KR19990087817A - 금속화된 필름 구조물 - Google Patents

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마이클 존 배더
수잔 샌톨리 크래인
제임스 아더 쥬니어 존슨
프란시스 더주이 트랜
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데니스 피. 산티니
모빌 오일 코포레이션
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Abstract

본 발명은 코어 올레핀계 중합체 층(b)의 한 면에 위치한, 밀봉성 및 기계적성이 있는 외부면을 갖는 올레핀 공중합체 또는 올레핀 삼원공중합체의 제1 외부 표피층(a)(이 제1 표피층은 무이행성이며 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산을 함유함)과, 상기 코어층의 마주한 면에 존재하는, 제1 표피층의 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산을 함유하지 않으며 에틸렌 단독중합체를 포함하는 제2 외부 표피층(c)을 포함하는 금속화된 필름 구조물에 관한 것으로서, 이 제2 표피층의 위에는 금속이 침착되어 있다. 한 양태에 있어서, 개선된 차단성을 제공하기 위해 입자 크기 대 표피층(a)의 두께의 비는 1.25 내지 2.5의 범위이다.

Description

금속화된 필름 구조물
사탕, 포테이토 칩, 쿠키 등을 비롯한 스낵류와 같은 특정한 유형의 식품을 포장하는 데는 통상적으로 다중층 필름을 사용한다. 폴리프로필렌 필름은 투명성, 강성(剛性), 수분 차단 특성 등과 같은 우수한 물리적 특성으로 인해 포장 분야에 널리 사용된다. 이러한 매우 바람직한 특성에도 불구하고, 변성시키지 않은 폴리프로필렌 필름은 고유의 높은 마찰 계수를 가지며 저장 중에 필름 대 필름 파괴 점착화 현상(blocking)과 같은 단점을 보인다. 이같이 높은 필름 대 필름 마찰 계수로 인해 폴리프로필렌 필름은 변성되지 않은 형태로는 자동화 포장 장치에 만족스럽게 사용하기 어렵다.
폴리프로필렌 필름 및 기타 열가소성 필름의 마찰 계수 특성은 상기 중합체중에 슬립제(slip agent)를 혼입시키므로써 유리하게 변성된다. 이들 슬립제 대부분은 폴리디알킬 실록산 또는 지방질 아미드(예, 에루카미드(erucamide) 및 올레아미드(oleamide))와 같이 이행성(移行性)이 있다. 비록 이들이 마찰계수를 감소시키기는 하나, 그 효율은 필름 표면으로의 이행 성능에 좌우된다. 목적하는 낮은 마찰 계수 값의 개발은 아미드의 종류 및 양, 그리고 시간 및 경시적인 온도 효과에 크게 좌우된다. 저장, 선적 중, 그리고 후속의 변환기 공정 중에도 필름의 열이력(熱履歷)은 마찰 계수에 크게 영향을 미친다. 또한, 이러한 유형의 지방질 아미드가 필름 표면에 존재하면 눈에 띨 정도로 외관상의 역효과를 얻게되는데, 이는 헤이즈(haze)의 증가, 광택의 감소, 찰흔이 존재하므로써 입증된다. 또한 이들 물질은 용매와 수성 잉크, 피막 및 접착제의 습윤능 및 접착성에 역효과를 미친다.
이행성 슬립제와 관련된 이러한 문제를 극복하기 위해, 무이행성 시스템이 개발되었다. 무이행성 슬립제로 개시된 물질은 세계적으로 도시바 실리콘 컴패니 리미티드에서, 그리고 미국에서는 제네랄 일렉트릭 컴패니에서 토스펄(TOSPEARL)로 시판하는 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산이다.
입자상의 실록산 수지가 개선된 필름을 제공하는데 사용된다는 올레핀계 중합체 필름에 관한 추가적인 기재는 미국 특허 제4,966,933호, 제4,769,418호, 제4,652,618호 및 제4,594,134호에서 밝히고 있다.
미국 특허 제4,966,933호에는 프로필렌 중합체 100 중량부, 가교된 실리콘 수지의 미세 분말 0.01 중량부 내지 0.5 중량부 및 히드록시-지방산 글리세라이드 0.3 중량부 내지 3.0 중량부를 함유하는 프로필렌 중합체 필름이 개시되어 있다.
