KR20200096646A

KR20200096646A - 카세인 및/또는 카세인염 기반 생분해성 열가소성 플라스틱

Info

Publication number: KR20200096646A
Application number: KR1020207020778A
Authority: KR
Inventors: 바삭 에일린 칼라크; 마리-헬렌 그레마티코프; 막심 데메메; 케이에르딘 멜루키; 프레데릭 프로차즈카
Original assignee: 락팁스
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2020-08-12
Also published as: WO2019122726A1; FR3075215B1; JP7078746B2; FR3075215A1; JP2021507982A; CN111868174A; EP3728477A1; US20210079223A1

Abstract

본 발명은 카세인 및/또는 카세인염 기반 생분해성 열가소성 플라스틱에 관한 것이다. 특히, 본 발명은:
a) 50 내지 80%, 바람직하게는 55 내지 70%의 카세인 및/또는 카세인염;
b) 4 내지 12%, 바람직하게는 5 내지 11%의 물;
c) 10 내지 35%, 바람직하게는 15 내지 28%의, b)와 상이한 적어도 하나의 가소제;
d) 0.1 내지 8%, 바람직하게는 1 내지 4%의 소수성 작용제;
e) 0.5 내지 6%, 바람직하게는 2 내지 4%의 적어도 하나의 계면활성제
를 포함하는 생분해성 열가소성 플라스틱에 관한 것이다.

Description

카세인 및/또는 카세인염 기반 생분해성 열가소성 플라스틱

발명의 분야는 생분해성 및 생물근원(biosourced) 열가소성 플라스틱, 보다 구체적으로 카세인 및/또는 카세인염 기반 열가소성 플라스틱의 분야이다.

특히, 본 발명은

a) 50 내지 80%, 바람직하게는 55 내지 70%의 카세인 및/또는 카세인염;

b) 4 내지 12%, 바람직하게는 5 내지 11%의 물;

c) 10 내지 35%, 바람직하게는 15 내지 28%의, b)와는 상이한 적어도 하나의 가소제;

d) 0.1 내지 8%, 바람직하게는 1 내지 4%의 소수성 작용제;

e) 0.5 내지 6%, 바람직하게는 2 내지 4%의 적어도 하나의 계면활성제

를 포함하는 생분해성 열가소성 플라스틱에 관한 것이다.

발명의 주제는 또한 이들의 다양한 물품, 예컨대 필름, 실 또는 성형 물품으로의 변형을 위한 원료를 구성하는, 다양한 상이한 형태, 특히 펠릿 형태의 생분해성 열가소성 플라스틱이다.

발명은 또한 이런 열가소성 플라스틱으로부터 얻어진 포장 필름, 보다 구체적으로 이런 필름으로부터 제조된 흡습성 제품, 예컨대 태블릿 세제(detergent tablet)를 위한 포장을 목표로 한다.

재생불가능한 자원, 예컨대 석유의 감소, 및 이들 자원과 관련된 오염의 증가는 대체하는, 덜 오염시키고 보다 환경 친화적인, 대안 솔루션의 개발을 구동시키고 있다.

플라스틱 분야에서, 새로운 생분해성 물질이 개발되고 있다. 이들 신물질은 천연 기원의 중합체 또는 합성 중합체로부터 만들어질 수 있다. 예를 들어, 식물성 단백질, 예컨대 옥수수 및 콩 단백질, 또는 동물 단백질이 포장을 만들기 위해 사용될 수 있다.

동물 단백질 중에서, 카세인이 특히 매력적이다. 실제로, 우유에서 비롯되는 이 단백질은 대량으로 이용 가능하고 카세인을 토대로 한 필름은 양호한 투명도 및 양호한 생분해성을 가진다.

문헌 FR 2,963,013에는 카세인 및/또는 카세인염 기반 생분해성 열가소성 플라스틱 펠릿 및 그것의 제조 방법이 기술되어 있다. 이들 펠릿은 열가소성 플라스틱 필름을 만들기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 이들 열가소성 플라스틱 필름은 산업적으로는 쉽게 사용할 수 없다. 예를 들어, 필름은 때때로 끈적거린다; 그러면 필름은 다양한 층이 서로 달라붙어 있기 때문에 산업 장비를 사용하여 필름의 롤을 풀기가 어렵거나, 심지어 불가능하다. 추가로, 이들 필름이 태블릿 세제를 포장하기 위해 사용되거나 이들 정제가 낮은 상대 습도(예를 들어 30%)의 조건 하에서 보관될 때, 필름은 때때로 그것의 포장 역할을 더 이상 수행할 수 없을 지점까지 잘 부러지고 찢어질 수 있다.

이런 맥락에서, 본 발명은 다음의 목표 중 적어도 하나를 만족시키는 것을 목적으로 한다.

발명의 필수 목표 중 하나는 사출, 압출, 필름-블로잉, 용매 캐스팅, 열성형 또는 기계가공과 같은 기법에 의해, 단순하거나 복잡한 형상을 가진 중간 또는 완제품에서 특히 변형 가능한 것을 의미하는, 산업적으로 사용 가능한 카세인 및/또는 카세인염 기반 생분해성 열가소성 플라스틱을 공급하는 것이다.

발명의 또 다른 필수 목적은 롤로 감기고 풀릴 수 있는 카세인 및/또는 카세인염 기반 생분해성 열가소성 플라스틱 필름을 제공하는 것이다.

