KR100487388B1

KR100487388B1 - 인열직선성을 갖는 이축연신 폴리에스테르 필름

Info

Publication number: KR100487388B1
Application number: KR10-1999-0049950A
Authority: KR
Inventors: 최승만; 김상일
Original assignee: 에스케이씨 주식회사
Priority date: 1999-11-11
Filing date: 1999-11-11
Publication date: 2005-05-03
Also published as: KR20010046253A

Abstract

본 발명은 길이방향으로의 인열직선성이 우수하고 광학특성, 인쇄성, 인장강도, 내열성, 치수안정성도 우수하여 식품, 의약품, 일용품, 화장품 등의 포장재료로서 유용하게 사용될 수 있는 이축연신 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 이개봉성 포장봉지에 관한 것이다. 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 중량평균 분자량 600 ~ 4,000의 폴리프로필렌글리콜 단위를 5 ~ 20중량% 포함하는 변성 폴리부틸렌테레프탈레이트 5 ~ 30중량% 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 70 ~ 95중량%의 혼합물로 이루어진 제 1필름층; 및 상기 제 1필름층의 어느 일면에 적층되어 있으며 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 제 2필름층을 포함하는 적층필름으로서 적어도 한방향으로 인열직진성을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

인열직선성을 갖는 이축연신 폴리에스테르 필름{Two axially drawn polyester film having straight forward tearing property}

본 발명은 폴리에스테르 필름 및 이개봉성 포장봉지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적어도 길이방향으로의 인열직선성이 우수하고 또한 광학특성, 인쇄성, 강도, 내열성, 치수안정성이 우수하여 과자, 청과물, 스프, 샴프, 냉동용 식품, 냉장용 식품, 레토르트 파우치용 식품 등의 식품은 물론 의약품, 일용품, 화장품 등의 포장재료로서 유용하게 사용될 수 있는 이축연신 폴리에스테르 필름 및 이를 이용한 이개봉성 포장봉지에 관한 것이다.

식품, 의약품, 잡화 등의 포장에는 각종 고분자 필름을 이용한 포장지가 많이 사용되고 있는데, 이축연신된 고분자 필름과 히트 실링이 가능한 무배향 고분자 필름을 2층 또는 3층 이상으로 적층한 포장지가 널리 사용되고 있다. 이축연신 폴리에스테르 필름은 내구성, 방습성, 역학적 강도, 내열성, 내유성이 우수하므로 튜블러법, 동시이축 티다이법, 축차이축 티다이법 등을 이용하여 제조된 이축연신 폴리에스테르 필름이 광범위하게 사용되고 있다.

그러나, 이축연신 폴리에스테르 필름을 이용한 포장지의 경우 인열개봉성이 불량하다는 문제점이 있다. 이축연신 폴리에스테르 필름의 개봉성을 양호하게 하기 위해서는 노치(notch)를 부여하는 방법이 있지만 노치로부터 찢어질 때 직선적으로 찢어지지 않는 현상이 자주 발생하여 내용물이 비산하여 쏟아 지기도 하고, 쿠키 등의 부드러운 과자의 경우에는 개봉시 파괴되며 내용물이 액체인 경우에는 옷을 더럽히는 문제점이 종종 발생한다.

필름을 찢는 경우에 직진성이 우수한 이개봉성 재료로서 일축연신 폴리올레핀 필름을 중간층으로서 적층한 것이 있다. 예를 들면, 이축연신 폴리에스테르 필름/일축연신 폴리올레핀 필름/무연신 폴리올레핀 필름의 3층 적층필름이 있지만 특별히 중간층을 설계하지 않으면 안되고 비용이 증가하는 문제가 있기 때문에 용도가 제한적이다.

따라서, 자체적으로 인열직진성이 우수한 이축연신 폴레에스테르 필름을 개발하는 것이 바람직한데, 이러한 필름으로서는 산성분이 주로 테레프탈산 또는 나프탈렌카르복실산으로 이루어진 열가소성 폴리에스테르 수지(a)와 이 폴리에스테르 수지와 실질적으로 상분리 형태를 갖는 열가소성 폴리에스테르 수지(b)로 이루어진 혼합물을 주원료로 이용한 이축연신 폴리에스테르 필름이 제안되고 있다(일본 특개평 8-169962). 상기 특허에서는 a수지로서 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), b수지로서 폴리테트라메틸렌글리콜과 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로부터 만들어진 폴리에테르에스테르 블록공중합체가 사용되고 있는데, 200mmΦ 이상의 압출기를 이용하여 양산 규모의 스케일로 생산하는 경우에 있어서는 두께편차가 불량하고 경우에 따라서는 제막이 불가능하게 되는 문제점이 있다.

