KR101495783B1 - 나노클레이의 표면개질을 이용한 산소차단필름의 제조방법 - Google Patents

나노클레이의 표면개질을 이용한 산소차단필름의 제조방법 Download PDF

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Abstract

나노클레이의 표면개질를 이용한 나노복합체 제조방법에 관한 것으로서, 나노클레이 표면을 코로나 방전처리 또는 플라즈마 처리에 의해 개질하는 표면개질단계 및 상기 나노클레이가 폴리비닐알코올 또는 에틸렌비닐알코올에 분산되어 나노복합체를 형성하는 분산단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노클레이의 표면개질를 이용한 나노복합체 제조방법이 제공된다.

Description

나노클레이의 표면개질을 이용한 산소차단필름의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING OXYGEN BARRIER FILM BY USING NANOCLAY SURFACE MODIFICATION}
본 발명은 나노클레이의 표면개질를 이용한 나노복합체 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 코로나 방전처리 또는 플라즈마처리를 이용하여 나노클레이 표면을 개질함으로써, 나노클레이의 친수성 및 접착성을 향상되어 유기용액인 폴리비닐알코올 또는 에틸렌비닐알코올에 균일하게 분산되고, 산소차단성, 내열성, 내충격성 및 투명성이 증가된 나노복합체 제조방법에 관한 것이다.
고분자 나노복합체는 종래의 탄성 재료에 고분자, 금속, 세라믹과 등과 같이 이종의 재료를 나노미터 수준에서 복합 또는 결합시킨 신소재이다. 종래, 분산상의 크기가 100nm 이하인 작은 입자들을 균일하게 분산시키는 기술이 어려워 주로 학문적인 흥미의 대상이었지만 현재는 급격한 기술력의 발전에 의해 상업화의 대상으로 각광받고 있다.
하지만, 점토 광물의 기본 단위인 층상 실리케이트는 강력한 반데르발스 인력으로 인하여 고분자 수지에 균일하게 분산되지 않는 문제점이 있었다.
이에 종래에는 주로 용융 상태의 고분자 클레이를 실리케이트 층 사이에 삽입시키고, 기계적으로 혼합하여 클레이 입자를 분산시키는 컴파운딩법에 의하여 제조되었다.
그러나, 매트릭스 고분자가 비극성인 경우, 클레이가 양전하를 띠고 있기 때문에 고분자가 층간에 잘 침투되지 않는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 무수 말레산 등 극성기가 그래프트된 폴리올레핀 올리고머를 클레이의 층상 실리케이트 층에 침투시켜 클레이가 삽입된 클레이 마스터 배치를 만들고, 이를 폴리오레핀 고분자와 혼합하는 방법이 개시되었다.
그러나, 이 방법에 의하면 극성 고분자를 실리케이트 층에 침투시켜 삽입(intrecalation)할 수 있지만, 실리케이트 층을 완전하게 박리시키기 위해서는 압출기 내에서 높은 전단율로 장시간 동안 혼합하여야 한다.
또한, 이러한 과정 중에서 고분자가 분해되는 등 물성이 악화될 우려가 있어, 클레이를 인터컬레이션 하기 위해 첨가된 올리고머가 최종 생성되는 나노 복합체의 열변형 온도 및 기계적 강도를 저하시키는 단점이 있다.
한국특허 공개번호 제 10-2004-0110891 호 한국특허 공개번호 제 10-2005-0042880 호
따라서, 본 발명의 목적은 강력한 반데르발스 인력을 가진 나노클레이가 고분자 수지에 균일하게 분산되지 않는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 나노클레이 표면을 코로나 방전처리 또는 플라즈마 처리하여 물리적, 화학적으로 표면을 개질시켜 폴리비닐알코올 또는 에틸렌비닐알코올에 균일하게 분산된 나노복합체를 형성하는 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 표면개질을 통해 분산시킨 나노복합체를 폴리올레핀에 도포시켜 산소차단성, 내열성, 내충격성 및 투명성이 증가된 산소차단필름을 제조하는 방법을 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명의 일 구현예에 따라, 나노클레이 표면을 코로나 방전처리 또는 플라즈마 처리에 의해 개질하는 표면개질단계 및 상기 나노클레이가 폴리비닐알코올 또는 에틸렌비닐알코올에 분산되어 나노복합체를 형성하는 분산단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노클레이의 표면개질를 이용한 나노복합체 제조방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 코로나 방전처리는 방전도가 1 내지 5 W/㎠ 일 수 있다.
