KR20160142860A - 재활용 재료 - Google Patents

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스테파노 주스티
마티나 주스티
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김사 에스.알.엘.
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Abstract

- 종이 또는 플라스틱 필름의 제1 외부층 (21);
- 접착제의 내부층 (22); 및
- 제1층과 제2층 사이에 삽입되고 및 나트륨 실리케이트 (Na2O x SiO2)로 구성된 중간층 (23)을 포함하는 다층 구조를 갖고 식품의 포장에 적합한, 적층 복합 재료 (1).

Description

재활용 재료 {RECYCLABLE MATERIAL}
본 발명은 어떤 천연의 제품, 특히 식품을 포장하기 위한 복합 재료에 관한 것이다. 종종, 이러한 복합 재료는 종이 및 필름, 보드지 및 필름, 판지 (cardboard) 및 필름 또는 필름-필름에 의해 구성되고, 이들 사이에 연관된, 하나 이상의 중간층의 접착제의 수단에 의해, 조합한, 적층 재료이다.
제품, 특히 식품 타입의 포장을 위해 예정된 케이싱 (casing)은, 특정 특성의 조합을 가져야만 한다. 예를 들어, 적절한 기계적 저항성 (mechanical resistance)은, 수증기, 산소 등과 같은 대기 물질 (atmospherical agent)로부터 포장에 포함된 제품을 보호하는 특정 능력 - 특히 포장용 기계에 대한 가동성, 로지스틱 충격 (logistic shocks)에 대한 저항성 및 사용 수명 동안 취급에 대한 저항성을 의미한다 -과 연관하여 필요하다.
이러한 특성을 제공하기 위해, 복수의 조립된 (assembled) 기본-재료 - 일반적으로 적층 -에 의해 형성된, 소위 복합 재료는, 제품을 포장하기 위한 시트 또는 밴드를 형성하기 위해 제공되고, 여기서 각 구성분 재료는 하나 이상의 요구된 특성을 제공한다.
예를 들어, 종이는 적절한 통기성 (breathability) 및 기계적 저항성을 가지며, 폴리에스테르는 기계적 저항성을 갖지만, 모두는, 그들 스스로, 용접 가능하지 않고, 이러한 이유로 이들은, 복합물을 발생하기 위해, 재료의 다른 층과 결합하는 것이 필요하다.
대신에, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌은, 수증기에 대한 배리어 (barrier) 및 적절한 기계적 저항성 및 용접성 (weldability)을 제공하지만, 산소에 대한 배리어가 거의 없다.
그럼에도 불구하고, EVOH (에틸렌-비닐-알코올) 및 폴리아미드는 산소 및 다른 가스에 배리어를 제공하지만, 이들은 용접 특성이 없고, EVOH의 경우와 같이, 특히 수증기에 대해 특히 민감하며, 그 결과, 이러한 성분에 노출된 경우, 산소에 대한 배리어의 이의 자체 특색을 상실한다.
알루미늄은, 예를 들어, 산소에 대한, 수증기에 대한 및 UV로부터의 산화에 대한 배리어를 제공하지만, 기계적 저항성은 없다.
그 다음, 고려되어야 하는 구성분 재료의 부가적 특색은 비용 및 최종 포장에 제공되는 미적 측면이 있다.
전술된 바와 같이, 알려진 기술분야에 사용된 복합 재료는, 일반적으로 접착제의 삽입으로, 함께 적층된 복수의 시트 요소에 의해 구성된다. 도 1은 종이 또는 종이-같은 물질, 또는 섬유질 환경으로 구성된 외부층, 접착제의 중간층 및 필름의 내부층의, 각각의 세 층으로 표준 연결하는 개략도를 나타내고, 후자는 일반적으로 종이의 특성에 상보적인, 다른 특성을 갖는다.
접착제는 말단 적층의 구성분 중 하나의 면에 도포된다. 접착제가 이의 자체 점착 작용 (cohesion action), 예를 들어, 중합이 안정될 때, 단일체 (single body)는 얻어져서 포장 라인 상에서, 통상적으로 연속 테이프의 형태하에, 복합 재료의 후속 가공을 가능하게 한다. 구성분 재료는 친밀하게 결합되고, 제작 결함이 없다면, 이들 사이는 분리될 수 없다.
