KR20120135206A - 폐필름의 재활용 방법 및 그로부터 제조된 제품 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필름 물질을 재활용하는 방법에 관한 것이고, 더욱 특히 라벨용의 소비된 박리 라이너를 수집하고 또 소비된 물질로부터 새로운 박리 라이너 스톡을 제조하는 것에 관한 것이다. 폐필름을 사용하기 위하여, 상기 필름은 고유 점도를 증가시키는 방법에 처리된다. 또한, 황변을 마스킹하기 위하여 필름에 착색제를 혼입시킬 수 있다. 일 실시양태에서, 다층 복합 필름이 형성된다.

Description

폐필름의 재활용 방법 및 그로부터 제조된 제품{PROCESS FOR RECYCLING WASTE FILM AND PRODUCT MADE THEREFROM}

본 발명은 폐필름의 재활용 방법 및 그로부터 제조된 제품에 관한 것이다.

라벨과 같은 다수의 적층 물질(laminate material)은 제품 또는 다른 기본재(substrate)에 도포되기 전에 처음에는 박리 라이너(release liner) 상에 위치한다. 박리 라이너는 중합체 필름으로부터 제조될 수 있다. 예컨대, 일 실시양태에서, 상기 박리 라이너는 실리콘-코팅된 폴리에스테르 필름을 포함할 수 있다. 이러한 실리콘-코팅된 필름은 라벨, 감압성 테이프, 장식 적층, 전사 테이프 등에 대한 박리 라이너로서 흔히 적용된다. 기재(base) 중합체 필름 상의 실리콘 코팅은 적층 물질의 접착면이 사용 전에 필름으로부터 용이하게 제거되도록 허용한다.

폴리에스테르 필름과 같은 중합체 필름으로부터 제조된 박리 라이너는 상업적으로 성공적이었고 또 다량으로 사용되고 있다. 그러나, 불행히도, 중합체 필름으로부터 제조된 박리 라이너는 전형적으로 1회만 사용된 다음 폐기된다. 지금까지, 어떤 단체(entity)도 사용된 라이너 물질을 재활용하는데 상업적으로 성공하지 못하고 있다. 사실상, 대부분의 소비된 박리 라이너는 쓰레기로 매립되고 만다. 매년 삼천오백만 파운드 이상의 소비된 박리 라이너는 오직 한번 사용 후에 폐기물 스트림으로 들어가는 것으로 추산된다. 상기 수치는 박리 라이너가 라벨 또는 다른 적층 물질을 일시적으로 유지하기 위해서 사용되는 담보 물질일 뿐 생성될 제품에는 그자체가 포함되지 않는 점에서 특히 문제가 된다.

소비된 박리 라이너를 재활용하거나 또는 재사용하기 위한 방법을 개발하려는 시도가 있었지만, 소비된 박리 라이너의 재사용을 어렵게 하는 다양한 장애가 존재한다. 예컨대, 소비된 박리 라이너, 특히 폴리에스테르 필름으로부터 제조된 라이너는 재가공되어 필름 제품으로 재형성되기에 적합하지 않다. 예컨대 박리 라이너 내에 함유된 폴리에스테르는 분해되기 쉬운 경향이 있고 또 열등한 광학적 및 기계적 특성을 지니고 있어, 상기 물질을 다량으로 재사용하는 것을 어렵게 만든다. 예컨대, 폴리에스테르 필름은 수분을 흡수하는 경향이 있어, 고유저항 감소 측정에 의해 드러나는 바와 같이 분자량의 실질적인 손실을 초래한다. 중합체의 분자량은 중합체가 상업적 장치에서 더 이상 가공되어 필름으로 재형성될 수 없을 정도로 감소된다. 또한, 가공된 폴리에스테르는 황변(yellowing)이 현저하게 되는 경향이 있어 헤이즈를 증가시키며, 이는 생성되는 필름을 고객 시판용으로 바람직하지않게 만든다.

소비된 박리 라이너를 재활용하는데 있어 다른 문제점은 한번 사용된 상기 물질의 회수능이다. 예컨대 박리 라이너는 광대한 공급 사슬을 거치므로 이들 물질이 재회수되기 어렵게 만든다. 예컨대, 상기 폴리에스테르 필름은 전형적으로 필름 제조자에 의해 제조된 다음 적층 제조자에게 보내진다. 적층 제조자는 적층 페이스스톡(facestock) 물질을 상기 필름에 도포한다. 이 적층 물질은 라벨을 박리 라이너 상에 인쇄하고 컨버팅(converting)하는 인쇄업자 및 컨버팅업자(converter)에게 보내진다. 인쇄업자 및 컨버팅업자로부터, 상기 적층 물질은 원래의 필름 제조자와는 전형적으로 아무런 관련이 없는 최종 사용자에게 보내진다. 최종 사용자는 박리 라이너로부터 라벨을 제거하고 또 상기 라이너를 매립지에 폐기하거나 또는 다르게는 폐품 물질로 팔려서 개발도상국으로 수출된다. 또한, 필름 제조자가 소비된 박리 라이너를 수집하려고 그 물질에 접근하려고 해도, 상기 사용된 박리 라이너는 전형적으로 다른 산업 폐기물 및 폐품과 조합되어 있다.