또한, 상기 플라즈마처리는 진공상태에서 산소(O2)가스, 아르곤(Ar)가스 또는 질소(N2)가스 중 어느 하나가 주입되어 이루어질 수 있다.
또한, 상기 나노클레이는 층상 실리케이트이고, 상기 층상 실리케이트는, 몬모릴로나이트, 헥토라이트, 벤토나이트, 사포나이트, 마가디이트, 합성 마이카, 사우코나이트, 버미쿨라이트, 케냐이트, 카올리나이트, 및 투링자이트 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
또한, 상기 나노복합체 100중량%에 대하여 상기 폴리비닐알코올 또는 상기 에틸렌비닐알코올은 75 내지 95 중량%이고, 상기 나노클레이는 5 내지 25 중량%일 수 있다.
또한, 나노클레이 표면을 코로나 방전처리 또는 플라즈마처리에 의해 개질하는 표면개질단계, 상기 나노클레이가 폴리비닐알코올 또는 에틸렌비닐알코올에 분산되어 나노복합체를 형성하는 분산단계, 및 폴리올레핀계 필름에 1 내지 4 ㎛ 두께의 상기 나노복합체를 도포시키는 도포단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 나노클레이의 표면개질을 이용한 산소차단필름 제조방법에 의해 달성된다.
또한, 상기 코로나 방전처리는 방전도가 1 내지 5 W/㎠ 일 수 있다.
또한, 상기 플라즈마처리는 진공상태에서 산소(O2)가스, 아르곤(Ar)가스 또는 질소(N2)가스 중 어느 하나가 주입되어 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 나노클레이 표면을 코로나 방전처리 또는 플라즈마 처리함으로써, 표면을 개질하여 유기용액일 폴리비닐알코올 또는 에티렌비닐알코올에 균일하게 분산시킬 수 있다.
또한, 균일하게 분산된 나노복합체를 이용함으로써, 산소차단성, 수분차단성, 내열성, 내충격성 및 투명성이 증가된 산소차단필름의 제조가 가능하다.
또한, 폴리올레핀계 필름에 상기 나노복합체을 도포하여 산소차단필름을 제조함으로써, 재활용이 가능한 유니(UNI)소재로 활용이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 나노복합체의 제조방법의 순서도이고,
도 2는 층상 몬모릴로나이트(MMT)의 모식도이다.
도 3은 [비교예 1]의 교반시간에 따른 분산액 내의 입자 크기를 나타낸 그래프이다.
도 4는 [비교예 2]의 초음파 처리 시간에 따른 분산액 내의 입자 크기를 나타낸 그래프이다.
도 5은 [실시예 1]의 플라즈마 처리 시간에 따른 분산액 내의 입자 크기를 나타낸 그래프이다.
도 6은 [실시예 2]의 코로나 방전 처리 시간에 따른 분산액 내의 입자 크기를 나타낸 그래프이다.
도 7은 [비교예 1]의 교반시간에 따른 나노복합체의 투산소율을 나타낸 그래프이다.
도 8는 [비교예 2]의 초음파 처리시간에 따른 나노복합체의 투산소율을 나타낸 그래프이다.
도 9은 [실시예 1]의 플라즈마 처리 횟수 및 교반시간에 따른 나노복합체의 투산소율을 나타낸 그래프이다.
도 10는 [실시예 2]의 코로나 처리 횟수 및 교반시간에 따른 나노복합체의 투산소율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 [비교예 3], [실시예 3] 및 [실시예 4]의 전단 속도에 따른 점도를 나타낸 그래프이다.
도 12는 [비교예 3], [실시예 5] 및 [실시예 6]의 전단 속도에 따른 점도를 나타낸 그래프이다.