발명의 또 다른 필수 목적은 특히 태블릿 세제와 같은 흡습성 제품을 포장하기 위해 사용될 수 있는 카세인 및/또는 카세인염 기반 생분해성 열가소성 플라스틱 필름을 제공하는 것이다.

우선, 발명은

a) 50 내지 80%, 바람직하게는 52 내지 75%, 보다 바람직하게는 55 내지 70%의 카세인 및/또는 카세인염;

b) 4 내지 13%, 바람직하게는 4.5 내지 12%, 보다 바람직하게는 5 내지 11%의 물;

c) 10 내지 35%, 바람직하게는 12 내지 32%, 보다 바람직하게는 15 내지 28%의, b)와는 상이한 적어도 하나의 가소제;

d) 0.1 내지 8%, 바람직하게는 0.5 내지 6%, 보다 바람직하게는 1 내지 4%의 소수성 작용제;

e) 0.5 내지 6%, 바람직하게는 1 내지 5%, 보다 바람직하게는 1.5 내지 4.5%의 적어도 하나의 계면활성제

를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 열가소성 플라스틱에 관한 것이다.

상기에서 기술된 것과 같은 생분해성 열가소성 플라스틱은 산업적으로 사용될 수 있다. 실제로, 롤로 감긴 후 쉽게 풀어질 수 있는 필름이 이런 물질로 얻어질 수 있다.

산업적 속도로 압연 및 언롤링하기 위한 이런 적합성은 카세인 열가소성 플라스틱으로부터 만들어지고 발명에 따르는 필름의 핵심 파라미터이다.

추가로, 이런 필름은 태블릿 세제와 같이, 흡습성 제품과 같은 다양한 제품을 포장하기 위해 사용될 수 있는데, 정제가 낮은 상대 습도의 조건 하에서 보관될 때에도 필름이 그것의 무결성을 보유하기 때문이다.

추가로, 일부 경우에, 생성된 필름은 먹을 수 있다. 그러므로 그것은 식품, 성분 또는 첨가제, 식용 포장, 단일 용량의 용해될 식품 성분, 및 단일 용량의 식품 첨가제를 포장하는 것과 같은 다양한 적용에 사용될 수 있다. 그것은 또한 분리 시트로서 사용될 수 있다.

도 1A 및 1B는 비교예 1에 따르는 풀릴 수 없는 필름 롤의 사진이다.
도 2A, 2A 및 2C는 비교예 4에 따르는 풀릴 수 있는 필름 롤의 사진이다.
도 3A 및 3B는 5일 포장 테스트 후 비교예 1에 따르는 필름으로 포장된 태블릿 세제의 사진이다.
도 4는 5일 포장 테스트 후 비교예 4에 따르는 필름으로 포장된 태블릿 세제의 사진이다.
도 5A 및 5B는 5일 포장 테스트 후 실시예 5에 따르는 인쇄된 필름으로 포장된 태블릿 세제의 사진이다.
도 6은 실시예의 카세인 열가소성 플라스틱으로부터 만들어진 필름의 평가를 위해 사용된 언롤링 테스트 설비(unrolling test facility)의 사진이다.
도 7A 및 7B는 실시예 4에 따르는 생분해성 열가소성 플라스틱 펠릿으로부터 사출에 의해 얻어진 부품의 사진이다.

정의

"열가소성 플라스틱"은, 예를 들어, 주어진 온도, 유리 전이 온도 Tg보다 높은 온도에서 가단성이 있고 접을 수 있지만, 이 Tg 아래에서 다시 단단해지고; 이들 변형은 가역적인 물질을 의미하는 것으로 이해된다.

"생분해성"은 미생물(예컨대 박테리아, 진균, 조류, 등)의 작용 하에 분해될 수 있는 물질을 의미하는 것으로 이해된다. 이런 분해의 결과는 환경에 비독성인 물, CO₂ 및/또는 메탄 및 가능한 부산물(예컨대 잔류물, 새로운 바이오매스)의 형성이다. 예를 들어, 그것은 유럽 EN NF 13432 표준에 따르는 생분해성 물질을 포함한다.

"x 내지 y"는, 예를 들어, 한계 x 및 y가 구간 [x, y]에 포함되는 것을 의미하는 것으로 이해된다.

"수용성(hydrosoluble)"은, 예를 들어, 물에 용해되는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 필름의 수용해도(hydrosolubility)는 다음의 방법으로 측정될 수 있다: 필름 조각(5　cm × 5　cm, 다이 커팅)이 슬라이드 캐리어 위에 고정된 후 20℃에서 600　mL 증류수를 함유한 1000　mL 용량의 비이커에 자성 막대로 300 RPM에서 교반되면서 담지된다. 필름에 구멍이 형성되는 시간이 측정된다. 필름의 붕해는 필름 입자의 형성으로 이어진다. 테스트는 5분 동안 지속되고 테스트가 끝날 때 입자는 입자 크기를 확인하기 위하여 0.5 mm 체를 통과한다. 체에 입자가 없으면, 필름은 수용성인 것으로 간주된다.

"가소제"는, 예를 들어, 물질의 유리 전이 온도 Tg를 저하시키는 물질을 의미하는 것으로 이해된다.

"세제"는 예를 들어 세정 특성을 가지는 조성물을 의미하는 것으로 이해된다. 세제 중에서, 식기세척기 및 세탁용 분말 또는 압축 분말 형태의 제품이 열거될 수 있다.

