KR100503540B1 - 가스 불투과성 막과 층간분리가능한 가스 투과성 막을 포함하는 2중막 덮개를 구비한 패키지 및 포장방법 - Google Patents

가스 불투과성 막과 층간분리가능한 가스 투과성 막을 포함하는 2중막 덮개를 구비한 패키지 및 포장방법 Download PDF

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Abstract

2중막 패키지 및 그 패키지의 제조 방법은 투과성 및 불투과성 덮개를 가지는 패키지의 일정한 박리를 갖는 단일의 박리가능한 덮개를 구비한 패키지의 제조 단순함을 결합하는 것이 개시되어 있다. 이것은 지지 부재(12)와 가스 투과성 막(26) 및 실질적으로 가스 불투과성 막(28)을 갖는 덮개(24)을 제공함으로써 달성된다. 제 1 열 용착부(30)는 가스 투과성 막을 지지 부재에 부착하고, 제 2 열 용착부(32)는 가스 불투과성 막을 가스 투과성 막에 부착한다. 제 1 및 제 2 열 용착부는 각각 가스 투과성 막의 막 내 응집력의 강도보다 큰 접합 강도를 가짐으로써, 덮개는 박리로 인해 가스 투과성 막내에 선택적으로 층상 박리되어 지지 부재에 덮개가 있는 가스 투과성 막의 일부를 남기게 된다.

Description

가스 불투과성 막과 층간분리가능한 가스 투과성 막을 포함하는 2중막 덮개를 구비한 패키지 및 포장방법{PACKAGE HAVING A DUAL-FILM LID COMPRISING A GAS-IMPERMEABLE FILM AND A DELAMINATABLE, GAS-PERMEABLE FILM}
본 발명은 덮개를 구비한 지지 부재내에 소정의 환경 조건하에서 밀폐되는 식품 등의 제품용의 포장(packaging)에 관한 것으로서, 상기 덮개는 박리 가능하게 층간분리되어(즉, 박리시에 층간분리되어) 가스 투과성 막을 노출시킴으로써, 패키지 내부의 환경 조건을 변화시킨다. 특히, 본 발명은 신선한 적색 육류 제품(fresh red meat products)의 포장에 관한 것이다.
역사적으로는, 큰 중등급 육류의 절편이 각 슈퍼마켓에서 해체 및 포장되었다. 이러한 준비는 비효율적이고 또 비용이 많이 드는 것으로 인지되어 있다. 그 대신, 다수의 가금류에서와 같이, 규모의 경제면에서 유리한 중앙 가공 설비에서 육류를 해체 및 포장한 다음, 포장된 육류를 개개의 슈퍼마켓 또는 기타의 소매점(retail outlets)에 출하하는 것이 바람직할 것이다. 육류의 중앙 가공은 개개의 슈퍼마켓에서 해체 및 포장되는 육류보다 보존 기간이 긴 고품질의 한층 위생적인 제품으로 될 것이다.
신선한 적색 육류는 산소 감응성(oxygen-sensitivity)에 기인하여 집중 가공 및 포장의 개념에 대한 특별한 난제를 나타낸다. 그러한 산소 감응성은 포장된 육류 제품의 보존 기간 및 외관(색)에서 나타난다. 예를 들면, 저산소 포장 환경은(높은 산소 함량을 갖는 환경에서 포장된 육류 제품에 비해서) 일반적으로 포장된 육류 제품의 보존 기간을 연장시키지만, 적색 육류는 산소의 결핍 또는 매우 낮은 산소 농도, 즉 약 5% 미만의 산소를 갖는 환경에서 포장할 때 자주색(purple color)을 띠는 경향이 있다. 유감스럽게도, 그러한 자주색은 대부분의 소비자가 바라지 않으며, 소비자에게 자주색의 허용성에 대해 주지시키는 마케팅 노력이 크게 효과적이지 못했다. 육류 제품이, 예를 들면 공기중에 발견되는 것과 같은 충분한 고 농도의 산소에 노출되는 경우, 대부분의 소비자가 신선하다고 여기는 밝은 적색을 띤다. 그러나, 이러한 노출후에 1일 내지 3일이 경과하면, 육류 제품은 대부분의 소비자가 바라지 않은(육류가 부패하기 시작하는 것으로 보임) 자주색과 같은 다갈색(brown color)을 띤다.
소매점에 배송하기 위해 중앙 설비에서 육류 제품을 효과적으로 해체 및 포장하기 위해서, 육류 제품은 장기 보존 수명을 위해 저 산소 환경하에서 포장, 출하 및 저장되고, 그 다음 소매 진열 케이스 내에 설치되기 직전에 적색을 띠도록 비교적 고 산소 환경에서 소비자에세 판매할 수 있게 진열된다. 진열 케이스 내에 있는 동안, 육류 제품을 미생물 및 기타의 오염물로부터 보호하는 패키지 내에 저장하는 것이 바람직하다. 집중 포장으로부터 최대의 경제적 이점을 얻기 위하여, 육류 제품이 소비자 판매를 위해 진열되는 패키지는 육류 제품이 중앙 가공 설비로부터 초기에 포장 및 출하되는 것과 동일한 패키지이다. 주지된 바와 같이, 신선한 적색 육류의 집중 해체 및 포장에는 다수의 여려운 포장상의 난제가 있다.
다양한 패키지가 전술한 난제를 극복하기 위한 노력의 일환으로 개발되었다. 하나의 시도된 해결책은 육류 제품을 수용하는 산소 차단 트레이와 같은 지지 부재상에 2중 막 또는 덮개를 사용하는 것이다. 일반적으로, 지지 부재는 덮개가 고정되는 주변 플랜지에 의해 제품을 저장하고 둘러싸는 공동을 포함한다. 2중막 덮개의 하나의 막은 산소 불투과성(oxygen-impermeable)이며, 즉, 그것를 통한 산소의 통과에 대해 실질적인 방벽을 제공하고, 그리고 비교적 산소 투과성(oxygen-permeable)이 있는, 포장된 육류 제품이 홍조를 띠도록 하기에 충분한 정도로 산소의 통과에 대해 투과성이 있는 제 2 막의 상부에 제거 가능하게 설치된다. 따라서, 패키지는 출하 중에 패키지 내에 저 산소의 환경이 유지되도록 상부의 불투과성 막이 손상되지 않은 상태로 출하될 수도 있다. 그 다음, 불투과성 막은 패키지를 소매 진열 케이스에 배치하기 직전에 슈퍼마켓에서 제거될 수 있다. 하측 막은 산소 투과성이기 때문에, 육류 제품이 대기로부터 패키지에 유입되는 산소의 존재하에서 육류 제품이 홍조를 띠는 것을 가능하게 한다.
통상의 2중막 포장 기구는, 지지 부재에 개별적으로 부착될 수 있는 별개의 투과성 및 불투과성 덮개 또는 투과성 막과 불투과성 막으로 층간 분리될 수도 있는 단일의 박리 가능한 덮개를 사용할 수도 있다. 분리된 막 접근에 의해, 통상적으로 투과성 및 불투과성 덮개는 지지 부재 플랜지상의 개별 장소에 밀봉되는 바, 투과성 덮개는 플랜지의 내주에 밀봉되고, 불투과성 덮개는 플랜지의 외주부, 즉 투과성 덮개가 밀봉되는 플랜지 영역의 외측에 밀봉된다. 이러한 접근의 한가지 결점은, 2개의 별개의 덮개를 통상의 단일 플랜지 트레이(single-flange tray) 내에 자동화된 방식으로, 즉 막의 별개의 투과성 웨브(permeable web) 및 불투과성 웨브(impermeable web)로부터 연속적으로 밀봉하는 것의 곤란성에 있다. 불투과성 덮개가 불투과성 막의 연속적인 웨브로부터 고정되고 절단될 수 있는 플랜지의 외주상에 충분한 영역을 남기도록 투과성 덮개가 연속 웨브로부터 트레이 플랜지에 적용되고, 플랜지의 내주부에 고정된(예를 들면, 열 용착된) 다음, 웨브로부터 절단되어야 한다. 이러한 접근은 2개의 별개의 덮개 조작(lidding operations)을 포함하기 때문에, 비교적 복잡하고 가격이 고가인 포장 과정(단일의 덮개 포장 조작과 비교하여)를 필요로 한다. 예를 들면, 플랜지의 외주부상에 충분한 공간이 남겨져 플랜지 외주부에 손상을 끼치지 않고 불투과성 덮개에 밀봉면을 제공하도록 투과성 덮개를 웨부로부터 절단하는 것은 어렵다. 또한, 투과성 덮개와 불투과성 덮개 사이의 공간으로부터 대기 산소를 완전히 제거하는 것이 어렵다.
박리 가능한 덮개가 종래의 트레이 플랜지에 밀봉하기을 위한 단일 웨브를 제공하는 이점을 갖지만, 그러한 막은 박리 중에 자주 파손되는바, 불투과성 막은 투과성 막으로부터 층간 분리되기 어렵거나, 또는 투과성 막의 전부 또는 일부가 불투과성 막에 부착된 채로 유지되어 패키지의 잔여부로부터 인열됨으로써, 결과적으로 패키지에 인열부 또는 구멍을 형성하게 되어, 포장된 육류 제품을 먼지나 오염물에 노출시키게 된다. 단일의 인열 가능한 덮개에 있어서 일관되고 신뢰성 있는 박리(peeling)를 달성하는데 있어서 주요한 곤란성은, 투과성 막과 불투과성 막이 서로 점착되는 방식에 있다. 즉, 통상의 박리 가능한 덮개에서는, 투과성 막과 불투과성 막을 접합하는 동일한 기구가 2개의 막을 박리 가능하게 분리되도록 하는 것에도 의지한다. 그러한 기구는 2개의 막을 접합하기 위한 열 또는 압력(예컨대, 가열 롤러)의 사용 또는 2장의 막 사이에 끼워져서 그들 막을 접합하는 접착제 층의 사용을 포함한다. 형성되는 접합은, 산소가 가스 투과성 막을 거쳐 조기에 패키지 내에 침입하지 않도록(즉, 소매 작업자가 의도적으로 불투과성 막을 투과성 막으로부터 박리되기 전에) 출하 및 저장중에 막 분리를 방지하기에 충분한 정도로 강해야 한다. 동시에, 2개의 막 사이의 부착은 2개의 막을 전술한 바와 같이 투과성 막을 찢거나 다른 방식으로 손상시킴 없이 분리시킬 수 있는 충분한 박리성을 제공해야 한다. 용이만게 주지되는 바와 같이, 이들은 충족하기가 다소 어렵고 다소 대립적인 요건이다. 투과성 막과 불투과성 막 사이의 접합 강도는 제작상의 변동에 기인하여 변경될 수 있을 뿐만아니라, 접합 강도는, 예컨대, 한쪽 또는 양쪽 막내의 성분[예컨대, 방무제(antifog agent)]의 막 사이의 계면으로의 이동, 온도 변동 등(이들 전체는 접합부에 물리적 및/또는 화학적 변화를 야기할 수 있음)에 기인하여 시간이 경과함에 따라 변화된다.
따라서, 단일의 박리 가능한 덮개를 구비한 구비한 패키지의 제작상의 단순성을 별개의 투과성 및 불투과성 덮개를 구비한 패키지의 균일한 박리성과 조합하는 2중막 패키지가 당해 기술에서 요구되고 있다.
