KR101770227B1 - 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 방오-방습 배리어성 필름의 제조방법 - Google Patents

방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 방오-방습 배리어성 필름의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 금속알콕사이드 실란 졸(Silane Sol)과, 유기실란 커플링제와, 증류수와 알코올을 포함하는 공용매와, 산성 또는 알카리성의 촉매를 혼합하고 교반하여 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 합성하는 단계; 겔(Gel) 균형방지 첨가제와, 방오-방습 배리어성을 부여하는 유기고분자와, 증류수를 혼합하고 교반하여 방오-방습 배리어성 혼합액을 준비하는 단계; 및 상기 방오-방습 배리어성 혼합액에 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 혼합하고 교반한 후, 숙성시켜 코팅용 조성물을 합성하는 단계를 포함하는 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 방오-방습 배리어성 필름이 제공된다. 이러한 본 발명에 의하면, 고분자 필름의 표면에 코팅을 하는 공정이 편리하고, 다양한 특성을 갖는 방오-방습 배리어성 필름을 용이하게 제조할 수 있다는 장점을 갖는다.

Description

방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 방오-방습 배리어성 필름의 제조방법{Method for preparing coating composition having antifouling-antimoist barrier nature and Method for preparing film having antifouling-antimoist barrier nature using the same}
본 발명은 방오-방습 배리어성이 우수한 코팅용 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 방오-방습 배리어성 필름의 제조방법 관한 것으로, 보다 상세하게는 졸-겔(Sol-Gel)법을 이용하여 유-무기 하이브리드 코팅용 조성물을 제조하고, 이를 고분자 필름에 코팅하여 방오-방습 배리어성 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 식품 포장 분야에서는 포장 내용물의 보호와 보존의 기능이 중요하다. 따라서 각 종의 방오-방습 배리어성(차단성)은 내용물의 보존성을 좌우하는 중요한 성질로서, 포장방식, 유통형태, 내용물의 다양화 등에 의해 그 필요성이 더욱 커지고 있다.
특히, 산소 차단성 재료는 산소를 효과적으로 차단함과 동시에, 가스 충전이나 진공 포장 등과 같이 식품의 변질을 제어하는 수단에 있어서도 매우 중요하다. 또한 산소이외에도, 각종의 가스, 유기용제 증기, 향기 등의 배리어 기능을 가져서, 녹 방지, 방취, 승화 방지에 이용할 수 있고, 과자 봉지, 레토르트, 탄산가스 음료 용기 등의 분야에서 이용될 수 있다.
상기한 바와 같은 방오-방습 배리어성은, 식품포장용 뿐만 아니라, 광학, 전기, 전자, 태양전지 박막 등과 같은 다양한 분야에서도 첨단재료의 화학적 특성 및 물리적인 특성을 향상시키기 위해 요구되고 있다.
위와 같은 요구에 부응하기 위하여 고분자 필름을 이용해 방오-방습 배리어성 필름을 제조할 경우, 상대적으로 고차원적인 기술을 적용해야 하는 어려움이 있다. 부연하면, 방오-방습 배리어성 필름을 제조를 하기 위해 코팅용액을 제조를 하는 것도 어렵지만, 코팅용액을 이용하여 필름에 코팅을 하는 것은 높은 수준의 기술을 요구한다. 더욱이, 코팅에 사용되는 장비는 고가이며, 생산 현장에서 코팅공정과 연결하여 필름을 연속적으로 생산되는 과정에는 많은 어려움이 따른다.
한편, 고분자는, 그 특성인 유연성과 정밀가공성을 이용하여 기능성을 발현시킬 수 있는 있지만, 결정성과 비결정성이 반복되어 제조되는 물질이기 때문에, 특히 비결정성을 갖는 부분의 가스 투과도가 높게 나타난다. 따라서 비결정성 부분을 차폐시켜 가스가 투과하지 못하도록 하는 기술이 중요하다.
이에 따라 고분자 필름의 방오-방습 배리어성을 높이기 위해 고분자가 갖는 비결정성의 단점을 보완하기 위해서, 고분자의 화학구조를 변형을 시키거나, 분자 수준의 첨가제를 가하여 제조를 할 수가 있다. 그러나 이러한 방법은 제조방법이 어렵고 제조단가의 상승하는 문제점이 따른다.
