KR100629664B1 - 금속화된 기판에 대해 비-이층성을 가지고, 폴리프로필렌 기판에 대해 박리성을 갖는 바인더층을 포함하는 구조물 - Google Patents

금속화된 기판에 대해 비-이층성을 가지고, 폴리프로필렌 기판에 대해 박리성을 갖는 바인더층을 포함하는 구조물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속 층 또는 금속화된 기판 층, 100 m/분 초과 속도로 압출-코팅된 폴리프로필렌-기재 바인더 층, 가능하게는 폴리프로필렌 층을 차례로 포함하는 다중층 구조물에 관한 것으로서, 상기 금속 층 또는 금속화된 층 및, 상기 바인더 층은 상기 구조물을 열 처리함으로써 비-이층성(non-delaminable)을 갖게 된 것이다. 압출가능한 바인더는 하기의 것들을 포함한다 :
- 카르복실산 에스테르, 비닐 에스테르 및 디엔으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 공단량체 및 에틸렌 기재 공중합체 (A), 특히 에틸렌/알킬 (메트)아크릴레이트/말레산 무수물 삼원중합체 5 내지 30 중량%;
- 190 내지 240 ℃ 의 온도에서 압출되고, 파쇄되지 않도록 50 내지 250 m/분의 인발 속도로 인발된 로드(rod)의 성능으로 정의되는 연신능을 갖는 폴리프로필렌 (B) 40 내지 93 중량%;
- 불포화 카르복실산 무수물, 특히 말레산 무수물로 관능화된 폴리프로필렌 (C) 2 내지 30 중량%;
[조성물의 MFI 는 10 내지 50 g/10 분 (230 ℃/2.16 kg) 임].
본 발명은 또한 상기 구조물을 포함하는 패키지에 관한 것이다.

Description

금속화된 기판에 대해 비-이층성을 가지고, 폴리프로필렌 기판에 대해 박리성을 갖는 바인더층을 포함하는 구조물{STRUCTURE COMPRISING A BINDER LAYER NON-DELAMINABLE WITH RESPECT TO A METALLIZED SUBSTRATE AND PEELABLE WITH RESPECT TO A POLYPROPYLENE SUBSTRATE}
도 1a 는, 본 발명에 따른 2층 구조물을 갖는 덮개를 포함하는 밀봉된 식품 패키지의 일부분을 나타내는 단면도이다.
도 1b 는, 본 발명의 구현예에 따른 3층 구조물을 갖는 덮개를 포함하는 밀봉된 식품 패키지의 일부분을 나타내는 단면도이다.
도 2a 는, 상기 도 1a 에서의 패키지가 부분적으로 개봉되어 있는 단면도이다.
도 2b 는, 상기 도 1b 에서의 패키지가 부분적으로 개봉되어 있는 단면도이다.
본 발명은 금속 호일 또는 금속화된 기판의 시이트 상에 고속으로 압출 코팅될 수 있는 폴리프로필렌-기재 바인더 층을 포함하고, 전체적 또는 부분적으로 금속성인 층에 대해 비-이층성을 가지고, 폴리프로필렌층에 대해서는 박리성(peelable)을 갖는 구조물에 관한 것이다.
본 발명은 또한 드링크 상자, 식품 캔, 에어로졸 캔, 페인트 통 및 용기, 특히 식품용 덮개와 같은 금속/플라스틱 패키지 제조에서의 상기 구조물의 용도에 관한 것이다.
특허 US 5 235 149 는 덮개로 밀봉된 패키지를 기술하고 있다. 덮개의 바인더 층은 아크릴산 또는 말레산 무수물로 그라프트된 각종 중합체로 이루어져 있고; 그 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체 및 에틸렌/메틸 아크릴레이트 공중합체로부터 선택될 수 있다.
특허 DE 19 535 915 A 는, 폴리프로필렌 필름을 금속 호일에 결합하기 위한 그라프트된 폴리프로필렌 블록 공중합체를 기술하고 있다.
특허 EP 689 505 는, 이전의 특허에 기술된 것들과 유사하나, 단 식품 패키지 제조에 사용되는 구조물을 기술하고 있다.
특허 EP 658 139 는, 이전의 특허에 기술된 것들과 유사하나, 단 바인더가 1 내지 10 % 의 공단량체를 포함하는 그라프트된 폴리프로필렌 랜덤 공중합체이고, Mw/Mn 비가 2 내지 10 이며, MFI (용융유동지수) 는 1 내지 20 g/10 분 (230 ℃/2.16 kg에서) 인 구조물을 기술하고 있다.
개봉 수단으로서 덮개가 있는 용기 형태의 패키지는 개봉이 용이해야 하므로, 쉽게 박리될 수 있어야 하고, 깨끗하고 말끔히 개봉되어야 한다. 그러나, 덮개를 용기에 결합하는데 사용되는 바인더의 성질에 좌우되는 박리는, 항상 올바로 일어나지 않고, 찢어지거나 덮개의 층박리가 관찰된다. 때때로, 용기와 덮개 간의 밀봉이 완전치 않아, 내용물이 손상될 수 있다. 게다가, 종래 기술의 바인더들로는 덮개가 고속으로 제조될 수 없다.
