KR20190091476A - 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 패키징 필름 - Google Patents

유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 패키징 필름 Download PDF

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KR20190091476A
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란 에이. 미쇼
다니엘 씨. 베너버그
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베미스 컴파니, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름을 포함하는 패키징 필름에 관한 것이다. 이들 패키징 필름은 가요성 식품 및 제약 패키징에 사용될 수 있다. 이들 패키징 필름은 우수한 가요성을 가지면서 탁월한 산소 및 수분 배리어 보호를 제공한다.

Description

유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 패키징 필름
본 발명은, 높은 산소, 수분 및/또는 화학적 배리어 물질을 생성하는 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름을 포함하는 다층형 패키징 필름에 관한 것이다. 이들 필름은 산소 및/또는 수분 민감성 식품 및 비-식품 제품, 예컨대 제약 제품 및 의료 장치의 패키징에 유용하다.
배경기술 및 그 이후 본 발명의 구현예의 하기 기재는 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되지만, 본 발명의 선행 기술을 기재하거나 구성하는 것으로 인정되지는 않는다. 본 출원에서 언급되거나 인용된 논문, 특허, 및 특허 출원, 그리고 모든 다른 문헌 및 전자적으로 이용가능한 정보는, 본원에서 인용된 논문, 특허, 특허 출원 및 문헌에서 인용된 임의의 참조문헌을 포함하여, 개개의 공개문헌 각각이 참조로 포함된다고 특정적으로 그리고 개별적으로 기재되는 것과 같은 정도로 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 본 출원인은 임의의 이러한 논문, 특허, 특허 출원, 또는 다른 문헌으로부터의 임의의 모든 자료 및 정보를 본 출원에 물리적으로 포함시킬 권리를 보유한다.
가요성 식품 및 제약 패키징 및 소비자 또는 산업용 전자제품에 사용될 수 있는 다양한 기체, 수분 및/또는 화학물질의 유입을 막는 높은 배리어 물질의 개발은 많은 관심을 받는다. 이들 용품을 위해 높은 산소 배리어 패키징 물질이 필요하다. 가요성 패키징을 위한 전통적인 산소 배리어 물질로 수 마이크로미터 두께의 시트 형태의 알루미늄이 사용되어 왔다. 알루미늄 포일은 25.4 마이크론 초과의 두께로 사용되는 경우 가요성 패키지에서 기체 및 산소 배리어를 제공한다. 그러나, 보다 작은 두께로 사용시, 이는 핀홀 및 다른 응력 유도 파열, 예컨대 굴곡 균열의 형성에 대해 민감하다. 다층 구조 내로의 포일의 혼입은 다중 라미네이션 단계를 필요로 하며; 이는 방법을 단일 단계로 감소시키는 공압출에 비해 비용이 많이 든다.
패키징 물질의 배리어 특성을 개선시키는 또 다른 널리 알려진 방법은 에틸렌 비닐 알코올 공중합체(EVOH)를 다층 필름 구조 내로 혼입하는 것이다. 23℃ 및 0% 상대 습도에서 약 0.006cm3*mil/100 인치2/24시간의 27mol% 에틸렌 EVOH에 대한 산소 침투율이 보고되었다. 그러나, 산소 배리어 물질로서의 EVOH의 사용에 관한 가장 중요한 문제는 그의 수분 민감성이다. EVOH는 친수성이며, 습윤 조건에 직접 노출시 상당량의 수분을 흡수하고, 이는 그의 산소 침투율 증가를 초래한다. EVOH의 기체 배리어 특성을 추정함에 있어 그의 습도에 대한 의존성이 논문["Ethylene Vinyl Alcohol Resins for Gas-Barrier Material", T. Iwanami and Y. Hirai]에 논의되어 있으며, 이 논문은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 이 논문은 습도가 증가함에 따라 EVOH의 산소 배리어 특성의 열화를 논의한다.