위와 같은 문제를 해결하기 위하여 통상 방오-방습 배리어성이 좋은 막층을 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아미드 필름 등과 함께 적층하는 등의 방법이 취해지고 있다. 적층 방법으로는 적층 소재에 따라서 고분자 소재일 때는 용액코팅법, 용융 라미네이션, 압출 라미네이션 등의 방법으로, 금속 또는 금속 산화물의 경우에는 증착, 스퍼터링 등 방법 등이 사용되고 있다.
방오-방습 배리어성이 좋은 막층으로는 알루미늄 금속막, 금속산화물막 등의 막층을 적층하기도 하는데, 금속막의 경우 투명성의 단점이 있어 투명성이 요구되는 용도에서는 사용할 수 없고, 접착제 등의 다른 여러 가지 층들이 필요하여 필요 이상으로 다층이 될 수 있으며, 금속산화물막은 투명성에는 좋으나 유연성이 부족하고, 증착설비, 가공설비에 대한 가격이 비싼 단점이 있다.
또한, 폴리비닐알코올, 에틸렌비닐알코올 공중합체, 폴리아크릴로니트릴, 셀룰로오스, 폴리염화비닐리덴 등의 높은 수소결합성을 가지는 소재를 사용하여 코팅하여 사용하기도 한다. 그러나 폴리염화비닐리덴을 코팅할 경우 다이옥신 발생의 환경문제가 존재하며, 에틸렌비닐알콜 공중합체를 공압출하는 경우 무연신이라는 단점이 있어 용도에 상당한 한계가 있고, 특히 습도에 민감하므로 고습환경 하에서는 그 기능이 매우 떨어지는 단점이 있다.
한편, 본 발명의 선행 기술자료로서, 한국특허공개 제2014-0079803호(2014.06.27), 한국특허공개 제2014-0010113호(2014.01.23) 등이 개시되어 있다.
이에, 본 발명의 목적은 고분자 필름의 표면에 코팅을 하는 공정이 편리하고, 다양하게 활용을 할 수 있는 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 방오-방습 배리어성 필름의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 금속알콕사이드 실란 졸(Silane Sol)과, 유기실란 커플링제와, 증류수와 알코올을 포함하는 공용매와, 산성 또는 알카리성의 촉매를 혼합하고 교반하여 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 합성하는 단계; 겔(Gel) 균형방지 첨가제와, 방오-방습 배리어성을 부여하는 유기고분자와, 증류수를 혼합하고 교반하여 방오-방습 배리어성 혼합액을 준비하는 단계; 및 상기 방오-방습 배리어성 혼합액에 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 혼합하고 교반한 후, 숙성시켜 코팅용 조성물을 합성하는 단계를 포함하는 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법이 제공된다.
여기서 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 합성하는 단계는, 충분한 가수분해 및 축합반응이 될 수 있도록 하기 위해서, 20 내지 40℃의 온도에서 4 내지 8시간 교반하는 것이 바람직하다.
또한 상기 실란 졸은, 테트라에톡시실란, 비닐트리에톡시실란 및 메틸트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 실란을 0.1 내지 3.5몰의 농도로 알코올과 물이 혼합된 공용매에 첨가한 것이 바람직하다.
또한 상기 유기실란 커플링제는, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란 및 폐닐트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상인 것이 바람직하다.
또한 상기 공용매의 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, 프로필알코올 및 부틸알코올로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상인 것이 바람직하다.
또한 상기 산성 촉매는, 염산, 황산, 초산 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상인 것이 바람직하다.
한편 상기 유기고분자는 코팅용 조성물 총 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
또한 상기 겔 균형방지 첨가제는, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥산, 아세틸아세톤 및 트리에탄올아민으로 이루어진 군에서 선택된 하나일 수 있다.
또한 상기 유기고분자는, 폴리아크릴산, 폴리비닐아민, 폴리비닐피리딘, 키토산 및 폴리비닐알코올로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상인 것이 바람직하다.
