KR20170102274A - 필름 및 필름 레이저 컨버팅 - Google Patents

필름 및 필름 레이저 컨버팅 Download PDF

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KR20170102274A KR1020177020306A KR20177020306A KR20170102274A KR 20170102274 A KR20170102274 A KR 20170102274A KR 1020177020306 A KR1020177020306 A KR 1020177020306A KR 20177020306 A KR20177020306 A KR 20177020306A KR 20170102274 A KR20170102274 A KR 20170102274A
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쿠로쉬 키안
리시케쉬 케이. 바라와즈
산산 왕
웬-리 에이. 첸
제시카 알레산드로
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애버리 데니슨 코포레이션
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Abstract

본 명세서에는 폴리올레핀 필름을 레이저 커팅하는 각종 방법, 특히 이산화탄소 레이저를 사용하는 방법이 기재되어 있다. 또한, 본 명세서에는 레이저 커팅을 실시할 수 있는 개질된 폴리올레핀 재료가 기재되어 있다.

Description

필름 및 필름 레이저 컨버팅
(관련 출원의 상호참조)
본 출원은 2014년 12월 30일자로 제출된 미국 가출원 번호 제62/098,010호의 이익을 청구하며, 본 명세서는 모두 그 전체를 참조문헌으로서 포함한다.
본 발명은 이산화탄소(CO2) 레이저를 사용하여 폴리올레핀 필름 및 라벨 어셈블리를 레이저 커팅하는 것에 관한 것이다.
통상, 접착 라벨 및 필름 어셈블리는 제조업체, 유통업체 및/또는 소매업체와 같은 "컨버터 업체"가 판매용 제품을 패키징하거나 제조하기 위해 사용한다. 컨버터 업체는, 예를 들면 다양한 판매용 제품에 대한 소망의 라벨 및/또는 필름 어셈블리를 선택적으로 커팅하기 위해 장비 또는 "라인"을 사용한다. 또한, 이러한 컨버팅 라인은 라벨 및 필름 어셈블리를 이용하여, 예를 들면 인쇄와 같은 추가적인 작업을 행할 수 있다.
통상, 전통적인 컨버팅 라인은 라벨 및/또는 필름 어셈블리를 선택적으로 인쇄 및 커팅하기 위해 플렉소 인쇄 및 기계식 다이 커팅 장비를 포함한다. 기계식 다이 커팅은 다수의 측면, 특히 대량의 컨버팅 라인에 있어서 만족스럽다.
최근, 라벨 및/또는 필름 어셈블리를 커팅하기 위해 하나 이상의 레이저를 이용하는 디지털 컨버팅 라인이 점점 인기를 얻고 있다. 디지털 컨버팅 라인은 소량 가공에 유용하며, 전통적인 기계식 다이 커팅과 비교하여 커팅 깊이 및 패턴(들)과 같은 커팅 파라미터를 변경하는데 있어서 유연성을 더 높일 수 있다. 라벨 및 필름 어셈블리의 레이저 컨버팅은 대량의 라벨 또는 필름 라미네이트(들)로부터 각종 형상으로 커팅할 수 있도록 용이하게 조정될 수 있다. 레이저 커터를 제어하는 소프트웨어를 통해 커팅 파라미터를 용이하게 변경시킬 수 있다.
대부분의 디지털 컨버팅 라인은 통상 약 10.6미크론 또는 약 10.2~10.60미크론의 범위 내의 파장을 갖는 광을 방출하는 CO2 레이저(들)를 이용한다. 이들 CO2 레이저의 방출 파장은 "중적외선" 및/또는 "원적외선" 파장 또는 파장 범위라고 불리는 경우가 있다.
컨버팅 라벨 및 필름 라미네이트(들)에 대해 CO2 레이저를 갖는 디지털 컨버팅 라인을 사용할 때에 발생되는 어려움은 이러한 라벨 및 필름 라미네이트에 사용되는 다수의 폴리머 필름이 CO2 레이저로부터 방출되는 광에 비교적 투명하다는 것이다. 이러한 필름의 예는 폴리에틸렌이다. 비교적 높은 광투과율 및 이에 따른 CO2 레이저에 의해 방출되는 광에 대한 폴리에틸렌의 낮은 광학 흡광도로 인해, 레이저에 의한 열악한 커팅 성능이 발휘된다. 따라서, 예를 들면 폴리에틸렌 재료와 같은 특정 라벨 및 필름 라미네이트를 컨버팅하기 위한 CO2 레이저를 사용할 수 있는 방법에 대한 필요성이 존재한다.
열악한 레이저 커팅은 느린 커팅 속도로 이어진다. 특정 응용에 대해, 예를 들면 커팅 형상 또는 패턴을 용이하게 변형시킬 수 있는 능력과 같은 증가된 공정 유연성이 동반되는 경우에는 느린 커팅 속도가 허용될 수 있다. 그러나, 느린 커팅 속도는 일반적으로, 특히 고용량의 컨버팅 라인에 대해서는 허용될 수 없다. 다수의 응용에 있어서, 커팅 속도를 증가시키기 위해 레이저 출력을 단순히 증가시키는 것은 불가능하다. 라벨 및 필름 라미네이트에 사용되는 다수의 재료는 높은 레이저 출력 레벨로 인해 손상될 수 있다. 또한, 재료의 과도한 가열과 같은 높은 레이저 출력 레벨의 사용, 바람직하지 않은 커팅면, 및 상기 커팅면에 인접한 재료 특성으로 인해 소망하지 않는 결과가 얻어질 수 있다. 따라서, 부수적인 언급된 문제없이 레이저 커팅 속도를 증가시키는 방법에 대한 필요성이 존재한다.
다수의 응용에 있어서, 라이너를 커팅하거나 손상시키지 않으면서 라벨의 하나 이상의 필름을 커팅하도록 라벨 및 라이너 어셈블리를 "키스 커팅(kiss cut)"하는 것이 바람직하다. 통상, 이러한 커팅 작업을 행하기 위해 기계식 커팅 어셈블리가 사용되어 왔다. 그러나, 이것은 커팅 공정 및 기계 부품의 정밀한 제어를 필요로 한다. 레이저를 사용하여 라벨 및 라이너 어셈블리를 키스 커팅하는 것은 당업계에 공지되어 있지만, 라이너에 대한 손상은 공통적인 문제이다. 예를 들면, 특정 등급의 폴리에틸렌 필름을 레이저 커팅하는 경우, 레이저에는 비교적 높은 출력 레벨을 사용할 필요가 있다. 통상, 이러한 레이저 출력 레벨은 라이너 또는 라이너에 의해 커팅되는 일부 장치를 심각하게 손상시킨다. 따라서, 라이너를 손상시키거나 커팅하지 않으면서 라벨 및 라이너 어셈블리를 레이저 커팅 및 특히 레이저 키스 커팅하는 방법에 대한 필요성이 존재한다.
이전의 접근법과 관련된 어려움 및 단점은 본 발명에서 다음과 같이 다루어진다.
하나의 양태에 있어서, 본 발명은 CO2 레이저를 사용하여 폴리올레핀 필름을 레이저 커팅하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 폴리올레핀 재료를 제공하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 폴리올레핀 재료에 적어도 하나의 제제를 포함하는 단계를 포함한다. 상기 제제는 적어도 하나의 무기 제제, 적어도 하나의 유기 제제, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되며, 이에 의해 증가된 광학 흡광도를 갖는 개질된 폴리올레핀 재료를 형성한다. 또한, 상기 방법은 개질된 폴리올레핀 재료로 필름을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 적어도 하나의 CO2 레이저를 사용하여 필름을 레이저 커팅하는 단계를 더 포함한다.
다른 양태에 있어서, 본 발명은 CO2 레이저를 사용하여 커팅될 수 있는 다층 필름을 제공한다. 상기 다층 필름은 코어층 및 하나 이상의 스킨층을 포함한다. 상기 코어층 및 하나 이상의 스킨층 중 적어도 하나는 다층 필름이 10.6미크론 또는 10.2미크론~10.25미크론의 범위 내의 파장을 갖는 광에 대한 증가된 광학 흡광도를 나타내는 농도로 폴리올레핀 및 적어도 하나의 제제를 포함한다.
이해될 수 있는 바와 같이, 본 명세서에 기재된 발명은 다른 실시형태 및 상이한 실시형태가 가능하며, 그 몇몇 세부사항은 모두 청구된 발명을 벗어나는 일 없이 다양한 관점에서 변형될 수 있다. 따라서, 하기 설명은 예시적이며 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 통상의 라벨 어셈블리의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 필름의 하나의 형태의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 필름의 다른 형태의 개략 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 필름의 다른 형태의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 필름의 다른 형태의 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 레이저를 사용하여 라벨 어셈블리를 키스 커팅하는 개략도이다.
본 발명은 폴리에틸렌 및 유사한 재료와 같은 폴리올레핀을 함유하는 필름의 레이저 커팅, 특히 CO2 레이저를 사용하여 레이저 커팅할 수 있는 각종 방법을 제공한다. 특정 제제를 특정 농도로 필름 내에 포함시킴으로써, (ⅰ) 10.6㎛ 및/또는 (ⅱ) 10.2㎛~10.25㎛의 파장에 대한 필름의 광학 흡광도가 상당히 증가될 수 있으므로 필름의 CO2 레이저 커팅이 가능해진다. 또한, 특정 필름을 특정 연신 비율 및 특정 방향으로 연신하는 것은 필름의 레이저 커팅을 상당히 향상시킬 수 있다. 언급된 제제의 포함은 필름의 전략적 연신과 조합하여 이용되어 레이저 커팅, 특히 CO2 레이저를 사용하여 커팅할 수 있는 필름을 제조시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 라이너 상에 배치된 하나 이상의 필름을 포함하는 라벨 어셈블리를 키스 커팅하는 각종 방법을 제공한다. 통상, 필름은 본원에 기재된 바와 같이 폴리올레핀 필름이며, 언급된 제제를 포함함으로써 10.6㎛ 및/또는 10.2㎛ 파장을 갖는 광에 대한 필름의 광학 흡광도가 증가된다. 또한, 필름은 특정 연신 비율 및 특정 배향으로 연신되어 필름의 레이저 커팅성이 촉진될 수 있다.