"소수성"은, 예를 들어, 물에 대해 낮은 친화도를 가지며 물에 용해되지 않는 경향이 있는 화합물을 의미하는 것으로 이해된다. 전형적으로, 그것은 대개 무극성 화합물을 포함한다.

"친수성"은, 예를 들어, 물에 대해 친화도를 가지며 물에 용해되는 경향이 있는 화합물을 의미하는 것으로 이해된다. 전형적으로 그것은 수소 결합을 형성할 수 있는 극성 기를 가진 화합물을 포함한다.

"계면활성제"는, 예를 들어, 친수성 및 소수성 특성을 둘 다 가지는 분자를 의미하는, 양친매성 분자를 의미하는 것으로 이해된다.

"HLB"는, 예를 들어, 친수성-친유성 균형을 의미하는 것으로 이해된다. HLB 값을 계산하기 위하여 다음의 방법이 사용될 수 있다: HLB = 20 × (소수성 부분의 몰 질량)/(분자의 몰 질량).

"금속이온 봉쇄제"는, 예를 들어, 구리, 철, 니켈, 칼슘 및 마그네슘과 같은 금속 이온과 화학적 복합체를 형성하는 리간드를 의미하는 것으로 이해된다.

"지방산"은, 예를 들어, 지방족 카르복실산 모노산을 의미하는 것으로 이해된다.

다양한 구성성분 a), b), c), d), 및 e), 및 가능하게는 f) 및 g)의 비율은 주변 온도에서 열가소성 플라스틱의 총 질량에 대한 질량%로 표시된다.

발명의 상세한 설명

생분해성 열가소성 플라스틱은 수용성일 수 있다. 생분해성 열가소성 플라스틱은 인쇄 가능하고 및/또는 인쇄될 수 있다.

열가소성 플라스틱은 a) 50 내지 80%, 바람직하게는 52 내지 75%, 보다 바람직하게는 55 내지 70%, 또는 더 낫게는 60 내지 65%의 카세인 및/또는 카세인염을 포함한다.

카세인은 물에 용해되지 않는 우유에서 발견되는 단백질이다. 그것은 원칙적으로 산을 우유에 첨가함으로써(산 카세인) 또는 압력에 의하여(압력 카세인) 침전시킴으로써 얻어진다. 카세인은 19,000 내지 25,000　g/몰에 포함되는 몰 질량을 가지는 α-카세인, β-카세인 및 κ-카세인의 혼합물로 구성된다. 카세인염은, 예를 들어, 그것의 반대이온이 칼슘, 칼륨, 암모늄, 나트륨 및 마그네슘을 포함하는 -바람직하게는 이것들로 구성되는- 군으로부터 선택되는 카세인의 염을 의미하는 것으로 이해된다.

열가소성 플라스틱의 구현예에 따르면, a)는 적어도 하나의 카세인을 포함한다.

열가소성 플라스틱의 다른 구현예에 따르면, a)는 적어도 하나의 카세인염, 예를 들어 카세인 나트륨, 또는 카세인염의 혼합물을 포함한다.

열가소성 플라스틱의 또 다른 구현예에 따르면, a)는 카세인과 적어도 하나의 카세인염의 혼합물을 포함한다. 이 경우에, 카세인과 카세인염(들) 사이의 질량비는 5/95 내지 95/5, 20/80 내지 80/20, 또는 40/60 내지 60/40에 포함될 수 있다.

열가소성 플라스틱은 b) 4 내지 13%의 물, 바람직하게는 4.5 내지 12%, 보다 더 바람직하게는 5 내지 11%, 또는 더 낫게는 7 내지 10.5%의 물을 포함한다. 물은 본 발명에 따르는 열가소성 플라스틱의 조성물에 들어가는 가소제 c)와 구별되어야 하는 가소제로서 작용한다.

후자는 실제로 c) 10 내지 35%, 바람직하게는 12 내지 32%, 보다 더 바람직하게는 15 내지 28%, 또는 더 낫게는 20 내지 25%의, b)와 상이한 적어도 하나의 가소제 c)를 포함한다.

이 가소제 c)는 폴리올, 글리세롤 아세테이트, 글리세롤 프로피오네이트 및 이것들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.

다음이 폴리올의 예로서 제시될 수 있다: 글리세롤, 헥산트리올, 에틸렌 글리콜을 포함한 글리콜, 및 당 및 이것들의 유도체.

다음이 당의 예로서 제시될 수 있다: 이당류, 예컨대 말토스, 락토스, 및 사카로스 및 프룩토스와 같은 단당류.

당 유도체 중에서, 다음이 당의 수소화된 유도체의 예로서 열거될 수 있다: 소르비톨, 말티톨, 만니톨 및 자일리톨, 또는 소르비탄과 같은 이들 수소화된 유도체의 변환 생성물.

열가소성 플라스틱의 구현예에 따르면, 가소제 c)는 글리세롤, 소르비톨, 만니톨, 에틸렌 글리콜 및 이것들의 혼합물로부터 선택된다. 바람직하게, 가소제 c)는 글리세롤이다.

가소제 c)는 잔류 물을 함유할 수 있다.

가소제 c)는 분자 사슬의 이동성을 증가시킴으로써 생성물의 점도를 저하시키는 작용을 한다.

유리하게도, 가소제 c)는 친수성 가소제이다.

