KR101695926B1 - 폴리에스터 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

폴리락트산 및 상기 폴리락트산보다 낮은 유리전이온도를 갖는 유연첨가제가 블렌딩 또는 공중합되어 이루어진 폴리에스터 필름은, 생분해성 수지로 이루어져 친환경성이면서도 투명성 및 유연성이 우수하고, 또한 개선된 연신성을 가져 배향방향으로의 파단이 감소되고, 낮은 열수축 개시온도 및 감소된 수축응력을 가져 향상된 후가공성을 나타내며, 저온에서도 열수축 포장이 용이하다.

Description

폴리에스터 필름 및 이의 제조방법{POLYESTER FILM AND PREPARATION METHOD THEREOF}
본 발명은 포장용 필름 등으로 사용되는 폴리에스터 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
석유계로부터 유래되는 범용 플라스틱인 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)의 경우, 현재 다양한 용도에 활용되고 있으나, 소각시 다이옥신과 같은 유해물질을 발생시키고, 또한 많은 이산화탄소를 발생시켜 대기 중 온실가스 효과를 가속화시키는 문제가 있다. 또한 이러한 플라스틱 필름은 화학적 및 생물학적으로 안정하여 거의 분해되지 않으므로, 매립지의 수명을 단축시키고, 지구 토양을 오염시키는 원인이 되고 있다.
최근 들어, 녹색성장 투자재원 마련 및 지구의 온실가스 감축을 위해 탄소세와 탄소배출권 거래 제도에 대한 검토가 적극 추진되고 있다. 이에 따라 바이오매스에서 유래된 바이오 폴리머에 대한 연구와 개발이 많이 진행되고 있으며, 특히, 생분해성이 높은 지방족 폴리에스터인 폴리락트산(PLA)에 대한 연구와 응용이 많이 진행되고 있다.
폴리락트산 필름은 기계적 특성 및 투명성은 우수하나, 직쇄상의 결정성 고분자인 폴리락트산은 한 방향으로 연신 배향을 많이 할 경우 배향방향으로 파단이 발생하기 쉽다. 따라서 한 방향으로 연신이 많이 가해지는 라벨용 필름으로 사용시 잦은 파단으로 인해 원활한 연속 공정과 권취가 어렵다. 이에, 개선된 유연성을 갖는 폴리에스터 필름의 개발이 요구되고 있다.
또한 샴푸, 로션 등 생활용품의 용기 등으로 주로 쓰이는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 물질 고유 특성상 다른 물질에 비해 열팽창 계수가 높고, 특히 50 ℃부터 팽창되는 특징이 있기 때문에 가공 후 열수축 필름(라벨)의 밀착성을 향상시키기 위해서는 열수축 개시온도가 충분히 낮아야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 개선된 연신성을 가져 배향방향으로의 파단이 감소되고, 낮은 열수축 개시온도 및 감소된 수축응력을 가져 향상된 후가공성을 나타내며, 저온에서도 열수축 포장이 용이한 폴리에스터 필름 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 폴리에스터 필름을 포함하는 포장재를 제공하는 것이다.
상기 목적에 따라, 본 발명은 폴리락트산, 및 상기 폴리락트산보다 낮은 유리전이온도를 갖는 유연첨가제가 블렌딩 또는 공중합되어 이루어지며, 수축개시온도가 25 내지 58 ℃이고, 최대수축응력이 1 내지 4 N인 폴리에스터 필름을 제공한다.
상기 다른 목적에 따라, 본 발명은 (a) 폴리락트산, 및 상기 폴리락트산보다 낮은 유리전이온도를 갖는 유연첨가제를 블렌딩하여 혼합 수지를 얻거나 또는 공중합 반응시켜 공중합 수지를 얻는 단계; (b) 상기 혼합 수지 또는 공중합 수지를 용융 및 압출시켜 미연신 시트를 얻는 단계; 및 (c) 상기 미연신 시트를 주수축 방향에 대해 2 내지 5배의 연신비로 연신하고 열고정시키는 단계를 포함하는, 폴리에스터 필름을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 폴리에스터 필름을 포함하는 포장재를 제공한다.
