KR19980083381A - 다층 고분자 필름 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열가소성 폴리프로필렌계 수지 50 내지 95 중량% 및 상기 폴리프로필렌계 수지와 상용성이고 불포화 카복실산 또는 그의 유도체로 개질된 제 1 수지 5 내지 50 중량%의 혼합수지로 이루어진 중심층, 및 상기 폴리프로필렌계 수지와 비상용성인 제 2 수지로 이루어진 표면층을 포함하는 3층 구조의 열가소성 필름 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 필름은 경제적이면서 기계적 강도 및 내구성이 우수하여 각종 용도로 사용가능하다.
Description
본 발명은 다층 고분자 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열가소성 폴리프로필렌계 수지 및 상기 폴리프로필렌계 수지와 상용성이고 불포화 카복실산 또는 그의 유도체로 개질된 제 1 수지의 혼합수지로 이루어진 중심층, 및 상기 폴리프로필렌계 수지와 비상용성인 제 2 수지로 이루어진 표면층을 포함하는 3층 구조의 고분자 필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
오늘날 소재별 필름에 있어 폴리프로필렌계 필름은 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등과 함께 가장 널리 사용되고 있으며, 특히 포장용에 있어 폴리프로필렌 필름은 가격이 저렴하고 증착, 합지 등 다양한 포장재 적용이 가능할 뿐 아니라 무색 무취하여 널리 사용되고 있다. 그러나, 폴리프로필렌계 수지 필름은 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등과 같은 엔지니어링 플라스틱 필름(engineering plastic film)에 비해서는 기계적 강도나 내구성이 떨어지고, 특히 폴리프로필렌 수지 사슬 자체가 갖는 화학적 비활성 때문에 표면장력이 매우 낮아, 대전 방지성, 이접착성, 고표면장력 특성 등을 위한 표면 처리가 폴리에스테르계 필름이나 나일론 필름의 경우보다 상대적으로 어렵다.
폴리프로필렌 수지에 기계적 강도 및 내구성을 부여하기 위하여, 폴리프로필렌 수지에 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 나일론 등의 엔지니어링 플라스틱 수지를 피복한 필름이 개발된 바 있다. 그러나, 폴리프로필렌계 수지층과 엔지니어링 플라스틱 수지층은 서로 상용성이 없고 접착력이 크지 않기 때문에 사용할 때 층이 분리될 가능성이 있다. 따라서, 폴리프로필렌계 수지층, 엔지니어링 플라스틱 수지층 또는 두 층 모두의 개질이 필수적으로 요구된다.
중심층과 표면층의 접착력을 향상시키기 위한 방법으로 일본국 공개특허공보 제 56061441 A호, 제 01009253 A호 및 제 57174329 A호 등에서는 에틸렌/부텐 공중합체나 고밀도 폴리에틸렌 또는 선형저밀도 폴리에틸렌 등을 중심층에 일정량 첨가시키는 방법을 제시하고 있다. 그러나, 상기 방법은 필름형태로 제조한 후에 중심층과 표면층을 가압처리하여 합지시키는 방법으로서 필름제조 이외의 추가적인 공정이 필요하고, 별도의 접착층 없이는 층간의 강한 접착력을 얻기 어렵다.
본 발명은 경제적이면서도 기계적 강도 및 내구성이 우수한 다층 고분자 필름 및 그의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 열가소성 폴리프로필렌계 수지 50 내지 95 중량% 및 상기 폴리프로필렌계 수지와 상용성이고, 불포화 카복실산 또는 그의 유도체로 개질된 제 1 수지 5 내지 50 중량%의 혼합수지로 이루어진 중심층, 및 상기 폴리프로필렌계 수지와 비상용성인 제 2 수지로 이루어진 표면층을 포함하는 3층 구조의 고분자 필름을 제공한다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 열가소성 폴리프로필렌계 수지 50 내지 95 중량% 및 상기 폴리프로필렌계 수지와 상용성이고 불포화 카복실산 또는 카복실산 유도체로 개질된 제 1 수지 5 내지 50 중량% 를 혼합하여 혼합수지를 제조하고, 상기 혼합수지를 중심층으로 하고 상기 프로필렌계 수지와 비상용성인 제 2 수지를 표면층으로 하여 공압출시킨 후, 이축배향시키는 것을 포함하는 3층 구조의 고분자 필름의 제조 방법을 제공한다.
