KR20060012611A - 수지 조성물, 포장 구조체 및 그 재생 처리방법 - Google Patents

Abstract

폴리머로 구성된 규칙적 구조를 발색 원리로 하는 착색 성분이 매트릭스 수지에 함유되어 있으며 상기 착색 성분의 색이 지워지는 온도가 상기 매트릭스 수지의 성형 온도보다 높은 수지 조성물. 포장 구조체의 적어도 일부의 면에 섬유형상 구조체를 사용하여 상기 면과 광학적 특성이 서로 다른 부분이 주기적으로 배열된 구조를 형성한 포장 구조체.

수지 조성물, 포장 구조체, 착색 성분

Description

수지 조성물, 포장 구조체 및 그 재생 처리방법{RESIN COMPOSITION, PACKAGING STRUCTURE AND METHOD OF REGENERATION THEREOF}

본 발명은 착색한 수지 조성물, 포장 구조체 및 포장 구조체의 재생 처리방법에 관한 것이다. 특히, 포장 구조체로서 사용되고 있을 때에는 착색을 유지하지만 재생 처리시에는 외부로부터의 자극으로 용이하게 소색(消色)될 수 있는 수지 조성물, 포장 구조체 및 포장 구조체의 재생 처리방법에 관한 것이다.

플라스틱은 성형가공이 용이하므로 대량생산에 적합하며 또한, 투명성, 내충격성 등 우수한 물성을 가지고 있으므로 병 용기, 컵, 파우치 또는 포장 시트 등의 각종 포장체로 널리 사용되고 있다.

이들 포장체는 각종 음료, 조미료, 화장품, 약품 등을 내용물로서 포장하고 있다. 그러나 이들 내용물 중에는 빛에 의하여 변질 또는 열화하는 것이 있으므로 이와 같은 내용물을 빛으로부터 보호할 목적으로 포장체에 착색처리를 하는 경우가 있다. 또한, 포장체에 가식(加飾)하여 미감(美感)을 부여함으로써 같은 종류의 상품과의 차별화를 도모하기 위하여 포장체에 대한 가식의 일환으로 착색처리를 하는 경우도 있다.

일반적으로 플라스틱 포장체의 착색은 안료나 염료 등의 착색제를 포장체의 주재료인 플라스틱에 배합하는 것으로 이루어지고 있다. 이들 착색제를 배합함으로써 포장체는 특정 파장광을 흡수하여 발색한다.

물질이 흡수하는 빛의 파장은 물질의 화학구조에 따라 결정되므로 특정 색의 착색처리를 하기 위해서는 특정한 화학물질을 사용할 필요가 있다.

이들 착색제를 배합하여 발색하는 포장체의 구체적인 예로서는 다음과 같은 것이 있다.

예를 들면, 수지 중에 각종 안료ㆍ염료를 배합하여 녹색, 청색, 갈색 등으로 착색된 플라스틱 용기를 들 수 있다. 이와 같은 용기에 의하면 착색 성분이 흡수하는 빛의 파장성분의 용기 내 침입이 억제되고 광선에 의한 변질이나 열화가 발생하기 쉬운 내용물의 보호 즉, 가시광배리어 성능이 부여된다. 또한, 특정 색으로 착색된 용기는 상품 이미지의 구축, 타사제품과의 차별화를 도모할 수 있으며 수요자에 대하여 자사제품의 구매의욕을 높일 수가 있다.

그러나 근래 매립지의 포화상태나 자원 절약의 관점에서 수지의 리사이클이 추진되고 있으나 착색된 포장체는 재활용이 어렵다. 특히 페트(PET)병에 있어서는 재생 재료로서 처리되는 시점에 있어서 무색이어야 한다는 것이 요구되고 있다.

그러므로 종래의 화학물질로 이루어진 착색제에 의하여 착색된 페트병은 그 착색을 소색하는 것이 곤란하여 리사이클성에 문제가 있었다. 이는 플라스틱 포장체의 전체에 공통되는 문제이기는 하지만 페트병은 그 사용량이 많으므로 특히 문 제가 되어 있었다.

그 대응으로서, 예를 들면 포장체를 착색된 라벨로 씌워서 가식하고, 재생 처리시에 있어서는 포장체 본체와 라벨을 분리하여 처리가 이루어지고 있다.

이 방법은 포장체 본체의 리사이클성은 충족할 수 있으나 사용 후의 포장체로부터 라벨을 벗겨서 분리하는 처리가 필요하게 된다.

한편, 화학적 발색 기구에 의하는 것은 아니고 빛의 반사, 간섭을 이용한 물리적 발색 기구에 의하여 착색 처리한 것도 있다.

예를 들면, 일본국 특허 1037819호 공보(제1-3면)에는 운모계나 티탄계 등의 펄 안료를 포함한 수지층과 그 내층측에 원하는 색을 발하는 불투명한 수지층에 의하여 구성되는 펄 장식 용기가 기재되어 있다.

이와 같은 용기에 의하면 펄 안료에 의하여 펄 장식 효과가 얻어지기 때문에 외관상 고급감을 빚어낼 수가 있고, 더욱이 타사제품과의 차별화를 도모하므로 수요자에 대하여 자사제품의 구매의욕을 높일 수가 있다.

또한, 일본국 특개평 9-011369호 공보(제2-11면)에는 다층 수지 용기를 구성하는 다층 수지의 적어도 한층을 간섭색 안료를 열가소성 수지에 배합한 수지층으로 한 다층 수지 용기가 기재되어 있다.

이와 같은 용기에 의하면 다층 수지의 적어도 한층에 간섭색 안료가 배합되므로 생산성의 향상을 도모할 수 있는 동시에, 재료 코스트를 저가로 할 수 있으며 더욱이, 보는 각도에 따라 미묘하게 색이 변화하는 간섭색의 발현을 입체적이고 또한 미려하게 실현할 수 있다.

그리고 일본국 특개평 8-80928호 공보에는 굴절률이 높은 비늘 형상 박막을 포장체 표면의 면 방향으로 배향시키도록 한 층을 열가소성 수지층의 외층에 형성함으로써 유채(有彩)색을 발하는 포장체가 제안되어 있다.

그러나 이 비늘 형상 박막으로서 운모티탄안료 등이 다량으로 사용되고 있으며 리사이클시에 있어서 재료의 분리가 필요하게 되므로 리사이클성에 문제가 있다.

그러므로 상기의 물리적 발색 기구에 의하여 착색하는 방법도 역시 선술(先述)한 화학적 발색 기구에 의한 방법과 마찬가지로 현재의 리사이클의 흐름 중에서는 허용되어 있지 않다.

상기와 같이 화학적, 물리적 발색 기구를 채용하고 있는 현재의 포장체는 포장체 중에 배합되어 있는 안료나 염료를 리사이클 하는 과정에서 제거할 수가 없었다.

그러므로 한번 착색된 포장체는 투명한 포장체로 제품화할 수가 없다는 문제가 있었다.

포장체, 예를 들면 페트병이 제조되고 나서 리사이클되기까지의 흐름은 도 8에 도시한 바와 같이 주로 제조과정, 유통과정, 회수ㆍ재활용과정으로 나눌 수가 있다.

즉, 사출 성형된 프리폼을 블로 성형에 의하여 연신 배향 등으로 제조된 페트병은 내용물이 충전된 후 판매(소비)되고 그 후 회수된다. 이 회수된 페트병은 착색 병이 분리된 후 분쇄ㆍ세척되어 다시 불순물이 분리된 후 플레이크 또는 펠릿 으로 재생된다.

이와 같은 제조ㆍ리사이클의 흐름 중 제조과정에서는 사출 성형이나 블로 성형이, 회수ㆍ재제품화(재생 처리) 과정에 있어서는 재펠릿화 공정에서 용융압출이 각각 이루어지지만 이들 공정에서는 재료에 고온, 고압 등의 자극이 가해지고 있다.

그러나 그와 같은 자극이 가해지는 공정을 거쳐도 역시, 안료나 염료는 발색의 안전성이 높음으로 색이 지워지지 않고 계속 남아 있었다. 즉, 안료나 염료는 한번 PET에 혼합되면 항구적으로 발색성을 유지하고 있었다.

그러므로 착색된 페트병은 재제품화되는 페트병의 원료로 할 수 없다는 등의 문제가 발생하고 있었다.

이와 같은 현상을 전제로 하여 일본에서는 페트병의 제조ㆍ리사이클업계에 있어서는 재활용할 수 없는 페트병의 제조ㆍ유통의 억제, 결국은 제품화된 페트병의 재활용률의 향상, 나아가서는 리사이클추진의 관점에서 페트병의 착색을 원칙적으로 하지않기로 되어있다.

그리고 일본에서는 페트병을 무색투명하게 하는 것을 자발적인 관리 기준인 재료 평가 기준의 하나의 항목으로 들고 있다.

재료 평가 기준은 한번 제품화된 페트병이 재활용ㆍ재제품화에 적합한 것인지 아닌지를 평가하기 위하여 설정된 지표로써 페트병의 제조ㆍ리사이클업계의 자발적인 결정이다.

이 재료 평가 기준을 사용하여 실시되는 페트병의 재활용 적성시험(재활용 적성평가)의 흐름을 도 9에 도시한다.

도 9에 도시한 바와 같이 재활용 적성평가는 평가대상의 시제품 병을 파쇄하여 얻어진 재생 플레이크, 이 재생 플레이크를 용융성형하여 얻어진 재생 펠릿, 이 재생 펠릿을 사출 성형하여 얻어진 사출 성형판, 재생 펠릿을 성형하여 얻어진 섬유, 병, 시트의 각각에 대하여 실시된다.

그리고 평가 내용으로서는 재생 플레이크에 대하여는 「외관, 분쇄적성」, 재생 펠릿에 대하여는 「IV, 색조, 건조적성」,사출 성형판에 대하여는 「외관, 헤이즈, 열물성」, 섬유ㆍ병ㆍ시트에 대하여는 「성형성, 역학적 물성, 색조, 헤이즈 등」을 들 수 있다.

이들 평가 내용 중 특히「색조」는 재생 펠릿, 섬유, 병, 시트 등 여러 갈래에 걸쳐서 실시되는 평가 내용이다.

여기서 시제품 병이 안료나 염료를 혼입한 것이라면 재생 펠릿으로 성형된 단계에서도 그 안료 등에 의하여 색이 착색된대로의 상태이므로 「색조」의 평가 기준을 충족하지 못하게 된다. 또한, 섬유ㆍ병ㆍ시트로 성형된 단계에서도 색이 지워지지 않고 남아 있으므로 여기서도 「색조」의 평가 기준에 부적합하게 된다.

이와 같이 안료나 재료가 혼합된 페트병은 재료 평가 기준을 충족하지 못하므로 재제품의 원료로 할 수는 없었다. 그러므로 페트병의 메이커에서는 페트병의 착색을 자발적으로 줄여왔다.

이와 같이 재료 평가 기준에 따른 재활용 적성평가에 의하여 재활용되는 페트병의 적성평가를 하는 것은 리사이클 추진의 관점에서 필요 불가결하였다. 그리 고 이 적성평가에서 「색조」를 평가하여 착색된 페트병을 배척하는 것도 필요했었다.

그러나 상기와 같이 페트병으로 성형된 용기가 가시광배리어나 가식 등의 기능을 구비하기 위하여 착색하는 것은 내용물의 변질이나 열화의 방지, 신상품의 제품화 촉진, 타사상품과의 차별화, 자사상품의 판매촉진 등의 다양한 관점에서 바람직한 일이었다.

이와 같은 상황에서 페트병의 제조ㆍ리사이클업계에서는 재활용 적성평가의 평가내용에 맞추어 가면서 가시광배리어나 가식 등의 기능을 구비한 페트병을 수요자에게 제공할 수 있는 기술, 바꾸어 말하면 유통과정에서는 착색된 페트병을 제공할 수 있으나 회수ㆍ재제품화 과정에서는 그 착색된 색을 지우는 것이 가능한 기술의 제안이 요구되고 있었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며 유통과정에 있어서는 가시광배리어나 가식 등의 기능을 보유가능하게 하는 동시에 회수ㆍ재제품화 과정에 있어서는 재활용 적성평가의 평가 기준을 충족할 수가 있으며 또한, 재활용률을 높여서 리사이클의 촉진을 가능하게 하는 수지 조성물, 포장 구조체 및 재생 처리방법의 제공을 목적으로 한다.

이 목적을 달성하기 위하여 본 출원의 제1발명의 수지 조성물은 폴리머로 구성된 규칙적 구조를 발색 원리로 하는 착색 성분이 매트릭스 수지에 함유되어 있으며 착색 성분의 색이 지워지는 온도가 매트릭스 수지의 성형 온도보다 높게 되어 있다.

수지 조성물을 이와 같이 하면 회수ㆍ재제품화 과정에 있어서 매트릭스 수지의 성형 온도보다 높은 온도로 용융 등을 함으로써 폴리머의 규칙적 구조가 파괴되어 착색 성분의 색을 지울 수가 있다.

더욱이 용기 형성시에는 착색 성분의 소색 온도 이하의 온도로 매트릭스 수지를 성형함으로써 발색 구조를 유지한 채로 착색 성분을 도입할 수 있다. 그러므로 유통과정에 있어서는 그 착색 성분에 의하여 수지 조성물에 색이 착색된 상태로 시장에 공급할 수 있다.

또한, 매트릭스 수지란 본 명세서 내에 있어서 수지 조성물 중 연속상(相)을 구성하는 수지를 말한다.

구체적으로는, 예를 들면 페트병이 본 발명의 수지 조성물을 포함하여 형성되어 있는 경우에 제조ㆍ리사이클의 흐름(도 8)에 있어서 그 페트병은 다음과 같이 처리된다.

제조과정에서 제조된 페트병은 착색 성분에 의하여 착색이 이루어지므로 유통과정에서는 그 착색에 의하여 가시광배리어나 가식의 기능을 보유ㆍ발휘할 수가 있다. 즉, 도 8에 도시한 흐름 도면 중 가시광배리어 등의 기능을 유일하게 필요로 하는 유통과정에 있어서 페트병에 색을 착색할 수가 있다.

그리고 회수ㆍ재제품화 과정에 있어서는 용융압출이 착색 성분의 소색 온도 이상의 온도로 실시됨으로써 소색시킬 수가 있다. 그러므로 회수ㆍ재제품화 과정을 거쳐 얻어진 재제품에 대하여 재활용 적성평가를 하여도「색조」의 기준을 충족시킬 수가 있다.

이와 같이 페트병의 재활용 적성평가에 있어서도 평가 기준을 충족시킬 수가 있으며 또한, 가시광배리어나 가식 등의 기능을 보유할 수가 있다.

그리고 착색된 페트병이라도 재활용 적성평가의 평가 기준을 충족하기 때문에 리사이클이 가능해진다.

이로써 제조된 페트병의 재활용률이 향상되고 나아가서는 리사이클을 촉진시킬 수가 있다.

제1발명의 다른 양태인 수지 조성물은 착색 성분이 복수의 폴리머로 구성되어 있는 경우에 있어서 복수의 폴리머 중 하나의 폴리머의 색이 지워지는 온도에 해당하는 융점이 매트릭스 수지의 성형 온도보다 높다.

수지 조성물을 이와 같이하면 착색 성분이 복수의 폴리머로 구성되어 있는 경우에 있어서도 그들 복수의 폴리머의 각 융점 중 착색 성분의 색이 지워지는 온도에 해당하는 융점을 매트릭스 수지의 성형 온도보다 높게 해두면 그 착색 성분의 소색 온도에 해당하는 융점 이상의 온도로 용융압출을 함으로써 착색 성분의 규칙적 구조를 파괴하여 소색할 수가 있다.

더욱이 용기의 성형시에는 그 착색 성분의 색이 지워지는 온도에 해당하는 융점 이하의 온도로 매트릭스 수지를 성형함으로써 각 착색 성분의 규칙적 발색 구조가 파괴되는 일이 없다. 따라서 성형된 용기에 착색을 할 수가 있다.

그리고 제1발명의 다른 양태인 수지 조성물은 착색 성분이 굴절률이 다른 2종류 이상의 수지의 다중 적층체인 구성으로 되어있다.

