KR20150049498A - 우수한 기능성을 갖는 농업용 코팅 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 함유하는 농업용 코팅 필름 - Google Patents

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Abstract

구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸과 침상, 입상 또는 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸로 이루어지는, (A) 복합 콜로이드 졸 및 (B) 가교제를 함유하는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 함유하는 농업용 코팅 필름을 제공한다.

Description

우수한 기능성을 갖는 농업용 코팅 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 함유하는 농업용 코팅 필름{COATING COMPOSITON FOR USE OF AGRICULTURE WITH IMPROVED FUNCTIONALITY, MANUFACTURING METHOD THEREOF AND COATING FILM FOR USE OF AGRICULTURE CONTAINING SAME}
본 발명은 우수한 기능성을 갖는 농업용 코팅 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 함유하는 농업용 코팅 필름에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 유적성(流滴性), 투명성 및 방무성이 향상된 농업용 코팅 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 함유하는 농업용 코팅 필름에 관한 것이다.
종래부터 농업용 작물의 생산성 또는 시장성을 높일 목적으로 촉성 재배, 반촉성 재배 또는 억제 재배가 널리 행해지고 있다. 이들 촉성 재배, 반촉성 재배 및 억제 재배는 염화비닐 수지, 폴리에틸렌, 에틸렌비닐아세테이트 공중합 수지 등의 합성 수지 필름을 이용한 소위 비닐 하우스 재배를 통해 수행되고 있다.
비닐 하우스 재배에 있어서, 하우스 내부는 농업용 필름으로 밀폐되어 있기 때문에 지면이나 식물 자체로부터 증발되어 나오는 수증기는 필름 내부의 표면에 결로하여 물방울이 되어 부착된다. 그 결과 하우스 내부의 물방울들이 작물 위로 떨어지거나 햇빛을 산란시켜 광투과율를 저하시키며, 이에 따라 재배 작물의 줄기, 잎, 열매 등이 젖음으로써 냉해 및 병해를 발생시키는 하나의 원인이 되고 있다. 이러한 상황하, 장기간에 걸쳐 당초 성능을 보유할 수 있는 고성능의 농업용 코팅 필름이 요구되고 있다. 이러한 요구에 대하여, 코팅 필름이 보유해야할 성능으로서는, 그 용도에 따라서, 장기 유적성, 방무성, 내후성 등 여러 가지 특성이 요구되고 있고, 아울러, 최근에는 저비용 및 고효율의 관점에서 고속 현장 인라인 코팅에 적합한 기계적 강도 및 유변학적 물성을 갖는 코팅 필름이 요구되고 있다.
상기한 여러 가지 성능을 코팅 필름에 부여하기 위해, 여러 가지 화합물을 함유하는 코팅 조성물이 제안되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는, 농업용 수지 기재와 HALS계 UV 안정제로 이루어지는 필름층 표면에 바인더 수지로서 아크릴 수지와 우레탄 수지를 첨가하고, 평균 입자경이 5∼100nm인 무기 콜로이드 졸을 주성분으로 하는 코팅제를 도포하여 이루어지는 농업용 필름이 개시되어 있다. 그러나, 이 필름은 아크릴 수지와 우레탄 수지에 의해 코팅성과 밀착성은 우수하지만, 코팅의 기계적 강도가 실용상 불충분하며, 생산 속도가 매우 빠른 코팅 설비(16m/분)의 건조 능력에 따라 필름의 품질의 변화가 상당히 커, 제품화하기 어려운 문제가 있었다.
또한, 다른 농업용 필름으로서는, 예를 들면, 콜로이드 알루미나와 콜로이드 실리카를 혼합한 후, 음이온계 계면 활성제, 층상 무기 화합물 및 유기 전해질을 혼합한 코팅제를 도포한 필름이 알려져 있다(특허문헌 2 참조). 그러나, 이러한 코팅제로 필름을 도포할 경우, 코팅제에 기포가 다량으로 발생하여 균일한 도포가 어렵고, 고속 생산 속도(16m/분)에 의해 생산된 코팅 필름은 코팅의 균일성 및 기재와의 밀착성이 떨어지며, 코팅의 기계적 강도가 우수하지 못하다는 문제가 있었다.
또한, 콜로이드 무기층 위에 폴리비닐알코올을 2차로 코팅하여, 코팅의 기계적 강도를 개선하는 방법이 알려져 있지만(특허문헌 3 참조), 이러한 방법은 코팅막이 끈적거려 생산성이 저하하며, 1차 무기층의 코팅 후 2차 폴리비닐알코올층을 코팅해야 하므로, 코팅 설비 운영비가 많이 들고 설비 비용 또한 저렴하지 않아 실용적이지 않다는 문제가 있었다.
일본 특허공보 제4742066호 유럽 등록특허 EP0732837 일본 특허공보 제3391994호
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 고속 코팅에 적합한 유변학적 점도를 가지며, 기계적 강도가 높은 농업용 코팅 조성물, 그 제조 방법 및 초기 유적 성능, 투명성, 방무성, 젖음성이 향상된 우수한 기능성을 갖는 농업용 코팅 필름을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸과 침상(針狀), 입상(粒狀) 또는 봉상(棒狀)을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸로 이루어지는, (A) 복합 콜로이드 졸과 (B) 가교제를 균일하게 혼합함으로써, 상기 과제의 해결이 가능한 농업용 코팅 조성물이 얻어지는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 특징 중 하나는, 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸과 침상, 입상 또는 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸로 이루어지는, (A) 복합 콜로이드 졸 및 (B) 가교제를 함유하는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물이다.
본 발명의 다른 특징 중 하나는, 상기 구상 콜로이드 실리카 입자의 평균 입자경이 10∼50nm이며, 동적 광산란법(Dynamic Light Scattering)에 의해 측정한 상기 염주상 콜로이드 실리카졸의 평균 입자경이 100∼300nm이며, 상기 알루미나 입자의 평균 입자경이 5∼50nm인 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물이다.
본 발명의 다른 특징 중 하나는, 상기 염주상 콜로이드 실리카졸과 상기 알루미나졸의 중량비가, 10:90∼40:60의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물이다.
본 발명의 다른 특징 중 하나는, 상기 (A) 복합 콜로이드 졸과 상기 (B) 가교제의 중량비가, 10:1∼50/1의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물이다.
본 발명의 다른 특징 중 하나는, 상기 (B) 가교제가, 에폭시실란과 아미노실란과의 개환 반응에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물이다.
본 발명의 다른 특징 중 하나는, 아크릴 에멀젼 수지, 우레탄 에멀젼 수지, 실리콘 수지, 폴리비닐알코올 수지 및 셀룰로오스 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 (C) 바인더 수지를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물이다.
본 발명의 다른 특징 중 하나는, 상기 (C) 바인더 수지의 유리 전이 온도(Tg)가 20℃ 이상인 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물이다.
