KR20190094155A - 강성 단층 용기 - Google Patents

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쉐릴 마리 스탠식
필리프 마틴 니에덴추
데니스 코너
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더 케무어스 컴퍼니 에프씨, 엘엘씨
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Abstract

TiO2 입자, 흑색 및 황색으로부터 선택되는 적어도 하나의 착색 안료, 및 중합체를 포함하는 새로운 광 차단 강성 단층 패키지(rigid monolayer package). 광 차단 강성 단층 패키지는 LPF 값이 약 20 이상일 수 있다.

Description

강성 단층 용기
패키지(package) 내에 수용된 소정 화합물 및 영양소는 광 노출에 의해 악영향을 받을 수 있다. 광에 대한 직접 또는 간접 노출의 결과로서 다수의 상이한 화학적 및 물리적 변화가 분자 종(molecular species)에 발생할 수 있으며, 이는 집합적으로 광화학적 프로세스로서 정의될 수 있다. 앳킨스(Atkins)의 문헌에 기재된 바와 같이, 광화학적 프로세스는 일차적 흡수, 물리적 프로세스(예를 들어, 형광, 충돌-유도된 방출, 유도 방출, 계간 교차(intersystem crossing), 인광, 내부 전환, 단일항 전자 에너지 전달(singlet electronic energy transfer), 에너지 풀링(pooling), 삼중항 전자 에너지 전달, 삼중항-삼중항 흡수(triplet-triplet absorption)), 이온화(예를 들어, 페닝(Penning) 이온화, 해리 이온화, 충돌 이온화, 결합 이온화), 또는 화학적 프로세스(예를 들어, 해리 또는 분해, 부가 또는 삽입, 제거(abstraction) 또는 단편화, 이성체화, 해리적 여기(dissociative excitation))를 포함할 수 있다(문헌[Atkins, P.W.; Table 26.1 Photochemical Processes. Physical Chemistry, 5th Edition; Freeman: New York, 1994; 908.]). 일례로, 광은 감광제 화학종(예를 들어, 유제품 내의 리보플라빈)의 여기를 유발할 수 있으며, 이어서 이는 존재하는 다른 화학종(예를 들어, 산소, 지질)과 후속 반응하여, 가치 있는 제품(예를 들어, 식품 내의 영양소)의 분해 및 제품의 특질을 조정할 수 있는 화학종(예를 들어, 식품 내의 이취(off-odor))의 발생을 포함하는 변화를 유도할 수 있다.
그와 같이, 패키지 내용물(들)의 보호를 가능하게 하기에 충분한 광 차단(light protection) 특성 및 운송, 보관 및 사용 조건을 견디기에 충분한 기계적 특성을 갖는 패키징을 제공할 필요가 있다.
수용하는 물질을 보호하는 패키지의 능력은 패키지를 디자인하고 구성하는 데 사용되는 재료에 따라 크게 좌우된다(본 명세서에 참고로 포함된 참고 문헌[Food Packaging and Preservation; edited M. Mathlouthi, ISBN: 0-8342-1349-4; Aspen publication; Copyright 1994]; 문헌[Plastic Packaging Materials for Food; Barrier Function, Mass Transport, Quality Assurance and Legislation: ISBN 3-527-28868-6; edited by O.G Piringer; A.L. Baner; Wiley-vch Verlag GmBH, 2000]). 바람직한 패키징 재료는 수분, 광 및 산소의 침투를 고려하여 디자인되며, 이는 종종 장벽(barrier) 특징으로서 지칭된다.
패키징에 사용되는 재료의 광 장벽 특징은 패키지 내용물에 대한 광 차단을 제공하는 것이 바람직하다. 패키징 재료의 광 차단을 측정하고 이러한 차단을 미국 특허 출원 공개 제20150093832-A1호에 기재된 바와 같이 "광 차단 지수"(light protection factor))(LPF 값)로 특성화하는 방법이 기재되어 있다.
이산화티타늄(TiO2)이 플라스틱 식품 패키징 층(들)에 낮은 수준(조성물의 0.1 중량% 내지 5 중량%의 전형적인 수준)으로 빈번하게 사용되어 식품 패키지에 백색성 및/또는 불투명성과 같은 심미적 특질을 제공한다. 이러한 특질에 더하여, 이산화티타늄은, 예를 들어 미국 특허 제5,750,226호; 미국 특허 제6,465,062호; 및 미국 특허 출원 공개 제20040195141호에 기재된 바와 같이 소정 엔티티(entity)의 광 차단을 제공할 수 있는 재료로서 인식되지만; 플라스틱 패키지에서 광 차단 재료로서의 TiO2의 사용은, 이산화티타늄 조성물을 높은 로딩 수준 또는 원하는 광 차단을 제공하기에 충분히 높은 수준에서 가공하는 문제로 인해 제한되어 왔다.
유용한 패키징 디자인은 목표 응용에 대해 합당한 비용으로 필요한 광 차단 및 기능적 성능을 제공하는 디자인이다. 패키징 디자인의 비용은 부분적으로는 패키징 디자인을 생성하는 데 필요한 구성 재료 및 가공에 의해 결정된다.
유제품 패키징은, 광 노출의 악영향으로부터 유제품을 보호하기 위해 패키지에서 광을 차단하는 이점이 있는 응용이다. 유제품에 대한 광 노출은 우유 내의 일부 화학종의 분해를 가져올 수 있으며; 이러한 분해는 우유의 영양소 수준 및 감각적 특질의 감소를 가져온다 (예를 들어, 문헌["Riboflavin Photosensitized Singlet Oxygen Oxidation of Vitamin D", J. M. King and D. B. Min, V 63, No. 1, 1998, Journal of Food Science, page 31]). 따라서, 광 차단 패키징에 의한 광으로부터의 유제품의 보호는, 광 차단을 갖지 않는 전형적인 패키징으로 패키징된 우유와 비교할 때, 영양소 수준 및 감각적 특질이 장기간 동안 그의 초기 수준으로 보존되게 할 것이다(예를 들어, 문헌["Effect of Package Light Transmittance on Vitamin Content of Milk. Part 2: UHT Whole Milk." A. Saffert, G. Pieper, J. Jetten; Packaging Technology and Science, 2008; 21: 47-55]).
추가로, 다층 구조체가 패키지 디자인에서 광 차단 특질을 달성하는 수단으로 간주된다. 전형적으로, 광 및 기계적 손상으로부터 식품을 적절히 보호하기 위해서는 재료의 하나 초과의 층이 필요하다. 예를 들어, 쿡(Cook) 등(미국 특허 제6,465,062호)은 다른 기능적 장벽 층과 함께 광 장벽 특징을 달성하기 위한 다층 패키징 용기 디자인을 제시한다. 다층 패키징 구조체와 관련된 문제는, 다층 패키징 구조체가 더 복잡한 가공, 각각의 층을 위한 추가적인 재료, 및 더 높은 패키지 비용을 필요로 하며, 층 박리 위험성을 갖는다는 것이다. 다층 디자인의 결점 및 단층 디자인의 이점이 미국 특허 출원 공개 제20040195141호의 섹션 [0022] 및 [0026]에서 논의된다. 따라서, 다층 패키지의 광 차단 및 기계적 강도 특성을 달성하거나 또는 능가하는 단층 식품 패키지를 생성하기 위한 상업적 필요성이 존재한다.
가요성 패키지는 본 출원에서 논의된 강성(rigid) 패키지에 사용되는 바와 같은 재료로 제조되는 소정 응용에 유용할 수 있다. 그러한 가요성 패키지는 상이한 두께를 가질 수 있고, 기계적 또는 기능적 목적을 위해 추가적인 구성요소를 필요로 할 수 있다.
놀랍게도, 함께 포함될 때 상승적 성능을 제공하는, 적은 로딩량, 전형적으로 0.03 중량% 미만의 착색 안료 재료와 함께, 패키징 조성물의 총 중량의 약 8 중량%를 초과하지 않는 중간 농도 수준의 TiO2 입자를 이용하여 새로운 광 차단 단층(monolayer) 패키지가 개발되었다. 본 발명의 단층 패키지는 충분한 기계적 특성을 유지하면서 탁월한 광 차단 특성을 갖는다. 착색 안료와 조합된 TiO2 입자는 마스터배치(masterbatch)에 포함시켜 사용함으로써 패키지 생성 공정에서 분산 및 가공될 수 있으며, 바람직하게는 예를 들어 패키지 생성을 위한 블로우 성형 방법을 사용하여 패키지로 가공될 수 있다. 압출 및 연신 블로우 성형은 패키지 생성을 위해 유용한 방법이다. 착색 안료는 가장 바람직하게는 황색 또는 흑색이며, 조합으로 또는 개별적으로 사용될 수 있다. 다른 안료 및 첨가제가 추가적인 성능 또는 심미적 요구를 위해 사용될 수 있다.
본 발명은 강성 단층 광 차단 패키지를 포함한다. 단층 패키지는 TiO2 입자, 바람직하게는 흑색 및 황색으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 착색 안료, 및 중합체를 포함하며, 여기서 TiO2 입자 및 적어도 하나의 착색 안료는 중합체 전반에 걸쳐 분산된다. 단층 패키지는 필요한 기계적 특성을 유지하면서 탁월한 광 차단 특성을 갖는다. 단층 패키지는 광 차단 지수("LPF" 값)가 20 이상, 바람직하게는 30 초과, 더욱 바람직하게는 40 초과 또는 더욱 더 바람직하게는 50 초과일 수 있다.
본 개시 내용에서, "포함하는"은 인용된 바와 같은 기술된 특징, 정수, 단계 또는 성분의 존재를 명시하는 것으로 해석될 것이지만, 하나 이상의 특징, 정수, 단계, 또는 성분 또는 이들의 군의 존재 또는 부가를 배제하지 않는다. 부가적으로, 용어 "포함하는"은 용어 "~로 본질적으로 이루어진" 및 "~로 이루어진"에 의해 포괄되는 예를 포함하고자 한다. 유사하게, 용어 "~로 본질적으로 이루어진"은 용어 "~로 이루어진"에 의해 포괄되는 예를 포함하고자 한다.