발명의 요약
이러한 요구는, a) 내부에 공동이 형성되어 그 공동 내부에 재품이 배치되는 제품 지지 부재와, b) 상기 지지 부재의 공동내의 제품을 밀폐하는 것으로서, 가스 투과성 막 및 실질적으로 가스 불투과성 막을 포함하는 덮개와, c) 가스 투과성 막을 지지 부재에 접합하는 제 1 열 용착부와, d) 가스 불투과성 막을 가스 투과성 막에 접합하는 제 2 열 용착부를 포함하며, 제 1 및 제 2 열 용착부는 각각 가스 투과성 막의 막 내부 응집 강도(intra-film cohesive strength)보다 큰 접합 강도를 가짐으로써, 바람직하게는 덮개가 박리될 때 우선적으로 가스 투과성 막내에서 층간분리되는, 본 발명에 의해 달성된다.
또한, 본 발명은, a) 내부에 공동이 형성된 제품 지지 부재를 제공하는 단계와, b) 제품을 공동내에 배치하는 단계와, c) 가스 투과성 막과 실질적으로 가스 불투과성 막을 포함하는 덮개를 제공하는 단계와, d) 가스 투과성 막을 상기 지지 부재에 접합하는 제 1 열 용착부와, 가스 불투과성 막을 가스 투과성 막에 접합하는 제 2 열 용착부를 형성함으로써, 제품을 지지 부재의 공동 내에 밀폐시키기에 충분한 열 및 압력을 덮개에 가하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 열 용착부는 각각 가스 투과성 막의 막 내부 응집 강도보다 큰 접합 강도를 가짐으로써, 덮개가 박리될 때 우선적으로 가스 투과성 막내에서 층간 분리되도록 하는, 포장방법을 제공한다.
제 1 및 제 2 열 용착부는 박리력(peeling force)을 가스 투과성 막 내의 비교적 낮은 응집 또는 접합 강도의 평면 또는 영역으로 향하게 하므로 덮개가 막 내에서 일관되게 층간 박리된다. 따라서, 본 발명은 단일의 박리 가능한 덮개를 구비한 패키지의 제작상의 단순성을 별개의 투과성 및 불투과성 덮개를 구비한 패키지의 일관된 박리성과 조합하는, 이중 막 덮개를 구비한 패키지를 위한 단순하고 신뢰할만한 박리 기구를 제공한다.
용어 정의
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "막(film)"이라는 용어는, 당해 기술 분야에 공지된 임의의 적절한 수단, 예를 들면, 동시 압출(coextrusion), 적층(lamination) 등에 의해 서로 부착될 수도 있는 중합체 또는 다른 재료의 하나 이상의 층을 갖는 일반적으로 시트 또는 웨브 형태의 열가소성 재료를 의미한다. 막은 단층 막(하나의 층만을 가짐) 또는 다층 막(2개 이상의 층을 가짐)일 수 있다.
본 명세서에 사용되는 "층(layer)"이라는 용어는, 막과 동일 공간에 있고 또 실질적으로 균일한 조성을 갖는 별도의 막 구성 요소를 의미한다. 단층 막에서, "막" 및 "층"은 완전히 동일할 것이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "가스 투과성(gas-permeable)"이라는 용어는 (0%의 상대 습도에서) 1기압 및 73℉의 온도에서 24시간 주기당 1 평방 미터의 막에 대하여 적어도 약 1,000cc의 산소 등의 가스를 통과시키는 막 또는 막 부분을 의미한다. 특히, 가스 투과성 막 또는 막 부분은 (0%의 상대 습도에서) 1기압 및 73℉의 온도에서 24시간 주기당 1 평방 미터마다 적어도 5,000cc의 산소, 보다 바람직하게는 적어도 1,000cc(예컨대, 적어도 15,000cc, 20,000cc, 25,000cc, 30,000cc, 35,000cc, 40,000cc 및 50,000cc), 그리고 가장 바람직하게는 100,000cc의 산소를 통과시킨다. 본 발명에 따른 가스 투과성 막 및 막 부분에 있어서 전형적인 가스 전달 속도는 (0%의 상대 습도에서) 1기압 및 73℉의 온도에서 24시간 주기당 1 평방 미터의 막에 대하여 1,000 내지 100,000cc, 바람직하게는 10,000 내지 90,000cc, 15,000 내지 85,000cc, 20,000 내지 80,000cc, 25,000 내지 75,000cc, 30,000 내지 70,000cc 및 40,000 내지 60,000cc와 같은 5,000 내지 95,000cc의 산소의 범위에 있다. 본 발명에 따르면, 가스 투과성 막 또는 막 부분 자체는 전술한 레벨의 가스 투과성을 가질 수 있거나, 또는 변형예로서, 고유하게 전술한 레벨의 가스 투과성을 갖지 않지만, 상기에 규정한 바와 같이 막을 가스 투과성으로 만들도록 개조되는, 예를 들면 천공되거나 박리 가능하게 층간 분리되는 막 또는 막 부분일 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "실질적으로 가스 불투과성(subtantially gas-impermeable)"이라는 용어는, 1기압 및 73℉의 온도에서(0%의 상대 습도에서) 24시간 주기당 1 평방 미터의 막에 대하여 1,000cc 미만의 산소와 같은 가스를 통과시키는 막 또는 막 부분을 의미한다. 특히, 실질적으로 가스 불투과성 막은 1기압 및 73℉의 온도에서(0%의 상대 습도에서) 24시간 주기당 1 평방 미터의 막에 대하여 300cc 미만 및 100cc 미만과 같이 약 500cc 미만, 보다 바람직하게는 약 50cc 미만, 보다 바람직하게는 20cc 미만, 15cc 미만, 10cc 미만, 5cc 미만, 1cc 미만과 같은 25cc 미만의 가스를 통과시킨다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "제품 지지 부재(product support member)"라는 용어는, 제품이 배치되는 곳의 상측 또는 내부의 패키지의 구성요소를 의미한다. 통상적으로, 육류 제품은 그것을 지지하기 위해 소망의 형상으로 열성형된 예를 들면, 발포 폴리스티렌 시트 재료(expanded polystyrene sheet material)를 포함하는 트레이 형상의 패키지 내에 배치된다. 제품 지지 부재는, 제품이 배치되는 공동과, 덮개를 지지 부재에 부착하기 위한 밀봉면을 제공함으로써 공동내의 제품을 밀폐시키는 주변 플랜지를 포함하는 것이 바람직하다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "열 용착부(heat-weld)"["열 밀봉부(heat-seal)"로도 공지됨]라는 용어는, 막을 서로 접촉시키거나 또는 적어도 접근시킨 다음, 충분한 열 및 압력을 막의 소정 영역에 가하여 이 소정 영역에서 막의 접촉면이 용융되고 또 서로 혼합되도록 하고, 그것에 의해 열 및 압력이 그로부터 제거되고 소정 영역이 냉각될 때, 그 소정 영역에서 2개의 막 사이에 본질적으로 분리 불가능한 접합을 형성하는 것에 의한 2개의 막의 합체를 의미한다. 3개 이상의 막을 합체시키는 2개 이상의 열 용착은, 3개 이상의 막을 접촉시키고 또 전술한 바와 같이 소정 영역에 열 및 압력을 가하고 그것에 의해 소정 영역에서 3개 이상의 막의 접촉면이 소정 영역의 3개 이상의 막 사이에 둘 이상의 본질적으로 분리 불가능한 접합을 형성하도록 함으로써, 동시에 형성된다. 또한, 열 용착은 막 내부의 2개의 층 사이에 또는 이미 2개의 막을 서로 접합하는 접착제 층을 횡단하여(열 용착부로서 또는 접착제 층과 그것에 접합된 각각의 막 사이에 단일의 한쌍의 열 용착부로서) 형성될 수도 있다. 본 발명의 실시에 따르면, 열 용착은 기밀한 시일, 즉 외측 대기에 대한 방벽을 만드는 것이 바람직하다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "접합 강도(bond-strength)"라는 용어는, 일반적으로 2개의 인접한 막 또는 2개의 인접한 막 층을 결합시키는 접착력을 의이하며, 특히 2개의 막이 열 용착에 의해 결합되는 힘을 의미한다. 접합 강도 강도는, 예를 들면 ASTM F88-94에 따라 열 용착을 거쳐 결합된 2개의 막 또는 막 층을 분리시키는데 필요한 힘에 의해 측정될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "막 내 응집 강도(intra-film cohesive strength)"라는 용어는, 막의 평면에 직교하는 방향으로 측정할 때 막이 손상되지 않고 유지되는 내력(internal force)을 의미한다. 다층 막에 있어서, 막 내 응집 강도는 층간 점착(층을 서로 결합하는 층간의 접착 강도) 및 각각의 막 층의 층내 응집(즉, 각각의 막 층의 응집 강도)의 양자에 의해 부여된다. 단층 막에 있어서, 막 내 응집 강도는 막을 구성하는 층의 층 내 응집에 의해서만 부여된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "우선적으로 층간분리한다(preferentially delaminates)"라는 표현은, 박리될 때 복합체의 막 중 하나의 소정의 층/층 계면에서 및/또는 층 내에서 박리하는 경향을 의미한다. 그러한 단일 막 또는 다중 막 복합체를 막 또는 복합체의 다른 계면에서 또는 다른 층 내에서 층간 분리시키는 것이 가능할 수도 있지만, 거의 모든 경우에 막 또는 복합체는 소정의 계면 및/또는 층에서 층간분리될 것이다.
우선적인 층간분리는, 예를 들면 막의 구조, 막이 복합체 내에 부착되는 형태 및 열 용착의 존재 및 배치 등과 같은 요인에 의해 제어된다. 본 발명에 따른 덮개는 가스 투과성 막 및 가스 불투과성 막을 구비하는 다중 막 복합체이다. 가스 투과성 막 내부의 우선적인 층간분리는 가스 투과성 막의 양측 주요 표면상에 한쌍의 열 용착부를 제공하는 것에 의해 달성되고, 그들 열 용착부의 각각은 가스 투과성 막의 막 내 응집 강도보다 큰 접합 강도를 가짐으로써, 덮개가 박리력을 받게 될 때 가스 투과성 막을 열 용착부의 어느 쪽보다도 작은 층간 분리에 대한 저항을 제공하기 때문에, 열 용착부가 박리력을 가스 투과성 막으로 향하게 한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "박리한다(peel)" 및 "박리(peeling)" 등의 용어는, 하나 이상의 층을 손으로 쥐고 후방으로 잡아 당김으로써 비교적 낮은 접합 강도의 평면 또는 계면을 따라서 또는 비교적 약한 층 내 응집을 갖는 층 내부에서 다층 막 또는 다중 막 복합체로부터 하나 이상의 층을 제거하는 작용을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "박리력(peel-force)"이라는 용어는 다층 막 또는 다중 막 복합체의 2개의 층을 분리시키는데 필요한 힘의 양을 의이하며, 이는 ASTM F904-91에 의해 측정된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "실런트 막(sealant film)"이라는 용어는, 제품 지지 부재의 외부면의 적어도 하나에 일치하여 접합되는 막을 의미한다. 바람직하게는, 실런트 막은 지지 부재의 하측 외부면에 대향하는 상측 외부면에 접합되고, 그리고 실질적으로 가스 불투과성 막이다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "에틸렌/알파-올레핀 공중합체(ethylene/alpha-olefin copolymer)"라는 용어는 1-부텐(1-butene), 1-헥센(1-hexene), 1-옥텐(1-octene), 메틸 펜텐(methyl pentene) 등과 같은 C3 내지 C20 알파-올레핀에서 선택된 하나 이상의 코모노머(comonomers)를 갖는 에틸렌의 공중합체를 의이하고, 이 중합체 분자는 비교적 적은 곁 사슬 분지(side chain branches)를 갖는 긴 사슬을 포함한다. 이러한 중합체는 저압 중합법(low pressure polymerization process)에 의해 달성되고, 그리고 존재하는 곁 사슬 분지는 비 선형 폴리에틸렌[예를 들면, LDPE, 저밀도 폴리에틸렌 단일중합체(low density polyethylene homopolymer)]에 비하여 짧을 것이다. 에틸렌/알파-올레핀 공중합체는 일반적으로 약 0.86 내지 0.94g/cc 범위의 밀도를 갖는다. 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE: linear low density polyethylene)이라는 용어는, 일반적으로 약 0.915 내지 0.94g/cc의 밀도 범위에 있는 에틸렌/알파-올레핀 공중합체의 군을 포함하는 것으로 이해된다. 때로는, 약 0.926 내지 약 0.94 밀도 범위의 선형 폴리에틸렌은 선형 중간밀도 폴리에틸렌(linear medium density polyethylene: LMDPE)을 의미한다. 저밀도 에틸렌/알파-올레핀 공중합체는 저밀도 폴리에틸렌(VLDPE, 전형적으로 약 0.88 내지 0.91g/cc의 밀도 범위를 갖는 유니온카바이드사로부터 이용가능한 에틸렌/부텐 공중합체로 칭하는 것을 사용함)과 초 저밀도 폴리에틸렌[ULDPE, 전형적으로 다우(Dow)사에 의해 공급되는 에틸렌/옥텐 공중합체로 칭하는 것을 사용함]을 의미할 수도 있다.
