KR102625876B1 - 다층 생분해성 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 친환경 포장재 - Google Patents
다층 생분해성 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 친환경 포장재 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 다층 생분해성 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 친환경 포장재에 관한 것이다. 구체적으로, 상기 다층 생분해성 필름은 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층과, 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지층을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있고, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)가 0.2 ㎛ 이하로 조절 됨으로써, 우수한 생분해성은 물론 최종 필름의 균일도를 향상시킬 수 있고, 유연성 및 투명성을 향상시키고, 외관 특성 및 소음도를 개선할 수 있어, 포장재로서 다양한 분야에 활용되어 고품질의 친환경 포장재를 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 다층 생분해성 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 친환경 포장재에 관한 것이다.
포장 용도로 많이 사용되는 플라스틱 필름으로는 셀로판(cellophane), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 나일론(nylon), 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 들 수 있다.
그러나, 셀로판 필름은 제조 공정 중에 심한 환경오염을 유발하여 생산 자체에 많은 규제를 받고 있으며, 폴리비닐클로라이드 필름은 소각 시 다이옥신 등과 같은 유해물질을 발생하여 사용에 많은 규제를 받고 있다. 또한, 폴리에틸렌 필름은 내열성과 기계적 특성이 부족하여 저급 포장 용도 이외에는 그 사용에 제한이 있다. 폴리프로필렌, 나일론, 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 등은 비교적 안정한 분자 구조를 가져 양호한 기계적 특성을 지니고 있으나, 이들은 포장 용도로 사용된 후 특별한 처리 없이 매립되면 화학적, 생물학적 안정성 때문에 거의 분해가 되지 않고 땅 속에 축적되어 매립지의 수명을 단축하고 토양 오염의 문제를 유발한다.
이러한 분해가 되지 않는 플라스틱 필름의 단점을 보완하기 위해, 최근 들어 수지 자체의 생분해성이 높은 지방족 폴리에스터인 폴리락트산 필름이 다양하게 사용되고 있으나, 이 필름은 기계적 특성은 양호하나, 고유의 결정구조로 인하여 유연성이 부족하여 그 용도가 제한적이다.
이러한 문제점을 개선하기 위해, 일본 특허공개 제2006―272712호는 폴리락트산 이외의 생분해성 지방족 폴리에스터를 단독으로 사용하여 필름을 제조하는 방법을 개시하고 있으나, 이 경우 유리전이 온도가 너무 낮아 이축연신 방법으로는 필름을 제조하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라, 최종 필름의 기계적 강도가 낮고 열수축률이 높아 가공 과정 중에 많은 문제가 발생한다.
한편, 일본 특허공개 제2003-160202호는 폴리락트산을 지방족-방향족 공중합 폴리에스터와 블렌딩하여 필름에 유연성 및 열밀봉(heat sealing)성을 부여하는 방법을 개시하고 있으나, 이 방법에 의하면, 폴리락트산과 지방족-방향족 공중합 폴리에스터와의 낮은 상용성 및 가소제의 사용으로 인해 최종 필름의 투명성이 현저히 저하되어 투명성이 요구되는 포장 용도에는 사용하기 어렵다는 문제가 있다.
또한, 폴리락트산과 지방족-방향족 공중합 폴리에스터를 포함하는 다층 필름은 특정 압출 온도 조건에서 필름 성형 시, 층 균일도의 위치별 편차가 커서 필름 외관 및 두께 조절이 어렵고, 상기 균일도의 위치별 편차가 심한 경우 층의 자국 또는 결함 등이 발생하기 쉬워 필름의 물성에 악영향을 줄 수 있고, 두께 조절이 어려워 가공성, 생산성 및 성형성에도 문제가 있을 수 있다.
구현예는 상술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 고안된 것이다.
구현예는, 다층 생분해성 필름의 층 균일도를 조절하여, 필름의 유연성, 투명성, 소음도 및 외관 특성이 동시에 개선된, 다층 생분해성 시트 또는 필름을 제공하고자 한다.
또 다른 구현예는, 상기 다층 생분해성 시트 또는 필름의 제 1 수지층의 균일도(LUI)를 최적의 범위로 조절하기 위해, 제 1 수지층과 제 2 수지층의 용융 점도 범위를 효율적으로 제어하고, 각각의 층의 두께를 미세하게 조절하여, 본 발명에서 목적하는 상기 특성을 모두 만족시킬 수 있는 다층 생분해성 필름의 제조 방법을 제공하고자 한다.
또 다른 구현예는, 상기 균일도가 조절된 다층 생분해성 필름을 사용함으로써, 생분해가 가능하면서 친환경적이며, 고품질의 친환경 포장재를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 일 구현예는, 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층과, 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지층을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있고, 상기 제 1 수지층의 하기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)가 0.2 ㎛ 이하인, 다층 생분해성 필름을 제공한다:
<식 1>
상기 식 1에서,
500 mm의 폭 및 20 내지 25 ㎛의 두께를 갖는 상기 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(N), 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(S), 및 폭 방향의 중앙 지점(C)에서 두께 방향으로 절단한 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 적층된 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별 층의 두께를 각각 측정하였을 때,
상기 t max, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이며,
상기 t max, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이고,
상기 t max, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이다.
또 다른 구현예는, 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층과, 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지층을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있고, 상기 제 1 수지층의 하기 식 1-1로 표시되는 균일도(LUIs)가 2.3 ㎛ 미만인, 다층 생분해성 시트를 제공한다:
<식 1-1>
상기 식 1-1에서,
650 mm의 폭 및 300 ㎛의 두께를 갖는 상기 다층 생분해성 시트의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(N), 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(S), 및 폭 방향의 중앙 지점(C)에서 두께 방향으로 절단한 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 적층된 제 1 수지층의 개별 층의 두께를 각각 측정하였을 때,
상기 t max, N1 은 상기 다층 생분해성 시트의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, N1 은 상기 다층 생분해성 시트의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이며,
상기 t max, S1 는 상기 다층 생분해성 시트의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, S1 는 상기 다층 생분해성 시트의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이고,
상기 t max, C1 는 상기 다층 생분해성 시트의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, C1 는 상기 다층 생분해성 시트의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이다.
아울러 또 다른 구현예는, 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지 및 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지를 각각 준비하는 단계(단계 1); 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지를 각각 용융 압출하여 제 1 수지층과 제 2 수지층을 교대로 적층하여 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층된 시트를 얻는 단계(단계 2); 및 상기 적층된 시트를 이축연신하고 열고정하여 다층 생분해성 필름을 얻는 단계(단계 3);를 포함하고, 상기 다층 생분해성 필름은 상기 제 1 수지층의 상기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)가 0.2 ㎛ 이하인, 다층 생분해성 필름의 제조방법을 제공한다.
나아가 또 다른 구현예는, 다층 생분해성 필름을 포함하고, 상기 다층 생분해성 필름이 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층과, 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지층을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있고, 상기 제 1 수지층의 상기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)가 0.2 ㎛ 이하인, 친환경 포장재를 제공한다.
구현예에 따른 다층 생분해성 필름은 우수한 균일도, 유연성 및 투명성을 동시에 가지면서, 외관 특성 및 소음도도 개선될 수 있다. 특히, 상기 다층 생분해성 필름은 위치별 두께 편차가 적어 특정 범위의 균일도를 구현할 수 있다는 데에 특징이 있다.
또한, 구현예에 따른 다층 생분해성 필름의 제조방법은 경제적이고 효율적인 방법으로, 성형성, 가공성 및 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 제 1 수지 및 제 2 수지의 용융 온도 및 이들의 용융 온도 차이를 제어함으로써, 상기 제 1 수지층과 제 2 수지층의 용융 점도 범위를 효율적으로 제어할 수 있고, 이로 인해 각각의 층의 위치별 두께를 미세하게 조절하여, 상기 다층 생분해성 필름의 제 1 수지층의 균일도(LUI)를 최적의 범위로 조절할 수 있다.
나아가, 상기 다층 생분해성 필름은 상기 특성과 함께 생분해가 가능하고, 매립시 완전 분해되어 환경 친화적인 특성을 가지므로, 포장재로서 다양한 분야에 활용되어 고품질의 친환경 포장재를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 생분해성 필름의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 다층 생분해성 필름의 사시도이다.
도 3은 도 2에서의 A-A' 선을 따라 절개한 사시도(a), 및 이의 단면에 대한 확대도(b)이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 생분해성 필름을 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 다층 생분해성 필름의 사시도이다.
도 3은 도 2에서의 A-A' 선을 따라 절개한 사시도(a), 및 이의 단면에 대한 확대도(b)이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 생분해성 필름을 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
이하, 구현예를 통해 발명을 상세하게 설명한다. 구현예는 이하에서 개시된 내용에 한정되는 것이 아니라 발명의 요지가 변경되지 않는 한, 다양한 형태로 변형될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.
또한, 본 명세서에 기재된 구성요소의 물성 값, 치수, 반응 조건 등을 나타내는 모든 수치 범위는 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서에서 제 1 수지층, 제 2 수지층, 또는 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하기 위해 사용되는 것이고, 상기 구성요소들은 상기 용어에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로 구별하는 목적으로만 사용된다.
또한, 각 구성요소의 "일면"/"타면"또는"상"/"하"에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명하며, 이들 용어는 구성요소를 구분하기 위한 용어일 뿐, 실제 적용 시 상호 호환될 수 있다.
본 명세서에서 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 하에 형성되는 것으로 기재되는 것은, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 하에 직접, 또는 또 다른 구성요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
일 구현예에서, 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층과, 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지층을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있고, 상기 제 1 수지층의 하기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)가 0.2 ㎛ 이하인, 다층 생분해성 필름을 제공한다:
<식 1>
상기 식 1에서,
500 mm의 폭 및 20 내지 25 ㎛의 두께를 갖는 상기 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(N), 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(S), 및 폭 방향의 중앙 지점(C)에서 두께 방향으로 절단한 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 적층된 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별 층의 두께를 각각 측정하였을 때,
상기 t max, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이며,
상기 t max, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이고,
상기 t max, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이다.
일 구현예에서는 상기 특정 조성을 갖는 제 1 수지층과 제 2 수지층을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있고, 특히 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)가 0.2 ㎛ 이하로 조절됨으로써, 우수한 균일도, 유연성 및 투명성을 동시에 가지면서, 외관 특성 및 소음도도 개선된 다층 생분해성 필름을 제공할 수 있다.
나아가, 상기 다층 생분해성 필름은 상기 특성과 함께, 생분해가 가능하고, 매립시 완전 분해되어 환경 친화적인 특성을 가지므로, 보다 다양한 분야에 활용되어 우수한 특성을 발휘할 수 있다는 것에 기술적 의의가 있다.
[다층 생분해성 필름]
도 1을 참조하면, 본 발명의 구현예에 따른 다층 생분해성 필름(100)은 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층(110)과, 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지층(120)을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있다. 또한, 상기 다층 생분해성 필름(100)은 양면 최외각 층으로서 제 1 수지층(110')을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 다층 생분해성 필름의 양면 최외각 층은 제 1 수지층(110')이다.
일 구현예에서는 상기 특정 주성분을 갖는 제 1 수지층 및 제 2 수지층, 구체적으로 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층, 및 상기 제 1 수지층의 일면에 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지층을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 포함함으로써, 유연성을 향상시키고 소음도를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 층간 상용성이 좋아 층간 접착 특성을 향상시킬 수 있고, 성형성, 가공성 및 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하, 구현예에 따른 다층 생분해성 필름의 각 층을 구체적으로 설명한다.
제 1 수지층
일 구현예에 따르면, 상기 제 1 수지층은 폴리락트산(PLA)계 중합체를 주성분으로 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 「주성분」이란 특정 성분이 전체 성분 중에 차지하는 비율이 50 중량% 이상인 것을 의미하고, 구체적으로 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상, 96 중량% 이상, 97 중량% 이상, 또는 98 중량% 이상을 의미할 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리락트산계 중합체는 상기 제 1 수지층의 전체 중량에 대해 예를 들어 50 중량% 이상, 구체적으로 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상, 96 중량% 이상, 97 중량% 이상, 또는 98 중량% 이상으로 포함될 수 있다.
