KR20170081370A - 식품 포장 용기용 다층 필름 - Google Patents

식품 포장 용기용 다층 필름 Download PDF

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박중만
정민재
조천희
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Abstract

본 발명은 순차적으로 적층된 내층, 기체차단층 및 외층을 포함하고, 상기 기체차단층은 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체로 이루어지며, 상기 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 중의 비닐아세테이트 함량이 21 내지 40%인 식품 포장 용기용 다층 필름을 제공한다. 본 발명의 다층 필름은 필름과 필름의 접착을 위하여 별도의 접착제를 사용하지 않고도 우수한 필름간 접착력을 가진 다층 필름의 제조가 가능하여 다층 필름의 제조공정 간소화가 가능할 뿐만 아니라, 기체 차폐성 또한 우수하다.

Description

식품 포장 용기용 다층 필름{Multilayered Film for Packing Container for Food}
본 발명은 식품 포장 용기용 다층 필름 및 이로부터 형성되는 포장 용기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기체 차폐성이 우수하며 접착제를 사용하지 않고도 우수한 층간 접착력을 가지는 식품 포장 용기용 다층 필름 및 이로부터 형성되는 포장 용기에 관한 것이다.
식품 포장 용기에 있어서 식품의 안정성이 우수하며 인체 유해성이 적은 폴리올레핀계 필름이 주로 사용되고 있으며, 일반적으로 폴리프로필렌과 폴리에틸렌이 사용되며, 특히, 폴리프로필렌 필름의 경우 가격이 저렴하고 가공성이 용이하며 환경 친화성이 우수하여 널리 사용되고 있다. 그러나 폴리프로필렌 필름은 낮은 결정화도로 인하여 기체 차폐성이 낮기 때문에 식품 포장 용기에 단독으로 사용하기 어려운 단점이 있다.
이러한 폴리프로필렌 필름의 낮은 기체 차폐성 문제를 해결하기 위하여, 두 장의 폴리프로필렌 필름 사이에 기체 차폐성이 우수한 필름을 적층한 다층 필름이 사용되어 오고 있다. 이러한 기체 차폐성이 우수한 필름으로는, 예를 들어 에틸렌비닐알콜(EVOH), 나일론, 금속막 등의 산소 차폐성이 우수한 재료를 적용하는 방법이 제안되었다. 그러나, 이들 재료는 폴리프로필렌 필름과의 접착성 향상을 위하여 폴리올레핀계 합성 수지를 혼합한 접착제층을 별도로 구비하여야 한다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0032199호에서는 산소 유입을 막기 위한 산소차단층에 더하여 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 에틸렌비닐알콜(EVOH), 폴리아미드(Polyamide) 또는 폴리아미드 공중합체 중에서 택일한 매트릭스 수지에 산소 흡수성 수지가 10∼80wt%의 비율로 첨가된 산소흡수층을 추가로 구비하여 총 6개의 층이 적층된 다층시트로 제조되어 산소 차폐성을 개선한 식품 포장 용기를 개시하고 있다. 하지만, 이와 같은 다수의 층을 포함하는 다층시트의 제조는 복잡한 공정을 필요로 하며 원가 상승을 야기하는 문제점이 있다.
따라서, 간단한 공정으로 제조가 가능하며 우수한 기체 차폐성을 제공할 수 있는 식품 포장 용기용 필름의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0032199
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 한 목적은 간단한 공정으로 제조가 가능하며 우수한 기체 차폐성을 제공할 수 있는 식품 포장 용기용 다층 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 다층 필름을 이용하여 형성되는 식품 포장 용기를 제공하는 것이다.
한편으로, 본 발명은 순차적으로 적층된 내층, 기체차단층 및 외층을 포함하고, 상기 기체차단층은 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체로 이루어지며, 상기 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 중의 비닐아세테이트 함량이 21 내지 40중량%인 식품 포장 용기용 다층 필름을 제공한다.
다른 한편으로, 본 발명은 상기 다층 필름을 이용하여 형성되는 식품 포장 용기를 제공한다.
본 발명에 따른 식품 포장 용기용 다층 필름은 필름과 필름의 접착을 위하여 별도의 접착제를 사용하지 않고도 우수한 필름간 접착력을 가진 다층 필름의 제조가 가능하여 다층 필름의 제조공정 간소화가 가능할 뿐만 아니라, 기체 차폐성 또한 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 다층 필름을 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1을 참조로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 다층 필름은 순차적으로 적층된 내층(10), 기체차단층(20) 및 외층(30)을 포함하고, 상기 기체차단층은 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체로 이루어지며, 상기 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 중의 비닐아세테이트 함량이 21 내지 40중량%이다.
