KR20030062580A - 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체, 그의 제조방법 및그로부터 제조되는 식품 또는 약품 포장재 - Google Patents

식품 또는 약품 포장용 필름 다층체, 그의 제조방법 및그로부터 제조되는 식품 또는 약품 포장재 Download PDF

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Abstract

제1수지층(11), 접착제층(12), 인쇄층(13) 및 제2수지층(14)이 순차적으로 적층된 다층 구조의 본 발명에 따른 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1)는 산소차단성과 내약품성이 우수하여 산소로 인한 품질 열화, 내용물에 의한 성분의 용출이 없어 위생이 요구되는 식품 또는 약품 포장용 필름에 특히 적합하다. 또한 상기 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1)로부터 제조된 포장재(2)는 사용 재료 고유의 기계적 강도, 산소 불투과성, 내한성, 열밀봉성 등과 같은 물성이 우수하여 포장 분야에서 널리 사용될 수 있다.

Description

식품 또는 약품 포장용 필름 다층체, 그의 제조방법 및 그로부터 제조되는 식품 또는 약품 포장재 {Film laminate for packaging food or drug products, method for preparing the same, and food or drug packages produced therefrom}
본 발명은 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체, 그의 제조방법 및 그로부터 제조되는 식품 또는 약품 포장재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내약품성, 산소차단성이 높고, 기계적 강도 및 내한성과 같은 물성이 우수하고, 열밀봉성이 우수한 다층 구조의 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체, 그의 제조방법 및 그로부터 제조되는 식품 또는 약품 포장재에 관한 것이다.
최근, 휴대가 간편하고 음용이 용이한 유연성이 있는 튜브형 포장재에 액상, 겔상, 반-유동성 또는 페이스트(paste) 상의 식품이나 약품 등의 내용물을 포장한 제품이 선보이고 있다. 그 예로, 요구르트(일명 '짜먹는 요구르트')나 시럽상의 약품을 봉입한 제품이 있다.
그러나, 이들 제품은 식용 또는 음용을 목적으로 하며, 애용하는 계층도 아동을 포함하므로 위생이 문제가 될 소지가 있다. 특히 약품과 같은 특수한 성분을 함유하는 경우, 그 포장재는 화학성분의 용출이나 온도 또는 공기 중 산소와 같은 외부 조건에 의해 화학적으로 변질될 우려가 있다. 따라서, 내약품성, 산소차단성이 우수하고, 또한 장기 보관을 위한 냉동처리시 포장재 자체의 내한성도 요구된다. 또한 포장재 제조시 열밀봉성도 요구된다.
필름을 사용하여 각종 제품을 포장하는 기술은 사용 필름의 장점을 충분히 살릴 수 있도록 선택되는데, 이들 포장기술 분야에서는 일반적인 용도의 수지, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리비닐 클로라이드를 사용하는 단층 필름이 광범위하게 사용되어 왔으나, 요구되는 포장재의 특성에 따라 이들 수지 필름을 조합한 다양한 포장재에 대한 요구가 있어 왔다.
본 발명자는 특히 폴리에스테르 수지와 폴리올레핀 수지와 같은 열가소성 수지로 구성된 다층 필름이 식품 또는 약품 포장용 필름에서 요구되는 산소차단성, 내약품성, 기계적 강도, 내한성, 열밀봉성과 같은 물성이 우수하다는 것을 발견하고, 또한 식품 또는 약품 분야에서 요구되는 위생적인 측면에서 별도의 접착 및 인쇄기술을 이용함으로써 식품 또는 약품 포장재로 유용한 포장재 소재를 개발하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 산소차단성, 내약품성이 우수하고, 수지 재료 고유의 기계적 특성을 이용하여 다층 구조의 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체의 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체를 소정의 크기로 재단하여 식품 또는 약품 주입부를 제외한 나머지 부분을 융착한 후, 식품을 주입하고, 주입부를 열밀봉하여 제조되는 식품 또는 약품 포장재를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1)의 적층 구성을 도시한 모식적 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 식품 또는 약품 포장재(2)의 개략적인 사시도이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 포장용 필름 다층체, 2 : 포장재, 11 : 제1수지층,
12 : 접착제층, 13 : 인쇄층 , 14 : 제2수지층
본 발명의 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1)는 제1수지층(11), 접착제층(12), 인쇄층(13) 및 제2수지층(14)이 순차적으로 적층된 다층 구조체이다.
