KR100336284B1 - 진공외피포장재및그의복합필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신선한 적색 고기와 같은 제품을 포장하기 위한 복합 필름 및 진공 외피 포장재에 관한 것이다. 상기 복한 필름은 진공하에서 지지 부재에 대해 열 성형되고 밀봉되어 상기 지지 부재상에 배치된 제품을 완전히 봉입시킨다. 상기 복합 필름은 불투과성 필름에 약하게 결합된 투과성 필름으로, 상기 자체는 온전하면서 상기 불투과성 필름을 포장재로 부터 박리될수 있게 하여 신선한 적색 고기 제품을 산소에 노출시 자줏빛에서 바람직한 적색으로 신선한 색으로 만들수 있다. 상기 투과성 필름과 불투과성 필름은 박리력을 향상시키기 위한 이동성 왁스를 필요로 하지 않고서도 완전히 박리될수 있다.

Description

진공 외피 포장재 및 그의 복합 필름
본 발명은 일반적으로 열성형성 차단 필름 및 상기로 부터 제조할수 있는 진공 외피 포장재에 관한 것이다. 보다 특히, 본 발명은 투과성 필름에 결합된 박리성의 비투과성(즉, 차단) 필름을 포함하고 상기 필름층들중 어느 한 필름중의 이동성 왁스의 양이 상기 필름들의 계면에서 바람직하게 약 0.45중량%미만인 다층 기체 차단 필름을 사용하는 진공 외피 포장에 관한 것이다.
외피 포장은 열성형성 중합체 필름에 대한 진공 성형 공정으로서 분류될수 있다. 지지 부재상의 제품이, 차등적인 공기압에 의해 상기 제품의 둘레에 형성되는 열성형성 필름에 대한 금형으로서 작용한다. 본원에 사용된 "진공 외피 포장(이후부터는 VSP라 칭함)"이란 용어는 제품을 진공하에서 포장하고 상기 제품을 함유하는 공간의 기체를 배기시킴을 가리킨다. 따라서, 제품의 둘레 및 지지 부재에 형성된 필름이 산소,공기, 및 식품과 같은 제품의 저장 수명 또는 보관 수명에 유해한 다른 기체들에 대한 차단을 제공하는 것이 바람직하다.
외피 포장은 다수의 참고문헌들, 예를들어 프랑스 특허 제 1,258,357 및 1,286,018 호, 오스트레일리아 특허 제 3,491,504 호, 미합중국 특허 제 재허여 30,009 호, 미합중국 특허 제 3,574,642, 3,681,092, 3,713,849, 4,055,672 및 5,346,735 호에 개시되어 있으며, 상기 미합중국 특허 제 5,346,735 호는 본원에 참고로 인용되어 있다. 전형적으로, 외피 포장은 단지 포장재 제거시 제품이 대기에 노출되는 차단 필름을 제공하며,이는 부피가 큰 고기 절단 및 재포장과 같은 용도에 충분하다. 다른 용도에 대해서는 투과성(즉, 비-차단) 필름 및 박리성의 불투과성 필름 모두를 포함하여 상기 박리성의 불투과성 필름의 제거시에도 제품이 여전히 상기 투과성 필름에 의해 선택적으로 보호되는 복합 포장 필름을 제공하는 것이 바람직하다. 이는 신선한 적색 고기와 같은 제품을 상기 투과성 필름으로 보호하며 상기 고기가 산소에 노출시 자줏빛 색에서 소비자가 선호하는 선홍색으로 "신선한 빛을 띠게"한다. 상기 박리성의 불투과성 필름과 투과성 필름을 모두 갖는 진공 외피 포장에 대한 시판하는 열가소성 복합 필름으로는 더블유. 알. 그레이스 앤드 캄파니의 LDX-2881, LDX-2986, LDX-3690 및 LDX-4098이 있다.
상기 박리성의 불투과성 필름은 특정한 성질 또는 특성을 갖는것이 중요하다. 그 하나는 상기 필름을 제조, 제작 및 포장하는 공정은 통틀어 상기 층을 박리시키는 것이 바람직해질 때까지 투과성 층에 결합시켜야 하는 것이다. 이어서 상기 불투과성 필름을, 투과성 필름을 약화 또는 인열시키거나, 또는 포장재 보전성을 달리 손상시키지 않으면서 상기 투과성 필름으로 부터 분리시키는 것이 중요하다. 따라서, 상기 박리성의 불투과성 필름 및 투과성 필름은 모두 분리를 위한 박리 강도를 너무 높이 필요로하지 않으면서 충분한 결합 강도를 갖는 것이 중요하다. 유사하게, 투과성 필름은 충분한 강도를 가져 박리시 분리력이 가해질때 인열되지 않아야 한다. 미합중국 특허 제 5,346,735 호에는 몇몇 복합 포장 필름에 대한 박리 강도 시험의 예가 개시되어 있다. 상기 복합 필름의 투과성 필름 요소는 전형적으로 불투과성 필름/투과성 필름 계면에 이동성 왁스와 같은 첨가제를 함유하여 박리능을 촉진시킨다. 상기와 같은 왁스의 예로는 베헨아미드, 스테아르아미드 및 에루크아미드가 있으나, 이들로 제한되지는 않는다. 그러나, 상기 투과성 필름에 이들 이동성 첨가제를 사용하는 것은 불리하다.
한가지 단점은 상기 첨가제가 상기 계면으로 불균일하게 이동할수도 있다는 것이다. 이는 상기 계면을 따라 불균일한 박리 강도 및 고르지 못한 박리력을 생성시킬수 있으며, 이로 인해 상기 투과성 필름에 구멍이 생기거나 상기 필름이 인열될수 있다. 이러한 경향은 상기 필름이 열성형공정동안 팽창된 위치, 예를들어 포장재/제품/필름 경계에서 증가된다. 생성된 인열 또는 구멍은 제품의 하제 또는 즙이 포장재로 부터 누출되게 한다. 이때 상기 누출 포장재는 판매자에 의해 재포장되어야 하며, 이는 불편감을 일으키고 비용 및 간접비를 증가시킨다. 또다른 단점은 이동성 첨가제가 상기 필름층 물질의 비용을 가중시킨다는 것이다.
