KR910009918B1 - 내습성, 피복처리된 열가소성 필름 및 그 필름상에 지방산의 수불용성 알칼리 토류염의 적용방법 - Google Patents

내습성, 피복처리된 열가소성 필름 및 그 필름상에 지방산의 수불용성 알칼리 토류염의 적용방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
내습성, 피복처리된 열가소성 필름 및 그 필름상에 지방산의 수불용성 알칼리 토류염의 적용방법
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 포장 및 태양 조절 적용에 유용한 연신 열가소성 필름(oriented thermoplastic film) 분야에 관한 것이다. 더욱 특히, 본 발명은 필름에 증착된 금속성 피복물과 잉크에 대해 증진된 점착성을 나타내며 내습성인 피복처리된 열가소성 필름에 관한 것이다.
연신 열가소성 필름, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진 이축 연신 필름은, 음식물을 포함하여, 다양한 물품을 포장하는 물질로서 널리 사용된다.
연신 PET필름의 표면은 소수성이기 때문에, 피복이나 인쇄를 쉽게 받아들이지 않는다. 많은 포장 및 라벨적용에서, 필름은 일반적인 플렉소 및 그 그라비아 인쇄 잉크(flexographic and rotogravure printing inks)를 잘 받아들이는 것이 유리하다.
이러한 결점을 고치기 위해, 특별한 잉크가 PET필름의 표면에 직접 점착하는 것을 고안하였다. 그러나, 그러한 많는 잉크는 유기용매, 수지성 결합제, 및 제조공장에서 사용하는데 위험하고 취급이 어렵고, 비싼 기타 성분의 배합물을 기본으로 하고 있다.
PET필름의 인쇄성을 개선시키는 또 다른 해결방법은 필름에 점착되고 또한 거기에 적용되는 인쇄잉크를 잘 받아들이는 하도(primer coating)를 적용하는 것이다. 그러한 하도의 예로는 미합중국 특허 제2,698,240호에 공개된 것과 같은 염화 비닐리덴 삼원공중합체 또는 미합중국 특허 제4,252,885호에 공개된 것과 같은 수분산성 코폴리에스테르하도를 기본으로 하는 중합체 조성물이 있다. PET필름에 잉크 점착성을 향상시키는 이러한 방법의 문제는 여러경우에 있어서 필름이 식품 포장 물질로서 사용된다는 것이고 따라서 하도층의 상대적인 독성이 중요하다는 것이다. 비록 폴리에스테르 필름이 그 자체로서 주요 정부기관, 미합중국의 FDA(Food and Drug Adminstration)에 의해 식품 포장 물질로서 승인되었지만, 아크릴, 염화비닐리덴-함유 중합체와 같은 특정 중합체 하도 및 기타 많은 유사한 하도로 하도 처리된 폴리에스테르 필름은 접촉상태에 있는 음식물내로 상기 하도 물질의 이동이 가능하기 때문에 독성문제를 야기시킨다.
탁월한 잉크 점착 특성을 갖는 피복처리된 폴리에스테르 필름이 미합중국 특허 제4,486,483호 및 제4,544,200호에 기재되어 있다. 여기에 기재된 비독성 피복물은 불포화 지방산의 알칼리 금속염 및 알킬 술페이트의 알칼리 금속염을 포함한다.
많은 경우에 있어서, 금속으로 피복처리된 열가소성 필름은, 마이크로 필름, 장식용 물품, 포장 필름, 태양창(solar window)필름, 데칼코마니(decals) 및 라벨과 같은 적용에서 금속성 호일, 예컨대 알루미늄 호일을 대신한 것이다. 기타 이용중에서, 금속 호일은 가시광선 및 자외선의 통과를 방해함으로써 특정 식용유와 함께 작용하거나 또는 그 안에서 생성되는 생성물의 산패(oxidative rancidity)개시의 방해작용을 돕는다. 얇은 금속층으로 피복처리될 때, PET는 매우 감소된 비용으로 금속 호일 포장 적용에 공통하는 가시광선 및 자외선 차단(barrier)특성과 함께, 탁월한 산소 및 수분차단 특성을 제공한다. 공교롭게도, 필름에다 금속을 결합시키는 것은 많은 적용에서 실패할 수 있으며, 그럼으로써 금속처리된 필름의 성능을 저하시킨다. PET필름에 대한 금속의 점착성 개선을 위한 한 해결방법은 영국 특허 제1,370,893호에 기술된 바와 같이 피복처리된 필름을 가열하는 것이다. 이 방법의 결점은 어떠한 금속처리된 필름이 제조되기 전에 이 방법을 위한 적절한 온도 및 시간요소를 결정하기 위해 실행되어야 하는 실험이다. 또다른 방법은 유럽특허 공보 제0,023,389호에 기술된 바와 같이 0.5-15중량%의 C3-6알파-모노 올레핀과 에틸렌의 랜덤 공중합체를 포함하는 층으로 폴리에스테르 필름을 피복시키는 것이다.
비록 이러한 유형으로 피복처리되어진 PET필름은 피복처리되지 않은 PET보다 금속 점착성에 있어서 특별한 개선점을 보여주지만, 그들은 또한 바람직하지 않은 피복 패턴을 보여준다.
