KR20240049820A - 열 안정성 차단막 필름 구조체 - Google Patents

열 안정성 차단막 필름 구조체 Download PDF

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KR20240049820A
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polyolefin
packaging film
barrier packaging
inorganic coating
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KR1020247009031A
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필립 오클
볼프강 로바서
피터 에트리데지
로이 크리스토퍼슨
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암코르 플렉서블스 노스 아메리카, 인코포레이티드
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Abstract

본 개시는, 10 μm 내지 100 μm 범위의 두께를 갖는 폴리올레핀 기재층, 무기 코팅층, 및 폴리올레핀 기재와 무기 코팅층 사이에 위치하는 중합체 버퍼층을 포함하는 차단막 패키징 필름에 관한 것으로서, 중합체 버퍼층은 무기 코팅층과 직접 접촉하고, 무기 코팅층은 0.25 μm 내지 1.0 μm 범위의 평균 진폭 및 2 μm 내지 5 μm 범위의 파장을 특징으로 하는 파형 구조를 포함한다. 또한, 차단막 패키징 필름으로부터 형성된 패키지(예를 들어, 기밀 밀봉된 패키지)가 개시된다.

Description

열 안정성 차단막 필름 구조체
본 발명은 열 안정성 다층 차단막 필름 구조체에 관한 것이다. 본 발명의 구현예는 패키징 응용 분야에 적용하기 위한 가요성 다층 필름에 관한 것이다.
다층 차단막(barrier) 구조체가 열 응력에 노출되는 전형적인 패키징 응용 분야는 레토르트(retort) 패키징이다. 레토르트 패키징에서, 포장된 제품은 장시간의 열 및 압력 처리 공정을 거친다. 유사하게, 패키징 또는 포장된 제품은 약 80℃에서 저온 살균 공정을 거칠 수 있다. 또 다른 적용예에서, 다층 차단막 구조체는 80℃ 이하의 온도에서 열 수축 랩 포일(wrap foil)로서 사용될 수 있다.
랩 포일로서 사용하기 위한 다층 열 수축성 필름의 예는 미국 특허 문헌 제US2006222793호 및 제US6627274호에 개시되어 있다.
식료품은 금속 캔 및 유리병의 대안으로서 가요성 레토르트 패키지에 점점 더 많이 포장되고 있다. 가요성 레토르트 패키징용 포장재는 통상적으로 매립된 차단층, 차단층의 일 측면에 접착되고 패키지의 외부 표면을 형성하는 외부 중합체층, 및 가스 차단층의 타 측면에 접착되고 패키지의 내부 표면을 형성하는 열 밀봉 가능한 내부 중합체 필름층을 포함한다. 이러한 층들의 조합은 용융되거나 실질적으로 열화(즉, 누출, 박리)되지 않고 레토르트 공정을 견딜 수 있는 것으로 여겨진다. 일반적으로, 레토르트는 포장 용기를 100 내지 135℃ 범위의 온도로 0.5 내지 1.1 바(bar) 범위의 과압에서 15 내지 100분 범위의 시간 동안 가열하는 단계로 이루어진다.
레토르트 패키징용 적층체(laminate)의 예는 US 4,310,578 A; US 4,311,742 A; US 4,308,084 A; US 4,309,466 A; US 4,402,172 A; US 4,903,841 A; US 5,273,797 A; US 5,731,090 A; EP 1 466 725 A1; JPH 09 267 868 A; JP 2002 096 864 A; JP 2015 066 721 A; JP 2018 053 180 A; JP 2017 144 648 A; JPS 62 279 944 A; JPS 6 328 642 및 JPH 10 244 641 A에 개시되어 있다.
종래의 가요성 레토르트 파우치는 산소, 물, 박테리아, 및 향미 차단 특성을 달성하기 위해 상이한 재료의 층들로 제조된다. 탄성이 있는 레토르트 패키징 다층 차단막 필름을 설계하는 일반적인 옵션 중 하나는 적어도 5 μm, 바람직하게는 12 μm 초과의 두께를 갖는 알루미늄 차단층을 사용하는 것이다. 그럼에도 불구하고, 알루미늄은 고가이고, 고밀도이며, 휘어진 후 더 낮은 두께에서 핀홀이 발생할 수 있고, 불투명하다는 단점을 갖고 있다. 알루미늄은 또한 마이크로파 오븐에서 포장된 식품을 재가열하는 데 문제를 유발하는 것으로 알려져 있다. 또한, 금속층의 존재는 일반적으로, 재활용 가능성 및 패키징 공정 내의 금속 검출이라는 관점에서 바람직하지 않다.
표준 레토르트 파우치용 다층 차단막 필름 구조체의 전형적인 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 외부층, 차단층, 및 내부 밀봉층을 포함하고, 여기서 외부층은 인쇄층을 포함하고, 차단층은 금속 포일, 금속화 필름, 또는 투명 차단막 중합체 필름 중 하나 이상을 포함하고, 내부층은 열 밀봉 가능한 폴리올레핀층이다. 포장재는 또한 폴리아미드층 등과 같은 추가 중합체 필름층을 함유할 수 있다.
일체형 알루미늄 포일의 존재로 인한 재활용 문제 외에도, 다층 차단막 필름 구조체를 구성하는 중합체층의 다양성으로 인해 이들 다층 차단막 필름 구조체를 재활용하는 데 추가적인 어려움이 있다.
최첨단 시스템과 관련된 이점에 이의를 제기하지 않으면서, 차단층이 열처리 과정에서 실질적으로 균열 없이 유지됨으로써 필름의 산소 및 수증기 차단 특성 손실을 억제하는, 패키징용 재활용 가능한 열 안정 다층 차단막 필름 구조체가 필요하다.
본 발명의 구현예들은 유리하게는 패키징용 열 탄성 차단막 필름 구조체를 제공한다. 일부 구현예에서, 열 탄성 차단막 필름 구조체는, 예를 들어 저온 살균 또는 레토르트 처리 동안 열처리된다. 일부 구현예에서, 열 탄성 차단막 필름 구조체는 열처리 중 및 그 후에 실질적으로 균열이 없는 무기 차단층을 포함함으로써, 필름의 산소 및 수증기 투과율 증가를 제한한다.
하나 이상의 구현예에서, 차단막 필름 구조체는 다층 적층체 내의 적어도 하나의 버퍼층과 접촉하는 하나 이상의 무기 코팅층을 함유한다. 일부 구현예에서, 버퍼층의 존재로 인해 무기 코팅층에 파형(wave)이 형성될 수 있고 이로써, 기재층이 열 응력 하에서 수축될 때 균열의 형성을 방지할 수 있다. 통상적인 차단막 필름 구조체에서 산소 및 수증기 투과율의 통상적인 손실은 버퍼층의 존재로 인해 감소될 수 있고, 본원에 설명된 가요성 다층 필름의 투과율은 열처리 후에도 허용 가능한 상태로 유지될 수 있다.
본 발명의 추가 구현예는, 유리하게는 우수한 산소 투과율(저 투과율, 고 차단성)을 나타내는 보다 지속 가능한 투명 다층 차단막 필름을 제공하며, 상기 산소 투과율은 열처리 후에 실질적으로 변하지 않고 유지되며, 열 탄성 차단막 필름 구조체는 통상적인 고 차단성 패키징 구조체보다 상대적으로 더 용이하게 재활용된다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예는 폴리올레핀 기재로서, ASTM D2732에 따른 95℃에서 기계방향 및 가로방향 중 적어도 하나에서 0.5% 내지 10%의 자유 수축을 포함하는 폴리올레핀 기재; 0.005 μm 내지 0.1 μm 범위의 두께를 갖는 무기 코팅층; 폴리올레핀 기재와 무기 코팅층 각각 사이에 위치하고 이들과 직접 접촉하며, 0.5 μm 내지 12 μm 범위의 두께를 포함하는, 중합체 버퍼층; 및 폴리올레핀 밀봉층을 포함한다. 무기 코팅층의 두께에 대한 중합체 버퍼층의 두께의 비는 20 내지 500의 범위이고, 중합체 버퍼층은, 부록 X.4와 함께 ASTM E2546-15에 따른 95℃에서 수집된 측정치로부터 계산된 바와 같이, 0.1 MPa 내지 100 MPa 범위의 영률을 포함한다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예는 접착층을 추가로 포함한다. 또한, 폴리올레핀 기재는 제1 외부층이고, 폴리올레핀 밀봉층은 제2 외부층이고, 접착층은 폴리올레핀 밀봉층과 무기 코팅층 사이에 위치한다. 이들 구현예는 폴리올레핀 밀봉층과 무기 코팅층 사이에 위치한 인쇄된 표시층을 추가로 포함할 수 있다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예는 인쇄된 표시층 및 접착층을 추가로 포함한다. 또한, 인쇄된 표시층은 제1 외부층이고, 폴리올레핀 밀봉층은 제2 외부층이고, 접착층은 폴리올레핀 밀봉층과 무기 코팅층 사이에 위치한다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 폴리올레핀 기재는 배향된 폴리프로필렌 필름이고 폴리올레핀 밀봉층은 폴리프로필렌 밀봉층이다. 배향된 폴리프로필렌 필름은 단일중합체 폴리프로필렌을 포함할 수 있다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 폴리올레핀 기재는 배향된 폴리에틸렌 필름이고 폴리올레핀 밀봉층은 폴리에틸렌 밀봉층이다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예는 배향된 폴리올레핀 외부층 및 접착층을 추가로 포함한다. 또한, 폴리올레핀 밀봉층은 폴리올레핀 기재의 하위층이고, 접착층은 배향된 폴리올레핀 외부층과 무기 코팅층 사이에 위치한다. 차단막 패키징 필름은 또한 배향된 폴리올레핀 외부층과 무기 코팅층 사이에 위치한 인쇄된 표시층을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 차단막 패키징 필름은 80 중량% 이상의 폴리올레핀, 90 중량% 이상의 폴리올레핀, 또는 95 중량% 이상의 폴리올레핀을 포함하는 전체 조성물을 갖는다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 폴리올레핀 기재는 10 μm 내지 100 μm 범위의 두께를 포함한다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층은 1 μm 내지 5 μm 범위의 두께를 포함한다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 무기 코팅층은 금속층 또는 산화물 코팅층을 포함하고, 무기 코팅층의 두께는 0.005 μm 내지 0.06 μm의 범위이다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층의 두께 대 무기 코팅층의 두께의 비는 30 내지 120의 범위이다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 중합체 기재는 ASTM D2732에 따른 95℃에서 1% 내지 6% 범위의 자유 수축을 포함한다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층은 비닐 알코올 공중합체, 폴리프로필렌계 중합체, 폴리우레탄계 중합체, 또는 폴리락트산을 포함한다.
차단막 패키징 필름은 무기 코팅층과 직접 접촉하는 제2 중합체 버퍼층을 추가로 포함할 수 있다.
차단막 패키징 필름의 일부 구현예는 폴리올레핀 기재, 무기 코팅층, 폴리올레핀 기재와 무기 코팅층 사이에 위치된 중합체 버퍼층, 무기 코팅층과 직접 접촉하는 중합체 버퍼층, 및 폴리올레핀 밀봉층을 포함한다. 또한, 무기 코팅층은 0.25 μm 내지 1.0 μm 범위의 평균 진폭 및 2 μm 내지 5 μm 범위의 파장을 특징으로 하는 파형 구조를 포함하고, 중합체 버퍼층은 상기 파형 구조의 평균 진폭의 1.1 내지 20배 범위의 두께를 포함한다.
파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름은 접착층을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 폴리올레핀 기재는 제1 외부층이고, 폴리올레핀 밀봉층은 제2 외부층이고, 접착층은 폴리올레핀 밀봉층과 무기 코팅층 사이에 위치한다. 필름은 폴리올레핀 밀봉층과 무기 코팅층 사이에 위치한 인쇄된 표시층을 추가로 포함할 수 있다.
파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름은 인쇄된 표시층 및 접착층을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 인쇄된 표시층은 제1 외부층이고, 폴리올레핀 밀봉층은 제2 외부층이고, 접착층은 폴리올레핀 밀봉층과 무기 코팅층 사이에 위치한다.
파형 구조를 포함하는 일부 차단막 패키징 필름에서, 폴리올레핀 기재는 배향된 폴리프로필렌 필름이고 폴리올레핀 밀봉층은 폴리프로필렌 밀봉층이다. 배향된 폴리프로필렌 필름은 단일중합체 폴리프로필렌을 포함할 수 있다.
파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 폴리올레핀 기재는 배향된 폴리에틸렌 필름이고 폴리올레핀 밀봉층은 폴리에틸렌 밀봉층이다.
파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름의 일부 구현예는 배향된 폴리올레핀 외부층 및 접착층을 추가로 포함한다. 또한, 폴리올레핀 밀봉층은 폴리올레핀 기재의 하위층이고, 접착층은 폴리올레핀 외부층과 무기 코팅층 사이에 위치한다. 또한, 차단막 패키징 필름은 폴리올레핀 외부층과 무기 코팅층 사이에 위치한 인쇄된 표시층을 추가로 포함할 수 있다.
