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KR20230028733A - 재활용이　용이한　내열성　레토르트　패키징 - Google Patents

재활용이　용이한　내열성　레토르트　패키징 Download PDF

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KR20230028733A
KR20230028733A KR1020227046055A KR20227046055A KR20230028733A KR 20230028733 A KR20230028733 A KR 20230028733A KR 1020227046055 A KR1020227046055 A KR 1020227046055A KR 20227046055 A KR20227046055 A KR 20227046055A KR 20230028733 A KR20230028733 A KR 20230028733A
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KR
South Korea
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film
retort
polypropylene
retort packaging
packaging film
Prior art date
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Pending
Application number
KR1020227046055A
Other languages
English (en)
Inventor
헬머 엇츠
로이 크리스토퍼슨
사라 멘게티
플로리안 차펄레인
피터 에트리지
Original Assignee
암코르 플렉서블스 노스 아메리카, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 암코르 플렉서블스 노스 아메리카, 인코포레이티드 filed Critical 암코르 플렉서블스 노스 아메리카, 인코포레이티드
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Abstract

외부 필름, 장벽 층, 및 밀봉 층을 갖는, 레토르트 패키징에 적합한 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름. 레토르트 패키징 필름은 폴리프로필렌 재활용 공정에서 재료가 효율적으로 처리될 수 있도록 높은 수준의 폴리올레핀계 중합체 및 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는다. 유리하게는, 필름은 레토르트 공정을 적절하게 견디고 고품질의 저장-안정성 패키징된 제품을 생산하는 데 필요한 특성을 보유한다.

Description

재활용이　용이한　내열성　레토르트　패키징
본　발명은　필름 구조, 구체적으로 레토르트　가능한 패키징 필름 및 그로부터 제조된 패키징된 제품에 관한 것이다. 본원에 기술된 패키징 필름은 폴리올레핀-기반 공정에서 재활용　가능할 수 있다.
밀폐 밀봉된 패키징 구성 요소　내에 수용된 식품 또는 다른 제품의 살균 및 열처리를　위해 저온살균 작업(예컨대 레토르트)이　사용된다. 식품 또는 다른 제품을 파우치와 같은 레토르트 패키지에 패키징 및 밀봉하고 일반적으로　물의 비점을 초과하는 온도에 이를　장기간 노출시키는 오토클레이브 유닛으로 옮긴다． 오토클레이브 공정은 또한 과압을 사용하여 살균 단계를 완료한다.
오토클레이브 살균 공정을 사용하여 저장-안정하거나 살균된 제품을 생성하는 응용을 위해 특수 가요성 패키징 필름이 사용된다.
사전-조리된 쌀, 습식 반려동물 사료, 또는 참치와 같이 구매가능한 저장-안정성 제품은 스탠드업 파우치(stand-up pouch), 뚜껑이 있는 트레이, 또는 플로우-랩(flow-wrap)과 같은 가요성 패키징 형식으로 입수가능하다. 패키징된 제품은 패키징 필름의 장벽에 따라 몇 달 또는 몇 년 동안 주위 조건에서 저장될 수 있다.
패키지 내 살균에 사용되는 가요성 패키징 필름은 종종 다수의 상이한 층을 가지며, 각각의 층은 수요가 높은 응용에 필요한 하나 이상의 중요한 속성을 제공한다. 예를 들어, 패키징 필름은 고속 패키징 공정에서 잘 작동하기 위해 높은 강성 및 높은 내열성을 필요로 할 수 있다. 패키징 필름은 밀봉 완전성을 상실하거나 외관이 보기 흉해지는 것 없이 살균 공정의 높은 온도 및 압력 변화를 견딜 수 있어야 한다.
살균된 제품 응용을 위해 의도된 전형적인 가요성 패키징 필름은 탁월한 내열성, 치수 안정성 및 강성을 제공하는 폴리에스테르 또는 폴리아미드; 높은 장벽과 강성을 제공하는 알루미늄 포일; 및/또는 적합한 밀봉 특성을 제공하는 폴리올레핀과 같은 재료들의 조합을 포함할 수 있다 불행하게도, 이렇게 매우 다양한 재료가 하나의 패키징 필름에 조합되는 경우, 필름을 재활용하기가 어려워진다.
폴리올레핀 재활용 스트림에서 재활용 가능하다는 중요한 이점을 갖는, 레토르트 제품 응용에서 사용될 수 있는 라미네이팅된 가요성 패키징 필름이 본원에 기술된다. 폴리올레핀 함량이 높은 조성을 가짐에도 불구하고, 레토르트 패키징 필름은 고속 패키징 작업에서 잘 기능하고 살균 사이클을 견디는 동시에 양호한 외관, 탁월한 장벽 특성 및 밀폐 완전성을 유지하는 특성을 보유한다.
본원에 기술된 레토르트 패키징 필름은 외부 폴리프로필렌계 필름, 장벽 층 및 밀봉 층을 갖는다. 레토르트 패키징 필름은 적어도 80 중량%의 폴리올레핀계 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는다. 레토르트 패키징 필름은 적어도 80 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는다.
일부 실시 형태에서, 레토르트 패키징 필름은 내부 폴리프로필렌계 필름을 추가로 갖는다. 내부 및 외부 폴리프로필렌계 필름은 배향될 수 있다.
레토르트 패키징 필름의 바람직한 실시 형태는 금속 또는 무기 산화물을 함유하는 장벽 층을 갖는다. 장벽 층은 외부 또는 내부 폴리프로필렌계 필름 중 어느 하나의 표면 상에 증착된다.
소정 실시 형태에서, 레토르트 패키징 필름의 밀봉 층은 다층 필름의 일부이며, 이는 배킹 층을 또한 갖는다. 밀봉 층은 1초의 체류 시간 동안 440 N/15 cm2의 압력에서 밀봉될 때 130℃의 밀봉 온도에서 그 자체로 열 밀봉될 수 있다. 일부 경우에, 이러한 밀봉 성능은 밀봉 층이 135℃ 이하의 용융 온도를 갖는 폴리프로필렌 공중합체를 함유하는 경우에 달성된다. 이상적으로, 외부 폴리프로필렌계 필름 및 밀봉 층에는 폴리올레핀 이외의 중합체가 본질적으로 없다.
레토르트 패키징 필름 중 하나 이상으로부터 레토르트 패키지가 형성된다.
레토르트 패키지의 관점에서, 이것은 적어도 80%의 폴리올레핀계 재료를 갖는 총 조성을 갖는 레토르트 패키징 필름으로부터 제조된다. 레토르트 패키징 필름은 2.0 cm3/m2 일 미만 또는 바람직하게는 1.0 cm3/m2 일 미만의 산소 투과율을 제공하는 장벽 층을 갖는다.
저장-안정성 패키징된 제품이 또한 본원에 개시된다. 저장-안정성 패키징된 제품은 적어도 80%의 폴리프로필렌계 중합체를 갖는 레토르트 패키징 필름 및 레토르트 패키징 필름 내에 밀폐 밀봉된 제품을 포함한다.
저장-안정성 패키징된 제품을 생성하는 방법이 또한 본원에 개시된다. 이 방법은 160℃ 이하의 밀봉 온도를 사용하여 레토르트 패키징 필름을 그 자체로 열 밀봉하여 초기 패키지를 형성하는 단계, 초기 패키징을 제품으로 충전하는 단계, 초기 패키지를 열 밀봉하여 제품을 최종 패키지 내에 완전히 밀봉하는 단계 및 최종 패키지를 오토클레이브 공정에 노출시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 본 발명의 다양한 실시 형태에 대한 다음의 상세한 설명을 고려하여 더 완전하게 이해될 수 있다:
도 1은 레토르트 패키징 필름의 실시 형태의 개략적인 측면도이고;
도 2는 레토르트 패키징 필름의 실시 형태의 개략적인 측면도이고;
도 3은 레토르트 패키징 필름의 실시 형태의 개략적인 측면도이고;
도 4는 레토르트 패키징 필름의 실시 형태의 개략적인 측면도이고;
도 5는 레토르트 패키지의 실시 형태의 평면도이고;
도 6은 저장-안정성 패키징된 제품의 실시 형태의 평면도이고;
도 7은 저장-안정성 패키징된 제품을 생성하는 방법의 실시 형태의 공정도이다.
