KR20030045323A

KR20030045323A - 농업용 필름의 친수성 조성물 속성코팅 방법

Info

Publication number: KR20030045323A
Application number: KR1020010075945A
Authority: KR
Inventors: 이재성; 최건수; 박광억
Original assignee: 일신화학공업 주식회사
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2001-12-03
Publication date: 2003-06-11

Abstract

본 발명은 농업용 필름의 생산과 동시에 친수성조성물을 물리적 및 화학적으로 간단하게 처리하여, 균일한 유적(流滴)성능이 장기간 나타나게 하는 농업용 필름의 친수성 조성물 속성코팅 방법을 개시한다.

이러한 본 발명은 압출 성형된 폴리올레핀 필름을 압출공정에 연속된 1차 공정으로 표면코팅작업을 진행하되, 특히 코로나 처리나 플라즈마처리 공정등의 필름표면의 친수성향상을 위한 전(前)처리 공정을 거치지 않고, 친수성수지를 공중합한 액상의 친수성수지 조성물 용액에 함침(含浸)시킨뒤 코팅두께조절부에 의해 코팅액의 두께를 균일하게 만든후 열풍과 냉풍에의해 건조되도록 하는, 농업용필름의 친수성 조성물 속성코팅 방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명은 농업용 필름의 생산과 동시에 친수성 표면 개질 공정이 신속하게 실시되어, 제조 설비 외에 코팅전의 필름 보관 장소의 마련이나 관리, 운반이 불필요하므로 이에 관련한 제반 비용을 절감할 수 있게 되고, 코로나처리 및 프라즈마 처리가 불필요하므로 이에 관련된 설비비용 및 설비가동비용을 절감할 수 있으며, 유적성(流滴性),투명성, 내스크래치성, 내블러킹성이 장기간 우수하게 유지되므로 작물의 생육이 촉진되어 농가소득을 늘릴 수 있으며, 필름을 장기간 사용할 수 있음으로 농가에서 빈번한 필름 교체에 따른 소요 비용을 절감할 수 있게 되는 등의 효과가 있다.

Description

농업용 필름의 친수성 조성물 속성코팅 방법{Hydrophile Property Composite Rapid Coating Method of Agricultural Film}

본 발명은 농업용 필름의 친수성 조성물 속성코팅 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 고분자 필름을 물리적 및 화학적으로 간단하게 처리하여 균일한 유적성능이 장기간 나타나는 농업용 필름의 친수성 조성물 속성코팅 방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 폴리올레핀(저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합수지) 계통의 고분자필름은 우수한 가공성, 필름의 유연성, 우수한 기계적 물성, 광학적 특성, 무독성, 저렴한 가격 등의 제반 장점으로 인해 농업용 비닐하우스 필름 및 공업용 포장필름 등에 널리 사용되고 있다. 이러한 폴리올레핀 필름이 각각의 용도에 사용되기 위해서는 최종 사용 용도에서 요구되는 특성을 만족시켜야 하며, 특히 농업용 비닐하우스 용도에 사용되기 위해서는 다른 용도의 경우에 비해서 매우 까다로운 요구조건을 충족시켜야 한다.

농업용 비닐하우스 용도에서 요구되는 중요한 특성으로는 광학적 특성으로서의 우수한 투명성, 및 우수한 인장강도, 인열강도 및 연신율과 같은 기계적 특성이외에 가장 중요한 요구특성으로서 유적성(流滴性) 등이 있다. 유적성은 농업용 비닐하우스의 품질 및 사용기간을 결정하는 가장 중요한 특성이기 때문에 대다수의 농업용 필름 제조업자나 수지메이커는 이러한 유적성을 장기간 동안 균일하게 발현시키는 기술개발에 초점을 맞추어 연구개발을 수행해오고 있다.

농업용 비닐하우스의 경우 비닐하우스내의 공기중에 존재하는 수증기가 안팎의 온도차이가 큰 비닐하우스 필름의 내부 표면에 접촉하게 되면 물방울(水滴)을 형성하게 되는데, 이때 형성된 물방울이 필름표면을 따라 흐르지 않고 물방울상태로 존재하면 비닐하우스 필름의 투명성을 저하시켜 태양광으로부터의 광선 흡수량이 줄어든다. 따라서, 작물생육이 저하되며, 작물의 수확량 감소 및 수확기간이 길어지며, 필름표면으로부터 물방울이 떨어져 농작물의 꽃에 낙하하면 수정이 되지 않는 등의 여러 가지 문제점을 유발시킬 수 있다.