본 개시 내용에서, 양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 전형적인 범위, 또는 전형적인 상한 값과 전형적인 하한 값의 목록으로서 주어진 경우, 이는, 범위가 개별적으로 개시되어 있는지 여부와 상관없이, 임의의 범위 상한 또는 전형적인 값 및 임의의 범위 하한 또는 전형적인 값의 임의의 쌍으로 이루어진 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해되어야 한다. 수치 값의 범위가 본 명세서에서 언급될 경우, 달리 기술되지 않는다면, 범위는 그 종점 및 범위 내의 모든 정수와 분수를 포함하고자 한다. 본 발명의 범주는 범위를 한정할 때 언급되는 구체적인 값으로 제한되는 것으로는 의도되지는 않는다.
본 개시 내용에서, 단수 용어 및 단수 형태("a," "an" 및 "the")는, 예를 들어 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 복수 언급(plural reference)을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 단수 형태의 "TiO2 입자"에 대한 언급은 또한 복수의 TiO2 입자를 포함한다. 본 특허 출원에 인용된 모든 참고 문헌은 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 발명은 강성 단층 광 차단 패키지를 포함한다. 단층은 TiO2 입자, 바람직하게는 흑색 및 황색으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 착색 안료, 및 중합체를 포함하며, 여기서 TiO2 입자 및 적어도 하나의 착색 안료는 중합체 전반에 걸쳐 분산된다. 단층은 패키지 내의 식품을 광으로부터 보호하며 식품을 수용한다. 단층은 필요한 기계적 특성을 유지하면서 탁월한 광 차단 특성을 갖는다. 단층은 LPF 값이 20 이상, 바람직하게는 30 초과, 더욱 바람직하게는 40 초과 또는 더욱 더 바람직하게는 50 초과일 수 있다. 이산화티타늄 및 적어도 하나의 착색 안료는 마스터배치에 포함시킴으로써 패키지 생성 공정에서 분산 및 가공될 수 있으며, 바람직하게는 블로우 성형 방법을 사용하여 패키지로 가공될 수 있다. 마스터배치는 고체 펠렛일 수 있다. TiO2 및 착색 안료는 다른 형태, 예를 들어 액체로 또한 전달될 수 있으며, 하나의 단일 마스터배치 제형으로 전달되어야 필요는 없다.
본 발명의 일 실시 형태는, a) TiO2 입자, 흑색 및 황색으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 착색 안료, 및 하나 이상의 용융 가공성 수지(들)를 포함하는 단층 - 여기서, 단층은 LPF 값이 약 20 이상이고, TiO2 입자의 농도는 단층의 1 중량% 이상임 - 과; b) 선택적으로 하나 이상의 심미 층(aesthetic layer)을 포함하는, 하나 이상의 감광 제품을 위한 패키지를 포함한다.
다른 실시 형태에서, 강성 단층은 PET, 약 6.3 중량%의 TiO2 및 0.002 중량%의 FDA 흑색 안료를 포함하며, 두께가 약 28 밀(mil)이다.
본 발명의 일 태양에서, TiO2 입자는 먼저 금속 산화물로 코팅된 다음, 유기 재료로 코팅된다.
금속 산화물은 실리카, 알루미나, 지르코니아, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 금속 산화물은 알루미나인 것이 가장 바람직하다. TiO2 상의 유기 코팅 재료는 유기-실란, 유기-실록산, 플루오로-실란, 유기-포스포네이트, 유기-산 포스페이트, 유기-피로포스페이트, 유기-폴리포스페이트, 유기-메타포스페이트, 유기-포스피네이트, 유기-설폰산 화합물, 탄화수소계 카르복실산, 탄화수소계 카르복실산의 관련 에스테르, 탄화수소계 카르복실산의 유도체, 탄화수소계 아미드, 저분자량 탄화수소 왁스, 저분자량 폴리올레핀, 저분자량 폴리올레핀의 공중합체, 탄화수소계 폴리올, 탄화수소계 폴리올의 유도체, 알칸올아민, 알칸올아민의 유도체, 유기 분산제, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다. 유기 재료는 화학식: R5 xSiR6 4-x(여기서, R5는 적어도 1 내지 약 20개의 탄소 원자를 갖는 비가수분해성 알킬, 사이클로알킬, 아릴, 또는 아르알킬 기이고; R6은 가수분해성 알콕시, 할로겐, 아세톡시, 또는 하이드록시 기이고; x는 1 내지 3임)를 갖는 유기-실란인 것이 더욱 바람직하다. 유기 재료는 옥틸트라이에톡시실란인 것이 가장 바람직하다. 본 발명의 일 태양에서, 단층은 TiO2 입자의 농도가 단층의 0 중량% 초과 내지 약 8 중량%, 바람직하게는 단층의 0.5 내지 8 중량%, 더욱 바람직하게는 단층의 0.5 내지 4 중량%일 수 있다. 용융 가공성 수지(들)는 폴리올레핀의 군으로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 일 태양에서, 용융 가공성 수지는 바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌이고, 단층은 두께가 10 밀 내지 35 밀이다. 본 발명의 추가의 태양에서, 금속 산화물은 알루미나이고 유기 재료는 옥틸트라이에톡시실란이다.
본 발명의 일 태양에서, TiO2 입자는 금속 산화물, 바람직하게는 알루미나로 코팅된 다음, 추가적인 유기 층으로 코팅될 수 있다. 처리된 TiO2는, 중합체 용융물 전반에 균일하게 분산될 수 있고 중합체 용융물에 색상 및 불투명성을 부여하는 무기 미립자 재료이다. 본 명세서에서 추가적인 처리 또는 표면 층을 명시하지 않고 TiO2를 언급했다고 해서 그것이 그러한 층을 가질 수 없음을 의미하지는 않는다.
TiO2 입자는 루틸(rutile) 또는 아나타제(anatase) 결정질 형태일 수 있다. 이는 통상적으로 클로라이드 공정 또는 설페이트 공정에 의해 제조된다. 클로라이드 공정에서는, TiCl4가 TiO2 입자로 산화된다. 설페이트 공정에서는, 황산 및 티타늄 함유 광석(ore)이 용해되고, 생성된 용액은 일련의 침전 단계들을 거쳐 TiO2를 산출한다. 설페이트 공정 및 클로라이드 공정 둘 모두는 문헌["The Pigment Handbook", Vol. 1, 2nd Ed., John Wiley & Sons, NY (1988)]에 더욱 상세하게 기재되어 있으며, 이의 교시는 본 명세서에서 참고로 포함된다.
바람직한 TiO2 입자는, X-선 원심분리 기법에 의해, 구체적으로 브룩헤븐 인더스트리즈(Brookhaven Industries) 모델 TF-3005W X-선 원심분리 입자 크기 분석기를 이용하여 측정할 때 100 nm 내지 250 nm의 중위 직경 범위를 갖는 입자를 포함한다. TiO2의 결정상은 바람직하게는 루틸이다. 표면 처리를 받은 후의 TiO2는 직경의 평균 크기 분포가 약 100 nm 내지 400 nm, 더욱 바람직하게는 100 nm 내지 250 nm일 것이다. 나노입자(직경의 평균 크기 분포가 약 100 nm 미만인 것)가 또한 본 발명에 사용될 수 있으나, 상이한 광 차단 성능 특성을 제공할 수 있다.
TiO2 입자는, 오직 이산화티타늄만 함유하는 것과 같이, 실질적으로 순수할 수 있거나, 또는 실리카, 알루미나, 및/또는 지르코니아와 같은 다른 금속 산화물로 처리될 수 있다. 알루미나로 코팅/처리된 TiO2 입자가 본 발명의 패키지에서 바람직하다. TiO2 입자는, 예를 들어, 무기 화합물을 금속 화합물과 함께 공동-산화 또는 공동-침전시킴으로써, 금속 산화물로 처리될 수 있다. TiO2 입자가 공동-산화되거나 공동-침전되는 경우, 총 입자 중량을 기준으로 약 20 중량% 이하, 더욱 전형적으로, 0.5 내지 5 중량%, 가장 전형적으로 약 0.5 내지 약 1.5 중량%의 다른 금속 산화물이 존재할 수 있다.
처리된 이산화티타늄은, 예를 들어, (a) 발열-침착된 금속 산화물 또는 침전된 무기 산화물을 포함하는 실질적으로 캡슐화된 층을 이산화티타늄 입자의 표면 상에 갖는 상기 입자를 제공하는 단계; (b) 유기-실란, 유기-실록산, 플루오로-실란, 유기-포스포네이트, 유기-산 포스페이트, 유기-피로포스페이트, 유기-폴리포스페이트, 유기-메타포스페이트, 유기-포스피네이트, 유기-설폰산 화합물, 탄화수소계 카르복실산, 탄화수소계 카르복실산의 관련 에스테르, 탄화수소계 카르복실산의 유도체, 탄화수소계 아미드, 저분자량 탄화수소 왁스, 저분자량 폴리올레핀, 저분자량 폴리올레핀의 공중합체, 탄화수소계 폴리올, 탄화수소계 폴리올의 유도체, 알칸올아민, 알칸올아민의 유도체, 유기 분산제, 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 유기 표면 처리 재료로 입자를 처리하는 단계; 및 (c) 선택적으로, 단계 (b)를 반복하는 단계를 포함하는 공정에 의해 형성될 수 있다.
