KR102598137B1 - 고차단성 생분해 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 우수한 산소 및 수분 차단성을 가지며, 더 나아가서는 생분해성을 갖는 패키지용 필름에 관한 것이다. 종래의 차단성 역할을 하는 기술은 수용성 아크릴계, 폴리염화비닐리덴계 코팅, EVOH 수지의 블랜드 및 다층 용융 압출 등이 있으며 이는 대부분이 석유 유래의 소재로 친환경 적이지 않거나, 인체에 유해할 수 있다. 이에, 천연 유래의 셀룰로오스 나노파이버를 기반으로 한 분산 수용액을 구성한 생분해성 필름을 제조하여, 산소 및 수분에 고차단특성을 갖을 수 있고 보다 친환경 적인 패키지 소재로 활용 할 수 있다.
Description
본 개시는 고차단성 생분해 필름 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
포장재료에 산소 및 수분 차단성을 부여하는 것은 포장되는 각종 제품을 열화 및 산화 등으로부터 지키기 위해 매우 중요하다. 차단성 부여에는 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 금속박이나 금속 증착 필름, 폴리비닐알코올이나 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 폴리염화비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴 등의 수지 필름, 또는 이들 수지를 코팅한 필름이나 추가로 산화규소나 산화알루미늄 등의 무기 산화물을 증착한 증착필름 등을 압출 도포하거나 첩합하는 방법이 주로 사용되고 있다.
최근에는 지구온난화 방지를 위해 온실효과 가스의 배출을 줄이는 움직임이 커지고 있으며, 포장재료에 있어서도 석유 유래의 원료에서 천연 유래의 원료로의 변경이 모색되고 있다. 또한, 전세계적으로 포장 폐기물의 문제가 대두되고 있다. 즉, 환경 중에서 분해되는 포장재료가 요구되고 있으며, 더 나아가 포장재료의 주요한 기능인 내용물 보호 차원에서 산소 및 수분 차단성도 동시에 충족시킬 수 있는 친환경적인 포장재료가 요구된다.
종래기술은 폴리락트산 수지 필름이나, 폴리부틸렌아디페이트-코-테레프탈레이트 수지 필름, 포릴카프로락톤 수지 필름 등의 생분해 필름 표면에 수용성 아크릴 층과 우레탄 수지층을 구성하여 수분 차단성을 구현하였다. 이는 구현된 차단성 층이 석유 유래이며, 내용물의 보호 차원에서 충분한 차단특성을 구현하기 어려운 단점이 있다. 또한, 일정 부분의 생분해 특성을 갖는 종이층에 생분해 필름을 첩합하여 포장재료로 사용하였다. 이는 종이 자체에 폴리염화비닐리덴 등 석유유래 수지를 코팅하여 차단특성을 부여한 소재에 생분해 원료 20% 내지 25%의 함량에 폴리에틸렌 수지를 블랜딩한 씰란트 층 필름을 첩합한 것으로 위 예시와 마찬가지로 석유유래 재료의 비중이 많아 친환경적인 측면이 미흡하며, 종이소재의 차광 특성으로 선택적인 내용물의 확인이 가능한 투명한 포장재로의 설계가 용이하지 못한 단점이 있다.
또한 포장재의 인쇄 측면에 있어서, 종래의 기술인 수용성 아크릴층이나 우레탄 수지층을 코팅하는 수분 차단성 생분해 필름의 경우, 생분해 필름 표면에 인쇄를 실시하고 난 이후 차단성 코팅액의 도막을 형성하는 경우에는 인쇄면이 차단성 코팅액의 수분이나 수지로 인하여 손상을 입을 수 있으며 화려한 미관을 갖기 어렵다. 또한 차단성 특성을 갖는 종이에 생분해 수지가 약 20~30% 함유된 수지필름을 첩합한 경우에는 종이 위 표면 즉, 최외곽측에 인쇄를 하게 되며 이는 인쇄면의 스크래치에 의한 손상이나, 외부환경 노출에 의한 결함(defect)이 발생하게 되므로 별도의 코팅 처리를 하거나 우수한 인쇄품질을 갖는 제품을 구현하기 어렵고, 선택적으로 투명성을 확보하는 것은 불가능하다는 문제점이 있다.