패키징 필름의 산소 배리어 특성을 개선시키는 또 다른 접근은, 열가소성 중합체 매트릭스 내로 고체 무기 충전제를 혼입하는 것이다. 이 방법은, 종래의 중합체 가공처리 방법을 사용하여 두 성분을 블렌딩하여 무기 충전제를 열가소성 중합체 내로 캡슐화하고, 블렌드를 시트 또는 필름으로 압출하는 것을 포함한다. 그러나, 일부 무기 충전제, 예컨대 탄산칼슘, 활석, 유리, 및 점토가 중합체 매트릭스 내로 혼입되는 경우, 이는, 특히 30 부피 퍼센트 초과의 충전제 수준에서, 중합체-충전제 하이브리드의 취급곤란한 점도를 초래하여, 이들을 유용한 제품으로 용융 가공처리하는 것을 매우 어렵게 만들 수 있다.
우수한 배리어 특성 및 가요성을 나타내는 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름을 포함하는 다층형 패키징 필름이 제공된다. 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름은 그 자체가 다층형 패키징 필름일 수 있거나 보다 큰 패키징 필름 구조의 서브-유닛일 수 있다. 유리 및 플라스틱의 교호 층을 갖는 이들 공압출 필름은, 유리 및 플라스틱을 연속적으로 동시 압출하여, 유리의 적어도 하나의 개개의 층 및 플라스틱의 적어도 하나의 개개의 층의 조합된 다층 유동 스트림을 형성하여 제조되었다. 일부 구현예에서, 공압출 필름은 적어도 2층의 유리 및 적어도 1층의 플라스틱을 포함한다. 다른 구현예에서, 공압출 필름은 적어도 10층의 유리 및 적어도 10층의 플라스틱을 포함한다. 유리 및 플라스틱의 공압출은 층 증식 피드-블록과 조합하여 수행하였다. 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름은, 특정 패키징 용품의 요건에 따라 요망되는 임의의 수의 유리 층 및 임의의 수의 플라스틱 층을 가질 수 있다. 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층의 총 수는 3 내지 3천 이상으로 다양할 수 있다.
일부 구현예에서, 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름은 열 시일링(sealing) 물질의 별개의 외층과 결합될 수 있다. 열 시일링 층은, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌, 에틸렌 알파-올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 이오노머, 및 이들의 블렌드를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 다른 구현예에서, 유리 및 플라스틱의 교호 층을 갖는 공압출 필름은 어뷰즈(abuse) 물질의 별개의 외층과 결합될 수 있다. 어뷰즈 층은, 폴리아미드, 배향 폴리아미드, 및 방향족 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 배향 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리프로필렌 및 배향 폴리프로필렌을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 다른 구현예에서, 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름은 열 시일링 층 및 어뷰즈 층 둘 다와 결합될 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름은 동일한 물질의 2개의 외층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 열 시일링 물질의 2개의 별개의 외층이 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름 상에 압출 코팅될 수 있다.
종래의 패키징 물질에 비해 우수한 기체 및 물 배리어 특징을 갖는 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름을 포함하는 다층형 패키징 필름이 본원에서 제공된다. 일부 구현예에서, 다층형 패키징 필름은 23℃ 및 0% 상대 습도에서 0 내지 1cm3/m2/24시간 범위 내의 산소 투과율을 갖는다. 일부 구현예에서, 다층형 패키징 필름은 38℃ 및 90% 상대 습도에서 0 내지 1g/m2/24시간 범위 내의 수증기 투과율을 갖는다. 이러한 구현예에서, 다층형 패키징 필름은 38℃ 및 90% 상대 습도에서 0 내지 0.08g/m2/24시간 범위 내의 수증기 투과율을 갖는다. 다른 구현예에서, 다층형 패키징 필름은 탁월한 화학적 배리어 특성을 가질 수 있다. 산소 및 수증기의 침투는 Mocon® 침투-측정 장비에 의한 방법에 의해 결정되었다. 여기서 산소 침투는 23℃ 및 0% 상대 습도에서 결정되었고, 수증기 침투는 38℃ 및 90% 상대 습도에서 결정되었다. 당업자는, 0 내지 1cm3/m2/24시간 범위 내의 산소 투과율 및/또는 0 내지 1g/m2/24시간 범위 내의 수증기 투과율을 갖는 필름이 무결점의 높은 배리어 물질을 나타내는 것을 인식할 것이다.