상기와 같은 측면에서, 소비된 박리 라이너를 수집하는 방법 및 상술한 문제점들과 결점들을 극복하는 상기 라이너의 재사용 방법에 대한 필요성이 현재 존재하고 있다.

요약

일반적으로, 본 발명은 소비된 라이너가 신규 필름, 특히 신규 박리 라이너 작성에 사용되게 하는 방식으로 소비된 박리 라이너를 수집하여 상기 라이너를 재활용하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 소비되고 사용된 라이너 스톡(stock)으로부터 적어도 일부 작성된 박리 라이너 제품에도 관한 것이다. 일 실시양태에서, 예컨대, 상기 박리 라이너 제품은 소비된 라이너 스톡을 중간층에 함유하고 또 상기 필름에 독특한 외관을 제공하고 또 상기 필름이 형성되는 과정 동안 있을 수 있는 황변을 마스킹하기 위하여 착색제를 함유하는 다층 필름을 포함할 수 있다.

일 실시양태에서, 예컨대, 본 발명의 방법은 먼저 소비되고 사용된 라이너 스톡을 칩 형태로 전환하는 것을 포함한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "소비된 라이너 스톡"은 적층 물질과 형성되고 조합된 박리 라이너 필름을 지칭한다. 소비된 라이너 스톡은 더욱 특히 적층 물질이 제거된 후 생긴 사용된 박리 라이너 필름을 지칭한다. 따라서, 소비된 라이너 스톡은 폐기물, 비드 및 슬리터 트림 및 리젝트 필름(reject film)으로부터 시작하는 필름 제조 동안 축적된 폐품을 나타내는 라이너 스톡인 "재생" 라이너 스톡과는 구별된다.

소비된 라이너 스톡이 침 형태로 일단 전환되면, 상기 라이너 스톡 입자의 고유 점도는 적어도 약 0.58, 적어도 약 0.59, 적어도 약 0.60으로 증가한다. 예컨대, 일 실시양태에서, 상기 라이너 스톡 칩의 고유 점도는 약 0.58 내지 약 0.7로, 예컨대 약 0.6 내지 약 0.64로 증가한다. 일개의 특정 실시양태에서, 예컨대, 라이너 스톡 칩의 고유 점도는 약 0.61 내지 약 0.63으로 증가한다. 라이너 스톡 입자의 고유점도가 증가하는 방식은 특정 용도에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 상기 고유 점도는 고상 중합반응 방법을 통하여 증가한다. 다른 실시양태에서, 그 고유 점도를 증가시키기 위하여 상기 라이너 스톡 칩에 사슬연장제를 부가할 수 있다.

본 발명의 내용에 따르면, 착색제를 소비된 라이너 스톡에 부가하고 또 상기 소비된 라이너 스톡을 가열하여 필름으로 압출한다. 생성한 필름은, 예컨대, 새로운 라이너 스톡 제품으로 사용될 수 있다. 이 점에서, 상기 필름은 적층 물질용의 박리 라이너로서 작용하도록 된 박리 표면(release surface)을 가질 수 있다.

상술한 바와 같이, 착색제는, 필름으로 제조됨에 따라서, 라이너 스톡에 부가된다. 상기 착색제는 이후에 생길 수 있는 필름의 황변(yellowing)을 마스킹할 수 있는 적합한 색을 가질 수 있다. 일 실시양태에서, 예컨대, 상기 착색제는 청색 또는 녹색 착색제를 포함할 수 있다. 예컨대, 일 실시양태에서, 상기 착색제는 안료(분산액에 함유됨)를 포함할 수 있고 또 약 0.01중량% 내지 약 1 중량%의 양으로 필름에 존재할 수 있다.

일 실시양태에서, 상기 소비된 라이너 스톡으로부터 형성된 필름은 다층 압출된 필름을 포함할 수 있다. 이 다층 필름은 제1 외층 및 제2 외층 사이에 위치한 중간층을 적어도 포함할 수 있다. 상기 소비된 라이너 스톡은 상기 중간층 내에 완전히 함유될 수 있다.

일 실시양태에서, 예컨대, 상기 다층 필름의 제1 외층 및 제2 외층은 미사용(virgin) 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 미사용 중합체 물질을 포함할 수 있다. 한편, 상기 중간층은 미사용 또는 재사용 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 조합된 소비된 라이너 스톡을 포함할 수 있다. 상기 중간층은 약 1 중량% 내지 약 100 중량%의 소비된 라이너 스톡을 함유할 수 있다. 예를 들어, 상기 중간층은 적어도 약 20 중량%의 양, 예컨대 적어도 약 40 중량%의 양, 예컨대 적어도 약 60 중량%의 양으로, 상기 소비된 라이너 스톡을 함유할 수 있다.

본 발명의 기재에 따라 제조된 다층 필름의 일 실시양태에서, 상기 제1 외층 및 제2 외층은 필름의 약 5 중량% 내지 약 15 중량%를 포함할 수 있다. 반면에, 상기 중간층은 필름의 약 70 중량% 내지 약 90 중량%를 포함할 수 있다.

본 발명의 기재에 따라 제조된 필름은 적층 물질에 대한 박리 라이너로서 작용하도록 된 박리 표면을 포함한다. 일 실시양태에서, 상기 박리 표면은 박리 코팅을 상기 필름에 도포하는 것에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 박리 코팅은 실리콘 코팅을 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 방법은 또한 적층을 형성하기 위하여 필름의 박리 표면에 적층 물질을 도포하는 단계를 더 포함한다.