또한, 본 발명은 (i) 예를 들면 폴리에틸렌 및 유사한 재료일 수 있는 폴리올레핀 필름과 같은 폴리머 필름 내에 특정 농도로 특정 제제를 포함시키고, 그리고/또는 (ii) 상기 필름을 특정 연신 비율 및 특정 배향으로 연신시킴으로써, 레이저 출력을 증가시키지 않으면서 레이저 커팅 속도를 증가시키는 각종 방법을 제공한다. 상기 방법은 CO2 레이저에 대한 레이저 커팅 속도를 증가시키거나 폴리에틸렌과 같은 폴리머 재료를 커팅하는데 특히 유용하다.
또한, 본 발명은 레이저, 특히 CO2 레이저에 의해 용이하게 커팅될 수 있는 각종 필름을 제공한다. 상기 각종 필름은 단층 필름일 수 있거나, 또는 다층의 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 본 발명의 이들 및 다른 양태는 모두 본 명세서에서 더욱 상세하게 설명된다.
광학 흡광도
본 발명의 각종 양태에 주목하기 전에, 재료의 광학 흡광도, 그 측정, 및 광학 흡광도가 통상적으로 정량화되는 방법을 검토하는 것이 유익하다.
분광법에 있어서, 재료의 흡광도(또한, 광학 밀도라고도 함)는 재료를 통해 투과되는 방사선량에 대한 재료에 대해 입사되는 방사선량의 대수비이다. 흡광도 측정은 종종 분석 화학에서 실시된다. 물리학에 있어서, 용어 "분광 흡광도"는 "분광 흡수도" 또는 "흡수율"과 호환하여 사용된다. 이와 밀접하게 관련된 용어는 이하에 설명되는 "투과율"이다.
Aλ로 표시되는 광의 특정 파장(λ)에서의 흡광도는 식(1)으로 나타내어지는 정량적 측정값이다:
Figure pct00001
따라서, 흡광도 Aλ는 재료에 대해 입사되는 방사선(재료를 통과하기 전의 방사선 또는 입사하는 방사선의 세기)(I0)과 재료를 통해 투과되는 방사선(재료를 통과하는 방사선 또는 투과되는 방사선의 세기)(I) 사이의 부호가 없는 대수비이다. 따라서, 흡광도는 투과율(T)과 밀접하게 관련이 있다:
Figure pct00002
용어 "흡광"은 광을 흡수하는 물리적 과정을 의미하고, 반면에 "흡광도"는 수학적 양을 의미한다.
흡광도는 적절한 단위가 없지만, "흡광도 단위" 또는 AU로 보고되는 경우가 있다. 그러나, 과학 연구원을 비롯한 다수의 사람들은 이들 임의의 단위에 대해 흡광도 측정 실험의 결과를 잘못 기재한다.
통상, 재료의 흡광도는 흡광 분광법을 이용하여 측정된다. 이것은 관심의 재료를 통해 광을 유도하고, 검출기에 투과되는 파장의 종류 및 광의 양을 기록하는 것과 관련이 있다. 이 정보를 이용하여, 흡광된 파장을 결정할 수 있다. 식(1)을 참조하면, 광원의 투과된 세기는 I0이다. 상기 샘플을 통과하는 광의 세기는 I이다. 따라서, 소정의 파장에서의 재료의 흡광도는 식(1)에 의해 결정될 수 있다.
투명한 시편 또는 재료의 흡광 및 산란 거동은 통과될 수 있는 광의 양 및 투명 재료를 통해 나타내어질 수 있는 객체의 종류를 결정할 수 있다.
총 투과율은 입사광에 대한 투과광의 비이다. 그것은 시편 또는 재료의 흡광 및 반사 특성에 영향을 받는다. 총 투과광은 직접 투과광과 확산광으로 이루어진다. 확산된 부분의 각도 분포에 따라 투명 시편이 상이하게 나타날 수 있다.
통상, 시각적 인지는 광각 및 협각 산란의 두 가지 현상을 구별할 수 있다.
광각 산란은 헤이즈에 영향을 미친다. 광은 모든 방향으로 확산되어 콘트라스트의 손실을 야기한다. ASTM D 1003은 입사광선으로부터 평균적으로 약 2.5도보다 크게 벗어나서 통과하는 광의 백분율로서 헤이즈를 규정한다.
협각 산란은 투과 품질 및 투명도에 영향을 미친다. 광은 작은 각도 범위에서 고농도로 확산된다. 이 효과는 시편 또는 재료를 통해 매우 미세한 디테일이 얼마나 잘 보여지는지를 나타낸다. 통상, 투과 품질 또는 투명도는 2.5도보다 작은 각도 범위에서 결정된다. 헤이즈 및 투명도 품질의 측정 및 분석은 균일하고 일관된 제품 품질을 촉진하므로, 공정 파라미터 및 재료 특성(예를 들면, 냉각 속도 또는 원자재의 적합성)에 미치는 영향을 분석하는데 도움을 준다.
헤이즈 미터는 필름의 투명성에 대한 객관적 측정값을 제공한다. 헤이즈 미터에 있어서, 광선은 시편에 부딪히고, 적분구로 입사된다. 구체의 내부 표면은 무광 백색 재료로 균일하게 코팅되어 확산이 가능하다. 구체의 검출기는 총 투과율 및 투과 헤이즈를 측정한다. 구체의 출구 포트에 장착된 링 센서는 협각 산란광을 검출하고, 이것은 다시 투명도의 지표를 제공한다. 헤이즈 미터의 예는 Oakland Instrument Corp.로부터 HAZEGARD PLUS의 상품명으로 시판되는 기기이다.
제제
본 발명에 따른 폴리올레핀 필름, 특히 폴리에틸렌에는 다양한 제제가 포함될 수 있다. 제 1 그룹의 제제는, 예를 들면 (i) 이산화티탄, (ii) 실리카 미립자, (iii) 이산화티탄으로 코팅된 마이카 미립자, (iv) 나노점토 및 무기 IR 확산제, 및 (v) 이들의 조합을 포함할 수 있는 무기 제제이다. 이들 무기 제제는 불투명 필름 또는 백색 필름에 포함시키기에 유용하다.
다양한 등급 및 유형의 이산화티탄 입자(TiO2)를 이용하여 이산화티탄 입자의 농도에 따라서 어느 정도 확연해지도록 백색을 필름에 부여한다. 이들 입자는 백색 폴리프로필렌 필름에 널리 사용된다. 다른 폴리프로필렌(PP) 필름은 0%~20%의 다양한 TiO2 농도로 제조된다. 단지 5%의 TiO2 농도는 실질적으로 비레이저 커팅 가능한 필름(10.6㎛ CO2 레이저를 사용함)을 레이저 커팅 가능한 PP 필름으로 변형시킨다. 고농도의 TiO2는 일반적으로 커팅성을 향상시키고, 즉 일반적으로 25% 이상의 농도에서는 이들 필름을 레이저 커팅성에 어떠한 영향이 미치지 않을 때까지 커팅하는데 더 적은 에너지가 필요하게 된다. 이 "포화" 레벨은 필름의 두께 및 배향뿐만 아니라 생성된 필름의 유형, 예를 들면 필름이 블로운 필름인지, 스텐터 필름인지, 또는 캐비테이션 필름인지의 여부에 따라 달라진다. 예를 들면, DuPont으로부터 TI-PURE의 상품명으로 입수 가능한 것들과 같이 1㎛ 이하의 입자 크기의 이산화티탄이 광범위하게 입수 가능하다.
다양한 등급 및 유형의 실리카 미립자가 이용될 수 있다. 예를 들면, 천연 및/또는 합성 실리카 미립자가 사용될 수 있다. 실리카 충전제 마스터 배치, 특히 예를 들면 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 실리카 농축물이 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 시판되는 실리카의 비제한적인 예로는 A. Schulman Inc.로부터 입수 가능한 POLYBATCH IR 1515 및/또는 IR 2994가 포함된다. 다수의 실시형태에 있어서, 실리카는 폴리올레핀 수지, 특히 폴리에틸렌 및/또는 폴리프로필렌에 7.5%~15%의 범위의 중량%로 포함된다.
상술한 바와 같이, 무기 제제(들)는 이산화티탄(TiO2)으로 코팅된 마이카 미립자를 포함할 수 있다. 통상, 마이카 미립자는 플레이크 형태이지만, 본 발명에서는 다양한 다른 형태 및 구성을 포함한다. 통상, 플레이크 형태인 마이카 미립자는 미립자의 95%가 광 산란에 의해 측정된 바와 같이 길이가 1~15미크론의 크기 범위 내인 입자 크기 범위를 갖는다. 통상의 평균 입자 크기는 4미크론이다. 그러나, 본 발명에서는 최종 용도에 적합한 임의의 입자 크기의 사용을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 마이카는 이산화티탄으로 코팅된다. 다양한 유형 및 등급의 이산화티탄이 코팅된 마이카는 상업적으로 입수 가능하며, 본 발명에 따라 사용될 수 있다. 이러한 코팅된 마이카의 비제한적인 예로는 BASF제의 MAGNAPEARL 3000이다. 다수의 실시형태에 있어서, 이산화티탄으로 코팅된 마이카는 폴리올레핀 내에 2~20%, 보다 구체적으로는 2.5~10%, 및 특정 실시형태에 있어서 유용하게는 5%의 범위 내의 중량 농도로 포함될 수 있다.
언급된 바와 같이, 무기 제제(들)는 나노점토 및 무기 IR 확산제를 더 포함할 수 있다. 무기 IR 확산제의 대표적인 비제한적인 예로는 Colortech로부터COLORTECH 100LT7969, COLORTECH 100LM4529, 및 COLORTECH 100LM4559의 제품명으로 시판되는 것들을 포함한다.
제 2 그룹의 제제는, 예를 들면 (i) 적어도 하나의 비닐 아세테이트기를 함유하는 폴리머, (ii) 적어도 하나의 비닐 알코올기를 함유하는 폴리머, (iii) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG), (iv) 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)와 같은 특정 아크릴, (v) 나일론, 및 (vi) 이들의 조합을 포함할 수 있는 유기 제제이다. 이들 유기 제제는 클리어 필름에 포함시키는데 유용하다. 특정 응용에 있어서, 이들 제제는 불투명한, 특히 백색 필름에 포함시키는데 유용하다.
