KR20000051964A

KR20000051964A - 금속접착이 용이한 도포층을 갖는 폴리에스테르 필름 및 이로부

Info

Publication number: KR20000051964A
Application number: KR1019990002705A
Authority: KR
Inventors: 박상봉
Original assignee: 구광시; 주식회사 코오롱
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-01-28
Publication date: 2000-08-16
Also published as: KR100341571B1

Abstract

본 발명은 금속접착이 용이한 도포층을 갖는 폴리에스테르 필름 및 이로부터 제조된 금속증착 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 메타크릴산, 아크릴로니트릴, 알킬아크릴레이트, 친수성 아크릴 모노머 등을 함유하는 아크릴 공중합 에멀젼이 포함된 도포액을 폴리에스테르 표면에 도포하여 폴리에스테르 필름을 제조함으로써 내열성, 내보일성 등이 우수할 뿐만 아니라 인쇄특성 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀 수지와의 접착력이 우수하고, 상기 폴리에스테르 필름의 도포층위에 금속을 증착시켜 제조된 금속증착 폴리에스테르 필름은 내열성 및 광택도가 우수하면서도 금속증착층과 폴리에스테르 기재 필름간의 접착력이 우수하여 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등으로 드라이 라미네이션 또는 익스트루젼 라미네이션 등으로 포장재용 적층필름을 제조할 때 우수한 산소차단성, 수분방지성, 가시광 또는 자외선 차단성을 가지며, 포장재, 장식재, 각종 피복재, 전기 테이프 등의 각종 용도에 유용하게 사용할 수 있는 금속접착이 용이한 도포층을 갖는 폴리에스테르 필름 및 이로부터 제조된 금속증착필름에 관한 것이다.

Description

금속접착이 용이한 도포층을 갖는 폴리에스테르 필름 및 이로부터 제조된 금속증착필름 {Polyester film having metal adhesion promotion layer and its metallized polyester film}

금속으로 피복된 플라스틱 필름은 라벨 및 전사술, 태양광 조절 필름, 포장용 필름, 장식품 및 마이크로 필름과 같은 최종 용도를 위해 알루미늄박과 같은 금속박을 대체하여 왔다. 이러한 용도중 금속박은 가시광선 및 자외선의 통과를 차단함으로써 음식물의 산화부패의 시작을 방지하는 역할을 한다. 폴리에스테르 필름에 얇은 금속층으로 피복시킨 필름, 즉 금속증착 필름은 금속박 포장용에서 통상적인 가시광선 및 자외선 차단특성과 함께 폴리에스테르 필름 포장용에서 통상적인 바람직한 산소 및 수분 차단특성을 갖는 유연한 포장물질을 제공한다.

각종 플라스틱 필름중 폴리에스테르 필름, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은 화학적, 물리적으로 안정하고 특히 2축연신시 기계적 강도가 높으며 내열성, 내구성, 내약품성, 전기절연성 등이 우수하여 의료기구, 자기기록매체, 콘덴서, 사진필름, 산업용품, 포장재, 라벨용품외에 각종 성형가공품의 제조에 폭 넓게 사용되고 있다.

이러한 폴리에스테르 필름의 다양한 용도중 식품포장재로 널리 사용되고 있는 금속증착필름은 필름의 증착면 또는 그 반대면에 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등을 드라이 라미네이션 또는 익스트루젼 라미네이션에 의해 적층시켜 사용하여 왔으나, 금속증착필름의 유연성 때문에 폴리에스테르 기재와 금속증착층과의 접착력이 약하면 중간에 쉽게 분리되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 폴리에스테르 필름과 금속증착층과의 접착력을 향상시키기 위한 여러 방법들이 알려져 있다. 그 예로서, 피복된 필름을 가열하는 방법[영국특허 제1,370,893호]이 개시되어 있으나, 이는 임의의 금속화된 필름을 제조하기 전에 상기 공정을 위한 적절한 온도 및 시간을 결정하기 위한 실험을 수행해야만 하는 단점이 있다. 다른 예로는 탄소수 3 ∼ 6의 α-모노올레핀 0.5 ∼ 15 중량%와 에틸렌의 랜덤 공중합체를 포함하는 층으로 폴리에스테르 필름을 피복시키는 방법[유럽특허공개 제0,023,389호]과 공중합 에스테르를 주성분으로 하는 수분산액 또는 수용액을 필름 표면에 도포하여 이 도포층에 금속증착을 하여 증착층과 기재 필름간의 접착력을 높이는 방법[일본특허공고 소80-4583호, 소80-12870호]가 개시되어 있다. 그러나, 이러한 방법들은 특정한 개선점을 나타내긴 하지만 물의 존재하에서는 증착층과 기재 필름간의 접착력이 저하되어 그 사용이 제한되는 단점이 있다.