일 측면에서, 고차단성 생분해 필름을 제공하고자 한다.
일 측면에서, 산소 및 수분 차단성을 가지며 생분해 가능한 필름을 제공하고자 한다.
일 측면에서, 고차단성 생분해 필름의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 셀룰로오스 나노파이버 층 및 폴리락트산 층을 포함하는 고차단성 생분해 필름을 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 고차단성 생분해 필름을 제조하는 방법으로서, (a) 셀룰로오스 나노파이버 분산 수용액을 제조하는 단계; 및 (b) 폴리락트산 필름에 상기 분산 수용액을 코팅하는 단계를 포함하는, 고차단성 생분해 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 차단성을 구현하는 석유유래의 재료를 대폭 감소하고 폐기물을 절감 할 수 있는 천연유래 셀룰로오스 나노파이버 분산 수용액으로 코팅층으로 구성하여 더불어 생분해성을 갖는 폴리락트산 필름을 기재필름으로 패키징용 친환경 소재를 구성할 있다. 더불어 내용물을 보호하는 중요한 기능으로서 산소차단성 및 수분차단성을 가지며, 인쇄층 구성이 용이하고 투명성을 확보 할 수 있어 다양한 형태로의 패키지 구성이 용이하다.
도 1은 셀룰로오스 나노파이버 층(110) 및 폴리락트산 층(120)을 포함한 고차단성 생분해 필름의 단면을 나타낸 모식도이다.
도 2는 셀룰로오스 나노파이버 층(110), 산화알루미늄 증착층(130) 및 폴리락트산 층(120)을 포함한 고차단성 생분해 필름의 단면을 나타낸 모식도이다.
도 2는 셀룰로오스 나노파이버 층(110), 산화알루미늄 증착층(130) 및 폴리락트산 층(120)을 포함한 고차단성 생분해 필름의 단면을 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은, 일 측면에서, 셀룰로오스 나노파이버 층(110) 및 폴리락트산(polylactic acid, PLA) 층(120)을 포함하는 고차단성 생분해 필름(100)을 제공한다.
일 구현예에 있어서, 상기 셀룰로오스 나노파이버는 천연유래일 수 있으며, 목질일 수 있다. 석유 유래의 코팅액제 사용을 감소하여 폐기물 절감 및 CO2 감량의 효과를 가진 친환경적인 셀룰로오스 나노파이버 기반의 코팅층(110)을 생분해성을 갖는 폴리락트산(PLA) 층(120)에 형성하여 산소 차단성 및 수분 차단성을 확보할 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 셀룰로오스 나노파이버 층(110)은 셀룰로오스 나노파이버; 폴리비닐알코올; 및 가교제를 포함할 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 폴리비닐알코올은 변성 폴리비닐알코올이거나, 또는 미변성 폴리비닐알코올일 수 있다. 상기 변성 폴리비닐알코올은, 예를 들어 카르복시기, 실릴기, 에스터기, 술폰산기, 아세테이트기, 이소시아네이트기, 메티롤기, 니트릴기, 아세트아세틸기 등의 적어도 하나의 유기 작용기로 치환된 변성 폴리비닐알코올일 수 있으며, 이때 변성 폴리비닐알코올은 약 20 내지 60 %의 치환율을 가질 수 있다. 혹은 이와는 다르게, 상기 변성 폴리비닐알코올은, 예를 들어 우레탄, 아크릴, 폴리에스테르, 에폭시, 폴리프로필렌 등의 고분자로 변성된 블록 공중합체 또는 그라프트 공중합체일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 가교제는 셀룰로오스 나노파이버를 가교결합하여 필름의 밀도 및 막질을 향상시킬 수 있는 것으로, 예를 들어 산성계 가교제일 수 있다. 예를 들어, 상기 가교제는 디알데히드(dialdehyde), 글리옥살(glyoxal), 글루타르알데히드(glutaraldehyde), 폴리카르복실산(polycarboxylic acid), 시트르산(citric acid), 숙신산(succinic acid), 타르타르산(tartaric acid), 에틸말론산(ethylmalonic acid), 아디프산 디하이드라자이드(adipic acid dihydrazide, ADH) 등을 포함할 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 셀룰로오스 나노파이버 층(110)은 1.0 내지 1.5 μm의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 두께는 1.0 μm 이상, 1.05 μm 이상, 1.1 μm 이상, 1.15 μm 이상, 1.2 μm 이상, 1.25 μm 이상, 1.3 μm 이상, 1.5 μm 이하, 1.45 μm 이하, 1.4 μm 이하, 또는 1.35 μm 이하일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 상기 셀룰로오스 나노파이버 : 폴리비닐알코올 : 가교제의 중량비는 1 : 0.15~2 : 0.05~1.2 일 수 있다. 