KR100698375B1 - 저온특성과 가스차단성이 우수한 냉동식품 포장용 다층필름 - Google Patents

저온특성과 가스차단성이 우수한 냉동식품 포장용 다층필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저온특성과 가스차단성이 우수한 냉동식품 포장용 다층필름에 관한 것으로서, 이소프탈산, 헥사메틸렌디아민 및 테레프탈산으로 제조되는 방향족 코폴리아미드 또는 폴리에틸렌비닐알콜로 이루어지는 가스 배리어층(a); 상기 가스 배리어층의 양면에 적층되는 저온 내충격성이 우수한 나일론 엘라스토머층(b); 상기 나일론 엘라스토머층 각각의 외측면에 적층되는 접착층(c); 및 상기 접착층의 각각의 외측면에 적층되는 폴리에틸렌계수지층(d); 으로 적층되는 것을 특징으로 한다.
식품 포장필름, 가스배리어성, 저온 내충격성, 냉동식품

Description

저온특성과 가스차단성이 우수한 냉동식품 포장용 다층필름{Multiple Layer Film for Packaging Food}
본 발명은 저온특성과 가스차단성이 우수한 냉동식품 포장용 다층필름에 관한 것이다.
식품포장에 사용되는 포장재는 피포장물의 변패를 방지하고 선도저하를 최소화하기 위하여 가스 및 수분 차단성이 좋아야 한다. 일반적으로 식품 등을 포장할 때 사용되는 포장재는 가스 및 수분 차단성이 좋은 적층 필름형 포장재가 사용되고 있는데, 기존의 포장재들은 냉동창고 등에서 운반시 필름이 깨지거나 습도가 높은 경우는 외부로부터의 수분과 공기 등이 충분히 차단되는 효과를 기대하기는 어려웠다.
특히, 냉동식품을 포장하기 위한 포장재로는 종래에는 나일론6, 나일론 66 등의 폴리아미드 및 폴리에틸렌비닐알콜을 이용하였으며, 이들은 가스 차단성이 어느 정도 있으나, -20℃이하의 저온에서 운반시 내충격성이 약해서 포장필름이 깨지는 경우가 종종 있었으며, 습도가 높은 곳에서 보관 시 가스배리어성에 한계가 있어왔다.
따라서 저온보관 및 운송이 필요한 냉동식품의 포장에 사용되는 필름의 저온특성을 개선할 필요가 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 저온특성인 저온 내충격성이 우수하고, 습도가 높은 곳에서도 가스 배리어성이 우수한 냉동식품 포장용 다층필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 나일론 엘라스토머층과, 방향족 코폴리아미드 또는 폴리에틸렌비닐알콜로 이루어진 가스 배리어층을 구비하는 경우 저온특성이 개선되고, 가스 배리어성이 우수한 냉동식품용 다층필름을 제조할 수 있음을 발견하게 되어 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 다층필름의 구성을 살펴보면,
이소프탈산, 헥사메틸렌디아민 및 테레프탈산으로 제조되는 방향족 코폴리아미드 또는 폴리에틸렌비닐알콜로 이루어지는 가스 배리어층(a);
상기 가스 배리어층의 양면에 적층되는 저온 내충격성이 우수한 나일론 엘라스토머층(b);
상기 나일론 엘라스토머층 각각의 외측면에 적층되는 접착층(c); 및
상기 접착층의 각각의 외측면에 적층되는 폴리에틸렌계수지층(d);
이 공압출로 적층되어 저온특성과 가스차단성이 우수한 냉동식품 포장용 다층필름이다.
즉, 본 발명의 다층필름을 적층된 순으로 나열하면, 폴리에틸렌계수지층(d)/접착층(c)/나일론 엘라스토머층(b)/가스 배리어층(a)/나일론 엘라스토머층(b)/접착층(c)/폴리에틸렌계수지층(d)으로 총 7개의 층으로 구성된다.
본 발명에서 상기 다층필름은 냉동식품의 보관용으로 사용 시 총 두께가 150 ~ 200 ㎛정도가 바람직하며, (a)층의 두께는 5 ~ 20 ㎛, (b)층의 두께는 10 ~ 30 ㎛, (c)층의 두께는 2 ~ 8 ㎛, (d)층의 두께는 50 ~ 80 ㎛인 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
이하는 본 발명의 다층필름의 각각의 구성에 대하여 자세히 설명한다.
