KR20080094730A - 폴리에스테르 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 표면 상에 열-밀봉가능한 층이 있는 중합체 물질 기재 층을 포함하고, 상기 열-밀봉가능한 층은 1종 이상의 방향족 디카르복시산과 1종 이상의 지방족 디카르복시산과 1종 이상의 글리콜(들)의 코폴리에스테르를 포함하고; 상기 열-밀봉가능한 층의 두께는 약 0.3 내지 약 3 ㎛ 범위이고; 열-밀봉가능한 층은 1종 이상의 왁스(들)를 포함하는 열-밀봉가능한 박리성의 공압출된 복합 중합체 필름을 개시한다.
열-밀봉가능한 층, 코폴리에스테르, 박리성, 공압출, 복합 중합체 필름

Description

폴리에스테르 필름 {POLYESTER FILM}
본 발명은 용기, 특히 조리-준비된 오븐용 음식 용기에 대한 포장으로서 사용하기에 적합한 다층 중합체 필름에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 용기에 열-밀봉가능하고 용기로부터 박리가능한 다층 필름에 관한 것이다.
플라스틱 용기는, 포장 적용, 예컨대 식품 포장, 특히 간편 식품, 예를 들어 전자 레인지 또는 통상적인 오븐 또는 둘 모두에서 데울 수 있는 조리-준비된 오븐용 음식을 포장하기 위하여 점점 많이 사용되고 있다. 일반적으로, 전자 레인지 또는 통상적인 오븐에서 사용하기에 적합한 용기를 "이중-오븐용(dual-ovenable)"이라 지칭한다. 종종, 플라스틱 용기는 APET/CPET 트레이 (결정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층 상부에 비결정질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 층이 있는 복합 물질)이다. 또한, 폴리스티렌 및 폴리프로필렌 용기가 사용되어 왔다. 일반적으로, 플라스틱 용기는 저장 동안에 포장된 내용물이 누출되고 건조되는 것을 막기 위해 용기를 밀봉하는 뚜껑과 함께 사용된다. 또한, 뚜껑은 포장된 내용물에 들러붙지 않아야 하고 오븐에서 발생되는 열을 견딜 수 있어야 한다. 이러한 용기 뚜껑은 일반적으로, 가요성 중합체 기재, 예컨대 이축 배향된 폴리에스테르 필름, 및 열-밀봉가능한 코팅 층을 포함하는, 종종 "뚜껑용(lidding) 필름"이라 지칭되는 다층 필름을 포함한다.
뚜껑용 필름을 사용하는 밀봉 용기의 제조는 뚜껑용 필름과 용기 사이에 밀봉을 형성하는 것을 포함한다. 이러한 밀봉은, 용기 위에 뚜껑을 놓고, 용기 표면에 점착되어 뚜껑과 용기 사이에 효과적인 밀봉이 형성되도록 밀봉가능한 코팅 층을 연화 또는 용융시키기 위해 열 및 압력을 가함으로써 형성된다. 밀봉은 내용물의 누출을 막도록 충분히 강해야 한다. 필름 뚜껑은 소비자에 의해 용기로부터 박리가능해야 하며 이러한 경우 밀봉은 내용물의 누출을 막도록 충분히 강해야 하지만 용기를 개봉하고자 할 때 뚜껑을 제거하는 것이 곤란하게 될 정도로 지나치게 강해서는 안된다. 특히, 박리 동안에 뚜껑이 찢어지면 (이로써, 필름 뚜껑의 일부가 용기의 내용물 내에 들어가 식품을 망쳐 놓을 수 있음) 안된다. 저온, 예를 들어 주위 온도, 및 고온, 예를 들어 오븐에서 포장된 식품 내용물을 가열한 후, 양쪽 모두에서 강력한 밀봉 및 용이한 박리 성질, 즉, 깨끗한 박리가 필요할 수 있다.
또한, 식품을 밀봉되는 용기 내에 둘 때, 식품 또는 기타 오염물로부터 유래하는 고체 또는 액체는, 뚜껑용 필름으로 밀봉되는 용기 주둥이의 상부 표면과 접촉하여 용기 주둥이의 상부 표면 상에 잔류할 수 있다. 이는, 용기와 뚜껑 사이의 불량한 밀봉 성질, 결국 약한 전체 포장을 초래할 수 있다. 이러한 점에서 우수하게 작동하는, 즉 뚜껑과 용기 사이의 오염물 존재에도 불구하고 양호한 밀봉 성질을 나타내는 필름을, "오염을 통과한 밀봉"이 우수하다고 하고, 이는 상기 열-밀봉가능한 뚜껑용 필름의 추가의 바람직한 성질이다. 통상적인 뚜껑용 필름에서 전형 적으로 이러한 문제는 열-밀봉 층의 두께를 예를 들어 약 25 ㎛ 이상으로 증가시킴으로써 해결되며, 이는 경제적으로 불리하다.
추가의 바람직한 밀봉 성질은 양호한 "고온 점착성(hot-tack)" 접착 특성이다. 이러한 성질은 본질적으로 가열 및 연화된 (또는 용융된) 열-밀봉가능한 필름이 밀봉되는 표면과 접촉할 때 열-밀봉 결합이 형성되는 속도의 척도이다. 따라서, 고온 점착성 접착은 본질적으로 열-결합 밀봉 강도 성질에 해당하지만, 열-밀봉 결합이 개시된 후에는 훨씬 작은 시간 간격 (전형적으로 0.1초) 후에 측정된다. 열-밀봉 결합 강도는, 일단 열-밀봉 결합이 완전히 형성되는 즉시 일반적으로는 열-밀봉 결합이 주위 온도로 냉각된 후 측정하고, "저온 열-밀봉 결합 강도"라고 지칭될 수 있다. 양호한 고온 점착성 접착은 빠르고 효율적이며 신뢰성 있는 포장에 중요하다. 또한, 포장되어질 식품이 상당히 부피가 커서 용기 주둥이 위로 돌출되는 상황에서는, 신속한 열-밀봉 결합의 형성이 바람직하다. 전형적으로, 고온 점착성 접착은 저온 열-밀봉 결합 강도에 대략적으로 비례하고, 고온 점착성 접착을 최대화하는 것이 바람직하지만, 고온 점착성 접착이 지나치게 크면 저온 열-밀봉 결합 강도가 지나치게 강해서 쉽고 깨끗한 박리가 가능하지 않을 수 있다. 일반적으로, 고온 점착성 접착은 열-밀봉가능한 중합체의 분자량이 증가함에 따라 증가한다. 다수의 열가소성 중합체는 비록 상이한 온도 및 점도에서이지만 어느 정도 고온 점착성 접착을 나타낸다.