세번째 방법은 폴리에스테르 필름의 점착 특성을 향상시키는 코폴리에스테르 피복물로써 폴리에스테르 필름을 피복시키는 것이다. 미합중국 특허 제4,493872호는 연신 열가소성 필름에 대한 탁월한 금속 점착 특성을 제공하는 특수 술폰화 코폴리에스테르 피복물을 기술하고 있다.
폴리에스테르 필름에 적용된 피복물의 내습성은 피복처리된 필름이 비교적 축축하거나 수분이 있는 환경에 놓이는 적용에서 중요할 수 있다. 예컨대, 식품 포장에 사용되는 폴리에스테르 필름은 포장지내에 있는 식품을 마이크로파 쿠킹(microvave cooking)하는 도중에 높은 습도 및 온도수준 및/또는 냉각으로 인한 응결때문에 수분에 노출될 수 있다. 그러나 미합중국 특허 제4,486,483호에 기록된 비독성, 잉크 점착 피복물은 탁월한 내습성이 없다.
마찬가지로, 특히 창위에 응결이 쉽게 형성될 수 있는 태양조절 분야에서, 금속처리된 필름이 내습성을 가지는것은 바람직하다. 그러나 미합중국 특허 제4,493,872호에 기술된 술폰화 코폴리에스테르 금속 점착 피복물은 탁월한 내습성을 갖지 않는다. 본 발명은 i) 연신 열가소성 필름; 및 ii) 전구체 A나 B보다 덜 수용성인 상기 필름상에 조성물 C를 형성하기 위해 A와 B가 반응하도록, 전구체 B를 함유하는 용액과 전구체 A를 함유하는 용액인 최소한 두가지의 수성용액으로 상기 필름을 연속적으로 피복시킴으로써 상기 필름에 적용되는, 상기 필름의 적어도 한면상의 내습성 피복물로 구성된 내습성, 피복처리 열가소성 필름이 제공한다.
바람직한 실시태양에서, 본 발명은 i), ii)로 구성되는 내습성, 피복처리된 폴리에스테르 필름을 제공한다: i) 연신 폴리에스테르 필름; ii) 상기 필름에 대해 인쇄 잉크의 점착성을 증진시키기에 효과적인 중량으로 존재하는, 10-18개 탄소원자를 갖는 지방산의 알칼리 토류 염으로 구성된, 상기 필름의 적어도 한면상의 하도.
또다른 바람직한 실시태양에서, 본 발명은 하기 단계 i)∼vi)로 구성된 방법에 의해 제조되는 내습성의 피복처리 폴리에스테르 필름을 제공한다: i) 본질적으로 무정형 폴리에스테르 수지를 시이트-형으로 압출시킨 다음 냉각시켜 주조 폴리에스테르 시이트를 형성하고, ii) 10-18개 탄소원자를 갖는 최소한 하나의 지방산을 함유하는 첫번째 수성용액으로 상기 시이트를 피복시킨 다음; iii) 상기 폴리에스테르 시이트를 세로방향으로 연신시켜서 일축 연신 폴리에스테르 필름을 형성하고, iv) 상기 일축 연신 폴리에스테르 필름을 알칼리 토류 수산화물을 함유하는 두번째 수성용액으로 피복시킨 다음, v) 상기 일축 연신 폴리에스테르 필름을 가로방향으로 연신시켜서 이축 연신 폴리에스테르 필름을 형성하고, vi) 상기 이축 연신 폴리에스테르 필름을 열 경화시킴.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 하기 i)-iii)의 단계들로 구성되는, 열가소성 필름상에 지방산의 수-불용성 알칼리 토류염을 적용시키는 방법을 제공한다.
i) 10-18개 탄소원자를 갖는 최소한 하나의 지방산을 포함하는 첫번째 수성용액으로 상기 필름을 피복시킨 다음; ii) 수용성 알칼리 토류 화합물을 함유하는 두번째 수성용액으로 상기 수성 피복물을 상도처리(overcoating)함으로써 10-18개 탄소원자를 갖는 지방산의 최소한 하나의 수불용성 알칼리 토류염을 형성하고, iii) 증발에 의해 필름으로부터 물을 제거하여 웨브상에서 수불용성 알칼리 토류염 하도를 형성시킴.
여기서, 상기 필름은 본질적으로 무정형 폴리에스테르 필름을 용융 압출시킨 이후에 하나 또는 두 방향으로 스트레칭시킴으로써 상기 필름을 연신시키고 상기 필름을 열경화시킴으로써 제조되고, 상기 하도는 상기 필름에의 인쇄 잉크의 점착성을 증진시키는데 유효한 중량으로 존재하며, 상기 피복물들은 한방향으로의 스트레칭전에, 또는 상호 직각인 방향으로의 스트레칭전 한방향으로의 스트레칭후에, 또는 연신 필름을 권취시키기전 스트레칭시킨 후에 필름에 적용된다.
본 발명의 일부를 형성하는 연신 열가소성 필름은, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 폴리아미드 및 폴리에스테르를 포함할 수 있지만, 여기에만 국한되진 않는다. 연신 폴리에스테르 필름이 바람직하다.
