KR20220162105A - 폴리에스테르 필름, 이를 포함하는 열수축성 라벨 및 포장재 - Google Patents

폴리에스테르 필름, 이를 포함하는 열수축성 라벨 및 포장재 Download PDF

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Abstract

일 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 온도 구간별 수축률 기울기가 조절되어 열수축 공정에서 균일하게 수축되므로, 수축 이후에 일그러짐이나 말림과 같은 외관 불량 없이 용기에 밀착될 수 있다. 따라서 상기 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 음료 및 식품을 포함하는 다양한 제품의 용기에 열수축성 라벨 또는 포장재로서 유용하게 적용될 수 있다.

Description

폴리에스테르 필름, 이를 포함하는 열수축성 라벨 및 포장재{POLYESTER FILM, HEAT-SHRINKABLE LABEL AND PACKAGING MATERIAL COMPRISING SAME}
구현예는 폴리에스테르 필름, 이를 포함하는 열수축성 라벨 및 포장재에 관한 것이다. 구체적으로, 구현예는 수축 균일성을 갖는 폴리에스테르 필름, 및 이를 포함하여 다양한 용기에 적용할 수 있는 열수축성 라벨 및 포장재에 관한 것이다.
최근 음료나 식품의 용기가 다양한 형태로 제작되고 소비자의 시선을 유도하기 위하여 전면(全面) 포장을 적용하는 사례로 인해 열수축성 라벨 및 포장재가 주목을 받고 있다. 열수축성 라벨 및 포장재는 고분자 필름이 연신 배향 후 특정한 온도 이상에서 다시 연신 전의 형태로 수축하려는 특성을 이용한다. 통상의 열수축 라벨링 또는 포장 공정에서, 열수축성 필름에 원하는 디자인으로 인쇄 및 재단하고 둥글게 말아 접착성 용매로 양 단부를 접착한 다음 용기에 느슨하게 씌우고 열을 가하여 수축시키고 있다.
이에 적용되는 열수축성 필름은 내열성, 내약품성, 내후성, 인쇄성 등의 기본적인 특성 뿐만 아니라 용기 밀봉성, 열수축 균일성, 길이 방향의 주행 특성 및 내크랙성 등이 요구된다. 이러한 열수축성 필름으로 종래부터 폴리염화비닐 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리프로필렌 필름 등이 사용되어 왔으며, 최근에는 높은 내열성과 내후성, 소각의 용이성, 뛰어난 인쇄성 등의 특성을 갖는 폴리에스테르 필름도 이용되고 있다.
그러나 일반적인 폴리에스테르 필름은 수축 속도가 빠르고 수축 응력이 높기 때문에, 불균일한 수축에 의한 불량이나 플라스틱 용기의 찌그러짐 등이 발생하곤 하였다. 이에 한국 공개특허공보 제 2002-0062838 호는 열수축성 폴리에스테르 필름에 폴리에스테르 엘라스토머를 5 중량% 이상 배합하여 플라스틱 병의 전면 포장 시에 열수축에 의한 주름, 수축 얼룩, 일그러짐 등의 발생을 억제하는 것을 개시하고 있다.
한국 공개특허공보 제 2002-0062838 호
종래에는 열수축성 라벨 또는 포장재를 적용할 용기의 형태에 맞게 필름의 크기와 특정 온도에서의 수축률만을 조절하여 열수축 공정에 적용하였다.
그러나 이는 열수축 공정에서 승온 시에 특정 온도에서 필름이 급격히 수축하여 불균일한 외관을 갖거나 주름이 발생하는 문제를 방지할 수 없었다.
이에 구현예는 수축 균일성을 향상시켜 결함 발생을 줄일 수 있는 폴리에스테르 필름, 및 이를 포함하는 열수축성 라벨 및 포장재를 제공하고자 한다.
일 구현예에 따르면, 에틸렌글리콜 및 1종 이상의 공단량체를 포함하는 디올; 및 방향족 디카복실산이 중합된 공중합 폴리에스테르 수지를 포함하고, 하기 식과 같이 Ta-b를 정의할 때, 주수축 방향에 대해 T75-70이 1%/℃ 내지 3%/℃이고, T90-80이 2%/℃ 내지 3%/℃인, 폴리에스테르 필름이 제공된다.
Figure pat00001
다른 구현예에 따르면, 상기 폴리에스테르 필름을 포함하는, 열수축성 라벨 또는 포장재가 제공된다.
상기 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 온도 구간별 수축률 기울기가 조절되어 열수축 공정에서 균일하게 수축되므로, 수축 이후에 일그러짐이나 말림과 같은 외관 불량 없이 용기에 밀착될 수 있다.
또한 이와 같은 폴리에스테르 필름의 수축 특성은, 이를 구성하는 공중합 폴리에스테르 수지의 공중합 성분 및 함량을 조절하고 제조 과정에서의 공정 조건을 제어하여 원하는 범위로 구현될 수 있다.
따라서 상기 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 음료 및 식품을 포함하는 다양한 제품의 용기에 열수축성 라벨 또는 포장재로서 유용하게 적용될 수 있다.
도 1a 및 1b는 용기에 적용된 열수축성 라벨의 열수축 이전 및 이후를 각각 나타낸 것이다.
도 2는 실험예 1에서 폴리에스테르 필름의 수축률을 측정하는 방법을 나타낸 것이다.
도 3은 실험예 2에서 폴리에스테르 필름의 스커트비를 평가하는 방법을 나타낸 것이다.
도 4는 실험예 3에서 폴리에스테르 필름의 수축 응력을 평가하는 방법을 나타낸 것이다.
도 5는 실험예 4에서 폴리에스테르 필름의 수축 균일도를 평가하는 방법을 나타낸 것이다.
도 6a는 동일한 크기의 다수의 격자 단위로 구획하고 열처리한 후에 수축된 폴리에스테르 필름의 일례를 나타낸 것이다.
도 6b는 앞서 도 6a에 도시된 수축된 격자 단위 상에 가상의 격자 단위를 적용한 것이다.
도 6c 및 도 6d는 각각 도 6b의 격자 단위의 크기를 2배 및 4배로 증가시켜 구획하고 수축한 후에 가상의 격자 단위를 적용한 것이다.
이하의 구현예의 설명에 있어서, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 하에 형성되는 것으로 기재되는 것은, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 상 또는 하에 직접, 또는 또 다른 구성요소를 개재하여 간접적으로 형성되는 것을 모두 포함한다.
도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기와 다를 수 있다.