대신에, 도 2는 외부층인 종이 위에 폴리에틸렌 (PE) 및/또는 접착제의 층이 도포되어 형성된 알려진 복합 적층 재료의 실시 예를 나타낸다. 이 적용 타입에서, 재활용 동안, 종이 + 접착제 및/또는 필름의 집합체인, 소위 "매크로 스티키 (macro-stikies)"를 쉽게 생성한다. 잠재적으로, 후자는 실제로, 적층의 재활용을 방해하여, 종이 공장의 파이프 또는 다른 부품에서 고장을 발생하고, 그 결과로 큰 피해를 일으킨다.
도 1 및 2를 참조하는 고려된 실시 예 모두에서, 구성분의 불 분리성 (separability) - 종이에 부착된 플라스틱 필름, 즉, 섬유에 부착된 접착제 -은 복합 재료의 재활용을 방해 또는 저해할 수 있다.
언급된 복합 재료에 요구된 특징 및 이의 재활용성에 대하여, 두 개의 실시 예는, 우리가, 가장 흔한 적용에 대하여, 복잡성 면에서 최대 부류로 고려할 수 있는 식품 포장 분야에서 만들어질 수 있다.
비스킷 (biscuits), 건조 파스타 및 유사한 것의 포장은, 케이싱을 형성하는 복합 적층 재료가 기계적 저항성, 수증기의 통로에 대한 배리어 및 용접성을 단지 요구함에 따라, 상대적으로 단순 적용으로 고려될 수 있다. 따라서, 이 타입의 포장은 이중 폴리프로필렌 또는 결합된 종이-폴리프로필렌의 단순 필름을 사용하여 유리하게 제공될 수 있다. 제1 경우 (이중 폴리프로필렌)에서, 수명의 말기에서, 재료는 플라스틱 체인 (plastic chain)에서 재활용될 수 있고, 반면에, 제2 경우 (종이-폴리프로필렌)에서, 보통 종이에 의해 주로 형성되는, 재료는 요즈음 종이 체인에서 재활용될 수 있다 (폐기 코드 C-PAP 81). 그러나, 지금까지 종이에 결합된 적층 재료를 회수하기 위해 함께 보내는 것이 가능한, 지시문 (directive) 94/62 EC (Packaging and Packaging Waste Directive)는 미래에, 이 가능성을 방지 또는 제한하여, 제한 방식으로 변경될 것이다.
살균된 신선한 파스타 및 유사한 제품을 포장하는 것과 같은, 좀 더 복잡한 적용에서, 케이싱은 저온 살균의 열 충격에 대한 저항성 및 산소에 대한 배리어 효과를 요구한다. 이 경우에서, 폴리아미드-폴리프로필렌, 또는 필름 두께를 감소시켜, 종이-폴리아미드-폴리프로필렌으로 구성된 결합은 보통 사용된다. 이들 타입의 재료 모두는 재활용을 통해 회수할 수 없다. 실제로, 제1 타입은 이들 사이에 연관된 다른 성질의 필름으로 충족되고, 반면에 제2 타입은, 종이의 층을 갖을지라도, 포장의 전체 중량에 대하여 필름의 비율이 높고, 그래서 이의 재활용이 가능하지 않음에 따라, 후자의 체인에 제공될 수 없다.
결합된 적층 구성분을 갖는 복합 재료에 대하여 재활용에서 어려움에 관한 지금 말한 것은, 종이 또는 필름 기판 위에 하나 이상의 도포된 피복 (코팅)이 적용되어 형성된 복합 재료의 경우에도 유효하다.
본 발명에 의해 제시되고 해결될 기술적 문제는 공지 기술에 나타낸 전술된 단점을 제거하는 것을 가능하게 하는 복합 재료를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명자들은, 단일 주 구성분에서 쉽게 분리될 수 있는, 바람직하게는 단순 물의 수욕 (bath)의 수단에 의해 쉽게 분리될 수 있고, 그 다음 재활용으로 개별적으로 보내질 수 있는 - 특히 식품의 - 포장을 위한 복합 재료를 제공할 필요를 알아냈다.
전술된 문제점은 청구항 1에 따른 복합 재료 및 청구항 15에 따른 이러한 물질을 제공하기 위한 방법에 의해 해결된다.
본 발명의 바람직한 특색은 종속항의 목적이다.
본 발명은, 복합 재료의 단일 주 구성분의 재활용성의 특색을 갖는, 제품, 특히 식품의 포장을 위한 복합 재료를 제공한다. 실제로, 이러한 구성분은 물 또는 주로 물의 수욕에서 분리 가능한 것을 결과하고, 상기 재료는 그 다음 개선된 친환경 성능을 가지는데, 이는 수-용성 물질, 특히 알칼리 금속 실리케이트의 중간층의 삽입 때문이며, 바람직하게는 후자는 나트륨 (Na) 또는 칼륨 (K)이다.