파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름의 일부 구현예는 80 중량% 이상의 폴리올레핀, 90 중량% 이상의 폴리올레핀, 또는 95 중량% 이상의 폴리올레핀을 포함하는 전체 조성물을 갖는다.
파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 폴리올레핀 기재는 10 μm 내지 100 μm 범위의 두께를 포함한다.
파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층은 1 μm 내지 5 μm 범위의 두께를 포함한다.
파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 무기 코팅층은 금속층 또는 산화물 코팅층을 포함하고, 무기 코팅층의 두께는 0.005 μm 내지 0.06 μm의 범위이다.
파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층의 두께 대 무기 코팅층의 두께의 비는 30 내지 120의 범위이다.
파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 무기층의 파형 구조는 파장 대 평균 진폭의 비율, 즉 2 내지 20 범위의 비율을 특징으로 한다.
파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층은 비닐 알코올 공중합체, 폴리프로필렌계 중합체, 폴리우레탄계 중합체 또는 폴리락트산을 포함한다.
파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름의 일부 구현예는 무기 코팅층과 직접 접촉하는 제2 중합체 버퍼층을 추가로 포함한다.
또한, 임의의 구현예에 따른 차단막 패키징 필름을 포함하는 기밀 밀봉된 패키지가 본원에서 논의된다.
본 개시는 첨부된 도면과 연관하여 본 개시의 다양한 구현예의 다음의 상세한 설명을 고려하면 보다 완전하게 이해될 수 있다.
도 1a, 도 1b, 도 2, 도 3, 도 4, 도 5a, 도 5b, 도 6, 도 7, 및 도 8은 차단막 패키징 필름의 상이한 구현예의 단면도이다.
도 9 및 도 10은 차단막 패키징 필름을 포함하는 기밀 밀봉된 패키지의 구현예의 사시도이다.
도 11은 차단막 패키징 필름의 하나 이상의 구현예에서 형성된 파형 구조의 확대된 배율의 상면도이다.
도 12a, 12b, 및 도 12c는 파형을 형성한 필름(12a 및 도 12c) 및 파형을 형성하지 않은 비교 필름(12b)의 상면도의 확대된 현미경 사진이다. 도 12a, 12b, 및 도 12c에 도시된 현미경 사진은 동일한 배율에 있지 않다.
도면은 모든 구현예가 아니라 일부 구현예를 나타낸다. 도면에 도시된 요소는 예시적인 것이고 반드시 축척에 비례하는 것은 아니며, 동일한(또는 유사한) 참조 번호는 도면 전체에 걸쳐 동일한(또는 유사한) 특징부를 나타낸다.
본 발명에 따른 차단막 패키징 필름 구조체는 적어도 하나의 열수축성 폴리올레핀 기재층, 적어도 하나의 무기 코팅층 및 적어도 하나의 중합체 버퍼층을 포함하며, 중합체 버퍼층은 무기 코팅층과 직접 접촉하고 폴리올레핀 기재층과 무기 코팅층 사이에 위치한다. 패키징 필름을 수축시키기에 충분히 높은 온도에 노출되는 동안, 버퍼층은 수축 기재층과 강성의 비-수축 무기 코팅층 사이에서 가단성 있는 계면이 되도록 구성되어, 연속적인 파형 구조가 무기 코팅층 내에 적어도 하나의 중합체 버퍼층 표면에서 형성될 수 있게 한다. 일부 구현예에서, 연속적인 파형 구조의 형성은 무기 코팅층 내의 균열의 수를 실질적으로 감소시킨다. 일부 구현예에서, 연속적인 파형 구조, 보다 구체적으로는 기재층을 수축하는 것은 산소 및 수증기 차단 손실을 완화시킨다.
일부 구현예에서, 버퍼층 상의 무기층의 파형 구조 형성 효과는 1) 중합체 버퍼층 두께, 2) 열처리 온도에서 중합체 버퍼 재료의 탄성률 및 3) 무기층의 두께 사이의 미묘한 평형에 의해 얻어진다. 기재층이 수축하기 시작하는 온도(즉, 열처리 온도) 이상에서, 버퍼층은 형상을 변화시킬 수 있는 탄성률을 가져야 한다. 형상 변화는, 수축 기재층에 가장 가까운 버퍼층의 측면 상의 표면적은 수축시키고 무기 코팅층에 인접한 버퍼층의 측면 상의 표면적은 수축시키지 않은 결과이다. 낮은 탄성률로 인해, 기재층에 인접한 버퍼층의 표면은 수축하는 힘에 맞춰 이동하고 조정될 수 있다. 무기층에 인접한 버퍼층은 무기 코팅층의 변하지 않는 표면적을 수용하기 위해 파형 구조를 따른다. 무기 코팅의 파형 구조는 규칙적인(즉, 줄무늬), 헤링본, 및 무작위(즉, 미로)를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 하나 이상의 패턴으로 형성될 수 있다. 파형 구조의 형성으로 인해 무기 코팅층은 휘어질 수 있고, 그의 원래 표면적을 유지하면서 균열 없이(또는 많은 균열 없이) 온전하게 유지될 수 있고, 기재층의 수축으로 인해 발생할 수 있는 무기 코팅층의 차단 특성의 열화를 감소시키거나 제거할 수 있다.
본 발명을 제한하지 않고, 다양한 시스템에서 파형의 이론적 형성을 설명하는 데 사용되는 모델은, Huang, ZY, Hong, W, Suo Z의 2005, '준수 기재에 접착된 필름의 주름에 대한 비선형 분석(Nonlinear Analysis of Wrinkles in a Film Bonded to a Compliant Substrate)', Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 53, 2101-2118에서 찾을 수 있다.
본 발명의 구현예는 유리하게는 폴리올레핀계 패키징 구조체가 개발됨에 따라 파형의 형성 및 차단 특성의 유지를 설명한다. 패키징 산업은 사용되는 재료를 좁은 범주로 간소화하는 것을 포함하여 보다 지속 가능한 옵션을 향해 나아가고 있는 것으로 여겨진다. 예를 들어, 하나의 옵션은 필름을 재활용 가능한 것으로 분류하기 위해 높은 폴리올레핀 함량을 갖는 패키징 구조체를 설계하는 것이다. 패키징 구조체에서 비-올레핀계 중합체를 제거하는 것은 종종 패키징 구조체의 전체 성능에 결함을 나타낸다. 레토르트 또는 저온 살균과 같은 열처리 용도의 패키징의 경우, 폴리올레핀 중합체는 사용 온도에 더욱 민감하다. 특히, 고온에서, 폴리올레핀 재료는 다른 중합체 재료보다 더 많이 수축될 수 있고 무기 코팅층에 대한 구조적 성분으로서 부적합해질 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 버퍼층 개념을 패키징 필름에 도입하면 재활용 가능성이 더 높은 중합체 재료 세트를 이용함으로써 생기는 부정적인 영향을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 본원에 기술된 차단막 패키징 필름은 높은 폴리올레핀 함량으로 인해 더욱 쉽게 재활용 가능하지만, 산소 및 수분 차단막과 같은 고성능 속성도 유지한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "중합체 버퍼층"은 차단막 패키징 필름 내의 층이며, 무기 코팅층에 바로 인접하여 접촉하는 층으로, 무기 코팅층이 비교적 평평한 단면 기하 구조에서 파형 구조로 구부러질 수 있게 하는 기능을 갖는다. 중합체 버퍼층은, 본원에서 추가로 설명되는 바와 같이, 차단막 패키징 필름이 열에 노출(예를 들어, 95℃)될 때 약간의 수축을 경험하는 온도 범위에서 재료 또는 재료들의 배합물이 가단성 있게 되도록 제형화된다. 중합체 버퍼층의 조성식은 재료가 유연해질 수 있게 하는 적절한 온도 범위에서 탄성 계수를 달성하도록 유도될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 서로 "직접 접촉"하거나 "바로 인접"하는 층 또는 필름은 이들 사이에 중간 개재 재료를 갖지 않는다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "무기 코팅층"은 금속층 또는 산화물 코팅층을 포함하는 층을 지칭한다. 무기 코팅층은 차단층으로서 작용한다. 무기 코팅층은 버퍼층의 표면 상에 직접 진공 증착(즉, 진공 코팅, 증기 코팅, 진공 금속화)될 수 있다. 대안적으로, 무기 코팅층은 용액 코팅과 같은 습식 화학 방법에 의해 증착될 수 있다.
본원에서 설명하는 바와 같이, 폴리올레핀 기재층은 배향될 수 있다. 배향은 차단막 패키징 필름의 단축 배향된(기계방향 또는 가로방향), 또는 이축 배향된(기계방향 및 가로방향) 신장의 결과일 수 있고, 기계방향 및/또는 가로방향 치수를 증가시키고 이에 따라 재료의 두께를 감소시킨다. 이축 배향은 동시에 또는 연속적으로 필름에 부여될 수 있다. 일부 구현예에서, 필름은 필름 내의 중합체의 용융 온도 바로 아래의 온도에서 어느 하나 또는 양 방향으로 신축된다. 이러한 방식으로, 신축은 중합체 사슬이 "배향"하게 하여, 필름의 물성을 변화시킨다. 동시에, 신축은 필름을 얇게 한다. 생성된 배향된 필름은 더 얇아지고, 인성, 내열성, 강성, 인열 강도 및 차단성과 같은 기계적 특성에 있어서 상당한 변화를 가질 수 있다. 배향은 통상적으로 이중- 또는 삼중-버블 공정에 의해, 텐터-프레임(tenter-frame) 공정 또는 가열된 롤을 사용하는 MDO 공정에 의해 달성된다. 통상적인 취입 필름(blown film) 공정은 필름의 일부 신축을 부여하지만, 본원에서 설명하는 바와 같이 배향된 것으로 간주되기에 충분하지 않다. 배향된 필름은 배향 후에 열경화(즉, 어닐링)될 수 있어서, 필름은, 레토르트 필름 적층체의 전환(즉, 인쇄 또는 적층) 동안 또는 적층체의 사용(즉, 열 밀봉 또는 레토르트 멸균) 동안 경험될 수 있는, 상승된 온도 조건 하에서 비교적 치수적으로 안정하다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "배향되지 않은" 및 "비배향"이란 용어는 실질적으로 압출 후 배향이 없는 단층 또는 다층 필름, 시트 또는 웹을 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "폴리올레핀"이란 용어는 일반적으로 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 중합체를 포함한다.
본 출원 전반에 걸쳐 사용되는 바와 같이, "공중합체"라는 용어는 적어도 두 개의 단량체 종의 중합 반응 또는 공중합에 의해 얻게 되는 중합체 생성물을 지칭한다. "공중합체"라는 용어는 또한 삼원중합체, 사중중합체 등을 지칭하는 반응 생성물을 갖는 세 개, 네 개 또는 그 이상의 단량체 종의 중합 반응을 포함한다.
본 출원 전반에 걸쳐 사용되는 바와 같이, "폴리프로필렌" 또는 "PP"라는 용어는 달리 명시되지 않는 한, 프로필렌 단일중합체 또는 공중합체를 지칭한다.
이러한 프로필렌의 공중합체는 적어도 하나의 알파-올레핀을 갖는 프로필렌의 공중합체 및 다른 단위 또는 기를 갖는 프로필렌의 공중합체를 포함한다. "폴리프로필렌" 또는 "PP"라는 용어는 치환기 분지기 또는 다른 개질제의 존재 또는 부재와 관계없이 사용된다. 폴리프로필렌은 단일중합체 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 충격 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 프로필렌-에틸렌 공중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 무수 말레산 접목 폴리프로필렌 및 이들의 배합물을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 다양한 폴리프로필렌 중합체는 재생 폴리프로필렌 또는 재생 폴리올레핀으로서 재활용될 수 있다.
본 출원 전반에 걸쳐 사용되는 바와 같이, "폴리에틸렌" 또는 "PE"라는 용어는 달리 명시되지 않는 한, 에틸렌 단일중합체 또는 공중합체를 지칭한다. 이러한 에틸렌의 공중합체는 적어도 하나의 알파-올레핀을 갖는 에틸렌의 공중합체 및 비닐 아세테이트, 산 기, 아크릴레이트 기 등과 같은 다른 단위 또는 기를 갖는 에틸렌의 공중합체를 포함한다. "폴리에틸렌" 또는 "PE"라는 용어는 치환기 분지기의 존재 또는 부재와 관계없이 사용된다. 폴리에틸렌은, 중간 밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 초저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 알파-올레핀 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 산 공중합체, 에틸렌 아크릴레이트 공중합체, 중화된 에틸렌 공중합체, 예컨대 이오노머, 무수 말레산 접목 폴리에틸렌 및 이들의 배합물을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
다양한 폴리에틸렌 중합체는 재생 폴리에틸렌 또는 재생 폴리올레핀으로서 재활용될 수 있다.
