KR20180014155A - 저마이크로겔 표면 보호 필름 - Google Patents

저마이크로겔 표면 보호 필름 Download PDF

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KR20180014155A
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film
kpa
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polymer film
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KR1020187000012A
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칼 더글라스 레이
쉐일레쉬 처니럴 파텔
반킴 부펜드라 데사이
제임스 메이슨 우쇼
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트레데가르 필름 프로덕츠 코포레이션
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Abstract

중합체 수지 재료의 정련 방법이 제공된다. 상기 방법은 수지 재료를 용융시키고 250 kPa 내지 400 kPa 범위의 전단 응력에 적용하여, 정련된 수지 재료를 형성시키는 것을 포함한다. 상기 정련된 수지 재료는 압출되고, 고체화되어, 감소된 마이크로겔 수지 펠릿으로 절단될 수 있으며, 그것은 이후 용융 및 압출되어, 감소된 마이크로겔 필름을 형성할 수 있다.

Description

저마이크로겔 표면 보호 필름
[관련 출원의 상호-참조]
본 출원은 2015년 6월 5일자 U.S. 가출원 제62/171,473호의 우선권을 주장하며, 그의 전체 개시내용은 본원에 참조로서 개재된다.
[발명의 분야]
본 발명은 일반적으로 중합체 필름 재료, 더 구체적으로는 중합체 표면 보호 필름, 및 포함되는 겔 및 마이크로겔의 크기, 돌출부 및 수를 감소시키는 그와 같은 필름의 형성 방법에 관한 것이다.
마스킹(masking) 필름, 라이너 또는 간지 필름으로도 알려져 있는 표면 보호 필름은 통상적으로 기판의 손상, 오염, 긁힘, 마모 또는 기타 훼손을 방지하기 위한 물리적 장벽을 제공하는 데에 사용된다. 표면 보호 필름은 또한 디스플레이 산업에서 광 관리 목적으로 연질 및 취약 광학 필름들의 층간 점착 또는 블로킹을 방지하기 위한 간지 필름으로서 호환가능하게 사용된다. 마스킹 필름은 예를 들면 기판의 사용 전의 제조, 선적 또는 저장 동안 그와 같은 보호를 제공하는 데에 사용될 수 있다. 그와 같은 필름은 수많은 적용분야에서 특히 상대적으로 평활한 표면, 예컨대 아크릴수지, 시클로-올레핀 중합체 (COP), PMMA, 폴리카르보네이트, 유리, 연마 또는 페인팅된 금속 및 글레이징된 세라믹을 보호하기 위한 표면 보호 피복으로 사용될 수 있다. 예를 들면 텔레비전, 모니터, 폰, 태블릿 및 기타 디스플레이에 대한 광학 기판들이, 표면을 보호하며 표면상에 접착제 잔류물 또는 기타 오염물 또는 미립자를 남기지 않고 손상 없이 제거될 수 있는 마스킹 필름을 필요로 한다.
많은 광학 기판들은 마스킹 필름 자체의 접촉 표면의 토포그래피에서의 불규칙성으로 인한 손상에도 민감하다. 일반적으로 평면이기는 하지만, 어떤 마스킹 필름의 접촉 표면은 오목 영역 (피트(pit)) 및 볼록 영역 (돌출부) 형태의 약간의 불규칙성을 가지게 된다. 돌출부는 특히 문제가 되는데, 그 이유는 그것이 마스킹 필름이 적용되는 기판에서 상응하는 전사부(transcription) (함입부)를 야기할 수 있기 때문이다.
최근까지, 대부분의 광학 기판은 마스킹 필름 접촉 표면에서의 작은 불완전성을 용인할 수 있었다. 그러나, 이제는 고해상도 적용분야를 위한 기판 재료의 발전이 더 엄격한 품질 요건을 초래하였다. 1 또는 2 마이크로미터의 돌출부도 이러한 재료의 표면을 허용되지 않을 만큼 손상시킬 수 있다. 또한, 이러한 기판은 마스킹 필름이 제자리에 있는 상태에서 실행되어야 하는 고해상도의 광학적 검사를 필요로 한다. 이는 마스킹 필름이 광 투과성이어야 할 뿐만 아니라, 그것이 시각적 검사를 위한 매우 높은 투명도 및 청정도를 나타내야 한다는 것을 의미한다. 일부 경우에서 개선된 인-라인 카메라 시스템을 사용하는 것에 의해 더 높은 헤이즈의 표면 보호 필름을 통해서도 결함을 검출하고 특성화하는 것이 가능할 수 있기는 하지만, 지금까지 "저헤이즈"로 간주되던 재료들은 상기한 검사를 가능케 하기에는 불충분한 청정도를 가지고 있다.
이러한 더 엄격한 요건은 고해상도 광학 기판에 대한 마스킹 필름으로서의 특정 중합체 재료의 사용의 사실상의 배제를 초래하였다. 이는 그와 같은 재료 (예컨대 일반적으로는 폴리올레핀 및 폴리에틸렌 (PE))로부터 형성되는 필름이, 압출 공정 동안 제거되지 않으며 일부 경우에서는 심지어는 압출 공정에 의해 야기될 수도 있는, 통상적으로 "겔" 또는 "어안(fish-eye)"으로 지칭되는 작은 중합체 응집체를 포함하는 경향이 있기 때문이다. 겔에는 예를 들면 미용융 중합체 얽힘, 미용융/미분산 중합체, 또는 산화에 의해 형성되는 가교결합 사슬이 포함될 수 있다. 얇은 중합체 필름 내에서의 그와 같은 겔 - 100 ㎛보다 더 작은 것들 (본원에서는 "마이크로겔"로 지칭되며, 때로는 "마이크로-어안"으로 지칭됨) 포함 -의 존재는 도 1 및 2에 도시되어 있는 바와 같이 필름 표면에 볼록부를 야기할 수 있다. 이러한 볼록부는 표면에 대하여 수직으로 보았을 때의 그의 평면-형태 면적에 의해, 그리고 일반적으로 필름의 평면 표면으로부터 측정되는 돌출부 높이 hp에 의해 측정될 수 있다.
지금까지는, 폴리에스테르와 같은 상대적으로 고가인 특정 중합체만이 오늘날의 고해상도 광학 기판을 보호함에 있어서의 엄격한 요건을 충족하는 필름을 제조하는 데에 사용가능하였었다. PE 및 기타 폴리올레핀과 같은 더 비용-효과적인 중합체로부터 형성되나, 접착제 코팅되는 PET 마스킹 필름의 성능과 동등한 성능 특성을 제공하는 표면 보호 필름을 제공하는 것은, 매우 바람직할 것이다.
[발명의 개요]
본 발명의 일 측면은 중합체 수지 재료의 정련(refining) 방법을 제공한다. 상기 방법은 수지 재료를 용융시키고 250 kPa 내지 400 kPa 범위의 전단 응력에 적용하여, 정련된 수지 재료를 형성시키는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한 정련된 수지 재료를 압출 및 고체화하는 것을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 상기 중합체 수지 재료는 주로 1종 이상의 폴리올레핀으로 구성된다. 특정 실시양태에서, 중합체 수지 재료는 주로 폴리에틸렌으로 구성된다.