또한, 높은 정도의 가요성을 갖는 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름을 포함하는 다층 패키징 필름이 본원에서 제공된다. 가요성은 최소 굽힘 반경에 의해 결정된다. 본원에서 사용되는 "최소 굽힘 반경"은, 파괴, 균열 또는 필름의 배리어 특성에 영향을 주는 임의의 종류의 결점 발생 없이 필름이 굽어질 수 있게 하는 최소 허용 반경을 지칭한다. 당업자는, 최소 굽힙 반경이 작을수록, 물질 가요성이 크다는 것을 인식할 것이다(곡률 반경이 감소할수록, 곡률이 증가함). 일부 구현예에서, 유리 및 플라스틱의 교호 층을 포함하는 다층 패키징 필름은 10mm 미만의 최소 굽힘 반경을 갖는다. 이에 따라, 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름을 포함하는 다층 패키징 필름은 현저히 유용한 정도의 가요성을 제공한다.
유리 및 플라스틱의 교호 층을 갖는 공압출 필름의 유리는 500℃ 미만, 예를 들어, 500, 400, 350, 300, 250 또는 200℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는다. 일부 구현예에서, 유리는 400℃ 미만, 예를 들어, 400, 350, 300, 250, 200 또는 150℃ 미만의 유리 전이 온도, Tg를 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 유리는 주석 플루오로포스페이트 유리(때로는 "SnF-유리"로서 언급됨)이다. 이러한 유리는, BaF2, SnF2, ZnF2, P2O5, Sn(PO4)2, SnO, Sn2P2O7, SnCl2, NH4H2PO4, NH4PF6, Sn2P2O7 등(이에 제한되지는 않음)의 무기 물질의 배치 소결에 의해 제조될 수 있고, 이를 600℃ 이하(통상적으로 400℃ 내지 500℃ 내의 범위)의 온도에서 용융시켜 우수한 품질 및 비교적 높은 화학적 내구성을 갖는 균질 유리를 제공할 수 있다.
유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름을 포함하는 다층 패키징 필름은, 원소 기준으로, 12.0 내지 17.1 범위 내의 몰 백분율의 주석, 11.2 내지 24.3 범위 내의 몰 백분율의 플루오린, 12.1 내지 19.6 범위 내의 몰 백분율의 인, 및 43.3 내지 61.1 범위 내의 몰 백분율의 산소를 포함하는 유리 조성물을 갖는다. 일부 구현예에서, 유리는, 원소 기준으로, 15.4 내지 17.1 범위 내의 몰 백분율의 주석, 19.6 내지 24.3 범위 내의 몰 백분율의 플루오린, 14.2 내지 16.6 범위 내의 몰 백분율의 인, 및 43.3 내지 56 범위 내의 몰 백분율의 산소를 포함한다. 다층 패키징 필름의 유리 조성물의 원소 성분의 품질 및 양 결정은, 에너지 분산형 x선(EDX) 분광계 분석에 의해 결정될 수 있다. 무기 조성물의 EDX 분광계 분석 기술은 널리 알려져 있고, 과도한 실험 없이 당업자에 의해 쉽게 수행될 수 있다.
임의의 플라스틱이 교호되는 개개의 유리 및 플라스틱 층에 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 플라스틱은 "열가소성 물질"로서 정의될 수 있다. 열가소성 물질은 본원에서, 열에 노출시 연화되고 실온으로 냉각시 그의 원래의 상태로 회복되는 임의의 중합체 또는 중합체 혼합물을 지칭한다. 일부 구현예에서, 플라스틱은, 지방족 및 방향족 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리이미드, 이오노머, 지방족 및 방향족 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 글리콜 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 이소프탈레이트, 및 폴리에틸렌 나프탈레이트; 시클릭 올레핀 공중합체, 폴리올레핀 단독중합체 및 공중합체, 예컨대 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 말레산 무수물-개질 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐 알코올 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌 아크릴산, 에틸렌 메타크릴산, 에틸렌 알킬 아크릴레이트, 및 폴리프로필렌, 폴리아미드이미드, 폴리카르보네이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리페닐렌 술피드, 고충격 폴리스티렌을 포함한 폴리스티렌, 비가소화 폴리비닐 클로라이드, 열가소성 폴리우레탄 및 이들의 블렌드를 포함하나, 이에 제한되지는 않는, 결정성 또는 반-결정성 열가소성 물질, 비정질 열가소성 물질 및 이들의 블렌드를 포함할 수 있다.
