KR20070086585A

KR20070086585A - 폴리실라잔계 피복물, 및 필름, 특히 중합체 필름피복용으로서의 이의 용도

Info

Publication number: KR20070086585A
Application number: KR1020077014307A
Authority: KR
Inventors: 슈테판 브란트; 안드레아스 디어도르프; 후베르트 리베; 안드레아스 박커
Original assignee: 클라리언트 인터내셔널 리미티드
Priority date: 2004-11-23
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2007-08-27
Also published as: CA2588623A1; BRPI0518490A2; NO20072995L; EP1828330B1; JP2008520773A; KR101186812B1; SI1828330T1; WO2006056285A1; RU2007123599A; EP1828330A1; US20080107894A1; ATE554148T1; MX2007006135A; ES2387987T3; AU2005309080A1; AR052245A1; TW200621918A

Abstract

본 발명은 용매에 용해된 화학식 1의 폴리실라잔 또는 당해 폴리실라잔들의 혼합물 및 하나 이상의 촉매를 포함하는 필름용 피복물에 관한 것이다.

화학식 1

-(SiR'R"-NR"')_n-

위의 화학식 1에서,

R', R" 및 R"'는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소이거나 임의로 치환된 알킬, 아릴 또는 (트리알콕시실릴)알킬 라디칼이고,

n은 정수이고, 폴리실라잔의 수 평균 분자량이 150 내지 150,000g/mol이 되도록 선택된다.

또한, 본 발명은 필름, 특히 중합체 필름을 피복된 필름 및 필름 복합체에 피복하는 방법에 관한 것이다.

폴리실라잔, 중합체, 피복, 포장재

Description

폴리실라잔계 피복물, 및 필름, 특히 중합체 필름 피복용으로서의 이의 용도 {Polysilazane-based coating and use thereof for coating films, especially polymer films}

본 발명은 폴리실라잔계 피복물; 필름, 특히 중합체 필름의 연속 피복용으로서의 이의 용도; 및 폴리실라잔으로 필름을 연속 피복하는 방법에 관한 것이다.

중합체로 제조된 필름은 수많은 산업 분야 및 일상용품에서 중요한 역할을 한다.

본원 명세서에 따르면, 필름의 특성에 대한 요구가 더욱 높아지고 있다. 예를 들면, 포장재 분야에서는 산소, 이산화탄소 또는 물에 대한 차단(barrier) 기능이 요구된다. 예를 들면, 산업용 필름 분야에서, 내스크래치성, 내화학성 또는 UV 차폐 작용이 요구된다.

특히, 포장재 분야에서 차단 기능이 요구된다. 당해 기술분야에서, 순수한 중합체의 불충분한 차단 기능을 개선시키기 위한 각종 방법이 존재한다. 필름 복합체로서 알려진 제품의 제조시, 하나 이상의 필름의 차단 기능이 향상된 복수의 필름들이 공압출 또는 적층에 의해 합해진다.

산소 차단 기능이 향상된 필름 물질의 예로는 EVOH가 있다. 그러나, 당해 중합체는 중합체 필름의 차단 기능이 수분 의존적이며 대기중 함수량이 높은 경우 차단 기능이 현저하게 감소하는 단점이 있다.

차단층을 중합체층에 진공 증착하여 피복할 수 있다. 차단층은 금속층, 예를 들면, 알루미늄이거나 산화물층, 예를 들면, Al₂O₃ 또는 SiO_x일 수 있다. 증착에 의해 알루미늄으로 피복된 필름은 투명하지 않다는 단점이 있다. 화학적 진공 증착(CVD)법에 의해 SiO_x와 같은 투명 피복물을 제조하는 것은 매우 어려우며, 이 때문에 커다란 장치의 복잡성 및 경비와 연관된다. 또한, 비화학양론적 SiO_x층은 황색으로 착색될 수 있으며, 이는 바람직하지 않다.

당해 문헌은 폴리실라잔이 중합체의 차단 기능을 증가시킬 수 있음을 기술하지만, 현재까지 알려진 피복 및 경화 공정은, 폴리실라잔 피복된 중합체가 장기간에 걸쳐 승온하에 또는 증가하는 함수량하에 또는 특정한 화학 물질로 처리되어야 하기 때문에 경제적으로 실행 가능한 연속적인 필름 피복 공정으로는 적합하지 않은 공정뿐이다.