이제, 고온 열 처리에 의해 금속 (알루미늄, 강철, 양철, 금속화된 기판) 에 대한 접착성이 우수하고, 고속 공압출 코팅에 매우 적합하며, 폴리프로필렌 기판에 대한 밀봉/박리 특성이 우수한 바인더를 갖는 신규한 구조물 바인더가 발견되었다. 이 구조물은, 금속 또는 금속화된 기판 층과 바인더 층 간의 비-이층성과, 바인더 층과 폴리프로필렌 층 간의 박리성으로 인해, 패키지가 적절히 봉해지고, 덮개가 용이하고도 깨끗하게, 또한 말끔히 벗겨지는 것을 보장되므로, 덮개의 우수한 밀봉을 수득가능케 한다.
게다가, 신규한 구조물은 살균성, 및 본 패키지의 용도의 영역에 사용될 수 있는 그리스(유지), 산 및 용매들에 대한 내약품성 있는 패키지 제조를 가능하게 하는 이점을 가진다.
이하 기술되는 화합물에 대한 MFI 측정은 NFT 51016 또는 ISO 1133 표준에 따라 수행되었다.
본 발명의 주제는, 금속 층 또는 금속화된 기판 층, 및 상기 금속 또는 금속화된 기판 층 상에 100 m/분 초과의 속도로 압출-코팅된 폴리프로필렌-기재 바인더 층을 포함하는 다중층 구조물로서, 상기 층들은 상기 구조물을 열 처리함으로써 비-이층성을 갖게 된다.
구조물의 한 구현예에 따라, 상기 열 처리는 상기 구조물을 열풍 또는 유도-가열 터널을 통하여 통과시킴으로써 적외선 조사에 의해 수행되어, 상기 금속 층은 바인더의 융점 보다 높은 온도로 가열된다.
구조물의 한 구현예에 따라, 상기 구조물은 바인더의 융점 보다 높은 융점을 갖는 폴리프로필렌 층을 포함하며, 상기 바인더 층은 금속 층 또는 금속화된 기판 층과 폴리프로필렌 층 사이에 끼어 있다.
구조물의 한 구현예에 따라, 상기 구조물은 8 내지 15 N/15 mm 의 박리력 (peel force) 으로 폴리프로필렌층으로부터 바인더 층을 박리할 수 있다.
구조물의 한 구현예에 따라, 압출가능한 바인더는 하기를 포함하며:
- 카르복실산 에스테르, 비닐 에스테르 및 디엔으로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 공단량체계 및 에틸렌 기재 공중합체 (A) 5 내지 30 중량%,
- 연신능을 갖는 폴리프로필렌 (B) 40 내지 93 중량%로서, 그 연신능은 190 ℃ 내지 240 ℃ 의 온도에서 압출되고, 파쇄되지 않도록 50 내지 250 m/분의 인발 속도로 인발된 로드(rod)의 성능으로 정의되며,
- 불포화 카르복실산 무수물로써 관능화된 폴리프로필렌 (C) 2 내지 30 중량%;
상기 조성물의 MFI 는 10 내지 50 g/10 분(230 ℃/2.16 kg에서) 이다.
구조물의 한 구현예에 따라, 바인더의 공중합체 (A) 는 5 내지 40 중량%, 바람직하게는 10 내지 40 중량% 의 알킬 (메트)아크릴레이트를 함유하고, MFI가 0.5 내지 200 g/10분(190 ℃/2.16 kg에서)인, 에틸렌/알킬 (메트)아크릴레이트 공중합체이다.
구조물의 다른 구현예에 따라, 바인더의 공중합체 (A) 는 0.2 내지 10 중량% 의 말레산 무수물, 및 2 내지 40 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량% 의 알킬 (메트)아크릴레이트를 함유하고, MFI가 0.5 내지 200 g/10 분(190 ℃/2.16 kg에서)인, 에틸렌/알킬 (메트)아크릴레이트/말레산 무수물 공중합체이고,
구조물의 또 다른 구현예에 따라, 바인더의 공중합체 (A) 는 상기 공중합체들(A) 의 블렌드이다.
구조물의 또 다른 구현예에 따라, 바인더의 폴리프로필렌 (C) 의 비율은 1.5 내지 6 중량% 이고, 상기 폴리프로필렌 (C) 는 1.5 내지 6 중량% 의 말레산 무수물을 함유한다.
구조물의 또 다른 구현예에 따라, 바인더의 폴리프로필렌 (C) 의 비율은 10 내지 25 중량% 이고, 상기 폴리프로필렌 (C) 는 0.8 내지 1.5 중량% 의 말레산 무수물을 함유한다.
