KR102416093B1 - 가스차단성이 우수한 폴리에틸렌 기반 친환경 다층 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

가스차단성이 우수한 폴리에틸렌 기반 친환경 다층 필름 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포장용 폴리에틸렌 필름에 관한 기술로, 보다 상세하게는 폴리에틸렌 기반의 단일 고분자 소재로 제조한 필름을 다층으로 적층하여 재활용이 용이하고, 가스 차단성이 우수해 화장품, 식품, 약품 포장을 위한 화장품 산업용 포장재, 식품 산업용 포장재, 제약 포장재 등의 용도로 용이하게 활용할 수 있는 포장용 폴리에틸렌 필름에 관한 것이다.
본 발명에 따른 친환경 폴리에틸렌 다층 필름은, 고밀도 폴리에틸렌 수지층 및 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층의 상면에 형성되는 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층을 포함하는 외피층; 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층의 상면에 형성되고, 무용제 접착제를 포함하는 접착제층; 및 상기 접착제층의 상면에 형성되는 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층 및 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층의 상면에 형성되는 메탈로센 폴리에틸렌 수지층을 포함하는 내피층;을 포함한다.

Description

가스차단성이 우수한 폴리에틸렌 기반 친환경 다층 필름 및 이의 제조방법{Polyethylene-based eco-friendly multi-layer film with excellent gas barrier properties and method for manufacturing the same}
본 발명은 포장용 폴리에틸렌 필름에 관한 기술로, 보다 상세하게는 가스차단성이 우수하고, 재활용이 용이해 친환경성을 확보한 포장용 폴리에틸렌 필름에 관한 것이다.
포장용 필름은 식품, 전자 제품, 물류 포장 등의 다양한 용도로 사용되고 있으며, 용도에 맞는 물성을 제공하기 위해서 다양한 종류의 고분자 수지로 형성시킨 필름을 적층한 다층 필름 형태로 제조하거나, 2종 이상의 고분자 수지를 혼합 블랜딩하여 제조하고 있다.
일례로, 식품 포장재는 가스차단성, 수분차단성, 열접착성, 내충격성 등과 같은 다양한 물성을 요구함에 따라 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 나일론(nylon) 필름, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 등의 폴리올레핀계 필름, 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH) 필름, 알루미늄 박막, 알루미늄 증착 필름 등과 같은 다양한 이종 소재를 활용하여 다층 필름의 형태로 제조하고 있다.
일례로, 아이스 팩은 두 겹의 포장 필름 내에 고흡수성 수지 또는 물을 충전재로 충전한 다음 저온에서 충전재를 동결시켜 동결한 아이스 팩을 식품과 함께 포장하여 식품의 선도를 유지하기 위한 용도로 활용되고 있다. 아이스 팩은 낙하 또는 외부 충격에 의해 동결된 충전제가 파손되어 천공 등이 발생할 우려가 있고, 충전재가 물로 대체됨에 따라 내충격성, 천공저항성, 가스 차단성, 습기 차단성 등의 특성을 부여하기 위해서, PET 필름과 PE 필름을 합지하거나, 나일론 필름과 폴리올레핀 필름을 합지한 구조의 다층 필름을 활용하고 있다.
하지만, 전술한 바와 같이 이종 소재를 활용한 다층 필름은 재활용이 현실적으로 불가능해 환경오염을 유발한다는 문제가 있어, 이를 보완할 수 있는 친환경 포장 필름에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 단일 고분자 소재인 폴리에틸렌 기반의 필름을 다층으로 적층하여 재활용이 용이해 친환경성을 나타낼 수 있도록 하면서도, 가스 차단성, 보온성, 내충격성 등의 복합 물성을 나타내어 다양한 분야에 포장재의 용도로 활용할 수 있는 친환경 폴리에틸렌 필름에 대한 기술 내용을 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위해서, 본 발명은 고밀도 폴리에틸렌 수지층 및 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층의 상면에 형성되는 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층을 포함하는 외피층; 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층의 상면에 형성되고, 무용제 접착제를 포함하는 접착제층; 및 상기 접착제층의 상면에 형성되는 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층 및 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층의 상면에 형성되는 메탈로센 폴리에틸렌 수지층을 포함하는 내피층;을 포함하는 친환경 폴리에틸렌 다층 필름을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층은 110 내지 250%의 연신율로 일축 연신한 고밀도 폴리에틸렌 필름으로 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층은 옥텐 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지(LLDPE) 80 내지 95 중량부 및 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE) 5 내지 20 중량부를 포함하는 제2 필름 형성용 조성물을 이용해 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 무용제 접착제층은 무수말레산 그래프트 폴리에틸렌 수지 50 내지 70 중량부, 무수말레산 그래프트 에틸렌-아크릴레이트 공중합체 20 내지 40 중량부 및 에틸렌비닐아세트산 수지 5 내지 20 중량부를 포함하는 무용제 접착제를 이용해 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층은 메탈로센 폴리에틸렌 수지 100 중량부, 저밀도 폴리에틸렌 수지 1 내지 5 중량부, 발포제 0.5 내지 5 중량부 및 과산화물 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 제3 필름 형성용 조성물을 이용해 형성할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층은 두께가 10 내지 50 ㎛이고, 상기 선형저밀도 폴리에틸렌 수지층은 두께가 5 내지 35 ㎛이며, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층은 두께가 70 내지 150 ㎛이며, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 수지층은 두께가 20 내지 80 ㎛일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기에 기재된 친환경 폴리에틸렌 다층 필름을 제조하는 방법에 있어서, 고밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제1 