KR100188360B1 - 폴리에스테르 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특정한 입자 크기 분포를 지니는 특정량의 유리구슬을 함유하는 선형 폴리에스테르 필름에 관한 것이다. 유리구슬을 부가하면 필름의 동력학적 마찰계수가 향상된다. 바람직하게, 중량 및 입자 크기 분포가 조절된 발연 실리카인 제2의 부가제를 필름에 부가한다. 발연 실리카를 부가하면 그중에서도 특히 필름의 정역학적 마찰계수가 향상된다.

Description

폴리에스테르 필름
본 발명은 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.
선형 폴리에스테르의 필름 또는 시트는 수년동안 상업적으로 유용하게 사용되어 왔다. 이 필름은 우수한 연신 배향력을 지니며 특히 두개의 축방향으로 필름을 배향시켜 훌륭한 특성을 지닌 필름으로 만드는 공정에 사용하기 적합하다. 이 필름은 또한 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 PET라고도 알려져있으며 강하고 화학약품 및 열에대한 우수한 안정성을 본래부터 가지고 있다. 이 중합체의 제조방법 및 필름의 생산방법은 당 업계의 숙련자들에게는 잘 알려져 있으며 Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, 2 판, 12권 Jone Wiley and Sons, Inc 출판, p 1-313; 및 수많은 특허 등과 같은 여러가지 문헌에 기재되어 있다.
폴리에스테르 필름의 수많은 용도에 따라서 향상된 미끄럼(slip) 특성 및 이형(release) 특성과 같은 특별한 성질을 제공하기 위해서 기본필름을 개질시켜야하는 필요성이 생겼다. 표면의 미끄럼을 조절하는것이 폴리에스테르 필름을 상업적으로 이용하는데 요구되는 기본적인 요구사항중 하나이다. 이 미끄럼 특성은 필름, 특히 얇은 필름의 가공성에 중요한 영향을 미친다. 과거에는 표면의 거칠기를 증대시키기 위해 유기 및 무기 충전제를 포함시킴으로써 미끄럼 특성을 조절하여왔다. 그러나, 이러한 부가제들을 첨가하면 필름의 혼탁도(haze)가 중가되게 된다. 이들 부가제로는 실리카, 도토, 알루미늄 실리케이트, 칼슘 포스페이트 및 유리 미립자등과 같은 불활성 미립자들이 포함된다. 이 충전제들을 부가하면 폴리에스테르 필름의 권선성(winding property), 찢어짐 특성이 향상되지만 이 충정제로 인해 표면이 크게 거칠어져서 필름을 알루미늄이나 금으로 금속처리하고 절대적으로 매끄러운 금속처리된 표면을 필요로하는 경우와 같은 특별히 요구되는 용도에 폴리에스테르 필름을 부적합하게 만든다.
1990년 11월 14일자 미국특허 출원 제 07/613,183 호에 본원에 기술된 바와같은 발연 실리카(fumed silica)및 유리구슬(glass sphere)의 사용에 대해 기재되어 있다. 상기 계류중인 특허 출원에, 쏠라 윈도우(solar)용 및 기타 산란광에 의한 표면 뒤틀림을 견딜 수 없는 특정한 외양을 필요로하는 용도로 사용하기에 적합하며 권선성이 양호하고 혼탁도가 매우 낮은 매끄러운 필름을 제조하는 방법이 기재되어 있다.
마이크로필름용으로 사용할 때, 혼탁도가 낮고 표면이 거칠은 PET 필름이 필요하지만 상기 미국 특허 출원 613, 183호에 기술된 바와 같이 표면이 매우 매끄러운 것은 바람직하지 않다. 마이크로필름 산업에서, 고속으로 필름을 자르는 동안 조작을 용이하게 하도록 필름표면이 거칠어야 한다. 표면이 절대적으로 매끄러워야 한다는 것이 마이크로필름용으로 사용하기 위한 조건이 아니므로, 입자크기가 더 큰 유리구슬을 사용할 수도 있지만, 혼탁도가 낮고 권선/찢어짐 특성이 양호한 것이 여전히 중요한 요건이다. 그러므로 본 발명의 주요 용도에서, 미립자 크기가 더 큰 유리구슬(glass sphere)을 다량으로 사용할 수 있다. 낮은 혼탁도 및 고속에서의 양호한 권선성/찢어짐 특성과 같은 장점외에, 상기된 바와 같은 크기의 유리구슬을 이후에 지정된 양으로 부가함으로써 폴리에스테르 필름을 제조하는 동안 침상형태 및 화살촉모양과 같은 앞쪽방향의 연신에 의한 흠(fault)이 제거된다.