또한, 얻어진필름의 인열직진성이 여전히 불량하고 필름의 헤이즈(haze)가 높아져 표장용기로서의 상품가치가 떨어진다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 특정분자량의 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG)을 일정비율 함유하는 PTMG 공중합 PBT와 PET의 혼합물을 원료로 한 이축연신 폴리에스테르 필름이 제안되었다(일본 특개평 10-168293).

그런데, 상기 특허에서는 사용되는 PTMG 공중합 PBT(변성 PBT)가 PET와 혼합되면서 결정화온도(Tc)가 낮아지고 따라서 제막연신온도 범위가 한정되어 공정성이 불량하다. 또한, 연신응력이 불량하므로 최종 필름의 강도가 불량하게 되어 후가공시 절단되는 상황이 종종 발생하는 문제점이 있다. 또한, 레토르트 파우치 등과 같은 포장용기로서 사용하는 경우 끓는 물에서 끓인 후 사용필름이 결정화되어 충격시 쉽게 손상되는 문제점이 종종 발생한다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기에서 언급된 이러한 문제점을 해결하기 위하여 이축연신 폴리에스테르 필름의 장점인 저흡습성, 역학적 특성, 투명성, 보향성, 내열성, 내유성, 특히 식품 포장재료로서 요구되는 건열, 습열환경하에서의 치수안정성을 유지하면서 동시에 인열직선성, 광학특성, 인쇄성및 양산 스케일에서의 생산성이 우수한 이축연신 폴리에스테르 필름을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 이개봉성 포장봉지를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 중량평균 분자량 600 ~ 4,000의 폴리프로필렌글리콜 단위를 5 ~ 20중량% 포함하는 변성 폴리부틸렌테레프탈레이트 5 ~ 30중량% 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 70 ~ 95중량%의 혼합물로 이루어진 제 1필름층; 및 상기 제 1필름층의 어느 일면에 적층되어 있으며 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 제 2필름층을 포함하는 적층필름으로서 적어도 한방향으로 인열직진성을 갖는 것을 특징으로 하는 이축연신 폴리에스테르 필름을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 제 1필름층의 양면에 모두 상기 제 2필름층이 적층될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제 1필름층의 두께가 상기 이축연신 폴리에스테르 필름의 전체 두께의 70% 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 변성 폴리부틸렌테레프탈레이트는 디메틸테레프탈레이트와 1,4-부탄디올의 에스테르 교환반응 또는 테레프탈산과 1,4-부탄디올의 직접에스테르화 반응의 결과물에 분자량 600 ~ 4,000의 폴리프로필렌글리콜을 투입하고 중축합반응을 실시함으로써 제조될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 변성 폴리부틸렌테레프탈레이트는 폴리부틸렌테레프탈레이트 중합체와 분자량 600 ~ 4,000의 폴리프로필렌글리콜를 용융혼련하여 제조될 수 있다.

본 발명 있어서, 상기 이축연신 폴리에스테르 필름은 인장강도가 17 ~ 35kgf/mm², 150℃, 30분의 조건에서의 건열수축율이 3% 이하, 헤이즈가 5% 이하인 것이 바람직하다.

상기 본 발명에 따른 이축연신 폴리에스테르 필름은 저밀도 폴리에틸렌 필름, 무연신 폴리프로필렌 필름, 알루미늄 박막 필름, 나일론 필름 등에 적층되어 사용될 수 있다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은 상기 본 발명에 따른 이축연신 폴리에스테르 필름을 사용하여 제작한 것을 특징으로 하는 이개봉성 포장봉지를 제공한다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 특정 범위의 분자량을 갖는 폴리프로필렌글리콜(PPG)을 특정분율로 함유한 변성 PBT와 PET의 혼합물을 원료로 하여 제막한 필름층의 한면 또는 양면에 PET 필름층을 적층한 것으로서, 광학특성, 인쇄성, 내구성, 방습성, 역학적 성질, 내열성, 내유성 등이 우수하고 적어도 길이방향으로 인열직선성을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름을 저밀도 폴리에틸렌 필름, 무연신 폴리프로필렌 필름, 알루미늄 박막 필름, 나일론 필름 등에 적층하여 제작한 포장봉지는 이개봉성이 우수하다.

