KR100210236B1 - 다층 고분자 필름 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인쇄성 및 경량성이 우수한 폴리프로필렌-폴리에스테르 다층 고분자 필름 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 과산화물로 개질된 폴리프로필렌 수지와 메타크릴레이트 화합물로 개질된 폴리에스테르 수지를 공압출시켜 성형함을 특징으로 하는 폴리프로필렌 수지로 된 중심층과 폴리에스테르 수지로 된 표면층으로 이루어진 다층 고분자 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

다층 고분자 필름 및 그의 제조방법
본 발명은 폴리프로필렌 수지를 중심층으로 하고 폴리에스테르 수지를 표면층으로 하는 다층 고분자 필름에 관한 것으로, 구체적으로는 중심층이 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 0.001 내지 0.01 중량부의 과산화물로 개질된 용융 지수가 1 내지 20 (g/10분)이고 결정화 온도(Tc)가 100 내지 120 ℃인 폴리프로필렌 수지이고, 표면층이 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 메타크릴레이트 화합물로 개질된 에틸렌테레프탈레이트 반복 단위 60 중량부 이상으로 이루어진 극한점도가 0.6 내지 1.0 ㎗/g이고 유리 전이점(Tg)가 65 내지 80 ℃이고 결정화 온도(Tc)가 170 내지 190 ℃인 폴리에스테르 수지인, 인쇄성, 경량성 및 기계적 특성이 우수한 다층 고분자 필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
오늘날 소재별 필름에 있어 널리 사용되고 있는 플라스틱 필름은 폴리프로필렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리에스테르 필름[예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate)] 필름 등이다.
특히 포장용에 있어서 폴리프로필렌 필름은 범용 플라스틱중 밀도가 0.90 내지 0.92 g/㎤으로 가장 가볍고 투명하며 내열강도, 전기절연성, 내약품성 및 내굴곡성이 우수하고 무해 무독하며 작업성이 매우 우수하며 가격이 저렴하여 널리 사용되고 있다. 그러나 폴리프로필렌 필름은 열과 외부 충격에 약할 뿐만 아니라 표면장력이 약해 인쇄 적성 등 다양한 표면 가공을 할 수 없다는 단점이 있다.
최근에는 이러한 결점을 보완하기 위하여 폴리프로필렌에 에틸렌 및 기타 올레핀계의 단량체를 공중합시키고 있으며, 이 저분자 공중합체의 유무와 구조에 따라 호모폴리머, 랜덤 코폴리머, 임팩트 코폴리머로 크게 분류되고 있다. 호모 폴리머는 결정성, 용융점이 높으며 강성이 좋고, 랜덤 코폴리머는 투명도는 좋으나 결정성, 용융점, 강성이 낮다는 단점이 있으며, 임팩트 코폴리머는 내충격성이 특히 뛰어나다는 장점이 있다.
그 반면 폴리에스테르 수지, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트는 화학 및 물리적으로 안정하고 기계적 강도가 높고 내열성, 내구성, 내약품성, 전기 절연성이 우수하여 의료용, 산업용, 자기 기록 매체용, 콘덴서용, 포장용, 사진 필름용, 라벨용은 물론 그 외에 각종 성형가공용품으로 폭넓게 사용되고 있다. 그러나 폴리에스테르 수지는 비중이 높아 경량화가 어려울 뿐만 아니라 가격이 고가라는 단점을 가지고 있다.
현재 폴리에스테르와 폴리프로필렌을 적층한 다층 구조의 필름은 많으며, 대표적인 예로 연신된 폴리에스테르 필름에 폴리올레핀 수지를 압출하고 적층해서 만든 다층 필름이 있다. 그러나 이러한 다층 필름도 상기한 낮은 강도, 높은 밀도 및 고가의 단점을 모두 동시에 개선하지는 못하고 있다.
폴리에스테르와 폴리프로필렌을 공압출한 다층의 필름은 상기한 단점을 모두 동시에 개선할 수 있을 것으로 기대되고 있으나, 폴리에스테르와 폴리프로필렌의 상용성이 매우 불량하여 기존의 수지 형태로는 생산이 불가능한 실정이다.
