KR20230007118A - 폴리아미드 접착층을 포함하는 열가소성 공압출 다층필름 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리우레탄층, 상기 폴리우레탄층의 하부에 형성되는 폴리올레핀층 및 상기 폴리우레탄층과 폴리올레핀층 사이에 형성되고, 상기 폴리우레탄층과 폴리올레핀층을 접착시키는 폴리아미드 접착층을 포함하는 열가소성 공압출 다층필름에 관한 것이다.
Description
본 발명은 폴리아미드 접착층을 포함하는 열가소성 다층 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리우레탄층, 상기 폴리우레탄층의 하부에 형성되는 폴리올레핀층 및 상기 폴리우레탄층과 폴리올레핀층 사이에 형성되고, 상기 폴리우레탄층과 폴리올레핀층을 접착시키는 폴리아미드 접착층을 포함하는 열가소성 공압출 다층필름에 관한 것이다.
통상적으로 폴리올레핀층에 폴리우레탄층을 접착하기 위해서는 폴리올레핀 필름에 폴리우레탄필름을 접착제를 이용하여 합지하는 방식을 이용하여 왔다. 그러나 필름 제조 후 접착 공정을 통해 합지를 시행하게 될 경우 공정이 복잡해지고 필름의 단가가 상승한다.
또한, 접착을 할 때 사용하는 용제에 의한 환경적 문제가 발생, 2차 가공 을 통해 형성된 폴리우레탄층은 외부 충격에 의해 손상되기 쉬운 단점을 가지고 있다. 이로 인해 2차 가공을 통해 형성된 제품은 매우 제한적인 용도로 사용된다.
이에 따라, 특허문헌 1 및 특허문헌 2 등과 같이 기재 필름에 폴리우레탄 수지를 코팅하여 폴리우레탄층을 형성하여 인쇄 특성이 우수한 친환경 수분산 폴리우레탄 수지가 코팅된 필름에 대해 개시하고 있지만, 필름 제조 후 2차 가공이 필요한 점, 폴리우레탄 층을 형성하기 위한 경화 시간이 필요한 점 등 형성 과정이 복잡하고 시간이 소요되는 단점이 있다.
이에 따라 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 필름 성형시 폴리우레탄층과 폴리올레핀층을 동시에 형성하되, 두 재질의 용융 온도(melting temperature) 차와 비친화적인 특성으로 성형시 박리되는 것을 막기 위해 폴리아미드코폴리머를 타이-레이어층으로 형성하여 다층 필름을 한번의 공압출 필름으로 제조하였다.
이로써 폴리우레탄의 특징과 폴리올레핀의 특징을 동시에 가지면서 외부 충격에 의해 각각의 층이 박리되지 않고 내구성이 우수하며, 열과 압력을 가하면 폴리우레탄층과 폴리올레핀층이 각각 이종의 재질과의 접착성이 형성되는 열가소성 다층필름을 완성하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 폴리우레탄의 우수한 유연성, 내스크래치성, 투명성, 가공성 및 폴리우레탄 재질과의 우수한 친화성을 가지면서 폴리올레핀의 특성을 갖는 필름을 제조하는데 있어서, 복잡한 공정을 거치지 않고 한번의 제조 공정으로 형성 가능하되, 외부의 물리적 충격, 화학적 물질에 의해 쉽게 손상되지 않는 폴리아미드 접착층을 포함하는 열가소성 공압출 다층필름을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 폴리우레탄층, 상기 폴리우레탄층의 하부에 형성되는 폴리올레핀층 및 상기 폴리우레탄층과 폴리올레핀층 사이에 형성되고, 상기 폴리우레탄층과 폴리올레핀층을 접착시키는 폴리아미드 접착층을 포함하는 열가소성 공압출 다층필름을 제공한다.
상기 열가소성 공압출 다층필름은
(1) 폴리우레탄 조성물을 포함하는 폴리우레탄층;
(2) 폴리올레핀 조성물을 포함하고, 상기 폴리우레탄층의 하부에 형성되는 폴리올레핀층;
(3) 폴리아미드 조성물을 포함하고, 상기 폴리우레탄층과 하부 폴리올레핀층 사이에 접착시키는 접착층;을 포함한다.
상기 폴리우레탄층은 폴리우레탄 조성물을 포함한다.