따라서, 이러한 단점들이 없는 박리성 복합 포장 필름을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 한 태양은 진공 외피 포장에 적합하고 투과성 필름 및 상기 투과성 필름으로 부터 박리 제거할수 있는 불투과성 필름을 포함하는 복합 필름에 관한 것이다. 투과성 필름은 불투과성 필름에 박리가능하게 결합된 반-접착층을 포함하며, 이때 상기 반-접착층은 폴리프로필렌, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 및 0.94 내지 약 0.96g/cc 범위의 밀도를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 공중합체로 이루어진 그룹중에서 선택된 중합체를 포함한다.
상기 반-접착층이 에틸렌 프로필렌 공중합체를 포함하는 경우, 상기 에틸렌 프로필렌 공중합체를 접착제와 블렌딩시키는 것이 바람직하다. 상기 접착제는 산-개질된 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 산-개질된 에틸렌/아크릴레이트 공중합체, 무수물-개질된 에틸렌/아크릴레이트 공중합체, 무수물-개질된 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 무수물-개질된 폴리에틸렌, 및 무수물-개질된 폴리프로필렌의 단독중합체 및 공중합체로 이루어진 그룹중에서 선택될수 있다. 보다 바람직하게, 상기 접착제는 무수물-개질된 폴리프로필렌의 단독중합체 또는 공중합체이다.
상기 접착제는 접착제/EPC 블렌드의 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 25 중량% 범위로 존재하고 에틸렌 프로필렌 공중합체는 75 내지 99.1중량% 범위로 존재하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게 상기 접착제는 8 내지 13 중량% 범위로 존재하고 에틸렌 프로필렌 공중합체는 87 내지 92중량% 범위로 존재한다.
투과성 필름은 또한
(a) 밀봉제 외층; 및
(b) 상기 밀봉제 외층과 반-접착층사이에 배치된 코어충을 포함할수 있다.
불투과성 필름은
(a) 반-접착층에 바로 인접한 제 1 에틸렌 비닐 알콜충;
(b) 상기 제 1 에틸렌 비닐 알콜층에 인접한 제 1 연결층;
(c) 상기 제 1 연결층에 인접한 제 2 에틸렌 비닐 알콜충;
(d) 상기 제 2 에틸렌 비닐 알콜충에 인접한 제 2 연결충;
(e) 이온중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹중에서 선택된 중합체를 포함하는 선택층; 및
(f) 외부 과잉층을 포함할수 있다.
본 발명의 또다른 태양은 지지 부재; 및 제품의 수용에 적합한 봉입이 형성되도록 상기 지지 부재와 결합된 복합 필름을 포함하는 진공 외피 포장재에 관한 것이다. 상기 복합 필름은 투과성 필름이 상기 지지 부재와 불투과성 필름의 사이에 배치된 것을 제외하고 상기 기술한 바와 같다. 상기 투과성 필름은 상기 지지 부재에 결합된 밀봉제외층, 및 상기 밀봉제 외층과 반-접착층사이에 배치된 코어층을 또한 포함할수도 있다. 바람직하게, 상기 밀봉제 외층과 지지 부재간의 결합은 불투과성 필름을 투과성 필름으로 부터 박리시키는데 필요한 힘보다 더 큰 강도를 갖는다. 이와 같은 방식으로, 상기 불투과성 필름을 상기 투과성 필름으로 부터 박리시킬수 있고, 제품을 상기 진공 외피 포장재내에 계속해서 완전히 수용할 것이다.
본 발명에 따른 상기 반-접착층에 대한 물질의 선택은 불투과성 필름을 투과성 필름으로 부터 분리시키기 위해 앞서 필요했던 반-접착층중의 이동성 왁스의 필요성을 배제시킨다. 상기 왁스의 필요성을 배제시킴으로써, 상기 투과성 필름과 불투과성 필름의 분리에 필요한 박리력이 보다 균일해진다. 또한, 상기 반-접착층 자체는 상기 투과성 필름과 불투과성 필름간에 최적의 결합 수준을 제공한다. 그 결과, 상기 불투과성 필름을, 상기 투과성 필름이 약해지거나 또는 인열될 가능성을 최소화시키면서 상기 투과성 필름으로 부터 윤활하게 박리시킬수 있다. 따라서, 상기 진공 외피 포장재의 누출율이 감소하며, 사용자에 의한 재포장의 필요성을 줄이고 제경비를 감소시킨다. 제조시 추가 비용의 감소는 이동성 왁스 첨가제의 배제에 의해 실현된다.
본 명세서에 사용된 몇몇 용어들을 하기와 같이 정의한다.
PVDC 는 폴리비닐리덴 클로라이드 공중합체를 가리킨다. 전형적인 PVDC 공중합체로는 비닐리덴 클로라이드/비닐 클로라이드 공중합체, 비닐리덴 클로라이드/메틸 아크릴레이트 공중합체, 및 비닐리덴 클로라이드/아크릴로니트릴 공중합체가 있다.
EVA는 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체를 가리킨다.
EMA 는 에틸렌/메틸 아크릴레이트 공중합체를 가리킨다.
EBA 는 에틸렌/부틸 아크릴레이트 공중합체를 가리킨다.
EPC 는 에틸렌/프로필렌 공중합체를 가리킨다.