본 명세서에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 그 외 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
또한, 본 명세서에 기재된 구성요소의 물성 값, 치수 등을 나타내는 모든 수치 범위는 특별한 기재가 없는 한 모든 경우에 "약"이라는 용어로 수식되는 것으로 이해하여야 한다.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.
도 1a 및 1b는 용기에 적용된 열수축성 라벨의 열수축 이전 및 이후를 각각 나타낸 것이다. 도 1a를 참조하여, 열수축성 필름에 원하는 디자인을 인쇄하고 둥글게 말아 접착성 용매로 양 단부를 접착하여 슬리브(sleeve) 형태의 라벨(11)로 제조한 뒤 용기(20)에 느슨하게 씌우고 열을 가한다. 그 결과 도 1b에서 보듯이, 열에 의해 수축된 라벨(11a)이 용기(20)의 굴곡을 따라 밀착된 제품을 얻을 수 있다.
일반적인 폴리에스테르 필름은 이와 같은 열수축 공정에서 승온 시에 특정 온도에서 필름이 급격히 수축하여 불균일한 외관을 갖거나 주름이 발생하는 문제가 있었다.
이에 구현예는 수축 균일성을 향상시켜 결함 발생을 줄일 수 있는 폴리에스테르 필름을 제공한다.
폴리에스테르 필름의 특성
일 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은, 하기 식과 같이 Ta-b를 정의할 때, 주수축 방향에 대해 T75-70이 1%/℃ 내지 3%/℃이고, T90-80이 2%/℃ 내지 3%/℃이다.
Figure pat00002
상기 범위 내일 때, 온도 구간별 수축률 기울기가 조절되어 열수축 공정에서 균일하게 수축되므로, 수축 이후에 일그러짐이나 말림과 같은 외관 불량 없이 용기에 밀착될 수 있다.
구체적으로, T75-70는 1%/℃ 내지 2.5%/℃, 1%/℃ 내지 2%/℃, 1.5%/℃ 내지 3%/℃, 1.5%/℃ 내지 2.5%/℃, 2%/℃ 내지 3%/℃, 또는 2.5%/℃ 내지 3%/℃일 수 있다. 또한, T80-75는 1%/℃ 내지 5%/℃, 1%/℃ 내지 4%/℃, 2%/℃ 내지 5%/℃, 또는 2%/℃ 내지 4%/℃일 수 있다. 또한, T90-80는 2%/℃ 내지 2.5%/℃ 또는 2.5%/℃ 내지 3%/℃일 수 있다. 또한 T100-90는 0%/℃ 내지 2%/℃ 또는 0.2%/℃ 내지 1.5%/℃일 수 있다.
또한 상기 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 각 온도별로 주수축 방향의 수축률이 특정 범위 내로 조절될 수 있다.
예를 들어 상기 폴리에스테르 필름을 X℃의 온도에서 10초간 열처리 시에 주수축 방향의 수축률을 TX라고 정의할 때 T70, T75, T80, T90 및 T100의 범위가 조절될 수 있다. 상기 TX를 얻기 위한 열처리는, 구체적으로 상기 폴리에스테르 필름을 X℃의 온수에 10초간 침지하는 것일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름의 T70은 0% 내지 30%, 0% 내지 20%, 또는 5% 내지 15%일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름의 T75는 0% 내지 40%, 5% 내지 40%, 또는 10% 내지 30%일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름의 T80은 10% 내지 60%, 20% 내지 50%, 또는 25% 내지 45%일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름의 T90은 30% 내지 90%, 40% 내지 80%, 또는 50% 내지 70%일 수 있다. 상기 폴리에스테르 필름의 T100은 40% 내지 90%, 50% 내지 80%, 또는 60% 내지 75%일 수 있다.
구체적인 일례로서, 상기 폴리에스테르 필름을 X℃의 온도에서 10초간 열처리 시에 주수축 방향의 수축률을 TX라고 정의할 때, T70이 0% 내지 20%이고, T75가 5% 내지 40%이고, T80이 20% 내지 50%이고, T90이 40% 내지 80%일 수 있다.
상기 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 주수축 방향으로 고정 시에, 주수축 방향에 수직한 방향의 수축률이 특정 범위 내로 조절될 수 있다.
예를 들어 상기 폴리에스테르 필름을 주수축 방향으로 고정하고 90℃에서 10초간 열처리 시에, 하기 식에 따른 SR%가 10% 이하일 수 있다.
SR% = (x1 - x2) / y x 100
상기 식에서 x1은 주수축 방향에 수직한 방향에 대한 열처리 이전의 치수(mm)이고, x2는 주수축 방향에 수직한 방향에 대한 열처리 이후의 치수(mm)이고, y는 주수축 방향의 치수(mm)이다. 또한 상기 SR%를 얻기 위한 열처리는, 구체적으로 상기 폴리에스테르 필름의 주수축 방향의 양 말단을 고정하고 90℃의 온수에 10초간 침지하는 것일 수 있다.
상기 범위 내일 때, 필름이 주수축 방향으로 고정된 경우에도 이에 수직한 방향으로 수축 불량이나 말림이 보다 억제되어 외관이 향상될 수 있다. 구체적으로 상기 SR%는 7% 이하일 수 있고, 보다 구체적으로 0% 내지 10%, 또는 0% 내지 7%일 수 있다.
또한 상기 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 주수축 방향의 수축 응력이 특정 범위 내로 조절될 수 있다.
예를 들어 상기 폴리에스테르 필름을 90℃에서 1분간 열처리 시에 주수축 방향의 최대 응력이 2 N 내지 6 N일 수 있고, 구체적으로 3 N 내지 4.5 N, 또는 3.5 N 내지 4.5 N일 수 있다. 또한 상기 폴리에스테르 필름을 90℃에서 1분간 열처리 시에 주수축 방향의 잔류 응력이 1 N 내지 5 N일 수 있고, 구체적으로 2 N 내지 3.5 N, 또는 2.5 N 내지 3.5 N일 수 있다. 구체적인 예로서, 상기 폴리에스테르 필름을 90℃에서 1분간 열처리 시에, 주수축 방향의 최대 응력이 3 N 내지 4.5 N이고 잔류 응력이 2 N 내지 3.5 N일 수 있다. 상기 범위 내에서, 열수축 과정에서 용기에 가해지는 응력 뿐만 아니라 열수축 후에 용기에 대한 밀착력 면에서 유리하다.
상기 수축 응력을 얻기 위한 열처리는, 구체적으로 상기 폴리에스테르 필름을 주수축 방향으로 고정하고 90℃의 온수에 1분간 침지하는 것일 수 있다. 또한 상기 수축 과정에서 얻은 시간에 따른 응력의 곡선에서 최고점의 응력을 최대 응력으로 하고, 수축 시간 종료점에서의 응력을 잔류 응력으로 할 수 있다.
