KR20170048435A - 엠보싱 매트 및 광택 플라스틱 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

엠보싱 매트 및 광택 플라스틱 필름 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

열가소성 중합체 필름(10) 및 그 제조 방법은 적어도 하나의 열가소성 중합체를 포함하고, 상기 필름의 적어도 한 부분(17)은 미세 엠보싱 패턴으로 미세 엠보싱되고; 상기 필름의 적어도 한 부분(19)은 상기 미세 엠보싱 깊이보다 클 수 있는 제 1 엠보싱 깊이를 갖는 제 1 엠보싱 패턴으로 엠보싱되고; 그리고 상기 필름(10)은 약 30 gsm 이하의 기초 중량 및 적어도 약 15 g의 충격 강도를 가진다.

Description

엠보싱 매트 및 광택 플라스틱 필름 및 그 제조 방법{EMBOSSED MATTE AND GLOSSY PLASTIC FILM AND METHODS OF MAKING SAME}
본원은 2014년 8월 29일자 출원된 미국 가특허 출원 62/043,998호 및 2014년 11월 18일자 출원된 미국 가특허 출원 62/081,117호의 우선권 유익을 청구하고, 이들은 모두 본원에서 전체적으로 합체되어 있다.
발명의 분야
본 발명은 매트 및 광택 마감재를 포함하는 엠보싱된 얇은 열가소성 필름 및 그 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
열가소성 필름은 예를 들어, 다이퍼(diaper)의 외부층 또는 기타 폐기용 개인 위생 제품으로서 개인 보호 품목에 광범위하게 사용된다. 비용, 편안함, 자원 보호 및 폐기물 최소화 등의 다양한 이유로 인하여, 가능한 얇은 필름을 갖는 것이 바람직하다. 부드러운 직물형 촉감(즉, 우수한 햅틱 품질)을 가지며 필름이 이동하거나 또는 마찰 조건에 있을 때 잡음이 없는 필름을 제조하는 것이 더욱 바람직하다. 제조업자의 필요성 및 기대를 충족시키는 열가소성 필름을 제조하는 것은 과학분야이다. 필름이 얇을수록, 필름의 통합성 및 처리가능성을 유지하는 것은 도전적 문제가 된다.
필름이 예를 들어 다이퍼와 같은 소비재 제품으로 사용되도록 의도된다면, 미적 필름을 제공하는 것이 더욱 바람직하다. 이는 필름에 디자인을 인쇄하고, 매트 또는 광택 마감재 형태의 콘트래스트(contrast)를 제공하거나 또는 필름을 에칭, 식각 또는 엠보싱함으로써 달성될 수 있다. 인쇄 필름을 포함하는 다이퍼 및 개인 위생 제품은 당분야에서 널리 공지되어 있다. 그러나, 인쇄 디자인은 단조로운 마감재 및 비교적 불량한 해상도의 이미지를 갖는 경향이 있다. 광택 마감재를 갖고 매트 마감재를 갖는 엠보싱 플라스틱 필름들도 역시 공지되어 있다. 그러나, 최근까지 매트 및 광택 마감재는 모두 단일 디자인으로 합체되지 않았다.
본 발명의 발명자들은 필름이 매트 및/또는 광택 마감재를 통합하는 디자인을 가질 때, 상기 디자인은 소비재 제품에서 매우 바람직할 수 있는 놀랍게 현저한 "3-D" 외형을 갖는 것을 발견하였다. 그러나, 이러한 디자인을 개인 위생 제품에 적당한 물리적 특성을 갖는 얇은 필름으로 통합하는 것은 도전적 문제임이 증명된다. 예를 들어, 매트 마감재를 얻기 위하여, 필름은 육안으로 관측할 때 매트 마감재로 보이는 매우 미세한 라인으로 엠보싱될 수 있다. 이는 필름의 통합성을 변화시키고 추가 처리에 영향을 미친다.
광택 마감재를 얻기 위하여, 필름은 광택 잉크로 인쇄되거나 또는 광택 마감재를 갖는 중합성 재료가 선택될 수 있다. 3D-효과를 달성하기 위하여, 적어도 2개의 패턴으로 필름을 엠보싱하는 것이 추가로 필요하다. 비교적 두꺼운 필름에서는, 엠보싱을 수용하기 위하여 더욱 많은 재료가 사용될 수 있다. 그러나, 두께가 감소할 때, 엠보싱은 결과적으로 필름이 쉽게 찢어지거나 또는 필름에 핀홀 또는 결함을 갖게 할 가능성이 더욱 커지고, 이는 교대로 최종 제품에서 허용할 수 없는 누출을 유도할 수 있다. 제조 후에, 열가소성 필름은 최종 제품으로 통합될 때까지 감겨져서 저장될 수 있다. 매우 얇은 필름은 권취 및 저장 중에 엠보싱 패턴을 완전히 보유할 수 없고, 일부 디자인 형상이 손실될 수 있다. 마지막으로, 엠보싱은 필름의 햅틱 품질에 영향을 미칠 수 있다.
그러므로, 추가 도전적 문제는 필름이 심미적 기쁨을 주고 우수한 강도를 가지며 구멍이 없는 것 이외에도, 부드럽고 직물 촉감을 갖는 것을 보장하는 것이다.
본 발명은 매트 부분 및 광택 부분을 갖는 영역을 포함하는 신규 열가소성 얇은 필름 및 그 제조 방법을 제공함으로써 상술한 필요를 충족시키고 기존의 기술 상태를 개선한다. 매트 마감재는 또한 결과적으로 우수한 햅틱 품질을 갖는 미세 엠보싱에 의해서 제조될 수 있다. 또한 "거대 엠보싱"으로 칭하는 엠보싱은 미세 엠보싱보다 큰 라인 폭을 사용하고 하나 이상의 추가 엠보싱 깊이를 부가할 수 있다. 엠보싱된 영역은 3-D 외형 디자인에 기여하는 매트 또는 광택일 수 있다. 상술한 모든 것은 필름이 개인 위생 제품과 같은 소비재 제품에서 성공적으로 사용될 수 있는데 필요한 물리적 품질을 유지하면서 달성된다.
상기 필름은 약 30 gsm 이하의 기초 중량 및 우수한 인열 강도(tear strength) 및 인장 강도를 가질 수 있다. 또한, 상기 필름은 추가로 엠보싱된 디자인과 정합될 수 있는 인쇄된 디자인을 포함할 수 있다.
다음 설명은 본 발명의 임의의 비제한 실시예들을 나타낸다.