도면은 전부가 아니라 일부의 실시 형태를 보여준다. 도면에 도시된 요소는 예시적이며 반드시 축척에 맞는 것은 아니고, 동일한(또는 유사한) 도면 번호는 도면 전체에서 동일한(또는 유사한) 특징부를 나타낸다.
현재의 가요성 레토르트 패키징 필름은 까다로운 응용 분야에서 고성능을 제공하도록 설계된 다수의 다양한 재료를 함유한다. 구조는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 금속 및/또는 에틸렌 비닐 알코올 공중합체를 포함하는 층을 보통 포함한다. 구조의 각 층은 몇 가지 예를 들자면 장벽, 강성, 내열성, 치수 안정성, 내천공성, 밀봉 강도, 및 시각적 매력과 같은 특성을 제공하도록 설계된다. 레토르트 패키징의 까다로운 기능 요건 및 현재의 구조에서의 재료의 다양성은 재활용 가능한 더 지속가능한 패키징 해결책을 제공하고자 할 때 큰 장애물이 된다.
본원에 개시된 바와 같이, 높은 수준의 폴리올레핀계 재료, 구체적으로, 높은 수준의 폴리프로필렌계 재료를 포함하는 레토르트 패키징 필름 구조가 설계되었다. 레토르트 패키징에 일반적으로 사용되는 다수의 재료를 제거했음에도 불구하고, 구조는 장벽, 내열성, 외관 및 밀봉 완전성의 모든 필수 속성을 유지한다.
유리하게, 구조는 용이한 재활용에 적합하다.
구체적으로, 레토르트 패키징 필름 구조는 밀봉 층의 열 밀봉 개시 온도가 외부 표면의 적당한 내열성에만 부합하기에 충분히 낮도록 하는 설계를 갖는다. 밀봉 층은 이제 오히려 저온 연화점을 갖지만, 밀봉 층은 레토르트 살균 공정의 고온과 함께 패키지가 유통 및 사용 중에 견딜 수 있는 다른 가혹함을 견디기에 충분한 완전성을 여전히 갖는다. 레토르트 패키징 필름은 우수한 시각적 외관을 유지하면서 더 낮은 밀봉 온도에서 레토르트 패키지로 형성될 수 있다. 또한, 패키징 구조는 필름이 패키지로 형성되고 충전되고 밀폐 밀봉되고 레토르트 살균 공정을 거친 후에도 우수한 장벽 특성 및 시각적 외관을 유지한다.
본원에 기술된 레토르트 패키징 필름은 적어도 80 중량%의 폴리올레핀계 중합체, 및 적어도 50 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 함유한다. 폴리올레핀계 중합체가 아닌 재료는 최소화된다. 패키징 필름의 외부는 내열성 폴리프로필렌계 필름을 갖는다. 패키징 필름의 내부는 중합체들의 폴리프로필렌계 블렌드인 밀봉 층을 갖는다. 레토르트 패키징 필름은 일반적으로 폴리올레핀계 재료가 아닌 장벽 층을 포함한다. 필름은 또한 접착제 및 잉크와 같은 다른 재료를 가질 수 있다.
본원에 기술된 패키징 필름 구조 설계 요소를 사용하여, 재활용 가능한 패키징 필름을 달성할 수 있다. 필름은 높은 폴리올레핀 함량 때문에 폴리올레핀계 재활용 공정에서 재활용하기에 적합하다. 필름은 높은 폴리프로필렌 함량 때문에 폴리프로필렌계 재활용 공정에서 재활용하기에 적합하다. 구체적으로, 필름은 폴리에스테르, 폴리아미드, 염소 함유 중합체 및 알루미늄 포일과 같은 재료를 낮은 수준으로 가질 수 있거나 이들이 본질적으로 없을 수 있다. 바람직하게는, 레토르트 패키징 필름에는 알루미늄 포일이 없다. 본원에 사용되는 바와 같이 "알루미늄 포일"은 적어도 1 미크론, 전형적으로 5 미크론 초과의 두께를 갖는 금속의 웨브이다. 필름은 접착제 층 또는 잉크 층에 사용되는 것과 같은 비-폴리올레핀계 중합체를 함유할 수 있지만, 이들은 최소화되며 일반적으로 전체 조성의 10 중량% 미만이다. 필름은 장벽 재료와 같은 비중합체 재료를 함유할 수 있지만, 이들은 최소화되며 일반적으로 전체 조성의 10 중량% 미만이다.
레토르트 패키징 필름
레토르트 패키징 필름 및 레토르트 패키징에 적합한 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름뿐만 아니라 레토르트 패키지 및 이로부터 제조된 저장-안정성 패키징된 제품이 본원에 기술된다. 본원에 사용되는 바와 같이, "레토르트 패키징 필름" 또는 "레토르트 패키징"은, 제품으로 충전되고, 밀봉되고, 전형적인 레토르트 살균 공정에 노출 후 밀폐 밀봉된 상태를 유지할 수 있는 필름, 또는 필름으로 제조된 패키지이다. 전형적인 레토르트 살균은 약 100℃ 내지 약 150℃의 온도, 최대 약 70 psi(483 kPa)의 과압을 사용하는 배치식 공정이며, 몇 분에서 몇 시간까지의 지속시간을 가질 수 있다. 가요성 필름에 패키징된 제품에 사용되는 일반적인 레토르트 공정은 스팀 또는 물 침지를 포함한다. 레토르트 패키징 필름에 패키징되고 레토르트 살균된 식품 또는 다른 제품은 살균 상태를 유지하면서 장기간 동안 주위 조건에서 저장될 수 있다(즉, 저장-안정함). 레토르트 공정은 엄청나게 가혹하기 때문에, 공정을 견디도록 매우 특수화된 가요성 패키징 필름이 설계되었다.
캔, 단지, 및 가요성 중합체-기반 패키징, 예컨대 본원에 기술된 레토르트 패키징 필름 및 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름을 포함하는 다양한 유형의 패키징 재료가 레토르트 살균 공정에 사용될 수 있다. 레토르트 응용에 가요성 패키징을 사용하는 것의 이점은 중량 감소 및 패키지의 내용물을 살균이 일어나는 조건으로 만드는 데 필요한 에너지의 감소를 포함한다. 레토르트 패키징 필름은 두께가 약 2.5 mil (63.5 미크론) 내지 약 10 mil (254 미크론), 또는 약 3 mil (76.2 미크론) 내지 약 6 mil (152.4 미크론)일 수 있다.
도 1을 참조하면, 레토르트 패키징 필름(10)의 실시 형태는 외부 폴리프로필렌계 필름(20), 장벽 층(40) 및 밀봉 층(32)을 포함한다. 외부 폴리프로필렌계 필름(20)은 레토르트 패키징 필름의 하나의 주 표면 상에 위치하고 레토르트 패키지의 노출된 외부 표면이 된다. 밀봉 층(32)은 레토르트 패키징 필름의 다른 주 표면 상에 위치하며 레토르트 패키징 필름이 레토르트 패키지로 형성될 때 제품 접촉 면이 된다. 장벽 층(40)은 레토르트 패키징 필름의 표면에 대해 내부에 위치한다. 레토르트 패키징 필름은 적어도 80 중량%의 폴리올레핀계 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는다. 레토르트 패키징 필름은 적어도 80 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는다.
