KR101943766B1 - 전자레인지용 파우치 - Google Patents

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KR101943766B1
KR101943766B1 KR1020170159999A KR20170159999A KR101943766B1 KR 101943766 B1 KR101943766 B1 KR 101943766B1 KR 1020170159999 A KR1020170159999 A KR 1020170159999A KR 20170159999 A KR20170159999 A KR 20170159999A KR 101943766 B1 KR101943766 B1 KR 101943766B1
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이종순
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주식회사 스탠드팩
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Abstract

본 발명은 전자레인지용 파우치에 관한 것이다. 본 발명은, 절취선(120)에 의해 절취되어 분리되는 상부 절취몸체(170a)와 하부 내용물 보관 몸체(170b)를 포함하는 파우치 몸체(170); 및 내용물 보관 몸체(170b)를 이루는 앞면 및 뒷면 중 적어도 하나의 내부에 높이 방향의 중간 영역에 벨트 타입으로 형성되며, 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154)이 순차적으로 적층되어 형성되는 자동 내부압 조절 벨트부(150); 를 포함하며,가열에 따른 내부압의 미리 설정된 임계치 이상으로 상승 시 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154), 그리고 내용물 보관 몸체(170b)에 의해 이루어진 층에 교대 구조로 이루어진 격자 통기홀(160)의 부분적으로 교차하는 영역이 발생하여 내부압 발생 원인인 수증기를 외부로 배출한 뒤 자동으로 교차하는 영역을 닫도록 하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 다층 구조로 기계적 강도와 방수성능을 향상시킬 뿐만 아니라, 다층구조로 인한 무게를 감소시키고, 내부압이 증가 시 자동으로 미세 구조의 격자 통기홀을 통해 내부 수증기를 외부로 배출하면서도 내부의 내용물의 배출을 막을 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은, 음식물과 맞닿는 부분은 PLA(PolyLactic Acid) 기반 원료를 사용함으로써, 안전성을 높일 뿐만 아니라, 그 외의 부분은 복합수지를 사용함으로써, 내부압이 상승해도 터지지 않도록 할 수 있는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명은, 상부 보강재, 자동 내부압 조절 벨트부, 하부 보강재에 의해 전체적으로 보강 구조를 형성하며, 보강을 위한 최적의 소재를 제공함으로써, 상부 절취몸체의 분리 후에도 마치 병 모양과 같은 형태를 유지할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

전자레인지용 파우치 {Microwave oven pouch}
본 발명은 전자레인지용 파우치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 다층 구조로 기계적 강도와 방수성능을 향상시킬 뿐만 아니라, 다층구조로 인한 무게를 감소시키고, 내부압이 증가 시 자동으로 미세 구조의 격자 통기홀을 통해 내부 수증기를 외부로 배출하면서도 내부의 내용물의 배출을 막을 수 있도록 하기 위한 전자레인지용 파우치에 관한 것이다.
반조리 또는 완전조리된 음식물을 수용하는 파우치에 있어서, 음식물 저장부 내부를 밀봉하여 형성함으로써, 음식물의 변질을 예방하고 있다.
밀봉된 파우치를 제작시 PET, OPP, NY film 등을 인쇄필름으로 사용하고, 내용물과 맞닿는 실란트 재질은 선상 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 무연신 폴리프로필렌(cast polypylene:CPP), 폴리에틸렌(poly ethylene:PE), 폴리프로필렌(polypropylene:PP), 폴리올레핀(polyolefine:POF) 수지로 이루어진 필름을 사용한다.
특수목적에 따라 차단성이 있는 투명증착이나 알루미늄(AL)박, 에틸렌 비닐알코올(Ethylene Vinyl Alcohol) 등과 같은 재질을 중간에 사용하기도 하고, 실란트 필름으로 개봉 용이성 필름을 사용하기도 한다.
이 경우, 라미네이팅(Laminating)방법은 압출코팅(extrusion coating, (T-die 방식)이나 건식 라미네이팅(Dry laminating) 방법을 사용한다.
그러나 아무리 정교하게 만든 파우치의 경우에도 전자레인지와 같은 가열기를 이용하여 가열 시 내부압에 의해 터지는 경우가 자주 발생한다.