본 출원 전반에 걸쳐 사용되는 바와 같이, "폴리에스테르" 또는 "PET"는 단량체 단위들 사이에 에스테르 결합을 갖는 단일중합체 또는 공중합체를 지칭한다. 에스테르 결합은 일반식 [O-R-OC(O)-R´-C(O)]n으로 나타낼 수 있으며, 여기서 R 및 R´은 동일하거나 상이한 알킬(또는 아릴)기이고 일반적으로 디카르복실산 및 디올 단량체의 중합으로부터 형성될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "폴리아미드"라는 용어는 분자 사슬을 따라 발생하는 아미드 결합(--CONH--)n을 갖는 고분자량 중합체를 지칭하며, 패키징 필름으로서 유용성을 포함하는 다수의 용도를 갖는 잘 알려진 중합체인 "나일론" 수지를 포함한다. 식품 패키징 및 가공에 사용하기 위한 나일론 중합체 수지의 예는 나일론 66, 나일론 610, 나일론 66/610, 나일론 6/66, 나일론 11, 나일론 6, 나일론 66T, 나일론 612, 나일론 12, 나일론 6/12, 나일론 6/69, 나일론 46, 나일론 6-3-T, 나일론 MXD-6, 나일론 MXDI, 나일론 12T 및 나일론 6I/6T를 포함한다. 폴리아미드의 예는 나일론 단일중합체 및 공중합체, 예를 들어 나일론 4,6(폴리(테트라메틸렌 아디파미드)), 나일론 6(폴리카프로락탐), 나일론 6,6(폴리(헥사메틸렌 아디파미드)), 나일론 6,9(폴리(헥사메틸렌 노나네디아미드)), 나일론 6,10(폴리(헥사메틸렌 세바카미드)), 나일론 6,12(폴리(헥사메틸렌 도데칸디아미드)), 나일론 6/12(폴리(카프로락탐-코-도데칸디아미드)), 나일론 6,6/6(폴리(헥사메틸렌 아디파미드-코-카프로락탐)), 나일론 66/610(예를 들어, 나일론 66 염과 나일론 610 염의 혼합물의 응축에 의해 제조됨), 나일론 6/69 수지(예를 들어, 엡실론-카프로락탐, 헥사메틸렌디아민 및 아젤라산의 응축에 의해 제조됨), 나일론 11(폴리운데카노락탐), 나일론 12(폴리라우릴락탐) 및 이들의 공중합체 또는 혼합물을 포함한다. 폴리아미드는 독특한 물리적 및 화학적 특성 때문에 식품 패키징 및 기타 응용을 위한 필름에 사용된다. 폴리아미드는 내열성, 내마모성, 천공 강도 및/또는 필름의 차단성을 개선하기 위한 재료로서 선택된다. 폴리아미드 함유 필름의 특성은 공중합체 선택 및 변환 방법(예를 들어, 공압출, 배향, 적층, 및 코팅)을 포함하는 매우 다양한 변수의 선택에 의해 변형될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "폴리우레탄"은 일반적으로 우레탄 결합(-NH-(C=O)-O-)에 의해 결합된 유기 단위를 갖는 중합체를 지칭한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "폴리락트산"은 락트산으로 제조되고 [-C(CH3)HC(=O)O-]n의 골격을 갖는 중합체이다.
본 출원 전반에 걸쳐 사용되는 바와 같이, "비닐 알코올 공중합체"라는 용어는 비닐 알코올(CH2CHOH)의 필름 형성 공중합체를 지칭한다. 예로는 에틸렌 비닐 알코올 공중합체(EVOH), 부텐디올 비닐 알코올 공중합체(BVOH), 및 폴리비닐 알코올(PVOH)이 있지만, 이에 한정되지 않는다.
본 출원 전반에 걸쳐 사용되는 바와 같이, "에틸렌 비닐 알코올 공중합체", "EVOH 공중합체" 또는 "EVOH"라는 용어는 에틸렌 및 비닐 알코올의 반복 단위로 이루어진 공중합체를 지칭한다. 에틸렌 비닐 알코올 공중합체는 일반식: [(CH2-CH2)n-(CH2-CH(OH))]n으로 나타낼 수 있다. 에틸렌 비닐 알코올 공중합체는 비누화되거나 가수분해된 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 포함할 수 있다. EVOH는 에틸렌 공단량체를 가지며, 예를 들어, 비닐 아세테이트 공중합체의 가수분해에 의해 또는 비닐 알코올과의 화학 반응에 의해 제조되는 비닐 알코올 공중합체를 지칭한다. 에틸렌 비닐 알코올 공중합체는 28 몰%(또는 그 이하) 내지 48 몰%(또는 그 이상)의 에틸렌을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "층"이란 용어는 단일 재료 유형 또는 균질한 재료 배합물의 구조인 필름의 빌딩 블록을 지칭한다. 층은 단일 중합체, 단일 중합체 유형 내의 재료의 배합물 또는 다양한 중합체의 배합물일 수 있고, 금속 재료를 함유할 수 있고 첨가제를 가질 수 있다. 층은 필름과 연속적일 수 있거나 불연속적이거나 패터닝되어 있을 수 있다. 층은 길이 및 폭(x-y 방향)과 비교하여 미미한 두께(z 방향)를 가지며, 따라서 두 개의 주 표면을 갖는 것으로 정의되며, 그 면적은 층의 길이 및 폭에 의해 정의된다. 외부층은 주 표면 중 하나에서만 다른 층에 연결되는 것이다. 즉, 외부층의 하나의 주 표면은 노출된다. 내부층은 두개의 주 표면 모두에서 다른 층에 연결되는 것이다. 즉, 내부층은 두 개의 다른 층 사이에 있다. 층은 하위층을 가질 수 있다.
유사하게, 본원에서 사용되는 바와 같이, "필름"이란 용어는 층 및/또는 필름으로 구성된 웹을 지칭하며, 이들 모두는 서로 바로 인접하고 연결된다. 필름은 필름의 길이 및 폭에 비해 미미한 두께를 갖는 것으로 설명될 수 있다. 필름은 두 개의 주 표면을 가지며, 그 면적은 필름의 길이 및 폭에 의해 정의된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "외부"라는 용어는 포함되는 필름의 주 표면 중 하나에 위치하는 필름 또는 층을 설명하는 데 사용된다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "내부"라는 용어는 포함되는 필름의 표면 상에 위치되지 않는 필름 또는 층을 설명하는 데 사용된다. 내부 필름 또는 층은 양 측면 상의 다른 필름 또는 층에 인접한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "파형 구조"는 무기 코팅층 및 인접한 중합체 버퍼층(들)의 표면의 단면 기하 구조를 지칭한다. 임의의 파형과 마찬가지로, 파형 구조는 x-y 방향으로 측정 가능한 파장, 및 z 방향으로 측정 가능한 진폭을 갖는다.
파형 구조의 파장은 광학 현미경, 레이저 스캐닝 현미경, 전자 현미경, 또는 원자력 현미경을 포함하지만 이에 한정되지 않는 상면 현미경 기술을 사용하여 결정될 수 있다. 현미경의 해상도는 파형 피크 및 파형 골과 같은 파형 상의 특징부를 식별하기에 충분할 필요가 있다. 대표적인 상면 현미경의 일례가 도 11에 도시되어 있다. 이러한 도면에 도시된 바와 같이, 파형은 다양한 패턴을 취하고 파형 도메인, 또는 파형이 규칙적이고 정돈된 구역으로 구성된다. 파형 도메인은 모서리 또는 에지에서 만나 불규칙한 접힘부 또는 교차부를 형성한다. 파형의 측정은 파형 도메인에서 실행될 수 있으며, 그 예는 중첩된 타원으로 표시된다. 충돌하는 파형이 규칙적인 패턴을 방해함에 따라, 파형 측정의 변화는 교차점에서 발생할 수 있으며, 이의 예는 중첩된 원으로 표시된다. 파형의 교차부를 포함하는 영역은 파형 측정에 사용되지 않는다.
파장은 파형이 왜곡되지 않은 영역(즉, 파형 도메인)에서 피크 대 피크 또는 골 대 골 사이의 거리이다. 평균 파장은 적어도 5개의 개별 파장 측정의 평균을 취함으로써 계산된다.
파장을 결정하기 위한 다른 기술이 가능하다. 예를 들어, 파장은 파형 구조의 단면도를 사용하여 측정될 수 있다. 또 다른 옵션은 파형을 격자로 사용하여 광학 설정에서 이를 측정하는 것이다. 필름을 통해 광택이 나는 빛의 생성된 스펙트럼을 이용해 파장을 결정할 수 있다.
파형 구조의 진폭(즉, 파형의 골에서 피크까지의 거리)은 z 방향 정보에 민감한 현미경을 사용하여 필름 상에서 평가될 수 있다. 예를 들어, 현미경은 레이저 스캐닝 현미경 또는 원자력 현미경일 수 있다. 일부 구현예에서, z 방향으로의 해상도는 적어도 수십 나노미터 범위만큼 작을 수 있다.
필름의 일부 구현예에서, 진폭은 적절한 해상도 및 대비를 갖는 현미경에서 절단 단면(즉, 마이크로톰 절단, 에폭시에 매립 및 연마됨, 또는 다른 경로) 상에서 결정될 수 있다. 많은 층을 함유하는 적층체에서의 수축이 일반적으로 폴리올레핀 기재, 중합체 버퍼층 및 무기 코팅층만을 함유하는 필름에서의 수축보다 작기 때문에, 진폭은 상기 필름에서 더 낮을 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "평균 진폭"은 왜곡되지 않은 영역(즉, 파형 도메인)에서 필름 샘플에 걸친 하나 이상의 위치를 사용하여 적어도 5개의 개별 파형의 진폭의 측정 및 이들 5개의 측정의 평균을 계산함으로써 결정된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "차단막" 또는 "차단막 필름" 또는 "차단층" 또는 "차단막 재료"는 산소와 같은 가스에 대한 투과를 감소시키는 것(즉, 산소 차단막 재료를 함유함)을 지칭한다. 차단막 재료는 수분에 대한 투과도를 감소시킬 수 있다(즉, 수분 차단막 재료를 함유함). 차단 특성은 하나 이상의 차단막 재료, 또는 다수의 차단막 재료의 배합에 의해 제공될 수 있다. 차단층은 수 개월 또는 심지어 1년 초과일 수 있는 긴 유통기한 전체에 걸쳐 패키지 내에서 제품을 보존하는 데 필요한 특정 차단막을 제공할 수 있다.
차단막은 포장된 제품의 유통기한 동안(즉, 패키지가 기밀하게 밀봉되는 동안) 차단막 패키징 필름을 통한 산소의 유입을 감소시킬 수 있다. 차단막 패키징 필름의 산소 투과율(OTR)은 제공된 차단막의 지표이며, ASTM F1927에 따른 1 기압, 23℃ 및 50% RH의 조건을 사용하여 측정될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "차단막 패키징 필름" 또는 "기밀 밀봉된 패키지" 또는 "레토르트 안정 패키지"는 열처리 온도 또는 그 이상의 온도에 노출된 후 열화가 거의 없는 높은 산소 또는 수분 차단막 수준을 유지하는 필름, 또는 필름으로 제조된 패키지이다. 패키지는 제품으로 충진되고, 밀봉되고, 기밀하게 밀봉된 상태로 유지될 수 있으므로, 우수한 차단 특성을 유지한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "영률" 또는 "탄성 계수" 또는 "계수"는 단위 면적 당 힘의 단위로 인장 또는 압축력 하에 있을 때 치수를 변경하는 재료 능력의 척도이다. 더 높은 영률을 갖는 재료는 비교적 강성일 수 있는 반면, 더 낮은 영률을 갖는 재료는 상대적으로 부드럽고 유연하다(즉, 탄성적이다). 영률은 나노 압입 시험 절차로부터 유도된 힘-변위 데이터 세트로부터 계산될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "자유 수축"은 상승된 온도에 노출됨으로 인해 필름 또는 층이 겪는 구속되지 않은 선형 수축이다. 수축은 비가역적이고 비교적 빠르다(즉, 수 초 또는 수 분 내에 명백함). 자유 수축은 원래 치수의 백분율로서 표현된다(즉, 100 x (수축 전 치수 - 수축 후 치수) / (수축 전 치수)). 자유 수축은 ASTM D2732를 사용하여 측정될 수 있다. 대안적으로, 자유 수축은 ASTM D2732에 기술된 시험 방법에 고온 유체 조 대신에 고온 공기를 열원으로서 사용하는 변형을 가미해 측정될 수 있다. 고온 공기 방법을 사용하는 경우, 구속되지 않은 샘플은 특정 온도로 설정된 오븐에 적어도 1분의 시간 범위 동안 배치되어, 오븐 내부 및 샘플이 열 평형 상태에 도달할 시간을 제공한다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "ASTM E2546-15 부록 X.4"는 30 nm의 정의된 팁 반경을 갖는 실리콘 캔틸레버 상에 장착된 실리콘 팁을 포함하는 장치를 사용하여 문서화된 표준에 따라 계측된 압입 시험 절차를 지칭한다.
