KR20120056119A - Gas barrier coating composition and gas barrier film - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스 배리어성 코팅 조성물 및 가스 배리어성 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 열가소성 수지 기재 상에 밀착성 및 투명성이 우수한 가스 배리어성 코팅층을 형성할 수 있게 하는 가스 배리어성 코팅 조성물 및 가스 배리어성 필름에 관한 것이다. The present invention relates to a gas barrier coating composition and a gas barrier film. More specifically, the present invention relates to a gas barrier coating composition and a gas barrier film which enable to form a gas barrier coating layer having excellent adhesion and transparency on a thermoplastic resin substrate.
폴리에스테르, 폴리아마이드 또는 폴리올레핀 등의 열가소성 수지로 이루어진 필름이나 시트는 다양한 포장재로서 적용되고 있다. Films and sheets made of thermoplastic resins such as polyesters, polyamides or polyolefins have been applied as various packaging materials.
그런데, 이들 열가소성 수지의 필름 또는 시트는 대부분 가스 배리어성이 충분치 않기 때문에, 산소 등의 차단이 필요한 식품 포장재 기타 다양한 포장재로 적용되는데 한계가 있었다. However, since most of the films or sheets of these thermoplastic resins do not have sufficient gas barrier properties, they have limitations in being applied to food packaging materials and various other packaging materials requiring blocking of oxygen.
이 때문에, 상기 열가소성 수지 필름 또는 시트 등에 코팅되어 이들의 가스 배리어성을 향상시키기 위한 가스 배리어성 코팅 조성물이 다양하게 제안된 바 있다. 그러나, 이전에 알려진 가스 배리어성 코팅 조성물로 열가소성 수지 필름 또는 시트 상에 코팅층을 형성하더라도 가스 배리어성이 충분치 못하거나 투명성이 떨어져 포장재로서의 품위가 떨어지는 경우가 많았다. For this reason, various gas barrier coating compositions have been proposed for coating the thermoplastic resin film or sheet to improve their gas barrier properties. However, even when a coating layer is formed on a thermoplastic resin film or sheet with a gas barrier coating composition previously known, gas barrier properties are insufficient or transparency is inferior in quality as a packaging material.
또한, 이전에 알려진 가스 배리어성 코팅 조성물은 열가소성 수지 필름 또는 시트와의 밀착성 또는 부착성이 떨어지거나 보관시의 겔화로 인해 코팅층의 형성 자체가 쉽지 않은 경우가 많았다. 또, 코팅층이 형성되더라도, 핀홀의 발생 등에 의해 가스 배리어성이 실질적으로 향상되지 않는 단점이 적지 않게 발생하였다. In addition, the gas barrier coating composition previously known is often not easy to form the coating layer due to poor adhesion or adhesion to the thermoplastic resin film or sheet or gelation during storage. Further, even when the coating layer is formed, there are many disadvantages in that the gas barrier property is not substantially improved due to the generation of pinholes or the like.
부가하여, 이전에 알려진 가스 배리어성 코팅 조성물의 경우, 코팅층이 형성되는 필름 또는 시트의 재질, 즉, 열가소성 수지의 종류에 따라, 크게 다른 가스 배리어성, 투명성 또는 밀착성을 나타내는 경우가 많아서, 열가소성 수지 필름 또는 시트에 대한 범용성이 떨어지는 단점 또한 존재하였다.In addition, in the case of the gas barrier coating composition previously known, the thermoplastic resin is often exhibited significantly different gas barrier properties, transparency or adhesion depending on the material of the film or sheet on which the coating layer is formed, that is, the type of the thermoplastic resin. There was also a disadvantage of poor versatility for films or sheets.
예를 들어, 가스 배리어성 코팅 조성물 중에 폴리에스테르계 수지로 이루어진 필름 또는 시트 상에 일정 수준의 투명성 및 가스 배리어성을 갖는 코팅층을 형성시킬 수 있는 것이 제안된 바 있다. 그러나, 이러한 코팅 조성물의 경우에도, 폴리올레핀계 필름 또는 시트에 대해서는 밀착성이 크게 떨어지는 등의 문제점을 가지고 있었다. 또, 코팅층에 핀홀 등이 발생하여 가스 배리어성이 거의 향상되지 않는 단점이 다수 발생하였다. 이전에는 이의 보완을 위해 열가소성 수지 필름 또는 시트(예를 들어, 폴리올레핀계 필름 등)와 코팅층 사이에 밀착성 향상을 위한 앵커층(이접착층)을 부가하는 방법이 고려된 바 있지만, 이러한 경우 공정이 복잡해질 뿐 아니라, 상기 앵커층 등이 열가소성 수지 필름 또는 시트(예를 들어, 폴리올레핀계 필름 등)의 투명성 기타 물성을 크게 저하시키는 경우가 많았다. For example, it has been proposed to be able to form a coating layer having a certain level of transparency and gas barrier properties on a film or sheet made of a polyester resin in a gas barrier coating composition. However, even in such a coating composition, the adhesiveness with respect to a polyolefin film or a sheet was inferior significantly. In addition, a pinhole or the like is generated in the coating layer, which causes a number of disadvantages in that gas barrier properties are hardly improved. Previously, a method of adding an anchor layer (adhesive layer) for improving adhesion between the thermoplastic resin film or sheet (for example, polyolefin-based film) and the coating layer has been considered to compensate for this, but in this case, the process is complicated. In addition, the anchor layer or the like has often lowered the transparency and other physical properties of the thermoplastic resin film or sheet (for example, a polyolefin film or the like) significantly.
이에 본 발명은 다양한 열가소성 수지 기재 상에 밀착성 및 투명성이 우수한 가스 배리어성 코팅층을 형성할 수 있게 하는 가스 배리어성 코팅 조성물을 제공하기 위한 것이다. Accordingly, the present invention is to provide a gas barrier coating composition that can form a gas barrier coating layer excellent in adhesion and transparency on various thermoplastic resin substrates.
본 발명은 또한 우수한 가스 배리어성 및 투명성을 나타내면서 열가소성 수지 기재와 코팅층 간의 뛰어난 밀착성을 나타내는 가스 배리어성 필름을 제공하기 위한 것이다. The present invention also provides a gas barrier film that exhibits excellent gas barrier properties and transparency while exhibiting excellent adhesion between the thermoplastic resin substrate and the coating layer.
본 발명은 폴리비닐알코올; 폴리알킬렌이민계 고분자; 및 탄소수 1 내지 5의 저급 알코올과 물의 혼합 용매를 포함하는 가스 배리어성 코팅 조성물을 제공한다. The present invention is polyvinyl alcohol; Polyalkyleneimine-based polymers; And it provides a gas barrier coating composition comprising a mixed solvent of a lower alcohol having 1 to 5 carbon atoms and water.
또한, 본 발명은 열가소성 수지 기재; 및 상기 코팅 조성물로부터 형성된 상기 기재 상의 코팅층을 포함하는 가스 배리어성 필름을 제공한다. In addition, the present invention is a thermoplastic resin substrate; And it provides a gas barrier film comprising a coating layer on the substrate formed from the coating composition.
본 발명은 또한, 열가소성 수지 기재; 및 폴리비닐알코올 및 폴리알킬렌이민계 고분자를 포함한 상기 기재 상의 코팅층을 포함하는 가스 배리어성 필름을 제공한다.
The present invention also provides a thermoplastic resin substrate; And it provides a gas barrier film comprising a coating layer on the substrate comprising a polyvinyl alcohol and polyalkyleneimine-based polymer.
이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 가스 배리어성 코팅 조성물 및 가스 배리어성 필름에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a gas barrier coating composition and a gas barrier film according to a specific embodiment of the present invention will be described.
명시적인 다른 기재가 없는 한, 본 명세서 전체에서 사용되는 몇 가지 용어는 다음과 같이 정의된다. Unless otherwise expressly stated, some terms used throughout this specification are defined as follows.
본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 "포함" 또는 "함유"라 함은 어떤 구성 요소(또는 구성 성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다. Unless specifically stated throughout this specification, "comprising" or "containing" means including any component (or component) without particular limitation, and excludes the addition of other components (or components). Cannot be interpreted as.
또한, 본 명세서 전체에서, "폴리비닐알코올"이라 함은 당업자에게 잘 알려진 폴리비닐알코올의 반복 단위를 포함하는 임의의 고분자를 지칭한다. 이러한 고분자의 범주에는 위 반복 단위만으로 이루어진 단일 중합체뿐만 아니라 블록 공중합체 또는 그라프트 공중합체 등의 임의의 형태의 공중합체 또한 포괄될 수 있다. 또, 상기 "폴리비닐알코올"로 지칭되는 고분자의 범주에는 변성되지 않은 고분자뿐 아니라 상기 폴리비닐알코올의 반복 단위의 적어도 일부가 카르복시기 또는 실릴기 등의 다양한 유기 작용기나 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등으로 변성된 고분자 역시 포괄될 수 있다. In addition, throughout this specification, "polyvinyl alcohol" refers to any polymer comprising repeating units of polyvinyl alcohol well known to those skilled in the art. The scope of such polymers may encompass not only a single polymer consisting of the above repeating units but also any type of copolymer such as a block copolymer or a graft copolymer. In addition, in the category of the polymer called "polyvinyl alcohol," not only a polymer that is not modified, but also at least a part of the repeating units of the polyvinyl alcohol may be modified with various organic functional groups such as carboxyl groups or silyl groups, polyethylene or polypropylene, etc. Polymers can also be encompassed.
그리고, "폴리알킬렌이민계 고분자"라 함은 당업자에게 잘 알려진 폴리알킬렌이민의 반복 단위, 예를 들어, 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함하는 임의의 고분자를 지칭한다. 이러한 고분자의 범주에는 위 반복 단위만으로 이루어진 단일 중합체뿐만 아니라 블록 공중합체 또는 그라프트 공중합체 등의 임의의 형태의 공중합체 또한 포괄될 수 있다. And, "polyalkyleneimine-based polymer" refers to any polymer containing a repeating unit of the polyalkyleneimine, for example, the repeating unit of the formula (1) well known to those skilled in the art. The scope of such polymers may encompass not only a single polymer consisting of the above repeating units but also any type of copolymer such as a block copolymer or a graft copolymer.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서 n은 1 내지 5의 정수이고, m은 5 ~ 5000, 바람직하게는 10 ~ 3000이다. In Formula 1, n is an integer of 1 to 5, m is 5 to 5000, preferably 10 to 3000.
