KR102187020B1 - 무광층용 조성물 및 그를 이용한 무광필름 제조방법 - Google Patents

무광층용 조성물 및 그를 이용한 무광필름 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 베이스 필름의 일면 또는 양면에 적층되어 무광필름을 형성하는 무광층용 조성물에 관한 기술로, 상기 무광층용 조성물은 폴리프로필렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량% 및 폴리에틸렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량%를 포함하는 기재 수지 100 중량부 및, 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 0.001 내지 1 중량부의 기능성 첨가제가 담지된 캡슐형 첨가제를 포함한다. 상기 무광층용 조성물이 3μm 이하의 두께로 베이스 필름에 적층되어 무광필름을 형성하고, 상기 무광필름의 흐림도는 80% 이상이며, 표면 광택도는 5% 이하로, 무광필름 제조 원가를 절감할 수 있으며, 생산량을 증대시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Description

무광층용 조성물 및 그를 이용한 무광필름 제조방법{COMPOSITION FOR LUSTERLESS LAYER AND THE LUSTERLESS FILM MANUFACTURING METHOD USING THE COMPOSITION}
본 발명은 흐림도가 80% 이상이며, 표면 광택도 5% 이하인 무광필름에 관한 것이다.
무광필름은 외부의 한 층 혹은 두 층에 무광 조성물을 피복하여 무광 기능을 할 수 있도록 제조된 필름으로 유광필름과 구분된다. 무광필름은 유광필름에서 보이는 눈의 피로함 및 포장된 내용물의 공개를 방지하고 제품의 우아함을 줄 수 있다. 따라서 최근에는 식품포장, 책 표지, 쇼핑백 등에 직접 혹은 합지되어 사용되고 있다. 사용 용도도 점차 증가하고 있으며, 유광필름 대비 시장점유율도 일본과 같은 선진국에서는 이미 50% 넘게 사용되고 있다.
폴리올레핀은 가격과 성능면에서 균형이 잡힌 수지로 폴리올레핀계 수지로 제조된 필름은 기계적, 열적, 전기적 특성이 우수하고, 내약품성 및 성형성이 뛰어나 식품포장, 상품포장 및 종이 등 타 소재의 코팅 재료로서 전세계적으로 가장 많이 사용되고 있다. 그 중 필름의 표면 광택을 줄임으로써 필름에 부드러운 감촉을 주어 포장된 소재의 상품성을 높여주는 무광택(Matt) 필름이 고부가가치 상품으로 널리 사용되고 있다.
무광택 현상은 반사 표면의 요철에 의한 난반사 현상에 기인하는 것으로 표면에 무광특성을 부여하는 방법으로는 1)일반필름의 표면을 코팅 및 에칭 등으로 표면처리 하는 방법, 2)비상용성을 가지는 수지 혼합물의 특징인, 혼합된 수지간의 흐름성, 수축율 및 굴절율 차이를 이용하는 방법, 3)무기물을 활용하여 표면에 요철을 부여하는 방법, 및 4)냉각롤에 요철을 주는 엠보싱 방법이 있다.
일반적으로 상기 1)방법은 코팅 및 건조 설비 등 후가공 설비가 별도로 필요하여 잘 이용되고 있지 않으며, 상업적으로는 2) 내지 4)방법 또는 이들을 혼합한 방법이 사용되고 있다.
이러한 무광필름의 가공을 용이하게 하고, 최종 제품의 성능을 개량하기 위해 가공이나 중합과정(polymerization process)에서 화학물질 첨가제(additive)가 사용되며, 이들 첨가제는 무광필름의 취약성을 보완하고 특성을 살리는 역할을 한다.
첨가제를 사용하는 목적은 무광필름의 품질개량과 성형품의 가공성, 물성향상, 장기적 안정성 유지를 위해서이며 그 종류만 해도 가소제(plasticizer), 열안정제(heat stabilizer), 산화방지제(antioxydant), 자외선안정제(UV stabilizer), 난연제(flame retardant), 대전방지제(antistatic agent) 및 윤활제(lubricant) 등으로 분류되고 무광필름을 이용한 제품을 만들 때 제품의 기능, 용도에 따라 필수적인 성분이다.
