KR101011290B1

KR101011290B1 - 2축 배향 폴리에스테르 필름

Info

Publication number: KR101011290B1
Application number: KR1020057004028A
Authority: KR
Inventors: 히로유끼 다나까; 구니마사 다나까; 료스께 마쯔이
Original assignee: 도레이 카부시키가이샤
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2011-01-28
Also published as: CN1681653A; KR20050043936A; CN100369745C; WO2004024446A1; JPWO2004024446A1; US7364786B2; US20060127654A1; EP1547766A1; EP1547766A4; JP4341555B2

Abstract

주된 융점이 245 내지 265℃인 폴리에스테르를 주성분으로 하고, 0℃에서의 봉투 낙하 강도 지수가 2.0이상, 120℃에서의 필름 길이방향의 파단 강도가 100MPa 이상인 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 내열성, 기계 강도, 내충격성 및 내굴곡성이 뛰어나고, 특히 포장재료로서 유용하다.

2축 배향 폴리에스테르 필름, 봉투 낙하 강도 지수, 파단 강도, 탄성률, 융점, 열가소성 수지, 방향족 폴리에스테르, 유리 전이 온도

Description

2축 배향 폴리에스테르 필름{BIAXIALLY ORIENTED POLYESTER FILM}

본 발명은 내열성, 기계 강도가 뛰어나면서도 내충격성 및 내굴곡성이 뛰어난 2축 배향 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

폴리에스테르 필름, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 하는 폴리에스테르 필름은 뛰어난 기계적 특성, 열적 특성, 전기적 특성, 표면 특성, 광학 특성, 내열성, 내약품성 등의 성질을 이용해서 자기 기록 매체용, 공업 재료용, 포장용 등 여러 가지 용도로 폭넓게 이용되고 있다. 그러나, 폴리에스테르 필름은 포장재료 등에서 특별히 요구되는 내충격성, 내굴곡 핀홀성이 떨어지기 때문에, 포장재료 용도로서는 나일론 2축 연신 필름이 많이 사용되고 있다. 나일론 필름은 흡습율 및 습도 팽창 계수가 크고, 보존시나 가공시의 취급에 주의를 요하고, 증착가공이 곤란하다. 또, 내열성이나 인쇄 적성, 탄력의 강함, 치수 안정성을 보충하기 위해서 나일론 필름은 폴리에스테르 필름과 접합한 형태로 이용되는 경우가 많다.

또, 폴리에스테르 필름 단체에 내충격성, 내굴곡 핀홀성을 주는 방법으로서 폴리에틸렌테레프탈레이트에 다이머산 등의 장쇄 지방족 디카르복실산 등의 성분을 공중합함으로써 유연성 폴리에스테르 필름을 얻는 방법(일본 특허공개 평6-79776호 공보)이나, 변성 폴리부틸렌테레프탈레이트와 폴리에틸렌테레프탈레이트를 배합하여 유연성 폴리에스테르 필름을 얻는 방법(일본 특허공개 2001-11213호 공보)이 제안되어 있다. 이러한 유연 필름에서는 탄성률이 크다고 하는 PET 필름 본래의 장점이 손상되고, 고가의 공중합 성분을 사용하기 때문에 비용이 비싸지기 쉽다. 또한 종래의 유연 필름은 내열성이 낮고 점착되기 쉽기 때문에 제막공정이나 가공공정에서 휘감김 등의 트러블이 일어나기 쉽다고 하는 문제가 있었다.

발명의 개시

본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 주된 융점이 245 내지 265℃인 폴리에스테르를 주성분으로 하고, 0℃에서의 봉투 낙하 강도 지수가 2.0이상, 120℃에서의 필름 길이방향의 파단 강도가 100MPa 이상이다.

또한 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 바람직하게는 0℃에서의 봉투 낙하 강도 지수가 2.0이상, 120℃에서의 필름 길이방향의 파단 강도가 100MPa 이상인 2축 배향 폴리에스테르 필름으로서, 융점이 245 내지 265℃인 방향족 폴리에스테르를 주성분으로 하는 층(A층)과 융점이 215 내지 265℃인 혼합 열가소성 수지를 포함하는 층(B층)이 교대로 5층 이상 적층되고, B층의 혼합 열가소성 수지는 방향족 폴리에스테르를 90 내지 99.8중량％, 유리 전이 온도가 20℃이하인 열가소성 수지를 0.2 내지 10.0중량％ 함유하고, 주된 융점이 245 내지 265℃인 폴리에스테르를 주성분으로 한다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 주된 융점이 245 내지 265℃인 폴리에스테르를 주성분으로 하고, 0℃에서의 봉투 낙하 강도 지수가 2.0이상, 120℃에서의 필름 길이방향의 파단 강도가 100MPa 이상인 2축 배향 폴리에스테르 필름이다.

본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름에 이용하는 폴리에스테르는 주된 융점이 245 내지 265℃인 폴리에스테르이다. 여기서 주된 융점이란, 시차 주사 열량계를 이용해서 승온 속도 10℃/분으로 측정해서 얻어지는 융해 피크의 온도를 가리킨다. 또, 융해 피크가 복수 존재할 때의 주된 융점이란 가장 융해 열량이 큰 피크 온도를 가리킨다.

본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름에 이용하는 폴리에스테르는 테레프탈산, 이소프탈산 및 2,6-나프탈렌디카르복실산에서 선택된 1종 이상의 방향족 디카르복실산과 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올 및 1,4-부탄디올에서 선택된 1종 이상의 지방족 알코올을 포함하는 방향족 폴리에스테르를 주체로 하는 폴리에스테르가 바람직하다.

본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 반복 단위의 90몰％이상이 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스테르로 하는 것이 바람직하다. 반복 단위의 90몰％이상이 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스테르를 포함하는 2축 배향 폴리에스테르 필름은 특히 기계 강도 및 내열성이 뛰어나면서도 내굴곡성, 내충격성이 뛰어난 필름이 된다.

또, 0℃에서의 봉투 낙하 강도 지수란, 무연신 폴리프로필렌 시트와 2축 배향 폴리에스테르 필름을 접합하여 봉투로 만들고, 식염수를 충전해서 0℃에서 낙하 테스트를 실시했을 때에 봉투가 파열될 때까지의 낙하 회수를 가리킨다. 무연신 폴리프로필렌 시트는 일반적으로 봉투재료로서 이용될 때에 실란트로서 이용되고 있다.

0℃에서의 봉투 낙하 강도 지수는 구체적으로는 하기의 방법으로 측정했다.