또, 상기 "폴리알킬렌이민계 고분자"로 지칭되는 고분자의 범주에는 변성되지 않은 고분자뿐 아니라, 그 말단에 티타늄 등의 금속, 카르복실기 또는 에폭시기 등의 유기 작용기 또는 무기 물질이 결합되어 변성되거나, 상기 반복 단위의 적어도 일부가 비닐 등의 다양한 작용기로 변성된 고분자 역시 포괄될 수 있다.In addition, in the category of the polymer referred to as the "polyalkyleneimine-based polymer," not only a polymer that is not modified, but also organic functional groups such as titanium, a carboxyl group or an epoxy group, or an inorganic material, such as titanium, are bonded to the terminal, or modified. Polymers in which at least some of the repeat units are modified with various functional groups such as vinyl may also be encompassed.
또한, "열가소성 수지 기재"라 함은 이전부터 포장재 등 다양한 용도에 적용 가능한 것으로 알려진 임의의 형태를 갖는 열가소성 수지 시트 또는 필름을 포괄하는 것으로 정의될 수 있다. 이러한 "열가소성 수지 기재"의 범주에는 폴리에스테르계 수지, 폴리아마이드계 수지 또는 폴리올레핀계 수지 등으로 이루어지며, 연신 또는 미연신되거나 기타 어떠한 형태를 갖는 열가소성 수지 시트 또는 필름도 포괄될 수 있다. In addition, the "thermoplastic resin base" may be defined to encompass a thermoplastic resin sheet or film having any form that has been known to be applicable to various applications such as packaging materials. The category of the "thermoplastic resin base" includes polyester resins, polyamide resins, polyolefin resins, and the like, and may also include a thermoplastic resin sheet or film that is stretched or unstretched or has any other form.
그리고, 본 명세서 전체에서, 어떤 층이 기재 상에 "직접...형성"되어 있다 함은, 상기 기재와 층 사이에 다른 층, 막 또는 기재가 별도로 형성 또는 개재되지 않고, 상기 기재의 표면에 층이 직접 맞닿도록 상기 층이 기재 위에 형성되어 있음을 의미한다. 이와 달리, "어떤 층과 기재 사이에 다른 층, 막 또는 기재가 형성"되어 있다 함은, 해당 층이 기재의 표면에 맞닿지 않도록, 이들 층과 기재 사이에 다른 층, 막 또는 기재가 형성 또는 개재되어 있음을 의미한다.
And, throughout this specification, the fact that a layer is "directly formed" on a substrate means that another layer, film or substrate is not formed or interposed separately between the substrate and the layer, It means that the layer is formed on the substrate so that the layers directly abut. In contrast, "another layer, film or substrate is formed between a layer and a substrate" means that another layer, film or substrate is formed between these layers and the substrate so that the layer does not touch the surface of the substrate or It means that it is interposed.
한편, 발명의 일 구현예에 따르면, 폴리비닐알코올; 폴리알킬렌이민계 고분자; 및 탄소수 1 내지 5의 저급 알코올과 물의 혼합 용매를 포함하는 가스 배리어성 코팅 조성물이 제공된다. On the other hand, according to one embodiment of the invention, polyvinyl alcohol; Polyalkyleneimine-based polymers; And a mixed solvent of a lower alcohol having 1 to 5 carbon atoms and water.
본 발명자들의 실험 결과에 따르면, 상술한 세 가지 성분, 특히, 폴리비닐알코올 및 폴리알킬렌이민계 고분자를 함께 포함하는 코팅 조성물을 이용하여 열가소성 수지 기재 상에 뛰어난 가스 배리어성 및 투명성을 나타내면서 밀착성이 우수한 코팅층을 양호하게 형성할 수 있음이 밝혀졌다.According to the experimental results of the present inventors, using the coating composition comprising the three components described above, in particular, polyvinyl alcohol and polyalkyleneimine-based polymer together, the adhesiveness while showing excellent gas barrier properties and transparency on the thermoplastic resin substrate It has been found that good coating layers can be formed well.
이는 상기 폴리비닐알코올이 우수한 가스 배리어성(예를 들어, 산소 차단성)을 나타내며, 상기 폴리알킬렌이민계 고분자가 상기 코팅 조성물과 열가소성 수지 기재의 밀착성을 향상시켜 핀홀 등이 발생하지 않은 양호한 코팅층의 형성을 가능케 하기 때문으로 보인다. 또한, 상기 폴리알킬렌이민계 고분자는 상기 코팅 조성물의 겔화를 일으키지 않는다. This shows that the polyvinyl alcohol exhibits excellent gas barrier property (for example, oxygen barrier property), and the polyalkyleneimine-based polymer improves the adhesion between the coating composition and the thermoplastic resin substrate and thus does not generate pinholes. It seems to allow the formation of. In addition, the polyalkyleneimine-based polymer does not cause gelation of the coating composition.
따라서, 이러한 코팅 조성물을 이용하여 핀홀 등의 발생없이 상기 열가소성 수지 기재 상에 양호한 코팅층을 형성하여 우수한 가스 배리어성을 나타내는 필름을 제공할 수 있다. 이러한 가스 배리어성 필름은 폴리에스테르계 수지 기재, 폴리아마이드 수지 기재 또는 폴리올레핀계 수지 기재 등의 다양한 열가소성 수지 기재가 갖는 장점을 그대로 유지하면서도, 상기 코팅 조성물 및 코팅층에 의해 뛰어난 가스 배리어성을 나타낼 수 있으므로, 다양한 제품의 포장재로서 매우 바람직하게 적용될 수 있다. Therefore, by using such a coating composition, it is possible to provide a film showing excellent gas barrier properties by forming a good coating layer on the thermoplastic resin substrate without the occurrence of pinholes or the like. Such a gas barrier film may exhibit excellent gas barrier properties by the coating composition and the coating layer while maintaining the advantages of various thermoplastic resin substrates such as a polyester resin substrate, a polyamide resin substrate, or a polyolefin resin substrate. It can be applied very preferably as a packaging material of various products.
특히, 상기 코팅 조성물을 이용하여 열가소성 수지 기재의 재질에 별다른 제한을 받지 않고, 다양한 열가소성 수지 기재 상에 우수한 가스 배리어성을 나타내는 코팅층을 양호하게 형성할 수 있다. 예를 들어, 이전에는 별도의 앵커층 없이는, 폴리올레핀계 수지 기재 상에 우수한 가스 배리어성을 나타내는 코팅층을 양호하게 형성하기 힘들었다. 그러나, 상기 발명의 일 구현예에 따른 코팅 조성물을 사용함에 따라, 폴리올레핀계 수지를 포함한 다양한 열가소성 수지 기재 상에, 별도의 앵커층 없이도, 우수한 가스 배리어성을 나타내는 코팅층을 형성할 수 있게 되며, 상기 앵커층이 열가소성 수지 기재의 투명성 기타 물성을 저하시킬 우려도 거의 없다. 그러므로, 이러한 코팅 조성물을 사용하여 여러 가지 열가소성 수지 기재 상에 뛰어난 가스 배리어성 등 특성을 갖는 코팅층을 형성함에 따라, 우수한 물성을 나타내면서 다양한 포장재로 적용 가능한 가스 배리어성 필름을 범용적으로 얻을 수 있게 된다. In particular, the coating composition may be used to form a coating layer exhibiting excellent gas barrier properties on various thermoplastic resin substrates without being particularly limited by the material of the thermoplastic resin substrate. For example, it was difficult to form a coating layer exhibiting excellent gas barrier properties on a polyolefin resin substrate without a separate anchor layer. However, by using the coating composition according to an embodiment of the present invention, it is possible to form a coating layer exhibiting excellent gas barrier properties on a variety of thermoplastic resin substrates including polyolefin resins, without a separate anchor layer, There is little fear that the anchor layer will lower the transparency and other physical properties of the thermoplastic resin substrate. Therefore, by using such a coating composition to form a coating layer having excellent gas barrier properties and the like on various thermoplastic resin substrates, it is possible to universally obtain a gas barrier film applicable to various packaging materials while exhibiting excellent physical properties. .
부가하여, 후술하는 실시예에서도 뒷받침되는 바와 같이, 상기 코팅 조성물은 열가소성 수지 기재 상에 우수한 투명성을 나타내는 코팅층의 형성을 가능케 하므로, 이를 이용해 우수한 투명성을 나타내는 가스 배리어성 필름을 제공할 수 있게 된다.
In addition, as supported by the following examples, the coating composition enables formation of a coating layer exhibiting excellent transparency on the thermoplastic resin substrate, thereby providing a gas barrier film exhibiting excellent transparency.
이하, 발명의 일 구현예에 따른 가스 배리어성 코팅 조성물의 구체적 구성에 대해 설명하기로 한다. Hereinafter, a specific configuration of the gas barrier coating composition according to the embodiment of the present invention will be described.
상기 코팅 조성물은 가스 배리어성을 나타내는 코팅층의 형성을 위해 폴리비닐알코올을 포함한다. 이러한 폴리비닐알코올은 60% 이상, 바람직하게는 70% 이상, 보다 바람직하게는 70~99.9%의 비누화도를 가질 수 있으며, 100~5000의 중합도를 가질 수 있다. The coating composition comprises polyvinyl alcohol to form a coating layer exhibiting gas barrier properties. Such polyvinyl alcohol may have a saponification degree of 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 70 to 99.9%, and may have a polymerization degree of 100 to 5000.