따라서, 실질적으로 물의 존재하에서 접착력이 우수할 뿐만 아니라 끓는 물에 침적된 후에도 접착력이 우수한 필름이 요구됨에 따라 필름에 내수성 및 내보일성을 부여하기 위하여 여러 가지 방법이 제안되었다.

수불용성 폴리에스테르 공중합체를 주성분으로 하는 수분산액을 필름 표면에 도포하여 내수성을 부여하는 방법[일본특허공개 소83-209835호]이 개시되었으나, 이는 내보일성이 전혀 개선되지 않는 문제가 있었다. 또한, 도포액을 유기용제에 용해시켜 사용하는 방법[일본특허공개 소84-51424호]이 알려져 있으나, 이는 내보일성을 개선시키기는 하지만 유기용제의 사용으로 인해 도포시 인화의 위험성이 있고, 냄새가 심하며 환경피해와 같은 문제점을 안고 있다.

이와 같이 금속증착 필름에 요구되는 물성중 내열성은 매우 중요하여 금속증착 필름을 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌으로 적층할 때와 적층한 포장재를 보일용 등의 최종용도로 사용할 때 도포층의 열팽창, 수축 등으로 증착된 금속층과의 접착력이 저하되어, 즉 내열성 및 내보일성이 나빠지는 경우도 있는데 충분히 가교되지 못한 코폴리에스테르 도포층일 경우 그 사용이 제한되는 단점이 있다. 특히, 코폴리에스테르가 주성분인 수분산액 또는 수용액은 이의 제조에 필요한 원료가와 제조방법 등에 따른 도포액의 가격이 상대적으로 아크릴의 그것들에 비하여 비싸다는 단점도 있다.

그러나, 폴리에스테르 필름에 도포할 때 도포재료가 무엇이든 도포 얼룩(코팅 무라)가 없어야 되고, 금속을 증착한 후, 금속의 광택도(gloss)가 유지되어야 하는 전제 조건이 있다. 도포 얼룩이 없어 균일한 도포가 되었더라도 금속증착 후 금속면의 광택도가 감소하거나, 도포후 육안으로는 구분이 가지 않더라도 도포 얼룩에 의해 금속증착 후 부위별로 얼룩 무늬가 그대로 전사되면 내열성 및 내보일성이 개선된다 하더라도 제품의 품질에 심각한 문제가 발생한다.

이에 본 발명자들은 금속증착필름의 얼룩무늬가 없고 광택도를 유지하면서 금속증착필름의 내보일성 및 내열성을 향상시키기 위하여 예의 연구노력한 결과, 아크릴 공중합 에멀젼을 함유하는 도포액을 폴리에스테르 필름에 도포하고, 그 표면을 금속증착함으로써 상기와 같은 문제점이 개선된 폴리에스테르 필름 및 금속증착필름을 제조할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명에서는 내보일성 및 내열성이 개선된 기능성 폴리에스테르 필름을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 기능성 폴리에스테르 필름으로부터 제조되어 얼룩무늬가 없고 광택도를 유지하면서 산소차단성, 수분방지성 및 가시광선 또는 자외선 차단성이 개선된 금속증착 폴리에스테르 필름을 제공하는 데 또다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 메타크릴산 1.0 ∼ 15.0 중량%, 아크릴로니트릴 5.0 ∼ 40.0 중량%, 알킬아크릴레이트 10.0 ∼ 70.0 중량%, 알킬메타크릴레이트 10.0 ∼ 55.0 중량% 및 친수성 아크릴 모노머 0.01 ∼ 10.0 중량%로 구성되는 아크릴 공중합 에멀젼이 함유된 도포액이 0.001 ∼ 2.0 g/㎡의 양으로 적어도 한 면에 도포된 폴리에스테르 필름을 그 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 폴리에스테르 필름에 주기율표상 6A, 7A, 8A, 1B, 2B 및 3B족 중에서 선택된 적어도 하나의 금속이 증착된 금속증착 폴리에스테르 필름을 또다른 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 폴리에스테르 필름에 있어서 아크릴 공중합체는 20 중량% 이상 고농도의 에멀젼으로 제조되고 이를 1.0 ∼ 10 중량% 되도록 물에 희석하여 도포하는데, 여기에 아크릴 공중합체에 대해 가교결합제 0.001 ∼ 15 중량%, 가교결합 촉매 0.001 ∼ 5.0 중량%, 계면활성제 0.001 ∼ 10.0 중량% 및 금속산화물 미립자 및 유기미립자 0.5 ∼ 2.0 중량% 중에서 선택된 하나 이상을 첨가할 수 있다.