미국 특허 제5,747,623호에는 폴리실라잔 세라믹층의 제조에 관해 기재되어 있다. 또한, 실시예 20 및 실시예 21에는 PET 필름을 퍼하이드로폴리실라잔으로 피복하는 것이 언급되어 있다. 당해 피복물은 150℃에서 1시간 동안 가열하고 희석된 염산에서 처리하거나, 상대 습도 80%, 95℃에서 3시간 동안 가열하여 경화시킨다. 중합체 필름의 피복을 위한 공업용 공정으로는 두 가지 방법 모두 적합하지 않다.

일본 특허 제81 74 763호에는 퍼하이드로폴리실라잔으로 이루어진 보호층이 제공되는 포장 물질이 기재되어 있다. 폴리실라잔 용액 및 당해 폴리실라잔 용액이 촉매를 포함하는지의 여부가 명확하게 기재되어 있지 않다. 피복물은 경화 및 산화성 분위기에서의 후속적인 하소에 의해 경화된다. 경화에 필요한 정확한 조건에 관한 예가 상세하게 기재되어 있지 않다.

일본 특허 제100 16 150호에는 중합체 필름 위에 차단층을 수득하기 위한 폴리실라잔의 용도가 기재되어 있다. 기재된 예에서, 폴리실라잔은 150시간 동안 60 내지 70℃에서 컨디셔닝(conditioning)된다. 따라서, 당해 공정은 필름 피복을 위한 공업용 규모에서 사용하기에는 부적합하다.

일본 특허 제93 00 522호에는 생분해성 중합체 위에 차단층을 제조하기 위한 폴리실라잔의 용도가 기재되어 있다. 실시예 20에는 폴리실라잔의 피복에 대해 기재되어 있다. 경화는 2단계 공정으로 수행하는데, 우선 120℃에서 1시간 이내에 수행하고, 이어서 상대 습도 90%, 80℃에서 2시간 이내에 컨디셔닝한다. 당해 공정은, 공업적 규모로 필름을 피복하기 위한 경제적으로 실행 가능한 피복 공정을 구성하지는 않는다.

유럽 특허 제781 815 A1호에는 폴리실라잔으로부터 출발하는 세라믹 피복물의 제조방법이 기재되어 있다. 실시예 27 내지 59에는 중합체 필름의 연속 피복방법이 기재되어 있다. 이들 실시예에는 피복물을 컨디셔닝하는 각종 방법이 기재되어 있는데, 이는 네 가지 가능한 단계들 중의 두 가지의 조합으로 이루어진다. 한 가지 컨디셔닝 단계는, 수증기를 추가로 함유하는 건조 구역을 승온하에서 통과하는 것이다. 그렇지 않으면, 건조 구역은 수증기 대신 각종 기체상 화학 물질(과산 화수소, 염화수소, 아세트산 또는 아민)을 함유할 수도 있다. 세 번째 가능한 단계는 (물, 무기산, 유기산, 수산화나트륨 용액, 아민 또는 과산화수소로 충전된) 침지조(immersion bath)를 통과하는 것이다. 마지막으로, 컨디셔닝 단계는 피복된 필름을 규정된 기후 조건하에 연장된 기간에 걸쳐 보관하는 것이다.

폴리실라잔 피복물의 컨디셔닝을 위해 기재된 방법들은 각각의 단계들에는 수 분 내지 수 시간이 소요되기 때문에 우선 매우 시간 소모적이며, 이 때문에 각각의 연속 피복 공정에서 비용 효율적이지 않다. 또한, 복잡한 공정에 피복되어야 하는 논쟁의 여지가 있는 화학 물질로 필름을 처리하는 것은 문제가 있다. 이와 같은 공정들은 상당한 장치 복합성을 수반하기 때문에 재활용 문제 및 사용된 화학 물질의 처리 문제가 추가적으로 발생하며, 또한, 과량의 화학 물질은 중합체 필름으로부터 세척되어야 하며 이는 추가의 작업 단계를 필요로 한다. 이들 공정 모두의 일반적인 특성은, 폴리실라잔을 갖는 차단층을 중합체 물질에 피복할 수 있을지라도, 피복물의 경화는 장기간의 공정 시간을 요하거나, 기술적으로 매우 복잡하기 때문에, 경제적으로 실현 가능하게 하기 위해서는 많은 처리량을 요하는 공업용 공정에는 부적합하다.