종래의 무광필름용 조성물은 상기의 목적을 위하여 첨가제를 사용하고 있으나, 첨가제의 미분산 및 재응집 문제가 발생하며, 무광필름의 표면 결함인 피쉬아이(fish-eye) 등이 발생하는 문제가 있다. 또한, 제조 공정 중 압출 다이의 출구 모서리나 열려있는 면에 상기 수지 조성물이 축적되는 다이 빌드-업 형성 속도(die build-up rate)가 빨라 제조 공정에 번거로움이 있어 장시간 대량생산하지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 표면 결함이 없으면서, 흐림도가 높고 광택도가 낮으며, 원가 절감 및 생산량 증대가 가능한 무광필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스 필름 및 그 일면 또는 양면에 3μm 이하의 두께로 적층되어 무광층을 형성하는 무광층용 조성물에 있어서, 상기 무광층용 조성물은 폴리프로필렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량% 및 폴리에틸렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량%를 포함하는 기재 수지 100 중량부 및, 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 0.001 내지 1 중량부의 기능성 첨가제 담지된 캡슐형 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 무광층용 조성물을 제공한다.
상기 기능성 첨가제는 상용화제, 활제, 산화방지제, 충진재, 내후안정제, 대전방지제, 슬립제 및 난연제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 기능성 첨가제는 나노 다공성 고분자 입자의 기공에 상기 기능성 첨가제가 담지된 캡슐형 첨가제의 형태로 조성물에 포함되는 것일 수 있다.
상기 나노 다공성 고분자 입자의 기공 직경은 10 내지 200 nm일 수 있다.
상기 기능성 첨가제는 상기 나노 다공성 고분자 입자에서 서방적으로 방출되는 형태가 바람직하다.
상기 기능성 첨가제는 상기 캡슐형 첨가제 총 중량에 대하여 1 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.
상기 캡슐형 첨가제의 입도는 0.01 내지 10 μm일 수 있다.
베이스 필름 및 그 일면 또는 양면에 적층된 무광층을 포함하는 무광필름에 있어서, 상기 무광층은 상기 무광층용 조성물이 상기 베이스 필름의 일면 또는 양면에 도포되어 3 μm 이하의 두께로 적층될 수 있다.
상기 무광필름은 ASTM D1003에 의해 측정된 흐림도(Haze)가 80% 이상이고, ASTM D2457에 의해 측정된 표면 광택도(gloss)가 5% 이하일 수 있다.
상기 무광필름은 피쉬아이(fish-eye)가 2개/m2 이하일 수 있다.
상기 무광층용 조성물을 용융압출시켜 상기 베이스 필름의 일면 또는 양면에 도포할 수 있고, 상기 용융압출 시 다이 빌드-업 주기는 36시간 이상일 수 있다.
나노 다공성 고분자 입자를 준비하는 단계; 상기 나노 다공성 고분자 입자 및 기능성 첨가제를 용매와 혼합한 후 캡슐형 첨가제를 제조하는 단계; 폴리프로필렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량% 및 폴리에틸렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량%를 포함하는 기재 수지 100 중량부 및, 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부의 상기 기능성 첨가제가 담지된 상기 캡슐형 첨가제를 혼합하여 무광층용 조성물을 제조하는 단계; 및 상기 무광층용 조성물을 용융압출하여 베이스 필름의 일면 또는 양면에 도포하여 무광층을 적층하는 단계를 통해 무광필름을 제조할 수 있다. 상기 무광필름 제조 시, 캡슐형 첨가제를 제조하는 단계는, 나노 충진제를 첨가함으로써, 상기 나노 다공성 고분자 입자의 기공도를 조절할 수 있다.
본 발명의 무광필름은 얇은 두께에서도 흐림도가 80% 이상이며, 표면 광택도가 5% 이하로, 무광필름 제조 원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 무광필름은 다이 빌드-업 주기가 길어 무광필름의 생산량을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 캡슐형 첨가제의 외부 모식도이다.
도 2는 본 발명의 캡슐형 첨가제의 내부 모식도이다.
도 3은 무광층용 조성물의 용융 압출 시, 다이 빌드-업이 발생하지 않은 모식도이다.