상기 폴리우레탄은 시중에서 구입할 수 있는 폴리우레탄일 수 있고, 하기의 특성 중 하나 이상을 갖는 것일 수 있다:
상기 폴리우레탄층은 폴리에테르(Polyether)계 또는 폴리에스테르(Polyester)계의 폴리우레탄 특성을 포함하는 폴리우레탄으로 이루어지는 군에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리우레탄은 다음 중 어느 하나 이상의 특성을 만족하는 것일 수 있다:
밀도(Density)은 ≤2.0g/㎤, 바람직하게는 ≤1.5g/㎤, 더욱 바람직하게는 ≤1.3g/㎤ 일 수 있다. 또한, 인장 강도(Tensile strength)는 100Kgf/㎠ 내지 700Kgf/㎠, 바람직하게는 150 내지 500Kgf/㎠일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 100% 모듈러스(Modulus)는 15 내지 350kgf/㎠, 바람직하게는 30 내지 200kgf/㎠일 수 있다. 300% 모듈러스는 15 내지 550kgf/㎠, 바람직하게는 30 내지 300kgf/㎠ 일 수 있다. 연신율(Elongation)은 250 내지 950%, 바람직하게는 350 내지 700% 일 수 있다.
본 발명의 상기 열가소성 공압출 다층필름에서, 상기 폴리올레핀 층은 폴리아미드층과 접착이 되는 층으로, 폴리올레핀 조성물을 포함한다. 상기 폴리올레핀 조성물은 구체적으로 저밀도 폴리에틸렌, 선형저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리부텐-1, 폴리-3-메틸부텐-1, 폴리-펜텐-1, 폴리-4-메틸펜텐-1, 폴리이소부틸렌, 폴리헥센, 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 에틸렌-부텐 코폴리머, 에틸렌-펜텐 코폴리머, 에틸렌-헥센 코폴리머 및 에틸렌-프로필렌-디엔 코폴리머, 에틸렌아크릴산, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리올레핀엘라스토머, 에틸렌프로필렌고무(EPR), 열가소성 엘라스토머 및 석유 수지, 카르복시산 공중합되어 있는 접착성 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 폴리올레핀은 MI(melt index; 용융지수) (g/10min) 값은 ≤ 100일 수 있고, 바람직하게는 ≤50 일 수 있다.
또한, 상기 폴리올레핀의 밀도(g/㎤)는 ≤1.5, 바람직하게는 ≤1 일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 접착층은 폴리우레탄층과 하부 폴리올레핀층 사이에 접착시키는 층으로, 폴리아미드 조성물을 포함한다.
상기 폴리아미드 조성물은 폴리아미드 수지를 포함할 수 있고, 구체적으로 폴리아미드 수지는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 6/66 코폴리머, 코폴리아미드, 폴리아미드 612, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 46, 폴리아미드 610 및 메톡시메틸화 폴리아미드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 코폴리아미드는 융해온도 (Melting temperature)가 80~120℃, 밀도(Density) 1.07g/㎤ 특징을 가지는 코폴리아미드일 수 있고, 폴리아미드 핫멜트 폴리머, 고분자량 폴리아미드 핫멜트 원자재는 락탐 또는 아미노산 유도체에 의한 단일 중합 폴리머일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 폴리아미드 수지의 녹는점은 50 내지 300℃, 바람직하게는 80 내지 265℃, 더욱 바람직하게는 100 내지 200℃일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 폴리아미드 수지의 밀도는 1 g/㎤ 이상일 수 있고, 구체적으로는 1 내지 10g/㎤ 이하, 1 내지 5g/㎤ 이하, 1 내지 2g/㎤ 이하일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 폴리아미드 수지의 밀도는 1 내지 1.2 g/㎤ 일 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 공압출 다층필름의 각각의 층은 다음의 중량부 또는 중량비로 포함될 수 있다:
폴리우레탄층은 1 내지 350 중량부, 바람직하게는 10 내지 200 중량부, 더욱 바람직하게는 50 내지 150 중량부로 포함될 수 있다.
하부 폴리올레핀층은 1 내지 350 중량부, 바람직하게는 10 내지 200 중량부, 더욱 바람직하게는 50 내지 150 중량부 포함될 수 있다.
상기 폴리우레탄층과 하부 폴리올레핀층을 접착하는 폴리아미드층은 1 내지 150 중량부, 바람직하게는 50 내지 100 중량부 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 공압출 다층필름의 제조방법은 하기와 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 열가소성 공압출 다층필름은 하기의 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다;
(a) 압출기에 공급하는 단계;
(b) 압출 단계;
(c) 다이스를 통과하는 단계.
상기 (a) 압출기에 공급하는 단계는 각 층의 조성물을 80 내지 265℃, 바람직하게는 100 내지 200℃의 조건에서 압출기에 공급하는 단계이다. 압출기 공급 과정에서 상기 온도 미만에서 공급할 경우, (b) 압출 단계까지 원자재가 녹지 않은 상태에서 공급될 수 있고, 상기 온도보다 높은 온도에서 공급할 경우 (b) 압출 단계까지 조성물을 공급할 수 없으며, (a) 압출기에 공급하는 단계에서 조성물이 과다한 열에 의해 산화되어 조성물의 기능이 변형될 수 있다.