대한민국 특허출원 출원번호 제10-2014-0030642호 "휴대용 음식물 가열 파우치" 대한민국 특허공개공보 공개번호 제10-2014-0064086호 "식품가열용 일회용 파우치"
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다층 구조로 기계적 강도와 방수성능을 향상시킬 뿐만 아니라, 다층구조로 인한 무게를 감소시키고, 내부압이 증가 시 자동으로 미세 구조의 격자 통기홀을 통해 내부 수증기를 외부로 배출하면서도 내부의 내용물의 배출을 막을 수 있도록 하기 위한 전자레인지용 파우치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 음식물과 맞닿는 부분은 PLA(PolyLactic Acid) 기반 원료를 사용함으로써, 안전성을 높일 뿐만 아니라, 그 외의 부분은 복합수지를 사용함으로써, 내부압이 상승해도 터지지 않도록 하기 위한 전자레인지용 파우치을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상부 보강재, 자동 내부압 조절 벨트부, 하부 보강재에 의해 전체적으로 보강 구조를 형성하며, 보강을 위한 최적의 소재를 제공함으로써, 상부 절취몸체의 분리 후에도 마치 병 모양과 같은 형태를 유지할 수 있도록 하기 위한 전자레인지용 파우치을 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 전자레인지용 파우치는, 파우치 몸체(170)의 앞면과 후면이 열접합에 의해 접합시 형성되는 영역에 해당하는 접합모서리(110); 파우치 몸체(170)를 구성하는 상부 절취몸체(170a)와 하부 내용물 보관 몸체(170b)를 분리하기 위해 형성되는 절취선(120); 내용물 보관 몸체(170b)의 최상단 양 끝단에 해당하는 접합모서리(110) 영역과 내용물 보관 몸체(170b)의 양단에 걸쳐져서 한 직선 성분이 곡면으로 형성된 삼각형 형상으로 하부 보강재(140)와 동일한 재질로 형성되어, 절취선(120)을 통해 상부 절취몸체(170a)를 분리 시 하부 내용물 보관 몸체(170b)에 포함된 액상 성분의 내용물이 중력에 의해 하방으로 작용하는 것을 막아서 전자레인지용 파우치(100)의 형상이 마치 병과 같은 형상을 유지하도록 하는 상부 보강재(130); 절취선(120)에 의해 절취되어 분리되는 상부 절취몸체(170a)와 하부 내용물 보관 몸체(170b)를 포함하는 파우치 몸체(170); 및 내용물 보관 몸체(170b)를 이루는 앞면 및 뒷면 중 적어도 하나의 내부에 높이 방향의 중간 영역에 벨트 타입으로 형성되며, 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154)이 순차적으로 적층되어 형성되는 자동 내부압 조절 벨트부(150); 를 포함하며, 가열에 따른 내부압의 미리 설정된 임계치 이상으로 상승 시 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154), 그리고 내용물 보관 몸체(170b)에 의해 이루어진 층에 교대 구조로 이루어진 통기홀(160)의 부분적으로 교차하는 영역이 발생하여 내부압 발생 원인인 수증기를 외부로 배출한 뒤 자동으로 교차하는 영역을 닫도록 하기 위해, 길이 방향으로 순차적으로 제1 열 격자 통기홀(160a), 제2 열 격자 통기홀(160b), 제3 열 격자 통기홀(160c), 제4 열 격자 통기홀(160d)로 이루어지는 격자 통기홀(160)이 자동 내부압 조절 벨트부(150)의 각 층에 분산되어 형성되며, 압착 필름층(151) 및 PE 층(152)은 동일하게 제2 열 격자 통기홀(160b), 제3 열 격자 통기홀(160c)을 구비하며, 나일론 층(153)은 제1 열 격자 통기홀(160a), 제4 열 격자 통기홀(160d)을 구비하며, EVOH 층(154)은 제2 열 격자 통기홀(160b), 제3 열 격자 통기홀(160c)을 구비하며, EVOH 층(154) 상부의 내용물 보관 몸체(170b)를 이루는 층은 나일론 층(153)과 동일하게 제1 열 격자 통기홀(160a), 제4 열 격자 통기홀(160d)을 구비하며, 각 격자 통기홀(160)은 개별적으로 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154), 파우치 몸체(170)에 대한 제작 과정에서의 연신 후 열안정화 과정 사이에 다중 이송 롤러에 의해 제공되는 장력을 이용한 시트에 대한 연성화와 함께 니들 스플릿(needle split) 방식에 의한 메쉬(mesh) 공정에 따라 내부 홀이 격자 무늬의 미세홀로 형성되며, 각 미세홀의 직경은 0.2㎛ 내지 1.0 ㎛로 형성됨으로써, 내부의 내용물의 배출은 방지한 채, 수증기와 공기에 대한 배출을 수행하며, 니들 스플릿(needle split) 방식에 의한 메쉬(mesh) 공정 과정에서 사용되는 니들 스플릿 롤러는 외주 면의 격자형의 니들에 의한 드래그 타입펀칭(Drag type punching)을 수행하며, 파우치 몸체(170)에 대한 가열장치를 이용한 가열시 액상성분 특성상 부피가 팽창하여 내부압이 높아지면 내부압에 따른 