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KR101805047B1 - 식품포장용 공압출 다층필름 및 그의 제조방법 - Google Patents

식품포장용 공압출 다층필름 및 그의 제조방법 Download PDF

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KR101805047B1
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Abstract

본 발명의 식품포장용 공압출 다층필름은 (ⅰ) 대전방지제 및 천연계 항균제를 함유하는 메탈로센(Metallocene) 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지로 이루어진 내층(1a), (ⅱ) 폴리아미드 수지, 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 고밀도 폴리에틸렌 수지 중에서 선택된 1종의 수지로 이루어지고 접착제 성분을 함유하고 있는 중간층(1b) 및 (ⅲ) 폴리아미드 수지로 이루어진 외층(1c)들로 구성된다.
본 발명에서는 하향식 공압출 방식으로 상기 공압출 다층필름을 제조할 때 하부 방향으로 공압출된 다층필름을 수냉시킨 후 무연신 상태를 유지하면서 압착시켜 준다.
본 발명의 식품포장용 공압출 다층필름(1)은 가스차단성, 수분차단성, 투명도 및 유연성 등이 우수함과 동시에 날씨에 관계없이 대전방지성이 뛰어나고 특히 항균성이 우수하다.

Description

식품포장용 공압출 다층필름 및 그의 제조방법{Co-extruded multi-layer film for wrapping food and method of manufacturing the same}
본 발명은 식품포장용 공압출 다층필름 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 식품포장용 필름에 요구되는 뛰어난 가스차단성, 수분차단성, 투명도 및 유연성 등을 구비하면서 대전방지성과 항균성이 더욱 향상된 식품포장용 공압출 다층필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
식품포장용 필름의 경우에는 우수한 가스차단성, 수분차단성, 투명도 및 유연성과 함께 뛰어난 대전방지성과 항균성도 요구되고 있다.
종래 식품포장용 필름으로는 상기와 같은 요구 물성들을 모두 충족시켜주기 위해서, 서로 다른 수지로 이루어진 2개 이상의 필름들을 라미네이팅시켜 제조한 다층필름이 사용되고 있으나, 상기 종래방법은 필름 제조 공정과 별개로 별도로 라미네이팅 공정을 추가로 실시해야 하기 때문에 제조공정이 복잡해 지는 문제가 있었고, 상기 종래 식품포장용 필름은 외부온도에 따라 대전방지성이 일정하게 유지되지 못하는 문제점이 있었다.
또 다른 종래 식품포장용 필름으로는 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 폴리프로필렌 등과 같은 하나의 수지로 이루어진 단층의 기재필름 상에 대전방지제 용액이 코팅되어 있는 식품포장용 필름이 사용되고 있으나, 장기간 사용시 상기 코팅층이 훼손되어 대전방지성이 지속되지 못하는 문제가 있었다.
또 다른 종래 식품포장용 필름으로는 전도성 카본이나 금속입자와 같은 도전성 필러를 함유하는 1종의 수지로 이루어진 식품포장용 필름이 사용되고 있으나, 착색이 어렵고 투명도가 저하되는 등의 문제가 발생하였다.
또 다른 종래 식품포장용 필름으로는 등록특허 제10-1459275호에 게재되어 있는 바와 같이 (ⅰ) 기재 필름용 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지와 (ⅱ) 폴리에틸렌테레프탈레이트글리콜(PETG)와 저밀도 폴리에틸렌 수지가 블랜딩되어 있는 블랜드 필름용 혼합 수지를 공압출시켜 기재필름과 블랜드필름이 적층된 공압출 2층 필름이 사용되어 왔으나, 항균성 및 대전방지성이 부족하고, 공압출된 필름을 물로 냉각(수냉)하는 대신에 냉각로울러로 냉각하며 연신 상태로 냉각 및 압착하기 때문에 필름의 투명도 및 유연성이 우수하지 못한 문제가 있었다.
본 발명의 과제는 식품포장용 필름에 요구되고 있는 가스차단성, 수분차단성, 투명성 및 유연성이 우수함과 동시에 특히 항균성 및 대전방지성이 뛰어난 식품포장용 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 식품포장용 필름에 요구되는 물성들을 충족시켜 주는 상기 식품포장용 필름을 보다 간소한 제조공정으로 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이와 같은 과제를 달성하기 위해서, (ⅰ) 올레핀 수지와 메탈로센(Metallocene) 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지가 1:3 중량비로 배합되어 있는 조성물인 대전방지제, 천연계 항균제 및 메탈로센(Metallocene) 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 제1익스트루더(10)에 투입, 용융시켜 내층(1a) 제조용 용융물을 제조하는 공정; (ⅱ) 폴리아미드 수지, 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 고밀도 폴리에틸렌 수지 중에서 선택된 1종의 수지와 접착제 성분을 제2익스트루더(10')에 투입, 용융시켜 중간층(1b) 제조용 용융물을 제조하는 공정; (ⅲ) 폴리아미드 수지를 제3익스트루더(10'')에 투입, 용융시켜 외층(1c) 제조용 용융물을 제조하는 공정; (ⅳ) 상기 내층(1a) 제조용 용융물, 중간층(1b) 제조용 용융물 및 외층(1c) 제조용 용융물들을 함께 하나의 공압출용 다이(Die : 11)를 통해 내층(1a), 중간층(1b) 및 외층(1c)으로 이루어진 3층 구조의 공압출 다층필름(1) 형태로 공압출 하는 공정; 및 (ⅴ) 상기 다이(11)를 통해 하부 방향으로 공압출된 공압출 다층필름(1)을 물로 냉각(수냉)시킨 후 다수개의 압착로울러(14)들을 통과시키면서 무연신 상태로 압착하는 공정;들을 차례로 거쳐서, (ⅰ) 대전방지제 및 천연계 항균제를 함유하는 메탈로센(Metallocene) 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지로 이루어진 내층(1a), (ⅱ) 폴리아미드 수지, 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 고밀도 폴리에틸렌 수지 중에서 선택된 1종의 수지로 이루어지고 접착제 성분을 함유하고 있는 중간층(1b) 및 (ⅲ) 폴리아미드 수지로 이루어진 외층(1c)들로 구성되는 식품포장용 공압출 다층필름을 제조한다.