본 발명의 다수의 실시형태에 있어서, 유기 제제(들)는 비닐 아세테이트 및/또는, 예를 들면 에틸렌 비닐 아세테이트 및/또는 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머와 같은 비닐 아세테이트기를 함유하는 제제일 수 있다. 에틸렌과 비닐 아세테이트의 코폴리머가 사용되는 본 발명의 특정 형태에 있어서, 코폴리머는 2.5~55%의 범위 내의 비닐 아세테이트 함유량을 갖는다. 에틸렌 비닐 아세테이트 및/또는 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머에는 시판의 다양한 소스가 존재한다. 예를 들면, 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머는 Celanese Corporation으로부터 ATEVA의 상품명으로 시판된다. 적합한 등급에는 18% 비닐 아세테이트를 포함하는 ATEVA 1821A가 포함된다. 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머의 다른 시판의 소스는 ARKEMA의 상품명 EVATANE가 있다. 적합한 등급에는 28% 비닐 아세테이트를 포함하는 EVATANE 28-03이 포함된다. 다양한 등급의 에틸렌 비닐 알코올 및/또는 에틸렌 비닐 알코올을 포함하는 성분이 유기 제제(들)로서 이용될 수 있다. 특정 형태에 있어서, EVOH에 있어서의 비닐 알코올의 중량%는 약 62.5%이다. 다수의 실시형태에 있어서, 유기 제제에는 적어도 하나의 올레핀 모노머와, 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머, 에틸렌 아크릴산 코폴리머, 에틸렌 아크릴레이트 코폴리머, 에틸렌 메틸 아크릴레이트 코폴리머, 및 에틸렌 부틸 아크릴레이트 코폴리머와 같은 모노머를 함유하는 적어도 하나의 에스테르기의 반응 생성물인 개질된 폴리올레핀 코폴리머 수지가 포함된다. 또한, 유기 제제는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG) 및/또는 이들의 유도체의 형태일 수 있다. 특정 아크릴은, 예를 들면 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA)와 같은 유기 제제에 사용될 수 있다. 또한, 유기 제제는 비정질 나일론 또는 지방족 폴리아미드의 형태일 수 있다. 유기 제제가 나일론인 특정 실시형태에 있어서, 나일론은 비정질 나일론 또는 결정질 나일론일 수 있다. 나일론이 결정질 나일론인 형태에 있어서, m-크실렌디아민(MXDA)으로부터 생성되는 다양한 폴리아미드를 포함하는 나일론-MXD6이 사용될 수 있다. 나일론-MXD6은 아디프산과 MXDA의 축합에 의해 생성된 결정질 폴리아미드이다. 나일론-MXD6은 주쇄에 방향족환을 함유하는 지방족 폴리아미드이고, 따라서 나일론 6 및 나일론 6,6과 구별될 수 있다. 하나 이상의 이들 유기 제제의 추가적인 세부사항은 본 명세서의 필름과 함께 설명된다.
유기 제제(들)의 양은 폴리올레핀 재료에 있어서의 유기 제제의 총량이 2.5~55%, 특히 15~50%의 중량% 범위 내에 있도록 선택된다. 특정 실시형태에 있어서, 유기 제제(들)가 비닐 아세테이트 및/또는 비닐 아세테이트 함유 제제를 포함하는 경우, 제제의 양은 폴리올레핀 재료에 있어서의 비닐 아세테이트의 총량이 2.5~15중량%, 보다 특히 7.5%~15%, 특정 형태에 있어서는 약 10%의 중량% 내에 있도록 선택된다.
사용되는 제 3 그룹의 유기 제제에는 Huntsman International, LLC.로부터 KRYSTAGRAM의 상품명으로 시판되는 아크릴, 폴리스티렌(PS), 폴리락트산(PLA), 폴리카보네이트(PC) 및 열가소성 폴리우레탄(TPU)이 있다. PLA와 PS는 모두 폴리에틸렌(PE)과 양립될 수 없다. 통상, PLA와 PS는 양립될 수 없는 재료로부터 얻어지는 열악한 혼합 및 열악한 기계적 특성으로 인해 필름을 제조하는데 있어서 PE와 블렌딩되지 않는다. 그러나, 본 발명의 특정 실시형태에 있어서, 이들 재료, 즉 PLA 및 PS는 이들을 다층 필름에 있어서의 단일층으로서 블렌딩함으로써 아크릴 및 폴리카보네이트와 함께 사용될 수 있다. 일반적으로, 타이층은 PLA와 PS 모두에 요구된다.
또한, 하나 이상의 언급된 무기 제제와 하나 이상의 언급된 유기 제제의 조합이 이용될 수 있다는 것이 고려된다.
각종 제제(들)가 필름의 형성 전에 필름 재료에 포함되는데, 이 방법은 필름 내에서의 제제(들)의 불균일한 분포 또는 필름 상에서의 코팅보다 필름 내에서의 제제(들)의 비교적 균일한 분포를 촉진하기 때문이다. 하나 이상의 제제를 필름 재료에 포함시키기 위해 다양한 기술이 이용될 수 있다. 다수의 실시형태에 있어서, 상기 제제(들)는 필름 재료가 유동성 또는 액상인 경우에 필름 재료에 포함된다. 통상의 혼합 및/또는 블렌딩 조작을 이용하여 하나 이상의 제제(들)를 필름 재료에 균일하게 분산시킬 수 있다. 상기 언급된 제제(들)를 함유하는 개질된 폴리올레핀 필름 재료를 형성한 후에, 종래의 기술을 이용하여 필름을 형성할 수 있다.
특정 실시형태에 있어서, 하나 이상의 제제(들)를 하나 이상의 폴리올레핀과 결합해서 개질된 폴리올레핀을 형성하여, 상기 개질된 폴리올레핀 필름의 투명도를 제제(들)가 없는 폴리올레핀의 대응하는 필름과 비교할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "비교할 수 있는"은 폴리올레핀 필름의 광학 투명도에 대한 개질된 폴리올레핀 필름의 광학 투명도에 관한 것이다. 구체적으로는, 이 용어는 개질된 폴리올레핀 필름의 광학 투명도가 제제(들)가 없는 폴리올레핀 필름의 광학 투명도의 90% 내, 소정 실시형태에 있어서는 95% 내, 및 특정 실시형태에 있어서는 100% 내인 것을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "광학 투명도"는 가시광선에 대한 필름의 투명도 또는 투명성을 의미한다. 광학 투명도는 당업계에서 이용 가능한 투명도 미터에 의해 측정될 수 있으며, 일반적으로 ASTM D1746에 의해 규정된다.
필름
언급된 바와 같이, 본 발명은 레이저 커팅을 실시하여 레이저에 의해 효과적으로 커팅, 성형 및/또는 패터닝될 수 있는 폴리올레핀 필름에 관한 것이다. 폴리올레핀은 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 지방족 탄화수소인 올레핀의 호모폴리머 또는 코폴리머를 포함한다. 올레핀은 1-부텐과 같은 알파-올레핀으로 알려진 1-알켄 및 2-부텐과 같은 탄소쇄의 비단말 탄소 원자 상에 탄소-탄소 이중결합을 갖는 내부 알켄을 포함하는 알켄, 시클로헥산 및 노르보르나딘과 같은 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 환상 올레핀, 및 1,4-부타디엔 및 이소프렌과 같은 2개 이상의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 비환상 지방족 탄화수소인 환상 폴리엔을 포함한다. 폴리올레핀은 폴리프로필렌 호모폴리머와 같은 단일 알켄 모노머의 알켄 호모폴리머; 폴리프로필렌-에틸렌 코폴리머 및 프로필렌-에틸렌-부타디엔 코폴리머와 같은 첫번째 열거된 알켄이 코폴리머의 주요 성분인 하나 이상의 추가적인 올레핀 모노머와 적어도 하나의 알켄 모노머의 알켄 코폴리머; 단일 환상 올레핀 모노머의 환상 올레핀 호모폴리머; 및 첫번째 열거된 환상 올레핀이 코폴리머의 주요 성분인 하나 이상의 추가적인 올레핀 모노머와 적어도 하나의 환상 올레핀 모노머, 및 상술한 올레핀 모노머 중 임의의 것의 조합의 환상 올레핀 코폴리머를 포함한다.
하나의 실시형태에 있어서, 필름은 하나 이상의 폴리머 또는 폴리머 성분의 블렌드이다. 예를 들면, 필름은 하나 이상의 폴리올레핀과 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머(EVA)의 블렌드를 약 60%~약 80% 폴리올레핀(들)과 약 20%~약 40% EVA의 블렌드비, 유용하게는 각각 80/20, 70/30, 및 60/40의 특정 비율로 포함하는 단층 필름의 형태일 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서, 필름은 코어층 및 적어도 하나의 스킨층을 포함하는 다층 필름이다. 스킨층은 인쇄 가능한 스킨층일 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서, 다층 필름은 1개의 코어 및 2개의 스킨층을 포함하며, 여기서 적어도 하나의 스킨층에는 인쇄가 가능하다. 다른 실시형태에 있어서, 다층 필름은 2개의 스킨층, 2개의 타이층, 및 1개의 코어층을 포함하는 5층 필름이다. 각 타이층은 스킨층과 코어층 사이에 위치된다. 다수의 응용에 있어서, 언급된 3층 또는 5층 필름과 같은 다층 필름은 스킨층의 조성이 동일하고, 그리고/또는 타이층의 조성이 동일한 대칭 배열을 이용할 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서, 필름은 (a) 알파 올레핀과 에틸렌 또는 프로필렌의 코폴리머를 포함하고 상부면 및 저부면을 갖는 코어층, (b) 상기 코어층의 상면 상의 하나 이상의 스킨층(들)으로서, 폴리올레핀 또는 폴리올레핀 블렌드를 포함하는 스킨층, 및 (c) 상기 코어층의 저부면 상의 하나 이상의 인쇄 가능한 층(들)을 포함하는 할로겐이 없는 다층 필름을 포함한다.