상기 (b) 압출 단계는 (a) 단계에서 공급된 각 층의 조성물을 압출하는 단계로, 85 내지 270℃, 바람직하게는 110 내지 210℃의 온도로 압출하는 단계이다. 압출 단계의 온도가 상기 온도보다 낮은 경우 (c) 다이스를 통과하는 단계에 조성물을 공급할 수 없으며, 상기 온도보다 높은 경우 (c) 다이스를 통과하는 단계에서 설비 밖으로 조성물이 흘러내릴 수 있으며, 조성물이 과다한 열에 의해 변형될 수 있다.
상기 (c) 다이스를 통과하는 단계는 (b) 단계에서 압출된 조성물을 75 내지 260℃, 바람직하게는 100 내지 210℃의 온도에서 다이스를 통과시켜 공압출 다층필름을 제조하는 단계이다. 다이스 통과 시, 상기 온도보다 낮은 경우 필름의 두께 평활도가 일정하지 않고, 상기 온도보다 높은 경우 필름으로 제품이 제조되지 않을 수 있다.
더욱 자세하게 서술하자면,
(d) 폴리우레탄 투입 존
(e) 폴리아미드 투입 존
(f) 폴리올레핀 투입 존
으로 나눠서 설명할 수 있으며, (d) 폴리우레탄 투입 존에서 (a)압출기에 공급하는 단계는 80 내지 180℃, 더 바람직하게는 110 내지 145℃ 조건에서 압출기에 공급한다.
(d) 폴리우레탄 투입 존에서 (b) 압출 단계는 (a) 단계에서 공급된 조성물을 압출하는 단계로, 100 내지 220℃, 더 바람직하게는 120 내지 200℃ 조건에서 압출하는 단계이다.
(d) 폴리우레탄 투입 존에서 (c) 다이스를 통과하는 단계는 (b) 단계에서 공급된 조성물을 80 내지 230℃, 더 바람직하게는 100 내지 220℃ 조건에서 다이스를 통과시켜 공압출 다층필름을 제조하는 단계이다.
(e) 폴리아미드 투입 존에서 (a)압출기에 공급하는 단계는 80 내지 270℃, 더 바람직하게는 100 내지 260℃ 조건에서 압출기에 공급한다.
(e) 폴리아미드 투입 존에서 (b)압출 단계는 (a) 단계에서 공급된 조성물을 압출하는 단계로, 100 내지 290℃, 더 바람직하게는 120 내지 280℃ 조건에서 압출하는 단계이다.
(e) 폴리아미드 투입 존에서 (c)다이스를 통과하는 단계는 (b) 단계에서 공급된 조성물을 90 내지 250℃, 더 바람직하게는 110 내지 240℃ 조건에서 다이스를 통과시켜 공압출 다층필름을 제조하는 단계이다.
(f) 폴리올레핀 투입 존에서 (a)압출기에 공급하는 단계는 100 내지 200℃, 더 바람직하게는 120 내지 190℃ 조건에서 압출기에 공급한다.
(f) 폴리올레핀 투입 존에서 (b)압출 단계는 (a) 단계에서 공급된 조성물을 압출하는 단계로, 120 내지 210℃, 더 바람직하게는 140 내지 200℃ 조건에서 압출하는 단계이다.
(f) 폴리올레핀 투입 존에서 (c)다이스를 통과하는 단계는 (b) 단계에서 공급된 조성물을 110 내지 230℃, 더 바람직하게는 140 내지 210℃ 조건에서 다이스를 통과시켜 공압출 다층필름을 제조하는 단계이다.
본 발명에 따른 열가소성 공압출 다층필름은 이종소재를 접착할 수 있는 열가소성 공압출 다층필름이며, 특히 열가소성 공압출 다층필름의 폴리우레탄층의 특징으로 내스크레치성, 내마모성, 탄성, 내수성, 인장특성을 가지며, 폴리올레핀층의 특징으로 내후성, 내구성, 방수성, 가공성, 내화학성을 가지는 열가소성 공압출 다층필름을 제공할 수 있다.
