상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은, 폴리에스테르 기재 필름의 적어도 일면에 하기 화학식 1로 표시되는 4급 암모늄 설페이트 유도체와 하기 화학식 2로 표시되는 폴리실록산 수지를 포함하는 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 열수축성 폴리에스테르 필름을 제공한다.
<화학식 1>
<화학식 2>
상기 식중, R은 -CH3, -OH, -H, -COOH로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R'은 독립적으로 -CH3, -COOH, -OH, -CH2CH2OH로 이루어진 군으로부터 선택되고,
X는 독립적으로 -Cl, -OH, -OCH3, -OC2H5, -H, -NH2, -N(CH3)2, -CH=CH2로 이루어진 군으로부터 선택되고,
n은 2 내지 15이다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 코팅층은 4급 암모늄 설페이트 유도체의 함량이 조성물 총중량을 기준으로 0.01 내지 1중량%이고, 폴리실록산 수지의 함량이 0.01 내지 0.5 중량% 이고 나머지량의 용매를 포함하는 표면처리 조성물에 의해 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 코팅층의 두께가 0.01 내지 5㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 폴리에스테르 기재 필름이 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 폴리에스테르 기재 필름이 트리메틸렌 테레프탈레이트 반복단위에 외에도 에틸렌테레프탈레이트 반복단위 및 2,2-디메틸(-1,3-프로필렌) 테레프탈레이트 반복단위를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 폴리에스테르 기재 필름은 트리메틸렌 테레프탈레이트 반복단위의 함량이 5 내지 25몰%, 에틸렌 테레프탈레이트 반복단위의 함량이 45 내지 90몰%, 2,2-디메틸(-1,3-프로필렌) 테레프탈레이트 반복단위의 함량이 5 내지 30몰% 인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 폴리에스테르 기재 필름은 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올 공중합 폴리에스테르를 블렌딩하여 제조된 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 극한점도가 0.7 내지 0.95 인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올 공중합 폴리에스테르는 디카본산 성분으로서 테레프탈산 또는 디메틸테레프탈레이트와 디올성분으로서 에틸렌글리콜 및 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올을 공중합시켜 얻는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올 공중합 폴리에스테르의 극한점도가 0.5 내지 0.7이고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 극한점도가 0.5 내지 0.65 인 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올 공중합 폴리에스테르는 에틸렌 테레프탈레이트 반복단위 75 내지 85몰% 및 2,2-디메틸(-1,3-프로필렌) 테레프탈레이트 반복단위 15 내지 25몰%를 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 폴리에스테르 기재 필름의 트리메틸렌테레프탈레이트 반복단위가 디카본산으로서 디메틸테레프탈레이트와 디올로서 프로판디올의 반응 생성물로부터 유래한 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 반응물이 디카본산 성분으로서 디메틸이소프탈레이트 및 디메틸-2,6-나프탈렌디카르복실레이트를 더 포함하며, 디올 성분으로서 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올 및 에틸렌글리콜을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 디카본산 성분은 디메틸이소프탈레이트 20몰% 이하, 디메틸-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 10몰% 이하, 디메틸테레프탈레이트 70 내지 100몰%를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 디올 성분은 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올 5 내지 20몰%, 프로판디올 5 내지 20몰% 및 에틸렌글리콜 60 내지 90몰%를 포함하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명은 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명에서는 열수축성 폴리에스테르 기재 필름의 적어도 일면에 화학식 1의 4급 암모늄 설페이트 유도체와 화학식 2의 폴리실록산 수지를 함유하는 코팅층을 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 열수축 폴리에스테르 필름이 특징적으로 구비하는 코팅층은 전술한 화학식 1의 암모늄 설페이트 유도체를 용매와 혼합하고 여기에 화학식 2로 표시되는 폴리실록산 수지를 혼합하여 제조한 표면 처리 조성물을 폴리에스테르 기재 필름에 통상적인 방법으로 도포 및 건조하여 형성될 수 있다.