구조물의 또 다른 구현예에 따라, 바인더의 폴리프로필렌 (C) 의 비율은 3 내지 5 중량% 이고, 상기 폴리프로필렌 (C) 는 1.5 내지 3 중량% 의 말레산 무수물을 함유한다.
본 발명의 주제는 또한 금속 층 또는 금속화된 기판 층의 금속이 알루미늄인 상기 구조물을 포함하는 덮개이다.
본 발명의 주제는 또한 폴리프로필렌 또는, 폴리프로필렌으로 덮힌 물질로 제조되고, 상기 덮개로 밀봉된 패키지이다.
패키지의 한 구현예에 따라, 이는 상기 구조물로 제조된다.
패키지의 한 구현예에 따라, 이는 살균가능하고, 식용 산과 고성능 용매 및 그리스에 대한 내성을 가진다.
이하, 용기 및 본 발명에 따른 구조물을 갖는 덮개와 용기를 포함하는 식품 패키지에 대해 기술한다. 본 발명은 분명, 모든 형태의 패키지에 적용가능하여, 식품 패키지에만 한정되지 않는다.
고체 물품의 패키지는 일반적으로 용기 (3) 및 덮개 (4) 로 이루어진다. 패키지가 밀봉되는 경우, 용기 (3)이 덮개 (4) 에 의해 밀봉된다.
용기 (3) 는 다중층일 수 있는 폴리프로필렌 또는 기타 물질을 포함할 수 있다. 용기 (3) 가 다중층일 경우, 그것은 외부층과 달리 식품과 직접 접촉하게 되는 폴리프로필렌 내부층 (2) 으로 덮혀진 외부층 (1), 예컨대 알루미늄의 외부층을 포함할 수 있다.
덮개 (4) 는 도 1 a 에 도시된 금속 층 또는 금속화된 기판 층 (5), 바인더 층 (6), 및 선택적으로는 도 1b 에 도시된 폴리프로필렌 층 (6) 이 차례로 결합된 층을 이룬다. 덮개는 바인더 (6) 와 동일한 면, 또는 선택적으로는 폴리프로필렌 (7) 이 존재 할 경우는 이와 동일한 면 상에서 용기 (3) 의 폴리프로필렌 층 (2) 에, 일반적으로는 그 주변 둘레에 고온-접합된다. 덮개 (4) 의 일부분을 용기 (3) 의 입구 표면 넘어서까지 확장하도록 두어, 쉽게 입구 표면을 잡아, 팩키지를 열 수 있다. 덮개 (4) 를 당김으로써, 덮개 (4) 의 바인더 층 (6) 내의 점착성의 감소가 접합점에서 유도된다. 바인더 층 (6), 및 선택적으로는 폴리프로필렌층 (7) 은, 점착성의 감소를 방해하면서, 찢어진다. 이에, 도 2a 및 도 2b 에 도시된 덮개 및 용기가 수득된다.
적은 양의 바인더 층 (6) 및 가능하게는 폴리프로필렌 층 (7) 이 접합점에서, 개봉된 패키지의 용기 (3) 에 남는다. 적은 양의 바인더 층 (6) 및 알루미늄 층 (5) 이 접합점에서, 덮개 (4) 상에 남는다 (도 2a 및 2b 참조). 덮개 (4) 가 용기 (3) 에 접합되어 있지 않은 점에서, 덮개의 본래 구조물이 발견된다. 즉, 자체가 폴리프로필렌 층 (7) 에 결합된 바인더 층 (6) 에 알루미늄 층 (5) 이 결합되어 있다.
바인더 (6) 는, 덮개 (4) 가 용기 (3) 에 부착되도록 하고, 또한 그 덮개가 큰 힘을 이용하지 않고도 박리될 수 있도록 한다. 사실상 어린이들이 덮개를 당겨, 패키지를 열 수 있어야 한다.
덮개 (4) 는, 바인더 층 (6) 및 선택적으로는 폴리프로필렌 층 (7)을 공압출한 후, 즉시 그것을 알루미늄 호일 (5) 또는 기타 금속화된 기판 상에 코팅함으로써 제조된다. 용기가 일단 채워지면, 덮개 (4) 는 용기 (3) 의 가장자리 부근의 고온 접합에 의해 고정된다.
식품의 성질 및, 바인더 (6) 내에 함유될 수 있는 불순물의 성질에 따라, 폴리프로필렌 층 (7)을 포함하지 않는 덮개를 사용할 수 있다.
압출가능한 바인더는 총 100 중량%가 되도록 하기의 것을 포함하며:
- 카르복실산 에스테르, 비닐 에스테르 및 디엔의 군으로부터 선택된 하나 이상의 공단량체 및 에틸렌 기재 공중합체 (A) 5 내지 30 중량%,
- 연신능을 갖는 폴리프로필렌 (B) 40 내지 93 중량%로서, 연신능은 190 내지 240 ℃ 의 온도에서 압출되고, 파쇄되지 않도록 50 내지 250 m/분의 인발 속도로 인발된 로드(rod)의 성능으로 정의되며,
- 불포화 카르복실산 무수물로써 관능화된 폴리프로필렌 (C) 2 내지 30 중량%;
상기 조성물의 MFI 는 10 내지 50 g/10 분이다 (230 ℃/2.16 kg에서).
