KR20110105765A - 난연성 폴리에스테르 복합체 필름 - Google Patents

난연성 폴리에스테르 복합체 필름 Download PDF

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Abstract

난연 특성을 갖는 다층 복합체 필름. 일 구체예로서 상기 복합체 필름은 발연성 난연제를 함유하는 중간층을 포함한다. 상기 중간층은 2개의 외부 필름층 사이에 위치한다. 상기 외부 필름층은 또한 난연제를 함유한다. 그러나, 외부층에 함유된 난연제는 중간층에 함유된 발연성 난연제와는 상이하다. 상기 복합체 필름은 창문처리, 라벨, 박리 라이너, 전자 산업용 포장재 등과 같은 무수하게 상이한 물품을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 일 구체예로서, 금속화된 층은 복합체 필름의 한 면에 부착될 수 있다.

Description

난연성 폴리에스테르 복합체 필름{Flame retardant polyester composite film}
관련 출원
본 출원은 2008년 10월 21일 출원된 미국 가출원번호 61/107,218호를 기초로 하며 이를 우선권 주장하고 있다.
본 발명은 난연성 폴리에스테르 복합체 필름에 관한 것이다.
폴리에스테르 필름과 같은 중합체 필름은 무수하게 다양한 용도로 사용된다. 예를 들어, 필름은 포장재, 라벨, 박리 라이너, 광학 필터, 가구 적층, 및 블라인드 및 차양과 같은 창문처리(window treatment)로서 사용된다. 중합체 필름은 또한 전자 산업에도 사용된다. 예를 들어, 필름은 케이블 및 와이어를 포장하기 위해 사용된다.
몇몇 적용의 경우에서는 중합체 필름이 난연성 특징을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 본 명세서에 참고문헌으로 포함되어 있는 Ye 일행에게 허여된 미국특허 공개번호 2006/0110613호는 개별 필름층에 다양한 수준의 인을 포함하는 금속화된 난연성 폴리에스테르 필름을 기재하고 있다. 본 명세서에 참고문헌으로 포함되어 있는 키에네 등에게 허여된 미국 특허번호 7,189,451호는 2축 배향된 다층 폴리에스테르 필름에 다양한 난연제를 부가하는 것을 개시한다.
과거 다양한 난연성 필름이 제안되었지만, 그에 대한 개선이 여전히 요청되고 있다. 이와 관련하여, 본 발명은 난연성 필름의 작성에서 개선, 및 특히 난연성 폴리에스테르 필름의 작성에 관한 것이다.
요약
일반적으로, 본 발명은 상승작용적으로 함께 작용하여 탁월한 난연 특성을 갖는 필름을 생성하는 상이한 난연제를 함유하는 난연성 복합체 필름에 관한 것이다.
일 구체예로서 예를 들어, 난연성 복합체 필름은 적어도 3개 필름층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복합체 필름은 폴리에스테르 중합체를 각각 포함하는 제1 필름층 및 제2 필름층을 포함할 수 있다. 필름층의 적어도 1개 또는 필름층의 양쪽은 제1 난연제를 더 함유할 수 있다. 상기 복합체 필름은 또한 제1 필름층과 제2 필름층 사이에 위치한 중간 필름층을 포함할 수 있다. 상기 중간 필름층은 제2 난연제를 함유하는 폴리에스테르 중합체를 포함한다. 제2 난연제는 제1 난연제와는 상이하며 또 발연성(fumable) 난연제를 포함한다. 여기서 사용된 "발연성" 난연제는 중합체가 가열될 때 휘발성 분해 생성물을 생성하고 용융되며 또 상기 중합체가 175℃ 이상의 온도로 가열되면 아세트알데히드와 같은 소량의 알데히드를 특이적으로 생성하는 난연제를 지칭한다. 그러나, 발연성 난연제를 중간 필름층 중에 위치시키는 것에 의해, 휘발성 분해 생성물은 복합체 필름 내에 포획되어 존재하는 한편 탁월한 난연 특성을 갖는 복합체 필름을 제공한다.
일 구체예로서 제1 난연제 및 제2 난연제는 폴리에스테르 중합체와 화학적으로 결합된 유기인 화합물을 포함한다. 예를 들어, 제1 난연제 및 제2 난연제는 폴리에스테르의 주쇄에 혼입될 수 있거나 또는 폴리에스테르 중합체 내에 현수기(pendant group)로서 존재할 수 있다.
일개의 특정 구체예로서 제1 난연제는 비스(2-히드록시에틸)[(6-산화물-6H-디벤조-[c,e][1,2]옥사포스포린-6-일)메틸]-부탄디카복실레이트와 같은 부탄디온산 에스테르를 포함할 수 있다. 반면에, 제2 난연제는 아인산 에스테르를 포함할 수 있다.
제1 난연제 및/또는 제2 난연제가 인 화합물을 포함하면, 인은 각각의 개별 필름층에 적어도 5,000 ppm의 농도로 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 난연제는 인 농도가 약 5,000 ppm 내지 약 20,000 ppm, 예컨대 약 7,000 ppm 내지 약 12,000 ppm이 되도록 각 필름층에 혼입될 수 있다.