비록 본 발명이, 세바신산, 디펜산 및 이소프탈산과 같은 기타 디카르복실산과 테레프탈산의 혼합물이나 테레프탈산과 에틸렌 글리콜이나 부탄디올과 같은 글리콜 및 그들의 혼합물과의 중축합으로부터 제조된 폴리에스테르 필름 또는 당 분야에서 공지된 방법에 의해 제조된 폴리에스테르 형성 등가물에 대해 동등하게 적용성이 있다해도, 본 발명의 목적에 대한 바람직한 연신 폴리에스테르 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로부터 만들어진다. 이 필름은 공지된 장치를 사용하여 통상적인 기술에 의해 제조될 수 있다.
예컨대, 폴리에스테르는 폴리싱처리된 회전 캐스트드럼(revolving casting drum)상에 무정형 시이트로서 용융되고 압출되어 중합체의 주조 시이트를 형성할 수 있다. 이후에, 일축 연신 필름인 경우, 압출방향에 직각(가로)이거나 압출방향(“기계방향”)으로, 필름을 한방향에서 축방향으로 스트레칭시킬 수 있다. 이 축 연신 필름은 세로 및 가로방향 모두로 스트레칭시킨다. 주조시이트(cast sheet)의 첫번째 스트레칭 단계는 이들 두 직교(orthogonal)방향중 어느 하나일 수 있다. 필름에 강도와 인성을 부여하는데 사용되는 스트레칭의 양은 원래 치수의 약 3.2-4.2배이다. 스트레칭 조작은 두번째 순서의 전이온도 내지는, 중합체가 연화되고 용융되는 온도이하까지인 온도에서 실행된다.
원한다면, 스트레칭 후에, 폴리에스테르 필름을 결정화시키는데 필요한 시간동안 필름이 열처리된다. 결정화는 필름에 안전성과 우수한 인장특성을 부여한다. 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 열처리시킬 때는, 약 190℃-240℃, 더 바람직하게는 약 215℃-235℃에서 처리된다.
본 발명은 내습성 피복 조성물의 수용성 전구체를 함유하는 두 수성용액들이 연속적으로 연신 열가소성 필름의 동일한 표면상에 피복되는 연속 피복공정을 제공한다. 두번째 수성용액이 첫번째 수성용액위에 상도처리될 때, 수용성 전구체들은, 둘중 어느 한 전구체보다 덜 수용성인 필름상에서 현장에서 조성물을 형성하기 위해 반응한다. 공정은 연신 열가소성 필름상의 수불용성 화합물의 수성 피복을 허용한다. 본 발명의 장점은 잠재적으로 위험한 휘발성 유기용매와 그러한 용매와 관련된 환경적인 문제를 피할 수 있다는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시태양은 내습성 하도를 적용시킨 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 관한 것이다. 내습성 하도는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 대한 인쇄 잉크의 점착성을 증가시키는데 효과적인 중량으로 존재하는, 10-18개 탄소원자를 갖는 지방산의 알칼리 토류 염을 포함한다.
10-18개 탄소원자를 갖는 지방산의 수성용액은 본 발명의 바람직한 실시태양에서 유용한 것으로 여겨진다. 올레인산의 수성용액이 바람직하다. 부가적인 예로는 팔미트올레인 산, 리신올레인 산 및 페트로 셀린산의 수성용액이 있다.
지방산의 용해도 증가를 위해 소량의 약염기를 수성지방산 용액에 첨가할 수 있다. 수산화 암모늄이 약염기로서 바람직하다. 예컨대, 3-7중량%의 수산화 암모늄을 0.025몰의 올레인 산 수성용액에다 편리하게 첨가할 수 있다.
II족 수산화물의 수성용액은 본 발명의 바람직한 실시태양에 유용하다. 수산화칼슘의 수성용액이 특히 바람직하다.
본 발명의 수성피복 용액은 필름제조 분야에서 사용되는 공지된 어떠한 피복기술에 의해서 연신 열가소성 필름에 적용될 수 있다. 예컨대, 피복처리는 롤러(roller) 피복, 분무 피복, 슬롯(slot) 피복 또는 침지 피복에 의해 실행될 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 폴리에스테르 필름은 그라비아 롤러 피복에 의해 피복처리될 수 있다.
또한, 폴리에스테르 필름 표면은 미합중국 특허 제3,520,959; 제3,820,929호; 및 제4,028,032호에 기술된 바와 같이 피복처리 되기전에 코로나 방전장치에 의해 코로나 방전처리를 받는 게 바람직하다. 방전처리는 폴리에스테르 필름 표면의 소수성 특성을 감소시켜 물-기재 피복물이 그 필름 표면에 더욱 쉽게 젖을 수 있어 필름 표면에 대한 피복물의 점착성을 증가시킨다.
본 발명의 연속피복 공정은 필름 웨브의 어떠한 연신을 하기 전에(“프리드로”), 첫번째 및 두번째 연신 스트레칭 단계사이에(“인터드로”), 연신이 완결된 후에, (“포스트드로”) 실행될 수 있거나 프리-드로, 인터드로 및/또는 포스트-드로 코우팅이 병용하여 사용될 수도 있다. 암모늄 염 용액으로 필름 웨브를 프리-드로 피복시킨 다음 알칼리 토류 화합물로 인터드로 피복시키는게 바람직하다.