또한 상기 방오-방습 배리어성 혼합액을 만드는 단계에서, 상기 유기고분자가 음이온성을 갖는 경우, 교반하면서 산을 첨가하여 수소이온농도(pH)가 4.5가 되도록 한 후, 수소이온농도(pH)를 4.5로 유지시키는 것이 바람직하다.
또한 상기 방오-방습 배리어성 혼합액과 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 교반하는 단계는, 20 내지 40℃의 온도에서 20 내지 30시간 교반하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 방오-방습 배리어성 혼합액과 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸의 교반 후, 정치상태에서 40 내지 60시간 숙성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기한 바와 같은 방법에 의해 제조되는 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물을 고분자 필름에 코팅한 방오-방습 배리어성 필름이 제공된다.
여기서 상기 고분자 필름에 코팅된 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물은 70 내지 120℃의 온도에서 열풍 건조되는 것이 바람직하다.
또한 상기 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 코팅은, 화학적 증기 증착(CVD;Chemical Vapor Deposition), 물리적 증기 증착((PVD;Physical Vapor Deposition), 스퍼터링(Sputtering) 및 그라비아 롤 코팅(Gravure Roll Coating)으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 사용할 수 있다.
본 발명에 따라 졸-겔 공정의 유-무기 하이브리드 원리를 이용하여 제조되는 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물은 용액상태에서 조절하여 제조되기 때문에, 고분자 필름의 표면에 코팅을 하는 공정이 편리하고, 다양하게 활용을 할 수 있다는 장점을 갖는다. 또한 코팅용 조성물의 물리적인 특성 면에 있어서, 재료의 분자구조적인 측면에서 조절이 용이하게 제조를 할 수 있다. 더욱이 유기물의 특이성을 무기물의 그물상 망목구조에 도입시켜 기능성을 발현할 수 있기 때문에 다양성을 가질 수 있다.
또한 본 발명에 따른 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물은, 김서림 방지용, 플라스틱 내마모성, 금속의 내식성, 정전기 방지용, 기체 차단성 등과 같은 다양한 특성을 갖는 방오-방습 배리어성 필름에 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 방오-방습 배리어성 필름의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명자는 기능성 신소재 복합재료를 연구개발 하던 중, 졸-겔 공정의 유-무기 하이브리드 원리를 이용하여 용액상태에서도 조절하여 제조할 수 있는 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물을 개발하고, 이를 고분자 필름의 표면에 편리하게 코팅하여 다양하게 활용을 할 수 있는 방오-방습 배리어성 필름을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.
이하, 하기 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 다만, 이러한 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법 및 이를 이용한 방오-방습 배리어성 필름의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법(S10)은, 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 합성하는 단계(S110), 방오-방습 배리어성 혼합액을 준비하는 단계(S120) 및 코팅용 조성물을 합성하는 단계(S130)를 포함한다.
상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 합성하는 단계(S110)에서, 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸은, 실란 전구체인 금속알콕사이드 실란 졸(Silane Sol)과, 유기실란 커플링제와, 증류수와 알코올을 포함하는 공용매와, 산성 또는 알카리성의 촉매를 혼합하고 교반하여 합성한다.
상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 구조적으로 더 안정하게 제조를 하기 위해서 졸(Sol)-겔(Gel)의 합성 방법을 이용하며, 이때 사용하는 실란은 실리카, 티탄, 알루미나, 지르코니아 등이 치환되어 있는 금속알콕사이드 실란 졸을 이용하여 가수분해와 축합반응의 공정을 거쳐서 제조하게 된다. 이때 전구체로 선택되는 실란 졸에 따라서 코팅용 조성물의 특성이 다르게 된다.
여기서 상기 금속알콕사이드 실란 졸은, 테트라에톡시실란, 비닐트리에톡시실란 및 메틸트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 실란을 0.1 내지 3.5몰의 농도로 알코올과 물이 혼합된 공용매에 첨가하여 만드는 것이 바람직하다.
상기 유기실란 커플링제는 유기작용기를 가지고 있기 때문에, 전구체를 이용하여 제조되는 유-무기의 특성 망목구조가 잘 형성된 분자 구조가 되고, 공극의 크기가 잘 부여되어 기능성 물질이 효과적으로 제조될 수 있다. 이러한 유기실란 커플링제는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란 및 폐닐트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상 선택하여 0.08 내지 0.2몰을 혼합하는 것이 바람직하다.
