KR20140094960A - Composition with high barrier properties comprising polymer and exfoliated graphite - Google Patents

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KR20140094960A
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서종철
김도완
권혁
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연세대학교 원주산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a composition including a polymer and an exfoliated graphite and having blocking properties of water and gas, a film obtained by coating the composition, and an application of the film in a packaging field. The composition including the polymer and the exfoliated graphite according to the present invention and the film obtained by coating the composition have good blocking properties of water and gas, and can be usefully used for packaging foods, drugs, medical appliances, and electrical and electronic products requiring the blocking of water and gas.

Description

고분자 및 박리된 그라파이트를 포함하는 하이 배리어성 조성물{Composition with high barrier properties comprising polymer and exfoliated graphite}[0001] The present invention relates to a high-barrier composition comprising polymer and exfoliated graphite,

본 발명은 고분자 및 박리된 그라파이트를 포함하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 조성물, 이를 도포한 필름 및 그러한 필름의 패키징 분야에서의 응용에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition having moisture and gas barrier properties, including a polymer and peeled graphite, a film coated thereon, and applications in the field of packaging such films.

임의의 어떤 물질 또는 에너지가 자신이 포함된 계에서 다른 계로 전달되는 것을 막는 것을 배리어(Barrier)라 하며, 이러한 성질을 갖는 물질을 배리어(Barrier)물질이라고 한다. 수분, 습도, 산소, 탄산가스, 질소, 자외선, 빛, 미생물, 열 등이 대상 제품의 품질에 영향을 줄 수 있는 요소들이라 할 수 있는데, 의약품, 의료기계, 전자제품, 식품 패키징 분야 등에서는 다양한 사용 환경 하에서도 수분과 산소 등에 대해 하이 배리어(high barrier)성을 갖는 고분자 소재가 요구되고 있다. Barrier is what prevents any substance or energy from being transferred from the system containing it to another system, and a substance with such properties is called a barrier substance. It can be said that factors such as moisture, humidity, oxygen, carbon dioxide, nitrogen, ultraviolet rays, light, microorganism, heat etc. can affect the quality of the target product. In the fields of medicine, medical equipment, A polymer material having a high barrier property against water, oxygen and the like is demanded even under use environment.

최근 많은 연구와 상업화가 진행되고 있는 태양전지 모듈에 있어서 방수, 절연 및 자외선을 차단시키는 역할을 하는 백 시트(Back Sheet)의 경우, 수분 투과에 의하여 태양전지의 부식을 일으켜 모듈의 출력에 영향을 미칠 우려가 있기 때문에 높은 온도 및 습도 환경에서도 잘 견딜 수 있고, 우수한 내구성과 내후성을 가지는 하이 배리어성의 소재의 필요성이 증가하고 있는 추세이다.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] In the back sheet which functions as a waterproof, insulating and ultraviolet ray shielding in a solar cell module, which is undergoing many researches and commercialization in recent years, the solar cell is corroded by water permeation, There is a tendency that there is a need for a material having high barrier properties which can withstand high temperature and humidity environments and has excellent durability and weatherability.

차세대 기술로서 각광받고 있는, 플렉서블 디스플레이 분야에 있어서는, 시계처럼 손목에 차는 휴대전화, 두루마리 형태의 전자북, 옷처럼 입고 다니는 PC 등 다양한 형태로 접거나 구부릴 수 있는 기술의 구현을 위해 기존의 유리 기판 대신 투명하고 유연한 플라스틱 기판을 사용해야 한다. 하지만 플렉서블 디스플레이에 사용하는 대부분의 핵심소자는 수분 침투로 인한 급격한 수명 감소로 인하여 실용화에 제약이 많아 하이 배리어성 필름의 개발이 매우 중요하다.In the field of flexible display, which is widely regarded as a next generation technology, in order to realize a technology that folds or bends in various forms such as a mobile phone on a wrist, a scroll-shaped electronic book, Instead, transparent and flexible plastic substrates should be used. However, development of high barrier film is very important because most core devices used in flexible displays are limited in practical use due to a rapid decrease in life due to moisture penetration.

패키징(포장) 산업 분야의 경우, 육류, 치즈 등의 신선제품과 김 가루 및 과자류와 같은 건조식품에 있어 수분 및 가스(특히, 산소)의 패키징 내 제품으로의 이동이 유통 기한(shelf life)에 큰 영향을 미치기 때문에, 하이 배리어성 필름 개발의 필요성이 증가하고 있는 추세이다. 의약품 및 의료기계 패키징에 있어서는, 유통 과정상 수분 및 기체 등과 같은 외부의 환경으로부터의 오염이 환자에게 악영향을 끼치므로 하이 배리어성 포장에 대한 중요성이 크게 증가하고 있다. In the packaging industry, the transport of moisture and gas (especially oxygen) to packaging products in fresh products such as meat, cheese, and dried foods such as rice flour and confectionary leads to shelf life The need for the development of a high barrier film is increasing. In medicine and medical device packaging, contamination from the external environment such as moisture and gas in the distribution process adversely affects the patient, so that the importance of high barrier packaging is greatly increased.

하이 배리어성 소재에 대한 소비자 및 제조업자들의 요구도 증가하고 있다. 소비자와 제조업자들은 하이 배리어성을 가지는 동시에 다음과 같은 특성을 가지기를 원한다. Consumer and manufacturer requirements for high barrier materials are also increasing. Consumers and manufacturers want to have high barrier properties and at the same time have the following characteristics.

첫 번째로는 투명성 및 빛(특히, 자외선) 차단성이다. 소비자는 제품의 구입시, 패키징 내의 제품을 직접 보고 확인한 뒤 구입하기를 원하는 동시에 빛에 의해 제품에 손상받지 않기를 원한다. The first is transparency and light (especially ultraviolet) barrier properties. When purchasing a product, the consumer wants to see the product in the package directly, then purchase it, and not be damaged by the light.

두 번째로는 안정성이다. 소비자들은 사용하는 제품을 오랜 기간 저장하고 간편하고 오래 사용하기를 원하기 때문에, 열안정성, 완충성 및 접착성을 가지는 제품 선호한다. 이러한 소비자와 제조업자들의 요구를 충족한 하이 배리어성 소재에 대한 최근 많은 연구와 상업화가 진행되고 있다. The second is stability. Consumers prefer products with thermal stability, cushioning and adhesion because they want to store their products for a long time and want to be simple and long-lasting. Many studies and commercialization of high-barrier materials that meet the needs of these consumers and manufacturers are under way.

