KR100515795B1

KR100515795B1 - 이축배향 폴리에스테르 적층필름

Info

Publication number: KR100515795B1
Application number: KR10-1998-0039369A
Authority: KR
Inventors: 임대우; 박병식; 문기정
Original assignee: 도레이새한 주식회사
Priority date: 1998-09-23
Filing date: 1998-09-23
Publication date: 2005-11-25
Also published as: KR20000020666A

Abstract

본 발명은 이축배향 폴리에스테르 필름내에서 광택도를 조절할 수 있고 표면의 거칠기를 일정 조도이상 크게 할수 있는 5.0∼15㎛ 입자를 선정하고 이 입자가 들어 있는 층을 양 표면층(A,C층)으로 하고 가운데 층(B)은 평균입경이 0.01∼7.0㎛의 입자를 1.0∼3.0중량% 함유하는 선상 폴리에스테르로 구성되고 평균조도(Ra) 및 광택도(GLOSS)가 아래 조건을 만족하는 3층 구조의 이축배향 폴리에스테르 적층 필름으로, 저 광택도와 고 조도를 동시에 만족하면서도 가운데 층 사용입자를 제한함으로써 제조공정중 연신성이 우수하여 횡연신 공정중 파단이 없는 이축배향 폴리에스테르 적층 필름에 관한 것이다.

0% ≤광택도(GLOSS) ≤ 45%

400㎚ ≤ 평균조도(Ra) ≤ 2000㎚

Description

이축배향 폴리에스테르 적층필름

본 발명은 저광택도와 고 조도를 동시에 만족시켜 매트 특성이 우수하고 연신성이 우수하여 연신공정중 파단이 없는 이축배향 폴리에스테르 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리에스테르 필름의 표층에 적당한 크기의 돌기를 형성하고 내부층은 표층 보다 작은 입자를 사용하여 3층 구조의 필름을 제조함으로서 매트성이 우수하고 연신과정중 찢어짐성이 없는 이축배향 폴리에스테르 적층 필름에 관한 것이다.

이축배향 폴리에스테르 필름은 물리적, 화학적 특성이 우수하므로 산업상으로 널리 이용되고 있다. 특히 기계적 강도 열적 특성, 전기적 성질, 내약품성 및 내습성,내수성이 우수하여 포장용, 자기테이프용, 사진용, 콘덴서용 등에 이용되고 있다. 특히 필름의 광택도가 45% 이하의 매트성을 지니면서 라벨의 색감이 천연 나무결 무늬(WOOD GRAIN)의 효과를 재현하기 위해서는 큰 입자를 사용하고 동시에 많은 량을 사용하여 고조도 및 보이드를 크게하여야할 필요가 있으나, 연신시 큰입자의 보이드에 의한 찢겨짐이 발생하여 균일한 품질의 필름을 얻기 어려웠다.

매트성을 부여하기 위한 방법으로서는 일본 특개소55-50036호에 무정형 실리카를 폴리에스테르중에 첨가하는 방법으로 저 광택성을 부여하는 방법이 소개 되어 있지만 입경이 큰 입자를 사용시 연신시의 찢어짐을 방지할 수 없고, 또한, 일본 공개특허평 8-309847호에서 공중합 폴리에스테르를 사용하여 저광택 및 투명한 매트 필름이 제안된바 있으나 높은 수율의 저광택도 필름 제조에는 적합하지가 않았다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 이축배향 폴리에스테르 필름이 저 광택도를 유지할 수 있고, 표면의 거칠기를 일정 조도이상 크게 할 수 있도록 5.0∼15㎛ 입경의 입자를 선택 사용하고 이 입자가 들어 있는 층을 양측 표면에 적층한 3층구조의 필름을 제조함으로서 저 광택도 및 고조도를 동시에 만족하면서도 연신 공정중에서 연신성이 우수하여 연신시 파단이 없는 이축 배향 폴리에스테르 필름을 제공하게 되었다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 1종 이상의 카르복실산 및 1종 이상의 글리콜 성분을 에스테르 반응시키고 평균 입경이 5.0∼15㎛인 입자를 첨가한후 축중합 시켜서 얻어지는 선상 폴리에스테르를 양 표층(A,C층)에 오도록 공압출하여 연신하여 제조하는 것을 큰 특징으로 하는 적층 폴리에스테르필름에 관한 것이다. 이하에서 구체적으로 설명한다.