상기 공용매의 알코올은 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, 프로필알코올 및 부틸알코올로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상을 선택하여 2.5 내지 4몰을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 증류수는 20 내지 45 몰을 혼합하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 금속알콕사이드 실란 졸(실란전구체)와 공용매의 몰비 구성은 균일한 상태의 하이브리드성 용액을 제조하는데 중요하다. 또한 치밀한 코팅을 할 수가 있는 용액상태인지 유무 및 장기간 보관 가능여부를 결정하는 중요 변수가 된다.
상기 촉매는 산성 촉매를 사용하는데, 산성 촉매로는, 염산, 황산, 초산 및 질산으로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상을 선택하여 0.05 내지 0.3몰을 혼합하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에서, 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸은 금속알콕사이드 실란 졸(Silane Sol), 유기실란 커플링제, 공용매 및 촉매를 혼합한 다음, 20 내지 40℃의 온도에서 4 내지 8시간 교반하여 합성할 수 있다.
상기 방오-방습 배리어성 혼합액을 준비하는 단계(S120)에서는, 상기 방오-방습 배리어성 혼합액은 겔(Gel) 균형방지 첨가제, 방오-방습 배리어성을 부여하는 유기고분자 및 증류수를 혼합하고 교반하여 만들 수 있다.
상기 겔 균형방지 첨가제는, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥산, 아세틸아세톤 및 트리에탄올아민으로 이루어진 군에서 하나를 선택하여 0.05 내지 0.4몰을 혼합하는 것이 바람직하다. 이러한 겔 균형방지 첨가제는 코팅 및 건조 과정에서 균열을 방지하고 치밀한 막 구조를 얻기 위해 필요하다.
상기 유기고분자는 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸에 도입하여 견고한 겔(Gel) 세락믹스의 유연성을 더욱 높여주고, 치밀한 막 구조를 형성하여 가스차단성을 높이기 위해 첨가한다. 이러한 유기고분자로는, 폴리아크릴산, 폴리비닐아민, 폴리비닐피리딘, 키토산 및 폴리비닐알코올로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상을 선택하여 혼합하는 데, 최종 합성되는 코팅용 조성물 총 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.
한편, 일차적으로 제조한 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸이 양이온 또는 나 중성을 띄고 있기 때문에 양이온성이나 중성을 띄는 유기고분자를 첨가를 해야 한다. 만약, 음이온성 유기고분자를 첨가할 경우에는 산을 첨가하여 음이온성으로 전리되는 것을 막아야한다. 예를 들어 첨가되는 유기고분자가 폴리아크릴산과 같이 음이온성을 갖는 경우, 수소이온농도(pH)가 4.5가 되도록 교반하면서 산(염산, 황산 등)을 첨가한다. 이후, 수소이온농도(pH)를 4.5로 유지시키는 것이 바람직한데, 만약 4.5 이하가 되면 용액이 불투명해지는 현상이 일어나기 때문이다.
상기 코팅용 조성물을 합성하는 단계(S130)에서는, 상기 방오-방습 배리어성 혼합액에 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 혼합하고 교반한 후, 숙성시켜 코팅용 조성물을 합성한다.
여기서 상기 방오-방습 배리어성 혼합액과 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸은, 20 내지 40℃의 온도에서 20 내지 30시간 교반하는 것이 바람직하다. 이후, 정치상태에서 40 내지 60시간 숙성하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 졸-겔 공정의 유-무기 하이브리드 원리를 이용하여 제조되는 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물은 용액상태에서 조절하여 제조되기 때문에, 고분자 필름의 표면에 코팅을 하는 공정이 편리하고, 다양하게 활용을 할 수 있다는 장점을 갖는다.
또한 코팅용 조성물의 물리적인 특성 면에 있어서, 재료의 분자구조적인 측면에서 조절이 용이하게 제조를 할 수 있다.
더욱이 유기물의 특이성을 무기물의 그물상 망목구조에 도입시켜 기능성을 발현할 수 있기 때문에 다양성을 가질 수 있다.
