일본 포장기술편람(편리성) - 2 층간박리, 계면박리, 응집파괴

[YDfamily]

(3) 층간 박리

층간 박리 타입의 easy open sealant 필름은 접착면과 박리면이 다른 재질인 특징을 갖고, 공압출법으로 제막하여 제조된다. 편면 또는 양면에 얇은 seal 층을 갖고, 박리면의 접착강도를 미리 피접착물의 면-면 접착강도보다 작게 설계하고 있다. 뚜껑재의 개봉은 박리면에서 결정되고, 얇은 seal 층의 근절에 의해 박리가 종료한다(도2.1). 일반적으로는 접착면과 용기의 재질은 같은 경우가 많다.

Hot melt 타입은 Al 등의 기재에 primer coat한 후 hot melt를 행한다. 뚜껑재의 박리 시에는 primer / hot melt 간에 층간 박리가 생긴다.

층간 박리 타입의 특징으로서 seal 조건에 영향을 받지 않고 안정한 개봉(seal) 강도가 나오는 것이나 필름 타입의 경우는 비교적 투명성이 양호하다. 또한, 결점으로서 일반적으로 seal 강도는 강하지 않고, seal head의 형상 등에 의해 개봉 종료 시에 막(膜) 잔유물이 나오는 경우가 있다.

○ Laminate 사양 예

∙ PET(12) / Al(40) / easy open film(30) (PP/박리층/PP)

∙ VM-PET(12) / Ny(15) / easy open film(30) (PP/박리층/PP)

∙ Coat지 / PE(15) / Al(9) / primer / hot melt 층

도2.1 층간 박리 타입의 박리 구조

(4) 계면 박리

계면 박리 타입의 easy open sealant 필름은 주로 점착 부여재(tackifier) 등을 blend 한(또는 단독의) sealant 필름을 이용하여 sealant 필름의 계면으로 박리한다(도2.2). 예로서 EVA에 rosin이나 terpene계 중합체를 blend 한 필름을 이용한 점착 부여재 blend easy open sealant를 들 수 있다. 이 경우 easy open sealant 필름의 특징으로서 동일 필름으로 다양한 종의 재료의 용기에 seal 가능하다.

Hot melt 타입의 경우 hot melt계 접착제 및 점착재를 가한 압출 laminate 가공을 행하는 것으로, 보다 저온 seal이 가능하게 되는데, 개봉 강도는 필름 타입보다도 작게 된다.

계면 박리 타입의 특징으로서 박리 시의 계면을 계면을 오염시키지 않고 깨끗하게 벗겨낼 수 있기 때문에, 미려한 박리면으로 된다. 결정으로서는 박리 시에 pulse 박리가 생기는 경우가 있고, soft peel 감이 결여되었다.

○ Laminate 사양 예

∙ PET(12) / Al(9) / PET(12) / easy open film(30)

∙ PET(12) / VM-PET(12) / easy open film(30) (EVA + PP + PS polymer alloy)

∙ VM-PET(12) / Ny(15) / easy open film(30~50)

∙ PET(12) / easy open film(30~50)

도2.2 계면 박리 타입의 박리 구조

(5) 응집 파괴

응집 파괴 타입의 easy open sealant 필름은 이종 재료를 blend하여 seal 층을 형성하는 경우가 많고, 경우에 따라서는 점착 부여제(tackifier) 등을 blend 한 sealant를 이용한다. 박리 시에는 blend 층에 응집 파괴가 일어난다. 적당한 seal 강도를 얻기 위해서는 응집 파괴층의 재료 선정이 중요하다. 또한, 응집 파괴를 용이하게 하기 위해 seal 층의 blend는 접착물질과 비접착물질과의 blend로 된다. 재질의 선택에 의해 내열성을 부여하는 것을 가능하게 하기 위해서, boil 처리나 레토르트 처리에 적용하는 grade도 존재한다. 응집 파괴 타입의 easy open sealant 필름 중에는 seal 조건(온도, 압력, 시간 등)의 영향을 받아, 접착강도, seal 강도가 변화하는 grade도 존재한다. 일반적인 특징으로서, seal 면에 내용물 오염 시의 접착성, 내충격성에 우수하고, 개봉 강도를 강하게 설정 가능하다. 결점으로서는 개봉 후의 seal 부에 하얀 feathering(깃털상의 실처럼 늘어나는 현상이나 막 잔유물)을 발생하는 경우도 있고, 레토르트 살균 전후에 seal 강도가 변화하는 경우도 있다(도2.3, 도2.4).

○ Laminate 사양 예

∙ PET(12) / Al(40) / easy open film(30)

∙ PET(12) / Ny(15) / easy open film(50)

∙ Ny(15) / EVOH(15) / easy open film(30~50)

∙ Ny(25) / easy open film(50)

도2.3 응집 파괴 타입의 박리 구조

도2.4 응집 파괴층 구조

(6) 용기와 뚜껑채와의 관계

뚜껑재의 seal 강도를 확정하는 주된 요인으로서 seal 온도, seal 압력, seal 시간, seal 형상(ring seal, 평 seal, 그물 seal 등)이 열거된다. 각종 easy open sealant 필름은 동일 사양이라도, seal 조건이 다르면, 다른 seal 강도나 박리 외관을 나타내기 때문에, 최종 제품에 적합한 최적 seal 조건을 도출할 필요가 있다.

일례로서 선 seal로 seal 온도나 seal 압력이 과한 경우, seal 시에 easy open sealant가 유출해 버려, seal 강도가 과하게 되는 경우가 있다.

(예) PP용기에 대해서, PP/변성PP(용기 측)로 되어 있는 sealant의 경우, 용기와 sealant 내면의 PP 층에 의해 접착이 일어나기 쉽다.

또한, seal 조건 이외에도 용기의 flange 형상이나 용기 재질도 seal 강도에 영향을 준다. Film과 seal 조건이 동일한 경우에도 용기가 달라, seal 강도나 박리 외관이 다른 경우도 있고 용기 선정도 중요하다.

(예) PP용기의 flange부가 flat 형상의 경우와 돌기 형상의 경우에는 뚜껑재 사양과 seal 조건이 같아도 돌기 형상 용기의 쪽이 높은 seal 강도로 되는 경우가 있다.

Easy open에 대해서는 용기의 밀봉성에 대해서도 고려할 필요가 있다. 밀봉성으로서 알려진 기준으로는, 유제품: 13.3kPa, 레토르트: 20kPa 이상의 내압에 견딜 수 있는 것이 규격화 되어 있기 때문에 참고하는 것이 좋다.