본 발명에 따른 기재 필름용 폴리에스테르는 o-클로로페놀 용액에서 25℃에서 0.4 ∼ 0.8 dl/g, 바람직하기로는 0.5 ∼ 0.75 dl/g의 극한점도를 갖는다. 만일 상기 극한 점도가 0.4 dl/g 미만이면 필름 제조공정중에 파단이 빈번하여 생산성이 저하될 뿐만 아니라 필름의 기계적 물성 등이 나쁘고, 0.8 dl/g을 초과하면 용융점도가 높아 실질적으로 제조가 어려운 문제가 있다.

이와 같은 본 발명의 기재 필름용 폴리에스테르는 디카르복실산 성분과 글리콜 성분을 중축합시켜 얻어지는데, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

폴리에스테르는 디카르복실산 성분과 글리콜 성분으로 구성되는 바, 이러한 폴리에스테르의 구성성분중 디카르복실산 성분으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌-2,6-디카르복실산 등과 같은 방향족 디카르복실산과 또한 이들 산의 메틸에스테르, 에틸에스테르 및 페닐에스테르 화합물과 같은 에스테르 유도체를 들 수 있다. 그리고, 또다른 성분인 글리콜 성분으로는 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 비스페놀 A 등의 지방족 및 방향족 디올을 들 수 있다.

이러한 디카르복실산 성분과 글리콜 성분에 트리멜리트산, 트리메신산, 피로멜리트산, 글리세린, 펜타에리트리톨 등과 같은 다관능성 가교제 화합물과 모노메톡시 폴리에틸렌글리콜, 스테아릴알콜, 팔미트산, 벤조산, 나프타산 등과 같은 단관능성 말단기 종결제를 첨가할 수 있다.

상기와 같이 폴리에스테르를 제조하는데 상기 다관능성 가교제 및 단관능성 말단기 종결제외에 카본블랙과 같은 착색제, 안료, 염료, 이산화티타늄과 같은 소광제, 인화합물, 자외선 흡수제, 산화방지제, 리튬아세테이트 또는 소듐아세테이트와 같은 디에틸렌글리콜 억제제, 난연화제, 형광증백제 및 대전방지제 등을 반응혼합물내에 첨가할 수 있다. 그리고, 폴리에스테르 필름의 표면특성 조절을 위해서 탄산칼슘, 실리카 또는 알루미나와 같은 불활성 무기입자도 첨가할 수 있다.

이러한 본 발명의 폴리에스테르는 65 중량% 이상이 폴리에틸렌 테레프탈레이트 호모폴리에스테르인 것이 좋고, 이는 35 중량% 이내에서 공중합하여도 좋다.

