KR20200084635A - 배리어 필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전체 필름의 두께가 얇으면서도 산소 차단성 및 수분 차단성이 우수하며, 수분에 직접 노출되는 경우에도 산소 차단성 및 수분 차단성이 우수한 고차단성 배리어 필름에 관한 발명이다. 구체적으로, 다층으로 적층된 나노 레이어층을 포함하여 가스 차단성이 향상된 배리어 필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전체 필름의 두께가 얇으면서도 산소 차단성 및 수분 차단성이 우수하며, 수분에 직접 노출되는 경우에도 산소 차단성 및 수분 차단성이 우수한 고차단성 배리어 필름에 관한 발명이다. 구체적으로, 다층으로 적층된 나노 레이어층을 포함하여 가스 차단성이 향상된 배리어 필름에 관한 것이다.
일반적으로 연포장재의 경우 가스배리어성, 수분배리어성, 방습성, 내약품성, 대전방지성, 수축성 등의 물성이 요구된다.
고차단성 플라스틱 포장재료는 단일 필름으로는 포장용으로 사용되기 어려워 공압출이나 코팅, 라미네이션과 같은 가공에 의해 다층필름으로 만들어 사용되고 있다.
일반 라미네이트 공법에서는 티다이 코팅이나 드라이 라미네이션에 의해 제품설계가 결정되는 반면, 공압출에서는 원료의 조성과 두께 및 작업 조건에 따라 필름의 물성 자체가 변경되며, 전체 두께 내에서 산소 및 습기를 최대한 차단할 수 있어야 한다. 그러나 포장재로 사용되는 필름의 총 두께는 제한이 있으며, 보다 얇으면서도 산소차단성 및 수분차단성이 우수한 포장재에 대한 요구가 있으며, 일반적인 라미네이트 공법으로 필름을 제조하는 경우 산소 차단성을 높이기 위해 산소 차단층의 두께를 높이면 상대적으로 수분 차단층의 두께가 얇아지게 되며, 생산 단가가 상승된다. 따라서 산소차단성과 수분차단성을 동시에 만족하는 포장재를 제공하는데 한계가 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 양태는 적어도 10층 이상의 나노층이 적층된 멀티-나노층을 형성함으로써 전체 필름 두께가 얇으면서도 산소차단성 및 수분차단성을 동시에 만족하는 고차단성 배리어필름을 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명의 일 양태는 수분에 직접 노출되는 경우에도 산소차단성 및 수분차단성을 동시에 만족하는 고차단성 배리어필름을 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명의 일 양태는 수분차단성층과 산소차단성층 간의 라미네이션 시에 각 층간의 접착력이 우수하여 들뜸이 발생하지 않으며, 시인성이 우수한 고차단성 배리어필름을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는 폴리아미드계 수지, 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체 및 에틸렌비닐알코올계 공중합체에서 선택되는 수지로 이루어진 제1나노층 및 제2나노층이 교대로 적층되며, 상기 제1나노층 및 제2나노층은 서로 상이한 수지로 이루어지고, 적어도 10층 이상이 적층된 멀티-나노층(multi-nano layer),
상기 멀티-나노층의 양면에 적층되는 타이층(tie layer), 및
상기 타이층 상에 적층되며 폴리아미드계 수지로 이루어진 표층(surface layer)을 포함하는 배리어 필름을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 배리어 필름을 포함하는 식품포장용 필름을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 배리어 필름은 전체 두께가 얇으면서도 산소 차단성 및 수분 차단성이 우수한 고차단성 필름을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 양태에 따른 배리어 필름은 수분에 직접 노출되는 경우에도 산소 차단성 및 수분 차단성이 우수하며, 층간 접착성이 우수하고, 시인성이 우수하므로 식품포장용 포장재로 사용하기에 적합한 고차단성 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 배리어 필름의 일 양태를 나타낸 단면도이다.
이하 첨부된 도면들을 포함한 구체예 또는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 여러 형태로 구현될 수 있다.
