KR100607708B1 - 부드럽고연한광택의무지개빛필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 두가지 또는 그 이상의 수지를 사용하여 실제적으로 일정한 두께의 박층으로 구성된 다수 층이며, 실제적으로 평형을 이루는 층이고, 굴절율이 다른 이종의 투명한 열가소성 수지로 접촉된 인접층이며, 필름 총 두께의 최소한 5 %로 구성된 각각의 바깥쪽 껍질층이며, 무광택을 나타낼 수 있는 충분한 양의 진주빛 안료를 포함하는 다층 필름을 형성케 하는 열가소성 다층 수지필름에 관한 것이다.

Description

부드럽고 연한 광택의 무지개빛 필름{SATIN AND TINTED SATIN IRIDESCENT FILMS}
각기 다른 굴절률을 가지는 두 가지 중합체가 교호된 층을 갖는 다층 플라스틱 필름은 각 층들이 적당한 두께를 갖는 경우에 무지개빛(iridescent)을 나타낸다. 이와 같은 필름은 미국의 쿠퍼(Cooper), 세티(Shetty) 및 핀스키(Pinsky) 등의 재발행특허(Re)번호 제 31,780 호와, 본원에 참고 문헌으로 병합되어 있는 세티와 쿠퍼의 미국특허번호 제 5,089,318 호와 미국특허번호 제 5,451,449 호 및 다른 특허 문헌들에 기술되어 있다. 무지개빛 색상은 광 간섭 현상에 의해 생성된다. 교호된 중합체 층의 쌍이 광학 코어를 이루고 있다. 일반적으로, 가장 바깥쪽 층 또는 껍질 층은 광학 코어에 있는 층들 보다 두껍다. 이들 두꺼운 껍질 층은 광학 코어의 성분중의 한가지로 구성되어 있거나 또는 필름에 원하는 물리적, 기계적 또는 다른 특성을 부여하는 데에 사용되는 이종(異種)의 중합체일 수 있다.
대부분의 무지개빛 필름들은 1 % ~ 5 % 범위의 운가(haze level)를 갖는 투명하고 광택성이다. 과거, 차분하거나 무광택인 무지개빛 필름에 대한 각종 수요에 따라, 무광택 필름을 제조하기 위한 여러 가지 방법이 시도되어 왔으나, 그들은 많은 단점을 지니고 있다. 지금까지 시도되었던 몇몇 제조방법을 소개하면 다음과 같다.
1. 필름표면을 혼란시키고 빛을 산란시켜 흐릿한 필름을 생성시키는 껍질 물질내의 첨가제. 이것의 단점은 필름이 적층되었을 때 적층된 표면의 거친 부분이 접착제로 채워져서 흐릿함이 반감되었다는 점이다. 이 첨가제는 껍질 층보다 작거나 또는 같은 입자 크기를 가져야 하였다 (1 또는 2 마이크론 이하). 첨가제의 양을 증가시키는 방법에서는 용융된 웨브를 끌어 내리는 데에 있어서 문제를 야기하였다.
2. 이산화티탄과 같은 안료의 첨가는 원하는 운가를 나타내었지만 필름에 많은 백색도를 주었고, 원하는 외양을 제공하지 못하였다.
3. 굴절률이 다른 두 가지 중합체의 배합은 원하는 운가를 나타내었다. 일반적으로, 이 두 가지 중합체들은 굴절률이 서로 상이하여야 하는 요건 때문에 이종(異種) 중합체류이어야 하였다. 이는 배합 및 공정에 있어서 문제를 야기하였으며, 필름의 특성을 악화시키는 결과를 초래하였다.
과거, 진주빛을 내는 안료 (pearlescent pigment, 이하, "진주빛 안료"라고 함)를 이들 껍질에 혼합시키려는 시도가 있었으나, 입자 크기가 상대적으로 크기 때문에 필름 캐스팅 문제를 야기함이 없이 원하는 효과를 달성하는 데에 충분한 양이 안료를 필름에 넣을 수가 없었다.
