일본 포장기술편람(편리성) - 6 Easy cut 가공(사진 화질이 안 좋아서 죄송합니다)

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2-3-3 Easy cut 가공

포장의 역사를 풀어보면 종이, 천, 금속박, 짚 가공품이 사용되었다. 그 후 1900년대 전반에 각종 플라스틱 공업화가 시작되고 1950년대 이후부터 포장재료로서 한창 사용되었다. 그렇지만 플라스틱 필름의 진화에 의해 수지의 강탄성이 향상되는 것에 수반하여 개봉성이라고 하는 문제가 발생하였고, 가위나 칼을 사용하지 않고 개봉을 행하는 편리성 때문에 V notch나 I notch, 미싱선 가공 등을 파우치의 seal부 끝단에 넣는 것으로 초기 개봉성을 확보하는 기술이 포재에 이용되었다. 그런데 notch를 넣은 것으로 유통 시나 취급 시에 잘못하여 notch부에 긁히고, 의도하지 않은 개봉이나 손가락을 자른다고 하는 사례가 지적되었다. 그 중에 1985년 旭化成(Asahi-kasei) 폴리프렉스(현 Asahi-kasei 팍스, 하지만 2024년 4월 1일부터는 Asah-kasei 팍스의 필름 사업도 SB(Sumitono Bakelite) 팍스로 이관하였다.)가 플라스틱 포장 파우치에 쉬운 개봉성을 부여하는 기술 “Magic cut™”을 시판하여 폭넓게 채용되어 가고 있고, 그 후의 쉬운 개봉 기술 확대의 발단으로 되었다. 하지만 Magic cut을 포함한 미세 가공기술은 어느 것이나 초기 개봉성의 향상에 특화한 기술이고, 그 후의 개봉성에 대해서는 적층 필름의 물성에 의존하였다. 여기서 최종적인 개봉성까지 고려한 easy cut 포장로서는 적층 필름에 물리적인 가공을 실시하고, 강제적으로 직진성 또는 개봉시키고 싶은 의도에 따른 cut성을 부여한 것, 또는 필름의 제막 시에 연신을 가래, 분자 배향에 따라서 개봉하는 것으로 직진성 cut을 갖게 하는 것이 있었다. 후자의 필름 자체에 직진 cut성을 갖게 한 것에 대해서는 2-3-2 직선 컷 필름의 항을 참고하기를 바란다. 본항에서는 쉬운 개봉성을 부여하기 위해 이용되고 있는 easy cut 가공에 대해서 기술한다.

Easy cut 가공이란 인쇄 원단이나 최 표층 기재의 원단에 미세한 관통 구멍이나 상흔을 만들어 재료강도를 강제적으로 저하시키는 것으로 초기 개봉성의 용이함을 목표로 한 것이다. 포재를 제작하는 공장에서 easy cut 가공을 행하는 것으로, 포재의 층 구성이나 파우치 형태에 제한은 그다지 받지 않고, 또한 package의 외관을 손상하지 않고, 충전 시에는 지금까지의 방법으로 제조 가능하다.

(1) Magic cut 가공을 비롯한 미세 가공

Magic cut 가공의 발표를 받아 들여 각 회사에서 유사한 가공 방법을 고안했는데, 모두 기본적으로는 관통 구멍을 설계하는, 미세한 상흔을 설계하는 것으로 유사하게 하였다. 이들은 포재 전체, 또는 일부의 기재에 아주 작게 밀집한 관통 구멍을 띠상으로 또는 어느 일정 주기로 설계하는 가공을 가리킨다. 본 가공에 의해 개봉 시에 필름에 인장력을 가한 경우, 가공부 말단부보다도 중앙부분에 강한 힘이 가해지고, 힘이 집중되는 중앙 부분의 구멍이 연결되어 끊어지는 것을 이용하고 있다. Magic cut를 적층 필름의 seal부의 가장자리로 되는 위치에 미리 실시하면 그 시점에서 적층 필름에 관통 구멍이 뚫리는데, seal 시에는 sealant 필름에 맞닿은 관통 구멍은 열 용융에 의해 소실된다. 그렇지만 기재 필름의 관통 구멍은 그대로 있고, 밀봉성은 용융된 sealant 필름에 의해 담보된다(도2.19, 도2.20). 그러므로 적층 필름의 경우, 기재나 중간 층에 barrier film이 있으면 Magic cut을 넣는 것은 barrier 확보의 면에서 기재 필름 단독으로만 cut을 실시한 후, 중간 기재나 sealant 필름을 적층 하는 것이 바람직하다. 또한 Magic cut이 개발된 당시에는 슬리터 공정에서 폭 방향으로 위치 결정을 하여, 흐르는 방향으로 연속 가공하는 것이 주류였다.