본 발명에서 적층에 사용된 폴리에스테르는 테레프탈산, 2,6-나프탈렌산 디카르복실산 등과 같은 방향족 디카르복실산 또는 이의 에스테르화합물과 에틸렌글리콜을 주된 출발원료로 하여 만들어지지만, 또 다른 제3성분이 사용되어질 수 있다. 이때, 본 발명의 출발 원료인, 디카르복실산 성분으로, 예를 들면, 이소프탈산, 테레프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복실산,프탈산,아디프산, 세바틱산등의 엑시드 및 에스테르를 1종 또는 2종 이상 사용할수 있고, 글리콜성분으로서는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부탄디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 네오펜틸글리콜 등을 1종 또는 2종이상 사용할수 있다. 그러나 본 발명에서는 반복되는 구조단위의 80% 또는 그 이상이 에틸렌테레프탈레이트 또는 에틸렌 2,6-나프탈레이트 구조로 구성된 폴리에스테르를 사용하는 것이 보다 우수한 특성을 보여준다.

본 발명에 의해 제조되는 폴리에스테르는 열안정제, 산화 방지제, 대전 방지제, 자외선 흡수제등과 같은 첨가제를 포함할 수 있다.

이때, 양 표층(A,C층)의 폴리에스테르는 평균 입경이 5.0∼15㎛인 무정형 실리카 입자를 1.0∼5.0중량% 함유하고, 가운데 층(B층)은 평균 입경이 0.01∼7.0㎛이고 입자의 함량은 1.0∼3.0중량%인 것을 특징으로 한다. 평균입경이 7.0㎛ 이상인 입자를 3.0중량% 이상 지닌 폴리에스테르를 가운데 층에 적층시킬 경우에는 횡연신시에 파단을 일으키기 쉽고, 1.0중량% 이하 사용시에는 저 광택도를 얻을수 없다. 마찬가지로 0.01∼7.0㎛의 입자를 3.0중량% 이상 사용시에는 횡연신시에 파단을 일으키고 1.0중량% 이하 사용시에는 원하는 저광택도를 얻을 수 없었다. A층, C층에 사용된 입자의 크기가 5.0㎛ 이하이면 조도 및 연신에 의한 보이드가 작아져 천연 나무결 무늬의 재현이나 라벨의 독특한 색감을 표현하기 어렵고, 15㎛ 이상을 사용할시는 압출기 이후에 필터를 사용할 수 없기 때문에 미용융 폴리머, 겔을 제거할 수 없어 양질의 필름을 제조할 수 없다. 이때 A,C층 사용입자로는 무정형 실리카를 사용하고 B층의 입자는 특별히 한정하지는 않지만 탄산칼슘, 실리카, 바륨 설페이트, 카올린등을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서의 폴리에스테르의 적층 필름의 제법은 특별히 한정된 것은 아니지만 바람직하기는 티다이(T-DIE)전 피드블록(FEED BLOCK), 혹은 티다이(T-DIE)구금내에서 A,C층 압출기 및 B층 압출기에서 공급되어지는 폴리에스테르가 A/B/C층으로 적층되어지는 방법이 좋다. 이때에 용융 시트를 40∼70℃로 냉각 고화시켜 비결정성의 미연신 적층 필름을 얻고, 이를 90∼120℃에서 3.0∼4.0배의 종방향 연신을 하고, 180∼220℃에서 3.0∼5.0배의 횡방향 연신을 한후 200∼240℃에서 열처리를 실시하여 완성된 폴리에스테르 필름을 얻는다.

본 발명의 필름에 있어서, 선상 폴리에스테르 A층 및 C층의 두께는 3㎛ 이상이어야 하고, B층의 두께는 특별히 한정하지는 않지만 2.0∼300㎛가 적당하다. A층 및 C층의 두께가 3㎛ 이하인 경우에는 30% 이하의 저광택도(LOW GLOSS)를 얻을 수 없고, B층의 두께가 2.0㎛ 보다 얇으면 연신 중에 파단이 다량 발생하여 양질의 필름을 생산 할 수 없다.

다음은 본 발명의 효과를 알아보기 위한 측정 방법이다.

(1) 입자의 평균입경

입자슬러리를 레이저 회절 방식의 입도 분포 측정기(COULTER LS230)을 이용하여 측정하고, 이때 입자를 구형으로 환산하여 작은 입자크기로 부터 누적한 체적이 50%가 되는 입경을 입자의 평균 입경으로 하였다. 작은 입자크기로 부터 누적한 체적이 10%, 90%를 곳이 입경을 각각 D₁₀, D₉₀ 으로 정의한다.