본 발명에서 다층필름의 중심부에 위치하는 가스배리어층(a)은 이소프탈산, 헥사메틸렌디아민, 테레프탈산을 이용한 부분 방향족 코폴리아미드 또는 폴리에틸렌비닐알콜을 사용할 수 있다. 폴리에틸렌비닐알콜을 사용하는 경우, 공기 중의 분위기 하에서 가스차단성이 매우 우수하므로 좋고, 방향족 코폴리아미드의 경우에는 냉장고, 냉동고 등의 습도가 높은 곳에서 가스 배리어성이 매우 우수하다. 상기 코폴리아미드는 예를들면, EMS사의 Grivory G21, Grivory G16 등이 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 폴리에틸렌비닐알콜은 건조시 산소투과도(25℃/ 0% RH)가 2 cc/㎡으로 우수한 가스 배리어성을 나타내나, 습도가 높은 상태(25℃/ 95% RH)에서는 10 cc/㎡으로 가스 배리어성이 다소 열세이다. 그러나 상기 이소프탈산, 헥사메틸렌디아민, 테레프탈산을 이용한 부분 방향족 코폴리아미드는 건조시 4 cc/㎡으 로 폴리에틸렌비닐알콜에 비하여 비교적 가스 배리어성이 열세이나, 습도가 높은 상태에서는 4 cc/㎡으로 폴리에틸렌비닐알콜에 비하여 가스 배리어성이 우수한 것을 알 수 있었다.
본 발명에서 상기 나일론 엘라스토머층(b)의 하드세그먼트로 사용된 폴리아미드 성분으로서는 ε-카프로락탐 또는 ε-아미노 카프론산을 이용하여 제조한 나일론 6을 사용하고, 소프트 세그먼트로는 폴리아미드계 엘라스토머를 사용하는 한 제한이 없다. 예를들면, EMS사의 Grilon XE 3642를 사용할 수 있으며, 상기 두 성분을 혼합하여 블렌딩함으로써 나일론 엘라스토머로 제조하여 사용한다. 그 함량은 나일론6 95 ~ 50 중량%와 폴리아미드계 엘라스토머 5 ~ 50 중량%를 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하기로는 약 20 내지 40중량%가 좋다. 상기 폴리아미드계 엘라스토머의 함량이 5 중량% 미만을 사용하는 경우 강도는 유지되나 유연성이 부족하여 저온에서 깨지는 현상이 발생하고, 50 중량%를 초과하여 사용하는 경우 표면강도가 저하되므로 상기 범위를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 일예로서 나일론6와 Grilon XE 3642를 50 : 50으로 혼합한 경우, -35 ℃에서 항복점이 4.62%, 최대 변형이 129.36%이었다. 이는 일반 나일론-6의 -35 ℃에서 항복점이 8.3%, 최대 변형이 60%인 것과 비교해 볼 때 엘라스토머 성분가 추가됨으로써 저온특성이 상당히 개선되는 것을 알 수 있다.
따라서 상기 나일론 엘라스토머층을 사용하여 -20℃이하의 냉동보관에도 운반시 부딪히거나 물리적 충돌에 의해 포장이 깨지는 문제를 개선할 수 있었다.
본 발명에서 상기 접착제층(c)층은 상기 나일론 엘라스토머층(b)과 상기 폴 리에틸렌계수지층(d)을 접착시키기 위하여 사용하는 것으로 카복실 개질된 올레핀 중합체 또는 공중합체, 불포화 카르본산 또는 그 유도체로부터 선택된 일종의 모노머를 그라프트한 산변성 폴리올레핀 수지를 사용하는 경우 내후성 및 광투과성과 접착성면에서 우수하므로 선호되나 이에 제한되는 것은 아니며 통상적으로 사용되는 접착성 수지라면 제한 없이 사용된다.
본 발명에서 상기 폴리에틸렌계수지층(d)층은 최외층을 이루는 것으로 밀봉하는 역할을 하며, 저밀도폴리에틸렌(LDPE) 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 다층필름은 산소 투과도가 5 cc/㎡ 24hr 이하인 것을 특징으로 하며, 산소투과도가 높은 경우에는 포장 내용물의 부패가 진행되므로 장기저장안정성이 나쁘다. 또한, -35℃에서 항복점이 5%이하이고, 최대변형이 100%이상인 우수한 물성을 나타내어 냉동창고 등에서 운반시에도 필름이 깨지는 등의 손실을 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따른 포장재는 각각의 수지를 4개의 티다이(T-Die) 압출성형기(extruder)를 이용하여 압출성형하며, 이때 각각의 다이의 온도는 폴리에틸렌계수지층의 경우 90 ~ 150℃, 접착층의 경우 90 ~ 150℃, 나일론 엘라스토머층의 경우 235 ~ 275℃, 가스 배리어층의 경우 220 ~ 270℃의 온도범위로 조절하여 압출한다.
본 발명에 따른 다층필름은 냉동식품, 바람직하게는 햄, 소세지 등의 식품 포장에 사용할 수 있다.