이와 같이 필름의 표면에 물방울이 맺혀 있으면 투과된 빛이 난반사를 일으켜 필름의 투명도를 저하시키는데, 현재 이러한 현상을 방지하고 투명도를 유지하기 위해 적용되는 여러 가지 기술들은 플라스틱필름 표면의 친수성을 높여 물방울이 둥글게 형성되지 않고 넓게 퍼지게 하는 방법(방법1), 플라스틱필름 표면에 접촉한 수분이 물방울이 맺히지 못하도록 물질의 내부로 흡수시키는 방법(방법 2) 등이 있다.

일반적으로 상기 방법 2는 구조적으로 플라스틱필름이 수분을 흡수하는 능력이 우수해야 하나, 농업용으로 사용되는 플라스틱필름의 경우에는 구조적으로 물질이 수분을 흡수하지 못하기 때문에 농업용필름에는 적용할 수 없는 방법이다. 따라서, 농업용 또는 식품포장용 플라스틱필름의 유적성을 향상시키기 위한 방법으로 소수성인 플라스틱 필름의 표면을 친수화시킴으로써 물방울이 표면에 넓게 퍼지도록 하여 난반사를 방지하는 상기 방법 1이 가장 일반적으로 사용되는 방법이다.

한편, 플라스틱필름의 표면을 친수화시켜 유적성을 부여하기 위한 기술에는 a) 플라스틱에 계면활성제를 첨가하는 방법, b) 계면활성제로 필름의 표면을 코팅(coating)하는 방법, c) 친수성 고분자로 필름의 표면을 코팅하는 방법, d) 필름의 표면 처리에 의한 친수성기의 도입방법(예를 들어 코로나(Corona)처리, 플라즈마(Plasma)처리 등), e) 표면 그라프팅(Surface Grafting)에 의한 친수성 모노머의 도입방법, f) 친수성 고분자와의 혼합(Blend)압출생산하는 방법 등이 있다.

상기 기술중에 a)의 방법이 일반적으로 가장 많이 사용되는 기술이나, 유적성의 효과가 6개월이면 끝나버리기 때문에 매년 필름을 갈아씌워야 하는 문제점을 갖고있으며,b)d)e)f)의 방법으로는 농업용필름에서 요구되는 충분한 유적성을 발휘하지 못하는 문제점이 있었다. 따라서 c)친수성 고분자로 필름의 표면을 코팅하는 방법이 가장 좋은 방법으로 알려져 있으나, 이 방법 역시 필름표면의 친수성향상을 위한 코로나(Corona)처리, 플라즈마(Plasma)처리 등의 전처리 공정이 필요하였고 특히 농업용필름과 같이 필름폭이 9m~18m나되는 필름에는 코로나(Corona)처리, 플라즈마(Plasma)처리 등의 전처리 공정을 하는 것이 어렵다는 문제점을 갖고 있었다. 또한 친수성 고분자를 코팅하기 위한 가장 일반적인 코팅장치인 그라비아식 코팅장치도 농업용필름과 같이 필름폭이 9m~18m나되는 필름에는 인라인으로 설치할 수 없다는 문제점을 갖고 있었다. 따라서 1차공정으로 농업용필름을 생산한후 이를 다시 제2차 공정으로서 코팅을 실시하게 됨에 따라 창고 등 보관 장소가 필요하게 되며, 보관 및 이동을 위한 각종 비용이 소요되는 문제점이 있었다.

또한 최근에는 일본특허(특개평7-190528)에 의하여 필름의 표면에 전사시키는 방법으로 농업용 필름에 코팅성을 부여하였던바, 이 역시 코로나 방전 처리 또는 표면 장력을 낮추기 위한 프라이머 코팅(Primer Coating)과정을 거쳐야 정교한 코팅이 가능하게 되는 문제점이 있는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 압출 성형된 폴리에틸렌 필름을 압출공정에 연속된 1차 공정으로 표면코팅작업을 진행하되, 특히 코로나 처리나 플라즈마처리 공정 등의 필름표면의 친수성향상을 위한 전(前)처리 공정을 거치지 않고, 친수성수지용액에 함침(含浸)시킨뒤 코팅두께조절부에 의해 코팅액의 두께를 균일하게 만든후 열풍과 냉풍에 의해 건조되도록 하는, 농업용필름의 친수성 조성물 속성코팅 방법을 제안함을 목적으로 한다.