본 문맥에서, "복합" 재료하에서, 몇 가지 구성분에 의해 형성된 구조, 또는 인접한 층에 배열된 기본, 재료을 의미한다.
통상적으로, 본 발명의 재료는 테이프 또는 시트의 형태로 적층된 재료이다.
전술된 바와 같이, 복합 재료를 이의 구성분으로 분리 가능하게 하는 수욕은 물 또는 주로 물의 수욕이다. 예를 들어, 이러한 수욕은 물 100% 또는 물 80% 및 다른 제품 20%로 형성될 수 있다. 후자는 소다, 산 (예를 들어, 염산, 황산, 붕산), 계면활성제 또는 기타일 수 있다.
수욕의 조성물 및 다른 재료와 관련하여 여기 및 이하 나타낸 퍼센트 조성물은 중량 퍼센트를 의미한다.
바람직하게는, 상기 수욕은 약 6 - 80℃의 범위에 포함된 온도에서 수행된다.
상기에서 나타낸 특정 수욕 조성물 및/또는 온도 표시는, 예를 들어, 인쇄된 제품 존재하에서 물에 불려 혼합하여 형성되거나 및/또는 플라스틱 타입, 폴리스티롤, 폴리에틸렌 또는 기타 오염원을 함유하는 복합 재료의 경우에, 적용될 것이다.
본 발명은, 결합 상태 동안 사용된 재료가 실질적으로 완전히 없는, 특히 종이로 구성된 제1층의 표면, 또는 일반적으로 종이 또는 셀룰로오스 재료의 표면을 남기는 것, 및 매크로 스티키 또는 잔여 접착성을 생산하지 않고 시트의 섬유 조직 (fibrous structure)을 완전히 재-사용하는 것을 가능하게 한다. 이것은 예를 들어, 규칙 ATICELCA 501/13에 의해 요구된다.
본 발명의 다른 장점, 특색 및 사용 방식은, 예로서 나타낸 것이지 제한을 의미하는 것이 아닌, 몇몇 구체 예의 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
참조는 첨부된 도면들의 도들에 대해 만들어질 것이다.
도 1 및 2는, 공지 기술의 각각의 복합 재료에 각각 관련되어, 이미 상기에서 소개된 것으로, 복합 재료의 구성분 층을 강조하는 단면으로 복합 재료의 개략적인 분해 조립도를 나타낸다.
도 3은 복합 재료의 구성분 층을 강조하는 분해 조립도의 배열에서, 본 발명의 제1 구체 예에 따른 복합 재료의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 4는 복합 재료의 구성분 층 및 조립 방식을 강조하는 분해 조립도의 배열에서, 본 발명의 제2 구체 예의 복합 재료의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 5는 복합 재료의 구성분 층을 강조하는 분해 조립도의 배열에서, 본 발명의 제3 구체 예의 복합 적층 재료의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 제4 구체 예에 따른 복합 재료의 단면 부분의 개략적인 사시도를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 제5 구체 예에 따른 복합 재료의 단면 부분의 개략적인 사시도를 나타낸다.
도 8a, 8b 및 8c는, 각각 조립 동안 복합 재료의 개략적인 계획 평면도, 포장을 형성하기 위해 조립된 이러한 재료의 단면의 개략도, 및 도 8b의 선 C-C에 따라 수행된 이러한 포장의 단면의 개략도를 나타내는, 본 발명의 제6 구체 예에 관한 것이다.
전술된 도면에 나타낸 두께 및 크기는 단순 실시 예를 대신하는 의미가 있는 것이고, 이들은 일반적으로 확대되며, 반드시 비율적으로 나타내지 않는다.
이하 본 발명의 다른 구체 예 및 변형은 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 기재될 것이다.
다른 구체 예에 대해 유사/공통의 구성분은 동일한 참조 번호로 지정될 것이다.
더군다나, 하기 상세한 설명에서, 상세한 설명에 이미 기재된 구체 예 및 변형에 부가한 구체 예 및 변형은 이미 예시된 어떤 것에 대하여 다른 것으로 제한하여 예시될 것이다.
이하 기재된 다른 구체 예 및 변형은, 양립 가능하게, 조합하여 사용되는 것으로 적용된다.
먼저, 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 바람직한 구체 예에 따른 적층 복합 재료는 전체로서 참조번호 1로 지정된다. 복합 재료 (1)은 시트 또는 연속 테이프의 형태이다.
본 실시 예에서, 복합 재료 (1)는 식품, 특히 빵, 비스킷, 신선한 또는 건조 파스타 또는 기타의 포장용으로 적절하다.