다수의 종래 기술의 뚜껑용 필름에서, 열-밀봉가능한 층은 유기 용매, 또는 수성 분산액 또는 용액을 사용하여 기재에 적용된다. 유기 용매의 사용은 일반적 으로 용매가 해롭거나, 사용시 위험하거나, 또는 환경에 독성이고 유해할 수도 있기 때문에 불리하다. 또한, 이러한 방식으로 제조된 필름은 종종 용매의 잔여량을 함유하여, 식품과 접촉하는 적용에 사용하기에 적합하지 않을 수 있다. 유기 용매의 사용은 일반적으로, 즉, 이러한 용매는 필름 제조 동안에 사용되는 통상적인 권취 작업 동안에 필름의 고착 또는 블로킹을 야기할 수 있기 때문에 기재의 제조 동안 사용되는 임의의 신장 및 후속 열-고정 작업 후, "오프라인(off-line)" 코팅 단계를 포함한다. WO-A-96/19333호의 공정에서와 같이 수성 분산액 또는 용액의 사용은 실질적인 양의 유기 용매의 사용을 피할 수 있고; 보다 효율적인 "인라인(in-line)" 코팅 공정, 즉, 필름 기재가 신장되기 전 또는 이축 신장 공정의 신장 단계 사이에 코팅 층이 적용되는 "인라인" 코팅 공정을 사용할 수 있지만; 물에 가용성이거나 적절히 분산성인 코팅 조성물로 제한된다. 인라인 공정은 오프라인 코팅 공정, 특히 오프라인 용매-코팅 공정에서 행해지는 추가의 가열 또는 건조 단계의 사용을 피할 수 있다. 이들 공정은 필름을 취화시키고 인장 성질을 저하시킬 수 있다. 따라서, 일반적으로 인라인 코팅된 필름은 기계적 성질이 보다 우수하다.
또한, 열-밀봉가능한 필름은 기타 인라인 코팅 기술에 의해 제조되어 왔다. 예를 들면, GB-2024715호에는, 종방향 신장 작업과 횡방향 신장 작업 사이에 압출-코팅 기술 ("인터드로우(inter-draw)" 코팅)을 사용하여 폴리올레핀계 물질을 폴리올레핀계 기재상에 적용하는 것이 개시되어 있다. 폴리올레핀을 폴리에스테르 기재 상에 인라인 인터드로우 압출-코팅하여 열-밀봉가능한 필름을 제조하는 공정이 GB-1077813호에 개시되어 있다. US-4333968호에는, 에틸렌-비닐 아세테이트 (EVA) 공중합체를 폴리프로필렌 기재 상에 인터드로우 압출 코팅하여 열-밀봉가능한 박리성 필름을 제조하는 방법이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은, 상기 언급된 문제 중 하나 이상을 해결하고, 조리-준비된 오븐용 음식을 위한 개선되고 보다 경제적인 포장 수단을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가의 목적은 조리-준비된 오븐용 음식을 위한 포장 수단으로서 사용하기에 적합한 열-밀봉가능한 박리성 필름을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 표면 상에 열-밀봉가능한 층이 있는 중합체 물질 기재 층을 포함하고, 여기서
(i) 상기 열-밀봉가능한 층은 1종 이상의 방향족 디카르복시산과 1종 이상의 지방족 디카르복시산과 1종 이상의 글리콜(들)의 코폴리에스테르를 포함하고;
(ii) 상기 열-밀봉가능한 층의 두께는 약 0.3 내지 약 3 ㎛ 범위이며;
(iii) 열-밀봉가능한 층은 1종 이상의 왁스(들)를 포함하는,
열-밀봉가능한 박리성의 공압출된 복합 중합체 필름이 제공된다.
본 발명의 추가의 양태에 따라, 중합체 기재와 열-밀봉가능한 층을 공압출하는 단계를 포함하고, 여기서
(i) 상기 열-밀봉가능한 층은 1종 이상의 방향족 디카르복시산과 1종 이상의 지방족 디카르복시산과 1종 이상의 글리콜(들)의 코폴리에스테르를 포함하고;
(ii) 상기 열-밀봉가능한 층의 두께는 약 0.3 내지 약 3 ㎛ 범위이고;
(iii) 열-밀봉가능한 층은 1종 이상의 왁스(들)을 포함하는 것인,
열-밀봉가능한 박리성 복합 중합체 필름의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 필름은 열-밀봉 층의 작은 두께에도 불구하고 놀랍게 높은 고온 점착성 접착 강도를 나타낸다. 이러한 작은 열-밀봉 층 두께로 적합한 고온 점착성 접착 강도를 성취할 수 있다는 것은 놀랍다. 또한, 유사한 열-밀봉가능한 중합체가 용매-코팅 경로를 통해 기재 상에 배치된 필름과 비교할 때, 보다 작은 열-밀봉가능한 층 두께로 상응하게 적합한 열-밀봉 결합 강도가 성취된다는 것은 놀랍다.
필름의 고온 점착성 접착은, 트레이 충전 및 뚜껑용 라인 상에 사용되는 필름의 우수한 성능이 보장되도록 조절될 수 있다. 충전 라인 상에서 우수한 고온 점착성을 나타내는 필름은 하기에 기재된 바와 같이 측정할 경우 3 뉴톤 이상, 바람직하게는 4 뉴톤 이상, 그러나 바람직하게는 약 5 뉴톤 이하, 바람직하게는 약 3 내지 약 5 뉴톤 범위의 바람직한 고온 점착성 값을 갖는다.
본원에 기재된 복합 필름은 열-밀봉가능한 박리성 필름이다. 본원에 사용되는 용어 "열-밀봉가능한 박리성 필름"이란 열 적용하에 표면에 밀봉부를 형성할 수 있는 필름을 지칭하며, 여기서 밀봉부는 필름의 파열 없이 파단가능하다. 본원에 기재된 필름의 박리성 특성은 높은-밀봉 강도 또는 "용접성" 필름과 구별되게 한다.
전형적으로, 본 발명에 따른 복합 필름은 전형적인 APET/CPET 트레이의 APET 측면에 밀봉될 때, (주위 온도에서) 약 200 내지 약 1400 g/25 mm 범위, 바람직하게는 약 200 내지 약 1000 g/25 mm 범위, 보다 바람직하게는 약 400 내지 약 900 g/25 mm 범위의 열-밀봉 강도를 나타낸다. 필름 자체의 전형적인 열 밀봉 강도는 약 200 내지 약 700 g/25 mm 범위, 바람직하게는 약 400 내지 약 600 g/25 mm 범위이다.
본원에 기재된 바와 같이 측정된 필름의 수축율은, 기계 방향 치수 및/또는 횡방향 치수에서 바람직하게는 5% 미만, 보다 바람직하게는 3% 미만, 가장 바람직하게는 2% 미만이다. 필름 제조의 신장 및 열-고정 단계 동안에 공정 매개변수를 변화시킴으로써 최종 필름의 수축율을 제어하는 방법은 당업자에게 널리 공지되어 있다.
복합 필름의 각 층을 하기에서 보다 상세히 기술한다.
기재 층은 자기-지지 필름 또는 시트이고, 이는 지지대의 부재하에서 독립적으로 존재할 수 있는 필름 또는 시트를 의미한다. 바람직하게는, 기재 층은 필름-형성 열가소성 중합체 물질을 포함한다. 필름-형성 중합체 수지는 기재의 주성분이고, 중합체 수지는 기재의 총 중량의 50 중량% 이상, 바람직하게는 65 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상, 바람직하게는 95 중량% 이상을 구성한다. 적합한 물질로는 1-올레핀, 예컨대 에틸렌, 프로필렌 및 부트-1-엔의 단일중합체 또는 공중합체, 폴리아미드, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르 (코폴리에스테르를 포함함), PVC, PVA, 폴리스티렌, 폴리아크릴레이트, 셀룰로오스 및 나일론 (나일론 6 및 나일론 6,6을 포함함)이 포함된다. 폴리에스테르 물질, 특히 합성 선형 폴리에스테르가 특히 바람직하다.
