KR101917125B1

KR101917125B1 - 폴리에스테르 적층필름

Info

Publication number: KR101917125B1
Application number: KR1020120109112A
Authority: KR
Inventors: 서강진; 백상현
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2018-11-09
Also published as: KR20140042390A

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 적층필름에 관한 발명으로, 식품 포장용 폴리에스테르 적층필름에 관한 것이다.

Description

폴리에스테르 적층필름{POLYESTER LAMINATED FILM}

현대는 기능성 포장의 시대라고 해도 과언이 아닐 만큼 소비자의 편의성이 부합된 제품들이 시중에서 인기를 끌고 있다. 피자, 냉동식품, 베이컨 등 오븐 또는 전자렌지를 이용하여 간단히 데워 먹는 간편 조리식품이 급성장하고 있다.

이들 제품들을 포장하는 방법 중의 하나로 각광 받는 분야가 박리 가능한 밀봉필름(Peelable Seal film)을 이용한 포장방법이다. 즉, 기존에는 단순히 포장의 sealing성을 강화하여 생산 중이나 유통 중에 포장이 개봉되지 않도록 하는데 초점이 맞추어져 있었으나, 최근에는 소비자 입장에서 최종적으로 구입된 제품이 개봉 시 매우 쉽게 개봉되는데 초점이 맞추어진 상태로 개발 방향이 추구되고 있다. 다만 기존의 생산 및 유통 과정 중에 내용물이 Leakage(개봉 또는 해손) 되지 않는 상태를 전제로 한다. 그리고 이러한 간편 조리식품을 포장하고 있는 Peelable seal 필름은 냉장 또는 가열, 조리 시 발생하는 김서림을 방지하기 위해 제품의 신선도 및 미적 효과를 높일 수 있는 기능인 방담성을 부여하는 방향으로 진행되고 있다. 시장의 변화는 또한 포장용기 및 소재의 다변화에서도 볼 수 있으며, 과거 소기업 위주의 제품들이 중소기업 이상의 생산 형태로 바뀌면서 생산 및 유통과정에서 다양한 형태의 포장을 필요로 하고 있다.

이러한 Peelable seal의 일예로, 우리나라 공개특허 제 10-2004-0037095(2004.05.04)는 오븐용 음식을 포장하기 위한 다층 고분자 필름에 관한 것으로, 한쪽 면 위에 고분자 열-밀봉 가능한 박리성 층을 갖고 그의 반대쪽 면 위에 고분자 수축성 층을 갖는 고분자 기판 층을 포함하고, 상기 수축성 층이 55 내지 100 ℃의 온도 범위에 걸쳐 제1 치수에서 약 10 내지 80 %의 수축도를 갖고, 100 ℃에서 상기 제1 치수 대 직교하는 제2 치수에서의 수축비가 1:1 내지 10:1의 범위이고, 기판 층과 수축성 층 사이 및/또는 기판 층과 열-밀봉 가능한 박리성 층 사이에 배치된 하나 또는 두개의 중간 층(들)을, 및 하나 이상의 전기전도성 물질의 층(들)을 추가로 포함하는, 열-밀봉가능한 박리성의 다층 적층된 고분자 필름이 기재되어 있다.

Peelable seal의 접근 방향 및 형태를 보면, 필름에 Peelable seal 기능을 부여하여 용기에 열접착을 하는 방법, 용기에 Peelable seal 기능을 부여하는 방법, 필름 상호간에 Peelable seal 기능을 부여하는 방법 등이 있다. 현재 유지되는 Peelable seal 시장은 고가의 필름 및 원료 가격으로 인해 일부 한정적으로 시장이 형성되어 있으나, 기본적으로 소비의 편의성을 고려하면 향후 포장시장에서 기초가 되는 개념이며 기능성이 고려되어 모든 포장제품 개발 시 고려되거나 기존제품 역시 이 추세로 변화할 것으로 예측된다. 특히 미국시장의 경우 Peelable seal 제품은 앞서 설명한 대로 이미 큰 시장이 형성되어 있으며 이와 더불어 점차 방담성능의 수요가 늘어가고 있는 실정이다.

본 발명은 방담성이 부여된 Peelable seal 폴리에스테르 필름으로 전체 포장용 혹은 뚜껑용으로 크게 나눠지며, 요구 특성은 첫째, 열접착(140 ~ 180 ℃)이 가능해야 하며, 둘째, 손으로 쉽게 벗겨져야하고, 셋째, 일반 가열 오븐뿐만 아니라 전자레인지에서도 조리가 가능해야 하며 넷째, 필름 표면에 수막을 형성하여 김서림을 방지해야 한다.

