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KR20010020313A - 필름 구조체 - Google Patents

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KR20010020313A
KR20010020313A KR1019997009919A KR19997009919A KR20010020313A KR 20010020313 A KR20010020313 A KR 20010020313A KR 1019997009919 A KR1019997009919 A KR 1019997009919A KR 19997009919 A KR19997009919 A KR 19997009919A KR 20010020313 A KR20010020313 A KR 20010020313A
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skin
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Withdrawn
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KR1019997009919A
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Inventor
마이클존 베이더
제임스아더쥬니어 존슨
수잔 산톨리
프란시스쥬이 트란
Original Assignee
데니스 피. 산티니
모빌 오일 코포레이션
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Publication date
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Abstract

본 발명은 코어 올레핀계 폴리머 층(b)의 일면 상에, 밀봉 가능한 외부 표면을 갖고, 프로필렌 코폴리머 또는 터폴리머 및 비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산을 포함하는 제1 외부 스킨 층(a)을 포함하며, 상기 코어 층(b)의 반대면 상에는, 비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산을 포함하지 않는 제2 스킨 층(c)을 포함하는 필름 구조체에 관한 것이다. 한 가지 구체예에서, 개선된 차단 성질을 위하여, 입자 크기 대 스킨 층(a)의 두께의 비율은 1.25 내지 2.5 범위이다.

Description

필름 구조체{FILM STRUCTURE}
사탕, 감자 칩, 쿠키 등을 비롯한 스낵 식품과 같은 어떤 종류의 식품 포장에 있어서, 다층 필름을 사용하는 것은 통상적으로 실시되고 있다.
폴리프로필렌 필름은 투명성, 강성, 흡습 방지 특성과 같은 우수한 물성때문에 포장 산업 분야에서 널리 이용되고 있다. 이들의 매우 바람직한 성질에도 불구하고, 미변성 폴리프로필렌 필름은 높은 고유 마찰 계수와 저장시 필름 대 필름 분해 블로킹에 대한 높은 고유 계수를 갖는다는 불리한 성질을 가진다. 이러한 높은 필름 대 필름 마찰 계수로 인하여 폴리프로필렌을 미변성 형태로 자동 포장 장치에 성공적으로 사용하기는 어렵다.
폴리프로필렌 및 기타 열가소성 필름의 마찰 특성 계수는 활제를 폴리머에 포함시킴으로써 유리하게 변성된다. 대부분의 이들 활제는 이동성이며, 예를 들면, 폴리디알킬 실록산, 또는 에루카미드 및 올레아미드와 같은 지방 아미드가 있다. 이들은 마찰 계수를 감소시키기는 하지만, 그 유효성은 필름의 표면으로 이동하는 능력에 의존한다. 목적하는 저 마찰 계수 값의 발현은 아미드의 종류 및 양과, 시간 및 온도 숙성 효과에 크게 의존한다. 심지어 저장 및 운송 중, 그리고 후속 전환기 공정 중의 필름의 열 처리는 마찰 계수에 상당히 영향을 준다. 또한, 필름 표면 상에 이러한 종류의 지방산 아미드가 존재하면, 가시적인 외관의 역효과를 초래하며, 이 역효과는 헤이즈 증가, 광택 감소 및 줄무늬 존재로 나타난다. 또한 이들 물질은 용제와 수계 잉크, 코팅 및 접착제의 습윤성과 밀착성에 악영향을 준다.
이동성 활제와 관련된 문제점들을 극복하기 위하여, 비이동성 시스템을 개발하였다. 비이동성 활제인 것으로 기술되는 물질로는 전세계적으로 시판되는 도시바 실리콘사(Toshiba Silicone Co. Ltd.) 제품 및 미국 내에서는 제너럴 일렉트릭사(General Electric Co.)의 상표명 토스펄(TOSPEARL)로 시판되는 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산이 있다.
