KR101629078B1 - 인쇄성이 향상된 복층 구조로 구성된 폴리아미드 매트필름과 그의 제조방법 - Google Patents

인쇄성이 향상된 복층 구조로 구성된 폴리아미드 매트필름과 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복층 구조, 예를 들면 매트층(A층), 폴리아미드 수지로 이루어진 기재층(B층) 및 인쇄층(C층)으로 구성된 폴리아미드 매트필름으로서, 헤이즈(Haze)가 40% 이하이고, 광택도가 20% 이상인 매트층(무광택층, A층), 폴리아미드 수지로 이루어진 기재층(B층), 폴리아미드계 수지와 실리카의 질량비가 99.99/0.01 내지 99.95/0.05인 본 발명은 복층 구조, 예를 들면 매트층(A층), 폴리아미드 수지로 이루어진 기재층(B층) 및 인쇄층(C층)으로 구성된 폴리아미드 매트필름으로서, 헤이즈(Haze)가 40% 이하이고, 광택도가 20% 이상인 매트층(무광택층, A층), 폴리아미드 수지로 이루어진 기재층(B층), 폴리아미드계 수지와 실리카의 질량비가 99.99/0.01 내지 99.95/0.05인 인쇄층(C층)으로 구성된 것을 특징으로 한다.인쇄층(C층)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

인쇄성이 향상된 복층 구조로 구성된 폴리아미드 매트필름과 그의 제조방법{polyamide matte film consists of multi-layer structure having improved printing property and method for preparing the same}
본 발명은 인쇄성이 향상된 복층 구조로 구성된 폴리아미드 매트필름에 관한 것이다. 특히 매트층(A층), 폴리아미드 기재층(B층) 및 인쇄층(C층)으로 구성된 단층 구조에 비해서 기계적 특성이 향상되고, 인쇄성이 우수한 복층 구조로 된 폴리아미드 매트 필름에 관한 것이다.
일반적으로 적당 양의 무기입자를 고분자 매트릭스에 충전시켜 매트필름을 만드는 방법은 널리 알려져 있으며, 매트 무기입자로 사용되는 무기 재료로는 실리카, 실리케이트 등이 있다. 예를 들면, GBP 951,768 및 USP 3,154,461에는 입자크기가 0.3∼20㎛의 무기입자를 1∼25중량% 분산시킨 후 이축 연신으로 표면에 매트특성을 부여하는 방법이 게시되어 있다. 또 GBP 1,096,064 및 USP 3,515,626에는 적어도 하나의 무기입자를 함유하는 연신 결정성 열가소성 적층 매트필름이 개시되어 있는데, 이때 무기입자로는 입자크기가 2㎛ 이상 20㎛ 이하인 실리카, 실리케이트, 알루미늄 실리케이트가 제시되어 있다. 그리고 USP 4,399,179 및 JP 1982-123050에는 투명층에 소광층을 부여한 복합필름에 있어서 투명층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 주성분으로 하고 소광층은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체에 불활성 무기입자를 첨가시킨 폴리에스테르 복합필름이 개시되어 있다. 또한, JP 1997-267445에는 이온도전성을 부여한 중합체 및 매트제를 함유하고 대전방지 처리한 매트층으로 구성된 것을 특징으로 하는 매트필름이 개시되어 있으며, EP 0976548 및 JP 2000-52523에는 80중량% 이상의 열가소성 폴리에스테르로 구성된 베이스층과 폴리머와 다수의 모노머의 혼합물로 된 외층이 적층된 폴리에스테르 필름이 제시되어 있다.
그러나 이들은 전부 단층 구조이기 때문에 이산화규소에 의한 공극(void)의 발생으로 기계적 특성과 인쇄성이 떨어진다는 단점이 있다.
한편, 특허출원 제2011-18213호에 의하면, 폴리아미드계 매트조 복층필름에 관해 개시되어 있으며, 2층 공압출 필름으로 수지/무기필러 중량비를 95/5 내지 97.5/2.5로 한정하고 있고, 무기입자로는 흡유량이 100~200㎖/100g, 평균입자 크기를 3 내지 5㎛로 한정하고 있다. 그리고 기재층 A층 편면에 매트층 B층이 적층된 필름(A/B 타입)으로서 매트층의 두께를 3㎛ 이상으로 정의하고 있다.
