KR100925349B1 - 합성 고분자 필름용 표면처리제, 합성 고분자 필름의표면처리방법 및 표면처리 합성 고분자 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 합성 고분자 필름 본래의 물성을 손상시키지 않고, 이 합성 고분자 필름에 우수한 대전방지성 및 방담성(防曇性)을 부여하며, 동시에 우수한 윤활성도 부여할 수 있는 합성 고분자 필름용 표면처리제 및 합성 고분자 필름의 표면처리방법, 및 이들 특성을 부여한 표면처리 합성 고분자 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결수단은, 합성 고분자 필름용 표면처리제로서 측쇄로 함질소 유기기를 갖는 특정 비닐 공중합체와 윤활제로 구성되며, 이들을 소정 비율로 함유하여 이루어지는 것을 사용하는 것이다.

Description

합성 고분자 필름용 표면처리제, 합성 고분자 필름의 표면처리방법 및 표면처리 합성 고분자 필름{Surface treatment agent for synthetic polymer films, method of application thereof and synthetic polymer films obtainable with application thereof}
본 발명은 합성 고분자 필름용 표면처리제(이하, 간단히 표면처리제라 한다), 합성 고분자 필름의 표면처리방법(이하, 간단히 표면처리방법이라 한다) 및 표면처리 합성 고분자 필름에 관한 것이다. 합성 고분자 필름에는 합성 고분자 필름에 대전방지성이나 방담성을 부여하기 위해 그 표면에 표면처리제가 도포된다. 이러한 표면처리제에는 합성 고분자 필름 본래의 물성, 예를 들어 투명성을 손상시키지 않고, 해당 합성 고분자 필름에 소망하는 대전방지성이나 방담성을 부여할 수 있는 것이 요구되는 것은 말할 필요도 없지만, 합성 고분자 필름의 형성이나 인쇄 등의 공정에서 고속화가 도모되는 최근에는, 동시에 우수한 윤활성도 부여할 수 있는 것이 요구된다. 본 발명은 이러한 요구에 부응하는 표면처리제, 표면처리방법 및 표면처리 합성 고분자 필름에 관한 것이다.
종래, 합성 고분자 필름에 대전방지성이나 방담성을 부여하는 표면처리제로서 각종 유기 화합물이 알려져 있다. 이러한 유기 화합물중에는 측쇄에 함질소 유기기를 갖는 중합체로서 N-비닐피롤리돈을 필수성분으로 하는 단량체 조성의 공중합체의 양이온화물이나 양성화물이 알려져 있고(일본국 특허 공고 소57-4675호 공보), 또한 디알킬아미노알킬(메트)아크릴레이트 및 탄소수 16 이상의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산알킬을 필수성분으로 하는 단량체 조성의 공중합체의 모노할로겐화 아세트산염에 의한 양성화물이 알려져 있다(일본국 특허 공고 소59-27769호). 그런데, 이들 종래의 표면처리제에는 합성 고분자 필름에 상응하는 대전방지성이나 방담성을 부여할 수 있지만, 이 합성 고분자 필름의 윤활성을 현저히 손상시키는 문제가 있고, 그 중에는 합성 고분자 필름 본래의 물성, 예를 들어 투명성을 손상시키는 경우도 있다는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 합성 고분자 필름 자체의 물성을 손상시키지 않고, 해당 합성 고분자 필름에 우수한 대전방지성 및 방담성을 부여함과 동시에 우수한 윤활성도 부여할 수 있는 표면처리제, 표면처리방법 및 이들 물성을 부여한 표면처리 합성 고분자 필름을 제공하는데 있다.
이리하여, 본 발명자들은 상기한 과제를 해결하기 위해 연구한 결과, 표면처리제로서 특정의 비닐 공중합체와 윤활제로 구성되며 이들을 소정 비율로 함유하여 이루어지는 것을 이용하는 것이 매우 바람직하다는 것을 밝혀내었다.
즉, 본 발명은 하기 비닐 공중합체와 하기 윤활제로 구성되고, 비닐 공중합체/윤활제=30/70∼90/10(중량비)의 비율로 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면처리제에 관한 것이다:
비닐 공중합체 : 하기 화학식 1의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위를 10∼60 중량%, 화학식 1의 비닐 단량체와 공중합가능한 다른 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위를 40∼90 중량%(합계 100 중량%)의 비율로 가지는 수평균 분자량 10000∼100000의 비닐 공중합체
Figure 112003007833682-pat00001
상기 식에서,
R1: 수소원자 또는 메틸기
R2: 탄소수 1∼4의 알킬렌기
R3, R4: 탄소수 1∼6의 알킬기
윤활제: 유기 카복시산, 유기 카복시산염, 유기 카복시산 에스테르, 유기 카복시산 아미드, 폴리에틸렌 왁스, 실리콘 오일, 실리카 입자, 실리콘 수지 입자 및 탈크 분말로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상.
또한, 본 발명은 상기한 바와 같은 본 발명의 표면처리제를 수성액으로 만들고 이 수성액을 합성 고분자 필름 1 ㎡ 당 표면처리제로서 0.01∼3 g의 비율이 되도록 도포하는 것을 특징으로 하는 표면처리방법에 관한 것이다.
더 나아가, 본 발명은 상기한 바와 같은 표면처리방법에 의해 수득되는 표면처리 합성 고분자 필름에 관한 것이다.
먼저, 본 발명의 표면처리제에 대하여 설명한다. 본 발명의 표면처리제는 비닐 공중합체와 윤활제로 구성된다. 본 발명의 표면처리제에 공급하는 비닐 공중합체는 화학식 1의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위와 화학식 1의 비닐 단량체와 공중합가능한 다른 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위로 구성된다. 화학식 1의 비닐 단량체에서, 화학식 1 중 R1은 수소원자 또는 메틸기이다. R2는 메틸기, 에틸렌기, 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기 등의 탄소수 1∼4의 알킬렌기이다. R3과 R4는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 헥실기 등의 탄소수 1∼6의 알킬기이다. 이러한 비닐 단량체로는 화학식 1 중 R1이 수소원자 또는 메틸기, R2가 에틸렌기, R3과 R4가 메틸기 또는 에틸기인 경우의 것이 바람직하다.