상기와 같은 폴리에스테르를 이용하여 금속접착이 용이한 도포층을 갖는 본 발명의 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법은 특별히 한정되어 있지 않으나, 바람직하기로는 극한점도 0.4 ∼ 0.8 dl/g의 폴리에스테르 수지를 용융압출시켜 15 ∼ 35℃의 냉각롤에서 정전인가하여 시이트로 성형한 후, 상기 미연신 시이트를 70 ∼ 100℃에서 종방향으로 2 ∼ 5배, 바람직하기로는 3 ∼ 4.5배 연신시킨 다음, 다시 100∼ 130℃에서 횡방향으로 2 ∼ 5배, 바람직하기로는 3 ∼ 4.5배 연신시키고 이어서 200 ∼ 260℃, 바람직하기로는 220 ∼ 250℃에서 상기 2축연신된 시이트를 열고정시켜 폴리에스테르 필름을 얻는다. 이러한 일련의 제조과정중 종방향 연신 후, 횡방향 연신 전의 단계에서 본 발명에 따른 아크릴 공중합 에멀젼을 적어도 한면에 도포할 수 있으며 또는 상기와 같은 연신공정에 따라 먼저 2축연신된 필름의 적어도 한 면에 상기 아크릴 공중합 에멀젼을 도포할 수 있다. 또한, 당해 분야에 공지되어 있는 바와 같이 에멀젼을 도포하기 전에 필름의 표면에 코로나(corona) 방전처리를 하는 것이 바람직하다. 방전처리는 폴리에스테르 표면의 소수성 특성을 감소시키는데 이는 도포액이 표면을 보다 쉽게 습윤시켜 표면에 대한 아크릴 도포물의 접착력을 향상시킨다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 사용된 아크릴 공중합 에멀젼은 메타크릴산, 알킬아크릴레이트, 알킬메타크릴레이트, 아크릴로니트릴 및 친수성 작용기를 갖는 아크릴 모노머를 주성분으로 하며, 이를 당해 분야에서 공지된 유화제와 계면활성제를 이용하여 공중합시킨 것이다. 여기에 가교결합제 및 조막조제 등을 첨가하여 코팅액을 조액하여 통상적으로 사용되는 방법으로 폴리에스테르 필름 생산공정중에 이를 도포하여 금속증착층과의 접착성이 개선된 금속증착 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.

이러한 아크릴 공중합 에멀젼은 메타크릴산 1.0 ∼ 15.0 중량%, 아크릴로니트릴 5.0 ∼ 40.0 중량%, 알킬아크릴레이트 10.0 ∼ 70.0 중량%, 알킬메타크릴레이트 10.0 ∼ 55.0 중량% 및 친수성 작용기를 갖는 아크릴 모노머 0.01 ∼ 10.0 중량%를 포함하여 구성된다.

아크릴 공중합 에멀젼을 구성하는 성분중 알킬아크릴레이트 또는 알킬메타크릴레이트에서 알킬기는 탄소수 1 ∼ 10의 지방족 또는 지환족, 예를 들면 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 헥실, 헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, 시클로헥실 등이고, 바람직하기로는 메틸기 또는 에틸기이다. 이러한 알킬메타크릴레이트의 함량이 높으면 도포층이 딱딱해지면서 수분 및 용매의 침투성이 낮아져 기재 폴리에스테르 필름과 접착력이 좋아지고, 알킬아크릴레이트의 함량이 높으면 도포층이 연해지면서 금속증착층과의 접착력이 좋아지는 장점이 있어 이들간의 함량 조절이 중요하다. 따라서, 알킬아크릴레이트는 10.0 ∼ 70.0 중량%로 함유시키고, 알킬메타크릴레이트는 10.0 ∼ 55.0 중량%로 함유시키는 것이 좋다.

그리고, 아크릴로니트릴은 니트릴기의 강한 극성으로 수지내의 카르복실기 및 친수성기와의 수소결합을 통하여 수분 및 용매의 침투를 막아주는 베리어성이 좋아 내수성 및 내용매성을 향상시키는 역할을 할 뿐만 아니라 금속층과의 접착성을 높여주는 역할을 하여 금속층을 도포층에 견고히 접착하고 도포층과 기재 필름간의 접착력을 저해하는 수분 등의 영향을 감소시켜 증착필름의 내수성, 내보일성을 증대시킨다. 따라서 상기한 효과를 얻기 위해서 아크릴로니트릴은 5.0 ∼ 40.0 중량%로 함유시킨다.

또한, 친수성기를 갖는 아크릴 모노머는 금속증착층과의 접착력을 높여줄 뿐만 아니라 다른 작용기와의 가교결합을 통하여 수분 및 용매의 베리어성을 높여 아크릴 도포층과 기재 필름간의 결합력을 저하시키는 것을 막아준다. 가교결합의 방법으로서 가교제와 메타크릴산의 카르복실 말단기 또는 친수성 아크릴 모노머의 친수성기와의 가교제에 의한 가교결합 또는 메타크릴산의 카르복실 말단기와 친수성 아크릴 모노머의 친수성기간의 자체 가교결합이 가능하다. 따라서, 친수성 아크릴 모노머는 0.01 ∼ 10.0 중량%로 함유시킴으로써 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다.