이하, 본 발명에 따른 이축연신 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 이축연신 폴리에스테르 필름은, 분자량 600 ~ 4,000의 폴리프로필렌글리콜 단위를 5 ~ 20중량% 포함하는 변성 폴리부틸렌테레프탈레이트 5 ~ 30중량% 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 70 ~ 95중량%의 혼합물로 이루어진 제 1필름층; 및 상기 제 1필름층의 어느 일면에 적층되어 있으며 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 제 2필름층을 포함하는 적층필름으로서 적어도 한방향으로 인열직진성을 갖는 것이다.

본 발명에서 사용되는 PET는 공지의 제조방법, 즉 디메틸테레프탈레이트와 에틸렌글리콜의 에스테르 교환반응법 또는 테레프탈산과 에틸렌글리콜의 직접에스테르화법에 따라 저분자량의 올리고머를 얻은 후 이를 고온고압에서의 용융중합 또는 고상중합하여 얻을 수 있는데 본 발명의 효과를 훼손하지 않는 범위내에서 다른 이관능성 이상의 산성분 또는 이관능성 이상의 알콜성분과의 공중합도 가능하다.

상기 이관능성 이상의 공중합 산성분으로서는 디메틸이소프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 시클로헥산디카르복실산, 5-나트륨설포이소프탈산, 5-나트륨설포프로폭시이소프탈산, 디페닐디카르복실산, 디페닐에테르디카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산, α,β-비스(2-클로로페녹시)에탄-4,4'-디카르복실산, 트리멜리트산, 피로멜리트산, 아디프산, 아젤라산(azelaic acid), 세바신산, 무수말레인산, 안스타젠디카르복실산 등과 같은 2관능성 이상의 방향족 또는 지방족 염기산을 들 수 있다.

상기 이관능성 이상의 공중합 알콜성분으로서는 트리메틸렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올, 펜타메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 시클로헥실렌글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 5-나트륨설포레소시놀, 폴리에틸렌글리콜 등과 같은 2관능 이상의 방향족 또는 지방족 알콜을 들 수 있다.

본 발명에서 사용되는 변성 PBT는 PBT 사슬에 PPG 단위가 불규칙하게 결합된 것인데, 이때 PPG 단위의 분자량은 바람직하게 600 ~ 4,000, 더욱 바람직하게는 1,000 ~ 3,000, 더 더욱 바람직하게는 1,000 ~ 2,000이다. PPG 단위의 분자량이 600 미만인 경우에는 얻어진 필름의 인열직진성을 얻기 곤란하고 4,000을 초과하는 경우에는 기계적 강도, 치수안정성, 헤이즈 등의 특성이 저하되고 또한 인열직진성이 발현되지 않는다.

본 발명에서 사용되는 변성 PBT에 있어서 PPG 단위의 함량은 바람직하게는 5 ~ 20중량%, 더욱 바람직하게는 10 ~ 20, 더 더욱 바람직하게는 10 ~ 15중량%이다. PPG 단위의 함량이 5중량% 미만인 경우에는 얻어진 필름의 인열직진성을 얻기가 곤란하고 20중량%를 초과하는 경우에는 기계적 강도, 치수안정성, 헤이즈 등의 특성이 저하되고 안정된 인열직진성을 얻기 곤란할뿐만 아니라 특히 양산스케일로 생산할 때 압출공정에서 서징(surging)현상이 발생하여 필름의 두께 편차가 커지는 문제점이 발생한다.

본 발명에 따른 이축연신 폴리에스테르 필름의 중심층인 제1 필름층은 위에서 설명한 변성 PBT와 PET의 혼합물을 주원료로 하여 형성된 것인데, 이때 양성분의 혼합비는 바람직하게는 변성 PBT : PET = 5 ~ 30중량% : 70 ~ 95중량%, 더욱 바람직하게는 변성 PBT : PET = 10 ~ 20중량% : 80 ~ 90중량%, 더 더욱 바람직하게는 변성 PBT : PET = 10 ~ 15중량% : 85 ~ 90중량%이다. 변성 PBT의 혼합비가 5중량% 미만인 경우에는 얻어진 필름의 인열직진성을 얻기 곤란하고, 30중량%를 초과하는 경우에는 얻어진 필름의 두께변동이 커져 인열직선성이 불량하게 되고 기계적 강도, 치수안정성, 헤이즈 등의 물성이 저하되어 실용화에 문제가 있다. 따라서, 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름을 제조하는데 있어서는 변성 PBT와 PET의 혼합비율을 위에서 설명한 범위내로 조절하는 것이 필요하다.

