KR20000048853A - 이축 배향도가 높은 고밀도 폴리에틸렌 필름 - Google Patents

이축 배향도가 높은 고밀도 폴리에틸렌 필름 Download PDF

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KR20000048853A
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래터존앨런
포이리에르로버트빅터
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데니스 피. 산티니
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Abstract

본 발명은 이축 배향도가 높은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)에 관한 것이다. 상기 필름은 밀도가 0.940 이상이고, 용융 지수가 0.5 내지 10인 HDPE를 포함한다. 상기 필름은 종방향으로 5:1 내지 8:1, 바람직하게는 6:1 내지 7:1의 비율로 연신되고, 횡방향으로 6:1 내지 15:1, 바람직하게는 9:1 내지 13:1의 비율로 연신된다. 상기 필름은 종방향보다는 횡방향의 배향도가 더 큰 불균형 배향도를 갖는 것이 바람직하다. 열봉층 등의 표면층이 제공될 수 있다. 상기 필름은 게이지가 큰 HDPE 시이트의 캐스팅을 촉진하기 위하여 사용된 캐스팅 촉진제 물질의 층을 하나 이상 포함하여, 순차적으로 고도로 이축 배향된 필름을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 필름은 공동화될 수 있거나, 또는 그렇지 않을 경우에는 개질(예, 코로나 처리, 코팅처리, 금속화 처리 등)시켜 특정 용도에 적합한 필름을 제공할 수 있다. 본 발명의 필름은 낮은 수증기 투과율, 우수한 영구 포장, 높은 인장 강도 및 일정한 게이지 프로필을 비롯한 우수한 특성들을 갖는다. 또한, 본 발명은 이축 배향 필름의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

이축 배향도가 높은 고밀도 폴리에틸렌 필름{HIGH DENSITY POLYETHYLENE FILM WITH HIGH BIAXIAL ORIENTATION}
필름의 제조 공정중 임의의 단계는 "배향"으로 알려진 처리 단계이다. 중합체의 "배향"은 이들의 분자 구조, 즉 분자들의 배향과 서로 관련이 있다. 마찬가지로, "배향" 공정은 필름에서 중합체 배열에 방향성(배향성)을 부여하는 공정이다. 배향 공정을 이용하여, 예컨대 캐스트(cast) 필름을 보다 강하게(인장 강도를 더 높게함) 만드는 것을 비롯하여 소정 특성을 부여할 수 있다. 필름이 편평한 필름으로 캐스팅된 것인지 관형 필름으로 블로잉(blowing)된 것인지의 여부에 따라, 실질적으로 다른 배향 공정이 사용된다. 이는 종래의 두가지 필름 제조 공정(캐스팅 및 블로잉)에 의해 제조된 필름들이 갖고 있는 물성이 다르다는 점과 관련이 있다. 일반적으로, 블로운 필름은 강성도, 인성 및 차단 특성이 더 큰 경향이 있다. 이와는 반대로, 캐스트 필름은 일반적으로 필름 투명도가 더 크고, 두께 및 평면도가 균일하며, 다양한 종류의 중합체가 사용될 수 있도록 하며, 고품질의 필름이 제조될 수 있도록 한다.
중합체의 유리 전이 온도(Tg) 또는 그 이상의 온도로 가열하되, 상기 중합체의 결정화 융점(Tm)보다는 낮은 온도로 상기 중합체를 가열함으로써 배향이 달성된다. 냉각되자 마자, 연신에 의해 부여된 분자 배열은 결정화도와 우호적으로 경쟁하고, 연신된 중합체 분자는 연신력의 방향으로 배열된 결정 도메인(결정 영역)을 지닌 결정형 망상체로 압축된다. 일반적으로, 배향도는 스트레치의 양에 비례하고, 연신이 수행되는 온도와 역비례한다. 예를들어, 베이스 물질이 고온에서 이들의 고유 길이의 두배(2:1)로 연신되는 경우에, 생성된 필름의 배향도는 저온에서 2:1로 연신된 다른 필름의 배향도보다 작은 경향이 있다. 게다가, 높은 배향도는 높은 모둘러스, 즉 높은 강성도 및 강도와 관련이 있다.
필름이 단일 방향(단축 배향)으로 연신되는 경우에, 생성된 필름은 연신 방향을 따라 더 큰 강도 및 강성도를 나타내지만, 다른 방향, 즉 연신의 수직 방향은 약해서 구부리거나 또는 잡아당길때 섬유 조직으로 쪼개지거나 또는 인열되는 일(피브릴화)이 흔히 있다. 이러한 단점을 해결하기 위하여, 두방향 즉 이축 배향을 이용하여 필름의 강도를 두 방향에서 더욱 고르게 분포시키는데, 이때 결정 영역은 피브릴이라기 보다는 시이트형이다. 이들 이축 배향 필름은 더 견고하고 강해지는 경향이 있으며, 또한 구부리거나 또는 접는 힘에 대하여 보다 큰 저항성을 나타내므로, 포장 용도로의 필름 유용성은 더욱 커진다.
실제적인 측면에서, 필름을 두 방향으로 동시에 연신함으로써 필름을 이축으로 배향시키는 것이 가능하긴 하지만 기술적 및 기계적으로 매우 어려움이 있다. 이러한 목적의 장치가 알려져 있긴 하지만, 사용하기에는 고가인 경향이 있다. 그 결과, 대부분 이축 배향 공정에서는 필름을 먼저 한 방향으로 연신한 다음, 다른 방향으로 순차적으로 연신하는 장치를 사용한다. 다시, 실제적인 이유에서, 통상의 배향 장치에서는 필름을 필름의 이동 방향, 즉 세로 방향 또는 "종방향"(MD)으로 먼저 연신시킨 다음, 종방향에 수직하는 방향, 즉 측방향 또는 "횡방향"(TD)으로 연신시킨다.
필름이 배향될 수 있는 배향도는 필름이 제조되는 중합체에 의존한다. 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및 나일론은 고결정성 중합체이고, 쉽게 열 안정화되어 치수적으로 안정한 필름을 형성한다. 이들 필름은 이들이 원래 캐스트되는 크기의 수배(예, 5배 내지 8배 또는 폴리프로필렌의 경우에는 그 이상)로 연신되는 성능을 가진다고 알려져 있다.
고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 폴리프로필렌(예, 약 70%)에 비해 더욱 높은 결정화도(예, 약 80 내지 95%)를 나타내며, HDPE를 함유한 필름은 일반적으로 폴리프로필렌 필름보다 이축으로 배향되기가 더 어렵다. 미국 특허 제4,870,122호 및 제4,916,025호에 기재된 불균형하게 이축으로 배향된 HDPE를 함유한 필름은 종방향으로 최대 약 2배로 배향되고, 횡방향으로 6배 이상 배향된 것이다. 이 방법에 의해 횡방향으로 상대적으로 쉽게 인열되는 필름이 생성된다.
영국 특허 제1,287,527호에 기재된 고밀도 폴리에틸렌 필름은 종방향(즉, MD) 및 측방향(즉, TD) 둘다로 6.5배 이상의 배향도로 균형있게 이축 배향된 것이다. 이 방법은 특정 범위의 배향 온도를 필요로 한다.
미국 특허 제4,891,173호 및 제5,006,378호에 각각 기재된 HDPE 필름의 제조 방법은 필름을 가교결합시키는 동시에, 가교된 필름을 임의로 이축 배향시킬 필요가 있다. 상기 특허 문헌에는 필름을 조사(照射)할 필요가 있는 가교결합 공정에 의해 필름의 물성이 개선되었다고 기재되어 있다. 다른 가교결합 공정, 예컨대 화학적으로 유도된 가교결합도 유사한 효과를 가질수 있다.
에틸렌-비닐 아세테이트 열봉(heat seal) 코팅을 갖는 HDPE의 블로운 필름은 식품 포장용으로 사용되지만, 이들 필름은 시리얼 등의 건조 식품을 포장하는데 적합한 수증기 투과율(WVTR) 규정치를 만족하도록 두께가 약 2 mil이어야만 한다. 또한, 블로운 HDPE 필름은 식품 포장, 특히 백 인 박스(bag-in box) 타입의 포장에 요망되는 영구 포장(dead-fold) 특성을 나타내지 않는다.
전술한 내용을 고려하면, 이축으로 배향된 HDPE 필름을 제조하는 현존 방법에 의해서는 소정의 물성 특성이 결핍된 제품이 제조된다는 것은 명백하다. 현존하는 HDPE 필름 제조 방법은 일반적으로 HDPE 수지(예, 가교제)에 부가의 화학 성분 및/또는 부가의 공정 단계들(예, 조사)을 필요로 한다. 이러한 방법은 복잡할 뿐만 아니라, 제조 원가를 상승시킨다는 단점이 있다. 또한, 가교결합은 중합체의 결정화도를 저하시키는 경향이 있으므로, WVTR을 높히고, 강성도를 낮추는 결과를 초래한다.
본 발명은 중합체 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 고밀도 폴리에틸렌 필름을 이축(二軸)으로 배향시키는 방법 및 이 방법에 따라 제조된 필름에 관한 것이다.
따라서, 본 발명의 목적 중 하나는 이축으로 배향된 HDPE 필름을 제조하는 것과 관련된 전술한 문제점을 해결하기 위하여 가교제 등의 화학적 첨가제를 사용하거나 필름을 조사하는 단계 등의 보조 공정 단계들을 필요로하지 않고도 필름에 우수한 특성을 부여하는 경제적이고도 비교적 간단한 이축 배향 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 이축으로 배향된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름 및 이 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 필름은 밀도가 약 0.940(g/cm3) 이상, 바람직하게는 약 0.950 이상이고, 용융 지수가 약 0.5 내지 약 10인 HDPE를 포함하고, 상기 필름은 고체 상태에서 종방향으로 약 5:1 내지 약 8:1, 횡방향으로 약 6:1 내지 약 15:1로 연신된 것으로, 종방향보다 횡방향에서의 배향도가 더 큰 불균형 배향도를 갖는다.
이축으로 배향된 필름은 종방향으로 약 6:1 내지 약 7:1의 비율로 연신되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 상기 필름은 종방향으로 약 6:1 내지 약 6.5:1 미만의 비율로 연신된다. 이축으로 배향된 필름은 횡방향으로 약 6:1 내지 약 15:1, 바람직하게는 약 9:1 내지 약 13:1의 비율로 연신되는 것이 바람직하다. 매우 바람직한 이축 배향 필름은 종방향으로 약 6:1 내지 약 7:1로 연신되고, 횡방향으로 약 9:1 내지 약 13:1로 연신된 것이다.
이축으로 배향된 필름은 그위에 공존(coextensively)하여 접착된 하나 이상의 표면층을 포함하는 것이 바람직하다. 당업계에 알려진 각종 표면층 중에서, 상기 필름은 열봉성 표면층 또는 잉크 수용성 표면층을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 이축으로 배향된 필름은 중앙의 HDPE 베이스 층을 포함하고, 상기 베이스 층의 표면에 공존하여 접착된 캐스팅 촉진층을 더 포함하는 HDPE 필름 적층체로 제조될 수 있다. 상기 필름은 HDPE 베이스 층의 각 주표면에 접착된 캐스팅 촉진층을 포함하는 3층 구조물인 것이 바람직하다.