또한 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
본 발명의 일 양태는 폴리아미드계 수지, 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체 및 에틸렌비닐알코올계 공중합체에서 선택되는 수지로 이루어진 제1나노층 및 제2나노층이 교대로 적층되며, 상기 제1나노층 및 제2나노층은 서로 상이한 수지로 이루어지고, 적어도 10층 이상이 적층된 멀티-나노층(multi-nano layer),
상기 멀티-나노층의 양면에 적층되는 타이층(tie layer), 및
상기 타이층 상에 적층되며 폴리아미드계 수지로 이루어진 표층(surface layer)을 포함하는 배리어 필름을 제공한다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 배리어 필름은 전체 두께가 10 ~ 150 ㎛인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 멀티-나노층의 두께는 전체 필름 두께의 20 ~ 50%이고,
상기 타이층의 두께는 전체 필름 두께의 10 ~ 30%이고,
상기 표층의 두께는 전체 필름 두께의 40 ~ 60%인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 멀티-나노층은 10 ~ 50개의 층이 적층된 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 멀티-나노층은 양측의 최외층이 폴리아미드계 수지로 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 표층은 나일론 6로 이루어진 것일 수 있다. 제한되는 것은 아니나, 더욱 구체적으로 상기 나일론 6은 ISO 307에 따른 상대점도가 2 ~ 4인 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 타이층은 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 배리어 필름은 ASTM D3985에 따른 산소 투과도가 50 cc/㎡·day·atm 이하이고, ASTM F1249에 따른 수증기 투과도가 150 g/㎡·day 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는 상기 배리어 필름을 포함하는 식품포장용 필름이다.
이하는 도면을 참고하여 본 발명의 배리어 필름의 일 양태를 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 배리어 필름의 적층구조를 나타내는 일 양태로써, 본 발명의 배리어 필름은 도 1에 도시된 바와 같이 상부로부터 제 1 표층(30a); 제 1 타이층(20a); 제1나노층(10a) 및 제2나노층(10b)이 교대로 적층된 멀티-나노층(10); 제 2 타이층(20b); 및 제 2 표층(30b);이 순차적으로 적층된 것이다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 제 1 표층(30a) 및 제 2 표층(30b)은 서로 동일 또는 상이한 수지로 이루어진 것일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 제 1 표층(30a) 및 제 2 표층(30b)은 서로 동일 또는 상이한 폴리아미드계 수지로 이루어진 것일 수 있으며, 더욱 좋게는 서로 동일한 폴리아미드계 수지로 이루어진 것일 수 있다. 이와 같이 표층에 폴리아미드계 수지를 사용함으로써 수분에 직접 노출되는 경우에도 수분차단성 및 산소차단성이 우수한 배리어 필름을 제공할 수 있다.
상기 폴리아미드계 수지는 나일론 6, 나일론 66, 나일론 46, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 6/66의 공중합체, 나일론 6/66/610 공중합체, 나일론 MXD6, 나일론 6T, 나일론 6I/6T 공중합체, 나일론 66/PP 공중합체, 나일론66/PPS 공중합체, 6-나일론의 메톡시메틸화물, 6-610-나일론의 메톡시메틸화물 및 612-나일론의 메톡시메틸화물으로 이루어진 군 등으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
더욱 구체적으로, 제한되는 것은 아니나 상기 표층은 나일론 6인 것일 수 있으며, 상기 제 1 표층(30a) 및 제 2 표층(30b)이 서로 동일한 나일론 6로 이루어진 것일 수 있다. 이때 상기 나일론 6는 더욱 좋게는 ISO 307에 따른 상대점도(relative viscosity, 95% [m/m] 황산에 1%[m/v]일 때)가 2 ~ 4, 더욱 구체적으로 3 ~ 3.5 인 것일 수 있으며, ISO 307에 따른 점성도수(viscosity number, 96%[m/m] 황산에 0.5%[m/v]일 때)가 160 ~ 300 ml/g, 더욱 구체적으로 180 ~ 210 ml/g인 것일 수 있다. 상기 범위에서 수분에 직접 노출되는 경우에도 수분차단성 및 산소차단성이 우수한 배리어 필름을 제공할 수 있다.
