KR102486050B1 - 친환경 적층필름 및 이를 포함하는 친환경 포장재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 친환경 적층필름 및 이를 포함하는 친환경 포장재에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 적층필름은, PBAT(polybutylene adipate terephthalate), PBS(polybutylene succinate), PHA(polyhydroxy aldehyde), PLA(polylactic acid), TPS(thermoplastic starch), PVA(polyvinyl alcohol), PCL(polycaprolactam), PE(polyethylene), PP(polypropylene), Oxo-PE, Oxo-PP, Bio-PE, Bio-PP, Bio-PET, EVA(ethylene vinyl acetate), EVOH(ethylene vinyl alcohol), PVDC(polyvinylidene chloride), PET(polyethylene terephthalate) 및 나일론(nylon)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 필름층, 상기 필름층 상에 형성되는 종이층 및 상기 종이층 상에 형성되는 코팅층을 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 적층필름의 및 이를 포함하는 친환경 포장재는, 종이층과 필름층이 쉽게 분리되어 친환경적이면서도, 극저온 등의 조건 하에서 표면의 인쇄 품질이 저하되지 않을 수 있다.

Description

친환경 적층필름 및 이를 포함하는 친환경 포장재 {ECO-FRIENDLY LAMINATE FILM AND ECO-FRIENDLY PACKAGING COMPRISING THE SAME}
본 발명은 친환경 적층필름 및 이를 포함하는 친환경 포장재에 관한 것이다.
종래의 냉동 포장재는 내한성 및 성에 또는 수분으로부터 포장재 및 내용물을 보호하기 위해 나일론(nylon), PET와 같은 고분자가 다층 구조로 포함되었다. 그러나, 이와 같이 포장재에 다수의 이종 합성 수지가 포함될 경우 재활용이 불가능하다는 문제가 있었다.
또한, 다층의 합성수지로 이루어질 경우 플라스틱 사용량 증가에 따른 환경 문제가 추가로 발생하여 플라스틱 사용량을 규제하는 등 전 세계적으로 탈(脫) 플라스틱에 대한 필요성이 증가하고 있다.
이러한 문제들로 인해, 제한적으로 종이로 만든 아이스팩이 등장하였으나, 종이에 비해 플라스틱 필름 함량이 지나치게 높고, 인쇄 품질이 필름 인쇄 제품에 비해 현저히 떨어져 1도 또는 2도 인쇄 정도만 가능해 제품 활용도에 제한이 있다.
특히, 영하 50℃ 이하로 보관해야하는 수산물의 경우 종이 내 수분이 얼어 종이 표면 및 인쇄층에 데미지를 주어 종이 포장재의 사용이 제한되고 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 PET, 나일론(Nylon), OPP을 이용하지 않으면서, 종이와 필름이 쉽게 분리될 수 있어 재활용이 용이하고, 극저온 냉동 포장이 가능한 포장재의 개발이 시급한 상황이며, 특히, 1인가구 증가에 따른 냉동식품 소비가 증가하고 있어 친환경 포장재에 대한 요구가 커지고 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
상술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 친환경 적층필름 및 이를 포함하는 친환경 포장재를 제공하고자 한다.
구체적으로, 본 발명에 따르면, 극저온 냉동 상태에서도 포장재의 인쇄 및 포장지 자체의 품질이 손상되지 않는 고품질 친환경 적층필름 및 친환경 포장재를 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 친환경 적층필름은, PBAT(polybutylene adipate terephthalate), PBS(polybutylene succinate), PHA(polyhydroxy aldehyde), PLA(polylactic acid), TPS(thermoplastic starch), PVA(polyvinyl alcohol), PCL(polycaprolactam), PE(polyethylene), PP(polypropylene), Oxo-PE, Oxo-PP, Bio-PE, Bio-PP, Bio-PET, EVA(ethylene vinyl acetate), EVOH(ethylene vinyl alcohol), PVDC(polyvinylidene chloride), PET(polyethylene terephthalate) 및 나일론(nylon)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 필름층; 상기 필름층 상에 형성되는 종이층; 및 상기 종이층 상에 형성되는 코팅층;을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 종이층은, 침엽수 펄프 및 활엽수 펄프를 2 : 8 내지 6 : 4의 중량비로 포함하고, 바이오탄소의 함량이 70% 이상인 것일 수 있다.