또한, 이축으로 배향된 필름은 예컨대, 코팅(인라인 또는 오프 라인), 화염처리나 코로나 처리 또는 금속화 처리 등을 비롯한 당업계에 알려진 방법으로 개질시킬 수 있다. 게다가, 상기 필름은 산화방지제, 충전제, 미립자, 염료, 안료, 광 안정화제, 열 안정화제, 대전방지제, 슬립제, 블록방지제, 연마재 또는 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 바람직한 경우에, 상기 필름은 필름 제조 공정 중에 공동화(cavitation)된다.
또한, 본 발명은 이축으로 배향된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름의 제조 방법으로서, 이 방법은
HDPE 시이트를 고체 상태에서 이축으로 배향시키는 단계,
종방향보다 횡방향의 배향도를 더 크게하여 불균형 배향도를 갖는 이축 배향 HDPE 필름을 제공하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 HDPE 시이트에 표면재(skin material)를 도포하는 단계를 더 포함하여, 상기 표면재가 HDPE 시이트의 표면에 표면층으로서 공존하여 접착되어 다층 HDPE 시이트를 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 HDPE 시이트의 표면에 열봉재의 표면층을 증착시켜 열봉 특성을 갖는 HDPE 다층 시이트를 제공할 수 있다. 별법으로, 상기 방법은 잉크 수용성 물질을 HDPE 시이트의 표면에 도포하여 잉크 보존 특성이 향상된 다층 HDPE 시이트를 제공할 수 있다. 다른 표면층 역시 사용할 수 있다. 필름을 제조하는 중에 캐스팅 촉진제를 사용하는 경우에, 표면층은 캐스팅 촉진층의 표면에 증착될 수 있다. 이 방법은 이축으로 배향된 필름의 수화성 및 코팅(예, 잉크)의 접착력을 증가시키기 위하여, 상기 필름을 처리하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 하기 단계들을 더 포함할 수 있다.
캐스팅 촉진제와 함께 HDPE를 공압출시켜 HDPE 공압출물을 제공하는 단계로서, 상기 캐스팅 촉진제는 HDPE 보다 더 낮은 결정화도를 갖는 폴리올레핀을 포함하여 HDPE층 및 하나 이상의 캐스팅 촉진층을 포함하는 HDPE 공압출물을 제공하는 단계, 및
상기 HDPE 공압출물을 캐스팅하여 이축으로 배향하기 위한 HDPE 시이트를 제공하는 단계.
매우 바람직한 경우에 있어서, 상기 공압출 단계는 HDPE와 캐스팅 촉진제를 공압출시켜 중앙의 HDPE 베이스 층과 HDPE층에 의해 분리되는 동시에, 공존하는 두개의 외부 캐스팅 촉진층을 갖는 다층 HDPE 시이트를 제공하는 것과 관련이 있다.
상기 방법은 HDPE 필름을 코팅(인라인 또는 오프 라인)하고, 화염처리 또는 코로나 처리하고, 금속화 처리하거나, 그렇지 않을 경우에는 상기 필름을 전술한 특별한 특성을 얻도록 추가로 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 게다가, 상기 HDPE은 산화방지제, 충전제, 미립자, 염료, 안료, 광 안정화제, 열 안정화제, 대전방지제, 슬립제, 블록방지제, 연마재 또는 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
또다른 실시 형태에서, 상기 방법은 공동화된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 하기 a) 내지 c) 단계를 포함한다.
a) 밀도가 약 0.940 이상이고, 용융 지수가 약 0.5 내지 약 10이며, 그속에 공동화제를 포함하는 HDPE를 압출시켜 HDPE 압출물을 제공하는 단계,
b) 상기 HDPE 압출물을 캐스팅하여 HDPE 시이트를 제공하는 단계, 및
c) 상기 HDPE 시이트를 연신시킴으로써 이축으로 배향시키는 단계.
상기 방법에 의해 종방향보다 횡방향의 배향도가 더 큰 불균형 배향도를 갖는 공동화된 이축 배향 HDPE 필름이 제공된다.
이제, 이들 목적 및 다른 목적들이 본 발명에 의해 달성될 수 있다는 것을 발견하기에 이르렀고, 본 발명에 의해 수증기 투과율(WVTR)은 낮고, 게이지 프로필은 우수하며, 충격 강도가 높고(단축으로 배향된 필름에 비해 높음), 인장 특성이 높으며, 강성도가 높고, 기타 물성이 블로운 HDPE 필름보다 현저히 더 큰 이축으로 배향된 고밀도 폴리에틸렌 필름을 제공한다. 또한, 상기 필름은 수직의 성형, 충전 및 밀봉(VFFS) 기계에서 수행된 백 인 박스 작업에서 식품을 포장하는데 매우 적합한 영구 포장 특성을 지닌다. 다른 용도에서, 본 발명의 필름은 라벨, 예컨대 감압성 라벨, 그래픽 아트 재료 및 일반적으로는 종이 대용품을 제조하는데 유용한 특성을 갖는다. 상기 필름은 하나 이상의 표면층을 갖는 것이 유리할 수 있다. 예컨대, 공압출 또는 코팅에 의한 열봉층을 제공하는 경우에, 본 발명의 필름은 포장재, 특히 건조 식료품의 포장재로 사용하기에 특히 적합하다. 필름을 제조하는 방법은 보다 효과적인 방식으로 종래의 장치를 이용하며, 가교제, 조사 또는 기타 복잡한 생산 수단을 필요로 하지 않는다.
도 1A는 필름의 폭 및 필름의 길이를 따라 세개의 다른 지점에서 측정한 균이한 배향도를 갖는 필름의 두께를 도시한 그래프이다.
도 1B는 필름의 폭 및 필름의 길이를 따라 세개의 다른 지점에서 측정한 불균형 배향도를 갖는 필름의 두께를 도시한 그래프이다.
본 발명은 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 이축 배향 필름을 제공한다. 본 명세서에 사용된 용어 "고밀도 폴리에틸렌"이란 밀도가 0.940 이상인 에틸렌을 함유하는 중합체를 나타내는 용어이다. 일반적으로, 밀도가 0.940 이상인 HDPE가 사용가능성이 있으며, 밀도가 더 높은 HDPE가 바람직하고, 밀도가 0.950 이상인 HDPE는 더욱 바람직하다. [HDPE의 밀도가 0.940에서 0.960 이상으로 증가될때, 인장 강도는 실질적으로 증가되고, WVTR은 실질적으로 저하된다. 인성 및 충격 강도는 고분자량 등급에서 더 높다. KR 오스본 및 WA 젠킨스, 플라스틱 필름: 테크놀로지 및 팩키징 어플리케이션, 테크노믹 퍼블리싱 컴파니, 인코오포레이티드, 펜실베니아주 랭카스터(1992).] 밀도는 HDPE를 특성화하는데 유용한 변수이며, 본 발명에 사용하기에 적합한 HDPE는 일반적으로 약 265℉(~130℃) 내지 약 280℉(~137℃) 범위의 결정화 융점을 지니며, 결정화도는 약 80 내지 95%로 확인되었다.
본 발명에 따른 유용한 HDPE의 용융 지수(MI)는 약 0.5 내지 약 10이다. 더욱 바람직하게는, HDPE는 약 0.5 내지 약 2.0 범위의 용융 지수를 갖는다. 용융 지수는 일반적으로 점도와 역비례 관계에 있고, 분자량이 증가함에 따라 감소된다. 따라서, 고분자량 HDPE는 일반적으로 낮은 용융 지수를 갖는다. 용융 지수를 측정하는 방법은 당업계에 알려져 있다(예, ASTM D-1238).
본 발명에 사용하기에 적합한 고밀도의 에틸렌 함유 중합체에는 에틸렌의 단독중합체 뿐만 아니라, 에틸렌과 고급 알파 올레핀의 공중합체도 포함된다. 규정치에 부합하는 적당한 고밀도의 폴리에틸렌은 시판되고 있다. 다양한 물성을 지닌 일련의 HDPE 수지가 여러 제조업체에서 시판되고 있다. 특히 바람직한 HDPE는 미국 텍사스주 휴스톤에 소재한 라이온델 페트로케미칼 캄파니(Lyondell Petrochemical Company)에서 시판하는 M6211 수지이다. 다른 적합한 HDPE 수지의 예로는 미국 텍사스주 달라스 소재의 피나 오일 앤드 케미칼 캄파니에서 시판하는 BDM 94-25 및 캐나다 온타니오주 사니아에 소재한 노바 코포레이션에서 시판하는 19C 및 19F이 있다.
본 발명에 따라 유용한 HDPE는 에틸렌과 소량의 다른 알파 올레핀의 공중합체를 포함할 수 있다. 바람직한 알파 올레핀은 C3~C8알파 올레핀을 포함한다. 에틸렌(예, 약 50% 이상)과 소량의 1-프로필렌 또는 1-부틸렌의 공중합체가 더욱 바람직하다. 적당한 공단량체를 선택함으로써, HDPE 필름은 특별한 소정 물성을 갖는 필름으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 생성되는 공중합체의 결정화도 및 밀도를 에틸렌과 함께 사용되는 공단량체에 의해 효과적으로 조절할 수 있다.
HDPE는 단일의 HDPE 수지만을 함유하거나, HDPE 수지의 혼합물(블렌드 또는 알로이) 또는 소량의 다른 물질 중합체를 함유하는 HDPE(폴리블렌드)를 함유할 수 있다. 예를 들어, HDPE는 최대 약 10 중량%의 미소결정형 왁스를 함유하여 가공 성능을 향상시킬 수 있다. 이들 HDPE류는 통상 용융 지수 범위가 약 0.5 내지 약 10이고, 이들은 소정 용융 지수 범위, 예컨대 약 0.7 내지 약 2를 갖는 블렌드가 생성되도록 선택되는 것이 일반적이다. HDPE 수지의 혼합물은 일반적으로 압출기의 토크를 감소시킴으로써 압출기에서 더 우수한 가공 특성을 갖게된다.
HDPE 블렌드는 2종 이상의 HDPE를 포함할 수 있고, 이들 각각의 밀도는 0.940 이상인 것이 바람직하다. HDPE 중합체의 블렌드는 용융 지수가 0.5 내지 2인 HDPE를 주성분(즉, 50 중량% 이상)으로 포함하고, 용융 지수가 다른 1종 이상의 중합체를 포함하는 것이 좋다. 예를 들어, HDPE 삼종 블렌드는 본 발명에 사용하기에 적합한 것으로 확인되었다. 예컨대, 적당한 삼종 블렌드는 밀도가 0.940 이상이고 용융 지수가 0.5 내지 약 2.0인 HDPE 약 50 내지 약 98 중량%, 바람직하게는 약 84 내지 약 96 중량%; 밀도가 0.940 이상이고 용융 지수가 0.1 내지 0.5인 HDPE 1 내지 25 중량%, 바람직하게는 3 내지 8 중량%; 및 밀도가 0.940 이상이고 용융 지수가 2 내지 약 8인 HDPE를 1 내지 25 중량%, 바람직하게는 3 내지 8 중량% 포함할 수 있다. 상기 부성분으로서 사용된 제2 및 제3 HDPE 중합체들은 대략 동일한 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 기타 HDPE 블렌드 및 삼종 블렌드 역시 사용할 수 있다.
소량의 1종 이상의 다른 중합체를 갖는 HDPE의 블렌드류(알로이, 폴리블렌드)는 특정 상황하에서 유용하다. 예를 들어, 산출되는 필름의 물성은 결정화도가 상이한 중합체를 포함함으로써 선택될 수 있다. 따라서, 폴리프로필렌 등의 고결정성 중합체를 포함할 수 있다. 별법으로, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔 공중합체 또는 폴리비닐 아세테이트 등의 저결정성 또는 무정형 중합체를 포함할 수 있다. 예컨대, 미국 특허 제4,191,719호에 기재된 HDPE 물질은 5가지의 다른 성분들을 포함하는 블렌드이다. 이러한 실시 형태에서, HDPE의 베이스 물질은 약 50 중량% 이상의 HDPE, 바람직하게는 약 90 중량% 이상의 HDPE를 포함한다.
