KR19990078212A - 산소 차단성이 큰 폴리에스테르 필름, 당해필름의 용도 및 이의 제조방법 - Google Patents

산소 차단성이 큰 폴리에스테르 필름, 당해필름의 용도 및 이의 제조방법 Download PDF

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디츠 볼프강, 힐케르트 고트프리트
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Abstract

본 발명은 80중량% 이상이 열가소성 폴리에스테르로 이루어진 기저층과 하나 이상의 외부층을 갖고, 당해 외부 층은 에틸렌 2,6-나프탈레이트 단위 40중량% 이상 및 에틸렌 테레프탈레이트 단위 및/또는 지환족 또는 방향족 디올 및/또는 디카복실산으로부터의 단위 60중량% 이하를 포함하는 중합체 또는 중합체의 혼합물로 이루어져 있으며, 단 당해 기저층의 디에틸렌 글리콜 함량은 0.9 내지 3.0중량%의 범위인 투명한 이축 연신된(biaxially oriented) 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

Description

산소 차단성이 큰 폴리에스테르 필름, 당해 필름의 용도 및 이의 제조방법{Polyester film with a high oxygen barrier, the use of the film and process for its production}
본 발명은 80중량% 이상이 열가소성 폴리에스테르로 이루어진 기저층과 기계적 안정성이 우수한 외부층을 갖는 투명한 이축 연신된 폴리에스테르 필름에 관한 것이다. 본 발명은 또한 당해 필름의 용도 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
식품 및 음료 포장(packaging)은 종종 기체, 수증기 및 향미에 대한 높은 차단 효과를 필요로 한다. 일반적으로 이러한 유형의 포장재를 제조하는데 사용되는 방법에서는, 이러한 목적으로 사용되는 플라스틱 필름을 높은 진공에서 알루미늄으로 금속화한다. 또다른 일반적으로 사용되는 방법은 필름을 세라믹 물질, 예를 들면, SiOx, AlOx또는 MxOx로 피복하는 것이다. 위에서 언급한 물질에 대한 차단 효과는 본질적으로 필름중의 중합체의 유형 및 도포시킨 차단층의 품질에 좌우된다. 예를 들면, 금속화된 이축 연신된 폴리에스테르 필름은 산소와 같은 기체 및 향미에 대한 차단 효과가 매우 높다. 이의 우수한 차단 특성으로 인하여, 금속화된 또는 세라믹으로 피복된 필름은, 차단층이 부적합한 경우, 긴 저장 시간 또는 운송시간으로 포장된 식품 또는 음료가 상하여 부패하기 되거나, 예를 들면, 커피, 지방 함유 스넥(견과류, 포테이토 칩 등) 또는 이산화탄소를 함유하는 음료(주머니 속의)의 경우, 이의 맛을 손실하게 되는 위험을 초래하는 경우, 식품 및 기타 소비재를 포장하는데 특히 사용된다. 장래에는, 포장 산업의 수요가 이러한 유형의 피복된 필름에서의 더 높은 차단성의 방향으로 이동할 것이다. 다른 한편으로, 차단성이 낮아야 하지만, 투명하고 비용이 절감되어야 하는 포장 유형이 존재한다. 예를 들면, 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC)로 피복된 폴리프로필렌 필름이 본원에서 사용된다. PVDC로 피복된 필름은 투명하지만, 금속화와 같은 피복을 제2 작업에서 수행하며, 이는 포장 비용을 다시 한번 현저히 증가시킨다. 또한, 에틸렌-비닐 알콜 공중합체(EVOH)도 높은 차단 효과를 나타낸다. 그러나, EVOH로 개질시킨 필름은 특히 습기에 심각하게 영향받고, 이로써 이의 적용 범위가 제한된다. 추가로, 이의 불량한 기계적 특성으로 이하여, 이는 상대적으로 두껍고, 높은 가격의 다른 물질로 적층시켜야 한다. 추가로, 이는 사용 후 처리하기 힘들다. 일부 천연 물질은, 더욱이 식품 및 음료 포장재의 제조용으로 공인 기관에서 승인되지 않았거나 부적합하다.
이들 유형의 모든 포장재에서, 파괴(puncturing) 또는 절개(splitting)에 대한 우수한 기계적 내성(내파괴성)은 내용물의 보호에 중요하다.