상기 난연성 복합체 필름은 특정 적용에 따라서 적합한 두께를 가질 수 있다. 일 구체예로서, 예를 들어, 상기 복합체 필름은 약 0.5 mils 내지 약 7 mils의 두께, 예컨대 약 1 mils 내지 약 2 mils의 두께를 가질 수 있다. 제1 필름층 및 제2 필름층은 복합체 필름 중량의 약 5 중량% 내지 약 40 중량%, 예컨대 복합체 필름중량의 약 10 중량% 내지 약 20 중량%로 각각 포함할 수 있다. 한편, 중간 필름층은 복합체 필름 중량의 약 20 중량% 내지 약 90 중량%, 예컨대 복합체 필름 중량의 약 60 중량% 내지 약 80 중량% 포함할 수 있다. 중간 필름층의 두께는, 예를 들어, 1개의 특정 적용에서 약 1 mil 내지 약 2 mils일 수 있다.
필름층을 형성하기 위하여 사용된 폴리에스테르 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 적합한 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 일 구체예로서 상기 3개 필름층은 함께 공압출될 수 있다. 이 구체예에서는, 예를 들어, 중간 필름층과 외부의 제1 및 제2 필름층 사이에는 중간 필름층이 존재하지 않을 수 있다. 공압출되면, 형성된 필름은 적어도 1개 방향으로 연신될 수 있다. 예를 들어, 상기 복합체 필름은 2축 연신될 수 있다. 필름층이 압출을 통하여 형성되면, 필름층을 형성하기 위하여 사용된 중합체 수지 각각은 약 0.60 IV 내지 약 0.68 IV의 고유 점도를 가질 수 있다.
일 구체예로서 금속 또는 금속 산화물 층은 난연성 복합체 필름에 부착될 수 있다. 금속화된 층이 복합체 필름 상에 존재하면, 예를 들어, 생성한 생성물은 창문 블라인드, 창문 차양, 및 기타 창문처리를 제조하기에 특히 적합할 수 있다.
일 구체예로서 본 발명의 복합체 필름은 2개 필름층 만을 함유하는 것으로 먼저 형성되었다. 이 구체예에서, 제1 필름층은 제1 난연제를 함유할 수 있는 반면에, 제2 필름층은 발연성 난연제를 포함할 수 있다. 이 구체예에서, 상기 2개 층 필름은 다른 구조에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 금속화된 코팅과 같은 코팅은 발연성 난연제를 캡슐화하기 위하여 제2 필름층에 도포될 수 있다.
일 구체예로서 특히 창문 처리를 작성할 때, 상술한 바와 같은 2개 복합체 필름을 접착하는 것에 의해 적층을 형성할 수 있다. 상기 복합체 필름은 난연성 접착제를 사용하는 것에 의해 함께 적층화될 수 있다. 적층은 제1 외부 표면 및 제2 외부 표면을 포함할 수 있다. 일 구체예로서 제1 외부 표면은 금속화된 층을 포함할 수 있다. 반면에, 제2 외부 표면은 광 차폐 특성을 갖는 반투명 물질을 제조하기 위하여 특정 컬러 색조로 염색될 수 있다.
다른 구체예로서, 충전제 입자는 복합체 필름의 외부층의 하나 또는 양쪽에 혼입될 수 있다. 상기 충전제 입자는 외부층에, 예를 들어, 약 5 중량% 내지 약 40 중량%의 양으로 혼입될 수 있다. 상기 충전제는 착색된 불투명 물질을 생성하기 위하여 외부층에 혼입될 수 있다. 일 구체예로서 예를 들어, 이산화 티탄 입자는 백색 복합체 필름층을 생성하기 위하여 외부층의 하나 또는 양쪽에 혼입될 수 있다.
본 발명의 다른 특징과 요지는 이하에 더 자세하게 논의한다.
당업자에게 알려진 최선의 양태를 비롯한 본 발명의 충분하고 가능한 기재는 첨부한 도면을 참조하여 명세서 나머지 부분에 더욱 자세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 난연성 복합체 필름의 일 구체예의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조될 수 있는 적층의 일 구체예의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따라 작성될 수 있는 창문처리의 일 구체예의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 창문처리의 다른 구체예의 개략도이다.
본 명세서 및 도면에서 참조부호의 반복 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징부 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.
상세한 설명
당업자들은 본 발명에서 논의한 내용이 예시적 양태의 기재이며 본 발명의 더 넓은 요지를 제한하는 것이 아님을 이해하고 있을 것이다.
일반적으로, 본 발명은 난연성 복합체 필름에 관한 것이다. 상기 복합체 필름은 복수의 필름층을 포함한다. 일 구체예로서 예를 들어, 적어도 2개 층은 난연제와 조합된 폴리에스테르 중합체로 제조된다. 본 발명에 따르면, 복합체 필름의 중간 필름층은 발연성 난연제를 함유한다. 중간층은 대향하는 1쌍의 외부 필름층 사이에 배치될 수 있다. 외부 필름층의 하나 또는 양쪽은 또한 난연제를 함유할 수 있다. 그러나 외부층에 함유된 난연제는 비발연성 난연제를 포함할 수 있다.
본 발명자들은 대향하는 1쌍의 외부층 사이에 발연성 난연제를 함유하고, 외부층의 적어도 1개는 비발연성 난연제를 함유하는 필름층을 캡슐화하는 것이 다양한 예기치 못한 이점과 효과를 제공할 수 있다는 것을 발견하였다. 특히, 상이한 필름층은 함께 작용하여 전체 복합체 필름의 난연 특성을 현저하게 개선시키는 것이 밝혀졌다.