도1은 본 발명이 적용되는 농업용 필름의 제조 설비를 예시한 설명도.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폴리올레핀(저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌 비닐아세테이트 공중합수지) 계통의 고분자필름을 압출 성형하고, 이의 외측 양면에 친수성 향상을 위한 표면 개질 공정을 실시하되, 특히 코로나 처리나 플라즈마처리 공정등의 필름표면의 친수성향상을 위한 전(前)처리 공정을 거치지 않고, 친수성수지용액에 함침(含浸)시킨뒤 코팅두께조절부에 의해 코팅액의 두께를 균일하게 만든후 열풍과 냉풍에 의해 건조되도록 하는 농업용필름의 친수성 조성물 속성코팅 방법을 제공한다.

이에 따라 본 발명은 농업용 필름의 친수성 표면 개질 공정이 신속하게 실시되며, 유적성(流滴性), 투명성, 내스크래치성, 내블러킹성이 장기간 우수하게 유지되는 효과가 있다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 압출 성형을 실시하기 위한 장치로서 레진을 용융하여 튜브 상으로 생산하는 블로운 필름 압출 성형기(Blown Film Extrusion)(10)와, 튜브상의 필름(11)을 2겹의 시트(Sheet)상으로 접기위한 A자형보드(12)와, 함침조(13) 및 함침조(13)로의 필름(18) 도입과 배출을 도모하기 위한 코팅롤(14)과, 코팅 두께 조절부(15)와, 열풍건조부(16)와, 냉풍건조부(17)와, 권취부(19)로 구성된 농업용 필름의 제조 설비를 사용한다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 필름 압출 성형기(10)에서 압출되어 튜브상의 필름(11)으로 성형되고, A자형보드(12)에 의하여 시트상으로 접혀진 농업용 필름(18)을 별도의 코로나 처리나 프라즈마 처리 공정없이 함침조(13)를 통과시키되, 함침조(13)에는 액상의 친수성 수지 조성물을 코팅액으로 사용한다.

아울러, 이러한 친수성 수지 조성물이 코팅된 필름(20)을 코팅두께조절부(15)에 의해 코팅액의 두께를 균일하게 만든후 60℃ 내지 100℃의 열풍에 의하여 가열, 건조하되, 이때 필름(20)의 생산속도를 5m/min 내지 40m/min 로 하고, 건조장치 내 이동 거리를 5m 내지 30m로 한다.

이와 같이 하여 건조된 필름(20)은 5℃ 내지 35℃의 냉풍에 의하여 냉각, 건조시키되, 이때 필름의 이동 속도를 5m/min 내지 40m/min 로 하고, 이동 거리를 5m 내지 30m로 한다.

이와 같이 하여 열풍과 냉풍에 의하여 건조시킨 필름(20)은 포장하여 출하하게 되는 것인바, 이와 같이 하여 얻은 본 발명에 의한 농업용 필름(20)은 유적성(流滴性), 투명도가 높고 내스크러치성이 높으며, 내블러킹성,이 뛰어나게 된다.

다음은 본 발명에 사용되어진 친수성 공중합체의 제조 방법 및 실시예를 나타내었는데 이는 본 발명의 일부로 본 발명이 이하의 예에 한정되는 것은 아니다.

[친수성 공중합체의 제조방법]

[중합예 1]

교반기, 온도계 및 환류 응축기가 설치된 반응기속에 중합개시제 로 AIBN과 친수성 용매 300 중량부(64.86중량%)를 플라스크 내에 주입하고 80℃까지 가열 한다. 이때 질소 기체를 송풍하면서 다음의 중량부대로 3시간 교반 중합반응 시킨다.

2-HEMA	150 (32.43중량 %)
C.A	12 (2.59중량 %)
중합개시제 (AIBN)	0.5 (0.11중량 %)

계속해서 다음의 혼합물을 해당 중량부대로 1시간동안 적정 투입하고 65∼85℃에서 5시간동안 중합 반응시킨다.

TMPTA	30 (6.96중량 %)
Glycerin	30 (6.96중량 %)
A.S.P	1 (0.23중량 %)
H₂O	150 (34.80중량 %)
IPA	220 (51.04중량 %)

반응종료 후 중화 시키면 흰색의 수지 액을 얻는다.

[중합 예 2]

중합 예 1 과 같은 조건에서 친수성용매 300 중량부(68.10 중량%)에

2-HEMA	120 (27.24중량 %)
C.A	20 (4.54중량 %)
중합개시제 (AIBN)	0.5 (0.11중량 %)

투입하고 3시간동안 중합반응 시킨 후 다음의 혼합물을 1시간동안 적정 투입하고 65∼85℃에서 5시간동안 중합 반응시킨다.

TMPTA	30 (11.45중량 %)
Glycerin	30 (11.45중량 %)
A.P.S	2 (0.76중량 %)
IPA	200 (76.33중량 %)

반응종료 후 중화시키면 흰색의 수지 액을 얻는다.

