KR20110061824A - 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 매트필름의 표면에 특정한 처리를 하지 않고도 탁도를 증가시키고 무광택도를 향상시켜 포장, 전사용과 프린팅, 이미징, 광고, 전시 라미네이트 용도뿐만 아니라 전기전자재료 용도 등으로 광범위하게 적용 가능한 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상기 본 발명의 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름은 평균입자크기가 다른 두 가지 이상의 종류의 실리카 입자를 함유하여, 한 면 또는 반대 면의 60도 광택도가 20% 이하이고 탁도가 95% 이하인 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름은 탁도를 증가시켰을 뿐 아니라 무광택도가 향상된 매트필름으로 고급스러움을 더해 포장, 전사용과 프린팅, 이미징, 광고, 전시, 라미네이트 등의 고기능성 용도로 적용될 수 있고, 또한 상기 본 발명에 따른 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름의 제조 방법은 상기한 특성을 갖는 매트필름을 보다 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하는 유용한 발명이다.
무광택, 폴리에스테르, 실리카, 이축연신, 매트필름.

Description

무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름 및 그 제조 방법{Biaxially stretched polyester film and manufacturing method thereof}
본 발명은 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 매트필름의 표면에 특정한 처리를 하지 않고도 탁도를 증가시키고 무광택도를 향상시켜 포장, 전사용과 프린팅, 이미징, 광고, 전시 라미네이트 용도뿐만 아니라 전기전자재료 용도 등으로 광범위하게 적용 가능한 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
폴리에스테르는 일반적으로 우수한 물리·화학적 특성을 가지고 있기 때문에 고분자 가공제품으로 광범위하게 사용되어 오고 있다. 한편, 상기한 특성을 갖는 폴리에스테르 등을 주재로 사용하여 다양한 목적을 위하여 다양한 형태의 필름으로 제조되고 있는데, 이러한 다양한 필름은 사회의 발달 상에 부응하여 그 새로운 용도의 개발이 점진적으로 진행되고 있으며, 특히 무광택 매트 필름은 기존의 라벨용 도, 전사용도, 포장용도에서부터 사진용지, 이미지용지 등의 대체물로도 용도가 확장되어 지고 있다.
상기한 무광택 매트 필름은 일반적으로 필름 제조 원료에 적당량의 실리카 입자를 이용하는 매트필름의 제조 방법이 널리 알려져 있다.
그런데, 상기한 종래의 방법에 따른 매트 필름은 그 특성인 무광택의 필름을 만들기 위해 첨가되는 실리카 입자의 크기가 비교적 크기 때문에 상기한 종래의 공지된 방법에 따라 제조된 필름은 슬립성을 전혀 가지지 않는다는 단점이 있었으며, 따라서 이러한 단점을 해결하여 무광택을 우수하게 유지하면서 슬립성을 향상시키기 위해 제안된 것으로, 예를 들어 대한민국 특허출원 제2004-0027561호는 "폴리에스테르 필름 및 그 제조방법"을 개시하고 있으나, 상기 방법은 원하는 정도의 슬립성을 얻지 못하는 단점이 있어, 또다시 이를 개선하기 위해 본 발명의 출원인은 대한민국 특허출원 제2007-0140106호의 "슬립성이 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름 및 그 제조방법"을 발명하여 특허출원 하였다.
그런데, 통상적인 종래의 방법에 따른 폴리에스테르 매트 필름에 있어서 무광택의 정도를 향상하는 방법으로 실리카 입자의 양을 무조건 늘리는 방법으로는 그 기술적 한계가 있을 뿐 아니라, 슬립성의 향상이라는 다른 특성과의 상호 배치적인 문제점도 있다. 또한, 상기한 대한민국 특허출원 제2007-0140106호의 발명은 단순히 매트층 양면에 수용성 실리콘계 고분자가 함유된 조액을 인라인 코터를 이용하여 코팅함으로써 무광택도를 증가시킨다는 것으로, 양면에 코팅을 해야만 무광택도가 향상되는 효과를 얻을 수 있기 때문에 비용면에서 그리고 제조방법의 용이성 면에서 적당하지 않을 뿐 아니라 이 방법에 의해서는 원하는 정도의 광택도를 예상하는 것이 용이하지 않다는 단점이 여전히 존재하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하여 보다 간단하게 무광택도를 향상시키고 탁도를 증가시킨 폴리에스테르 매트필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 매트의 기본 특성인 무광택도를 더욱더 향상시켜 고급스러움을 더해 포장, 전사용과 프린팅, 이미징, 광고, 전시, 라미네이트 등의 고기능성 용도로 적용 가능한 폴리에스테르 매트필름을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 매트필름 표면에 부가적인 처리를 하지 않고도 향상된 무광택도를 가지는 폴리에스테르 매트필름을 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름은;
평균입자크기가 다른 두 가지 이상의 종류의 실리카 입자를 함유하여, 한 면 또는 반대 면의 60도 광택도가 20% 이하이고 탁도가 95% 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 두 가지 이상의 종류의 실리카 입자는 바람직하기로는 두 가지 종류 또는 세 가지 종류의 평균입자크기를 갖는 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 두 가지 이상의 종류의 실리카 입자의 평균입자크기가 0.5 내지 15㎛의 범위로 되는 실리카 입자임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 실리카 입자는 매트필름에 0.5 내지 10중량%로 함유된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 매트필름은 제조 공정 시 필름의 한 면 또는 반대 면의 표면에 어떠한 처리도 하지 않은 것임을 특징으로 한다.
상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름의 제조방법은;