방향족 폴리아미드의 예는, 나일론 4,I, 나일론 6,I, 나일론 6,6/6I 공중합체, 나일론 6,6/6T 공중합체, 나일론 MXD6(폴리-m-크실릴렌 아디프아미드), 폴리-p-크실릴렌 아디프아미드, 나일론 6I/6T 공중합체, 나일론 6T/6I 공중합체, 나일론 MXDI, 나일론 6/MXDT/I 공중합체, 나일론 6T(폴리헥사메틸렌 테레프탈아미드), 나일론 12T(폴리도데카메틸렌 테레프탈아미드), 나일론 66T, 나일론 6-3-T(폴리(트리메틸 헥사메틸렌 테레프탈아미드)를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
구매 가능한 시클릭 올레핀 공중합체의 예는, Polyplastics(Celanese-Ticona, 일본 도쿄)가 공급하는 수지의 TOPAS® 패밀리를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
일부 구현예에서, 플라스틱은 방향족 또는 알킬 치환된 방향족 폴리에스테르, 즉, 프탈산의 다양한 이성질체, 예컨대 파라프탈산(또는 테레프탈산), 이소프탈산 및 나프탈산을 포함한다. 알킬 치환된 방향족 산의 구체적 예는, 디메틸프탈산의 다양한 이성질체, 예컨대 디메틸이소프탈산, 디메틸오르토프탈산, 디메틸테레프탈산, 디에틸프탈산의 다양한 이성질체, 예컨대 디에틸이소프탈산, 디에틸오르토프탈산, 디메틸나프탈산의 다양한 이성질체, 예컨대 2,6-디메틸나프탈산 및 2,5-디메틸나프탈산, 및 디에틸나프탈산의 다양한 이성질체를 포함한다. 일부 구현예에서, 방향족 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, 글리콜-개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체 및 이들의 혼합물을 포함한다. 글리콜-개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체의 추가의 예는, SK Chemicals America(미국 캘리포니아주 어바인)가 판매하는 상표명 SKYGREEN® PETG, 및 Eastman Chemical Company, Inc.(미국 테네시주 킹스포트)가 판매하는 상표명 Eastar™ Copolyester 6763을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
일부 구현예에서, 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름에 사용되는 유리 및 플라스틱은 둘 다 유사한 점도-전단 속도 곡선을 나타낸다. 예를 들어, 도 1에 나타낸 그래프에서 나타나는 바와 같은 유사한 점도-전단 속도 곡선에 기초하여, 20% SnO + 50% SnF2 + 30% P2O5의 몰 조성을 갖는 주석 플루오로포스페이트 유리, "SnF 유리" 등의 유리, 및 1.27g/cm3의 비중, 80℃의 유리 전이 온도, Tg, 85℃의 비캣(Vicat) 연화 온도를 갖는 글리콜-개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, SKYGREEN® PETG SK2008의 플라스틱은 쉽게 공압출될 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 및 플라스틱은, 110℃ 및 260℃ 범위 내의 온도에서 1 내지 1000 s-1의 전단 속도에서 1:15 내지 15:1 범위의 점도 비율을 갖는다.
일부 다른 구현예에서, 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름에 사용되는 유리 및 플라스틱은 둘 다 상이한 점도-전단 속도 곡선을 나타낼 수 있다.