본 발명에 의한 열가소성 공압출 다층필름은 폴리우레탄(PU)의 낮은 항복 강도가 폴리올레핀(PO)으로 인해 높아지면서 후가공성(라미네이션, 합지, 합포, 인쇄, 코팅 등)이 향상되고, 두꺼운 캐리어 필름이나 이형 필름을 부착할 필요 없이 후가공이 가능하며, 폴리에틸렌(PE) 필름에 사용되는 모든 공정이 폴리우레탄(PU)의 특성을 유지하면서 가공이 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 의한 열가소성 다층 필름은 감수성, 스크래치성, 인쇄성, 투명성, 내구성 등이 더 좋게 개선되어, 제품의 고급화를 요구하는 소비자의 니즈에 부합할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 열가소성 다층필름의 적층 구조를 나타내는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 공압출 다층필름의 적층 구조를 나타내는 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열가소성 공압출 다층필름의 적층 구조를 나타내는 것이다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예> 열가소성 공압출 다층필름의 제조
<실시예 1-1>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 폴리아미드6 (Melting temperature 215~225℃/Density 1.14g/㎤) 70g, 폴리올레핀(Density ≤1g/㎥/MI ≤50(g/10min) 100g을 포함하는 조성물을 사용하여 상향 인플레이션 필름성형기를 이용하여 다층 공압출 필름으로 제조하였다. 구체적으로는 80℃ 이상의 조건에서 압출기에 각각 공급한 후 180℃ 이상의 온도로 압출하고, 160℃ 이상의 조건에서 다이스를 통과시켜 공압출 다층필름을 제조하였다.
<실시예 1-2>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 폴리아미드66 (Melting temperature 255~265℃/Density 1.14g/㎤) 70g, 폴리올레핀(Density ≤1g/㎥/MI ≤50(g/10min) 100g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<실시예 1-3>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 폴리아미드6/66 코폴리머 (Melting temperature 185~210℃/Density 1.14g/㎤) 70g, 폴리올레핀(Density ≤1g/㎥/MI ≤50(g/10min) 100g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<실시예 1-4>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 코폴리아미드 (Melting temperature 80~120℃/Density 1.07g/㎤) 70g, 폴리올레핀(Density ≤1g/㎥/MI ≤50(g/10min) 100g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<실시예 1-5>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 폴리아미드612 (Melting temperature 200~210℃/Density 1.07g/㎤) 70g, 폴리올레핀(Density ≤1g/㎥/MI ≤50(g/10min) 100g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<실시예 1-6>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 폴리아미드11, 12 (Melting temperature 170~180℃/Density 1.01g/㎤) 70g을, 폴리올레핀(Density ≤1g/㎥/MI ≤50(g/10min) 100g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<실시예 1-7>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 폴리아미드610 (Melting temperature 200~220℃/Density 1.09g/㎤) 70g을 사용하였으며, 폴리올레핀(Density ≤1g/㎥/MI ≤50(g/10min) 100g을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<비교예 1-1>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 폴리에틴렌(Melting temperature 105~115℃/Density 0.91~0.925g/㎤) 70g, 폴리올레핀(Density ≤1g/㎥/MI ≤50(g/10min) 100g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<비교예 1-2>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 폴리에틸렌(Melting temperature 120~140℃/Density 0.93~0.97g/㎤) 70g, 폴리올레핀(Density ≤1g/㎥/MI ≤50(g/10min) 100g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<비교예 1-3>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 폴리프로필렌(Melting temperature 167~170℃/Density 0.9~0.91g/㎤) 70g, 폴리올레핀(Density ≤1g/㎥/MI ≤50((g/10min) 100g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<비교예 1-4>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 폴리프로필렌(Melting temperature 150~160℃/Density 0.89~0.9g/㎤) 70g, 폴리올레핀(Density ≤1g/㎥/MI ≤50(g/10min) 100g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
| 구분 | 폴리우레탄 | 접착층 | 폴리올레핀 | ||||
| Density (g/㎤) |
Tensile strength (kgf/㎠) |
종류 | Temperature(℃) | Density(g/㎤) | MI(g/10min) | Density(g/㎤) | |
| 실시예 1-1 | ≤1.3 | 150 내지 500 | PA6 | 215~225 | 1.14 | ≤ 50 | ≤ 1 |
| 실시예 1-2 | ≤1.3 | 150 내지 500 | PA66 | 225~265 | 1.14 | ≤ 50 | ≤ 1 |
| 실시예 1-3 | ≤1.3 | 150 내지 500 | PA6/66 | 185~210 | 1.14 | ≤ 50 | ≤ 1 |
| 실시예 1-4 | ≤1.3 | 150 내지 500 | COPA | 80~120 | 1.07 | ≤ 50 | ≤ 1 |
| 실시예 1-5 | ≤1.3 | 150 내지 500 | PA612 | 200~210 | 1.07 | ≤ 50 | ≤ 1 |
| 실시예 1-6 | ≤1.3 | 150 내지 500 | PA11, 12 | 170~180 | 1.01 | ≤ 50 | ≤ 1 |
| 실시예 1-7 | ≤1.3 | 150 내지 500 | PA610 | 200~220 | 1.09 | ≤ 50 | ≤ 1 |
| 구분 | 폴리우레탄 | 접착층 | 폴리올레핀 | ||||
| Density (g/㎤) |
Tensile strength (kgf/㎠) |
종류 | Temperature(℃) | Density(g/㎤) | MI(g/10min) | Density(g/㎤) | |
| 비교예 1-1 | ≤1.3 | 150 내지 500 | LDPE | 105~115 | 0.91~0.925 | ≤ 50 | ≤ 1 |
| 비교예 1-2 | ≤1.3 | 150 내지 500 | HDPE | 120~140 | 0.93~0.97 | ≤ 50 | ≤ 1 |
| 비교예 1-3 | ≤1.3 | 150 내지 500 | HOMOPP | 167~170 | 0.9~0.91 | ≤ 50 | ≤ 1 |
| 비교예 1-4 | ≤1.3 | 150 내지 500 | RendomPP | 150~160 | 0.89~0.9 | ≤ 50 | ≤ 1 |
<실험예 1> 층간 접착력 박리 강도
폴리우레탄층과 폴리아미드층, 폴리올레핀층의 층간 접착력 박리 강도를 평가하기 위해 다음과 같이 실험을 진행하였다.