우선, 미츠이 타케다 케미컬(주)제 접착제 타케락 A610과 경화제 타케네이트 A50을 9:1로 혼합하고, 아세트산 에틸로 희석한 접착제를 이용해서 드라이 두께 1㎛가 되도록 샘플 표면에 도포하고, 두께 60㎛의 토오레 합성 필름(주)제 트레팬 NO T3931과 2축 배향 폴리에스테르 필름을 접합했다.

다음에 접합 필름을 40℃로 48시간 경화시키고, 히트실러(160℃)로 4방향 실 봉투(20cm×15cm)를 만들었다. 2.5중량％ 식염수 250g을 봉투에 봉입하고, 식염수를 봉입한 봉투를 0℃의 냉장고에서 8시간 보온했다. 그 후, 1.25m의 높이에서 식염수를 봉입한 봉투를 0℃에서 낙하시켜, 봉투 파열 또는 봉투에 핀홀이 발생할 때까지의 낙하 회수를 한 샘플에 대해서 10회 이상 측정했다. 봉투 파열 또는 봉투에 핀홀이 발생할 때까지의 낙하 회수의 평균치를 0℃에서의 봉투 낙하 강도 지수로 했다.

시판되는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 이용하면, 봉투 낙하 강도 지수는 1.0, 즉 모두 1회째의 낙하에서 봉투가 파열되는데, 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 저온에서의 내충격성이 뛰어나고, 봉투 낙하 강도 지수가 2.0이상, 바람직하게는 2.3이상, 보다 바람직하게는 2.5이상이다.

또, 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 120℃에서의 필름 길이방향의 파단 강도가 100MPa 이상이다. 120℃에서의 필름 길이방향의 파단 강도가 100MPa보다 작은 경우, 인쇄, 증착, 접합 등의 가공 공정에서 고온이 되었을 때에 공정장력에 의해 필름 절단, 편신, 필름 폭방향의 수축 등의 문제가 발생한다. 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 120℃에서의 필름 길이방향의 파단 강도가 바람직하게는 120MPa 이상이다.

본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 필름 전체의 두께는 예를 들면 포장용 필름의 경우는 바람직하게는 5 내지 40㎛, 특히 바람직하게는 10 내지 25㎛이다.

본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 필름 길이방향 및 폭방향의 탄성률이 모두 3GPa 이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름에 있어서, 특히 0℃에서의 봉투 낙하 강도가 강하고, 내열성이 뛰어난 필름으로 만들기 위해서는 융점이 245 내지 265℃인 방향족 폴리에스테르를 주성분으로 하는 층(A층)과, 융점이 215 내지 265℃인 혼합 열가소성 수지를 포함하는 층(B층)이 교대로 5층 이상 적층되고, B층의 혼합 열가소성 수지가 방향족 폴리에스테르를 90 내지 99.8중량％, 유리 전이 온도가 20℃이하인 열가소성 수지를 0.2 내지 10.0중량％ 함유하는 2축 배향 폴리에스테르 필름으로 만드는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름에 있어서, 하기의 구성의 필름으로 함으로써, 0℃에서의 봉투 낙하 강도 지수가 2.0이상인 2축 배향 폴리에스테르를 얻을 수도 있다.