열가소성 플라스틱은 d) 0.1 내지 8%, 바람직하게는 0.5 내지 6%, 보다 더 바람직하게는 1 내지 4%, 또는 더 낫게는 1 내지 3%의 소수성 작용제 d)를 포함한다.

소수성 작용제 d)는:

- 카르복실산 폴리산 에스테르;

- C3-C33 카르복실산, 바람직하게는 C4-C28 지방산, 보다 더 바람직하게는, C6-C28 불포화 지방산;

- 및 이것들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.

카르복실산 폴리산 에스테르는 적어도 하나의 카르복실산 폴리산 및 적어도 하나의 알코올, 바람직하게는 C1-C18 알코올로부터 유래할 수 있다.

발명의 범주 내에서 바람직하게 선택된 카르복실산 폴리산 중에서, 시트르산, 하이드록시시트르산, 타르트산(tartric acid), 말산, 옥살산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 말레산 및 푸마르산이 언급될 수 있다.

발명에 따르는 바람직한 알코올 중에서, 예를 들어 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올 및 tert-부탄올과 같은 C2-C6 알코올이 언급될 수 있다.

열가소성 플라스틱의 구현예에 따르면, 소수성 작용제 d)는 트리틸 시트레이트, 트리부틸 O-아세틸시트레이트, 트리부틸 시트레이트 및 이것들의 혼합물로부터 선택된다.

구현예에 따르면, 소수성 작용제 d)는 C3-C33 카르복실산, 바람직하게는 C4-C28 지방산, 보다 더 바람직하게는, C6-C28 불포화 지방산이다.

발명의 범주 내에서 선택된 C4-C28 지방산 중에서, 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산 및 이것들의 혼합물이 언급될 수 있다.

특히 매력적인 C6-C28 불포화 지방산 중에서, 팔미트올레산, 올레산, 리놀레산 및 이것들의 혼합물이 언급될 수 있다.

열가소성 플라스틱은 e) 0.5 내지 6%, 바람직하게는 1 내지 5%, 보다 더 바람직하게는 1.5 내지 4.5%, 또는 더 낫게는 2 내지 4%의 적어도 하나의 계면활성제를 포함한다.

열가소성 플라스틱의 구현예에 따르면, 계면활성제 e)는 그것의 HLB가 2 내지 8에 포함되는 양쪽이온성 계면활성제로부터 선택된다.

바람직한 계면활성제 중에서, 레시틴 및 또는 다이아세틸렌 포스포네이트와 같은 그것의 유사체가 언급될 수 있다.

열가소성 플라스틱의 구현예에 따르면, e) 대 d)의 양의 비율은 1 이상이다. 예를 들어, 이 비율은 1.3 내지 3; 바람직하게는 1.5 내지 2.5에 포함된다.

열가소성 플라스틱의 구현예에 따르면, 상기 물질은 금속이온 봉쇄제로부터 선택된 1 내지 5%의 첨가제 f)를 포함한다. 금속이온 봉쇄제 중에서, 다이암모늄 시트레이트, EDTA, 포스페이트, 시트르산, 피로포스페이트, 및 이것들의 혼합물이 언급될 수 있다.

열가소성 플라스틱의 구현예에 따르면, 상기 물질은 또한 착색제, 단백질 응고제, 및 케이킹 방지제, 슬라이딩제 및 이것들의 혼합물로부터 선택된 첨가제 g)를 포함한다. 응고제 중에서, 시트르산 및 아세트산이 언급될 수 있다. 케이킹 방지제 중에서, 콜로이드성 실리카가 언급될 수 있다. 슬라이딩제 중에서, 바람직하게는 C12-C28의, 말단 아미드를 가진 폴리에틸렌 글리콜 및 지방 사슬 화합물이 언급될 수 있다. 폴리비닐알코올이 이형제(unmolding agent) 중에서 언급될 수 있다. 생분해성 열가소성 플라스틱은 0.1% 내지 5%의 g)를 포함할 수 있다.

생분해성 열가소성 플라스틱의 구현예에 따르면, 상기 물질은:

a) 50 내지 80%, 바람직하게는 52 내지 75%, 보다 바람직하게는 55 내지 70% 또는 더 낫게는 60 내지 65%의 카세인 및/또는 카세인염;

b) 4 내지 13%, 바람직하게는 4.5 내지 12%, 보다 더 바람직하게는 5 내지 11%, 또는 더 낫게는 7 내지 10.5%의 물;

c) 10 내지 35%, 바람직하게는 12 내지 32%, 보다 더 바람직하게는 15 내지 28%, 또는 더 낫게는 20 내지 25%의 글리세롤;

d) 0.1 내지 8%, 바람직하게는 0.5 내지 6%, 보다 바람직하게는 1 내지 4% 또는 더 낫게는 1 내지 3%의 C6-C28 불포화 지방산;

e) 0.5 내지 6%, 바람직하게는 1 내지 5%, 보다 더 바람직하게는 1.5 내지 4.5%, 또는 더 낫게는 2 내지 4%의 레시틴을 포함한다.

특정 구현예에 따르면, 생분해성 열가소성 플라스틱은 국제 식품 규격 위원회(Codex Alimentarius)에 포함된 구성요소를 의미하는, 농식품 산업에서 사용될 수 있는 구성요소로부터 단독으로 만들어진다. 이 경우에, 생분해성 열가소성 플라스틱은 식용이며, 이것은 신체에 위험 없이 먹을 수 있는 것을 의미한다. 예를 들어, 생분해성 열가소성 플라스틱이:

a) 카세인 및/또는 카세인염;

b) 물;

c) 글리세롤;

d) 올레산; 및

e) 레시틴으로 만들어지면,

열가소성 플라스틱은 식용이다.