본 발명에 따른 폴리에스터 필름은, 생분해성 수지로 이루어져 친환경성이면서도, 투명성 및 유연성이 우수하고, 또한 개선된 연신성을 가져 배향 방향으로의 파단이 감소되고, 낮은 열수축 개시온도 및 감소된 수축응력을 가져 향상된 후가공성을 나타내며, 저온에서도 열수축 포장이 용이하다.
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 폴리에스터 필름의 제조시 폴리락트산 수지(Tg 65 ℃, 최대 수축응력 5.0N)에 비해 유리전이온도가 낮은 유연첨가제를 블렌딩 또는 공중합함으로써, 수지의 전체적인 유리전이온도를 떨어뜨려 필름의 유연성을 높이고, 연신성을 향상시켜 배향방향으로의 파단을 줄이고, 열수축 개시온도를 낮추고, 수축응력을 감소시켜서 필름의 후가공성을 향상시키는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 따른 폴리에스터 필름은 폴리락트산과, 상기 폴리락트산보다 낮은 유리전이온도를 갖는 유연첨가제가 블렌딩 또는 공중합되어 이루어지며, 수축개시온도가 25 내지 58 ℃이고, 최대수축응력이 1 내지 4 N이다.
상기 폴리락트산은 락트산 또는 락타이드로부터 제조될 수 있으며, 락타이드를 사용하는 경우 순도가 높은 L-락타이드를 사용하는 것이 필름의 물성을 더욱 향상시킬 수 있어 바람직하다. 다만 본 발명에 따른 필름 제조시 유연첨가제와 블렌딩하는 경우에는 폴리락트산 자체로 사용을 하고, 유연첨가제와 공중합시키는 경우에는 락트산 또는 락타이드 등의 폴리락트산 형성 모노머를 사용할 수 있다.
상기 폴리락트산은 80,000 내지 500,000 g/mol의 중량 평균 분자량을 갖는 것이 필름의 내열성 및 기계적 특성과, 필름 가공성을 고려할 때 바람직하다. 또한 상기 폴리락트산의 용융온도는 135 내지 180 ℃인 것이 바람직하며, 140 내지 180 ℃가 더욱 바람직하다. 용융온도가 135 ℃보다 낮게 되면 내열성과 기계적 특성이 제대로 발현되지 못하게 되므로 바람직하지 않다.
상기 유연첨가제로는 폴리락트산에 비해 낮은 유리전이온도, 바람직하게는 60 ℃ 이하의 유리전이온도를 갖는 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로는 탄소수 3 이상의 직쇄상 알킬기를 포함하는 폴리올(예를 들면, 1,3-폴리프로판디올, 1,4-폴리부탄디올, 1,6-폴리헥산디올 등), 지방족 성분의 함량이 30 내지 99 몰%인 지방족-방향족 공중합 폴리에스테르(예를 들면, 상기 지방족 성분의 함량 조건을 충족하는 폴리부틸렌아디페이트테레프탈레이트(PBAT) 수지 및 폴리부틸렌석시네이트테레프탈레이트(PBST) 수지 등), 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜, 글리세린 유도체 등을 사용할 수 있다.
상기 폴리올에 있어서, 알킬 사슬의 길이가 길고 직쇄상의 구조를 가질수록 분자 세그먼트의 회전이 쉽게 이루어져 필름의 유연성을 향상시킬 수 있는 반면, 1,2-폴리에탄디올 및 1,2-폴리프로판디올과 같이 알킬 사슬 길이가 너무 짧거나 알킬기가 분지상으로 곁가지를 쳐서 연결되는 경우 열에 의해 쉽게 분자사슬이 끊어져 유연성 개선이 어렵다. 바람직하게는 상기 폴리올은 탄소수 3 내지 6의 직쇄상 알킬기를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 지방족-방향족 공중합 폴리에스테르에 있어서 지방족의 알킬 사슬의 함량이 30 몰% 이상인 경우, 물성 저하 없이 필름에 대해 충분한 유연성을 제공할 수 있다. 이에 따라 바람직하게는 지방족-방향족 공중합 폴리에스테르로는 지방족 성분의 함량이 30 내지 99 몰%, 보다 바람직하게는 50 몰% 초과 99 몰% 이하인 것을 사용하는 것이 좋다.