이에 본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 매트층(A층), 폴리아미드 기재층(B층) 및 인쇄층(C층)으로 구성된 단층 구조에 비해서 기계적 특성이 향상되고, 인쇄성이 우수한 복층 구조로 된 폴리아미드 매트필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제1 구현예에 의하면, 인쇄성이 향상된 복층 구조, 예를 들면 매트층(A층), 폴리아미드 수지로 이루어진 기재층(B층) 및 인쇄층(C층)으로 구성된 나일론 매트필름을 제공하기 위한 것으로, 헤이즈(Haze)가 40% 이하이고, 광택도가 20% 이상인 매트층(무광택층, A층), 폴리아미드 수지로 이루어진 기재층(B층), 폴리아미드계 수지와 실리카의 질량비가 99.99/0.01 내지 99.95/0.05인 인쇄층(C층)으로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 구현예에 의하면, 인쇄성이 향상된 복층 구조, 예를 들면 매트층(A층), 폴리아미드 수지로 이루어진 기재층(B층) 및 인쇄층(C층)으로 구성된 나일론 매트필름의 제조방법을 제공하기 위한 것으로,
이 방법은 점도가 2.6 내지 3.5의 폴리아미드 수지 95 내지 98중량%와 실리카 2 내지 5중량%를 블랜딩하고, 240 내지 260℃의 온도 하에서, 스크루를 이용하여 혼련하여 상대점도 3.0인 마스터배치를 제조하는 단계; 및
A/B/C 타입의 T 다이 압출기를 이용하여 A층에 매트층, B층에 기재층, C층에 인쇄용 기재층을 적층하고, 시트형으로 토출한 후 150 내지 200℃, MD 3.1배, TD 3.2배 연신하여 다층 필름을 제조하는 단계로 이루어진다.
본 발명의 방법에 따라 제조된 복층구조의 나일론 매트필름은 단층 구조에 비해서 기계적 특성이 향상되고, 인쇄성이 우수한 효과가 있다.
이와 같은 본 발명을 다음에서 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 제1 구현예에 의하면, 인쇄성이 향상된 복층 구조, 예를 들면 매트층(A층), 폴리아미드 수지로 이루어진 기재층(B층) 및 인쇄층(C층)으로 구성된 나일론 매트필름을 제공하기 위한 것으로, 헤이즈(Haze)가 40% 이하이고, 광택도가 20% 이상인 매트층(무광택층, A층), 폴리아미드 수지로 이루어진 기재층(B층), 폴리아미드계 수지와 실리카의 질량비가 99.99/0.01 내지 99.95/0.05인 인쇄층(C층)으로 구성되어 있다.
본원 발명에서 매트층(A층)은 전체 두께가 약 3㎛ 이하이고, 폴리아미드 수지와 무기 입자로서, 실리카의 비율이 질량비로 95/5 내지 98/2로 구성되어 있으며, 실리카는 흡유량은 100~220ml/100g이며, 평균 입자 크기는 약 2~5㎛의 분말 실리카를 사용하는 것이 바람직하다.
인쇄층(C층)에서 무기 입자는 흡유량이 100~220㎖이고, 평균 입자 크기는 약 2~5㎛인 분말 실리카를 사용한다. 폴리아미드계 수지와 실리카의 배합 비율은 질량비로 99.99/0.01 ~ 99.95/0.005의 범위로 조절하는 것이 바람직하다.
본원 발명에서 사용되는 무기입자는 앞에서도 언급한 바와 같이 평균 입자 직경이 약 2~5㎛이며, 분말형태인 것이 좋다. 무기입자는 표면 요철 형성 성능이 우수하여 슬립성 개선 효과는 우수하지만 첨가량을 증가시킬 경우 필름 헤이즈를 증가시키는 현상이 일어난다. 이러한 현상은 무기입자의 표면적이 작기 때문에 상대적으로 입자 간의 친화력이 떨어져 무정형에 가까운 시트를 연신하였을 경우 입자와 고분자 계면에 보이드(void)를 발생시키고, 이러한 보이드는 헤이즈를 증가시키게 된다.
본 발명에서 무기 입자의 평균 입자 크기는 2~5㎛인 것이 바람직하며, 평균 입경이 2㎛ 미만인 경우에는 필름 성형 후 요철 형성이 작아서 마찰계수를 낮추는데 효과가 작으며, 반대로 5㎛를 초과하는 경우에는 입자로 인하여 필름 제막시 파단을 증가시킬 수 있으며, 헤이즈를 급격히 상승시키는 문제를 보이게 된다.