PCT/US94/14280호에는 비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산 활제가 기재되어 있다. 필름 구조체는 인쇄 가능하고, 밀봉 가능하며, 기계 가공성인 표면 처리된 외부 표면을 가진 올레핀 호모폴리머, 코폴리머 또는 터폴리머의 하나 이상의 층과, 활제 겸 블로킹 방지제로서 비이동성 폴리실록산 및/또는 액상 폴리디메틸 실록산을 포함한다. 실시예 7은 (a) 비이동성 차단 방지제 겸 활제로서 미립자 가교결합된 폴리모노알킬실록산을 함유하는 고밀도 폴리에틸렌과, 저밀도 폴리에틸렌으로 된 외부 스킨 층을 갖는 폴리프로필렌 코어 층을 제공한다. 코어 층의 다른 면 상에는 (c) 또한 블로킹 방지제 겸 활제를 함유하는 외층 수지가 있다. 상기 필름의 일면을 화염 처리하여 습윤성, 인쇄 적성 및 적층 강도를 개선한다. 평균 직경으로 환산한 미립자의 크기는 4.5 미크론이고 (a) 층의 표적 스킨 두께는 3 게이지 유니트이고 (c) 층에 대해서는 4 게이지 유니트이어서 평균 직경으로 환산한 입자 크기 대 스킨 두께의 비율은 3 게이지 스킨 층에 대해서는 5.9이고 4 게이지 스킨 층에 대해서는 4.42이다. 상기 필름은 처리된 면 상의 마찰 계수와 한계 기계 가공성이 양호한 것으로 기술되었다.
개선된 필름을 제공하는 데 미립자 실록산 수지를 사용한 올레핀계 폴리머 필름의 또다른 설명은 미국 특허 제4,966,933호, 제4,769,418호, 제4,652,618호, 제4,594,134호에 기재되어 있다.
미국 특허 제4,966,933호에는 프로필렌 폴리머 100 중량부, 가교 결합된 실리콘 수지의 미분말 0.01 내지 0.5 중량부 및 히드록시지방산 글리세리드 0.3 내지 3.0 중량부를 함유하는 프로필렌 폴리머 필름이 기재되어 있다. 제3컬럼 제6-20행을 보면, 금속화 층 내 실리콘 수지의 미분말과 히드록시지방산 글리세리드의 제공량은 진공 증착에 대한 적용 가능성을 위해 필요한 것이다. 실시예 3은 가교 결합된 실리콘 수지의 미분말을 폴리프로필렌 호모폴리머와 혼합하여 금속화 층(B)을 형성하고, 가교 결합된 실리콘 수지의 미분말을 에틸렌/프로필렌/부텐-1 코폴리머와 혼합하여 스킨 층(A)을 형성한, 두 층으로 공압출된 필름을 제공한다. 보고된 입자 크기 대 스킨 두께의 비율은 스킨 층(B)에 대해서는 0.143이고, 스킨 층(A)에 대해서는 1.29이다.
본 발명은 폴리머 필름 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 밀봉 가능한 스킨 층이 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산을 함유하는 밀봉 가능한 이축 배향 복합 필름 구조체에 관한 것이다.
본 발명은 양호한 기계 가공성, 양호한 열 밀봉성, 저 헤이즈, 양호한 광택(미금속화 필름), 비블로킹 성질, 감소된 외관 결함 및 양호 내지 우수한 차단 성질을 가지면서 마찰 계수가 낮은 필름을 제공한다.
보다 상세하게는, 본 발명은 밀봉 가능하고 기계 가공성인 외부 표면을 가진 올레핀 폴리머를 포함하는 하나 이상의 스킨 층을 갖춘 올레핀계 폴리머 코어 층을 포함하는 필름 구조체를 제공하며, 상기 층은 비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산을 포함한다. 특히 바람직한 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산은 폴리모노알킬실록산을 포함한다. 올레핀 폴리머 코어 층의 다른 면 상에는 비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산을 포함하지 않는 외부 표면을 갖춘 올레핀계 폴리머 층이 있다. 비이동성 활제는 어떤 유의적인 정도로 다른 배향된 폴리프로필렌계 필름 또는 폴리에스테르계 필름에 필름 차단 성질 또는 적층 결합 강도를 초래하지는 않는다.