본 발명에 의한 나노클레이의 표면개질을 이용한 나노복합체 제조방법에 대하여 본 발명의 바람직한 하나의 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
도 1의 순서도와 같이 본 발명의 나노클레이의 표면개질을 이용한 나노복합체의 제조방법은 표면개질단계(S10), 분산단계(S20)으로 이루어진다.
표면개질단계((S10)는 나노클레이 표면을 코로나 방전처리 또는 플라즈마 처리를 통해서 개질하는 단계이다. 이는 나노클레이가 유기 용액에 균일하게 분산되도록 하기 위함이다.
이때, 코로나 방전처리는 도체 주위의 유체의 이온화로 인해 발생하는 전기적 방전을 이용하는 것으로, 전위경도가 특정값을 초과하지만, 완전한 절연파괴나 아크를 발생하기에는 불충분한 조건일 때 발생하는 코로나 방전을 이용하는 것이다. 보다 상세하게는 나노클레이 표면에 폴리에틸렌은 접착하고, 폴리에틸렌과 접촉면에 코로나 방전을 조사하는 것으로, 나노클레이와 폴리에틸렌을 박리시키면 폴리에틸렌 전면에 나노클레이가 80 내지 100% 남아있어 저면에서의 물의 접촉각을 나타내는 젖음성(Wettability)이 향상된다.
이때, 코로나 방전처리는 단위면적당 1 내지 5 와트(W)의 방전도, 즉 방전도가 1 내지 5W/㎠인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 방전도는 핀홀을 발생시키지 않는 방전전력과 방전전극의 면적을 나타내며, 나노클레이 표면에 높은 열을 가하면 경도가 감소하기 때문에 고주파전원을 이용하는 것으로 열의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 플라즈마 표면처리는 진공상태에서 전위차가 다른 두개의 전극에 전압을 증가시켜 플라즈마를 발생시키며, 플라즈마 발생을 위한 가스 종류에 따라 이물질 제거, 표면개질 또는 애칭 등 그 기능이 달라진다.
플라즈마 표면처리는 크게 표면 크리닝, 표면개질, 표면애칭, 표면층작으로 나뉘며, 우선 플라즈마 표면 클리닝은 진공상태에서 가스를 주입하여 플라즈마를 형성하였을 경우, 이온화된 가스 입자들은 나노클레이의 표면을 물리, 화학적인 방법으로 표면에 충격이 가해지고, 이때 이물질을 증발시키거나 뜯어낸다. 이때 상기 가스는 산소(O2)가스, 아르곤(Ar)가스 또는 질소(N2)가스 중 어느 하나가 주입되거나 바람직하게는 아르곤(Ar)가스가 주입된다.
또한, 플라즈마 표면 개질은 진공상태에서 가스 등을 주입하여 플라즈마를 형성하였을 경우 가스가 나노클레이 표면에 흡착되어 접착력이 향상된다. 이때 가스는 산소(O2)가스, 아르곤(Ar)가스 또는 질소(N2)가스 중 어느 하나가 주입되거나 바람직하게는 산소(O2)가스가 주입된다.
분산단계(S20)는 코로나 방전처리 또는 플라즈마 처리에 의해 표면이 개질된 나노클레이를 유기 용액인 폴리비닐알코올(PVA) 또는 에틸렌비닐알코올(EVOH)에 분산시키는 단계이다. 이는 용기 용액 속에 나노클레이를 분산시킴으로써 산소 또는수증기 등의 불순물이 침투될 경우 나노클레이에 의해 투과도를 저하시키기 위함이다.
이때, 나노클레이는 층상 구조이고, 장방향 길이는 100 내지 200nm이거나, 바람직하게는 125 내지 170nm일 수 있으며, 단방향 길이는 0.5 내지 2nm이거나 바람직하게는 1nm일 수 있다.
또한, 나노클레이는 유기 또는 무기 실리케이트 나노클레이이며, 바람직하게는 몬모릴로나이트, 헥토라이트, 벤토나이트, 사포나이트, 마가디이트, 합성 마이카, 사우코나이트, 버미쿨라이트, 케냐이트, 카올리나이트, 및 투링자이트 중 적어도 어느 하나이거나, 더 바람직하게는 몬모릴로나이트, 헥토라이트 및 벤토나이트중 적어도 어느 하나일 수 있다.
