KR101737444B1 - 저가 진공포장용 필름 - Google Patents
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Abstract
이 발명은 저가인 블로운필름을 개질하여 제조되는 저가 진공포장용 필름을 제공한다. 블로운필름의 개질은 진공포장용 포장재료로서의 특성을 가지도록 블로운필름을 개질하는 것이다. 이 때 블로운 레시오(BLOWN RATIO)를 1.3배 이상으로 크게 하여 진공포장필름에 대한 물리적 적합성을 부여한다. 상기와 같은 블로운 레시오의 특성을 적용하여 진공포장용 필름의 특성을 얻기 위하여 폴리머의 재료가 한정이 된다. 이 발명에서 필름의 재료에 함유하는 특정한 폴리머는 메탈로센을 촉매로 사용하는 메탈로센 LLDPE(linear low density polyethylene,선형저밀도 폴리에틸렌)와 에틸렌과 옥텐모노머가 공중합된 옥텐 LLDPE의 혼합 폴리머를 주 재료로서 70중량%이상이 되게 사용하는 것이다. 나머지 폴리머 재료로는 LDPE(저밀도 폴리에틸렌), HDPE(고밀도 폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌)등의 폴리올레핀계 재료가 사용이 된다. 이 발명의 개질된 진공포장용 필름은 인쇄특성을 부여하기 위하여 인쇄특성이 좋은 필름이 합지 될 수 있다.
Description
이 발명은 저가 진공포장용 필름에 관한 것으로서, 특히 소세지 , 햄, 족발, 훈제오리를 포함하는 육가공식품, 농수산물 및 농수산물 가공식품 류를 냉동 또는 냉장 보관하기 위해서 진공포장을 하기 위한 진공포장용 필름에 관한 것이다.
포장필름의 조사
시중에서 사용이 되고 있는 냉동저장용 필름으로서는, 나일론 필름 기층에 열 접착성 폴리에틸렌 필름을 포개어 합지시킨 필름이 사용되고 있다.
상기 냉동저장용 합지필름의 기층인 나일론 필름층은 포장 백 상태에서 포장백의 인장 강도을 부여 하면서 산소의 투과를 차단하는 역할을 하고, 덧붙인 폴리에틸렌필름 필름층은 실링 열 접착부의 접착력을 발생시켜서 포장백을 밀봉시킬수 있게 하고 이로써 포장상태에서 내용물이 포장 백 밖으로 새어 나오지 않게 한다.
시장 조사
상기의 냉동저장용 나일론괴 폴리에틸렌 필름의 합지체는 가격이 고가이다.
그 원인은 나일론이 원재료 값이, 일반 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 가격에 비고하여 약 2.5배/kg이 되기 때문이다 .
구제적으로 2013년 8월을 기준으로 국내에서 폴리에틸렌 원료는 1,700원 -2,000원/kg, 폴리프로필렌 원료는 약 1,700원/kg이고, 나일론 원료는 약 5,000원/kg 이었다.
최근의 농산물, 축산물 및 수산물, 가공식품 류의 유통 과정을 살펴보면 농축산물 및 수산물을 진공포장하여 냉장 또는 냉동 상태로 제공되고 있는 경향이 뚜렸하다.
특히 이러한 움직임이 농민 ,어민, 양계, 양돈 업계에서 많이 포착되었다.
이와 같이 냉장 또는 냉동포장용 저가의 진공포장용 필름은 농축수산물 유통비용을 낮추기 위하여 반드시 필요하게 되었다.
이 발명은 이와 같은 추세를 반영하여 저가의 냉장 또는 냉동저장용(이하 냉동저장용으로 약칭한다) 진공포장 필름을 제공하려는 것이다. 다시 말해 저가의 폴리머로 제조되면서도 동시에 소시지와 같은 제품을 포장 하더라도 피포장물 표면의 굴곡과 홈을 따라서 밀착이 잘 되어서 틈을 메워 주면서 진공포장이 잘 되어야 하고 진공포장 후에는 밀착 진공 상태가 잘 유지되어야된다.