이때, 비누화도라 함은 폴리비닐알코올의 분자 내의 아세테이트기가 하이드록시기로 치환된 정도를 의미하는 것으로, 이러한 비누화도가 높을수록 상기 폴리비닐알코올이 친수성을 나타낼 수 있어 무극성을 띄는 산소에 대한 우수한 차단성, 즉, 가스 배리어성을 나타낼 수 있다. 이와 달리, 상기 비누화도가 낮아지는 경우, 상기 코팅 조성물로 형성된 코팅층의 가스 배리어성이 낮아지는 경향이 있어 바람직하지 않다. In this case, the degree of saponification means the degree to which the acetate group in the molecule of polyvinyl alcohol is substituted with a hydroxy group. As the degree of saponification increases, the polyvinyl alcohol may exhibit hydrophilicity, and thus has excellent polarity against nonpolar oxygen. That is, gas barrier properties can be exhibited. On the other hand, when the saponification degree is lowered, the gas barrier property of the coating layer formed of the coating composition tends to be lowered, which is not preferable.
또한, 상기 폴리비닐알코올의 중합도가 지나치게 낮으면, 상기 코팅 조성물이 수지 기재에 대해 충분한 밀착성을 나타내지 못할 수 있고, 반대로 중합도가 지나치게 높으면, 코팅 조성물의 점도가 높아 도공성이 저하될 수 있다. In addition, when the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol is too low, the coating composition may not exhibit sufficient adhesion to the resin substrate, on the contrary, when the degree of polymerization is too high, the coating composition may have a high viscosity and the coatability may be reduced.
그리고, 상기 폴리비닐알코올은 5000~300000, 바람직하게는 5000~100000, 더욱 바람직하게는 10000~80000의 수 평균 분자량을 가질 수 있다. 수 평균 분자량이 높아질수록 코팅층의 내수성과 기계적 물성이 우수해질 수 있지만, 분자량이 지나치게 높아지면 코팅 조성물의 점도가 상승해 도공성이 떨어질 수 있다. And, the polyvinyl alcohol may have a number average molecular weight of 5000 ~ 300000, preferably 5000 ~ 100,000, more preferably 10000 ~ 8800. The higher the number average molecular weight may be excellent in the water resistance and mechanical properties of the coating layer, but when the molecular weight is too high, the viscosity of the coating composition may increase to deteriorate coating properties.
한편, 상기 폴리비닐알코올로는 변성되지 않은 폴리비닐알코올뿐 아니라, 다양한 유기 작용기 또는 다른 고분자로 변성된 것도 사용할 수 있으며, 또한, 미변성 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올의 혼합물을 사용할 수도 있다. On the other hand, as the polyvinyl alcohol, not only modified polyvinyl alcohol, but also modified with various organic functional groups or other polymers may be used, and a mixture of unmodified polyvinyl alcohol and modified polyvinyl alcohol may also be used.
이때, 변성 폴리비닐알코올의 예에는 카르복시기, 실릴기, 술폰산기, 아미노기, 인산기, 이소시아네이트기, 옥사졸린기, 메틸롤기, 니트릴기, 아세트아세틸기 또는 카티온기 등의 유기 작용기로 변성된 폴리비닐알코올이나, 아크릴, 우레탄, 폴리에스테르, 에폭시, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등으로 변성된 블록 공중합체 또는 그라프트 공중합체 등을 들 수 있다. At this time, examples of the modified polyvinyl alcohol include polyvinyl alcohol modified with organic functional groups such as carboxyl group, silyl group, sulfonic acid group, amino group, phosphoric acid group, isocyanate group, oxazoline group, methylol group, nitrile group, acetacetyl group or cationic group. And block copolymers or graft copolymers modified with acryl, urethane, polyester, epoxy, polyethylene, polypropylene, and the like.
이러한 변성 폴리비닐알코올 중에서는, 수지 기재와 코팅 조성물의 밀착성 등의 측면에서 실릴기 또는 카르복실기로 변성된 폴리비닐알코올을 바람직하게 사용할 수 있으며, 이러한 변성 폴리비닐알코올은 전체 폴리비닐알코올의 중량에 대해 10 중량% 이상, 적절하게는 20 중량% 이상의 함량으로 포함시켰을 때, 변성 폴리비닐알코올의 부가에 따른 효과를 얻을 수 있다. 또, 상기 실릴기 또는 카르복시기로 변성된 폴리비닐알코올은 0.01 ~ 5몰%의 실릴기 또는 0.1 ~ 50몰%의 카르복시기로 변성된 것으로 될 수 있다. 이러한 변성 폴리비닐알코올을 사용함에 따라, 코팅 조성물의 수지 기재에 대한 밀착성이 높아져 양호한 코팅층을 형성할 수 있다. Among such modified polyvinyl alcohols, polyvinyl alcohol modified with a silyl group or a carboxyl group can be preferably used in terms of adhesion between the resin substrate and the coating composition, and such modified polyvinyl alcohol can be used with respect to the weight of the total polyvinyl alcohol. When included in an amount of 10% by weight or more, suitably 20% by weight or more, the effect of the addition of modified polyvinyl alcohol can be obtained. In addition, the polyvinyl alcohol modified with the silyl group or carboxyl group may be modified with 0.01 to 5 mol% silyl group or 0.1 to 50 mol% carboxyl group. By using such modified polyvinyl alcohol, the adhesion of the coating composition to the resin substrate can be enhanced to form a good coating layer.
상술한 변성 폴리비닐알코올은 당업자에게 자명하게 알려진 방법으로 제조하거나 상업적으로 입수할 수 있다. The modified polyvinyl alcohols described above can be prepared or commercially obtained by methods known to those skilled in the art.
한편, 상기 코팅 조성물은 수지 기재에 대한 밀착성을 향상시키고 투명성이 우수한 가스 배리어성 코팅층을 양호하게 형성시키기 위해 폴리알킬렌이민계 고분자를 포함한다. 이러한 폴리알킬렌이민계 고분자로는 당업자에게 잘 알려진 폴리알킬렌이민의 반복 단위, 예를 들어, 하기 화학식 1의 반복 단위를 포함하는 실질적으로 모든 형태의 고분자를 사용할 수 있음은 이미 상술한 바와 같다. On the other hand, the coating composition includes a polyalkyleneimine-based polymer in order to improve the adhesion to the resin substrate and to form a gas barrier coating layer excellent in transparency. As such a polyalkyleneimine-based polymer, as described above, it is possible to use substantially all types of polymers including repeating units of polyalkyleneimines well known to those skilled in the art, for example, repeating units of Formula 1 below. .
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서 n은 1 내지 5의 정수, 바람직하게는 1 내지 3의 정도, 가장 바람직하게는 2이고, m은 5 ~ 5000, 바람직하게는 10 ~ 3000이다. In Formula 1, n is an integer of 1 to 5, preferably about 1 to 3, most preferably 2, m is 5 to 5000, preferably 10 to 3000.
예를 들어, 상기 폴리알킬렌이민계 고분자로는 상기 반복 단위로 이루어진 단일 중합체뿐 아니라, 블록 공중합체 또는 그라프트 공중합체 등의 모든 형태의 공중합체 또한 사용될 수 있다. 또, 상기 폴리알킬렌이민계 고분자로는 변성되지 않은 고분자뿐 아니라, 변성된 고분자, 예를 들어, 상기 반복 단위 말단에 티타늄 등의 금속, 카르복실기 또는 에폭시기 등의 유기 작용기 또는 무기 물질이 결합되어 변성되거나, 상기 반복 단위의 적어도 일부가 비닐 등의 다양한 작용기로 변성된 고분자 역시 사용될 수 있다. 이러한 변성 폴리알킬렌이민계 고분자는 당업자에게 자명하게 알려진 방법으로 제조하거나 상업적으로 입수할 수 있다. 또한, 상기 미변성 또는 변성 폴리알킬렌이민계 고분자의 각각을 사용할 수도 있지만, 이들의 혼합물도 사용할 수 있음은 물론이다.For example, as the polyalkyleneimine-based polymer, not only a single polymer composed of the repeating unit, but also all types of copolymers such as a block copolymer or a graft copolymer may be used. In addition, the polyalkyleneimine-based polymer, as well as unmodified polymer, modified polymer, for example, by modifying the organic functional group or inorganic material such as metal, carboxyl group or epoxy group such as titanium to the repeating unit ends Alternatively, polymers in which at least a part of the repeating unit is modified with various functional groups such as vinyl may also be used. Such modified polyalkyleneimine-based polymers may be prepared or commercially available by methods known to those skilled in the art. In addition, although each of the said unmodified or modified polyalkylene imine-type polymers can also be used, it is a matter of course that a mixture thereof can also be used.
이러한 폴리알킬렌이민계 고분자는 코팅 조성물과 열가소성 수지 기재의 밀착성을 향상시켜, 상기 열가소성 수지 기재 상에 양호한 가스배리어성 코팅층을 형성할 수 있게 하며, 상기 가스 배리어성 코팅 조성물, 예를 들어, 코팅액의 보관시에 겔화를 억제할 수 있다.The polyalkyleneimine-based polymer improves the adhesion between the coating composition and the thermoplastic resin substrate, thereby forming a good gas barrier coating layer on the thermoplastic resin substrate, and the gas barrier coating composition, for example, a coating liquid. The gelation can be suppressed at the time of storage.
상기 폴리알킬렌이민계 고분자는 상기 반복 단위 수 m에 대응하는 수 평균 분자량을 가질 수 있으며, 예를 들어, 150 내지 150,000의 수 평균 분자량, 바람직하게는 300 내지 100,000의 수 평균 분자량을 가질 수 있다. 이러한 분자량을 충족하는 폴리알킬렌이민계 고분자는 코팅 조성물의 밀착성을 보다 향상시키고 양호한 코팅층의 형성을 가능케 한다. The polyalkyleneimine-based polymer may have a number average molecular weight corresponding to the number m of the repeating unit, for example, may have a number average molecular weight of 150 to 150,000, preferably a number average molecular weight of 300 to 100,000. . Polyalkyleneimine-based polymers satisfying these molecular weights further improve the adhesion of the coating composition and enable the formation of a good coating layer.