상기 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1)는 제1수지층(11) 상에 무용제접착제를 도포한 다음, 그 위에 제2수지층(14) 이면에 마련된 인쇄층(13)을 대향시켜 적층하는 것을 특징으로 한다.
식품 또는 약품 포장용으로 사용하기 위한 합성수지 재료는 적합한 투명성 및 기계적 강도와 같은 물성을 만족하여야 하는데, 이러한 요건을 만족하는 수지 재료로 단독의 합성수지 필름으로 형성할 수도 있으나, 복수의 합성수지로 구성하여도 좋다. 본 발명에서는, 폴리올레핀과 폴리에스테르를 수지 재료로 하는 복수의 합성수지를 사용한다.
제1수지층(11)은 내면 수지층으로, 폴리올레핀 수지로 구성되며, 그 예로서 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리프로필렌(PP) 등을 들 수 있는데, 본 발명에서는 폴리에틸렌 수지가 바람직하며, 특히 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)이 바람직하게 사용된다.
본 발명에서 '폴리올레핀'이라 함은, 선형, 분지형, 사이클릭, 지방족, 방향족일 수 있거나, 또는 치환되거나 비치환된 하나 이상의 알켄 중합체를 의미한다.
폴리에틸렌 수지는 여러 가지의 수지 중에서도 수분 투과율이 가장 작은 것으로 알려져 있는데, 통상 30㎛ 당 수분투과율은 저밀도 폴리에틸렌의 경우 약 19g/㎡·24시간, 고밀도 폴리에틸렌의 경우 약 5g/㎡·24시간 정도이다. 특히 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)는 기계적 물성이 우수하고, 열밀봉성, 가공성이 뛰어난 수지이다. LDPE와 혼합사용이 가능하며 열봉합 압출 코팅용, 랩 필름용 재료로서 이용되고 있다.
상기에서 언급된 '선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)'이라 함은 에틸렌과 3 내지 13개의 탄소원자를 갖는 α-올레핀의 공중합체를 의미하며, 특히 본 발명에서는 투명성과 가공성 및 밀봉강도가 우수하고, 드라이 라미네이션(dry lamination) 필름 제조용으로 만들어진 공단량체가 부텐인 선형 저밀도 폴리에틸렌을 사용한다.
본 발명에서 제1수지층(11)으로 사용되는 LLDPE는 내면 수지층으로 사용되기 때문에, 모든 음식물 접촉에 대한 FDA 규정 21 CFR 177.1520을 만족하고, 내약품성, 산소차단성이 매우 우수하고, 특히 드라이 라미네이션 필름 제조용이 바람직하다.
상기 제1수지층(11)의 두께는 50 내지 80㎛의 범위가 바람직하며, 포장 내용물에 따라 적의 증감된다.
상기 제1수지층(11)에 도포되는 접착제는 본 발명의 포장용 필름 다층체(1)가 식품이나 약품 포장용이고, 추후 포장재 제조시 열밀봉할 경우 용제가 유출될 수 있기 때문에 무용제 접착제를 사용하는 것을 특징으로 한다. 이러한 무용제 접착제로는, 초산비닐계, 폴리비닐알코올계 등의 수지계 접착제를 사용한다. 이렇게 도포되어 형성된 접착제층(12)의 두께는 수 ㎛가 바람직하고, 너무 두께가 작으면 후술하는 인쇄층과의 드라이 라미네이션시 접착력이 충분하지 않게 되고, 너무 두꺼우면 두꺼운 접착제층에 의한 말림(curling) 현상이 발생할 뿐 아니라 접착제 사용량이 많아져 재료비가 상승하게 된다.
제1수지층(11)의 수지상에 접착제를 도포하기 전에 접착력을 증대시키기 위해 공지의 전처리법에 의해 수지의 표면을 전처리할 수도 있다.