본원에 사용되는 바와 같이, "층"은 필름의 균일한 빌딩 블록이다. 층은 필름의 길이와 폭에 따라 연속적일 수 있거나 불연속적일 수 있다(즉, 패턴화될 수 있다). 본원에 사용되는 바와 같이 용어 "필름"은 한 장의 종이와 다를 바 없이 x 방향 및 y 방향 치수(길이 및 너비)에 비해 z 방향 치수(두께)가 미미한 단층 또는 다층 웨브이다. 필름은 일반적으로 길이 방향과 폭 방향으로 연장되는 서로 반대편에 있는 두 개의 주요 표면을 갖는 것으로 간주된다. 필름은 무제한의 개수의 필름 및/또는 층으로 구축될 수 있으며, 필름 및/또는 층은 함께 접합되어 복합 물품을 형성한다. 패키징 필름의 일부가 층 또는 필름으로 지칭될 수 있다.
레토르트 패키징 필름은 적어도 하나의 폴리프로필렌계 필름을 포함한다.
본원에 사용되는 바와 같이, "폴리프로필렌계 필름"은 적어도 50 중량%, 또는 적어도 90 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 조성을 갖는다. 일부 경우에, 폴리프로필렌계 필름은 본질적으로 100% 폴리프로필렌계 중합체일 수 있다.
외부 폴리프로필렌계 필름은 배향될 수 있다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "배향된"은 필름이 재료의 융점보다 낮은 온도로 가열되고 적어도 2배 연신되었음을 나타낸다. 이것은 전형적으로 이중 또는 삼중 버블 공정, 텐터-프레임 공정 또는 가열된 롤을 사용하는 MDO 공정에 의해 달성된다. 전형적인 블로운 필름 공정은 필름의 약간의 연신을 부여하지만, 본원에 기술된 바와 같이 배향된 것으로 간주되기에는 충분하지 않다. 필름은 양방향으로 일축 배향되거나 이축 배향될 수 있다. 외부 폴리프로필렌계 필름은 바람직하게는 배향 후에 열 경화(즉 어닐링)되어, 레토르트 필름 라미네이트의 전환(즉, 인쇄 또는 라미네이팅) 동안 또는 라미네이트의 사용(즉, 열 밀봉 또는 레토르트 살균) 동안 경험할 수 있는 승온 조건 하에서 치수적으로 안정하다. 외부 폴리프로필렌계 필름은 특정 중합체를 사용하여 생성될 수 있으며 필름의 내열성을 최적화하는 특정 조건을 사용하여 배향될 수 있다.
외부 폴리프로필렌계 필름은 이축 배향 폴리프로필렌과 같은 배향된 폴리프로필렌 필름일 수 있다. 배향된 폴리프로필렌 필름은 하나 이상의 층을 가질 수 있으며 무광 래커와 같은 특수 코팅을 가질 수 있다. 배향된 폴리프로필렌 필름의 임의의 층은 필름을 가시광에 대해 불투명하게 만들기 위해 이산화티타늄과 같은 안료를 함유할 수 있다. 필름은 가시광에 대해 불투명한 필름을 생성하는, 공동 형성된 이축 배향 폴리프로필렌일 수 있다. 이축 배향 폴리프로필렌은 가시광에 대해 투명할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 외부 폴리프로필렌계 필름은 폴리프로필렌을 본질적으로 포함하는 이축 배향 폴리프로필렌 필름이다. 외부 폴리프로필렌계 필름은 두께가 약 12, 약 20, 약 25 또는 약 30 미크론일 수 있지만 이로 한정되지 않는다.
외부 폴리프로필렌계 필름으로서 사용될 수 있는 필름의 시판 예는 Bicor™ NND20 (비-열 밀봉 가능, 한쪽 면 처리된 BOPP, Jindal Films로부터 입수가능), PL1 (비-열 밀봉 가능, 한쪽 면 처리된 BOPP, Polibak Plastik Film San. ve Tic.A.S.로부터 입수가능) 및 PPTE_LAM (비-열 밀봉 가능, 한쪽 면 처리됨, Poligal로부터 입수가능)을 포함한다.
본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "외부"는 필름 또는 층이 포함되는 필름의 주 표면 중 하나 상에 위치하는 필름 또는 층을 기술하기 위해 사용된다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "내부"는 필름 또는 층이 포함되는 필름의 표면 상에 위치하는 않는 필름 또는 층을 기술하기 위해 사용된다. 내부 필름 또는 층은 양면에서 다른 필름 또는 층에 인접한다.
[레토르트 패키징 필름의 장벽 층은 일반적으로 레토르트 패키징 필름과 동연적(coextensive)이며 장벽 재료를 함유한다. 장벽 층은 산소와 같은 가스에 대한 투과율을 감소시킨다(즉 산소 장벽 재료를 함유함). 장벽 층은 추가로 수분에 대한 투과율을 감소시킨다(즉 수분 장벽 재료를 함유함). 장벽 층은 전형적으로 이러한 중요한 층의 완전성을 보호하기 위한 레토르트 패키징 필름의 내부 층이다. 장벽 재료는 폴리아미드, 에틸렌 비닐 알코올 공중합체 또는 폴리비닐 알코올 공중합체와 같이 본질적으로 중합체성일 수 있다. 장벽 재료는 알루미늄의 얇은 증착물과 같이 금속성일 수 있다. 장벽 층은 AlOx 또는 SiOx와 같이 투명한 무기 산화물 코팅일 수 있다. 장벽 층은 다층일 수 있고 장벽 재료의 상이한 층을 함유할 수 있다. 장벽 층은 다수의 배리어 재료의 블렌드일 수 있다. 장벽 층은 몇 개월 또는 심지어 1년 초과일 수 있는 연장된 저장-수명 동안 레토르트 패키지 내에서 제품을 보존하는 데 필요한 특정 장벽을 제공한다.
장벽 층은 외부 폴리프로필렌계 필름의 표면 상에 위치할 수 있다. 레토르트 패키징 필름의 일부 실시 형태에서, 장벽 층은 밀봉 층을 향하는 외부 폴리프로필렌계 필름의 내부 표면 상에 위치한다. 대안적으로, 장벽 층은 내부 필름의 표면 상에 증착된다.
장벽 층은 패키징된 제품의 저장-수명 동안 (즉, 패키지가 밀폐 밀봉되어 있는 동안) 레토르트 패키징 필름을 통한 산소의 유입을 감소시킨다. 일부 실시 형태에서, 레토르트 살균 공정에 노출되기 전에, 레토르트 패키징 필름은 평균 산소 투과율(OTR) 값이 2 cm3/m2/일 미만, 1 cm3/m2/일 미만, 0.5 cm3/m2/일 미만, 또는 0.1 cm3/m2/일 미만이다(1 기압, 23℃ 및 50% RH의 조건을 사용하여 ASTM F1927에 따라 측정됨). 일부 실시 형태에서, 대표적인 레토르트 살균 공정에 노출된 후에, 레토르트 패키징 필름은 평균 OTR 값이 2 cm3/m2/일 미만, 1 cm3/m2/일 미만, 0.5 cm3/m2/일 미만, 또는 0.1 cm3/m2/일 미만이다. 평균 OTR 값은 시험 장치의 최소 검출 수준에 가깝거나 같거나 낮을 수 있다. 대표적인 레토르트 살균 공정은, 레토르트 패키징 필름의 DIN A4 크기의 부분을 절단하고 이를 60분 동안 128℃ 및 2.5 bar의 과압에서 스팀 살균 공정에 노출시킨 후에 물 샤워 냉각함으로써 완료된다.
레토르트 패키징 필름의 밀봉 층은 열 밀봉부(heat seal)의 형성을 가능하게 하여 밀폐 패키지를 형성하는 조성을 갖는다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "열 밀봉부" 또는 "열 밀봉된"은 짧은 기간 동안 열과 압력을 모두 가함으로써 또는 초음파 에너지 밀봉 공정에 의해 함께 접합된 둘 이상의 표면을 의미한다. 열 밀봉 및 초음파 밀봉은 잘 알려져 있으며 패키지를 생성하기 위해 일반적으로 사용되는 공정이고 당업자에게 친숙하다.
