KR20210036067A - 식품 용기를 위한 원단 시트 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 식품 용기를 위한 원단 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 식품 용기를 위한 다층 구조의 원단 시트에 있어서, 한쪽 면에 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되고, 다른 한쪽 면에 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되며, 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층과 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층 사이에 1개 내지 5개의 산소차단성 수지층과 2개 내지 6개의 바인더 수지층이 교대로 배치되도록 공압출 하여 제조된 산소차단성 비발포 다층시트; 및 산소차단성 비발포 다층시트와 별도 공정에서 제조된 단층 또는 2층 구조의 발포 폴리프로필렌 시트를 포함하며, 비발포 다층시트와 발포 폴리프로필렌 시트가 라미네이션(lamination) 되어 원단 시트의 다층 구조를 형성하는, 원단 시트가 제공된다. 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 원단 시트는 후공정인 열 성형 공정을 통해서 다양한 형태의 즉석식품 용기로 제조될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 원단 시트를 이용하여 제조된 즉석식품 용기는 산소 차단성뿐만 아니라, 전자레인지에서 조리 과정 중 형태가 변형될 가능성이 낮고, 표면이 뜨거워지지 않아서 사용자의 화상 위험이 낮아지는 장점이 있다.

Description

식품 용기를 위한 원단 시트 및 그 제조 방법 {SHEET FOR FOOD CONTAINER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 식품 용기를 위한 원단 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 산소차단성을 갖는 비발포 다층 시트와 별도의 공정에서 제조된 발포 폴리프로필렌 시트를 함께 라미네이션 함으로써 산소차단성, 내열성 및 단열성을 함께 갖는 원단 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라서 제조된 원단 시트는 다양한 형태의 식품 용기로 열성형 될 수 있다.
최근 1인 가구의 급증과 편리성 및 간편성을 중시하는 소비자 수요 증가에 따라, 소비자들이 언제 어디서든 간편하게 식사를 할 수 있도록 하는 즉석식품의 수요가 급격히 증가하고 있다. 특히, 편의점에서 판매하는 즉석식품의 종류가 매우 다양해지고 그 품질이 높아지면서 즉석식품은 많은 사람들의 취향을 만족시키고 있다.
시중에서 판매되고 있는 즉석식품은 저온에서 유통되는 즉석식품과 상온에서 유통되는 즉석식품으로 나눌 수 있다. 이 중에서, 상온에서 유통되는 즉석식품은 산소차단성(oxygen barrier property)을 현저히 향상시킴으로써 음식의 부패를 막아주는 기능이 추가된 용기를 사용한다. 즉석밥 용기가 대표적인데, 이러한 즉석식품 용기는 높은 산소차단성을 얻기 위해 일반적으로 다층 구조를 가진다. 구체적으로, 즉석밥 등에 대한 즉석식품 용기의 다층 구조는 내부의 식품과 외부의 산소의 접촉을 차단하기 위하여 적어도 하나의 산소차단층을 포함한다. 산소 차단층은 산소 투과도가 매우 낮은 소재, 예를 들어, 나일론(nylon), 에틸렌비닐알코올(ethylene vinyl alcohol, EVOH), 또는 폴리염화비닐리덴(polyvinylidene chloride, PVDC) 중 적어도 하나의 소재로 구성된다. 산소차단성의 기능이 부가된 2층구조의 즉석식품 용기는 이미 상업화되어 널리 사용되고 있다.
즉석식품 용기에 대하여 산소차단성 외에 추가적으로 요구되는 특성은 전자레인지 등을 통하여 가열 시 변형되지 않는 내열성 및 표면으로 식품의 열을 전달하지 않는 단열성이다. 즉석밥과 같은 즉석식품의 용기는 전자레인지로 가열될 경우 용기의 표면이 뜨거워져서 용기의 형태가 변하기 쉽고, 또한 사용자가 용기를 잡았다가 놓치는 실수를 하기 쉽다. 경우에 따라서는, 뜨거워진 즉석식품 용기로 인해 사용자가 화상 피해를 입히기도 한다. 따라서, 산소차단성 외에 내열성 및 단열성 또한 갖춘 즉석식품 용기의 소재가 되는 원단 시트 및 그 제조 방법이 필요한 실정이다.
나아가, 전자레인지로 가열되는 등 고온의 조리 과정에서 독성을 갖는 환경호르몬이 용출되지 않는 즉석식품 용기의 소재가 되는 원단 시트 및 그 제조 방법이 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0121217호 (2013.11.06.) (전자레인지용 즉석식품 용기)
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 다음과 같은 해결 과제를 목적으로 한다.