본 발명에 따른 식품포장용 공압출 다층필름은 무연신 하향 수냉식 공압출 공법으로 제조되기 때문에 가스차단성, 수분차단성, 유연성 및 투명성이 우수하고, 내층(1a)에 대전방지제 및 천연제 항균제가 함유되어 있어서 기온 변화에 관계 없이 항상 일정한 대전방지성능과 향균성을 지속적으로 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 식품포장용 공압출 다층필름(1)의 단면 모식도.
도 2는 본 발명의 제조공정 개략도.
이하, 첨부한 도면 등을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 식품포장용 공압출 다층필름은 도 1에 도시된 바와 같이 (ⅰ) 대전방지제 및 천연계 항균제를 함유하는 메탈로센(Metallocene) 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지로 이루어진 내층(1a), (ⅱ) 폴리아미드 수지, 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 고밀도 폴리에틸렌 수지 중에서 선택된 1종의 수지로 이루어지고 접착제 성분을 함유하고 있는 중간층(1b) 및 (ⅲ) 폴리아미드 수지로 이루어진 외층(1c)들로 구성된다.
상기 외층(1c)에는 대전방지제가 추가로 함유될 수도 있다.
상기 접착제 성분은 무수물이 그라프트된 폴리에틸렌(Anhydride grafted polyethylene)인 것이 바람직하다.
상기 천연계 항균제는 키토산, 아미노화합물, 삼백초 추출물 및 천연유황 등이다.
상기 대전방지제는 올레핀 수지와 메탈로센(Metallocene) 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지가 1:3 중량비로 배합되어 있는 조성물인 것이 바람직하다.
상기 외층(1c)은 폴리아미드 수지로 구성되어 있기 때문에 유연성이 특히 우수하다.
내층(1a)에 대전방지제 및 천연제 항균제가 함유되어 있어서 기온 변화에 관계 없이 항상 일정한 대전방지성능과 항균성을 지속적으로 유지할 수 있다.
상기 내층(1a)의 두께는 50~60㎛이고, 중간층(1b)의 두께는 5~15㎛이고, 외층(1c)의 두께는 10~20㎛인 것이 바람직하다.
상기 내층(1a)내 대전방지제 및 항균제 각각의 함량은 0.5~1.5중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 식품포장용 공압출 다층필름의 제조방법은, (ⅰ) 올레핀 수지와 메탈로센(Metallocene) 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지가 1:3 중량비로 배합되어 있는 조성물인 대전방지제, 천연계 항균제 및 메탈로센(Metallocene) 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 제1익스트루더(10)에 투입, 용융시켜 내층(1a) 제조용 용융물을 제조하는 공정; (ⅱ) 폴리아미드 수지, 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 고밀도 폴리에틸렌 수지 중에서 선택된 1종의 수지와 접착제 성분을 제2익스트루더(10')에 투입, 용융시켜 중간층(1b) 제조용 용융물을 제조하는 공정; (ⅲ) 폴리아미드 수지를 제3익스트루더(10'')에 투입, 용융시켜 외층(1c) 제조용 용융물을 제조하는 공정; (ⅳ) 상기 내층(1a) 제조용 용융물, 중간층(1b) 제조용 용융물 및 외층(1c) 제조용 용융물들을 함께 하나의 공압출용 다이(Die : 11)를 통해 내층(1a), 중간층(1b) 및 외층(1c)으로 이루어진 3층 구조의 공압출 다층필름(1) 형태로 공압출 하는 공정; 및 (ⅴ) 상기 다이(11)를 통해 하부 방향으로 공압출된 공압출 다층필름(1)을 물로 냉각(수냉)시킨 후 다수개의 압착로울러(14)들을 통과시키면서 무연신 상태로 압착하는 공정;을 포함하며, 상기 천연계 항균제는 키토산, 아미노화합물, 삼백초 추출물 및 천연유황 중 선택된 1종이다.
본 발명에서는 다층필름을 공압출할 때 하향 압출된 다층필름을 물로 냉각(수냉)시킨 후 무연신 상태에서 압착해 주는 방법(이하 "무연신 하향 수냉식 공압출 방법" 이라고 함)으로 상기 식품포장용 공압출 다층필름을 제조한다. 그로 인해 제조된 식품포장용 공압출 다층필름은 가스차단성, 수분차단성, 유연성 및 투명성이 동시에 향상된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 살펴본다.
실시예 1
도 1에 도시된 바와 같이 대전방지제, 천연계 항균제 및 메탈로센(Metallocene) 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 제1익스트루더(10)에 투입, 용융시켜 내층(1a) 제조용 용융물을 제조하였다.
이때, 대전방지제로는 올레핀 수지와 메탈로센 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지가 1:3 중량비로 배합되어 있는 조성물을 사용하였고, 천연계 항균제로는 천연 알루미늄 추출물을 사용하였고, 대전방지제 및 천연계 항균제의 함량은 각각 0.75중량%로 하였다.
한편, 저밀도 폴리에틸렌 수지와 무수물이 그라프트된 폴리에틸렌인 접착제 성분을 제2익스트루더(10')에 투입, 용융시켜 중간층(1b) 제조용 용융물을 제조하였다.
이때, 접착제 성분의 함량은 2중량%로 조절하였다.
한편, 폴리아미드 수지를 제3익스트루더(10'')에 투입, 용융시켜 외층(1c) 제조용 용융물을 제조하였다.
다음으로는, 상기 내층(1a) 제조용 용융물, 중간층(1b) 제조용 용융물 및 외층(1c) 제조용 용융물들을 함께 하나의 공압출용 다이(Die : 11)를 통해 내층(1a), 중간층(1b) 및 외층(1c)으로 이루어진 3층 구조의 공압출 다층필름(1) 형태로 공압출한 다음, 상기 다이(11)를 통해 하부 방향으로 공압출된 공압출 다층필름(1)을 물로 냉각(수냉)시킨 후 다수개의 압착로울러(14)들을 통과시키면서 무연신 상태로 압착하여 식품포장용 공압출 다층필름을 제조하였다.
제조된 공압출 다층필름은 투명도가 85%, 인장강도가 55Mpa, 표면고유저항이 109Ω·㎝, 항균성(세균제거율)이 99.9%이였으며, 이로부터 투명성, 대전방지성 및 항균성이 크게 향상되었음을 확인하였다.
1 : 식품포장용 필름 1a : 식품포장용 필름의 내층
1b : 식품포장용 필름의 중간층 1c : 식품포장용 필름의 외층
10, 10', 10'' : 익스트루더 11 : 공압출 다이(Die)
12 : 에어블로우 13 : 수냉조
14 : 압착로울러 15 : 권취로울러