제2수지층(14)은 폴리에스테르 필름으로 구성되며, 그 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트(PEN), 폴리-1,4-사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트(PCDT) 및 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트 비벤조에이트(PENBB)를 포함한다. 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트(PEN)가 바람직하다. 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)는 물리, 화학적으로 안정하고 기계적 강도가 높으며, 내열성, 내구성, 내약품성, 전기절연성 등이 우수하여 의료용, 전자기용, 포장용, 사진필름용 등의 각종 산업용품으로 광범위하게 사용되고 있다. 특히, 위생성이 우수하고 환경친화적이며 취급이 용이하다는 잇점 때문에 식품 또는 음료수 등의 용기 또는 포장 필름으로서 널리 이용되고 있다. 또한 본 발명에서 제2수지층(14)은 하부의 인쇄층(13)을 외부 접촉에 의한 박리, 긁힘으로부터 보호하기 위한 보호층의 역할도 수행한다.
본 발명에서는 상기 제2수지층(14) 이면에 인쇄 용제를 이용하여 여러 가지 문양 및 글자를 인쇄하는 인쇄층(13)이 마련되는데, 이는 포장재의 미장성을 확보하기 위함이다. 인쇄 용제로서 제품을 저장 또는 가열하는 경우 용출되거나 포장재 내부의 내용물로 전이되는 문제가 있어, 본 발명에서는 인쇄 용제가 전이되는 현상을 최소화할 수 있도록 무용제 인쇄잉크를 사용하는 것을 특징으로 한다. 이러한 무용제 인쇄잉크를 사용하여 제2수지층(14)의 이면에 인쇄하는 방법은 그라비아 인쇄법, 옵셋 인쇄법, 후렉소 인쇄법, 스크린 인쇄법을 들 수 있으나, 흡수성이 없는 수지 상에 인쇄하고 이면인쇄를 위해 그라비아 인쇄가 바람직하다. 먼저 기재 수지 상에 그라비아 인쇄법으로 인쇄작업을 수행한 후 건조과정을 거치는데, 건조방법으로는 열풍, 적외선, 송풍을 이용할 수 있다.
건조된 인쇄층(13)의 두께는 통상 수 ㎛가 바람직하다. 이와 같이 수지층 표면에 인쇄를 하는 경우는 수지와 잉크의 밀착성을 높이기 위해 수지의 표면을 전처리할 수도 있다.
상기 제조된 제1수지층(11) 상의 접착제층(12)과 상기 제조된 제2수지층(14) 이면의 인쇄층(13)을 대향시켜 적층하는 방법으로서는 제품의 특성상 드라이 라미네이션법(dry lamination)이 바람직하다. 즉, 제1수지층(11) 상에 드라이 라미네이션용 무용제 접착제를 도포하고, 그 위에 제2수지층(14) 이면에 마련된 인쇄층을 드라이 라미네이션법으로 적층한 다음, 건조시켜 가압하에 접착한다.
이렇게 제조된 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1)의 두께는 포장 내용물의 종류, 사용 수지의 종류와 물성에 따라 적절히 설정되지만, 통상적으로 70∼110㎛인 것이 바람직하다. 70㎛ 미만에서는, 포장용 필름 다층체(1)의 기계적 강도가 떨어지고, 100㎛를 넘으면 투명성이 저하될 뿐 아니라 원가가 상승하게 된다.
본 발명에 따른 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체로부터 제조되는 식품 또는 약품 포장재는 상기에서 제조된 필름 다층체(1)를 소정의 크기로 재단하여 식품 주입부를 제외한 나머지 부분을 융착하여 봉지 형상을 갖도록 하고, 이어서 식품 또는 약품 내용물을 봉입한 후 통상적인 방법으로 주입부를 열밀봉하여 제조된다.
이들 포장재에 봉입할 수 있는 식품으로는 요구르트, 밀크-기재 음료, 커피 음료 등을 들 수 있고, 약품으로는, 액상, 겔상, 페이스트상 제형의 약품을 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
이하, 실시예 및 시험예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1: 포장용 필름 다층체(1)의 제조
먼저, PET 수지 필름(PET 20, 에스케이 케미칼사 제) 상에 무용제 인쇄잉크(GRAVURE INK, 명성산업사 제)를 사용하여 그라비아 인쇄한 후, 건조시켰다. LLDPE 수지 필름(SK 케미칼사 제 YUCLAIR FN 435) 상에 드라이 라미네이션용 접착제(리오폴(Liofol)사 제 UR 3690-22/Hardener UR 6090-21)를 도포하고, 상기 제조된 PET 수지 이면에 마련된 인쇄층을 대향시켜 드라이 라미네이션법으로 적층한 다음, 건조시킨 후 가압하에서 접착시켜 본 발명의 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1)를 얻었다.