따라서, 본 발명의 목적은 필름, 특히 폴리실라잔계 중합체 필름의 피복방법을 개발하는 것으로, 특별한 성능과 관련된 필름의 특성이 향상될 수 있으며, 연속 피복 공정에서 추가로 비싸지 않게 급속하게 필름에 피복될 수 있다.

놀랍게도, 짧은 가공 시간 이내의 짧은 건조 단계만을 포함하는 연속 피복 공정에서, 폴리실라잔계 피복물은 필름에 피복될 수 있고 컨디셔닝될 수 있으며, 동시에 필름, 특히 중합체 필름의 특정한 성능 특성, 예를 들면, 차단 기능, 내화학성, UV 흡수 또는 내스크래치성을 향상시키는 것으로 밝혀졌다.

따라서, 본 발명은 용매 중에 하나 이상의 촉매와 함께 화학식 1의 폴리실라잔 또는 당해 폴리실라잔들의 혼합물의 용액을 포함하는 필름용 피복물을 제공한다.

-(SiR'R"-NR"')_n-

위의 화학식 1에서,

n은 폴리실라잔의 수 평균 분자량이 150 내지 150,000g/mol이 되는 정수이다.

특히 적합한 폴리실라잔은, R', R" 및 R"'가 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 3급-부틸, 페닐, 비닐, 3-(트리에톡시실릴)프로필 및 3-(트리메톡시실릴)프로필로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 라디칼인 폴리실라잔이다.

바람직한 양태에서, 화학식 2의 퍼하이드로폴리실라잔을 본 발명의 피복물에 사용한다.

추가의 바람직한 양태에서, 본 발명의 피복물은 화학식 3의 폴리실라잔을 포함한다.

-(SiR'R"-NR"')_n-(SiR^*R^**-NR^***)_p-

위의 화학식 3에서,

R', R", R"', R^*, R^** 및 R^***는 각각 독립적으로 수소이거나, 임의로 치환된 알킬, 아릴, 비닐 또는 (트리알콕시실릴)알킬 라디칼이고,

n 및 p는 각각 정수이고,

R', R"' 및 R^***가 각각 수소이고, R", R^* 및 R^**가 각각 메틸인 화합물,

R', R"' 및 R^***가 각각 수소이고, R" 및 R^*가 각각 메틸이고, R^**가 비닐인 화합물 또는

R', R"', R^* 및 R^***가 각각 수소이고, R" 및 R^**가 각각 메틸인 화합물이 특 히 바람직하다.

마찬가지로, 본 발명의 피복물은 화학식 4의 폴리실라잔이 바람직하게 제공된다.

-(SiR'R"-NR"')_n-(SiR^*R^**-NR^***)_p-(SiR¹,R²-NR³)_q-

위의 화학식 4에서,

R', R", R"', R^*, R^**, R^***, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소이거나, 임의로 치환된 알킬, 아릴, 비닐 또는 (트리알콕시실릴)알킬 라디칼이고,

n, p 및 q는 각각 정수이고,

R', R"' 및 R^***가 각각 수소이고, R", R^*, R^** 및 R²가 각각 메틸이고, R³이 (트리에톡시실릴)프로필이고, R¹이 알킬 또는 수소인 화합물이 특히 바람직하다.

본 발명은 필름이 폴리실라잔 용액으로 연속 피복되는 공정을 추가로 제공한다. 폴리실라잔 용액은, 예를 들면, 롤 피복, 침지 또는 분무에 의해 중합체 필름에 피복할 수 있다.

마지막으로, 본 발명은 본 발명에 따라 피복된 중합체 필름을 제공한다.

폴리실라잔은, 오븐을 통과시키거나 IR 또는 NIR 라디에이터가 장착된 건조 구역을 통과시킴으로써 연속 필름 피복 공정으로 경화시킨다. 이들 라디에이터는 각각 12 내지 1.2㎛ 및 1.2 내지 0.8㎛의 파장 범위에서 작동한다. 복사 강도는 바람직하게는 5 내지 1,000kW/㎡이다. 온도, 오븐내 체류 시간 및 IR 또는 NIR 라디에이터의 복사 강도는, 과잉 가열이 존재하지 않아 열적으로 민감한 중합체 물질이 손상되지 않는 방식으로 조절된다.