특별한 이점 중에서, 상기 소비된 박리 라이너는 본 발명의 방법 동안 다수회 재활용될 수 있다. 특히 상기 소비된 라이너 스톡은 수집되고, 가공되어 그의 고유 점도가 증가한 다음, 또 새로운 라이너 스톡을 형성하도록 사용되며, 이는 다시 수집되고, 다시 가공되며 또 다시 라이너 스톡 생성물을 생성할 수 있다.

본 발명의 다른 특징 및 요지는 이하에 더욱 상세하게 논의된다.

당업자에게 대하여 가장 좋은 실시 모드를 비롯하여 본 발명을 실시하기 위한 기재 내용은 첨부한 도면을 참조하여 명세서 나머지에서 더 자세하게 설명된다:
도 1은 본 발명에 따른 방법의 일 실시양태를 설명하는 플로우차트의 평면도이고; 또
도 2는 본 발명에 따라 제조된 다층 필름의 일 실시양태의 횡단면도이다.
본 명세서 및 도면에서 참조 부호의 반복적 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징 또는 요소를 나타내기 위한 것이다.

상세한 설명

당업자들은 본 발명의 논의가 예시적 실시양태의 기재일 뿐, 본 발명의 더 넓은 요지를 제한하려는 것이 아님을 알 것이다.

일반적으로, 본 발명은 중합체, 특히 폴리에스테르 중합체를 재활용하는 방법에 관한 것이다. 일 실시양태에서, 예컨대, 상기 방법은 소비된 또는 폐 폴리에스테르 필름을 수집하고, 상기 폴리에스테르 필름의 분자량을 증가시킨 다음, 소비된 필름을 재가공하여 새로운 필름 제품을 형성하는 것에 관한 것이다. 새로운 필름 제품을 형성하는 동안, 필름을 사용하기 전 또는 사용하는 동안 생길 수 있는 결함이나 황변을 마스킹하기 위하여 상기 제품에 착색제를 혼입시킬 수 있다.

일개의 특정 실시양태에서, 예컨대, 본 발명의 방법은 특히 소비된 라이너 스톡을 수집하는 것에 관한 것이다. 상기 소비된 라이너 스톡은 라벨과 같은 적층 물질에 대한 박리층으로서 사용될 수 있다. 소비된 라이너 스톡은 수집된 다음, 새로운 라이너 스톡 제품을 제조하도록 사용될 수 있다. 그 중에서 특별한 이점은, 본 발명의 방법이 동일 중합체의 재활용을 반복적으로 허용하는 점에 있다. 이렇게 하여, 상기 방법은 친환경적이며, 또 고체 폐기물 스트림에 들어가는 중합체 폐기물의 양을 현저하게 줄일 수 있다.

본 발명은 회수된 소비된 라이너 스톡으로부터 형성될 수 있는 복합 필름 제품에도 관한 것이다. 일 실시양태에서, 예컨대, 다층 폴리에스테르 필름은 공압출을 통하여 형성될 수 있다. 표면은 박리 성능에서 역할을 하므로 제품 성능은 미사용 외부층으로 인하여 고 수준의 소비된 라이너 함량에서도 보존된다. 소비된 라이너 스톡은 단독으로 함유되거나 또는 필름의 중간층에 있는 다른 중합체와 조합되어 함유될 수 있다. 적층 물질에 대한 박리층을 제공하기 위하여 상기 필름에는 다양한 코팅이 도포될 수 있다.

도 1을 참조하면, 예컨대, 본 발명에 따른 방법의 일 실시양태가 도시된다. 도시된 바와 같이, 상기 방법에서 제1 단계는 사용자로부터 소비된 또는 폐 라이너 스톡을 수집하는 것이다. 일 실시양태에서, 예컨대, 상기 라이너 스톡은 라벨에 대한 박리층으로서 사용될 수 있다. 라이너 스톡으로부터 일단 제거되면, 예컨대 상기 라벨은 음료 용기와 같은 제품 용기에 적용될 수 있다. 현재, 일단 라벨이 라이너 스톡으로부터 제거되면, 상기 라이너 스톡은 고체 폐기물 스트림으로 폐기되며 다른 폐기 물질로부터 분리되지 않는다.

본 발명에 따르면, 일 실시양태에서, 수집 장치 및/또는 수집 프로그램은 다른 폐기물질과 현저히 섞이지 않고, 소비된 라이너 스톡을 수집하기 위하여 라이너 스톡 사용자의 시설에서 실시될 수 있다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 수집 장치는 재가공 및 재사용을 위하여, 소비된 라이너 스톡을 수집하기 위한 라이너 스톡 사용자의 시설에서 위치하거나 또는 배치될 수 있다. 상기 수집 장치는 예컨대 라벨이 제거됨에 따라서, 소비된 라이너 스톡을 자동적으로 수집하는 장치를 포함할 수 있다. 상기 수집 장치는 예컨대 소비된 라이너 스톡으로 충전될 때 주기적으로 제거되는 용기를 포함할 수 있고 또 비워진 수집 장치로 치환된다.