전형적으로, 생분해성 열가소성 플라스틱은 펠릿 또는 필름 형태이다. 발명은 또한 상기에서 기술된 것과 같은 열가소성 플라스틱의 펠릿에 관한 것이다.

발명은 또한 다음을 포함하는 하나 또는 여러 개의 펠릿에 관한 것이다:

c) 10 내지 35%, 바람직하게는 12 내지 32%, 보다 바람직하게는 15 내지 28%, 또는 더 낫게는 20 내지 25%의, b)와는 상이한 적어도 하나의 가소제;

d) 0.1 내지 8%, 바람직하게는 0.5 내지 6%, 보다 더 바람직하게는 1 내지 4%, 또는 심지어 1 내지 3%의 소수성 작용제;

e) 0.5 내지 6%, 바람직하게는 1 내지 5%, 보다 더 바람직하게는 1.5 내지 4.5%, 또는 더 낫게는 2 내지 4%의 적어도 하나의 계면활성제.

펠릿(들)의 구현예에 따르면, 상기 펠릿은:

d) 0.1 내지 8%, 바람직하게는 0.5 내지 6%, 보다 더 바람직하게는 1 내지 4% 또는 더 낫게는 1 내지 3%의 C6-C28 불포화 지방산;

전형적으로, 펠릿은 수용성이다. 펠릿은 식용일 수 있다.

발명은 또한 상기 기술된 것과 같은 열가소성 플라스틱의 압출 캐스팅, 압출 블로잉, 필름 블로잉, 용매 캐스팅, 캘린더링, 사출, 열 성형 또는 연신에 의한 변형 후에 얻어질 수 있는 물품에 관한 것이다.

특히, 상기 기술된 것과 같은 열가소성 플라스틱으로부터 얻어질 수 있는 필름이 언급될 수 있다.

발명은 또한 상기 기술된 것과 같은 열가소성 플라스틱으로부터 얻어진 필름에 관한 것이다. 필름은, 예를 들어, 상기 기술된 것과 같은 열가소성 플라스틱의 펠릿의 필름 블로잉에 의해 얻어질 수 있다. 필름은 생분해성 열가소성 플라스틱 필름이다. 필름은 인쇄될 수 있다. 전형적으로, 필름은 15 내지 100　μm, 바람직하게는 30 내지 80　μm, 보다 바람직하게는 40 내지 70　μm에 포함되는 두께를 가진다. 필름은 압연 전에 또는 언롤링, 절단 및 재압연의 제2 단계에서 직접 플라스틱 가공의 인쇄를 위한 종래 방법, 예컨대 플렉소 인쇄에 의해 직접 인쇄될 수 있다.

발명은 또한:

c) 10 내지 35%, 바람직하게는 12 내지 32%, 보다 더 바람직하게는 15 내지 28%, 또는 더 낫게는 20 내지 25%의, b)와 상이한 적어도 하나의 가소제;

d) 0.1 내지 8%, 바람직하게는 0.5 내지 6%, 보다 더 바람직하게는 1 내지 4%, 또는 더 낫게는 1 내지 3%의 소수성 작용제;

e) 0.5 내지 6%, 바람직하게는 1 내지 5%, 보다 더 바람직하게는 1.5 내지 4.5%, 또는 더 낫게는 2 내지 4%의 적어도 하나의 계면활성제를 포함하는 필름에도 관한 것이다.

필름의 구현예에 따르면, 상기 필름은:

전형적으로, 필름은 수용성이다. 필름은 식용일 수 있다. 필름은 열 수축 가능할 수 있다.

발명의 목표는 또한 다양한 제품(예컨대, 의약품, 식품, 화학물질, 화장품, 등), 특히 흡습성 제품, 보다 더 구체적으로 세제의 포장을 위한 상기 기술된 것과 같은 열가소성 플라스틱, 예를 들어 필름의 용도이다. 제품은 고체 또는 액체 형태일 수 있다.

발명은 또한 상기 기술된 것과 같은 열가소성 플라스틱에 의해, 예를 들어 상기 기술된 것과 같은 필름에 의해 포장된 제품에 관한 것이다. 포장된 제품은 의약품, 식품, 화학물질, 및 화장품으로부터 선택될 수 있다.

구현예에 따르면, 포장된 제품은 예를 들어 고기, 생선, 채소, 과일, 페스트리, 파이 및 케이크와 같은 식품, 식품 첨가제, 성분, 건조 제제 및 식품 분말이다. 특정 구현예에 따르면, 식품의 포장에 사용된 열가소성 플라스틱은 식용 필름이다. 특정 구현예에 따르면, 포장된 제품은 태블릿 세제이다.

구현예에 따르면, 포장된 제품은 예를 들어 액체 샴푸 또는 액체 세탁 제품과 같은 액체 제품이다.

발명은 또한 상기 기술된 것과 같은 열가소성 플라스틱에 의해, 예를 들어 상기 기술된 것과 같은 필름에 의해 포장된 세제에 관한 것이다.

세제는 압축되었거나 압축되지 않은, 액체 또는 분말 형태로 있을 수 있다. 예를 들어, 그것은 태블릿 세제를 포함할 수 있다. 태블릿 세제 중에서, 식기세척기용 제품의 정제 및 세탁 정제가 언급될 수 있다.

