KR20170103477A - 식품포장용 필름 - Google Patents

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Abstract

항균성을 발휘하면서도 인체에 무해한 조성을 사용함으로써 식품포장용으로 적합하며, 식품포장용도에 요구되는 물리적특성인 인장강도, 내충격강도, 표면강도, 강성 등을 높은 수준으로 만족하면서도 무독성, 무취성의 식품위생성을 만족하고, 광택성 및 투명성 등의 광학특성을 만족시킬 수 있는 식품포장용 필름이 개시되어 있다. 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 식품포장용 필름은 폴리프로필렌 90중량부 및 이산화티탄(TiO2)10중량부로 구성된 제1 층; 폴리프로필렌, 에틸렌 및 부텐 삼원 중합체 20~60 중량부와 에틸렌-폴리프로필렌 블록 공중합체 40~80중량부로 구성된 제2 층; 및 폴리프로필렌 90중량부 및 이산화티탄(TiO2)10중량부로 구성된 제3 층으로 이루어진다.

Description

식품포장용 필름{FOOD PACKAGING FILM}
본 발명은 식품포장용 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 식품과 접촉하는 면에는 인체에 무해한 성분의 항균성을 부가하여 유해성을 차단하고, 필름 전체의 충격강도, 열접착강도, 내열성을 강화하여 내구성을 증진시키며, 오렌지필 현상을 개선하여 제품 불량률을 감소시키며, 제조공정시 조성물간 분산력이 우수하여 제품품질을 높인 식품포장용 필름에 관한 것이다.
식품포장용 필름은 식품의 변질을 막기 위하여 유해미생물의 번식을 막을 수 있는 기능이 요구되며, 유통 및 보관 과정상의 특성상 내충격성, 내블로킹성이 요구되고 이러한 기능을 수행하기 위하여 제조공정상에는 열접착성, 내열성, 투명성의 조건을 만족해야하며, 내용물의 파손을 방지하면서도 제품의 전시성 측면을 고려하여 우수한 외관도 요구된다. 이러한 기대성을 충족하고자 식품포장용 필름의 항균성을 높이고자 하는 방안으로 은나노 입자을 첨가하기도 하였으나, 은나노 입자는 합성수지 용융액 내에서 응집현상이 발생하여 분산성이 약화되는 문제로 인하여 항균기능이 저하되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제를 개선하고자 등록특허 10-1004027호에서는 분산력을 개선하기 위하여 은나노 입자를 실리카 나노튜브로 대체하는 기술을 개시하고 있으나, 은나노 입자는 항균효과는 발휘할 수 있을지라도 인체에 유입될 경우 배출되지 않고 체내에 머물게 되므로 독성이 발생되는 심각한 문제가 있다. 즉, 호서대학교 유일재 교수 연구팀은 소비자 제품에 널리 이용되고 있는 두 가지 크기의 은 나노입자(10 nm와 25 nm)를 실험동물에 적용한 결과, 은나노 입자의 크기에 상관없이 동일한 독성이 나타났으며, 뇌와 고환에서는 배출이 잘 이루어지지 않는 것을 발견했다. 은나노의 독성은 입자크기가 아니라 은나노 표면에서 발생되는 은이온의 양에 따라 독성이 발생한다는 이론은 2009년 네델란드의 Wijnhoven 등이 주장하기도 하였다. 따라서, 본 발명은 인체에 유해성이 없으면서도 항균력을 발휘할 수 있는 식품포장용 필름을 개시하고자 한다. 또한, 포장용으로 쓰이는 용도의 특성상 인장강도, 내충격강도, 표면강도, 강성 등의 물리적 특성과 무독성, 무취성의 식품위생성이 요구되며, 광택성 및 투명성 등의 광학특성을 만족해야 하며 이를 위한 조성물의 배합과 분산이 중요한데 본 발명에서는 상술한 기능을 수행하기 위한 조성물과 해당 조성물의 배합비율과 조성물의 분산이 용이하여 우수한 품질력을 획득할 수 있는 식품포장용 필름을 개시하고자 한다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 항균성을 발휘하면서도 인체에 무해하도록 함으로써 식품포장용에 적합한 식품표장용 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 식품포장물은 장시간의 보관 및 이동을 예정하고 있기 때문에 유통 