따라서 본 발명의 목적은 인쇄성, 경량성 및 기계적 특성이 우수하여 포장용, 산업용 및 기록용 기재로도 사용가능한 필름을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 폴리에스테르와 폴리프로필렌을 공압출한 다층 필름을 제공하는 것이다.
본 발명은 중심층이 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 0.001 내지 0.01 중량부의 과산화물로 개질된 용융 지수가 1 내지 20 (g/10분)이고 결정화 온도(Tc)가 100 내지 120 ℃인 폴리프로필렌 수지이고, 표면층이 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 메타크릴레이트 화합물로 개질된 에틸렌테레프탈레이트 반복 단위 60 중량부 이상으로 이루어진 극한점도가 0.6 내지 1.0 ㎗/g이고 유리 전이점(Tg)가 65 내지 80 ℃이고 결정화 온도(Tc)가 170 내지 190 ℃인 폴리에스테르 수지인 다층 고분자 필름을 제공한다.
Figure kpo00001
여기서 R은 에폭시, 락탐, 카프로락탐 또는 옥사졸린이다.
본 발명에 사용되는 폴리프로필렌 수지는 호모 폴리머, 랜덤 코폴리머 및 임팩트 코폴리머 중 어느 종류를 사용하여도 무방하며 사용목적에 따라 혼합사용도 가능하다. 그러나 연신된 필름의 물성 및 요구 수준을 만족하기 위하여 용융 지수가 1 내지 20 (g/10분)이고 결정화 온도가 100 내지 120 ℃인 프로필렌 공중합체 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 폴리에스테르 수지는 35 ℃에서 o-클로로페놀 25 ㎖당 0.3 g 의 농도로 측정한 극한점도가 0.6 내지 1.0 ㎗/g이며, 바람직하게는 0.5 내지 0.8 ㎗/g이다. 만일 극한점도가 0.6 ㎗/g 미만이면, 본 발명의 폴리에스테르 필름의 연신중 파단이 빈번하여 생산성이 크게 저하될 뿐 아니라, 최종 필름에서의 기계적 강도 등의 물성 저하가 일어나 바람직하지 않다. 반면에, 극한점도가 0.1 ㎗/g를 초과하면 용융 점도가 매우 상승하므로 불안정한 압출 등 제조 공정상의 어려움으로 후공정에서의 생산성이 크게 떨어진다.
본 발명에 사용되는 폴리에스테르 수지는 방향족 디카르복실산 또는 에스테르를 주성분으로 하는 산성분과 알킬렌글리콜을 주성분으로 하는 글리콜 성분을 중축합한 것이다. 방향족 디카르복실산 또는 에스테르의 구체적인 예로는 디메틸테레프탈레이트, 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 사이클로헥산디카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, 디페닐디카르복실산, 디페닐에테르디카르복실산, 안스타젠디카르복실 α, β-비스(2-클로로페녹시)에탄-4,4'-디카르복실산 등을 들 수 있고, 이들 중 디메틸테레프탈레이트나 테레프탈산이 바람직하다. 알킬렌글리콜의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜테트라메틸렌글리콜, 펜타메틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 헥실렌글리콜 등을 들 수 있으나 이들 중 특히 에틸렌글리콜이 바람직하다.
본 발명의 폴리에스테르 수지는 60 중량부 이상이 폴리에틸렌테레프탈레이트로 된 호모 폴리에스테르이고 40 중량부 이내에서는 공중합해도 좋다. 공중합 성분의 구체적인 예로는 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 폴리에틸렌글리콜, p-키실렌글리콜, 1,4-씨클로헥산디메탄올, 5-나트륨술포레졸신 등의 디올화합물과 아디프산, 5-나트륨술포이소프탈산 등의 디카르복실산 성분, 트리멜리트산, 피로멜리트산 등의 다작용성 디카르복실산 성분 등을 들 수 있다.
폴리에스테르 수지와 폴리프로필렌 수지는 상용성이 불량하고 수지간의 유동성이 전혀 다르기 때문에 냉각 및 연신 공정에서 분리되기 쉬우며, 이를 극복하기 위하여는 개질이 필요하다.
본 발명에서 폴리에스테르에 사용되는 상용화제는 메타크릴레이트계 화합물로 바람직하게는 2,000 내지 30,000 (g/㏖) 분자량인 하기의 화학식(1)의 메타크릴레이트계 화합물이고, 폴리에스테르 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부로 혼합하여 사용한다.
