KR20080046083A - 포장 필름용 박리가능 복합 열가소성 밀봉재 - Google Patents

포장 필름용 박리가능 복합 열가소성 밀봉재 Download PDF

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KR20080046083A
KR20080046083A KR1020070098220A KR20070098220A KR20080046083A KR 20080046083 A KR20080046083 A KR 20080046083A KR 1020070098220 A KR1020070098220 A KR 1020070098220A KR 20070098220 A KR20070098220 A KR 20070098220A KR 20080046083 A KR20080046083 A KR 20080046083A
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KR
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sealing
peelable
sealing structure
peelable sealing
organoclay
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KR1020070098220A
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파나기오티스 키니가키스
케네쓰 포쿠사
게리 알바움
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크래프트 후우즈 홀딩즈 인코포레이티드
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Abstract

박리가능 밀봉 구조체는 밀봉층 및 선택적인 하나 이상의 추가 층을 포함한다. 박리가능 밀봉 구조체는 박리가능 밀봉 온도 범위 내의 모든 온도에서 밀봉 기재와 접촉시 박리가능 밀봉부재로 형성가능한 밀봉 표면을 포함한다. 또한, 박리가능 밀봉 구조체는 열가소성 폴리머 및 열가소성 폴리머의 적어도 일부내에 분산된 첨가제를 포함하며, 박리가능 밀봉 구조체는 밀봉 표면을 한정한다.
박리가능 밀봉 구조체, 열가소성 폴리머, 첨가제

Description

포장 필름용 박리가능 복합 열가소성 밀봉재 {PEELABLE COMPOSITE THERMOPLASTIC SEALANTS IN PACKAGING FILMS}
본 발명은 박리가능 밀봉부재(peelable seal)를 포함하는 포장 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 본 발명은 이와 같은 박리가능 밀봉부재를 형성하기 위한 조성물 및 방법에 관한 것이다.
포장은 대부분 제품의 판매 및 마케팅에 있어 중요한 특징이다. 특히 음식 제품은 신선도를 보존하고 저장 수명을 향상시키기 위하여 상대적으로 엄격한 포장 요건을 가진다. 특정 의료 장치 역시 그 장치의 살균성을 보존하기 위한 엄격한 포장 요건을 가지고 있다. 이러한 제품들의 포장은 일반적으로 진공-포장되거나 또는 가스-충전된 후 밀폐하여 밀봉된다. 제품의 효과적인 포장이 필수적이라 할지라도, 제품 포장의 다양한 미적 특성 역시 중요하다. 예를 들어, 제품의 외관은 소비자에게 관심을 끄는데 있어 중요하다. 또한, 많은 제품, 특히 음식물 제품에서 포장의 재활용성 및 개봉 용이성 역시 중요한 고려요소이다. 많은 제품들에서, 포장을 용이하게 개봉하는 능력은 밀봉재의 기계적 특성에 달려있을 것이다.
특히 중요한 포장 구조중 하나는 박리가능 밀봉부재를 이용하는 것이다. 하 나 이상의 선행 기술 포장 시스템에서, 박리가능 밀봉부재는 금속 호일에 열밀봉가능 폴리머 물질을 코팅함으로써 형성된다. 이러한 밀봉부재가 도입되는 포장은 종종 공기 및 오염물질에 불침투성이기 때문에, 박리가능 밀봉부재 역시 이러한 물질에 불침투성이어야 한다. 박리가능 밀봉부재를 가지는 포장이 개봉될 때, 밀봉층은 기재로부터 박리될 수 있다. 이러한 박리는 낮고 상대적으로 일정한 박리 강도에 의해 성취되는 것이 바람직하다. 박리가능 밀봉부재의 탄성 특성은 포장의 구부림이나 정상적인 취급에 의해서는 밀봉부재의 훼손이 발생하지 않도록 해주는 것이다. 일부 선행 기술의 포장에서는 다층 시트로부터 박리가능 밀봉부재가 제조된다. 이러한 밀봉부재를 가지는 포장 시스템의 예에는 트레이형 음식물 포장, 병 또는 블리스터(blister) 포장 등이 포함된다. 일부 선행 기술의 박리가능 밀봉 포장이 꽤 잘 기능한다 할지라도, 최종 사용자에 의해 쉽게 개봉되면서도 일관되게 누출을 억제하는 기밀 밀봉부재를 형성하는 포장 시스템을 제조하기는 어려웠다. 또한, 이와 같은 선행 기술 박리가능 시스템은 상대적으로 좁은 범위, 특히 좁은 온도 범위 범위에서만 기능하는 경향이 있다. 좁은 밀봉 온도 범위에 의해 포장상의 결함이 생기는 경향이 있다. 예를 들어, 사용가능한 온도 범위의 낮은 쪽 말단에서 밀봉부재의 누출이 형성될 수 있다(기밀 밀봉되지 않음). 사용가능 온도 범위의 높은 쪽 말단에서는 개봉시 찢어지는 비-박리가능 밀봉부재가 형성된다.
따라서, 누출을 억제하고, 기밀 밀봉부재를 제공하며, 용이하게 개봉되는 개선된 박리가능 포장 시스템에 대한 요구가 있다.
본 발명은 박리가능 밀봉 구조체의 구현예 하나 이상을 제공함으로써 하나 이상의 선행 기술의 문제점을 해결하였다. 이러한 구현예의 박리가능 밀봉 구조체는 박리가능 밀봉 온도 범위 내의 모든 온도에서 밀봉 기재와 접촉시 박리가능 밀봉부재를 형성할 수 있는 밀봉 표면을 포함하는 것이 유리하다. 또한, 본 구현예의 박리가능 밀봉 구조체는 열가소성 폴리머, 및 상기 열가소성 폴리머의 적어도 일부내에 분산된 첨가제를 포함한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 박리가능 밀봉 구조체는 용기의 개구부에 박리가능 밀봉부재를 형성하는 데에 유용하다. 이 구현예의 박리가능 밀봉 구조체는 밀봉층 및 선택적인 하나 이상의 추가 층을 포함한다. 유리하게는, 상기 밀봉층은 열가소성 폴리머와 함께 분산된 관능기화 유기점토를 포함한다. 통상적으로 사용되는 열밀봉가능 열가소성 폴리머에 관능기화 유기점토 입자를 도입하게 되면 광범위한 열밀봉 조건에 걸쳐 일관된 박리 강도를 제공한다는 것이 발견되었다. 또한, 유리하게도, 시중에서 구입가능한 유기점토 폴리머 농축물의 광범위한 폴리올레핀 밀봉재 수지와의 배합물은 유기점토 부하 퍼센트에 반비례하는 박리 강도를 나타내었다. 밀봉층을 이용하는 밀봉된 경계면이 일관된 패턴으로 박리되면서도, 다양한 봉지/파우치 포장 유형에서 밀봉 표본이 주름(wrinkle), 겹침(pleat) 및 덧댐(gusset) 구조를 포함할 때 조차도 밀봉부재의 기밀 강도는 손상되지 않는다.
본 발명의 다른 구현예에서는, 본 발명의 박리가능 밀봉 구조체가 도입된 포 장 시스템이 제공된다. 본 발명의 포장 시스템은 용기 부분 및 용기 부분에 부착된 박리가능 밀봉 부분을 포함한다. 밀봉 부분은 상기 제시된 본 발명의 밀봉층을 포함한다.