상기 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 수축 이후 일그러짐이 없이 균일한 외관을 가질 수 있다.
예를 들어 상기 폴리에스테르 필름을 동일한 크기의 500개 내지 1000개의 격자 단위로 구획하고 75℃에서 10초간 열처리 시에, 균일하게 수축된 격자 단위의 개수가 전체 격자 단위의 개수의 90% 이상, 구체적으로 95% 이상일 수 있다. 상기 격자 단위의 크기는 상기 폴리에스테르 필름을 600개 내지 800개, 또는 700개 내지 750개로 동일하게 나눈 크기일 수 있다.
도 6a는 동일한 크기의 다수의 격자 단위로 구획하고 열처리한 후에 수축된 폴리에스테르 필름의 일례를 나타낸 것이다.
도 6a에서 보듯이, 수축된 필름에서의 격자 단위들은 대체로 사각 형태를 유지한 채로 균일하게 수축된 격자 단위(111a)의 형태를 가지게 된다. 그러나 수축된 필름에서의 일부 격자 단위들은 수축 과정에서 일그러짐이 발생하여 불균일하게 수축된 격자 단위(111b)의 형태를 가지게 된다.
따라서 이와 같이 균일하게 수축되거나 불균일하게 수축된 정도를 정량적으로 측정하기 위해, 수축된 격자 단위의 모서리(즉 수축된 격자 단위의 변들의 교차점 또는 수축된 격자 단위의 꼭지점)들을 연결하는 가상의 사각형 격자 단위를 정의할 수 있다.
도 6b는 앞서 도 6a에 도시된 수축된 격자 단위 상에 가상의 격자 단위를 적용한 것이다. 도 6b에서 수축된 격자 단위를 가는 실선으로 표시하였으며, 가상의 격자 단위를 굵은 실선으로 표시하였다.
도 6b에서 보듯이, 균일하게 수축된 격자 단위는 가상의 격자 단위와 4개의 변이 모두 일치하거나 거의 차이가 없는 반면, 불균일하게 수축된 격자 단위(111b)의 변(L1)과 이에 대응하는 가상의 격자 단위의 변(L0) 간의 최대 이격 거리(d)가 크게 된다. 예를 들어, 상기 최대 이격 거리(d)가 가상의 격자 단위의 변(L0)의 크기 대비 10%를 초과할 경우에 불균일한 수축으로 판단할 수 있다. 이와 반대로 상기 최대 이격 거리(d)가 가상의 격자 단위의 변(L0)의 크기 대비 10% 이내, 보다 구체적으로 5% 이내일 경우에 균일한 수축으로 판단할 수 있다.
이와 같은 방식으로 측정된 균일하게 수축된 격자 단위의 개수는 전체 격자 단위의 개수의 90% 이상, 구체적으로 95% 이상인 것이, 열수축성 라벨의 외관 향상에 유리하다.
구체적으로, 상기 폴리에스테르 필름 내의 180 mm×100 mm(가로×세로)의 영역을 한 변의 크기가 5 mm인 정사각형의 격자 단위들로 구획한 뒤 75℃에서 10초간 열처리하여 수축 시에, 아래 식 (1)에서 계산되는 제 1 수축 균일도가 90% 이상일 수 있다.
제 1 수축 균일도(%) = 균일하게 수축된 격자 단위의 개수 / 전체 격자 단위(초기 크기 5 mm)의 개수 x 100 ... (1)
상기 식 (1)에서 균일하게 수축된 격자 단위의 개수는, 수축된 격자 단위의 모서리들을 연결하는 가상의 사각형 격자 단위를 정의할 때, 각각 서로 대응되는 상기 가상의 사각형 격자 단위의 4개의 변과 상기 수축된 격자 단위의 4개의 변 사이의 최대 이격 거리가, 상기 가상의 사각형 격자 단위의 각각의 변의 크기를 기준으로 10% 이내인 격자 단위의 개수를 의미한다.
다만 수축된 필름의 일그러짐 형태에 따라서 상기 방식으로 측정되지 않는 불균일한 수축이 발생할 수 있다. 예를 들어, 도 6b에서 보듯이 격자 단위에 비해 일그러짐의 형태가 큰 격자 단위(111c)의 경우에는 가상의 격자 단위의 변과 거의 이격되지 않을 수 있으며, 그 결과 불균일하게 수축된 격자 단위로 측정되지 않을 수 있다. 이러한 일그러짐의 형태가 큰 격자 단위(111c)는 격자 단위의 크기를 증가시킬 경우 측정이 가능할 수 있다.
도 6c 및 도 6d는 각각 도 6b의 격자 단위의 크기를 2배 및 4배로 증가시켜 구획하고 수축한 후에 가상의 격자 단위를 적용한 것이다. 도 6c 및 도 6d에서 참고를 위해 기존의 격자 단위(크기 증가 이전)를 점선으로 표시하고, 크기가 증가된 격자 단위를 가는 실선으로 표시하였으며, 가상의 격자 단위를 굵은 실선으로 표시하였다.
도 6c를 참고하여, 도 6b 대비 격자 단위의 크기를 2배로 증가시켰을 경우 일그러짐의 형태가 큰 격자 단위(111c)와 가상의 격자 단위의 변 사이의 이격(점선 원 참조)이 점차 발생하게 된다. 또한 도 6d를 참고하여, 도 6b 대비 격자 단위의 크기를 4배로 증가시켰을 경우 일그러짐의 형태가 큰 격자 단위(111c)와 가상의 격자 단위의 변 사이의 이격(점선 원 참조)이 보다 확연히 확인될 수 있고, 그 결과 불균일하게 수축된 격자 단위로 측정될 수 있다.
따라서, 격자 단위의 크기를 다양하게 적용하여 측정하는 것이 수축 균일도를 정확히 판단하는데 보다 유리할 수 있다.
예를 들어, 상기 폴리에스테르 필름 내의 180 mm×100 mm(가로×세로)의 영역을 한 변의 길이가 1 cm인 정사각형의 격자 단위들로 구획한 뒤 75℃에서 10초간 열처리하여 수축 시에, 아래 식 (2)에서 계산되는 제 2 수축 균일도가 90% 이상일 수 있다.