예를 들어, 상기 중량비는 1 : 0.15 이상, 0.2 이상, 0.3 이상, 0.4 이상, 0.5 이상, 0.6 이상, 0.7 이상, 0.8 이상, 0.9 이상, 1 이상, 2 이하, 1.9 이하, 1.8 이하, 1.7 이하, 1.6 이하, 1.5 이하, 1.4 이하, 1.3 이하, 1.2 이하 또는 1.1 이하 : 0.05 이상, 0.06 이상, 0.07 이상, 0.08 이상, 0.09 이상, 0.1 이상, 0.2 이상, 0.3 이상, 0.4 이상, 0.5 이상, 1.2 이하, 1.1 이하, 1 이하, 0.9 이하, 0.8 이하, 0.7 이하, 또는 0.6 이하일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 셀룰로오스 나노파이버는 소수성일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 셀룰로오스 나노파이버는 5 내지 20 nm의 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 셀룰로오스 나노파이버는 5 nm 이상, 5.5 nm 이상, 6 nm 이상, 6.5 nm 이상, 7 nm 이상, 7.5 nm 이상, 8 nm 이상, 8.5 nm 이상, 9 nm 이상, 9.5 nm 이상, 10 nm 이상, 10.5 nm 이상, 11 nm 이상, 11.5 nm 이상, 12 nm 이상, 12.5 nm 이상, 13 nm 이상, 20 nm 이하, 19.5 nm 이하, 19 nm 이하, 18.5 nm 이하, 18 nm 이하, 17.5 nm 이하, 17 nm 이하, 16.5 nm 이하, 16 nm 이하, 15.5 nm 이하, 15 nm 이하, 14.5 nm 이하, 14 nm 이하, 또는 13.5 nm 이하의 직경인 것일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 셀룰로오스 나노파이버는 50 내지 90%의 결정화도를 가질 수 있다. 예를 들어, 50% 이상, 51% 이상, 52% 이상, 53% 이상, 54% 이상, 55% 이상, 56% 이상, 57% 이상, 58% 이상, 59% 이상, 60% 이상, 61% 이상, 62% 이상, 63% 이상, 64% 이상, 65% 이상, 66% 이상, 67% 이상, 68% 이상, 69% 이상, 70% 이상, 90% 이하, 89% 이하, 88% 이하, 87% 이하, 86% 이하, 85% 이하, 84% 이하, 83% 이하, 82% 이하, 81% 이하, 80% 이하, 79% 이하, 78% 이하, 77% 이하, 76% 이하, 75% 이하, 74% 이하, 73% 이하, 72% 이하, 또는 71% 이하의 결정화도를 가지는 것일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 필름은 산화알루미늄 증착층(130)을 더 포함할 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 산화알루미늄 증착층(130)은 상기 셀룰로오스 나노파이버 층(110) 및 폴리락트산 층(120)의 사이에 존재할 수 있다. 구체적으로, 생분해성 폴리락트산 층(120)과 셀룰로오스 나노파이버 층(110) 사이에 박막의 산화알루미늄 증착층(130)을 구성하여 보다 높은 산소 차단성 및 수분 차단성을 확보할 수 있다. 