화학식 1의 비닐 단량체와 공중합가능한 다른 비닐 단량체에는 그 자체는 공지된 여러 가지가 있지만, 그 중에서도 이러한 다른 비닐 단량체로는 하기 화학식 2의 비닐 단량체, 하기 화학식 3의 비닐 단량체, 하기 화학식 4의 비닐 단량체 및 스티렌으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상이 바람직하다.
Figure 112003007833682-pat00002
Figure 112003007833682-pat00003
Figure 112003007833682-pat00004
상기 식 (2), (3) 및 (4)에서,
R5, R7, R9 : 수소원자 또는 메틸기
R6 : 탄소수 1∼4의 모노하이드록시알킬기 또는 탄소수 2∼4의 디하이드록시알킬기
R8 : 탄소수 1∼18의 탄화수소기
R10, R11 : 수소원자 또는 탄소수 1∼3의 알킬기(단, R10 및 R11 은 동시에 수소원자가 아니다.
화학식 2의 비닐 단량체에서, 화학식 2 중 R5는 수소원자 또는 메틸기이다. R6은, 1) 하이드록시메틸기, 2-하이드록시에틸기, 3-하이드록시프로필기, 4-하이드록시부틸기 등의 탄소수 1∼4의 모노하이드록시알킬기, 또는 2) 2,2-디하이드록시에틸기, 2,3-디하이드록시프로필기, 4,4-디하이드록시부틸기 등의 탄소수 2∼4의 디하이드록시알킬기이고, R6로는 2-하이드록시에틸기가 바람직하다. 화학식 2의 비닐 단량체의 구체예로는, 하이드록시메틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 3-하이드록시프로필아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 하이드록시메틸메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 3-하이드록시프로필메타크릴레이트, 4-하이드록시부틸메타크릴레이트, 2,2-디하이드록시에틸아크릴레이트, 2,3-디하이드록시프로필아크릴레이트, 4,4-디하이드록시부틸아크릴레이트, 2,2-디하이드록시에틸메타크릴레이트, 2,3-디하이드록시프로필메타크릴레이트, 4,4-디하이드록시부틸메타크릴레이트 등을 들 수 있는데, 그 중에서도 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트가 바람직하다.
화학식 3의 비닐 단량체에서, 화학식 3 중 R7은 수소원자 또는 메틸기이다. R8은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 헥실기, 옥틸기, 데실기, 도데실기, 헥사데실기, 옥타데실기, 이소옥타데실기, 사이클로펜틸기, 사이클로헥실기 등의 탄소수 1∼18의 탄화수소기이며, R8으로는 메틸기, 에틸기가 바람직하다. 화학식 3의 비닐 단량체의 구체예로는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 데실아크릴레이트, 도데실아크릴레이트, 헥사데실아크릴레이트, 옥타데실아크릴레이트, 이소옥타데실아크릴레이트, 사이클로펜틸아크릴레이트, 사이클로헥실아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 헥실메타크릴레이트, 옥틸메타크릴레이트, 데실메타크릴레이트, 도데실메타크릴레이트, 헥사데실메타크릴레이트, 옥타데실메타크릴레이트, 이소옥타데실메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트, 사이클로펜틸메타크릴레이트, 사이클로헥실메타크릴레이트 등을 들 수 있고, 그 중에서도 에틸아크릴레이트, 메틸아크릴레이트가 바람직하다.
화학식 4의 비닐 단량체에서, 화학식 4 중 R9은 수소원자 또는 메틸기이다. R10과 R11은 수소원자 또는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기 등의 탄소수 1∼3의 알킬기이고, R10과 R11은 동시에 수소원자가 아니다. 화학식 4의 비닐 단량체의 구체예로는 N-메틸아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N-에틸아크릴아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N,N-디이소프로필아크릴아미드 등을 들 수 있고, 그 중에서도 N,N-디메틸아크릴아미드가 바람직하다.
이상 설명한 화학식 1의 비닐 단량체와 공중합가능한 비닐 단량체는 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있지만, 그 중에서도 화학식 2의 단량체와 화학식 3의 단량체를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 표면처리제에 공급하는 비닐 공중합체는, 이상 설명한 화학식 1의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위와 화학식 1의 비닐 단량체와 공중합가능한 다른 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위로 이루어진 것이며, 화학식 1의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위를 10∼60 중량%, 화학식 1의 비닐 단량체와 공중합가능한 다른 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위를 40∼90 중량%(합계 100 중량%)의 비율로 갖는 것으로서 수평균 분자량이 10000∼100000인 것이지만, 화학식 1의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위을 10∼60 중량%, 화학식 2의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위를 10∼40 중량%, 화학식 3의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위를 10∼70 중량%(합계 100 중량%)의 비율로 갖는 것으로서 수평균 분자량이 20000∼90000인 것이 바람직하다.
이상 설명한 본 발명의 표면처리제에 공급하는 비닐 공중합체는 공지된 방법에 의해 합성할 수 있다. 예를 들어, 화학식 1의 비닐 단량체와 화학식 1의 비닐 단량체와 공중합가능한 다른 비닐 단량체를 메탄올 등의 용매에 용해시키고, 래디칼 중합 개시제, 래디칼 연쇄 이동제를 적절히 첨가한 후, 질소분위기하에 래디칼 중합 온도로 래디칼 중합반응을 수행함으로써 합성할 수 있다.