도 4는 무광층용 조성물의 용융 압출 시, 다이 빌드-업이 발생한 모식도이다.
도 5는 실시예 1의 무광필름의 표면 모식도이다.
도 6은 비교예 1의 피쉬아이(fish-eye)가 관찰된 무광필름의 표면 모식도이다.
이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
종래의 무광필름의 무광 특성을 나타내는 무광층은 베이스 필름의 일면 또는 양면에 3μm 이상의 두께로 적층되어 있으며, 상기 두께에서 무광 특성인 높은 흐림도(Haze) 및 낮은 표면 광택도(Gloss) 등을 나타내었다.
그러나 종래의 무광필름은 상기의 두께로 적층됨에 있어 많은 양의 원료를 사용해야 하는 문제가 있다.
또한, 종래의 무광필름은 제조 공정 중 압출 다이의 출구 모서리나 열려있는 면에 무광층용 조성물이 축적되는 다이 빌드 업(die build-up) 형성 속도가 매우 빨라 제조 공정이 용이하지 못하며, 대량 생산 및 연속 생산이 어려운 문제가 있다.
따라서, 본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하면서도 무광 특성인 높은 흐림도 및 낮은 표면 광택도를 우수하게 나타낼 수 있는 무광필름을 제공하고자 하였다.
본 발명은 베이스 필름의 일면 또는 양면에 적층된 무광층을 포함하는 무광필름에 사용되는 무광층용 조성물에 관한 기술로, 상기 무광층용 조성물은 폴리프로필렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량% 및 폴리에틸렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량%를 포함하는 기재 수지 100 중량부 및, 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 0.001 내지 1 중량부의 기능성 첨가제가 담지된 캡슐형 첨가제를 포함한다.
본 발명의 무광필름은 베이스 필름의 일면 또는 양면에 무광층용 조성물이 적층되어 형성되는 무광층의 두께가 3μm 이하의 두께로 종래의 무광층의 두께보다 얇으나, 80% 이상의 흐림도 및 5% 이하의 표면 광택도를 나타낼 수 있어 원료 절감의 효과를 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 적층 두께는 3μm 이하이다.
본 발명에 사용되는 상기 베이스 필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지 등으로 제조된 것일 수 있으며, 그 종류에 특별히 한정되지 않는다.
상기 무광필름은 무광층용 조성물을 용융압출시켜 베이스 필름의 일면 또는 양면에 단층 또는 다층으로 적층하여 제조된 것으로, 상기 무광층용 조성물의 용융 온도는 150 내지 300℃이며, 바람직하게는 180 내지 250℃이다. 상기 용융 온도가 150℃ 미만이면 무광필름 표면에 멜트 프랙쳐(melt fracture)가 발생하여 무광필름 표면이 불량해지며, 300℃를 초과하면 균일한 필름의 성형이 불가능하다.
무광층용 조성물은 압출 다이를 통해 용융압출된다. 일반적으로 조성물의 용융압출 시 조성물의 일부가 압출 다이의 출구 모서리나 열려있는 면에 쌓여지면서 커다란 덩어리가 형성되거나, 작고 얇은 조각 또는 파우더 형태로 다이로부터 떨어지면서 부서지는 현상인 다이 빌드-업(die build-up)이 발생한다. 압출 다이에 형성된 불순물들로 인하여 피쉬아이(fisheye) 발생이 증가할 수 있고, 필름 표면에 요철이 발생하거나, 필름의 파단 등이 발생할 수 있으며, 그로 인해 압출작업을 중단하여 다이를 세척해야 하는 다이 빌드-업 주기(die build-up cycle)가 발생하기 때문에 생산량 감소 및 생산비용 증가의 결과를 초래한다.
종래의 무광필름은 상기 다이 빌드-업 주기가 24시간 이내로 짧아, 이로 인하여 압출 공정을 정지시키거나, 다이 출구 면을 수동으로 청소해야하므로 무광필름을 장시간 및 대량생산할 수 없는 문제가 있다.