환경과 경제성을 고려한 차단성 소재의 중요성 및 개발 필요성 또한 대두되고 있다. 지구 환경문제가 범세계적 관심사로 등장하면서 선진국을 중심으로 환경 규제의 강화가 지속되고 있다. 그래서 제품의 본래 기능을 유지하면서도 제품의 사용 후 재활용이 용이하고 유해물질 사용을 저감하기 위한 제품 설계와 생산, 수거, 재활용 등을 고려한 기존 제품(부품, 소재)의 재질 단일화를 의미하는 유니 소재(Uni Material)의 개념이 등장하고 있다. The importance of barrier materials considering environmental and economical factors and development need are also emerging. As global environmental issues have emerged as a global concern, enforcement of environmental regulations has continued to be centered on developed countries. Therefore, while maintaining the original function of the product, it is easy to recycle after using the product, designing the product to reduce the use of harmful substances, and uni-material (unified material) Uni Material) is emerging.

각국 정부 및 업계에서도 소재, 부품, 제품, 재활용, 공정 등 산업의 가치사슬에서 기존의 기능 이상을 제공하면서도 환경 부하를 최소화하는 것을 친환경 설계 전략과 원칙의 중요한 요소로 두고 있다. 특히, 패키징 업계에서는 제품의 보관 수명뿐만 아니라 친환경성(Eco-friendly packaging), 용이한 사용성(Universial packaging), 경제적(Economical packaging)의 확보가 가능한 패키징 재료에 대한 관심이 고조되고 있는 실정이다.Governments and industries in the world also place environmental imperatives in the value chain of materials, components, products, recycling, and processes, while minimizing the environmental impact, as an important element of green design strategies and principles. Particularly, in the packaging industry, there is a growing interest in packaging materials capable of ensuring not only the shelf life of products but also eco-friendly packaging, universal packaging, and economical packaging.

현재 많이 사용되고 있는 하이 배리어성 소재로는 (1) PVDC 코팅 필름, (2) 알루미늄 증착 필름, (3) 기체 및 수분 등을 투과시키지 않는 에틸렌비닐알코올(Ethylene Vinyl Alcohol, EVOH) 고분자를 복합화한 필름(다층 필름) 등을 예로 들 수 있다. 하지만, 알루미늄 증착 필름이나 에틸렌비닐알코올(EVOH) 고분자 다층 필름의 경우, 가격이 비싸고, 고온 및 고습 하에서의 수분 및 가스에 대한 차단성이 급격히 떨어져 단독으로는 사용하지 못한다는 단점이 있다. 따라서, 다양한 환경 하에서 가스 및 수분 배리어성을 동시에 만족하고, 친환경적이면서도 경제적인 소재 기술 확보가 필요하다. Highly barrier materials that are widely used today include (1) PVDC coating film, (2) aluminum vapor deposition film, (3) a film composed of ethylene vinyl alcohol (EVOH) polymer which does not transmit gas and moisture (Multilayer film), and the like. However, in the case of an aluminum evaporated film or an ethylene vinyl alcohol (EVOH) polymer multilayer film, the price is high, and the barrier property against moisture and gas under high temperature and high humidity is abruptly lowered so that it can not be used alone. Therefore, it is necessary to secure material technology that is both environmentally friendly and economical, satisfying both gas and water barrier properties under various environments.

다양한 하이 배리어성 소재 중 에틸렌비닐알코올(EVOH) 고분자는 우수한 가스 차단성, 향 차단성, 투명도 및 광택도, 내약품성 및 인쇄적성을 보유하고 있어 많은 연구들이 진행되고 있는 매력적인 소재이다. 또한 표면 처리 없이도 표면 장력이 높아 접착성이 우수한 성질을 지니고 있다.Among various high barrier materials, ethylene vinyl alcohol (EVOH) polymer is an attractive material which has many researches because it has excellent gas barrier properties, fragrance barrier, transparency and gloss, chemical resistance and printing suitability. Also, it has high surface tension without surface treatment and excellent adhesive property.

에틸렌비닐알코올 고분자는 각 성분의 함량 비율에 따라 여러 가지 특성을 나타낸다. 에틸렌의 함량이 증가하면 용융온도, 연화점이 낮아져 필름 생산시 가공성이 향상되며 또한 습도에 강해진다. 반면 비닐알코올의 함량이 많아지면 가스(산소) 차단성이 크게 향상된다. The ethylene vinyl alcohol polymer exhibits various properties depending on the content ratio of each component. When the content of ethylene is increased, the melting temperature and softening point are lowered, thereby improving the workability in film production and also increasing the humidity. On the other hand, when the content of vinyl alcohol is increased, gas (oxygen) barrier property is greatly improved.

따라서, 상기 기술한 바와 같은 에틸렌비닐알코올 고분자의 다층 필름 구조에 따른 재활용 및 복잡한 공정 문제를 극복하기 위해서는 새로운 개념의 하이 배리어성 유니 소재의 연구 및 개발이 필요하다.
Therefore, in order to overcome the recycling and complicated process problems due to the multilayer film structure of the ethylene vinyl alcohol polymer as described above, research and development of a new concept of a high barrier uni-material is required.

본 발명의 목적은 천연계에 풍부한 그라파이트를 열적, 화학적으로 처리하여 박리된 그라파이트를 제조하고 이를 필러로 활용함으로써 고분자 표면을 소수성으로 개질시켜 수분 및 가스가 고분자 매트릭스 내로 유입되는 것을 차단할 뿐만 아니라, 매트릭스 내에서 수분 및 가스의 이동경로를 복잡하게 함으로써 배리어성을 높여, 식품 패키징의 유통기한 연장, 의약품, 의료기계 및 전기·전자제품 패키징 등에 적용 가능한 소재를 개발하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a graphite which is thermally and chemically treated with natural graphite to produce peeled graphite, which is used as a filler to modify the surface of the polymer to be hydrophobic so as to prevent moisture and gas from entering into the polymer matrix, To increase the barrier property and to extend the shelf life of food packaging, to develop materials applicable to pharmaceuticals, medical equipment, and electrical and electronic product packaging.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고분자 및 박리된 그라파이트(Exfoliated Graphite)를 포함하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 조성물을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a composition having moisture and gas barrier properties, including a polymer and exfoliated graphite.

바람직하게는 상기 고분자는 에틸렌비닐알코올(Ethylene Vinyl Alcohol) 고분자이다. Preferably, the polymer is an ethylene vinyl alcohol polymer.

또한, 고분자와 박리된 그라파이트의 중량비는 1:0.001 내지 1:0.02인 것이 바람직하다. The weight ratio of the polymer to the peeled graphite is preferably 1: 0.001 to 1: 0.02.

본 발명에 따른 조성물은 계면활성제로서 비이온계 계면활성제(Triton X-100), 음이온 계면활성제(SDS(도데실황산나트륨)), 올레핀계와 무수말레산계(FUSABOND, POLYBOND)의 그라프트 중합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.The composition according to the present invention comprises a nonionic surfactant (Triton X-100), an anionic surfactant (SDS (sodium dodecylsulfate)), a graft polymer of an olefinic group and a maleic anhydride group (FUSABOND, POLYBOND) May further include one or more selected from the group.