본 발명에서 사용하기에 바람직한 암모늄 설페이트 유도체는 상기 화학식 1에서 R은 -CH3, -OH, -H 또는 -COOH인 화합물이다. 이러한 암모늄 설페이트 유도체는 열수축성 폴리에스테르 필름의 대전방지성, 슬립성, 후가공성(예를 들어, 커팅성, 라벨링성) 등의 성능향상에 기여한다. 표면처리 조성물에 함유되는 암모늄 설페이트의 함량은 표면처리 조성물의 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 1 중량%인 것이 바람직하다. 암모늄 설페이트 유도체의 함량이 0.01 중량% 미만이면 대전방지 효과가 미미하고, 1 중량%를 초과하면 필름간의 블로킹이 발생하여 바람직하지 못하다.
본 발명에서 사용하기에 바람직한 폴리실록산 수지는 전술한 화학식 2에서 R'이 독립적으로 -CH3, -COOH, -OH, -CH2CH2OH로 이루어진 군으로부터 선택되고, X가 독립적으로 -Cl, -OH, -OCH3, -OC2H5, -H, -NH2, -N(CH3)2, -CH=CH2로 이루어진 군으로부터 선택되고, n은 2 내지 15인 화합물이 바람직하다. 이와 같은 구조를 갖는 폴리실록산 수지는 코팅 강도, 대전방지성, 내수성 및 필름끼리의 용매접착성 향상에 기여한다. 표면 처리 조성물에 함유되는 폴리실록산 수지의 함량은 표면처리 조성물의 중량을 기준으로 하여 0.01 내지 0.5 중량% 이다. 폴리실록산 수계 수지의 함량이 0.01 중량% 미만이면 도막 형성이 저해되고 0.5중량%를 초과하면 도막 안정성이 없어져서 불균일한 도막이 형성되거나 대전방지성이 오히려 저하될 수 있다.
암모늄 설페이트 유도체는 수용액의 형태로 톨루엔, 메틸에틸케톤, 이소프로필알콜, 에틸알콜 또는 이들의 혼합물과 같은 용매와 혼합되는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 표면 처리 조성물에는 각종 첨가제 예를 들어 pH 조절제, 산화방지제, 염료, 안료, 슬립제 등을 더 함유시킬 수 있다.
상기함 바와 같이 제조한 표면 처리 조성물은 폴리에스테르 기재 필름에 도포하는 공정으로는 열수축성 폴리에스테르 필름의 제조공정을 진행하는 중에 코팅하는 방법(인-라인 공정)과 열수축성 폴리에스테르 필름을 일단 제조한 다음 코팅하는 방법(오프-라인 공정)의 2가지 공정이 있을 수 있으며, 구체적인 도포 방식은 그라비어롤 방식, 리버스롤 방식, 메이어바 방식, 스프레이 방식 등 통상적으로 사용되는 모든 방법이 적용가능하다.
표면 처리 조성물을 폴리에스테르 기재 필름의 일면 또는 양면에 도포 및 건조하여 형성되는 코팅층의 두께는 0.01 내지 5㎛ 인 것이 바람직하다. 만약 코팅층의 두께가 0.01㎛ 미만이면, 본 발명의 열수축성 필름에 대전방지성 및 내수성과 같은 기능성을 충분히 부여하지 못하고 5㎛를 초과하면 필름간의 블로킹성과 후공정중 용매접착성이 상실될 우려가 있다. 즉, 코팅층의 두께가 너무 두꺼우면 낮은 연신 온도에서 충분한 건조가 어려워 롤상에서 블로킹이 발생할 우려가 있을뿐 아니라 튜브형상을 만드는 실링 공정 중 용제가 필름에 침투(스웰링)하기 어려워 접착력이 약해질 수 있다.
본 발명에 의한 코팅층이 형성되는 폴리에스테르 기재 필름의 종류는 특별히 제한되지 않으며 통상적인 열수축성 폴리에스테르 필름이라면 어느 것이라도 사용가능하다.
그러나, 본 발명이 기본적인 기술적 과제로 하고 있는 대전방지성, 슬립성,인쇄적성 및 후가공성과 같은 물성의 향상 외에 투명성, 수축특성과 같은 물성을 아울러 향상시키기 위해서는 열수축성 폴리에스테르 기재 필름의 조성이 트리메틸렌 테레프탈레이트 반복단위를 함유하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 의하면, 폴리에스테르 기재 필름은 전체 구성성분 대비, 트리메틸렌 테레프탈레이트 반복단위 5 내지 25몰%, 에틸렌 테레프탈레이트 반복단위 45 내지 90몰% 및 2,2-디메틸(-1,3-프로필렌) 테레프탈레이트 반복단위 5 내지 30몰%를 포함할 수 있다.