상기 실시예 1-1 내지 1-7과 비교예 1-1 내지 1-4의 열가소성 공압출 다층필름을 20cm*20cm의 시편으로 제작하고, 열간프레스를 180℃에 설정한 후 15초 동안 가압을 진행한다. 열간프레스의 압력은 0.7MPa로 설정하며, 폴리우레탄층과 폴리올레핀층에 종이를 접착 후 열가소성 공압출 다층필름의 층간 박리강도를 측정한다. 측정 기준은 MS 361-16 규격에 의해 실시하였고, 측정기기는 만능재료시험기(Promate TMM2D, 50kgf, ㈜기베이엔티)를 사용하였고, 박리 강도 실험 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
| 구분 | 박리강도(N/2.5cm) | |
| 폴리우레탄/접착층 | 접착층/폴리올레핀 | |
| 실시예 1 | N/D | N/D |
| 실시예 2 | N/D | N/D |
| 실시예 3 | N/D | N/D |
| 실시예 4 | N/D | N/D |
| 실시예 5 | N/D | N/D |
| 실시예 6 | N/D | N/D |
| 실시예 7 | N/D | N/D |
| 비교예 1 | 0.29 | N/D |
| 비교예 2 | 0.34 | N/D |
| 비교예 3 | 0.12 | 2.1 |
| 비교예 4 | 0.19 | 3.8 |
N/D : 소재파괴 측정불가(박리강도 매우 우수)
상기 표 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 1-1 내지 1-7의 폴리우레탄과 폴리아미드의 박리강도는 N/D(소재파괴로 인한 측정불가)로 박리강도가 매우 우수하였고, 실시예 1-1 내지 1-7의 폴리아미드와 폴리올레핀의 박리강도도 N/D(소재파괴로 인한 측정불가)로 박리강도가 매우 우수하였다.
상기 표 3에서 비교예 1-1 내지 1-4의 폴리우레탄과 폴리아미드 대체 원자재의 박리강도는 0.29 N/2.5cm 및 0.34N/2.5cm, 0.12N/2.5cm, 0.19N/2.5cm으로 매우 불량하였고, 비교예 1-3 내지 1-4의 폴리아미드 대체 원자재와 폴리올레핀 박리강도 또한 2.1N/2.5cm, 3.8N/2.5cm, 0.7N/2.5cm으로 매우 불량하였다.
따라서 본 발명의 바람직한 실시범위에 따른 폴리우레탄과 폴리아미드, 폴리올레핀 박리강도가 매우 우수하였으나, 비교예 1-1 내지 1-4에 따른 폴리우레탄과 폴리아미드 대체 원자재 또는 폴리아미드 대체 원자재와 폴리올레핀 중 하나에 대해서만 접착성이 우수하거나 모두 접착성이 불량한 것을 알 수 있었다.