유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름은, 플라스틱 또는 블렌드를 제1 압출기 내로 도입하는 단계, 유리를 제2 압출기로 도입하는 단계, 물질을 압출기 내에서 요망되는 온도로 가열하는 단계, 및 각각의 물질의 하나 이상의 용융물 스트림을 함께 합쳐서 유리의 적어도 하나의 개개의 층 및 플라스틱의 적어도 하나의 개개의 층의 결합된 다층형 유동 스트림을 생성하는 단계를 포함하는, 연속 압출 방법에 의해 제조되었다. 결합된 다층형 유동 스트림은 일반적으로 평면 형상으로 형성되고, 스태킹된(stacked) 층 형태로 병치되었다. 다층 유동 스트림이 다이로부터 배출되면, 이를 냉각시키고 성형하였다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "공압출된" 또는 "공압출"은, 둘 이상의 물질을, 압출물이 냉각, 즉 켄칭 전에 통합된 구조로 함께 융합 및 결합되도록 배열된 하나 이상의 오리피스를 갖는 단일 다이를 통해 연속적으로 동시에 압출하는 방법을 지칭한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 압출기는, 물질을 그의 연화 및/또는 용융 온도로 가열하여 연화된 및/또는 용융된 물질의 출력 유동 스트림을 생성하고, 이것이 중력 또는 기계적 힘에 의해 장치의 출구 오리피스로부터 배출되게 할 수 있는 임의의 장치를 지칭한다. 적합한 압출기는, 단일-스크류 압출기, 예컨대 평활 배럴 및 홈이 있는 또는 핀 배럴 단일-스크류 압출기, 트윈-스크류 압출기, 예컨대 공-회전 및 역-회전 트윈-스크류 압출기 및 멀티-스크류 압출기(회전 중심 샤프트 및 정적 중심 샤프트 멀티-스크류 압출기 포함)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
일부 구현예에서, 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름은, 플라스틱 및 유리 유동 스트림을 압출 방법 동안 각각의 물질의 층의 총 수를 배가시키도록 기계적으로 조작하여 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층의 스태킹된 평면형 구성을 생성하는 방법에 의해 제조되었다. 피드-블록의 사용을 이용하여, 플라스틱 및 유리의 다중 유동 스트림을 결합된 다층형 유동 스트림으로 결합하였다. 이러한 피드-블록은, 예를 들어, 미국특허번호 3,759,647; 4,426,344 및 미국 특허출원공개번호 2013/0276895에 기재되어 있고, 이들의 내용은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 일반적으로, 이들 피드-블록은, 압출 다이 헤드 또는 다른 가공처리 장비로의 도입 전에 스태킹된 결합된 다층형 구조를 형성하기 위해 서로에 대해 유동 스트림을 스태킹한 다중 스트림을 수용하도록 구성되었다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "포함하다", "포함하는" 및 그의 문법적 변형어는 언급된 특징, 정수, 단계 또는 그의 구성요소 또는 그룹의 존재를 특정하는 것으로 이해되어야 하지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 그의 구성요소 또는 그룹의 존재 또는 첨가를 배제하지는 않는다.
본 발명의 추가의 특징 및 이점은, 첨부된 도면과 결합하여, 하기 상세한 설명으로부터 명백해질 것이며, 도면에서,
도 1은 주석 플루오로포스페이트 유리, "SnF 유리" 및 글리콜-개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, SKYGREEN® PETG SK2008의 점도-전단 속도 곡선을 나타내는 도면이다.
도 2는 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름을 포함하는 다층형 패키징 필름의 일반적 구현예를 나타내는 개념도이다.
이제, 다층형 패키징 필름을 본 발명의 일부(그러나, 전체는 아님) 구현예가 나타나 있는 첨부된 도면을 참조하여 하기에서 보다 충분히 설명할 것이다. 실제로, 본 발명은 많은 상이한 형태로 구현될 수 있고, 본원에 기재된 구현예로 제한되는 것으로 해석되어선 안 되며; 그보다는, 이들 구현예는 본 개시내용이 적용가능한 법적 요건을 만족하도록 제공된다. 동일한 번호는 전반에 걸쳐 동일한 요소를 나타낸다.
도 2는 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층을 갖는 공압출 필름을 포함하는 다층 패키징 필름(10)의 일반적 구현예를 나타내는 개념도이다. 이 도면에서, "A"로 표시된 층은 가열 시일링 물질을 나타내고, "B"로 표시된 층은 중합체를 나타내고, "C"로 표시된 층은 유리를 나타낸다. 참조부호 "n"은, 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층의 8층 세트의 승수(multiplier)를 나타낸다. 이 도면은 17, 65 및 257(여기서, 각각 n=2, 8 및 32) 사이에서 다양한 공압출 필름의 유리 및 플라스틱의 교호되는 개개의 층의 총 수로 제작된 상이한 예를 나타낸다.
