의도되었다.
필름(1a) 상에, 즉, 중합체 장벽 층(11a)의 자유 표면상에, SiOx로 된 얇은 가스 장벽 층(13a)이 플라즈마 화학 증착(PECVD)에 의해서 코팅되었다.
필름(1a)(및 이하 설명되는 필름(1b,1c,1d))의 모든 층은 SiOx 코팅을 제외하고 방향 지어지는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 단방향 지어진다.
도1B에서 필름(1b)은 중합체 장벽 층이 폴리아마이드로 된 두 개의 부분적인 층(11a,11b)으로 구성된 다수의 층이라는 점에서 필름(1a)과 다르다. 유사하게, 폴리에틸렌으로 된 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층은 두 개의 부분적인 층(17a,17b)으로 구성된 다수의 층이다. 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀의 최외각 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀은 메탈로센 폴리에틸렌 재료를 적절하게 포함한다. 또한, 바람적절하게, 최외각 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a)은 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17b)과 함께 공동 압출 성형되는데, 단지 더 높은 온도에서 유리하다. 다수의 층(11a,11b 및 17a,17b)의 총 두께는 도1A에서 나타내지는 바와 같다.
도1C에서 필름(1c)은 적합하게는 결합층(20a)과 동일한 유형인 제2 결합층(20b)이 다층 중합체 장벽 층의 부분적인 층(11a,11b) 사이에 부가된다는 것이 필름(1a)과 다르다.
도1A, 도1B 및 도1C에 도시된 필름(1a,1b,1c)은 각각 당업자가 다른 실시예를 추론하여 어떠한 문제점도 없는 단순한 예로써 보여져야만 한다. 일반적으로, 필름은 중합체 장벽 층, 결합층 및 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층인 세 개 내지 네 개의 다른 층을 포함하는데, 그러나 상기 층의 수는 SiOx 코팅을 포함하지 않는다.
도2는 필름(1d)(더 정확하게는 필름(1d)의 중합체 장벽 층(11a) 표면) 상에 SiOx로 된 얇은 가스 장벽 층이 플라즈마 화학 증착(PECVD)에 의해서 코팅된, 중합체 장벽 층(11a), 결합층(20a), 제 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 부분적인 층(17b) 및 제2 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 부분적인 층(17a)으로 구성된 선제조된 필름(1d)의 다른 고려할 수 있는 변화를 포함하는, 포장 라미네이트(10)를 도시한다.
라미네이트에서 가장 두꺼운 층은 벌크 페이퍼 또는 페이퍼 보드 층(15)이다. 상기 층은 결합층(18a)에 의해서 SiOx 층(13a)에 직접 결합된다. 이에 국한되지는 않지만, 바람직하게는 상기 결합층(18a)이 포화되지않은 알콕시실란으로 그래프트된 폴리올레핀을 포함하는데, 상기 그래프트된 폴리올레핀은 상기 결합층에서 그래프트되지 않은 폴리올레핀과 혼합되는 것이 바람직하고, 이는 SiOx 층(13a) 및 페이퍼 또는 페이퍼보드 층(15) 사이에 특히 양호한 접착성을 제공한다. 적합하게는, 결합층에서 그래프트된 폴리올레핀 및 그래프트되지 않은 폴리올레핀이 동일한 유형의 폴리올레핀이고, 바람직하게는 폴리에틸렌 유형의 폴리올레핀이다. 결합층이 그래프트된 폴리올레핀 무게의 30%-70%인 것이 바람직하다. 결합층(18a)은 본 발명의 이런 실시예에서, 5-30g/m2의 기본 무게를 갖는 것이 바람직하다.
포장 라미네이트로 제작된 포장 용기의 외부 벽을 구성할 페이퍼 또는 페이퍼보드층(15)의 외부 상에 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀, 바람직하게는 저밀도 폴 리에틸렌(LDPE) 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)으로 된 최외각 층(16)이 적용되는데, 이는 또한 소위 메탈로센으로 촉매된 LLDPE(m-LLDPE), 즉, 단일점 촉매에 의해서 촉매된 LLDPE 중합체를 포함한다. 외부 포장 벽 층에 대한 대안적인 중합체의 다른 예는 중간 고밀도 폴리에틸렌(MDPE) 또는 폴리프로필렌(PP)일 수 있다.
도2에 도시된 포장 라미네이트는 당업자가 다른 실시예의 변화를 추론하여 어떠한 문제도 없다는 단순한 예로써 보여져야만 한다고 인식되어야 한다. 포장 라미네이트는 완전히 일치할 필요가 없을지라도 본 발명에 따르는 두 개의 SiOx로 코팅된 필름을 포함할 수 있고, 이런 필름은 벌크 또는 코어층(15)과 흡사하다는 것이 또한 고려되어야 한다.