에틸렌/알파-올레핀은 일반적으로 C3내지 C10알파-올레핀, 예를들어 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-옥텐등중에서 선택된 하나이상의 공단량체와 에틸렌의 공중합체를 가리키며, 이때 상기 중합체 분자는 측쇄 또는 분지가 거의 없는 장쇄를 포함하며, 때때로 선형 중합체라 칭한다. 상기 중합체들은 저압 중합 공정에 의해 수득되며, 존재하는 측쇄는 비-선형 폴리에틸렌에 비해 짧을 것이다. 에틸렌/알파-올레핀 공중합체는 일반적으로 약 0.86 내지 약 0.94g/cc 범위의 밀도를 갖는다. 선형 저 밀도 폴리에틸렌이란 용어는 일반적으로 약 0.915 내지 약 0.94g/cc의 밀도 범위내에 있는 에틸렌/알파-올레핀 공중합체의 그룹을 포함하는 것으로 이해된다. 때때로 약 0.926 내지 약 0.94 범위의 밀도를 갖는 선형 폴리에틸렌을 선형 중간 밀도 폴리에틸렌(LMDPE)이라 칭한다. 보다 저 밀도의 에틸렌 알파-올레핀을 매우 저 밀도 폴리에틸렌(VLDPE, 전형적으로 유니온 카바이드사에서 시판되는 에틸렌 부텐 공중합체를 지칭하는데 사용된다) 및 초-저 밀도 폴리에틸렌(ULDPE, 전형적으로 다우사에 의해 공급되는 에틸렌 옥텐 공중합체를 지칭하는데 사용된다)이라 칭할수 있다.
"에틸렌/알파-올레핀 공중합체"란 어구는 또한 동종 중합체들, 예를들어 엑손 케미칼 캄파니(Baytown, Texas)에서 시판되는 메탈로센-촉매화된 EXACTTM선형 동종 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 수지: 미쯔이 페트로케미칼 코포레이션(Mitsui Petrochemical Corp.)에서 시판되는 TAFMERTM선형 동종 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 수지;및 더 다우 케미칼 캄파니에서 시판되는 장쇄의 분지된, 메탈로센-촉매화된 AFFINITYTM동종 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 수지를 포함한다. "동종 중합체"란 어구는 비교적 좁은 분자량 분포 및 비교적 좁은 조성 분포를 갖는 중합 반응 생성물을 지칭한다. 동종 중합체는 이종 중합체(예; ULDPE, LLDPE 및 LMDPE)와 구조적으로 상이한데, 상기 동종 중합체는 쇄내에 비교적 고른 공단량체들의 서열, 모든 쇄의 거울상 서열 분포, 및 모든 쇄 길이의 유사성, 즉 보다 좁은 분자량 분포를 나타낸다. 더우기, 상기 동종 중합체는 전형적으로 찌글러-나타 촉매보다는 메탈로센, 또는 다른 단일-부위 유형 촉매를 사용하여 제조된다.
동종 에틸렌/알파-올레핀 공중합체는 일반적으로 에틸렌과 임의의 하나이상의 알파-올레핀을 공중합시켜 제조할수 있다. 바람직하게, 알파-올레핀은 C3-C20알파-모노올레핀, 보다 바람직하게 C4-C12알파-모노올레핀, 더욱 더 바람직하게 C4-C8알파-모노올레핀이다. 훨씬 더 바람직하게, 상기 알파-올레핀은 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루이진 그룹중에서 선택된 하나이상의 구성원을 포함한다.
EVOH는 에틸렌/비닐 알콜 공중합체 또는 가수분해된 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체를 가리키며, 때때로 "HEVA"로 나타낸다. EVOH 수지는 그의 매우 우수한기체 차단성이 주목할만하지만, 수분 민감성일수 있다. 상기 수지는 미합중국의 에발카(Evalca),및 일본의 쿠라라이(Kuraray) 및 니폰 고세이(Nippon Gohsei)와 같은 공급처로 부터 수득할수 있다.
이온중합체란 산성 공중합체의 금속염, 예를들어 에틸렌/아크릴산 공중합체의 금속염 또는 에틸렌/메타크릴산 공중합체의 금속염을 가리킨다. 이는 듀퐁사로 부터 SurlynTM이란 상표명으로 입수할수 있다.
연결층은 필름중의 접착층을 가리킨다.
제 1 도는 기체 불투과성 지지 부재(3)상에 제품(4)이 배치된 진공 외피 포장재(1)를 예시한다. 지지 부재(3)는 바람직하게 기체 차단 물질 및 가열 밀봉 물질로 코팅된 폴리비닐 클로라이드(PVC) 기재를 포함한다. 또다른 실시태양으로, 지지 부재(3)는 기체 차단 물질 및 가열 밀봉 물질로 코팅된 중합체성 포움(예:폴리스티렌)을 포함한다. 더욱 또다른 실시태양으로, 지지 부재(3)는 기체 차단 물질 및 가열 밀봉 물질로 코팅된 판지를 포함한다. 일반적으로 지지 부재(3)는 본원에 개시한 바와 같이 본 발명의 필름에 대해 밀봉시킬수 있는 임의의 기체 차단 지지 부재를 포함할수 있다. 지지 부재(3)에 유용한 가열 밀봉 물질로는 측쇄의 저 밀도 폴리에틸렌(LDPE), 듀퐁사의 SurlynTM과 같은 이온중합체, 듀퐁사의 NucrelTM과 같은 에틸렌/메타크릴산 공중합체, 다우사의 PrimacorTM과 같은 에틸렌/아크릴산 공중합체, 및 EVA 공중합체가 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다. 지지 부재(3)를 도시한 바와 같이 편평하게 하거나 또는 선반 형상으로 성형시킬수도 있다.
제품(4)은 전형적으로 신선한 적색의 고기와 같은 식품이다. 쇠고기, 돼지고기, 송아지고기 및 양고기의 소매용 덩어리가 본 발명의 포장재를 사용하기에 바람직한 식품이다. 상기와 같은 식품을 산소의 부재하에서 포장하거나 진공 외피 포장하는 경우, 상기 신선한 적색 고기는 자줏빛으로 변하는 경향이 있으며, 냉각되는 한 오랫동안 상기와 같은 방식으로 보존되고, 산소와의 접촉이 방지된다. 선홍색의 신선한 빛은 상기 고기를 산소와 다시 접촉시킬때 복귀된다.