본 발명은 금속화된 중합체 필름 분야에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 밀봉성 표피층이 입상(粒狀)의 가교된 하이드로카르빌(hydrocarbyl) 치환 폴리실록산을 함유하는 밀봉성 2축 연신 필름 구조물에 관한 것이다.
본 발명은 우수한 기계적성(機械適性), 우수한 열밀봉성, 낮은 헤이즈 정도, (금속화되지 않은 필름의) 우수한 광택, 비점착성 및 우수하거나 탁월한 차단성을 위해 마찰 계수가 낮은 금속화된 필름을 제공한다.
더욱 구체적으로, 본 발명은 밀봉성 및 기계적성을 갖는 외부면을 구비한 올레핀 중합체를 포함하는 하나 이상의 표피층을 갖는 올레핀계 중합체 코어층을 포함하는 금속화된 필름 구조물을 제공하는 것으로서, 상기 층은 무이행성이며 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산을 함유한다. 특히 바람직한 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산으로는 폴리모노알킬실록산을 들 수 있다. 올레핀 중합체 코어층의 이면에는 상기 무이행성이며 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산을 함유하지 않는 금속화된 외부면을 갖는 올레핀계 중합체 층이 존재한다. 상기 무이행성 슬립제는 기타의 연신된 폴리프로필렌 계 필름 또는 폴리에스테르 계 필름에 대한 금속화된 필름 차단성 또는 적층 결합 강도에 심각한 정도까지 영향을 미치지 않는다.
더욱 구체적으로는, 본 발명은 코어 올레핀계 중합체 층(b)의 한 면에 존재하는, 밀봉성 및 기계적성이 있는 외부면을 갖는 올레핀 공중합체 또는 올레핀 삼원공중합체의 제1 외부 표피층(a)(이 제1 표피층은 무이행성이며 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산을 함유함)과, 상기 코어층의 마주한 면에 존재하는, 제1 표피층의 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산을 함유하지 않으며 에틸렌 단독중합체를 포함하는 제2 외부 표피층(c)을 포함하는 금속화된 필름 구조물에 관한 것으로서, 이 제2 표피층의 위에는 금속이 침착되어 있다.
또한 본 발명은 필름 구조물을 동시에 압출시키는 단계(이 필름 구조물은 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산을 함유하는 올레핀계 공중합체 또는 올레핀계 삼원공중합체를 포함하는 열밀봉성 외부층(a), 올레핀계 중합체를 포함하는 코어층(b) 및 상기 층(a)의 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산을 함유하지 않으며 에틸렌 단독중합체를 포함하는 금속화가능한 외부층(c)을 포함함)와 외부층(c)에 금속을 침착시키므로써 외부층 표면을 금속화시키는 단계를 포함하는 금속화된 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.
개선된 기계적성이란 필름이 낮은 마찰계수를 나타내며 미끄럼방지성 및 비점착성이 개선되었다는 것을 의미한다.
필름 구조물은 밀봉성 및 기계적성이 있는 외부 표면을 갖는 올레핀 공중합체 또는 올레핀 삼원공중합체를 포함하는 상부의 열밀봉성 층(이 층은 슬립제로 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산을 포함함), 올레핀계 중합체를 포함하는 코어층 및 올레핀계 단독중합체를 포함하는 하부의 금속화가능한 층을 포함한다.
본 발명에서 필름 코어층으로서 사용되는 특히 바람직한 중합체는 폴리프로필렌, 특히 높은 입체규칙성(isotactic) 폴리프로필렌이다. 바람직한 폴리프로필렌은 당해 기술분야에 공지되어 있다. 이들은 전형적으로, 입체특이성 촉매 시스템의 존재하에서 프로필렌을 중합시키므로써 형성된다. 이들은 230℃에서의 용융지수가 0.1 내지 25일 수 있다. 결정 융점은 대개 160℃이다. 수평균 분자량은 전형적으로 25,000 내지 100,000의 범위이다. 밀도는 전형적으로 0.90 내지 0.91의 범위이다.
