KR20230168023A - 탄소중립 친환경 나노무기입자 충진 폴리에틸렌 필름 랩 - Google Patents

탄소중립 친환경 나노무기입자 충진 폴리에틸렌 필름 랩 Download PDF

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Abstract

본 발명은 10 ∼ 70 중량%의 나노무기입자와 폴리에틸렌 수지, 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체 및 생석회 입자로 구성된 수지조성물로 성형된 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다. 본 발명에 따른 폴리에틸렌 필름 랩은 투명성, 강인성 및 점착성이 탁월하고, 폐기 시 우수한 재활용성을 가질 뿐만 아니라 재활용되지 못하고 소각되더라도 충진된 나노무기입자 함량 만큼 이산화탄소 발생량이 적어져 탄소중립에 대응이 가능하다.

Description

탄소중립 친환경 나노무기입자 충진 폴리에틸렌 필름 랩{Carbon Neutral Eco-Friendly Nanoinorganic Particle Filled Polyethylene Film Wrap}
본 발명은 탄소중립 친환경 나노무기입자 충진 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
보다 상세하게는 투명성, 강인성 및 점착성이 탁월하고, 폐기 시 우수한 재활용성을 가질 뿐만 아니라 재활용되지 못하고 소각되더라도 충진된 나노무기입자 함량 만큼 이산화탄소 발생량이 적어져 탄소중립에 대응이 가능한 친환경 나노무기입자 충진 폴리에틸렌 수지조성물로 성형된 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
폴리에틸렌 필름 랩은 투명성, 강인성, 점착성 등이 우수하고, 포장성형성이 뛰어날 뿐 아니라 경제성이 탁월하여 식품 포장, 여러 형상의 상품 포장, 박스에 적재된 상품 포장, 팔레트에 적재된 상품 포장 등 포장재로서 전세계적으로 널리 사용되고 있다.
최근 코로나19에 의해 배달(수송) 시장이 급성장하면서 그 사용이 필수불가결하여 상기 폴리에틸렌 필름 랩 사용량이 더욱더 커지면서 사용 후 이 폐기물의 처리가 사회적으로 심각하다. 게다가 전세계적인 탄소중립 선언과 함께 폴리에틸렌 필름 랩과 같은 가연성 폐기물의 소각에 따른 이산화탄소 발생량을 줄일 수 있는 획기적인 방안이 시급히 요청되고 있다.
따라서 우수한 투명성, 강인성 및 점착성을 가지며, 경제성이 요구되는 1회용 제품에 적합하면서도 동시에 재활용도 가능하며 이산화탄소의 발생을 감축시킬 수 있는 탄소중립 대응형 새로운 폴리에틸렌 필름 랩의 출현이 시급하고도 절실하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명에 이르게 되었다.
즉, 본 발명은 투명성, 강인성 및 점착성이 탁월하고, 폐기 시 우수한 재활용성을 가질 뿐만 아니라 재활용되지 못하고 소각되더라도 충진된 나노무기입자 함량 만큼 이산화탄소 발생량이 적어져 탄소중립에 대응이 가능한 신규의 폴리에틸렌 필름 랩을 제공하고자 한다.
상기 문제를 해결하는 본 발명의 일 양태는 10 ∼ 70 중량%의 나노무기입자와 폴리에틸렌 수지, 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체 및 생석회 입자로 구성된 수지조성물로 성형된 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩을 제공함으로써 상기 문제점을 해결한 것일 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 상기 나노무기입자가 평균입경 1 ∼ 500 nm의 것인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩을 제공함으로써, 상기 문제를 해결한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 나노무기입자의 무기입자가 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토분, 제올라이트, 규산백토 및 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상의 것인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 폴리에틸렌 수지는 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 중밀도폴리에틸렌 및 고밀도폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 폴리에틸렌 수지 함량이 20 ~ 80 중량%인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체는 메타크릴산 또는 아크릴산 함유 폴리에틸렌계 공중합체인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체는 카르복실산 함량이 3 ~ 20 중량%인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 생석회 입자가 평균입경 0.01 ∼ 100㎛의 것인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 생석회 입자 함량이 1 ~ 10 중량%인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 수지조성물은 폴리올레핀 엘라스토머가 더 포함된 것인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 폴리에틸렌계 엘라스토머 또는 폴리프로필렌계 엘라스토머인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 폴리올레핀 엘라스토머 함량이 1 ~ 30 중량%인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 수지조성물은 폴리부텐이 더 포함된 것인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 폴리부텐 함량이 1 ~ 10 중량%인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 상기 폴리에틸렌 필름 랩이 수지조성물의 상향 브로운 필름 성형 또는 T-다이 캐스팅 필름 성형에 의해 얻어지는 것인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
일 구현예에서 폴리에틸렌 필름 랩이 단층 또는 2층 이상 다층구조의 필름인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩에 관한 것일 수 있다.