본 발명의 표면처리제에 공급하는 윤활제는, 1) 유기 카복시산, 2) 유기 카복시산염, 3) 유기 카복시산 에스테르, 4) 유기 카복시산 아미드, 5) 폴리에틸렌 왁스, 6) 실리콘 오일, 7) 실리카 입자, 8) 실리콘 수지 입자, 9) 탈크 분말로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상이다.
윤활제로서의 유기 카복시산으로는, 라우린산, 도데실산, 미리스틴산, 펜타데실산, 팔미틴산, 헵타데실산, 스테아린산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세린산, 몬탄산, 메리신산 등과 같이 융점이 10∼200 ℃인 유기 카복시산을 들 수 있고, 그 중에서도 라우린산, 미리스틴산, 스테아린산이 바람직하다.
윤활제로서의 유기 카복시산염으로는, 1) 라우린산 알칼리 금속염, 팔미틴산 알칼리 금속염, 팔미토레인산 알칼리 금속염, 올레인산 알칼리 금속염, 스테아린산 알칼리 금속염, 이소스테아린산 알칼리 금속염, 베헤닌산 알칼리 금속염 등의 탄소수 12∼22의 지방족 카복시산 알칼리 금속염, 2) 라우린산 알칼리 토금속염, 팔리틴산 알칼리 토금속염, 팔미토레인산 알칼리 토금속염, 올레인산 알칼리 토금속염, 스테아린산 알칼리 토금속염, 이소스테아린산 알칼리 토금속염, 베헤닌산 알칼리 토금속염 등의 탄소수 12∼22의 지방족 카복시산 알칼리 토금속염 등을 들 수 있고, 그 중에서도 탄소수 16∼18의 지방산 알칼리 금속염이 바람직하다.
윤활제로서의 유기 카복시산 에스테르로는 스테아릴스테아레이트, 팔미틸팔미테이트, 부틸스테아레이트, 글리세린=모노베헤네이트, 글리세린=모노스테아레이트, 글리세린=디스테아레이트, 글리세린-트리스테아레이트, 펜타에리트리톨모노스테아레이트, 솔비탄모노라우레이트, 솔비탄모노스테아레이트, 솔비탄디스테아레이트, 솔비탄트리스테아레이트 등의 탄소수 20 이상의 유기 카복시산 에스테르를 들 수 있고, 그 중에서도 솔비탄트리스테아레이트가 바람직하다.
윤활제로서의 유기 카복시산 아미드로는, 라우린산 아미드, 스테아린산 아미드, 이소스테아린산 아미드, 올레인산 아미드, 에루시산(erucic acid) 아미드, 베헤닌산 아미드 등과 같이, 지방산의 탄소수가 12∼22인 지방족 카복시산 아미드를 들 수 있고, 그 중에서도 스테아린산 아미드가 바람직하다.
윤활제로서의 폴리에틸렌 왁스로는, 에틸렌을 고온고압하에서 중합한 것, 에틸렌과 공중합성 모노머를 고온고압하에서 공중합한 것, 폴리에틸렌을 열분해한 것 등을 들 수 있고, 그 중에서도 수평균 분자량이 1000∼8000인 것이 바람직하다.
윤활제로서의 실리콘 오일로는, 디메틸폴리실록산, 메틸기의 일부를 다른 알킬기나 페닐기로 일부치환한 치환 디메틸폴리실록산, 아미노변성 디메틸폴리실록산 등을 들 수 있고, 그 중에서도 아미노변성 디메틸폴리실록산이 바람직하다.
윤활제로서의 실리카 입자는 스프레이 드라이어법 등과 같이 그 자체는 공지 방법에 의해 제조되고, SiO2를 주성분으로 하는 입자이다. 이러한 실리카 입자로는 입자경이 0.1∼50 ㎛의 범위내에 있고 평균 입자경이 10 ㎛이하인 것이 바람직하며, 그 중에서도 입자경이 1∼5 ㎛의 범위내에 있는 입자를 50 중량% 이상 함유하고 평균 입자경이 5 ㎛이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 실리카 입자에는 각종 형상인 것이 있지만, 입자의 장경/단경의 비가 1.0∼1.2의 범위내에 있는 구형상 입자가 바람직하고, 완전 구형상인 구형상 입자가 더욱 바람직하다.
윤활제로서의 실리콘 수지 입자로는, 실리콘 고무 탄성체 입자, 폴리메틸실세스퀴옥산 입자 등을 들 수 있다. 이러한 실리콘 수지로는 입자경이 0.1∼50 ㎛ 의 범위내에 있고 평균 입자경이 10 ㎛이하인 것이 바람직하며, 그 중에서도 입자경이 1∼5 ㎛의 범위내에 있는 입자를 50 중량% 이상 함유하고 평균 입자경이 5 ㎛이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 실리카 입자에는 각종 형상인 것이 있지만, 입자의 장경/단경의 비가 1.0∼1.2의 범위내에 있는 구형상 입자가 바람직하고, 완전 구형상인 구형상 입자가 더욱 바람직하다.
윤활제로서의 탈크 분말로는 그 자체는 공지된 여러 가지를 들 수 있지만, 그 중에서도 규산마그네슘을 주성분으로 하는 탈크 원석을 기계분쇄하여 수득되는 것이 바람직하고, 입자경이 0.1∼50 ㎛의 범위내에 있고 평균 입자경이 10 ㎛이하인 것이 더욱 바람직하다.
이상, 본 발명의 표면처리제에 공급하는 윤활제에 대하여 설명하였지만, 윤활제로서 유기 카복시산염, 유기 카복시산 아미드 및 실리카 입자로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상이 바람직하고, 지방족 카복시산염 및 실리카 입자로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상이 더욱 바람직하며, 그 중에서도 탄소수 16∼18의 지방산 알칼리 금속염 및/또는 탄소수 16∼18의 지방산 알칼리 토금속염을 50∼100 중량% 함유하는 지방족 카복시산염, 입자경이 0.1∼50 ㎛의 범위내에 있고 평균 입자경이 10 ㎛이하인 구형상 실리카 입자가 특히 바람직하다.