다른 대안법에서, 필름은 HDPE와 다른 폴리에틸렌[예, 저밀도 PE(LDPE), 초저밀도 PE(ULDPE) 또는 선형 저밀도 PE(LLDPE)]의 블렌드인 기본 물질을 포함할 수 있다. 당업자는 이들 다른 종류의 폴리에틸렌이 소량으로 사용되어 특정 목적용으로 산출되는 필름의 물성을 조절할 수 있음을 이해한다. 이러한 실시 형태에 있어서, 기본 물질은 약 50 중량% 이상의 HDPE, 바람직하게는 약 90 중량% 이상의 HDPE를 포함한다.
본 발명의 필름은 종래에 가능했던 것보다 비교적 높은 배향도로 이축 배향된다. HDPE 필름의 고도의 이축 배향은 본 발명의 측면에 있어 중요한데, 그 이유는 적당한 배향도가 생성되는 필름에 소정 물성을 부여하는 것으로 확인되었기 때문이다. 구체적으로, 본 발명의 배향법은 우수한 WVTR 특성, 구부림 균열 저향성, 신장성, 인장 강도, 충격 강도 및 냉각 강도 등의 소정 특성을 필름에 도입하고, 이들 특성들은 모두 당업계에서 알려진 표준 기술로 측정할 수 있다. 예컨대, 1994 Annual Book of ASTM Standards, American Society for Testing and Material, 펜실베니아주 필라델피아(1994); 또는 TAPPI 시험법 1994~1995, 태피 프레스, 조지아주 아틀란타(1994) 참조. 본 발명의 필름은 보다 우수한 영구 포장 특성을 갖는다. 영구 포장은 일반적으로 정성법으로 평가되지만, ASTM D-920-49에 의해 측정된 바와 같이 주름 보존(30초 후의 주름 보존율%)에 의해 나타낼 수 있다. 이들 개선된 물성은 본 발명의 필름을 포장용, 심지어 식품 및 액체를 함유하는 기타 물질의 포장에 사용하기에 특히 적합하도록 한다. 이들 물성은 필름이 라벨 및 기타 유사 용도에 사용하기에 매우 적합하게 만든다.
당업자는 HDPE 필름의 이축 배향도가 균형을 이루도록, 즉 TD 및 MD 둘다에서 실질적으로 동일한 배향도로 연신되도록 HDPE 필름을 제조할 수 있다. 그러나, 고도로 이축 배향된 HDPE 필름은 불균형 배향도, 즉 TD 배향도와 MD 배향도가 일치하지 않는 이축 배향이 좋다는 의외의 사실을 발견하였다. 더욱 구체적으로는, 필름은 종방향보다 횡방향으로 더 많이 연신된 불균형 배향도를 갖는 필름이 좋다.
필름의 특성들은 필름의 연신비를 조정함으로써 선택적으로 조절할 수 있는데, 연신비는 횡방향의 연신도(TDX):종방향의 연신도(MDX)의 비율, 즉 TDX/MDX의 비율로 정의된다. 따라서, MD에서 약 6:1로 연신되고, TD에서 약 9:1로 연신된 필름의 연신비는 약 TDX/MDX = 9/6, 즉, 약 1.5이다. (배향도가 균형인 필름의 연신비는 약 1이다).
따라서, 본 발명의 필름은 불균형 배향도를 갖는 것이 바람직한데, 횡방향의 비율이 더 크고, 종방향의 비율이 더 작다. 따라서, 필름은 TDX/MDX의 비율이 1 이상인 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 발명의 필름은 최대 6.5:1의 비율로 종방향 연신되고, 약 10.5:1의 비율로 횡방향 연신되어 TDX/MDX 비율이 약 1.6이 될 수 있다.
당업자는 전술한 내용으로부터 본 발명의 필름이 불균형 배향도 뿐만 아니라 양방향 둘다에서 고도로 배향된 불균형 필름임을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 필름은 "고도의 이축 배향도"를 갖는다고 말한다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 필름은 "불균형한 고도의 이축 배향도"를 갖는다고 말할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따라 제조된 필름의 고도의 이축 배향도는 상기 필름이 치수적으로 크게 변경될 수 있음을 의미한다. 이러한 치수 변화는 필름의 표면적이 비교적 크게 증가될때 분명하게 입증된다. 표면적의 증가는 연신 인자들을 곱한 값과 실질적으로 동일하다. 예컨대, 본 발명에 따라 MD로 6:1의 인자(즉, 500% 증가)로 연신되고, TD로 9:1의 인자(즉, 800% 증가)로 연신된 HDPE 배향 필름을 고려해 보자. 이러한 경우에, 상기 필름의 표면적은 원래 시이트의 표면적의 6 ×9 = 54배(원래의 5,400%)이다.
표면적의 증가에 의해 입증된 치수 변화는 일반적으로 필름의 게이지(두께) 감소를 수반하면서 수행된다. 게이지의 감소는 연신 인자들을 곱한 값과 정비례 관계에 있고, 일반적으로 그 수치와 실질적으로 동일하다. 따라서, 상기 예에서, 이축으로 배향시키는 단계 이후의 최종 필름 게이지는 일반적으로 원래의 HDPE 시이트의 게이지보다 약 6 ×9 = 54배로 더 작다. 따라서, 최종 두께가 1.0 mil(25.4 ㎛)이고, 6 MD ×9 TD로 배향된 필름을 제조하기 위하여, 원래의 재료는 배향하기 바로 직전에 두께가 약 54 mil이어야 한다. 따라서, 고도의 이축 배향 때문에, 배향되는 시이트는 통상 큰 게이지를 지녀야만 한다. 본 발명의 고도의 이축 배향 공정은 약 30 내지 약 120의 치수 변화를 허용한다. 따라서, 일반적으로 게이지가 큰 HDPE 시이트는 사용되는 MD 및 TD 연신 인자에 따라 제조하고자 하는 HDPE 필름보다 약 30 내지 약 120배가 더 두꺼운 시이트이다.
본 발명의 필름은 종래의 캐스팅 장치를 사용하여 (배향하기 위한 준비 단계에서) 제조된다. 예를 들어, 캐스트 압출은 일반적으로 표준 다중 롤러 적층 시스템 또는 공기 캡을 갖는 캐스트 롤러(고속의 공기가 시이트의 외면에 가해짐)을 사용하여 수행된다. 캐스트 롤러 및 수조계 등의 다른 캐스팅 장치 역시 유용하며, 이러한 종류의 시스템이 필름 투명도에 영향을 미칠 수 있지만, 일반적으로 거칠고 더 불투명한 필름을 산출한다.
캐스팅한 후에, 캐스트 물질, 통상 두꺼운 시이트는 종래의 배향 장치를 사용하여 배향시킨다. 상기 시이트는 순차적으로 배향시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 먼저 종방향으로 연신시킨 다음, 횡방향으로 연신시키는 것이다. 따라서, 캐스트 물질은 통상 이들의 배향 온도로 가열(임의로 예비 가열 단계를 포함함)시키고, 두개의 롤러 세트 사이에서 MD 배향 처리하고, 제2 세트는 제1 세트보다 고속으로 회전시켜 소정 연신비가 얻어지도록 한다. 이어서, 단축으로 배향된 시이트를 오븐을 통해 공급시킬때 가열(다시 임의로 예비 가열 단계를 포함함)에 의해 TD 배향시키고, 확폭기 프레임에서 횡방향으로 연신시킨다. 다른 연신 장치 역시 사용할 수 있는데, 동시에 연신할 수 있는 장치 또는 횡방향으로 먼저 연신한 다음, 종방향으로 연신하는 장치가 그 예이다. 그러나, 후자의 장치에 의한 방법은 덜 바람직한데, 그 이유는 이들이 현재 실시불가능하다는 심각한 기술상의 단점과 너무 고가이기 때문이다.
본 발명에 있어서, 임의의 예비가열 단계 뿐만 아니라 연신 단계를 포함하는 고도의 이축 배향 공정은 HDPE의 유리 전이 온도 내지 HDPE의 결정화 융점(Tm)의 온도 범위를 갖는 장치 온도를 사용하여 실시한다. 더욱 구체적으로는, MD 배향은 약 140℉(60℃) 내지 약 320℉(160℃), 더욱 바람직하게는 약 230℉(110℃) 내지 약 295℉(~146℃)에서 수행한다. TD 배향은 약 230℉(110℃) 내지 약 320℉(160℃), 더욱 구체적으로는 약 255℉(~124℃) 내지 약 295℉(~146℃)에서 수행한다. 당업자는 특정 상황에서 사용되는 배향 온도가 일반적으로 시이트의 체류 시간 및 롤러의 크기에 좌우된다는 것을 알 것이다. HDPE 시이트의 Tm보다 더 높은 장치 온도는 체류 시간이 짧은 용도에 적합할 수 있다. 당업자라면 이들 공정과 관련된 온도가 HDPE 그 자체의 온도라기 보다는, 일반적으로는 직접적으로 측정할 수 없는 장치의 측정 또는 설정 온도와 관련이 있다는 것을 이해할 것이다.
이축으로 배향된 필름의 전체 두께는 중요하지 않으며, 약 0.25 mil(~6.35 ㎛) 내지 약 10.0 mil(254 ㎛)의 범위일 수 있다. 그러나, 본 발명 공정의 또다른 장점은 산출된 필름이 우수한 게이지 프로필, 심지의 약 1 mil(~25.4 ㎛) 미만의 필름 두께를 갖는다는 것이다. 약 0.7 mil(~17.8 ㎛)의 필름은 다른 우수한 특성들 외에도 우수한 게이지 프로필을 갖는 것으로 제조되어 왔다. 예를 들어, 두께가 약 0.25 mil(~6.35 ㎛) 내지 약 2 mil(50.8 ㎛)인 본 발명의 필름은 약 0.2 mil(0.2/25.4 ㎛) 미만의 우수한 WVTR(g-mil/100 in2-24 시-1 atm)(g-25 ㎛/64,516 mm2)을 갖는 반면, 다소 두꺼운 게이지(1.5배 이상 두꺼움)는 필적할만한 WVTR을 얻기 위하여 HDPE 필름을 블로운시킬 필요가 있다. 밀도가 0.957 이상인 고밀도 HDPE 수지가 캐스트 압출에 의해 직접적으로 박막 필름으로 제조될 수 있더라도, 말림 현상, 균일성, 평면도 및 고도의 WVTR의 문제는 여전히 장애물로 남는다. 따라서, 특히 VFFS 용도에서 최상의 균형 특성을 지닌 두께가 약 0.8 내지 1.5 mil(20 내지 38 ㎛)인 박막 HDPE 필름은 두께가 약 15 내지 200 mil(~381 내지 5,080 ㎛)인 압출물로부터 제조할 때 본 발명의 고도의 이축으로 배향된 필름으로 얻어지고, 본 발명에 따른 이축 배향에 의해 소정의 필름 게이지로 감소된다. 일반적으로, 캐스팅과 필수 이축 배향의 완결 사이의 임의의 단계에서 HDPE 물질은 실제 두께를 불문하고 본 명세서에서 시이트로 지칭하고, HDPE 물질은 이축 배향시킨 후의 필름으로서 지칭한다.
