KR102568720B1 - 플라스틱 함량 감소 탄소중립 대응 친환경 기체차단성 복합필름 - Google Patents

플라스틱 함량 감소 탄소중립 대응 친환경 기체차단성 복합필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기재필름, 무기물 또는 알루미늄 증착층 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름을 포함하는 기체차단성 복합필름으로서, 상기 복합필름내 무기물의 총함량이 전체 복합필름의 10 내지 70 중량%인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다. 본 발명에 따른 복합필름은 기체차단성, 강인성 및 식품포장재 안전성이 탁월하며, 동시에 플라스틱 함량이 감소되고 감소된 만큼 대체물로서 무기물이 함유되어 사용 후 폐기되어 소각처리될 경우 비가연성의 함유된 무기물 함량 만큼 이산화탄소 배출량이 적어져 탄소중립에 대응이 가능한 친환경 식품포장재로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

플라스틱 함량 감소 탄소중립 대응 친환경 기체차단성 복합필름{Carbon-neutral response eco-friendly gas barrier composite film with reduced plastic content}
본 발명은 플라스틱 함량 감소 탄소중립 대응 친환경 기체차단성 복합 필름에 관한 것일 수 있다.
보다 상세하게는 플라스틱 함량이 감소되고 감소된 만큼 대체물로서 무기물이 함유된 복합필름으로서, 사용 후 폐기되어 소각처리될 경우 비가연성의 함유된 무기물 함량만큼 이산화탄소 배출량이 적어져 탄소중립에 대응이 가능한 친환경성을 가지며, 동시에 기체 차단성, 강인성 및 식품포장재 안전성이 탁월한 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
인간의 욕심이 부른 폭염, 한파 등 이상기후 현상을 초래하고 있는 지구온난화의 주범이 이산화탄소의 배출임이 밝혀지면서 국제사회는 기후변화 문제의 심각성을 인식하고 이를 해결하기 위해 교토의정서 채택(1997년), 파리협정 채택(2015년)을 거쳐 전 세계적으로 이산화탄소를 배출한 만큼 이산화탄소를 흡수하는 대책을 세워 이산화탄소의 배출량을 0 으로 만드는 소위 ‘탄소중립’을 선언하게 되었다.
우리나라도 2020년 12월 탄소중립 2050년을 선언하고 이에 대한 신속한 해결책 마련은 물론 이를 통해 오히려 신성장동력과 새로운 일자리 창출기회를 만들려는 노력을 경주하고 있다.
한편 코로나19(COVID-19)는 한국을 반강제적으로 '배달중독' 사회로 만들었고, 사회적 거리두기로 커피 한 잔마저 '배달'시켜 마시는 모습은 이제 익숙한 풍경으로 특히 플라스틱 폐기물의 피해가 매우 심각하다.
이러한 가연성 플라스틱 폐기물은 거의 대부분 소각처리되어 이산화탄소를 배출하고 있어 탄소중립 노력에 크게 역행되고 있다.
그린피스의 조사결과 가정내 플라스틱 폐기물의 78.1%가 식품포장재임이 밝혀졌는데, 특히 이러한 식품포장재는 식품 잔량에 의한 냄새 발생, 인쇄, 통상 기체차단성 복합필름으로 된 가공식품용 포장재 경우 멀티소재로 구성 등 이유로 재활용이 현실적으로 불가능하여 소각에 의한 폐기처리를 할 수 밖에 없고 캠페인 등을 통한 인위적인 사용량 감소를 유도하기도 어렵다.
하지만 그 양이 엄청나기 때문에 원천적으로 사전오염 방지 차원에서 이산화탄소 배출을 감소시킬 수 있는 획기적인 발상의 새로운 탄소중립 대응 식품포장재, 특히 가공식품 포장재에 적합한 우수한 기체차단성을 가진 탄소 중립 대응 친환경 복합필름의 출현이 시급하고도 절실하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다.
즉, 본 발명은 가연성 플라스틱 함량이 감소되고 감소된 만큼 대체물로서 무기물이 함유된 복합필름으로서, 사용 후 폐기되어 소각처리될 경우 비가연성의 함유된 무기물 함량만큼 이산화탄소 배출량이 적어져 탄소중립에 대응이 가능한 친환경성을 가지며, 동시에 기체차단성, 강인성 및 식품포장재 안전성이 탁월한 기체차단성 복합필름을 제공하고자 한다.