상기 친수성기를 갖는 아크릴 모노머의 친수성기로는 카르복실기, 술폰산기, 인산기 또는 이들의 이온화염, 히드록시메틸기, 아미드기, N-메틸올아미드기 및 아민기 또는 이들의 이온화염 중에서 선택된 것을 사용할 수 있는데, 그 중에서 카르복실기, 인산기, 히드록시기가 바람직하다.

그리고, 가교결합제로는 멜라민 또는 우레아 같은 아민 화합물과 포름 알데히드와의 축합물 또는 이들 아민 화합물, 포름알데히드 및 알코올의 축합물외에 옥사졸린 등을 들 수 있는데, 본 발명에서는 알킬기가 치환되거나 치환되지 않은 멜라민-포름알데히드 축합물이 바람직하다. 이러한 가교결합제는 전체 아크릴 공중합 에멀젼 중에 0.01 ∼ 3.0 중량%로 함유시키는 것이 좋다.

또한, 도포한 폴리에스테르 필름을 육안으로 관찰하면 도포 얼룩이 보이지 않더라도 금속을 증착하면 도포 불균일이 그대로 드러나 보이는 경우가 있다. 이러한 결점을 보완하기 위한 방법으로 계면활성제를 첨가한다. 계면활성제의 첨가량이 많은 경우 일반적으로 도포층과 기재 필름과의 접착력이 저하되는 경우가 많으므로 바람직하기로는 아크릴 공중합 에멀젼 중에 0.01 ∼ 3.0 중량%로 함유시키는 것이 좋다. 그리고, 계면활성제의 선택도 중요한데 본 발명에서는 소듐다이옥틸 술포숙시네이트와 같은 음이온계 또는 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르 또는 폴리실록산 폴리에테르 공중합체 또는 불소화합물과 폴리에틸렌옥사이드의 에닥트(adduct)와 같은 폴리에틸렌옥사이드형의 비이온계 등을 사용할 수 있는데, 본 발명에서는 폴리에틸렌 옥사이드형의 비이온계가 바람직하다.

본 발명에 따른 상기 아크릴 공중합 에멀젼은 또한 당해 분야에 공지되어 있는 기타 첨가제, 예를 들면 대전방지제, 습윤제, pH 조절제, 산화방지제, 염료, 안료, 슬립제, 예를 들면 콜로이드성 실리카, 유기실리콘 폴리머 또는 이의 유도체, 계면활성제, 조막조제, 예를 들면 알킬셀로솔부계 용매, 아미드계 용매 등을 기재 필름과 증착층과의 접착력을 저하시키지 않는 범위내에서 효과량으로 함유할 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 미연신 또는 1축연신 폴리에스테르 필름 또는 2축연신 폴리에스테르 필름에 아크릴 공중합 에멀젼액을 도포할 때는 그라비아롤, 리버스 그라비아롤 등의 롤을 이용한 도포법, 메이어바 등의 바를 이용한 도포법, 에어나이프 등의 비접촉식 도포법 등의 통상의 방법을 이용할 수 있다. 이와 같은 방법으로 건조후의 도포된 도포층의 두께가 0.001 ∼ 2.0 g/㎡인 본 발명의 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있다.

상기 본 발명에 따라 제조된 아크릴 공중합 에멀젼이 도포된 폴리에스테르 필름은 당해 분야에 공지되어 있는 진공증착기술에 의해, 예를 들면 필름의 표면상에 금속증기 또는 금속원자의 스트림(stream)을 흐르게 하여 폴리에스테르 필름 표면상의 금속의 피복물을 형성시키는 방법에 따라 금속증착을 수행함으로써 도포층상에 금속증착된 폴리에스테르 필름을 얻을 수 있다.

상기 금속증착 공정은 금속을 고진공, 바람직하기로는 약 10^-3torr 이하의 진공하에서 금속의 증기압이 10^-2torr를 초과할 정도의 융점이상의 온도를 가열하여 수행하거나 또는 금속을 충격이온의 스트림에 합류시켜 질량전이 스퍼터링에 의해 제거함으로써 수행할 수 있다. 즉, 상기 조건들이 만족되면 금속증기 또는 원자가 모든 방향으로 방출되면서 금속이 증발되거나 스퍼터링되어 이들 금속증기 또는 원자가 필름 표면에 충돌, 응축됨으로써 필름 표면상에 얇은 금속피막을 형성시키게 된다.