[중합 예 3]

중합예 1과 같은 조건에서 친수성용매 250 중량부(73.36중량 %)를 플라스크 내에 주입하고 80℃로 가열한다

2-HEMAMMA	32.8 (9.62중량 %)45.5 (13.35중량 %)
C.A	12 (0.23중량 %)
중합개시제	0.5 (51.04중량 %)

투입하고 85℃에서 4시간동안 중합 반응시킨다.

TMPTA	20 (8중량 %)
Glycerin	30 (12중량 %)
M.C	50 (20중량 %)
IPA	150 (60중량 %)

40분 동안 적정 투입하면서 80∼85℃의 온도를 유지하고 3시간동안 중합반응 시킨다.

[중합 예 4]

중합예 1 과 같은 조건에서 친수성 용매 220 중량부(57.07 중량%)를 투입하고 질소대기에서 85℃까지 가열한다. 여기에 다음의 혼합물을 50분 동안 적정 후 85℃에서 3시간 동안 중합 반응시킨다.

2-HEMA	125 (32.43중량 %)
MMA	28 (7.26중량 %)
C.A	12 (3.11중량 %)
중합개시제	0.5 (0.13중량 %)

이후 다음의 혼합물을 1시간동안 적정 하고 80∼85℃를 유지하며 중합 반응시킨다.

I.A	3 (1.14중량 %)
TMPTA	30 (13.35중량 %)
Glycerin	30 (11.36중량 %)
IPA	200 (75.76중량 %)
A.P.S	1 (0.3중량 %)

4시간 동안 반응시키고 종료 후 중화시킨다. 미세한 입자 있는 중합물을 얻는다 .

[중합 예 5]

중합 예 1 과 같은 조건에서 친수성용매 300 중량부(72.9 중량%)에 투입하고 2시간동안 85℃에서 중합반응 시킨 후 다음의 혼합물을 1시간동안 적정 투입하고

2-HEMA	100 (24.3중량 %)
C.A	11 (2.67중량 %)
중합개시제 (AIBN)	0.5 (0.12중량 %)

65℃에서 2시간동안 중합 반응시킨다.

TMPTA	30 (13중량 %)
IPA	200 (87중량 %)

다음의 혼합액을 1시간동안 적정투입하고 85℃에서 2시간동안 반응시킨다.

Glycerin	30 (10.6중량 %)
A.P.S	1 (0.35중량 %)
PA	2 (0.71중량 %)
H₂O	50 (17.7중량 %)
IPA	200 (70.7중량 %)

반응종료 후 중화시키면 흰색의 수지 액을 얻는다.

[중합 예 6]

교반기, 온도계 및 환류 응축기가 설치된 반응기속에 질소를 흘리면서

ε -카프로락탐	266 (66.5중량 %)
디메티롤 프로피온산	134 (33.4중량 %)
반응촉매 (TBT)	0.05 (0.01중량 %)

를 200℃에서 4시간 동안 반응시켜서 1차 중합체를 만들고

수산기함유 폴리에스테르	92 (46.9중량 %)
P(E-B)공중합체	5 (2.6중량 %)
아세톤	75 (38.3중량 %)
IPDI	24 (12.2중량 %)
우레탄화 촉매	0.03 (0.01중량 %)

위액을 50℃에서 5시간 반응시켜 양말단에 이소시아네이트 기를 함유하는 우레탄 프리폴리머를 만들고 아세톤 75중량부, TEA 4.6중량부, H₂O 350중량부, 모노에탄올 아민 0.35중량부를 넣어 40℃에서 반응시킨후 수분산성 폴리우레탄계 수지조성물을 얻는다.

상기에서

2-HEMA : 2-하이드록시에 틸 메타크릴레이트.

MMA : 메틸 메타크릴레이트.

MAA : 메타아크릴레이트.

AIBN : 아조비스이소부틸로니트릴.

M.C : 메틸 셀로솔브.

C.A : C₆H₅CH:CHCOOH.

TMPTA : (H₂C=CHCO₂CH₂) 3CC₂H₅.

Glycerin : CH₂(OH)CH(OH)CH₂(OH).

I.A : HOCOCH₂C:(CH₂)COOH.

A.P.S : 암모늄 퍼설페이트.

A.A : Acrylic acid.

KDU : 국도화학 KDU-651TP75 ( TPGDA 25% 함유 ) 에폭시수지.

TEA : 트리에틸아민.

TPGDA : 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트.

ML-E1017 : 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르.

PA : 파라톨루엔설퍼닉 에시드 모노하이드레이트.

