KR0151411B1 - 금속화된 방향성 필름 - Google Patents

금속화된 방향성 필름

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Abstract

금속화된 방향성 필름 조합이 최소한 한쪽면 이상에 고밀도 폴리에틸렌 스킨층을 갖춘 프로필렌 중합체를 구비하며 얇은 금속층이 상기 고밀도 폴리에틸렌의 표면에 융착된다.

Description

금속화된 방향성 필름
본 발명은 뛰어난 금속 접착성과 우수한 파괴 저항 특성을 가진 금속화된 표면을 갖춘 다층 필름(multi-layer film)에 관한 것이다.
알루미늄, 은, 크롬 등과 같은 금속을 플라스틱 필름에 접착시킴으로써 많은 실례에서 금속 박막들을 이와 같은 플라스틱 필름으로 대체시켜 왔다. 이 필름들의 유연성은 강력한 금속-플라스틱 접착에 반드시 필요하며, 이같은 접착 방법을 개발시키기 위한 많은 시도가 있었다.
본 발명에 전적으로 참조된 미합중국 특허 제 4,345,005 호에서는, 단일 중합체 폴리프로필렌 중심층이 에틸렌 프로필렌 공중합체와 동시 압출되었다. 이 필름은 이중 축방향성이며 공중합체층은 코로나(corona) 처리되어 있다. 금속 피복은 진공 융착과 같은 적절한 방법으로 코로나 처리된 층위에 융착된다. 금속과 플라스틱 필름상의 접착력을 향상시키기 위해 중심층 뿐만아니라 외부 층들에도 금속과 플라스틱 필름간의 접합에 해로운 양만큼의 슬립 작용제가 포함되어 있지 않다.
좋은 금속화된 표면을 제공하기 위한 다른 시도로는 다양한 산화 가공법으로 폴리올레핀계 섬유 필름의 표면을 변형시키거나 그리고/또는 그 필름의 표면에 접착제를 도포시키는 것을 포함한다. 이러한 목적을 실현시키도록 카르복실화 부타디엔 말레 무수물 개량 등은 프로필렌 중합체를 포함하는 다양한 시발체(primer) 피복 가공이 사용되어 왔다.
본 발명의 목적은 다층 중합체 필름에 강력하게 접착된 금속화된 층을 구비한 다층 중합체 필름을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 우수한 금속 파괴 저향력을 지닌 금속화된 필름을 제공하는 것이다. 또다른 목적은 낮은 수증기 및 산소의 투과율을 지닌 금속화된 필름을 제공하는 것이다.
본 발명은 최소한 한쪽면 이상에 고밀도의 폴리에틸렌 스킨층(A)을 갖춘 프로필렌 단일중합체 또는 공중합체 기판(B)을 포함하는 금속화된 방향성 열가소성 필름의 조합에 관한 것으로 상기 폴리에틸렌은 그곳에 융착된 얇은 금속층을 구비한다. 본 발명의 구조상 양호한 형상은 기판(B)의 한쪽 측면에 가열 밀봉된 중합체 층(C)을 포함한다. 이 중합체 층들은 동시 압출되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 의도된 프로필렌 단일중합체는 80-100% 의 등압 폴리프로필렌이며 95-96%의 등압 폴리프로필렌이 더욱 바람직하다. 이들은 약 2내지 10 그램 / 10분 범위의 멜트 인덱스(melt index)를 가지며 약 3.5-6 그램 / 10 분의 멜트 인덱스가 양호하다. 양호한 프로필렌 공중합체로는 98-96 / 2-4 의 프로필렌/에틸렌 공중합체, 50/50 의 프로필렌/부텐-1 공중합체, 95/5 의 프로필렌 /1-펜텐 공중합체, 90/10 의 프로필렌/1-헥센-공중합체, 8-20 프로필렌/4-메틸-1-펜텐 공중합체 등이 될 수 있다.
의도된 고밀도의 폴리에틸렌은 약 0.960 내지 그 이상의 밀도를 가진다. 이 고밀도 폴리에틸렌은 싱글 고밀도 폴리에틸렌 수지, 고밀도 폴리에틸렌 수지의 혼합물, 또는 약 10 중량 퍼센트의 미정질의 왁스를 함유한 고밀도 폴리에틸렌의 혼합물로 구성될 수 있다. 피.시.루(P.C.Lu)에 허여된 미합중국 특허 제 4,870,122 호에 개재된 고밀도의 폴리프로필렌이 본 발명에서도 사용될 수 있다.