본 발명의 이축으로 배향된 HDPE 필름은 HDPE를 포함하는 베이스 물질에 공전하여 접착된 하나 이상의 표면층이 제공된 것이 유리할 수 있다. 다층, 최대 5층 또는 그 이상의 층을 갖는 필름을 제조하는 방법은 알려져 있다. 표면층은 이들 필름에 소정 특성을 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 특정 실시 형태에서, 예컨대 포장 용도에서 필름은 열봉층을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 인쇄 용도 또는 라벨 용도에 있어서, 인쇄능(예, 잉크에 대한 수용성)을 개선시키는 표면층이 바람직할 수 있다. 예를 들면, 아크릴레이트 층은 아크릴계 잉크에 대한 수용성을 개선시키는데 바람직할 수 있다. 다른 층은 산소 등의 기체에 대한 소정 차단 측정을 갖는 중합체로 제조될 수 있다. 표면층 재료가 필름에 다른 목적을 부여하기에 적합한 것인 경우에, 이러한 표면층을 올레핀계 필름에 도포하는 방법은 당업계에 알려져 있다.
표면층은 다양한 방법으로 HDPE 필름에 도포될 수 있다. 표면층 재료는 압출하는 동안, 압출한 이후이되 배향하기 이전, 순차적인 배향 단계 사이 또는 심지어 필수 이축 배향의 완결 이후에 베이스 HDPE 재료에 도포될 수 있다. 다층 필름 구조물을 제조하는 방법은 예컨대 2종 이상의 중합체 용융물을 심하게 혼합함이 없이 함께 공압출시키는 단계를 포함한다. 공압출법에 의해 적층 구조물이 얻어진다. 다른 방법은 압출 적층법이고, 이 방법에서 코팅층은 예비성형된 베이스 시이트 위로 압출된다. 또다른 방법은 동시 적층법이고, 이 방법에서 베이스 층과 표면층은 밀접하게 접촉한 상태로 물린 다음 함께 배향된다. 이러한 종류의 방법은 오프 라인식으로 제조된 표면층 및 베이스 층을 사용할 수 있다. 별법으로, 베이스 층을 한 방향으로 배향시킨 다음, 표면층을 도포하고, 이후에 복합체 물질을 다른 방향으로 배향시킬 수 있다. 접착제 적층에 있어서, 중간체 접착제 또는 결합층을 베이스 필름과 소정 코팅층 사이에 제공한다. 별법으로, 부가의 층(들)을 미리 압출시킨 필름에 첨가할때, 필름의 표면은 화학적 산화, 화염 처리, 코로나 방전 등을 비롯한 기지의 방법에 따라 예비처리에 의해 첨가된 층(들)을 수용하도록 제조할 수 있다. 본 발명의 필름을 함께 사용하기 위하여 채택될 수 있는 적층법은 미국 특허 제4,916,025호, 제5,223,346호, 제5,302,442호, 제5,527,608호 및 제5,500,283호에 기재되어 있다.
다층 필름에 있어서, HDPE는 베이스 또는 코어층을 포함하고, 하나 이상의 층 또는 표면을 상기 필름의 양면 또는 한면에 도포할 수 있다. 이러한 경우에 있어서, HDPE 베이스 층은 전체 필름 두께의 약 70 내지 약 95%, 또는 심지어 이보다 더 높은 비율을 차지할 수 있다. 보다 일반적으로, 이러한 다른 층들은 그 위에 공압출됨으로써 도포되고, 예컨대 평평한 시이트 다이를 통해 종래의 압출기로부터 공압출되고, 용융 스트림은 압출되기 앞서 어댑터 및/또는 다중 캐비티 다이에서 합쳐진다. 다이로부터 압출된 직후에, 구조물은 냉각되고 급냉된 후, 고도의 이축 배향 공정으로 처리한다. 최종적으로, 필름의 테두리는 장식처리(trimming)할 수 있고, 그후 롤 형태로 감는다.
열봉층이 바람직한 경우에, 상기 층은 폴리올레핀, 특히 폴리에틸렌 필름과 함께 이러한 목적에 사용된 종래의 물질 중 임의의 것으로 제조될 수 있다. 예컨대, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 또는 에틸렌-메타크릴산 염 이오노머(예, 듀퐁에서 상표명 SURLYN으로 시판됨)가 사용될 수 있다. 열봉층이 에틸렌-메타크릴산 염 이오노머인 필름은 VFFS 용도에 적합한 필름을 제조하는데 특히 유용하다고 밝혀졌다. 열봉층은 열봉성 수지를 포함할 수 있거나 또는 소량의 다른 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 비교적 고가인 SURLYN 이오노머는 소량의 저렴한 물질(예, 저밀도 폴리에틸렌)과 혼합될 수 있다.
각종 표면층을 도포하여 다른 용도에 대한 필요 조건을 만족시킬 수 있다. 예들 들어, 인쇄용으로 사용하기 위하여 채택된 필름, 예컨대 라벨 및 종이 대용품을 만드는데 유용한 인쇄성이 향상된 필름을 제조하는 방법이 알려져 있다. 수계 잉크를 비롯한 잉크에 대한 수용성 또는 보존성이 개선되고, 라벨(불투명 라벨이건 투명 라벨이건 무관함)을 제조하는 데 사용하기에 적합한 표면층은 남아프리카 특허 SA 94/9712호에 기재되어 있고, 이 문헌은 본 명세서에서 참고로 인용되고 있다. 아크릴레이트 표면층은 아크릴계 잉크의 보존능을 개선시키기 위하여 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 필름은 당업계에 알려진 방법에 따라 금속화시킬 수 있다. 이러한 금속화 필름은 많은 용도에서 금속 호일로 대체될 수 있다.
첨가제 또한 필름의 중합체성 물질에 첨가될 수 있는데, HDPE 베이스 물질 에 포함되거나 또는 표면층이 있다면 표면층에 포함된다. 수많은 첨가제 물질이 알려져 있고, 이들 물질을 필름에 혼입하는 수많은 방법이 잘 알려져 있다. 적당한 첨가제의 예로는 산화방지제, 충전제, 미립자, 염료, 안료, 광 안정화제, 열 안정화제, 대전방지체, 슬립제, 블록방지제, 연마재 등이 있으나, 이들로 국한되는 것은 아니다.
불투명화제는 본 발명의 이축으로 배향된 HDPE 필름에 포함될 수 있다. 이러한 제제는 통상 최대 약 10 중량%, 바람직하게는 약 1 중량% 이상의 분율로 포함된다. 상기 제제는 압출하기 전에 상기 HDPE 수지에 첨가될 수 있다. 적당한 불투명화제의 예로는 산화철, 카본 블랙, 알루미늄, 산화알루미늄, 이산화티탄 및 탈크가 있다.
특히 바람직한 실시 형태에 있어서, 공동화제 또는 공극 개시 미립자는 필름내에 최대 약 25 중량%의 양으로 포함된다. 이러한 제제는 통상 압출하기 전에 HDPE 용융물에 첨가하고, 필름 제조 공정 중에 필름의 구조내에 공극(공동)을 발생시킬 수 있다. 공동화제를 HDPE에 첨가함으로써 도입된 작은 불균일부는 시이트에서 약한 지점이 된다. 이어서, 이축 배향 공정은 HDPE에 작은 인열을 유도하여, 가공된 필름에 공동화를 초래한다. 적당한 공동화제의 예로는 미분된 무기 물질이 있다. 바람직한 공동화제 중 하나는 탄산칼슘(CaCO3)이다. 유기 공동화제 역시 알려져 있지만, 일반적으로 이들의 작업 온도가 제한되기 때문에 덜 바람직하다. 그러나, 이러한 유기 공동화제는 이들이 매우 미세하게 분쇄되고 작업 온도에서 용융에 대한 내성이 있거나 또는 HDPE 물질에 적당한 불균일부를 생성하는 경우에는 유용할 수 있다. 공동화제는 당업계에 알려진 방법을 사용하여 첨가될 수 있는데, 그 예가 WO94/14606에 기재되어 있으며, 이 문헌은 본 명세서에서 참고로 인용하고 있다. 따라서, 공동화제를 사용하는 이 발명의 방법에서, CaCO3, 폴리스티렌 또는 기타 공동화제를 HDPE의 코어에 약 5 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 포함시킬 수 있다. 출원인들은 이축으로 배향되고, 공동화된 HDPE 필름을 제조하는 상업적으로 실용성이 있는 방법을 알지 못하였다. 따라서, 본 발명의 또 다른 잇점은 전술한 것보다 실질적으로 더 높은 물성(예, 개선된 게이지 조절)을 나타내는 공동화된 필름을 제조하는데 유용한 방법을 제공한다는 점이다.
상기 필름은 처리되어 이들의 수화성과 코팅(예, 잉크)에 대한 접착력을 개선시킬 수 있다. 이러한 처리법은 당업계에 통용되는 공지의 방법, 예컨대 상기 필름을 코로나 방전에 노출시키거나, 화염 처리하는 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서 사용된 고도의 이축 배향은 HDPE 시이트 두께가 단축 배향에 통상 사용되는 것보다 실질적으로 더 두꺼은 캐스트 HDPE 시이트의 사용을 필요로 한다. 예를 들면, MD로 6:1의 비율로 연신되고, TD로 10:1의 비율로 연신되는 필름의 경우에, 상기 필름의 두께는 MD 연신와 TD 연신의 곱, 즉 ~60에 비례하는 치수 인자로 감소된다. 이러한 예에서, 캐스트 시이트의 두께는 이축으로 배향된 필름의 소정 두께의 60배 이상이어야 한다. 따라서, 필름의 두께가 약 1 mil(25.4 ㎛)가 되길 희망하는 경우에, 캐스트 시이트의 두께는 약 60 mil(1,524 ㎛)이어야만 한다. 이와는 달리, 두께가 약 1 mil(25.4 ㎛)인 10배의 단축 배향 필름의 경우에, 캐스트 시이트는 단지 두께의 약 10배, 즉 약 10 mil(254 ㎛)이다.
이러한 게이지가 큰 HDPE 시이트는 이들의 제조중에 특이한 취급 문제점이 있다. 구체적으로는, 게이지가 큰 HDPE 시이트는 너무 두껍기 때문에, 캐스트 롤러 위에서 효과적으로 냉각시키는 것이 곤란하다. 얇은 HDPE 시이트를 취급하는데는 허용가능한 비교적 낮은 캐스트 롤러 온도, 예컨대 ~140 내지 160℉(60 내지 71℃)를 사용하는 것은 두꺼운 시이트를 캐스트 롤러로부터 말리게 하는 경향이 있다. 또한, 이러한 저온은 종종 표면 조면화 및 고르지 못한 테두리의 원인이 되어 인열 문제를 일으킨다. 이러한 문제점에도 불구하고, 캐스팅 공정은 이축 배향 공정에 의해 소정 특징을 갖는 시이트를 제공하도록 유리하게 개질될 수 있다는 놀라운 사실을 발견하기에 이르렀다.