본 발명의 또 다른 측면은 중합체 필름의 형성 방법을 제공한다. 상기 방법은 주로 폴리에틸렌으로 구성된 중합체 수지 재료를 제공하는 것, 및 상기 중합체 수지 재료를 1종 이상의 항산화제와 혼합하여 수지 재료 혼합물을 형성시키는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 수지 재료 혼합물을 용융시키고 250 kPa 내지 400 kPa 범위의 전단 응력에 적용하여, 정련된 수지 재료를 형성시키는 것을 포함한다. 정련된 수지 재료는 이후 압출되어 중합체 필름을 형성한다. 일부 실시양태에서, 상기 방법은 또한 정련된 수지 재료를 압출하여 중합체 필름을 형성시키는 작업 전에, 정련된 수지 재료를 압출 및 고체화한 다음, 압출 및 고체화된 정련된 수지 재료를 용융시키고, 70 kPa 미만의 전단 응력에 적용하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면은 본질적으로 폴리에틸렌으로 구성된 수지 재료를 제공하며, 상기 수지 재료에는 100 마이크로미터를 초과하는 최대 치수를 갖는 마이크로겔이 실질적으로 없다. 특정 측면에서, 상기 수지 재료는 전구 수지 재료를 용융시키고 250 kPa 내지 400 kPa 범위의 전단 응력에 적용하는 것에 의해 정련되어 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 본질적으로 폴리에틸렌으로 구성된 열가소성 중합체 필름을 제공하며, 상기 필름에는 100 마이크로미터를 초과하는 최대 치수를 갖는 마이크로겔이 실질적으로 없다. 특정 실시양태에서, 상기 열가소성 중합체 필름은 공칭 평면 표면으로부터 1.0 마이크로미터를 초과하여 외향 연장된 돌출부가 실질적으로 없는 적어도 하나의 공칭 평면 표면(nominally planar surface)을 갖는다.
본 발명의 또 다른 측면은 제1 외부 필름 표면을 형성하는 이형 층 및 제1 외부 필름 표면에 대향하는 제2 외부 필름 표면을 형성하는 접착 층을 포함하는 다층 열가소성 중합체 필름을 제공한다. 상기 이형 층과 접착 층 중 적어도 하나는 본질적으로 폴리에틸렌으로 구성되며, 100 마이크로미터를 초과하는 최대 치수를 갖는 마이크로겔이 실질적으로 거기에 없다. 특정 실시양태에서는, 이형 층 및 접착 층 둘 다가 본질적으로 폴리에틸렌으로 구성되며, 100 마이크로미터를 초과하는 최대 치수를 갖는 마이크로겔이 실질적으로 거기에 없다. 이러한 실시양태들 중 특정한 것에서는, 필름에 제1 또는 제2 외부 필름 표면으로부터 1.0 마이크로미터를 초과하여 외향 연장된 돌출부가 실질적으로 없다.
도 1은 표면 토포그래피에 대한 마이크로겔 크기 및 위치의 영향을 예시하는 필름 단면의 도시이며;
도 2는 거기에 매립되어 포함된 마이크로겔을 갖는 중합체 필름 표면의 표면 돌출부를 보여주는 사진이고;
도 3은 본 발명에 따른 방법에서 사용될 수 있는 압출 필름 제조 라인의 개략적 도시이며;
도 4는 본 발명의 일 실시양태에 따른 방법의 블록 흐름도이고;
도 5는 본 발명의 일부 실시양태에 따른 방법을 수행하는 데에 사용될 수 있는 고전단 응력 압출 장치의 개략적 도시이며;
도 6은 본 발명의 일 실시양태에 따른 방법의 블록 흐름도이고;
도 7은 샘플의 일부 확대 사진을 포함한 중합체 필름 샘플 맵의 도시이며;
도 8은 마이크로겔 측정치가 거기에 중첩되어 있는 필름 재료 사진의 스크린 샷이다.
하기 상세한 설명은 중합체 수지 재료의 정련 및 그로부터의 중합체 필름 재료의 제조와 연관되어 있는 수많은 구체적인 실시양태 및 세부사항을 제공함으로써, 본 발명의 다양한 실시양태들에 대한 철저한 이해를 전달하고자 하는 것이다. 그러나, 본 발명은 단지 예시인 이들 구체적인 실시양태 및 세부사항으로 제한되지 않는 것으로 양해된다. 또한, 관련 기술분야 통상의 기술자라면, 공지의 시스템 및 방법들에 비추어 임의의 수의 대안적인 실시양태로 그의 의도하는 목적 및 이점에 맞는 본 발명의 용도를 알아내게 될 것으로 이해된다.
본 발명은 통상적으로 겔 봉입체(inclusion)를 형성하여 유지하는 경향을 나타내는 폴리올레핀과 같은 중합체로부터의 저마이크로겔 표면 보호 필름의 제조 방법을 제공한다. 본 발명의 방법은 일반적으로 표면 보호 필름을 압출하는 공정 동안에, 또는 예비처리 단계의 일부로서 용융 동안 초고전단 응력에 중합체 수지를 적용하는 것을 포함한다. 이하에서 더 상세하게 논의될 바와 같이, 고전단 응력 처리는 베이스 중합체 수지 재료 중의 앞서 용융되지 않거나 얽힌 겔 및 마이크로겔을 붕괴시키고 용융시키는 데에 사용될 수 있지만, 추가적인 수단이 없는 경우 압출되는 재료에서 가교결합된 겔 및 용융되지 않거나 얽힌 마이크로겔의 형성을 초래한다. 본 발명의 방법에서는, 가교결합 겔의 형성에 대항하기 위하여 1종 이상의 수단이 사용될 수 있다. 이에 따라, 생성되는 압출물은 매크로겔 (100 마이크로미터를 초과하는 최장 치수를 갖는 겔)을 포함하지 않으며, 베이스 수지 및 표준 압출 공정을 사용하여 동일한 중합체로부터 형성되는 압출물에 비해 상당히 더 적고 더 작은 마이크로겔을 포함한다.
본원에서 사용될 때, "필름"은 1000 마이크로미터 미만의 두께를 갖는 시트 또는 멤브레인을 지칭한다. 표면 보호 필름은 통상적으로는 100 마이크로미터 미만의 두께를 가지며, 50 마이크로미터에 훨씬 못미치는 두께를 가질 수도 있다. 그와 같은 필름에서, 10-20 마이크로미터를 초과하는 임의의 마이크로겔은 필름의 실질적 평면 표면을 상당히 왜곡할 수 있다. 필름 표면과 관련한 "실질적 평면"이라는 용어는 유연성인 필름이 편평한 표면에 적용될 경우 평면이 되는 공칭 규칙적 표면을 지칭하고자 하는 것으로 이해될 것이다.