가열 밀봉가능한 중합체(C)는 필름을 그 자체 또는 다른 표면에 가열 밀봉시킬 어떤 층 내지 코팅일 수 있다. 양호한 가열 밀봉가능한 중합체는 약 2-4중량 퍼센트의 에틸렌과 약 96-98 중량 퍼센트의 폴리프로필렌을 함유한 에틸렌 프로필렌 공중합체이다.
또한 본 발명은 다른 방향성 기저 필름과 비교시 뛰어난 금속 접착성을 나타내는 금속화 가공을 위한 방향성 프로필렌 단일중합체 또는 공중합체 기저 필름을 생산하는 방법에 관한 것이다. 이것은 고밀도 폴리에틸렌 스킨층을 선정된 프로필렌 단일중합체 또는 공중합체 가저이면서 기계를 가로지르는 방향을 향하는 구조에서 동시 압출시킴으로써 얻어낸다. 그 다음 고밀도 폴리에틸렌 표면은 코로나 방전처리 또는 플레임(flame) 처리 중 한 방법으로 처리된다.
코로나 방전처리는 약 35-60 dynes/cm 또는 양호하게 35-40 dynes/cm 일 수 있다.
그 다음 생성된 기저 필름을 전기도금, 스퍼팅 , 그리고 진공 융착법과 같이 잘알려진 방법대로 금속화 시킬 수 있다. 처리된 외부 층을 금속화시키는 양호한 방법은 진공 융착법이다. 금속 코팅은 알루미늄, 구리, 은 및 크롬과 같은 전형적인 금속들 중에 어떤 것이 될 수 있다.
이렇게 생산된 금속화 필름은 기저면에 강한 금속 접촉이 요구되는 곳의 개조된 응용에서 뛰어난 성능을 나타낸다. 접착 및 압출 라미네이션(lamination) 응용에 있어서도, 이 금속화 필름은 뛰어난 접착력과 금속 벗겨짐이 일어나지 않는 특성을 나타낸다. 이 필름은 종래의 기술로 생산된 다른 금속화 프로필렌 중합체 필름들의 질보다 같거나 그 이상인 것으로 밝혀졌다. 예를 들면 전형적인 작업 조건에서의 압출 라미네이션에 있어서, 금속화 프로필렌 중합체 필름은 0 % 의 저밀도 프로필렌로의 금속 전환과 함께 200 그램/인치를 초과하는 저밀도 폴리에틸렌 접착력을 나타내었다.
추가적으로 압출 라미네이션에서 고밀도 폴리에틸렌 스킨층의 두께를 내림 게이징(gauging)함으로써 필름이 금속 파괴 저항력을 가지게 할 수 있다. 더욱 구체적으로, 전체 필름 두께가 약 50-100 게이지에 대해 만약 고밀도 폴리에틸렌 스킨 층의 두께가 약 2 게이지 단위 이하이면, 이 금속화된 고밀도 폴리에틸렌 표면은 압출 라미네이션 동안 저밀도 폴리에틸렌 멜트와 접촉했을 때 뛰어난 금속 파괴 저항을 나타낼 것이다.
[실시예]
전체 필름 두께가 70 게이지로 일정하게 유지하는 ABC 형 구조로 구성된 다양한 필름 구조가 생성되었다. 그중 C 층은 밀봉면을 나타내고 4 게이지 단위로 일정하게 유지되었다. 고밀도 폴리에틸렌(케인 케미컬(Cain Chemical)-3.0 M.1. 의 7835 형, 밀도 0.960)이 A 층을 형성하기 위해 플리프로필렌 단일 중합체 B 층으로 동시 압출되었다. A 층에 두깨는 1.0-3.0 게이지 단위 범위내에서 변한다. 필름의 고밀도 폴리에틸렌 표면은 43 dynes/cm의 오프라인 레벨로 처리되었다.
처리된 표면위에 1.0-3.0게이지 단위의 고밀도 폴리에틸렌을 가진 필름은 종래의 기술을 이용하여 1.8 내지 2.5 의 옵티컬(optial) 밀도까지 알루미늄으로 진공 금속화시킬 수 있다. 필름을 위한 알루미늄과 고밀도 폴리에틸렌 A 층 사이의 접착력 정도를 평가하기 위해 쓰리엠(3M Company)의 610 데이프 테스트를 각각의 필름에 실시하였다. 610 데이프로 3 번 연속적으로 당긴 후 금속화된 각각의 필름 표면에서 벗겨진 알루미늄의 퍼센트를 조사했을 때, 그 결과가 아래에 나타나 있다.