본 발명의 표면처리제는 이상 설명한 비닐 공중합체와 윤활제로 구성되고, 비닐 공중합체/윤활제=30/70∼90/10(중량비)의 비율로 함유하여 이루어지는 것이지만, 비닐 공중합체/윤활제=50/50∼80/20(중량비)의 비율로 함유하여 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 표면처리방법을 설명한다. 본 발명의 표면처리방법은 이상 설명한 본 발명의 표면처리제를 수성액으로 만들고, 이 수성액을 합성 고분자 필름 1 ㎡ 당 표면처리제로서 0.01∼3 g의 비율, 바람직하게는 0.02∼1 g의 비율이 되도록 도포하는 방법이다.
합성 고분자 필름에 표면처리제 수성액을 도포하는 방법으로는, 스프레이 코팅법, 롤러 코팅법, 그라비아 코팅법, 에어나이프 코팅법, 바 코팅법, 키스 코팅법, 플로우 코팅법, 딥 코팅법 등을 들 수 있다.
본 발명의 표면처리방법을 적용하는 합성 고분자 필름으로는, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아미드, 폴리카보네이트 등을 들 수 있고, 그 중에서도 폴리올레핀, 폴리에스테르에 적용하는 경우에 효과의 발현이 높다.
마지막으로, 본 발명의 표면처리 합성 고분자 필름에 대하여 설명한다. 본 발명의 표면처리 합성 고분자 필름은 이상 설명한 본 발명의 표면처리방법에 의 해 수득되는 것이다. 이러한 표면처리 합성 고분자 필름은 합성 고분자 필름 본래의 물성을 손상시키지 않고 우수한 대전방지성 및 방담성을 가지며 동시에 우수한 윤활성도 갖는다. 따라서, 본 발명의 표면처리 합성 고분자 필름은 포장용 필름, 포장용 용기, 농업용 필름으로서 적합하다.
[발명이 실시형태]
본 발명의 표면처리제의 실시형태로는 다음의 1)∼8)을 들 수 있다.
1) 하기 비닐 공중합체 (A-1)과 하기 윤활제 (K-1)로 구성되고, 비닐 공중합 체(A-1)/윤활제(K-1)=50/50(중량비)의 비율로 함유하여 이루어지는 표면처리제:
비닐 공중합체 (A-1): 화학식 1 중 R1이 메틸기, R2가 에틸렌기, R3이 메틸기, R4가 메틸기인 경우의 화학식 1의 비닐 단량체 (M-1)로부터 형성된 구성단위를 40 중량%, 화학식 2 중 R5가 메틸기, R6가 하이드록시에틸기인 경우의 화학식 2의 비닐 단량체 (S-1)로부터 형성된 구성단위를 20 중량%, 화학식 3 중의 R7이 메틸기, R8이 메틸기인 경우의 화학식 3의 비닐 단량체 (T-1)로부터 형성된 구성단위를 40 중량%(합계 100 중량%) 갖는 수평균 분자량 55000의 비닐 공중합체
윤활제 (K-1): 올레인산 나트륨.
2) 하기 비닐 공중합체 (A-4)와 상기 윤활제 (K-1)로 구성되고, 비닐 공중합체(A-4)/윤활제(K-1)=65/35(중량비)의 비율로 함유하여 이루어지는 표면처리제:
비닐 공중합체 (A-4): 화학식 1 중 R1이 메틸기, R2가 에틸렌기, R3이 에틸기, R4가 에틸기인 경우의 화학식 1의 비닐 단량체 (M-2)로부터 형성된 구성단위를 40 중량%, 상기 비닐 단량체 (S-1)로부터 형성된 구성단위를 20 중량%, 상기 비닐 단량체 (T-1)로부터 형성된 구성단위를 40 중량%(합계 100 중량%) 갖는 수평균 분자량 50000의 비닐 공중합체(A-4).
3) 하기 비닐 공중합체 (A-6)와 하기 윤활제 (K-2)로 구성되고, 비닐 공중합체(A-6)/윤활제(K-2)=75/25(중량비)의 비율로 함유하여 이루어지는 표면처리제:
비닐 공중합체 (A-6): 화학식 1 중 R1이 수소원자, R2가 에틸렌기, R3이 에틸기, R4가 에틸기인 경우의 화학식 1의 비닐 단량체 (M-3)로부터 형성된 구성단위를 40 중량%, 상기 비닐 단량체 (S-1)로부터 형성된 구성단위를 20 중량%, 화학식 3 중의 R7이 수소원자, R8이 에틸기인 경우의 화학식 3의 비닐 단량체 (T-2)로부터 형성된 구성단위를 40 중량%(합계 100 중량%) 갖는 수평균 분자량 50000의 비닐 공중합체(A-6)
윤활제 (K-2): 이소스테아린산 칼륨.
4) 하기 비닐 공중합체 (A-2)와 하기 윤활제 (K-3)로 구성되고, 비닐 공중합체(A-2)/윤활제(K-3)=60/40(중량비)의 비율로 함유하여 이루어지는 표면처리제:
비닐 공중합체 (A-2): 상기 비닐 단량체 (M-1)로부터 형성된 구성단위를 55 중량%, 상기 비닐 단량체 (S-1)로부터 형성된 구성단위를 15 중량%, 상기 비닐 단량체 (T-1)로부터 형성된 구성단위를 30 중량%(합계 100 중량%) 갖는 수평균 분자량 25000의 비닐 공중합체
윤활제 (K-3): 입자경이 0.1∼50 ㎛의 범위내에 있고 평균 입자경이 2 ㎛인 구형상 실리카 입자.