본 구체 예의 복합 재료 (1)는 다층 구조로 형성된다.
우선, 이러한 구조는 제1층 (21)을 포함하며, 이는 최종 포장의 실제로 바깥면에 배열되기 때문에 외부층으로 불리고, 및 종이 물질로 구성된다. 특히, 제1층 (21)은, 셀룰로오스 또는 섬유로 보급되는, 셀룰로오스 재료 또는 종이로 구성된다.
다층 구조는 그 다음 제2층 (22)을 포함하며, 이는 최종 포장의 실제로 내부에 배열되기 때문에 내부층으로 불린다. 본 실시 예의 제2층 (22)은 접착제이다.
본 발명에 따르면, 제3 중간층 (23)은 그 다음 제1층 및 제2층 (21 및 22) 사이에 삽입되어 제공된다. 상기 중간층 (23)은 알칼리 금속 실리케이트 M으로 구성되고, M2O x nSiO2, n=1,5÷4를 갖는다. 바람직하게는, 제3층은 나트륨 실리케이트 또는 칼륨 실리케이트이다.
본 구체 예에서, 다층 구조는, 결국, 제2층 (22)에 대하여 더 내부에, 제4층 (24)를 포함한다. 본 실시 예에서, 제3층 (24)은 수증기에 대해 배리어 효과를 갖는 필름, 예를 들어, 플라스틱 필름, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 금속화된 (metallised) 폴리프로필렌, 알루미늄 또는 이와 유사한 것의 필름이다. 재료의 부가적인 후속 층은 기계적 저항성, 기계가공성 및 포장의 배리어의 면에서 원하는 결과에 도달하는 목적으로 삽입될 수 있다.
복합 재료 (1)를 제공하기 위한 방법에 기초하여, 전술된 4개 이상의 층들 사이에 결합은 고온 또는 냉각 롤링에 의해 얻어진다.
바람직한 변형에 기초하여, 접착제 (22)의 제2층은, 제1층 및 제3층 (21 및 23)의 세트에 적용 전에, 즉 결합 전에, 건조, 즉, 탈수 건조 (desiccated)된다.
바람직하게는, 층 (22 및 24)의 세트에 층 (21 및 23)의 세트를 결합하기 위하여, 조절된 온도 및 압력 (고온 카렌더 (calender))으로 롤링 카렌더는 사용된다. 이러한 변형에서, 최종 복합 재료는 층들 사이에서 최적의 밀봉을 갖는다.
부가적인 변형에서, 제2층 (22)에 대하여 또는 후속 층에 대하여 "무용제" 접착제의 사용은 제공되며, 이들이 물 없기 때문에, 층들 사이에 개선된 밀봉을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 적층 복합 재료의 제2 구체 예를 나타내고, 이 경우 100으로 지정된다. 이러한 구체 예에서, 중간층 (23)으로 향하여 접하는 필름 (24)의 측면 상에, 부가적인 접착제의 층 (25)의 적용은 제공된다.
바람직하게는, 복합 재료 (100)를 제공하기 위한 방법은, 도 4에 예시화된 바와 같이, 종이 (21), 실리케이트 (23) 및 접착제 (22)에 의해 형성된 세트 상에 접착제 (25) 및 필름 (24)에 의해 형성된 세트를 부착하기 전에, 두 개의 접착제 층 (22 및 25)을, 동시에 동일한 수단으로 수행되는, 건조 상태를 제공한다.
이 경우에서도, 두 세트 (21-23-22 및 24-25)의 제공 방법은 조절된 온도 및 압력 (고온 카렌더)으로 롤링 카렌더를 제공할 수 있다. 이 기술은 구성분 재료 사이에 밀봉 및 기계적 저항성의 최적 결과를 제공한다.
도 5는 적층 복합 재료의 제3 구체 예에 관한 것으로, 여기서는 101로 지정된다. 이 경우에서, 외부층 (21) 및 중간층 (23) 외에, 내부층 (220)은 피복 (코팅) 또는 접착제로서 제공된다. 이러한 층은 열-템퍼링 (thermo-temperable) 접착제에 의해 구성될 수 있거나, 또는 폴리에틸렌 (PE) 멜트를 포함한다.
부가적인 구체 예는 종이의 외부층, 본 발명의 수단으로 나트륨 실리케이트 또는 다른 수-용성 물질의 도포 및 내부층으로 필름, 예를 들어, 코팅 또는 접착제의 부가적인 도포를 제공할 수 있다. 도포 후에, 수-용성 물질 및 내부층은 침투되는 것을 결과할 수 있어 실질적으로 동일한 복합 층을 적절하게 제공한다.