밀봉 층은 밀봉 기능을 용이하게 하기 위해 레토르트 패키징 필름의 표면에 반드시 존재한다. 레토르트 패키지에서 레토르트 패키징 필름의 사용 동안, 밀봉 층은 그 자체 또는 다른 패키징 구성 요소에 열 밀봉될 수 있다. 열 밀봉 동안, 밀봉 층이 연화되어 외부 폴리프로필렌계 필름의 온도 저항보다 낮은 밀봉 온도에서 열 밀봉 접합을 형성할 수 있다. 밀봉 층은 외부 배향 필름의 온도 저항보다 낮은 밀봉 온도에서 연화된다. 밀봉 층은 레토르트 패키징 필름의 외부 표면에 과도한 수축 또는 손상을 유발하지 않는 밀봉 조건(시간, 온도 및 압력)에서 연화되고 열 밀봉을 형성해야 한다.
레토르트 패키징 필름은 재활용 공정에 허용가능하도록 다량의 폴리올레핀, 구체적으로 폴리프로필렌을 함유하는 것을 목표로 한다. 폴리올레핀은 전통적으로 레토르트 패키징 필름에 사용되는 재료(예컨대 폴리에스테르, 알루미늄 포일, 폴리아미드)에 비해 내열성이 상대적으로 낮다. 내열성이 더 낮기 때문에, 레토르트 패키지는 임의의 수축 또는 용락(burn through)을 방지하기 위해 더 낮은 온도에 의한 열 밀봉 공정을 사용하여 형성될 것이다. 본원에 개시된 레토르트 패키징 필름이 직면한 과제는 레토르트 처리 및 보통의 유통 및 취급(즉, 낙하 강도 및 파열 강도) 모두를 견디기 위해 낮은 열 밀봉 개시 온도(HSIT) 및 높은 밀봉 강도 및 밀봉 인성(seal toughness)을 갖는 밀봉 층을 포함하는 것이다. 밀봉 층은 식품 안전을 위해 정부 기관에서 지시한 대로 레토르트 조건 동안 식품 접촉에 대해 승인된 재료를 또한 포함해야 한다.
밀봉 층은 열 밀봉 개시 온도(HSIT)가 낮은 물질을 함유할 수 있다. 레토르트 패키징 필름의 일부 실시 형태에서, 밀봉 층은 135℃ 이하의 용융 온도를 갖는 폴리프로필렌 공중합체를 함유한다.
밀봉 층은 임의의 공지된 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 밀봉 층은 레토르트 패키징 필름의 다른 층 상에 코팅된 열 밀봉 래커일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 밀봉 층은 레토르트 패키징의 다른 층에 중합체 용융물을 직접 적용하는 압출 공정에 의해 형성된다. 또 다른 실시 형태에서, 밀봉 층은 오프라인 공압출 공정(즉, 캐스트 필름 또는 블로운 필름 공정)에 의해 형성될 수 있으며, 후속하여 라미네이션 공정을 사용하여 레토르트 패키징 필름의 다른 층에 접착될 수 있다. 밀봉 층은 2, 3, 4 또는 그 이상의 층을 포함하는 다층 필름 내에 포함될 수 있다.
도 2를 참조하면, 레토르트 패키징 필름(10)의 실시 형태는 외부 폴리프로필렌계 필름(20), 장벽 층(40), 밀봉 층(32) 및 배킹 층(34)을 포함한다. 밀봉 층(32) 및 배킹 층(34)은 공압출된 다층 필름(30) 내의 층이다. 외부 폴리프로필렌계 필름(20)은 레토르트 패키징 필름의 하나의 주 표면 상에 위치할 수 있고 레토르트 패키지의 노출된 외부 표면이 된다. 밀봉 층(32)은 레토르트 패키징 필름의 다른 주 표면 상에 위치하며 레토르트 패키지의 제품 접촉 면이 된다. 배킹 층(34)은 밀봉 층(32)에 인접하게 위치된다. 장벽 층(40)은 레토르트 패키징 필름(10)의 표면에 대해 내부에 위치한다. 레토르트 패키징 필름은 적어도 80 중량%의 폴리올레핀계 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는다. 레토르트 패키징 필름은 적어도 80 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 총 조성을 가질 수 있다.
공압출된 다층 필름의 배킹 층은 구조에 추가적인 강성 및 인성을 제공한다. 공압출된 다층 필름의 배킹 층은 레토르트 패키징 필름 층의 나머지 부분에 대한 양호한 접착을 위해 제형화될 수 있다. 일부 실시 형태에서 배킹 층은 하나 이상의 폴리프로필렌계 중합체를 함유한다. 배킹 층은, 다층 필름의 다른 층과 함께 다른 폴리올레핀계 중합체, 예컨대 폴리에틸렌계 중합체를 또한 함유할 수 있다.
레토르트 패키징 필름과 그로부터 제조된 모든 패키지의 구조는 여러 가지 상이한 요소(외부 층, 장벽 층, 밀봉 층 등)를 포함하지만 필름 또는 패키지의 총 조성은 재활용을 용이하게 하기 위해 높은 수준의 단일 재료 유형(폴리올레핀 또는 구체적으로 폴리프로필렌)을 가져야 한다. 본원에 사용되는 바와 같이, 용어 "총 조성"은 전체 필름 구조 또는 패키지를 기술하는 데 사용된다. 임의의 방식으로 서로 연결되는 임의의 재료, 층 또는 구성 요소가 물품의 총 조성의 일부이다. 레토르트 패키징 필름은 높은 수준의 폴리올레핀계 중합체를 가질 수 있다. 패키징 필름은 높은 수준의 폴리프로필렌계 중합체를 가질 수 있다. 본원에 기술된 패키징 필름 및 그로부터 제조된 임의의 레토르트 패키지는 물품이 다량의 폴리프로필렌계 중합체를 함유하는 경우 폴리프로필렌 재활용 공정에서 재활용 가능할 수 있다. 혼합 폴리올레핀 재활용 공정은 폴리프로필렌이 아닌 비교적 높은 수준의 폴리올레핀을 또한 허용할 수 있으므로, 물품은 폴리프로필렌이 아닌 높은 수준의 폴리올레핀을 또한 포함할 수 있으며 여전히 재활용에 적합하다.
본원에 사용되는 바와 같이, "폴리올레핀계 중합체"는 중합체의 반복 백본 내에 적어도 하나의 알켄 단량체 결합을 갖는 단독중합체 또는 공중합체를 지칭한다. 폴리올레핀계 중합체의 주요 예는 폴리에틸렌 단독중합체 및 공중합체 및 폴리프로필렌 단독중합체 및 공중합체이다. 폴리올레핀계 중합체의 다른 예는 에틸렌 비닐 알코올 공중합체 및 환형 올레핀 공중합체이다.
레토르트 패키징 필름은 적어도 80 중량%의 폴리올레핀계 중합체를 포함하는 총 조성을 가질 수 있다. 즉, 전체 레토르트 패키징 필름 내의 모든 재료(중합체성 및 비-중합체성)를 고려하면, 적어도 80 중량%가 폴리올레핀계 중합체이다. 레토르트 패키징 필름은 80 중량%, 82 중량%, 84 중량%, 86 중량%, 88 중량% 또는 90 중량%의 최소 폴리올레핀계 중합체 함량을 포함하는 총 조성을 가질 수 있다. 레토르트 패키징 필름은 100 중량%, 99 중량%, 98 중량%, 97 중량%, 96 중량% 또는 95 중량%의 최대 폴리올레핀계 중합체 함량을 포함하는 총 조성을 가질 수 있다. 예를 들어, 레토르트 패키징 필름은 90 중량% 내지 99 중량%의 폴리올레핀계 중합체를 갖는 총 조성을 가질 수 있거나 레토르트 패키징 필름은 82 중량% 내지 100 중량%의 폴리올레핀계 중합체를 갖는 총 조성을 가질 수 있다.