예를 들어, Underwriters Laboratories, Inc.는 필름을 비롯한 플라스틱 물질의 가연성(flammability)을 시험하는 표준 시험을 발표하였다. 특히, Underwriters Laboratories, Inc.는 UL 94로 표시한 과정으로 가연성을 시험하는 표준 시험을 공표하였다. 특히 UL 94의 시험 11은 얇은 물질 수직 연소 시험에 관한 것이다.
UL 94의 시험 11에 따르면, 얇은 물질은 시편의 가연성을 기초로 "VTM" 등급을 갖는 것으로 분류한다. 폴리에스테르 필름은, 예를 들어, 전형적으로 VTM-2의 가연성 시험 등급을 갖는다. 한편, 본 발명에 따라 제조된 복합체 필름은 VTM-0의 가연성 시험 등급을 가질 수 있으며, 이는 이 시험에 의해 제공되는 최고 수준의 난연성이다. VTM-0의 가연성 시험 등급은 예를 들어 시편이, 종방향 축과 함께 수직으로 유지되면, 시편에 3초간 화염을 2회 적용한 후 10초 이내에 연소를 멈추는 것을 나타낸다. 상기 화염은 버너에 의해 생성된 약 20 mm 높이의 청색 화염이다. 가연성 시험 등급 VTM-O는 또한 상기 시편이 시편 아래에 놓인 목면을 점화할 수 있는 화염 입자 또는 방울을 생성하지 않는 것을 나타낸다.
상기 결과를 달성하기 위하여, 발연성 난연제를 함유하는 중간 필름층은 상이한 난연제를 함유하는 외부 필름층과 상승작용적으로 작용하는 것으로 믿어진다. 실제로, 본 발명자들은 복합체 필름의 난연 특성은 난연제를 각각 함유하지 않는 2개의 외부 폴리에스테르 층 사이에 발연성 난연제를 함유하는 중간층을 단순히 캡슐화하는 것에 비하여 현저히 개선됨을 발견하였다. 본 발명의 복합체 필름의 난연 특성은 또한 필름의 최외층(층들)이 최내층(층들)보다 더 높은 수준의 인을 포함하는 다층 필름을 개시하는 미국 출원 공개 2006/0110613호 측면에서 예상하지 못한 것이다.
예를 들어 설명을 위해 도 1을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 난연성 복합체 필름(10)의 일 구체예의 단면도가 도시되어 있다. 복합체 필름(10)은 제1 필름층(12)과 제2 필름층(16) 사이에 위치한 중간 필름층(14)을 포함한다. 그러나, 복합체 필름(10)은 2개층 만 또는 3개 층 이상을 함유할 수 있음을 이해해야 한다. 도 1에 도시된 구체예에서, 필름층은 서로 인접하게 직접 위치한다. 그러나, 다른 구체예에서, 다른 필름층은 중간층(14)과 제1 및 제2 필름층(12,16) 사이에 위치할 수 있다.
필름층(12, 14, 16) 각각은 열가소성 중합체로 제조된다. 일 구체예로서 예를 들어, 각 필름층은 폴리에스테르 중합체로 제조될 수 있다. 각 층을 제조하기 위해 사용된 폴리에스테르 중합체는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 사용될 수 있는 폴리에스테르 중합체는 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 포함한다. 코폴리에스테르 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 이소프탈레이트와 같이 사용될 수 있다. 일반적으로, 글리콜 또는 디올과 테레프탈산, 이소프탈산, 세바스산, 말론산, 아디프산, 아젤라산, 글루타르산, 수베르산, 숙신산, 등, 또는 상술한 것 중의 2 또는 그 이상의 혼합물과 같은 디카복시산(또는 그의 에스테르 등가물)의 중축합으로부터 생긴 중합체를 기본으로 하는 폴리에스테르 필름이 사용될 수 있다. 적합한 글리콜은 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 및 부탄디올 등과 같은 폴리올을 포함한다. 상술한 것 중 2 또는 그 이상의 혼합물도 또한 적합하다.
열가소성 중합체 이외에, 중간 필름층(14) 및 적어도 1개의 외부 필름층(12, 16)은 또한 난연제를 함유한다. 일개의 특정 구체예로서 예를 들어, 외부 필름층(12, 16) 양쪽 모두 난연제를 함유한다.
본 발명에 따르면, 중간 필름층(14)에 함유된 난연제는 발연성 난연제를 포함한다. 반면에, 제1 및 제2 필름층(12, 16)에 함유된 난연제는 일반적으로 비발연성 난연제를 포함한다. 중간 필름층(14) 내에 발연성 난연제를 유지하는 것에 의해, 알데히드 화합물과 같은 휘발성 성분은, 상기 복합체 필름이 가열되거나 나화(an open flame)에 노출될 때 복합체 필름(10) 내에 포획되어 잔류한다. 중간 필름층(14)에 발연성 난연제를 유지하는 것은 난연제의 능력을 증가시켜서 복합체 필름의 전체적 난연 특성을 개선하는 것으로 믿어진다. 예를 들어, 일 구체예로서, 발연성 난연제는 인 화합물을 포함할 수 있다. 중간 필름층(14)에 발연성 난연제를 유지하는 것은 중간 필름층으로부터 인이 방출되지 않게 하므로, 복합체 필름의 난연 특성을 유지하게 한다.
