KR102628823B1 - 복합적층필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디자인 필름, 투명필름 및 무광택 필름을 포함하는 복합적층필름을 제공하는 것으로, 상기 복합적층필름은 무광택 필름에 아크릴계 가교비드를 포함하여 무광택 및 매트한 질감을 구현하며, 아크릴계 충격보강제를 포함하여, 내충격성이 우수하며, 투명필름을 포함함으로 디자인 입체적 효과를 극대화 할 수 있다.

Description

복합적층필름 및 이의 제조방법{Composite laminated film and manufacturing method there of Composite laminated film}
본 발명은 무광택 필름, 투명 필름 및 디자인 필름을 포함하는 복합적층필름 및 이의제조방법을 제공하는 것이며, 상기 무광택 필름은 메틸메타크릴레이트계 중합체, 아크릴계 충격보강제 및 아크릴계 가교비드를 포함하는 것이다.
아크릴계 수지는 투명성, 내후성, 내스크래치성, 착색성이 우수하여 자동차, 가전, 전기전자, 광학렌즈, 투명필름, 인조대리석 등 다방면에서 사용되고 있는 플라스틱 소재이다.
아크릴계 수지 중 메틸메타크릴레이트(PMMA)계 수지는 상기의 아크릴계 수지의 장점을 가지만, 내충격성, 내화학성이 비교적 약하고 높은 가격으로 인해, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA)는 ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) 또는 ASA(Acrylic-Styrene-Acrylonitrile) 등으로 대체되고 있다. 하지만 메틸메타크릴레이트계 수지는 ABS 또는 ASA 보다 투명성 및 착색성이 우수하여 지금까지도 인테리어 또는 아웃테리어의 소재로서 많이 사용되고 있다.
또한 현재의 메틸메타크릴레이트계 수지는 상기의 단점을 극복하기 위해, 메틸메타크릴레이트와 다른 공단량체의 공중합체하여 사용되며, 다른 첨가제를 혼합하여 메틸메타크릴레이트계 수지의 내충격성 및 내화학성을 부여하고 있다.
최근에는 인테리어 또는 아웃테리어의 소재로서, 무광택 메틸메타크릴레이트계 수지의 요구가 증가 하는 추세이며, 상기 저광택 메틸메타크릴레이트계 수지로부터 제조되는 인테리어 또는 아웃테리어의 소재는 은은하면서 고급스러운 느낌을 줄 수 있다.
더 나아가, 현재에는 인테리어 또는 아웃테리어의 소재에 다양한 디자인 연출을 위해, 기술적 시도가 진행되고 있다. 특히 디자인의 입체감을 구현하는 인테리어 또는 아웃테리어 소재에 대한 소비자들의 요가 증가함에 따라, 메틸메타크리레이트계 수지의 기술적 도입이 진행 중이다.
따라서 우수한 내충격성 및 내화학성을 가지며, 디자인 입체감을 줄 수 있는 저광택 인테리어 또는 아웃테리어의 소재의 개발이 필요하다.
한국공개특허 제 2016-0081537
종래의 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 디자인 입체감을 구현하는 복합적층필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 표면의 경도 및 내충격성이 우수한 복합적층필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은 상기 복합적층필름을 포함하여 표면에 내화학성 및 내스크레치성이 우수한 인테리어 소재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 필름;
상기 디자인 필름 상에 투명 필름; 및
상기 투명필름 상에 무광택 필름;
을 포함하는 복합적층필름으로서,
상기 무광택 필름은 메틸메타크릴레이트계 수지, 아크릴계 충격보강제 및 아크릴계 가교비드를 포함하는 복합적층필름을 제공한다.
일 구현예로서, 상기 메틸메타크릴레이트계 수지는 중량평균분자량이 20,000 내지 130,000 g/mol일 수 있다.
일 구현예로서 상기 무광택 필름은 메틸메타크릴레이트계 수지 100 중량부에 대하여, 아크릴계 충격보강제가 5 내지 60 중량부를 포함하고, 아크릴계 가교비드가 5 내지 60 중량부를 포함하는 것일 수 있다.
일 구현예로서 상기 아크릴계 가교비드는 평균입경 크기가 10 내지 50㎛일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 아크릴계 충격보강제는 평균입경 크기가 100 내지 1,000 nm일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 아크릴계 중합체는 평균분자량이 80,000 내지 200,000 g/mol일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 아크릴계 중합체는 평균분자량이 80,000 내지 200,000 g/mol일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 투명필름은 아크릴계 충격보강제를 더 포함하는 것이 특징일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 상기 복합적층필름은 두께가 0.5 내지 5mm일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 복합적층필름은 디자인 필름, 투명필름 및 무광택 메틸메타크릴레이트계 필름의 두께의 비가 10:80:10 내지 30:40:30일 수 있다.
본 발명은 상술한 복합적층필름을 포함하는 인테리어 소재를 제공한다.
본 발명은
(a) 상기 투명필름 조성물, 무광택 필름 조성물 및 디자인 필름 조성물을 용융하는 단계; 및
(b) 상기 투명필름, 무광택 필름 및 디자인 필름을 공압출하는 단계;
를 포함하며 복합적층필름 제조방법을 제공하며,
상기 투명필름 조성물은 아크릴계 중합체를 포함하며,
상기 무광택 필름은 메틸메타크릴레이트계 중합체, 아크릴계 충격보강제 및 아크릴계 가교비드를 포함하는 것일 수 있다.