본 발명의 요약
매우 미세한 입자 크기의 진주빛 안료를 도입함으로써, 충분한 양의 진주빛 안료가 첨가되어 10 % ~ 80 %의 운가 및 가능하게는 그 이상의 운가를 달성할 수 있음을 알게 되었다. 이 진주빛 안료는 기재 필름의 특성에 실질적인 변화를 주지 않으면서 육안으로 심미감을 주는 기재 무지개빛 색상에 부드럽고 사틴과 같은(satiny) 진주빛 외양을 부여한다.
더욱 자세히 설명하자면, 본 발명은 실질적으로 일정한 두께의 매우 얇은 여러 개의 박층으로 이루어진 열가소성 수지 다층 적층 필름을 제공하는 것으로서, 상기 층들은 일반적으로 평행이고, 인접 층들은 이종의 투명 열가소성 수지 재료로 이루어진 것이고, 바깥쪽 껍질 층 각각은 총 필름 두께의 5 % 이상이며, 상기 다층 필름은 무광택을 부여하는 데에 충분한 양의 진주빛 안료를 함유하는 것이다.
이 다층 적층 필름은 바람직하게는 10개 이상의 매우 얇은 박층을, 더욱 바람직하게는 35개 이상의 매우 얇은 박층을, 가장 바람직하게는 70개 이상의 매우 얇은 박층을 갖는 것이다.
이 적층 필름의 인접 층들은 바람직하게는 굴절률이 약 0.03 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.06 이상 달라야 한다.
이 적층 필름에 있어서, 바람직한 투명 열가소성 수지 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT) 및 글리콜 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PETG)이다.
진주빛 안료는 필름의 가장 바깥쪽 (껍질) 층 중 하나 이상에 또는 내부 층 중 하나 이상에 혼입할 수 있다.
본 발명의 구체례의 하나에서는 충분한 양의 투명하고 바람직하게는 안정한 염료를 하나 이상의 층에 용해시킴으로써, 필름의 반사 색상과 전달 색상 중 적어도 하나의 외견 색상을 개선하거나 또는 변형시킨다. 상기 염료는 각각의 이종 열가소성 수지 모두에 존재하거나 또는 이들 전부 보다 적게 존재할 수 있다.
미세 입자 진주빛 안료는 무지개빛 필름 제조에 사용되는 다양한 수지에 용이하게 혼입될 수 있으므로 이들 수지로 이루어진 부드러운 외양의 적층 필름 배합물을 편리하게 제조할 수 있다.
발명의 상세한 설명
본 발명에 사용되는 진주빛 안료는 통상 이산화티탄 및/또는 산화철과 같은 산화물로 피복된 운모판으로 이루어진다. 이들 안료는 평평한 표면과 높은 굴절률로 인해 투명하고 광을 반사한다. 또한, 제어된 두께의 피복은 광 간섭에 의하여 색상을 만들어 내므로, 특정 진주빛 안료는 광택뿐만 아니라 색상도 부여한다. 본 발명의 진주빛 안료는 다음과 같은 특성을 갖는다.
1. 본 발명의 진주빛 안료는 투명하거나 반투명하여 빛이 다층 필름의 광 코어를 통과하도록 하며, 무지개빛 색상이 안료를 통과하여 가시화되도록 하므로, 무지개빛 필름이 얻어진다.
2. 본 발명의 진주빛 안료는 모서리에서 빛을 충분히 산란시키므로, 높은 운가를 갖는 무광택의 부드러운 필름이 얻어진다. 빛은 필름 내에서 진주빛 안료에 의하여 산란되는데, 이는 표면 현상이 아니다. 따라서 운가와 부드러운 효과는 필름이 적층, 피복 등이 되는 경우에도 감소되지 않는다.
3. 본 발명의 진주빛 안료 입자는 충분히 크기가 작으므로 (2 ~ 15 마이크론) 원하는 운가 (1 % ~ 80 %)를 달성하는 데에 충분한 양의 안료가 중합체에 첨가될 수 있고, 필름의 제조 과정 중에 웨브를 유지하는 데에 문제가 없다.