더 상세하게는, 본 발명은 코어 올레핀계 폴리머 층(b)의 일면 상에 밀봉 가능하고 기계 가공성인 외부 표면을 갖춘 올레핀 코폴리머 또는 터폴리머로 된 제1 스킨 층(a)을 포함하는 필름 구조체에 관한 것이며, 상기 제1 스킨 층은 비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산을 포함하고, 코어 층의 반대면 상에는 상기 제1 스킨 층의 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산을 포함하지 않는 에틸렌 호모폴리머를 포함하는 제2 스킨 층(c)이 있다.
또한, 본 발명은 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환된 폴리실록산을 함유하는 올레핀계 코폴리머 또는 터폴리머를 포함하는 열 밀봉 가능한 층(a); 올레핀계 폴리머를 포함하는 코어 층(b) 및 층(a)의 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환된 폴리실록산을 포함하지 않는 에틸렌 호모폴리머를 포함하는 외층(c)으로 이루어진 필름 구조체를 공압출 단계를 포함하는 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
개선된 기계 가공성이란, 필름이 저 마찰 계수를 나타내고, 개선된 슬립 방지 및 비블로킹 특성을 갖는 것을 의미한다.
필름 구조체는 밀봉 가능하고 기계 가공성인 외면을 가진 올레핀계 코폴리머 또는 터폴리머를 포함하며, 활제로서 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환된 폴리실록산을 함유하는 열 밀봉 층, 올레핀계 폴리머를 포함하는 코어 층, 및 올레핀계 호모폴리머를 포함하는 하부 층을 포함한다.
본 발명의 필름의 코어 층으로 사용되는 특히 바람직한 폴리머는 폴리프로필렌, 특히 고등방성 폴리프로필렌이다. 바람직한 폴리프로필렌은 이 분야에 널리 알려져 있다. 통상, 이들은 입체 특이성 촉매 시스템의 존재하에 프로필렌을 중합함으로써 형성된다. 이들은 230℃에서 0.1 내지 25의 용융 지수를 가질 수 있다. 결정 융점은 통상 160℃이다. 통상적으로, 수 평균 분자량은 25,000 내지 100,000 범위이다. 밀도는 0.90 내지 0.91의 범위가 통상적이다.
본 발명의 필름 구조체는, 단지 설명을 위하여 상부 스킨 층(a), 코어 층(b) 및 하부 스킨 층(c)을 갖는 것으로 기술할 것이다. 당업계의 전문가라면 알 수 있는 바와 같이, 특정 스킨 층에 관하여 상부 및 하부라는 용어를 사용하는 것은 단순히 상대적일 뿐이다. 더욱이, 스킨 층이라고 언급을 하더라도, 전체 구조체의 기능적 요건에 기초하여 상부 및 하부 층이 거기에 결합되어 있는 추가의 구조를 가질 수도 있다.
스킨 층(a)을 형성하는 데 사용되는 것으로 고려되는 폴리머 재료는 열 밀봉 폴리올레핀계 코폴리머 및 터폴리머와 그들의 혼합체로 적당히 예시할 수 있다. 코폴리머를 예시하면, 예를 들면 에틸렌과 프로필렌의 코폴리머, 예를 들면 에틸렌과 프로필렌의 랜덤 코폴리머가 있다. 터폴리머로는 에틸렌-프로필렌-부텐-1 터폴리머가 있다. 또한, 열 밀봉 혼합체도 층(a)을 제공하는 데 사용할 수 있다. 따라서, 코폴리머 또는 터폴리머와 함께, 예를 들면 코어 층(b)을 구성하는 폴리프로필렌 호모폴리머와 동일하거나 상이한 폴리프로필렌 호모폴리머 또는 이 층의 열 밀봉성을 손상시키지 않는 다른 재료가 있을 수 있다.
적당한 에틸렌-프로필렌-부텐-1(EPB) 터폴리머는 1 중량% 내지 8 중량%의 에틸렌, 바람직하게는 3 중량% 내지 7 중량%의 에틸렌과, 1 중량% 내지 10 중량%의 부텐-1, 바람직하게는 2 중량% 내지 8 중량%의 부텐-1과, 나머지는 프로필렌으로 랜덤 혼성 중합시켜서 얻어지는 것들이다. 대체로, 상기 EPB 터폴리머는 230℃에서의 용융 지수가 2 내지 16이고, 결정 융점이 100℃ 내지 140℃이며, 평균 분자량이 25,000 내지 100,000이고, 밀도는 0.89 gm/㎤ 내지 0.92 gm/㎤이다.