본원에 사용되는 바와 같이, "폴리프로필렌계 중합체"는 중합체의 반복 백본 내에 적어도 하나의 프로필렌 단량체 결합을 갖는 단독중합체 또는 공중합체를 지칭한다. 프로필렌 결합은 일반식: [CH2-CH(CH3)]n으로 표시될 수 있다. 이러한 폴리프로필렌은 폴리프로필렌 충격 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 또는 폴리프로필렌 단독중합체일 수 있고/있거나, 신디오택틱 또는 이소택틱일 수 있고/있거나, 핵화되거나 핵화되지 않을 수 있다. 폴리프로필렌계 중합체는 프로필렌 알파-올레핀 공중합체일 수 있다.
레토르트 패키징 필름은 적어도 70 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 총 조성을 가질 수 있다. 즉, 전체 레토르트 패키징 필름 내의 모든 재료(중합체성 및 비-중합체성)를 고려하면, 적어도 70 중량%가 폴리프로필렌계 중합체이다. 레토르트 패키징 필름은 70 중량%, 80 중량%, 85 중량%, 86 중량%, 88 중량% 또는 90 중량%의 최소 폴리프로필렌계 중합체 함량을 포함하는 총 조성을 가질 수 있다. 레토르트 패키징 필름은 100 중량%, 99 중량%, 98 중량%, 97 중량%, 96 중량% 또는 95 중량%의 최대 폴리프로필렌계 중합체 함량을 포함하는 총 조성을 가질 수 있다. 예를 들어, 레토르트 패키징 필름은 70 중량% 내지 98 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 갖는 총 조성을 가질 수 있거나 레토르트 패키징 필름은 80 중량% 내지 100 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 갖는 총 조성을 가질 수 있다.
일부 실시 형태에서, 레토르트 패키징 필름은 10 중량% 미만의, 폴리올레핀계 중합체 이외의 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는다. 폴리올레핀 및 폴리프로필렌 함량이 높은 것에 더하여, 레토르트 패키징 필름은 전체 조성에 대해 낮은 수준의 비-폴리올레핀 중합체를 가질 수 있다. 레토르트 패키징 필름에 포함될 수 있는 비-폴리올레핀 중합체에는 폴리아미드, 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄이 포함된다. 이러한 중합체는 압출된 층에 또는 인쇄된 잉크 또는 접착제 층 내에 존재할 수 있다. 레토르트 패키징 필름은 9 중량%, 8 중량%, 7 중량%, 6 중량% 또는 5 중량% 미만의, 폴리올레핀계 중합체 이외의 중합체를 포함하는 총 조성을 가질 수 있다.
일부 실시 형태에서, 레토르트 패키징 필름에는 폴리올레핀계 중합체 이외의 중합체가 본질적으로 없다. 즉, 레토르트 패키징 필름에 존재할 수 있는 임의의 비-폴리올레핀 중합체는 필름의 기본 특성 및 재료 특성에 영향을 미치지 않는다.
도 3을 참조하면, 레토르트 패키징 필름(10)의 실시 형태는 외부 폴리프로필렌계 필름(20), 장벽 층(40), 내부 폴리프로필렌계 필름(50), 밀봉 층(32) 및 배킹 층(34)을 포함한다. 밀봉 층(32) 및 배킹 층(34)은 공압출된 다층 필름(30) 내의 층이다. 외부 폴리프로필렌계 필름(20)은 레토르트 패키징 필름의 하나의 주 표면 상에 위치할 수 있고 레토르트 패키지의 노출된 외부 표면이 된다. 밀봉 층(32)은 레토르트 패키징 필름의 다른 주 표면 상에 위치하며 레토르트 패키지의 제품 접촉 면이 된다. 배킹 층(34)은 밀봉 층(32)에 인접하게 위치된다.
내부 폴리프로필렌계 필름(50) 및 장벽 층(40)은 레토르트 패키징 필름(10)의 표면에 대해 내부에 위치한다. 레토르트 패키징 필름은 적어도 80 중량%의 폴리올레핀계 중합체를 포함하는 총 조성을 가질 수 있다. 레토르트 패키징 필름은 적어도 80 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는다.
장벽 층은 외부 폴리프로필렌계 필름의 내부 표면과 접촉할 수 있다. 장벽 층은 내부 폴리프로필렌계 필름의 어느 한 면과 접촉할 수 있다.
내부 폴리프로필렌계 필름은 배향될 수 있다. 필름은 양방향으로 일축 배향되거나 이축 배향될 수 있다. 내부 폴리프로필렌계 필름은 바람직하게는 열 경화(즉 어닐링)되어, 라미네이트의 전환 동안 또는 라미네이트의 사용(즉, 열 밀봉 또는 레토르트 살균) 동안 경험할 수 있는 승온 조건 하에서 치수적으로 안정하다. 내부 폴리프로필렌계 필름은, 존재하는 경우, 외부 폴리프로필렌계 필름과 동일하거나 상이할 수 있다.
내부 폴리프로필렌계 필름은 이축 배향 폴리프로필렌과 같은 배향된 폴리프로필렌 필름일 수 있다. 배향된 폴리프로필렌 필름은 하나 이상의 층을 가질 수 있으며 무광 피니시와 같은 특수 코팅을 가질 수 있다. 배향된 폴리프로필렌 필름의 임의의 층은 필름을 가시광에 대해 불투명하게 만들기 위해 이산화티타늄과 같은 안료를 함유할 수 있다. 필름은 가시광에 대해 불투명한 필름을 생성하는, 공동 형성된 이축 배향 폴리프로필렌일 수 있다. 이축 배향 폴리프로필렌은 가시광에 대해 투명할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 외부 폴리프로필렌계 필름은 폴리프로필렌을 본질적으로 포함하는 이축 배향 폴리프로필렌 필름이다.
내부 폴리프로필렌계 필름을 함유하는 실시 형태에서, 내부 폴리프로필렌계 필름은 외부 폴리프로필렌계 필름과 동일하거나 상이할 수 있다. 내부 폴리프로필렌계 필름으로서 사용될 수 있는 필름의 시판 예는 Bicor™ NND20 (비-열 밀봉 가능, 한쪽 면 처리된 BOPP, Jindal Films로부터 입수가능), PL1 (비-열 밀봉 가능, 한쪽 면 처리된 BOPP, Polibak Plastik Film San. ve Tic.A.S.로부터 입수가능) 및 PPTE_LAM (비-열 밀봉 가능, 한쪽 면 처리됨, Poligal로부터 입수가능)을 포함한다.
장벽 층은 레토르트 패키징 필름을 구축하는 데 사용되는 필름 중 하나에 적용되는 코팅 또는 증착물일 수 있다. 예를 들어, 도　3에　나타나 있는 실시 형태에 나타나 있는 장벽 층(40)은 외부 폴리프로필렌계 필름과 내부 폴리프로필렌계 필름 사이에 위치된, 내부 폴리프로필렌계 필름(50) 상에 증착된 산화규소 재료일 수 있다. 또는, 도　3에　나타나 있는 실시 형태에 나타나 있는 장벽 층(40)은 외부 폴리프로필렌계 필름과 내부 폴리프로필렌계 필름 사이에 위치된, 외부 폴리프로필렌계 필름(20) 상에 증착된 산화규소 재료일 수 있다. 대안적으로, 장벽 층은 실란트 층을 향하는 내부 폴리프로필렌계 필름의 면 상에 증착된 산화규소 재료일 수 있다(이 실시 형태는 도면에 도시되지 않음).
레토르트 패키징 필름의 임의의 실시 형태는 다른 재료 및 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 필름 구조는 압출된 타이 층 또는 이종 재료들을 접합하기 위해 의도된 다른 접착제 층을 포함할 수 있다. 필름은 구조의 임의의 위치에 잉크 층을 포함할 수 있다.