열성형성 복합 필름(2)은 제품(4)을 덮고 있으며 상기 제품(4)의 둘레를 밀봉함으로써 상기 제품의 형상이 추정되며 따라서 "외피"(이는 제 4도에 보다 상세히 도시되어 있다)가 된다. 복합 필름(2)은 투과성 필름(7)에 박리가능하게 결합된 불투과성 필름(6)을 포함한다. 필름(2)은 바람직하게 공압출되어 도시된 바와 같이 9개의 공압출된 층을 표함한다. 불투과성 필름(6)의 층(10) 및 투과성 필름(7)의 반-접착층(12)은 이들사이의 계면(14)을 정하며, 층(10) 및 (12)에 대한 적합한 물질은, 공압출에 의해서와 같이 복합 필름(2)의 제조중에 상기 층(10) 또는 (12)에 이동성 왁스를 포함시킬 필요없이 비교적 약한 접착 결합을 계면(14)에 형성시키는 것으로 선택한다. 상기 약한 결합은 사용자가 하기 추가로 개시하는 바와 같이 필름(6)을 필름(7)로 부터 분리시킬때까지 상기 필름(6)을 필름(7)에 결합시키기에 충분한 강도를 갖는다.
본 발명자들은 투과성 필름(7)과 불투과성 필름(6)간의 허용가능한 박리력의 범위를 약 0.02 내지 0.051b로 결정하였다. 상기 두 필름간의 보다 바람직한 박리력 범위는 약 0.025 내지 0.041b이다. 상기 범위, 특히 바람직한 범위내의 박리력은 1) 예를들어 선적 및 보관도중 투과성 필름의 분리를 방지하기에 충분한 결합과 2) 투과성 필름(7)을 인열시키거나 또는 달리 손상시키지 않으면서 상기 두 필름을 분리시킬 수 있기에 충분한 박리성간의 최적의 균형을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 약 0.051b이상의 박리력은 불투과성 필름(6)을 투과성 필름(7)으로 부터 박리시키는 경우 상기 투과성 필름(7)에 허용가능하지 않게 높은 손상 빈도를 발생시킨다. 한편으로 약 0.021b미만의 박리력은 필름(6)과 (7)간에 불충분한 접착력이 존재하여 불완전한 분리의 가능성(및 따라서, 제품(4)의 손상)이 허용가능하지 않게 커진다.
각 층(10)및 (12)에 대한 적합한 물질의 선택은 상호의존적이며, 이들의 상대적인 결합 특성 및 혼화성에 따른다. 하기 층(10) 및 (12)에 대한 적합한 물질의 논의에서, 어떤 층도 통상적으로 미량이상의 이동성 왁스(존재한다면)를 포함하지 않을 것이다. "미량"이란 용어는 층(12)의 전체 중량을 기준으로 약 0.45중량%미만의 이동성 왁스의 양을 의미한다. 바람직하게, 이동성 왁스는 약 0.25%미만의 양으로 존재하며, 보다 바람직하게 상기 어떤층에도 존재하지 않는다.
하나의 실시태양으로, 층(10)은 EVOH 이며, 층(12)는 약 0.94 내지 약 0.96g/cc 범위의 밀도를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 포함한다. 약 0.94g/cc이하의 에틸렌/알파-올레핀 밀도에서, 층(12)와 층(10)간의 결합력은 상기 두 충을 투과성 필름(7)에 허용가능하지 못하게 높은 손상을 일으키지 않으면서 윤활하게 분리시키기에는 너무 큰 것으로 밝혀졌다. 그러나, 0.94g/cc이상의 밀도에서는, 상기 두 충을 필름(7)을 손상시키지 않고, 따라서 앞선 경우에서처럼 층(12)중에 이동성 왁스를 필요로 하지 않으면서 분리시킬수 있음이 측정되었다. 따라서, 층(12)에 적합한 물질의 예는 HDPE 이다.
또다른 실시태양으로, 층(10)은 EVOH 이며, 층(12)는 EPC 이다. 바람직한 상기와 같은 EPC는 약 2 내지 약 6 중량%의 에틸렌 공중합체 및 약 94 내지 약 98중량%의 프로필렌 공중합체를 포함한다. 보다 바람직하게, EPC 는 2 내지 4중량%의 에틸렌 공중합체를 포함한다. EPC가 층(12)에 바람직한 물질인데, 그 이유는 상기가 역학적 강도(인성), 광학적 투명성, 및 두께 밀당 약 6200cc/m2-일-대기의 적합하게 높은 산소 투과율을 비롯한 유리한 물리적 특성들의 조합을 제공하는 것으로 밝혀졌기 때문이다. 또한, EPC 와 EVOH(층(10)에 바람직한 물질)간의 결합은 비교적 낮다(하기 실시예 5의 표 2를 참조하시오). 따라서, 층(10)과 (12)간에 우수한 박리성을 제공하기 위해 이동성 왁스 첨가제와 같은 윤활제가 필요하지 않다. 따라서, EPC 가 본 발명의 반-접착층(12)으로서 사용하기에 이상적으로 적합하다.
특히 바람직한 실시태양으로, 층(12)는 EPC 와 접착제의 블렌드를 포함한다. 상기 접착제를 전형적으로 다층 필름에 "연결"층을 형성시키는데 사용되는 물질중에서 선택할수 있다. 이러한 물질의 예로는 산-재질된 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 산-개질된 에틸렌/아크릴레이트 공중합체, 무수물-개질된 에틸렌/아크릴레이트 공중합체, 무수물-개질된 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 무수물-개질된 폴리에틸렌, 및 무수물 개질된 폴리프로필렌의 단독중합체 및 공중합체가 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니다. 상기 물질들을 상업적으로 수득할수 있으며, 예를들어 듀퐁사에서 상표명 Bynel, 미쯔이사에서 Admer, 콴텀(Quantum)사에서 Plexar, 엘프 아토켐(Elf Atochem)에서 Orevac, 및 모톤 인터내쇼날(Morton International)에서 Tymor로 생산되고 있다. 작용기들(즉, 산 또는 무수물 그룹들)을 중합체 그래프팅에 의해 상기 기본 중합체에 부가시키는 것으로 여겨진다. 바람직한 접착제는 듀퐁사에서 상표명 Bynel E302로 시판되는 무수물-개질된 폴리프로필렌이다.