TBT : 테트라부틸티타네이트

수산기함유 폴리에스테르 : 3-메틸-1,5-펜탄디올/아디핀산 반응물

P(E-B)공중합체 : 양 말단수산기 함유하는 폴리(에틸렌-부틸렌)공중합체

IPDI : 이소포름디이소시아네이트

중합물 제조에 의해 얻어진 생성물을 아래의 표1, 표2 에 따라 각각의 중량부로 투입하여 친수성 조성물을 얻는다.

( 표1 )

내용실시예	중합물	용매	계면활성제	경화제(DETA)	필름주원료
내용실시예	중합물	MEOH	계면활성제	경화제(DETA)	필름주원료	IPA	H₂O
실시예 1	중합예 1(33)	44	23		L-77(0.02)	0.2	PE
실시예 2	중합예 1(33)	44	23		〃	0.2	LLDPE
실시예 3	〃	44	23		L-77(0.02)	0.2	EVA
실시예 4	중합예 1(20)	25	50	5	〃	0.2	PE
실시예 5	중합예 2(20)	〃	〃	〃	〃	〃	PE
실시예 6	중합예 3(20)	25	50	5	〃	0.2	PE
실시예 7	중합예 4(20)	〃	〃	〃	〃	〃	PE
실시예 8	중합예 1(20)	25	50	5	〃	0.2	PE(코로나처리)
실시예 9	중합예 2(20)	〃	〃	〃	〃	〃	PE(코로나처리)
실시예 10	중합예 3(20)	25	50	5	〃	0.2	PE(코로나처리)
실시예 11	중합예 4(20)	〃	〃	〃	〃	〃	PE(코로나처리)
실시예 12	중합예 3(33)	30	37		ML-E1017(0.2)	0.2	PE
실시예 13	중합예 2(33)	33	22	11	〃	0.3	PE
실시예 14	중합예 5(20)	20	45	10	L-77(0.02)	〃	PE
실시예 15	〃	〃	〃	〃	〃	〃	PE(코로나처리)
실시예 16	중합예 5(33)	44	23		ML-E1017(0.02)	0.3	PE
실시예 17	중합예 6(30)		20	50	L-77(0.02)	0.2	PE
실시예 18	중합예 6(30)		20	50	L-77(0.02)	0.2	PE(코로나처리)

이러한 본 발명을 첨부된 실시예에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

[ 실시예 1~3 ]

본 발명을 실시하기 위하여 먼저 함침조(13)에 투입할 코팅액인 액상의 수지 조성물을 준비하여야 하며 이는 활성수산기를 갖는 중합성 비닐기성분 5중량%, 산기를갖는 중합성 비닐기 성분 10중량%, 친수성 용매 60중량%, 중합개시제 1중량%를 혼합 가열하여 질소가스를 송풍하면서 1차 중합 반응시킨 다음 불포화 결합을 2개 이상 갖는 비닐 단량체 성분 15중량%, 폴리히드릭 알코올류 15중량%, 이소프로필 알코올 75중량%를 혼합 가열하여 2차중합 반응시켜서 얻은 중합예 1 에 의해 얻어진 친수성 조성물을 용매를 이용하여 일정한 농도로 묽힌 후 비이온 계면활성제(L-77) 0.02중량부, 경화제(DETA) 0.2중량부를 투입하여 코팅 액을 만들고 여기에 본 필름 압출 성형기(10)에서 각각PE, LLDPE, EVA원료를 사용하여 압출되어 튜브상으로 성형되고, A자형보드(12)에 의하여 시트상으로 접혀진 농업용 필름을 별도의 코로나 처리나 프라즈마 처리 공정없이 함침조를 통과시키며, 이때 전술한 바와 같은 친수성의 액상 수지 조성물이 시트상으로 접혀진 필름(18)의 외측 양면에 코팅되며, 코팅두께조절부(15)에 의해 코팅액의 두께를 균일하게 만든후 이를 60℃ 내지 100℃의 열풍에 의하여 가열하되, 이때 필름(18,20)의 이동속도를 5 m/min내지 40m/min로 하고, 이동거리를 5m~30m로 한다.

이와 같이 하여 건조된 필름(20)은 5℃ 내지 35℃의 냉풍에 의하여 건조시키되, 이때 필름(20)의 이동 속도를 5 m/min내지 40m/min로 하고, 이동거리를 5m~30m로 한다.

이와 같이 하여 열풍과 냉풍에 의하여 건조시킨 필름(20)은 코팅막의 두께가 0.1㎛∼ 10㎛ 이내로 고형분 부착량은 0.1g ∼10g/ ㎡정도인 친수성수지 코팅필름을 제조하고, 권취하여 출하하게 되는 것인바, 이와 같이 하여 얻은 본 발명에 의한 농업용 필름(20)은 유적성(流滴性),투명도, 내스크러치성, 내블러킹성, 이 뛰어나며표3 과 같이 실험하여 나타내었다.