그러나, 본 발명의 무광필름은 무광층용 조성물을 용융압출할 때, 상기 다이 빌드-업 주기를 감소시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 무광층용 조성물을 용융압출할 때 다이 빌드-업의 주기는 36시간 이상이다. 따라서, 본 발명의 무광필름은 장시간 및 대량생산이 가능하며, 원료를 절감시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 무광필름은 표면에 발생하는 결함이 종래의 무광필름 대비 적으며, 구체적으로 2개/m2 이하의 피쉬아이를 나타낼 수 있다.
상기 피쉬아이(fish-eye)란, 필름 중의 이물질을 핵으로서 응집시킨 조대(粗大) 입자를 의미하며, 일반적으로 직경 0.2mm 이상의 크기를 가진다.
상기 본 발명의 베이스 필름의 일면 또는 양면에 적층되는 무광층용 조성물은 폴리프로필렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량% 및 폴리에틸렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량%의 기재 수지 100 중량부에 대하여 기능성 첨가제가 0.001 내지 1 중량부 포함된 첨가제를 포함한다.
상기 폴리프로필렌 또는 그의 공중합체와, 폴리에틸렌 또는 그의 공중합체는 무광층용 조성물의 기재 수지로 작용하는 것이며, 30 내지 70 중량%의 범위를 벗어나면 haze가 80% 미만으로 열세하여 충분한 무광 특성을 나타낼 수 없다.
상기 첨가제는 나노 다공성 고분자 입자의 기공에 기능성 첨가제가 담지된 캡슐형의 첨가제일 수 있다.
또한, 상기 캡슐형 첨가제에는 본 발명의 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 기능성 첨가제가 0.001 내지 1 중량부로 포함되며, 바람직하게는 0.002 내지 0.5 중량부로 포함된다. 상기 캡슐형 첨가제 중 기능성 첨가제가 0.001 중량부 미만으로 포함되면 첨가제로 인한 우수한 무광 특성이 발현되기 어려우며, 1 중량부를 초과하면 무광층용 조성물이 균질하게 혼합되지 못하여 무광필름 표면에 결함을 발생시킬 수 있어서, 80% 이상의 흐림도 및 5% 이하의 표면 광택도를 나타낼 수 없고, 또한, 장시간 대량 생산이 어려워지게 된다.
상기 기능성 첨가제에는 종류를 특별히 한정하는 것은 아니나, 상용화제, 활제, 산화방지제, 충진재, 내후안정제, 대전방지제, 슬립제 및 난연제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이 추가로 포함될 수 있고, 바람직하게는 상용화제와 활제가 포함될 수 있다.
상기 상용화제는 일반적으로 무광층용 수지 조성물의 무광택성을 높이기 위해 사용되는 퍼옥사이드가 바람직하다.
상기 활제로는 특히 불소화 엘라스토머 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 무광층용 수지 조성물을 장기간 공압출시킬 때 다이 빌드-업의 발생을 방지하여 작업성과 생산성을 향상시키는 효과를 제공한다. 상기 활제는 무광층용 수지 조성물 100중량부에 대하여 0.001 내지 0.2 중량%, 바람직하게는 0.04 내지 0.1 중량% 첨가한다.또한, 상기 나노 다공성 입자는 고분자 수지, 유기아민 및 유기용매를 수분산 및 교반하여 제조된 고분자 수분산체일 수 있다.
상기 고분자 수지는 상기 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 상용성이 우수한 것이라면 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니나, 폴리아크릴레이트 화합물, 폴리에폭시 화합물, 폴리우레탄 화합물, 폴리스티렌 화합물 및 생체형 고분자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상 또는 이들을 포함하는 공중합체일 수 있으며, 바람직하게는 폴리아크릴레이트 화합물을 포함하는 공중합체일 수 있다.
구체적으로 예를 들어, 에틸렌-메틸 아크릴레이트-무수말레인산 삼원 공중합체, 에틸렌-에틸 아크릴레이트-무수말레인산 삼원 공중합체, 에틸렌-메틸 메타크릴레이트-무수말레인산 삼원 공중합체 및 에틸렌-에틸 메타크릴레이트-무수말레인산 삼원 공중합체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기아민은 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니나, N-메틸-N,N-디에탄올아민, 트리에틸아민, 아미노에탄올아민, 디에틸아민 및 N,N-디메틸에탄올아민로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유기용매는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니나, 시클로헥산, 테트라히드로퓨란, 다이옥산, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 및 에틸렌글리콜-n-부틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 본 발명의 캡슐형 첨가제는 나노 다공성 고분자 입자 및 기능성 첨가제를 교반하여 나노 다공성 고분자 입자의 기공에 기능성 첨가제를 담지시킨 후, 나노 충진제의 첨가를 통해 나노 다공성 입자의 기공을 조절하여 제조할 수 있다.