상기 제 1 표층(30a) 및 제 2 표층(30b)을 합친 표층의 두께는 전체 필름 두께의 40 ~ 60%, 더욱 구체적으로 45 ~ 55%인 것일 수 있다. 상기 범위에서 수분에 직접 노출되는 경우에도 수분차단성 및 산소차단성이 우수한 배리어 필름을 제공할 수 있으며, 공압출되는 타이층 및 멀티-나노층과의 접착력이 우수한 필름을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 타이층(tie layer)은 상기 멀티-나노층과 폴리아미드계 수지로 이루어진 표층 간의 접착이 우수하도록 하기 위한 것으로 타이층에 사용되는 수지와 표층에 사용되는 폴리아미드계 수지 간의 접착성이 우수한 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 더욱 좋게는 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체로 이루어진 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 제 1 타이층(20a) 및 제 2 타이층(20b)은 서로 동일 또는 상이한 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체로 이루어진 것일 수 있다. 더욱 좋게는 상기 제 1 타이층(20a) 및 제 2 타이층(20b)은 서로 동일한 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체로 이루어진 것일 수 있다. 상기 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체는 말레산 무수물 그라프팅된 폴리에틸렌계 중합체 또는 말레산 무수물 그라프팅된 폴리프로필렌계 중합체인 것일 수 있다. 더욱 구체적으로 예를 들면 말레산 무수물 그라프팅된 선형저밀도폴리에틸렌인 것일 수 있으며, 이를 사용함으로써 표층과, 멀티-나노층과의 접착성이 우수한 필름을 제공할 수 있어서 더욱 좋다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 제 1 타이층(20a) 및 제 2 타이층(20b)을 합친 타이층의 전체 두께는 제한되는 것은 아니나 전체 필름 두께의 10 ~ 30%, 더욱 좋게는 15 ~ 20%인 것일 수 있으며, 상기 범위에서 수분차단성 및 산소차단성이 우수하면서, 층간에 우수한 접착성을 발현하기에 충분할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 멀티-나노층(10)은 2종 이상의 서로 상이한 수지로 이루어진 층이 교대로 적층된 것으로, 수 나노미터 두께의 층이 수십층, 보다 구체적으로 제한되는 것은 아니나 적어도 10층 이상, 더욱 구체적으로 10 ~ 50개의 층이 적층될 수 있으며, 수 나노미터 두께의 박막의 여러 종류의 수지 층이 수십 층으로 적층됨으로써 산소 차단성을 더욱 향상시킬 수 있다. 더욱 구체적으로, 제1나노층(10a) 및 제2나노층(10b)이 교대로 적층되며, 상기 제1나노층 및 제2나노층은 서로 상이한 수지로 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 멀티-나노층은 예를 들면, 폴리아미드계 수지, 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체 및 에틸렌비닐알코올계 공중합체에서 선택된 수지로 이루어진 나노층이 교대로 적층되며, 인접한 층의 조성이 서로 상이하게 적층된다.
더욱 좋게는 상기 멀티-나노층은 서로 상이한 2종의 폴리아미드계 수지가 교대로 적층되거나, 또는 폴리아미드계 수지와 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체가 교대로 적층된 것일 수 있다. 이들을 사용함으로써 시인성이 더욱 우수한 필름을 제공할 수 있다.
상기 폴리아미드계 수지는 나일론 6, 나일론 66, 나일론 46, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 6/66의 공중합체, 나일론 6/66/610 공중합체, 나일론 MXD6, 나일론 6T, 나일론 6I/6T 공중합체, 나일론 66/PP 공중합체, 나일론66/PPS 공중합체, 6-나일론의 메톡시메틸화물, 6-610-나일론의 메톡시메틸화물 및 612-나일론의 메톡시메틸화물으로 이루어진 군 등으로부터 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체는 말레산 무수물 그라프팅된 폴리에틸렌계 중합체 또는 말레산 무수물 그라프팅된 폴리프로필렌계 중합체인 것일 수 있다.
상기 에틸렌비닐알코올계 공중합체(EVOH)는 배리어 필름에서 통상적으로 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 구체적으로 예를 들면 에틸렌 함량이 20 ~ 40 몰%인 에틸렌비닐알코올 공중합체를 사용하는 것일 수 있다.
상기 멀티-나노층은 더욱 구체적으로 예를 들면 제 1 양태는 폴리아미드수지로 이루어진 제1나노층(10a)과 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체로 이루어진 제2나노층(10b)이 서로 교대로 적층되어 이루어진 것일 수 있다. 이때, 상기 제1나노층(10a)은 나일론 6로 이루어진 것일 수 있으며, 상기 멀티-나노층의 최외층은 상기 나일론 6로 이루어지는 것일 수 있으며, 이 경우 더욱 우수한 수분차단성을 발현할 수 있다. 구체적으로 ASTM F1249에 따른 수증기 투과도가 20 g/㎡·day 이하, 더욱 구체적으로 15 g/㎡·day 이하인 배리어 필름을 제공할 수 있다. 또한, ASTM D3985에 따른 산소 투과도가 50 cc/㎡·day·atm 이하, 더욱 구체적으로 30 cc/㎡·day·atm 이하, 더욱 구체적으로 10 cc/㎡·day·atm 이하, 더욱 구체적으로 5 cc/㎡·day·atm 이하인 배리어 필름을 제공할 수 있다.