상기 종이층은, 크라프트지, 글라신지, 박엽지, 아트지, 편면아트지, 백상지, 모조지, 매트지, 중질지, 갱지, 코트지, 스노화이트지, 레이드지, 파일지, 마니라지, 마니라 아이보리지, 면종이, 노루지, 위생용지, 라벨지 및 기타지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 종이층은, 인장강도가 3 kgf/15 ㎜ 이상이고, 인열강도가 10 gf 내지 2,000 gf이고, 밀도가 0.6 g/cm3 내지 1.2 g/cm3고, 수분 함량이 1% 내지 10%인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 종이층은, 레진산으로 사이징 처리되어, 표면에 소수성 작용기가 형성되는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은, PVA(polyvinyl alcohol), 아크릴계 수지, 파라핀 왁스, 파라핀 오일, 실리콘 오일, 실란계 수지, 로진, 레진산, 우레아계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은, 실란 커플링제를 더 포함하는 것이고, 상기 실란 커플링제는, 비닐기, 에폭시기, 아미노기, 메타크릴기 및 머캅토기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기를 포함하는 것이고, 상기 실란 커플링제는, 상기 코팅층 내 결합을 형성하고, 상기 종이층 및 상기 코팅층과 결합을 형성하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 실란 커플링제는, 상기 코팅층 100 중량부를 기준으로 10 중량부 이하로 함유되는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필름층 및 상기 종이층 사이에 형성되는 접착층;을 더 포함하고, 상기 접착층은, PE(polyethylene), PP(polypropylene), POE(polyolefin elastomer), POP(polyolefin Plastomer), α-올레핀 코폴리머(α-olefin copolymer), PVA계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리올리핀계 수지, EVA(ethylene vinyl acetate) 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이고, 상기 접착층은, 2 ㎛ 내지 25 ㎛의 두께를 가지는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 접착층은, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), β-사이클로덱스트린(β-cyclodextrin), 나노셀룰로오스, 셀룰로오스 나노파이버(CNF), 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, PVA, PVDC 및 나노 클레이로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필름층은, 무기물 또는 금속이 표면에 증착된 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필름층 또는 상기 종이층은, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), β-사이클로덱스트린(β-cyclodextrin), 나노셀룰로오스, 셀룰로오스 나노파이버(CNF), 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, PVA, PVDC 및 나노 클레이로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필름층은, 12 ㎛ 내지 250 ㎛의 두께를 가지는 것이고, 상기 종이층은, 30 g/m2 내지 250 g/m2 평량을 가지는 것이고, 상기 코팅층은, 2 ㎛ 내지 15 ㎛의 두께를 가지는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 친환경 포장재는, 1.0 kgf/15 ㎜ 이상의 씰링강도를 가지고, 상기 친환경 포장재는, 펌프, 스파우트, 지퍼, 10 ㎜ 이하의 고분자 필름 및 티어탭으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함하여 씰링되는 것이고, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 적층필름을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 친환경 포장재는, 스틱, 튜브, 삼방 파우치, 이방스탠드, 삼방스탠드, M방 파우치, 박스 파우치 또는 톰슨 파우치의 형태를 가지는 것일 수 있다.
본 발명은 친환경 적층필름 및 이를 포함하는 친환경 포장재를 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따르면, 극저온 냉동 상태에서도 포장재의 인쇄 및 포장지 자체의 품질이 손상되지 않는 고품질 친환경 포장재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 적층필름의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 포장재의 실제 이미지이다.
도 4는 비교예 1에 따른 포장재의 극저온 보관 이후의 성에 발생을 나타낸 실제 이미지이다.