본 발명에 따르는 포장 라미네이트(10)는 당업자에게 공지된 어떤 적합한 종래 기술의 원리에 따라 제작될 수 있다. 예컨대, 도1에 도시된 라미네이트(10)를 참조하면, 페이퍼 또는 페이퍼보드 벌크 층(15) 및 선제조된 SiOx로 코팅된 필름(1d) 사이의 결합층(18a)이 라미네이터 닙(laminator nip) 내에서 압출 성형될 수 있다. SiOx 층은 페이퍼 또는 페이퍼보드 벌크 층에 라미네이트되기 전에 플레임, 플라즈마, 코로나 처리에 의해서 처리된다. 마침내, 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀의 최외각 층(16)은 페이퍼 또는 페이퍼보드 벌크 층(15) 상에 압출 성형된다.
도3은 본 발명에 따르는 포장 라미네이트(10)로 제작된 포장 용기(30)의 바람직한 예가 도시된다. 포장 용기는 특히 음료, 소스, 스프 등에 적합하다. 특히 구멍난 후에 용기에 소스 또는 스프 등을 담는다면, 포장 용기를 마이크로 파로 가열할 수 있다는 이점이 있다. 전형적으로, 이런 포장체는 100ml 내지 1000ml의 부 피를 갖는다. 임의의 형태일 수 있지만, 바람직하게는 종 밀봉 및 횡 밀봉(32a,32b)을 각각 갖고, 선택적으로는 개구 장치(34)를 갖는 브릭형(brick-shaped)이다. 도시되지 않은 다른 실시예에서, 포장 용기는 쐐기형이어서, 다루기 쉽고, 식품점의 선반이나 테이블 등에 놓을 때 차원적으로 안정될 수 있다. 이런 "쐐기형"을 획득하기 위해서, 포장체의 최하부는 접혀서 성형되어 최하부의 횡 가열 밀봉이 삼각형 코너 플랩 하에 감춰지고, 이는 포장체의 최하부에 대해서 접혀 밀봉된다.
도4는 중간 필름, 즉 SiOx로 코팅하기 전의 필름의 공동 압출 성형 브로잉을 위한 공장 설비에 대한 개략적인 도면이다. 중합체 장벽 층(들), 결합층(들), 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀층(들)은 공동 압출 성형되고(40), 브로윙(42)되어, 상대적으로 두꺼운 필름(44)을 형성한다. 그 후에, 필름(44)은 롤들 사이에서 단축 스트레칭(46)을 겪는 반면, 가열되어, 필름의 두께가 감소되고(44a), 중합체 장벽 층은 단방향 지어지고, 방향 지어지지 않은 중합체 필름보다 상대적으로 더 높은 정도의 결정화도로 인해 고유 강성의 임의의 정도를 획득한다. 결과적인 중간 필름은 그 후에 롤(48)에 감긴다.
필름이 압출 성형-브로워(42)에 존재하고 스트레칭 전에 열리거나 슬릿될 수 있을 때, 필름(44)은 튜브의 형태를 갖는다. 필요로 된다면, 두 개의 평행 오리엔터/스티레처(orienter/strecher)(46)는 이런 경우에 사용될 수 있다. 또한 스트레칭 오프 라인을 형성할 수 있다.
공동 압출 성형 주조와 같은 중간 필름을 형성하는 다른 방법은 예컨대, 당 업자에게 명백하다.
도5는 도4에 제작된 중간 필름의 SiOx 코팅을 위한 공장 설비에 대한 개략적인 도면이다. 도4에서 스트레칭된 필름(44a)은 그의 중합체 장벽 층 측면에서, 예컨대, 엑사디메틸실록산(hexadimethylsiloxane:HDMSO)과 같은 유기 실리콘 화합물의 플라즈마로부터 SiOx의 연속적인 플라즈마 화학 증착(50)(PECVD)을 겪는데, 여기서 x=1.7-2.2이고, 코팅은 50-500Å, 바람직하게는 80-300Å의 두께가 주어져서 본 발명의 필름(1a,1b,1c,1d)이 형성된다.
결론적으로, 첨부된 도면을 특히 참조하여 상술된 본 발명은 오직 예시의 방법으로 설명되고 도시된 이런 실시예에 국한되는 것이 아니라, 첨부된 청구항에 개시된 바와 같은 본 발명의 개념을 벗어나지 않고 수정 및 대체할 수 있다는 것이 당업자에게 명백하다.