상기와 같은 필름의 접착력에 관계되는 인자로는 필름 제조 시 도포하는 접착층의 두께와 접착 고분자의 종류, 그리고 내부에 혼입되는 필러의 양에 따라 달라진다. 접착 고분자는 원료의 제조 단가가 너무 높아 도포량은 낮추고 접착력은 증가할 수 있는 방향으로 발명이 진행되어야 한다. 그리고 방담 성능을 가지기 위해서는 방담층이 초친수성(10°이하) 또는 초발수성(150°이상)의 특성을 가져야 한다. 방담층이 형성되면 접착성능의 저하 문제, 블록킹 및 배면으로의 전사 등으로 인해 문제가 발생되는데 이를 개선하기 위한 다양한 연구개발이 이루어지고 있다.

본 발명자들은 상술한 접착성, 방담성, 블록킹성, 전사등의 문제점을 해결하기 위해 노력한 결과, 기재 필름의 단면에 접착성능이 우수하고 블로킹성, 그리고 배면으로의 전사 성능 제어가 용이한 접착층이, 그리고 접착층 상부에 방담성능이 우수하고 접착력 저하가 적은 식용 유화제로 이중 코팅된 방담 폴리에스테르 필름을 제조함으로써, 본 발명을 완성하였다.

우리나라 공개특허 제 10-2004-0037095(2004.05.04)

본 발명의 목적은 식용 가능한 고분자 유화제를 사용하여 우수한 방담 성능 및 배면 전사 안정성을 확보하고 접착층의 접착성능 및 블록킹성을 개선함으로써 접착성능 및 방담성이 우수한 방담 폴리에스테르 적층필름을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 폴리에스테르 기재필름, 상기 기재필름의 일면에 폴리우레탄계 프라이머 코팅층, 접착층 및 방담 코팅층이 순차적으로 형성되며,

상기 접착층의 접착력이 하기 식 1을 만족하고, 상기 방담 코팅층의 접촉각이 하기 식 2를 만족하는 것인 폴리에스테르 적층필름에 관한 것이다.

[식 1]

1500gf/inch ≥ 접착층의 접착력 ≥ 500gf/inch

[식 2]

방담 코팅층의 접촉각 ≤10°

본 발명에서, 상기 접착층은 유리전이온도가 50 ~ 80℃인 제 1 폴리에스테르수지와, 유리전이온도가 0 ~ 30 ℃인 제 2 폴리에스테르수지를 혼합한 폴리에스테르계 바인더수지와, 충전제를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명에서, 상기 폴리에스테르계 바인더수지는 제 1 폴리에스테르수지 5 ~ 30 중량%와, 제 2 폴리에스테르수지 70 ~ 95 중량%를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명에서, 상기 충전제는 평균입경이 1 ~ 5㎛인 실리카입자이고, 0.1 ~ 0.8 중량%로 포함되는 것일 수 있다.

본 발명에서, 상기 방담 코팅층은 물에 용해가 가능하고, 상온에서 고체인 식용 가능한 유화제를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명에서, 상기 유화제는 글리세린 지방산 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르, 프로필렌글리콜지방산에스테르, 자당지방산에스테르 및 레시틴에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다.

본 발명에서, 상기 기재필름은 두께가 12 ~ 50㎛이고, 폴리우레탄계 프라이머 코팅층은 건조도포두께가 0.03 ~ 0.1㎛이고, 접착층은 건조도포두께가 1 ~ 5㎛이고, 방담 코팅층은 건조도포두께가 0.07 ~ 0.2㎛인 것일 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르 필름은 투명성 및 투과도가 높고, 후가공 코팅제의 접착성 및 방담성이 우수하여 포장 산업 전반에 걸쳐 다양하게 응용 및 적용될 가능성이 높을 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명의 일 양태를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 육안 평가 시 우수한 척도를 나타낸 것이다.