연속적으로 필름 표면위에 증착된 수용성 전구체의 양은 그들의 피복용액 농도와 피복 적용속도에 따라 좌우된다. 수용성 전구체의 화학양론적 양이나 임의의 전구체의 과량이 필름 표면상에 증착될 수 있다.
수용성 전구체의 바람직한 농도는 최종 건조 “복합재료”피복물로서 필름 표면적(㎠)당 약 0.49×10-8-0.98×10-5g(약 1×10-8-2×10-51b/ft2)이다.
본 발명의 연속 피복공정은 첫번째 피복물이 두번째 피복물을 적용시키기 전에 건조되어야 하는 것을 요구하지 않는다. 그러나, 두번째 피복물이 적용되기 전에 첫번째 피복물이 본질적으로 건조하지 않는다면, 첫번째 피복용액에 의해 두번째 용액이 오염될 수 있다. 건조공정이 요구될 때, 필요한 가열이 연신 공정 파라미터의 적절한 조정에 의해 종종 공급될 수 있다. 대안적으로, 압입공기, 적외선 가열 또는 이들 방법을 병용하여 피복물 건조에 임의로 사용할 수 있다.
바람직한 실시태양에서, 첫번째 피복용액은 앞쪽으로 연신된 폴리에스테르 시이트에 적용되고, 두번째 피복용액이 적용되기전에 통상적인 방법에 의해 건조된다. 두번째 피복물의 건조는 필름의 가로방향 연신 도중에 실행된다.
본 발명의 바람직한 내습성 필름은 주로 포장 또는 라벨 물질로서 적용된다. 하도처리된 폴리에스테르 필름은 하도처리되지 않은 폴리에스테르 필름과 비교했을 때 수성 및 유기성 용매-기재 플렉소 및 그라비아 인쇄잉크에 탁월한 점착성을 보여준다. 본 발명의 필름은 미합중국 특허 제4,486,483호에 기술된 비독성 하도와 비교했을 때 탁월한 내습성과 거의 같은 잉크 점착성을 보여준다.
또한 본 발명의 알칼리 토류염 하도로써 하도처리된 폴리에스테르 필름은 금속처리된 필름의 제조에서 기재로서 탁월한 유용성을 갖는다.
진공 증착기술에 의해 금속증기나 원자의 흐름을 필름의 표면상으로 진행시킴으로써 피복처리된 폴리에스테르 필름의 표면상에 피복물을 형성시켜 금속처리된 필름을 제조할 수 있다. 이것은, 금속의 증기압이 약 10-2토르를 초과하는 고진공하에서, 바람직하게는 약 10-3내지 약 10-5토르에서, 융점이상의 온도까지 금속을 가열시킴으로써 실행될 수 있다. 대안적으로, 증착될 금속은 충격이온(bombarding ions)의 흐름으로 처리될 수 있으며 그럼으로써 금속은 금속성 원자나 증기가 모든 방향에서 방출되는, 질량 전달 “스퍼터링”에 의해 제거된다. 이들 증기나 원자들은 필름 표면상에서 충돌하여 응결되고, 그럼으로써 필름상에 얇은 금속 피복물을 형성한다. 질량 전달 스퍼터링 피복기술은 아연, 니켈, 은, 구리, 금, 인듐, 주석, 스테인레스강, 크롬, 티탄에 적용될 수 있고, 더 바람직하게는 알루미늄에 적용되는데, 그러한 금속들의 산화물도 포함될 수 있다. 적용된 금속피복물의 두께는 무엇보다도 먼저 금속화된 필름의 최종 용도에 따라 좌우된다. 포장 적용에 있어서 알루미늄 두께는 약 300 내지 600Å인 반면에 태양 적용에 있어서의 알루미늄 피복물의 두께는 일반적으로 100Å이하이다. 이하에서 실시예들과 함께 본 발명을 좀더 상세히 설명한다.
[실시예 1]
[올레인산 칼슘으로 하도처리된 폴리에스테르 필름의 제조]
본 실시예는 수성 전구체 용액들을 필름 웨브위로 피복하는 순서는 중요하지 않다는 것을 설명한다(물론, 용질의 용해도는 문제되지 않는다고 가정한다). 두가지 폴리에스테르 필름 견본은 피복물사이에 건조단계없이 두가지 전구체 용액을 연속적으로 적용함으로써 제조되었다. 첫번째 견본 작업시, PET필름위에 올레인산/올레인산 암모늄(0.025몰/리터)의 수용액을 피복시키고 이어 수산화칼륨 수용액(0.025몰/리터)으로 상도처리하였다. 두번째 필름 견본에서는 피복순서를 바꾸었다. 즉, 올레인산/올레인산 암모늄(0.025몰/리터)으로 수산화칼슘(0.025몰/리터)을 상도처리하였다.
이러한 올레인산 칼슘 피복처리된 필름의 제조를 다음에 요약하였다: 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체를 용융시키고 약 20℃로 유지시된 캐스팅 드럼에 스롯트 다이를 통해 압출시켰다. 용융물을 얼려서 주조 폴리에스테르 시이트를 형성하였다. 주조 폴리에스테르 시이트를 약 80℃로 유지하면서 약 3.5:1의 연신율로 세로로 스트레칭시켰다.