필름 형성용 조성물을 용융 압출하여 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 단계; 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제2 필름 형성용 조성물을 용융 압출하여 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 단계; 상기 고밀도 폴리에틸렌 필름 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 열융착시켜 외피용 접합 필름을 제조하는 단계; 메탈로센 폴리에틸렌 수지 및 발포제를 포함하는 제3 필름 형성용 조성물 및 메탈로센 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제4 필름 형성용 조성물을 용융 압출하여 메탈로센 폴리에틸렌 발포 필름 및 메탈로센 폴리에틸렌 필름을 포함하는 내피용 접합 필름을 제조하는 단계; 및 상기 외피용 접합 필름의 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름 또는 상기 내피용 접합 필름의 메탈로센 폴리에틸렌 발포 필름의 상면에 무용제 접착제를 도포한 다음 상기 외피용 접합 필름 및 상기 내피용 접합 필름을 접합하여 고밀도 폴리에틸렌 수지층 및 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층의 상면에 형성되는 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층을 포함하는 외피층, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층의 상면에 형성되는 접착제층 및 상기 접착제층의 상면에 형성되는 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층 및 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층의 상면에 형성되는 메탈로센 폴리에틸렌 수지층을 포함하는 내피층을 포함하는 친환경 폴리에틸렌 다층 필름을 제조하는 단계를 포함하는 친환경 폴리에틸렌 다층 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 단계는 상기 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조한 다음 상기 고밀도 폴리에틸렌 필름을 110 내지 250%의 연신율로 일축 연신하여 연신 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 티다이, 블로우 및 튜블러 타입으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 압출기 및 압착 롤러가 구비된 다층 필름 제조장치를 사용하여 상기 친환경 폴리에틸렌 다층 필름을 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 폴리에틸렌 필름은 폴리에틸렌 기반의 단일 고분자 소재로 제조한 필름을 다층으로 적층하여 재활용이 용이하고, 가스 차단성이 우수해 화장품, 식품, 약품 포장을 위한 화장품 산업용 포장재, 식품 산업용 포장재, 제약 포장재 등의 용도로 용이하게 활용할 수 있다.
또한, 보온성과 저온 내충격성이 우수하고, 냉각 또는 가열에 의해 쉽게 파손되지 않아 아이스 팩 등의 용도로도 용이하게 활용할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 친환경 폴리에틸렌 필름의 구조를 나타낸 단면도이다.
이하, 구체적인 예를 들어 본 발명에 따른 가스차단성이 우수한 폴리에틸렌 기반 친환경 다층 필름 및 이의 제조방법을 더욱 상세히 설명한다. 다만 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다.
따라서 본 발명은 이하 제시되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있으며, 이하 제시되는 실시예들은 본 발명의 사상을 명확하게 하기 위해 기재된 것일 뿐, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 친환경 폴리에틸렌 필름의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 친환경 폴리에틸렌 필름은 외피층(100), 접착제층(200) 및 내피층(300)을 포함하는 구조를 갖는다.
외피층(100)은 외부에서 가스와 수분이 침투되지 않도록 하는 가스 및 수분 차단 성능을 부여하며, 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층(130)을 포함하는 구조를 갖는다.
고밀도 폴리에틸렌 수지층(110)은 외부에서 가스와 수분이 침투되지 않도록 하는 가스 및 수분 차단 성능과 내스크래치성 등의 특성을 부여하며, 고밀도 폴리에틸렌 수지(high density polyethylene, HDPE)를 포함하는 제1 필름 형성용 조성물을 이용해 형성할 수 있다. 고밀도 폴리에틸렌 수지는 유동성, 기계적 물성, 내충격성, 균열 저항성, 성형성, 내한성, 내습성 등의 특성이 우수하고, 균일한 연신성과 가공성이 우수한 특성을 나타내어 이와 같은 특성을 갖는 외피층(100)을 형성할 수 있다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 수지는 밀도가 0.941 내지 0.965 g/cm3인 것을 도입할 수 있으며, 고밀도 폴리에틸렌 수지의 밀도가 상기 범위 미만인 경우는 내습성이 저하될 우려가 있고, 상기 범위에서 목적으로 하는 물성을 만족할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110)은 고밀도 폴리에틸렌 수지 100 중량부, 첨가제 0.1 내지 5 중량부를 포함하는 제1 필름 형성용 조성물을 이용해 형성할 수 있다. 첨가제는 가소제, 충전제 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 가소제는 유연성을 부여해 가공성을 높일 수 있으며, 말레산 무수물을 대표적인 예로 들 수 있다. 충전제는 탈크, 제올라이트 등과 같은 세라믹 분말을 포함하며, 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110)의 내스크레치성, 기계적 물성을 향상시키는 역할을 한다.
또한, 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110)은 연신 고밀도 폴리에틸렌 필름으로 형성할 수 있으며, 연신 고밀도 폴리에틸렌 필름은 구동되는 롤러간의 속도 차이에 의해 길이방향 또는 폭방향으로 연신시킨 일축 연신 고밀도 폴리에틸렌 필름일 수도 있고, 유리전이온도 이상 용융점 이하의 특정 온도로 유지되는 텐터에서 길이방향 또는 폭방향으로 연신을 하고 열고정을 거치는 일축연신 고밀도 폴리에틸렌 필름일 수 있다.
연신 고밀도 폴리에틸렌 필름은 110 내지 250%의 연신율로 일축 연신시켜 형성될 수 있으며, 이와 같이 종방향 또는 횡방향으로 1축 연신된 것일 수 있으며, 이에 의해, 고분자 사슬의 결정화 및 배향성이 크게 상승되어 내충격성, 저온 내충격성, 천공저항성, 강인성 등의 특성을 갖는 다층 필름을 형성할 수 있고, ??20 ℃ 이하의 저온 환경에서도 기계적 물성과 가스 차단성이 저하되지 않아 향상된 물성을 나타낼 수 있다.