화학식 1
Figure kpo00002
여기서 R은 에폭시, 락탐, 카프로락탐 또는 옥사졸린이다.
상기한 메타크릴레이트 화합물은 폴리에스테르와의 반응이 용이하여 폴리에스테르 수지에 히드록시기 (-OH)나 카르복실기 (-COOH)를 형성함으로써 폴리프로필렌 수지와의 상용성을 개선시켜주는 매개체 역할을 한다. 메타크릴레이트 화합물은 폴리에스테르 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부의 양으로 사용하는 것이 바람직하다. 만약 1 중량부 미만을 사용하면 본 발명의 목적을 도달할 수 없으며 10 중량부 이상을 적용하면 압출시 흐름 현상이 발생하여 필름의 두께 조절을 어렵게 한다.
한편, 본 발명에서 폴리프로필렌 수지에 사용되는 상용화제는 필름의 물성에 영향을 미치지 않는 말단기를 가진 과산화물로, 벤조일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 옥탄오일 퍼옥사이드, 다른 퍼옥사이드 중에서 하나 이상이 선택될 수 있으며, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대하여 0.001 내지 0.01 중량부로 혼합하여 사용한다. 상기한 과산화물은 폴리프로필렌 수지에 라디칼 말단기를 형성함으로써 폴리에스테르 수지와 상용성을 개선시킨다. 만약 0.001 중량부 미만을 혼합하면 상용성의 개선효과를 기대할 수 없으며, 0.01 중량부 이상을 사용하면 종방향의 흐름속도차가 지나치게 커져서 필름의 두께 조절이 어렵게 된다.
상기한 폴리에스테르 수지의 개질과 폴리프로필렌 수지의 개질은 반드시 동시에 이루어져야 하며, 개질 작업은 중합공정이나 컴파운딩을 이용한 용융 개질중 어느 공정에서나 적용가능하다. 일반적으로 균일한 물성을 다량 생산하는 경우에는 중합 반응에서 개질하는 것이 바람직하나 고온 고압으로 인하여 분해될 가능성이 있으며, 소량으로 개질하는 경우에는 컴파운딩 공정 중에 개질하는 것도 바람직하다.
폴리에스테르 수지와 폴리프로필렌 수지간의 상용성은 각 층간의 두께 비율과도 관계가 있으며, 본 발명에서는 표면층의 두께는 전체 두께에 대하여 1/30 내지 1/2 범위내에서 성형되는 것이 바람직하다. 표면층의 두께가 1/30보다 작으면 성형이 어려울 뿐만 아니라 박리가 쉽게 일어나고, 1/2보다 크면 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
본 발명의 다층 고분자 필름을 제조하기 위한 단계별 공정 조작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선 수지층들을 공지된 방법에 의해 공압출성형하여 다층 쉬트를 만든다. 즉, 공압출과정에서는 각각의 호퍼에서 이송된 개질된 폴리프로필렌 수지의 칩과 폴리에스테르 수지의 칩이 동종의 압출기를 통하여 압출되어 폴리프로필렌 수지/폴리에스테르 수지/폴리프로필렌 수지로 이루어지는 다층의 쉬트가 된다.
성형 과정에서 성형 소재를 가열 용융하여 압출성형기로 소정 형상으로 성형하는 것이 일반적이지만, 성형 소재를 가열 용융하지 않고 연화한 상태로 성형해도 무방하다. 압출성형기는 1축 압출성형기, 2축 등방향 또는 이방향 압출성형기 어느 것을 사용해도 가능하며 통기 구멍을 설치하지 않아도 무방하나 물성의 균일성을 위해 1축 직렬 랜덤형이 더욱 좋다. 또한 용융된 수지는 일정한 크기의 메쉬를 갖는 필터를 거치게 함으로써 혼련 효과 및 이물 제거를 동시에 얻을 수 있는데 이때 사용되는 필터는 100 메쉬 이상이면 되지만 400 메쉬 이상이면 더욱 좋다. 필터는 내압성이나 강도를 고려하여 적절히 선택하는 것이 좋으며, 메쉬의 형상은 평판형, 원통형 등 적합한 것을 선정하여 사용할 수 있다. 여기서 압출 조건은 특별한 제한은 없으며 주어진 상황에 따라 선택사용이 가능하나 바람직하게는 온도를 수지의 융점에서부터 분해온도보다 50 ℃ 정도 높은 온도 사이의 온도를 선정한다. 융점보다 낮은 온도에서는 용융이 불가능하며, 분해 온도보다 너무 높으면 분해 현상이 현저해져 황화 현상이 발생하고 압출기내에서 열화, 발포 등이 초래된다. 압출 공정에 이용되는 다이로는 티-다이, 원고리 다이 등이 있다.