표준 기술을 사용하여 제조되는 중합체 필름에서의 겔 및 마이크로겔의 출현에 의해 나타나는 어려움에 대해서는 잘 알려져 있다. 도 3에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같은 통상적인 압출 필름 제조 라인(100)에서는, 통상적으로 펠릿 형태, 또는 펠릿과 가장자리 부스러기로부터의 재순환 보풀의 조합인 중합체 수지 재료(10)가 통상적인 압출기(110)로 공급되어 용융되며, 상기 수지 재료(10)는 다이(120)를 통하여 웹(web)(20)으로서 압출된다. 캐스트 웹(cast web)의 경우, 통상적인 슬롯 다이가 사용된다. 블로운 웹(blown web)의 경우에는, 원형 또는 타원형인 다이가 사용될 수 있다. 일부 실시양태 (예컨대 노 사이드 매트(no side matte) (NSM) 공정)에서, 압출되는 수지 재료의 웹(20)은 진공 박스(130)의 사용을 통하여 캐스팅 롤(140)상으로 취출될 수 있다. 다른 실시양태 (예컨대 원 사이드 매트(one side matte) (OSM) 공정)에서는, 재료를 캐스팅하는 데에 진공 보조장치가 필요하지 않을 수 있다. 본원에서 진공 박스(130)가 도시 및 기술되기는 하지만, 음성 압력을 적용하는 어떠한 적합한 수단도 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 캐스팅 롤은 통상적으로 생성되는 캐스팅 필름(30)에 평활한, 실질적 평면 표면을 부여하도록, 평활할 것이다. 그러나, 일부 실시양태에서는, 캐스팅 필름의 일 표면 또는 양 표면에 텍스처화되거나 패턴화된 표면이 제공될 수도 있다. 캐스팅 필름(30)은 평활 표면에 대향하는 표면에 특정 텍스처(texture) 또는 패턴을 부여하기 위하여 추가적인 처리에 적용될 수도 있다. 여기에는 예를 들면 캐스팅 필름(30)을 가열한 다음, 평활 롤과 고무 또는 다른 압출 롤 (미도시) 사이로 그것을 취출하는 것이 포함될 수 있다. 필름(30)은 예정된 너비로 마감될 수도 있다. 생성되는 필름은 사용 전의 저장 및/또는 수송 또는 추가적인 처리를 위해 롤(150)상에 권취된다.
도 3의 예시적인 압출 공정은 단일 층 필름의 형성을 나타낸다. 각각 도 3에 도시되어 있는 바와 같은 단일 층을 형성시키는 다수의 압출기를 제공하는 것, 또는 대안적으로는 공동압출 공급 블록을 사용하여 단일 압출기의 결과물을 다수의 층으로 나누는 것에 의해 다층 필름이 제조될 수 있다는 것은 이해될 것이다. 어느 경우에서도, 다수의 층들은 캐스팅 롤상에 집합적으로 캐스팅되어 단일 라미네이트 필름을 형성한다. 동일하거나 상이한 재료들로부터 다양한 층들이 형성될 수 있다. 일부 필름은 예를 들면 하기의 3개 층으로 형성될 수 있다: 기판과 접촉하도록 구성된 접착 층에 의해 결합되는 코어 층, 및 이형 층. 요컨대, 압출 보호 층 중합체 필름은 어떠한 수의 가변적이거나 유사한 재료들의 층도 포함할 수 있다.
상기 공정을 사용하여 제조되는 PE 필름은 많은 적용분야의 요건들을 충족하게 되지만, 마이크로겔-야기 표면 불규칙성의 존재가 많은 표면 보호 필름 적용분야에서 그것을 배제시킬 수 있다. 그와 같은 불규칙성을 야기할 수 있는 많은 유형의 겔들이 존재하지만 (문헌 [Spalding et al., "Troubleshooting and Mitigating Gels in Polyolefin Film Products," Plastics Engineering September 2013, pp. 50-58.] ("스폴딩 논문")] 참조), 본 출원의 방법은 주로 (1) 압출 공정 동안 용융되지 않고 유지되거나, 또는 압출기 다이로부터의 방출 전에 고체화되는 얽힌 비분산 중합체 사슬인 것들 ("미용융 겔" 또는 "미용융 마이크로겔"), 또는 (2) 산화 또는 전단 유도로 인하여 가교결합되는 것들 ("가교결합 겔" 또는 "가교결합 마이크로겔")의 억제에 관한 것이다.
양 유형 (및 기타) 겔들은 수지 제조자에 의해 제공되는 베이스 수지에 존재할 수 있다. 상기한 기본 압출 공정은 일반적으로 더 큰 겔들은 제거하게 되나, 더 작은 미용융 겔, 특히 미용융 마이크로겔을 제거하는 데에는 비효과적이다. 미용융 마이크로 겔이 상대적으로 높은 (100-200 kPa) 전단 응력 수준을 사용하는 것에 의해 PE 필름 재료로부터 제거될 수 있다는 것은 제안되어 있다. 스폴딩 논문을 참조하라. 스폴딩은 매독(Maddock)-유형 믹서를 사용하는 통상적인 단일 스크류 압출기를 사용하여 그와 같은 전단 응력 수준이 달성가능하다고 제안하고 있지만, 본 발명자들은 그와 같은 압출기가 일반적으로 문제의 마이크로겔 결함을 감소시키는 데에는 불충분한 것으로 입증되어 있는 60-70 kPa 범위의 최대 전단 응력으로 제한된다는 것을 발견하였다.
단일 스크류 압출기에서 가용한 최대 전단 응력이 불충분하다는 것뿐만 아니라, 본 발명자들은 스폴딩에 의해 제안된 상대적으로 높은 전단 응력 수준도 마이크로 겔을 최종 PE 필름에서 허용되지 않는 표면 돌출부를 야기하지 않는 크기로 감소시키는 데에는 불충분하다는 것을 발견하였다. 이중 스크류 압출기에서의 고도의 고전단 응력의 사용을 통하여서만 미용융 마이크로겔을 충분한 정도까지 붕괴시키는 것이 가능하였다. 그러나, 다른 수단이 없는 경우, 고온의 고전단 응력 공정은 많은 수의 가교결합 겔을 생성시킨다는 것이 발견되었다.
본 발명의 방법은 상기한 문제점들을 극복한다. 예시적인 실시양태에서, 본 발명은 단독 또는 다른 필름 생성물 성분과의 조합으로서의 중합체 수지의 정련 및/또는 균질화 방법을 제공한다. 이와 같은 실시양태의 특정 변이에서, 상기 수지 정련 및/또는 균질화 방법은 원하는 크기 또는 수 기준 미만의 마이크로겔만을 갖는 중합체 필름을 압출하기 위한 공정에서 예비공정 단계로 사용된다. 또 다른 예시적인 실시양태에서, 본 발명은 베이스 수지를 정련 및/또는 균질화하기 위한 작업을 포함하는 연속식 필름 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 방법은 100 마이크로미터를 초과하는 최대 치수를 갖는 마이크로겔이 실질적으로 없는 폴리올레핀 필름을 제조하는 데에 사용가능하다. 특정 실시양태에서, 본 발명의 방법은 관찰되는 임의의 마이크로겔의 가장 큰 최대 치수가 10 마이크로미터 내지 60 마이크로미터 범위에 존재하는 폴리올레핀 필름을 제조하는 데에 사용될 수 있다. 일부 특히 중요한 실시양태에서, 본 발명의 방법은 관찰되는 임의의 마이크로겔의 가장 큰 최대 치수가 20 마이크로미터 내지 50 마이크로미터 범위에 존재하는 폴리올레핀 필름을 제조하는 데에 사용될 수 있다. 본 발명의 방법은 또한 mm2 당 0.1개 미만의 마이크로겔 계수 (크기가 10 마이크로미터를 초과하는 마이크로겔의 수)를 갖는 폴리올레핀 필름을 제조하는 데에 사용가능하다. 또한, 그것은 필름의 공칭 평면 표면으로부터 1.0 마이크로미터를 초과하여 연장된 돌출부를 나타내지 않는 폴리올레핀 필름을 제조하는 데에 사용가능하다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시양태에 따라 정련된 수지를 제조하기 위한 개괄적인 방법 M100은 S105로 시작한다. S110에서는, 수지 제조자로부터 수지 재료가 제공 및/또는 입수된다. 방법 M100은 어떠한 열가소성 수지 재료로도 실시될 수 있으나, 상기에서 논의된 바와 같이, 주로 미용융 겔 및 마이크로겔을 포함하는 수지 재료를 표적으로 한다. 수지 재료는 통상적으로 다른 성분들과 예비혼합 또는 컴파운딩될 수 있는 펠릿의 형태로 제공된다. S120에서는, 다른 성분 재료들이 선택된다. 이러한 재료에는 특히 초고전단 응력 압출 동안 직면하여 관찰되는 가교결합 효과에 대항하기 위하여 선택되는 안정화 물질이 포함될 수 있다.