상기 기재한 바와 같이, 외부 필름층(12, 16)의 한쪽 또는 양쪽은 중간 필름층에 함유된 난연제와 상이한 난연제를 또한 함유할 수 있다. 본 발명자들은 외부 필름층에 함유된 난연제는 중간층에 함유된 발연성 난연제와 상승작용적으로 작용하는 것을 발견하였다. 이러한 구성은 탁월한 난연성을 갖는 전반적 복합체 필름을 제조할 수 있다. 특히, 본 발명의 복합체 필름은 외부층에 난연제를 함유하지 않지만, 중간층에는 발연성 난연제를 함유하는 유사한 복합체 필름과 대조적으로 현저하게 개선된 난연 특성을 갖는다.
제1 필름층(12) 및 제2 필름층(16)에 함유된 난연제는 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 적합한 난연제의 예는 유기 브롬 화합물, 유기 염소 화합물 또는 유기 질소 화합물과 같은 할로겐 화합물을 포함한다. 다른 난연제는 금속 수산화물 또는 금속 산화물 삼수화물을 포함한다.
필름층(12,16) 내에 함유된 난연제는 열가소성 중합체와 혼합될 수 있거나 또는 상기 중합체와 화학적으로 결합될 수 있다. 상기 난연제는 예를 들어, 공유결합에 의해 상기 중합체와 함께 화학적으로 결합될 수 있다. 상기 난연제는, 예를 들어, 폴리에스테르 중합체와 그 중합체의 주쇄에서 화학적으로 결합되거나 또는 현수 기를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 필름층에 특히 적합한 난연제는 유기인 화합물과 같은 인 화합물이다. 이러한 화합물은 탁월한 난연 특성을 가질 뿐만 아니라 폴리에스테르와 같은 열가소성 중합체와 화학적으로 결합될 수 있다. 이러한 난연제의 예는 무수물을 비롯한 카복시포스핀산 및 디메틸 메탄포스페이트이다. 기타 인 화합물은 부탄디온산 에스테르와 같은 다양한 아인산 에스테르를 포함한다. 부탄디온산 에스테르의 1개의 특별한 구체예는 하기 구조를 갖는 비스(2-히드록시에틸)[(6-산화물-6H-디벤조-[c,e][1,2]옥사포스포린-6-일)메틸]-부탄디카복실레이트(부탄디온산, [6-옥시도-6H-디벤즈[c,e][1,2]옥사포스포린-6-일)메틸]-, 비스(2-히드록시에틸)에스테르)라고도 칭함)를 포함한다:
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상술한 바와 같이, 중간 필름층은 외부층에 함유된 난연제와는 상이한 발연성 난연제를 함유한다. 발연성 난연제는, 예를 들어, 유기인 화합물과 같은 인 화합물을 포함할 수 있다. 일 구체예로서, 예를 들어, 발연성 난연제는 아인산 에스테르를 포함한다. 발연성 난연제는 폴리에스테르 중합체와 같은 열가소성 중합체에 의해 화학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 발연성 난연제는 폴리에스테르 중합체의 주쇄에 혼입되는 것에 의해 폴리에스테르 중합체에 공유결합될 수 있거나 또는 현수 기로서 포함될 수 있다. 중간 필름층(14)에 사용될 수 있는 발연성 난연제의 1개의 특별한 구체예는 Invista 사로부터 상품명 8934H로 시판되고 있다. 8934H는 인 화합물을 포함하는 발연성 난연제를 함유하는 변성된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체를 포함한다. 화염에 노출되면, 상기 변성된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체는 알데히드를 포함하는 소량의 휘발성 분해 생성물을 생성한다(약 175℃의 온도에서).
각 필름층에 함유된 난연제의 양은 상기 복합체 필름이 사용되는 특별한 적용을 비롯한 다양한 인자에 따라 달라질 수 있다. 일반적으로, 난연제는 선택된 특별한 난연제에 따라서 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 양으로 각 필름층에 혼입될 수 있다. 상기 난연제가 인을 포함하면, 예를 들어 난연제는 약 5,000 ppm 내지 약 100,000 ppm의 농도, 예컨대 약 5,000 ppm 내지 약 20,000 ppm의 농도로 각 필름층에 혼입될 수 있다. 일개의 특정 구체예로서, 예를 들어, 상기 난연제는 약 8,000 ppm 내지 약 10,000 ppm의 양으로 필름층에 함유될 수 있다.
도 1에 도시된 구체예에는 3층의 복합체 필름이 도시되어 있다. 그러나, 다른 구체예에서, 상기 복합체 필름은 2개 층, 즉 외부 필름층(12) 및 중간 필름층(14) 만을 함유할 수 있다. 이 구체예에서, 예를 들어, 발연성 난연제를 함유하는 중간 필름층은 발연성 난연제를 캡슐화하기 위하여 적합한 물질에 의해 코팅될 수 있다. 일개의 특정 구체예로서 예를 들어, 2층 복합체 필름은 생성한 복합체 필름이 2개 중간층 모두 발연성 난연제를 함유하도록 다른 2층 복합체 필름에 적층될 수 있다.
