KR20030062581A - 통기성 포장재 및 그의 제조 방법 - Google Patents

통기성 포장재 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

제1수지층(11), 제2수지층(12), 인쇄층(13) 및 제3수지층(14)이 순차적으로 적층된 필름 다층 구조체와, 그 양측단에서 제1수지층(11)의 내면에 테이프 형태의 부직포(3)가 접합되어 봉투 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 본 발명의 통기성 포장재(1)는 투명성이 우수하여 내용물을 육안으로 식별할 수 있고, 기계적 물성이 우수하며, 간단한 제조공정으로 제조가 가능하고, 부패와 벌레에 의한 손실 및 변질없이 안전하게 포장 내용물을 보관할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 통기성 포장재를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

통기성 포장재 및 그의 제조 방법 {Air-permeable package, and method for preparing the same}
본 발명은 통기성 포장재 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리에틸렌 및 폴리에스테르의 합성수지 원단을 순차 적층하여 필름 다층체를 구성하고, 통기성을 부여하기 위해 봉투 형상의 필름 양측단부에 부직포를 접합하여 제조되는 통기성 포장재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
쌀, 밀과 같은 곡물류, 어포 등의 건어물류, 비료, 사료와 같은 농축산용 자재류, 한약재류를 포장하기 위한 포장재는 여러 가지 재질로 만들어져 왔다. 그 중에서 종이와 합성수지를 예로 들 수 있는데, 종이로 만들어진 포장재는 제조가 용이하고, 통기성이 우수하다는 장점에 비해, 투명성 및 방수성이 없어 내용물을 식별할 수 없고 우천시 방수를 위한 작업을 별도로 수행하여야 하는 불편함이 있다. 또한 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌과 같은 투명성 또는 반투명성 재료로 만들어진 합성수지 포장재는 기계적 물성, 투명성 및 방수성이 우수한 반면, 통기성이 불량하여 보관되는 재료가 건어물류, 곡물류, 한약재류와 같이 통기성이 요구되는 상황에서는 자체 습기에 의해 부패가 이루어져 사용할 수 없다는 단점이 있다.
이러한 합성수지 포장재의 단점을 해결하기 위해, 포장재 자체에 통풍이 가능하도록 천공하여 자연 통풍을 시키는 경우가 있으나, 이 경우 통풍을 위한 구멍이 오히려 이물질의 유입 또는 벌레들의 침입을 가능하게 하고 벌레들이 내용물에산란하여 내용물의 손실 또는 변질을 초래하고 있다. 또한 내용물이 밀가루나 사료와 같이 미세한 분말이고, 내용물 간에 접촉에 의해 분쇄되어 미세화되는 경우에, 그 내용물이 천공된 부분을 통해 외부로 새어나올 수 있다.
본 발명자는 상기 종래의 종이와 합성수지 포장재가 갖는 결점을 해결하고자 예의 연구한 결과, 합성수지 포장재의 일면에 부직포를 접합시켜 합성수지 고유의 투명성과 기계적 물성을 유지하면서도 통기성이 양호한 포장재를 개발하여, 각종 이물질의 유입, 벌레의 침입 또는 벌레에 의한 산란으로부터 포장 내용물을 안전하게 보관할 수 있음을 발견하여 본 발명에 이르렀다.
따라서, 본 발명의 목적은 투명성과 기계적 물성이 우수하고, 통기가 가능한 통기성 포장재를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 합성수지를 이용하여 포장용 필름 다층체를 구성한 후, 그 일면에 부직포 접합부를 형성하여 제조되는 상기 통기성 포장재의 제조방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 통기성 포장재의 필름 적층 구성을 도시한 모식적 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 통기성 포장재의 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 통기성 포장재의 제조시 포장용 필름 다층체에 부직포의 접합을 확대 도시한 개략적인 사시도이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *
1: 통기성 포장재 2: 필름 다층체
3: 부직포11: 제1수지층
12: 제2수지층13: 인쇄층
14: 제3수지층15: 부직포 접합부
16: 열밀봉부17: 주입부
본 발명의 통기성 포장재(1)는 제1수지층(11), 제2수지층(12), 인쇄층(13) 및 제3수지층(14)이 순차적으로 적층된 필름 다층 구조체와, 그 양측단에서 제1수지층(11)의 내면에 테이프 형태의 부직포(3)가 접합되어 봉투 형상으로 구성되는것을 특징으로 한다.