5) 하기 비닐 공중합체 (A-3)와 하기 윤활제 (K-4)로 구성되고, 비닐 공중합체(A-3)/윤활제(K-4)=78/22(중량비)의 비율로 함유하여 이루어지는 표면처리제:
비닐 공중합체 (A-3): 상기 비닐 단량체 (M-1)로부터 형성된 구성단위를 25 중량%, 상기 비닐 단량체 (S-1)로부터 형성된 구성단위를 30 중량%, 상기 비닐 단 량체(T-1)로부터 형성된 구성단위를 45 중량%(합계 100 중량%) 갖는 수평균 분자량 80000의 비닐 공중합체
윤활제 (K-4): 스테아린산 아미드.
6) 상기 비닐 공중합체 (A-4)와 하기 윤활제 (K-5)로 구성되고, 비닐 공중합체(A-4)/윤활제(K-5)=60/40(중량비)의 비율로 함유하여 이루어지는 표면처리제:
윤활제 (K-5): 라우린산.
7) 하기 비닐 공중합체 (A-5)와 하기 윤활제 (K-6)로 구성되고, 비닐 공중합체(A-5)/윤활제(K-6)=60/40(중량비)의 비율로 함유하여 이루어지는 표면처리제:
비닐 공중합체 (A-5): 상기 비닐 단량체 (M-1)로부터 형성된 구성단위를 40 중량%, 화학식 2 중 R5가 수소원자, R6가 하이드록시에틸기인 경우의 화학식 2의 비닐 단량체 (S-2)로부터 형성된 구성단위를 20 중량%, 상기 비닐 단량체 (T-1)로부터 형성된 구성단위를 40 중량%(합계 100 중량%) 갖는 수평균 분자량 55000의 비닐 공중합체
윤활제 (K-6): 솔비탄트리스테아레이트.
8) 상기 비닐 공중합체 (A-6)와 하기 윤활제 (K-7)로 구성되고, 비닐 공중합체(A-6)/윤활제(K-7)=55/45(중량비)의 비율로 함유하여 이루어지는 표면처리제:
윤활제 (K-7): 수평균 분자량 5000의 산화폴리에틸렌 왁스.
본 발명의 표면처리방법 및 표면처리 합성 고분자 필름의 실시형태로는 다음의 9)∼14)를 들 수 있다.
9) 상기 1)∼8) 중 어느 하나의 표면처리제를 수성액으로 만들고, 이 수성액을 연신 폴리프로필렌 필름 1 ㎡ 당 해당 표면처리제로서 0.05∼0.5 g의 비율이 되도록 도포하는 표면처리방법 및 이 표면처리방법에 의해 수득되는 표면처리 폴리프로필렌 필름.
10) 상기 1)∼8) 중 어느 하나의 표면처리제를 수성액으로 만들고, 이 수성액을 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 1 ㎡ 당 해당 표면처리제로서 0.05∼0.5 g의 비율이 되도록 도포하는 표면처리방법 및 이 표면처리방법에 의해 수득되는 표면처리 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름.
11) 상기 1)∼8) 중 어느 하나의 표면처리제를 수성액으로 만들고, 이 수성액을 폴리스티렌 필름 1 ㎡ 당 해당 표면처리제로서 0.05∼0.5 g의 비율이 되도록 도포하는 표면처리방법 및 이 표면처리방법에 의해 수득되는 표면처리 폴리스티렌 필름.
12) 상기 1)∼8) 중 어느 하나의 표면처리제를 수성액으로 만들고, 이 수성액을 폴리메틸메타크릴레이트 필름 1 ㎡ 당 해당 표면처리제로서 0.05∼0.5 g의 비율이 되도록 도포하는 표면처리방법 및 이 표면처리방법에 의해 수득되는 표면처리 폴리메틸메타크릴레이트 필름.
13) 상기 1)∼8) 중 어느 하나의 표면처리제를 수성액으로 만들고, 이 수성액을 연신 폴리아미드 필름 1 ㎡ 당 해당 표면처리제로서 0.05∼0.5 g의 비율이 되도록 도포하는 표면처리방법 및 이 표면처리방법에 의해 수득되는 표면처리 폴리아미드 필름.
14) 상기 1)∼8) 중 어느 하나의 표면처리제를 수성액으로 만들고, 이 수성액을 폴리카보네이트 필름 1 ㎡ 당 해당 표면처리제로서 0.05∼0.5 g의 비율이 되도록 도포하는 표면처리방법 및 이 표면처리방법에 의해 수득되는 표면처리 폴리카보네이트 필름.
이하, 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 구체적으로 설명하기 위해, 실시예 등을 예로 들었지만, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시예 및 비교예에서 %는 중량%를 의미한다.
[실시예]
시험구분 1 (비닐 공중합체의 합성)
·비닐 공중합체 (A-1)의 합성
반응용기에 이소프로판올 300 g, N,N-디메틸아미노에틸메타크릴레이트 65.9 g(0.42 몰), 하이드록시에틸메타크릴레이트 45.1 g(0.35 몰), 메틸메타크릴레이트 90.3 g(0.90 몰) 및 아조비스이소부티로니트릴 1.2 g을 넣고 혼합한 다음 질소 가스 분위기하에 80 ℃에서 3 시간 래디칼 중합 반응을 수행하였다. 이어, 모노크롤아세트산 나트륨 48.7 g(0.42 몰)과 물 629 g으로 이루어진 수용액을 10분에 걸쳐 적가한 후, 90 ℃까지 승온하여 이소프로판올 180 g을 증류시켰다. 최종적으로 반응 고형분 25%의 수성액을 수득하였다. 반응 고형분의 일부를 정제하여 분석한 결과, 화학식 1 중 R1이 메틸기, R2가 에틸렌기, R3이 메틸기, R 4가 메틸기인 경우의 화학식 1의 비닐 단량체 (M-1)로부터 형성된 구성단위를 40 중량%, 화학식 2 중 R5가 메틸기, R6가 하이드록시에틸기인 경우의 화학식 2의 비닐 단량체 (S-1)로부터 형성된 구성단위를 20 중량%, 화학식 3 중 R7이 메틸기, R8이 메틸기인 화학식 3의 비닐 단량체 (T-1)로부터 형성된 구성단위를 40 중량%(합계 100 중량%) 갖는 수평균 분자량 55000의 비닐 공중합체 (A-1)이었다.