단지 포장을 푸는데만 목적이 있는 것인 경우, 본 발명의 필름 구조물은 상부 표피층(a), 코어층(b) 및 하부 표피층(c)을 구비한다. 당업자에 의해 인식될 수 있는 바와 같이, 특정의 표피층을 언급하는 데 상부 및 하부란 용어를 사용하는 것은 오로지 상대적인 것이다. 더욱이, 표피층으로 언급되었다 하더라도 상부층 및 하부층은 전체 구조물의 기능 요건에 따라 이에 결합되는 추가의 구조물을 포함시킬 수 있다.
표피층(a)을 형성하는 데 사용하는 중합체 물질로는, 예컨대 열밀봉성의 폴리올레핀계 공중합체 및 삼원공중합체 및 이들의 배합물이 적당하다. 이 공중합체의 예로는, 예컨대 에틸렌 및 프로필렌의 블록 공중합체, 예컨대 에틸렌 및 프로필렌의 랜덤 공중합체를 들 수 있다. 삼원공중합체의 예로는 에틸렌-프로필렌-부텐-1 삼원공중합체를 들 수 있다. 또한, 열밀봉성 배합물이 층(a)를 제공하는 데 사용될 수도 있다. 따라서, 상기 공중합체 또는 삼원공중합체와 함께 폴리프로필렌 단독중합체가 존재할 수 있는데, 예를 들면 이들은 상기 공중합체 또는 삼원공중합체와 동일하거나 또는 상이한 것으로서, 이 폴리프로필렌 단독중합체는 코어층(b) 또는 이 층의 열밀봉성에 손상을 주지 않는 기타의 층을 구성한다.
적당한 에틸렌-프로필렌-부텐-1(EPB) 삼원공중합체는 1 중량% 내지 8 중량%의 에틸렌, 바람직하게는 3 중량% 내지 7 중량%의 에틸렌, 1 중량% 내지 10 중량%의 부텐-1, 바람직하게는 2 중량% 내지 8 중량%의 부텐-1, 그리고 그 나머지는 프로필렌으로 이루어지는 랜덤 내부 중합법에 의해 제조되는 것이다. 전술한 EPB 삼원공중합체 대부분은 230℃에서의 용융지수가 2 내지 16, 유리하게는 3 내지 7이며, 결정 융점은 100℃ 내지 140℃이며, 평균 분자량은 25,000 내지 100,000이고 밀도는 0.89 g/㎝3내지 0.92 g/㎝3인 것을 특징으로 한다.
에틸렌-프로필렌(EP) 랜덤 공중합체는 일반적으로 2 중량% 내지 8 중량%의 에틸렌, 바람직하게는 3 중량% 내지 7 중량%의 에틸렌과, 나머지는 프로필렌으로 이루어진다. 이 공중합체는 230℃에서의 용융지수가 일반적으로 2 내지 15, 바람직하게는 3 내지 8이다. 결정 융점은 대개 125℃ 내지 150℃이며, 수평균 분자량은 25,000 내지 100,000이다. 밀도는 대개 0.89 g/㎝3내지 0.92 g/㎝3이다.
일반적으로, EPB 삼원공중합체 및 EP 공중합체의 배합물을 사용하는 경우, 이들 배합물은 10 중량% 내지 90 중량%의 EPB 삼원공중합체, 바람직하게는 40 중량% 내지 60 중량%의 EPB 삼원공중합체를 함유하며, 나머지는 EP 랜덤 공중합체로 이루어진다.