또한 셀룰로오스 나노파이버 층(110)이 산화알루미늄 증착층(130) 위에 형성되면서 증착층이 미세하게 깨지거나 벗겨져 차단 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 외부 환경 변화에 따른 차단 특성의 변화를 최소화 할 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 산화알루미늄 증착층(130)은 30 내지 50 nm의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 산화알루미늄 증착층(130)은 30 nm 이상, 31 nm 이상, 32 nm 이상, 33 nm 이상, 34 nm 이상, 35 nm 이상, 36 nm 이상, 37 nm 이상, 38 nm 이상, 39 nm 이상, 40 nm 이상, 50 nm 이하, 49 nm 이하, 48 nm 이하, 47 nm 이하, 46 nm 이하, 45 nm 이하, 44 nm 이하, 43 nm 이하, 42 nm 이하, 또는 41 nm 이하의 두께일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 필름은 인쇄층 또는 접착층을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 차단성을 부여하는 코팅층 위에 인쇄층을 형성하기 때문에 인쇄면이 코팅액에 의해 손상을 입을 가능성이 없이 인쇄가 가능하며, 투명성을 확보할 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 필름은 투명한 것일 수 있다.
본 발명은, 다른 일 측면에서, 상기 고차단성 생분해 필름을 제조하는 방법으로서, (a) 셀룰로오스 나노파이버 분산 용액을 제조하는 단계; 및 (b) 폴리락트산 층을 포함하는 기재층에 상기 분산 용액을 코팅하는 단계를 포함하는, 고차단성 생분해 필름의 제조방법을 제공한다.
일 구현예에 있어서, 상기 (a) 단계는 용매에 셀룰로오스 나노파이버; 폴리비닐알코올; 및 가교제를 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 폴리비닐알코올 및 가교제는 전술한 바와 동일한 것일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 셀룰로오스 나노파이버는 전체 용액 중량을 기준으로 0.25 내지 1.5 중량%으로 포함되도록 투입되는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 셀룰로오스 나노파이버는 0.25 중량% 이상, 0.3 중량% 이상, 0.35 중량% 이상, 0.4 중량% 이상, 0.45 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 0.55 중량% 이상, 0.6 중량% 이상, 0.65 중량% 이상, 0.7 중량% 이상, 0.75 중량% 이상, 0.8 중량% 이상, 0.85 중량% 이상, 0.9 중량% 이상, 0.95 중량% 이상, 1 중량% 이상, 1.5 중량% 이하, 1.45 중량% 이하, 1.4 중량% 이하, 1.35 중량% 이하, 1.3 중량% 이하, 1.25 중량% 이하, 1.2 중량% 이하, 1.15 중량% 이하, 1.1 중량% 이하, 또는 1.05 중량% 이하의 양으로 분산 용액에 투입될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 폴리비닐알코올은 전체 용액 중량을 기준으로 0.25 내지 0.5 중량%으로 포함되도록 투입되는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리비닐알코올은 0.25 중량% 이상, 0.26 중량% 이상, 0.27 중량% 이상, 0.28 중량% 이상, 0.29 중량% 이상, 0.3 중량% 이상, 0.31 중량% 이상, 0.32 중량% 이상, 0.33 중량% 이상, 0.34 중량% 이상, 0.35 중량% 이상, 0.36 중량% 이상, 0.37 중량% 이상, 0.5 중량% 이하, 0.49 중량% 이하, 0.48 중량% 이하, 0.47 중량% 이하, 0.46 중량% 이하, 0.45 중량% 이하, 0.44 중량% 이하, 0.43 중량% 이하, 0.42 중량% 이하, 0.41 중량% 이하, 0.4 중량% 이하, 0.39 중량% 이하, 또는 0.38 중량% 이하의 양으로 분산 용액에 투입될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 가교제는 전체 용액 중량을 기준으로 0.1 내지 0.3 중량%으로 포함되도록 투입되는 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 가교제는 0.11 중량% 이상, 0.12 중량% 이상, 0.13 중량% 이상, 0.14 중량% 이상, 0.15 중량% 이상, 0.16 중량% 이상, 0.17 중량% 이상, 0.18 중량% 이상, 0.19 중량% 이상, 0.2 중량% 이상, 0.3 중량% 이하, 0.29 중량% 이하, 0.28 중량% 이하, 0.27 중량% 이하, 0.26 중량% 이하, 0.25 중량% 이하, 0.24 중량% 이하, 0.23 중량% 이하, 0.22 중량% 이하, 또는 0.21 중량% 이하의 양으로 분산 용액에 투입될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 분산 용액의 농도는 전체 용액 중량을 기준으로 0.6 내지 2.3 중량%일 수 있다. 