KR920000617B1

KR920000617B1 - 제도용 매트필름의 제조방법

Info

Publication number: KR920000617B1
Application number: KR1019890014324A
Authority: KR
Inventors: 김광태; 김용수; 김익성
Original assignee: 제일합섬 주식회사; 이수환
Priority date: 1989-10-05
Filing date: 1989-10-05
Publication date: 1992-01-17
Also published as: KR910007677A

Abstract

내용 없음.

Description

제도용 매트필름의 제조방법

제1도는 본 발명의 방법으로 제조된 제도용 매트필름의 구조를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 폴리에스테르 필름 2 : 프라이머층

3 : 무기입자 #1 4 : 무기입자 #2

5 : 제도용 매트필름

본 발명은 연필 및 제도잉크의 필기성이 우수한 제도용 매트필름을 제조하는 방법에 관한 것으로서, 특히 종래의 제조용 매트필름보다 필기성 및 소거성이 우수한 제도용 매트필름의 제조방법에 관한 것이다.

제도용 매트필름은 제도용 종이보다 기계적강도, 칫수안정성, 내후성, 필기성이 우수하다. 이러한 특성을 이용하여 항공, 조선, 자동차, 건설, 전자등 산업분야의 설계제도용으로 많이 사용되고 있다. 제도용 매트필름의 일반적인 형태는 투명한 플라스틱 필름, 필름표면에 얇게 코팅시킨 프라이머(PRIMER)층, 실리카(SiO₂), 카오린(Al₂O₃S iO₂2H₂O), 알루미나(Al₂O₃), 산화티탄(TiO₂), 황산바륨(Ba₂SO₄)등을 (무기입자)함유한 매트층으로 구성되어 있다.

종래에는 플라스틱 필름의 표면에 필기성을 부여하기 위하여 모래를 고속으로 필름표면에 투사시키는 샌드블라스트법(Sand Blast : 일본특공소 45-10834호, 특개소 50-83478호)과 용매로 필름표면을 부식시키는 에칭법(Etching : 미국특허 제3497406호)을 사용하였다. 그러나 샌드블라스트법은 연필에 대한 필기성은 우수하나 제도잉크에 대한 필기성이 부족하며 투사기 마모 및 불균일한 매트면이 생성되고, 에칭법은 필름표면의 조면화가 약하며 불균일하기 때문에 연필 및 제도잉크의 필기성이 부족한 단점이 있다.

근래에는 실리카, 카오린, 알루미나, 산화티탄등을 (무기입자) 함유한 바인더를 필름에 도포하는 케미칼 코팅법(Chemical Coating)을 채택하여 상기 문제점을 개선하여 널리 채택하고 있다. 영국특허 제1047697호, 제3353958호, 미국특허 제3627563호등에서는 비닐리덴크로라이드 공중합체, 폴리메틸메타 아크릴레이트, 폴리에스테르등의 소수성수지에 무기입자를 혼입시켜 지지필름과 매트층간의 접착력 및 연필필기성, 소거성이 우수한 제도용 매트필름이 제조되었고, 일본 특공소 45-20394호, 특공소 47-18296호, 특공소 50-1152호, 특개소 54-97684호, 특개소 57-159649호, 특개소 60-6460호, 특개소 61-40197호에서는 셀루로오즈, 피로리돈, PVA, 젤라틴, 카제인, 알부민등의 친수성수지를 매트층에 혼입시키거나, 소수성수지 또는 소수성수지에 친수성수지가 함유된 매트층위에 오버코팅시키므로서 제도잉크에 대한 필기성을 향상시켰으나 제도잉크에 대한 소거가 완전히 되지 않는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 종래 제조방법에서 나타난 이러한 결함을 해결하기 위하여 제도잉크에 대한 필기성 및 소거성이 우수한 동시에 매트층과 지지필름간의 접착력, 매트층의 내용제성, 연필에 대한 필기성 및 소거성이 우수한 제도용 매트필름의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 제도용 매트필름을 제조함에 있어서 투명한 플라스틱필름의 양면 또는 단면에 흡유량이 각각 다른 무기산화물 입자를 함유한 폴리올수지 및 폴리이소시아네이트로된 열경화성 폴리우레탄수지를 도포하여 매트층을 제조한 것으로서, 지지필름과 매트층간의 접착력, 연필 및 제조잉크에 대한 필기성, 소거성 및 매트층의 내용제성이 우수한 매트필름의 제조방법을 특징으로 하고 있다. 지지체로 사용되는 플라스틱필름으로는 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 셀루로오즈트리아세테이트등이 있다. 이중에서도 칫수안정성, 내열성등 기계적강도, 열적성질 및 내후성이 우수한 폴리에스테르가 가장 좋다.