현재까지의 바람직한 본 발명의 조성물, 구현예 및 방법을 상세화하여 참조할 것인 바, 이는 현재까지 발명자가 알고 있는 본 발명을 실시하는 최상의 양식을 구성할 것이다. 도면이 실척일 필요는 없다. 그러나, 기술된 구현예들은 다양하고 대체적인 형태로 구현될 수 있는 본 발명의 단순한 예시일 뿐이라는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 여기에서 개시된 구체적이고 상세한 것들은 제한적인 것이 아니라, 단순히 본 발명의 어떤 양상을 위한 대표적 기반으로서 및/또는 업계 숙련자가 본 발명을 다양하게 이용하도록 가르치기 위한, 대표적 기본으로서 해석되어야 한다.
실시예를 제외하고, 또는 다르게 표시하여 지적하지 않는 한, 본 명세서에서 물질의 양이나 반응 및/또는 사용의 조건을 나타내는 모든 숫자 량은 발명의 더 넓은 영역을 기술하는 "약"이라는 용어로 변형될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 언급된 숫자 한계 내에서 실시하는 것이 일반적으로 바람직하다. 또한, 반대로 언급하여 표현하지 않는 한, 퍼센트, "부" 및 비율 값은 중량 기준이며, "폴리머"라는 용어는 "올리고머", "코폴리머", "터폴리머" 등을 포함하고, 본 발명과 관련하여 주어진 목표에 적합하거나 바람직한 것으로 기재되는 물질의 군 또는 종류에 있어서, 그 군 또는 종류 구성원 2 이상의 모든 혼합물도 동등하게 적합하거나 바람 직한 것이며, 화학적 용어로 기재된 성분은 명세서에서 특정한 어떤 조합에 첨가될 당시의 성분을 의미하는 것으로서, 일단 혼합된 혼합물의 성분들 간의 화학적 상호작용을 반드시 배제하는 것은 아니고, 처음 정의된 두문자어나 다른 약어는 여기에서 동일한 약어로 이후에 사용되는 모든 것에 적용되며, 처음에 규정된 약어의 정상적인 문법적 변형도 이를 준용하고, 반대로 언급하여 표현하지 않는 한, 특성의 측정은 해당 특성에 대하여 상기 또는 하기하여 언급한 것과 동일한 기술에 의해 확인된다.
당연히 구체적인 구성성분 및/또는 조건이 변화할 수 있기 때문에, 본 발명이 하기의 구체적인 구현예와 방법에 제한되지는 않는다는 것 역시 이해되어야 한다. 또한, 여기에 사용된 용어는 단지 본 발명의 특정 구현예를 기술하기 위한 목적으로 사용된 것으로서, 어떤 방식으로든 제한하기 위한 것은 아니다.
문맥상 명확히 다르게 표시하지 않은 한, 명세서와 첨부된 청구항에서 사용된 바와 같은 단일 형태의 관사들("a", "an" 및 "the")이 복수의 대상을 포함한다는 것 역시 주의해야 한다. 예를 들어, 단일 구성성분에 대한 언급은 복수의 구성성분들도 포함하기 위한 것이다.
본 발명 전체에 걸쳐, 문헌이 참조되는 경우, 그 문헌의 내용 전체는 본 발명이 속하는 기술의 상황을 더 완전하게 묘사하기 위하여 여기 본 출원에 그 전체가 참조로 개재된다.
여기에서 사용된 "유기점토"라는 용어는 유기적으로 변형된 점토를 의미한다. 일반적으로 이러한 변형은 점토를 더 융화성으로 하고 이에 따라 폴리머와 혼 합가능하도록 한다.
여기에서 사용된 "조도(roughness) 평균"이라는 용어는 ANSI B46.1에 따라 측정된 전체 길이 또는 영역에서 계산된 표면의 평균 높이를 의미한다. 이는 항상 마이크로미터 또는 마이크로인치로 제공된다.
여기에서 사용된 "박리가능 밀봉부재"라는 용어는 샘플 너비 1인치당 0.5lb 및 밀봉부재를 찢는 강도 사이의 박리 강도를 가지는 밀봉부재를 의미한다. 일반적으로, 상한은 샘플 너비 인치당 5lb 이하이다. 다른 변형으로, 상한은 샘플 너비 인치당 4lb 이하 또는 필름 기재상에서의 찢김 강도 미만이다.
여기에서 사용된 "박리 강도"라는 용어는 참조로 개재된 ASTM F-88에 규정된 바와 같이 두 층을 분리시키는 강도를 의미한다. 예를 들어, 이것은 잡아당김에 의해 1인치 너비의 두 층을 분리시키는 데에 필요한 강도이다.
여기에서 사용된 "밀봉 개시 온도"라는 용어는 인치당 0.5lb 박리 강도의 밀봉부재가 형성되는 최저 온도를 말한다. 구체적으로, 밀봉 개시 온도는 밀봉됨으로써 이러한 밀봉을 촉진해야 하는 층 또는 층들과 접촉하는 표면(전형적으로 금속)의 온도이다. 일부 변형으로, 상기 표면은 5psi 내지 1200psi의 압력으로 약 0.5 내지 1초의 접촉시간 동안 층(들)과 접촉한다.
"박리가능 밀봉 온도 범위"라는 용어는 박리 강도가 샘플 너비 1인치당 0.5lb와 상기 제시한 밀봉부재를 찢는 강도 사이가 되도록 두 물질 사이의 밀봉부재가 형성되는 온도 범위를 의미한다.
도 1a 내지 1g를 참조하여 다양한 밀봉 파괴(seal failure) 기작을 예시하는 도식적 설명들을 제공한다. 이 도면들의 각 변형에서, 제1 밀봉층(102) 부분이 제2 밀봉층(104) 부분과 접촉하여 밀봉을 형성함으로써, 밀봉부재(100)가 형성된다. 도 1a는 본 발명의 하나 이상 구현예에 따른 박리가능 밀봉부재의 작용을 예시한다. 층 (102)와 (104) 사이의 밀봉부재가 이 층들을 잡아당겨 떨어뜨리도록 작용하는 힘에 적용되었을 때, 층 (102)와 (104)는 분리 표면 (106)과 (108)에서 상대적으로 깨끗하게 분리된다. 이러한 밀봉 파괴는 점착성 유형 A 파괴로 일컬어진다. 도 1b는 밀봉부재가 찢김 (109)를 형성하는 압력을 받을 때 층 (102)의 구조적 보존이 파괴되는 밀봉부재를 예시한다. 이러한 밀봉 파괴는 점착성 유형 B 파괴로 일컬어진다. 도 1c는 다층 적층(multilayer laminate) 구조를 형성하는 추가 층을 포함하는 밀봉부재를 예시한다. 층 (110)은 층 (102)에 부착되어 있는 반면, 층 (104)는 층 (112)에 부착되어 있다. 도 1c에 도시된 파괴 양식은 (114) 위치에서의 층간박리이다. 이러한 밀봉 파괴는 층간박리 유형 C 파괴로 일컬어진다. 도 1d는 층 (102)와 (104)가 아직 서로 접착되어 있는 영역에 근접한 위치 (120)에서 층 (104)가 균열되는 물질 파괴를 예시한다. 이러한 밀봉 파괴는 균열 유형 D 파괴로 일컬어진다. 도 1e는 층 (102)와 (104)가 아직 서로 접착되어 있는 영역에서 먼 위치 (122)에서 층 (104)가 균열되는 물질 파괴를 예시한다. 이러한 밀봉 파괴는 균열 유형 E 파괴로 일컬어진다. 도 1f는 밀봉부재(100)에 포함되지 않는 부분인 (130)과 (132)에서 층 (102)와 (104)가 신장되는 물질 파괴를 예시한다. 이러한 밀봉 파괴는 신장 유형 F 파괴로 일컬어진다. 마지막으로, 도 1g는 부분 (136) 및 (138)에서의 신장을 수반하는 박리 기작에 의해 층 (102)와 (104)가 밀봉부 재(100)에서 분리되는 물질 파괴를 예시한다. 이러한 밀봉 파괴는 박리+신장 유형 G 파괴로 일컬어진다. 본 발명의 구현예는 유리하게도 점착성 유형 A 파괴 기작을 통하여 파괴되는 박리가능 밀봉부재를 형성한다.