상기에서 언급된 바와 같이, 초고전단 응력 (250 kPa 초과)의 압출 공정은 압출되는 수지에서 높은 가교결합도를 초래하는 경향이 있다는 것이 발견되었다. 그와 같은 가교결합은 압출기에서 직면하는 높은 전단 응력 수준 자체 및 결과적인 높은 온도 둘 다에 기인할 수 있다. 고전단 응력 환경은 용융물 중에서 중합체 사슬을 가교결합시키는 데에 가용한 많은 수의 자유 라디칼을 생성시키는 것으로 생각된다. 높은 열, 긴 체류 시간 및 산소의 존재는 산화 및 추가적인 가교결합의 경향을 증가시킨다.
이러한 효과들에 대항하기 위하여, 1종 이상의 안정화 물질이 수지에 첨가될 수 있다. 선택되는 구체적인 안정화제 (예컨대 항산화 안정화제)는 비제한적으로 일차 중합체, 구체적인 수지 배합물, 사용될 전단 응력의 수준, 온도 조절 수단 및 기타 인자들에 따라 달라질 수 있다.
폴리에틸렌과 같은 열중합체(thermopolymer)에서의 항산화 안정화제의 역할은 산화성 분해로부터 중합체를 보호하는 것이다. 그와 같은 분해의 기작은 자가촉매촉진되는 자유 라디칼 연쇄 과정이다. 이와 같은 과정 동안에는, 히드로퍼옥시드가 형성되며, 그것은 라디칼로 붕괴되어 분해를 촉진한다. 항산화제는 (1) 라디칼을 스캐빈징(scavenging)함으로써 히드로퍼옥시드 붕괴에 기인하는 산화성 연쇄 반응을 방해하는 것, 및 (2) 히드로퍼옥시드를 소비하는 것에 의해 이와 같은 분해를 방지한다.
예컨대 PE 및 기타 폴리올레핀 수지를 정련하는 데에 사용될 수 있는 상기 방법의 예시적인 실시양태에서, 추가적인 성분으로는 열 관련 가교결합에 대항하기 위하여 구성되거나 선택되는 일차 항산화제, 및 전단-유도 자유 라디칼을 포획하기 위하여 구성되거나 선택되는 이차 항산화제가 포함될 수 있다. 항산화제는 자유 라디칼, 특히 퍼옥시 라디칼을 포획하여 중합체성 히드로퍼옥시드 기 및 상대적으로 안정한 항산화제 종을 형성하는 하나 이상의 반응성 수소 원자를 포함한다. 페놀계 항산화제가 오늘날 플라스틱에서 사용되는 가장 많이 판매되는 항산화제이다. 거기에는 단순 페놀, 비스페놀, 티오비스페놀 및 폴리페놀이 포함된다. 차폐 페놀 예컨대 바스프(BASF) 사의 이르가녹스(Irganox)®1076, 1010 및 에틸(Ethyl) 330이 라디칼 스캐빈징 요건을 충족하며, 일차 항산화제로 간주된다. 다른 일차 항산화제에는 하기 표 I에 열거되어 있는 것들이 포함된다.
<표 I>
Figure pct00001
이차 항산화제로 사용가능한 주요 항산화제 군에는 인계 항산화제 (일반적으로 포스파이트)가 포함된다. 포스파이트는 포스파이트 자체는 포스페이트로 산화되면서 히드로퍼옥시드를 비-사슬 전파 알콜로 전환시키는 것에 의해 작용한다. 트리스노닐페닐 포스파이트가 한 가지 광범위하게 사용되는 포스파이트이다. 통상적인 구체적 이차 항산화제로는 지이 사의 웨스턴(Weston) TNPP, 바스프 사의 울트라녹스(Ultranox) 626 및 이르가포스(Irgafos)® 168이 있다. 다른 예시적인 이차 항산화제들을 하기 표 II에 열거하였다.
<표 II>
Figure pct00002
가교결합 효과에 대항하는 데에 사용가능한 항산화제들 중 일부 또는 전부가 과량으로 사용될 경우 원치 않는 효과를 가질 수 있다. 그와 같은 효과에는 예를 들면 이동(migration) 및 블루밍(blooming)이 포함될 수 있다. 이에 따라, 압출되는 수지에서 가교결합에 대항하는 데에 필요한 최소한의 양을 선택하는 것이 통상적으로 바람직하다. 특정 수지 또는 압출물의 최종 사용 적용분야에 대하여 일차 및 이차 항산화제의 상대적인 양을 최적화하는 데에는 경험적인 데이터가 사용될 수 있다.
다시 도 4로 돌아가면, S130에서는, 안정화 물질 및 임의의 기타 성분들이 베이스 수지 재료와 혼합된다. 이는 별도의 혼합 또는 컴파운딩 작업에서 실행될 수 있거나, 또는 고전단 응력 컴파운딩/압출 장치의 호퍼에서 재료들을 조합하는 것에 의해 실행될 수 있다. S140에서는, 중합체 혼합물 또는 컴파운드가 용융되고, 250 kPa를 초과하는 전단 응력하에 전단된다. 통상적인 실시양태에서, 상기 전단 응력은 250 kPa 내지 400 kPa의 범위에 존재하게 된다. 이는 통상적으로는 고전단 응력 다중-스크류 압출기를 사용하여 실행되게 되나, 그와 같은 전단 응력을 부여할 수 있는 어떠한 장치도 사용될 수 있다. 상기 방법 M100에서 사용되는 구체적인 전단 응력은 중합체, 및 허용가능한 마이크로겔 함량 기준을 바탕으로 선택될 수 있다. 예로서, 원하는 최대 마이크로겔 크기가 약 50 마이크로미터이며 마이크로겔 크기 중앙값이 20 마이크로미터 미만인 PE 수지 재료의 경우, 300 kPa를 초과하는 전단 응력이 요구된다. 일반적으로, 폴리올레핀 재료가 필요로 할 수 있는 전단 응력은 300 kPa 내지 375 kPa의 범위일 수 있다.