그 다음 단계로는 압출성형으로 수득한 다층 쉬트를 냉각고화시킨다. 이때 일반적으로 기체나 액체 등의 냉매를 이용한 금속 롤러를 사용하며, 금속 롤러의 사용으로 쉬트의 두께를 균일하게 하거나 표면 특성을 개선시키는 효과를 얻을 수 있다. 냉각 온도는 통상적으로 쉬트의 유리 전이 온도 범위내에서 선택하며 통상적으로 0 내지 20 ℃ 범위내에서 선택한다. 0 ℃ 미만에서는 냉각 속도가 필요 이상으로 빨라지고 쉬트의 강성이 순간적으로 증가하기 때문에 고화도중 용융물이 물결쳐서 안정된 성형이 어렵고, 또 20 ℃ 이상에서는 고화된 성형물의 결정화도가 증가하여 연신적성이 떨어진다. 냉각 속도는 2 내지 200 ℃/초의 범위내에서 선택한다. 냉각고화의 조건으로 압출기와 냉각 롤러간의 거리를 짧게함으로써 비교적 배향이 적은 상태로 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 냉각고화된 다층 고분자 쉬트를 1축 이상으로 동시 또는 축차 연신시켜 다층 고분자 필름을 얻는데, 두께의 균일도를 높이기 위해서는 축차연신이 더욱 바람직하다. 특히 다단 연신을 하면 보다 우수한 기계적 특성을 얻을 수 있다.
종방향의 연신, 즉 연속 필름 성형 라인 방향으로의 1축 연신을 하는 경우 쉬트 표면에 가열이 필요하다. 연신온도는 특별히 제한은 없으나 쉬트의 유리 전이 온도로부터 냉결정화 온도까지의 범위가 바람직하다. 연신온도가 유리 전이 온도 미만인 경우에는 연화가 충분하지 않기 때문에 연신이 불량해지며 냉결정화 온도를 초과하면 결정화가 지나치게 진행되어 균일한 기계적 물성을 얻을 수 없다.
롤의 속도차를 이용한 1축 연신 방법은 종방향 연신 방법중 가장 일반적으로 사용되는 방법으로 생산성이 우수하다. 여기서 적어도 2개 이상의 닙롤 사이 및 가이드롤로 고정되어 주행하는 필름을 닙롤으로 도입되기 전에 또는 롤 자체에서 가열하면서 2대의 닙롤 속도차를 이용하여 종방향 연신이 이루어진다.
연신 배율은 특별한 제한이 없고 통상적으로 2 내지 5 배의 범위에서 행한다. 연신비가 2배 미만이 되면 연신 효과를 얻을 수 없고, 5배 초과하면 횡방향 연신이 어렵다. 또 바람직하게는 종방향으로 1축 연신된 필름의 복굴절 절대값 ｜Δ n｜이 1 x 10-3≤｜Δ n｜≤ 50 x 10-3의 조건을 만족할 수 있도록 연신하는 것이 좋다. 복굴절 절대값 ｜Δ n｜이 1 x 10-3미만이면 목적하는 연신 효과를 얻을 수 없고, ｜Δ n｜이 50 x 10-3을 초과하면 다음 단계의 연신이 불안정하게 된다. 복굴절의 절대값이 이 범위내에 있도록 연신온도, 연신배율 등의 조건을 선정하는 것이 좋다. 여기서 복굴절의 절대값 ｜Δ n｜은 종방향의 굴절률과 횡방향 굴절률의 차이며, 편경 현미경에 연결된 베렉간섭계나 편광자를 조합시킨 레이저 강도 측정 또는 아베 굴절계로 측정함으로써 얻을 수 있다.