·비닐 공중합체 (A-2)∼(A-8) 및 (a-1)∼(a-4)의 합성
비닐 공중합체 (A-1)과 동일하게 하여 비닐 공중합체 (A-2)∼(A-9) 및 (a-1)∼(a-4)를 합성하였다. 비닐 공중합체 (A-1)도 포함하여 이들의 내용을 표 1에 정리하여 나타내었다.
[표 1]
Figure 112003007833682-pat00005
표 1에서,
M-1: 화학식 1 중 R1이 메틸기, R2가 에틸렌기, R3이 메틸기, R 4가 메틸기인 경우의 화학식 1의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위
M-2: 화학식 1 중 R1이 메틸기, R2가 에틸렌기, R3이 에틸기, R 4가 에틸기인 경우의 화학식 1의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위
M-3: 화학식 1 중 R1이 수소원자, R2가 에틸렌기, R3이 에틸기, R 4가 에틸기인 경우의 화학식 1의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위
S-1 : 화학식 2 중 R5가 메틸기, R6가 하이드록시에틸기인 경우의 화학식 2의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위
S-2 : 화학식 2 중 R5가 수소원자, R6가 하이드록시에틸기인 경우의 화학식 2의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위
T-1 : 화학식 3 중 R7이 메틸기, R8이 메틸기인 화학식 3의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위
T-2 : 화학식 3 중 R7이 수소원자, R8이 에틸기인 화학식 3의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위
T-3 : 화학식 3 중 R7이 수소원자, R8이 부틸기인 화학식 3의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위
U-1 : 화학식 4 중 R9이 수소원자, R10이 메틸기, R11이 메틸기인 화학식 4의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위
시험구분 2 (표면처리제의 조제)
·실시예 1 {표면처리제 (P-1)의 조제}
시험구분 1에서 합성한 비닐 공중합체 (A-1)의 25% 수성액 24 g, 올레인산 나트륨 4 g 및 물 72 g을 혼합하여 균일한 수성액으로 만들었다. 이를 실시예 1의 표면처리제 (P-1)의 수성액으로 하였다.
·실시예 2∼11 및 비교예 1∼6 {표면처리제 (P-2)∼(P-11) 및 (R-1)∼(R-6)의 조제)
표면처리제 (P-1)과 동일하게 하여 표면처리제 (P-2)∼(P-11) 및 (R-1)∼(R-6)을 조제하였다. 이들을 각각 실시예 2∼11의 표면처리제 (P-2)∼(P-11) 및 (R-1)∼(R-6)의 수성액으로 하였다. 실시예 1의 표면처리제 (P-1)도 포함하여 이들의 내용을 표 2에 정리하여 나타내었다.
[표 2]
Figure 112003007833682-pat00006
표 2에서,
K-1: 올레인산 나트륨
K-2: 이소스테아린산 칼륨
K-3: 입자경이 0.1∼50 ㎛의 범위내에 있고 평균 입자경이 2 ㎛인 구형상 실리카 입자
K-4: 스테아린산 아미드
K-5: 라우린산
K-6: 솔비탄트리스테아레이트
K-7: 수평균 분자량 5000의 산화폴리에틸렌 왁스
K-8: 아미노 당량 1000의 아미노변성 디메틸폴리실록산
K-9: 입자경이 0.1∼50 ㎛의 범위내에 있고 평균 입자경이 2 ㎛인 구형상 폴리메틸실세스퀴옥산 입자
K-10: 평균 입자경이 5 ㎛인 탈크 분말
시험구분 3 (합성 고분자 필름의 표면처리 및 표면처리 합성 고분자 필름의 조제)
·실시예 12
시험구분 2에서 조제한 표면처리제 (P-1)의 수성액을 추가로 물로 희석하여 표면처리제 (P-1)의 1% 수성액을 만들고, 이 수성액을 바코터에 의해 후막 100 ㎛의 연신 폴리프로필렌 필름에 도포한 후, 70 ℃에서 3 분간 열풍건조하여 표면처리 폴리프로필렌 필름을 수득하였다.
·실시예 13∼22 및 비교예 7∼12
실시예 12의 표면처리 폴리프로필렌 필름과 동일하게 하여, 실시예 13∼22 및 비교예 7∼12의 표면처리 폴리프로필렌 필름을 수득하였다. 실시예 12의 표면처리 폴리프로필렌 필름도 포함하여 이들의 내용을 표 3에 정리하여 나타내었다.
·실시예 23
시험구분 2에서 조제한 표면처리제 (P-1)의 수성액을 추가로 물로 희석하여 표면처리제 (P-1)의 1% 수성액을 만들고, 이 수성액을 바코터에 의해 후막 100 ㎛의 이축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 도포한 후, 70 ℃에서 3 분간 열풍건조하여 표면처리 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 수득하였다.
·실시예 24∼33 및 비교예 13∼18
실시예 23의 표면처리 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름과 동일하게 하여, 실시예 24∼33 및 비교예 13∼18의 표면처리 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 수득하였다. 실시예 23의 표면처리 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름도 포함하여 이들의 내용을 표 4에 정리하여 나타내었다.
·실시예 34
시험구분 2에서 조제한 표면처리제 (P-1)의 수성액을 추가로 물로 희석하여 표면처리제 (P-1)의 1% 수성액을 만들고, 이 수성액을 바코터에 의해 후막 100 ㎛의 폴리스티렌 필름에 도포한 후, 70 ℃에서 3 분간 열풍건조하여 표면처리 폴리스티렌 필름을 수득하였다.