압출 전, 본 발명에서는 열밀봉층(a)을 무이행성의 슬립제 유효량과 화합시킨다. 무이행성의 바람직한 슬립제는 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산으로 이루어진 군 중에서 선택된다. 입상의 가교된 폴리모노알킬실록산이 특히 바람직하다. 가장 바람직한 것은 용융하지 않는 폴리모노알킬실록산으로서, 공지된 주사 전자 현미경 측정법에 의해 측정된 평균 입자 직경이 0.5 ㎛ 내지 20.0 ㎛이며, 실록산의 3차원 연결 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 이들 물질은 세계적으로 신 에츠(Shin Etsu) 및 도시바 실리콘 컴패니 리미티드에서 다양한 상표명으로, 그리고 미국에서는 제네랄 일렉트릭 컴패니에서 토스펄(TOSPEARL)로 시판하고 있다. 니혼 쇼쿠바이 컴패니 리미티드에서 제조되는 에포스타(EPOSTAR)와 같이 아크릴 수지를 포함하는 입자상의 구형 물질 또한 고려된다. 유사한 적당한 물질의 기타 시판 공급원 또한 존재하는 것으로 공지되어 있다. 입자 크기가 2 ㎛ 내지 3 ㎛인 구형의 입자들이 특히 바람직하다. 본 명세서에서 무이행성이란 용어는 이같은 입자들이 이행성 슬립제, 예를 들면 폴리디알킬실록산 또는 지방질 아미드에 의해서는 필름층 전반에서 위치를 변화시키지 않는다는 것을 의미한다. 사용되는 양은 전형적으로 표피층 수지의 전체 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 0.4 중량%, 더욱 구체적으로는 0.15 중량% 내지 0.3 중량%이다.
표피층(c)을 형성하는 데 사용하는 것으로는 금속화가능한 중합체 물질이 바람직하다. 이들 물질의 전형적인 예로는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중간 밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 이들의 배합물과 같은 에틸렌 단독중합체로 이루어진 군 중에서 선택되는 것들이 있다. 금속 접착을 위한 무이행성 슬립제를 요하지 않는 기타 고려되는 금속화가능한 수지로는 에틸렌-비닐 알콜 공중합체(EVOH), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA) 및 폴리프로필렌 단독중합체를 들 수 있다. 고밀도 폴리에틸렌은 이러한 표피층을 형성하는 데 특히 바람직한 고분자 물질이다. 일반적으로, 밀도는 0.94 g/㎝3내지 0.96 g/㎝3및 그 이상이다. 이 표피층은 표피층(a)의 배합시에 포함되는 무이행성 입자를 첨가하는 단계 없이 형성된다. 그러므로, 표피층(c)은 표피층(a)에 사용되는 무이행성 입자를 함유하지 않는 것으로 여겨진다. 그러나, 이는, 예컨대 롤상에 필름을 권취하는 경우 마무리 필름의 후속 처리에서 발생할 수 있는 상기 무이행성 입자가 우연히 존재하는 것 까지 배제하는 것은 아니다. 이에 의하면 표피층(a)의 무이행성 입자는 표피층(c)의 외부면에서 떨어지거나 그 내부에 매립될 수 있다. 본 발명의 한 실시양태에서, 표피층(c)은 고밀도 폴리에틸렌을 주성분으로 한다.
또한 층(a)와 (c) 중 어느 하나 또는 둘 모두 안료, 충전재, 안정화제, 광 보호제 또는 기타 적당한 변성용 성분을 필요에 따라 함유할 수 있다. 또한, 표피층(a) 및/또는 (c)는 임의로 추가의 점착방지 물질, 예컨대, 실리카, 클레이, 탈크, 유리 등을 소량 함유할 수 있다. 이러한 점착 방지 물질은 단일 종류만을 사용할 수 있으며 또는 기계적성을 최적화시키기 위해 상이한 모양 또는 상이한 크기의 것들을 배합할 수 있다. 이들 입자의 주된 분율, 예컨대 ½ 이상 내지 90 중량%은 표면적의 상당 부분이 상기 표피층의 노출된 면을 넘어 연장될 정도의 크기를 갖는다.
코어층(b)은 대전방지제, 예를 들면 코코아민 또는 N,N-비스(2-히드록시에틸)스테릴아민을 함유할 수 있다. 적당한 아민은 1급 아민, 2급 아민 또는 3급 아민을 포함한다.
코어 층(c)는 대개 총 필름 적층물 두께의 70 % 내지 95% 또는 그 이상을 차지한다. 전형적으로, 상부 표피층(a) 및 하부 표피층(c)은 코어층(b)의 주표면 각각에 직접 동시압출되므로써 동시에 넓게 도포된다.