상품명 마그나퍼얼 3100® (Magnapearl 3100®, 이산화티탄으로 피복된 운모)과 마이크로마이카 레드® (Micromica Red®, 이산화티탄으로 피복된, 적색 간섭 색상을 갖는 운모)가 본 발명의 부드럽고 연한 광택의 무지개빛 필름의 제조에 사용되는 두 가지 바람직한 진주빛 안료이다. 두 가지 안료 모두는 전술한 모든 특성을 가지며, 이들의 입자의 크기는 2 ~ 15 마이크론 범위이다.
다음의 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 예시한다.
실시예 1
폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 열가소성 폴리에스테르를 제1 압출기의 공급 블럭에 공급하고, 제2 압출기로부터 폴리메틸 메타크릴레이트 (PMMA)를 공급하여 115층 광학 코어를 형성시키고, 글리콜 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PETG)로 이루어진 제2 껍질 층 (총 두께의 약 20 %)을 제3 압출기를 이용하여 각 표면에 가하여 0.73 밀(18.5 마이크론) 두께의 무지개빛 필름을 형성시켰다. 이 필름은 밝은 무지개빛이었으며, 수직 입사에서의 반사에서는 적색과 녹색이 우세하였고, 수직 입사에서의 전달에서는 청색과 분홍색이 우세하였다. 이 필름은 밝은 광택성 표면을 가졌고, 운가는 약 3 %이었다.
백색 진주빛 안료를 글리콜 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PETG)의 제2 껍질 층에 5 % 농도 수준으로 혼입한 것을 제외하고는, 전술한 절차를 반복하였다. 진주빛 안료의 입자는 2 ~ 15 마이크론의 입자 크기를 가졌으며, 이산화티탄으로 피복된 운모이었다. 얻어진 필름은 위의 시료와 같은 반사 및 전달 색상을 나타내었으나, 무광택의 부드러운 표면을 가졌으며, 운가는 약 36 %이었다.
실시예 2
광학 코어가 229층을 가졌다는 것과, 제3 압출기를 이용하여 가해진 두 개의 껍질 층이 5 % 농도 수준으로 혼입된 백색 진주빛 안료를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 것을 제외하고는, 광학 코어에 실시예 1과 동일한 중합체를 갖는 다층 구조체를 제조하였다. 상기 진주빛 안료는 2 ~ 15 마이크론 범위의 입자 크기를 갖는, 이산화티탄이 피복된 운모이었다. 얻어진 필름은 두께가 1.30 밀(33 마이크론)이었으며, 광학 코어 내의 층수가 증가되었기 때문에 실시예 1의 필름에 비하여 강한 무지개빛 색상을 나타내었다. 진주빛 안료의 첨가로 인하여 약 43 %의 운가와, 무광택의 부드러운 표면을 갖는 필름이 얻어졌다.
실시예 3 ~ 7은 아래 표에 나타내었다.
실시예 8
PETG 바깥 껍질 층의 두께를 두 배로 하여 실시예 7을 반복하여, 운가가 31 %인 필름을 얻었다.
실시예 9
저 굴절률 중합체인 PMMA에 적색 피리돈 염료를 0.07 %의 농도로 혼입하여 실시예 1을 반복 실시하였다. 적색 염료로 착색된 무지개빛 필름과 유사하지만, 무광택의 부드러운 표면 및 약 36 %의 운가를 갖는 필름이 얻어졌다.
실시예 10
저 굴절률 중합체인 PMMA에 청색 안트라퀴논 염료를 0.4 %의 농도로 혼입하여 실시예 1을 반복 실시하였다. 청색 염료로 착색된 무지개빛 필름과 유사하지만, 무광택의 부드러운 표면 및 약 36 %의 운가를 가지는 필름이 얻어졌다.
실시예 11
저 굴절률 중합체인 PMMA에 녹색 안트라퀴논 염료와 황색 피라졸론 염료의 조합을 0.15 %의 농도로 혼입하여 실시예 1을 반복 실시하였다. 녹색 염료로 착색된 무지개빛 필름과 유사하지만, 무광택의 부드러운 표면 및 약 36 %의 운가를 갖는 필름이 얻어졌다.