수지 조성물을 이와 같이하면 착색 성분은 물리적 발색에 의하여 색을 발할 수가 있다. 그러므로 이 착색 성분을 함유함으로써 수지 조성물에 착색할 수가 있다.

그리고 제1발명의 다른 양태인 포장 구조체는 상기 어딘가에 기재된 수지 조성물을 사용하고 있다.

포장 구조체를 이와 같이하면 수지 조성물을 구성하는 매트릭스 수지에 착색 성분이 함유되어 있으며 이 착색 성분의 융점(색이 지워지는 온도)이 매트릭스 수지의 성형 온도보다 높으므로 회수ㆍ재제품화 과정에 있어서 착색 성분의 융점 이상의 온도로 용융 압출함으로써 그때까지 착색되어있던 포장 구조체의 색을 지울 수가 있다.

그리고 제조과정에 있어서 매트릭스 수지의 성형 온도로 포장 구조체를 성형함으로써 그 포장 구조체에 착색할 수가 있다.

그러므로 유통과정에 있어서 포장 구조체는 가시광배리어나 가식의 기능을 발휘할 수가 있다.

더욱이 이들과 같이 유통과정에서 착색에 의하여 가시광배리어 등의 기능을 작용하게할 수 있으며 또한, 회수ㆍ재제품화 과정에서 소색할 수 있으므로 제조과정에서 착색된 포장 구조체의 리사이클이 가능하게 된다.

따라서 재활용률을 높일 수가 있으며 나아가서는 리사이클의 추진을 가능하게 한다.

또한, 제1발명의 다른 양태인 포장 구조체는 수지 조성물로 이루어진 층과 폴리에스테르로 이루어진 층을 각각 하나 또는 둘 이상 가지고 있다.

포장 구조체를 이와 같이 하면 수지 조성물 층과 폴리에스테르 층(예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등으로 구성된 층)을 적층시킨 포장 구조체를 구성할 수 있다.

또한, 다른 양태의 포장 구조체는 매트릭스 수지가 폴리에스테르이다.

포장 구조체를 이와 같이 하면 수지 조성물 층의 대부분이 폴리에스테르로 형성되므로 다른 수지층을 폴리에스테르로 함으로써 리사이클성을 더욱 높일 수가 있다.

또한, 다른 양태의 포장 구조체는 착색 성분을 구성하는 하나 또는 둘 이상의 폴리머 중 적어도 하나 이상의 폴리머가 폴리에스테르이다.

포장 구조체를 이와 같이 하면 착색 성분에도 폴리에스테르가 포함되므로 매트릭스 수지나 다른 수지층과 함께 폴리에스테르로 집약할 수 있으며, 따라서 리사이클성을 더욱 높일 수가 있다.

또한, 다른 양태의 포장 구조체는 수지 조성물이 공압출성형에 의하여 적층된 구성으로 되어있다.

포장 구조체를 이와 같이 하면, 예를 들면 공사출성형에 의하여 수지 조성물과 PET를 적층할 수 있다.

또한, 이 경우 매트릭스 수지의 성형 온도는, 예를 들면 용융 수지를 운반해 오는 유로의 설정 온도나 압출기의 설정 온도 등으로 할 수가 있다.

또한, 다른 양태의 포장 구조체는 수지 조성물이 코팅에 의하여 적층된 구성으로 되어 있다.

포장 구조체를 이와 같이 하면, 예를 들면 PET에 수지 조성물을 코팅하여 적층할 수가 있다.

또한, 이 경우 매트릭스 수지의 성형 온도는, 예를 들면 소성 온도 등으로 할 수가 있다.

제2발명인 포장 구조체는 포장 구조체의 적어도 일부의 면에 섬유형상 구조체를 사용하여 상기 면과 광학적 특성이 다른 부분이 주기적으로 배열된 구조를 형성한 포장체이다. 이와 같은 포장 구조체로서, 예를 들면 상기 광학적 특성이 다른 부분이 상기 포장 구조체의 면과 굴절률이 다른 부분인 포장 구조체, 상기 광학적 특성이 다른 부분이 상기 섬유형상 구조체의 내부에 형성한 공동부인 포장 구조체를 들 수 있다.

이와 같은 포장 구조체라도 제1발명과 마찬가지로 가열에 의하여 섬유형상 구조체의 규칙적 구조를 파괴함으로써 소색할 수 있다.

또한, 제2발명의 다른 양태인 상기 포장 구조체의 가식 방법은 포장 구조체의 적어도 일부의 면에 섬유형상 구조체를 사용하여 상기 면과 광학적 특성이 다른 부분을 주기적으로 배열한 구조를 형성함으로써 가식을 하는 방법이다. 이와 같은 가식 방법의 다양한 양태로서, 예를 들면 상기 섬유형상 구조체를 상기 포장 구조체 표층에 감아서 가식을 하는 방법, 상기 섬유형상 구조체를 상기 포장 구조체를 형성하는 수지에 배합함으로써 가식하는 방법, 상기 섬유형상 구조체를 면 형상체로 가공한 것으로 상기 포장 구조체에 가식을 하는 방법을 들 수 있다.

제3발명인 포장 구조체는 착색 재료를 함유하여 사용 후에 있어서의 외부 자극에 의하여 소색 또는 무채색화하는 것이다.

이와 같이 외부 자극에 의하여 무채색화하는 착색 재료로 포장 구조체를 구성하면 포장 구조체의 유통ㆍ사용시에는 사람의 감각, 심리에 강한 이미지를 부여하는 유채색으로 착색한 상태로 할 수가 있으며 사용 후의 재제품 처리화의 단계에서는 강한 이미지를 부여하지 않고 눈에 띄기 어려운 무채색으로 할 수가 있는 포장 구조체를 얻을수 있으므로 재생 제품에 대한 불필요한 유채색에 의한 착색을 억제할 수가 있다.

그리고 또한, 외부 자극에 의하여 소색하는 착색 재료로 포장 구조체를 구성하면 포장 구조체의 유통ㆍ사용시에는 착색된 상태로 할 수가 있으며 사용후의 재제품 처리화의 단계에서는 완전하게 소색하여 더욱 리사이클성이 향상된 포장 구조체를 얻을 수 있다.

본 발명의 포장 구조체를 구성하는 상기 착색 재료는 그 발색 기구를 물질의 가시광 영역에 있어서의 광흡수로 인한 것으로 할 수가 있다.

이와 같이 포장 구조체를 구성하는 착색 재료로서 그 발색 기구를 물질의 가시광 영역에 있어서의 광흡수로 인한것으로 함으로써, 예를 들면 그 높은 발색 능력으로부터 포장 구조체에 대한 원하는 착색을 효율적으로 실시할 수가 있다.

또한, 본 발명의 포장 구조체는 상기 착색 재료를 포함한 층을 가진 적층 구조체로 할 수가 있다.

이와 같이 포장 구조체를 착색 재료를 포함한 층을 가진 적층 구조체로 함으로써, 예를 들면 재생 처리시의 용융 혼합 공정에 있어서 착색 재료가 포장 구조체 중의 착색 재료를 포함한 층 이외의 층을 구성하는 재료 및 다른 포장 구조체와 혼합됨으로써 착색 성분의 주위환경을 용이하게 변화시킬 수가 있다. 따라서 주위환경의 변화에 따라 변색하는 착색 성분을 사용함으로써 포장 구조체의 유통ㆍ사용시에는 착색된 상태로 할 수가 있으며 또한, 사용 후의 재제품 처리화의 단계에 있어서는 소색 또는 무채색화 할 수가 있는 포장 구조체를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명의 포장 구조체는 상기 착색 재료로 이루어진 층과 열가소성 수지로 이루어진 층을 각각 하나 또는 둘 이상 가질 수가 있다.

포장 구조체를 이와 같이 하면 상기 착색 재료로 이루어진 층과 폴리에스테르층(예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등으로 구성된 층)을 적층시킨 포장 구조체를 구성할 수 있다.

그리고 상기 착색 재료는 수지를 주재료로 하는 것이 바람직하다. 그리고 또한, 착색 재료로 이루어진 층의 주재료 수지가 다른 열가소성 수지로 이루어진 층의 적어도 1층을 구성하는 열가소성 수지와 같은 종류의 수지가 바람직하다.

폴리에스테르 수지를 주재료로 하는 포장 구조체, 예를 들면 페트병은 음료용 용기로써 대량으로 유통되고 있으므로 폴리에스테르 수지를 주재료로 하는 포장 구조체에 본 발명을 적용함으로써 페트병의 리사이클 처리가 용이해짐으로 환경에 미치는 부하를 저감하는 효과가 크다.

또한, 본 발명에 있어서는 상기 외부자극에 의하여 상기 착색 재료를 구성하는 적어도 1종류의 착색 성분의 화학구조를 변화시킴으로써 소색 또는 무채색화하는 포장 구조체로 되어있다.

착색 성분을 이와 같이 하면 열, 빛을 비롯한 물리적 자극이나 주위환경의 변화와 같은 외부 자극에 의하여 물질을 가시광 영역에 있어서의 광흡수파장이 변화하는 크로믹 재료를 사용할 수가 있으며 포장 구조체의 유통ㆍ사용시에는 착색된 상태로, 사용 후의 재제품 처리화의 단계에 있어서는 소색 또는 무채색화 할 수가 있는 포장 구조체를 얻을 수 있다.

구체적으로 상기의 외부자극으로써는 열, 빛 또는 상기 착색 성분의 주변환경의 변화가 있다.

착색 성분의 주변환경의 변화에는 수소 이온 농도 변화, 극성 변화, 배위자 농도 변화, 현색제(顯色劑) 농도 변화 또는 주변 수지의 변화 등이 있다.

이러한 외부 자극을 가함으로써 착색 성분의 화학구조를 변화시킬 수가 있다.

또한, 본 발명에 있어서는 상기 포장 구조체를 재생 처리하여 얻어진 수지를 사용하여 성형한 시트의 무채색 원점과의 채도차(彩度差) (a²+b²)^1/2가 5 이하가 되도록 되어 있다. 재생 수지의 채도차가 5 이하이면 외관적으로 무채색이라고 평가 할 수 있으며 재제품 처리물에 대한 불필요한 유채색에 의한 착색을 억제할 수가 있다.

또한, 평가는 재제품화 처리하여 얻어진 재생 수지를 두께 0.3mm의 시트로 성형 가공하여 헌터Lab를 시트의 뒷면에 표준 백색판(X78.42, Y81.00, Z92.32)을 놓고 반사법으로 측정하여 실시한다.

제4발명인 포장 구조체의 재생 처리방법은 상기 포장 구조체를 회수하여 용융하고 재생 처리를 하는 재생 처리방법이며 재생을 위한 용융을 포장 구조체에 함유된 착색 성분의 색이 지워지는 온도 이상의 온도로 실시하는 방법으로 되어 있다.

포장 구조체의 재생 처리방법을 이와 같은 방법으로 하면 회수된 포장 구조체를 착색 성분의 색이 지워지는 온도 이상의 온도로 용융함으로써 그 착생성분의 규칙적 구조를 파괴하여 색을 지울 수가 있다. 이로써 포장 구조체는 회수ㆍ재제품화 과정에서 재활용 적성평가를 충족시킬 수가 있다.

이와 같은 포장 구조체의 재생 처리방법에 의하면 포장 구조체에 내용품이 봉입되어 수요자에게 제공될 때에는 가시광배리어나 가식의 기능을 발휘할 수가 있으며 또한, 회수ㆍ재제품화 과정에서 소색되어 리사이클이 가능하게 된다. 따라서 포장 구조체로 성형된 용기 등의 재활용률을 높여서 리사이클의 촉진을 도모할 수가 있다.

또한, 재생 처리방법의 다른 양태로서 상기 포장 구조체의 재생 처리시에 있어서의 용융 공정, 희석 공정 또는 알칼리 세척 공정 중 적어도 하나의 공정에 있어서 상기 포장 구조체에 외부 자극을 가하여 상기 포장 구조체를 소색 또는 무채색화하는 방법으로 되어있다. 상기 포장 구조체의 재생 처리시에 있어서의 용융 공정, 희석 공정 또는 알칼리 세척 공정 중 하나의 공정에 있어서 외부 자극을 가하는 것이 바람직하다.

예를 들면 플라스틱 포장 구조체에 대한 착색은 포장 구조체에 미감을 부여함으로써 같은 종류의 상품과의 차별화를 도모하기 위한 가식의 일환으로써 중요한 역할을 갖는다. 그러나 생산 공정에서는 생산시에 발생한 퍼지용 성형물이나 불량 성형물을 다시 제품용 원료의 일부로써 이용할 때에 같은 색으로 착색되는 제품에만 적용하여야 한다는 문제가 있다.

상기 포장 구조체의 재생 처리시에 있어서의 용융 공정, 희석 공정 또는 알칼리 세척 공정 중 적어도 하나의 공정에 있어서 상기 포장 구조체에 외부 자극을 가하여 상기 포장 구조체를 소색 또는 무채색화시킴으로써 이들 공정을 거쳐서 착색된 성형물을 다시 제품화할 때의 색조에 관한 제한이 완화됨으로써 생산성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 페트병의 일반적인 제품 유통 사이클은 도 8과 같다. 구체적으로 제조된 페트병은 내용물이 충전된 후 시장에 유통되어 일반 소비자들에 의하여 사용, 폐기된다. 폐기된 페트병은 회수된다. 그 후 리사이클이 불가한 것을 분리한 후 병은 분쇄되어 알칼리수(pH=10~14)에 의하여 세척된다(알칼리 세척 공정). 비중 분리, 풍선(風選) 분리에 의하여 다른 수지나 불순물을 제거한 후 플레이크화되어 필요에 따라 용융 혼합하여(용융 혼합 공정), 재펠릿화하여 재생된다.

이 재생 처리를 위한 희석 공정, 알칼리 세척 공정, 용융 혼합 공정에 있어서의 자극에 의하여 소색함으로써 새로운 설비를 설치하지 않고 착색된 포장 구조체를 재제품화할 수가 있다.

도 1은 화학적 발색 기구와 물리적 발색 기구를 설명하기 위한 도면으로써 (a)는 화학적 발색 기구, (b)는 물리적 발색 기구를 도시한다.

도 2는 매트릭스 수지에 함유되는 착색 성분의 구성을 도시한 상태도이다.

도 3은 본 발명의 포장 구조체를 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 포장 구조체의 다른 구성을 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명에서 사용하는 섬유형상 구조체의 지름방향 단면을 도시한 도면이며 (a)는 분할측의 예, (b)는 해도형(海島型)의 예를 도시한다.

도 6은 본 발명의 가식 방법의 제1의 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 7은 본 발명의 가식 방법의 제4의 실시 형태를 설명하기 위한 도면이다.

도 8은 페트병이 제조되고 나서 리사이클되기까지의 흐름(페트병의 제조ㆍ리사이클의 흐름)을 도시한 설명도 이다.

도 9는 재활용 적성평가의 흐름을 도시한 설명도이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

또한, 본 명세서에 있어서 「착색」및 「가식」이란, 포장 구조체에 유채색의 착색을 실시하는 것 또는 특정한 파장 영역의 빛이 포장 구조체 내부에 투과하지 않도록 차단하는 것 등을 포함한 의미이다.

[제1발명; 수지 조성물]

본 발명의 수지 조성물은 폴리머로 구성된 규칙적 구조를 발색 원리로 하는 착색 성분이 매트릭스 수지에 함유되어 있으며 착색 성분의 색이 지워지는 온도가 매트릭스 수지의 성형 온도보다 높은 것을 특징으로 하고 있다.

착색 성분은 폴리머(중합체)로 구성되어 있다.

이 폴리머로서는, 예를 들면 열가소성 폴리에스테르를 사용할 수가 있다. 열가소성 폴리에스테르로서는 디카르본산 성분과 디올 성분으로부터 유도되는 지방족, 지환족 또는 방향족 폴리에스테르 또는 이들의 공중합체 또는 브랜드물을 사용할 수가 있다. 예를 들면 디카르본산 성분으로서는 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르본산 등의 방향족 디카르본산, 호박산, 아디핀산, 세바신산 등의 지방족 카르본산, 시클로헥산디카르본산 등의 지환족 디카르본산 등을 들 수 있다. 또한, 디올성분으로서는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부탄디올 등의 지방족 글리콜, 시클로헥산디메탄올(CHDM) 등의 지환족 글리콜이나 비스페놀류와 같은 방향족 디올 등을 들 수 있다. 또한, 3가 이상의 관능기를 가진 다가카르본산 성분이나 다가알콜 성분도 사용할 수가 있다.

