KR20150042745A - 다층 종이 용기 - Google Patents

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KR20150042745A
KR20150042745A KR20147032674A KR20147032674A KR20150042745A KR 20150042745 A KR20150042745 A KR 20150042745A KR 20147032674 A KR20147032674 A KR 20147032674A KR 20147032674 A KR20147032674 A KR 20147032674A KR 20150042745 A KR20150042745 A KR 20150042745A
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히데키 오쿠데
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닛폰세이시가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 제조 공정 수를 간소화할 수 있는 다층 종이 적층재를 이용한 종이 용기를 실현하는 것을 목적으로 한다. 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한 다층 종이 용기로서, A층이 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를, F층이 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)를, D층이 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를, E층이 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE) 또는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를 각각 주성분으로 하는 다층 종이 용기를 제공한다.

Description

다층 종이 용기{Multilayered paper container}
본 발명은 보존성이 높은 다층 종이 용기에 관한 것이다. 특히 가열, 밀폐하여 보존 가능한 용기에 관한 것이다.
음식품, 의약품, 화장품, 세제, 화학품, 잡화품, 기타 각종 내용물을 충전 포장하는 용기로서, 금속 캔, 유리병, 플라스틱 용기, 종이 용기, 또는 필름, 금속박을 라미네이트하여 적층한 적층체를 히트 실링하여 봉지 형상으로 한 용기 등이 사용되고 있다.
또한 내용물을 상온에서 장기 보존하기 위해, 종래 금속 캔, 유리병, 플라스틱 파우치, 플라스틱과 알루미늄박의 라미네이트 파우치 등의 기밀성 용기에 내용물을 채워 120℃, 4분 이상의 고온, 고압하(이하 「레토르트」라 한다.)에서 살균하는 것이 행해지고 있다. 레토르트 처리용 용기는 통상 물리적으로도 화학적으로도 가혹한 조건에 놓여지는 것으로부터, 레토르트 처리용 용기를 구성하는 포장 재료에는 엄격한 포장 적성이 요구되어, 외관, 변형 방지 강도, 내핀홀성, 내열성, 밀봉성, 품질 보전성, 작업성, 위생성, 기타 각종 조건이 요구되는 것이다.
한편 음식품의 가열 조건은 음식품의 종류 및 살균 조건에 따라 여러 가지이다. 예를 들면 일본국에서는 「젖 및 유제품의 성분 규격 등에 관한 성령」에 있어서 우유의 살균 조건은 「63℃에서 30분간 가열하거나, 또는 이와 동등 이상의 살균 효과를 갖는 방법」으로 규정되어 있고, 63℃에서 30분간 가열과 동등한 방법으로서는 72~78℃에서 15초간, 120~135℃에서 1~3초간을 들 수 있다. 또한 일본국에서는 「식품, 첨가물 등의 규격 기준」에 있어서 포장 두부(두유에 응고제를 첨가하여 용기 포장에 충전한 후 가열 응고시킨 것을 말한다.)의 살균 조건은 「90℃에서 40분간 가열하는 방법 또는 이와 동등 이상의 효력을 갖는 방법」으로 규정되어 있지만, 두유를 충전 후에 응고시키고, 응고 후에 동등 이상의 효력을 갖는 방법으로서 우유에서의 고온 처리(120~135℃)와 동일하게 100℃ 이상의 고온에 노출시키면, 두부 내부에 기포가 생기거나 하여 품질, 풍미가 열화되기 때문에 고온 처리는 바람직하지 않다. 게다가 용기가 받는 총 에너지량(적산량)은 고온 단시간 살균보다 저온 장시간 살균 쪽이 많아져, 가열 조건으로서는 고온 단시간 살균보다 저온 장시간 살균 쪽이 엄격하다고도 할 수 있다.
또한 환경 문제로부터 사용이 끝난 용기의 폐기성이나 리사이클 적성이 요구되어, 포장의 간소화, 경용화(輕容化), 경량화, 포장 재료의 이(易)연소성이 진행되고 있다. 종이 용기는 용기를 전개하고 접어 개는 것이 가능하기 때문에, 부피가 커지지 않고 또한 경량이며 이연소성이기 때문에, 이(易)폐기성이나 리사이클 적성이 우수하다. 이 때문에 종이계의 포장 재료가 보급되고 있다.
우유 등의 액상인 내용물을 보존하는 종이 용기로서는, 종이제 기재의 양측에 저밀도의 폴리에틸렌 수지층을 적층하여 종이에 내수성을 부여한 포장 재료를 사용하고 있다. 이 포장 재료의 측가장자리부끼리를 겹쳐서 히트 실링하여 여러 가지 형태의 포장용 용기를 제조한다. 그리고 그 포장용 용기의 개구부로부터 내용물을 충전 포장하여 각종 포장 제품을 제조하고 있다.
간장, 청주, 주스나 조리된 식품 등 배리어를 필요로 하는 내용물을 장기 보존하는 포장용 용기로서는 중간층에 배리어층으로서 알루미늄박, 플라스틱 등을 라미네이트하여 첩합(貼合)시킨 적층체를 사용한 종이 용기가 널리 사용되고 있다.
특허문헌 1(일본국 특허공개 평5-213337호 공보)에는 용기의 내표면을 이루는 층이 표면이 요철 형상인 폴리에틸렌 필름으로 이루어지고, 외표면을 이루는 층이 압출 라미네이트한 폴리에틸렌층으로 이루어지는 다층 종이 용기로서, 취기(臭氣)의 문제가 발생하지 않고 히트 실링성도 양호한 동시에, 표면의 슬라이딩성이 좋아 성형시나 핸들링시에 있어서의 기계 적성이 우수한 다층 종이 용기가 개시되어 있다.
특허문헌 2(일본국 특허공개 평7-40975호 공보)에는 소정 형상의 블랭크판의 좌우 양단부를 열융착하여 융착부를 갖는 통체로 하고, 그 통체의 한쪽 개구단을 밀봉하여 바닥부로 하며, 상기 통체의 다른 쪽 개구단을 밀봉하여 구부(口部)를 형성한 용기에 있어서 상기 블랭크판은 기재층, 그 기재층의 한쪽 면에 설치된 폴리올레핀 수지로 이루어지는 외면층 및 상기 기재층의 다른 쪽 면에 설치된 폴리아크릴로니트릴계 수지로 이루어지는 내면층을 구비하는 적층 시트로 구성된 용기로서, 내용물에 대한 보향성 및 내약품성을 가지며 또한 주류와 같이 침투성이 높은 액체라도 안정하게 보존 가능한 용기가 개시되어 있다.