보다 구체적으로 도면을 참조하여 본 발명의 일 구체예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 구체예를 나타낸 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 폴리에스테르 기재필름(10), 상기 기재필름의 일면에 폴리우레탄계 프라이머 코팅층(20), 접착층(30) 및 방담 코팅층(40)이 순차적으로 형성되며,

[식 1]

1500gf/inch ≥ 접착층의 접착력 ≥ 500gf/inch

[식 2]

방담 코팅층의 접촉각 ≤10°

상기 접착층의 접착력이 500gf/inch이상, 구체적으로 500 ~ 1500gf/inch이고, 방담 코팅층의 접촉각이 10°이하, 구체적으로 0 ~ 10°인 범위에서, 후가공 코팅제의 접착성 및 방담성이 우수하여 식품 포장용 포장재로 적용이 유리한 효과가 있다. 접착력이 500gf/inch보다 낮게 되면 포장 후 내용물의 무게에 의해 Sealing성에 문제가 있고 1500gf/inch보다 높게 되면 필름을 벗기기 힘든 문제가 발생한다. 접촉각이 10°이상이 되면 필름표면의 수증기가 구의 형태를 이루게 되어 수초이내 수막형성이 어렵기 때문에 접촉각이 낮을수록 방담성이 유리하다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리에스테르 기재필름(10)은 폴리에스테르 필름, 보다 구체적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 기재필름은 두께가 12 ~ 50㎛인 것이 적합하다. 두께가 12㎛ 미만인 경우에는 기계적 물성 및 내열성이 부족할 수 있고, 두께가 50㎛을 초과하는 경우에는 후가공 공정에서 안정적으로 사용되는데 제한이 따를 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 폴리우레탄계 프라이머 코팅층(20)은 기재필름과 접착층 간의 접착성을 향상시키고, 제품의 최종 평가 시 피착제에 남게 되는 접착 바인더를 제거하기 위하여 형성하는 것으로, 통상적으로 폴리에스테르 필름 제조 시 프라이머 코팅층을 형성하기 위해 사용되는 조성이라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명에서 목적으로 하는 접착성을 발현하기 위한 접착층과의 밀착성을 향상시키고, 투명성 및 투과도가 우수하도록 하기 위해서는 폴리에스테르 기재필름과의 굴절율 차이가 적은 폴리우레탄계 바인더수지를 사용하는 것이 바람직하다. 식품용 포장에 사용되는 제품으로 필름을 제거 했을 때 접착 바인더가 피착제에 남게 되면 식품 섭취시 외관 및 최종 사용자의 선호에 부정적인 영향을 미치므로 폴리우레탄계수지로 프라이머층을 형성하여 이 부분을 방지하고자 한다.

상기 폴리우레탄계 프라이머 코팅층(20)을 형성하기 위한 프라이머 조성물은 폴리우레탄계 바인더수지의 고형분 함량이 4 ~ 10 중량%인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 폴리우레탄계 프라이머 코팅층의 외관 및 블록킹성이 유리하고 투명성 및 투과도가 우수할 수 있다.

상기 폴리우레탄계 프라이머 코팅층(20)은 건조도포두께가 0.03 ~ 0.1㎛인 것이 바람직하다. 이것은 폴리우레탄계 프라이머 코팅층이 0.03㎛미만이면 그 효과를 볼 수 없고 0.1㎛초과이면 블록킹성이 발생할 수 있고, 및 코팅층 강도가 약해질 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 접착층(30)은 피착제에 열고정하여 피착제 안의 음식물을 보호하고 최종 소비자가 사용할 때 손쉽게 필름을 제거할 수 있는 기능을 부여하기 위한 것으로, 본 발명에서는 유리전이온도가 상이한 2종의 폴리에스테르수지를 혼합하여 사용하는데 특징이 있다. 유리전이 온도가 상이한 폴리에스터를 사용함으로써 접착력과 블록킹성의 서로 상반되는 효과를 최적의 수준으로 유지할 수 있으며 특히 낮은 유리전이온도를 가지는 폴리에스테르 수지를 과량 사용함으로써 접착력의 손실을 최소화 할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 접착층은 유리전이온도가 50 ~ 80℃인 제 1 폴리에스테르수지와, 유리전이온도가 0 ~ 30 ℃인 제 2 폴리에스테르수지를 혼합한 폴리에스테르계 바인더수지와, 충전제를 포함하는 것일 수 있다.

상기 접착층을 형성하기위한 접착조성물로, 유리전이온도가 50 ~ 80℃인 제 1 폴리에스테르수지와, 유리전이온도가 0 ~ 30 ℃인 제 2 폴리에스테르수지를 혼합한 폴리에스테르계 바인더수지 10 ~ 40 중량%, 충전제 0.1 ~ 0.8 중량% 및 잔량의 용매를 포함할 수 있다.