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154)의 두께는 얇아지나 표면적은 높아지는 기작에 의해 제1 내지 제4 열 격자 통기홀(160a 내지 160d)의 직경이 증가함으로써, 자동 내부압 조절 벨트부(150)의 각 층에 분산되어 형성된 제1 열 격자 통기홀(160a)과 제2 열 격자 통기홀(160b), 그리고 제3 열 격자 통기홀(160c)과 제4 열 격자 통기홀(160d) 간에는 부분적으로 교차하는 영역이 발생하여 내부압 발생 원인인 수증기를 외부로 배출하고 수증기 배출에 따라 다시 디폴트 상태로 회복되면 다시 방수 가능한 구조를 이루며, 압착 필름층(151)은 PET 수지 15 내지 25 중량부에 대해서 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 5 내지 12 중량부로 구성되는 수지조성물을 활용하며, 압착 필름층(151)과 PE 층(152)은 2겹으로 구분되어 형성되어, 전자레인지용 파우치(100) 내부의 빈 공간에 따른 강도 보강을 위해 접착제에 의해 접착하거나, 가열 열접착하여 형성되며, PE 층(152)은, PE 기반 원료를 사용하며, 발포제와 함께 스크류 방식에 의한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물에 대한 배합을 수행하며, 인장강도 향상을 위해 PE 수지의 중량평균 분자량은 120,000g/mol 이상, 용융지수는 2 내지 5g/10분(180℃)인 것을 사용하며, 분자량분포(PI)가 5.7 이상이며, 용융강도가 45 mN 이상인 PE 원료 100 중량부에 대하여 발포제 20 내지 22 중량부를 배합하여 형성되며, PE 층(152)을 제조하는 과정에서 압출기에 의해 압출된 PE 혼합물을 로터리성형기의 회전원반을 회전시키면서 용융된 PE 혼합물을 금형에 의해 사출성형시키면서 성형된 금형에는 냉각을 시켜 제품을 취출하는 로터리성형 과정을 수행하며, 나일론 층(153)은, PE 층(152)의 방수 기능과 외부 충격으로부터의 내압에 의한 팽창에 따른 강도를 보강하기 위해 형성되며, EVOH 층(154)은 열 변형을 방지하기 위하여 형성되며, EVOH 층(154)을 형성하기 위한 이축 연신 또는 이연신은 동시에 수행하며, 각 방향으로의 연신비는 3 내지 6이며, MD 방향의 연신비/TD 방향의 연신비는 1.8 내지 2.2로 형성되며, 연신시 연신 온도는 135 내지 168℃로 설정하며, 상부 보강재(130) 및 하부 보강재(140)는 직접 열성형법을 이용한 일체화된 기능성 부자재를 활용하여 PET 소재에 보강재 섬유층을 양면에 적층시켜 일체화된 객체를 활용하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 실시예에 따른 전자레인지용 파우치은, 다층 구조로 기계적 강도와 방수성능을 향상시킬 뿐만 아니라, 다층구조로 인한 무게를 감소시키고, 내부압이 증가시 자동적으로 미세 구조의 격자 통기홀을 통해 내부 수증기를 외부로 배출하면서도 내부의 내용물의 배출을 막을 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자레인지용 파우치은, 음식물과 맞닿는 부분은 PLA(PolyLactic Acid) 기반 원료를 사용함으로써, 안전성을 높일 뿐만 아니라, 그 외의 부분은 복합수지를 사용함으로써, 내부압이 상승해도 터지지 않도록 할 수 있는 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자레인지용 파우치은, 상부 보강재, 자동 내부압 조절 벨트부, 하부 보강재에 의해 전체적으로 보강 구조를 형성하며, 보강을 위한 최적의 소재를 제공함으로써, 상부 절취몸체의 분리 후에도 마치 병 모양과 같은 형태를 유지할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자레인지용 파우치(100)를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자레인지용 파우치(100)를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자레인지용 파우치(100) 중 자동 내부압 조절 벨트부(150)를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전자레인지용 파우치(100) 중 자동 내부압 조절 벨트부(150)의 형성되는 위치를 나타내는 단면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전자레인지용 파우치(100) 중 격자 통기홀(160)의 다양한 형상을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자레인지용 파우치(100)를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 전자레인지용 파우치(100)는 접합모서리(110), 절취선(120), 상부 보강재(130), 하부 보강재(140), 자동 내부압 조절 벨트부(150), 격자 통기홀(160), 파우치 몸체(170)를 포함할 수 있다.