본 발명은 산소차단성, 내열성 및 단열성을 갖춘 식품 용기를 위한 원단 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 고온의 조리 과정에서 독성을 갖는 환경호르몬이 용출되지 않는 식품 용기를 위한 원단 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 산소차단성을 갖춘 비발포 다층 시트와 발포 폴리프로필렌 시트를 라미네이션 한 원단 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 비발포 다층 시트와 발포 폴리프로필렌 시트를 라미네이션 하고, 비발포 폴리프로필렌 층이 용기의 표면에 배치된 원단 시트 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 식품 용기를 위한 다층 구조의 원단 시트는, 한쪽 면에 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되고, 다른 한쪽 면에 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되며, 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층과 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층 사이에 1개 내지 5개의 산소차단성 수지층과 2개 내지 6개의 바인더 수지층이 교대로 배치되도록 공압출 하여 제조된 산소차단성 비발포 다층시트; 및 산소차단성 비발포 다층시트와 별도 공정에서 제조된 단층 또는 2층 구조의 발포 폴리프로필렌 시트를 포함하며, 비발포 다층시트와 발포 폴리프로필렌 시트가 라미네이션(lamination) 되어 원단 시트의 다층 구조를 형성한다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 식품 용기를 위한 다층 구조의 원단 시트의 제조 방법은, 한쪽 면에 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되고, 다른 한쪽 면에 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되며, 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층과 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층 사이에 1개 내지 5개의 산소차단성 수지층과 2개 내지 6개의 바인더 수지층이 교대로 배치되도록 산소차단성 비발포 다층시트를 공압출 다이에서 토출하는 과정과, 산소차단성 비발포 다층시트와 별도 공정에서 제조된 발포 폴리프로필렌 시트를 공압출 다이에서 토출된 산소차단성 비발포 다층시트와 함께 냉각 롤에 투입함으로써 비발포 다층시트와 발포 폴리프로필렌 시트를 라미네이션 하는 과정을 포함한다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 식품 용기를 위한 다층 구조의 원단 시트의 제조 방법은, 산소차단성 비발포 다층시트의 한쪽 면 및 발포 폴리프로필렌 시트의 한쪽 면을 100도 내지 300도의 온도로 가열하는 과정과, 산소차단성 비발포 다층시트 및 발포 폴리프로필렌 시트의 가열된 면을 맞닿도록 한 뒤 가압하여 원단 시트로 라미네이션 하는 과정과, 라미네이션 된 원단 시트를 냉각 롤에 투입하는 과정을 포함한다.
본 발명은 산소차단성, 내열성 및 단열성을 갖춘 식품 용기를 위한 원단 시트 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 고온의 조리 과정에서 독성을 갖는 환경호르몬이 용출되지 않는 식품 용기를 위한 원단 시트 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 산소차단성을 갖춘 비발포 다층 시트와 발포 폴리프로필렌 시트를 라미네이션 한 원단 시트 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 비발포 다층 시트와 발포 폴리프로필렌 시트를 라미네이션 하고, 비발포 폴리프로필렌 층이 용기의 표면에 배치된 원단 시트 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 전자레인지 가열이 가능하고 산소차단성을 갖는 즉석식품 용기를 제조할 수 있는 다층시트의 단면구조의 일 예를 도시한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라서, 산소차단성을 갖는 비발포 다층시트의 제조 공정 중 발포 폴리프로필렌 시트를 투입함으로써 인라인(in-line)으로 산소차단성과 함께 내열성 및 단열성을 갖는 다층시트를 제조하는 과정의 일 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따라서, 발포 폴리프로필렌 시트를 산소차단성을 갖는 비발포 다층시트와 열접착 라미네이션 함으로써 산소차단성과 함께 내열성 및 단열성을 갖는 다층시트를 제조하는 과정의 일 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라서 단층 구조의 발포 폴리프로필렌 시트를 사용하여 제조된 산소차단성, 내열성 및 단열성을 갖는 원단 시트를 열 성형하여 제조할 수 있는 즉석식품 용기의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라서 2층 구조의 발포 폴리프로필렌 시트를 사용하여 제조된 산소차단성, 내열성 및 단열성을 갖는 원단 시트를 열 성형하여 제조할 수 있는 즉석식품 용기의 단면도를 도시한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 발명은 조리된 식품을 포장하여 상온에서 보관 및 유통할 수 있도록 산소차단성과 함께 전자레인지 가열시 형태가 변형되지 않는 내열성 및 표면이 뜨거워지지 않는 단열성을 갖는 즉석식품 용기의 원단 시트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
상온에서 유통되는 즉석식품은 산소차단성(oxygen barrier property)을 현저히 향상시킴으로써 음식의 부패를 막아주는 기능이 추가된 용기를 사용한다.
즉석식품 용기에 대하여 산소차단성 외에 추가적으로 요구되는 특성은 전자레인지 등을 통하여 가열 시 변형되지 않는 내열성 및 식품의 열을 표면에 전달하지 않는 단열성이다. 즉석밥과 같은 즉석식품의 용기는 전자레인지로 가열될 경우 용기의 표면이 뜨거워져서 용기의 형태가 변하기 쉽고, 또한 사용자가 용기를 잡았다가 놓치는 실수를 하기 쉽다. 종래의 즉석식품 용기는 전자레인지 가열 시 표면이 매우 뜨거워져서 용기의 형태가 변하기 쉽고, 또한 취급 중에 사용자가 화상을 당하는 경우가 종종 발생한다. 따라서, 산소차단성 외에 내열성 및 단열성 또한 갖춘 즉석식품 용기의 소재가 되는 원단 시트 및 그 제조 방법이 필요한 실정이다.
본 발명은 종래에 흔히 사용되는 즉석식품 용기의 단점을 해결하여 보다 안전하게 취식할 수 있는 즉석식품 포장 용기의 원단 시트 및 그 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
종래의 즉석식품 용기의 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 다공성의 발포 폴리프로필렌(polypropylene) 수지 층을 라미네이션 한 다층 구조의 즉석식품 용기의 원단 시트 및 그 제조 방법을 제안한다. 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 즉석식품 용기의 발포된 폴리프로필렌 층이 내열성 및 단열성을 부여하기 때문에 즉석식품 용기를 전자레인지에 가열하여 음식의 온도가 섭씨 70도 내지 100도 수준으로 상승하여도 용기의 형태가 변하기 쉽고, 또한 즉석식품 용기의 외부 표면이 섭씨 30도 내지 40도의 수준을 유지하면서 식품의 열이 표면으로 온전히 전달되지 않는다. 따라서, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 사용자가 조리 과정에서 화상을 입을 우려가 없는 안전한 즉석식품 용기가 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 즉석식품 용기는 다공성의 발포 폴리프로필렌 수지층의 단열성 때문에 즉석식품 용기 내 가열된 식품을 종래의 즉석식품 용기보다 더 긴 시간 동안 따뜻하게 유지하기 때문에 취식 품질을 더 높일 수 있다.