상기의 폴리아미드 수지의 점도는 2.6 ~ 3.5 범위에 있는 것이 좋다. 상대점도가 2.6보다 미만인 경우에는 입자의 분산성은 우수하나 폴리아미드 필름을 제막한 후에 인쇄시 인쇄가 부분적으로 되지 않는 단점을 형성시켜서 최종 제품의 품질을 떨어뜨릴 수 있으며, 반대로 상대 점도가 3.5를 초과한 경우에는 입자의 분산성이 떨어져서 요구되는 필름의 물성을 만족시킬 수 없게 된다.
본 발명에서 사용되는 방향족 폴리아미드로써는, 테레프탈산이나 나프탈렌디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산, 페닐렌디아민, 크실렌디아민 등의 방향족 디아민 중 적어도 어느 하나를 폴리아미드의 구성성분으로 하는 것이며, 디카르복실산, 디아민 공히 방향족 디카르복실산, 방향족 디아민이라도 좋고, 디카르복실산, 디아민 중 어느 한쪽의 방향족 디카르복실산 또는 방향족 디아민으로 하고, 이것에 지방족 디아민 또는 지방족 디카르복실산을 조합해도 좋다. 바람직하게는, 테레프탈산과 지방족 디아민 또는 아디프산과 메타크실렌디아민으로 이루어지는 것을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 지방족 폴리아미드 수지로서는 나일론-6, 나일론-66, 나일론 12, 나일론 -11 등의 지방족 폴리아미드 수지 또는 이들의 폴리아미드를 구성하는 모노머를 주성분으로 하는 폴리아미드계 공중합체 수지, 방향족 폴리아미드 수지 및 이들을 주성분으로 하는 혼합물을 예로 들 수 있다.
본 발명에서 사용하는 무기입자로는 실리카(SiO2)가 바람직하지만, 필요에 따라서는 Al2O3, Na2O, TiO2 및 CaO에서 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용하여도 되지만, 반드시 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.
본 발명의 제2 구현예에 의하면, 인쇄성이 향상된 복층 구조, 예를 들면 매트층(A층), 폴리아미드 수지로 이루어진 기재층(B층) 및 인쇄층(C층)으로 구성된 나일론 매트필름의 제조방법을 제공하기 위한 것으로,
이 방법은 점도가 3.1의 폴리아미드 수지 95 내지 98중량%와 실리카 2 내지 5중량%를 블랜딩하고, 240 내지 260℃의 온도 하에서, 스크루를 이용하여 혼련하여 상대점도 2.6 내지 3.5인 마스터배치를 제조하는 단계; 및 A/B/C 타입의 T 다이 압출기를 이용하여 A층에 매트층, B층에 기재층, C층에 인쇄용 기재층을 적층하고, 시트형으로 토출한 후 150 내지 200℃에서, 필름의 진행방향(MD) 3.1배, 필름의 부방향(TD) 3.2배 연신하여 다층 필름을 제조하는 단계로 이루어진다.
여기서, 무기 입자인 실리카는 전체 마스터배치 원료 중에서 2 내지 5중량%로 포함시키는 것이 바람직한데, 만일 2중량% 미만으로 하는 경우에는 첨가량이 너무 적어 요철 형성량이 적어지고, 마찰계수의 개선 효과도 적어지며, 5중량%를 초과할 경우에는 그 첨가량이 너무 많아서 응집, 조대입자의 생성 확률이 높아지고 결국은 파단을 유발하여 작업성에 큰 문제를 일으킬 수 있다.
이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같으며, 다음의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명을 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
<A층을 형성하는 마스터배치 제조>
트윈스크류 타입의 압출기를 이용하여 폴리아미드 수지(점도 3.1)/실리카(질량비) = 95/5의 블랜딩 수지를 240~260℃, 스크루 회전수 100rpm, 토출량 20kg/hr의 조건으로 혼련하여 상대점도 3.0인 마스터배치 제작
<다층 연신 필름 제조>
A/B/C타입의 T 다이 압출기를 이용하여 250℃ A층에 메트층, B층에 기재 층, C층에 인쇄용 기재층을 적층하여 150㎛ 시트형을 토출 후 170℃, MD 3.1배, TD 3.2배 연신하여 15㎛ (A/B/C 두께 = 1.5/12/1.5)인 다층필름을 제조하여 물성의 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 2~9
다음 표 1과 같이, 매트층 무기입자 종류/함량, 인쇄층 무기입자의 종류/함량을 조절하여 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하였다. 그 결과를 다음 표 1에 나타낸다.
비교예 1~3
다음 표 1과 같이 매트층 무기입자 종류/함량, 인쇄층 무기입자의 종류/함량을 조절하여 실시예 1과 동일한 방법으로 마스터배치 제조 후 단층으로 제막하였다.
