KR100495141B1 - 스트립 테이프 - Google Patents
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Abstract
접착력이 작아지는 일이 없고, 자연환경, 작업환경 등을 악화시키는 일이 없는 스트립 테이프를 제공하는 것을 목적으로 한다. 극성수지를 성분으로 하는 중심층과, 이 중심층의 양면에 접착층을 개재하여 적층된 적어도 1층의 폴리올레핀층을 갖는다. 상기 접착층은 에틸렌-메크릴산-아크릴산 알킬에스테르 랜덤 공중합체를 성분으로 한다. 이 경우 스트립 테이프는 중심층 및 적어도 1층의 폴리올레핀층으로 이루어지므로, 접착력이 커지고, 중심층과 폴리올레핀층 간의 층간 강도를 크게 할 수 있을 뿐만 아니라, 내수성을 향상시킬 수 있다. 또한, 포장용기를 사용함에 있어서 급격히 가열되거나 냉각되거나 해도, 스트립 테이프의 접착력이 작아지는 일은 없다.
Description
본 발명은 액체 식품 용기용의 스트립 테이프에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 액체식품을 수용하는 포장용기 내에서 포재(抱才)의 겹침부분을 강하고 단단하게 서로 접합하기 위한 스트립 테이프에 관한 것이다.
종래, 우유류, 쥬스, 주류, 콜라, 커피 등의 액체식품을 수용하는 포장용기의 대부분은 종이, 플라스틱, 금속박(箔), 금속 증착(蒸着)필름 등을 조합한 적층체(積層體)재료로 이루어진 포재를 접음으로써 형성된다. 이 접혀진 포재의 테두리 부분은 서로 겹쳐져서 융착되는데, 겹침부분으로부터 액체식품이 새어나오거나, 포장용기 밖으로 침투하는 일이 없도록, 포장용기내에서 겹침부분이 스트립 테이프에 의해 강하고 단단히 접합시키도록 되어 있다. 이 스트립 테이프로는, 가령 극성수지를 성분으로 하는 중심층의 양면에 폴리올레핀으로 된 폴리올레핀층을 적층한 것이 사용된다. 이 경우, 중심층 및 폴리올레핀층이 적어도 한쪽에 대해서 앵커 코트(anchor coat) 처리가 실시된 후, 중심층의 양면에 폴리올레핀층이 적층된다. 상기 앵커 코트처리를 실시하기 위한 앵커 코트제로는 통상 폴리에스테르계 수지 등을 유기용제로 용해시킴으로써 얻어진 열경화성 접착제가 사용된다.
그러나 상기 중심층 및 폴리올레핀층은 적어도 한쪽에 대해서 앵커 코트처리를 실시함으로써 형성된 스트립 테이프를 사용하면, 스트립 테이프의 단면에서 액체식품이 흡수되므로, 접착력이 그만큼 작아지게 되어서 포장용기가 급격한 가열 및 냉각을 수반하여 사용될 경우, 접착력은 더욱 작아지게 된다. 그 결과, 중심층과 폴리올레핀층이 박리되어, 스트립 테이프에 의한 포장용기내의 액체식품의 보호기능이 저하되어 버린다. 또한, 상기 구성의 스트립 테이프는 열안정성 및 산소 배리어(barrier)성이 낮다.
또한, 상기 앵커 코트제는 유기용제를 함유하고 있으므로, 앵커 코트처리가 실시될 때, 상기 중심층의 양면에 폴리올레핀층을 적층할 때 등에 있어서, 유기용제가 방산되어 자연환경, 작업환경 등을 악화시키게 된다.
본 발명은, 상기 종래의 스트립 테이프의 문제점을 해결하여, 접착력이 작아지는 일이 없고, 자연환경, 작업환경 등을 악화시키는 일이 없는 스트립 테이프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 스트립 테이프의 층간 강도의 측정결과를 나타낸 도면이다.
그를 위해서, 본 발명의 스트립 테이프에서는, 극성수지를 성분으로 하는 중심층과 이 중심층의 양면에 접착층을 개재하여 적층된 적어도 1층의 폴리올레핀층을 갖는다.
그리고 상기 접착층은 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 알킬에스테르 랜덤 공중합체를 성분으로 한다.
이 경우, 스트립 테이프는 중심층 및 적어도 1층의 폴리올레핀층으로 이루어지므로, 접착력이 커지고 중심층과 폴리올레핀층 간의 층간강도를 크게 할 수 있을 뿐만 아니라, 내수성을 향상시킬 수 있다. 또, 포장용기를 사용함에 있어서 급격히 가열하거나 냉각하거나 해도, 스트립 테이프의 접착력이 작아지는 일은 없다.