구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 이소프탈산공중합PET(PET-I), 시클로헥산디메탄올(CHDM) 공중합PET나 폴리올레핀, 폴리에테르 등을 구성하는 연질세그멘트공중합폴리에스테르 등이 적합하게 사용된다.

또한, 열가소성 폴리아미드를 사용할 수가 있다. 열가소성 폴리아미드로서는 디카르본산 성분과 디아민 성분으로부터 유도되는 지방족, 지환족 또는 방향족 폴리아미드, 아미노카르본산 또는 그 락탐으로부터 유도된 폴리아미드 또는 이들의 공중합체 또는 브랜드물을 사용할 수가 있다. 예를 들면 디카르본산 성분으로서는 호박산, 아디핀산, 세바신산, 테칸디카르본산 등의 지방족 디카르본산이나 테레프탈산, 이소프탈산 등의 방향족 디카르본산 등을 들 수가 있다. 또한, 디아민 성분으로서는 1,6-디아미노헥산, 1,8-디아미노옥탄, 1,10-디아미노데칸과 같은 직쇄형 또는 분기형 지방족 디아민이나, 비스(아미노메틸)시클로헥산, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄 등의 지환족 디아민, m-크실리렌디아민, p-크실리렌디아민 등의 방향족 디아민을 들 수 있다. 또한, 아미노카르본산 성분으로서는 ω-아미노카프론산, ω-아미노옥탄산, ω-아미노운데칸산 등의 지방족아미노카르본산이나 예를 들면 p-아미노메틸안식향산, p-아미노페닐아세트산 등의 방향 지방족 아미노카르본산 등을 들 수가 있다.

구체적으로는 6-나일론, 6,6-나일론, 11-나일론, 12-나일론, 6,10-나일론, 6,12-나일론, MXD6(메타크실리렌아디파미드)나일론 등이 적합하게 사용된다.

그리고 올레핀 수지도 사용할 수가 있다. 예를 들면 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 중밀도폴리에틸렌(MDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 선형상저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 선형상초저밀도폴리에틸렌(LVLDPE) 등의 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌프로필렌공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌-부텐-1공중합체, 프로필렌-부텐-1공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐-1공중합체, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 이온가교올레핀공중합체(아이오노머) 또는 이들의 브랜드물을 들 수 있다. 그 밖에도 폴리아크릴로니트릴, 폴리스틸렌, 폴리메틸펜텐, 폴리비닐알콜, 폴리메타크릴산메틸, 환형올레핀계공중합체(COC)또는 불소계 폴리머 등을 들 수 있다. 또한, 콜레스테릭 액정구조를 취할 수 있는 폴리머를 사용할 수가 있다. 예를 들면 히드록시프로필셀룰로스 등의 셀룰로스류, 폴리글루타민산 에스테르 등의 폴리펩티드 등을 들 수 있다. 또한, 분자 내에 가교 반응점을 설정하는 것 또는 경화성 매트릭스 내에 포함하는 것 등에 의하여 콜레스테릭 액정구조의 고정화를 실시할 수가 있으며 여기에는 일반적인 경화성 수지를 이용할 수가 있다.

또한, 착색 성분으로서 함유되는 하나 또는 둘 이상의 폴리머 중 적어도 하나 이상의 폴리머를 폴리에스테르로 할 수가 있다.

구체적으로는, 예를 들면 상기 폴리머 중 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 이소프탈산공중합PET(PET-I), 시클로헥산디메탄올(CHDM)공중합PET 또는 폴리올레핀, 폴리에테르 등을 구성하는 연질세그멘트공중합폴리에스테르 등을 함유할 수가 있다. 이로써 그들 폴리머가 폴리에스테르계에 속하므로 매트릭스 수지나 다른층을 폴리에스테르계의 수지로 성형함으로써 수지 조성물의 리사이클성을 높일 수가 있다.

또한, 착색 성분은 규칙적 구조를 발색 원리로 하고 있다. 이는 착색 성분이 물리적 발색 기구에 의하여 색을 발하고 있는 것을 의미한다.

발색 원리에는 화학적 발색과 물리적 발색의 두 종류가 있다.

화학적 발색은 복수의 파장 영역의 빛을 포함하고 있는 백색광이 물체에 입 사 하였을 때에 어떤 특정한 색을 나타내는 파장영역의 빛을 물체가 흡수함으로써 발색한다.

예를 들면 도 1(a)에 도시한 바와 같이 물체가 녹색을 나타내는 파장 영역의 빛을 흡수한 경우 반사광 및 투과광으로서 눈에 입사하는 빛은 모두 녹색의 보색인 적색으로 보인다.

이 화학적 발색의 원리로서는 화학종의 상태 에너지 천이에 따라 물질이 특정 파장광(선택 파장광)을 흡수함으로써 발색한다.

물질이 흡수하는 빛의 파장은 물질의 화학 구조에 따라 결정됨으로 특정색의 착색을 실시하기 위하여는 특정한 화학 물질을 사용할 필요가 있다. 이 특정한 화학 물질로서는, 예를 들면 안료나 염료 등이 있다.

한편 물리적 발색은 백색광이 물체에 입사하였을 때에 어떤 특정한 색을 나타내는 파장영역의 빛이 물체상에 있어서 회절, 간섭, 산란 등을 함으로써 발색한다.

예를 들면 도 1(b)에 도시한 바와 같이 물체가 녹색을 나타내는 파장영역의 빛을 강하게 반사한 경우 반사광으로 눈에 입사하는 빛은 녹색으로 보인다. 이에 대하여 투과광은 녹색의 보색인 적색으로 보인다.

이 물리적 발색 기구에 의한 발색은 화학적 발색 기구와는 달리 물질 고유의 성질에 따라 빛을 발하고 있는 것이 아니고, 빛의 입사면에 일정한 구조를 형성함으로써 발색하는 것이다. 즉 물질이 가진 규칙적 구조, 굴절률 차로 인한 회절ㆍ 간섭에 의하여 특정 파장광(선택 파장광)이 반사되므로 발색한다.

이 물리적 발색의 특징으로서는 화학적 발색과는 달리 범용 재료만으로도 규칙적 구조 형성이 있으면 발색하는 것, 규칙적 구조의 파괴에 의하여 용이하게 소색할 수 있는 것, 사용 재료가 한정되기 쉬운 리사이클 규제하에서 유효하다는 것 등을 들 수가 있다.

이들 중 특히 본 발명을 완성시키는데 있어서 중요한 특징으로서는 규칙적 규조의 파괴에 의하여 용이하게 소색할 수 있음을 들 수 있다.

착색 성분이 매트릭스 수지에 함유되면 이 매트릭스 수지를 가지고 구성되는 수지 조성물은 색을 발한다. 그리고 그 착색 성분을 소색 온도(착색 성분의 색이 지워지는 온도) 이상의 온도로 가열하면 규칙적 구조가 파괴되어 색이 지워진다.

이 특징을 페트병의 제조ㆍ리사이클의 흐름에 이용하면 다음과 같이 된다.

제조과정에 있어서 착색 성분이 매트릭스 수지에 함유되면 이 매트릭스 수지를 가지고 구성되는 수지 조성물과 PET 수지를 적층하여 성형된 페트병은 색을 발한다. 그리고 회수ㆍ재제품화 과정에 있어서 그 착색 성분이 가열되면 규칙적 구조가 파괴되어 색이 지워진다.

그러므로 페트병의 제조ㆍ리사이클의 흐름에 있어서의 유통과정에서는 착색된 페트병을 시장에 제공할 수가 있으며 그 후 회수ㆍ재제품화 과정에서는 가열 등에 의하여 소색할 수 있으므로 재활용 적성평가에 있어서도「색조」의 평가 기준을 충족시킬 수가 있다.

따라서 수지 조성물이 물리적 발색 기구에 의하여 색을 발하는 착색 성분이 함유됨으로써 유통과정에 있어서는 가시광배리어 또는 가식 등의 기능을 가질 수가 있으며 더욱이 회수ㆍ재제품화 과정에 있어서는 재활용 적성평가의 평가 기준을 충족하여 재제품화를 가능하게 할 수가 있다.

이 착색 성분의 구조로서는, 예를 들면 콜레스테릭 액정으로 대표되는 라선구조 또는 적층 구조 등이 있다.

콜레스테릭 액정은 도 2(a)에 도시된 바와 같이 라선형의 주기구조를 가진 분자 배열을 가지고 있으며 이 분자 배열에 의하여 반사광에 따라 발색한다.

라선주기=p로 분자가 배열되어 있는 경우 라선축에 대하여 평행으로 입사된 빛 중에서 파장λ=np(여기서 n은 액정의 평균 굴절률)을 중심으로한 파장폭△λ=p△n(△n=굴절률의 이방성)의 빛만이 선택적으로 반사되며 기타의 파장영역의 빛은 투과한다.

이 콜레스테릭 액정에 의한 반사는 라선 구조에 유래되어 있으므로 단순한 회절 격자와 비교하여 더욱 복잡하며, 좌권(左卷) 콜레스테릭 액정에서는 파장 조건을 만족하는 빛이 우원(右圓)편광과 좌원편광으로 분할되어 전자만이 반사되고 후자는 그대로 투과한다. 우권 콜레스테릭 액정에서는 그 반대가 된다. 입사하는 빛이 입사각θ을 가지고 있는 경우에는 pㆍcosθ=λ/n의 Bragg의 반사 조건을 만족하는 파장의 빛이 선택적으로 반사된다.

또한, 착색 성분은 굴절률이 다른 2종류 이상의 수지의 다중 적층체로 구성할 수가 있다. 예를 들면 적층 구조는 도 2(b)에 도시한 바와 같이 서로 다른 굴절률을 가진 2종류의 폴리머A12-1 및 폴리머B12-2를 적층한 구조를 가지고 있다. 이 두종류의 폴리머A12-1 및 B12-2의 적층은, 예를 들면 공압출성형에 의하여 성형할 수 있다.

착색 성분을 이와 같은 구성으로 함으로써 물리적 발색 원리에 의하여 색을 발할 수가 있으며, 더욱이 착색 성분을 구성하는 다중 적층체의 규칙적 구조가 파괴되어 소색할 수 있다.

그리고 착색 성분이 복수의 폴리머로 구성되어 있는 경우에는 복수의 폴리머의 각 융점 중 색이 지워지는 온도에 해당하는 융점이 매트릭스 수지의 성형 온도보다 높아지도록 한다.

통상 착색 성분이 복수의 폴리머로 구성되어 있는 경우 그들 복수의 폴리머는 각각 다른 융점을 가지고 있다. 그리고 착색 성분의 소색은 그들 복수의 폴리머 중 적어도 한 종류의 폴리머가 용융함으로써 규칙적 구조가 파괴되므로 일어난다.

그러므로 착색 성분을 구성하는 복수의 폴리머가, 예를 들면 250℃, 260℃, 270℃의 융점을 각각 가지고 있는 경우에 있어서 착색 성분이 260℃로 가열되어 비로소 규칙적 구조 파괴가 일어나 색이 지워질때는 그 260℃가 그 착색 성분의 소색 온도이며 250℃나 270℃는 소색 온도로는 되지 못한다.

이로써 제조과정에 있어서는 착색 성분의 색이 지워지는 온도 이하의 온도(예를 들면 200℃등)로 성형함으로써 수지 조성물을 착색할 수 있으며, 회수ㆍ재제품화 과정에 있어서는 착색 성분의 색이 지워지는 온도 이상의 온도(예를 들면 260℃ 이상의 온도 등)로 용융압출 등을 함으로써 수지 조성물을 소색할 수 있다.

그리고 착색 성분은 매트릭스 수지에 함유되어 있다.

매트릭스 수지에 착색 성분을 함유함으로써 매트릭스 수지층을 가진 수지 조 성물에 착색할 수가 있다.

매트릭스 수지로서는, 예를 들면 열가소성 폴리에스테르를 사용할 수가 있다. 열가소성 폴리에스테르로서는 디카르본산성분과 디올성분으로부터 유도되는 지방족, 지환족 또는 방향족 폴리에스테르 또는 이들의 공중합체 또는 브랜드물을 사용할 수가 있다. 예를 들면 디카르본산 성분으로서는 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르본산 등의 방향족 디카르본산, 호박산, 아디핀산, 세바신산 등 지방족 카르본산, 시클로헥산디카르본산 등의 지환족 디카르본산 등을 들 수 있다. 또한, 디올성분으로서는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부탄디올 등의 지방족 글리콜, 시클로헥산디메탄올(CHDM) 등의 지환족 글리콜 또는 비스페놀류와 같은 방향족 디올 등을 들 수 있다. 또한, 3가 이상의 관능기를 가진 다가카르본산 성분이나 다가알콜성분도 사용할 수가 있다.

구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴레에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 이소프탈산공중합PET(PET-I), 시클로헥산디메탄올(CHDM)공중합PET 또는 폴리올레핀, 폴리에테르 등을 구성하는 연질세그멘트공중합폴리에스테르 등이 적절하게 사용된다.

또한, 열가소성 폴리아미드를 사용할 수가 있다. 열가소성 폴리아미드로서는 디카르본산성분과 디아민성분으로부터 유도되는 지방족, 지환족 또는 방향족 폴리아미드, 아미노카르본산 또는 락탐으로부터 유도된 폴리아미드 또는 이들의 공중합체 또는 브랜드물을 사용할 수가 있다. 예를 들면 디카르본산 성분으로서는 호박산, 아디핀산, 세바신산, 데칸디카르본산 등의 지방족 카르본산 또는, 테레프탈산, 이소프탈산 등의 방향족 디카르본산 등을 들 수 있다. 또한, 디아민 성분으로서는 1,6-디아미노헥산, 1,8-디아미노옥탄, 1,10-디아미노데칸과 같은 직쇄형 또는 분기형 지방족 디아민이나 비스(아미노메틸)시클로헥산, 비스(4-아미노시클로헥실)매탄 등의 지환족 디아민, m-크실리렌디아민, p-크실리렌디아민 등의 방향족 디아민을 들수 있다. 그리고 아미노카르본산 성분으로서는 ω-아미노카프론산, ω-아미노옥탄산, ω-아미노운테칸산 등의 지방족 아미노카르본산이나 예를 들면 p-아미노메틸 안식향산, p-아미노페닐아세트산 등의 방향지방족 아미노카르본산 등을 들 수가 있다.

구체적으로는 6-나일론, 6,6-나일론, 11-나일론, 12-나일론, 6,10-나일론, 6,12-나일론, MXD6(메타크실리렌아디파미드)나일론 등이 적절하게 사용된다.

그리고 올레핀 수지도 사용할 수가 있다. 예를 들면 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 중밀도폴리에틸렌(MDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 선형초저밀도폴리에틸렌(LVLDPE) 등의 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌-부텐-1공중합체, 프로필렌-부텐-1공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐-1공중합체, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 이온가교올레핀공중합체(아이오노머) 또는 이들의 브랜드물을 들 수 있다. 이것외에도 폴리아크릴로니트릴, 폴리스틸렌, 폴리메틸펜텐, 폴리비닐알콜, 폴리메타크릴산메틸, 환형올레핀계공중합체(COC) 또는 불소계폴리머 등을 사용할 수 있다.

이들 중 특히 본 발명의 수지 조성물을 구성하는 매트릭스 수지로써 바람직한 수지로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 이소프탈산공중합PET(PET-I), 시클로헥산디메탄올(CHDM)공중합PET 또는 폴리올레핀, 폴리에테르 등을 구성하는 연질세그멘트공중합폴리에스테르 등이 있다. 이들 수지는 폴리에스테르계에 속하는 것이므로 이 매트릭스 수지와 함께 적층되는 수지를 폴리에스테르계의 수지로 성형함으로써 포장 구조체의 리사이클성을 높일 수가 있다.

