KR102224439B1 - Composition for barrier film coating, barrier film comprising the same and preparation method thereof - Google Patents

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Abstract

본 명세서에는 배리어 필름 코팅용 조성물로서, 상기 배리어 필름 코팅용 조성물은 셀룰로오스 나노 섬유; 수용성 바인더; 나노 클레이; 가교제; 및 용매를 포함하고, 상기 셀룰로오스 나노 섬유, 수용성 바인더 및 나노 클레이는 서로 가교된 것인, 배리어 필름 코팅용 조성물이 개시된다.In the present specification, as a composition for coating a barrier film, the composition for coating a barrier film includes cellulose nanofibers; Water-soluble binders; Nano clay; Crosslinking agent; And a solvent, wherein the cellulose nanofibers, the water-soluble binder, and the nanoclay are crosslinked with each other, and a composition for coating a barrier film is disclosed.

Description

배리어 필름 코팅용 조성물, 이를 포함하는 배리어 필름 및 이의 제조방법 {COMPOSITION FOR BARRIER FILM COATING, BARRIER FILM COMPRISING THE SAME AND PREPARATION METHOD THEREOF}A composition for coating a barrier film, a barrier film including the same, and a method for manufacturing the same {COMPOSITION FOR BARRIER FILM COATING, BARRIER FILM COMPRISING THE SAME AND PREPARATION METHOD THEREOF}

본 발명은 가스 배리어 및 수분 배리어 특성이 향상된 배리어 필름 코팅용 조성물, 이를 포함하는 배리어 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for coating a barrier film having improved gas barrier and moisture barrier properties, a barrier film including the same, and a method of manufacturing the same.

[국가지원 연구개발에 대한 설명][Explanation of nationally supported R&D]

본 연구는 ㈜율촌화학의 주관 하에 산업기술평가원의 지원에 의하여 이루어진 것으로, 연구사업명은 산업핵심기술개발사업이고, 연구과제명은 식품 및 의약품 포장재용 산소투과도 0.5/수분투과도 1.0 이하급 고차단성 셀룰로오스나노파이버 기반 친환경 투명 복합필름 개발(과제고유번호: 10067368)이다.This research was conducted under the supervision of Yulchon Chemical Co., Ltd. with the support of the Institute for Industrial Technology Evaluation. The name of the research project is an industrial core technology development project, and the title of the research project is high barrier cellulose nanoparticles with an oxygen permeability of 0.5/water permeability of 1.0 or less for food and pharmaceutical packaging materials. It is the development of a fiber-based eco-friendly transparent composite film (task number: 10067368).

셀룰로오스 나노파이버(나노 섬유)는 직경이 1~100nm 정도인 천연 섬유 또는 합성 섬유로 일반적으로 컴포지트 재료의 보강 재료 등의 여러 가지 용도로의 전개가 기대 되고 있다.Cellulose nanofibers (nano fibers) are natural fibers or synthetic fibers with a diameter of about 1 to 100 nm, and are generally expected to be developed for various uses such as reinforcing materials for composite materials.

즉, 식물 바이오매스에서 추출한 천연유래 섬유이기 때문에 저탄소 사회 실현에 공헌할 수 있고, 나노 수준까지 해섬함으로써 기존의 종이나 펄프에는 없는 다양한 성질이 발현되어 강도 향상 및 경량화를 목적으로 한 수지복합재료, 투명성 배리어성을 활용한 필름 및 시트, 나노 사이즈의 공정 제어를 활용한 다공성 시트, 증점제 및 분산제 등의 각종 기능성 첨가제 등으로 활용이 기대되고 있다.In other words, because it is a natural-derived fiber extracted from plant biomass, it can contribute to the realization of a low-carbon society, and by breaking down to the nano level, various properties not found in conventional paper or pulp are expressed, and a resin composite material for the purpose of improving strength and reducing weight, It is expected to be used as various functional additives such as films and sheets utilizing transparency barrier properties, porous sheets utilizing nano-sized process control, thickeners and dispersants.

한편, 식품, 비식품, 의약품 등의 포장에 이용되는 포장재료에는, 내용물의 변질을 억제하고, 이들의 기능이나 성질을 유지하기 위해, 가스/수분 배리어 특성을 구비하는 것이 요구된다. 종래 이러한 포장 재료에는, 온도 습도 등에 의한 영향이 적은 알루미늄 등의 금속으로 이루어지는 금속박이나 염화비닐리덴 필름을 가스 배리어층으로서 이용한 포장 재료가 일반적으로 사용되어 왔다.On the other hand, packaging materials used for packaging of foods, non-foods, pharmaceuticals, and the like are required to have gas/water barrier properties in order to suppress deterioration of the contents and maintain their functions and properties. Conventionally, for such a packaging material, a packaging material in which a metal foil made of a metal such as aluminum or a vinylidene chloride film is used as a gas barrier layer having little influence due to temperature and humidity has been generally used.

셀룰로오스 나노파이버 코팅필름은 투명성 및 가스 배리성 특성을 활용한 필름 및 시트는 현재 활발한 연구가 진행되고 있으나, 요구성능 및 코팅 필름의 품질 등 사실상 표준이 확립되어 있지 않는 상태이다.Cellulose nanofiber coating films are currently actively researching films and sheets utilizing transparency and gas barrier properties, but practical standards such as required performance and quality of coating films have not been established.

특히, 수분 배리어 특성에 관한 연구는 수소결합에 의해 결합되는 셀룰로오스 나노파이버의 특성상 미흡한 부분이 있지만, 식품, 의약품 등의 포장 재료로 산소 배리어 특성 외에도 수분 배리어 특성의 요구가 커지고 있다.In particular, studies on moisture barrier properties are insufficient due to the properties of cellulose nanofibers bonded by hydrogen bonds, but in addition to oxygen barrier properties as packaging materials for foods and pharmaceuticals, the demand for moisture barrier properties is increasing.

KR 10-2013-0096755 AKR 10-2013-0096755 A JP 6228118 BJP 6228118 B KR 10-2013-0018248 AKR 10-2013-0018248 A

본 발명의 목적은 종래의 배리어 필름과 비교하여, 가스 배리어는 물론 수분 배리어 특성이 향상된 배리어 필름 코팅용 조성물, 이를 포함하는 배리어 필름 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a composition for coating a barrier film having improved gas barrier properties as well as moisture barrier properties, a barrier film including the same, and a method of manufacturing the same, as compared with a conventional barrier film.