일 실시예에 따라서, 적어도 하나의 열가소성 중합체를 포함하는 열가소성 중합체 필름이 제공되고, 상기 필름의 적어도 한 부분은 미세 엠보싱되고; 상기 필름의 적어도 한 부분은 미세 엠보싱 깊이보다 큰 제 1 엠보싱 깊이를 갖는 제 1 엠보싱 패턴으로 엠보싱되고, 상기 필름은 약 30 gsm 이하의 기초 중량 및 적어도 약 15 g의 충격 강도를 가진다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 적어도 하나의 열가소성 중합체를 포함하는 열가소성 중합체 필름이 제공되고, 상기 필름의 적어도 한 부분은 미세 엠보싱 깊이 및 적어도 약 125 라인/인치의 라인 밀도를 갖는 미세 엠보싱 패턴으로 미세 엠보싱되고; 상기 필름의 적어도 한 부분은 미세 엠보싱 깊이보다 큰 제 1 엠보싱 깊이를 갖는 제 1 엠보싱 패턴으로 엠보싱되고, 상기 필름의 적어도 한 부분은 제 1 엠보싱 깊이보다 큰 제 2 엠보싱 깊이를 갖는 제 2 엠보싱 패턴으로 엠보싱되고; 상기 필름의 미세 엠보싱 부분은 약 0.7 미만의 Gf/Gi 비율, 약 35 미만의 광택 단위의 거울면 광택(specular gloss)을 가지며; 제 2 엠보싱 패턴으로 엠보싱된 상기 필름의 일부는 약 0.7 초과의 Gf/Gi 비율, 약 35 초과의 광택 단위의 거울면 광택을 가지며; 그리고 상기 필름은 약 30 gsm 이하의 기초 중량 및 적어도 약 15 g의 충격 강도를 가진다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라서, 매트 마감재 및 제 1 거울면 광택을 갖는 적어도 한 부분, 및 광택 마감재 및 제 2 거울면 광택을 갖는 적어도 한 부분을 포함하는 열가소성 중합체 필름이 제공되고, 상기 제 1 거울면 광택 및 상기 제 2 거울면 광택 사이의 차이(ΔG)는 적어도 약 5 광택 단위이고, 그리고 상기 필름은 약 30 gsm 이하의 기초 중량 및 적어도 약 15 g의 충격 강도를 가진다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라서, 적어도 하나의 열가소성 중합체를 포함하는 열가소성 중합체 필름이 제공되고, 상기 필름의 적어도 한 부분은 적어도 약 125 라인/인치의 라인 밀도를 갖는 미세 엠보싱 패턴으로 미세 엠보싱되고; 상기 필름의 적어도 한 부분은 제 2 엠보싱 패턴으로 엠보싱되고; 상기 필름은 약 30 gsm 이하의 기초 중량 및 적어도 약 15 g의 충격 강도를 가지며; 그리고 상기 필름의 미세 엠보싱 부분은 약 0.7 미만의 Gf/Gi 비율을 가지며; 제 2 엠보싱 패턴으로 엠보싱된 상기 필음의 부분은 약 0.7 초과의 Gf/Gi 비율을 가지며, 그리고/또는 상기 필름의 미세 엠보싱 부분 및 제 2 엠보싱 패턴으로 엠보싱된 필름의 부분 사이의 거울면 광택 사이의 차이는 적어도 약 10 광택 단위이다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라서, 엠보싱된 열가소성 중합체 필름의 제조 방법이 제공되고, 상기 방법은 약 30 gsm 이하의 기초 중량을 갖는 열가소성 중합체 필름을 제 1 엠보싱 롤 및 제 2 엠보싱 롤 사이로 전진시키는 단계로서, 제 1 엠보싱 롤은 상기 필름에 매트 마감재를 부여하기에 적합한 미세 엠보싱 패턴을 포함하고, 상기 제 2 엠보싱 롤은 상기 필름 상으로 적어도 하나의 엠보싱된 디자인을 부여하기에 적합한 적어도 하나의 엠보싱 패턴을 포함하는, 상기 전진 단계; 그리고 상기 필름을 상기 미세 엠보싱 패턴 및 엠보싱 패턴 내로 가압하도록 충분한 압력을 인가하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라서, 엠보싱된 열가소성 중합체 필름의 제조 방법이 제공되고, 상기 방법은 약 30 gsm 이하의 기초 중량을 갖는 열가소성 중합체 필름을 제 1 엠보싱 롤 및 비엠보싱 대항 롤 사이로 전진시키는 단계로서, 제 1 엠보싱 롤은 상기 필름에 매트 마감재를 부여하기에 적합한 적어도 하나의 미세 엠보싱 패턴 및 상기 필름 상으로 적어도 하나의 엠보싱 디자인을 부여하기에 적합한 적어도 하나의 엠보싱 패턴을 포함하는, 상기 전진 단계; 그리고 상기 필름을 상기 미세 엠보싱 패턴 및 상기 엠보싱 패턴 내로 가압하도록 충분한 압력을 인가하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명의 열가소성 필름으로 통합된 한 디자인의 도면을 도시하며, 상기 필름은 일 측부 상에서 매트 마감재 및 광택 마감재의 영역들을 포함하는 엠보싱 패턴을 포함한다.
도 2는 본 발명의 엠보싱된 열가소성 필름을 제조하기 위해 적합한 한 장치를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 한 세트의 이중 엠보싱 롤들의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 엠보싱 레벨을 포함하는 엠보싱 롤과 매끄러운 대항 롤의 사시도를 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 인쇄되고 엠보싱된 열가소성 필름에 적합한 엠보싱 인쇄 장치의 일 예를 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 인쇄되고 엠보싱된 열가소성 필름을 제조하기에 적합한 엠보싱 인쇄 장치의 대안 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 7a는 매트 및 광택 마감재의 영역들을 포함하는 엠보싱된 필름의 확대 사진으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 금속 또는 플라스틱 엠보싱 롤을 사용하여 제조된 필름의 표면을 도시한다.
도 7b는 매트 및 광택 마감재의 영역들을 포함하는 엠보싱된 필름의 확대 사진으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 고무 엠보싱 롤을 사용하여 제조된 필름의 표면을 도시한다.
도 8a는 매트 마감재를 구비한 필름 및 광택 플라워(glossy flower)를 포함하는 엠보싱된 디자인의 사진을 도시하며, 상기 필름은 미세 엠보싱된 필름을 매끄러운 대항 롤 및 장식 플라워 디자인으로 식각된 엠보싱 롤과 접촉시켜서 제조된다.
도 8b는 가죽과 유사한("가죽 외관") 임의의 라인을 포함하는 엠보싱된 디자인을 갖는 필름의 확대 사진을 도시한다.
도 9a는 899 마이크로미터의 기준 비율을 가지며 미세 엠보싱 및 엠보싱을 나타내는 엠보싱된 필름의 일부의 확대 사진을 도시한다.
도 9b는 508 마이크로미터의 기준 비율을 갖는 엠보싱된 필름의 일부의 다른 확대 사진을 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 엠보싱된 필름의 제 2 전자(도 10a) 및 후방산란(도 10b) 현미경사진의 주사전자현미경(SEM) 이미지를 도시하는 도면으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 금속 또는 플라스틱 엠보싱 롤을 사용하여 제조된 필름의 표면을 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 엠보싱된 매트 필름의 제 2 전자(도 11a) 및 후방산란(도 11b) 현미경사진의 주사전자현미경(SEM) 이미지를 도시하는 도면으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 금속 또는 플라스틱 엠보싱 롤을 사용하여 제조된 필름의 표면을 도시한다.
정의
본원에 사용된:
본원에 사용된 "연신율(elongation)"은 필름이 통상적으로 최초 길이에 대한 비율로서 표현되는 파괴 이전에 신장될 수 있는 길이를 의미한다. 예를 들어, 파괴없이 본래 길이의 두배로 신장될 수 있는 필름이 200%의 연신율을 가진다. 연신율은 필름이 제조 라인을 통해서 이동하는 방향(즉, 길이방향으로)을 의미하는 것으로 이해되는 기계 방향(MD) 또는 (즉, 필름의 폭에서) MD에 직각인 것을 의미하는 것으로 이해되는 단면 방향(CD)으로 신장되는 결과일 수 있다.
"광택" 또는 "거울면 광택,"은 열가소성 필름 표면의 반사 품질의 측정값이고 ASTM D 2457-03에 따라 이루어진다. 필름 샘플의 거울면 광택을 측정하기 위한 일반적 절차는 용지의 검정 시트 상에 2cm x 2cm 샘플을 배치하는 단계, 그리고 BYK Micro Gloss 45° 장치 (BYK-Gardner GmbH; 독일 게레스트리드 소재)를 사용하여 광택 측정을 얻는 단계를 포함한다. 광택은 광택 단위(GU)로 측정된다.
"Gi"는 필름 표면을 미세 엠보싱 또는 엠보싱하기 전의 필름의 "초기 광택" 또는 "광택"을 의미한다.
" Gf"는 필름 표면을 미세 엠보싱 또는 엠보싱 또는 다르게 변형시킨 후의 필름의 "최종 광택" 또는 "광택"을 의미한다. Gf/Gi의 비율은 광택 측정값을 일반화한 것이고 필름 표면의 변형 전 및 변형 후의 동일한 또는 거의 유사한 필름에서 실행된 Gf 대 Gi의 비율이다.
"델타 광택," "Δ Gloss," 또는 "광택 차" 또는 다른 유사 용어는 통상적으로 동일 필름의 상이한 부분에서 취해진 거울면 광택 단위 측정값의 차이를 의미한다.
"Gsm"은 g/m2를 의미하고, 필름의 기초 중량의 측정값이며, 이는 필름 또는 적층 제품의 두께 또는 단위 질량을 정량화하는 산업 표준 용어이다.