상기 문제를 해결하는 본 발명의 일 양태는 기재필름, 무기물 또는 알루미늄 증착층 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름을 포함하는 기체차단성 복합필름으로서, 상기 복합필름내 무기물의 총함량이 전체 복합필름의 10 내지 70 중량%인 친환경 기체차단성 복합필름을 제공함으로써 상기 문제점을 해결한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 기재필름은 열가소성수지 필름인 것인 친환경 기체 차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 열가소성 수지는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아마이드에서 선택된 하나 이상인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 열가소성수지가 폴리올레핀인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 무기물 증착층의 무기물이 산화규소, 산화알루미늄, 산화인듐 및 산화주석에서 선택된 하나 이상인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 무기물 또는 알루미늄 증착층은 기재필름 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름의 일 면 또는 그 사이에 형성되는 것인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 무기물 또는 알루미늄 층착층이 기재필름의 일 면에 진공증착법, 스퍼터링법 및 이온플레이팅법으로부터 선택된 하나 이상의 방법에 의해 형성되는 것인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 복합필름은 기재필름, 무기물 증착층 또는 알루미늄 증착층 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름이 순차적으로 배치되는 것인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 무기물 입자의 무기물이 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산나트륨, 황산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토분, 제올라이트, 규산백토 및 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 무기물 입자는 평균입경이 0.05 내지 20 μm의 것인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 폴리올레핀은 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐 또는 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 0.01 내지 2 중량%의 친수성기 함유 폴리올레핀을 더 포함하는 것인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 친수성기 함유 폴리올레핀은 무수말레산 함유 폴리올레핀, 에폭시기 함유 폴리올레핀, 카르복실산기 함유 폴리올레핀, 카르복실산 염기 함유 폴리올레핀 또는 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 0.01 내지 2 중량%의 다면체 올리고머 실세스퀴옥산이 더 포함된 것인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 1 내지 30 중량%의 폴리올레핀 엘라스토머가 더 포함된 것인 친환경 기체차단성 복합 필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 0.01 내지 10 중량%의 자외선차단제가 더 포함된 것인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 단층 또는 다층구조의 필름인 것인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 기체차단성 복합필름의 산소투과도가 10 cc/m2·day·atm 이하인 것인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 기체차단성 복합필름의 투습도가 10 g/m2·day 이하인 것인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 기체차단성 복합필름은 알루미늄 포일층이 더 포함되는 것인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 기재필름, 알루미늄 포일 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름을 포함하는 기체차단성 복합필름으로서, 상기 복합필름내 무기물의 총 함량이 전체 복합필름의 10 내지 70 중량%인 친환경 기체차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 복합필름의 외층에 기재필름이 더 포함되는 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 기체차단성 복합필름이 두께 10 ∼ 30 μm의 기재 필름, 두께 0.1 ∼ 10 nm의 무기물 증착층 또는 알루미늄 증착층 및 두께 50 ∼ 200 μm의 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름으로 구성된 것인 친환경 기체 차단성 복합필름에 관한 것일 수 있다.
본 발명자는 또한 상기 일 구현예와 다른 구조를 가지는 두께 10 ∼ 30 μm의 기재필름, 두께 0.1 ∼ 10 nm의 무기물 또는 알루미늄 증착층 및 두께 50 ∼ 200 μm의 폴리올레핀 필름을 포함하는 구조의 복합필름을 제조하여 평가해 본 결과, 기체차단성 자체는 충분하지만, 소각시 증착층을 제외한 대부분이 가연성을 가지기 때문에 이산화탄소 배출량이 많아 탄소중립에 역행되는 문제점이 있어서 본 발명의 효과를 달성하지 못함을 알게 되어 다른 방법으로 추진한 결과 기체차단성과 탄소중립 친환경성을 동시에 확보할 수 있는 복합필름을 개발하게 되었다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 본 연구자들은 상기 당 발명자들이 기 개발한 상기 복합필름에서 폴리올레핀 필름 대신에 비가연성의 무기물 입자를 다량 충진한 폴리올레핀 필름을 신규로 도입한 복합필름을 채택하는 경우, 복합필름 내 함유된 무기물 함량만큼 가연성 플라스틱 함량을 감소시킴에 따라 폐기물로 소각시 그 만큼 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있게 되어 사전오염 방지 차원 원천적인 탄소중립 대응 친환경성을 가지게 될 것이라는 점을 착안하였다. 또한 그러한 구성을 채택하는 복합필름을 제조한 경우에라도, 충분히 기체차단 특성도 우수한 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 된 것이다.
특히 이 경우 상기 복합필름 내 무기물 함량이 20 중량% 이상, 50 중량% 이상, 60 중량% 이상, 최대 70 중량% 까지 높아져도 매우 우수한 기체차단성, 강인성 및 식품포장재 안전성을 가지는 복합필름이 제조될 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
일 구현예에 있어서, 상기 기재필름은 열가소성 수지 필름으로서, 열가소성수지로서는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아마이드 등을 들 수 있으며 이에 반드시 한정하는 것은 아니다. 기재필름중 대표적인 폴리올레핀 필름의 예로서는 이축연신 폴리프로필렌 필름(OPP)을 들 수 있고, 대표적인 폴리에스테르 필름의 예로서는 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(OPET)을 들 수 있고, 대표적인 폴리아마이드 필름의 예로서는 이축연신 폴리아마이드6 필름(OPA)을 들 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 무기물 증착층의 무기물은 산화규소, 산화알루미늄, 산화인듐 및 산화주석에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 반드시 한정된 것은 아니다. 산화규소, 산화알루미늄, 산화규소-산화알루미늄 하이브리드가 기재필름에 대한 증착성이 좋아 우수한 기체차단성이 발현될 수 있어 적합하다.