2 내지 30배 수준의 부피 배율로 다공성의 발포 플라스틱 소재는 고열에도 형태가 변하지 않는 내열성이 뛰어나다. 따라서, 따라서, 즉석식품 용기가 다공성의 발포 폴리프로필렌 수지로 구성된 적어도 하나의 층을 포함한다면, 즉석식품 용기가 우수한 내열성을 획득할 수 있으므로 즉석식품 용기가 전자레인지에 의하여 가열되는 경우에도 즉석식품 용기의 형태가 변형되는 것을 방지할 수 있다.
2 내지 30배 수준의 부피 배율로 다공성의 발포 플라스틱 소재는 열의 전달을 차단하는 단열 특성이 매우 탁월하다. 따라서, 즉석식품 용기가 다공성의 발포 폴리프로필렌 수지로 구성된 적어도 하나의 층을 포함한다면, 즉석식품 용기가 우수한 단열성을 획득할 수 있으므로 즉석식품 용기가 전자레인지에 의하여 가열되는 경우에도 즉석식품 용기의 외부 면의 온도가 과다하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에서는 다공성의 발포 폴리프로필렌 층이 적어도 하나 포함되어 전자레인지에서 가열되는 경우에도 외부면이 뜨겁지 않은 즉석식품 용기의 원단 시트 및 그 제조 방법을 제안한다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 다양한 실시 예들에서는, 별도의 압출발포 공정을 이용하여 우선적으로 단층구조 또는 2층구조의 발포 폴리프로필렌 시트를 제조한다. 이렇게 제조된 단층구조 또는 2층구조의 발포 폴리프로필렌 시트는 우수한 산소차단성을 갖는 다층시트와 라미네이션(lamination) 되는 공정이 필요하다. 시트를 라미네이션 하는 공법으로는 열 접착 라미네이션, 또는 접착제 도포를 통한 접착 라미네이션, 또는 압출 코팅 라미네이션 방법 등이 가능하다. 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라서 라미네이션 된 다층 구조의 원단 시트는 추가적으로 진공 성형 공정을 통해서 다양한 형태의 즉석식품 용기로 열 성형하여 사용할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따라서 제조되는 즉석식품 용기는 우수한 산소차단성 뿐 아니라 탁월한 내열성 및 단열성을 가지므로, 전자레인지에 가열하여 간편하게 취식할 때, 즉석식품 용기의 변형을 막고, 화상 위험으로부터 자유로운 장점을 갖는다. 또한, 다공성의 발포 폴리프로필렌 층의 단열성 때문에, 가열된 즉석식품을 취식하는 동안 따뜻하게 보온 및 유지할 수 있는 장점도 더불어 갖는다.
도 1은 전자레인지 가열이 가능하고 산소차단성을 갖는 즉석식품 용기를 제조할 수 있는 다층시트의 단면구조의 일 예를 도시한다.
도 1의 다층시트(10)를 이용하여 제조된 종래의 즉석식품 용기는 장기간 상온에서 유통 및 보관이 가능하도록 산소차단성(oxygen barrier property)를 갖는다.
도 1을 참고하면, 종래의 즉석식품 용기를 제조할 수 있는 다층시트(10)는 비발포 폴리프로필렌 수지층(11), 바인더 수지층(12), 산소차단성 수지층(13), 바인더 수지층(14), 비발포 폴리프로필렌 수지층(15)을 포함한다.
도 1의 다층시트(10)는 비발포 폴리프로필렌 수지를 주재료로 사용한다. 도 1을 참고하면, 2층구조 시트 원단(10)은 비발포 폴리프로필렌 수지층(11, 15)을 포함한다.
도 1의 다층시트(10)는 산소차단성(oxygen barrier property)이 높은 산소차단성 수지층(13)을 비발포 폴리프로필렌 수지층(11, 15)의 중간에 박막으로 공압출 캐스팅(co-extrusion casting) 공법으로 제조된다. 종래의 즉석식품 용기는 비발포 폴리프로필렌 수지층(11, 15)과 산소차단성 수지층(13)을 공압출하여 제조된 2층구조 비발포 시트 원단(10)을 용기 형태로 열 성형함으로써 제조된다. 여기서, 산소차단성 수지층(13)은 나일론(nylon), 에틸렌비닐알코올(ethylene vinyl alcohol, EVOH), 폴리염화비닐리덴(polyvinylidene chloride, PVDC) 중 적어도 하나로 구성된다.
바인더 수지층(12, 14)은 산소차단성 수지층(13)과 폴리프로필렌 수지층(11, 15)의 계면 접착력을 향상시키는 바인더(binder)의 역할을 수행한다. 폴리프로필렌 수지층(11, 15)은 바인더 수지층(12, 14)에 의하여 산소차단성 수지층(13)의 양쪽 표면에 배치된다.