또한, "에틸렌/알파-올레핀 공중합체"라는 표현은, 미국 텍사스주 베이타운 소재의 엑슨 케미컬사(Exxon Chemical Compony)로부터 입수할 수 있는 메탈로센 촉매형(metallocene-catalyzed) EXACT(등록상표) 선형 균질 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 수지와, 미츠이 페트로케미컬사(Mitsui Petrochemical Corporation)로부터 입수할 수 있는 TAFMER(등록상표) 선형 균질 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 수지 및 AFFINITY(등록상표) 수지로 공지된 다우우 케미컬사(Dow Chemical Company)로부터 구입 가능한 긴 사슬 분지형상(chain-branched)의 메탈로센 촉매 균질 에틸렌/알파-올레핀 공중합체와 같은 균질 중합체를 포함한다. "균질 중합체(homogeneous polymer)"라는 표현은, 비교적 좁은 분자량 분포 및 비교적 좁은 조성 분포의 중합반응 생성물을 의미한다. 균질 중합체는, 균질 중합체가 사슬 내의 코모노머의 비교적 균일한 서열(sequencing), 전체의 사슬 내의 서열 분포의 거울상(mirroring) 및 전체의 사슬의 길이의 유사성, 즉 협소한 분자량 분포를 나타내는 점에서 구조적으로 불균일 중합체(예컨대, ULDPE, VLDPE, LLDPE 및 LMDPE)와 상이하다. 또한, 균질 중합체는 통상적으로 지글러-나타 촉매(Ziegler-Natta catalysts)를 이용하는 것보다 메탈로센 또는 다른 단부위형 촉매(single-site type catalysts)를 이용하여 제조된다. 통상적으로, 이러한 단부위형 촉매는 한가지 유형의 촉매 부위만을 가지며, 이것은 중합반응으로부터 발생하는 중합체의 균질성의 기본이 되는 것으로 여겨진다.
도 1은 본 발명에 따른 패키지의 사시도로서, 내부에 제품이 배치된 제품 지지 부재와, 이 지지 부재에 열 용착되어 그 내부의 제품을 봉이비하는 덮개를 포함하며, 덮개는 지지 부재에 열 용착된 가스 투과성 막과, 이 가스 투과성 막의 상측에 위치하고 거기에 열 용착된 가스 불투과성 막을 포함함,
도 2는 도 1에 도시된 패키지의 개략적인 횡단면도,
도 3은 도 2에 도시된 패키지의 일 부분의 확대 단면도서, 가스 투과성 막 내부의 덮개의 박리 가능한 층간분리가 개시되는 것을 나타내는 도면,
도 4는 도 2 및 도 3의 패키지의 개략적인 단면도로서, 가스 투과성 막의 일 부분만이 제품 지지 부재에 덮여있는 채로 유지되도록 덮개가 박리 가능하게 층간분리되는 것을 타나내는 도면,
도 5는 도 3에 도시된 패키지의 일부분의 확대된 단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것으로서, 가스 투과성 막이 천공된 것을 제외하고 도 5와 유사한 도면,
도 7은 제품 지지 부재에 덮개가 덮인 가스 투과성 막의 일부분이 천공된 것을 제외하고 도 4와 유사한 도면.
도 1은 내부에 공동(14)이 형성되고 또 그 공동 내에 제품(16)이 배치되어 있는 제품 지지 부재(12)를 포함하는 본 발명에 따른 패키지(10)를 도시한 것이다. 지지 부재(12)는 공동(14)을 규정하는 측벽(18) 및 베이스(20)를 갖는 트레이 형태인 것이 바람직하고, 또한 공동으로부터 외측으로 연장된 외주 플랜지(22)를 포함한다. 덮개(24)는 플랜지(22)에 열 용착되는 것에 의해 공동(14)내의 제품(16)을 밀폐시킨다.
도 2는 패키지(10)를 보다 상세하게 도시한 것이다. 덮개(24)는, 예를 들면 접착제 결합, 코로나 처리(corona treatment), 열 처리(heat treatment)(예컨대, 열 용착), 압력 처리(pressure treatment) 등(그들의 조합을 포함함)과 같은 임의의 적절한 수단에 의해 서로 접합되는 2개 이상의 막의 복합 구조체이다. 최소한, 덮개(24)는 가스 투과성 막(26)과 실질적인 가스 불투과성 막(28)을 포함한다. 다른 막은 필요에 따라 또는 소망에 따라 포함될 수도 있다.
덮개(24)와 지지 부재(12)는 제품(16)을 위한 실질적으로 가스 불투과성인 밀폐체를 형성하는 것이 바람직하고, 가스 불투과성 밀폐체는, 특히 제품(16)이 식품인 경우에 특히 대기의 산소를 포함할 뿐만아니라, 흙, 먼지, 습기, 미생물 오염물질 등을 포함하는 주변 환경과의 접촉으로부터 제품을 실질적으로 완전히 보호한다. 제품(16)이 신선한 적색 육류 제품(예를 들면, 쇠고기, 송아지고기, 양고기, 돼지고기 등), 가금, 생선, 치즈, 과일 또는 채소와 같은 산소 감응성이 있거나, 즉 산소의 존재하에서 부패하거나, 품질이 저하되거나, 다른 방식으로 변질되는 경우, 제품(16)은 그것의 저장 기간을 최대로 하기 위해 저산소 환경에서 패키지(10)내에 포장되는 것이 바람직하다.
제 1 열 용착부(30)는 가스 투과성 막(26)을 지지 부재(12)의 플랜지(22)에 부착하는 한편, 제 2 열 용착부(32)는 가스 불투과성 막(28)을 가스 투과성 막(26)에 부착한다. 플랜지(22)가 단순한 단일 표면 플랜지로서 도시되어 있지만, 다양한 플랜지 구성이 가능하고, 덮개(24)의 가스 투과성 막(26)이 그것의 임의의 소망의 상측면(즉, 도시된 바와 같이 지지 부재가 직립한 상태로 있을 때 결정되는 경우의 플랜지의 대체로 상측을 향하는 표면)에 접합될 수도 있다. 제 1 열 용착부(30)는 플랜지(22)의 상측 표면 둘레에 연속해서 연장됨으로써, 제품(16)을 패키지(10)내에 기밀상태로 밀봉하는 것이 바람직하다.
지지 부재(12)는 상측 주면(36)과 하측 주면(38)을 갖는 실런트 막(34)을 구비하는 것이 바람직하다. 하측 주면(38)은 공동(14) 및 플랜지의 상측 표면에 접합된다. 이러한 방법으로, 실런트 막(34)의 상측 주면(36)은 지지 부재(12)의 최상측 표면을 규정하고, 이 최상측 표면은 공동(14)내의 제품(16)과 직접 접촉하고 그리고 플랜지(22)의 상측 표면상의 덮개(24)의 가스 투과성 막(26)과 접촉하게 된다. 특히, 가스 투과성 막(26)은 플랜지(22)에서 실런트 막(34)의 상측 주면(36)에 제 1 열 용착부(30)를 거쳐 실제로 접합된다. 따라서, 실런트 막(34)은 지지 부재(12)의 전체의 상측 표면을 완전히 피복하는 것, 즉 일치하도록 접합되는 것이 바람직하다. 소망한다면, 제 2 실런트 막이 지지 부재(12)의 하측 표면에 접착될 수도 있다. 지지 부재(12)가 실런트 막을 구비하는 것이 필요한 것은 아니지만, 그러한 개선이 필요하거나 소망된다고 생각되는 경우 지지 부재의 기능 특성을 개선시키기 위한 수단으로 지지 부재(12)의 적어도 상측 표면에 대하여 라이너(liner)로서 실런트 막 등을 구비하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 지지 부재가 의도된 포장 용도에 충분한 가스 불투과성이 아닌 재료로 구성되는 경우, 필요한 정도의 가스 불투과성을 제공하는 실런트 막이 사용될 수도 있다. 또한, 실런트 막은 제 1 열 용착부(30)의 접합 강도를 개선하기 위해 사용될 수도 있다. 즉, 가스 투과성 막 및 지지 부재가 충분히 강한 열 용착을 형성하는 것이 용이하게 가능하지 않은 재료로 구성되는 경우, 양쪽을 지지 부재의 상측 표면에 양호하게 부착하고 또한 가스 투과성 막과 함께 강한 열 용착부를 형성하는 실런트 막을 사용할 수도 있다.
지지 부재(12)는 임의의 소망하는 구성 또는 형상, 예를 들면, 직사각형, 원형, 타원형 등을 가질 수 있다. 마찬가지로, 플랜지(22)는 도시된 바와 같은 단일의 밀봉면을 갖는 실질적으로 편평한 구조를 포함하거나, 또는 본 명세서에 참고로 인용되는 미국 특허 제 5,348,752 호 및 제 5,439,132 호에 개시된 플랜지의 구성과 같이, 2개 이상의 밀봉면을 갖는 보다 정교한 구조를 가질 수 있다. 또한, 플랜지는 1996년 10월 18일자로 "박리 개시 장치를 갖는 패키지(PACKAGE HAVING PEEL INITIATION MECHANISM)"라는 명칭으로 출원된 미국 출원번호 제 08/733,843 호(본 명세서에 참고로 인용됨)에 개시된 바와 같이, 덮개(24)의 박리 가능한 층간분리를 촉진시키기 위해 밀봉면의 내부에 인접하게 위치한 외주 덮개를 포함할 수도 있다.