융점이 245 내지 265℃인 방향족 폴리에스테르를 주성분으로 하는 층(C층)과 폴리에스테르를 주성분으로 하는 층(D층)을 교대로 9층 이상 적층하고, 폴리에스테르를 주성분으로 하는 층(D층)이 융점이 210 내지 260℃이고, D층이 C층을 구성하는 폴리에스테르보다 융점이 5 내지 35℃ 낮은 폴리에스테르를 주성분으로 하는 층이며, 필름 전체의 두께에 대한 D층의 두께 비율을 5 내지 20％로 하고, C층의 면배향을 비교적 높게 하고, 또한 D층의 면배향이 낮아지게 하는 연신 조건, 열고정 조건으로 한다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름에 대해서 더 설명한다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름에 있어서, A층 및 B층에 이용되는 방향족 폴리에스테르는 테레프탈산, 이소프탈산 및 나프탈렌디카르복실산에서 선택된 1종 이상의 방향족 디카르복실산과, 에틸렌글리콜, 1,3-프로판디올 및 1,4-부탄디올에서 선택된 1종 이상의 지방족 알코올을 포함하는 방향족 폴리에스테르인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 A층에 이용하는 방향족 폴리에스테르는 내열성이 높고 기계 강도가 큰 필름을 얻기 위해서 융점이 245 내지 265℃인 것이 바람직하다. 융점이 245 내지 265℃이면 적층 필름의 내열성이나 기계 강도가 양호하다. A층에 이용하는 방향족 폴리에스테르의 융점은 245 내지 265℃가 보다 바람직하다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 B층에 이용하는 혼합 열가소성 수지는 융점이 215 내지 265℃인 혼합 열가소성 수지인 것이 바람직하다. B층에 이용하는 혼합 열가소성 수지의 융점은 230 내지 255℃가 보다 바람직하다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 B층에 이용하는 혼합 열가소성 수지는 방향족 폴리에스테르를 90 내지 99.8중량％, 유리 전이 온도가 20℃이하인 열가소성 수지를 0.2 내지 10.0중량％ 함유하는 것이 바람직하다. B층에 이용하는 혼합 열가소성 수지는 유리 전이 온도가 20℃이하인 열가소성 수지를 0.5 내지 5중량％ 함유하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 B층에 이용하는 혼합 열가소성 수지 중의 방향족 폴리에스테르가 90 내지 99.8중량％이면, 내충격성, 내굴곡성이 저하되지 않고, 내열성, 역학 강도가 양호하다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 B층에 이용하는 혼합 열가소성 수지 중의 유리 전이 온도가 20℃이하인 열가소성 수지를 0.2 내지 10.0중량％ 함유하는 경우는 내충격성, 내굴곡성이 저하되지 않고, 내열성, 역학 강도가 양호하고, 필름의 헤이즈가 높아져 불투명한 필름이 되기 쉽다고 하는 문제가 생기지 않는다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 B층에 이용하는 혼합 열가소성 수지 중의 혼합 열가소성 수지의 융점이 215 내지 265℃이면, 내열성, 역학 강도가 양호하다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 혼합 열가소성 수지를 포함하는 B층은 단층의 필름으로 이용한 경우라도 내굴곡성이 비교적 뛰어난 것이다. 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 바람직하게는 융점이 245 내지 265℃인 방향족 폴리에스테르를 주성분으로 하는 A층과, 혼합 열가소성 수지를 포함하는 B층을 교대로 5층 이상 적층함으로써 내열성, 기계 강도와 내굴곡성을 양립시킬 수 있고, 또한 내충격성, 내굴곡성을 향상할 수 있다. 적층 층수가 5층 이상인 경우, 내충격성이나 내굴곡 핀홀성이 양호한 필름을 얻을 수 있고, 또, 가공 공정이나 사용시에 가열한 경우, A층과 B층의 치수 변화의 차이에 의해서 컬이 발생하거나 평면성이 악화되어 버리는 문제가 생기지 않는다. 또한 특히 내열성과 봉투 낙하 강도, 및 내굴곡 핀홀성이 높은 필름으로 만들기 위해서는 A층과 B층의 층수를 9층 이상, 특히 바람직하게는 50층 이상 200층 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 B층은 본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 A층과 비교해서 내굴곡성, 내충격성이 뛰어나고, A층과 교대로 적층함으로써 굴곡 변형을 받았을 때의 A층의 변형량을 저하시키고, 충격을 받았을 때의 충격 흡수층으로서 기능한다. 2축 배향 폴리에스테르 필름의 내충격성, 내굴곡 핀홀성은 일반적으로 적층 층수를 증가함으로써 굴곡 변형이나 충격 흡수를 분산시킬 수 있기 때문에 한층 더 향상시킬 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 각 층의 평균 두께는 바람직하게는 0.02 내지 0.5㎛, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.15㎛이다. 각 층의 평균 두께가 0.5㎛보다 큰 경우는 B층 단체로서의 내굴곡성이나 내충격성은 충분하지만, A층의 굴곡 변형이나 충격 흡수를 분산시키는 효과가 작아지기 때문에 적층 필름으로서의 내충격성, 내굴곡 핀홀성이 저하되기 쉬운 경향이 있다. 반대로 각 층의 평균 두께가 0.02㎛보다 작은 경우는 너무 얇아지기 때문에, B층 단체로서의 내굴곡성, 내충격성이 저하되어 버리기 때문에 적층 필름으로서의 내충격성, 내굴곡 핀홀 특성이 저하되기 쉬워진다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 적층 폴리에스테르 필름을 구성하는 A층에 이용하는 방향족 폴리에스테르는 반복 단위의 70 내지 95몰％가 에틸렌테레프탈레이트 단위, 5 내지 30몰％가 테트라메틸렌테레프탈레이트 단위를 포함하는 방향족 폴리에스테르를 주성분으로 하는 것이 특히 바람직하다. 반복 단위의 70 내지 95몰％가 에틸렌테레프탈레이트 단위, 5 내지 30몰％가 테트라메틸렌테레프탈레이트 단위를 포함하는 방향족 폴리에스테르를 주성분으로 하는 A층으로 함으로써 비용, 기계 특성, 내열성과 내굴곡 핀홀성을 양립시킬 수 있다. 에틸렌테레프탈레이트 단위의 함유량이 70몰％보다 작으면, 내열성, 기계 강도가 열악한 적층 필름이 되는 경우가 있다. 또, 테트라메틸렌테레프탈레이트 단위의 함유량이 30몰％보다 큰 경우는 내열성, 기계 강도가 열악한 적층 필름이 되는 경우가 있다. 또, 에틸렌테레프탈레이트 단위의 함유량이 95몰％보다 큰 경우는 내굴곡성이 열악한 적층 필름이 되는 경우가 있다. 부틸렌테레프탈레이트 단위의 함유량이 5몰％보다 작은 경우는 내굴곡성이 열악한 적층 필름이 되는 경우가 있다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 구성하는 A층에 이용하는 방향족 폴리에스테르에는 이소프탈산이나 프로판디올, 시클로헥산디메탄올이나 장쇄 지방산 등의 공중합 성분을 소량 이용할 수도 있다. A층에 이용하는 방향족 폴리에스테르의 에틸렌테레프탈레이트 단위와 테트라메틸렌테레프탈레이트 단위의 합계량이 전 폴리에스테르 중의 90몰％이상인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 구성하는 B층에 이용하는 혼합 열가소성 수지는 바람직하게는 반복 단위의 20 내지 90몰％가 에틸렌테레프탈레이트 단위와 반복 단위의 10 내지 80몰％가 테트라메틸렌테레프탈레이트 단위를 포함하고, 에틸렌테레프탈레이트 단위와 테트라메틸렌테레프탈레이트 단위의 합계량이 90몰％이상인 방향족 폴리에스테르와, 유리 전이 온도가 30℃이하인 열가소성 수지를 0.2 내지 10.0중량％ 함유하는 혼합물이다. 이러한 혼합 열가소성 수지로 했을 경우에 특히 내충격성, 내굴곡 핀홀성이 뛰어난 필름을 얻을 수 있다.

B층에 이용하는 혼합 열가소성 수지의 에틸렌테레프탈레이트 단위는 50 내지 90몰％가 더욱 바람직하고, 테트라메틸렌테레프탈레이트 단위는 10 내지 50몰％가 더욱 바람직하다. B층에 이용하는 혼합 열가소성 수지의 에틸렌테레프탈레이트 단위의 함유량이 90몰％이하이면 내충격성, 내굴곡 핀홀성이 양호한 필름이 된다. B층에 이용하는 혼합 열가소성 수지의 테트라메틸렌테레프탈레이트 단위의 함유량이 10몰％이상이면 내충격성, 내굴곡 핀홀성이 양호한 필름이 된다. 또, B층에 이용하는 혼합 열가소성 수지의 에틸렌테레프탈레이트 단위의 함유량이 50 내지 90몰％이면 내열성이 좋은 필름이 되어 A층과의 열특성의 차이가 작기 때문에, 컬 발생이나 평면성의 악화가 없고, 계면에서의 접착성이 저하되는 문제가 발생하지 않는다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 A층을 구성하는 폴리에스테르의 융점과, B층을 구성하는 혼합 수지의 융점의 차이가 10℃이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 A층은 최외층인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 상기 A층 및 상기 B층은 취급성, 가공성을 향상시키기 위해서 평균 입자 직경 0.01 내지 5㎛의 공지의 입자를 함유하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 A층 및 B층에 함유시키는 입자는 내부 입자, 무기 입자, 유기 입자가 바람직하다. 본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 A층 및 B층에는 입자를 바람직하게는 0.01 내지 3중량％, 보다 바람직하게는 0.05 내지 3중량％, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 3중량％, 특히 바람직하게는 0.3 내지 3중량％ 함유시킨다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 A층 및 B층에 함유시킬 수 있는 내부 입자의 석출 방법으로서는 공지의 기술을 이용할 수 있고, 예를 들면 일본 특허공개 소48-61556호 공보, 일본 특허공개 소51-12860호 공보, 일본 특허공개 소53-41355호 공보, 및 일본 특허공개 소54-90397호 공보 등에 기재된 기술을 채용할 수 있다. 또한 일본 특허공고 소55-20496호 공보나 일본 특허공개 소59-204617호 공보 등에 기재된 다른 입자를 병용할 수도 있다. 평균 입자 직경을 0.01 내지 5㎛로 하면 필름에 결함이 생기지 않는다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 A층 및 B층에 함유시킬 수 있는 무기 입자로서는 예를 들면 습식 및 건식 실리카, 콜로이드 실리카, 규산 알루미늄, 산화 티탄, 탄산 칼슘, 인산 칼슘, 황산 바륨, 산화 알루미늄, 마이카, 카올린, 클레이 등, 유기 입자로서는 스티렌, 실리콘, 아크릴산류, 메타크릴산류, 폴리에스테르류, 디비닐 화합물 등을 구성 성분으로 하는 입자를 사용할 수 있다. 그 중에서도 습식 및 건식 실리카, 알루미나 등의 무기 입자 및 스티렌, 실리콘, 아크릴산, 메타크릴산, 폴리에스테르, 디비닐벤젠 등을 구성 성분으로 하는 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 이들 내부 입자, 무기 입자 및 유기 입자는 2종 이상을 병용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 구성하는 A층의 적층 두께의 합계치 ∑Ta와, B층의 적층 두께의 합계치 ∑Tb의 비율(∑Ta/∑Tb)은 바람직하게는 1 내지 10, 보다 바람직하게는 2 내지 7이다. Ta/Tb가 1보다 작으면 내열성, 기계 강도가 열악한 필름이 되는 경우가 있고, 10보다 크면 내충격성, 내굴곡 핀홀성이 나빠지는 경우가 있다.