본 발명의 목적은, 용이하고, 저렴하게 제조할 수 있고, 공지된 필름의 물리적 특성이 우수하며,
- 피복되지 않는 경우 기체에 대하여 차단 효과가 우수하고,
- 세라믹 물질로 금속화시키거나 피복한 후, 더욱 높은 차단성을 나타내며,
- 파괴 또는 절개에 의한 손상에 대한 내성이 우수한 투명한 이축 연신된 폴리에스테르 필름을 제공하는 것이다.
당해 목적은 80% 이상이 하나(이상)의 열가소성 폴리에스테르로 이루어진 기저층과 에틸렌 2,6-나프탈레이트 단위 40중량% 이상 및 에틸렌 테레프탈레이트 단위 40중량% 이하 및/또는 지환족 또는 방향족 디올 및/또는 디카복실산으로부터의 단위 60중량% 이하를 포함하는 중합체 또는 중합체의 혼합물로 이루어진 하나 이상의 외부층을 갖고, 단, 기저층의 디에틸렌 글리콜 함량은 0.9 내지 3.0%, 바람직하게는 1.0 내지 2.0%, 특히 바람직하게는 1.2 내지 1.8%의 범위인 이축 연신된 폴리에스테르 필름에 의해 달성된다. 신규한 필름의 산소 투과율은 일반적으로 80㎤/㎡ bar d 미만, 바람직하게는 75c㎥/㎡ bar d 미만, 특히 바람직하게는 70㎤/㎡ bar d 미만이다.
외부층의 중합체가 에틸렌 2,6-나프탈레이트 단위 65중량% 이상 및 에틸렌 테레프탈레이트 단위 35중량% 이하를 포함하는 폴리에스테르 필름이 바람직하다. 이들 중에서, 외부층의 중합체가 에틸렌 2,6-나프탈레이트 단위 70중량% 이상 및 에틸렌 테레프탈레이트 30중량% 이하를 포함하는 유형의 폴리에스테르 필름이 또한 특히 바람직하다. 그러나, 외부층은 또한 에틸렌 2,6-나프탈레이트 단위로 완전히 구성될 수도 있다.
적합한 지방족 디올의 예에는 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 화학식 HO-(CH2)n-OH(여기서, n은 3 내지 6의 정수이다)의 지방족 글리콜(특히, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올 및 1,6-헥산디올) 또는 탄소수 6 이하의 측쇄 지방족 글리콜 및 하나 이상의 환을 갖고, 경우에 따라 헤테로원자를 함유하는 지환족 디올이 포함된다. 지환족 디올 중에서, 사이클로헥산디올(특히, 1,4-사이클로헥산디올)이 언급될 수 있다. 기타 적합한 방향족 디올의 예에는 화학식 HO-C6H4-X-C6H4-OH(여기서, X는 -CH2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -O-, -S- 또는 -SO2-이다)의 디올이 포함된다. 이들 이외에, 화학식 HO-C6H4-C6H4-OH의 비스페놀이 또한 매우 적합하다.
바람직한 방향족 디카복실산의 예에는 벤젠디카복실산, 나프탈렌디카복실산(예: 나프탈렌-1,4- 또는 -1,6-디카복실산), 비페닐-x,x'-디카복실산(특히, 비페닐-4,4'-디카복실산), 디페닐아세틸렌-x,x'-디카복실산(특히, 디페닐아세틸렌-4,4'-디카복실산) 또는 스틸벤-x,x'-디카복실산이 포함된다. 지환족 디카복실산 중에서, 사이클로헥산디카복실산(특히, 사이클로헥산-1,4-디카복실산)이 언급될 수 있다. 지방족 디카복실산 중에서, 알칸 잔기가 직쇄 또는 측쇄일 수 있는 C3-C19-알칸디오산이 특히 적합하다.
디에틸렌 글리콜은 디카복실산 및 에틸렌 글리콜로부터 폴리에스테르를 제조하는 동안 부반응으로 필수적으로 생성된다. 게다가 디에틸렌 글리콜은 디올이므로, 역시 에틸렌 글리콜과 함께 폴리에스테르 쇄로 혼입된다. 이러한 방법으로 발생시킨 디에틸렌 글리콜 단위의 쇄 내부의 양은 중축합에서의 반응 조건(온도, 체류 시간, 압력 및 촉매)에 좌우된다. 다른 한편으로, 소량의 디에틸렌 글리콜을 조심스럽게 조절하여 반응 혼합물에 첨가함으로써 기저층에 대한 폴리에스테르의 디에틸렌 글리콜 함량을 조절할 수도 있다.