본 발명의 일 구현예로, 박리가능 밀봉 구조체가 제공된다. 본 구현예의 박리가능 밀봉 구조체는 열가소성 폴리머 및 열가소성 폴리머의 적어도 일부내에 분산된 첨가제를 포함한다. 상기 박리가능 밀봉 구조체는 박리가능 밀봉 온도 범위 내의 모든 온도에서 박리가능 밀봉부재로 형성가능한 밀봉 표면을 한정한다. 본 구현예의 변형으로, 박리가능 밀봉 온도 범위는 밀봉 개시 온도로부터 밀봉 개시 온도를 50℉ 이상 초과하는 온도까지이다. 본 발명의 또 다른 구현예로, 박리가능 밀봉 온도 범위는 밀봉 개시 온도로부터 밀봉 개시 온도를 75℉ 이상 초과하는 온도까지이다. 본 발명의 또 다른 구현예로, 박리가능 밀봉 온도 범위는 밀봉 개시 온도로부터 밀봉 개시 온도를 100℉ 이상 초과하는 온도까지이다. 일반적으로, 포장 제품에 있어서 밀봉 개시 온도는 약 170℉ 내지 약 350℉의 범위이다. 또 다른 변형으로, 포장 제품에 있어서 밀봉 개시 온도는 약 170℉ 내지 약 250℉ 범위이다.
도 2a, 2b 및 2c를 참조하여 본 발명의 포장 시스템에 사용되는 박리가능 밀봉 구조체에 대한 설명을 제공한다. 본 구현예에서, 박리가능 밀봉 구조체는 기재에 부착되어 박리가능 밀봉부재 또는 밀봉부를 형성한다. 도 2a는 단일 층 밀봉 구조의 도식적 단면도이다. 이 변형에서, 박리가능 밀봉 구조체(150)는 밀봉층(152)을 포함한다. 도 2b는 2층 밀봉 구조의 도식적 단면도이다. 박리가능 밀 봉 구조체(150)는 밀봉층(152)과 추가 층 (154)를 포함한다. 도 2c는 3층 밀봉층의 도식적 단면도이다. 이 변형에서, 박리가능 밀봉 구조체(150)는 밀봉층(152)과 추가 층 (154) 및 (156)을 포함한다.
도 2a, 2b 및 2c의 각 변형에서, 밀봉층(152)은 열가소성 폴리머, 및 열가소성 폴리머 내에 분산된 첨가제를 포함한다는 것이 인식되어야 한다. 본 구현예의 변형으로, 유용한 첨가제는 100m2/그램을 초과하는 표면적 및 10을 초과하는 종횡비를 가진다. 더하여, 유용한 첨가물은 결정성 또는 다결정성이다. 유용한 첨가제의 예에는 유기점토가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 밀봉층(152)은 용기의 기재 부분과 접촉하기에 적합하다. 이러한 용기는 대상물을 포장하기에 유용한 실질적으로 모든 형상일 수 있다. 이러한 형상의 예에는 블리스터, 트레이, 봉지, 파우치 및 그들의 조합이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
놀랍게도, 당 조성물로부터 형성된 밀봉층은, 하기에 더 자세하게 기재된 바와 같이, 개선되고 균일한 박리 성능을 가지고 있다는 것이 발견되었다. 박리가능 밀봉 구조체(150)를 이용하는 밀봉된 경계면은 일관된 패턴으로 박리되며, 다양한 봉지/파우치 포장 유형에서 밀봉 표본이 주름, 겹침 및 덧댐 구조를 포함할 때 조차도 밀봉부재의 기밀 강도는 손상되지 않는다. 박리가능 밀봉 구조체(150)는 하기의 조합에 의하여 일관된 박리가능 작용을 나타낸다: 1) 밀봉층(152)이 유사하거나 동일한 조성의 다른 밀봉층과 접촉하는 것; 2) 밀봉층(152)이 순수 밀봉재로부터 형성된 구조와 접촉하는 것(예, 순수 폴리프로필렌 층에 대한 유기점토/폴리에 틸렌 층, 순수 폴리에스테르 층에 대한 유기점토/폴리에틸렌 층, 순수 폴리에틸렌층에 대한 유기점토/폴리에틸렌 층).
블로킹 방지제(antiblocking agent), 항산화제, 미끄럼 첨가제 등과 같은 가공 조제(processing aids)가 밀봉층에 임의로 포함될 수 있는데, 밀봉 구조체(150)의 박리 패턴에 영향을 주지는 않는다.
추가 층 (154) 및 (156)이 사용되어 본 구현예에 수많은 유용한 특징을 제공한다. 예를 들어, 추가 층 (154) 및 (156)은 박리가능 밀봉 부분을 도입하는 포장 시스템에 구조적 지지, 내열성, 장벽 특성 및 개선된 외관을 제공할 수 있다. 본 구현예가 단일 층 박리가능 밀봉 구조체에 더하여, 임의 수의 추가 층을 가지는 다층 구조를 포함한다는 것 역시 인식되어야 할 것이다. 본 구현예의 각 변형에서, 다층 밀봉 구조는 여기에 개시된 조성물을 가지는 박리가능 밀봉부재를 포함한다.
밀봉층(152)은 다양한 물리적 및 구조적 변형과 정밀 구현예에 의해 더 특징지워지는데, 이는 어느 정도 구체적인 포장상의 요구사항에 달려 있다. 본 구현예의 일 변형으로, 밀봉층(152)은 약 6미크론 내지 약 120미크론의 두께를 가진다. 본 구현예의 다른 변형으로, 밀봉층(152)은 약 6미크론 내지 약 30미크론의 두께를 가진다. 본 구현예의 또 다른 변형으로, 밀봉층(152)은 약 40미크론 내지 약 120미크론의 두께를 가진다. 밀봉층(152)은 더 높은 표면 조도를 가진다는 점에서 유기점토 없이 또는 불충분한 양의 유기점토로 형성된 유사 층과 더 구별된다. 일 정밀 구현예로, 밀봉층(152)은 약 1500 내지 약 5000옹스트롬의 조도 평균에 의해 특징지워지는 표면 조도를 가진다. 다른 정밀 구현예로, 밀봉층(152)은 약 2000 내지 약 4000옹스트롬의 조도 평균에 의해 특징지워지는 표면 조도를 가진다. 본 발명의 변형에서 표면 조도의 정도와 질은 밀봉층(152)을 형성하기 위하여 사용되는 방법과 공정 모두에 달려 있다는 것은 쉽게 인식될 것이다. 다양한 구현예의 밀봉층들 역시 유기점토가 없는 유사 층에 비하여 다소 높은 인장탄성 계수(tensile moduli)를 나타낸다. 일 정밀 구현예로, 밀봉층(152)은 약 500 내지 약 2000MPa의 인장탄성 계수를 가진다.