미국특허 제4,274,025 호는 피브릴화(fibrillation), 라미네이션 및 찢어지는것에 대한 내성이 향상된 미립자 무기물질을 함유하는 선형의 폴리에스테르 필름에 대해 기재하고 있다. 무기물질의 예로는 합성실리카, 칼슘 보레이트, 칼슘 카보네이트, 마그네슘 카보네이트, 바륨 설페이트, 칼슘 또는 알루미늄 실리케이트 및 유리비드(glass bead)등이 있다. 무기물질의 입자크기는 2-10 마이크론이지만 부가제의 양은 필름의 중량을 기준으로하여 2000-9000ppm이다. 이 특허는 2000ppm 보다 적은량의 부가제를 부가하면 미끄럼 또는 마찰 특성이 좋은 만족할만한 미끄러짐 작용을 촉진하기에 충분한 만큼 필름의 표면을 거칠게 만들지 못한다고 기술하고 있다. 놀랍게도 본 발명의 선형 폴리에스테르 필름은 훌륭한 미끄럼 특성을 지니며 미국 특허 4,274,025 호의 경우보다 약 1000배 적은량의 유리구슬을 함유한다.
미국특허 제 4,375,494 호는 결정성이 크고 분자배향된 선형폴리에스테르된 제1층과, 이 제1층에 정착되어 있는 무정형의 선형폴리에스테르로된 열에 의해 밀봉가능한 제2층의 합성물로 구성된 폴리에스테르 필름에 대해 기재하고 있다. 제2층에는 평균입자크기가 2-10 마이크론인 미분된 미립자부가제 50-2000ppm(제2층의 중량을 기준으로)와 평균입자크기가 0.005-1.8 마이크론인 미분된 미립자 부가제 1,000-10,000 ppm(제2필름의 중량을 기준으로 하여)이 함유되어 있다. 이 두 미립자 부가제들은 모두 제2층내에 걸쳐 거의 균일하게 분산되어 있다. 미립자 부가제는 천연 또는 합성 실리카, 유리비드, 칼슘 보네이트, 칼슘 카보네이트, 마그네슘 카보네이트, 바륨 설페이트, 칼슘 실리케이트, 칼슘 포스페이트, 알루미늄 트리하이드라이드, 알루미늄 실리케이트 및 티타늄 산화물 또는 기타 중합체 물질인 것으로 기재되었다.
입자의 모양이 구형인 것이 이상적이다. 제2층에 부가제를 부가하면 필름의 조작성, 열 봉합(heat sealing) 특성 및 블럭킹 방지 특성이 향상된다.
이 특허의 필름 합성물에 사용된 부가제의 양은 본 발명을 실시하는데 사용될 수 있다고 알려진 부가제 물질의 양보다 매우 많다.
본 발명은 일정한 입자 크기 분포를 지니면서 폴리에스테르 필름의 중량을 기준으로 할 때 일정량의 유리구슬을 함유하는 선형 폴리에스테르 필름 또는 시트에 관한 것이다. 유리구슬을 부가하면 동력학적 마찰계수를 포함하여 필름의 여러가지 특성들이 향상된다.
입자 크기분포와 질량이 조절된 제2부가제인 발연 실리카를 필름에 더 첨가하는 것이 바람직하다. 이 발연 실리카를 더 넣으면 필름의 정역학적 마찰계수들을 포함하여 폴리에스테르 필름의 여러가지 특성들을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 한 구체예는 평균입자 크기가 약 3- 약 4마이크론(D50= 3 - 4 마이크론) 이고 입자의 크기 분포가 약 10마이크론 이하가 99.9%, 약 6 마이크론 이하가 75%, 약 3.8 마이크론 이하가 50% 인 아주 작은 유리구슬을 함유하는 선형 폴리에스테르 필름에 관한 것이다. 이 유리구슬은 필름의 중량을 기준으로 할 때 약 30 ppm - 약 150 ppm 정도되는 소량으로 존재하는데 유리구슬의 양이 약 40 - 약 80 ppm 사이인 것이 바람직하다.