상기 나노 다공성 입자의 기공의 직경은 10 내지 200nm이며, 바람직하게는 20 내지 100nm이다. 상기 기공의 직경이 10 내지 200nm이면 기능성 첨가제의 방출 속도를 효과적으로 제어할 수 있어 균질한 무광층용 조성물을 제공할 수 있다.
일 구현예로, 고분자 수지, 유기아민 및 유기용매를 수분산 및 교반하여 고분자 수분산체인 나노 다공성 고분자 입자를 제조한다. 상기 나노 다공성 고분자 입자 및 기능성 첨가제를 교반하여 나노 다공성 고분자 입자의 기공에 기능성 첨가제를 담지시키며, 이 때 추가로 입자 안정제를 첨가할 수 있다. 그 후 상기 기공에 기능성 첨가제를 담지하는 나노 다공성 고분자 입자에 이산화티타늄, 산화주석, 산화알루미늄, 산화아연, 산화인듐 등의 나노 충진제를 첨가하여 나노 다공성 입자의 기공 크기를 조절하여 최종적으로 나노 다공성 고분자 입자 기공에 기능성 첨가제가 담지된 캡슐 형태의 기능성 첨가제를 제조할 수 있다.상기 나노 충진제 첨가 후, 추가로 이소시아네이트 화합물(isocyanate compound), 멜라민 화합물(melamine compound), 옥사졸린 화합물(oxazoline compound), 에폭시 화합물(epoxy compound), 지르코늄염 화합물(zirconium salt compound) 및 실란커플링제(silane coupling agent)와 같은 경화제를 첨가할 수 있다.
이 때 바람직하게는 고분자 수지 40 내지 80 중량부, 유기 용매 20 내지 40 중량부, 유기아민 1 내지 10 중량부, 증류수 150 내지 300 중량부를 사용하여 나노 다공성 고분자 입자 조성물을 제조할 수 있으며, 캡슐형 첨가제 제조 시 상기 나노 다공성 고분자 입자 조성물 211 내지 430 중량부, 기능성 첨가제 10 내지 50 중량부, 입자 안정제 0.1 내지 5 중량부, 나노 충진제 10 내지 80 중량부 및 경화제 0.1 내지 5 중량부를 사용할 수 있다.
상기 캡슐형 첨가제는 나노 다공성 입자에 담지된 기능성 첨가제가 서방적으로 방출되는 것으로, 기능성 첨가제가 균질하게 분포된 무광층용 조성물을 제공할 수 있다. 따라서, 무광층용 조성물 내 첨가제의 미분산 및 재응집 현상을 방지할 수 있고, 피쉬아이 등과 같은 무광필름의 표면 결함을 방지할 수 있다. 또한, 무광층용 조성물을 3μm 이하의 두께로 적층하더라도 80% 이상의 흐림도 및 5% 이하의 표면 광택도를 나타낼 수 있어 원료를 절감할 수 있으며, 다이 빌드-업 형성 속도를 늦추어 무광필름을 장시간 동안 대량생산할 수 있게 한다.
상기 캡슐형 첨가제 총 중량에 대하여 기능성 첨가제는 1 내지 50 중량% 포함된다. 상기 기능성 첨가제가 1 중량% 미만으로 포함되면 기능성 첨가제로 인한 효과를 나타낼 수 없고, 50 중량%를 초과하면 경제적이지 못하다.