상기 폴리락트산계 중합체는 석유기반의 수지와 달리 바이오매스(biomass)를 기반으로 하기 때문에, 재생자원의 활용이 가능하고, 생산시 기존의 수지에 비해 지구온난화의 주범인 이산화탄소의 배출이 적으며, 매립시 수분 및 미생물에 의해 생분해 되는 등 친환경적이다.
상기 폴리락트산계 중합체는 중량평균 분자량(Mw)이 100,000 내지 1,000,000 g/mol, 예컨대 100,000 내지 800,000 g/mol, 100,000 내지 500,000 g/mol, 또는 100,000 내지 300,000 g/mol일 수 있다. 상기 중량평균 분자량(Mw)은 겔 투과 크로마토그래피법(GPC)에 의해 측정될 수 있다. 상기 폴리락트산계 중합체의 중량평균 분자량(Mw)이 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 다층 생분해성 필름의 기계적 특성 및 광학적 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 폴리락트산계 중합체는 L-락트산, D-락트산, D, L-락트산, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리락트산계 중합체는 L-락트산 및 D-락트산의 랜덤 공중합체일 수 있다. 이때, 상기 D-락트산의 함량은 상기 폴리락트산계 중합체의 총 중량을 기준으로 예컨대 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 4 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 3 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 2.5 중량%, 또는 예컨데 1 중량% 내지 2 중량%일 수 있다. 상기 D-락트산의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우 필름의 연신 공정성이 향상되는 이점이 있을 수 있다.
상기 L-락트산의 함량은 상기 폴리락트산계 중합체의 총 중량을 기준으로 예컨대 80 중량% 내지 99 중량%, 예컨대 83 중량% 내지 99 중량%, 또는 예컨대 85 중량% 내지 99 중량%일 수 있다. 상기 L-락트산의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우 필름의 내열 특성이 향상되는 이점이 있을 수 있다.
한편, 구현예에 따르면, 상기 제 1 수지층은 지방족 폴리에스터인 폴리락트산계 중합체를 단독으로 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제 1 수지층은 폴리락트산계 중합체를 소량의 다른 하이드록시 카복실산 단위와 함께 공중합하여 얻은 수지를 포함할 수 있다. 이때, 상기 하이드록시 카복실산 단위로는 글리콜산 또는 2-하이드록시-3,3-다이메틸부틸산 등을 들 수 있으며, 상기 하이드록시 카복실산 단위는 제 1 수지층의 총 중량을 기준으로 5 중량% 이하로 포함될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제 1 수지층은 상기 폴리락트산계 중합체를 소량의 비닐아세테이트 및 비닐라우레이트 공중합체와 함께 혼합하여 얻은 혼합 수지를 포함할 수 있다. 이때, 상기 비닐아세테이트 및 비닐라우레이트 공중합체는 상기 제 1 수지층의 총 중량 기준으로 30 중량% 이하로 포함될 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제 1 수지층은 상기 폴리락트산계 중합체를 코어쉘 구조의 부틸 아크릴레이트계 러버와 함께 혼합하여 얻은 혼합 수지를 포함할 수 있다. 이때, 상기 코어쉘 구조의 부틸 아크릴레이트계 러버는 상기 제 1 수지층의 총 중량을 기준으로 10 중량% 이하로 포함될 수 있다.
한편, 본 발명의 구현예에 따르면, 제 1 수지층에는 통상의 정전인가제, 대전방지제, 산화방지제, 열안정제, 자외선 차단제, 블로킹 방지제 및 기타 무기활제가 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 첨가되어도 무방하다.
제 2 수지층
일 구현예에 따르면, 상기 제 2 수지층은 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 포함한다.
이때, 상기 지방족 폴리에스터계 수지는 상기 제 1 수지층에 사용된 것과 상이한 수지 일 수 있으며, 상기 다층 생분해성 필름이 상기 제 1 수지층과 함께 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 포함하는 제 2 수지층을 함께 포함함으로써, 유연성을 더욱 향상시키고 소음도를 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 상기 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층과 층간 상용성이 좋아 우수한 층간 접착 특성을 유지할 수 있고, 성형성, 가공성 및 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.
만일, 상기 다층 생분해성 필름이 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층만을 포함하는 경우, 상기 폴리락트산계 중합체는 기계적 및 광학적 특성은 양호할 수 있으나, 유연성이 부족하고 소음도가 커서, 다층 생분해성 필름으로 제조 시, 그 용도가 매우 제한 적인 문제점이 있을 수 있다. 또한, 상기 폴리락트산계 중합체를 상기 폴리락트산계 중합체와 상이한 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지와 블렌딩하여 필름을 형성하는 경우 최종 필름의 투명성이 현저히 저하되어 투명성이 요구되는 포장 용도에는 사용하는 데에 한계가 있을 수 있다.
구체적으로, 상기 제 2 수지층은 지방족 또는 방향족 디카복실산을 주성분으로 하는 산 성분과 알킬렌글리콜을 주성분으로 하는 글리콜 성분을 중축합한 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 포함할 수 있다.
상기 지방족 디카복실산의 구체적인 예로는 숙신산, 아디프산, 세박산, 글루탈산, 말론산, 옥살산, 아젤라산, 노난디카복실산 및 이들의 혼합물을 들 수 있다.
상기 방향족 디카복실산으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌-2,6-디카복실산, 디페닐설폰산디카복실산, 디페닐에테르디카복실산, 디페녹시에탄디카복실산, 시클로헥산디카복실산 및 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 다른 지방족 또는 방향족 디카복실산 성분을 포함하여 사용할 수 있다.
상기 글리콜 성분의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 2-메틸-1,3-프로판디올, 디에틸렌글리콜 등의 알킬렌글리콜, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 폴리에틸렌글리콜 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
이때 높은 생분해성을 구현하기 위해서는 산 성분 중 지방족 성분의 함량이 예를 들어 30 몰% 이상, 예를 들어 40 몰% 이상, 예를 들어 45 몰% 이상, 예를 들어 50몰% 이상일 수 있다. 구체적으로 상기 산 성분 중 지방족 성분의 함량이 30 몰% 내지 80 몰%, 30 몰% 내지 70 몰%, 또는 40 몰% 내지 60 몰%일 수 있다. 상기 산 성분 중 지방족 성분의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우 생분해성을 더욱 향상시키면서, 목적하는 물성을 구현할 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지는 예를 들어, 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 수지, 폴리부틸렌숙시네이트(PBS) 수지, 폴리부틸렌아디페이트(PBA) 수지, 폴리부틸렌숙시네이트-아디페이트(PBSA) 수지, 폴리부틸렌숙시네이트-테레프탈레이트(PBST) 수지, 폴리하이드록시부틸레이트-발레레이트(PHBV) 수지, 폴리카프로락톤(PCL) 수지, 및 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트 테레프탈레이트(PBSAT) 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지는 예를 들어, 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 수지, 폴리부틸렌숙시네이트(PBS) 수지, 및 폴리부틸렌아디페이트(PBA) 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로, 상기 지방족 폴리에스터계 수지는 예를 들어 폴리부틸렌숙시네이트(PBS) 수지 및 폴리부틸렌아디페이트(PBA) 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 예컨대 폴리부틸렌숙시네이트(PBS) 수지를 포함할 수 있다. 또한, 상기 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지는 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 수지 및 폴리부틸렌숙시네이트-테레프탈레이트(PBST) 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 예컨대 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따라 상기 제 2 수지층에 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 수지를 포함함으로써, 미생물 등에 의해 자연 분해될 수 있어서 친환경적으로 유리하며, 파괴강도, 인장강도, 신율, 광학특성, 경도, 용융 장력(melt strength) 및 내수성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있으며, 특히 인장 강도 및 신율을 향상시키고 영률을 낮추어, 적절한 강도를 유지하면서 유연성을 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 수지는 다른 생분해성 폴리에스터 수지, 예컨대, 폴리락트산계 중합체보다 신축성이 더 우수하고, 유연성이 우수하고 소음도가 낮은 장점이 있다. 이러한 이유로 상기 폴리부틸렌아디페이트 테레프탈레이트(PBAT) 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지층을 형성하여, 이를 상기 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층과 교대로 적층하여 다층 생분해성 필름을 형성하는 경우, 적절한 강도를 유지하면서 우수한 유연성 및 투명성을 구현하고, 소음 저감 효과를 동시에 달성할 수 있어서, 다양한 생분해성 제품에 활용이 가능하다는 큰 이점이 있다.
한편, 본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제 2 수지층은 상기 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 단독으로 포함할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 제 2 수지층은, 상기 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 단위와 함께 혼합하여 얻은 혼합 수지를 포함할 수 있다. 상기 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 단위는 폴리[3-하이드록시부틸레이트](P3-HB); 폴리[4-하이드록시부틸레이트](P4-HB); 폴리[3-하이드록시발레레이트](PHV); 폴리[3-하이드록시부틸레이트]-코-폴리[3-하이드록시발레레이트](PHBV); 폴리[3-폴리[3-하이드록시헥사노에이트](PHC); 폴리[3-하이드록시헵타노에이트](PHH); 폴리[3-하이드록시옥타노에이트](PHO); 폴리[3-하이드록시노나노에이트](PHN); 폴리[3-하이드록시데카노에이트](PHD); 폴리[3-하이드록시도데카노에이트](PHDD); 및 폴리[3-하이드록시테트라데카노에이트](PHTD)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 폴리하이드록시알카노에이트(PHA) 단위는 제 2 수지층의 전체 중량 기준으로 30 중량% 이하로 포함될 수 있다.
상기 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지는 상기 제 2 수지층의 전체 중량에 대해 예를 들어 50 중량% 이상, 구체적으로 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상, 95 중량% 이상, 96 중량% 이상, 97 중량%, 또는 98 중량% 이상으로 포함될 수 있다.
상기 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지는 중량평균 분자량(Mw)이 예컨대 50,000 내지 400,000 g/mol, 예컨대 50,000 내지 300,000 g/mol, 예컨대 50,000 내지 200,000 g/mol, 또는 예컨대 50,000 내지 100,000 g/mol일 수 있다. 상기 중량평균 분자량(Mw)은 겔 투과 크로마토그래피법(GPC)에 의해 측정될 수 있다. 상기 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지의 중량평균 분자량(Mw)이 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층과 상용성 및 가공성이 더욱 우수하게 될 수 있고, 상기 다층 생분해성 필름의 적절한 강도를 유지하면서 유연성, 투명성, 및 소음 저감 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 구현예에 따르면, 제 2 수지층에는 통상의 정전인가제, 대전방지제, 산화방지제, 열안정제, 자외선 차단제, 블로킹 방지제 및 기타 무기활제가 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 첨가되어도 무방하다.
제 3 수지층
한편, 본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제 2 수지층에 사용된 것과 상이한 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 3 수지층을 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 제 1 수지층 및 제 2 수지층과 교대로 적층하여 사용할 수도 있다.
제 3 수지층에 사용될 수 있는 지방족 폴리에스터계 수지 및 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지 각각의 구체적인 예는 상기에서 제 2 수지층에 사용된 수지와 동일하다.
마찬가지로, 제 3 수지층도 통상의 정전인가제, 대전방지제, 산화방지제, 열안정제, 자외선 차단제, 블로킹 방지제 및 기타 무기활제가 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 첨가되어도 무방하다.
코로나층 또는 코팅층
한편, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 후가공 공정의 효과를 높이기 위하여, 적어도 필름의 표면의 한쪽 면에 필름의 가공 적성을 높이기 위한 코로나 처리를 수행하거나, 정전기 방지나 블로킹 방지를 위한 무기물 입자 코팅을 수행하거나, 인쇄층과의 인쇄 적성 향상을 위한 코팅 처리를 수행할 수 있다.
일 구현예에 따른 다층 생분해성 필름은 상기 제 1 수지층의 타면 상에 배치되는 코로나층을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 코로나층은 상기 제 1 수지층의 타면에 직접 형성될 수 있다.
상기 다층 생분해성 필름이 코로나층을 더 포함함으로써, 다층 생분해성 필름 표면의 유분 등의 오염을 제거하고 접착 부위와 친화성 있는 표면을 만들어 접착 강도를 증가시킬 수 있으며, 화학적 및 물리적으로 표면 개질이 되어 친수성, 접착성, 인쇄성, 코팅 특성, 증착 특성 등이 더욱 향상될 수 있다.