·실시예 35∼44 및 비교예 19∼24
실시예 34의 표면처리 폴리스티렌 필름과 동일하게 하여, 실시예 35∼44 및 비교예 19∼24의 표면처리 폴리스티렌 필름을 수득하였다. 실시예 34의 표면처리 폴리스티렌 필름도 포함하여 이들의 내용을 표 5에 정리하여 나타내었다.
·실시예 45
시험구분 2에서 조제한 표면처리제 (P-1)의 수성액을 추가로 물로 희석하여 표면처리제 (P-1)의 1% 수성액을 만들고, 이 수성액을 바코터에 의해 후막 100 ㎛의 폴리메틸메타크릴레이트 필름에 도포한 후, 70 ℃에서 3 분간 열풍건조하여 표면처리 폴리메틸메타크릴레이트 필름을 수득하였다.
·실시예 46∼55 및 비교예 25∼30
실시예 45의 표면처리 폴리메틸메타크릴레이트 필름과 동일하게 하여, 실시예 46∼55 및 비교예 25∼30의 표면처리 폴리메틸메타크릴레이트 필름을 수득하였다. 실시예 45의 표면처리 폴리메틸메타크릴레이트 필름도 포함하여 이들의 내용을 표 6에 정리하여 나타내었다.
·실시예 56
시험구분 2에서 조제한 표면처리제 (P-1)의 수성액을 추가로 물로 희석하여 표면처리제 (P-1)의 1% 수성액을 만들고, 이 수성액을 바코터에 의해 후막 100 ㎛의 연신 폴리아미드 필름에 도포한 후, 70 ℃에서 3 분간 열풍건조하여 표면처리 폴리아미드 필름을 수득하였다.
·실시예 57∼66 및 비교예 31∼36
실시예 56의 표면처리 폴리아미드 필름과 동일하게 하여, 실시예 57∼66 및 비교예 31∼36의 표면처리 폴리아미드 필름을 수득하였다. 실시예 56의 표면처리 폴리아미드 필름도 포함하여 이들의 내용을 표 7에 정리하여 나타내었다.
·실시예 67
시험구분 2에서 조제한 표면처리제 (P-1)의 수성액을 추가로 물로 희석하여 표면처리제 (P-1)의 1% 수성액을 만들고, 이 수성액을 바코터에 의해 후막 100 ㎛의 폴리카보네이트 필름에 도포한 후, 70 ℃에서 3 분간 열풍건조하여 표면처리 폴리카보네이트 필름을 수득하였다.
·실시예 68∼77 및 비교예 37∼42
실시예 67의 표면처리 폴리카보네이트 필름과 동일하게 하여, 실시예 68∼77 및 비교예 37∼42의 표면처리 폴리카보네이트 필름을 수득하였다. 실시예 67의 표면처리 폴리카보네이트 필름도 포함하여 이들의 내용을 표 8에 정리하여 나타내었다.
시험구분 4 (표면처리 합성 고분자 필름의 평가)
시험구분 3에서 조제한 합계 6 종의 표면처리 합성 고분자 필름에 대하여 대전방지성, 방담성, 윤활성 및 투명성을 아래와 같이 평가하였다. 결과를 표 3∼표 8에 정리하여 나타내었다.
·대전방지성의 평가
표면처리 합성 고분자 필름을 20 ℃에서 상대습도 65%의 조건하에 24 시간 조습(調濕)한 후 같은 조건에서 표면비저항(Ω)을 표면저항치 측정장치(시시도덴끼사제, 상품명 메가레스타 HT-301)를 이용하여 측정하고 하기 기준으로 평가하였다.
평가기준
◎ : 표면저항치가 1×1010Ω 미만
○ : 표면저항치가 1×1010Ω 이상 1×1011Ω 미만 미만
△ : 표면저항치가 1×1011Ω 이상 1×1012Ω 미만 미만
× : 표면저항치가 1×1012Ω 이상
·방담성의 평가
방담성 평가용 플라스틱 용기에 20 ℃의 물을 채우고, 이 용기에 표면처리 합성 고분자 필름의 그 처리면을 아래로 하여 붙이고, 5 ℃의 냉장고에 1 시간 방치하였다. 그 후, 표면처리 합성 고분자 필름의 김서림을 육안으로 관찰하고 하기 기준으로 평가하였다.
평가기준
◎ : 김서림이 전혀 관찰되지 않음
○ : 김서림은 관찰되지 않지만 입자가 큰 수적(물방울)이 관찰됨
△ : 처리면적의 2할 미만이 미소 수적으로 김이 서려 불투명 상태를 나타냄
× : 처리면적의 2할 이상이 미소 수적으로 김이 서려 불투명 상태를 나타냄
·윤활성의 평가
JIS-K7125에 준하여 표면처리 합성 고분자 필름의 동마찰계수를 측정하고 하기 기준으로 평가하였다.
평가기준
◎ : 동마찰계수가 0.25 미만
○ : 동마찰계수가 0.25 이상 0.30 미만
△ : 동마찰계수가 0.30 이상 0.35 미만
× : 동마찰계수가 0.35 이상
·투명성의 평가
표면처리 합성 고분자 필름을 미처리 합성 고분자 필름과 비교하여 육안으로 관찰하고 하기 기준으로 평가하였다.
