KR100839110B1 - 항균성이 우수한 폴리에스테르 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분자내 주반복 단위가 에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리에스테르 수지를 용융압출한 다음 적어도 일축배향시켜 얻어진 폴리에스테르 필름의 적어도 일면에, 나노 은 입자 3000∼5200ppm을 첨가한 고형분 함량 3∼6중량%인 수분산 폴리우레탄 수지로 이루어진 도포액을 도포하여 얻어진 폴리에스테르 필름을 제공하는 바, 이는 소량의 나노 은 입자의 첨가로도 우수한 항균성능을 발휘하여 환경친화적이면서 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취 등의 복합적 기능을 갖는 식품포장용 폴리에스테르 필름 등으로서 유용하다.

Description

항균성이 우수한 폴리에스테르 필름{Polyester film with excellent antibiotic properties}

본 발명은 항균성이 우수한 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분자내 주반복 단위가 에틸렌 테레프탈레이트로 이루어진 폴리에스테르 수지를 적어도 일축연신 배향하여 얻어진 기계적 특성이 우수한 필름의 적어도 일면에 접착성이 우수한 수분산 폴리우레탄계 수지에 항균기능이 탁월하고 인체에 무해한 나노 은 입자를 첨가하여 도포처리함으로써 환경친화적이면서 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취 등 복합적 기능을 갖춘 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

일반적으로 폴리에스테르 필름은 안정한 화학구조를 가지고 있어 기계적 강도가 높으며, 내열성, 내구성, 내약품성 등의 물성 측면에서 우수한 특성을 나타내는데, 이러한 폴리에스테르 중 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트는 저온부터 고온에 이르기까지 넓은 온도 범위에 걸쳐 물성의 안정성이 뛰어나고 내화학특성이 우수하며, 기계적 강도, 표면특성, 두께의 균일성이 양호하고 다양한 용도의 공정조건에서 우수한 적응력을 가지고 있어 산업용, 의료용, 포장용 등의 용도로 폭넓게 사용 되고 있으며, 최근 제기되고 있는 환경오염 문제에 있어서도 재활용율이 높아 산업분야에서 차지하는 중요도는 점점 커지고 있다.

그러나, 상기한 폴리에틸렌 테레프탈레이트는 여러 가지 우수한 특성에도 불구하고 다른 수지와 마찬가지로 일반 식품포장재로 사용되어질 때 부패되기 쉬운 내용물의 경우에는 기간이 상당히 중요한 요인으로 작용한다.

이에, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 항균성을 부여하기 위한 일환으로서 일반적으로 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 중합할 때 항균기능을 가진 물질을 첨가하여 필름을 만드는데, 이것은 항균기능성 물질의 첨가 함량이 다량일 경우 항균기능을 발휘한다. 뿐만 아니라 다량의 항균기능 물질 첨가에도 불구하고 항균기능은 떨어지는 편이다.

이에 본 발명자는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 소량의 항균기능 물질을 사용하면서도 우수한 항균기능을 부여할 수 있는 방안을 모색하던 중, 수분산 폴리우레탄계 수지에 항균기능이 탁월하고 인체에 무해한 나노 은 입자를 소량 첨가하여 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 도포한 결과, 환경친화적이면서 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취 등 복합적 기능을 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 얻을 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 환경친화적이면서 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취 등 복합적 기능을 갖는 폴리에스테르 필름을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리에스테르 필름은 분자내 주반복 단위가 에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리에스테르 수지를 용융압출한 다음 적어도 일축배향시켜 얻어진 폴리에스테르 필름의 적어도 일면에, 나노 은 입자 3000∼5200ppm을 첨가한 고형분 함량 3∼6중량%인 수분산 폴리우레탄 수지로 이루어진 도포액을 도포하여 얻어진 것임을 그 특징으로 한다.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 폴리에스테르 필름은 통상의 방법으로 중합된 분자내 주반복단위가 에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 폴리에스테르 수지를 용융압출하여 적어도 일축배향시킨 다음, 여기에 나노 은 입자를 첨가한 수분산 폴리우레탄계 수지를 도포하여 얻어진다.

분자내 주반복단위가 에틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 폴리에스테르는 방향족 디카르복실산을 주성분으로 하는 산 성분과 알킬렌글리콜을 주성분으로 하는 글리콜 성분을 중합한 것이다. 여기서, 방향족 디카르복실산의 구체적인 예로는 디메틸테레프탈레이트, 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 사이클로헥산디카르복실산 또는 디페닐디카르복실산 등을 들 수 있고, 이들 중 디메틸테레프탈레이트나 테레프탈산이 특히 바람직하다.

알킬렌글리콜의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜 등을 들 수 있으며, 이들 중 특히 에틸렌글리콜이 바람직하다.

이로부터 얻어진 본 발명의 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트로 된 호모 폴리에스테르이다.

이와같은 폴리에스테르 수지를 용융압출하여 적어도 일축배향시켜 폴리에스테르 필름을 얻고, 여기에 항균기능을 부여하기 위해 나노 은 입자를 첨가한 수분산 폴리우레탄계 수지 도포액을 도포한다.