이하에서, 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 친환경 적층필름은, PBAT(polybutylene adipate terephthalate), PBS(polybutylene succinate), PHA(polyhydroxy aldehyde), PLA(polylactic acid), TPS(thermoplastic starch), PVA(polyvinyl alcohol), PCL(polycaprolactam), PE(polyethylene), PP(polypropylene), Oxo-PE, Oxo-PP, Bio-PE, Bio-PP, Bio-PET, EVA(ethylene vinyl acetate), EVOH(ethylene vinyl alcohol), PVDC(polyvinylidene chloride), PET(polyethylene terephthalate) 및 나일론(nylon)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 필름층; 상기 필름층 상에 형성되는 종이층; 및 상기 종이층 상에 형성되는 코팅층;을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층필름의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적층필름은, 필름층(100), 종이층(200) 및 코팅층(300)을 포함하는 것으로서, 종이층(200)은 필름층(100)의 일 면 상에 형성되는 것일 수 있고, 코팅층(300)은, 종이층(200)에서 필름층(100)이 형성된 면의 반대편에 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 적층필름의 두께는 50 ㎛ 내지 400 ㎛ 인 것이고, 더 바람직하게는 80 ㎛ 내지 350 ㎛ 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필름층(100)은 PBAT(polybutylene adipate terephthalate), PBS(polybutylene succinate), PHA(polyhydroxy aldehyde), PLA(polylactic acid), TPS(thermoplastic starch), PVA(polyvinyl alcohol), PCL(polycaprolactam), PE(polyethylene), PP(polypropylene), Oxo-PE, Oxo-PP, Bio-PE, Bio-PP, Bio-PET, EVA(ethylene vinyl acetate), EVOH(ethylene vinyl alcohol), PVDC(polyvinylidene chloride), PET(Polyethylene terephthalate) 및 나일론(nylon)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나 이상을 사용하거나 하나 이상의 필름을 공압출, 코팅, 압출 라미네이션 또는 드라이 라미네이션 공법을 통해 형성되는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면 필름층(100)은 두께가 10 ㎛ 내지 250 ㎛인 것이고, 더 바람직하게는 30 ㎛ 내지 160 ㎛일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 적층필름은, 종이층과 필름층이 쉽게 분리될 수 있어 재활용이 용이하고, 극저온 상태에서 포장재 자체 및 포장재 상의 인쇄 품질의 저하가 발생하지 않는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 필름층은, 무기물 또는 금속이 표면에 증착된 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, AlOx, SiOx, 알루미늄과 같은 무기물 또는 금속이 표면에 증착된 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 필름층은, AlOx, SiOx 및 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 무기물 또는 금속이 표면에 증착된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 필름층 또는 상기 종이층은, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), β-사이클로덱스트린(β-cyclodextrin), 나노셀룰로오스, 셀룰로오스 나노파이버(CNF), 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, PVA(polyvinyl alcohol), PVDC 및 나노 클레이로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필름층 또는 상기 종이층의 표면에 몬모릴로나이트(montmorillonite), 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), β-사이클로덱스트린(β-cyclodextrin), 나노셀룰로오스, 셀룰로오스 나노파이버(CNF), 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, PVA(polyvinyl alcohol), PVDC 및 나노 클레이로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 종이층은, 침엽수 펄프 및 활엽수 펄프를 2 : 8 내지 6 : 4의 중량비로 포함하고, 바이오탄소의 함량이 70% 이상인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 침엽수 펄프 비율이 높으면 내수성 및 물성은 올라가지만 평활도가 떨어져 인쇄 적성이 떨어질 수 있고, 침엽수 펄프 비율이 너무 낮으면 인장강도와 같은 기계적 물성이 낮아 내수성도 떨어져 냉동식품용 포장재로는 사용하기 어려울 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 종이층은, 활엽수 펄프의 중량 대비 침엽수 펄프의 중량은 100% 이하인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 종이층의 평량은, 바람직하게는, 30 g/m2 내지 150 g/m2일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 종이층의 고해도(freeness)는 10 °SR 내지 45 °SR일 수 있다. 종이층의 고해도는, 바람직하게는 15 °SR 내지 45 °SR 일 수 있으며, 더 바람직하게는 20 °SR 내지 40 °SR 일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 종이층의 고해도는, 쇼퍼-리글러(Schopper-Riegler) 고해도 스케일에 따라 측정되는 것일 수 있고, 펄프가 와이어에서 탈수되는 용이성을 확인하는 지표로 용이하게 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 종이층은 침엽수 펄프를 포함함으로써 활엽수 펄프만을 포함하는 종이에 비해 물리적 강도가 강하고 수분의 침투를 막을 수 있다는 장점이 있다.