필름의 중량을 기준으로, 폴리락트산의 함량이 5 내지 99 중량%이며, 유연첨가제의 함량이 1 내지 95 중량%인 것이 바람직하다. 폴리락트산의 함량이 5 중량% 미만이면 베이스 필름의 내열성과 결정성이 떨어져 필름화가 어렵고, 99 중량% 초과이면 폴리락트산 중합체의 성질인 강성도(stiffness)가 강해져서 유연성이 떨어질 수 있다. 아울러, 유연첨가제가 1 중량% 미만이면 본 발명의 목적인 유연성을 부여하기 힘들고, 역으로 95 중량% 초과일 경우 결정화 속도가 너무 느려져서 필름으로 연신하기 어렵고 연신 및 열고정을 하여도 기계적 특성이 발현되지 않아 바람직하지 않다. 더욱 바람직하게는, 폴리락트산의 함량이 70 내지 90 중량%이고 유연첨가제의 함량이 10 내지 30 중량%인 것이 좋다.
또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 블로킹방지제, 가교제, 산화방지제, 열안정제, 자외선 흡수제, 가소제 등의 첨가제를 통상적인 방법으로 첨가해도 무방하다.
본 발명에 따르는 폴리에스터 필름은 폴리락트산과 유연첨가제가 블렌딩되거나 공중합된 형태일 필요가 있다. 바람직하게는 랜덤블록공중합체가, 폴리락트산에 유연첨가제의 세그먼트가 결합됐을 때 폴리락트산과의 상용성이 우수해지고 유연첨가제의 이동(migration)을 제어할 수 있어서 본 발명의 목적인 유연성 측면에서 유리하다.
상기와 같은 본 발명의 폴리에스터 필름은, 주수축 방향으로의 연신비가 2 내지 5배가 되도록 연신하여 제조된 연신 필름이다. 이때 상기 주수축 방향은 필름의 종방향 및 횡방향 중 필름의 용도에 따라 적절히 선택될 수 있다.
상기 필름은 수축개시온도가 25 내지 58 ℃이고, 바람직하게는 25 내지 48 ℃이다. 수축개시온도가 25 ℃ 미만인 경우 내열성이 떨어져서 가공 후 포장내용물이 뜨겁거나 보관 장소에 약간의 열이 있을 경우 필름끼리 붙을 우려가 있어 바람직하지 않고, 58 ℃를 초과하는 경우 고온에서 열팽창이 심한 용기(예를 들면 HDPE, PP 샴푸병과 같은 생활용품용기)를 포장하면 가공 후 온도가 상온으로 떨어졌을 때 용기와 필름 사이의 밀착력이 감소하여 들뜸 현상이 발생할 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기 필름은 최대수축응력이 1 내지 4 N이고, 바람직하게는 1.0 내지 3.9 N이다. 수축응력이 1 N 미만인 경우 수축 후 응력이 충분하지 않아서 필름이 벗겨지거나 들뜸현상이 발생할 우려가 있어 바람직하지 않고, 4 N을 초과하는 경우 수축응력이 너무 강하여 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 같은 유연성 병(flexible bottle)의 형태가 변형될 우려가 있어 바람직하지 않다.
상기 필름은 5 내지 55 ℃, 바람직하게는 20 내지 55 ℃의 유리전이온도를 가져 우수한 연신성을 나타낸다.
또한, 상기 필름은 80 내지 370 ㎏f/㎟의 탄성모듈러스를 나타낸다. 탄성 모듈러스가 80 kgf/㎟ 미만인 경우 인쇄, 라미네이팅 등의 가공 공정에서 기계적 텐션에 대한 저항력이 충분하지 못하여, 주행방향으로 주름이 발생하여 인쇄상 문제가 발생되거나, 주행 중에 파단이 발생되어 바람직하지 않다. 역으로 370 kgf/㎟를 초과하는 경우는 필름의 강성도(stiffness)가 상승하여 외부 충격에 의해 쉽게 파단되거나 쉽게 깨지기 때문에 바람직하지 않다. 바람직하게는, 100 내지 370 kgf/㎟ 범위이다.