발명자들은 보다 높은 캐스트 롤러 온도, 예컨대 ~200℉(93℃) 이상을 사용하여 시이트가 캐스트 롤러에 부착 상태를 유지하여, 말림 현상이 사라지고 적당한 테두리가 형성될 수 있어서, 후속 배향 공정에 적합하게 된다는 것을 발견하기에 이르렀다. 그러나, 이러한 방법은 고도의 이축 배향 공정에 사용하기에 적합한 게이지가 큰 시이트를 생산하는 반면, 높은 캐스팅 온도에 의해 캐스팅 공정 그자체가 실제적으로 어렵다. 예를 들어, 고온의 캐스트 롤러는 캐스트 롤러와 필름 사이의 실제 온도 차를 감소시킴으로써, 필름 외부로의 열 전달율을 감소시킨다. 게다가, 보다 높은 캐스트 롤러의 온도는 필름을 냉각시키기 위하여 수조를 사용해야하는 단점을 갖게 되고, 수조의 물은 롤러로부터 다량의 열이 제거되기 때문에, 캐스트 롤어의 온도를 유지하는 것이 곤란하다. 또한, 고온에 의해 수조의 물은 기화되기 때문에 기계류에 증착되는 미네랄(및 필름에 잠재적으로 이동가능함)의 양은 현저히 증가된다.
별법으로, 캐스트되는 HDPE가 캐스팅 촉진제 물질의 외부층으로 제공되는 경우에는 저온의 캐스트 롤러를 사용하더라도 HDPE 시이트의 말림 현상은 피할 수 있다는 놀라운 사실을 발견하였다. 캐스팅 촉진제는 HDPE 물질의 캐스팅 특성을 실질적으로 개선시킴으로써 본 명세서에서 기술한 문제점 중 일부 또는 전부를 해소하는 캐스팅 공정을 촉진시키는 물질이다. 예를 들어, 다른 물질 중에서도 캐스팅 촉진제의 사용은 시이트의 말림 현상을 감소시키거나 또는 없애고, 캐스팅하는 중에 테두리의 균일성을 개선시키며, 동시에 실질적인 캐스트 롤러 온도의 사용을 허용한다. 이러한 캐스팅 촉진제 물질은 말림 현상 등의 고유 결점 없이 시이트로부터 열 전사율을 최적화함으로써 시이트에 대한 가공 성능을 명백히 개선시킨다. 따라서, 게이지가 큰 HDPE 시이트의 캐스팅을 촉진시키는 임의의 물질은 캐스팅 촉진제로서 사용하기 적합하다.
캐스팅 촉진제는 폴리올레핀계 물질, 즉 알파 올레핀의 단독중합체, 공중합체 또는 삼공중합체, 또는 주성분으로 1종 이상의 폴리올레핀을 포함하는 중합체성 물질의 블렌드가 바람직하다. 캐스팅 촉진제는 냉각 공정 중에 시이트의 수축을 감소시킴으로써 캐스트 롤러 위에 시이트가 유지되도록 하는 작용을 할 수 있다고 간주된다. 수축율은 결정화 속도 및 캐스팅 촉진제 중합체의 결정화도와 관련이 있다고 여겨진다. 따라서, 캐스팅 촉진제는 HDPE보다 낮은 수축율을 나타내는 폴리올레핀계 물질이 바람직하다. 그러므로, 캐스팅 촉진제는 결정화 속도 및 결정화도가 HDPE 보다 낮아야 한다. 폴리올레핀의 결정성은 일반적으로 이들의 밀도와 관련이 있으므로, 캐스팅 촉진제의 밀도는 통상 HDPE의 밀도보다 더 작다. 캐스팅 촉진제 물질의 밀도는 약 0.945 이하인 것이 바람직하다. 예를 들어, 중간 밀도의 폴리에틸렌 물질[예, Dowlex 2027(d = 0.942), 미국 마이애미주 미드랜드 소재의 다우 케미칼 캄파니에서 시판함]은 본 발명에 따라 캐스팅 촉진제로서 사용할 수 있다. 별법으로, 저밀도 폴리에틸렌 및 HDPE의 블렌드를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 약 2 중량% 내지 약 50 중량%, 바람직하게는 약 5 중량% 내지 약 25 중량%의 HDPE를 함유하는 LDPE/HDPE 블렌드는 캐스팅 촉진제 물질로서 작용하는 성능을 가진다.
바람직한 캐스팅 촉진제 물질로는 주성분의 프로필렌과 부성분의 1종 이상의 다른 알파 올레핀의 공중합체 또는 삼공중합체가 있다. 더욱 바람직하게는, 프로필렌과 에틸렌의 공중합체 또는 프로필렌, 에틸렌 및 부틸렌의 삼공중합체의 사용은 본 발명에 따라 고품질의 필름을 산출한다. 약 80% 이상의 프로필렌과 최대 약 20%의 에틸렌, 바람직하게는 약 2% 내지 약 2.5%의 에틸렌, 더욱 바람직하게는 약 2%의 에틸렌을 함유하는 에틸렌-프로필렌 공중합체는 우수한 캐스팅 촉진제 품질을 갖는다. 한 바람직한 공중합체는 약 98%의 프로필렌과 약 2%의 에틸렌을 포함한다. 이 물질은 또한 필름의 투명도(헤이즈가 적음) 및 광택 특성을 실질적으로 개선시킨다는 사실이 확인되었다. 약 80% 이상의 프로필렌, 바람직하게는 약 2% 내지 약 7%의 에틸렌, 더욱 바람직하게는 3%의 에틸렌 및 약 2% 내지 7%의 부틸렌, 바람직하게는 약 4%의 부틸렌을 포함하는 에틸렌-프로피렌-부틸렌 삼공중합체 역시 우수한 캐스팅 촉진제이다. 한 바람직한 삼공중합체는 약 3%의 에틸렌, 약 93%의 프로필렌 및 약 4%의 부티머를 포함한다. 이들 물질은 역시 유용하고 광학 특성에 유리한 개선점을 제공하는 것으로 확인되었다.
전술한 바와 같은 프로필렌의 공중합체 및 삼공중합체는 블렌드되어 필름의 열봉성을 개선시키는 물질을 제공할 수 있다. 이러한 물질의 예로는 LDPE 또는 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 뿐만 아니라, 기타 균등물질을 들 수 있다. 이러한 이중 작용성 블렌드는 캐스팅 촉진제로서 작용할 뿐만 아니라, 산출된 필름에 열봉성을 제공하므로, 별도로 열봉성 표면층을 도포할 필요성이 없어진다. 예를 들어, 발명자들은 프로필렌/에틸렌 공중합체와 최대 약 35 중량%의 LDPE 또는 최대 약 20 중량%의 EVA와의 블렌드를 사용하여 유리한 결과를 얻었다.
캐스팅 촉진제 물질은 일반적으로 공압출 수단에 의해 캐스팅하기 앞서 HDPE 물질의 적어도 한 표면에 층으로서 제공된다. 공압출물은 약 80 중량% 이상의 HDPE 베이스 물질과 최대 약 20 중량%의 캐스팅 촉진층(들)을 포함하는 것이 바람직하다. 얻어진 캐스트 시이트에 있어서, HDPE 물질(임의로 하나 이상의 타이층을 포함함)은 시이트 두께의 약 80% 이상을 차지하고, 나머지는 캐스팅 촉진층(들)이 차지한다. 게다가, 캐스팅 촉진제에 대하여 관찰된 유리한 효과를 최적화하기 위하여, 캐스팅 촉진제는 HDPE 물질 중 한면에 층으로서 제공되는 것이 바람직하고, 캐스팅 촉진제의 외부층과 HDPE의 내부 코어층(예, ABA 구조, 여기서 A는 캐스팅 촉진제이고, B는 HDPE 베이스 물질임)을 제공한다. 매우 바람직한 실시 형태에 있어서, 캐스팅 촉진제의 각 외부층은 시이트 두께의 약 1 내지 약 10%를 차지한다. 당업자라면, 시이트의 각각의 면에 상이한 특성이 요망되는 경우에 동일한 적용예에서 다른 캐스팅 촉진제 물질 및/또는 상이한 양의 캐스팅 촉진제 물질을 사용할 수 있음을 알 것이다.
상기 방법을 사용하여 하나 이상의 캐스팅 촉진층(들)을 갖는 다층 필름을 제조할 수 있고, 상기 최외곽층은 표면층이거나 또는 캐스팅 촉진층 중 하나일 수 있다는 것을 관찰할 수 있다. 예를 들어, 시이트가 캐스팅된 후에 표면층이 제공되는 경우에, 최외곽층은 캐스팅 촉진층의 외부 표면에 도포되는 표면층이다. 이러한 방법은 CABAC 구조를 갖는 필름을 제조하는데 사용할 수 있고, 이때 C는 표면층이고, A는 캐스팅 촉진제 물질이며, B는 베이스 HDPE 물질이다. 별법으로, 필름은 공압출에 의해 제조될 수 있는데, 이때 최외곽층은 캐스팅 촉진제의 층이고, 중간층(예, 타이층)은 안료를 포함한다. 이 방법은 ACBCA 구조를 갖는 필름을 제조하는데 사용할 수 있으며, 이때 A는 캐스팅 촉진제이고, C는 타이층이며, B는 베이스 HDPE 물질이다. 당업자라면 다른 변환법을 사용하여 특정 목적용의 다층 필름을 제조할 수 있음을 알 수 있다.
실시예 1
일련의 필름 제조 실험을 수행하여 이축으로 배향시키고자 하는 HDPE 필름의 성능을 측정하였다. 밀도가 0.958이고, 용융 지수가 1.1인 HDPE(Lyondell M6211)를 사용하여 종래의 방법으로 캐스트 물질을 제조하되, 고온(205℉/96℃) 캐스트 롤러(즉, 롤러의 수 냉각 온도)을 사용하여 비교적 두꺼운 (<40 mil/<1,106 ㎛) 캐스트 물질을 취급하였다. 배향 조건을 병용하여 불균형한 이축 배향의 효과를 조사하는 실험을하였다. 구체적으로, 배향은 캐스트 물질을 종방향으로 4.0:1 내지 7.0:1의 비율로 255℉(124℃) 내지 275℉(135℃)에서 연신하고, 횡방향으로 7.0:1 내지 9.5:1의 비율로 250℉(121℃) 내지 320℉(160℃)에서 연신함으로써 수행하였다. 몇가지 실험을 하기 표 I에 나타내었다.
시료 MDX TMDO 1 TDX, ℉(℃) TTDO 2, ℉(℃) 비고
A 4.0 260/255(127/124) 7.0 320/260(160/127) 게이지 프로필이 매우 불량함
B 5.7 275/275(135/135) 9.5 294/250(146/121) 약간의 TD 밴드
C 6.6 275/275(135/135) 9.5 294/250(146/121) 균일한 게이지
D 7.0 275/275(135/135) 9.5 294/250(146/121) 실시하지 못함
1예열 온도/연신 온도2예열 영역의 온도/연신 영역의 온도
시료 A의 필름은 일반적으로 불투명한 배향 폴리프로필렌(OPP) 필름을 제조하는데 매우 우수한 배향 조건(즉, 4 MDX 및 7TDX로 연신)을 사용하여 제조하였다. 그러나, 얻어진 필름은 매우 불량한 게이지 프로필을 비롯하여 매우 불량한 품질을 지녔다. 구체적으로, 종방향으로 연신된 시이트는 횡방향으로 배열된 두꺼운 물질의 스트립(TD 밴드)을 지녔고, TD 배향기의 출구에서 상기 필름은 이들의 중앙 아래에 매우 두꺼운 물질의 넓은 스트립을 따라 스트립(MD 밴드)을 지녔다. 상기 이축 배향도에서 필름에 균일한 게이지를 부여할 수 있는 온도 조건은 확인되지 않았다.