본 발명의 다른 특징 중 하나는, 상기한 농업용 코팅 조성물의 제조 방법이며, (1) 상온(25℃∼30℃)의 증류수에 침상, 입상 또는 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸을 투입하고 분산·교반한 후, 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸을 투입하고 균일하게 혼합하여 (A) 복합 콜로이드 졸을 얻는 공정, (2) 얻어진 복합 콜로이드 졸에 (B) 가교제를 투입하고, 승온하여 40℃에서 혼련시키는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물의 제조 방법이다.
본 발명의 다른 특징 중 하나는, 상기한 농업용 코팅 조성물로 이루어지는 코팅층을 포함하는 농업용 코팅 필름이다.
본 발명의 다른 특징 중 하나는, 상기 코팅층과, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 수지, 메탈로센 폴리에틸렌(m-LLDPE) 수지 및 UV 안정제로 이루어지는 내층, 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지, 투명 보온제, UV 안정제, 선형 폴리글리세린계 유적제 및 C6 불소계 방무제로 이루어지는 보온층(중층) 및 저밀도 폴리에틸렌 수지, 메탈로센 폴리에틸렌 수지 및 UV 안정제로 이루어지는 장수층(외층)을 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 필름이다.
본 발명의 농업용 코팅 조성물에 의하면, 고속 생산 설비에 따른 고속 코팅에 적합한 유변학적 점도를 갖고, 내스크러치성, 코팅막 강도 등 기계적 강도가 우수하고, 빠른 건조 속도, 우수한 대전 방지성을 갖는 코팅 피막을 얻을 수 있다. 본 발명의 농업용 코팅 조성물의 제조 방법은 이러한 농업용 코팅 조성물을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 농업용 코팅 필름에 의하면 초기 유적 성능, 투명성, 방무성 및 젖음성이 향상된 우수한 기능성을 갖는 농업용 코팅 필름을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸의 SEM 화상이다.
도 2는 구상 콜로이드 실리카 입자로 이루어지는 일반적인 구상 콜로이드 실리카졸의 SEM 화상이다.
도 3은 본 발명에 따른 침상, 입상 또는 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸의 SEM 화상이다.
도 4는 본 발명에 따른 복합 콜로이드 졸의 구조식을 나타내는 모식도이다.
도 5는 본 발명에 따른 농업용 코팅 필름을 구조를 나타내는 모식도이다.
본 발명의 농업용 코팅 조성물, 그 제조 방법 및 그것을 함유하는 농업용 코팅 필름에 관하여, 더욱 상세히 설명한다.
[농업용 코팅 조성물]
<(A) 복합 콜로이드 졸>
본 발명에 있어서, 복합 콜로이드 졸은 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸과 침상, 입상 또는 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸을 함유하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 염주상 콜로이드 실리카졸은 도 1에 나타내는 바와 같이, 구상 콜로이드 실리카 입자로 구성되어 있으며, 상기 구상 콜로이드 실리카 입자는 염주상으로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서의 구상 콜로이드 실리카 입자는 평균 입자경이 10∼50nm이며, 동적 광산란법(Dynamic Light Scattering)에 의해 측정한 염주상 콜로이드 실리카졸의 평균 입자경은 100∼300nm인 것을 특징으로 한다.
일반적으로, 콜로이드 실리카 입자의 형상은 구상이며, 평균 입자경이 4∼80nm인 것을 코팅 조성물로서 사용한다. 일반적으로 사용되는 구상 콜로이드 실리카졸은 필름 기재에 도포시 부착성이 떨어지며, 고속 현장 인라인 코팅에 적합하지 않은 유변학적 물성(점성)을 갖고 있다. 그러나, 본 발명의 염주상 콜로이드 실리카졸에 의하면, 코팅의 내스크러치성, 코팅막 형성성, 코팅막 강도 등 기계적 강도를 높일 수 있고, 필름 기재에의 부착성 및 코팅에 적합한 점성 또는 흐름성 등과 같은 유변학적 물성을 향상시킬 수 있으므로, 고속 현장 인라인 코팅에 호적하며, 필름 기재 표면에 균일하고 단단한 코팅막을 얻을 수 있다.
구상 콜로이드 실리카 입자의 평균 입자경이 4nm 이하이면, 코팅 조성물로서 사용할 경우, 코팅막의 투명성은 좋아지지만 코팅막의 기계적 강도는 열화한다. 또한, 구상 콜로이드 실리카 입자의 평균 입자경이 50nm 이상이면, 코팅 조성물로서 사용할 경우 코팅막의 기계적 강도는 좋아지지만, 코팅막의 투명성은 열화하고 유적성이 저하하는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에 있어서는, 구상 콜로이드 실리카 입자의 평균 입자경을 10∼50nm로 함으로써, 기계적 강도(내스크러치성), 투명성 및 유적성 등의 밸런스가 우수한 코팅 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서, 염주상 콜로이드 실리카졸은 양이온성 실리카졸인 것을 특징으로 한다. 일반적으로 농업용 코팅 필름은 수중에서 음으로 하전되어 있으므로, 양이온을 띠는 물질과의 흡착이 한층 더 용이하다. 따라서, 양이온성을 나타내는 실리카졸을 코팅 조성물에 함유시킬 경우 코팅성은 보다 양호하게 되며, 대전 방지성(유적성)도 음이온 또는 비이온성 물질과 비교하여 우수하게 된다.
본 발명에 있어서, 알루미나졸은 침상, 입상 또는 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상기 알루미나 입자의 평균 입자경은 5∼50nm이고 점도는 500mPa·s로 코팅 조성물에 적합한 유동성을 갖고 있다. 본 발명에 있어서는 알루미나 입자의 평균 입자경을 5∼50nm로 함으로써, 기계적 강도(내스크러치성)와 대전 방지성(유적성) 등의 밸런스가 우수한 코팅 조성물을 얻을 수 있다. 또한, 침상, 봉상 또는 입상을 갖는 알루미나 입자가 클러스터를 코팅 조성물에 함유시킬 경우, 대전방지성이 높은 코팅 조성물을 얻을 수 있고, 코팅 조성물의 필름 기재에의 접착성과 결합성이 우수하며, 코팅 조성물의 칙소한 점성에 의해 안정적으로 균일하고 치밀한 코팅막을 형성할 수 있다. 또한, 상기 알루미나졸은 실리카졸에 비하여 코팅막을 형성하는 능력이 우수하여, 상온 건조에 의해서도 양호한 코팅막을 형성할 수 있으며, 제조 방법에 따라 알루미나졸 입자가 섬유상 구조를 가질 수 있으므로 유연성도 우수하다.