실리카 입자를 0.5 내지 10중량% 함유하는 폴리에스테르를 건조하는 단계;
상기 건조된 칩을 다이를 통해 압출하여 캐스팅 드럼에서 냉각시켜 시트를 제조하는 단계;
상기 단계에서 제조된 시트를 종방향으로 75 내지 130℃의 온도 범위에서 2.0 내지 4.0배 연신하는 단계;
상기 연신된 시트를 횡방향으로 90 내지 145℃의 온도 범위에서 3.0 내지 4.0배 연신하는 단계; 및
상기 연신된 필름을 200 내지 250℃의 온도 범위에서 열처리를 행하는 단계로 구성되며,
상기 실리카 입자는 평균입자크기가 다른 두 가지 이상의 종류의 혼합물임을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 두 가지 이상의 종류의 실리카 입자의 평균입자크기가 0.5 내지 15㎛의 범위로 되는 실리카 입자임을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름의 제조시에 사용되는 평균입자크기가 각각 다른 두 가지 이상의 실리카 입자는 캐스팅 공정 시 고분자 용융물의 핵제로 작용하므로, 폴리에스테르 필름의 제조시 상기한 결정화 제어기술이 요구되며, 아울러 이들 입자는 매트 필름의 연신성을 제한하므로 통상의 폴리에스테르 필름 연신조건과는 다른 연신 메카니즘의 이해와 제조조건이 요구된다. 뿐만 아니라 폴리에스테르 매트필름의 연신 공정 시 다량의 비교적 큰 무기입자는 폴리에스테르 매트릭스와 입자 간에 기공 생성을 유발하여 파단을 발생시키므로 파단제어 기술이 요구된다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 요구조건에 적절하게 대응하기 위하여 상기한 발명의 제조 조건을 제시하여 제반 문제를 해결하는 것이다.
상기 본 발명의 구성에 따라 사용되는 실리카 입자의 평균입자크기는 0.5 내지 15㎛, 보다 바람직하기로는 2 내지 8㎛ 범위가 선호된다. 평균 입자크기가 0.5㎛ 미만이면 요구되는 무광택성을 얻기 어렵고, 평균입자크기가 15㎛를 초과하면 입자-매트릭스 간의 상호작용력이 약해서 연신 공정 시 기포생성이 너무 많아 공정 불안정의 또 다른 원인이 될 수 있어 바람직하지 않다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 실리카 입자의 첨가량은 0.5 내지 10중량%, 보다 바람직하기로는 1 내지 5중량%의 범위가 선호되는데, 첨가량이 0.5중량% 미만이면 요구되는 무광택성을 얻기 어렵고, 첨가량이 10중량%를 초과하면 고분자의 유동적 특성이 변하고 연신성이 저하되어 제막공정의 어려움이 야기되어 바람직하지 않다.
본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기한 바와 같이 무광택도 향상을 위해 평균입자크기가 각각 다른 두 가지 이상의 실리카 입자를 사용하는데, 이때 실리카 입자 간의 비율은 1:1 내지 1:2의 범위가 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름은 두 종류 이상의 실리카 입자를 함유할 수 있게 함으로써 탁도를 증가시키고 무광택도를 더욱더 향상시킨 매트필름으로 고급스러움을 더해 포장, 전사용과 프린팅, 이미징, 광고, 전시, 라미네이트 등의 고기능성 용도로 적용될 수 있고, 또한 상기 본 발명에 따른 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름의 제조 방법은 상기한 특성을 갖는 매트필름을 결정화 제어기술, 특정한 연신 메카니즘의 이해 및 그에 따른 제조조건의 확립 및 파단 제어 기술을 이용하여 용이하게 제조할 수 있는 방법을 제공하는 유용한 발명이다.
이하에서 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범주가 여기에 한정되는 것이 아님은 물론이다.
다음 실시예 및 비교예에 따라 얻어진 필름의 물성평가에 있어서 60도 광택도는 ASTM D 523, 탁도(Haze)는 ASTM D 1003의 방법에 의해 측정하였다.
실시예 1
평균입자크기가 약 4μm, 6μm, 7μm인 실리카입자들 중에 4μm, 6μm인 입자를 아래 표 1에 나타난 바와 같은 비율로 믹싱하여 얻은 실리카입자 혼합물 3.5중량%를 함유하는 폴리에스테르를 건조 후 다이를 통해 압출하여 캐스팅 드럼에서 냉각시켜 시트를 제조하였다. 이 시트를 종 방향으로 100℃의 온도 범위에서 3.0배 연신한 후, 횡 방향으로 약
90~145℃의 온도 범위에서 3.3배 연신하여 215~245℃의 온도 범위에서 열처리를 행하여 두께가 19μm인 필름을 얻었다. 단, 실리카입자의 함량은 각각의 실리카입자마다 가지는 일정한 농도와 실리카입자들 간의 투입비율에 따라 정해진다.
실시예 2 내지 3
실리카입자의 크기 및 믹싱 비율을 다음 표 1에 나타난 바와 같이 투입하는 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 동일한 두께의 필름을 각각 얻었다.
비교예 1
평균입자크기가 약 4μm, 6μm, 7μm인 실리카입자를 다음 표 1에 나타난 바와 같은 비율로 믹싱하여 실리카입자를 3.5중량% 함유하는 폴리에스테르를 건조 후 다이를 통해 압출하여 캐스팅 드럼에서 냉각시켜 시트를 제조하였다. 이 시트를 종 방향으로 100℃의 온도 범위에서 3.0배 연신한 후, 횡방향으로 약 90~145℃의 온도 범위에서 3.3배 연신하여 215~245℃의 온도 범위에서 열처리를 행하여 두께가 19μm인 필름을 얻었다. 단, 실리카입자의 함량은 각각의 실리카입자마다 가지는 일정한 농도와 실리카입자들 간의 투입비율에 따라 정해진다.
비교예 2 내지 5
실리카입자의 크기 및 믹싱 비율을 다음 표 1에 나타난 바와 같이 투입하는 것 외에는 비교예 1과 동일한 방법으로 동일한 두께의 필름을 각각 얻었다.
실리카 입자 실리카입자 크기(μm) 실리카입자 간의 비율 실리카입자 함량(중량%) 탁도
( Haze , %)
광택도(60°, %)
FRONT BACK
실시예1 A 4 1 3.5 88 13 13
B 6 1.5
실시예2 A 4 1 3.5 89 14 15
B 6 1.25
실시예3 A 4 1 3.5 87 14 14
B 6 1.2
C 7 1.2
비교예1 A 4 - 3.5 81 21 22
비교예2 B 6 - 3.5 80 25 24
비교예3 A 4 8 3.5 80 21 20
B 6 1
비교예4 A 4 3 3.5 82 23 23
B 6 1
비교예5 A 4 3 3.5 81 24 25
C 7 1