기재 층에 유용한 합성 선형 폴리에스테르는, 1종 이상의 디카르복시산 또는 이들의 저급 알킬 디에스테르, 예를 들어 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 2,5-, 2,6- 또는 2,7-나프탈렌디카르복시산, 숙신산, 세바신산, 아디프산, 아젤라산, 4,4'-디페닐디카르복시산, 헥사히드로-테레프탈산 또는 1,2-비스-p-카르복시페녹시에탄 (임의로는 피발산과 같은 모노카르복시산과 함께)과 1종 이상의 글리콜, 특히 지방족 또는 지환족 글리콜, 예를 들어 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸 글리콜 및 1,4-시클로헥산디메탄올을 축합시킴으로써 얻어질 수 있다. 방향족 디카르복실산이 바람직하다. 지방족 글리콜이 바람직하다. 바람직한 실시양태에서, 기재 층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 또는 주요 반복 단위가 에틸렌 테레프탈레이트인 코폴리에스테르를 포함한다.
기재 층은 재생 물질을 기재 층의 50 중량%의 수준까지, 바람직하게는 기재 층의 10 중량% 이상, 바람직하게는 25 중량% 이상, 보다 바람직하게는 40 중량% 이상 함유할 수 있다. "재생 물질"이란, 본 발명의 복합 필름으로 이루어진 폐물질을 의미하고, 이러한 폐물질은 당업계에 널리 공지된 바와 같이 연부-트리밍 (전형적으로 필름 제조 동안에 스텐터 클립으로 고정되는 필름의 연부 부분), 종방향 치수를 따라 필름을 절개한 후 남겨진 과잉 필름, 스타트-업(start-up) 필름 (즉, 제조 실시 초기에 제조된 필름), 또는 기타 이유로 실패한 필름으로부터 유도될 수 있다. 재생 물질이 필름 제조 공정에서 문제를 야기하지 않고 열-밀봉가능한 층으로부터 유래하는 왁스를 함유하는 한 높은 비율로 기재 층에 사용될 수 있다는 것은 놀랍다.
기재는 상기 필름-형성 물질의 하나 이상의 별개의 공압출된 층을 포함할 수 있다. 각 층의 중합체 물질은 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들면, 기재은 1, 2, 3, 4 또는 5개, 또는 그 이상의 층을 포함할 수 있고, 전형적인 다층 구조는 AB, ABA, ABC, ABAB, ABABA 또는 ABCBA 유형일 수 있다. 바람직하게는, 기재는 하나의 층을 포함한다.
열-밀봉가능한 층은 용기 표면에 열-밀봉 결합을 형성할 수 있다. 열-밀봉가능한 층은 코폴리에스테르 물질을 주로 포함하고, 열-밀봉가능한 층이 결합되는 표면에 점착되기에 적합하게 습윤되도록 하기 위해 그의 점도가 충분히 낮게 되는 충분한 정도까지 연화된다. 열-밀봉 결합은, 필름의 기타 층의 용융 없이, 열-밀봉가능한 층의 코폴리에스테르 물질을 연화시키기 위해 가열하고, 압력을 가함으로써 시행된다. 따라서, 열-밀봉가능한 층의 코폴리에스테르는, 열-밀봉 결합이 기재의 중합체 물질의 용융 온도보다 낮은 온도에서 형성될 수 있도록 하는 온도에서 연화되기 시작해야 한다. 하나의 실시양태에서, 열-밀봉가능한 층의 코폴리에스테르는, 기재의 중합체 물질의 용융 온도보다 약 5 내지 50 ℃ 낮은, 바람직하게는 약 5 내지 30 ℃ 낮은, 바람직하게는 약 10 ℃ 이상 낮은 온도에서 열-밀봉 결합이 형성될 수 있도록 하는 온도에서 연화되기 시작해야 한다.
열-밀봉가능한 층은, 1종 이상 (바람직하게는 단지 1종)의 방향족 디카르복시산 및 1종 이상 (바람직하게는 단지 1종)의 지방족 디카르복시산 (또는 이들의 저급 알킬 (즉, 탄소 원자 14개 이하) 디에스테르)과 1종 이상의 글리콜(들)로부터 유도된 코폴리에스테르 수지를 포함한다. 코폴리에스테르의 형성은, 일반적으로 275 ℃ 이하의 온도에서 축합 또는 에스테르-교환에 의해 공지된 방식으로 편리하게 실시된다. 코폴리에스테르 수지는 열-밀봉가능한 층의 주성분이고, 코폴리에스테르는 열-밀봉가능한 층의 총 중량의 50 중량% 이상, 바람직하게는 65 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상, 바람직하게는 95 중량% 이상을 구성한다.
바람직한 방향족 디카르복시산으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산 및 2,5-, 2,6- 또는 2,7-나프탈렌디카르복시산이 포함되고, 바람직하게는 방향족 디카르복시산은 테레프탈산이다.
바람직한 지방족 디카르복시산은 일반 화학식 CnH2n(COOH)2 (여기서, n은 2 내지 8임)의 포화 지방족 디카르복시산, 예컨대 숙신산, 세바신산, 아디프산, 아젤라산, 수베르산 또는 피멜산, 바람직하게는 세바신산, 아디프산 및 아젤라산, 보다 바람직하게는 아젤라산이다.
바람직한 글리콜은 지방족 또는 지환족 글리콜, 바람직하게는 지방족 글리콜, 보다 바람직하게는 알킬렌 글리콜이다. 따라서, 적합한 글리콜(들)로는 지방족 디올, 예컨대 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,3-부탄 디올, 1,4-부탄 디올, 1,5-펜탄 디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판 디올, 네오펜틸 글리콜 및 1,6-헥산 디올, 및 지환족 디올, 예컨대 1,4-시클로헥산디메탄올 및 1,4-시클로헥산 디올이 포함된다. 에틸렌 글리콜 또는 1,4-부탄디올이 바람직하다.
코폴리에스테르 중에 존재하는 방향족 디카르복시산의 농도는 바람직하게는 코폴리에스테르의 디카르복시산 성분을 기준으로 약 90 몰% 이하, 바람직하게는 약 80 몰% 이하, 바람직하게는 45 내지 80 몰%, 보다 바람직하게는 50 내지 70 몰%, 특히 55 내지 65 몰% 범위이다. 코폴리에스테르 중에 존재하는 지방족 디카르복시산의 농도는 바람직하게는 코폴리에스테르의 디카르복시산 성분을 기준으로 약 10 몰% 이상, 바람직하게는 약 20 몰% 이상, 바람직하게는 20 내지 55 몰%, 보다 바람직하게는 30 내지 50 몰%, 특히 35 내지 45 몰% 범위이다. 이러한 코폴리에스테르의 특히 바람직한 예는 (i) 아젤라산 및 테레프탈산과 지방족 글리콜, 바람직하게는 에틸렌 글리콜과의 코폴리에스테르; (ii) 아디프산 및 테레프탈산과 지방족 글리콜, 바람직하게는 에틸렌 글리콜과의 코폴리에스테르; 및 (iii) 세바신산 및 테레프탈산과 지방족 글리콜, 바람직하게는 부틸렌 글리콜과의 코폴리에스테르이다. 바람직한 중합체로는, 유리 전이 온도 (Tg)가 -40 ℃이고 융점 (Tm)이 117 ℃인 세바신산/테레프탈산/부틸렌 글리콜 (바람직하게는 45-55/55-45/100, 보다 바람직하게는 50/50/100의 상대 몰비로 성분들을 함유함)의 코폴리에스테르, 및 Tg가 -15 ℃이고 Tm이 150 ℃인 아젤라산/테레프탈산/에틸렌 글리콜 (바람직하게는 40-50/60-50/100, 보다 바람직하게는 45/55/100의 상대 몰비로 성분들을 함유함)의 코폴리에스테르가 포함된다.