TiO2 입자를 무정형 알루미나로 처리 또는 코팅하는 방법의 예는 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제4,460,655호의 실시예 1에 교시되어 있다. 이 공정에서는, 전형적으로 (총 입자 기준) 약 0.05 중량% 내지 2 중량%의 범위의 수준으로 존재하는 플루오라이드 이온을 사용하여, 알루미나가 이산화티타늄 입자 상에 침착될 때, 전형적으로 (총 입자 기준) 약 1 중량% 내지 약 8 중량%의 범위의 수준으로 존재하는 알루미나의 결정성을 파괴한다. 예를 들어, 시트레이트, 포스페이트 또는 설페이트와 같은, 알루미나에 대해 친화성을 갖는 다른 이온이, 개별적으로 또는 조합으로, 필적할 만한 양으로 이 공정의 플루오라이드 이온을 대체할 수 있음에 유의한다. 코팅된 TiO2를 유기규소 화합물로 처리하는 경우, 플루오라이드 화합물 또는 플루오라이드 이온이 결합된, 알루미나 또는 알루미나-실리카로 코팅된 TiO2 입자를 포함하는 백색 안료의 성능 특성이 향상된다. 생성되는 조성물은 플라스틱 응용에 특히 유용하다. 본 발명의 입자를 처리 또는 코팅하는 추가의 방법은, 예를 들어, 미국 특허 제5,562,990호 및 미국 특허 출원 공개 제2005/0239921호에 개시되어 있으며, 이들의 요지는 본 명세서에 참고로 포함된다.
이산화티타늄 입자는 저분자량 폴리올, 유기실록산, 유기실란, 알킬카르복실산, 알킬설포네이트, 유기포스페이트, 유기포스포네이트 및 이들의 혼합물과 같은 유기 화합물로 처리될 수 있다. 바람직한 유기 화합물은 저분자량 폴리올, 유기실록산, 유기실란 및 유기포스포네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되며, 유기 화합물은 총 입자 기준으로 0.2 중량% 내지 2 중량%, 0.3 중량% 내지 1 중량%, 또는 0.7 중량% 내지 1.3 중량%의 로딩량으로 존재한다. 유기 화합물은 약 0.1 내지 약 25 중량%, 또는 0.1 내지 약 10 중량%, 또는 약 0.3 내지 약 5 중량%, 또는 약 0.7 내지 약 2 중량%의 범위일 수 있다. 본 발명에 사용되는 바람직한 유기 화합물 중 하나는 폴리다이메틸 실록산이며; 본 발명에 사용되는 다른 바람직한 유기 화합물에는 카르복실산 함유 재료, 폴리알코올, 아미드, 아민, 규소 화합물, 다른 금속 산화물, 또는 이들의 둘 이상의 조합이 포함된다.
바람직한 실시 형태에서, 적어도 하나의 유기 표면 처리 재료는 화학식: R5 xSiR6 4-x(여기서, R5는 적어도 1 내지 약 20개의 탄소 원자를 갖는 비가수분해성 알킬, 사이클로알킬, 아릴, 또는 아르알킬 기이고; R6은 가수분해성 알콕시, 할로겐, 아세톡시, 또는 하이드록시 기이고; x는 1 내지 3임)를 갖는 유기-실란이다. 옥틸트라이에톡시실란이 바람직한 유기-실란이다.
하기의 TiO2 안료가 본 발명에 유용할 수 있다:
케무어스(Chemours) Ti-퓨어(Pure)™ R-101,104, 105, 108, 350, 1600, 및 1601. 유사한 크기 및 표면 처리를 갖는 다른 TiO2 등급이 본 발명에 또한 유용할 수 있다.
하기의 안료가 이하에 추가로 기재되는 바와 같이 본 발명에 따라 사용될 수 있다.
CIELAB 1976 색상 스케일(color scale)은 안료 및 플라스틱의 색상을 정의하는 데 유용하다. 이러한 색상 스케일은 L*(단색성 명도), b*(양의 방향에서 황색 및 음의 방향에서 청색) 및 b*(양의 방향에서 적색 및 음의 방향에서 녹색)의 지각 축(perceptual axis) 상의 색상을 수치적으로 기술한다.
황색 착색 안료
모놀리식(monolithic) 강성 물품은 색 공간을 더 낮은 L* 및/또는 더 높은 b* 값으로 이동시키는 착색제를 포함할 수 있다. 황색 착색제는 색 공간을 더 높은 b* 값으로 이동시킬 것이다. 안료 또는 염료로 분류되는 황색 착색제는 전형적으로 모노아조 유도체, 비스아조 유도체, 퀴놀린 유도체, 잔텐 유도체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 황색 안료, 염료 또는 상기 재료들의 조합은 본 발명의 방법에 따라 사용하기에 적합하며 하기 PY 명칭을 갖는 임의의 하기 안료 또는 염료를 포함한다:
CIGN CICN CAS 번호 안료 부류
P.Y.1 11680 2512-29-0 모노아조 옐로(Monoazo Yellow)
P.Y.2 11730 6486-26-6 모노아조 옐로
P.Y.3 11710 6486-23-3 모노아조 옐로
P.Y.5 11660 4106-67-6 모노아조 옐로
P.Y.6 11670 4106-76-7 모노아조 옐로
P.Y.10 12710 6407-75-6 모노아조 옐로
P.Y.12 21090 6358-85-6 다이아릴라이드 옐로(Diarylide Yellow)
P.Y.13 21100 5102-83-0 다이아릴라이드 옐로
P.Y.14 21095 5468-75-7 다이아릴라이드 옐로
P.Y.16 20040 5979-28-2 비스아세토아세트아릴라이드(Bisacetoacetarylide)
P.Y.17 21105 4531-49-1 다이아릴라이드 옐로
P.Y.24 70600 475-71-8 플라반트론(Flavanthrone)
P.Y.49 11765 2904-04-3 모노아조 옐로
P.Y.55 21096 6358-37-8 다이아릴라이드 옐로
P.Y.60 12705 6407-74-5 모노아조 옐로
P.Y.61 13880 12286-65-6 모노아조 옐로,
P.Y.62 13940 12286-66-7 모노아조 옐로,
P.Y.63 21091 14569-54-1 다이아릴라이드 옐로
P.Y.65 11740 6528-34-3 모노아조 옐로
P.Y.73 11738 13515-40-7 모노아조 옐로
P.Y.74 11741 6358-31-2 모노아조 옐로
P.Y.75 11770 52320-66-8 모노아조 옐로
P.Y.81 21127 22094-93-5 다이아릴라이드 옐로
P.Y.83 21108 5567-15-7 다이아릴라이드 옐로
P.Y.87 21107:1 15110-84-6 다이아릴라이드 옐로
P.Y.90 - - 다이아릴라이드 옐로
P.Y.93 20710 5580-57-4 디스아조 컨덴세이션(Disazo Condensation)
P.Y.94 20038 5580-58-5 디스아조 컨덴세이션
P.Y.95 20034 5280-80-8 디스아조 컨덴세이션
P.Y.97 11767 12225-18-2 모노아조 옐로
P.Y.98 11727 12225-19-3 모노아조 옐로
P.Y.99 - 12225-20-6 안트라퀴논(Anthraquinone)
P.Y.100 19140:1 12225-21-7 모노아조피라졸론(Monoazopyrazolone)
P.Y.101 48052 2387-03-3 알다진(Aldazine)
P.Y.104 15985:1 15790-07-5 나프탈렌 설폰산(Naphth. sulfonic acid)
P.Y.106 - 12225-23-9 다이아릴라이드 옐로
P.Y.108 68420 4216-01-7 안트라피리미딘(Anthrapyrimidine)
P.Y.109 56284 12769-01-6 아이소인돌리논(Isoindolinone)
P.Y.110 56280 5590-18-1 아이소인돌리논
P.Y.111 11745 15993-42-7 모노아조 옐로
P.Y.113 21126 14359-20-7 다이아릴라이드 옐로
P.Y.114 21092 71872-66-7 다이아릴라이드 옐로
P.Y.116 11790 30191-02-7 모노아조 옐로
P.Y.117 48043 21405-81-2 금속 착물(Metal Complex)
P.Y.120 11783 29920-31-8 벤즈이미다졸론(Benzimidazolone)
P.Y.121 21091 61968-85-2 다이아릴라이드 옐로
P.Y.123 65049 4028-94-8 안트라퀴논
P.Y.124 21107 67828-22-2 다이아릴라이드 옐로
P.Y.126 21101 90268-23-8 다이아릴라이드 옐로
P.Y.127 21102 71872-67-8 다이아릴라이드 옐로
P.Y.128 20037 57971-97-8 디스아조 컨덴세이션
P.Y.129 48042 68859-61-0 금속 착물
P.Y.130 117699 23739-66-4 모노아조 옐로
P.Y.133 139395 85702-92-2 모노아조 옐로
P.Y.136 - - 다이아릴라이드 옐로
P.Y.138 56300 56731-19-2 퀴노프탈론(Quinophthalone)
P.Y.139 56298 36888-99-0 아이소인돌린(Isoindoline)
P.Y.142 - 67355-35-5 모노아조 옐로
P.Y.147 60645 76168-75-7 안트라퀴논
P.Y.148 59020 20572-37-6
P.Y.150 12764 68511-62-6 금속 착물
P.Y.151 13980 61036-28-0 벤즈이미다졸론
P.Y.152 21111 20139-66-6 다이아릴라이드 옐로
P.Y.153 48545 68859-51-8 금속 착물
P.Y.154 11781 68134-22-5 벤즈이미다졸론
P.Y.155 200310 68516-73-4 비스아세토아세트아릴라이드
P.Y.165 - - 모노아조 옐로
P.Y.166 20035 76233-82-4 디스아조 컨덴세이션
P.Y.167 11737 38489-24-6 모노아조 옐로
P.Y.168 13960 71832-85-4 모노아조 옐로
P.Y.169 13955 73385-03-2 모노아조 옐로
P.Y.170 21104 31775-16-3 다이아릴라이드 옐로
P.Y.171 21106 53815-04-6 다이아릴라이드 옐로
P.Y.172 21109 762353-0 다이아릴라이드 옐로
P.Y.173 561600 96352-23-7 아이소인돌리논
P.Y.174 21098 78952-72-4 다이아릴라이드 옐로
P.Y.175 11784 35636-63-6 벤즈이미다졸론
P.Y.176 21103 90268-24-9 다이아릴라이드 옐로
P.Y.177 48120 60109-88-8 금속 착물
P.Y.179 48125 63287-28-5 금속 착물
P.Y.180 21290 77804-81-0 벤즈이미다졸론
P.Y.181 11777 74441-05-7 벤즈이미다졸론
P.Y.182 128300 67906-31-4 폴리사이클릭 안료(Polycycl. Pigment)
P.Y.183 18792 65212-77-3 모노아조 옐로
P.Y.185 56280 76199-85-4 아이소인돌린
P.Y.187 - 131439-24-2 폴리사이클릭 안료
P.Y.188 21094 23792-68-9 다이아릴라이드 옐로
P.Y.190 189785 141489-68-1 모노아조 옐로
P.Y.191 18795 129423-54-7 모노아조 피라졸론(Monoazo pyrazolone)
P.Y.191:1 18795 154946-66-4 모노아조 피라졸론
P.Y.192 507300 - 헤테로사이클러스(Heterocyclus)
P.Y.193 65412 70321-14-1 안트라퀴논
P.Y.194 11785 82199-12-0 벤즈이미다졸론
P.Y.198 - 83372-55-8 비스아세토아세트아릴라이드
P.Y.199 653200 136897-58-0 안트라퀴논
P.Y.201 - 60024-34-2 모노아조(Monoazo)
P.Y.202 65440 - 안트라퀴논
P.Y.203 117390 - 모노아조
P.Y.205 - - 아조 금속 염
P.Y.206 - - 아조 금속 염
P.Y.209 - - 아조 금속 염
P.Y.209:1 - - 모노아조 금속 염
P.Y.212 - - 아조 금속 염
P.Y.213 11875 220198-21-0 모노아조/차이나졸론디온(Chinazolondion)
P.Y.214 - - 디스아조/벤즈이미다졸론
CIGN = 컬러 인덱스(Color Index)™ 일반명(Generic Name)
CICN = 컬러 인덱스™ 색 번호(Color Number)
그러한 황색 안료는 구매가능하거나 또는 당업계에 잘 알려진 수단에 의해 제조될 수 있다.