일 구현예로서, 상기 공압출온도는 200 내지 280 ℃일 수 있다
본 발명의 무광택 필름은 아크릴계 충격보강제를 함유함으로써, 이를 포함하는 복합적층필름은 우수한 내충격성을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 무광택 필름은 아크릴계 가교비드를 함유함으로서, 저광택 또는 무광택을 구현할 수 있으며, 상기 아크릴계 가교비드의 함량 및 평균입경 크기에 따라 광택을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 무광택 필름은 포함되는 아크릴계 수지에 따라 특성을 다르게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 복합적층필름은 상기 투명필름을 포함함으로, 디자인 입체감을 구현할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 특별한 언급 없이 사용된 단위는 중량을 기준으로 하며, 일 예로 % 또는 비의 단위는 중량% 또는 중량비를 의미하고, 중량%는 달리 정의되지 않는 한 전체 조성물 중 어느 하나의 성분이 조성물 내에서 차지하는 중량%를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 수치 범위는 하한치와 상한치와 그 범위 내에서의 모든 값, 정의되는 범위의 형태와 폭에서 논리적으로 유도되는 증분, 이중 한정된 모든 값 및 서로 다른 형태로 한정된 수치 범위의 상한 및 하한의 모든 가능한 조합을 포함한다. 본 발명의 명세서에서 특별한 정의가 없는 한 실험 오차 또는 값의 반올림으로 인해 발생할 가능성이 있는 수치범위 외의 값 역시 정의된 수치범위에 포함된다.
본 명세서의 용어, '포함한다'는 '구비한다', '함유한다', '가진다' 또는 '특징으로 한다' 등의 표현과 등가의 의미를 가지는 개방형 기재이며, 추가로 열거되어 있지 않은 요소, 재료 또는 공정을 배제하지 않는다.
또한 본 명세서의 용어, “필름”은 시트, 코팅 또는 막을 지칭하는 용어일 수 있다.
또한 본 명세서의 용어 “무광택”은 광택도가 1 내지 10 GU인 광택도를 지칭하는 용어일 수 있다.
본 발명은 공압출을 이용한 복합적층필름 제조방법을 제공하며, 이로부터 제조되는 복합적층필름은 디자인의 입체감을 부여할 수 있으며, 최외층에 무광택 필름을 포함함에 따라, 은은하고 고급스러운 디자인을 구현 가능할 수 있다.
또한 상기 무광택 필름에 아크릴계 충격보강제를 포함하여, 상기 복합적층필름의 내충격성이 우수할 수 있다.
이하 본 발명의 복합적층필름에 대해 설명한다.
본 발명은 디자인 필름;
상기 디자인 필름 상에 투명필름; 및
상기 투명필름 상에 무광택 필름;
을 포함하는 복합적층필름으로서,
상기 무광택 필름은 메틸메타크릴레이트계 수지, 아크릴계 충격보강제 및 아크릴계 가교비드를 포함하는 복합적층필름을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르며, 상기 복합적층필름은 두께가 0.5 내지 5mm일 수 있으며, 구체적으로는 0.5 내지 4mm일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 0.5 내지 3.5 mm일 수 있다.
상기 복합적층필름은 디자인 필름, 투명필름 및 무광택 필름의 두께의 비가 10:80:10 내지 30:40:30일 수 있으며, 구체적으로는 10:80:10 내지 25:50:25일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 10:80:10 내지 15:70:15일 수 있다.
상기 두께비 범위의 복합적층필름은 디자인의 입체감을 더욱 잘 구현할 수 있다.
이하 복합적층필름에 포함된 무광택 필름에 대해 설명한다.
상술한 것과 같이 무광택 필름은 메틸메타크릴레이트계 수지, 아크릴계 충격보강제 및 아크릴계 가교비드를 포함함에 따라, 우수한 내충격성 및 무광택을 가질 수 있다.
일 구현예로서 상기 메틸메타크릴레이트계 수지는 중량평균분자량이 20,000 내지 130,000 g/mol일 수 있으며, 구체적으로는 50,000 내지 130,000 g/mol일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 70,000 내지 120,000 g/mol일 수 있다.
상기 범위의 중량평균분자량인 메틸메타크릴레이트계 수지는 사출 및 압출이 가능하며, 이를 포함하여 제조된 무광택 필름은 밀도 및 기계적 강도가 우수하여, 최외층의 필름으로서 사용이 적절할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 메틸메타크릴레이트계 수지는 메틸메타크릴레이트의 단독중합체 또는 공중합체일 수 있다.
상기 공중합체는 메틸메타크릴레이트와 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이, n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 스타이렌에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 공단량체의 공중합체일 수 있으며, 구체적인 상기 공단량체는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 및 스타이렌에서 선택되는 하나 또는 둘 이상일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 메틸아크릴레이트 또는 스타이렌일 수 있다. 상기 메틸메타크리릴레이트계 수지는 경도가 우수한 메틸메타크릴레이트의 단독중합체가 좋을 수 있으나, 내화학성을 증가하기 위해서 메틸메타크릴레이트 및 스타이렌의 공중합체가 좋을 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면 무광택 필름은 메틸메타크릴레이트계 수지 100 중량부에 대하여, 아크릴계 가교비드가 5 내지 60 중량부를 포함할 수 있으며, 구체적으로 상기 아크릴계 가교비드는 메틸메타크릴레이트계 수지 100 중량부에 대해서, 5 내지 50 중량부, 더욱 구체적으로는 10 내지 40 중량부일 수 있다.