단축 연신 폴리에스테르 필름을 상기 언급한 대로 연속적으로 피복처리 하기전에 2.8watt/분/feet2으로 필름의 양면상에 전기 코로나 방전처리하였다.
피복처리된 필름을 3.9:1의 연신율로 가로방향으로 스트레칭시켜 이축으로 연신된 필름을 생성하여, 최대온도 230℃로 열 경화시켰다.
올레인산/올레인산 암모늄 용액을 0.025몰의 올레인산 수용액에 수산화 암모늄 3-7중량%(올레인산의 중량을 기준으로)를 첨가하여 제조했다.
첫번째 피복용액에 의해 두번째 코우터에서 피복용액이 상당히 오염되어, 두번째 코우터의 피복 로울내에 올레인산칼슘이 침전되었다.
[실시예 2]
[잉크 점착성의 평가]
8개의 다른 잉크 시스템을 사용하여 실시예 1의 두 올레인산 칼슘 하도처리된 폴리에스테르 필름의 견본을 평가하였다. 잉크 점착성 시험은 NO.6메이어 로드를 사용하는 드로우 다운 기술로 필름 견본의 절단조각에 잉크를 적용하고, 이어, 적어도 1분동안 60℃(140℉)에서 잉크를 오븐 건조시켜 수행하였다. 점착성 테이프의 스트립(스코치 브랜드 번호 610)을 건조 잉크처리된 표면에 점착시키고, 손가락으로 마찰시켜 균일한 접촉을 확실하게 하고 필름으로부터 신속하게 떼어내었다. 테이프 적용영역내 남아있는 잉크의 양은 면적의 백분율(%)로써(예를들어, 제거된 잉크가 없으면 100% 점착성과 같으며; 모든 잉크가 제거되면 0% 점착성과 같다.)표현되며, 중간 점착치는 필름에 부착된 남아있는 잉크의 비율로 사정된다.
점착성의 결과를 하기 표 I에 하도처리되지 않은 PET대조표준 필름과 비교 표기하였다.
[표 I]
Figure kpo00001
[설명]
대조표준 A는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판(HOSTAPHAN) 2600으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다. 대조표준 B는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2500으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
* 이 자료는 실시예 1을 실시할때 산출된 것이 아니라; 다른때, 그러나, 유사한 실험 조건하에서 수집된 자료이다.
[실시예 3]
[금속 점착성]
실시예 1에서 생성된 두 올레인산 칼슘 피복처리된 폴리에스테르 필름의 견본을, 30.48㎝(12inch) 실험 진공 코우터내에 산출된 일면 피복처리된 필름의 견본을 배치하여 금속 점착성에 대해 평가하였다. 진공실을 10-4토르(torr) 이하로 하고 약 500Å의 알루미늄을 텅스텐 필라멘트로부터 피복처리된 필름 견본에서 증발시켰다.
진공실로부터 분리한 후 30분내에, 각 견본에 대해 대략적으로 같은 압력 및 같은 마찰 횟수를 사용하여 면봉으로 금속표면을 가볍게 마찰시켜서, 각 견본표면의 금속 “마찰-손실(rub-off)”을 시험하였다. 필름의 표면을 연필 지우개로 교차로 마찰시켜 견본을 더 평가하였다. 세번째 평가는 에틸렌 비닐 아세테이트 필름을 금속화된 PET에 적층시키고, 이후에 두 필름을 탈 적층시킨 후 탈 적층의 결과로써 PET필름으로부터 제거된 금속의 양을 측정함으로써 실시하였다.
금속 점착성 시험의 결과를 하기 표 II에 표기하였다.
[표 II]
Figure kpo00002
[설명]
“우수”란 가시관측으로는 금속이 필름 견본 표면으로부터 제거되는 것을 발견할 수 없음을 의미한다.
“양호”란 필름 견본 표면으로부터 소량의 금속이 제거됨을 가시적으로 관측할 수 있음을 의미한다.
대조표준 A는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2600으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
대조표준 B는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2500으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
* : 이 자료는 실시예 2를 실시할때 생성된 것이 아니라; 다른때, 그러나, 유사한 실험 조건하에서 수집된 자료이다.
[실시예 4]
[내습성]
176.7℃(350℉), 1.5초 유지시간 및 40psi 압력에서 작동하는 센티널(sentinel) 열 시일러를 사용하여 에틸렌 비닐 아세테이트 필름의 2.54㎝(1inch) 너비 스트립에 시험 필름 견본의 2.54㎝(1inch) 너비 스트립의 한쪽 끝을 시일링시켜 내습성을 평가하였다. 시험/EVA 스트립을 37.8℃(100℉) 및 80% 상대습도에서 유지된 환경오븐내 48g 하중하에 수직으로 매단다. 열 시일 실패의 시간이 시험 필름의 내습성의 지표이다.
두개 올레인산 칼슘 하도-피복처리된 폴리에스테르 필름의 견본을 두개 다른 폴리에스테르 필름 견본과 함께 내습성에 대해 평가하였다.
시험 결과 및 두개 다른 필름 견본의 설명을 하기 표 III에 표기하였다.