도2.21은 기재 필름에 미세 관통 가공을 random으로 살시하고, 관통 구멍이 열린 포재의 표면 사진이다. Magic cut 가공은 정렬한 관통 구멍을 설계하고 있는데, 이러한 random한 것에도 미세 관통상과 관통상의 거리를 조정하는 것으로 동일한 기능을 낳는다.

따라서 채용 사례의 대부분은 3방 seal 파우치, 액체 스프, 와사비나 겨자 등의 소포장이다. 일례로서 와사비 포장을 예로 들면, 흘러가는 방향으로 복수열 1mm 간격으로 구멍을 뚫어 놓고, 새떼 상으로 배열시키고(도2.18), 이것이 앞면과 뒷면에 있기 때문에, 50mm 길이인 소포장 1개에 모두 300개 정도의 구멍이 뚫려 있다. 한 점에 힘을 집중시키지 않으면 잘리지 않도록 구멍의 크기와 간격을 조정하고 있기 때문에 찢어지기 어렵게 되어 있고, 구체적으로는 구멍의 직경은 0.3~0.5mm로 설계되어 있다. 기타 스틱 포장이나 필로우 포장의 가장 개봉하기 힘든 배접이부에 설계한 것으로 쉬운 개봉으로 되기 때문에 이 부분에도 채용되고 있다.

미세 관통 가공으로서는 칼의 형상(구멍 형상)을 변경한 것이 각 회사에서 개발되어 실용화되어 있는데, 모두 기재 필름에 미세 관통을 뚫기 때문에, 쉬운 개봉의 메커니즘은 동일하다.

또한, 표층 기재에만 미세 관통이나 미싱선을 설계한 후, 중간 기재, sealant를 접합한 것 등 다수 실용화되어 있다. 이것에 의해 중간 기재가 barrier 기재이어도 barrier를 파괴하지 않는 쉬운 개봉이 실현 가능하게 된다.

도2.18 Magic cut 가공

도2.19 Magic cut 가공의 단면 확대 사진

도2.20 Seal 후의 관통 구멍의 모습 도2.19의 포재를 사용

도2.21 Magic cut 유사가공

도2.22와 같이 제대 시에 seal 개소에 종래 있던 notch에 대신하여 그 부분만 미세 상흔 가공을 실시한 것으로 유통 시나 취급 시에 잘못하여 notch 부에 긁히거나, 의도하지 않은 개봉이나 손가락을 잘린다고 한 사례가 발생하는 것을 방지한 것도 채용되고 있다.

도2.22 개봉부에 설계한 미세 가공

다음으로 Magic cut을 시작으로 한 미세 상흔, 관통 가공은 가공 방법을 검토하는 것으로 인쇄 예상과 동조하여 임의의 위치로 설계하는 것이 가능하다.

구체적으로는 상기에 기재한 대로 스틱 포장에 채용되어 있고, 도2.23에 제시한 대로 초기 개봉 시의 위치와 개봉시에 가장 저항이 걸리는 배접이부에 같은 가공을 행하는 것으로 초기 개봉만이 아닌, 그 후의 개봉 완료까지 쉬운 개봉성을 확보하고 있다. 또한 배접이부터 개봉도 가능한 것으로 되고 있다.

도2.23 스틱 포장에 응용