이와 같이 이 발명은 저가로 제조되면서도 진공포장작업도 잘 이루어지고, 포장 후에는 진공이 풀리지 않는 진공포장 필름을 제공하려는 것이다.
만일, 진공포장 필름은 저가 폴리머로 제조되더라도 진공포장이 잘 되질 않거나 포장 후 진공이 잘 풀리면 의미가 없어진다.
예를 들면 기존의 진공포장용 필름은 나일론필름 기층 필름에 폴리에틸렌필름을 포개어 합지시킨 포장 필름이 많이 사용되고 있는데, 나일론필름 보다 가격이 저가인 폴리에스테르(PET)필름을 기층필름으로 삼아 폴리에틸렌필름을 접착필름으로서 합지한 복합체 필름은 진공포장용으로 사용될 수가 없었다. 그러한 이유를 살펴보면 폴리에스테르(PET) 필름 기층에 접착필름을 합지한 복합체 필름의 경우에는 포장 후에 진공이 쉽게 풀려서 피포장제품과 포장 백 필름이 분리되므로 포장된 제품이 보기가 흉하게 되고 피포장물이 포장 백 안에 차 있는 공기에 노출이 되어 산화되기 때문이다.
시중에서 가장 저가로 거래가 이루어지는 필름은 폴리에틸렌 블로운필름이다. 이 발명은 최저가 필름인 폴리에틸렌 블로운필름을 개질 할 수 있도록 필름의 블로운 레시오를 조절하고 조성을 새롭게 구성함에 의해서 저가의 '냉장 또는 냉동저장용'(이하 냉동저장용으로 약칭한다) 진공포장 필름을 제공하려는 것이다.
이 발명은 저가인 블로운필름을 개질하여 제조되는 저가 진공포장용 필름을 제공한다. 개질 된 저가 진공포장용 필름은 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합물, EVOH, 및 PBT 중에서 선택이 된 하나 이상의 재료를 포함하는 폴리올레핀계 블로운필름층을 다층으로 쌓은 필름이다.
블로운필름의 개질은 진공포장용 포장재료로서의 특성을 가지도록 블로운필름을 개질하는 것이다. 이 때 블로운 레시오(BLOWN RATIO)를 1.3배 이상으로 크게 하여 진공포장필름에 대한 물리적 적합성을 부여한다.
상기 블로운필름의 제조과정에서 블로운 레시오를 크게 함에 의해서 폴리머 체인이 횡 방향으로 정렬이 되고, 이로써 폴리에틸렌의 연질 특성이 강성을 보이는 성질로 바뀌어서 성형된 필름은 빳빳한 성질을 가지게 된다.
상기와 같이 성형된 필름의 기계적 강도가 높아지면 산소투과도 감소되고, 가소성이 증가 되어 진공포장 된 후 진공포장 상태를 유지시켜 주어서, 진공이 잘 풀리지 않게 되는 것이다.
이 발명은 상기와 같은 블로운 레시오의 특성을 적용하여 진공포장용 필름의 특성을 얻기 위하여 폴리머의 재료가 한정이 된다. 구체적으로 블로운필름층에 폴리프로필렌, 프로필렌 공중합물, EVOH, 및 PBT 중에서 선택이 된 재료 한 가지 이상이 1중량% 이상 첨가된다.
이 발명에서 필름의 재료에 함유하는 특정한 폴리머는 메탈로센을 촉매로 사용하는 메탈로센 LLDPE(linear low density polyethylene,선형저밀도 폴리에틸렌)와 에틸렌과 옥텐모노머가 공중합된 옥텐 LLDPE의 혼합 폴리머를 주 재료로서 70중량%이상이 되게 사용하는 것이다.
나머지 폴리머 재료로는 LDPE(저밀도 폴리에틸렌), HDPE(고밀도 폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌)등의 폴리올레핀계 재료가 사용이 된다.
이 발명의 개질된 진공포장용 필름은 인쇄특성을 부여하기 위하여 인쇄특성이 좋은 필름이 합지 될 수 있다.