트리메틸렌 테레프탈레이트의 함량이 5몰% 미만이면 주수축방향에 대한 수직방향의 수축률이 커지므로 단부활상 현상이 발생할 우려가 있으며, 50℃ 이하에서의 자연수축률이 크고 필름의 투명성도 저하된다. 상기 함량이 25몰%를 초과하면 연신 결정화가 과도하게 일어나므로 오히려 주수축방향의 수축률이 저하되는 문제점이 있으므로 바람직하지 않다.
에틸렌 테레프탈레이트 반복단위의 함량이 45몰% 미만인 경우에는 제조된 폴리에스테르계 필름의 내열성 및 연신성이 불량하게 되고, 90몰%를 초과하는 경우에는 충분한 열수축률을 얻을 수 없을 뿐만 아니라 용제에 대한 접착성이 불량해진다.
2,2-디메틸(-1,3-프로필렌) 테레프탈레이트 반복단위의 함량이 5몰% 미만이면 용기의 전체피복용으로 사용하기에 충분한 열수축률을 얻을 수 없고 일축연신후 미연신 방향으로의 필름강도가 낮으므로 권취시 필름의 파단이 쉽게 발생하는 문제점이 있다. 상기 함량이 30몰%를 초과하면 내열성이 저하되어 제막연신성이 불량해므로 균일한 두께의 필름을 얻을 수 없다.
본 발명에 사용하기에 바람직한 폴리에스테르 기재 필름에 전술한 바와 같은 반복단위를 도입하기 위해서, 디카본산 성분으로서 테레프탈산 또는 디메틸테레프탈레이트와, 디올 성분으로서 에틸렌글리콜 및 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올을 공중합시켜 얻은 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올 공중합 폴리에스테르를 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트와 블렌딩하는 것이 바람직하다.
2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올 공중합 폴리에스테르의 디메틸(-1,3-프로필렌)테레프탈레이트 반복단위의 함량은 15 내지 25몰%인 것이 바람직하다. 15몰% 미만인 경우에는 충분한 열수축특성을 갖는 필름을 얻을 수 없고, 25몰%를 초과하는 경우에는 중합도를 높이기 어려울 뿐만 아니라 공중합도가 커서 비결정성이 과도하게 높아지므로, 건조시의 융착문제를 방지하기 위한 예비결정화가 곤란하게 되어 저온에서 장시간의 건조를 해야 한다. 또한, 용융압출기도 비결정성 폴리머용으로 특별히 고안된 설비를 사용하지 않으면 안된다는 문제점이 있기 때문이다.
상기 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올 공중합 폴리에스테르의 바람직한 극한점도는 0.5 내지 0.7이며, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트의 극한점도는 각각 0.5 내지 0.65 및 0.7 내지 0.95인 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 의하면, 본 발명에서 사용하기에 바람직한 폴리에스테르 기재 필름은, 디카본산 성분인 디메틸테레프탈레이트 반복단위와 디올 성분인 프로판디올 반복단위를 중합하여 얻을 수 있으며, 바람직하기로는 디카본산 성분으로서 디메틸이소프탈레이트와 디메틸-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 를 더 함유하고, 디올성분으로서 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올과 에틸렌글리콜을 함께 중합하여 얻을 수 있다.
상기 반응물중 디메틸이소프탈레이트와 디메틸-2,6-나프탈렌디카르복실레이트, 디메틸테레프탈레이트의 함량은 각각 0 내지 20 몰%, 0 내지 10 몰%, 70 내지 100 몰%인 것이 바람직하다. 만약 디메틸이소프탈레이트 반복단위와 디메틸-2,6-나프탈렌디카르복실레이트 반복단위의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 디올 성분과의 중합 반응성이 약화되어 균일한 최종 성분 함량이 나오지 않으므로 최종 제막 공정중 필름의 두께가 불안정해지는 문제점이 있다.
