KR101412241B1 - 인쇄성이 향상된 필름 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에스테르 필름을 제조함에 있어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지에 카르복실기 함유-아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)(이하 : 표면개질 첨가제)를 첨가하여 압출 성형, 이와 같이 제조된 필름이 기존의 폴리에스테르 필름에서 발생되는 인쇄성의 저하로 인한 불편한 문제점을 개선 및 향상시킨 인쇄성이 향상된 필름 제조방법에 관한 것으로서,
상기 본 발명의 해결적 수단은,
"폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지와 표면개질 첨가제(산가 100mg KOH/g,중량평균 분자량 3500)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지를 혼합, 압출 성형하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄성이 향상된 필름 제조방법과,
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지 100중량부에 표면개질 첨가제(산가 100mg KOH/g,중량평균 분자량 3500)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지 0.1~10중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 인쇄성이 향상된 필름 제조방법""을 구성적 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은,
투명성, 코팅성, 슬립성(slip) 및 인쇄성과 잉크접착력이 우수한 효과를 제공한다. 따라서 본 발명의 필름은 기타 적용되는 다양한 성형물 및 가공물에 매우 유용하게 사용될 수 있다.
상기 본 발명의 해결적 수단은,
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상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지 100중량부에 표면개질 첨가제(산가 100mg KOH/g,중량평균 분자량 3500)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지 0.1~10중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 인쇄성이 향상된 필름 제조방법""을 구성적 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명은,
투명성, 코팅성, 슬립성(slip) 및 인쇄성과 잉크접착력이 우수한 효과를 제공한다. 따라서 본 발명의 필름은 기타 적용되는 다양한 성형물 및 가공물에 매우 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 폴리에스테르 필름을 제조함에 있어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지에 카르복실기 함유-아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)(이하 : 표면개질 첨가제)를 첨가하여 압출 성형, 이와 같이 제조된 필름이 기존의 폴리에스테르 필름에서 발생되는 인쇄성의 저하로 인한 불편한 문제점을 개선 및 향상시킨 인쇄성이 향상된 필름 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate: 이하 PET로 약칭)는 안정한 구조를 가지고 있어서, 화학적으로 안정하고 물리적 기계적 강도가 높으며 내열성, 내구성, 내약품성 및 전기절연성 등이 우수하여 자기기록 매체용, 콘덴서용, 전기절연 재료, 포장용 재료 외에도 각종 의료용 및 산업용, 성형 가공품용으로 널리 사용되고 있다.
최근에는 그래픽용 소재 및 각종 후가공용 소재로 쓰이는 경우 기존의 폴리에스터 필름에 새로운 기능성을 부여하기 위하여 공중합 폴리에스테르 필름을 제조하거나, 필름표면에 코로나 처리를 하거나, 화학물질을 프라이머로 도포하여 사용하고 있다.
공중합된 폴리에스테르의 경우 제품 제조원가가 상승하여 원료제조처에서 생산을 피하거나 제조라인 청소문제로 인하여 제품화된 제품이 전무한 실정이다.
이와 같은 이유로 필름표면에 화학물질을 도포하여 새로운 기능을 부가하는 방법이 공업적으로 가장 널리 쓰이고 있는 방법이다.
필름표면에 기능성을 가지는 프라이머가 도포된 폴리에스테르 필름의 기능 중 가장 대표적인 것으로는 첫째, 잉크와 폴리에스테르 필름 사이의 인쇄성을 향상시키기 위한 이 인쇄기능향상, 둘째 각종 특수 기능을 가지는 후 가공 제품들 예를 들면 OHP용 필름이나 레이저 프린터 또는 잉크젯 프린터용의 그래픽 전용 필름이나 디아조용 필름을 만들기 위해 도포되는 물질들과의 접착성을 부여하기 위한 접착기능, 셋째 각종포장의 라미네이션에 쓰이기 위한 힛실링(Heat Sealing)기능, 넷째 각종 그래픽용 필름 및 전자재료 보호용 폴리에스테르 필름의 필수 기능인 대전방지 기능, 그밖에 폴리에스테르 필름 위에 도포되는 화학물질과의 박리를 쉽게 해주는 이형기능과 작업성 향상을 위한 미끄럼 기능(Slippery)등이 있다.