경우에 따라서는, 산소차단성 수지층이 2개층 이상, 예를 들어, 2개층, 또는 3개층, 또는 4개층으로 구성될 수 있다. 이 경우, 전체 원단 시트는 7층, 또는 9층, 또는 11층으로 공압출 캐스팅될 수 있다. 산소차단성 수지층의 수가 증가할수록, 원단 시트의 산소 투과도가 낮아져서, 식품을 보관 및 유통할 수 있는 기간이 현저히 길어지는 장점을 갖는다.
비발포 폴리프로필렌 수지층(11, 15)에 대하여 사용되는 폴리프로필렌 수지는 내열성이 우수할 뿐만 아니라 전자레인지 가열 환경에서도 어떠한 독성 물질이 음식으로 용출되지 않는 인체 안전성이 다양한 연구 결과를 통해 이미 검증된 플라스틱 수지이다.
도 1을 참고하면, 종래의 비발포 산소차단성 다층시트(10)는 두께 방향으로 5 내지 11층의 2층구조를 갖는다. 비발포 산소차단성 2층구조 산소차단성 시트 원단(10)은 진공 성형공정을 통해서 다양한 형태의 즉석식품 용기로 최종 완성되어 사용될 수 있다.
도 1의 산소차단성 다층시트(10)를 이용하여 제조된 종래의 즉석식품 용기는 장기간 상온에서 유통 및 보관이 가능하도록 산소차단성을 갖지만, 전자레인지로 가열하는 과정에서 포장된 식품의 온도가 높게 상승하게 되므로, 용기외부 온도가 70도 이상 100도까지 상승하게 된다. 따라서, 도 1의 2층구조 시트 원단(10)을 이용하여 제조된 종래의 즉석식품 용기는 사용자가 용기를 잡아서 옮길 때, 손이나 신체에 화상을 입는 경우가 종종 발생하는 문제점이 있다.
이러한 종래의 즉석식품 용기의 단점을 해결하고자, 본 발명의 다양한 실시 예들에서는 종래의 비발포 산소차단성 다층시트 구조에 더하여, 폴리프로필렌 발포층이 합지된 시트원단을 제조하고, 이를 이용하여 성형 공정을 통해 내열성 및 단열성이 추가된 즉석식품 용기를 제조하는 방법을 제안한다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라서, 산소차단성을 갖는 비발포 다층시트의 제조 공정 중 발포 폴리프로필렌 시트를 투입함으로써 인라인(in-line)으로 산소차단성과 함께 내열성 및 단열성을 갖는 다층시트를 제조하는 과정의 일 예를 도시한다.
구체적으로, 도 2는 산소차단성을 갖는 비발포 다층시트를 제조하는 공압출 캐스트(co-extrusion casting) 공정 중에, 별도 공정에서 제조된 발포 폴리프로필렌 시트를 함께 투입하여 인라인(in-line) 라미네이션(lamination)하는 과정을 도시한다.
도 2를 참고하면, 산소차단성을 갖는 2층구조 공압출 시트 압출 설비에 별도 공정에서 제조된 발포 폴리프로필렌 시트를 투입하여 압출 코팅 라미네이션을 수행한다.
산소차단성 수지층 압출기(20), 비발포 폴리프로필렌 수지층 압출기(21) 및 바인더 수지층 압출기(22)로부터 압출되는 각각의 층을 T-다이(23)를 통해 공압출(co-extrusion) 함으로써 산소차단성을 갖는 비발포 다층시트를 제조한다.
공압출된 비발포 다층시트는 도 1에서 설명한 비발포 산소차단성 다층시트에 해당한다.
공압출 다이인 T-다이(23)에서 토출되는 비발포 다층시트는 제1 캐스팅 냉각 롤(25)로 들어간다.
이 때, 사전에 별도 공정으로 제조된 폴리프로필렌 발포시트를 캐스팅 냉각 롤(25) 사이에 투입한다. 구체적으로, 발포 폴리프로필렌 시트 (27)에 대한 백업 롤(24)의 회전 속도와 T-다이(23)에서 토출되는 비발포 다층시트에 대한 제1 냉각 롤(25)의 회전 속도를 맞춘 뒤, 발포 폴리프로필렌 시트(27)를 T-다이(23)에서 토출되는 비발포 다층시트와 함께 백업 롤(back-up roll)(24)과 제1 냉각 롤(25)의 사이에 투입한다. 이에 따라, 공압출 다이인 T-다이(23)에서 토출되는 비발포 다층 시트는 별도 공정에서 제조된 발포 폴리프로필렌 시트(27)와 함께 제1 냉각 롤(25)에 투입됨으로써 하나의 원단 시트(28)로 라미네이션 된다.
도 2의 실시 예에서, 발포 폴리프로필렌 시트(27)는 0.5 내지 5 밀리미터 두께의 발포 폴리프로필렌 층으로 이루어진 단층 구조일 수 있고, 또는, 0.5 내지 5 밀리미터 두께의 발포 폴리프로필렌 층과 5 내지 500 마이크로미터(micrometer) 두께의 비발포 폴리프로필렌 층으로 이루어진 2층의 구조일 수도 있다.
제1 냉각 롤(25)과 이어지는 제2 냉각 롤(26)을 함께 통과하면서 산소차단성 비발포 폴리프로필렌 다층시트와 발포 폴리프로필렌 시트는 인-라인(in-line)으로 라미네이션 할 수 있다.