이 발명은 기존에 많이 진공포장용 포장재로 사용하는
나일론필름 과 폴리에틸렌 필름의 합지체를 사용하지 않는
저가의 진공포장용 포장재료를 제공한다.
이로 인해 농축산물 종사자 및 가공 업체에서
진공포장 재료비를 절감할 수 있다.
도 1은 상향식 플로운 평판필름의 제조 장치도
도 2는 두 겹 플로운 평판필름의 제조 장치도
도 2는 두 겹 플로운 평판필름의 제조 장치도
이 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이 발명은 저가인 블로운필름을 개질하여 제조되는 저가 진공포장용 필름을 제공한다.
블로운필름의 개질
블로운필름의 개질은 진공포장용 포장재료로서의 특성을 가지도록 블로운필름을 개질하는 것으로서, 블로운 레시오(BLOWN RATIO,이하 팽창비로 약칭할 수 있다)를 1.3배 이상으로 크게 하여 진공포장필름에 대한 물리적 적합성을 부여한다.
상기 블로운필름의 제조과정에서 블로운 레시오를 크게 함에 의해서 필름이 횡 방향(CROSS DIRECTION)으로 연신이 되고, 이에 따라 폴리머 체인이 횡 방향으로 정렬된다. 이와 같이 폴리머 체인의 횡방향 정렬이 이루어지면 폴리에틸렌의 연질 특성이 강성을 보이는 성질로 바뀌어서 성형된 필름은 빳빳한 성질을 가지게 된다.
이와같이 성형된 필름이 기계적 강도가 높아지면 산소투과도 감소되고, 가소성이 증가 되어 진공포장 된 후 진공포장 상태를 유지시켜 주어서, 진공이 잘 풀리지 않게 되는 것이다.
상기 블로운 레시오는 블로운필름을 토출하는 원형 다이스의 직경에 대하여 블로운필름을 생산시에 형성되는 필름의 블로운 직경의 비율이다.
예를 들면 블로운필름 제조설비의 원형 다이스 직경이 500mm 이고, 필름 생산시 필름의 블로운 직경이 1,000mm 일 경우 블로운 레시오는 1000/500, 곧, 2이다.
상기 블로운 레시오의 비율이 클수록 필름은 강성이 커지고 감촉은 빳빳해진다.
이 발명의 목적은 소프트하고 질긴 폴리머 재료에 상기와 같은 블로운 레시오의 특성을 적용하여 강성을 부여함에 의해서 달성된다.
상기와 같은 블로운 레시오의 특성을 적용하여 진공포장용 필름의 특성을 얻자면 필름을 제조하기 위한 폴리머의 선택이 매우 중요한 의미를 지닌다.
이 발명은 이러한 점에서 많은 재료의 조합을 테스트하게 되었다.
이 발명에서 블로운 레시오에 의하여 블로운필름을 진공포장 필름의 특성에 적합하게 개질이 되는 재료는 필름 재료 중에
메탈로센을 촉매로 사용하는 메탈로센 LLDPE(linear low density polyethylene,선형저밀도 폴리에틸렌)와
에틸렌과 옥텐모노머가 공중합된 옥텐 LLDPE의 혼합 폴리머를 주 재료로서 70중량%이상이 되게 사용하는 것이다.
나머지 폴리머 재료로는 LDPE(저밀도 폴리에틸렌), HDPE(고밀도 폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌)등의 폴리올레핀계 재료가 사용이 된다.
이 발명은 폴리에틸렌 블로운필름을 진공포장지의 특성에 맞게 제조하였다.
블로운필름의 제조
블로운필름의 제조공정은, 압출기에서 재료를 히팅하여 멜트상태로 용융 시킨다. 용융된 재료를 원형다이스에서 필름을 형성시키고 원형다이스에서 압출되어 나오는 튜브상의 필름을 위로 끌어 올리면서 튜브내에 공기을 주입시켜 버블을 형성시키면서 필름을 냉각시킨다.