접합모서리(110)는 파우치 몸체(170)의 앞면과 후면이 열접합에 의해 접합시 형성되는 영역에 해당한다.
절취선(120)은 파우치 몸체(170)를 구성하는 상부 절취몸체(170a)와 하부 내용물 보관 몸체(170b)를 분리하기 위해 형성된다.
상부 보강재(130)는 자동 내부압 조절 벨트부(150)를 이루는 층과 파우치 몸체(170) 중 내용물 보관 몸체(170b) 층 사이에 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상부 보강재(130)는 내용물 보관 몸체(170b)의 최상단 양 끝단에 해당하는 접합모서리(110) 영역과 내용물 보관 몸체(170b)의 양단에 걸쳐져서 한 직선 성분이 곡면으로 형성된 삼각형 형상으로 형성됨으로써, 후술하는 하부 보강재(140)와 동일한 재질로 형성되어, 절취선(120)을 통해 상부 절취몸체(170a)를 분리 시 하부 내용물 보관 몸체(170b)에 포함된 액상 성분의 내용물이 중력에 의해 하방으로 작용하는 것을 최대한 막아서 전자레인지용 파우치(100)의 형상이 마치 병과 같은 형상을 유지할 수 있도록 한다.
자동 내부압 조절 벨트부(150)에는 통기홀(160)이 형성된다.
통기홀(160)은 구멍 하나를 내고 그 주위에 실링을 하게 되며 증기가 배출되면 그 실링이 풀려 증기가 배출되며, 접합부에서 이격되어 자동 내부압 조절 벨트부(150)의 측부에 하나씩 형성된다. 즉, 통기홀(160)은 파우치당 구멍은 한쪽에 하나, 그리고 위치는 접합부와 센터 중 접합부 근처로 편향된 위치에 형성되며, 구멍 주변은 실링되어 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자레인지용 파우치(100)를 나타내는 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자레인지용 파우치(100) 중 자동 내부압 조절 벨트부(150)를 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 격자 통기홀(160)은 길이 방향으로 순차적으로 제1 열 격자 통기홀(160a), 제2 열 격자 통기홀(160b), 제3 열 격자 통기홀(160c), 제4 열 격자 통기홀(160d)로 이루어질 수 있다.
자동 내부압 조절 벨트부(150)는 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154)을 포함할 수 있다.
여기서, 압착 필름층(151) 및 PE 층(152)은 동일하게 제2 열 격자 통기홀(160b), 제3 열 격자 통기홀(160c)을 구비하며, 나일론 층(153)은 제1 열 격자 통기홀(160a), 제4 열 격자 통기홀(160d)을 구비하며, EVOH 층(154)은 제2 열 격자 통기홀(160b), 제3 열 격자 통기홀(160c)을 구비하며, EVOH 층(154) 상부의 내용물 보관 몸체(170b)를 이루는 층은 나일론 층(153)과 동일하게 제1 열 격자 통기홀(160a), 제4 열 격자 통기홀(160d)을 구비할 수 있다.
한편, 각 격자 통기홀(160)은 개별적으로 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154), 파우치 몸체(170)에 대한 제작 과정에서의 연신 후 열안정화 과정 사이에 다중 이송 롤러에 의해 제공되는 장력을 이용한 시트에 대한 연성화와 함께 니들 스플릿(needle split) 방식에 의한 메쉬(mesh) 공정에 따라 내부 홀이 격자 무늬의 미세홀로 형성되며, 각 미세홀의 직경은 0.2㎛ 내지 1.0 ㎛로 형성됨으로써, 내부의 내용물의 배출은 방지한 채, 수증기와 공기에 대한 배출만이 가능할 수 있다. 한편, 이 과정에서 사용되는 니들 스플릿 롤러는 외주 면의 격자형의 니들에 의한 드래그 타입펀칭(Drag type punching)을 수행할 수 있다.
이와 같은 구조를 통해 파우치 몸체(170)에 대한 가열장치를 이용한 가열시 액상성분 특성상 부피가 팽창하여 내부압이 높아지면 내부압에 따른 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154)의 두께는 얇아지나 표면적은 높아지는 기작에 의해 제1 내지 제4 열 격자 통기홀(160a 내지 160d)의 직경이 증가함으로써, 제1 열 격자 통기홀(160a)과 제2 열 격자 통기홀(160b), 그리고 제3 열 격자 통기홀(160c)과 제4 열 격자 통기홀(160d) 간에는 도 3b와 같이 부분적으로 교차하는 영역이 발생함으로써, 내부압 발생 원인인 수증기를 외부로 배출할 수 있으며, 수증기 배출에 따라 다시 도 3a와 같은 디폴트 상태로 회복되면 다시 방수 가능한 구조를 이룰 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5와 같이 자동 내부압 조절 벨트부(150)는 하부 내용물 보관 몸체(170b)를 구성하는 앞면과 뒷면 중 적어도 하나 이상의 면 내부에 적층되어 형성될 수 있다.