또한, 매트릭스 수지의 성형 온도는 착색 성분의 색이 지워지는 온도(소색 온도)보다 낮아지도록 설정한다.

예를 들면 착색 성분의 소색 온도가 270℃일때에는 성형 온도가 200℃정도의 매트릭스 수지를 사용하면 된다.

이와 같은 온도로 해둠으로써 수지 조성물(포장 구조체 특히 페트병)의 제조ㆍ리사이클의 흐름에 있어서 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

제조과정에서, 예를 들면 공사출성형에 의하여 용융수지를 유도하는 유로의 설정 온도나 압출기의 설정 온도 등을 200℃로 하여 PET 수지와 수지 조성물의 다층 포장 구조체를 성형하면 착색 성분이 파괴되지 않으므로 페트병에 착색할 수가 있으며 이 착색된 상태로 시장에 유통시킬 수가 있다. 그 후 회수ㆍ재제품화 과정에 있어서 270℃ 이상의 고온으로 용융압출 등의 공정을 실시하면 착색 성분이 파괴되어 색을 지울 수가 있다.

따라서 유통과정에 있어서는 착색에 의하여 가시광배리어 등의 기능 처리를 한 페트병을 수요자에게 제공할 수 있으며, 회수ㆍ재제품화 과정에 있어서는 소색에 의하여 재활용 적성평가에 적합하므로 착색되어 있던 페트병의 재활용화가 가능 하게 된다.

본 발명의 수지 조성물에는 충전재, 착색재, 내열안정제, 내광안정제, 산화방지제, 노화방지제, 광안정제, 자외선흡수재, 대전방지제, 금속비누나 왁스 등의 활제, 개질용 수지 내지 고무 등의 공지의 수지 배합제를 그 자체 공지의 처방에 따라 배합할 수 있다.

예를 들면 활제를 배합함으로써 용융성형시의 절단으로 인한 수지 조성물에 대한 부하의 경감 및 압출기 스크류에 대한 수지의 결손의 개선을 도모할 수가 있다.

그리고 본 발명의 수지 조성물은 적층체가 가진 복수의 층 중의 하나 이상의 층으로서 성형하는 것이 바람직하다.

그리고 그들 수지 조성물이나 적층체는 필름이나 시트 등의 포장 재료 또는 컵, 트레이, 병, 튜브 용기 등의 포장 재료로써 사용할 수가 있다.

[포장 구조체]

제1발명의 다른 양태인 포장 구조체의 구체적 예로서는, 예를 들면 필름이나 시트 등을 사용한 포장체, 컵, 트레이, 병 등의 용기류 등을 들 수 있으나 이들 포장 구조체는 상기 수지 조성물을 사용하고 있으며 이 수지 조성물로 이루어진 층(이하「착색층」이라 함)을 적어도 한층 이상 가지고 있다.

그러므로 포장 구조체는 착색층에 함유되어 있는 착색 성분에 의하여 색이 착색되어 있다. 더욱이 그 착색 성분은 착색층인 매트릭스 수지의 성형 온도보다 높은 온도(소색 온도)에서 색이 지워진다. 따라서 그 포장 구조체를 제조 과정에 있어서 착색하고 유통과정에 있어서 그 착색된 포장 구조체에 내용품을 넣어서 시장에 제공할 수 있으며, 회수ㆍ재제품화 과정에 있어서 소색 온도로 용융하여 소색하고 재활용가능하게 할 수가 있다.

단, 포장 구조체는 수지 조성물만으로 성형할 수도 있다. 또한, 착색층과 다른 하나 또는 둘 이상의 수지로 이루어진 층을 적층하여 성형할 수도 있다.

포장 구조체를 구성하는 착색층이외의 수지층은 그 사용양태나 요구되는 기능 등에 의하여 열가소성 수지나 열경화성 수지로부터 적절히 선택할 수 있다.

이 선택되는 수지로서는, 예를 들면 올레핀계 수지나 열가소성 폴리에스테르 수지, 배리어성 수지 등을 들 수 있다.

올레핀계 수지로서는, 예를 들면 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 중밀도폴리에틸렌(MDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 선형초저밀도폴리에틸렌(LVLDPE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌-프로필렌공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌-부텐-1공중합체, 프로필렌-부텐-1공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐-1공중합체, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 이온가교올레핀공중합체(아이오노머) 또는 이들의 브랜드물 등을 들 수가 있다.

한편, 열가소성 폴리에스테르 수지로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 이소프탈산공중합PET(PET-I), 시클로헥산디메탄올(CHDM)공중합PET, 폴리올레핀, 폴리에테르 등을 구성하는 연질세그멘트공중합폴리 에스테르등을 들 수 있다.

또한, 배리어성 수지의 예로서는 에틸렌비닐알콜공중합체(EVOH), 환형올레핀계공중합체(COC), 특히 에틸렌과 환형올레핀과의 공중합체(미쓰이가가쿠사제의 APEL등), 메타크실리렌아디파미드(MXD6) 등을 들 수 있다.

기타 각 수지층간에 필요에 따라 접착제 수지를 개재시킬 수도 있다. 이와 같은 접착 수지로서는 카르본산, 카르본산무수물, 카르본산염, 카르본산아미드, 카르본산에스테르에 의한 카르보닐기를 주쇄(主鎖) 또는 측쇄(側鎖)로 가지는 열가소성 수지를 들 수 있다. 접착제 수지의 적당한 예는 에틸렌-아크릴산공중합체, 이온가교올레핀공중합체, 무수말레인산그라프트폴리에틸렌, 무수말레인산그라프트폴리프로필렌, 아크릴산그라프트폴리올레핀, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 공중합폴리에스테르, 공중합폴리아미드 등의 1종류 또는 2종류 이상의 조합 등을 들 수 있다.

단, 포장 구조체를 구성하는 착색층 이외의 수지층은 특히 폴리에스테르 수지로 이루어진 층으로 하는 것이 바람직하다.

착색층 이외의 수지층을 폴리에스테르 수지로 이루어진 층으로 하면 착색층의 매트릭스 수지를 폴리에스테르계의 수지로 함으로써 포장 구조체의 리사이클성을 높일 수가 있다. 그리고 착색 성분을 구성하는 복수의 폴리머의 일부 또는 전부를 폴리에스테르계의 수지로 함으로써 포장 구조체의 리사이클성을 더욱 높일 수가 있다.

이 적층된 포장 구조체를 도시하면 도 3에 도시한 바와 같이 된다. 도 3에 도시한 바와 같이 포장 구조체는 착색층(착색 성분(12)이 함유된 매트릭스 수지 (11)로 이루어진 층)(10)과 다른 수지층(20)을 적층하여 성형할 수가 있다.

그리고 포장 구조체는 도 3에 있어서는 착색층(10)과 다른 수지층(20)을 각각 한층씩 가지고 있으나 그들을 한층씩 갖는 것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 도 4에 도시한 바와 같이 다른 수지층(20) 또는 착색층(10)의 한쪽 또는 쌍방을 2층 이상 가질 수도 있다.

포장 구조체의 착색층은 공압출성형에 의하여 적층할 수가 있다.

여기서 공압출성형이란, 복수의 용융 수지를 별도 가소화하여 이것을 소정의 용융 수지유로로 유도하여 다층 다이, 노즐로 합류시켜 적층구조를 형성시키는 방법이다.

다음에 공압출성형의 예를 설명한다.

포장 구조체, 예를 들면 다층 필름, 시트 또는 튜브의 성형은 수지의 종류에 상응한 수의 압출기를 사용하여 다중 다층 T다이, 써큘러다이(링다이) 등을 통하여 소정의 형상으로 압출함으로써 실시할 수가 있다. T다이로부터 성형되는 필름은 이것을 2축 연신함으로써 2축 연신 필름이 성형된다. 또한, 압출코트법이나 샌드위치라미네이션법, 미리 성형된 필름의 드라이라미네이션에 의해서도 다층 필름, 시트를 얻을 수가 있다.

이들 필름 또는 시트를 진공성형, 압공성형, 돌출성형, 플러그어시스트성형 등의 수단으로 실시함으로써 컵형이나 트레이형 등의 포장 용기를 얻을 수가 있다.

또한, 파리손(Parison), 파이프 또는 프리폼으로부터의 다층 병 성형은 수지의 종류에 상응한 수의 압출기를 사용하여 다중 다층 다이를 통하여 소정의 형상으 로 압출하여 이것을 한쌍의 분할형틀로 핀치오프하여 그 내부에 유체를 분사함으로써 용이하게 성형할 수가 있다.

또한, 다층 병의 전구체가 될 다층 프리폼의 성형에는 공사출성형법을 사용할 수가 있다. 수지의 종류에 상응한 수의 가소화 장치 및 용융 수지를 금형에 유도하는 호트러너를 구비한 성형기를 사용하여 동시 사출법, 순차 사출법 등의 방법에 의하여 다층 프리폼을 성형할 수가 있다. 또한, 공압축성형법도 사용할 수가 있다. 수지의 종류에 상응한 수의 압출기를 사용하여 다중 다층 다이를 통하여 소정의 수지 덩어리로서 압출하여 이것을 금형으로 압축성형함으로써 다층 프리폼을 성형할 수가 있다.

이들 프리폼은 성형 후의 열을 유지한 채 또는 냉각한 후 연신 가능 온도로 조정 또는 가열되어 소정의 온도로 온도 조절된 제품금형 내에서 스트레치 로드에 의하여 기계적으로 축방향으로 연신하는 동시에 유체압에 의하여 둘레방향으로 블로 연신함으로써 연신 블로 병을 성형할 수가 있다.

포장 구조체의 착색층은 코팅에 의하여 적층할 수가 있다.

코팅은, 예를 들면 경화성을 가진 기재물질 중에 착색 성분을 분산시키고 필요에 따라 용제나 분산제 등의 첨가제를 사용하여 도료화하고 이것을 다른 수지층 표면에 그라비아코트, 스프레이코트, 디프코트 등 공지의 방법에 의하여 도포하고 열이나 UV조사 등의 방법으로 경화 도막화시킴으로써 적층할 수가 있다.

이로써도 착색층과 다른 수지층이 적층된 포장 구조체를 얻을 수가 있다.

[제2발명; 포장 구조체]

제2발명의 포장 구조체는 물리적 발색 기구를 응용하여 가식한다. 즉, 포장 구조체의 적어도 일부의 면에 섬유형상 구조체를 사용하여 이 면과 광학적 특성이 다른 부분을 주기적으로 배열한 구조를 형성함으로써 빛을 간섭ㆍ회절시켜서 발색시킨다.

포장 구조체의 「적어도 일부」란 포장체의 일부 또는 전부를 의미한다.

포장 구조체의 「면」이란 포장체를 형성하는 면의 표면 또는 면 내부의 한단면을 의미한다. 즉, 섬유형상 구조체를 사용한 가식에는 섬유형상 구조체를 포장체를 형성하는 표면에 배치하여 가식하는 경우나, 두꺼운 부분에 섬유형상 구조체를 배합하여 가식하는 경우를 포함한다.

포장 구조체의 「주재료 수지」 란 포장 구조체의 각 부분, 예를 들면 내외층, 중간층, 접착층 등을 형성하는 수지를 의미한다. 즉, 포장 구조체의 강도를 지탱하는 수지, 기체배리어성, 수분배리어성, 기체흡수성, 광제어성 등의 기능을 가진 기능성 수지, 다층 포장체의 각 층을 접착하는 기능을 가진 접착성 수지 등을 포함한다.

본 발명에서 사용하는 섬유형상 구조체는 포장 구조체의 주재료 수지와 광학적 특성이 다른 부분을 가지고 있다. 광학적 특성이란, 예를 들면 굴절률, 반사율, 투과율, 흡수율, 편광도 등이다.

섬유형상 구조체에는, 예를 들면 극세(極細)섬유, 섬유내부에 공동부를 가진 섬유, 해도(海島)구조의 비상용(非相容) 수지로 구성된 복합섬유 등을 사용할 수 있다.

도 5에 섬유형상 구조체의 예로서 그 지름방향 단면을 도시한다.

(a)는 분할형의 섬유형상 구조체(31a)의 예이며 단면이 접부채 형상부(32)와 거의 직선 형상부(33)로 구성된다. 이들 부분의 광학적 특성이 포장 구조체의 면과 다르므로 빛이 굴절, 간섭 등으로 발색한다.

(b)는 해도형 섬유형상 구조체(31b)의 예이며 그 단면은 섬유 외경의 내부(해부(海部)(34))에 복수의 극세섬유가 섬(島)부(35)로서 포함되어 있는 구조로 되어 있다. 이 섬부(35)를 구성하는 극세섬유 또는 해부(34)의 광학적 특성이 포장 구조체의 면과 다르므로 빛이 굴절, 간섭 등으로 발색한다.

광학적 특성이 서로 다른 부분을 주기적으로 배열한 구조를 형성하기 위하여는, 예를 들면 포장 구조체의 면과 굴절률이 서로 다른 수지를 섬유형상 구조체에 사용한다. 예를 들면 도 5(b)에 있어서 해부(34)에는 포장 구조체의 주재료 수지와 같은 수지를 사용하고 섬부(35)에는 그 수지와 굴절률이 서로 다른 수지를 사용하여 구성하면 된다. 이와 같은 수지로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트 또는 상기 수지를 형성하는 모노머의 공중합체, 시클로헥산디멘탄올과 상기 수지를 형성하는 모노머와의 공중합체 등의 열가소성 폴리에스테르, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌, 환형올레핀계공중합체, 에틸렌비닐알콜공중합체, 나일론 수지, 염화비닐 수지, 접착성 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드 등의 각종 엔지니어링플라스틱, 카본나노튜브 등을 조합한 것이 고려된다.

또한, 섬부(35)를 공동부로 하고 해부(34)를 수지에 의하여 형성함으로써 굴절률을 변화시킬 수도 있다. 이 경우 공동부분의 굴절률은 공기와 같은 수치(약 1.0)를 나타내며 수지부의 굴절률(약 1.3~약 1.5)과 다르다.

섬유형상 구조체에 의하여 형성되는 주기적 배열 구조는 발색시키고자 하는 색 또는 차광하고자 하는 빛의 파장에 따라 결정된다. 예를 들면 도 5(b)에 도시하는 해도 단면을 가진 섬유형상 구조체의 경우, 자외선 영역으로부터 적외선의 빛을 차광하기 위하여는 섬부의 지름은 0.1㎛~5㎛가 적정한 범위가 된다. 또한, 가시광 영역인 0.4㎛~0.7㎛의 파장영역의 빛에 작용하는 배열주기를 형성함으로써 임의의 색으로 착색할 수가 있다.

섬유형상 구조체의 지름은 가식 효과 및 제조의 관점에서 0.1㎛~200㎛이 바람직하다.

섬유형상 구조체에 의하여 형성되는 주기적 배열구조의 주기성은 굳이 완전할 필요는 없고 일부에 주기성의 소실이나 불균일, 주기적 구조가 불연속인 등의 결함이 있어도 되고 전체적으로 주기성이 유지되어 있으면 된다.

섬유형상 구조체를 제작하기 위하여는, 예를 들면 극세섬유의 제조방법을 적용할 수 있다. 극세섬유의 제조 공정은 통상 해부의 수지와 섬부의 수지를 따로따로 다층 다이로부터 압출하는 공정을 포함하며 섬부의 형상, 섬유지름, 배치상태는 섬부의 압출 다이의 노즐 형상에 따라 제어한다. 이 노즐 형상을 적절하게 결정함으로써 주기적으로 배열한 구조를 가진 극세섬유를 제조할 수가 있다.

이어서, 상기 섬유형상 구조체를 이용한 포장 구조체의 가식방법에 대하여 플라스틱병 용기에 적용한 예를 설명한다.

플라스틱병 용기는 통상의 병 용기의 성형수단에 의하여 성형할 수가 있다. 예를 들면 프리폼을 연신 블로 성형함으로써 얻을 수가 있다.