실시예
도 2에 나타낸 구조를 갖는 다층 패키징 필름의 실시예 1~10을 제조하였다. 전기로 내에서 공기 중 500℃에서 탄소 도가니 중에서 15분 동안 용융시키고, 용융된 조성물을 알루미늄 상에 캐스팅하고, 실온으로 냉각시킴으로써 20% SnO + 50% SnF2 + 30% NH4H2PO4의 몰 조성을 갖는 주석 플루오로포스페이트 유리의 배치 물질을 제조하였다. 냉각된 소결 유리 조성물을 대략 3mm의 입자 크기로 분쇄하였다. 이 유리 조성물을 참조부호 "C층"으로 나타내고, 이는 원소 기준으로, 15.4 내지 17.1 범위 내의 몰 백분율의 주석, 19.6 내지 24.3 범위 내의 몰 백분율의 플루오린, 14.2 내지 16.6 범위 내의 몰 백분율의 인, 및 43.3 내지 56 범위 내의 몰 백분율의 산소를 가졌다. "층 B"로 나타낸 제1 플라스틱 수지를 제1 압출기 내로 도입하고, 수지를 가소화시키기에 충분한 온도로 가열하여 제1 플라스틱 유동 스트림을 생성하였다. 일반적으로, 이 온도는 결정성 또는 반-결정성 플라스틱 수지의 융점 초과, 및/또는 비정질 플라스틱 수지의 유리 전이 온도 또는 그 초과였다. 다음으로, "C층"로 상기에 기재된 유리 조성물을 제2 압출기 내로 도입하고, 그의 유리 전이 온도 초과로 가열하여 유리 유동 스트림을 생성하였다. 제1 플라스틱 및 유리 유동 스트림을 피드-블록 매니폴드를 통해 전달하여, 플라스틱/유리/플라스틱 또는 "B층/C층/B층"의 3층 시퀀스를 갖는 플라스틱 및 유리의 교호 층의 수직으로 스태킹된 유동 스트림을 생성하였다. 이 3층 시퀀스를 배가시켜 수직으로 스태킹된 다중 3층형 유동 스트림을 생성하도록 피드-블록 매니폴드를 조작하였다. 예를 들어, 3층 시퀀스의 이중배가는 플라스틱/유리/플라스틱/유리/플라스틱 또는 "B층/C층/B층/C층/B층"의 시퀀스를 갖는 5층 유동 스트림을 생성할 수 있으며, 5층 시퀀스의 이중배가는 플라스틱/유리/플라스틱/유리/플라스틱/유리/플라스틱/유리/플라스틱 또는 "B층/C층/B층/C층/B층/C층/B층/C층/B층"의 9층 시퀀스를 생성할 수 있다. 피드-블록 매니폴드가 3층 플라스틱/유리/플라스틱 유동 스트림을 배가시키는 동안, "A층"으로 나타낸 제2 플라스틱 수지를 제3 압출기 내로 도입하였다. 이 제2 플라스틱 수지를, 수지를 가소화시키기에 충분한 온도로 가열하여 제2 플라스틱 유동 스트림을 생성하고, 이를 피드-블록 매니폴드로 도입하였다. 이어서, 플라스틱 및 유리의 배가된 3층형 시퀀스(B층/C층/B층)의 유동 스트림, 및 층 A에 대한 유동 스트림을 압출 슬롯 다이 헤드를 통해 동시에 배출시켜 도 2에 도시된 구현예를 생성하였다. 패키징 필름의 일부 구현예의 구성을 하기 표 1에 나타내었다. 이들 패키징 필름의 일부에 대한 산소 및 수분 침투율을 측정하였고, 이를 또한 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 A층 B층 C층 N 유리/
플라스틱의
총 #		 총 두께
필름
(마이크론)		 산소 투과율
(cm3/m2/24h)		 수증기 투과율
(그램/m2/24h)
1 A B1 C 2 17 50 0.90 0.32
2 A B1 C 2 17 25 --- ---
3 A B1 C 8 65 50 0.12 0.70
4 A B1 C 8 65 25 0.05 0.22
5 A B1 C 32 257 50 --- ---
6 A B2 C 2 17 25 --- ---
7 A B2 C 8 65 50 0.15 0.09
8 A B2 C 8 65 25 --- ---
9 A B3 C 32 257 50 --- ---
10 A B4 C 32 257 50 --- ---
A = 0.922g/cm3의 밀도 및 2.0g/10min의 용융 유속을 갖는, 저밀도 폴리에틸렌, DOW LDPE 640I(The Dow Chemical Company, 미국 미시간주 미들랜드).