본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 배리어 필름 코팅용 조성물로서, 상기 배리어 필름 코팅용 조성물은 셀룰로오스 나노 섬유; 수용성 바인더; 나노 클레이; 가교제; 및 용매를 포함하고, 상기 셀룰로오스 나노 섬유; 수용성 바인더; 및 나노 클레이;는 서로 가교된 것인, 배리어 필름 코팅용 조성물을 제공한다.In exemplary embodiments of the present invention, as a composition for coating a barrier film, the composition for coating a barrier film is a cellulose nanofiber; Water-soluble binders; Nano clay; Crosslinking agent; And containing a solvent, the cellulose nanofibers; Water-soluble binders; And nano-clay; is cross-linked with each other provides a barrier film coating composition.

본 발명의 또다른 예시적인 구현예들에서는, 기재필름; 및 상기 기재필름 상에 구비되고, 전술한 배리어 필름 코팅용 조성물을 포함하는 배리어층;을 포함하는 배리어 필름을 제공한다.In still other exemplary embodiments of the present invention, a base film; And a barrier layer provided on the base film and including the composition for coating the barrier film described above.

본 발명의 또다른 예시적인 구현예들에서는, 전술한 배리어 필름 코팅용 조성물의 제조방법으로서, 펄프를 이용하여 셀룰로오스 나노 섬유를 제조하는 단계; 상기 셀룰로오스 나노 섬유를 포함하는 수용액에 수용성 바인더와 나노 클레이를 첨가하는 단계; 및 상기 수용액에 가교제를 첨가하는 단계;를 포함하는 배리어 필름 코팅용 조성물의 제조방법을 제공한다.In still other exemplary embodiments of the present invention, a method for preparing a composition for coating a barrier film described above, comprising: preparing cellulose nanofibers using pulp; Adding a water-soluble binder and nano clay to the aqueous solution containing the cellulose nanofibers; And adding a crosslinking agent to the aqueous solution.

본 발명의 또다른 예시적인 구현예들에서는, 기재필름을 준비하는 단계; 및 상기 기재필름 상에 전술한 배리어 필름 코팅용 조성물을 도포하여 배리어층을 형성하는 단계;를 포함하는 배리어 필름 제조방법을 제공한다.In still other exemplary embodiments of the present invention, preparing a base film; And forming a barrier layer by applying the composition for coating the barrier film on the base film.

본 발명의 예시적인 구현예들에 의하면, 본 발명의 배리어 필름 코팅용 조성물은 셀룰로오스 나노 섬유에 수용성 바인더 및 나노 클레이를 함께 포함하여, 가스 배리어 및 수분 배리어가 우수한 배리어 필름을 제조할 수 있다. According to exemplary embodiments of the present invention, the composition for coating a barrier film of the present invention may include a water-soluble binder and nano clay in cellulose nanofibers, and thus a barrier film having excellent gas barrier and moisture barrier can be prepared.

도 1a 내지 1c는 본 발명의 일 구현예에 따른 셀룰로오스 나노 섬유의 농도별 사진을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 배리어 필름 코팅용 조성물이 코팅된 배리어 필름 표면의 SEM 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 배리어 필름 코팅용 조성물의 제조방법을 나타낸 모식도이다.
1A to 1C show photographs of cellulose nanofibers according to concentrations according to an embodiment of the present invention.
2 shows a SEM photograph of a surface of a barrier film coated with a composition for coating a barrier film according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram showing a method of preparing a composition for coating a barrier film according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when a certain part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

본 명세서에서 폴리비닐알콜의 비누화도란, 폴리비닐알콜 분자 내 아세테이트기가 하이드록시기로 치환된 정도를 의미한다. 따라서, 폴리비닐알콜의 비누화도가 높다는 것은 폴리비닐알콜이 친수성을 갖는 것을 의미하며, 이에 비례하여 무극성을 띄는 산소 등의 기체에 대하여 우수한 차단성, 즉 높은 가스 배리어 특성을 나타내는 것을 의미한다. In the present specification, the degree of saponification of polyvinyl alcohol refers to the degree to which the acetate group in the polyvinyl alcohol molecule is substituted with a hydroxy group. Accordingly, the high degree of saponification of polyvinyl alcohol means that the polyvinyl alcohol has hydrophilicity, and in proportion to this, it means that it exhibits excellent barrier properties, that is, high gas barrier properties, against gases such as oxygen having non-polarity.

구체적으로, JIS 기재의 방법에 의해 측정될 수 있으며, 전체 -OCOCH3기를 가진 화합물의 몰 수에 대한 -OH기로 변환된 화합물의 몰 수의 비율로 나타낼 수 있다.Specifically, it can be measured by the method described in JIS, and can be expressed as a ratio of the number of moles of the compound converted to -OH group to the number of moles of the compound having all -OCOCH 3 groups.

이하, 본 발명의 예시적인 구현예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail.

본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 배리어 필름 코팅용 조성물로서, 상기 배리어 필름 코팅용 조성물은 셀룰로오스 나노 섬유; 수용성 바인더; 나노 클레이; 가교제; 및 용매를 포함하고, 상기 셀룰로오스 나노 섬유; 수용성 바인더; 및 나노 클레이; 는 서로 가교된 것인, 배리어 필름 코팅용 조성물을 제공한다.In exemplary embodiments of the present invention, as a composition for coating a barrier film, the composition for coating a barrier film is a cellulose nanofiber; Water-soluble binders; Nano clay; Crosslinking agent; And containing a solvent, the cellulose nanofibers; Water-soluble binders; And nano clay; It provides a composition for coating a barrier film that is cross-linked with each other.