도 2의 격자 통기홀(160)은 직선 형태로 이루어지는 도 6 내지 도 8과 같이 격자 통기홀(160)은 십자가형, 별표형, 물결형 등으로 형성될 수 있다.
압착 필름층(151)은 PET 기반 원료를 구성하는 각 원료구성의 중량비는 주문자 요청 방식으로 수행될 수 있으며, 다른 주원료를 기반으로도 제작될 수 있다.
압착 필름층(151)을 구성하는 PET 수지 15 내지 25 중량부에 대해서 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 5 내지 12 중량부로 구성되는 수지조성물을 활용할 수 있다.
한편, 압착 필름층(151)과 PE 층(152)은 2겹으로 구분되어 형성됨으로써, 전자레인지용 파우치(100) 내부의 빈 공간에 따른 강도 보강을 위해 접착제에 의해 접착하거나, 가열 열접착하여 형성될 수 있다.
PE 층(152)은 PE 기반 원료를 사용하며, 발포제와 함께 스크류 방식에 의한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물에 대한 배합을 수행할 수 있다. 여기서, 상술한 전자레인지용 파우치(100)의 인장강도 향상을 위해 PE 수지의 중량평균 분자량은 120,000g/mol 이상, 용융지수는 2 내지 5g/10분(180℃)인 것이 바람직하며, 그 밖에 분자량분포(PI)가 5.7 이상이며, 용융강도가 45 mN 이상인 PE 원료 100 중량부에 대하여 발포제 20 내지 22 중량부를 배합한다.
PE 혼합물을 제조하기 위해 사용되는 발포제의 함량이 22 중량부를 초과하면 강성과 내열성, 표면 경도가 현저히 저하되어 응용에 부적합하므로 바람직하지 않으며, 20 중량부 미만이면 비중, 발포성, 성형성, 충격특성이 저하되어 바람직하지 않다. 이때 주로 사용되는 화학 발포제는 Sodium bicarbonate(NaHCO3)가 주로 사용되는 것이 바람직하다. 이러한 PE 혼합물을 이용함으로써, PE 원료의 비중에 대해서 발포제로 인한 배합으로, 비중을 낮춤으로써, 강도 보강을 위한 겹층 구조로 인한 중량을 감소시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
PE 층(152)을 제공하는 과정에서 압출기에 의해 압출된 PE 혼합물을 로터리성형기의 회전원반을 회전시키면서 용융된 PE 혼합물을 금형에 의해 사출성형시키면서 성형된 금형에는 냉각을 시켜 제품을 취출하는 로터리성형 과정을 수행할 수 있다.
여기서, 필름 형성 장치는 PE 필름형성을 위한 두께(dickness)에 대한 외부 단말로부터의 제어를 받음으로써, 압출기에 의하여 용융된 PE 혼합물의 유량에 대해서 조절할 수 있다.
나일론 층(153)은 PE 층(152)의 방수 기능과 외부 충격으로부터의 내압에 의한 팽창에 따른 강도를 보강하기 위해 형성되며, 높은 강도가 필요하게 되지 않는 경우, 나일론 층(153)을 제외할 수 있다. 나일론 층(153)을 형성하기 위해 나일론 필름이 사용될 수 있지만, 투명하고, 포장용 적층 필름에서 요구되는 강도를 얻을 수 있는 것이라면, 보강용 필름층의 재질은 이것으로 한정되지 않고, 각종의 것을 사용하는 것이 가능하다.
EVOH 층(154)은 열 변형을 방지하기 위하여 형성되며, EVOH의 압출 온도는 높은 차단 특성을 달성하기 위하여 최적화할 수 있으며, 그 온도는 일반적으로 330℃ 이하, 바람직하게는 약 270 내지 320℃이다. EVOH 층(154)을 형성하기 위한 이축 연신 또는 이연신은 동시에 수행한다. 각 방향으로의 연신비는 3 내지 6, 특히 3.7 내지 4.2이다. MD 방향의 연신비/TD 방향의 연신비는 일반적으로 1.8 내지 2.2, 특히 1.9 내지 2.0이다. 적절한 연신 온도는 135 내지 168℃, 일반적으로는 145℃이다. 필요한 경우 연신할 EVOH 원료 필름을 예열할 수 있다. 예열 온도는 연신 온도만큼 높게 할 수 있으며, 예컨대 예열은 120℃의 온도에서(약 30초 동안) 수행하고, 연신은 150℃의 온도에서 수행할 수 있다. 임의의 동시 연신 장치를 사용할 수 있다.