레토르트 패키징에 적합한 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름이 본원에 또한 개시된다. 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름(60)의 실시 형태가 도 4에 나타나 있다. 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름은 외부 배향 필름(70), 장벽 층(80), 및 밀봉 층(92)을 포함하는 다층 필름(90)을 갖는다. 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름은 440 N/15 cm2의 압력 및 1초의 체류를 사용하여 130℃ 미만의 밀봉 온도에서 그 자체로(밀봉 층-대-밀봉 층) 열 밀봉될 수 있다. 즉, 이러한 조건에서 그 자체로 열 밀봉될 때, 밀봉 층은 단지 점착성인 것보다 강한 밀봉을 형성하였다. 강한 밀봉은 재료를 분리하는 힘을 측정함으로써 결정될 수 있으며, 평균 밀봉 강도는 ASTM F88(100 mm/분으로 그립 분리(grip separation))을 사용하여 적어도 10 N/15 mm이다. 일부 실시 형태에서, 그 자체로 열 밀봉될 때, 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름의 열 밀봉 강도는 30 N/15 mm 초과, 40 N/15 mm 초과, 또는 50 N/15 mm 초과이다.
레토르트 패키징 필름 또는 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름의 일부 실시 형태에서, 외부 필름, 내부 필름 및 다층 필름에는 폴리올레핀 이외의 중합체가 본질적으로 없다.
레토르트 패키지
레토르트 패키징 필름 및 레토르트 패키징에 적합한 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름뿐만 아니라 레토르트 패키지 및 이로부터 제조된 저장-안정성 패키징된 제품이 본원에 기술된다. 본원에 사용되는 바와 같이, "레토르트 패키징 필름" 또는 "레토르트 패키징"은, 제품으로 충전되고, 밀봉되고, 전형적인 레토르트 살균 공정에 노출 후 밀폐 밀봉된 상태를 유지할 수 있는 필름, 또는 필름으로 제조된 패키지이다.
레토르트 패키지 포맷의 예에는 파우치 또는 백, 스탠드업 파우치(도 5에 도시된 바와 같음), 트레이, 컵 또는 보울과 뚜껑, 또는 플로우 랩이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 레토르트 패키지는 본원에 기술된 바와 같은 하나 이상의 레토르트 패키징 필름으로 전적으로 제조될 수 있다. 레토르트 패키지는 본원에 기술된 바와 같은 적어도 하나의 레토르트 패키징 필름을 포함하는 다양한 구성 요소로 제조될 수 있다. 본원에 기술된 바와 같은 레토르트 패키징 필름이 아닌 레토르트 패키지의 임의의 구성 요소는 또한 높은 수준의 폴리프로필렌 중합체를 가질 수 있다. 레토르트 패키지의 일부 실시 형태에서, 패키지는 본원에 기술된 바와 같은 적어도 하나의 필름 및 적어도 하나의 다른 구성 요소로 제조되며, 다른 구성 요소는 적어도 90 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 가져서, 전체 패키지가 폴리프로필렌 재활용 공정에서 재활용 가능하다.
레토르트 패키지는 패키징 구성 요소들의 연결, 패키지의 형성 및 패키지의 밀폐를 가능하게 하기 위해 적어도 하나의 열 밀봉부를 포함한다. 레토르트 패키징 필름(110) 및 열 밀봉부(114)를 포함하는 레토르트 패키지(100)의 예가 도 5에 스탠드업 파우치로 나타나 있다. 이 실시 형태에서, 레토르트 패키지는 패키지를 형성 및 폐쇄하기 위해 열 밀봉부를 사용하여 본원에 기술된 레토르트 패키징 필름으로 전적으로 제조된다.
레토르트 패키지의 일부 실시 형태에서, 패키지의 일부 구성 요소는 폴리프로필렌 재활용 공정에서 재활용 가능하지 않다. 그러한 경우에 패키징 구성 요소는 재활용 및/또는 폐기 전에 분리될 수 있다. 패키징 구성 요소의 분리는 열 밀봉부의 박리에 의한 것일 수 있다.
레토르트 패키징 필름으로부터 형성된 레토르트 패키지의 일부 실시 형태에서, 패키지는 적어도 90 중량%의 폴리올레핀계 재료 또는 적어도 80 중량%의 폴리올레핀계 재료를 갖는다. 레토르트 패키징 필름으로부터 형성된 레토르트 패키지의 일부 실시 형태에서, 패키지는 적어도 90 중량%의 폴리프로필렌계 재료 또는 적어도 80 중량%의 폴리프로필렌계 재료를 갖는다. 레토르트 패키징 필름으로부터 형성된 레토르트 패키지의 일부 실시 형태에서, 패키지는 적어도 90 중량%의 폴리올레핀계 재료 및 적어도 80 중량%의 폴리프로필렌계 재료를 갖는다.
저장-안정성 패키징된 제품
도 6에 나타나 있는 바와 같이, 레토르트 패키징 필름 및 레토르트 패키징에 적합한 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름뿐만 아니라 레토르트 패키지 및 이로부터 제조된 저장-안정성 패키징된 제품이 본원에 기술된다. 레토르트 패키징 필름(210)은 제품(220)을 포함하는 레토르트 패키지를 형성하여 저장-안정성 패키징된 제품(200)을 생성하는 데 사용된다. 앞서 논의된 바와 같이, 열 밀봉부(214)는 레토르트 패키지를 형성하고 저장-안정성 패키징된 제품(200)을 밀폐 밀봉하는 데 사용된다.
저장-안정성 패키징된 제품의 일부 실시 형태에서, 레토르트 패키지 내의 제품은 레토르트 패키징 필름 내에 밀폐 밀봉된 상태로 거치는 살균 공정이 없다면 부패하기 쉬운 제품이다. 본원에 사용되는 바와 같이, 제품은 부패하기 쉬운 식품일 수 있으며 살균 공정(즉 레토르트)은 수개월 또는 수년 동안 주위 조건에서 제품을 저장 및 보존하는 것을 가능하게 한다. 제품은 레토르트 패키징 필름으로 형성된 패키지 내에 밀폐 밀봉된 상태로 살균 공정을 거친다. 일단 살균되면, 레토르트 패키지는 산소 유입을 방지하여(즉, 높은 산소 장벽 특성을 가짐) 제품의 저장-수명을 연장하는 데 도움이 된다.
저장-안정성 패키징된 제품의 일부 실시 형태에서, 레토르트 패키지 내의 제품은 패키지 내부에 밀폐 밀봉된 상태로 살균되기 때문에 살균성을 유지하는 제품이다.
저장-안정성 패키징된 제품을 생산하는 데 사용되는 공정의 실시 형태가 도 7에 나타나 있다. 초기 패키지(320)는 앞서 논의된 바와 같이 레토르트 패키징 필름(310) 상의 열 밀봉부(314)에 의해 형성된다. 열 밀봉부(314)는 도시된 스탠드업 파우치 구성에서와 같이 2개의 레토르트 패키징 필름(310) 사이에 또는 레토르트 패키징 필름과 다른 패키징 구성 요소 사이에 형성될 수 있다. 열 밀봉부는 열 밀봉부를 형성하기에 충분히 높지만 레토르트 패키징 필름의 수축을 방지하기에 충분히 낮은 임의의 밀봉 온도에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 열 밀봉 온도는 160℃ 이하, 150℃ 이하, 140℃ 이하 또는 130℃ 이하일 수 있다. 이어서, 초기 패키지(320)는 제품(330)으로 충전된다.
충전 후에, 초기 패키지는 최종 패키지(340) 내에서 제품을 완전히 밀봉하기 위해 적용된 추가적인 열 밀봉부(314)를 갖는다. 즉, 제품으로 충전된 초기 패키지는 밀폐 밀봉되어 최종 패키지를 형성한다.
최종 패키지는 오토클레이브 공정(350) 또는 다른 적합한 살균 공정에 노출되어 저장-안정성 패키징된 제품(360)을 생성한다.