또한, 상기 멀티-나노층(10)의 제 2 양태는 제1폴리아미드수지로 이루어진 제1나노층(10a)과 제2폴리아미드수지로 이루어진 제2나노층(10b)이 서로 교대로 적층되어 이루어진 것일 수 있다. 이때, 상기 제1나노층(10a)은 나일론 6로 이루어진 것일 수 있으며, 상기 제2나노층(10b)은 나일론 6I/6T 공중합체로 이루어진 것일 수 있다. 이 경우 산소차단성 및 수분차단성이 동시에 우수한 필름을 제공할 수 있다. 구체적으로 ASTM D3985에 따른 산소 투과도가 10 cc/㎡·day·atm 이하이고, ASTM F1249에 따른 수증기 투과도가 100 g/㎡·day 이하, 더욱 구체적으로 ASTM D3985에 따른 산소 투과도가 5 cc/㎡·day·atm 이하이고, ASTM F1249에 따른 수증기 투과도가 80 g/㎡·day 이하인 배리어 필름을 제공할 수 있다.
또한, 상기 멀티-나노층(10)의 제 3 양태는 폴리아미드수지로 이루어진 제1나노층(10a)과 에틸렌비닐알코올계 공중합체 이루어진 제2나노층(10b)이 서로 교대로 적층되어 이루어진 것일 수 있다. 이때, 상기 제1나노층(10a)은 나일론 6로 이루어진 것일 수 있으며, 상기 제2나노층(10b)은 에틸렌비닐알코올 공중합체인 것일 수 있다. 이 경우 산소차단성이 더욱 우수한 필름을 제공할 수 있다. 구체적으로 ASTM D3985에 따른 산소 투과도가 2 cc/㎡·day·atm 이하이고, ASTM F1249에 따른 수증기 투과도가 150 g/㎡·day 이하, 더욱 구체적으로 ASTM D3985에 따른 산소 투과도가 1 cc/㎡·day·atm 이하이고, ASTM F1249에 따른 수증기 투과도가 100 g/㎡·day 이하인 배리어 필름을 제공할 수 있다.
상기 멀티-나노층(10)의 제 1 양태 내지 제 3 양태는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시한 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면에 기재되지 않지만 상기 멀티-나노층은 서로 상이한 3종 이상의 수지로 이루어진 층이 교대로 적층되어 이루어진 것일 수도 있으며, 본 발명의 범위 내에서 변경 가능함은 자명하다.
본 발명의 일 양태에서 상기 제 1 양태 내지 제 3 양태의 멀티-나노층(10)은 최외층이 서로 동일한 수지로 이루어진 것일 수 있으며, 바람직하게는 폴리아미드수지, 더욱 구체적으로 나일론 6로 이루어지는 것이 표층과의 접착성이 우수할 뿐만 아니라, 기계적인 물성이 우수하고, 수분에 직접 노출되는 경우에도 산소차단성 및 수분차단성이 우수한 필름을 제공할 수 있으므로 바람직하다.
본 발명의 일 양태에서, 멀티-나노층의 두께는 전체 필름 두께의 20 ~ 50%, 더욱 구체적으로 25 ~ 40%인 것일 수 있다. 상기 범위에서 산소차단성 및 수분차단성이 우수한 박막의 배리어 필름을 제공할 수 있으므로 바람직하다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 배리어 필름은 전체 두께가 1 ~ 200㎛, 구체적으로 10 ~ 150 ㎛, 더욱 구체적으로 12 ~ 60 ㎛, 더욱 구체적으로 15 ~ 40 ㎛인 것일 수 있으며, 상기 범위에서 박막이면서도 산소 차단성 및 수분 차단성이 우수한 특징이 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 배리어 필름은 튜블러 타입으로 용융압출된 후, 2 ~ 8배, 더욱 구체적으로 3 ~ 5배로 연신되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 배리어 필름은 전체 두께가 12 ~ 60 ㎛인 범위에서, ASTM D3985에 따른 산소 투과도가 23℃, 0% RH 조건에서 50 cc/㎡·day·atm 이하이고, ASTM F1249에 따른 수증기 투과도가 38℃, 100% RH 조건에서 150 g/㎡·day 이하인 물성을 달성할 수 있다. 상기 범위에서 식품포장용 배리어 필름으로 사용하기에 적합한 물성을 제공할 수 있으므로 바람직하다.