본원에 설명된 차단막 패키징 필름은 레토르트 또는 저온 살균 패키징 필름으로서 유용할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "레토르트 패키징 필름" 또는 "레토르트 패키징"은 제품으로 충진되고, 밀봉되고, 통상적인 레토르트 멸균 공정에 노출된 후 기밀하게 밀봉된 상태로 유지될 수 있는 필름, 또는 필름으로 제조된 패키지이다. 통상적인 레토르트 멸균은 약 100℃ 내지 약 150℃ 범위의 온도, 최대 약 70 psi(483 kPa)의 과압을 사용하는 배치 공정이며, 수분 내지 수시간의 지속 시간을 가질 수 있다. 가요성 필름 내에 포장되는 제품에 사용되는 일반적인 레토르트 공정은 증기 또는 물 침지(immersion) 공정을 포함한다. 레토르트 패키징 필름에 포장되고 레토르트 멸균된 식품 또는 다른 제품은 장기간 동안 주변 조건에서 보관될 수 있으며(즉, 실온 보관이 가능한), 멸균 상태를 유지할 수 있다. 레토르트 공정이 필름, 또는 필름으로부터 제조된 패키지를 열화시키기 때문에, 매우 특수한 가요성 패키징 필름은 레토르트 공정에서 생존하도록 설계되었다.
놀랍게도, 필름 구조체는, 필름 구조체를 가열함에 따라 무기 코팅층 내에 파형 구조가 형성되도록 개발될 수 있음을 발견하였다. 가열 시, 필름 구조체는 이들 필름이 패키징 응용 분야 및 다른 유사한 용도에 사용되는 데 필요한 성능 특성을 유지하였다. 예를 들어, 파형 형성에 필요한 층은 또한 인접한 층에 필요한 접합을 포함할 수 있었고, 적절한 가요성 및 투명도를 가지며, 열 노출 이외의 다른 환경 조건(즉, 휨, 천공, 습도 등)에서도 내구성을 제공할 수 있었다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "접착층"이란 용어는 두 개의 인접한 층을 함께 접합하는 주요 기능을 갖는 층을 지칭한다. 접착층은 다층 필름의 두 개의 층 사이에 위치되어 두 개의 층을 서로에 대해 제 위치에 유지하고 바람직하지 않은 박리를 방지할 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 접착층은 접착층 재료와 접촉하는 하나 이상의 표면과 원하는 수준의 접착을 제공하는 임의의 적합한 조성물을 가질 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "밀봉층"이란 용어는 필름, 시트 등의 그 자체 및/또는 동일하거나 다른 필름, 시트 등의 다른 층에 대한 밀봉에 관여하는 필름, 시트 등의 층을 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "열 밀봉(heat seal, heat sealing)", "열 밀봉된", "열 밀봉 가능한" 등의 용어는 그 자체 또는 다른 열가소성 필름층에 열 밀봉 가능한 필름층, 및 종래의 간접 가열 수단에 의한 두 개의 중합체 표면 사이의 융합 결합의 형성 둘 모두를 지칭한다. 종래의 간접 가열은 인접한 필름 접촉 표면으로의 전도를 위해 적어도 하나의 필름 접촉 표면 상에 충분한 열을 발생시켜 필름 무결성의 손실 없이 그들 사이의 계면 접합이 형성되는 것으로 이해될 것이다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "인쇄된 표시층"이란 용어는 필름 상에 인쇄된{ut} {ut}층 또는 일련의 하위층을 지칭한다. 층 또는 하위층은 안료 함유 재료(즉, 착색된 잉크), 보호층(즉, 오버래커) 및 잉크 수용 프라이머를 포함할 수 있다. 오버래커(over-lacquer)는 인쇄된 안료층을 보호할 수 있고 필름 표면의 외관을 개선할 수 있다. 인쇄된 표시층(들) 각각은 필름의 다른 층과 독립적으로 연속적이거나 독립적으로 불연속적(즉, 패터닝된)일 수 있다. 특히, 인쇄된 표시층은 백색 안료 프린트의 하나 이상의 연속 하위층 및 다른 색을 포함하는 하나 이상의 패터닝된 하위층을 포함할 수 있고, 이에 따라 패키징 필름에 대한 가시적인 그래픽을 생성한다. 인쇄된 표시층의 인쇄는 플렉소그래피 그라비어 인쇄(flexographic gravure printing), 로토그라비어(rotogravure) 인쇄, 그라비어 코팅, 및 디지털 인쇄 방법을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 공지된 인쇄 방법에 의해 수행될 수 있다. 인쇄된 표시층 내의 하위층은 동일한 공정에 의해 또는 상이한 유형의 공정을 사용하여 적용될 수 있다.
언급된 바와 같이, 인쇄된 표시층은 백색 안료 프린트를 함유하는 하나 이상의 하위층을 포함할 수 있다. 통상적으로, 인쇄 잉크의 백색 안료는 이산화티탄(TiO2) 입자를 포함한다. TiO2 입자는, 이들이 무기 산화물 코팅 근처에 위치하는 경우, 파형 구조의 형성을 파괴할 수 있다. 차단막 패키징 필름의 구현예는 무기 산화물 코팅층과 TiO2 입자를 함유하는 인쇄된 표시층 사이에 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. TiO2 입자를 함유하는 하위층과 무기 산화물 코팅층 사이에 다른 인쇄된 표시층 하위층(예, 비백색 하위층, 프라이머 하위층)이 있을 수 있다. 도 1b 및 도 5b에 도시된 구현예와 같이, TiO2 함유 층과 무기 산화물 코팅층 사이에 접착층이 있을 수 있다. 구현예 중 어느 하나에서, TiO2 입자 함유 층과 무기 산화물 코팅 사이의 하나 이상의 층은 파형 형성부의 평균 진폭 이상의 조합된 두께를 가져야 한다.
이제 차단막 패키징 필름 구조체의 구현예의 특정 세부 사항으로 넘어간다. 도 1a는 차단막 패키징 필름(10)의 단면도를 나타낸다. 차단막 패키징 필름(10)은 폴리올레핀 기재(12), 무기 코팅층(13) 및 폴리올레핀 기재(12)와 무기 코팅층(13) 사이에 위치한 중합체 버퍼층(14)을 포함한다. 중합체 버퍼층(14)은 무기 코팅층(13)과 직접 접촉한다. 중합체 버퍼층(14)은 도 1a에 도시된 바와 같이 폴리올레핀 기재(12)와 직접 접촉할 수 있거나, 중합체 버퍼층(14)과 폴리올레핀 기재(12) 사이에 하나 이상의 추가 층이 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 차단막 패키징 필름(10)은 또한 폴리올레핀 밀봉층(11), 인쇄된 표시층(16) 및 접착층(15)을 포함한다. 폴리올레핀 기재(12)는 차단막 패키징 필름(10)의 외부층을 형성하고 폴리올레핀 밀봉층(11)은 차단막 패키징 필름(10)의 대향하는 외부층을 형성한다.
무기 코팅층에 바로 인접한 인쇄된 표시층을 포함하는 차단막 패키징 필름의 구현예는 인쇄된 표시층 내에 하위층을 포함할 수 있다. 프라이머의 하위층은 무기 코팅층에 바로 인접할 수 있고, 이어서 하나 이상의 안료 함유 하위층이 있을 수 있다. 하위층을 함유하는 프라이머는 연속적인 층일 수 있다. 하위층을 함유하는 프라이머는 이하에서 논의되는 바와 같이, 제2 버퍼층으로서 작용할 수 있다.
또 다른 대안적인 구현예에서, 도 1b는 유사한 차단막 패키징 필름(10)의 단면도를 나타낸다. 여기서, 인쇄된 표시층(16)과 접착층(15)의 위치가 서로 바뀌었다. 도 1b에 도시된 구현예는 적층 단계 전에 폴리올레핀 기재(12)/중합체 버퍼층(14)/무기 코팅층(13) 조합이 인쇄될 수 있거나 폴리올레핀 밀봉층(11)이 인쇄될 수 있음을 보여준다. 또 다른 구현예(미도시)에서, 두 섹션은 적층 전에 인쇄될 수 있다.
도 2는 차단막 패키징 필름(20)의 특정 구현예의 단면도를 도시한다. 도 2에서, 차단막 패키징 필름(20)은 폴리올레핀 기재(22), 무기 코팅층(23) 및 폴리올레핀 기재(22)와 무기 코팅층(23) 사이에 위치한 중합체 버퍼층(24)을 포함한다. 중합체 버퍼층(24)은 무기 코팅층(23)과 직접 접촉한다. 중합체 버퍼층(24)은 도 2에 도시된 바와 같이 폴리올레핀 기재(22)와 직접 접촉할 수 있거나, 중합체 버퍼층(24)과 폴리올레핀 기재(22) 사이에 하나 이상의 추가 층이 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 차단막 패키징 필름(20)은 또한 폴리올레핀 밀봉층(21), 인쇄된 표시층(26) 및 접착층(25)을 포함한다. 인쇄된 표시층(26)은 차단막 패키징 필름(20)의 외부층을 형성하고, 폴리올레핀 밀봉층(21)은 차단막 패키징 필름(20)의 대향하는 외부층을 형성한다. 이러한 위치에서, 인쇄된 표시층(26)은 안료층을 긁힘(scuffing) 및 열원에 대한 노출로부터 보호하기 위한 내열성 오버래커 하위층을 포함할 수 있다. 이 구현예에서 얻어지는 장점은 플레인(인쇄되지 않은) 필름 적층이 대규모로 생산될 수 있고, 그런 다음 필름의 더 작은 부분이 각각의 패키징 응용 분야를 위한 특정 그래픽으로 인쇄될 수 있다는 것이다. 이로 인해 패키징 필름 생산 공정 동안 상당한 양의 재료를 스크랩하는 것을 피할 수 있다.
도 3은 차단막 패키징 필름(30)의 다른 구현예의 단면도를 도시하고 있다. 이 구현예에서, 차단막 패키징 필름(30)은 폴리올레핀 기재(32), 무기 코팅층(33) 및 폴리올레핀 기재(32)와 무기 코팅층(33) 사이에 위치한 중합체 버퍼층(34)을 포함한다. 중합체 버퍼층(34)은 무기 코팅층(33)과 직접 접촉한다. 중합체 버퍼층(34)은 도 3에 도시된 바와 같이 폴리올레핀 기재(32)와 직접 접촉할 수 있고, 또는 중합체 버퍼층(34)과 폴리올레핀 기재(32) 사이에 하나 이상의 추가 층이 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 차단막 패키징 필름(30)은 또한 폴리올레핀 밀봉층(31), 배향된 외부층(37), 인쇄된 표시층(36) 및 접착층(35)을 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리올레핀 밀봉층(31)은 폴리올레핀 기재(32)의 일부이다(즉, 하위층이다). 배향된 외부층(37)은 폴리올레핀으로 형성되고 차단막 패키징 필름(30)의 외부층을 형성한다. 폴리올레핀 밀봉층(31)은 차단막 패키징 필름(30)의 대향하는 외부층을 형성한다.
도 3에 나타낸 차단막 패키징 필름(30)의 일례는 BOPP(37)/인쇄된 표시(36)/접착제(35)/SiOx(33)/PU 버퍼(34)/다층 MDOPP(32)를 포함하고, 여기서 MDOPP(32) 필름은 열 밀봉에 적합한 폴리프로필렌 재료를 함유하는 외부층(31)을 함유한다.
도 4는 차단막 패키징 필름(40)의 다른 구현예의 단면도를 도시하고 있다. 도 4에서, 차단막 패키징 필름(40)은 폴리올레핀 기재(42), 무기 코팅층(43) 및 폴리올레핀 기재(42)와 무기 코팅층(43) 사이에 위치한 중합체 버퍼층(44)을 포함한다. 중합체 버퍼층(44)은 무기 코팅층(43)과 직접 접촉한다. 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층(44)은 도 4에 도시된 바와 같이 폴리올레핀 기재(42)와 직접 접촉할 수 있고, 또는 중합체 버퍼층(44)과 폴리올레핀 기재(42) 사이에 하나 이상의 추가 층이 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 차단막 패키징 필름(40)은 또한 폴리올레핀 밀봉층(41), 인쇄된 표시층(46), 접착층(45) 및 제2 중합체 버퍼층(48)을 포함한다. 폴리올레핀 기재(42)는 차단막 패키징 필름(40)의 외부층을 형성하고 폴리올레핀 밀봉층(41)은 차단막 패키징 필름(40)의 대향하는 외부층을 형성한다. 일부 구현예에서, 제2 중합체 버퍼층(48)은 제1 중합체 버퍼층(44)에 대향하는 무기 코팅층(43)과 직접 접촉한다. 일부 구현예에서, 제2 중합체 버퍼층(48)은 함량, 두께 및 물성과 관련하여 제1 중합체 버퍼층(44)과 동일한 특성을 갖는다. 일부 구현예에서, 제2 중합체 버퍼층(48)은 제1 중합체 버퍼층(44)과 비교하여 상이한 특성을 갖는다. 추가 버퍼층은 폴리올레핀 기재 및 폴리올레핀 밀봉층 둘 모두가 상승된 온도에서 수축 특성을 나타내는 구조체에서 중요하다.
일부 구현예에서, 폴리올레핀 기재는 95℃에서 기계방향 또는 가로방향 중 적어도 하나에서 0보다 큰 자유 수축 값을 갖는다. 95℃ 또는 차단막 패키징 필름이 노출되는 다른 상승된 가공 온도에서 폴리올레핀 기재의 자유 수축은 폴리올레핀 기재의 표면적을 감소시킨다. 수축하는 폴리올레핀 기재에 인접하거나 그 근처에 있는 임의의 층은 표면적의 감소로 인해 x-y 방향으로 수축력을 경험하는 것으로 여겨진다.