본 발명의 목적은 적게는 10 중량% 이상, 많기로는 25 중량% 이상, 더욱 많기로는 40 중량% 이상 최대 70 중량%의 나노무기입자를 가짐에도 불구하고 투명성, 강인성 및 점착성이 탁월하고, 폐기 시 우수한 재활용성을 가질 뿐만 아니라 재활용되지 못하고 소각되더라도 충진된 나노무기입자 함량 만큼 이산화탄소 발생량이 적어져 탄소중립에 대응이 가능한 신규의 폴리에틸렌 필름 랩을 얻고자 하는 것이다.
본 발명의 중요한 착안점은 대표적인 1회용 물품인 폴리에틸렌 필름 랩에서 폴리에틸렌 수지와 같은 가연성 합성수지 함량을 획기적으로 줄임에 따라 이산화탄소 발생량을 비례적으로 획기적으로 줄이고자 한 것이다.
그러나 통상의 마이크로 크기의 무기입자를 충진한 결과 원하는 투명성 및 강인성을 확보할 수 없어 해결에 큰 어려움에 봉착하였다.
이를 해결하기 위한 새로운 수단으로 나노무기입자를 충진한 결과 투명성 및 강인성이 상당히 개선되었으나 만족할 만한 수준에 이르지 못하였다. 이는 나노무기입자의 분산이 마이크로 크기의 무기입자 대비 매우 어려운데서 비롯한 것으로 추정되었다.
이에 상기 나노무기입자가 통상 친수성 표면특성을 가진다는 사실에 착안하여 이들 친수성 표면과 강력한 수소결합을 할 수 있는 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체를 도입한 결과 나노무기입자의 분산성이 획기적으로 향상되어 투명성 및 강인성이 거의 원하는 수준에 가까울 정도로 크게 개선되었다. 그러나 나노무기입자 함량이 40 중량% 이상 매우 높아질수록 원하는 수준의 투명성 및 강인성 확보에는 실패하였다.
이에 연구에 연구를 거듭한 결과 본 발명자들은 10 ~ 70 중량%의 나노무기입자에 폴리에틸렌 수지, 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체 및 생석회 입자가 동시에 포함된 신규의 폴리올레핀 수지조성물을 도입한 결과 원하는 탁월한 투명성, 강인성 및 점착성을 확보하게 되었고 또한 폐기 시 우수한 재활용성을 가지며, 만일 재활용되지 못하고 소각시 함유된 가연성 폴리에틸렌 수지 양이 적어짐에 따라 이산화탄소 발생량이 획기적으로 적어 탄소중립에 대응이 가능하게 됨을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다. 이는 신규로 도입된 생석회 입자가 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체의 카르복실산기와 반응하여 카르복실산 칼슘염기로 변해 이들간 이온 클러스터 형성에 의한 유사가교구조 발현으로 필름의 강인성을 증가시키고, 형성된 이온과 나노무기입자 표면간 강력한 장거리 상호작용으로 분산력을 크게 향상시켜 결국 투명성 및 강인성을 개선시켰으며, 또한 압출에 의해 필름 성형시 미세 수증기 가스로 변할 수 있는 무기입자 표면에 존재하는 수분과 반응하여 수분발생을 사전에 차단해 강인성을 좀더 개선시킨 결과에서 비롯된 것으로 추론된다.