(2) 필름의 광택도(GLOSS)

BYK GARDNER사의 "MIRROR-TRI-GLOSS"를 이용하여 ASTM D523방법으로 60O。 각도에서 측정하였다.

(3) 2차원 중심선 평균 조도(Ra)

KOSAKA사의 "SURFACORDER SE-3400"을 이용하여 JIS B0601 방법을 사용 측정하였다.

(4) 필름의 파단 정도

폴리에스 필름 연신 횡연신 공정시 파단 정도를 3단계로 구분하여 등급을 정하였다.

A등급: 4일 동안에 횡연신시 평균 1회이하의 파단 발생

B등급: 2일 동안에 횡연신시 평균 1회이하의 파단 발생

C등급: 1일 동안에 횡연신시 1회 이상의 파단 발생

이하 실시예와 비교예를 들어 본 발명을 상세히 설명한다.

실시예1∼3 비교예1∼3

100중량부의 디메틸테레프탈레이트, 70중량부의 에틸렌글리콜, 0.09중량부의 망간 아세테이트사수화물과 0.04중량부의 안티몬트리옥사이이드를 반응기에 넣어 메탄올를 유출시키면서 에스테르교환반응을 시키다. 에스테르교환 반응이 끝난후 이 생성물에 0.06중량부의 트리메틸포스페이트와 표 1에 해당하는 평균입경의 입자를 해당량 만큼 에틸렌글리콜 슬러리 형태로 첨가하여 진공하에서 중축합 반응을 시켜 극한 점도가 0.65의 폴리에스테르를 얻는다.

위에서 합성한 폴리에스테르 칩을 예비결정화한 후 170℃ 진공 건조시킨다. 각 칩은 두대의 압출기를 통하여 티다이(T-DIE) 바로 전 피드블록(FEED BLOCK)에서 A/B/C 3층으로 적층 압출하고, 냉각 드럼에서 40∼70℃로 냉각 고화시켜 비결정성의 미연신 필름을 얻고, 이를 120℃에서 4.0배의 종방향 연신을 하고, 180∼220℃에서 4.5배의 횡방향 연신을 한 후 220℃에서 열처리를 실시하여 두께가 38㎛ 이축연신 폴리에스테르 필름을 얻는다.

표 1

구분 1	구분 2	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3
A,C층	입자	SiO₂	SiO₂	SiO₂	SiO₂	SiO₂	SiO₂
	D₅₀(㎛)	6.0	7.0	8.0	7.0	2.9	7.0
	함량(중량%)	2.0	2.0	2.3	2.3	2.3	2.3
	층두께(㎛)	15	10	10	10	10	38
B층	입자	SiO₂	CaCO₃	SiO₂	SiO₂	-	-
	D₅₀(㎛)	0.15	0.6	3.0	9.0	-	-
	함량(중량%)	2.0	1.5	1.2	1.5	-	-
	층두께(㎛)	8	18	18	18	18	0
필름특성	광택도(60。)	26	24	21	20	49	23
	파단등급	A	A	A	C	A	C
	Ra(㎛)	0.55	0.63	0.78	0.69	0.35	0.67

상기 실시예 및 비교예에서도 확인되듯이 본 발명의 이축 배향 폴리에스테르 필름은 매트성 및 고조도에 의한 자연 나무결 무늬(WOOD GRAIN)를 재현하며 특수 색감을 부여하기 위한 라벨용에 적용시 우수한 특성을 나타내었다.

Claims

A/B/C 3층 적층 필름의 구성이 평균 입경 5.0∼15㎛인 무정형 실리카 입자를

1.0∼5.0중량% 함유하는 선상 폴리에스테르를 양표면층(A,C층)으로 하고, 가운데 층(B층)은 평균 입경이 0.01∼7.0㎛의 입자를 1.0∼3.0중량% 함유하는 선상 폴리에스테르로 구성되고, 평균조도(Ra) 및 광택도가 아래조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 이축 배향 폴리에스테르 적층 필름.

0% ≤광택도(GLOSS) ≤ 45%

400㎚ ≤ 평균조도(Ra) ≤ 2000㎚
제1항에 있어서, 선상 폴리에스테르의 양 표면층(A, C층)의 두께는 3㎛ 이상이고, B층의 두께는 2.0∼300㎛임을 특징으로 하는 이축배향 폴리에스테르 적층 필름.