본 발명의 다른 측면으로서, 본 발명은 상기 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 조성물을 도포한 필름을 제공한다. In another aspect of the present invention, the present invention provides a film coated with a composition having the moisture and gas barrier properties.

본 발명의 또 다른 측면으로서, 본 발명은 a) 그라파이트를 열처리하여 팽창 그라파이트를 제조하는 단계; b) 상기 팽창 그라파이트를 에탄올, 증류수, 디메틸퓨란 및 디메틸설폭사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 용매에 넣어 파쇄하고, 용매를 원심분리하여 분리한 후 건조시킴으로써 박리된 그라파이트를 제조하는 단계; 및 c) 고분자 및 상기 박리된 그라파이트를 디메틸퓨란 또는 디메틸설폭사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 용매에 넣고 교반하고, 이를 유리판 위에 코팅한 후 건조시키거나 또는 고분자 및 상기 박리된 그라파이트를 함께 건조시킨 후 압출시킴으로써 고분자 및 박리된 그라파이트가 함유된 필름을 형성하는 단계를 포함하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법을 제공한다. In another aspect of the present invention, the present invention provides a process for producing graphite, comprising: a) heat treating graphite to produce expanded graphite; b) crushing the expanded graphite in a solvent selected from the group consisting of ethanol, distilled water, dimethylfuran, and dimethylsulfoxide, separating the solvent by centrifugation, and drying the separated graphite to produce peeled graphite; And c) mixing the polymer and the exfoliated graphite in a solvent selected from the group consisting of dimethylfuran or dimethylsulfoxide, stirring the solution, coating the solution on a glass plate followed by drying, or drying the polymer and the peeled graphite together and extruding And forming a film containing the polymer and the peeled graphite. The present invention also provides a method for producing a film having moisture and gas barrier properties.

상기의 필름 제조 방법에 있어 고분자는 에틸렌비닐알코올(Ethylene Vinyl Alcohol) 고분자인 것이 바람직하며, 고분자와 박리된 그라파이트의 중량비는 1:0.001 내지 1:0.02인 것이 또한 바람직하다. In the film production method, the polymer is preferably an ethylene vinyl alcohol polymer, and the weight ratio of the polymer and the peeled graphite is preferably 1: 0.001 to 1: 0.02.

상기의 필름 제조 방법에 있어, 단계 a)에서의 열처리는 전자 로(furnace)에서 500 내지 1100 ℃의 온도로 10초 내지 60분 동안 수행되거나, 전자레인지(Microwave)에서 10초 내지 15분 동안 수행된다. In the above film production method, the heat treatment in step a) is performed in an electron furnace at a temperature of 500 to 1100 占 폚 for 10 seconds to 60 minutes, or in a microwave for 10 seconds to 15 minutes do.

상기의 필름 제조 방법에 있어, 단계 a)에서의 열처리는 전자 로(furnace)에서 500 내지 1100 ℃의 온도로 30초 내지 60분 동안 수행되거나, 전자레인지(Microwave)에서 1분 30초 내지 15분 동안 수행된다. In the above film production method, the heat treatment in step a) may be performed in an electron furnace at a temperature of 500 to 1100 캜 for 30 seconds to 60 minutes, or in a microwave for 1 minute to 30 seconds to 15 minutes Lt; / RTI >

상기의 필름 제조 방법에 있어, 단계 b)의 파쇄는 초음파 파쇄기로 30분 내지 24시간 동안 처리하는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로 8시간 내지 16시간 처리할 수 있고, 원심분리는 1000 내지 5000 RPM으로 10 내지 30분 동안 처리하는 것이 바람직하고, 보다 구체적으로 2000 내지 4000 RPM으로 10 내지 30분 동안 처리할 수 있다. 또한, 단계 b)의 건조는 130 내지 160℃까지 올린 후 온도를 80 내지 120℃까지 낮추면서 10 내지 14시간 동안 건조시키는 것이 적절하다.In the above film production method, the crushing of step b) is preferably performed with an ultrasonic crusher for 30 minutes to 24 hours, more specifically, for 8 hours to 16 hours, and centrifugation is performed at 1000 to 5000 RPM It is preferred to treat for 10 to 30 minutes, more specifically 2000 to 4000 RPM for 10 to 30 minutes. In addition, drying of step b) is suitably performed by raising the temperature to 130 to 160 ° C and then drying for 10 to 14 hours while lowering the temperature to 80 to 120 ° C.

상기의 필름 제조 방법에 있어, 단계 c)에는 계면활성제로서 비이온계 계면활성제(Triton X-100), 음이온 계면활성제(SDS(도데실황산나트륨)), 올레핀계와 무수말레산계(FUSABOND, POLYBOND)의 그라프트 중합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 첨가할 수 있다.
In step c), a nonionic surfactant (Triton X-100), an anionic surfactant (SDS (sodium dodecyl sulfate)), an olefinic and a maleic anhydride (FUSABOND, POLYBOND) By weight of a graft polymer.

본 발명에 따른 고분자 및 박리된 그라파이트(Exfoliated Graphite)를 포함하는 조성물 및 이를 도포한 필름은 우수한 수분 및 가스 차단 특성을 나타낸다. 따라서, 수분 및 가스의 유입을 차단해야 할 필요성이 높은 식품, 의약품, 의료기계 및 전기·전자제품의 패키징 등에 유용하게 사용할 수 있다.
The composition comprising the polymer and the exfoliated graphite according to the present invention and the film applied thereon exhibit excellent moisture and gas barrier properties. Therefore, it can be effectively used for packaging foods, medicines, medical instruments, and electric and electronic products, which need to shut off the influx of moisture and gas.

도 1은 고분자와 박리된 그라파이트를 포함하는 조성물 및 이를 도포한 필름이 수분 및 가스 차단 특성을 갖게 되는 개략적인 메카니즘에 관한 설명이다.
도 2는 박리된 그라파이트의 함량에 따라 달라지는 에틸렌비닐알코올 고분자 필름의 수분 투과 특성을 나타낸 그래프이다.
도 3은 순수한 에틸렌비닐알코올 고분자 필름 대비 박리된 그라파이트를 포함하는 에틸렌비닐알코올 고분자 필름의 표면 접촉각의 변화를, 박리된 그라파이트의 함량 및 시간변화에 따라 나타낸 그래프이다.
도 4는 순수한 에틸렌비닐알코올 고분자 필름 대비 박리된 그라파이트를 포함하는 에틸렌비닐알코올 고분자 필름의 기체 차단 특성을, 박리된 그라파이트의 함량 및 상대습도 변화에 따라 나타낸 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a schematic structure in which a composition including a polymer and peeled graphite and a film coated thereon has moisture and gas barrier properties.
2 is a graph showing moisture permeation characteristics of an ethylene vinyl alcohol polymer film depending on the content of the peeled graphite.
3 is a graph showing changes in surface contact angle of an ethylene vinyl alcohol polymer film including peeled graphite relative to a pure ethylene vinyl alcohol polymer film according to the content of peeled graphite and the change with time.
4 is a graph showing gas barrier properties of an ethylene vinyl alcohol polymer film including peeled graphite relative to a pure ethylene vinyl alcohol polymer film according to the content of peeled graphite and relative humidity.