상기 함량비 범위내에서 아크릴계 가교비드 및 아크릴계 충격보강제의 함량을 조절하여, 무광택 필름의 기계적 강도 및 광택을 조절할 수 있다.
이하 상기 아크릴계 가교비드에 대해 설명한다.
상기 상기 아크릴계 가교비드는 알킬 메타크릴레이트계 단량체, 알킬 아크릴레이트계 단량체 또는 스티렌계 단량체에서 하나 또는 둘 이상 선택되는 단량체 혼합물, 가교제 및 분산안정제를 포함하여 제조된 것일 수 있다.
구체적으로 상기 알킬 메타크릴레이트 단량체는 메타크릴레이트 그룹을 가지고 있다면 모두 사용할 수 있으며, 일예로 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 메톡시에틸메타크릴레이트, 에톡시에틸메타크릴레이트, 부톡시메틸메타크릴레이트 및 히드록시에틸메타크릴레이트 중에서 하나 또는 둘 이상이 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 알킬 아크릴레이트계 단량체는 아크릴레이트 그룹을 가지고 있다면 모두 사용할 수 있으며, 일예로 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 메톡시에틸아크릴레이트, 에톡시에틸아크릴레이트, 부톡시메틸아크릴레이트 및 히드록시에틸아크릴레이트 중에서 하나 또는 둘 이상이 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 단량체 혼합물은 알킬 메타크릴레이트계 단량체, 알킬 아크릴레이트계 단량체 및 스티렌계 단량체로 이루어진 것일 수 있다.
상기 아크릴계 가교비드에 스티렌계 단량체를 포함하여 제조하는 경우, 특별히 제한하지는 않지만, 예를들어, 스티렌계 단량체는 아크릴계 가교입자의 총 중량 중 0.1 내지 70 중량%로 포함될 수 있으며, 구체적으로는 10 내지 60 중량%일 수 있으며, 좀 더 바람직하게는 20 내지 50 중량%일 수 있다. 상기 스티렌 단량체는 당해 기술분야에 자명하게 공지된 스티렌 및 그의 유도체를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 스티렌, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, t-부틸스티렌 및 클로로스티렌 중에서 선택될 수 있으며, 보다 바람직하게 스티렌 또는 α-메틸스티렌을 사용하는 것이 효과적이다. 또한, 복합시트가 외장재 및 옥외 용도로 적용되는 경우 스티렌을 포함하지 않으므로, 복합시트 표면에 최상위 수준의 내후성을 확보함으로 장기 옥외 내후성을 제공할 수도 있다.
상기 가교제는 당해 기술분야에 자명하게 공지된 다관능성 단량체, 다관능성 올리고머 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로 다관능성 단량체는 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 페타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸렌 프로필 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트, 트리메틸로프로판 에톡시 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세로 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 하이드록시 펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아트릴레이트로 중에서 하나 또는 둘 이상이 선택될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다.
상기 분산안정제는 하기 화학식 1, 화학식 2 및 알킬 (메타)아크릴레이트계 단량체를 포함하여 제조되는 것일 수 있다. 상기 분산 안정제를 사용하여 가교 아크릴 비드를 제조한 경우, 가교 아크릴 비드와 금속 입자를 혼합하여 제조한 표면층 펠렛을 공압출하는 과정에서 입자들간의 엉김이 현저히 낮아지고, 압출된 복합시트의 무광효과와 금속효과의 심미감이 더욱 향상되는 효과가 있어서 좋다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서 R1은 수소 또는 C1-3의 알킬이며, n은 1 내지 3에서 선택되는 정수이고, M은 리튬, 나트륨, 칼륨 및 암모늄염에서 선택되는 어느 하나일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 3-술포프로필 아크릴레이트 포타슘 염, 3-술포프로필 메타크릴레이트 포타슘 염, 2-술포에틸 메타크릴레이트 나트륨 염 및 2-술포에틸 아크릴레이트 나트륨 염에서 하나 또는 둘 이상이 선택될 수 있으나, 이로 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적인 일 예로, 2-술포에틸 메타크릴레이트 칼륨염일 수 있다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서 R2은 수소 또는 C1-3의 알킬이며, M은 리튬, 나트륨, 칼륨 및 암모늄염에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 분산안정제의 제조시 사용되는 알킬(메타)크릴레이트계 단량체는 당해 기술분야에 자명하게 공지된 화합물이면 제한되지 않는다. 보다 구체적으로 상기 알킬(메타)크릴레이트계 단량체는 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 메톡시에틸메타크릴레이트, 에톡시에틸메타크릴레이트, 부톡시메틸메타크릴레이트 및 히드록시에틸메타크릴레이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것일 수 있지만, 이로 제한되는 것은 아니다. 더욱 좋게는 메틸메타크릴레이트일 수 있다.
상기 분산안정제용 혼합물의 함량 범위는 상기 화학식 1의 단량체 10 내지 85 wt%, 화학식 2의 단량체 5 내지 45 wt% 및 알킬(메타)아크릴레이트 단량체 10 내지 45 wt%로 이루어 질 수 있고, 상기 분산안정제는 상기 범위의 단량체 혼합물을 수용액 중에서 균일하게 중합한 공중합체일 수 있다.