도 3a 및 3b를 참조하여, 상기 제시된 박리가능 밀봉 구조체가 도입되는 포장 시스템을 기술한다. 도 3a는 본 발명 박리가능 밀봉 구조체의 구현예가 도입된 파우치형 포장 시스템의 단면도이다. 도 3b는 본 발명 박리가능 밀봉 구조체의 구현예가 도입된 파우치형 포장 시스템의 측면도이다. 포장 시스템(160)은 용기 부분(162)과 박리가능 밀봉 부분(164)을 포함한다. 박리가능 밀봉 부분(164)은 용기 부분(162)에 부착되어 있다. 도 3a는 박리가능 밀봉 부분(164)과 용기 부분(162)이 연속되어 각각이 동일한 다층 구조(즉, 시트)로부터 형성되는 예를 묘사하는 것이다. 용기 부분(162)은 실제적으로는 대상물을 파우치에 포장하는 데에 유용한 어떠한 형상도 가질 수 있다. 밀봉 부분(164)은 박리가능 밀봉 구조체(150)를 포함한다. 도 3a에 묘사된 변형에서, 박리가능 밀봉 구조체(152)는 추가 층 (154) 상에 배치된 밀봉층(152)을 포함한다. 도 2a, 2b 및 2c의 설명과 관련하여 상기 제시한 바와 같이, 밀봉층(152)은 열가소성 폴리머 및 열가소성 폴리머 내에 분산된 유기점토와 같은 첨가제를 포함한다.
역시 도 3a 및 3b를 참조하면, 포장 시스템(160)은 박리가능 밀봉 구조 체(150)를 접촉시켜 박리가능 밀봉부재(170)를 형성하는 제2 밀봉 구조체(150')를 더 포함한다. 밀봉부재(170)는 포장 시스템(160)의 상부측(172)에서 개구부를 밀봉한다. 유사한 박리가능 밀봉부재가 저부측(174), 좌측(176) 및 우측(178)에 위치할 수도 있다. 박리가능 밀봉 구조체(150') 역시 추가 층 (154) 상에 배치된 밀봉층(152)을 포함한다. 구체적으로, 추가 층 (154) 상에 배치된 밀봉층(152) 조합의 제1 부분은 밀봉 구조체(150)를 형성하는 반면, 추가 층 (154) 상에 배치된 밀봉층(152) 조합의 제2 부분은 밀봉 구조체(150')를 형성한다. 밀봉 구조체(150) 및 (150')는 용기 부분(162)과 연속적이다. 본 구현예의 변형으로, 추가 층 (154) 상에 배치된 밀봉층(152) 조합의 제3 부분은 적어도 부분적으로 용기 부분(162)을 형성한다. 유리하게도, 포장 시스템(160)은 대상물(들)(즉, 하나 이상의 대상물일 수 있다)(180)을 포함하기에 적당하다. 포장될 수 있는 대상물(180)의 예에는 음식물 제품 및 살균된 대상물(예, 의료 장치)이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
도 4a 및 4b를 참조하여 파우치형 포장 시스템에 사용되는 박리가능 밀봉 부분(164)의 변형들을 설명한다. 도 4a는 밀봉층(152)이 실질적으로 박리가능 밀봉 부분(164) 근처로 제한된 정밀 구현예의 도식적 단면도이다. 이러한 변형은 유기점토의 도입을 밀봉 구조(164)의 근처로 제한하거나, 또는 별도의 층을 밀봉 구조(164)의 근처에 증착함으로써 달성된다. 본 변형은 내부 층(182) 및 하나 이상의 추가 층 (154)를 더 포함한다. 도 4b는 포장 시스템(160)이 제2 밀봉층(186)을 포함함으로써 제1 밀봉층(152)과 제2 밀봉층(186) 사이에 박리가능 밀봉(170)이 형 성된 정밀 구현예의 도식적 단면도이다. 본 후자의 정밀 구현예에서, 밀봉층(152)은 용기 부분(162)으로 조금이나마 최소한 연장된다. 또한, 본 정밀 구현예에서, 용기 부분(162)은 제1 밀봉층(152)과 다른 라이너 층(182)을 포함할 수도 있다. 본 변형의 다른 정밀 구현예로, 밀봉 부분(164)은 제1 밀봉층(152) 및/또는 제2 밀봉층(186) 상에 배치된 하나 이상의 추가 폴리머 층 (154)를 더 포함한다. 본 정밀 구현예의 특히 유용한 예는, 하나 이상의 추가 폴리머 층 (154)가 적어도 부분적으로 용기 부분(162)을 형성하는 것이다.
도 5a 및 5b를 참조하여 경질의 용기 부분을 가지는 본 발명의 박리가능 밀봉 구조체를 사용하는 포장 시스템의 변형을 설명한다. 도 5a는 본 발명의 박리가능 밀봉 구조체를 사용하는 컵형 포장 시스템의 도식적 단면도를 제공한다. 포장 시스템(190)은 박리가능 밀봉 구조체(150) 및 용기 부분(194)의 밀봉 개구부(192)를 포함한다. 박리가능 밀봉 구조체(150)의 주변부는 용기 부분(194)의 기재 부분(196) 상에 배치되어 접촉한다. 도 5b는 다중 컵형 용기가 도입되는 블리스터 포장 시스템의 도식적 단면도이다. 블리스터 포장 시스템(200)은 박리가능 밀봉 구조체(152) 및 용기 부분(206) 및 (208)의 밀봉 개구부(202) 및 (204)를 포함한다. 박리가능 밀봉 구조체(152) 부분은 용기 부분(206) 및 (208)의 기재 부분(210) 및 (212) 상에 배치되어 접촉한다.
상기 제시한 바와 같이, 본 발명의 다양한 구현예의 박리가능 밀봉 구조체는 유기점토와 같은 첨가제를 포함한다. 유용한 유기점토의 예에는, 카올리나이트, 몬트모릴로나이트-스멕타이트 점토, 벤토나이트 점토, 일라이트 점토 및 그들의 조 합이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 미국 특허 5,780,376호, 5,739,087호, 6,034,163호 및 5,747,560호는 본 발명을 실시하는 데에 유용한 나노점토의 구체적인 예를 제공한다. 상기 특허 각각의 전체 내용은 여기에 참조로 개재된다. 본 발명의 일 정밀 구현예로, 유기점토는 열가소성 폴리머와 유기점토를 합친 중량의 1wt％ 내지 20wt％의 양으로 존재한다. 본 구현예의 다른 정밀 구현예로, 유기점토는 열가소성 폴리머와 유기점토를 합친 중량의 2wt％ 내지 10wt％의 양으로 존재한다.