한편, EVOH 층(154)의 다른 실시예로, 미세타공된 EVOH 층(154)이 도포된 나일론 층(153) 위에 하부 내용물 보관 몸체(170b)를 올려놓고 180℃로 가열하면서 롤러에 의해 가압하여 수증기 투과율이 증대된 가요성이 있는 방수성의 수증기 투과성 필름을 제조할 수 있다.
그리고, 본 발명에서, 상부 보강재(130) 및 하부 보강재(140)는 직접 열성형법을 이용한 일체화된 기능성 부자재를 활용함으로써, 기존의 접착제(glue)를 이용하지 않고 PET 소재에 보강재 섬유층을 양면에 적층시켜 일체화된 객체를 활용할 수 있다.
즉, PET 수지에 해당하는 PED 필름이 완전히 경화되지 않은 상태에서 보강재 섬유층을 상부 및 하부로 위치시킨 뒤, 성형과 접합을 일체화할 수 있는 일체화 직접 열성형(integrated direct thermoforming) 공정 방식에 따른 열과 압력을 가하는 경우, 보강재 섬유층은 PET 수지가 경화가 일부만 진행된 상태이며, 완전 경화된 복합소재 대비 유동성(flexbility)이 있어 복합한 형상도 쉽게 성형할 수 있는 효과를 통해 제작될 수 있다.
한편, PET 필름에 상부 및 하부에 보강재 섬유층을 단순 적층한 후 열과 압력을 가하면 보강재 섬유 성분이 일부 유동성을 갖게 되어 일부가 PET 필름으로 흘러서 스며들게 듦과 동시에 경화 진행에 따라 PET 필름이 완전히 경화되어 압착 복합소재가 되는 동시에 계면에서 PET 필름과 보강재 섬유층 간에 접합이 되어 일체형의 패널을 얻을 수 있다. 이에 따라, 접착제를 전혀 사용하지 않고도 높은 접합력을 얻을 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
본 발명에 있어서 보강재 섬유층은 탄소섬유를 활용할 수 있으며, 이에 따라 철보다 강하고 알루미늄보다 가벼우며 녹슬지 않고 가공성이 우수하다는 장점을 제공할 수 있다. 여기서, PET 수지 전체 중량에 대해서 탄소섬유 34 내지 36 중량비를 첨가 혼합하여, 인장강도가 우수한 PET 필름에 파단강도가 우수한 탄소섬유를 첨가 혼합하여 거푸집으로서 요구되는 파단강도를 갖추게 되고, 추가로 인화성 물질인 PET 소자에 난연성을 부가하기 위해 난연재를 추가할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 탄소섬유는 regular형 1.5-6D 50-76mm 전체 중량에 대해서 이형단면형 1.5-6D 30-76mm 30 내지 60 중량부, 저융점바인더섬유 20 내지 30 중량부 내에서 선택적으로 혼용하여 단위중량 100 내지 1,200g/㎡으로 구성된 저밀도 연질층을 이루도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 PET 수지 외에 PVC(Polyvinyl chloride), XPS(Crosslinked Polystyrene), PPS(Polyphenylene sulfide), PP(Polypropylene), PE(Polyethylene) 중 하나의 재료 또는 복합 재료로 형성됨으로써, 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예로, 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154), 그 밖의 하부 내용물 보관 몸체(170b)를 열융착 방법 대신에 모서리 부분 표면에 수성접착제를 도포 후 접착하는 방법과 주름 테이프를 이용하여 모서리 부분을 마감 처리하는 방법이 있다.
그리고, 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154), 그 밖의 하부 내용물 보관 몸체(170b)로 일체화된 상태에서 PP 수지를 압출 코팅할 수 있다.
또한, 앞면과 뒷면에 형성되는 보관 몸체(170b)의 저면에 형성되는 두께 2.0 내지 6.0mm의 내용물 보호층에 해당하는 EVOH 층(154)과 그 저면에 형성되는 두께 1 내지 5.0mm의 방수층으로 구성됨으로써, 보호층과 방수층 각각이 나일론 또는 EVOH에 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 폴리에틸렌 테레 프탈레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 수지 필름 또는 시트의 접착에 의해 형성됨으로써, 액체의 내부로 방수성을 부여함으로써 흡습 또는 흡수에 따른 외관 열화나 변형의 문제를 원천적으로 제거할 수가 있음과 아울러, 휨파괴 하중, 열전도율, 흡수율 및 흡음률 등의 제반 물성도 현저히 향상되는 한편, 시공성의 향상이 가능하며, 방음 방수 패널을 상대적으로 저가로 대량 생산할 수가 있다.