한편, 본 발명에서 사용되는 변성 PBT는 PBT의 중합공정 중에 PPG를 첨가하고 중합하여 얻는 것도 가능하지만 압출기에서 용융혼련하여 얻는 것도 가능하다. 즉, 상기 변성 PBT는 디메틸테레프탈레이트와 1,4-부탄디올의 에스테르 교환반응 또는 테레프탈산과 1,4-부탄디올의 직접에스테르화 반응의 결과물에 분자량 600 ~ 4,000의 폴리프로필렌글리콜을 투입하고 중축합반응을 진행시킴으로써 얻을 수 있지만, 압출기에서 용융혼련하여 얻는 것도 가능하다.

한편, 본 발명에 따른 이축연신 폴리에스테르 필름의 제1 필름층의 제조에 사용되는 원료수지로서 본 발명의 효과를 훼손하지 않는 범위내에서 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 등과 같은 다른 폴리에스테르 수지와 혼련된 것을 사용할 수 도 있다.

본 발명에 따른 이축연신 폴리에스테르 필름에 있어서, 상기 제 1필름층의 어느 일면 또는 양면에 적층되어 있는 제2 필름층은 PET로 이루어지는 것이 바람직하게나, 이 경우에도 역시 상기 제2 필름층의 원료수지로서 본 발명의 효과를 훼손하지 않는 범위내에서 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트 등과 같은 다른 폴리에스테르 수지와 혼련된 것을 사용할 수 도 있다.

이어서, 위에서 설명한 폴리에스테르 원료수지를 이용하여 본 발명에 따른 2층 또는 3층의 이축연신 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법의 일예를 설명한다.

먼저, 제1 압출기에서 상기 변성 PBT 수지와 PET 수지를 혼합하고 약 280℃의 온도에서 용융하여 얻은 용융물을 피드블록으로 공급하여 제1 필름층으로 하고, 이와 동시에 제2 압출기에서 PET 수지를 약 285℃에서 용융하여 얻은 용융물을 상기 피드 블록에 공급하여 제2 필름층으로 한다. 상기 피드 블록에서 제1 필름층과 제2 필름층을 적층시키고 T-다이를 통하여 압출함으로써 2층으로 이루어진 미연신필름을 제조한다. 이때, 피드블록에서 제1 필름층의 양면에 모두 제2 필름층이 적층되도록 하면 3층으로 이루어진 필름을 얻을 수 있다.

이어서, 이렇게 하여 얻은 2층 또는 3층으로 적층된 것을 정전인가 캐스팅법에 의하여 냉각드럼에 밀착시켜 냉각고화시킴으로써 미연신 시트를 얻는다.

계속해서, 이렇게 하여 얻은 미연신 시트를 90 ~ 140℃에서 길이방향 및 폭방향으로 3.5 ~ 5.0배 이축연신한 후 210 ~ 245℃에서 열처리하여 이축연신 폴리에스테르 필름을 얻는다. 연신온도가 90℃ 미만인 경우에는 균일한 연신필름을 얻을 수 없고, 140℃를 초과한 경우에는 PET의 결정화가 촉진되어 필름의 투명성이 불량해질 염려가 있다. 연신 배율이 3.0배 미만인 경우에는 얻어진 필름의 강도가 낮고 포장지로 사용시 핀홀 발생 가능성이 높다. 연신 배율이 5.0을 초과하는 경우에는 연신이 곤란하게 될 수 있다. 한편, 열처리 온도가 210℃ 미만인 경우에는 얻어진 필름의 열수축율이 커지고, 열처리 온도가 245℃를 초과하는 경우에는 필름의 용융되어 파단될 염려가 있다.

상기 이축연신 방법으로서는 텐터에서 동시에 이축연신하는 방법 및 롤과 텐터에서 차례로 축차이축연신하는 방법을 모두 사용할 수 있다. 이밖에 튜블러법에 의하여 이축연신하는 방법을 사용할 수도 있다.