95℃에서 폴리올레핀 기재의 자유 수축은 0.5% 내지 10%의 범위, 0.5% 내지 8%의 범위, 1% 내지 10%의 범위 또는 1% 내지 6%의 범위일 수 있다. 폴리올레핀 기재의 자유 수축은 (존재할 수 있는 임의의 하위층을 포함하여) 단독의 폴리올레핀 기재 상에서 측정될 수 있다. 대안적으로, 폴리올레핀 기재의 자유 수축은 폴리올레핀 기재와 중합체 버퍼층, 및 임의의 중간 개재층들의 조합 상에서 함께 측정될 수 있다. 폴리올레핀 기재의 자유 수축은 폴리올레핀 기재가 중합체 버퍼층 및 임의의 다른 중간 개재층을 포함하는 무기 코팅층에 연결될 경우 측정될 수 있다.
폴리올레핀 기재는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들 중합체의 배합물을 포함하지만 이에 한정되지 않는 임의의 중합체를 포함한다. 폴리올레핀 기재는 임의의 수의 하위층을 포함할 수 있다. 폴리올레핀 기재의 하위층은 동일한 중합체 부류 내의 중합체를 포함할 수 있거나(즉, 모든 층은 다양한 유형의 폴리프로필렌 중합체임), 하위층은 상이한 중합체 부류일 수 있다. 폴리올레핀 기재는 배향되거나 배향되지 않을 수 있다. 폴리올레핀 기재는 비교적 투명하거나, 반투명하거나, 불투명할 수 있다. 폴리올레핀 기재는 그것의 주 표면들 중 어느 하나에 증착된 인쇄된 표시를 가질 수 있다.
폴리올레핀 기재는 필름일 수 있고 필름은 임의의 공지된 공정, 예를 들어 취입 필름 또는 캐스트 필름에 의해 제조될 수 있다. 폴리올레핀 기재는 단축 배향된 폴리프로필렌 필름(MDOPP), 이축 배향된 폴리프로필렌 필름(BOPP), 단축 배향된 폴리에틸렌 필름(MDOPE), 또는 이축 배향된 폴리에틸렌 필름(BOPE)일 수 있다. 폴리올레핀 기재는 특정 중합체를 사용하여 제조될 수 있고 필름의 내열성을 최적화하는 특정 조건을 사용하여 배향될 수 있다.
폴리올레핀 기재는 6 μm 내지 100 μm 범위의 (수축 전) 두께를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 폴리올레핀 기재는 10 μm 내지 50 μm 범위, 또는 10 μm 내지 30 μm 범위의 두께를 가질 수 있다.
차단막 패키징 필름의 무기 코팅층은 화학 기상 증착 또는 물리적 기상 증착과 같은 진공 증착 공정에 의해 도포된 금속 또는 무기 산화물일 수 있다. 대안적으로, 무기 코팅층은 습식 화학 기술을 사용하여 적용될 수 있다. 무기 코팅층은 중합체 버퍼층의 표면 상에 증착된다. 무기 코팅층은 중합체 버퍼층에 바로 인접하고 중합체 버퍼층과 직접 접촉한다.
무기 코팅층은 차단막 패키징 필름의 산소 차단성(OTR 감소)에 상당한 기여를 한다. 무기 코팅층은 AlOx(즉, 알루미늄 산화물) 또는 SiOx(즉, 실리콘 산화물)와 같은 투명한 산화물 코팅일 수 있다. 산화물 코팅은 진공 증착 공정에 의해 제조될 수 있다.
무기 코팅층은 알루미늄과 같은 금속층 또는 알루미늄과 다른 금속의 배합을 포함할 수 있다. 금속층은 진공 증착 공정에 의해 제조될 수 있다.
도 1a, 도 1b, 도 2, 도 3, 및 도 4를 다시 참조하면, 무기 코팅층(13, 23, 33, 43)은 z 방향으로 측정된 두께(13A, 23A, 33A, 43A)를 갖는다. 무기 코팅층(13, 23, 33, 43)은 0.005 μm 내지 0.1 μm 범위, 0.005 μm 내지 0.06 μm 범위, 0.01 μm 내지 0.1 μm 범위, 또는 0.01 μm 내지 0.06 μm 범위의 두께(13A, 23A, 33A, 43A)를 갖는다. 이들 범위보다 큰 두께를 갖는 무기 코팅층은, 균열이나 기타 고장 없이 표면적 변화를 수용하기 위한, 파형 구조로 휘어질 수 없는 층이 될 수 있다.
일부 구현예에서, 차단막 패키징 필름의 중합체 버퍼층은 폴리올레핀 기재와 무기 코팅층 사이에 위치한다. 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층은 무기 코팅층과 직접 접촉한다. 중합체 버퍼층은 폴리올레핀 기재와 직접 접촉할 수 있다. 중합체 버퍼층은 폴리올레핀 기재를 또한 함유하는 필름 내의 하위층일 수 있다. 차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층과 폴리올레핀 기재 사이에 중간 개재층이 있을 수 있다.
제한 없이, 중합체 버퍼층의 구현예는 비닐 알코올 공중합체, 폴리우레탄계 중합체, 폴리프로필렌계 중합체, 폴리락트산계 중합체, 이들 중합체의 배합물 또는 이들 재료와 다른 재료의 배합물과 같은 중합체를 포함할 수 있다. 다시, 제한 없이, 중합체 버퍼층은 코팅, 압출, 공압출 또는 적층에 의해 제조될 수 있다. 버퍼층은 차단막 패키징 필름의 전체 차단 특성에 기여할 수 있는 고유한 차단 특성(산소 또는 수분 차단막)을 가질 수 있다.
도 1a, 도 1b, 도 2, 도 3, 및 도 4를 다시 참조하면, 중합체 버퍼층(14, 24, 34, 44)은 z 방향으로 측정된 두께(14A, 24A, 34A, 44A)를 갖는다. 중합체 버퍼층(14, 24, 34, 44)은 0.5 μm 내지 12 μm, 1 μm 내지 5 μm, 또는 1 μm 내지 2.5 μm 범위의 두께(14A, 24A, 34A, 44A)를 갖는다.
차단막 패키징 필름의 중합체 버퍼층의 두께 대 차단막 패키징 필름의 무기 코팅층의 두께의 비는 20 내지 500의 범위, 또는 30 내지 120의 범위이다. 이 범위 내의 두께의 비는 폴리올레핀 기재의 수축 시 무기 코팅층에서 파형 구조의 형성을 허용하는 인자들의 조합 중 하나이다.
중합체 버퍼층은 95℃와 같은 상승된 온도에서 0.1 MPa 내지 100 MPa 범위의 영률을 갖는다. 중합체 버퍼층의 이러한 특성은, 필름 구조체의 다른 세부 사항 중에서 중합체 버퍼층의 위치 및 두께와 함께, 유리하게는 폴리올레핀 기재가 수축함에 따라 무기 코팅층에서 파형 구조가 형성될 수 있게 하여, 차단 특성의 균열 및 손실을 방지한다.
폴리올레핀 밀봉층은 폴리올레핀 재료를 포함할 수 있다. 밀봉층은 대향하는 반대편 외부층의 내열성을 보완하기 위해 열 밀봉 개시 온도를 감소시키도록 설계된 중합체의 조성식을 포함할 수 있다. 밀봉층이 다소 낮은 온도 연화점을 가질 수 있지만, 밀봉층은 패키지가 유통 및 사용 동안 견딜 수 있는 다른 악조건과 함께 레토르트 멸균 공정의 고온을 견디기에 충분한 무결성을 가질 수 있다.
일부 구현예에서, 차단막 패키징 필름의 밀봉층은 열 밀봉의 형성을 가능하게 하여 기밀 패키지를 형성하는 조성물을 갖는다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "열 밀봉" 또는 "열 밀봉된"이란 용어는 짧은 기간 동안 열 및 압력 둘 다를 인가함으로써, 또는 초음파 에너지 밀봉 공정에 의해 함께 접합된 둘 이상의 표면을 지칭한다. 열 밀봉 및 초음파 밀봉은 잘 알려져 있고, 패키지를 생성하기 위해 일반적으로 사용되는 공정이며, 당업자에게 익숙하다.
밀봉층은 밀봉 기능을 용이하게 하기 위해 차단막 패키징 필름의 표면 상에 반드시 있어야 한다. 패키지에 차단막 패키징 필름을 사용하는 동안, 밀봉층은 그 자체 또는 다른 패키징 구성 요소에 열 밀봉될 수 있다. 열 밀봉 동안, 밀봉층은 연화되어, 차단막 패키징 필름의 대향하는 외부층의 온도 저항보다 낮은 밀봉 온도에서 열 밀봉 접합의 형성을 허용한다. 밀봉층은 대향하는 외부층의 온도 저항보다 낮은 밀봉 온도에서 연화된다. 밀봉층은 차단막 패키징 필름의 외부 표면 상에 과도한 수축 또는 손상을 야기하지 않는 밀봉 조건(시간, 온도 및 압력)에서 연화되고 열 밀봉을 형성하는 것으로 여겨진다.
차단막 패키징 필름은, 차단막 패키징 필름이 재활용 공정에 허용 가능할 수 있도록, 다량의 폴리올레핀, 특히 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌을 함유하는 것을 목표로 한다. 폴리올레핀은 패키징 필름에 전통적으로 사용되는 재료(즉, 폴리에스테르, 알루미늄 포일, 폴리아미드)에 비해 상대적으로 낮은 내열성을 갖는다. 내열성이 낮음으로 인해, 패키지는 임의의 수축 또는 연소를 피하기 위해 더 낮은 온도를 갖는 열 밀봉 공정을 사용하여 형성될 것이다. 본원에 개시된 차단막 패키징 필름이 해결해야 할 도전 과제는, 레토르트 또는 저온 살균 처리 및 일반적인 유통 및 취급(즉, 낙하 강도 및 파열 강도) 모두를 견딜 수 있는, 낮은 열 밀봉 개시 온도(HSIT) 및 높은 밀봉 강도 및 밀봉 인성을 갖는 밀봉층을 통합하는 것이다. 일부 구현예에서, 밀봉층은 또한 식품 안전을 위해 정부 기관에 의해 지시된 바와 같이, 레토르트 조건 동안 식품 접촉을 위해 승인된 재료를 함유한다.
밀봉층은 낮은 열 밀봉 개시 온도(HSIT)를 갖는 재료를 함유할 수 있다. 레토르트 패키징 필름의 일부 구현예에서, 밀봉층은 135℃ 이하의 용융 온도를 갖는 폴리프로필렌 공중합체를 함유한다.
차단막 패키징 필름은 약 63.5 μm 내지 약 254 μm, 또는 약 76.2 μm 내지 약 152.4 μm의 전체 두께를 가질 수 있다.
차단막 패키징 필름 및 이로부터 제조된 임의의 패키지의 구조체는 여러 가지 상이한 요소(밀봉층, 폴리올레핀 기재, 무기 코팅층, 버퍼층 등)를 포함하지만, 필름 또는 패키지의 전체 조성물은 재활용을 용이하게 하기 위해 높은 수준의 단일 재료 유형(폴리올레핀 또는 구체적으로 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌)을 가져야 한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, "전체 조성물"이란 용어는 전체 필름 구조체 또는 패키지를 설명하는 데 사용된다. 어떤 방식으로든 서로 연결된 임의의 재료, 층 또는 구성 요소는 그 물품의 전체 조성물의 일부이다. 차단막 패키징 필름은 높은 수준의 폴리올레핀계 중합체를 가질 수 있다. 패키징 필름은 높은 수준의 폴리프로필렌계 중합체를 가질 수 있다. 패키징 필름은 높은 수준의 폴리에틸렌계 중합체를 가질 수 있다. 본원에 기술된 패키징 필름, 및 이로부터 제조된 임의의 패키지는 물품이 다량의 폴리프로필렌계 중합체를 함유하는 경우 폴리프로필렌 재활용 공정에서 재활용 가능할 수 있다. 본원에 기술된 패키징 필름, 및 이로부터 제조된 임의의 패키지는 물품이 다량의 폴리에틸렌계 중합체를 함유하는 경우 폴리에틸렌 재활용 공정에서 재활용 가능할 수 있다. 혼합된 폴리올레핀 재활용 공정은 또한 본원에 기재된 패키징 필름에 존재하는 비교적 높은 수준의 폴리올레핀 및 이로부터 제조된 임의의 패키지를 수용할 수 있다.
본원에 기술된 차단막 패키징 필름은 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량% 또는 적어도 90 중량%의 폴리올레핀계 중합체를 함유하는 전체 조성물을 가질 수 있어서, 필름 및/또는 그것이 사용되는 패키지의 재활용성을 촉진한다. 폴리올레핀계 중합체가 아닌 재료는 최소화된다. 예를 들어, 차단막 패키징 필름의 무기 코팅층은 폴리올레핀계 재료가 아닌 재료이며, 따라서 차단막로서 적절히 기능하도록 가능한 한 얇은 층으로 제공된다. 필름은 또한 접착층 및 인쇄된 표시층에 위치된 것과 같은 다른 비-폴리올레핀 재료를 가질 수 있다.