상기의 원형 다이스에서 성형되어 나오는 필름을 아래쪽으로 끌어 내릴 수 도 있으나, 이 경우 버블 레시오를 키우기가 힘들기 때문에 불합리하다.
상기의 원형 다이스에서 성형되어 나오는 필름을 수평으로 끌어 낼 수도 있다(업계에서 통용되는 말로 이러한 장비를 '요꼬기계'라고 한다.) 이 발명에서 이러한 수평인출 장비를 사용해도 무방하다.
이 발명이 제공하는 진공포장용 필름은 피포장물을 냉장이나 냉동 보관을 하기 위하여 포장을 하는것이기 때문에 진공포장필름은 저온에서도 필름의 강도가 유지 되어야 한다.
메탈로센 LLDPE는 다른 LLDPE에 비교하여 연질이고, 질기며, 저온에서도 강도를 유지하는 성질이 있다.
이 발명에서 필름 재료에 포함되는 재료로서, 메탈로센을 촉매로 사용한 메탈로센 LLDPE는 진공포장과정에서 포장 필름이 피포장 상품의 골곡부에 잘 밀착이 될수 있게 한다.
이 발명에서 필름 재료에 포함되는 재료로서, LLDPE 중에 강성이 좋은 에틸렌과 옥텐모노머가 공중합된 옥텐 LLDPE는 진공포장 초기상태에서 주어진 필름의 굴곡을 잘 유지시킴으로써 진공포장 후에 필름의 변형에 의한 공기 유입을 방지시킨다.
이러한 목적된 작용을 유도하기 위하여 이 발명에서 사용되는 메탈로센 LLDPE와 옥텐 LLDPE의 사용량의 합은 필름 중량의 70중량% 이상으로 하는 것이 바람직하다.
상기 블로운필름은 원형 필름의 반으로 절단하여 한 겹의 필름 (평판)으로 제조할 수 있고, 또는 튜브상인 2겹의 필름으로도 생산할 수도 있다.
상기와 같이 제조된 필름으로 포장용 백을 만들자면 한 겹의 필름 두장을 평판위에 포개어 넣고 가장자리를 3 변을 열 접착하여 포장 백으로 제조할 수 있다.
튜브상으로 제조된 두 겹 필름은 적당한 길이로 절단하면서 한 끝을 열 접착하여 포장 백으로 제조할 수 있다.
또한 상기와 같이 개질된 진공포장용 블로운 폴리에틸렌 필름은 다른 필름들과 합지가 되어서도 사용될 수도 있다.
상기 다른 필름들은 바람직하게는 신율이 좋은 저가의 폴리프로필렌 계열의 필름이 바람직하다. 물론 가격이 고가인 나일론필름을 합지하는 것은 경제성이 나빠지므로 불합리하다.
이 발명의 블로운필름을 단층으로만 사용하면 수려한 인쇄불을 얻기 어렵다.
따라서 진공포장용 필름에 상품 판매에 필요한 여러 인쇄 또는 수려한 인쇄가 필요 할 때에는 상기와 같이 다른 저가 필름을 합지하여 복합필름을 제조하므로 진공포장의 특성과 인쇄특성을 다 같이 만족시킬 수 있다.
이 발명에서 시험을 통해 얻는 바로는 상기 개질 진공포장용 필름에 나일론 필름 보다 훨씬 저가인 폴리프로필렌 필름을 합자하므로 진공포장 목표와 인쇄 목표를 동시에 달성하였다.
상기 폴리프로필렌 필름은 무연신 폴리프로필렌 필름으로 업계에서는 CPP필름으로 통칭하고 있다. 사용된 CPP필름의 두께는 20μm 이었다.
상기 폴피프로필렌필름은 연신된 OPP 필름의 사용도 가능하다.
상기 필름의 합지는 인쇄된 폴리프로필렌필름의 인쇄면과 이 발명의 블로운필름을 합지한다.
합지 방법으로는 접착제에 의한 라미네이션 접착(업계서는 드라이 라이레미션으로 통칭되고 있음) 또는 압출라미네이션 접착에 의한다.