예를 들어, 상기 분산 수용액은 셀룰로오스 나노파이버; 폴리비닐알코올; 및 가교제가 전체 수용액의 중량을 기준으로 0.6 중량% 이상, 0.65 중량% 이상, 0.7 중량% 이상, 0.75 중량% 이상, 0.8 중량% 이상, 0.85 중량% 이상, 0.9 중량% 이상, 0.95 중량% 이상, 1 중량% 이상, 1.05 중량% 이상, 1.1 중량% 이상, 1.15 중량% 이상, 1.2 중량% 이상, 1.25 중량% 이상, 1.3 중량% 이상, 1.35 중량% 이상, 1.4 중량% 이상, 1.45 중량% 이상, 2.3 중량% 이하, 2.25 중량% 이하, 2.2 중량% 이하, 2.15 중량% 이하, 2.1 중량% 이하, 2.05 중량% 이하, 2 중량% 이하, 1.95 중량% 이하, 1.9 중량% 이하, 1.85 중량% 이하, 1.8 중량% 이하, 1.75 중량% 이하, 1.7 중량% 이하, 1.65 중량% 이하, 1.6 중량% 이하, 1.55 중량% 이하 또는 1.5 중량% 이하로 포함될 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 (a) 단계는 (i) 셀룰로오스 나노파이버를 양이온화 전처리하는 단계; (ii) 양이온화된 셀룰로오스 나노파이버를 소수화하는 단계; 및 (iii) 상기 셀룰로오스 나노파이버를 가교 및 분산시키는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 (i) 단계는 상기 셀룰로오스 나노파이버는 표면 작용기의 수산화기를 양이온화하여 전처리를 하는 것일 수 있다. 상기 (ii) 단계는 양이온화된 셀룰로오스 나노파이버는 산화반응을 통해 표면을 개질하여 알데하이드 이중결합을 감소시킨 후, 수산화반응을 통해 다이알데하이드로 산화시켜 소수화를 하는 것일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 (b) 단계는 습식 코팅법을 사용하여 기재층 위에 상기 분산 용액을 일정한 두께로 도포하는 것일 수 있다. 상기 습식 코팅법은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 그라비아 코팅(gravure coating), 마이크로 그라비아 코팅(microgravure coating), 딥 코팅(dip coating), 스프레이 코팅(spray coating) 또는 슬롯 다이 코팅(slot die coating)일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 (b) 단계는 (i) 폴리락트산 층(120)에 산화알루미늄 증착층(130)을 형성하는 단계; 및 (ii) 상기 산화알루미늄 증착층(130) 위에 상기 (a) 단계의 분산 용액을 코팅하는 단계를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 (i) 단계는 electron beam 장비를 이용하여 폴리락트산 층(120)에 산화알루미늄 증착층(130)을 30 내지 50 nm의 박막으로 구성하는 것일 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 방법은 (b) 단계의 결과물에 인쇄층 또는 접착층을 코팅하는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
이하, 본 발명의 내용을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 이러한 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예로 한정되는 것은 아니고, 당업계에서 통상적으로 주지된 변형, 치환 및 삽입 등을 수행할 수 있으며, 이에 대한 것도 본 발명의 범위에 포함된다.
실시예
1.