디올성분인 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올, 프로판디올 및 에틸렌글리콜의 함량은 각각 5 내지 20 몰%, 5 내지 20 몰%, 60 내지 90 몰%인 것이 바람직하다. 만약 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올과 에틸렌글리콜의 함량이 상기 범위 미만인 경우에는 최종적인 열수축성 필름의 열수축율을 얻지 못하고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 수축응력이 높아져 균일한 후공정을 얻지 못할 수 있다.
또한, 본 발명의 열수축성 필름 제조에 사용되는 폴리에스테르 수지는 각종 첨가제를 포함할 수 있다. 예를 들어 중합촉매, 분산제, 정전인가제, 블로킹 방지제, 기타 활제를 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 첨가할 수 있다.
본 발명의 열수축성 필름에 사용되는 기재 필름은 이상과 같이 제조된 폴리에스테르 수지를 압출성형하여 용융쉬트를 제조한 다음 냉각 및 고화시켜 냉각고화된 폴리에스테르 쉬트를 얻고, 이를 텐터법에 의하여 1축 연신하면 얻을 수 있다.
본 발명에 의한 표면 처리 조성물은 인라인 코팅의 경우는 연신 전의 폴리에스테르 쉬트에 전술한 바와 같은 방식으로 코팅되며, 오프라인 코팅의 경우는 1축연신된 필름에 코팅될 수 있다. 코팅층이 형성된 폴리에스테르 필름은 후속적으로 덴터법에 의하여 1축 및 축차 2축연신함으로써 본 발명에 의한 열수축성 폴리에스테르 필름이 완성될 수 있다.
본 발명에 의한 열수축성 폴리에스테르 필름은 두께가 12 내지 125㎛인 것이 바람직하며, 연신 균일성이 우수하고 두께 균일성이 있어서 라벨 또는 식품 포장용으로 사용시 열수축 균일성, 잉크 접착성, 수분 및 기체 차단성이 우수하다. 또한, 대전방지성 우수할 뿐만 아니라 보관상태에서 시간이 지남에 따라 필름 표면 처리면에서 서로 들러붙는 따위의 외관 변화가 없고 본 필름을 사용하여 제작한 인쇄 라벨은 고온 음료의 충진시 융착되지 않는 우수한 특성을 갖고 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 들어 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 실시예로만 한정되는 것은 아니다.
제조예 1-6 : 폴리에스테르 기재 필름의 제조
폴리에틸렌테레프탈레이트(A)는 통상적인 방법으로 제조하였으며, 극한점도는 0.62이었다.
디메틸테레프탈레이트 100몰부 및 1,3-프로판디올 140몰부를 교반기와 증류탑이 부착된 오토클레이브에 투입하였고, 에스테르 교환반응 촉매로서 테트라부틸렌티타네이트를 디메틸테레프탈레이트 대비 0.05중량% 투입한 다음 부생물인 메탄올을 제거하며 220℃까지 승온하면서 반응을 진행시켰다. 에스테르 교환반응이 종료된 후 안정제로 트리메틸포스페이트를 디메틸테레프탈레이트 대비 0.045 중량%를 투입하고 10분 후 중합촉매로 안티모니트리옥사이드를 0.02중량% 투입하였다. 이어서, 5분후에 진공설비가 부착된 제 2반응기로 이송한 후 280℃에서 약 180분간 중합하여 극한점도가 0.85인 트리메틸렌테레프탈레이트의 단독중합체(B)를 얻었다.
디메틸테레프탈레이트 100몰부, 에틸렌글리콜 110몰부 및 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올 40몰부를 교반기와 증류탑이 부착된 오토클레이브에 투입하였고, 에스테르 교환반응 촉매로서 초산망간을 디메틸테레프탈레이트 대비 0.07중량% 투입한 다음 부생물인 메탄올을 제거하며 220℃까지 승온하면서 반응을 진행시켰다. 에스테르 교환반응이 종료된 후 안정제로 트리메틸포스페이트를 디메틸테레프탈레이트 대비 0.04중량%를 투입하고 5분 후 중합촉매로 안티모니트리옥사이드 0.035중량% 및 테트라부틸렌티타네이트 0.005중량%를 투입하고 10분간 교반하였다. 이어서, 진공설비가 부착된 제 2 반응기로 이송한 후 285℃로 승온하면서 서서히 감압하고 약 210분동안 중합하여 극한점도가 0.60인 2,2-디메틸(-1,3-프로판)디올 공중합 폴리에스테르(C)를 얻었다.