플라스틱병 용기를 형성하는 플라스틱 재료는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트 또는 상기 수지를 형성하는 모노머의 공중합체, 시클로헥산디메탄올과 상기 수지를 형성하는 모노머와의 공중합체 등의 열가소성 폴리에스테르, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스틸렌, 환형올레핀계공중합체, 에틸렌비닐알콜공중합체, 나일론 수지, 염화비닐 수지, 접착성 수지 또는 이들 수지 또는 다른 수지와의 브랜드물이 바람직하며 특히, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 에틸렌테레프탈레이트계 열가소성 폴리에스테르가 바람직하다.

[제1의 실시형태]

도 6은 섬유형상 구조체를 사용한 가식 방법의 제1의 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시형태에서는 섬유형상 구조체를 플라스틱병 용기에 섬유형상 구조체를 감아서 가식하고 있다.

도 6에서는 플라스틱병 용기(40)의 동부(胴部)(41)에 섬유형상 구조체(42)가 감겨있다. 섬유형상 구조체(42)를 감은 부위에서는 섬유형상 구조체에 의하여 형성된 광학적 주기구조에 의하여 빛이 간섭ㆍ반사 등의 현상을 일으키므로 가식이 이루어 진다.

예를 들면 섬유형상 구조체로서 도 5(b)에 도시한 해도 구조의 극세섬유를 사용한 경우 섬부인 극세섬유가 동부(41)둘레방향으로 일정한 간격으로 감겨있는 구성으로 되기 때문에 해부와 섬부의 주기적 배열구조가 형성된다.

이때, 해부를 플라스틱병 용기(40)의 주재료 수지와 같은 것으로 하고 가열에 의하여 병 용기(40)에 섬유형상 구조체(42)를 융착시킴으로써 동부(41)와 섬유형상 구조체(42)를 일체화할 수가 있다.

[제2의 실시형태]

본 실시형태에서는 섬유형상 구조체 또는 섬유형상 구조체를 면 형상체로 가공한 것을 플라스틱병 용기의 주재료 수지에 배합하여 용기의 면에 섬유형상 구조체에 포함되는 광학적 특성이 서로 다른 부분을 주기적으로 배열함으로써 가식을 한다.

섬유형상 구조체를 면 형상으로 가공한 것에는, 예를 들면 부직포, 직물 등이 있다.

섬유형상 구조체 또는 섬유형상 구조체를 면 형상체로 가공한 것은 플라스틱병 용기의 주재료 수지에 배합되어 일반적인 방법, 예를 들면 사출성형 등에 의하여 프리폼으로 가공된다.

섬유형상 구조체의 길이 및 면 형상체의 크기는 용기의 제조 공정에 맞추어서 적절히 조정한다.

이 섬유형상 구조체 또는 섬유형상 구조체를 면 형상체로 가공한 것을 포함한 프리폼을 예를 들면 연신 블로 성형함으로써 가식된 플라스틱병 용기를 얻을 수가 있다.

본 실시형태에서는 섬유형상 구조체에 포함되어 있는 플라스틱병 용기의 면과 광학 특성이 서로 다른 부분이 포장 구조체의 성형가공시에 있어서의 열 등에 의하여 용융 또는 파괴되지 않도록 한다.

그러기 위하여는, 예를 들면 도 5(b)에 도시한 해도 구조를 가진 극세섬유를 사용하여 병 용기의 주재료 수지에 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용한 경우 해부에는 주재료와 같은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하고 섬부를 형성하는 수지로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 보다 융점이 높은 수지, 예를 들면 폴리에틸렌나프탈레이트, 카본나노튜브, 폴리이미드 등의 각종 엔지니어링 플라스틱 등을 사용한다.

이와 같은 섬유형상 구조체를 사용하면 주재료 수지인 PET와의 혼합시에 있어서 해부인 PET는 용융하여 주재료와 일체화하지만 섬부의 극세섬유는 용융하지 않는다. 따라서 용기의 면에 주재료 수지로 이루어지는 부분과 극세섬유(섬부)로 이루어지는 부분이 주기적으로 배열된 구조를 형성할 수가 있다.

[제3의 실시형태]

본 실시형태에서는 섬부가 공동부인 섬유형상 구조체 또는 섬부가 공동부인 섬유형상 구조체를 면 형상체로 가공한 것을 플라스틱병 용기의 주재료 수지에 배합하여 용기의 면에 섬유형상 구조체에 포함되는 공동부를 주기적으로 배열함으로써 가식을 한다.

섬유형상 구조체 또는 섬유형상 구조체를 면 형상체로 가공한 것은 플라스틱병 용기의 주재료 수지에 배합되고 일반적인 방법, 예를 들면 사출성형 등에 의하여 프리폼으로 가공된다.

이 섬유형상 구조체 또는 섬유형상 구조체를 면 형상체로 가공한 것을 포함하는 프리폼을 예를 들면 연신 블로 성형함으로써 가식된 플라스틱병 용기를 얻을 수가 있다.

병 용기의 주재료 수지에 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하고 섬유형상 구조체의 해부에 주재료와 같은 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용한 경우 이와 같은 섬유형상 구조체 또는 섬유형상 구조체를 면 형상체로 가공한 것과 주재료 수지인 PET와의 혼합시에 있어서 해부인 PET는 용융하여 주재료의 PET와 일체화한다. 이로써 용기의 면에 주재료 수지로 이루어진 부분과 공동부(섬부)로 이루어진 부분이 주기적으로 배열한 구조를 형성할 수가 있다.

[제4의 실시형태]

도 7은 섬유형상 구조체를 사용한 가식 방법의 제4의 실시형태를 설명하기 위한 도면이다.

본 실시형태에서는 섬유형상 구조체를 면 형상으로 가공한 것을 포장 구조체에 접착함으로써 가식하고 있다.

도 7에 있어서는 플라스틱병 용기(40)의 동부(41)에 섬유형상 구조체로 이루어진 면 형상체(43)가 접착되어 있다.

면 형상체로서는 상기와 마찬가지로 섬유형상 구조체를 부직포, 직물 등으로 가공한 것을 사용한다.

섬유형상 구조체로 이루어진 면 형상체(43)를 접착하는 방법으로서는, 예를 들면 플라스틱병 용기의 성형시에 섬유형상 구조체로 이루어진 직물을 금형내벽에 삽입하여 히트세트시의 열에 의하여 플라스틱병 용기 표층에 접착하는 방법이나 프리폼을 압축성형에 의하여 성형할 때에 섬유형상 구조체로 이루어진 직물을 성형금형 내에 삽입하여 압축압력에 의하여 프리폼에 접착하는 방법이 있다.

상기 제1~제4의 실시형태의 방법으로 가식된 플라스틱병 용기는 안료나 염료와 같은 화학적 발색에 의한 착색제를 사용하고 있지 않으므로 화학물질의 사용량을 저감시킬 수가 있으므로 환경부하가 작은 용기이다.

또한, 포장 구조체의 주재료인 수지와 동일한 수지 또는 상용성이 높은 수지로 이루어진 섬유형상 구조체를 사용한 경우는 리사이클시의 가열, 혼합(재펠릿화)에 의하여 용이하게 소색할 수가 있다. 따라서 용기로서 사용하고 있을 때에는 가식이 되어 있기는 하지만, 재처리 후에 있어서는 무색ㆍ투명해지므로 리사이클성이 매우 좋다.

또한, 화학적 발색과는 달리 심색(深色)과 광택을 가진 선명한 색조를 얻을 수가 있으므로 가식 효과에 의한 상품의 차별화에도 유효하다.

그리고 상기 실시형태와 같이 성형된 플라스틱병 용기에 가식 처리를 하여도 좋으나 프리폼에 미리 섬유형상 구조체에 의한 가식처리를 하고 나서 최종제품인 병 용기로 성형해도 된다.

또한, 상기 실시형태의 방법은 플라스틱병 용기뿐만 아니고 다른 포장체에도 적용할 수 있다.

[제3발명; 포장 구조체]

제3발명의 포장 구조체는 수지를 주재료로 하는 포장체이며, 예를 들면 병, 컵, 파우치, 트레이 등이 있다. 이 포장 구조체는 주재료인 열가소성 수지와 착색처리를 하는 착색 재료를 가지고 있다.

본 발명의 포장 구조체는 외부로부터 자극을 받으면 소색 또는 무채색화하는 착색 재료에 의하여 착색되어 있으며, 포장 구조체의 유통ㆍ사용시에는 착색을 유지하고 있으나 사용 후에는 외부로부터의 자극에 의하여 소색 또는 무채색화할 수 있도록 되어 있다.

그리고 본 명세서에 있어서「무채색」이란, 두께 0.3mm의 시트의 헌터Lab를 시트의 뒷면에 표준 백색판(X78.42, Y81.00, Z92.32)을 놓고 반사법으로 측정하였을 때에 무채색 원점과의 채도차 (a²+b²)^1/2가 5 이하의 범위에 있는 상태를 의미한다. 여기서는 백, 흑, 회색으로부터 무색투명까지 색조를 갖지 않은 상태를 모두 포함하고 있다.

포장 구조체를 외부로부터의 자극에 의하여 무채색화할 수 있도록 한 경우, 포장 구조체의 유통ㆍ사용시에는 사람의 감각, 심리에 강한 이미지를 부여하는 유채색으로 착색한 상태로 할 수가 있으며, 사용 후의 재제품 처리화의 단계에서는 강한 이미지를 부여하지 않고 눈에 잘 띄지 않는 무채색으로 할 수가 있는 포장 구조체를 얻을 수 있으므로 재생 제품에 대한 불필요한 유채색에 의한 착색을 억제할 수가 있다. 그리고 이 경우 포장 구조체를 재생 처리하여 얻어진 수지를 사용하여 성형한 시트의 L값을 50 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이로써 통상의 무색의 포장 구조체와 함께 재제품 처리를 하여도 흑색 감각이 억제되고 커다란 색조의 변화를 주지 않으며 더욱 높은 리사이클성을 부여할 수가 있다.

착색 재료를 구성하는 주재료로서의 수지로서는, 예를 들면 열가소성 폴리에스테르를 사용할 수가 있다. 열가소성 폴리에스테르로서는 디카르본산 성분과 디올 성분으로부터 유도되는 지방족, 지환족 또는 방향족 폴리에스테르 또는 이들 공중합체 또는 브랜드물을 사용할 수가 있다. 예를 들면 디카르본산 성분으로서는 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르본산 등의 방향족 디카르본산, 호박산, 아디핀산, 세바신산 등의 지방족 카르본산, 시클로헥산디카르본산 등의 지환족 디카르본산 등을 들 수 있다. 또한, 디올 성분으로서는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부탄디올 등의 지방족 글리콜, 시클로헥산디메탄올(CHDM) 등의 지환족 글리콜이나 비스페놀류와 같은 방향족 디올 등을 들 수 있다. 또한, 3가 이상의 관능기를 가진 다가카르본산 성분이나 다가알콜 성분도 사용할 수가 있다. 구체적으로는 폴리에틸 렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 이소프탈산공중합PET(PET-I), 시클로헥산디메탄올(CHDM)공중합PET나. 폴리올레핀, 폴리에테르 등으로 구성되는 연질세그멘트를 공중합한 폴리에스테르 등이 적절하게 사용된다.

이들 중 특히, 본 발명의 착색 재료를 구성하는 주재료로서의 플라스틱 수지로서, 바람직한 수지로써는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 이소프탈산공중합PET(PET-I), 시클로헥산디메탄올(CHDM)공중합PET나 폴리올레핀, 폴리에테르 등으로 구성되는 연질세그멘트를 공중합한 폴리에스테르 등이 있다. 이들 수지는 폴리에스테르계에 속하는 것이므로 이 착색 재료와 함께 적층될 수지를 폴리에스테르계 수지로 성형함으로써 포장 구조체의 리사이클성을 높일 수가 있다.

또한, 열가소성폴리아미드를 사용할 수가 있다. 열가소성 폴리아미드로서는 디카르본산 성분과 디아민 성분으로부터 유도되는 지방족, 지환족 또는 방향족 폴리아미드, 아미노카르본산 또는 그 락탐으로부터 유도된 폴리아미드, 또는 이들의 공중합체 또는 브랜드물을 사용할 수가 있다. 예를 들면 디카르본산 성분으로서는 호박산, 아디핀산, 세바신산, 데칸디카르본산 등의 지방족 디카르본산이나 테레프탈산, 이소프탈산 등의 방향족 디카르본산 등을 들 수 있다. 또한, 디아민 성분으로서는 1,6-디아미노헥산, 1,8-디아미노옥탄, 1,10-디아미노데칸과 같은 직쇄형 또는 분기형 지방족 디아민이나 비스(아미노메틸)시클로헥산, 비스(4-아미노시클로헥실)메탄 등의 지환족 디아민, m-크실리렌디아민, p-크실리렌디아민 등의 방향족 디 아민을 들 수 있다. 그리고 아미노카르본산 성분으로서는 ω-아미노카프론산, ω-아미노옥탄산, ω-아미노운데칸산 등의 지방족 아미노카르본산이나, 예를 들면 p-아미노메틸안식향산, p-아미노페닐아세트산 등의 방향 지방족 아미노카르본산 등을 들 수가 있다. 구체적으로는 6-나일론, 6,6-나일론, 11-나일론, 12-나일론, 6,10-나일론, 6,12-나일론, MXD6(메타크실리렌아디파미드)나일론 등이 적절하게 사용된다.

그리고 올레핀 수지도 사용할 수가 있다. 예를 들면 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 중밀도폴리에틸렌(MDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 선형초저밀도폴리에틸렌(LVLDPE) 등의 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌-프로필렌공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌-부텐-1공중합체, 프로필렌-부텐-1공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐-1공중합체, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 이온가교올레핀공중합체(아이오노머) 또는 이들의 브랜드물을 들 수 있다. 이밖에도 폴리아크릴로니트릴, 폴리스틸렌, 폴리메틸펜텐, 폴리비닐알콜, 폴리메타크릴산메틸, 환형올레핀계공중합체(COC) 또는 불소계폴리머 등을 사용할 수 있다.

본 실시형태의 포장 구조체에 있어서는 외부자극에 의하여 변색하는 착색 성분을 착색재로 사용한다.

여기서 변색의 형태로서 착색 성분이 외부자극에 의하여 무색화하는 것과 다른 유채색으로 변색하는 것의 두가지를 생각할 수가 있다.

일반적인 유채색을 나타내는 착색은 물질이 가지는 화학 구조에 따라 특정 파장광을 선택적으로 흡수함으로써 발생한다. 전자의 경우 상기 외부자극에 의하여 상기 착색 재료를 구성하는 적어도 1종류의 착색 성분의 화학 구조를 변화시킴으로써 가시광영역에서의 흡수를 없앰으로써 완전하게 소색할 수가 있다. 이로써 포장 구조체의 유통ㆍ사용시에는 착색된 상태로 할 수가 있으며 사용 후의 재제품 처리화의 단계에서는 완전히 소색되어 리사이클성이 향상된 포장 구조체가 얻어진다. 특히, 제2종 지정 페트병의 리사이클에 있어서 유익하다.

후자의 경우 외부 자극에 의하여 상기 착색 재료를 구성하는 적어도 1종류의 착색 성분의 화학 구조를 변화시킴으로써 가시광영역에 있어서의 광흡수 파장의 선택성을 감소시킴으로써 무채색화할 수가 있다. 예를 들면 상기 외부 자극에 의하여 유채색A로부터 B로 변색하는 착색 성분에 있어서 B의 보색의 착색 성분C를 공존시켜둠으로써 자극이 가해지기 전에는 A와 C의 혼색에 의하여 유채색을 발하고 있으나 자극을 가한 후에는 보색관계에 있는 B와 C의 혼색에 의하여 무채색화시킬 수가 있다. 이로써, 포장 구조체의 유통ㆍ사용시에는 사람의 감각, 심리에 강한 이미지를 부여하는 유채색으로 착색한 상태로 할 수가 있으며, 사용후의 재제품 처리화의 단계에 있어서는 강한 이미지를 부여하지 않는 무채색으로 할 수가 있는 포장 구조체가 얻어지므로 재생 제품에 대한 불필요한 유채색에 의한 착색을 억제할 수가 있다. 이 수법에 의하면 상기 제2종 지정 PET병과 같이 높은 투명성을 필요로 하지 않는 용도에서의 리사이클에 유효하다.