하지만, 고밀도 폴리에틸렌 수지층 수지는 저온 충격성이 낮다는 문제가 있어, 후술할 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제2 필름 형성용 조성물을 이용해 형성하는 보강층을 외피층(100) 상에 접합하여 저온에서 쉽게 파손되지 않는 특성을 나타내는 다층 필름을 형성할 수 있다.
한편, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층(130)은 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110)의 상면에 형성되어 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110)의 저온 내충격성을 보완하는 역할을 한다. 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층(130)은 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지(linear low density polyethylene, LLDPE)를 포함하는 제2 필름 형성용 조성물을 이용해 형성할 수 있다. 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지(LLDPE)는 가격이 저렴하고, 인장 강도, 인장 신장율, 강성 등의 특성이 양호하며, 특히, 저온에서 우수한 내충격성을 나타낸다.
일실시예에 따라, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는, 부텐-1 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지, 옥텐-1 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지, 헥센-1 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는, 옥텐 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 사용할 수 있으며, 이는, 친환경 폴리에틸렌 필름 제조시 열봉합 개시온도를 낮추어 원가 절감이 가능하고, 저온 실링성을 향상시킬 수 있다.
일실시예에 따르면, 상기 제2 필름 형성용 조성물은 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 및 저밀도 폴리에틸렌 수지(low density polyethylene, LDPE)를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적으로, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 비극성 특성을 나타내며, 표면이 매끄러운 필름층을 형성하기 때문에, 외피층(100)과 후술할 접착제층과의 접합력이 저하될 우려가 있다. 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)는 용융상태에서 점성 거동을 나타내어 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지와 함께 혼합하여 접합력을 향상시킬 수 있다.
이를 위해, 제2 필름 형성용 조성물은 옥텐 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지(LLDPE) 80 내지 95 중량부, 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE) 5 내지 20 중량부를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있다. 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE)의 함량이 5 중량부 미만일 경우 접합력 향상이 미미할 수 있고, 20 중량부를 초과할 경우 가공성이 저하될 우려가 있다.
한편, 접착제층은 외피층(100)과 내피층(300)을 접합하는 역할을 한다. 접착제층은 폴리에틸렌 필름 접합을 위해 통상적으로 사용되는 다양한 형태의 접착제를 이용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 접착제층은 폴리우레탄 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아민 수지, 메타아크릴산 에스테르 수지, 폴리올 수지 또는 이들의 혼합물을 포함하는 무용제 접착제를 이용해 형성시킬 수 있다. 무용제 접착제는 용제로 인한 대기오염과 화재나 폭발의 위험성이 없으며 용제 건조 공정이 필요하지 않고 용제 재생이나 소각 시설이 필요 없다. 또한, 라미네이션 작업 후 내부에 잔류용제의 함량이 낮아 이취 발생의 우려가 없으며 용제형 접착제 대비 운전비용이 낮고 접착제의 도포량이 용제형 접착제 보다 낮아 경제적인 효과가 우수하다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 무용제 접착제는 무수말레산 그래프트 폴리에틸렌 수지 50 내지 70 중량부, 무수말레산 그래프트 에틸렌-아크릴레이트 공중합체 20 내지 40 중량부 및 에틸렌비닐아세트산 수지 5 내지 20 중량부를 포함하는 혼합물을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 무용제 접착제는 70 내지 100 ℃의 저온의 온도로 열융착시켜 외피층(100)과 내피층(300)을 접합할 수 있다. 이에 의해, 이종 고분자 소재의 도입을 최소화시킬 수 있도록 하면서도, 외피층(100)과 내피층(300)간 접합력이 우수하고, 가스 차단성 등의 특성이 우수한 다층 필름을 제조할 수 있다.
한편, 내피층(300)은 포장 대상물의 표면과 대응하는 부분이다. 내피층(300)은 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층(310) 및 메탈로센 폴리에틸렌 수지층(330)을 포함하여 고밀도 폴리에틸렌 수지만으로 형성시킨 단층 필름에 비해 두께가 얇은 경우에도 우수한 밀봉성, 내충격성 및 보온성을 갖는 다층 필름을 형성할 수 있고, 보온 성능을 나타내어 식품의 온도를 장시간 일정하게 유지시킬 수 있다.
메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층(310) 및 메탈로센 폴리에틸렌 수지층(330)은 각각 메탈로센 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제3 필름 형성용 조성물 및 제4 필름 형성용 조성물을 이용해 형성할 수 있다.
구체적으로, 메탈로센 폴리에틸렌 수지는 좁은 분자량 분포를 나타내며 균일한 크기의 분자가 분포하는 구조를 가지고 있어 기존의 폴리에틸렌 수지로 이루어진 필름 보다 적은 두께로도 밀봉성(sealing), 투명성, 인장강도, 충격강도, 강성(stiffness) 등의 특성을 향상시킬 수 있다. 메탈로센 폴리에틸렌 수지는 메탈로센 촉매 존재 하에서 에틸렌과 1-헥센을 공중합하여 제조한 것을 사용할 수 있다. 공중합체 중 에틸렌에 대하여 1-헥센은 5 내지 10 몰%의 비율로 포함된다. 1-헥센의 비율이 적을 경우에는 밀도가 높아져 뻣뻣해지는(stiff) 경향이 있고, 1-헥센의 비율이 증가할 경우에는 밀도가 낮아져 유연해지는(soft) 경향이 있으므로, 비율을 유지하는 것이 적정 경도 유지측면에서 바람직할 것이다.