일 구현예에 있어서, 상기 나노무기입자의 나노입자는 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토분, 제올라이트, 규산백토 및 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상인 것일 수 있다. 나노무기입자는 구상, 판상, 침상 등 어느 것도 좋으나 폴리에틸렌 수지에 분산성이 좋은 구상의 것이 좋고, 무처리 나노무기입자도 좋으나 스테아린산 등 화합물로 표면처리된 것이 분산성이 좋아 바람직하다. 나노무기입자 평균입경은 1 ∼ 500 nm, 바람직하게는 10 ∼ 100 nm의 것이 좋다. 나노무기입자의 첨가량은 10 ~ 70 중량%, 바람직하게는 25 ~ 60 중량%가 좋다. 10 중량% 미만이면 합성수지 함량 감소에 따른 소각시 이산화탄소 발생 감축에 의한 탄소중립효과가 적고, 70 중량%를 초과하게 되면 탄소중립효과는 탁월하지만 강인성 및 점착성이 나빠질 우려가 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 폴리에틸렌 수지는 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 중밀도폴리에틸렌 및 고밀도폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다. 폴리에틸렌 수지는 지글러나타 촉매, 메타로센 촉매 등에 의해 제조된 것일 수 있으며, 이중 메타로센 촉매로 제조된 선형저밀도폴리에틸렌이 강인성 측면에서 바람직하다. 본 발명의 수지조성물에서 상기 폴리에틸렌 수지 함량은 20 ~ 80 중량%, 바람직하게는 30 ~ 70 중량%가 좋다. 폴리에틸렌 함량이 20 중량% 미만일 경우 원하는 강인성을 기대할 수 없고, 80 중량%를 초과할 경우 탄소중립 효과가 떨어질 수 있다.
일 구현예에 있어서, 상기 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체는 구체적으로 메타크릴산 또는 아크릴산 함유 폴리에틸렌계 공중합체로서 가령 메타크릴산-에틸렌 공중합체, 아크릴산-에틸렌 공중합체, 메타크릴산-메틸메타크릴레이트-에틸렌 공중합체, 아크릴산-메틸아크릴레이트-에틸렌 공중합체 등을 들 수 있고 보다 구체적인 예로서, 메타크릴산에틸렌 공중합체인 미국 DuPont사 Nucrel 0403, 아크릴산-에틸렌 공중합체인 미국 ExxonMobil사 Escor 6000, 아크릴산-메틸아크릴레이트-에틸렌 공중합체인 미국 ExxonMobil사 Escor AT310 등을 들 수 있지만 이에 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 수지조성물에서 상기 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체의 함량은 3 ~ 20 중량%, 바람직하게는 5 ~ 10 중량%가 좋다. 상기 조성비에서 분산성 및 강인성이 우수하여 더욱 선호되지만 이에 한정하는 것을 아니다.
본 발명에 있어서, 생석회 입자는 석회석을 고온에서 소성하여 얻어지는 통상의 생석회면 모두 사용 가능하나, 평균입경이 0.01 ∼ 100㎛, 바람직하게는 0.5 ∼ 30㎛, 보다 바람직하게는 0.1 ∼ 10㎛의 것이 좋다. 평균입경이 너무 크면 제품의 강인성 및 외관이 나쁘게 된다. 입자의 형상은 여러 가지를 가질 수 있으나 강인성을 고려하여 구형을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 생석회 입자 함량은 1 ~ 10 중량%, 좋기로는 2 ~ 8 중량%가 바람직하다. 생석회 입자 함량이 1 중량% 미만일 경우 원하는 강인성 발현을 기대할 수 없고, 10 중량%를 초과할 경우 인성 및 점착성이 떨어질 우려가 있다.
본 발명의 일 예에 따른 상기 수지조성물은 폴리올레핀 엘라스토머가 더 포함된 것일 수 있다. 폴리올레핀 엘라스토머가 더 포함되면 인성 및 점착성이 더 좋아질 수 있다.