또한, 상기 필름은 내핀홀성 시험 후의 핀홀의 개수가 100개 이하이다. 핀홀의 개수가 100개를 초과하거나 또는 크랙이 생기는 경우, 운송 및 취급 도중 지속적인 충격을 받았을 때 충격 저항성이 약해져 쉽게 파열될 수 있으므로 좋지 않다. 특히 동절기에는 필름이 더 취약해지기 때문에, 반복적인 구겨짐에 의해 핀홀이 발생하여 불량을 야기시킬 수 있다. 더욱 바람직하게는 핀홀 개수가 40개 이하이다.
또한, 상기 필름은 30% 이하의 헤이즈를 나타낸다. 헤이즈가 30% 초과일 경우는 필름의 투명도가 현저히 탁해져서 안의 내용물이 보이는 포장 용도로는 사용할 수 없으므로 바람직하지 않다. 보다 바람직하게는, 최종 필름의 헤이즈가 20% 이하이며, 가장 바람직하게는 10% 이하이다.
또한 상기 필름은 100 ℃ 및 5분의 열풍조건에서의 종방향 및 횡방향의 열수축률이 각각 10 내지 80 %이다. 양방향 수축률이 80 %를 초과할 경우, 인쇄나 라미네이트시에 열풍에 의한 폭방향 및 길이방향의 수축이 심하여 인쇄상 문제가 발생하고, 인쇄 후 컬 발생이 심하여 말리는 현상이 있으므로 좋지 않다. 또한 수축이 너무 심하여 고밀도폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 유연성 병(flexible bottle)의 경우에는 형태 변형을 가져올 수 있다.
상기 필름은 두께가 10㎛ 내지 300㎛인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 10㎛ 내지 100㎛이다.
이와 같은 본 발명의 폴리에스터 필름은, (a) 폴리락트산 및 상기 폴리락트산보다 낮은 유리전이온도를 갖는 유연첨가제를 블렌딩하여 혼합 수지를 얻거나, 또는 공중합 반응시켜 공중합 수지를 얻는 단계; (b) 상기 혼합 수지 또는 공중합 수지를 용융 및 압출시켜 미연신 시트를 얻는 단계; 및 (c) 상기 미연신 시트를 주수축 방향에 대해 2 내지 5배의 연신비로 연신하고 열고정시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조된다.
상기 단계 (a)에서, 폴리락트산과 유연첨가제의 반응비는 중량비로 99:1 내지 5:95이며, 반응조건은 질소 분위기 하에서 120 내지 250 ℃의 온도로 0.5 내지 5시간 동안 블렌딩하거나 또는 공중합 반응 시키는 것이 바람직하다. 상세하게는 폴리락트산 5 내지 99중량부 및 유연첨가제 1 내지 95중량부를 혼합하거나, 또는 상기 폴리락트산 형성용 모노머와 유연첨가제를 상기 혼합비로 혼합 후 주석촉매(stannous octoate) 0.01 내지 0.1중량부 및 블로킹 방지제로서 SiO2 0.01 내지 1중량부, 보다 바람직하게는 0.1 내지 0.2중량부를 첨가시킨 뒤, 질소분위기 하에서 170 내지 190 ℃에서 3 내지 5시간 반응하다가 감압을 통해 부산물이나 미반응물을 제거하여 랜덤공중합 수지를 얻을 수 있다.
상기 단계 (b)에서 용융 압출온도는 170 내지 240 ℃인 것이 바람직하다.
또한, 상기 단계 (c)에서 열고정 온도는 50 내지 150 ℃인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 120 ℃이다.
본 발명에 따른 폴리에스터 필름은, 생분해성 수지로 이루어져 친환경성이면서도 투명성(빛 투과율 80 % 이상, 헤이즈 30 % 이하)이 우수하다. 또한 유연첨가제를 이용함으로써 공정 방향으로 파단 횟수가 적고, 포장 후 모서리 부분이 부드럽게 포장될 수 있으며, 연신을 거쳐 제조되므로 강도 및 신도가 우수하다.