일 구현예에 있어서, 상기 무기물 또는 알루미늄 층착층은 기재필름의 일 면에 진공증착법, 스퍼터링법, 이온플레이팅법 등 방법에 의해 형성될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 무기물 증착 기재필름의 예로서는 산화알루미늄 증착 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 Toray Advanced Film사 상품명 Barrialox Grade 1011 HGCR, 1011 SBR2, 1011 EGC1, 1031HG, 산화알루미늄 증착 이축연신 폴리프로필렌 필름인 FlexFilm사 상품명 Flexaloxprotectttm Grade B-ULX, 산화규소 증착 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 Oike & Co.사 상품명 MOS Grade SB, SR, 산화규소 증착 이축연신 폴리아마이이드6 필름인 Amcor사 상품명 Ceramis Grade CPA-002 등을 들 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 알루미늄 증착 기재필름의 예로서는 알루미늄 증착 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인 Toray Advanced Film사 상품명 VM-PET Grade 1310, 1510, 알루미늄 증착 이축연신 폴리프로필렌 필름인 Mitsui Chemicals Tohcello사 상품명 OP-102, 알루미늄 증착 무연신폴리프로필렌 필름인 Filmax사 MCL, MCR 등을 들 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 무기물 또는 알루미늄 증착층은 기재필름 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름의 일 면 또는 그 사이에 형성되는 것일 수 있다,
일 구현예에 있어서, 상기 복합필름은 기재필름, 무기물 또는 알루미늄 증착층 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름이 순차적으로 배치되는 것일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 무기물 입자의 무기물이 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산나트륨, 황산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토분, 제올라이트, 규산백토 및 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 무기입자는 구상, 판상, 침상 등 어느 것도 좋으나 폴리올레핀에 대한 분산성이 좋은 구상의 것이 좋고, 무처리 무기입자도 좋으나 스테아린산 등 화합물로 표면처리된 것이 분산성이 매우 좋아 바람직하다. 상기 무기물 입자의 평균입경은 0.05 내지 20 μm의 것, 좋기로는 0.05 내지 10 μm의 것이 바람직하고, 소위 나노입자 0.05 내지 0.5 μm의 것이 더욱 바람직하다.
일 구현예에 있어서, 상기 폴리올레핀은 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐 또는 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 폴리올레핀은 지글러나타 촉매, 메타로센 촉매 등에 의해 제조된 것일 수 있으며, 이중 메타로센 촉매로 제조된 폴리올레핀이 필름의 강인성 향상 측면에서 바람직하다.
일 구현예에 있어서, 상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 0.01 내지 2 중량%의 친수성기 함유 폴리올레핀을 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 친수성기 함유 폴리올레핀으로서는 무수말레산기 함유 폴리올레핀, 에폭시기 함유 폴리올레핀, 카르복실산기 함유 폴리올레핀, 카르복실산 염기 함유 폴리올레핀 또는 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상일 수 있다. 무기물 입자는 통상 표면이 친수성을 가지기 때문에 소수성의 폴리올레핀에 대한 분산이 어려울 수 있다. 상기 친수성기 함유 폴리올레핀이 더 포함될 경우 폴리올레핀에 대한 무기물 입자의 분산성이 대폭 개선되어 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름의 강인성이 탁월해질 수 있다. 특히 폴리올레핀 내 무기물 입자 충진량이 많아질 경우 친수성기 함유 폴리올레핀의 사용은 더욱 효과적이다.
일 구현예에 있어서, 상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 0.01 내지 2 중량%의 다면체 올리고머 실세스퀴옥산이 더 포함된 것일 수 있다. 상기 다면체 올리고머 실세스퀴옥산은 무기 입방 코어 및 외부 유기기를 갖는 유기-무기 하이브리드 화합물로서 구체적인 예로서, Hybrid Plastics사 POSS(Grade Hybrid OL1170, MA0736), NANOSEL사 POSS(상품명 NANOSEL), Sigma-Aldrich사 POSS, Reade International사 POSS, Grafen사 POSS, Nanoshel LLC사 POSS, Construe Chemical사 POSS, SimagChem사 POSS, Wuhan Vanz Pharm사 POSS 등을 들 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다. 다면체 올리고머 실세스퀴옥산이 더 포함될 경우 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름의 강성이 탁월해질 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 1 내지 30 중량%의 폴리올레핀 엘라스토머가 더 포함된 것일 수 있다. 폴리올레핀 엘라스토머로서는 에틸렌-알파-올레핀 공중합체계 엘라스토머, 고밀도 또는 중밀도 에틸렌-알파올레핀 하드 블록과 저밀도 에틸렌-알파-올레핀 소프트 블록으로 구성되는 폴리에틸렌 멀티블록공중합체계 엘라스토머 등 폴리에틸렌 엘라스토머 및 폴리프로필렌 엘라스토머를 들 수 있다. 