상기 폴리올레핀 엘라스토머는 폴리에틸렌계 엘라스토머 또는 폴리프로필렌계 엘라스토머일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 폴리에틸렌계 엘라스토머는 에틸렌의 함유량이 70∼95 중량%이고, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-도데센에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 알파-올레핀의 함유량이 5∼30 중량%인 에틸렌-알파-올레핀 공중합체계 엘라스토머 및 고밀도 또는 중밀도 에틸렌-알파올레핀 하드 블록과 저밀도 에틸렌-알파-올레핀 소프트 블록으로 구성되는 폴리에틸렌 멀티블록공중합체계 엘라스토머로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다. 구체적인 예로서는 에틸렌-부텐 공중합체계 엘라스토머인 Mitsui Chemical사 상품명 Tafmer Grade XM-7070, XM-7080, A-4085S 등을 들 수 있고, 에틸렌-옥텐 공중합체계 엘라스토머인 Dow Chemical사 상품명 Engage, Grade 8100, 8411, 8440, 8450 등을 들 수 있고, 고밀도 또는 중밀도 에틸렌-알파-올레핀 하드 블록과 저밀도 에틸렌-알파-올레핀 소프트 블록으로 구성되는 폴리에틸렌 멀티블록공중합체계 엘라스토머인 Dow Chemical사 상품명 Infuse, Grade 9000, 9007, 9010, 9100 등을 들 수 있지만 이에 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 예에 따른 폴리프로필렌계 엘라스토머는 프로필렌의 함유량이 70∼95 중량%이고, 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-도데센에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 알파-올레핀의 함유량이 5∼30 중량%인 프로필렌-알파-올레핀 공중합체계 엘라스토머로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물일 수 있다. 구체적인 예로서 프로필렌-에틸렌 공중합체계 엘라스토머인 ExxonMobil사 상품명 Vistamaxx, Grade 2120, 2125, 2320, 2330, 3000, 3020FL, 3980FL, 6102FL, 6202, 6202FL 등을 들 수 있고 프로필렌-1-부텐 공중합체계 엘라스토머인 Mistui Chemicals사 상품명 Notio, grade PN-2070, PN-3560, PN0040, PN-2060 등을 들 수 있지만 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 폴리올레핀 엘라스토머 함량은 1 ~ 30 중량%, 좋기로는 3 ~ 20 중량%가 바람직하다. 폴리올레핀 엘라스토머 함량이 1 중량% 미만일 경우 원하는 인성 및 점착성 개선효과를 기대할 수 없고, 30 중량%를 초과할 경우 강성이 떨어지고 통상 폴리올레핀 엘라스토머가 다소 비싸기 때문에 경제성이 떨어질 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 상기 수지조성물은 폴리부텐이 더 포함된 것일 수 있다. 폴리부텐이 더 포함되면 점착성이 특히 더 좋아질 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 폴리부텐은 1-부텐, 2-부텐 및 이소부틸렌의 혼합물로 제조된 유기 중합체로서, 구체적인 예로서는 DL케미칼사 PB1300, PB1400, PB2000, PB2350, PB2400 등을 들 수 있지만 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 폴리부텐 함량은 1 ~ 10 중량%, 좋기로는 2 ~ 8 중량%가 바람직하다. 폴리부텐 함량이 1 중량% 미만일 경우 원하는 점착성 개선효과를 기대할 수 없고, 10 중량%를 초과할 경우 강인성이 떨어질 우려가 있다.
본 발명에 따른 폴리에틸렌 필름 랩은 상기 수지조성물을 사용하여 통상의 상향 브로운 필름 성형 또는 T-다이 캐스팅 필름 성형에 의해 얻어질 수 있으며, 대량 생산 및 박막 두께 균일성 확보에 유리한 T-다이 캐스팅 필름 성형방법이 바람직하다.
본 발명에 따른 폴리에틸렌 필름 랩은 단층 또는 2층 이상 다층구조의 필름일 수 있다. 가령, 점착성 및 투명성에 유리한 수지조성물을 내층용 원료로 하고, 강인성 및 투명성에 유리한 수지조성물을 외층용 원료로 하여 공압출에 의해 제조된 2층구조의 필름, 점착성 및 투명성에 유리한 수지조성물을 내층용 원료로 하고, 강인성 및 투명성에 유리한 수지조성물을 중간층용 원료로 하고, 강인성, 투명성 및 안티블로킹성(롤상 필름 풀림성)에 유리한 수지조성물을 외층용 원료로 하여 공압출에 의해 제조된 3층구조의 필름일 수 있다.
본 발명에 따른 폴리에틸렌 필름 랩은 투명성, 강인성 및 점착성이 탁월하고, 폐기 시 우수한 재활용성을 가질 뿐만 아니라 재활용되지 못하고 소각되더라도 충진된 나노무기입자 함량 만큼 이산화탄소 발생량이 적어져 탄소중립에 대응이 가능한 물품으로 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 투명성, 강인성, 점착성 및 탄소중립 친환경성을 다음과 같이 평가하였다.
1. 투명성
물품 시료로 ASTM D1003에 의거 흐림도를 측정하여 4등급으로 평가하였다.