이에 따라 본 발명의 폴리에스터 필름은 열수축 라벨 또는 포장재 용도로서 적합하며, 상기 열수축 라벨 또는 포장재는 바람직하게는 식음료 및 생활용품의 라벨 또는 오버랩핑 포장용도로 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 또한 상기 폴리에스터 필름을 포함하는 포장재를 제공한다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
L-락타이드(Musashino Chemical Laboratory사) 80 중량부, 1,3-폴리프로판디올 (CerenolH2400, Dupont 사제) 20 중량부, 개환반응을 위한 주석 촉매 0.02 중량부, 및 블로킹방지제로서 SiO2 0.2 중량부를 교반장치가 구비된 반응 용기에 넣었다. 이를 질소 분위기에서 185 ℃의 온도로 5 시간동안 중합하여, 폴리락트산과 폴리알킬에테르의 랜덤블록공중합체를 얻었다. 수득한 공중합 수지의 수평균분자량(Mn)은 100,000이었다.
결과로 수득된 공중합 수지를 190 ℃에서 용융압출하고 10 ℃의 캐스팅 롤에 밀착시켜 주수축 방향에 대해 4.8 배로 85 ℃에서 연신한 후, 80 ℃에서 열고정하여, 두께 45 ㎛의 1축 연신 폴리에스터 필름을 얻었다.
실시예 2
폴리락트산(Mn:130,000, Tm: 170 ℃, 제품명: 4032D, NatureWorks사) 및 1,3-폴리프로판디올 (CerenolH2400, Dupont 사제)을 중량비 85:15로 블렌딩하였다.
결과로 수득된 혼합 수지를 190 ℃에서 용융압출하고 15 ℃의 캐스팅 롤에 밀착시켜 주수축 방향에 대해 3.8 배로 93 ℃에서 연신한 후, 90 ℃에서 열고정하여, 두께 45 ㎛의 1축 연신 폴리에스터 필름을 얻었다.
실시예 　３
L-락타이드(Musashino Chemical Laboratory사) 83 중량부, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜 17 중량부, 개환반응을 위한 주석 촉매 0.02 중량부, 및 블로킹방지제로서 SiO2 0.1 중량부를 교반장치가 구비된 반응 용기에 넣었다. 이를 질소 분위기에서 200 ℃의 온도로 4 시간동안 중합하여, 폴리락트산과 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜의 랜덤블록공중합체를 얻었다. 수득한 공중합 수지의 수평균분자량(Mn)은 90,000이었다.
결과로 수득된 공중합 수지를 230 ℃에서 용융압출하고 13 ℃의 캐스팅 롤에 밀착시켜 주수축 방향에 대해 4.2 배로 80 ℃에서 연신한 후, 110 ℃에서 열고정하여, 두께 50 ㎛의 1축 연신 폴리에스터 필름을 얻었다.
실시예 4
폴리락트산(Mn: 130,000, Tm: 170 ℃, 제품명:4032D, NatureWorks사) 및 글리세린 유도체(PS435, Danisco 사제)를 중량비 90:10으로 블렌딩하였다.
결과로 수득된 혼합 수지를 180 ℃에서 용융압출하고 15 ℃의 캐스팅 롤에 밀착시켜 주수축 방향에 대해 4.9 배로 77 ℃에서 연신한 후, 96 ℃에서 열고정하여, 두께 50 ㎛의 1축 연신 폴리에스터 필름을 얻었다.
비교예 1
L-락타이드(Musashino Chemical Laboratory사) 100 중량부, 개환반응을 위한 주석 촉매 0.03 중량부, 및 블로킹방지제로서 SiO2 0.2 중량부를 교반장치가 구비된 반응 용기에 넣었다. 이를 질소 분위기에서 190 ℃의 온도로 5시간동안 중합하여 폴리락트산 수지를 얻었다. 결과로 수득된 수지를 220 ℃에서 용융압출하고 18 ℃의 캐스팅 롤에 밀착시켜 주수축 방향에 대해 3.8 배로 88 ℃에서 연신한 후, 100 ℃에서 열고정하여, 두께 50 ㎛의 1축 연신 폴리에스터 필름을 얻었다.
비교예 2
폴리락트산(Mn:130,000, Tm:145℃, 제품명:4042D, NatureWorks사) 및 1,2-폴리에탄다이올(한농화성, Kopex-PEG)을 중량비 90:10으로 블렌딩하였다.