소비된 라이너 스톡이 수집되면, 소비된 필름은 크기가 감소되어서 소비된 라이너 스톡 입자 또는 칩을 형성할 수 있다. 일 실시양태에서, 소비된 라이너 스톡은 라이너 스톡을 플레이크(flake)로 감소(reduce)시키는 분쇄 장치에 공급될 수 있다. 일반적으로, 적합한 분쇄 장치 또는 절단 장치를 이용하여 중합체 필름의 크기를 감소시키킬 수 있다.

더 가공하기 전에, 소비된 라이너 스톡 입자는 오염물질을 제거하기 위하여 다양한 방법에 처리될 수 있다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 소비된 라이너 스톡 플레이크는 수용액 또는 비수성 용액으로 세척될 수 있다. 예컨대, 일 실시양태에서, 상기 플레이크는 더러움을 제거하기 위해 또는 다르게는 플레이크를 세정하기 위하여 물로 또는 물 + 세제 용액으로 세척될 수 있다.

다른 실시양태에서, 상기 플레이크는 접착성 코팅 및/또는 종이 라벨을 제거할 수 있는 용액으로 세척될 수 있다. 예컨대, 상기 플레이크는 가성 소다를 함유하는 용액과 같은 알칼리성 용액으로 세척될 수 있다. 더 다른 실시양태에서, 상기 플레이크는 탄화수소 용매와 같은 용매로 세척될 수 있다.

세척 단계 이외에 또는 세척 단계 대신, 상기 소비된 라이너 스톡 플레이크는 불순물을 제거하기 위한 다양한 공정 및 방법에 처리될 수 있다. 예컨대, 일 실시양태에서, 상기 플레이크는 띄우기(floatation) 공정 또는 침강 공정을 통하여 공급될 수 있고, 그에 의해 더 무거운 물질이 제거된다. 다른 실시양태에서, 상기 플레이크는 더 무거운 물질을 제거하기 위하여 사이클론을 통하여 공급될 수 있거나 또는 정전 분리 장치 및/또는 자기 분리 장치를 통하여 공급될 수 있다.

그러나, 일부 실시양태에서는, 소비된 라이너 스톡 플레이크의 전처리 또는 세척이 필요하지 않을 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 사용 직후 소비된 라이너 스톡을 포획하는 상술한 바와 같은 수집 장치를 혼입하는 것은 오염물의 존재를 현저히 감소시킬 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일단 소비된 라이너 스톡은 칩 또는 플레이크로 분쇄된다. 일 실시양태에서, 상기 플레이크는 경우에 따라 펠릿화될 수 있다. 특히, 상기 플레이크는 압출기에 공급되어, 용융되며, 또 펠릿 형태의 칩과 같은 상이한 크기를 갖는 제품으로 전환될 수 있다. 그러나, 칩을 펠릿화하는 것은 특정 용도에서는 필요하지 않을 수 있음을 이해해야 한다.

소비된 라이너 스톡이 플레이크로 분쇄되고 또 경우에 따라 펠릿화되면, 생성한 칩은 중합체의 분자량을 증가시키는 공정에 처리되어 중합체의 고유점도를 증가시킨다. 폴리에스테르 필름이 제조되면, 예컨대, 상기 필름은 물을 흡수하는 경향을 갖는다. 흡수된 물은 분자량에서 실제적 감소를 초래할 수 있으므로, 고유점도도 실질적으로 감소시킨다. 고유 점도 감소는 표준 필름 제조 장치 상에서 다시 중합체가 용융되어 재가공되기 어렵게 만든다. 따라서, 소비된 라이너 스톡을 수집하여 그것을 새로운 라이너 스톡으로 전환할 수 있도록 하기 위하여, 소비된 라이너 스톡의 고유 점도는 전형적으로 증가될 필요가 있다.

예를 들어, 수집된 소비된 라이너 스톡은 약 0.56 미만의 고유 점도를 가질 수 있다. 본 발명에 따르면, 일 실시양태에서, 소비된 라이너 스톡의 고유 점도는 약 0.58 초과, 예컨대 약 0.59 초과, 예컨대 약 6.0 초과로 증가될 수 있다. 예컨대, 일 실시양태에서, 소비된 라이너 스톡 칩 또는 플레이크는 약 0.58 내지 약 0.70 범위, 예컨대 약 0.6 내지 약 0.64 범위, 예컨대 약 0.61 내지 약 0.63 범위로 고유점도를 증가시키는 방법에 처리된다.

소비된 라이너 스톡 칩의 분자량 및 고유 점도를 증가시키기 위하여 다양하고 상이한 수법과 방법이 이용될 수 있다. 일 실시양태에서, 예컨대, 사슬연장제가 중합체에 포함될 수 있다. 예컨대, 사슬연장제는 피로멜리트산 이무수물(PMDA)을 포함할 수 있다. 상기 사슬연장제는 중합체의 분자량과 고유 점도를 증가시키기 위하여 중합체 사슬에 혼입되게 된다. 일 실시양태에서, 예컨대, 상기 사슬연장제는 새로운 필름을 형성하는 동안, 소비된 라이너 스톡과 조합될 수 있다. 상기 사슬연장제는 소비된 라이너 스톡에 약 0.5 중량% 미만, 예컨대 약 0.1 중량% 미만의 양으로 부가될 수 있다. 예컨대, 일 실시양태에서, 상기 사슬연장제는 소비된 라이너 스톡과 약 0.01 중량% 내지 약 0.1 중량% 양으로 조합될 수 있다.