폴리에틸렌 엘라스토머의 구체적인 예로서는 에틸렌-부텐 공중합체계 엘라스토머인 Mitsui Chemical사 상품명 Tafmer, 에틸렌-옥텐 공중합체계 엘라스토머인 Dow Chemical사 상품명 Engage 등을 들 수 있고, 폴리프로필렌 엘라스토머의 구체적인 예로서는 ExxonMobil사 상품명 Vistamaxx를 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 폴리올레핀 엘라스토머가 더 포함될 경우 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름의 강인성중 인성이 특히 탁월해질 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 0.01 내지 10 중량%의 자외선차단제가 더 포함된 것일 수 있다. 자외선차단제로서는 산화아연, 산화티탄 등과 같은 무기계 자외선차단제, 아민계 화합물, 옥시벤존, 아보벤존 등 벤젠 계열 화학물질과 같은 유기계 자외선차단제가 있다. 자외선과 반응하여 손상받기 쉬운 식품에 대해서는 자외선차단제가 더 포함될 경우 식품의 장기간 보전 측면에서 효과적일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀은 무기물 입자와 폴리올레핀과의 혼합물을 단축 스크류(single screw) 압출기, 이축 스크류(twin screw) 압출기, 니더(kneader), 뱀버리(banbury), 롤밀(roll mill) 등 설비를 이용하여 컴파운딩하여 얻어질 수 있고, 분산성을 더욱 좋게 하기 위해서는 50 중량% 이상 고함량의 무기물 입자에 친수성기 함유 폴리올레핀, 다면체 올리고머 실세스퀴옥산, 폴리올레핀 등을 혼합한 조성물을 컴파운딩하여 1차로 고농도의 마스터뱃치를 제조하고, 이후 나머지 폴리올레핀 엘라스토머, 자외선차단제, 폴리올레핀 등을 드라이 블렌딩 또는 2차 컴파운딩을 하는 방법으로 얻어질 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 통상의 블로운 필름 성형방법, T-다이 캐스팅 필름 성형방법에 의해 제조될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 단층 또는 다층 구조의 필름인 것일 수 있다. 가령 식품과 접촉하는 내층이 폴리올레핀 필름, 외층이 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름으로 구성된 2층 구조의 필름일 수도 있고, 식품과 접촉하는 내층이 폴리올레핀 필름, 중간층이 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름, 외층이 폴리올레핀 필름으로 구성된 3층 구조의 필름, 식품과 접촉하는 내층이 폴리올레핀 필름, 중간층이 무기물 입자 및 폴리올레핀 엘라스토머 충진 폴리올레핀 필름, 외층이 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름으로 구성된 3층 구조의 필름일 수도 있다. 이외 식품포장재의 요구 조건에 따라 여러 구조의 다층필름이 고려될 수 있다. 다층 구조의 필름 에서 내층이 폴리올레핀 필름으로 형성된 경우 식품포장재 안전성 및 열봉합성이 우수해 질 수 있다. 또한 상기 다층 구조의 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 통상의 공압출 방식에 의한 블로운 필름 성형방법, T-다이 캐스팅 필름 성형방법에 의해 제조될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 기체차단성 복합필름의 산소투과도가 10 cc/m2·day·atm 이하인 것, 좋게는 5cc/m2·day·atm 이하인 것, 더 좋기로는 3 cc/m2·day·atm 이하인 것이 바람직하고, 1 cc/m2·day·atm 이하인 것인 더욱 바람직하다. 산소투과도가 낮을수록 산소차단성이 우수해져 가공식품의 보존기간이 길어지는 장점이 있으나, 경제성면에서는 불리해질 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 기체차단성 복합필름의 투습도가 10 g/m2·day 이하인 것, 좋게는 5cc/m2·day·atm 이하인 것, 더 좋기로는 3 g/m2·day 이하인 것이 바람직하고, 1 g/m2·day 이하인 것인 더욱 바람직하다. 투습도가 낮을수록 수분차단성이 우수해져 가공 식품의 보존기간이 길어지는 장점이 있으나, 경제성면에서는 불리해질 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 기체차단성 복합필름은 알루미늄 포일층이 더 포함되는 것일 수 있다. 상기 무기물 또는 알루미늄 층착 기재필름으로 기체 차단성 확보가 충분한 경우가 대부분이나, 더욱더 높은 수준의 기체차단성이 요구되는 경우 두께 3 ∼ 10 μm의 알루미늄 포일층이 더 추가될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 기재필름, 알루미늄 포일 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름을 포함하는 기체차단성 복합필름으로서, 상기 복합필름내 무기물의 총 함량이 전체 복합필름의 10 내지 70 중량%인 친환경 기체차단성 복합 필름일 수 있다. 상기와 같이 무기물 증착 기재필름 또는 알루미늄 층착 기재필름 외에 알루미늄 포일이 더 추가될 경우 기체차단성이 더욱더 탁월해지지만 경제성이 나빠질 수 있기 때문에, 무기물 증착 기재필름 또는 알루미늄 층착 기재필름 대신에 알루미늄 포일로 대체하면 기체차단성이 어느정도 개선됨과 동시에 원가상승 부담은 그리 높아지지 않을 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 복합필름의 외층에 기재필름이 더 포함되는 것일 수 있다. 가령 기재필름, 기재필름, 무기물 증착층 또는 알루미늄 증착층 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름을 포함하는 기체차단성 복합필름일 수 있다. 구체적으로 레토르트 식품포장재로 적용시 스탠딩 성능을 좋게 하려면 좀 더 뻣뻣한 필름이 선호되기 때문에 기재필름을 추가하면 효과적일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 기체차단성 복합필름이 두께 10∼30 μm의 기재필름, 두께 0.1∼10 nm의 무기물 증착층 또는 알루미늄 증착층 및 두께 50 ∼200 μm의 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름으로 구성된 것일 수 있으나 이에 반드시 한정된 것은 아니다.