또한, 여기에서의 외부 자극이란, 예를 들면 포장 구조체의 재생 처리시에 가해지는 열, 빛, 전기, 압력, 각종 가공에 의한 착색 성분 재료 주위의 환경변화 등의 물리ㆍ화학적 자극이 있다. 단, 포장 구조체가 유통ㆍ사용시에 받는 자극은 포함되지 않는다.

열의 외부자극으로서는, 예를 들면 포장 구조체의 재생 처리시에 있어서의 용융혼합을 위한 가열, 분쇄 공정에서의 마찰열 등이 있다.

상술한 바와 같이 재생 처리시에 있어서의 용융혼합을 위한 가열을 이용하면 포장 구조체를 소색 또는 무채색화하기 위한 새로운 설비를 필요로 하지 않으며 더욱이 재생 처리의 에너지 효율도 좋아져서 바람직하다.

이 경우의 착색 성분으로서는 포장 구조체의 제조ㆍ유통ㆍ사용시에 받는 열, 예를 들면 포장 구조체의 성형시에 가해지는 열, 내용물을 충전할 때의 열, 또는 유통시의 가열, 냉각 등에 의하여는 변색하지 않는 것을 사용한다.

이와 같은 착색 성분으로서, 예를 들면 서모크로믹 재료를 사용할 수 있다.서모크로믹 재료에는 온도의 승강에 따라 변색한 후 다시 온도의 승강에 따라 변색하는 일이 없는 불가역성의 것과 온도의 승강에 따라 몇번이고 변색을 반복하는 가역적인 것이 있으며, 본 발명에서의 사용은 전자의 쪽이 바람직하다. 그러나 가역적인 것이라도 적절한 변색 온도의 설정이나 현색제의 조정에 의하여 사용 가능하게 된다. 구체적으로는 금속염류, 금속착염화합물과 같은 무기 화합물을 들 수 있다. 이들 화합물은 코발트, 니켈, 철, 동, 몰리브덴, 알루미늄 등의 금속 성분에 염소, 취소, 옥소, 질산, 인산, 수산, 암모니아, 아민류, 물 및 이들의 이온 화합물 등이 배위자로서 배위한 것을 들 수 있다.

또한, 로이코 색소와 현색제의 조합에 의하여도 실시할 수가 있다. 이들은 상호 작용함으로써 발색하는 것이며 양자의 융점의 조합을 선택함으로써 변색 온도 를 조절할 수가 있다. 또한, 상호작용에 영향을 미치는 제3성분을 가함으로써도 변색 온도를 조절할 수가 있다. 예를 들면 제3성분으로서 수지를 사용할 경우에는 그 수지의 융점 등의 물성을 선택함으로써 변색 온도를 원하는 값으로 설정할 수 있다. 로이코 색소로서는 트리페닐메탄계, 플루오란계, 페노티아딘계, 인드릴부탈리드계, 스피로피란계, 로다민락탐계, 아자프탈리드계 색소 등을 들 수 있다. 구체적으로는 트리페닐메탄계 색소로서 3,3-비스-(p-디메틸아미노페닐)프탈리드, 3,3-비스-(p-디메틸아미노페닐)-6-디메틸아미노프탈리드, 3,3-비스-(p-디메틸아미노페닐)-6-디에틸아미노프탈리드, 3,3-비스-(p-디메틸아미노페닐)-6-메톡시프탈리드, 4-히드록시-4'-디메틸-아미노트리페닐메탄락톤, 4-4'-비스디히드록시-3, 3'-비스아미노트리페닐메탄락톤 등을 들 수 있다.

또한, 현색재로서는 유기산성 물질이나 무기고체산 등이 사용된다. 유기산성물질로서는 페놀류, 유기산 또는 그 염류 등을 들 수 있다. 구체적으로는 비스페놀A, 4,4'-이소프로필리덴디페놀, 4,4'-메틸렌-비스(2,6-디-제3부틸페놀), 노닐페놀, 드데실페놀, α-나프톨, β-나프톨, p-옥시안식향산메틸, 카테콜, 1-옥시-2-나프톨산, 살리칠산, 타닌산, 몰식자산메틸, 몰식자산프로필, 몰식자산옥틸 등을 들 수 있다. 이들 페놀류 또는 유기산류는 염류의 형태로도 사용이 가능하다.

또한, 무기 고체산으로서는 산성백토, 몬몰리로나이트, 실리카, 실리카알루미나, 규산아연 등이 사용된다.

또한, 일정 이상의 가열에 의하여 퇴색하는 착색 성분도 사용할 수 있다.

빛의 외부 자극으로서는 예를 들면, 자외, 가시~적외광의 조사 등이 있다.

이 경우의 착색 성분으로서도 포장 구조체의 유통ㆍ사용시에 받는 빛에 의해서는 변색하지 않는 것을 사용한다. 이와 같은 착색 성분으로서는 예를 들면 포토크로믹 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로는 스피로피란류, 스피로옥사딘류, 풀기드류, 디알릴에텐류, 아조벤젠류의 유기 색소를 들 수 있다. 포토크로믹 재료에는 열에 의한 구조변화를 수반하는 것도 있으며 이들의 자극을 함께 사용할 수가 있다. 또한 조사광은 태양광, 인공적인 광원을 사용할 수가 있으며 또한, 이것을 제어하기 위하여 자외선 흡수재, 착색재 등을 혼재 또는 이들 재료를 포함한 광선 조정층을 별도로 형성할 수가 있다. 또한, 변색에 수반되는 구조를 안정화시키기 위한 안정화제 등을 첨가할 수가 있다.

외부로부터의 빛에 의하여 착색 성분을 변색시키는 방법으로서는 예를 들면 다음과 같은 방법이 있다.

상기 착색 성분을 배합한 포장 구조체에 자외선 등의 빛을 조사함으로써 착색 성분의 구조를 변화시켜서 발색시키고, 이 상태에서 포장 구조체의 유통ㆍ사용을 한다. 한편, 사용 후에 있어서는 재생 처리시에 있어서의 용융 공정에 의한 가열이나 착색시와는 다른 파장의 빛을 조사하는 것 등에 따라 다시 착색 성분의 구조를 변화시켜서 변색시킬 수가 있다.

전기적인 자극으로서는 전압의 인가 등이 있다, 전압은 재생 처리시에 인가하도록 하면 적합하다.

착색 성분으로서는 전기 화학적인 산화환원에 의하여 변색하는 물질, 예를 들면 일렉트로크로믹 재료를 사용할 수가 있다. 구체적으로는 산화텅스텐, 산화일 리듐, 푸르시안블루 등의 무기물이나 비올로겐화합물류, 프탈로시아닌 금속착체류 등을 들 수 있다. 또한, 변색에 수반되는 구조를 안정화시키기 위한 안정화제 등을 첨가할 수가 있다.

압력자극으로서는 재생 처리시에 있어서의 용융혼합 공정시의 가압, 성형물로 하였을 때에 내부에 잔류하는 변형응력 등이 있다.

압력에 따라 변색하는 착색 성분으로서는, 예를 들면 피에조크로믹 재료를 사용할 수 있다.

또한, 외부자극으로서 화학적 자극을 사용할 수가 있으며 특히, 착색 성분의 주변환경의 변화, 예를 들면 수소이온농도의 변화, 착색재의 배위자농도 변화, 현색제의농도 변화, 주변 수지의 변화에 의한 극성변화 등에 따라 변색하는 것을 사용할 수 있다.

수소 이온농도의 변화에 따라 착색 성분의 화학구조가 변화되고 빛의 흡수특성을 변화시킴으로써 변색하는 화합물을 사용할 수 있다.

예를 들면 수소 이온농도가 높은 상태 즉, 수소 이온지수(pH)가 낮은 상태에 있어서는 수소 이온이 결합함으로써 착색하지만, 중성영역이나 알칼리성과 같은 수소이온지수(pH)가 높은 상태에서는 수소 이온이 탈리(脫離)함으로 변색하는 화합물을 사용할 수 있다.

이와 같은 착색 성분으로서는, 예를 들면 할로크로믹 재료(pH지시약)를 사용할 수가 있다. 구체적으로는 티몰블루, 메틸옐로, 메틸오렌지, 에틸오렌지, 메틸레드, 페놀레드, 시아닌, 나프톨프탈레인, 크레졸레드, 페놀프탈레인, 티몰프탈레인 등 공지공용의 pH지시약을 사용할 수 있다. 또한, 상기 로이코 색소도 마찬가지로 사용할 수 있다.

상기 화합물의 구체적인 사용방법으로서는, 예를 들면 다층의 포장 구조체에 있어서 착색 성분을 포함한 층에 산 성분을 혼합함으로써 착색 성분이 주변을 산성분위기(pH가 낮은 상태)로 함으로써 착색할 수가 있다. 산 성분으로서는, 예를 들면 유기산성물질이나 무기고체산 등이 사용된다. 유기산성물질로서는 페놀류, 유기산 또는 그 염류 등을 들 수 있다. 구체적으로는 비스페놀A, 4,4'-이소프로필리렌디페놀, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-제3부틸페놀)노닐페놀, 도데실페놀, α-나프톨, β-나프톨, p-옥시안식향산메틸, 카테콜, 1-옥시-2-나프톨산, 살리틸산, 타닌산, 몰식자산메틴, 몰식자산프로필, 몰식자산옥틸 등을 들 수 있다. 이들 페놀류 또는 유기산류는 염류의 형태로 사용하는 것도 가능하다.

또한, 무기 고체산으로서는 산성백토, 몬몰리로나이트, 실리카, 실리카알루미나, 규산아연 등을 들 수 있다.

이와 같이 함으로써 포장 구조체의 유통ㆍ사용시에 있어서는 착색 성분의 주변은 산성분위기로 유지되므로 착색된 상태로 할 수가 있다.

한편, 사용 후의 재제품 처리시에 있어서는 포장 구조체의 다른 층이나, 다른 포장 구조체와 혼합함으로써 희석 공정 또는 알칼리 세척 공정에 의하여 소색 또는 무채색화할 수가 있다. 즉, 착색 성분을 포함하는 층은 희석 공정에 있어서 포장 구조체의 다른 층이나 다른 포장 구조체와 혼합되어 용융혼합됨으로써 수소 이온이 희석되어 착색 성분의 주변의 수소 이온농도가 저하한다. 이 변화에 의하여 착색 성분의 구조가 변화함에 따라 소색 또는 무채색화한다. 또한, 알칼리 세척 공정에서는 pH가 10~14의 환경에서 처리를 하므로 착색 성분이 화학적 자극을 받아 소색 또는 무채색화한다.

그리고 유기산이 아니고 유기염기도 사용할 수가 있다. 예를 들면 에틸렌디아민, 디에탄올아민, 트리에틸아민, 필리딘 등의 아민계 유기염기에 의하여 착색 성분의 주변을 염기성 분위기(pH가 높은 상태)로 함으로써 착색할 착색 성분도 마찬가지로 사용할 수 있다.

상기와 같은 사용방법에 의하여 착색 성분의 주변의 배위자 농도를 변화시킴으로써 변색할 수 있는 착색 성분을 사용할 수 있다. 즉, 착색 성분을 함유한 층에 배위자의 농도가 높은 상태에서 착색시키고 사용 후에 있어서 재제품 처리 공정에 있어서의 희석 공정, 용융 혼합 공정에 의하여 착색 성분의 주변의 배위자 농도가 저하함으로 소색 또는 무채색화시킬 수가 있다.

이와 같은 착색 성분으로서는 예를 들면, 금속염류, 금속착염화합물과 같은 무기화합물을 들 수 있다. 이들 화합물은 코발트, 니켈, 철, 동, 몰리브덴, 알루미늄 등의 금속 성분에 염소, 취소, 옥소, 질산, 인산, 수산, 암모니아, 아민류, 물 및 이들의 이온 화합물 등이 배위자로써 배위한 것을 사용할 수 있다. 주위의 배위자 농도 변화가 일어남으로써 평형 상태가 무너지고 새로운 평형상태로의 이행에 따라 다시 착형성이 이루어질 때에 변색이 일어난다.

또한, 마찬가지로 현색제(劑)의 농도 변화에 따라 변색하는 착색 성분을 사용할 수 있다.

이와 같은 착색 성분의 조합으로서는, 예를 들면 로이코 색소와 현색제의 조합한 것을 사용할 수가 있다. 이들은 상호작용함으로써 발색하는 것이며 이 상호작용을 저해하는 제3성분(소색재)의 첨가에 의해서도 변색을 조절할 수가 있다. 로이코 색소로서는 트리페닐메탄계, 프르오란계, 페노티아딘계, 인드릴푸탈리드계, 스피로피란계, 로다민락탐계, 트리페닐메탄계, 아자프탈리드계 색소 등을 들 수 있다. 구체적으로는 트리페닐메탄계 색소로서 3,3-비스-(p-디메틸아미노페닐)프탈리드, 3,3-비스-(p-디메틸아미노페닐)-6-디메틸아미노프탈리드, 3,3-비스-(p-디메틸아미노페닐)-6-디에틸아미노푸탈리드, 3,3-비스-(p-디메틸아미노페닐)-6-메톡시프탈리드, 4-히드록시-4'-디메틸-아미노트리페닐메탄락톤, 4-4'-비스디히드록시-3,3'-비스아미노트리페닐메탄락톤 등을 들 수 있다.

또한, 현색재로서는 유기산성물질이나 무기고체산 등이 사용된다. 유기산성물질로서는 페놀류, 유기산 또는 그 염류 등을 들 수 있다. 구체적으로는 비스페놀A, 4,4'-이소프로필리덴디페놀, 4,4'-메틸렌-비스(2,6-디-제3부틸페놀), 노닐페놀, 드데실페놀, α-나프톨, β-나프톨, p-옥시안식향상메틸, 카테콜, 1-옥시-2-나프톨산, 살리틸산, 타닌산, 몰식자산메틸, 몰식자산프로필, 몰식자산옥틸 등을 들 수 있다. 이들 페놀류 또는 유기산류는 염류의 형태로도 사용이 가능하다.

또한, 무기고체산으로서는 산성백토, 몬몰리로나이트, 실리카, 실리카알루미나, 규산아연 등을 사용할 수 있다.

또한, 착색 성분의 주변 수지의 변화에 의한 극성(수소결합 공여성)변화에 따라 변색하는 착색 성분을 사용할 수 있다. 예를 들면 착색 성분을 포장 구조체의 가스배리어층의 수지층에 첨가한 경우에 착색하고 리사이클시에 다른 수지와 용융혼합됨으로써 착색 성분 주위의 수지가 변화함에 따라 변색하는 것을 사용할 수 있다.

이와 같은 착색 성분으로서는 예를 들면 솔바트크로믹 색소를 사용할 수가 있다. 솔바트크로믹 색소는 2 이상의 탄소원자로 구성되는 π공역계(供役系)의 양말단에 전자흡인성기(吸引性基), 전자공여성기를 각각 가지고 있는 구조를 가지고 있으므로 공역계의 분극률이 크고 주위의 극성변화와 같은 외계의 영향을 받아서 변색한다. 구체적으로는 베타인류, 메로시아닌류, 스피로피란류, 스피로옥사딘류 등의 유기 색소를 사용할 수 있다.

또한, 할로크로믹 재료(pH지시약)를 사용할 수가 있다. 할로크로믹 재료는 일반적으로 수소 이온의 탈착에 의하여 변색하는 재료로써 알려져 있으나 물질의 극성을 결정하는 수산기와 같은 수소결합 공여성기와 상호작용에 의해서도 같은 변색을 일으킨다. 구체적으로는 선술한 pH지시약 및 로이코 색소를 사용할 수 있다. pH지시약은 각각 고유의 산해리(酸解離)상수(Ka)를 가지고 있으며 이값에 따라 변색 pH영역이 결정된다. 착색 성분 주위의 환경 변화로서 극성 변화를 사용하는 경우는 극성변화전후의 극성영역이 변색영역이 되도록 적당한 산해리상수를 가진 pH지시약을 선택할 필요가 있다.