실시예 12
저 굴절률 중합체인 PMMA에 황색 피라졸론 염료를 0.15 %의 농도로 혼입하여 실시예 1을 반복 실시하였다. 황색 염료로 채색된 무지개빛 필름과 유사하지만, 무광택의 부드러운 표면 및 약 36 %의 운가를 갖는 필름이 얻어졌다.
본 발명의 정신과 범위를 벋어나지 않은 범위 내에서 다양한 변형 및 개조가 이루어질 수 있다. 상기 실시예에서는 PBT, PET, PETG 및 PMMA의 조합으로 제조된 필름이 제시되었다. 상기 진주빛 안료들은 무지개빛 필름을 제조하기 위한 바깥 껍질의 재료로 사용될 수 있는 어떠한 열가소성 수지에도 혼입할 수 있다. 광학 코어로부터 얻어지는 무지개빛 색상이 파괴되거나 또는 불명료해지지 않는 한 상기 진주빛 안료들은 무지개빛 필름의 하나 보다 많은 구성 요소에 혼입될 수도 있다.
필름 제조에 있어서 본 발명은 캐스트, 평판형 필름 제조를 참조로 하여 기술하였으나, 무지개빛 필름은 또한 관형 (취입 필름) 공정에 의하여 제조될 수도 있는 것으로 평가될 것이다. 따라서 본원에 개시된 다양한 구체례는 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 범위를 이에 국한시키고자 하는 것이 아니다.
본 발명은 본원의 특정 개시 내용에 의하여 제한되는 것이 아니라, 첨부된 특허 청구의 범위에 의해서만 제한될 것이다.

Claims (13)

  1. 투명 열가소성 수지 재료로 이루어진 공압출되는 30 내지 500 ㎚ 두께의 여러 개의 박층을 포함하는 것으로서, 상기 여러 개의 박층들은 서로 평행이고, 인접층들은 굴절률이 다른 이종의 투명 열가소성 수지 재료로 이루어진 것이고, 각각의 바깥쪽 층은 껍질을 구성하는 것으로서, 상기 껍질 층은 총 필름 두께의 5% 이상을 구성하는 것이고, 무광택을 부여하는 데에 충분한 양인 3.5 내지 12.5 중량%의 진주빛 안료를 함유하는 것인, 열가소성 다층 공압출 수지 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 30 내지 500 ㎚ 두께의 박층을 10개 이상 갖는 것인 열가소성 다층 수지 필름.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 30 내지 500 ㎚ 두께의 박층을 35개 이상 갖는 것인 열가소성 다층 수지 필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 30 내지 500 ㎚ 두께의 박층을 70개 이상 갖는 것인 열가소성 다층 수지 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 인접 층은 굴절률이 0.03 이상 다른 것인 열가소성 다층 수지 필름.
  6. 제 1 항에 있어서, 인접 층은 굴절률이 0.06 이상 다른 것인 열가소성 다층 수지 필름.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 수지 재료는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 글리콜 개질 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리메틸 메타크릴레이트로 구성되는 군에서 선택되는 것인 열가소성 다층 수지 필름.
  8. 제 1 항에 있어서, 열가소성 수지 재료 중 한 가지가 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 열가소성 다층 수지 적층 필름.
  9. 제 1 항에 있어서, 열가소성 수지 재료 중 한 가지가 폴리메틸 메타크릴레이트인 열가소성 다층 수지 필름.
  10. 제 1 항에 있어서,
    제 10 항에 있어서, 투명한 이종 열가소성 수지 재료 전체에 대하여 0.07 내지 0.4 중량%의 투명 염료를 상기 층들 중 하나 이상에 용해되어 있는 상태로 함유하는 것인 열가소성 다층 수지 필름.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 염료는 각각의 이종 열가소성 수지 재료 모두에 존재하는 것인 열가소성 다층 수지 필름.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 진주빛 안료는 상기 껍질 층 중 하나 이상에 혼입되는 것인 열가소성 다층 수지 필름.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 진주빛 안료는 내부 층 중 하나 이상에 혼입되는 것인 열가소성 다층 수지 필름.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0298603A2 (en) * 1987-07-06 1989-01-11 The Mearl Corporation Simulated mother-of-pearl

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