다른 실시양태에서, 중합체의 고유 점도는 고상 중축합 방법으로도 공지된 고상 중합반응 방법을 통하여 증가될 수 있다. 고상 중합반응 동안, 소비된 라이너 스톡 입자 또는 칩은 탈휘발기(devolatizer)와 같은 반응기에 도입된다. 이 반응기 내에서, 상기 칩은 열과 진공에 처리된다. 일 실시양태에서, 불활성 분위기를 유지하기 위하여 반응기에 불활성 가스가 도입된다. 상기 칩은 중축합반응을 유발하기에 충분한 온도와 시간 동안 반응기 내에서 유지된다. 특히, 상기 반응기 내에서, 중합체 중에 함유된 잔류 촉매는 반응을 유발하게 하여, 중합체가 중합반응되게 하다. 이 반응 동안, 물과 글리콜이 중합체에 의해 방출되며, 궁극적으로 중합체의 분자량이 증가된다.

일 실시양태에서, 예컨대, 상기 반응기는 약 0.5 내지 약 5 mbar의 진공, 약 210℃ 내지 약 230℃의 온도에서 약 4 내지 약 8 시간의 시간 동안 유지된다.

고상 중합반응 방법은 예컨대 다음 특허에 기재되어 있다: 미국 특허번호 3,586,647호; 미국 특허번호 3,657,388호; 미국 특허번호 3,969,324호; 미국 특허번호 3,953,404호; 미국 특허번호 4,092,458호; 미국 특허번호 4,165,420호; 미국 특허번호 4,255,295호; 미국 특허번호 4,532,319호; 미국 특허번호 4,755,587호; 미국 특허번호 4,876,326호; 미국 특허번호 4,977,196호; 미국 특허번호 5,225, 130호; 미국 특허번호 5,407,624호; 미국 특허번호 5,408,035호; 미국 특허번호 5,449,701호; 미국 특허번호 5,955,569호; 미국 특허번호 6,056,901호; 및 미국 특허번호 7,358,328호, 이들은 모두 참조에 의해 본 명세서에 포함된다. 상기 특허에서, 일부 방법은 중합체의 분자량을 증가시키는 것에 관한 것인 반면에 다른 방법들은 중합체가 방법 중의 일부 시점에서 용융 상태로 감소되는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 본 발명에 사용된 바와 같은 고상 중합반응은 칩을 용융시키거나 또는 칩의 크기와 형상을 현저히 변화시키지 않고도 중합체 칩의 고유 점도를 증가시키는 것에 관한 것이다.

일개의 특정 실시양태에서, 소비된 라이너 스톡 칩의 고상 중합반응은 상기 칩을 예열 용기에 도입하고 또 상기 칩을 열처리 용기로 이송하기 전에 칩을 예열하는 것에 의해 개시된다. 예열 용기는 약 0.1 mbar 내지 약 10 mbar 압력과 같은 진공하에서 동작될 수 있다. 상기 예열 용기에서, 상기 중합체 칩은 연속적으로 교반하는 것에 의해 진탕되면서 약 160℃ 내지 약 180℃ 온도로 가열될 수 있다.

예열 용기로부터, 상기 중합체 칩은 열처리 용기로 도입된다. 이 열처리 용기는 상기 기재한 바와 동일한 압력의 진공에서 유지될 수 있다. 상기 칩은 약 3 시간 내지 약 10 시간 동안 또는 중합체의 분자량이 충분한 수준으로 증가될 때까지 열처리 챔버에서 유지될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 소비된 라이너 스톡 칩의 고유 점도는 소망하는 수준으로 증가되었고, 상기 칩 또는 입자는 압출기를 통하여 공급되어 필름으로 형성된다. 그러나, 중합체의 분자량 및 고유점도가 증가되었더라도, 사용된 중합체는 여전히 실질적으로 황변되는 경향이 있어 새로운 필름으로 압출될 때 불량한 헤이즈 특성을 갖는다. 이 점에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 필름을 형성하는 동안 착색제를 중합체 입자에 부가한다. 보다 자세하게는, 착색제는 생성하는 필름 제품의 특성에 나쁜 영향을 주지 않고 필름의 황변을 마스킹할 수 있는 것에서 선택된다. 따라서, 착색제를 선택함에 있어서 고려되어야 하는 인자는 필름에 혼입되는 특정 색, 필름이 특정 색을 나타내기 위하여 필요한 착색제, 및 착색제와 중합체와의 혼화성(compatibility)을 포함한다. 고려해야 하는 다른 인자는, 필름을 고객에게 더욱 바람직하게 만드는, 생성 필름의 심미적 특성에 대한 착색제의 효과이다.

착색제를 선택함에 있어서, 예컨대 일반적인 백색 안료 및 흑색 안료는 피해야 한다. 반면에, 더욱 바람직한 색은 황색과 잘 블렌딩되는 색을 포함한다. 이러한 색은 예컨대 녹색, 청색 및 적색을 포함한다.

일개의 특정 실시양태에서, 예컨대, 녹색 또는 청색 착색제는 녹색 착색된 필름을 생성하도록 선택된다. 착색제는 예컨대 압출 방법 동안 중합체와 용액 또는 분산액 형태로 조합될 수 있다. 필름에 혼입될 수 있는 적합한 착색제는 컬러 매트릭스 코포레이션으로부터 상업적으로 입수할 수 있다.