본 발명의 복합체 필름을 형성하기 위하여, 일 구체예로서, 필름층은 함께 공압출될 수 있다. 예를 들어, 상기 중합체 또는 상기 중합체를 형성하기 위해 사용된 중합체 블렌드 각각은 별도로 용융된 다음, 연마된 회전 캐스팅 드럼 상에 단일하지만 층을 이룬 시트로서 함께 압출되어 캐스트 다층 필름을 형성한다. 상기 복합체 필름은 신속하게 냉각된 다음 복합체 필름에 강도와 인성을 부여하기 위하여 1 이상의 방향으로 연신된다. 상기 복합체 필름은, 예를 들어, 1축 연신되거나 또는 2축 연신될 수 있다. 일반적으로, 연신은 중합체가 연화되고 용융되는 온도를 낮추기 위하여 폴리에스테르 중합체의 제2차 전이 온도 범위에서 생긴다. 필요한 경우, 상기 복합체 필름은 연신 후에 열처리될 수 있고, 필름을 더 결정화하는 것에 의해 폴리에스테르 필름층의 특성을 락인(lock-in)한다. 결정화는 복합체 필름에 안정성과 양호한 인장 특성을 부여한다. 폴리에스테르 필름층에 대한 이러한 열처리는 일반적으로 약 190℃ 내지 약 24O℃의 온도에서 실시된다. 예를 들어, 일 구체예로서, 상기 복합체 필름은 약 215℃ 내지 약 225℃에 약 1초 내지 약 20초 동안, 예컨대 약 2초 내지 약 10초 동안 열에 노출될 수 있다.
열처리되기 전에 필름이 연신되는 양은 다양한 인자에 따라 달라질 수 있다. 1축 연신될 때, 필름은 원래 길이의 약 1배 내지 약 4배의 양으로, 예컨대 원래 길이의 약 3배 내지 약 4배의 양으로 1개 방향(기계 방향으로 또는 기계 횡방향(cross mechanical direction)으로)으로 연신될 수 있다. 2축 연신되면, 필름은 원래 길이의 약 1배 내지 약 4배, 예컨대 원래 길이의 약 3배 내지 약 4배 양으로 수직 방향으로 연신될 수 있다.
필름층을 함께 공압출할 때, 층을 형성하기 위하여 사용된 중합체 수지는 약 0.6 IV 내지 약 0.7 IV의 고유 점도를 가질 수 있다. 예를 들어, 각 층에 대한 중합체 수지의 고유 점도는 약 0.61 IV 내지 약 0.63 IV일 수 있다.
그러나, 다른 구체예에서 개별 필름층을 형성한 다음 형성 후에 함께 접착할 수 있음도 이해해야 한다. 또한, 복합체 필름(10)은 필요에 따라서 부가적 필름층을 포함할 수 있다.
복합체 필름의 최종 두께는 다양한 인자 및 환경에 따라, 예컨대 필름을 형성하기 위하여 사용된 공정 및 최종 사용 목적에 따라서 다양할 수 있다. 일반적으로, 예를 들어, 상기 복합체 필름은 약 0.5 mil 내지 약 7 mils 또는 그 이상의 두께를 가질 수 있다. 1개의 특별한 적용에서, 상기 복합체 필름은 약 1 mil 내지 약 2 mils의 두께를 가질 수 있다. 중간 필름층(14)은, 예를 들어, 상기 구체예에서 일반적으로 약 0.5 mil 내지 약 1.5 mils의 두께를 갖는다.
일반적으로, 제1 필름층(12) 및 제2 필름층(16)은 각각 복합체 필름 두께의 약 5% 내지 약 40%를 포함하며, 에컨대 복합체 필름 두께의 약 10% 내지 약 20% 포함한다. 반면에, 중간 필름층(14)은 일반적으로 복합체 필름의 두께의 약 20% 내지 약 90%, 예컨대 복합체 필름의 두께의 약 60% 내지 80%를 포함한다. 일개의 특정 구체예로서 제1 필름층(12) 및 제2 필름층(16)은 각각 복합체 필름의 전체 두께의 약 15%를 포함할 수 있는 반면에, 중간 필름층(14)은 복합체 필름의 전체 두께의 약 70%를 포함한다.
형성된 후, 복합체 필름(10)은 반투명, 투명, 또는 불투명일 수 있다. 예를 들어, 일 구체예로서, 필름층 각각은 투명 복합체 필름을 생성하는 난연제를 함유하는 열가소성 중합체로부터 제조될 수 있다. 그러나, 다른 구체예에서는, 1 이상의 필름층은 반투명 또는 불투명한 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 일 구체예로서, 상기 복합체 필름은 예를 들어, 글리콜 용해성 염료를 이용하여 염색될 수 있다.
다른 구체예로서, 복합체 필름에 색을 제공하고 또 가능하게는 복합체 필름을 불투명하게 만들기 위하여 제1 필름층(12) 및/또는 제2 필름층(16)에 1 이상의 충전제를 혼입할 수 있다. 안료는 예를 들어, 이산화 티탄 입자, 금속 산화물 입자, 탄소 입자 등을 포함할 수 있다. 충전제는 플레이트 상 형상을 가질 수 있거나 또는 육면체 형상을 갖거나 또는 원형일 수 있다. 일반적으로, 적합한 충전제는 적절한 색을 갖는 복합체 필름을 제공하기 위하여 필름층에 혼입될 수 있다. 상기 복합체 필름은, 예를 들어, 백색, 흑색, 회색 또는 기타 적합한 색일 수 있다.
제1 필름층(12) 또는 제2 필름층(16)의 하나에 충전제가 혼입될 때, 상기 충전제는 필름층 중량의 약 5 중량% 내지 약 50 중량%를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 충전제는 필름의 중량의 약 10중량% 내지 약 40 중량%의 양, 예컨대 약 20 중량% 내지 약 35중량%의 양으로 존재할 수 있다.