상술한 바와같은 입자분포 및 중량을 지닌 유리구슬을 함유하는 선형 폴리에스테르 필름은 권선성, 및 찢어짐 특성과 같은 향상된 조작특성을 지닐 것이다. 동일한 입자크기를 가지지만 그 양이 필름 중량의 0.2 - 0.9ppm 정도로 매우 소량인 유리구슬이 포함되어 있는 선행업계의 폴리에스테르 필름보다 향상된 점으로써 본 발명의 필름은 매끄러운 금속처리된 필름 합성물을 필요로 하는 경우와 같은 특별한 용도에 필름을 부적합하게 만드는 표면 거칠음을 많이 가지지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 폴리에스테르 필름은 연이어 금속처리하였을 경우에는 감을 때 생긴 흠, 블럭킹 핌플(pimples), 화살촉 또는 바늘과 같이 생긴 흠집들이 필름 표면에 전혀 생기지 않을 것이다.
본 발명의 또다른 구체예는 앞선 구체예에서 기술하였던 것과 같은 분자량 및 입자 크기분포를 지닌 상술한 유리구슬 및 이에 더하여 입자의 크기분포가 1 마이크론 이하가 100%이고 평균입자 크기가 약 0.10 - 약 0.50 마이크론 사이이며 필름중량을 기준으로 하여 약 200 - 약 2000 ppm % 되는 정도만큼의 제2의 필름 부가제인, 응집된 발연 실리카 입자를 더 함유하는 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.
바람직하게, 필름내에 존재하는 발연 실리카의 양은 필름 중량의 약 600 - 약 1000 ppm 이다. 응집된 발연 실리카의 입자 크기분포는 100% 가 1 마이크론 이하이며 평균 입자크기는 약 0.25 - 약 0.35 마이크론 사이이다.
상술한 바와같은 발연 실리카 입자들의 응집물이 되는 개별적인 또는 분리된 발연 실리카 입자는 보통 그 입자 크기가 약 0.05마이크론이다. 그러나, 앞서 기술 하였듯이 발연 실리카는 이렇게 작은 개별적인 입자 크기로서 거의 존재하지 못한다. 이렇게 크기가 작은 입자들은 일반적으로 두 개 이상의 개별 입자들이 응집된 응집물 형태로 존재한다.
유리구슬과 발연 실리카를 모두 가지고 있는 폴리에스테르 필름은 부가제를 전혀 함유하지 않은 두개의 축방향으로 배향된 폴리에스테르 필름의 굴절율과 매우 근사한 굴절율을 가질 것이다. 이러한 필름은 매우 맑으며 따라서 혼탁도가 최저인 상태이다. 상술한 바와같은 입자 크기 분포 및 량을 지닌 발연 실리카를 부가하면 정역학적 마찰계수가 향상된 필름을 만들게 된다.
본 발명을 실시하는데 사용할 수 있는 유리구슬은 시판되고 있으며 Malvern 입자 크기 분석장치같은 통상적인 기구로서 측정할 수 있는 분자크기 분포를 지닌다. 이 유리구슬은 속이찬 유리구슬이며 모든 화학적 조성물에 사용될 수 있고 이들의 표면은 매끄럽거나 에칭된 것일 수 있다. 유리구슬을 원하는 정도만큼 표면을 에칭하기에 충분한 시간동안 질산과 접촉시키면 표면을 에칭시킬 수 있다. 표면이 에칭된 유리구슬이 바람직하다.
이 유리구슬은 직경이 마이크론 단위인 입자크기를 갖는 거의 구형인 구슬이다.
바람직한 유리구슬은 Spheriglass 라는 상표로 PQ 코포레이션의 협력사인 Potters Industries Inc. 에서 시판하고 있는 것이 있다.