일 실시예에 따르면, 종이층은 전분, 보류제 또는 둘 다를 더 포함할 수 있다. 전분 또는 보류제는 종이층의 섬유 조직과 결합하는 것으로서, 본 발명에 따른 종이층은 고해도가 커서, 섬유 조직의 표면적이 커지고 더 많은 전분 또는 보류제와 결합함으로써 내수성이 향상될 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 종이층은, 크라프트지, 글라신지, 박엽지, 아트지, 편면아트지, 백상지, 모조지, 매트지, 중질지, 갱지, 코트지, 스노화이트지, 레이드지, 파일지, 마니라지, 마니라 아이보리지, 면종이, 노루지, 위생용지, 라벨지 및 기타지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 종이층은, 인장강도가 3 kgf/15 ㎜ 이상이고, 인열강도가 10 gf 내지 2,000 gf이고, 밀도가 0.6 g/cm3 내지 1.4 g/cm3 이고, 수분 함량이 1% 내지 10% 일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 종이층의 인장강도는, 3 kgf/15 ㎜ 내지 30 kgf/15 ㎜인 것일 수 있고, 더 바람직하게는, 5 kgf/15 ㎜ 내지 20 kgf/15 ㎜인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인열강도는, 10 gf 내지 1,500 gf인 것일 수 있고, 더 바람직하게는, 100 gf 내지 1,500 gf인 것일 수 있다.
인열강도(tearing strength)란, 종이가 찢기기 시작하는 강도를 의미하는 것으로서, 인열강도가 높을수록 고강도의 종이임을 의미한다.
일 실시예에 따르면, 종이층의 밀도는, 바람직하게는, 0.6 g/cm3 내지 1.0 g/cm3 또는 0.7 g/cm3 내지 1.3 g/cm3인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 종이층의 수분 함량은, 1% 내지 10%인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 종이층의 수분 함량은, 바람직하게는, 1% 내지 8%, 더 바람직하게는, 1% 내지 5%인 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 종이층의 수분 함량이 1% 미만인 경우, 정전기가 발생할 수 있어 제조된 적층필름의 제조에 있어 불량이 발생할 수 있고, 수분 함량이 10%를 초과하는 경우, 적층필름의 힘이 없어지고 제조 불량이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 종이층은, 로진으로 사이징 처리되어, 표면에 소수성 작용기가 형성되는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 로진은 레진산 및 기타 물질을 포함하는 것으로서, 레진산은 상기 로진의 중량 100 중량부를 기준으로 60 중량부 내지 95 중량부로 함유되는 것일 수 있다. 상기 레진산은, 아비에트산(abietic acid), 피마릭산(pimaric acid) 또는 둘 다를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기타 물질은 지방산, 알코올, 에스테르, 케톤 및 탄화수소로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 종이층 표면에 형성되는 소수성 작용기는, 레진산으로부터 유도되는 것일 수 있다. 구체적으로, 종이층 표면에 형성되는 소수성 작용기는, 아비에트산, 피마릭산 또는 둘 다로부터 유도되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 코팅층은, PVA(Polyvinyl Alcohol), 아크릴계 수지, 파라핀 왁스, 파라핀 오일, 실리콘 오일, 실란계 수지, 로진, 레진산, 우레아계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 예시로서, 코팅층은 아크릴계 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은, 실란 커플링제를 더 포함하는 것이고, 상기 실란 커플링제는, 비닐기, 에폭시기, 아미노기, 메타크릴기 및 머캅토기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기를 포함하는 것이고, 상기 실란 커플링제는, 상기 종이층 및 코팅층과 결합을 형성하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 실란 커플링제는 종이층 및 코팅층 사이에서 가교 역할을 수행하는 것으로서, 라디칼 중합을 통해 종이층과 코팅층 그리고 코팅층 내에서 코팅 물질과 각각 결합하는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 코팅층은, 가교제, 실란 커플링제, 아크릴 모노머, 중합개시제 및 계면활성제를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실란 커플링제는, 상기 코팅층 100 중량부를 기준으로 10 중량부 이하로 함유되는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 실란 커플링제의 함량은, 바람직하게는, 코팅층 100 중량부를 기준으로 0.5 중량부 내지 4.5 중량부인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 필름층 및 상기 종이층 사이에 형성되는 접착층;을 더 포함하고, 상기 접착층은, PE(polyethylene), PP(polypropylene), POE(polyolefin elastomer), POP(polyolefin Plastomer), α- 올레핀 코폴리머(α-olefin copolymer), PVA계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리올리핀계 수지, EVA(ethylene vinyl acetate) 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하고, 상기 접착층은, 2 ㎛ 내지 25 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 적층필름의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 필름층(100), 종이층(200) 및 코팅층(300)을 포함하는 적층필름으로서, 필름층(100) 및 종이층(200) 사이에 접착층(400)이 더 형성된 것을 확인할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 접착층(400)은, PE(polyethylene), PP(polypropylene), POE(polyolefin elastomer), POP(polyolefin Plastomer), α- 올레핀 코폴리머(α-olefin copolymer), PVA계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리올리핀계 수지, EVA(ethylene vinyl acetate) 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있고, 2 ㎛ 내지 25 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 접착층은, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), β-사이클로덱스트린(β-cyclodextrin), 나노셀룰로오스, 셀룰로오스 나노파이버(CNF), 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, PVA, PVDC 및 나노 클레이로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 필름층은, 12 ㎛ 내지 250 ㎛의 두께를 가지는 것이고, 상기 종이층은, 30 g/m2 내지 250 g/m2 평량을 가지는 것이고, 상기 코팅층은, 2 ㎛ 내지 15 ㎛의 두께를 가지는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 필름층의 두께는, 바람직하게는, 30 ㎛ 내지 100 ㎛인 것일 수 있다.