그러나, MDX의 증가는 TD 밴드의 심각성을 경감시키는 작용을 한다는 의외의 사실을 발견하였다. (MDO 온도가 증가되면 베이스 물질의 보다 큰 강도와 관련된 미끄러짐이 감소됨). 따라서, MDX는 변화시키되, MD 배향 온도는 275℉(135℃), TD 연신비(TDX = 9.5) 및 TD 배향 온도는 294/250℉(146/121℃)로 일정하게 유지하면서 일련의 작업을 수행하였다. 이들 실험으로부터, 표 I의 시료 B 내지 D를 얻었다. 5.7의 MDX에서, TD 밴드는 감소하였고(시료 B), 균일한 게이지는 6.6의 MDX를 사용하여 얻어졌다(시료 C). 그러나, MDX가 7.0 이상으로 더욱 증가되면, 배향 공정은 필름이 TD 연신을 허용하기에는 너무 분할되어 작업이 불가능해진다(시료 D).
시료 C의 배향 필름은 당업자에게 알려진 종래의 방법을 사용하여 시험하였을 때, 우수한 게이지 프로필 뿐만아니라, 우수한 인장 특성 및 이와 관련된 강성도를 나타내었다. 구체적으로, MD 인장 모둘러스는 440,000 psi(3 ×106kPa)이고, TD 인장 모둘러스는 860,000 psi(5.9 ×106kPa)이며, WVTR은 100℉(38℃) 및 90% 상대 습도에서 0.14 g/100 in2-24시(0.14 g/64,516 mm2-24시)로 측정되었다. 시료 C의 필름의 영구 포장 역시 주관적인 평가에 따라 우수하였다.
이들 결과로 부터, HDPE 필름의 고도의 이축 배향은 소정 특성을 갖는 필름을 얻기 위하여 특정 조건이 필요하다는 것을 명백히 알 수 있다. 구체적으로, 종방향 연신(MDX)이 너무 높거나 또는 너무 낮은 경우에, 원치않는 특성을 지닌 필름이 생성되고, 심지어 완전히 사용할 수 없는 필름이 생성된다. 그러나, 본 발명의 필름의 특성들은 MDX 배향에 대하여 매우 민감한 반면, 상기 필름은 TDX에 대해서는 훨씬 덜 민감하며, 높은 TDX, 예컨대 9:1 이상(데이터는 나타내지 않음)에서 유용한 특성을 유지하였다.
실시예 2 내지 7
본 발명의 특징 및 장점을 나타내는 일련의 실험을 하기 표 II에 요약하였다. 각각의 경우에, 시이트는 종래의 압출 및 캐스팅 장치를 사용하여 제조하였고, 배향은 종래의 배향 장치를 사용하여 수행하였다. 모든 실험에 있어서, HDPE 중합체는 Lyondell M6211이었다. 공중합체(CP)가 캐스팅 촉진제로서 사용되는 경우에, 상기 공중합체는 에틸렌-프로필렌 공중합체 6573XHC(2% 에틸렌과 98% 프로필렌)이었고, 이는 미국 텍사스주 달라스 소재의 피나 오일 앤드 케미칼 캄파니에서 입수하였으며, 삼공중합체(TP)를 사용하는 경우에 삼공중합체는 에틸렌-프로필렌-부틸렌 삼공중합체 7510(3% 에틸렌, 93% 프로필렌 및 4% 부틸렌)이었고, 이는 일본 도쿄 소재의 시소(Chisso) 코포레이션에서 입수하였다.
시료 조성(%) 핀/냉각 T캐스트(℉/℃) MDX TMDO 1, ℉(℃) TDX TTDO 1,℉(℃) WVTR2 헤이즈(%) LT(%) 광택(%) 게이지(미크론) 비고
E HDPE 엘렉트로 <190 - - - - - - - - - 실시불가능(말림, 불량한 테두리)
F HDPE 엘렉트로 206 6.6 275/280 (135/138) 9.4 312/244(156/118) 0.22 79 - 6 0.8(20.3)
G TP(2) AK 140 6.6 280/285 (138/141) 9.5 308/260(153/127) 0.13 13 - 64 1.1(27.9)
H CP(2) AK 140 6.6 290/290 (143/143) 9.5 308/260(153/127) 0.16 5 - 90 1.0(25.4)
I HDPE 엘렉트로 215 6.2 257/263 (125/128) 11 318/255(159/124) 0.14 40 - 27 0.8(20.3)
J TP(3) AK/WB 120 6.0 250/250 (121/121) 11 319/260(163/128) 0.19 26 - 32 0.7(17.8)
K CP(3) AK 120 6.0 260/270 (127/132) 11 325/262(161/126) 0.30 7 - 85 0.8(20.3)
L TP(2) AK/WB 120 6.0 255/255 (124/124) 11 321/258(161/126) 0.71 - 18 50 2.0(50.8) 불투명3;수율=26,000 in2/lb(3.7×107mm2/kg)
M HDPE AK 210 6.6 275/280 (135/138) 9.5 298/252(148/122) 0.17 - 82 - 0.8(20.3) 착색4
N HDPE AK/AC 210 6.5 280/280 (138/138) 6.5 300/255(149/124) - - - - - MD 게이지 밴드
O HDPE AK/AC 210 6.0 280/285 (138/141) 9.5 298/250(148/1221) - - - - 1.0(25.4)
HDPE = Lyondell M6211, TD = HDPE + Chisso 7510 삼공중합체, CP = HDPE + Fina 6573XHC공중합체, 엘렉트로 = 정전 핀 고정 기구, AK = 에어 나이프, WB = 수조, AC = 공기 캡,1예열/연신 온도2g/100 in2-24시 약 100℉(38℃), 90% RH(g/64,516 mm2-24시)318% HDPE 타이층 각면(4% TiO2), 9% CaCO3코어410% Ampecet 11171 TiO2, HDPE 타이층에서 주 배취
실시예 2
상기 표 II의 시료 E 및 F는 본 발명의 수단에 의해 해결된 중요한 종래의 문제점을 나타내었다. 구체적으로, 시료 E는 190℉(88℃)하의 캐스트 롤러 세트를 사용함으로써 제조하였고, 이 온도는 종래 기술의 낮은 이축 또는 단축 배향 공정에서 사용하기에 적합한 얇은 HDPE 시이트를 제조하기 위하여 사용된 온도와 비슷하였다. 그러나, 생성된 시이트는 실시불가능, 즉 본 발명의 고도의 이축 배향에 사용할 수 없는데, 그 이유는 캐스트 롤러에서 말리고 불규칙한 테두리가 생기기 때문이다. 이와는 반대로, 시료 F는 206℉(97℃)의 캐스트 롤러 세트를 사용하여 캐스트하였다. 생성된 시이트는 본 발명의 배향 공정에 완전히 작업성이 있는데, 그 이유는 캐스트 롤러에 부착되고, 균이한 테두리를 지닌 품질이 우수한 시이트가 생성되기 때문이다. 상기 시이트는 MD로 6.6:1의 비율로 연신하고, TD로 9.4:1의 비율로 연신시켰다. 생성된 필름은 우수한 WVTR 특성과 게이지 프로필(0.8 mil/20.3 ㎛)을 나타내었다. 명백하게, 고온 캐스트 롤러의 사용은 본 발명의 고도의 이축 배향 공정에 사용하기에 적합한 치수 및 품질을 지닌 시이트를 얻기 위한 문제점을 효과적으로 해결한다.
실시예 3
시료 F, G 및 H는 HDPE 시이트를 캐스팅하는 중에 캐스팅 촉진제 물질을 사용함으로써 예기치 못한 잇점을 얻을 수 있음을 보여준다. 전술한 실시예 2의 시료 F는 캐스팅 촉진제를 포함하지 않았고, 고온의 캐스트 롤러[즉, 206℉(97℃)]을 사용할 필요가 있었다. 시료 G 및 H는 삼층의 적층 시이트로서 캐스트되었고, 각각 HDPE 코어 물질의 각면에 캐스팅 촉진제의 층을 포함하였다. 각각의 캐스팅 촉진층은 시이트의 총량의 2%를 차지하였다. 구체적으로, 시료 G는 삼공중합체성 캐스팅 촉진제의 층을 포함하였고, 시료 H는 공중합체성 캐스팅 촉진제의 층을 포함하였다. 각각의 경우에, 캐스팅 촉진제 층은 60℉(15℃) 이상 감소된 온도인 140℉(60℃)에서 HDPE 시이트의 캐스팅을 허용하였다.
캐스팅 촉진제 물질 둘다는 본 발명에 따른 고도의 이축 배향이 가능한 시이트를 산출하였다. 또한, 캐스팅 촉진제 물질 중 하나를 시이트에 첨가하여 최종 배향 필름에 예기치 못한 좋은 특성(예, 개선된 헤이즈 및 광택)을 부여하였다. 시료 G에 사용된 삼공중합체성 캐스팅 촉진제는 시료 F의 헤이즈가 79%인 것에 비해 헤이즈가 단지 13%이고, 시료 F에서 광택이 단지 6%인 것에 비해 64%의 광택을 갖는 필름의 제조를 허용하였다. 헤이즈는 ASTM D1003-92에 따라 평가하였고, 광택은 45°각도에서 ASTM D-2457-90에 따라 평가하였다. 공중합체성 캐스팅 촉진제는 필름 광학 특성과 관련하여 더욱 우수하게 수행되었고, 헤이즈는 단지 5%로 감소하였고, 광택은 90%로 증가된 필름(시료 H)를 제공하였다.
실시예 4
상기 실시예 3의 시료 F, G 및 H와 유사한 세개의 부가의 필름을 물리적 크기가 다른 상이한 장치를 사용하여 제조하였다. 시료 I는 시료 F에 필적하며, 높은 캐스팅 온도에서도 우수한 WVTR 성능 및 게이지 프로필을 갖는 HDPE 필름이 제조된다. 시료 J 및 K는 각각 시료 G 및 H에 필적하지만, 상기 시료에서 2%의 캐스팅 촉진제를 사용하는 대신 3%의 캐스팅 촉진제를 각층에 사용하였다. 이 장치에서, 캐스팅 촉진제에 의해 120℉(49℃) 정도로 낮은 캐스팅 온도가 사용되는 것이 허용되었고, 시료 E의 캐스팅 온도가 215℉(102℃)인 것에 비해 온도는 95℉(35℃) 감소되었다.
다시 살펴보면, 캐스팅 촉진제는 필름의 광학 특성 역시 개선시켰다. 구체적으로, 삼공중합체성 캐스팅 촉진제는 시료 I에서 헤이즈가 40%인 것에 비해 시료 J에서 단지 26%로 감소시켰고, 광택은 시료 I에서 27%인 것에 비해 32%로 증가시켰다. (이러한 잇점은 캐스트 시이트를 냉각시키기 위하여 수조를 사용함으로써 어느 정도 보상될 수 있으나, 이러한 공정은 일반적으로 광학 특성을 불량하게 하는 경향이 있다.) 시료 K에 사용된 공중합체성 캐스팅 촉진제는 헤이즈와 광택을 더욱 개선시켜 헤이즈를 단지 7%로 감소시켰고, 광택은 85%로 증가시켰다.
실시예 5
표 II에 기재된 시료 L은 본 발명에 따라 제조된 공동화된 필름을 예시한 것이다. 5개의 층을 갖는 다층의 HDPE 적층 시이트를 공압출시켰다. 코어층은 공동화제로 9 중량%의 탄산칼슘(CaCO3)을 함유하는 HDPE이었다. 상기 필름의 각면의 외부층은 2%의 삼공중합체 캐스팅 촉진제의 층이었다. 상기 코어층과 두개의 외부 캐스팅 촉진제 층 사이는 백색제로서 4% TiO2를 포함하는 HDPE의 타이층(각각 18%)이 존재하였다.