산소차단성 다층시트와 발포 폴리프로필렌 시트가 라미네이션 된 원단 시트(28)는 원단 롤의 형태로 수거된다. 라미네이션 된 원단 시트(28)는 이후 성형의 과정을 통해 다양한 형태의 즉석식품 용기로 제조될 수 있다.
산소차단성 다층시트와 발포 폴리프로필렌 시트가 라미네이션 된 원단 시트(28)는, 식품과 맞닿는 비발포 폴리프로필렌 수지층(11), 바인더 수지층(12), 산소차단성 수지층(13), 바인더 수지층(14), 비발포 폴리프로필렌 수지층(15), 발포 폴리프로필렌 수지층(29)을 포함한다.
일 실시 예에 따라서, 발포 폴리프로필렌 시트(27)에 대하여 발포 폴리프로필렌 층과 비발포 폴리프로필렌 층의 2층 구조의 시트를 사용하는 경우, 폴리프로필렌 층이 산소차단성 다층 시트(10)와 맞닿고, 비발포 폴리프로필렌 층이 발포 폴리프로필렌 수지층(29)의 바깥, 즉, 라미네이션 된 원단 시트(28)의 가장 바깥으로 나오도록 라미네이션 할 수 있다. 이를 통해, 즉석식품 용기 표면의 인쇄 접착성, 광택도 및 심미성을 극대화할 수 있다.
공압출 T-다이(23)에서 토출된 산소차단성 비발포 폴리프로필렌 다층시트와 발포 폴리프로필렌 시트를 냉각 롤(25, 26)에서 회전 속도를 맞추어 인-라인으로 라미네이션 함으로써 획득된 원단 시트(28)는 각 계층 간 우수한 계면 접착력을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예들에 따라서, 발포 폴리프로필렌 시트를 산소차단성을 갖는 비발포 다층시트와 열접착 라미네이션 함으로써 산소차단성과 함께 내열성 및 단열성을 갖는 다층시트를 제조하는 과정의 일 예를 도시한다.
구체적으로, 도 3은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라서, 산소차단성을 갖는 비발포 다층시트(10)와 발포 폴리프로필렌 시트(27)를 열접착 공법으로 라미네이션 하는 과정을 도시한다.
일 실시 예에 따르면, 산소차단성을 갖는 비발포 다층시트(10)와 발포 폴리프로필렌 시트(27)를 사전 공정에서 각각 제조한 후 별도의 공정에서 열접착 라미네이션 할 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 발포 폴리프로필렌 시트(27)를 사전 제조한 후, 산소차단성을 갖는 비발포 다층시트(10)의 제조 공정 중 하나의 단계, 예를 들어, 산소차단성을 갖는 비발포 다층시트(10)를 롤(roll) 상태로 와인딩(winding)하는 단계 직전에 발포 폴리프로필렌 시트(27)와 열접착 라미네이션 할 수 있다.
비발포 산소차단성 다층시트(10)는 도 1에서 설명한 비발포 산소차단성 다층시트에 해당한다.
발포 폴리프로필렌 시트(27)는 텐덤 발포 압출기를 이용하여 2 내지 30배의 발포 배율을 갖도록 제조할 수 있다. 발포 폴리프로필렌 시트(27)의 제조 과정에서, 탈크(talc)와 같은 기핵제(nucleating agent)와 이산화탄소(carbon dioxide), 질소(nitrogen), 프로판(propane), 부탄(butane), 펜탄(pentane) 등의 발포제(blowing agent)가 첨가제(additive)로서 첨가된다.
도 3의 실시 예에서, 발포 폴리프로필렌 시트(27)는 0.5 내지 5 밀리미터 두께의 발포 폴리프로필렌 층으로 이루어진 단층 구조일 수 있고, 또는, 0.5 내지 5 밀리미터 두께의 발포 폴리프로필렌 층과 5 내지 500 마이크로미터(micrometer) 두께의 비발포 폴리프로필렌 층으로 이루어진 2층의 구조일 수도 있다.
도 3을 참고하면, 준비된 2종의 시트 원단들(10, 27)은 순간적인 고열로 표면을 가열한 상태에서 압착함으로써 강하게 접착된다.
구체적으로, 산소차단성을 갖는 다층시트 원단(10)과 발포 폴리프로필렌 시트 원단(27)은 라미네이션 할 수 있도록 각각 롤의 회전 속도를 맞추어서 투입된다.
각각의 원단 별로 표면 가열 장치(30)를 통해 고열로 가열을 한 뒤, 가압 합지 롤에서 가열된 상태의 2종의 시트 원단들(10, 27)을 인라인(in-line) 라미네이션(lamination) 한다. 구체적으로, 각각의 원단 별로 표면 가열 장치(30)를 통해 100도 내지 300도의 고열로 두 원단(10, 27)의 접하는 면을 가열한 뒤 가압 합지 롤(31)을 통해 가압함으로써 라미네이션 한다.
가압 합지 롤(31)을 통과한 후 라미네이션 된 원단(28)은 제3 냉각 롤(32)을 통해 냉각 과정을 거치면서 각각의 층이 접착된 상태가 된다.
산소차단성 다층시트(10)와 발포 폴리프로필렌 시트(27)가 라미네이션 된 원단 시트(28)는 원단 롤의 형태로 수거된다. 라미네이션 된 원단 시트(28)는 이후 성형의 과정을 통해 다양한 형태의 즉석식품 용기로 제조될 수 있다.