도 2는 나노 클레이를 이용한 나노복합체를 제조하기 위해서 일 실시예로 유기 클레이인 Na+형-몬모릴나이트(montmorillonite, MMT, 이하 MMT라 한다)의 구조로, 주요 구성광물은 규산염 광물로 이루어져 있다. 도 2와 같이 규소(Si) 사면체와 알루미늄(Al) 팔면체가 2:1 비율로 3층판(Si-Al-Si)구조를 이루는 층상구조 화학 구조식은 Al2Si4(OH)로 형성되어 있으며, 산화알루미니늄 중간층인 기브자이트(gibbsite)층에서 +3가의 Al이 +2가인 마그네슘으로 치환되고, 이에 따라서 MMT의 표면에 -1가 만큼의 교환성 이온을 가지게 되며, 부족한 전하를 만족시킨 성분에 따라서 Na+로 만족시킨 형태가 Na+형-MMT이고, Ca+로 만족시킨 형태가 Ca+형-MMT이다. Na+형-MMT는 수화되면 Ca+형-MMT 보다 상대적으로 높은 팽윤 및 분산성을 가지고 있으며, 그렇기 때문에Ca+형-MMT는 일반적으로 Na2CO3와 같은 것으로 인위적인 치환공정을 거쳐 Na+치환형 MMT화 시킨 후에 사용하며, 또한 Na+형 MMT 를 이용하여 나노복합재료를 제조하기 위해서는 나노클레이의 개질공정을 거쳐 친유기화시켜서 고분자가 나노클레이의 층과 층 사이에 삽입이 잘되도록 처리를 하여 사용한다.
이때, 나노복합체 100중량%에 대하여 폴리비닐알코올 또는 에틸렌비닐알코올은 75 내지 95 중량%이고, 나노클레이는 5 내지 25 중량%이거나, 바람직하게는 폴리비닐알코올 또는 에틸렌비닐알코올은 90 내지 95 중량%이고, 나노클레이는 5 내지 10 중량%이거나, 더 바람직하게는 폴리비닐알코올 또는 에틸렌비닐알코올은 95 중량%이고, 나노클레이는 5중량%일 수 있다.
이는 분산단계에 의해 제조된 나노복합체 100 중량%에 대하여 나노클레이의 함량이 높은 경우 광투과도가 급격히 낮아지며, 함량이 낮은 경우 투산소율(OTR) 및 투습률(WCTR)이 증가한다.
또한, 나노클레이의 표면개질를 이용한 나노복합체 제조방법에 의해 제조된 나노복합체를 이용한 산소차단성 및 습기차단성이 높은 산소차단필름의 제조가 가능하며, 이는 나노클레이 표면을 코로나 방전처리 또는 플라즈마처리에 의해 개질하는 표면개질단계, 나노클레이가 폴리비닐알코올 또는 에틸렌비닐알코올에 분산되어 나노복합체를 형성하는 분산단계,및 폴리올레핀계 필름에 1 내지 4 ㎛ 두께의 상기 나노복합체를 도포시키는 도포단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 폴리올레핀계 필름은 폴리에틸렌·폴리프로필렌·폴리아이소뷰틸렌이 폴리올레핀, 폴리메틸펜텐·메틸펜텐이거나, 바람직하게는 폴리메틸펜텐이거나 메틸펜텐일 수 있다.
폴리올레핀계 필름은 밀도 0.83으로 가장 가벼운 플라스틱이며, 녹는점 350℃, 하전하의 열변형온도가 200℃라는 내열성을 가지며 메타크릴수지와 같은 정도의 투명성을 가지며, 산소 및 수분 차단성이 뛰어나며, 내열성 및 내충격성이 우수하고 재활용이 가능하여 온실가스 감축에 효과가 있다.