이하 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 실시예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
1) 산소투과도 : ASTM D3985
측정기기 : Oxygen Permeation Analyzer(Model 8000), Illinois instruments
dry(25℃/ 0% RH), wet(25℃/ 95% RH)
2) 항복점 : Strain @ Zero-Slope Yeild Point
측정기기 : 만능 재료 시험기 (Model 4204, Instron 社)
Head Speed : 300 mm/min
Grip Distance : 50 mm
Sample Width : 50.8 mm
Temperature : -35 ℃ (도달 後 10초 後 측정)
3) 최대 변형 : Strain @ Break
측정기기 : 만능 재료 시험기 (Model 4204, Instron 社)
Head Speed : 300 mm/min
Grip Distance : 50 mm
Sample Width : 50.8 mm
Temperature : -35 ℃ (도달 後 10초 後 측정)
[실시예 1]
4개의 압출기를 통하여 공압출하여 LDPE 50㎛ /카르본산변성 에틸렌-초산비 닐 공중합체 5 ㎛/나일론6:GrilonXE3642(EMS사)=62:38 20㎛/G-16 10㎛/나일론6:GrilonXE3642(EMS사)=62:38 20㎛/카르본산변성 에틸렌-초산비닐 공중합체 5 ㎛/LDPE 50㎛을 제조하였다.
각각의 압출기의 온도 조건은 LDPE는 130℃, 카르본산변성 에틸렌-초산비닐 공중합체는 130℃, 나일론 엘라스토머는 250℃, Nylon-6은 240℃로 하였다.
이렇게 제조된 다층필름의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
4개의 압출기를 통하여 공압출하여 LDPE 50㎛ /카르본산변성 에틸렌-초산비닐 공중합체 5 ㎛/나일론6:GrilonXE3642(EMS사)=62:38 20㎛/EVOH 10㎛/나일론6:GrilonXE3642(EMS사)=62:38 20㎛/카르본산변성 에틸렌-초산비닐 공중합체 5 ㎛/LDPE 50㎛을 제조하였다.
각각의 압출기의 온도 조건은 LDPE는 130℃, 카르본산변성 에틸렌-초산비닐 공중합체는 130℃, 나일론 엘라스토머는 250℃, EVOH는 240℃로 하였다.
이렇게 제조된 다층필름의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[비교예]
4개의 압출기를 통하여 공압출하여 LDPE 50㎛ /카르본산변성 에틸렌-초산비닐 공중합체 5 ㎛/나일론6 20㎛/ EVOH 10㎛/나일론6 20㎛/카르본산변성 에틸렌-초산비닐 공중합체 5 ㎛/LDPE 50㎛을 제조하였다.
각각의 압출기의 온도 조건은 LDPE는 130℃, 카르본산변성 에틸렌-초산비닐 공중합체는 130℃, 나일론6 250℃, EVOH는 240℃로 하였다.
이렇게 제조된 다층필름의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112006014729463-pat00001
상기 표에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 다층필름은 나일론 엘라스토머를 사용하여 저온(-35℃)에서의 항복점 및 최대변형이 나일론6를 사용한 비교예에 비하여 매우 우수한 것을 알 수 있으며, 저온에서도 깨지지 않았다.
또한, 코폴리아마이드를 사용하는 경우 습도가 높은 냉동고 등에서도 가스 배리어성이 우수한 것을 알 수 있었다.
본 발명에 따른 냉동식품 포장용 다층필름은 저온 내충격성이 우수할 뿐만 아니라 습도가 높은 곳에서도 가스 배리어성이 우수하므로 식품의 변질을 예방할 수 있으며, 운송이 용이하므로 작업성을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 이소프탈산, 헥사메틸렌디아민 및 테레프탈산으로 제조되는 방향족 코폴리아미드 또는 폴리에틸렌비닐알콜로 이루어지는 가스 배리어층(a);
    상기 가스 배리어층의 양면에 적층되는 저온 내충격성이 우수한 나일론 엘라스토머층(b);
    상기 나일론 엘라스토머층 각각의 외측면에 적층되는 접착층(c); 및
    상기 접착층의 각각의 외측면에 적층되는 폴리에틸렌계수지층(d);
    이 적층되어 이루어지는 저온특성과 가스차단성이 우수한 냉동식품 포장용 다층필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (a)층의 두께는 5 ~ 20 ㎛, (b)층의 두께는 10 ~ 30 ㎛, (c)층의 두께는 2 ~ 8 ㎛, (d)층의 두께는 50 ~ 80 ㎛인 것을 특징으로 하는 냉동식품 포장용 다층필름.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 나일론 엘라스토머층(b)은 나일론6 95 ~ 50 중량%와 폴리아미드계 엘라 스토머 5 ~ 50 중량% 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉동식품 포장용 다층필름.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 접착층(c)은 카복실 개질된 올레핀 중합체 또는 공중합체인 것을 특징으로 하는 냉동식품 포장용 다층필름.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌계수지층(d)층은 저밀도폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌인 것을 특징으로 하는 냉동식품 포장용 다층필름.
  6. 제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 다층필름은 상기 (a), (b), (c) 및 (d)층이 동시 압출되어 적층되는 것을 특징으로 하는 냉동식품 포장용 다층필름.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 다층 필름은 산소 투과도가 5 cc/㎡ 24hr이하이고, -35℃에서 항복점이 5%이하이고, 최대변형이 100%이상인 것을 특징으로 하는 냉동식품 포장용 다층필름.
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