충전제 이외에, 상기 중합체 필름층은 또한 임의의 적합한 첨가제를 함유할 수 있다. 이러한 첨가제는 예를 들어, 산화방지제, 광택제거제, 충전제, 대전방지제 등을 포함할 수 있다. 일 구체예로서, 예를 들어, 외부 필름층의 1개 이상은 특히 복합체 필름이 창문처리를 작성하기 위하여 사용될 때 UV 차단제를 함유할 수 있다.
본 발명의 난연성 복합체 필름은 대부분의 셀수없이 다양한 상이한 적용에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 구체예로서, 상기 난연성 복합체 필름은 라벨 또는 전자 분야에서 사용될 수 있다. 전자 분야에서 사용될 때, 예를 들어, 필름은 케이블 또는 전기 와이어를 포장하기 위하여 사용될 수 있다. 또한 필름은 다양한 상이한 물품 또는 부품에 적층될 수 있다. 예를 들어, 필름은 강철 제품과 같은 금속에 적층화되기에 적합하다. 일 구체예로서 예를 들어, 필름은 주차장과 같은 건물 부분 상에 난연성 코팅으로서 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 복합체 필름은 다양한 창문처리를 작성하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 창문처리는 다양한 창문 차양 및 블라인드를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 3층 필름층 이외에, 본 발명의 난연성 복합체 필름은 다양한 다른 필름층 및 코팅을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복합체 필름(10)이 라벨로 사용될 때, 복합체 필름의 외부 표면 중의 하나에 접착제 층이 도포될 수 있다. 복합체 필름에 도포된 접착제는 라벨에 대한 특정 적용에 따라서 달라질 수 있다. 일 구체예로서 예를 들어, 난연성 접착제가 복합체 필름에 도포될 수 있다.
접착제 층을 복합체 필름에 도포할 때, 사용하기 전에 접착층을 덮기 위하여 박리층을 사용할 수 있다. 이와 관련하여, 종이를 포함하는 박리층 또는 접착 표면을 갖는 필름을 접착층 위에 놓고 사용하기 전에 제거한다. 일 구체예로서 예를 들어, 상기 박리층은 1개 표면에 도포된 실리콘 코팅을 갖는 시트-유사 기재를 포함할 수 있다.
접착층 이외에, 다른 구체예로서, 복합체 필름에 다양한 상이한 코팅을 도포할 수 있으므로, 필름은 인쇄물을 용이하게 수용할 수 있다.
다른 구체예로서, 금속화된 층은 복합체 필름의 외부 표면에 도포될 수 있다. 예를 들어, 금속화된 층은 금속 또는 금속 산화물로부터 제조될 수 있다. 금속화된 층을 복합체 필름에 도포할 때, 일 구체예로서, 복합체 필름과 금속 또는 금속 산화물층 사이의 접착을 개선하기 위하여 복합체 필름에 코팅 조성물을 먼저 도포할 수 있다. 상기 코팅 조성물은 예를 들어 이소프탈산과 같은 프탈산, 설포모노머, 및 디올로부터 형성될 수 있다.
금속 또는 금속 산화물층은 예를 들어 진공 증착(vacuum deposition) 방법에 따라서 형성될 수 있다. 이러한 유형의 방법에서, 금속 증기 스트림 또는 원자는 진공 증착에 의해 건조 코팅 상에 증착된다. 이것은 금속을 고 진공하, 바람직하게는 10-3 내지 약 10-5 토르 범위에서, 금속의 증기압이 약 10-2 토르를 넘도록 금속의 융점 이상의 온도로 가열하는 것에 의해 실시하거나, 또는 금속을 충격 이온(bombarding ion) 스트림에 처리하여 금속 또는 금속 산화물이 물질전달 "스퍼터링"에 의해 제거되게 하여 실시된다.
상기 조건이 달성되면, 상기 금속은 증발되거나 스프터링되어, 금속 증기 또는 원자를 모든 방향으로 방출한다. 이들 증기 또는 원자는 필름 표면에 입사하여, 농축되므로 필름 상에 얇은 금속성 코팅을 형성한다. 이 방법에 이용가능한 금속은 아연, 니켈, 은, 구리, 금, 인듐, 주석, 스테인레스강, 크롬, 티탄, 알루미늄, 이러한 금속의 산화물 등이다.
금속 코팅의 두께는 특정 적용 분야 및 다양한 다른 인자에 따라서 달라질 수 있다. 일 구체예로서 예를 들어, 상기 금속 층은 약 1000 옹스트롬 미만, 예컨대 약 300 내지 약 600 옹스트롬의 두께를 가질 수 있다. 다른 구체예로서, 금속 층의 두께는 약 100 옹스트롬 미만일 수 있다.
금속 코팅의 두께 및 코팅을 제조하는데 사용된 금속의 유형은 특정 적용에 따라서 달라질 수 있다. 일부 구체예로서, 예를 들어, 필름을 통한 광 전달을 허용하지 않는 복합체 필름 상에 반사 코팅이 생성될 수 있다. 그러나, 다른 구체예로서, 상기 금속 층은 반투명일 수 있다.