상기 분산안정제의 함량은 제한되지 않으나 상기 알킬 메타크릴레이트계 단량체 100 중량부에 대하여, 분산안정제 0.001 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. 보다 바람직하게 0.01 내지 5 중량부 포함할 수 있고, 상기 범위에서 중합 안정성을 향상시킬 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 필요에 따라 분산보조제를 더 포함할 수 있으며, 당해 기술분야에서 자명하게 공지된 분산보조제라면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 구체적인 예로는 황산마그네슘, 황산나트륨, 황산암모늄 등을 사용할 수 있다.
상기 분산안정제를 중합하여 사용함으로써, 가교 아크릴계 가교입자의 입자크기 및 입자간 엉김현상의 제어가 용이하며, 매트성이 현저히 향상되고 황색도(yellow unit)를 저하시킨 가교 아크릴 비드를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 아크릴계 가교비드는 평균입경 크기가 10 내지 50 um일 수 있으며, 구체적으로는 15 내지 50um, 더욱 구체적으로는 15 내지 40 um일 수 있다.
상기 범위의 평균입경 크기를 가진 아크릴계 가교비드를 포함하여 제조된 무광택 필름은 핀홀 불량이 발생하지 않을 수 있으며, 우수한 무광택을 구현할 수 있어 더욱 선호된다.
이하 아크릴계 충격보강제에 대해 설명한다.
상기 아크릴계 충격보강제는 일 예로서 당사제품(LX MMA 사)인 PR700 또는 PR710 있으며, 코어-중간층-쉘 구조일 수 있다.
상기 아크릴계 충격보강제의 코어는 알킬 메타크릴레이트 화합물, 알킬 아크릴레이트 화합물을 유화중합하여 제조할 수 있으며, 이 때 유화중합에 통상적으로 사용되는 유화제, 개시제, 가교제 및 이온교환수 등이 사용될 수 있다.
상기 아크릴계 충격보강제 코어의 알킬 메타크릴레이트 화합물은 메틸 메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 상기 알킬 아크릴레이트 화합물은 탄소수가 1 내지 8인 알킬 아크릴레이트로, 구체적으로 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 옥틸 아크릴레이트, 및 2-에틸헥실 아크릴레이트로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 아크릴계 충격보강제 코어의 가교제는 가교 가능한 관능기가 두 개 이상인 것이라면 크게 제한되지 않고 사용할 수 있지만, 일예로 1,2-에탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,3-프로판디올디(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리부틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트 또는 알릴(메타)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 충격보강제 코어의 개시제는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 구체적인 예를 들어, 칼륨퍼설페이트, 나트륨퍼설페이트, 리튬퍼설페이트 및 황산철 등에서 선택되는 설페이트류, 2,2'-아조-비스(이소부티로니트릴), 2,2'-아조-비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 및 1-t-부틸-아조시아노시클로헥산 등에서 선택되는 아조류, t-부틸 하이드로퍼옥사이드 및 큐멘하이드로퍼옥사이드, 디이소프로필 벤젠 하이드로퍼옥사이드, 파라메탄 하이드로퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, 카프릴릴 퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 에틸 3,3'-디(t부틸퍼옥시) 부 티레이트, 에틸 3,3'-디(t-아밀퍼옥시) 부티레이트, t-아밀퍼옥시-2-에틸 헥사노에이트 및 t-부 틸퍼옥시 피빌레이트 등에서 선택되는 퍼옥사이드류, t-부틸 퍼아세테이트, t-부틸 퍼프탈레이트 및 t-부틸 퍼벤 조에이트 등에서 선택되는 퍼에스테르 및 디(1-시아노-1-메틸에틸)퍼옥시 디카보네이트 등에서 선택되는 퍼카보네이트류 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 충격보강제 코어의 유화제는 C4-30의 알칼리성 알킬인산염 및 나트륨 도데실설페이트 및 나트륨 도데실벤젠설페이트 등의 알킬설페이트염 등의 음이온계 유화제가 사용가능하나 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로 상기 아크릴계 충격보강제의 중간층은 상기 코어를 감싸며, 알킬 아크릴레이트 화합물 및 방향족 비닐 화합물로 이루어진 아크릴계 고무일 수 있다.
상기 아크릴계 고무는 상기 코어존재 하에, 알킬 아크릴레이트 화합물 및 방향족 비닐 화합물을 유화중합으로 제조될 수 있으며, 이때 유화중합에 통상적으로 사용되는 유화제, 개시제, 가교성 단량체, 이온교환수는 상기 아크릴계 충격보강제의 코어에서 상술한 바와 동일하거나 다를 수 있다.
구체적으로 상기 아크릴계 충격보강제의 쉘은 상기 중간층를 감싸며, 알킬 메타크릴레이트 화합물, 알킬 아크릴레이트 화합물, 및 가교제로 이루어진 가교셀이고, 이 때 유화중합에 통상적으로 사용되는 유화제, 개시제, 가교성 단량체, 이온교환수 등이 사용될 수 있으며 이와 관련된 설명 및 구체적인 화합물의 예는 상기 서술한 바와 동일하거나 다를 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르며, 상기 아크릴계 충격보강제는 100 내지 1,000 nm일 수 있으며, 구체적으로는 평균 입경이 150 내지 800 nm, 더욱 구체적으로는 150 내지 400nm일 수 있다. 상기 평균입경이 150 nm 미만인 경우에는 내충격의 발현이 떨어지고, 800 nm 를 초과하는 경우에는 Haze가 저하되는 단점이 있다.