실시예 2: 식품 포장재의 제조
상기 실시예 1에서 얻은 포장용 필름 다층체(1)을 소정의 제품 크기로 재단하여 주입부를 제외한 나머지 부분을 융착하여 봉지 형상을 갖도록 하고, 이어서 시럽상의 요구르트를 주입한 후 주입부를 통상의 방법으로 열밀봉시켜 본 발명의 식품 포장재(2)를 제조하였다.
시험방법 및 결과
(1) 재질·용출시험
상기 실시예 1에서 얻은 포장용 필름 다층체(1)를 ICP를 이용하여 재질·용출시험을 수행하였다. 그 결과를 하기 표에 나타낸다.
재질시험 용출시험
납 카드뮴 과망간산칼륨 소비량(mg/l) 중금속(mg/l) 증발잔류물(mg/l)
실시예 1 불검출 불검출 1(기준: 10이하) 적합(기준: 1.0이하) 4.5(기준: 30 이하)
상기 표들로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1)는 재질 및 용출시험에서 인체에 무해한 것으로 판명되어 식품 또는 약품 포장용으로 널리 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1)는 산소로 인해 품질이 열화되기 쉬운 식품 또는 약품의 포장용과 내용물에 의한 포장용 필름 성분이 용출되지 않아 위생이 요구되는 식품 또는 약품 포장용 필름에 특히 적합하며, 이들로부터 제조된 식품 또는 약품 포장재(2)는 사용된 재료 수지 고유의 기계적 강도, 내한성, 열밀봉성 등과 같은 물성이 우수하여 포장 분야에서 널리 사용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 제1수지층(11), 접착제층(12), 인쇄층(13) 및 제2수지층(14)이 순차적으로 적층된 다층 구조를 갖는 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1).
  2. 제 1항에 있어서, 제1수지층(11)이 폴리에틸렌 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1).
  3. 제 2항에 있어서, 폴리에틸렌이 선형 저밀도 폴리에틸렌인 것을 특징으로 하는 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1).
  4. 제 1항에 있어서, 제1수지층(11)의 두께가 50 내지 80㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1).
  5. 제 1항에 있어서, 접착제층(12)이 드라이 라미네이션용 무용제 접착제를 도포하여 형성되는 것을 특징으로 하는 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1).
  6. 제 1항에 있어서, 제2수지층(14)이 폴리에스테르 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1).
  7. 제 6항에 있어서, 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)인 것을 특징으로 하는 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1).
  8. 제 1항에 있어서, 인쇄층(13)이 무용제 인쇄잉크를 사용하여 그라비아 인쇄법에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1).
  9. 제1수지층(11) 상에 드라이 라미네이션용 무용제 접착제를 도포하고,
    그 위에, 제2수지층(14) 이면에 무용제 인쇄잉크를 사용하여 그라비아 인쇄법에 의해 마련된 인쇄층(13)을 대향시켜 드라이 라미네이션법으로 적층, 건조시키고 가압하에 접착시키는 것을 포함하는, 제 1항에 따른 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1)를 제조하는 방법.
  10. 제 1항에 따른 식품 또는 약품 포장용 필름 다층체(1)를 소정의 크기로 재단하여 식품 주입부를 제외한 나머지 부분을 융착하여 봉지 형상을 갖도록 하고, 이어서 식품 또는 약품 내용물을 봉입한 후 주입부를 열밀봉하여 제조되는 것을 특징으로 하는 식품 또는 약품 포장재(2).
  11. 제 10항에 있어서, 식품 또는 약품 내용물이 요구르트, 밀크-기재 음료, 커피 음료 또는 액상, 겔상, 페이스트상 제형의 약품인 것을 특징으로 하는 식품 또는 약품 포장재.
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