일 실시 예에 따르면 산소, 수분차단성을 향상 시키기 위에 필름층에 알루미늄, AlOX, SiOX와 같은 무기물 또는 메탈을 코팅 또는 증착하여 사용할 수 있다.
일 실시형태에 따르면 산소, 수분차단성을 향상 시키기 위해 필름층, 종이층 또는 접착층 중 어느 하나 이상에 몬모릴로나이트(montmorillonite), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), β-사이클로덱스트린(β-cyclodextrin), 나노셀룰로오스, 셀룰로오스 나노파이버(CNF), 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, PVA, PVDC 및 나노 클레이로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 친환경 적층필름의 제조방법은, PBAT(polybutylene adipate terephthalate), PBS(polybutylene succinate), PHA(polyhydroxy aldehyde), PLA(polylactic acid), TPS(thermoplastic starch), PVA(polyvinyl alcohol), PCL(polycaprolactam), PE(polyethylene), PP(polypropylene), Oxo-PE, Oxo-PP, Bio-PE, Bio-PP, Bio-PET, EVA(ethylene vinyl acetate), EVOH(ethylene vinyl alcohol), PVDC(polyvinylidene chloride), PET(polyethylene terephthalate) 및 나일론(nylon)으로 이루어진 군에서 형성되는 적어도 하나를 포함하는, 필름을 준비하는 단계; 상기 필름 상에 종이층을 형성하는 단계; 및 상기 종이층 상에 코팅층을 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 종이층을 형성하는 단계는, 크라프트지, 글라신지, 박엽지, 아트지, 편면아트지, 백상지, 모조지, 매트지, 중질지, 갱지, 코트지, 스노화이트지, 레이드지, 파일지, 마니라지, 마니라 아이보리지, 면종이, 노루지, 위생용지, 라벨지 및 기타지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 종이를 접착하여 수행되는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 내수성을 향상 시키기 위해 종이에 PVA 또는 전분을 딥코팅할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 코팅층을 형성하는 단계는, 종이층 상에 코팅액을 도포한 뒤 코팅액을 열처리하여 경화시켜 수행되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 친환경 포장재는, 1.0 kgf/15 ㎜ 이상의 씰링강도를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 친환경 포장재는, 펌프, 스파우트, 지퍼 10㎜ 이하의 고분자 필름 및 티어탭으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함하여 씰링되는 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 친환경 포장재는, 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 적층필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 친환경 포장재는, 스틱, 튜브, 삼방 파우치, 이방스탠드, 삼방스탠드, M방 파우치, 박스 파우치 또는 톰슨 파우치의 형태를 가지는 것일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 포장재의 실제 이미지이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 친환경 적층필름을 이용하여 M방 파우치의 형태로 형성된 친환경 포장재를 확인할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
제조예
본 발명의 따른 친환경 적층필름의 제조방법은, 종이를 준비하는 단계, 상기 종이 위에 접착제를 위치시키는 단계 및 상기 접착제 상에 필름을 위치시키는 단계를 포함하고, 종이 표면에 코팅층을 형성 할 수 있다.
방사성탄소동위원소 함량 70 pMC 이상이고, 바이오탄소 함량이 70% 이상이며, 인장강도는 3 kgf/15 ㎜, 인열강도는 5 gf 내지 400 gf이고, 침엽수 함량이 20% 내지 60%이고, 평량이 60 g/m2인 종이를 준비하였다.