결과로 수득된 혼합 수지를 200℃에서 용융압출하였으나, 폴리락트산 수지가 빠르게 가수분해 되어 증기(vapor)와 미세기포가 나오는 등 열적 안정성이 불량하여 필름 형성이 불가능하였다.
각각의 실시예 및 비교예에 따른 필름의 조성 및 제조공정은 표 1에 정리하였다.
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 필름에 대해 다음과 같은 방법으로 물성을 측정하여 표 1에 정리하였다.
(1) 필름의 조성
필름을 용제(중수소로 치환된 클로로포름과 트리프루오로아세트산의 4:1 혼합 용액)에 녹인 후, H-NMR (JSM-LA300, Jeol사, 일본)로 측정하여 얻어진 각 특성 피크의 면적비를 이용하여 중량%로 계산하여 얻었다.
(2) 공정성
실시예 및 비교예에 따른 폴리에스터 필름의 제조시 시간당 파단횟수를 측정하였다.
(3) 탄성모듈러스
ASTM D 882에 따라, 만능시험기(UTM 4206-001, INSTRON사)를 이용하여 측정하였으며, 필름을 길이 약 100mm 폭 15mm로 재단한 후 척간 간격이 50mm가 되도록 장착하고 인장속도 200mm/분의 속도로 실험하여, 설비에 내장된 프로그램에 의하여 계산된 탄성모듈러스(㎏f/㎟) 값을 얻었다. 탄성 모듈러스가 낮을수록 유연성이 우수하다.
(4) 내핀홀성(개수)
겔보 플렉스(Gelbo Flex, Gelbo사, 미국)를 이용하여(구성-샘플장착대:165mm, 샘플장착직경:88mm, 왕복 운동 거리:125mm), 상온에서 450도의 회전각도로 약 10분간 450회 회전 및 왕복시킨 후, 필름을 백지 위에 평평하게 깔았다. 그 위에 닥터 블레이드를 이용하여 통상의 용제성 니트로글리세린(NC)계 잉크를 도포한 후, 백지에 나타나는 잉크점을 세어 그 샘플의 핀홀 개수로 하였고, 이러한 측정을 시료당 3회 반복하여 얻은 평균 값을 핀홀 개수로 비교하였다.
(5) 헤이즈(Haze)
헤이즈미터(SEP-H, Nihon Semitsu Kogaku사, 일본)로 측정하였으며 C-광원을 사용하였다.
(6) 유리전이온도(Tg)
시차열분석기(퍼킨엘머사 DSC-7)를 이용하여 1분당 20 ℃씩 승온하여 유리전이온도를 측정하였다.
(7) 수축개시온도
열수축응력시험기(Thermal Stress Tester, KE-2, Kanebo Eng.사)를 이용하여 폭 4mm, 길이 50mm의 필름 시편을 초기하중 0.125 kg/mm2으로 고정한 후, 승온속도 2.5 ℃/sec로 승온하면서 온도에 따른 수축응력을 측정하여 그래프를 얻었다.
측정된 그래프에서 초기하중 0.125 kg/mm2과 동일한 수축응력값이 최초로 나오는 시점에서의 온도를 수축개시온도(Ts)로 정의하였다.
(8) 최대수축응력
제조한 필름을 측정하고자 하는 방향에 대하여 폭 15mm, 길이 120 mm로 절단한 후 수축응력측정기기(Shrinkage force Tester: 영진정밀사)를 사용하여 90 ℃의 온수에서 60초 동안 및 그 후의 수축응력을 측정하였다. 이때 측정용 샘플의 제조시 필름의 양 끝 5 mm 되는 지점에 선을 표기한 후 척(chuck)을 물렸다(척간의 거리는 100mm로 하는 경우 샘플의 실제 길이는 110mm가 되므로 느슨한 형태로 물린다).
Figure 112010079568516-pat00001
상기 표 1에서 ND는 측정 불가를 의미한다.