또한, 수분에 직접 노출되는 경우에도 산소투과도 및 수증기투과도가 유지되어 식품포장재 용도의 배리어 필름으로 사용할 수 있다. 또한, 투명성이 우수하여 시인성이 우수한 배리어 필름을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 식품포장재는 상기 배리어 필름의 일면 또는 양면에 접착층 또는 히트실층을 더 포함하는 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하 실시예 및 비교예를 바탕으로 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 더욱 상세히 설명하기 위한 하나의 예시일 뿐, 본 발명이 하기 실시예 및 비교예에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하 물성은 다음과 같이 측정하였다.
1) 산소 투과도(OTR, Oxygen Transmittance Rate)
ASTM D3985에 따라 산소 투과도를 측정하였다.
측정장비는 Systech Illinois사 Oxygen Permeation Analyzer 8003를 사용하였다.
2) 수증기 투과도(MVTR, Moisture Vapor Transmittance Rate)
ASTM F1249에 따라 수증기 투과도를 측정하였다. 50㎠ 면적, 38℃, 100%RH 분위기에서 측정하였으며, 측정장비는 Mocon Permatran W3/33를 사용하였다.
3) 층간 접착력
필름 층간 접착력은 Retort특성과 동일한 방법으로 진행하였다.
오토클레이브(Autoclave)에서 120℃, 1.5bar, 30min 동안 스팀(Steam) 처리한 후, 시편의 외관을육안으로 확인하여 필름 층간에 기포 발생 유무를 1차적으로 확인하였으며, 손으로 강제로 박리를 평가를 하였다. 층간 접착력이 충분한 경우(good로 표기함), Steam 평가 이후에도 Film 외관이 Clear하나, 층간 접착력이 약한 경우, 층간에 기포가 삽입되어서, Film Haze가 올라가고, Clear성이 떨어지는 것을 확인하였다.
[실시예 1 내지 5]
멀티 나노레이어 블로운 장치(Alpha Marathon사 Annular Nanolayer Die)를 사용하여 하기 표 1의 원료를 각각의 압출기에 투입하여 245 ℃에서 용융한 후, 240 ℃의 다이를 통해 압출하였다. BUR(Blow-Up Ratio, Bubble Diameter/Die Diameter)은 4.0 배로 연신되었다.
제 1 표층, 제 1 타이층, 멀티-나노층, 제 2 타이층 및 제 2 표층으로 적층되며, 멀티-나노층이 25층이 적층되어 총 29층으로 적층된 전체 두께 25 ㎛의 필름을 제조하였다.
이때 제 1 표층의 두께는 전체 필름 두께의 25%인 6.25㎛이었다. 제 1 타이층은 전체 필름 두께의 10%인 2.5㎛이었다. 멀티-나노층은 하기 표 1과 같이 A층과 B층이 교대로 적층되며, 양측 최외층은 A층으로 이루어지고 총 25층이 적층되며, 전체 필름 두께의 30%인 7.5㎛이고, 각 층의 두께는 0.3 ㎛이었다. 제 2 타이층은 전체 필름 두께의 10%인 2.5㎛이었다. 제 2 표층은 전체 필름 두께의 25%인 6.25㎛이었다.
[비교예 1]
하기 표 2와 같이 나일론 6(BASF社의 B33L, ISO 307에 따른 상대점도 3.3)를 단독으로 사용하여 총 25 ㎛ 두께의 단층필름을 제조하였다.
[비교예 2]
하기 표 2와 같이 에틸렌비닐알코올 공중합체(Chang Chun Petrochemical社의 EVASIN 2951F)를 단독으로 사용하여 총 25 ㎛ 두께의 단층필름을 제조하였다.