바람직하게는, 열-밀봉가능한 층의 코폴리에스테르의 Tg는 약 20 ℃ 이하, 바람직하게는 약 10 ℃ 이하, 바람직하게는 약 0 ℃ 이하, 바람직하게는 약 -10 ℃ 이하이다. 하나의 실시양태에서, 열-밀봉가능한 층의 코폴리에스테르의 융점 Tm은 바람직하게는 약 160 ℃ 이하, 바람직하게는 약 150 ℃ 이하, 보다 바람직하게는 약 140 ℃ 이하이다.
열-밀봉가능한 층은 1종 이상의 왁스, 전형적으로는 단지 하나의 유형의 왁스를 포함한다. 왁스는 천연 또는 합성 왁스일 수 있고, 바람직하게는 50 ℃ 이상의 융점을 갖는다. 천연 왁스는 바람직하게는 식물성 왁스 (예컨대, 카르나우바 왁스) 또는 미네랄 왁스 (예컨대, 몬탄 왁스 및 오조세라이트)이다. 또한, 파라핀 왁스 (직쇄 탄화수소를 포함하는 고도로 정련된 저분자량 왁스)를 사용할 수 있다.
합성 왁스의 예로는 피셔-트롭쉬(Fischser-Tropsch) 왁스 (석탄 가스화에 의해 제조되고, 분자량이 약 300 내지 약 1400 g/몰 범위임), 및 산화 및 비(非)산화 (바람직하게는 산화) 저분자량 폴리에틸렌 왁스 (분자량이 약 500 내지 약 3000 g/몰 범위임), 및 상응하는 폴리프로필렌 왁스가 포함된다. 그러나, 바람직한 왁스의 부류는 아미드 왁스이다. 아미드계 왁스는 일반적으로 열-밀봉가능한 층의 베이스 코폴리에스테르와 비(非)혼화성이다. 아미드 왁스는 1차, 2차, 3차 또는 비스 (지방) 아미드, 예컨대 올레아미드 및 이루카미드일 수 있다. 상이한 유형의 예로는 1차 지방 아미드, 예컨대 이루카미드, 베헨아미드, 올레아미드 또는 스테아르아미드; 2차 지방 아미드, 예컨대 스테아릴이루카미드, 이루실이루카미드, 올레일팔미타미드, 스테아릴스테아르아미드 또는 이루실스테아르아미드; 3차 지방 아미드, 예컨대 디메틸스테아르아미드 또는 디에틸스테아르아미드; 및 N,N'-비스 (지방) 아미드, 예컨대 N,N'-에틸렌 비스(스테아르아미드), N,N'-메틸렌 비스(스테아르아미드), N,N'-프로필렌 비스(스테아르아미드), N,N'-에틸렌 비스(올레아미드), N,N'-메틸렌 비스(올레아미드) 또는 N,N'-프로필렌 비스(올레아미드)가 포함된다. 바람직하게는, 왁스는 N,N'-비스 (지방) 아미드, 보다 바람직하게는 N,N'-에틸렌 비스(올레아미드) 및 N,N'-에틸렌 비스(스테아르아미드) 중에서 선택된다. 왁스는, 상기에서 언급된 열-밀봉가능한 층을 포함하는 복합 필름의 공압출에 의한 제조를 조력한다.
바람직한 실시양태에서, 왁스는 열-밀봉가능한 층의 총 중량의 약 0.1 내지 약 3 중량%, 바람직하게는 약 0.5 내지 약 3 중량%, 바람직하게는 2 중량% 이하, 전형적으로 약 1 내지 약 2 중량%의 수준으로 존재한다.
복합 필름의 두께는 바람직하게는 약 5 내지 300 ㎛, 보다 바람직하게는 약 5 내지 100 ㎛, 바람직하게는 약 5 내지 약 50 ㎛, 바람직하게는 약 10 내지 30 ㎛, 전형적으로 약 12 내지 약 25 ㎛이다. 기재 층은 열-밀봉가능한 층보다 유의하게 더 두껍다. 열-밀봉가능한 층의 두께는 약 0.3 내지 약 3 ㎛, 바람직하게는 약 0.4 ㎛ 내지 약 2 ㎛, 보다 바람직하게는 약 0.5 내지 약 1.5 ㎛, 보다 바람직하게는 약 0.5 내지 약 1.0 ㎛, 보다 바람직하게는 약 0.5 내지 약 0.9 ㎛, 가장 바람직하게는 약 0.5 내지 약 0.7 ㎛이다. 두께가 약 0.3 ㎛ 미만, 보다 전형적으로 약 0.5 ㎛ 미만인 열-밀봉가능한 층은 불충분한 고온 점착성 및 저온 열 밀봉 강도 접착을 나타낸다. 두께가 약 3 ㎛ 초과, 보다 전형적으로 약 1.5 ㎛ 초과, 보다 전형적으로 약 1 ㎛ 초과인 열-밀봉가능한 층은, 필름이 열-밀봉되어 있는 용기로부터 필름을 박리시킬 때, 필름의 인열을 야기하는 지나치게 큰 열-밀봉 결합 강도를 나타낸다.
바람직하게는, 복합 시트의 극한 인장 강도 (UTS)는 14 내지 26 Kg/mm2 범위이다.
복합물의 형성은 하기에 기재된 절차에 따라 당업계에 널리 공지된 통상적인 압출 기술에 의해 실시된다. 일반적으로 압출 공정은, 용융된 중합체의 하나 이상의 층을 압출하는 단계, 압출물을 켄칭하는 단계 및 켄칭된 압출물을 하나 이상의 방향으로 배향시키는 단계를 포함한다.
필름은 일축-배향될 수 있으나, 바람직하게는 이축-배향된다. 배향은 배향된 필름을 제조하기 위해 당업계에 공지된 임의의 공정, 예를 들어 관형 또는 평면 필름 공정에 의해 실시될 수 있다. 이축 배향은 기계적 및 물리적 성질의 만족스러운 조합을 달성하기 위해 필름의 면에서 상호 수직 방향으로 연신함으로써 실시된다. 관형 공정에서, 열가소성 관을 압출한 후 후속적으로 켄칭하고, 재가열한 다음, 내부 기체 압력에 의해 팽창시켜 횡방향 배향을 유도하고, 종방향 배향을 유도하는 속도로 취출함으로써 동시 이축 배향을 실시할 수 있다.