일반적으로 고분자의 내열성 향상, 기계적 강도 보강, 투과도 저하 등 물성 개선을 위해 필러(filler)는 필러와 고분자간의 물리적 화학적 상호작용과 더불어 1) 필러의 가로/세로비(Aspect ratio), 2) 필러의 분산도(Dispersion), 3) 필러의 배향(alignment) 및 배열(orientation)과 주요한 요소로 작용하여 고분자 필름의 물성에 영향을 준다. In general, in order to improve physical properties such as heat resistance, mechanical strength and permeability of the polymer, the filler has a physical and chemical interaction between the filler and the polymer, 1) the aspect ratio of the filler, 2) Dispersion, 3) the alignment and orientation of the filler and its major components, affecting the properties of the polymer film.

다양한 기능성 필러들 중 화학적으로 매우 안정한 물질인 탄소로 구성된 흑연, 즉 그라파이트를 바탕으로 한 물성 개선 연구가 최근 많은 관심을 받고 있다. 그라파이트는 그 결정구조가 6각형(Hexagonal) 구조로 탄소 여섯 개로 이루어진 고리가 연결되어 층을 이룬 모양이며 층면간 거리(c값)는 0.335nm로써 층간 서로 분리되어 있다.Research on the improvement of physical properties based on graphite, that is, graphite, which is chemically very stable substance among various functional fillers, has received much attention recently. Graphite is a hexagonal structure in which six carbon rings are connected to form a layer. The c-layer distance (c value) is 0.335 nm, and the layers are separated from each other.

이와 같은 그라파이트의 층간 구조를 화학적 박리(chemical exfoliation)를 통해 분리시켜 얻은 박리된 그라파이트(Exfoliated graphite, EFG)의 경우, 열적, 기계적, 전기적 성질이 우수할 뿐만 아니라 층간 단층면에 결합되어 있던 하이드록실 기(hydroxyl group, OH)가 끊어지게 되어 소수성 성질을 지니게 된다. 이로 인해 고분자와 상호작용할 수 있는 표면적이 넓어지면서 수분 및 가스 차단성과 같은 물성의 향상을 기대해 볼 수 있다. Exfoliated graphite (EFG) obtained by separating the interlayer structure of graphite through chemical exfoliation has excellent thermal, mechanical and electrical properties and also has hydroxyl group (hydroxyl group, OH) is broken and has a hydrophobic property. As a result, the surface area capable of interacting with the polymer is widened, and the physical properties such as moisture and gas barrier properties can be expected to be improved.

이에 착안하여, 본 발명자들은 에틸렌비닐알코올 고분자 표면을 소수성 활성기(Hydrophobic functional group)를 갖는 박리된 그라파이트 필러로 개질시켜 접촉각을 높임으로써 수분 및 가스가 고분자 매트릭스 내로 유입되는 것을 지연시키고 차단성을 향상시켰을 뿐만 아니라, 수분 또는 가스가 유입된다 하더라도 박리된 그라파이트의 층 구조로 인해 매트릭스 내 수분 및 가스의 이동경로가 복잡하게 되면서 배리어성이 높아짐을 밝혀내었고, 식품 패키징의 유통기한 연장, 의약품, 의료기계 및 전기?전자제품 패키징 등에 적용 가능함을 확인하였다.In view of this, the present inventors modified the ethylene vinyl alcohol polymer surface to a peeled graphite filler having a hydrophobic functional group to increase the contact angle, thereby delaying the introduction of water and gas into the polymer matrix and improving the barrier property In addition, even if water or gas is introduced, the layer structure of the peeled graphite increases the barrier property by complicating the movement path of moisture and gas in the matrix, and it has been found that the shelf life of food packaging is extended, And electric and electronic product packaging.

본 발명은 고분자 및 박리된 그라파이트(Exfoliated Graphite)를 포함하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition having moisture and gas barrier properties, including a polymer and exfoliated graphite.

본 발명에 따른 일 양태에서, 고분자는 에틸렌 비닐알코올(Ethylene Vinyl Alcohol) 고분자일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the polymer may be an ethylene vinyl alcohol polymer.

본 발명에 따른 일 양태에서, 고분자: 박리된 그라파이트의 중량비는 1:0.001 내지 1:0.02일 수 있다. In one embodiment according to the present invention, the weight ratio of polymer: peeled graphite may be from 1: 0.001 to 1: 0.02.

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 조성물은 계면활성제로서 비이온계 계면활성제(Triton X-100), 음이온 계면활성제(SDS(도데실황산나트륨)), 올레핀계와 무수말레산계(FUSABOND, POLYBOND)의 그라프트 중합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. In one embodiment according to the present invention, the composition may contain at least one of a nonionic surfactant (Triton X-100), an anionic surfactant (SDS (sodium dodecylsulfate)), an olefinic and a maleic anhydride (FUSABOND, POLYBOND) A graft polymer, and a graft polymer.

본 발명에 따른 또 다른 일 양태에서, 본 발명은 조성물을 도포한 필름을 제공한다.In another aspect according to the present invention, the present invention provides a film coated with a composition.

본 발명에 따른 또 다른 일 양태에서, 본 발명은 a) 그라파이트를 열처리하여 팽창 그라파이트를 제조하는 단계; b) 상기 팽창 그라파이트를 에탄올, 증류수, 디메틸퓨란 및 디메틸설폭사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 용매에 넣어 파쇄하고, 용매를 원심분리하여 분리한 후 건조시킴으로써 박리된 그라파이트를 제조하는 단계; 및 c) 고분자 및 상기 박리된 그라파이트를 디메틸퓨란 및 디메틸설폭사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 용매에 넣고 교반하고, 이를 유리판 위에 코팅한 후 건조시키거나 또는 고분자 및 상기 박리된 그라파이트를 함께 건조시킨 후 압출시킴으로써 고분자 및 박리된 그라파이트가 함유된 필름을 형성하는 단계를 포함하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법을 제공한다. In another aspect of the present invention, the present invention provides a method for producing graphite, comprising: a) heat treating graphite to produce expanded graphite; b) crushing the expanded graphite in a solvent selected from the group consisting of ethanol, distilled water, dimethylfuran, and dimethylsulfoxide, separating the solvent by centrifugation, and drying the separated graphite to produce peeled graphite; And c) mixing the polymer and the exfoliated graphite in a solvent selected from the group consisting of dimethylfuran and dimethylsulfoxide, stirring the solution, coating the solution on a glass plate followed by drying, or drying the polymer and the exfoliated graphite together and extruding And forming a film containing the polymer and the peeled graphite. The present invention also provides a method for producing a film having moisture and gas barrier properties.