Claims (39)

  1. 중합체 장벽 층(11a,11b)으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅(13a)을 포함하는 중합체 필름(1a,1b,1c,1d)에 있어서,
    상기 필름이 상기 중합체 장벽 층(11a,11b)의 제2 측면 상에 배열된 가열 밀봉할 수 있는 폴리올레핀 층(17a,17b)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 중합체 장벽 층(11a,11b)이 폴리아마이드, 폴리아마이드 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체 및 폴리에틸렌 나프탈렌으로 구성된 그룹의 재료로 된 층인 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 중합체 장벽 층(11a,11b)이 동일한 기본 중합체 재료로 된 네 개에 이르는 부분적인 층으로 구성되고, 이들 사이에 선택적으로 결합층들(20b) 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 장벽 층(11a,11b) 및 상기 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b)이 방향 지어진 중합체 층, 바람직하게는 단방향 지어진 중합체 층인 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 장벽 층(11a,11b)이 1-20㎛의 두께, 바람직하게는 1-10㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b)이 폴리에틸렌, 메탈로센 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌 공중합체로 된 그룹의 재료로 된 층인 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b)이 동일한 기본 폴리올레핀 재료로 된 7개에 이르는 부분적인 층으로 구성된 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b)이 5-50㎛의 두께, 바람직하게는 10-25㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 충격 흡수층이 상기 가열 밀봉 가능한 층(17a,17b) 내에 통합되거나 상기 가열 밀봉 가능한 층 및 상기 장벽 층(11a,11b) 또는 상기 장벽 층에 결합된 선택적인 결합층(20a,20b) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 충격 흡수층(들)이 높은 엘라스토머 특성을 갖는 열가소성 중합체로 구성되고, 초고밀도 폴리에틸렌, 극초고밀도 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리에틸렌 삼중합체 및 폴리올리핀 기반 엘라스토머 및 플라스토머로 구성된 그룹으로 부터 선택되는 것이 바람직한 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 충격 흡수층(들)이 5-50㎛의 두께, 바람직하게는 10-25㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 장벽 층(11a,11b) 및 상기 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b) 사이에, 선택적으로는 상기 중합체 장벽 층의 부분적인 층들 사이에 결합층(20a,20b)을 포함하는데, 상기 결합층은 방향 지어지고 더 바람직하게는 단방향 지어지는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 결합층(20a,20b)이 폴리에틸렌 접착제로 구성되고, 바람직하게는 저밀도 폴리에틸렌 접착제 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌 접착제; 또는 그래프트된 폴리프로필렌 접착제에 의해서 구성되는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서,
    상기 결합층(20a,20b)이 0.5-8㎛의 두께, 바람직하게는 1-5㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  15. 제 1항 또는 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 필름이 8-60㎛의 총 두께, 바람직하게는 10-40㎛의 총 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 필름이 200%보다 작은, 바람직하게는 100%보다 작은 파단신율을 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  17. 제 1항 내지 제 16항 중 어느 한 항 있어서,
    상기 중합체 필름이 400MPa 보다 큰, 바람직하게는 600MPa보다 큰 가장 바람직하게는 1000MPa보다 큰 영률을 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  18. 제 1항 또는 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 필름이 50보다 작은, 바람직하게는 20보다 작은, 더 바람직하게는 1cm3/(m2*24h), 1atm O2의 산소 전송률을 갖는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름.
  19. 중합체 장벽 층(11a,11b)으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅(13a)을 포함하는 필름(1a,1b,1c,1d)을 포함하는 포장 라미네이트(10)에 있어서,
    상기 필름이 상기 중합체 장벽 층의 제2 측면 상에 배열된 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 필름을 포함하는 포장 라미네이트.
  20. 제 19항에 있어서,
    페이퍼 또는 페이퍼보드 벌크 층(15)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 필름을 포함하는 포장 라미네이트.
  21. 제 19항 또는 제 20항에 있어서,
    상기 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b)이 상기 포장 라미네이트(10)의 오픈 표면을 형성하고, 상기 표면은 식품에 접촉하게 되는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 필름을 포함하는 포장 라미네이트.
  22. 제 20항 또는 제 21항에 있어서,
    SiOx으로 된 상기 코팅(13a)에 직접 결합하는 결합층(18a) 및 상기 페이퍼 또는 페이퍼보드 벌크 층(15)을 포함하는데, 결합층(18a)은 포화되지 않은 알콕시실란으로 그래프트된 폴리올레핀을 포함하는 것이 바람직하고, 상기 그래프트된 폴리올레핀은 상기 결합층에서, 그래프트되지 않은 폴리올레핀과 혼합되는 것이 바람직한 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 필름을 포함하는 포장 라미네이트.
  23. 제 20항 내지 제 22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 페이퍼 또는 페이퍼보드 벌크 층(15)의 대향하는 측면 상에 배열된 하나 이상의 외부 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(들)(16)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 장벽 층으로 된 제1 측면 상에 직접 코팅된 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 필름을 포함하는 포장 라미네이트.