본 발명에 있어서, 복합 콜로이드 졸은 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸과 침상, 입상 또는 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸을 복합화한 것을 특징으로 한다. 서로 모양이 다른 이질적인 형상의 졸을 복합화함으로써, 고속 생산에 적합한 유변학적 칙소성과 치밀한 코팅막 형성으로 내스크러치성 및 대전 방지성(유적성)을 갖는 코팅 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서의 상기 염주상 콜로이드 실리카졸과 상기 알루미나졸의 중량비는 10:90∼40:60의 범위에 있는 것이 바람직하다. 염주상 콜로이드 실리카졸과 알루미나졸의 중량비가 10:90 미만이면, 코팅 조성물의 건조 후 균일한 코팅이 어려우며 이에 따라 코팅 필름의 방무·유적 성능이 저하한다. 또한, 상기 중량비가 10:90을 초과하면, 코팅 조성물 분산의 전자량 균형이 좋지 않아 코팅 조성물의 안정성이 떨어져 코팅 조성물의 침전이나 겔화가 발생되므로, 코팅 조성물의 유적 성능 및 코팅 조성물의 저장안정성의 밸런스를 유지하는 관점에서 염주상 콜로이드 실리카졸과 알루미나졸의 중량비는 10:90∼40:60의 범위에 있는 것이 바람직하며, 15:85∼25:75의 범위에 있는 것이 특히 바람직하다.
<(B) 가교제>
본 발명에 있어서, 가교제는 염주상 콜로이드 실리카졸과 알루미나졸의 가교 역할을 하는 것이며, 에폭시실란과 아미노실란과의 개환 반응에 의해 얻어지는 화합물을 사용하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 코팅 조성물 제조시 아크릴 에멀젼 수지의 수성 가교제로서 다용되는 아지리딘은 코팅 조성물의 저장 안정성이 불충분하여, 아크릴 에멀젼과 혼합 후 즉시 사용해야 한다는 단점이 있다. 또한, 다른 가교제로서 아크릴 에멀젼 수지와 콜로이드 실리카 입자의 상용성을 높이기 위해 아크릴실란이 사용될 수 있지만, 그 반응을 일으키기 어렵고, 아크릴 실란과 결합된 아크릴 에멀젼 수지는 콜로이드졸과 복합화했을 경우, 저장안정성이 떨어지므로 코팅 조성물의 보관에 문제가 있다.
이에 반해, 에폭시실란과 아미노실란의 개환 반응에 의해 얻어지는 화합물을 가교제로서 사용할 경우, 기계적 강도가 우수한 코팅 도막이 얻어짐과 동시에 고속 생산에 적합하도록 반응성이 우수하므로 저비용, 고효율로 코팅 필름을 얻을 수 있다.
본 발명에 있어서는, 에폭시실란과 아미노실란과의 하기와 같이 개환 반응에 의해 얻어지는 화합물을 가교제로 사용함으로써, 상기 복합 콜로이드졸에 더욱 우수한 기계적 물성을 부여할 수 있어, 저장안정성 및 내스크러치성이 우수한 코팅 필름을 얻을 수 있다.
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<에폭시실란과 아미노실란의 반응 메커니즘>
본 발명에 있어서, 상기 복합 콜로이드 졸과 상기 가교제의 중량비는, 10:1∼50:1의 범위에 있는 것이 바람직하다. 복합 콜로이드 졸과 가교제의 중량비가 50:1을 초과하면, 코팅 조성물에서의 가교제의 기계적 효과(내스크러치성)가 충분히 발휘되기 어렵고 복합 콜로이드 졸과 가교제의 중량비가 10:1 미만이면, 코팅 조성물의 안정성이 저하되어 침전이나 겔화가 발생하므로 제조된 코팅 조성물의 기계적 강도와 저장안정성이 밸런스를 유지하는 관점에서, 상기 중량비는 10:1∼50:1의 범위에 있는 것이 바람직하다.
<(C) 바인더 수지>
본 발명에 있어서, 농업용 코팅 조성물은 아크릴 에멀젼 수지, 우레탄 에멀젼 수지, 실리콘 수지, 폴리비닐알코올 수지 또는 셀룰로오스 수지 등의 바인더 수지를 1종 또는 2종 이상 함유할 수 있다.
본 발명은 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸과 침상, 입상 또는 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸을 복합화한 후, 가교제로서 에폭시실란과 아미노실란의 개환 반응에 의해 얻어지는 화합물을 사용함으로써 바인더 수지 없이도 필름 기재에 코팅하는 것이 가능하다. 그러나, 고속 생산 가공 설비에 있어서의 필름 기재와 코팅 조성물의 밀착성 및 코팅성을 높이기 위해 코팅 조성물에 상기한 바인더 수지를 더 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 바인더 수지는, 코팅 조성물을 필름 기재에 고정하며, 필름 기재와 코팅 조성물의 밀착성을 높일 수 있는 것이면 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 친수성 및 소수성 블록 공중합 구조를 갖는 메틸메타아크릴레이트(MMA) 또는 히드록시에틸 메타아크릴레이트(HEMA)를 주성분으로 하며 저온 가교결합성, 저장안정성, 접착성이 우수한 아크릴 에멀젼 수지, 투명성 및 표면 평활성이 우수한 우레탄 에멀젼 수지, 내후성이 우수한 실리콘 수지 및 친수성 및 접착성이 우수한 폴리비닐알코올 수지와 친수성 및 젖음성이 우수한 셀룰로오스 수지 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서, 바인더 수지의 함유량은 상기 복합 콜로이드 졸 100중량%당 5중량%의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 바인더 수지의 유리 전이 온도(Tg)는 20℃ 이상인 것인 것을 특징으로 한다. 코팅 조성물에 함유되는 바인더 수지의 유리 전이 온도가 20℃ 이하이면, 인라인 현장 생산 기계에 의해 필름 기재 위에 코팅 조성물을 코팅할 경우 코팅된 필름이 끈적거려, 코팅 필름의 생산성 및 작업성이 나빠진다. 또한, 제조된 코팅 필름이 부풀어 올라 필름의 부피가 상당히 커지므로 제조 효율이 떨어지고 코팅 필름을 농가에 설치할 경우, 서로 달라붙어 피복 작업이 어려운 문제가 있으므로, 바인더 수지의 유리 전이 온도(Tg)는 20℃ 이상인 것이 바람직하며, 25℃ 이상인 것이 보다 바람직하다.
<(D) 무기 증점제>
본 발명에 있어서, 농업용 코팅 조성물은 증점제로서 몬모릴로나이트계 무기 증점제를 더 함유하는 것이 바람직하다. 코팅 조성물에 주로 사용되는 증점제로서 유기 증점제와 무기 증점제를 들 수 있지만, 투명성 및 비용의 관점에서 몬모릴나이트계 무기 증점제를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
본 발명에 있어서, 몬모릴나이트계 무기 증점제를 증점제로 사용할 경우, 상기 무기 증점제를 물에 분산시키면 투명하여 코팅 조성물의 투명도를 떨어뜨리지 않으며, 또한 코팅 조성물 입자의 크기가 5nm 이하로 되어 증점 효과가 우수하므로 코팅 비용을 절감할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 상기 무기 증점제는 무기 합성물이므로 코팅 조성물의 필름 기재 표면에의 끈적임을 제어할 수 있다는 효과도 있다.
본 발명에 있어서, 주로 사용되는 몬모릴로나이트계 무기 증점제는 알루미늄 마그네슘 실리카 수화물이며, 삼팔면체 스멕타이드 구조를 갖는 Smecton-SA(일본 구네미네사 제) 등이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 무기 증점제의 함유량은 상기 복합 콜로이드 졸 100중량%당 0.1중량%의 비율로 함유하는 것이 바람직하다.