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 고분자는 에틸렌비닐알코올(Ethylene Vinyl Alcohol) 고분자일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the polymer may be an ethylene vinyl alcohol polymer.

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 고분자:박리된 그라파이트의 중량비는 1:0.001 내지 1:0.02일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the weight ratio of the polymer: peeled graphite may be from 1: 0.001 to 1: 0.02.

본 발명에 따른 일 양태에서, 단계 a)에서 열처리는 전자 로(furnace)에서 500 내지 1100 ℃의 온도로 10초 내지 60분 동안 열처리하거나, 전자레인지(Microwave)에서 10초 내지 15분 동안 열처리하는 것임을 특징으로 하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법을 제공한다.In one embodiment according to the present invention, the heat treatment in step a) is carried out in an electron furnace at a temperature of 500 to 1100 占 폚 for 10 seconds to 60 minutes, or in a microwave for 10 seconds to 15 minutes Wherein the film has moisture and gas barrier properties.

상기의 필름 제조 방법에 있어, 단계 a)에서의 열처리는 전자 로(furnace)에서 500 내지 1100 ℃의 온도로 30초 내지 60분 동안 수행되거나, 전자레인지(Microwave)에서 1분 30초 내지 15분 동안 수행된다. In the above film production method, the heat treatment in step a) may be performed in an electron furnace at a temperature of 500 to 1100 캜 for 30 seconds to 60 minutes, or in a microwave for 1 minute to 30 seconds to 15 minutes Lt; / RTI >

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 단계 b)의 파쇄는 초음파 파쇄기로 30분 내지 24시간 동안 처리하는 것이고, 보다 구체적으로 8시간 내지 16시간 처리할 수 있으며, 원심분리는 1000 내지 5000 RPM으로 10 내지 30분 동안 처리하는 것이며, 보다 구체적으로 2000 내지 4000 RPM으로 10 내지 30분 동안 처리할 수 있다. 건조는 130 내지 160℃까지 올린 후 온도를 80 내지 120℃까지 낮추면서 10 내지 14시간 동안 건조시키는 것임을 특징으로 하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법을 제공한다.In one embodiment of the present invention, the crushing of step b) is for 30 minutes to 24 hours with an ultrasonic crusher, more specifically from 8 hours to 16 hours, centrifugation is carried out at 1000 to 5000 RPM at 10 To 30 minutes, more specifically from 2000 to 4000 RPM for 10 to 30 minutes. Wherein the drying is carried out at 130 to 160 ° C. and then the drying is carried out for 10 to 14 hours while the temperature is lowered to 80 to 120 ° C. The present invention also provides a method for producing a film having moisture and gas barrier properties.

본 발명에 따른 일 양태에서, 단계 c)에 계면활성제로서 비이온계 계면활성제(Triton X-100), 음이온 계면활성제(SDS(도데실황산나트륨)), 올레핀계와 무수말레산계(FUSABOND, POLYBOND)의 그라프트 중합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 첨가할 수 있다.
(Triton X-100), an anionic surfactant (SDS (sodium dodecyl sulfate)), an olefin-based and a maleic anhydride-based (FUSABOND, POLYBOND) surfactant as a surfactant in step c) By weight of a graft polymer.

이하, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 다만, 이는 발명의 이해를 돕기 위한 것이고, 본 발명의 권리범위를 이로 한정하려는 것을 의도하지 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Experimental Examples. However, it is intended to assist the understanding of the invention and is not intended to limit the scope of the invention.

실시예 1. 박리된 그라파이트(Exfoliated graphite) 제조Example 1. Preparation of exfoliated graphite

1. 팽창 가능한 그라파이트(Expandable Graphite)를 석영 도가니에 넣은 후, 전자 로(furnace)에서 500 내지 1100 ℃의 온도로 30초 내지 60분 동안 열처리하거나 전자레인지(Microwave)에서 1분 30초 내지 15분 동안 열처리하여 팽창 그라파이트(expanded graphite)를 제조하였다. 팽창 그라파이트는 그라파이트 내 층간 화합물들에 높은 온도에서의 강한 분자 운동과 높은 압력이 발생하여 그로 인해 반데르발스 결합이 끊어짐으로써 생성되게 된다.
1. Expandable graphite is placed in a quartz crucible and heat treated in a furnace at a temperature of 500 to 1100 ° C for 30 seconds to 60 minutes or in a microwave for 1 minute and 30 seconds to 15 minutes Lt; RTI ID = 0.0 > expanded graphite. ≪ / RTI > Expanded graphite is produced by intermolecular compounds in graphite that generate strong molecular motion and high pressure at high temperatures, thereby breaking Van der Waals bonds.

2. 생성된 팽창 그라파이트를 에탄올(또는 증류수, DMF, DMSO)과 초음파 파쇄기(초음파 세척기, 호모게나이져)를 이용하여 12시간 동안 처리한 후 원심분리기(필터)를 사용하여 3000 RPM으로 20분 동안 용매와 분리시켰다. 초음파에 의해 박리된 그라파이트를 건조기에 넣고 130 내지 160℃까지 올린 후 온도를 120℃까지 서서히 낮추면서 12시간 동안 건조시켰다.
2. The resulting expanded graphite was treated for 12 hours with ethanol (or distilled water, DMF, DMSO) and an ultrasonic shredder (ultrasonic cleaner, homogenizer) and centrifuged at 3000 RPM for 20 minutes Lt; / RTI > The graphite peeled off by ultrasonic waves was placed in a drier, heated to 130 to 160 ° C, and dried for 12 hours while gradually lowering the temperature to 120 ° C.

실시예 2. 에틸렌비닐알코올 고분자/박리된 그라파이트 단일 유니소재 제조
Example 2. Preparation of ethylene vinyl alcohol polymer / exfoliated graphite single uni-material

에틸렌비닐알코올 고분자/박리된 그라파이트 복합 필름을 제조하기 위한 공정은 다음과 같다.
The process for producing an ethylene vinyl alcohol polymer / peeled graphite composite film is as follows.