폴리에스테르필름은 이축연신 폴리에틸렌테레프탈레이트필름으로서 에틸렌테레프탈레이트단위를 80중량%이상 함유한 중합체를 이축연신시켰으며, 두께는 사용 목적에 따라 차이가 있지만 20-200㎛ 정도가 적당하고 가시광선 투과율이 75% 이상의 것이 좋으며, 매트층과의 접착력을 향상시키기 위하여 표면에 코로나 처리 또는 아크릴수지, 폴리우레탄 폴리에스테르 공중합체를 처리한 필름을 사용하는 것이 특히 좋다.

매트층에 사용된 열경화성 폴리우레탄수지는 폴리올수지와 폴리이소시아네이트로 되어 있다. 여기서 폴리올수지로는 1분자중에 2개 이상의 수산기를 갖는 고분자물질을 의미하며, 구체적으로는 폴리에틸렌글리콜, 양말단에 수산기를 갖는 폴리에스테르, 폴리에테르, 아크릴수지등이 있다. 시판품으로서는 독일 바이엘사의 데스모펜 800,1300,1100,650,670,690과 일본 다께다화학의 다께락 UA-720, 대일본화학공업사(DIC)의 에피크론 730, 히다찌화학의 히타로이드 3008,3080,3088등이 있다. 이들중에서 특히 아크릴계수지가 좋다. 아크릴계 폴리올수지는 접착력, 표면강도, 내용제성등이 우수해야 하므로 유리전이(Tg)온도가 40-75℃인 수지가 적당하다. 특히 50-70℃ 범위의 유리전이온도인 아크릴수지를 사용함이 좋다. 유리전이온도가 40℃이하의 아크릴 폴리올수지를 사용하면 도막경도가 낮고 건조성이 나쁘게 되며, 유리전이온도가 75℃ 이상의 아크릴 폴리올수지를 사용하면 내충격성이 약하여 균열이 생기기 쉽고 필름이 접힐시 백화현상이 일어나 상품가치를 떨어뜨리게 된다. 폴리이소시아네이트로서는 분자쇄에 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물로서 지방족과 방향족 이소시아네이트 프리폴리머(Prepolymer)가 있다.

지방족 이소시아네이트로서는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 메틸이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트의 뷰렛 (Burette)유도체, 헥사메틸렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판의 어닥트(Adduc t)체가 있다. 방향족 이소시아네이트로서는 트리렌디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 메타페닐렌디이소시아네이트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트와 트리메틸올프로판의 어닥트(Adduct)체, 트리렌디이소시아네이트의 삼량체, 트리렌디이소시아네이트와 헥사메틸렌디이소시아네이트의 결합체등이 있다.

시판품으로는 독일 바이엘사의 데스모더 N75,HL,L,T,M,R, 미국 유니로얄사의 바이렌 T,DDM, 일본 폴리우레탄 공업사의 미리오네이트 MT,MR, 코로네이트 L,HL,2030, 다께다화학의 다께네이트 D102, D202,D110N,D140등이 알려져 있다.

이 폴리이소시아네이트중에서 지방족계의 것이 자외선에 의한 변색이 없으므로 특히좋다.

또, 폴리올수지와 폴리이소시아네이트와의 비율은 각 성분의 종류에 따라, 지지필름의 종류에 따라 다소 차이가 있지만 일반적으로 NCO/OH 당량비로써 0.8-2.0, 특히 1.0-1.6이 좋다. 폴리이소시아네이트량이 과다하면 매트층의 건조성이 나쁘고, 접착성이 떨어지며 도막에 균열이 생기기 쉽고 내충격성이 약하게 되고 생산기술상 어려운 점이 많으며, 폴리이소시아네이트량이 적으면 가교가 불충분하게 되어 매트층의 내용제성 및 접착성도 나쁘게 된다.

매트층에 사용된 매트제로서는 실리카, 카오린, 산화티탄, 황산바륨, 알루미나등의 무기입자분말등이 있으며, 경도가 우수하고 연필 및 제조잉크 필기성이 양호한 실리카와 백색도 조절이 용이한 산화티탄이 좋다. 실리카와 산화티탄의 비율은 SiO₂/TiO₂비로써 10/0.1-10/2가 좋다. 만약 10/0.1 이상이면 백색도가 낮게 되고, 10/2 이하이면 매트층의 투명성이 낮으며 딱딱하여 유연성이 떨어진다. 실리카는 제도잉크에 대한 필기성 및 소거성이 우수하도록 흡유량이 100㎖/100g 이하의 실리카와 200㎖/100g 이상의 실리카를 혼합 사용한다. 이들의 비율은 1/0.2-1/5가 좋다. 만약 흡유량이 낮은 실리카가 많이 첨가되면 제도잉크에 대한 필기성이 불량하고 소량 첨가하면 제도잉크에 대한 소거성이 나쁘게 된다. 일반 시판품으로서는 일본 후지데이비슨사의 싸이로이드 65,244,308,800,978,404,66,72,74와, 데구사(Degussa)의 OK412,HK400,TS100등이 있다.