폴리실라잔은 넓은 범위의 기판에 대한 접착성, 심지어 중합체성 유기 물질에 대한 접착성이 매우 양호하다. 예를 들면, 적합한 중합체 필름은 폴리올레핀, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리아미드, PVC, 폴리카보네이트, PMMA 또는 언급된 중합체 물질들의 공중합체로 이루어진다.

중합체 필름은, 접착에 대한 장애 없이 위에서 기술한 공정에 의해 피복된 SiO_x층을 이미 포함하고 있을 수 있다.

폴리실라잔 용액을 연속 공정에서 피복하는데, 다시 말하면, 예를 들면, 롤 피복, 침지 또는 분무에 의해 필름을 피복한다. 필름의 한쪽 면에 피복하거나 전면과 배면에 동시에 피복할 수 있다.

특히 간단한, 중합체 필름의 단면 피복 방법으로는, 중합체 필름을 침지조를 통하여 편향 롤러에 의해 인발하는 방법이 있다. 당해 방법에서, 필름의 한쪽 면은 롤러에 의해 피복되며, 나머지 면만 폴리실라잔 용액에 의해 습윤된다.

필름의 피복을 위한 추가의 일반적인 방법으로는, 하나 이상의 롤러에 의한 피복이 있다. 당해 경우, 폴리실라잔을 롤러에 피복하며, 당해 롤러는 용액을 직 접 또는 간접적으로 중합체 필름에 이동시킨다.

폴리실라잔 피복물은 오븐에서 또는 IR이나 NIR 복사에 의해 연속 건조 공정에서 컨디셔닝된다. 또한, 건조 전, 건조 동안 또는 건조시킨 후에, 필름을 대기 중 함수량이 증가된 대기에 노출시킬 수 있다. 당해 단계에서 대기 중 함수량은, 상대 습도 50 내지 100%, 바람직하게는 60 내지 80%이다.

건조 공정은 1분 미만, 바람직하게는 30초 미만의 매우 짧은 시간에 걸쳐 유효하다.

건조기 온도 또는 IR 건조기 온도 및 벨트 속력을 적합하게 선택함으로써, 폴리올레핀, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리아미드, PVC, 폴리카보네이트, PMMA 또는 언급된 중합체 물질들의 공중합체를 기본으로 하는 중합체 필름이 간단한 방식으로 건조될 수 있으며, 생성된 필름은 차단 특성이 양호하다. 특히, PET 필름의 경우, 적합한 필름 속력 및 적절한 라디에이터 출력에 의해, 폴리실라잔층은 50 내지 100℃, 특히 80 내지 90℃에서, 10 내지 120초 이내, 특히 20 내지 30초 이내에 폴리실라잔층을 경화시킨다.

이들 짧은 가공 시간으로 인하여, 건조 구역의 치수화에 의해 높은 처리량을 수득할 수 있다. 길이 10m, 체류 시간 60초의 건조 구역의 경우, 예를 들면, 10m/min의 속력으로 피복할 수 있다. 구역의 길이가 20m로 두 배이고 체류 시간이 15초로 더 짧은 경우, 예를 들면, 80m/min의 속력을 수득할 수 있다. 체류 시간을 반으로 줄이는 경우, 당해 속력은 160m/min으로 더 빨라진다.

복수의 작용층을 중합체 필름에 적층하여 피복하기 위해, 필름 피복 공정을 반복될 수 있다.

본 발명의 폴리실라잔 피복물에 의해, 성능과 관련된 필름의 각종 특성이 향상될 수 있다. 경화 후에 수득된 층은, 층의 두께가 매우 얇아도, 산소, 이산화탄소 또는 수증기 침투에 대한 차폐 기능이 매우 양호하다.

게다가, 더욱 두꺼운 층은, 예를 들면, 폴리카보네이트 또는 PMMA 위의 민감성 중합체 필름의 내스크래치성을 향상시킬 수 있다. 또한, 필름의 내화학성, 예를 들면, 유기 용매에 매우 인감한 폴리카보네이트 필름의 내화학성이 상당히 향상된다.