- 투명성 평가 기준
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
흐림도(%) 5 미만 5 이상
10 미만		 10 이상
20 미만		 20 이상
2. 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)		 25 이상 20 이상
25 미만		 10 이상
20 미만		 10 미만
- 인성 평가 기준
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
신장률
(%)		 600 이상 500 이상
600 미만		 300 이상
500 미만		 300 미만
3. 점착성
물품 시료로 ASTM D6862에 의거 TA.XTplus Texture Analyser를 이용하여점착력(cling force)을 측정하여 점착성을 4등급으로 평가하였다.
- 점착성 평가 기준
구 분 ◎(우수) ○(양호) △(보통) X(불량)
점착력(g) 50 이상 40 이상
50 미만		 30 이상
40 미만		 30 미만
4. 탄소중립 친환경성
ISO-3451-1 : 2008에 의거하여 시료를 도가니에 넣고 직접 600℃의 온도에서 완전히 회화처리 하였을 때의 회분의 양으로부터 시료내 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 25 이상
40 미만		 10 이상
25 미만		 10 미만
[실시예 1]
나노무기입자로서 스테아린산으로 코팅된 평균입경 50 nm의 탄산칼슘(Shiraishi Calcium사, CaCO3(A)), 폴리에틸렌 수지로서 용융지수 2.8(g/10분, 190℃, 2.16Kg)의 선형저밀도폴리에틸렌(롯데케미칼사, UT404, PE(A)), 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체로서 용융지수 2.5(g/10분, 190℃, 2.16Kg)의 메타크릴산-에틸렌 공중합체(Dow사, Nucrel 903, PEC(A)), 평균입경 1.2 μm의 생석회 입자(American Elements사, CaO(A))를 준비하였다. 이들을 표 6에 나타낸 조성으로 혼합한 배합물을 밴버리믹서기에 투입하고 컴파운딩하여 폴리에틸렌 수지조성물을 얻었다. 상기 폴리에틸렌 수지조성물을 T-다이 캐스팅 필름성형기에서 15 μm 두께의 필름을 제조하였고 이에 대한 투명성, 강인성(강성, 인성), 점착성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 2]
표 6에 나타낸 조성으로 혼합한 배합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 15 μm 두께의 필름을 제조하였고 이에 대한 투명성, 강인성(강성, 인성), 점착성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 3]
표 6에 나타낸 조성으로 혼합한 배합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 15 μm 두께의 필름을 제조하였고 이에 대한 투명성, 강인성(강성, 인성), 점착성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 4]
표 6에 나타낸 조성으로 혼합한 배합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 15 μm 두께의 필름을 제조하였고 이에 대한 투명성, 강인성(강성, 인성), 점착성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 5]
나노무기입자로서 스테아린산으로 코팅된 평균입경 125 nm의 황산바륨(Nanochemazone사, BaSO4(A)), 폴리에틸렌 수지로서 용융지수 0.9(g/10분, 190℃, 2.16Kg)의 선형저밀도폴리에틸렌(SK글로벌케미칼사, FN810, PE(B)), 평균입경 3.0 μm의 생석회 입자(Birch Chemicals사, CaO(B))를 준비하였다, 표 6에 나타낸 조성으로 혼합한 배합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 15 μm 두께의 필름을 제조하였고 이에 대한 투명성, 강인성(강성, 인성), 점착성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 6]
폴리올레핀 엘라스토머로서 밀도 0.857(g/cm3), 용융점도 1.0(g/10분, 190℃, 2.16Kg), 폴리에틸렌 엘라스토머(Dow사, Engage 8842, PEE(A))를 준비하였다, 표 6에 나타낸 조성으로 혼합한 배합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 15 μm 두께의 필름을 제조하였고 이에 대한 투명성, 강인성(강성, 인성), 점착성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 7]
카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체로서 용융지수 8.2(g/10분, 190℃, 2.16Kg)의 아크릴산-에틸렌 공중합체(ExxonMobil사, Escor 5000, PEC(B)), 폴리부텐으로서 분자량 2,180, 점도 2,300cSt(100℃)의 폴리부텐(DL케미칼사, PB2000, PB(A))를 준비하였다, 표 6에 나타낸 조성으로 혼합한 배합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 15 μm 두께의 필름을 제조하였고 이에 대한 투명성, 강인성(강성, 인성), 점착성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[실시예 8]