셀룰로오스 나노파이버 층을 포함하는 필름의 제조 (실시예 1)
(1) 셀룰로오스 나노파이버 분산 수용액의 제조
분산 수용액은 양이온으로 치환된 셀룰로오스 나노파이버 1.0 중량%에 변성 폴리비닐알코올 0.3 중량%, 가교제 0.2 중량%로 구성하여 제조하였으며, 상온에서 mechanical stirrer 반응기로 3,000 rpm 이상의 혼련 배합을 1시간 이상 실시하였다.
(2) 셀룰로오스 나노파이버 층 코팅
코팅공정은 그라비아 코팅 방식으로 실시하였으며, 폴리락트산 필름에 셀룰로오스 나노파이버 분산 수용액 코팅 도막층을 건조중량(Dry) 기준으로 1.2 내지 1.4 g/m2 (비중을 1로 가정하였을 때 두께는 1.2㎛~1.4㎛) 수준으로 유지하기 위해 Razer 가공처리된 그라비아 코팅롤의 90목 (10cm * 10cm 면적에서의 오목셀 개수)으로 코팅을 실시하였다.
2.
셀룰로오스 나노파이버 및 산화알루미늄 증착층을 포함하는 필름의 제조 (실시예 2)
(1) 셀룰로오스 나노파이버 분산 수용액의 제조
위 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
(2) 산화알루미늄 증착층의 형성
폴리락트산 필름 면에 산화알루미늄을 진공에서 증발시켜 표면에 부착시켜 형성하였으며, 산화알루미늄의 기재 필름 밀착력을 향상시키기 위해서 전극 롤러 사이에 고주파를 인가하여 플라즈마 처리를 동시에 진행하였다. 형성된 산화알루미늄 증착층은 두께가 40 nm가 되도록 하였다.
(3) 셀룰로오스 나노파이버 층 코팅
위 실시예 1과 동일하게 진행하였다.
이와 같이 제조된 고차단성 생분해 필름을 실시예로 하고, 25 μm 두께의 폴리락트산 필름 및 25 μm 두께의 폴리락트산 필름에 산화알루미늄이 20 내지 40 nm로 투명증착된 시편을 각각 비교예 1 및 비교예 2로 하여 하기 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실험예
1.
산소 차단성
ASTM D3985 규격에 따라, 23℃, 습도 40%, 1day 환경에서 측정하였으며, 고순도의 산소를 시료 반대편으로 흘려 반대편으로 이동된 산소량을 전자 신호로 바꾸어 함량을 측정하였다.
2.
수분 차단성
ASTM F1249에 따라, 38℃, 습도 100%, 1day 환경에서 측정하였으며, 물기를 머금은 스펀지의 수분을 Carrier gas로 측정 시료 반대편으로 이동 시킨 후 전자 신호로 바꾸어 함량을 측정하였다.
3.
투명성
ASTM D1746 규격에 따라 23℃, 시험파장 가시광선 영역 (400~800nm)에서 측정하였으며, 평평한 시편을 이용하여 시편 개수 3개 이상으로 beam과 수직인 방향으로 측정하여 평균값을 측정하였다.
4.
잉크 부착성
코팅용 부착 시험 테이프 (TESA TAPE)를 사용하여, 코팅면 표면에 1cm2의 면적으로 100개의 cell로 분할하여 cross-cut 하고 45도 각도로 잡아 당겼을 때 떨어지지 않는 도막의 셀의 개수로 부착성을 평가하였다.
결과값에서 0B: 거의 대부분의 면이 떨어져 나간 상태, 2B: 떨어진 면이 35%에서 80% 이내 정도인 상태, 3B: 떨어진 면이 15%에서 35% 이내 정도인 상태, 4B: 떨어진 면이 5% 정도인 상태, 5B: 떨어진 면이 없고 부드러운 상태를 각각 의미한다.