<(E) 그 외의 첨가제>
본 발명에 있어서의 농업용 코팅 조성물은, 그 외, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서, UV 안정제, 산화 방지제 또는 계면 활성제 등을 첨가제를 더 함유해도 된다.
UV 안정제는, 빛에 의해 야기되는 물리, 화학적 열화를 방지하는 첨가제로서 농업용 비닐 하우스는 2년 이상 장기간 옥외에 설치되기 때문에 내후성을 필수적으로 요구하기 때문에, 코팅 필름의 내후성을 향상시키는 관점에서 코팅 조성물에 더 함유될 수 있다. UV 안정제는 코팅 필름의 내후성을 향상시킬 수 있으면 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 상기 UV 안정제로는 트리아진(triazine)계 UV 안정제, 트리아졸(triazole)계 UV 안정제, HALS(hindered amine light stabilizer)계 UV 안정제 등을 들 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 상기 트리아진계 UV 안정제로는 상용화된 Tinuvin 360, Tinuvin 1577(일본 치바케미칼 제), Cyasorb UV-1164, Cyasorb UV-2908, Cyasorb UV-3346(미국 싸이텍 제) 등을 들 수 있고, 상기 트리아졸계 UV 안정제로는, Tinuvin 384, Tinuvin 1130(일본 치바케미칼 제), Cyasorb UV-2337, Cyasorb UV-5411(미국 싸이텍 제) 등을 들 수 있으며, 상기 HALS계 UV 안정제로는 Cyasorb UV-3853, A-380(미국 싸이텍 제) 등을 사용할 수 있다.
산화 방지제는, 코팅 필름의 장기 노화 특성을 방지하기 위하여 본 발명의 코팅 조성물에 첨가될 수 있으며, 본 발명에 사용되는 산화 방지제로는, 예를 들면, 1차 페놀계 산화 방지제인 SONGNOX1076((Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate)(송원산업 제), 2차 인계 산화 방지제인 SONGNOX1680(Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite)(송원산업 제) 등이 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서는 농업용 코팅 조성물의 분산성을 향상시키고, 코팅 조성물을 필름 기재상에 코팅 시, 기재와의 젖음성을 향상시키기 위하여 계면 활성제를 더 함유할 수 있다. 본 발명에 사용되는 계면 활성제는, 음이온계 계면 활성제, 양이온계 계면 활성제, 비이온계 계면 활성제, 고분자 계면 활성제 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 음이온계 계면 활성제로서는, 올레산나트륨, 올레산칼슘 등의 지방산염; 라우릴황산나트륨, 라우릴황산암모늄 등의 고급 알코올 황산에스테르류; 도데실벤젠설폰산나트륨, 알킬나프탈렌설폰산나트륨등의 알킬벤젠설폰산염 및 알킬나프탈렌설폰산염; 나프탈렌설폰산포르말린 축합물; 디알킬설포숙신산염; 디알킬포스페이트염; 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산나트륨, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르황산나트륨 등의 폴리옥시에틸렌설페이트염 등을 들 수 있다. 양이온계 계면활성제로서는, 에탄올아민류; 라우릴아민아세테이트, 트리에탄올아민모노스테아레이트산염; 스테아라미드에틸디에틸아민아세트산염 등의 아민염; 라우릴트리메틸암모늄클로라이드, 스테아릴트리메틸암모늄클로라이드, 디라우릴디메틸암모늄클로라이드, 디스테아릴디메틸암모늄클로라이드, 라우릴디메틸벤질암모늄클로라이드 등의 제4급 암모늄염 등을 들 수 있다. 비이온계 계면 활성제로서는, 폴리옥시에틸렌라우릴알코올, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르 등의 폴리옥시에틸렌 고급 알코올 에테르류; 폴리옥시에틸렌옥틸페놀, 폴리옥시에틸렌노닐페놀 등의 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르류; 폴리에틸렌글리콜모노스테아레이트 등의 폴리옥시에틸렌아실에스테르류; 폴리프로필렌글리콜에틸렌옥사이드 부가물; 소르비탄모노스테아레이트 , 소르비탄모노팔미테이트, 소르비탄모노벤조에이트 등의 소르비탄 지방산 에스테르류; 디글리세린모노팔미테이트, 디글리세린모노스테아레이트 등의 디글리세린 지방산 에스테르류; 글리세린모노스테아레이트 등의 글리세린 지방산 에스테르류; 펜타에리트리톨모노스테아레이트 등의 펜타에리트리톨 지방산 에스테르류; 디펜타에리트리톨모노팔미테이트 등의 디펜타에리트리톨 지방산 에스테르류; 소르비탄모노팔미미테이트·하프 아디페이트, 디글리세린모노스테아레이트·하프 글루타민산에스테르 등의 소르비탄 및 디글리세린 지방산 ·이염기산 에스테르류; 또는 이들과 알킬렌옥사이드, 예를 들면 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 등의 축합물, 예를 들면 폴리옥시에틸렌소르비탄모노라우레이트, 폴리옥시프로필렌소르비탄모노스테아레이트 등; 폴리옥시에틸렌스테아릴아민, 폴리옥시에틸렌올레일아민, 폴리옥시에틸렌스테아르산아미드 등의 폴리옥시에틸렌알킬아민·지방산 아미드류; 슈가 에스테르류 등을 들 수 있다. 이들 계면 활성제는 단독으로 사용해도 되고, 병용해도 된다.
[농업용 코팅 조성물의 제조 방법]
본 발명에 따른 농업 코팅 조성물의 제조 방법의 일례를 이하에 설명하지만, 본 발명에 따른 농업용 코팅 조성물은, 이 제조 방법에 한정되지 않고, 다른 방법에 의해 제조된 것도 포함한다. 본 발명에 따른 농업용 코팅 조성물의 제조에 있어서는, 우선 먼저 복합 콜로이드 졸을 제조하고, 그 후 가교제를 가하여 농업용 코팅 조성물을 얻는다.
우선, 복합 콜로이드 졸은 호모지나이저에 분산매인 상온(25℃∼30℃)의 증류수와 침상, 입상 또는 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸을 투입하고, 20~30분간 분산·교반한 후, 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸을 투입하고 호모지나이저에 의해 균일하게 혼합함으로써, 얻어진다.
얻어진 복합 콜로이드 졸에 에폭시실란을 투입하고, 분산·교반한 후 아미노실란을 투입한 뒤, 승온하여 약 40℃에서 2시간 혼련시킴으로써, 본 발명에 따른 농업용 코팅 조성물이 얻어진다. 가교제로 사용되는 에폭시실란과 아미노실란을 동시에 투입해도 되지만, 동시에 투입할 경우, 격렬한 반응에 의해 부반응이 일어나기 쉬우므로 순차로 서서히 투입하는 것이 바람직하며, 에폭시실란을 투입하고 20~30분간 분산·교반한 후 아미노실란을 투입하는 것이 에폭시실란과 아미노실란의 개환 반응이 보다 일어나기 쉬운 관점에서 특히 바람직하다.