에틸렌 기재 공중합체 (A) 에 있어, 공단량체로서 하기의 것들을 들 수 있다 :
- 불포화 카르복실산의 에스테르, 예컨대 알킬 (메트)아크릴레이트 [그것의 알킬은 24 이하의 탄소수를 가짐], 알킬 아크릴레이트 또는 메트아크릴레이트의 예는, 특히 메틸 메트아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트이다;
- 포화 카르복실산의 비닐 에스테르, 예컨대 비닐 아세테이트 또는 비닐 프로피오네이트;
- 디엔, 예컨대 1,4-헥사디엔;
- 폴리에틸렌은 상기 공단량체들 중 수가지를 함유할 수 있음.
유리하게는, 수가지 중합체의 블렌드일 수 있는 폴리에틸렌은 50 몰 % 이상, 바람직하게는 75 몰 % 의 에틸렌을 함유하고, 그 밀도는 0.86 내지 0.98 g/cm3 일 수 있다. MFI (용융유동지수(Melt Flow Index), 190 ℃/2.15 kg에서) 는 유리하게는 0.1 내지 1000 g/10 분이다.
폴리에틸렌의 예로서, 하기의 것들을 들 수 있다 :
- 선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE);
- 초저밀도 폴리에틸렌 (VLDPE);
- 통상 지르코늄 또는 티타늄의 금속 원자, 및 그 금속에 연결된 2 개의 알킬 고리 분자로 이루어지는 모노사이트(monosite) 촉매의 존재 하에서의 메탈로센 촉매반응으로 수득되는 폴리에틸렌. 보다 구체적으로는, 메탈로센 촉매는 통상 금속에 연결된 2 개의 시클로펜타디엔 환을 포함한다. 그 촉매들은 종종, 조촉매 또는 활성화제로서 알루미녹산, 바람직하게는 메틸알루미녹산(MAO)과 함께 사용된다. 하프늄은 또한 시클로펜타디엔이 부착된 금속으로서 사용될 수 있다. 기타 메탈로센은 IVA, VA, VIA 군의 전이금속들을 포함할 수 있다. 란탄계 금속도 또한 사용될 수 있다;
- EPR (에틸렌-프로필렌 고무) 엘라스토머;
- EPDM (에틸렌-프로필렌-디엔) 엘라스토머;
- 폴리에틸렌과 EPR 또는 EPDM 과의 블렌드.
일례로서, 에틸렌/알킬 (메트)아크릴레이트 공중합체를 들 수 있다. 이 공중합체는 5 내지 40 중량%, 바람직하게는 10 내지 40 중량% 의 알킬 (메트)아크릴레이트를 함유한다. 그것들의 MFI는 0.5 내지 200 g/10 분(190 ℃/2.16 kg에서)이다. 알킬 (메트)아크릴레이트는 이미 상기하였다.
본 발명의 한 특정 구현예에 따라, 상기 공중합체들은 공중합에 의해 또는 불포화 카르복실산 무수물을 이용한 그라프팅에 의해 관능화될 수 있다. 그라프팅은 그 자체로 알려진 공정이다.
불포화 카르복실산 무수물은, 예컨대, 말레산, 이타콘산, 시트라콘산, 알릴숙신산, 시클로헥스-4-엔-1,2-디카르복실산, 4-메틸렌시클로헥스-4-엔-1,2-디카르복실산, 비시클로[2.2.1]헵트-5-엔-2,3-디카르복실산 및 x-메틸-비시클로[2.2.1]-헵트-5-엔-2,2-디카르복실산 무수물들로부터 선택될 수 있다. 유리하게는, 말레산 무수물이 사용된다. 불포화 카르복실산, 예컨대 (메트)아크릴산으로 무수물의 모두 또는 일부를 대체하는 것 역시, 본 발명의 영역 내에 포함된다.
에틸렌, 공단량체 및 불포화 카르복실산 무수물 기재 공중합체, 즉 불포화 카르복실산 무수물이 그라프트되지 않은 것들에 있어서, 이들은 에틸렌, 불포화 카르복실산 무수물 및, 에틸렌 공중합체의 경우에서 상기 언급된 공단량체들 중 선택된 또다른 단량체의 공중합체이다.
유리하게는, 에틸렌/알킬 (메트)아크릴레이트/말레산 무수물 공중합체가 사용된다. 이 공중합체는 0.2 내지 10 중량% 의 말레산 무수물, 및 2 내지 40 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량% 의 알킬 (메트)아크릴레이트를 함유한다. 그것들의 MFI 는 0.5 내지 200 g/10 분 (190 ℃/2.16 kg에서) 이다. 알킬 (메트)아크릴레이트는 이미 상기 기술되었다.