[ 실시 예 4∼7 ]

중합 예 1, 2, 3, 4의 조성물을 이용하여 실시 예 1과 동일한 방법으로 중합물을 용매를 이용하여 일정한 농도로 묽힌 후 비이온 계면활성제(L-77) 0.02중량부, 경화제(DETA) 0.2중량부를 투입하여 코팅 액을 만들고 PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표3 과 같이 실험하여 나타내었다 .

[ 실시 예 8~11 ]

중합 예 1, 2, 3, 4의 조성물을 이용하여 실시 예 1와 동일한 방법으로 중합물을 용매를 이용하여 일정한 농도로 묽힌 후 비이온 계면활성제(L-77) 0.02중량부, 경화제(DETA) 0.2중량부를 투입하여 코팅 액을 만들고 코로나 처리된 PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표3 과 같이 실험하여 나타내었다.

[ 실시 예 12 ]

중합예 3 에 의해 얻어진 조성물을 MEOH 30중량부, IPA 37중량부로 로 묽히고 계면활성제(ML-E1017) 를 0.2 중량부, 경화제 0.2중량부 투입한 후 PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표3 과 같이 실험하여 나타내었다.

[ 실시 예 13 ]

중합예 2 에 의해 얻어진 조성물을 MEOH 33 중량부, IPA 22 중량부, H₂O 11중량부로 묽히고 계면활성제(ML-E1017)를 0.2 중량부, 경화제(DETA) 0.3중량부를 투입하고 PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표3 과 같이 실험하여 나타내었다.

[ 실시 예 14~15 ]

중합예 5 에 의해 얻어진 조성물을 MEOH 25중량부, IPA 45중량부, H₂O 10중량부로 묽히고 계면활성제(L-77)를 0.02중량부, 경화제(DETA) 0.3중량부를 투입한 후 코로나 처리한 것 과 하지 않은 PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표3 과 같이 실험하여 나타내었다.

[ 실시 예 16 ]

중합예 5 에 의해 얻어진 조성물을 MEOH 44중량부, IPA 23중량부로 묽히고 계면활성제(ML-E1017)를 0.02중량부, 경화제 0.2중량부 투입한 후 PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표3 과 같이 실험하여 나타내었다.

[ 실시 예 17~18 ]

중합예 6 에 의해 얻어진 수분산성 폴리우레탄계 수지조성물 30중량부를 IPA 20중량부, H₂O 50중량부로 묽히고 계면활성제(L-77)를 0.02중량부, 경화제 0.2중량부 투입한 후 코로나 처리한 PE필름과 일반PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표3 과 같이 실험하여 나타내었다.

( 표 2 )

내용비교예	용매	알루미나 졸	실리카겔	계면활성제	필름주원료
비교예 1	MEOH(45)	H₂O(15)	A-200(25)		L-77(0.02)	PE(코로나처리)
비교예 2	MEOH(15)	H₂O(60)	A-520(25)		〃	PE
비교예 3	MEOH(15)	H₂O(60)	A-520(25)		〃	PE(코로나처리)
비교예 4	MEOH(30)	H₂O(40)	A-100(30)		L-77(0.1)	PE
비교예 5	MEOH(45)		A-200(30)	SNOTEX-C(25)	ML-E1017(0.3)	PE(코로나처리)
비교예 6	M.C(39)	H₂O(15)	A-100(25)	SNOTEX-O(21)	L-77(0.1)	PE
비교예 7	M.C(39)	H₂O(15)	A-100(25)	SNOTEX-O(21)	L-77(0.1)	PE(코로나처리)
비교예 8	M.C(10)	H₂O(55)	A-520(15)	SNOTEX-C(20)	ML-E1017(0.3)	PE

상기에서

MEOH : 메틸알코올

IPA : 이소프로필 알코올

A-200 : 알루미나졸 200

A-520 : 알루미나졸 520

PE : 폴리에틸렌 필름

ML-E1017 : 폴리옥시에 틸렌 라우릴에테르

M.C : 메틸 셀로솔브

SNOTEX-C : 콜로이드 실리카

SNOTEX-0 : 콜로이드 실리카

[ 비교예 1 ]

친수성고분자를 사용하지 않고 MEOH 45중량부, H₂O 15중량부, 알루미나 졸( A-200 ) 25중량부 투입하여 코팅 액을 만들고 계면활성제로 L-77(0.02)중량부를 투입하여 30분간 교반한 후 코로나 처리된 PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표4 과 같이 실험하여 나타내었다.