또, 상기 스트립 테이프를 사용하여 제조된 포장용기에서는, 중심층과 폴리올레핀층이 박리되는 일이 없고, 장기간에 걸쳐서 포재의 겹침부분에서 액체식품이 새어나오거나 침투하거나 하는 일이 없기 때문에, 포장용기내의 액체식품의 보호기능을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 스트립 테이프는 열안정성 및 산소 배리어성이 높다.
또한, 스트립 테이프의 열안정성 및 산소 배리어성이 높은 만큼 스트립 테이프를 얇게 만들 수 있으므로, 스트립 테이프의 재료를 감량화할 수 있다.
또, 상기 접착층은 유기용제를 함유하지 않으므로, 자연환경, 작업환경 등을 악화시키는 일이 없을 뿐만 아니라, 화재의 위험성도 낮아진다.
그리고 스트립 테이프를 제조할 때에 앵커 코트처리를 실시하지 않으므로, 제조공정을 간소화함과 동시에 고속화할 수 있을 뿐만 아니라, 앵커 코트제의 성분인 접착제에 의해 스트립 테이프가 오염되거나 블로킹(blocking)등이 발생하거나 하는 일이 없어진다.
본 발명의 다른 스트립 테이프에서는, 또 상기 접착층은 3∼5[중량%]의 메타크릴산의 함유량, 및 0.05∼0.2[중량%]의 아크릴산 알킬에스테르의 함유량을 갖는 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 알킬에스테르 랜덤 공중합체를 성분으로 한다.
본 발명의 또 다른 스트립 테이프에서는, 또 상기 접착층은, 11∼15[g/10분]의 멜트 플로우 레이트(melt flow rate) , 0.927∼0.932[g/㎤]의 밀도, 및 68∼72[℃]의 비컷(Vicat)연화점을 갖는 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 알킬에스테르 랜덤 공중합체를 성분으로 한다.
본 발명의 또 다른 스트립 테이프에서는, 또 상기 아크릴산 알킬에스테르는 아크릴산메틸 및 아크릴산에틸 중의 하나이다.
본 발명의 또 다른 스트립 테이프에서는, 또 상기 극성수지는 에틸렌 비닐 알코올 공중합체 및 폴리에스테르 중의 하나이다.
이하, 본 발명의 실시예에 관하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
본 발명의 스트립 테이프는, 극성수지를 성분으로 하는 중심층을 갖는다. 상기 극성수지로는 에틸렌 비닐 알코올 공중합체(EVOH), 폴리에스테르, 초산비닐, 에틸렌-초산비닐 공중합체, 폴리아미드 등을 사용할 수 있고, 특히 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 폴리에스테르 등을 사용하는 것이 바람직하다.
또, 폴리에스테르로는, 폴리에틸렌 텔레프타레이트(PET), 폴리부틸렌 텔레프타레이트, 에틸렌 텔레프타레이트와 에틸렌이소프타레이트와의 공중합체, 폴리에틸렌-2, 6-나프타레이트 폴리헥사메틸렌 텔레프타레이트, 헥사메틸렌 텔레프타레이트와 1, 4-시클로헥사메틸렌 텔레프타레이트와의 공중합체 등을 사용할 수 있다.
상기 극성수지는 그대로, 바람직하게는, 1축 또는 2축으로 연신되고, 통상의 두께가 10∼50[㎛]정도의 필름형상으로 되어 사용되지만, 중심층으로서 상기 필름형상의 극성수지, 특히 폴리에스테르필름의 표면에 산화규소(SiOX), 산화알루미늄(Al2O3)등을 증착함으로써 얻어진 증착 필름을 사용할 수도 있다. 이 증착 필름을 사용하면, 스트립 테이프의 산소 배리어성을 향상시킬 수 있다.
본 발명 스트립 테이프에서는, 상기 중심층의 양면에 폴리올레핀을 피복함으로써 외층으로서의 폴리올레핀층을 적층한 것이 사용된다. 상기 폴리올레핀으로는, 에틸렌 또는 α-올레핀(프로필렌, 1-부텐, 1-핵센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐 등)의 단독 중합체, 또는 에틸렌과 α-올레핀과의 공중합체를 사용할 수 있지만, 특히, 폴리에틸렌(저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE),선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 메탈로센 촉매를 사용하여 제조된 선형 저밀도 폴리에틸렌(mLLDPE)등), 폴리프로필렌(호모폴리프로필렌, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체, 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체 등), 폴리부텐-1, 폴리4-메틸-펜텐-1 등을 사용할 수 있다.