상기 다층 필름의 내층은 식품과 접촉하는 층이고, 외층은 외부에 노출되는 층이며, 기체차단층은 상기 내층과 외층의 중간에 위치하며 외부의 기체가 용기 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 층이다.
상기 내층과 외층은 폴리올레핀으로 이루어질 수 있다.
상기 폴리올레핀으로는, 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 선형 초저밀도 폴리에틸렌(LVLDPE) 등의 폴리에틸렌(PE), 아이소택틱 폴리프로필렌, 신디오택틱 폴리프로필렌, 호모폴리프로필렌 등의 폴리프로필렌(PP), 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리부텐-1, 에틸렌-부텐-1 공중합체, 프로필렌-부텐-1 공중합체, 에틸렌-프로필렌-부텐-1 공중합체, 또는 이들의 블렌드물 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 내열성, 내충격성 및 환경 친화성이 우수한 폴리프로필렌을 사용할 수 있다.
상기 다층 필름의 내층의 두께는 5∼100㎛일 수 있으며, 외층의 두께는 300∼500㎛일 수 있다.
상기 기체차단층은 비닐아세테이트 함량이 21 내지 40중량%, 특히 25 내지 35중량%인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체로 이루어질 수 있다.
상기 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체는 에틸렌과 비닐아세테이트의 공중합체로서, 공중합체의 분자량 및 비닐아세테이트의 함량에 따라 특성이 달라진다. 즉, 분자량이 커질수록 강인성, 가소성, 내크랙성, 내충격성이 향상되며 성형성 및 표면 광택은 저하되고, 비닐아세테이트의 함량이 증가하면 밀도, 고무탄성, 유연성 및 혼련성이 향상되고 연화온도는 저하된다.
본 발명에서는 21 내지 40중량% 의 비닐아세테이트 함량을 가진 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체로 이루어진 필름을 기체차단층으로 채택함으로써, 우수한 기체 차폐 효과를 가질 뿐만 아니라 내층 및 외층과의 접착력 또한 우수하여 별도의 접착제층을 필요로 하지 않는 다층 필름을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 중의 비닐아세테이트 함량이 21중량% 미만인 경우에는 내층 또는 외층과의 접착성이 저하되어 층간 계면 박리가 발생할 수 있으며, 40중량%를 초과하는 경우에는 기체 차폐성이 저하될 수 있다.
상기 다층 필름의 기체차단층의 두께는 20 ∼1000 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 다층 필름은 상기한 내층, 기체차단층 및 외층에 더하여 다른 층을 추가로 조합하는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 다층 필름은 상기 층들에 필요에 따라, 충전제, 착색제, 내열 안정제, 내후 안정제, 산화 방지제, 노화 방지제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 대전 방지제, 금속 비누나 왁스 등의 윤활제, 개질용 수지 내지 고무 등의 공지된 수지 배합제를 공지된 처방에 따라 배합할 수 있다.
다만, 상기 내층의 경우에는 식품의 안정성 및 인체 유해성 방지를 위하여 첨가 성분을 포함하지 않는 것이 바람직하며, 색상을 위한 안료 성분, 가소제 등의 성분은 외층에 첨가하여 식품 포장 용기 내부로의 유입을 방지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태는 상기 식품 포장 용기용 다층 필름을 이용하여 형성되는 식품 포장 용기에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 포장 용기는, 종래 공지된 포장 용기의 제법에 의해 제조할 수 있다. 예를 들어, 압출 코트법이나, 샌드위치 라미네이션, 혹은 미리 형성된 필름의 드라이 라미네이션에 의해 다층 필름을 제조하고, 이것을 진공 성형, 플러그 어시스트 성형 등의 진공 압공 성형이나 덩어리형의 수지를 압출하고 압축 성형함으로써, 다양한 형상의 포장 용기로 성형할 수 있다. 또한 사출 성형 혹은 압출 성형에 의해, 소정의 층구조를 갖는 프리폼을 성형하고, 얻어진 프리폼을 블로우 성형 등 용융 성형함으로써 컵, 트레이, 볼(bowl) 등의 다양한 형상의 식품 포장 용기를 제조할 수 있다.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
실시예 1: 다층 필름의 제조
(a) 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 필름의 제조
에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 KA-42(스미토모화학사, 비닐아세테이트 함량 25중량%)로 싱글 압출기(유성산업사)를 사용하여, 가공온도 85℃에서 0.05 mm 필름을 제작하였다.
(b) 다층 필름의 제조
0.6 mm 두께의 범용 폴리프로필렌 시트 사이에 상기에서 제조된 0.05 mm의 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 필름을 넣고 150℃에서 20분간 진공합착기를 이용하여 용융 합착하여 다층 필름을 제조하였다.