평가기준
◎ : 미처리 합성 고분자 필름과 같은 정도의 투명성을 가짐
○ : 미처리 합성 고분자 필름보다 약간 탁함
△ : 미처리 합성 고분자 필름보다 분명히 탁함
× : 미처리 합성 고분자 필름보다 현저히 탁함
[표 3]
Figure 112003007833682-pat00007
[표 4]
Figure 112003007833682-pat00008
[표 5]
Figure 112003007833682-pat00009
[표 6]
Figure 112003007833682-pat00010
[표 7]
Figure 112003007833682-pat00011
[표 8]
Figure 112003007833682-pat00012
이미 명백한 바와 같이, 이상 설명한 본 발명에는 합성 고분자 필름 본래의 물성을 손상시키지 않고, 해당 합성 고분자 필름에 우수한 대전방지성 및 방담성을 부여하며, 동시에 우수한 윤활성도 부여할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (16)

  1. 하기 비닐 공중합체와 하기 윤활제로 구성되고, 비닐 공중합체/윤활제=30/70∼90/10(중량비)의 비율로 함유하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 합성 고분자 필름용 표면처리제:
    비닐 공중합체 : 하기 화학식 1의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위를 10∼60 중량%, 화학식 1의 비닐 단량체와 공중합가능한 다른 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위를 40∼90 중량%(합계 100 중량%)의 비율로 가지는 수평균 분자량 10000∼100000의 비닐 공중합체
    [화학식 1]
    Figure 112003007833682-pat00013
    상기 식에서,
    R1: 수소원자 또는 메틸기
    R2: 탄소수 1∼4의 알킬렌기
    R3, R4: 탄소수 1∼6의 알킬기
    윤활제: 유기 카복시산, 유기 카복시산염, 유기 카복시산 에스테르, 유기 카 복시산 아미드, 폴리에틸렌 왁스, 실리콘 오일, 실리카 입자, 실리콘 수지 입자 및 탈크 분말로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상.
  2. 제 1 항에 있어서, 비닐 공중합체/윤활제=50/50∼80/20(중량비)의 비율로 함유하는 합성 고분자 필름용 표면처리제.
  3. 제 2 항에 있어서, 화학식 1의 비닐 단량체와 공중합가능한 다른 비닐 단량체가 하기 화학식 2의 비닐 단량체, 하기 화학식 3의 비닐 단량체, 하기 화학식 4의 비닐 단량체 및 스티렌으로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상인 합성 고분자 필름용 표면처리제:
    [화학식 2]
    Figure 112003007833682-pat00014
    [화학식 3]
    Figure 112003007833682-pat00015
    [화학식 4]
    Figure 112003007833682-pat00016
    상기 식 (2), (3) 및 (4)에서,
    R5, R7, R9 : 수소원자 또는 메틸기
    R6 : 탄소수 1∼4의 모노하이드록시알킬기 또는 탄소수 2∼4의 디하이드록시알킬기
    R8 : 탄소수 1∼18의 탄화수소기
    R10, R11 : 수소원자 또는 탄소수 1∼3의 알킬기(단, R10 및 R11 은 동시에 수소원자가 아니다.
  4. 제 3 항에 있어서, 비닐 공중합체가 화학식 1의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위를 10∼60 중량%, 화학식 2의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위를 10∼40 중량%, 화학식 3의 비닐 단량체로부터 형성된 구성단위를 10∼70 중량%(합계 100 중량%)의 비율로 가지는 수평균 분자량 20000∼90000인 것인 합성 고분자 필름용 표면 처리제.
  5. 제 4 항에 있어서, 윤활제가 유기 카복시산염, 유기 카복시산 아미드 및 실리카 입자로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상인 합성 고분자 필름용 표면처리제.
  6. 제 4 항에 있어서, 윤활제가 지방족 카복시산염 및 실리카 입자로부터 선택되는 하나 또는 둘 이상인 합성 고분자 필름용 표면처리제.
  7. 제 6 항에 있어서, 지방족 카복시산염이 탄소수 16∼18의 지방산 알칼리 금속염 및/또는 탄소수 16∼18의 지방산 알칼리 토금속염을 50∼100 중량% 함유하는 것인 합성 고분자 필름용 표면처리제.
  8. 제 6 항에 있어서, 실리카 입자가 입자경 0.1∼50 ㎛의 범위내에 있고 평균 입자경이 0.1∼10 ㎛인 구형상 입자인 합성 고분자 필름용 표면처리제.
  9. 제 3 항에 기재된 합성 고분자 필름용 표면처리제를 수성액으로 만들고, 이 수성액을 합성 고분자 필름 1 ㎡ 당 합성 고분자 필름용 표면처리제로서 0.01∼3 g의 비율이 되도록 도포하는 합성 고분자 필름의 표면처리방법.
  10. 제 4 항에 기재된 합성 고분자 필름용 표면처리제를 수성액으로 만들고, 이 수성액을 합성 고분자 필름 1 ㎡ 당 합성 고분자 필름용 표면처리제로서 0.01∼3 g의 비율이 되도록 도포하는 합성 고분자 필름의 표면처리방법.
  11. 제 5 항에 기재된 합성 고분자 필름용 표면처리제를 수성액으로 만들고, 이 수성액을 합성 고분자 필름 1 ㎡ 당 합성 고분자 필름용 표면처리제로서 0.01∼3 g의 비율이 되도록 도포하는 합성 고분자 필름의 표면처리방법.
  12. 제 6 항에 기재된 합성 고분자 필름용 표면처리제를 수성액으로 만들고, 이 수성액을 합성 고분자 필름 1 ㎡ 당 합성 고분자 필름용 표면처리제로서 0.01∼3 g의 비율이 되도록 도포하는 합성 고분자 필름의 표면처리방법.
  13. 제 9 항에 기재된 합성 고분자 필름의 표면처리방법에 의해 수득되는 표면처리 합성 고분자 필름.
  14. 제 10 항에 기재된 합성 고분자 필름의 표면처리방법에 의해 수득되는 표면처리 합성 고분자 필름.
  15. 제 11 항에 기재된 합성 고분자 필름의 표면처리방법에 의해 수득되는 표면처리 합성 고분자 필름.
  16. 제 12 항에 기재된 합성 고분자 필름의 표면처리방법에 의해 수득되는 표면처리 합성 고분자 필름.
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