또한, 산소차단필름 내의 나노복합체의 두께는 1 내지 4㎛이거나, 바람직하게는 1.13 내지 3.47㎛일 수 있다. 이는 나노복합체의 두께가 두꺼운 경우 필름으로서의 실용성 및 상용성이 떨어지며, 두께가 얇은 경우 산소 및 수분의 차단성이 떨어진다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하지만, 이는 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
순수한 Na+-MMT 클레이를 출력이 864W 내지 972W인 플라즈마로 1,3,5,10회 처리하여 플라즈마에 의해 표면이 개질된 Na+-MMT를 제조하고, 표면개질된 Na+-MMT 0.1g과 초순수10g 을 시간에 따라 교반하였다. 또한, 초순수 10g과 폴리비닐알코올(PVA) 1g을 80℃에서 30분간 300rpm으로 마그네틱바를 사용하여 교반하였다. 그 후, Na+-MMT 용액과 폴리비닐알코올 용액을 혼합하여 나노복합체 코팅 용액을 제조하고, 나노복합체 코팅용액을 메이버 바를 이용하여 코로나 처리된 20㎛ 두께의 폴리올레핀(PP) 필름에 코팅하고 100℃ 의 핫 플레이트(hot-plate)에서 2분간 건조하였다.
[실시예 2]
순수한 Na+-MMT 클레이를 출력이 302.4 내지 345W인 코로라 방전으로 1,3,5, 10회 처리하여 코로나 방전처리에 의해 표면이 개질된 Na+-MMT를 제조하고, 표면이 개질된 Na+-MMT 0.1g과 초순수10g 을 시간에 따라 교반하였다. 또한, 초순수 10g과 폴리비닐알코올(PVA) 1g을 80℃에서 30분간 300rpm으로 마그네틱바를 사용하여 교반하였다. 그 후, Na+-MMT 용액과 폴리비닐알코올 용액을 혼합하여 나노복합체 코팅 용액을 제조하고, 나노복합체 코팅용액을 메이버 바를 이용하여 코로나 처리된 20㎛ 두께의 폴리올레핀(PP) 필름에 코팅하고 100℃ 의 핫 플레이트(hot-plate)에서 2분간 건조하였다.
[비교예 1]
초순수 10g과 Na+-MMT 클레이 0.05g을 혼합한 용액을 상온에서 교반을 시간에 따라 진행하였다. 또한, 초순수 10g과 폴리비닐알코올(PVA) 1g을 80℃에서 30분간 300rpm으로 마그네틱바를 사용하여 교반하였다. 그 후 Na+-MMT 클레이 용액과 폴리비닐알코올 용액을 혼합하여 상온에서 300rpm으로 교반하여 나노복합체 코팅용액을 제조하고, 나노복합체 코팅용액을 메이어 바 (meyer bar)를 이용하여 코로나 처리된 20㎛ 두께의 폴리올레핀(PP) 필름에 코팅하고 100℃ 의 핫 플레이트(hot-plate)에서 2분간 건조하였다.
[비교예 2]
초순수 10g과 Na+-MMT 클레이 0.05g을 혼합한 용액을 상온에서 교반을 시간에 따라 초음파 처리하였다. 또한, 초순수 10g과 폴리비닐알코올(PVA) 1g을 80℃에서 30분간 300rpm으로 마그네틱바를 사용하여 교반하였다. 그 후 Na+-MMT 클레이 용액과 폴리비닐알코올 용액을 혼합하여 상온에서 10 분 동안 교반한 후, 상온에서 30분 동안 초음파 처리하여 나노복합체 코팅용액을 제조하고, 나노복합체 코팅용액을 메이어 바 (meyer bar)를 이용하여 코로나 처리된 20㎛ 두께의 폴리올레핀(PP) 필름에 코팅하고 100℃ 의 핫 플레이트(hot-plate)에서 2분간 건조하였다.
분산액 내의 입자크기 비교
이하, 실시예 1,2 및 비교예 1,2를 통하여 분산액 내의 입자 크기를 비교한다.
도 3은 비교예 1의 초순수와 Na+-MMT의 교반시간에 따른 분산액 내의 입자크기를 나타낸 그래프로, 30분간 교반한 경우에 입자의 크기가 가장 작은 것을 나타낸다.