"정합(in register)"은 인쇄된 패턴과 같은 패턴이 필름 안으로 엠보싱, 에칭, 식각 등으로 처리된 디자인과 공간적으로 동기화되어서, 인쇄된 패턴 및 디자인이 규칙적이고 통일된 방식으로 반복되는 것을 의미한다.
"미세 엠보싱(micro-embossed)"은 비엠보싱 필름에 대해서 단조로운 외형을 생성하는 미세 엠보싱 라인 또는 패턴을 포함하는 엠보싱 패턴을 의미한다. 라인 또는 패턴은 육안으로는 구별될 수 없거나 또는 거의 구별될 수 없으며, 거리, 예를 들어, 팔-길이를 두고 관측할 때에, 매트 마감재로 보인다.
"엠보싱"은 표면의 일부가 둘러싸는 필름 표면으로부터 현저해지는 필름을 의미한다. 용어 "엠보싱" 및 "거대-엠보싱"은 미세 엠보싱과 구별하기 위하여 본원에서 상호 교환식으로 사용될 수 있다. 본 발명의 필름은 인접 디자인 요소들 사이에서 교대로 복수의 엠보싱 깊이, 폭 및 간격을 포함하는 디자인 또는 패턴을 포함할 수 있다.
"충격 강도"는 제목이 "자유 낙하 다트 방법에 의한 플라스틱 필름의 내충격성에 대한 표준 시험 방법"인 시험 방법 A의 ASTM D1709에 따라 측정된 필름을 천공하는데 필요한 발사체의 질량을 의미하고 그램 단위로 기재된다.
"비엠보싱"은 엠보싱 또는 미세 엠보싱되지 않은 필름 또는 필름의 일부를 의미한다.
"매트"는 본 발명의 목적에 대해서 정량적으로 미세 엠보싱 패턴에 의해서 유발된 거울면 광택에 기초하는 것을 특징으로 하는 단조로운 마감재를 의미한다. 여기서 매트 마감재는 열가소성 필름 표면을 지칭하고 Gf는 0.7 Gi 이하이거나 또는 다시 말해서, 미세 엠보싱 이전의 필름 또는 비교적 거의 유사한 비엠보싱 필름보다 적어도 30% 적은 광택을 나타낸다.
"인장 강도"는 CD 또는 MD에서 필름에서 파괴를 유도하는데 필요한 부하("파괴 부하"를 의미한다. 인장 강도는 N/cm의 단위 또는 동등 단부로 표현되고 ASTM 방법 D822-02에 의해서 결정된다.
엠보싱
본 발명의 얇은 열가소성 필름은 매트 마감재를 갖는 하나 이상의 부분들을 포함한다. 매트 마감재는 통상적으로 전체 디자인의 배경을 나타내고 당업자에게 공지된 "샌드 블라스팅", "미세 엠보싱" 및/또는 다른 수단을 포함하는 다수의 수단에 의해서 제조될 수 있다. 미세 엠보싱은 육안으로 볼 수 없는 미세 라인, 형상 또는 패턴들에 의해서 달성될 수 있다. 매트 마감재의 비제한적 예들은 오하이오 메이슨 소재의 Clopay Plastic Products Corp에 의해서 제조되고 상표 MICROFLEX로 판매되는 필름에서 나타나는 실질적인 임의의 라인("가죽 외관") 패턴형 형상 또는 패턴형 라인을 포함한다.
미세 엠보싱과는 대조적으로, 엠보싱은 육안으로 볼 수 있는 라인 폭 및 디자인을 사용하고 미세 엠보싱의 깊이보다 큰 엠보싱 깊이를 사용할 수 있다. 상기 필름의 엠보싱 부분은 일반적으로 육안으로 구별되고 미세 엠보싱 부분에 대해서 매끄러운 표면을 가질 수 있다. 필름의 엠보싱 부분은 매트 또는 광택 외형을 가진다. 일 실시예에서, 추가 엠보싱 패턴은 연속적으로 큰 엠보싱 깊이를 가진다. 그러므로, 예를 들어, 필름은 배경 패턴으로서 미세 엠보싱 깊이를 갖는 미세 엠보싱된 디자인; 제 1 엠보싱 깊이에서 빗방울과 같은 제 1 엠보싱 디자인 및 제 2 깊이에서 플라워, 로고, 상표 또는 기타 기발한 디자인을 가질 수 있다. 제 2 엠보싱 깊이는 제 1 엠보싱 깊이보다 클 수 있고 제 2 엠보싱 디자인은 제 1 엠보싱 디자인보다 클 수 있다. 엠보싱 패턴의 가변 깊이 및 크기를 통합함으로써, 뛰어난 외형을 가지며 시각적으로 매우 호소력이 있는 필름이 제조된다. 도 1은 미세 엠보싱된 매트 배경(17) 및 미세 엠보싱된 디자인보다 큰 깊이에 있는 제 1 엠보싱 부분을 포함하는 단일 필름(10)의 비제한적인 일 예의 도면을 도시하고 제 1 엠보싱된 빗방울 디자인(19)을 도시한다. 도 1은 제 1 엠보싱 디자인보다 큰 영역에 있고 제 1 엠보싱 디자인보다 큰 엠보싱 깊이를 가질 수 있는 제 2 엠보싱 디자인(14)을 추가로 포함한다. 디자인의 시각적 외형을 추가로 증가시키는 다수의 추가 수준의 엠보싱을 부가하는 것은 당업자의 지식 범위내에 있다.
매트 마감재는 질적으로 플라스틱 필름 상의 비광택 또는 "단조로운" 외향을 특징으로 한다. 질적으로, 매트 마감재는 0.7 Gi 이하의 Gf를 갖는 것을 특징으로 한다. 다시 말해서, 상기 필름의 매트 부분은 동일 필름 또는 거의 유사한 비엠보싱 필름의 비엠보싱 부분과 비교할 때 거울면 광택에서 30% 이상의 감소를 가진다. 본 발명에서, 필름의 매트 부분은 약 0.7 미만, 대안으로 약 0.1 내지 약 0.7 그리고 대안으로 약 0.25 내지 약 0.55의 Gf/Gi를 가진다. 상대적 용어와 반대로 절대적으로 정량화하기 위하여, 상기 디자인의 매트 부분은 약 35 광택 단위 미만, 대안으로 약 10 내지 약 35 광택 단위, 대안으로 약 20 내지 약 35 광택 단위 그리고 대안으로 약 30 내지 약 35 광택 단위의 거울면 광택을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상기 필름의 매트 부분은 미세 엠보싱된다. 일 실시예에서, 상기 필름의 미세 엠보싱 부분은 라인, 형상 또는 그 조합을 포함한다. 상기 라인은 거의 임의의 패턴 또는 규칙 패턴일 수 있고, 이는 거의 직선 및/또는 평행 라인을 포함하는 것으로 이해되며, 그 비제한적 예들은 미국 특허 4,376,147 및 4,546,029에 기재되어 있다. 일 실시예에서, 라인, 형상 또는 그 조합은 육안으로 구분될 수 없고 일반적 독서 거리에서 볼 때 균일한 매트 마감재로 보인다. 일 실시예에서, 라인은 약 75 라인/인치 미만의 밀도를 가진다. 대안 실시예에서, 라인은 적어도 약 75 라인/인치, 대안으로 적어도 약 100 라인/인치, 대안으로 적어도 125 라인/인치, 대안으로 적어도 약 150 라인/인치, 그리고 대안으로 적어도 약 250 라인/인치의 밀도를 가진다. 비제한적 일 예에서, 상기 필름의 매트 부분은 규칙 패턴의 미세 엠보싱 라인을 포함하고 적어도 약 250 라인/인치의 밀도를 가진다. 또다른 실시예에서, 상기 필름의 매트 부분은 적어도 약 150 라인/인치의 밀도를 갖는 미세 엠보싱 형상을 포함한다.
