KR100819250B1 - 방충입자를 포함하는 방충 필름용 마스터 배치 및 이를포함하는 방충 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방충입자를 포함하는 방충 필름용 마스터 배치 및 이를 포함하는 방충 필름에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 방충제가 담지 되어 있는 다공성 물질 표면에 1.0nm 내지 200nm 범위 내의 입경을 가지는 무기입자가 코팅되어 있는 방충입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방충 필름용 마스터 배치이다. 이러한 본 발명에 의하는 경우, 방충 입자의 표면에 나노 크기의 무기입자가 코팅되어 있어서 상기 방충 입자 안에 담지 되어 있는 방충제가 방충 입자 표면으로 급격하게 방출되는 것을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 방충제의 방출 경로를 일정하게 조정하여 방충제가 방충입자 표면으로 균일하게 이행될 수 있게 할 수 있다.

플라스틱 필름, 방충제, 마스터 배치

Description

방충입자를 포함하는 방충 필름용 마스터 배치 및 이를 포함하는 방충 필름{Master Batch For Antiinsect Film Having Antiinsect Particle and Antiinsect Film Having The Same}

도 1은 본 발명의 일례에 따른 방충입자의 구조를 나타내는 모식도이고,

도 2는 본 발명의 일례에 따른 방충 필름용 마스터 배치가 포함된 플라스틱 필름의 구조를 나타내는 단면도이다.

**도면의 주요부분에 대한 기호의 간단한 설명**

1: 다공성 물질 2: 방충제

3: 무기입자

본 발명은 방충필름에 대한 것으로, 특히 방충입자를 포함하는 방충 필름용 마스터 배치 및 이를 포함하는 방충 필름에 대한 것이다. 더욱 상세하게는, 방충 입자 표면에 나노 크기의 무기입자가 코팅되어 있어서 상기 방충 입자 안에 담지 되어 있는 방충제가 방충 입자 표면으로 급격하게 방출되는 것을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 방충제의 방출 경로를 일정하게 조정하여 방충제가 방충입자 표면으로 균일하게 이행될 수 있게 할 수 있는 것이다.

식품 포장, 담배 외부 포장, 과자류 포장, 과수봉지용 포장 등에 일반적으로 사용되는 플라스틱 필름 포장은 포장되어 있는 내용물을 외부 환경으로부터 보호하여 장기간 보관할 수 있는 상태로 유지시키는 것을 목적으로 하고 있다. 그러나, 포장 내용물에 의해서 발생하는 방향 성분으로 인하여 다양한 곤충 및 벌레 등을 포장물에 접근시키고, 접근된 곤충 및 벌레등은 필름 포장물을 손상시킨 후 포장 내부로 침입하여 내용물을 손상시키는 문제점을 지니고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 방충성분을 제품 포장에 포함시키는 다양한 방안이 고려되었으며, 그 방안 중 하나가 방충 필름이다. 방충 필름을 사용하는 경우 방충 필름에 존재하는 방충제로 인하여 곤충이나 벌레 등의 접근을 막고 이러한 곤충 및 벌레에 의해서 발생하는 제품 손상을 방지할 수 있는 장점을 가지고 있다.

이러한 방충 필름의 하나로써, 해충의 방제에 효과를 갖는 방충제를 폴리올레핀계 필름에 투입하여 사용하게 되면 직접 방충제를 뿌리는 것에 비하여 꼭 필요한 장소에만 약제를 살포하는 효과 및 필름 안에 들어 있는 방충제가 서서히 방출되는 특 성으로 인하여 효과적인 해충 방제법의 하나로 알려져 있다.

그러나 일반적으로 방충제가 폴리올레핀수지와 상용성이 없어 방충제의 필름내 분산이 매우 어렵고, 필름 성형 후에도 곧바로 방충제가 표면으로 이행되면서 방충효과가 단명하는 문제점이 있다. 물론 방충제의 적절한 분산을 위해 알려진 기술중에는 다공성 플라스틱 펠렛을 이용하여 방충 마스터 배치를 만들고, 이것을 수지와 건식혼합하여 필름을 성형하는 방법이 있다. 그러나 이 경우 방충제의 분산에는 문제가 없으나 마스터 배치의 베이스가 플라스틱인 만큼 필름 성형시 용융되어 형체가 없어지기 때문에 방충제의 필름표면으로의 이행을 억제시키는 효과가 없어 방충효과가 단명하게 된다.