본 발명을 추가 예시하자면, 방법 M100의 작업 S140은 도 5에 개략적으로 나타낸 압출기(200)와 같은 이중 스크류 압출기를 사용하여 수행될 수 있다. 압출기(200)는 호퍼(211)를 포함하며, 여기서 중합체 수지 혼합물(10)이 압출기 배럴(210)로 도입될 수 있다. 일부 실시양태에서, 호퍼(211) 및 압출기 배럴(210)은 포트(214)를 포함할 수 있으며, 포트를 통해 산소를 대체하여 질소가 도입되어 용융물에서의 산화의 완화를 도울 수 있다. 압출기 내부에서의 질소 블랭킷(blanket)의 사용은 용융물에서의 열-관련 가교결합을 감소시키는 것을 도울 수 있다. 수지(10)는 이후 필요한 높은 전단 응력 수준을 부여하는 이중 스크류(212)에 의해 배럴(210)로 통과된다. 용융된 중합체 재료는 이후 다이 유출구(218)로 전달되며, 거기에서 정련된 중합체 압출물(10')로서 압출된다. 도시되어 있는 실시양태에서, 정련된 중합체 재료(10')는 막대로서 압출되며, 그것은 임의의 적합한 절단 장치(219)를 사용하여 펠릿으로 절단될 수 있다. 이러한 펠릿은 이후 추가적인 처리를 위해 포장 및 전달되고/거나, 표준 압출 제조 라인에서의 베이스 재료로서 사용될 수 있다. 하기에서 논의되는 바와 같이, 압출기(200)는 대안적으로는 최종 적용 재료를 제조하기 위한 연속식 처리 라인에서 사용될 수 있다.
다시 한번 도 4로 돌아오면, 방법 M100은 용융물에서의 안정화제 반응 및 높은 응력 수준에의 노출의 결과로서 발생할 수 있는 휘발성 유기 화합물 (VOC)을 취출 제거하는 작업을 포함할 수 있다. 도 5의 예시적인 압출기(200)에서, 이는 압출기 배럴(210) 단부 부근의 하나 이상의 포트(216)에 진공 라인을 적용하는 것에 의해 실행될 수 있다. S160에서는, 정련된 중합체 재료가 압출된다. 일부 실시양태에서, 압출물은 고체화된 중합체 막대의 형태를 취할 수 있으며, 그것은 수지 제조자에 의해 제공되는 베이스 수지 펠릿과 치수가 실질적으로 유사할 수 있는 펠릿으로 절단될 수 있다. 방법은 S195에서 종료된다.
상기 공정에서 생성되는 압출 중합체는 원래 베이스 중합체의 정련된 형태이다. 충분한 전단 응력이 적용되는 경우, 상기 공정은 가교결합 겔의 상당한 생성 없이도 모든 미용융 매크로겔을 제거하고, 임의의 남아있는 마이크로겔의 크기를 상당히 감소시키게 된다.
방법 M100의 정련된 중합체 결과물은 가교결합 겔을 완화하기 위하여 임의의 안정화제가 사용되고 그로부터 임의의 반응물들이 생성되는 베이스 중합체 재료에 지나지 않을 수 있다. 이와 같은 정련된 재료는 이후 통상적인 압출 공정에서 베이스 수지 대신 사용될 수 있다. 이와 같은 경우에서, 정련된 수지 재료는 통상적인 압출기에서, 또는 통상적인 압출기에의 도입 전의 예비혼합 단계의 일부로서 임의의 다른 최종 재료 성분과 혼합되거나 컴파운딩될 수 있다. 대안적으로, 상기 임의의 최종 재료 성분은 상기 방법 M100 중 작업 S120 작업의 일부로서 베이스 수지와 혼합 또는 컴파운딩될 수 있다.
고전단 응력 정련 공정 M100을 사용하여 제조되는 정련 수지 펠릿은 도 3의 압출 필름 제조 라인(100)과 유사한 필름 제조 라인에의 투입 재료로서 사용된다. 도 6을 참조하면, 이와 같은 방식으로 중합체 필름을 형성시키는 방법 M200은 S205로 시작한다. S210에서는, 중합체 및 임의의 다른 최종 필름 재료용 성분들이 선택된다. 성분 재료에는 구체적으로 가교결합 효과에 대항하는 것으로 전기한 바와 같이 선택되는 안정화 재료가 포함될 수 있다. S220에서는, 다양한 중합체 성분들이 서로 블렌딩된다. 성분들 중 일부 또는 모두가 고전단 응력 컴파운딩 전에 블렌딩될 수도 있다는 것은 이해될 것이다. 그러나, 일부 경우에서, 특정 최종 재료 성분들은 통상적인 전단 응력 압출 작업 동안 또는 전에 고전단 응력 컴파운딩 작업의 정련된 중합체 결과물과 블렌딩될 수 있다. S230에서는, 이전에 기술된 바와 같이 초고전단 응력을 사용하여 베이스 중합체 수지와 적어도 임의의 안정화 첨가제가 컴파운딩된다. 생성되는 컴파운딩/정련된 수지 재료는 이후 S240에서 펠릿 또는 다른 수송가능한 형태로 성형될 수 있다.
본 발명의 일부 실시양태에서, 고전단 응력 컴파운딩 작업은 단일 연속식 공정 라인의 일부로서 실행될 수 있다. 그와 같은 경우, 작업 S240은 배제될 수 있는데, 고전단 응력 컴파운딩 작업의 결과물이 바로 통상적인 전단 응력 컴파운딩 작업에 투입물로서 제공될 수 있기 때문이다. S250에서는, 컴파운딩/정련된 중합체 수지 재료가 통상적인 전단 응력 압출기로 공급된다. 상기 컴파운딩/정련된 수지 재료는 압출기 공급 절차 전 또는 동안에 다른 최종 생성물 성분들과 혼합될 수 있다. 추가적인 성분으로는 본 발명의 방법에 따라 정련된 다른 중합체 수지, 및/또는 정련되지 않은 중합체 수지가 포함될 수 있다. 압출기에서, 최종 재료 성분들은 집합적으로 용융되고, 통상적인 전단 응력 힘에 적용된다. 용융된 중합체 재료는 S260에서 하나 이상의 필터로 통과될 수 있는데, 그것은 바람직하게는 필터 하류에서의 마이크로겔의 재응집을 회피하기 위하여 가능한 한 압출 다이와 가깝게 위치된다. S270에서는, 중합체 재료가 압출되고, 캐스팅 롤상으로 캐스팅된다. 다양한 실시양태에서, 중합체 재료는 단일 층 필름으로 캐스팅될 수 있거나, 또는 전기한 바와 같이 다-층 필름 중 하나의 층으로서 캐스팅될 수 있다. 그와 같은 다-층 필름은 고전단 응력 정련 공정을 적용받은 수지를 포함하는 추가적인 층, 및/또는 어떠한 그와 같은 수지도 포함하지 않는 하나 이상의 층과 함께 형성될 수 있다.
방법 M200은 S295에서 종료된다.