얻어진 농업용 코팅 조성물에 바인더 수지, 몬모릴로나이트계 무기 증점제, 계면 활성제, UV 안정제, 산화 방지제 등을 가하여 코팅 조성물의 특성의 향상을 도모해도 된다. 즉, 상기 공정에서 얻어진 농업용 코팅 조성물에 아크릴 에멀젼 수지 또는 우레탄 수지 등의 바인더 수지와 몬모릴로나이트계 무기 증점제를 투입하고, 혼련시킴으로써 형성된 코팅 조성물의 필름 기재에의 밀착성 및 결합성을 향상시키고, 코팅 조성물의 끈적임을 제어하고 투명성을 향상시킬 수 있다. 또한, UV 안정제를 첨가하여 제조된 코팅 필름의 내후성을 향상시키며, 산화 방지제를 첨가하여 코팅 필름의 장기 노화 특성을 방지할 수 있으며, 계면 활성제를 첨가하여 필름 기재상에 코팅 시, 코팅 조성물과 기재와의 젖음성을 향상시킬 수 있다.
[농업용 코팅 필름]
<농업용 코팅 필름의 구성>
본 발명에 있어서, 농업용 코팅 필름은 상술한 본 발명의 농업용 코팅 조성물을 함유하는 것을 특징으로 하며, 보다 상세하게는 본 발명의 농업용 코팅 조성물로 이루어지는 무기 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 농업용 코팅 필름은 4층 구조로서 무기 코팅층, 내층, 보온층(중층), 장수층(외층)을 포함하며, 상기 순서대로 적층되어 있는 것을 특징으로 한다. 내층 및 보온층은 코팅 필름에 기능성을 부여하는 층이며, 장수층은 농업용 코팅 필름에 내구성을 부여하기 위한 층이다. 내층은 필름 표면의 친수성 향상을 위한 전 처리 공정으로서 코로나 처리가 행해지는 층이며, 보온층은 투명 보온제를 첨가하여 코팅 필름에 보온성을 부여한 층이다.
내층은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 수지(펠릿 형태), 메탈로센 폴리에틸렌(m-LLDPE) 수지(펠릿 형태)에 UV 안정제를 첨가하여 이루어져 있으며, 장수층은 저밀도 폴리에틸렌 수지, 메탈로센 폴리에틸렌 수지에 UV 안정제를 첨가하여 이루어져 있다.
여기서, 필름 수지로서 사용되는 저밀도 폴리에틸렌 수지는 코팅 필름에 버블 안정성을 부여하며, 메탈로센 폴리에틸렌 수지는 코팅 필름에 우수한 인장 강도 등 기계적 물성을 부여한다. 이들 수지는 각각 단독으로 사용할 수 있지만, 병용하는 것이 버블 안정성 및 기계적 물성을 동시에 얻을 수 있으므로 특히 바람직하다.
보온층은 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지에 투명 보온제, UV 안정제, 선형 폴리글리세린계 유적제 및 C6 불소계 방무제를 첨가하여 이루어져 있다. 에틸렌비닐아세테이트 수지층에 선형 폴리글리세린계 유적제 및 C6 불소계 방무제를 첨가함으로써, 코팅 필름에 초기 유적성, 투명성, 방무성 및 젖음성을 향상시킬 수 있다. 선형 폴리글리세린계 유적제는 선형 폴리글리세린으로 구성되는 폴리글리세린 지방산 에스테르의 함유량이 높은 폴리글리세린계 유적제로서, 예를 들면, 시판품인 PG-102KC, PG203KC((주)KCI사 제) 등이 바람직하며, C6 불소계 방무제로는, 시판품인 DSN-403N(일본 다이킨 제) 등이 바람직하다. 또한, 에틸렌비닐아세테이트 수지층에 투명 보온제를 첨가함으로써, 코팅 필름에 보온성을 부여할 수 있으며, 본 발명에 사용되는 투명 보온제로는 합성 하이드로탈사이트인 HT-P(신원화학 제) 등이 바람직하다.
본 발명의 농업용 코팅 필름에 함유되는 UV 안정제는 코팅 필름에 내후성을 부여할 수 있는 것이면 특히 한정되지 않지만, 예를 들면, 내황성 HALS계 UV 안정제인 A-430(미국 싸이텍 제) 등이 특히 바람직하다.
<농업용 코팅 필름의 제조 방법>
본 발명에 따른 농업용 코팅 필름의 제조에 있어서는, 우선 먼저 3층 구조의 필름을 제조하고, 그 후 본 발명의 농업용 코팅 조성물을 도포하여 농업용 코팅 필름을 얻는다.
우선, 3층 구조의 필름은 3개의 필름 성형 압출기를 사용하여 제조하며, 내측의 압출기에 저밀도 폴리에틸렌 수지, 메탈로센 폴리에틸렌 수지 및 UV 안정제를 투입하고, 중측의 압출기에 에틸렌비닐아세테이트 수지, 투명 보온제, UV 안정제, 선형 폴리글리세린계 유적제 및 C6계 불소 방무제를 투입하며, 외측의 압출기에 저밀도 폴리에틸렌 수지, 메탈로센 폴리에틸렌 수지 및 UV 안정제를 투입하고, 이를 블로운 방식으로 공압출하고(압출 가공 온도 160∼180℃), 롤러로 가공함으로써, 압출 성형하여 3층 구조의 필름을 얻을 수 있다.
여기서, 상기 내측의 압출기에서 형성된 층이 장수층이 되며, 중측의 압출기에서 형성된 층이 보온층이 되고, 외측의 압출기에서 형성된 층이 내층으로 된다. 상기 3층 구조의 코팅 필름에 있어서 장수층, 보온층, 내층의 층간 비율은 3:5:2인 것이 바람직하다.
이어서, 3층 구조의 필름 위에 본 발명의 농업용 코팅 조성물이 코팅되는 공정을 거친다. 구체적으로, 필름 압출 성형기에서 압출 성형된 3층 구조의 필름은 A자형 보드에 의해 접혀지고, 접혀진 필름은 A자형 보드의 상단부에서 코로나 처리 후, 함침조를 통과시키는 데, 이때 함침조에는 상술한 본 발명의 농업용 코팅 조성물을 사용한다. 함침조 통과 후, 본 발명의 농업용 코팅 조성물이 코팅된 코팅 필름은 60℃ 내지 100℃의 열풍에 의해 건조되며, 건조된 코팅 필름은 5℃ 내지 35℃의 냉풍에 의해 냉각, 건조시킨다. 열풍과 냉풍에 의해 건조시킴으로써, 본 발명에 있어서의 농업용 코팅 필름이 얻어진다.