본 발명에 의한 복합필름은 통상의 아크릴계 접착제, 우레탄계 접착제, 아크릴-우레탄계 접착제 등을 사용한 드라이라미네이션 방법에 의해 상기 무기물 증착 기재필름 또는 알루미늄 증착 기재필름과 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름과의 합지로서 제조될 수 있다. 알루미늄 포일이 추가 또한 증착필름의 대체에 의해 포함될 경우도 동일한 드라이라미네이션 방법에 의한 합지로 복합필름이 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 복합필름은 기체차단성, 강인성 및 식품포장재 안전성이 탁월하며, 동시에 플라스틱 함량이 감소되고 감소된 만큼 대체물로서 무기물이 함유되어 사용 후 폐기되어 소각처리될 경우 비가연성의 함유된 무기물 함량 만큼 이산화탄소 배출량이 적어져 탄소중립에 대응이 가능한 친환경 식품포장재로 유용하게 사용될 것으로 전망된다.
이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 시료의 산소차단성, 수분차단성, 강인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 다음과 같이 평가하였다.
1. 산소차단성
물품 시료로 ASTM D3985에 의거 산소투과도(cc/m2·day·atm)를 측정하여 4등급으로 평가하였다.
- 산소차단성 평가 기준
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
산소투과도
(cc/m2·day·atm)		 1 이하 1 초과
10 이하		 10 초과
20 이하		 20 초과
2. 수분차단성
물품 시료로 ASTM E96에 의거 투습도(g/m2·day)를 측정하여 4등급으로 평가하였다.
- 수분차단성 평가 기준
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
투습도 (g/m2·day) 1 이하 1 초과
10 이하		 10 초과
20 이하		 20 초과
3. 강인성
시료에 대한 강인성은 KS M3503 : 2010에 의해 측정하였는데, 강성은 인장강도(MPa)로, 인성은 신장률(%)로 측정하여 4등급으로 평가하였다.
- 강성 평가 기준
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
인장강도
(MPa)		 40 이상 30 이상
40 미만		 20 이상
30 미만		 20 미만
- 인성 평가 기준
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
신장률
(%)		 500 이상 400 이상
500 미만		 300 이상
400 미만		 300 미만
4. 식품포장재 안전성
식약처 규격(기구 및 용기 포장의 기준 및 규격)에 따라 평가 후 합격(◎), 불합격(X)으로 평가하였다.
5. 탄소중립 친환경성
ISO-3451-1 : 2008에 의거하여 시료를 도가니에 넣고 직접 600℃의 온도에서 완전히 회화처리 하였을 때의 회분의 양으로부터 시료 내 함유된 무기물 함량(중량%)를 측정하여 탄소중립 친환경성을 4등급으로 평가하였다.
- 탄소중립 친환경성 평가 기준
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
무기물 함량(중량%) 40 이상 10 이상
40 미만		 5 이상
10 미만		 5 미만
[실시예 1]
기재가 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(OPET)이고, 증착층이 산화알루미늄(AlOx)인 두께 12 μm의 산화알루미늄 증착 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(Toray Advanced Film사 상품명 Barrial Grade 1011 SBR2, M-OPET(A))을 준비하였다. 무기물 입자로서 스테아린산으로 코팅된 평균입경 1.7 μm의 탄산칼슘(Omya사, CaCO3), 폴리올레핀으로서 용융지수 2.8(g/10분, 190℃, 2.16Kg)의 선형저밀도폴리에틸렌(롯데케미칼사, UT404, PO(A))를 준비하였다. CaCO3 25 중량%, PO(A) 75 중량%로 혼합한 조성물을 이축 스크류 압출기에서 컴파운딩하여 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(A))를 얻었다. 얻어진 CPO(A)를 사용하여 블로운 필름 성형기에서 두께 100 μm의 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 필름(FCPO(A))을 얻었다. 상기 증착필름 M-OPET(A)와 FCPO(A) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(1)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 2]
CaCO3 45 중량%, PO(A) 55 중량%로 혼합한 조성물을 이축 스크류 압출기에서 컴파운딩하여 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(B))를 얻었다. 얻어진 CPO(B)를 사용하여 블로운 필름 성형기에서 두께 100 μm의 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 필름(FCPO(B))을 얻었다. 상기 증착필름 M-OPET(A)와 FCPO(B) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(2)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 3]
친수성기 함유 폴리올레핀으로서 용융지수 8.2(g/10분, 190℃, 2.16Kg)의 아크릴산-에틸렌 공중합체(ExxonMobil사, Escor 5000, HPO(A))를 준비하였다. CaCO3 65 중량%, HPO(A) 5 중량%, PO(A) 30 중량%로 혼합한 조성물을 이축 스크류 압출기에서 컴파운딩하여 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(C))를 얻었다. 얻어진 CPO(C)를 사용하여 블로운 필름 성형기에서 두께 100 μm의 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 필름(FCPO(C))을 얻었다. 상기 증착필름 M-OPET(A)와 FCPO(C) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(3)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 4]
기재가 이축연신 폴리프로필렌 필름(OPP)이고, 증착층이 산화알루미늄(AlOx)인 두께 20 μm의 산화알루미늄 증착 BOPP인 FlexFilm사 상품명 Flexaloxprotectttm Grade B-ULX, M-OPP(A))을 준비하였다. 외층용으로 상기 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(B))를 두께비율 70%로 사용하고, 내층용으로 PO(A)를 두께비율 30%로 사용하여 블로운 필름 성형기에서 공압출에 의한 두께 100 μm의 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 2층 필름(FCPO(D))을 얻었다. 상기 증착필름 M-OPP(A)와 FCPO(D) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(4)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소 중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 5]