마지막으로, 첨가제, 예를 들면, 나노입자를 가함으로써, 수득되어야 하는 용도, 예를 들면, 미분된 산화아연 또는 이산화티탄의 첨가에 의한 UV 흡수 작용에 연관된 추가의 특성들이 수득된다.

경화된 폴리실라잔 피복물의 층 두께는 통상적으로 0.02 내지 10㎛, 바람직하게는 0.1 내지 5㎛, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 3㎛이다.

폴리실라잔계 피복물에 있어서 특히 적합한 용매는 물 또는 임의의 반응성 그룹, 예를 들면, 하이드록실 또는 아민 그룹을 함유하지 않는 유기 용매이다. 예를 들면, 지방족 또는 방향족 탄화수소, 할로 탄화수소; 에스테르, 예를 들면, 에틸 아세테이트 또는 부틸 아세테이트; 케톤, 예를 들면, 아세톤 또는 메틸 에틸 케톤; 에테르, 예를 들면, 테트라하이드로푸란 또는 디부틸 에테르; 모노알킬렌 글리콜 디알킬 에테르 및 폴리알킬렌 글리콜 디알킬 에테르(글림(glyme)); 또는 이들 용매의 혼합물이 있다.

폴리실라잔 피복물의 추가의 성분으로는, 예를 들면, 제형의 점도, 기판 습윤, 필름 형성 또는 통풍 성능에 영향을 끼치는 첨가제, 또는 무기 나노입자, 예를 들면, SiO₂, TiO₂, ZnO, ZrO₂, 산화인듐주석(ITO) 또는 Al₂O₃가 있을 수 있다.

사용되는 촉매는, 예를 들면, 유기 아민, 산, 금속, 금속염 또는 이들 화합물의 혼합물일 수 있다. 촉매의 사용량은, 폴리실라잔의 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는 0.01 내지 10중량%, 특히 0.1 내지 6중량%이다.

아민 촉매의 예로는 암모니아, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, n-프로필아민, 이소프로필아민, 디-n-프로필아민, 디-이소프로필아민, 트리-n-프로필아민, n-부틸아민, 이소부틸아민, 디-n-부틸아민, 디-이소부틸아민, 트리-n-부틸아민, n-펜틸아민, 디-n-펜틸아민, 트리-n-펜틸아민, 디사이클로헥실아민, 아닐린, 2,4-디메틸피리딘, 4,4-트리메틸렌비스(1-메틸피페리딘), 1,4-디아자비사이클로[2.2.2]옥탄, N,N-디메틸피페라진, 시스-2,6-디메틸피페라진, 트랜스-2,5-디메틸피페라진, 4,4-메틸렌비스(사이클로헥실아민), 스테아릴아민, 1,3-디-(4-피페리딜)프로판, N,N-디메틸프로판올아민, N,N-디메틸헥산올아민, N,N-디메틸옥탄올아민, N,N-디에틸에탄올아민, 1-피페리딘에탄올 및 4-피페리디놀이 있다.

유기산의 예로는 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산 및 카프로산이 있다.

금속 및 금속 화합물의 예로는 팔라듐, 팔라듐 아세테이트, 팔라듐 아세틸아 세토네이트, 팔라듐 프로피오네이트, 니켈, 니켈 아세틸아세토네이트, 은 분말, 은 아세틸아세토네이트, 백금, 백금 아세틸아세토네이트, 루테늄, 루테늄 아세틸아세토네이트, 루테늄 카보닐, 금, 구리, 구리 아세틸아세토네이트, 알루미늄 아세틸아세토네이트 및 알루미늄 트리스(에틸아세토아세테이트)가 있다.

사용되는 촉매 시스템에 따라, 수분 또는 산소의 존재는 피복물의 경화에 있어서 중요한 역할을 한다. 따라서, 적합한 촉매 시스템을 선택하면, 높거나 낮은 대기중 함수량에서 및 높거나 낮은 산소 함량에서 급속 경화를 수행할 수 있다.

경화를 수행하기 전에, 중합체 필름에 대한 폴리실라잔층의 접착력의 향상에 기여할 수 있는 프라이머층을 우선적으로 도포할 수 있다. 통상의 프라이머로는 실란을 기본으로 하는 프라이머, 예를 들면, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)아민, N-(n-부틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 및 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란이 있다. 피복 전에, 또 다른 방식으로, 예를 들면, 화염 처리, 코로나 처리 또는 플라즈마 전처리법으로 필름을 전처리할 수도 있다.