상기 선형 저밀도 폴리에틸렌은, 메탈로센(metallocene)촉매의 존재하에, 에틸렌 및 코모노머(comonomer)의 탄소수가 4∼8개의 α-올레핀, 바람직하게는, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐 등의 탄소수가 6개 이상인 α-올레핀을 공중합함으로써 제조된다.
상기 메탈로센 촉매는, 티탄, 지르코늄,하프늄 등의 천이(遷移)금속을 π전자계의 시클로펜타디에닐기(基), 치환 시클로펜타디에닐기 등을 함유하는 불포화 고리형상 화합물에 의해 협지된 구조를 갖는 화합물인 메탈로센과 알킬알루미노키산, 알킬알루미늄, 알루미늄할라이드, 알킬알루미늄할라이드 등의 알루미늄 화합물의 보조촉매를 조합시킨 것이다. 상기 폴리올레핀층으로는, 상기 폴리올레핀 내의 폴리에틸렌, 특히 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 등을 사용하는 것이 바람직하다.
이들 폴리올레핀은 그대로, 바람직하게는, 1축 또는 2축으로 연신되어서 통상의 두께가 10∼200[㎛]정도의 필름형상으로 되어 사용된다. 본 발명의 스트립 테이프에서는, 적어도 1층의 폴리올레핀층이 형성되지만, 2층 이상의 폴리올레핀층을 형성할 수도 있다. 폴리올레핀층을 2층 이상 형성할 경우, 각 폴리올레핀층으로 서로 같은 재료를 사용하거나 서로 다른 재료를 사용하거나 할 수 있다. 또, 각 폴리올레핀층의 두께를 서로 같게 하거나 서로 다르게 할 수 있다.
또, 상기 중심층 및 폴리올레핀층 중의 적어도 한쪽에는 필요에 따라서 각종 첨가제 등을 첨가할 수도 있다.
본 발명의 스트립 테이프는, 상기 중심층의 양면에 적어도 1층의 폴리올레핀층이 접착층을 게재하여 적층되어 형성된다. 이 접착층은 3∼5[중량%]의 메타크릴산의 함유량, 0.05∼0.2[중량%]의 아크릴산 알킬에스테르의 함유량, 11∼15[g/10분]의 멜트 플로우 레이트(JIS K6760), 0.927∼0.932[g/㎤]의 밀도(JIS K6760), 및 68∼72[℃]의 비컷 연화점(JIS K6760)을 갖는 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 알킬에스테르 랜덤 공중합체를 성분으로 한다.
아크릴산 알킬에스테르로는, 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산부틸, 아크릴산헥실, 아크릴산-2-에틸헥실 등을 사용할 수 있고, 특히 아크릴산메틸, 아크릴산에틸 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 기초물성을 갖는 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 알킬에스테르 랜덤 공중합체는, 통상의 에틸-메타크릴산 랜덤 공중합체의 제조법에 준해서, 에틸, 메타크릴산 및 아크릴산 알킬에스테르를 랜덤 공중합함으로써 제조된다.
상기 중심층의 양면에 적어도 1층의 상기 폴리올레핀층을 상기 접착층을 개재하여 적층하는 방법은, 특히 한정되지 않고 통상의 적층방법이 채용된다. 가령, 상기 극성수지를 성분으로 하는 필름 및 상기 폴리올레핀 필름 중의 적어도 한쪽 위에 상기 접착층을 형성하는 필름을 피복하고, 상기 극성수지를 성분으로 하는 필름과 상기 폴리올레핀 필름을 압착시키도록 한 드라이 라미네이션법, 상기 접착층을 형성하는 필름의 양면에, 상기 극성수지 및 상기 폴리올레핀을 압출기 등에서 용융시키켜서 압출하여 라미네이션하는 샌드위치 라미네이션법, 상기 극성수지를 성분으로 하는 필름의 양면에 상기 접착층을 형성하는 필름을 압출기 등에서 용융시켜서 압출함과 동시에, 압출된 필름에 상기 폴리올레핀 필름을 겹쳐서 라미네이션하는 샌드위치 라미네이션법, 상기 극성수지, 상기 폴리올레핀 및 상기 접착층을 형성하는 필름을, 압출기 등에 장착된 플랫 다이(flat die), 서큘러다이(circular die) 등으로 각각 용융시켜서 압출하여, 적층하는 공동 압출라미네이션법 등이 채용된다.