과정상의 내구성을 위하여 높은 수준의 내열성, 충격강도가 요구되며 이러한 내구성을 발휘할 수 있는 재질로 제조된 식품포장용 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 제품품질이 향상된 필름을 얻기 위하여 제조공정상 특성으로 열접착강도 및 슬립성이 요구되는데 이러한 강도력을 발휘할 수 있는 조성을 갖는 식품포장용 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 기능을 발휘하기 위하여는 각 조성물의 성분과 함량 뿐만 아니라 각 성분이 고르게 분산되어 혼합될 수 있는 것이 중요한데, 본 발명은 분산력이 우수하여 각 조성물의 배합이 균일하게 이루어질 수 있는 식품포장용 필름을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명인 식품포장용 필름은 폴리프로필렌 90중량부 및 이산화티탄(TiO2)10중량부로 구성된 제1 층; 폴리프로필렌, 에틸렌 및 부텐 삼원 중합체 20~60 중량부와 에틸렌-폴리프로필렌 블록 공중합체 40~80중량부로 구성된 제2 층; 및 폴리프로필렌 90중량부 및 이산화티탄(TiO2)10중량부로 구성된 제3 층으로 이루어진다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 층 및 제3 층의 두께비율이 3~20일때, 상기 제2층의 두께비율은 60~94의 비율로 형성된다.
본 발명의 구성에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 본 발명인 식품포장용 필름에 의하면, 항균성을 발휘하면서도 인체에 무해한 조성을 사용함으로써 식품포장용으로 적합한 식품포장용 필름을 제공할 수 있다.
둘째, 식품포장 용도에 요구되는 물리적 특성인 인장강도, 내충격강도, 표면강도, 강성 등을 높은 수준으로 만족하면서도 무독성, 무취성의 식품 위생성을 만족하고, 광택성 및 투명성 등의 광학 특성을 만족시킬 수 있는 식품포장용 필름을 제공할 수 있다.
셋째, 상술한 기능을 제대로 발휘하기 위해서는 식품포장용 필름을 이루는 각 조성물간의 분산력 강화로 혼합이 잘 이루어져야 하는데, 본 발명에 의한 조성물의 성분과 함량비는 높은 품질이 수득되도록 분산력을 강화하였으므로 품질높은 식품포장용 필름을 제공할 수 있다.
본 발명인 식품포장용 필름은 크게 세 개층의 필름으로 적층된다. 식품포장의 내면을 이루는 제1 층과 식품포장의 외면을 이루는 제3 층 및 상기 제1 층과 상기 제3 층의 중간에 위치하는 제2 층으로 구성된다. 상기 제1 층과 제3 층은 항균기능을 발취하며, 상기 제2 층은 식품포장용 필름에 요구되는 물리적특성과 식품위생성 및 광학특성을 발휘하기 위한 요소이다. 이하, 각 구성요소별로 상세히 설명하면 아래와 같다.
제1 층은 폴리프로필렌 90중량부 및 이산화티탄(TiO2)10중량부로 구성된다. 폴리프로필렌이 90중량부가 넘을 경우, 이산화티탄의 함량이 줄어들어 항균력이 제대로 발휘되지 못하며, 폴리프로필렌이 90중량부에 미달할 경우 내열성, 내연성, 고투명성 품질의 저하가 생기므로 본 발명에 의한 수치한정은 임계적 의의가 있다.
제2 층은 폴리프로필렌, 에틸렌 및 부텐 삼원 중합체(Ter-pp) 20~60 중량부와 에틸렌-폴리프로필렌 블록 공중합체 40~80중량부로 구성되된다. 폴리프로필렌, 에틸렌 및 부텐 삼원 중합체 20~60 중량부는 필름의 열접착강도를 향상시키고 슬립성을 개선시키며, 블로킹현상도 방지되고, 인쇄성이 우수해지나 만일 폴리프로필렌, 에틸렌 및 부텐 삼원 중합체를 단독으로만 상기 제2층을 제조할 경우, 필름 전체의 내열성이 약화되므로 에틸렌-폴리프로필렌 블록 공중합체 40~80중량부가 필요하다. 또한, 에틸렌 및 부텐 삼원 중합체의 조성량은 20~60 중량부이며, 에틸렌-폴리프로필렌 블록 공중합는 40~80중량부로 구성되는데 상술한 구성물의 임계적 수치를 넘으면 조성물의 분산을 방해하여 뭉침현상이 발생하고, 상술한 수치에 미달하면 분산성은 양호하나 투명성이 저하되고 제품의 외관 상품성이 저해되므로 상술한 수치는 임계적 의의가 있다.