종방향으로 1차 연신된 필름을 다시 횡방향, 즉 필름 연속 방향의 90°의 방향으로 연신한다. 연신은 통상적인 방법뿐만 아니라 다른 방법으로 하여도 좋으며 특별한 제한이 없다. 그 중에서도 텐터 횡연신은 가장 일반적으로 하는 방법이며, 주행중의 필름 양끝을 연속적으로 주행하는 클립 등으로 고정하고 그 고정상태를 적당한 온도 분위기내에서 양끝의 클립사이의 거리를 점차 넓혀감으로써 횡방향 연신이 이루어진다. 이때 온도는 일정온도로 선택하여 사용하여도 무방하나 일반적으로 유리전이 온도보다 5 ℃ 이상이 높은 온도로부터, 융점보다 30 ℃가 낮은 온도 범위내에서 행한다. 연신온도가 너무 낮으면 연화가 불충분하여 연신이 어려워지며 반대로 너무 높으면 표면이 일부 용해되어 균일한 두께를 얻을 수 없다. 횡방향 연신의 비는 특별한 제한이 없으나 일반적으로 2 내지 5배의 범위가 좋다. 연신 배율이 2배 미만인 경우, 횡방향 기계적 강도가 충분하지 않고 반대로 5배를 초과하면 파단이 일어날 가능성이 많다. 연신 속도는 통상적으로 1 x 10 내지 1 x 105%/분이다.
이렇게 종/횡으로 2축 연신된 필름의 경우, 복굴절 절대값 ｜Δ n｜은 40 x 10-3이하가 되도록 연신비를 조절하는 것이 바람직하다. 필름의 복굴절 절대값 ｜Δ n｜이 40 x 10-3을 초과하면 종/횡의 강도균형이 무너진다.
이밖에 사용되는 연신방법은 기체압력을 이용한 방법, 압연에 의한 방법 등 다양하며 이들을 적당히 선정하거나 조합해도 적용가능하다.
이와 같은 조건으로 연신하여 얻어진 연신필름에 치수안정성, 내열성, 강도균일성이 요구되는 경우에는 일정한 고온상태에서 열고정을 시키는 것이 바람직하다. 열고정은 통상적으로 하는 방법이지만 연신필름의 인장상태, 이완상태 또는 제한 수축상태하에서 필름의 융점보다 100 ℃ 정도 낮은 온도에서 0.5 내지 120 초 동안 하는 것이 가장 좋다. 또한 이 열고정은 상기 범위내에서 조건을 변경하여 2회 이상 해도 가능하며 분위기는 일반 공기뿐만 아니라 아르곤 가스나 질소 가스 또는 이들의 혼합 가스하에서 진행하여도 무방하다. 이러한 열고정 단계를 거치지 않으면 특히 유리전이 온도 부근에서 변형하기 쉬우며 후가공이나 고객의 사용시 제한이 될 수 있다. 필름에 가장 적합한 열고정 온도는 분위기내를 통과하는 필름의 속도, 즉 처리 시간에 따라 결정하여야 한다. 처리시간은 각종 조건에 따라 결정되나 통상적으로는 3분 이하로 하는 것이 좋다. 열처리 시간이 길면 성형중 필름이 늘어나는 등 변형이 나타난다.
이하 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 아래의 실시예에 한정된 것은 아니다.
실시예 1
테레프탈산과 에틸렌글리콜을 1:2 당량비로 넣고 에틸렌테레프탈레이트 단량체 (bis-2-hydroxyethylterephtalate)를 생성한 후, 중축합촉매를 넣어서 중축합반응을 완결시켜 극한점도가 0.650 ㎗/g이고 유리 전이점이 68 ℃이고 결정화 온도가 175 ℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 얻고, 이 수지 100 중량부에 글리시딜 메타크릴레이트 (GMA) 2 중량부를 가하고 혼합물을 혼련하여 칩(chip)을 생산하였다.
한편, 용융지수 16.6 (g/10분)이고 결정화 온도가 105 ℃인 폴리프로필렌 수지에 벤조일 퍼옥사이드를 폴리프로필렌 100 중량부에 대하여 0.005 중량부로 넣어 개질된 칩을 제조하였다.