상기 폴리에스테르계 바인더수지는 제 1 폴리에스테르수지 5 ~ 30 중량%와, 제 2 폴리에스테르수지 70 ~ 95 중량%를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 제 1 폴리에스테르수지가 5중량%미만이고, 제 2 폴리에스테르수지가 95 중량% 초과인 경우는 최종 제품의 접착력은 증가할 수 있으나 블록킹성이 발생하여 공정상의 문제를 야기 시킬 수 있으며, 제 1 폴리에스테르수지가 30 중량% 초과이고 제 2 폴리에스테르수지가 70 중량% 미만인 경우는 블록킹성은 우수하나 접착력이 낮아져 최종 제품에 열고정시 내용물의 유동에 의해 필름이 벗겨지는 문제가 발생할 수 있다.

상기 접착조성물 제조 시 유리전이온도가 50 ~ 80℃인 제 1 폴리에스테르수지와, 유리전이온도가 0 ~ 30 ℃인 제 2 폴리에스테르수지를 혼합한 폴리에스테르계 바인더수지는 10 ~ 40 중량%범위로 사용하는 것이 바람직하며, 고형분 함량이 10 중량% 미만인 경우는 코팅성 및 블록킹성은 양호하나, 접착력 구현이 어려우며, 40 중량% 초과인 경우에는 접착력은 우수하나 코팅 외관 및 블록킹성 문제가 발생할 수 있고, 코팅액의 점도가 상승하여 코팅 외관이 불량해질 수 있다.

상기 충전제로는 콜로이드 실리카입자를 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실리카 입자의 평균입경이 0.1 ~ 5㎛인 것이 바람직하며, 0.1 ~ 0.8 중량%로 사용되는 것이 바람직하고 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있다. 이것은 0.1㎛미만의 입자를 사용하게 되면 접착바인더에 대부분 묻혀 블록킹성 해결하기 힘들고 5㎛초과의 입자는 접착층의 두께보다 지나치게 커 입자가 탈락하는 문제가 발생하게 되어 상기 범위의 입자를 사용하는 것이 유리하다.

상기 용매는 바인더수지를 용해할 수 있는 용매라면 제한되지 않으며, 구체적으로 예를 들면, 메틸에틸케톤, 톨루엔 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 접착층(30)은 건조도포두께가 1 ~ 5㎛인 것이 바람직하다. 1㎛ 미만인 경우는 접착력이 저하되는 문제점이 발생하고, 5㎛를 초과하는 경우는 접착력이 증가하여 손쉽게 필름을 제거할 수 없는 문제점을 야기 시킨다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 방담 코팅층(40)은 최종 제품의 유통 및 전시에 발생하는 김서림에 의한 소비자의 식별도 및 미적 외관 효과를 극대화하기 위한 방법으로 필름 표면에 수막을 형성하여 보다 선명하고 투명한 내부를 볼 수 있는 기능을 부여하기 위한 것으로, 본 발명에서는 물에 용해가 가능하고, 상온에서 고체인 식용 가능한 유화제를 포함하는 것일 수 있다.

보다 구체적으로 상기 방담 코팅층(40)을 형성하기 위한 방담 코팅액은 용매에 용해가 가능하고, 상온에서 고체인 식용 가능한 유화제 1 ~ 10중량%와 잔량의 용매를 포함하는 것일 수 있다. 상기 범위의 유화제를 코팅하면 방담성능을 극대화 할 수 있으나 1%미만일 경우에는 친수성기가 부족하고 10%초과일 경우에는 소수성기가 상층에 위치하여 주된 성능인 방담성을 발현하는데 불리한 점이 있다.

상기 유화제는 글리세린 지방산 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르, 프로필렌글리콜지방산에스테르, 자당지방산에스테르 및 레시틴에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 상업화된 예로는 REKENVITAMIN사, REKEMAL 시리즈 등을 사용할 수 있다.

상기 용매는 이소프로필알콜, 물 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 일 양태에서, 상기 방담 코팅층(40)은 건조도포두께가 0.07 ~ 0.2㎛인 것일 수 있다. 상기 설명과 동일하게 0.07㎛ 미만 또는 0.2㎛를 초과하는 경우 방담성이 저하되고, 특히 0.2㎛를 초과하는 경우에는 방담 코팅층이 필름 배면에 전사되는 문제점을 야기할 수 있다.