동일한 방식으로, 이후의 제조 과정 동안, 폴리실라잔 용액의 접착 또는 습윤을 향상시키는 피복물과 함께 이미 제공된, 즉시 사용 가능한 프리프라이밍된(ready-prepriming) 필름을 사용할 수 있다.

마찬가지로, 본 발명에 따라 폴리실라잔으로 피복된 중합체 필름은 필름 복 합체의 제조에 적합하다. 이와 같은 경우, 2종 이상의 필름을, 특별한 성능 특성을 갖는 복합체 물질에 합하며, 이는 포장 필름에 특히 관련이 있다.

사용되는 퍼하이드로폴리실라잔은 클라리안트 쟈판 가부시키가이샤(Clariant Japan K.K.) 제품이다. 당해 퍼하이드로폴리실라잔은 자일렌 중의 용액(NP)이거나 디-n-부틸 에테르 중의 용액(NL)이다. 이들 용액은 아민, 금속 또는 금속염을 촉매로서 포함한다.

다음의 실시예어서, 부 및 백분율은 중량을 기준으로 한 것이다.

실시예 1 ( PET 필름의 연속 피복)

부틸 아세테이트에 의해 5% 농도까지 희석된 20% 퍼하이드로폴리실라잔 용액 NP100-20(클라리안트 쟈판 제조)의 혼합물로 충전된 침지조를 통과하는 편향 롤러(deflection roller)를 사용하여, 두께 23㎛의 PET 필름을 3m/min의 속력으로 연속적으로 인발한다. 당해 공정에서, 필름의 전면만이 퍼하이드로폴리실라잔 용액과 접촉하며, 이의 배면은 편향 롤러가 차폐한다. 후속적으로, 당해 필름을 길이 60cm의 적외선 건조 채널로 통과시킨다. 건조 채널에서의 체류 시간은 대략 12초이며, 건조 채널은 필름을 60℃로 가열한다. 그 결과, 한쪽 면이 피복되어 있는 맑고 투명한 필름이 수득된다. 피복물의 두께는 약 500nm이다.

수득된 피복 필름의 산소 투과도를 대기중 상대 습도 0%에서 MOCON 옥스트란스 유닛(MOCON Oxtrans unit)으로 측정한다. 측정값은 14㎖/(dㆍ㎡ㆍbar)이다. 이에 비해, 피복되지 않은 필름의 산소 투과도는 85㎖/(dㆍ㎡ㆍbar)이다.

실시예 2

5% 퍼하이드로폴리실라잔 용액[당해 용액은 20% 퍼하이드로폴리실라잔 용액 NL120A-20(클라리안트 쟈판 제조)과 디부틸 에테르로부터 제조한다]이 존재하는 침지조를 통과하는 편향 롤러를 사용하여, 두께 23㎛의 PET 필름을 3m/min의 속력으로 연속적으로 인발한다. 당해 공정에서, 필름의 전면만이 퍼하이드로폴리실라잔 용액과 접촉하며, 이의 배면은 편향 롤러가 차폐한다. 후속적으로, 당해 필름을 길이 60cm의 적외선 건조 채널로 통과시킨다. 건조 채널에서의 체류 시간은 대략 12초이며, 건조 채널은 필름을 60℃로 가열한다. 그 결과, 한쪽 면이 피복되어 있는 맑고 투명한 필름이 수득된다. 피복물의 두께는 약 500nm이다.

수득된 피복 필름의 산소 투과도를 대기중 상대 습도 0%에서 MOCON 옥스트란스 유닛으로 측정한다. 측정값은 12㎖/(dㆍ㎡ㆍbar)이다.

실시예 3

5% 퍼하이드로폴리실라잔 용액[당해 용액은 20% 퍼하이드로폴리실라잔 용액 NL120A-20(클라리안트 쟈판 제조)과 디부틸 에테르로부터 제조한다]이 존재하는 침지조를 통과하는 편향 롤러를 사용하여, 미리 고진공하에 SiO_x층이 피복되어 있는 두께 23㎛의 PET 필름을 3m/min의 속력으로 연속적으로 인발한다. 당해 공정에서, 필름의 전면만이 퍼하이드로폴리실라잔 용액과 접촉하며, 이의 배면은 편향 롤러가 차폐한다. 후속적으로, 당해 필름을 길이 60cm의 적외선 건조 채널로 통과시킨다. 건조 채널에서의 체류 시간은 대략 12초이며, 건조 채널은 필름을 60℃로 가열한 다. 그 결과, 한쪽 면이 피복되어 있는 맑고 투명한 필름이 수득된다. 피복물의 두께는 약 500nm이다.