상술한 코팅 조성물은 또한 매질로서 탄소수 1 내지 5의 저급 알코올과 물의 혼합 용매를 포함한다. 기본적인 매질인 물에 저급 알코올을 부가하여 매질로 사용함에 따라, 코팅층의 형성 과정에서 건조 또는 경화 속도를 보다 향상시킬 수 있고, 핀홀의 발생 가능성 또한 줄어들어 우수한 투명성을 갖는 가스 배리어성 코팅층을 보다 양호하게 형성할 수 있게 된다. The coating composition described above also comprises a mixed solvent of lower alcohols having 1 to 5 carbon atoms and water as the medium. By adding a lower alcohol to the water, which is the basic medium, as a medium, it is possible to further improve the drying or curing rate during the formation of the coating layer, and to reduce the possibility of pinholes, thereby to better provide a gas barrier coating layer having excellent transparency. It can be formed.
이러한 혼합 용매에서 상기 저급 알코올로는 메탄올, 에탄올 또는 이소프로판올, 가장 바람직하게는 이소프로판올을 사용할 수 있다. In the mixed solvent, the lower alcohol may be methanol, ethanol or isopropanol, and most preferably isopropanol.
그리고, 상기 혼합 용매는 상기 저급 알코올 : 물을 1 : 10 내지 5 : 5의 중량비로 포함할 수 있다. 저급 알코올의 중량비가 지나치게 작아지면, 핀홀의 발생 가능성이 높아져 코팅층의 가스 배리어성 등이 저하될 수 있고, 반대로 저급 알코올의 중량비가 지나치게 커지면 코팅 조성물의 도공성이 악화되거나 코팅액의 보관시 겔화가 발생할 수 있다. The mixed solvent may include the lower alcohol: water in a weight ratio of 1:10 to 5: 5. If the weight ratio of the lower alcohol is too small, the possibility of pinholes may increase, and the gas barrier property of the coating layer may be lowered. On the contrary, if the weight ratio of the lower alcohol is too large, the coating composition of the coating composition may deteriorate or gelation may occur when the coating liquid is stored. Can be.
한편, 상술한 코팅 조성물은 상기 폴리비닐알코올 : 폴리알킬렌이민계 고분자를 100 : 1 내지 1 : 1, 바람직하게는 20 : 1 내지 5 : 1의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올의 비율이 지나치게 높아지면 상대적으로 폴리알킬렌이민계 고분자의 비율이 낮아져 코팅 조성물과 열가소성 수지 기재의 밀착성이 저하될 수 있다. 반대로, 폴리비닐알코올의 비율이 지나치게 낮아지면 코팅층 및 이를 포함하는 가스 배리어성 필름의 물성, 특히, 산소 차단성과 같은 가스 배리어성이 저하될 수 있다. On the other hand, the above-described coating composition may include the polyvinyl alcohol: polyalkyleneimine-based polymer in a weight ratio of 100: 1 to 1: 1, preferably 20: 1 to 5: 1: 1. When the ratio of the polyvinyl alcohol is excessively high, the ratio of the polyalkyleneimine-based polymer may be relatively low, thereby decreasing the adhesion between the coating composition and the thermoplastic resin substrate. On the contrary, when the ratio of polyvinyl alcohol is too low, the physical properties of the coating layer and the gas barrier film including the same, in particular, the gas barrier property such as oxygen barrier property may be lowered.
보다 구체적으로, 상술한 코팅 조성물은 상기 폴리비닐알코올의 1 내지 20 중량부와, 상기 혼합 용매의 80 내지 99 중량부를 포함하고, 이와 함께, 상기 폴리비닐알코올 및 혼합 용매를 합한 100 중량부에 대해 0.3 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.5 내지 5 중량부의 폴리알킬렌이민계 고분자를 포함할 수 있다. 이러한 함량 범위로 각 구성 성분을 포함함에 따라, 코팅 조성물의 수지 기재에 대한 밀착성이나 가스 배리어성 등의 물성이 최적화될 수 있어, 매우 우수한 가스 배리어성 및 투명성을 나타내는 코팅층을 열가소성 수지 기재 상에 적절히 형성할 수 있다. 특히, 이러한 코팅층의 형성 과정에서 핀홀이 발생하거나 상기 코팅 조성물의 보관시 겔화가 일어날 우려도 거의 없어 양호한 코팅층을 형성할 수 있다. More specifically, the coating composition described above comprises 1 to 20 parts by weight of the polyvinyl alcohol and 80 to 99 parts by weight of the mixed solvent, and with respect to 100 parts by weight of the sum of the polyvinyl alcohol and the mixed solvent. It may comprise 0.3 to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight of the polyalkyleneimine-based polymer. By including each component in such a content range, physical properties such as gas barrier properties and adhesion to the resin substrate of the coating composition can be optimized, so that a coating layer exhibiting excellent gas barrier properties and transparency can be appropriately applied on the thermoplastic resin substrate. Can be formed. In particular, a pinhole may be generated during the formation of the coating layer or gelling may occur during storage of the coating composition, thereby forming a good coating layer.
한편, 발명의 일 구현예에 따른 코팅 조성물은 상술한 각 구성 성분 외에도, 가스 배리어성 코팅 조성물에 통상적으로 사용되는 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 이러한 첨가제의 예에는 소포제 또는 습윤제를 들 수 있고, 이들을 함께 포함할 수도 있음은 물론이다. On the other hand, the coating composition according to an embodiment of the present invention, in addition to each component described above may further include an additive commonly used in the gas barrier coating composition. Examples of such additives include antifoaming agents or wetting agents, and of course they may be included together.
이러한 소포제 및 습윤제는 각각 전체 코팅 조성물의 중량에 대해, 0.001 내지 5 중량% 및 0.01 내지 5 중량%의 함량으로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.01 내지 2 중량% 및 0.5 내지 2 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 소포제는 폴리비닐알코올을 포함하는 코팅 조성물에 기포나 표면 거품 등이 발생하는 것을 억제할 수 있고, 이러한 기포 등이 발생하더라도 코팅 조성물 표면으로 노출된 기포를 빠른 시간 내에 제거할 수 있다. 또한, 상기 습윤제는 수지 기재에 대한 코팅 조성물의 습윤성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 이러한 소포제나 습윤제 등을 포함시켜 보다 양호한 코팅층의 형성이 가능해 진다. Such antifoaming agents and wetting agents may be included in amounts of 0.001 to 5% by weight and 0.01 to 5% by weight, and preferably included in amounts of 0.01 to 2% by weight and 0.5 to 2% by weight relative to the total weight of the coating composition. Can be. The antifoaming agent can suppress the generation of bubbles or surface bubbles, etc. in the coating composition containing polyvinyl alcohol, and even if such bubbles occur, it is possible to quickly remove the air bubbles exposed to the surface of the coating composition. In addition, the wetting agent may improve the wettability of the coating composition on the resin substrate. Therefore, the formation of a better coating layer is possible by including such an antifoaming agent, a humectant, and the like.
상기 소포제 및 습윤제로는 수지 기재에 적용되는 코팅 조성물에 사용 가능한 것으로 알려진 것을 별다른 제한없이 모두 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 소포제로는 실리콘계 소포제, 변성 실리콘계 소포제 또는 비실리콘계 소포제 등으로서 상용화된 것을 사용할 수 있으며, 상기 습윤제로는 탄화수소계 습윤제, 실리콘계 습윤제 또는 불소계 습윤제 등으로서 상용화된 것을 사용할 수 있다.As the antifoaming agent and the humectant, any of those known to be usable in the coating composition applied to the resin substrate may be used without any particular limitation. For example, the antifoaming agent may be commercially available as a silicone antifoaming agent, a modified silicone antifoaming agent, or a non-silicone antifoaming agent, and the like. The wetting agent may be a commercialization as a hydrocarbon wetting agent, a silicone wetting agent, or a fluorine wetting agent.
또한, 상기 소포제나 습윤제의 함량이 지나치게 낮아지면 이의 추가에 따른 효과를 거두기 어려우며, 반대로 지나치게 높아지면 소포제가 지나치게 많아져 코팅 조성물의 기재에 대한 습윤성 저하가 일어나거나, 습윤제가 지나치게 많아져 양호한 코팅층의 형성이 어렵게 될 수 있다. In addition, if the content of the antifoaming agent or humectant is too low, it is difficult to achieve the effect of the addition thereof, on the contrary, if the content of the antifoaming agent is excessively high, the antifoaming agent is excessively high, so that the wettability of the substrate of the coating composition decreases, or the humectant is excessively high, so that a good coating layer is obtained. Formation can be difficult.
한편, 상술한 코팅 조성물은 폴리비닐알코올 및 폴리알킬렌이민계 고분자 등을 포함하는 고형분을 혼합 용매에 대해 1 내지 20 중량%의 농도로 포함할 수 있다. 이러한 고형분 농도 범위 내에서, 코팅 조성물의 도공 방법 등을 고려하여 최적화된 고형분 농도를 당업자가 자명하게 결정할 수 있다.On the other hand, the above-described coating composition may include a solid content including polyvinyl alcohol, polyalkyleneimine-based polymer and the like in a concentration of 1 to 20% by weight based on the mixed solvent. Within this solid concentration range, an optimized solid concentration can be obviously determined by those skilled in the art in consideration of coating methods of coating compositions and the like.
예를 들어, 상기 코팅 조성물을 그라비아 코팅법으로 수지 기재 상에 도포하는 경우, 1 내지 20 중량%, 바람직하게는 5 내지 15 중량%의 고형분 농도를 갖는 코팅 조성물을 적용하여 양호한 코팅층을 형성할 수 있다. 이때, 고형분 농도가 지나치게 낮아지면, 건조해야 할 혼합 용매의 양이 지나치게 많아져 코팅층의 형성 공정이 비효율화될 수 있다. 또한, 고형분 농도가 지나치게 높아지면 점도가 높아 수지 기재 상에서 코팅 조성물이 잘 퍼지지 않게 되므로, 코팅이 어렵고 공정 효율성이 매우 떨어질 수 있다. For example, when the coating composition is applied on a resin substrate by a gravure coating method, a coating composition having a solid content concentration of 1 to 20 wt%, preferably 5 to 15 wt% may be applied to form a good coating layer. have. At this time, if the solid content concentration is too low, the amount of the mixed solvent to be dried is too large, the process of forming the coating layer may be inefficient. In addition, when the solid content concentration is too high, the viscosity is high, so that the coating composition does not spread well on the resin substrate, so that coating is difficult and process efficiency may be very poor.