필름을 형성하는 동안 소비된 라이너 스톡 칩에 부가된 착색제의 양은 다양한 인자에 따라서 달라질 수 있다. 일 실시양태에서, 착색제는 생성 필름의 2 중량% 미만의 양으로 부가된다. 예컨대, 착색제는 약 0.01 중량% 내지 약 1 중량% 양으로 부가될 수 있다.

일 실시양태에서, 착색제는, 생성 필름이 약 1.5 미만, 예컨대 약 1.25 미만, 예컨대 1 미만의 황색지수를 갖기에 충분한 양으로, 소비된 라이너 스톡 칩에 부가될 수 있다. 상기 황색 지수는 ASTM Test No. D1925에 따라 결정된다.

상기 기재한 바와 같이, 일 실시양태에서, 녹색 또는 청색 착색제는 녹색 착색된 필름을 생성하기 위해 선택될 수 있다. 녹색 착색된 필름을 제조하는 것은 다양한 이득과 이점을 제공할 수 있다. 예컨대, 필름의 녹색은 필름의 환경 친화적 성질을 상징한다. 특히, 본 발명의 방법은 고체 폐기물 스트림에 공급되는 폐기물을 감소시키는 지속 가능 제품(sustainable product)을 제조한다. 녹색 착색된 제품은 필름의 이들 속성을 소비자와 사용자에게 전달한다.

필름을 착색하는 것은 사용한 후에 그 필름을 다시 수집할 때 다양한 이점과 혜택을 가질 수 있다. 예컨대 필름을 착색하는 것은 수집 공정 동안 다른 오염물로부터 상기 필름을 분리하기 쉽게 만들 수 있다. 필름의 색은 수집 공정 동안 상기 필름을 갖는 다른 폐기물을 폐기하기 않도록 방지할 수 있다.

생성한 필름에 색을 제공하는 이외에, 착색제는 또한 다양한 다른 성분을 함유할 수 있다. 예컨대, 착색제는 사슬연장제, 대전방지성 첨가제, 이형제, 및 UV 안정제와 같은 다른 첨가제를 포함한다.

본 발명에 따른 새로운 필름 제품을 형성함에 있어서, 상기 필름은 재활용된 소비된 라이너 스톡으로부터 전적으로 제조될 수 있거나 또는 하나 이상의 미사용 중합체와 조합된 재활용 소비된 라이너 스톡으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 필름은 단층 필름일 수 있거나 또는 다층 필름을 포함할 수 있다.

본 발명의 방법은 다양한 상이한 유형의 중합체 물질에 적용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 방법은 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리카보네이트 등으로부터 제조된 재활용 필름에 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 이소프탈레이트와 같은 코폴리에스테르로부터 제조된 재활용 필름에 특히 적용가능하다.

일 실시양태에서, 소비된 라이너 칩은 새로운 라이너 스톡 제품을 형성하기 위해 사용된다. 새로운 라이너 스톡 제품은 도 2에 도시된 바와 같은 다층 필름을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2는 본 발명에 따라 제조된 복합 필름(10)의 일 실시양태의 단면도이다. 상기 복합 필름(10)은 제1 외부 필름층(12)과 제2 외부 필름층(16) 사이에 위치한 중간 필름층(14)을 포함한다. 그러나, 상기 복합 필름(10)은 2개 층만을 함유할 수 있거나 또는 하나 이상의 중간층을 함유할 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명의 일 실시양태에서, 소비된 라이너 스톡은 중간층(14) 내에만 함유된다. 특히, 소비된 라이너 스톡 칩의 특성이 특히 색, 황변 및 헤이즈에 대하여 다양할 수 있기 때문에, 복합 필름의 중간층에 소비된 라이너 스톡을 위치시키는 것은 표면 조도를 비롯한 다양한 특성을 최소화할 수 있다.

다양한 층의 작성은 특정 용도에 따라서 달라질 수 있지만, 일 실시양태에서, 제1 외층(12) 및 제2 외층(16)은 미사용 폴리에스테르 중합체와 같은 미사용 중합체를 포함할 수 있다. 외층(12, 16)은 각각 필름의 약 5 중량% 내지 약 15 중량%를 포함할 수 있다. 예컨대, 일 실시양태에서, 외층은 필름의 약 10 중량% 내지 약 12 중량%를 포함할 수 있다.

한편, 중간층은 필름의 약 70 중량% 내지 약 90 중량%, 예컨대 필름의 약 75 중량% 내지 약 85 중량%를 포함할 수 있다. 중간층(14)은 소비된 박리 라이너 칩만으로 제조될 수 있거나 또는 다른 중합체와 조합된 소비된 라이너 스톡 칩의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 예컨대, 상기 중간층(14)은 약 1 중량% 내지 약 100 중량% 양, 예컨대 약 35 중량% 내지 약 55 중량% 양의 소비된 라이너 스톡을 포함할 수 있다. 중간층(14)의 나머지 부분은 미사용 폴리에스테르 중합체를 포함할 수 있거나 또는 재사용된 폴리에스테르 중합체를 포함할 수 있다.