선택적으로, 수-용성 물질의 중간층 및 내부층은 단일 재료의 형태로 함께 적용된, 실제로, 동일층으로 통합될 수 있다.
전술된 모든 구체 예에서, 적층 복합 재료의 다른 구성분은 물로 주로 구성된 용액의 수단 또는 단순 물의 수욕의 수단에 의해 이들 사이를 분리시킬 수 있다. 실제로, 복합 재료가 물을 함유하는 용기에 놓이는 경우, 물에 용해되고 친수성인, 나트륨 실리케이트 (또는 다른 알칼리 금속)는, 이에 부착된 필름으로부터 또는 제1층의 종이-같은 재료로부터 그 위에 붙여진 필름의 - 또는 그 위에 적용된 코팅의 - 이탈을 제공하도록 용융된다.
전술된 복합 재료는, 제2층의 접착제에 연관된 경우, 실리케이트의 응집제 (flocculant) 능력을 활용한다. 실제로, 후자는 물 수욕에서 접착제 입자의 "금속 이온 봉쇄제 (sequestrant)"의 기능으로 작용한다. 이 방식에서, 종이 섬유가 존재하는 물의 현탁액 하에 남아 있는, 이러한 접착제 입자가, 종이와 다시 접촉을 일으켜서, 펠릿 및 소위 "스티키" (종이 및 접착제의 집합체)의 생성으로, 재활용된 시트 상의 형성 및 펄핑 (pulping) 동안 나중에 문제를 발생하는 위험을 피한다.
지금까지 고려된 것과 같은 종이의 층 및 플라스틱 필름 또는 코팅 중 하나에 의해 형성된 복합 재료의 경우에서, 실리케이트가 셀룰로오스 담체 (carrier)의 모세관현상 (capillarity)의 수단에 의해 물과 접촉을 일으키는 것은 쉽다. 특히, 필연적으로 매우 짧은 시간에, 물과 실리케이트 사이에 큰 접촉 표면이 있어 두 구성분 필름 또는 코팅 - 종이를 이탈의 상태를 제공한다.
도 6에서, 적층 복합 재료의 또 다른 구체 예는 여기에서 102로 지정되어 나타내고, 도 3의 구체 예와 유사하지만, 여기서 실리케이트 층은 두 층의 플라스틱 필름 사이에 삽입된다. 특히, 복합 재료 (102)에서, 플라스틱 필름의 형태에 제1 외부층 (210), 실리케이트의 중간층 (23) 및 필름의 형태에 제4층 (24)은 제공된다. 더군다나, 층들 (23 및 24) 사이에서 접착제의 층 (221)은 불연속 패턴에 따라 적용되어, 삽입된다. 대표 실시 예에서, 이것은 세로의 스트립의 적용이다.
이러한 구체 예는 복합 재료에서 이들 사이에 결합된 다른 성질의 플라스틱 필름의 분리를 제공하는 것이 실제로 필요한 경우 특히 유리하다. 실제로, 이 경우에서, 수욕 물 (bath water)과 실리케이트의 접촉 표면은 시트의 외부면 섹션에 의해 오로지 나타내며, 층들은 물이 스며들지 않게 실리케이트에 부착된다. 접착제의 적용에서 전술된 불연속 패턴은 물이 내부로 침투하는, 통로 채널을 제공하여, 실리케이트의 팽창 및 가용성을 발생하고, 그 다음 층의 분리를 가능하게 한다.
도 7에서, 도 6에 대한 복합 재료의 구체적 변형을 나타내고, 이 경우 103으로 지정되며, 실리케이트의 "계단-형" 침착을 제공한다. 특히, 실리케이트 (23)의 층이 두 층의 접착제 (각각 225 및 226) 사이에 삽입되고, 상기 접착제는 측면 침착 (201 및 202)의 수단에 의해 두 층의 말단 필름 (210 및 24)에 집적 결합하는, 재료의 측면 부분을 포함하는 것이 제공된다. 다시 말해서, 상기 접착제는 실리케이트의 층을 둘러싸는 틀을 제공한다. 이 방식에서, 습기 침입에 기인한 제품의 유용한 수명 동안 층의 우연한 이탈의 위험은 없다.
재활용시, 물 수욕에 분리 동안, 재료 (103)는 실리케이트와 물 사이에 접촉 및 그 다음 이탈 공정이 용이하도록 작은 단편 (예를 들어, 너비 1 cm x 1 cm)으로 절개될 수 있다.