본 발명의 방법에 따라 사용하기에 적합한 황색 염료에는 컬러 인덱스 디스퍼스 옐로(disperse yellow) 54, 컬러 인덱스 디스퍼스 옐로 201, 컬러 인덱스 피그먼트 옐로(pigment yellow) 138, 컬러 인덱스 11020 메틸 옐로(methyl yellow), 컬러 인덱스 11855 디스퍼스 옐로 3, 컬러 인덱스 13065 메타닐 옐로(metanil yellow), 컬러 인덱스 13900 애시드 옐로(acid yellow) 99 및 다른 애시드 옐로 염료, 컬러 인덱스 13920 다이렉트 옐로(direct yellow) 8 및 다른 다이렉트 옐로 염료, 컬러 인덱스 14025 알리자린 옐로(alizarin yellow), GG 컬러 인덱스 14045 모르단트 옐로(mordant yellow) 12, 컬러 인덱스 15985 썬셋 옐로(sunset yellow) FCF, 컬러 인덱스 24890 브릴리언트 옐로(brilliant yellow), 컬러 인덱스 46025 아크리딘 옐로(acridine yellow) G, 3-카르복시-5-하이드록시-l-p-설포페닐-4-p-설포페닐아조피라졸 트라이소듐 염(황색 염료 #5), 및 1-(설포페닐아조)2-나프톨-6-설폰산 다이소듐 염(황색 염료 #6)이 포함된다. 그러한 황색 염료는 구매가능하거나 또는 당업계에 잘 알려진 수단에 의해 제조될 수 있다.
천연 황색은 색 공간을 더 높은 b* 값으로 이동시킬 것이다. 황색 착색제는 무기 산화물 또는 황화물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 전형적으로 선택된다. 본 발명의 방법에 따라 사용하기에 적합한 천연 황색 안료는 하기 중 임의의 것을 포함한다: As2S3, CdS (PY37), PbCrO4 (PY34), K3Co(NO2)6, (PY40):, Fe2O3.H2O (PY43), Pb(SbO3)2/Pb3(SbO4)2 (PY41), PbSnO4 또는 Pb(Sn,Si)O3, NiO·Sb2O3·20TiO2 (PY53), 및 SnS2. 그러한 천연 황색 안료는 구매가능하거나 또는 당업계에 잘 알려진 수단에 의해 제조될 수 있다.
흑색 착색 안료
흑색 안료는 a* 및 b* 값을 최소한으로 변경하면서 L* 측정치를 감소시킨다. 흑색 안료, 염료 또는 상기 재료들의 조합이 본 발명의 방법에 따라 사용하기에 적합하며, 천연적으로 및 합성적으로 유도된 흑색 안료, 예를 들어 카본 블랙(퍼니스(furnace) 또는 채널 공정), 무기 산화물, 무기 황화물, 광물, 및 유기 흑색 염료 및 안료를 포함한다. 그러한 안료 및 염료는 구매가능하거나 또는 당업계에 잘 알려진 수단에 의해 제조될 수 있으며, 하기 중 임의의 것을 포함할 수 있다:
CIGN CICN CAS 번호 안료 부류
PBk1 50440 13007-86-8 아닐린 블랙(Aniline Black)
PBk6 77266 1333-86-4 카본 블랙 및 순지트(Carbon Black & Shungite)
PBk7 77266 1333-86-4 카본 블랙 (램프 블랙(Lamp Black))
PBk8 77268 1339-82-8 카본 블랙 (바인 블랙(Vine Black))
PBk9 77267 8021-99-6 카본 블랙 (본 블랙(Bone Black))
PBk10 77265 7782-42-5 흑연
PBk11 77498,77499 1309-38-2, 12227-89-3 금속 산화물
PBk12 77543 68187-02-0 혼합 금속 산화물
PBk13 77322 1037-96-6 금속 산화물
PBk14 77728 1313-13-9 금속 산화물
PG17Blk 77543 68187-02-0 혼합 금속 산화물
PBk17 77975 -- 금속 황화물
PBk18 77011 12001-98-8 광물
PBk19 77017 -- 광물
PBk20 -- 12216-93-2 안트라퀴논
PBk22 77429 55353-02-1 혼합 금속 산화물
PBk23 77865 68187-54-2 혼합 금속 산화물
PBk24 77898 68187-00-8 혼합 금속 산화물
PBk25 77332 68186-89-0 혼합 금속 산화물
PBk26 77494 68186-94-7 혼합 금속 산화물
PBk27 77502 68186-97-0 혼합 금속 산화물
PBk28 77428 68186-91-4 혼합 금속 산화물
PBk29 77498 68187-50-8 혼합 금속 산화물
PBk30 77504 71631-15-7 혼합 금속 산화물
PBk31 71132 67075-37-0 금속-유기 페릴렌
PBk32 71133 83524-75-8 금속-유기 페릴렌
PBk33 77537 75864-23-2 혼합 금속 산화물
PBk34 77770 56780-54-2 금속 황화물
PBk35 77890 51745-87-0 금속 산화물
CIGN = 컬러 인덱스™ 일반명
CICN = 컬러 인덱스™ 색 번호
TiO2 입자 및 착색 안료가 중합체 조성물/용융물에 사용되는 경우, TiO2 입자 및 착색 안료와 함께 이용될 수 있는 용융 가공성 중합체는 고분자량 중합체, 바람직하게는 열가소성 수지를 포함한다. "고분자량"이란, ASTM 방법 D1238-98에 의해 측정할 때 용융 지수 값이 0.01 내지 50, 전형적으로 2 내지 10인 중합체를 설명하고자 하는 것이다. "용융 가공성"이란, 1차원 내지 3차원을 갖는 필름 및 물체를 포함하는 형상화된 물품으로 압출되거나 달리 전환될 수 있기 전에 중합체가 용융되어야만 (또는 용융된 상태여야만) 함을 의미한다. 또한, 용융된 상태의 중합체를 얻는 것을 포함하는 가공 단계에서 중합체가 반복적으로 조작될 수 있음을 의미한다. 본 발명에 사용하기에 적합한 중합체에는, 올레핀을 포함하는 에틸렌계 불포화 단량체의 중합체, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 및 에틸렌과 더 고차 올레핀, 예를 들어 4 내지 10개의 탄소 원자를 함유하는 알파 올레핀 또는 비닐 아세테이트와의 공중합체; 비닐, 예를 들어, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 에스테르, 예를 들어 폴리비닐 아세테이트, 폴리스티렌, 아크릴 단일중합체 및 공중합체; 페놀계 물질; 알키드; 아미노 수지; 폴리아미드; 페녹시 수지, 폴리설폰; 폴리카르보네이트; 폴리에스테르 및 염소화 폴리에스테르; 폴리에테르; 아세탈 수지; 폴리이미드; 및 폴리옥시에틸렌이 예로서 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 또한, 중합체들의 혼합물이 고려된다. 또한, 본 발명에 사용하기에 적합한 중합체에는 다양한 고무 및/또는 탄성중합체, 전술된 중합체와 다양한 다이엔 단량체의 공중합, 그래프팅 또는 물리적 블렌딩을 기반으로 한 천연 또는 합성 중합체가 포함되며, 이들 모두는 당업계에 일반적으로 알려져 있다. 전형적으로, 중합체는 폴리올레핀, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아미드 및 폴리에스테르, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 더 전형적으로 사용되는 중합체는 폴리올레핀이다. 가장 전형적으로 사용되는 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 폴리올레핀이다. 전형적인 폴리에틸렌 중합체는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)이다.