이하, 본 발명의 폴리에스테르 적층필름의 제조 방법에 대해 보다 상세히 설명하나 이것에 한정되지는 않는다.

본 발명에 따른 단면 코팅 폴리에스테르 필름은 폴리에스테르의 원료 수지를 용융 압출하여 무정형의 폴리에스테르 시트(Sheet)를 제조한 후 시트의 이동방향과 동일한 종방향으로 일축 연신한 후 일축 연신된 폴리에스테르 시트에 폴리우레탄계 조성물을 도포한 후 코팅액을 건조시키고 동시에 시트를 예열시킨 후 횡방향으로 연신하고 열처리하는 단계를 포함하여 제조된다. 이후에 오프라인 이중 코팅으로 폴리에스터계 접착 바인더를 도포한 후 열풍 건조 시키고 그 상부에 이중 코팅 방법으로 다시 식용 유화제 타입의 방담 코팅액을 도포하여 건조시키는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.

보다 구체적으로, 폴리에스테르의 원료 수지를 충분히 진공, 건조 후 압출기를 통해 용융, 압출되고, 용융된 고온의 폴리에스테르 수지가 다이를 통해 회전 냉각 롤에서 시트로 제조된다. 이때 정전 인가법에 의해 폴리머를 냉각 롤에 밀착시켜 줌으로써 미연신 폴리에스테르 시트를 얻게 된다. 이때 폴리에스테르 원료 수지에 실리카 입자를 혼합하거나 폴리에스테르 중합단계에서 투입하여 마스터 배치를 중합하고 실리카 입자가 첨가되지 않은 기재와 혼합하여 사용할 수 있다. 이렇게 얻어진 미연신 폴리에스테르 시트를 80 ~ 110℃로 가열한 롤 위를 통과시키면서 종방향으로 2.5 ~ 4.0배 연신하여 일축 연신 폴리에스테르 필름을 얻는다. 제조된 일축 연신 폴리에스테르 필름의 단면에 폴리우레탄계 코팅액을 도포한 후 100 ~ 140℃에서 예열, 건조를 거쳐 횡방향으로 2.5 ~ 4.0배 더 연신하고, 텐터 열처리존에서 200 ~ 235℃로 열처리를 행한다. 이어 냉각존에서 필름을 190℃ 이하의 온도에서 종방향 또는 횡방향으로 0.01 내지 10% 이완시켜 열고정하여 단면 코팅층을 갖는 이축 연신 폴리에스테르 필름을 제조한다. 제조된 Roll 필름을 다시 후가공에서 이중 코팅방법으로 접착층 코팅액을 코팅하고, 5단 텐터에서 100 ~ 150℃로 열 건조를 진행한 후 연속으로 방담 코팅액을 코팅하고 5단 텐터에서 100~150℃로 열 건조를 진행하여 폴리에스테르 필름을 제조한다.

폴리에스테르 필름에 접착층 및 방담층 코팅액을 도포하는 방법으로는 그라비아 코팅법, 키스코팅법, 와이어 바 코팅법, 스프레이 코팅법, 에어 나이프 코팅법 등의 공지의 코팅법을 이용함에 있어 이들 방법 중 한 가지 혹은 조합하여 실시할 수도 있다.

본 발명에 따른 접착층과 방담층이 이중코팅된 폴리에스테르 필름은 접착력이 우수하고 방담 기능을 가지면서 블로킹 방지 성능 및 배면으로의 전사 성능이 우수한 장점이 있다.

이하, 하기의 실시예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명하고자 한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 요구 물성 및 이를 측정하기 위한 구체적인 내용은 다음과 같다.

(1) 접착성

실시예 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 필름을 APET(비결정성 폴리에스터필름), CPET(결정성 폴리에스터 필름)에 겹친 후에 Heat Gradient(일본 도요세이키)를 사용하여 100 ~ 200℃에서 0.4MPa압력 하에 1초 동안 눌러 상온에서 1시간 동안 방치한다. Peel Tester(Cheminstrument社 AR-1000)를 이용하여 300mm/min의 속도로 25mm의 폭으로 접착한 필름을 90° Peeling한다. CPET기준 500gf/inch, APET기준 700gf/inch 이상이 되고 접착성이 우수한 것이다.