이어서, 상기 다층의 적층 시이트를 본 발명에 따라 6.0의 MDX 및 11의 TDX로 연신함으로써 고도로 이축 배향시켰다. 따라서, 필름을 제조하는 공정 변수들은 전술한 시료 J에 필적하였다. 산출된 공동화 필름은 수율이 26,000 in2/lb(3.7 mm2/hg)이었고, 18%의 광투과율을 나타내었다. 상기 필름의 광택율은 50%로 높은 반면, WVTR은 공동화되지 않은 필름에 비해 약간만 높았다.
실시예 6
시료 M은 본 발명에 따라 제조된 착색 필름의 예이다. 다층의 적층 필름을 공압출시켜 ACBCA 구조를 갖는 5개의 층으로 제조하였다. 코어 또는 베이스 층(B = 83%)과 두개의 외부층(A = 각각 2.5%)은 동일한 HDPE이었다. 상기 코어와 각면의 외부층 사이의 타이층(C = 각각 6%)은 저밀도 폴리에틸렌(밀도 = 0.914, 용융 지수 = 7) 중의 50% TiO2의 혼합물 10 중량%를 함유하는 HDPE이었다(미국 뉴욕주 태리타운 소재의 Ampacet Corp.에서 시판하는 제품 번호 11171). 착색 시이트를 6.6의 MDX와 9.5의 TDX로 연신함으로써 이축으로 배향시켜 본 발명에 따른 고도의 이축 배향 필름을 얻었다. 생성된 필름은 우수한 WVTR 특성을 지녔고, 82%의 광투과율을 나타내었다.
실시예 7
시료 N 및 O는 본 발명의 필름에 불균형 배향도를 제공함으로써 얻어지는 장점을 예시한다. 시료 N은 균형 배향도(즉, 6.5의 MDX와 6.5의 TDX)를 갖도록 제조된 필름이었다. 시료 O는 시료 N에 사용된 것과 동일한 시이트로부터 제조된 필름이지만, 배향도는 불균형(즉, 6.0의 MDX와 9.5의 TDX)하게 제조하였다. (두개의 필름을 캐스팅 및 배향하기 위한 공정 조건은 실질적으로 동일하였다.) 균형 배향 필름(시료 N)은 이들의 중앙 아래까지 MD 게이지 밴드를 나타내고, 이는 게이지에서 폭 변동의 원인이 되며 필름으로서의 실제 유용성을 방해한다. TD에서 게이지는 통상의 확폭 조건을 사용하여 균형 배향도를 갖는 필름을 제조하는 경우에 균일하게 만들 수 없음이 관찰되었다. 이와는 반대로, 시료 O는 게이지 균일성이 기계적 배향도를 변화시켜 불균형 배향도를 제공함으로써 얻어질 수 있음을 나타낸다. 시료 O는 두께가 1.0 mil이고, 우수한 균일 게이지 프로필을 지닌 필름을 제공한다.
시료 N 및 O의 게이지 프로필의 차이는 도 1A(시료 N) 및 도 1B(시료 O)를 통해 비교하여 나타내었다. 횡방향 크기의 게이지 프로필은 필름의 중앙에서 24 인치(609 mm) 이격되고 측정 간격이 1 인치(254 mm)인 세트를 구비한 마이크로미터 수단으로 측정하였다. 도 1A 및 1B는 필름의 길이를 따라 세개의 다른 지점에서 취한 게이지 측정치의 세트를 나타내었다. 시료 N의 필름은 폭이 36 인치(914 mm)인 반면, 시료 O의 필름은 폭이 55 인치(1,397 mm)이었다. 균형 배향도를 갖는 필름(시료 N; 도 1A)은 게이지에서 폭 변동율을 나타내는 반면, 불균형 배향도를 갖는 필름(시료 O; 도 1B)은 실질적으로 균일한 게이지를 나타내었는데, 이는 본 발명의 방법을 통해 얻어진 또다른 잇점임이 명백하다.
실시예 8
이축으로 배향된 필름(실시예 3의 시료 H)은 다음과 같이 본 발명의 방법을 따라 제조하였다. HDPE(Lyondell M6211)은 490℉(254℃), 130 rpm에서 직경이 2.5 인치(63.5 mm)인 주 압출기를 통해 압출시켰다. 460℉(238℃) 및 22 rpm에서 작동되는 직경이 1.5 인치(38.1 mm)인 두개의 위성 압출기에서 프로필렌과 에틸렌의 공중합체(Fina 6573XHC)가 압출되었다. 압출물은 3층 멜트 어댑터를 통해 다이로 공급되어 3층(즉, ABA 구조) 공압출물을 제공하는데, 상기 장치 둘다는 480℉(249℃)로 온도가 설정되어 있다. 이어서, 상기 공압출물을 수조 없이 140℉(60℃)에서 작동되는 냉각 롤러에서 캐스트하였다. 그 다음, 캐스트 시이트를 예열, 연신 및 열처리 롤러를 구비한 MD 배향 장치에 공급하였다. MD 배향은 290℉(143℃)의 예열 온도와 역시 290℉(143℃)의 연신 온도를 사용하여 수행하였다. MD 배향후, 열처리를 230℉(110℃)에서 실시하였다. 확폭기 프레임 장치에서 TD 배향은 308℉(153℃)의 예열 온도와 260℉(127℃)의 연신 온도를 사용하여 수행하였다. TD 장치는 67 피트/분(20 m/분)으로 구동하였다. TD 연신을 수행한 직후에, 열처리를 240℉(116℃)에서 수행하였다. 배향시킨 후에, 확폭기의 클립에 장착시킨 필름의 두꺼운 테두리를 장식처리한 후 제거하였다. 편의상, 웨브를 폭 57-1/2 인치(1,460.5 mm) 내지 폭 26-1/8 인치(663 mm)로 트리밍하였다. 이어서, 필름을 한면에 코로나 처리하여 수화 장력이 36 다인/㎠이었고, 롤로 권취하였다.
실시예 9
이축으로 배향된 필름을 캐스팅 촉진체로서 몇가지 LDPE 함유 물질을 사용하여 본 발명에 따라 제조하였다. HDPE(Lyondell M-6211)를 몇가지 LDPE 함유 물질과 함께 공압출하였고, 생성된 시이트를 MD로 6.6, TD로 9.4의 비율로 연신함으로써 배향처리하였다. 캐스팅 촉진제 물질은 HDPE 원료의 한면에 층으로서 포함되고, 각각의 층은 캐스트 시이트의 총 두께의 3%를 차지한다. 이들 실험을 통해 얻어진 물성 데이터는 하기 표 III에 나타내었다.
시료 캐스팅 촉진제 Tcast, ℉(℃) TMDO, ℉(℃)* TTDO, ℉*(℃)
P 25% HDPE 150(66) 245/245(118/118) 306/260(152/127)
Q 10% HDPE 150(66) 245/245(118/118) 306/260(152/127)
R 5% HDPE 150(66) 245/245(118/118) 306/260(152/127)
S 100% LDPE 150(66) 220/238(104/114) 302/260(150/127)
* 예열/연신 온도
캐스팅 촉진제 물질의 제제는 상이한 분율(0 내지 25 중량%)의 HDPE(Lyondell m-6211)와 혼합된 LDPE(Chevron 1017: 밀도 = 0.918; 용융 지수 = 6.9; 미국 텍사스주 휴스턴에 소재한 Chevron Chemical Co.에서 시판함)를 사용하였다. 그 외에도, 시료 P 내지 R은 HDPE 코어에서 공동화제로서 16%의 폴리스티렌(BASF 1800, 미국 뉴저지주 마운트 올리브에 소재하는 바스프 코포레이션에서 시판함)을 포함하였다. 폴리스티렌의 존재는 캐스팅 성능과 연신 불균형에 단지 무시할 정도의 영향만을 미친다.
시료 P 내지 S는 캐스팅 촉진제로서 저밀도 폴리에틸렌 물질을 사용하여 시이트를 캐스트할 수 있음을 보여준다. 특히, 시료 P 내지 R은 LDPE에 소량의 HDPE를 첨가하여 단지 150℉(66℃)에서 캐스팅될 수 있는 우수한 캐스팅 촉진을 제공한다. 시료 P 내지 R에서 생성된 필름은 우수한 게이지 프로필과 우수한 물성을 나타내었다. LDPE를 100 중량% 사용하는 경우에(시료 S), MDO 온도는 MDO 롤러에 대한 시이트의 점착을 방지하도록 다소 낮게 유지해야 함을 발견하였다. 이러한 저온에서, 필름을 불균형하게 연신시키는 것은 더욱 어렵다.

Claims (10)

  1. 밀도가 0.940 이상이고, 용융 지수가 0.5 내지 10인 HDPE를 포함하는 이축으로 배향된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 필름으로서, 고체 상태에서 종방향으로 5:1 내지 8:1의 비율로 연신되고, 횡방향으로 6:1 내지 15:1의 비율로 연신되며, 종방향보다는 횡방향에서의 배향도가 더 큰 불균형 배향도를 갖는 것을 특징으로 하는 이축 배향의 고밀도 폴리에틸렌 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필름은 종방향으로 6:1 내지 7:1의 비율로 연신되는 것인 이축 배향의 고밀도 폴리에틸렌 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 필름은 횡방향으로 9:1 내지 13:1의 비율로 연신되는 것인 이축 배향의 고밀도 폴리에틸렌 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 필름은 하나 이상의 열봉성 표면층 또는 잉크 수용성 표면층을 포함하는 것인 이축 배향의 고밀도 폴리에틸렌 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 필름은 HDPE의 베이스 층과, 결정화 속도 및 결정화도가 상기 HDPE보다 더 작은 폴리올레핀을 포함하는 하나 이상의 캐스팅 촉진제 층을 포함하는 HDPE 적층체인 것인 이축 배향의 고밀도 폴리에틸렌 필름.
  6. 제5항에 있어서, 상기 캐스팅 촉진층은 80% 이상의 프로필렌과 1종 이상의 다른 알파 올레핀을 포함하는 프로필렌 공중합체 또는 삼공중합체을 포함하는 것인 이축 배향의 고밀도 폴리에틸렌 필름.
  7. 제5항에 있어서, 상기 캐스팅 촉진층은 열봉성을 개선시키는 물질을 더 포함하고, 열봉성을 개선시키는 상기 물질은 저밀도 폴리에틸렌 또는 에틸렌-비닐 아세테이트인 것인 이축 배향의 고밀도 폴리에틸렌 필름.
  8. 제5항에 있어서, 상기 캐스팅 촉진층은 중간 밀도의 폴리에틸렌 또는 저밀도 폴리에틸렌과 고밀도 폴리에틸렌의 블렌드인 것인 이축 배향의 고밀도 폴리에틸렌 필름.
  9. 제1항에 있어서, 상기 HDPE는 공동화되는 것인 이축 배향의 고밀도 폴리에틸렌 필름.
  10. 밀도가 0.940 이상인 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 이축으로 배향된 필름으로서, 상기 필름은 종방향 및 횡방향으로 연신되고, 상기 필름은 종방향보다는 횡방향의 배향도가 더 큰 불균형 배향도를 갖으며, 100℉(38℃), 상대습도 90%에서 수증기 투과율이 0.13 내지 0.71 g/100 in2-24시(g/64,516 mm2-24시)인 것을 특징으로 하는 이축 배향 필름.