메탈로센 폴리에틸렌 수지는 밀도가 0.925 내지 0.935 g/cm3인 것을 사용할 수 있고, 용융지수가 0.5 내지 5 g/ 10분 (190 ℃, 2.16 kg)인 것을 사용하는 것이 물성유지측면에서 바람직하며, 가용분 함량이 1 내지 5 중량%인 것을 사용하는 것이 좋다.
메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층(310)은 제3 필름 형성용 조성물을 이용해 형성하며, 제3 필름 형성용 조성물은 메탈로센 폴리에틸렌 수지 100 중량부, 저밀도 폴리에틸렌 수지 1 내지 5 중량부, 발포제 0.5 내지 5 중량부 및 과산화물 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있다.
저밀도 폴리에틸렌 수지는 후술할 메탈로센 폴리에틸렌 필름층과의 접합력을 향상시키는 역할을 하며, 저밀도 폴리에틸렌 수지의 함량이 1 중량부 미만일 경우 접합력 향상을 기대하기 어렵고, 10 중량부를 초과할 경우 필름의 가공성이 저하될 우려가 있다.
발포제는 메탈로센 폴리에틸렌 수지를 발포시켜 발포층의 조직에 복수 개의 기공을 형성시키도록 하며, 이에 따라, 보온성, 내충격성 등의 특성을 갖는 발포층을 형성시킬 수 있도록 한다.
상기 발포제는 발포성을 부여하고, 밀도가 낮은 필름을 형성하여 보온성과 완충성을 갖는 발포층을 형성할 수 있다. 발포제는 탄산수소나트륨, 탄산나트륨, 탄산수소암모늄, 탄산암모늄, 탄산수소칼륨, 아질산나트륨 등의 무기계 발포제, N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아미드, N,N'-디니트로소펜타메틸렌테트라민 등의 니트로소 화합물 아조디카본아미드, 아조비스이소부티로니트릴, 아조시클로헥실니트릴, 아조디아미노벤젠, 바륨 아조디카르복실 레이트 등의 아조 화합물 벤젠설포닐히드라지드, 톨루엔설포닐히드라지드, p,p'-옥시비스(벤젠설포닐히드라지드), 디페닐설폰-3,3'-디설포닐히드라지드 등의 설포닐히드라지드 화합물 및 칼슘아지드, 4,4'-디페닐디설포닐아지드, p-톨루엔설포닐아지드 등의 아지드 화합물 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 등을 들 수 있다. 특히, 탄산수소나트륨, 탄산 나트륨, 탄산수소 암모늄, 탄산암모늄, 탄산수소칼륨, 아질산 나트륨 등의 무기 열분해형 발포제는 고온에서 열분해되어 이산화탄소와 수분을 방출시킨 후에 나트륨 이온, 칼륨 이온 이나 암모늄 이온 등의 무기 잔류물을 소량 잔류시키는데, 이러한 무기 잔류물은 핵제를 첨가한 것과 같은 효과가 있다. 따라서, 셀이 미세한 크기로 형성되게 하며 셀의 분포도 균일하게 한다.
과산화물은 기공의 형성을 촉진시키는 역할을 하여 기공 형성율이 높은 발포층을 형성시킬 수 있다. 과산화물은 벤조일퍼옥사이드, 디-t-부틸퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디큐밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디-t-부틸퍼옥시헥산, t-부틸퍼옥시-3,5,5-트리메틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥실카보네이트 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
또한, 제3 필름 형성용 조성물은 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 첨가제는 가공성, 응집성 등의 특성을 개선하여 균일한 크기의 기포가 형성된 발포층을 형성할 수 있다. 상기 첨가제는 칼슘 스테아레이트(calcium stearate), 칼슘 카보네이트(calcium carbonate), 산화 아연(zinc oxide), 아연 스테아레이트(zinc stearate), 이산화 티타늄(titanium dioxide), 주석 메톡시 말레이트(tin methoxy maleate), 바륨 스테아레이트(barium stearate), 바륨 리시놀리에이트(barium ricinoleate), 산화 마그네슘(magnesium oxide), 탈크(talc), 모노소듐 시트레이트(monosodium citrate), 우레아(urea), 실리카(silica), 디시클로헥실 프탈레이트(dicyclohexyl phthalate), 스테아릭산(stearic acid) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 제3 필름 형성용 조성물에서 0.1 내지 5 중량부의 비율로 도입될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 제3 필름 형성용 조성물은 제1 발포제 및 제2 발포제를 포함하는 2종의 발포제를 혼합 도입한 혼합물을 사용할 수도 있다.
구체적으로, 제1 발포제는 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨 등과 같은 무기 발포제 분말을 사용할 수 있으며, 무기 발포제 분말은 평균입자 크기가 0.1 내지 10 ㎛ 크기의 발포제 분말을 사용할 수 있다. 제2 발포제는 표면 코팅층이 형성되어 조기분해되지 않아 제1 발포제에 비해 가열에 의한 용융 시간이 증가하여 크기가 작은 기공이 형성되도록 하며, 이에 의해, 조밀한 기공을 갖는 발포층을 형성시키도록 함에 따라, 보온성, 내충격성 등의 특성이 더욱 향상된 폴리에틸렌 필름을 형성할 수 있다. 바람작하게는, 상기 제2 발포제는 평균입자 크기가 1 내지 10 ㎛ 크기의 발포제 분말의 표면에 다가알코올을 코팅하여 표면에 보호코팅층이 형성된 것을 사용할 수 있으며, 폴리비닐알코올이 코팅된 탄산수소나트륨 분말, 폴리비닐알코올이 코팅된 탄산수소칼륨 분말 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110)은 제4 필름 형성용 조성물을 이용해 형성하며, 밀봉성, 내습성 등의 특성을 부여하고, 포장 대상물과 면접촉되는 부분을 형성한다.