1) 용매 시스템1) Solvent system

① 용매로 디메틸퓨란(Dimethylfuran, DMF)를 사용한 경우① When dimethylfuran (DMF) was used as a solvent

에틸렌비닐알코올 고분자 및 박리된 그라파이트를 디메틸퓨란(DMF)에 넣은 다음 1시간 동안 초음파 파쇄기(초음파 세척기)로 교반시켰다. 각각의 혼합비별 조성은 표 1에 나타내었다. 혼합된 용액을 코팅하기 위해서 유리판에 혼합 용액을 올리고, 유리판 한쪽 끝에 두께 보정기(bar applicator)를 올린 다음, 바 코터(bar coater)를 사용하여 일정한 두께로 코팅하였다. 필름을 건조하기 위하여 코팅된 유리판을 건조기에 넣은 다음 120℃에서 12시간 건조시켰다. 건조된 에틸렌비닐알코올 고분자 및 박리된 그라파이트 복합 필름을 유리판에서 떼어냈다. 상기 과정 중 분산성 향상을 위하여 계면활성제로서 Triton X-100, SDS(도데실황산나트륨), FUSABOND, POLYBOND 등을 첨가하였다.
The ethylene vinyl alcohol polymer and the peeled graphite were put into dimethyl furan (DMF) and then stirred with an ultrasonic shredder (ultrasonic washing machine) for 1 hour. The composition of each mixing ratio is shown in Table 1. In order to coat the mixed solution, the mixed solution was placed on a glass plate, and a bar applicator was placed on one end of the glass plate and then coated to a constant thickness using a bar coater. To dry the film, the coated glass plate was placed in a dryer and then dried at 120 DEG C for 12 hours. The dried ethylene vinyl alcohol polymer and the peeled graphite composite film were removed from the glass plate. Triton X-100, SDS (sodium dodecylsulfate), FUSABOND, POLYBOND and the like were added as a surfactant to improve the dispersibility during the above process.

② 용매로 디메틸설폭사이드(Dimethyl Sulfoxide, DMSO)를 사용한 경우② When dimethylsulfoxide (DMSO) was used as a solvent

에틸렌비닐알코올 고분자 및 박리된 그라파이트를 바이알(vial)에 넣은 다음, DMSO 용매를 첨가하여 초음파 파쇄기(초음파 세척기)를 이용하여 2시간동안 교반하였다. 교반된 혼합물을 바 코터(bar coater)를 사용하여 유리판에 도포한 다음 60℃에서 4시간 동안 건조하였다. (최종 두께 : 25㎛) The ethylene vinyl alcohol polymer and the peeled graphite were put into a vial, and then DMSO solvent was added thereto, followed by stirring for 2 hours using an ultrasonic wave shaker (ultrasonic washing machine). The agitated mixture was applied to a glass plate using a bar coater and then dried at 60 DEG C for 4 hours. (Final thickness: 25 탆)

DMSO 용매를 제거하기 위해 증류수로 필름 세척 후 45℃에서 2시간 동안 건조한 뒤, 필름을 유리판에서 떼어내어 에틸렌비닐알코올 고분자 및 박리된 그라파이트 복합 필름을 제조하였다. 상기 과정 중 분산성 향상을 위하여 계면활성제로서 Triton X-100, SDS(도데실황산나트륨), FUSABOND, POLYBOND 등을 첨가하였다.
After the film was washed with distilled water to remove the DMSO solvent, the film was dried at 45 ° C for 2 hours and then the film was peeled from the glass plate to prepare an ethylene vinyl alcohol polymer and a peeled graphite composite film. Triton X-100, SDS (sodium dodecylsulfate), FUSABOND, POLYBOND and the like were added as a surfactant to improve the dispersibility during the above process.

2) 압출 시스템(Extrusion system)2) Extrusion system

① 에틸렌비닐알코올 고분자 및 박리된 그라파이트 단일 유니 소재의 압출 공정을 수행하기 전, 수분을 제거하기 위해 에틸렌비닐알코올 고분자와 적정 비율의 박리된 그라파이트 분말을 플라스틱 파우치에 넣은 다음, 105 ℃의 건조기에서 12시간 동안 건조하였으며, 그 함량비는 표 1에 나타내었다. 복합 필름 제조를 위하여 (주)바우테크사의 BA-19 트윈 스크류 압출 시스템(Twin screw extruder system)을 이용하여 3 내지 20%의 에틸렌비닐알코올 고분자 및 박리된 그라파이트 마스터 배치를 제조하였다. 제조한 마스터 배치를 활용하여 에틸렌비닐알코올 고분자 및 박리된 그라파이트 단일 유니 소재를 제조하였다. 이때 트윈 스크류 압출 시스템의 용기(barrel) 압력은 4.9 kgf/cm2이고, 온도는 각각 헤더(Header) 180 ℃, 구역(Zone) 1∼6(계량 및 압축 구역) 180 ℃ 및 구역 7(배출 구역) 120 ℃이다. 70±2 μm의 두께로 에틸렌비닐알코올 고분자 및 박리된 그라파이트 복합 필름을 제조하였으며, 필름의 두께는 미투요(Mituyo)사의 디지매틱 마이크로미터(Digimatic Micrometer)로 확인하였다.
① Ethylene vinyl alcohol polymer and exfoliated graphite Prior to the extrusion process of a single uni-material, the ethylene vinyl alcohol polymer and the appropriate amount of exfoliated graphite powder were put in a plastic pouch to remove water, and then dried in a dryer at 105 ° C for 12 Hour, and the content ratio thereof is shown in Table 1. A 3 to 20% ethylene vinyl alcohol polymer and a peeled graphite master batch were prepared using a BA-19 twin screw extruder system manufactured by Bautech Co., Ltd. for the preparation of composite films. The prepared masterbatch was used to prepare an ethylene vinyl alcohol polymer and peeled graphite single uni-material. The barrel pressure of the twin screw extrusion system was 4.9 kgf / cm 2 and the temperature was 180 ° C headers, Zone 1 to 6 (metering and compression zone) 180 ° C and Zone 7 ) ≪ / RTI > Ethylene vinyl alcohol polymer and peeled graphite composite film were prepared with a thickness of 70 ± 2 μm. The thickness of the film was confirmed by a Digimatic Micrometer of Mituyo.

② 상기 과정 중 분산성 향상을 위하여 계면활성제로서 Triton X-100, SDS(도데실황산나트륨), FUSABOND, POLYBOND 등을 첨가하였다.
② Triton X-100, SDS (sodium dodecylsulfate), FUSABOND, POLYBOND and the like were added as a surfactant to improve dispersibility during the above process.