우수 (O) : CPET기준 500gf/inch, APET기준 700gf/inch 이상

불량 (X) : CPET기준 500gf/inch, APET기준 700gf/inch 이하

(2) 접촉각 성능

동적 접촉각 측정기(KRUSS社 DSA100)를 사용하여 3㎕의 물방울을 실시예 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 필름에 떨어뜨려 10초 이내 측정되는 물방울의 접촉각을 측정하였다. 접촉각이 10°이하가 되어야 방담성이 우수한 것이다.

(3) 육안평가

실시예 및 비교예에 따른 폴리에스테르 필름 제조 후 방담 코팅액이 코팅된 면에 5℃ 이하의 냉장 또는 50℃ 이상의 수증기 발생 환경에서 수막이 10초 이내 형성되는 방담성을 평가하였다. 도 2에 나타낸 예와 같이 Clear한 수막을 형성하는 것이 우수한 것이다.

우수 (O) : 10초이내 Clear한 수막 형성.

불량 (X) : 10초이내 Clear한 수막 형상 안됨.

(4) 블로킹성 (Blocking)

실시예 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 필름과 CPET(결정성 폴리에스터 필름)필름 2장을 겹친 후 상온, 40℃에서 2Kgf/㎠가 되도록 압력을 가하여 1일간 Pressing하고 180°Peel Test를 진행하였다. 필름간의 블로킹성이 있는지를 육안으로 관찰하여 다음과 같이 평가하였다.

우수 (O) : 블로킹성이 없음.

불량 (X) : 블로킹성이 있음.

(5) Self Vent성

실시예 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 필름을 CPET(결정성 폴리에스터 필름)에 겹친 후에 Heat Gradient(일본 도요세이키)를 사용하여 140℃에서, 0.4MPa압력 하에 1초 동안 눌러 상온에서 1시간 동안 방치한다. 을 이용하여 300mm/min의 속도로 25mm의 폭으로 접착한 필름을 상온~100℃의 열을 가하면서 90° Peeling한다.

우수 (O) : 40~80℃ 구간에서 접착력이 100gf/inch 이하

불량 (X) : 40~80℃ 구간에서 접착력이 100gf/inch 이상

실시예 (1)

1) 폴리우레탄계 프라이머 코팅액(1)의 제조

중량평균분자량이 2000g/mol인 폴리에스테르계 폴리올 22.5중량%, 헥사메틸렌이소시아네이트 58.4%, 디메틸프로피온산 9.0중량% 및 트리에틸아민 10.1중량%를 반응시킨 폴리우레탄계 바인더 4 중량%, 실리콘계 웨팅제(Methl(Propylhydroxide, ethoxylated)bis(trimethlsiloxy)Silane) 0.3 중량%을 물에 첨가한 후, 1시간 교반하여 폴리우레탄 코팅액(1)을 제조하였다.

2) 접착층 코팅액(1)의 제조

T_g값이 30℃인 폴리에스터계 바인더 5 중량%와 T_g가 80℃인 폴리에스터 바인더 95중량%로 구성된 혼합 바인더를 메틸에틸케톤(MEK):톨루엔=1:1용매에 20 중량% 고형분으로 희석하고, 3㎛ 사이즈의 콜로이드 실리카 입자를 0.5 중량% 첨가한 후 약 30분간 교반하여 접착층의 코팅액(1)을 준비하였다.

3) 방담층 코팅액(1)의 제조

고형분이 40 중량%인 식용 유화제 타입의 방담제(REKENVITAMIN사, REKEMAL A)를 3 중량%가 되도록 이소프로필알콜을 첨가하고 30분간 교반하여 방담층의 코팅액(1)을 준비하였다.

4) 폴리에스테르 필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅 드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 2000㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 폴리우레탄 코팅액(1)을 Gravure coating방법으로 코팅하고 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 230℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 코팅된 2축연신 필름을 제조하였다. 기재필름의 두께는 23㎛이고, 폴리우레탄 코팅층의 건조도포두께는 45nm 이었다.

폴리우레탄 코팅면에 후가공 코팅 방법으로 상기 접착층 코팅액(1)을 그라비아방법으로 코팅하고 5단 텐터에서 100 ~ 150℃로 열 건조를 진행한 후 연속으로 상기 방담층 코팅액(1)을 그라비아방법으로 코팅하고 5단 텐터에서 100 ~ 150℃로 열 건조를 진행하였다. 각각의 건조 도포두께는 접착층 2.0㎛, 방담 코팅층 0.15㎛이였다.