바람직한 평면 필름 공정에서, 필름-형성 중합체를 슬롯 다이를 통해 압출하고, 중합체가 비결정질 상태로 켄칭되도록 냉각 캐스팅 드럼 상에서 신속하게 켄칭시킨다. 이어서, 켄칭된 압출물을 기재 폴리에스테르의 유리 전이 온도보다 높은 온도에서 하나 이상의 방향으로 신장시킴으로써 배향을 실시한다. 먼저, 켄칭된 평면 압출물을 하나의 방향, 통상 종 방향, 다시 말해서 필름 신장 기계를 통한 전진 방향으로 신장한 다음, 횡 방향으로 신장시킴으로써 순차적 배향을 실시할 수 있다. 압출물의 전진 신장은 회전 롤 세트 위에서 또는 두 쌍의 닙 롤의 사이에서 편리하게 실시되며, 이어서 스텐터 장치에서 횡방향 신장이 실시된다. 대안적으로, 이축 스텐터에서 전진 및 횡 방향 양쪽 모두에서 캐스트 필름을 동시에 신장시킬 수 있다. 일반적으로, 배향된 필름, 특히 폴리에스테르 필름의 치수가 신장 방향으로 또는 각각의 신장 방향으로 그의 원래 치수의 2 내지 5배, 일반적으로 2.5배 이상, 바람직하게는 4.5배 이하, 보다 바람직하게는 3.5배 이하가 되도록 신장을 실시한다. 기계 방향으로의 신장은, 기재 층의 중합체 물질의 Tg보다 더 높은, 전형적으로 기재 층의 중합체 물질의 Tg보다 30 ℃ 미만으로 더 높은, 바람직하게는 기재 층의 중합체 물질의 Tg보다 20 ℃ 미만으로 더 높은, 보다 바람직하게는 기재 층의 중합체 물질의 Tg보다 15 ℃ 미만으로 더 높은 온도에서 실시한다. 횡 방향으로의 신장은 전형적으로 80 내지 100 ℃ 범위에서 예비가열한 후 100 내지 130 ℃ 범위의 온도에서 실시하며, 모든 경우에서 기재 층의 중합체 물질의 Tg보다 높은, 전형적으로 기재 층의 중합체 물질의 Tg보다 80 ℃ 미만으로 더 높은, 바람직하게는 기재 층의 중합체 물질의 Tg보다 60 ℃ 미만으로 더 높은, 보다 바람직하게는 기재 층의 중합체 물질의 Tg보다 50 ℃ 미만으로 더 높은 온도에서 실시한다. 기계 방향 및 횡 방향에서 동일하게 신장하는 것이 반드시 필요한 것은 아니지만, 균형된 성질이 요망되는 경우 기계 방향 및 횡 방향에서 동일하게 신장하는 것이 바람직하다.
기재 폴리에스테르의 결정화를 유도하기 위해, 신장된 필름을 기재 폴리에스테르의 유리 전이 온도보다는 높지만 그의 용융 온도보다는 낮은 온도에서 치수 제약 하에 열-고정시킴으로써 치수적으로 안정화시킬 수 있고, 바람직하게는 안정화시킨다. 열-고정은 신장된 필름에 치수 안정성을 제공하고, 필름을 신장된 상태로 "로킹(locking)"하는 효과를 갖는다. 열 작용 하의 필름의 수축 거동은, 필름의 제조 동안에 임의의 신장 작업(들)이 실시된 후 필름이 열-고정되었는지의 여부 및 열-고정된 정도에 좌우된다. 일반적으로, 열-고정 작업 동안 온도 T1을 겪은 필름은, 이후 제조 후에 열에 노출될 때 온도 T1 미만에서 실질적인 수축을 나타내지 않을 것이다. 필름 수축이 중요한 우려대상이 아닌 적용에서, 필름은 비교적 낮은 온도에서 열 고정되거나 또는 열 고정되지 않을 수 있다. 반면에, 필름이 열 고정되는 온도가 증가함에 따라, 필름의 내인열성이 변화될 수 있다. 따라서, 실제 열-고정 온도 및 시간은 필름의 조성에 따라 달라질 것이지만, 필름의 내인열성이 실질적으로 저하되지 않도록 선택되어야 한다. 이러한 제약 내에서, 약 100 내지 250 ℃, 바람직하게는 약 120 내지 230 ℃의 열-고정 온도가 일반적으로 바람직하다. 열-고정 단계 동안에 필름이 주어진 치수에서 약 5% 까지, 전형적으로 약 2 내지 4%만큼 이완될 수 있는 치수 이완 ("토인(toe-in)")은 필름의 수축을 조절하는데 사용될 수 있다.
기재 및 열-밀봉가능한 층을 포함하는 본 발명의 복합 필름은, 다중-오리피스 다이의 독립적인 오리피스를 통해 각 필름-형성 층을 공압출 또는 동시 공압출하고 그 후에 여전히 용융된 층들을 통합하거나, 또는 바람직하게는 각 중합체의 용융된 스트림을 먼저 다이 매니폴드로 통하는 채널 내에서 통합한 후 서로 혼합되지 않는 스트림라인 조건 하에서 다이 오리피스로부터 함께 압출하는 단일-채널 공압출함으로써 상기에 기재된 바와 같이 배향 및 열-고정될 수 있는 다층 중합체 필름을 제조하는 공압출에 의해 달성된다.
필름의 하나 이상의 층들은, 중합체 필름의 제조에서 통상적으로 사용되는 임의의 첨가제를 편리하게 함유할 수 있다. 따라서, 가교제, 염료, 안료, 공극제, 윤활제, 산화방지제, 라디칼 스캐빈저, UV 흡수제, 열 안정화제, 블로킹방지제, 표면 활성제, 미끄럼 보조제, 형광 증백제, 광택 개선제, 프로디그래던트 (prodegradents), 점도 개질제 및 분산 안정화제와 같은 작용제를 적절하게 혼입할 수 있다. 특히, 복합 필름은, 예를 들어 입자상 무기 충전제 또는 비(非)상용성 수지 충전제 또는 둘 이상의 이러한 충전제의 혼합물일 수 있는 입자상 충전제를 포함할 수 있다. 이러한 충전제는 당업계에 널리 공지되어 있다.
입자상 무기 충전제로는 통상적인 무기 충전제, 특히 금속 또는 준금속 산화물, 예컨대 알루미나, 활석, 실리카 (특히, 침전 또는 규조토 실리카 및 실리카겔) 및 티타니아, 소성 고령토 및 알칼리 금속 염, 예컨대 칼슘 및 바륨의 탄산염 및 황산염이 포함된다. 입자상 무기 충전제는 공극형 또는 비공극형일 수 있다. 적합한 입자상 무기 충전제는 균질성일 수 있고, 단일 충전제 물질 또는 화합물, 예컨대 이산화티탄 또는 황산바륨을 단독으로 주성분으로 포함한다. 대안적으로, 충전제의 적어도 일부는 비균질성일 수 있고, 1차 충전제 물질은 추가의 개질 성분과 회합된다. 예를 들면, 1차 충전제 입자를 표면 개질제, 예컨대 안료, 비누, 계면활성제 커플링제 또는 기타 개질제로 처리하여, 충전제가 중합체 층과 상용성인 정도를 촉진 또는 변경시킬 수 있다. 바람직한 입자상 무기 충전제로는 이산화티탄 및 실리카가 포함된다. 무기 충전제는 미세하게 분쇄되어야 하고, 그의 부피 분포 중간 입자 직경 (모든 입자의 부피의 50%에 상응하는 등가 구형 직경, 입자의 직경에 대한 부피%에 관련된 누적 분포 곡선 상에서 판독됨 - 종종 "D(v,0.5)" 값이라 칭함)은 바람직하게는 0.01 내지 10 ㎛, 보다 바람직하게는 0.01 내지 5 ㎛, 보다 바람직하게는 0.05 내지 1.5 ㎛, 특히 0.15 내지 1.2 ㎛ 범위이다. 바람직하게는, 무기 충전제 입자의 90 부피% 이상, 보다 바람직하게는 95 부피% 이상이, 부피 분포 중간 입자 직경 ±0.8 ㎛, 특히 ±0.5 ㎛ 범위 내에 있다. 충전제 입자의 입자 크기는 전자 현미경, 코울터 계수기, 침강 분석 및 정적 또는 동적 광 산란에 의해 측정될 수 있다. 레이저 광 회절에 기초한 기술이 바람직하다. 선택된 입자 크기 미만의 입자 부피의 백분율을 나타내는 누적 분포 곡선을 플롯팅하고, 50번째 백분위수를 측정함으로써 중간 입자 크기를 결정할 수 있다.