본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 5층 이상의 적층 필름이다. 본 발명의 바람직한 양태의 2축 배향 적층 폴리에스테르 필름의 제조방법은 폴리머 A와 폴리머 B를 교대로 배치하기 때문에, 2대 이상의 용융 압출기를 이용해서 각각의 압출기에 상기 폴리머를 공급하고, 용융 압출을 하여 T다이 상부에 설치한 피드 블록이나 스태틱 믹서, 멀티 매니폴드 등을 이용해서 적층하는 방법을 바람직하게 이용할 수 있다.

특히 바람직한 제조방법으로서는 폴리머 A 및 폴리머 B를 피드블록으로 3층 이상으로 적층한 후, 스태틱 믹서를 이용해서 적층수를 증가시키고, T다이로부터 시트상으로 토출하고, 금속 냉각 롤 위에서 급냉함으로써 미연신 시트를 얻는 방법이 채용된다. 이 때, 각 층의 두께가 고르지 못한 상태를 저감시키고, 층간의 접착력이 큰 필름을 얻기 위해서는, 상기 A층을 구성하는 폴리에스테르의 융점과 B층을 구성하는 혼합 열가소성 수지의 융점의 차이가 10℃이하인 것이 바람직하다. 또, 상기 A층이 최외층으로 적층되면, 매끄러움성, 표면의 내열성이 양호해지므로 바람직하다.

본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 상기와 같이 해서 얻어진 2축 연신 폴리에스테르 필름의 한 면 이상에, 금속 알루미늄, 산화 규소, 산화 알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물의 증착층을 설치하는 것이 바람직하다.

2축 배향 폴리에스테르 필름에 증착되는 이들 금속 화합물은 단독으로 이용할 수 있고, 혼합해서 이용할 수도 있다.

또, 증착박막의 제작 방법으로서는 진공 증착법, EB증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등을 이용할 수 있는데, 생산성이나 비용 면에서 진공 증착법이 가장 바람직하다.

또, 2축 배향 폴리에스테르 필름과 증착층의 밀착성을 향상시키기 위해서, 필름의 표면을 미리 코로나 방전처리나 엥커 코팅제를 도포하는 등의 방법에 의해 전처리해 두는 것이 바람직하다.

본 발명의 증착층을 설치한 2축 배향 폴리에스테르 필름은 내굴곡성이 뛰어나 봉투로서 이용했을 때에 굴곡 변형시켜도 가스 배리어성의 저하가 적다. 또, 내열성이 뛰어나고 탄성률이 크기 때문에, 증착 후의 가공 공정에 있어서의 공정장력에 의해서 필름이 늘어나는 것에 의한 증착층의 파단에 기인하는 가스 배리어성 저하가 일어나기 어렵다고 하는 장점이 있다.

또, 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 포장 봉투용으로서 사용할 경우에는 2축 배향 폴리에스테르 필름의 한 면 이상에 융점이 100 내지 230℃인 히트실층을 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름에 히트실성을 부여하기 위해서는 폴리에틸렌, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체, 아이오노머 등의 실란트라고 불리는 무연신 필름과 적층하여 적층체로서 이용할 수 있다. 또, 요구 성능에 따라 히트실층을 설치한 2축 배향 폴리에스테르 필름에, 다른 연신 필름, 예를 들면 나일론 필름, 폴리에스테르 필름, 폴리프로필렌 필름 등을 적층할 수 있다. 다른 연신 필름을 래미네이트하는 방법으로서는 접착제를 이용한 드라이 래미네이트법, 압출 래미네이트법 등의 방법이 이용된다.

다음에, 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 바람직한 제조방법에 대해서 구체적으로 기술한다.

방향족 폴리에스테르의 제조 방법으로서는 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트의 경우, 하기의 방법을 채용할 수 있다.

테레프탈산 디메틸 100중량％, 에틸렌글리콜 60중량％의 혼합물에, 테레프탈산 디메틸량에 대해서 아세트산 마그네슘 0.09중량％, 3산화 안티몬 0.03중량％를 첨가하고, 일반적인 방법에 따라 가열 승온시켜 에스테르 교환 반응을 실시한다. 그 다음에, 상기 에스테르 교환 반응 생성물에, 테레프탈산 디메틸량에 대해서 인산 85％ 수용액 0.020중량％를 첨가한 후, 중축합 반응층으로 이행한다. 또한 가열 승온하면서 반응계를 서서히 감압해서 1mmHg의 감압하, 290℃에서 일반적인 방법에 따라 중축합 반응을 실시하여 원하는 극한 점도의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 얻는다. 입자를 첨가할 경우는 에틸렌글리콜에 입자를 분산시킨 슬러리를 이용해서 중합을 실시하는 것이 바람직하다.

또, 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트의 제조방법으로서는 예를 들면 이하와 같이 실시할 수 있다.