상기 코로나층은 상기 제 1 수지층의 코로나 처리에 의해 형성되고, -CO, -COOH 및 -OH로 이루어진 군으로부터 선택된 극성 작용기를 포함할 수 있다.
상기 제 1 수지층에서 상기 코로나 처리된 면에 대한 표면 장력이 38 dyn/cm 이상일 수 있고, 예컨대 38 내지 70 dyn/cm, 예컨대 38 내지 68 dyn/cm, 또는 예컨대 38 내지 66 dyn/cm일 수 있다. 상기 제 1 수지층에서 상기 코로나 처리된 면에 대한 표면 장력이 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 다층 생분해성 필름의 접착성, 인쇄성, 코팅 특성, 증착 특성 등을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 코로나층의 두께는 다층 생분해성 필름의 용도 및 목적에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 구체적으로 예컨대 0.1 nm 내지 1000 nm, 예컨대 0.2 nm 내지 900 nm, 또는 예컨대 0.1 nm 내지 800 nm일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또 다른 구현예에 따른 다층 생분해성 필름은 상기 제 1 수지층의 타면 상에 배치되는 코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 코팅층은 프라이머 코팅층을 포함할 수 있으며, 이 경우 대전 방지 성능을 향상시킬 수 있다.
상기 프라이머 코팅층은 상기 제 1 수지층의 타면, 또는 상기 다층 생분해성 필름이 상기 코로나층을 포함하는 경우, 상기 제 1 수지층의 타면에 코로나층을 포함하고, 상기 코로나층의 타면(하면)에 상기 프라이머 코팅층을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 수지층의 타면 상에 프라이머 처리를 하여 프라이머 코팅층을 형성할 수 있다. 또는 상기 제 1 수지층의 타면 상에 배치된 상기 코로나층의 일면(하면)에 프라이머 처리하여 프라이머 코팅층을 형성할 수 있다.
상기 프라이머 코팅층은 대전 방지 성능을 가지는 암모늄계 화합물, 인산계 화합물 및 아크릴계 수지 및 우레탄계 수지 등의 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있다.
상기 프라이머 코팅층의 표면저항은 0.1 내지 30 Ω/□, 0.2 내지 28 Ω/□, 0.3 내지 26 Ω/□, 0.4 내지 24 Ω/□, 또는 1 내지 20 Ω/□일 수 있다.
상기 표면저항은 예컨대 상온(22 ±2℃에서 상대습도 (60% ± 10%) 하에, 표면저항 측정기로 대전 방지 성능을 평가한 것이다.
상기 코팅층의 두께는 다층 생분해성 필름의 용도 및 목적에 따라 적절히 조절할 수 있으며, 구체적으로 15 nm 내지 50 nm, 20 nm 내지 45 nm, 25 nm 내지 40 nm, 또는 30 nm 내지 35 nm일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
[다층 생분해성 필름의 구조적 특징]
도 1을 다시 참조하면, 본 발명의 구현예에 따른 다층 생분해성 필름(100)은 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층(110)과, 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지층(120)을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있다.
또한, 상기 다층 생분해성 필름(100)은 양면 최외각 층으로서 제 1 수지층(110')을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 다층 생분해성 필름의 양면 최외각 층은 제 1 수지층(110')이다.
상기 다층 생분해성 필름의 최외각 층이 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층인 경우, 연신하는 데에 더욱 유리하고, 성형성, 가공성 및 생산성 측면에서 더욱 유리할 수 있다. 만일, 상기 다층 생분해성 필름의 최외각 층으로서 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지층을 포함하는 경우, 연신이 용이하지 않을 수 있고, 캐스팅이 용이하지 않고 점착이 쉽게 일어나 성형성, 가공성 및 생산성을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 양면 최외각 층의 두께의 합이 상기 필름 전체 두께의 5 내지 40%일 수 있다. 구체적으로, 상기 양면 최외각 층의 두께의 합이 상기 필름 전체 두께의 10 내지 40%, 15 내지 40%, 20 내지 40%, 25 내지 40%, 30 내지 40%, 30 내지 38% 또는 30 내지 37%일 수 있다.
상기 양면 최외각 층의 두께의 합이 상기 범위를 만족하는 경우, 본 발명에서 목적하는 효과를 구현하는 데에 더욱 유리할 수 있고, 연신하는 데에 더욱 유리하고, 성형성, 가공성 및 생산성 측면에서 매우 유리할 수 있다.
또한, 상기 양면 최외각 층과 접하는 수지층은 제 2 수지층일 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 다층 생분해성 필름의 전체 층수는 필름의 개별 층의 두께를 고려하여 조절할 수 있으나, 상기 양면 최외각 층을 포함하여 5층 이상일 수 있다. 예를 들어, 상기 다층 생분해성 필름은 5층 내지 500층, 5층 내지 300층, 5층 내지 250층, 5층 내지 225층, 7층 내지 400층, 7층 내지 350층, 7층 내지 300층, 7층 내지 250층, 7층 내지 220층, 10층 내지 200층, 10층 내지 150층, 10층 내지 100층, 또는 10층 내지 50층일 수 있다. 상기 다층 생분해성 필름이 상기 양면 최외각 층을 포함하여 5층 미만인 경우 투명성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 구현예에 따른 다층 생분해성 필름에 있어서, 상기 양면 최외각 층을 제외한 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 개별 층 평균 두께비가 1 : 0.5 내지 2일 수 있다. 상기 최외각 층을 제외한 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 개별 층 평균 두께비는 예를 들어 1 : 0.5 내지 2, 예를 들어 1 : 0.5 내지 1.5, 또는 예를 들어 1 : 0.5 내지 1.3일 수 있다. 상기 최외각 층을 제외한 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 개별 층 평균 두께비가 상기 범위를 만족하는 경우, 다층 생분해성 필름의 전체적인 균일도 조절에 더욱 유리할 수 있다.
상기 양면 최외각 층을 제외한 제 1 수지층의 개별층의 평균 두께는 예를 들어 10 내지 1000 nm, 예를 들어 50 내지 800 nm, 또는 예를 들어 100 내지 600 nm일 수 있다.
상기 양면 최외각 층을 제외한 제 1 수지층의 총 두께는 예를 들어 3 ㎛ 내지 40 ㎛, 예를 들어 3 ㎛ 내지 30 ㎛, 예를 들어 3 ㎛ 내지 20 ㎛, 예를 들어 5 ㎛ 내지 18 ㎛, 또는 예를 들어 5 ㎛ 내지 15 ㎛일 수 있다.
상기 양면 최외각 층을 포함한 제 1 수지층의 총 두께는 예를 들어 5 ㎛ 내지 60 ㎛, 예를 들어 5 ㎛ 내지 50 ㎛, 예를 들어 8 ㎛ 내지 40 ㎛, 예를 들어 8 ㎛ 내지 30 ㎛, 예를 들어 10 ㎛ 내지 30 ㎛, 또는 예를 들어 10 ㎛ 내지 20 ㎛일 수 있다.
상기 제 1 수지층의 총 두께 및 개별층의 평균 두께가 상기 범위를 만족하는 경우 본 발명에서 목적하는 효과를 달성하는 데에 더욱 유리할 수 있다.
상기 제 2 수지층의 개별층의 평균 두께는 예를 들어 10 nm 내지 800 nm, 예를 들어 50 내지 700 nm, 또는 예를 들어 100 내지 600 nm일 수 있다. 상기 제 2 수지층의 개별 층의 평균 두께가 상기 범위를 만족하는 경우, 균일도 조절이 더욱 용이할 수 있고, 이로 인해 필름의 외관 특성 및 기계적 물성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 제 2 수지층의 총 두께는 예를 들어 2.5 ㎛ 내지 40 ㎛, 예를 들어 4 ㎛ 내지 30 ㎛, 예를 들어 4 ㎛ 내지 20 ㎛, 예를 들어 4 ㎛ 내지 15 ㎛, 또는 예를 들어 5 ㎛ 내지 10 ㎛일 수 있다. 상기 제 2 수지층의 총 두께 및 개별층의 평균 두께가 상기 범위를 만족하는 경우 본 발명에서 목적하는 효과를 달성하는 데에 더욱 유리할 수 있다.
상기 다층 생분해성 필름의 총 두께는 상기 양면 최외각 층을 포함하여 예를 들어 7.5 ㎛ 내지 100 ㎛, 9 ㎛ 내지 80 ㎛, 예를 들어 12 ㎛ 내지 55 ㎛, 예를 들어 13 ㎛ 내지 50 ㎛, 예를 들어 13 ㎛ 내지 40 ㎛, 예를 들어 15 ㎛ 내지 40 ㎛, 예를 들어 15 ㎛ 내지 35 ㎛ 또는 예를 들어 20 ㎛ 내지 25 ㎛일 수 있다.
[다층 생분해성 필름의 물성]
구현예에 따른 다층 생분해성 필름은 우수한 균일도, 유연성 및 투명성을 동시에 가지면서, 소음도가 낮은 특징이 있다.
우선, 상기 다층 생분해성 필름에 있어서, 상기 제 1 수지층의 하기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)는 0.2 ㎛ 이하일 수 있다.
<식 1>
상기 식 1에서,
500 mm의 폭 및 20 내지 25 ㎛의 두께를 갖는 상기 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(N), 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(S), 및 폭 방향의 중앙 지점(C)에서 두께 방향으로 절단한 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 적층된 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별 층의 두께를 각각 측정하였을 때,
상기 t max, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이며,
상기 t max, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이고,
상기 t max, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이다.
이때, 상기 제 1 수지층의 개별층은 제 1 수지층 중 양면 최외각 층(도 1 및 3의 110')을 제외한 각각의 층을 의미한다. 따라서, 상기 제 1 수지층의 개별층(110)의 두께 중 최대 두께 및 최소 두께는 각각 제 1 수지층 중 양면 최외각 층(110')을 제외한 개별층(110)의 두께 중 최대 두께 및 최소 두께를 의미한다.
상기 식 1로 표시되는 제 1 수지층의 균일도(LUI)는 상기 다층 생분해성 필름의 외관 특성, 필름의 두께 균일도, 및 유연성, 투명성 및 소음도 정도를 좌우하는 중요한 물성일 수 있다. 특히, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)를 특정 범위로 조절함으로써, 최종 다층 생분해성 필름의 균일도를 제어할 수 있고, 이로 인해 필름의 물성, 외관 특성 및 소음도가 달라질 수 있다.
일반적으로, 다층 생분해성 필름의 성형 시, 균일도 측면에서 위치별 두께 편차가 큰 경우 필름의 외관 및 두께 조절이 어렵고, 이로 인해 필름의 유연성 및 투명성이 저하되고 소음도가 커져서 전반적으로 물성이 저하될 수 있다. 나아가, 위치별 두께 편차로 인해 연신이 어려워지고, 가공성, 생산성 및 성형성에도 문제가 있을 수 있다.
따라서, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)는 상기 다층 생분해성 필름을 포함하는 포장재 등의 성형품의 품질을 나타내는 척도가 될 수 있으므로, 상기 다층 생분해성 필름의 제 1 수지층의 위치별 두께 편차를 줄여 균일도(LUI)를 제어하는 것이 매우 중요하다.
도 2를 참조하면, 상기 다층 생분해성 필름(100)의 균일도(LUI)는 다층 생분해성 필름의 폭(W) 방향의 중앙 지점을 "C", 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(W1)을 "N", 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(W2)을 "S"로 선정한 후, 상기 다층 생분해성 필름의 두께 방향으로 절단(A-A') 시, 이 절단된 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 측정될 수 있다.
도 3의 (a) 및 (b)는, 각각 도 2에서의 A-A' 선을 따라 절개한 사시도(a), 및 이의 단면에 대한 확대도(b)이다.