[비교예 3]
하기 표 2와 같이 나일론 6이 양측 표층이 되도록 하고, 에틸렌비닐알코올 공중합체가 중간층이 되도록 하고, 공압출 설비(Labtech Engineering社 5-Layer 공압출 설비)를 이용하여 250㎛ 시트를 공압출하고, 연신비 10배로 연신하여, 총 25.3 ㎛ 두께의 3층 적층필름을 제조하였다. 표층의 두께는 총 16.75㎛이고, 중간층의 두께는 8.55 ㎛이었다. 압출기 온도는 245 ℃이고, 다이 온도는 240 ℃이었다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | ||
| 제1표층(6.25㎛) | PA1 | PA1 | PA1 | PA1 | |
| 제1타이층(2.5㎛) | PO1 | PO1 | PO1 | PO1 | |
| 멀티-나노층 (7.5㎛) |
A층 | PA2 | PA1 | PA2 | PA2 |
| B층 | PA1 | EVOH1 | EVOH1 | PO1 | |
| 제2타이층(2.5㎛) | PO1 | PO1 | PO1 | PO1 | |
| 제2표층(6.25㎛) | PA1 | PA1 | PA1 | PA1 | |
| OTR (cc/㎡·day·atm) | 2.5 | 0.9 | 0.3 | 3.5 | |
| MVTR (g/㎡·day) | 70 | 100 | 50 | 15 | |
| 층간 접착성 | Good | Good | Good | Good | |
상기 표 1에서,
PA1은 나일론 6(BASF社의 B33L, ISO 307에 따른 상대점도 3.3)이다.
PO1은 무수말레산 그래프트 선형저밀도폴리에틸렌(Lyondellbasell社, Plexar 3060)이다.
PA2는 나일론 6I/6T(EMS社, Grivory G16)이다.
EVOH1은 에틸렌비닐알코올 공중합체(Chang Chun Petrochemical社, EVASIN 2951F)이다.
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일 양태에 따른 필름은 총 두께가 25 ㎛인 박막에서도 산소투과율 및 수분투과율이 낮아 우수한 배리어 특성을 가지는 것을 확인하였다.
또한, 시인성이 우수하여 식품포장용 필름으로 사용하기에 적합함을 확인하였다.
| 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| OTR (cc/㎡·day·atm) | 35 | 1.5 | 2.3 |
| MVTR (g/㎡·day) | - | - | - |
| 층간 접착성 | - | - | Delamination |
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 비교예 1 내지 3은 수분에 직접 노출되는 경우 수증기투과도가 측정이 불가능함을 알 수 있었다. 또한 비교예 3은 박리(delamination)되는 것을 확인하였다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 멀티-나노층
20a : 제 1 타이층
20b : 제 2 타이층
30a : 제 1 표층
30b : 제 2 표층
20a : 제 1 타이층
20b : 제 2 타이층
30a : 제 1 표층
30b : 제 2 표층
Claims (10)
- 폴리아미드계 수지, 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체 및 에틸렌비닐알코올계 공중합체에서 선택되는 수지로 이루어진 제1나노층 및 제2나노층이 교대로 적층되며, 상기 제1나노층 및 제2나노층은 서로 상이한 수지로 이루어지고, 적어도 10층 이상이 적층된 멀티-나노층(multi-nano layer),
상기 멀티-나노층의 양면에 적층되는 타이층(tie layer), 및
상기 타이층 상에 적층되며 폴리아미드계 수지로 이루어진 표층(surface layer)을 포함하는 배리어 필름. - 제 1항에 있어서,
상기 배리어 필름은 전체 두께가 10 ~ 150 ㎛인 배리어 필름. - 제 2항에 있어서,
상기 멀티-나노층의 두께는 전체 필름 두께의 20 ~ 50%이고,
상기 타이층의 두께는 전체 필름 두께의 10 ~ 30%이고,
상기 표층의 두께는 전체 필름 두께의 40 ~ 60%인 것인 배리어 필름. - 제 1항에 있어서,
상기 멀티-나노층은 10 ~ 50개의 층이 적층된 것인 배리어 필름. - 제 1항에 있어서,
상기 멀티-나노층은 양측의 최외층은 폴리아미드계 수지로 이루어진 것인 배리어 필름. - 제 5항에 있어서,
상기 표층은 나일론 6로 이루어진 것인 배리어 필름. - 제 6항에 있어서,
상기 나일론 6은 ISO 307에 따른 상대점도가 2 ~ 4인 것인 배리어 필름. - 제 1항에 있어서,
상기 타이층은 무수말레산 그래프트 폴리올레핀계 중합체로 이루어진 것인 배리어 필름. - 제 1항에 있어서,
상기 배리어 필름은 ASTM D3985에 따른 산소 투과도가 50 cc/㎡·day·atm 이하이고, ASTM F1249에 따른 수증기 투과도가 150 g/㎡·day 이하인 배리어 필름. - 제 1항 내지 제 9항에서 선택되는 어느 한 항의 배리어 필름을 포함하는 식품포장용 필름.
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