3층 구조물을 형성하는 경우에는 항상 층(a), (b) 및 (c)을 종래의압출기로부터 평평한 시이트 다이를 통해 동시압출시킬 수 있는 데, 이들 용융물 스트림을 어댑터에 결합시킨 후 다이로부터 압출시킨다. 표피층(a) 및 (c) 각각은, 예를 들면 적층물 총 두께의 약 6.0%를 이룰 수 있다. 다이 개구를 나온 적층 구조물을 냉각시킨 후 이 급냉한 시이트를 가열하고, 기계 방향(MD)으로 예컨대 5 배 내지 8 배로 연신하고 이어서 횡방향(TD)으로, 예컨대 8 배 내지 12 배로 연신한다. 필름의 에지는 장식할 수 있다. 그 후 필름 적층물을 릴(reel) 상에 권취한다.
본 발명의 필름 구조물을 2축 연신시키면 복합층의 몇몇 물리적 특성, 예를 들면 굴곡 균열(flex-crack) 내성, 엘멘도르프 인장 강도, 신장율, 인장 강도, 충격 강도 및 저온 강도 특성이 개선된다.
적층물의 총 두께는 중요한 것은 아니나, 5 ㎛ 내지 60 ㎛인 것이 유리할 수 있다.
불투명한 라벨 또는 필름 구조물이 요구되는 경우, 본 발명의 필름 구조물의 코어층을 미국 특허 제4,377,616호에 따라 형성시킬 수 있다.
불투명화제가 요구되는 경우, 이것을 본 발명의 코어 조성물 내에 최대 10 중량%, 바람직하게는 1 중량% 이상의 분획으로 혼입시킬 수 있다. 필름으로 압출하기 전 적당한 종래의 불투명화제를 코어 중합체의 용융 혼합물에 첨가할 수 있다. 불투명화 화합물은 일반적으로 당해 분야에 공지되어 있다. 그 예로는 산화철, 카본 블랙, 알루미늄, 산화 알루미늄, 이산화티타늄 및 탈크를 들 수 있다.
필름의 가공성 및 기계적성은 하나 또는 양 표피층을 형성하는 데 사용되는 중합체 물질에 미세하게 세분된 무기 물질 소량을 혼입하므로써 추가로 강화될 수 있다. 이러한 무기 물질은 본 발명의 다중층 구조물에 점착 방지 특성을 부여할뿐 아니라 얻어진 필름의 마찰계수를 추가로 감소시킬 수 있다.
위에서 언급한 미분된 무기 물질의 예로는 실로이드, 99.7%의 SiO2조성을 갖는 합성 무정형 실리카겔, 규조토(예, SiO292%, Ai2O33.3% 및 Fe2O31.2%의 조성을 가지며 평균 입자 크기가 5.5 ㎛이고, 입자가 다공성이며 불규칙하게 성형된 것인 규조토), SiO255%, Aℓ2O344% 및 Fe2O30.14%의 조성을 가지며 평균 입자 크기가 0.7 ㎛이고, 입자가 얇고 평평한 판형인 탈수 카올린(카오폴라이트(Kaopolite) SF), 합성 침전 실리케이트, 예를 들면 SiO242%, Aℓ2O336% 및 Na2O 22%의 조성을 갖는 것인 시퍼나트(Sipernat) 44를 들 수 있다.
본 명세서에서 높은 불투명도의 다중층 필름 구조물을 동시압출시키는데 사용되는 폴리올레핀 배합물은 시판하는 강력 혼합기, 예컨대 볼링(Balling) 또는 밴버리(Banbury) 유형의 혼합기를 사용하여 형성하는 것이 적당하다.
표피층(c)의 노출면은 금속화된다. 이는 얇은 금속층을 도포하므로써 이루어진다. 금속 침착 기술은 당해 기술분야에 공지되어 있다. 전형적으로, 금속 층은 1.5 내지 5.0, 구체적으로는 2.1 내지 5.0의 광학적 밀도로 도포된다. 대개 진공 침착법을 선택한다. 알루미늄을 본 발명의 금속으로 사용할 수 있으며, 기타의 금속, 예를 들면 아연, 금, 은 등 필름의 표면에 진공 침착될 수 있는 것 또한 사용할 수 있다.