EPC/접착제 블렌드는 0 내지 25중량%, 보다 바람직하게 8 내지 13중량%의 접착제를 포함할수 있다. 상술한 중량%로 접착제를 EPC에 가하는 경우, 상기 접착제는 투과성 필름(7)을 불투과성 필름(6)에 최적으로 결합시키는 것으로 밝혀졌다. 즉 투과성 필름과 불투과성 필름간의 결합이 상기 EPC의 탁월한 박리성에 유해한 영향을 주지않으면서 유리하게 증가된다. 이러한 방식으로, 투과성 필름(7)은 불투과성 필름(6)을 상기 필름(7)으로 부터 분리시킬때 약해지거나, 인열되거나 또는 달리 손상되지 않는다. 한편으로, EPC 에 대한 접착제의 첨가는 불투과성 필름(6)이 예를들어 선적 또는 보관중에 불투과성 필름(7)으로부터 불완전하거나 부주의하게 분리되지 않게하며, 상기에 의해 소비자 구입을 위해 진열하기 전에 포장된 제품이 손상될 가능성이 발생하지 않을 것이다.
층(12)에 적합한 또다른 물질은 폴리프로필렌이다. 경우에 따라, 접착제를 또한 상기 물질과 블렌딩시킬수 있다.
제 4 도는 바람직한 필름 구조물을 예시한다. 높고 낮은 상대 습도에서 우수한 기체 차단 특성을 얻기 위해서, 불투과성 필름(6)은 층(10)을 포함하여, 2개의EVOH 층을 갖는다. 바람직하게, 불투과성 필름(6)은 40cc/m2-일-대기 미만의 산소 투과율(OTR)을 갖는다. 제 2의 EVOH 층(16)을 연결층(18)과 (20)사이에 삽입시킨다. 층(10) 및 (16)에 바람직한 EVOH 수지는 27 내지 48몰%의 에틸렌을 함유하며, 특히 바람직한 시판 수지는 에발카에서 시판하는 EVAL E151A이다. 층(10) 및 (16)은 또한 비결정성 나일론을 포함할수 있으며, 이러한 물질의 예가 미합중국 특허 제 5,346,735 호에 개시되어 있다. 층(18) 및 (20)은 바람직하게 Bynel CXA 3062와 같은 무수물 개질된 EVA, 또는 듀퐁에서 시판되는 Elvax 3165와 같은 재질된 EVA 와 또다른 EVA의 블렌드이다. 층(18) 및 (20)에 적합한 다른 물질들이 미합중국 특허 제 5,346,735 호에 개시되어 있다.
제 4 도에 또한 예시된 바와 같이, 불투과성 필름(6)은 층(20)에 직접 결합되거나 또는 층(24)에 의해 결합된 과잉층(22)을 또한 포함할수 있다. 층(24)는 전형적으로 EVA 층과 같은 연결층 또는 이온중합체이다. 층(22)는 고 광택 및 우수한 수분 차단 특성을 제공하는 HDPE 또는 유사 물질을 포함할수 있다.
필름(6)은 바람직하게 약 2.0 내지 약 6.0밀 범위의 두께를 갖는다. 바람직한 층 두께는 하기와 같다.
투과성 필름(7)은 불투과성 필름(6) 제거시 만족할만한 제품(4)의 신선한 색을 위해 우수한 산소 투과성을 나타내어야 한다. 투과성 필름(7)에 대한 바람직한 산소 투과율(OTR)은 7500cc/m2-일-대기(건조 기준)이상이다. 상기와 같은 OTR은 제품(4)에 바람직하게 빨리 신선한 색 및 심미적으로 호감이 가는 적색을 부여하는 것으로 밝혀졌다. 실시예 5에 나타낸 바와 같이, EPC 와 접착제의 블렌드를 사용하여 투과성 필름(7)의 반-접착층(12)을 형성시킬때, 상기 투과성 필름은 대략 8500cc/m2-일-대기의 OTR을 갖는 것으로 밝혀졌다. 따라서, EPC는 본 발명의 반-접착층(12)에 사용하기에 탁월한 물질이다. 그러나, 보다 낮은 OTR을 갖는 투과성 필름도 여전히 본 발명의 범위내에 있음은 물론이다. 즉, 상기와 같이 낮은 OTR 필름은 7500cc/m2-일-대기 이상의 OTR을 갖는 필름 만큼 빨리 신선한 색을 제공하거나 또는 그만큼 바람직한 색상을 생성시키지 못할수도 있지만, 사용가능하며, 몇몇 경우에는 바람직할수도 있다.
필름(7)은 상술한 바와 같은 층(12)을 포함하며, 또한 바람직하게 층(12)와 (26)사이에 배치된 코어층(28) 및 밀봉층(26)을 포함한다. 밀봉층(26)은 바람직하게 좁은 분자량 분포의 폴리에틸렌, 예를들어 다우 케미칼 캄파니에서 시판하는 Affinity FW 1650과 같은 친화성 수지를 포함한다. 다른 적합한 밀봉층(26) 물질로는 에틸렌 비닐 아세테이트 및 에틸렌 메틸 아크릴레이트가 있으나, 이들로 제한되는 것은 아니며, 그 예가 미합중국 특허 제 5,346,735 호에 개시되어 있다. 적합한 밀봉층 물질의 선택은 포장하려는 제품의 특정 용도 및 인자, 선적 및 밀봉 온도및 조건, 및 포장재(1)를 포함하는 다른 물질과의 혼화성에 따르며, 이들 모두는 당해분야의 숙련가에 의해 쉽게 결정될 것이다.