제 2 수축 균일도(%) = 균일하게 수축된 격자 단위의 개수 / 전체 격자 단위(초기 크기 1 cm)의 개수 x 100 ... (2)
상기 식 (2)에서 균일하게 수축된 격자 단위의 개수는, 수축된 격자 단위의 모서리들을 연결하는 가상의 사각형 격자 단위를 정의할 때, 각각 서로 대응되는 상기 가상의 사각형 격자 단위의 4개의 변과 상기 수축된 격자 단위의 4개의 변 사이의 최대 이격 거리가, 상기 가상의 사각형 격자 단위의 각각의 변의 크기를 기준으로 10% 이내인 격자 단위의 개수를 의미한다.
또한, 상기 폴리에스테르 필름 내의 180 mm×100 mm(가로×세로)의 영역을 한 변의 길이가 2 cm인 정사각형의 격자 단위들로 구획한 뒤 75℃에서 10초간 열처리하여 수축 시에, 아래 식 (3)에서 계산되는 제 3 수축 균일도가 90% 이상일 수 있다.
제 3 수축 균일도(%) = 균일하게 수축된 격자 단위의 개수 / 전체 격자 단위(초기 크기 2 cm)의 개수 x 100 ... (3)
상기 식 (3)에서, 균일하게 수축된 격자 단위의 개수는, 수축된 격자 단위의 모서리들을 연결하는 가상의 사각형 격자 단위를 정의할 때, 각각 서로 대응되는 상기 가상의 사각형 격자 단위의 4개의 변과 상기 수축된 격자 단위의 4개의 변 사이의 최대 이격 거리가, 상기 가상의 사각형 격자 단위의 각각의 변의 크기를 기준으로 10% 이내인 격자 단위의 개수를 의미한다.
또한, 상기 폴리에스테르 필름 내의 180 mm×100 mm(가로×세로)의 영역에 한 변의 길이가 4 cm인 정사각형 격자 단위들을 인쇄한 뒤 75℃에서 10초간 열처리하여 수축 시에, 하기 식 (4)에서 계산되는 제 4 수축 균일도가 90% 이상일 수 있다.
제 4 수축 균일도(%) = 균일하게 수축된 격자 단위의 개수 / 전체 격자 단위(초기 크기 4 cm)의 개수 x 100 ... (4)
상기 식 (4)에서, 균일하게 수축된 격자 단위의 개수는, 수축된 격자 단위의 모서리들을 연결하는 가상의 사각형 격자 단위를 정의할 때, 각각 서로 대응되는 상기 가상의 사각형 격자 단위의 4개의 변과 상기 수축된 격자 단위의 4개의 변 사이의 최대 이격 거리가, 상기 가상의 사각형 격자 단위의 각각의 변의 크기를 기준으로 10% 이내인 격자 단위의 개수를 의미한다.
이와 같은 수축 균일도의 측정 시에, 상기 폴리에스테르 필름의 가로 방향이 상기 폴리에스테르 필름의 주수축 방향일 수 있다.
또한 상기 수축 균일도는 상기 폴리에스테르 필름을 180 mm×100 mm(가로×세로) 크기로 재단하고 각각의 격자 단위들로 구획한 뒤 75℃에서 10초간 열처리하여 수축하여 측정할 수 있다.
또는 상기 수축 균일도를 측정하기 위한 열처리는, 상기 폴리에스테르 필름을 둥글게 말아 주수축 방향의 양 말단이 부착된 슬리브 형태로 만든 뒤 직경 75℃의 온수에 10초간 침지시킨 것일 수 있다. 이때 상기 폴리에스테르 필름의 양 끝단에 각각 폭 2 mm 내지 4 mm의 접착부를 추가하고, 이들 양 끝단의 접착부를 합지하여 슬리브 형태로 제조할 수 있다. 이를 위해 열처리 이전에 상기 폴리에스테르 필름의 가로 길이를 상기 접착부의 길이까지 고려한 길이로 하여 재단할 수 있다. 구체적인 일례로서 상기 폴리에스테르 필름의 가로 길이를 186 mm로 재단하고, 양 말단의 3 mm 씩을 접착부로 활용할 수 있다. 또한 상기 침지는 상기 슬리브 형태의 필름을 이의 직경의 85% 내지 95%의 직경을 갖는 원통형 용기에 씌운 후 수행될 수 있다. 구체적인 일례로서 상기 원통형 용기의 직경은 40 mm 내지 60 mm, 보다 구체적으로 45 mm 내지 55 mm일 수 있다. 또한 상기 원통형 용기의 길이(높이)는 상기 폴리에스테르 필름의 세로 방향의 초기 길이(즉 슬리브 형태의 길이)의 100% 내지 130%일 수 있고, 구체적으로 110% 내지 120%일 수 있다. 예를 들어 상기 원통형 용기의 길이는 100 mm 내지 130 mm, 구체적으로 110 mm 내지 120 mm일 수 있다. 또한 상기 원통형 용기의 소재는 알루미늄과 같은 금속일 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름의 두께는 10 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에스테르 필름의 두께는 20 ㎛ 내지 80 ㎛ 또는 30 ㎛ 내지 70 ㎛일 수 있다. 상기 범위 내일 경우, 필름의 수축 균일성 및 인쇄성 면에서 보다 유리할 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름은 1축 연신된 것일 수 있다. 예를 들어 상기 폴리에스테르 필름은 주수축 방향으로의 연신비가 3배 내지 6배, 3.5배 내지 5배, 4배 내지 5, 4배 내지 4.5배, 4.2배 내지 5배, 또는 4.2배 내지 4.5배일 수 있다. 일례로서, 상기 폴리에스테르 필름은 주수축 방향으로 4배 내지 5배의 연신비를 가질 수 있다.
상기 폴리에스테르 필름의 주수축 방향은 필름의 폭 방향(텐터 방향, TD) 또는 길이 방향(기계 방향, MD)일 수 있다. 일례로서, 상기 폴리에스테르 필름의 주수축 방향은 폭 방향(TD)이고, 상기 주수축 방향에 수직한 방향은 길이 방향(MD)일 수 있으나, 특별히 한정되지 않는다.
폴리에스테르 필름의 조성
상기 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 공중합 폴리에스테르 수지를 포함한다.
예를 들어 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 2종 이상의 디올 및 디카복실산이 중합된 것이다. 구체적으로, 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 3종 이상의 디올 및 디카복실산이 중합된 것이다.
상기 디올은 지방족 디올, 지환족 디올, 방향족 디올, 또는 이의 유도체를 포함할 수 있다. 상기 지방족 디올은 예를 들어 탄소수 2 내지 10의 지방족 디올일 수 있고, 선형 또는 분지형의 구조를 가질 수 있다.