미국특허 제4,666,706호에서는 접착제인 폴리옥사졸린(polyoxazoline)을 사용하여 방충필름을 제조함으로써 방충효과의 지속성을 확보하였다. 그러나 이러한 방식은 단지 방충제를 표면으로 이행시키는 속도만 억제시키는 것으로, 이에 따르면 방충제의 표면으로의 이행이 불균일하여 필름 표면에서의 농도가 불균일하기 때문에, 부분적으로 방충 효과를 나타내는 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 방충 입자의 표면에 나노 크기의 무기입자를 코팅시킴으로써, 상기 방충 입자 안에 담지 되어 있는 방충제가 방충 입자 표면으로 급격하게 방출되는 것을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 방충제의 방출 경로를 일정하게 조정하여 방충제가 방충입자 표면으로 균일하게 이행될 수 있게 하는 것을 발명의 목적으로 한다.

이에 따라, 방충제가 필름의 표면으로 균일하게 이동하여 균일한 표면 방충 농도와 균일한 방충 효과를 가지는 플라스틱 방충 필름을 제공하고, 방충 효과를 장기간 안정적으로 발현할 수 있게 하기 위한 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시형태는 방충제가 담지 되어 있는 다공성 물질 표면에 1.0nm 내지 200nm 범위 내의 입경을 가지는 무기입자가 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 방충입자를 포함하는 방충 필름용 마스터 배치이다.

여기서, 상기 무기입자는 10.0nm 내지 100nm 범위 내의 입경을 가지는 것이 바람직하고, 상기 무기입자는 황토, 제올라이트 및 실리카 중에서 선택된 하나 이상의 재질로 이루어진 것이 더욱 바람직하다. 또한, 이러한 방충입자를 포함하는 방충 필름용 마스터 배치는 폴리프로필렌 수지를 베이스 수지로 더 포함하는 것도 가능하다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 바람직한 실시형태는 상술한 바와 같은 방충 필름용 마스터 배치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방충 필름일 수도 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 이하에서는, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

도 1은 본 발명의 일례에 따른 방충입자의 구조를 나타내는 모식도이다. 여기에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 방충 필름용 마스터 배치는 방충입자를 포함하고, 상기 방충입자는 방충제(2)가 담지 되어 있는 다공성 물질(1) 표면에 1.0nm 내지 200nm 범위 내의 입경을 가지는 무기입자(3)가 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다.

종래의 방충입자는 다공성 물질 표면에 방충제가 담겨져 있는 것이 전부이거나, 접착제를 사용하여 방충제가 급격하게 방출되는 것을 억제하는 것이었지만, 이러한 종래의 방충입자는 단지 방충제를 표면으로 이행시키는 속도만 억제시키는 것으로, 방충제의 표면으로의 이행이 불균일하여 필름 표면에서의 농도가 불균일하다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명자들은 상기한 바와 같이, 방충 입자의 표면에 나노 크기의 무기입자를 코팅시킴으로써, 상기 방충 입자 안에 담지 되어 있는 방충제가 방충 입자 표면으로 급격하게 방출되는 것을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 방충제의 방출 경로를 일정하게 조정하여 방충제가 방충입자 표면으로 균일하게 이행될 수 있게 하였다. 이에 따라, 방충제가 필름의 표면으로 균일하게 이동하여 균일한 표면 방충 농도와 균일한 방충효과를 가지는 플라스틱 방충 필름을 제공할 수 있고, 방충효과를 장기간 안정적으로 발현할 수 있게 하는 것이 가능하다.

더욱 구체적으로, 본 발명에서 사용되는 다공성 물질(1)은 미다공성 무기입자가 바람직하고, 이러한 미다공성 무기입자는 많은 양의 방충제를 함유하여 방충효과를 지속시키고 장기간 사용을 돕기 위한 것으로 기공도가 높은 것이 좋다. 미다공성 무기입자의 재질로서는 실리카, 제올라이트, 탈크, 탄산칼슘 등 높은 다공성을 가지고 있는 것이 바람직하다. 미다공성 무기입자의 형태로서는 다양한 형상이 존재하나, 투명성 필름에 적용하기 위해서는 판상 또는 구상이 바람직하며, 더욱이 구상인 것이 좋다. 또한, 이러한 다공질 입자의 입경은 0.1~10.0㎛범위의 것을 사용한다. 더욱 바람직하게는 1.0~3.0㎛의 것이 좋다. 1.0㎛이하의 것은 필름 제막시 분산이 어렵고, 3.0㎛를 넘는 경우 필름의 투명성을 저해하는 요인으로 작용한다. 또한 미다공성 무기 입자의 기공 사이즈는 0.001~1.0㎛의 것을 사용하며, 더욱 바람직하게는 0.005~0.01㎛것이 좋다. 0.005㎛이하의 경우 기공 속으로 방충제를 충분히 담지시키기 어렵고, 0.01㎛을 넘는 경우 미다공성 입자 표면에 나노사이즈 무기입자를 코팅하는데 문제점이 있을 수 있다.