[실시예]
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[농업용 코팅 조성물의 제작]
<제조예 1>
호모지나이저 UTC-TMP 115/4(모터속도: 3,600rpm, IKA Works(Asia) 제)에 증류수 1000g과 입상, 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸 A-550(일본 닛산케미칼 제) 90g을 투입하고, 혼합·교반하면서 염주상 콜로이드 실리카졸 ST-AK-PS-S(일본 닛산케미칼 제) 10g을 투입한 후, 약 1시간 호모지나이저로 균일하게 혼합하여 복합 콜로이드 졸을 얻었다. 이어서, 에폭시실란 A-187(Union Carbide 제) 6g을 투입하고, 30분 정도 교반한 후 아미노실란 A-1100(Union Carbide 제) 4g을 가하여 약 2시간 에폭시-아미노 반응을 시켰다. 이어서, 유리 전이 온도가 25℃인 아크릴 에멀젼 수지 SK-1000(Nippon Shokubai co., LTD 제) 5g을 투입한 후 합성 무기 증점제인 알루미늄 마그네슘 실리카 수화물 Smecton-SA(일본 구네미네사 제) 0.1g과 음이온계 계면 활성제인 도데실벤젠설폰산나트륨 0.3g를 소량 첨가하여 농업용 코팅 조성물1을 얻었다.
<제조예 2>
코팅 조성물을 제작할 때, 유리 전이 온도가 25℃인 아크릴 에멀젼 수지를 대신하여 유리 전이 온도가 25℃인 우레탄 에멀젼 수지 YJ-300C(영진텍스켐 제)를 사용한 것 이외에는, 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물2를 얻었다.
<제조예 3>
코팅 조성물을 제작할 때, 유리 전이 온도가 25℃인 아크릴 에멀젼 수지를 대신하여 유리 전이 온도가 -10℃인 우레탄 에멀젼 수지 YJ-300C(영진텍스켐 제)를 사용한 것 이외에는, 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물3을 얻었다.
<제조예 4>
코팅 조성물을 제작할 때, 유리 전이 온도가 25℃인 아크릴 에멀젼 수지를 대신하여 폴리비닐알코올 수지 F-17A(동양제철화학 제)를 사용한 것 이외에는, 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물4를 얻었다.
<제조예 5>
코팅 조성물을 제작할 때, 유리 전이 온도가 25℃인 아크릴 에멀젼 수지를 대신하여 셀룰로오스 수지 Metolose 60SH-50(일본 Richwood 제)를 사용한 것 이외에는, 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물5를 얻었다.
<제조예 6>
코팅 조성물을 제작할 때, 에폭시실란 및 아크릴실란을 대신하여 아지리딘 AT-5N(Chempia 제)을 사용한 것 이외에는 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물6을 얻었다.
<제조예 7>
코팅 조성물을 제작할 때, 유리 전이 온도가 25℃인 아크릴 에멀젼 수지를 사용하지 않는 것 이외에는, 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물7을 얻었다.
<제조예 8>
코팅 조성물을 제작할 때, 에폭시실란 및 아크릴실란을 사용하지 않고, 유리 전이 온도가 25℃인 아크릴 에멀젼 수지를 대신하여 셀룰로오스 수지 Metolose 60SH-50(일본 Richwood 제)를 사용한 것 이외에는, 상기 제조예 5와 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물8을 얻었다.
<제조예 9>
코팅 조성물을 제작할 때, 알루미나졸 A-550 60g, 염주상 콜로이드 실리카졸 ST-AK-PS-S 40g으로 한 것 이외에는, 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물9를 얻었다.
<제조예 10>
코팅 조성물을 제작할 때, 알루미나졸 A-550 80g, 염주상 콜로이드 실리카졸 ST-AK-PS-S 20g, 에폭시실란 A-187 1.5g, 아미노실란 A-1100 0.5g으로 한 것 이외에는, 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물10을 얻었다.
<제조예 11>
코팅 조성물을 제작할 때, 알루미나졸 A-550 80g, 염주상 콜로이드 실리카졸 ST-AK-PS-S 20g으로 한 것 이외에는, 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물11을 얻었다.
<비교 제조예 1>
호모지나이저UTC-TMP 115/4(모터속도: 3,600rpm, IKA Works(Asia) 제)에 증류수 1000g과 침상, 입상을 갖는 알루미나 입자로 이루어지는 알루미졸 A-200(일본 닛산 케미칼 제) 90g을 투입하고, 혼합·교반하면서 구상 콜로이드 실리카졸 ST-O(일본 닛산 케미칼 제) 10g을 투입한 후, 약 1시간 호모지나이저로 균일하게 혼합하여 복합 콜로이드 졸을 얻었다. 이어서, 에폭시실란 A-187(Union Carbide 제) 5g을 투입하고, 30분 정도 교반한 후 아미노실란 A-1100(Union Carbide 제) 2g을 가하여 약 2시간 에폭시-아미노 반응을 시켰다. 이어서, 합성 무기 증점제인 알루미늄 마그네슘 실리카 수화물 Smecton-SA(일본 구네미네사 제) 0.5g과 음이온계 계면 활성제인 도데실벤젠설폰산나트륨 0.3g를 소량 첨가하여 농업용 코팅 조성물12를 얻었다.
<비교 제조예 2>
코팅 조성물을 제작할 때, 에폭시실란 및 아크릴실란을 사용하지 않고, 유리 전이 온도가 25℃인 아크릴 에멀젼 수지를 사용한 것 이외에는, 상기 비교 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물13을 얻었다.
<비교 제조예 3>
코팅 조성물을 제작할 때, 아크릴 에멀젼 수지를 대신하여 우레탄 에멀젼 수지 YJ-300C를 사용한 것 이외에는, 상기 비교 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물14를 얻었다.
<비교 제조예 4>
코팅 조성물을 제작할 때, 알루미나졸 A-550 92g, 염주상 콜로이드 실리카졸 ST-AK-PS-S 8g으로 한 것 이외에는, 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물15를 얻었다.
<비교 제조예 5>
코팅 조성물을 제작할 때, 알루미나졸 A-550 42g, 염주상 콜로이드 실리카졸 ST-AK-PS-S 58g으로 한 것 이외에는, 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물16을 얻었다.
<비교 제조예 6>
코팅 조성물을 제작할 때, 알루미나졸 A-550 80g, 염주상 콜로이드 실리카졸 ST-AK-PS-S 20g, 에폭시실란 A-187) 1.1g, 아미노실란 A-1100 0.2g으로 한 것 이외에는, 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물17을 얻었다.
<비교 제조예 7>
코팅 조성물을 제작할 때, 알루미나졸 A-550 80g, 염주상 콜로이드 실리카졸 ST-AK-PS-S 20g, 에폭시실란 A-187 7g, 아미노실란 A-1100 5g으로 한 것 이외에는, 상기 제조예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 조성물18을 얻었다.