수득된 피복 필름의 산소 투과도를 대기중 상대 습도 0%에서 MOCON 옥스트란스 유닛으로 측정한다. 측정값은 1.0㎖/(dㆍ㎡ㆍbar)이다. 이에 비해, 고진공하에 SiO_x층만이 피복된 필름의 산소 투과도는 2.5㎖/(dㆍ㎡ㆍbar)이다.

실시예 4

필름 속력을 감소시켜, IR 건조 채널 중의 체류 시간을 20초로 하는 것을 제외하고는, 실시예 2와 유사한 방법을 사용한다. 건조 채널은 필름을 80℃로 가열한다. 그 결과, 한쪽 면이 피복되어 있는 맑고 투명한 필름이 수득된다. 피복물의 두께는 약 500nm이다.

수득된 피복 필름의 산소 투과도를 대기중 상대 습도 0%에서 MOCON 옥스트란스 유닛으로 측정한다. 측정값은 9㎖/(dㆍ㎡ㆍbar)이다.

실시예 5

필름 속력을 감소시켜, IR 건조 채널 중의 체류 시간을 28초로 하는 것을 제외하고는, 실시예 2와 유사한 방법을 사용한다. 건조 채널은 필름을 86℃로 가열한다. 그 결과, 한쪽 면이 피복되어 있는 맑고 투명한 필름이 수득된다. 피복물의 두께는 약 500nm이다.

수득된 피복 필름의 산소 투과도를 대기중 상대 습도 0%에서 MOCON 옥스트란스 유닛으로 측정한다. 측정값은 7㎖/(dㆍ㎡ㆍbar)이다.

실시예 6

필름 속력을 증가시켜, IR 건조 채널 중의 체류 시간을 10초로 하는 것을 제외하고는, 실시예 2와 유사한 방법을 사용한다. 건조 채널은 필름을 55℃로 가열한다. 그 결과, 한쪽 면이 피복되어 있는 맑고 투명한 필름이 수득된다. 피복물의 두께는 약 500nm이다.

수득된 피복 필름의 산소 투과도를 대기중 상대 습도 0%에서 MOCON 옥스트란스 유닛으로 측정한다. 측정값은 20㎖/(dㆍ㎡ㆍbar)이다.

실시예 7

필름 속력을 감소시켜, IR 건조 채널 중의 체류 시간을 22초로 하는 것을 제외하고는, 실시예 3과 유사한 방법을 사용한다. 건조 채널은 필름을 82℃로 가열한다. 그 결과, 한쪽 면이 피복되어 있는 맑고 투명한 필름이 수득된다. 피복물의 두께는 약 500nm이다.

수득된 피복 필름의 산소 투과도를 대기중 상대 습도 0%에서 MOCON 옥스트란스 유닛으로 측정한다. 측정값은 0.8㎖/(dㆍ㎡ㆍbar)이다.

Claims

용매 중에 하나 이상의 촉매와 함께 화학식 1의 폴리실라잔 또는 당해 폴리실라잔들의 혼합물의 용액을 포함하는 필름용 피복물.

화학식 1

-(SiR'R"-NR"')_n-

위의 화학식 1에서,

R', R" 및 R"'는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소이거나 임의로 치환된 알킬, 아릴 또는 (트리알콕시실릴)알킬 라디칼이고,

n은 폴리실라잔의 수 평균 분자량이 150 내지 150,000g/mol이 되는 정수이다.
제1항에 있어서, R', R" 및 R"'가 각각 독립적으로 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 3급-부틸, 페닐, 비닐, 3-(트리에톡시실릴)프로필 및 3-(트리메톡시실릴)프로필로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 라디칼임을 특징으로 하는 피복물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 화학식 1의 폴리실라잔이 화학식 2의 퍼하이드로폴리실라잔임을 특징으로 하는 피복물.