상술한 코팅 조성물은 딥 코팅, 스프레이 코팅, 플로우 코팅, 롤 코팅, 바 코팅, 스핀 코팅 또는 그라비아 코팅 등 이전에 알려진 어떠한 방법으로도 수지 기재 상에 코팅할 수 있다. 이러한 코팅법으로 열가소성 수지 기재 상에 코팅한 후, 60 내지 80℃에서 수초 내지 30분간 건조하여 수지 기재 상에 가스 배리어성 코팅층을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 코팅 조성물을 그라비아 코팅의 방법으로 코팅할 경우, 수초(2~3초) 내지 5~6분, 바람직하게는 수초(2~3초) 내지 1분 동안 건조할 수 있고, 기타 다양한 코팅 방법에 따라 당업자가 적절한 건조 시간을 용이하게 결정하여 건조를 진행할 수 있다. The above-described coating composition may be coated on the resin substrate by any method previously known, such as dip coating, spray coating, flow coating, roll coating, bar coating, spin coating or gravure coating. After coating on the thermoplastic resin substrate by such a coating method, it may be dried for several seconds to 30 minutes at 60 to 80 ℃ to form a gas barrier coating layer on the resin substrate. For example, when the coating composition is coated by the method of gravure coating, it may be dried for several seconds (2 to 3 seconds) to 5 to 6 minutes, preferably several seconds (2 to 3 seconds) to 1 minute, and the like. According to various coating methods, those skilled in the art can easily determine an appropriate drying time to proceed with drying.
이러한 방법으로 코팅함으로서 열가소성 수지 기재 상에 가스 배리어성 코팅층을 형성할 수 있다. 이러한 가스 배리어성 코팅층은 형성 과정 중에 핀홀 등이 실직적으로 발생하지 않고 수지 기재 상에 양호하게 형성되어, 우수한 투명성 및 가스 배리어성을 나타내는 것으로 될 수 있다. 따라서, 상기 수지 기재 및 코팅층을 포함하는 가스 배리어성 필름은 열가소성 수지 기재 자체에서 유래한 우수한 제반 물성(예를 들어, 기계적 강도, 광택성, 내마모성, 내약품성 또는 방습성 등)을 유지하면서 뛰어난 가스 배리어성을 나타낼 수 있으므로, 식품 등 다양한 제품의 포장재 등으로서 매우 바람직하게 적용될 수 있다. By coating in this manner, a gas barrier coating layer can be formed on the thermoplastic resin substrate. Such a gas barrier coating layer may be satisfactorily formed on the resin substrate without actually generating pinholes or the like during the formation process, and may exhibit excellent transparency and gas barrier properties. Therefore, the gas barrier film including the resin substrate and the coating layer has an excellent gas barrier while maintaining excellent physical properties (eg, mechanical strength, gloss, wear resistance, chemical resistance, or moisture resistance, etc.) derived from the thermoplastic resin substrate itself. Since it can exhibit the property, it can be applied very preferably as a packaging material of various products, such as food.
특히, 상술한 발명의 일 구현예에 따른 코팅 조성물을 사용함에 따라, 상기 열가소성 수지 기재가 폴리올레핀계 수지 기재 등으로 되는 경우에도, 별도의 앵커층 없이 우수한 투명성 및 가스 배리어성을 나타내는 코팅층을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 열가소성 수지 기재의 우수한 제반 물성을 저하시키지 않고, 뛰어난 특성을 갖는 코팅층 및 가스 배리어성 필름을 형성하여, 다양한 포장재로서 바람직하게 사용할 수 있다. In particular, by using the coating composition according to the embodiment of the present invention, even when the thermoplastic resin substrate is a polyolefin resin substrate or the like, it is possible to form a coating layer exhibiting excellent transparency and gas barrier properties without a separate anchor layer. Can be. Therefore, the coating layer and gas barrier film which have the outstanding characteristic are formed, without reducing the outstanding physical property of the said thermoplastic resin base material, and can be used suitably as various packaging materials.
이에 발명의 다른 구현예에 따르면, 상술한 코팅 조성물로부터 얻어진 가스 배리어성 필름이 제공된다. 이러한 가스 배리어성 필름은 열가소성 수지 기재; 및 상술한 코팅 조성물로부터 형성된 상기 기재 상의 코팅층을 포함한다. 이러한 가스 배리어성 필름에서, 상기 코팅층은 폴리비닐알코올 및 폴리알킬렌이민계 고분자를 포함할 수 있다. According to another embodiment of this invention, there is provided a gas barrier film obtained from the above-described coating composition. Such gas barrier films include thermoplastic resin substrates; And a coating layer on the substrate formed from the coating composition described above. In such a gas barrier film, the coating layer may include polyvinyl alcohol and polyalkyleneimine-based polymer.
이러한 필름에 포함되는 열가소성 수지 기재는 이전부터 포장재 등에 사용 가능한 것으로 알려진 폴리에스테르계 수지, 폴리아마이드계 수지 또는 폴리올레핀계 수지를 주성분으로 포함하는 모든 형태의 열가소성 수지 시트 또는 필름을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 열가소성 수지 기재로는, 폴리에틸렌 필름, 폴리에틸렌 시트, 이축 연신 폴리프로필렌 필름(Oriented Polypropylene Film) 등의 폴리프로필렌 필름 또는 폴리프로필렌 시트와 같은 폴리올레핀계 수지 필름 또는 시트; 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트, 폴리락틱에시드(PLA; polylactic acid) 필름 또는 폴리락틱에시드(PLA; polylactic acid) 시트와 같은 폴리에스테르계 수지 필름 또는 시트; 혹은 나일론 필름 또는 나일론 시트와 같은 폴리아마이드계 수지 필름 또는 시트를 사용할 수 있다. 이외에도, 식품 포장재 등에 적용 가능한 것으로 알려진 임의의 열가소성 수지 필름 또는 시트를 상기 열가소성 수지 기재로 사용할 수 있다. The thermoplastic resin substrate included in such a film may include any type of thermoplastic resin sheet or film including a polyester resin, a polyamide resin, or a polyolefin resin as a main component, which has been known for use in packaging materials. For example, such a thermoplastic resin base material may be a polyolefin resin film or sheet such as a polypropylene film or a polypropylene sheet such as polyethylene film, polyethylene sheet, or biaxially oriented polypropylene film; Polyester resin films or sheets such as polyethylene terephthalate film, polyethylene terephthalate sheet, polylactic acid (PLA) film or polylactic acid (PLA) sheet; Or polyamide-based resin films or sheets such as nylon films or nylon sheets. In addition, any thermoplastic resin film or sheet known to be applicable to food packaging materials or the like can be used as the thermoplastic resin substrate.
이들 다양한 열가소성 수지 기재 중에서도, 폴리올레핀계 수지 기재는 이전부터 기계적 강도, 투명성, 광택성, 내마모성, 내약품성 또는 방습성 등의 제반 물성이 우수하고 비중 및 단가가 낮은 장점이 있어 다양한 용도로의 사용이 시도 또는 검토된 바 있다. 그러나, 폴리올레핀계 수지 기재의 낮은 가스 배리어성으로 인해 식품 포장재 등에는 적용의 한계가 있었다. 특히, 이전에 알려진 코팅 조성물은 별도의 앵커층 없이는 양호한 코팅층의 형성이 어려웠으며, 상기 앵커층이 수지 기재의 우수한 물성을 저하시키는 등의 단점도 존재하였다. 그러나, 상술한 발명의 일 구현예에 따른 가스 배리어성 코팅 조성물을 적용하면, 별도의 앵커층 없이도, 상기 폴리올레핀계 수지 기재 상에 우수한 가스 배리어성 및 투명성을 나타내는 코팅층을 형성할 수 있다. 따라서, 상기 폴리올레핀계 수지 기재 및 코팅층을 포함하는 발명의 다른 구현예에 따른 가스 배리어성 필름은 폴리올레핀계 수지 기재의 여러 가지 장점을 유지하면서도 상기 코팅층에 기인한 우수한 투명성 및 가스 배리어성을 나타낼 수 있으며 상기 폴리올레핀계 수지 기재와 코팅층 간의 우수한 밀착성을 나타낼 수 있어서, 식품 포장재 등으로 바람직하게 적용될 수 있다. Among these various thermoplastic resin substrates, polyolefin resin substrates have excellent mechanical properties such as mechanical strength, transparency, gloss, wear resistance, chemical resistance, or moisture resistance, and have low specific gravity and unit cost. Or has been reviewed. However, due to the low gas barrier property of the polyolefin-based resin substrate, there are limitations in application to food packaging materials and the like. In particular, the coating composition previously known was difficult to form a good coating layer without a separate anchor layer, there was also a disadvantage that the anchor layer lowers the excellent physical properties of the resin substrate. However, by applying the gas barrier coating composition according to the embodiment of the present invention, it is possible to form a coating layer exhibiting excellent gas barrier properties and transparency on the polyolefin-based resin substrate without a separate anchor layer. Therefore, the gas barrier film according to another embodiment of the present invention including the polyolefin-based resin substrate and the coating layer may exhibit excellent transparency and gas barrier properties due to the coating layer while maintaining various advantages of the polyolefin-based resin substrate. It can exhibit excellent adhesion between the polyolefin-based resin substrate and the coating layer, it can be preferably applied as a food packaging material.