관능화되지 않은 공중합체의 블렌드, 관능화된 공중합체와 관능화되지 않은 공중합체의 블렌드, 또는 두 개의 관능화된 공중합체의 블렌드 등의 수 개의 공중합체들 (A) 의 블렌드를 사용할 수 있다.
또한 그 예로서, 에틸렌/알킬 (메트)아크릴레이트 공중합체와 에틸렌/알킬 (메트)아크릴레이트/말레산 무수물 공중합체의 블렌드를 사용할 수 있다.
그라프트되지 않은 아크릴레이트 공중합체 (A) 는 시판된다 이는 200 내지 2500 바(bar)일 수 있는 압력 하의 라디칼 중합에 의해 제조되고, 과립형으로 시판된다.
폴리프로필렌 (B) 에 있어서, 이는 프로필렌 호모중합체 또는 공중합체이다. 공단량체로서, 하기의 것들을 들 수 있다 :
- 알파-올레핀, 유리하게는 탄소수 3 - 30 의 알파-올레핀. 알파 올레핀의 예로서, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 3-메틸-1-부텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센, 1-에이코센, 1-도코센, 1-테트라코센, 1-헥사코센, 1-옥타코센 및 1-트리아콘텐을 들 수 있다. 이 알파-올레핀류들은, 홀로 또는 그것들 중 2 가지 이상의 블렌드로 사용될 수 있다.
- 디엔;
(B) 는 또한 폴리프로필렌 블록 공중합체일 수 있다.
중합체 (B) 의 예로서, 하기의 것들을 들 수 있다 :
- 폴리프로필렌;
- 폴리프로필렌과 EPDM 또는 EPR 의 블렌드로서, 폴리에틸렌의 함유량이 1 내지 20 % 일 수 있는 블렌드.
유리하게는, 수 개의 중합체의 블렌드일 수 있는 중합체 (B) 는 50 몰 % 이상, 바람직하게는 75 몰 % 의 프로필렌을 함유한다.
폴리프로필렌 (B) 는 MFI 이 20 내지 40 g/10 분 (230 ℃/2.16 kg에서) 인 소위 "압출 코팅" 등급의 것들로부터 선택된다.
불포화 카르복실산 무수물에 의해 관능화된 폴리프로필렌 (C) 에 있어서, 이는 그라프팅에 의해 관능화된 프로필렌 호모중합체 또는 공중합체이다. 불포화 카르복실산, 및 그 산의 유도체와 무수물은 본 발명의 영역 내에 포함된다. 그 예로서, 아크릴산, 메트아크릴산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 크로톤산, 이타콘산 무수물, 나드산 무수물 말레산 무수물 및 치환된 말레산 무수물, 예컨대 디메틸말레산 무수물을 들 수 있다. 유도체의 예로서, 염, 아미드, 이미드 및 에스테르, 예컨대 나트륨 모노말레에이트 및 디말레에이트, 아크릴아미드, 말레이미드 및 디메틸 푸마레이트를 들 수 있다. (메트)아크릴산은 Zn, Ca 및 Li 등의 금속에 의해 완전히 또는 부분적으로 중화될 수 있다.
유리하게는, MFI (용융유동지수) 가 0.1 내지 10 g/10 분 (230 ℃/21.6 kg에서) 인 폴리프로필렌을 과산화물과 같은 개시제의 존재 하에, 말레산 무수물에 의해 그라프트된다. 실제로 그라프트된 말레산 무수물의 양은 0.01 내지 10 중량% 의 그라프트된 폴리프로필렌일 수 있다. 그라프트된 폴리프로필렌은 폴리프로필렌, EPR 또는 EPDM 고무, 또는 프로필렌/알파-올레핀 공중합체로 희석될 수 있다. 또한, 또다른 대안적 구현예에 따라, 폴리프로필렌, 및 EPR 또는 EPDM 의 블렌드를 공-그라프트할 수 있다. 즉, 불포화 카르복실산, 그것의 무수물 또는 유도체를, 개시제의 존재 하에, 폴리프로필렌, 및 EPR 또는 EPDM 의 블렌드에 첨가할 수 있다.
(C) 의 또다른 예로서, 하기의 것들을 포함하는 블렌드를 들 수 있다 :
- 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 10 내지 40 중량% 의 하나 이상의 폴리에틸렌 또는 하나 이상의 에틸렌 공중합체;
- 50 내지 100 중량%, 바람직하게는 60 내지 90 중량% 의, 폴리프로필렌 및 프로필렌 공중합체로부터 선택되는 하나 이상의 중합체.