박리가능 밀봉층(152)에 사용되는 유기점토는 일반적으로 다수의 입자들을 포함한다. 일 변형으로, 유기점토는 하나 이상의 입체 치수가 200nm 미만인 다수의 입자를 포함한다. 다른 변형으로, 유기점토는 하나 이상의 입체 치수가 100nm 미만인 다수의 입자를 포함한다. 또 다른 변형으로, 유기점토는 하나 이상의 입체 치수가 50nm 미만인 다수의 입자를 포함한다. 또 다른 변형으로, 유기점토는 입체 치수가 1nm 이상인 다수의 입자를 포함한다. 또 다른 변형으로, 유기점토는 입체 치수가 5nm 이상인 다수의 입자를 포함한다. 다른 변형으로, 유기점토는 20옹스트롬 이상의 평균 간격을 가지는 미세판(platelet)을 포함한다. 또 다른 변형으로, 유기점토는 30옹스트롬 이상의 평균 간격을 가지는 미세판을 포함한다. 또 다른 변형으로, 유기점토는 40옹스트롬 이상의 평균 간격을 가지는 미세판을 포함한다. 일반적으로, 열가소성 폴리머와 조합되기 전에, 유기점토는 20 내지 45옹스트롬 사이의 평균 간격을 가지는 미세판을 포함한다. 유리하게도, 열가소성 폴리머와 조합하더라도 유기점토는 평균 간격이 유지되거나 또는 증가하는 이와 같은 박리된 상태(exfoliated state)로 남아있다.
상기 제시한 바와 같이, 박리가능 밀봉층(152)은 열가소성 폴리머도 포함한다. 적합한 열가소성 폴리머에는 나일론, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 및 그들의 혼합물이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 변형으로, 열가소성 폴리머에는 에틸렌 아크릴 산, 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 에틸렌 이오노머(예, E.I. du Pont de Nemours and Company 사로부터 구입가능한 슈린(Surlyn®) 계열의 수지) 및 그들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 성분이 포함된다. 폴리올레핀이 본 발명의 실시에 특히 유용한 열가소성 폴리머이다. 일 변형으로, 폴리올레핀은 에틸렌, 프로필렌, 비닐 아세테이트의 호모폴리머 또는 코폴리머 및 그들의 조합으로 구성되는 군에서 선택된다. 에틸렌 비닐 아세테이트("EVA")와의 폴리올레핀의 배합물은, 특히 첨가제가 유기점토인 경우, 박리가능 밀봉부재를 형성하는 데에 특히 유용한 것으로 확인되었다.
본 발명 다양한 구현예의 용기 부분은 실제로는 포장에 사용되는 어떠한 물질로도 형성될 수 있다. 이러한 물질에는 종이, 금속 호일, 폴리머 시트, 금속첨가(metalized) 폴리머 시트 및 그들의 조합이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 더 구체적인 예에는 배향 또는 비-배향 폴리에스테르, 배향 또는 비-배향 폴리프로필렌, 배향 또는 비-배향 나일론 및 그들의 조합이 포함된다. 이러한 물질 각각은 코팅되거나 코팅되지 않을 수 있다. 유용한 코팅의 예에는, 니스, 래커, 접착제, 잉크 및 장벽 물질(즉, PVDC)이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다. 의료 장치 포장에 유용한 물질에는 고밀도 폴리올레핀이 포함된다. 듀폰사(Dupont Inc.)로부터 시중에서 구입가능한 티벡(Tyvek®)(고-밀도 폴리에틸렌섬유로 제조된 합성 물질)이 의료 장치 포장에 사용되는 그러한 물질의 예이다.
본 발명의 또 다른 구현예로, 상기 제시된 포장 시스템의 형성 방법이 제공된다. 도 6을 보면, 본 구현예의 방법을 설명하는 도해가 제공된다. 단계 a)에서는 열가소성 폴리머("TP")가 유기점토("OC")와 조합되어 유기점토-폴리머 배합물("OCB")을 형성한다. 일 변형으로, 이러한 조합은 압출기(220)에서 수행된다. 다음에, 단계 b)의 다이(222)로부터 압출됨으로써 유기점토-폴리머 배합물로부터 밀봉층(152)이 형성된다. 변형으로, 추가적인 압출기(압출기 (230)과 같은)로부터 다이(222)로 물질을 제공하는 것에 의하여 추가 층이 형성된다. 본 구현예의 정밀 구현예로, 열가소성 폴리머와 유기점토는 믹서(224)에서 사전혼합된 다음, 압출기(220)로 도입된다. 일반적으로, 밀봉층(152)은 하나 이상의 추가 층 (154) 및 (156)(도 2에 나타낸 바와 같은)과 함께 또는 그 위에 형성될 것이다. 다음에, 단계 c)에서 개구된 포장 시스템(160)이 형성된다. 이러한 공정은 측면이 밀봉되어 도 3-4의 파우치 구조를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 변형으로, 개구된 포장 시스템(160)의 형성은 단계 b) 동안 수행된다.
본 구현예의 변형으로, 열가소성 폴리머는 마스터 배치(master batch)를 순수 폴리머와 혼합함으로써 유기점토와 조합된다. 이러한 변형에서, 마스터 배치는 유기점토 및 적어도 일부의 열가소성 폴리머를 포함한다. 본 정밀 구현예에서, 마 스터 배치는 일반적으로 10 내지 80wt％의 유기점토를 포함한다.
밀봉층(152)을 형성하는 단계는 열가소성 조성물로부터 층 또는 필름을 생성할 수 있는 어떠한 방법에 의해서도 이루어질 수 있다. 이러한 방법의 예에는 압출, 공-압출(co-extrusion), 블로우 성형(blow molding), 주조, 압출 블로우 성형 및 필름 블로윙(film blowing)이 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
역시 도 6을 참조하면, 본 구현예의 방법은 대상물(180)을 개구된 포장 시스템(160) 내에 위치시키는 것(단계 d)을 더 포함할 수도 있다. 일반적으로, 대상물(180)은 용기 부분(162) 내에 유지된다. 대상물(180)을 용기 부분(162) 내에 위치시킨 후, 단계 e) 동안 밀봉층(152)을 밀봉 기재(즉, 밀봉 구조 (150'))와 접촉시켜 밀봉부재를 형성한다. 밀봉은 업계에 알려진 모든 수의 밀봉 방법에 의해 수행될 수 있다. 예로는 전도열 밀봉, 초음파 밀봉 및 유도 밀봉부재가 포함되나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따라, 박리가능 밀봉 온도 범위 내의 모든 온도에서 밀봉 기재와 접촉시 박리가능 밀봉부재를 형성할 수 있는 밀봉 표면을 포함하는, 박리가능 밀봉 구조체를 포함하는 포장 시스템을 제공할 수 있다.
<실시예>
하기 실시예로써 본 발명의 다양한 구현예들을 설명한다. 업계 숙련자라면 본 발명의 기술사상 및 청구항의 영역에 속하는 많은 변형들을 인식할 것이다.