구체적인 예로서, 상기 지방족 디올은 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,3-프로판디올, 1,2-옥탄디올, 1,3-옥탄디올, 2,3-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,5-펜탄디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,1-디메틸-1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 2-에틸-3-메틸-1,5-헥산디올, 2-에틸-3-에틸-1,5-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 2-에틸-3-메틸-1,5-헵탄디올, 2-에틸-3-에틸-1,6-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 이들의 유도체 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 디카복실산은 방향족 디카복실산, 지방족 디카복실산, 지환족 디카복실산, 또는 이들의 에스테르화물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 디카복실산은 테레프탈산, 디메틸테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌디카복실산, 오르토프탈산, 아디프산, 아젤라산, 세바스산, 데칸디카복실산, 이들의 에스테르화물; 또는 이들의 조합일 수 있다. 구체적으로, 상기 디카복실산은 테레프탈산, 디메틸테레프탈레이트, 나프탈렌디카복실산 및 오르토프탈산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 2종 이상의 디올; 및 방향족 디카복실산이 중합된 것이다. 다른 구현예에 따르면, 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 3종 이상의 디올; 및 방향족 디카복실산이 중합된 것이다. 또 다른 구현예에 따르면, 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 에틸렌글리콜 및 1종 이상의 공단량체를 포함하는 디올; 및 방향족 디카복실산이 중합된 것이다. 또 다른 구현예에 따르면, 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 에틸렌글리콜 및 2종 이상의 공단량체를 포함하는 디올; 및 방향족 디카복실산이 중합된 것이다.
상기 디올은 상기 디올의 총 몰수를 기준으로 에틸렌글리콜을 50 몰% 내지 90 몰%로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 디올은 상기 디올의 총 몰수를 기준으로 에틸렌글리콜을 60 몰% 내지 90 몰%, 63 몰% 내지 85 몰%, 또는 65 몰% 내지 83 몰%로 포함할 수 있다.
상기 디올은 상기 디올의 총 몰 수를 기준으로 상기 공단량체를 10 몰% 내지 50 몰%로 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 디올은 상기 디올의 총 몰 수를 기준으로 상기 공단량체를 10 몰% 내지 40 몰%, 15 몰% 내지 37 몰%, 또는 17 몰% 내지 35 몰%로 포함할 수 있다.
상기 디올은 공단량체로서 앞서 예시한 디올 중에서 에틸렌글리콜을 제외한 나머지 디올을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 디올은 공단량체로서 디에틸렌글리콜, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 1,3-프로판디올, 1,2-옥탄디올, 1,3-옥탄디올, 2,3-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,5-펜탄디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,1-디메틸-1,5-펜탄디올, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 디올은 공단량체로서 네오펜틸글리콜, 사이클로헥산디메탄올 및 디에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 디올은 공단량체로서 디에틸렌글리콜을 포함할 수 있다. 상기 디올 중 디에틸렌글리콜의 함량은 1 몰% 내지 15 몰%일 수 있고, 예를 들어 1 몰% 내지 10 몰%, 1 몰% 내지 5 몰%, 5 몰 % 내지 10 몰%, 또는 3 몰% 내지 7 몰%일 수 있다.
또한 상기 디올은 공단량체로서 네오펜틸글리콜 및 사이클로헥산디메탄올 중 적어도 1종을 포함할 수 있다. 상기 디올 중 네오펜틸글리콜 및/또는 사이클로헥산디메탄올의 함량은 1 몰% 내지 50 몰%일 수 있고, 예를 들어 10 몰% 내지 40 몰%, 10 몰% 내지 30 몰%, 20 몰 % 내지 40 몰%, 20 몰% 내지 30 몰%, 20 몰% 내지 25 몰%, 또는 25 몰% 내지 30 몰%일 수 있다.
구체적으로, 상기 디올은 공단량체로서 네오펜틸글리콜과 사이클로헥산디메탄올 중에서 선택된 적어도 1종; 및 디에틸렌글리콜을 포함할 수 있다.
일례로서, 상기 디올은 공단량체로서 네오펜틸글리콜 및 사이클로헥산디메탄올 중에서 선택된 적어도 1종 20 몰% 내지 30 몰%; 및 디에틸렌글리콜 1 몰% 내지 15 몰%를 포함할 수 있다.
상기 디카복실산은 상기 디카복실산의 총 몰수를 기준으로 80 몰% 이상, 90 몰% 이상 또는 95 몰% 이상의 테레프탈산 또는 디메틸테레프탈레이트를 포함할 수 있다. 그러나 상기 디카복실산은 이소프탈산을 거의 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 디카복실산 내의 이소프탈산의 함량은 5 몰% 이하, 3 몰% 이하, 또는 1 몰% 이하일 수 있다.
구체적으로, 상기 디올이 공단량체로서 네오펜틸글리콜, 사이클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 20 몰% 내지 40 몰%로 포함하고, 상기 방향족 디카복실산 중의 이소프탈산의 함량이 1 몰% 미만일 수 있다.
구체적인 일례로서, 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 글리콜 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트(PETG)일 수 있다.
상기 공중합 폴리에스테르 수지는 상기 디올 외의 알콜, 예를 들어 1가 알콜을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 1가 알콜은 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 알릴알콜 또는 벤질알콜일 수 있다. 구체적으로, 상기 공중합 폴리에스테르 수지는 상기 디올 100 중량부를 기준으로 상기 1가 알콜 10 중량부 내지 40 중량부, 또는 15 중량부 내지 30 중량부로 포함할 수 있다.
폴리에스테르 필름의 제조방법
상기 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 공중합 폴리에스테르 수지를 제조하는 단계; 상기 공중합 폴리에스테르 수지를 용융 및 캐스팅하여 필름을 얻는 단계; 및 상기 캐스팅된 필름을 예열 및 연신한 뒤 열고정하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다.
이때 상기 방법에 의해 최종 제조되는 폴리에스테르 필름이 앞서 설명한 특성(수축 특성 등)를 만족하도록 조성 및 공정 조건을 조절한다. 구체적으로, 최종 폴리에스테르 필름이 앞서 설명한 특성을 만족하기 위해서는, 공중합 폴리에스테르 수지의 공중합 조성을 조절하고, 폴리에스테르 수지의 압출 및 캐스팅 온도를 조절하고, 연신 시의 예열 온도, 각 방향별 연신비, 연신온도, 연신속도 등을 조절하거나, 연신 이후에 열처리 및 이완을 수행하면서 열처리 온도 및 이완율을 조절할 수 있다.
이하 각 단계별로 보다 구체적으로 설명한다.