지지 부재(12)가 형성될 수 있는 적절한 재료는 제한 없이 고밀도 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 페이퍼 펄프, 나일론, 폴리우레탄 등과 같은 염화 폴리비닐, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀을 구비한다. 지지 부재는 소망에 따라 발포체 또는 비발포체로 될 수 있고, 특히 제품(16)이 산소 감응성(oxygen-sensitive)인 식품인 경우, 이것을 통하여 산소의 통과에 대한 방벽을 제공하는 것이 바람직하다. 그러한 산소 감응성 제품이 저 산소 환경에서 포장되어야 하는 경우(그들의 저장 수명을 연장시키기 위하여), 지지 부재(12)는 1기압 및 73℉의 온도에서(0%의 상대 습도에서) 24시간 주기당 1 평방 미터의 재료에 대하여 약 1,000cc 미만의 산소를 통과시키고, 보다 바람직하게는 약 500cc 미만의 산소를, 보다 더 바람직하게는 약 100cc 미만의 산소를, 보다 더 바람직하게는 약 50cc 미만의 산소를, 가장 바람직하게는 약 25cc 미만의 산소의 통과를 허용한다. 지지 부재(12)는 산소의 통과에 대한 방벽을 제공하는 재료, 예컨대 염화 비닐리덴 공중합체(vinylidene chloride copolymer), 나일론(nylon), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 에틸렌/비닐 알코올 공중합체(ethylene/vinyl alcohol copolymer) 등으로 형성될 수도 있다. 변형예로서, 지지 부재(12)는 전술한 바와 같이 그리고 본원에 참고로 인용되는 미국 특허 제 4,847,148 호 및 제 4,935,089 호와, "막/기재 복합 재료(Film/Substrate Composite Material)"라는 명칭으로 1994년 10월 19일자로 출원된 미국 출원 번호 제 08/326,176 호(1996년 4월 24일자로 EP 0 707 955 A1 호로 발행됨)에 개시되어 있는 바와 같이, 층간분리되거나 또는 그것의 내측 또는 외측 표면에 접합된 실질적으로 가스 불투과성 실런트 막(34)을 구비할 수도 있다. 실런트 막(34)은 염화 비닐리덴 공중합체(사란), 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 에틸렌/비닐 알코올 공중합체 등과 같은 산소 방벽 재료를 구비하는 것이 바람직하다.
제품(16)은 지지 부재(12)의 최대 높이, 즉 플랜지(22)가 배치되는 레벨보다 낮은 최대 높이를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 그러한 "낮은 형상" 제품에 한정되지 않는다. 오히려, "높은 형상"의 제품, 즉 플랜지(22)가 위치하는 레벨보다 높은 최대 높이를 가지며, 그에 따라 플랜지(22)의 레벨보다 상부로 연장된 제품의 부분이 덮개(24)와 접촉하게 되는 제품도 본 발명에 따라 포장될 수 있다.
본 발명의 중요한 관점은, 제 1 및 제 2 열 용착부(30, 32)가 각각 덮개(24)의 가스 투과성 막(26)의 막 내 응집 강도보다 큰 접합 강도를 갖는 것이다. 이러한 방식으로, 덮개(24)는 박리시에 가스 투과성 막(26)내에서 우선적으로 층간분리된다. 즉, 예를 들면 소매 작업자가 덮개(24)를 그것의 외측 에지(40), 바람직하게는 지지 부재(12)의 4개의 코너중 하나를 쥐고 대체로 상측 및 하측(즉, 패키지의 대향하는 에지를 향하여 또는 코너를 향하여)으로 당길 때, 덮개(24)는 점선(42)으로 도시된 바와 같이 가스 투과성 막(26)내에서 층간분리된다. 이것은, 가스 투과성 막(26)은 그것을 고정하는 제 1 및 제 2 열 용착부(30, 32)의 어느 쪽보다도 적은 층간분리 저항을 나타내기 때문에, 덮개(24)가 이러한 방식으로 박리력을 받을 때, 제 1 및 제 2 열 용착부(30, 32)가 박리력을 가스 투과성 막(26)으로 향하게 하는데 기인하여 발생한다. 이러한 방식으로 덮개(24)를 층간분리하는 것에 의해, 가스 불투과성 막(28)이 패키지(10)로부터 제거되어 대기 산소가 가스 투과성 막(26)을 통하여 패키지 내로 유입되는 것을 허용할 뿐만 아니라(따라서, 포장된 산소 감응성 제품이 소망하는데로, 예컨대 포장된 신선한 적색 육류 제품이 밝은 적색을 띄도록 함), 가스 투과성 막(26)이 층간분리되는 것에 의해 두께가 감소됨으로써, 그 막의 산소 투과성을 증가시켜 패키지(10)의 공동(14)내로 산소의 보다 신속한 진입을 가능하게 한다.
도 3을 참조하여, 가스 투과성 막(26) 내에서의 우선적인 층간분리를 달성하기 위한 바람직한 수단을 설명한다. 우선적인 층간분리의 달성에 있어서의 중요한 것은 제 1 및 제 2 열 용착부(30, 32)이다. 각각의 막(26, 28)은 그들 사이의 계면(44)에서 다른 재료와 함께 열 용착부를 형성할 수 있는 적어도 하나의 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 각각의 막(26, 34)은 그들 사이의 계면(46)에서 다른 재료와 함께 열 용착부를 형성할 수 있는 적어도 하나의 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 도 5에 보다 명확히 도시된 바와 같이, 막(26, 28, 34)은 층들이 계면(44, 46)에 존재하고 인접한 계면 층이 형성되는 재료와 함께 열 용착부를 형성할 수 있는 재료로 형성되도록 구성된 다층 막인 것이 바람직하다. 이러한 방법으로, 제 1 및 제 2 열 용착부(30, 32)는 계면(44, 46)의 양쪽을 브리지(bridge)함으로써, 막(26, 28, 34)을 이러한 계면에 연결한다.
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도 5는 도 3에 도시된 원 내의 패키지(10)의 부분을 보다 상세히 도시한 것이다. 도시된 바와 같이, 가스 불투과성 막(28)은 산소 방벽 층(48) 및 열 용착부 층(50)을 구비한 적어도 2층 막인 것이 바람직하고, 가스 투과성 막(26)은 제 1 열 용착부 층(52), 내부 층(54) 및 제 2 열 용착부 층(56)을 구비한 적어도 3층 막인 것이 바람직하고, 실런트 막(34)은 열 용착부 층(58), 산소 방벽 층(60) 및 부착 층(62)을 구비한 적어도 3층 막인 것이 바람직하다. 각각의 열 용착부 층(50, 52)은 가스 불투과성 막(28) 및 가스 투과성 막(26)의 계면(44)에서 서로 접촉하며, 다른 재료와 함께 열 용착부를 형성할 수 있는 적어도 하나의 재료를 포함하는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 각각의 열 용착부 층(56, 58)은 가스 투과성 막(26) 및 실런트 막(34)의 계면(46)에 서로 접촉하고, 다른 재료와 함께 열 용착부를 형성할 수 있는 적어도 하나의 재료를 포함하는 것이 바람직하다. [이하, 서로 열 용착부를 형성할 수 있는 이러한 재료는 "상용성 재료(compatible materials)"라 칭한다.] 이러한 방법에서, 지지 부재(12)의 플랜지(22)상의 막(26, 28, 34)에 충분한 열 및 압력이 가해질 때, 제 1 및 제 2 열 용착부(30, 32)가 형성된다.
열 용착부 층(50/52, 56/58)내에 포함하기 위한 상용성 재료의 바람직한 예로는, 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌 또는 고밀도 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌 단일 중합체와, 예를 들면 에틸렌/알파-올레핀 공중합체와 같은 폴리에틸렌 공중합체를 포함한다. 동일한 폴리에텔렌 또는 상이한 폴리에텔렌은 인접한 층(50/52, 56/58)내에 구비될 수도 있고, 각각의 계면(44, 46)을 서로 횡단하여 열 용착부를 형성할 수 있는 이러한 인접 층내에 포함하기 위해 선택된 폴리에틸렌이 제공된다. 다른 상용성 재료로는, 예를 들면 에틸렌/비닐 아세테이트, 에텔렌/부틸 아크릴레이트, 이오노머 등과 같은 폴리프로필렌 또는 다른 폴리올레핀이다.
제 1 및 제 2 열 용착부(30, 32)는 그 열 용착부가 형성되는 것이 소망되는 영역 내의 덮개(24)의 상측면에, 바람직하게는 패키지(10)내의 완료된 밀폐 제품(16)에 대한 플랜지(22) 둘레의 주변에 가열 및 압력을 가함에 의해 동시에 형성되는 것이 바람직하다. 소정의 통상적인 가열 요소는 열 용착부, 예를 들면 주로 거울상의 접촉 표면을 갖는, 그러나 주변 플랜지(22)보다 약간 좁은 폭을 갖는 가열 금속에 영향을 미치도록 사용될 수도 있다. 덮개(24)가 도 2에 도시된 바와 같이 지지 부재(12) 상측에 배치된 후, 가열된 금속 요소는 덮개(24)의 상측 표면(64)과 접촉하도록 압축됨으로써, 가열된 요소와 지지 부재(12)의 플랜지(22) 사이의 덮개(24)를 압착한다. 제 1 및 제 2 열 용착부(30, 32)에 영향을 미치는데 필요한 가열 및 압력의 양은, 예를 들면 두껑(24)의 두께 및 혼합과 같은 요소의 수에 따르게 되며, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
덮개(24)의 상측 표면(64)에 가해지는 열 및 압력은 서로 상용성이 있는 재료를 포함하는 전체의 인접한 층에 동시에 열 용착을 충분히 발생하는 것이 바람직하다. 이러한 방법으로, 이러한 인접한 층은 가열된 요소의 접촉면 바로 하측의 영역내에 덮개(24)의 단면 두께를 통하여 열 용착부를 거쳐 함께 융착된다. 도시된 바와 같이, 열 용착부(32)는 계면(44)을 가로질러 층(50, 52)내로 연장되고 그 층을 부착하지만, 이러한 층은 층(50)이 형성되는 하나 이상의 재료에 적합한 재료를 포함한다면 층(48)내로 연장하게 될 것이다. 가스 투과성 막(26) 및 가스 불투과성 막(28)이 지지 부재(12)에 열 용착되기 전에 덮개(24)를 형성하도록 접착제(adhesive)로 접합되는 경우, 층(50, 52)은 접착제 재료(도시하지 않음)와 상용성이 있게되어, 소정의 이러한 접착제 부착이 열 용착에 의해 약해지지 않는 것이 바람직하다. 대부분의 경우에, 단일 또는 분리된 열 용착부가 층(50, 52)과 접착제 층 사이에 형성됨으로써, 플랜지(22)의 영역에서 가스 투과성 막(26)과 가스 불투과성 막(28) 사이의 접합을 강화시킨다.
열 용착부(30)는 계면(46)를 가로질러 층(56, 58) 내로 연장되고 그 층에 접합되며, 또한 이러한 층이 서로 상용성 재료로 형성되는지에 따라, 소망하는 층(54 및/또는 60) 내로 연장될 수도 있다.
층(54, 56)은 서로 상용성이 없는 재료를 포함하므로, 그들 층을 횡당하여 열 용착되지 않거나 또는 비교적 약하게 열 용착되는 것이 바람직하다. 층(54, 56)은 덮개(24)가 1 인치당 0.001 내지 2.5 파운드 범위의 박리력을 받을 때 서로 분리되는 것이 보다 바람직하다(보다 바람직한 박리력의 범위는 이하에 기재함). 즉, 층(54, 56) 사이의 층간 접착은 2개의 층이 1 인치당 0.001 내지 2.5 파운드 범위의 박리력에서 서로 박리 가능하게 분리되는 것이 바람직하다. 층(54, 56) 사이의 층간 접착은 가스 투과성 막(26)의 막 내 응집 강도가 가장 약한 구성요소일뿐 아니라, 제 1 및 제 2 열 용착부(30, 32)가 형성된 후 덮개(24)내의 가장 약한 접착제 또는 접착 부착으로 되는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 덮개(24)가 1인치당 0.001 내지 2.5 파운드 범위의 박리력을 받을 때, 이러한 박리력은 덮개가 가스 투과성 막내에 층간분리되는 층(54, 56)의 계면에서 가스 투과성 막(26)내로 제 1 및 제 2 열 용착부(30, 32) 사이로 채널링된다. 도시된 바와 같이, 가스 투과성 막(26)의 층(52, 54)은 가스 불투과성 막(28)의 층(48, 50)을 따라서 패키지(10)로부터 박리 가능하게 제거된다. 그러나, 가스 투과성 막(26)의 층(56)은 지지 부재(12)에 부착된 채로 유지됨으로써, 제품(16)이 패키지(10)내에 밀폐된 상태로 유지되도록 한다.