본 발명의 복합 필름을 형성하기 위하여, 일 실시양태에서, 상기 필름층은 함께 공압출될 수 있다. 예를 들어, 상기 층을 형성하기 위해 사용된 중합체 각각 또는 중합체 블렌드는 개별적으로 용융된 다음, 마모된 회전 캐스팅 드럼 상에 단일하지만, 층을 이룬 시트로서 압출되어 캐스트 다층 필름을 형성할 수 있다. 이 복합 필름은 신속하게 냉각된 다음 1 이상의 방향으로 배향되어 복합 필름에 충격 강도와 인성을 부여한다. 상기 복합 필름은 예컨대 일축 연신되거나 또는 이축 연신될 수 있다. 일반적으로, 연신은 약 폴리에스테르 중합체의 2차 전이 온도 내지 중합체가 연화되어 용융하는 온도 아래 범위의 온도에서 생긴다. 필요하면, 상기 복합 필름은 필름을 더 결정화하는 것에 의해 폴리에스테르 필름의 특성을 "록-인(Lock-in)"하기 위하여 연신 후에 열처리될 수 있다. 결정화는 복합 필름에 안정성과 양호한 인장 특성을 부여한다. 폴리에스테르 필름층에 대한 이러한 열처리는 약 190℃ 내지 약 240℃의 온도에서 일반적으로 실시된다. 예컨대, 일 실시양태에서, 상기 복합 필름은 약 215℃ 내지 약 225℃의 온도에 약 1초 내지 약 20초간 노출되거나, 예컨대 약 2초 내지 약 10초간 노출될 수 있다.

열처리되기 전에 필름이 연신되는 양은 다양한 인자에 따라서 달라질 수 있다. 일축 연신될 때, 상기 필름은 그의 원래 길이의 약 1배 내지 약 4배 양으로, 예컨대 원래 길이의 약 3배 내지 약 4배 양으로 1방향(기계방향으로 또는 교차기계방향으로)으로 연신될 수 있다. 이축 연신될 때, 상기 필름은 그의 원래 길이의 약 1배 내지 약 4배량, 예컨대 원래 길이의 약 3배 내지 약 1배량으로 수직 방향으로 연신될 수 있다.

필름층을 함께 공압출할 때, 층을 형성하기 위해 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.

복합 필름의 최종 두께는 필름을 형성하기 위해 사용된 방법 및 최종 사용 목적과 같은 다양한 인자 및 환경에 따라서 달라질 수 있다. 일반적으로, 예컨대 상기 복합 필름은 약 0.5 mil 내지 약 7 mils 또는 그 이상의 두께를 가질 수 있다. 특정 적용에서, 상기 복합 필름은 약 0.8 mils 내지 약 2 mils, 예컨대 약 0.8 mils 내지 약 1.8 mils의 두께를 가질 수 있다. 중간 필름층(14)은 예컨대 상기 실시양태에서 일반적으로 약 0.5 mils 내지 약 1.3 mils의 두께를 가질 수 있다.

도 2에 도시된 중합체 층 이외에, 상기 복합 필름(10)은 다양한 처리 및 코팅을 포함할 수 있다. 예컨대, 일 실시양태에서, 상기 복합 필름(10)은 적층 물질을 위해 박리 라이너로서 작용하도록 된 박리 표면을 포함할 수 있다. 상기 박리 표면은 상이한 방식으로 또 상이한 수법을 이용하여 작성될 수 있다. 일 실시양태에서, 예컨대, 상기 박리 표면은 상기 복합 필름의 표면에 코팅을 도포하는 것에 의해 형성될 수 있다.

일 실시양태에서, 예컨대, 상기 복합 필름은 실리콘 코팅을 포함할 수 있다. 상기 실리콘 코팅은 예컨대 용매 가교형(cross-linkable type) 실리콘 코팅, 무용매 실리콘 코팅, 무용매 자외선 또는 전자빔 경화성 실리콘 코팅, 또는 수계( aqueous based) 실리콘 코팅일 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 실리콘 코팅은 백금 촉매화될 수 있고 또 실리콘 에멀젼으로부터 형성될 수 있는 열경화된 실리콘 코팅을 포함한다.

일 실시양태에서, 필름이 형성되는 동안 필름에 실리콘 코팅 조성물을 도포할 수 있다. 예컨대, 상기 코팅 조성물은 필름이 이축 연신되는 동안 도포될 수 있다. 필요한 경우, 실리콘 조성물을 도포하기 전에, 필름의 표면은 코로나 처리될 수 있다.

박리 코팅 이외에, 상기 복합 필름에는 슬립 제어(slip control) 코팅이 도포될 수 있다. 상기 슬립 제어 코팅은 예컨대 상기 박리 코팅과 대향하는 필름 측에 도포될 수 있다.

상기 슬립 제어 코팅은 예컨대 결합제, 커플링제, 위킹보조제(wicking aid) 및/또는 표면활성제를 포함할 수 있다. 상기 결합제는 설포모노머, 이소프탈산 및 지방족 디카복시산으로부터 형성된 코폴리에스테르를 포함할 수 있다. 다르게는, 상기 결합제는 폴리비닐 피롤리돈을 포함할 수 있다. 상기 커플링제는 실란을 포함할 수 있는 반면, 상기 위킹제는 이산화 실리콘 입자와 같은 산화물 입자를 포함할 수 있다.