전형적으로, 금속화전에 표피층(c)의 표면을 코로나 또는 불꽃 처리하여 금속 접착성을 개선시킨다.
얻어진 금속화 필름은 낮은 수증기 투과율 특성과 낮은 산소 투과율 특성을 갖는다. 이러한 개선된 물리적 성질은 필름을 음식, 심지어는 액체를 포함하는 음식의 포장에 매우 적합하게 만든다.
본 발명의 일면에서는 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산의 크기와 표피층의 두께간의 비가 중요한 특징이다. 미립자 대 표피 두께로 표현되는 전형적인 비는 1.25 내지 2.5, 구체적으로는 1.5 내지 2.00이다. 미립자 대 표피층 두께의 비가 2.5 이상이면, 필름의 차단 특성은 나빠진다. 그 비가 1.5보다 낮으면 기계적성이 저하된다.
하기 구체적인 실시예들은 본 발명의 특징을 입증하는 것이다. 특별한 언급이 없으면, 모든 부와 %는 중량을 기준한 값이다. 입자 크기는 주사 전자 현미경에의해 입자의 직경을 측정하는 방법으로 제조업자에 의해 측정된 값이다.
본 명세서에서 마찰 계수로 언급되는 것은 TMI 장치를 사용하여 ASTM D-1894-78 과정에 따라 (지체없이) 측정된다. 여기서 언급되는 헤이즈 및 광택값은 각각 ASTM D-1003-61 및 D-2457-70에 따라 측정하였다.
최소의 밀봉 온도는 랩 보조 크림프 밀봉기(Wrap Aide Crimp Sealer) 모델 J 또는 K를 사용하여 측정하였다. 크림프 밀봉기를 다이얼(dial) 압력 20, 정지(dwell) 시간 0.75 초 및 출발 온도 93℃로 고정시켰다. 두 개의 면을 함께 놓았을 때, 얻어진 필름이 횡방향으로 약 6.35 ㎝, 기계 방향으로 약 7.62 ㎝가 되도록 필름 표본을 제조하였다. 그 후, 그 표본을 직각으로 매끄럽고 평평하게 크림프 밀봉기 조오내에 삽입하여 조오의 후방 단부 위로 소량 돌출되게 하였다. 필름의 횡방향은 밀봉기 조오와 평행하였다.
조오를 밀봉시키고 밀봉용 바아를 올리고나서 즉시 그 표본을 밀봉기의 조오로부터 제거하였다. JDC-유형의 커터를 사용하여 필름을 1 인치 스트립으로 절단하였다. 밀봉물을 분리하는데 드는 힘은 N/m단위로 기록하였다. 77.03 N/m의 박리력을 요구하는 밀봉물을 형성하는데 필요한 최소의 온도를 측정하기 위해 한 온도가 77.03 N/m 미만의 하나의 밀봉값을 산출하고 그 뒤의 온도가 77.03 N/m 이상의 밀봉값을 산출할 때 까지 온도를 2.8도 씩 증가시키면서 크림프 밀봉물을 형성하였다.
77.03 N/m 최소 밀봉 온도를 위한 차트법(설정된 차트를 사용)을 사용하거나 특정한 계산법을 사용하였다. 그러나, 본 실시예들에서는, 차트법을 사용하였다. 게산법에서는 하기 수학식 1을 사용한다.
[{(77.03 N/m - V1)÷(V2 - V1) × (2.8)}] + T1 = MST (단위 ℃)
식 중,
V1 = 77.03 N/m을 얻기 전에 얻은 밀봉값,
V2 = 77.03 N/m을 얻은 후 얻은 밀봉값,
2.8 = 밀봉 온도의 증분 2.8℃,
T1 = 77.03 N/m을 얻기 전의 온도.
실시예 1 및 2에서는, 제1 표피층은 평균 입자 직경 대 표피층 두께의 비가 1.6일 때 무이행성 슬립제의 두가지 상이한 하중을 갖는 동시압출된 2축 연신 필름 구조물을 제조하였다.