코어층(28)에 적합한 물질은 우수한 기체 투과성을 나타내는 것이다. 상기는 에틸렌 공중합체, 예를들어 에틸렌/알파-올레핀 공중합체, EVA, EBA, ULDPE, 및 이들의 블렌드가 있으며, 이들은 각각 상기 VSP 차단 포장재에서 숙성된 고기의 고속 선명화 및 우수한 색상 유지를 가능하게 하는 고 OTR 을 나타낸다. 다른 적합한 물질로는 EVA/이온중합체 및 EBA/이온중합체의 블렌드(상기의 예가 미합중국 특허 제 4,956,212 호에 개시되어 있다); 에틸렌-메틸 펜텐 공중합체; 스티렌-부타디엔 공중합체; 및 스티렌-이소프렌 공중합체가 있다. 상기 이온중합체의 존재는 필름(7)에 바람직한 역학적 특성, 예를들어 강도 및 인성을 부여하지만, 기체 투과성은 감소시키는 경향이 있다. 상기 이온중합체에 가소제를 가하면 코어층(28)의 OTR을 증가시킬수 있다. 그러나, 가소제는 이동성으로, 몇몇 용도에 문제를 발생시킬수 있음은 잘 공지되어 있으며, 특정 용도에 적합한 가소제의 양은 당해분야의 숙련가에 의해 쉽게 결정될수 있다. EBA 는 동일한 에틸렌 함량을 갖는 필적할만한 EVA 물질보다 높은 기체 투과성을 나타내기 때문에 코어층(28)에 특히 바람직하다. 상이한 EBA들, 즉 상이한 에틸렌:부틸 아크릴레이트 중량비를 갖는 EBA들의 블렌드가 또한 코어층(28)에 바람직한 물질이며, 그 예가 미합중국 특허 제 5,346,735 호에 개시되어 있다.
필름(7)은 바람직하게 약 1.0 내지 약 4.0밀 범위의 두께를 갖는다. 바람직한 층 두께는 하기와 같다:
필름(2)는 미합중국 특허 제 4,287,151 호에 개시된 바와 같은 공압출 방법에 의해 제조할수 있다. 본 발명의 필름들을 공압출시키는데 적합한 관상 또는 편평한 시이트 다층 공압출 다이가 당해분야 잘 공지되어 있다.
복합 필름(2)은 가교결합되는 것이 바람직하다. 바람직한 가교결합 방법은 전자-광선 조사에 의한 것으로 당해분야에 잘 공지되어 있다. 당해분야의 숙련가는 특정 용도에 적합한 조사 노출 수준을 쉽게 결정할수 있다.
제 1 도 내지 3 도로 돌아와서, 제 1 도에 예시된 바와 같이 포장재(1)의 한쪽 테두리를 가로질러 탭(5)이 제공되어, 제품(4) 둘레에 필름(2)의 형성에 있어서, 지지 부재(3)에는 접착되지 않는다. 따라서, 탭(5)은 제 2 도에 도시된 바와 같이 조여지거나 제 3 도에 도시된 위치로 당겨져 필름(7)을 지지 부재(3)와의 결합 위치에서보다는 계면 위치에서 탈층시킬수 있다. 상기에 의해 투과성 필름(7')이 지지 부재(3)에 단단히 결합되고 제품(4)을 둘러싸게 되는데, 그 이유는 밀봉층 (26)의 물질을 그의 내부 결합 강도보다 강하게 지지 부재(3)에 결합시키는 것으로 선택하기 때문이다. 상기 실시태양, 또는 하기 필름(7')을 필름(7)과 같이 제작할수 있는 것을 참조로 하는, 탭(5)을 사용하지 않는 또다른 실시태양에서, 필름(7')은 지지 부재(3)에 대한 그의 밀봉을 유지하고, 필름(7')과 지지 부재(3)간의 결합을 필름(6)과 필름(7')간의 계면(14)에서의 약한 결합보다 크게 유지시키면서 상기 계면(14)에서 필름(6)으로 부터 분리시킨다. 이와 같은 방식으로, 필름(7')을 보전하면서 필름(6)을 포장재(1)로 부터 완전히 분리시키고 상기 포장재(1)를 밀봉시켜 제품(4)을 둘러싸, 상기 제품(4), 예를들어 신선한 적색 고기가 다시 선홍색의 신선한 색을 얻게 하여 상기 제품을 진열장 또는 소매상 진열에 적합하게 한다.
상술한 요소들을 사용하는 본 발명의 방법에서, 제품(4)을 지지 부재(3)상에 배치시킨 후에, 복합 필름(2)을 제품(4)및 지지 부재(3)위에 배치시키고 이를 필름(2)와 지지 부재(3)간에 부분 진공이 발생되는 동안 상기 지지 부재(3)에 대해 열성형시킨다. 이러한 방식으로, 필름(2)을 제품(4)과 지지 부재(3) 모두에 밀접하게 형성시킨다. 필름(2)을 지지 부재(3)에 대해 밀봉시켜 제품(4) 둘레에 완전한 봉입을 형성시킨다. 포장재(1)를 소매용 진열에 바람직해질때까지 상기 형태로 보관하거나 저장할수 있으며, 판매시 필름(6)을 포장재(1)로 부터 박리시킬수 있다.
본 발명을 하기 실시예에 의해 더욱 예시한다. 실시예의 %는 달리 나타내지 않는한 중량 기준이다.
필름의 제조
대조용 필름(1)
미합중국 특허 제 5,346,735호, 실시예 II에 개시된 필름인 필름(1)을 공압출시키고 전자 광선으로 조사하였다. 대조용 필름(1)은 층들이 하기 도시된 상대 순서로 배치된 다층 구조를 갖는다. 투과성 필름층을 '로 표시하고, 투과성 필름과 불투과성 필름간의 게면을 이중사선으로 나타낸다:
층 1' / 2' / 3' // 1 / 2 / 3 / 4 / 5 / 6
두께(밀) 0.4 / 2.0 / 0.2 // 0.3 / 1.1 / 0.30 / 1.2 / 0.40 / 0.4
이때,
총 1' 는 EVA(18 내지 25% VA) + LDPE 기재 안티블록이고,
층 2' 는 EBA 이고,
층 3' 는 0.45중량% 양의 왁스 첨가제를 갖는 LMDPE(밀도 0.935g/cc)이고,
층 1 은 EVOH(44몰%의 에틸렌)이고,
층 2 는 35% 이온중합체와 35% EVA(18% VA) + 30% EVA 블렌드-기재 연결층이고,
층 3 은 층 1에서와 같은 EVOH 이고,
층 4 는 층 2와 동일하고,
층 5 는 이온중합체이고,
층 6 은 HDPE 이다.