폴리올레핀 엘라스토머로서 밀도 0.859(g/cm3), 용융점도 4.0(g/10분, 230℃, 2.16Kg), 폴리프로필렌 엘라스토머(ExxonMobil사, Vistamaxx 7810, PPE(A)), 폴리부텐으로서 분자량 2,480, 점도 4,740cSt(100℃)의 폴리부텐(DL케미칼사, PB2400, PB(B))를 준비하였다, 표 6에 나타낸 조성으로 혼합한 배합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 15 μm 두께의 필름을 제조하였고 이에 대한 투명성, 강인성(강성, 인성), 점착성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[비교예 1]
표 6에 나타낸 조성으로 혼합한 배합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 15 μm 두께의 필름을 제조하였고 이에 대한 투명성, 강인성(강성, 인성), 점착성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[비교예 2]
표 6에 나타낸 조성으로 혼합한 배합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 15 μm 두께의 필름을 제조하였고 이에 대한 투명성, 강인성(강성, 인성), 점착성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[비교예 3]
마이크로무기입자로서 스테아린산으로 코팅된 평균입경 3.5 μm의 탄산칼슘(Omya사, CaCO3(B))를 준비하였다, 표 6에 나타낸 조성으로 혼합한 배합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 15 μm 두께의 필름을 제조하였고 이에 대한 투명성, 강인성(강성, 인성), 점착성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
[비교예 4]
마이크로무기입자로서 스테아린산으로 코팅된 평균입경 4.0 μm의 황산바륨(Hoyonn사, BaSO4(B))를 준비하였다, 표 6에 나타낸 조성으로 혼합한 배합물을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일하게 실시하여 15 μm 두께의 필름을 제조하였고 이에 대한 투명성, 강인성(강성, 인성), 점착성 및 탄소중립 친환경성을 평가하여 그 결과를 표 6에 나타내었다.
구 분 수지조성물의 조성(중량%) 물성 탄소중립
친환경성
나노무기입자 폴리에틸렌 수지 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계
공중합체		 생석회
입자		 폴리올레핀 엘라스토머 폴리 부텐 투명성 강인성 점착성
강성 인성
실시예 1 CaCO3(A) 15% PE(A)
78.5%		 PEC(A)
5%		 CaO(A)
1.5%		 - - ◎ ◎ ◎ ○ ○
실시예 2 CaCO3(A) 23% PE(A)
66.8%		 PEC(A)
8%		 CaO(A)
2.2%		 - - ◎ ◎ ◎ ○ ○
실시예 3 CaCO3(A) 32% PE(A)
55.1%		 PEC(A)
10%		 CaO(A)
2.9%		 - - ◎ ◎ ◎ ○ ◎
실시예 4 CaCO3(A) 54% PE(A)
23.4%		 PEC(A)
19%		 CaO(A)
3.6%		 - - ○ ○ ○ ○ ◎
실시예 5 BaSO4(A) 37% PE(B)
47.8%		 PEC(A)
12%		 CaO(B)
3.2%		 - ◎ ◎ ○ ○ ◎
실시예 6 BaSO4(A)42% PE(B)
31%		 PEC(A)
14%		 CaO(B)
3.0%		 PEE(A)
10%		 - ○ ○ ◎ ◎ ◎
실시예 7 CaCO3(A) 43% PE(B)
35.7%		 PEC(B)
15%		 CaO(B)
3.3%		 - PB(A)
3%		 ○ ○ ○ ◎ ◎
실시예 8 CaCO3(A) 38% PE(B)
26.9%		 PEC(B)
13%		 CaO(B)
3.1%		 PPE(A)
15%		 PB(B)
4%		 ○ ◎ ◎ ◎ ◎
비교예 1 - PE(A)
100%		 - - - - ◎ ◎ ◎ △ X
비교예 2 - PE(A)
80%		 - - PPE(A)
20%		 - ◎ ◎ ◎ ○ X
비교예 3 CaCO3(B) 20% PE(A)
80%		 - - - - X X X X ○
비교예 4 BaSO4(B)
38%		 PE(A)
44%		 - - PEE(A)
18%		 - X X X △ ◎
먼저 본 발명에 의한 나노무기입자와 폴리에틸렌 수지, 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체 및 생석회 입자로 구성된 수지조성물로부터 성형된 폴리에틸렌 필름 랩 경우(실시예 1 ~ 5) 투명성, 강인성, 점착성 및 탄소중립 친환경성이 우수함을 알 수 있고, 또한 나노무기입자와 폴리에틸렌 수지, 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체 및 생석회 입자외에 폴리올레핀 엘라스토머 또는 폴리부텐이 추가로 포함된 폴리에틸렌 수지조성물로부터 성형된 폴리에틸렌 필름 랩 경우(실시예 6 ~ 8) 투명성, 강인성, 점착성 및 탄소중립 친환경성이 더욱더 우수함을 알 수 있다.