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 3층 구조의 고분자 필름의 중심층 수지에 사용되는 폴리프로필렌계 수지의 예로는 아택틱(atactic) 폴리프로필렌 수지, 신디오택틱(syndiotactic) 폴리프로필렌 수지 및 아이소택틱(isotactic) 폴리프로필렌 수지가 있고, 바람직하게는 아이소택틱 폴리프로필렌 수지가 사용된다. 이들은 융점이 150 내지 170℃이고, 용융흐름지수(Melting Flow Index)가 2 내지 10인 것이 바람직하다. 상기 폴리프로필렌계 수지는 중심층 수지의 총 중량을 기준으로 50 내지 95 중량%, 바람직하게는 60 내지 70중량%로 사용된다.
상기 폴리프로필렌계 수지와 상용성인 제 1 수지의 예로는 폴리에틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-부텐-프로필렌 터폴리머 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제 1 수지는 중심층 수지의 총 중량을 기준으로 5 내지 50 중량%, 바람직하게는 30 내지 40중량%로 사용된다.
본 발명에서는 중심층과 표면층과의 접착력을 향상시키기 위하여 상기 제 1 수지를 개질제와 반응압출시켜 제 1 수지의 고분자 사슬내에 카르복실기가 도입되도록 한다. 반응압출시 개질제는 제 1 수지의 중량을 기준으로 0.5 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 5 중량%를 첨가한다. 이때 0.5 중량% 미만으로 첨가시에는 중심층과 표면층의 접착력 향상을 기대하기 어렵고, 10 중량%를 초과하여 첨가시에는 반응압출시 고분자 사슬이 너무 많이 분해되어 용융흐름지수가 성형이 어려울 정도로 증가하게 된다.
상기 개질제로는 붙포화 카르복실산 또는 그의 유도체가 사용되며, 이중 말레인산, 무수말레인산, 무수안식향산이 바람직하다.
상기 폴리프로필렌계 수지와 비상용성인 제 2 수지의 예로는 통상적인 엔지니어링 플라스틱 수지(engineering plastic resin), 즉, 나일론, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리스티렌 등이 있고, 이들은 통상적인 방법으로 제조될 수 있다.
상기 제 2 수지로 이루어진 양 표면층 전체의 두께는 전체 필름 두께의 1/30 내지 1/2, 바람직하게는 1/10 내지 1/13이다. 이때 1/2 보다 두꺼운 경우는 기계적 강도나 내구성 등의 증가 효과는 얻을 수 있으나 필름의 비중이 증가하며, 폴리프로필렌을 사용함으로써 얻을 수 있는 경제적인 장점을 기대할 수 없다. 또한, 1/30보다 얇은 때에는 중심층과 표면층의 접착력 부족으로 인해 열접착시 표면층이 박리되는 현상이 발생한다.
본 발명의 3층구조의 필름은 다음과 같이 제조할 수 있다.
먼저, 폴리프로필렌계 수지와 상용성인 수지를 개질제인 불포화 카복실산 또는 그의 유도체와 반응압출시켜 개질시키고, 상기 개질된 제 1 수지와 폴리프로필렌계 수지를 혼합하여 혼합 수지를 제조한다.
상기 수득한 혼합 수지를 중심층으로 하고, 폴리프로필렌계 수지와 비상용성인 제 2 수지를 표면층으로 하여 공압출기를 사용하여 공압출시켜 3층 구조의 시이트를 제조한다. 이때, 중심층의 압출온도는 180 내지 250℃로 하고, 양면의 표면층의 압출온도는 250 내지 300℃가 되도록 한다.