대조용 필름(2)
두번째 필름(2)을 층 2' 의 두께를 2.5밀로 증가시키는 것을 제외하고 실시예 1에서와 같이 제조하였다.
필름(3)
세번째 필름(3)을 실시예 1에서와 같이 제조하나, 상기 필름(3)은 하기의 구조를 갖는다:
층 1' / 2' / 3' // l / 2 / 3 / 4 / 5 / 6
두께 (밀) 0.4 / 2.0 / 0.2 // 0.3 / 1.1 / 0.3 / 1.2 / 0.4 / 0.4
이때,
층 1' 는 좁은 분자량 분포의 폴리에틸렌이고,
층 2' 는 EBA(18% BA) + EBA(30% BA)의 EBA 블렌드이고,
층 3' 는 왁스 첨가제가 없는 EPC이고,
층 1 은 EVOH(44몰%의 에틸렌)이고,
층 2 는 70% EVA(18% VA) + 30% EVA 블렌드-기재 연결층이고,
층 3 은 층 1에서와 같은 EVOH 이고,
층 4 는 층 2와 동일하고,
층 5 는 이온중합체이고,
층 6 은 HDPE 이다.
실시에 1 내지 4
각 실시예에 대해서, 제 1 도 내지 4 도에 예시하고 상술한 바와 같은 포장재 100개(이들은 각각 고기 제품을 함유한다)를 하기 표에 열거한 필름 1 내지 3중의 하나를 사용하여 제조하였다. 실시예 3 및 4에서, Multivac?CD-6000 진공 외피 포장 장치를 사용하여 안쪽으로 경사진 측면을 갖는 고 프로파일의 고기 제품을 포장하고 생성된 포장재는 제 5 도에 도시한 바와 같은 외관을 가졌다. 실시예 1 및 2에서, Cryovac?VS--44 기계를 사용하여 제 6도에 예시한 바와 같은 경사지지 않은 측면을 갖는 고기 제품을 포장하였다. 각각 100회 포장한 후에, 박리성 차단 필름을 상기 각 포장재로 부터 제거하고, 이어서 누출에 대해 육안으로 검사하였다. 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
결과는 본 발명(실시예 4)의 필름 및 포장재가 실시예 1 내지 3에 비해 탁월한 비-누출율을 나타냄을 가리킨다. 또한 동일한 필름(2)에 실시예 3의 보다 엄격한 포장 용도(경사진 측면을 갖는 제품) 적용시 누출율이 대략 4배 증가된 것을 실시예 2 및 3으로 부터 알수 있다. 이는 필름이 선반 표면에서 상기 제품에 형성된 경우 상기 필름의 증가된 팽창에 기인한다. 역으로, 실시예 4는, 층(10) 및 (12)중 하나 또는 둘다에 이동성 왁스를 0.45중량%이상 필요로 하는 필름을 시험하는 실시예 1 및 2 모두에 비해 보다 엄격한 용도(제 5 도)(덜 엄격한 용도(제 6 도)에서는 중대한 개선이 예상된다)에 있어서 우수한 결과를 입증한다.
상기 포장재를 또한 차단 필름 제거후에 신선한 색에 대해 육안으로 검사하고, 실시예 4의 포장된 고기 제품은 실시예 3과 동등한 신선한 색을 나타내었다. 또한 실시예 4의 차단 필름이 실시예 1 내지 3의 차단 필름에 비해 포장재로 부터 보다 우수한 박리성을 나타내었음이 관찰되었다.
실시예 5
ASTM F904에 따라서, 박리력 측정을 복합 필름 샘플 4 내지 10에 대해 수행(그 결과를 하기 표 2에 나타내었다)하여 상기 각 복합 필름 샘플에 대해 불투과성 필름으로 부터 투과성 필름을 분리시키는데 필요한 힘의 크기를 측정하였다. 필름(4)는 본 발명에 따른 필름(5) 내지 (10)에 대한 대조용 필름이다. 상기 각 필름들은 구조 및 제조에 있어서 필름(3)과 동일하나, 단 층 2'가 2.5밀이고, 층 3'(즉, 반-접착층)의 조성을 필름마다 변화시켜 상기 조성들을 비교하여 박리력을 측정하였다. 표 2의 각 결과들은 각 필름 샘플에 대한 4회 박리력 측정의 평균치이다.
하기 약어들은 표 2에 적용되는 것들이다:
LMDPE = 다우 케미칼 캄파니의 Dowlex 2037(밀도 0.935g/cc);
왁스 = 필름 1에서와 같은 이동성 왁스 첨가제;
MCPE = 다우 케미칼 캄파니의 Affinity HF 1030(메탈로센-촉매화된 동종 에틸렌/알파-올레핀 공중합체, 밀도 0.935g/cc);
EPC1= 엑손사의 PD 9302(3.3% 에틸렌 공중합체 및 96.7% 프로필렌 공중합체);
EPC2= 쉘사의 WRS 6-217(5.5% 에틸렌 공중합체 및 94.5% 프로필렌 공중합체); 및
접착제 = 듀퐁사의 Bynel E-302, 무수물-개질된 폴리프로필렌 접착제.
[표 2]
상술한 바와 같이, 0.02 내지 0.051b 범위의 박리력을 갖는 필름은 허용가능하지만, 0.025 내지 0.041b 범위의 박리력을 갖는 필름이 우수한 성능을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 즉, 0.025 내지 0.041b 범위의 박리력을 갖는 필름은 투과성 필름과 불투과성 필름간에 충분한 접착력의 최적인 균형을 얻어 선적 및 보관중에 불완전한 필름 분리가 일어나지 않으며, 충분하게 박리성이어서 투과성 필름을 인열시키거나 달리 손상시키지 않으면서 상기 두 필름을 분리시킬수 있음이 밝혀졌다. 이 점에 관해서, 필름(9)는 그의 박리력이 최적의 범위내에 있는 최상의 결과를 나타내었다. 또한, 필름(9)의 투과성 부분은 대략 8500cc/m2-일-대기의 탁월한 산소 투과율을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 이미 언급한 바와 같이, EPC 는 우수한 역학적 강도(즉, 인성) 및 반-접착 투명성을 제공한다. 본 발명의 교지에 따라 상기 EPC를 접착제와 블렌딩시키는 경우, 상기 특성들은 영향을 받지 않았다, 즉 접착제는 EPC와 완전히 혼화성이었다. 이러한 이유로, EPC 와 접착제의 블렌드가 반-접착층(12)에 바람직한 물질이다.