각각의 호퍼로부터 이송된 상기 개질 폴리프로필렌 수지의 칩 및 개질 폴리에스테르 수지의 칩을 동종의 압출기를 통하여 205 ℃ 압출 온도 조건에서 120 rpm, 직경 25 ㎜, L/D 30인 스크류를 사용하여 각각 45 ㎏/시 및 225 ㎏/시로 토출한 후, 10 ℃의 캐스팅 롤(냉각)상에서 급냉하였다. 냉각된 쉬트는 개질된 폴리프로필렌 수지/개질된 폴리에스테르 수지/개질된 폴리프로필렌 수지의 3층으로 구성되며, 이때 각 층의 쉬트 두께는 20㎛/200㎛/20㎛이고 다층 쉬트의 총 두께는 240 ㎛이었다.
이어서 급냉된 쉬트를 120 ℃의 온도에서 종방향으로 3배 일축 연신하고 다시 150 ℃ 온도에서 횡방향으로 4배 연신한 후 200 ℃에서 열고정시켜 20 ㎛의 두께의 다층 고분자 필름을 제조하였다.
실시예 2-5
제조 조건을 하기의 표 1에 따라 변화시키는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 다층 고분자 필름을 제조하였다.
비교예 1-5
제조 조건을 하기의 표 1 에 따라 변화시키는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 다층 고분자 필름을 제조하였다.
성능 평가
본 발명의 실시예 1-5 및 비교예 1-5에서 제조된 필름의 각종 성능 평가는 다음 방법으로 실시하였다.
(1) 겉보기 밀도
사염화탄소와 노르말헵탄으로 이루어진 밀도구배관을 25 ℃로 유지하고 부침법에 의하여 측정하였다.
(2) 파단강도
ASTM D 882에 의한 강도 측정기(인스트롱사, 모델명 4206)을 이용하여 파단강도를 측정하였다.
(3) 헤이즈
헤이즈미터 (가드너 네오텍사, 미국)로 측정하였으며 C-광원을 사용하여 헤이즈를 측정하였다.
Figure kpo00003
(4) 복굴절
굴절률 측정기 (아타고사, 모델명 4T)를 이용하여 종/횡 방향별 굴절률을 측정하여 하기의 수학식(2)에 따라 복굴절을 계산하였다.
복굴절, ｜Δ n｜ = αMD(종방향 굴절률) - αTD(횡방향 굴절률)
(5) 표면장력
코로나 방전처리를 하지않은 상태에서 루레지수 표준액 (일본, 화광신약사)을 이용하여 필름표면의 표면장력을 측정하여 잉크 및 코팅액 접착성을 평가하였다.
(6) 초기 열봉합 온도
열구배 시험기 (토요세이키사)를 이용하여 2 ㎏/㎟의 압력으로 1초 동안 봉합시킨 후 박리시키는데 500g 이상의 부하가 요구되는 초기 열봉합 온도로 평가하였다.
성능평가 결과는 표 1에 나타낸 바와 같다. 즉, 실시예 1의 필름은 파단강도 18 ㎏/㎟, 밀도 1.02 g/㎤, 복굴절 25 x 10-3, 헤이즈 0.7 %, 표면장력 40 dyne/㎝, 초기열봉합 온도 105 ℃로 물성이 우수함이 평가되었다. 실시예 2-5의 필름 또한 물성이 양호하였다. 그러나 비교예 1-5의 필름은 물성이 불량하였다.
구분 폴리프로필렌 폴리에스테르 공정조건 필름 물성
결정화 온도 과산화물 결정화 온도 GMA 압출온도 급냉온도 연신비(종/횡) 표면층 비율 밀도 강도 복굴절 헤이즈 표면장력 초기봉합온도
단위 ℃ 중량부 ℃ 중량부 ℃ ℃ - - g/㎤ kg/㎟ - % dyne/㎝ ℃
실시예 1 105 0.005 175 2 205 10 3/4 1/5 1.02 18 25x10-3 0.7 40 105
2 102 0.009 170 1.2 209 12 4/5 1/9 1.07 17 20x10-3 0.7 41 110
3 110 0.004 173 2.3 210 9 3/4 1/10 1.01 18 30x10-3 0.9 41 103
4 112 0.006 176 3.2 215 15 4/5 1/4 1.05 18 15x10-3 0.9 40 112
5 106 0.005 173 5.1 209 8 3/5 1/6 1.03 18 20x10-3 0.8 40 106
비교예 1 104 0 176 0 205 10 3/4 1/5 1.09 5 12x10-3 0.7 40 110
2 109 0.09 130 2.6 260 25 4/9 1/3 1.22 6 45x10-3 2.1 39 135
3 115 0.06 170 15 210 15 4/4 1/6 1.15 9 21x10-3 0.9 39 105
4 105 0.05 145 0 215 15 6/2 1/8 1.19 7 45x10-3 1.2 38 110
5 112 0.009 165 2.5 205 10 3/7 1/7 1.25 11 25x10-3 3.2 40 105
* 과산화물: 벤조일 퍼옥사이드
본 발명은 최초로 폴리프로필렌과 폴리에스테르의 공압출된 다층 필름이 제공되는 효과가 있다.