한편, 인쇄기능의 향상을 위한 전제조건은 접촉각이 매우 중요한 것으로서,
상기 접촉각이란 액체와 고체 표면위에서 열역학적으로 평형을 이룰때 가지는 각을 말하며, 이에 따라 접착(adhesion), 표면처리, 폴리머 표면 분석 및 인쇄성을 예측할 수 있는 것으로서, 측정방법은 고체표면의 젖음성(wettability)을 나타내는 척도로서 대부분 고착된(sessile) 물방울에 의해 측정된다.
즉, 고체 표면에 액체 방울이 떨어지면 총 3개의 표면에너지가 평형을 이루게 되고, 이 평형에 따라서 접촉각(Contact angle) 'θ'가 달라진다.
예를들면, 사용한 용액과 표면이 친하다고 하면, '고체-액체'의 표면에너지가 작아서 'θ'값 또한 작아진다.
반면에 친하지 않다면 반대의 경우가 된다.
상기 예제에 대하여 표 1로 도시화 하였다.
[표 1]
상기 표 1의 좌측 그림과 같이 표면에너지가 줄어들면, 젖음성이 나빠지면서, 접촉각이 커지게 되며 따라서 표면의 물방울이 구형화 되는 등 인쇄성에 불리한 조건이 되는 반면에,
상기 표 1의 우측 그림과 같이 표면에너지가 커짐으로 접촉각이 작아지면 젖음성이 개선되며 용액의 표면 분포가 좋아진다. 따라서 인쇄성, 접착성 등에서 유리해지게 된다.
이에 대하여 표 2로 도시화하면 다음과 같다.
[표 2]
한편, 일반적으로 인쇄성 확보를 위하여 PET 필름 표면에 코로나 방전처리함으로서 표면 산화로 인해 극성그룹이 생성되어 표면에너지의 증가로 인쇄잉크와 접착제등과의 친화력이 생겨 인쇄성의 향상을 도모하고 있으나,
코로나 방전처리의 경우 이물질 및 내열성이 약한 소재에는 정전기 발생으로 이물질 관리에 문제점이 있고, 표면이 불균일하거나 이물질 등이 표면에 존재할때에는 집중적인 방전으로 PET 필름의 표면에 손상을 입힐 수 있는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같이 단순히 고체 표면 즉, PET 필름만으로서 비록 인쇄성이 향상되었다고 기존에 알려져 있지만 그럼에도 불구하고 월등하거나 소비자 및 생산자 입장에서는 미흡한 문제점이 존재한다.
본 발명인 인쇄성이 향상된 필름 제조방법은 상기와 같은 기존의 PET 필름에 인쇄성의 상대적으로 저하되는 문제점을 해결하기 위한 것으로서,
PET 필름 압출시 표면장력을 낮출 수 있는 표면개질 첨가제를 부가하여 후가공없이 생산선 증대를 꾀할 수 있는 방법을 제공하는 것으로, 이때 기본 PET수지와 상용성 및 투명도 저하가 없는 표면개질 첨가제가 필요함에 따라 본 발명은 이와 같은 첨가제 조성물과 이를 이용 PET 필름 표면의 손상없이 PET 필름의 인쇄에 필요한 표면에너지 40dyne 이상 유지하여 향상된 인쇄성 및 잉크접착력을 유지 및 발휘할 수 있도록 하는 인쇄성이 향상된 필름 제조방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 해결적 수단은,
"폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지와 표면개질 첨가제(산가 100mg KOH/g,중량평균 분자량 3500)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지를 혼합, 압출 성형하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄성이 향상된 필름 제조방법과,
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지 100중량부에 표면개질 첨가제(산가 100mg KOH/g,중량평균 분자량 3500)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지 0.1~10중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 인쇄성이 향상된 필름 제조방법"을 그 구성적 특징으로 함으로서 상기의 목적을 달성할 수 있다.
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지 100중량부에 표면개질 첨가제(산가 100mg KOH/g,중량평균 분자량 3500)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지 0.1~10중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 인쇄성이 향상된 필름 제조방법"을 그 구성적 특징으로 함으로서 상기의 목적을 달성할 수 있다.