실리케이트가, 건조된 경우, 고 강성 (high stiffness)을 갖는 것에 주목해야 한다 (이것은 때때로 "액체 유리"로 정의된다). 이러한 강성은 상기 실리케이트에 연관된 층을 유연하게 만드는 것을 돕는 첨가제 (예를 들어, 유기 충전제, 글리세린과 같은 오일, 솔비톨, 수크로오스, 다양한 변성 전분, 에틸렌글리콜, 스티렌 중합체, 아크릴, 폴리 2-에틸-2-오사졸린 (Ossazoline), 등등)를 삽입하여 조절, 특히 감소시키는 것이 가능하다.
더군다나, 실리케이트 층 상에 접착제 층의 세팅을 용이하게 하기 위하여, 예를 들어, 탄화칼슘과 같은 무기 충전제는 삽입될 수 있다. 특히, 예를 들어, 활석 (talcum)과 같은, 몇몇 충전제의 천연 특색을 활용하여, 광유 (mineral oils)에 대한 배리어의 층 특색을 상기 실리케이트에 제공하는 것이 가능하다. 이러한 특색은, 사람 위생상 유해한 오염원의 이동의 위험과 마주치지 않고, 재활용된 종이의 구조적인 층상(구조) 층 (stratification layer)에 사용하는 것을 가능하게 한다.
하나 이상의 실리케이트의 층을 삽입하는 가능성은 더욱 고려될 수 있고, 이는 각 층에 특정 기능을 제공하는 목적을 갖는다. 실제로, 여기에 고려된 복합 재료의 중간층의, 또는 부가적인 중간층의 실리케이트는, 플라스틱 필름의 부가적인 층의 중첩을 피하여, 특정 특성, 예를 들어, 배리어 효과, 특히 산소, UV, 등등에 대한 배리어 효과를 이에 제공하기 위해, - 바람직하게는 0.5% 내지 99%에서 변화하는 퍼센트로 - 부가적인 성분, 예를 들어, 폴리비닐알코올, PVA - PVOH, 에틸렌 비닐알코올 - EVOH, PLA, 운모, 질석, 금속 산화물 또는 기타 성분이 첨가될 수 있고; 이것은 요구된 경우, 종이-같은 재료의 완전 재활용성을 도달하려는 목적으로 사용된 제품의 가용성 특색을 개선 및/또는 변경하는 것이다.
더군다나, 실리케이트의 화학적 특색을 활용하여, 습한 환경에 대해 더 높은 저항성이 필요한 특정 적용의 경우에서, 산 반응, 탄산염의 삽입, CO2를 통한 불활성화 (inertisation)과 같은 공지 기술의 방식으로, 실리케이트 층의, 또는 가장 외부 층 중 하나의 부분적인 불용화로 진행하는 것이 가능하다.
복합 재료로 제공된 포장이 냉장보관 되어야 하는 적용에서, 상기 실리케이트를 습기의 환경에 의한 영향을 방지하기 위해, 물에 대한 코팅 배리어로 자체 포장의 외부 표면을 보호하도록 제공될 수 있다. 재료 회수 동안 용이한 탈-잉크를 제공할 수 있는 표면을 구성하는 방식으로, 다양하게 조합된 실리케이트의, 특히 만약 종이로 구성된 경우 포장의 외부 면의 층에 도포를 제공하는 것이 더욱 가능하다.
도 8a-8c에 참조하면, 본 발명의 복합 재료로 구성된 포장의 환경적 장점은, 복합 재료를 구성하는 단일 층의 두께를 감소시키는 수단에 의해서도 증가될 수 있다. 실제로, 상기 실리케이트의 특정 특색의 수단에 의해 제공된 구조의 고 강성은 원료의 적은 사용으로 최적 결과를 얻는 것을 가능하게 한다.
특히, 현재, 시장에 존재하는 내부 공기를 밀봉하는 특색을 갖는 포장은 다층 필름에 의해 형성되고, 여기서 내부층은 일반적으로 핫-멜트 플라스틱 필름이다. 이 선택의 이유는, 표준 포장 기계에 의해 수행된 통상적인 용접이, 예를 들어, 소위 정사각형-배경 포장 (square-background packaging)의 통상적인 압입에 기인하여, 재료 중첩의 존재하에서도 밀폐형 밀봉을 유지하는 것을 보장할 필요가 있다. 실제로, 보통 이러한 포장에 사용된 다층 재료의 외부층은 열용접성 (thermoweldability)의 특색을 갖지 않는 필름에 의해 형성된다. 보통 다층 재료의 내부층의 핫-멜트 필름은 원래 재료의 적어도 두 개의 벨로우즈-형 폴드 (bellows-like folds)의 중첩 점에서 두께가 다르게 피복하기 위한 두께를 갖는다. 따라서, 공지의 포장은 전체 높은 두께, 및 결과적으로, 원료의 높은 경제적 부담, 및 많은 양의 사용된 재료로 결과하는 높은 환경적 영향을 특징으로 한다.