상기 공중합 폴리에스테르 수지는 에스테르 교환 반응 및 중축합 반응을 통해 제조될 수 있고, 이때 사용되는 디올 및 디카복실산의 성분 및 함량은 앞서 예시한 바와 같다.
이후 상기 공중합 폴리에스테르 수지를 260℃ 내지 300℃, 또는 270℃ 내지 290℃의 온도에서 용융하고, 압출 및 캐스팅하여 필름을 얻을 수 있다.
상기 캐스팅된 필름은 10 m/분 내지 110 m/분 또는 50 m/분 내지 90 m/분의 속도로 이송되면서 롤을 통과한 후 예열될 수 있다.
상기 예열은 예를 들어 90℃ 내지 120℃에서 0.01분 내지 1분 동안 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 예열 온도는 95℃ 내지 115℃, 또는 97℃ 내지 113℃일 수 있고, 상기 예열 시간은 0.05분 내지 0.5분, 또는 0.08분 내지 0.2분일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이후 필름을 제 1 방향으로 연신할 수 있다. 예를 들어 상기 연신은 상기 예열 온도보다 20℃이상 낮은 온도에서 제 1 방향으로 3배 내지 5배로 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 연신은 60℃내지 90℃, 70℃ 내지 90℃ 또는 75℃내지 85℃의 연신 온도에서 제 1 방향으로 3배 내지 4.5배, 3.5배 내지 4.5배, 4배 내지 4.5배, 4배 내지 5배, 4.2배 내지 5배, 또는 4.2배 내지 4.5배로 연신될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 연신은 상기 제 1 방향과 수직한 제 2 방향에 대해서도 추가로 수행될 수 있으며, 예를 들어 상기 제 2 방향에 대해 필요에 따라 1.1배 내지 2배, 구체적으로 1.1배 내지 1.5배의 연신비로 수행될 수 있다.
연신 이후 필름을 열고정할 수 있으며, 예를 들어 70℃ 내지 95℃에서 0.01분 내지 1분 동안 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 열고정 온도는 75℃내지 95℃, 75℃ 내지 90℃, 80℃ 내지 90℃, 85℃ 내지 95℃, 또는 85℃내지 90℃일 수 있고, 상기 열고정 시간은 0.05분 내지 0.5분 또는 0.08분 내지 0.2분일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로 상기 예열 온도와 상기 열고정 온도의 차이는 10℃ 내지 40℃일 수 있고, 보다 구체적으로 13℃ 내지 35℃, 11℃ 내지 34℃, 15℃ 내지 34℃또는 20℃ 내지 30℃일 수 있다.
효과 및 용도
상기 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 온도 구간별 수축률 기울기가 조절되어 열수축 공정에서 균일하게 수축되므로, 수축 이후에 일그러짐이나 말림과 같은 외관 불량 없이 용기에 밀착될 수 있다. 또한 이와 같은 폴리에스테르 필름의 수축 특성은, 이를 구성하는 공중합 폴리에스테르 수지의 공중합 성분 및 함량을 조절하고 제조 과정에서의 공정 조건을 제어하여 원하는 범위로 구현될 수 있다.
따라서 상기 구현예에 따른 폴리에스테르 필름은 음료 및 식품을 포함하는 다양한 제품의 용기에 열수축성 라벨 또는 포장재로서 유용하게 적용될 수 있다. 일 구현예에 따른 열수축성 라벨 또는 포장재는 상기 폴리에스테르 필름을 포함하며, 그 외 인쇄층, 염료, 접착제 등을 더 포함할 수 있다.
이하 실시예들이 기술되지만 구현 가능한 범위가 이들로 한정되지 않는다.
실시예 및 비교예: 공중합 폴리에스테르 필름의 제조
(1) 공중합 폴리에스테르 수지의 제조
디카복실산으로서 테레프탈산, 디올로서 에틸렌글리콜 및 공단량체를 교반기와 증류탑이 부착된 오토클레이브에 투입하고, 에스터 교환 반응 촉매로서 아세트산망간을 디카복실산 중량 대비 0.07 중량부로 투입한 후, 220℃까지 승온시키면서 부산물인 메탄올을 제거하여 반응을 진행시켰다.
에스터 교환 반응이 종료되었을 때, 디카복실산 100 중량부 대비 평균 입경이 0.28 ㎛인 실리카를 0.07 중량부 투입하고, 안정화제로 트리메틸포스페이트를 0.4 중량부 투입하였다. 5분 후에 중합 촉매로서 안티모니트리옥사이드 0.035 중량부 및 테트라부틸렌티타네이트 0.005 중량부를 투입하고, 10분간 교반하였다. 이어서, 상기 반응물을 진공설비가 부착된 제 2 반응기로 이송한 후, 285℃로 승온시키면서 서서히 감압하고, 약 210분 동안 중합하여 공중합 폴리에스테르 수지를 포함하는 조성물을 수득하였다.
(2) 필름의 제조
상기 단계 1에서 제조된 공중합 폴리에스테르 수지를 포함하는 조성물을 T 다이를 통해 270℃에서 압출 후 냉각하여 미연신 시트를 얻고, 롤에 통과시켜 두께를 조절하였다. 상기 미연신 시트를 55 m/min의 속도로 이송하면서 100~110℃에서 0.1분 동안 예열하고, 이보다 20℃ 이상 낮은 온도에서 폭 방향(TD)으로 4.0~4.5배 연신하였다. 연신된 시트를 0.1분 동안 열고정하여 두께 40 ㎛의 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
실시예 및 비교예에서 사용된 공단량체의 성분과 함량 및 공정 조건을 아래 표에 정리하였다.
구 분 공단량체 함량(몰%) TD 연신비 열고정
온도(℃)
NPG CHDM DEG IPA
실시예 1 24 - 5 - 4.5 92
실시예 2 - 22 10 - 4.5 90
실시예 3 30 - 5 - 4.5 90
실시예 4 - 30 2 - 4.5 89
비교예 1 17 - 5 - 4.15 65
비교예 2 17 - 5 - 4.15 94
비교예 3 15.8 - 1.8 5.3 4.15 90
NPG: 네오펜틸글리콜, CHDM: 1,4-사이클로헥산디메탄올, DEG: 디에틸렌글리콜, IPA: 이소프탈산
실험예 1: 열수축률
도 2는 폴리에스테르 필름의 수축률을 측정하는 방법을 나타낸 것이다. 도 2를 참고하여, 폴리에스테르 필름(100)을 측정하려는 방향의 초기 치수(x1) 300 mm 및 이에 수직한 방향의 치수(y) 15 mm로 재단하였다. 이를 가열된 수조에 10초간 침지한 뒤 수축된 폴리에스테르 필름(100a)의 치수(x2)를 측정하고, 아래 식에 따라 계산하였다.