본 발명을 구체적인 실시태양을 특정하게 참고로 하여 상세히 개시하였으나, 변화 및 수정이 본 발명의 범위 및 진의내에서 수행될수 있음은 물론이다.
제 1 도는 본 발명의 필름 및 방법을 사용하여 제조할수 있는 진공 외피 포장재의 한 실시태양의 사시도이다.
제 2 도는 본 발명에 따른 복합 필름 및 본 발명의 한 태양으로서 상기 박리성 필름을 박리시키기 위한 임의적인 탭 장치를 예시한다.
제 3 도는 제 2 도의 필름상에서 수행되는 박리 공정을 예시한다.
제 4도는 본 발명에 따른 복합 필름의 도식적인 횡단면도이다.
제 5 도는 박리성 VSP 필름이 둥근 불고기와 같이 안쪽으로 경사진 측면을 갖는 고 프로파일 제품을 둘러싸는 진공 외피 포장재를 예시한다.
제 6 도는 박리성 VSP 필름이 경사지지 않은 측면을 갖는 제품을 둘러싸는 진공 외피 포장재를 예시한다.

Claims (17)

  1. 투과성 필름 및 상기 투과성 필름으로 부터 박리가능하게 제거할수 있는 불투과성 필름을 포함하고, 이때 상기 투과성 필름은 상기 불투과성 필름에 박리가능하게 결합된 반-접착층을 포함하며, 상기 반-접착층은 폴리프로필렌, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 및 0.94 내지 약 0.96g/cc 범위의 밀도를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 공중합체로 이루어진 그룹중에서 선택된 중합체를 포함하는, 진공 외피 포장에 적합한 복합 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합체가 에틸렌 프로필렌 공중합체를 포함하는 복합 필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 에틸렌 프로필렌 공중합체가 약 2 내지 약 6 중량%의 에틸렌 및 약 94 내지 약 98중량%의 프로필렌을 포함하는 복합 필름.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 에틸렌 프로필렌 공중합체가 접착제와 블렌딩된 복합 필름.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 접착제가 산-재질된 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 산-재질된 에틸렌/아크릴레이트 공중합체, 무수물-개질된 에틸렌/아크릴레이트 공중합체, 무수물-개질된 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 무수물-개질된 폴리에틸렌, 및 무수물-개질된 폴리프로필렌의 단독중합체 및 공중합체로 이루어진 그룹중에서 선택된 복합 필름.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 접착제가 무수물-개질된 폴리프로필렌의 단독중합체 또는 공중합체인 복합 필름.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 접착제가 0.1 내지 25중량% 범위로 존재하고,
    상기 에틸렌 프로필렌 공중합체가 75 내지 99.9중량% 범위로 존재하는 복합 필름.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 접착제가 8 내지 13중량% 범위로 존재하고,
    상기 에틸렌 프로필렌 공중합체가 87 내지 92중량% 범위로 존재하는 복합 필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 불투과성 필름을 0.02 내지 0.05 Ib 범위의 박리력에서 상기 투과성 필름으로 부터 박리 제거할수 있는 복합 필름.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 불투과성 필름을 0.025 내지 0.04 Ib 범위의 박리력에서 상기 투과성 필름으로 부터 박리 제거할수 있는 복합 필름.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과성 필름이 7500cc/m2-일-대기 이상의 무수 산소 투과율을 갖는 복합 필름.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 투과성 필름이
    (a) 밀봉제 외층; 및
    (b) 상기 밀봉제 외층과 상기 반-접착층사이에 배치된 코어층을 또한 포함하는 복합 필름.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 코어층이 에틸렌/부틸 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌/알파-올레핀 공중합체, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체, 초-저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌/메틸 펜텐 공중합체, 스티렌/부타디엔 공중합체, 스티렌/이소프렌 공중합체, 이들의 블렌드, 및 상기중 임의의 것과 이온중합체의 블렌드로 이루어진 그룹중에서 선택된 물질을 포함하는 복합 필름.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 불투과성 필름이
    (a) 상기 불투과성 필름의 반-접착층에 바로 인접한 제 1에틸렌 비닐 알콜층;
    (b) 상기 제 1 에틸렌 비닐 알콜층에 인접한 제 1 연결층;
    (c) 상기 제 1 연결층에 인접한 제 2 에틸렌 비닐 알콜층;
    (d) 상기 제 2 에틸렌 비닐 알콜층에 인접한 제 2 연결층;
    (e) 이온중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹중에서 선택된 중합체를 포함하는 선택층; 및
    (f) 외부 과잉층을 포함하는 복합 필름.
  15. 제 1 항에 있어서,
    전체 두께가 약 3.0 내지 약 10.0밀 범위인 복합 필름.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 반-접착층이 약 0.45중량% 미만의 이동성 왁스를 함유하는 복합 필름.
  17. 지지 부재: 및
    투과성 필름 및 상기 투과성 필름으로 부터 박리가능하게 제거할수 있는 불투과성 필름을 포함하고, 이때 상기 투과성 필름은 상기 불 투과성 필름에 박리가능하게 결합된 반-접착층을 포함하고 상기 불투과성 필름과 상기 지지 부재사이에 배치되며, 상기 반-접착층은 폴리프로필렌, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 및 0.94 내지 약 0.96g/cc 범위의 밀도를 갖는 에틸렌/알파-올레핀 공중합체로 이루어진 그룹중에서 선택된 중합체를 포함하는, 제품의 수용에 적합한 봉입이 형성되도록 상기 지지 부재와 접착된 복합 필름을 포함하는 진공 외피 포장재.
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