미세섬유화 셀룰로오스(MFC)로 필름을 만들려고 시도한 적이 있으십니까? 만약 그렇다면, 당신은 그것이 좋은 필름 형성 능력을 가지고 있으며, 강하면서도 가볍다는 것을 금방 알아챘을 것입니다. 또한, 필름은 두께 및 MFC 유형에 따라 불투명, 반투명 또는 심지어 투명하게 만들 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 산소 차단성까지 나타냅니다. 더욱이, MFC는 보다 다양한 재료를 얻기 위해 다른 폴리머 또는 필러와 결합시킬 수도 있습니다. 이번 블로그에서는 여러 가지 응용에서 MFC 필름의 잠재력을 말씀드리고 싶습니다. 먼저 MFC 필름을 제작하는 방법을 논의한 다음 이 필름이 어떤 종류의 응용 프로그램을 만들 수 있는지 살펴 보겠습니다.

필름 제작

MFC 필름을 생산하기 위해서는 여러 종류의 기술을 사용할 수 있습니다. 필름 제작의 한 가지 필수적인 측면은 섬유가 고르게 분산되어야 한다는 것입니다. 셀룰로오스 미세 섬유의 이론적인 강도는 7-8 GPa로 매우 높습니다(A. Dufresne의 저서 "Nanocellulose – From nature to high performance tailored materials" 참조). MFC 현탁액에서, 섬유는 3차원 네트워크를 형성하고, 건조시 섬유는 섬유간 수소 결합에 의해 함께 접착되어 매우 강한 필름을 생성합니다. 가장 강한 필름은 필름을 제조하기 전에 섬유가 전체 부피를 통해 균일하게 분산될 때 얻어집니다. MFC가 복합 필름에 사용되는 경우, 섬유는 주변 매트릭스에 잘 분산되어야 하며 우수한 접착력을 가져야 합니다. 먼저 연구자들은 주조 - 증발, 여과 및 고온 가압, 스핀 코팅과 같은 간단한 방법을 사용했습니다. 이러한 방법은 양질의 MFC 필름을 제공하지만 대규모 생산에서는 그다지 실용적이지 못합니다.

그래서 핀란드의 기술 연구소 (VTT)는 MFC 필름을 생산하기 위한 연속 공정을 개발했습니다(그림 1 참조). 이들은 세미-파이로트 스케일로 필름을 제조할 수 있으며, 이 기술은 플라스틱 기재 상에 필름을 주조하는 것을 기본으로 합니다(특허 기술 WO2013060934 A2). 생성된 필름은 투명하며 그림 2와 같은 인쇄용으로 사용할 수 있습니다.

그림 1 플라스틱 기판의 주조를 기반으로 하는 세미 파일럿 규모의 MFC 필름 제조(특허 기술 WO2013060934 A2),(사진 출처 : VTT)

그림 2 VTT의 연속 공정으로 제조된 MFC 필름 필름은 투명하거나 반투명하며 인쇄하기에 충분히 강합니다.(사진 출처 : VTT).