발연실리카는 사염화규소가 수소 플레임과 반응하여 구형인 하나의 이산화규소 방울을 만들 때 형성된다. 이들은 충돌 또는 합착에 의해 보다 커다란 방울로 만들어진다. 이 방울들을 냉각 및 냉동시키면서 계속 충돌시키면 이들은 끈끈해지지만 합착되지는 않아 고체응집물을 만든 뒤 계속 충돌시키면 응집물 형태인 크러스터로 만들어진다. 발연실리카의 입자크기는 단 하나의 냉각된 구형방울의 입자크기를 말한다. 필요로하는 양 만큼의 유리구슬과 발연 실리카를 필름 제조 공정중 중합체를 압출하기 이전의 어느 지점에서든 폴리에스테르 형성물질의 필름에 부가할 수 있다. 본 발명을 일반적으로 실행하는데 있어서, 폴리에스테르를 중합시켜 생산하는 동안 폴리에스테르에 발연 실리카와 유리구슬을 첨가 하는 것이 바람직하다. 편리한 방법은 폴리에스테르를 생산하는데 사용되는 중축합 혼합물에 미립자들을 부가하는 것이다. 단량체가 만들어지는 에스테르 교환반응이 끝난후에 폴리에스테르 중합체를 제조하는 동안 유리구슬과 발연 실리카를 슬러리 상태로 부가하는 것이 특히 바람직하다는 것을 발견하였다. 이 입자들은 중축합 반응이 개시되기 전에 폴리에스테르가 만들어지는 글리콜내의 슬러리 상태로 부가할 수 있다.
선형의 합성 폴리에스테르 필름을 제조하는데 사용될 수 있는 중합체는 당 업계의 숙련자들에게는 잘 알려진 것이며 하나이상의 디카복실산 또는 이들의 저급알킬(C6까지) 디에스테르, 예를 들어 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 2, 5 - , 2, 6 - , 또는 2, 7 - 나프탈렌디카복실산, 숙신산, 세바신산, 아디프산, 아젤라인산, 4, 4' - 디페닐디카복실산, 헥사하이드로테레프탈산 또는 1, 2 - 비스 - p - 카복시페녹시에탄(임의에 따라 피발린산같은 모노카복실산)과 하나이상의 글리콜, 예를들어 에틸렌글리콜, 1, 3 - 프로판디올, 1,4 - 부탄디올, 네오펜틸 글리콜 및 1, 4 - 시클로헥산디메탄올을 축합시켜 만든 것일 수 있다. 본 발명의 조성물로부터 제조한 폴리에스테르 필름은 한 방향 또는 두 방향으로 배향된 것일 수 있으나 물리적인 특성과 기계적인 특성을 만족스럽게 조화시키기 위해서는 필름의 면상에서 서로 수직한 두개의 방향으로 연신시킴으로써 두개의 축방향으로 배향시킨 것이 바람직하다. 70°-250℃의 온도에서 필름을 서로 수직한 두개의 축방향으로 연속하여 연신시킴으로써 배향시키는 것이 바람직하다. 이러한 연신법은 영국 특허 제838,708호와 같은 여러 특허 문헌에 기재되어 있다. 이러한 기술들은 풀리에스테르 필름 제조업계의 숙련자들에게는 잘 알려져 있다.
통상적인 피복 매체를 임의에 따라 폴리에스테르 필름에 도포할 수 있다. 이러한 피복물은 접착력 또는 정전기 방지 특성을 향상시키기 위해 통상적으로 부가된다. 이들 피복물의 화학적 조성은 당 업계에 공지된 것이며 수많은 특허 및 공문에 기재되어 있다. 피복 매체는 한 방향으로 또는 두 방향으로 배향된 필름 기판위에 도포할 수 있다. 동시에 두개의 축방향으로 배향시키는 연신 공정에서 연신 조작을 시작하기 전이나 또는 끝낸후에 기판에 피복 매체를 도포하는 것이 적당하다. 두방향으로 배향시키는 연속식 연신 공정에서, 두 연신 공정 사이에, 즉 두방향 연신공정의 가로와, 세로 연신 공정 사이에 필름의 기판에 피복 매체를 도포 하는것이 바람직하다. 이러한 연속식 연신 및 피복법은 피복된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 생산하는데 특히 바람직하다.
필름을 여러개의 회전하고 있는 롤러 사이를 통과시켜 먼저 세로방향으로 연신 시킨 뒤 피복매체를 도포하고 마지막으로 스텐터(stenter) 오븐위로 가로방향으로 연신시키고 피복된 필름을 열 고정 시키는 것이 바람직하다.
임의의 피복용 매체는 담금식 피복법, 피드 피복법, 리버스 롤러 피복법 및 슬롯 코팅같은 적당한 통상적인 피복법을 사용하여 유기용제내의 수성 분산물 또는 용액 형태로 폴리에스테르 필름위에 도포할 수 있다.