기재가 이축연신 폴리아마이드6 필름(OPA)이고, 증착층이 산화규소(SiOx)인 두께 15 μm의 산화규소 증착 OPA(Amcor사 상품명 Ceramis Grade CPA-002, M-OPA(A))을 준비하였다. 외층용으로 상기 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(C))를 두께비율 85%로 사용하고, 내층용으로 PO(A)를 두께비율 15%로 사용하여 블로운 필름 성형기에서 공압출에 의한 두께 100 μm의 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 2층 필름(FCPO(E))을 얻었다. 상기 증착필름 M-OPA(A)와 FCPO(E) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(5)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분 차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 6]
폴리올레핀으로 용융지수 8.0(g/10분, 230℃, 2.16Kg)의 폴리프로필렌(롯데 케미칼사, SFC-550, PO(B))을, 친수성기 함유 폴리올레핀으로서 무수말레산 그라프트 폴리프로필렌(Eastman사, G3003, HPO(B))을 준비하였다. CaCO3 65 중량%, HPO(B) 10 중량%, PO(B) 25 중량%로 혼합한 조성물을 이축 스크류 압출기에서 컴파운딩하여 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(D))를 얻었다. 외층용으로 상기 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(D))를 두께비율 80%로 사용하고, 내층용으로 PO(B)를 두께비율 20%로 사용하여 T-다이 캐스팅 필름 성형기에서 공압출에 의한 두께 100 μm의 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 2층 필름(FCPO(F))을 얻었다. 상기 증착필름 M-OPET(A)와 FCPO(F) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(6)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 7]
폴리올레핀 엘라스토머로서 용융점도 8.0(g/10분, 230℃, 2.16Kg)의 폴리프로필렌 엘라스토머(ExxonMobil사, Vistamaxx 3000, POE(A))를 준비하였다. CaCO3 65 중량%, HPO(B) 5 중량%, POE(A) 15 중량%, PO(B) 15 중량%로 혼합한 조성물을 이축 스크류 압출기에서 컴파운딩하여 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(E))를 얻었다. 외층용으로 상기 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(D))를 두께비율 30%로 사용하고, 중간층용으로 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드 CPO(E)를 두께비율 50%로 사용하고, 내층용으로 PO(B)를 두께비율 20%로 사용하여 T-다이 캐스팅 필름 성형기에서 공압출에 의한 두께 100 μm의 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 3층 필름(FCPO(G))을 얻었다. 상기 증착필름 M-OPET(A)와 FCPO(G) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(7)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 8]
기재가 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(OPET)이고, 증착층이 알루미늄(Al)인 두께 12 μm 알루미늄 증착 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(Toray Advanced Film사 상품명 VM-PET Grade 1310, M-OPET(B))을 준비하였다. 또한 다면체 올리고머 실세스퀴옥산으로서 Hybrid Plastics사 POSS(Grade Hybrid OL1170, SSQ(A)를 준비하였다. CaCO3 40 중량%, SSQ(A) 0.1 중량%, PO(A) 59.9 중량%로 혼합한 조성물을 이축 스크류 압출기에서 컴파운딩하여 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(F))를 얻었다. 얻어진 CPO(F)를 사용하여 블로운 필름 성형기에서 두께 90 μm의 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 필름(FCPO(H))을 얻었다. 상기 증착필름 M-OPET(B)와 FCPO(H) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(8)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 9]
기재가 이축연신 폴리프로필렌 필름(OPP)이고, 증착층이 알루미늄(Al)인 두께 12 μm 알루미늄 증착 이축연신 폴리프로필렌 필름(Mitsui Chemicals Tohcello사 상품명 OP-102, M-OPP(B))을 준비하였다. 외층용으로 상기 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(D))를 두께비율 75%로 사용하고, 내층용으로 PO(B)를 두께비율 25%로 사용하여 T-다이 캐스팅 필름 성형기에서 공압출에 의한 두께 120 μm의 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 2층 필름(FCPO(I))을 얻었다. 상기 증착필름 M-OPP(B)와 FCPO(I) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(9)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[비교예 1]
PO(A)를 사용하여 블로운필름 성형기에서 두께 100 μm의 폴리올레핀 필름(FPO(A))을 얻었다. 상기 증착필름 M-OPET(A)와 FPO(A) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(C1)을 제조 하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[비교예 2]