<실시예 2-1>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 코폴리아미드 (Melting temperature 80~120℃/Density 1.07g/㎤) 70g, 폴리에틸렌(Density ≤1g/㎤/MI ≤50(g/10min) 95g 및 카르복시산 공중합된 접착성 수지(Density ≤1g/㎤/MI ≤100(g/10min) 5g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<실시예 2-2>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 코폴리아미드 (Melting temperature 80~120℃/Density 1.07g/㎤) 70g, 폴리에틸렌(Density ≤1g/㎤/MI ≤50(g/10min) 75g 및 카르복시산 공중합된 접착성 수지(Density ≤1g/㎤/MI ≤100(g/10min) 25g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<실시예 2-3>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 코폴리아미드 (Melting temperature 80~120℃/Density 1.07g/㎤) 70g, 폴리에틸렌(Density ≤1g/㎤/MI ≤50(g/10min) 55g 및 카르복시산 공중합된 접착성 수지(Density ≤1g/㎤/MI ≤100(g/10min) 45g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<실시예 2-4>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 코폴리아미드 (Melting temperature 80~120℃/Density 1.07g/㎤) 70g, 폴리에틸렌(Density ≤1g/㎤/MI ≤50(g/10min) 35g 및 카르복시산 공중합된 접착성 수지(Density ≤1g/㎤/MI ≤100(g/10min) 65g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<실시예 2-5>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 코폴리아미드 (Melting temperature 80~120℃/Density 1.07g/㎤) 70g, 폴리에틸렌(Density ≤1g/㎤/MI ≤50(g/10min) 15g 및 카르복시산 공중합된 접착성 수지(Density ≤1g/㎤/MI ≤100(g/10min) 85g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<실시예 2-6>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 코폴리아미드 (Melting temperature 80~120℃/Density 1.07g/㎤) 70g, 폴리에틸렌(Density ≤1g/㎤/MI ≤50(g/10min) 5g 및 카르복시산 공중합된 접착성 수지(Density ≤1g/㎤/MI ≤100(g/10min) 95g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<비교예 2-1>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 코폴리아미드 (Melting temperature 80~120℃/Density 1.07g/㎤) 70g, 폴리에틸렌(Density ≤1g/㎤/MI ≤50(g/10min) 99g 및 카르복시산 공중합된 접착성 수지(Density ≤1g/㎤/MI ≤100(g/10min) 1g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<비교예 2-2>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 코폴리아미드 (Melting temperature 80~120℃/Density 1.07g/㎤) 70g, 폴리에틸렌(Density ≤1g/㎤/MI ≤50(g/10min) 98g 및 카르복시산 공중합된 접착성 수지(Density ≤1g/㎤/MI ≤100(g/10min) 2g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<비교예 2-3>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 코폴리아미드 (Melting temperature 80~120℃/Density 1.07g/㎤) 70g, 폴리에틸렌(Density ≤1g/㎤/MI ≤50(g/10min) 97g 및 카르복시산 공중합된 접착성 수지(Density ≤1g/㎤/MI ≤100(g/10min) 3g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
<비교예 2-4>
폴리우레탄 (Density ≤1.3g/㎤, Tensile strength 150 내지 500kgf/㎠, 100% Modulus 30 내지 200kgf/㎠, 300% Modulus 30 내지 300kgf/㎠, 연신율(Elongation) 350 내지 700%) 100g, 폴리우레탄과 폴리올레핀 접착층인 코폴리아미드 (Melting temperature 80~120℃/Density 1.07g/㎤) 70g, 폴리에틸렌(Density ≤1g/㎤/MI ≤50(g/10min) 96g 및 카르복시산 공중합된 접착성 수지(Density ≤1g/㎤/MI ≤100(g/10min) 4g을 포함하는 조성물을 사용하여 제조한 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 진행하였다.
| 구분 | 폴리우레탄 | 접착층 | 폴리올레핀층 (100g) | ||||
| Density (g/㎤) |
Tensile strength (kgf/㎠) |
종류 | Temperature(℃) | Density(g/㎤) | 폴리에틸렌 (g) |
접착성 수지 (g) |
|
| 실시예 2-1 | ≤1.3 | 150 내지 500 | COPA | 80~120 | 1.07 | 95 | 5 |
| 실시예 2-2 | ≤1.3 | 150 내지 500 | COPA | 80~120 | 1.07 | 75 | 25 |
| 실시예 2-3 | ≤1.3 | 150 내지 500 | COPA | 80~120 | 1.07 | 55 | 45 |
| 실시예 2-4 | ≤1.3 | 150 내지 500 | COPA | 80~120 | 1.07 | 35 | 65 |
| 실시예 2-5 | ≤1.3 | 150 내지 500 | COPA | 80~120 | 1.07 | 15 | 85 |
| 실시예 2-6 | ≤1.3 | 150 내지 500 | COPA | 80~120 | 1.07 | 5 | 95 |
| 구분 | 폴리우레탄 | 접착층 | 폴리올레핀층 (100g) | ||||
| Density (g/㎤) |
Tensile strength (kgf/㎠) |
종류 | Temperature(℃) | Density(g/㎤) | 폴리에틸렌 (g) |
접착성 수지 (g) |
|
| 비교예 2-1 | ≤1.3 | 150 내지 500 | COPA | 80~120 | 1.07 | 99 | 1 |
| 비교예 2-2 | ≤1.3 | 150 내지 500 | COPA | 80~120 | 1.07 | 98 | 2 |
| 비교예 2-3 | ≤1.3 | 150 내지 500 | COPA | 80~120 | 1.07 | 97 | 3 |
| 비교예 2-4 | ≤1.3 | 150 내지 500 | COPA | 80~120 | 1.07 | 96 | 4 |
<실험예 2> 층간 접착력 박리 강도
폴리우레탄층과 폴리아미드층, 폴리올레핀층의 층간 접착력 박리 강도를 평가하기 위해 다음과 같이 실험을 진행하였다.