사용되는 수지의 재료는 포장용으로 사용하기 위해 적합한 투명성 및 기계적 물성을 만족하여야 하는데, 이러한 요건을 만족하는 수지 재료로 단독의 합성수지 필름을 사용할 수도 있고, 복수의 합성수지 필름을 사용할 수도 있다. 본 발명에서는, 폴리올레핀과 폴리에스테르 필름을 수지 재료로 하는 복수의 합성수지 필름을 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, 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)이 특히 바람직하게 사용된다.
본 발명에서 '폴리올레핀'이라 함은, 선형, 분지형, 사이클릭, 지방족, 방향족일 수 있거나, 또는 치환되거나 비치환된 하나 이상의 알켄 중합체를 의미한다.
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, 공단량체가 부텐인 선형 저밀도 폴리에틸렌을 사용한다.
본 발명에서 제1수지층(11)으로 사용되는 LLDPE는 내면 수지층으로 사용되기때문에, 모든 음식물 접촉에 대한 FDA 규정 21 CFR 177.1520을 만족하고, 내약품성, 산소차단성이 매우 우수하다.
상기 제1수지층(11)의 두께는 50 내지 80㎛의 범위가 바람직하며, 포장 내용물에 따라 적의 증감된다.
제2수지층(12)과 최외층인 제3수지층(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 포함하며, 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 제3수지층(14)은 필름 다층체(2)의 최외층으로, 하부의 인쇄층(13)을 외부 접촉에 의한 박리, 긁힘으로부터 보호하기 위한 보호층의 역할도 수행한다.
본 발명에서는 상기 제3수지층(14)의 이면에 인쇄 용제를 이용하여 여러 가지 문양 및 글자를 인쇄하는 인쇄층(13)을 마련하는데, 이는 포장재의 미장성을 확보하기 위함이다. 인쇄방법으로서, 통상의 그라비아, 후렉소, 옵셋, 스크린 등의 공지된 인쇄방법 등을 들 수 있으나, 본 발명에서는 흡수성이 없는 수지 상에 인쇄하고 이면 인쇄를 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 경우, 수지와 잉크의 밀착성을 높이기 위해 수지 표면에 코로나 방전처리 등의 전처리를 할 수도 있다.
상기 제1수지층(11)과 제2수지층(12)은 열접착에 의해 일체화되며, 그 위에 상기 제조된 제3수지층(14) 이면에 마련된 인쇄층(13)을 대향시켜 적층함으로써 포장용 필름 다층체(2)를 제조한다.
이렇게 제조된 포장용 필름 다층체(2)의 전체 두께는 사용 수지 재료의 종류와 그 물리적 강도, 포장하고자 하는 한약재, 곡물, 건어물의 종류 등을 고려하여 적절히 설정할 필요가 있지만, 일반적으로는 80∼120㎛ 정도가 적당하다. 80㎛ 미만에서는, 포장용 필름 다층체(2)의 기계적 강도와 같은 물성이 떨어지고, 120㎛를 넘으면 투명성이 저하될 뿐만 아니라 제조원가가 상승하게 된다.
또한, 본 발명에서 통기성을 부여하기 위해 위에서 제조된 필름 다층체(2)에 접합되는 부직포(3)는 물리적, 화학적, 전기적 성능이 가장 우수한 폴리에스테르 소재로 제조되며, 니들 펀칭에 의해 3차원 교락구조를 갖는다. 이렇게 제조되는 부직포(3)는 미세 구조를 가지게 되며, 강도, 형태 안정성, 내열·내한·내약품성이 우수하고, 통기성이 우수하여 전선용, 필터, 토목공사, 포장지 등 다양한 용도로 사용된다.
특히, 내용물이 밀가루와 같이 미세한 분말인 경우에 그 내용물이 외부로 새어나오는 것을 방지하고 또한 각종 이물질의 유입, 벌레의 침입 또는 벌레에 의한 산란을 방지하기 위해 미세하지만 충분한 통기성을 부여할 목적으로 부직포(3)를 사용한다. 그러나, 부직포(3)의 직경 및 평량은 포장되는 내용물의 종류, 특성이나 통기량에 따라 변화될 수 있으며, 이는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.