일반적으로, 에틸렌-프로필렌(EP) 랜덤 코폴리머는 2 중량% 내지 8 중량%의 에틸렌, 특히 3 중량% 내지 7 중량%의 에틸렌을 함유하며, 나머지는 프로필렌으로 이루어진다. 코폴리머의 230℃에서의 용융 지수는 2 내지 15, 바람직하게는 3 내지 8 범위이다. 보통, 결정 융점은 125℃ 내지 150℃이고, 수 평균 분자량 범위는 25,000 내지 100,000이고, 밀도는 대체로 0.89 gm/㎤ 내지 0.92 gm/㎤ 범위이다.
일반적으로, EPB 터폴리머 및 EP 랜덤 코폴리머의 혼합체를 사용하는 경우, 그러한 혼합체는 10 중량% 내지 90 중량%의 EPB 터폴리머, 바람직하게는 40 중량% 내지 60 중량%의 EPB 터폴리머를 함유하며, 나머지는 EP 랜덤 코폴리머로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 압출 전에, 열 밀봉 층(a)은 유효량의 활제와 혼합한다. 바람직한 비이동성 활제는 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산 중에서 선택된다. 미립자 가교 결합된 폴리모노알킬실록산이 특히 바람직하다. 공지의 주사 전자 현미경 측정 기술에 의해 측정하였을 때, 평균 입경이 0.5 미크론 내지 20.0 미크론이고, 실록산 결합이 삼차원 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 비금속화 폴리모노알킬실록산이 가장 바람직하다. 이러한 재료는 전세계적으로는 여러 가지 제품명으로 시판되는 신에츠사(Shin Etsu) 제품 및 도시바 실리콘사 제품, 그리고 미국 내에서는 제너럴 일렉트릭사 제품으로 구입할 수 있으며, 상표명 토스펄로 시판되고 있다. 니폰 쇼쿠바이사(Nippon Shokubai Co., Ltd.) 제품의 에포스타(EPOSTAR)와 같은 미립자의 구형 재료도 가능하다. 유사하게 적당한 재료의 다른 시제품도 존재하는 것으로 알려져 있다. 크기가 2 미크론 내지 5 미크론 범위의 구형 미립자도 특히 바람직하다. 비이동성이란, 이들 미립자가 이동성 활제, 예를 들면 폴리디알킬실록산 또는 지방 아미드의 방식으로 필름의 층을 통하여 위치를 변경하지 않는 것을 의미한다. 통상적으로 사용되는 양은 스킨 층 수지의 전체 중량을 기준으로 0.1 중량% 내지 0.4 중량%, 보다 상세하게는 0.15 중량% 내지 0.3 중량% 범위이다.
하부 스킨 층(c)을 형성하는 데 폴리머 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 그러한 재료의 통상적인 예는 에틸렌 폴리머, 예를 들면 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 이들의 혼합체로 구성된 군 중에서 선택되는 것들이다. 다른 가능한 수지로는 에틸렌-비닐 알코올 코폴리머(EVOH), 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머(EVA) 및 폴리프로필렌 호모폴리머가 있다. 고밀도 폴리에틸렌이 이 스킨 층을 형성하는 데 있어 특히 바람직한 폴리머 재료이다. 일반적으로, 밀도는 0.94 g/㎤ 내지 0.96 g/㎤ 이상의 범위이다. 이 스킨 층은 스킨 층(a)의 형성시 포함되는 비이동성 미립자를 첨가하지 않고 형성된다. 따라서, 스킨 층(c)은 스킨 층(a)에 사용되는 비이동성 미립자가 없는 것으로 간주된다. 그러나, 이것은 마무리된 필름의 후속 조작시, 예를 들면 필름을 롤에 권취할 때 일어날 수도 있는 비이동성 미립자의 존재를 배제하지는 않으며, 따라서 스킨 층(a)으로부터의 비이동성 미립자는 외부 표면으로 들어가거나 스킨 층(c)으로 삽입될 수도 있다. 본 발명의 한 가지 구체예에서, 스킨 층(c)은 필수적으로 고밀도 폴리에틸렌을 포함한다.