필요하거나, 바람직하거나 통상적인 대로, 매우 다양한 첨가제가 본 발명의 패키징 조성물에 존재할 수 있다. 그러한 첨가제에는 중합체 가공 조제, 예를 들어 플루오로중합체, 플루오로탄성중합체 등, 촉매, 개시제, 산화방지제(예를 들어, 장애 페놀, 예를 들어 부틸화 하이드록시톨루엔), 발포제(blowing agent), 자외광 안정제(예를 들어, 장애 아민 광 안정제 또는 "HALS"), 착색 안료를 포함하는 유기 안료, 가소제, 블로킹 방지제(예를 들어, 점토, 활석, 탄산칼슘, 실리카, 실리콘 오일 등), 레벨링제(leveling agent), 난연제, 크레이터링 방지 첨가제(anti-cratering additive) 등이 포함된다. 추가적인 첨가제에는 가소제, 형광 증백제(optical brightener), 접착 촉진제, 안정제(예를 들어, 가수분해성 안정제, 방사선 안정제, 열 안정제 및 자외(UV) 광 안정제), 산화방지제, 자외선 흡수제, 정전기 방지제, 착색제, 염료 또는 안료, 소광제(delustrant), 충전제, 내화제(fire-retardant), 윤활제, 보강제(예를 들어, 유리 섬유 및 플레이크), 가공 조제, 슬립 방지제(anti-slip agent), 슬립제(예를 들어, 활석, 블로킹 방지제) 및 다른 첨가제가 추가로 포함된다.
당업자에게 공지된 임의의 용융 배합 기법이 본 발명의 조성물을 가공하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 패키지는 마스터배치의 형성 후에 제조될 수 있다. 마스터배치라는 용어는, 고형물을 용융 가공성 수지 내로 완전히 혼입 및 분산시키기에 충분한 전단을 제공할 수 있는, 밴버리(Banbury) 혼합기, 연속 혼합기 또는 이축 혼합기와 같은 고전단 배합 기계에서 높은 고형물 대 수지 로딩량(총 마스터배치 중량을 기준으로 일반적으로 50 내지 80 중량%)으로 용융 가공될 수 있는, (집합적으로 고형물로 불리는) TiO2 입자 및 착색 안료의 혼합물을 설명하기 위해 본 명세서에서 사용된다. 생성된 용융 가공성 수지 생성물은 마스터배치로 보통 알려져 있으며, 전형적으로 후속하여 플라스틱 생성 공정에서 추가적인 미가공(virgin) 용융 가공성 수지의 혼입에 의해 희석되거나 "렛다운"(letdown)된다. 렛다운 절차는, 최종 소비자 물품이 시트이든, 필름이든, 병이든, 패키지이든 또는 다른 형상이든, 최종 소비자 물품을 제조하는 데 이용되는 원하는 가공 기계에서 수행된다. 이용되는 미가공 수지의 양 및 최종 고형물 함량은 최종 소비자 물품의 사용 규격에 의해 결정된다.
본 발명의 다른 실시 형태에서, 이산화티타늄 및 착색 안료는 패키지로 가공하기 위해 마스터배치 농축물로서 공급된다. 바람직한 마스터배치 농축물은 전형적으로 이산화티타늄 함량이 40 중량% 초과, 50 중량% 초과, 60 중량% 초과, 또는 70 중량% 초과이다. 바람직한 착색 농축물 마스터배치는 고체이다. 액체 착색 농축물 및/또는 액체 및 고체 착색 농축물의 조합이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 태양에서, 단층 패키지는 필름, 패키지, 또는 용기일 수 있고, 약 5 밀 내지 약 100 밀, 바람직하게는 약 10 밀 내지 약 40 밀, 더욱 바람직하게는 약 35 밀 내지 약 40 밀의 단층 시트 또는 벽 두께를 가질 수 있다. 입자-함유 중합체 조성물 및 패키지에 존재하는 무기 고형물의 양은 최종 사용 응용에 따라 달라질 것이다.
본 발명의 패키지 내의 이산화티타늄 입자의 양은 약 0.01 중량% 이상, 바람직하게는 약 0.1 중량% 이상일 수 있다. 본 발명의 일 태양에서, 패키지 내의 이산화티타늄 입자는 약 0.01 중량% 내지 약 20 중량%일 수 있으며, 바람직하게는 약 0.1 중량% 내지 약 15 중량%, 더욱 바람직하게는 5 중량% 내지 10 중량%이다. 본 발명의 추가의 태양에서, 패키지 내의 이산화티타늄 입자는 (단층의 총 중량을 기준으로) 적어도 약 0.5 중량%, 0.6 중량%, 0.7 중량%, 0.8 중량%, 0.9 중량%, 1 중량%, 2 중량%, 3 중량%, 4 중량%, 5 중량%, 6 중량%, 7 중량%, 8 중량%, 9 중량%, 10 중량%, 11 중량% 내지 12 중량%, 및 0.1 중량% 내지 12 중량% 사이의 임의의 양일 수 있다.
패키지는 이산화티타늄 및 착색 안료를 함유하는 마스터배치를 제2 고분자량 용융 가공성 중합체와 용융 블렌딩하여 완성된 단층 패키지를 형성하는 데 사용되는 원하는 조성물을 생성함으로써 전형적으로 생성된다. 마스터배치 조성물 및 제2 고분자량 중합체는 상기에 개시된 바와 같이 당업계에 공지된 임의의 수단을 사용하여 원하는 비로 용융 블렌딩되어 최종 단층 패키지의 원하는 조성물을 생성할 수 있다. 이러한 공정에서, 이축 압출기가 통상 사용된다. 생성된 용융 블렌딩된 중합체는 압출되거나 달리 가공되어, 원하는 조성물의 패키지, 시트, 또는 다른 형상화된 물품을 형성한다. 용융 블렌딩된 중합체는 후속하는 연신 블로우 성형 가공을 위해 프리폼(preform)으로 사출 성형될 수 있다.
형상화된 단층 패키지에는 하나 이상의 추가적인 심미 층이 제공될 수 있다. 그러한 층 또는 층들은 라벨, 종이, 인쇄된 잉크, 랩(wrap), 또는 다른 재료로부터 형성될 수 있다. 층 또는 층들은 패키지의 표면의 일부 또는 전부를 덮을 수 있다. 심미 층 또는 층들은 패키지의 내부 또는 외부 벽 상에 있을 수 있다. 심미 층 또는 층들은 패키지에 대한 약간의 광 차단 성능에 기여할 수 있으나, 상기에 개시된 일차적 광 차단 단층이 심미 층 또는 층들에 의해 제공되는 광 차단보다 실질적으로 더 많은 광 차단을 제공한다.
형상화된 물품, 또는 패키지는 하나 이상의 추가적인 기능적 층 또는 층들을 가질 수 있다. 그러한 층 또는 층들은 라벨, 종이, 인쇄된 잉크, 랩, 코팅 처리 또는 다른 재료로부터 형성될 수 있다. 층 또는 층들은 패키지의 표면의 일부 또는 전부를 덮을 수 있다. 기능적 층 또는 층들은 패키지의 내부 벽 상에 있을 수 있다. 기능적 층 또는 층들은 패키지에 대한 약간의 광 차단 성능에 기여할 수 있으나, 상기에 개시된 일차적 광 차단 단층이 기능적 층 또는 층들에 의해 제공되는 광 차단보다 실질적으로 더 많은 광 차단을 제공한다.
판촉 활동(branding)을 위한 그리고 영양소 및 성분 라벨과 같은 제품 정보를 위한 것을 비롯한 심미적 목적을 위해 적용되는 층들은 일부 경우에 완전한 층이 아닐 수 있다. 예를 들어, 라벨은 패키지의 표면 영역 상의 작은 영역만 덮을 수 있거나, 또는 랩은 패키지의 측면은 덮고 밑면은 덮지 않을 수 있다. 그러한 불완전한 층은, 층에 의해 덮이지 않은 패키지의 표면을 통해 광이 패키지로 들어갈 수 있기 때문에 완전히 효과적인 광 차단을 제공할 수 없다. 광은 임의의 방향으로부터 패키지로 들어갈 수 있기 때문에, 패키지의 완전한 커버리지(coverage)를 갖는 것이 패키지 광 차단 디자인에 있어서 중요한 고려 사항이다. 따라서, 심미 층은 패키지 디자인을 위한 일차적 광 차단 모드를 제공하기에는 종종 부족하다. 전형적으로, 기능적 층은 가스 장벽 특성을 제공하거나 층들의 상호작용을 방지하거나 2개의 층을 함께 접합하는 것과 같은 좁게 한정된 목적을 가지며, 따라서 광 차단을 위해 디자인되지 않는다. 본 발명은, 일차적 패키지 내에 직접 광 차단을 제공하고 디자인하여 패키지 표면의 실질적으로 전부에 광 차단을 부여함으로써 이러한 문제를 다룬다.
단층 패키지에는 제거가능한 시일(seal)이 단층 패키지의 개구부에 걸쳐 또한 제공될 수 있다. 제거가능한 시일의 예는 포일(foil)이다. 단층 패키지에는 또한 개방 및 재폐쇄될 수 있는 시일이 제공될 수 있다.
본 발명의 일 태양에서, 압출 블로우 성형이 단층 패키지를 제조하는 데 사용될 수 있다. 또 다른 실시 형태에서, 프리폼이 사출 성형에 의해 생성될 수 있으며 후속하여 연신 블로우 성형 공정을 사용하여 패키지를 생성하는 데 사용될 수 있다.