본 발명의 이축연신 폴리에스테르 필름의 인장강도는 17 ~ 35kgf/mm²으로 조절되는 것이 바람직하다. 인장강도가 17kgf/mm²미만이면 포장용도로서의 실용성이 부족하며, 인장강도가 35kgf/mm²을 초과하면 포장용도로서 인장강도가 지나치게 큰 것이 될뿐만 아니라 필름제조시의 조업성만을 불량하게 하여 경제성이 저하된다.

상기 이축연신 폴리에스테르 필름은 150℃의 온도에서 30분 동안 처리하였을 때 건열수축율이 3% 이하인 것이 바람직하다. 이때 상기 건열수축율은 길이방향 및 이에 수직인 폭방향으로의 건열수축율의 평균치를 의미한다. 건열수축율이 3%를 초과하면 인쇄적성이 불량하게 되는 문제점이 있고 후가공시 수율저하의 원인이 된다.

본 발명에 따른 폴리에스테르 필름에 있어서, 제1 필름층의 두께가 바람직하게는 필름 전체 두께의 70% 이상, 더욱 바람직하게는 80% 이상, 즉 PET로만 이루어진 제2 필름층의 두께가 필름 전체 두께의 30% 미만, 더욱 바람직하게는 20% 미만인 것이 바람직하다. PET로만 이루어진 제2 필름층의 두께를 증가시키면 필름의 헤이즈를 낮춰 광학적 특성을 좋게 할 수 있으나 필름의 인열직진성이 불량하게 되므로 필름전체 두께의 30% 미만으로 조절하는 것이 바람직하다. 이러한 비율로 두께가 조절되면 필름의 헤이즈가 5% 미만으로 조절될 수 있다.

본 발명에 따른 이축연신 폴리에스테르 필름에 대하여 통상적인 표면 처리 방법인 코로나 처리 방법, 표면 경화 처리 방법, 증착 처리 방법, 도금 처리 방법, 착색 처리 방법, 또는 각종 화학 코팅 처리방법을 사용하면 필름의 표면특성을 개질할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 더욱 상세히 설명하고자 하는데, 본 발명의 범위가 하기 실시예로 한정되는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서, 제조된 원료 수지 및 필름의 각종 성능평가는 다음 방법에 의하여 실시하였다.

(1) 상대점도

ο-클로로페놀 25㎖에 중합체 5g 용해시킨 후 25℃에서 (주)SKC의 자동점도계(모델명 : SKYVIS-5000)을 사용하여 상대점도를 측정하였다.

(2) 인열직선성

도 1에 나타낸 바와 같이 길이방향으로 200mm, 폭방향으로 40mm가 되도록 절단한 이축연신 필름의 중앙부에 5mm 간격으로 길이 5mm의 홈(1)을 2개 형성시킨 필름 시편(3)을 10개 제작하였다.

이어서, 양손으로 상기 시편(3)을 파지한 후 홈(1)으로부터 길이방향으로 인열시키는 시험을 위 10개의 시편에 대하여 실시하였다. 도 2a는 인열전파단(5)이 홈(1)의 대변(7)까지 도달한 경우를 도시한 것으로서 시편이 인열직선성을 갖는 경우이고, 도 2b는 인열전파단(5')이 대변(7)까지 도달하지 못한 경우를 도시한 것으로서 시편이 인열직선성을 갖지 못하는 경우를 나타낸다. 폭방향의 인열직선성은 폭방향으로 200mm, 길이방향으로 40mm가 되도록 절단한 이축연신 필름의 중앙부에 위와 같은 홈을 형성시킨 필름시편을 10개 사용한 것을 제외하고는 위와 동일한 방법으로 평가하였다.

표 1에는 인열전파단이 대변까지 도달한 필름시편의 개수를 기재하였으며, 필름시편의 좌측단부(L), 중앙부(C), 우측단부(R)에 대하여 반복 실시하였다.

(3) 헤이즈

두께 12㎛의 필름시편의 헤이즈를 일본정밀광학사의 헤이즈미터(모델명; SEP-H)와 C-광원을 사용하여 ASTM D103-61에 따라 측정하였다.

(4) 인장강도

길이방향 및 폭방향으로 각각 폭 10mm, 길이 100mm의 필름시편을 제작하여 미국 인스트론사의 UTM 4206 장치를 사용하여 ASTM D882에 따라 인장강도를 측정하였다.