일반적인 배리어 필름 코팅용 조성물로서, 천연 셀룰로오스 농도를 1wt% 이상으로 하면 점도가 높아지고, 캐스팅에 의한 제막이 어려운 단점이 있으며, 가스 투과도 외에 수분 배리어 특성까지 만족시키는 것은 어렵다. 또한, 셀룰로오스 나노 섬유를 실란 커플링제와 배합하는 경우에도 마찬가지로 수분 투과도의 배리어 특성은 형성하기가 어렵다는 문제점이 있다.As a general barrier film coating composition, when the natural cellulose concentration is 1 wt% or more, the viscosity increases, it is difficult to form a film by casting, and it is difficult to satisfy the moisture barrier properties in addition to the gas permeability. In addition, even when cellulose nanofibers are blended with a silane coupling agent, there is a problem that it is difficult to form a barrier property of moisture permeability similarly.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명자들은, 종래와 달리 화학적 처리 없이 물리적인 유체 충돌 방식으로 만든 셀룰로오스 나노파이버 코팅 수용액에, 수용성 바인더와 나노 클레이를 혼합하고 가교제에 의해 서로 가교되어 조밀한 막을 형성하여, 산소 및 수분 배리어 특성을 향상시킬 수 있고, 기재필름상에 배리어층으로서 코팅시 부착력도 향상된 배리어 필름 코팅용 조성물을 개발하였다.In order to solve the above problem, the present inventors have mixed a water-soluble binder and nano-clay in a cellulose nanofiber coating aqueous solution made by a physical fluid collision method without chemical treatment unlike the prior art, and crosslinked with each other by a crosslinking agent to form a dense film, A composition for coating a barrier film that can improve oxygen and moisture barrier properties and has improved adhesion when coating as a barrier layer on a base film has been developed.

예시적인 구현예에서, 상기 셀룰로오스 나노 섬유의 직경은 1 내지 100nm 이고, 길이는 1 내지 200 nm 일 수 있다. 상기 셀룰로오스 나노 섬유 직경이 100 nm 초과인 경우 섬유간의 간극은 커지고, 그 간극끼리가 막 내에서 이어짐으로써 관통 구멍을 형성하고, 산소나 수증기 등의 가스를 용이하게 투과하는 구조가 될 수 있고, 상기 직경이 1 nm 미만인 경우 기체 및 수분이 용이하게 투과할 수 있는 경로(path way)가 생겨 배리어 특성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 길이가 200nm 초과인 경우 조성물의 점도가 상승하여 코팅시 고른 코팅표면을 얻기가 어려울 수 있다.In an exemplary embodiment, the diameter of the cellulose nanofibers may be 1 to 100 nm, and the length may be 1 to 200 nm. When the diameter of the cellulose nanofibers is more than 100 nm, the gap between the fibers becomes large, and the gaps are connected in the film to form a through hole, and the structure may be a structure that allows gas such as oxygen or water vapor to easily permeate. When the diameter is less than 1 nm, a path way through which gas and moisture can easily pass may be formed, and the barrier properties may be deteriorated. In addition, when the length is more than 200 nm, the viscosity of the composition increases, and it may be difficult to obtain an even coating surface during coating.

예시적인 구현예에서, 상기 셀룰로오스 나노 섬유의 함량은 상기 배리어 필름 코팅용 조성물 총 중량을 기준으로 0.3 내지 5 중량% 일 수 있고, 바람직하게는 1 내지 3 중량%일 수 있다. 본 발명의 경우, 함량이 0.3 중량% 이상인 경우에도 셀룰로오스 나노 섬유가 균질하게 분산되어 수분 배리어 특성이 우수하다. 상기 함량이 0.3 중량% 미만인 경우 배리어층 형성이 어려우며, 상기 함량이 5 중량% 초과인 경우 점도가 상승하여 고른 코팅 표면을 얻기가 어렵다.In an exemplary embodiment, the content of the cellulose nanofibers may be 0.3 to 5% by weight, and preferably 1 to 3% by weight, based on the total weight of the composition for coating the barrier film. In the case of the present invention, even when the content is 0.3% by weight or more, the cellulose nanofibers are homogeneously dispersed, so that the moisture barrier property is excellent. When the content is less than 0.3% by weight, it is difficult to form a barrier layer, and when the content is more than 5% by weight, the viscosity increases and it is difficult to obtain an even coating surface.

예시적인 구현예에서, 상기 수용성 바인더는 폴리비닐알코올(PVA), 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 (HPMC, Hydroxy Propyl Methyl Cellulose), 2-하이드록시 에틸 셀룰로오스 (2-hydroxy ethyl cellulos1e), 메틸 셀룰로오스 (methyl cellulose), 에틸셀룰로오스 (ethyl cellulose) 및 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol) 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 폴리비닐알코올(PVA)일 수 있다. In an exemplary embodiment, the water-soluble binder is polyvinyl alcohol (PVA), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC, Hydroxy Propyl Methyl Cellulose), 2-hydroxy ethyl cellulose (2-hydroxy ethyl cellulos1e), methyl cellulose (methyl cellulose). ), ethyl cellulose and polyethylene glycol (polyethyleneglycol) may be at least one selected from the group consisting of, preferably polyvinyl alcohol (PVA).

예시적인 구현예에서, 상기 수용성 바인더는 폴리비닐알코올(PVA)이고, 상기 폴리비닐알코올(PVA)의 비누화도는 80 내지 100 몰%일 수 있다. In an exemplary embodiment, the water-soluble binder is polyvinyl alcohol (PVA), and the saponification degree of the polyvinyl alcohol (PVA) may be 80 to 100 mol%.

예시적인 구현예에서, 상기 수용성 바인더의 함량은 상기 배리어 필름 코팅용 조성물 총 중량을 기준으로 0.3 내지 5 중량%일 수 있고, 바람직하게는 1 내지 3 중량%일 수 있다. 상기 수용성 바인더의 함량은 상기 셀룰로오스 나노 섬유와 동일한 함량으로 포함되어 기재필름과의 부착력을 향상시킬 수 있다. In an exemplary embodiment, the content of the water-soluble binder may be 0.3 to 5% by weight, preferably 1 to 3% by weight, based on the total weight of the barrier film coating composition. The content of the water-soluble binder may be included in the same amount as the cellulose nanofibers to improve adhesion to the base film.

예시적인 구현예에서, 상기 나노 클레이는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 라포나이트(laponite), 벤토나이트(bentonite), 헥토라이트(hectorite), 바이델라이트(beidellite), 논트로나이트(nontronite), 마카다이트, 마이카(mica) 및 불소화 마이카로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 몬모릴로나이트(montmorillonite)일 수 있다. In an exemplary embodiment, the nanoclay is montmorillonite, laponite, bentonite, hectorite, beidellite, nontronite, macadite, It may be one or more selected from the group consisting of mica and fluorinated mica, preferably montmorillonite.