산소차단성 다층시트(10)와 발포 폴리프로필렌 시트(27)가 라미네이션 된 원단 시트(28)는, 식품과 맞닿는 비발포 폴리프로필렌 수지층(11), 바인더 수지층(12), 산소차단성 수지층(13), 바인더 수지층(14), 비발포 폴리프로필렌 수지층(15), 발포 폴리프로필렌 수지층(29)을 포함한다.
일 실시 예에 따라서, 발포 폴리프로필렌 시트(27)에 대하여 발포 폴리프로필렌 층과 비발포 폴리프로필렌 층이 2층 구조의 시트를 사용하는 경우, 발포 폴리프로필렌 층이 산소차단성 다층 시트(10)와 맞닿고, 비발포 폴리프로필렌 층이 발포 폴리프로필렌 수지층(29)의 바깥, 즉, 라미네이션 된 원단 시트(28)의 가장 바깥으로 나오도록 라미네이션 할 수 있다. 원단 시트(28)를 열 성형하여 용기를 제조할 때에는 비발포 폴리프로필렌 층이 용기의 가장 바깥면에 배치되도록 할 수 있다. 이를 통해, 즉석식품 용기 표면의 인쇄 접착성, 광택도 및 심미성을 극대화할 수 있다.
산소차단성 다층시트(10)와 발포 폴리프로필렌 시트(27)를 순간적인 고열로 가열한 후 가압하여 인-라인으로 라미네이션 함으로써 획득된 원단 시트(28)는 각 계층 간 우수한 계면 접착력을 가질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 식품 용기를 위한 다층 구조의 원단 시트에 있어서, 한쪽 면에 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되고, 다른 한쪽 면에 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되며, 상기 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층과 상기 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층 사이에 1개 내지 5개의 산소차단성 수지층과 2개 내지 6개의 바인더 수지층이 교대로 배치되도록 공압출 하여 제조된 산소차단성 비발포 다층시트; 및 상기 산소차단성 비발포 다층시트와 별도 공정에서 제조된 단층 또는 2층 구조의 발포 폴리프로필렌 시트를 포함하며, 상기 비발포 다층시트와 상기 발포 폴리프로필렌 시트가 라미네이션(lamination) 되어 상기 원단 시트의 다층 구조를 형성하는, 원단 시트가 제공된다. 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 원단 시트에 있어서, 상기 발포 폴리프로필렌 시트는, 발포 폴리프로필렌 층의 단층 구조, 또는, 발포 폴리프로필렌 층과 비발포 폴리프로필렌 층의 2층 구조일 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 원단 시트에 있어서, 상기 발포 폴리프로필렌 시트가 2층 구조인 경우, 상기 발포 폴리프로필렌 층이 상기 산소차단성 비발포 다층 시트와 맞닿고, 상기 비발포 폴리프로필렌 층이 상기 원단 시트의 바깥 쪽에 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 원단 시트의 제조 방법에 있어서, 한쪽 면에 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되고, 다른 한쪽 면에 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되며, 상기 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층과 상기 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층 사이에 1개 내지 5개의 산소차단성 수지층과 2개 내지 6개의 바인더 수지층이 교대로 배치되도록 상기 산소차단성 비발포 다층시트를 공압출 다이에서 토출하는 과정과, 상기 산소차단성 비발포 다층시트와 별도 공정에서 제조된 상기 발포 폴리프로필렌 시트를 상기 공압출 다이에서 토출된 상기 산소차단성 비발포 다층시트와 함께 냉각 롤에 투입함으로써 상기 비발포 다층시트와 상기 발포 폴리프로필렌 시트를 라미네이션 하는 과정을 포함하는, 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따르면, 상기 원단 시트의 제조 방법에 있어서, 상기 산소차단성 비발포 다층시트의 한쪽 면 및 상기 발포 폴리프로필렌 시트의 한쪽 면을 100도 내지 300도의 온도로 가열하는 과정과, 상기 산소차단성 비발포 다층시트 및 상기 발포 폴리프로필렌 시트의 가열된 면을 맞닿도록 한 뒤 가압하여 상기 원단 시트로 라미네이션 하는 과정과, 상기 라미네이션 된 원단 시트를 냉각 롤에 투입하는 과정을 포함하는, 제조 방법이 제공된다.
도 2 또는 도 3의 실시 예를 통하여 제조한 산소차단성과 내열성 및 단열성을 모두 갖는 다층 구조의 원단 시트는 진공 열 성형 공정을 통해서 도 4 또는 도 5와 같이 다양한 형태의 용기로 성형할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라서 단층 구조의 발포 폴리프로필렌 시트를 사용하여 제조된 산소차단성, 내열성 및 단열성을 갖는 원단 시트를 열 성형하여 제조할 수 있는 즉석식품 용기의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 진공 열 성형 공정을 통해 제조될 수 있는 즉석식품 포장 용기의 단면도를 도시한다.
도 4를 참고하면, 산소차단성 다층시트(10)와 발포 폴리프로필렌 시트(27)가 라미네이션 된 원단 시트(28)를 열 성형함으로써 제조된 즉석식품 용기(40)는, 식품과 맞닿는 비발포 폴리프로필렌 수지층(11), 바인더 수지층(12), 산소차단성 수지층(13), 바인더 수지층(14), 비발포 폴리프로필렌 수지층(15), 발포 폴리프로필렌 수지층(29)을 포함한다.
도 4의 실시 예에 따르면, 발포 폴리프로필렌 수지층(29)이 즉석식품 용기(40)의 외부에 배치되어, 내열성 및 단열성을 극대화할 수 있다.