또한 본 발명은 상기 통기성 포장재(1)를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 제조방법은
(1) 포장용 필름 다층체(2)를 제조하는 단계;
(2) 상기 필름 다층체(2)를 소정의 크기로 제단하고, 봉투 형상을 형성하는 단계;
(3) 소정의 간격으로 양측단부를 이격하고, 하단면을 융착하는 단계; 및
(4) 이격된 상기 필름 다층체(2)의 내면에 테이프 형태의 부직포(3)를 접합하는 단계
를 포함한다.
이때, 제1수지층(11), 제2수지층(12), 인쇄층(13) 및 제3수지층(14)을 형성하기 위해 사용하는 재료의 종류 및 특성은 상술한 바와 같다.
상기 단계 (1)에서, 포장용 필름 다층체(2)는
(i) 제1수지층(11)과 제2수지층(12)을 열접착하여 일체화하는 단계; 및
(ii) 그 위에, 제3수지층(14) 이면에 마련된 인쇄층(13)을 대향시켜 적층하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다.
상기 단계 (2)에서, 제단되는 크기는 내용물의 종류 및 체적에 따라 다르고,
상기 단계 (3)에서, 이격되는 양측단부의 간격은 부직포(3)의 종류, 포장되는 내용물의 종류 및 특성, 또는 통기량에 따라 변화될 수 있으며, 이는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 조정될 수 있다. 따라서, 본 발명의 통기성 포장재(1)는 포장되는 내용물의 종류 및 특성에 적합하게 그 구조를 자유롭게 변경할 수 있음은 물론이다.
상기 단계 (4)에서, 상기 필름 다층체(2)의 내면층과 부직포(3)를 접합시키는 방법은 접착제를 사용하는 방법과 통상의 열처리 접합방법을 모두 사용할 수 있다.
이렇게 제조되는 통기성 포장재(1)로 보관할 수 있는 내용물로는, 한약재류, 건조된 곡물류, 건어물류 등이 있으며, 한약재류의 예로는 당귀, 독활, 목통, 백복령, 산약, 인삼, 천궁, 택사 등이 있고, 곡물류에는 쌀, 보리, 밀, 콩 등을 들 수 있으며, 건어물류에는 오징어, 황태, 노가리, 명태포, 김 등이 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 설명하지만, 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1: 포장용 필름 다층체(2)의 제조
먼저, PET 수지 필름(PET 12, 에스케이 케미칼사 제) 이면에 인쇄잉크(GRAVURE INK, 명성산업사 제)를 사용하여 그라비아 인쇄한 후, 건조시켰다. LLDPE 수지 필름 상에 PET 수지 필름(PET 20, 에스케이 케미칼사 제)를 열접착하여 일체화시키고, 그 위에 상기 인쇄된 PET 수지의 인쇄층(13)을 대향시켜 열접착함으로써 적층하여 본 발명의 포장용 필름 다층체(2)를 제조하였다.
실시예 2: 통기성 봉투의 제조
상기 실시예 1에서 얻은 포장용 필름 다층체(2)를 소정의 크기로 재단하고, 봉투 형상을 형성한 후, 그 양측단부를 소정의 간격으로 이격한 다음, 하단면을 융착하여 열밀봉시켰다. 이후, 이격된 상기 필름 다층체(2)의 내면층을 테이프 형태의 부직포(3)를 사용하여 열처리 접합시켜 본 발명의 통기성 포장재(1)를 제조하였다.
시험예
상기 실시예 2에서 제조된 통기성 포장재(1), 종래의 종이 소재의 포장재(비교예 1), 종래의 완전밀봉된 합성수지 포장재(비교예 2) 및 천공된 합성수지 포장재(비교예 3)에 각각 건어물 및 한약재를 주입하고, 상온에서 30일간 방치한 후,부패 정도, 벌레들의 침입 및 산란을 조사하였다. 평가 기준은 다음과 같다.
부패 정도
◎: 부패가 전혀 없음.