한편, 상기 가스배리어성 필름의 코팅층에 포함되는 폴리비닐알코올 및 폴리알킬렌이민계 고분자에 대해서는, 발명의 일 구현예에 따른 코팅 조성물에 관하여 이미 충분히 설명한 바와 같으며, 코팅층에 포함되는 폴리비닐알코올 및 폴리알킬렌이민계 고분자 등의 함량 역시 상술한 코팅 조성물의 함량 중 혼합 용매를 제외한 함량과 동일하거나 이에 상응한다. On the other hand, the polyvinyl alcohol and polyalkyleneimine-based polymers included in the coating layer of the gas barrier film, as described above with respect to the coating composition according to an embodiment of the present invention, polyvinyl alcohol contained in the coating layer And the content of the polyalkyleneimine-based polymer or the like is also the same as or corresponding to the content of the above-described coating composition except for the mixed solvent.
이들 성분을 포함하는 코팅층은 상기 열가소성 수지 기재와의 사이에 다른 층, 막 또는 기재, 예를 들어, 별도의 앵커층 또는 접착층 등을 형성 또는 개재시키지 않고, 상기 코팅층이 상기 열가소성 수지 기재의 표면에 맞닿도록 상기 열가소성 수지 기재 상에 직접 형성될 수 있다. 다만, 경우에 따라 상기 열가소성 수지 기재와 코팅층의 밀착성 또는 부착성을 추가적으로 상승시킬 필요가 있는 경우, 상기 가스 배리어성 필름의 열가소성 수지 기재와 코팅층 사이에 접착층을 더 형성할 수도 있다. 예를 들어, 폴리올레핀계 수지 기재와 코팅층 간의 부착성 등을 추가적으로 상승시킬 필요가 있는 경우, 이들 간에 접착층을 더 형성함이 바람직하다. The coating layer containing these components does not form or interpose another layer, film or substrate, for example, a separate anchor layer or an adhesive layer, or the like with the thermoplastic resin substrate, and the coating layer is formed on the surface of the thermoplastic resin substrate. It may be formed directly on the thermoplastic resin substrate to abut. However, in some cases, when it is necessary to further increase the adhesion or adhesion between the thermoplastic resin substrate and the coating layer, an adhesive layer may be further formed between the thermoplastic resin substrate and the coating layer of the gas barrier film. For example, when it is necessary to further raise the adhesiveness between the polyolefin resin substrate and the coating layer, it is preferable to further form an adhesive layer therebetween.
이러한 접착층은 열가소성 수지 기재와 코팅층의 부착성을 향상시키기 위한 일반적인 접착 조성물, 예를 들어, 이전에 공지되었거나 상업적으로 입수 가능한 통상적인 프라이머 또는 앵커(anchor) 코팅제를 별다른 제한없이 사용하여 형성할 수 있다. 이러한 접착 조성물은 일반적으로 알려진 프라이머 또는 앵커 코팅제의 구성에 따라, 예를 들어, 우레탄계 수지, 아크릴계 수지 또는 폴리에스테르계 수지나 기타 다양한 폴리비닐계 수지 또는 폴리비닐계 공중합체를 주성분으로 포함할 수 있으며(예를 들어, 50 중량% 이상의 함량으로 포함할 수 있으며), 기타 필요에 따라 다양한 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 접착층은 상기 열가소성 수지 기재나 코팅층의 투명성을 저하시키지 않으면서도, 상기 열가소성 수지 기재와 코팅층 간의 부착성을 보다 향상시킬 수 있다. Such an adhesive layer may be formed by using a general adhesive composition for improving the adhesion between the thermoplastic resin substrate and the coating layer, for example, conventional primers or anchor coatings that are known or commercially available before. . Such adhesive compositions may include, for example, urethane-based, acrylic-based or polyester-based resins or various other polyvinyl-based resins or polyvinyl-based copolymers as main components, depending on the composition of a known primer or anchor coating agent. (Eg, it may be included in an amount of 50% by weight or more), and may further include various additives according to other needs. Such an adhesive layer can further improve the adhesion between the thermoplastic resin substrate and the coating layer without lowering the transparency of the thermoplastic resin substrate or the coating layer.
또, 상기 접착층은 상기 코팅층을 형성하는 방법과 마찬가지로, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 플로우 코팅, 롤코팅, 바코팅, 스핀 코팅 또는 그라비아 코팅 등 다양한 코팅법으로 접착 조성물을 열가소성 수지 기재 상에 도포하고, 건조 등을 진행해 형성할 수 있다. 이때, 상기 코팅법으로는 그라비아 코팅을 바람직하게 적용할 수 있다. In addition, the adhesive layer is applied to the thermoplastic resin substrate by various coating methods such as dip coating, spray coating, flow coating, roll coating, bar coating, spin coating or gravure coating, similarly to the method of forming the coating layer, It can form by drying. At this time, the gravure coating may be preferably applied as the coating method.
한편, 열가소성 수지 기재 상에 선택적으로 접착층을 형성한 후에는(혹은 별도의 접착층 형성 없이), 상기 열가소성 수지 기재 또는 접착층 상에 코팅층을 형성하게 되는데, 이러한 코팅층의 형성 방법은 발명의 일 구현예에 따른 코팅 조성물에 관하여 상술한 바와 같다. 즉, 상술한 코팅 조성물을 딥 코팅, 스프레이 코팅, 플로우 코팅, 롤 코팅, 바 코팅, 스핀 코팅 또는 그라비아 코팅 등의 다양한 코팅법으로 도포한 후, 예를 들어, 60 내지 80℃에서 수초(2~3초) 내지 30분간 건조하여 가스 배리어성 코팅층을 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 코팅 조성물을 그라비아 코팅의 방법으로 코팅할 경우, 수초(2~3초) 내지 5~6분, 바람직하게는 수초(2~3초) 내지 1분 동안 건조할 수 있고, 기타 다양한 코팅 방법에 따라 당업자가 적절한 건조 시간을 용이하게 결정하여 건조를 진행할 수 있다. On the other hand, after selectively forming an adhesive layer on the thermoplastic resin substrate (or without forming a separate adhesive layer), to form a coating layer on the thermoplastic resin substrate or the adhesive layer, the method of forming the coating layer in one embodiment of the invention The coating composition according to the above is as described above. That is, the coating composition described above is applied by various coating methods such as dip coating, spray coating, flow coating, roll coating, bar coating, spin coating, or gravure coating, and then, for example, several seconds (2 to 2 ° C.) at 60 to 80 ° C. 3 seconds) to 30 minutes to form a gas barrier coating layer. More specifically, when the coating composition is coated by the method of gravure coating, it may be dried for several seconds (2 to 3 seconds) to 5 to 6 minutes, preferably several seconds (2 to 3 seconds) to 1 minute, and the like. According to various coating methods, those skilled in the art can easily determine an appropriate drying time to proceed with drying.
이러한 코팅층은 우수한 가스 배리어성의 측면에서 0.2 내지 7㎛, 바람직하게는 0.5 내지 1.5㎛의 두께를 가질 수 있다. 다만, 이러한 코팅층을 포함한 가스 배리어성 필름이 적용되는 용도나 이에 필요한 가스 배리어성의 정도 등을 고려해 당업자가 자명하게 코팅층의 두께를 조절하여 적용할 수 있음은 물론이다.This coating layer may have a thickness of 0.2 to 7㎛, preferably 0.5 to 1.5㎛ in terms of excellent gas barrier properties. However, one of ordinary skill in the art can obviously adjust and apply the thickness of the coating layer in consideration of the application to which the gas barrier film including the coating layer is applied or the degree of gas barrier property required thereto.
상술한 바와 같은 코팅층 및 열가소성 수지 기재를 포함하는 가스배리어성 필름은 산소 차단성 등이 요구되는 식품 포장재 등으로 매우 바람직하게 적용될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 가스배리어성 필름은 스넥, 소프트 케이크, 쵸코바, 비스켓, 육가공 제품, 면류 등의 식품에 대한 연포장재로서 바람직하게 적용될 수 있으며, 이러한 식품 외에도 가스 배리어성이 요구되는 다양한 제품의 포장재로서 적절히 적용될 수 있다. The gas barrier film including the coating layer and the thermoplastic resin substrate as described above may be very preferably applied to a food packaging material or the like requiring oxygen barrier property. More specifically, the gas barrier film may be preferably applied as a soft packaging material for foods such as snacks, soft cakes, chocolate bars, biscuits, meat products, noodles, etc., and in addition to these foods, various product packaging materials requiring gas barrier properties It can be applied as appropriate.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지 또는 폴리아마이드계 수지 등으로 이루어진 다양한 열가소성 수지 기재 상에 가스 배리어성, 밀착성 및 투명성이 우수한 가스 배리어성 코팅층을 형성할 수 있게 된다. 이에 따라, 다양한 열가소성 수지 기재 상에 우수한 물성을 갖는 가스 배리어성 코팅층을 형성하여 가스 배리어성 필름을 제공할 수 있게 되므로, 이러한 가스 배리어성 필름을 식품 포장재 등으로 매우 바람직하게 적용할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to form a gas barrier coating layer having excellent gas barrier property, adhesiveness and transparency on various thermoplastic resin substrates made of polyester resin, polyolefin resin or polyamide resin. . Accordingly, since the gas barrier film can be provided by forming a gas barrier coating layer having excellent physical properties on various thermoplastic resin substrates, such a gas barrier film can be applied very preferably as a food packaging material.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
Hereinafter, the operation and effects of the invention will be described in more detail with reference to specific examples of the invention. However, these embodiments are only presented as an example of the invention, whereby the scope of the invention is not determined.