이 때, 인열강도는 ASTM D1424, 바이오탄소 함량은 ASTM D6866-D20 Method B(AMS)를 이용하여 측정하였다.
한편, 필름층은 PBAT(polybutylene adipate terephthalate), PBS(polybutylene succinate), PHA(polyhydroxy aldehyde), PLA(polylactic acid), TPS(thermoplastic starch), PVA(polyvinyl alcohol), PCL(polycaprolactam), PE(polyethylene), PP(polypropylene), Oxo-PE, Oxo-PP, Bio-PE, Bio-PP, Bio-PET, EVA(ethylene vinyl acetate), EVOH(ethylene vinyl alcohol), PVDC(polyvinylidene chloride), PET(polyethylene terephthalate) 및 나일론(nylon)으로 이루어진 군에서 형성되는 적어도 하나를 포함하였다.
종이층과 필름층 사이의 접착층은 PE(polyethylene), PP(polypropylene), POE(polyolefin elastomer), POP(polyolefin Plastomer), α- 올레핀 코폴리머(α-olefin copolymer), PVA계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리올리핀계 수지, EVA(ethylene vinyl acetate) 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하고, 상기 접착층은, 2 ㎛ 내지 25 ㎛의 두께로 도포되어 형성되었다.
상기 코팅층은, PVA(polyvinyl alcohol), 아크릴계 수지, 파라핀 왁스, 파라핀 오일, 실리콘 오일, 실란계 수지, 로진, 레진산, 우레아계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함한 코팅액을 사용할 수 있고, 상기 종이 표면에 형성되었다. 코팅액은 1 g/m2 내지 15 g/m2 도포될 수 있다.
상기 방법으로 제조 된 적층필름은 두께가 50 ㎛ 내지 400 ㎛ 두께일 수 있다. 바람직하게는 80 ㎛ 내지 250 ㎛일 수 있으며, 더 바람직하게는 100 ㎛ 내지 180 ㎛ 일 수 있다.
실시예 1
방사성탄소동위원소함량 80 pMC 이상이고, 바이오탄소 함량이 80% 이상이며, 인장강도가 3 kgf/15mm 이상이고, 제지 내 침엽수 비율이 20%인 평량 60 g/m2 종이층을 준비하였다. 1-에텐, 1-프로펜, 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 이상의 코모노머를 사용한 LLDPE를 포함하는50㎛ 폴리에틸렌(polyethylene) 필름층을 제조한 뒤, 이를 종이층 상에 접착하였다.
접착제는 폴리올레핀계 수지를 사용하여 압출 라미네이션 공법으로 제작하였고, 13㎛ 내지 25㎛ 도포하였다.
코팅층은, 실란커플링제를 10 wt%이하로 첨가하여 만든 D社의 HC-351 을 사용하여 2㎛ 내지 10㎛ 두께로 도포하였다.
실시예 2
코팅층으로 C社 아크릴계 방수 코팅액 5㎛ 이하로 선 코팅 한 후 D社 HC-351 코팅액을 그 위에 5㎛ 이하로 코팅한 것을 제외하면 실시예1과 동일하게 제조하였다.
비교예 1
방사성탄소동위원소함량 80 pMC 이상이고, 바이오탄소 함량이 80% 이상이며, 제지 내 침엽수 비율이 40%인 평량 60 g/m2 층을 준비하였다.
코팅층은, D社의 파라핀계 왁스 베이스의 방수 코팅액을 10㎛ 도포 하였다. 필름층 준비와 종이층과의 합지는 실시예1과 동일하게 진행하였다.
비교예 2
방사성탄소동위원소함량 80 pMC 이상이고, 바이오탄소 함량이 80% 이상이며, 제지 내 침엽수 비율이 10%인 평량 60 g/m2 종이층을 사용한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
비교예 3
방사성탄소동위원소함량 80 pMC 이상이고, 바이오탄소 함량이 80% 이상이며, 제지 내 침엽수 비율이 10%인 평량 60 g/m2 종이층을 사용하고,
코팅층은 C社의 실란커플링제가 첨가되지 않은 아크릴계 방수 코팅액을 10㎛ 안팍으로 도포하였다.
비교예 4
종이층은 방사성탄소동위원소함량 80 pMC 이상이고, 바이오탄소 함량이 80% 이상이며, 제지 내 침엽수 비율이 50%인 평량 60 g/m2 종이층을 사용하였고, 코팅층을 D社 HC-351을 사용하여 2㎛ 미만으로 도포하였다는 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 제조 하였다.