상기 착색 성분을 사용함으로써 종래의 안료ㆍ염료 등의 착색제를 사용한 착색으로는 희석 공정에 의하여 희석하였다고 해도 Lambert-Beer법칙에 따라 착색이 엷어질 뿐이었으나 본 발명의 포장 구조체에 있어서는 착색 성분 자체가 변화하여 변색함으로 상기 법칙에 따르지 않고 높은 효율로 소색이 가능해진다.

또한, 착색 재료에는 충전재, 착색재, 내열안정제, 내광안정제, 산화방지제, 노화방지제, 광안정제, 자외선흡수재, 대전방지제, 금속비누나 왁스 등의 활제, 개질용 수지 내지 고무 등의 공지의 수지 배합제를 그 자체 공지의 처방에 따라 배합할 수 있다. 예를 들면 활제를 배합함으로써 용융성형시의 절단에 의한 착색 재료에 대한 부하의 경감 및 압출기 스크류에 대한 수지의 결손의 개선을 도모할 수가 있다.

포장 구조체는 상기 수지를 기재(基材)로 하는 단층구조의 것이라도 되고, 또한 2층 이상의 다층 구조를 가지고 있어도 된다. 포장 구조체의 유통ㆍ사용시와 사용후의 재제품 처리화에 있어서 포장 구조체의 착색 성분의 주변환경의 변화를 용이하게 할 수 있으므로 착색 성분을 함유한 층과 다른 층을 가진 적층 구조체로 하는 것이 바람직하다. 착색 성분을 함유한 층과 다른 층을 가진 적층 구조체로 함으로써 재제품 처리 공정에 있어서의 용융 혼합에 의하여 착색 성분이 다른 층에 의하여 희석됨으로써 착색 성분 주위의 환경변화가 일어나고 이것을 외부 자극으로써 이용할 수가 있다.

포장 구조체를 구성하는 착색 재료층 이외의 수지층은 그 사용 양태나 요구되는 기능 등에 의하여 열가소성 수지나 열경화성 수지로부터 적절하게 선택할 수 있다.

여기서 선택되는 수지로서는 예를 들면 올레핀계 수지나 열가소성 폴리에스테르 수지 등을 들 수 있다.

올레핀계 수지로서는 예를 들면 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 중밀도폴리에틸렌(MDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 선형초저밀도폴리에틸렌(LVLDPE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌-프로필렌공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌-부텐-1공중합체, 프로필렌-부텐-1공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐-1공중합체, 에틸렌-아세트산비닐공중합체, 이온가교올레핀공중합체(아이오노머) 또는 이들의 브랜드물 등을 들 수 있다.

또한, 열가소성 폴리에스테르 수지로서는 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리카보네이트, 폴리알릴레이트, 이소프탈산공중합PET(PET-I), 시클로헥산디메탄올(CHDM)공중합PET, 폴리올레핀, 폴리에테르 등으로 구성되는 연질세그멘트를 공중합한 폴리에스테르 등을 들 수 있다.

단, 포장 구조체를 구성하는 착색 재료층 이외의 수지층은 특히 폴리에스테르 수지로 이루어진 층으로 하는 것이 바람직하다. 착색 재료층 이외의 수지층을 폴리에스테르 수지로 이루어진 층으로 하면 착색 재료의 주재료를 폴리에스테르계의 수지로 함으로써 포장 구조체의 리사이클성을 높일 수가 있다.

또한, 포장 구조체는 요구되는 기능을 부여하기 위하여 각종층을 형성하여도 된다. 예를 들면 포장 구조체는 가스배리어층을 가지고 있어도 된다. 배리어성 수지의 예로서는 에틸렌비닐알콜공중합체(EVOH), 환형올레핀계공중합체(COC), 특히 에틸렌과 환형올레핀과의 공중합체(미쓰이가가꾸샤재의 APEL 등) 메타크실리렌아디파미드(MXD6) 등을 들 수 있다.

기타, 각 수지층간에 필요에 따라 접착제 수지를 개재시킬수도 있다. 이와 같은 접착 수지로서는 카르본산, 카르본산무수물, 카르본산염, 카르본산아미드, 카르본산에스테르에 따른 카르보닐기를 주쇄 또는 측쇄로 가지는 열가소성 수지를 들 수 있다. 접착제 수지의 적당한 예는 에틸렌아크릴산공중합체, 이온가교올레핀공중합체, 무수말레인산그라프트폴리에틸렌, 무수말레인산그라프트폴리프로필렌, 아크릴산그라프트폴리올레핀, 에틸렌아세트산비닐공중합체, 공중합폴리에스테르, 공중합폴리아미드 등의 1종류 또는 2종류 이상의 조합 등을 들 수 있다. 또한, 착색층의 착색과 배리어성과 같이 복수의 성질을 겸비할 수도 있다.

본 발명의 포장 구조체는 상기 착색 성분을 사용하는 외에는 공지의 방법으로 제조할 수가 있다.

예를 들면 필름, 시트 또는 튜브의 성형은 기재 수지에 착색 성분을 건식(乾式)브랜드 또는 멜트브랜드에 의하여 배합하고 압출기로 용융혼합한 후 T-다이, 서큘러다이(링다이) 등을 통하여 소정의 형상으로 압출함으로써 이루어지며 T-다이법필름, 블로운필름 등을 얻을 수 있다. T-다이 필름은 이것을 2축 연신함으로써 2축 연신필름이 형성된다.

또한, 기재 수지에 착색 성분을 배합하여 압출기로 용융 혼합한 후 사출 금형 속으로 사출함으로써 용기나 용기 제조용 프리폼을 제조한다.

그리고 기재 수지에 착색 성분을 배합하여 압출기로 용융 혼합한 후 일정한 용융 수지 덩어리로 압출하여 이것을 금형으로 압축성형함으로써 용기나 용기 제조용 프리폼을 제조한다.

성형물은 필름, 시트, 병 내지 튜브 형성용 파리손 또는 파이프, 병, 튜브성형용 프리폼 등의 형태를 취할 수 있다.

파리손, 파이프, 프리폼으로부터의 병형성은 압출물을 한쌍의 분할형틀로 핀치오프하여 그 내부에 유체를 분사함으로써 용이하게 이루어진다.

또한, 파이프 또는 프리폼을 냉각한 후 연신 온도로 가열하여 축방향으로 연신함과 동시에 유체압에 의하여 둘레방향으로 블로연신함으로써 연신블로병 등을 얻을 수 있다.

그리고 필름 또는 시트를 진공성형, 압공성형, 돌출성형, 플러그어시스트성형 등의 수단으로 성형할 수가 있으며 컵형상, 트레이형상 등의 포장 용기나 덮개 재료를 얻을 수 있다.

필름 등의 포장 재료는 다양한 형태의 포장용 포대로서 사용할 수가 있으며 그 포대 제조는 그 자체 공지의 포대 제조법으로 실시할 수가 있으며 3방향 또는 4방향을 봉합한 통상의 파우치류, 가셋(Gusset)이 부설된 파우치류, 스텐딩파우치류. 필로 포장용 포대 등을 들 수 있다.

다층 압출성형체의 제조에는 그 자체공지의 공압출 성형법 또는 다층 사출성형법을 이용할 수 있다. 예를 들면 수지의 종류에 상응한 수의 압출기를 사용하여 다중 다층 다이를 사용하는 이외에는 상기와 마찬가지로 압출성형을 하면 된다.

또한, 다층 사출성형체의 제조에는 수지의 종류에 상응한 수의 사출성형기를 사용하여 동시 사출법이나 순차 사출법에 의하여 다층 사출성형체를 제조할 수가 있다.

또한, 다층 압축 성형체의 제조에는 수지의 종류에 상응한 수의 압출기를 사용하여 다중 다층 다이를 통하여 소정의 수지 덩어리로 압출하고 이것을 금형으로 압축성형함으로써 다층 압축 성형체를 제조할 수가 있다.

그리고 다층 필름이나 다층 시트의 제조에는 압출 코트법이나 샌드위치라미네이션법, 미리 성형된 필름의 드라이라미네이션에 의해서도 다층 필름 또는 시트를 얻을 수가 있다.

또한, 착색 성분을 함유한 도료를 포장 구조체에 코팅함으로써도 본 발명의 포장 구조체를 얻을 수가 있다. 코팅은 예를 들면 경화성을 가진 기재 물질 중에 착색 성분을 분산시키고 필요에 따라 용제나 분산제 등의 첨가제를 사용하여 도료화하고 이것을 다른 수지층 표면에 그라비아코트, 스프레이코트, 디프코트 등 공지의 방법에 의하여 도포하고 열이나 UV조사 등의 방법으로 경화도막화시킴으로써 적층한다.

상기 방법으로 제조한 포장 구조체에 예를 들면 빛을 조사함으로써 착색하는 착색 성분을 사용한 경우나 전기적인 자극에 의하여 착색하는 착색 성분을 사용한 경우 등은 필요에 따라 착색처리를 한다.

상기 방법으로 제조한 본 발명의 포장 구조체는 외부자극에 의하여 변색하는 착색 성분을 사용하고 있으므로 사용 후에 있어서 재제품 처리시에 특정한 외부자극을 가함으로써 용이하게 소색 또는 무채색화할 수 있다.

이때의 재제품화 처리하여 얻어진 재생 수지를 두께 0.3㎜의 시트로 성형가공 하였으나 헌터Lab를 뒷면에 표준 백색판(X78.42, Y81.00, Z92.32)을 놓고 반사 법으로 측정하여 무채색원점과의 채도차 (a²+b²)^1/2가 5 이하인 것이 바람직하다. 재생 수지의 채도차가 5 이하이면 외관적으로 무채색이라고 평가되어 재제품처리물에 대한 불필요한 유채색으로 인한 착색을 억제할 수가 있다.

[제4발명:재생 처리방법]

본 발명의 재생 처리방법은 포장 구조체를 회수하여 용융하고 재생 처리를 하는 재생 처리방법으로서 재생을 위한 용융을 포장 구조체에 함유된 착색 성분의 색이 지워지는 온도 이상의 온도로 실시하는 것을 특징으로 하고 있다.

여기서 용융은 예를 들면 용융압출기 등을 상용하여 실시할 수가 있다.

재생 처리에는 용융외에 세척이나 분리 등 재생 제품 제작을 위하여 필요한 공정이 포함된다.

재생을 위한 용융은 포장 구조체에 함유된 착색 성분의 색이 지워지는 온도 이상의 온도로 이루어진다.

예를 들면 착색 성분의 색이 지워지는 온도가 220℃인 경유에는 용융 온도를 220℃ 이상의 온도(예를 들면 250℃등)로 한다. 구체적으로는 예를 들면 수지의 용융이 용융압출기로 실시되는 경우 그 수지가 용융되면서 이송되는 유로의 설정 온도가 250℃등으로 된다.

이와 같은 온도로 용융이 이루어짐으로써 포장 구조체는 함유하는 착색 성분의 규칙적 구조가 파괴됨으로 소색된다. 이로써 비록 회수된 포장 구조체에 색이 착색되어 있었다고 하여도 용융된 단계에서 그 색을 지울 수가 있다.

즉, 본 발명의 포장 구조체는 제조과정에 있어서는 착색에 의하여 가시광배리어나 가식의 기능을 가질 수가 있으며 한편 회수ㆍ재제품화 과정에 있어서는 소색되어 재활용 적성평가의 평가 기준을 충족시킬 수가 있으며 리사이클 가능하게 된다. 따라서 한번 유통된 포장 구조체의 재활용률을 높일 수가 있으며 이로써 리사이클의 촉진을 도모할 수가 있다.

[착색 성분의 소색 온도의 측정]

예를 들면 굴절률이 서로 다른 2종류의 수지(폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)및 나일론(Ny-6))의 다중 적층 구조를 가지고 있는 몰포텍스(등록상표) 미분쇄물(분쇄길이150㎛)[데이진파이버(주)제작]에 대하여 시차(示差)주사열량계(DSC)측정에 의하여 구성 폴리머의 융점을 측정한바, 220℃, 250℃였다. 또한, 호트 스테이지 상에서 광학 현미경에 의하여 외관 관찰을 하면서 10℃/min로 승온하였던 바 220℃에서 소색되었다.

이러한 결과로부터 몰포텍스의 소색 온도는 구성 폴리머인 Ny-6의 융점에 해당하는 220℃였다.

또한, 재생 처리방법의 다른 양태로서 상기 포장 구조체의 재생 처리시에 있어서의 용융 공정, 희석 공정 또는 알칼리 세척 공정 중 적어도 하나의 공정에 의하여 포장 구조체에 외부 자극을 가하여 상기 포장 구조체를 소색 또는 무채색화 하는 방법이 있다.

이들 공정에 의하여 포장 구조체에 외부 자극을 가하여 포장 구조체를 소색 또는 무채색화시킴으로써 착색된 성형물을 다시 재품화할 때의 색조에 관한 제한이 완화됨으로써 생산성을 향상시킬 수가 있다.

또한, 재생 처리를 위한 희석 공정, 알칼리 세척 공정, 용융 혼합 공정에 있어서의 자극에 따라 소색함으로써 새로운 설비를 설치하지 않고 착색된 포장 구조체를 재제품화할 수 있다.

[수지 조성물]

실시예1

메타로센PE(KS560T)[일본포리켐(주)](99.5wt%)를 매트릭스 수지로 하고 이것에 몰포텍스(등록상표)미분쇄물(분쇄길이150㎛)[데이진파이버(주)제작]을 착색 성분으로 하여 0.5wt%(드라이브랜드) 배합하고 교반 건조기[달톤(주)제작]로 예비 혼합하였다. 그리고 사출성형기(NN75S)[(주)니가다데코쇼제작]를 사용하여 가소화 온도를 200℃로 하여 두께 1.5mm의 시트를 작성하였다. 그와 같이 하였더니 성형된 시트에는 색이 착색되어 있었다. 이때의 시트를 광학현미경으로 확대관찰하면 몰포텍스가 파괴되어 있지 않은 상태로 확인할 수 있었다,

비교예1

실시예1에 있어서 사출성형기의 가소화 온도를 270℃로 하는 것 이외는 모두 같은 방법으로 두께 1.5mm의 시트를 작성하였다. 그와 같이 하였더니 성형된 시트는 색이 지워져 있었다. 이때의 시트를 광학현미경으로 확대관찰하면 몰포텍스가 파괴되어 있어서 존재를 확인할 수 없었다.

[포장 구조체]

실시예2

메타로센PE95wt%를 매트릭스 수지로 하여 이것에 몰포텍스 미분쇄물을 5wt%배합한 마스터배치펠릿을 분체피드 장치를 구비한 2축압출기, 냉각콤베어 및 펠레타이저를 사용하여 성형하였다.

그리고 공압출성형기에 있어서 폴리에틸렌테레프탈레이트(RT543CTHP)[일본유니페트(주)]를 내층 및 외측용 사출기(설정 온도 280℃)에 공급하고 먼저 성형한 마스터배치펠릿을 중간층용 사출기에 공급하여 사출금형 내에 공사출성형하고 내층, 외층이 폴리에틸렌테레프탈레이트, 중간층에 착색제층을 25wt% 포함한다. 2종류 3층 프리폼 (32g)을 성형하였다. 그리고 이 프리폼을 2축 연신블로하여 내용량 500㎖의 2종류 3층 다층 병을 성형하였다.

공사출성형에 있어서 중간층용 사출기 설정 온도 및 중간층용 호트러너 온도를 몰포텍스의 소색 온도(220℃)보다 낮은 200℃로 하였다. 그와 같이 하였더니 2축 연신블로하여 얻어진 다층 병에는 색이 착색되어 있었다.

비교예2

실시예2에 있어서 공사출성형의 중간층용 사출기 설정 온도 및 중간층용호트러너 온도를 몰포텍스의 소색 온도(220℃)보다 높은 270℃로 하는 것 이외는 모두 같은 방법으로 2종류 3층의 다층 병을 성형하였다. 그와 같이 하였더니 2축 연신 블로하여 얻어진 다층 병에는 색이 착색되어 있지 않았다.

실시예3

CHDM공중합PET(IV=0.65)95wt%를 매트릭스 수지로 하여 이것에 몰포텍스 미분쇄물을 5wt%배합한 마스터배치펠릿을 분체피드장치를 구비한 2축 압출기, 냉각콤베어 및 펠레타이저를 사용하여 성형하였다.