(5) 두께편차

안리츠(Anritz)사의 두께측정기(모델명 : KG601A)를 이용하여 필름시편의 폭방향의 중앙부의 두께를 길이방향으로 10cm 간격으로 20곳에서 측정한 후 아래의 수학식을 이용하여 두께편차를 구했다.

두께편차(%) = (두께의 최대치 - 두께의 최소치) / 두께의 최소치 × 100

실시예 1

디메틸테레프탈레이트 194중량부, 1,4-부탄디올 1108중량부, 및 테트라부틸티타네이트 100ppm(폴리머의 중량을 기준으로 티탄금속을 환산한 수치)을 첨가하여 150℃에서 210℃까지 가열승온하면서 2.5시간 동안 에스테르 교환반응을 행하였다. 얻어진 에스테르 교환반응 생성물 90중량부를 중합반응기에 옮기고 테트라부틸 티타네이트 40ppm을 첨가한 후 분자량 1,500의 PPG를 10중량부 첨가하였다. 이어서, 중압반응기를 최종적으로 1hPa의 압력까지 감압한 후 210℃에서부터 최종적으로 245℃까지 승온하면서 2시간 동안 용융축중합을 실시하여 상대점도 2.35의 변성 PBT를 얻었다.

계속하여 상대점도 1.45의 PET(SKC 주식회사제, 모델명 : SKYVIS-5000): 위 변성 PBT = 85 : 15의 중량비로 혼합하여 250mmΦ의 압출기에 투입하고 수지온도 280℃에서 시간당 320kg/hr의 압출속도로 용융압출(B)하였다. 이와 동시에 250mmΦ의 또 하나의 압출기에서 상대점도 1.45의 PET를 수지온도 285℃에서 시간당 80kg/hr의 압출속도로 용융압출(A)하여 피드블록 장치를 이용하여 B가 중심층이 되도록 A/B/A의 3층으로 적층한 후 T-다이를 통하여 압출하고 20℃의 냉각수가 순환되는 캐스팅롤에 밀착 급냉하여 A/B/A = 20/160/20㎛(총두께 200㎛)의 3층 미연신 시트를 얻었다.

얻어진 미연신 시트를 종연신기에서 95℃에서 3.8배, 텐터횡연신기에서 125℃에서 4.3배 연신한 후 횡방향 이완율을 4%로 하고 220℃에서 열처리를 한 후 실온으로 냉각하여 두께 12㎛의 필름을 제조하였다. 얻어진 필름의 인열직진성, 인장강도, 헤이즈, 두께편차를 위에서 설명한 방법에 따라 평가하여 그 결과를 표 1a에 나타냈다.

실시예 2 ~ 13

PPG의 분자량, 변성 PBT 중의 PPG의 중량%, PET와 변성 PBT의 혼합비, 각 필름층의 두께비를 표 1a 또는 표 1b에 기재된 바와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 두께 12㎛의 이축연신 필름을 제조하였다. 이어서 얻어진 이축연신 필름의 인열직진성 등을 평가한 후 그 결과를 표 1a 또는 표 1b에 나타냈다.

표 1a 또는 표 1b를 참조하면, 실시예 1 ~ 13의 이축연신 필름의 인열직진성, 투명성, 인장강도, 두께편차가 모두 양호한 것을 알 수 있다.

실시예 14

본 실시예는 압출기에서 PBT와 PPG를 용융혼련하는 방법에 의하여 얻은 변성 PBT를 이용하여 필름을 제조하는 방법을 예시하기 위한 실시예이다.

상대점도 2.77의 PBT(제조회사: LG화학, 모델명: LUPOX 1010)와 분자량 2,500의 PPG를 85 : 15의 중량비로 혼합하여 이축압출기에서 용융혼합함으로써 칩화하여 상대점도 2.45의 변성 PBT를 제조하였다. 이어서, 이렇게 하여 얻어진 변성 PBT와 상대점도 1.45의 PET(SKC 주식회사제, 모델명 : SKYVIS-5000)를 15 : 85의 중량비로 혼합하여 T-다이가 선단에 장착된 200mmΦ의 압출기에 투입하고 체류시간 5분, 수지온도 285℃에서 용융압출한 후 실시예 1에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 상대점도 1.45의 PET와 공압출하였다. 공압출된 3층 시트를 20℃의 온도로 조절된 캐스팅롤에 정전인가하여 밀착시킨 후 두께 200㎛의 미연신 시트를 얻었다. 얻어진 미연신 시트를 종연신기에서 90℃에서 3.5배, 횡연신기에서 120℃에서 4.5배 연신한 후 횡방향 이완율을 3.5%로 하고 230℃에서 열고정 처리를 한 후 실온까지 서냉하여 두께 12㎛의 필름을 제조하였다.