도 8a-8c의 재료에서, 종이 (210) 및 실리케이트 (23)의 세트에 의해 형성된 가장 외부 부분은, 용접시 미조절된 폴드가 발생하지 않은 것을 보장하기 위해 충분히 견고하다 (실리케이트의 사용은, 보이는 바와 같이, 얇은 두께의 재료로, 이 특징적 강성을 얻는데 도움이 된다). 이러한 외부 부분은 열-용접 가능하지 않다. 명백히 핫-멜트 필름의 내부층 (28)은 열-용접 가능하고, 예를 들어, 12 내지 60 미크론을 포함하는 두께를 가질 수 있다. 종이 (210)의 외부층은 포장 용접을 제공할 때 재료의 교차점에 천공하고, 용접이 실질적으로 평평한 접촉 표면을 갖도록 만들며, 따라서 실리케이트의 층을 통해 제공된 강성, 및 경우에 따라, 반드시 열 융합이 아닌 가열-용접에 기인하여, 얇은 두께를 갖는 필름을 사용하여도 기밀 포장을 제공하는 것을 가능하게 한다.
부가적인 변형에서, 하기의 층을, 순차적으로, 포함하는 복합 재료를 제공하는 것은 가능하다:
- 폴리에틸렌 또는 내-수성 도료 (water-resistant paint)의 외부층;
- 잉크 층;
- 실리케이트 층;
- 종이 층;
- 실리케이트 층;
- 알루미늄 + 실리케이트의 층;
- 소위 "무용제" 재료의 층; 및
- 결합된 필름에서 폴리에틸렌 또는 핫-멜트 플라스틱 필름의 내부층.
더군다나, 결합 가능성 중에서, 사용될 수 있는 재생 가능한 공급원에서 비롯되는 필름 및 코팅의 모든 범주는, 예를 들어, PLA - 셀로판, PHB, PCL, 즉, 만약 그 경우라면, 당류, 야채 오일, 전분 등과 같은, 변형 가능한 혼합물의 경우에서 이의 전구체와 같이 사용될 수 있다.
결국, 전술된 알칼리 금속의 실리케이트의 대체로서, 또 다른 수-용성 물질을, 단독 또는 상기 실리케이트 및/또는 전술된 다른 첨가제 중 하나와 조합하여 사용하는 것은 가능하다. 특히, 전술된 중간층은 젤라틴, 아라비아 고무, 폴리비닐피롤리돈, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리비닐알코올을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 재료로 구성될 수 있다.
상기 수-용성 물질은, 알 수 있는 바와 같이, 예를 들어, 99%의 폴리비닐알코올 및 이미 언급된 첨가제/보조제, 특히 당 및/또는 전분, 또는 2%의 나트륨 실리케이트 또는 기타의 조성물, 및 반대의 조성물로, 일반적인 퍼센트에서 이를 포함하는 층의 부분일 수 있다.
본 발명은 바람직한 구체 예를 참조하여 어느 정도로 기재되었다. 이것은, 이하 공표된 청구항의 보호 범주에 의해 규정된 바와 같이, 본 발명의 핵심에 속하는 다른 구체 예가 존재한다는 것을 의미하는 것이다.

Claims (19)

  1. - 제1 외부층 (21);
    - 제2 내부층 (22)을 포함하고,
    여기서 상기 제1 및 제2층 (22, 22) 또는 이들 사이에 삽입된 제3 중간층 (23)은, 수-용성 물질을 독점적으로 또는 지배적인 비율로 포함하여, 상기 층들 (21, 22, 23) 중 둘 이상이, 물의 수욕 또는 물의 보급의 수단에 의해, 사용 후에 분리 가능한, 다층 구조를 갖는, 식품의 포장에 특히 적합한 적층 복합 재료 (1).
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간층 (23), 상기 제1층 (21) 또는 상기 제2층 (22)은 알칼리 금속 실리케이트 M을, M2O x nSiO2 및 n = 1,5 ÷ 4로, 독점적으로 또는 지배적인 비율로 포함하는 적층 복합 재료 (1).