도 3의 (b)을 참조하면, 상기 적층된 제 1 수지층의 개별 층의 위치별 두께(이때, 양면 최외각 층(110')의 두께를 제외한다), 즉 N 지점에서의 두께(tN1, tN2, tN3 …), C 지점에서의 두께(tc1, tC2, tC3 …), S 지점에서의 두께(tS1, tS2, tS3 …)를 각각 측정하고, 상기 적층된 제 1 수지층의 개별 층의 위치별 두께 중에서 최대 두께인 t max, N , t max, C , t max, S , 및 최소 두께인 t min, N , t min, C , t min, S 를 각각 구하고, 이들의 각 값들을 이용하여 상기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)를 측정할 수 있다. 즉, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)는 상기 적층된 제 1 수지층 중 양면 최외각 층을 제외한 각 개별 층의 위치별 두께를 구하고, 각각의 위치별 두께의 최대값에서 최소값을 뺀 후 3으로 나눈 값일 수 있다.
상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)는 제 1 수지층의 위치별 두께 편차가 낮을수록 낮고, 상기 위치별 두께 편차가 높을수록 높을 수 있다.
상기 다층 생분해성 필름에 있어서, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)는 예를 들어 0.2 ㎛ 이하, 예를 들어 0.15 ㎛ 이하, 예를 들어 0.12 ㎛ 이하, 예를 들어 0.1 ㎛ 이하, 또는 예를 들어 0.08 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 다층 생분해성 필름에 있어서, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)가 상기 범위를 만족하는 경우, 다층 생분해성 필름의 균일도의 위치별 편차를 줄일 수 있고, 이로 인해 필름의 외관 특성을 향상시킬 수 있고, 유연성 및 투명성을 더욱 향상시키고, 소음 특성 개선시킬 수 있다. 또한, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)가 상기 범위를 만족하는 경우, 두께 조절 및 두께 편차 조절이 용이하여 공정성을 더욱 향상 시킬 수 있고, 이로 인해 가공성, 생산성 및 성형성을 더욱 향상시킬 수 있다. 만일 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)가 상기 범위를 초과하는 경우, 필름의 외관 특성에 문제가 있을 수 있고, 위치별 균일도가 나빠져 각 층에 자국 또는 결함 등이 발생할 수 있고, 이로 인해 해당 위치별 물성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따라, 다층 생분해성 필름의 층이 5층 내지 30층이고, 필름의 두께가 20 내지 25 ㎛인 경우, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)는 예를 들어 0.1 ㎛ 이하, 예를 들어 0.09 ㎛ 이하, 또는 예를 들어 0.08 ㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따라, 다층 생분해성 필름의 층이 30층 초과 내지 50층 미만이고, 필름의 두께가 20 내지 25 ㎛인 경우, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)는 예를 들어 0.15 ㎛ 이하, 예를 들어 0.12 ㎛ 이하, 또는 예를 들어 0.10 ㎛ 이하일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에 따라, 다층 생분해성 필름의 층이 50층 이상이고, 필름의 두께가 20 내지 25 ㎛인 경우, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)는 예를 들어 0.2 ㎛ 이하, 예를 들어 0.15 ㎛ 이하, 또는 예를 들어 0.13 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)는 상기 범위 내에서 그 값이 작을수록, 본 발명의 구현예에 따른 목적을 달성하는 데에 더욱 유리할 수 있다.
또한, 본 발명의 구현예에 따른 다층 생분해성 필름은 하기 식 2로 표시되는 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 양 끝의 균일도 차()가 0.06 ㎛ 이하일 수 있다:
<식 2>
상기 식 2에서,
상기 t max, N , t min, N , t max, S , 및 t min, S 는 상기에서 정의한 바와 같다.
구체적으로, 상기 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 양 끝의 균일도 차()는 예를 들어 0.05 ㎛ 이하, 예를 들어 0.03 ㎛ 이하, 예를 들어 0.027 ㎛ 이하, 예를 들어 0.025 ㎛ 이하, 예를 들어 0.02 ㎛ 이하, 또는 예를 들어 0.015 ㎛ 이하일 수 있다. 상기 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 양 끝의 균일도 차()는 0에 가까울 수록 유리하며, 이 경우 필름의 양 끝의 두께 편차가 감소하여 필름의 외관 특성을 향상시킬 수 있고, 유연성 및 투명성을 더욱 향상시키고, 소음 특성 개선시킬 수 있다. 만일 상기 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 양 끝의 균일도 차()가 상기 범위를 벗어나는 경우, 필름의 외관 특성에 문제가 있을 수 있고, 균일도가 나빠져 각 층에 자국 또는 결함 등이 발생할 수 있고, 이로 인해 해당 위치별 물성이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, N 지점에 대하여, 상기 t max, N 및 t min, N 의 차는 예를 들어 0.15 ㎛ 이하, 예를 들어 0.13 ㎛ 이하, 예를 들어 0.12 ㎛ 이하, 예를 들어 0.1 ㎛ 이하, 예를 들어 0.08 ㎛ 이하, 또는 예를 들어 0.07 ㎛ 이하일 수 있다.
S 지점에 대하여, 상기 t max, S 및 t min, S 의 차는 예를 들어 0.15 ㎛ 이하, 예를 들어 0.12 ㎛ 이하, 예를 들어 0.1 ㎛ 이하, 또는 예를 들어 0.1 ㎛ 미만일 수 있다.
C 지점에 대하여, 상기 t max, C 및 t min, C 의 차는 예를 들어 0.2 ㎛ 이하, 예를 들어 0.15 ㎛ 이하, 예를 들어 0.13 ㎛ 이하, 예를 들어 0.12 ㎛ 이하, 또는 예를 들어 0.1 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 다층 생분해성 필름의 t max, N 및 t min, N 의 차, 상기 t max, S 및 t min, S 의 차, 및 상기 t max, C 및 t min, C 의 차 중 적어도 하나가 상기 범위를 만족하는 경우, 필름의 두께 편차가 감소하여 필름의 외관 특성을 향상시킬 수 있고, 유연성 및 투명성을 더욱 향상시키고, 소음 특성 개선시킬 수 있다.
한편, 상기 다층 생분해성 필름은 하기 식 3으로 표시되는 유연소음복합도(FNC)가 20 이하일 수 있다:
<식 3>
상기 식 3에서,
상기 YM 및 NAVG는 각각 상기 다층 생분해성 필름 시편으로 측정된 단위를 제외한 수치로서,
상기 YM은 ASTM D882에 의거하여 다층 생분해성 필름 시편을 만든 후, 길이 150 mm 및 폭 15 mm로 재단하고, 척간 간격이 50 mm가 되도록 장착하여 인장 속도 200 mm/min로 실험한 후, 측정 시작점부터 신율 3% 도달 시점까지의 직선 기울기 값인 영률(Young's modulus, kgf/㎟)이고,
상기 NAVG는 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm×450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm x 297 mm의 A4 크기로 재단한 다층 생분해성 필름을 디지털 소음분석기로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5초 이상 소음을 낼 때 측정한 소음도를 5회 측정하여 산출한 평균 소음도(dB)이다.
상기 식 3으로 표시되는 유연소음복합도(FNC)는 상기 다층 생분해성 필름의 영률 및 소음도의 곱의 값을 1000으로 나눈 값을 나타내며, 이는 상기 다층 생분해성 필름의 유연성 및 소음도의 복합 특성 정도를 나타내는 지표이다.
상기 유연소음복합도(FNC)는 상기 다층 생분해성 필름의 영률 및/또는 소음도가 낮을수록 낮을 수 있다.
이러한 특성을 갖는 유연소음복합도(FNC)는 상기 특정 범위 이하를 만족할 때, 상기 다층 생분해성 필름의 유연성 및 투명성을 더욱 향상시키고, 소음도를 저감시킬 수 있으며, 나아가 상기 다층 생분해성 필름을 포함하는 포장재 등의 성형품의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 다층 생분해성 필름의 유연소음복합도(FNC)는 예를 들어 20 이하, 예를 들어 2 내지 20, 예를 들어 3 내지 18, 예를 들어 5 내지 18, 또는 예를 들어 10 내지 19일 수 있다. 상기 유연소음복합도(FNC)가 상기 범위를 만족하는 경우 상기 다층 생분해성 필름의 유연성 및 소음 특성을 동시에 개선할 수 있다.
한편, 상기 식 3에 있어서, 상기 다층 생분해성 필름의 영률은 300 kgf/㎟ 이하, 250 kgf/㎟ 이하, 또는 240 kgf/㎟ 이하인 것이 좋다. 상기 영률은 ASTM D882에 의거하여 상기 다층 생분해성 필름 시편을 만든 후, 길이 150 mm, 폭 15 mm로 절단한 후, 척간 간격이 50 mm가 되도록 장착하여 상기 시편을 인장시험기(인스트론사 5566A)을 이용하여 인장 속도 200 mm/min로 실험한 후, 측정 시작점부터 신율 3% 도달 시점까지의 직선 기울기를 영률(Young's modulus, kgf/㎟)로 측정할 수 있다.
일반적인 방법으로 만들어진 단층 폴리락트산 중합체 필름의 영률은 350kgf/㎟ 이상으로 유연성이 현저히 떨어져 필름이 뻣뻣하여 용도가 제한될 수 있다. 상기 다층 생분해성 필름의 영률이 300 kgf/㎟ 이하를 만족하는 경우, 상기 유연소음복합도(FNC)를 20 이하로 제어하는 데에 더욱 유리하여 목적하는 효과를 용이하게 구현할 수 있다.
또한, 상기 식 3에 있어서, 상기 다층 생분해성 필름의 평균 소음도(NAVG)는 다층 생분해성 필름을 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm×450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm x 297 mm의 A4 크기로 재단하고, 상기 다층 생분해성 필름을 디지털 소음분석기(Cirrus Research PlC사, 모델명:CR-162C)로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5초 이상 소음을 낼 때 측정한 소음도를 5회 측정하여 산출한 평균 소음도로 정의하였다.
상기 다층 생분해성 필름은 특정 범위 이하로 상기 평균 소음도(NAVG)를 제어하는 것이 고품질의 포장재를 제공하는 측면에서 좋을 수 있다.
구체적으로, 상기 다층 생분해성 필름의 평균 소음도(NAVG)는 예컨대 86dB 이하, 예컨대 85dB 이하, 예컨대 80dB 이하, 또는 예컨대 79.5dB 이하일 수 있다.
특히, 상기 다층 생분해성 필름의 평균 소음도(NAVG)가 80dB 이하인 경우, 상기 유연소음복합도(FNC)를 20 이하로 제어하는 데에 더욱 유리하여, 낮은 소음도로 인해 품질 좋은 포장재를 제공할 수 있다.
아울러, 상기 다층 생분해성 필름은 하기 식 4로 표시되는 필름의 외관소음 품질복합지수(QCI)가 28 이하일 수 있다:
<식 4> QCI
상기 식 4에서,
상기 HZ, LUI, 및 NAVG는 각각 상기 다층 생분해성 필름 시편으로 측정된 단위를 제외한 수치로서,
상기 HZ는 상기 다층 생분해성 필름의 헤이즈(%)이고,
상기 LUI 및 상기 NAVG는 각각 상기에서 정의한 바와 같다.
상기 식 4로 표시되는 외관소음 품질복합지수(QCI)는 상기 다층 생분해성 필름의 헤이즈, 균일도 및 소음도의 합을 3으로 나눈값으로서, 제 1 수지층의 균일도(LUI), 최종 다층 생분해성 필름의 균일도, 투명성 및 소음도의 복합 특성 정도를 나타내는 지표이다.
상기 외관소음 품질복합지수(QCI)는 상기 다층 생분해성 필름의 헤이즈, 균일도 및 소음도가 모두 우수할수록 상기 범위를 만족할 수 있다. 즉, 상기 외관소음 품질복합지수(QCI)는 상기 다층 생분해성 필름의 헤이즈, 균일도 및/또는 소음도가 각각 낮을수록 낮을 수 있다.
이러한 특성을 갖는 외관소음 품질복합지수(QCI)는 상술한 범위를 만족할 때, 상기 다층 생분해성 필름의 헤이즈 및 균일도를 동시에 더욱 향상시키고, 소음도를 저감시킬 수 있으며, 나아가 상기 다층 생분해성 필름을 포함하는 포장재 등의 성형품의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 다층 생분해성 필름의 외관소음 품질복합지수(QCI)는 예를 들어 15 내지 28, 예를 들어 20 내지 28, 예를 들어 22 내지 28, 또는 예를 들어 25 내지 28일 수 있다. 상기 다층 생분해성 필름의 외관소음 품질복합지수(QCI)를 상기 범위로 만족하는 경우, 유연성, 소음도 및 투명성을 동시에 향상시킬 수 있으므로, 포장재로서 다양한 분야에 활용되어 고품질의 친환경 포장재를 제공하는 데에 더욱 유리할 수 있다.