인쇄 스킨층은 적어도 하나의 폴리에틸렌(PE) 및 적어도 하나의 폴리프로필렌(PP)을 포함한다. 폴리에틸렌은 최대 약 0.97g/㎤, 또는 약 0.86 또는 0.87~약 0.94g/㎤의 밀도 범위를 갖는 폴리에틸렌을 포함한다. 폴리에틸렌은 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 또는 상술한 폴리에틸렌 중 임의의 것의 혼합물을 포함할 수 있다. 폴리에틸렌의 혼합물은, 예를 들면 2개의 쇄상 저밀도 폴리에틸렌의 혼합물과 같은 동일한 유형의 2개 이상의 폴리에틸렌을 포함할 수 있거나, 또는 예를 들면 LLDPE와 MDPE의 혼합물과 같은 2개 이상의 상이한 유형으로부터 취해진 2개 이상의 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. VLDPE는 일반적으로 0.88~0.915g/㎤의 밀도 범위를 갖고, 코모노머 함유량이 4~25몰%인 3~20개의 탄소 원자를 갖는 알파-올레핀 및 에틸렌으로부터 메탈로센 또는 치글러-나타(Z-N) 촉매에 의해 제조되는 폴리에틸렌 코폴리머를 포함할 수 있다. 일반적으로, 메탈로센 촉매는 Z-N 촉매와 비교해서 폴리머 내에 보다 균일한 분기화 및 균질화를 제공한다. LDPE는 일반적으로 0.86 또는 0.87~0.935의 밀도 범위를 갖고, 폴리에틸렌 호모폴리머, 에틸렌과 하나 이상의 C3-C20 알파-올레핀 코모노머의 폴리에틸렌 코폴리머, 또는 상술의 폴리머 중 임의의 것의 혼합물을 포함할 수 있으며, 자유 라디칼 촉매를 이용하여 고압 하에서 제조된다. LDPE는 단쇄 및 장쇄 분기를 갖는다. LLDPE는 일반적으로 0.88 또는 0.87~0.93g/㎤의 밀도 범위를 갖고, 코모노머의 함유량이 2.5~3.5몰%인 Z-N 또는 메탈로센 촉매를 사용하여 에틸렌과 하나 이상의 C3-C20 알파-올레핀 코모노머로부터 제조되는 폴리에틸렌 코폴리머를 포함할 수 있다. LLDPE는 단쇄 분기를 갖는다. MDPE는 일반적으로 0.925~0.94g/㎤의 밀도 범위를 갖고, 코모노머 함유량이 1~2몰%인 Z-N 또는 메탈로센 촉매를 사용하여 에틸렌과 하나 이상의 C3-C20 알파-올레핀 코폴리머로부터 제조되는 폴리에틸렌 코폴리머를 포함할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시형태에 있어서의 인쇄 스킨층(A)은 치글러-나타 촉매의 저점도 LLDPE 및 및 메탈로센 촉매의 LLDPE를 포함한다. Z-N 촉매의 저점도 LLDPE는 ASTM 방법 D1238에 의해 190℃/2.16kg에서 3~40, 5~30 또는 7~20g/10분의 용융 지수를 가질 수 있다. 상술한 폴리에틸렌은 Dow Chemical Co. 및 Exxon-Mobil Chemical Co.와 같은 수지 공급업체로부터 입수 가능하다. 유용한 Z-N 폴리에틸렌의 구체예로는 Dow의 Dowlex 2517; Huntsman에 소재하는 Chevron Phillips의 L2101 또는 L8148(용융 지수 0.9) 및 Marflex 7105 DL(용융 지수 0.5)을 포함한다. Dowlex 2517은 0.917g/cc의 밀도 및 25g/10분의 용융 지수를 갖고, L2101은 24g/10분의 용융 지수를 갖는다. 메탈로센 촉매화된 LLDPE의 예로는 Exxon-Mobil EXACT 4049(밀도 0.873g/cc 및 4.5g/10분의 용융 지수); 및 Dow AFFINITY 8200G(0.870g/cc의 밀도) 및 AFFINITY KC8852(3.0의 용융 지수)가 포함된다. 시판되는 HDPE의 예로는 Dow Chemical Company로부터 입수 가능한 HDPE DMDA 8904 NT7이 있다.
폴리프로필렌은 폴리프로필렌 호모폴리머, 폴리프로필렌 코폴리머, 또는 상술의 폴리머 중 임의의 것의 혼합물을 포함할 수 있다. 폴리프로필렌은 Z-N 또는 메탈로센 촉매를 사용하여 제조될 수 있다. 특정 형태에 있어서, 폴리프로필렌은 호모 폴리프로필렌이다. 이들의 예로는 Flint Hills Resources로부터 시판되는 P4G3Z-050F가 있다.
다른 실시형태에 있어서, 폴리프로필렌은 프로필렌 코폴리머일 수 있고, 상기 프로필렌 코폴리머는 프로필렌의 폴리머를 4개~약 12개, 또는 4개~약 8개의 탄소 원자를 함유하는 알파-올레핀과 에틸렌으로부터 선택되는 적어도 하나의 알파-올레핀의 최대 약 40중량% 포함한다. 유용한 알파-올레핀의 예로는 에틸렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 및 1-옥텐이 포함된다. 하나의 실시형태에 있어서, 본 발명에서 사용되는 프로필렌의 폴리머는 에틸렌, 1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐과 프로필렌의 폴리머를 포함한다. 본 발명에 유용한 프로필렌 알파-올레핀 폴리머는 랜덤 코폴리머뿐만 아니라 블록 코폴리머를 포함하지만, 랜덤 코폴리머가 일반적으로 특히 유용하다. 하나의 실시형태에 있어서, 필름은 임팩트 코폴리머를 함유하지 않는다. 2개 이상의 프로필렌 코폴리머의 블렌드뿐만 아니라 프로필렌 호모폴리머와 프로필렌 코폴리머의 블렌드가 사용될 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서, 프로필렌 코폴리머는 약 0.2중량%~약 10중량%의 에틸렌 함유량을 갖는 프로필렌-에틸렌 코폴리머이다. 다른 실시형태에 있어서, 에틸렌 함유량은 약 3중량%~약 10중량%, 또는 약 3중량%~약 6중량%이다. 프로필렌-1-부텐 코폴리머에 관해서는, 최대 약 15중량%의 1-부텐 함유량이 유용하다. 하나의 실시형태에 있어서, 1-부텐 함유량은 일반적으로 약 3중량%~최대 약 15중량%의 범위일 수 있고, 다른 실시형태에 있어서는 약 5중량%~약 15중량%일 수 있다. 프로필렌-1-헥센 코폴리머는 1-헥센을 최대 약 35중량% 함유할 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서, 1-헥센의 양은 최대 약 25중량%이다. 본 발명에 있어서 유용한 프로필렌-1-옥텐 코폴리머는 1-옥텐을 최대 약 40중량% 함유할 수 있다. 보다 일반적으로, 프로필렌-1-옥텐 코폴리머는 1-옥텐을 최대 약 20중량% 함유할 수 있다.
본 발명의 필름 원단을 제조하는데 유용한 프로필렌 코폴리머는 당업자에게 공지된 기술에 의해 제조될 수 있으며, 다수의 이러한 코폴리머는 시판된다. 예를 들면, 본 발명에 유용한 코폴리머는 단일 부위 메탈로센 촉매를 사용하여 에틸렌 또는 1-부텐과 같은 알파-올레핀과 프로필렌의 공중합에 의해 얻어질 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서, 아우터 스킨 또는 인쇄 스킨은 중량 기준으로, 약 80%~약 90%의 적어도 하나의 폴리에틸렌 및 약 10%~약 40%의 적어도 하나의 폴리프로필렌을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 인쇄 스킨층은 약 70%~약 90%의 적어도 하나의 폴리에틸렌 및 약 10~약 30%의 적어도 하나의 폴리프로필렌을 포함한다. 다른 실시형태에 있어서, 인쇄 스킨층은 약 37~53%의 저점도 ZN LLDPE, 약 23~37%의 메탈로센 LLDPE 및 약 10~40%의 프로필렌 호모폴리머를 포함한다.
다른 실시형태에 있어서, 다른 층 또는 스킨층은 약 50%~100%의 고밀도 폴리에틸렌 HDPE 및 약 10%~50%의 LLDPE를 포함한다. 특정 실시형태에 있어서, HDPE는 코어 내에 EVA를 갖는 3층의 제제 및 EVA 층이, 예를 들면 PP 또는 HPP의 2층으로 둘러싸인 5층의 제제 모두의 스킨층에서 단독 재료로서 사용된다.
특정 실시형태에 있어서, 다층 필름은 코어 내에 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머(EVA) 및 각 스킨층에 있어서 100% 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 갖는 3층의 대칭 필름이다. 상기 필름은 총 필름 두께에 대한 두께비로 규정되는 각각의 층에서 각 재료로 제조된다. 이들 제제는 약 50%~약 80%의 EVA 층 비율 및 약 10%~약 30%의 HDPE 비율, 15/70/15, 20/60/20, 22.5/65/22.5 및 25/50/25의 특정 비율로 제조된다. 모든 원재료는, 예를 들면 Dow Chemical Company로부터 입수 가능한 HDPE DMDA 8904 NT7이 시판된다.
하나의 실시형태에 있어서, 다층 필름은 코어 내에 하나 이상의 에틸렌 비닐 알코올(EVOH) 코폴리머(들)를 갖는 5층의 대칭 필름이다. 다양한 EVOH 코폴리머가 사용될 수 있지만, 이러한 재료의 대표적인 예로는 비닐 알코올 함유량이 52%(몰%)인 Kuraray America, Inc.로부터 상품명 EVALCA G176B가 시판된다. 이 5층의 대칭 필름은 HDPE를 각각 포함하는 2개의 스킨층을 포함할 수 있고, 특정 형태에 있어서는 HDPE만, 즉 각 스킨층에 있어서 100% HDPE를 포함할 수 있다. 코어층과 각 스킨층 사이에는 타이층 또는 중간층이 배치된다. 다양한 타이층(들)이 사용될 수 있지만, 대표적인 예로는 Arkema, Inc.로부터 시판되는 LOTADER 4700과 같은 에틸렌, 에틸 아크릴레이트, 및 말레산 무수물의 랜덤 터폴리머를 포함하는 층이 있다. 통상, 이러한 터폴리머는 약 30% 에틸 아크릴레이트 및 약 1.5% 말레산 무수물을 포함한다. 그러나, 본 발명은 하나 이상의 타이층에 사용하기 위한 다양한 다른 터폴리머, 폴리머, 및/또는 폴리머 성분을 포함하는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, 특정 실시형태에 있어서 타이층은 비닐 아세테이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 말레산 무수물과 같은 올레핀과 다른 극성기의 코폴리머 또는 터폴리머로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
다른 실시형태에 있어서, 다층 필름은 코어 내에 하나 이상의 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 폴리머(들)를 갖는 5층의 대칭 필름이다. 사용될 수 있는 PMMA의 비제한적인 예로는 Arkema, Inc.로부터 시판되는 PLEXIGLAS VM100이 포함된다. 특정 형태에 있어서, 코어는 PMMA만을 포함한다. 또한, 다층 필름은 2개의 스킨층을 포함하는데, 이들은 각각 HDPE를 포함한다. 특정 형태에 있어서, 각 스킨층은 HDPE만을 포함한다. 또한, 다층 필름은 각 스킨층과 코어층 사이에 배치되는 타이층을 포함한다. 상기 타이층은 에틸렌, 에틸 아크릴레이트, 및 말레산 무수물의 터폴리머를 포함한다. 타이층 재료의 비제한적인 예로는 언급된 LOTADER 4700이 포함될 수 있다. 특정 형태에 있어서, 각 타이층은 LOTADER 4700만을 포함한다.