제4 필름 형성용 조성물은 메탈로센 폴리에틸렌 수지 75 내지 90 중량부, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 3 내지 20 중량부, 가공조제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는 혼합물을 사용할 수 있다.
선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 메탈로센 폴리에틸렌 수지의 가공성을 향상시키고, 내습성, 밀봉성, 내충격성과 유연성을 부여할 수 있다. 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 3 내지 20 중량부의 비율로 도입될 수 있으며, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지의 함량이 3 중량부 미만일 경우 가공성이 저하되어 필름 생산시 불량 발생 비율이 증가할 우려가 있으며, 20 중량부를 초과할 경우 충분한 기계적 물성을 유지하기 힘들다는 우려가 있다. 바람직하게는, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지는 1-옥텐이 중합된 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 사용할 수 있다.
가공조제는 고온에서 필름의 가공성을 향상시키는 역할을 한다. 가공조제는 폴리테트라플루오로에틸렌 등과 같은 불소수지를 사용할 수 있다.
상기 제1 내지 제4 필름 형성용 조성물은 각각 생분해 촉매제를 추가로 포함하도록 구성할 수 있으며, 이에 의해, 폐기되는 경우 열이나 빛, 미생물, 효소, 화학반응 등의 복합적인 작용으로 인해 생분해되는 특성을 나타내어 환경오염을 방지할 수 있다. 상기 생분해 촉매제는 지방산 금속염, 아세틸계 유기 금속염 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
구체적으로, 지방산 금속염은 스테아르산칼슘, 스테아르산아연, 스테아르산마그네슘, 스테아르산카드뮴, 스테아르산코발트, 스테아르산납, 스테아르산구리, 스테아르산니켈, 라우르산아연, 리시놀산바륨, 리시놀산아연, 미리스트산 철 또는 이들의 혼합물을 대표적인 예로 들 수 있다.
아세틸계 유기 금속염은 알칼리토금속, 전이금속 및 희토류금속에서 선택되는 금속을 함유하는 금속 아세틸아세톤 착물일 수 있으며, 알루미늄 아세틸아세톤 착물 및 철 아세틸아세톤 착물에서 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 제1 내지 제4 필름 형성용 조성물은 각각 산화방지제, 열 안정제, 광 안정제, 대전방지제, 윤활제, 블록킹 방지제, 방부제, 가공조제, 슬립제, 점착방지제, 안료, 난연제 또는 이들의 혼합물을 추가로 포함할 수 있으며, 다층 필름의 물성을 저해하지 않는 범위로 첨가할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 친환경 폴리에틸렌 다층 필름(10)에서, 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층은 두께가 10 내지 50 ㎛이고, 상기 선형저밀도 폴리에틸렌 수지층은 두께가 5 내지 35 ㎛이며, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층(310)은 두께가 70 내지 150 ㎛이며, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 수지층(330)은 두께가 20 내지 80 ㎛일 수 있다.
또한, 친환경 폴리에틸렌 다층 필름(10)은 전체 두께에서 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110)의 두께가 10 내지 20 %이고, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층(130)의 두께는 5 내지 15% 이며, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층(310)의 두께는 45 내지 55%이고, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 수지층(330)의 두께는 20 내지 30% 수 있다. 바람직하게는, 친환경 폴리에틸렌 필름은 전체 두께에서 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110)의 두께가 15%이고, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층(130)의 두께는 10% 이며, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층(310)의 두께는 50%이고, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 수지층(330)의 두께는 25% 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 친환경 폴리에틸렌 다층 필름(10)은 폴리에틸렌 기반의 단일 고분자 소재로 제조한 필름을 다층으로 적층하여 재활용이 용이하고, 가스 차단성이 우수해 화장품, 식품, 약품 포장을 위한 화장품 산업용 포장재, 식품 산업용 포장재, 제약 포장재 등의 용도로 용이하게 활용할 수 있다.
또한, 보온성과 저온 내충격성이 우수하고, 냉각 또는 가열에 의해 쉽게 파손되지 않아 아이스 팩 등의 용도로도 용이하게 활용할 수 있다.
한편, 상기와 같은 구조를 갖는 친환경 폴리에틸렌 필름은 T-다이를 이용한 압출, 캐스팅 또는 블로운(blown) 필름 공정, 코팅 및 기타 임의의 라미네이팅 공정으로 제조할 수 있다.
특히, 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110) 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층(130)과, 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층(310) 및 메탈로센 폴리에틸렌 수지층(330)은 각각 열융착 방법을 통해 일체화시켜 외피층(100)과 내피층(300)을 형성할 수 있다. 또한, 외피층(100)과 내피층(300)은 접착제를 이용해 접합할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라, 상기 친환경 폴리에틸렌 다층 필름(10)은 다음과 같은 방법으로 제조할 수 있다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 친환경 폴리에틸렌 다층 필름의 제조방법은, 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 단계; 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 단계; 상기 고밀도 폴리에틸렌 필름 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 열융착시켜 외피용 접합 필름을 제조하는 단계; 제3 필름 형성용 조성물 및 제4 필름 형성용 조성물을 내피용 접합 필름을 제조하는 단계; 및 무용제 접착제를 도포한 다음 상기 외피용 접합 필름 및 상기 내피용 접합 필름을 접합하여 친환경 폴리에틸렌 다층 필름을 제조하는 단계를 포함한다.