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. (ⅰ) 올레핀 수지와 메탈로센(Metallocene) 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지가 1:3 중량비로 배합되어 있는 조성물인 대전방지제, 천연계 항균제 및 메탈로센(Metallocene) 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 제1익스트루더(10)에 투입, 용융시켜 내층(1a) 제조용 용융물을 제조하는 공정;
    (ⅱ) 폴리아미드 수지, 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 고밀도 폴리에틸렌 수지 중에서 선택된 1종의 수지와 접착제 성분을 제2익스트루더(10')에 투입, 용융시켜 중간층(1b) 제조용 용융물을 제조하는 공정;
    (ⅲ) 폴리아미드 수지를 제3익스트루더(10'')에 투입, 용융시켜 외층(1c) 제조용 용융물을 제조하는 공정;
    (ⅳ) 상기 내층(1a) 제조용 용융물, 중간층(1b) 제조용 용융물 및 외층(1c) 제조용 용융물들을 함께 하나의 공압출용 다이(Die : 11)를 통해 내층(1a), 중간층(1b) 및 외층(1c)으로 이루어진 3층 구조의 공압출 다층필름(1) 형태로 공압출 하는 공정; 및
    (ⅴ) 상기 다이(11)를 통해 하부 방향으로 공압출된 공압출 다층필름(1)을 물로 냉각(수냉)시킨 후 다수개의 압착로울러(14)들을 통과시키면서 무연신 상태로 압착하는 공정;을 포함하며, 상기 천연계 항균제는 키토산, 아미노화합물, 삼백초 추출물 및 천연유황 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 식품포장용 공압출 다층필름의 제조방법.
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