화학식 2
제1항에 있어서, 화학식 3의 폴리실라잔임을 특징으로 하는 피복물.

화학식 3

-(SiR'R"-NR"')_n-(SiR^*R^**-NR^***)_p-

위의 화학식 3에서,

R', R", R"', R^*, R^** 및 R^***는 각각 독립적으로 수소이거나, 임의로 치환된 알킬, 아릴, 비닐 또는 (트리알콕시실릴)알킬 라디칼이고,

n 및 p는 각각 정수이고,

n은 폴리실라잔의 수 평균 분자량이 150 내지 150,000g/mol이 되는 정수이다.
제4항에 있어서,

R', R"' 및 R^***가 각각 수소이고 R", R^* 및 R^**가 각각 메틸이거나,

R', R"' 및 R^***가 각각 수소이고 R" 및 R^*가 각각 메틸이고 R^**가 비닐이거 나,

R', R"', R^* 및 R^***가 각각 수소이고 R" 및 R^**가 각각 메틸임을 특징으로 하는 피복물.
제1항에 있어서, 화학식 4의 폴리실라잔임을 특징으로 하는 피복물.

화학식 4

-(SiR'R"-NR"')_n-(SiR^*R^**-NR^***)_p-(SiR¹,R²-NR³)_q-

위의 화학식 4에서,

R', R", R"', R^*, R^**, R^***, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소이거나, 임의로 치환된 알킬, 아릴, 비닐 또는 (트리알콕시실릴)알킬 라디칼이고,

n, p 및 q는 각각 정수이고,

n은 폴리실라잔의 수 평균 분자량이 150 내지 150,000g/mol이 되는 정수이다.
제6항에 있어서, R', R"' 및 R^***가 각각 수소이고, R", R^*, R^** 및 R²가 각각 메틸이고, R³이 (트리에톡시실릴)프로필이고, R¹이 알킬 또는 수소임을 특징으로 하는 피복물.
제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 폴리실라잔 용액이 폴리실라잔을 0.1 내지 50중량%, 바람직하게는 1 내지 30중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 20중량% 함유함을 특징으로 하는 피복물.
제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 퍼하이드로폴리실라잔 용액이 촉매를 0.1 내지 10중량% 함유함을 특징으로 하는 피복물.
제9항에 있어서, 사용되는 촉매가 유기 아민, 산, 금속, 금속염 또는 이들 화합물의 혼합물임을 특징으로 하는 피복물.
제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 사용되는 용매가 어떠한 반응성 그룹도 함유하지 않는 무수 유기 용매임을 특징으로 하는 피복물.
중합체 필름 피복용의 제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 따르는 피복물의 용도.
용매 중에 하나 이상의 촉매와 함께 화학식 1의 폴리실라잔 또는 당해 폴리실라잔들의 혼합물을 포함하는 용액을 필름에 피복하고, 후속적으로 건조 구역을 통과시킴을 특징으로 하는, 필름의 연속 피복방법.

화학식 1

-(SiR'R"-NR"')_n-

위의 화학식 1에서,

R', R" 및 R"'는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소이거나 임의로 치환된 알킬, 아릴 또는 (트리알콕시실릴)알킬 라디칼이고,

n은 폴리실라잔의 수 평균 분자량이 150 내지 150,000g/mol이 되는 정수이다.
제13항에 있어서, 건조 공정을 열처리, IR 또는 NIR 조사에 의해 수행함을 특징으로 하는, 필름의 연속 피복방법.
제13항 및/또는 제14항에 있어서, 건조 공정을 60초 미만의 시간 동안, 바람직하게는 30초 미만의 시간 동안 수행함을 특징으로 하는, 필름의 연속 피복방법.
제13항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 피복 대상 필름이 중합체 필름임을 특징으로, 하는 필름의 연속 피복방법.
제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 따르는 피복물로 피복된 중합체 필름.
제17항에 있어서, 중합체가 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리카보네이트, PMMA 또는 PVC임을 특징으로 하는 중합체 필름.
제17항 및/또는 제18항에 있어서, 피복물의 두께가 0.02 내지 10㎛임을 특징으로 하는 중합체 필름.
제17항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 따르는 하나 이상의 중합체 필름을 하나 이상의 다른 중합체 필름과 합하여 제공됨을 특징으로 하는 필름 복합체.