인접한 막 층(54, 56)의 박리 가능한 분리는, 층(54, 56)중 하나가 폴리에틸렌 단일중합체 또는 공중합체를 포함하는 한편, 다른 층은 폴리아미드, 코폴리아미드, 폴리에스테르, 코폴리에스테르, 폴리에틸렌 단일중합체 또는 공중합체 및 폴리프로필렌 단일중합체 또는 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하도록 가스 투과성 막(26)을 구성함으로써 달성된다. 예를 들면, 층(54, 56)중 하나[바람직하게는, 층(56)]는 선형 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 중간밀도 폴리에틸렌과 같은 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 포함할 수도 있는 한편, 층(54, 56)[바람직하게는 층(54)]은 폴리아미드 또는 에틸렌/비닐 알코올 공중합체를 포함할 수도 있다. 또한, 이러한 방법으로 가스 투과성 막(26)의 구성은 열 용착이 없거나 비교적 약한 열 용착이 층(54, 56) 사이에 형성되므로 가스 투과성 막(26)의 우선적인 층간분리를 더 증진시키게 될 것이다. 물론, 가스 투과성 막(26)내의 소정의 2개의 인접한 층은 이러한 층이 전술한 바에 따라 형성된 재료의 적절한 선택에 의해 그들 사이에 계면에서 층간분리되도록 설계될 수도 있다.
층간 접착 분리를 제공하는 것의 변형예로서 가스 투과성 막(26)내의 우선적인 층간분리를 달성하는 수단으로서, 가스 투과성 막은 상기 덮개가 1인치당 0.001 내지 2.5 파운드 범위의 박리력을 받을 때 일체로 분리되는 적어도 하나의 층을 포함할 수도 있다. 즉, 가스 투과성 막(26)을 포함하는 하나 이상의 막 층은 제 1 및 제 2 열 용착부(30, 32)가 형성된 후 덮개(24)내의 가장 작은 점착 또는 접착제 부착을 나타내는 층 내 응집 강도를 갖도록 처방될 수도 있다. 따라서, 덮개(24)가 1 인치당 0.001 내지 2.5 파운드 범위의 박리력을 받을 때, 그러한 박리력은 제 1 및 제 2 열 용착부(30, 32) 사이로 그리고 약한 응집 강도를 갖는 가스 투과성 막(26)의 층내로 전달되어, 가스 투과성 막이 그러한 층 내에서 층간 분리된다.
가스 투과성 막(26)내의 층간 접착 결합의 파괴와 층간 접착 파괴의 조합도, 그러한 막의 우선적인 층간분리를 달성하는 수단으로서 사용될 수 있다. 이것은, 예를 들면 층간분리의 주요 평면이 2개의 인접한 막 층 사이에 있으나 층간분리 경로가 인접한 막 층의 하나 또는 양쪽으로 빗나갈 때 발생할 수 있다.
전술한 바와 같이, 가스 투과성 막(26)은 덮개(24)가 1인치당 0.001 내지 2.5 파운드 범위의 박리력을 받게 될 때 층간분리되는 것이 바람직하고, 즉, 가스 투과성 막(26)의 막 내 응집 강도가 1인치당 약 2.5 파운드의 높이에 대해 인치당 약 0.001 파운드의 낮은 범위인 것이 바람직하다. 가스 투과성 막(26)의 층간분리에 보다 바람직한 박리력은 0.005 내지 2 lb/inch이고, 보다 바람직하게는 0.01 내지 1.5 lb/inch이다. 박리 초기(층간분리를 개시하는데 필요한 박리력)에는 0.5 내지 2.5 lb/inch의 범위인 반면, 박리 층간분리(박리 초기 후의 안정된 상태의 박리력)는 0.01 내지 1.0 lb/inch 범위이다. 전술한 범위내에 있는 박리력은 제조, 출하 및 저장 과정중의 조기 분리를 방지하기에 충분한 접착과, 가스 투과성 막(26)이 인열됨이 없이 층간분리될 수 있도록 하기에 충분한 박리성 사이의 균형을 제공한다. 즉, 약 2.5 lb/inch 이상의 박리력은 결과적으로 인열되거나 박리하기 어려운 덮개용 막을 달성한다. 한편, 0.001 lb/inch 미만의 박리력은 높은 조기의 층간분리 가능성을 발생시킨다.
도 5를 참조하면, 산소 방벽 층(48, 60)은 가스, 특히, 산소의 통로에 대한 실질적인 방벽을 제공하는 재료를 포함함으로써, 막(28, 34)이 실질적으로 가스 불투과성인 것이 바람직하다. 적절한 재료는 비닐리덴 클로라이드 공중합체[사란(saran)], 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 에틸렌/비닐 알코올 공중합체, 산화 실리콘(SiOx) 등을 포함한다. 필요나 소망에 따라 다른 재료가 층(48, 60)에 사용될 수도 있다.
접착 층(62)은 지지 부재(12)가 상술한 미국 특허 제 4,847,148 호 및 제 4,935,089 호와, 1994년 10월 19일자로 "막/기재 혼합 재료(Film/Substrate Composite Material)"라는 명칭으로 출원된 미국 출원번호 제 08/326,176 호에 개시된 교시에 따라 지지 부재(12)가 형성되는 재료와 접착을 형성할 수 있는 재료를 포함한다.
각각의 막(26, 28, 34)은 소망하는 두께 범위, 예를 들면 약 0.3mils, 바람직하게는 약 0.5mils 내지 약 2.5mils, 보다 바람직하게는 약 0.75 내지 약 1.5mils의 두께 범위를 가질 수도 있다.
도 5에 도시된 바와 같은 전술한 막 구조체는 단지 도시를 위한 것으로서 본 발명의 범위를 어떠한 식으로도 제한하지 않는다. 보다 많거나 적은 수의 막 층이 필요나 소망에 따라서 막(26, 28, 34)내에 구비될 수도 있다. 소정의 막은 이하에 예시로서 설명되어 있다.
본 발명의 특별한 바람직한 실시예에서, 가스 투과성 막(26)은 도 6에 도시된 바와 같이 천공되어 있다. 가스 투과성 막(26)을 가스 불투과성 막(28)에 결합하고 지지 부재(12)에 부착하기 전에, 가스 투과성 막(26)에 구멍(perforations)(66)이 형성되는 것이 바람직하다. 구멍은 가스 투과성 막(26)을 완전히 통과하여 연장됨으로써, 막의 하나의 주요 표면으로부터 다른 주요 표면까지 연장되는 통로를 형성한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 가스 투과성 막(26)이 층간분리될 때, 각각의 구멍은 가스 투과성 막(26)의 층(52, 54) 사이의 계면을 따라서 2개의 부분으로 분리된다. 하나의 부분은 층(52)을 통하여 연장되며, 가스 불투과성 막(28)의 층(48, 50)이 패키지(10)로부터 벗겨질 때 이들 층을 따라서 층(52)과 함께 제거된다. 구멍의 다른 부분은 가스 투과성 막(26)의 층(54, 56)을 통하여 연장됨으로써, 덮개(24)가 층간분리된 후 층(54, 56)을 따라서 패키지(10)에 유지된다.
덮개(24)가 층간분리된 후의 결과적인 패키지가 도 7에 도시되어 있으며, 지지 부재(12)에 부착되어 유지되는 가스 투과성 막(26')은 구멍(66)의 나머지 부분(66'으로 표시되어 있음)을 포함한다. 이 때[예를 들면, 구매자를 위해 소매 진열 케이스 내에 패키지(10)를 배치하기 직전에], 구멍(66')은 대기에 완전히 노출되므로, 대기의 산소가 구멍(66')를 통하여 패키지에 유입될 수 있다. 바람직하게는, 가스 투과성 막(26)은 가스 투과성 재료이므로, 대기 산소가 구멍을 통과할 뿐만 아니라 막을 통하여 패키지에 유입될 수 있다. 이러한 방법으로, 본 발명에 따른 패키지(10)는 공동(14)내에 대기의 산소가 신속하게 유입되도록 하여, 예를 들면 포장된 신선하고 붉은 육류 제품이 짧은 시간안에[바람직하게는, 덮개(24)가 층간분리된 후 약 45분 이내] 홍조를 띠도록 한다. 동시에, 덮개(24)의 층간분리 전에, 구멍(66 및 66')은 가스 불투과성 막(28)에 의해 둘러싸임으로써, 패키지(10)에 가스가 출입하는 것을 방지하여, 패키지는 소망 기간동안 실질적으로 가스 불투과성을 유지하게 된다.
구멍(66)은 약 250 미크론, 바람직하게는 직경에 대해 25 내지 125 미크론, 보다 바람직하게는 75 내지 100 미크론 범위의 직경이 바람직하다. 이상적으로, 구멍은 대기의 가스(산소, 질소, 이산화탄소)의 통과를 허용하기에 충분한 정도로 크지만, 액체 또는 오염물의 통과를 방지하기에 충분한 정도로 작다. 구멍은 기계적, 화학적 또는 전기 장치의 이용을 포함하는 임의의 적절한 수단에 의해 형성될 수도 있다. 이러한 장치의 비 한정적인 예는 레이저 에너지(laser energy), 정전기 방전(electrostatic discharge), 초음파(ultrasonic wave), 프레임 방출(flame discharge), 바늘 또는 다른 예리한 물건 또는 그의 조합에 의해 천공하는 것을 포함한다. 바람직한 장치는 레이저 에너지 또는 정전기 방전을 제공하는 것이다. 정전기 방출 장치는 한쌍의 전극 사이로 막을 통과시키고, 하나의 전극이 막을 통하여 다른 전극에 방전하기 충분한 전압으로 하나의 전극에 통전함으로써, 막을 천공한다.
지금까지 본 발명에 따른 바람직한 패키지를 설명하였으며, 이러한 패키지의 바람직한 제조 방법에 대해 설명할 것이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 바람직한 제조 방법은 제품 지지 부재(12)를 제공하고 제품(16), 바람직하게는 쇠고기, 송아지고기, 양고기, 돼지고기, 사슴고기 등과 같은 신선한 적색 육류 제품을 지지 부재(12)의 공동(14)에 배치하는 것으로 개시된다. 덮개(24)는 제품이 포함된 지지 부재 상측에 배치되고 전술한 바와 같이 플랜지(22)에 열 용착됨으로써, 공동내에 제품을 밀폐시킨다. 덮개(24)는 예를 들면 2개의 분리된 막 웨브로부터 가스 투과성 막 및 가스 불투과성 막(26, 28)을 지지 부재(12) 위에 개별적으로 배치하고, 다음으로 이들 막을 지지 부재에 대해 (함께 또는 개별적으로) 열 용착함으로써 형성된다. 변형예로서, 덮개(24)는 가스 투과성 막(26)과 가스 불투과성 막(28)을 먼저 접합하고, 다음으로 이 구조체를 지지 부재(12)에 열 용착함으로써 형성될 수 있다. 후자의 경우에 있어서, 이들 막은 막의 하나 또는 양쪽의 접촉 표면을 코로나 처리한 후 예를 들어 한쌍의 롤러에 코로나 처리된 막을 통과시켜 서로 압착하거나; 막의 하나 또는 양쪽 접촉 표면을 가열 처리한 후 서로 압착하거나; 막의 하나 또는 양쪽 접촉 표면에 적절한 접착제를 도포한 후 서로 압착하거나; 가스 투과성 막(26)(또는 바이스를 거쳐)상에 가스 불투과성 막(28)을 사출성형하여 코팅하거나, 전술한 기술을 조합하는 등의 적절한 기술에 의해 접합될 수 있다.