Claims (7)

  1. 평균입자크기가 다른 두 가지 이상의 종류의 실리카 입자를 함유하여, 한 면 또는 반대 면의 60도 광택도가 20% 이하이고 탁도가 95% 이하인 것을 특징으로 하는 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 두 가지 이상의 종류의 실리카 입자는 두 가지 종류 또는 세 가지 종류의 평균입자크기를 갖는 것임을 특징으로 하는 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 두 가지 이상의 종류의 실리카 입자의 평균입자크기가 0.5 내지 15㎛의 범위로 되는 실리카 입자임을 특징으로 하는 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 실리카 입자는 매트필름에 0.5 내지 10중량%로 함유된 것임을 특징으로 하는 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 매트필름은 제조 공정 시 필름의 한 면 또는 반대 면의 표면에 어떠한 처리도 하지 않은 것임을 특징으로 하는 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름.
  6. 실리카 입자를 0.5 내지 10중량% 함유하는 폴리에스테르를 건조하는 단계;
    상기 건조된 칩을 다이를 통해 압출하여 캐스팅 드럼에서 냉각시켜 시트를 제조하는 단계;
    상기 단계에서 제조된 시트를 종방향으로 75 내지 130℃의 온도 범위에서 2.0 내지 4.0배 연신하는 단계;
    상기 연신된 시트를 횡방향으로 90 내지 145℃의 온도 범위에서 3.0 내지 4.0배 연신하는 단계; 및
    상기 연신된 필름을 200 내지 250℃의 온도 범위에서 열처리를 행하는 단계로 구성되며,
    상기 실리카 입자는 평균입자크기가 다른 두 가지 이상의 종류의 혼합물임을 특징으로 하는 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름의 제조방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 두 가지 이상의 종류의 실리카 입자의 평균입자크기 가 0.5 내지 15㎛의 범위로 되는 실리카 입자임을 특징으로 하는 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름의 제조방법.
KR1020090118336A 2009-12-02 2009-12-02 무광택도가 향상된 이축연신 폴리에스테르 매트필름 및 그 제조 방법 KR20110061824A (ko)

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