연속하여 연신 및/또는 열 고정시키는 동안 피복된 필름에 가해지는 온도는 수성 매체 또는 용매가 사용된 조성물의 경우에는 용매를 건조시키기에 충분한 온도이며 필름을 연속적이고도 균질하게 만들 수 있는 정도의 온도이다.
본 발명의 폴리에스테르 필름에 바람직한 접착 피복물 또는 접착층은 우수한 접착력을 제공하는 필름 - 성형용 접착층 중합체로 만든 것이다.
적당한 접착층 중합체는 아크릴산의 에스테르, 특히 알킬 그룹이 메틸, 에틸, n - 프로필, 이소프로필, n - 부틸, 이소부틸, 터부틸, 헥실, 2- 에틸헥실, 헵틸 및 n - 옥틸같은 C10이하를 함유하는 알킬 에스테르로부터 유도된 하나이상의 단량체를 포함한다. 알킬 아크릴레이트, 예를 들어 에틸 아크릴레이트 및 부틸 아크릴레이트와 알킬 메타크릴레이트에서부터 유도된 중합체가 바람직하다. 에틸 아크릴레이트와 메틸 메타크릴레이트로 구성된 중합체가 특히 바람직하다. 아크릴레이트 단량체는 30 - 65 몰 % 정도 존재하는 것이 바람직하고 메타크릴레이트 단량체는 20 - 60 몰 % 정도로 존재하는 것이 바람직하다.
임의에 따른 부가적인 단랑체로써 아키릴산 및/ 또는 메타크릴산 및 이들 유도체의 에스테르와 함께 바람직하게 공중합될 수 있는 접착층 중합체를 제조하는데 사용하기 적당한 기타 단량체로는 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 할로 - 치환된 아크릴로니트릴, 할로 - 치환된 메타크릴로니트릴, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N - 메틸올 아크릴아미드, N - 에탄올 아크릴 아미드, N - 프로판올 아크릴아미드, N - 메타크릴아미드, N - 에탄올 메타크릴아미드, N - 메틸 아크릴아미드, N - 터셔리 부틸 아크릴아미드, 하이드록시에틸 메타크릴 레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 이타콘산, 이타콘산 무수물 및 이타콘산의 반쪽(half)에스테르가 있다.
접착층 중합체의 기타 임의의 단량체에는 비닐아세테이트, 비닐 클로르아세테이트 및 비닐 벤조에이트, 비닐 피리딘, 염화비닐, 염화비닐리덴, 말레인산, 무수 말레인산, 스티렌 및 클로로스티렌, 하이드록스티렌, 알킬화된 (알킬그룹이 C1-10을 함유하는) 스티렌같은 스티렌의 유도체들이 포함된다.
바람직한 접착층 중합체는 3 가지 단량체:
(1) 35 - 60 몰%의 에틸아크릴레이트, (2) 30 - 55 몰%의 메틸 메타크릴레이트, 및
(3) 2 - 20 몰 %의 메타크릴아미드로 부터 유도된다.
접착층 중합체의 분자량은 넓은 범위에 걸쳐 다양할 수 있으나 40,000 - 300,000 사이가 좋으며 50,000 - 200,000 사이가 더 좋다.
필요에 따라서, 피복물층내에 가교결합을 만들므로서 중합체 필름 기판에 대한 접착력을 향상시키게 하는 작용을 하는 가교결합체를 임의의 피복조성물에 포함시킬 수 있다. 이외에도, 가교결합제는 용제 침투에 대한 보호력을 제공하기 위한 내부 가교결합을 시킬 수 있는 것이 바람직하다. 가교결합가능한 피복 조성물은 통상적인 연신 및/또는 열 - 고정온도에서 가교결합될 수 있다. 적당한 가교결합제는 에폭시수지, 알키드 수지, 헥사메톡시메틸 멜라민같은 아민 유도체, 및/또는 예를들어 멜라민, 디아진, 우레아, 환식 에틸렌우레아, 환식 프로필렌 우레아, 티오우레아, 환식 에틸렌 티오우레아, 알킬 멜라민, 아릴 멜라민, 벤조 구안아민, 구안아민, 알킬구안아민 및 아릴 구안아민같은 아민과 포름알데히드같은 알데히드와의 축합 생성물을 포함한다. 바람직한 가교결합제는 멜라민과 포름알데히드의 축합생성물이다.