그리고, 상기한 다공성 물질(1)에 함침되는 방충제(2) 성분으로서는 합성 방충제 또는 천연 방충제가 가능하고, 합성방충제로는 대표적으로 나프탈렌, 파라디클로로벤젠 및 피레스로이드계 성분인 퍼메트린, 알레트린, 바이오레스메트린, 테트라메트린, 유기인계 성분인 디클로로보스, 페니트로치온, 클로로피리포스, 유기염소계인 DDT, 감마-HCL, 말라치온 등이 있으며, 천연 방충제로 피넨(pinene), 리모넨(limonene), 리나롤(linalool), 멘톨(menthol), 테르페놀(terpenol), 유제놀(eugenol), 아세토페논(acetophenone), 라벤더유(lavender oil), 히노키유(hinoki oil), 유컬립투스유(eucalyptus oil), 페퍼민트유(peppermint oil), 스피아민트유(spearmint oil), 장미유(rose oil), 머스타드유(mustard oil), 히바유(hiba oil)등 천연자원에서 추출한 Oil 성분 등을 들 수 있다. 합성방충제 또는 천연방충제 어떤 것을 사용하여도 무방하나, 이 중 인체에 무해하고, 환경에 영향 이 적은 천연성분을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 방충제(2)가 담지 되어 있는 다공성 물질(1) 표면에 코팅되는 무기입자(3)는 방충제의 방출 경로를 조절하는 용도로 사용되는 것으로, 그 재질은 황토, 제올라이트, 실리카 등이 바람직하고, 나노사이즈를 갖는 입자라면 어떤 것이든 사용 가능하며, 바람직하게는 지지담체로 사용되는 미다공성 입자와 친화력을 가지는 것이 좋다. 이러한 나노사이즈 무기입자(3)의 사이즈는 1.0~200nm의 범위 내의 입경을 갖는 것이 적합하다. 더욱 바람직하게는 10~100nm의 것이 좋다. 10nm이하의 것은 미다공성 입자 표면을 완전히 코팅하는 방식으로 방충제의 방출을 완전 차단하는 효과를 나타내어 충분한 방충 효과를 얻기 힘들고, 100nm를 초과하는 경우 방충제의 방출 경로는 조절하는 것이 힘들기 때문이다.

한편, 본 발명의 다른 실시형태로써 상기한 방충입자를 포함하는 방충 필름용 마스터 배치는 폴리올레핀계 수지를 베이스 수지로 더 포함하는 것도 가능하다. 즉, 상술한 바와 같은 방충입자를 올레핀계 수지와 함께 일축 스크류 압출기 또는 이축 스크류 압출기를 이용하여 혼련하여 펠렛화시켜 최종적인 방충 마스터 배치를 제조할 수 있다.

상기 올레핀 수지로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세테이트 등 필름 제조에 사용하는 어떠한 수지라도 가능하다. 바람직하게는 제조된 필름의 투명성을 저해하지 않기 위해서 최종 필름에 사용되는 기재와 동일한 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 마스터 배치 제조에 사용하는 스크류 압출기는 어떤 것을 사용해도 좋으나, 미다공성 무기입자의 분산과 혼련을 충분히 하기 위해서는 이축 스크류 압출기를 사용하는 것이 바람직하다. 이축 스크류 압출기의 경우 동방향 회전과 쌍방향 회전 모두 사용 가능하나 미다공성 입자의 코팅층을 보호하기 위해서는 동방향 회전형을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

나아가, 본 발명의 또 다른 실시형태는 상술한 바와 같은 방충 필름용 마스터 배치를 이용하여 제조한 방충필름이다. 상기한 방충 필름용 마스터 배치를 사용하여 제작되는 필름은 인플레이션 방식, T-다이 캐스팅 방식, 캘린더링 방식 등 다양한 방식에 의해서 필름으로 제조될 수 있고, 이때 제조되는 플라스틱 필름의 구성은 도 2에 나타난 바와 같이, 단층 또는 다층으로 구성될 수 있다. 이때 적어도 한층 이상에는 방충 마스터 배치가 사용되어 압출되어 진다. 다층으로 구성된 필름의 경우 방충 마스터 배치를 표면층 또는 코아층 어떤 층에 넣어도 무방하다. 방충 성분의 표면 이행을 원활하게 하고, 표면 균일성을 높이기 위해서는 필름의 표면층(4)에 넣는 것이 바람직하다.