도 7a는 공-압출된 HDPE와 LLDPE/EVA 및 유기점토 배합물(즉, 2층)로 제조된 밀봉층으로부터 형성된 밀봉부재의 박리 강도 대 온도의 도표이다. 본 실험에서는, 밀봉된 봉지의 밀봉부재를 잡아당겼다. 유기점토 부하 5 및 6wt％의 것이 제공되었다. 도 7a는 본 발명의 밀봉부재가 50℉의 밀봉 형성 온도 범위에 걸쳐 일관된 개봉 강도(opening force)에 의해 개봉될 수 있다는 것을 증명한다. 또한, 밀봉 강도는 박리가능하며 200℉ 내지 250℉의 온도 범위에 걸쳐 상대적으로 편평한 것으로 관찰되었다. 도 7b는 박리 강도 대 밀봉 형성 온도의 도표를 제공한다. 유기점토가 없는 참조와 유기점토 5wt％인 시험 샘플의 도표가 제공되었다. 참조 샘플은 고밀도 폴리에틸렌("HDPE"), 에틸렌 비닐 알콜, 선형 저밀도 폴리에틸렌("EVOH"), 및 에틸렌 비닐 아세테이트 배합물과 LLDPE의 배합물의 3층 공압출로부터 형성된 2.4밀(mil) 필름으로 구성되었다. 시험 샘플은 HDPE, EVOH 및 LLDPE EVA와 5wt％ 유기점토 배합물의 3층 공압출로부터 형성된 2.4밀 필름으로 구성되었다. 참조 및 시험 샘플은 센티날(Sentinal) 밀봉기에서 밀봉되었다. 박리 강도는 ASTM F-88에 따라 확인되었다. 도 7b의 점들에 대한 밀봉 시간은 0.50초이었으며, 밀봉 조(jaw) 압력은 30PSI이었다. 175℉ 내지 265℉ 온도 범위에 걸친 박리 강도의 변화는 유기점토를 가지는 샘플에서 덜 변하였다. 또한, 유기점토와 함께 형성된 밀봉부재는 밀봉부재가 형성되는 그 전체 범위에 걸쳐 박리가능하였다. 도 7c는 밀봉 필름에 적층된 호일로 제조된 밀봉부재에 대한 박리 강도 대 밀봉 형성 온도의 도표를 제공한다. 이 실험에서는, 48ga PET/50ga 호일이 3.2밀 시험 필름에 접착하여 적층되었다. 시험 필름은 LDPE/LLDPE/유기점토 배합물로 제조하였다. 동일한 구조의 필름에 밀봉부재가 제조되었다. 참조 및 시험 샘플은 ASTM F-88에 따라 결정된 박리 강도로 센티날(Sentinal) 밀봉기에서 밀봉되었다. 도 7c는 300℉ 내지 425℉의 온도에서 일관되게 박리가능한 밀봉부재가 형성되었다는 것을 명백하게 보여준다.
본 발명의 밀봉재 층이 제2 필름 블로잉 작동시 형성되는 단일-스크류 압출기에서, 나노블렌드(Nanoblend™) MB2001 또는 나노블렌드(Nanoblend™) MB2101("마스터 배치")를 시중의 폴리에틸렌("PE") 배합물 파우치 밀봉재와 혼합하였다. 최종 필름의 인장 특성을 ASTM D638에 따라 50mm/분의 시험 속도로 평가하였다. 시험에 앞서, 모든 샘플을 30℃에서 21일 동안 어닐링시켰다. 유기점토를 포함하는 필름은 유기점토가 없는 필름보다 더 높은 탄성율(modulus)를 가졌으며 강도 또는 최대 신장의 손실이 없었다. 탄성율의 증가는 3wt％ 유기점토에서 75％, 6wt％ 유기점토에서 150％, 9wt％ 유기점토에서 240％ 이었다.
유기점토의 첨가 없이 및 다양한 양의 유기점토를 첨가하여 형성시킨 필름의 장력 특성
인장 탄성계수 (MPa) 인장 강도 (MPa) 파괴시 신장 (％)
비충전 (0％ 점토) 306(±15) 24(±1) 324(±11)
비충전-TS* (0％ 점토) 329(±5) 24(±1) 291(±5)
2001 3％ 점토 6％ 점토 9％ 점토 587(±9) 825(±17) 1129(±25) 23(±1) 24(±1) 23(±1) 325(±11) 396(±6) 295(±23)
2101 3％ 점토 6％ 점토 9％ 점토 581(±32) 842(±33) 1106(±66) 22(±1) 25(±1) 22(±1) 316(±17) 400(±1) 294(±13)
* 비충전-TS: 2-스크류 압출된 순수 PE
표 2에 VICAT 열 편향 시험(Heat Deflection Testing)의 결과를 요약하였다. 유기점토 함량이 증가하면서 Vicat 유연화 온도(Softening Temperature)가 증가하여 9wt％ 나노점토를 가지는 샘플은 23℃의 유연화 온도 증가를 나타내는 것으로 관찰되었다. 표 2의 데이터는 폴리에틸렌 밀봉재 조성물에 유기점토를 첨가하는 것에 의해 결정도(crystallinity)는 실질적으로 영향을 받지 않았음을 암시한다.
유기점토 함량의 함수로서의 Vicat 유연화 온도
조성물 HDT (℃)
비충전 (0％ 점토) 64.5
3％ Nano2001 6％ Nano2001 9％ Nano2001 70.5 80.9 87.0
3％ Nano2101 6％ Nano2101 9％ Nano2101 70.5 80.5 87.0
결정화 온도 및 용융 온도 역시 평가되었다. 이러한 측정은 ASTM D3417에 따라 융합(fusion)과 결정화의 엔탈피를 측정함으로써 수행되었다. 변화하는 양의 나노블렌드(Nanoblend™) MB2001을 함유하는 층에 대하여, 도 8은 용융 온도("Tm")를 확인하는 도표를 제공하며, 반면 도 9는 결정화 온도("Tc")를 확인하는 도표를 제공한다. Tm과 Tc는 순수 폴리에틸렌 샘플에 비해 나노점토 첨가에 의해 실질적으로 영향을 받지 않는 것으로 관찰되었다. 도 10a는 나노블렌드(Nanoblend) 2001로부터의 유기점토의 폴리에틸렌을 포함하는 밀봉층 내에서의 분산을 보여주는 일련의 x-레이 회절 도표를 제공한다. 도 10b는 나노블렌드(Nanoblend) 2101로부터의 유기점토의 폴리에틸렌을 포함하는 밀봉층 내에서의 분산을 보여주는 일련의 x-레이 회절 도표를 제공한다. 상기 x-레이 회절 데이터는 유기점토 미세판의 평균 간격이 보존된다는 것(즉, 최소의 응집)을 증명한다. 이와 같은 간격 보존은 본 발명 구현예의 박리가능성, 인장 강도, HDT 및 파괴시 신장과 관련한 특성의 달성을 가능케 해준다.
표 3 및 4는 본 발명에 의해 형성된 밀봉층에 대한 표면 조도 측정치를 제공한다. 이러한 예에서는 공압출된 2층이 형성되었다. 더 매끄러운 측이 유기점토를 가지지 않는 HDPE 층 측이다. 더 거친 측은 유기점토를 가지는 LLDPE/EVA 층이다. 본 발명의 유기점토-함유 층은 유기점토를 가지지 않는 유사한 샘플보다 더 높은 조도를 가지는 것으로 확인되었다. 또한, 6wt％의 유기점토를 가지는 샘플이 5wt％의 유기점토를 가지는 샘플보다 많은 양의 표면 조도를 가짐으로써 표면 조도의 양이 약 10％ 이하의 범위에서 증가하는 경향이 있다는 것을 보여주었다.