본 발명의 특정 일 구체예로서, 도 1에 도시된 바와 같은 상기 난연성 복합체 필름은 적층에 혼입될 수 있다. 일 구체예로서, 예를 들어, 적층은 창 블라인드 또는 창문 차양과 같은 창문처리를 제조하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 적층(20)의 일 구체예가 도시되어 있다. 유사한 원소 또는 특징을 나타내기 위해 유사 참조부호를 사용하였다. 이 구체예에서, 적층(20)은 도 1에 도시된 바와 같이 2개의 난연성 복합체 필름을 함께 접착하는 것을 포함한다. 그러나, 다른 구체예에서, 본 발명의 난연성 복합체 필름(10)은 다른 필름 및 기재에 적층될 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 적층(20)은 제2 난연제 다층 복합체 필름(110)에 접착된 제1 난연제 다층 복합체 필름(10)을 포함한다. 제1 복합체 필름은 본 발명에 따라 제조하며 또 제1 필름층(12)과 제2 필름층(16) 사이에 위치하는 중간 필름층(14)을 포함한다. 유사하게, 상기 복합체 필름(110)은 2개 외부 필름층(112, 116) 사이에 위치한 중간 필름층(114)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 중간 필름층(14,114)은 발연성 난연제를 함유한다. 외부 필름층(12, 16, 112, 116)은 또한 난연제를 함유한다. 복합체 필름(10)은 접착제(22)에 의해 제2 복합체 필름(110)에부착된다. 상기 접착제(22)는 난연성 접착제를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같은 적층(20)은 적층의 외부 표면을 형성하는 금속화된 층을 더 포함한다. 일 구체예로서 예를 들어, 상기 금속화된 층(24)은 알루미늄을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같은 적층(20)은 차양 또는 블라인드와 같은 창문처리를 제조하는데 특히 적합하다. 일 구체예로서 예를 들어, 상기 금속화된 층(24)은 광의 일부를 반사하지만 반투명으로 존재하도록 구조화될 수 있다. 제2 복합체 필름(110)은 여전히 반투명하지만 재료가 접촉하는 광의 대부분을 차단하거나 필터링하는 전반적인 제품을 제공하도록 염색될 수 있다. 예를 들어, 일 구체예로서, 상기 적층(20)은 전체적으로 어두운 색, 예컨대 암회색일 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 창문 차양(30)은 본 발명에 따라서 제조될 수 있다. 상기 창문 차양(30)은 도 2에 도시된 바와 같은 적층(20)으로부터 제조된 차양(32)을 포함한다. 상기 차양(32)은 헤더(34)에 연결될 수 있다. 상기 헤더(34)는 차양(32)이 사용자의 편의에 따라 위아래로 이동하게하는 릴(reel)을 함유할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같은 차양(32)은 반투명 또는 불투명하도록 작성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 창문처리의 다른 구체예가 도시된다. 이 구체예에서, 창문처리는 버티컬 블라인드(40)를 포함한다. 버티컬 블라인드(40)는 본 발명의 복합체 필름으로부터 제조된 복수의 개별 블라인드(42)를 함유한다. 상기 블라인드(42)는 블라인드를 열고 닫기 위한 및/또는 블라인드를 회전하기 위한 콘트롤을 포함하는 헤더(44)에 연결된다.
본 발명은 이하의 실시예를 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
실시예
도 1에 도시된 바와 같은 난연성 복합체 필름을 작성하고 Underwriter's Laboratories 시험 번호 UL94에 따라 그의 가연성을 시험하였다. 상기 복합체 필름은 36 미크론 두께를 가졌다.
상기 난연성 복합체 필름은 3층 필름층을 함유하였다. 필름층 각각은 난연제에 의해 화학적으로 변성된 폴리에스테르 중합체로부터 제조하였다. 상기 폴리에스테르 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하였다.
특히, 상기 복합체 필름은 Invista 사가 제조하여 상품명 VA09로 시판되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지로부터 제조한 2개 외부층을 포함하였다. 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지는 유기포스페이트(organophosphate) 난연제를 함유하였다. 상기 난연제는 비스(2-히드록시에틸)[(6-산화물-6H-디벤조-[c,e][1,2]옥사포스포린-6-일) 메틸]-부탄디카복실레이트이었다. 상기 난연제는 중합체 내에 약 9,000 ppm의 농도로 함유되었다.
복합체 필름의 중간 필름층은 Invista 사가 상품명 8934H로 시판하는 변성된 폴리에틸렌/테레프탈레이트 수지로부터 제조하였다. 상기 중합체 수지는 발연성 난연제를 함유하였다. 상기 난연제는 아인산 에스테르이었다. 이 난연제는 중합체 내에 약 9,000 ppm의 농도로 존재하였다.
상기 복합체 필름은 상술한 바와 같은 공압출 방법으로 형성하였다. 이 필름은 상기 방법 동안 2축 연신되었다. 이 필름을 Underwriter's Laboratory에 제공하여 UL94에 따른 시험번호 11에 따라 가연성에 대해 시험하였다. 상기 복합체 필름은 VTM-0의 가연성 등급을 갖는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 이들 및 기타 변형 및 변이는 본 발명의 정신과 범위로부터 벗어나지 않는 한 당업자에게 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 구체예의 요지는 전체적으로 또는 부분적으로 상호교환될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 당업자들은 상술한 기재가 예시적으로 제공된 것이므로 본 발명을 제한하지 않음을 잘 알고 있을 것이다.