미세 엠보싱 라인, 형상 또는 그 조합은 약 80 ㎛ 미만, 대안으로 약 70 ㎛미만, 대안으로 약 50 ㎛미만, 대안으로 약 1 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 대안으로 약 15 ㎛ 내지 약 80 ㎛, 대안으로 약 25 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 그리고 대안으로 약 35 ㎛ 내지 약 40 ㎛의 미세 엠보싱 깊이를 가진다. 미세 엠보싱을 기술할 때, 용어 "미세 엠보싱 깊이"는 필름의 측부(얇은 에지)에서 볼 때 필름의 최상측 표면과 미세 엠보싱 라인 또는 패턴의 최하측 부분 사이의 거리를 의미한다.
일 실시예에서, 필름의 전체 표면적의 적어도 약 25%는 미세 엠보싱된다. 대안으로, 필름의 미세 엠보싱 부분의 전체 표면적의 비율은 적어도 약 30%, 적어도 약 40%, 적어도 약 50%, 그리고 대안으로 적어도 약 75%이다.
본 발명의 필름은 제 1 엠보싱 디자인을 포함하는 적어도 하나의 엠보싱 부분을 추가로 포함한다. 필름의 엠보싱 부분(들) 또는 영역(들)은 미세 엠보싱 부분보다 큰 엠보싱 깊이를 갖거나 또는 거의 동일 깊이일 수 있다. 엠보싱을 참조할 때, 용어 "엠보싱 깊이"는 필름의 측부(얇은 에지)에서 볼 때 필름의 최상측 표면과 미세 엠보싱 라인 또는 패턴의 최하측 부분 사이의 거리를 의미한다. 일 실시예에서, 엠보싱 디자인은 약 1 ㎛ 내지 약 125 ㎛, 대안으로 약 80 ㎛ 내지 약 125 ㎛, 대안으로 약 90 ㎛ 내지 약 125 ㎛, 그리고 대안으로 약 100 ㎛ 내지 약 125 ㎛의 엠보싱 깊이를 가진다.
본 발명의 필름들은 하나 이상의 추가 엠보싱 부분을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 필름은 제 2 엠보싱 디자인을 포함하는 제 2 엠보싱 부분을 포함한다. 제 2 엠보싱 디자인은 미세 엠보싱 부분 또는 제 1 엠보싱 부분과 거의 유사한 엠보싱 깊이를 가질 수 있다. 대안으로 제 2 엠보싱 디자인은 약 1 ㎛ 내지 약 130 ㎛, 적어도 약 130 ㎛, 대안으로 적어도 약 140 ㎛, 대안으로 적어도 약 150 ㎛, 그리고 대안으로 약 130 ㎛ 내지 약 170 ㎛의 엠보싱 깊이를 가질 수 있다. 엠보싱 레벨들의 수는 필름의 시각적 호소력을 증가시키도록 작용하는 것으로 고려된다. 그러나, 엠보싱 레벨들의 수와 엠보싱의 깊이가 결국 필름의 두께 및 다른 물리적 필름 특성에 의해서 제한된다는 것은 당업자에게 자명한 사실이다.
엠보싱 디자인은 매트 마감재 및/또는 광택 마감재를 가질 수 있다. 필름의 엠보싱 부분이 매트 마감재를 가질 때, 거울면 광택은 약 35 광택 단위 미만이고, 대안으로 약 10 내지 약 35 광택 단위이고, 대안으로 약 20 내지 약 35 광택 단위이고, 그리고 대안으로 약 10 내지 약 25 광택 단위이다. 필름의 엠보싱 부분이 매트 마감재를 가질 때, Gf/Gi의 비율은 0.7 미만이고, 대안으로 약 0.2 내지 약 0.7이고 대안으로 약 0.3 내지 약 0.6이다.
일 실시예에서, 필름의 엠보싱 부분은 광택 마감재를 가진다. 필름의 엠보싱 부분이 광택 마감재를 가질 때, Gf/Gi의 비율은 약 0.7 초과이고, 대안으로 약 0.8 초과이고 대안으로 약 0.9 초과이다. 상대 관점과 반대인 절대 관점에서 정량화하기 위하여, 디자인의 엠보싱 부분은 적어도 약 35 광택 단위, 대안으로 약 35 내지 약 45 광택 단위, 그리고 대안으로 약 35 내지 40 광택 단위의 거울면 광택을 가진다.
필름의 매트 부분 및 광택 부분을 특징으로 하는 또다른 수단은 상대적으로 매트 부분 및 광택 부분 사이에서 광택차의 관점에 있다. 그러므로, 하나의 대안 실시예에서, 필름은 매트 마감재를 갖는 부분과 광택 마감재를 갖는 부분을 포함하고, 매트 부분 및 광택 부분 사이의 거울면 광택 차이(ΔG)는 적어도 약 5 광택 단위이고, 대안으로 적어도 약 10 광택 단위이고, 대안으로 적어도 약 15 광택 단위이고, 대안으로 적어도 약 20 광택 단위이고, 그리고 대안으로 적어도 약 25 광택 단위이다.
필름의 광택 부분은 필름의 조성으로 인하여 또는 페인트 또는 락커와 같은 광택 마감재로 인하여 광택 외형을 갖는 필름의 비엠보싱 부분을 포함할 수 있다. 대안으로 또는 추가로, 광택 부분은 사전에 미세 엠보싱된 필름의 엠보싱 부분에서 발생된다. 이는 결과적으로, 미세 엠보싱의 국부적 감소 또는 실질적인 제거를 유도할 수 있다.
본 발명에서, 필름의 비엠보싱 광택 부분은 약 0.7 초과, 대안으로 약 0.8 초과, 대안으로 약 0.9 초과의 Gf/Gi를 가질 수 있다. 상대 관점과 반대인 절대 관점에서 정량화하기 위하여, 상기 디자인의 미세 엠보싱 부분은 적어도 약 35 광택 단위, 대안으로 약 35 내지 약 45 광택 단위, 그리고 대안으로 약 35 내지 40 광택 단위의 거울면 광택을 가진다.
필름
본 발명의 엠보싱 열가소성 필름은 임의의 수의 적당한 열가소성 재료로 제조되고 하나 이상의 열가소성 중합체를 포함한다. 필름에 대해서 적당한 중합체는 폴리오레핀, 예를 들어, 폴리에틸렌 동종중합체 및 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 동종중합체 및 공중합체, 기능화 폴리오레핀, 폴리에스테르, 폴리(에스테르-에테르), 나일론을 포함하는 폴리아미드, 폴리(에테르-아미드), 폴리에테르 술폰, 불소중합체, 폴리우레탄 및 그 혼합물을 포함하지만, 이들에 국한되지 않는다. 폴리에틸렌 동종중합체는 저밀도 또는 중밀도 또는 고밀도의 것들 및/또는 고압 또는 저압 중합에 의해서 형성된 것들을 포함한다. 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 공중합체는 1-옥텐, 1-부텐, 1-헥센 및 4-메틸 펜텐을 포함하는 C4 - C8 알파-올레핀 단량체를 갖는 공중합체들을 포함하지만, 이들에 국한되지 않는다. 폴리에틸렌은 실질적으로 선형이거나 또는 분기형이고 지글러-나타 촉매, 메탈로신 또는 단일-사이트 촉매와 같은 촉매 또는 당분야에 널리 공지된 다른 것들을 사용하여 당분야에 공지된 여러 프로세스에 의해서 형성될 수 있다. 적당한 공중합체들의 예들은 폴리(에틸렌-부텐), 폴리(에틸렌-헥센), 폴리(에틸렌-옥텐), 및 폴리(에틸렌-프로필렌), 폴리(에틸렌-비닐아세테이트), 폴리(에틸렌-메틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-아크릴산), 폴리(에틸렌-부틸아크릴레이트), 폴리(에틸렌-프로필렌디엔), 폴리(메틸 메타크릴레이트) 및/또는 폴리오레핀 테르폴리머와 같은 공중합체를 포함하지만, 이들에 국한되지 않는다. 일 실시예에서, 필름은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 그 조합물을 포함한다. 적당한 상업적으로 구매가능한 폴리에틸렌계 수지의 일예는 텍사스 하우스톤 소재의 ExxonMobil Chemical Co.에 의해서 제조된 Exceed™ 3527PA이다. 적당한 상업적으로 구매가능한 폴리프로필렌 공중합체는 오스트리아 비엔나 소재의 Borealis에 의해서 제조된 Borealis BD712CF이다.