[표 III]
Figure kpo00003
[설명]
대조표준 A는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2600으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
대조표준 B는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2500으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
[실시예 5]
두번째 코우터의 통상적 가역 그라비아 피복물을 필름 이동방향의 반대 대신에 웨브의 이동방향으로 회전되는 코우팅 로울의 “직접” 그라비아 코우터로 변형시키는 것을 제외하고, 실시예 1에 열거한 방법에 따라 올레인산 칼슘 피복처리된 폴리에스테르 필름의 두개 견본을 생성하였다. 두번째 피복물 적용의 교체는 실시예 1에서 직면했던 오염문제를 제거하지 못했다.
실시예 5에서 제조된 올레인산 칼슘 하도처리된 폴리에스테르 필름의 견본을 잉크 점착성 및 금속 점착성에 대해 평가하였다.
시험결과를 표 IV 및 표 V에 표기하였다.
[표 IV]
Figure kpo00004
[설명]
대조표준 A는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2600으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
[표 V]
Figure kpo00005
[설명]
“우수”란 가시관측으로는 금속이 필름 견본 표면으로부터 제거되는 것을 발견할 수 없음을 의미한다.
“양호”란 필름 견본 표면으로부터 소량의 금속이 제거됨을 가시적으로 관측할 수 있음을 의미한다.
“보통”이란 필름 견본 표면으로부터 상당량의 금속이 제거됨을 가시적으로 관측할 수 있음을 의미한다.
대조표준 A는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2600으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
대조표준 B는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2500으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
대조표준 B는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2400으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
[실시예 6]
[올레인산 칼슘으로 하도처리된 폴리에스테르 필름의 제조]
올레인산 칼슘 피복처리된 필름의 세개 견본을 하기 요약 절차에 따라 제조하였다.
첫번째 필름 견본은 코로나 처리하지 않고; 두번째 필름 견본은 2.8watts 분/ft2의 출력수준으로 피복처리된 면에 코로나 처리하고; 세번째 필름 견본은 면당 2.8watt 분/ft2의 출력수준으로 양쪽면에 코로나 처리하였다. 세개 올레인산 칼슘 피복처리된 필름 이외에, 두개 대조표준 견본도 제조하였다. 견본 VIE은 단지 수산화칼슘으로 피복 처리하는 한편, 견본 VID 필름은 단지 올레인산/올레인산 암모늄으로 피복 처리하였다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체를 용융시키고, 약 20℃로 유지된 캐스팅 드럼상의 슬롯트 다이를 통해 압출시켰다. 용융물을 얼려서 주조 폴리에스테르 시이트를 형성하고, 주조 폴리에스테르 시이트를 약 80℃로 유지시키면서 약 3.5:1의 연신율로 세로로 스트레칭시켰다.
세로 스트레칭전에 폴리에스테르 주조 시이트를 앞서 기술한 대로 전기 코로나 처리하고 올레인산/올레인산 암모늄의 0.0875몰 수용액으로 피복 처리하였다.
피복된 새로로 연신된 폴리에스테르를 수산화칼슘의 0.025몰 수용액으로 상도처리하였다. 상도처리된 필름을 약 100℃에서 건조시킨 다음, 필름을 3.9:1의 연신율로 가로방향으로 스트레칭시켜 이축 연신된 필름을 생성하였다. 이축 연신된 필름을 최대온도 230℃로 열경화시켰다. 피복물의 건조중량은, 과량(2.9×10-41b/1000ft2)의 필름상 수산화칼슘을 포함하여, 필름 1000ft2당 약 1.625×10-31b이었다. 기재 PET필름의 두께는 약 0.48mil이다.
첫번째 피복이 주조 폴리에스테르 시이트가 3.5:1의 비율로 정방향으로 연신되기전에 적용되기 때문에 동일한 습식 피복을 가정한 완성된 필름의 단위면적당 동일 농도를 얻기 위해서, 첫번째 피복의 농도는 두번째 피복농도의 3.5배 이상이어야 함을 주목해야 한다.
이들 필름의 견본을 상기 열거한 절차에 따라서 금속 및 잉크 점착성에 대해 평가하였다.
시험결과는 표 VI 및 VII에 표기하였다.
[표 VI]
Figure kpo00006
[설명]
대조표준 B는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2500으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
“양호”란 필름 견본 표면으로부터 소량의 금속이 제거됨을 가시적으로 관측할 수 있음을 의미한다.
“보통”이란 필름 견본 표면으로부터 상당량의 금속이 제거됨을 가시적으로 관측할 수 있음을 의미한다.
“열등”이란 필름 견본 표면으로부터 모든 또는 거의 모든 금속이 제거됨을 가시적으로 관측할 수 있음을 의미한다.
[표 VII]
Figure kpo00007
대조표준 A는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2600으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
[실시예 7]
[프리-드로/인터-드로 연속 코우팅 평가]
세개의 올레인산 칼슘 하도처리된 폴리에스테르 필름을 하기 절차에 따라 제조하였다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체를 용융시키고 약 20℃로 유지된 회전식 캐스팅 드럼상에 슬롯트 다이를 통해 압출시켰다. 용융된 중합체를 얼려서 주조 폴리에스테르 시이트를 형성하고, 이어, 올레인산/올레인산 암모늄의 수용액으로 코우팅 처리하고 약 80℃의 온도로 유지하면서, 약 3.5:1의 연신율로 세로로 스트레칭시키기 전에 건조시켰다.