예시적인 구현예에서, 상기 나노 클레이의 함량은 상기 수용성 바인더 총 중량을 기준으로 0.05 내지 5 중량% 일 수 있다. 상기 나노 클레이 함량이 0.05 중량% 미만으로 포함될 경우, 배리어 필름은 내부에 과다한 물리적 공백을 가져 매우 낮은 가스 또는 수분 배리어 특성을 가질 수 있고, 상기 나노 클레이 함량이 5 중량% 초과인 경우 배리어 필름의 코팅층(배리어층) 내구성이 현저하게 낮아지므로 배리어 필름에 크랙 등의 물리적 결함이 쉽게 발생될 수 있다.In an exemplary embodiment, the content of the nanoclay may be 0.05 to 5% by weight based on the total weight of the water-soluble binder. When the nano-clay content is less than 0.05% by weight, the barrier film may have very low gas or moisture barrier properties due to excessive physical voids inside, and when the nano-clay content is more than 5% by weight, the coating layer of the barrier film (Barrier layer) Since durability is significantly lowered, physical defects such as cracks may easily occur in the barrier film.

예시적인 구현예에서, 상기 가교제는 2개 이상의 하이드록시기를 가질 수 있다. 상기 가교제는 2개 이상의 하이드록시기를 가짐으로써, 셀룰로오스 나노 섬유, 수용성 바인더 및 나노 클레이를 가교시켜 조밀한 막을 구성할 수 있다. 또한, 상기 가교제를 포함함으로써 조성물의 농도를 낮출 수 있어, 코팅 공정을 원활하게 진행할 수 있으면서도 배리어 특성이 우수한 조성물을 제공할 수 있다. In an exemplary embodiment, the crosslinking agent may have two or more hydroxy groups. Since the crosslinking agent has two or more hydroxy groups, it is possible to construct a dense membrane by crosslinking cellulose nanofibers, water-soluble binders, and nanoclays. In addition, by including the crosslinking agent, the concentration of the composition can be lowered, so that the coating process can be smoothly performed and a composition having excellent barrier properties can be provided.

예시적인 구현예에서, 상기 가교제는 디알데히드(dialdehyde), 글리옥살(glyoxal), 글루타르알데히드(glutaraldehyde), 폴리카르복실산(polycarboxylic acid), 시트르산(citric acid), 숙신산(succinic acid), 타르타르산(tartaric acid), 에틸말론산(ethylmalonic acid) 및 아디프산 디하이드라자이드(adipic acid dihydrazide, ADH)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 글루타르알데히드(glutaraldehyde)일 수 있다. In an exemplary embodiment, the crosslinking agent is dialdehyde, glyoxal, glutaraldehyde, polycarboxylic acid, citric acid, succinic acid, tartaric acid. (tartaric acid), ethylmalonic acid (ethylmalonic acid) and adipic acid dihydrazide (adipic acid dihydrazide, ADH) may be at least one selected from the group consisting of, preferably glutaraldehyde (glutaraldehyde) may be. .

예시적인 구현예에서, 상기 가교제의 함량은 상기 나노 클레이의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 5 중량% 일 수 있다. 상기 가교제의 함량이 0.05 중량% 미만인 경우 셀룰로오스 나노 섬유, 수용성 바인더 및 나노 클레이가 서로 충분하게 가교되지 않을 수 있고, 상기 함량이 5 중량% 초과인 경우 조성물의 가교밀도가 급속도로 증가하여 용액상 코팅 공정을 진행하기 어려울 수 있다. In an exemplary embodiment, the content of the crosslinking agent may be 0.05 to 5% by weight based on the total weight of the nanoclay. When the content of the crosslinking agent is less than 0.05% by weight, the cellulose nanofibers, the water-soluble binder, and the nanoclay may not be sufficiently crosslinked with each other, and when the content is more than 5% by weight, the crosslinking density of the composition increases rapidly, resulting in a solution coating. The process can be difficult to proceed.

예시적인 구현예에서, 상기 용매는 물, 더욱 구체적으로는 증류수일 수 있다. In an exemplary embodiment, the solvent may be water, more specifically distilled water.

예시적인 구현예에서, 상기 배리어 필름 코팅용 조성물은 식품 또는 의약품 포장재를 제조하기 위한 것일 수 있다. In an exemplary embodiment, the composition for coating the barrier film may be for manufacturing a food or pharmaceutical packaging material.

본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 기재필름; 및 상기 기재필름 상에 구비되고, 전술한 배리어 필름 코팅용 조성물을 포함하는 배리어층;을 포함하는 배리어 필름을 제공한다. In exemplary embodiments of the present invention, a base film; And a barrier layer provided on the base film and including the composition for coating the barrier film described above.

예시적인 구현예에서, 상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리이미드(PI; polyimide), 연신폴리프로필렌(OPP; Oriented Polypropylene), 이축연신폴리프로필렌(BOPP; Biaxially oriented Polypropylene), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(PEN; Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate), 폴리에테르설폰(PES; polyethersulfone), 폴리에스테르(Polyester) 또는 폴리스티렌(PS; Polystyrene)일 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethyleneterephthalate) 또는 연신폴리프로필렌(OPP; Oriented Polypropylene)일 수 있다. In an exemplary embodiment, the base film may include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA); Poly(methyl methacrylate)), polyimide (PI), oriented polypropylene (OPP), biaxially oriented polypropylene (BOPP), polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate (PEN; Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate), polyethersulfone (PES), polyester or polystyrene (PS; Polystyrene), preferably polyethylene terephthalate (PET; polyethyleneterephthalate) or stretched polypropylene ( OPP; Oriented Polypropylene).

예시적인 구현예에서, 상기 기재필름의 두께는 10 내지 200 ㎛일 수 있고, 상기 배리어층의 두께는 0.5 내지 3.0 ㎛ 일 수 있다. In an exemplary embodiment, the thickness of the base film may be 10 to 200 μm, and the thickness of the barrier layer may be 0.5 to 3.0 μm.

본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 전술한 배리어 필름 코팅용 조성물의 제조방법으로서, 펄프를 이용하여 셀룰로오스 나노 섬유를 제조하는 단계; 상기 셀룰로오스 나노 섬유를 포함하는 수용액에 수용성 바인더와 나노 클레이를 첨가하는 단계; 및 상기 수용액에 가교제를 첨가하는 단계;를 포함하는 배리어 필름 코팅용 조성물의 제조방법을 제공한다. In exemplary embodiments of the present invention, as a method for preparing a composition for coating a barrier film, the method comprising: preparing cellulose nanofibers using pulp; Adding a water-soluble binder and nano clay to the aqueous solution containing the cellulose nanofibers; And adding a crosslinking agent to the aqueous solution.