본 발명은 또한 이러한 필름의 제조방법을 제공한다. 이는,
(a) 동시압출(coextrusion)시킴으로써 기저층 및 외부층(들)으로부터 필름을 제조하고,
(b) 필름을 이축 연신시키고,
(c) 연신된 필름을 열 경화시킴을 포함한다.
외부층을 제조하기 위해서, 압출기에 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트를 목적한 혼합 비율로 직접 공급하는 것이 편리하다. 약 300℃에서 약 5분간의 체류 시간으로 두 물질을 용융시키고 압출시킬 수 있다. 이러한 조건하에서, 에스테르 교환 반응은 압출기에서 발생할 수 있고, 이 동안에 이러한 공중합체가 단독중합체로부터 형성된다.
기저층용 중합체는 또다른 압출기를 통해서 편리하게 공급된다. 존재할 수 있는 외부 물체 또는 오염물은 압출시키기 전에 중합체 용융물로부터 여과 제거할 수 있다. 이어서, 용융물을 동시압출 다이(die)를 통해 압출시켜 평평한 용융 필름을 수득하여 다른 하나 위에 이를 적층시킨다. 이어서, 동시압출된 필름을 연신시키고 냉각 롤 및 경우에 따라서 기타 롤의 도움으로 고화시킨다.
이축 연신은 일반적으로 순차적으로 또는 동시에 수행한다. 순차 연신에 있어서, 먼저 종방향(즉, 기계 방향)으로 연신시킨 다음, 횡방향(즉, 기계 방향에 수직)으로 연신시키는 것이 바람직하다. 이는 분자 쇄의 연신을 유발한다. 종방향으로의 연신은 성취되는 연신 비에 상응하는 상이한 속도로 작동하는 2개의 롤의 도움으로 수행될 수 있다. 횡방향 연신에 있어서, 일반적으로 적합한 폭출기(tenter frame)를 사용한다. 동시 연신에 있어서, 필름은 폭출기에서 종방향 및 횡방향으로 동시에 연신시킨다.
연신이 수행되는 온도는 비교적 광범위한 범위에 걸쳐 다양하고 필름에 필요한 특성에 좌우될 수 있다. 일반적으로, 종방향 연신은 80 내지 130℃에서 수행되고, 횡방향 연신은 90 내지 150℃에서 수행된다. 종방향 연신 비는 일반적으로 2.5:1 내지 6:1, 바람직하게는 3:1 내지 5.5:1의 범위이다. 횡방향 연신 비는 일반적으로 3.0:1 내지 5.0:1, 바람직하게는 3.5:1 내지 4.5:1의 범위 내이다. 필요한 경우, 횡방향 연신 후 또다른 횡방향 연신 및 추가의 횡방향 연신도 따를 수 있다.
후속적인 열 경화 동안, 필름을 150 내지 250℃의 온도에서 0.1 내지 10초 동안 유지시킨다. 이어서, 필름을 통상의 방법으로 권취(winding up)한다.
당해 방법의 큰 이점은 과립을 압출기에 공급할 수 있어, 기계를 차단하지 않는다는 것이다.
필름의 기저층은 바람직하게는 열가소성 폴리에스테르 90중량% 이상의 범위로 구성된다. 이에 적합한 폴리에스테르에는 에틸렌 글리콜과 테레프탈산으로부터 제조된 것(= 폴리에틸렌 테레프탈레이트, PET), 에틸렌 글리콜과 나프탈렌-2,6-디카복실산으로부터 제조된 것(= 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트, PEN), 1,4-비스하이드록시메틸사이클로헥산과 테레프탈산으로부터 제조된 것(= 폴리-1,4-사이클로헥산디메틸렌 테레프탈레이트, PCDT), 에틸렌 글리콜, 나프탈렌-2,6-디카복실산 및 비페닐-4,4'-디카복실산으로부터 제조된 것(= 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트 비벤조에이트, PENBB)이 포함된다. 에틸렌 글리콜 단위와 테레프탈산 단위 또는 에틸렌 글리콜 단위와 나프탈렌-2,6-디카복실산 단위 90mol% 이상, 바람직하게는 95mol% 이상의 범위로 구성된 폴리에스테르가 특히 바람직하다. 잔류하는 단량체 단위는 기타 디올 및/또는 디카복실산으로부터 유도된다. 적합한 디올 공단량체의 예에는 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 화학식 HO-(CH2)n-OH의 지방족 글리콜(여기서, n은 3 내지 6의 정수이다), 탄소수 6 이하의 측쇄 지방족 글리콜, 화학식 HO-C6H4-X-C6H4-OH(여기서, X는 -CH2-, -C(CH3)2-, -C(CF3)2-, -O-, -S- 또는 -SO2-이다)의 방향족 디올 또는 화학식 HO-C6H4-C6H4-OH의 비스페놀이 포함된다.