밀봉재 층에 5wt％의 유기점토를 가지는 2층 샘플의 매끄러운 측
스캔 속도(㎛/S), 수직 범위(㎛) 10.13 50.13 10.1048 50.1048
평균 조도 (Ra)/Ao 최대 조도 (최대 Ra)/Ao 조도 (RMS)/Ao 2406 2538 2991 2428 2617 3040 2343 2343 2857 2303 2279 3096
밀봉재 층에 5wt％의 유기점토를 가지는 2층 샘플의 거친 측
스캔 속도(㎛/S), 수직 범위(㎛) 10.13 50.13 10.1048 50.1048
평균 조도 (Ra)/Ao 최대 조도 (최대 Ra)/Ao 조도 (RMS)/Ao 6217 5059 7947 5413 4499 6917 5871 5775 7571 5979 5741 7648
밀봉재 층에 6wt％의 유기점토를 가지는 2층 샘플의 매끄러운 측
스캔 속도(㎛/S), 수직 범위(㎛) 10.13 50.13 10.1048 50.1048
평균 조도 (Ra)(Ao) 최대 조도 (최대 Ra)(Ao) 조도 (RMS)(Ao) 2564 1994 3351 2275 1762 2999 3110 2333 3843 3210 2543 3445
밀봉재 층에 6wt％의 유기점토를 가지는 2층 샘플의 거친 측
스캔 속도(㎛/S), 수직 범위(㎛) 10.13 50.13 10.1048 50.1048
평균 조도 (Ra)(Ao) 최대 조도 (최대 Ra)(Ao) 조도 (RMS)/Ao 7069 8081 9100 6935 6977 8990 7974 6600 9955 6897 6412 8951
도 11은 밀봉 강도 대 밀봉 형성 온도의 도표를 제공한다. 이러한 실험에서는 밀봉부재를 형성하기 위하여 임펄스 밀봉기가 사용되었다. 이와 같은 밀봉기에서 온도는 다이얼의 위치에 의해 조정된다. 도 11은 다이얼 위치의 함수로서의 밀봉 강도를 제공한다. 평가된 온도가 도 11의 상부에 제공되었다. 도 11은 폴리에틸렌, EVA 및 유기점토 조합의 상승 효과와 이러한 조합으로부터 형성된 밀봉부재가 넓은 밀봉 형성 온도 범위에서 박리가능하다는 것을 다시 한번 증명한다.
약 1000psi의 압력에서 약 8초의 밀봉 시간으로 일련의 25.4mm 밀봉부재가 제조되었다. 이러한 실험에서는 유압기(hydraulic press)가 사용되었다. 이러한 조건들이 통상적인 시중의 밀봉 작동에 비해 더 가혹한 것이라 하더라도, 이러한 조건에서의 박리가능 밀봉부재의 형성은 본 발명 배합물의 박리가능 밀봉부재를 형성하는 능력을 더 설명해준다. 도 12a 및 12b는 밀봉층의 다양한 조합에 대하여 밀봉 강도 대 밀봉 형성 온도의 도표를 제공한다. 이러한 실험에서는, 제1 밀봉층과 제2 밀봉층의 사이에 밀봉부재가 형성된다. 도 12a에서, 각 밀봉층은 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌과 EVA의 배합물을 포함한다. 일반적으로, 이러한 조합에 대하여 110℃ 내지 140℃의 온도 범위에 걸쳐 온도를 증가시킴에 따라 밀봉 강도가 증가한다. 도 12b에서, 하나 이상의 밀봉층은 폴리에틸렌, EVA 및 유기점토의 배합물을 포함한다. 이러한 방식으로 형성된 밀봉부재에 대하여, 도 12b는 110℃ 내지 140℃의 온도 범위에 걸친 박리가능 밀봉부재의 형성을 설명한다. 도 13a 및 13b는 도 12a 및 12b에 대한 밀봉 강도 데이터를 요약함과 동시에 파괴 양식의 유형(도 1a-1g 참조)을 특징지은 표 6을 제공한다. 표 6은 넓은 광범위한 온도에 걸친 박리가능 밀봉부재의 형성을 명백하게 보여준다.
본 발명의 구현예들이 설명되고 기재되었지만, 이러한 구현예들이 본 발명의 모든 가능한 형태를 설명하고 기재하기 위한 것은 아니다. 오히려, 명세서에서 사용된 용어들은 한정보다는 표현을 위한 용어로서, 본 발명의 기술사상 및 영역을 벗어나지 않고도 다양한 변형들이 만들어질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 1a는 점착성 유형 A 파괴의 도식적 설명이다.
도 1b는 점착성 유형 B 파괴의 도식적 설명이다.
도 1c는 층간박리 유형 C 파괴의 도식적 설명이다.
도 1d는 균열 유형 D 파괴의 도식적 설명이다.
도 1e는 균열 유형 E 파괴의 도식적 설명이다.
도 1f는 신장 유형 F 파괴의 도식적 설명이다.
도 1g는 박리+신장 유형 G 파괴의 도식적 설명이다.
도 2a는 단일 층 밀봉 구조의 도식적 단면도이다.
도 2b는 2층 밀봉 부분의 도식적 단면도이다.
도 2c는 3층 밀봉층의 도식적 단면도이다.
도 3a는 본 발명 박리가능 밀봉 구조체의 구현예를 도입한 파우치형 포장 시스템의 도식적 단면도이다.
도 3b는 도 3a 파우치형 포장 시스템의 측면도이다.
도 4a는 밀봉 기재가 제2 밀봉층을 포함하는 정밀 구현예의 도식적 단면도이다.
도 4b는 밀봉 기재(160)가 제2 밀봉층(170)을 포함함으로써 제1 밀봉층(152)과 제2 밀봉층(186) 사이에 박리가능 밀봉부재(162)가 형성된 정밀 구현예의 도식적 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 박리가능 밀봉 구조체를 사용하는 컵형 포장 시스템의 도 식적 단면도이다.
도 5b는 본 발명의 박리가능 밀봉 구조체를 사용하며 다수의 컵형 용기를 도입한 블리스터 포장 시스템의 도식적 단면도이다.
도 6은 본 발명 포장 시스템의 형성 방법을 설명하는 도해이다.
도 7a는 5wt％ 및 6wt％의 유기점토를 가지는 밀봉층으로부터 형성된 상부 밀봉부재에 대한 박리 강도 대 온도의 도표를 제공한다.
도 7b는 HDPE, EVOH, 및 LLDPE와 EVA의 배합물을 유기점토와 함께 또는 유기점토 없이 3층 공-압출함으로써 제조된 밀봉부재에 대한 박리 강도 대 온도의 도표를 제공한다.
도 7c는 밀봉 필름상에 적층된 호일로부터 제조된 밀봉부재에 대한 박리 강도 대 밀봉 형성 온도의 도표를 제공한다.
도 8은 용융 온도("Tm")를 확인하는 일련의 도표이다.
도 9는 결정화 온도("Tc")를 확인하는 일련의 도표이다.
도 10a는 나노블렌드(Nanoblend) 2001로부터의 유기점토의 폴리에틸렌을 포함하는 밀봉층 내에서의 분산을 보여주는 일련의 x-레이 회절 도표이다.
도 10b는 나노블렌드(Nanoblend) 2101로부터의 유기점토의 폴리에틸렌을 포함하는 밀봉층 내에서의 분산을 보여주는 일련의 x-레이 회절 도표이다.
도 11은 일펄스 밀봉기에 의해 제조된 밀봉부재에 대한 밀봉 강도 대 밀봉 형성 온도의 도표를 제공한다.
도 12a는 전도 밀봉법에 의해 폴리에틸렌 또는 폴리에틸렌과 EVA의 배합물로 부터 제조된 밀봉부재에 대한 밀봉 강도 대 밀봉 형성 온도의 도표를 제공한다.
도 12b는 하나 이상의 밀봉층이 폴리에틸렌, EVA 및 유기점토의 배합물을 포함하는 밀봉부재에 대한 밀봉 강도 대 밀봉 형성 온도의 도표를 제공한다.