B1 = 80℃의 유리 전이 온도를 갖는, 글리콜-개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체, SKYGREEN® PETG SK2008(SK Chemicals, 한국 판교).
B2 = 1.13 g/cm3의 밀도 및 220℃의 용융 온도를 갖는, 폴리아미드, 나일론 6, BASF Ultramid® B36(BASF Corporation, 미국 미시간주 와이언도트).
B3 = 열가소성 폴리우레탄, Elastollan® WY1158(BASF Corporation, 미국 미시간주 와이언도트).
B4 = 0.930g/cm3의 밀도 및 5.0g/10min(190℃/2.16kg)의 용융 유속을 갖는, 에틸렌 아크릴산 공중합체, PRIMACOR™ 1430(The Dow Chemical Company, 미국 미시간주 미들랜드).
상기 기재 및 실시예는 본 발명의 특정 구현예를 예시하는 것이며, 제한적인 것으로 해석되지 않는다. 특정 구현예, 그의 조합, 변형, 및 다양한 구현예의 적합화, 당업계에서 통상적으로 접하는 조건 및 파라미터의 선택은 당업자에게 명백할 것이며, 본 발명의 기술 사상 및 범위 내에 있는 것으로 간주된다.

Claims (10)

  1. 유리 및 플라스틱의 교호 층을 포함하는 공압출 필름을 포함하는 다층 패키징 필름으로,
    상기에서, 유리 층의 수는 적어도 2개이고, 플라스틱 층의 수는 적어도 1개이고,
    다층 패키징 필름은 10μm 내지 250μm 범위 내의 총 두께를 갖고,
    다층 패키징 필름은 10mm 미만의 최소 굽힘 반경을 갖고,
    유리는, 원소 기준으로, 12.0 내지 17.1 범위 내의 몰 백분율(%)의 주석, 11.2 내지 24.3 범위 내의 몰 백분율(%)의 플루오린, 12.1 내지 19.6 범위 내의 몰 백분율(%)의 인, 및 43.3 내지 61.1 범위 내의 몰 백분율(%)의 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 패키징 필름.
  2. 제1항에 있어서, 38℃ 및 90% 상대 습도에서 0 내지 1g/m2/24시간 범위 내의 수증기 투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 패키징 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 23℃ 및 0% 상대 습도에서 0 내지 1cm3/m2/24시간 범위 내의 산소 투과율을 갖는 것을 특징으로 하는 다층 패키징 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스틱이 지방족 및 방향족 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리이미드, 지방족 및 방향족 폴리에스테르, 시클릭 올레핀 공중합체, 폴리올레핀 단독중합체 및 공중합체, 고밀도 폴리에틸렌, 무수물-개질 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리아미드이미드, 폴리카르보네이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에테르술폰, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리옥시메틸렌, 폴리페닐렌 술피드, 폴리스티렌, 비가소화 폴리비닐 클로라이드, 및 이들의 블렌드를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 패키징 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 유리가 200℃ 미만의 유리 전이 온도, Tg를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 패키징 필름.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 유리가 150℃ 미만의 유리 전이 온도, Tg를 갖는 것을 특징으로 하는 다층 패키징 필름.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 유리가, 원소 기준으로, 15.4 내지 17.1 범위 내의 몰 백분율(%)의 주석, 19.6 내지 24.3 범위 내의 몰 백분율(%)의 플루오린, 14.2 내지 16.6 범위 내의 몰 백분율(%)의 인, 및 43.3 내지 56 범위 내의 몰 백분율(%)의 산소를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 패키징 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 층의 수가 적어도 10개이고, 플라스틱 층의 수가 적어도 10개인 것을 특징으로 하는 다층 패키징 필름.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 실란트 층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 패키징 필름.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 어뷰즈(abuse) 층을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 패키징 필름.
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