발명의 또 다른 양태에 따르면, 발명은 상기 기술된 것과 같은 열가소성 플라스틱의 제조 방법에 관한 것이다.

이 방법은 바람직하게 다음의 단계를 포함한다:

E1. 압출기, 바람직하게는 이축 압출기를 사용하는 단계;

E2. 화합물 a) 내지 e), 및 가능하게는 f)를 압출기에 첨가하는 단계;

E3. 적어도 하나의 압출된 열가소성 플라스틱 막대를 회수하는 단계;

E4. 가능하게는 막대를 건조시키는 단계;

E5. 가능하게는 막대를 펠릿으로 분쇄하는 단계.

유리하게도 단계 E1은 압출기를 다음의 파라미터로 작동시키는 것으로 구성된다: 100 내지 150　RPM에 포함된 회전 속도, 및 70 내지 120℃에 포함된 온도.

단계 E2는 바람직하게, 동시에 또는 연속적으로, 바람직하게는 연속적으로,

제1 단계로,

화합물 a) 내지 e), 및 가능하게는 f) 중 적어도 한 부분을 고체 형태, 유리하게는 분말 형태로 첨가하는 단계, 및,

제2 단계로,

화합물 a) 내지 e), 및 가능하게는 f) 중 적어도 한 부분을, 유리하게는 액체 형태로 첨가하는 단계로 구성된다.

바람직한 구현예에서, 고체 형태, 유리하게 분말 형태로 유입되는 화합물은 화합물 a) 및 e)인 반면; 액체 형태로 유입되는 화합물은 화합물 b), c) 및 d)이다.

발명의 또 다른 양태에 따르면, 발명은 상기에서 기술된 것과 같은 열 수축 필름을 사용하여 제품을 포장하는 방법에 관한 것이다. 열 수축은 기술분야에 숙련된 사람에게 알려져 있는 열 수축 기법에 의해 실시될 수 있다. 예를 들어, 포장되는 제품은 나중에 열 밀봉되는 필름 조각으로 감싸진다. 포장될 제품은 태블릿 세제와 같은, 압축된 분말 정제일 수 있다.

필름은 80℃ 내지 200℃, 바람직하게는 100 내지 170℃, 보다 더 바람직하게는 130 내지 160℃에 포함된 온도에서, 0.05초 내지 60초, 바람직하게는 1 내지 30초, 보다 바람직하게는 2 내지 10초에 포함된 시간 동안 기류를 통해 지나감으로써 열 수축된다. 그런 후 필름은 포장된 제품의 형상을 취한다.

구현예에 따르면, 열 수축 전에, 필름은 물 또는 동등한 액체로, 정제의 두 표면 중 적어도 하나에서 및/또는 정제의 가장자리에서, 분무기 및/또는 가습기 및/또는 기화기에 의해 0.01초 내지 60초까지 갈 수 있는 시간 동안 축축해진다.

열 수축은 또한 필름을 상대 습도 수준이 제어될 수 있는 오븐에 넣음으로써 실시될 수 있다. 상대 습도 수준은, 예를 들어, 10 내지 80%, 10 내지 40%, 또는 20 내지 40%에 포함되거나, 또는 30% 이상일 수 있다.

구현예에 따르면, 방법은 다음의 단계를 포함한다:

- 포장될 제품을 필름 조각으로 싸는 단계,

- 필름을 열 밀봉하는 단계,

- 선택적으로, 필름을 축축하게 하는 단계, 및

- 필름을 80℃ 내지 200℃에 포함된 온도에서 열 수축하는 단계.

실시예

열가소성 플라스틱의 펠릿 및 필름의 제조

다음의 실시예를 만들기 위해 사용한 압출기는 Clextral® 상표 BC 21 공회전 이축, 25　mm 직경, 21　mm 중심선 거리, 및 900　mm 길이 압출기이다. 이 압출기는 적어도 4개의 구역을 포함한다:

- 첨가를 위한 제1 구역;

- 첨가를 위한 제2 구역;

- 탈기를 위한 제3 구역; 및

- 다이 압출을 위한 제4 구역.

이축의 회전 속도는 125　RPM이고 다양한 구역의 온도는 70 내지 120℃에 포함된다.

압출기의 제1 구역은 분말: 카세인염 및 레시틴을 첨가하기 위한 구역이다. 액체(가소제)를 제2 구역에 첨가한다. 압출기는 또한 유리 공기를 탈기하기 위한 구역 및 4 mm 직경 원주형 막대 다이로 구성되는 최종 구역을 포함한다.

다음은 스크류의 프로파일이다:

- 750　mm의 직접 단계 스크류

- 50　mm의 혼합 스크류

- 100　mm의 역단계 스크류

압출기의 출구에서, 막대를 건조하고 2 내지 3 mm 직경을 펠릿을 얻기 위해 펠릿화기에 놓는다. 그런 후 펠릿을 필름-블로잉에 의해 필름으로 변형시킨다. 사용한 필름 송풍기는 Diani®로, 30　mm 직경을 가지며 80 mm 직경 환형 다이가 장착되어 있다. 제조한 필름은 약 30 cm 폭과 50　μm 두께를 가진다. 결과적으로 얻어진 필름은 1200 m 길이이고 롤을 형성하기 위해 감겨 있다. 이 필름 롤을 다음에 태블릿 세제를 포장하기 위해 사용한다. 107　mm × 70　mm의 필름 조각을 사용하여 37　mm × 27　mm × 15　mm 정제를 감싼다. 그런 후 필름을 그 끝에서, 세로로 및 가로로 열 밀봉한다. 상이한 필름 제형을 정제 포장에 대해 테스트하였다.