상기 수득한 시이트를 이축연신기를 사용하여 100 내지 130℃에서 세로방향으로 3 내지 4배 연신하고, 110 내지 150℃에서 가로방향으로 4 내지 5배 연신하여 20 내지 100㎛의 3층 구조의 이축배향 필름을 제조할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단 본 발명의 범위가 하기 실시예만으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예 및 비교예에서 제조된 필름의 각종 성능 평가는 다음 방법으로 실시하였다:
(1) 밀도
사염화탄소와 노르말헵탄으로 이루어진 밀도구배관을 25℃로 유지하면서 부침법에 의해 필름 샘플의 밀도를 측정하였다.
(2) 광선투과율
니혼 세이미츠 코가쿠(Nihon Seimitsu Kogaku)사(일본)의 헤이즈미터(Model: SEP-H)로 측정하며 C-광원을 사용하여 광선투과율을 측정하였다.
(3) 열접착강도
도요세키(toyokeiki) 사(일본)의 열구배 시험기를 이용하여 2kg/㎟의 압력으로 125℃에서 1초 동안 봉합시킨 후 박리시키는데 걸리는 부하로 측정하였다.
실시예 1
선형 저밀도 폴리에틸렌 10kg과 카르복실산 500g을 혼합하고, 트윈스크류 압출기를 사용하여 반응압출시켜 폭 1/16인치, 길이 1/8 인치 크기의 펠릿을 제조하였다. 상기 개질된 선형 저밀도 폴리에틸렌 3kg 및 아이소택틱 폴리프로필렌 10kg(M.P.: 163℃, MFI: 2.0)을 혼합한 후 길이대 직경(L/D) 비율이 30인 공압출기를 사용하여 폴리에틸렌테레프탈레이트와 함께 공압출시켜 3층 구조의 시이트를 제조하였다. 이때, 중심층의 압출온도는 230℃였고, 양 표면층의 압출온도는 290℃였다.
상기 수득한 시이트를 이축연신기를 사용하여 120℃에서 세로방향으로 4 배 연신하고, 135℃에서 가로방향으로 5 배 연신하여 40㎛의 이축배향 필름을 제조하였다.
상기 제조한 3층 구조의 열가소성 필름의 성능평가를 실시하여 표 1에 나타내었다. 본 발명의 3층 구조의 필름은 투명성이 우수하고, 폴리프로필렌 필름에 비하여 강도가 높으면서, 통상적인 엔지니어링 플라스틱보다 비중이 낮고, 중심층과 표면층 사이의 접착강도가 높았다.
실시예 2 내지 4
제 2 수지로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 대신에 나이론, 폴리카보네이트(PC), 폴리부텐테레프탈레이트(PBT)를 각각 사용함을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 본 발명의 3층 구조의 필름을 제조하였다.
상기 제조한 3층 구조의 열가소성 필름의 성능평가를 실시하여 표 1에 나타내었다.
실시예 5 내지 7
제 1 수지로서 선형 저밀도 폴리에틸렌 대신에 폴리에틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-부텐-프로필렌 터폴리머를 각각 사용함을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 본 발명의 3층 구조의 필름을 제조하였다.
상기 제조한 3층 구조의 열가소성 필름의 성능평가를 실시하여 표 1에 나타내었다.
비교예 1
중심층 수지로 아이소택틱 폴리프로필렌 만을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 3층 구조 필름을 제조하였다.
상기 제조한 필름의 성능평가를 실시하여 표 1에 나타내었으며, 실시예 1 과 비교하여 열접착 강도가 매우 낮았다.
비교예 2
선형 저밀도 폴리에틸렌 10kg과 카복실산 50g을 혼합함을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 실시하여 3층 구조 필름을 제조하였다.
상기 제조한 필름의 성능평가를 실시하여 표 1에 나타내었으며, 실시예 1 과 비교하여 열접착 강도가 매우 낮았다.