또한, 본 발명의 구현예에 따른 다층 생분해성 필름의 헤이즈(haze)는 10% 이하, 5% 이하, 또는 3% 이하인 것이 좋다. 상기 헤이즈가 10%를 초과하는 경우에는 투명성이 부족하여 용도가 제한될 수 있다.
본 발명의 다층 생분해성 필름은 환경 부하를 줄이고자 하는 제품의 특성상 적어도 60% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상의 생분해율을 가질 수 있다.
[다층 생분해성 필름의 제조방법]
일 구현예에 따라, 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지 및 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지를 각각 준비하는 단계(단계 1); 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지를 각각 용융 압출하여 제 1 수지층과 제 2 수지층을 교대로 적층하여 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층된 시트를 얻는 단계(단계 2); 및 상기 적층된 시트를 이축연신하고 열고정하여 다층 생분해성 필름을 얻는 단계(단계 3);를 포함하고, 상기 다층 생분해성 필름은 상기 제 1 수지층의 상기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)가 0.2 ㎛ 이하인 다층 생분해성 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 구현예에 따른 다층 생분해성 필름의 제조방법은 특정 수지를 주성분으로 포함하는 제 1 수지 및 제 2 수지를 사용하여 용융 압출하여 제 1 수지층과 제 2 수지층을 교대로 적층하여 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층된 시트를 얻고, 이를 이축연신 및 열고정함으로써, 성형성, 가공성 및 생산성을 더욱 향상시킬 수 있으며, 경제적이고 효율적인 방법으로 본 발명에서 목적하는 우수한 균일도, 유연성 및 투명성을 동시에 가지면서, 소음도도 개선된 다층 생분해성 필름을 얻을 수 있다.
특히, 상기 다층 생분해성 필름의 제조방법은 제 1 수지 및 제 2 수지의 용융 온도 및 이들의 용융 온도 차이를 제어함으로써, 상기 제 1 수지층과 제 2 수지층의 용융 점도 범위를 효율적으로 제어할 수 있고, 이로 인해 각각의 층의 위치별 두께를 미세하게 조절하여, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUI)를 최적의 범위로 조절할 수 있다는 데에 기술적 의의가 있다.
도 4를 참조하면, 상기 다층 생분해성 필름의 제조방법(S100)은 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지 및 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지를 각각 준비하는 단계(S110)을 포함할 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제 1 수지 및 제 2 수지는 각각 특정 범위의 용융 점도를 가져, 이로부터 형성된 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 용융 점도 범위 및 용융 점도 차이를 효율적으로 조절하여 필름의 위치별 두께 편차를 줄여 균일도를 제어할 수 있고, 이로 인해 목적하는 범위의 유연성, 투명성 및 소음도를 구현할 수 있다.
따라서, 상기 제 1 수지 및 제 2 수지의 용융 점도는 본 발명의 다층 생분해성 필름의 제 1 수지층의 균일도(LUI)를 조절하는 데에 매우 중요한 요소가 될 수 있다.
일반적으로, 5층 이상, 예컨대 5층 내지 수백층의 다층 필름을 형성하는 경우, 용융 점도에 따라 필름의 두께 균일도가 달라질 수 있다. 특히 용융 점도 차이에 따라 필름의 두께 균일도 및 물성이 달라질 수 있다. 특히, 얇은 층으로 이루어진 다층 생분해성 필름의 경우, 층 수가 많을수록 균일도를 조절하는 것이 어렵고, 각 위치별 층의 두께 편차가 커지는 문제점이 있을 수 있다.
이에, 본 발명에서는 구현예에 따라, 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층을 형성하는 제 1 수지 및 제 2 수지의 용융 점도를 조절함으로써, 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 용융 점도 차를 줄이고, 이로 인해 상기 제 1 수지층의 균일도를 목적하는 범위 이하로 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 수지는 210℃에서 용융 점도가 예컨대 5,000 poise 내지 12,000 poise, 예컨대 6,500 poise 내지 11,000 poise, 또는 예컨대 8,000 poise 내지 10,000 poise일 수 있다. 이때, 상기 용융 점도는 레오미터(RDS)를 이용하여 측정할 수 있다.
상기 제 1 수지의 용융 점도는 이로부터 형성된 제 1 수지층의 용융 점도와 동일 또는 유사할 수 있다. 따라서, 상기 제 1 수지의 용융 점도가 상기 범위를 만족하는 경우, 동일 또는 유사한 범위의 용융 점도를 갖는 제 1 수지층을 구현할 수 있고, 이로 인해 상기 제 1 수지층의 균일도를 0.2 ㎛ 이하로 용이하게 제어할 수 있다. 만일, 상기 제 1 수지의 용융 점도가 상기 범위를 벗어나는 경우, 상기 다층 생분해성 필름의 위치별 두께 편차가 커져 균일도가 나빠질 수 있다.
한편, 상기 제 1 수지는 용융 온도(Tm)가 예컨대 100℃ 내지 250℃, 예컨대 110℃ 내지 220℃, 또는 예컨대 130℃ 내지 220℃일 수 있다.
상기 제 1 수지는 유리전이 온도(Tg)가 예컨대 30℃ 내지 80℃, 예컨대 40℃ 내지 80℃, 예컨대 40℃ 내지 70℃, 또는 예컨대 45℃ 내지 65℃일 수 있다.
상기 제 1 수지의 용융 온도(Tm) 및 유리전이 온도(Tg)가 각각 상기 범위를 만족하는 경우 상기 다층 생분해성 필름의 제 1 수지층의 균일도는 물론, 기계적 특성 및 광학적 특성을 향상시키는 데에 더욱 유리할 수 있다.
한편, 상기 제 2 수지는 210℃에서 용융 점도가 예컨대 4,000 poise 내지 8,000 poise, 예컨대 5,000 poise 내지 7,000 poise, 또는 예컨대 6,000 poise 내지 7,000 poise일 수 있다.
상기 제 2 수지의 용융 점도는 이로부터 형성된 제 2 수지층의 용융 점도와 동일할 수 있다. 상기 제 2 수지의 용융 점도가 상기 범위를 만족하는 경우, 동일한 범위의 용융 점도를 갖는 제 2 수지층을 구현할 수 있고, 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 용융 점도 차이를 목적하는 특정 범위로 제어할 수 있어서, 상기 다층 필름의 제 1 수지층의 균일도(LUI)를 제어하는 데에 더욱 유리할 수 있다.
상기 제 1 수지는 상술한 제 1 수지층에 포함된 수지의 종류 및 특성 등과 동일할 수 있다.
또한, 상기 제 2 수지는 상술한 제 2 수지층에 포함된 수지의 종류 및 특성 등과 동일 수 있다.
상기 다층 생분해성 필름의 제조방법(S100)은 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지를 각각 용융 압출하여 제 1 수지층과 제 2 수지층을 교대로 적층하여 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층된 시트를 얻는 단계(S120)를 포함할 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제 1 수지 및 제 2 수지의 용융 압출온도를 제어하여 제 1 수지층 및 제 2 수지층을 얻을 수 있고, 이들을 교대로 적층하여 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층된 시트를 얻음으로써, 최종 필름의 위치별 두께 편차를 줄여 균일도를 제어할 수 있고, 이로 인해 목적하는 범위의 유연성, 투명성 및 소음도를 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 단계 (S110)에서 얻은 제 1 수지 및 제 2 수지를 2개의 압출기와 두 층이 교대로 적층되는 다층 피드블럭을 사용하여, 각각 압출기로 용융 압출할 수 있다. 또한, 상기 다층 피드블럭 내에서 제 1 수지층 및 제 2 수지층을 분기시킨 후, 이들 분기된 제 1 수지층과 제 2 수지층이 교대로 적층되도록 하여 다이(die)에 통과시키고, 약 10℃ 내지 40℃로 냉각된 냉각롤에 밀착시켜 미연신 다층 생분해성 시트를 얻을 수 있다.
이때, 본 발명에서 목적하는 특정 범위의 균일도가 제어된 다층 생분해성 필름을 얻기 위해서, 제 1 수지 및 제 2 수지의 용융 압출 온도, 및 이들의 용융 압출 온도 차이가 매우 중요할 수 있다. 구체적으로, 상기 특정 범위의 균일도를 갖는 다층 생분해성 필름을 얻기 위해 제 1 수지층과 상기 제 2 수지층의 용융 점도 및 이들의 용융 점도 차이를 제어하는 것이 중요하며, 이를 위해, 제 1 수지 및 제 2 수지의 용융 압출 온도를 제어함으로써 달성할 수 있다.
상기 제 1 수지의 용융 압출 온도와 상기 제 2 수지의 용융 압출 온도는 동일하거나 상이할 수 있으며, 상기 제 1 수지의 용융 압출 온도와 상기 제 2 수지의 용융 압출 온도의 차이는 예를 들어 30℃ 이하, 예를 들어 30℃ 미만, 예를 들어 20℃ 이하, 예를 들어 15℃ 이하, 예를 들어 15℃ 이하, 예를 들어 10℃ 이하, 또는 예를 들어 5℃ 이하일 수 있다. 이 경우, 최적의 점도차의 구간 확보로 인해, 최종 필름의 위치별 두께 편차를 줄여 제 1 수지층의 균일도를 상기 범위로 제어할 수 있고, 이로 인해 목적하는 범위의 유연성, 투명성 및 소음도를 구현할 수 있고, 외관 특성을 개선할 수 있다.
상기 제 1 수지의 용융 압출 온도는 예를 들어 180℃ 초과 내지 250℃, 예를 들어 190℃ 내지 240℃, 또는 예를 들어 190℃ 내지 230℃일 수 있다.
상기 제 2 수지의 용융 압출 온도는 예를 들어 180℃ 초과 내지 250℃, 예를 들어 190℃ 내지 240℃, 또는 예를 들어 190℃ 내지 230℃일 수 있다.
상기 제 1 수지 및 제 2 수지의 용융 압출 온도에 의해 형성되는 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 용융 점도 및 이들의 용융 점도 편차를 제어할 수 있다. 만일, 상기 제 1 수지 및 제 2 수지의 용융 압출 온도가 상기 범위를 벗어나는 경우, 상기 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 목적하는 용융 점도를 구현할 수 없고, 이로 인해 상기 다층 생분해성 필름의 위치별 두께 편차가 커져 상기 제 1 수지층의 균일도를 목적하는 범위로 구현하는 데에 어려움이 있을 수 있다.
본 발명의 구현예에 따르면, 상기 제 1 수지층의 용융 점도는 상기 제 2 수지층의 용융 점도보다 더 클 수 있다. 이 경우, 상기 다층 생분해성 필름의 위치별 제 1 수지층의 균일도를 용이하게 제어할 수 있어 유리하다. 만일, 상기 제 2 수지층의 용융 점도가 상기 제 1 수지층의 용융 점도보다 더 클 경우, 본 발명에서 목적하는 효과를 달성하는 데에 어려움이 있을 수 있고, 가공성, 생산성 및 성형성도 저하될 수 있다.
또한, 상기 제 1 수지층의 용융 점도가 상기 제 2 수지층의 용융 점도보다 크되, 특정 용융 점도 이상의 차를 나타내는 것이 본 발명에서 구현하는 효과를 달성하는 데에 유리할 수 있다.
일반적으로 5층 미만으로 이루어진 다층 생분해성 필름, 또는 공압출 제품에서는 용융 점도가 서로 유사할 경우 층 균일도 측면에서 유리하지만, 5층 이상, 예컨대 수십층 이상의 다층 생분해성 필름, 특히 제 1 수지층이 상기 필름의 양면 최외각 층을 형성하는 구조에서는 제 1 수지층의 용융 점도 보다 제 2 수지층의 용융 점도가 더 낮고, 이들의 최적의 용융 점도 차이(Δ V)가 약 500 poise 이상, 예컨대 약 2,000 poise 이상일 때 본 발명에서 목적하는 물성 효과를 충족할 수 있다.