[농업용 코팅 필름의 제작]
<실시예 1>
3개의 필름 성형 압출기 중 내측의 압출기에 저밀도 폴리에틸렌 수지LDPE5310(한화케미칼 제)과 메탈로센 폴리에틸렌 수지 m-LLDPE3120(한화케미칼 제)를 혼합하여 95∼97중량%, HALS계 UV 안정제 HS-944(한국 치바가이기사 제) 3∼5중량%를 투입하고, 중측의 압출기에 에틸렌비닐아세테이트 수지 EVA2050(VA 12%, (주)한화 제) 50중량%, 합성하이드로탈사이트HT-P(신원화학 제) 10∼30중량%, HALS계 UV 안정제 HS-944(한국 치바가이기사 제) 3∼5중량%, 선형폴리글리세린계 유적제 PG102KC, PG203KC((주)KCI 제) 1∼5중량% 및 C6불소계 방무제 DSN-403N(일본 다이킨 제) 100∼500ppm을 투입하며, 외측의 압출기에 저밀도 폴리에틸렌 수지LDPE5310(한화케미칼 제)과 메탈로센 폴리에틸렌 수지 m-LLDPE3120(한화케미칼 제)를 혼합하여 95∼97중량%, HALS계 UV 안정제 HS-944(한국 치바가이기사 제) 3∼5중량%를 투입했다. 이를 블로운 방식으로 공압출하고(압출 가공 온도 160∼180℃), 롤러로 가공하여, 두께가 100㎛인 3층 구조의 필름을 얻었다.
상기 필름 압출 성형기에서 압출되어 성형된 필름은 A자형 보드에 의하여 시트상으로 접혀지고, 이후 A자형 보드의 상단부에서 코로나 처리를 행했다. 이어서, 코로나 처리가 행해진 3층 구조의 필름은 함침조를 통과시키되, 함침조에는 상기 제조예 1에서 얻어진 농업용 코팅 조성물1을 사용했다. 얻어진 농업용 코팅 조성물이 코팅된 필름을 코팅 두께 조절부에 의해 코팅액의 두께를 균일하게 만든 후 60℃ 내지 100℃의 열풍에 의해 가열, 건조시키고, 건조된 필름은 5℃ 내지 35℃의 냉풍에 의해 냉각, 건조시킴으로써 농업용 코팅 필름1을 얻었다.
<실시예 2∼6>
합침조에 상기 제조예 1에서 얻어진 농업용 코팅 조성물을 대신하여 상기 제조예 2∼6에서 얻어진 농업용 코팅 조성물2∼6을 사용하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 필름2∼6을 얻었다.
<실시예 7, 8>
합침조에 상기 제조예 1에서 얻어진 농업용 코팅 조성물을 대신하여 상기 제조예 7에서 얻어진 농업용 코팅 조성물7 및 8을 각각 사용하고, 선형폴리글리세린계 유적제 PG102KC, PG203KC 및 C6불소계 방무제 DSN-403N을 사용하지 않는 것 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 필름7 및 8을 각각 얻었다.
<비교예 1>
합침조에 상기 제조예 1에서 얻어진 농업용 코팅 조성물을 대신하여 상기 비교 제조예 1에서 얻어진 농업용 코팅 조성물12를 사용하는 것 이외에는 상기 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 필름9를 얻었다.
<비교예 2, 3>
합침조에 상기 제조예 1에서 얻어진 농업용 코팅 조성물을 대신하여 상기 비교 제조예 2 및 3에서 얻어진 농업용 코팅 조성물13 및 14을 각각 사용하고, 선형폴리글리세린계 유적제 PG102KC, PG203KC 및 C6불소계 방무제 DSN-403N을 사용하지 않는 것 이외에는, 상기 실시예 1과 마찬가지 방법에 의해 농업용 코팅 필름10 및 11을 각각 얻었다.
[저장안정성의 평가]
코팅 조성물의 저장안정성의 평가는, 상기 제조예 1∼11 및 비교 제조예 1∼7에서 얻어진 농업용 코팅 조성물이 48시간 경과 후에, 코팅 조성물의 분리가 일어나는지 여부를 육안으로 관찰하여 이하의 3단계에 의해 평가했다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
○ : 코팅 조성물의 분리가 없음
△ : 코팅 조성물의 부분적인 분리가 일어남
× : 코팅 조성물의 분리가 일어남
[코팅성의 평가]
코팅 조성물의 코팅성의 평가는, 이하와 같은 방법에 의해 평가했다. 필름 내층 LD원단을 코로나 방전 세기 8.2A, 70V(약 38dyne)의 조건으로 코로나 처리를 행한 후, 코로나 처리된 필름 위에 상기 제조예 1∼11 및 비교 제조예 1∼7에서 얻어진 농업용 코팅 조성물을 #10 바코더를 사용하여 자동코터기 CKAF-1002D로 코팅하고 10초간 열풍 건조시켰다. 건조시킨 코팅 필름을 육안으로 관찰하여 이하의 3단계에 의해 평가했다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
○ : 균일하게 코팅이 양호
△ : 초기 코팅에 얼룩이 생겼으나 2∼3회 코팅시 균일하게 코팅됨
× : 코팅이 되지 않으며 발수됨
[유적성의 평가]
코팅 필름의 유적성의 평가는, 이하와 같은 방법에 의해 평가했다.
필름 내층 LD원단을 코로나 방전 세기 8.2A, 70V(약 38dyne)의 조건으로 코로나 처리를 행한 후, 코로나 처리된 필름 위에 상기 제조예 1∼11 및 비교 제조예 1∼7에서 얻어진 농업용 코팅 조성물을 #10 바코더를 사용하여 자동코터기 CKAF-1002D로 코팅하고 10초간 열풍 건조시켰다. 건조시킨 코팅 필름을, 40℃의 워터배스에 거취하여, 경시에 따른 필름 표면의 물방울 맺힘 여부를 육안으로 관찰하여 이하의 3단계에 의해 평가했다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
○ : 유적 양호
△ : 부분적인 물방울이 있음
× : 유적 불량
[방무성의 평가]
코팅 필름의 방무성의 평가는, 이하와 같은 방법에 의해 평가했다.
필름 내층 LD원단을 코로나 방전 세기 8.2A, 70V(약 38dyne)의 조건으로 코로나 처리를 행한 후, 코로나 처리된 필름 위에 상기 제조예 1∼11 및 비교 제조예 1∼7에서 얻어진 농업용 코팅 조성물을 #10 바코더를 사용하여 자동코터기 CKAF-1002D로 코팅하고 10초간 열풍 건조시켰다. 건조시킨 코팅 필름을 높이 50cm, 폭 60cm의 투명 아크릴프레임 상단에 부착시킨 후, 워터배스(필름 내부)의 온도를 40℃로 조정한 후, 온도가 23℃인 챔버(필름 외부)에 넣은 후 필름 내부의 표면이 수증기로 축축해지면, 필름 외부를 차가운 물로 급냉시켜 필름 내/외부의 온도차를 발생시켰다. 이때, 안개 발생 정도와 안개 발생 후 안개가 사라지는 시간을 육안으로 관찰하여 이하의 4단계에 의해 평가했다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
◎ : 안개가 거의 발생되지 않음
○ : 안개가 소량 발생되며, 안개가 곧 사라짐
△ : 안개가 발생되며, 안개가 사라지는 데 시간이 걸림
× : 안개가 많이 발생되며, 안개가 사라지는 데 시간이 오래 걸림
[내스크러치성의 평가]
코팅 조성물의 내스크러치성의 평가는, 이하와 같은 방법에 의해 평가했다.