상기 블렌드는 카르복실산 및 그것의 유도체, 산 염화물, 이소시아네이트, 옥사졸린, 에폭시드, 아민 및 히드록시드, 바람직하게는 불포화 디카르복실산의 무수물로부터 선택되는 관능성 단량체에 의해 그라프트되고, 그 그라프트된 블렌드는 프로필렌 단위를 필수적으로 포함하는 하나 이상의 폴리올레핀 중, 또는 탄성 중합체적 성질을 갖는 하나 이상의 중합체 중, 또는 그것들의 블렌드 중에 희석될 수 있다.
유리하게는, (C) 가 0.8 내지 4.5 중량% 의 말레산 무수물을 함유한다.
바인더 중 (C) 의 비율은 말레산 무수물의 양에 좌우되고, 바람직한 구현예에 따라, (C) 가 1.5 내지 6 중량% 의 무수물을 함유할 경우, 그것의 1.5 내지 6 %를 바인더에 넣기만 하면 된다. 또다른 바람직한 구현예에 따라, (C) 가 0.8 내지 1.5 중량% 의 무수물을 함유할 경우, 그것의 10 내지 25 %를 바인더에 넣기만 하면 된다.
또다른 바람직한 구현예에 따라, (C) 가 1.5 내지 3 중량% 의 무수물을 함유할 경우, 그것의 3 내지 5 %를 바인더에 넣기만 하면 된다.
바인더는, 각종 구성성분 (A), (B) 및 (C)를, 열가소성 물질을 혼합하는 통상적 기기, 예컨대 믹서나 압출기에서 용융 혼합함으로써 제조된다.
바인더는 또한 항산화제, 항블록킹제 및 가공 보조제, 예컨대 플루오로중합체와 같은 첨가제를 함유할 수 있고, 이 첨가제는 당 기술분야의 숙련가들에게 공지된 통상적 양으로 사용된다.
바인더는, 10 ppm 내지 5 중량% 의 함량을 갖는 폴리올레핀을 가공할 때 보통 사용되는 첨가제, 예컨대 치환된 페놀성 분자계의 항산화제, UV 안정화제, 가공 보조제, 예컨대 지방 아미드, 스테아르산 및 그것의 염, 압출 결함을 피할 수 있도록 하는 제제로 알려진 플루오로중합체, 아민계의 포깅방지제, 항블록킹제, 예컨대 실리카 또는 탈크, 하나 이상의 착색제를 갖는 마스터 배치 및 핵형성제 등을 함유할 수 있다.
본 발명은 금속 호일 또는 금속화된 기판의 시이트, 상기 바인더 층 및, 선택적으로는 폴리프로필렌 층을 연속적으로 포함하는 구조물에 관한 것이다. 이 구조물은 패키지용 덮개를 제조하는데 유용하다. 본 발명은 또한 상기 덮개, 및 그 덮개로 밀봉된 패키지에 관한 것이다.
금속 호일 또는 금속화된 기판의 시이트, 상기 바인더 층 및, 선택적으로 폴리프로필렌 층을 연속적으로 포함하는 구조물에 있어서, 금속의 예로서, 알루미늄, 강철, 양철 및 금속화된 기판, 예컨대 폴리에스테르 (PET)를 들 수 있다. 두께는 예컨대 ㎛단위로 각각 20/10/10 이다. 바인더에 대해 선택적으로 둘 수 있는 폴리프로필렌 층은 (B) 의 경우에 언급된 폴리프로필렌들로부터 선택될 수 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 구조물을 포함하는 덮개에 관한 것이다. 덮개는 주로, 압출 코팅에 의해, 그 자체가 폴리프로필렌 층에 코팅될 수 있는 바인더 층이 코팅된 알루미늄 호일을 함유하여, 이 경우, (Al/바인더/PP) 샌드위치 구조물을 형성한다. 이에, 조작가능한 다중층 구조물이 수득된다. 그 다음, 어셈블리를 수초간 160 내지 300 ℃ 의 온도로 상승시키는 것으로 이루어지는 열 처리로써 바인더를 활성화한다. 바인더를 활성화하기 위한 이 열 처리는, 그것의 접착성을 증가시킴으로써 금속 층을 바인더층으로부터 비-이층성을 가질 수 있도록 하는 효과를 준다. 열 처리 시간 및 온도는, 바인더의 융점, 금속 층의 성질 및 원하는 결과에 따라 결정된다. 열 처리 온도는 어느 경우에서도 바인더의 융점 이상이어야 하고, 폴리프로필렌이 구조물 내에 존재할 경우는, 그 폴리프로필렌의 융점 미만이어야 한다. 열 처리는, 릴(회전 부분)이 형성되고, 그 릴로부터 풀려지도록 하는데 충분한 열처리 전에, 압출 코팅, 또는 계속해서 금속층과 바인더 간의 접착 후, 일련으로 수행될 수 있다.
이어서, 덮개를 폴리프로필렌 용기, 또는 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌으로 덮힌 물질 (이 물질은 알루미늄, 폴리에스테르 또는 폴리스티렌일 수 있음) 로 제조된 용기에 고온 접합한다.