특허문헌 3(일본국 특허 제4936346호 공보)에는 최외(最外) 열가소성 재료층, 종이 기재층, 배리어층, 최내(最內) 열가소성 재료층의 각 구성층을 포함하고, 이들 각 층이 상기 순서로 적층되어 이루어지는 액체 식품용 종이 용기용 포재(包材)로서, 그 최내 열가소성 재료층이 압출 라미네이션법에 의해 적층되어, 메탈로센 촉매로 중합하여 얻어진 좁은 분자량 분포를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌 55~75 중량%와 멀티사이트 촉매로 중합하여 얻어진 저밀도 폴리에틸렌 45~25 중량%의 블렌드 폴리머로 이루어지고, 0.905~0.915의 평균 밀도, 88~103℃의 피크 융점, 15~17의 멜트 플로우 인덱스, 1.4~1.6의 스웰링율(SR) 및 20~30 ㎛의 층두께를 갖는 액체 식품용 종이 용기용 포재로서, 종이 용기로의 충전 포장이 용이하고, 신속하게 히트 실링할 수 있으며, 보다 강인한 실링 강도를 가능하게 하고, 또한 충전 내용물의 온도에 영향을 받지 않아 양호한 실링이 얻어지며, 보향성 또는 품질 유지성을 갖는 종이 포장 용기가 개시되어 있다.
이 종이 포장 용기에 사용하는 다층 종이 적층재는 알루미늄박으로부터 최내 열가소성 재료층 측의 내층부와 종이 기재와 최외층을 포함하는 외층부를 따로 따로 제조한 후, 내층부와 외층부를 접합하여 제조한다.
내층부는 두께 9 ㎛의 알루미늄박의 일면에 메탈로센 촉매로 중합한 좁은 분자량 분포의 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)과 고압법에 의한 저밀도 폴리에틸렌을 블렌드하여 0.910의 평균 밀도, 97℃의 피크 융점, 15의 멜트 플로우 인덱스, 1.5의 스웰링율 및 13 ㎛의 층두께의 접착제층을 용융 압출하고, 메탈로센 촉매로 중합한 좁은 분자량 분포의 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)과 고압법에 의한 저밀도 폴리에틸렌을 블렌드하여 0.907의 평균 밀도, 96℃의 피크 융점, 14의 멜트 플로우 인덱스, 1.5의 스웰링율 및 25 ㎛의 층두께의 최내 열가소성 재료층을 적층하여 알루미늄박/접착제층/최내 열가소성 재료 블렌드층으로 이루어지는 적층 필름을 제작한다.
외층부는 고압법에 의한 저밀도 폴리에틸렌(밀도=0.920 g/㎤, MI=5.1)을 두께 20 ㎛로 종이 기재(평량=320 g/㎡) 상에 압출 온도 330℃로 압출 코팅하여 최외 열가소성 재료층을 적층한다.
이어서 저밀도 폴리에틸렌/종이 기재의 종이 측과 알루미늄박 적층체의 알루미늄박 측을 메탈로센 촉매로 중합한 좁은 분자량 분포의 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)과 고압법에 의한 저밀도 폴리에틸렌을 블렌드하여 0.920의 평균 밀도, 99℃의 피크 융점, 17의 멜트 플로우 인덱스, 1.5의 스웰링율 및 12 ㎛의 층두께로 접착성 열가소성 재료층을 용융 압출하고 적층하여 적층 구성이 연속된 장척의 적층 포재를 얻는다.
이 포재를 사용하여 충전기로 벽돌 형상의 액체 식품 충전 포장체를 얻는다.
특허문헌 4(일본국 특허공개 제2004-17984호 공보)에는 열가소성 수지로 이루어지는 최외층, 종이 기재층, 개재 수지층, 배리어층, 열가소성 수지로 이루어지는 내핀홀성 층, 열가소성 수지로 이루어지는 최내층을 순차 적층한 적층체를 사용한 종이 용기로서, 인쇄층이 최외층의 내면 또는 종이 기재층의 표면에 설치되어 있고, 층간 박리가 없으며, 외관, 층간 강도가 우수하고 또한 수송에 의한 충격에도 견딜 수 있는 레토르트 처리용 종이 용기가 제안되어 있다.
일본국 특허공개 평5-213337호 공보 일본국 특허공개 평7-40975호 공보 일본국 특허 제4936346호 공보 일본국 특허공개 제2004-17984호 공보
알루미늄박 등의 배리어층을 구비한 다층 종이 적층재를 사용한 용기의 경우는, 외층, 내층 및 접착층으로서 사용되는 열가소성 합성 수지는 복수의 종류가 사용되고 있고, 압출 라미네이션을 복수 회 행할 필요가 있어 공정 수가 많아져 번잡하였다.
본 발명은 제조 공정 수를 간소화할 수 있는 다층 종이 적층재를 이용한 종이 용기를 실현하는 것을 목적으로 한다. 또한 본 발명은 저온 장시간 살균 처리에 적합한 종이 용기를 개발하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 저온 장시간 살균에 적합한 용기인 동시에, 공통되는 용융 온도를 갖는 열가소성 합성 수지를 사용함으로써 제조 공정을 간략화한 간소한 구조의 다층 종이 용기를 제공한다. 본 발명의 주된 구성은 다음과 같다.
1. 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한 다층 종이 용기로서,
A층이 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를, F층이 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)를, D층 및 E층이 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 각각 주성분으로 하는 층인 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기.
2. A층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)가 0.910~0.930 g/㎤의 평균 밀도, 105~125℃의 피크 융점이고,
D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)가 0.905~0.935 g/㎤의 평균 밀도, 100~125℃의 피크 융점이고, E층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)가 0.905~0.935 g/㎤의 평균 밀도, 105~125℃의 피크 융점이고, D층 및 E층에 사용되는 수지가 2.0~16.0 g/10분의 멜트 플로우 레이트(MFR)인 것을 특징으로 하는 1.에 기재된 다층 종이 용기.
3. A층, E층, F층, D층은 압출 라미네이션법에 의해 B층, C층과 적층 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 1. 또는 2.에 기재된 다층 종이 용기.