상기 실시예 2-1 내지 2-6과 비교예 2-1 내지 2-4의 열가소성 공압출 다층필름을 20cm*20cm의 시편으로 제작하고, 열간프레스를 180℃에 설정한 후 15초 동안 가압을 진행한다. 열간프레스의 압력은 0.7MPa로 설정하며, 폴리우레탄층과 폴리올레핀층에 종이를 접착 후 열가소성 공압출 다층필름의 층간 박리강도를 측정한다. 측정 기준은 MS 361-16 규격에 의해 실시하였고, 측정기기는 만능재료시험기(Promate TMM2D, 50kgf, ㈜기베이엔티)를 사용하였고, 박리 강도 실험 결과는 하기 표 6에 나타내었다.
| 구분 | 박리강도(N/2.5cm) | |
| 폴리우레탄/접착층 | 접착층/폴리올레핀 | |
| 실시예 1 | N/D | N/D |
| 실시예 2 | N/D | N/D |
| 실시예 3 | N/D | N/D |
| 실시예 4 | N/D | N/D |
| 실시예 5 | N/D | N/D |
| 실시예 6 | N/D | N/D |
| 비교예 1 | N/D | 0.1 |
| 비교예 2 | N/D | 0.9 |
| 비교예 3 | N/D | 1.5 |
| 비교예 4 | N/D | 1.8 |
N/D : 소재파괴 측정불가(박리강도 매우 우수)
상기 표 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, 실시예 2-1 내지 2-6의 폴리우레탄과 폴리아미드의 박리강도는 N/D(소재파괴로 인한 측정불가)로 박리강도가 매우 우수하였고, 실시예 2-1 내지 2-6의 폴리아미드와 폴리에틸렌 5 내지 95와 카르복시산 공중합된 접착성 수지의 함량이 5 내지 95의 박리강도도 N/D(소재파괴로 인한 측정불가)로 박리강도가 매우 우수하였다.
상기 표 6에서 비교예 2-1 내지 2-4의 폴리우레탄과 폴리아미드 박리강도는 N/D로 박리강도가 매우 우수하였으나, 비교예 2-1 내지 2-4의 폴리아미드와 폴리에틸렌 96 내지 99와 카르복시산 공중합된 접착성 수지의 함량이 1 내지 4의 박리강도는 0.1N/2.5cm, 0.9N/2.5cm, 1.5N/2.5cm, 1.8N/2.5cm으로 매우 불량하였다.
따라서 본 발명의 바람직한 실시범위에 따른 폴리우레탄과 폴리아미드, 폴리올레핀 박리강도가 매우 우수하였으나. 비교예 2-1 내지 2-4에 폴리아미드와 폴리에틸렌 96 내지 99와 카르복시산 공중합된 접착성 수지의 함량이 1 내지 4는 모두 접착성이 떨어지는 것을 알 수 있었다.
본 발명에 의한 열가소성 공압출 다층필름은 폴리우레탄(PU)의 낮은 항복강도가 폴리올레핀(PO)으로 인해 높아지면서 후가공성이 향상되고, 두꺼운 캐리어 필름이나 이형 필름을 부착할 필요없이 후가공이 가능하며, 폴리에틸렌 필름에 사용하는 용액으로도 작업이 가능하고, 또한, 감수성, 스크래치성, 인쇄성, 투명성, 내구성 등이 개선되어 제품의 고급화를 요구하는 소비자의 니즈에 부합할 수 있는 장점이 있기 때문에, 본 발명이 속하는 기술분야에 유용하게 적용될 수 있다.