제3 층은 포장필름의 외면을 이루는 층으로서 외부로부터의 세균침투를 방지하기 위하여 상술한 제1 층과 같은 조성물로 형성된 필름이 배치된다.
본 발명의 다른 실시 예에 의하면, 상기 제1 층 및 제3 층의 두께비율이 3~20일때, 상기 제2층의 두께비율은 60~94의 비율로 형성된다. 상술한 임계적 수치는 항균력을 보유하기 위한 제1 층 및 제3층의 두께비율을 나타내며, 상기 제2 층은 항균력을 보유하면서도 포장재의 내구성을 만족하기 위한 분산력을 고려한 혼합비율이 반영된 두께비율이다.
상술한 구성을 갖는 본 발명인 식품포장용 필름의 항균적 특성은 다음과 같다. 시중에 판매되는 식품포장용필름의 항균성과 차별화된 기술적 특성을 나타낼 필요성에 의하여 균주를 대장균(번호1), 황색포도상구균(번호2), 녹농균(번호3)으로 선택했으며, 진탕플라스크법에 의하여 항균력 테스트를 진행하였다. 항균력(%)={(A-B)/A}×100, A=24시간 배양후 대조시료 균수, B=24시간 배양후 시험시료 균수이며, 항균력은 아래와 같이 99.9%로서 우수한 항균성을 나타냄을 알 수 있다.
Figure pat00001
상술한 구성을 갖는 식품포장용 필름의 물리적 특성은 다음과 같다.
[충격강도측정] 낙하높이 2.0m, 20회 낙하
상태 횟수
정상 19
파손 0
밀림 1
20회 낙하 실험한 결과 정상 19회로 우수한 충격강도 수준을 나타내었다.
[열접착강도측정] ASTM 규격으로 UTM을 사용하여 인장강도를 3번 측정하였다.
횟수 수치
1회 9.35
2회 8.44
3회 9.20
평균 9.00
상기 결과에서 알 수 있는 바와 같이 모두 5.0 이상을 만족하여 효과가 열접착강도가 우수함을 알 수 있다.
[열접착강도측정]
실시예
제1 층은 폴리프로필렌 90중량부 및 이산화티탄(TiO2)10중량부, 제2 층은 폴리프로필렌, 에틸렌 및 부텐 삼원 중합체(Ter-pp) 20~60 중량부와 에틸렌-폴리프로필렌 블록 공중합체 40~80중량부, 제3 층은 폴리프로필렌 90중량부 및 이산화티탄(TiO2)10중량부를 갖도록 하였다.
비교예 1
제1 층은 폴리프로필렌 90중량부 및 이산화티탄(TiO2)10중량부, 제2 층은 폴리프로필렌, 에틸렌 및 부텐 삼원 중합체(Ter-pp) 1~19 중량부와 에틸렌-폴리프로필렌 블록 공중합체 81~99중량부, 제3 층은 폴리프로필렌 90중량부 및 이산화티탄(TiO2)10중량부를 갖도록 하였다.
열접착강도의 측정방법은 필름을 실러바(sealer bar)를 이용하여, 140℃에서 2bar의 압력으로 1초 동안 압착하여 열접착시킨 후, 폭 10mm로 절단하고 인장강도 테스터기를 통해 열접착된 필림의 열접착 강도를 측정하면 다음과 같다.
실시예 비교예
열접착강도 1000g/10mm 400g/10mm
위 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예에 의한 필름의 열접착강도가 비교예 1에 따른 열접착강도보다 현저하게 우수함을 알 수 있다. 이는 본 발명에 의한 임계적 수치가 열접착을 강하게 요구하는 제빵,야채포장재에 적합함을 시사한다.
이와 같은 본 발명은 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

Claims (2)

  1. 폴리프로필렌 90중량부 및 이산화티탄(TiO2)10중량부로 구성된 제1 층;
    폴리프로필렌, 에틸렌 및 부텐 삼원 중합체 20~60 중량부와 에틸렌-폴리프로필렌 블록 공중합체 40~80중량부로 구성된 제2 층; 및
    폴리프로필렌 90중량부 및 이산화티탄(TiO2)10중량부로 구성된 제3 층으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식품포장용 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 층 및 제3 층의 두께비율이 3~20일때, 상기 제2층의 두께비율은 60~94의 비율로 형성되는 것을 특징으로 하는 식품포장용 필름.








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