차단막 패키징 필름의 특정 구현예에서, 필름은 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량% 또는 적어도 90 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 함유하는 전체 조성물을 갖는다. 차단막 패키징 필름의 특정 구현예에서, 필름은 적어도 80 중량%, 적어도 85 중량% 또는 적어도 90 중량%의 폴리에틸렌계 중합체를 함유하는 전체 조성물을 갖는다.
본원에 설명된 바와 같은 필름 구조체 설계 요소의 조합을 사용하여, 열 내구성이 더 큰 차단막 패키징 필름이 달성될 수 있다. 필름은 높은 폴리올레핀 함량 때문에 폴리올레핀계 재활용 공정에서 재활용하기에 적합할 수 있다. 필름은 폴리에스테르, 폴리아미드, 염소 함유 중합체 및 알루미늄 포일과 같은 재료를 낮은 수준(즉, ≤ 5 중량%)으로 가질 수 있거나 본질적으로 없을 수 있다. 필름은 접착층 또는 잉크층에 사용되는 것과 같은 비-폴리올레핀계 중합체를 함유할 수 있지만, 비-폴리올레핀계 중합체의 양은 최소화되고 일반적으로 전체 조성물의 10 중량% 미만 또는 전체 조성물의 5 중량% 미만을 포함한다. 필름은 차단막 재료와 같은 비중합체 재료를 함유할 수 있지만, 비중합체 재료의 양은 최소화되고 일반적으로 전체 조성물의 10 중량% 미만 또는 전체 조성물의 5 중량% 미만을 포함한다.
본원에서 전술한 바와 같이, 환경 온도의 증가는 폴리올레핀 기재가 하나 이상의 방향으로 약간 수축하게 할 수 있다. 온도가 상승함에 따라, 중합체 재료는 연화되어, 생산 시 층에 매립되었을 수 있는 장력을 방출한다. 장력 방출은 중합체 사슬의 이동 및 재배열을 초래할 수 있으며 궁극적으로 층의 치수 변화(증가 또는 감소)를 초래할 수 있다. 폴리올레핀 기재 상의 온도 증가의 일반적인 결과는 층의 x-y 평면과 평행한 적어도 한 방향으로 기재의 약간의 감소(즉, 수축)이다.
폴리올레핀 기재의 수축 시, 압축력이 차단막 패키징 필름 내의 다른 층들에 인가되고, 가장 큰 힘이 인접한 층들에 인가된다. 다른 층은 또한 상승된 온도에서 수축 경향을 가질 수 있고, 각 층의 자유 수축이 약간 상이할 가능성이 있다. 자유 수축의 가장 큰 차이는 차단막 패키징 필름의 임의의 중합체층을 무기 코팅층과 비교할 경우에 발견할 수 있다. 대부분의 무기 코팅은 폴리올레핀 기재가 수축될 온도(예를 들어, 95℃ 또는 일부 다른 온도)에서 수축을 경험하지 않는다. 또한, 무기 코팅은 또한 이러한 상승된 온도에서 매우 높은 탄성률(높은 강성)을 갖는다.
본원에 기술된 차단막 패키징 필름의 하나 이상의 구현예의 정의된 구조체를 사용하면, 상승된 온도를 겪을 때, 폴리올레핀 기재, 및 가능하게는 구조체의 다른 층이 수축하기 시작할 것이다. 일부 구현예에서, 상승된 온도에서 낮은 탄성률을 갖는 밀접하게 위치된 중합체 버퍼층은 x-y 방향 압축력을 경험하고 응력에 쉽게 부합한다. 폴리올레핀 기재의 표면적(x-y 방향)이 감소함에 따라 중합체 버퍼층의 표면은 약간 더 조밀해지거나 중합체 버퍼층은 약간 더 두꺼워질 수 있고(z 방향) 중합체 버퍼층 재료는 압축된다. 그러나, 무기 코팅층은 유연하지 않다(즉, 높은 탄성률 및 높은 강성을 가진다). 수축하는 폴리올레핀 기재로부터의 x-y 방향 압축력, 및 하부(즉, 바로 인접하는) 중합체 버퍼층의 낮은 탄성률의 결과로서, 무기 코팅층은 파형의 패턴으로 구부러지는 경향을 가질 수 있고, 파형의 진폭은 z 방향으로 형성된다. 파형 구조의 형성은 무기 코팅층의 표면적을 보존하여, 적절한 중합체 버퍼층의 부재 시에 수축력 하에서 일반적으로 형성되었을 전형적인 균열을 방지한다.
도 5a에 도시된 단면도는 무기 코팅층이 이제 파형 형성을 취한 것을 제외하고는, 도 1a에 도시된 것과 동일한 차단막 패키징 필름(50)을 도시한다. 즉, 도 1a의 차단막 패키징 필름(10)은 상승된 온도에 노출되어, 폴리올레핀 기재에 수축이 유도되었다. 차단막 패키징 필름(50)은 폴리올레핀 기재(52), 무기 코팅층(53), 및 폴리올레핀 기재(52)와 무기 코팅층(53) 사이에 위치한 중합체 버퍼층(54)을 포함한다. 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층(54)은 무기 코팅층(53)과 직접 접촉한다. 중합체 버퍼층(54)은 도 5a에 도시된 바와 같이 폴리올레핀 기재(52)와 직접 접촉할 수 있거나, 중합체 버퍼층(54)과 폴리올레핀 기재(52) 사이에 하나 이상의 추가 층이 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 차단막 패키징 필름(50)은 또한 폴리올레핀 밀봉층(51), 인쇄된 표시층(56) 및 접착층(55)을 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리올레핀 기재(52)는 차단막 패키징 필름(50)의 외부층을 형성하고, 폴리올레핀 밀봉층(51)은 차단막 패키징 필름(50)의 대향하는 외부층을 형성한다.
도 5b에 도시된 단면도는 무기 코팅층이 이제 파형 형성을 취한 것을 제외하고는, 도 1b에 도시된 것과 동일한 차단막 패키징 필름(50)을 도시한다. 즉, 도 1b의 차단막 패키징 필름(10)은 상승된 온도에 노출되어 폴리올레핀 기재에 수축이 유도되었다. 도 5a와 비교하여, 인쇄된 표시층(56)과 접착층(55)의 위치가 서로 바뀌었다.
도 6에 도시된 단면도는 무기 코팅층이 이제 파형 형성을 취한 것을 제외하고는, 도 2에 도시된 것과 동일한 차단막 패키징 필름(60)을 도시한다. 즉, 도 2의 차단막 패키징 필름(20)은 상승된 온도에 노출되어 폴리올레핀 기재에 수축이 유도되었다. 도 6에서, 차단막 패키징 필름(60)은 폴리올레핀 기재(62), 무기 코팅층(63) 및 폴리올레핀 기재(62)와 무기 코팅층(63) 사이에 위치한 중합체 버퍼층(64)을 포함한다. 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층(64)은 무기 코팅층(63)과 직접 접촉한다. 중합체 버퍼층(64)은 도 6에 도시된 바와 같이 폴리올레핀 기재(62)와 직접 접촉할 수 있고, 또는 중합체 버퍼층(64)과 폴리올레핀 기재(62) 사이에 하나 이상의 추가 층이 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 차단막 패키징 필름(60)은 또한 폴리올레핀 밀봉층(61), 인쇄된 표시층(66) 및 접착층(65)을 포함한다. 일부 구현예에서, 인쇄된 표시층(66)은 차단막 패키징 필름(60)의 외부층을 형성하고, 폴리올레핀 밀봉층(61)은 차단막 패키징 필름(60)의 대향하는 외부층을 형성한다.
도 7에 도시된 단면도는 무기 코팅층이 이제 파형 형성을 취한 것을 제외하고는, 도 3에 도시된 것과 동일한 차단막 패키징 필름(70)을 도시한다. 즉, 도 3의 차단막 패키징 필름(30)은 상승된 온도에 노출되어 폴리올레핀 기재에 수축이 유도되었다. 이 구현예에서, 차단막 패키징 필름(70)은 폴리올레핀 기재(72), 무기 코팅층(73) 및 폴리올레핀 기재(72)와 무기 코팅층(73) 사이에 위치한 중합체 버퍼층(74)을 포함한다. 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층(34)은 무기 코팅층(73)과 직접 접촉한다. 중합체 버퍼층(74)은 도 7에 도시된 바와 같이 폴리올레핀 기재(72)와 직접 접촉할 수 있고, 또는 중합체 버퍼층(74)과 폴리올레핀 기재(72) 사이에 하나 이상의 추가 층이 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 차단막 패키징 필름(70)은 또한 폴리올레핀 밀봉층(71), 배향된 외부층(77), 인쇄된 표시층(76) 및 접착층(75)을 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리올레핀 밀봉층(71)은 폴리올레핀 기재(72)의 일부이다(즉, 하위층이다). 일부 구현예에서, 배향된 외부층(77)은 폴리올레핀으로 형성되고 차단막 패키징 필름(70)의 외부층을 형성한다. 일부 구현예에서, 폴리올레핀 밀봉층(71)은 차단막 패키징 필름(70)의 대향하는 외부층을 형성한다.
도 8에 도시된 단면도는 무기 코팅층이 이제 파형 형성을 취한 것을 제외하고는, 도 4에 도시된 것과 동일한 차단막 패키징 필름(80)을 도시한다. 즉, 도 4의 차단막 패키징 필름(40)은 상승된 온도에 노출되어 폴리올레핀 기재에 수축이 유도되었다. 도 8에서, 차단막 패키징 필름(80)은 폴리올레핀 기재(82), 무기 코팅층(83) 및 폴리올레핀 기재(82)와 무기 코팅층(83) 사이에 위치한 중합체 버퍼층(84)을 포함한다. 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층(84)은 무기 코팅층(83)과 직접 접촉한다. 중합체 버퍼층(84)은 도 8에 도시된 바와 같이 폴리올레핀 기재(82)와 직접 접촉할 수 있고, 또는 중합체 버퍼층(84)과 폴리올레핀 기재(82) 사이에 하나 이상의 추가 층이 있을 수 있다. 일부 구현예에서, 차단막 패키징 필름(80)은 폴리올레핀 밀봉층(81), 인쇄된 표시층(86), 접착층(85) 및 제2 중합체 버퍼층(88)을 포함한다. 일부 구현예에서, 폴리올레핀 기재(82)는 차단막 패키징 필름(80)의 외부층을 형성하고, 폴리올레핀 밀봉층(81)은 차단막 패키징 필름(80)의 대향하는 외부층을 형성한다. 일부 구현예에서, 제2 중합체 버퍼층(88)은 제1 중합체 버퍼층(84)에 대향하는 무기 코팅층(83)과 직접 접촉한다. 일부 구현예에서, 제2 중합체 버퍼층(88)은 함량, 두께 및 물성과 관련하여 제1 중합체 버퍼층(84)과 동일한 특성을 갖는다.
도 5a, 도 5b, 도 6, 도 7, 및 도 8에 도시된 파형 구조는 파장(53C, 63C, 73C, 83C) 및 진폭(53B, 63B, 73B, 83B)을 특징으로 한다.
파형 구조가 형성된 차단막 패키징 필름의 일부 구현예에서, 파형 구조의 평균 진폭은 0.25 μm 내지 1.0 μm의 범위 또는 0.4 μm 내지 1.0 μm의 범위일 수 있다. 파형 구조의 파장은 2 μm 내지 5 μm의 범위일 수 있다. 파형 구조는 또한 파장 대 평균 진폭의 비율, 2 내지 20의 범위, 또는 4 내지 10의 범위를 특징으로 할 수 있다.
무기 코팅층에 형성된 파형 구조를 포함하는 차단막 패키징 필름의 구현예에서, 중합체 버퍼층의 두께는 파형 구조의 평균 진폭의 1.1배 내지 20배의 범위일 수 있다. 일부 구현예에서, 중합체 버퍼층의 두께는 파형 구조의 평균 진폭의 1.5배 내지 5배의 범위일 수 있다.
차단막 패키징 필름이 무기 코팅층에 형성된 파형 구조를 포함하는 경우, 중합체 버퍼층의 두께는 파형의 길이를 따라 변한다. 이 경우, 중합체 버퍼층의 두께는 파형의 중심 점에서(즉, 파형의 마루와 골 사이에서) 측정된다. 일부 구현예에서, 상승된 열 조건에 노출되기 전에, 차단막 패키징 필름은 2 cm3/m2/day 이하, 1 cm3/m2/day 이하, 0.5 cm3/m2/day 이하, 또는 0.1 cm3/m2/day 이하(1 기압, 23℃ 및 50% RH의 조건을 사용하여 ASTM F1927에 따라 측정됨)의 평균 산소 투과율(OTR) 값을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 대표적인 레토르트 멸균 공정에 노출된 후, 차단막 패키징 필름은 2 cm3/m2/day 이하, 1 cm3/m2/day 이하, 0.5 cm3/m2/day 이하, 또는 0.1 cm3/m2/day 이하의 평균 OTR 값을 갖는다. 평균 OTR 값은 시험 장치의 최소 검출 레벨에 가깝거나, 이에 있거나, 그 미만일 수 있다. 대표적인 레토르트 멸균 공정은 패키징 필름을 DIN A4 크기 부분으로 절단하여 이를 128℃ 및 2.5 bar의 과압에서 60분 동안 증기 멸균 공정에 노출시키고, 이어서 물 샤워로 냉각함으로써 완료된다.