매트층의 폴리올수지 및 폴리이소시아네이트로된 열경화성 폴리우레탄수지와 매트제인 무기입자와의 비율은 매트제/폴리올수지의 중량비로써 1/0.5-1/20이 좋다. 만약 이 비율이 1/20 이하이면 매트층 표면의 조도가 낮아 연필에 의한 필기성 및 소거성이 나쁘게 되고, 1/0.5 이상이면 지지필름에 대한 매트층의 접착력 및 도막강도가 저하된다. 매트층에 사용하는 이상의 수지에 염화비닐 초산비닐 공중합체를 첨가하여 도막물성을 향상시킬 수 있다. 이 경우 비닐공중합체의 첨가량은 매트층의 전체량중 30% 이하가 적당하다.

본 발명의 제도용 매트필름을 제조하기 위해서는 먼저 폴리올수지 및 폴리이소시아네이트를 적당한 용매에 용해시킨후 매트제를 첨가하여 초음파, 고속교반기, 볼밀, 샌드밀, 롤밀등의 분산수단으로써 분산시켜 코팅액을 제조한다.

이 코팅액을 플라스틱필름의 단면 또는 양면에 메이어바코터(Mayer Bar Coater), 그라비아 롤코터, 리버스롤코터, 에어나이프(Air Knife)등으로 도포 두께가 3-10㎛되게 코팅하여 100-180℃에서 1-2분간 건조후 40-70℃에서 2일 이상 숙성시켜 완전히 경화시킨다. 폴리올수지 및 폴리이소시아네이트의 용매로서는 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 글리콜아세테이트, 모노에틸에테르, 부틸아세테이트, 톨루엔, 아세톤, 크실렌, 모노클로로벤젠, 셀로솔브, 시클로헥사논등의 수산기가 없는 것이 좋다.

이상에서와 같이 본 발명의 방법에 따라 제조된 제도용 매트필름은 종래 방법에서 나타나는 제도용 잉크에 대한 소거성의 문제점을 해결하였으며 연필 필기성 및 소거성, 매트층의 접착력, 표면경도, 내용제성등의 우수한 특성을 갖게 되었다.

이하 본 발명을 실시예에 따라 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 실시예에서 사용된 연필경도시험은 JIS K5401에 의거하여 요시미쭈(Yoshi mitsu)사의 연필경도시험기로 평가하였으며, 지지필름과 매트층간의 접착력은 ASTM3359에 의거하여 1㎜ 간격으로 크로스카터(Cross Cutter)로 매트층을 절단하여 셀로판테프로 점착후 90˚로 박리시 매트층의 박리상태를 5단계로 분류 평가하였으며 이때에 박리되는 절취면이 전혀 없는 것을 5, 절취전면이 박리되는 것을 1로 하였다. 또 연필필기성 및 소거성은 2H 연필로 필기한 후 고무지우개로 수거시 양호하게 필기 및 소거가 된 것을 5, 필기 및 소거가 불량한 것을 1로 하여 5단계로 분류하였으며, 제도잉크에 대한 필기성 및 소거성은 휴렛트 페카드(HP)사의 CAD로 제도한후 고무지우개로 소거시 양호하게 필기 및 소거가 된 것을 5, 필기 및 소거가 불량한 것을 1로 하여 5단계로 분류평가하였다. 내용제성은 MEK를 적신 면으로 매트층 표면을 마찰시켜 지지필름표면이 나타날때까지 문지른 횟수로써 평가하였다.

[실시예 1]

두께가 75㎛의 이축연신 폴리에틸렌테테프탈레이트필름의 양면에 다음과 같이 조성된 매트액을 각각의 도포 건조량이 6g/㎡되도록 그라비아 롤코터로 도포하여 1분간 가열 건조후 70℃에서 1일간 숙성시켜 제도용 매트필름을 제조하였다.

○ 아크릴폴리올수지(일본 히다찌 가세이제품, 히타로이드 3008)……………64.2중량%

○ 폴리이소시아네이트(일본 폴리우레탄공업사제품, 코로네이트 HL)…21.4중량%

○ 실리카(FUJI DAVISON제품, 싸이로이드 65)……………………6.6중량%

○ 실리카(FUJI DAVISON제품, 싸이로이드 308)…………………6.6중량%

○ 산화티탄………………………………………………………………1.2중량%

○ 에틸아세테이트/톨루엔(3/8)………………상기성분들의 고형분이 25%되도록 희석

[실시예 2]

다음의 매트액을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 제도용 매트필름을 제조하였다.