  3. 전술한 청구항에 있어서,
    M은 나트륨 Na, 칼륨 K 및 리튬 Li을 포함하는 군으로부터 선택되는 적층 복합 재료 (1).
  4. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수-용성 물질은 그 자체의 층의 조성물의 약 99%를 나타내는 폴리비닐알코올 또는 그 자체의 층의 조성물의 약 2%를 나타내는 나트륨 실리케이트인 적층 복합 재료 (1).
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 중간층 (23), 상기 제1층 (21) 또는 상기 제2층 (22)은, 당류, 전분, 젤라틴, 아라비아 고무, 폴리비닐피롤리돈, 카르복시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리비닐알코올을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 독점적으로 또는 지배적인 비율로 포함하는 적층 복합 재료 (1).
  6. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 내부층 (22)은 접착제의 층 또는 핫-멜트의 층 및/또는 열-용접 가능한 및/또는 금속 필름인 적층 복합 재료 (1).
  7. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1층 (21)은 통기성인 적층 복합 재료 (1).
  8. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1층 (21)은 종이 또는 종이-같은, 셀룰로오스 또는 섬유 물질인 적층 복합 재료 (1).
  9. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 내부층 (22)에 인접한 추가 층 (24, 25)을 포함하고, 접착제, 필름 물질 및 코팅을 포함하는 군으로부터 바람직하게 선택되는 적층 복합 재료 (1).
  10. 전술한 청구항에 있어서,
    상기 제2층 (220) 및/또는 상기 추가 층 (24)은 폴리에틸렌 PE으로 구성되는 적층 복합 재료 (1).
  11. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간층 (23), 상기 제1층 (21) 또는 상기 제2층 (22)은, 유기 충전제, (글리세린, 솔비톨, 에틸렌글리콜과 같은) 오일, 스티렌계 고분자, 아크릴릭스, 무기 충전제 (예를 들어, 탈크 분말), 폴리비닐알코올 PVA - PVOH, PLA 에틸렌 - 비닐알코올 (EVOH), 운모, 질석, 장석류, 제올라이트, 당, 전분 또는 기타로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함하는 적층 복합 재료 (1).
  12. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 내부층 (22)은, 물 수욕의 수로에 대한 채널을 형성하는 방식으로, 불연속 패턴에 따라 적용되는 적층 복합 재료 (1).
  13. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    재생 가능한 공급원, 예를 들어, PLA-셀로판, PHB, PCL에서 생성된 필름 및/또는 코팅을 포함하는 적층 복합 재료 (1).
  14. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    시트 또는 연속 테이프의 형태인 적층 복합 재료 (1).
  15. 전술한 청구항 중 어느 한 항에 따른 복합 재료 (1)로 구성된 케이싱 및 상기 케이싱 내에 수신된 제품, 특히 식품을 포함하는 포장재.
  16. - 외부층 (21) 및 중간층 (23)을 제공하고, 후자는 수-용성 물질로 구성되며, 상기 외부 및 중간층들은 하나가 다른 하나에 부착된, 외부층 (21) 및 중간층 (23)을 제공하는 단계;
    - 접착제의 제2 내부층 (22)을 제공하는 단계;
    - 상기 제2 접착제 층 (22)을 건조시키는 단계, 및
    - 상기 제2 접착제 층 (22)을 상기 외부층 (21) 및 중간층 (23)에 의해 형성된어셈블리에 합치는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 층들 (21, 22, 23) 중 둘 이상은, 물의 수욕 또는 물의 보급의 수단에 의해, 사용 후에 분리 가능한, 식품의 포장에 특히 적합한 복합 재료 적층 (1)의 제조방법.
  17. 전술한 청구항에 있어서,
    상기 방법은, 추가 접착제의 층 (25)을 제공하는 추가 단계, 상기 추가 접착제 층 (25)을 건조하는 단계 및 상기 제2 접착제 층 (22) 상에 상기 추가 접착제 층 (25)의 접착 단계를 포함하는 복합 재료 적층 (1)의 제조방법.
  18. 청구항 16 또는 17에 있어서,
    상기 방법은, 청구항 1 내지 15중 어느 한 항에 따른 복합 재료 (1) 또는 포장을 제조하는 방법인, 복합 재료 적층 (1)의 제조방법.
  19. 물의 수욕 또는 물의 보급의 수단에 의해 층들 (21, 22, 23)의 둘 이상의 구성분을 분리하는 단계를 포함하는 청구항 1 내지 15중 어느 한 항에 따른 복합 재료 또는 포장의 재활용 방법.
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