이하 본 발명의 투명필름에 대해 설명한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 투명필름은 아크릴계 중합체일 수 있다. 구체적으로 아크릴계 중합체는 메틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이, n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 중합체일 수 있으며, 구체적으로는 메틸메타크리레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 및 에틸메타크릴레이트에서 선택되느 하나 또는 둘 이상의 중합체일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 메틸메타크리레이트, 메틸아크릴레이트 또는 이들의 혼합물의 중합체일 수 있다.
또 다른 일 양태로 상기 투명필름은 폴리스타이렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(ABS), 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴(ASA)일 수 있다.
상기 투명필름에 포함된 중합체는 투명한 특성을 가지는 고분자이면 제약 없이 사용가능하며, 융점이 높지 않고 가공성이 우수한 중합체일수록 복합적층필름 제조에 유리할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른, 투명 필름에 포함된 아크릴계 중합체는 평균분자량이 80,000 내지 200,000 g/mol일 수 있으며, 구체적으로는 80,000 내지 150,000 g/mol, 더욱 구체적으로는 80,000 내지 120,000 g/mol일 수 있다.
상기 평균분자량 범위의 아크릴계 중합체는 필름사출용으로 사용되는 일반적인 중합체의 평균분자량임으로 자세한 설명은 생략한다.
일 양태에 따른 투명필름은 아크릴계 충격보강제를 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 충격보강제는 상술한 무광택 아크릴계에 필름에 포함된 아크릴계 충격보강제임으로 자세한 설명은 생략한다.
상기 투명필름은 아크릴계 중합체 100 중량부에 대해서, 아크릴계 충격보강제가 5 내지 150 중량부를 더 포함할 수 있으며, 구체적으로는 10 내지 100중량부, 더욱 구체적으로 20 내지 100 중량부를 포함할 수 있다.
상기 범위의 아크릴계 충격보강제를 포함하는 투명필름은 헤이즈 값이 높지 않을 수 있고, 핀홀 불량이 일어나지 않을 수 있으며, 우수한 내충격성을 부여하여 파손일 잘 일어나지 않을 수 있다.
이하 디자인 필름에 대해 설명한다.
상기 디자인 필름은 프리팅된 필름, 칼라레이어 및 불투명 색상필름일 수 있으며, 디자인 특성에 따른 색상 구현이 가능한 수지 조성물이면 제한하지 않고 사용 가능할 수 있다. 또한 상기 디자인 필름은 이산화티타늄, 카본블랙, 안료, 염료, 알루미늄 진주, UV안정제, 활제 및 대전방지제를 포함하여 제조될 수 있다.
본 발명은 상술한 복합적층필름을 포함하는 인테리어 소재를 제공한다.
상기 인테리어 소재는 가구, 무드등, 장판, 카펫, 벽지 및 바닥제일 수 있다. 본 발명의 복학적층필름을 포함하는 인테리어소재는 내스크래치성이 우수하며, 무광택 구현으로 인해, 은은한 디자인 구현이 가능할 수 있다. 또한 상기 복합적층필름은 투명필름을 포함함으로서, 디자인의 입체감을 구현가능할 수 있다.
이하 본 발명의 복합적층필름 제조방법을 설명한다.
본 발명은
(a) 상기 투명필름 조성물, 무광택 필름 조성물 및 디자인 필름 조성물을 용융하는 단계; 및
(b) 상기 용융된 투명필름 조성물, 무광택 필름 조성물 및 디자인 필름 조성물을 공압출하는 단계;
를 포함하는 복합적층필름 제조방법을 제공한다.
상기 용융하는 단계에서 용융온도는 200 내지 270 ℃일 수 있으며, 구체적으로는 200 내지 260 ℃일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 230 내지 250 ℃일 수 있다.
상술한 것과 같이, 상기 투명필름 조성물은 아크릴계 중합체일 수 있으며, 아크릴계 충격보강제를 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 중합체는 상술한 것과 같이, 아크릴계 중합체는 메틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이, n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 중합체일 수 있으며, 구체적으로는 메틸메타크리레이트, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 및 에틸메타크릴레이트에서 선택되느 하나 또는 둘 이상의 중합체일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 메틸메타크리레이트, 메틸아크릴레이트 또는 이들의 혼합물의 중합체일 수 있다. 또 다른 일 양태로 상기 투명필름은 폴리스타이렌, 아크릴로니트릴-부타디엔-스타이렌(ABS), 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴(ASA)일 수 있다.
상기 무광택 필름 조성물은 메틸메타크릴레이트계 수지, 아크릴계 충격보강제 및 아크릴계 가교비드를 포함할 수 있다.
상기 무광택 메틸메타크릴레이트계 수지는 상술한 것과 같이 폴리메틸메타크릴레이트 또는 메틸메타크릴레이트와 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이, n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 및 스타이렌에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 공단량체의 공중합체일 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따른 상기 공압출하는 단계에서 공압출 온도는 200 내지 280 ℃일 수 있으며, 구체적으로는 200 내지 260 ℃일 수 있으며, 더욱 구체적으로는 220 내지 250 ℃일 수 있다.