○ 아크릴폴리올수지(실시예 1과 동일)……………………………57.6중량%

○ 폴리이소시아네이트(실시예 1과 동일)…………………………20.6중량%

○염화비닐-초산비닐 공중합체(미국 UCC제품,VAGH)…………5.8중량%

○ 실리카(FUJI DAVISON제품, 싸이로이드 65)…………………8.2중량%

○ 실리카(FUJI DAVISON제품, 싸이로이드 244)…………………6.6중량%

○ 에틸아세테이트/톨루엔(3/8)……상기 성분들의 고형분이 25%되도록 희석

[실시예 3]

○ 아크릴폴리올수지(실시예 1과 동일)……………………………58.4중량%

○ 폴리이소시아네이트(실시예 1과 동일)…………………………19.5중량%

○염화비닐-초산비닐 공중합체(미국 UCC제품,VAGH)…………6.0중량%

○ 실리카(FUJI DAVISON제품, 싸이로이드 66)…………………6.0중량%

○ 실리카(FUJI DAVISON제품, 싸이로이드 72)…………………9.0중량%

○ 산화티탄………………………………………………………………1.1중량%

[실시예 4]

다음의 매트액을 사용한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 제도 매트필름을 제조하였다.

○ 아크릴폴리올수지(실시예 1과 동일)………………………………53.8중량%

○ 폴리이소시아네이트(실시예 1과 동일)……………………………20.7중량%

○ 니트로셀룰로오즈(기요꾸화성제품, H-1/2)………………………8.3중량%

○ 실리카(FUJI DAVISON제품, 싸이로이드 65)……………………6.9중량%

○ 실리카(FUJI DAVISON제품, 싸이로이드 72)……………………8.9중량%

○ 산화티탄…………………………………………………………………1.4중량%

[비교예 1]

○ 아크릴폴리올수지(실시예 1과 동일)……………………………62.2중량%

○ 폴리이소시아네이트(실시예 1과 동일)…………………………20.7중량%

○ 실리카(FUJI DAVISON제품, 싸이로이드 65)…………………15.9중량%

[비교예 2]

○ 아크릴폴리올수지(실시예 1과 동일)………………………………61.7중량%

○ 폴리이소시아네이트(실시예 1과 동일)……………………………22.0중량%

○ 실리카(FUJI DAVISON제품, 싸이로이드 308)…………………15.0중량%

○ 산화티탄…………………………………………………………………1.3중량%

[비교예 3]

○ 아크릴폴리올수지(실시예 1과 동일)………………………………54.9중량%

○ 폴리이소시아네이트(실시예 1과 동일)……………………………19.6중량%

○ 니트로셀룰로오즈(기요꾸화성제품, H-1/2)………………………8.6중량%

○ 실리카(FUJI DAVISON제품, 싸이로이드 308)…………………15.7중량%

○ 산화티탄…………………………………………………………………1.2중량%

이와 같이 하여 형성된 매트층위에 다음과 같이 조성된 친수성수지를 도포하되 건조후 도포량이 1g/㎡이 되도록 그라비아 롤코터로 도포하고 100℃에서 1분간 경화시켜 제도용 매트필름을 제조한다.

○ 젤라틴………………………………………………………6.5 %

○ 글리옥살………………………………………………0.4중량%

○ 물……………………………………………………37.2중량%

메탄올…………………………………………………55.9중량%

상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 제도용 매트필름에 대한 접착력, 연필 및 제도잉크에 대한 필기성 및 소거성, 내용제성, 연필경도에 관한 특성결과를 표 1에 나타내었다.

[표 1]

이상에서 본 바와 같이 본 발명에 의한 실시예 1-4의 제도용 매트필름의 제조방법은 표 1에 나타난 바와 같이 접착력, 연필강도, 내용제성뿐만 아니라 연필 및 제조잉크에 대한 필기성 및 소거성이 우수함을 알 수 있다.

Claims

플라스틱필름의 단면 또는 양면에 폴리올수지 및 폴리이소시아네이트로 된 열경화성 폴리우레탄수지와 흡유량이 각각 다른 2종의 실리카 및 산화티탄으로 이루어지는 매트제를 첨가한 후 이를 충분히 분산시켜서 된 코팅액을 3-10㎛두께로 코팅하고 100-180℃에서 1-2분간 건조시킨다음 40-70℃에서 2일 이상 숙성시킴을 특징으로 하는 제도용 매트필름이 제조방법.
제1항에 있어서, 매트제로 이용되는 실리카는 흡유량이 100㎖/100g 이하의 실리카와 200㎖/100g 이상의 실리카를 1/0.2-1/5 중량비로 혼합 사용함을 특징으로 하는 제도용 매트필름의 제조방법.