도 13a는 도 12a 및 12b에 대한 밀봉 강도 데이터를 요약한 표 6을 제공한다.
도 13b는 도 13a의 계속이다.

Claims (37)

  1. 열가소성 폴리머; 및
    열가소성 폴리머의 적어도 일부내에 분산된 첨가제를 포함하고, 박리가능 밀봉 온도 범위 내의 모든 온도에서 박리가능 밀봉부재로 형성가능한 (상기 박리가능 밀봉 온도 범위는 밀봉 개시 온도에서 밀봉 개시 온도를 100℉ 이상 초과하는 온도까지이다) 밀봉 표면을 한정하는 박리가능 밀봉 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 밀봉 개시 온도가 약 170℉ 내지 약 350℉인 박리가능 밀봉 구조체.
  3. 제1항에 있어서, 첨가제가 유기점토를 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  4. 제3항에 있어서, 유기점토가 입체 치수의 하나 이상이 200nm 미만인 다수의 입자를 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  5. 제3항에 있어서, 유기점토가 20옹스트롬 이상의 평균 간격을 가지는 미세판을 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  6. 제3항에 있어서, 유기점토가 30옹스트롬 이상의 평균 간격을 가지는 미세판 을 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  7. 제3항에 있어서, 유기점토가 카올리나이트, 몬트모릴로나이트-스멕타이트 점토, 벤토나이트 점토, 일라이트 점토 및 그들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 점토를 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  8. 제3항에 있어서, 유기점토가 열가소성 폴리머와 유기점토를 합한 중량의 1wt％ 내지 20wt％의 양으로 존재하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  9. 제3항에 있어서, 유기점토가 열가소성 폴리머와 유기점토를 합한 중량의 2wt％ 내지 10wt％의 양으로 존재하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  10. 제1항에 있어서, 열가소성 폴리머가 나일론, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 에틸렌 코폴리머, 프로필렌 코폴리머, 에틸렌 비닐 아세테이트 및 그들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 성분을 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  11. 제1항에 있어서, 열가소성 폴리머가 에틸렌 아크릴 산, 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 에틸렌 이오노머 및 그들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 성분을 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  12. 제1항에 있어서, 열가소성 폴리머가 에틸렌 비닐 아세테이트를 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  13. 박리가능 밀봉 온도 범위 내의 모든 온도에서 밀봉 기재와 접촉시 박리가능 밀봉부재로 형성가능한 (상기 박리가능 밀봉 온도 범위는 밀봉 개시 온도에서 밀봉 개시 온도를 100℉ 이상 초과하는 온도까지이다) 밀봉 표면을 포함하는 박리가능 밀봉부재(peelable seal).
  14. 열가소성 폴리머; 및
    열가소성 폴리머의 적어도 일부내에 분산된, 100m2/그램을 초과하는 표면적 및 10을 초과하는 종횡비를 갖는 첨가제를 포함하고, 밀봉 표면을 한정하는 박리가능 밀봉 구조체.
  15. 제14항에 있어서, 첨가제가 입체 치수의 하나 이상이 200nm 미만인 다수의 입자를 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  16. 제15항에 있어서, 첨가제가 20옹스트롬 이상의 평균 간격을 가지는 미세판을 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  17. 제16항에 있어서, 첨가제가 유기점토를 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  18. 제15항에 있어서, 첨가제가 열가소성 폴리머와 유기점토를 합한 중량의 1wt％ 내지 20wt％의 양으로 존재하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  19. 제14항에 있어서, 열가소성 폴리머가 나일론, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 에틸렌 코폴리머, 프로필렌 코폴리머 및 그들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 폴리머를 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  20. 제14항에 있어서, 열가소성 폴리머가 에틸렌 아크릴 산, 에틸렌 에틸 아크릴레이트, 에틸렌 이오노머 및 그들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 성분을 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  21. 제14항에 있어서, 열가소성 폴리머가 에틸렌 비닐 아세테이트를 포함하는 것인 박리가능 밀봉 구조체.
  22. 용기 부분; 및
    용기 부분에 부착된 박리가능 밀봉 부분을 포함하고,
    밀봉 부분은 밀봉 기재 및 제1 밀봉층을 가지며, 제1 밀봉층은 밀봉 기재상에 적어도 부분적으로 배치되어 접촉하고, 제1 밀봉층은
    열가소성 폴리머; 및
    열가소성 폴리머의 적어도 일부내에 분산된 첨가제를 포함하며, 박리가능 밀봉 구조체는 박리가능 밀봉 온도 범위 내의 모든 온도에서 기재 표면상의 박리가능 밀봉부재로 형성가능한 밀봉 표면을 한정하고, 상기 박리가능 밀봉 온도 범위는 밀봉 개시 온도에서 밀봉 개시 온도를 100℉ 이상 초과하는 온도까지인 포장 시스템.
  23. 제22항에 있어서, 첨가제가 열가소성 폴리머의 적어도 일부내에 분산되며, 첨가제는 100m2/그램을 초과하는 표면적 및 10을 초과하는 종횡비를 가지고, 박리가능 밀봉 구조체는 밀봉 표면을 한정하는 것인 포장 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 첨가제가 유기점토를 포함하는 것인 포장 시스템.
  25. 제24항에 있어서, 유기점토가 카올리나이트, 몬트모릴로나이트-스멕타이트 점토, 벤토나이트 점토, 일라이트 점토 및 그들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 점토를 포함하는 것인 포장 시스템.
  26. 제24항에 있어서, 유기점토가 열가소성 폴리머와 유기점토를 합한 중량의 1wt％ 내지 20wt％의 양으로 존재하는 것인 포장 시스템.
  27. 제24항에 있어서, 유기점토가 입체 치수의 하나 이상이 200nm 미만인 다수의 입자를 포함하는 것인 포장 시스템.
  28. 제24항에 있어서, 첨가제가 20옹스트롬 이상의 평균 간격을 가지는 미세판을 포함하는 것인 포장 시스템.
  29. 제22항에 있어서,
    열가소성 폴리머가 나일론, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 에틸렌 코폴리머, 프로필렌 코폴리머 및 그들의 혼합물로 구성되는 군에서 선택되는 폴리머를 포함하는 것인 포장 시스템.
  30. 제29항에 있어서, 열가소성 폴리머가 에틸렌 비닐 아세테이트를 포함하는 것인 포장 시스템.
  31. 제22항에 있어서, 밀봉 기재가 제1 밀봉층과 접촉하는 제2 밀봉층을 포함하는 것인 포장 시스템.
  32. 제31항에 있어서, 제2 밀봉층이
    열가소성 폴리머; 및
    열가소성 폴리머에 분산된 유기점토를 포함하는 것인 포장 시스템.
  33. 제22항에 있어서, 밀봉 부분이 제1 밀봉층상에 배치된 하나 이상의 추가 폴리머 층을 더 포함하는 것인 포장 시스템.
  34. 제22항에 있어서, 내부에 함유된 음식물 제품을 더 포함하는 포장 시스템.
  35. 제22항에 있어서, 내부에 함유된 살균된 대상물을 더 포함하는 포장 시스템.
  36. 제35항에 있어서, 살균된 대상물이 의료 장치인 포장 시스템.
  37. 제21항에 있어서, 용기 부분이 블리스터, 트레이, 봉지, 파우치 및 그들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 형상을 가지는 것인 포장 시스템.
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