덮개(24)는 하나의 큰 웨브 재료[또는 가스 투과성 막(26) 및 가스 불투과성 막(28)이 지지 부재(12)에 개별적으로 인가되는 경우에는 2개의 웨브 재료]로부터 제공되며, 예를 들면 필요에 따라 롤로부터 웨브 재료를 풀어서 지지 부재(12)상에 배치하고, 웨브로부터 덮개(24)를 잘라낸 후에 또는 그와 동시에 덮개를 지지 부재에 열 용착하는 것이 바람직하다. 덮개(24)는 소정의 통상적인 절단 장치, 예를 들면 가열된 와이어 또는 가열된 블레이드와 같은 예리한 절단 도구 또는 열적 절단 장치를 이용한 방법으로 웨브로부터 절단될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 덮개(24)는 적어도 부분적으로 열 수축가능하며, 덮개를 지지 웨브로부터 분리시키는데는 열 절단 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 절단 장치로부터의 열은 덮개를 약간 수축시키기에 충분한 것이 바람직하며, 그것에 의해 패키지의 미관상의 품질을 향상시키는 단단하고 깔끔한 덮개를 형성한다. 소망하는 경우, 가스 투과성 막(26)만이 열 수축가능하게 될 수 있는데, 그 이유는 가스 투과성 막(26)만이 소비자에게 보여지는 덮개(24)의 부분이기 때문이다. 이러한 경우에, 열 절단 장치를 사용하여 지지 웨브로부터 덮개를 절단하면, 가스 투과성 막(26)은 가스 불투과성 막(28)보다 지지 부재(12)상에서 보다 팽팽하게 될 것이다. 그러나, 가스 불투과성 막은 소매 진열 케이스에 패키지를 배치하기 전에 완전히 제거되기 때문에, 소비자는 패키지상의 보다 팽팽하게 수축된 가스 투과성 막만을 보게 될 것이다.
본 발명에 따른 포장방법은 지지 부재내에 제품을 밀폐시키기 전에, 공동으로부터 공기를 적어도 부분적으로 배기시킨 다음, 공기보다 산소 함량이 낮은 가스로 공동을 적어도 부분적으로 채우는 단계를 구비하는 것이 바람직하다. 임의의 바람직한 양의 공기가 진공 과정중에 밀폐체로부터, 예를 들면 체적에 대해 1 용적 % 내지 99.999 용적%의 범위로 제거될 수 있다. 신선한 적색 육류 제품을 포장하는 경우에, 제거된 공기의 양은 약 99 용적 % 내지 99.999 용적 %의 범위인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 약 99.5 용적 % 내지 99.999 용적 %이다. 진공된 공기를 제거하기 위한 바람직한 가스는 예를 들면 이산화탄소, 질소, 아르곤 등과 이러한 가스의 혼합물을 포함한다. 이러한 단계의 결과로서, 패키지(10)의 공동(14)은 덮개(24)의 층간분리 전에 1 용적 % 미만의 산소를 포함하고, 바람직하게는 0.5 용적% 미만의 산소, 보다 바람직하게는 0.1 용적 % 미만의 산소, 보다 바람직하게는 0.05 용적 % 미만의 산소를 포함하고, 균형은 이산화탄소 및 질소의 혼합물과 같은 가스 또는 가스의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다. 패키지(10)가 실질적으로 가스 불투과성의 밀폐체를 제공하는 경우, 그러한 수정된 대기 포장 환경은 포장된 신선한 적색 육류 제품이 적어도 7일, 바람직하게는 적어도 10일, 보다 바람직하게는 적어도 14일, 보다 바람직하게는 적어도 20일의 보존 기간을 갖는 것을 보장할 것이다(물론, 패키지가 냉동 상태하에서, 예를 들면 약 28℉ 내지 48℉ 범위의 온도에서 유지되는 것을 가정함).
전술한 바와 같이, 신선한 적색 육류 제품이 저산소 환경에서 유지되면, 대부분의 소비자에게 미관적으로 끌리지 않는 자주색을 띤다. 따라서, 본 발명에 따른 포장 방법의 최종적인 바람직한 단계(또는 하나의 최종적인 단계)는, 가스 불투과성 막(28) 및 가스 투과성 막(26)의 일부분을 덮개(24)로부터 박리 가능하게 제거함으로써, 남은 가스 투과성 막(26')을 통하여 공기가 공동(14)에 유입되고, 그리고 공기보다 산소 함량이 낮은 가스의 적어도 일부가 치환되도록 하는 것이다. 이러한 방법으로, 대기 산소는 포장된 신선한 적색 제품과 접촉하게 되어, 소비자가 신선한 상태로 연상하는 선명한 홍조를 띠게 한다.
본 발명은 이하의 예를 참조함으로써 보다 잘 이해될 수 있는 바, 이들 예는 설명의 목적으로 제공되고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1
패키지는 본 발명에 따라 다음의 구성요소를 갖도록 제조하였다.
A. 공동 및 단일 상측 밀봉 표면을 갖는 주변 플랜지를 구비하는 배향되는 열 성형 폴리스티렌 발포 트레이(oriented and thermoformed polystyrene foam tray)를 포함하되, 지지 부재는 공동 및 플랜지의 상측 표면에 부착된 실런트 막을 더 구비하는 지지 부재;
B. 플랜지의 상측 밀봉 표면 둘레에 연속하여 연장되는 제 1 열 용착부를 거쳐 지지 부재의 플랜지상에 실런트 막에 대해 열 용착되는 가스 투과성 막;
C. 제 1 열 용착부와 같은 공간에 걸치는 상측에 위치한 제 2 열 용착부를 거쳐 가스 투과성 막에 대해 열 용착되는 가스 불투과성 막;
A. 지지 부재
전술한 미국 특허출원 제 08/326,176 호에 따라 지지 부재를 제작하였는데, 밀봉 막은 하기의 구조를 갖는다.
즉, LLDPE/EVA/TIE/EVOH/TIE/EVA/SBC
여기서, "LLDPE"는, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 더 다우 케미칼 캄파니로부터 구입할 수 있는, M/I치(melt index)가 3.3.이며 밀도가 0.916g/cc인 DOWLEX 2244A(TM) 이종 에틸렌/옥텐 공중합체를 포함하는 층을 말한다.
"EVA"는, 미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 이 아이 듀퐁 드 네모어스에서 구입할 수 있는, 비닐 아세테이트를 18중량% 함유하며 M/I치가 0.7이고 밀도가 0.94g/cc인 ELVAX 3165(TM) 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체를 포함하는 층을 말한다(전술한 막 구조체에 있는 양 "EVA 층들은 동일함).
"TIE"는, 미국 일리노이주 시카고 소재의 모톤 인터내셔날(Morton International)에서 구입할 수 있는, M/I치가 1.6이고 밀도가 0.910g/cc인 TYMOR 1203(TM) 안하이드라이드-그래프트화 선형 저밀도 폴리에틸렌을 포함하는 층을 말한다.
"EVOH"는, 미국 일리노이주 라일 소재의 에발 캄파니(EVAL Co.)에서 구입할 수 있는, 에틸렌을 38몰% 함유하며 M/I치가 1.5이고 용융점이 175℃인 LC-H101BD(TM) 에틸렌/비닐 알콜 공중합체를 포함하는 층을 말한다.
"SBC"는, 미국 텍사스주 파사데나 소재의 필립스 66에서 구입할 수 있는, 스티렌을 75중량% 함유하며 M/I치가 8.0이고(ASTM D-1238의 G 상태임) 밀도가 1.01g/cc인 KK36(TM) 스티렌/부타디엔 공중합체를 포함하는 층을 말한다.
B. 가스 투과성 막
1995년 9월 20일자로 "수축성 막 덮개를 갖는 패키지(Package with Shrink Film Lidstock)"라는 발명의 명칭으로 출원되어 본 발명의 출원인에게 양도된 코커(Kocher) 등의 미국 특허출원 제 08/531,355 호(본 명세서에 참고로 인용됨)에 따라 가스 투과성 막을 제작하였다. 이 미국 특허출원 제 08/531,355 호의 대응 유럽출원이 1996년 7월 17일자로 유럽 특허 출원 EP 0721899 A1 호(본 명세서에 참고로 인용됨)로서 공개되었다. 이 가스 투과성 막은 공압출되었고 쌍축 배향되었으며 두께가 1mil이고 하기의 다층 구조를 갖는 것이었다.
A/B/C/D/C/B/A
이 구조에서 "A"는,
다우사로부터 Dowlex 2037(등록상표)로서 구입할 수 있는, 밀도가 0.935gm/cc이고 용융 흐름 지수가 2.5이며 옥텐-1 함량이 2.5중량%인 에틸렌/옥텐-1 공중합체 25중량%와,
다우사로부터 Dowlex 2045(등록상표)로서 구입할 수 있는, 밀도가 0.920gm/cc이고 용융 흐름 지수가 1.0이며 옥텐-1 함량이 6.5중량%인 에틸렌/옥텐-1 공중합체 75중량%
의 혼련물을 포함하는 층(대략 0.27밀)을 말한다.
"B"는, 듀퐁사로부터 Bynel(등록상표) CXA 4104로서 구입할 수 있는, 용융 흐름 지수가 0.9 내지 1.5이며 용융점이 127℃인 에틸렌/부텐 공중합체(부텐 6중량%)내의 안하이드라이드-그래프트화 폴리올레핀을 포함하는 층(대략 0.09밀)을 말한다.
"C"는, BASF사로부터 Ultramid(등록상표) C-35로서 구입할 수 있는, 용융점이 196℃인 나일론 6/66 공중합체 80중량%와, 엠서(Emser)에서 Grilon(등록상표) CF6S로서 구입할 수 있는, 용융점이 130℃인 나일론 6/12 공중합체 20중량%의 혼련물을 포함하는 층(대략 0.09밀)을 말한다.
"D"는, 에발 오브 아메리카(EVAL of America)에서 EVAL(등록상표) LC 3151A로서 구입할 수 있는, 에틸렌을 44몰% 함유하고 용융 흐름 지수가 1.6이며 용융점이 165℃인 에틸렌/비닐 알콜 공중합체 90중량%와, 엠서에서 Grilon(등록상표) CF6S로서 구입할 수 있는, 용융점이 130℃인 나일론 6/12 공중합체 10중량%의 복합체을 포함하는 층(대략 0.09밀)을 말한다.
C. 가스 불투과성 막
가스 불투과성 막은 두께가 약 2.5 내지 3mil이고 하기의 구조를 갖는 것이었다.
LLDPE/EVA/EVA/ADH./BARRIER
이 구조에서 "LLDPE"는, 미국 미시간주 미들랜드 소재의 더 다우 케미칼 캄파니에서 구입할 수 있는, M/I치가 3.3.이며 밀도가 0.916g/cc인 DOWLEX 2244A(TM) 이종 에틸렌/옥텐 공중합체를 포함하는 층이다.