언롤링 테스트

이 테스트에 사용한 설비를 도 6에 도시한다. 그것은 테스트할 필름(2)(도 6에 부분적으도 도시됨)의 롤(1)을 포함한다. 이 필름(2)을, 10 cm 직경 및 30 cm 길이를 가지고 ASA-RT 상표 50　N 힘 센서(5)가 장착되어 있는 구동 실린더(4) 상에서 감겨지기 전에 카운터 실린더(3) 위로 통과시킨다. 힘 센서(5)를 언롤링 중에 필름의 와인더 근처의 장력을 측정하기 위해 사용한다. 구동 실린더(4)를 필름(2)의 롤(1)을 언롤링하기 위해 5 RPM의 속도로 회전시킨다.

필름(2)은 50　μm의 두께를 가지며 셀비지(selvage)에서 셀비지 폭은 30 cm이다.

힘 센서(5)를 사용하여 산업적 템포에서 사용하기에는 장애물인 "끈적거리는" 개념을 정량화한다.

만약 힘 센서가 2 N(0.2 kg 힘)을 초과하는 힘을 가리키면 롤을 '끈적거리는' 것으로 기술한다.

포장 테스트

포장된 태블릿 세제를 30℃ 및 30% 상대 습도에서 5일 동안 보관하였다. 그 후, 각각의 포장된 태블릿을 라텍스 장갑으로 꽉 잡고, 마른 장갑을 낀 손가락으로 한쪽 끝을 잡고 3회 흔들고 마른 장갑을 낀 손의 손바닥에 놓은 후 마른 장갑을 낀 손가락을 태블릿 위로 3회 닿게 하여 태블릿을 분쇄한다. 만약 이 테스트 중에 필름이 벌어지거나 파괴되면, 그것을 '부러진' 것으로 기술한다.

인쇄된 필름

도 5A 및 5B에 도시한 태블릿의 포장을 위해 사용된 필름(실시예 5에 따름)을 압연 전에 플렉소 인쇄에 의해 직접 인쇄한다.

그 결과를 표 1에 나타낸다.

테스트한 제형 및 언롤링 및 포장 테스트의 결과.

실시예	제형					포장	필름의 언롤링
실시예	카세인염	글리세롤	올레산	레시틴	물	포장	필름의 언롤링
비교예 1	67.4	22.6	0	0	13	부러짐	끈적임
비교예 2	66.4	28.6	0	0	5	부러짐	OK
비교예 3	62.9	27.1	0	0	10	부러짐	끈적임
4	62.1	23	4.7	1.2	9	OK	OK
5	63	23.5	1.1	2.3	10	OK	OK

실시예 1 내지 3은 비교예이다; 이들 필름은, 이것들이 언롤링 테스트 및/또는 포장 테스트를 통과하지 못하기 때문에 산업적으로 사용할 수 없다.

도 1A 및 1B는 비교예 1에 따르는 풀릴 수 없는 필름 롤의 사진이다.

실시예 4 및 5는 발명의 따르는 실시예로, 이들 필름은 포장 및 언롤링 테스트를 통과한다; 그러므로 이것들은 산업적으로 사용할 수 있고 태블릿 세제를 포장하기 위해 사용할 수 있다.

도 2A, 2A 및 2C는 비교예 4에 따르는 풀릴 수 있는 필름 롤의 사진이다.

이들 도면은 언롤링 테스트에서 200 g 힘 미만의 언와인딩 또는 언롤링 힘에 의해 볼 수 있는 끈적임 효과의 부재를 보여준다.

도 3A 및 3B는 5일 포장 테스트 후 실시예 1에 따르는 필름으로 포장된 태블릿 세제의 사진이다.

이들 도면에서 포장 필름의 붕해를 분명하게 볼 수 있다.

도 4는 5일 포장 테스트 후 비교예 4에 따르는 필름으로 포장된 태블릿 세제의 사진이다.

포장 필름은 온전하다. 균열이 없다.

도 5A 및 5B는 5일 포장 테스트 후 실시예 5에 따르는 인쇄된 필름으로 포장된 태블릿 세제의 사진이다.

다시 포장 필름은 온전하고 균열이 없다. 필름 상의 인쇄는 악화되지 않는다.

열 수축

실시예 5에 따르는 5　cm × 5　cm의 필름 조각을 상대 습도 수준을 제어할 수 있는 오븐에서 100℃에서 30초 동안 열 수축시킨다. 그런 후 세로 방향 및 가로 방향의 열 수축의 수준을 측정한다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.

이들 결과는 발명에 따르는 실시예 5에 따르는 필름이 열 수축 가능한 것을 보여주었다.

각각의 수축률

오븐에서의 % 상대 습도	세로 방향 열 수축률	가로 방향 열 수축률
10%	12%	6%
30%	16%	6%

사출

상기 실시예 4에 따르는 생분해성 열가소성 플라스틱 펠릿을 사출 부품을 제조하기 위해 사용하였다. Sumitomo 상표 사출 프레스, Demag Systec 35-200 모델을 사용하였다.

실린더 및 노즐의 온도를 95 내지 115℃로 조정하였다.