디카복실산 공단량체 단위는 바람직하게는 벤젠디카복실산, 나프탈렌디카복실산, 비페닐-x,x'-디카복실산(특히, 비페닐-4,4'-디카복실산), 사이클로헥산디카복실산(특히, 사이클로헥산-1,4-디카복실산), 디페닐아세틸렌-x,x'-디카복실산(특히, 디페닐아세틸렌-4,4'-디카복실산), 스틸벤-x,x'-디카복실산 또는 알칸 잔기가 직쇄 또는 측쇄일 수 있는 C1-C16-알칸디카복실산으로부터 유도된다.
폴리에스테르는 에스테르 교환 반응에 의해 제조될 수 있다. 이를 위한 출발 물질은 통상의 에스테르 교환 반응 촉매, 예를 들어 아연염, 칼슘염, 리튬염 및 망간염을 사용하여 반응시키는 디카복실산 에스테르와 디올이다. 이어서, 중간체를 광범위하게 사용되는 중축합 촉매, 예를 들어 삼산화안티몬 또는 티탄염의 존재하에 중축합시킨다. 제조는 디카복실산과 디올로부터 직접 출발하여 중축합 촉매의 존재하에 직접 에스테르 교환 반응에 의해 성공적으로 수행할 수 있다. 기저층용 폴리에스테르를 제조하기 위한 조건(촉매, 온도, 체류 시간 및 압력 및 임의의 디에틸렌 글리콜 첨가량)은 수득한 디에틸렌 글리콜 함량이 0.9 내지 3.0중량%, 바람직하게는 1.0 내지 2.0중량%, 특히 바람직하게는 1.2 내지 1.8중량%인 방법으로 선택된다.
중합체 가공을 위해, 기저층 및 외부층(들)을 위한 중합체를 각각의 중합체 용융물의 점도가 과도하게 상이하지 않도록 선택하는 것이 유용하다고 입증되었다. 그렇지 않으면, 가공된 필름에 유동 방해물 또는 줄무늬가 존재할 것이다. 두 용융물의 점도 범위를 기술하기 위해서, 개질된 용액 점도(SV)를 사용한다. 용액 점도는 각 중합체의 분자량의 척도이며 용융 점도와 관련된다. 사용된 중합체의 화학적 구성은 다른 관계를 초래할 수 있다. 이축 연신된 필름을 제조하는데 적합한 시판되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 있어서, SV의 범위는 600 내지 1000이다. 만족스러운 필름 품질의 보증하기 위해서, 외부층용 공중합체의 SV의 범위는 300 내지 900, 바람직하게는 400 내지 800, 특히 바람직하게는 500 내지 700이어야 한다. 경우에 따라, 물질의 SV를 필요한 만큼 조정하기 위해서 각각의 과립 위에서 고체 상 축합을 수행할 수 있다. 기저층 및 외부층(들)용 중합체 용융물의 SV는 5배 이하, 바람직하게는 2 내지 3배 이하만큼 상이해야 한다는 것이 일반적인 규칙이다.
외부층용 중합체는 다음과 같은 3개의 상이한 방법으로 제조할 수 있다:
(a) 공중축합시, 테레프탈산과 나프탈렌-2,6-디카복실산을 에틸렌 글리콜과 함께 반응기에 두고, 통상의 촉매 및 안정화제를 사용하여 중축합시켜 폴리에스테르를 수득한다. 이어서, 테레프탈레이트 및 나프탈레이트 단위를 폴리에스테르에 랜덤하게 분포시킨다.