[표 1]
그 결과, 실시예 1의 경우 비교예 1에 비해 산소 차단성이 1.0 cc/(m2*d)이하 및 수분 차단성이 90 g/(m2*d)이하로 매우 우수하게 산소 및 수분 차단성이 좋아짐을 확인할 수 있었다. 또한 산화알루미늄 증착층을 더 포함하는 실시예 2의 경우는, 0.5 cc/(m2*d)이하 및 수분 차단성이 5 g/(m2*d)이하로서 가장 산소 및 수분 차단 효과가 높음을 보인다. 또한 실시예 1 및 2 모두 투명성이 90% 이상으로 높은 투명도를 보이며, 잉크 부착성도 5B로 우수한 특성을 나타냈다.
100: 고차단성 생분해 필름
110: 셀룰로오스 나노파이버 층
120: 폴리락트산 층
130: 산화알루미늄 증착층
110: 셀룰로오스 나노파이버 층
120: 폴리락트산 층
130: 산화알루미늄 증착층
Claims (21)
- 셀룰로오스 나노파이버 층 및 폴리락트산 층을 포함하고,
상기 셀룰로오스 나노파이버 층은 셀룰로오스 나노파이버, 폴리비닐알코올 및 가교제를 1 : 0.15~2 : 0.05~1.2의 중량비로 포함하는, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름. - 제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스 나노파이버 층은 1.0 내지 1.5 μm의 두께를 갖는, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름. - 제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스 나노파이버는 소수성인, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름. - 제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스 나노파이버는 5 내지 20 nm의 직경을 갖는, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름. - 제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스 나노파이버는 50 내지 90%의 결정화도를 갖는, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름. - 제1항에 있어서,
산화알루미늄 증착층을 더 포함하는, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름. - 제6항에 있어서,
상기 산화알루미늄 증착층은 상기 셀룰로오스 나노파이버 층 및 상기 폴리락트산 층의 사이에 존재하는 것인, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름. - 제6항에 있어서,
상기 산화알루미늄 증착층은 30 내지 50 nm의 두께를 갖는, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름. - 제1항에 있어서,
인쇄층 또는 접착층을 더 포함하는, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름. - 제1항에 있어서,
상기 수분 및 산소 차단성 생분해 필름은 투명한 것을 특징으로 하는, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름. - (a) 셀룰로오스 나노파이버, 폴리비닐알코올 및 가교제를 투입하여 셀룰로오스 나노파이버 분산 용액을 제조하는 단계; 및
(b) 폴리락트산 층을 포함하는 기재층에 상기 셀룰로오스 나노파이버 분산 용액을 코팅하는 단계;
를 포함하고,
상기 셀룰로오스 나노파이버 분산 용액의 전체 중량을 기준으로, 상기 셀룰로오스 나노파이버는 0.25 내지 1.5 중량%로 포함되도록 투입되고, 상기 폴리비닐알코올은 0.25 내지 0.5 중량%로 포함되도록 투입되고, 상기 가교제는 0.1 내지 0.3 중량%로 포함되도록 투입되는,
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 수분 및 산소 차단성 생분해 필름의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 셀룰로오스 나노파이버, 폴리비닐알코올 및 가교제의 농도는 상기 셀룰로오스 나노파이버 분산 용액의 전체 중량을 기준으로 0.6 내지 2.3 중량%인, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 (a) 단계는,
(i) 셀룰로오스 나노파이버를 양이온화 전처리하는 단계;
(ii) 양이온화된 셀룰로오스 나노파이버를 소수화하는 단계; 및
(iii) 상기 셀룰로오스 나노파이버를 가교 및 분산시키는 단계;를 포함하는, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름의 제조방법. - 제11항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(i) 폴리락트산 층에 산화알루미늄 증착층을 형성하는 단계; 및
(ii) 상기 산화알루미늄 증착층 위에 상기 (a) 단계의 셀룰로오스 나노파이버 분산 용액을 코팅하는 단계;를 포함하는, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름의 제조방법. - 제11항에 있어서,
(b) 단계의 결과물에 인쇄층 또는 접착층을 코팅하는 단계를 더포함하는, 수분 및 산소 차단성 생분해 필름의 제조방법. - 삭제
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2022
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