단축으로 연신된 올레인산 암모늄-피복처리된 필름을 0.1중량%의 수산화칼슘 수용액으로 피복처리하기 전에 전기 코로나 방전을 이용하여 표면을 처리하였다. 피복처리된 필름을 건조하고 약 3.9:1의 연신율로 가로방향으로 스트레칭시켜 이축으로 연신된 필름을 산출한 후 약 230℃의 최대온도로 열경화시켰다.
올레인산 암모늄 수용액이 농도를 다르게 하여, 상기 요약한 대로 세개 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
상기 열거한 시험절차에 따라 세개의 필름 견본의 잉크 점착성 및 금속 점착성에 대해 평가하였다. 감습도(Moisture sensitivity)는 EVA필름에 시험 필름의 열시일(센티닐 시일러, 176.7℃(350℉), 1.5초 침지, 40psi를 사용)을 제조하여 평가하였다.
2.54㎝(inch) 너비 스트립을 환경 오븐(37.8℃(100℉), 80% RH)에서 인장(48g)하에 매단 다음 시일이 실패되기전 경과된 시간을 기록하였다.
결과들을 하기 표 VIII-X에 열거하였다:
[표 VIII]
Figure kpo00008
[설명]
대조표준 A는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2600으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
“우수”란 가시관측으로는 금속이 필름 견본 표면으로부터 제거되는 것을 발견할 수 없음을 의미한다.
[표 IX]
Figure kpo00009
[설명]
대조표준 A는 호에츠스트 셀라니스 코포레이션으로부터 상표명 호스타판 2600으로 상업적으로 구입가능한 하도처리된 폴리에스테르 필름이다.
[표 X]
Figure kpo00010

Claims (26)

  1. i) 연신 열가소성 필름; 및 ii) 전구체 A나 B보다 덜 수용성인 상기 필름상에 조성물을 형성하기 위해 A와 B가 반응하도록, 전구체 B를 함유하는 하나의 용액과 전구체 A를 함유하는 또 다른 용액인 두가지 이상의 수성용액으로 상기 필름을 연속적으로 피복시킴으로써 상기 필름에 적용되는, 상기 한면 이상의 필름상의 내습성 피복물로 구성된 내습성, 피복처리 열가소성 필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필름이 연신 폴리에스테르 필름이고, 상기 필름에 대해 인쇄 잉크의 점착성을 증진시키는데 효과적인 양으로 존재하는 상기 내습성 피복물이 10-18개 탄소원자를 갖는 지방산의 알칼리 토류염 하나이상을 포함하는 필름.
  3. 제2항에 있어서, 상기 연신 폴리에스테르 필름이 이축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 필름.
  4. 제2항에 있어서, 상기 피복물의 건조 피복물 중량이 필름 표면적(㎠)당 약 0.49×10-8-0.98×10-5g(1×10-8-2×10-51b/ft2)인 필름.
  5. 제4항에 있어서, 상기 건조 피복물 중량이 필름 표면적(㎠)당 0.98×10-7-3.43×10-6g(2×10-7-7×10-61b/ft2)인 필름.
  6. 제4항에 있어서, 상기 피복물이 올레인산의 알칼리 토류염으로 구성된 필름.
  7. 제6항에 있어서, 상기 피복물이 올레인산 칼슘인 필름.
  8. 제7항에 있어서, 상기 피복물에 직접 적용된 인쇄 잉크 조성물을 갖는 필름.
  9. 제7항에 있어서, 알루미늄, 크롬, 구리, 금, 인듐, 니켈, 은, 스테인레스 강, 주석, 티탄 및 아연으로 구성된 군에서 선택된 금속을 포함하는 금속층이 상기 피복물에 직접 적용된 필름.
  10. 제9항에 있어서, 상기 금속층이 알루미늄으로 구성된 필름.
  11. 제9항에 있어서, 상기 금속층이 진공 증착 기술에 의해 상기 피복물에 적용된 필름.
  12. 하기 i)∼vi) 단계들로 구성된 방법에 의해 제조된 내습성 피복처리된 폴리에스테르 필름: i) 무정형 폴리에스테르 수지를 시이트-형으로 압출시킨 다음 상기 수지를 냉각시켜 주조 폴리에스테르 시이트를 형성하고, ii) 10-18개 탄소원자를 갖는 지방산을 함유하는 첫번째 수성용액으로 상기 시이트를 피복시킨 다음; iii) 상기 폴리에스테르 시이트를 세로방향으로 연신시켜서 일축 연신 폴리에스테르 필름을 형성하고, iv) 상기 일축 연신 폴리에스테르 필름을 알칼리 토류 수산화물을 함유하는 두번째 수성용액으로 피복시킨 다음, v) 상기 일축 연신 폴리에스테르 필름을 가로방향으로 연신시켜서 이축 연신 폴리에스테르 필름을 형성하고, vi) 상기 이축 연신 폴리에스테르 필름을 열경화시킨다.