만일, 상기 제 2 수지층의 용융 점도가 제 1 수지층의 용융 점도 보다 크거나 유사할 경우, 제 1 수지층과 제 2 수지층이 다층 블록 내 매우 좁은 슬릿을 통과하며, 교대로 적층되어지는 과정에서 층을 구성하는 계면간 압력이 서로 커져 층 구성이 균일하지 않게 될 수 있다. 제 2 수지층의 점도를 제 1 수지층의 용융 점도보다 낮고 특정 범위의 차이가 나도록 용융 압출 온도를 조절함으로써 다층 생분해성 필름의 최적의 균일도를 확보할 수 있다.
구체적으로, 하기 식 5로 표시되는 210℃에서 층간 용융 점도차(ΔV)는 500 poise 이상일 수 있다:
<식 5>
상기 식 5에서,
상기 V1은 제 1 수지층의 용융 점도이고,
상기 V2는 제 2 수지층의 용융 점도이다.
상기 210℃에서 층간 점도차(ΔV)는 예를 들어 700 poise 이상, 예를 들어 800 poise 이상, 예를 들어 1,000 poise 이상, 예를 들어 1,500 poise 이상, 예를 들어 2,000 poise 이상, 또는 예를 들어 2,200 poise 이상, 예를 들어 2,500 poise 이상일 수 있고, 예를 들어 3,500 poise 이하, 예를 들어 3,200 poise 이하, 예를 들어 3,000 poise 이하, 또는 예를 들어 2,700 poise 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 층간 점도차(ΔV)는 500 내지 3,000 poise, 또는 예를 들어 700 내지 3,000 poise일 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 수지층은 210℃에서 용융 점도가 예컨대 7,000 poise 내지 12,000 poise, 예컨대 7,500 poise 내지 11,000 poise, 또는 예컨대 8,000 poise 내지 10,000 poise일 수 있다. 이때, 상기 제 1 수지층의 용융 점도는 레오미터(RDS)를 이용하여 측정할 수 있다.
상기 제 2 수지층은 210℃에서 용융 점도가 예컨대 4,000 poise 내지 8,000 poise, 예컨대 5,000 poise 내지 7,000 poise, 또는 예컨대 6,000 poise 내지 7,000 poise일 수 있다.
상기 제 1 수지층 및 상기 제 2 수지층의 용융 점도가 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 다층 필름의 제 1 수지층의 균일도를 제어할 수 있고, 본 발명에서 목적하는 효과를 달성하는 데에 더욱 유리할 수 있다.
아울러, 상기 용융 압출 시 예컨대 용융 이송 도관 내 정량 이송 장비(예컨대 기어 펌프)를 적용함으로써, 충분히 정량 이송 및 가소화시킬 수 있으며, 이 경우 2개의 압출기와 두 층이 교대로 적층되는 다층 피드블럭을 사용할 때 층 형성이 잘 될 수 있다.
한편, 구현예에 따라 상기 용융 압출 전에 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 건조 단계는 예컨대 60 내지 100℃에서 4 시간 내지 24 시간 동안 수행될 수 있다.
한편, 상기 다층 생분해성 필름의 제조방법(S100)은 상기 적층된 시트를 이축연신하고 열고정하여 다층 생분해성 필름을 얻는 단계(S130)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 적층된 시트를 이축연신할 수 있으며, 상기 이축연신 단계는 예컨대 50℃ 내지 80℃로 예열한 후, 40℃ 내지 100℃에서 종방향(MD)으로 2 내지 4배 종연신하는 단계 및 50℃ 내지 150℃에서 횡방향(MD)으로 3 내지 6배 연신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적층된 시트를 양방향으로 이축연신을 수행함으로써, 상기 다층 생분해성 필름의 물성 및 성형성 등을 더욱 향상시킬 수 있으므로, 고품질의 포장재를 구현할 수 있다.
만일, 종방향 및 횡방향 중 한 방향으로만 일축연신하는 경우, 상기 다층 생분해성 필름의 두께 편차가 심하고, 연신을 수행 안한쪽의 강도가 떨어질 수 있으며, 열적 특성도 저하될 수 있다.
또한, 상기 열고정 단계는 50℃ 내지 150℃, 70℃ 내지 150℃, 100℃ 내지 150℃, 또는 110℃ 내지 140℃에서 수행될 수 있다.
한편, 상기 다층 생분해성 필름의 제조방법(S100)은 상기 제 1 수지층의 타면 상에 코로나층, 코팅층 또는 이들 둘 다를 더 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 제 1 수지층의 코로나 처리에 의해 코로나층을 형성할 수 있다.
상기 코로나 처리는 고주파-고전압 출력을 방전전극-처리 롤 간에 인가했을 때 코로나 방전이 일어나는데, 이 때 원하는 면을 통과시킴으로써, 코로나 처리를 실시할 수 있다.
구체적으로, 상기 코로나 방전 세기는 예컨대 3 내지 20 kW일 수 있다. 상기 코로나 방전 세기가 상기 범위 미만인 경우, 코로나 방전 처리 효과가 미미할 수 있고, 반대로 상기 코로나 방전 세기가 상기 범위를 초과하는 경우 과도한 표면 개질에 의해 표면 손상을 야기할 수 있다.
상기 코로나층의 구성 및 물성은 상술한 바와 같다.
또한, 상기 제 1 수지층의 타면 상에 코팅층을 형성할 수 있다.
상기 코팅층은 프라이머 코팅층을 포함할 수 있으며, 상기 프라이머 코팅층은 상기 제 1 수지층의 타면 상에 암모늄계 화합물, 인산계 화합물 및 아크릴계 수지 및 우레탄계 수지 등의 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함하는 프라이머 조성물로 프라이머 처리하여 표면 조도를 형성하여 접착 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 프라이머 코팅층은 상기 제 1 수지층의 타면, 또는 상기 다층 생분해성 필름이 상기 코로나층을 포함하는 경우, 상기 제 1 수지층의 타면에 코로나층을 형성하고, 상기 코로나층의 타면 상에 상기 프라이머 코팅층을 형성할 수 있다.
또한, 상기 프라이머 조성물은 경화제 성분을 함유할 수 있고, 보다 구체적인 예로는 4,4'-디아미노디페닐메탄(DDM), 방향족 디아민 및 이들의 혼합물이 가능하다. 이때, 상기 경화제 성분의 첨가량은 상기 프라이머 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%의 양으로 첨가될 수 있다.
상기 프라이머 처리 방법으로는 당업계에서 사용되는 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들어 스프레이 분사법, 브러싱, 롤링 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 에어리스 스프레이를 이용하여 유도시간 1 내지 30 분, 분사압력 5 내지 500 Mpa, 노즐구경 0.46 내지 0.58 mm, 및 분사각도 40 내지 80 °의 조건으로 프라이머 조성물을 상기 제 1 수지층의 표면에 분사할 수 있다.
이외에도, 다층 생분해성 필름의 접착성을 높이기 위해, 플라즈마 처리, 자외선 조사 처리, 프레임(화염) 처리 또는 비누화 처리 등과 같은 표면 처리를 적절히 수행할 수 있다.
구현예의 제조방법에 따라 상기 다층 생분해성 필름을 제조하는 경우, 경제적이고 효율적이며, 목적하는 구성 및 물성을 갖는 다층 생분해성 필름을 제조하는 데에 더욱 효과적일 수 있다.
[다층 생분해성 시트 및 이의 제조방법]
일 구현예에 따르면, 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층과, 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지층을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있고, 상기 제 1 수지층의 하기 식 1-1로 표시되는 균일도(LUIs)가 2.3 ㎛ 미만인 다층 생분해성 시트를 제공할 수 있다:
<식 1-1>
상기 식 1-1에서,
650 mm의 폭 및 300 ㎛의 두께를 갖는 상기 다층 생분해성 시트의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(N), 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(S), 및 폭 방향의 중앙 지점(C)에서 두께 방향으로 절단한 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 적층된 제 1 수지층의 개별 층의 두께를 각각 측정하였을 때,
상기 t max, N1 은 상기 다층 생분해성 시트의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, N1 은 상기 다층 생분해성 시트의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이며,
상기 t max, S1 는 상기 다층 생분해성 시트의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, S1 는 상기 다층 생분해성 시트의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이고,
상기 t max, C1 는 상기 다층 생분해성 시트의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, C1 는 상기 다층 생분해성 시트의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이다.
상기 다층 생분해성 시트에 있어서, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUIs)는 예를 들어 3.0 ㎛ 이하, 예를 들어 2.5 ㎛ 이하, 예를 들어 2.2 ㎛ 이하, 또는 예를 들어 2.0 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 다층 생분해성 시트에 있어서, 상기 제 1 수지층의 균일도(LUIs)가 상기 범위를 만족하는 경우, 다층 생분해성 시트의 균일도의 위치별 두께 편차를 줄일 수 있고, 이로 인해 시트의 외관 특성을 향상시킬 수 있고, 투명성 및 유연성을 더욱 향상시키고, 소음 특성 개선시킬 수 있다.
상기 다층 생분해성 시트의 층 수는 상기 다층 생분해성 필름의 층 수와 동일할 수 있다.
또한, 상기 다층 생분해성 시트의 총 두께는 예를 들어 200 ㎛ 내지 500 ㎛, 예를 들어 250 ㎛ 내지 450 ㎛, 예를 들어 250 ㎛ 내지 400 ㎛ 또는 예를 들어 250 ㎛ 내지 350 ㎛일 수 있다.
한편, 본 발명의 구현예에 따라 상기 다층 생분해성 시트의 제조방법을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 다층 생분해성 시트의 제조방법은 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지 및 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지를 각각 준비하는 단계(단계 1); 및 상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지를 각각 용융 압출하여 제 1 수지층과 제 2 수지층을 교대로 적층하여 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층된 시트를 얻는 단계(단계 2);를 포함할 수 있다.
상기 단계 1 및 상기 단계 2는 상기 다층 생분해성 필름의 제조방법에서의 단계 1 및 2와 동일하게 수행될 수 있다.
[친환경 포장재]
본 발명은 일 구현예에 따라 상기 다층 생분해성 필름을 포함하는 친환경 포장재를 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 친환경 포장재는 다층 생분해성 필름을 포함하고, 상기 다층 생분해성 필름이 폴리락트산계 중합체를 주성분으로 하는 제 1 수지층과, 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 주성분으로 하는 제 2 수지층을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있고, 상기 제 1 수지층의 상기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)가 0.2 ㎛ 이하일 수 있다.
상기 친환경 포장재는 예를 들어 일반적인 일회용 포장재 및 식품 포장재 등으로 이용될 수 있는 필름 형태일 수 있고, 직물, 편물, 부직포, 로프(rope) 등으로 이용될 수 있는 섬유 형태일 수 있으며, 도시락 등과 같은 식품 포장용 용기로 이용될 수 있는 용기 형태일 수 있다.
상기 친환경 포장재는 우수한 균일도, 유연성 및 투명성을 동시에 가지면서, 소음도가 낮은 다층 생분해성 필름을 포함함으로써 우수한 물성 및 품질을 제공할 수 있다. 또한, 생분해가 가능하며, 매립시 완전히 분해되어 환경 친화적인 특성을 갖는 포장재를 제공할 수 있으므로, 포장재로서 다양한 분야에 활용되어 우수한 특성을 발휘할 수 있다.
상기 내용을 하기 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 실시예의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1 : 다층 생분해성 필름의 제조
제 1 수지층의 수지로서 D-락타이드 함량이 약 1.4%이고, 약 210℃에서 용융 점도가 약 8,770 poise를 갖는 폴리락트산 수지(Nature Works LLC, 4032D)와 제 2 수지층의 수지로서 210℃에서 용융 점도가 약 6,259 poise를 가지며, 산 성분 중 지방족 성분의 함량이 50몰%인 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지인 폴리부틸렌아디페이트-테레프탈레이트(PBAT)(XINJIANG BLUE RIDGE TUNHE POLYESTER CO., LTD.) 수지를 사용하였다.