실시예 및 데이터
시험을 위해 5개의 실시예 레토르트 패키징 필름을 조립하였다. 실시예 1 내지 5의 세부 사항은 하기 표 1에서 찾을 수 있다.
실시예 1 내지 4의 각각은 3겹 라미네이션이었고, 이축 배향 폴리프로필렌 필름(100% 폴리프로필렌계 재료)인 외부 폴리프로필렌계 필름, 이축 배향 폴리프로필렌 필름(100% 폴리프로필렌계 재료) 상에 증착된 산화규소 코팅인 장벽 층, 및 저 밀봉 개시 온도 밀봉 층을 포함하는 다층 필름(100% 폴리프로필렌계 재료)을 포함하였다.
실시예 5는 2겹 라미네이션이었고, 이축 배향 폴리프로필렌 필름(100% 폴리프로필렌계 재료)인 외부 폴리프로필렌계 필름과, 외부 이축 배향 폴리프로필렌 필름(100% 폴리프로필렌계 재료) 상에 증착된 산화규소 코팅인 장벽 층, 및 저 밀봉 개시 온도 밀봉 층을 포함하는 다층 필름(100% 폴리프로필렌계 재료)을 포함하였다.
실시예 1 내지 5의 필름은 접착 라미네이션을 사용하여 함께 접합되었고, 일부 경우에 잉크를 또한 포함하였다. 이들 실시예에 사용된 접착제는 Dow Chemical로부터 입수가능한 Dow Adcote 811 A 및 Catalyst C9L10의 용매계 2성분 시스템이었다. 잉크는 당업계에 공지된 바와 같이 레토르트 가능 등급이었다. 내부 이축 배향 폴리프로필렌 필름 상의 산화규소 코팅이 외부 배향된 폴리프로필렌 필름을 향하도록 배향되도록 실시예 1 내지 4 필름을 라미네이팅하였다. 실시예 5의 경우, 외부 이축 배향 폴리프로필렌 필름 상의 산화규소 코팅은 다층 필름을 향하도록 배향되었다.
실시예 1 내지 5의 필름의 각각의 층에 대해, 폴리올레핀계 재료 및 폴리프로필렌계 재료의 양이 표 1에 보고되어 있다. 사용된 이축 배향 폴리프로필렌 필름은 100% 폴리프로필렌계 재료(및 따라서 또한 100% 폴리올레핀계)를 포함하였다. 접착제와 잉크는 다른 중합체를 기반으로 하였으며 따라서 0% 폴리올레핀 및 0% 폴리프로필렌계 재료를 포함하였다. SiOx 코팅된 이축 배향 폴리프로필렌 필름은 비-올레핀계 래커 및 무기 코팅을 포함하며, 이들 중 어느 것도 폴리올레핀계 또는 폴리프로필렌계 재료가 아니다. 따라서, 이러한 층의 중량의 일부만(예컨대 18.1 g/m2 중 16.3 g/m2)가 총 PO 또는 PP 조성에서 계산된다. 실시예 1 내지 5의 총 조성은, 폴리올레핀계 재료(PO) 및 폴리프로필렌계 재료(PP)와 관련하여, 중량 기준 백분율로서 표 1에 보고되어 있다.
실시예 1 내지 5의 각각에 대해 산소 투과율(OTR)이 보고되어 있다. 1 기압, 23℃, 50% RH 조건을 사용하여 ASTM F1927에 따라 OTR를 측정하였다. 레토르트 패키징 필름을 대표적인 레토르트 살균 공정(레토르트 패키징 필름의 DIN A4 크기의 부분을 절단하고 이를 60분 동안 128℃ 및 2.5 bar의 과압에서 스팀 살균 공정에 노출시킨 후에 물 샤워 냉각함)에 노출시킨 후에, 레토르트-후 OTR를 측정하였다. 레토르트 패키징 필름은 레토르트 처리에 노출된 후에도 탁월한 OTR을 유지한다.
Figure pct00001
Figure pct00002
앞서 논의된 바와 같이, 외부 폴리프로필렌계 필름은 무광 래커와 같은 표면 코팅을 가질 수 있다. 무광 래커는 추가적인 내열성을 제공하여 더 얇은 외부 폴리프로필렌계 필름을 실현할 수 있다. 추가로, 더 얇은 다층 필름이 또한 사용될 수 있다. 생성되는 필름은 폴리올레핀과 폴리프로필렌의 총 조성이 낮아서 둘 다 80%에 근접한다. 이러한 구상된 구조의 세부 사항이 표 2에 나타나 있다.
Figure pct00003
논의된 바와 같이, 레토르트 패키징 필름에 사용되는 임의의 필름의 일부분은 폴리프로필렌 이외의 폴리올레핀계 중합체를 함유할 수 있다. 예를 들어, 실시예 4의 구조는 약 20%의 폴리에틸렌계 재료를 함유하는 다층 필름을 사용하여 생성될 수 있다. 다층 필름은 필름의 다양한 층에 소량의 폴리에틸렌계 재료를 포함할 수 있고 여전히 레토르트에 필요한 특성을 보유할 수 있다고 생각된다. 이와 같이 폴리에틸렌계 재료를 포함한 결과는, 실시예 8의 레토르트 패키징 필름의 총 조성이 실시예 4와 비교할 때 폴리올레핀계 물질에 대해서는 동일하지만 폴리프로필렌계 재료에 대해서는 80%로 낮아진다는 것이다. 이러한 유형의 구상된 구조의 세부 사항이 표 3에 나타나 있다.
Figure pct00004
Figure pct00005
실시예 2, 3 및 4에 대한 열 밀봉 데이터가 하기 표 4에 나타나 있다. 필름을 120℃ 내지 150℃ 범위의 온도까지 가열된, Teflon 코팅된 열 밀봉 바를 사용하여 그 자체로(밀봉 층 대 밀봉 층) 밀봉하였다. 1초 체류 및 440 N/15 cm2 압력 조건에서 밀봉부를 생성하였다. 밀봉부의 밀봉 강도를 시험 방법 ASTM F88(100 mm/min의 그립 분리 속도)을 사용하여 시험하였고 결과가 표 2에 보고되어 있다.
추가로, 필름의 샘플을 밀봉한 다음, 128℃ 및 3.5 bar의 과압에서 60분 동안 스팀 멸균의 레토르트 조건에 노출시켰다. 밀봉 강도를 재시험하기 전에 물 샤워 냉각을 사용하였다. 모든 결과가 표 4에 보고되어 있다. 레토르트 패키징 필름의 밀봉 층은 130℃와 같은 저온에서 밀봉될 수 있어서, 더 높은 밀봉 온도에서 발생할 수 있는, 필름 구조의 외부 층에 대한 임의의 손상을 최소화한다. 추가로, 레토르트 조건에 대한 노출 후에 밀봉 강도가 높게 유지된다.
Figure pct00006
Figure pct00007
레토르트 패키징 필름 실시 형태
(i) 외부 폴리프로필렌계 필름,
장벽 층, 및
밀봉 층을 포함하는 레토르트 패키징 필름으로서,
레토르트 패키징 필름은 적어도 80 중량%의 폴리올레핀계 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는, 레토르트 패키징 필름.
(ii) 외부 폴리프로필렌계 필름은 배향되는, 임의의 다른 실시 형태에 따른 레토르트 패키징 필름.
(iii) 장벽 층은 금속 또는 무기 산화물을 포함하는, 임의의 다른 실시 형태에 따른 레토르트 패키징 필름.
(iv) 장벽 층은 외부 폴리프로필렌계 필름의 표면 상에 증착되는, 실시 형태 (iii)에 따른 레토르트 패키징 필름.
(v) 레토르트 패키징 필름의 총 조성은 적어도 80 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는, 임의의 다른 실시 형태에 따른 레토르트 패키징 필름.