이때 사용되는 마스터 배치의 함량은 0.01~10중량%의 범위이며, 바람직하게는 0.1~8.0중량%, 더욱 바람직하게는 1.0~5.0중량%로 한다. 0.01중량% 이하인 경우 방충 마스터 배치에 함유된 방충제의 표면 이행에 의한 농도가 낮아 방충 효과의 지속성을 나타내는 것이 힘들며, 10.0중량%를 초과하는 경우 제조된 필름 표면에 방충 마스터 배치로 인한 탄화물, 피쉬아이(Fish-eye)등의 이물이 발생하기 쉽고 필름의 투명성이 떨어진다. 또한 얻어진 필름은 사용하는 용도에 따라서 무연신, 일축 또는 이축으로 연신을 행하여 주는데, 특별히 일축 연신의 경우 주행 방향(종방향)으로 연신을 행하여 주는데 이때 연신배율은 1.1~7.0배, 좋기는 2.0~5.0배가 좋다. 2.0배 이하가 되는 경우 필름 표면에 미연신에 의한 연신무라가 발생하여 필름의 투명성을 저하시키는 경우가 발생하며, 5.0배를 넘는 경우 연신응력에 의해서 필름의 수축률이 높아진다. 이축연신의 경우 주행방향과 횡방향으로 연신을 행하여 주는데, 연신은 동시 또는 축차로 연신을 행한다. 연신은 필름의 투명성을 위해서 주행방향으로 1.1~7.0배, 횡방향으로 2.0~10.0배, 바람직하게는 주행방향으로 2.0~5.0배, 횡방향으로 3.0~7.0배가 좋다.

상기 서술한 바와 같이, 본 발명은 방충제의 방출 경로를 일정하게 유지시켜 필름 표면에 방충제의 농도를 균일하게 유지시키면서 동시에 투명성을 유지시키는 필름에 관한 것으로 최종적인 방충필름의 방충 성능은 첨가한 방충 마스터 배치의 함량과 분산성에 따라서 자유롭게 조절 가능하다.

실시예 1 : 방충 마스터 배치의 제조

본 실시예에서 사용된 다공성 물질로서 미다공성 무기입자는 구형이면서 많은 기공을 포함하고 있는 미다공성 실리카를 사용하였다. 1ℓ의 플라스크에 실리카 입자와 천연방충제인 라벤더유가 함유된 방충액을 넣고 30분간 상온 상압에서 교반하면서, 방충액을 충분히 미다공성 입자에 담지시켰다. 담지된 입자는 감압하에서 건조한 후 다시 1ℓ의 플라스크에 넣고 커플링액과 나노사이즈 무기입자가 분산된 액을 넣고, 상온 상압에서 교반하여 나노사이즈 무기입자가 균일하게 미다공성 입자의 표면에 코팅되도록 하였다. 코팅이 완료된 후 진공 상태에서 감압 건조하여 방충제가 담지된 방충입자를 얻었다. 얻어진 방충입자는 헨셀믹서에서 베이스 수지인 폴리프로필렌 수지, 1,2차 산화방지제, 분산제와 혼련한 후 L/D 40인 이축 압출기를 이용하여 펠렛화시켜 방충 마스터 배치를 제조하였다.

실시예 2 : 방충필름의 제조

상기 실시예 1에서 얻어진 방충 마스터 배치를 렌덤 폴리프로필렌에 5.0중량%로 혼련한 후 T-다이 방식인 3층 공압출 필름 제조기의 표면층에 넣고 필름폭 450mm로 방충 필름을 제조하였다. 제조된 필름의 두께는 50㎛이었으며, 방충마스터 배치가 함유된 표면층의 두께는 5㎛이었다.

이렇게 제조된 방충필름은 종래의 일반적인 투명필름과 같이 투명성을 유지할 뿐만 아니라, 종래의 방충필름보다 길게 장기적으로 방충효과를 유지하였다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하는 경우, 방충 입자의 표면에 나노 크기의 무기입자가 코팅되어 있어서 상기 방충 입자 안에 담지 되어 있는 방충제가 방충 입자 표면으로 급격하게 방출되는 것을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 방충제의 방출 경로를 일정하게 조정하여 방충제가 방충입자 표면으로 균일하게 이행될 수 있게 할 수 있다.

이에 따라, 방충제가 필름의 표면으로 균일하게 이동하여 균일한 표면 방충 농도와 균일한 방충효과를 가지는 플라스틱 방충 필름을 제공할 수 있고, 방충효과를 장기간 안정적으로 발현할 수 있게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 방충제가 담지 되어 있는 다공성 물질 표면에 1.0nm 내지 200nm 범위 내의 입경을 가지는 무기입자가 코팅되어 있는 방충입자를 포함하는 방충 필름용 마스터 배치.
2. 제1항에 있어서, 상기 무기입자는 10.0nm 내지 100nm 범위 내의 입경을 가지는 것을 특징으로 하는 방충입자를 포함하는 방충 필름용 마스터 배치.
3. 제1항에 있어서, 상기 무기입자는 황토, 제올라이트 및 실리카 중에서 선택된 하나 이상의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 방충입자를 포함하는 방충 필름용 마스터 배치.
4. 제1항에 있어서, 폴리올레핀계 수지를 베이스 수지로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방충입자를 포함하는 방충 필름용 마스터 배치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방충 필름용 마스터 배치를 포함하는 것을 특징으로 하는 방충 필름.

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