올레핀 중합 조성물의 다른 비제한적 예들은 올레핀 블록 공중합체, 올레핀 랜덤 공중합체, 폴리우레탄, 고무, 비닐 아릴렌 및 공액 다이엔(conjugated diene), 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에테르, 폴리소프렌, 폴리네오프렌, 상기 임의의 공중합체 및 그 혼합물을 포함한다. 또한, 본 발명의 필름 또는 층들은 취성 중합체를 포함하고, 그 비제한적 예들은 미국 특허 제 7,879,452 호에 개시된다. 일 실시예에서, 필름은 올레핀 블록 공중합체를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 올레핀 블록 공중합체는 폴리프로필렌계이다. 적당한 폴리프로필렌계 올레핀 블록 공중합체의 비제한적 예들은 미시간 미들랜드 소재의 Dow Chemical Company에 의한 상표 INFUSE와 텍사스 하우스톤 소재의 ExxonMobil Chemical Company에 의한 Exxon PD 7623과 같은 상표 VISTAMAXX 및 EXXON IMPACT Copolymer로 판매된다. 폴리프로필렌 및 폴리에스테르는 모두 형성된 중합 필름의 용융 온도를 증가시켜서 저항을 통해서 필름의 연소를 개선하는 것으로 알려져 있다. 대안 실시예에서, 본 발명의 필름들은 에틸렌계 올레핀 블록 공중합체를 포함한다.
상술한 열가소성 중합체는 0% 내지 약 95%, 대안으로 약 0% 내지 약 40%, 대안으로 약 10% 내지 약 50%, 대안으로 약 35% 내지 약 50%, 대안으로 약 20% 내지 약 40%, 그리고 대안으로 약 1% 내지 약 10%의 양으로 필름 또는 필름의 개별 층들에 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 필름 또는 다층 필름의 하나 이상의 층들은 약 0.1% 내지 약 90%, 대안으로 약 1% 내지 약 50%, 대안으로 약 50% 내지 약 85%의 에틸렌 중합체, 공중합체, 에틸렌계 중합 조성물 또는 그 조합물을 포함한다. 일 실시예에서, 에틸렌 중합체는 저밀도 에틸렌 중합체이다. 추가로 또는 대안으로, 상기 조성물은 약 0.1% 내지 약 40%, 대안으로 약 1% 내지 약 25%의 폴리프로필렌, 폴리프로필렌계 중합 조성물, 폴리프로필렌 공중합체, 또는 그 조합물을 포함한다.
본 발명의 필름 또는 그 개별 층들은 합성 블록 공중합체, 탄성중합 올레핀 블록 공중합체 및 그 조합물을 포함하는 하나 이상의 탄성 중합체들을 포함한다. 적당한 합성 블록 공중합체들(SBC's)의 비제한적 예들은 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS), 스티렌-에틸렌-프로필렌(SEP), 스티렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEPS), 또는 스티렌- 에틸렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEEPS) 블록 공중합체, 탄성 중합체, 폴리스티렌 및 그 혼합물을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 필름은 스티렌-부타디엔-스티렌, 폴리스티렌 및 그 혼합물을 포함한다. 적당한 SBC 수지는 텍사스 하우스톤 소재의 KRATON® Polymers; 로스엔젤레스 플랜퀴민(Planquemine) 소재의 Dexco™ Polymers; 또는 텍사스 파사데나 소재의 Septon™ Company of America로부터 용이하게 구매할 수 있다.
본 발명의 필름은 충전제, 가소제, 상용시약, 드로우 다운 폴리머(draw down polymer), 처리 보조제, 항 차단제, 점도 감소 폴리머 등과 같은 선택적 성분을 포함할 수 있다. 다른 첨가제는 항산화제, 대전방지제(antistatic agent), 슬립제(slip agent), 거품형성제, 열 또는 빛 안정제, UV 안정제 등을 포함할 수 있다. 적당한 처리 보조제 및 안정제의 예들은 POLYBATCH AMF 705 및 POLYBATCH AO 25 S를 포함한다. 다른 것들은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 일 실시예에서, 중합 조성물은 약 0% 내지 약 15%, 및 대안으로 약 0.1% 내지 약 10%, 및 대안으로 약 0.2% 내지 약 5%의 적당한 처리 보조제 및/또는 안정제를 포함한다.
본 발명의 필름은 색소 및/또는 염색과 같은 하나 이상의 착색제를 포함한다. 착색제는 필름에 걸쳐 분산되거나 또는 필름의 한면 또는 양면에 인쇄될 수 있다. 일 실시예에서, 착색제는 광택 및/또는 금속 잉크이다. 추가로 또는 대안으로, 착색제는 필름의 한면 또는 양면 상에 패턴 형태로 인쇄되고 일 실시예에서 엠보싱 디자인(들)과 정합된다.
본 발명의 필름들은 당업자가 이해할 수 있는 다양한 프로세스에 의해서 제조되고 주조, 발포, 카렌더, 모노 압출, 공압출, 냉각 주조, 닙 엠보싱 또는 본원에 기술된 프로세스와 호환되는 필름을 얻는 임의의 다른 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명의 필름은 열가소성 단층 또는 다층 필름이고 약 30 gsm 미만, 대안으로 약 20gsm 미만, 대안으로 약 15 gsm 미만, 그리고 대안으로 약 10 gsm 미만의 기초 중량을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 본 발명의 필름은 약 3 내지 약 30 gsm, 대안으로 약 5 내지 약 15 gsm, 그리고 대안으로 약 8 내지 약 12 gsm의 기초 중량을 가진다. 일 실시예에서, 예를 들어, 필름이 외부 패키징 재료 또는 두꺼운 필름을 요구하는 다른 적용으로서 사용될 때, 필름의 기초 중량은 약 30 gsm초과, 대안으로 약 40 gsm 초과, 대안으로 약 50 gsm 초과, 대안으로 약 60 gsm 초과, 그리고 대안으로 약 30 gsm 내지 약 100 gsm일 수 있다.
본 발명의 다층 필름은 적어도 2 층, 대안으로 적어도 3 층, 대안으로 적어도 5 층, 대안으로 적어도 7 층, 대안으로 적어도 9 층, 대안으로 적어도 11 층, 대안으로 2 내지 약 20 층, 대안으로 3 내지 약 11 층, 그리고 대안으로 5 내지 11 층을 포함할 수 있다. 필름은 외부 한면 또는 외부 양면의 점착성(tackiness)을 감소시키기 위하여 스킨층을 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있다.
본 발명의 필름은 충격 강도 및 인장 강도를 포함하는 우수한 물리적 특성을 가진다. "인장 강도"는 횡단 방향(CD) 또는 기계가공 방향(MD)에서 필름에서 파괴를 유도하는데 필요한 부하("파괴시 부하")를 의미한다. 인장 강도는 N/cm의 단위 또는 동등 단위로 표현되고 하기 파라미터 즉, 샘플 방향 = MD 또는 CD; 샘플 크기 = 1 인치 폭 x 6 인치 길이; 시험 속도 = 20 in/min; 그립 거리 = 2 인치; 그립 크기 = 3 인치인 샘플을 균일하게 파지하는 넓은 고무면 그립을 사용하여 ASTM 방법 D822-02에 의해서 결정될 수 있다. 본 발명의 필름은 1.5 N/cm 초과, 대안으로 약 2.0 N/cm 초과, 대안으로 약 3.0 N/cm 초과 그리고 대안으로 약 4.0 N/cm 초과의 파괴시의 CD 부하를 가진다. 본 발명의 필름은 적어도 약 4.0 N/cm, 대안으로 적어도 약 8 N/cm, 그리고 대안으로 적어도 약 10 N/cm의 파괴시 MD 부하를 가진다. 필름은 약 200% 초과, 대안으로 약 300% 초과, 대안으로 약 400% 초과, 그리고 대안으로 약 101% 내지 약 150%의 MD 연신율을 추가로 가진다. 본 발명의 필름은 적어도 약 200%, 대안으로 적어도 약 300%, 대안으로 적어도 약 400%, 대안으로 적어도 800%, 대안으로 약 101% 내지 약 900%, 그리고 대안으로 약 200% 내지 약 600%의 CD 연신율을 가질 수 있다.