테레프탈산 100중량％, 1,4-부탄디올 110중량％의 혼합물을 질소 분위기하에서 140℃까지 승온시켜 균일 용액으로 만든 후, 테레프탈산에 대해서 오르토티탄산 테트라-n-부틸 0.054중량％, 모노히드록시부틸주석옥사이드 0.054중량％를 첨가하고, 일반적인 방법에 따라 에스테르화 반응을 실시한다. 그 다음에, 오르토티탄산 테트라-n-부틸 0.066중량％를 첨가하고, 감압하에서 중축합 반응을 실시하여 원하는 극한 점도의 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지를 얻는다.

또한, A층, B층에 이용하는 방향족 폴리에스테르로서, 반복 단위로서 에틸렌테레프탈레이트와 테트라메틸렌테레프탈레이트를 갖는 방향족 폴리에스테르를 이용하는 경우, 상기와 같이 해서 얻어진 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트를 미리 2축 압출기를 이용해서 혼련할 수 있다. 또, 용해시의 점도차가 커지지 않도록 각각의 폴리에스테르의 중합도를 연구해서 제막의 압출시에 수지 칩을 혼합해서 이용하는 것이 바람직하다. 또, B층용 혼합 수지로서는 각각의 수지 칩을 혼합해서 이용할 수 있다. 또, 유리 전이 온도가 20℃이하인 열가소성 수지의 분산성이 좋은 필름을 얻기 위해서는 미리 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트 중에 저유리 전이 온도의 열가소성 수지를 고농도로 혼련해서 얻은 마스터 칩을 이용하는 방법이 특히 바람직하다.

상기와 같이 해서 얻은 폴리에스테르를 각각 질소 분위기, 진공 분위기 등에서 예를 들면 150℃ 5시간의 건조를 실시하고, 그 후, 개별 압출기에 공급해서 용해시킨다. 그 다음에, 각각의 경로에서 필터나 기어 펌프를 통해서 이물 제거, 압출량의 균정화를 행하고, 피드 블록으로 A/B/A의 3층으로 적층한다. 그 다음에, 스태틱 믹서를 이용해서 폭방향으로 2분할하고 합류시킴으로써 5층 필름으로 만들고, 다시 목적으로 하는 층수가 되도록 스태틱 믹서를 설치해서 적층수를 원하는 수로 증가시킨 후, T다이로부터 냉각 드럼 위에 시트상으로 토출한다.

이 때, 예를 들면 와이어상 전극 또는 테이프상 전극을 사용해서 정전 인가하는 방법, 캐스팅 드럼과 압출한 폴리머 시트간에 수막을 설치한 캐스트법, 캐스팅 드럼 온도를 폴리에스테르의 유리 전이점~(유리 전이점-20℃)로 해서 압출한 폴리머를 점착시키는 방법, 또는, 이들 방법을 복수 조합한 방법에 의해 시트상 폴리머를 캐스팅 드럼에 밀착시키고, 냉각 고화하여 미연신 필름을 얻는다. 이들 캐스트법 중에서도 폴리에스테르를 사용하는 경우는, 생산성 평면성의 관점에서 정전 인가하는 방법이 바람직하게 사용된다.

또, 폴리올레핀을 사용하는 경우에는 압공에 의해 냉각 드럼에 밀어 붙이는 에어 나이프법이 바람직하다. 이러한 미연신 필름을 이용해서 길이방향으로 연신한 후, 폭방향으로 연신하거나, 또는, 폭방향으로 연신한 후, 길이방향으로 연신하는 순차 2축 연신 방법, 필름의 길이방향, 폭방향을 거의 동시에 연신해 가는 동시 2축 연신 방법 등에 의해서 연신을 한다.

이러한 연신 방법에 있어서의 연신 배율로서는 각각의 방향으로 바람직하게는 2.0 내지 6.0배, 더욱 바람직하게는 2.8 내지 5.5배가 채용된다. 또, 연신 속도는 1,000 내지 200,000％/분인 것이 바람직하고, 연신 온도는 폴리에스테르의 경우, 유리 전이점~(유리 전이점+100℃)의 온도 범위이면 임의의 온도로 할 수 있다. 연신 온도는 바람직하게는 80 내지 140℃, 특히 바람직하게는 길이방향의 연신 온도를 90 내지 125℃, 폭방향의 연신 온도를 80 내지 130℃로 하는 것이 좋다. 또, 연신은 각 방향에 대해서 복수회 행할 수 있다.

또한 2축 연신 후에 필름의 열처리를 한다. 열처리는 오븐 중, 가열된 롤 위 등 종래 공지의 임의의 방법에 의해 할 수 있다. 열처리 온도는 120℃이상 폴리에스테르의 융점 이하의 임의의 온도로 할 수 있고, 성형 가공성, 내충격성의 점에서 120 내지 230℃의 열처리 온도인 것이 바람직하다. 이러한 바람직한 온도이면 내충격성이 양호하고, 성형 가공성이 악화되지도 않는다. 성형 후의 내충격성의 점에서는 열처리 온도는 150 내지 220℃가 더욱 바람직하고, 170 내지 210℃이면 더 한층 바람직하다. 또, 열처리 시간은 다른 특성을 악화시키지 않는 범위에서 임의로 할 수 있고, 바람직하게는 1 내지 60초간 행하는 것이 좋다. 또한 열처리는 필름을 길이방향/또는 폭방향으로 이완시켜 할 수 있다. 또한 잉크 인쇄층이나 접착제, 증착층과의 접착력을 향상시키기 위해서, 한 면 이상에 코로나 처리를 하거나 코팅층을 만들 수도 있다.

(특성의 측정 방법 및 효과의 평가 방법)

본 발명에 있어서의 특성의 측정 방법 및 효과의 평가 방법은 다음과 같다.

(1)융점, 유리 전이점

세이코 인스트루먼트사제의 DSC(시차 주사 열량계) RDC220을 이용해서 측정했다. 시료 5mg을 DSC 장치에 세트하고, 25℃부터 10℃/분으로 300℃까지 승온시켰을 때에 결정 융해에 근거하는 흡열 피크 온도를 융점으로 했다. 유리 전이점이 0℃이하인 수지는 -100℃부터 10℃/분으로 300℃까지 승온시키고, 유리 전이점을 측정했다.

필름 5mg을 샘플로 이용해서 상기 조건으로 측정을 하고, 결정 융해에 근거하는 흡열 피크 온도를 융점으로 한 융해 피크가 복수 존재하는 경우는 융해 열량이 가장 큰 흡열 피크의 피크 온도를 주된 융점으로 했다.

또, 결정 융해에 근거하는 흡열 피크 온도를 융점으로 한 융해 피크가 1개만 존재할 경우는 그 흡열 피크의 피크 온도를 주된 융점으로 했다.