(b) 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 폴리에틸렌 2,6-나프탈레이트(PEN)를 바람직한 비로 반응기 또는 바람직하게는 용융 혼련기(이축 혼련기) 또는 압출기에서 함께 용융시키고 혼합시킨다. 용융 직후, 폴리에스테르 사이에서 에스테르 교환 반응을 시작한다. 초기에는, 블록 공중합체가 수득되지만, 반응 시간이 경과함에 따라 - 온도 및 교반기의 혼합 작용에 따라 - 블록은 작아지고, 장시간의 반응 시간에 의해 랜덤 공중합체를 수득한다. 그러나, 목적한 특성이 블록 공중합체에 의해서도 수득되기 때문에, 랜덤한 분포가 성취될 때까지 기다리는 것이 필요하지도 않고 또 항상 유리하지도 않다. 이어서, 생성된 공중합체를 다이로부터 압출시켜 과립화한다.
(c) PET 및 PEN을 목적한 비로 과립으로서 혼합하고, 혼합물을 외부층에 대한 압출기에 공급한다. 여기서, 공중합체를 수득하기 위한 에스테르 교환 반응은 필름을 제조하는 동안 직접 발생한다. 당해 방법은 매우 경제적이라는 이점이 있고, 일반적으로 블록 공중합체를 생성하고, 블록 길이는 압출 온도, 압출기의 혼합 작용 및 용융물에서의 체류 시간에 좌우된다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 기저층의 중합체 0.1 내지 20중량%는 외부층의 중합체와 동일하다. 이들은 압출하는 동안 기저층과 직접 혼합되거나 어떤 경우에도 재생 물질의 첨가로 인해 필름에 존재한다. 기저층중의 이러한 공중합체의 비율은 기저층이 부분적으로 결정성 특성을 갖도록 선택한다.
또다른 양태에서, 필름은 외부층으로부터 떨어진 면에, 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 또다른 외부층을 포함하고, 당해 층은 안료를 포함한다.
신규한 필름은 놀랍게도 높은 산소 차단성을 나타낸다. 대조적으로, 외부층(들)에 사용되는 중합체가 에틸렌 2,6-나프탈레이트 단위 40중량% 미만 및 에틸렌 테레프탈레이트 단위 40중량% 초과를 포함하는 경우, 필름은 표준 폴리에스테르 필름(폴리에틸렌 테레프탈레이트 100중량%로 이루어짐)보다 산소 투과율이 다소 낮기는 하지만, 투과율은 여전히 너무 높다. 산소 차단성은 외부층이 에틸렌 2,6-나프탈레이트 단위 30 내지 40중량% 및 에틸렌 테레프탈레이트 단위 60 내지 70중량%를 포함하는 경우 표준 폴리에스테르 필름에서보다 더 불량하다는 것이 밝혀졌다. 그러나, 이러한 조건하에서도, 산소 차단층이, 고려되는 도포에서 결정적인 부분을 차지하지 않는 경우에는 에틸렌 2,6-나프탈레이트 단위 5 내지 40중량% 및 에틸렌 테레프탈레이트 단위 40중량% 초과를 포함하는 외부층을 갖는 필름에 유리할 수 있다.
신규한 필름의 추가의 구별되는 특성은 기저층의 디에틸렌 글리콜 함량이 0.9 내지 3.0중량%, 바람직하게는 1.0 내지 2.0중량%, 특히 바람직하게는 1.2 내지 1.8중량% 범위이다. 이러한 범위가 적용되는 경우, 필름은, 특히 파괴 또는 절개에 의한 손상의 내성에 있어서 기계적 강도가 우수하다.
또한, 기저층 및 외부층(들)은 안정화제 및 점착방지제와 같은 통상의 첨가제를 포함할 수 있다. 이들은 편리하게 용융이 발생하기 전에 중합체 또는 중합체 혼합물에 가해진다. 안정화제의 예에는 인산 및 인산 에스테르와 같은 인 화합물이 포함된다. 통상적인 점착방지제(이러한 문맥에서는 안료라 칭하기도 한다)에는 무기 및/또는 유기 입자, 예를 들어 탄산칼슘, 무정형 실리카, 탈크, 탄산마그네슘, 탄산바륨, 황산칼슘, 황산바륨, 인산리튬, 인산칼슘, 인산마그네슘, 산화알루미늄, LiF, 사용된 디카복실산의 칼슘염, 바륨염, 아연염 및 망간염, 카본 블랙, 이산화티탄, 카올린, 가교결합된 폴리스티렌 입자 또는 가교결합된 아크릴레이트 입자가 포함된다.