압출라미네이션은 용융된 필름이 제조한 후에 상기 인쇄물 필름과 이 발명의 개질 블로운필름 사이에 용융필름을 삽입하여 압착하는 과정으로 합지한다.
이 발명의 폴리에틸렌 필름 및 합지되는 폴리올레핀계필름은 단층필름, 또는 다층필름이 될 수 있다. 다층필름의 경우 적어도 한 층은 이 발명의 구성층으로 이루어져야 된다.
또한 이 발명의 합지되는 폴리올레핀계 필름은 산소투과도를 감소시킨 폴리올레핀계필름을 사용하면 더욱 효과적이다.
산소투과도를 감소시키는 방법은 EVOH, PBT, 나일론, PET류 등의 산소투과도가 낮은 폴리머 원료를 혼합하거나 가공 공정 중에 필름을 빳빳하게 하는 방법등이 이 발명에서 사용이 될 수 있다.
이 발명에 있어서 합지되는 폴리올레핀계 필름은 폴리에틸렌 필름과 다층 블로운필름으로도 제조될 수 있다.
이렇게 폴리올레핀계 필름을 합지하여 포장필름이 제조되면 산소투과도를 감소시키고, 인장강도를 높여 주게되고 더하여 폴리올레핀계 필름과 폴리에틸렌 필름의 합지공정을 없애주게 됨으로써 공정을 단순화시키는 유리한 결과를 가져온다.
그러나 폴리올레핀계 필름을 합지하여 포장필름은 수려한 인쇄성을 얻기에는 부족함이 있다. 그러나 이 발명의 주된 목적인 저가 진공포장 필름을 제조 하는 데에는 아무런 문제가 없다.
다층 블로운필름을 제조할 시는 도1, 도2에 인용된것 처럼 압출기는 2대 이상이 설치고 각각의 압출기에는 본 발명에 다층 구성체인 폴리에틸렌 필름층과 폴리올레핀계 필름층을 조성하기 위한 폴리머를 각각 투입하여 다층 블로운필름을 제조하게 된다.
이 발명의 진공포장 필름은 진공 수축 포장 필름을 포함한다.
진공 수축필름은 원형 다이스에서 튜브를 형성하여 냉각을 시킨 다음 가열하면서 블로운레시오가 1.3배 이상이 되게 블로운 정도를 조절하고 블로운 과정을 진행시키는 것으로 제조된다.
상기의 폴리프로필렌 및 프로필렌 공중합물이 포함된 필름과 이 발명의 폴리에틸렌 필름의 합지는 전면합지 또는 부분 합지체로 제조될 수 있다.
다음의 기술적 한정으로 개질된 진공포장용 필름을 제조하였다.
메탈로센을 촉매로 사용한 메탈로센 LLDPE 48중량%
에틸렌과 옥텐모노머가 공중합된 옥텐 LLDPE 48중량%
저밀도 폴리에틸렌 4중량%
블로운 방식은 상향 블로운
블로운필름을 제조시의 블로운 레시오 2배
제조된 필름의 두께 80μm
다음의 기술적 한정으로 개질된 진공포장용 필름을 제조하였다.
메탈로센을 촉매로 사용한 메탈로센 LLDPE 48중량%
에틸렌과 옥텐모노머가 공중합된 옥텐 LLDPE 48중량%
저밀도 폴리에틸렌 4중량%
블로운 방식은 수평식 블로운
블로운필름을 제조시의 블로운 레시오 2배
제조된 필름의 두께 70μm
두께 20μm인 cpp 필름의 일면에 인쇄를 하고
실시예 1의 필름과 상기 cpp 필름의 인쇄면을 드라이 라미네이션으로 합지하였다.
두께 20μm인 cpp 필름의 일면에 인쇄를 하고
실시예 2의 필름과 상기 cpp 필름의 인쇄면을 압출 라미네이션으로 합지하였다.
계육을 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3, 실시예 4의 포장재료로 각각 계육을 진공포장하고 포장상태를 관찰하였다.