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이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 필름에 의하면, 투명성, 코팅성, 슬립성(slip) 및 인쇄성과 잉크접착력이 우수한 효과를 제공한다. 따라서 본 발명의 필름은 기타 적용되는 다양한 성형물 및 가공물에 매우 유용하게 사용될 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용에 대하여 설명하고자 한다.
카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지인 표면개질 첨가제로는,
산가 60~200mgKOH/g의 올리고머인 것이 바람직하다.
60mgKOH/g 보다 낮은 것은 필름표면의 젖음성 저하에 한계가 있고, 250mgKOH/g을 초과하면 젖음성은 향상되나 반응에 의해 제품 가교화등으로 필름 표면에 GEL과 같은 표면불량현상을 일으킬 수 있다.
이와 같은 산가에 중량 평균 분자량이 1000~100000의 범위인 고분자 화합물인 것이 바람직하다. 이 중량 평균 분자량 범위의 표면개질 첨가제를 첨가함으로서 극성그룹 부여를 통한 표면 극성에너지를 향상시킬수있다.
이때 1000보다 낮을 경우 투명성은 우수하나 PET의 용융온도에서 점도가 급격히 떨어져 전단력에 의한 분산효과가 떨어지고, 100000이상의 경우는 용융가공온도에서의 전단력에 의한 가공성은 우수하나 메트릭스의 PET와 표면개질 첨가제의 굴절율차이로 인한 투명도가 문제 된다.
산성기로서 카르복실기, 인산기, 술폰산기 모두가능하나 본 발명에서는 카르복시기를 함유하는 화합물인 것이 바람직하다.
산기 도입위치의 한정은 특별히 없고, 공중합 폴리머 중에서 랜덤으로 산기를 도입한 공중합체, 그래프트공중합체, ,블록공중합, 불균일(RANDOM) 모두 포함된다.
표시되는 구성단위에 포함되는 카르복실기를 함유하는 에틸렌성 불포화 모노머로서는, 예를 들면
아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산 등의 불포화 카르본산류가 열거된다. 이들의 카르복실기를 함유하는 에틸렌성 불포화 모노머는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
표시되는 구성단위의 공중합 성분으로서 사용되는 것 이외의 공중합 가능한 에틸렌성 불포화 모노머로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, (메타)아크릴산 에스테르류, 크로톤산 에스테르류, 비닐 에스테르류, 말레인산 디에스테르류, 푸마르산 디에스테르류, 이타콘산 디에스테르류, (메타)아크릴 아미드류, 비닐 에테르류, 비닐 알콜의 에스테르류, 스티렌류, (메타)아크릴로니트릴 등이 바람직하다. 이러한 공중합 성분으로서 사용되는 모노머(구성단위)의 구체예로서는, 예를 들면 이하와 같은 화합물이 열거된다.
(메타)아크릴산 에스테르류의 예로는, (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 n-프로필, (메타)아크릴산 이소프로필, (메타)아크릴산 n-부틸, (메타)아크릴산 이소부틸, (메타)아크릴산 t-부틸, (메타)아크릴산 n-헥실, (메타)아크릴산 시클로헥실, (메타)아크릴산 t-부틸시클로헥실, (메타)아크릴산 2-에틸헥실, (메타)아크릴산 t-옥틸, (메타)아크릴산 도데실, (메타)아크릴산 옥타데실, (메타)아크릴산 아세톡시에틸, (메타)아크릴산 페닐, (메타)아크릴산 2-히드록시에틸, (메타)아크릴산 2-메톡시에틸, (메타)아크릴산 2-에톡시 에틸, (메타)아크릴산 2-(2-메톡시에톡시)에틸, (메타)아크릴산 3-페녹시-2-히드록시프로필, (메타)아크릴산 벤질, (메타)아크릴산 글리시딜, (메타)아크릴산 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, (메타)아크릴산 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, (메타)아크릴산 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, (메타)아크릴산 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, (메타)아크릴산 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르, (메타)아크릴산 폴리에틸렌글리콜모노에틸에테르, (메타)아크릴산 -페녹시에톡시에틸, (메타)아크릴산 노닐페녹시폴리에틸렌글리콜, (메타)아크릴산 디시클로펜테닐, (메타)아크릴산 디시클로펜테닐옥시에틸, (메타)아크릴산 트리플로로에틸, (메타)아크릴산 옥타플로로펜틸, (메타)아크릴산 파플로로옥틸에틸, (메타)아크릴산 디시클로펜타닐, (메타)아크릴산 트리브로모페닐, (메타)아크릴산 트리브로모 페닐옥시에틸, 말단에 (메타)아크릴로일기를 갖는 폴리스티렌; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리부틸 (메타)아릴레이트, 폴리 실리콘과 같은 것을 함유하는 매크로 모노머 등이 열거된다.