선택된 첨가제는 또한 2개 이상의 상이한 접착방지제의 혼합물 또는 조성은 동일하지만 입자 크기가 상이한 점착방지제의 혼합물일 수 있다. 입자를 통상의 농도, 예를 들어 중축합 동안 글리콜성 분산액으로서 또는 압출 동안 마스터배치를 통해 개별적인 층에 가할 수 있다. 0.0001 내지 5중량%의 안료 농도가 특히 적합하다고 입증되었다. 점착방지제에 대한 상세한 설명은, 예를 들어 유럽 특허원 제0 602 964호에 기재되어 있다.
필름은 피복시키고/시키거나 코로나- 또는 화염-예비처리하여 기타 목적하는 특성을 달성할 수 있다. 통상적인 피막은 접착을 촉진시키고, 대전방지성이며, 활주성을 향상시키고 이형 작용을 하는 층이다. 이러한 추가의 층은 횡방향 연신 전에 수성 분산액을 사용하여 인-라인 피복에 의해 필름에 도포할 수 있다.
신규한 폴리에스테르 필름은 또한 제2의 외부층을 포함한다. 제2 외부층의 구조, 두께 및 조성은 이미 존재하는 외부층과 무관하게 선택할 수 있고, 제2 외부층도 마찬가지로 상기한 중합체 또는 중합체 혼합물을 포함할 수 있지만, 이들이 제1 외부층의 중합체 또는 중합체 혼합물과 실질적으로 동일해야할 필요는 없다. 제2 외부층은 또한 기타 통상적으로 사용되는 외부층 중합체를 포함할 수도 있다.
기저층과 외부층(들) 사이에, 경우에 따라서 중간층이 존재할 수 있다. 이는 기저층에 대해 기술된 중합체로 구성될 수 있다. 특히 바람직한 양태에서는, 이는 기저층에 사용된 폴리에스테르로 구성된다. 이는 또한 상기한 통상의 첨가제를 포함할 수도 있다. 중간층의 두께는 일반적으로 0.3㎛ 초과, 바람직하게는 0.5 내지 15㎛, 특히 1.0 내지 10㎛ 범위이다.
외부층(들)의 두께는 일반적으로 0.1㎛ 초과, 바람직하게는 0.2 내지 5㎛, 특히 바람직하게는 0.2 내지 4㎛ 범위이고, 외부층의 두께는 동일하거나 상이할 수 있다.
신규한 폴리에스테르 필름의 총 두께는 예견된 적용에 따라 광범위한 범위 내에서 변할 수 있다. 이는 바람직하게는 4 내지 100㎛, 특히 5 내지 50㎛, 더욱 바람직하게는 6 내지 30㎛이고, 기저층은 바람직하게는 총 두께의 약 40 내지 90%의 비율을 나타낸다.
추가의 이점은 신규한 필름의 제조 비용이 표준 폴리에스테르 원료로부터 제조된 필름의 비용보다 약간만 더 많다는 것이다. 가공 및 용도에 관련된 신규한 필름의 기타 특성은 본질적으로 변하지 않거나 심지어는 개선된다. 또한, 재생 물질이 이의 물리적 특성에 상당한 악영향을 미치지 않는 필름의 제조시에 각각의 경우 필름의 총 중량을 기준으로 하여 50중량% 이하, 바람직하게는 10 내지 50중량%의 비율로 사용될 수 있다는 것이 입증되었다.
당해 필름은 식품 및 기타 소비재를 포장하기 위한 적합성이 뛰어나다.
다음과 같은 방법은 원료 및 필름을 특성화하는데 사용한다:
산소 차단 효과는 DIN 53 380, 파트 3에 따라서 모콘 모던 콘트롤(Mocon Modern Controls)(USA) OX-TRAN 2/20을 사용하여 측정한다.
SV(용액 점도)는 폴리에스테르 시험편을 1중량% 농도의 용매(디클로로아세트산)에 용해시켜 측정한다. 이러한 용액의 점도 및 순수 용매의 점도는 우벨로데 점도계(Ubbelohde viscometer)로 측정한다. 몫(상대 점도 ηrel)은 2개의 값으로부터 측정하고, 이 값에 1.000을 빼고 1,000을 곱한다. 결과가 SV이다.