도 3을 참조하면, 본 발명의 배리어 필름 코팅용 조성물 제조방법에 따르면 상기 셀룰로오스 나노 섬유를 포함하는 수용액에 수용성 바인더와 나노 클레이를 첨가하고, 여기에 가교제를 첨가하여 셀룰로오스 나노 섬유, 수용성 바인더 및 나노클레이가 서로 가교됨으로써, 촘촘한 막을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 3, according to the method for preparing a composition for coating a barrier film of the present invention, a water-soluble binder and nano clay are added to the aqueous solution containing the cellulose nanofibers, and a crosslinking agent is added thereto to obtain cellulose nanofibers, water-soluble binder, and nanoparticles. By crosslinking the clays with each other, a dense film can be formed.

상기 펄프는 예컨대, 목재, 풀(grass)(예, 사탕수수, 대나무) 또는 천 조각(예, 직물 폐기물, 면화, 삼(hemp) 또는 아마(flax))로부터 유래될 수 있다. 셀룰로오즈를 포함하는 섬유성 기재는 펄프(즉, 물 중의 셀룰로오즈 섬유의 현탁액)의 형태일 수 있으며, 이는 어떠한 적합한 화학적 또는 기계적 처리, 또는 이들의 조합에 의해서 제조될 수 있다. 예를 들어, 펄프는 화학적 펄프, 화학열기계적 펄프(chemithermomechanical pulp) 또는 기계적 펄프, 또는 재생 펄프, 또는 제지공장 파지(papermill broke), 제지공장 폐 스트림, 제지공장으로부터의 폐기물, 또는 이들의 조합물일 수 있고, 바람직하게는 활엽수로부터 유래된 것일 수 있다.The pulp may be derived, for example, from wood, grass (eg sugarcane, bamboo) or pieces of cloth (eg textile waste, cotton, hemp or flax). The fibrous substrate comprising cellulose may be in the form of pulp (ie, a suspension of cellulose fibers in water), which may be prepared by any suitable chemical or mechanical treatment, or a combination thereof. For example, the pulp may be chemical pulp, chemithermomechanical pulp or mechanical pulp, or recycled pulp, or papermill broke, paper mill waste stream, waste from a paper mill, or a combination thereof. It may be, and preferably may be derived from a broad-leaved tree.

예시적인 구현예에서, 상기 셀룰로오스 나노 섬유는 유체 충돌장치를 이용하여 제조될 수 있고, 구체적으로 충돌 각도는 180도, 충돌 방향은 3방향으로, 노즐 직경 0.3mm로 2800bar의 고압으로 100회 충돌 pass 하여 제조될 수 있다. 본 발명의 배리어 필름 코팅용 조성물은 별도의 화학적 처리 없이 펄프를 이용하여 물리적인 유체 충동방식으로 셀룰로오스 나노 섬유를 제조하므로, 조밀한 막을 형성하고, 셀룰로오스 나노 섬유가 균일하게 수용액 내에 분산되게함으로써 가스 또는 수분 배리어 특성을 향상시킬 수 있다. In an exemplary embodiment, the cellulose nanofiber may be manufactured using a fluid collision device, and specifically, the collision angle is 180 degrees, the collision direction is three directions, and the nozzle diameter is 0.3 mm, and the collision passes 100 times at a high pressure of 2800 bar. It can be manufactured by. The composition for coating a barrier film of the present invention produces cellulose nanofibers in a physical fluid impulse method using pulp without separate chemical treatment, so that a dense film is formed and the cellulose nanofibers are uniformly dispersed in an aqueous solution, thereby allowing gas or Moisture barrier properties can be improved.

본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 기재필름을 준비하는 단계; 및 상기 기재필름 상에 전술한 배리어 필름 코팅용 조성물을 도포하여 배리어층을 형성하는 단계;를 포함하는 배리어 필름 제조방법을 제공한다. In exemplary embodiments of the present invention, preparing a base film; And forming a barrier layer by applying the composition for coating the barrier film on the base film.

예시적인 구현예에서, 상기 배리어 필름 코팅용 조성물을 도포하는 것은 코마 코팅법을 이용하여 수행될 수 있고, 코팅 시 건조 온도로는 80 ~120 ℃, 건조 시간으로는 1 ~ 10 분 동안 수행될 수 있다. In an exemplary embodiment, the coating of the composition for coating the barrier film may be performed using a coma coating method, and the drying temperature may be 80 to 120° C., and the drying time may be performed for 1 to 10 minutes. have.

이하, 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 구체적인 실시예를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있고, 단지 하기 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 실시를 용이하게 하고자 하는 것임이 이해될 것이다.Hereinafter, specific embodiments according to exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail. However, the present invention is not limited to the following examples, and various types of examples may be implemented within the scope of the appended claims. It will be understood that it is intended to facilitate the practice of the invention to those of skill in the art.

실시예Example

배리어Barrier 필름 제조 Film manufacturing

[실시예 1 - 배리어 필름 코팅용 조성물 제조][Example 1-Preparation of a composition for coating a barrier film]

셀룰로오스 나노 섬유의 종류는 활엽수 목질계(쯔에쯔펄프社)를 사용하였으며, 이를 유체 충돌 장치를 이용하여 충돌 각도는 180도 충돌 방향은 3방향으로 노즐 직경 0.5mm로 2800bar의 고압으로 100회 pass한 수용액을 사용하였다. 수용액상 셀룰로오스 나노 섬유의 농도는 1.0wt%, 2.0wt%, 3.0wt%를 제조하였다. The type of cellulose nanofibers was made of hardwood wood (Tuetsu Pulp), and using a fluid collision device, the collision angle was 180 degrees, the collision direction was 3 directions, and the nozzle diameter was 0.5 mm, and 100 passes at a high pressure of 2800 bar. One aqueous solution was used. Concentrations of aqueous cellulose nanofibers were prepared in 1.0wt%, 2.0wt%, and 3.0wt%.

도 1a-1c을 참조하면, 농도별 셀룰로오스 나노 섬유의 모습을 확인할 수 있는데, 농도가 진해질수록 셀룰로오스 나노 섬유의 분자간 간격이 좁아지며, 실타래처럼 얽히는 형태가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 셀룰로오스 나노 섬유를 과도하게 포함하는 경우 점도가 기하급수적으로 상승하여 원활한 코팅 공정이 어려울 수 있다는 사실을 확인하였다.Referring to FIGS. 1A-1C, the appearance of cellulose nanofibers by concentration can be confirmed. As the concentration increases, the intermolecular spacing of the cellulose nanofibers becomes narrower, and the entangled form like a thread increases. Therefore, it was confirmed that when the cellulose nanofibers were excessively included, the viscosity increased exponentially, making it difficult to perform a smooth coating process.