[ 비교예 2~3]

친수성고분자를 사용하지 않고 MEOH 15중량부, H₂O 60중량부, 알루미나 졸 ( A-520 )을 25중량부 투입하여 코팅액을 만들고 계면활성제로 L-77(0.02)중량부를 투입하여 30분간 교반한 후 코로나처리 된 PE필름과 코로나처리가 않된 PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표4 과 같이 실험하여 나타내었다.

[ 비교예 4 ]

친수성고분자를 사용하지 않고 MEOH 30중량부, H₂O 40중량부, 알루미나 졸 ( A-100 )을 30중량부 투입하여 코팅액을 만들고 계면활성제로 L-77(0.1)중량부를 투입하여 30분간 교반한 후 PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표4 과 같이 실험하여 나타내었다.

[ 비교예 5 ]

친수성고분자를 사용하지 않고 MEOH 45중량부, 알루미나 졸 ( A-200 ) 30중량부, 실리카 25중량부를 투입하여 코팅액을 만들고 계면활성제(ML-E1017) 0.3중량부 를 투입하여 30분간 교반한 후 코로나 처리된 PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표4 과 같이 실험하여 나타내었다.

[ 비교예 6 ∼7 ]

친수성고분자를 사용하지 않고 M.C 39중량부, H₂O 15중량부, 알루미나 졸 ( A-100 )을 25중량부, 실리카 21중량부를 투입하여 코팅액을 만들고 계면활성제로 L-77(0.1)중량부를 투입하여 30분간 교반한 후 코로나처리 된 PE필름과 코로나처리가 않된 PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표4 과 같이 실험하여 나타내었다.

[ 비교예 8 ]

친수성고분자를 사용하지 않고 M.C 10중량부, H₂O 55중량부, 알루미나 졸 ( A-520 )을 15중량부, 실리카 20중량부를 투입하여 코팅액을 만들고 계면활성제로 ML-E1017(0.3)중량부를 투입하여 30분간 교반한 후 PE필름에 실시 예 1과 같은 방법으로 코팅한 후 건조 시켜 농업용 코팅필름을 완성하고 표4 과 같이 실험하여 나타내었다.

(표 3)

내용실시예

코팅성

내스크러치성

투명성

내블러킹성

저온친수성

고온친수성 유지기간 (40??)

10일

1개월

3개월

6개월

9개월

12개월

15개월

실시예 1

Ｏ

◎

실시예 2

Ｏ

◎

실시예 3

Ｏ

◎

실시예 4

Ｏ

◎

실시예 5

Ｏ

◎

실시예 6

Ｏ

◎

실시예 7

Ｏ

◎

실시예 8

Ｏ

◎

실시예 9

Ｏ

◎

실시예10

Ｏ

◎

실시예11

Ｏ

◎

실시예12

Ｏ

◎

실시예13

Ｏ

◎

실시예14

Ｏ

◎

실시예15

Ｏ

◎

실시예16

Ｏ

◎

실시예17

Ｏ

◎

실시예18

Ｏ

◎

(표4)

내용비교예

코팅성

내스크러치성

투명성

내블러킹성

저온친수성

고온친수성 유지기간 (40℃)

10일

1개월

3개월

6개월

9개월

12개월

15개월

비교예 1

Ｏ

△

Ｏ

◎

Ｏ

△

x

비교예 2

Ｏ

△

Ｏ

△

◎

Ｏ

△

x

비교예 3

Ｏ

◎

Ｏ

△

x

비교예 4

Ｏ

△

Ｏ

◎

Ｏ

△

x

비교예 5

Ｏ

△

Ｏ

◎

Ｏ

△

x

비교예 6

Ｏ

△

◎

Ｏ

△

x

비교예 7

Ｏ

△

Ｏ

◎

Ｏ

△

x

비교예 8

Ｏ

△

Ｏ

△

◎

Ｏ

△

x

- 코팅성 : 필름이나 시트에 코팅 액을 코팅했을 때 필름이나 시트의 표면 상태를 관찰하였다.

Ｏ : 필름이나 시트의 전체 면에 코팅 액이 고르게 도포되는 상태 .

△ : 필름이나 시트의 일부 면에서 약간얼룩이 생기고 불균일하게 도포 되는 상태 .

x : 필름이나 시트의 전체 면에서 코팅 액이 밀리고 도포가 되지 않는 상태.

- 내 스크러치성 : 코팅한 표면을 4B 연필로 긁었을 때 긁히는 정도.

Ｏ : 코팅 표면이 긁히지 않는 상태 .