먼저, 일단계에서는, 고밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제1 필름 형성용 조성물을 용융 압출하여 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조할 수 있다.
다음 단계에서는, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제2 필름 형성용 조성물을 용융 압출하여 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 제조할 수 있다.
그리고, 다음 단계에서는, 고밀도 폴리에틸렌 필름 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 열융착시켜 외피용 접합 필름을 제조할 수 있다. 본 단계에서는, 제2 필름 형성용 조성물을 이용해 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 별도로 제조하고, 별도로 제조한 필름을 압착 롤러를 이용해 열융착시키는 것만으로 기재되어 있으나, 고밀도 폴리에틸렌 필름을 기재 필름으로 하여 이의 상면에 제2 필름 형성용 조성물을 용융압출한 다음 도포하고, 가압 롤러를 이용하는 방법으로 가압하여 필름 형성과 동시에 접합이 이루어지도록 구성할 수도 있다.
다음 단계에서는, 메탈로센 폴리에틸렌 수지 및 발포제를 포함하는 제3 필름 형성용 조성물 및 메탈로센 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제4 필름 형성용 조성물을 공압출하여 메탈로센 폴리에틸렌 발포 필름 및 메탈로센 폴리에틸렌 필름을 포함하는 내피용 접합 필름을 제조할 수 있다. 본 단계에서는 각각의 조성물을 동시에 압출한 다음 접합시켜 2층 구조의 내피용 접합 필름을 제조할 수 있다.
다음 단계에서는, 상기 외피용 접합 필름의 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름 또는 상기 내피용 접합 필름의 메탈로센 폴리에틸렌 발포 필름의 상면에 무용제 접착제를 도포한 다음 상기 외피용 접합 필름 및 상기 내피용 접합 필름을 접합하여 친환경 폴리에틸렌 다층 필름(10)을 제조할 수 있다. 상기와 같은 방법으로 제조한 친환경 폴리에틸렌 다층 필름(10)은 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110) 및 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110)의 상면에 형성되는 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층(130)을 포함하는 외피층(100), 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층(130)의 상면에 형성되는 접착제층 및 상기 접착제층의 상면에 형성되는 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층(310) 및 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층(310)의 상면에 형성되는 메탈로센 폴리에틸렌 수지층(330)을 포함하는 내피층(300)을 포함하는 구조를 갖는다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 상기 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 단계는 상기 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조한 다음 상기 고밀도 폴리에틸렌 필름을 110 내지 250%의 연신율로 일축 연신시켜 연신 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 친환경 폴리에틸렌 다층 필름(10)의 제조방법에서는, 티다이, 블로우 및 튜블러 타입으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 압출기 및 압착 롤러가 구비된 다층 필름 제조장치를 사용하여 상기 친환경 폴리에틸렌 다층 필름(10)을 제조할 수 있다.
구체적으로, 티다이, 블로우 및 튜블러 타입으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 압출기를 사용하여 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110), 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층(130), 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층(310) 및 메탈로센 폴리에틸렌 수지층(330)을 각각 형성시킬 수 있다. 상기 압출기는 튜브 형태로 압출하는 원형 다이스 형식 또는 필름 형태로 압출하는 티 다이스 형식의 압출기를 사용할 수 있으며, 제조의 편이성, 생산속도, 생산하고자 하는 제품의 폭에 대한 제약이 적은 원형 다이스 형식의 블로우 압출기를 이용하여 친환경 폴리에틸렌 필름을 제조할 수 있다.
특히, 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층(310) 및 메탈로센 폴리에틸렌 수지층(330)은 하나의 블로우 압출 성형기 내부에서 제3 필름 형성용 조성물 및 제4 필름 형성용 조성물을 용융상태에서 압출하도록 하여 발포와 동시에 필름의 접합이 동시에 이루어지도록 구성할 수 있다.
즉, 일실시예에 따르면, 내피층(300)을 형성하는 접합 필름과 외피층(100)을 형성하는 접합 필름을 각각 별도로 생산한 다음 서로를 압착 롤러를 이용해 가열 압착하는 방법으로 제조할 수 있다.
이하, 실시예 및 비교예를 예로 들어 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 제한되는 것은 아니다.
<실시예 1>
고밀도 폴리에틸렌 수지 100 중량부, 말레산 무수물 0.5 중량부를 포함하는 제1 필름 형성용 조성물을 제조하고, 제조한 제1 필름 형성용 조성물을 압출기가 장착된 T-다이 캐스팅 장치의 호퍼에 공급한 다음 가열 용융시켜 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하였다. 제조한 고밀도 폴리에틸렌 필름을 닙 롤러와 반송 롤러 사이에서 니핑하여 종방향으로 120%의 연신율로 연신시켜 횡방향 및 종방향이 1:1.2가 되도록 일축연신시켜 고밀도 폴리에틸렌 연신 필름을 제조하였다.
옥텐 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지(LLDPE) 90 중량부, 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE) 10 중량부를 포함하는 제2 필름 형성용 조성물을 제조하고, 제조한 제2 필름 형성용 조성물을 용융 압출하여 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하였으며, 제조한 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 고밀도 폴리에틸렌 연신 필름과 열융착시켜 내피용 접합 필름을 제조하였다.
메탈로센 폴리에틸렌 수지 100 중량부, 저밀도 폴리에틸렌 수지 5 중량부, 발포제 1 중량부, 벤조일퍼옥사이드 0.5 중량부 및 칼슘 스테아레이트 0.5 중량부를 포함하는 제3 필름 형성용 조성물을 제조하였다. 발포제는 탄산수소나트륨 및 탄산수소 칼륨을 각각 1:1 중량비로 포함하고 평균입자 크기가 2 ㎛인 혼합 발포제 분말을 사용하였다.