폴리비닐알코올은 상기 셀룰로오스 나노 섬유 수용액에, 셀룰로오스 나노 섬유 중량 대비 동일하게 첨가하여 혼합 수용액을 제조하였으며, 나노 클레이(몬모릴로나이트(montmorillonite))를 폴리비닐알코올 대비 1 wt% 혼합한 후 3 시간 동안 초음파 분산기를 이용하여 코팅액을 재조성하였다. Polyvinyl alcohol was added to the cellulose nanofiber aqueous solution equally to the weight of the cellulose nanofibers to prepare a mixed aqueous solution, and after mixing 1 wt% of nanoclay (montmorillonite) compared to polyvinyl alcohol, an ultrasonic disperser for 3 hours The coating solution was reconstituted using.

그 후, 이때 2-hydroxy(acid계)의 구성을 갖는 가교제(글루타르알데히드)를 나노 클레이 대비 1wt% 첨가하여 셀룰로오스 나노 섬유+수용성 바인더+나노 클레이간의 가교반응을 유도하였다(도 3 참조).Thereafter, at this time, a crosslinking agent (glutaraldehyde) having a composition of 2-hydroxy (acid) was added in an amount of 1 wt% compared to the nano clay to induce a crosslinking reaction between cellulose nanofibers + water-soluble binder + nanoclay (see FIG. 3).

[실시예 2 - 배리어 필름 제조][Example 2-Barrier Film Preparation]

또한 코팅 기재필름으로 PET50 (SKC社) 및 OPP30(율촌화학社)을 사용하였다. In addition, PET50 (SKC) and OPP30 (Yulchon Chemical) were used as the coating base film.

실시예 1에서 다양한 배합으로 제조된 각각의 코팅액을 각 기재필름에 comma coater기를 활용하여 코팅한 후, 건조온도 100℃ 에 2분간 건조하여 배리어 필름을 제조하였으며, 코팅 후 배리어층의 두께는 2um 로 측정되었다.Each coating solution prepared in various formulations in Example 1 was coated on each base film using a comma coater, and then dried at a drying temperature of 100° C. for 2 minutes to prepare a barrier film, and the thickness of the barrier layer after coating was 2 μm. Was measured.

배리어 필름 표면의 SEM 이미지를 나타낸 도 2를 참조하면, 실타래와 같이 셀룰로오스 나노 섬유 주쇄에 수용성 바인더 및 나노 클레이들이 서로 조밀하게 얽혀있는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 2 showing the SEM image of the surface of the barrier film, it can be seen that the water-soluble binder and the nano clays are closely entangled with each other in the cellulose nanofiber main chain like a thread.

실험예Experimental example

배리어Barrier 필름 성능 평가 Film performance evaluation

[실험예][Experimental Example]

상기 실시예에서 제조된 배리어 필름의 산소 배리어 특성을 확인하기 위하여 ASTM D3985에 의한 산소 투과도를 측정하였고, MOCON社의 OXTRAN 장비를 활용하여, 23℃/ 0%RH조건에서 3일간 가스 배리어 특성을 평가하였다. 또한, 수분배리어성을 확인하기 위하여 ASTM D1249에 의한 수분투습도를 측정하였으며, MOCON 社의 Aquatran 장비를 활용하여, 38℃/100% RH 조건에서 3일간 수분 투습도를 평가하였다.In order to check the oxygen barrier properties of the barrier film prepared in the above example, the oxygen permeability was measured according to ASTM D3985, and the gas barrier properties were evaluated at 23°C/ 0%RH condition for 3 days using the OXTRAN equipment of MOCON. I did. In addition, the moisture permeability was measured according to ASTM D1249 in order to confirm the moisture barrier property, and the moisture permeability was evaluated for 3 days at 38°C/100% RH using Aquatran equipment of MOCON.

PET50um 기재필름에 CNF(셀룰로오스 나노 섬유)/PVA(폴리비닐알코올)/나노 클레이 제막 필름의 배리어 특성 결과Barrier characteristics result of CNF (cellulose nanofiber)/PVA (polyvinyl alcohol)/nanoclay film forming film on PET50um base film 항목Item 조성물 내
CNF/ PVA 함량 (wt%)
In the composition
CNF/ PVA content (wt%)
산소 투과도 (cc/m2.day)Oxygen permeability (cc/m 2 .day) 수분 투습도
(g/m2.day)
Moisture permeability
(g/m 2 .day)
PET 50um (미코팅)PET 50um (uncoated) -- 3535 14.514.5 CNF / PVACNF/PVA 1 / 1 1 of 1 44 14.214.2 2 / 22 of 2 3.23.2 14.214.2 3 / 33 of 3 1.11.1 14.314.3 CNF / PVA / 나노 클레이
(가교제 포함하지 않음)
- 나노 클레이: PVA 대비 1wt% 포함
CNF/PVA/Nano Clay
(Does not include crosslinking agent)
-Nano Clay: Contains 1 wt% of PVA
1 / 1 1 of 1 1.01.0 9.89.8
2 / 22 of 2 0.80.8 9.29.2 3 / 33 of 3 0.50.5 9.19.1 CNF / PVA / 나노 클레이/ 가교제
- 나노 클레이: PVA 대비 1wt% 포함
- 가교제: 나노 클레이 대비 1wt% 포함
CNF / PVA / Nano Clay / Crosslinking agent
-Nano Clay: Contains 1 wt% of PVA
-Crosslinking agent: contains 1wt% of nano clay
1 / 1 1 of 1 0.50.5 4.94.9
2 / 22 of 2 0.40.4 4.44.4 3 / 33 of 3 0.20.2 4.04.0