Sample codeSample code EVOH (g)EVOH (g) DMSO (g)DMSO (g) EFG (g)EFG (g) Total (g)Total (g) Pure EVOHPure EVOH 3.6003.600 16.40016.400 0.0000.000 20.00020,000 EVOH/EFG 0.1%EVOH / EFG 0.1% 3.6003.600 16.40016.400 0.0040.004 20.00420.004 EVOH/EFG 0.3%EVOH / EFG 0.3% 3.6003.600 16.40016.400 0.0110.011 20.01120.011 EVOH/EFG 0.5%EVOH / EFG 0.5% 3.6003.600 16.40016.400 0.0180.018 20.01820.018 EVOH/EFG 1.0%EVOH / EFG 1.0% 3.6003.600 16.40016.400 0.0360.036 20.03620.036 EVOH/EFG 2.0%EVOH / EFG 2.0% 3.6003.600 16.40016.400 0.0720.072 20.07220.072

실험예Experimental Example 1. 수분 차단 특성 < 현 수준 1/5 감소> 1. Moisture interception characteristics <current level 1/5 reduction>

에틸렌비닐알코올 고분자의 수분 차단 특성을 분석하고자 ASTM F-1249 방법에 의해 WVTR(8001 Water Vapor Permeation Analyzer, Illinois Instruments Co., USA, g/m2/day, 상대습도(RH) 85%)을 이용하여 수분 투과 특성으로써 나타내었으며, 에틸렌비닐알코올 고분자 및 박리된 그라파이트 복합 필름의 표면 특성을 분석하기 위해 ASTM D 570-98(30, 95%, 24시간)방법으로 시간에 따른 접촉각(25mm x 25mm, Phoenix 300-Touch, SEO Co., Korea)의 변화를 관찰하였고, 그 결과를 도 2와 도 3에 각각 나타내었다.To analyze the moisture barrier properties of the ethylene vinyl alcohol polymer, a WVTR (8001 Water Vapor Permeation Analyzer, Illinois Instruments Co., USA, g / m 2 / day, relative humidity (RH) 85%) was used according to ASTM F-1249 In order to analyze the surface properties of the ethylene vinyl alcohol polymer and the peeled graphite composite film, the contact angle (25 mm x 25 mm) with time was measured according to ASTM D 570-98 (30, 95%, 24 hours) Phoenix 300-Touch, SEO Co., Korea). The results are shown in FIG. 2 and FIG. 3, respectively.

순수한 에틸렌비닐알코올 고분자의 경우 수분 투과도가 7.8g/m2/day인데 비해 박리된 그라파이트의 함량이 증가함에 따라 1.5g/m2/day까지 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 수분 흡수의 경우 순수한 에틸렌비닐알코올 고분자는 9.4%의 수분을 흡수하는데 비해 박리된 그라파이트의 함량이 증가함에 따라 5.6%까지 감소하는 것을 확인할 수 있었다. The water permeability of the pure ethylene vinyl alcohol polymer was 7.8 g / m 2 / day, but decreased to 1.5 g / m 2 / day as the amount of peeled graphite increased. In the case of moisture absorption, pure ethylene vinyl It was confirmed that the alcohol polymer absorbed 9.4% of water and decreased to 5.6% as the amount of peeled graphite increased.

도 3에서 보듯이, 초기 접촉각은 박리된 그라파이트의 함량에 따라 증가하며, 시간의 변화에 따른 접촉각의 변화량은 감소하였다. 이는 소수성의 성질을 가지는 박리된 그라파이트가 표면에 배열되면서 에틸렌비닐알코올 고분자에 수분 접촉 저항성을 제공하고, 이에 따라 수분에 대한 차단성이 높아졌음을 보여주는 것이다.
As shown in FIG. 3, the initial contact angle increases with the amount of peeled graphite, and the amount of change in contact angle with time changes. This shows that the peeled graphite having hydrophobic properties is arranged on the surface to provide water-contact resistance to the ethylene vinyl alcohol polymer, thereby increasing the barrier against moisture.

실험예Experimental Example 2. 기체 차단 특성  2. Gas shutoff characteristics

고온 및 고습 하에서 에틸렌비닐알코올 고분자의 산소 투과도가 5.0cc/m2/day 이하인지 확인하기 위해 습도조건(0%, 40%, 60%, 80%)을 달리하여 ASTM D-3985 방법으로 산소투과율(7001 Oxygen Permeation Analyzer, Illinois Instruments Co., USA, cc/m2/day)을 측정하였고, 그 결과 상대습도(RH) 80%에서 EVOH-EFG 2.0%의 경우, 산소 투과도가 2.42cc/m2/day인 것을 확인할 수 있었다. 이는 도 4에 나타내었다.To determine whether the oxygen permeability of the ethylene vinyl alcohol polymer under the high temperature and high humidity conditions was 5.0 cc / m 2 / day or less, the oxygen permeability was measured according to ASTM D-3985 by varying the humidity conditions (0%, 40%, 60% (7001 oxygen Permeation Analyzer, Illinois Instruments Co., USA, cc / m 2 / day) were measured, and as a result, if the EVOH-EFG 2.0% relative humidity (RH) 80%, an oxygen permeability 2.42cc / m 2 / day. This is shown in FIG.

박리된 그라파이트 함량에 따라 산소 투과도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 에틸렌비닐알코올 고분자 매트릭스에 분산된 박리된 그라파이트가 소수성을 증가시키면서, 필름 내부로 유입하는 기체의 이동경로의 복잡성이 증가되었기 때문으로 보인다.It was confirmed that the oxygen permeability was decreased according to the peeled graphite content. This is because the peeled graphite dispersed in the ethylene vinyl alcohol polymer matrix increases the hydrophobicity and increases the complexity of the gas flow path into the film.

고습 하에서, 박리된 그라파이트의 함량이 증가함에 따라 산소 투과도의 변화량 또한 감소하는 것을 알 수 있었다. It was found that under high humidity, the amount of change in oxygen permeability also decreased as the content of peeled graphite increased.

또한, 박리된 그라파이트의 함량이 증가함에 따라 필름이 수분에 의해 받는 영향이 줄어듦에 따라, 이로 인해 건조 조건 하에서의 순수한 에틸렌비닐알코올 고분자의 산소 투과도보다 고습 하에서의 에틸렌비닐알코올 고분자 및 박리된 그라파이트 복합 필름의 산소 투과도가 오히려 더 낮아진 것을 확인할 수 있다. Further, as the content of the peeled graphite is increased, the influence of the moisture on the film is reduced, and as a result, the ethylene vinyl alcohol polymer and the peeled graphite composite film under higher humidity than the oxygen permeability of the pure ethylene vinyl alcohol polymer under the drying condition The oxygen permeability is lowered.