△ : 코팅 표면이 긁히나 코팅 면은 남아있는 상태.

x : 코팅 표면이 완전히 긁혀 벗겨지는 상태.

- 내 블러킹성 : 코팅된 필름이나 시트 2장을 코팅 면끼리 겹치고 50℃ 오븐에 서 2㎏의 하중을 가하여 1주일간 방치한 후 떼어냈을 때 하중이 가해진 부분의 블러킹 상태를 관찰

Ｏ : 블러킹 현상이 전혀 없는 상태 .

△ : 블러킹 현상이 약간 발생하여 코팅 면의 일부가 벗겨지는 상태.

x : 블러킹 현상이 전면에 발생하여 코팅 면의 전체가 벗겨지는 상태.

- 투명성 : 코팅된 필름이나 시트를 Haze meter 로 측정하여 투명도를 측정하 였다.

Ｏ : 코팅전의 투명도와 코팅후의 투명도가 동일한 상태.

△ : 코팅전의 투명도 보다 Haze 가 10이하로 증가한 상태.

x : 코팅전의 투명도 보다 Haze 가 20이상 증가한 상태.

- 저온 친수성 : 외부온도 0℃, 내부 물의 온도 10℃인 항온조에서 1달간 방치 했을 때 물방울이 맺히는 정도.

◎ : 물방울이 전혀 맺히지 않는 상태.

Ｏ : 물방울이 1/5 이내로 맺히는 상태.

△ : 〃 1/2 정도 〃

x : 전면에 물방울이 맺히는 상태.

- 고온 친수성 : 친수성코팅이 된 필름의( 가로 5㎝ x세로 40㎝ ) 표면을 항온 조 내면으로 해서 설치하고 내부 물 온도를 40℃로 하고 기울기를 15도로 하여 실내에서 물방울 맺힘 정도를 관찰한다.

◎ : 물방울이 전혀 맺히지 않는 상태.

Ｏ : 물방울이 1/5 이내로 맺히는 상태.

△ : 〃 1/2 정도 〃

x : 전면에 물방울이 맺히는 상태.

이와 같은 본 발명은 농업용 필름의 생산과 동시에 친수성 표면 개질 공정이 신속하게 실시되어, 제조 설비 외에 코팅전의 필름 보관 장소의 마련이나 관리, 운반이 불필요하므로 이에 관련한 제반 비용을 절감할 수 있게 되고, 코로나처리 및 프라즈마 처리가 불필요하므로 이에 관련된 설비비용 및 설비가동비용을 절감할 수 있으며, 유적성(流滴性),투명성, 내스크래치성, 내블러킹성이 장기간 우수하게 유지되므로 작물의 생육이 촉진되어 농가소득을 늘릴수있으며, 필름을 장기간 사용할 수 있음으로 농가에서 빈번한 필름 교체에 따른 소요 비용을 절감할 수 있게 되는 등의 효과가 있다.

Claims

압출 성형된 폴리올레핀 필름을 압출공정에 연속된 1차 공정으로 표면코팅작업을 진행하되, 특히 코로나 처리나 플라즈마처리 공정 등의 필름표면의 친수성향상을 위한 전(前)처리 공정을 거치지 않고, 친수성수지를 공중합한 액상의 친수성수지 조성물 용액에 함침(含浸)시킨 뒤 코팅두께조절부에 의해 코팅액의 두께를 균일하게 만든후 열풍과 냉풍에 의해 고형분만 남은 상태로 건조되도록 하는 농업용필름의 친수성 조성물 속성코팅 방법
제1항에 있어서,

친수성 수지 조성물이 코팅된 필름(20)을 위한 가열, 건조 공정은 60℃ 내지 100℃의 열풍에 의하여 실시하되, 이때 필름(18,20)의 생산속도를 5m/min 내지 40m/min 로 하고, 건조장치 내 이동 거리를 5m 내지 30m로 하여서 됨을 특징으로 하는 농업용 필름의 친수성 조성물 속성코팅 방법.
제1항에 있어서,

가열, 건조 공정을 거친 필름(20)을 위한 냉각, 건조 공정은 5℃ 내지 35℃의 냉풍에 의하여 실시하되, 이때 필름의 이동 속도를 5m/min 내지 40m/min 로 하고, 이동 거리를 5m 내지 30m로 함을 특징으로 하는 농업용 필름의 친수성 조성물 속성코팅 방법.
제1항에 있어서,

친수성 조성물을 코팅시킨 필름(20)의 코팅막의 두께가 0.1㎛∼ 10㎛ 이내로 고형분 부착량은 0.1g ∼10g/ ㎡ 임을 특징으로 하는 농업용 필름의 친수성 조성물 속성코팅 방법.