[표 1]
| 제 1 수지 | 제 2 수지 | 비중 | 광투과율 | 열접착 강도 | |
| g/㎤ | % | g | |||
| 실시예 1 | 선형저밀도폴리에틸렌 | PET | 0.98 | 91 | 900 |
| 실시예 2 | 선형저밀도폴리에틸렌 | 나일론 | 0.96 | 90 | 650 |
| 실시예 3 | 선형저밀도폴리에틸렌 | PC | 0.97 | 91 | 550 |
| 실시예 4 | 선형저밀도폴리에틸렌 | PBT | 0.99 | 89 | 750 |
| 실시예 5 | 폴리에틸렌 | PET | 0.98 | 90 | 650 |
| 실시예 6 | 에틸렌-프로필렌 공중합체 | PET | 0.97 | 91 | 750 |
| 실시예 7 | 에틸렌-부텐-프로펠렌 터폴리머 | PET | 0.97 | 91 | 750 |
| 비교예 1 | - | PET | 0.98 | 91 | 210 |
| 비교예 2 | 선형저밀도폴리에틸렌 | PET | 0.98 | 91 | 250 |
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 3층 구조의 열가소성 필름은 중심층과 표면층의 접착 강도가 높고, 기계적 강도가 높으며 엔지니어링 플라스틱 필름에 비해 경제적이어서 각종 포장용 및 인쇄용으로 사용이 가능하다.
Claims (8)
- 열가소성 폴리프로필렌계 수지 50 내지 95 중량% 및 상기 폴리프로필렌계 수지와 상용성이고 불포화 카복실산 또는 그의 유도체로 개질된 제 1 수지 5 내지 50 중량%의 혼합수지로 이루어진 중심층, 및 상기 폴리프로필렌계 수지와 비상용성인 제 2 수지로 이루어진 표면층을 포함하는 3층 구조의 고분자 필름.
- 제 1 항에 있어서,상기 폴리프로필렌계 수지가 융점이 150 내지 170℃이고, 용융흐름지수(Melting Flow Index)가 2 내지 10인 아이소택틱(isotactic) 폴리프로필렌계 수지인 것을 특징으로 하는 필름.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 수지가 폴리에틸렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-부텐-프로필렌 터폴리머 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌인 것을 특징으로 하는 필름.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 수지가 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 또는 폴리스티렌인 것을 특징으로 하는 필름.
- 제 1 항에 있어서,상기 표면층 전체의 두께가 필름 전체 두께의 1/30 내지 1/2인 것을 특징으로 하는 필름.
- 제 1 항에 있어서,상기 불포화 카복실산 또는 그의 유도체가 말레인산, 무수말레인산 또는 무수안식향산인 것을 특징으로 하는 필름.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 수지가, 상기 제 1 수지의 중량을 기준으로 0.5 내지 10 중량%의 상기 볼포화 카복실산 또는 그의 유도체를 첨가하여 반응압출시켜 개질된 것을 특징으로 하는 필름.
- 열가소성 폴리프로필렌계 수지 50 내지 95 중량% 및 상기 폴리프로필렌계 수지와 상용성이고 불포화 카복실산 또는 카복실산 유도체로 개질된 제 1 수지 5 내지 50 중량% 를 혼합하여 혼합수지를 제조하고, 상기 혼합수지를 중심층으로 하고 상기 폴리프로필렌계 수지와 비상용성인 제 2 수지를 표면층으로 하여 공압출시킨 후, 이축배향시키는 것을 포함하는 3층 구조의 고분자 필름의 제조 방법.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970018659A KR19980083381A (ko) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 다층 고분자 필름 및 그의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970018659A KR19980083381A (ko) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 다층 고분자 필름 및 그의 제조 방법 |
Publications (1)
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|---|---|
| KR19980083381A true KR19980083381A (ko) | 1998-12-05 |
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| KR1019970018659A KR19980083381A (ko) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 다층 고분자 필름 및 그의 제조 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR19980083381A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101527893B1 (ko) * | 2014-05-14 | 2015-06-10 | 주식회사 알앤에프케미칼 | 분리막 이송용 필름 |
-
1997
- 1997-05-15 KR KR1019970018659A patent/KR19980083381A/ko not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101527893B1 (ko) * | 2014-05-14 | 2015-06-10 | 주식회사 알앤에프케미칼 | 분리막 이송용 필름 |
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