다른 실시형태에 있어서, 다층 필름은 코어 내에 하나 이상의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PTEG) 코폴리머(들)를 갖는 5층의 대칭 필름이다. 사용될 수 있는 PETG 코폴리머의 비제한적인 예로는 Eastman Chemical Company로부터 시판되는 CADENCE COPOLYESTER GS2가 포함된다. 특정 형태에 있어서, 코어는 PETG 코폴리머만을 포함한다. 또한, 다층 필름은 2개의 스킨층을 포함하는데, 이들은 각각 HDPE를 포함한다. 특정 형태에 있어서, 각 스킨층은 HDPE만을 포함한다. 또한, 다층 필름은 각 스킨층과 코어층 사이에 배치되는 타이층을 포함한다. 상기 타이층에는 언급된 LOTADER 4700이 포함될 수 있다. 특정 형태에 있어서, 각 타이층은 LOTADER 4700만을 포함한다.
다른 실시형태에 있어서, 다층 필름은 코어 내에 하나 이상의 나일론 MXD6 코폴리머(들)를 갖는 5층의 대칭 필름이다. 사용될 수 있는 나일론 코폴리머의 비제한적인 예로는 Mitsubishi Gas Chemical Co.로부터 시판되는 POLYAMIDE MXD 6이 포함된다. 특정 형태에 있어서, 코어는 나일론 MXD8 코폴리머만을 포함한다. 또한, 다층 필름은 2개의 스킨층을 포함하는데, 이들은 각각 HDPE를 포함한다. 특정 형태에 있어서, 각 스킨층은 HDPE만으로 이루어진다. 또한, 다층 필름은 각 스킨층과 코어층 사이에 배치되는 타이층을 포함한다. 타이층에는 언급된 LOTADER 4700이 포함될 수 있다. 특정 형태에 있어서, 각 타이층은 LOTADER 4700만을 포함한다.
5층의 필름의 특정 실시형태에 있어서, 특정 층 두께가 사용된다. 하기 층 두께 백분율은 5층의 필름의 총 두께를 기준으로 한다. 가장 바깥쪽의 스킨층의 각각의 두께는 같거나 다를 수 있으며, 통상은 각각 5%~45%, 보다 특히 10%~40%, 및 특정 형태에 있어서 17.5%~35%의 범위 내에 있다. 통상, 코어층의 두께는 5%~75%, 보다 특히 10%~70%, 및 특정 형태에 있어서 15%~50%이다. 각 중간층, 즉 코어층과 스킨층 사이의 층(들)의 두께는 같거나 다를 수 있고, 통상은 2%~15%, 보다 특히 5%~10%, 및 특정 형태에 있어서 7.5%이 범위 내에 있다.
본 발명의 다수의 실시형태에 있어서, 필름은 레이저 커팅할 수 있고, 즉 CO2 레이저를 사용하여 용이하게 커팅되고, 우수한 필름 투명도를 나타내며, 종방향과 횡방향 모두에서 높은 스티프니스를 나타낸다.
본 명세서에는 레이저 커팅 가능한 필름에 대해 다양한 설명이 기재된다. 필름은 하기 중 하나 이상의 관찰에 의해 양호하거나 유리한 레이저 커팅성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 레이저 커팅 후, 필름 가장자리를 따라 뾰족한 면은 필름 잔류물 및 접착제(존재한다면)없이 또는 실질적으로 없이 형성된다. 레이저 커팅 후, 레이저에 노광되는 필름의 가장자리 또는 면을 따라 필름 재료의 얇은 "리캐스트"가 존재한다. 직선 또는 선형 커팅에 대해, 얻어진 커팅면은 비교적 직선이며, 톱니 형상이거나 불규칙하지 않다.
본 명세서에 기재된 우수한 필름 투명도는 적어도 80%, 보다 특히 90% 이상, 및 특정 형태에 있어서 95% 초과의 투명도 레벨로 발생된다. 대응하는 우수한 헤이즈값은 20% 미만, 보다 특히 10% 미만, 특정 형태에 있어서 5% 미만의 헤이즈 레벨에서 발생한다. 본 발명의 특정 실시형태에 있어서, 본 명세서에 기재된 바와 같은 하나 이상의 제제를 함유하는 폴리올레핀 필름의 투명도는 이러한 제제가 없는 필름의 투명도와 비교될 수 있다.
본 명세서에 기재된 필름의 높은 스티프니스는 종방향으로 7KPSI~550KPSI의 범위 내의 영률로 나타내어진다. 특정 실시형태에 있어서, 필름은 종방향으로 적어도 150KPSI의 영률을 나타낸다. 필름의 영률은 ASTM D882에 따라 측정된다.
필름의 연신 및 배향
본 발명의 다수의 실시형태에 있어서, 폴리올레핀 필름을 레이저 커팅하는 능력은 레이저 커팅 전에 필름을 연신함으로서 개선될 수 있다. 구체적으로는, 특정 연신 비율로의 연신 및/또는 적어도 레이저 커팅 방향과 상이한 방향 또는 횡 방향으로의 연신은 레이저 커팅에 있어서의 에너지 요구량을 감소시킨다. 횡방향(CD)으로의 레이저 커팅에 대해, 필름은 종방향(MD)으로 연신되어 MDO 필름을 생성한다. 이어서, MDO 필름은 비연신 필름과 비교해서 비교적 낮은 출력 레벨을 사용하여 횡방향, 즉 CD로 레이저 커팅될 수 있다. 폴리머 필름의 연신 공정 및 이러한 공정에 사용되는 장비는 US 6,835,462; US 2009/0297820; US 5,709,937; US 5,451,283, 및 US 2013/0192744 중 하나 이상에 설명되어 있다.
본 발명의 특정 실시형태에 있어서, 3:1~15:1, 보다 특히 5:1~10:1의 범위 내의 연신 비율로 연신된 필름은 연신되지 않은 동일한 조성의 필름과 비교해서 개선된 레이저 커팅성을 나타낸다.
본 발명의 폴리올레핀 필름은 다양한 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 이러한 방법의 대표적인 예 및 비제한적인 예로는 캐스트 필름을 형성하기 위한 캐스팅방법, 스텐터 필름을 형성하기 위한 스텐터링 방법, 배향 필름을 형성하기 위한 배향 방법, 또는 비배향 필름을 형성하기 위한 필름 제조에서 배향을 회피하는 방법이 포함된다.
본 발명에 따른 각종 단층 필름 및 다층 필름의 부가적인 세부사항 및 양태는 하기 표 1 및 2에 명시된다.
(표 1 : 본 발명의 대표적인 필름)
Figure pct00003
표 1에 있어서의 층 비율은 다층 필름의 총 두께를 기준으로 해서 특정 다층 필름에 있어서의 각 층의 두께의 백분율로 나타내어지는 층 두께 비율이다.
(표 2 : 시판되는 특정 재료의 세부사항)
Figure pct00004
표 2는 시판되며 폴리올레핀 재료(들)와의 조합 및/또는 본 명세서에 기재된 바와 같이 필름과의 사용 및 포함을 위해 하나 이상의 유기 제제(들)로서 사용될 수 있는 특정 재료에 대한 추가적인 세부사항을 제공한다.
각종 필름은 하나 이상의 추가적인 열가소성 폴리머를 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 추가적인 열가소성 폴리머는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌, 알켄-불포화 카르복실산 또는 불포화 카르복실산 유도체 코폴리머, 스티렌계 폴리머 또는 코폴리머, 폴리우레탄, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리카보네이트, 폴리아미드, 플루오로플라스틱, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에스테르, 또는 상기 폴리머 중 임의의 것의 혼합물 이외에 폴리올레핀을 포함할 수 있다. 특정 형태에 있어서, 필름 또는 하나 이상의 층(들)의 다층 필름은 하나 이상의 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 코폴리머(들)을 포함한다. 시판되는 이러한 코폴리머의 예로는 Celanese로부터 입수 가능한 ATEVA 1821이 있다.
각종 층은 미국 특허 제6,821,592호에 기재된 바와 같은 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 첨가제는 조핵제, 블록킹 방지제, 가공 조제, 슬립제, 대전 방지제, 안료, 공동화제, 무기 충전제, 산화 방지제, 또는 상기 첨가제 중 임의의 것의 혼합물을 포함할 수 있다.
통상, 필름은 약 25미크론~약 300미크론 이상의 총 두께를 갖는다. 이들 두께값은 필름 또는 상기 필름의 외부층 상에 배치될 수 있는 하나 이상의 접착제층을 포함한다. 특정 실시형태에 있어서, 필름 및 접착제의 총 두께는 50미크론~150미크론이다. 특정 실시형태에 있어서, 필름(접착제 없음)은 25미크론~90미크론의 두께를 나타낸다.