상기의 공압출온도는 공압출에서 각 조성물의 열접착이 우수할 수 있으며, 불량률을 줄일 수 있어서 더욱 선호된다.
이하 본 발명을 실시예를 들어 설명한다. 즉, 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이다. 그러나 본 발명의 실시예가 첨부된 특허 청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
[측정 방법]
1. 광택도 측정
광택측정기기(IAPE사, Glossmeter)를 사용하여 ISO 2813 규격에 의거하여 측정하였으며, 측정조건으로 25°, 60° 및 85°에서 표준광택 기준조건인 60° 에서 측정하였다.
2. 거칠기 측정
표면 거칠기는 측정에 사용된 Optical profiler system 은 Nano View (NV-2700, ㈜나노시스템 코리아) 로 측정이 되었으며, 분석조건은 Objective 렌즈 20배 x 접안렌즈 1배 (F.O.V : 318um x 238um) 로 scan range 는 +- 20um 에서 측정하였다.
3. 표면경도 측정
표면경도 측정은 경도 측정용 연필(미쯔비시 사)을 사용하였고, ASTM D 3363 규격에 의거하여 측정하였으며, 측정조건으로는 제조된 샘플에 상기 경도 측정용 연필을 1kg 하중으로 스크래치 하였다.
4. 표면경도 측정
낙하충격 측정은 낙하충격시험기(INSTRON 사, CEAST9350)를 사용하여 ASTM D 3763 규격에 의거하여 측정하였으며, 샘플 당 20회 이상 측정하여 그 평균치를 구하였다.
무광택 필름 조성물 제조
제조예 1: 무광택 필름 조성물(충격보강제 30중량%, 가교입자 10 중량%)
하기 표 1에 나타낸 화합물의 함량을 포함하여, 무광택 필름 조성물을 제조하였다. 메틸메타크릴레이 수지(LX MMA, IH830A)를 60중량%, 아크릴계 충격보강제(LX MMA, PR710) 30% 및 아크릴계 가교입자(LX MMA, 평균입경 크기: 20um) 10 중량%를 헨셸믹서로 예비 혼합하였으며, 이어서 이축 압출기(SM플라텍, TEK30)를 이용하여 용융 혼련하였으며, 스트랜드를 펠레타이저에 통하여 무광택 필름 조성물을 얻었다. 상기 이축 압출기의 설정 온도는 240℃, 무광택 필름 조성물의 토출량은 20 kg/시간의 조건에서 운전했다.
제조예 2: 무광택 필름 조성물(충격보강제 30 중량%, 가교입자 20 중량%)
하기 표 1에 나타낸 화합물의 함량을 포함하여, 무광택 필름 조성물을 제조하였다. 상기 실시예 1에서 메틸메타크릴레이트 수지(LX MMA, IH830A) 50 중량%, 아크릴계 충격보강제(LX MMA, PR710) 30 중량% 및 아크릴계 가교입자(LX MMA, 평균입경 크기: 20um) 20 중량%를 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 무광택 필름 조성물을 제조하였다.
제조예 3: 무광택 필름 조성물(충격보강제 30 중량%, 가교입자 30 중량%)
하기 표 1에 나타낸 화합물의 함량을 포함하여, 무광택 필름 조성물을 제조하였다. 상기 실시예 1에서 메틸메타크릴레이트 수지(LX MMA, IH830A) 40 중량%, 아크릴계 충격보강제(LX MMA, PR710) 30 중량% 및 아크릴계 가교입자(LX MMA, 평균입경 크기: 20um) 30 중량%를 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 무광택 필름 조성물을 제조하였다
제조예 4: 무광택 필름 조성물(충격보강제 30 중량%, 가교입자 30 중량%)
하기 표1에 나타낸 화합물의 함량을 포함하여, 무광택 필름 조성물을 제조하였다. 상기 실시예 1에서 메틸메타크릴레이트 수지(LX MMA, IH830A) 40 중량%, 아크릴계 충격보강제(LX MMA, PR710) 30 중량% 및 아크릴계 가교입자(LX MMA, 평균입경 크기: 30um) 30 중량%를 포함하는 것을 제외하고는 동일하게 무광택 필름 조성물을 제조하였다
투명필름 조성물 제조
제조예 5: 투명필름 조성물(충격보강제 30 중량%)
하기 표 2에 나타낸 화합물의 함량을 포함하여, 투명필름 조성물을 제조하였다. 메틸메타크릴레이트 수지(LX MMA, EG920) 80 중량% 및 아크릴계 충격보강제(LX MMA, PR710) 20 중량%를 헨셸믹서로 예비 혼합하였으며, 이어서 이축 압출기(SM플라텍, TEK30)를 이용하여 용융 혼련하였으며, 스트랜드를 펠레타이저에 통하여 투명필름 조성물을 제조하였다. 상기 이축 압출기의 설정 온도는 240℃투명필름 조성물의 토출량은 20 kg/시간의 조건에서 운전했다.
제조예 6: 투명필름 조성물(아크릴계 충격보강제 50 중량%)
하기 표2에 나타낸 화합물의 함량을 포함하여, 투명필름 조성물을 제조하였다. 메틸메타크릴레이트 수지(LX MMA, EG920) 50 중량% 및 아크릴계 충격보강제(LX MMA, PR710) 50 중량%를 포함하는 것은 제외하고는 동일하게 투명필름 조성물을 제조하였다.