덮개 (4), 및 덮개 (4)를 포함하는 용기, 및 폴리프로필렌 용기 (3) 에 접합된 덮개(4)를 포함하는 패키지에 대해 박리 시험을 수행한다.
이 시험에 사용되는 덮개 (4) 는 두께 30 ㎛ 의 알루미늄 층 (5) 및 두께 30 ㎛ 의 바인더 층 (6)을 포함하는 이층 구조를 가진다 (도면 1a 및 2a 참조). 이 다중층 구조는, 바인더 층을 알루미늄 층에 압출-코팅함으로써 수득된다. 이어서, 그 구조물을 온도 220 ℃ 초과로 설정된 열풍 터널에 수초간 통과시켜서 바인더를 활성화시키고 우수한 접착성을 수득한다. 이것이 소위 열 처리이다. 그 다음, 덮개 (4)를 용기 (3) 에 접합한다. 이 접합 조작 중에, 바인더 층 (6)을 폴리프로필렌 용기에 직접 접합한다. 이에, 도 1a 에 도시된 패키지가 수득된다. 이 시험에 사용되는 바인더 (6) 는 코팅 호모중합체 PP 66 중량%, 중량 비율이 각기 68/30/2 인 에틸렌/에틸 아크릴레이트/말레산 무수물(MAH) 삼원중합체 17 중량%, 및 0.8 중량% 의 말레산 무수물로 그라프트된 PP 17 중량%를 함유한다.
알루미늄 층 (5) 및 바인더 층 (6) 사이의 박리 강도를 측정하는 박리 시험은, 열 처리 (그것들을 수초간 220 ℃ 초과의 온도로 설정된 열풍 터널에 통과시킴) 전과 후에, 상기 구조 및 조성을 갖는 3 개의 덮개에 대해 수행된다. 박리 력은, NFT 54120 및 NFT 54122 표준에 따라, 100 mm/분의 속도로 측정된다. 3개의 덮개에 있어서 상기 박리력은 열처리 전에는 너무 낮아서 측정될 수 없고, 반면 열 처리 후에는 상기 덮개가 비-이층성 구조를 가짐을 특징으로 한다.
열 처리로써 비-이층성 금속 층 (5)/바인더 층 (6)의 구조물을 수득할 수 있다는 것는 것이 매우 명백하다.
이어서, 용기로부터 덮개를 벗기는데 필요한 박리력 (peel force), 또는 덮개를 여는데 필요한 개봉력 (opening force) 을, NFT 54120 표준 및 NFT 54122 표준에 따라, 200 mm/분의 속도로 측정하였다. 3 개의 패키지 (덮개 + 용기)를 제조하였으며, 이에 수득된 결과가 하기 표 1 에 나와 있다.
패키지 박리력 (N/15 mm)
패키지 1 10 - 13
패키지 2 9 - 11.5
패키지 3 9 - 11
상기 패키지들은 도 2a에 도시된 바와 같은 접합 구역 이외의 곳에서, 덮개의 찢어짐 없이, 깨끗하고 말끔하게 개봉된다.
수득된 박리력 값은 덮개의 용이한 박리성, 및 그에 따른 상기 덮개를 갖는 패키지의 용이한 개봉성을 보여준다.
동일한 박리 시험을 하기 덮개들과, PP 용기 및 그 덮개들로 된 팩키지에 대해 수행한다 (하기 바인더 (6) 는, 이전의 예에서 기술된 것이다) :
- 두께가 30 ㎛ 인 PP 층 (7), 두께가 30 ㎛ 인 바인더 층 (6) 및 두께가 30 ㎛ 인 Al 층으로 된 삼층 덮개;
- 두께가 30 ㎛ 인 금속화된 PET 층 (5) 및, 두께가 30 ㎛ 인 바인더 층 (6) 으로 된 이층 덮개;
- 두께가 30 ㎛ 인 금속화된 PET 층 (5), 두께가 30 ㎛ 인 바인더 층 (6) 및 두께가 30 ㎛ 인 PP 층 (7) 으로 된 삼층 덮개.
상기 시험은 표 1 에 나와 있는 값들과 실질적으로 동일한 값을 나타낸다.
본 발명에 사용되는 바인더는 금속 (알루미늄, 강철, 양철 및 금속화된 기판) 에 잘 부착하고, 압출 코팅한 직후의 부착성이 충분하므로, 제조물을 제조하는 동안 그의 우수한 치수 안정성을 보장한다.
바인더는, 고속 공압출 코팅에 매우 적합하다. 바인더는 바람직하지 못한 폭 불안정성 효과 발생 없이, 100 m/분 초과의 속도로 압출 코팅하는 중에 연신될 수 있다.
바인더는 또한 특히, 밀봉 조작 중에 패키지가 완전히 밀봉되는 것을 확실히 하고, 또한 박리 조작 중에는 어떠한 결함없이 쉽고 혁신적으로 개봉되는 것을 확실히 할 수 있는, 우수한 밀봉/박리 특성을 가진다.