○: 부패가 국소적으로 약간 진행됨.
△: 부패가 전체적으로 약간 진행됨.
×: 부패가 전체적으로 심하게 진행됨.
벌레의 침입 및 산란 정도
◎: 벌레의 침입 및 산란 흔적이 전혀 없음.
○: 벌레의 침입 흔적은 있으나, 산란 흔적은 있음.
△: 벌레의 침입 및 산란 흔적이 다소 있음.
×: 벌레의 침입 및 산란 흔적이 많음.
그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
투명성 부패 정도 벌레의 침입 및 산란정도
실시예 2 한약재 ◎ ◎ ◎
건어물 ◎ ◎ ◎
비교예 1 한약재 × ○ ◎
건어물 × ○ ◎
비교예 2 한약재 ◎ × ◎
건어물 ◎ × ◎
비교예 3 한약재 ◎ ◎ ×
건어물 ◎ ◎ ×
상기 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 통기성 포장재(1)는 종래의 종이 포장재와는 달리 내용물을 식별할 수 있고, 합성수지 포장재에 비해서는 부패 또는 벌레의 침입 및 산란이 전혀 없어 한약재류나 건어물류를 안전하게보관할 수 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 통기성 포장재(1)는 투명성이 우수한 재료를 사용하므로 내용물을 육안으로 식별할 수 있고, 사용 수지 고유의 기계적 물성이 우수하며, 종래의 합성수지 포장재에 부직포(3)를 접합시키는 간단한 제조공정으로 제조가 가능하며, 종래의 포장재 제품에 비해 부패와 벌레의 침입 및 산란이 전혀 없어 이들에 의한 포장 내용물의 변질 및 손실없이 안전하게 보관할 수 있다.

Claims (12)

  1. 제1수지층(11), 제2수지층(12), 인쇄층(13) 및 제3수지층(14)이 순차적으로 적층된 필름 다층 구조체와, 그 양측단에서 제1수지층(11)의 내면에 테이프 형태의 부직포(3)가 접합되어 봉투 형상으로 구성되는 통기성 포장재(1).
  2. 제 1항에 있어서, 제1수지층(11)이 폴리에틸렌 수지로 구성되는 것을 특징으로 하는 통기성 포장재(1).
  3. 제 2항에 있어서, 폴리에틸렌 수지가 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)인 것을 특징으로 하는 통기성 포장재(1).
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제1수지층(11)의 두께가 50∼80㎛인 것을 특징으로 하는 통기성 포장재(1).
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제2수지층(12)이 폴리에스테르 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 통기성 포장재(1).
  6. 제 5항에 있어서, 상기 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)인 것을 특징으로 하는 통기성 포장재(1).
  7. 제 1항에 있어서, 상기 제3수지층(14)이 폴리에스테르 필름으로 구성되는 것을 특징으로 하는 통기성 포장재(1).
  8. 제 7항에 있어서, 상기 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)인 것을 특징으로 하는 통기성 포장재(1).
  9. (1) 포장용 필름 다층체(2)를 제조하는 단계;
    (2) 상기 필름 다층체(2)를 소정의 크기로 제단하고, 봉투 형상을 형성하는 단계;
    (3) 소정의 간격으로 양측단부를 이격하고, 하단면을 융착하는 단계; 및
    (4) 이격된 상기 필름 다층체(2)의 내면에 테이프 형태의 부직포(3)를 접합하는 단계
    를 포함하는, 제1항에 따른 통기성 포장재(1)의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 단계 (1)에서 포장용 필름 다층체(2)가
    (i) 제1수지층(11)과 제2수지층(12)을 열접착하여 일체화하는 단계; 및
    (ii) 그 위에, 제3수지층(14) 이면에 마련된 인쇄층(13)을 대향시켜 적층하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 통기성 포장재(1)의 제조방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 포장용 필름 다층체(2)의 전체 두께가 80∼120㎛인 것을 특징으로 하는 통기성 포장재(1)의 제조방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 단계 (4)에서 상기 필름 다층체(2)의 내면층과 부직포(3)의 접합 방법이 접착제를 사용하거나 열처리하여 접합시키는 것을 특징으로 하는 통기성 포장재(1)의 제조방법.
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