층(a) 및 (c)의 어느 한쪽 또는 양쪽은 안료, 충전제, 안정화제, 광 보호제 또는 필요하다면, 기타 적당한 개질 성분도 함유할 수 있다. 또한, 스킨 층(a) 및/또는 (c)은 점토, 활석, 유리 등과 같은 소량의 추가의 블로킹 차단재를 임의로 함유할 수 있다. 이들 블로킹 차단재는 단독으로 사용하거나, 또는 상이한 크기와 형태를 배합하여 기계 가공성을 최적화할 수 있다. 이들 입자의 주 비율, 예를 들면, 반 이상 내지 90 중량% 이상의 정도의 비율은 표면적의 상당 부분이 그러한 스킨 층의 노출면 이상으로 연장될 정도의 크기가 될 것이다.
코어 층(b)은 대전 방지제, 예를 들면 코코아민 또는 N,N 비스(2-히드록시에틸)스테릴아민을 함유할 수 있다. 적당한 아민으로는 모노아민, 디아민 또는 3차 아민이 있다.
코어 층(b)은 보통, 전체 필름 적층체 두께의 70% 내지 95%, 또는 심지어 그 이상의 백분율을 나타낸다. 통상적으로, 상부 스킨 층(a)과 하부 스킨 층(c)은, 보통 그 위로 직접 공압출함으로써 코어 층(b)의 각기 주 표면에 같이 도포된다.
어떤 경우에서는, 3 층 구조체를 형성함에 있어서, 층(a), (b) 및 (c)을 종래의 압출기로부터 평판 다이를 통해 공압출할 수 있으며, 용융물 스트림은 다이로부터 압출되기 전에 어댑터에서 혼합한다. 각각의 스킨 층(a) 및 (c)는, 예를 들면 적층체의 총 두께의 대략 6.0%로 이루어질 수 있다. 오리피스를 이탈한 후, 적층 구조체를 냉각시킨 다음, 냉각된 시트를 가열하여, 예를 들면 기계 방향(MD)으로 5 배 내지 8 배 연신한 후, 에를 들면 횡 방향으로 8 배 내지 12 배 연신한다. 필름의 단부는 다듬질할 수 있다. 그 후, 필름 적층체는 통상적으로 릴에 권취한다.
본 발명에서 필름 구조체의 이축 배향 결과, 복합 층의 몇 가지 물성, 예를 들면 내굽힙 균열성, 엘멘도르프 인열 강도, 연신, 인장 강도, 충격 강도 및 냉간 강도 성질이 개선된다.
적층체의 전체 두께는 중요하지 않으며, 유리하게는 5 미크론 내지 60 미크론 범위일 수 있다.
불투명한 라벨 또는 필름을 목적으로 하는 경우, 본 발명의 필름 구조체의 코어 층은 미국 특허 제4,377,616호에 따라서 형성할 수 있다.
불투명화제가 요구되는 경우, 이것을 10 중량% 이하, 바람직하게는 1 중량% 이상의 비율로 본 발명의 코어 조성물에 혼입할 수 있다. 적당한 통상의 불투명화제는 필름으로 압출하기 전에 코어 폴리머의 용융물 혼합물에 첨가할 수 있다. 불투명화 화합물은 이 분야에 대체로 널리 알려져 있다. 이들은 산화철, 카본 블랙, 알루미늄, 산화알루미늄, 이산화티타늄 및 활석을 예로 들 수 있다.
필름의 가공성 및 기계 가공성은 한쪽 또는 양쪽 스킨 층을 형성하는 데 사용되는 폴리머 재료에 작은 비율의 미분 무기 재료를 포함시킴으로써 더 향상시킬 수 있다. 이러한 무기 재료는 본 발명의 다층 필름 구조체에 블로킹 방지 특성을 부여할 뿐만 아니라 얻어진 필름의 마찰 계수를 더 감소시킬 수 있다.