상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 폴리락트산에 유연첨가제를 블렌딩하거나 또는 공중합시켜 제조된 본 발명에 따른 실시예 1 내지 4의 폴리에스터 필름은 유연첨가제의 사용으로 인해 비교예 1에 비해 유리전이온도가 낮아지고, 저온에서 수축이 개시되어 낮은 최대수축응력을 나타내었다. 통상 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 연질 용기는 고온에서 열수축 가공을 할 경우 팽창하게 되며, 팽창된 상태에서 라벨링 된 후 다시 상온으로 떨어지면 라벨이 용기에 밀착되지 않고 들뜨게 되는 문제가 있는데, 본 발명에서는 저온에서 가공할 수 있도록 물성을 조절하여 폴리에스테르 필름을 제조함으로써 용기에 대한 밀착성을 높이고 가공 후 외관을 향상시킬 수 있다. 또한 연질 용기에 라벨링되는 필름의 수축응력이 너무 높을 경우에는 연질 용기가 과도한 응력으로 인해 모양이 변형되는데, 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 낮은 수축응력을 가져 연질 용기에 대한 라벨링시에도 연질용기의 변형을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명을 상기 실시예를 중심으로 하여 설명하였으나 이는 예시에 지나지 아니하며, 본 발명은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 다양한 변형 및 균등한 기타의 실시예를 이하에 첨부한 청구범위 내에서 수행할 수 있다는 사실을 이해하여야 한다.

Claims (14)

  1. 폴리락트산, 및 상기 폴리락트산보다 낮은 유리전이온도를 갖는 유연첨가제가 블렌딩 또는 공중합되어 이루어지며, 수축개시온도가 25 내지 58 ℃이고, 최대수축응력이 1 내지 4 N이며,
    상기 유연첨가제가 1,3-폴리프로판디올, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜, 글리세린 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 폴리에스터 필름으로서,
    상기 유연첨가제가 60 ℃ 이하의 유리전이온도를 가지며,
    상기 폴리에스터 필름이 70 내지 90 중량%의 폴리락트산 및 10 내지 30 중량%의 유연첨가제를 포함하고,
    상기 폴리에스터 필름이 88 mm의 직경을 갖는 샘플을 대상으로 내핀홀성 시험 후의 핀홀의 개수가 40 개 이하인, 폴리에스터 필름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스터 필름은 5 내지 55 ℃의 유리전이온도를 나타내는 것을 특징으로 하는, 폴리에스터 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스터 필름은 주수축 방향으로의 연신비가 2 내지 5배가 되도록 연신하여 제조된 연신 필름인 것을 특징으로 하는, 폴리에스터 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스터 필름은 초기 탄성모듈러스가 80 내지 370 ㎏f/㎟인 것을 특징으로 하는, 폴리에스터 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필름은 두께가 10 내지 300 ㎛이고, 헤이즈가 30 % 이하인 것을 특징으로 하는, 폴리에스터 필름.
  8. 삭제
  9. (a) 폴리락트산, 및 상기 폴리락트산보다 낮은 유리전이온도를 갖는 유연첨가제를 블렌딩하여 혼합 수지를 얻거나 또는 공중합 반응시켜 공중합 수지를 얻는 단계;
    (b) 상기 혼합 수지 또는 공중합 수지를 용융 및 압출시켜 미연신 시트를 얻는 단계; 및
    (c) 상기 미연신 시트를 주수축 방향에 대해 2 내지 5배의 연신비로 연신하고 열고정시키는 단계를 포함하고,
    상기 유연첨가제가 1,3-폴리프로판디올, 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜, 글리세린 유도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는, 폴리에스터 필름을 제조하는 방법으로서,
    상기 유연첨가제가 60 ℃ 이하의 유리전이온도를 가지며,
    상기 폴리에스터 필름이 70 내지 90 중량%의 폴리락트산 및 10 내지 30 중량%의 유연첨가제를 포함하고,
    상기 폴리에스터 필름이 88 mm의 직경을 갖는 샘플을 대상으로 내핀홀성 시험 후의 핀홀의 개수가 40 개 이하인, 제1항에 따른 폴리에스터 필름을 제조하는 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 단계 (b)에서 용융 압출 온도가 170 내지 240 ℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 단계 (c)의 열고정 온도는 50 내지 150 ℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항에 따른 폴리에스터 필름을 포함하는 포장재.
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