그리고 공사출성형기에 있어서 폴리에틸렌테레프탈레이트(RT543CTHP)[일본유니페트(주)]를 내층 및 외층용사출기(설정 온도280℃)에 공급하여 먼저 성형한 마스터배치펠릿을 중간층용 사출기에 공급하고 사출금영 내에 공사출성형하여 내층, 외층이 폴리에틸렌테레프탈레이트, 중간층에 착색제 층을 25wt% 포함한 2종류 3층 프리폼 (32g)을 성형하였다. 그리고 이 프리폼을 2측 연신 블로하여 내용량 500㎖의 2종류 3층 다층 병을 성형하였다.

공사출성형에 있어서 중간층용 사출기 설정 온도 및 중간층용 호트러너 온도를 몰포텍스의 소색 온도(220℃)보다 낮은 200℃로 하였다. 그와 같이 하였더니 2축 연신 블로하여 얻어진 다층 병에는 색이 착색되어 있었다.

비교예3

실시예3에 있어서 공사출성형의 중간층용 사출기 설정 온도 및 중간층용 호트러너 온도를 몰포텍스의 소색 온도(220℃)보다 높은 270℃로 하는 것 이외에는 모두 같은 방법으로 2종류 3층의 다층 병을 성형하였다. 그와 같이 하였더니 2축 연신 블로하여 얻어진 다층 병은 색이 착색되어 있지 않았다.

실시예4

[착색 재료 펠릿의 조제]

메타로센PE(카넬KS560T)[일본포리켐(주)제작](99.7wt%)펠릿에 대하여 로이코 색소로서 크리스탈바이올렛락톤[키시다 가가꾸교교(주)제작](0.2wt%) 및 현색재로서 몰식자산프로필[키시다가가꾸고교(주)제작](0.1wt%)를 드라이 브랜드에 의하여 펠릿에 부착시켜 착색 재료 펠릿을 조제하였다.

[소색 재료 펠릿의 조제]

메타로센PE(카넬KS560T))[일본 포리켐(주)제작](99.9wt%)펠릿에 대하여 소색재 성분으로서 콜산메틸[키시다가가꾸고교(주)제작](0.1wt%)을 드라이브랜드에 의하여 펠릿에 부착시켜 소색재로 펠릿을 조제하였다.

[다층 시트의 성형]

2층 T다이가 부설된 압출기(라보플라스트밀)[도요세이키(주)제작]를 사용하여 2개의 압출기에 착색 재료 펠릿 및 소색 재료 펠릿을 각각 공급하고 총 두께 0.3㎜(착색재층/소색재층=0.15㎜/0.15㎜)의 2층 시트를 성형하였다. 설정 온도는 가소화장치 및 패스, 다이, 모두 150℃에서 실시하였다. 성형한 시트는 짙은 청색 으로 착색되어 있었다(샘플1-a). 또한, 얻어진 시트의 색조의 측정을 하였다.

이 시트의 소색처리로서 5X5mm크기로 재단하여 사출성형기(NN75S)[(주)니이가다테코쇼제작]의 재료 호퍼에 공급하여 가소화 온도를 150℃로 하여 두께 1.5mm의 시트를 작성하였다. 이때 성형된 시트는 거의 무색투명하였다(샘플1-b). 또한, 얻어진 시트를 두께 0.3㎜가 되도록 120℃에서 열압축하여 조정하고 색조의 측정을 하였다.

또한, 시트의 색조 측정은 컬러 컴퓨터(SM-4)[스가시켕기(주)]를 사용하여 0.3㎜두께로 성형된 시트의 뒷면에 표준 백색판(X78.42, Y81.00, Z92.32)를 놓고 반사법에 의한 광학측정에 의한 헌터Lab의 측정을 하였다.

비교예4

실시예4에 있어서 소색 재료 펠릿대신에 PE버진펠릿을 2층 T다이가 부설된 압축기에 공급하는 것 이외에는 모두 같은 방법으로 총 두께 0.3㎜(착색재층/PE층=0.15mm/0.15㎜)의 시트를 성형하였다. 성형한 시트는 짙은 청색으로 착색되어 있었다(샘플1'-a).

이 시트의 소색 처리로서 5×5mm 크기로 재단하여 사출성형기(NN75S)[(주)니이가타데코쇼]의 재료 호퍼에 공급하고 가소화 온도를 150℃로 하여 두께 1.5mm의 시트를 작성하였다. 이때 성형된 시트는 청색으로 착색되어 있었다(샘플1'-b). 또한, 얻어진 시트를 두께 0.3mm가 되도록 120℃에서 열압축하여 조정하고 색조 측정을 하였다,

실시예5

공중합폴리에스테르(바일론GM990)[도요보세키(주)제작](97.99wt%)에 대하여 착색 성분으로서 열변색성 안료인 인산 칼륨코발트[테라타야쿠센고교(주)제작](2wt%) 및 황색안료 (GRAPHTOL YELLOW H2R)[크라리안트쟈판(주)제작](0.01wt%)를 배합한 마스터 배치펠릿을 분체피드 장치를 구비한 2축 압출기, 냉각콤베어 및 펠레타이져를 사용하여 성형하였다.

그리고 공사출성형기에 있어서 폴리에틸렌 테레프탈레이트(RT543CTHP)[일본유니페트(주)]를 내층 및 외층용 사출기(설정 온도 280℃)에 공급하고 먼저 성형한 마스터배치펠릿을 중간층용 사출기(설정 온도150℃)에 공급하여 사출금형 내에 공사출성형하여 내층, 외층이 폴리에틸렌테레프탈레이트, 중간층에 착색제 층을 25wt%포함한 2종류 3층 프리폼(32g)을 성형하였다. 그리고 이 프리폼을 2층 연신블로하여 내용량 500㎖의 2종류 3층의 다층 병을 성형하였다. 성형된 병은 유채색인 주황색으로 착색되어 있었다(샘플2-a). 얻어진 병의 동부(두께 0.3mm)의 색조 측정을 하였다. 이 병의 소색처리로서 병을 파쇄기(VC3-360)[(주)호라이제작]에 의하여 분쇄하여 플레이크 형상으로 하고 T다이가 부설된 압출기(라보플라스트밀)[도요세이키(주)제작]에 공급하여 총 두께 0.3mm의 시트를 성형하였다. 설정 온도는 가소화 장치 및 패스, 다이 모두 280℃로 실시하였다. 성형된 시트는 무채색인 회색을 나타내고 있었다(샘플2-b). 또한, 얻어진 시트의 색조 측정을 하였다.

비교예5

실시예5에 있어서 인산칼륨코발트를 제외한 것 외에는 모두 같은 방법으로 내용량 500㎖의 2종류 3층의 다층 병을 성형하였다. 성형된 병은 유채색인 황색으로 착색되어 있었다(샘플2'-a). 얻어진 병의 동부(두께 0.3mm)의 색조 측정을 하였다.

또한, 마찬가지로 이 병의 소색처리로서 병을 파쇄기(VC3-360)[(주)호라이제작]에 의하여 분쇄하여 플레크형상으로 하고 T다이가 부설된 압출기(라보플라스트밀)[도요세이키(주)제작]에 공급하여 총 두께 0.3mm의 시트를 성형하였다. 설정 온도는 가소화 장치 및 패스, 다이 모두 280℃로 실시하였다. 성형한 시트는 유채색인 황색을 나타내고 있었다(샘플2'-b). 또한 얻어진 시트의 색조 측정을 하였다.

이상 측정 결과를 표1에 표시한다.

성형 시트의 색조

	소색 온도	샘플	L	a	b	(a2+b2)1/2	외관
실시예4	전	1-a	81.94	-2.73	-7.84	8.30	청
	후	1-b	82.03	-2.53	-1.37	2.88	무색투명
비교예4	전	1'-a	81.94	-2.73	-7.84	8.30	청
	후	1'-b	83.82	-2.65	-5.28	5.91	청
실시예5	전	2-a	81.16	1.50	13.00	13.09	주황색
	후	2-b	78.22	2.00	4.50	4.92	회색
비교예5	전	2'-a	84.17	-2.61	17.09	17.29	황색
	후	2'-b	82.54	-2.14	18.23	18.36	황색

본 발명에 의하면 폴리머로 구성된 규칙적 구조를 발색 원리로 하는 착색 성 분이 매트릭스 수지에 함유되므로 그 물리적 발색에 의하여 수지 조성물(포장 구조체)에 색을 착색시킬 수가 있다.

또한, 착색 성분의 색이 지워지는 온도가 매트릭스 수지의 성형 온도보다 높음으로 사출성형의 설정 온도를 매트릭스 수지의 성형 온도로 함으로써 수지 조성물(포장 구조체)에 색을 착색할 수가 있으며 또한 용융압출의 설정 온도를 착색 성분의 색이 지워지는 온도 이상의 온도로 함으로써 수지 조성물(포장 구조체)의 색을 지울 수가 있다.

그러므로 제조ㆍ리사이클의 흐름에 있어서의 제조과정에서는 사출성형에 의하여 수지 조성물(포장 구조체)에 착색할 수 있으며, 회수ㆍ재제품 과정에서는 용융압출에 의하여 수지 조성물(포장 구조체)을 소색할 수 있다.

이로써 유통과정에 있어서는 수지 조성물(포장 구조체)의 착색에 의한 가시광배리어 또는 가식의 기능을 발휘시킬 수가 있으며 회수ㆍ재제품 과정에서 소색하여 리사이클을 가능하게 한다.

따라서 수지 조성물(포장 구조체)로 성형된 용기 (예를 들면 페트병 등)의 재활용률을 높일 수가 있으며 나아가서는 리사이클의 추진을 도모할 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 물리적 발색 기구에 의한 가식을 할 수 있으며 또한 가식처리를 하여도 리사이클이 용이한 포장 구조체 및 그 가식 방법을 제공할 수가 있다.

또한, 본 발명에 의하면 외부 자극에 의하여 구조가 변화하고 변색하는 착색 성분을 사용하여 포장체를 착색함으로써 유통ㆍ사용시에 있어서는 착색이 이루어져 있으나 사용후에 있어서는 리사이클시의 처리 공정 등에 있어서의 외부 자극에 의하여 용이하게 소색 또는 무채색화할 수 있는 포장 구조체를 제공할 수가 있다.

Claims (30)

1. 폴리머로 구성된 규칙적 구조를 발색 원리로 하는 착색 성분이 매트릭스 수지에 함유되어 있으며 ,

   상기 착색 성분의 색이 지워지는 온도가 상기 매트릭스 수지의 성형 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 착색 성분이 복수의 상기 폴리머로 구성되어 있는 경우에 있어서,

   상기 복수의 폴리머 중 어느 하나의 폴리머의 상기 색이 지워지는 온도에 해당하는 융점이 상기 매트릭스 수지의 성형 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
3. 제1항에 있어서, 상기 착색 성분이 굴절률이 서로 다른 2종류 이상의 수지의 다중 적층체인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 수지 조성물을 사용한 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
5. 제4항에 있어서, 상기 수지 조성물로 이루어진 층과 폴리에스테르로 이루어 진 층을 각각 하나 또는 둘 이상 가진 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
6. 제4항에 있어서, 상기 수지 조성물을 구성하는 매트릭스 수지가 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
7. 제4항에 있어서, 상기 착색 성분을 구성하는 하나 또는 둘 이상의 상기 폴리머 중 적어도 하나 이상의 폴리머가 폴리에스테르인 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
8. 제4항에 있어서, 상기 수지 조성물이 공압출성형에 의하여 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
9. 제4항에 있어서, 상기 수지 조성물이 코팅에 의하여 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
10. 포장 구조체의 적어도 일부의 면에 섬유형상 구조체를 사용하여 상기 면과 광학적 특성이 서로 다른 부분이 주기적으로 배열된 구조를 형성한 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
11. 제10항에 있어서, 상기 광학적 특성이 서로 다른 부분이 상기 포장 구조체의 면과 굴절률이 서로 다른 부분인 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
12. 제10항에 있어서, 상기 광학적 특성이 서로 다른 부분이 상기 섬유형상 구조체의 내부에 형성된 공동부인 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
13. 포장 구조체의 적어도 일부의 면에 섬유형상 구조체를 사용하여 상기 면과 광학적 특성이 서로 다른 부분을 주기적으로 배열한 구조를 형성함으로써 가식을 하는 것을 특징으로 하는 포장 구조체의 가식 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 섬유형상 구조체를 상기 포장 구조체 표층에 감아서 가식을 하는 것을 특징으로 하는 포장 구조체의 가식 방법
15. 제13항에 있어서, 상기 섬유형상 구조체를 상기 포장 구조체를 형성하는 수지에 배합함으로써 가식을 하는 것을 특징으로 하는 포장 구조체의 가식 방법.
16. 제13항에 있어서, 상기 섬유형상 구조체를 면 형상체로 가공한 것이며 상기 포장 구조체에 가식을 하는 것을 특징으로 하는 포장 구조체의 가식 방법.
17. 제4항에 기재된 포장 구조체를 회수하여 용융하고 재생 처리를 하는 재생 처리방법으로서,

    상기 재생을 위한 용융을 상기 포장 구조체에 함유된 착색 성분의 색이 지워지는 온도 이상의 온도로 실시하는 것을 특징으로 하는 포장 구조체의 재생 처리방법.
18. 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 기재된 포장 구조체를 회수하여 용융하고 재생 처리를 하는 재생 처리방법으로서,

    상기 재생을 위한 용융을 상기 포장 구조체에 함유된 착색 성분의 색이 지워지는 온도 이상의 온도로 실시하는 것을 특징으로 하는 포장 구조체의 재생 처리방법.
19. 하나 또는 두 종류 이상의 착색 성분에 의하여 구성되는 착색 재료를 함유하고 사용 후에 있어서의 외부 자극에 의하여 소색 또는 무채색화하는 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
20. 제19항에 있어서, 상기 착색 재료의 발색 기구가 가시광 영역에 있어서의 광흡수로 인한 것임을 특징으로 하는 포장 구조체.
21. 제19항에 있어서, 상기 포장체가 상기 착색 재료를 포함한 층을 가진 적층 구조체인 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
22. 제19항에 있어서, 상기 착색 재료로 이루어진 층과 열가소성 수지로 이루어진 층을 각각 하나 또는 둘 이상 가진 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
23. 제19항에 있어서, 상기 착색 재료가 수지를 주재료로 하는 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
24. 제19항에 있어서, 상기 착색 재료로 이루어진 층의 주재료 수지가 다른 열가소성 수지로 이루어진 층의 적어도 한 층을 구성하는 열가소성 수지와 같은 종류의 수지인 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
25. 제19항에 있어서, 상기 외부 자극에 의하여 상기 착색 재료를 구성하는 적어도 한 종류 성분의 화학구조를 변화시킴으로써 소색 또는 무채색화하는 것을 특징으로하는 포장 구조체.
26. 제19항에 있어서, 상기 외부 자극이 열 또는 빛에 의한 자극인 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
27. 제19항에 있어서, 상기 외부 자극이 상기 착색 성분의 주변환경의 변화인 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
28. 제27항에 있어서, 상기 주변 환경의 변화가 수소 이온 농도의 변화, 극성 변화, 배위자 농도 변화, 현색제 농도 변화 또는 주변 수지가 변화하는 것임을 특징으로 하는 포장 구조체.
29. 제19항에 있어서, 상기 포장 구조체를 재생 처리하여 얻어진 수지를 사용하여 형성한 시트의 무채색 원점과의 채도차(a²+b²)^{1 /2}가 5 이하인 것을 특징으로 하는 포장 구조체.
30. 제19항 내지 제29항 중 어느 한항에 기재된 포장 구조체의 재생 처리방법으로서,

    상기 포장 구조체의 재생 처리시에 있어서의 용융 공정, 희석 공정 또는 알칼리 세척 공정 중 적어도 어느 하나의 공정에 있어서 외부 자극을 가하여 상기 포장 구조체를 소색 또는 무채색화하는 것을 특징으로 하는 포장 구조체의 재생 처리방법.

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