수축률(%) = (x1 - x2) / x1 x 100
Figure pat00003
상기 수축률(%) 및 Ta-b(%/℃)을 필름의 주수축 방향인 폭 방향(TD)에 대해 얻고, 그 결과를 하기 표에 나타내었다.
구 분 TD 수축률 (%) Ta-b (%/℃)
70℃ 75℃ 80℃ 90℃ 100℃ T75-70 T90-80
실시예 1 2.7 11.7 26.7 56.3 67.3 1.8 2.96
실시예 2 11.3 22.7 32.4 50 61.3 2.28 2.06
실시예 3 15 30 44 70 74 3 2.6
실시예 4 5 17 35 55 70 2.4 2
비교예 1 50 66 72 75.3 76 3.2 0.33
비교예 2 5 17 32 46 57 2.4 1.4
비교예 3 0 2 18 41 56 0.4 2.3
상기 표에서 보듯이, 실시예 1 내지 4의 폴리에스테르 필름은 주수축 방향(TD)의 각 온도별 수축률 및 온도 구간별 수축률 기울기가 바람직한 범위 내로 조절되었다.
실험예 2: 스커트비
도 3은 폴리에스테르 필름의 스커트비(skirt ratio)를 측정하는 방법을 나타낸 것이다. 도 3을 참고하여, 폴리에스테르 필름(100)을 측정하려는 방향의 초기 치수(x1) 60 mm로 재단하고 너비(y) 115 mm의 열고정 틀(4)에 고정하였다. 이를 90℃ 수조에 10초간 침지한 뒤 줄어든 치수(x2)를 측정하였다. 본 실험예에서는 주수축 방향인 폭 방향(TD)에 대해 고정하고 이에 수직한 길이 방향(MD)에 대한 수축 이후 길이를 측정하여 하기 식에 따라 계산하였다.
ΔSR (mm) = x1 (mm) - x2 (mm)
SR% (%) = ΔSR (mm) / y (mm) x 100
실험예 3: 수축 응력
도 4는 폴리에스테르 필름의 수축응력을 측정하는 방법을 나타낸 것이다. 도 4를 참고하여, 폴리에스테르 필름(100)을 측정하려는 방향의 초기 치수(x) 110 mm, 양 말단의 여분 치수(z) 5 mm 및 이에 수직한 방향의 치수(y) 15 mm를 갖도록 재단하였다. 재단된 필름을 응력시험기(2)에 장착하고, 100 mm 간격의 지그(21)에 필름의 양 말단을 고정하였다. 필름이 장착된 측정기구를 90℃ 수조에 1분간 침지하고, 수축 과정에서 최대 응력(SMAX), 및 수축 후의 잔류 응력(SRES)을 로드셀(22)로 측정하였다.
이상 실험예의 결과를 하기 표에 나타내었다.
구 분 수축 응력 (N) ΔSR
(mm)		 SR%
(%)
최대 잔류
실시예 1 4.0 3.4 8 7.0
실시예 2 3.7 2.9 8 7.0
실시예 3 4.5 3.0 6 5.2
실시예 4 4.4 3.1 6 5.2
비교예 1 7.5 5.5 18 15.7
비교예 2 4.9 4.0 12 10.4
비교예 3 4.7 3.6 8 7.0
상기 표에서 보듯이, 실시예 1 내지 4의 폴리에스테르 필름은 수축 응력 및 스커트비가 모두 바람직한 범위 내로 측정되었다.
실험예 4: 수축 균일도
도 5는 폴리에스테르 필름의 수축균일도를 측정하는 방법을 나타낸 것이다.
도 5의 (a)를 참고하여, 열수축성 라벨(10)을 제작하기 위해 폴리에스테르 필름에 격자(110)를 인쇄하고 주수축 방향인 폭 방향(TD)으로 양 말단에 폭 3 mm의 접착부(120)를 마련하였다. 열수축성 라벨의 치수는 접착부(120)를 제외한 폭(W) 180 mm 및 길이(L) 100 mm이었고, 한 변의 크기(s)가 5 mm인 정사각형 형태의 격자 단위(111)가 열수축성 라벨의 폭 방향으로 36칸 및 길이 방향으로 20칸 형성되었다.
도 5의 (b)를 참고하여, 열수축성 라벨의 양 말단의 접착부(120)에 용매(THF 등)를 도포하고 접착시켜 슬리브 형태의 라벨(11)로 제작하였다.
도 5의 (c)를 참고하여, 슬리브 라벨(11)을 직경(D) 52 mm 및 높이 116 mm의 캔(20)의 중간에 느슨하게 씌운 후 75℃의 온수에 10초간 침지시켰다.
도 5의 (d)를 참고하여, 수축된 라벨(11a)에서 균일하게 수축된 격자 단위(111a) 및 불균일하게 수축된 격자 단위(111b)를 관찰하였다.
도 6a 내지 6d을 참고하여, 수축된 격자 단위의 모서리들을 연결하는 가상의 사각형 격자 단위를 정의하고, 상기 가상의 사각형 격자 단위의 4개의 변과 이에 각각 대응되는 상기 수축된 격자 단위의 4개의 변이 어느 정도 이격되는지를 측정하여, 하기 식에 따라 수축 균일도(%)를 계산하였다.
- 균일하게 수축된 격자 단위(111a) : 각각 서로 대응되는 상기 가상의 사각형 격자 단위의 4개의 변과 상기 수축된 격자 단위의 4개의 변 사이의 최대 이격 거리가, 상기 가상의 사각형 격자 단위의 각각의 변의 크기를 기준으로 10% 이내인 격자 단위
- 불균일하게 수축된 격자 단위(111b) : 각각 서로 대응되는 상기 가상의 사각형 격자 단위의 4개의 변과 상기 수축된 격자 단위의 4개의 변 사이의 최대 이격 거리(d)가, 상기 가상의 사각형 격자 단위의 각각의 변(L0)의 크기를 기준으로 10%를 초과하는 격자 단위
수축 균일도(%) = 균일하게 수축된 격자 단위의 개수 / 전체 격자 단위의 개수 x 100
이상 실험예의 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
구 분 수축 균일도(%)
초기 격자
크기 5 mm		 초기 격자
크기 1 cm		 초기 격자
크기 2 cm		 초기 격자
크기 4 cm
실시예 1 98 98 99 100
실시예 2 92 91 98 97
실시예 3 94 97 100 100
실시예 4 92 93 97 96
비교예 1 89 87 92 89
비교예 2 88 86 88 88
비교예 3 85 85 87 87
상기 표에서 보듯이, 실시예 1 내지 4의 폴리에스테르 필름은 다양한 격자 크기로 측정한 수축 균일도가 모두 바람직한 범위 내인 것으로 확인되었다. 반면 비교예 1 내지 3의 폴리에스테르 필름은 다양한 격자 크기로 측정된 수축 균일도가 대체로 바람직한 범위를 벗어나는 것으로 확인되었다.