4. 벽돌 형상 용기인 것을 특징으로 하는 1. 내지 3. 중 어느 하나에 기재된 다층 종이 용기.
5. 음식료를 용기에 충전한 후, 90~95℃의 저온에서 장시간 가열 처리되는 것을 특징으로 하는 1. 내지 4. 중 어느 하나에 기재된 다층 종이 용기.
6. 음식료가 두부인 것을 특징으로 하는 5.에 기재된 다층 종이 용기.
7. 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한 다층 종이 용기용 원지(原紙)를 제조하는 방법으로서,
제1 공정으로서, 종이 기재층(B층)에 대해 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 주성분으로 하는 층(E층)을 용융 압출하는 동시에 배리어층(C층)을 공급하여 라미네이션하고,
제2 공정으로서, 제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)를 주성분으로 하는 층(F층)과 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 주성분으로 하는 층(D층)을 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 라미네이션하며,
제3 공정으로서, 제2 공정에서 얻어진 적층체의 종이 기재층(B층) 측에 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를 주성분으로 하는 층(A층)을 용융 압출 라미네이션하는,
상기 3개의 공정을 연속해서 라미네이션하는 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기용 원지를 제조하는 방법.
8. 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한 다층 종이 용기로서,
A층 및 E층이 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를, F층이 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)를, D층이 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 각각 주성분으로 하는 층인 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기.
9. A층 및 E층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)가 0.910~0.930 g/㎤의 평균 밀도, 105~125℃의 피크 융점이고,
D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)가 0.905~0.935 g/㎤의 평균 밀도, 100~125℃의 피크 융점이고, D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE) 및 E층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)가 2.0~16.0 g/10분의 멜트 플로우 레이트(MFR)인 것을 특징으로 하는 8.에 기재된 다층 종이 용기.
10. 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한 다층 종이 용기용 원지를 제조하는 방법으로서,
제1 공정으로서, 종이 기재층(B층)에 대해 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를 주성분으로 하는 층(E층)을 용융 압출하는 동시에 배리어층(C층)을 공급하여 라미네이션하고,
제2 공정으로서, 제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)를 주성분으로 하는 층(F층)과 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 주성분으로 하는 층(D층)을 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 라미네이션하며,
제3 공정으로서, 제2 공정에서 얻어진 적층체의 종이 기재층(B층) 측에 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를 주성분으로 하는 층(A층)을 용융 압출 라미네이션하는,
상기 3개의 공정을 연속해서 라미네이션하는 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기용 원지를 제조하는 방법.
1. 배리어층으로부터 용기 내표면 측에 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)로 이루어지는 접착층(F층)을 매개로 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 주성분으로 하는 층(D층)을 형성함으로써, 간단한 구성이라도 강한 접착 강도와 핀홀 내성을 유지할 수 있는 용기를 실현하였다. 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)보다도 유연성이 있어, 보일 등의 자극에 대해서도 핀홀 내성을 유지할 수 있다. 본 발명의 층 구성에 의해 저온 장시간 살균 처리가 필요한 음식품용 용기를 제공할 수 있다.
2. A층 및 E층에 사용되는 수지의 피크 온도를 105~125℃, D층에 사용되는 수지의 피크 융점을 100~125℃로 설정했기 때문에, 90℃ 전후에서 보일 가열 처리되는 종이 용기에 적합하다.
핀홀 내성이 강하기 때문에 다양한 pH인 음식료에 적합하고, 저온 가열 시간이 길어 적산 열량이 많아지는 두부 충전용 용기로서 특히 적합하다.
3. 적어도 종이 기재(B층)로부터 용기 내측의 수지층(D층)에 사용되는 열가소성 수지층에 공통의 온도 물성(특히 멜트 플로우 레이트(MFR))을 구비하고 있는 수지를 사용함으로써, 압출 라미네이션을 연속해서 행할 수 있다. 또한 표면의 A층은 단열성이 높은 B층을 사이에 두고 있기 때문에 다른 열가소성 수지층만큼 엄격한 공통성은 요구되지 않는다.
4. 벽돌 형상 용기에 적합하여 무균 충전 타입의 종이 용기에 적합하다.
D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지가 0.905~0.935 g/㎤의 평균 밀도, 100~125℃의 피크 융점이고, E층에 사용되는 수지가 0.905~0.935 g/㎤의 평균 밀도, 105~125℃의 피크 융점이며, D층 및 E층에 사용되는 수지가 2.0~16.0/10분의 멜트 플로우 레이트인 것으로 인해, 압출 라미네이션을 연속해서 행하는 것이 용이하다. 또한 D층 및 F층에 사용되는 수지가 2.0~16.0/10분의 멜트 플로우 레이트인 것으로 인해, D층과 F층의 층간 및 D층끼리의 가로 실링이 강고하게 접착된다.
도 1은 본 발명의 종이 용기의 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 제1 형태의 다층 종이 용기에 사용되는 종이 적층체의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 3은 제2 형태의 다층 종이 용기에 사용되는 종이 적층체의 구조예를 나타내는 도면이다.
도 4는 통전 방식에 의한 핀홀 시험을 나타내는 도면이다.
부호의 설명
11：벽돌 타입 용기
12：측면
13：정면
14：배면
15：상면
16：하면
17：접힌 귀부분
18, 19：열융착부
본 발명의 제1 형태의 다층 종이 용기의 전체 층 구성은 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한 다층 종이 용기로서, A층이 저밀도 폴리에틸렌 수지를, F층이 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지를, D층 및 E층이 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지를 각각 주성분으로 한다. 각 층에 압출 라미네이션에 적합한 열가소성 수지를 사용함으로써 제조 공정을 간소화하고 있다. 배리어층으로부터 용기 내표면 측에 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지로 이루어지는 접착층(F층)을 매개로 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지를 주성분으로 하는 층(D층)으로 함으로써 핀홀 내성이 우수하다.
A층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지를 0.910~0.930 g/㎤의 평균 밀도, 105~125℃의 피크 융점으로 하고, D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지를 0.905~0.935 g/㎤의 평균 밀도, 100~125℃의 피크 융점, E층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지를 0.905~0.935 g/㎤의 평균 밀도, 105~125℃의 피크 융점, D층 및 E층에 사용되는 수지가 2.0~16.0/10분의 멜트 플로우 레이트인 것으로 하여 온도 물성을 공통화하였다.