"EVA"는, 미국 텍사스주 달라스 소재의 렉슨 코포레이션(Rexene Corporation)에서 PE 1375라는 상표명으로 구입할 수 있는, 비닐 아세테이트를 3.6중량% 함유하며 용융흐름지수가 2.0이고 밀도가 0.92g/cc인 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체를 포함하는 층이다(전술한 막 구조체에 있는 양 "EVA 층들은 동일함).
"ADH."는, 메틸렌 비스(페닐 이소시아네이트), 아세틱 산의 에틸 에스테르, 및 폴리올 경화제의 혼련물을 포함하는 접착제 층이다.
"방벽(BARRIER)"는, 듀퐁에서 50M-44 Mylar(등록상표)라는 상표명으로 구입할 수 있는, 두께가 0.56mil인 사란-피복된 (일측면 분산) 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 산소 불투과성 물질이다.
다음과 같은 여러개의 패키지를 형성하였다. 지지 부재의 공동을 완전히 밀봉할 수 있을 정도로 충분히 큰 가스 투과성 막의 섹션을 지지 부재의 플랜지에 가열 용접한 후에, 기계식 절단 요소를 이용하여 보다 대형의 가스 투과성 막 웨브로부터 절단하였다. 전술한 단계(절단 및 가열 용접)는 Ross 3180 트레이 리딩 기계(tray lidding machine)를 이용하여 달성되었다. 이 기계는 가스 투과성 막과 밀봉 막의 사이에서 지지 부재의 주변 플랜지 둘레에 가열 용접을 실행하기 위해서 1.0초 동안 가스 투과성 막에 열(252℃)과 압력(80psi)을 가한 가열 용접봉을 갖고 있는 것이었다. 그리고 나서는, 가열 용접봉이 지속기간(1초) 동안 275℃의 온도[동일 압력(80psi)]로 가열된 것을 제외하고는 동일한 방법으로 가스 불투과성 막을 지지 부재의 주변 플랜지 둘레에서 가스 투과성 막에 가열 용접하였다.
가스 불투과성 막과 가스 투과성 막의 사이 뿐만 아니라 가스 투과성 막과 밀봉 막의 사이에서도, 각 막 대 막 접촉면에서 각 막내에 상용가능한 폴리에틸렌 층을 구비하고 있는 것으로 인하여 가열 용착부가 형성되었다. 즉, 가스 투과성 막(두개의 에틸렌/알파-올레핀 공중합체의 혼련물)의 층 "A"는 그 층들이 상용가능한 물질로 구성된다는 점으로 인해서 밀봉 막의 "LLDPE" 층을 이용하여 가열 용착부를 형성하였다. 유사하게, 가스 불투과성 막의 "LLDPE" 층이 가스 투과성 막의 다른 "A" 층과 접촉하여 가열 용착부를 형성하도록 가스 불투과성 막을 패키지위에 배치하였다(그에 따라서 가스 불투과성 막의 "BARRIER 층이 패키지 덮개의 외면을 규정하였다).
그 결과로 각 패키지에 형성된 덮개(즉 가스 불투과성 막/가스 투과성 막의 복합물)가 박리에 의해서 층간 분리되었다. 그렇게 하는 중에, 0.30 내지 0.40 mil의 투과성 막을 남기고 각 패키지상에의 가스 투과성 막 내에서 층간 분리된 덮개를 지지 부재에 덮어 씌웠다. 자세히 관찰하면서, 층 B 및 A(양자의 층은 에틸렌 공중합체를 포함함)가 구조 B/A(층 A는 지지 부재의 플랜지상의 밀봉 막을 향하고 있고, 이제 층 B는 패키지 덮개의 외면을 규정함)를 갖는 2층 막으로서 지지 부재에 덮힌 상태로 남아 있도록, 각각의 가스 투과성 막을 지지 부재에 가장 가까운 C/B 층 접촉면에서 층간 분리시켰다.
가스 투과성 막의 나머지, 즉 5층의 소구조체 A/B/C/D/C를 가스 불투과성 막과 함께 각각의 패키지로부터 박리하여 제거하였다.
각각의 경우에, 하측의 C/B 접촉면(폴리아미드/폴리에틸렌)에서 덮개들이 함께 박리되었다. 접촉면의 양 쪽, 즉 접촉면의 위와 아래에 형성된 가열 용착부는 층(C와 B) 사이의 내부층 접착강도보다 큰 접합 강도를 갖고 있었다. 가스 불투과성 막에 가장 가까운 상측 C/B 접촉면과는 대조적으로, 하측의 C/B 접촉면에서 덮개가 층간 분리되는 이유에 대하여 정확히 알려져 있지는 않지만, 하측의 가열 용착부(즉 가스 투과성 막과 밀봉 막의 사이에 있는 것임)에 의해서 덮개에 박리력을 가하여 상향으로 하측의 층(A 및 B)에 인가되도록 하되, 인열된 그 층들이 가열 용착부에서 수직으로 인열되도록 하고, 또한 그 박리력은 인열이 비교적 약한 C/B 접촉면에 도달할 때까지 가한다. 상기 약한 지점에서는 인열이 C/B 접촉면을 따라 수직으로 전파되어, 층간 분리가 완료될 때까지 유지된다.
실시예 2
본 발명에 따라 다음의 구성요소를 갖는 패키지를 제조하였다.
A. 하나의 상측 밀봉면을 갖는 외주 플랜지 및 공동을 구비하는 배향 및 열성형 폴리스티렌 포움 트레이를 포함하며, 상기 공동 및 플랜지의 상면에 접합된 실런트 플랜지를 추가로 구비하는 지지 부재;
B. 플랜지의 상측 밀봉면 둘레에 연속적으로 연장된 제 1 열 용착부를 통해 지지 부재의 플랜지상의 실런트 막에 열 용착된 가스 투과성막;
C. 가스 투과성막에 일차로 접착제로 층상화된 다음, 결과적인 적층체(덮개)를 지지 부재상에 배치한 후, 상기 제 1 열 용착부 위에 위치되고 동일 연장선상에 있으며 그것과 동시에 형성되는 제 2 열 용착부(또는 접착제와 각각의 막 사이의 한쌍의 열 용착부)를 통해 가스 투과성막에 열 용접되는 가스 불투과성막.
본 실시예에 대하여, 지지 부재(실런트 막을 포함함) 및 가스 불투과성막은 실시예 1에 개시한 것과 동일하였다. 가스 투과성막은 동일하게 압출되고 양축으로 배향되며 약 1mil의 두께를 가졌고, 또 다음과 같은 5층 구조체를 구비하였다.
A/B/C/B/A
여기서, "A"는 다우(Dow)사로부터 상표명 DowlexTM 2045로서 구입할 수 있는, 밀도가 0.920 gm/cc이고 멜트 플로우 지수가 1.0 이며 옥티엔-1의 함량이 6.5 중량%인 50 중량%의 에틸렌/1-옥티엔 공중합체와;
다우(Dow)사로부터 상표명 DowlexTM 2037로서 구입할 수 있는, 밀도가 0.935 gm/cc이고 멜트 플로우 지수가 2.5 이며 옥티엔-1 코모노머의 함량이 2.5 %인 25 중량%의 에틸렌/옥티엔-1 공중합체와;
미국 텍사스주 댈러스 소재의 Rexene Corporation으로부터 상표명 PE 1335로 구입할 수 있는, 3.3 중량%의 비닐 아세테이트를 가지며, 멜트 플로우 지수가 2.0 이며 밀도가 0.92g/cc인 25 중량%의 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체의 복합체을 포함한다.
"B"는 듀퐁(DuPont)으로부터 상표명 BynelTM CXA 4104로 구입가능하고, 에틸렌/부티엔 공중합체(6 중량 %의 부티엔)에서 언히브덮개 그래프트 폴리올레핀을 포함하고, 멜트 플로우 지수가 0.9 내지 1.5 이며, 융점이 127℃인 층(약 0.22 mil)이다.
"C"는 미국의 EVAL로부터 상표명 EVALTM LC E151A으로 구입가능하고, 44 몰%의 에틸렌을 함유하고 1.6의 멜트 플로우 지수와 165℃의 융점을 갖는 0.9 중량%의 에틸렌/비닐 알콜 공중합체(EVOH)를 포함하는 층(약 0.11 mil)이며, 10 중량%의 나일론 6/12 공중합체는 Emser로부터 상표명 GrilonTM CF6S로 구입가능하고 130℃의 융점을 갖는다.
가스 불투과성막의 웨브를 정전하를 통해 미세천공하여, 지지 부재상에 닫길 때 막이 약 120 내지 약 150 미크론의 직경을 갖는 2열의 천공부를 가지며 약 0.75 내지 약 3인치로 이격되도록 하였다. 그 후, 천공된 가스 불투과성막을 우레탄계 접착제를 사용하여 가스 불투과성막의 웨브에 접착 층상화하였다. 그 후, 결과적인 적층체 웨브를 지지 부재 위에 배치하고, 적층체의 한 부분을 지지 부재의 플랜지 둘레에 열 용접한 다음, 기계식 절단요소로 플랜지의 외주 둘레의 웨브로부터 절단하였다. 전술한 두가지 단계(열 용접 및 절단 단계)를 Ross 3180 트레이 리딩머신(tray lidding machine)으로 수행하였다. 이 트레이 리딩머신은 1.0 초간 적층체(덮개)에 열(225℉)과 압력(80psi)을 가하여 지지 부재의 외부 플랜지 둘레에서 가스 투과성막과 실런트 막 사이에, 그리고 지지 부재의 외주 플랜지 둘레에서 가스 투과성막과 가스 불투과성막 사이에 열 용착을 동시에 수행하는 열 용접 바를 구비하였다. 다시말해서, 가스 투과성막의 "A"층(2개의 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 에틸렌/비닐 아세테이트의 복합체)은 실런트 막의 "LLDPE" 층으로 열 용착하였다(그러한 층은 양립가능한 재료로 구성되었기 때문이다). 마찬가지로, 가스 불투과성막을 패키지상에 위치시켜, 그의 "LLDPE" 층이 가스 투과성막의 다른 "A"층과 접촉하여 열 용착을 형성하도록 하였다(그러한 층 또한 양립가능한 재료로 구성되었기 때문이다).
각각의 패키지상의 결과적인 덮개(즉, 가스 불투과성막/가스 투과성막의 복합물)를 박리가능하게 층간분리 하였다. 그렇게 함에 있어서, 덮개는 각각의 패키지상의 가스 투과성막내에서 층간분리하여, 지지 부재에 덮힌 0.35 내지 0.45 mil의 천공된 투과성막 뒷쪽에 남겨두었다. 보다 세밀히 검사하면, 각각의 가스 투과성막은 지지 부재에 가장 가까운 C/B층 계면에 층간분리되되, 층(B 및 A)(이러한 두 층은 에틸렌 공중합체를 포함함)이 B/A 구조를 갖는 2층 천공막으로서 지지 부재에 덮힌 상태로 남도록 된다[층(A)은 지지 부재의 플랜지상의 실런트 층과 접촉하고 층(B)은 패키지 덮개의 외면을 규정함]. 가스 투과성막의 나머지, 즉 천공된 3층 부 구조체 A/B/C는 가스 불투과성막과 함께 각각의 패키지로부터 박리가능하게 제거하였다.