상기 제 1 수지층의 수지는 제습 건조기로 약 80℃에서 6시간, 상기 제 2 수지층의 수지는 제습 건조기로 약 80℃에서 2시간 건조하여 수분을 제거한 후, 2개의 압출기와 두 층이 교대로 적층되는 다층 피드블럭을 사용하여, 제 1 수지층의 수지는 온도가 210℃인 압출기로, 제 2 수지층의 수지는 온도가 210℃인 압출기로 용융 압출하였다.
상기 다층 피드블럭 내에서 제 1 수지층은 15층, 제 2 수지층은 14층으로 분기시킨 후, 이들 분기된 제 1 수지층과 제 2 수지층이 교대로 적층되도록 780 mm 다이(die)에 통과시키고, 약 21℃로 냉각된 냉각롤에 밀착시켜 29층의 미연신 다층 생분해성 시트를 얻었다. 이때, 상기 상/하면의 양면 최외각 층에는 제 1 수지층을 위치시키고, 상기 양면 최외각 층의 두께의 합이 전체 두께의 30%가 되도록 하였다.
이렇게 얻어진 미연신 다층 생분해성 시트를 약 65℃에서 종방향 3.0배, 120℃에서 횡방향 3.9배로 연신한 후, 150℃에서 열고정하고, 이완율 1%를 부여하여, 다층 생분해성 필름의 전체 두께가 20 ㎛의 29층이고, 제 1 수지층의 균일도(LUI)가 약 0.077 ㎛인 다층 생분해성 필름을 제조하였다.
실시예 2 : 다층 생분해성 필름의 제조
표 1과 같이, 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 두께, 필름의 총 층 수, 양면 최외각 층의 두께의 합, 및 제 1 수지층의 균일도(LUI)를 각각 조절한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하여 다층 생분해성 필름의 전체 두께가 25 ㎛의 43층인 다층 생분해성 필름을 제조하였다.
실시예 3 : 다층 생분해성 필름의 제조
표 1과 같이, 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 두께, 필름의 총 층 수, 양면 최외각 층의 두께의 합, 및 제 1 수지층의 균일도(LUI)를 각각 조절한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하여 다층 생분해성 필름의 전체 두께가 20 ㎛의 57층인 다층 생분해성 필름을 제조하였다.
비교예 1 : 단층 생분해성 필름의 제조
제 1 수지층의 수지로서 실시예 1과 동일한 폴리락트산 수지를 사용하고, 이를 제습 건조기로 약 80℃에서 6시간 건조하여 수분을 제거하였다. 상기 수분이 제거된 제 1 수지층의 수지를 온도가 210℃인 압출기로 용융 압출하고, 780 mm 다이를 통과 시킨 후, 20℃로 냉각된 냉각롤에 밀착시켜 단층 미연신 시트를 얻었다. 이렇게 얻어진 단층 미연신 시트를 65℃에서 종방향 3.0배, 120℃에서 횡방향 3.8배로 연신한 후, 120℃에서 열고정하고, 이완율 1%를 부여하여 두께 20 ㎛의 단층 필름을 제조하였다.
비교예 2 : 단층 생분해성 필름의 제조
실시예 1에서 사용한 제 1 수지층의 수지와 제 2 수지층의 수지를 각각 80:20 중량비로 핸드 믹싱한 후, 200℃에서 45 파이 이축 압출기에서 블렌딩하였다. 이를 제습 건조기로 약 60℃에서 8시간 건조한 후, 200℃에서 용융 압출하여, 두께 30 ㎛의 단층 필름을 제조하였다.
비교예 3 : 다층 생분해성 필름의 제조
표 1과 같이, 제 1 수지층의 수지를 온도가 210℃인 압출기로, 제 2 수지층의 수지를 온도가 180℃인 압출기로 용융 압출하고, 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 두께, 양면 최외각 층의 두께의 합, 및 제 1 수지층의 균일도(LUI)를 각각 조절한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 실시하여 다층 생분해성 필름의 전체 두께가 20 ㎛의 29층인 다층 생분해성 필름을 제조하였다.
비교예 4 : 다층 생분해성 필름의 제조
표 1과 같이, 제 1 수지층의 수지를 온도가 210℃인 압출기로, 제 2 수지층의 수지를 온도가 140℃인 압출기로 용융 압출하고, 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 두께, 양면 최외각 층의 두께의 합, 및 제 1 수지층의 균일도(LUI)를 각각 조절한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 실시하여 다층 생분해성 필름의 전체 두께가 25 ㎛의 43층인 다층 생분해성 필름을 제조하였다.
비교예 5 : 다층 생분해성 필름의 제조
표 1과 같이, 제 1 수지층의 수지를 온도가 210℃인 압출기로, 제 2 수지층의 수지를 온도가 190℃인 압출기로 용융 압출하고, 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 두께, 양면 최외각 층의 두께의 합, 및 제 1 수지층의 균일도(LUI)를 각각 조절한 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 실시하여 다층 생분해성 필름의 전체 두께가 20 ㎛의 57층인 다층 생분해성 필름을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 단층 또는 다층 생분해성 필름에 대한 각 층의 특성, 및 공정 조건을 하기 표 1에 정리하였다:
평가예
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5에 따라 제조된 단층 또는 다층 생분해성 필름에 대한 물성 측정 및 성능 평가를 다음과 같은 방법으로 실시한 후, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
평가예 1: 두께
실시예 및 비교예에서 제조된 단층 또는 다층 생분해성 필름의 전체 폭에 대한 두께를 측정하였다.
상기 다층 생분해성 필름의 두께는 MFC-101(Nikon사)를 이용하여 필름 폭 500mm를 10 포인트 간격으로 나누어 평균을 내어 두께를 측정하였다.
평가예 2: 균일도(LUI)
<다층 생분해성 필름의 제 1 수지층의 균일도>
실시예 1 내지 3 및 비교예 3 내지 5의 다층 생분해성 필름에 있어서, 제 1 수지층의 균일도(LUI)를 측정하였다.
구체적으로, 도 1 및 도 3을 참고하여, 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 3 내지 5에 따라 제조된 다층 생분해성 필름의 폭(W) 방향의 중앙 지점을 "C", 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(W1)을 "N", 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(W2)를 "S"로 선정한 후, 상기 다층 생분해성 필름의 두께 방향으로 절단하였고(A-A'), 이 절단된 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)(JSM-6701F / JEOL사)을 이용하여 적층된 제 1 수지층의 개별 층의 위치별 두께를 각각 측정하였다.
도 3의 (b)을 참조하면, 상기 적층된 제 1 수지층의 개별 층의 위치별, 즉 N 지점에서의 두께(tN1, tN2, tN3 …), C 지점에서의 두께(tc1, tC2, tC3 …), S 지점에서의 두께(tS1, tS2, tS3 …)를 각각 측정하고, 상기 적층된 제 1 수지층의 개별 층의 위치별 두께에서 제 1 수지층의 개별층의 두께 중 최대 두께인 t max, N , t max, C , t max, S , 및 최소 두께인 t min, N , t min, C , t min, S 를 각각 구하고, 이들의 각 값들을 이용하여 상기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)를 측정하였다.
상기 적층된 제 1 수지층의 개별 층의 위치별 두께에서 제 1 수지층의 개별층의 두께 중 최대 두께 및 최소 두께를 각각 구하였고, 이들의 각 값들을 이용하여 제 1 수지층의 하기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)를 측정하였다:
<식 1>
상기 식 1에서,
500 mm의 폭 및 20 내지 25 ㎛의 두께를 갖는 상기 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(N), 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(S), 및 폭 방향의 중앙 지점(C)에서 두께 방향으로 절단한 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 적층된 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별 층의 두께를 각각 측정하였을 때,
상기 t max, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이며,
상기 t max, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이고,
상기 t max, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이다.
이때, 상기 제 1 수지층의 개별층은 제 1 수지층 중 양면 최외각 층(도 1 및 3의 110')을 제외한 각각의 층을 의미한다. 따라서, 상기 제 1 수지층의 개별층(110)의 두께 중 최대 두께 및 최소 두께는 각각 제 1 수지층 중 양면 최외각 층(110')을 제외한 개별층(110)의 두께 중 최대 두께 및 최소 두께를 의미한다.
<미연신 시트의 균일도>
상기 다층 생분해성 필름의 제 1 수지층의 균일도(LUI)와 동일한 방법으로, 실시예 1 내지 3 및 비교예 3 내지 5의 다층 생분해성 시트(미연신 시트)에 있어서, 적층된 제 1 수지층의 개별 층의 위치별 두께 중에서 최대 두께 및 최소 두께를 각각 구하였고, 이들의 각 값들을 이용하여 제 1 수지층의 하기 식 1-1로 표시되는 균일도(LUIs)를 측정하였다.
<식 1-1>
상기 식 1-1에서,
650 mm의 폭 및 300 ㎛의 두께를 갖는 상기 다층 생분해성 시트의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(N), 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(S), 및 폭 방향의 중앙 지점(C)에서 두께 방향으로 절단한 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 적층된 제 1 수지층의 개별 층의 두께를 각각 측정하였을 때,
상기 t max, N1 은 상기 다층 생분해성 시트의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, N1 은 상기 다층 생분해성 시트의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이며,
상기 t max, S1 는 상기 다층 생분해성 시트의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, S1 는 상기 다층 생분해성 시트의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이고,
상기 t max, C1 는 상기 다층 생분해성 시트의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, C1 는 상기 다층 생분해성 시트의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이다.
이때, 상기 제 1 수지층의 개별층은 제 1 수지층 중 양면 최외각 층(도 1 및 3의 110')을 제외한 각각의 층을 의미한다. 따라서, 상기 제 1 수지층의 개별층(110)의 두께 중 최대 두께 및 최소 두께는 각각 제 1 수지층 중 양면 최외각 층(110')을 제외한 개별층(110)의 두께 중 최대 두께 및 최소 두께를 의미한다.
평가예 3: 헤이즈(HZ)
일본정밀과학사(Nihon Semitsu Kogaku)의 Hazemeter(모델명:SEP-H)를 이용하여 ASTM D1003 표준에 의거하여 측정하였다.
평가예 4: 영률(YM)
ASTM D882에 의거하여 실시예 및 비교예에서 제조한 단층 또는 다층 생분해성 필름 시편을 만든 후, 길이 150 mm, 폭 15mm로 절단한 후, 척간 간격이 50 mm가 되도록 장착하여 상기 시편을 인장시험기, 인스트론 5566A를 이용하여 인장 속도 200 mm/min로 실험한 후, 측정 시작점부터 신율 3% 도달 시점까지의 직선 기울기 값을 영률(Young's modulus, kgf/㎟)로 측정하였다.
평가예 5: 소음도(N
AVG
)
실시예 및 비교예에서 제조한 단층 또는 다층 생분해성 필름을 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm×450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm x 297 mm의 A4 크기로 재단하고, 상기 다층 생분해성 필름을 디지털 소음분석기(Cirrus Research PlC사, 모델명:CR-162C)로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5초 이상 소음을 낼 때 측정한 소음도를 5회 측정하여 산출하였다.
평가예 6: 유연소음복합도(FNC)
상기 평가예 4 및 5에서 측정된 YM 및 NAVG의 값을 이용하여 하기 식 3으로 표시되는 유연소음복합도(FNC)를 계산하였다:
<식 3>
상기 식 3에서,
상기 YM 및 NAVG는 각각 상기 다층 생분해성 필름 시편으로 측정된 단위를 제외한 수치로서,
상기 YM은 ASTM D882에 의거하여 다층 생분해성 필름 시편을 만든 후, 길이 150 mm 및 폭 15 mm로 재단하고, 척간 간격이 50 mm가 되도록 장착하여 인장 속도 200 mm/min로 실험한 후, 측정 시작점부터 신율 3% 도달 시점까지의 직선 기울기 값인 영률(Young's modulus, kgf/㎟)이고,
상기 NAVG는 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm×450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm x 297 mm의 A4 크기로 재단한 다층 생분해성 필름을 디지털 소음분석기로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5초 이상 소음을 낼 때 측정한 소음도를 5회 측정하여 산출한 평균 소음도(dB)이다.