본 발명은 이하의 실시예를 참조하여 더욱 잘 이해될 수 있다.

실시예 1

본 발명에 따라 다층 복합 필름을 제조하였고 또 다양한 특성을 대조하기 위하여 다른 다층 필름과 비교하였다.

본 발명에 따라 제조된 필름(샘플 번호 1)은 3층 필름을 포함하였다. 중간층은 두께가 17 미크론이고 또 100 중량% 소비된 라이너 스톡으로부터 제조하였다. 외층은 각각 3 미크론 두께를 갖고 또 100 중량% 미사용 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 구성되었다.

대조를 위하여, 미사용 폴리에틸렌 테레프탈레이트 만으로 제조된 상기와 동일한 두께를 갖는 3층 필름(샘플 번호 2)을 작성하였다.

상기 기재된 두께를 갖는 3개층을 함유한 제3 복합 필름(샘플 번호 3)을 제조하였다. 2개의 외층은 100 중량%의 미사용 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하였다. 그러나 중간층은 100 중량%의 재사용된 라이너 스톡을 포함하였다.

상기 3개 필름을 겔, 헤이즈, 황색도, 및 휘도(brightness)에 대하여 시험하였다. 헤이즈는 ASTM Test No. D 003에 따라 시험하였다. 황색 지수 및 휘도 지수는 ASTM Test No. D1925에 따라 시험하였고 또 고유 점도는 ASTM Test No. D4603에 따라 시험하였다. 이하의 겔 시험은 육안 관찰을 기본으로 하였다. 이하의 결과를 얻었다.

상기 나타낸 바와 같이, 소비된 라이너 스톡을 함유하는 다층 필름은 다른 필름에 필적하는 특성을 가졌다.

본 발명에 따른 이들 및 그외의 변형 및 변이는 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는 한 당업자에게 의해 실시될 수 있다. 또한, 다양한 실시양태의 요지는 전체적으로 또는 부분적으로 상호교환될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 당업자들은 상술한 기재가 예시적으로 든 것일 뿐 본 발명을 제한하려는 것이 아님을 잘 알고 있을 것이다.

Claims (22)

1. 고유 점도를 갖는 소비된 라이너 스톡을 칩으로 감소시키고;
   라이너 스톡 칩의 고유점도를 약 0.58 내지 약 0.7로 증가시키며;
   상기 라이너 스톡을 착색제와 조합하고; 또
   상기 라이너 스톡을 가열 및 압출하여, 적층 물질을 위한 박리 라이너로서 작용하도록 된 박리 표면을 갖는 필름으로 만드는 것을 포함하는, 박리 라이너의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 소비된 라이너 스톡이 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체를 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 착색제가 녹색 착색된 필름을 제조하기 위하여 녹색 또는 청색 착색제를 포함하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 필름이 약 1.25 미만의 황색도 지수를 갖는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 소비된 라이너 스톡 칩의 고유 점도가 고상 중합반응을 통하여 증가되는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 소비된 라이너 스톡 칩의 고유 점도가 약 0.6 내지 약 0.64로 증가되는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 필름을 적층 물질에 적층하는 단계를 더 포함하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 적층 물질이 라벨을 포함하는 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 압출된 필름이 다층 필름을 포함하고, 상기 다층 필름은 제1 외층과 제2 외층 사이에 위치한 적어도 하나의 중간층을 포함하고, 상가 라이너 스톡은 상기 중간층 내에 완전히 함유되는 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 필름의 층들이 공압출되는 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 제1 외층 및 제2 외층이 미사용 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체를 함유하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 중간층이 미사용 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체와 조합된 라이너 스톡을 포함하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 중간층의 적어도 40 중량%가 라이너 스톡을 포함하는 방법.
14. 제1항에 있어서, 착색제가 안료 분산액을 포함하고 또 약 1 중량% 미만의 양으로 필름 내에 함유되어 있는 방법.
15. 제1항에 있어서, 상기 필름 상의 박리 표면은 박리 코팅을 필름에 도포하는 것에 의해 형성되는 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 박리 코팅이 실리콘 코팅을 포함하는 방법.
17. 제13항에 있어서, 상기 제1 외층 및 제2 외층 각각은 공압출된 필름의 약 5 중량% 내지 약 15 중량%를 포함하고, 상기 중간층은 공압출된 필름의 약 70 중량% 내지 약 90 중량%를 포함하며, 상기 중간층은 약 40 중량% 내지 약 70 중량% 양으로 라이너 스톡을 함유하는 방법.
18. 제1항에 있어서, 상기 소비된 라이너 스톡 칩의 고유 점도가 약 0.61 내지 약 0.63으로 증가되는 방법.
19. 제1항에 있어서, 상기 소비된 라이너 스톡이 폴리에스테르 중합체를 포함하고 또 상기 라이너 스톡의 고유 점도는 사슬연장제를 상기 폴리에스테르 중합체에 혼입시키는 것에 의해 증가되는 방법.
20. 제1항에 있어서, 필름을 형성하는 동안 필름을 이축 연신하는 단계를 더 포함하는 방법.
21. 제1항에 정의된 방법에 따라 제조한 박리 라이너.
22. 제1항에 있어서, 라이너 스톡 칩의 고유 점도를 증가시키기 전에, 소비된 라이너 스톡을 펠릿화하는 단계를 더 포함하는 방법.
    

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