1: 열수축 라벨링된 제품,
2: 응력시험기, 21: 지그, 22: 로드셀,
10: 열수축성 라벨,
11: (수축 이전의) 슬리브 라벨,
11a: 수축 이후의 슬리브 라벨,
20: 용기,
100: (수축 이전의) 폴리에스테르 필름,
100a: 수축 이후의 폴리에스테르 필름,
110: 인쇄부, 111: 격자 단위,
111' 가상의 격자 단위,
111a: 균일하게 수축된 격자 단위,
111b: 불균일하게 수축된 격자 단위,
111c: 일그러짐의 형태가 큰 격자 단위,
120: 접착부,
L0: 가상의 정사각형 격자 단위의 변,
L1: 수축된 격자 단위의 변,
d: L0과 L1 사이의 이격 거리,
s: 크기, D: 직경
L: 필름의 길이, W: 필름의 폭,
MD: 필름의 길이 방향,
SMAX: 최대 응력, SRES: 잔류 응력.

Claims (10)

  1. 에틸렌글리콜 및 1종 이상의 공단량체를 포함하는 디올; 및 방향족 디카복실산이 중합된 공중합 폴리에스테르 수지를 포함하는 폴리에스테르 필름으로서,
    상기 폴리에스테르 필름을 90℃에서 1분간 열처리 시에, 주수축 방향의 최대 응력은 2 N 내지 6 N이고 주수축 방향의 잔류 응력은 1 N 내지 5 N이며,
    상기 폴리에스테르 필름 내의 180 mm×100 mm(가로×세로)의 영역을 한 변의 길이가 2 cm인 정사각형의 격자 단위들로 구획한 뒤 75℃에서 10초간 열처리하여 수축 시에, 아래 식 (3)에서 계산되는 제 3 수축 균일도가 90% 이상인, 폴리에스테르 필름:
    제 3 수축 균일도(%) = 균일하게 수축된 격자 단위의 개수 / 전체 격자 단위(초기 크기 2 cm)의 개수 x 100 ... (3)
    상기 식 (3)에서, 균일하게 수축된 격자 단위의 개수는, 수축된 격자 단위의 모서리들을 연결하는 가상의 사각형 격자 단위를 정의할 때, 각각 서로 대응되는 상기 가상의 사각형 격자 단위의 4개의 변과 상기 수축된 격자 단위의 4개의 변 사이의 최대 이격 거리가, 상기 가상의 사각형 격자 단위의 각각의 변의 크기를 기준으로 10% 이내인 격자 단위의 개수를 의미한다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    하기 식과 같이 Ta-b를 정의할 때, 주수축 방향에 대해 T75-70이 1%/℃ 내지 3%/℃이고, T90-80이 2%/℃ 내지 3%/℃인, 폴리에스테르 필름:
    Figure pat00004

    이때, 상기 수축률(%)은 하기 식으로 계산되며,
    수축률(%) = (x1 - x2) / x1 x 100
    상기 식에서, x1은 상온에서 주수축 방향의 폴리에스테르 필름의 초기 치수이고, x2는 a℃ 또는 b℃의 온도에서 10초간 열처리 시에 주수축 방향의 폴리에스테르 필름의 치수이다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 필름을 90℃에서 1분간 열처리 시에, 주수축 방향의 최대 응력이 3 N 내지 4.5 N이고 잔류 응력이 2 N 내지 3.5 N 인, 폴리에스테르 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 필름을 X℃의 온도에서 10초간 열처리 시에 주수축 방향의 수축률을 TX라고 정의할 때, T70이 0% 내지 20%이고, T75가 5% 내지 40%이고, T80이 20% 내지 50%이고, T90이 40% 내지 80%인, 폴리에스테르 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 필름을 주수축 방향으로 고정하고 90℃에서 10초간 열처리 시에, 하기 식에 따른 SR%가 10% 이하인, 폴리에스테르 필름:
    SR% = (x1 - x2) / y x 100
    상기 식에서
    x1은 주수축 방향에 수직한 방향에 대한 열처리 이전의 치수(mm)이고,
    x2는 주수축 방향에 수직한 방향에 대한 열처리 이후의 치수(mm)이고,
    y는 주수축 방향의 치수(mm)이다.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 필름 내의 180 mm×100 mm(가로×세로)의 영역을 한 변의 크기가 5 mm인 정사각형의 격자 단위들로 구획한 뒤 75℃에서 10초간 열처리하여 수축 시에, 아래 식 (1)에서 계산되는 제 1 수축 균일도가 90% 이상인, 폴리에스테르 필름:
    제 1 수축 균일도(%) = 균일하게 수축된 격자 단위의 개수 / 전체 격자 단위(초기 크기 5 mm)의 개수 x 100 ... (1)
    상기 식 (1)에서 균일하게 수축된 격자 단위의 개수는, 수축된 격자 단위의 모서리들을 연결하는 가상의 사각형 격자 단위를 정의할 때, 각각 서로 대응되는 상기 가상의 사각형 격자 단위의 4개의 변과 상기 수축된 격자 단위의 4개의 변 사이의 최대 이격 거리가, 상기 가상의 사각형 격자 단위의 각각의 변의 크기를 기준으로 10% 이내인 격자 단위의 개수를 의미한다.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 디올이 공단량체로서 네오펜틸글리콜, 사이클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 20 몰% 내지 40 몰%로 포함하고, 상기 방향족 디카복실산 중의 이소프탈산의 함량이 1 몰% 미만인, 폴리에스테르 필름.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 디올이 공단량체로서 네오펜틸글리콜 및 사이클로헥산디메탄올 중에서 선택된 적어도 1종 20 몰% 내지 30 몰%; 및 디에틸렌글리콜 1 몰% 내지 15 몰%를 포함하는, 폴리에스테르 필름.
  9. 제 1 항의 폴리에스테르 필름을 포함하는, 열수축성 라벨.
  10. 제 1 항의 폴리에스테르 필름을 포함하는, 열수축성 포장재.
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