상기와 같이 제조된 표면개질첨가제를 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지 압출시 첨가하여 표면 개질된 필름제조를 하는 것으로서,
우선, 본 발명중 인쇄성이 향상된 필름 제조방법은,
폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지와 표면개질 첨가제(산가 100mg KOH/g,중량평균 분자량 3500)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지를 혼합, 압출 성형하여 이루어진 것이며,
바람직하게는, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지 100중량부에 상기 표면개질 첨가제(산가 100mg KOH/g,중량평균 분자량 3500)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지 0.1~10중량부를 혼합한 것이다.
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상기와 같은 구성된 본 발명은 기존의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지에 친수성화 성질을 갖는 카르복실기(COOH)가 함유된 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지를 혼합함으로서 상기에서 언급한 접촉각 즉, 표면에너지가 작아서 표면과 용액인 잉크용액간의 접촉각이 작아져서 잉크 용액이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate) 즉, PET 필름의 표면에 월등하게 흡착 인쇄됨에 따라 기존의 PET 필름에 비하여 인쇄성이 향상되는 것이다.
실시예1) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지 100중량부에 표면개질 첨가제(산가 100mg KOH/g,중량평균 분자량 3500) 5중량부를 혼합, 건조온도 160C, 압출온도 250C, T다이스온도 260C에서 압출 성형 0.3mm 필름을 제조 외관상태/투명도 표면에너지를 측정하였다.
비교예1) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지 100중량부에 표면개질 첨가제(산가 100mg KOH/g,중량평균 분자량 3500)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지 15중량부를 혼합, 건조온도 160C, 압출온도 250C, T다이스온도 260C에서 압출 성형 0.3mm 필름을 제조 외관상태/투명도,표면에너지를 측정하였다.
비교예2) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지 100중량부에 표면개질 첨가제(산가 300mg KOH/g,중량평균 분자량 5200)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지 5중량부를 혼합, 건조온도 160C, 압출온도 250C, T다이스온도 260C에서 압출 성형 0.3mm 필름을 제조 제조 외관상태/투명도 표면에너지를 측정하였다.
비교예3) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지 100중량부에 표면개질 첨가제(산가 180mg KOH/g,중량평균 분자량 110000)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지 5중량부를 혼합, 건조온도 160C, 압출온도 250C, T다이스온도 260C에서 압출 성형 0.3mm 필름을 제조제조 외관상태/투명도 표면에너지를 측정하였다.
상기 실시예), 비교예)의 결과는 표 1 과 같다
| 외관(겔여부) |
투명도(%) |
표면에너지(dyne) |
비고 |
|
| 실시예 1) |
양 호 |
95 |
43 |
|
| 비교예 1) |
** |
82 |
47 |
겔/헤이즈 |
| 비교예 2) |
*** |
91 |
45 |
다량겔 |
| 비교예 3) |
* |
78 |
39 |
인쇄성/헤이즈 |
Claims (3)
- 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지와 표면개질 첨가제(산가 100mg KOH/g,중량평균 분자량 3500)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지를 혼합, 압출 성형하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인쇄성이 향상된 필름 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate)수지 100중량부에 표면개질 첨가제(산가 100mg KOH/g,중량평균 분자량 3500)인 카르복실기 함유 - 아크릴 공중합 올리고머(Acryl oligomer)수지 5중량부를 혼합한 것을 특징으로 하는 인쇄성이 향상된 필름 제조방법.
- 삭제
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| JP2003321560A (ja) | 2002-02-27 | 2003-11-14 | Yupo Corp | 熱可塑性樹脂フィルムの製造法 |
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| JP2010111128A (ja) | 2010-01-18 | 2010-05-20 | Toyobo Co Ltd | エンボス加工用ポリエステルフィルム |
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2013
- 2013-01-21 KR KR1020130006404A patent/KR101412241B1/ko active IP Right Grant
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