도 4는 비교예 2의 초순수와 Na+-MMT을 혼합한 용액의 초음파 처리시간에 따른 분산액 내의 입자 크기를 나타낸 그래프로, 초음파 처리시간이 길어질수록 입자의 크기가 작아지며, 약 10분 정도 처리하는 동안 입자의 크기가 급격하게 작아진다.
도 5는 실시예 1의 초순수와 플라즈마 처리 횟수를 달리한 Na+-MMT을 혼합한 용액의 교반시간에 따른 입자크기를 나타낸 그래프로, 플라즈마를 1회 처리한 경우와 3회 이상을 처리한 경우의 교반시간에 따른 입자크기 감소 효율이 확연히 차이가 나며, 모두 약 10분 동안은 급격히 입자의 크기가 작아진다.
도 6은 실시예 2의 초순수와 코로나 방전처리 횟수를 달리한 Na+-MMT을 혼합한 용액의 교반시간에 따른 입자크기를 나타낸 그래프로, 코로나 방전처리를 1회 처리한 경우와 3회 이상을 처리한 경우의 교반시간에 따른 입자크기 감소 효율이 확연히 차이가 나며, 모두 약 10분 동안은 급격히 입자의 크기가 작아진다.
또한, 표면을 개질하지 않은 Na+-MMT을 사용한 비교예 1의 입자크기는 2500 내지 3000nm인데 반해, 표면을 개질하여 사용한 비교예 2 및 실시예 1,2의 입자크기는 400nm 이하로 표면을 개질한 경우 입자의 크기가 감소하고 이는 분산율이 증가했음을 나타낸다.
따라서, 상기 실시예 1,2 및 비교예 1,2에서 살펴본 바와 같이 플라즈마 또는 코로나 방전처리를 통해 표면을 개질한 나노복합체 분산액에서 입자의 크기가 더 작게 나타나며, 이는 표면을 개질하지 않은 비교예 1 또는 초음파처리한 비교예 2보다 더 분산율이 높다는 것은 보여준다.
투산소율 ( OTR ) 비교
이하, 실시예 1,2 및 비교에 1,2의 투산소율을 비교해본다.
도 7은 비교예 1에 의해 제조된 필름의 투산소율을 측정한 그래프로써, 초순수와 Na+-MMT 클레이를 30분 이상 교반하는 경우 투산소율이 급격히 감소하지만, 약 4cc/m2 day로 비교적 높은 투산소율을 나타낸다.
도 8은 비교예 2에 의해 제조된 필름의 투산소율을 측정한 그래프로써, 초순수와 Na+-MMT 클레이 혼합용액에 초음파를 처리하는 시간이 증가할수록 투산소율은 감소하며, 약 10분동안은 투산소율이 약 2cc/m2 day까지 급격하게 감소하는 것을 볼 수 있다.
도 9는 실시예 1에 의해 제조된 필름의 투산소율을 측정한 그래프로써, Na+-MMT 클레이에 플라즈마 처리 횟수에 따라 투산소율의 변화를 보여주며, 3회 이상 처리한 경우 유사한 투산소율을 나타내며, 1회 처리한 경우라도 비교예 1 및 2와 비교할 때 투산소율이 2cc/m2 day이하로 확연히 차이가 나는 것을 볼 수 있다.
도 10은 실시예 2에 의해 제조된 필름의 투산소율을 측정한 그래프로서, Na+-MMT 클레이에 코로나 방전 처리 횟수에 따라 투산소율의 변화를 보여주며, 횟수와 무관하게 모두 2cc/m2 day 이하의 투산소율을 보여준다.
따라서, 상기 실시예 1,2 및 비교예 1,2에서 살펴본 바와 같이 플라즈마 또는 코로나 방전처리를 통해 표면을 개질한 나노복합체를 이용한 필름의 투산소율이 낮아 산소차단율이 뛰어나며, 이는 표면을 개질하지 않은 비교예 1 또는 초음파처리한 비교예 2보다 뛰어나다.