본 발명의 필름은 예를 들어, ASTM D1709에 의해서 측정되는 적어도 약 15 g, 대안으로 적어도 약 20 g, 대안으로 적어도 약 25 g, 대안으로 적어도 약 30 g, 그리고 대안으로 약 15 g 내지 약 40 g의 충격 강도를 가질 수 있다.
포움 필름
본 발명의 대안 실시예에 따라서, 열가소성 중합체 필름은 단층 또는 다층 포움 필름일 수 있다. 압출된 열가소성 포움 필름은 일반적으로 가소화된 또는 용융 중합체 재료를 형성하기 위하여 열가소성 재료를 가열하고, 거품형 겔을 형성하기 위하여 내부에서 발포제와 통합되고 그리고 압출 다이를 통해서 겔을 압출함으로써 준비된다.
포움은 본원에 기술된 개방 셀 포움 안으로 형성될 수 있는 상술한 열가소성 중합체들 중 임의의 것에 의해서 형성될 수 있다. 물리적 및/또는 화학적 발포제는 포움 필름을 제조하는데 사용될 수 있다. 유용한 화학적 발포제는 포움 필름이 형성되는 온도에서 가스를 발생시키는 물질을 포함한다.
제조 방법
본 발명의 필름은 당업자가 이해할 수 있는 다양한 프로세스에 의해서 제조되고 주조, 발포, 카렌더, 모노 압출, 공압출, 냉각 주조, 닙 엠보싱 또는 본원에 기술된 프로세스와 호환되는 필름을 얻는 임의의 다른 방법으로 제조될 수 있다. 일단 형성되면, 필름은 본원에 기술된 하나 이상의 실시예들에 따라서 추가 처리되고 엠보싱될 수 있다.
도 2에 있어서, 엠보싱 필름(10)은 하나 이상의 가열된 롤러들(30a-30d) 및 선택적으로 적외선 히터(34)와 같은 제 2 히터를 통해서 열가소성 중합체 필름(20)을 통과시킴으로써 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 가열된 롤러들의 온도는 약 60℃ 내지 약 130℃이다. 하나 이상의 아이들러 롤(40)도 역시 사용될 수 있다. 필름은 엠보싱 시스템(22)을 통해서 전진되고, 필름(20)은 도시된 중심 코어(26,29)를 각각 가질 수 있는 엠보싱 롤(25) 및 카운터 롤(28)을 포함하는 롤들(23)의 조합 사이에 개재된다. 롤들(25,28)을 통해서 전진시킨 후에, 엠보싱된 열가소성 중합체 필름(10)은 하나 이상의 롤들(38a,38b)에 의해서 냉각될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 냉각 롤들의 온도는 약 10 ℃ 내지 약 30 ℃이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예(실시예 A)를 도시한다. 롤들(23a)의 조합은 미세 엠보싱 패턴을 갖는 제 1 엠보싱 롤(25a); 및 탄성면 및 엠보싱 필름(20)에서 엠보싱 패턴을 형성하는 식각 및 에칭된 엠보싱 패턴을 갖는 카운터 롤로서 작용하는 제 2 엠보싱 롤(28a)을 포함한다. 제 1 엠보싱 롤(25a) 상의 미세 엠보싱 패턴은 제 2 엠보싱 롤(28a) 상의 비식각된 영역과 공간적으로 일치한다. 제 1 엠보싱 롤(25a)은 강철 또는 경질 플라스틱과 같은 금속으로 제조된 기존의 엠보싱 롤일 수 있다. 제 1 엠보싱 롤(25a)의 표면에서 식각된 매트 미세 엠보싱 형태(예를 들어, 피크, 라인 등)의 깊이 및 밀도는 원하는 수준의 거울면 광택 감소를 달성하도록 변화될 수 있다.
실시예 A에서 카운터 롤 또는 제 2 엠보싱 롤(28a)은 탄성면을 가지며, 가시 가능한 디자인은 식각되고, 하나의 비제한적 예는 도 3에 도시된 플라워 디자인이다. 열가소성 필름은 2개의 엠보싱 필름들 사이의 닙을 통해서 전진할 때, 상기 필름은 엠보싱 패턴으로 몰딩된다. 대안 실시예에서, 제 1 엠보싱 롤(25a) 또는 제 2 엠보싱 롤(28a)은 원하는 경도를 갖는 탄성 재료의 표면층으로 덮혀진 임의의 적당한 재료의 중심 코어(26,29)를 가질 수 있다. 엠보싱 롤(28a)의 탄성면의 두께는 특히 제한되지 않고 일 실시예에서 약 30 mm 내지 약 3 mm이고 25 쇼어 A 내지 100 쇼어 A의 경도값을 가질 수 있다.
대안 실시예에서, 슬리브 시스템은 미세 엠보싱 롤 및/또는 엠보싱 롤과 함께 사용될 수 있다. 하나의 비제한적 예에서, 롤의 코어는 슬리브가 예를 들어 압축 공기를 사용하여 가압되는 강철 맨드릴을 포함한다. 디자인은 슬리브에서 식각, 에칭 등으로 처리된다. 그러므로, 각각의 패턴에 대해서 전체 롤을 교체하기 보다, 다양한 교체가능한 슬리브들이 사용될 수 있고, 이는 결과적으로 제조 프로세스에서 상당한 비용 절감 및 가요성 증가를 얻게 한다.
도 4는 대안 실시예("실시예 B")를 도시하고, 여기서 엠보싱 장치는 엠보싱 필름(20) 안으로의 엠보싱 패턴을 형성하는 다수준 엠보싱 패턴을 갖는 복합 엠보싱 롤(25b) 및 거의 균일한 외면을 갖는 카운터 롤(28b)을 교대로 포함하는 롤들(23b)의 조합체를 포함한다. 복합 엠보싱 롤(25b)은 증가하는 엠보싱 깊이를 각각 구비한 복수의 미세 엠보싱 및 엠보싱 패턴을 포함한다. 당업자에게 명백한 바와 같이, 가변 깊이를 갖는 추가 패턴이 롤에 포함될 수 있다. 대안 실시예에서, 제 1 엠보싱 롤(25a) 또는 제 2 엠보싱 롤(28a)은 원하는 경도를 갖는 탄성 재료의 표면층에 의해서 커버되는 임의의 적당한 재료의 중심 코어(26,29)를 가질 수 있다.
실시예 A (도 3) 또는 실시예 B (도 4)에서, 엠보싱 프로세스는 상승 온도 또는 실내 온도에서 실행될 수 있다. 온도는 엠보싱 직전에 필름의 온도를 지칭하고 예를 들어 IR 프로브에 의해서 측정될 수 있다. 일 실시예에서, 필름의 온도는 약 10℃ 내지 약 50℃이고, 대안으로 약 25℃ 내지 약 28℃이고, 대안으로 약 45℃ 내지 약 150℃이고, 그리고 대안으로 약 130℃ 내지 약 135℃이다. 일 실시예에서, 엠보싱 프로세스는 약 90 바아의 압력에서 실행된다.
실시예 B는 특히 플렉소그래픽 인쇄 프로세스(flexographic printing process)에 적용될 수 있다. 도 5 및 도 6에 있어서, 중심 각인(CI) 드럼(150)을 포함하는 플렉소그래픽 인쇄 시스템(100a)이 도시된다. 필름(112)은 롤(114)에 의해서 전진하고 아이들러 롤에 의해서 중심 각인(CI) 드럼(150)으로 안내될 수 있다. 중심 각인(CI) 드럼(150)은 하나 이상의 인쇄 데크를 따라서 필름을 전진시킨다. 각각의 인쇄 데크는 팬(128)을 포함하고, 잉크는 애니록스 롤(anilox roll;124)에 의해서 상기 팬으로부터 롤(122) 상에 설치된 복수의 각인 플레이트(120) 들 중 하나로 전달된다. 추가의 인쇄 데크들은 당업자에게 공지된 상이한 색상, 광택제 또는 다른 조성물을 갖는 잉크를 도포하도록 통합될 수 있다. 인쇄 후에, 필름은 엠보싱될 수 있다. 통합 엠보싱 및 플렉소그래픽 인쇄 시스템(100a)은 중심 코어(126) 상에 엠보싱 롤 또는 복합 엠보싱 롤(125a)을 추가로 포함할 수 있다. 엠보싱 후에, 인쇄된 및 엠보싱 필름(112)은 인쇄된 잉크의 건조를 촉진하는 건조 유닛(140)에 의해서 처리되고, 그 후 권취 롤(144)에 의해서 권취될 수 있다.