각각의 경우에 있어서, 덮개는 하측 C/B(EVOH/폴리에틸렌) 계면에서 균일하게 박히되었다. 이러한 계면의 양면, 즉 계면의 상측 및 하측에 형성된 열 용착부는 층(C)과 층(B) 사이의 층간 접착 강도보다 큰 접합 강도를 가졌다. 가스 불투과성막에 가장 가까운 상측 C/B 계면와는 반대로, 덮개가 하측 C/B 계면에서 층간분리되는 정확한 이유는 알려져있지 않지만, C/B 계면을 따라 인열이 전파되어 층간분리가 완료될 때까지 계속되는 지점에서 인열이 비교적 약한 C/B 계면에 도달할 때까지 열 용착부에 층들이 수직으로 인열되도록 덮개에 상측으로 또 하부층(A, B)으로 가해지는 박리력을(즉, 가스 투과성막과 실런트 막 사이에) 지향시키는 것이 이론화되어 있다.
실시예 3
다음의 구성요소를 갖는 패키지를 본 발명에 따라 제조하였다.
A. 하나의 상측 밀봉면을 갖는 외주 플랜지 및 공동을 구비하는 배향 및 열성형 폴리스티렌 포움 트레이를 포함하며, 상기 공동 및 플랜지의 상면에 접합된 실런트 플랜지를 추가로 구비하는 지지 부재;
B. 플랜지의 상측 밀봉면 둘레에 연속적으로 연장된 제 1 열 용착부를 통해 지지 부재의 플랜지상의 실런트 막에 열 용착된 가스 투과성막;
C. 가스 투과성막에 일차로 코로나 층상화된 다음, 결과적인 적층체(덮개)를 지지 부재상에 배치한 후, 상기 제 1 열 용착부 위에 위치되고 동일 연장선상에 있으며 그것과 동시에 형성되는 제 2 열 용착부를 통해 가스 투과성막에 열 용접되는 가스 불투과성막.
본 실시예에 대하여, 지지 부재(실런트 막을 포함함) 및 가스 불투과성막은 실시예 1에 개시한 것과 동일하였다. 가스 투과성막은 실시예 1에서 전술한 7층 구조체 또는 제 2 실시예에서 전술한 5층 구조체이다. 서로간에 접합될 가스 불투과성 및 가스 투과성막은 코로나 전극으로부터 전하를 받은 다음 2 막의 처리된 면을 한쌍의 롤러를 통해 함께 압축시켜 지지 부재의 플랜지에 열 용착되는 적층체를 형성한다. 열 용착부는 가스 불투과성막과 가스 투과성막 사이의 코로나 처리된 계면을 통해 연장되고, 또 지지 부재상에 막을 추가로 접합하여(즉, 코로나 접합 이외에) 가스 투과성막 내에 우선적인 층간분리를 보장하기에 적합하다.
본 발명은 본 발명을 수행하는 최선의 방식을 단순히 설명하는 것으로 생각되고 또 부재의 형태, 크기 및 배치상태 및 작동의 세부에 대한 수정이 가능한, 설명하고 도시한 설명에 한정되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명은 오히려 특허 청구범위에 의해 정의되는 바와 같이 그의 정신 및 범위내에 속하는 그러한 모든 수정을 포괄하도록 의도하는 바이다.

Claims (27)

  1. 패키지에 있어서,
    a. 내부에 공동이 형성되고, 상기 공동내에 제품이 배치되는 제품 지지 부재와;
    b. 상기 제품 지지 부재의 공동내의 제품을 둘러싸는 것으로, 가스 투과성 막 및 실질적인 가스 불투과성 막을 포함하는 덮개와;
    c. 상기 가스 투과성막을 상기 제품 지지 부재에 접합하는 제 1 열 용착부와;
    d. 상기 가스 불투과성막을 상기 가스 투과성막에 접합하는 제 2 열 용착부를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 열 용착부는 박리시에 상기 덮개가 상기 가스 투과성막내에서 우선적으로 층간분리되도록 상기 가스 투과성막의 막 내 응집 강도 보다 큰 접합 강도를 각각 갖는
    패키지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 투과성막은 상기 덮개가 1 인치당 0.001 내지 2.5 파운드 범위의 박리력을 받을 때 층간분리되는
    패키지.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 투과성막은 상기 덮개가 1 인치당 0.001 내지 2.5 파운드 범위의 압력을 받을 때 서로간에 분리되는 적어도 2개의 인접 막층을 포함하는
    패키지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 2개의 인접 막 층중 하나는 폴리에틸렌 단일중합체 또는 공중합체를 포함하며;
    다른 하나의 인접 막 층은 폴리아미드, 코폴리아미드, 폴리에스터, 코폴리에스터, 폴리프로필렌 단일중합체 또는 공중합체 및 폴리프로필렌 단일중합체 또는 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하는
    패키지.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 투과성막은 1인치당 0.001 내지 2.5 파운드 범위의 박리력을 받을 때 내부적으로 분리되는 적어도 하나의 층을 포함하는
    패키지.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 투과성 막 및 상기 가스 불투과성 막은 그 사이에 계면을 한정하며, 각각의 상기 막은 다른 재료와 함께 열 용착을 형성할 수 있는 적어도 하나의 재료를 상기 계면에 포함하고 있는
    패키지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 덮개는 적어도 부분적으로 열 수축가능한
    패키지.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스 투과성막은 천공되어 있는
    패키지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 공동으로부터 외측으로 연장된 외주 플랜지를 구비하며, 상기 덮개의 가스 투과성막은 상기 제 1 열 용착부를 거쳐 상기 플랜지의 상면에 접합되고, 상기 제 1 열 용착부는 상기 상측 플랜지면 둘레에 연속적으로 연장되어 있는
    패키지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상측 주면 및 하측 주면을 갖는 실런트 막을 구비하며,
    상기 실런트 막의 하측 주면은 상기 공동 및 상기 지지 부재의 하측 플랜지면에 접합되고;
    상기 실런트 막의 상측 주면은 상기 공동 내의 제품과 접촉하고 또 상기 상측 플랜지면상에서 덮개의 가스 투과성 막과 접촉하는 상기 지지 부재의 최상측면을 규정하며;
    상기 덮개의 가스 투과성 막은 상기 제 1 열 용착부를 거쳐 상기 상측 플랜지면에서 상기 실런트 막의 상측 주면에 접합되는
    패키지.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 가스 투과성막 및 실런트 막은 그 사이에 계면을 규정하고 있고, 상기 각각의 막은 다른 재료와 함께 열 용착을 형성할 수 있는 적어도 하나의 재료를 상기 계면에 포함하고 있는
    패키지.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 실런트 막은 실질적으로 가스 불투과성인
    패키지.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 부재 및 덮개는 제품에 대해 실질적으로 가스 불투과성의 폐쇄체를 형성하는
    패키지.
  14. 포장방법에 있어서,
    a. 내부에 공동이 형성된 제품 지지 부재를 제공하는 단계와;
    b. 상기 공동내에 제품을 배치하는 단계와;
    c. 가스 투과성 막 및 실질적인 가스 불투과성 막을 포함하는 덮개를 제공하는 단계와;
    d. 상기 가스 투과성 막을 상기 지지 부재에 접합하는 제 1 열 용착부와, 상기 가스 불투과성막을 상기 가스 투과성 막에 접합하는 제 2 열접합부를 형성하되, 상기 제 1 및 제 2 열 용착부는 박리시에 상기 덮개가 상기 가스 투과성 막내에서 우선적으로 층간분리되도록 상기 가스 투과성 막의 막 내 응집 강도 보다 큰 접합 강도를 각각 갖는 상기 제 1 열 용착부와 제 2 열 용착부를 형성하는 것에 의해서, 상기 덮개를 상기 지지 부재 위에 배치하고 또 충분한 열 및 압력을 상기 덮개에 가하여 상기 지지 부재의 공동내의 제품을 둘러싸는 단계를 포함하는
    포장방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    제품을 상기 지지 부재내에 밀폐하기 전에, 상기 공동에서 공기를 적어도 부분적으로 배기시킨 다음 상기 공동을 공기보다 산소함량이 적은 가스로 적어도 부분적으로 충전시키는 단계를 더 포함하는
    포장방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    제품을 상기 지지 부재 내에 넣은 후에, 가스 상태를 변경하는 단계에서는 제품이 포장된 상태에서 상기 가스 불투과성 막 및 상기 가스 투과성 막의 일부분을 상기 덮개로부터 박리시켜서, 공기가 상기 가스 투과성막의 잔여부를 통해 상기 공동에 유입되고 또 공기보다 산소 함량이 적은 상기 가스의 적어도 일부를 치환시키는
    포장방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 가스 투과성막은 상기 덮개가 1인치당 0.001 내지 2.5 파운드의 박리력을 받을 때 층간분리되는
    포장방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 가스 투과성막은 상기 덮개가 1인치당 0.001 내지 2.5 파운드의 박리력을 받을 때 서로간에 분리되는 적어도 2개의 인접 막 층을 포함하는
    포장방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 2개의 인접 막 층중 하나는 폴리에틸렌 단일중합체 또는 공중합체를 포함하며;
    다른 하나의 인접 막 층은 폴리아미드, 코폴리아미드, 폴리에스터, 코폴리에스터, 폴리프로필렌 단일중합체 또는 공중합체 및 폴리프로필렌 단일중합체 또는 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하는
    포장방법.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 가스 투과성막은 1인치당 0.001 내지 2.5 파운드 범위의 박리력을 받을 때 내부적으로 분리되는 적어도 하나의 층을 포함하는
    포장방법.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 가스 투과성막 및 상기 가스 불투과성막은 그 사이에 계면을 규정하며, 각각의 상기 막은 다른 재료와 열 용착을 형성할 수 있는 적어도 하나의 재료를 상기 계면에 포함하고 있는
    포장방법.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 가스 투과성막은 천공되어 있는
    포장방법.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 공동로부터 외측으로 연장된 외주 플랜지를 구비하며, 상기 덮개의 가스 투과성막은 상기 제 1 열 용착부를 거쳐 상기 플랜지의 상면에 접합되고, 상기 제 1 열 용착부는 상기 상측 플랜지면 둘레에 연속적으로 연장되어 있는
    포장방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 지지부재는 상측 주면 및 하측 주면을 갖는 실런트 막을 구비하며,
    상기 하측 주면은 상기 공동 및 상기 지지 부재의 하측 플랜지면에 접합되고;
    상기 상측 주면은 상기 공동 내의 제품과 접촉하고 또 상기 상측 플랜지면상에서 덮개의 가스 투과성막과 접촉하는 상기 지지 부재의 최상측면을 규정하며;
    상기 덮개의 가스 투과성막은 상기 제 1 열 용착부를 거쳐 상기 상측 플랜지면에서 상기 실런트 막의 상측 주면에 접합되는
    포장방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 가스 투과성막 및 실런트 막은 그 사이에 계면을 규정하고 있고, 상기 각각의 막은 다른 재료와 함께 열 용착을 형성할 수 있는 적어도 하나의 재료를 상기 계면에 포함하고 있는
    포장방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 실런트 막은 실질적으로 가스 불투과성인
    포장방법.
  27. 제 14 항에 있어서,
    상기 지지 부재 및 덮개는 제품에 대해 실질적인 가스 불투과성 폐쇄체를 형성하는
    포장방법.
KR10-1999-7004578A 1996-11-25 1997-11-24 가스 불투과성 막과 층간분리가능한 가스 투과성 막을 포함하는 2중막 덮개를 구비한 패키지 및 포장방법 KR100503540B1 (ko)

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