[실시예 3]
출력이 864 내지 972W인 플라즈마로 표면을 개질한 Na+-MMT클레이 0.1g과 초순수10g을 상온에서 300rpm으로 2시간 동안 교반하여 전단속도에 따른 점도를 측정하였다.
[실시예 4]
출력이 302.4 내지 345.6W인 코로나로 방전처리하여 표면을 개질한 Na+-MMT 클레이 0.1g과 초순수10g 을 상온에서 300rpm으로 2시간 동안 교반하여 전단속도에 따른 점도를 측정하였다.
[실시예 5]
출력이 864 내지 972W인 플라즈마로 표면을 개질한 Na+-MMT 클레이 0.06g과 초순수10g을 상온에서 300rpm으로 2시간 동안 교반하여 전단속도에 따른 점도를 측정하였다.
[실시예 6]
출력이 302.4 내지 345.6W인 코로나로 방전처리하여 표면을 개질한 Na+-MMT 클레이 0.06g과 초순수10g을 상온에서 300rpm으로 2시간 동안 교반하여 전단속도에 따른 점도를 측정하였다.
[비교예 3]
순수한 Na+-MMT 클레이 0.1g과 초순수 10g을 상온에서 300rpm으로 2시간 동안 교반하여 전단속도에 따른 점도를 측정하였다.
전단속도에 따른 점도 비교
이하, 실시예 3 내지 6 및 비교예 3을 통해 전단속도에 따른 점도를 비교한다.
도 11은 비교예 3 및 실시예 3,4의 전단 속도에 따른 점도를 측정한 그래프로써, 플라즈마 또는 코로나 방전 처리한 나노클레이인 실시예 3,4의 점도가 비교예 1에 비해 높게 나타나며, 클레이의 고분산에 따른 결과에 해당한다.
도 12는 비교예 3와 실시예 5,6의 전단 속도에 따른 점도를 측정한 그래프로써, 표면을 개질하지 않은 비교예 3보다 실시예 5,6은 적은 함량으로도 유사한 점도를 가지는 것을 나타낸다.
따라서, 상기 실시예 3내지 6 및 비교예 3에서 살펴본 바와 같이 플라즈마 또는 코로나 방전처리를 통해 표면을 개질한 나노복합체 분산액의 점도가 더 높다는 것을 볼 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 산소차단필름의 제조방법으로,
    나노클레이 표면을 코로나 방전처리 또는 플라즈마처리에 의해 개질하는 표면개질단계;
    상기 나노클레이가 폴리비닐알코올 또는 에틸렌비닐알코올에 분산되어 나노복합체를 형성하는 분산단계; 및
    폴리올레핀계 필름에 1 내지 4 ㎛ 두께의 상기 나노복합체를 도포시키는 도포단계를 포함하고,
    상기 산소차단필름은 투산소율이 2cc/m2 day 이하인 것 특징으로 하는 나노클레이의 표면개질을 이용한 산소차단필름 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 코로나 방전처리는 방전도가 1 내지 5 W/㎠ 인 것을 특징으로 하는 나노클레이의 표면개질을 이용한 산소차단필름 제조방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 플라즈마처리는 진공상태에서 산소(O2)가스, 아르곤(Ar)가스 또는 질소(N2)가스 중 어느 하나가 주입되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노클레이의 표면개질을 이용한 산소차단필름 제조방법.












  9. 제 6항에 있어서,
    상기 나노클레이는 층상 실리케이트이고,
    상기 층상 실리케이트는, 몬모릴로나이트, 헥토라이트, 벤토나이트, 사포나이트, 마가디이트, 합성 마이카, 사우코나이트, 버미쿨라이트, 케냐이트, 카올리나이트, 및 투링자이트 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노클레이의 표면개질를 이용한 나노복합체 제조방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 나노복합체 100중량%에 대하여 상기 폴리비닐알코올 또는 상기 에틸렌비닐알코올은 75 내지 95 중량%이고, 상기 나노클레이는 5 내지 25 중량%인 것을 특징으로 하는 나노클레이의 표면개질를 이용한 나노복합체 제조방법.












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