(vi) 레토르트 패키징 필름의 총 조성은 적어도 90 중량%의 폴리올레핀계 중합체를 포함하는, 임의의 다른 실시 형태에 따른 레토르트 패키징 필름.
(vii) 밀봉 층은 다층 필름 내에 있고 다층 필름은 또한 배킹 층을 포함하는, 임의의 다른 실시 형태에 따른 레토르트 패키징 필름.
(viii) 외부 폴리프로필렌계 필름,
내부 폴리프로필렌계 필름,
내부 및 외부 폴리프로필렌계 필름의 적어도 하나의 표면 상에 증착된 장벽 층,
밀봉 층을 포함하는 다층 필름을 포함하는 레토르트 패키징 필름으로서,
레토르트 패키징 필름은 적어도 80%의 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는, 레토르트 패키징 필름.
(ix) 내부 또는 외부 폴리프로필렌계 필름 중 적어도 하나는 배향되는, 실시 형태 (viii)의 레토르트 패키징 필름.
(x) 밀봉 층은 135℃ 이하의 용융 온도를 갖는 폴리프로필렌 공중합체를 포함하는, 임의의 다른 실시 형태에 따른 레토르트 패키징 필름.
(xi) 레토르트 패키징 필름은 1초 및 440 N/15 cm2의 밀봉 조건을 사용하여 130℃ 미만의 밀봉 온도에서 그 자체로 열 밀봉될 수 있는, 임의의 다른 실시 형태에 따른 레토르트 패키징 필름.
(xii) 외부 배향 필름 및 밀봉 층에는 폴리올레핀 이외의 중합체가 본질적으로 없는, 임의의 다른 실시 형태에 따른 레토르트 패키징 필름.
레토르트 패키지 실시 형태
(I) 임의의 레토르트 패키징 필름 실시 형태에 따른 레토르트 패키징 필름 중 하나 이상으로부터 형성된 레토르트 패키지.
(II) 적어도 80%의 폴리올레핀계 재료를 포함하는 레토르트 패키징 필름을 포함하고 열 밀봉부를 포함하는 레토르트 패키지.
(III) 레토르트 패키징 필름은 장벽 층을 추가로 포함하고 레토르트 패키징 필름은 산소 투과율이 2.0 cm3/m2 일 미만(ASTM F1927, 23℃, 50%Rh)인, 실시 형태 (I) 또는 (II)에 따른 레토르트 패키지.
(IV) 레토르트 패키징 필름은 장벽 층을 추가로 포함하고 레토르트 패키징 필름은 산소 투과율이 1.0 cm3/m2 일 미만(ASTM F1927, 23℃, 50%Rh)인, 실시 형태 (I) 또는 (II)에 따른 레토르트 패키지.
(V) 레토르트 패키지는 하나 이상의 레토르트 패키징 필름(각각은 적어도 80%의 폴리프로필렌계 재료를 포함함) 및 적어도 하나의 열 밀봉부를 본질적으로 포함하는, 임의의 다른 실시 형태에 따른 레토르트 패키지.
저장-안정성 패키징된 제품 실시 형태
(a) 적어도 80%의 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는 레토르트 패키징 필름, 및
레토르트 패키징 필름 내에 밀폐 밀봉된 제품을 포함하는 저장-안정성 패키징된 제품으로서, 제품은 레토르트 패키징 필름 내에 밀폐 밀봉된 상태로 거치는 살균 공정이 없다면 부패하기 쉬운, 저장-안정성 패키징된 제품.
방법 실시 형태
(A)
i) 임의의 선행 항에 따른 레토르트 패키징 필름을 160℃ 이하의 온도를 사용하여 그 자체로 열 밀봉함으로써 초기 패키지를 형성하는 단계,
ii) 초기 패키지를 제품으로 충전하는 단계,
iii) 초기 패키지를 열 밀봉하여 제품을 최종 패키지 내에 밀폐 밀봉하는 단계, 및
iv) 최종 패키지를 오토클레이브 공정에 노출시키는 단계를 포함하는, 저장-안정성 패키징된 제품의 제조 방법.

Claims (18)

  1. 외부 폴리프로필렌계 필름,
    장벽 층, 및
    밀봉 층을 포함하는 레토르트 패키징 필름으로서,
    레토르트 패키징 필름은 적어도 80 중량%의 폴리올레핀계 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는, 레토르트 패키징 필름.
  2. 제1항에 있어서, 외부 폴리프로필렌계 필름은 배향되는, 레토르트 패키징 필름.
  3. 제1항에 있어서, 장벽 층은 금속 또는 무기 산화물을 포함하는, 레토르트 패키징 필름.
  4. 제1항에 있어서, 장벽 층은 외부 폴리프로필렌계 필름의 표면 상에 증착되는, 레토르트 패키징 필름.
  5. 제1항에 있어서, 레토르트 패키징 필름의 총 조성은 적어도 80 중량%의 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는, 레토르트 패키징 필름.
  6. 제1항에 있어서, 레토르트 패키징 필름의 총 조성은 적어도 90 중량%의 폴리올레핀계 중합체를 포함하는, 레토르트 패키징 필름.
  7. 제1항에 있어서, 밀봉 층은 다층 필름 내에 있고 다층 필름은 또한 배킹 층을 포함하는, 레토르트 패키징 필름.
  8. 외부 폴리프로필렌계 필름,
    내부 폴리프로필렌계 필름,
    내부 및 외부 폴리프로필렌계 필름의 적어도 하나의 표면 상에 증착된 장벽 층,
    밀봉 층을 포함하는 다층 필름을 포함하는 레토르트 패키징 필름으로서,
    레토르트 패키징 필름은 적어도 80%의 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 총 조성을 갖는, 레토르트 패키징 필름.
  9. 제8항에 있어서, 내부 또는 외부 폴리프로필렌계 필름 중 적어도 하나는 배향되는, 레토르트 패키징 필름.
  10. 제8항에 있어서, 밀봉 층은 135℃ 이하의 용융 온도를 갖는 폴리프로필렌 공중합체를 포함하는, 레토르트 패키징 필름.
  11. 제8항에 있어서, 장벽 층은 금속 또는 무기 산화물을 포함하는, 레토르트 패키징 필름.
  12. 제8항에 따른 레토르트 패키징 필름 중 하나 이상으로부터 형성된 레토르트 패키지.
  13. 적어도 80%의 폴리올레핀계 재료를 포함하는 레토르트 패키징 필름을 포함하고 열 밀봉부(heat seal)를 포함하는 레토르트 패키지.
  14. 제13항에 있어서, 레토르트 패키징 필름은 장벽 층을 추가로 포함하고 레토르트 패키징 필름은 산소 투과율이 2.0 cm3/m2 일 미만(ASTM F1927, 23℃, 50%Rh)인, 레토르트 패키지.
  15. 제13항에 있어서, 레토르트 패키징 필름은 장벽 층을 추가로 포함하고 레토르트 패키징 필름은 산소 투과율이 1.0 cm3/m2 일 미만(ASTM F1927, 23℃, 50%Rh)인, 레토르트 패키지.
  16. 제13항에 있어서, 레토르트 패키지는 하나 이상의 레토르트 패키징 필름(각각은 적어도 80%의 폴리프로필렌계 재료를 포함함) 및 적어도 하나의 열 밀봉부를 본질적으로 포함하는, 레토르트 패키지.
  17. 레토르트 패키징에 적합한 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름으로서, 외부 배향 필름,
    장벽 층, 및
    밀봉 층을 포함하는 다층 필름을 포함하며,
    라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름은 1초 및 440 N/15 cm2의 밀봉 조건을 사용하여 130℃ 미만의 밀봉 온도에서 그 자체로 열 밀봉될 수 있는, 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름.
  18. 제17항에 있어서, 외부 배향 필름 및 다층 필름에는 폴리올레핀 이외의 중합체가 본질적으로 없는, 라미네이팅된 폴리프로필렌계 필름.
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