OPP30um 기재필름에 CNF(셀룰로오스 나노 섬유)/PVA(폴리비닐알코올)/나노 클레이 제막 필름의 배리어 특성 결과Barrier characteristics result of CNF (cellulose nanofiber)/PVA (polyvinyl alcohol)/nanoclay film forming film on OPP30um base film 항목Item 조성물 내
CNF/ PVA 함량 (wt%)
In the composition
CNF/ PVA content (wt%)
산소투과도 (cc/m2.day)Oxygen permeability (cc/m 2 .day) 수분투습도
(g/m2.day)
Moisture permeability
(g/m 2 .day)
OPP 30um (미코팅)OPP 30um (uncoated) -- 15001500 6.56.5 CNF / PVACNF/PVA 1 / 1 1 of 1 384384 6.46.4 2 / 22 of 2 365365 6.26.2 3 / 33 of 3 291291 6.16.1 CNF / PVA / 나노 클레이
(가교제 포함하지 않음)
- 나노 클레이: PVA 대비 1wt% 포함
CNF/PVA/Nano Clay
(Does not include crosslinking agent)
-Nano Clay: Contains 1 wt% of PVA
1 / 1 1 of 1 5656 5.85.8
2 / 22 of 2 5151 5.85.8 3 / 33 of 3 4848 5.55.5 CNF / PVA / 나노 클레이/ 가교제
- 나노 클레이: PVA 대비 1wt% 포함
- 가교제: 나노 클레이 대비 1wt% 포함
CNF / PVA / Nano Clay / Crosslinking agent
-Nano Clay: Contains 1 wt% of PVA
-Crosslinking agent: contains 1wt% of nano clay
1 / 1 1 of 1 5.15.1 4.04.0
2 / 22 of 2 4.84.8 3.83.8 3 / 33 of 3 4.34.3 3.53.5

표 1 및 2를 참조하면, 기재필름인 PET50/OPP30에 본 발명의 조성물을 코팅하는 경우, 산소 투과도는 최대 기재필름이 PET50일 때 0.2cc OPP30일 때 4.0g까지 향상됨을 알 수 있었으며, 수분 투습도 최대 기재필름이 PET50일 때 4.3cc OPP30일 때 3.5g까지 향상됨을 알 수 있었다. Referring to Tables 1 and 2, in the case of coating the composition of the present invention on PET50/OPP30, which is a base film, it was found that when the maximum base film was PET50, the oxygen permeability was improved to 4.0g when 0.2cc OPP30, and moisture permeability. It was found that when the maximum base film was PET50, it was improved to 3.5g when 4.3cc OPP30.

특히, 코팅용 조성물의 셀룰로오스 나노 섬유 및 폴리비닐알코올의 농도를 기존보다 고농도로 포함하는 경우 더욱, 조밀한 구조를 가져 배리어 특성이 향상됨을 알 수 있었다.In particular, it was found that when the concentration of cellulose nanofibers and polyvinyl alcohol of the coating composition was contained at a higher concentration than before, it had a more compact structure and thus barrier properties were improved.

Claims (18)