블로우 성형의 일반적인 단계
블로우 성형은 공기압을 사용하여 연질 플라스틱을 주형 공동 내로 팽창시키는 성형 공정이다. 블로우 성형 기법은, 예를 들어 문헌["Petrothene® Polyolefins … a processing guide", 5th Edition, 1986, U.S.I Chemicals]에서 당업계에 개시되어 있다. 블로우 성형은 얇은 벽을 갖는 중공 플라스틱 부품, 예를 들어, 병 및 유사한 용기를 제조하기 위해 중요한 산업 공정이다. 블로우 성형은 2개의 단계로 수행된다: (1) 패리슨(parison)으로 불리는 용융 플라스틱의 시작 튜브, 또는 용융된 상태로 적절하게 가열된 사출 성형된 프리폼을 제작하는 단계; 및 (2) 주형 내의 튜브 또는 프리폼을 원하는 최종 형상으로 팽창시키는 단계. 패리슨 또는 프리폼을 형성하는 단계는 2개의 공정 중 어느 하나에 의해 수행된다: 압출 또는 사출 성형.
압출 블로우 성형은 4개의 단계를 포함한다: (1) 패리슨을 압출하는 단계; (2) 주형의 2개의 반부(half)를 합칠 때 패리슨을 금속 블로우 핀 주위로 상부에서 핀칭하고 하부에서 밀봉하는 단계; (3) 튜브가 주형 공동의 형상을 취하도록 튜브를 팽창시키는 단계; 및 (4) 주형을 개방하여 굳어진 부품(solidified part)을 빼내는 단계.
사출 블로우 성형은 블로우 성형과 동일한 단계를 포함하지만, 압출된 패리슨이 아니라 사출 성형된 프리폼이 사용된다: (1) 프리폼을 사출 성형하고; (2) 사출 주형을 개방하여 프리폼을 블로우 주형으로 옮기고; (3) 프리폼을 용융 및 팽창되도록 가열하여 블로우 주형에 부합되게 하고; (4) 블로우 주형을 개방하여, 블로잉된 제품을 빼낸다.
블로우 성형은 열가소성 물질에 제한된다. 폴리에틸렌, 특히, 고밀도 및 고분자량 폴리에틸렌(HDPE 및 HMWPE)이 블로우 성형에 가장 일반적으로 사용되는 중합체이다. 최종 제품에서의 강성(stiffness)에 대한 요건을 고려하여 이들의 특성을 저밀도 PE의 특성과 비교하면, 용기 벽을 더 얇게 만들 수 있기 때문에, 이러한 더 고가의 재료를 사용하는 것이 더 경제적이다. 다른 블로우 성형품은 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조된다.
본 발명의 일 실시 형태는 용융 가공성 수지, 이산화티타늄, 및 흑색 및 황색으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 착색 안료를 포함하는 조성물이다. 이 조성물은 전형적으로 사출 또는 블로우 성형에 의해 가공되어 강성 단층 패키지를 형성한다. 이 가공 방법은 임의의 적합한 두께의 단층 두께를 산출할 수 있다. 예를 들어, 단층 두께는 약 5 밀 내지 약 100 밀, 바람직하게는 약 10 밀 내지 약 40 밀, 더욱 바람직하게는 약 35 밀 내지 약 40 밀의 범위일 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태는 용융 가공성 수지 및 처리된 TiO2를 패키지 내에 6% 초과의 TiO2 중량 백분율로 포함하는 조성물이다. 또 다른 실시 형태에서, 사용되는 용융 가공성 수지는 HDPE이다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 조성물은 블로우 성형된 플라스틱 용기 또는 패키지를 생성하는 데 사용된다. 이러한 패키지는 비교적 얇은 벽 구조를 갖는 1-피스(one piece)일 수 있거나, 또는 스파우트(spout), 클로저, 핸들, 및 라벨과 같은 다수의 피스 또는 다른 패키지 특징부를 가질 수 있다. 본 발명의 플라스틱 용기 구조는, 패키징 및 충전 등과 같은 자동화된 특정 최종 사용 응용에 용기를 적용하기 위한 이전에 확립된 구성 표준, 예를 들어 패키지 형상에 저촉되지 않으면서, 용기의 제작에 이용되는 주어진 양의 플라스틱 재료에 대해 개선된 광 차단 특성을 그 특징으로 한다. 이러한 플라스틱 용기는 낙농유(dairy milk), 식물성 밀크(예를 들어, 아몬드 밀크, 두유 등), 요구르트 드링크, 배양된 유제품, 차, 주스 또는 다른 음료 및 유체 제품을 포함하는 다수의 제품을 수용하는 데 사용될 수 있다. 본 패키지는 식품에 존재하는 광 민감성 엔티티의 보호에 특히 유용하다.
본 발명의 다른 실시 형태에서, 본 발명의 패키지는 하나 이상의 심미 층을 포함한다.
본 발명의 추가의 실시 형태에서, 생성되는 패키지는 재활용될 수 있다.
광 차단 성능 또는 LPF의 측정
LPF 값은 패키징된 제품이 광에 노출될 때 제품 내의 광 민감성 엔티티에 대해 패키징 재료가 제공할 수 있는 보호를 정량화한다 패키징 재료에 대한 LPF 값은, 제어된 실험적 광 노출 조건에서 제품의 광 민감성 엔티티 농도의 절반이 분해되거나 달리 변형을 겪었을 때의 시간으로서 본 실험에서 정량화된다. 따라서, 고 LPF 값 패키지에 의해 보호되는 하나 이상의 광 민감성 엔티티를 포함하는 제품은, 저 LPF 값 패키지에 의해 보호되는 제품에 비해, 광 민감성 엔티티에 변화가 일어나기 전에 더 큰 용량의 광에 노출될 수 있다.
LPF 값 측정의 상세한 설명은 발명의 명칭이 "광 차단성 재료의 판정 방법"인 특허 출원 공개 WO 2013/163421호 및 발명의 명칭이 "광 차단성 재료의 판정 장치"인 WO 2013/162947호에 추가로 기술되어 있으며, 이들은 본 명세서에 참고로 포함된다. 추가적인 정보는 본 명세서의 실시예에서 찾을 수 있다. 하기 실시예에 보고된 LPF 값은 상기 특허 출원의 교시에 따라 측정하였다.
본 발명은 광화학적 프로세스(예를 들어, 광산화)로부터 화학종을 보호하는 광 차단 특성을 갖는 새로운 패키지를 확인하는 데에 중점을 둔다. 광화학적 프로세스는 적절한 조건 하에서 리보플라빈, 커큐림, 미오글로빈, 엽록소(모든 형태), 비타민 A, 및 에리트로신과 같은 엔티티를 변화시킨다. 본 발명에서 사용될 수 있는 다른 광 민감성 엔티티에는 식품, 약제, 생물학적 재료에서 발견되는 것들, 예를 들어 단백질, 효소 및 화학 물질이 포함된다. 본 발명에서, LPF 보호는 광 민감성 엔티티인 리보플라빈에 대해 보고된다. 리보플라빈이 유제품 응용에 대한 성능을 추적하기 위해 바람직한 엔티티이지만, 다른 광 민감성 엔티티가 또한 광의 영향으로부터 보호될 수 있다.
실시예
처리된 TiO 2
알루미나 가수 산화물, 플루오라이드 이온 및 유기규소 화합물을 사용한 무기 표면 개질을 포함하는 처리된 TiO2 입자를 실질적으로 미국 특허 제5,562,990호의 교시에 따라 제조하였다.
LPF 값 평가를 위한 플라크(plaque) 샘플의 제조
저밀도 폴리에틸렌(LDPE)(듀폰(DuPont) 20, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 듀폰) 및 TiO2 및 착색 안료 마스터배치 농축물 펠렛을 190 g의 배치(batch)에서 요구되는 최종 비를 산출하는 양으로 미리 칭량하였다. 농축물 및 수지 혼합물을 2 롤 밀(미국 오하이오주 클리블랜드 소재의 스튜어트 볼링 앤드 컴퍼니(Stewart Bolling & Co.)) 상에서 0.035 인치의 갭으로 220 내지 240℉에서 배합하였다. 고정식 롤러로 초기 용융을 수행하였고, 롤러 속도를 10 ft/min으로부터 전방 및 후방 롤러에 대해 각각 45 및 35 ft/min의 최종 속도로 천천히 증가시켰다. 재료를 롤러로부터 절단하고, 접고, 완전한 혼합을 보장하기 위해 총 10회 재적용하였다. 재료를 마지막에 단일 시트로서 롤러로부터 빼내고, 이 스톡(stock)을 압축 주형에 더 잘 맞도록 더 작은 조각으로 즉시 절단하였다. 이 재료로부터의 강성 플라크의 압축 성형을 순서대로 2개의 유압 프레스(미국 인디애나주 와바시 소재의 카버(Carver))를 사용하여 수행하였는데, 첫 번째 것은 재료를 용융 및 성형하기 위해 350℉로 가열하였고, 두 번째 것은 플라크 형상을 냉동하기 위해 수냉시켰다. 배합된 LDPE 재료를 압반들 사이의 주형 위의 마일라(Mylar) 시트들 사이에 놓고, 열간 프레스에서 25 톤(ton)의 압력으로 2분 동안 유지하였고, 이어서 냉간 프레스에서 12.5 톤으로 2분 동안 유지하였다. 마일라를 제거하고 각각의 플라크 주위의 여분의 플라스틱을 트리밍하여, 대략 30 밀의 평균 두께를 갖는 약 5 cm × 10 cm의 직사각형 플라크를 수득하였다.
이 절차를 상이한 수준의 마스터배치 농축물에서 반복하여 다양한 조성을 갖는 일련의 원하는 샘플을 생성하였다.