이하에서는 전술한 방법에 의해 제조된 본 발명의 방오-방습 배리성 코팅용 조성물을 이용하여 방오-방습 배리어성 필름을 제조하는 방법에 대해 살펴보도록 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 방오-방습 배리어성 필름은 상기한 바와 같은 방법에 의해 제조된 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물을, 준비된 고분자 필름(30)에 코팅하여 제조된다(S20). 여기서 상기 고분자 필름에 코팅된 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물은 70 내지 120℃의 온도에서 열풍 건조되는 것이 바람직하다.
상기 고분자 필름(30)으로는, PET(Polyethylene terephthalate), PVDC(Polyvinylidene chloride), PVC(Polyvinyl chloride)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 코팅 방법은, 화학적 증기 증착(CVD;Chemical Vapor Deposition), 물리적 증기 증착((PVD;Physical Vapor Deposition), 스퍼터링(Sputtering) 및 그라비아 롤 코팅(Gravure Roll Coating)으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 사용하는 것이 바람직하다.
위와 같은 방법으로 제조된 방오-방습 배리어성 필름은, 코팅용 조성물의 특성에 따라, 김서림 방지용, 플라스틱 내마모성, 금속의 내식성, 정전기 방지용, 기체 차단성 등과 같은 다양한 특성을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
본 실시예에서는, 테트라에톡시실란 1.4몰, 비닐트리메톡시실란 1.1몰, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 0.3몰, 이소프로필알콜 33몰, 증류수 37몰, 염산 0.08 몰을 혼합한 후, 30℃ 에서 6시간 교반을 하여 하이브리드 실리카 졸을 합성하였다.
다음으로, 폴리아크릴산 15 중량%, 폴리비닐알코올(중합도500) 10 중량%, 디메틸포름아미드 0.3몰, 증류수 30몰을 혼합하여 교반을 하면서, 염산 0.1몰을 가하여 용액의 수소이온농도(pH)를 4.5이하로 맞추었다. 이후 2 시간 정도 교반을 하여 방오-방습 배리어성 혼합물을 준비하였다.
그 다음으로 상기 방오-방습 배리어성 혼합물을 합성된 상기 하이브리드 실리카 졸에 넣은 다음, 30℃ 에서 24시간 이상 교반을 하였다. 이후, 정치 상태에서 48시간 숙성시켜 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물을 최종적으로 합성하였다.
끝으로, 합성한 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물을 PET(Polyethylene terephthalate) 필름 상에 그라비아 코팅작업으로 코팅을 하였다. 작업시 코팅용액을 건조를 시키기 위해서 열풍을 70 내지 80℃로 불어 넣어 건조를 시키어, 방오-방습 배리어성 필름을 제조하였다.
<실시예 2>
본 실시예에서는, 테트라에톡시실란 1.4몰, 비닐트리메톡시실란 1.1몰, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 0.3몰, 이소프로필알콜 33몰, 증류수 40몰, 염산 0.2몰을 혼합한 후, 30℃ 에서 6시간 교반을 하여 하이브리드 실리카 졸을 합성하였다.
다음으로, 폴리아크릴산 15 중량%, 폴리비닐알코올(중합도500) 10 중량%, 디메틸포름아미드 0.3몰, 증류수 37몰을 혼합하여 교반을 하면서, 염산 0.1몰을 가하여 용액의 수소이온농도(pH)를 4.5이하로 맞추었다. 이후 2 시간 정도 교반을 하여 방오-방습 배리어성 혼합물을 준비하였다.
그 다음으로 상기 방오-방습 배리어성 혼합물을 합성된 상기 하이브리드 실리카 졸에 넣은 다음, 30℃ 에서 24시간 이상 교반을 하였다. 이후, 정치 상태에서 48시간 숙성시켜 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물 최종적으로 합성하였다.
끝으로, 합성한 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물을 PET(Polyethylene terephthalate) 필름 상에 그라비아 코팅작업으로 코팅을 하였다. 작업시 코팅용액을 건조를 시키기 위해서 열풍을 70 내지 80℃로 불어 넣어 건조를 시키어, 방오-방습 배리어성 필름을 제조하였다.
<실험예 1> 방습 배리어성 평가
상기 <실시예 1> 및 <실시예 2>에 의해 제조된 필름을 이용하여 하기 표 1과 같이 방습 배리어성을 평가하였고, 그 결과는 표 2와 같다.