본 발명의 정련된 수지 및 수지 정련 방법의 사용이 특정 필름 캐스팅 또는 압출 공정으로 제한되지 않는다는 것은 이해될 것이다. 그것은 예를 들면 어떠한 캐스팅 또는 블로운 필름 공정과도 연계되어 사용될 수 있다. 본 발명의 수지 정련 방법 (예컨대 방법 M100)이 압출/공동압출 공정 이외의 다른 공정에 앞서, 또는 그의 일부로서 사용될 수 있다는 것 또한 이해될 것이다.
본 발명의 방법을 사용하여 제조되는 필름 생성물은 비정련 수지로부터 제조되는 필름에 비해 크게 감소된 마이크로겔 함량 및 강화된 청정도를 갖는다. 본 발명의 방법은 특히 정련된 폴리올레핀 수지 재료 및 그로부터 형성되는 필름을 제공하는 데에 사용될 수 있다. 가장 특히는, 상기 방법은 이전에는 달성불가능하던 마이크로겔 크기 및 계수 수준을 갖는 정련된 PE 수지 재료 및 PE 필름을 형성시키는 데에 사용될 수 있다. PE 수지 재료 및 PE 필름은 100 마이크로미터를 초과하는 최대 치수를 갖는 겔을 실질적으로 포함하지 않는 본 발명의 실시양태에 따라 제공될 수 있다. 일부 변이에서는, 최대 마이크로겔이 약 10 마이크로미터 내지 약 60 마이크로미터 범위의 최대 치수를 갖는 PE 수지 재료 및 PE 필름이 제공될 수 있다. 특정 실시양태에서는, 약 10 마이크로미터 내지 약 40 마이크로미터 범위의 최대 치수를 갖는 PE 수지 재료가 제공될 수 있다. PE 수지 재료 및 PE 필름은 또한 mm2 당 10 마이크로미터를 초과하는 최대 치수를 갖는 마이크로겔 0-0.2개 범위의 마이크로겔 계수를 갖는 본 발명의 실시양태에 따라 제공될 수 있다. 일부 실시양태에서, PE 수지 재료 및 PE 필름은 mm2 당 약 10 마이크로미터 내지 약 50 마이크로미터 범위의 최대 치수를 갖는 마이크로겔 0 내지 0.1개 범위의 평균 마이크로겔 계수를 가질 수 있다.
필름 생성물 중에 포함되는 마이크로겔의 크기를 제한하는 것에 의해, 본 발명의 방법은 또한 최소한의 돌출부를 포함하는 필름의 제조를 가능케 한다. 특히, 공칭 평면 표면 위의 필름 최대 돌출부 높이가 약 0.0 내지 약 5.0 마이크로미터의 범위에 있는 PE 필름 재료가 본 발명의 실시양태에 따라 제공될 수 있다. 특히 바람직한 실시양태에서, PE 필름은 약 1.0 마이크로미터를 초과하는 공칭 평면 표면 위 높이를 갖는 돌출부를 실질적으로 포함하지 않는다.
본 발명의 실시양태에 따라 제조되는 PE 필름은 통상적으로 약 15 마이크로미터 내지 약 80 마이크로미터 범위의 두께를 갖는다. 일부 바람직한 실시양태에서, PE 필름은 약 20 마이크로미터 내지 약 60 마이크로미터 범위의 두께를 가질 수 있다. 바람직한 특정 실시양태에서, PE 필름은 약 25 마이크로미터 내지 약 40 마이크로미터 범위의 두께를 가질 수 있다. PE 필름 재료는 전기한 안정화제들 중 임의의 것을 사용하여 형성될 수 있으며, 또한 비제한적으로 폴리프로필렌 (PP), 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA), 에틸렌 메틸 아크릴레이트 (EMA), 에틸렌 메타크릴산 (EMMA), 에틸렌 노말 부틸 아크릴레이트 (EnBA), 플라스토머 예컨대 부텐, 펜텐, 헥센 또는 옥텐의 에틸렌과의 메탈로센 촉매촉진 공중합체, 엘라스토머 또는 블록 공-중합체 예컨대 스티렌-부타디엔-스티렌 (SBS), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 (SEBS) 및 스티렌-이소프렌-스티렌 (SIS), 촉매 중화제 예컨대 칼슘 스테아레이트 등, 다른 촉매를 사용하여 제조된 LLDPE, 및 점착화제를 포함할 수 있다. 본 발명에 따라 제조되는 PE 필름은 동일하거나 상이한 성분 물질을 사용하여 단일 층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 일부 다층 실시양태에서는, 하위세트 수의 층만이 본 발명의 방법에 따라 정련된 PE 수지로부터 형성된다.
검사 기술
표면 보호 필름에 대한 엄격한 마이크로겔 봉입체 및 표면 토포그래피 요건들의 한 결과는 표준 검사 기술들이 적절하지 않을 수 있다는 것이다. 필름 표면에 허용되지 않는 돌출부를 야기할 수 있는 마이크로겔의 크기는 너무 작아서, 일반적인 방법으로는 그것이 검출되지 않을 수 있다. 본 발명의 방법을 사용하여 제조되는 정련된 수지 재료 및 표면 보호 필름을 평가할 목적으로는, 새로운 검사 기술이 요구되었다. 하기 단락들은 하기 실시예에 기술되어 있는 데이터를 제공하기 위하여 사용된 검사 방법들을 기술한다.
일반적으로, 마이크로겔의 계수 및 크기지정은 수동 및 자동화된 방법 둘 다에 의해 수행될 수 있다. 사용되는 방법은 필름 표면의 품질 및 일관성에 따라 달라질 수 있다. 필름이 평활하고 일관된 접착 표면 (즉 보호될 기판과 접촉하게 되는 표면)을 갖는 경우, 자동화된 방법이 바람직할 수 있다. 그러나, 필름이 가변적이거나 거친 표면을 갖는 경우에는, 수동 방법이 데이터의 노이즈를 감소시키는 데에 바람직할 수 있다.
수동 방법에서, 마이크로겔을 계수하는 것은 20× 줌 배율을 갖는 입체현미경을 사용하여 동축 반사 조명하에 프레임화된 샘플이 시각적으로 조사될 것을 필요로 한다. 도 7에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 필름 재료의 프레임화된 샘플(300) 내에서 예정된 수의 무작위 위치들(310)이 조사된다. 각 위치(310)에서는, 그 위치에서의 마이크로겔의 확인 및 계수를 가능케 하기 위하여 직사각형의 영역이 확대된다. 도시되어 있는 예에서, 확대된 면적은 4.68×3.52 mm (16.4736 mm2)이다. 이후, 각 위치에서의 마이크로겔(320)의 수가 기록되어, 단위 면적 당 추정 계수를 제공하는 데에 사용될 수 있다.
마이크로겔의 수동 크기지정은 메디안 사이버메틱스 이미지프로(Media Cybernetics ImagePro)®와 같은 영상화 소프트웨어를 사용하여 실행될 수 있다. 이미지프로®는 예를 들면 도 8에 스크린 샷으로 나타낸 바와 같이 포착된 영상에서 미리 확인된 마이크로겔의 최대 치수를 측정하는 데에 사용될 수 있는 "측정" 기능을 가지고 있다. 이들 측정치는 이후 다양한 크기 범위 마이크로겔의 빈도를 측정하는 데에 사용될 수 있다.