비교예 5
방사성탄소동위원소함량 80 pMC 이상이고, 바이오탄소 함량이 80% 이상이며, 내수성 향상을 위해 PVA 또는 전분을 코팅한 60 g/m2 면종이를 사용하는 것을 제외하면 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
실험예
상기 실시예 및 비교예의 포장재에 대하여 극저온(영하 45℃ 이하)에서 인쇄 층, 종이층의 변화 및 씰링 상태를 확인하였다.
실시예 및 비교예 샘플은 160 ㎜ × 200 ㎜ 크기의 M방 파우치 형태로 가공하여 사용하였다. 실험은 상업용 냉장고를 이용하여 영하 45 ℃에서 48시간 동안 보관 후 육안으로 상태를 확인하는 방법으로 하였다.
특히, 실시예 및 비교예 샘플에 대해 표면에 발생한 성에를 물리적으로 제거할 때 인쇄 및 종이 표면에 손상이 가는지도 확인하여 손상 발생 여부를 확인하였다.
상기 실험 결과를 아래 표1에 나타내었다.
구 분 구 조 평가
결과
실시예 1 실란커플링제 첨가 아크릴계 수지 10㎛ 도포 /
침엽수 비율 20% 제지 60g/m2/
PE 필름 50㎛		 Pass
실시예 2 아크릴계 수지 5㎛ 선 도포 /실란커플링제 첨가 아크릴 수지 5㎛ 도포
침엽수 비율 20% 제지 60g/m2/
PE 필름 50㎛		 Pass
비교예 1 파라핀계 왁스 10㎛ 도포
침엽수 비율 40% 제지 60g/m2/
PE 필름 50㎛		 Fail
비교예 2 실란커플링제 첨가 아크릴 수지 10㎛ 도포 /
침엽수 비율 10% 제지 60g/m2/
PE 필름 50㎛		 Fail
비교예 3 아크릴계 수지 10㎛ 도포 /
침엽수 비율 10% 제지 60g/m2/
PE 필름 50㎛		 Fail
비교예 4 실란커플링제 첨가 아크릴계 수지 2㎛ 미만 도포 /
침엽수 비율 50% 제지 60g/m2 /
PE 필름 50㎛		 Fail
비교예 5 실란커플링제 첨가 아크릴계 수지 2㎛ 미만 도포 /
PVA 또는 전분 코팅 면종이 60g/m2/
PE필름 50㎛		 Fail
표 1을 참조하면, 개선된 코팅액 및 종이를 사용한 실시예 1 및 2의 포장재는 비교예 1 내지 5의 포장재와 비교 시 극저온(-45 ℃ 이하) 48시간 조건 하에서도 종이 표면 및 인쇄 상태가 양호하다는 것을 알 수 있다.
도 4는 비교예 1에 따른 포장재의 극저온 보관 이후의 성에 발생을 나타낸 실제 이미지이다.
도 4를 참조하면, 포장재 표면에 성에가 발생함에 따라 인쇄 품질이 저하되는 것을 확인할 수 있으며(도 2의 좌측), 성에를 제거하는 과정에서 인쇄 품질 저하 및 종이층이 탈리되는 현상이 발생함을 확인할 수 있다.
상기 실험예를 참조하면, 침엽수 비율이 20% 이상인 종이를 사용하였을 경우 극저온 상태에서 더 강한 내구성을 가지는 것을 알 수 있었다.
상기 실험예를 참조하면, 실란커플링제가 첨가 된 아크릴계 수지를 사용 할 경우 극저온 상태에서 더 종이층 및 인쇄층의 손상을 방지하는 효과가 있음을 확인 할 수 있었다.
이상과 같이 실시예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.