도 4에서는 내열성 및 단열성을 부여하는 발포 폴리프로필렌 수지층(29)이 즉석식품 용기(40)의 외부에 배치되도록 도시되었으나, 실시 예에 따라서, 발포 폴리프로필렌 수지층(29)은 즉석식품 용기(40)의 내부에 배치될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라서 2층 구조의 발포 폴리프로필렌 시트를 사용하여 제조된 산소차단성, 내열성 및 단열성을 갖는 원단 시트를 열 성형하여 제조할 수 있는 즉석식품 용기의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라 진공 열 성형 공정을 통해 제조될 수 있는 즉석식품 포장 용기의 단면도를 도시한다.
도 5를 참고하면, 산소차단성 다층시트(10)와 발포 폴리프로필렌 시트(27)가 라미네이션 된 원단 시트(28)를 열 성형함으로써 제조된 즉석식품 용기(41)는, 식품과 맞닿는 비발포 폴리프로필렌 수지층(11), 바인더 수지층(12), 산소차단성 수지층(13), 바인더 수지층(14), 비발포 폴리프로필렌 수지층(15), 발포 폴리프로필렌 수지층(29) 및 비발포 폴리프로필렌 수지층(42)을 포함한다.
도 5의 실시 예에 따르면, 발포 폴리프로필렌 수지층(29)이 즉석식품 용기(41)의 바깥쪽에 배치되어 내열성 및 단열성을 극대화할 수 있는 동시에, 비발포 폴리프로필렌 수지층(42)이 즉석식품 용기(41)의 가장 바깥쪽에 배치되어 용기의 인쇄 접착성, 광택도 및 심미성을 극대화할 수 있다.
도 5에서는 내열성 및 단열성을 부여하는 발포 폴리프로필렌 수지층(29)이 즉석식품 용기(41)의 외부에 배치되도록 도시되었으나, 실시 예에 따라서, 발포 폴리프로필렌 수지층(29)은 즉석식품 용기(41)의 내부에 배치될 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 즉석식품 용기(40, 41)는, 종래의 산소차단성 즉석식품 용기에 대하여 내열성 및 단열성이라는 새로운 기능을 추가함으로써, 조리 과정에서 즉석식품 용기의 변형 가능성을 낮추고, 사용자가 취급 중 화상을 입을 가능성을 낮추며, 가열된 음식이 금방 식지 않고 따뜻하게 유지되는 장점을 함께 갖는다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 즉석식품 용기(40, 41)는, 고온의 조리 과정에서 독성을 갖는 환경호르몬이 용출되지 않는 장점을 갖는다.
이하 본 발명의 실시 예를 기재한다. 하기의 실시 예는 본 발명의 일 실시 예일뿐이며, 본 발명이 하기의 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
(실시 예 1)
5층 구조의 산소차단성을 갖는 비발포 다층 시트를 제조하는 공압출 캐스트 공정 중에, 별도 공정에서 제조된 평균 밀도 50 kg/m3을 갖는 두께 2 mm의 발포 폴리프로필렌 시트를 함께 투입하여 인라인(in-line) 라미네이션(lamination) 하였다.
산소차단성을 갖는 비발포 다층 시트에서 산소차단성 수지층은 나일론 수지를 이용하였다.
발포 폴리프로필렌 시트 층이 라미네이션 된 원단 시트에 대하여 진공 열성형 공정을 수행한 결과 즉석밥을 포장하기 위한 즉석식품 용기를 제조하였다. 이 때, 라미네이션 된 발포 폴리프로필렌 시트가 용기의 외곽면에 배치되도록 하였다.
본 실시 예를 통해 제조된 즉석식품 용기를 전자레인지로 3분간 가열한 후에 꺼낸 결과, 표면 온도가 30 내지 40도로 높지 않아서 맨손으로 잡아서 옮기는데 불편함이 없었고 화상의 위험이 없었다.
(실시 예 2)
11층 구조의 산소차단성을 갖는 비발포 다층 시트를 제조하는 공압출 캐스트 공정 중에, 별도 공정에서 제조된 평균 밀도 60 kg/m3을 갖는 두께 2.03 mm의 발포 폴리프로필렌 시트를 함께 투입하여 인라인(in-line) 라미네이션(lamination) 하였다. 평균 밀도 60 kg/m3을 갖는 두께 2.03 mm의 발포 폴리프로필렌 시트는 두께 2mm의 발포 폴리프로필렌 층과 두께 0.03 mm의 비발포 폴리프로필렌 층으로 이루어진 2층의 구조이다. 발포 폴리프로필렌 시트는 발포 폴리프로필렌 층과 비발포 폴리프로필렌 층을 공압출 함으로써 제조하였다.
2층 구조의 발포 폴리프로필렌 시트를 공압출 설비의 냉각 캐스팅 롤 사이에 투입하면서 11층 구조의 산소차단성을 갖는 비발포 다층 시트를 제조하는 중간에 인라인(in-line) 라미네이션(lamination) 하였다.
이 때, 2 mm 두께의 발포 폴리프로필렌 층이 산소차단성을 갖는 비발포 다층시트와 접하도록 라미네이션 함으로써, 0.03 mm 두께의 비발포 폴리프로필렌 층이 라미네이션 된 원단 시트의 표면에 배치되도록 하였다.
산소차단성을 갖는 비발포 다층시트에서 산소차단성 수지층은 에틸렌비닐알코올(ethylene vinyl alcohol, EVOH) 수지를 이용하였다.