축합생성물은 임의에 따라서 알콕시화된 것일 수 있다. 가교결합제는 임의의 피복 조성물내에 있는 중합체 중량의 25 wt % 까지 사용될 수 있다. 가교결합제의 가교결합작용을 용이롭게 하기 위해서 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 멜라민 포름알데히드를 가교결합시키는데 바람직한 촉매로는 염화알루미늄, 질산 암모늄, 암모늄 티오시아네이트, 암모늄 디하이드로겐 포스페이트, 암모늄 설페이트, 디암모늄 하이드로겐 포스페이트, 파라 톨루엔 술폰산, 염기와의 반응에 의해 안정화된 말레인산, 모폴리늄 파라 톨루엔 설포네이트등이 있다.
본 발명의 피복되지 않은 폴리에스테르 필름은 그 두께가 약 400 - 500 게이지(gauge)되도록 만드는 것이 바람직하다.
폴리에스테르 필름에 도포하는 피복층은 그 중량이 0.1 - 10 mgdm-2, 특히 0.5 - 2.0 mgdm-2사이가 되도록 도포하는 것이 바람직하다.
비록 피복층의 두께가 기판의 두께의 0.004%보다 작지않고 10%보다 크지 않아야만 한다해도 폴리에스테르 기판의 두께 대 피복층의 두께의 비율은 넓은 범위에 걸쳐 다양할 수 있다. 실제적으로, 피복층의 두께가 0.01 마이크론 이상이어야만하며 약 1.0 마이크론을 넘지 않는 것이 바람직하다.
피복층을 폴리에스테르 피판위에 침적시키기전에, 필요하다면 기판의 표면을 화학적 또는 물리적인 표면 - 변형 처리를 하여 표면과 여기에 도포된 피복층 사이의 접착력을 향상시키는 것이 바람직하다. 기판의 표면을 변형시키는 방법에는 불꽃 처리법, 이온 포격법, 전자 빔 처리법, 또는 자외선 처리법등이 있다. 단순성 및 유효성으로 인해 바람직한 처리방법은 기판의 표면을 코로나 방전에 의해 생긴 고압 전기적 스트레스를 받게 만드는 것이다.
다른 한편으로, 기판중합체 위에 용제 또는 팽윤작용을 갖도록 하는 당 업계에 공지된 제제로 기판을 전처리할 수도 있다. 폴리에스테르 기판을 처리하는데 특히 적당한 이러한 제제의 예로는 아세톤 또는 메탄올내의 p - 클로로 - m - 크레졸, 2,4 - 디클로로페놀, 2,4,5 - 또는 2,4,6 - 트리클로로페놀 또는 4 - 클로로레쏘시놀 용액같은 적당한 유기용매 내에 용해된 할로겐화된 페놀이 포함된다.
폴리에스테르 기판의 한쪽 또는 양쪽면에 임의의 피복층을 도포할 수 있으며 하나 또는 두개의 피복층을 또다른 물질로 피복시킬 수도 있다.
그러므로 본래 피복층의 기능은 또다른 피복층(들)의 연속적인 침적작용을 보조하기 위한 기본층으로서의 역할을 하는 것이다.
폴리에스테르 필름 기판의 하나 이상의 중합체층과 조성물을 만드는데 사용된 모든 임의의 피복층들은 열가소성 폴리에스테르 필름을 제조하는데 통상적으로 사용되는 부가제를 포함할 수 있다. 그러므로, 염료, 안료, 공극형성제, 윤활제, 산화방지제, 블럭킹 방지제, 계면활성제, 활제(slip aids), 광택개량제, 자외선 안정화제, 프로디그레던트, 점도 개량제 및 분산 안정화제 같은 부가제들을 폴리에스테르 필름 기판 및/또는 적당한 피복층(들)에 함침시킬 수 있다.
본 발명의 여러가지 구체예를 가리키는 다음의 특수한 예를 참고로 본 발명을 보다 잘 이해할 수 있을 것이다.
[실시예 1]
10 마이크론 이하가 99.9%, 6 마이크론이하가 75%, 3.9 마이크론 이하가 50%인 입자크기분포를 지니며 평균 입자크기가 3.9마이크론 (D50=3.9마이크론)인 SPHERIGLASS E250P4CL이라는 상표로 Potters Industries Inc에서 시판하는 속이찬 유리구슬을 에틸렌 글리콜과 혼합하여 고체 함량이 1.0%인 슬러리로 만들었다.