상기와 같이 제조한 폴리에스테르 (A), (B) 및 (C)를 적절히 블렌드한 후 280℃로 용융압출하고 20℃로 유지되는 캐스팅롤에서 냉각하여 무정형의 쉬트를 얻었다. 이 폴리에스테르 쉬트를 텐터법에 의하여 1축 연신하여 표 1과 같은 조성을 갖는 폴리에스테르 기재 필름을 얻었다.
제조예 |
반복단위 함량(몰%) |
에틸렌테레프탈레이트 |
트리메틸렌테레프탈레이트 |
2,2-디메틸(-1,3-프로필렌) 테레프탈레이트 |
제조예 1 |
51 |
25 |
24 |
제조예 2 |
61 |
25 |
14 |
제조예 3 |
66 |
20 |
14 |
제조예 4 |
75 |
14 |
11 |
제조예 5 |
82 |
10 |
8 |
제조예 6 |
88 |
5 |
7 |
제조예 7 : 폴리에스테르 기재 필름의 제조
디카본산 성분인 디메틸테레프탈레이트 80몰%, 디메틸이소프탈레이트 15몰%, 디메틸 2,6-나프탈렌디카르복실레이트 5몰%와, 디올 성분인 프로판디올 15몰%, 네오펜틸글리콜 10몰% 및 에틸렌글리콜 75몰%를 공중합하여 폴리에스테르 수지를 얻었다. 이를 건조한 후 280℃에서 용융압출하고, 20℃로 유지되는 캐스팅롤에서 냉각 및 고화시켜 폴리에스테르 쉬트를 얻었다. 이 폴리에스테르 쉬트를 텐터법에 의하여 1축 연신하여 폴리에스테르 기재 필름을 얻었다.
<실시예 1>
4급 암모늄 설페이트(화학식 1에서 R은 -CH370 몰%, -COOH 30 몰%) 수용액(고형분: 50%) 50 중량부를 5:4:1 부피비의 톨루엔, 메틸에틸케톤 및 이소프로필알콜의 혼합용매 50 중량부에 부가한 다음, 4급 암모늄 설페이트가 표면처리 조성물 총중량을 기준으로 0.38 중량%가 되도록 물로 희석하였다. 여기에 폴리실록산 수지(화학식 2에서 R'은 -CH2CH2OH, X는 -NH2, 분자량 약 1000)를 표면처리 조성물 총중량을 기준으로 0.3 중량%가 되도록 첨가하고 충분히 교반하였다.
상기 표면 처리 조성물을 메이어바 인쇄방법에 의한 조성물 도포방법에 따라 제조예 1의 폴리에스테르 기재 필름의 표면상에 도포 및 건조하였다. 그리고 나서, 상기 결과물을 3.5:1의 연신 비율로 폭방향으로 신장시켜 두께가 약 50㎛인 열수축성 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<실시예 2-6>
제조예 2-6의 기재 필름을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열수축성 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<실시예 7>
4급 암모늄 설페이트 함량이 조성물 총중량을 기준으로 0.28 중량%인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 열수축성 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<실시예 8>
폴리실록산의 함량이 조성물 총중량을 기준으로 0.5 중량%인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 열수축성 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<실시예 9>
조성물 총중량을 기준으로 4급 암모늄 설페이트의 0.28 중량%, 폴리실록산 수지의 함량이 0.5 중량%인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 열수축성 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<실시예 10>
제조예 7의 기재 필름을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열수축성 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<실시예 11-13>
제조예 7의 기재 필름을 사용한 것을 제외하고는 실시예 7-9와 동일한 방법으로 열수축성 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<비교예 1-6>
제조예 1-6의 폴리에스테르 필름에 표면 처리 조성물을 코팅하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 열수축성 폴리에스테르 필름을 사용하였다.
<비교예 7>
폴리실록산 수지를 첨가하지 않고 표면처리 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 열수축성 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<비교예 8>
4급 암모늄 설페이트를 첨가하지 않고 표면처리 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하여 열수축성 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<비교예 9>
제조예 7의 폴리에스테르 필름에 표면 처리 조성물을 코팅하지 않은 것을 제외하고는 실시예 10과 동일한 방법으로 열수축성 필름을 제조하였다.