바람직한 실시양태에서, 열-밀봉가능한 층은 무기 충전제 입자를 (층의 총 중량을 기준으로) 약 0.5 중량% 이상, 및 약 5 중량% 이하, 바람직하게는 약 2 중량% 이하, 바람직하게는 약 1.5 중량% 이하로 포함한다. 충전제 입자는 상기 언급된 충전제 입자로부터 선택되고, 바람직하게는 실리카 및 활석, 바람직하게는 실리카로부터 선택된다. 이러한 실시양태에서, 헤이즈(haze) 또는 기타 광학 성질의 허용가능하지 않는 감소 없이 필름의 권취성 (즉, 필름이 롤로 권취되는 경우 블로킹 또는 고착이 없음)이 개선된다. 본 발명자들은 놀랍게도, 본원에 기재된 바와 같은 충전제의 상한 역치를 초과하는 경우 필름이 열-밀봉되어 있는 용기로부터 박리될 때 필름이 찢어지기 쉽기 때문에, 약 0.5 내지 약 5 중량%의 수준으로 첨가되는 충전제가 필름의 박리성에 대해 이점을 제공한다는 것을 발견하였다. 본 발명자들은 이론에 얽매이고자 의도하는 것은 아니지만, 본 발명에서 충전제 입자들은 열-밀봉가능한 층에 사용되는 코폴리에스테르에 매우 단단히 결합되고 이들 충전제 입자는 인열 개시점으로서 작용한다고 생각된다. 필름이 박리될 때, 충분히 높은 농도의 충전제 입자들은 중합체 매트릭스에서 임계 수준을 초과하는 국소적 응력을 야기하고 충전제는 코폴리에스테르에 점착하여 박리(delamination) 대신에 인열이 야기된다고 생각된다.
층의 조성물의 성분들을 통상적인 방식으로 함께 혼합할 수 있다. 예를 들면, 층 중합체를 유도하는 단량체 반응물과 혼합하거나, 또는 텀블 또는 건식 블렌딩에 의해 또는 압출기에서 컴파운딩함으로써 중합체와 성분들을 혼합한 후, 냉각시키고, 통상 과립 또는 칩으로 분쇄할 수 있다. 마스터배치 기술이 또한 사용될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 필름은 광학적으로 투명하고, 바람직하게는 표준 ASTM D 1003에 따라 측정할 경우 산란된 가시광 (헤이즈)이 10% 미만, 바람직하게는 8% 미만, 특히 6% 미만이다.
다른 실시양태에서, 필름은 불투명하고 고도로 충전되어 있고, 바람직하게는 0.1 내지 2.0, 보다 바람직하게는 0.2 내지 1.5, 보다 바람직하게는 0.25 내지 1.25, 보다 바람직하게는 0.35 내지 0.75, 특히 0.45 내지 0.65 범위의 투과 광학 밀도 (TOD) (사꾸라 밀도계(Sakura Densitometer); 유형 PDA 65; 투과 방식)를 나타낸다. 중합체 블렌드에 유효량의 불투명화제를 혼입함으로써 필름을 편리하게 불투명화한다. 적절한 불투명화제로는 상기 기재된 바와 같이 비상용성 수지 충전제, 입자상 무기 충전제 또는 이러한 충전제들의 2종 이상의 혼합물이 포함된다. 주어진 층 중에 존재하는 충전제의 양은 층 중합체의 중량을 기준으로, 바람직하게는 1 중량% 내지 30 중량%, 보다 바람직하게는 3 중량% 내지 20 중량%, 특히 4 중량% 내지 15 중량%, 특별하게는 5 중량% 내지 10 중량% 범위이다. 바람직하게는, 불투명 필름의 표면은, 본원에 기재된 바와 같이 측정할 경우, 60 내지 120, 보다 바람직하게는 80 내지 110, 특히 90 내지 105, 특별하게는 95 내지 100 단위의 백색도 지수를 나타낸다.
열-밀봉가능한 층과 접촉하는 기재의 표면을 본원에서 1차 면이라 지칭한다. 열-밀봉가능한 층과 접촉하는 표면의 반대쪽 기재의 표면을 본원에서 2차 면이라 지칭한다. 기재의 2차 면은 그 위에 하나 이상의 추가의 중합체 층 또는 코팅 물질을 함유할 수 있다. 2차 면의 임의의 코팅은 바람직하게는 "인라인" 방식으로 수행된다. 본 발명의 복합 필름은 열-밀봉가능한 층의 노출된 표면 상에 임의의 추가의 층 없이 제조, 저장, 판매 및 사용되도록 의도된다.
하나의 실시태양에서, 특히 필름 기재가 PET 폴리에스테르 기재일 때, 필름의 취급성 및 권취성을 개선시키기 위하여 2차 면 위의 추가의 코팅이 "미끄럼 코팅"을 포함할 수 있다. 적절한 미끄럼 코팅은 예를 들어, EP-A-0408197호 (그의 개시내용이 본원에서 참고로 인용됨)에 기재된 바와 같이, 임의로는 가교제를 추가로 포함하는 아크릴 및/또는 메타크릴 중합체 수지의 불연속 층일 수 있다. 다른 미끄럼 코팅은 예를 들어, 미국 특허 제5925428호 및 제5882798호 (그의 개시내용이 본원에서 참고로 인용됨)에 개시된 바와 같이, 규산칼륨 코팅을 포함할 수 있다.
추가의 실시태양에서, 기재의 2차 면은 그 위에 인쇄가능한 또는 잉크-수용 층, 및 임의로는 접착력을 증대시키기 위한 기재와 인쇄가능한 또는 잉크-수용 층 사이의 초벌 층 (예컨대, EP-0680409호, EP-0429179호, EP-0408197호, EP-0576179호 또는 WO-97/37849호 (그 개시내용이 본원에서 참고로 인용됨)에 개시됨)을 갖는다. 적절한 인쇄가능한 또는 잉크-수용 층은 예를 들어, EP-0696516호, US-5888635호, US-5663030호, EP-0289162호, EP-0349141호, EP-0111819호 및 EP-0680409호 (그 개시내용이 본원에서 참고로 인용됨)에 개시되어 있다. 바람직한 잉크-수용 층은, EP-A-0408197호에 개시된 바와 같이 아크릴 및/또는 메타크릴 중합체 수지를 포함한다. 바람직한 수용 층 중합체는 알킬 아크릴레이트 단량체 단위 및 알킬 메타크릴레이트 단량체 단위, 바람직하게는 에틸 아크릴레이트 및 알킬 메타크릴레이트 (바람직하게는 메틸 메타크릴레이트)를 포함한다. 바람직한 실시양태에서, 알킬 아크릴레이트 단량체 단위는 약 30 내지 약 65 몰%의 비율로 존재하고, 알킬 메타크릴레이트 단량체 단위는 약 20 내지 약 60 몰%의 비율로 존재한다. 특히 바람직한 실시양태에서, 중합체는 에틸 아크릴레이트를 약 35 내지 60 몰%, 메틸 메타크릴레이트를 약 30 내지 55 몰%, 및 메타크릴아미드를 약 2 내지 20 몰% 포함한다. 바람직하게는, 이러한 중합체는 수성 분산액으로서 기재에 적용되거나 대안적으로 유기 용매 중의 용액으로서 기재에 적용된다. 중합체 조성물은 이미 배향된 필름 기재에 적용될 수 있다. 그러나, 바람직하게는 신장 작업(들) 전에 또는 신장 작업(들) 동안에 적용된다. 기재가 이축 배향된 경우, 잉크-수용 층은 바람직하게는 이축 신장 작업의 두 단계 (종방향 및 횡방향) 사이에서 적용된다.