상기 금속증착 공정에 사용되는 금속으로는 주기율표상 6A, 7A, 8A, 1B, 2B 및 3B족 중에서 선택된 적어도 하나의 금속, 바람직하기로는 알루미늄, 아연, 니켈, 구리, 금, 인듐, 스테인레스스틸, 크롬 및 티타늄과 이들 금속의 산화물이며, 보다 바람직하기로는 이들중 알루미늄이다. 적용되는 금속 피복의 두께는 금속증착필름의 최종용도에 따라 달라지나, 일반적으로 포장용의 알루미늄 피복층의 두께는 약 300 ∼ 600Å인 반면, 광선 적용용 피복물의 두께는 100Å 미만이다. 또한, 상기 증착 폴리에스테르 필름의 미 도포면에 폴리에틸렌 등을 드라이 라미네이션 또는 익스트루젼 라미네이션 등에 의해 적층할 경우 접착력 향상을 위하여 기재 필름의 표면에 코로나 방전처리를 행할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따라 제조된 도포층을 갖는 폴리에스테르 필름은 금속증착층과의 우수한 접착력 외에, 폴리에스테르 필름용 잉크, 셀로판 필름용 잉크, OPP 필름용 잉크와 같은 범용 잉크외에 UV 경화형 잉크 등에 사용되는 각종 수지와의 접착력도 우수하여 도포면위에 인쇄할 경우 인쇄층과 기재 필름간의 접착력이 우수하다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거하여 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

메타크릴산10 중량%

아크릴로니트릴20 중량%

에틸아크릴레이트55 중량%

메틸메타크릴레이트10 중량%

히드록시 메틸아크릴레이트5 중량%

상기와 같은 조성을 갖는 아크릴 코폴리머 에멀젼과 비이온계 계면활성제인 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르(옥시에틸렌 평균반복단위수는 8.5)를 각각 고형분 기준으로 4%와 0.6% 되도록 물에 희석시킨 도포액을 다음과 같은 절차에 따라 폴리에스테르 필름에 도포하였다.

무정형 실리카를 700 ppm 포함하는 극한점도 0.65 dl/g의 호모 폴리에스테르 칩을 160℃에서 충분히 건조시킨후 295℃로 압출다이를 통하여 용융압출하고 정전입가법에 의한 밀착법으로 20℃의 냉각드럼상에 시트상으로 급냉시켜 결정화도 5% 이하의 무정형 시트(sheet)를 만든 후, 100℃에서 축방향으로 3.5배 연신하였다. 이를 코로나 방전장치로 코로나 처리를 한 다음, 메이어바를 이용하여 상기의 도포액을 도포하고 이어서 110℃에서 폭방향으로 3.8배 연신하고 240℃에서 4초간 열처리하여 폭방향 3%로 이완하면서 200℃에서 2초간 열처리하여 12μ의 두께를 갖는 필름을 얻었으며, 도포중량은 0.035 g/㎡이다.

상기와 같이 얻은 폴리에스테르 필름과 이로부터 두께 약 500Å의 알루미늄을 증착한 알루미늄 증착필름의 성능 평가결과를 다음 표 1에 나타내었다.

실시예 2

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 실시예 1의 도포액에 수용성 멜라민-포름알데히드 가교결합제인 헥사메틸올 멜라민(대일본잉크화학공업주식회사 제품)을 고형분 기준으로 0.4% 함유하는 도포액을 도포하였다.

실시예 3

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 하되, 실시예 2의 도포액에 추가로 수분산 콜로이달 실리카를 아크릴 고형분 대비 2,000 ppm과 트리에틸아민 0.02%를 포함하는 도포액을 도포하였다.

실시예 4

상기 실시예 3과 동일한 방법으로 하되, 실시예 3의 도포액에 추가로 에틸셀로솔브 0.7%를 포함하는 도포액을 도포하였다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하되, 실시예 1의 도포액에 비이온계 계면활성제인 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르를 제외한 도포액을 도포하였다.