CaCO3 82 중량%, SSQ(A) 0.1 중량%, HPO(B) 7.9 중량%, PO(B) 10 중량%로 혼합한 조성물을 이축 스크류 압출기에서 컴파운딩하여 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(G))를 얻었다. 얻어진 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 컴파운드(CPO(G))를 사용하여 T-다이 캐스팅 필름 성형기에서 두께 150 μm의 탄산칼슘 충진 폴리올레핀 필름(FCPO(J))을 얻었다. 상기 증착필름 M-OPP(A)와 FCPO(J) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(C2)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[비교예 3]
PO(B)를 사용하여 T-다이 캐스팅 필름 성형기에서 두께 100 μm의 폴리올레핀 필름(FPO(B))을 얻었다. 상기 증착필름 M-OPET(B)와 FPO(B) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(C3)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
구분 복합필름 구성 복합필름내
무기물 함량
(중량%)		 기체차단성 강인성 식품
포장재 안전성		 탄소중립 친환경성
기재 증착층 폴리올레핀
필름		 산소
차단성		 수분
차단성		 강성 인성
실시예 1 OPET AlOx FCPO(A) 22 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○
실시예 2 OPET AlOx FCPO(B) 40 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 3 OPET AlOx FCPO(C) 58 ◎ ◎ ○ ○ ◎ ◎
실시예 4 OPP AlOx FCPO(D) 26 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○
실시예 5 OPA SiOx FCPO(E) 48 ○ ○ ○ ○ ◎ ◎
실시예 6 OPET AlOx FCPO(F) 46 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ◎
실시예 7 OPET AlOx FCPO(G) 46 ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ◎
실시예 8 OPET Al FCPO(H) 35 ◎ ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 9 OPP Al FCPO(I) 44 ◎ ◎ ○ ○ ◎ ◎
비교예 1 OPET AlOx FPO(A) 0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ X
비교예 2 OPP AlOx FCPO(J) 72 ◎ ◎ △ △ ◎ ◎
비교예 3 OPET Al FPO(B) 0 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ X
[실시예 10]
기재로서 두께 12 μm의 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(OPET)를 준비하였다. 또한 상기 두께 12 μm의 M-OPET(A) 및 두께 100 μm의 FCPO(E)를 준비하였다. 상기 OPET, M-OPET(A) 및 FCPO(E) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(10)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 7에 나타내었다.
[실시예 11]
기재로서 두께 20 μm의 이축연신 폴리프로필렌 필름(OPP)를 준비하였다. 또한 상기 두께 20 μm의 M-OPP(A) 및 두께 120 μm의 FCPO(I)를 준비하였다. 상기 OPP, M-OPP(A) 및 FCPO(E) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(11)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 7에 나타내었다.
[실시예 12]
상기 두께 12 μm의 OPET, 두께 12 μm의 M-OPET(B) 및 두께 100 μm의 FCPO(F) 필름을 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(12)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 7에 나타내었다.
구분 복합필름 구성 복합필름내
무기물 함량
(중량%)		 기체차단성 강인성 식품
포장재
안전성		 탄소
중립 친환
경성
기재 기재 증착층 폴리
올레핀
필름		 산소
차단성		 수분
차단성		 강성 인성
실시예 10 OPET OPET AlOx FCPO(E) 45 ◎ ◎ ○ ○ ◎ ◎
실시예 11 OPP OPP AlOx FCPO(I) 37 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○
실시예 12 OPET OPET Al FCPO(F) 42 ◎ ◎ ○ ○ ◎ ◎
[실시예 13]
상기 두께 12 μm의 M-OPET(A), 두께 6 μm의 알루미늄 포일(Al) 및 두께 100 μm의 FCPO(E)를 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(13)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 8에 나타내었다.
[실시예 14]
상기 두께 20 μm의 폴리프로필렌 필름(OPP), 두께 9 μm의 알루미늄 포일(Al) 및 두께 120 μm의 FCPO(I)를 폴리우레탄 접착제를 사용하여 드라이라미네이션을 실시하여 최종 복합필름(14)을 제조하였고, 이에 대한 산소차단성, 수분차단성, 강성, 인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 8에 나타내었다.
구분 복합필름 구성 복합필름내
무기물 함량
(중량%)		 기체차단성 강인성 식품
포장재
안전성		 탄소
중립 친환
경성
기재 증착층 알루미늄 포일 폴리
올레핀
필름		 산소
차단성		 수분
차단성		 강성 인성
실시예 13 OPET AlOx Al FCPO(E) 47 ◎ ◎ ○ ○ ◎ ◎
실시예 14 OPP - Al FCPO(I) 39 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ○
[실시예 15]
실시예 8에서, 다면체 올리고머 실세스퀴옥산을 사용하지 않는 것을 제외하고 동일하게 실시하였다, 그 결과, 다면체 올리고머 실세스퀴옥산을 사용하지 않아도 기체차단성에서 수분 및 산소 차단성은 동등수준이었고, 다만, 강성에서 우수한 특성을 그대로 나타내었지만 강성에서 20%정도 저하되었고, 인성에서는 양호한 수준으로 동등 수준을 나타내었다.
본 발명에 의한 기재필름, 무기물 또는 알루미늄 증착층 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름을 포함하는 복합필름으로서, 상기 복합필름내 무기물의 총함량이 전체 복합필름의 10 내지 70 중량%인 복합필름 경우(실시예 1 ~ 9), 기재필름이 추가로 포함된 복합필름 경우(실시예 10 ~ 12), 알루미늄 포일이 추가로 포함된 복합필름 경우(실시예 13) 및 증착필름 대신 알루미늄 포일이 포함된 복합필름 경우(실시예 14) 기체차단성, 강인성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성이 우수함을 알 수 있다.