(2)층수, 평균 적층 두께 Ta, Tb, 두께비(∑Ta/∑Tb)

4산화 루테늄 염색을 한 필름 단면의 박막 절편을 만들고, 투과형 현미경상으로부터 두께 방향의 층수를 세었다. 또, A층의 평균 적층 두께 Ta, B층의 평균 적층 두께 Tb를 구하기 위해서, 9층 이하의 필름의 경우는 모든 층에 대해서 투과형 현미경상의 시야를 변경하여 10점 이상의 두께를 측정해서 평균치를 구하고 평균 적층 두께 Ta, Tb를 구했다. 10층 이상의 필름은 A층 및 B층 각각 5층 이상을 대표층으로서 선택하고, 각각의 대표층에 대해서 투과형 현미경상의 시야를 변경해서 10점 이상의 두께를 측정하여 평균치를 구하고 평균 적층 두께 Ta, Tb를 구했다. 또한 Ta, Tb에 각각 A층 및 B층의 층수를 적산해서 적층 두께 합계치 ∑Ta,∑Tb를 구하고 두께비(∑Ta/∑Tb)를 구했다.

(3)내굴곡 핀홀성

ASTM F-392에 준해서 297×210mm의 크기로 자른 필름을 게르보테스터를 사용하고, 탄산 가스를 사용해서 0℃의 온도 분위기에서 500회의 반복 굴곡 시험을 실시했다. 시험을 10회 실시하고, 핀홀 개수의 평균치를 산출했다. 핀홀 개수는 적을수록 바람직하다.

핀홀 개수가 10개 이상인 경우는 포장재료로서의 성능에 문제가 있다.

(4)봉투 낙하 강도(내충격성)

봉투 낙하 강도 지수(봉투 낙하 강도-1)

미츠이 타케다 케미칼(주)제 접착제 타케락 A610과 경화제 타케네이트 A50을 9:1로 혼합하고, 아세트산 에틸로 희석한 접착제를 이용했다. 드라이 두께 1㎛가 되도록 샘플 표면에 접착제를 도포하고, 범용 무연신 폴리프로필렌 시트인 두께 60㎛의 토오레 합성필름(주)제 트레팬 NO T3931과 접합하고, 40℃에서 48시간 경화시킨 접합 필름을 이용했다. 히트실러를 이용해서 160℃에서 4방향 실 봉투(20cm×15cm)를 만들고, 2.5중량％ 식염수를 250g 봉입했다. 식염수를 봉입한 봉투를 0℃의 냉장고에서 8시간 보온한 후, 1.25m의 높이에서 0℃의 분위기하에서 낙하시키고, 봉투 파열 또는 봉투에 핀홀이 발생할 때까지의 낙하 회수를 한 샘플에 대해서 10회 이상 측정하여 평균치를 0℃에서의 봉투 낙하 강도 지수로 했다.

봉투 낙하 강도(봉투 낙하 강도-2)

상기 범용 무연신 폴리프로필렌 시트로는 봉투 낙하 강도가 부족한 용도로 이용하는 경우에, 충격 강도가 큰 실란트 필름, 예를 들면 하이 레토르트용 무연신 폴리프로필렌 시트나 선상 저밀도 폴리에틸렌 시트와 적층해서 이용되는 경우가 많다. 이러한 고충격성 실란트와 병용한 경우의 봉투 낙하 강도의 지표로서 하기 방법으로 봉투 낙하 강도-2를 구했다.

미츠이 타케다 케미컬(주)제 접착제 타케락 A610과 경화제 타케네이트 A50을 9:1로 혼합하고, 아세트산 에틸로 희석한 접착제를 이용했다. 드라이 두께 1㎛가 되도록 샘플 표면에 접착제를 도포하고, 두께 50㎛의 토오레 합성필름(주)제 트레팬 NO ZK93K(하이 레토르트용 그레이드)와 접합하고, 40℃에서 48시간 경화시킨 접합 필름을 이용했다. 히트 실러를 이용해서 160℃에서 4방향 실 봉투(20cm×15cm)를 만들고, 2.5중량％ 식염수를 250g 봉입했다. 0℃의 냉장고에서 8시간 보온한 후, 1.25m의 높이에서 0℃의 분위기하에서 낙하시키고, 봉투 파열 또는 봉투에 핀홀이 발생할 때까지의 낙하 회수를 한 샘플에 대해서 10회 이상 측정하고, 평균치를 봉투 낙하 강도-2로 했다.

봉투 낙하 강도-2가 10회 이하인 경우, 운송시의 봉투 파열이 발생하기 쉬워진다고 하는 문제가 발생한다.

(5)기계 강도(탄성률), 내열성(120℃에서의 파단 강도)

필름 길이방향으로 길이 200mm, 폭 10mm의 단책상으로 자른 샘플을 이용했다. 기계 강도의 지표가 되는 탄성률은 JIS K-7127(1999)에 규정된 방법에 따라, 도요 정기제작소 주식회사제의 인장 시험기를 이용해서 25℃, 65％ RH로 측정했다. 초기 인장 척간 거리는 100mm로 하고, 인장 속도는 300mm/분으로 했다. 측정은 샘플을 변경해서 20회 실시하고, 평균치를 이용했다.

탄성률이 3.0GPa 이하인 경우, 공정장력에서의 신장이나 파단, 봉투 강도 저하가 문제가 되기 때문에 필름 두께를 두껍게 하거나, 보강을 위한 필름과 접합할 필요가 있는 등의 문제가 생긴다.

또, 동일한 샘플을 이용해서 항온항습조를 갖는 도요 정기제작소 주식회사제의 인장 시험기를 이용해서 120℃에서의 파단 강도를 측정했다.

120℃에서의 파단 강도가 100MPa보다 작을 경우, 인쇄, 증착, 접합 등의 가공 공정에서 고온이 되었을 때에 공정 장력에 의해서 필름 절단, 편신, 필름 폭방향의 수축 등의 문제가 발생한다.

(6)산소 투과도(㎖/m²·day)

JIS K 7129(1992)에 따라 모던 컨트롤사제, OX-TRAN2/20을 이용해서 온도 20℃, 습도 O％ RH의 조건하에서 측정했다.

(7)수증기 투과도(g/m²·day)

JIS K 7129(1992)에 따라 모던 컨트롤사제, PERMATRAN-W 3/30을 이용해서 온도 40℃, 습도 90％ RH의 조건하에서 측정했다.