산소차단성을 갖는 비발포 다층시트와 발포 폴리프로필렌 시트가 라미네이션 된 시트 원단에 대하여 진공 열성형 공정을 수행한 결과 즉석밥을 포장하기 위한 즉석식품 용기를 제조하였다. 이 때, 라미네이션 된 2층의 발포 폴리프로필렌 시트가 용기의 바깥면에 배치되도록 하였다. 구체적으로, 2층 구조의 발포 폴리프로필렌 시트 중 비발포 폴리프로필렌 층이 즉석식품 용기의 가장 바깥면에 배치되도록 하였다. 비발포 폴리프로필렌 층이 즉석식품 용기의 가장 바깥면에 배치되어 용기의 인쇄 접착성, 광택도 및 심미성이 높아지는 효과를 얻었다.
본 실시 예를 통해 제조된 즉석식품 용기를 전자레인지로 3분간 가열한 후에 꺼낸 결과, 표면 온도가 30 내지 40도로 높지 않아서 맨손으로 잡아서 옮기는데 불편함이 없었고 화상의 위험이 없었다. 또한, 즉석식품 용기의 외곽 표면에 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되므로, 표면 광택이 우수하고, 인쇄 품질이 우수하였다.
본 발명이 본 발명의 기술적 사상 및 본질적인 특징을 벗어나지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있음은 본 발명이 속한 분야 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 상기 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 모든 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 권리범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석 및 본 발명의 균등한 범위 내 가능한 모든 변화에 의하여 결정되어야 한다.
10: 산소차단성을 갖는 비발포 다층시트
11: 비발포 폴리프로필렌 수지층 12: 바인더 수지층
13: 산소차단성 수지층 14: 바인더 수지층
15: 비발포 폴리프로필렌 수지층 20: 산소차단성 수지층 압출기
21: 비발포 폴리프로필렌 수지층 압출기
22: 바인더 수지층 압출기 23: T-다이
24: 백업 롤 25: 냉각 롤
26: 냉각 롤 27: 발포 폴리프로필렌 시트
28: 라미네이션 된 원단 시트 29: 발포 폴리프로필렌 층
30: 표면 가열 장치 31: 가압 합지 롤
32: 냉각 롤
40: 발포 폴리프로필렌 층이 가장 바깥쪽에 배치된 즉석식품 용기
41: 비발포 폴리프로필렌 층이 가장 바깥쪽에 배치된 즉석식품 용기
42: 비발포 폴리프로필렌 층

Claims (5)

  1. 식품 용기를 위한 다층 구조의 원단 시트에 있어서,
    한쪽 면에 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되고, 다른 한쪽 면에 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되며, 상기 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층과 상기 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층 사이에 1개 내지 5개의 산소차단성 수지층과 2개 내지 6개의 바인더 수지층이 교대로 배치되도록 공압출 하여 제조된 산소차단성 비발포 다층시트; 및
    상기 산소차단성 비발포 다층시트와 별도 공정에서 제조된 단층 또는 2층 구조의 발포 폴리프로필렌 시트를 포함하며,
    상기 비발포 다층시트와 상기 발포 폴리프로필렌 시트가 라미네이션(lamination) 되어 상기 원단 시트의 다층 구조를 형성하는,
    원단 시트.
  2. 청구항 1의 원단 시트에 있어서,
    상기 발포 폴리프로필렌 시트는,
    발포 폴리프로필렌 층의 단층 구조, 또는, 발포 폴리프로필렌 층과 비발포 폴리프로필렌 층의 2층 구조인,
    원단 시트.
  3. 청구항 2의 원단 시트에 있어서,
    상기 발포 폴리프로필렌 시트가 2층 구조인 경우,
    상기 발포 폴리프로필렌 층이 상기 산소차단성 비발포 다층 시트와 맞닿고,
    상기 비발포 폴리프로필렌 층이 상기 원단 시트의 바깥 쪽에 배치되는,
    원단 시트.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 원단 시트의 제조 방법에 있어서,
    한쪽 면에 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되고, 다른 한쪽 면에 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층이 배치되며, 상기 제1 비발포 폴리프로필렌 수지층과 상기 제2 비발포 폴리프로필렌 수지층 사이에 1개 내지 5개의 산소차단성 수지층과 2개 내지 6개의 바인더 수지층이 교대로 배치되도록 상기 산소차단성 비발포 다층시트를 공압출 다이에서 토출하는 과정과,
    상기 산소차단성 비발포 다층시트와 별도 공정에서 제조된 상기 발포 폴리프로필렌 시트를 상기 공압출 다이에서 토출된 상기 산소차단성 비발포 다층시트와 함께 냉각 롤에 투입함으로써 상기 비발포 다층시트와 상기 발포 폴리프로필렌 시트를 라미네이션 하는 과정을 포함하는,
    제조 방법.
  5. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 원단 시트의 제조 방법에 있어서,
    상기 산소차단성 비발포 다층시트의 한쪽 면 및 상기 발포 폴리프로필렌 시트의 한쪽 면을 100도 내지 300도의 온도로 가열하는 과정과,
    상기 산소차단성 비발포 다층시트 및 상기 발포 폴리프로필렌 시트의 가열된 면을 맞닿도록 한 뒤 가압하여 상기 원단 시트로 라미네이션 하는 과정과,
    상기 라미네이션 된 원단 시트를 냉각 롤에 투입하는 과정을 포함하는,
    제조 방법.
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