평가예 7: 외관소음 품질복합지수(QCI)
상기 평가예 2, 3 및 5에서 측정된 LUI, HZ, NAVG의 값을 이용하여 하기 식 4로 표시되는 외관소음 품질복합지수(QCI)를 계산하였다:
<식 4> QCI
상기 식 4에서,
상기 HZ, LUI, 및 NAVG는 각각 상기 다층 생분해성 필름 시편으로 측정된 단위를 제외한 수치로서,
상기 HZ는 상기 다층 생분해성 필름의 헤이즈(%)이고,
상기 LUI는 상기 식 1로 표시되는 균일도이고,
상기 NAVG는 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm×450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm x 297 mm의 A4 크기로 재단한 다층 생분해성 필름을 디지털 소음분석기로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5초 이상 소음을 낼 때 측정한 소음도를 5회 측정하여 산출한 평균 소음도(dB)이다.
상기 표 1로부터, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 다층 생분해성 시트 및 필름은 비교예의 단층 또는 다층 생분해성 시트 및 필름에 비해 제 1 수지층의 균일도가 매우 우수하고, 유연성, 소음도 및 투명성 등의 물성이 전반적으로 모두 우수하였다.
구체적으로 살펴보면, 제 1 수지층의 균일도와 관련하여, 실시예 1 내지 3의 다층 생분해성 시트의 제 1 수지층의 균일도(LUIs)는 1.12 내지 1.91이고, 다층 생분해성 필름의 제 1 수지층의 균일도(LUI)는 0.077 내지 0.122로서, LUIs 및 LUI가 각각 3.71 이상 및 0.221 이상인 비교예 3 내지 5의 다층 생분해성 시트 및 필름에 비해 제 1 수지층의 균일도가 현저히 개선되었음을 알 수 있다.
또한, 유연성 및 소음도와 관련하여, 실시예 1 내지 3의 다층 생분해성 필름은 221 kgf/㎟ 내지 233 kgf/㎟의 영률 및 79.5 dB 이하의 소음도를 갖는 반면, 비교예 1의 단층 생분해성 필름은 384 kgf/㎟의 영률 및 88.3 dB의 소음도로서, 유연성이 저하되었고, 소음도가 매우 높아짐을 확인하였다. 또한, 비교예 3 내지 5의 다층 생분해성 필름은 동일 층 수 및 두께를 갖는 실시예 1 내지 3의 다층 생분해성 필름과 각각 비교해 볼 때, 유연성이 저하되었고, 소음도가 매우 높아짐을 확인하였다.
한편, 투명성과 관련하여, 실시예 1 내지 3의 다층 생분해성 필름은 헤이즈가 모두 3% 이하로, 투명성이 우수한 반면, 비교예 1 내지 3 및 5의 단층 또는 다층 생분해성 필름의 경우 헤이즈가 약 3%를 초과하였고, 특히 비교예 2의 단층 생분해성 필름은 헤이즈가 25%로서, 투명성이 현저히 감소함을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예 1 내지 3의 다층 생분해성 시트 및 필름은, 생분해성이 우수함은 물론, 제 1 수지층의 균일도가 매우 우수하여, 최종 필름의 균일도, 유연성, 소음도, 투명성 및 외관 특성이 모두 우수하므로, 식품 포장재 등의 포장용도를 비롯한 다양한 용도에 친환경적으로 사용될 수 있음을 확인할 수 있다.
100 : 다층 생분해성 필름
110 : 제 1 수지층(개별층)
110' : 양면 최외각 층
120 : 제 2 수지층(개별층)
N: 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점
C: 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 중앙 지점
S: 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점
W: 폭
W1: 다층 생분해성 필름의 한 쪽 단부로부터 떨어진 폭
W2: 다층 생분해성 필름의 다른 한 쪽 단부로부터 떨어진 폭
L: 길이
A-A': 절개선
110 : 제 1 수지층(개별층)
110' : 양면 최외각 층
120 : 제 2 수지층(개별층)
N: 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점
C: 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 중앙 지점
S: 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점
W: 폭
W1: 다층 생분해성 필름의 한 쪽 단부로부터 떨어진 폭
W2: 다층 생분해성 필름의 다른 한 쪽 단부로부터 떨어진 폭
L: 길이
A-A': 절개선
Claims (14)
- 전체 중량에 대해 폴리락트산계 중합체를 50 중량% 이상으로 포함하는 제 1 수지층과, 전체 중량에 대해 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 50 중량% 이상으로 포함하는 제 2 수지층을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있는 다층 필름으로서,
상기 제 1 수지층의 하기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)가 0.2 ㎛ 이하인, 다층 생분해성 필름:
<식 1>
상기 식 1에서,
500 mm의 폭 및 20 내지 25 ㎛의 두께를 갖는 상기 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(N), 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(S), 및 폭 방향의 중앙 지점(C)에서 두께 방향으로 절단한 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 적층된 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별 층의 두께를 각각 측정하였을 때,
상기 t max, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이며,
상기 t max, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이고,
상기 t max, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이다.
- 제 1 항에 있어서,
하기 식 2로 표시되는 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 양 끝의 균일도 차()가 0.06 ㎛ 이하인, 다층 생분해성 필름:
<식 2>
상기 식 2에서,
상기 t max, N , t min, N , t max, S , 및 t min, S 는 제 1 항에서 정의한 바와 같다.
- 제 1 항에 있어서,
하기 식 3으로 표시되는 유연소음복합도(FNC)가 20 이하인, 다층 생분해성 필름:
<식 3>
상기 식 3에서,
상기 YM 및 NAVG는 각각 상기 다층 생분해성 필름 시편으로 측정된 단위를 제외한 수치로서,
상기 YM은 ASTM D882에 의거하여 다층 생분해성 필름 시편을 만든 후, 길이 150 mm 및 폭 15 mm로 재단하고, 척간 간격이 50 mm가 되도록 장착하여 인장 속도 200 mm/min로 실험한 후, 측정 시작점부터 신율 3% 도달 시점까지의 직선 기울기 값인 영률(Young's modulus, kgf/㎟)이고,
상기 NAVG는 폴리카보네이트로 제작된 650(W) mm×450(D) mm × 500(H) mm의 박스 내에서, 210 mm x 297 mm의 A4 크기로 재단한 다층 생분해성 필름을 디지털 소음분석기로부터 30 cm 떨어진 곳에 위치시키고, 상기 필름의 양 끝을 지그로 잡아 30 회/분 속도로 앞뒤로 비틀기를 반복하여 5초 이상 소음을 낼 때 측정한 소음도를 5회 측정하여 산출한 평균 소음도(dB)이다.
- 제 3 항에 있어서,
하기 식 4로 표시되는 필름의 외관소음 품질복합지수(QCI)가 28 이하인, 다층 생분해성 필름:
<식 4> QCI
상기 식 4에서,
상기 HZ, LUI, 및 NAVG는 각각 상기 다층 생분해성 필름 시편으로 측정된 단위를 제외한 수치로서,
상기 HZ는 상기 다층 생분해성 필름의 헤이즈(%)이고,
상기 LUI는 제 1 항에서 정의한 바와 같고,
상기 NAVG는 제 3 항에서 정의한 바와 같다.
- 제 1 항에 있어서,
상기 필름의 양면 최외각 층이 각각 제 1 수지층이고,
상기 양면 최외각 층의 두께의 합이 상기 필름 전체 두께의 5 내지 40%인, 다층 생분해성 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 필름이 5층 이상이고,
상기 양면 최외각 층을 제외한 제 1 수지층 및 제 2 수지층의 개별층 평균 두께비가 1 : 0.5 내지 2인, 다층 생분해성 필름.
- 제 1 항에 있어서,
상기 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지의 산 성분 중 지방족 성분의 함량이 30 몰% 이상인, 다층 생분해성 필름.
- 전체 중량에 대해 폴리락트산계 중합체를 50 중량% 이상으로 포함하는 제 1 수지층과, 전체 중량에 대해 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 50 중량% 이상으로 포함하는 제 2 수지층을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있고,
상기 제 1 수지층의 하기 식 1-1로 표시되는 균일도(LUIs)가 2.3 ㎛ 미만인, 다층 생분해성 시트:
<식 1-1>
상기 식 1-1에서,
650 mm의 폭 및 300 ㎛의 두께를 갖는 상기 다층 생분해성 시트의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(N), 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(S), 및 폭 방향의 중앙 지점(C)에서 두께 방향으로 절단한 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 적층된 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별 층의 두께를 각각 측정하였을 때,
상기 t max, N1 은 상기 다층 생분해성 시트의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, N1 은 상기 다층 생분해성 시트의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이며,
상기 t max, S1 는 상기 다층 생분해성 시트의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, S1 는 상기 다층 생분해성 시트의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이고,
상기 t max, C1 는 상기 다층 생분해성 시트의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, C1 는 상기 다층 생분해성 시트의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이다.
- 폴리락트산계 중합체를 포함하는 제 1 수지 및 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 포함하는 제 2 수지를 각각 준비하는 단계(단계 1);
상기 제 1 수지 및 상기 제 2 수지를 각각 용융 압출하여, 전체 중량에 대해 상기 폴리락트산계 중합체를 50 중량% 이상으로 포함하는 제 1 수지층과, 전체 중량에 대해 상기 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 50 중량% 이상으로 포함하는 제 2 수지층을 교대로 적층하여 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층된 시트를 얻는 단계(단계 2); 및
상기 적층된 시트를 이축연신하고 열고정하여 다층 생분해성 필름을 얻는 단계(단계 3);를 포함하고,
상기 다층 생분해성 필름은 상기 제 1 수지층의 하기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)가 0.2 ㎛ 이하인, 다층 생분해성 필름의 제조방법:
<식 1>
상기 식 1에서,
500 mm의 폭 및 20 내지 25 ㎛의 두께를 갖는 상기 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(N), 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(S), 및 폭 방향의 중앙 지점(C)에서 두께 방향으로 절단한 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 적층된 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별 층의 두께를 각각 측정하였을 때,
상기 t max, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이며,
상기 t max, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이고,
상기 t max, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이다.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 수지층의 용융 점도가 상기 제 2 수지층의 용융 점도보다 더 큰, 다층 생분해성 필름의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,
하기 식 5로 표시되는 210℃에서의 층간 용융 점도차(ΔV)가 500 poise 이상인, 다층 생분해성 필름의 제조방법:
<식 5>
상기 식 5에서,
상기 V1은 제 1 수지층의 용융 점도이고,
상기 V2는 제 2 수지층의 용융 점도이다.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 수지의 용융 압출 온도와 상기 제 2 수지의 용융 압출 온도의 차이가 30℃ 미만인, 다층 생분해성 필름의 제조방법.
- 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 수지의 용융 압출 온도는 180℃ 초과 내지 250℃이고,
상기 제 2 수지의 용융 압출 온도는 180℃ 초과 내지 250℃인, 다층 생분해성 필름의 제조방법.
- 다층 생분해성 필름을 포함하고,
상기 다층 생분해성 필름이, 전체 중량에 대해 폴리락트산계 중합체를 50 중량% 이상으로 포함하는 제 1 수지층과, 전체 중량에 대해 지방족 폴리에스터계 수지 또는 지방족-방향족 공중합 폴리에스터계 수지를 50 중량% 이상으로 포함하는 제 2 수지층을 포함하는 2종류 이상의 서로 다른 열가소성 수지층이 교대로 적층되어 있고,
상기 제 1 수지층의 하기 식 1로 표시되는 균일도(LUI)가 0.2 ㎛ 이하인, 친환경 포장재:
<식 1>
상기 식 1에서,
500 mm의 폭 및 20 내지 25 ㎛의 두께를 갖는 상기 다층 생분해성 필름의 폭 방향의 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(N), 폭 방향의 다른 한 쪽 단부로부터 50 mm 떨어진 지점(S), 및 폭 방향의 중앙 지점(C)에서 두께 방향으로 절단한 단면에서 전계방사형 주사전자현미경(FE-SEM)을 이용하여 적층된 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별 층의 두께를 각각 측정하였을 때,
상기 t max, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, N 은 상기 다층 생분해성 필름의 N 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이며,
상기 t max, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, S 는 상기 다층 생분해성 필름의 S 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이고,
상기 t max, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최대 두께이고,
상기 t min, C 는 상기 다층 생분해성 필름의 C 지점에서 측정한 제 1 수지층의 양면 최외각 층을 제외한 개별층의 두께 중 최소 두께이다.
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