  24. 제 19항 내지 제 23항을 따르는 포장 라미네이트(10)로부터 형성된 포장 용기.
  25. 제 24항에 있어서,
    식품으로 충진되고, 상기 필름(1a,1b,1c,1d)의 상기 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b)이 상기 식품에 직접 접촉하는 것을 특징으로 하는 포장 용기.
  26. SiOx로 된 가스 장벽 코팅(13a)을 포함하는 중합체 필름(1a,1b,1c,1d)으로 된 제품을 위한 프로세스에 있어서,
    a) 중합체 장벽 층(11a,11b) 및 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b)을 형성하는 단계, 및 중간 필름(44,44a)을 형성하기 위해서 이런 층을 함께 결합하는 단계;
    b) 상기 필름(1a,1b,1c,1d)을 형성하기 위해서, 상기 중합체 장벽 층(11a,11b) 상에 상기 SiOx로 된 코팅(13a)을 직접 적용하는 단계(50)를 포함하는, SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  27. 제 26항에 있어서,
    (a)단계 이후, (b)단계 전에, 스트레칭(46)에 의해서, 바람직하게는 단축 스 트레칭에 의해서 상기 중간 필름(44, 44a)을 방향 짓는 중간 단계, 바람직하게는 단방향으로 방향 짓는 중간 단계가 존재하는 것을 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  28. 제 27항에 있어서,
    상기 중간 필름(44,44a)의 두께가 상기 스트레칭(46)에 의해서 80% 정도, 바람직하게는 60%-75% 정도 감소하는 것을 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  29. 제 27항에 있어서,
    상기 중간 필름(44,44a)의 두께가 상기 스트레칭(46)에 의해서 30-250㎛ 내지 8-60㎛, 바람직하게는 50-160㎛ 내지 10-40㎛으로 감소하는 것을 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  30. 제 27항에 있어서,
    상기 중간 필름(44,44a)의 파단신율이 상기 스트레칭(46)에 의해서 200% 미만으로, 바람직하게는 100% 미만으로 감소하는 것을 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  31. 제 27항에 있어서,
    상기 중간 필름(44,44a)의 영률이 상기 스트레칭에 의해서 400MPa 보다 크게, 바람직하게는 600MPa보다 크게, 가장 바람직하게는 1000MPa보다 크게 증가되는 것을 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  32. 제 26항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 장벽 층(11a,11b)이 폴리아마이드, 폴리아마이드 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체 및 폴리에틸렌 나프탈렌으로 구성된 그룹의 재료로부터 단계(a)에서 형성되는 것을 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  33. 제 32항에 있어서,
    상기 중합체 장벽 층(11a,11b)이 상기 기본 중합체 재료로 된 네 개에 이르는 부분적인 층으로부터 형성되고, 이들 사이에 결합층(20b)들을 선택적으로 갖는 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  34. 제 26항 내지 제 33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b)이 폴리에틸렌, 메탈로센 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌 공중합체로 된 그 룹의 재료로부터 단계(a)에서 형성되는 것을 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  35. 제 34항에 있어서,
    상기 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b)이 상기 동일한 기본 폴리올레핀 재료로 된 일곱 개에 이르는 부분적인 층으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  36. 제 26항 내지 제 35항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름이 단계(a)에서 상기 중합체 장벽 층(11a,11b) 및 상기 가열 밀봉 가능한 폴리올레핀 층(17a,17b) 및 선택적으로 상기 중합체 장벽 층의 부분적인 층들 사이에 결합층(20a,20b)을 포함하도록 하는 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  37. 제 36항에 있어서,
    상기 결합층(20a,20b)이 포화되지 않은 알콕시실란으로 그래프트된 폴리올레핀으로부터 형성되고, 상기 그래프트된 폴리올레핀은 상기 결합층에서 그래프트되지 않은 폴리올레핀과 혼합되는 것을 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  38. 제 26항 또는 제 37항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름이 단계(a)에서 상기 중합체 장벽 층(11a,11b) 및 상기 가열 밀봉 가능한 층(17a,17b)의 공동 압출성형, 바람직하게는 공동 압출 성형 주조 또는 공동 압출 성형 브로윙(40,42)에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
  39. 제 26항 내지 제 38항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 SiOx로 된 코팅(13a)이 단계(b)에서 PECVD에 의해서 적용되는데(50), 여기서 x=1.7-2.2이고, 상기 코팅은 50-500Å, 바람직하게는 80-300Å의 두께로 주어지는 것을 특징으로 하는 SiOx로 된 가스 장벽 코팅을 포함하는 중합체 필름으로 된 제품을 위한 프로세스.
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