본 발명의 다층 고분자 필름은 강도가 높아 인쇄성이 우수하고 밀도가 낮아 경량성이 탁월하여, 포장용, 산업용 및 기록용 기재로 사용될 수 있다.

Claims (8)

  1. 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 0.001 내지 0.01 중량부의 과산화물로 개질된 용융 지수가 1 내지 20 (g/10분)이고 결정화 온도(Tc)가 100 내지 120 ℃인 폴리프로필렌 수지로 된 중심층 및 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 메타크릴레이트 화합물로 개질된 에틸렌테레프탈레이트 반복 단위 60 중량부 이상으로 이루어진 극한점도가 0.6 내지 1.0 ㎗/g이고 유리 전이점(Tg)가 65 내지 80 ℃이고 결정화 온도(Tc)가 170 내지 190 ℃인 폴리에스테르 수지로 된 표면층을 포함하며, 상기 표면층의 두께가 전체 두께에 대하여 1/30 내지 1/2임을 특징으로 하는 폴리프로필렌과 폴리에스테르의 공압출 다층 고분자 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    메타크릴레이트 화합물이 하기 화학식(1)의 화합물인 다층 고분자 필름.
    화학식 1
    Figure kpo00004
    여기서 R은 에폭시, 락탐, 카프로락탐 또는 옥사졸린이다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 과산화물이 벤조일 퍼옥사이드, 아세틸 퍼옥사이드, 옥탄오일 퍼옥사이드 또는 이들의 혼합물중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 다층 고분자 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메타크릴레이트 화합물이 글리시딜메타크릴레이트임을 특징으로 하는 다층 고분자 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름이 1축 연신되며, 1축 연신된 다층 고분자 필름의 복굴절 절대값 ｜Δ n｜이 1 x 10-3≤｜Δ n｜≤ 50 x 10-3임임을 특징으로 하는 다층 고분자 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름이 2축 연신되며, 2축 연신된 다층 고분자 필름의 복굴절 절대값 ｜Δ n｜이 ｜Δ n｜⊆ 40 x 10-3임을 특징으로 하는 다층 고분자 필름.
  7. i) 용융지수 1 내지 20 (g/10분)이고 결정화 온도(Tc)가 100 내지 120 ℃인 폴리프로필렌 수지를 폴리프로필렌 수지 100 중량부 대비 0.001 내지 0.1 중량부의 과산화물로 개질하는 단계; ii) 에틸렌테레프탈레이트 반복 단위 60 중량부 이상으로 이루어진 극한 점도가 0.6 내 1.0 ㎗/g이고 유리 전이점(Tg)가 65 내지 80 ℃이고 결정화 온도(Tc)가 170 내지 190 ℃인 폴리에스테르 수지를 폴리에스테르 수지 100 중량부 대비 1 내지 10 중량부의 메타크릴레이트로 개질하는 단계; 및 iii) i)단계에서 수득된 개질된 폴리프로필렌 수지를 표면층으로 하고 ii)단계에서 수득된 개질된 폴리에스테르 수지를 중심층으로 하여 다층으로 공압출시키는 단계를 통한 폴리프로필렌과 폴리에스테르의 공압출 다층 고분자 필름의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 메타크릴레이트 화합물이 하기 화학식(1)의 화합물인 다층 고분자 필름의 제조방법.
    화학식 1
    Figure kpo00005
    여기서 R은 에폭시, 락탐, 카프로락탐 또는 옥사졸린이다.
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