이와 같이 형성된 PET 폼/보드(110)와, 이의 양측면에 형성된 복합소재 프리프레그(120)에 대한 직접 열성형법을 이용하여 제조된 일체화된 기능성 패널(100)은 2개 이상의 체결을 통해 연결하거나 직각 코너부 등을 구성함으로써, 리벳(rivet), 네일(nail), 스크류(screw) 등과 같은 기계적 조인트(mechanical joint)를 사용할 때 강한 결합력을 부여할 수 있다.
직접 열성형법을 이용하여 제조된 일체화된 기능성 패널(100)은 부착되는 보강 대상 패널(미도시)이 외부로 노출되는 것을 막아주기 때문에 내마모 성능을 향상시킬 수 있으다. 즉, 직접 열성형법을 이용하여 제조된 일체화된 기능성 패널(100)에서 PET 폼/보드(110)가 PET 보드로 제작시 PET 재질은 밀도로 75 내지 200kg/m3을 갖음으로써, 보강 대상 패널이 EPS 재질로 형성시 보강 대상 패널에 비해 중량이 크나, 압축강도가 EPS 재질로 이루어진 보강 대상 패널 대비 매우 높은 성질을 활용할 수 있다.
일반적으로 EPS의 압축강도는 10~20 N/cm2이고, PET foam의 압축강도 80~90N/cm2에 해당한다. 그러나 PET는 EPS 대비 열전도율이 높고 무거워서 패널을 전부 PET 재질을 사용할 수는 없으므로, 상술한 바와 같이, 테두리나 양면만을 형성하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 전자레인지용 파우치
110 : 접합모서리
120 : 절취선
130 : 상부 보강재
140 : 하부 보강재
150 : 자동 내부압 조절 벨트부
160 : 통기홀
170 : 파우치 몸체

Claims (2)

  1. 파우치 몸체(170)의 앞면과 후면이 열접합에 의해 접합시 형성되는 영역에 해당하는 접합모서리(110);
    파우치 몸체(170)를 구성하는 상부 절취몸체(170a)와 하부 내용물 보관 몸체(170b)를 분리하기 위해 형성되는 절취선(120);
    내용물 보관 몸체(170b)의 최상단 양 끝단에 해당하는 접합모서리(110) 영역과 내용물 보관 몸체(170b)의 양단에 걸쳐져서 한 직선 성분이 곡면으로 형성된 삼각형 형상으로 하부 보강재(140)와 동일한 재질로 형성되어, 절취선(120)을 통해 상부 절취몸체(170a)를 분리 시 하부 내용물 보관 몸체(170b)에 포함된 액상 성분의 내용물이 중력에 의해 하방으로 작용하는 것을 막아서 전자레인지용 파우치(100)의 형상이 마치 병과 같은 형상을 유지하도록 하는 상부 보강재(130);
    절취선(120)에 의해 절취되어 분리되는 상부 절취몸체(170a)와 하부 내용물 보관 몸체(170b)를 포함하는 파우치 몸체(170); 및
    내용물 보관 몸체(170b)를 이루는 앞면 및 뒷면 중 적어도 하나의 내부에 높이 방향의 중간 영역에 벨트 타입으로 형성되며, 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154)이 순차적으로 적층되어 형성되는 자동 내부압 조절 벨트부(150); 를 포함하며,
    가열에 따른 내부압의 미리 설정된 임계치 이상으로 상승 시 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154), 그리고 내용물 보관 몸체(170b)에 의해 이루어진 층에 교대 구조로 이루어진 통기홀(160)의 부분적으로 교차하는 영역이 발생하여 내부압 발생 원인인 수증기를 외부로 배출한 뒤 자동으로 교차하는 영역을 닫도록 하기 위해, 길이 방향으로 순차적으로 제1 열 격자 통기홀(160a), 제2 열 격자 통기홀(160b), 제3 열 격자 통기홀(160c), 제4 열 격자 통기홀(160d)로 이루어지는 격자 통기홀(160)이 자동 내부압 조절 벨트부(150)의 각 층에 분산되어 형성되며,