실시예 실리카 층두께 수지/실리카 비율 헤이즈 광택도 인쇄성
(심도10%)
종류 흡유량 입경 A층 B층 C층
실시예1 실리카 220 4.1 1.5/12/1.5 95/5 100 99.99/0.01 37 30 X
실시예2 실리카 160 3.9 1.5/12/1.5 95/5 100 99.97/0.03 45 31 △
실시예3 실리카 100 2.8 1.5/12/1.5 95/5 100 99.95/0.05 65 20 ○
실시예4 실리카 220 4.1 1.5/12/1.5 96.5/3.5 100 99.99/0.01 24 49 X
실시예5 실리카 160 3.9 1.5/12/1.5 96.5/3.5 100 99.97/0.03 32 38 △
실시예6 실리카 100 2.8 1.5/12/1.5 96.5/3.5 100 99.95/0.05 46 27 ○
실시예7 실리카 220 4.1 1.5/12/1.5 98/2 100 99.99/0.01 15 70 X
실시예8 실리카 160 3.9 1.5/12/1.5 98/2 100 99.97/0.03 24 59 △
실시예9 실리카 100 2.8 1.5/12/1.5 98/2 100 99.95/0.05 36 51 ○
비교예1 실리카 220 4.1 단층 15 95/5 24 21 X
비교예2 실리카 220 4.1 단층 15 96.5/3.5 42 35 X
비교예3 실리카 220 4.1 단층 15 98/2 48 48 X

Claims (8)

  1. 매트층(A층), 폴리아미드 수지로 이루어진 기재층(B층) 및 인쇄층(C층)으로 구성된 폴리아미드 매트필름에 있어서, 상기 매트층(A층)은 무광택층으로서 전체 두께가 3 ㎛이하이고, 헤이즈(Haze)가 40 %이하이고, 광택도가 20 %이상으로서, 폴리아미드 수지와 실리카의 질량비가 95/5 내지 98/2로 구성되어 있고, 실리카의 흡유량은 100~220 ml/100 g이고, 실리카의 평균 입자 크기는 2~5㎛의 분말 실리카이며; 상기 인쇄층(C층)은 폴리아미드계 수지와 실리카의 질량비가 99.99/0.01 내지 99.95/0.05으로 구성되어 있고, 실리카의 흡유량은 100~220 ㎖/100 g이고, 실리카의 평균 입자 크기는 2~5㎛인 분말 실리카를 사용하여서 된 것을 특징으로 하는 폴리아미드 매트필름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 A층에 사용되는 폴리아미드 수지의 점도는 2.6 ~ 3.5 범위에 있는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 매트필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 A층에 사용되는 폴리아미드 수지는 방향족 또는 지방족 폴리아미드로서, 방향족 폴리아미드는 테레프탈산과 지방족 디아민 또는 아디프산과 메타크실렌디아민으로 이루어지며, 지방족 폴리아미드 수지로서는 나일론-6, 나일론-66, 나일론 12, 나일론 -11 등의 지방족 폴리아미드 수지 또는 이들의 폴리아미드를 구성하는 모노머를 주성분으로 하는 폴리아미드계 공중합체 수지, 방향족 폴리아미드 수지 및 이들을 포함하는 혼합물인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 매트필름.
  7. 삭제
  8. 매트층(A층), 폴리아미드 수지로 이루어진 기재층(B층) 및 인쇄층(C층)으로 구성된 폴리아미드 매트필름의 제조방법에 있어서,
    1) 점도가 2.6 내지 3.5의 폴리아미드 수지 95 내지 98 중량%와, 2 내지 5 중량%의실리카를블랜딩하고, 240 내지 260 ℃의 온도의 압출기를 이용하여 헤이즈(Haze)가 40 %이하이고, 광택도가 20 %이상이며, 상대점도 3.0이고, 전체 두께가 3 um이하 인 A층을 형성하는 마스터배치를 제조하는 단계; 및
    2) C층의 폴리아미드계 수지와 실리카의 질량비가 99.99/0.01 내지 99.95/0.05로 배합되는 단계;를 포함하고
    3) 상기 1), 2)에 사용되는 실리카의 흡유량은 100~200 ml/100 g이고, 평균 입자 크기는 2~5um인 것을 사용하며, A/B/C 타입의 T 다이 압출기를 이용하여 매트층(A층) 위에 기재층(B층)과 인쇄층(C층)을 차례로 적층하고, 시트형으로 토출한 후 150 내지 200 ℃, MD 3.1 배, TD 3.2 배 연신하여 다층 필름을 제조하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리아미드 매트필름의 제조방법.
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