수분산 폴리우레탄계 수지는 폴리올과 폴리이소시아네이트를 중합하여 얻어진 우레탄 결합을 분자주쇄에 갖고 있으며 분자말단에는 친수성기를 갖고 물에 잘 분산되는 고분자이며, 주쇄는 고분자 폴리올로 디카르본산으로 방향족의 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르본산 등이 포함된 폴리에스테르 폴리올, 프로필렌옥사이드에 에틸렌옥사이드의 블록 공중합물이나 알킬렌 옥사이드와 활성수소 화합물로 중합된 폴리에스테르 폴리올, 기타 공지된 폴리올일 수 있다.

이러한 수분산 폴리우레탄계 수지는 고형분 함량이 3∼6중량%인 것이 바람직한 바, 만일 고형분 함량이 3중량% 미만이면 도포성이 좋지 않고 6중량% 초과면 도포한 막끼리 혹은 도포막과 도포하지 않은 필름면간 블록킹이 발생할 문제가 있을 수 있다.

이같은 수분산 폴리우레탄계 수지에 첨가되는 나노 은 입자는 고형분이 10중량%이며 은 입자의 크기가 10nm 이하로 수분산된 용액이다.

궁극적으로 수분산 폴리우레탄계 수지에 첨가되는 나노 은 입자의 함량은 3,000∼5,200ppm인 것이 바람직한 바, 만일 나노 은 입자의 함량이 3,000ppm 미만이면 항균기능이 떨어지고, 5,200ppm 보다 많아지면 항균기능은 우수한데 필름 색 상에 영향을 준다.

한편 수분산 도포액에 필름과 습윤성(wetting)을 좋게 하기 위해 미량의 첨가제를 넣을 수도 있고, 또한 막 강도를 좋게 하기 위하여 미량의 첨가제를 넣을 수도 있다.

상기와 같은 수분산 폴리우레탄계 수지 도포액을 적어도 일축배향된 필름 표면의 적어도 일면에 도포하여 얻어진 폴리에스테르 필름은 우수한 항균기능성이 부여된다.

이와같이 얻어진 폴리에스테르 필름은 항균성이 우수하여 식품포장재로 사용되어질 때 위생적이며 환경친화적이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

제조예

폴리에스테르 수지를 다이에서 용융압출하여 캐스팅드럼으로 냉각한 다음 종방향으로 일축 배향시킨 후 텐터에서 횡방향으로 일축 배향시킨 이축 배향된 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5

상기 제조예로부터 얻어진 일축 연신된 폴리에스테르 필름의 적어도 일면에 다음 표 1에 나타낸 바와 같은 수분산 폴리우레탄계 수지 도포액을 와이어 바 타입 혹은 그라비아 롤 타입 방법으로 도포하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 수분 산 폴리우레탄계 수지 도포액의 건조 후 두께는 약 0.05~0.1㎛이었다.

수분산 폴리우레탄계 수지 도포액에 첨가되는 나노 은 입자로는 고형분 함량 10중량%이며 나노입자의 크기가 10nm 이하인 것을 사용하였다.

		수분산 폴리우레탄 수지 고형분 함량(중량%)	나노은 입자 함량(ppm)	색상
실 시 예	1	3	3000	투명
	2	4.5	4000	투명
	3	6	5200	투명
비교예	1	0.1	0	투명
	2	1.5	300	투명
	3	7	600	투명
	4	10	1500	투명
	5	15	6000	투명-yellowish

실험예: 항균성 실험

다음과 같은 방법으로 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 5로부터 얻어진 폴리에스터 필름에 대하여 한국원사직물시험연구원에 의뢰하여 항균성 실험을 수행하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

구체 항균성 실험방법은 다음과 같다;

시료 규격: 5×5cm

측정방법: SHAKE FLASK법(FC-TM-19)-2001 - 세균수/㎖, 세균감소율 %

측정조건: 시험균액을 35℃에서 24시간, 90RH에서 배양한 후 균수 측정

사용균주: 포도상균, 일반대장균, O-157

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 나노 은 입자를 일정량 첨가한 수분산 폴리우레탄계 수지 도포액을 도포하여 얻어진 폴리에스테르 필름의 경우 소량의 나노 은 입자의 첨가로도 우수한 항균성능을 발휘하여 환경친화적이면서 항균, 살균, 항곰팡이, 탈취 등의 복합적 기능을 갖는 식품포장용 폴리에스테르 필름 등으로서 유용하다.

Claims (3)

1. 분자내 주반복 단위가 에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 폴리에스테르 수지를 용융압출한 다음 적어도 일축배향시켜 얻어진 폴리에스테르 필름의 적어도 일면에, 나노 은 입자 3000∼5200ppm을 첨가한 고형분 함량 3~6중량%인 수분산 폴리우레탄 수지로 이루어진 도포액을 도포하여 얻어진 항균성이 우수한 폴리에스테르 필름.
2. 제 1 항에 있어서, 나노 은 입자는 은 입자 크기가 10nm이하인 수분산 용액의 형태로 첨가된 것임을 특징으로 하는 항균성이 우수한 폴리에스테르 필름.
3. 제 1 항에 있어서, 5×5cm인 시료로, SHAKE FLASK법(FC-TM-19)-2001으로, 포

   도상균, 일반대장균 및 O-157 시험균액 각각을 35℃에서 24시간, 90RH에서 배양한 후 균수를 측정하였을 때, 세균감소율이 모두 99% 이상인 것임을 특징으로 하는 항균성이 우수한 폴리에스테르 필름.