<비교예 10>
폴리실록산 수지를 첨가하지 않고 표면처리 조성물을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 10과 동일한 방법에 따라 열수축성 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
<비교예 11>
4급 암모늄 설페이트를 첨가하지 않고 표면처리 조성물을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 10과 동일한 방법에 따라 실시하여 열수축성 폴리에스테르 필름을 제조하였다.
상기 실시예 1-13 및 비교예 1-11에 따라 제조된 열수축성 폴리에스테르 필름에 대하여, 대전방지성, 슬립성, 내수성, 롤상태의 블로킹성 및 고온용착성을 다음과 같은 방법으로 측정하였고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
(1) 대전방지성
대전방지성은 표면저항을 측정하여 평가하는데, 표면저항이 1012Ω 이하이면 대전방지성이 우수한 것으로 본다. 그리고 표면저항은 ASTM D257법에 의하여 측정한다.
(2) 슬립성(마찰계수)
ASTM D 1894에 준해 하중 200g을 주고 필름끼리의 정/동 마찰계수를 측정한다.
(3) 내수성
필름을 23℃의 물에 24시간동안 침적시킨 후, 자연건조한다. 이후, 필름의 표면저항을 측정하여 평가한다. 내수성이 약한 경우 대전방지 성분이 물에 녹아나기 때문에 표면저항이 커진다.
(4) 롤 상태의 블로킹성(시간 경과에 따른 롤의 외관 변화)
필름의 롤 상태의 표면 변화는 40℃의 에이징룸에서 6개월 동안 방치한 후 롤 표면의 변화를 관찰한다.
(5) 고온 융착성
필름을 23℃의 물에 24시간동안 침적시키기 전과 침적시킨 후 자연건조한 상태 각각에 대하여 히트 그래디언트(heat gradient)(압력: 2kgf/㎠, 시간; 10초, 온도:120℃)를 사용하여 필름의 표면끼리 열접착시킨 후, 박리 테스트기(peel tester)를 사용하여 접착강도를 측정한다.
상기 표 2로부터 알 수 있듯이, 필름 표면에 코팅층을 형성하지 않은 경우(비교예 1-6 및 9)는 대전방지성, 슬립성, 내수성, 내블로킹성 및 고온융착성이 모두 불량하였다. 그리고 필름 표면에 4급 암모늄 설페이트만을 함유하는 조성물로된 코팅층을 형성한 경우(비교예 7 및 10)는 대전방지성, 슬립성 및 고온융착성은 우수하지만, 내수성과 내블로킹성이 불량하였고, 필름 표면에 폴리실록산 수지만을 함유하는 조성물로 된 코팅층을 형성한 경우(비교예 8 및 11)는 고온융착성, 슬립성 및 내블로킹성은 우수하나, 대전방지성이 불량하였다.
이에 반하여 실시예 1-13에 따른 폴리에스테르 필름은 비교예 1-11의 경우에 비하여 내수성, 대전방지성, 슬립성, 내블로킹성 및 필름끼리의 고온 융착성이 모두 우수하다는 것을 알 수 있었다.
다음으로, 실시예 1-13에서 제조한 필름에 대하여, 전체피복 및 라벨로 사용하기 위한 열수축성 필름으로서의 성능평가를 다음과 같이 실시하였다.
(1) 열수축률
필름을 폭 15mm, 길이 200mm로 절단한 후, 80℃로 유지되는 온수중에서 10초동안 열처리한 후 열처리전,후의 필름의 길이를 측정한 다음, 하기 식에 의하여 계산한다.
열수축률(%)=[(L-ℓ)/L]×100
여기서, L은 열처리전 필름의 길이이고, ℓ은 열처리후의 필름의 길이를 나타낸다.
(2) 인쇄특성
니트로셀룰로스계 잉크를 제조한 필름 표면에 도포한 후, 레이저 블레이드(razor blade)를 이용하여 일정한 간격으로 필름의 도포면에 격자무늬를 만들었다. 이어서, 필름의 도포면에 접착강도 40g/mm인 반투명 감압테이프를 접착한 후 이를 제거하였을 때의 감압테이프에 대한 잉크의 전사정도를 확인하여 아래와 같이 평가하였다.