상기 캡슐형 첨가제의 입도는 0.01 내지 10μm이며, 바람직하게는 0.3 내지 3μm이다. 상기 캡슐형 첨가제의 입도가 0.01 내지 10μm이면 압출공정에서 혼합성이 우수하여 양호한 무광효과를 구현할 수 있다. 상기 캡슐형 첨가제는 압출공정동안 첨가제가 안정적으로 방출되도록 하는데, 압출공정 후반에는 캡슐구조가 일부 해체되고, 입도가 큰 일부는 메쉬에 의해 제거되기 때문에 상기 캡슐형 첨가제의 입도가 무광층의 두께인 3μm보다 크더라도 무광필름의 외관에 영향을 주지는 않는다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1. 무광필름 제조
60 중량부의 아크릴레이트-무말레인산 삼원공중합체, 30 중량부의 에틸렌글리콜-n-부틸에테르, 4 중량부의 N,N-디메틸에탄올아민 및 210 중량부의 증류수를 순차적으로 투여하여 상온에서 10분 동안 교반한 후, 140℃에서 20분 동안 교반하여 고분자 수분산체인 나노 다공성 입자를 제조하였다.
상기 나노 다공성 입자 304 중량부, 퍼옥사이드계 상용화제 20 중량부 및 폴리비닐알코올 0.5 중량부를 혼합하여 30분 동안 교반시키고, 이산화티타늄 30 중량부를 첨가하여 30분 동안 교반시켰다. 그 후 경화제로 헥사키스(메톡시메틸)멜라민 1 중량부를 첨가하여 80℃의 온도에서 30분 동안 교반한 후, 여과, 세척 및 건조시켜 나노 다공성 고분자 입자의 기공에 상용화제가 담지된 캡슐형 첨가제를 제조하였다(도 1 및 도 2).
상기 나노 다공성 고분자 입자의 평균 기공 직경은 약 50nm이었다.
폴리프로필렌 50 중량% 및 폴리에틸렌 50 중량%를 혼합하여 기재 수지를 제조한 후, 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 퍼옥사이드계 상용화제 0.02 중량%가 첨가되도록 캡슐형 첨가제 3.56 중량부를 첨가하여 무광층용 조성물을 제조하였다.
상기 무광층용 조성물을 200℃의 온도로 용융 압출하고, 이를 기재의 일면에 2.5μm 두께로 적층하여 무광필름을 제조하였다.
비교예 1. 무광필름 제조
폴리프로필렌 50 중량% 및 폴리에틸렌 50 중량%를 혼합하여 무광층용 조성물을 제조한 후, 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 퍼옥사이드계 상용화제 0.02 중량%를 첨가하여 무광층용 조성물을 제조하였다.
상기 무광층용 조성물을 200℃의 온도로 용융 압출하고, 이를 기재의 일면에 3μm 두께로 적층하여 무광필름을 제조하였다.
실험예 1. 무광필름의 물성 측정
상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조한 무광필름의 흐림도 및 표면 광택도를 측정하였으며, 무광필름의 표면을 관찰하여 피쉬아이의 개수를 측정하였다. 또한, 무광층용 조성물 용융압출 시 다이 빌드-업 주기를 측정하였다. 측정 방법은 하기와 같으며, 이를 하기 표 1에 나타내었다.
흐림도(Haze) - ASTM D1003 방법에 따라 측정하였다.
표면 광택도(gloss) - ASTM D2457 방법에 따라 45o 각도에서 반사광량을 측정하였다.
피쉬아이(fish-eye) - 현미경으로 관찰하여 무광필름의 표면에서 1mm2 이상인 피쉬아이의 개수를 측정하였다.
다이 빌드-업 주기(die build-up cycle) - 용융압출 단계에서 다이 빌드-업이 발생되어 무광필름 표면에 피쉬아이가 증가하거나 표면에 요철이 증가하여 품질불량 및 파단우려로 인해 세척이 필요해지는 시간을 측정하였다.
물성 실시예 1 비교예 1
흐림도(%) 80 80
표면 광택도(%) 4.5 6.5
피쉬아이(개수/m2) 1 5
다이 빌드-업 주기(시간) 48 24
상기 표 1의 결과에서, 본 발명의 무광필름인 실시예 1은 비교예 1 보다 무광층용 조성물이 적층된 두께는 얇음에도 불구하고 흐림도 및 표면 광택도가 비교예 1과 동일한 결과를 보였다. 따라서, 본 발명의 무광필름은 무광층용 조성물을 비교예 1 대비 약20% 이상 적게 사용하더라도 우수한 무광특성을 나타낼 수 있어 원료 절감 효과를 지니고 있는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 1은 실시예 1 보다 많은 수의 피쉬아이가 관찰되었으며, 비교예 1의 다이 빌드-업 주기는 실시예 1에 비하여 2배 짧은 것을 확인할 수 있었다.