장비명 수증기 투과도 측정기
제조사 MOCON
모델명 Permatran-W 700
Max. sample Size 50 cm2
Test Sample Size 5 cm2
Test Range 0.05-100 g/m2 day
측정조건 (37.81)℃, 100% R.H
코팅필름 코팅두께(μm) 수증기투과도
(g/m2·day)		 투명도
기재필름 PET 12 13 O
실시예 1 PET 2.2 3.42 O
PET 2.2 3.65 O
실시예 2 PET 2.3 2.41 O
PET 2.3 2.62 O
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (15)

  1. 비닐트리에톡시실란 및 메틸트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘의 금속알콕사이드 실란 졸(Silane Sol) 0.1 내지 3.5몰과, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란 및 폐닐트리에톡시실란으로 이루어진 군에서 하나 또는 둘 이상의 유기실란 커플링제 0.08 내지 0.2 몰과, 증류수 20 내지 45몰과 메틸알코올, 에틸알코올, 이소프로필알코올, 프로필알코올 및 부틸알코올로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 알코올 2.5 내지 4몰을 포함하는 공용매와, 염산, 황산, 초산 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 산성 촉매 0.05 내지 0.3몰을 혼합하고 교반하여 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 합성하는 단계;
    포름아미드, 디메틸포름아미드, 디옥산, 아세틸아세톤 및 트리에탄올아민으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 겔(Gel) 균형방지 첨가제 0.05 내지 0.4몰과, 폴리아크릴산, 폴리비닐아민, 폴리비닐피리딘, 및 키토산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 방오-방습 배리어성을 부여하는 유기고분자와, 증류수를 혼합하고 교반하여 방오-방습 배리어성 혼합액을 준비하는 단계; 및
    상기 방오-방습 배리어성 혼합액에 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 혼합하고 교반한 후, 숙성시켜 코팅용 조성물을 합성하는 단계를 포함하고,
    상기 유기고분자는, 코팅용 조성물 총 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부로 포함되고,
    상기 방오-방습 배리어성 혼합액을 만드는 단계에서,
    상기 유기고분자가 음이온성을 갖는 경우, 교반하면서 산을 첨가하여 수소이온농도(pH)가 4.5가 되도록 한 후, 수소이온농도(pH)를 4.5로 유지시키는 것을 특징으로 하는 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 합성하는 단계는, 20 내지 40℃의 온도에서 4 내지 8시간 교반하는 것을 특징으로 하는 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법.
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  11. 청구항 1에 있어서, 상기 방오-방습 배리어성 혼합액과 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸을 교반하는 단계는, 20 내지 40℃의 온도에서 20 내지 30시간 교반하는 것을 특징으로 하는 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 방오-방습 배리어성 혼합액과 상기 유-무기 하이브리드 실리카 졸의 교반 후, 정치상태에서 40 내지 60시간 숙성하는 것을 특징으로 하는 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 제조방법.
  13. 청구항 1의 방법에 의해 제조되는 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물을 고분자 필름에 코팅하는 것을 특징으로 하는 방오-방습 배리어성 필름의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 고분자 필름에 코팅된 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물은 70 내지 120℃의 온도에서 열풍 건조되는 것을 특징으로 하는 방오-방습 배리어성 필름의 제조방법.
  15. 청구항 13에 있어서, 상기 방오-방습 배리어성 코팅용 조성물의 코팅은, 화학적 증기 증착(CVD;Chemical Vapor Deposition), 물리적 증기 증착((PVD;Physical Vapor Deposition), 스퍼터링(Sputtering) 및 그라비아 롤 코팅(Gravure Roll Coating)으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 방오-방습 배리어성 필름의 제조방법.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101183544B1 (ko) * 2012-01-31 2012-09-20 (주)케이피텍 가스배리어성 코팅액의 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009275111A (ja) 2008-05-14 2009-11-26 Dainippon Printing Co Ltd ガスバリア性組成物の製造方法およびガスバリア性積層フィルム
KR101183544B1 (ko) * 2012-01-31 2012-09-20 (주)케이피텍 가스배리어성 코팅액의 제조방법

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