100: 필름층
200: 종이층
300: 코팅층
400: 접착층

Claims (15)

  1. PBAT(polybutylene adipate terephthalate), PBS(polybutylene succinate), PHA(polyhydroxy aldehyde), PLA(polylactic acid), TPS(thermoplastic starch), PVA(polyvinyl alcohol), PCL(polycaprolactam), PE(polyethylene), PP(polypropylene), Oxo-PE, Oxo-PP, Bio-PE, Bio-PP, Bio-PET, EVA(ethylene vinyl acetate), EVOH(ethylene vinyl alcohol), PVDC(polyvinylidene chloride), PET(polyethylene terephthalate) 및 나일론(nylon)으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 필름층;
    상기 필름층 상에 형성되는 종이층; 및
    상기 종이층 상에 형성되는 코팅층;을 포함하고,
    상기 종이층은, 인장강도가 3 kgf/15 ㎜ 이상이고, 인열강도가 10 gf 내지 2,000 gf이고, 밀도가 0.6 g/cm3 내지 1.2 g/cm3고, 수분 함량이 1% 내지 10%인 것이고,
    상기 코팅층은, PVA(polyvinyl alcohol), 파라핀 왁스, 파라핀 오일, 실리콘 오일, 실란계 수지, 로진, 레진산, 우레아계 수지 및 우레탄계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이고,
    상기 코팅층은, 실란 커플링제를 더 포함하는 것이고,
    상기 실란 커플링제는, 비닐기, 에폭시기, 메타크릴기 및 머캅토기로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 작용기를 포함하는 것이고,
    상기 실란 커플링제는, 상기 코팅층 내 결합을 형성하고, 상기 종이층 및 상기 코팅층과 결합을 형성하는 것이고,
    상기 종이층은, 30 g/m2 내지 150 g/m2 평량을 가지는 것인,
    친환경 적층필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 종이층은, 침엽수 펄프 및 활엽수 펄프를 2 : 8 내지 6 : 4의 중량비로 포함하고, 바이오탄소의 함량이 70% 이상인 것인,
    친환경 적층필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 종이층은, 크라프트지, 글라신지, 박엽지, 아트지, 편면아트지, 백상지, 모조지, 매트지, 중질지, 갱지, 코트지, 스노화이트지, 레이드지, 파일지, 마니라지, 마니라 아이보리지, 면종이, 노루지, 위생용지, 라벨지 및 기타지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인,
    친환경 적층필름.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 종이층은, 레진산으로 사이징 처리되어, 표면에 소수성 작용기가 형성되는 것인,
    친환경 적층필름.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실란 커플링제는, 상기 코팅층 100 중량부를 기준으로 10 중량부 이하로 함유되는 것인,
    친환경 적층필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 필름층 및 상기 종이층 사이에 형성되는 접착층;을 더 포함하고,
    상기 접착층은, PE(polyethylene), PP(polypropylene), POE(polyolefin elastomer), POP(polyolefin Plastomer), α-올레핀 코폴리머(α-olefin copolymer), PVA계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리올리핀계 수지, EVA(ethylene vinyl acetate) 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이고,
    상기 접착층은, 2 ㎛ 내지 25 ㎛의 두께를 가지는 것인,
    친환경 적층필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접착층은, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), β-사이클로덱스트린(β-cyclodextrin), 나노셀룰로오스, 셀룰로오스 나노파이버(CNF), 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, PVA, PVDC 및 나노 클레이로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것인,
    친환경 적층필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 필름층은, 무기물 또는 금속이 표면에 증착된 것인,
    친환경 적층필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 필름층 또는 상기 종이층은, 몬모릴로나이트(montmorillonite), 그래핀(graphene), 그래핀 옥사이드(graphene oxide), β-사이클로덱스트린(β-cyclodextrin), 나노셀룰로오스, 셀룰로오스 나노파이버(CNF), 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, PVA, PVDC 및 나노 클레이로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함하는 것인,
    친환경 적층필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 필름층은, 12 ㎛ 내지 250 ㎛의 두께를 가지는 것이고,
    상기 코팅층은, 2 ㎛ 내지 15 ㎛의 두께를 가지는 것인,
    친환경 적층필름.
  14. 친환경 포장재로서,
    상기 친환경 포장재는, 1.0 kgf/15 ㎜ 이상의 씰링강도를 가지고,
    상기 친환경 포장재는, 펌프, 스파우트, 지퍼, 10 ㎜ 이하의 고분자 필름 및 티어탭으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 더 포함하여 씰링되는 것이고,
    상기 친환경 포장재는, 제1항 내지 제3항, 제5항, 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항의 친환경 적층필름을 포함하는 것인,
    친환경 포장재.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 친환경 포장재는, 스틱, 튜브, 삼방 파우치, 이방스탠드, 삼방스탠드, M방 파우치, 박스 파우치 또는 톰슨 파우치의 형태를 가지는 것인,
    친환경 포장재.
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