(8)반복 마찰 후의 산소 투과도(㎖/m²·day)

필름을 폭방향 200mm, 길이방향 300mm으로 샘플링하고, 무게 20g의 알루미늄봉을 필름 상하에 폭방향으로 부착하고, 증착하지 않은 면을 롤 접촉면으로 하여 직경 20mm의 SUS제 금속 고정 롤 위에 90° 휘감은 상태로, JIS K 7129에 준해서 모던 컨트롤사제, OX-TRAN2/20을 이용해서 온도 20℃, 습도 0％ RH의 조건하에서 측정했다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해서 설명한다.

(폴리에스테르의 준비)

실시예에는 이하의 폴리에스테르 및 폴리에테르에스테르를 사용했다.

(폴리에스테르 1)

테레프탈산 디메틸 100중량부, 에틸렌글리콜 60중량부의 혼합물에, 테레프탈산 디메틸량에 대해서 아세트산 마그네슘 0.09중량％, 3산화 안티몬 0.03중량％를 첨가하고, 일반적인 방법에 따라 가열 승온시켜 에스테르 교환 반응을 실시했다. 에틸렌글리콜은 무입자의 에틸렌글리콜과 일부 평균 2차 입자 직경 1.1㎛의 응집 실리카 입자의 에틸렌글리콜 슬러리를 혼합하고, 최종 폴리에틸렌테레프탈레이트 폴리머 상태로 응집 실리카를 0.05중량％ 함유시켰다. 그 다음에, 상기 에스테르 교환 반응 생성물에, 테레프탈산 디메틸량에 대해서 인산 85％ 수용액 0.020중량％를 첨가한 후, 중축합 반응층으로 이행했다. 그 다음에, 가열 승온하면서 반응계를 서서히 감압해서 1㎜Hg의 감압하, 290℃에서 일반적인 방법에 따라 중축합 반응을 실시하여 고유 점도 0.70, 융점 255℃의 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 얻었다.

(폴리에스테르 2)

테레프탈산 100중량부, 1,4-부탄디올 110중량부의 혼합물을 질소 분위기하에서 140℃까지 승온시켜 균일 용액으로 만든 후, 테레프탈산에 대해서 오르토티탄산 테트라-n-부틸 0.054중량％, 모노히드록시부틸주석옥사이드 0.054중량％를 첨가하고, 일반적인 방법에 따라 에스테르화 반응을 실시했다. 그 다음에, 오르토티탄산 테트라-n-부틸 0.066중량％를 첨가하고, 1㎜Hg의 감압하에서 중축합 반응을 실시하고, 고유 점도 0.75의 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지를 얻었다. 이렇게 해서 얻어진 폴리에스테르 칩을 다시 일반적인 방법에 따라 고상 중합을 실시하여 융점 226℃, 고유 점도 1.25의 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트 수지를 얻었다.

(폴리에스테르 3)

디카르복실산 성분으로서 테레프탈산 90몰％, 이소프탈산 10몰％, 디올 성분으로서 에틸렌글리콜 100몰％를 이용해서 폴리에스테르 1과 동일한 에스테르 3(융점 234℃)을 얻었다.

실시예 1

A층의 원료로서 폴리에스테르 1을 80중량부, 폴리에스테르 2를 20중량부 혼 합해서 이용하고, B층 원료로서 폴리에스테르 1을 78중량부, 폴리에스테르 2를 20중량부, 토오레 듀퐁(주)제 하이트렐 4777(유리 전이점:-45℃)을 2중량부 혼합해서 이용했다. 혼합한 폴리에스테르 칩을 각각 진공 건조한 후 2대의 단축 압출기를 이용해서 토출량의 비율을 A층:B층=4:1로 하여 용융 압출을 하고, B층의 양면에 A층을 적층하도록 합류시킨 후, 분할, 적층을 하는 스태틱 믹서를 6단 설치함으로써 합계 129층으로 하고, T다이로부터 20℃로 냉각시킨 금속 롤 위에 정전 인가를 하면서 토출시켜 미연신 필름을 얻었다. 그 다음에 상기 미연신 필름을 90℃로 가열해서 롤/롤사이에서 길이방향으로 3.4배 연신했다. 그 후 텐터식 연신기로 폭방향으로 105℃로 3.7배 연신하고, 210℃로 폭방향으로 3％ 이완시키면서 10초간 열처리를 한 후, 100℃의 냉각 존을 통과시켜 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다.

실시예 2

스태틱 믹서의 단수를 2단으로 하고, 9층 필름으로 한 이외에는 실시예 1과 같이 해서 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다.

실시예 3

스태틱 믹서의 단수를 1단으로 하고, 5층 필름으로 한 이외에는 실시예 1과 같이 해서 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다.

실시예 4

스태틱 믹서의 단수를 10단으로 하고, 2049층 필름으로 한 이외에는 실시예1과 같이 해서 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다.

실시예 5

A층 원료로서 폴리에스테르 1을 75중량부, 폴리에스테르 2를 25중량부 혼합해서 이용하고, B층 원료로서 폴리에스테르 1을 42중량부, 폴리에스테르 2를 50중량부, 토오레 듀퐁(주)제 하이트렐 4777(유리 전이점:-45℃)을 8중량부 혼합해서 이용하고, 토출량의 비율을 A층:B층=2:1로 한 이외에는 실시예 1과 같이 해서 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다.

실시예 6

A층 원료로서 폴리에스테르 1을 85중량부, 폴리에스테르 2를 15중량부 혼합해서 이용하고, 토출량의 비율을 A층:B층=4:5로 한 이외에는 실시예 5와 같이 해서 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다.

실시예 7

A층의 원료로서 폴리에스테르 1을 이용해서 B층 원료로서 폴리에스테르 2를 이용했다. 혼합한 폴리에스테르 칩을 각각 진공 건조한 후 2대의 단축 압출기를 이용해서 토출량의 비율을 A층:B층=5:1로서 용융 압출을 하고, B층의 양면에 A층을 적층하도록 합류시킨 후, 분할, 적층을 하는 스태틱 믹서를 6단 설치함으로써 합계 129층으로 하고, T다이로부터 20℃로 냉각시킨 금속 롤 위에 정전 인가를 하면서 토출시켜 미연신 필름을 얻었다. 그 다음에 상기 미연신 필름을 88℃로 가열해서 롤/롤사이에서 길이방향으로 3.4배 연신했다. 그 후 텐터식 연신기로 폭방향으로 100℃로 3.5배 연신하고, 215℃로 20초간 열처리를 한 후, 100℃의 냉각 존을 통과시켜 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다.

비교예 1

스태틱 믹서를 설치하지 않고, 3층 필름으로 한 이외에는 실시예 1과 같이 해서 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다.