얻어진 필름의 인열직진성, 인장강도, 헤이즈, 두께편차를 위에서 설명한 방법에 따라 평가하여 그 결과를 표 1b에 나타냈다.

표 1b를 참조하면, 압출기에서 PBT와 PPG를 용융혼련하는 방법에 의하여 얻은 변성 PBT를 이용하여 필름을 제조한 본 실시예에 있어서도 실시예 1 ~ 12의 경우와 같이 이축연신 필름의 인열직진성, 투명성, 인장강도, 두께편차가 모두 양호한 것을 알 수 있다.

비교예 1 ~ 10

필름 전체 두께를 12㎛으로 고정한 채 표 1에 나타낸 바와 같이 PPG의 분자량, 변성 PBT 중의 PPG의 중량%, 및 PET와 변성 PBT의 혼합비 중의 적어도 하나 이상을 본 발명의 특허청구범위에 속하지 않도록 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 이축연신 필름을 제조하였다.

이렇게 하여 얻은 이축연신 필름의 인열직진성 등을 평가한 후 그 결과를 표 2에 나타냈다.

표 2를 참조하면, 변성 PBT 내의 PPG 함량이 큰 비교예 1 ~ 2의 이축연신 필름은 두께 편차가 크고 특히 비교예 1에서는 제막이 불가능하였다. 변성 PBT 내의 PPG 함량이 작은 비교예 3 ~ 4의 이축연신 필름은 인열직선성이 불량하였다. 변성 PBT 내의 PPG의 분자량이 작은 비교예 5의 경우에도 인열직진성이 불량하였다. 변성 PBT 내의 PPG의 분자량이 큰 비교예 6의 경우에는 두께편차가 크고 투명성, 인열직선성이 대체로 불량하였다. 변성 PBT의 혼합비가 작은 비교예 7의 경우에는 인장강도는 크지만 인열직선성이 나타나지 않았다. 변성 PBT의 혼합비가 큰 비교예 8의 경우에는 두께편차가 크고 투명도가 저하되었다.

중심층은 실시예 1과 동일하지만 층구성비가 가 2/6/2로 바깥층인 PET층이 두꺼운 경우에는 두께편차, 투명성은 우수하지만 인열직진성은 실시예의 경우보다 불량하다. 비교예 10은 공압출하지 않고 변성 PBT와 PET의 혼합원료를 사용하여 1층 필름으로 제조한 경우로서 투명성(헤이즈)이 불량하고 표면장력(35dyne/cm)도 낮아 후가공성이 떨어지는 단점이 있다.

실시예 15 ~ 25, 비교예 11 ~ 18

실시예 1, 7 및 비교예 5, 9에서 얻은 이축연신 폴리에스테르 필름을 이용하여 표 3에 나타낸 구성으로 적층을 실시하였다. 이어서, 이 적층필름을 이용하여 위 이축연신 폴리에스테르 필름의 길이방향이 인열방향이 되도록 포장지를 제작하였다. 이어서 이 포장봉지를 이용하여 길이방향 및 폭방향으로 각각 200mm인 정사각형으로서 정사각형의 각변이 실링된 포장봉지를 제작하였다. 이 포장봉지를 사용하여 인열직진성 평가를 하고 그 결과를 표 3에 나타냈다. 평가는 위에서 정의한 바에 따른 인열직선성을 나타내면 합격으로 하였으며, 인열이 불가능하거나 인열직선성을 나타내지 않으면 불합격으로 처리하였다.

아래의 표 3에서 포장지 구성성분의 약칭은 다음을 나타낸다.