하나의 실시양태에서, 복합 필름은 본원에서 정의된 바와 같이 기재 및 열-밀봉가능한 층으로 구성된다 (즉, 필름에 다른 층이 존재하지 않음). 다른 실시양태에서, 복합 필름은 기재, 열-밀봉가능한 층, 및 기재의 2차 표면 상의 인쇄가능한 또는 잉크-수용 층 및 임의로는 기재와 인쇄가능한 또는 잉크-수용 층 사이의 접착-촉진 초벌층으로 구성된다.
특히, 본 발명의 복합 필름은 오븐, 특히 전자 레인지에서 데울 수 있는 식품, 특히 조리 준비된 간편 식품용 용기 또는 리셉터클(receptacle)과 관련하여 사용되도록 의도된다. 그러나, 본 발명은 임의의 다른 유형의 오븐, 예컨대 통상적인 대류식 오븐, 직접 복사식 오븐 및 강제 열풍식 오븐에서 데우고자 하는 조리-준비된 음식에 대하여도 또한 적용될 수 있다.
용기는 예를 들면 열성형된 트레이, 열성형된 볼(bowl) 또는 취입 성형된 병일 수 있다. 용기는 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 폴리프로필렌, 폴리스티렌으로 형성될 수 있거나, 또는 PVDC 코팅될 수 있거나, 또는 유리일 수 있다. 본 발명은, 포장 식품 또는 음료에 적합한 APET/CPET 용기, 특히 열성형된 트레이와 함께 사용하기에 특히 적합하다. 그 밖의 적합한 유형의 용기로는 금속화된 트레이, 및 PET-코팅된 카톤보드(cartonboard) 또는 판지로부터 형성된 트레이가 포함된다. 금속화된 (특히 플래쉬-금속화된) PET 카톤보드로부터 형성된 트레이가 특히 유용하다. 예를 들면, 약 0.01 내지 4.0 범위의 광학 밀도로 금속화되고 카톤보드에 적층된 PET로부터 트레이가 제조될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 트레이는 GB-A-2280342호, EP-A-0563442호 또는 GB-A-2250408호에 개시되어 있는 것들과 같은 물질로부터 제조된 써셉터(susceptor) 트레이이거나, 또는 본원에 참고로 인용된 이들 문헌의 개시내용에 따라 제조된 써셉터 트레이이다.
본 발명의 추가의 양태에 따라, 식품, 특히 조리-준비된 오븐용 음식을 함유하는 리셉터클의 열-밀봉에 적합한 뚜껑용 필름으로서 또는 뚜껑용 필름의 제조에 본원에 기재된 복합 필름을 사용하는 것이 제공된다.
본 발명은 추가로, 식품, 특히 오븐용 음식을 함유하는 리셉터클, 및 본원에 정의된 복합 필름으로부터 형성된 뚜껑을 포함하는 밀봉된 용기를 제공한다. 밀봉된 용기는 당업자에게 널리 공지된 기술에 의해 제조된다. 포장하고자 하는 식품이 리셉터클 내로 도입되면, 통상적인 기술 및 장비를 사용하여 온도 및/또는 압력을 가하여 열-밀봉가능한 필름 뚜껑을 붙인다.
본 발명은 추가로, 포장된 식품, 특히 오븐용 음식 (여기서, 포장은 본원에 정의된 필름을 포함함)을 제공한다.
중합체 필름의 특정 성질을 결정하는데 하기 시험 방법을 사용할 수 있다.
(i) 광각 헤이즈는 ASTM D 1003-61에 따라 헤이즈가드 시스템 (Hazegard System) XL-211을 사용하여 측정한다.
(ii) 백색도 지수는 ASTM D313에 기재된 원리를 기초로 하여, 컬러가드 시스템 (Colorgard System) 2000, 모델/45 (퍼시픽 사이언티픽 (Pacific Scientific)에 의해 제조됨)를 사용하여 측정한다.
(iii) 열-밀봉 강도를 다음과 같이 측정한다. 180 ℃의 온도 및 80 psi의 압력에서 2초 동안 마이크로실 (Microseal) PA 201 트레이 밀봉장치 (패키징 오토메이션 리미티드 (Packaging Automation Ltd., 영국)로부터 얻음)를 사용하여 열-밀봉가능한 층에 의해 전형적인 APET/CPET 트레이 (프래치 에이/에스 (Faerch A/S, 덴마크)로부터 얻음)에 필름을 밀봉한다. 밀봉된 필름 및 트레이의 스트립 (폭: 25 mm)을 밀봉부에 대해 90°로 절단하고, 밀봉부를 떼어놓기 위해 필요한 하중을 0.25 mmin-1의 크로스헤드 속도로 작동하는 인스트론 (Instron)을 사용하여 측정한다. 절차를 일반적으로 4회 반복하고, 5회 결과의 평균값을 계산한다.
(iv) 복합 필름 자체의 열-밀봉 강도는, 2개의 필름 샘플의 열-밀봉가능한 층들을 함께 위치시키고 80 psi의 압력 하에 160 ℃에서 0.5초 동안 가열함으로써 측정한다. 밀봉된 필름을 실온으로 냉각시키고, 밀봉된 복합물을 폭 25 mm의 스트립으로 절단한다. 열-밀봉 강도는, 필름 층들을 0.25 mmin-1의 일정한 속도로 박리하기 위해 밀봉부의 단위 폭 당 선형 인장에 필요한 힘을 측정함으로써 결정한다.
(v) 고온 점착성 접착은 ASTM F1921-98 ("가요성 웹의 밀봉 표면을 구성하는 열가소성 중합체 및 블렌드의 고온 밀봉 강도 (고온 점착성)의 표준 시험 방법")에 따라 다비너(Davinor) J&B 고온 점착성 시험기를 사용하여 측정한다. 복합 필름 스트립 (폭 25 mm)을 소정의 밀봉 온도 및 힘의 조건으로 기계에서 APET/CPET 표면 (프래치 에이/에스 (덴마크)로부터 얻음)에 밀봉하고, 밀봉부 형성 후 파생되는 밀봉 강도를 소정의 시간에 주어진 박리 속도로 측정한다. 이러한 작업 동안에, 밀봉 온도는 150 ℃이고; 밀봉 압력은 1 N/mm2이고; 밀봉 시간은 0.5초이고; 냉각 시간 (즉, 밀봉부를 형성하고 밀봉 강도 측정을 수행하는 사이의 시간)은 0.1초이고; 박리 속도는 120 mm/초이었다.
(vi) 수축율은 샘플을 온도가 190 ℃인 오븐에 5분 동안 방치함으로써 측정한다. 수축 거동은 5개의 필름 샘플을 사용하여 분석한다.
(vii) 극한 인장 강도는 ASTM D882-88에 따라 측정하고, 필름의 종방향 및 횡방향 치수 값의 평균을 취한다.
본 발명을 하기 실시예에 의해 더 예시한다. 실시예들은 단지 예시를 목적으로 하고, 상기 기재된 본 발명을 제한하도록 의도되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서 세부사항의 변형을 가할 수도 있다.