이 슬러리를 1시간동안 5갤론 Ross 혼합기에 넣고 고전단력하에서 혼합하였다.
혼합된 슬러리를 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 상업적으로 제조하는데 사용되는 비스하이드록시에틸렌 테레프탈레이트(단량체)에 펌핑하였다. 최종 압출된 필름의 60ppm이 되도록 하는 양 만큼의 유리 구슬을 부가하였다. 유리구슬을 첨가하고 난 후에 통상적인 중합용 촉매를 반응혼합물에 부가하였다. 결과의 PET 중합체를 냉각된 표면위로 압출시키고 통상적인 필름 제조기술을 이용하여 두 방향으로 배향시켰다. 용융된 단량체를 약 0.5 mmHg 정도되는 압력, 285°-290℃되는 온도에서 중합시켰다.
결과의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 냉각시킨 뒤 칩으로 만들었다.
건조시킨 칩을 285℃에서 필름으로 압출시킨 뒤 서로 수직한 두개의 축방향으로 약 2.9 : 1의 비율로 연속하여 연신시켜 배향시킨 뒤 225℃에서 열 고정시켰다. 결과의 충전된 필름 생성물의 총 두께는 400 게이지였으며 이것을 동일한 방법으로 동일한 폴리에스테트로 만든 충전되지 않은 400 게이지(두께)의 필름과 비교하여 광학 특성에 대해 평가하였다. 두 필름 모두가 Gardner 탁도계로 측정하였을 때 매우 낮은 벌크 혼탁도(충전되지 않은 필름은 0.45%, 유리구슬로 충전된 필름은 0.65%)를 나타냈다. 투명도가 우수한 것 이외에도 충전된 폴리에스테르 필름의 광택 또한 우수하였다.
이 필름을 권선 특성에 대해 시험하였는데 화살촉 모양, 블럭킹 핌플, 바늘 모양 또는 텔레스코핑같은 경계면의 찌르는듯한 표면 흠집을 알아 볼 수 없었다.
[실시예 2]
실시예 1에서 사용하였던 유리구슬 80 ppm 과 DeGussa Company 에서 시판하는 발연 실리카인 Aerosil OX50 800 ppm을 포함시켜 실시예 1의 방법에 따라 제2의 충전된 두개의 축방향으로 배향시킨 폴리에틸렌 테레프탈레이트(폴리에스테르) 필름을 제조하였다. 발연 실리카의 개개의 입자크기는 0.050 마이크론이었다. Ross 고속 혼합기를 이용하여 고체 함량이 각각 4% 및 1 %가 되는 발연 실리카와 유리구슬의 에틸렌 글리콜 슬러리들을 만들었다. 이 슬러리들을 용융된 단량체에 부가하였다. 용융된 단량체를 약 0.5mmHg의 압력 및 285°- 290℃의 온도에서 중합시켰다. 결과의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 냉각시켜 칩으로 만들었다.
건조시킨 칩을 285℃에서 필름으로 압출시킨 뒤 서로에 대해 수직한 두 방향으로 약 2.9 : 1의 비율로 연속하여 연신시켜 배향시킨 뒤 225℃로 열고정하여 필름의 두께를 400게이지가 되도록 만들었다. 이 필름을 권선성 및 광학특성에 대해 시험하여 우수한 광학 성능 및 권선 성능을 갖는다는 것을 발견하였다. 실시예 1에서 제조한 충전되지 않은 필름과 비교 해보았을 때 필름의 투명도가 약간 감소되었으나 (400 게이지 필름에 대해서는 2.2%, 충전되지 않은 필름에 대해서는 0.45%) 투명도는 여전히 우수하였다.
[실시예 3]
실시예 1에 사용된 유리구슬 100ppm 과 실시예 2에 사용된 발연 실리카 1000 ppm 을 포함시켜 또다른 충전된 두개의 축방향으로 배향된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(폴리에스테르)필름을 제조하였다. Ross 고속 혼합기를 이용하여 고체 함량이 각각 4%, 1%가 되는 발연 실리카와 유리섬유의 에틸렌 글리콜 슬러리를 만들었다. 이 슬러리들을 용융된 단량체에 부가하였다. 용융된 단량체를 약 0.5 mmHg의 압력과 285 - 290℃ 온도에서 중합시켰다. 결과의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 냉각시켜 칩으로 만들었다.