실시예 1 내지 6: 열가소성 수지 기재로서 이축 연신 폴리프로필렌 필름을 포함하는 가스 배리어성 필름의 제조
Examples 1 to 6: Preparation of Gas Barrier Films Comprising Biaxially Stretched Polypropylene Films as Thermoplastic Resin Substrate
수 평균 분자량이 약 20,000이고, 비누화도가 99%인 미변성 폴리비닐알코올(PVA), 폴리알킬렌이민계 고분자로서 폴리에틸렌이민계 고분자, 및 이소프로판올(IPA)과 물의 혼합 용매를 사용하여 다음의 방법으로 실시예 1 내지 6의 가스 배리어성 코팅 조성물을 제조하였다. 이때, 폴리에틸렌이민계 고분자로는 티타늄이 말단에 결합되어 변성된 티탄 변성 폴리에틸렌이민으로서, 수 평균 분자량이 약 5000인 것을 사용하였다. Unmodified polyvinyl alcohol (PVA) having a number average molecular weight of about 20,000 and a saponification degree of 99%, polyethyleneimine-based polymer as a polyalkyleneimine-based polymer, and a mixed solvent of isopropanol (IPA) and water The gas barrier coating compositions of Examples 1 to 6 were prepared. In this case, as the polyethyleneimine-based polymer, a titanium-modified polyethyleneimine in which titanium is bonded to the terminal and modified, a number average molecular weight of about 5000 was used.
먼저, 표 1에 나타난 조성대로, 이소프로판올 및 물이 3 : 7의 중량비로 혼합된 혼합 용매의 95 또는 90g에 폴리비닐알코올 5 또는 10g을 용해시켜, 폴리비닐알코올의 농도가 5 또는 10 중량%인 용액을 얻었다. 이러한 용액의 100g에 티탄 변성 폴리에틸렌이민을 하기 표 1에 나타난 중량만큼 혼합해 교반함으로서 실시예 1 내지 6의 가스 배리어성 코팅 조성물을 제조하였다. 이러한 코팅 조성물을 2축 연신 폴리프로필렌(OPP) 필름(기재)에 그라비아 코팅하고 80℃에서 1분간 건조 함으로서 실시예 1 내지 6의 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
First, according to the composition shown in Table 1, 5 or 10 g of polyvinyl alcohol is dissolved in 95 or 90 g of a mixed solvent in which isopropanol and water are mixed at a weight ratio of 3: 7, so that the concentration of polyvinyl alcohol is 5 or 10% by weight. A solution was obtained. The gas barrier coating compositions of Examples 1 to 6 were prepared by mixing and modifying titanium-modified polyethyleneimine by the weight shown in Table 1 to 100 g of this solution. The coating composition was gravure coated on a biaxially stretched polypropylene (OPP) film (substrate) and dried at 80 ° C. for 1 minute to prepare gas barrier films of Examples 1 to 6.
비교예 1 및 2: 열가소성 수지 기재로서 이축 연신 폴리프로필렌 필름을 포함하는 가스 배리어성 필름의 제조 Comparative Examples 1 and 2: Preparation of Gas Barrier Film Comprising Biaxially Stretched Polypropylene Film as Thermoplastic Resin Substrate
수 평균 분자량이 약 20,000이고, 비누화도가 99%인 미변성 폴리비닐알코올(PVA), 아민계 실란으로서 아미노프로필트리에톡시실란(APTES) 및 이소프로판올(IPA)과 물의 혼합 용매를 사용하여 다음의 방법으로 비교예 1 및 2의 가스 배리어성 코팅 조성물을 제조하였다. Unmodified polyvinyl alcohol (PVA) having a number average molecular weight of about 20,000 and a saponification degree of 99%, aminopropyltriethoxysilane (APTES) as an amine silane, and a mixed solvent of isopropanol (IPA) and water The gas barrier coating compositions of Comparative Examples 1 and 2 were prepared by the method.
먼저, 이소프로판올 및 물이 3 : 7의 중량비로 혼합된 혼합 용매의 95 또는 90g에 폴리비닐알코올 5 또는 10g을 용해시켜, 폴리비닐알코올의 농도가 5 또는 10 중량%인 용액을 얻었다. 이러한 용액의 100g에 아미노프로필트리에톡시실란(APTES)을 하기 표 1에 나타난 중량만큼 혼합해 교반함으로서 비교예 1 및 2의 가스 배리어성 코팅 조성물을 제조하였다. 이러한 코팅 조성물을 2축 연신 폴리프로필렌(OPP) 필름(기재)에 그라비아 코팅하고 80℃에서 1분간 건조 함으로서 비교예 1 및 2의 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
First, 5 or 10 g of polyvinyl alcohol was dissolved in 95 or 90 g of a mixed solvent in which isopropanol and water were mixed at a weight ratio of 3: 7 to obtain a solution having a polyvinyl alcohol concentration of 5 or 10% by weight. The gas barrier coating compositions of Comparative Examples 1 and 2 were prepared by mixing and stirring aminopropyltriethoxysilane (APTES) by the weight shown in Table 1 to 100 g of this solution. The coating composition was gravure coated on a biaxially stretched polypropylene (OPP) film (substrate) and dried at 80 ° C. for 1 minute to prepare gas barrier films of Comparative Examples 1 and 2.
위와 같이 얻은 실시예 1 내지 6, 비교예 1 및 2의 가스 배리어성 필름의 제반 물성을 다음의 방법으로 측정하여 하기 표 1에 기재하였다.
The physical properties of the gas barrier films of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 obtained as described above were measured by the following method, and are shown in Table 1 below.
(1) 투명성(1) transparency
코팅층 형성 전후의 필름을 육안과 haze meter로 비교함으로써 평가하였다. 코팅층 형성 후 haze meter로 측정된 광 투과율의 수치가 90% 이상으로 나타나는 경우를 ○, 80% 이상 90% 미만으로 나타나는 경우를 △, 80% 미만으로 나타나는 경우를 X로 평가하였다. The film was evaluated by comparing the film before and after coating layer formation with the naked eye and a haze meter. (Circle), the case where the value of the light transmittance measured by the haze meter after the coating layer is formed in more than 90% was evaluated as X, the case in which △, less than 80% appeared when 80% or more and less than 90%.
(2) 가스 배리어성(2) gas barrier properties
각 가스 배리어성 필름을 건조한 실온 분위기 하에서 유지시킨 채, 산소투과도 측정장치 (MOCON 사 제품 「OX-TRAN 2/61」)를 사용하여 산소투과도를 측정하는 방법으로 가스 배리어성을 평가하였다. While maintaining each gas barrier film in a dry room temperature atmosphere, gas barrier property was evaluated by the method of measuring oxygen permeability using the oxygen permeability measuring apparatus ("OX-TRAN 2/61" by MOCON).
(3) 밀착성(3) adhesion
수지 기재와 코팅층 부착 시험용 테이프를 사용하여 평가하였다. 건조 및 경화된 코팅층이 테이프 쪽으로 전이된 경우를 X, 그렇지 않은 경우를 O로 평가하였다. 상기 X인 경우, 즉, 코팅층으로 테이프 쪽으로 전이된 경우, 수지 기재와 코팅층의 부착 강도가 100gf/15mm 이하로 되어 밀착성이 불량한 것으로 평가되었다. It evaluated using the resin base material and the test tape adhesion test tape. The case where the dried and cured coating layer transitioned to the tape was evaluated as X, otherwise as O. In the case of the X, that is, when the transition to the tape to the coating layer, the adhesive strength between the resin substrate and the coating layer was 100 gf / 15 mm or less, which was evaluated as poor adhesion.
(4) 막두께 (4) film thickness
주사전자현미경을 사용해 건조 및 경화된 코팅층의 두께를 측정하였다. 이러한 물성 평가 결과는 하기 표 1에 정리된 바와 같다.
The thickness of the dried and cured coating layer was measured using a scanning electron microscope. These physical property evaluation results are summarized in Table 1 below.
성
(g)article
castle
(g)
(IPA/물)solvent
(IPA / water)
(3/7)95
(3/7)
(3/7)90
(3/7)
(3/7)95
(3/7)
(3/7)95
(3/7)
(3/7)95
(3/7)
(3/7)90
(3/7)
(3/7)90
(3/7)
(3/7)90
(3/7)
가Evaluation
end
(cc/m2.atm.day)Gas barrier properties
(cc / m 2 .atm.day)
* 상기 표 1에서, OPP는 이축연신 폴리프로필렌 필름을 나타낸다.
In Table 1, OPP represents a biaxially stretched polypropylene film.
상기 표 1의 실시예 1 내지 6을 참조하면, 폴리비닐알코올 및 폴리알킬렌이민계 고분자를 포함하는 코팅 조성물을 이용해 열가소성 수지 기재, 특히, 폴리올레핀계 수지 기재 상에 코팅층을 형성하는 경우, 우수한 가스 배리어성 및 투명성을 나타내는 코팅층이 수지 기재 상에 양호하게 형성될 수 있음이 확인된다. 특히, 이러한 가스 배리어성 코팅층은 별도의 접착층이 없는 경우에도 얇은 두께로 밀착성 좋게 수지 기재 상에 형성될 수 있음이 확인된다. Referring to Examples 1 to 6 of Table 1, when forming a coating layer on a thermoplastic resin substrate, in particular, a polyolefin resin substrate using a coating composition comprising a polyvinyl alcohol and a polyalkyleneimine-based polymer, excellent gas It is confirmed that a coating layer exhibiting barrier property and transparency can be well formed on the resin substrate. In particular, it is confirmed that such a gas barrier coating layer can be formed on the resin substrate with good adhesion to a thin thickness even without a separate adhesive layer.
따라서, 이러한 코팅층을 포함하는 실시예 1 내지 6의 가스 배리어성 필름은 다양한 포장재 등으로 매우 바람직하게 적용될 수 있을 것으로 보인다. Therefore, the gas barrier films of Examples 1 to 6 including such a coating layer may be very preferably applied to various packaging materials.
이에 비해, 폴리알킬렌이민계 고분자를 포함하지 않고 그 대신 아미노프로필트리에톡시실란(APTES)과 같은 아민계 실란 화합물을 포함하는 비교예 1 및 2의 코팅 조성물 및 이로부터 형성된 가스 배리어성 필름은 열가소성 수지 기재와 코팅층 간의 밀착성이 열악함이 확인되었다. 이 때문에, 상기 비교예 1 및 2의 코팅 조성물은 폴리올레핀계 수지 기재에는 적용되기 어려울 것으로 보인다.