상기 결과를 통하여, 본 발명의 무광필름은 종래의 무광필름 대비 적은 양의 원료로도 80% 이상의 흐림도 및 5% 이하의 표면 광택도를 나타낼 수 있으며, 표면 결함 발생이 적고, 다이 빌드-업 주기가 길어 무광필름을 장시간 대량생산 할 수 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (13)

  1. 베이스 필름의 그 일면 또는 양면에 3μm 이하의 두께로 적층되어 무광층을 형성하는 무광층용 조성물에 있어서,
    상기 무광층용 조성물은 폴리프로필렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량% 및 폴리에틸렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량%를 포함하는 기재 수지 100 중량부 및, 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 0.001 내지 1 중량부의 기능성 첨가제가 포함되고,
    상기 기능성 첨가제는 상용화제 및/또는 활제가 나노 다공성 고분자 입자의 기공에 담지된 캡슐형 첨가제의 형태로, 상기 기능성 첨가제가 상기 나노 다공성 고분자 입자에서 서방적으로 방출되는 것을 특징으로 하는 무광층용 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능성 첨가제는 산화방지제, 충진재, 내후안정제, 대전방지제, 슬립제 및 난연제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 무광층용 조성물.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 나노 다공성 고분자 입자의 기공 직경은 10 내지 200nm인 것을 특징으로 하는 무광층용 조성물.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능성 첨가제는 상기 캡슐형 첨가제 총 중량에 대하여 1 내지 50 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 무광층용 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 캡슐형 첨가제의 입도는 0.01 내지 10μm인 것을 특징으로 하는 무광층용 조성물.
  8. 베이스 필름 및 그 일면 또는 양면에 적층된 무광층을 포함하는 무광필름에 있어서,
    상기 무광층은 청구항 1, 청구항 2, 청구항 4, 청구항 6 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 따른 무광층용 조성물이 상기 베이스 필름의 일면 또는 양면에 도포되어 3 μm 이하의 두께로 적층되고,
    상기 무광필름은 ASTM D1003에 의해 측정된 흐림도(Haze)가 80% 이상이고, ASTM D2457에 의해 측정된 표면 광택도(gloss)가 5% 이하인 것을 특징으로 하는 무광필름.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 무광필름은 피쉬아이(fish-eye)가 2개/m2 이하인 것을 특징으로 하는 무광필름.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 무광층용 조성물을 용융압출시켜 상기 베이스 필름의 일면 또는 양면에 도포하는 것을 특징으로 하는 무광필름.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 용융압출 시 다이 빌드-업 주기는 36시간 이상인 것을 특징으로 하는 무광필름.
  12. 나노 다공성 입자를 준비하는 단계;
    상기 나노 다공성 입자 및 상용화제가 포함된 기능성 첨가제를 용매와 혼합한 후 캡슐형 첨가제를 제조하는 단계;
    폴리프로필렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량% 및 폴리에틸렌 또는 그의 공중합체 30 내지 70 중량%의 기재 수지 100 중량부로 이루어진 기재 수지 및, 상기 기재 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부의 상기 기능성 첨가제가 담지된 상기 캡슐형 첨가제를 혼합하여 무광층용 조성물을 제조하는 단계; 및
    상기 무광층용 조성물을 용융 압출하여, 베이스 필름의 일면 또는 양면에 무광층을 적층하는 단계;
    를 포함하는 무광필름의 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 캡슐형 첨가제를 제조하는 단계는, 나노 충진제를 첨가함으로써 상기 나노 다공성 고분자 입자의 기공도를 조절하는 것을 특징으로 하는 무광필름의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR930008453A (ko) * 1991-10-26 1993-05-21 후지무라 마사야 와류탐상(渦流探傷)장치
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KR101747647B1 (ko) * 2016-09-20 2017-06-27 재단법인대구경북과학기술원 탈크-프리 지속 내스크래치성 폴리프로필렌 조성물, 그리고 이의 제조방법

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