메탈로센 폴리에틸렌 수지 85 중량부, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지 14 중량부, 폴리테트라플루오로에틸렌 1 중량부를 포함하는 제4 필름 형성용 조성물을 제조하였다. 제3 필름 형성용 조성물 및 제4 필름 형성용 조성물을 블로우 압출기를 이용해 공압출하여 내피용 접합 필름을 제조하였다.
상기 외피용 접합 필름의 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름의 상면에 무용제 접착제를 도포하고, 외피용 접합 필름 및 내피용 접합 필름을 90 ℃로 가열된 압착 롤러로 접합하여 다층 필름을 제조하였다. 이에 따라, 고밀도 폴리에틸렌 수지층(110)의 두께가 30 ㎛, 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층(130)의 두께가 20 ㎛, 발포층의 두께가 100 ㎛, 메탈로센 폴리에틸렌 수지의 두께가 50 ㎛, 접착제층의 두께가 10 ㎛를 갖는 다층 필름을 제조하였다.
<실시예 2>
탄산수소나트륨 및 탄산수소 칼륨을 각각 동일 중량 포함하는 제1 발포제 0.5 중량부 및 폴리비닐알코올 코팅한 탄산수소나트륨 및 탄산수소 칼륨을 포함하는 제2 발포제를 0.5 중량부를 동시에 도입한 제3 필름 형성용 조성물을 이용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 필름을 제조하였다.
<비교예 1>
발포층을 형성시키지 않는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 4층 구조의 다층 필름을 제조하였다.
<비교예 2>
1-옥텐 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지(LLDPE) 100 중량부를 포함하는 제2 필름 형성용 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 구조의 다층 필름을 제조하였다.
<비교예 3>
메탈로센 폴리에틸렌 수지 99 중량부 및 폴리테트라플루오로에틸렌 1 중량부를 포함하는 제4 필름 형성용 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 구조의 다층 필름을 제조하였다.
<실험예>
(1) 수분 및 가스 차단성
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 다층 필름의 수분 차단성과 가스 차단성 특성을 평가하기 위해서, 산소 투과율과 수분 투과율을 평가하였다. 수분 투과율(단위 : g/m2/day)은 대략 40 ℃에서 90% 상대 습도 조건에서 수분투과율 측정기를 이용해 측정하였다. 가스 차단성 ??20 ℃의 냉동기에 6시간 동안 제조한 필름 시편을 동결하고, 상온에서 1시간 이상 방치시켜 해동한 필름의 산소 투과도(cc/m2·일·atm)를 측정하는 방법으로 평가하였다.
Figure 112021094835815-pat00001
수분 투과율을 평가한 결과 제조한 필름은 모두 수분 투과율이 낮아 모두 수분 차단성이 우수한 것으로 평가되었으나, 비교예 2 및 3의 경우 접합력 저하로 인해 물성이 다소 저하된다는 사실을 확인할 수 있었다.
또한, 저온 스트레스 후 가스 차단성을 평가한 결과 실시예에 따른 다층 필름의 경우 산소 투과가 발생되지 않아 우수한 물성을 나타내며, 특히, 실시예 2의 경우 이종 발포제의 도입으로 조대한 기공과 미세한 기공이 동시에 형성되어 완충성이 증가함에 따라 저온 스트레스에도 변화가 크지 않은 다층 필름을 형성할 수 있음을 확인할 수 있었다.
(2) 보온성
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 다층 필름을 이용해 파우치 형상의 시편을 제조하고, 제조한 시편에 동일하게 500 g의 얼음을 충전하여 아이스 팩 시료를 제조하였다. 제조한 아이스 팩 시료를 스티로폼 박스에 투입하고 상온에서 2시간 동안 방치하여 스티로폼 박스 내부의 온도를 측정하고, 이후 30분 간격으로 아이스 팩 시료에 충전한 얼음이 녹았는지 여부를 평가하여 얼음이 완전히 녹아 융해되는 시간을 평가하였다.
그 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 발포층의 형성으로 인해 보온성이 30% 이상 향상되었음을 확인할 수 있었으며, 장시간 동안 얼음이 융해되지 않고, 수분 투과율이 매우 낮아 아이스팩 제조를 위한 포장 필름으로 용이하게 활용할 수 있을 것으로 판단되었다.
(3) 내충격성
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 다층 필름을 이용해 파우치 형상의 시편을 제조하고, 제조한 시편에 동량의 물을 공급한 다음 밀봉하여 아이스 팩 시료를 제조하였다. 제조한 아이스팩 시료를 ??20 ℃에서 보관해 냉동하였으며, 냉동한 시료를 각각 총 5회 낙하시켜 산소 투과도 및 수분 투과도를 평가하였다.
실시예에 따른 방법으로 제조한 시편의 경우 산소 투과도 및 수분 투과도 변화가 크지 않아 내충격성이 우수하다는 사실을 확인할 수 있었던 반면에, 비교예에 따른 방법으로 제조한 시편의 경우 물성이 크게 저하된다는 사실을 확인할 수 있었다. 이는 발포층이 없는 경우 완충성능이 저하되어 내충격성이 저하되고, 낙하에 의한 박리 등의 원인으로 각층의 접합력 저하로 인해 물성이 저하되는 것으로 판단되었다.