1. 초장초기의 상태로서 실시예 1-4에서 피포장물과 포장필름이 밀착상태가 관찰되었다.
2. 냉장 보관 10일후 실시예 1-4에서 피포장물과 포장필름이 밀착상태의 변동이 발견되지 아니하였다.
3. 냉동 보관 30일 후 실시예 1-4에서 피포장물과 포장필름이 밀착상태의 변동이 발견되지 아니하였다.
진공포장 필름의 산소 투과도의 측정
실시예 1의 산소 투과도는 26cc/㎡(24시간)이 측정되었다.
이 산소 투과도는 기존의 나이론합지 필름과 비교할 때 다소 높은 수치이지만 진공포장재료로서 기능적으로 손색이 없다.
실시예 3의 산소 투과도는 5cc/㎡(24시간)이 측정되었다.
이 산소 투과도는 기존의 나이론합지 필름과 비교할 때 비슷한 산소 투과도를 보이고 있다.
같은 산소투과도 측정기에서 나일론과 PE를 합지한 두께70㎛인 진공포장필름의 산소 투과도를 측을 하였더니 3cc/㎡(24시간)로 측정이 되었다.
부호 10은 압출기, 20은 원형다이스, 30, 31은 한 겹 진공포장필름, 33은 두 겹 진공포장 필름, 40,41,43은 권취기
Claims (7)
- 삭제
- 진공포장 필름에 있어서,
메탈로센 촉매를 사용한 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)과
옥텐이 공중합된 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 합이
70중량% 이상이 되게 한 블로운필름층과
폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합물, EVOH, 및 PBT 중에서 선택이 된 하나 이상의 재료를 포함하는 폴리올레핀계 블로운필름층을 다층으로 쌓은 필름으로서,
상기 블로운필름의 성형시 블로운레시오가 1.3배 이상이고,
진공포장 후 냉장보관 30일 이내에 진공이 풀리지 않는 것이 특징인 진공포장용 필름.
- 진공포장용 필름에 있어서,
메탈로센 촉매를 사용한 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)과
옥텐이 공중합된 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 합이
70중량% 이상이 되게
상향 블로운필름 또는 수평식 블로운필름으로 제조되고
상기 블로운필름과 폴리프로필렌, 프로필렌 공중합물, EVOH, 및 PBT 중에서 선택이 된 한가지 이상의 재료를 포함하는 폴리올레핀계 필름이 부분 합지된 필름으로서,
상기 블로운필름의 성형시 블로운레시오가 1.3배 이상이고,
진공포장 후 냉장보관 30일 이내에 진공이 풀리지 않는 것이 특징인 진공포장용 필름.
- 진공포장용 필름에 있어서,
메탈로센 촉매를 사용한 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)과
옥텐이 공중합된 선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 합이
70중량% 이상이 되게
상향 블로운필름 또는 수평식 블로운필름으로 제조되고
상기 블로운필름과 폴리프로필렌 , 프로필렌 공중합물, EVOH, 및 PBT 중
한가지 이상의 재료를 포함하는 폴리올레핀계 필름이 전면 합지된 필름으로서
상기 블로운필름의 성형시 블로운레시오가 1.3배 이상이고,
진공포장 후 냉장보관 30일 이내에 진공이 풀리지 않는 것이 특징인 진공포장용 필름.
- 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
선형저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)이 70중량% 이상인 블로운필름층에
폴리프로필렌, 프로필렌 공중합물, EVOH, 및 PBT 중에서 선택이 된 재료 한가지 이상이 1중량% 이상 첨가된 것이 특징인 진공포장용 필름 .
- 청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
진공포장용 필름은 수축필름인 것이 특징인 진공포장용 필름.
- 청구항 3, 청구항 4 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
폴리프로필렌 , 프로필렌 공중합물, EVOH, PBT 중에서 한가지 이상의 재료가 포함되는 폴리올레핀계 필름은 필름의 일면에 인쇄층이 부여된 것이 특징인 진공포장용 필름.
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