In contrast, the coating compositions of Comparative Examples 1 and 2 and gas barrier films formed therefrom which do not include polyalkyleneimine-based polymers but instead include amine-based silane compounds such as aminopropyltriethoxysilane (APTES) It was confirmed that the adhesion between the thermoplastic resin substrate and the coating layer was poor. For this reason, the coating compositions of Comparative Examples 1 and 2 are likely to be difficult to apply to the polyolefin-based resin substrate.
실시예 7 내지 12: 열가소성 수지 기재로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 포함하는 가스 배리어성 필름의 제조
Examples 7 to 12 Preparation of Gas Barrier Films Comprising Polyethylene Terephthalate Films as Thermoplastic Resin Substrate
실시예 1 내지 6과 동일한 방법으로 하기 표 2의 조성에 따라 실시예 7 내지 12의 코팅 조성물을 제조하였다. 이러한 코팅 조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(기재)에 그라비아 코팅하고 80℃에서 1분간 건조 함으로서 실시예 7 내지 12의 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
The coating composition of Examples 7 to 12 was prepared according to the composition of Table 2 in the same manner as in Examples 1 to 6. The coating composition was gravure coated on a polyethylene terephthalate film (substrate) and dried at 80 ° C. for 1 minute to prepare gas barrier films of Examples 7 to 12.
위와 같이 얻은 실시예 7 내지 12의 가스 배리어성 필름의 제반 물성을 실시예 1 내지 6과 동일한 방법으로 측정하여 하기 표 2에 기재하였다.
The physical properties of the gas barrier films of Examples 7 to 12 obtained as described above were measured by the same method as Examples 1 to 6, and are shown in Table 2 below.
성
(g)article
castle
(g)
(IPA/물)solvent
(IPA / water)
(3/7)95
(3/7)
(3/7)95
(3/7)
(3/7)95
(3/7)
(3/7)90
(3/7)
(3/7)90
(3/7)
(3/7)90
(3/7)
가Evaluation
end
(cc/m2.atm.day)Gas barrier properties
(cc / m 2 .atm.day)
* 상기 표 2에서, PET는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 나타낸다.
* In Table 2, PET represents a polyethylene terephthalate film.
상기 표 2의 실시예 7 내지 12를 참조하면, 폴리비닐알코올 및 폴리알킬렌이민계 고분자를 포함하는 코팅 조성물을 이용해 폴리에스테르계 수지 기재 상에 코팅층을 형성하는 경우, 우수한 가스 배리어성 및 투명성을 나타내는 코팅층이 수지 기재 상에 양호하게 형성될 수 있음이 확인된다. 특히, 이러한 가스 배리어성 코팅층은 별도의 접착층이 없는 경우에도 얇은 두께로 밀착성 좋게 수지 기재 상에 형성될 수 있음이 확인된다. Referring to Examples 7 to 12 of Table 2, when forming a coating layer on a polyester-based resin substrate using a coating composition comprising a polyvinyl alcohol and a polyalkyleneimine-based polymer, excellent gas barrier properties and transparency It is confirmed that the coating layer shown can be satisfactorily formed on the resin substrate. In particular, it is confirmed that such a gas barrier coating layer can be formed on the resin substrate with good adhesion to a thin thickness even without a separate adhesive layer.
따라서, 이러한 코팅층을 포함하는 실시예 7 내지 12의 가스 배리어성 필름은 다양한 포장재 등으로 매우 바람직하게 적용될 수 있을 것으로 보인다.
Therefore, the gas barrier films of Examples 7 to 12 including such a coating layer may be very preferably applied to various packaging materials.
실시예 13 내지 18: 열가소성 수지 기재로서 나일론 필름을 포함하는 가스 배리어성 필름의 제조 Examples 13 to 18 Preparation of Gas Barrier Films Comprising Nylon Films as Thermoplastic Resin Substrate
실시예 1 내지 6과 동일한 방법으로 하기 표 3의 조성에 따라 실시예 13 내지 18의 코팅 조성물을 제조하였다. 이러한 코팅 조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(기재)에 그라비아 코팅하고 80℃에서 1분간 건조 함으로서 실시예 13 내지 18의 가스 배리어성 필름을 제조하였다.
The coating composition of Examples 13 to 18 was prepared according to the composition of Table 3 in the same manner as in Examples 1 to 6. The coating composition was gravure coated on a polyethylene terephthalate film (substrate) and dried at 80 ° C. for 1 minute to prepare gas barrier films of Examples 13 to 18.
위와 같이 얻은 실시예 13 내지 18의 가스 배리어성 필름의 제반 물성을 실시예 1 내지 6과 동일한 방법으로 측정하여 하기 표 3에 기재하였다.
The physical properties of the gas barrier films of Examples 13 to 18 obtained as described above were measured by the same method as Examples 1 to 6, and are shown in Table 3 below.
성
(g)article
castle
(g)
(IPA/물)solvent
(IPA / water)
(3/7)95
(3/7)
(3/7)95
(3/7)
(3/7)95
(3/7)
(3/7)90
(3/7)
(3/7)90
(3/7)
(3/7)90
(3/7)
가Evaluation
end
(cc/m2.atm.day)Gas barrier properties
(cc / m 2 .atm.day)
* 상기 표 3에서, ON은 이축연신 나일론 필름을 나타낸다.
In Table 3, ON indicates biaxially stretched nylon film.
상기 표 3의 실시예 13 내지 18를 참조하면, 폴리비닐알코올 및 폴리알킬렌이민계 고분자를 포함하는 코팅 조성물을 이용해 나일론 필름과 같은 폴리아마이드계 수지 기재 상에 코팅층을 형성하는 경우, 우수한 가스 배리어성 및 투명성을 나타내는 코팅층이 수지 기재 상에 양호하게 형성될 수 있음이 확인된다. 특히, 이러한 가스 배리어성 코팅층은 별도의 접착층이 없는 경우에도 얇은 두께로 밀착성 좋게 수지 기재 상에 형성될 수 있음이 확인된다. Referring to Examples 13 to 18 of Table 3, when forming a coating layer on a polyamide-based resin substrate such as a nylon film using a coating composition comprising a polyvinyl alcohol and a polyalkyleneimine-based polymer, excellent gas barrier It is confirmed that a coating layer exhibiting properties and transparency can be satisfactorily formed on the resin substrate. In particular, it is confirmed that such a gas barrier coating layer can be formed on the resin substrate with good adhesion to a thin thickness even without a separate adhesive layer.
따라서, 이러한 코팅층을 포함하는 실시예 13 내지 18의 가스 배리어성 필름은 다양한 포장재 등으로 매우 바람직하게 적용될 수 있을 것으로 보인다.Therefore, the gas barrier films of Examples 13 to 18 including such a coating layer may be very preferably applied to various packaging materials.
Claims (21)
Polyvinyl alcohol; Polyalkyleneimine-based polymers; And a mixed solvent of a lower alcohol having 1 to 5 carbon atoms and water.
The gas barrier coating composition of claim 1, wherein the polyvinyl alcohol has a saponification degree of 60% or more and a polymerization degree of 100 to 5000.
The gas barrier coating composition of claim 1, wherein the polyvinyl alcohol has a number average molecular weight of 5000 to 300000.
The gas barrier coating composition of claim 1, wherein the polyvinyl alcohol comprises unmodified polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, or a mixture thereof.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서 n은 1 내지 3의 정수이고, m은 5 ~ 5000이다.
The gas barrier coating composition of claim 1, wherein the polyalkyleneimine-based polymer comprises a repeating unit represented by Formula 1 below:
[Formula 1]
In Formula 1 n is an integer of 1 to 3, m is 5 to 5000.
The gas barrier coating composition of claim 1, wherein the polyalkyleneimine-based polymer has a number average molecular weight of 150 to 150,000.
The gas barrier coating composition of claim 1, wherein the polyalkyleneimine-based polymer comprises an unmodified polyalkyleneimine-based polymer, a modified polyalkyleneimine-based polymer, or a mixture thereof.
8. The gas barrier coating composition of claim 7, wherein the polyalkyleneimine-based polymer comprises a titanium-modified polyalkyleneimine-based polymer.
The gas barrier coating composition of claim 1, wherein the mixed solvent comprises the lower alcohol: water in a weight ratio of 1:10 to 5: 5.
The gas barrier coating composition of claim 1, wherein the polyvinyl alcohol: polyalkyleneimine-based polymer is included in a weight ratio of 100: 1 to 1: 1.
According to claim 1, 1 to 20 parts by weight of the polyvinyl alcohol; 80 to 99 parts by weight of the mixed solvent; And 0.3 to 10 parts by weight of the polyalkyleneimine-based polymer based on 100 parts by weight of the polyvinyl alcohol and the mixed solvent.
The gas barrier coating composition of claim 1, further comprising 0.001 to 5% by weight antifoaming agent, based on the weight of the total coating composition.
The gas barrier coating composition of claim 1, further comprising 0.01 to 5% by weight of a wetting agent relative to the total weight of the coating composition.
The gas barrier coating composition according to claim 1, wherein the solid concentration is 1 to 20% by weight.
Thermoplastic resin substrate; And a coating layer on the substrate formed from the coating composition of any one of claims 1 to 14.
Thermoplastic resin substrate; And a coating layer on the substrate including polyvinyl alcohol and polyalkyleneimine-based polymer.
The gas barrier film according to claim 15 or 16, wherein the thermoplastic resin substrate is a polyester resin substrate, a polyamide resin substrate, or a polyolefin resin substrate.
18. The method of claim 17, wherein the thermoplastic resin substrate is polyethylene film, polyethylene sheet, biaxially oriented polypropylene film (Oriented Polypropylene Film), polypropylene sheet, polyethylene terephthalate film, polyethylene terephthalate sheet, polylactic acid (PLA; polylactic acid) A gas barrier film comprising a film or a polylactic acid (PLA) sheet, a nylon film or a nylon sheet.
The gas barrier film according to claim 15 or 16, further comprising an adhesive layer between the thermoplastic resin substrate and the coating layer.
The gas barrier film of claim 15, wherein the coating layer has a thickness of 0.2 to 7 μm.
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