건조된 칩을 285℃에서 필름으로 압출시킨 뒤 서로에 대해 수직한 방향으로 약 2.9 : 1의 비율로 연신시켜 연속적으로 배향시킨 뒤 225℃에서 열고정시켜 필름의 두께를 400 게이지로 만들었다. 이 필름을 권선성 및 광학특성에 대해 평가하였더니 우수한 성능을 나타냈다. 실시예 1에서 만든 충전되지 않은 필름과 비교해볼 때 이 필름의 투명도는 우수하였으며 (400 게이지 필름에 대해서는 3.1%, 충전되지 않은 필름에 대해서는 0.45%) 양호한 권선성을 나타냈다.
[실시예 4]
Potters Industries Inc. 에서 시판하는 속이찬 유리구슬인 SPHERIGLASS E250P4CL 40 ppm 과 Cabot Corp. 에서 시판하는 (평균 응집물 크기가 220 - 250nm이고 기본 입자크기가 27nm인) 충전제(Cab - o - sil L90 400 ppm 을 넣는 것을 제외하고는 실시예 3을 반복하였다. 광학적 투명성 및 권선성이 우수한 필름을 얻었다. 필름의 투명도는 400 게이지 필름에 대해서는 1.4%이고 충전되지 않은 필름에 대해서는 0.45%였다.
[실시예 5]
실시예 1에서 사용하였던 유리구슬대신에 질산으로 에칭된 유리구슬 80 ppm 과 DeGussa Company 에서 시판하는 발연 실리카인 Aerosil OX50 800ppm 을 포함시켜 실시예 1의 방법에 따라 제3의 충전된 두개의 축방향으로 배향시킨 폴리에틸렌 테레프탈레이트(폴리에스테르)필름을 제조하였다. 발연 실리카의 개개의 입자 크기는 0.050 마이크론이었다. Ross 고속 혼합기를 이용하여 고체함량이 각각 4% 및 1%가 되는 발연 실리카와 유리구슬의 에틸렌 그길콜 슬러리들을 만들었다. 이 슬러리를 용융된 단량체에 부가하였다. 용융된 단량체를 약 0.5mmHg의 압력 및 285°- 290℃의 온도에서 중합시켰다. 결과의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 냉각시켜 칩으로 만들었다.
건조시킨 칩을 285℃에서 필름으로 압출시킨 뒤 서로에 대해 수직한 두 방향으로 약 2.9 : 1의 비율로 연속해서 연신시켜 배향시킨 뒤 225℃로 열고정하여 필름의 두께를 400게이지가 되도록 만들었다. 이 필름을 권선성 및 광학특성에 대해 시험하여 우수한 광학 성능 및 권선 성능을 갖는다는 것을 발견하였다. 실시예 1에서 제조한 충전되지 않은 필름과 비교해 보았을 때 투명도가 약간 감소되었으나 (400 게이지 필름에 대해서는 2.2%, 충전되지 않은 필름에 대해서는 0.45%) 투명도는 여전히 우수하였다.
[실시예 6]
실시예 1 -5 에서 만든 필름의 한쪽면을 통상적인 접착촉진 피복물로 피복시켰다. 얻어진 필름의 투명도, 권선성 및 점착성이나 정전기방지성이 우수하였다.

Claims (2)

  1. 평균 입자크기가 약 3- 약 4마이크론이고 약 10 마이크론 이하가 99.9% 약 6 마이크론 이하가 75%, 및 약 3.8 마이크론 이하가 50%인 입자분포를 갖는 유리구슬(glass sphere)을, 선형 폴리에스테르 필름의 중량을 기준으로하여 약 40- 약 150 ppm 함유하는 배향된 선형 폴리에스테르 필름.
  2. 제1항에 있어서, 100%가 1마이크론 이하인 개개의 입자크기 분포를 가지며 개개 입자의 평균크기가 약 0.10 - 약 0.50 마이크론인 발연 실리카를, 선형 폴리에스테르 필름의 중량을 기준으로하여 약 200 - 약 2000 ppm 추가로 포함하는 필름.
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