    압착 필름층(151) 및 PE 층(152)은 동일하게 제2 열 격자 통기홀(160b), 제3 열 격자 통기홀(160c)을 구비하며, 나일론 층(153)은 제1 열 격자 통기홀(160a), 제4 열 격자 통기홀(160d)을 구비하며, EVOH 층(154)은 제2 열 격자 통기홀(160b), 제3 열 격자 통기홀(160c)을 구비하며, EVOH 층(154) 상부의 내용물 보관 몸체(170b)를 이루는 층은 나일론 층(153)과 동일하게 제1 열 격자 통기홀(160a), 제4 열 격자 통기홀(160d)을 구비하며,
    각 격자 통기홀(160)은 개별적으로 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154), 파우치 몸체(170)에 대한 제작 과정에서의 연신 후 열안정화 과정 사이에 다중 이송 롤러에 의해 제공되는 장력을 이용한 시트에 대한 연성화와 함께 니들 스플릿(needle split) 방식에 의한 메쉬(mesh) 공정에 따라 내부 홀이 격자 무늬의 미세홀로 형성되며, 각 미세홀의 직경은 0.2㎛ 내지 1.0 ㎛로 형성됨으로써, 내부의 내용물의 배출은 방지한 채, 수증기와 공기에 대한 배출을 수행하며, 니들 스플릿(needle split) 방식에 의한 메쉬(mesh) 공정 과정에서 사용되는 니들 스플릿 롤러는 외주 면의 격자형의 니들에 의한 드래그 타입펀칭(Drag type punching)을 수행하며,
    파우치 몸체(170)에 대한 가열장치를 이용한 가열시 액상성분 특성상 부피가 팽창하여 내부압이 높아지면 내부압에 따른 압착 필름층(151), PE 층(152), 나일론 층(153), EVOH 층(154)의 두께는 얇아지나 표면적은 높아지는 기작에 의해 제1 내지 제4 열 격자 통기홀(160a 내지 160d)의 직경이 증가함으로써, 자동 내부압 조절 벨트부(150)의 각 층에 분산되어 형성된 제1 열 격자 통기홀(160a)과 제2 열 격자 통기홀(160b), 그리고 제3 열 격자 통기홀(160c)과 제4 열 격자 통기홀(160d) 간에는 부분적으로 교차하는 영역이 발생하여 내부압 발생 원인인 수증기를 외부로 배출하고 수증기 배출에 따라 다시 디폴트 상태로 회복되면 다시 방수 가능한 구조를 이루며,
    압착 필름층(151)은 PET 수지 15 내지 25 중량부에 대해서 에틸렌비닐초산 코폴리머(EVA) 5 내지 12 중량부로 구성되는 수지조성물을 활용하며,
    압착 필름층(151)과 PE 층(152)은 2겹으로 구분되어 형성되어, 전자레인지용 파우치(100) 내부의 빈 공간에 따른 강도 보강을 위해 접착제에 의해 접착하거나, 가열 열접착하여 형성되며,
    PE 층(152)은, PE 기반 원료를 사용하며, 발포제와 함께 스크류 방식에 의한 발포타입 폴리에틸렌 혼합물에 대한 배합을 수행하며, 인장강도 향상을 위해 PE 수지의 중량평균 분자량은 120,000g/mol 이상, 용융지수는 2 내지 5g/10분(180℃)인 것을 사용하며, 분자량분포(PI)가 5.7 이상이며, 용융강도가 45 mN 이상인 PE 원료 100 중량부에 대하여 발포제 20 내지 22 중량부를 배합하여 형성되며, PE 층(152)을 제조하는 과정에서 압출기에 의해 압출된 PE 혼합물을 로터리성형기의 회전원반을 회전시키면서 용융된 PE 혼합물을 금형에 의해 사출성형시키면서 성형된 금형에는 냉각을 시켜 제품을 취출하는 로터리성형 과정을 수행하며,
    나일론 층(153)은, PE 층(152)의 방수 기능과 외부 충격으로부터의 내압에 의한 팽창에 따른 강도를 보강하기 위해 형성되며,
    EVOH 층(154)은 열 변형을 방지하기 위하여 형성되며, EVOH 층(154)을 형성하기 위한 이축 연신 또는 이연신은 동시에 수행하며, 각 방향으로의 연신비는 3 내지 6이며, MD 방향의 연신비/TD 방향의 연신비는 1.8 내지 2.2로 형성되며, 연신시 연신 온도는 135 내지 168℃로 설정하며,
    상부 보강재(130) 및 하부 보강재(140)는 직접 열성형법을 이용한 일체화된 기능성 부자재를 활용하여 PET 소재에 보강재 섬유층을 양면에 적층시켜 일체화된 객체를 활용하는 것을 특징으로 하는 전자레인지용 파우치.
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