실시예 1
폴리프로필렌 코어층(제품명 PH-384로 히몬트(Himont)에서 시판)을 무이행성이며 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산 슬립제(제품명 KMP-590으로 신 에츠에서 시판) 1500 ppm(0.15 중량%)를 함유하는 에틸렌-프로필렌 공중합체 밀봉층(제품명 EOD-94-21로 피나에서 시판)과 동시압출하였다. 입자의 평균 직경은 2.5 ㎛였다. 코어의 이면에 고밀도 폴리에틸렌 금속화가능한 표피층(제품명 HXO353.67로 엑손에서 시판)을 동시압출시켰다. 그 필름을 기계 방향으로 5 배 연신시키고 횡방향으로 8 배 연신시켰다. 최종 필름의 두께는 약 17.78 ㎛이었다. 그 밀봉 표피층 두께는 1.5 ㎛인 반면, 고밀도 폴리에틸렌 표피층 두께는 0.5 ㎛이었다.
실시예 2
무이행성이며 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산의 양이 3000 ppm(0.3 중량%)인 것을 제외하고는 실시예 1의 필름과 동일한 필름을 제조하였다. 실시예 1 및 2의 필름의 성능을 하기 표 1에 수록하였다.
첨가제 하중(ppm) 최소 밀봉 온도(℃) 마찰계수(일정 속도) 헤이즈% 광택%
실시예 11500 96.7 0.52 1.85 94.4
실시예 23000 98.3 0.46 2.55 90.5
실시예 3 및 4
이들 실시예에서는 입자(제품명 X-52-1186으로 신 에츠에서 시판)의 평균 직경이 4 ㎛ 내지 5 ㎛라는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정에 따라 두 개의 필름 시료를 제조하였다. 입자 크기 대 표피층 두께의 비는 2.63 내지 3.29였다.
실시예 3에서의 입자 하중은 1500(0.15 중량%)이었다.
실시예 4에서의 입자 하중은 3000(0.30 중량%)이었다.
이들 필름의 성능을 하기 표 2에 수록하였다.
첨가제 하중(ppm) 최소 밀봉 온도(℃) 마찰계수(일정 속도) 헤이즈% 광택%
실시예 31500 98.9 0.43 1.85 91.3
실시예 43000 100.6 0.36 2.55 89.8
실시예 5 및 6
이들 실시예에서는 밀봉 층이 에틸렌-프로필렌-부텐-1 삼원공중합체라는 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 바와 같이 하여 두 개의 필름을 제조하였다. 실시예 5에서는 밀봉층은 평균 직경이 2.5 ㎛인 무이행성이며 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산 슬립제(제품명 KMP-590으로 신 에츠에서 시판) 3000 ppm(0.30 중량%)를 함유하였다. 실시예 1 및 2에서와 같이, 입자 크기 대 표피층 두께의 비는 1.6이었다. 실시예 6에서는, 밀봉층은 평균 직경이 4 ㎛ 내지 5 ㎛이며 전술한 것과 유사한 무이행성이며 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산 슬립제(제품명 X-52-1186으로 신 에츠에서 시판) 3000 ppm을 함유하였다. 실시예 3 및 4에서와 같이, 입자 크기 대 표피층 두께의 비는 2.63 내지 3.29였다. 필름의 성능은 하기 표 3에 수록하였다.
미립자 평균 직경(㎛) 최소 밀봉 온도(℃) 마찰계수(일정 속도) 헤이즈% 광택%
실시예 52.5 98.3 0.48 2.00 90.3
실시예 64∼5 99.4 0.36 2.10 90.8
실시예 7 내지 10
이들 실시예에서는 4 ㎛ 평균 직경의 무이행성이며 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산 점착방지제(제품명 토스펄(Tospearl) 145로 GE에서 시판)을 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 것과 유사한 필름을 제조하였다. 입자 크기 대 표피층 두께의 비는 2.63이었다.
실시예 7에서는, 토스펄 145 1500 ppm(0.15 중량%)를 상기 공중합체 밀봉층에 첨가하였다.
실시예 8에서는, 토스펄 145 3000 ppm(0.30 중량%)를 상기 공중합체 밀봉층에 첨가하였다.