비교예 2

상기 실시예 2와 동일한 방법으로 하되, 실시예 2의 아크릴 코폴리머의 조성을 다음과 같이 하여 도포액을 도포하였다.

메타크릴산10 중량%

에틸아크릴레이트55 중량%

메틸메타크릴레이트30 중량%

히드록시 메틸아크릴레이트5 중량%

비교예 3

상기 비교예 2와 동일한 방법으로 하되, 아크릴 코폴리머의 조성을 다음과 같이 조성하였다.

메타크릴산10 중량%

아크릴로니트릴20 중량%

에틸아크릴레이트55 중량%

메틸메타크릴레이트10 중량%

비교예 4

아크릴로니트릴20 중량%

에틸아크릴레이트55 중량%

메틸메타크릴레이트15 중량%

히드록시 메틸아크릴레이트10 중량%

실험예

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 폴리에스테르 필름에 대하여 다음과 같이 실험을 하고, 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

A. 광택도 평가

광택도 측정기(일본전색공업주식회사 제품)로 85°의 조건으로 측정하였다. 이 조건에서 일반 폴리에스테르 필름에 알루미늄을 증착한 증착면을 측정한 결과는 116 ∼ 119%이다.

B. 금속증착필름의 금속증착층과 기재 필름간의 접착력 평가

(1) 내보일성

금속증착된 폴리에스테르 필름의 증착층에 두께 50㎛의 미연신 폴리에틸렌 시이트를 통상의 드라이 라미네이션에 의하여 적층시킨 후, 50℃에서 24시간 방치하여 에이징 처리하였다. 상기 처리가 완료되면 100℃의 물에 30분간 침적한 다음 금속증착된 폴리에스테르 필름과 그 위에 적층된 폴리에틸렌 시이트의 한쪽 끝의 일부를 박리한 후 순간적으로 박리하여 알루미늄 증착층이 어느 정도 남아 있는지를 관찰하였다.

접착성은 알루미늄 증착층이 기재 필름에 남아 있는 정도로 다음과 같은 기준에 따라 평가하였다.

○ : 박리후 증착층이 기재 필름에 90%이상 남아 있는 경우

△ : 박리후 증착층이 기재 필름에 60 ∼ 90% 정도 남아 있는 경우

× : 박리후 증착층이 기재 필름에 60% 미만으로 남아 있는 경우

(2) 내열성

금속증착된 폴리에스테르 필름의 증착층에 폴리에틸렌보다 접착성이 우수한 에틸렌비닐알콜(20㎛)/폴리에틸렌(30㎛)/폴리에틸렌테레프탈레이트(50㎛)의 적층 필름을 에틸렌비닐알콜면과 증착면이 접착하게 하여 온도별로 라미네이터에 180℃의 온도에서 380㎜/min의 속도로 라미네이팅한 다음, 금속증착된 폴리에스테르 필름과 그 위에 적층된 상기 적층 필름의 한쪽 끝의 일부를 박리한 후 순간적으로 박리하여 알루미늄 증착층이 폴리에스테르 필름면에 남아 있는 정도로 내열성을 내보일성과 동일한 기준으로 평가하였다.

C. 각종 수지와의 접착성

다음과 같은 각종 수지를 용매에 고형분 2 ∼ 4% 되도록 용해시키고 여기에 용이한 판별을 위해 색소(Savinyl Blue GLS)를 수지의 중량대비 10% 되도록 첨가하고 다시 균일하게 용해, 분산시킨 다음 이 도포액을 메이어바 #18으로 핸드코팅한 다음 열풍오븐 속에서 140℃에서 1분간 건조하였다. 그런다음 문구용 칼로 100개의 셀이 되게 격자로 무늬를 내고 그 위에 셀로판 테이프(덕성사 제품)로 잘 밀착시킨 다음 순간적으로 박리하여 폴리에스테르 면에 남아 있는 격자의 면적을 아래의 기준으로 평가하였다.

○ : 박리후 수지층이 기재 필름에 90% 이상 남아 있는 경우

△ : 박리후 수지층이 기재 필름에 60 ∼ 90% 남아 있는 경우

× : 박리후 수지층이 기재 필름에 60% 미만으로 남아 있는 경우

(1) 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트(CAB, 미국, Eastman Kodak 제품)

고형분이 4% 되도록 메틸에틸케톤(MEK)에 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트를 완전히 용해시키고 색소를 첨가하여 도포액을 제조하였다.