파형 구조는 차단막 패키징 필름이 95℃ 초과의 온도에 노출될 경우 형성될 수 있다. 파형 구조는 임의의 유형의 공정으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 차단막 패키징 필름의 변환 동안 또는 그 후에, 필름은 롤러 또는 오븐에 의해 가열될 수 있다. 롤러는 필름의 온도를 상승시켜, 파형이 형성될 수 있는 온도로 가열되어야 한다. 그런 다음, 이 필름은 패키징 응용 분야에서 또는 다른 용도에 사용될 수 있다. 대안적으로, 차단막 패키징 필름은 재료를 패키지로 형성하고, 제품으로 충진하고, 밀폐된 상태로 밀봉하는 동안 또는 그 후에 상승된 온도에 노출될 수 있다. 상승된 온도는 레토르트 공정 또는 다른 유형의 저온 살균의 일부일 수 있다.
차단막 패키징 필름은 다른 패키징 구성 요소와 함께 또는 없이 패키지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 차단막 패키징 필름(210)은 도 10에 도시된 바와 같이 가요성 스탠드업 파우치(200)로 형성될 수 있다. 기밀 밀봉된 패키지(100)의 다른 구현예에서, 차단막 패키징 필름(95)은 도 9에 도시된 바와 같이 열성형된 트레이 또는 컵에 밀봉된 덮개 재료일 수 있다.
본원에 개시된 차단막 패키징 필름은, 필름이 패키지로 형성되고, 충진되고, 기밀 밀봉되고, 레토르트 멸균 공정을 거친 후에도 우수한 차단 특성 및 시각적 외관을 유지한다.
본 개시는 이제 다음의 실시예를 참조하여 설명된다.
실시예 및 데이터
아래 표 1에 요약된 바와 같이 여러 개의 필름 구조체를 제조하였다.
표 1: 실시예 및 비교예 필름 구조체
실시예 1의 필름 구조체는, 18 μm 이축 배향된 폴리프로필렌 필름의 표면에 수계 폴리우레탄(PU) 분산액을 적용하고, 분산액을 건조시킨 후 1.7 μm 코팅을 달성함으로써 제조하였다. 실리콘 산화물 코팅(SiOx)을 기상 증착에 의해 PU 코팅의 표면에 도포하였다. 그런 다음, 60 μm 폴리프로필렌 밀봉층을 실리콘 산화물 코팅에 접착식으로 적층하였다.
실시예 2의 필름 구조체는, 18μm 이축 배향된 폴리프로필렌 필름의 표면에 수계 폴리우레탄(PU) 분산액을 적용하고, 분산액을 건조시킨 후 1.7 μm 코팅을 달성함으로써 제조하였다. 알루미늄 코팅을 기상 증착에 의해 PU 코팅의 표면에 도포하였다. 그런 다음, 60 μm 폴리프로필렌 밀봉층을 알루미늄 코팅에 접착식으로 적층하였다.
실시예 3 및 비교예 4의 필름 구조체는 먼저 실리콘 산화물 코팅층을 19 μm 열 밀봉 가능한 이축 배향 폴리프로필렌(HS를 갖는 BOPP)의 열 밀봉 가능한 표면 상에 증착함으로써 제조하였다. BOPP 필름의 열 밀봉 가능한 층은 대략 0.7 μm 두께였고, 버퍼층에 적합한 재료이다. 다음으로, 60 μm 폴리프로필렌 밀봉층을 실리콘 산화물 코팅층에 접착식으로 적층하였다.
실시예 5의 필름 구조체는, 18 μm 이축 배향된 폴리프로필렌 필름의 표면에 수계 폴리우레탄(PU) 분산액을 적용하고 분산액을 건조시킨 후 1.7 μm 코팅을 달성함으로써 제조하였다. 실리콘 산화물 코팅(SiOx)을 기상 증착에 의해 PU 코팅의 표면에 도포하였다. 다음으로, 수계 PU 분산액의 추가 층을 실리콘 산화물 코팅의 표면에 도포하였다. 그런 다음, 60 μm 폴리프로필렌 밀봉층을 노출된 PU 버퍼 코팅에 접착식으로 적층하였다.
실시예 6의 필름 구조체는, 25 μm 열 안정화된 이축 배향 폴리프로필렌 필름의 표면에 수계 폴리우레탄(PU) 분산액을 적용하고, 분산액을 건조시킨 후 1.7 μm 코팅을 달성함으로써 제조하였다. 실리콘 산화물 코팅(SiOx)을 기상 증착에 의해 PU 코팅의 표면에 도포하였다. 그런 다음, 60 μm 폴리프로필렌 밀봉층을 실리콘 산화물 코팅에 접착식으로 적층하였다.
표 1에 열거된 실시예 구조체 및 비교예 구조체 각각에 대해, 표 2는 상기 구조체의 폴리올레핀 기재층 (또는 비교예에 대한 그것의 등가물), 및 95℃에서 이 층의 자유 수축을 열거한다. 또한, 표 2는 상기 구조체의 중합체 버퍼층 (또는 비교예의 경우 이의 등가물), 및 95℃에서 버퍼층 재료의 영률을 열거한다.
표 2: 폴리올레핀 기재층의 자유 수축 및 중합체 버퍼층의 상승 온도 영률
표 3에 나타낸 영률 데이터를 Park Systems NX10 AFM 상의 PinPoint?? 모드를 이용하는 원자력 현미경(AFM) 기술을 사용하여 수집하였다. 중합체 버퍼층의 기계적 영률을 결정하기 위해, 폴리올레핀 기재/중합체 버퍼층의 샘플을 가열 스테이지 상에 장착하였다. 스테이지를 적절한 시험 온도로 가열하였다. 30 nm로 정의된 팁 반경을 갖는 실리콘 캔틸레버 상에 장착된 실리콘 팁(SD-R30-FM, NanoAndMore GmbH로부터 입수 가능함)을 힘 분광법(force spectroscopy)에 사용하였다. 생성된 힘-변위 곡선으로부터 영률을 계산하였다.
표 1에 열거된 실시예 구조체 및 비교예 구조체 각각에 대해, 표 3은 중합체 버퍼층 및 무기 코팅층에 대한 층 두께 비를 포함한다.
표 3: 중합체 버퍼층 두께 대 무기 코팅층 두께의 비율
표 4는 실시예 및 비교예 구조체에 대한 파형 형성의 요약을 포함한다.구조체를 95℃ 초과의 온도로 가열하고, 이어서 파형에 대해 검사하였다.
표 4: 실시예 및 비교예에서의 파형 형성
여러 필름 구조체의 평면도 현미경 사진은 각각 도 12a, 도 12b, 도 12c에 도시되어 있다. 도 12a에 도시된 필름은 18 μm BOPP / 1.7 μm PU / 0.04 μm SiOx의 구조를 갖는다. 도 12b에 도시된 필름은 18 μm BOPP / 1.7 μm PU / 0.05 μm SiOx의 구조를 갖는다. 도 12c에 도시된 필름은 60 μm PP / 3.5 μm adh / 18 μm BOPP / 1.7 μm PU / 0.04 μm SiOx의 구조를 갖는다. 도 12b에 도시된 구조에 사용된 폴리우레탄 분산액은 95℃에서 매우 높은 영률(900 MPa 초과)을 가지며, 따라서 파형 형성에 필요한 조건을 충족시키지 못한다. 도 12a, 도 12b, 및 도 12c에 도시된 세 개의 현미경 사진은 동일한 배율로 촬영되지 않았고 상대적인 파형 특성을 나타내지 않는다는 점에 유의한다. 오히려, 현미경 사진은 다양한 패턴의 명확한 파형 형성(도 12a 및 도 12c) 및 무기 코팅층에서의 명확한 균열을 포함하는 파형 형성이 없는 예(도 12b)를 보여준다.
필름 구조체의 차단막 성능에 대한 파형 형성의 결과는 표 5a 및 표 5b의 데이터로부터 명백히 나타나 있다. 필름의 가열 및 수축 시 파형 형성이 되도록 설계된 필름은 산소 차단 손실이 상당히 적다(더 적은 OTR 증가).
표 5a: 실시예 및 비교예 구조체에 대한 평균 산소 투과율 데이터
표 5b: 실시예 및 비교예 구조체에 대한 수분 투과율 데이터
구현예
구현예 1: 차단막 패키징 필름으로서: ASTM D2732에 따른 95℃에서 기계방향 및 가로방향 중 적어도 하나에서 0.5% 내지 10% 범위의 자유 수축을 포함하는, 폴리올레핀 기재; 0.005 μm 내지 0.1 μm 범위의 두께를 갖는 무기 코팅층; 상기 폴리올레핀 기재와 상기 무기 코팅층 사이에 위치하고 이들의 각각과 직접 접촉하는 중합체 버퍼층으로서, 0.5 μm 내지 12 μm 범위의 두께를 포함하는, 중합체 버퍼층; 및 폴리올레핀 밀봉층을 포함하되, 상기 중합체 버퍼층의 두께 대 상기 무기 코팅층의 두께의 비가 있고, 상기 비는 20 내지 500의 범위이고; 상기 중합체 버퍼층은 부록 X.4와 함께 ASTM E2546-15에 따른 95℃에서 수집된 측정치로부터 계산된 바와 같이, 0.1 MPa 내지 100 MPa 범위의 영률을 포함하는, 차다막 패키징 필름.
구현예 2: 실시예 1에 있어서, 접착층을 추가로 포함하되, 상기 폴리올레핀 기재는 제1 외부층이고, 상기 폴리올레핀 밀봉층은 제2 외부층이고, 상기 접착층은 상기 폴리올레핀 밀봉층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 3: 구현예 2에 있어서, 상기 폴리올레핀 밀봉층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는 인쇄된 표시층을 추가로 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 4: 구현예 1에 있어서, 인쇄된 표시층 및 접착층을 추가로 포함하되, 상기 인쇄된 표시층은 제1 외부층이고, 상기 폴리올레핀 밀봉층은 제2 외부층이고, 상기 접착층은 상기 폴리올레핀 밀봉층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 5: 구현예 1 내지 구현예 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리올레핀 기재는 배향된 폴리프로필렌 필름이고 상기 폴리올레핀 밀봉층은 폴리프로필렌 밀봉층인, 차단막 패키징 필름.
구현예 6: 구현예 5에 있어서, 상기 배향된 폴리프로필렌 필름은 폴리프로필렌 단일중합체를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 7: 구현예 1 내지 구현예 4 중 하나에 있어서, 상기 폴리올레핀 기재는 배향된 폴리에틸렌 필름이고 상기 폴리올레핀 밀봉층은 폴리에틸렌 밀봉층인, 차단막 패키징 필름.
구현예 8: 구현예 1에 있어서, 배향된 폴리올레핀 외부층 및 접착층을 추가로 포함하되, 상기 폴리올레핀 밀봉층은 상기 폴리올레핀 기재의 하위층이고, 상기 접착층은 상기 배향된 폴리올레핀 외부층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 9: 구현예 8에 있어서, 상기 배향된 폴리올레핀 외부층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는 인쇄된 표시층을 추가로 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 10: 구현예 1 내지 구현예 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 차단막 패키징 필름은 80 중량% 이상의 폴리올레핀을 포함하는 전체 조성물을 갖는, 차단막 패키징 필름.
구현예 11: 구현예 1 내지 구현예 10 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리올레핀 기재는 10 μm 내지 100 μm 범위의 두께를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 12: 구현예 1 내지 구현예 11 중 어느 하나에 있어서, 중합체 버퍼층은 1 μm 내지 5 μm 범위의 두께를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 13: 구현예 1 내지 구현예 12 중 어느 하나에 있어서, 상기 무기 코팅층은 금속층 또는 산화물 코팅층을 포함하고, 상기 무기 코팅층의 두께는 0.005 μm 내지 0.06 μm의 범위인, 차단막 패키징 필름.
구현예 14: 구현예 1 내지 구현예 13 중 어느 하나에 있어서, 상기 중합체 버퍼층의 두께 대 상기 무기 코팅층의 두께의 비는 30 내지 120의 범위인, 차단막 패키징 필름.