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Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6689857B1 (en) * 1996-10-03 2004-02-10 Exxonmobil Oil Corporation High density polyethylene film with high biaxial orientation
DE69916467T2 (de) * 1998-05-15 2005-05-12 Exxonmobil Oil Corp. Biorientierte polyethylenfolie mit hoher wasserdampfdurchlassrate
US6534166B1 (en) * 1998-05-15 2003-03-18 Exxonmobil Oil Corporation Bioriented polyethylene film with a high water vapor transmission rate
US6777520B2 (en) * 2000-07-01 2004-08-17 Fina Technology, Inc. High density polyethylene barrier grade resins and films, methods for making same
WO2002045956A1 (de) * 2000-12-06 2002-06-13 Trespaphan Gmbh Etikettenfolie mit verbesserter haftfähigkeit
US20030021981A1 (en) * 2001-01-09 2003-01-30 Pang-Chia Lu Colored polyolefin film and method of making
US6641914B2 (en) 2001-05-29 2003-11-04 Exxonmobil Oil Corporation HDPE label film
US20070107747A1 (en) * 2001-12-04 2007-05-17 Whitehill Oral Technologies, Inc. Cleaning perception oral care products
US20060177384A1 (en) * 2001-12-04 2006-08-10 Brown Dale G Sialagogue coatings for interproximal devices
US20060243297A1 (en) * 2005-04-29 2006-11-02 Brown Dale G Coated monofilament oriented HDPE dental tapes
US20030232213A1 (en) * 2002-05-23 2003-12-18 William Shepler Multilayer storage container
US7399509B2 (en) * 2003-12-23 2008-07-15 Kari Virtanen Thin polyethylene pressure sensitive labels
US20060147685A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Multilayer film structure with higher processability
US20070181144A1 (en) * 2006-02-07 2007-08-09 Whitehill Oral Technologies, Inc. Coated dental devices with dry-to-the-touch, flavor-absorbing, saliva soluble coatings and methods for manufacturing
JP4825031B2 (ja) * 2006-03-28 2011-11-30 電気化学工業株式会社 積層フイルム
WO2007127674A2 (en) * 2006-04-26 2007-11-08 Whitehill Oral Technologies, Inc. Methods for coating dental devices with dry-to-the touch saliva soluble flavors
JP2010510094A (ja) * 2006-11-21 2010-04-02 フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド 固体状態の引き伸ばしを用いる方法でフィルムおよび成形品を製造する時に有用なポリエチレン
US8124243B2 (en) * 2007-03-23 2012-02-28 Exxonmobil Oil Corporation Films for use in high strength bags
JP5388557B2 (ja) * 2008-12-12 2014-01-15 日東電工株式会社 塗膜保護シートおよびその製造方法
CN102190824A (zh) * 2010-03-15 2011-09-21 江苏彩华包装集团公司 可热封功能性拉伸薄膜
US9018329B2 (en) 2011-09-02 2015-04-28 Chevron Phillips Chemical Company Lp Polymer compositions having improved barrier properties
US9284391B2 (en) 2011-09-02 2016-03-15 Chevron Phillips Chemical Company Lp Polymer compositions having improved barrier properties
JP2013091729A (ja) * 2011-10-26 2013-05-16 Mitsui Chemicals Inc 形状保持性バリアフィルムとその製造方法、包装用積層体、包装材とその製造方法
US10583628B2 (en) * 2012-04-27 2020-03-10 Dow Brasil Indústria E Comércio De Produtos Químicos Ltda Stiff polyethylene film with enhanced optical properties
KR102263941B1 (ko) * 2013-04-18 2021-06-11 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 압출가능한 접착제 배합물을 함유하는 필름
CN104149445B (zh) * 2014-07-14 2016-03-23 湖北富思特材料科技集团有限公司 Bope哑白涂布膜
US20160039181A1 (en) * 2014-08-07 2016-02-11 Dow Global Technologies Llc Multilayer Metallized Cast Film and Packaging Made Therefrom
US10357940B2 (en) 2014-08-07 2019-07-23 Dow Global Technologies Llc Multilayer metallized cast film and packaging made therefrom
BR102015027108B1 (pt) 2014-10-27 2021-01-12 China Petroleum & Chemical Corporation composição de polietileno, e, película
WO2017000339A1 (en) 2015-06-30 2017-01-05 Dow Global Technologies Llc Multilayer structures and articles comprising the same
BR112018004685B1 (pt) 2015-09-10 2022-05-17 Dow Quimica Mexicana S.A. De C.V. Filme de múltiplas camadas e laminado ligado por ultrassom
CN107745509B (zh) * 2017-09-13 2020-01-07 昆山市张浦彩印厂 多层共挤双向拉伸复合薄膜的制备方法
CN111727224A (zh) 2018-02-09 2020-09-29 金达胶片美国有限责任公司 聚乙烯膜组合物，层压体，及其制造方法
WO2019166223A1 (en) 2018-02-28 2019-09-06 Basell Poliolefine Italia S.R.L. Permeable polymer film
JP7324414B2 (ja) 2018-09-28 2023-08-10 大日本印刷株式会社 積層体、包装材料、包装袋およびスタンドパウチ
JP7324987B2 (ja) 2018-09-28 2023-08-14 大日本印刷株式会社 積層体、包装材料、包装袋およびスタンドパウチ
JP7324415B2 (ja) 2018-09-28 2023-08-10 大日本印刷株式会社 積層体、包装材料、包装袋およびスタンドパウチ
JP7471284B2 (ja) * 2018-10-13 2024-04-19 コンスタンティア・ピルク・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・コマンディトゲゼルシャフト 剛性が向上したリサイクル可能なｐｅ包装用フィルム
JP7441412B2 (ja) * 2019-03-28 2024-03-01 大日本印刷株式会社 基材、積層体、包装材料、包装袋およびスタンドパウチ
JP2020203406A (ja) * 2019-06-14 2020-12-24 大日本印刷株式会社 積層体および包装材料
JP2020203405A (ja) * 2019-06-14 2020-12-24 大日本印刷株式会社 積層体および包装袋
EP4048503A1 (en) * 2019-10-23 2022-08-31 Nova Chemicals (International) S.A. Biaxially oriented mdpe film
CN116096790A (zh) 2020-09-03 2023-05-09 宝洁公司 包含聚乙烯的层压体的容器
WO2022158487A1 (ja) * 2021-01-21 2022-07-28 藤森工業株式会社 積層フィルムおよび包装袋
EP4151677A1 (en) 2021-09-21 2023-03-22 Borealis AG Biaxially oriented film

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1176204A (en) 1967-01-27 1970-01-01 Ici Ltd Coated Films
GB1287527A (en) 1970-04-21 1972-08-31 Ici Ltd Polyolefine films
CA1070069A (en) 1973-03-26 1980-01-22 James Jack Thermoplastics compositions
GB1452424A (en) 1974-03-29 1976-10-13 Ici Ltd Composite films
JPS5764551A (en) 1980-10-09 1982-04-19 Mitsui Petrochemical Ind Composite film
US4384024A (en) 1981-03-19 1983-05-17 Imperial Chemical Industries Limited Composite heat-sealable films
DE3476980D1 (en) * 1983-03-23 1989-04-13 Toa Nenryo Kogyo Kk Oriented polyethylene film and method of manufacture
US4578316A (en) * 1984-12-19 1986-03-25 Mobil Oil Corporation Multi-layer oriented polypropylene films with low COF skin(s)
US4565739A (en) 1984-12-28 1986-01-21 Mobil Oil Corporation Oriented multi-layer heat sealable film
US4680207A (en) 1986-07-23 1987-07-14 C-I-L Inc. Thermoplastic sack
JPS6467326A (en) 1987-09-09 1989-03-14 Toa Nenryo Kogyo Kk Manufacture of crosslinking oriented polyethylene film
US4916025A (en) * 1987-09-28 1990-04-10 Mobil Oil Corporation HDPE films with imbalanced biaxial orientation
US4870122A (en) * 1987-09-28 1989-09-26 Mobil Oil Corporation HdPE films with imbalanced biaxial orientation
US5006378A (en) 1987-11-13 1991-04-09 Toa Neryo Kogyo Kabushiki Kaisha Polyethylene composite film
US4855187A (en) 1988-05-06 1989-08-08 Mobil Oil Corporation Low coefficient of friction biaxially oriented film
US4891176A (en) 1988-05-31 1990-01-02 Auto-Fab, Inc. Resin transfer molding process
US5066434A (en) 1988-06-16 1991-11-19 Mobil Oil Corporation Method of forming a multilayer heat sealable film
JPH02134246A (ja) 1988-11-15 1990-05-23 Tonen Sekiyukagaku Kk ヒートシール性ポリエチレン架橋延伸フイルム及びその製造方法
GB8914703D0 (en) 1989-06-27 1989-08-16 Dow Europ Sa Bioriented film
US5223346A (en) * 1991-10-23 1993-06-29 Mobil Oil Corporation Hdpe/polypropylene film laminates
DE4135096A1 (de) * 1991-10-24 1993-04-29 Hoechst Ag Siegelbare, matte biaxial orientierte polyolefin-mehrschichtfolie, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung
ES2146584T3 (es) 1991-12-24 2000-08-16 Mobil Oil Corp Pelicula de polipropileno y su procedimiento de preparacion.
US5302442A (en) 1992-03-09 1994-04-12 Mobil Oil Corporation Heat sealable base films
DE4311950A1 (de) 1993-04-10 1994-10-13 Hoechst Ag Opake, matte Polypropylen-Mehrschichtfolie, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
JP3299826B2 (ja) * 1993-10-05 2002-07-08 株式会社ユポ・コーポレーション 印刷性の優れた白色樹脂フィルム
US5725962A (en) * 1993-12-01 1998-03-10 Mobil Oil Corporation Oriented HDPE films with metallized skin layer
US5500283A (en) 1993-12-01 1996-03-19 Mobil Oil Corporation Coated hope film and its method of manufacture
ZA949549B (en) * 1993-12-01 1996-05-30 Mobil Oil Corp Oriented HDPE films with skin layers
DE4410559A1 (de) * 1994-03-26 1995-09-28 Hoechst Ag Orientierte Polyolefinfolie mit amorphem Polymer, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
US5558930A (en) 1994-06-23 1996-09-24 Tredegar Industries, Inc. Heat sealable, high moisture barrier film and method of making same
ZA955144B (en) * 1994-06-27 1996-12-23 Mobil Oil Corp Cross-laminated multilayer film structures for use in the production of banknotes or the like
US5716695A (en) * 1996-02-15 1998-02-10 Mobil Oil Corp Cross-laminated multilayer film structures for use in the production of banknotes or the like
US5698333A (en) * 1994-06-27 1997-12-16 Mobil Oil Corporation Multilayer film structures for use in the production of banknotes or the like
GB9416183D0 (en) * 1994-08-10 1994-09-28 Mobil Plastics Europ Inc Oriented HDPE laminates for easy direct onal opening and reclosable bags
US5527608A (en) 1994-12-27 1996-06-18 Mobil Oil Corporation Oriented multilayer heat sealable packaging film capable of withstanding high altitude effects
US6689857B1 (en) * 1996-10-03 2004-02-10 Exxonmobil Oil Corporation High density polyethylene film with high biaxial orientation

Also Published As

Publication number Publication date
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ES2195166T3 (es) 2003-12-01
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AR010503A1 (es) 2000-06-28
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CA2267885A1 (en) 1998-04-09
AU4086697A (en) 1998-04-24
AU715460B2 (en) 2000-02-03
EP0929583A1 (en) 1999-07-21

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