비교예 2

A층 원료로서 폴리에스테르 1을 40중량부, 폴리에스테르 2를 60중량부 혼합해서 이용하고, B층 원료로서 폴리에스테르 1을 30중량부, 폴리에스테르 2를 76중량부, 토오레 듀퐁(주)제 하이트렐 4777(유리 전이점:-45℃)을 4중량부 혼합해서 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 해서 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다.

비교예 3

B층 원료로서 폴리에스테르 1을 38중량부, 폴리에스테르 2를 50중량부, 토오레 듀퐁(주)제 하이트렐 4777(유리 전이점:-45℃)을 12중량부 혼합해서 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 해서 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다.

비교예 4

B층 원료로서 폴리에스테르 1을 80중량부, 폴리에스테르 2를 20중량부 혼합해서 이용한 것 이외에는 실시예 1과 같이 해서 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다.

비교예 5

A층의 원료로서 폴리에스테르 1을 이용하고, B층 원료로서 폴리에스테르 3을 이용했다. 혼합한 폴리에스테르 칩을 각각 진공 건조한 후 2대의 단축 압출기를 이용해서 토출량의 비율을 A층:B층=1:5로 하여 용융 압출을 하고, B층의 양면에 A층을 적층하도록 합류시켜 3층 필름으로 하고, T다이로부터 20℃로 냉각시킨 금속 롤 위에 정전 인가를 하면서 토출시켜 미연신 필름을 얻었다. 그 다음에 상기 미연신 필름을 70℃로 가열해서 롤/롤사이에서 길이방향으로 3.3배 연신했다. 그 후 텐터식 연신기로 폭방향으로 80℃로 3.3배 연신하고, 230℃로 5초간 열처리를 한 후, 100℃의 냉각 존을 통과시켜 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다.

실시예 1 내지 7, 비교예 1 내지 5의 필름 특성을 표 1, 2에 나타낸다. 실시예의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 본 발명의 요건을 모두 만족시키고, 내굴곡성, 내충격 강도, 기계 강도, 내열성, 투명성이 뛰어난 것이었지만, 비교예의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 본 발명의 요건을 만족시키지 않기 때문에 특성이 열악한 것이었다.

실시예 8

실시예 1에서 얻어진 2축 배향 폴리에스테르 필름의 한 면에 코로나 방전처리를 한 후, 처리면에 연속식 진공 증착기로 산화 알루미늄을 증착층 두께 40nm로증착한 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 이 산화 알루미늄을 증착한 2축 배향 폴리에스테르 필름의 산소 투과도, 수증기 투과도, 반복 마찰 후의 산소 투과도를 측정했다. 결과를 표 3에 나타낸다.

비교예 6

비교예 3에서 얻어진 2축 배향 폴리에스테르 필름에 대해서 실시예 8과 같이 해서 한 면에 코로나 방전처리를 한 후, 처리면에 연속식 진공 증착기로 산화 알루미늄을 증착층 두께 40nm로 증착한 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 이 산화 알루미늄을 증착한 2축 배향 폴리에스테르 필름의 산소 투과도, 수증기 투과도, 반복 마찰 후의 산소 투과도를 측정했다. 결과를 표 3에 나타낸다.

비교예 7

비교예 4에서 얻어진 2축 배향 폴리에스테르 필름에 대해서 실시예 8과 같이 한 면에 코로나 방전처리를 한 후, 처리면에 연속식 진공 증착기로 산화 알루미늄을 증착층 두께 40nm로 증착한 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 이 산화 알루미늄을 증착한 2배향 폴리에스테르 필름의 산소 투과도, 수증기 투과도, 반복 마찰 후의 산소 투과도를 측정했다. 결과를 표 3에 나타낸다.

실시예 8의 산화 알루미늄을 증착한 2축 배향 폴리에스테르 필름은 증착 필름의 반복 마찰 후에도 뛰어난 산소 투과도를 가지지만, 비교예 6, 7의 산화 알루미늄을 증착한 2축 배향 폴리에스테르 필름은 증착 필름의 반복 마찰 후의 산소 투과도가 대폭적으로 악화되었다.

	산소 투과도 (㎖/m²·day)	수증기 투과도 (g/m²·day)	반복 마찰 후의 산소 투과도 (㎖/m²·day)
실시예 8	0.2	0.3	1.0
비교예 6	0.5	1.0	9.0
비교예 7	0.3	0.4	7.0

본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 내열성, 기계 강도, 내충격성 및 내굴곡성이 뛰어나고, 특히 포장재료로서 유용하다.

Claims

주된 융점이 245 내지 265℃인 폴리에스테르를 주성분으로 하고, 0℃에서의 봉투 낙하 강도 지수가 2.0이상, 120℃에서의 필름 길이방향의 파단 강도가 100MPa 이상인 것을 특징으로 하는 2축 배향 폴리에스테르 필름.
제1항에 있어서, 필름 두께가 5 내지 40㎛인 것인 2축 배향 폴리에스테르 필름.
제1항에 있어서, 필름 길이방향 및 폭방향의 탄성률이 모두 3GPa 이상인 것인 2축 배향 폴리에스테르 필름.
제1항에 있어서, 융점이 245 내지 265℃인 방향족 폴리에스테르를 주성분으로 하는 층(A층)과 융점이 215 내지 265℃인 혼합 열가소성 수지를 포함하는 층(B층)이 교대로 5층 이상 적층되고, B층의 혼합 열가소성 수지가 방향족 폴리에스테르를 90 내지 99.8중량％, 유리 전이 온도가 20℃이하인 열가소성 수지를 0.2 내지 10.0중량％ 함유하는 것인 2축 배향 폴리에스테르 필름.
제4항에 있어서, A층과 B층이 교대로 9층 이상 적층되고, 각 층의 평균 두께가 0.02 내지 0.5㎛인 것인 2축 배향 적층 폴리에스테르 필름.
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제4항에 있어서, A층의 적층 두께의 합계치 ∑Ta와, B층의 적층 두께의 합계치 ∑Tb의 비율(∑Ta/∑Tb)이 1 내지 10인 것인 2축 배향 폴리에스테르 필름.
제4항에 있어서, A층을 구성하는 폴리에스테르의 융점과 B층을 구성하는 혼합 수지의 융점의 차이가 10℃이하인 것인 2축 배향 폴리에스테르 필름.
제4항에 있어서, A층이 최외층인 것인 2축 배향 폴리에스테르 필름.
제1항의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 한 면 이상에 금속 알루미늄, 산화 알루미늄, 산화 규소로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 화합물의 증착층을 설치해서 이루어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름.
제1항의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 한 면 이상에 융점이 100 내지 230℃인 히트실층을 설치해서 이루어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름.