금속화 필름들은 멜트 온도인 화씨 620 도에서 저밀도 폴리에틸렌(10 Ib/ream)을 사용하여 방향성 폴리프로필렌 슬립 필름에 계속해서 압출 라미네이트된다. 금속화된 동시 압출 필름들은 저밀도 폴리에틸렌과의 라미테이션 접착 강도와 금속화된 표면으로부터 전환된 금속의 퍼센트를 알기 위해 측정되었다. 또한 금속의 파괴가 25 배의 광현미경으로 각각의 라미네이션에 대해 검사되었다. 이들 측정결과가 아래의 도표에 나타나 있다. 또한 비교할 목적으로 처리된 폴리프로필렌 단일중합체 층에 직접 금속화된 전형적인 실시예의 결과들로 보여준다.
도표에 의해 도시된 바와 같이 테이프 테스트 동안 폴리프로필으로 처리된 알루미늄의 40 퍼센트가 벗겨졌다. 그러나 고밀도 폴리에틸으로 처리된 표면을 사용했을 때는 알루미늄이 벗겨지지 않았다. 도표는 저밀도 폴리에틸렌에 금속화된 방향성 폴리프로필렌의 접착 강도가 120 g/in 인 것으로 나타나 있으며, 이것은 적용예 2-6 의 접착 강도에 비해 매우 낮다. 또한 알루미늄을 위한 기저로서 단일중합체 폴리프로필렌만을 사용했을 때 알루미늄 95% 가 저밀도 폴리에틸렌의 표면으로 변환되었다. 다시 말하면 본 발명의 모든 실시예에 있어서의 알루미늄은 저밀도 폴리에틸렌으로 변환되지 않았다. 도표의 마지막 칸은 고밀도 폴리에틸렌의 게이지 두께가 2 게이지 단위 이하인 한 금속 파괴가 일어나지 않았다. 게이지 단위가 2.5 이상일 때는 중간에서 심한 정도의 금속 파괴가 생긴다.
상기의 결과에 의하면 프로필렌 중합체 기저층에 고밀도 폴리에틸렌 표면을 이용한 실시예는 그곳에 금속화된 층을 접착시키기 위해 우수한 표면을 제공한다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 비록 양호한 실시예로 설명 하였지만, 본 발명의 영역과 취지에 벗어나지 않는 범위내에서 당업자들에 의해 수정 및 변형이 가능하다는 것을 의도한다. 이와 같은 변형 및 수정은 첨부된 청구 범위의 영역내에서 한정된다.

Claims (7)

  1. 적어도 한쪽면 이상에 고밀도 폴리에틸렌 스킨층(A)이 형성된 프로필렌 단일 중합체 혹은 공중합체 기판(B)을 포함하며, 상기 폴리에틸렌은 그곳에 융착된 얇은 금속층을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속화된 방향성 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기판(B)의 한쪽면에 형성되는 가열 밀봉가능한 중합체층(C)을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속화된 방향성 필름.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 중합체층(A)(B) 및 (C)은 동시 압출되는 것을 특징으로 하는 금속화된 방향성 필름.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌의 밀도는 0.960 이상인 것을 특징으로 하는 금속화된 방향성 필름.
  5. 제 4 항에 있어서, 전체 필름의 두께는 50 게이지 내지 150 게이지 단위이며 상기 폴리에틸렌층(A)의 두께는 3 게이지 단위 이하인 것을 특징으로 하는 금속화된 방향성 필름.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 금속층이 알루미늄인 것을 특징으로 하는 금속화된 방향성 필름.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 필름은 1.8 내지 2.5의 옵티컬 밀도로 융착된 알루미늄을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속화된 방향성 필름.
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