도시되지 않았지만, 건조 유닛은 엠보싱 이전에 잉크의 건조를 용이하게 하기 위하여 인쇄 및 엠보싱 롤들 사이에 재배치될 수 있다. 대안으로, 도 6은 플렉소그래픽 인쇄 시스템(100b)을 도시하고, 여기서 필름(112)은 인쇄 전에 엠보싱될 수 있다. 모든 실시예들에서, 인쇄는 엠보싱과 정합될 수 있다.
대안으로, 열가소성 중합체 필름은 복합(적층) 재료를 형성하기 위하여 기판 재질 상으로 직접 도포될 수 있다. 필름 및/또는 적층물은 약 20% 초과의 본래 엠보싱 깊이의 감소를 의미하는 것으로 이해되는 엠보싱 패턴의 상당한 손실없이, 합리적인 시간 기간, 예를 들어, 적어도 한 달 동안 실온에서 저장될 수 있다.
또다른 대안 실시예에서, 본 발명의 필름은 압출 프로세스 중에 엠보싱될 수 있다. 미세 엠보싱 및 사전 형성된 엠보싱 및 선택적으로 인쇄된 열가소성 필름과는 대조적으로, 용융 필름 웹은 2개의 엠보싱 롤들 사이에서, 대안으로 엠보싱 롤 및 카운터 롤 사이에서 또는 대안으로 카운터 롤로 손상되지 않고 인쇄 전에 엠보싱된 엠보싱 롤 상으로 직접 주조될 수 있다. 그러므로, 용융 웹은 도 3 또는 도 4에 도시된 식각 롤 상으로 이동한다. 중합 조성물은 아직 융용상태이기 때문에, 디자인 패턴으로 충전되고 따라서 결과적으로 미세 엠보싱 및/또는 엠보싱의 시각적 호소가 있는 조합이 얻어진다.
제조 품목
본원에 기술된 열가소성 필름은 다수의 목적들에 대해서 유용하고, 그 일 예는 소비자 상품을 포함하는 사실상의 임의의 상업용 제품에 대한 보호 랩 또는 포장재로서 사용된다. 소비자 제품들의 예는 전자 제품, 자동차 제품, 차량 관리 제품, 직물 및 가정 관리 제품, 구강 관리 제품, 세탁소 제품, 직물, 보석류 및 미용 관리 및 피부 관리 제품을 포함하는 개인 관리 제품들을 포함한다.
본 발명의 필름들이 적합한 소비 제품의 한 부류는 일회용 다이퍼, 연습 팬츠, 요실금 패드 및 팬츠, 위생 냅킨, 탐폰, 팬티라이너, 와이퍼, 습식 와이퍼, 밴드 및 페서리를 포함하는 일회용 흡수 품목이다. 본 발명의 열가소성 필름은 파우치 및 밀봉 포장재와 같은 일회용 관리 제품의 개별 포장에 특히 적합한다. 본 발명의 열가소성 필름은 직포 또는 부직포 시트 또는 필름으로 추가로 적층되고, 예를 들어, 여성 관리 패드 또는 성인 요실금 제품에 대한 다이퍼 또는 백시트에 대한 외부 커버로서 사용될 수 있다.
본 발명의 열가소성 필름은 구매자 및/또는 사용자에게 양호한 시각적 및 촉각적 인상을 제공하는 안정된 3차원 형태로 형성될 수 있는 패키징 재료에 대해서 추가로 사용될 수 있다. 본 발명의 필름은 용지, 용지 보드, 카드 보드 및 용지 또는 카드보드의 적층물과 같은 비교적 강직성 포장 재료에 대한 표피로서 사용될 수 있다.
예들
약 15 마이크로미터의 두께를 갖는 다층 필름은 표 1에 기술된 조성을 갖는 블로잉 필름 공압출물에 의해서 준비되었다. 본원에 기술된 필름은 엠보싱되는 필름의 일 예라는 것을 이해해야 한다. 캐스트 압출(cast extrusion)에 의해서 제조된 엠보싱된 단층 및 다층 필름은 또한 결과적 필름이 본원에 기술된 두께 및 다른 물리적 특성을 갖는다면, 본원에 기술된 엠보싱에 대해서 적합하다.
Figure pct00001
다층 필름은 1.5 바아 압력에서 그라비어 인쇄기로 도포되고 이어서 40℃에서 건조되는 고체 은 색채 잉크를 갖는 Cerutti Line에서 윤전 그라비어 인쇄를 사용하여 인쇄된다. 만약 필름이 잉크로 인쇄되면, 임의의 적당한 광택 색상의 잉크가 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
실시예 A: 인쇄된 필름은 1) 약 114 라인/인치를 포함하는 매트 패턴을 갖는 엠보싱 롤러, 그리고 2) 약 50 마이크로미터 및 약 200 마이크로미터의 깊이로 식각된 플라워, 점 등을 갖는 다레벨 디자인 패턴을 포함하는 맞춤 디자인식 고무 롤러를 사용하여 엠보싱된다. 맞춤 디자인된 고무 롤은 70 또는 90의 쇼어 A 경도값을 갖는 3mm 두께의 고무면을 포함한다. 인쇄된 필름의 엠보싱은 인쇄된 엠보싱 열가소성 필름을 제공하기 위하여 90 바아의 엠보싱 압력 하에서 약 135℃에서 실행되었다. 다른 디자인 및 매트 배경 샘플은 또한 유사 조건 하에서 준비되었다.
실시예 B: 인쇄된 필름은 매트 패턴 및 약 150 ㎛로 식각된 맞춤 디자인식 플라워 디자인(및 빗방울, 작은 점, 큰 점 등과 같은 다른 형태) 패턴을 갖는 독일 페르덴 소재의 Saueressig에 의해서 공급된 롤과, 90의 쇼어 A 경도값을 갖는 3mm 두께의 고무면을 포함하는 카운터 롤을 사용하여 엠보싱된다. 인쇄된 필름을 엠보싱하는 것은 인쇄된 엠보싱 열가소성 필름을 제공하기 위하여 90 바의 엠보싱 압력하에서 약 135℃에서 실행되었다. 다른 디자인 및 매트 배경 샘플은 또한 유사 조건에서 준비되었다.
도 7a는 도 3에 도시된 엠보싱 장치에 의해서 준비된 필름의 상단(금속/플라스틱 엠보싱 롤측)으로부터 매트 및 광택 마감재의 영역들에 의해서 강조되는 플라워 디자인으로 엠보싱되고 매트 배경부를 갖는 필름의 확대 사진 도면을 도시한다. 도 7b는 도 3에 도시된 엠보싱 장치 실시예에 의해서 준비된 필름의 하단(고무 엠보싱 롤측)으로부터 매트 및 광택 마감재의 영역들에 의해서 강조되는 플라워 디자인으로 엠보싱되고 매트 배경부를 갖는 필름의 확대 사진 도면을 도시한다.
인쇄된 엠보싱 필름의 예시적 거울면 광택 측정값은 실시예 B에 따라 준비된 샘플에서 취해진다(참조 표 3).
도 8a는 광택 플라워를 포함하는 엠보싱 디자인과 매트 마감재를 구비한 필름의 사진 도면을 도시한다. 필름은 미세 엠보싱된 필름을 매끄러운 카운터 롤 및 장식용 플라워 디자인으로 식각된 엠보싱 롤과 접촉시켜서 제조된다.