도 1은 하나 이상의 폴리머 필름(20), 보다 구체적으로 적어도 하나의 폴리올레핀 필름, 접착제(30)의 하나 이상의 영역(들) 또는 층(들), 및 라이너(40) 또는 라이너 어셈블리를 포함하는 라벨 어셈블리(10)의 개략 단면도이다. 접착제(30)는 필름(20)과 라이너(40) 사이에 배치된다. 필름(들)(20)은 본 명세서에 언급된 임의의 필름 및/또는 재료를 포함할 수 있고, 특정 실시형태에 있어서는 다중 폴리머 필름의 형태일 수 있다. 통상, 접착제(30)는, 예를 들면 하나 이상의 감압 접착제와 같은 라벨 구조에 사용되는 임의의 접착제일 수 있다. 라이너(40)는 하나 이상의 페이퍼 라이너, 하나 이상의 폴리머 라이너, 또는 종이와 폴리머 재료의 조합일 수 있다. 특정 실시형태에 있어서, 라이너는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이다. 라벨 어셈블리(10)는 외부 필름면(22) 및 반대 방향의 라이너 하부(42)를 규정한다.
언급한 바와 같이, 필름(20)은 단일층, 즉 단층의 형태 또는 집합 또는 복수의 층, 즉 다층 필름의 형태일 수 있다. 도 2는 단층 필름(20A)을 개략적으로 도시한다. 필름(20A)은 층 A를 형성하기 위해 본 명세서에 기재된 바와 같은 하나 이상의 제제와 결합된 하나 이상의 폴리머 성분을 포함할 수 있다. 상기 제제는 본원에 기재된 바와 같은 무기 제제 및/또는 본 명세서에 기재된 유기 제제를 포함할 수 있다. 각종 제제(들)는 통상적으로 분산되며, 특히 필름(20A) 내 및/또는 필름(20A) 전체에 걸쳐 균일하게 분산된다. 하나의 형태에 있어서, 층 A는 적어도 하나의 폴리올레핀을 포함하는 폴리머 성분의 매트릭스 전체에 걸쳐 분산된 하나 이상의 무기 제제(들)를 포함한다. 다른 형태에 있어서, 층 A는 폴리에틸렌과 블렌딩된 하나 이상의 유기 제제(들)를 포함한다. 특정 실시형태에 있어서, 필름을 본 명세서에 기재된 바와 같이 레이저 커팅 가능하게 한 적어도 하나의 영역을 갖는 어셈블리에 이용하는 경우에는 필름(20A)에 제제가 없을 수 있다.
도 3은 2층 필름(20B)을 개략적으로 도시한다. 2층 필름(20B)은 조성이 같거나 서로 다른 층을 포함할 수 있다. 하나의 형태에 있어서, 층 B와 같은 하나의 층은 임의의 제제가 없는 하나 이상의 폴리올레핀(들)을 포함하고, 층 C와 같은 다른 층은 적어도 하나의 폴리올레핀을 포함하는 중합체 매트릭스 내에 분산되는 하나 이상의 무기 제제(들)를 포함한다.
도 4는 3층 필름(20C)을 개략적으로 도시한다. 3층 필름(20C)은 조성이 같거나 서로 다른 층을 포함할 수 있다. 특정 형태에 있어서, 층 D 및 F는 조성이 같다. 특정 형태에 있어서, 하나 이상의 제제가 층 D, E 및 F 중 하나 이상에 포함된다. 예를 들면, 3층 필름(20C)의 특정 형태는 하나 이상의 폴리올레핀을 포함하는 층 D 및 F를 각각 포함하고, 각각의 층 D 및 F에는 제제(들)가 없으며, 층 E는 하나 이상의 폴리머 성분과 조합되는 하나 이상의 유기 제제(들)를 포함한다.
도 5는 5층 필름(20D)을 개략적으로 도시한다. 이 5층 필름은 스킨층 G와 K, 코어층 I, 및 타이층 H와 J를 포함한다. 도시된 바와 같이, 각각의 타이층 H, J는 대응하는 스킨층 G, K와 코어층 I 사이에 배치된다. 각각의 층 G, H, I, J 및 K는 본 명세서에 기재된 바와 같을 수 있다.
방법
본 발명은 레이저 커팅을 포함하는 각종 방법을 제공한다. 하나의 실시형태에 있어서, 본 발명은 CO2 레이저를 사용하여 폴리올레핀 필름을 레이저 커팅하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 폴리올레핀 재료를 제공하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 폴리올레핀 재료 내에 적어도 하나의 제제를 포함시키는 단계를 포함한다. 상기 제제는 적어도 하나의 무기 제제, 적어도 하나의 유기 제제, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되고, 그에 의해 증가된 광학 흡광도를 갖는 개질된 폴리올레핀 재료를 형성한다. 상술한 바와 같이, 통상 폴리올레핀 재료는 상기 언급된 제제(들)의 포함시에 유동성이거나 또는 액상이다. 또한, 상기 방법은 개질된 폴리올레핀 재료로 필름을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 적어도 하나의 CO2 레이저를 사용하여 필름을 레이저 커팅하는 단계를 더 포함한다. 상기 필름은 단층 또는 다층 필름일 수 있다. 상기 제제(들)는 다층 필름의 하나 이상의 층에 포함될 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 본 발명은 레이저 출력 또는 듀티 사이클을 증가시키지 않고 CO2 레이저를 사용하여 폴리올레핀 필름의 레이저 커팅 속도를 증가시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 폴리올레핀 재료를 제공하는 공정을 포함한다. 또한, 상기 방법은 폴리올레핀 재료 내에 적어도 하나의 제제를 포함시키는 단계를 포함한다. 상기 제제는 적어도 하나의 무기 제제, 적어도 하나의 유기 제제, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되고, 그에 의해 증가된 광학 흡광도를 갖는 개질된 폴리올레핀 재료를 형성한다. 상기 방법은 추가적으로 개질된 폴리올레핀 재료로 필름을 형성하고, 적어도 하나의 CO2 레이저를 사용하여 필름을 레이저 커팅하는 단계를 포함한다.
레이저 커팅은 필름 또는 라미네이트의 두께 전체에 걸쳐서 커팅하는 것을 목적으로 할 수 있다. 특정 실시형태에 있어서, 레이저 커팅은 필름의 두께를 부분적으로만 커팅할 수 있다. 본 명세서에 기재된 커팅 필름에 대해, 통상적인 레이저 커팅의 선형 속도는 레이저 출력, 커팅하는 재료 및 커팅되는 라벨 형상에 따라 다르다. 통상적인 선형 웹 속도는 최대 500mm/초(30m/분) 정도로 높거나, 특정 응용에 있어서는, 예를 들면 최대 약 1,000mm/초(60m/분) 정도로 빠를 수 있다.
언급된 바와 같이, 다수의 응용에 있어서 하부 라이너층을 손상시키거나 커팅하지 않으면서 하나 이상의 필름층 및 선택적으로 하나 이상의 접착제층을 키스 커팅하는 것이 바람직하다. 도 6은 하나 이상의 필름층(120), 라이너 또는 라이너 어셈블리(140), 및 이들 사이에 배치된 접착제(130)를 포함하는 라벨 어셈블리(110)를 키스 커팅하는 방법(100)을 개략적으로 도시한다. 상기 라벨 어셈블리는 필름면(122)을 규정한다. 상기 방법은 본 명세서에 설명된 CO2 레이저(150)를 제공하는 단계를 포함한다. 상기 레이저는 필름면(122)을 향해 레이저빔(155)을 방출하도록 작동된다. 본 발명의 하나의 실시형태에 따르면, 라벨 어셈블리(110)는 라이너(140)의 손상 또는 커팅을 회피하면서 필름층(120) 및 선택적으로 접착제(130)가 레이저빔(155)에 의해 커팅되어 커팅 라인(160)을 형성하도록 키스 커팅된다. 이해될 수 있는 바와 같이, 커팅 라인(160)은 레이저(150)를 이동시키거나, 라벨 어셈블리(110)를 이동시키거나, 또는 레이저(150) 및 라벨 어셈블리(110) 모두를 이동시킴으로써 형성될 수 있다.
다수의 디지털 컨버팅 라인에 있어서의 레이저의 통상의 출력 레벨은 200와트~약 1,000와트의 범위 내이며, 다수의 응용에 있어서는 1 또는 2개의 400와트 레이저(들)가 사용된다. 당업자에 의해 이해될 수 있는 바와 같이, 레이저는 종종 특정 펄스 지속기간(들)을 갖는 특정 간격 또는 주파수로 펄싱된다. 이들 두 가지 파라미터를 이용하면, 레이저가 방사하는 시간의 백분율 또는 듀티 사이클을 규정할 수 있다. 상기 듀티 사이클은 주파수에 펄스 지속기간을 곱한 것과 동등하다. 예를 들면, 60% 듀티 사이클은 레이저가 소정 기간에 60%의 시간 동안 켜져 있고, 40%의 시간 동안 꺼져 있는 것을 의미한다. 다수의 커팅 응용에 있어서, 통상의 듀티 사이클은 30%~100%의 범위 내이며, 다수의 커팅 응용에는 50%~80%가 유용하다.
대상 필름의 향상된 내구성 및 레이저 커팅성에 추가하여, 개시된 필름 상에서의 잉크 접착 및 잉크 경화 시간이 향상된다. 잉크가 필름 기판 상에서 경화될 수 있는 속도는 품질을 결정하고(빠를수록 좋음), 프레스 시간을 결정한다. 다시 말하면, 소정의 기판(예를 들면, 라벨) 상에서 잉크 경화가 빠를수록 프레스가 더 빨리 작동하여 인쇄 자산의 효율성 및 생산성을 높일 수 있다. 다수의 경우에 있어서, 컨버터는 잉크 접착 성능과 프레스 속도 사이에 입증된 반비례 관계에 있기 때문에 잉크 접착 성능과 프레스 속도 사이의 밸런스를 유지하는 것이 요구된다. 잉크 접착과 프레스 속도 사이의 트레이드오프를 회피하기 위한 수단으로서, 본질적으로 인쇄 가능한 필름(즉, 탑코트 또는 인쇄용 프라이머 중 어느 것이든, 코팅이 없는 필름)이 개발되었다. 대안적으로, 인쇄용 프라이머 또는 탑코트가 인쇄될 라벨스톡의 표면 상에 증착될 수 있다. 본래, 탑코트 또는 프라이머의 증착은 잉크 접착 성능을 증가시키지만, 이 재료를 라벨스톡에 첨가하는 것은 라벨 구성의 비용도 증가시킨다. 계속 증가하는 식품 접촉 규제, 지속 가능성에 대한 산업적 추진 및 비용상의 관점에서, 라벨스톡을 탑코팅하는 것에 기인하는 추가 비용 및 시간없이 향상된 잉크 접착 성능을 얻는 것이 바람직하다.