이렇게 얻어진 폴리에스테르 필름의 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

비교예 (1)

1) 접착층 코팅액(2)의 제조

T_g값이 80℃인 폴리에스터계 바인더를 MEK:톨루엔=1:1용매로 20 중량% 고형분으로 희석하고 3.0㎛ 사이즈의 콜로이드 실리카 입자를 0.5 중량% 첨가한 후 약 30분간 교반하여 접착층의 코팅액(2)을 준비하였다.

2) 폴리에스테르 필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅 드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 2000㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 실시예 1에서 제조된 폴리우레탄 코팅액(1)을 Gravure coating방법으로 코팅하고 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 230℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 코팅된 23㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 제조된 폴리우레탄 코팅층의 건조도포두께는 45nm 이었다.

폴리우레탄 코팅면에 후가공 코팅 방법으로 상기 접착층 코팅액(2)을 그라비아방법으로 코팅하고 5단 텐터에서 100 ~ 150℃로 열 건조를 진행한 후 연속으로 상기 실시예 1에서 제조된 방담층 코팅액(1)을 그라비아방법으로 코팅하고 5단 텐터에서 100 ~ 150℃로 열 건조를 진행하였다. 각각의 건조 도포두께는 접착층 2.0㎛, 방담층 0.15㎛이였다.

비교예 (2)

1) 접착층 코팅액(3)의 제조

Tg값이 30℃인 폴리에스터계 바인더 100 중량%인 바인더를 MEK:톨루엔=1:1용매로 20 중량% 고형분으로 희석하고 3.0㎛ 사이즈의 콜로이드 실리카 입자를 0.5 중량% 첨가한 후 약 30분간 교반하여 접착층의 코팅액(3)을 준비하였다.

2) 폴리에스테르 필름의 제조

수분이 제거된 폴리에틸렌테레프탈레이트 칩을 압출기에 넣고 용융압출한 후 표면온도 20℃인 캐스팅 드럼으로 급냉, 고화시켜 두께가 2000㎛인 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 제조하였다. 제조된 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 80℃에서 기계방향(MD)으로 3.5배 연신한 후 상온으로 냉각하였다. 이후, 상기 폴리우레탄 코팅액(1)을 Gravure coating방법으로 코팅하고 110 ~ 150℃까지 초당 1℃씩 승온하여 예열, 건조를 거쳐 횡방향(TD)으로 3.5배 연신하였다. 이후, 5단 텐터에서 230℃로 열처리를 행하고, 200℃에서 종방향 및 횡방향으로 10%이완시켜 열고정하여 코팅된 23㎛의 2축연신 필름을 제조하였다. 제조된 폴리우레탄 코팅층의 건조도포두께는 45nm 이었다.

폴리우레탄 코팅면에 후가공 코팅 방법으로 상기 접착층 코팅액(3)을 그라비아방법으로 코팅하고 5단 텐터에서 100~150℃로 열 건조를 진행한 후 연속으로 상기 방담층 코팅액(1)을 그라비아방법으로 코팅하고 5단 텐터에서 100~150℃로 열 건조를 진행하였다. 각각의 건조 도포두께는 접착층 2㎛, 방담층 0.15㎛이였다.

비교예 (3)

1) 접착층 코팅액(4)의 제조

Tg값이 30℃인 폴리에스터계 바인더 50 중량%와 Tg가 80℃인 폴리에스터 바인더 50중량%로 구성된 혼합 바인더를 MEK:톨루엔=1:1용매로 20 중량% 고형분으로 희석하고 3㎛ 사이즈의 콜로이드 실리카 입자를 0.5 중량% 첨가한 후 약 30분간 교반하여 접착층의 코팅액(4)을 준비하였다.

2) 폴리에스테르 필름의 제조

폴리우레탄 코팅면에 후가공 코팅 방법으로 상기 접착층 코팅액(4)을 그라비아방법으로 코팅하고 5단 텐터에서 100~150℃로 열 건조를 진행한 후 연속으로 상기 방담층 코팅액(1)을 그라비아방법으로 코팅하고 5단 텐터에서 100~150℃로 열 건조를 진행하였다. 각각의 건조 도포두께는 접착층 2.0㎛, 방담층 0.15㎛이였다.

비교예 (4)

1) 접착층 코팅액(5)의 제조

Tg값이 30℃인 폴리에스터계 바인더 100 중량%인 바인더를 MEK:톨루엔=1:1용매로 20 중량% 고형분으로 희석하고 1.5㎛ 사이즈의 콜로이드 실리카 입자를 0.5 중량% 첨가한 후 약 30분간 교반하여 접착층의 코팅액(5)을 준비하였다.