도 8b는 가죽과 유사한("가죽 외형") 임의의 라인을 포함하는 엠보싱 디자인을 갖는 필름의 확대 사진 도면을 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 매트 배경부와 미세 엠보싱 및 엠보싱 영역의 부분을 갖는 엠보싱 필름의 일부의 확대 사진 도면을 도시한다. 도 9a 및 도 9b에 대응하는 899 마이크로미터 및 508 마이크로미터의 크기는 각각 참고로 제시된다.
도 10a 및 도 10b는 금속/플라스틱 엠보싱 롤과 접촉되고 도 3에 도시된 엠보싱 장치를 사용하여 준비된 필름의 표면으로부터 매트 배경부를 갖는 엠보싱 필름의 제 2 전자부(10A) 및 후방산란(10B) 현미경사진을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 이미지들을 도시한다.
도 11a 및 도 11b는 금속/플라스틱 엠보싱 롤과 접촉되고 도 4에 도시된 엠보싱 장치를 사용하여 준비된 필름의 표면으로부터 매트 배경부를 갖는 엠보싱 필름의 제 2 전자부(11A) 및 후방산란(11B) 현미경사진을 나타내는 주사전자현미경(SEM) 이미지들을 도시한다. 주사전자현미경(SEM) 현미경사진은 50 Pa에서 세팅되는 가변 압력을 갖고 lO.OkV에서 작동된 Hitachi SU3500에서 45x 확대로 취해진다. 엠보싱 깊이는 Tegatron CMD-IV 현미경(오하이오, 플랭클린 소재의 Tegatron, Inc.)을 사용하여 측정되었다.
Figure pct00002
유사 대표 샘플들의 충격 강도는 ASTM D 1709-09에 따라 측정되고 22 g의 평균 다트 드롭값을 갖는 것으로 확인되었다.
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
본 발명의 모든 실시예들에서, 구체적으로 다르게 명시하지 않는다면, 모든 퍼센트는 전체 조성물의 중량에 의한 것이다. 모든 범위는 포괄적이고 조합가능하다. 모든 수치량은 구체적으로 다르게 지시하지 않으면 "약"으로 변형될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 용어 "포함하다", "포함하는", "수용하다" 또는 "수용하는"은 명세서 또는 청구범위에서 사용되는 범위에 대해서, 이들은 청구범위에서 용어가 전이어(transitional word)로서 사용될 때 용어 "구비하는"과 유사한 방식으로 포함되는 것으로 의도된다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용된 모든 문헌은 참고로 본원에서 합체된다; 임의의 문헌의 인용은 본 발명에 대한 종래 기술의 용인으로서 해석되지 않아야 한다. 본 문헌에서 용어의 임의의 의미 또는 규정이 참고로 합체된 문헌의 동일 용어의 임의의 의미 또는 규정과 상충되는 범위까지, 본 문헌의 용어에 할당된 의미 또는 규정이 지배할 것이다.
본 발명의 특정 실시예를 도시하고 기술하였지만, 당업자는 본 발명의 정신 및 범주 내에서 다양한 다른 변화 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 자명한 사실이다. 그러므로, 본 청구범위에서 본 발명의 범주 내에 있는 이러한 모든 변화 및 수정을 포괄하는 것으로 의도된 것이다.

Claims (15)

  1. 약 30 gsm 이하의 기초 중량 및 적어도 약 15 g의 충격 강도를 갖는 적어도 하나의 열가소성 중합체를 포함하는 열가소성 중합체 필름에 있어서,
    추가로, 상기 필름의 적어도 한 부분은 미세 엠보싱 패턴으로 미세 엠보싱되는 것; 그리고 상기 필름의 적어도 한 부분은 상기 미세 엠보싱 깊이보다 큰 제 1 엠보싱 깊이를 갖는 제 1 엠보싱 패턴으로 엠보싱되는 것을 특징으로 하는 열가소성 중합체 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름의 미세 엠보싱 부분은 약 0.7 미만의 Gf/Gi 비율, 약 35 미만의 광택 단위의 거울면 광택(specular gloss) 또는 적어도 약 75 라인/인치의 라인 밀도 중 적어도 하나를 갖는 열가소성 중합체 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 미세 엠보싱 패턴은 약 80 ㎛ 이하의 미세 엠보싱 깊이를 갖는 열가소성 중합체 필름.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 디자인의 미세 엠보싱 패턴은 약 75 라인/인치 미만의 밀도를 갖는 라인들을 포함하는 열가소성 중합체 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름의 엠보싱 부분은 약 0.7 초과의 Gf/Gi 비율, 약 35 초과의 광택 단위의 거울면 광택 중 적어도 하나를 갖는 열가소성 중합체 필름.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엠보싱 깊이는 약 80 ㎛ 초과인 열가소성 중합체 필름.
  7. 약 30 gsm 이하의 기초 중량 및 적어도 약 15 g의 충격 강도를 갖는 열가소성 중합체 필름에 있어서,
    매트 마감재 및 제 1 거울면 광택을 갖는 적어도 한 부분, 및 광택 마감재 및 제 2 거울면 광택을 갖는 적어도 한 부분을 추가하고, 상기 제 1 거울면 광택 및 상기 제 2 거울면 광택 사이의 차이(ΔG)는 적어도 약 5 광택 단위인 것을 특징으로 하는 열가소성 중합체 필름.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 매트 마감재를 갖는 상기 부분은 미세 엠보싱 깊이를 갖는 미세 엠보싱 패턴을 포함하는, 열가소성 중합체 필름.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 광택 마감재를 갖는 상기 부분은 상기 미세 엠보싱 깊이보다 큰 엠보싱 깊이를 갖는 엠보싱 패턴을 포함하는, 열가소성 중합체 필름.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름의 적어도 한 부분은 상기 엠보싱 깊이보다 큰 제 2 엠보싱 깊이를 갖는 제 2 엠보싱 패턴으로 엠보싱되는, 열가소성 중합체 필름.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름은 적어도 하나의 착색제를 포함하고, 상기 착색제는 선택적으로 상기 엠보싱 패턴과 정합되는 인쇄된 디자인을 형성하는, 열가소성 중합체 필름.
  12. 제 1 항 내지 제 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열가소성 중합체는 폴리올레핀 중합체, 폴리올레핀 공중합체, 올레핀 블록 공중합체, 또는 그 조합물들을 포함하는, 열가소성 중합체 필름.
  13. 제 1 항 내지 제 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필름은 기판에 적층되는, 열가소성 중합체 필름.
  14. 엠보싱된 열가소성 중합체 필름의 제조 방법에 있어서,
    약 30 gsm 이하의 기초 중량을 갖는 열가소성 중합체 필름을 제 1 엠보싱 롤 및 제 2 엠보싱 롤 사이로 전진시키는 단계로서, 상기 제 1 엠보싱 롤은 상기 필름에 매트 마감재를 부여하기에 적합한 미세 엠보싱 패턴을 포함하고, 상기 제 2 엠보싱 롤은 상기 필름 상으로 적어도 하나의 엠보싱된 디자인을 부여하기에 적합한 적어도 하나의 엠보싱 패턴을 포함하는, 상기 전진 단계; 그리고 상기 필름을 상기 미세 엠보싱 패턴 및 상기 제 1 엠보싱 패턴 내로 가압하도록 충분한 압력을 인가하는 단계를 포함하는, 제조 방법.
  15. 엠보싱된 열가소성 중합체 필름의 제조 방법에 있어서,
    약 30 gsm 이하의 기초 중량을 갖는 열가소성 중합체 필름을 제 1 엠보싱 롤 및 비엠보싱 대항 롤 사이로 전진시키는 단계로서, 상기 제 1 엠보싱 롤은 상기 필름에 매트 마감재를 부여하기에 적합한 적어도 하나의 미세 엠보싱 패턴을 포함하고, 적어도 하나의 엠보싱 패턴은 제 1 엠보싱 깊이를 갖는, 상기 전진 단계; 그리고 상기 필름을 상기 미세 엠보싱 패턴 및 상기 엠보싱 패턴 내로 가압하도록 충분한 압력을 인가하는 단계를 포함하는, 제조 방법.
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