○ : 감압테이프에 대한 잉크 전사율 0%
△ : 감압테이프에 대한 잉크 전사율 70% 미만
× : 감압테이프에 대한 잉크 전사율 70% 이상
(3) 용제에 대한 접착성
제조한 필름에 가장 일반적으로 사용되는 용제인 테트라하이드로퓨란(THF)을 접착하여 아래와 같이 평가하였다.
○ : 필름의 접착부위가 투명하고 순간접착성이 우수함.
× : 필름이 접착되지 않거나 순간접착성이 불량함.
(4) 유리병의 전체 피복성
제조된 수축필름에 10mm ×10mm의 간격으로 격자를 그린 다음, 직경 65mm의 원통형이 되도록 THF로 용제접착하였다. 이어서, 시판하는 334㎖짜리 유리병(몸통 직경이 65mm, 뚜껑 부위의 직경이 27mm)에 85℃ 및 90℃의 온수중에서 수축피복 시킨 후 피복상태를 관찰하여 아래와 같이 평가하였다.
○ : 80℃에서 피복시 전체적으로 격자가 균일하고 뚜껑부위의 밀착상태가 양호
△ : 85℃에서 피복시 전체적으로 격자가 균일하고 뚜껑부위의 밀착상태가 양호
× : 85℃에서 피복하여도 격자가 불균일하거나 뚜껑부위의 밀착상태가 불량
(5) 연신성
필름 연신시 필름의 상태 및 두께 균일성을 관찰하여 아래와 같이 평가하였다.
○ : 필름에 백화가 없고 두께균일성이 양호
× : 필름에 백화가 생기거나 두께균일성이 불량
◇ : 필름의 연신이 매우 불균일하여 필름의 연신성 평가 불가능
(6) 파단강도
인스트론사의 인장강도 시험기(모델명:6021)을 이용하여 측정하였으며 제조한 필름은 길이 10cm, 폭 15mm로 하여 상온에서 파단강도를 측정하였다.
(7) 헤이즈
가드너네오텍사의 헤이즈 측정기(모델명:xl-211)를 이용하여 제조한 필름의 헤이즈를 측정하였다.
구분 |
열수축률(%) |
인쇄특성 |
용제접착성 |
피복성 |
연신성 |
파단강도(kgf/mm2) |
헤이즈(%) |
MD |
TD |
실시예 1 |
48 |
-1.9 |
△ |
○ |
△ |
○ |
6.8 |
3.9 |
실시예 2 |
48 |
-1.0 |
○ |
○ |
○ |
○ |
5.7 |
3.9 |
실시예 3 |
52 |
0 |
○ |
○ |
○ |
○ |
5.5 |
4.2 |
실시예 4 |
52 |
0 |
○ |
○ |
○ |
○ |
5.2 |
4.7 |
실시예 5 |
52 |
0.8 |
○ |
○ |
○ |
○ |
5.4 |
5.2 |
실시예 6 |
45 |
1.1 |
○ |
○ |
△ |
○ |
4.9 |
5.3 |
실시예 7 |
48 |
-1.9 |
○ |
○ |
△ |
○ |
6.8 |
3.9 |
실시예 8 |
48 |
-1.9 |
○ |
○ |
○ |
○ |
5.7 |
3.9 |
실시예 9 |
48 |
-1.7 |
○ |
○ |
○ |
○ |
5.5 |
4.2 |
실시예 10 |
45 |
1.0 |
○ |
○ |
○ |
○ |
5.2 |
4.7 |
실시예 11 |
48 |
-0.7 |
○ |
○ |
△ |
○ |
6.8 |
3.9 |
실시예 12 |
48 |
0 |
○ |
○ |
○ |
○ |
5.7 |
3.9 |
실시예 13 |
45 |
1.0 |
○ |
○ |
○ |
○ |
5.5 |
4.2 |
상기 표 3에서, MD 및 TD는 각각 주수축방향 및 그 수직방향의 수축률을 칭함.
표 3을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 13의 열수축성 폴리에스테르 필름은 연신성, 강도, 용제접착성, 투명성, 인쇄특성, 주수축방향의 열수축률 및 피복성이 우수하여 각종 용기의 라벨용 또는 전체피복용으로 우수한 특성을 지니고 있음을 알 수 있다.