상부 하중(Top-Load) 및 파쇄 저항(Crush Resistance) 시험
멕메신(Mecmesin)(상부 하중 시험기 장비 제조사)으로부터의 http://www.mecmesin.com/top-load-crush-testing "상부 하중 및 파쇄 저항 시험"
생산, 보관, 운송 또는 전시의 과정에서 적층되는 제품은 원하는 또는 산업-표준의 적층 높이 내에서 충분히 강건해야 한다. 상부 하중 또는 칼럼-파쇄 시험은 제품이 축방향 하중에 대해 이러한 품질 요건을 일관되게 충족시키는 것을 보장하기 위한 방법을 정의한다.
플라스틱 병 및 용기, 캔, 유리 병, 또는 판지 카톤(cardboard carton)은 모두 내용물, 재료 및 구조 디자인에 따라 상이하게 거동할 것이다. 더 적은 원료를 사용하는 더 가벼운 패키징을 위한 비용 및 환경적 압력은 충전 및 캡핑(capping) 동안의 성능에 영향을 또한 미치는데, 그 이유는 용기가 디자인되어야만 하는 방식으로 변형되거나 파쇄되기 더 쉬워지기 때문이다.
적층된 용기의 일반적인 예는 음료, 조리, 세정 및 다른 액체에 대해 전세계적으로 사용되는 PET 병이다. 이는 클로저, 핸들, 그립 영역, 및 숄더 및 베이스 디자인을 비롯한 축방향 하중 강도에 영향을 주는 디자인 특징부를 갖는다. 배치식 패키징을 추가로 최소화하고 스택 안정성을 증가시키기 위해 일부 디자인은 단위 대 단위 적층(unit-to-unit stacking)을 위해 이루어진다. 따라서, 상부 하중 시험은 생산 라인 품질 시험이기 때문에 디자인 공정의 일부로서 필수적이다.
상부 하중 시험은 본질적으로 하향 압축을 적용하여 제품, 보통 용기의 파쇄에 대한 저항성을 측정하는 것을 포함한다. 시험 방법은 압축 속도 및 변형 정도를 정의하며, 피크 힘 측정은 제품 샘플 강도를 결정한다. 또한, 적절한 범용 시험기는 규격에 부합하기 위해 샘플의 초기 및 회복된 높이를 정확하게 측정할 수 있을 것이다.
다중-벽 판지 재료의 경우에, 재료 자체의 표준화된 샘플을 에지 파쇄 시험에 의해 강성에 대해 평가하는데, 이것이 최종 구성 강도를 예측하기 때문이다. 내용물, 헤드스페이스 및 중량뿐만 아니라 습도 및 보관 조건이 판지 용기의 하중-지지(load-bearing)에 크게 영향을 미친다. 따라서, 완성된 판지 박스의 강도 및 적합성은 또한 다양한 조건 하에서의 압축 파열 시험을 수반할 수 있다.
파쇄 시험 고정구(fixture)
압축 고정구는 샘플의 거동을 고려하며, 따라서 병을 파쇄 시험하기 위한 플레이트는 통기될 수 있거나, 또는 병이 옆으로 미끄러지는 것을 방지하는 원뿔형 중심을 가질 수 있다. 박스를 파쇄하기 위한 플레이트는 파괴 패턴(pattern of failure)을 따르도록 자가-레벨링(self-levelling)될 수 있다. 에지 파쇄 방법은 예를 들어 판지의 원형 링을 유지하기 위해 특수 고정구를 필요로 할 수 있다. 음료 캔과 같은 충전된 용기를 시험하고자 하는 경우, 적합한 포위(enclosure) 및 봉쇄(containment)가 필요하다. 유리 상부 하중이 이루어지는 경우, 추가적인 안전 인클로저가 필수적이다.
실시예 1
기술된 플라스틱 플라크 생성 방법을 사용하여 소정 범위의 플라스틱 패키지 재료 조성을 나타내는 재료 샘플을 제조하였다. 처리된 TiO2(더 케무어스 컴퍼니(The Chemours Company)로부터의 Ti-퓨어 TS-1600) 및 흑색 안료(암파세트(Ampacet)로부터의 FDA 채널 블랙)를, 하기 표에 나타난 조성 범위를 달성하도록 한정된 다양한 양으로 이들 샘플 내에 포함시켰다.
재료의 광 차단 성능은 LPF 값으로 정량화될 수 있다. 이러한 일련의 착색된 플라크 플라스틱 샘플을 그의 LPF 값에 대해 평가하였다.
Figure pct00001
샘플 1-A에서 1.1 중량%로 단독으로 사용된 처리된 TiO2 재료는 13.3의 적당한 LPF 값을 제공하여, 1 미만의 LPF 값으로 시험된 천연 수지 재료보다 나은 광 차단 효과를 제공하였다. 샘플 1-B에서 4.0E-04 중량의 소량의 흑색 안료 재료를 첨가함으로써, LPF 값은 14.3으로 단지 1 LPF 단위만큼 소량 증가되며, 광 차단 성능은 7.5% 증가된다.
샘플 1-C에서, 처리된 TiO2를 4.3 중량%로 사용한 경우, LPF 값은 59였다. 샘플 1-D에서 4.3 중량%의 TiO2에 더하여 4.0E-4 중량%의 흑색 안료를 첨가하였을 때, LPF 값의 10 단위 초과의 증가가 나타나서 70.1의 LPF 값에 도달하였으며, 이는 광 차단 성능의 거의 19%의 증가를 나타낸다.
따라서, 처리된 TiO2 재료를 흑색 재료의 수준과 함께 증가시킴으로써, 생성된 재료의 광 차단 성능의 예상치 못한 상승적 효과가 나타났다.
이러한 향상된 광 차단 성능은 이점을 제공하는데, 이는 패키지 디자인에서 우려될 수 있는 생성된 패키지의 기계적 특성과 같은 다른 재료 특성의 상당한 열화를 갖지 않을 수준, 즉 처리된 TiO2 및 흑색 안료 재료의 수준에서 달성될 수 있기 때문이다.
실시예 2.
실시예 1에서 상기에 기재된 방법 및 재료를 사용하여 플라크를 생성하여, 하기에 언급된 수준의 안료를 갖는 플라크를 얻었다. 생성된 플라크를 전술한 방법을 사용하여 LPF 값에 대해 평가하였다.
Figure pct00002
처리된 TiO2가 존재하지 않는 경우, 낮은 수준의 흑색 마스터배치의 수준을 증가시키는 것은 생성된 플라크의 LPF 값을 거의 또는 전혀 변화시키지 않았으며, 이는 단독으로 사용 시에 이러한 재료의 광 차단 성능 효과가 본질적으로 없음을 나타낸다. 이는 샘플 2-A, 샘플 2-B, 샘플 2-C, 및 샘플 2-D에서 나타나며, 이들 모두는 본질적으로 1의 LPF 값 미만의 동일한 낮은 수준의 광 차단 성능을 갖는다.
놀랍게도, 처리된 TiO2를 흑색 안료와 함께 소량 첨가하면 LPF 값의 불균형하게 증가한다. 샘플 2-D, 샘플 2-E, 및 샘플 2-G에서 2.0E-03 중량%의 흑색 착색제 수준의 경우, 샘플로의 2.1 중량%의 처리된 TiO2의 첨가는 흑색 착색제만을 갖는 플라크의 LPF 값의 300배를 넘는 LPF 값의 2 자릿수 초과의 증가로 이어진다. 흑색 착색제 없이 2.1 중량%의 처리된 TiO2 단독의 첨가에 대한 LPF 값 상승(샘플 2-F)은 흑색 착색제를 사용할 때 나타나는 것의 대략 절반이었다. 이는 흑색 안료와 함께 한 TiO2의 광 차단 성능의 상승 효과를 나타낸다.
실시예 3.
병 3N을 압출 블로우 성형을 사용하여 제조하였다. 3개의 추가적인 병 디자인(3A, 3B, 3C)을 제안하고, 압출 블로우 성형에 의해 유사하게 생성할 수 있다. 생성 및 제안된 모든 병 디자인은 측벽 두께가 19 밀이다. 이들 병 디자인의 조성물은 HDPE 매트릭스에서 결과로 제안된 조성물을 달성하기 위해 공정에 첨가되는 마스터배치의 비를 조정함으로써 변화될 것이다. 병 디자인 3C는 본 명세서에 개시된 광 차단 효과를 제공하기 위해 흑색 안료(FDA 블랙)를 갖는 마스터배치를 포함한다.
병 3N의 경우, LPF 값을 측정하였고, 멕메신 상부 하중 시험기(멀티테스트(MultiTest) 10-i)를 사용하고 분당 5"의 공급 속도로 표준 산업 절차를 사용하여 상부 하중 성능을 평가하였는데, 0.250" 편향에서 상부 하중 값을 보고하였다. 본 발명자들은, 재료의 조성을 LPF 및 상부 하중을 포함하는 그의 특성에 연관시키는 실험을 통해 개발된 모델에 기초하여 3A, 3B, 및 3C에서의 병 디자인에 대한 데이터를 예측한다.
Figure pct00003
LPF 값에 의해 나타나는 바와 같은 광 차단 성능을 병 3N에 대해 측정하였고, 이는 LPF 값이 1 미만으로 불량하다. 본 발명자들은 광범위한 실험에 기초한 모델을 사용하여 병 3A, 3B, 및 3C의 LPF 값을 예측한다. 광 차단 TiO2 재료의 혼입은 LPF 값이 개선되게 한다. 훨씬 더 높은 LPF 값을 달성하기 위하여, TiO2 수준을 증가시킴으로써 추가적인 광 차단 성능을 얻을 수 있다. 이러한 증가된 TiO2 로딩량은 LPF 값을 향상시키지만, 이는 또한 상부 하중 값에 의해 나타나는 바와 같이 생성된 패키지의 기계적 특성의 감소를 초래한다.
병 3N에 대해 상부 하중을 측정하였다. 병 3A, 3B, 및 3C에 대한 상부 하중의 감소가 측정될 것이고, 이들 결과는 병 3N과 비교될 수 있다. 이들 결과는 실험 모델에 기초하여 예상된다.