폴리에스테르 DEG 함량은 기체 크로마토그래피로 측정한다. 폴리에스테르 시험편 4중량%를 시험편이 완전히 가수분해될때까지 교반하면서 1.5N 메탄올성 수산화칼륨 중에서 환류시킨다. 적합한 표준물, 예를 들면, 2,5,8,11,14-펜타옥사펜타데칸 약 0.1중량%를 정확히 계량하여 가수분해 전 또는 후에 첨가한다. 수산화나트륨을 염산 20 내지 30% 농도로 중화시킨 다음, 용액을 여과한다. 디에틸렌 글리콜의 양(폴리에스테르 시험편을 기준으로 한 중량%)을 FI 검출기(예: Perkin Elmer F20)로 기체 크로마토그래피하여 측정한다.
조건:
지지 물질: 할로포트(Haloport) F, 30/60메쉬(mesh)
고정상: 카보왁스(Carbowax) 20M
칼럼: 2m, 2mm 직경, 유리
온도: 170℃
캐리어 기체: He, 35㎖/min
보조 기체 He2, 35㎖/min
공기, 330㎖/min
주입량: 1㎕
검정 용액: 내부 표준을 갖는 에틸렌 글리콜 중의
디에틸렌 글리콜 0.5중량%
내부 표준을 갖는 에틸렌 글리콜 중의
디에틸렌 글리콜 1.5중량%
본 발명의 필름은 식품 및 기타 소비재를 포장하기 위한 적합성이 뛰어나다.

Claims (14)

  1. 80중량% 이상이 열가소성 폴리에스테르로 이루어진 기저층과 하나 이상의 외부층을 갖는 투명한 이축 연신된(biaxially oriented) 폴리에스테르 필름으로서, 외부층이, 에틸렌 2,6-나프탈레이트 단위 40중량% 이상 및 에틸렌 테레프탈레이트 단위 40중량% 이하, 및 필요한 경우, 지환족 또는 방향족 디올 및/또는 디카복실산으로부터의 단위 60중량% 이하를 포함하는 중합체 또는 중합체의 혼합물로 이루어지며, 단 기저층의 디에틸렌 글리콜 함량은 0.9 내지 3.0중량%, 바람직하게는 1.0 내지 2.0중량%, 특히 바람직하게는 1.2 내지 1.8중량%의 범위인 폴리에스테르 필름.
  2. 제1항에 있어서, 외부층이 에틸렌 2,6-나프탈레이트 단위를 65중량% 이상, 바람직하게는 70중량% 이상 포함하는 필름.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 산소 투과율이 80㎤/㎡ bar d 미만, 바람직하게는 75㎤/㎡ bar d 미만, 특히 바람직하게는 70㎤/㎡ bar d 미만인 필름.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 외부층의 두께가 0.2 내지 6㎛, 바람직하게는 0.3 내지 5.5㎛, 특히 바람직하게는 0.3 내지 5.0㎛인 필름.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 2층을 갖고, 기저층 및 외부층으로 이루어진 필름.
  6. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 3층을 갖고, 기저층 및 기저층의 양 면 각각에 위치한 외부층으로 이루어진 필름.
  7. 제1항 내지 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 외부층이 안료착색되는 필름.
  8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 한면 이상이 코로나(corona) 처리된 필름.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 한면 이상이 인-라인(in-line) 피복된 필름.
  10. 80중량% 이상이 열가소성 폴리에스테르로 이루어진 기저층과 하나 이상의 외부층을 갖는 투명한 이축 연신된 폴리에스테르 필름으로서, 외부층이 에틸렌 2,6-나프탈레이트 단위 5중량% 이상 및 에틸렌 테레프탈레이트 단위 40중량% 이하, 및 필요한 경우, 지환족 또는 방향족 디올 및/또는 디카복실산으로부터의 단위 60중량% 이하를 포함하는 중합체 또는 중합체의 혼합물로 이루어지며, 단 폴리에스테르 필름의 Tg2 값이 기저층의 Tg2 값 초과이고 외부층의 Tg2 값 미만인 필름.
  11. (a) 동시압출시킴으로써 기저층 및 외부층(들)로부터 필름을 제조하고,
    (b) 필름을 이축 연신시키며,
    (c) 연신된 필름을 열경화시키는 단계들을 포함하는, 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 따르는 필름의 제조방법.
  12. 식료품 및 기타 소비재를 포장하기 위한, 제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 따르는 필름의 용도.
  13. 금속화 포장에서의 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 따르는 필름의 용도.
  14. 세라믹 표면 피막을 갖는 포장에서의 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 따르는 필름의 용도.
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