보일에 대응하도록 95℃에는 충분히 견딜 수 있도록 하기 위해서 A층, E층의 피크 융점 온도를 105~125℃, D층의 피크 융점 온도를 100~125℃로 설정하였다.
본 발명의 제2 형태의 다층 종이 용기의 전체 층 구성은 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한 다층 종이 용기로서, A층 및 E층이 저밀도 폴리에틸렌 수지를, F층이 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지를, D층이 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지를 각각 주성분으로 한다. 각 층에 압출 라미네이션에 적합한 열가소성 수지를 사용함으로써 제조 공정을 간소화하고 있다. 배리어층으로부터 용기 내표면 측에 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지로 이루어지는 접착층(F층)을 매개로 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지를 주성분으로 하는 층(D층)으로 함으로써 핀홀 내성이 우수한 종이 용기이다.
A층 및 E층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지를 0.910~0.930 g/㎤의 평균 밀도, 105~125℃의 피크 융점으로 하고, D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지를 0.905~0.935 g/㎤의 평균 밀도, 100~125℃의 피크 융점, D층 및 E층에 사용되는 수지가 2.0~16.0/10분의 멜트 플로우 레이트인 것으로 하여 온도 물성을 공통화하였다.
보일에 대응하도록 95℃에는 충분히 견딜 수 있도록 하기 위해서 A층, E층의 피크 융점 온도를 105~125℃, D층의 피크 융점 온도를 100~125℃로 설정하였다.
본 발명의 제1 형태 및 제2 형태에 있어서 주성분으로 한다는 것은 50 wt%보다 많이 함유하는 것을 의미한다. 보다 바람직하게는 70 wt% 이상 함유하고, 더욱 바람직하게는 80 wt% 이상 함유하며, 가장 바람직하게는 90 wt% 이상 함유한다.
본 발명의 제1 형태 및 제2 형태에 있어서 각 층에 사용되는 수지의 피크 융점이란 시차주사 열량 측정법에 의해 측정되는 것으로, 복수 개의 피크가 측정되는 경우는 적어도 1개의 피크가 상기 온도 범위에 포함되어 있으면 된다.
본 발명의 종이 용기는 고온에서 조리한 후의 음식품을 무균 충전하는 용기나, 무균 충전한 후에 예를 들면 90℃~95℃에서 보일하여 재조정하는 음식품용 용기에 적합하다. 예를 들면 두부는 두유에 응고제를 혼합하여 충전한 후에, 응고를 위해 90℃ 전후에서 보일 가열 처리된다. 그리고 90℃에서 40분간 가열하거나 그것과 동등 이상의 효력을 갖는 방법으로의 가열 처리가 요구된다. 그 밖에 젤리와 같이 충전시에 액체이지만 충전 후에 겔상이 되는 음식품, 특히 방수성, 방습성, 차광성, 산소 배리어성 등을 필요로 하는 내용물에 적합하다. 충전 후 100℃ 이상의 고온에서 처리하는 음식품에는 적합하지 않다.
본 발명의 종이 용기는 배리어성, 히트 실링성을 구비하고, 종이로서 폐기 처리할 수 있어, 감용화(減容化), 경량화가 우수하다. 벽돌 형상 용기로 한 경우는 수납성, 보존성, 운반성도 우수하다.
실시예
아래에 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
본 발명의 용기의 일례로서 소위 벽돌 형상(벽돌 타입)의 종이 용기를 예로 들어 설명한다.
도 1에 나타내는 벽돌 타입 종이 용기(11)는 종이 용기용 원지를 접어 구부려 측면과 상하의 개구를 열융착(히트 실링)하여 사각의 벽돌 형상의 입방체로 성형한 용기이다. 좌우의 측면(12), 정면(13), 배면(14), 상면(15), 하면(16)의 6면으로 구성되어 있다. 종이 용기용 원지의 측변부는 포개어 겹쳐져 접합된 열융착부(18)로 되어 있다. 또한 상하의 단변부도 포개어 겹쳐져 접합되어 열융착부(19)로 되어 있다. 상면부에서 측면부로 접어 구부려져 접힌 귀부분(17)이 측면(12)에 접합되어 있다. 열융착부(18)는 배면에서 상면 또는 하면으로 굴곡각부에서 겹쳐진 상태에서 접어 구부려진다. 또한 열융착부(19)는 상면에서 측면으로 굴곡각부에서 겹쳐진 상태에서 접어 구부려진다.
벽돌 형상의 종이 용기의 형상 자체는 종래의 것과 동일하다.
제1 형태의 다층 종이 용기에 사용되는 종이 적층체의 구조예를 도 2에 나타낸다.
종이 적층체의 층 구성은 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한다.
인쇄층은 사전에 인쇄한 종이 기재를 사용하고 있다. 이 인쇄층을 설치하지 않는 것도 가능하다. 또한 A층의 표면에 인쇄층을 설치하는 것도 가능하다. 열가소성 수지층(E층)과 배리어층(C층) 사이에 열가소성 수지로 이루어지는 접착층(G층)을 설치해도 된다.
A층이 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를, F층이 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)를, D층 및 E층이 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 각각 주성분으로 한다.
A층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)는 평균 밀도가 0.910~0.930 g/㎤, 피크 융점이 105~125℃이다.
B층에 사용되는 종이 기재는 목적하는 종이 용기 품질에 맞춰 적절히 선택 가능하고 특별히 한정되지 않지만, 일례로서 액체 포장용 종이 용기에 사용되고 있는 종이 기재를 사용할 수 있다. 1층 구성의 종이 기재 또는 다층 구조의 종이 기재를 사용할 수 있다. 성형에 수반되는 굴곡 내성이나 낙하 충격 흡수성, 단면(端面)의 내수성 등이 우수한 것이 바람직하다.
예를 들면 저밀도 내층의 양측에 고밀도층을 형성한 다층 종이 기재는 저밀도층이 굽힘 응력이나 낙하의 충격을 흡수하는 기능이 우수한 종이 기재이다.
종이 기재는 내수성을 향상시키기 위해서, 내첨(內添) 사이즈제로서 알킬케텐다이머 등을 전체 원료 펄프 100 중량부(절대건조 펄프 중량)에 대해 0.15 중량부 이상 0.80 중량부 미만 함유하는 것도 유효하다. 또한 양이온화 전분, 양성 전분, 산화 전분 등의 전분 및/또는 황산알루미늄을 첨가하면, 알킬케텐다이머의 펄프로의 정착을 향상시키는 효과가 있고, 특히 내수성이 향상되기 때문에 바람직하다.