제조예 7: 투명필름 조성물(아크릴계 충격보강제 포함하지 않음)
하기 표 2에 나타낸 화합물의 함량을 포함하여, 투명필름 조성물을 제조하였였으며, 메틸메타크릴레이트 수지(LX MMA, EG920)만 사용하였다.
복합적층필름 제조
실시예 1 내지 6: 복합적층필름 제조
하기 표 3과 같이 상기 제조예의 필름 조성물을 사용하여, 복합적층필름을 제조하였다. 무광택 필름 조성물 및 디자인 필름 조성물(PARAPURE, Kuraray사)을 45 mm압출기를 이용하여 필름으로 제조하였으며, 투명필름 조성물을 150 mm압출기를 사용하여 필름으로 제조하였다.
상기 제조된 각각의 필름을 피드블록을 경유시켜 폭 1,200 mm의 240 ℃인  T-다이 안으로 보내, 일체화 하였으며, 3개의 롤을 이용하여 냉각 후의 복합적층필름의 전체 두께가 3mm가 되도록 제조하였으며, 복합적층필름의 두께에 대한 무광택 필름, 투명필름 및 디자인 필름의 두께비율이  10:80:10 이 되로록 복합적층필름을 제조하였다.
그 후 제조된 복합적층체필름을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
비교예 1: 무광택 필름이 없는 복합적층필름 제조
하기 표 3과 같이 상기 제조예의 필름 조성물을 사용하여, 복합적층필름을 제조하였다. 디자인 필름 조성물(PARAPURE, Kuraray사)을 45 mm압출기를 이용하여 필름으로 제조하였으며, 투명필름 조성물을 150 mm압출기를 사용하여 필름으로 제조하였다.
제조된 각각의 필름을 피드블록을 경유시켜 폭 1,200 mm의 240 ℃인 T-다이 안으로 보내, 일체화 하였으며, 3개의 롤을 이용하여 냉각 후의 복합적층필름의 전체 두께가 3mm가 되도록 제조하였으며, 복합적층필름의 두께에 대한 무광택 필름, 투명필름 및 디자인 필름의 두께비율이  10:90이 되로록 복합적층필름을 제조하였다.
그 후 제조된 복합적층체필름을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.
비교예 2: 무광택 필름이 없는 복합적층필름 제조
하기 표 3과 같이 상기 제조예의 필름 조성물을 사용하여, 복합적층필름을 제조하였다. 디자인 필름 조성물(PARAPURE, Kuraray사)을 45 mm압출기를 이용하여 필름으로 제조하였으며, 투명필름 조성물을 150 mm압출기를 사용하여 필름으로 제조하였다.
제조된 각각의 필름을 피드블록을 경유시켜 폭 1,200 mm의 240 ℃인 T-다이 안으로 보내, 일체화 하였으며, 3개의 롤을 이용하여 냉각 후의 복합적층필름의 전체 두께가 3mm가 되도록 제조하였으며, 복합적층필름의 두께에 대한 무광택 필름, 투명필름 및 디자인 필름의 두께비율이  10:90이 되로록 복합적층필름을 제조하였다.
그 후 제조된 복합적층체필름을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다
무광택 필름 조성물 메틸메타크릴레이트 수지
(중량부)
아크릴계 충격보강제
(중량부)
아크릴계 가교비드
(중량부)
제품명 함량
(%)
제품명 함량
(%)
평균입경 크기 함량
(%)
제조예 1 IH830A 60 PR710 30 20 ㎛ 10
제조예 2 IH830A 60 PR710 30 20 ㎛ 20
제조예 3 IH830A 40 PR710 30 20 ㎛ 30
제조예 4 IH830A 40 PR710 30 30 ㎛ 30
투명필름 조성물 메틸메타크릴레이트 수지
(중량부)
아크릴계 충격보강제
(중량부)
제품명 함량
(%)
제품명 함량
(%)
제조예 5 EG920 80 PR710 20
제조예 6 EG920 50 PR710 50
제조예 7 EG920 100 X 0
무광택 필름 투명 필름 광택도 측정
(GU)
거칠기 측정
(Ra)
표면경도 측정 낙하충격 측정
(Force at Peak, N)
실시예 1 제조예 1 제조예 5 10 1 3 H 1,850
실시예 2 제조예 2 제조예 5 8 1.9 3 H 1,900
실시예 3 제조예 3 제조예 5 5 2.8 4 H 2,700
실시예 4 제조예 4 제조예 5 3 3.1 4 H 2,700
실시예 5 제조예 4 제조예 6 5 3.1 4 H 3,500
실시예 6 제조예 4 제조예 7 5 3.1 4 H 750
비교예 1 X 제조예 6 60 0.2 HB 2,000
비교예 2 X 제조예 7 60 0.2 F 400
상기 표 3에서 광택도 는 그 값이 작을수록 무광택을 잘 구현한 것을 의미하며, 광택도 측정값이 감소하면 거칠기 값은 증가하는 연관성이 있다.
표면경도 값은 하기에 나타낸 순서로 표면경도가 증가하는 것을 의미한다.