구현예 15: 구현예 1 내지 구현예 14 중 어느 하나에 있어서, 상기 중합체 기재는 ASTM D2732에 따른 95℃에서 1% 내지 6% 범위의 자유 수축을 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 16: 구현예 1 내지 구현예 15 중 어느 하나에 있어서, 상기 중합체 버퍼층은 비닐 알코올 공중합체, 폴리프로필렌계 중합체, 폴리우레탄계 중합체 또는 폴리락트산을 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 17: 구현예 1 내지 구현예 16 중 어느 하나에 있어서, 상기 무기 코팅층과 직접 접촉하는 제2 중합체 버퍼층을 추가로 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 18: 차단막 패키징 필름으로서: 폴리올레핀 기재; 무기 코팅층; 상기 폴리올레핀 기재와 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는 중합체 버퍼층으로서, 상기 중합체 버퍼층은 상기 무기 코팅층과 직접 접촉하는, 중합체 버퍼층; 및 폴리올레핀 밀봉층을 포함하되, 상기 무기 코팅층은 0.25 μm 내지 1.0 μm 범위의 평균 진폭 및 2 μm 내지 5 μm 범위의 파장을 특징으로 하는 파형 구조를 포함하고, 상기 중합체 버퍼층은 상기 파형 구조의 평균 진폭의 1.1배 내지 20배 범위의 두께를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 19: 구현예 18에 있어서, 접착층을 추가로 포함하되, 상기 폴리올레핀 기재는 제1 외부층이고, 상기 폴리올레핀 밀봉층은 제2 외부층이고, 상기 접착층은 상기 폴리올레핀 밀봉층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 20: 구현예 19에 있어서, 상기 폴리올레핀 밀봉층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는 인쇄된 표시층을 추가로 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 21: 구현예 18에 있어서, 인쇄된 표시층 및 접착층을 추가로 포함하되, 상기 인쇄된 표시층은 제1 외부층이고, 상기 폴리올레핀 밀봉층은 제2 외부층이고, 상기 접착층은 상기 폴리올레핀 밀봉층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 22: 구현예 18 내지 구현예 21 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리올레핀 기재는 배향된 폴리프로필렌 필름이고 상기 폴리올레핀 밀봉층은 폴리프로필렌 밀봉층인, 차단막 패키징 필름.
구현예 23: 구현예 22에 있어서, 상기 배향된 폴리프로필렌 필름은 폴리프로필렌 단일중합체를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 24: 구현예 18 내지 구현예 21 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리올레핀 기재는 배향된 폴리에틸렌 필름이고 상기 폴리올레핀 밀봉층은 폴리에틸렌 밀봉층인, 차단막 패키징 필름.
구현예 25: 구현예 18에 있어서, 배향된 폴리올레핀 외부층 및 접착층을 추가로 포함하되, 상기 폴리올레핀 밀봉층은 상기 폴리올레핀 기재의 하위층이고, 상기 접착층은 상기 폴리올레핀 외부층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 26: 구현예 25에 있어서, 상기 폴리올레핀 외부층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는 인쇄된 표시층을 추가로 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 27: 구현예 18 내지 구현예 26 중 어느 하나에 있어서, 상기 차단막 패키징 필름은 80 중량% 이상의 폴리올레핀을 포함하는 전체 조성물을 갖는, 차단막 패키징 필름.
구현예 28: 구현예 18 내지 구현예 27 중 어느 하나에 있어서, 상기 폴리올레핀 기재는 10 μm 내지 100 μm 범위의 두께를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 29: 구현예 18 내지 구현예 28 중 어느 하나에 있어서, 상기 중합체 버퍼층은 1 내지 5 μm 범위의 두께를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 30: 구현예 18 내지 구현예 29 중 어느 하나에 있어서, 상기 무기 코팅층은 금속층 또는 산화물 코팅층을 포함하고, 상기 무기 코팅층의 두께는 0.005 μm 내지 0.06 μm의 범위인, 차단막 패키징 필름.
구현예 31: 구현예 18 내지 구현예 30 중 어느 하나에 있어서, 상기 중합체 버퍼층의 두께 대 상기 무기 코팅층의 두께의 비는 30 내지 120의 범위인, 차단막 패키징 필름.
구현예 32: 구현예 18 내지 구현예 31 중 어느 하나에 있어서, 상기 무기층의 파형 구조는 상기 파장 대 상기 평균 진폭의 비를 특징으로 하고, 상기 비는 2 내지 20의 범위인, 차단막 패키징 필름.
구현예 33: 구현예 18 내지 구현예 32 중 어느 하나에 있어서, 상기 중합체 버퍼층은 비닐 알코올 공중합체, 폴리프로필렌계 중합체, 폴리우레탄계 중합체 또는 폴리락트산을 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 34: 구현예 18 내지 구현예 33 중 어느 하나에 있어서, 상기 무기 코팅층과 직접 접촉하는 제2 중합체 버퍼층을 추가로 포함하는, 차단막 패키징 필름.
구현예 35: 구현예 1 내지 구현예 34 중 어느 하나에 따른 차단막 패키징 필름을 포함하는 기밀 밀봉된 패키지.
구현예 36: 인쇄된 표시층 및 파형 구조를 포함한 무기 코팅층을 포함하는 전술한 차단막 패키징 필름의 구현예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 인쇄된 표시층은 TiO2 입자를 함유하는 하위층을 포함하고, 상기 TiO2 입자를 함유하는 하위층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치한 적어도 하나의 층이 있고, 상기 TiO2 입자를 함유하는 하위층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치한 적어도 하나의 층은 상기 파형 형성부의 평균 진폭 이상의 조합된 두께를 갖는, 차단막 패키징 필름.

Claims (35)

  1. 차단막 패키징 필름으로서:
    ASTM D2732에 따른 95℃에서 기계방향 및 가로방향 중 적어도 하나에서 0.5% 내지 10% 범위의 자유 수축을 포함하는, 폴리올레핀 기재;
    0.005 μm 내지 0.1 μm 범위의 두께를 갖는 무기 코팅층;
    상기 폴리올레핀 기재와 상기 무기 코팅층 사이에 위치하고 이들의 각각과 직접 접촉하는 중합체 버퍼층으로서, 0.5 μm 내지 12 μm 범위의 두께를 포함하는, 중합체 버퍼층; 및
    폴리올레핀 밀봉층을 포함하되,
    상기 중합체 버퍼층의 두께 대 상기 무기 코팅층의 두께의 비가 존재하고, 상기 비는 20 내지 500의 범위이고;
    상기 중합체 버퍼층은, 부록 X.4와 함께 ASTM E2546-15에 따른 95℃에서 수집된 측정치로부터 계산된 바와 같이, 0.1 MPa 내지 100 MPa 범위의 영률을 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  2. 제1항에 있어서, 접착층을 추가로 포함하되,
    상기 폴리올레핀 기재는 제1 외부층이고,
    상기 폴리올레핀 밀봉층은 제2 외부층이고,
    상기 접착층은 상기 폴리올레핀 밀봉층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는, 차단막 패키징 필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 폴리올레핀 밀봉층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는 인쇄된 표시층을 추가로 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  4. 제1항에 있어서, 인쇄된 표시층 및 접착층을 추가로 포함하되,
    상기 인쇄된 표시층은 제1 외부층이고,
    상기 폴리올레핀 밀봉층은 제2 외부층이고,
    상기 접착층은 상기 폴리올레핀 밀봉층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는, 차단막 패키징 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 기재는 배향된 폴리프로필렌 필름이고 상기 폴리올레핀 밀봉층은 폴리프로필렌 밀봉층인, 차단막 패키징 필름.
  6. 제5항에 있어서, 상기 배향된 폴리프로필렌 필름은 폴리프로필렌 단일중합체를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  7. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 기재는 배향된 폴리에틸렌 필름이고 상기 폴리올레핀 밀봉층은 폴리에틸렌 밀봉층인, 차단막 패키징 필름.
  8. 제1항에 있어서, 배향된 폴리올레핀 외부층 및 접착층을 추가로 포함하되,
    상기 폴리올레핀 밀봉층은 상기 폴리올레핀 기재의 하위층이고,
    상기 접착층은 상기 배향된 폴리올레핀 외부층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는, 차단막 패키징 필름.
  9. 제8항에 있어서, 상기 배향된 폴리올레핀 외부층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는 인쇄된 표시층을 추가로 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  10. 제1항에 있어서, 상기 차단막 패키징 필름은 80 중량% 이상의 폴리올레핀을 포함하는 전체 조성물을 갖는, 차단막 패키징 필름.
  11. 제1항에 있어서, 상기 폴리올레핀 기재는 10 μm 내지 100 μm 범위의 두께를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  12. 제1항에 있어서, 상기 중합체 버퍼층은 1 μm 내지 5 μm 범위의 두께를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  13. 제1항에 있어서, 상기 무기 코팅층은 금속층 또는 산화물 코팅층을 포함하고, 상기 무기 코팅층의 두께는 0.005 μm 내지 0.06 μm의 범위인, 차단막 패키징 필름.
  14. 제1항에 있어서, 상기 중합체 버퍼층의 두께 대 상기 무기 코팅층의 두께의 비는 30 내지 120의 범위인, 차단막 패키징 필름.
  15. 제1항에 있어서, 상기 중합체 기재는 ASTM D2732에 따른 95℃에서 1% 내지 6% 범위의 자유 수축을 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  16. 제1항에 있어서, 상기 중합체 버퍼층은 비닐 알코올 공중합체, 폴리프로필렌계 중합체, 폴리우레탄계 중합체 또는 폴리락트산을 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  17. 제1항에 있어서, 상기 무기 코팅층과 직접 접촉하는 제2 중합체 버퍼층을 추가로 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  18. 차단막 패키징 필름으로서:
    폴리올레핀 기재;
    무기 코팅층;
    상기 폴리올레핀 기재와 상기 무기 코팅층 사이에 위치한 중합체 버퍼층으로서, 상기 중합체 버퍼층은 상기 무기 코팅층과 직접 접촉하는, 상기 중합체 버퍼층; 및
    폴리올레핀 밀봉층을 포함하되,
    상기 무기 코팅층은 0.25 μm 내지 1.0 μm 범위의 평균 진폭 및 2 μm 내지 5 μm 범위의 파장을 특징으로 하는 파형 구조를 포함하고,
    상기 중합체 버퍼층은 상기 파형 구조의 평균 진폭의 1.1배 내지 20배 범위의 두께를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  19. 제18항에 있어서, 접착층을 추가로 포함하되,
    상기 폴리올레핀 기재는 제1 외부층이고,
    상기 폴리올레핀 밀봉층은 제2 외부층이고,
    상기 접착층은 상기 폴리올레핀 밀봉층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는, 차단막 패키징 필름.
  20. 제19항에 있어서, 상기 폴리올레핀 밀봉층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는 인쇄된 표시층을 추가로 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  21. 제18항에 있어서, 인쇄된 표시층 및 접착층을 추가로 포함하되,
    상기 인쇄된 표시층은 제1 외부층이고,
    상기 폴리올레핀 밀봉층은 제2 외부층이고,
    상기 접착층은 상기 폴리올레핀 밀봉층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는, 차단막 패키징 필름.
  22. 제18항에 있어서, 상기 폴리올레핀 기재는 배향된 폴리프로필렌 필름이고 상기 폴리올레핀 밀봉층은 폴리프로필렌 밀봉층인, 차단막 패키징 필름.
  23. 제22항에 있어서, 상기 배향된 폴리프로필렌 필름은 폴리프로필렌 단일중합체를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  24. 제18항에 있어서, 상기 폴리올레핀 기재는 배향된 폴리에틸렌 필름이고 상기 폴리올레핀 밀봉층은 폴리에틸렌 밀봉층인, 차단막 패키징 필름.
  25. 제18항에 있어서, 배향된 폴리올레핀 외부층 및 접착층을 추가로 포함하되,
    상기 폴리올레핀 밀봉층은 상기 폴리올레핀 기재의 하위층이고,
    상기 접착층은 상기 폴리올레핀 외부층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는, 차단막 패키징 필름.
  26. 제25항에 있어서, 상기 폴리올레핀 외부층과 상기 무기 코팅층 사이에 위치하는 인쇄된 표시층을 추가로 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  27. 제18항에 있어서, 상기 차단막 패키징 필름은 80 중량% 이상의 폴리올레핀을 포함하는 전체 조성물을 갖는, 차단막 패키징 필름.
  28. 제18항에 있어서, 상기 폴리올레핀 기재는 10 μm 내지 100 μm 범위의 두께를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  29. 제18항에 있어서, 상기 중합체 버퍼층은 1 μm 내지 5 μm 범위의 두께를 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  30. 제18항에 있어서, 상기 무기 코팅층은 금속층 또는 산화물 코팅층을 포함하고, 상기 무기 코팅층의 두께는 0.005 μm 내지 0.06 μm의 범위인, 차단막 패키징 필름.
  31. 제18항에 있어서, 상기 중합체 버퍼층의 두께 대 상기 무기 코팅층의 두께의 비는 30 내지 120의 범위인, 차단막 패키징 필름.
  32. 제18항에 있어서, 상기 무기층의 파형 구조는 상기 파장 대 상기 평균 진폭의 비를 특징으로 하고, 상기 비는 2 내지 20의 범위인, 차단막 패키징 필름.
  33. 제18항에 있어서, 상기 중합체 버퍼층은 비닐 알코올 공중합체, 폴리프로필렌계 중합체, 폴리우레탄계 중합체 또는 폴리락트산을 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  34. 제18항에 있어서, 상기 무기 코팅층과 직접 접촉하는 제2 중합체 버퍼층을 추가로 포함하는, 차단막 패키징 필름.
  35. 제18항에 따른 차단막 패키징 필름을 포함하는 기밀 밀봉된 패키지.
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