(2) 니트로 셀룰로오스(NC, 한국, (주)마그텍 제품, DHX 3/5)

고형분이 4% 되도록 메틸에틸케톤에 니트로 셀룰로오스를 완전히 용해시키고 색소를 첨가하여 도포액을 제조하였다.

(3) 아크릴(Surcol 441(AC), 미국, Allied Colloid사 제품, sp-2)

아크릴을 먼저 에탄올에 용해시키고 여기에 증류수와 소량의 암모니아수를 가하여 용해시키는데 에탄올과 물은 1:3의 중량비로 하였다. 그런후 색소를 에탄올에 용해시켜 첨가하고 최종적으로 아크릴의 고형분이 4% 되도록 도포액을 제조하였다.

(4) 우레탄(PU, 미국, Morton사 제품, CA-128)

우레탄을 1:1의 중량비의 테트라히드로퓨란과 톨루엔에 용해시키고 여기에 색소를 첨가하여 도포액을 제조하였다.

구 분	도포얼룩	광택도(%)	내보일성	내열성	수지와의 접착성
구 분	도포얼룩	광택도(%)	내보일성	내열성	CAB	NC	AC	PU
실시예 1	양호	118	△	△	○	○	○	○
실시예 2	양호	119	○	○	○	○	○	○
실시예 3	양호	117	○	○	○	○	○	○
실시예 4	양호	117	○	○	○	○	○	○
비교예 1	불량	108	△	×	○	○	○	○
비교예 2	양호	105	×	×	△	○	×	△
비교예 3	양호	108	△	△	△	○	△	○
비교예 4	보통	110	×	×	△	△	×	○

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 종래의 폴리에스테르 필름에 비하여 도포얼룩이 생기지 않고, 광택도가 우수할 뿐만 아니라 내보일성 및 내열성이 향상되었고, 다른 수지와의 접착성도 우수함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름 및 이로부터 제조된 금속증착필름은 인쇄특성 및 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀 수지와의 접착력이 우수할 뿐만 아니라 상기 폴리에스테르 필름의 도포층위에 금속을 증착시켜 제조된 금속증착 폴리에스테르 필름은 광택도가 우수하면서도 금속증착층과 폴리에스테르 기재 필름간의 접착력이 우수하여 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등으로 드라이 라미네이션 또는 익스트루젼 라미네이션 등으로 포장재용 적층필름을 제조할 때 우수한 산소차단성, 수분방지성, 가시광 또는 자외선 차단성을 가지며, 포장재, 장식재, 각종 피복재, 전기 테이프 등의 각종 용도에 유용하게 사용할 수 있다.

Claims

메타크릴산 1.0 ∼ 15.0 중량%, 아크릴로니트릴 5.0 ∼ 40.0 중량%, 알킬아크릴레이트 10.0 ∼ 70.0 중량%, 알킬메타크릴레이트 10.0 ∼ 55.0 중량% 및 친수성 아크릴 모노머 0.01 ∼ 10.0 중량%로 구성되는 아크릴 공중합 에멀젼이 함유된 도포액이 0.001 ∼ 2.0 g/㎡의 양으로 적어도 한 면에 도포된 폴리에스테르 필름.
제 1 항에 있어서, 친수성 아크릴 모노머는 히드록시기, 카르복실기, 술폰산기, 인산기, 히드록시메틸기, 아미드기, N-메틸올아미드기, 아민기 및 이들의 이온화염 중에서 선택된 친수성기로 치환된 것임을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름.
제 1 항에 있어서, 도포액은 폴리에틸렌 옥사이드계 또는 비이온계 계면활성제 0.01 ∼ 3.0 중량%와 알킬기로 치환되거나 되지않은 멜라민-포름알데히드 가교결합제 0.01 ∼ 3.0 중량%를 포함하는 것임을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름.
제 1 항의 폴리에스테르 필름에 금속을 증착하여 제조된 금속증착 폴리에스테르 필름.
제 4 항에 있어서, 금속은 알루미늄, 아연, 니켈, 구리, 금, 인듐, 스테인레스스틸, 크롬, 티타늄 및 이들의 산화물 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 금속증착 폴리에스테르 필름.