반면 종래 기술에 의한 기재필름, 무기물 또는 알루미늄 증착층 및 무기물 입자가 충진되지 않은 단순 폴리올레핀 필름을 포함하는 복합필름 경우 (비교예 1) 기체차단성, 강인성 및 식품포장재 안전성은 우수하나 탄소중립 친환경성이 전혀 없음을 알 수 있으며, 기재필름, 무기물 증착층 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름을 포함하는 복합필름으로서, 상기 복합필름내 무기물의 총함량이 전체 복합필름의 70 중량%을 초과한 복합필름 경우(비교예 2), 기체차단성, 식품포장재 안전성 및 탄소중립 친환경성은 우수하나 강인성이 열세임을 알 수 있으며, 기재필름, 알루미늄 포일 및 무기물 입자가 충진되지 않은 단순 폴리올레핀 필름을 포함하는 복합필름 경우(비교예 3) 기체차단성, 강인성 및 식품포장재 안전성은 우수하나 탄소중립 친환경성이 전혀 없음을 알 수 있다.
또한 본 발명에서 실시예 8과 실시예 15을 살피면 다면체 구조의 실세스퀴옥산을 추가함에 따라 예상하지 못하는 정도의 강성의 증진 효과를 가질 수 있었다.
상기와 같이 본 발명에 따른 복합필름은 기체차단성, 강인성 및 식품포장재 안전성이 탁월하며, 동시에 플라스틱 함량이 감소되고 감소된 만큼 대체물로서 무기물이 함유되어 사용 후 폐기되어 소각처리될 경우 비가연성의 함유된 무기물 함량 만큼 이산화탄소 배출량이 적어져 탄소중립에 대응이 가능한 친환경 식품포장재로 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (23)

  1. 기재필름, 무기물 증착층 또는 알루미늄 증착층 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름이 순차적으로 배치된 기체차단성 복합필름으로서, 상기 복합필름내 무기물의 총함량이 전체 복합필름의 10 내지 70 중량% 이며,
    상기 기체차단성 복합필름의 산소투과도가 10 cc/m2·day·atm 이하이며,
    상기 기체차단성 복합필름의 투습도가 10 g/m2·day 이하인 것인, 친환경 기체차단성 복합 필름.
  2. 제1항에 있어서
    상기 기재필름은 열가소성수지 필름인 것인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  3. 제2항에 있어서
    상기 열가소성 수지는 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아마이드 중에서 선택된 어느 하나 이상인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  4. 제2항에 있어서
    상기 열가소성수지가 폴리올레핀인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  5. 제1항에 있어서
    상기 무기물 증착층의 무기물이 산화규소, 산화알루미늄, 산화인듐 및, 산화주석 중에서 선택된 어느 하나 이상인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  6. 제1항에 있어서
    상기 무기물 또는 알루미늄 증착층은 기재필름 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름의 일 면 또는 그 사이에 형성되는 것인 친환경 기체차단성 복합필름.
  7. 제1항에 있어서
    상기 무기물 또는 알루미늄 층착층이 기재필름의 일 면에 진공증착법, 스퍼터링법 및 이온플레이팅법으로부터 선택된 하나 이상의 방법에 의해 형성되는 것인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무기물 입자의 무기물이 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산나트륨, 황산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토분, 제올라이트, 규산백토 및 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  10. 제1항에 있어서
    상기 무기물 입자는 평균입경이 0.05 내지 20 μm의 것인, 친환경 기체 차단성 복합필름.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 폴리올레핀은 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 에틸렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리프로필렌 단독중합체 또는 프로필렌을 주성분으로 한 공중합체, 폴리부텐 또는 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 0.01 내지 2 중량%의 친수성기 함유 폴리올레핀을 더 포함하는 것인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 친수성기 함유 폴리올레핀은 무수말레산 함유 폴리올레핀, 에폭시기 함유 폴리올레핀, 카르복실산기 함유 폴리올레핀, 카르복실산 염기 함유 폴리올레핀 또는 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 0.01 내지 2 중량%의 다면체 올리고머 실세스퀴옥산이 더 포함된 것인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 1 내지 30 중량%의 폴리올레핀 엘라스토머가 더 포함된 것인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 0.01 내지 10 중량%의 자외선차단제가 더 포함된 것인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름은 단층 또는 다층 구조의 필름인 것인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제1항에 있어서
    상기 기체차단성 복합필름은 알루미늄 포일층이 더 포함되는 것인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  21. 기재필름, 알루미늄 포일 및 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름을 포함하는 기체차단성 복합필름으로서, 상기 복합필름내 무기물의 총함량이 전체 복합필름의 10 내지 70 중량%인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  22. 제1항에 있어서
    상기 복합필름의 외층에 기재필름이 더 포함되는 것인, 친환경 기체차단성 복합필름.
  23. 제1항에 있어서
    상기 기체차단성 복합필름이 두께 10 ∼ 30 μm의 기재필름, 두께 0.1 ∼ 10 nm의 무기물 또는 알루미늄 증착층 및 두께 50 ∼ 200 μm의 무기물 입자 충진 폴리올레핀 필름으로 구성된 것인, 친환경 기체차단성 복합필름.
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