  13. 제12항에 있어서, 상기 첫번째 수성용액이 올레인산을 포함하고, 상기 두번째 수성용액이 수산화칼슘을 포함하는 필름.
  14. 제13항에 있어서, 인쇄 잉크 조성물을 상기 피복처리된 폴리에스테르 필름에 직접 적용시킨 필름.
  15. 제13항에 있어서, 알루미늄, 크롬, 구리, 금, 인듐, 니켈, 은, 스테인레스 강, 주석, 티탄 및 아연으로 구성된 군에서 선택되는 하나이상의 금속을 포함하는 금속층을 상기 필름의 피복처리된 면에 직접 적용시킨 필름.
  16. 제12항에 있어서, 상기 첫번째 수성용액이 상기 폴리에스테르 시이트를 연신시키기 전에 상기 폴리에스테르 시이트의 표면상에서 건조되는 필름.
  17. 제16항에 있어서, 상기 두번째 수성용액이 상기 일축 연신 폴리에스테르 필름을 연신시키기 전에 상기 일축 연신 폴리에스테르 필름의 표면상에서 건조되는 필름.
  18. 제13항에 있어서, 상기 첫번째 수성용액이 그속에 존재하는 올레인산의 중량을 기준으로, 3-7중량%의 수산화 암모늄을 함유하는 필름.
  19. 하기 i)-iii)의 단계들로 구성되는, 폴리에스테르 필름상에 지방산의 수불용성 알칼리 토류염을 적용시키는 방법: i) 10-18개 탄소원자를 갖는 하나이상의 지방산을 함유하는 첫번째 수성용액으로 상기 필름을 피복시킨 다음; ii) 수용성 알칼리 토류 화합물을 함유하는 두번째 수성용액으로 상기 수성 피복물을 상도처리함으로써 10-18개 탄소원자를 갖는 지방산의 수불용성 알칼리 토류염을 형성하고, iii) 증발에 의해 필름으로부터 물을 제거하여 웨브상에 수불용성 알칼리 토류염 하도를 형성시키는데, 여기서, 상기 필름은 무정형 폴리에스테르 필름을 용융 압출시킨 다음 한 방향 또는 두 방향으로 스트레칭시킴으로써 상기 필름을 연신시키고 상기 필름을 열경화시킴으로써 제조되는 것이고, 상기 하도는 상기 필름에의 인쇄 잉크 점착성을 증진시키는데 유효한 중량으로 존재하며, 상기 피복물들은 한방향으로의 스트레칭전에, 또는 상호 직각인 방향으로 스트레칭시키기 전 한방향으로의 스트레칭후에, 또는 연신 필름을 권취시키기전 스트레칭시킨 후에 필름에 적용된다.
  20. 제19항에 있어서, 상기 첫번째 수성용액이 세로방향으로 필름을 스트레칭시키기 전에 상기 필름에 적용되는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 두번째 수성용액이 가로방향으로 필름을 스트레칭시키기 전에 일축 연신 필름에 적용되는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 첫번째 수성용액이 올레인산을 포함하고 상기 두번째 수성용액이 수산화칼슘을 포함하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 첫번째 수성용액이, 그속에 존재하는 올레인산의 중량을 기준으로, 3-7중량%의 수산화암모늄을 함유하는 방법.
  24. 하기 i)-iii)의 단계들로 구성되는, 폴리에스테르 필름상에 지방산의 수불용성 알칼리 토류염을 적용시키는 방법: i) 수용성 알칼리 토류 화합물을 포함하는 첫번째 수성용액으로 상기 필름을 피복시킨 다음, ii) 10-18개 탄소원자를 갖는 지방산을 포함하는 두번째 수성용액으로 상기 첫번째 수성용액을 상도처리함으로써 10-18개 탄소원자를 갖는 지방산의 수불용성 알칼리 토류염을 형성하고, iii) 증발에 의해 필름으로부터 물을 제거하여 웨브상에서 수불용성 알칼리 토류염 하도를 형성시키는데, 여기서, 상기 필름은 무정형 폴리에스테르 필름을 용융 압출시킨 이후에 한 방향 또는 두 방향으로 스트레칭시킴으로써 상기 필름을 연신시키고 상기 필름을 열경화시킴으로써 제조되는 것이고, 상기 하도는 상기 필름에 대해 인쇄 잉크의 점착성을 증진시키는데 유효한 중량으로 존재하며, 상기 피복물들은 한방향으로의 스트레칭전에, 또는 상호 직각인 방향으로의 스트레칭전 한 방향으로의 스트레칭후에, 또는 연신 필름을 권취시키기전 스트레칭시킨 후에 필름에 적용된다.
  25. 제24항에 있어서, 상기 첫번째 수성용액이 세로방향으로 필름을 스트레칭되기 전에 상기 필름에 적용되는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 두번째 수성용액이 가로방향으로 상기 필름을 스트레칭시키기 전에 일축 연신 필름에 적용되는 방법.
KR1019880014407A 1987-11-03 1988-11-02 내습성, 피복처리된 열가소성 필름 및 그 필름상에 지방산의 수불용성 알칼리 토류염의 적용방법 KR910009918B1 (ko)

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