C층에 사용되는 배리어재는 일반적으로 다층 종이 용기에 사용되고 있는 알루미늄박 등의 배리어재를 사용할 수 있다.
알루미늄박 또는 알루미늄의 박막층을 구성하는 알루미늄으로서는 통상의 알루미늄 금속을 사용할 수 있다.
D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)는 평균 밀도가 0.905~0.935 g/㎤, 피크 융점이 100~125℃이고, E층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)는 평균 밀도가 0.905~0.935 g/㎤, 피크 융점이 105~125℃이며, D층 및 E층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)는 2.0~16.0/10분의 멜트 플로우 레이트(MFR)인 것이 바람직하다. 평균 밀도, 피크 융점, 멜트 플로우 레이트(MFR)를 상기 범위로 함으로써 압출 라미네이션을 연속해서 행하는 것이 용이하기 때문에 바람직하다. 보다 바람직하게는 D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)의 평균 밀도가 0.905~0.935 g/㎤, 피크 융점이 105~125℃이고, 더욱 바람직하게는 D층 및 E층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)의 평균 밀도가 0.910~0.925 g/㎤, 피크 융점이 105~125℃, 멜트 플로우 레이트(MFR)가 6.0~15.0/10분이며, 가장 바람직하게는 D층 및 E층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)의 평균 밀도가 0.910~0.925 g/㎤, 피크 융점이 105~125℃, 멜트 플로우 레이트(MFR)가 8.0~12.0/10분이다.
본 발명에서는 종이 용기를 구성하기 위해 종이 용기용 원지의 가장자리부를 열융착(히트 실링)하는데, 그때 필요한 히트 실링에 의해 형성되는 가로 실링이 단단히 밀착된다. 본 다층 종이 용기의 경우는, 2개의 가장자리부의 D층/D층이 히트 실링되어 가로 실링을 형성하는데, 이 가로 실링은 저온 장시간 가열되어도 충분한 내성이 발휘되고 있다.
F층에 사용되는 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)는 요구되는 성능에 따라 결정되고 특별히 한정되는 것은 아니지만, 통상 평균 밀도가 0.910~0.950 g/㎤, 피크 융점이 80~110℃이고, 멜트 플로우 레이트(MFR)가 2.0~16.0/10분이면, D층과 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)로 이루어지는 접착층(F층)의 접착성, 즉 D층/F층 간의 접착 강도가 양호한 동시에, 보일 등의 자극에 대한 핀홀 내성이나 종이 용기의 가로 실링부(도 1의 No.19의 개소：용기 내면의 열가소성 수지층(D층)끼리의 접착부)의 접착성이 양호해지기 때문에 바람직하다.
G층에 사용되는 열가소성 수지는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 상기 F층에 사용되는 수지가 적합하게 사용된다.
제2 형태의 다층 종이 용기에 사용되는 종이 적층체의 구조예를 도 3에 나타낸다.
종이 적층체의 층 구성은 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한다.
인쇄층은 사전에 인쇄한 종이 기재를 사용하고 있다. 이 인쇄층을 설치하지 않는 것도 가능하다. 또한 A층의 표면에 인쇄층을 설치하는 것도 가능하다. 열가소성 수지층(E층)과 배리어층(C층) 사이에 열가소성 수지로 이루어지는 접착층(G층)을 설치해도 된다.
A층 및 E층이 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를, F층이 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)를, D층이 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 각각 주성분으로 하는 층이다.
E층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)는 평균 밀도가 0.910~0.930 g/㎤, 피크 융점이 105~125℃이다.
A층, B층, C층, D층, F층, G층은 각각 상기 제1 종이 적층체에 사용한 것을 사용할 수 있다.
D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE) 및 E층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)는 2.0~16.0/10분의 멜트 플로우 레이트(MFR)인 것이 바람직하다. 평균 밀도, 피크 융점, 멜트 플로우 레이트(MFR)를 상기 범위로 함으로써 압출 라미네이션을 연속해서 행하는 것이 용이하기 때문에 바람직하다. 보다 바람직하게는 D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)의 평균 밀도가 0.905~0.935 g/㎤, 피크 융점이 105~125℃이고, 더욱 바람직하게는 D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE) 및 E층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)의 평균 밀도가 0.910~0.925 g/㎤, 피크 융점이 105~125℃, 멜트 플로우 레이트(MFR)가 6.0~15.0/10분이며, 가장 바람직하게는 D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE) 및 E층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)의 평균 밀도가 0.910~0.925 g/㎤, 피크 융점이 105~125℃, 멜트 플로우 레이트(MFR)가 8.0~12.0/10분이다.
본 발명에서는 종이 용기를 구성하기 위해 종이 용기용 원지의 가장자리부를 열융착(히트 실링)하는데, 그때 필요한 히트 실링에 의해 형성되는 가로 실링이 단단히 밀착된다. 본 다층 종이 용기의 경우는, 2개의 가장자리부의 D층/D층이 히트 실링되어 가로 실링을 형성하는데, 이 가로 실링은 저온 장시간 가열되어도 충분한 내성이 발휘되고 있다.
[실시예 1]
＜층 구성＞
·열가소성 수지(A층)：
LDPE(일본 폴리에틸렌사 제조, 제품명：LC602A,
평균 밀도 0.919 g/㎤, 피크 융점 107℃, MFR 8.2)
·종이 기재층(B층)：평량 200 g/㎡의 액체 포장용 원지(1층 구성)
·열가소성 수지(E층)：
L-LDPE(일본 폴리에틸렌사 제조, 제품명：NH745N,
평균 밀도 0.913 g/㎤, 피크 융점 121℃, MFR 8.0)
·배리어층(C층)：알루미늄박(스미토모 경금속사 제조, 두께 7 ㎛)
·접착층(F층)：
EMAA(미츠이 듀폰사 제조, 제품명：NC0908C,
평균 밀도 0.930 g/㎤, 피크 융점 99℃, MFR 8.0)
·열가소성 수지(D층)：
L-LDPE(일본 폴리에틸렌사 제조, 제품명：NH745N,
평균 밀도 0.913 g/㎤, 피크 융점 121℃, MFR 8.0)
＜공정＞
다음 3개의 공정을 연속해서 라미네이션함으로써 다층 종이 용기용 원지(1)를 제작한다.