반면 종래 기술에 의한 폴리에틸렌 수지만으로 성형된 폴리에틸렌 필름 랩 경우(비교예 1) 투명성 및 강인성은 우수하나 점착성이 부족하고 탄소중립 친환경성은 전혀 없음을 알 수 있으며, 폴리에틸렌 수지와 폴리올레핀 엘라스토머와의 조성물로 성형된 폴리에틸렌 필름 랩 경우(비교예 2) 투명성, 강인성 및 점착성은 우수하나 탄소중립 친환경성은 전혀 없음을 알 수 있다. 또한 마이크로무기입자와 폴리에틸렌 수지와의 조성물로 성형된 폴리에틸렌 필름 랩 경우(비교예 3) 탄소중립 친환경은 양호하나 투명성, 강인성 및 점착성은 매우 열악함을 알 수 있고, 마이크로무기입자, 폴리에틸렌 수지 및 폴리올레핀 엘라스토머와의 조성물로 성형된 폴리에틸렌 필름 랩 경우(비교예 4) 탄소중립 친환경은 우수하나 투명성, 강인성 및 점착성은 매우 열악함을 알 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 폴리에틸렌 필름 랩은 투명성, 강인성 및 점착성이 탁월하고, 폐기 시 우수한 재활용성을 가질 뿐만 아니라 재활용되지 못하고 소각되더라도 충진된 나노무기입자 함량 만큼 이산화탄소 발생량이 적어져 탄소중립에 대응이 가능함을 알 수 있다.

Claims (16)

10 ∼ 70 중량%의 나노무기입자와 폴리에틸렌 수지, 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체 및 생석회 입자로 구성된 수지조성물로 성형된 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제1항에 있어서,
상기 나노무기입자가 평균입경 1 ∼ 500 nm의 것인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제1항에 있어서,
상기 나노무기입자의 무기입자가 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카, 규조토, 탄산마그네슘, 염화칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 수산화알루미늄, 산화아연, 수산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 마이카, 아스베스토분, 제올라이트, 규산백토 및 이들의 혼합물에서 선택된 하나 이상의 것인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 수지는 저밀도폴리에틸렌, 선형저밀도폴리에틸렌, 중밀도폴리에틸렌 및 고밀도폴리에틸렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제1항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 수지 함량이 20 ~ 80 중량%인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제1항에 있어서,
상기 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체는 메타크릴산 또는 아크릴산 함유 폴리에틸렌계 공중합체인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제6항에 있어서,
상기 카르복실산기 함유 폴리에틸렌계 공중합체는 카르복실산 함량이 3 ~ 20 중량%인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제1항에 있어서,
상기 생석회 입자가 평균입경 0.01 ∼ 100㎛의 것인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제1항에 있어서,
상기 생석회 입자 함량이 1 ~ 10 중량%인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제 1항에 있어서,
상기 수지조성물은 폴리올레핀 엘라스토머가 더 포함된 것인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제10항에 있어서,
상기 폴리올레핀 엘라스토머는 폴리에틸렌계 엘라스토머 또는 폴리프로필렌계 엘라스토머인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제10항에 있어서,
상기 폴리올레핀 엘라스토머 함량이 1 ~ 30 중량%인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제 1항에 있어서,
상기 수지조성물은 폴리부텐이 더 포함된 것인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제10항에 있어서,
상기 폴리부텐 함량이 1 ~ 10 중량%인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제1항에 있어서.
상기 폴리에틸렌 필름 랩이 수지조성물의 상향 브로운 필름 성형 또는 T-다이 캐스팅 필름 성형에 의해 얻어지는 것인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
제1항에 있어서.
상기 폴리에틸렌 필름 랩이 단층 또는 2층 이상 다층구조의 필름인 탄소중립 친환경 폴리에틸렌 필름 랩.
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