2) 폴리에스테르 필름의 제조

폴리우레탄 코팅면에 후가공 코팅 방법으로 상기 접착층 코팅액(5)을 그라비아방법으로 코팅하고 5단 텐터에서 100~150℃로 열 건조를 진행한 후 연속으로 상기 방담층 코팅액(1)을 그라비아방법으로 코팅하고 5단 텐터에서 100~150℃로 열 건조를 진행하였다. 각각의 건조 도포두께는 접착층 2.0㎛, 방담층 0.15㎛이였다.

[표1]

상기 표1의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, T_g가 낮은 바인더의 함량이 높을수록 접착력에 대한 물성은 쉽게 확보가 가능하다. 하지만, 비교예 (2)에서 확인 가능하다시피 Tg가 낮은 바인더만 사용할 경우 필름간의 블록킹이 발생하여 Roll 권취시 문제가 발생한다. 반면에 비교예(1)에서 확인 가능하다시피 Tg가 높은 바인더만 사용할 경우 블록킹 문제는 발생하지 않으나 접착력 저하 문제가 발생하게 된다. 그리고 비교예(3)에서 확인 가능하다시피 Tg가 다른 두 종류의 바인더를 혼합하여 사용하더라도 Tg가 낮은 바인더의 함량이 증가해야 접착력이 만족할 만한 수준이 된다. 그리고 비교예(3)에서 확인한 것과 같이 실리카 입자의 크기가 작아지면 다른 모든 물성을 만족하더라도 블로킹이 발생하게 되어 품질 문제의 주요 원인이 되기도 한다.

따라서, 상기 표 1의 결과로부터 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 접착력이 CPET기준 500gf/inch, APET기준 700gf/inch 이상으로 우수하고, 10° 이하의 접촉각과 수초이내 수막을 형성하는 육안평가결과 확인으로 방담 성능 또한 우수하며, 공정을 위한 블로킹성 및 가열 조리시 내용물이 터지는 것을 방지하는 Self Vent성도 40~80℃ 구간에서 접착력이 100gf/inch이하로 떨어지는 결과로 모두 우수하게 나타남을 확인할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

10 : 폴리에스테르 기재필름
20 : 폴리우레탄계 프라이머 코팅층
30 : 접착층
40 : 방담 코팅층

Claims

폴리에스테르 기재필름, 상기 기재필름의 일면에 폴리우레탄계 프라이머 코팅층, 접착층 및 방담 코팅층이 순차적으로 형성되며,
상기 접착층의 접착력이 하기 식 1을 만족하고, 상기 방담 코팅층의 접촉각이 하기 식 2를 만족하고,
상기 접착층은 유리전이온도가 50 ~ 80℃인 제 1 폴리에스테르수지 5 ~ 30 중량%와, 유리전이온도가 0 ~ 30 ℃인 제 2 폴리에스테르수지 70 ~ 95 중량%를 혼합한 폴리에스테르계 바인더수지와, 충전제를 포함하는 것인 폴리에스테르 적층필름.
[식 1]
1500gf/inch ≥ 접착층의 접착력 ≥ 500gf/inch
[식 2]
방담 코팅층의 접촉각 ≤10°
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 충전제는 평균입경이 0.1 ~ 5㎛인 실리카입자이고, 0.1 ~ 0.8 중량%로 포함되는 것인 폴리에스테르 적층필름.
제 1항에 있어서,
상기 방담 코팅층은 물에 용해가 가능하고, 상온에서 고체인 식용 가능한 유화제를 포함하는 폴리에스테르 적층필름.
제 5항에 있어서,
상기 유화제는 글리세린 지방산 에스테르, 솔비탄 지방산 에스테르, 프로필렌글리콜지방산에스테르, 자당지방산에스테르 및 레시틴에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 폴리에스테르 적층필름.
제 1항에 있어서,
상기 기재필름은 두께가 12 ~ 50㎛이고, 폴리우레탄계 프라이머 코팅층은 건조도포두께가 0.03 ~ 0.1㎛이고, 접착층은 건조도포두께가 1 ~ 5㎛이고, 방담 코팅층은 건조도포두께가 0.07 ~ 0.2㎛인 폴리에스테르 적층필름.