상기 처리가 코로나 처리, 플라즈마 처리, 또는 플레임 처리 또는 플레임 플라즈마 처리 중 어느 것이든, 수지 포뮬러와 표면 처리의 조합은 소망하는 인쇄/잉크 접착 결과를 달성할 수 있는 것으로 당업계에서 인식되어 있다. 일례로, 필름은 40:60~60:40의 산소에 대한 연료의 비율을 이용하여 1,800~2,500btu/in으로 처리되는 플레임 또는 플레임 플라즈마일 수 있다. 기술로서, 표면 처리는 라벨스톡의 표면의 다인 레벨을 증가를 야기시키며, 그에 대응하는 결과로 잉크 접착력이 증가한다. 그러나, 인쇄 테스트를 통해 예기치 않게 발견되는 것은 잉크의 경화 속도가 증가된다는 것이다. 이 예기치 않은 결과로 인해, 프린터 컨버터가 더욱 빨라지고, 또한 향상된 표면 처리를 적용함으로써 동일한 잉크 접착력을 얻을 수 있는 이점이 있다. 이러한 경화 속도의 증가는 인쇄 자산을 더욱 높은 속도로 실행할 수 있게 하므로, 생산성 및 효율성이 증가하여 단위 면적당 비용이 감소된다.
실시예
본 발명의 실시예에 열거된 필름 샘플은 종래의 다층 캐스트 필름 동시 압출 공정을 이용하여 제조되었다. 4개의 압출기(A, B, C 및 D)는 각각 용융 포뮬레이션을 피드블록에 공급하고, 여기서 용융물이 조합되어 4개의 상이한 층으로 이루어지는 단일 용융 스트림을 형성하였다. 상기 피드블록은 층 구조 ABCDCBA를 갖는 최대 (7)층의 다층 필름이 생성될 수 있도록 구성되었다. 단층 필름에 대해, 4개의 압출기에 모두 동일한 재료가 공급되었다. (3)층 필름에 대해, 압출기 A 및 B에 압출기 C 및 D와는 상이한 재료가 공급되었다. (5)층 필름에 대해, 압출기 A, 압출기 C, 및 압출기 D에는 모두 상이한 재료가 공급되었다. 압출기 B 재료는 압출기 A와 동일하였다. 각각의 샘플에 대해, 크롬을 이용하여 캣 롤 상에 응고 마감처리 되도록 용융된 스트림을 캐스팅하고, 이어서 웹 텐션 제어 기능이 있는 다수의 롤러로 이동시켰다. 필름 샘플은 레이저 커팅 평가를 위해 BG40 백색 종이 라이너 및 Avery S-692N 또는 S7000 접착제에 의해 적층되었다.
성공적인 포뮬레이션은 3가지 조건에 부합해야 한다: 1-양호한 레이저 커팅 성능, 2-동일한 두께의 PE 필름과 거의 동일한 기계적 성능, 3-클리어 필름에 대해, PE와 비교하여 측정된 광학 투명도 및 헤이즈.
일련의 평가에 있어서, 샘플 1~13은 본 발명에 따라 개질된 폴리올레핀 필름 및 이러한 필름을 레이저 커팅하는 것을 평가하기 위해 준비되었다. 이하에 명시된 표 3 및 4는 대조군 샘플 1과 비교해서 각각의 샘플 2~13에 대한 이러한 제제의 구조, 제제(들), 및 농도를 요약한다. EVA-18은 18% VA를 갖는 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머를 나타내고, EVA-28은 28% VA를 갖는 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머를 나타낸다. 샘플 3 및 4는 EVA를 갖는 PE의 3층 구조에 대해 두 가지 경우를 나타낸다. EVA의 양이 많을수록 필름이 더 커팅될 수 있지만, 필름은 10.6㎛ 레이저로도 커팅성을 나타낸다. 샘플 5, 6 및 7은 불투명 레이저에 의해 커팅 가능한 PE계 필름의 양호한 예이다. 이들 무기 첨가제를 사용하여 양호하거나 우수한 워킹 윈도우가 얻어졌다. 샘플 13은 PE 필름과 같은 순응성이 있는 PP 및 EVA를 갖는 3층 구조를 나타내며, 높은 레벨의 레이저 커팅성을 제공한다.
(표 3: 샘플 1~13)
Figure pct00005
(표 4: 샘플 1~13의 특성)
Figure pct00006
다른 일련의 평가에 있어서, 샘플 14~20을 준비하고, 본원에 기재된 바와 같이 레이저 커팅을 실시하였다. 이하에 명시된 표 5는 샘플 14~20의 각각에 대한 이러한 제제의 구조, 제제(들), 및 농도를 요약한다.
(표 5: 샘플 14~20)
Figure pct00007
표 5는 2세트의 시험을 요약한다. 특정 시험에 있어서, HDPE와 LLDPE의 블렌드 대신에 HDPE를 사용하고, 또한 (5)층 필름의 코어에 PP층을 사용함으로써 보다 높은 e-모듈러스 필름이 형성되었다. 다른 시험에 있어서, HPP와 EVA의 새로운 블렌드가 형성되었다. PE를 기반으로 한 제 1 세트의 필름의 대부분(샘플 15 및 19는 제외함)은 레이저 커팅이 잘 작동하고, 우수한 인장 계수 및 필름 투명도를 나타냈다. 제 2 세트는 높은 투명도가 얻어지지는 않았지만, 이전에 커팅 불가능했던 클리어 필름을 커팅할 수 있었다.
다른 일련의 평가에 있어서, 레이저 커팅 가능하고, Avery Dennison으로부터 PE85의 상품명으로 시판되는 폴리에틸렌 필름(PE85)과 마찬가지의 특성을 나타내거나 거동하는 다층 필름을 개발하는 것에 대해 평가하였다. PE/EVA/PP/EVA/PE의 구조를 갖는 다층 필름의 샘플을 얻어 종방향으로 배향시켰다. 이하에 명시된 표 6은 이들 샘플을 요약하고, 그것들의 CD 및 MD 방향으로 측정된 영률, CD와 MD 두께, 및 CD와 MD 방향으로의 인장 강도를 나타낸다. 이어서, 광학 측정은 언급된 HAZE GUARD 장비를 사용하여 이루어졌다.
(표 6: 샘플의 요약)
Figure pct00008
표 6에 열거된 샘플의 특성 및 측정값을 현재 입수 가능한 필름과 비교하기 위해, 시판되는 필름 GLOBAL MDO, FASCLEAR 250, 및 PE85(모두, Avery Dennison으로부터 입수 가능함)에 대해 대응하는 특성 및 측정값을 얻었다.
본 발명의 실시형태에 따른 다층 필름 샘플은 언급된 시판되는 필름과 비교할만한 특성을 나타낸다. 그리고, 특정 양태에 있어서는 필름 샘플이 언급된 시판되는 필름에 대해 우수한 특성을 나타낸다.
다른 일련의 평가에 있어서, 다층 필름의 샘플을 얻고, 평가하고, 또한 시판되는 특정 필름과 비교하였다.
구체적으로는, 표 7에 열거된 바와 같이 2개의 캐스트 필름 및 2개의 MDO 필름을 얻었다. CD 및 MD 두께값을 측정하고, 표 7에 열거된 바와 같은 각종 물리적 특성을 얻었다.
(표 7: 샘플의 요약)
Figure pct00009
표 7의 샘플에 대해 몇몇 광학적 특성을 포함하는 추가적인 물리적 측정값이 얻어졌다. 표 8은 이 데이터를 요약한다.
(표 8: 샘플의 특성 및 측정)
Figure pct00010
표 7 및 표 8의 샘플의 물리적 특성 및 특징은 표 9에 명시된 바와 같이 시판되는 특정 필름의 특성 및 특징과 비교될 수 있다.
(표 9: 시판되는 필름의 각종 특성 및 측정값)
Figure pct00011
표 7~9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 다층 필름 샘플은 비교할 수 있는 특성을 나타내며, 특정 측면에서는 언급된 시판의 필름과 비교해서 우수한 특성을 나타낸다. 종이 라이너 상에 적층된 표 8에 있어서의 샘플 번호 31, 33 및 34의 롤 형태의 레이저 커팅 및 매트릭스 스트리핑은 모두 산업용 레이저 컨 버팅 기계에서 성공적으로 테스트되었다. 또한, 별도의 시험에 있어서, 용기 상에의 라벨의 적용성도 성공적으로 테스트되었다.
이 기술의 향후 응용 및 개발로 인해 다수의 다른 이점들이 분명해질 것이다.
본 명세서에 언급된 모든 특허, 출원, 기준서 및 문헌은 그 전체가 참조문헌으로서 포함된다.
본 발명은 본 명세서에 기재된 특징 및 양태의 모든 동작 가능한 조합을 포함한다. 따라서, 예를 들면 하나의 특징이 하나의 실시형태와 관련하여 설명되고, 다른 특징이 다른 실시형태와 관련하여 설명되는 경우, 본 발명은 이들 특징의 조합을 갖는 실시형태를 포함하는 것으로 이해될 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 이전의 전략, 시스템 및/또는 장치와 관련된 다수의 문제점을 해결한다. 그러나, 본 발명의 본질을 설명하기 위해서, 본 명세서에 기재되고 예시된 구성요소의 세부사항, 재료 및 배열에 있어서의 다양한 변경은 첨부된 청구범위에 나타낸 바와 같이 청구된 발명의 원리 및 범위로부터 벗어나는 일없이 당업자에 의해 이루어질 수 있는 것으로 이해될 것이다.