이러한 디자인의 경우, 천연 수지 대비 10% 미만의 상부 하중 감소로 25 이상의 LPF 값을 달성하는 것이 목적이었다. 병 N과 비교할 때 병 3A 디자인은 상부 하중 강도를 단지 약간만 감소시키면서 광 차단 성능의 개선을 가능하게 하였다. 그러나, 16.8의 LPF 값은 25의 LPF 값의 목표를 충족시키지 못하였다. 병 3B에서의 광 차단 TiO2의 증가는 25의 LPF 값의 목표가 달성되게 하지만, 11% 감소의 상부 하중 감소는 허용가능하지 않았다.
병 3B의 광 차단 성능을 충족시키지만 병 3A에서 나타나는 바와 같은 허용가능한 기계적 성능을 갖기 위해, 병 3A의 동일한 TiO2 함량을 갖지만, 광 차단 성능을 향상시키기 위해 흑색 마스터배치 재료가 첨가된 본 출원의 발명의 병 3C 디자인이 제안된다. 병 3C 디자인에 의하면, 본 발명의 유용성을 입증하는 8%의 상부 하중 감소로 원하는 허용가능한 기계적 성능을 유지하면서 LPF 값이 25를 초과할 것으로 예상된다.
실시예 4.
병 3N을 압출 블로우 성형을 사용하여 제조하였다. 2개의 추가적인 병 디자인(4D, 4E)을 제안하고, 압출 블로우 성형에 의해 유사하게 생성할 수 있다. 생성 및 제안된 모든 병 디자인은 측벽 두께가 19 밀이다. 이들 병 디자인의 조성물은 HDPE 매트릭스에서 결과로 제안된 조성물을 달성하기 위해 공정에 첨가되는 마스터배치의 비를 조정함으로써 변화될 것이다. 병 디자인 4E는 본 발명에 개시된 광 차단 효과를 제공하기 위해 흑색 안료(FDA 블랙)를 갖는 마스터배치를 포함한다.
실시예 3에서와 같이, 본 발명자들은, 재료의 조성을 LPF 값 및 상부 하중을 포함하는 그의 특성에 연관시키는 실험을 통해 개발된 모델에 기초하여, 4D 및 4E에서의 병 디자인에 대한 데이터를 예측한다.
Figure pct00004
이러한 디자인의 경우, 천연 수지 대비 15% 미만의 상부 하중 감소로 65 이상의 LPF 값을 달성하는 것이 목적이었다. 병 디자인 4D가 원하는 LPF 값을 달성할 수 있었지만, 23%의 상부 하중 감소는 너무 높았다. 흑색 안료(FDA 블랙)를 갖는 마스터배치를 포함하는 본 발명의 디자인을 사용하여 병 4E에서 광 차단 효과를 제공함으로써, 단지 10%의 상부 하중 감소를 유지하면서 LPF 값을 달성하였다. 따라서, 병 디자인 4E는 원하는 병 용도에 대한 LPF™ 값 및 상부 하중 성능 요건을 동시에 충족시킬 수 있다.
실시예 5.
상이한 플라스틱 패키지 재료 조성을 나타내는 재료 샘플들을, 하기 표에 나타난 조성 범위를 달성하도록 한정된 다양한 양으로 이들 샘플 내에 포함된 처리된 TiO2(케무어스 컴퍼니로부터의 Ti-퓨어™ R101) 및 황색 안료(PY191) 착색 농축물을 사용하고 기재된 플라스틱 플라크 생성 방법을 사용하여 생성하였다.
Figure pct00005
황색 안료 단독(5-A)의 사용은 1의 LPF 값 미만의 생성된 재료의 낮은 LPF 값을 야기하였고, 이는 이러한 조성물이 광 차단 성능 효과가 없음을 나타낸다. 단독으로 사용된 TiO2(5-B)는 3.7의 LPF로써 약간의 광 차단 성능 효과를 나타낸다. TiO2 단독 샘플에 비해 6배 향상되고 황색 안료 단독 샘플에 비해 32배 향상된 LPF 값의 불균형적인 증가를 갖는, TiO2와 황색 안료 조합(5-C)의 예상치 못한 상승 효과가 나타난다. 5-C의 LPF 값은 병 디자인에 대한 광 차단 요건을 충족시킨다.
실시예 6.
상이한 플라스틱 패키지 재료 조성을 나타내는 재료 샘플들을, 하기 표에 나타난 조성 범위를 달성하도록 한정된 다양한 양으로 이들 샘플 내에 포함된 처리된 TiO2(케무어스 컴퍼니로부터의 Ti-퓨어™ R101) 및 황색 안료(PY191) 또는 TiO2(케무어스 컴퍼니로부터의 Ti-퓨어™ TS-1600) 및 녹색 안료(PG7) 착색 농축물을 사용하고 기재된 플라스틱 플라크 생성 방법을 사용하여 생성하였다.
Figure pct00006
각각 샘플 6-C 및 샘플 6-F에서의 황색 또는 녹색 안료 단독의 사용은 약 LPF 1의 생성된 재료의 낮은 LPF 값을 야기하였고, 이는 이러한 조성물이 광 차단 성능 효과가 없음을 나타낸다. 이어서, 동일한 수준의 0.05 중량%의 착색 안료를 사용하여, 처리된 TiO2를 착색 안료와 함께 2가지 수준(0.3 및 0.5 중량%)으로 사용하였다.
샘플 6-A 및 샘플 6-B에서의 처리된 TiO2 및 황색 안료 조합의 예상치 못한 상승 효과가, 그들의 LPF™ 값의 큰 증가와 함께 나타난다. 황색 안료 및 처리된 TiO2를 갖는 샘플 6-A는 황색 안료만을 함유하는 6-C와 비교하여 50배 초과의 LPF 증가를 나타낸다.
처리된 TiO2와 함께 녹색 안료를 사용하는 것(6-D, 6-E)은 LPF™ 값 향상을 나타내지만, 향상 수준이 황색 안료의 성능보다 낮으며, 이는 LPF 값에 대한 황색 안료의 바람직한 효과를 나타낸다. 6-A와 6-D를 비교하면 황색 안료 샘플은 녹색 안료 샘플에 비해 3배 초과로 성능이 우수하였다.

Claims (18)

  1. 강성 단층 패키지(rigid, monolayer package)로서,
    a) 이산화티타늄 입자;
    b) 흑색 및 황색으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 착색 안료; 및
    c) 중합체 재료
    를 포함하며,
    이산화티타늄 입자 및 적어도 하나의 착색 안료는 중합체 재료 중에 분산되고, 패키지는 LPF 값이 약 20 이상인, 강성 단층 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 이산화티타늄 입자는 패키지의 총 중량의 약 1 중량% 이상을 구성하는, 강성 단층 패키지.
  3. 제2항에 있어서, 적어도 하나의 착색 안료는 패키지의 총 중량의 약 0.01 중량% 이하를 구성하는, 강성 단층 패키지.
  4. 제3항에 있어서, 이산화티타늄 입자는 패키지의 총 중량의 약 0.01 중량% 내지 약 8 중량%를 구성하는, 강성 단층 패키지.
  5. 제4항에 있어서, 광 차단 값(light protection value)이 약 30 이상인, 강성 단층 패키지.
  6. 제5항에 있어서, 광 차단 값이 약 40 이상인, 강성 단층 패키지.
  7. 제6항에 있어서, 광 차단 값이 약 50 이상인, 강성 단층 패키지.
  8. 제1항에 있어서, TiO2는 금속 산화물 및 유기 재료로 코팅되는, 강성 단층 패키지.
  9. 제8항에 있어서, 금속 산화물은 실리카, 알루미나, 지르코니아, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 강성 단층 패키지.
  10. 제9항에 있어서, 금속 산화물은 알루미나인, 강성 단층 패키지.
  11. 제8항에 있어서, 유기 재료는 유기-실란, 유기-실록산, 플루오로-실란, 유기-포스포네이트, 유기-산 포스페이트, 유기-피로포스페이트, 유기-폴리포스페이트, 유기-메타포스페이트, 유기-포스피네이트, 유기-설폰산 화합물, 탄화수소계 카르복실산, 탄화수소계 카르복실산의 관련 에스테르, 탄화수소계 카르복실산의 유도체, 탄화수소계 아미드, 저분자량 탄화수소 왁스, 저분자량 폴리올레핀, 저분자량 폴리올레핀의 공중합체, 탄화수소계 폴리올, 탄화수소계 폴리올의 유도체, 알칸올아민, 알칸올아민의 유도체, 유기 분산제, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 강성 단층 패키지.
  12. 제1항에 있어서, 중합체는 용융-가공성 중합체를 포함하는, 강성 단층 패키지.
  13. 제12항에 있어서, 용융-가공성 중합체는 고분자량 중합체를 포함하는, 강성 단층 패키지.
  14. 제1항에 있어서, 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 에틸렌의 공중합체, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리스티렌, 아크릴 단일중합체 및 공중합체, 페놀계 물질, 알키드, 아미노 수지, 폴리아미드, 페녹시 수지, 폴리설폰, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르 및 염소화 폴리에스테르, 폴리에테르, 아세탈 수지, 폴리이미드, 폴리옥시에틸렌, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는, 강성 단층 패키지.
  15. 제1항에 있어서, 중합체는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 고밀도 폴리에틸렌, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는, 강성 단층 패키지.
  16. 제1항에 있어서, 단층은 두께가 약 5 밀(mil) 내지 약 100 밀인, 강성 단층 패키지.
  17. 제16항에 있어서, 단층은 두께가 약 10 밀 내지 약 40 밀인, 강성 단층 패키지.
  18. 제17항에 있어서, 단층은 두께가 약 35 밀 내지 약 40 밀인, 강성 단층 패키지.
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