또, 상기 접착층의 두께는, 통상 5∼30[㎛]이다. 또 중심층과 상기 폴리올레핀층을 상기 접착층을 개재하여 적층하기 전에, 접착강도를 한층 크게 하기 위하여 중심층 및 폴리올레핀층의 적어도 한쪽에 코로나(corona)방전처리를 실시할 수도 있다. 이와 같이 하여 형성된 스트립 테이프는 통상 폭이 4∼30[㎜]이 된다.
이와 같이, 상기 구성의 스트립 테이프는, 극성수지를 성분으로 하는 중심층, 및 이 중심층의 양면에 접착층을 개재하여 적층된 적어도 1층의 폴리올레핀으로 형성되므로, 접착력이 커지고 중심층과 폴리올레핀 간의 층간강도를 크게 할 수 있을 뿐만 아니라, 내수성을 향상시킬 수 있다. 또, 포장용기를 사용함에 있어서 급격히 가열되거나 냉각되거나 해도 스트립 테이프의 접착력이 저하되는 일은 없다.
또한, 상기 스트립 테이프를 사용하여 제조된 포장용기에서는, 중심층과 폴리올레핀층이 박리되는 일이 없고, 장기간에 걸쳐서 포재의 겹침부분에서 액체식품이 새어나오거나 침투하거나 하는 일이 없으므로, 포장용기내의 액체식품의 보호기능을 향상시킬 수 있다. 게다가, 상기 스트립 테이프는 열안정성 및 산소 배리어성이 높다.
또한, 스트립 테이프의 열안정성 및 산소 배리어성이 높은만큼 스트립 테이프를 얇게 할 수 있으므로, 스트립 테이프의 재료를 감량화할 수 있다.
또, 상기 접착층은 유기용제를 함유하지 않으므로, 자연환경, 작업환경을 악화시키는 일이 없을 뿐만 아니라, 화재의 위험성도 낮아진다.
그리고 스트립 테이프를 제조할 때에, 앵커 코트처리를 실시하지 않으므로 제조공정을 간소화하면서 고속화할 수 있을 뿐만 아니라, 앵커 코트제의 성분인 접착제에 의해 스트립 테이프가 오염되거나, 블로킹 등이 발생하거나 하는 일이 없어진다.
[실시예 1]
2축 연신시킨 두께가 12[㎛]인 에틸렌-비닐알코올 공중합체를 성분으로 하는 필름 양면에 메타크릴산의 함유량이 4[중량%], 아크릴산메틸의 함유량이 0.1[중량%], 멜트 플로우 레이트가 13[g/10분], 밀도가 0.930[g/㎤], 비컷 연화점이 70[℃]인 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 메틸 랜덤 공중합체를, 압출기에서 두께가 25[㎛]가 되도록 용융시켜서 압출함과 동시에, 압출된 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 메틸 랜덤 공중합체에 두께 12[㎛]의 저밀도 폴리에틸렌제의 필름을 겹쳐서 라미네이트하여 복합필름을 제조했다.
[실시예 2]
실시예 1에서 사용된 에틸렌-비닐알코올 공중합체제의 필름 양면에, 실시예 1에서 사용된 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 메틸 랜덤 공중합체로 형성된 두께 15[㎛]의 필름을 겹치고, 다시 이 필름의 바깥쪽 양면에, 두께가 20[㎛]인 선형 저밀도 폴리에틸렌을 겹쳐서 라미네이트하여 복합필름을 제조했다.
[실시예 3]
2축 연신시킨 두께가 15[㎛]인 폴리에틸렌 텔레프타레이트제의 필름의 양면에, 실시예 1과 동일하게, 실시예 1에서 사용된 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 메틸 랜덤 공중합체를 용융시켜서 압출함과 동시에, 압출된 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 메틸 랜덤 공중합체에, 두께가 20[㎛]인 저밀도 폴리에틸렌제의 필름을 겹쳐서 라미네이트하여 복합필름을 제조했다.
[실시예 4]
에틸렌-비닐알코올 공중합체제의 필름에 대신에, 두께가 10[㎛]인 폴리에틸렌 텔레프타레이트제의 필름 위에 산화규소를 증착한 필름을 사용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여 복합필름을 제조했다.