Claims (25)

  1. 제1 난연제를 함유하는 폴리에스테르 중합체를 포함하는 제1 필름층; 및
    제1 난연제와는 상이한 제2 난연제를 함유하는 폴리에스테르 필름을 포함하는 제2 필름층을 포함하고, 상기 제2 난연제는 발연성 난연제를 포함하는, 난연성 복합체 필름.
  2. 제 1항에 있어서, 제3 필름층을 더 포함하며, 제1 필름층과 제3 필름층 사이에 제2 중간 필름층이 위치하는 난연성 복합체 필름.
  3. 제 2항에 있어서, 제3 필름층이 폴리에스테르 중합체를 포함하는 난연성 복합체 필름.
  4. 제 3항에 있어서, 제3 필름층은 또한 제2 난연제와는 상이한 난연제를 함유하는 난연성 복합체 필름.
  5. 제 4항에 있어서, 제3 필름층에 함유된 난연제는 제1 난연제를 포함하는 난연성 복합체 필름.
  6. 제 5항에 있어서, 제1 난연제 및 제2 난연제가 유기인 화합물을 포함하는 난연성 복합체 필름.
  7. 제 5항에 있어서, 제1 난연제 및 제2 난연제가 폴리에스테르 중합체와 화학적으로 결합된 난연성 복합체 필름.
  8. 제 5항에 있어서, 제2 난연제가 아인산 에스테르를 포함하는 난연성 복합체 필름.
  9. 제 7항에 있어서, 제1 및 제2 난연제가 폴리에스테르 중합체의 주쇄에 혼입되도록 제1 난연제 및 제2 난연제가 폴리에스테르 중합체와 화학적으로 결합되어 있는 난연성 복합체 필름.
  10. 제 6항에 있어서, 제1 난연제가 비스(2-히드록시에틸)[(6-산화물-6H-디벤조-[c,e][1,2] 옥사포스포린-6-일) 메틸]-부탄디카복실레이트를 포함하는 난연성 복합체 필름.
  11. 제 5항에 있어서, 제1 및 제3 필름층 및 제2 중간 필름층이 공압출된 난연성 복합체 필름.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 복합체 필름은 적어도 1 방향으로 연신되는 난연성 복합체 필름.
  13. 제 12항에 있어서, 복합체 필름이 2축 연신된 난연성 복합체 필름.
  14. 제 5항에 있어서, 인은 제1 필름층, 제2 필름층, 및 제3 필름층에 약 5,000 ppm 내지 약 20,000 ppm의 농도로 함유되는 난연성 복합체 필름.
  15. 제 5항에 있어서, UL-94에 따라 시험할 때, 복합체 필름이 0의 VTM을 갖는 난연성 복합체 필름.
  16. 제 5항에 있어서, 복합체 필름이 약 0.5 mils 내지 약 7 mils의 두께를 갖는 난연성 복합체 필름.
  17. 제 16항에 있어서, 제1 필름층이 복합체 필름 중량의 약 5 중량% 내지 약 40 중량% 포함하고, 제3 필름층은 복합체 필름 중량의 약 5 중량% 내지 약 40 중량% 포함하며, 또 제2 필름층은 복합체 필름 중량의 약 20 중량% 내지 약 90 중량% 포함하는 난연성 복합체 필름.
  18. 제 5항에 있어서, 제1 필름층이 복합체 필름 중량의 약 10 중량% 내지 약 20 중량% 포함하고, 제3 필름층은 복합체 필름 중량의 약 10 중량% 내지 약 20 중량% 포함하며, 또 제2 필름층은 복합체 필름 중량의 약 60 중량% 내지 약 80 중량% 포함하며, 또 상기 복합체 필름은 약 1 mil 내지 약 2 mils의 두께를 갖는 난연성 복합체 필름.
  19. 제 5항에 있어서, 제1 필름층은 층을 착색하는 충전제를 함유하는 난연성 복합체 필름.
  20. 제 5항에 있어서, 제1 필름층에 부착된 금속화된 층을 더 포함하는 난연성 복합체 필름.
  21. 제 6항에 있어서, 제1 난연제 및 제2 난연제는 폴리에스테르 중합체와 화학적으로 결합되며, 제1 난연제는 비스(2-히드록시에틸)[(6-산화물-6H-디벤조-[c,e][1,2]옥사포스포린-6-일) 메틸]-부탄디카복실레이트를 포함하고, 제2 난연제는 아인산 에스테르를 포함하며, 복합체 필름은 공압출되고 또 2축 연신되며, 필름층에 함유된 폴리에스테르 중합체는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하고, 상기 복합체 필름은 약 1 mil 내지 약 2 mils의 두께를 가지며, 제2 필름층은 복합체 필름 중량의 약 60 중량% 내지 약 80 중량% 포함하고, 또 상기 복합체 필름은 UL-94에 따라 시험될 때, 0의 VTM을 갖는 난연성 복합체 필름.
  22. 제 1항에 있어서, 필름층을 형성하기 위하여 사용된 폴리에스테르 중합체는 약 0.6IV 내지 약 0.68 IV의 고유 점도를 갖는 난연성 복합체 필름.
  23. 제 5항에 정의된 바와 같이 함께 부착된 2개의 복합체 필름을 포함하는 적층.
  24. 제 23항에 있어서, 적층은 제1 외부 표면 및 제2의 대향 외부 표면을 포함하고, 제1 외부 표면이 금속화된 층을 포함하는 적층.
  25. 제 23항에 정의된 적층을 포함하는 창문 블라인드 또는 차양.


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