자동화된 계수 및 크기지정의 경우, 20× 줌 배율 및 디지털 카메라를 갖는 입체현미경을 사용하여 동축 반사 조명하에 프레임화된 샘플로부터 영상이 포착된다. 확대 영상은 각 프레임상의 예정된 수의 무작위 위치에서 포착될 수 있다. 이후, 특별 영상 분석 소프트웨어가 사용되어 계수 및 크기 정보를 제공한다.
표면 토포그래피, 특히 돌출부 높이는 표면 보호 필름에 있어서 매우 중요하다. 하기 실시예의 경우, 공칭 표면 평면 위 돌출부 높이는 메트로프로(Metropro)® 소프트웨어가 구비된 자이고 뉴뷰(Zygo NewView)7300 주사 백색 간섭계를 사용하여 측정되었다. 평균 표면 평면 위의 돌출부 높이를 측정하기 위하여 특별한 애플리케이션(application)이 개발되었다. 이와 같은 기술은 0.1 마이크로미터만큼 작은 돌출부 높이의 측정을 가능케 한다.
마이크로겔 및 표면 토포그래피 측정 이외에, 헤이즈에 대해서도 필름 샘플을 조사하였다. 본원에서 사용될 때, 헤이즈 (광각 산란으로도 알려져 있음)라는 용어는 입사 빔으로부터 2.5 °를 초과하여 벗어나는 필름 시편을 통과하여 투과되는 광의 백분율을 지칭한다. 하기 실시예의 경우, 헤이즈 측정은 ASTM D1003-95에 따라 실행되었다. 샘플링, 샘플 제조, 장비, 시험 파라미터 및 계산은 모두 ASTM D1003-95a의 영역 내에서 수행되었다.
[ 실시예 ]
실시예 1
기준선으로서, 도 3에 도시되어 있는 것과 유사한 통상적인 전단 응력 압출 라인을 사용하여 다층 PE 필름을 형성시켰다. 상기 다층은 코어 층, 접착 층 및 이형 층을 포함하였다. 코어 층은 99.992 %의 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 및 0.008 %의 이르가녹스 1010으로부터 형성시켰다. 접착 층은 75 %의 부텐 공중합체 폴리에틸렌 플라스토머, 15 %의 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 및 10 %의 LDPE로부터 형성시켰다. 이형 층은 85 %의 LDPE 및 15 %의 HDPE로부터 형성시켰다. 각 층의 성분들을 예비혼합한 후, 3종의 혼합물을 3개의 단일 스크류 압출기에 별도로 공급하였다. 각 압출기에서, 중합체 재료를 약 66 kPa의 추정 최대 전단 응력에 적용하고, 최종 5-마이크로미터 용융물 필터를 포함하는 다중 필터 단계로 통과시켰다. 필름 다이를 통하여 여과된 용융물들을 압출하고, 평활한 캐스팅 롤상에 단일 3-층 필름으로 캐스팅하였다. 다음에, 냉각된 필름을 와인더상에 수용하였다. 필름의 샘플을 채취하고, 상기한 기술들을 사용하여 검사함으로써, 마이크로겔 크기 및 계수 정보를 측정하였다.
실시예 2
M200과 유사한 고전단 응력 방법을 사용하여 정련된 다층 PE 필름을 형성시켰다. 다층 필름은 코어 층, 접착 층 및 이형 층을 포함하였다. 코어 및 이형 층은 둘 다 59.4 %의 LDPE, 40 %의 HDPE, 0.48 %의 이르가녹스® 1076 및 0.12 %의 이르가포스® 168로부터 형성시켰다. 접착 층은 75 % 부텐 공중합체 폴리에틸렌 플라스토머, 15 %의 HDPE, 9.56 %의 LDPE, 0.32 %의 이르가녹스® 1076 및 0.12 %의 이르가포스® 168로부터 형성시켰다.
접착 층의 성분들, 그리고 코어 및 이형 층의 성분들을 고전단 압출기를 통하여 별도로 혼합하고 처리하였다. 각 경우에서, 재료들을 고전단 응력 공동-회전 이중 스크류 압출기에 공급하고, 거기에서 그것을 약 350 kPa의 추정 최대 전단 응력에 적용하였다. 압출기의 호퍼 및 배럴에 질소를 주입함으로써, 질소 블랭킷을 제공하였다. VOC를 인출하기 위하여, 압출기 배럴 단부 부근의 진공 포트를 사용하였다. 생성되는 중합체 재료를 다이를 통하여 압출한 후, 펠릿으로 절단하였다. 펠릿을 수집하고, 수송을 위해 포장 및 밀봉하였다. 포장된 펠릿은 나중에 밀봉해제한 후, 3개의 단일 스크류 압출기에 공급하였는데, 접착 층 재료를 하나의 압출기에 공급하고, 코어/이형 층 재료를 2개의 압출기에 공급하였다. 각 압출기에서, 중합체 재료를 약 50 kPa의 추정 최대 전단 응력에 적용하고, 최종 5-마이크로미터 용융물 필터를 포함하는 다중 필터 단계로 통과시켰다. 필름 다이를 통하여 여과된 용융물들을 압출하고, 평활한 캐스팅 롤상에 단일 3-층 필름으로 캐스팅하였다. 다음에, 냉각된 필름을 와인더상에 수용하였다. 필름의 샘플을 채취하고, 상기한 기술들을 사용하여 검사함으로써, 마이크로겔 크기, 돌출부 및 계수 정보를 측정하였다.
실시예 3
M200과 유사한 고전단 응력 방법을 사용하여 또 다른 정련된 다층 PE 필름을 형성시켰다. 이와 같은 다층 필름은 코어 층, 접착 층 및 이형 층을 포함하였다. 코어 및 이형 층은 둘 다 59.85 %의 LDPE, 40 %의 HDPE, 0.06 %의 이르가녹스® 1076 및 0.09 %의 산도스탑 P-EPQ로부터 형성시켰다. 접착 층은 54.85 %의 부텐 공중합체 폴리에틸렌 플라스토머, 30 %의 HDPE, 15 %의 에틸렌 옥텐 엘라스토머, 0.09 %의 이르가녹스® 1076 및 0.09 %의 산도스탑 P-EPQ로부터 형성시켰다.
실시예 2에서와 마찬가지로, 접착 층의 성분들, 그리고 코어 및 이형 층의 성분들을 고전단 압출기를 통하여 별도로 혼합하고 처리하였다. 각 경우에서, 재료들을 약 350 kPa의 추정 최대 전단 응력에 적용하여, 압출하고, 펠릿으로 절단하였다. 이전과 마찬가지로, 3개의 압출기로 펠릿을 공급하여 공동압출함으로써, 3층 필름을 형성시켰다. 각 압출기에서, 중합체 재료를 약 50 kPa의 추정 최대 전단 응력에 적용하였다. 본 경우에서는, 압출 전에, 최종 7.5-마이크로미터 용융물 필터를 포함하는 다중 필터 단계로 재료를 통과시켰다. 생성 필름의 샘플을 채취하고, 상기한 기술들을 사용하여 검사함으로써, 마이크로겔 크기 및 돌출부 정보를 측정하였다.