[비교예 1]
실시예 1에서 사용된 에틸렌-비닐알코올 공중합체제의 필름 양면에, 폴리에스테르계 수지를 유기용제로 용해시킨 열경화성 접착제로 된 앵커 코트제를, 건조 후의 막두께가 25[㎛]가 되도록 도포하여 건조시킴과 동시에, 실시예 1에서 사용된 저밀도 폴리에틸렌제의 필름을 겹쳐서 라미네이트하여 복합필름을 제조했다. 이 복합필름의 제조시에는, 유기용제가 방산되어서 작업환경이 매우 나빴다.
[비교예 2]
실시예 1에서 사용된 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 메틸 랜덤 공중합체 대신에, 메타크릴산의 함유량이 11[중량%], 멜트 플로우 레이트가 [g/10분], 밀도가 0.940[g/㎤], 비컷 연화점이 75[℃]인 에틸렌-메타크릴산 랜덤 공중합체를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 복합필름을 제조했다.
다음에, 스트립 테이프의 평가결과에 대하여 설명한다.
도 1은 스트립 테이프의 층간강도의 측정결과를 나타낸 도면이다.
실시예 1∼4와 비교예 1 및 2에서 제조한 복합필름으로 폭이 15[㎜]인 스트립 테이프로 형성된 시험편을 형성하고, 인장 시험기를 사용하여 온도가 23[℃], 상대습도가 50[%]의 조건에서, 180도의 박리에 의한 박리속도 300[㎜/분]으로, 중심층과 폴리올레핀 간의 라미네이트 강도, 즉 층간강도[N/15㎜]를 측정하고, 측정결과를 도 1에 나타냈다. 도 1에서, 수치는 각 복합필름으로 이루어진 5개의 시험편의 평균치이다.
저밀도 폴리에틸렌제의 필름(두께가 15[㎛])/종이(평량(坪量)이 150[g/㎡])/ 에틸렌-비닐알코올 공중합체제의 필름(두께가 12[㎛])/저밀도 폴리에틸렌제의 필름(두께가 15[㎛])의 적층체로 된 포재를 사용하고, 에틸렌-비닐알코올 공중합체제의 필름측의 저밀도 폴리에틸렌제의 필름이 용기 내면이 되도록 하여, 내용적이 200[m1]의 우유용 브릭(brick)형상의 포장용기를 형성하고, 포재의 겹침부분을 실시예 1∼4와 비교예 1 및 2의 각 복합필름으로 만든 폭이 15[㎜]인 스트립 테이프로 고정했다. 상기 포장용기에 200[m1]의 물을 충진하고 2주간 정치한 후, 각 스트립 테이프의 중심층과 폴리올레핀층(물과 접촉한 측)간의 층간강도를 동일하게 하여 측정하고, 측정결과를 도 1에 나타냈다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1∼4에서 얻어진 스트립 테이프는, 비교예 1 및 2에서 얻어진 스트립 테이프에 비해서, 층간강도가 높고, 또한 물에 2주간 침적한 후에도 층간강도의 저하가 적다는 것을 알았다.
또, 본 발명은 상기 실시예에 한정된 것이 아니라, 본 발명의 취지에 근거하여 다양하게 변형시키는 것이 가능하며, 그것들을 본 발명의 범위에서 배제하는 것은 아니다.
이 발명은, 액체식품 용기용의 스트립 테이프에 이용할 수 있다.
Claims (5)
- (a)극성수지를 성분으로 하는 중심층과,(b)이 중심층의 양면에 접착층을 개재하여 적층된 적어도 1층의 폴리올레핀층을 가짐과 동시에,(c)상기 접착층은 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 알킬에스테르 랜덤 공중합체를 성분으로 하는 것을 특징으로 하는 스트립 테이프.
- 제 1 항에 있어서, 상기 접착층은 3∼5[중량%]의 메타크릴산 함유량, 및 0.05∼0.2[중량%]의 아크릴산 알킬에스테르의 함유량을 갖는 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 알킬에스테르 랜덤 공중합체를 성분으로 하는 스트립 테이프.
- 제 2 항에 있어서, 상기 접착층은 11∼15[g/10분]의 멜트 플로우 레이트, 0.927∼0.932[g/㎤)의 밀도, 및 68∼72[℃]의 비컷 연화점을 갖는 에틸렌-메타크릴산-아크릴산 알킬에스테르 랜덤 공중합체를 성분으로 하는 스트립 테이프.
- 제 2 항에 있어서, 상기 아크릴산 알킬에스테르는 아크릴산메틸 및 아크릴산에틸 중의 하나인 스트립 테이프.
- 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 극성수지는 에틸렌-비닐알코올 공중합체 및 폴리에스테르 중의 하나인 스트립 테이프.
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