몰드의 온도는 15℃이고 사출 속도는 20　mm/s이다.

도 7A 및 7B는 사출에 의해 얻어진 부품의 사진이다. 이들 결과는 사출에 의해 발명에 따르는 열가소성 플라스틱 펠릿으로부터 물품을 제조하는 것이 가능한 것을 보여준다.

Claims

생분해성 열가소성 플라스틱으로서,
a) 50 내지 80%, 바람직하게는 52 내지 75%, 보다 바람직하게는 55 내지 70%의 카세인 및/또는 카세인염;
b) 4 내지 13%, 바람직하게는 4.5 내지 12%, 보다 바람직하게는 5 내지 11%의 물;
c) 10 내지 35%, 바람직하게는 12 내지 32%, 보다 바람직하게는 15 내지 28%의, b)와 상이한 적어도 하나의 가소제;
d) 0.1 내지 8%, 바람직하게는 0.5 내지 6%, 보다 바람직하게는 1 내지 4%의 소수성 작용제;
e) 0.5 내지 6%, 바람직하게는 1 내지 5%, 보다 바람직하게는 1.5 내지 4.5%의 적어도 하나의 계면활성제
를 (질량%로) 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 플라스틱.
제1항에 있어서, 가소제 c)는 폴리올, 글리세롤 아세테이트, 글리세롤 프로피오네이트 및 이것들의 혼합물로부터 선택되고, 바람직하게 c)는 글리세롤인 것이 특징인 열가소성 플라스틱.
제1항 또는 제2항에 있어서, 소수성 작용제 d)는:
- 카르복실산 폴리산 에스테르;
- C3-C33 카르복실산, 바람직하게는 C4-C28 지방산, 보다 더 바람직하게는, C6-C28 불포화 지방산;
- 및 이것들의 혼합물로부터 선택되는 것이 특징인 열가소성 플라스틱.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 소수성 작용제 d)는 C6-C28 불포화 지방산이고, 바람직하게는 팔미트올레산, 올레산, 리놀레산 및 이것들의 혼합물로부터 선택되는 것이 특징인 열가소성 플라스틱.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 계면활성제 e)는 그것의 HLB가 2 내지 8에 포함되는 양쪽 이온성 계면활성제로부터 선택되는 것이 특징인 열가소성 플라스틱.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, e) 대 d)의 양의 비율이 1 이상인 것이 특징인 열가소성 플라스틱.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 1 내지 5%의, 금속이온 봉쇄제로부터 선택된 첨가제 f)를 포함하는 것이 특징인 열가소성 플라스틱.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 착색제; 단백질 응고제; 케이킹 방지제; 말단 아미드를 가진, 바람직하게는 C12-C28의 폴리에틸렌 글리콜 및 지방 사슬 화합물로부터 선택된 슬라이딩제; 및 이것들의 혼합물로부터 선택된 첨가제 g)를 포함하는 것이 특징인 열가소성 플라스틱.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 수용성인 것이 특징인 열가소성 플라스틱.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 식용인 것이 특징인 열가소성 플라스틱.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따르는 열가소성 플라스틱의 펠릿.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따르는 열가소성 플라스틱 또는 제11항에 따르는 펠릿의 압출 캐스팅, 압출 블로잉, 필름 블로잉, 용매 캐스팅, 캘린더링, 사출, 열 성형 또는 연신에 의한 변형 후에 얻어질 수 있는 물품.
제12항에 있어서, 필름을 포함하는 것이 특징인 물품.
제13항에 있어서, 인쇄되는 것이 특징인 필름.
제13항 또는 제14항에 있어서, 열 수축 가능한 것이 특징인 필름.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따르는 필름에 의해 포장되는 것이 특징인 제품.
제16항에 있어서, 태블릿 세제를 포함하는 것이 특징인 제품.
제16항에 있어서, 식품을 포함하는 것이 특징인 제품.
제16항에 있어서, 액체 샴푸를 포함하는 것이 특징인 제품.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따르는 열가소성 플라스틱의 제조 방법으로서, 다음의 단계:
E1 압출기, 바람직하게는 이축 압출기를 사용하는 단계;
E2 화합물 a) 내지 e), 및 가능하게는 f)를 압출기에 첨가하는 단계;
E3 적어도 하나의 압출된 열가소성 플라스틱 막대를 회수하는 단계;
E4 가능하게는 막대를 건조시키는 단계;
E5 가능하게는 막대를 펠릿으로 분쇄하는 단계를 포함하고;
단계 E2는 바람직하게, 동시에 또는 연속적으로, 바람직하게는 연속적으로,
제1 단계로,
화합물 a) 내지 e), 및 가능하게는 f) 중 적어도 한 부분을 고체 형태, 유리하게는 분말 형태로 첨가하는 단계, 및,
제2 단계로,
화합물 a) 내지 e), 및 가능하게는 f) 중 적어도 한 부분을, 유리하게는 액체 형태로 첨가하는 단계로 구성되는 것이 특징인 방법.
제15항에 따르는 필름을 사용하는 제품의 포장 방법으로서, 다음의 단계:
- 포장될 제품을 필름 조각으로 싸는 단계,
- 필름을 열 밀봉하는 단계,
- 선택적으로, 필름을 축축하게 하는 단계, 및
- 필름을 80℃ 내지 200℃에 포함된 온도에서 열 수축하는 단계
를 포함하는 것이 특징인 방법.