제1 공정：
종이 기재층(B층)에 대해 L-LDPE층(E층)을 용융 압출하는 동시에 배리어층(C층)을 공급하여 라미네이션하고,
제2 공정：
제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 EMAA층(F층)과 L-LDPE층(D층)을 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 라미네이션하며,
제3 공정：
제2 공정에서 얻어진 적층체의 종이 기재층(B층) 측에 LDPE층(A층)을 용융 압출 라미네이션한다.
＜종이 용기의 제작＞
얻어진 다층 종이 용기용 원지에 대해서 충전기(기명·모델 번호：UP-FUJI MA60, 시코쿠 화공기사 제조, SLIM 200 ㎖ 설정)를 사용하여, 도 1에 나타내는 벽돌 타입 종이 용기(충전물：물)를 연속적으로 5000개 제작하였다.
[실시예 2]
접착층(F층)을 평균 밀도 0.935 g/㎤, 피크 융점 100℃, MFR 7.8의 에틸렌·아크릴산 공중합 수지(EAA)(Dow Chemical Company사 제조, 제품명：PRIMACOR3003)로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(2) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 3]
LDPE층(A층) 중에 EAA 수지(PRIMACOR3003)가 5 wt%가 되도록 첨가하여 LDPE를 주성분으로 하는 층으로 한 이외는 실시예 2와 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(3) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 4]
L-LDPE층(D층) 중에 LDPE 수지(LC602A)가 10 wt%가 되도록 첨가하여 L-LDPE를 주성분으로 하는 층으로 한 이외는 실시예 3과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(4) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 5~7]
L-LDPE층(D층) 중에 LDPE 수지(LC602A)가 각각 15 wt%, 25 wt%, 45 wt%가 되도록 첨가하여 L-LDPE를 주성분으로 하는 층으로 한 이외는 실시예 4와 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(5~7) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 8]
L-LDPE층(E층) 중에 EAA 수지(PRIMACOR3003)가 5 wt%가 되도록 첨가하여 L-LDPE를 주성분으로 하는 층으로 한 이외는 실시예 4와 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(8) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 9]
L-LDPE층(E층)을 LDPE 수지(LC602A) 95 wt%, EAA 수지(PRIMACOR3003) 5 wt%로 이루어지는 LDPE를 주성분으로 하는 층으로 한 이외는 실시예 3과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(9) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 10~13]
L-LDPE층(E층)을 LDPE 수지(LC602A) 95 wt%, EAA 수지(PRIMACOR3003) 5 wt%로 이루어지는 LDPE를 주성분으로 하는 층으로 한 이외는 각각 실시예 4~7과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(10~13) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 14]
LDPE를 주성분으로 하는 층(E층)과 배리어층(C층) 사이에 하기 공정에 따라 EAA 수지(PRIMACOR3003)로 이루어지는 접착층(G층)을 설치한 이외는 실시예 10과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(14) 및 종이 용기를 제작하였다.
＜공정＞
다음 3개의 공정을 연속해서 라미네이션함으로써 다층 종이 용기용 원지(14)를 제작한다.
제1 공정：
종이 기재층(B층)에 대해 LDPE를 주성분으로 하는 층(E층) 및 접착층(G층)을 용융 압출하는 동시에 배리어층(C층)을 공급하여 라미네이션하고,
제2 공정：
제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 EAA층(F층)과, L-LDPE를 주성분으로 하는 층(D층)을 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 라미네이션하며,
제3 공정：
제2 공정에서 얻어진 적층체의 종이 기재층(B층) 측에 LDPE를 주성분으로 하는 층(A층)을 용융 압출 라미네이션한다.
[실시예 15]
L-LDPE를 주성분으로 하는 층(D층)에 있어서 평균 밀도 0.910 g/㎤, 피크 융점 124℃, MFR 15의 L-LDPE(Dow Chemical Company사 제조, 제품명：ELITE5815)로 한 이외는 실시예 14와 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(15) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 16]
L-LDPE를 주성분으로 하는 층(D층)에 있어서 평균 밀도 0.913 g/㎤, 피크 융점 121℃, MFR 6.0의 L-LDPE로 한 이외는 실시예 14와 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(16) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 17]
LDPE를 주성분으로 하는 층(E층)을 LDPE(LC602A) 60 wt%, L-LDPE(NH745N) 40 wt%로 이루어지는 층으로 한 이외는 실시예 13과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(17) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 18]
LDPE를 주성분으로 하는 층(A층)에 있어서 평균 밀도 0.906 g/㎤, 피크 융점 102℃, MFR 10.5의 LDPE(일본 폴리에틸렌사 제조, 제품명：KC507S)로 한 이외는 실시예 14와 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(18) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 19]
LDPE를 주성분으로 하는 층(E층)에 있어서 평균 밀도 0.906 g/㎤, 피크 융점 102℃, MFR 10.5의 LDPE(일본 폴리에틸렌사 제조, 제품명：KC507S)로 한 이외는 실시예 14와 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(19) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 20]
열가소성 수지(D층)를 평균 밀도 0.921 g/㎤, 피크 융점 122℃, MFR 12.0의 L-LDPE로 하고, 제2 공정으로서, 제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 EMAA층(F층), L-LDPE층(D층)을 각각 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 라미네이션한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(20) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 21]
열가소성 수지(D층)를 평균 밀도 0.930 g/㎤, 피크 융점 123℃, MFR 11.0의 L-LDPE로 하고, 제2 공정으로서, 제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 EMAA층(F층), L-LDPE층(D층)을 각각 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 라미네이션한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(21) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 22]
열가소성 수지(D층)를 평균 밀도 0.937 g/㎤, 피크 융점 123℃, MFR 11.0의 L-LDPE로 하고, 제2 공정으로서, 제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 EMAA층(F층), L-LDPE층(D층)을 각각 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 라미네이션한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(22) 및 종이 용기를 제작하였다.
[실시예 23]
열가소성 수지(D층)를 평균 밀도 0.901 g/㎤, 피크 융점 112℃, MFR 8.0의 L-LDPE로 하고, 제2 공정으로서, 제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 EMAA층(F층), L-LDPE층(D층)을 각각 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 라미네이션한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(23) 및 종이 용기를 제작하였다.
비교예 1
접착층(F층) 및 열가소성 수지(D층)를 평균 밀도 0.930 g/㎤, 피크 융점 123℃, MFR 11.0의 L-LDPE로 하고, 제2 공정으로서, 제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 L-LDPE층(F층) 및 L-LDPE층(D층)을 각각 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 라미네이션한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(24) 및 종이 용기를 제작하였다.