Claims (18)

고분자 및 박리된 그라파이트(Exfoliated Graphite)를 포함하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 조성물.
A composition having moisture and gas barrier properties, including a polymer and exfoliated graphite.
제1항에 있어서,
고분자는 에틸렌비닐알코올(Ethylene Vinyl Alcohol) 고분자인 것을 특징으로 하는 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the polymer is an ethylene vinyl alcohol polymer.
제1항에 있어서,
고분자:박리된 그라파이트의 중량비가 1:0.001 내지 1:0.02인 것을 특징으로 하는 조성물.
The method according to claim 1,
Wherein the weight ratio of polymer: peeled graphite is from 1: 0.001 to 1: 0.02.
제1항에 있어서,
조성물은 계면활성제로서 비이온계 계면활성제(Triton X-100), 음이온 계면활성제(SDS(도데실황산나트륨)), 및 올레핀계와 무수말레산계(FUSABOND, POLYBOND)의 그라프트 중합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
The method according to claim 1,
The composition is selected from the group consisting of a nonionic surfactant (Triton X-100), an anionic surfactant (SDS (sodium dodecylsulfate)) as a surfactant, and a graft polymer of olefinic and maleic anhydride (FUSABOND, POLYBOND) &Lt; / RTI &gt; wherein the composition further comprises one or more of the following ingredients.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 조성물을 도포한 필름.
A film coated with the composition of any one of claims 1 to 4.
제5항에 있어서,
상기 필름은 식품 패키징, 의약품 패키징, 의료기계 패키징 및 전기전자제품의 패키징으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 패키징용인 것을 특징으로 하는 필름.
6. The method of claim 5,
Wherein the film is for at least one packaging selected from the group consisting of food packaging, pharmaceutical packaging, medical machine packaging, and packaging of electrical and electronic products.
a) 그라파이트를 열처리하여 팽창 그라파이트를 제조하는 단계;
b) 상기 팽창 그라파이트를 에탄올, 증류수, 디메틸퓨란 및 디메틸설폭사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 용매에 넣어 파쇄하고, 용매를 원심분리하여 분리한 후 건조시킴으로써 박리된 그라파이트를 제조하는 단계; 및
c) 고분자 및 상기 박리된 그라파이트를 디메틸퓨란 및 디메틸설폭사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 용매에 넣고 교반하고, 이를 유리판 위에 코팅한 후 건조시키거나 또는 고분자 및 상기 박리된 그라파이트를 함께 건조시킨 후 압출시킴으로써 고분자 및 박리된 그라파이트가 함유된 필름을 형성하는 단계를 포함하는,
수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법.
a) heat treating the graphite to produce expanded graphite;
b) crushing the expanded graphite in a solvent selected from the group consisting of ethanol, distilled water, dimethylfuran, and dimethylsulfoxide, separating the solvent by centrifugation, and drying the separated graphite to produce peeled graphite; And
c) The polymer and the exfoliated graphite are placed in a solvent selected from the group consisting of dimethylfuran and dimethylsulfoxide, stirred, coated on a glass plate and dried, or the polymer and the exfoliated graphite are dried together and extruded, And forming a film containing the peeled graphite.
A method for producing a film having moisture and gas barrier properties.
제7항에 있어서,
고분자는 에틸렌비닐알코올(Ethylene Vinyl Alcohol) 고분자인 것을 특징으로 하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the polymer is an ethylene vinyl alcohol polymer. 2. The film according to claim 1, wherein the polymer is an ethylene vinyl alcohol polymer.
제7항에 있어서,
고분자:박리된 그라파이트의 중량비가 1:0.001 내지 1:0.02인 것을 특징으로 하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the weight ratio of polymer: peeled graphite is 1: 0.001 to 1: 0.02.
제7항에 있어서,
상기 단계 a)에서 열처리는 전자 로(furnace)에서 500 내지 1100 ℃의 온도로 10초 내지 60분 동안 열처리하거나, 전자레인지(Microwave)에서 10초 내지 15분 동안 열처리하는 것임을 특징으로 하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the heat treatment in the step a) is a heat treatment in an electron furnace at a temperature of 500 to 1100 ° C for 10 seconds to 60 minutes or a heat treatment in a microwave for 10 seconds to 15 minutes. A method for producing a film having gas barrier properties.
제7항에 있어서,
상기 단계 a)에서 열처리는 전자 로(furnace)에서 500 내지 1100 ℃의 온도로 30초 내지 60분 동안 열처리하거나, 전자레인지(Microwave)에서 1분 30초 내지 15분 동안 열처리하는 것임을 특징으로 하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the heat treatment in step a) is performed in an electron furnace at a temperature of 500 to 1100 占 폚 for 30 seconds to 60 minutes or in a microwave for 1 minute and 30 seconds to 15 minutes. A method for producing a film having moisture and gas barrier properties.
제7항에 있어서,
상기 단계 b)의 파쇄는 초음파 파쇄기로 30분 내지 24시간 동안 처리하는 것을 특징으로 하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Characterized in that the crushing of step b) is carried out with an ultrasonic crusher for 30 minutes to 24 hours.
제7항에 있어서,
상기 단계 b)의 파쇄는 초음파 파쇄기로 8 내지 16시간 동안 처리하는 것을 특징으로 하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Characterized in that the crushing of step b) is carried out with an ultrasonic crusher for 8 to 16 hours.
제7항에 있어서,
상기 단계 b)의 원심분리는 1000 내지 5000 RPM으로 10 내지 30분 동안 처리하는 것을 특징으로 하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the centrifugal separation in step b) is performed at 1000 to 5000 RPM for 10 to 30 minutes.
제7항에 있어서,
상기 단계 b)의 원심분리는 2000 내지 4000 RPM으로 10 내지 30분 동안 처리하는 것을 특징으로 하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the centrifugal separation in step b) is performed at 2000 to 4000 RPM for 10 to 30 minutes.
제7항에 있어서,
상기 단계 b)의 건조는 130 내지 160℃까지 올린 후 온도를 80 내지 120℃까지 낮추면서 10 내지 14시간 동안 건조시키는 것임을 특징으로 하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the drying of step b) is carried out by raising the temperature to 130 to 160 ° C, and then drying the film for 10 to 14 hours while lowering the temperature to 80 to 120 ° C.
제7항에 있어서,
상기 단계 c)에 계면활성제로서 비이온계 계면활성제(Triton X-100), 음이온 계면활성제(SDS(도데실황산나트륨)), 및 올레핀계와 무수말레산계(FUSABOND, POLYBOND)의 그라프트 중합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상을 추가로 첨가하는 것을 특징으로 하는, 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름의 제조 방법.
8. The method of claim 7,
(Triton X-100), an anionic surfactant (SDS (sodium dodecylsulfate)), and an olefin-based and a maleic anhydride-based (FUSABOND, POLYBOND) graft polymer as the surfactant in the step c) Wherein at least one selected from the group consisting of water and gas barrier properties is further added.
제7항 내지 제17항 중 어느 한 항의 방법으로 제조된 수분 및 가스 차단 특성을 갖는 필름.18. A film having moisture and gas barrier properties, produced by the method of any one of claims 7 to 17.
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