실시예 9 및 10에서는, 밀봉 층은 에틸렌-프로필렌-부텐-1 삼원공중합체(제품명 KT-225P로 몬텔(Montell)에서 시판)였다. 토스펄 145를 실시예 9에서는 1500 ppm(0.15 중량%) 하중으로 그리고 실시예 10에서는 3000 ppm(0.3 중량%) 하중으로 첨가하였다.
이들 실시예 필름의 성능을 하기 표 4에 수록하였다.
실시예 최소 밀봉 온도(℃) 마찰계수(일정 속도) 헤이즈% 광택%
7 102.2 0.44 1.40 92.1
8 102.2 0.37 1.70 91.2
9 99.4 0.40 1.45 92.3
10 99.4 0.32 1.75 91.8
전술한 실시예들로부터 얻은 결과로 본 발명의 필름 제품은 허용할 수 있는 밀봉 온도, 탁월한 기계적성, 낮은 헤이즈 및 낮은 광택을 갖는다는 것을 알 수 있다.
실시예 11 및 12
이들 실시예에서는 실시예 1 및 3의 필름의 고밀도 폴리에틸렌 표피층의 표면을 불꽃처리하고 알루미늄을 광학적 밀도 2.3으로 진공 증착하여 상기 표피층을 금속화하였다. 각 실시예의 마무리된 필름 시료를 수집 롤에 권취하고 차단 테스트를 실시하였다. 실시예 1 필름의 수증기 투과율(WTR)은 100℉에서 0.155 g/m2/24 시이었다. 이 필름의 산소 투과율은 21℃에서 26.3 ㏄/m2/24 시이고 상대 습도는 0%였다.
실시예 3의 금속화된 필름의 산소 차단 특성은 21℃에서 80.44 ㏄/m2/24 시이고 상대 습도는 0%였다. 불량한 산소 투과 특성으로 인해 WVTR은 시험되지 않았다.

Claims (10)

  1. 코어 올레핀계 중합체 층(b)의 한 면에 존재하는 폴리프로필렌 공중합체 또는 폴리프로필렌 삼원공중합체 및 무이행성이며 입상인 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산을 포함하는, 밀봉성 외부면을 갖는 제1 외부 표피층(a)과, 상기 코어층(b)의 마주한 면에 존재하는 에틸렌 단독중합체인 제2 외부 표피층(c)(이 층은 상기 제1 표피층의 입상이며 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산을 함유하지 않음)을 포함하며, 제2 표피층의 외부면에는 금속이 침착되어 있는 것을 특징으로 하는 금속화된 필름 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 층(a)의 입상의 가교된 하이드로카르빌 치환 폴리실록산은 가교된 폴리모노실록산인 것을 특징으로 하는 금속화된 필름 구조물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 입상의 가교된 비금속성 폴리모노알킬실록산의 평균 입자 직경은 0.50 ㎛ 내지 20 ㎛인 것을 특징으로 하는 금속화된 필름 구조물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 층(a)의 프로필렌 공중합체 또는 프로필렌 삼원공중합체는 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 에틸렌-프로필렌-부텐-1 삼원공중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 금속화된 필름 구조물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제2 외부 표피층(c)은 중간 밀도 폴리에틸렌 또는 고밀도 폴리에틸렌인 것을 특징으로 하는 금속화된 필름 구조물.
  6. 제5항에 있어서, 코어층의 올레핀계 중합체는 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 금속화된 필름 구조물.
  7. 제5항에 있어서, 하나 이상의 외부면을 불꽃 처리 또는 코로나 처리하는 것을 특징으로 하는 금속화된 필름 구조물.
  8. 제1항에 있어서, 입자 크기 대 표피층(a) 두께의 비는 1.25 내지 2.5인 것을 특징으로 하는 금속화된 필름 구조물.
  9. 제1항에 있어서, 외부 표피층(a)과 외부 표피층(b) 중 어느 하나 또는 둘 모두는 점착 방지 특성을 부여하는 미분된 무기 입자를 함유하는 것을 특징으로 하는 금속화된 필름 구조물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 무기 물질은 실리카인 것을 특징으로 하는 금속화된 필름 구조물.
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