실시예 1
제1 (기재) 층이 비(非)충전된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)이고, 제2 층이, Tg가 -15 ℃이고 Tm이 150 ℃인 아젤라산/테레프탈산/에틸렌 글리콜 (45/55/100)의 열-밀봉가능한 코폴리에스테르인 복합 필름을 공압출에 의해 제조하였다. 열-밀봉가능한 층은, N,N'-에틸렌 비스(올레아미드) 왁스 (EBO; 크로다(Croda)로부터 크로드아미드(Crodamide) EBO로서 얻음) 1.5 중량% (층의 총 조성에 대해), 및 평균 입자 크기가 1 ㎛인 실리카 충전제 입자 3 중량% (층의 총 조성에 대해)를 추가로 포함하였다.
별개의 압출기로부터 공급되는 별개의 스트림을 사용하여 코폴리에스테르를 단일 채널 공압출 조립체로 공압출시켰다. 중합체 층을 필름-형성 다이를 통해 수냉각 회전 켄칭 드럼 위로 다양한 라인 속도로 압출하여 비결정질 캐스트 복합 압출물을 생성하였다. 캐스트 압출물을 약 50 내지 80 ℃ 범위의 온도로 가열한 다음, 약 3:1의 전진 연신비로 종방향으로 신장시켰다. 중합체 필름을 온도가 약 110 ℃인 스텐터 오븐으로 보내고, 여기서 시트를 원래 치수의 대략 4배까지 측면 방향으로 신장시킨 다음, 210 내지 225 ℃의 온도에서 열 고정시켰다. 제2 (열-밀봉가능한) 층의 두께가 0.65 ㎛인 필름의 최종 두께는 25 ㎛이었다. 필름은 헤이즈가 6%로 투명하였다. 필름의 고온-점착성 접착력은 5 뉴톤이었다. 필름 자체의 열-밀봉 강도는 500 g/25 mm이었다. 필름은 트레이로부터 수동으로 용이하고 깨끗하게 박리되었다.
비교예 1
왁스를 첨가하지 않는 것을 제외하고는, 실시예 1을 반복하였다. 캐스팅 드 럼에 필름이 들러붙어 제조가 불가능하였다.
비교예 2
열-밀봉가능한 층이 충전제를 6% 포함한 것을 제외하고는, 실시예 1을 반복하였다. 필름이 트레이로부터 박리될 때 쉽게 찢어졌다.
비교예 3
열-밀봉가능한 층의 두께가 3.5 ㎛인 것을 제외하고는, 실시예 1을 반복하였고, 필름은 높은 고온 점착성 및 높은 저온 박리 강도를 나타내었으며 트레이로부터 박리될 때 쉽게 찢어졌다.
비교예 4
열-밀봉가능한 층의 두께가 0.2 ㎛인 것을 제외하고는, 실시예 1을 반복하였고, 필름은 불충분하게 낮은 저온 박리 강도를 나타내었다.

Claims (23)

  1. 표면 상에 열-밀봉가능한 층이 있는 중합체 물질 기재 층을 포함하고, 여기서
    (i) 상기 열-밀봉가능한 층은 1종 이상의 방향족 디카르복시산과 1종 이상의 지방족 디카르복시산과 1종 이상의 글리콜(들)의 코폴리에스테르를 포함하고;
    (ii) 상기 열-밀봉가능한 층의 두께는 약 0.3 내지 약 3 ㎛ 범위이며;
    (iii) 열-밀봉가능한 층은 1종 이상의 왁스(들)를 포함하는,
    열-밀봉가능한 박리성의 공압출된 복합 중합체 필름.
  2. 제1항에 있어서, 기재가 폴리에스테르를 포함하는 필름.
  3. 제1항에 있어서, 기재가 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 열-밀봉가능한 코폴리에스테르의 방향족 디카르복시산이 테레프탈산인 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 열-밀봉가능한 코폴리에스테르의 지방족 디카르복시산이 화학식 CnH2n(COOH)2 (여기서, n은 2 내지 8임)의 포화 지방 족 디카르복시산인 필름.
  6. 제5항에 있어서, 상기 지방족 디카르복시산이 세바신산, 아디프산 및 아젤라산으로 이루어진 군 중에서 선택되는 필름.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 열-밀봉가능한 코폴리에스테르의 글리콜이 에틸렌 글리콜인 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 방향족 디카르복시산이 열-밀봉가능한 코폴리에스테르 중에 코폴리에스테르의 디카르복시산 성분을 기준으로 45 내지 80 몰% 범위로 존재하는 필름.
  9. 제8항에 있어서, 상기 방향족 디카르복시산이 코폴리에스테르 중에 코폴리에스테르의 디카르복시산 성분을 기준으로 55 내지 65 몰% 범위로 존재하는 필름.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 지방족 디카르복시산이 열-밀봉가능한 코폴리에스테르 중에 코폴리에스테르의 디카르복시산 성분을 기준으로 20 내지 55 몰% 범위로 존재하는 필름.
  11. 제10항에 있어서, 지방족 디카르복시산이 열-밀봉가능한 코폴리에스테르 중 에 코폴리에스테르의 디카르복시산 성분을 기준으로 35 내지 45 몰% 범위로 존재하는 필름.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 열-밀봉가능한 층의 코폴리에스테르가 아젤라산 및 테레프탈산과 에틸렌 글리콜과의 코폴리에스테르이고, 여기서, 아젤라산/테레프탈산/에틸렌 글리콜의 상대 몰비가 40-50/60-50/100 범위인 필름.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 총 두께가 약 5 내지 약 50 ㎛ 범위인 필름.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 열-밀봉가능한 층의 두께가 약 0.5 내지 약 0.9 ㎛ 범위인 필름.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 190 ℃에서 5분 동안의 필름의 수축율이 5% 미만인 필름.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 이축 배향된 것인 필름.
  17. 중합체 기재와 열-밀봉가능한 층을 공압출하는 단계를 포함하고, 여기서
    (i) 상기 열-밀봉가능한 층은 1종 이상의 방향족 디카르복시산과 1종 이상의 지방족 디카르복시산과 1종 이상의 글리콜(들)의 코폴리에스테르를 포함하고;
    (ii) 상기 열-밀봉가능한 층의 두께는 약 0.3 내지 약 3 ㎛ 범위이고,
    (iii) 열-밀봉가능한 층은 1종 이상의 왁스(들)를 포함하는 것인,
    열-밀봉가능한 박리성 복합 중합체 필름의 제조 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 왁스가 미네랄 왁스, 식물성 왁스 및 합성 왁스 중에서 선택되는 필름 또는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 왁스가 아미드 왁스인 필름 또는 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 왁스가 N,N'-에틸렌 비스(올레아미드) 및 N,N'-에틸렌 비스(스테아르아미드) 중에서 선택되는 필름 또는 방법.
  21. 식품을 함유하는 리셉터클(receptacle)에 열-밀봉하기 위한 뚜껑용 필름으로서의 또는 뚜껑용 필름의 제조에서의 제1항 내지 제16항 및 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 복합 필름의 용도.
  22. 식품을 함유하는 리셉터클을 포함하고, 제1항 내지 제16항 및 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 복합 필름으로부터 형성된 뚜껑을 더 포함하는 밀봉 용기.
  23. 포장이 제1항 내지 제16항 및 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 필름을 포함하는 것인 포장 식품.
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