바인더의 또다른 이점은, 그것의 우수한 감각수용성 - 무미 및 무취 - 공격적 환경에서의 패키지의 우수한 내성 (산성 식품에 대한 내성) 및 우수한 스팀 살균 거동을 보장하는 우수한 화학적 불활성이다.

Claims (15)

  1. 금속 층 또는 금속화된 기판 층 (5), 및 그 금속 또는 금속화된 기판 층 상에 100 m/분 초과의 속도로 압출-코팅된 폴리프로필렌-기재 바인더 층 (6) 을 포함하는 다중층 구조물로서, 상기 구조물을 열 처리함으로써 상기 층들 (6, 5) 이 비-이층성(non-delaminable)을 갖게 되며,
    압출가능한 바인더가 하기를 함유하고:
    - 카르복실산 에스테르, 비닐 에스테르 및 디엔의 군으로부터 선택된 하나 이상의 공단량체 및 에틸렌 기재 공중합체 (A) 5 내지 30 중량%,
    - 연신능을 갖는 폴리프로필렌 (B) 40 내지 93 중량%로서, 그 연신능은 190 내지 240 ℃ 의 온도에서 압출되고, 파쇄되지 않도록 50 내지 250 m/분의 인발 속도로 인발된 로드(rod)의 성능으로서 정의되며,
    - 불포화 카르복실산 무수물로써 관능화된 폴리프로필렌 (C) 2 내지 30 중량%;
    상기 조성물의 MFI 가 10 내지 50 g/10 분 (230 ℃/2.16 kg에서)임을 특징으로 하는 다중층 구조물.
  2. 제 1 항에 있어서, 열처리가 상기 구조물을 열풍 또는 유도-가열 터널을 통하여 통과시킴으로써 적외선 조사에 의해 수행되어, 상기 금속 층 (5)가 바인더 (6) 의 융점 초과의 온도로 가열되는 것을 특징으로 하는 구조물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 구조물이 바인더의 융점 보다 높은 융점을 갖는 폴리프로필렌 층 (7, 2) 을 포함하고, 바인더 층 (6) 은 금속 층 또는 금속화된 기판 층 (5) 과 폴리프로필렌 층 (7,2) 사이에 끼어 있는 것을 특징으로 하는 구조물.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 구조물이 폴리프로필렌 층 (7,2)에서 바인더 층 (6)을 박리하는데 8 내지 15 N/15 mm 의 박리력으로 박리가능함을 특징으로 하는 것인구조물.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 바인더의 공중합체 (A) 가 5 내지 40 중량%의 알킬 (메트)아크릴레이트를 함유하는 에틸렌/알킬 (메트)아크릴레이트 공중합체이고, MFI 가 0.5 내지 200 g/10 분 (190 ℃/2.16 kg에서) 인 것을 특징으로 하는 구조물.
  7. 제 1 항에 있어서, 바인더의 공중합체 (A) 가 0.2 내지 10 중량% 의 말레산 무수물, 및 2 내지 40 중량%의 알킬 (메트)아크릴레이트를 함유하는 에틸렌/알킬 (메트)아크릴레이트/말레산 무수물 공중합체이고, MFI 가 0.5 내지 200 g/10 분 (190 ℃/2.16 kg에서) 인 것을 특징으로 하는 구조물.
  8. 제 1 항에 있어서, 바인더의 공중합체 (A) 가 제 6 항 및 제 7 항의 공중합체들 (A) 의 블렌드인 것을 특징으로 하는 구조물.
  9. 제 1 항에 있어서, 바인더의 폴리프로필렌 (C) 의 비율이 1.5 내지 6 % 이고, 상기 폴리프로필렌 (C) 이 1.5 내지 6 중량% 의 말레산 무수물을 함유하는 것인 구조물.
  10. 제 1 항에 있어서, 바인더의 폴리프로필렌 (C) 의 비율이 10 내지 25% 이고, 상기 폴리프로필렌 (C) 이 0.8 내지 1.5 중량% 의 말레산 무수물을 함유하는 것인구조물.
  11. 제 1 항에 있어서, 바인더의 폴리프로필렌 (C) 의 비율이 3 내지 5 % 이고, 상기 폴리프로필렌 (C) 이 1.5 내지 3 중량% 의 말레산 무수물을 함유하는 것인 구조물.
  12. 금속 층 또는 금속화된 기판 층 (5) 의 금속이 알루미늄인, 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 구조물을 포함하는 덮개 (4).
  13. 제 12 항에 따른 덮개 (4) 에 의해 밀봉된, 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌으로 덮힌 물질로 제조된 패키지.
  14. 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 구조물로 제조된 패키지.
  15. 제 13 항에 있어서, 살균가능하고, 식용 산 및 고성능 용매와 그리스에 대한 내성을 가지는 것을 특징으로 하는 패키지.
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