Claims (80)

  1. CO2 레이저를 사용하여 폴리올레핀 필름을 레이저 커팅하는 방법으로서,
    폴리올레핀 재료를 제공하는 단계,
    적어도 하나의 무기 제제, 적어도 하나의 유기 제제 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 제제를 폴리올레핀 재료에 포함시킴으로써 광학 흡광도가 증가된 개질된 폴리올레핀 재료를 형성하는 단계,
    상기 개질된 폴리올레핀 재료로 필름을 형성하는 단계, 및
    적어도 하나의 CO2 레이저를 사용하여 상기 필름을 레이저 커팅하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 CO2 레이저는 10.6미크론의 파장을 갖는 광을 방출하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 CO2 레이저는 10.2미크론~10.25미크론의 범위의 파장을 갖는 광을 방출하는 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 재료는 폴리에틸렌을 포함하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제제는 적어도 하나의 무기 제제를 포함하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 무기 제제는 (i) 실리카 미립자, (ii) 이산화티탄으로 코팅된 마이카 미립자, 및 (iii) 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 무기 제제는 실리카 미립자인 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 실리카 미립자는 상기 폴리올레핀 재료에 7.5중량%~15중량%의 범위 내로 포함되는 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 무기 제제는 이산화티탄으로 코팅된 마이카 미립자인 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 이산화티탄으로 코팅된 마이카 미립자는 상기 폴리올레핀 재료에 2중량%~20중량%의 범위 내로 포함되는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제제는 적어도 하나의 유기 제제를 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 유기 제제는 (i) 적어도 하나의 비닐 아세테이트기를 함유하는 폴리머, (ii) 적어도 하나의 비닐 알코올기를 함유하는 폴리머, (iii) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG), (iv) 아크릴, (v) 나일론, 및 (vi) 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기 제제는 적어도 하나의 비닐 아세테이트기를 함유하는 폴리머를 포함하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 폴리머는 에틸렌과 비닐 아세테이트의 코폴리머인 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 코폴리머는 2.5%~55%의 범위 내의 비닐 아세테이트 함유량을 갖는 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기 제제는 적어도 하나의 비닐 알코올기를 함유하는 폴리머를 포함하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비닐 알코올기를 함유하는 폴리머의 양은 2.5%~55%의 범위 내인 방법.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기 제제는 PETG인 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 PETG의 양은 2.5~55%의 범위 내인 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기 제제는 아크릴인 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 아크릴은 PMMA인 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 PMMA의 양은 2.5%~55%의 범위 내인 방법.
  23. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기 제제는 나일론인 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 나일론의 양은 2.5%~55%의 범위 내인 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 나일론은 비정질 나일론인 방법.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름은 다층 필름인 방법.
  27. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다층 필름은 2~5층을 포함하는 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 다층 필름은 5층을 포함하는 방법.
  29. 제 26 항에 있어서,
    상기 다층 필름은 상기 다층 필름의 총 두께를 기준으로 해서 5%~75%의 층 두께를 갖는 코어층을 포함하는 방법.
  30. 제 27 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다층 필름은 상기 다층 필름의 총 두께를 기준으로 해서 5%~45%의 층 두께를 갖는 스킨층을 포함하는 방법.
  31. 제 27 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다층 필름은 상기 다층 필름의 총 두께를 기준으로 해서 2%~15%의 층 두께를 갖는 중간층을 포함하는 방법.
  32. 제 27 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다층 필름은 타이층을 포함하는 방법.
  33. 제 27 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개질된 폴리올레핀 재료의 투명도는 제제(들)가 없는 폴리올레핀 재료의 투명도의 10% 내인 방법.
  34. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 필름은 상기 폴리올레핀 필름과 라이너 사이에 접착제를 더 포함하는 라벨 어셈블리에 포함되는 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 필름을 레이저 커팅하는 단계는 상기 라이너를 손상시키거나 커팅하는 것을 방지하는 방법.
  36. 제 1 항에 있어서,
    상기 개질된 폴리올레핀 재료로 형성되는 필름은 CO2 레이저를 사용하여 라벨 어셈블리에서 키스 커팅되는 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 CO2 레이저는 10.6미크론의 파장을 갖는 광을 방출하는 방법.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 CO2 레이저는 10.2미크론~10.25미크론의 범위의 파장을 갖는 광을 방출하는 방법.
  39. 제 1 항에 있어서,
    상기 필름을 형성하는 단계는 캐스팅, 스텐터링, 배향 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 방법에 의해 행해지는 방법.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 필름은 상기 필름을 배향시킴으로써 형성되는 방법.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 배향 필름은 3:1~15:1의 범위 내의 연신 비율로 연신되는 방법.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 필름은 5:1~10:1의 범위 내의 연신 비율로 연신되는 방법.
  43. 제 1 항에 있어서,
    상기 개질된 폴리올레핀 재료로 형성되는 필름은 적어도 80%의 투명도 레벨을 나타내는 방법.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 개질된 폴리올레핀 재료로 형성되는 필름은 적어도 90%의 투명도 레벨을 나타내는 방법.
  45. 제 1 항에 있어서,
    상기 개질된 폴리올레핀 재료로 형성되는 필름은 종방향으로 7KPSI~550KPSI의 범위 내의 영률을 나타내는 방법.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 개질된 폴리올레핀 재료로 형성되는 필름은 종방향으로 적어도 150KPSI의 영률을 나타내는 방법.
  47. 코어층, 및
    적어도 하나의 스킨층을 포함하는 CO2 레이저를 사용하여 커팅할 수 있는 다층 필름으로서,
    상기 코어층 및 상기 적어도 하나의 스킨층 중 적어도 하나는 상기 다층 필름이 10.6미크론 또는 10.2미크론~10.25미크론의 범위 내의 파장을 갖는 광에 대한 증가된 광학 흡광도를 나타내는 농도로 폴리올레핀 및 적어도 하나의 제제를 포함하는 다층 필름.
  48. 제 47 항에 있어서,
    2~5층을 포함하는 다층 필름.
  49. 제 48 항에 있어서,
    5층을 포함하는 다층 필름.
  50. 제 47 항에 있어서,
    상기 다층 필름의 코어층은 상기 다층 필름의 총 두께를 기준으로 해서 5%~75%의 층 두께를 갖는 다층 필름.
  51. 제 47 항에 있어서,
    상기 다층 필름의 스킨층은 상기 다층 필름의 총 두께를 기준으로 해서 5%~45%의 층 두께를 갖는 다층 필름.
  52. 제 47 항에 있어서,
    중간층을 더 포함하고, 상기 다층 필름의 중간층은 상기 다층 필름의 총 두께를 기준으로 해서 2%~15%의 층 두께를 갖는 다층 필름.
  53. 제 47 항에 있어서,
    타이층을 더 포함하는 다층 필름.
  54. 제 47 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 재료는 폴리에틸렌인 다층 필름.
  55. 제 47 항에 있어서,
    상기 제제는 적어도 하나의 유기 제제를 포함하는 다층 필름.
  56. 제 55 항에 있어서,
    상기 유기 제제는 (i) 적어도 하나의 비닐 아세테이트기를 함유하는 폴리머, (ii) 적어도 하나의 비닐 알코올기를 함유하는 폴리머, (iii) 폴리에틸렌 테레프탈레이트 글리콜(PETG), (iv) 아크릴, (v) 나일론, 및 (vi) 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 다층 필름.
  57. 제 56 항에 있어서,
    상기 유기 제제는 적어도 하나의 비닐 아세테이트기를 함유하는 폴리머를 포함하는 다층 필름.
  58. 제 57 항에 있어서,
    상기 폴리머는 에틸렌과 비닐 아세테이트의 코폴리머인 다층 필름.
  59. 제 58 항에 있어서,
    상기 코폴리머는 2.5%~55%의 범위 내의 비닐 아세테이트 함유량을 갖는 다층 필름.
  60. 제 56 항에 있어서,
    상기 유기 제제는 적어도 하나의 비닐 알코올기를 함유하는 폴리머를 포함하는 다층 필름.
  61. 제 60 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 비닐 알코올기를 함유하는 폴리머의 양은 2.5%~55%의 범위 내인 다층 필름.
  62. 제 56 항에 있어서,
    상기 유기 제제는 PETG인 다층 필름.
  63. 제 62 항에 있어서,
    상기 PETG의 양은 2.5%~55%의 범위 내인 다층 필름.
  64. 제 56 항에 있어서,
    상기 유기 제제는 아크릴인 다층 필름.
  65. 제 64 항에 있어서,
    상기 아크릴은 PMMA인 다층 필름.
  66. 제 65 항에 있어서,
    상기 PMMA의 양은 2.5%~55%의 범위 내인 다층 필름.
  67. 제 56 항에 있어서,
    상기 유기 제제는 나일론인 다층 필름.
  68. 제 67 항에 있어서,
    상기 나일론의 양은 2.5%~55%의 범위 내인 다층 필름.
  69. 제 67 항에 있어서,
    상기 나일론은 비정질 나일론인 다층 필름.
  70. 제 47 항에 있어서,
    상기 다층 필름의 투명도는 상기 제제(들)가 없는 다층 필름의 투명도의 10% 내인 다층 필름.
  71. 제 47 항에 있어서,
    상기 다층 필름과 라이너 사이에 접착제를 더 포함하는 라벨 어셈블리에 포함되는 다층 필름.
  72. 제 71 항에 있어서,
    상기 라벨 어셈블리는 상기 라이너를 손상시키거나 커팅하지 않고 레이저 키스 커팅될 수 있는 다층 필름.
  73. 제 72 항에 있어서,
    상기 레이저 키스 커팅은 CO2 레이저를 사용하여 행해지는 다층 필름.
  74. 제 47 항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 및 제제(들)를 포함하는 코어층 및 스킨층 중 적어도 하나는 캐스트 필름, 스텐터드 필름, 배향 필름, 및 비배향 필름으로 이루어지는 군에서 선택되는 필름인 다층 필름.
  75. 제 47 항에 있어서,
    상기 필름은 3:1~15:1의 범위 내의 연신 비율로 연신되는 다층 필름.
  76. 제 75 항에 있어서,
    상기 필름은 5:1~10:1의 범위 내의 연신 비율로 연신되는 다층 필름.
  77. 제 47 항에 있어서,
    상기 필름은 적어도 80%의 투명도 레벨을 나타내는 다층 필름.
  78. 제 77 항에 있어서,
    상기 필름은 적어도 90%의 투명도 레벨을 나타내는 다층 필름.
  79. 제 47 항에 있어서,
    상기 필름은 종방향으로 7KPSI~550KPSI의 범위 내의 영률을 나타내는 다층 필름.
  80. 제 79 항에 있어서,
    상기 필름은 종방향으로 적어도 150KPSI의 영률을 나타내는 다층 필름.
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