실시예 2: 다층 필름의 제조
에틸렌-비닐아세테이트 공중합체의 비닐아세테이트 함량이 28중량%인 KA-31(스미토모화학사)을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 다층 필름을 제조하였다.
실시예 3: 다층 필름의 제조
에틸렌-비닐아세테이트 공중합체의 비닐아세테이트 함량이 32중량%인 MB-11(스미토모화학사)을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 다층 필름을 제조하였다.
비교예 1: 다층 필름의 제조
에틸렌-비닐아세테이트 공중합체의 비닐아세테이트 함량이 20중량%인 HC-10(스미토모화학사)을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 다층 필름을 제조하였다.
비교예 2: 다층 필름의 제조
에틸렌-비닐아세테이트 공중합체의 비닐아세테이트 함량이 41중량%인 RB-11(스미토모화학사)을 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 다층 필름을 제조하였다.
비교예 3: 다층 필름의 제조
0.6mm 두께의 범용 폴리프로필렌 시트 사이에 0.02 mm두께의 EVOH필름을 적층하고 150℃에서 20분간 진공합착기를 이용하여 용융 합착하여 다층 필름을 제조하였다.
비교예 4: 다층 필름의 제조
0.6mm 두께의 범용 폴리프로필렌 시트 사이에 0.02 mm 두께의 EVOH필름을 적층하고, EVOH 필름과 폴리프로필렌 필름 사이에 폴리프로필렌계 접착제를 적층한 후 150℃에서 20분간 진공합착기를 이용하여 용융 합착하여 다층 필름을 제조하였다.
실험예 : 접착성 및 기체 차폐성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 수득한 다층 필름을 이용하여 접착성 및 기체차폐성을 하기와 같이 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 접착성 평가
다층 필름을 10X10cm로 컷팅하여, 85℃ 조건하에서 30분간 유지한 후 층간 박리를 육안으로 확인하였다.
O : 층간 박리 현상 없음.
△ : 최외곽부 박리 5mm 이내
X : 최외곽부 박리 5mm 초과
(2) 기체 차폐성 평가
다층 필름을 20X20cm으로 2장 컷팅하고 세 모서리를 접착하여 포장재를 제조한 다음, 포장재 내에 5g의 쌀을 넣은 후 수분 및 기체의 유동이 없도록 밀봉 포장하고 40℃ 및 상대 습도 60% 분위기 하에 14일간 방치 한 후 개봉하여 부패 여부를 확인하였다.
O : 부패 현상 없음.
X : 부패 현상 있음.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
비닐아세테이트 함량 25 중량% 28 중량% 32 중량% 20 중량% 41 중량% - -
접착성 O O O X O X O
기체차폐성 O O O X X X O
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 비닐아세테이트 함량이 25중량% 내지 32중량%인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체를 사용한 실시예 1 내지 3의 경우에는 층간 접착력 및 기체 차폐성이 모두 우수한 반면, 비닐아세테이트 함량이 20중량%인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체를 사용한 비교예 1 및 에틸렌비닐알콜(EVOH)을 사용한 비교예 3의 경우에는 층간 박리가 발생하고 박리 계면으로 수분이 침투하며, 비닐아세테이트 함량이 41중량%인 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체를 사용한 비교예 2의 경우에는 기체 차폐성 저하로 수분이 침투하여 부패가 발생하는 것으로 확인되었다. 한편, 비교예 4의 경우에는 층간 접착력 및 기체 차폐성이 우수하나, 별도의 접착층을 구비하여야 하므로 구성이 복잡하고 생산 원가가 증가한다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
10: 내층 20: 기체차단층
30: 외층

Claims (4)

  1. 순차적으로 적층된 내층, 기체차단층 및 외층을 포함하고, 상기 기체차단층은 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체로 이루어지며, 상기 에틸렌-비닐아세테이트 공중합체 중의 비닐아세테이트 함량이 21 내지 40중량%인 식품 포장 용기용 다층 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내층 및 외층은 폴리올레핀으로 이루어지는 다층 필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 내층 및 외층은 폴리프로필렌으로 이루어지는 다층 필름.
  4. 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 다층 필름을 이용하여 형성된 식품 포장 용기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102120054B1 (ko) 2019-11-21 2020-06-09 (주)진영 고내열성 다층 구조의 폴리에스테르 시트 및 그로부터 제조되는 식품 용기
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