연필 경도 순서: (약) 2B→B→HB→F→H→2H→3H→4H→7H→8H→9H (강)
낙하충격 측정 값은 복합적층필름의 내충격성을 유추하는 측정값으로, 그 값이 클수록 내충격성이 우수한 것을 의미한다.
상기 표 3에서 실시예 1 내지 3를 보면, 광택도 측정값은 실시예 3에 갈수록 작아지는 것을 확인할 수 있다. 이는 실시예 1 내지 3의 무광택 필름의 조성이 다른 것으로, 실시예 3의 무광택 필름은 아크릴계 가교비드가 30 중량부를 포함되어 있음으로, 광택도가 낮아진 것이다. 따라서 무광택 필름에 아크릴계 가교비드를 포함함에 따라 무광택을 더욱 잘 구현되는 것을 시사한다.
상기 표 3에서 실시예 4는 실시예 3과 유사하나, 아크릴계 가교비드의 입경크기가 30 um이며, 실시예 3 보다 광택도 측정값이 더욱 낮은 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 명세서에서 제시한 아크릴계 가교비드의 평균입경 크기의 범위 내에서, 아크릴계 가교비드의 평균입경 크기가 증가할수록 무광택을 더욱 잘 구현하는 것 시사한다.
상기 표 3에서 실시예 5는 투명필름에 포함된 아크릴계 충격보강제의 함량이 50중량%가 포함된 제조예 6을 사용한 것으로, 실시예 4 보다 낙하 충격강도가 우수한 것을 확인 할 수 있다.
상기 표 3에서 실시예 6은 투명필름에 아크릴계 충격보강제를 포함하지 않은 제조예 7를 사용하는 것으로, 실시예 4의 광택도 및 표면경도는 동일하나, 낙하충격강도가 감소한 것을 확인 되었으며, 이는 투명필름에 아크릴계 충격보강제를 포함하는 복합적층필름이 내충격성이 우수한 것을 시사한다.
상기 표 3에서 비교예 1 및 비교예 2는 무광택 필름을 포함하지 않는 것으로, 광택도 및 표면 경도를 확인하면, 실시예 1 내지 6 보다 현저하게 낮은 것을 확인하였으며, 이는 아크릴계 가교비드가 포함된 무광택 필름이 존재하지 않으며, 상기 무광택필름에 포함된 아크릴계 충격보강제를 포함하지 않아 나타나는 현상임을 시사한다. 또한 상기 비교예 2는 투명필름에 아크릴계 충격보강제를 포함하지 않아, 낙하충격에서 현저하게 낮은 것을 확인하였다.
이에 따라 본 발명에 따른 복합적층필름은 최외층에 무광택필름을 포함함으로서, 표면의 무광택을 구현할 수 있으며, 우수한 표면경도를 구현할 수 있다. 또한 복합적층필름에 투명필름을 포함하여, 디자인의 입체적인 구현뿐 아니라, 상기 투명 필름에 아크릴계 충격보강제를 포함하여, 우수한 내충격성을 가진 복합적층필름을 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. 디자인 필름;
    상기 디자인 필름 상에 투명 필름; 및
    상기 투명필름 상에 무광택 필름;
    을 포함하는 복합적층필름으로서,
    상기 무광택 필름은 메틸메타크릴레이트계 수지, 아크릴계 충격보강제 및 아크릴계 가교비드를 포함하고,
    상기 아크릴계 가교비드는 평균입경 크기가 15 내지 50 ㎛인 복합적층필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메틸메타크릴레이트계 수지는 평균분자량이 20,000 내지 130,000 g/mol인 복합적층필름.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무광택 필름은 메틸메타크릴레이트계 수지 100 중량부에 대하여, 아크릴계 충격보강제가 5 내지 60 중량부 및 아크릴계 가교비드가 5 내지 60 중량부를 포함하는 것인 복합적층필름.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 메틸메타크릴레이트계 수지는 메틸메타크릴레이트의 단독중합체 또는 공중합체인 복합적층필름.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 아크릴계 충격보강제는 평균입경 크기가 100 내지 1,000 nm인 복합적층 필름.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 투명필름은 아크릴계 중합체인 복합적층필름.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 아크릴계 중합체는 평균분자량이 80,000 내지 200,000 g/mol인 복합적층필름.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 투명필름은 아크릴계 충격보강제를 더 포함하는 복합적층필름.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 복합적층필름은 두께가 0.5 내지 5mm인 복합적층필름.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 복합적층필름은 디자인 필름, 투명필름 및 무광택 메틸메타크릴레이트계 필름의 두께의 비가 10:80:10 내지 30:40:30인 복합적층필름.
  12. 제1항 내지 4항 및 제6 항 내지 11항에서 선택되는 한 항의 복합적층필름을 포함하는 인테리어 소재.
  13. (a) 투명필름 조성물, 무광택 필름 조성물 및 디자인 필름 조성물을 용융하는 단계; 및
    (b) 투명필름, 무광택 필름 및 디자인 필름을 공압출하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 투명필름 조성물은 아크릴계 중합체를 포함하며,
    상기 무광택 필름은 메틸메타크릴레이트계 중합체, 아크릴계 충격보강제 및 아크릴계 가교비드를 포함하고,
    상기 아크릴계 가교비드는 평균입경 크기가 15 내지 50 ㎛인 복합적층필름 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 공압출온도는 200 내지 280 ℃인 복합적층필름 제조방법.
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