배리어 필름 코팅용 조성물로서,
상기 배리어 필름 코팅용 조성물은 셀룰로오스 나노 섬유; 수용성 바인더; 나노 클레이; 가교제; 및 용매를 포함하고,
상기 셀룰로오스 나노 섬유; 수용성 바인더; 및 나노 클레이;는 서로 가교된 것이며,
상기 셀룰로오스 나노 섬유의 함량은 상기 배리어 필름 코팅용 조성물 총 중량을 기준으로 0.3 내지 5 중량%이고,
상기 수용성 바인더의 함량은 상기 배리어 필름 코팅용 조성물 총 중량을 기준으로 0.3 내지 5 중량%이며,
상기 나노 클레이의 함량은 상기 수용성 바인더 총 중량을 기준으로 0.05 내지 5 중량%이고,
상기 가교제의 함량은 상기 나노 클레이의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 5 중량%인, 배리어 필름 코팅용 조성물.
As a composition for coating a barrier film,
The barrier film coating composition includes cellulose nanofibers; Water-soluble binders; Nano clay; Crosslinking agent; And a solvent,
The cellulose nanofibers; Water-soluble binders; And nano clay; are crosslinked with each other,
The content of the cellulose nanofibers is 0.3 to 5% by weight based on the total weight of the composition for coating the barrier film,
The content of the water-soluble binder is 0.3 to 5% by weight based on the total weight of the composition for coating the barrier film,
The content of the nanoclay is 0.05 to 5% by weight based on the total weight of the water-soluble binder,
The content of the crosslinking agent is 0.05 to 5% by weight based on the total weight of the nano-clay, a composition for coating a barrier film.
제1항에 있어서,
상기 셀룰로오스 나노 섬유의 직경은 1 내지 100nm 이고, 길이는 1 내지 200 nm 인 것을 특징으로 하는, 배리어 필름 코팅용 조성물.
The method of claim 1,
The diameter of the cellulose nanofibers is 1 to 100 nm, characterized in that the length is 1 to 200 nm, barrier film coating composition.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 수용성 바인더는 폴리비닐알코올(PVA), 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스 (HPMC, Hydroxy Propyl Methyl Cellulose), 2-하이드록시 에틸 셀룰로오스 (2-hydroxy ethyl cellulos1e), 메틸 셀룰로오스 (methyl cellulose), 에틸셀룰로오스 (ethyl cellulose) 및 폴리에틸렌글리콜(polyethyleneglycol) 로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 배리어 필름 코팅용 조성물.
The method of claim 1,
The water-soluble binder is polyvinyl alcohol (PVA), hydroxypropyl methyl cellulose (HPMC, Hydroxy Propyl Methyl Cellulose), 2-hydroxy ethyl cellulose (2-hydroxy ethyl cellulos1e), methyl cellulose (methyl cellulose), ethyl cellulose (ethyl Cellulose) and polyethylene glycol (polyethyleneglycol), characterized in that at least one selected from the group consisting of, barrier film coating composition.
제1항에 있어서,
상기 수용성 바인더는 폴리비닐알코올(PVA)이고, 상기 폴리비닐알코올(PVA)의 비누화도는 80 내지 100 몰%인 것을 특징으로 하는, 배리어 필름 코팅용 조성물.
The method of claim 1,
The water-soluble binder is polyvinyl alcohol (PVA), characterized in that the saponification degree of the polyvinyl alcohol (PVA) is 80 to 100 mol%, barrier film coating composition.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 나노 클레이는 몬모릴로나이트(montmorillonite), 라포나이트(laponite), 벤토나이트(bentonite), 헥토라이트(hectorite), 바이델라이트(beidellite), 논트로나이트(nontronite), 마카다이트, 마이카(mica) 및 불소화 마이카로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 배리어 필름 코팅용 조성물.
The method of claim 1,
The nanoclay is montmorillonite, laponite, bentonite, hectorite, beidellite, nontronite, macadite, mica and fluorinated Composition for coating a barrier film, characterized in that at least one selected from the group consisting of mica.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 가교제는 2개 이상의 하이드록시기를 가지는 것을 특징으로 하는, 배리어 필름 코팅용 조성물.
The method of claim 1,
The crosslinking agent is characterized in that it has two or more hydroxy groups, barrier film coating composition.
제1항에 있어서,
상기 가교제는 디알데히드(dialdehyde), 글리옥살(glyoxal), 글루타르알데히드(glutaraldehyde), 폴리카르복실산(polycarboxylic acid), 시트르산(citric acid), 숙신산(succinic acid), 타르타르산(tartaric acid), 에틸말론산(ethylmalonic acid) 및 아디프산 디하이드라자이드(adipic acid dihydrazide, ADH)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 배리어 필름 코팅용 조성물.
The method of claim 1,
The crosslinking agent is dialdehyde, glyoxal, glutaraldehyde, polycarboxylic acid, citric acid, succinic acid, tartaric acid, ethyl Malonic acid (ethylmalonic acid) and adipic acid dihydrazide (adipic acid dihydrazide, ADH), characterized in that at least one selected from the group consisting of, barrier film coating composition.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 배리어 필름 코팅용 조성물은 식품 또는 의약품 포장재를 제조하기 위한 것을 특징으로 하는, 배리어 필름 코팅용 조성물.
The method of claim 1,
The barrier film coating composition is characterized in that for manufacturing a food or pharmaceutical packaging material, a composition for coating a barrier film.
기재필름; 및
상기 기재필름 상에 구비되고, 제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제7항, 제9항, 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 따른 배리어 필름 코팅용 조성물을 포함하는 배리어층;을 포함하는 배리어 필름.
Base film; And
A composition for coating a barrier film according to any one of claims 1, 2, 4, 5, 7, 9, 10 and 12 provided on the base film Barrier layer comprising a; Barrier film comprising a.
제13항에 있어서,
상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리이미드(PI; polyimide), 연신폴리프로필렌(OPP; Oriented Polypropylene), 이축연신폴리프로필렌(BOPP; Biaxially oriented Polypropylene), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(PEN; Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate), 폴리에테르설폰(PES; polyethersulfone), 폴리에스테르(Polyester) 또는 폴리스티렌(PS; Polystyrene)인 것을 특징으로 하는, 배리어 필름.
The method of claim 13,
The base film is polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP; Polypropylene), polycarbonate (PC; polycarbonate), polymethyl methacrylate (PMMA; Poly(methyl methacrylate)) , Polyimide (PI), oriented polypropylene (OPP), biaxially oriented polypropylene (BOPP), polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate (PEN; Polyethylene 2,6-dicarboxyl) naphthalate), polyethersulfone (PES), polyester, or polystyrene (PS).
제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제7항, 제9항, 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 따른 배리어 필름 코팅용 조성물의 제조방법으로서,
펄프를 이용하여 셀룰로오스 나노 섬유를 제조하는 단계;
상기 셀룰로오스 나노 섬유를 포함하는 수용액에 수용성 바인더와 나노 클레이를 첨가하는 단계; 및
상기 수용액에 가교제를 첨가하는 단계;를 포함하는 배리어 필름 코팅용 조성물의 제조방법.
As a method for preparing a composition for coating a barrier film according to any one of claims 1, 2, 4, 5, 7, 9, 10 and 12,
Preparing cellulose nanofibers using pulp;
Adding a water-soluble binder and nano clay to the aqueous solution containing the cellulose nanofibers; And
A method for preparing a composition for coating a barrier film comprising a step of adding a crosslinking agent to the aqueous solution.
제15항에 있어서,
상기 셀룰로오스 나노 섬유는 유체 충돌장치를 이용하여 제조되는 것을 특징으로 하는, 배리어 필름 코팅용 조성물의 제조방법.
The method of claim 15,
The method for producing a composition for coating a barrier film, characterized in that the cellulose nanofiber is produced using a fluid collision device.
기재필름을 준비하는 단계; 및
상기 기재필름 상에 제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제7항, 제9항, 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 따른 배리어 필름 코팅용 조성물을 도포하여 배리어층을 형성하는 단계;를 포함하는 배리어 필름 제조방법.
Preparing a base film; And
By applying the composition for coating a barrier film according to any one of claims 1, 2, 4, 5, 7, 9, 10 and 12 on the base film Barrier film manufacturing method comprising; forming a barrier layer.
제17항에 있어서,
상기 배리어 필름 코팅용 조성물을 도포하는 것은 코마 코팅법을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 배리어 필름 제조방법.
The method of claim 17,
Applying the composition for coating the barrier film is characterized in that it is carried out using a coma coating method, a barrier film manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102220488B1 (en) * 2020-11-27 2021-02-24 이보람 eco friendly vessel for packing food
KR102621343B1 (en) * 2021-01-14 2024-01-08 율촌화학 주식회사 Method for manufacturing cellulose nanofiber coated thin film and film manufactured by the same
KR102598137B1 (en) * 2022-11-24 2023-11-06 율촌화학 주식회사 High-barrier biodegradable film and preparation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016011392A (en) * 2014-06-30 2016-01-21 荒川化学工業株式会社 Gas barrier material, method for producing the same, and gas barrier film
JP2016160406A (en) 2015-03-05 2016-09-05 凸版印刷株式会社 Gas barrier film, fluid dispersion of cellulosic material and manufacturing method of gas barrier film

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5692190A (en) 1979-12-27 1981-07-25 Toshiba Ceramics Co Ltd Oxide single crystal body and its production
WO2011118360A1 (en) 2010-03-26 2011-09-29 凸版印刷株式会社 Film-forming composition and sheet
GB201019288D0 (en) 2010-11-15 2010-12-29 Imerys Minerals Ltd Compositions
KR101599132B1 (en) * 2014-05-29 2016-03-03 한국생산기술연구원 Organic/inorganic hybrid barrier film and manufacturing method thereof
KR101710987B1 (en) * 2015-04-24 2017-03-02 한국생산기술연구원 Polymer composites, Barrier film and method for preparing Barrier film
KR101823914B1 (en) * 2016-06-24 2018-01-31 율촌화학 주식회사 Gas barrier films comprising primer layer and method of manufacturing the same
KR101927850B1 (en) * 2016-06-24 2018-12-12 율촌화학 주식회사 Gas barrier films and method of manufacturing the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016011392A (en) * 2014-06-30 2016-01-21 荒川化学工業株式会社 Gas barrier material, method for producing the same, and gas barrier film
JP2016160406A (en) 2015-03-05 2016-09-05 凸版印刷株式会社 Gas barrier film, fluid dispersion of cellulosic material and manufacturing method of gas barrier film

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