비교예 2
열가소성 수지(D층)를 평균 밀도 0.928 g/㎤, 피크 융점 114℃, MFR 3.0의 LDPE(일본 폴리에틸렌사 제조, 제품명：LC561)로 하고, 제2 공정으로서, 제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 EMAA층(F층), LDPE층(D층)을 각각 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 라미네이션한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(25) 및 종이 용기를 제작하였다.
비교예 3
열가소성 수지(D층)를 평균 밀도 0.917 g/㎤, 피크 융점 106℃, MFR 8.0의 LDPE(일본 폴리에틸렌사 제조, 제품명：M201P)로 하고, 제2 공정으로서, 제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 EMAA층(F층), LDPE층(D층)을 각각 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 라미네이션한 이외는 실시예 1과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(26) 및 종이 용기를 제작하였다.
비교예 4
L-LDPE층(E층) 중에 LDPE 수지(LC602A)가 55 wt%가 되도록 첨가한 이외는 실시예 3과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(27) 및 종이 용기를 제작하였다.
비교예 5
L-LDPE층(E층) 중에 LDPE 수지(LC602A)가 75 wt%가 되도록 첨가한 이외는 실시예 3과 동일하게 하여 다층 종이 용기용 원지(28) 및 종이 용기를 제작하였다.
실시예 및 비교예에서 제작한 다층 종이 용기용 원지의 각 층의 수지 및 D층의 물성을 표 1, 2에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
실시예 및 비교예에서 제작한 종이 용기를 사용하여 핀홀 내성 시험, C층/F층 간의 접착성 시험, 가로 실링부(D층/D층 간)의 접착성 시험을 행하여 용기의 평가를 행하였다.
＜핀홀 내성 시험＞
(A：용기 내면)
충전물(물)을 넣은 채 90℃의 뜨거운 물 중에서 40분간 가열(보일)한 종이 용기를 몸통부 중앙에서 가로방향으로 2개로 잘라서 쪼개 용기의 내부에 물을 채운다. 이것을 수중에 침지하고 통전 체커(신코 전기계장 주식회사 제조：핀홀 체커 HV-M)를 사용하여 용기의 내면과 외면 사이에 1 ㎸로 통전시켜 통전 반응의 유무를 확인한다.
통전 방식에 따른 핀홀 시험의 개략도를 도 4에 나타낸다. 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 용기 내면의 접착층(F층) 및 열가소성 수지층(D층)에 핀홀이 발생하지 않은 경우는 통전층인 배리어층(C층)의 알루미늄박은 전기적으로는 절연 상태이기 때문에 통전되지 않는다. 한편 핀홀이 발생한 경우는 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 핀홀을 경유하여 내측의 액체(물)→핀홀→알루미늄박→알루미늄박의 단면→외측의 액체(물)의 순으로 전기가 흘러 통전이 검지된다.
(B：용기 외면)
통전 반응이 있었던 경우는 추가로 용기의 외면을 레드 침투액(적색 염료를 첨가한 물)에 침지하여 종이 기재(B층)의 염색 유무를 확인한다. 용기 외면의 열가소성 수지층(A층)에 핀홀이 발생되어 있으면, 핀홀로부터 레드 침투액이 침투하여 종이 기재(B층)가 염색된다.
평가 기준은 다음과 같이 한다.
평가 5：종이 용기 500개(측정 샘플 1000개)에 있어서 용기 내면,
외면 모두 핀홀이 발생되어 있지 않다(용기 내면에 핀홀이 있다=
통전 반응이 있는 종이 용기가 0개).
평가 4：종이 용기 500개(측정 샘플 1000개)에 있어서 극소량의 용기
내면에는 핀홀이 발생되어 있지만, 용기 외면에는 핀홀이
발생되어 있지 않다(용기 내면에 핀홀이 있는 종이 용기가
1000개 중 1개 이상 5개 미만, 용기 외면에 핀홀이 있다=
종이 기재(B층)가 염색된 종이 용기가 0개).
평가 3：종이 용기 500개(측정 샘플 1000개)에 있어서 소량의 용기
내면에는 핀홀이 발생되어 있지만, 용기 외면에는 핀홀이
발생되어 있지 않다(용기 내면에 핀홀이 있는 종이 용기가
1000개 중 5개 이상 10개 미만, 용기 외면에 핀홀이 있다=
종이 기재(B층)가 염색된 종이 용기가 0개).
평가 2：종이 용기 500개(측정 샘플 1000개)에 있어서 용기 내면에는
핀홀이 발생되어 있지만, 용기 외면에는 핀홀이 발생되어 있지
않다(용기 내면에 핀홀이 있는 종이 용기가 1000개 중 10개
이상, 용기 외면에 핀홀이 있다=종이 기재(B층)가 염색된 종이
용기가 0개).
평가 1：종이 용기 500개(측정 샘플 1000개)에 있어서 용기 외면에도
핀홀이 발생되어 있다(용기 외면에 핀홀이 있다=종이 기재
(B층)가 염색된 종이 용기가 1개 이상).
＜C층/F층 간의 접착성 시험＞
배리어층(C층)과 접착층(F층)의 계면에 면도칼로 컷라인을 넣고 그곳에 손을 대고 잡아떼어서 C층과 F층 사이의 접착성을 평가하였다.
평가 기준은 다음과 같이 한다.
OK：C층과 F층의 계면에서 벗겨지지 않는다.
NG：C층과 F층의 계면에서 벗겨진다.
＜가로 실링부(D층/D층 간)의 접착성 시험＞
충전물(물)을 넣은 채 90℃의 뜨거운 물 중에서 40분간 가열(보일)한 종이 용기의 가로 실링부(도 1의 No.19의 개소：용기 내면의 열가소성 수지층(D층)끼리의 접착부)의 계면에 면도날로 컷라인을 넣고 그곳에 손을 대고 잡아떼어서 가로 실링부의 접착성을 평가하였다.
가로 실링은 종이 용기를 형성하기 위해 필수 요소이기 때문에, 가로 실링이 벗겨지지 않는 것을 확인할 필요가 있다.
평가 기준은 다음과 같이 한다.
평가 3：가로 실링부(D층과 D층의 계면)에서 벗겨지지 않는다.