100 : 종래의 열가소성 공압출 다층필름
110 : 폴리우레탄(PU)층
120 : 액상접착제 층
130 : 폴리에틸렌(PE) 필름층
200 : 본 발명의 열가소성 공압출 다층필름
210 : 폴리우레탄(PU)층
220 : 폴리아미드 접착층
230 : 폴리올레핀(PO)층
110 : 폴리우레탄(PU)층
120 : 액상접착제 층
130 : 폴리에틸렌(PE) 필름층
200 : 본 발명의 열가소성 공압출 다층필름
210 : 폴리우레탄(PU)층
220 : 폴리아미드 접착층
230 : 폴리올레핀(PO)층
Claims (10)
- (1) 폴리우레탄 조성물을 포함하는 폴리우레탄층;
(2) 폴리올레핀 조성물을 포함하고, 상기 폴리우레탄층의 하부에 형성되는 폴리올레핀층;
(3) 폴리아미드 조성물을 포함하고, 상기 폴리우레탄층과 하부 폴리올레핀층 사이에 접착시키는 접착층;을 포함하는 열가소성 공압출 다층필름. - 제1항에 있어서, 상기 폴리아미드는 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 6/66 코폴리머, 코폴리아미드, 폴리아미드 612, 폴리아미드 11, 폴리아미드 12, 폴리아미드 MXD6, 폴리아미드 46 또는 메톡시메틸화 폴리아미드로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 열가소성 공압출 다층필름.
- 제1항에 있어서, 상기 하부 폴리올레핀층은 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌, 폴리부텐-1, 폴리-3-메틸부텐-1, 폴리-펜텐-1, 폴리-4-메틸펜텐-1, 폴리이소부틸렌, 폴리헥센, 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 에틸렌-부텐 코폴리머, 에틸렌-펜텐 코폴리머, 에틸렌-헥센 코폴리머 및 에틸렌-프로필렌-디엔 코폴리머, 에틸렌아크릴산, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리올레핀엘라스토머, 에틸렌프로필렌고무(EPR), 열가소성 엘라스토머 또는 석유수지, 카르복시산 공중합되어 있는 접착성 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 다층필름.
- 제1항에 있어서, 폴리우레탄층은 폴리에테르(Polyether)계 또는 폴리에스테르(Polyester)계의 폴리우레탄 특성을 가지는 폴리우레탄으로 이루어지는 군에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층필름.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄층은 밀도 ≤2.0g/㎤, 인장 강도 100 내지 700kgf/㎠, 100% 모듈러스(Modulus) 15 내지 300kgf/㎠, 300% 모듈러스는 15 내지 550kgf/㎠, 연신율 250 내지 900%의 특성 중 어느 하나 이상의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 공압출 다층필름.
- 제1항에 있어서, 상기 접착층에 포함되는 폴리아미드 수지는 녹는점 80 내지 265℃, 밀도 1 내지 2 g/㎤ 중 어느 하나 이상의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 공압출 다층필름.
- 제1항에 있어서, 상기 하부 폴리올레핀층은 상기 폴리올레핀은 MI 값(g/10min) ≤100, 밀도(g/㎤)는 ≤1.5 중 어느 하나 이상의 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 열가소성 공압출 다층필름.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 공압출 다층필름은 폴리우레탄층 1 내지 350 중량부, 하부 폴리올레핀층 1 내지 350 중량부, 폴리아미드층 1 내지 150 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 공압출 다층필름.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 공압출 다층필름은 이종소재를 접착할 수 있는 것을 특징으로 하는 열가소성 공압출 다층필름.
- 제1항에 있어서, 상기 열가소성 공압출 다층필름의 폴리우레탄층의 특징으로 내스크레치성, 내마모성, 탄성, 내수성, 인장특성을 가지며, 폴리올레핀층의 특징으로 내후성, 내구성, 방수성, 가공성, 내화학성을 가지는 열가소성 공압출 다층필름
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| KR1020210087968A KR20230007118A (ko) | 2021-07-05 | 2021-07-05 | 폴리아미드 접착층을 포함하는 열가소성 공압출 다층필름 |
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|---|---|---|---|---|
| KR101771112B1 (ko) | 2016-11-17 | 2017-08-24 | 존스미디어 주식회사 | 친환경 폴리우레탄 수지를 포함하는 코팅 조성물 및 코팅 필름 |
| KR20180110538A (ko) | 2017-03-29 | 2018-10-10 | 주식회사 빅스 | 텍스타일 스킨 코팅용 친수성 수분산 폴리우레탄 수지 및 이를 이용한 친수성 필름의 제조방법 |
-
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- 2021-07-05 KR KR1020210087968A patent/KR20230007118A/ko not_active Application Discontinuation
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| KR20180110538A (ko) | 2017-03-29 | 2018-10-10 | 주식회사 빅스 | 텍스타일 스킨 코팅용 친수성 수분산 폴리우레탄 수지 및 이를 이용한 친수성 필름의 제조방법 |
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