필름 내층 LD원단을 코로나 방전 세기 8.2A, 70V(약 38dyne)의 조건으로 코로나 처리를 행한 후, 코로나 처리된 필름 위에 상기 제조예 1∼11 및 비교 제조예 1∼7에서 얻어진 농업용 코팅 조성물을 #10 바코더를 사용하여 자동코터기 CKAF-1002D로 코팅하고 10초간 열풍 건조시켰다. 건조시킨 코팅 필름에 테이프를 첩부시킨 후 박리하거나, 물 또는 티슈로 5∼10회 닦아낸 후 육안으로 관찰하여 이하의 3단계에 의해 평가했다.
○ : 코팅 조성물의 박리가 일어나지 않음
△ : 초기에 코팅 조성물의 박리가 있으나, 유적 상태는 양호
× : 코팅 조성물의 박리가 일어남
[표 1]
Figure pat00002
표 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 따른 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸을 함유하는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물은 유적성 및 기계적 강도(내스크러치성)가 우수했다(농업용 코팅 조성물1, 7). 이에 반해, 구상 콜로이드 실리카졸을 함유하는 농업용 코팅 조성물은 유적성 및 내스크러치성이 불충분했고(농업용 코팅 조성물12), 구상 콜로이드 실리카졸을 함유하면서 가교제로서 에폭시실란 및 아크릴실란을 사용하지 않는 경우에는 코팅성 및 유적성이 불충분했다(농업용 코팅 조성물13, 14).
가교제로서 아지리딘을 사용했을 경우에는 에폭시실란 및 아크릴실란을 사용한 경우와 비교하여, 저장안정성이 떨어지며(농업용 코팅 조성물6), 코팅 조성물 제조시 가교제를 사용하지 않는 경우에는 저장안정성, 코팅성 및 유적성이 비교적 나쁘지 않았지만, 내스크러치성이 불충분했다(농업용 코팅 조성물8). 또한, 유리 전이 온도가 20℃ 미만인 바인더 수지를 사용했을 경우에는, 유리 전이 온도가 20℃ 이상인 바인더 수지를 사용한 경우(농업용 코팅 조성물2)와 비교하여 기계적 강도(내스크러치성)가 불충분했다(농업용 코팅 조성물3).
본 발명에 따른 복합 콜로이드 졸에 있어서, 염주상 콜로이드 실리카졸과 알루미나졸의 중량비가 10:90∼40:60의 범위에 있는 경우에는 저장안정성, 코팅성, 유적성 및 내스크러치성이 모두 우수했지만(농업용 코팅 조성물1, 9), 상기 범위를 만족하지 않는 경우에는 코팅성, 유적성 및 내스크러치성이 모두 불충분했다(농업용 코팅 조성물15, 16). 또한, 복합 콜로이드 졸과 가교제의 중량비가 10:1∼50:1의 범위에 있는 경우에는 저장안정성, 코팅성, 유적성 및 내스크러치성이 모두 우수했지만(농업용 코팅 조성물10, 11), 상기 범위를 만족하지 않는 경우에는 저장안정성, 코팅성, 유적성 및 내스크러치성이 모두 불충분했다(농업용 코팅 조성물17, 18).
[열관류율의 평가]
코팅 필름의 열관류율(단위: W/m2)의 평가는, 상기 실시예 1∼8 및 비교예 1∼3에서 얻어진 농업용 코팅 필름으로 온실(폭 1.0m×높이 3.2m×길이 23m)을 제조하고, 열관류율 측정 센서 MF-200(일본 EKO 제)가 부착된 두께 100mm의 발포스티로폼판넬로 바닥과 벽체를 제작한 시험 모형을 온실 내부에 두고, 단위 시간당 단위 면적에서 내·외부 온도차에 의한 벽체의 통과 열량으로 평가했으며, 그 수치가 낮을수록 단열 성능이 우수한 것이며, 수치가 높을수록 단열 성능이 떨어지는 것으로 했다. 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
[내후성의 평가]
코팅 필름의 내후성의 평가는, 상기 실시예 1∼8 및 비교예 1∼3에서 얻어진 농업용 코팅 필름을 UV2000TM(ATLAS 제)를 사용하여, Lamp: UVA430, Irradiance: 0.77W/m2/nm, Exposur cycle: segment 1; 8Hr UV at 60(±3)℃ Black Panel Temp, segment 2; 4Hr Condensation at 50(±3)℃ Black Panel Temp의 조건에서 측정했다. 그 결과를 하기 표 2에 나타낸다.
[표 2]
Figure pat00003
표 2에 나타낸 바와 같이, 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸을 함유하는 농업용 코팅 조성물로 코팅한 농업용 코팅 필름은, 구상 콜로이드 실리카졸을 함유하는 농업용 코팅 조성물로 코팅한 농업용 코팅 필름과 비교하여 열관류율이 우수했다(농업용 코팅 필름1, 9).

Claims (10)

  1. 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸과
    침상, 입상 또는 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸로 이루어지는, (A) 복합 콜로이드 졸
    및 (B) 가교제를 함유하는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구상 콜로이드 실리카 입자의 평균 입자경이 10∼50nm이며, 동적 광산란법에 의해 측정한 상기 염주상 콜로이드 실리카졸의 평균 입자경이 100∼300nm이며, 상기 알루미나 입자의 평균 입자경이 5∼50nm인 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 염주상 콜로이드 실리카졸과 상기 알루미나졸의 중량비가, 10:90∼40:60의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (A) 복합 콜로이드 졸과 상기 (B) 가교제의 중량비가, 10:1∼50:1의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 (B) 가교제가, 에폭시실란과 아미노실란과의 개환 반응에 의해 얻어지는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    아크릴 에멀젼 수지, 우레탄 에멀젼 수지, 실리콘 수지, 폴리비닐알코올 수지 및 셀룰로오스 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 (C) 바인더 수지를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (C) 바인더 수지의 유리 전이 온도(Tg)가 20℃ 이상인 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물.
  8. 제1항 또는 제2항에 기재된 농업용 코팅 조성물의 제조 방법이며,
    (1) 상온(25℃∼30℃)의 증류수에 침상, 입상 또는 봉상을 갖는 알루미나 입자의 클러스터로 이루어지는 알루미나졸을 투입하고 분산·교반한 후, 구상 콜로이드 실리카 입자가 염주상으로 연결되어 이루어지는 염주상 콜로이드 실리카졸을 투입하고 균일하게 혼합하여 (A) 복합 콜로이드 졸을 얻는 공정,
    (2) 얻어진 복합 콜로이드 졸에 (B) 가교제를 투입하고, 승온하여 40℃에서 혼련시키는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 조성물의 제조 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 기재된 농업용 코팅 조성물로 이루어지는 코팅층을 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 필름.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 코팅층과,
    저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 수지, 메탈로센 폴리에틸렌(m-LLDPE) 수지 및 UV 안정제로 이루어지는 내층,
    에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지, 투명 보온제, UV 안정제, 선형 폴리글리세린계 유적제 및 C6 불소계 방무제로 이루어지는 보온층(중층) 및
    저밀도 폴리에틸렌 수지, 메탈로센 폴리에틸렌 수지 및 UV 안정제로 이루어지는 장수층(외층)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 농업용 코팅 필름.
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