하기 표 III에, 3개 실시예 각각에 대한 마이크로겔 함량 및 돌출부 높이 데이터를 요약하였다. 매 경우 적어도 10개 필름 샘플로부터 데이터를 취하였으며, 그 각각을 상기한 바와 같이 조사하였다. 본 발명의 고전단 응력 정련 방법론을 사용하여 형성된 2개 PE 필름 재료가 통상적으로 형성된 PE 재료에 비해 상당히 더 작은 마이크로겔을 나타내었음을 볼 수 있다. 또한, 정련된 PE 수지 필름 재료는 1.0 마이크로미터를 초과하는 돌출부를 나타내지 않았는데, 실시예 3 필름은 0.2 마이크로미터를 넘는 돌출부를 나타내지 않았다.
<표 III>
Figure pct00003
마이크로겔의 크기 및 수에 있어서의 감소 이외에, 정련된 PE 필름 재료는 헤이즈의 커다란 감소라는 예상치 못한 결과도 나타내었다. 필름 재료 청정도의 향상은 단순히 시각적으로 측정가능한 마이크로겔의 감소로부터 예상되던 것에 비해 더 컸다. 이는 필름 재료의 매우 높은 균질도를 암시한다.
관련 기술분야 통상의 기술자라면, 본 발명이 광범위한 효용 및 적용의 여지가 있다는 것을 잘 알고 있을 것이다. 본 발명의 본질 또는 영역에서 벗어나지 않고도, 본 발명 및 전기한 그의 상세한 설명으로부터 본원에서 기술된 것들이 아닌 다른 본 발명의 많은 실시양태 및 적용물은 물론, 많은 변이, 변형 및 등가의 개작들이 드러나게 되거나 합리적으로 제안되게 될 것이다.
전기가 본 발명의 대표적인 실시양태들을 예시하여 기술하고 있기는 하지만, 본 발명이 본원에서 개시된 구성으로 제한되지는 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 기술사상 또는 본질적인 속성에서 벗어나지 않고도 다른 구체적인 형태로 구현될 수 있다.

Claims (22)

  1. 중합체 수지 재료의 정련 방법이며,
    수지 재료를 용융시키고 250 kPa 내지 400 kPa 범위의 전단 응력에 적용하여, 정련된 수지 재료를 형성시키는 것
    을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 중합체 수지 재료가 주로 1종 이상의 폴리올레핀으로 구성된 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 중합체 수지 재료가 주로 폴리에틸렌으로 구성된 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    중합체 수지 재료를 1종 이상의 항산화제와 혼합하는 것
    을 추가적으로 포함하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 중합체 수지 재료가 300 kPa 내지 375 kPa 범위의 전단 응력에 적용되어, 정련된 수지 재료를 형성하는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    정련된 수지 재료를 압출 및 고체화하는 것
    을 추가적으로 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 중합체 수지 재료가 중량 기준으로 적어도 대부분의 폴리에틸렌을 포함하며, 방법이
    중합체 수지 재료를 1종 이상의 항산화제와 혼합하는 것; 및
    정련된 수지 재료를 압출 및 고체화하는 것
    을 추가적으로 포함하는 것인 방법.
  8. 중합체 필름의 형성 방법이며,
    주로 폴리에틸렌으로 구성된 중합체 수지 재료를 제공하는 것;
    상기 중합체 수지 재료를 1종 이상의 항산화제와 혼합하여 수지 재료 혼합물을 형성시키는 것;
    상기 수지 재료 혼합물을 용융시키고 250 kPa 내지 400 kPa 범위의 전단 응력에 적용하여, 정련된 수지 재료를 형성시키는 것; 및
    상기 정련된 수지 재료를 압출하여 중합체 필름을 형성시키는 것
    을 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    정련된 수지 재료를 압출하여 중합체 필름을 형성시키는 작업 전에, 정련된 수지 재료를 압출 및 고체화하는 것; 및
    압출 및 고체화된 정련된 수지 재료를 용융시키고, 70 kPa 미만의 전단 응력에 적용하는 것
    을 추가적으로 포함하는 방법.
  10. 본질적으로 폴리에틸렌으로 구성된 수지 재료이며, 100 마이크로미터를 초과하는 최대 치수를 갖는 마이크로겔이 실질적으로 없는 수지 재료.
  11. 제10항에 있어서, 전구 수지 재료를 용융시키고 250 kPa 내지 400 kPa 범위의 전단 응력에 적용하는 것에 의해 정련된 수지 재료.
  12. 제10항에 있어서, 전구 수지 재료를 용융시키고 300 kPa 내지 375 kPa 범위의 전단 응력에 적용하는 것에 의해 정련된 수지 재료.
  13. 제10항에 있어서, 압출된 펠릿의 형태로 존재하는 수지 재료.
  14. 본질적으로 폴리에틸렌으로 구성된 열가소성 중합체 필름이며, 100 마이크로미터를 초과하는 최대 치수를 갖는 마이크로겔이 실질적으로 없는 열가소성 중합체 필름.
  15. 제14항에 있어서, 50 마이크로미터를 초과하는 최대 치수를 갖는 마이크로겔이 실질적으로 없는 열가소성 중합체 필름.
  16. 제14항에 있어서, 공칭 평면 표면으로부터 1.0 마이크로미터를 초과하여 외향 연장된 돌출부가 실질적으로 없는 적어도 하나의 공칭 평면 표면을 갖는 열가소성 중합체 필름.
  17. 제14항에 있어서, 공칭 평면 표면으로부터 0.5 마이크로미터를 초과하여 외향 연장된 돌출부가 실질적으로 없는 적어도 하나의 공칭 평면 표면을 갖는 열가소성 중합체 필름.
  18. 다층 열가소성 중합체 필름이며,
    제1 외부 필름 표면을 형성하는 이형 층; 및
    제1 외부 필름 표면에 대향하는 제2 외부 필름 표면을 형성하는 접착 층
    을 포함하고, 이형 층 및 접착 층 중 적어도 하나는 본질적으로 폴리에틸렌으로 구성되고 100 마이크로미터를 초과하는 최대 치수를 갖는 마이크로겔이 실질적으로 없는 것인, 다층 열가소성 중합체 필름.
  19. 제18항에 있어서, 이형 층 및 접착 층 둘 다가 본질적으로 폴리에틸렌으로 구성되며 100 마이크로미터를 초과하는 최대 치수를 갖는 마이크로겔이 실질적으로 없는 것인 다층 열가소성 중합체 필름.
  20. 제18항에 있어서, 제1 또는 제2 외부 필름 표면으로부터 1.0 마이크로미터를 초과하여 외향 연장된 돌출부가 실질적으로 없는 다층 열가소성 중합체 필름.
  21. 제18항에 있어서, 제1 또는 제2 외부 필름 표면으로부터 0.5 마이크로미터를 초과하여 외향 연장된 돌출부가 실질적으로 없는 다층 열가소성 중합체 필름.
  22. 제18항에 있어서, 접착 층이 55 중량% 내지 75 중량%의 부텐 공중합체 폴리에틸렌 및 15 중량% 내지 30 중량%의 고밀도 폴리에틸렌을 포함하는 것인 다층 열가소성 중합체 필름.
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