(4) 재활용성
「포장재 재활용 용이성 등급평가 기준」(환경부 고시)의 포장재 재질 및 구조 및 재활용의 용이성 판정방법에 따라 KS M0024(적외선 분광분석 방법 통칙)에 의거, 폴리에틸렌 단일재질(유니소재)일 경우 재활용성 우수(◎)로 판정하고 멀티소재로 인해 폴리에틸렌외 여러 다른 성분이 나타날 경우 재활용성 불량(X)으로 판정하였다.
실시예 및 비교예에 따른 방법으로 제조한 다층 필름의 재활용성을 평가한 결과 모두 단일 재질로 제조되어 재활용성이 우수한 것으로 판정되었다.
100 : 외피층
110 : 고밀도 폴리에틸렌 수지층
130 : 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층
200 : 접착제층
300 : 내피층
310 : 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층
330 : 메탈로센 폴리에틸렌 수지층

Claims (9)

  1. 고밀도 폴리에틸렌 수지층 및 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층의 상면에 형성되는 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층을 포함하는 외피층;
    상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층의 상면에 형성되고, 무용제 접착제를 포함하는 접착제층; 및
    상기 접착제층의 상면에 형성되는 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층 및 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층의 상면에 형성되는 메탈로센 폴리에틸렌 수지층을 포함하는 내피층;을 포함하고, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층은, 메탈로센 폴리에틸렌 수지 100 중량부, 저밀도 폴리에틸렌 수지 1 내지 5 중량부, 탄산수소나트륨 및 탄산수소 칼륨의 중량비가 1:1 이며, 평균입자 크기가 2㎛인 제1발포제 0.5 중량부, 폴리비닐알코올이 코팅된 탄산수소나트륨 및 탄산수소 칼륨의 중량비가 1:1 인 제2발포제 0.5 중량부 및 벤조일퍼옥사이드를 포함하는 과산화물 0.1 내지 3 중량부를 포함하는 제3 필름 형성용 조성물을 이용해 형성하는 것을 특징으로 하는 친환경 폴리에틸렌 다층 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층은, 110 내지 250%의 연신율로 일축 연신한 고밀도 폴리에틸렌 필름으로 형성하는 것을 특징으로 하는 친환경 폴리에틸렌 다층 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층은, 옥텐 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지(LLDPE) 80 내지 95 중량부 및 저밀도 폴리에틸렌 수지(LDPE) 5 내지 20 중량부를 포함하는 제2 필름 형성용 조성물을 이용해 형성하는 것을 특징으로 하는 친환경 폴리에틸렌 다층 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 접착제층은, 무수말레산 그래프트 폴리에틸렌 수지 50 내지 70 중량부, 무수말레산 그래프트 에틸렌-아크릴레이트 공중합체 20 내지 40 중량부 및 에틸렌비닐아세트산 수지 5 내지 20 중량부를 포함하는 무용제 접착제를 이용해 형성하는 것을 특징으로 하는 친환경 폴리에틸렌 다층 필름.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층은 두께가 10 내지 50 ㎛이고, 상기 선형저밀도 폴리에틸렌 수지층은 두께가 5 내지 35 ㎛이며, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층은 두께가 70 내지 150 ㎛이며, 상기 메탈로센 폴리에틸렌 수지층은 두께가 20 내지 80 ㎛인 것을 특징으로 하는 친환경 폴리에틸렌 다층 필름.
  7. 제1항 내지 제4항 및 제6항 중 어느 한 항에 기재된 친환경 폴리에틸렌 다층 필름을 제조하는 방법에 있어서,
    고밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제1 필름 형성용 조성물을 용융 압출하여 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 단계;
    선형 저밀도 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제2 필름 형성용 조성물을 용융 압출하여 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 단계;
    상기 고밀도 폴리에틸렌 필름 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름을 열융착시켜 외피용 접합 필름을 제조하는 단계;
    메탈로센 폴리에틸렌 수지 및 발포제를 포함하는 제3 필름 형성용 조성물 및 메탈로센 폴리에틸렌 수지를 포함하는 제4 필름 형성용 조성물을 공압출하여 메탈로센 폴리에틸렌 발포 필름 및 메탈로센 폴리에틸렌 필름을 포함하는 내피용 접합 필름을 제조하는 단계; 및
    상기 외피용 접합 필름의 선형 저밀도 폴리에틸렌 필름 또는 상기 내피용 접합 필름의 메탈로센 폴리에틸렌 발포 필름의 상면에 무용제 접착제를 도포한 다음 상기 외피용 접합 필름 및 상기 내피용 접합 필름을 접합하여 고밀도 폴리에틸렌 수지층 및 상기 고밀도 폴리에틸렌 수지층의 상면에 형성되는 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층을 포함하는 외피층, 상기 선형 저밀도 폴리에틸렌 수지층의 상면에 형성되는 접착제층 및 상기 접착제층의 상면에 형성되는 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층 및 상기 메탈로센 폴리에틸렌 발포 수지층의 상면에 형성되는 메탈로센 폴리에틸렌 수지층을 포함하는 내피층을 포함하는 친환경 폴리에틸렌 다층 필름을 제조하는 단계를 포함하는 친환경 폴리에틸렌 다층 필름의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 단계는 상기 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조한 다음 상기 고밀도 폴리에틸렌 필름을 110 내지 250%의 연신율로 일축 연신하여 연신 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제조하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 폴리에틸렌 다층 필름의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    티다이, 블로우 및 튜블러 타입으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 압출기 및 압착 롤러가 구비된 다층 필름 제조장치를 사용하여 상기 친환경 폴리에틸렌 다층 필름을 제조하는 것을 특징으로 하는 친환경 폴리에틸렌 다층 필름의 제조방법.
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