ECP1 : 실시예 1에서 얻어진 이축연신 폴리에스테르 필름

ECP2 : 실시예 7에서 얻어진 이축연신 폴리에스테르 필름

ECP3 : 비교예 5에서 얻어진 이축연신 폴리에스테르 필름

ECP4 : 비교예 9에서 얻어진 이축연신 폴리에스테르 필름

LLDPE : 선상 저밀도 폴리에틸렌(상보화학사제, 모델명 : 그린스틱, 두께 : 60㎛)

Ony : 이축연신 나일론 6 필름( Unitica사제, 모델명 : Emblem, 두께 :15㎛)

CPP1 : 무연신 폴리프로필렌 필름(Futamura사제, 모델명 : TAICO - FC, 두께 : 30㎛)

CPP2 : 무연신 폴리프로필렌 필름(율촌화학사제, 모델명 : TAICO - FC, 두께 : 60㎛)

AL : 알루미늄 박막(삼아알루미늄사제, 두께 : 7㎛)

VM-ECP1 : ECP1에 알루미늄을 증착한 필름

VS-ECP2 : ECP2에 실리카(SiOx)를 증착한 필름

표 3을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예 1, 7의 이축연신 폴리에스테르 필름을 이용하여 제조한 포장지로 이루어진 포장봉지의 경우에는 인열직진성이 양호하였지만, 비교예 5, 9의 이축연신 폴리에스테르 필름을 이용하여 제조한 포장지로 이루어진 포장봉지의 경우에는 인열직진성이 불량하였다.

본 발명에 따른 적층 폴리에스테르 필름은 특정 범위의 분자량을 갖는 폴리프로필렌글리콜(PPG)을 특정분율로 함유한 변성 PBT와 PET의 혼합물을 원료로 하여 제막한 필름층의 한면 또는 양면에 PET 필름층을 적층한 것으로서, 광학특성, 인쇄성, 내구성, 방습성, 역학적 성질, 내열성, 내유성 등이 우수하고 적어도 길이방향으로 인열직선성을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름을 저밀도 폴리에틸렌 필름, 무연신 폴리프로필렌 필름, 알루미늄 박막 필름, 나일론 필름 등에 적층하여 제작한 포장지로부터 이개봉성 포장봉지를 얻을 수 있다.

도 1은 인열직선성을 평가하기 위한 필름시편의 형상을 나타낸다.

도 2a 및 도 2b는 인열시험 후의 필름시편의 형상을 나타낸 것인데, 도 2a는 인열직선성이 양호한 시편을 나타내고, 도 2b는 인열직선성이 불량한 시편을 나타낸다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

1 : 홈 3 : 필름 시편

5, 5' : 인열전파단 7 : 대변

Claims

중량평균 분자량 600 ~ 4,000의 폴리프로필렌글리콜 단위를 5 ~ 20중량% 포함하는 변성 폴리부틸렌테레프탈레이트 5 ~ 30중량% 및 폴리에틸렌테레프탈레이트 70 ~ 95중량%의 혼합물로 이루어진 제 1필름층; 및

상기 제 1필름층의 어느 일면에 적층되어 있으며 폴리에틸렌테레프탈레이트로 이루어진 제 2필름층을 포함하는 적층필름으로서 적어도 한방향으로 인열직진성을 갖는 이축연신 폴리에스테르 필름으로서,

상기 제 1필름층의 두께가 상기 이축연신 폴리에스테르 필름의 전체 두께의 70% 이상이며,

상기 이축연신 폴리에스테르 필름의 인장강도가 17 ~ 35kgf/mm², 150℃, 30분의 조건에서의 건열수축율이 3% 이하, 헤이즈가 5% 이하인 것을 특징으로 하는 이축연신 폴리에스테르 필름.
제1항에 있어서, 상기 제 1필름층의 양면에 모두 상기 제 2필름층이 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 이축연신 폴리에스테르 필름.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변성 폴리부틸렌테레프탈레이트는 디메틸테레프탈레이트와 1,4-부탄디올의 에스테르 교환반응 또는 테레프탈산과 1,4-부탄디올의 직접에스테르화 반응의 결과물에 분자량 600 ~ 4,000의 폴리프로필렌글리콜을 투입하고 중축합반응을 진행시킴으로써 얻어진 것을 특징으로 하는 이축연신 폴리에스테르 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변성 폴리부틸렌테레프탈레이트는 폴리부틸렌테레프탈레이트 중합체와 분자량 600 ~ 4,000의 폴리프로필렌글리콜을 용융혼련하여 제조한 것을 특징으로 하는 이축연신 폴리에스테르 필름.
삭제
1층 이상의 층에 제1항 또는 제2항에 기재된 어느 하나의 이축연신 폴리에스테르 필름이 적층된 것을 특징으로 하는 적층 라미네이션 필름.
제1항 또는 제2항에 기재된 어느 하나의 필름을 사용하여 제작한 것을 특징으로 하는 이개봉성 포장봉지.