평가 2：가로 실링부(D층과 D층의 계면)에서는 벗겨지지 않지만,
접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)의 계면에서 벗겨진다.
평가 1：가로 실링부(D층과 D층의 계면)에서 벗겨진다.
실시예 및 비교예에서 제작한 종이 용기의 평가 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure pct00003
표 3의 시험 결과에 있어서 평가 1 또는 NG가 있는 것은 본 발명의 다층 종이 용기로서 적합하지 않다고 판단된다.
평가 2 이상, 또한 OK 이상을 사용 가능한 다층 종이 용기로 판단하여 실시예로 하고, 실시예 중에서 핀홀 내성을 우선하여 전체 평가를 한 결과, 실시예 1~5, 8~11, 14~19, 20, 21, 22가 특히 우수한 다층 종이 용기이다. 또한 실시예 1~4, 8~10, 14, 17, 20의 조건은 핀홀 내성, 배리어층(C층)의 알루미늄박보다도 용기 내면 측의 층 간의 접착성, 용기의 가로 실링부의 접착성(히트 실링성) 중 어느 것도 우수한 결과로 되어 있다.
용기 내면과 외면 양쪽에 핀홀이 발생하면 외기가 용기 내부에 침입하여 내용물인 음식품의 변질, 부패 등으로 이어지거나, 또는 내용물이 용기 외부로 스며 나와 오손(汚損)이나 악취 등으로 이어진다. 또한 용기 내면에만 핀홀이 발생한 경우라도, 배리어층(C층)의 알루미늄박과 내용물이 접촉하게 되고, 특히 산성, 알칼리성이 강한 것 등 내용물의 종류에 따라서는 알루미늄박이 부식되어, 용기 전체의 열화(劣化)로 이어질 가능성이 있다. 이와 같이 핀홀 내성은 용기로서의 본래 물성에 관여하는 요소이기 때문에 중요한 평가 요소로 하였다.
가로 실링부의 접착성 시험은 90℃ 40분간의 뜨거운 물 중 가열 시험이기 때문에, 본 발명의 다층 종이 용기는 저온 장시간 살균에 충분히 견딜 수 있는 히트 실링성을 가지고 있는 것을 나타내고 있다.
본 발명의 다층 종이 용기는 접착층(F층)을 E(M)AA, 열가소성 수지층(D층)을 L-LDPE를 주성분으로 하는 층의 조합으로 함으로써, 배리어층(C층)의 알루미늄박보다도 용기 내면 측의 층 간에 있어서 충분한 접착 강도를 발휘하는 것을 확인할 수 있었다.
본 시험에 의해 저온 장시간 살균 가능한 종이 용기 구성을 개발할 수 있고, 각 층을 구성하는 열가소성 수지의 조합에 의해 연속해서 압출 라미네이션을 행하여 다층 종이 용기용 원지를 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (10)

  1. 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한 다층 종이 용기로서,
    A층이 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를, F층이 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)를, D층 및 E층이 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 각각 주성분으로 하고, F층을 매개로 D층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기.
  2. 제1항에 있어서,
    A층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)가 0.910~0.930 g/㎤의 평균 밀도, 105~125℃의 피크 융점이고,
    D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)가 0.905~0.935 g/㎤의 평균 밀도, 100~125℃의 피크 융점이며, E층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)가 0.905~0.935 g/㎤의 평균 밀도, 105~125℃의 피크 융점이고, D층 및 E층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)가 2.0~16.0 g/10분의 멜트 플로우 레이트(MFR)인 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    A층, E층, F층, D층은 압출 라미네이션법에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    벽돌 형상 용기인 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    음식료를 용기에 충전한 후, 90~95℃로 가열 처리되는 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기.
  6. 제5항에 있어서,
    음식료가 두부인 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기.
  7. 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한 다층 종이 용기용 원지(原紙)를 제조하는 방법으로서,
    제1 공정으로서, 종이 기재층(B층)에 대해 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 주성분으로 하는 층(E층)을 용융 압출하는 동시에 배리어층(C층)을 공급하여 라미네이션하고,
    제2 공정으로서, 제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)를 주성분으로 하는 층(F층)과 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 주성분으로 하는 층(D층)을 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 F층을 매개로 D층을 라미네이션하며,
    제3 공정으로서, 제2 공정에서 얻어진 적층체의 종이 기재층(B층) 측에 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를 주성분으로 하는 층(A층)을 용융 압출 라미네이션하는,
    상기 3개의 공정을 연속해서 라미네이션하는 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기용 원지를 제조하는 방법.
  8. 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한 다층 종이 용기로서,
    A층 및 E층이 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를, F층이 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)를, D층이 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 각각 주성분으로 하고, F층을 매개로 D층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기.
  9. 제8항에 있어서,
    A층 및 E층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)가 0.910~0.930 g/㎤의 평균 밀도, 105~125℃의 피크 융점이고,
    D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)가 0.905~0.935 g/㎤의 평균 밀도, 100~125℃의 피크 융점이며, D층에 사용되는 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE) 및 E층에 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)가 2.0~16.0 g/10분의 멜트 플로우 레이트(MFR)인 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기.
  10. 외표면 측으로부터 내표면 측에 걸쳐서 적어도 열가소성 수지층(A층), 종이 기재층(B층), 열가소성 수지층(E층), 배리어층(C층), 접착층(F층), 열가소성 수지층(D층)을 구비한 다층 종이 용기용 원지를 제조하는 방법으로서,
    제1 공정으로서, 종이 기재층(B층)에 대해 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를 주성분으로 하는 층(E층)을 용융 압출하는 동시에 배리어층(C층)을 공급하여 라미네이션하고,
    제2 공정으로서, 제1 공정에서 얻어진 적층체의 배리어층(C층) 측에 에틸렌·(메타)아크릴산 공중합 수지(E(M)AA)를 주성분으로 하는 층(F층)과 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지(L-LDPE)를 주성분으로 하는 층(D층)을 용융 압출하여 접착층(F층)과 열가소성 수지층(D층)을 F층을 매개로 D층을 라미네이션하며,
    제3 공정으로서, 제2 공정에서 얻어진 적층체의 종이 기재층(B층) 측에 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)를 주성분으로 하는 층(A층)을 용융 압출 라미네이션하는,
    상기 3개의 공정을 연속해서 라미네이션하는 것을 특징으로 하는 다층 종이 용기용 원지를 제조하는 방법.
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