상기 가능한 미분 무기 재료는 99.7% SiO2조성을 갖는 합성 무정형 실리카 겔인 실로이드; 예를 들면 92% SiO2, 3.3% Al2O3및 1.2% Fe2O3의 조성을 가지며, 평균 입자 크기가 5.5 미크론이고, 입자들은 다공성이고 불규칙한 형상을 갖는 규조토; 55% SiO2, 44% Al2O3의 조성을 가지며, 평균 입자 크기가 0.7 미크론이고, 입자가 얇은 평면의 판상인 탈수 카올리나이트(Kaopolite SF); 및 합성 침전 실리케이트, 예를 들면 42% SiO2, 36% Al2O3, 및 22% Na2O의 조성을 갖는 재료인 사이퍼냇(Sipernat) 44를 예로 들 수 있다.
본 발명에서 고려되는 다층 고불투명성 필름 구조체를 공압출하는 데 사용하는 폴리올레핀 혼합체는 볼링(Bolling) 또는 반버리(Banbury)형 혼합기와 같은 시판되는 강력 혼합기를 사용하여 형성하는 것이 적당하다.
통상적으로, 스킨 층(c)의 표면은 코로나 처리 또는 화염 처리에 의해 처리한다.
얻어진 필름은 낮은 수증기 투과율 특성과 낮은 산소 투과율 특성을 가진다. 이들 개선된 물성은 심지어 액체로 된 식품이라도 식품 포장에 이상적으로 적합한 필름을 만든다.
본 발명의 한 가지 양태에서, 스킨 층의 두께 대 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산의 크기의 비율과 스킨 층의 두께는 중요한 양태이다. 평균 미립자 대 스킨 두께로 환산하여, 통상적인 비율은 1.25 내지 2.5, 상세하게는 1.5 내지 2.00이다. 미립자 대 스킨 두께의 비율이 2.5를 초과하면, 필름의 차단 성질은 열화된다. 상기 비율이 1.5 미만이면, 기계 가공성이 열화된다.
다음 특정 실시예는 본 발명의 특정 양태를 설명하는 것이다. 어떤 다른 기준을 표시하지 않는 한, 모든 부와 백분율은 중량에 관한 것이다. 미립자 크기는, 제조업체에서 보고한 바에 의하면, 주사 전자 현미경에 의해 입경을 측정하여 결정하였다.
본 발명에서 언급한 마찰 계수 값은 TMI 장치를 사용하여(지체하지 않음), ASTM D-1894-78의 방법에 따라서 결정하였다. 본 발명에서 언급한 헤이즈 및 광택 값은 각기 ASTM D-1003-61 및 D-2457-70의 방법을 따라서 결정하였다.
최소 밀봉 온도는 랩 아이드 크림프 실러(Wrap-Aide Crimp Sealer) 모델 J 또는 K를 사용하여 결정하였다. 파형(crimped) 실러는 다이얼 압력 20, 체류 시간 0.75 초 및 출발 온도 93℃로 설정하였다. 필름 시편은 두 면을 함께 놓았을 때, 얻어진 필름이 횡방향으로 대략 6.35 cm이고 기계 방향으로 7.62 cm가 되도록 제조하였다. 그 다음, 시편은 사각형으로 평활하고 평탄하게 크림프 실러 조(jaw)에 삽입하여, 소량이 조의 후단부를 지나 돌출하도록 하였다. 필름의 횡 방향은 실러 조에 평행하였다.
조를 폐쇄하고 밀봉 바를 상승시킨 직후에 시편을 실러의 조로부터 제거하였다. JDC형 커터를 사용하여 필름을 1 인치 조각으로 절단하였다. 밀봉을 분리시키는 데 필요한 힘의 양은 알프레드 수터(Alfred-Suter) 크림프 밀봉 강도 테스팅 유니트 상에서 결정하였다. 밀봉을 떼어내는 데 필요한 힘의 양은 N/m 단위로 기록하였다. 77.03 N/m의 박리력을 요하는 밀봉을 형성하는 데 필요한 최소 온도를 결정하기 위하여, 한 온도에서 77.03 N/m 미만의 밀봉 값을 얻고, 다음 온도에서 77.03 N/m 보다 크거나 같은 밀봉 값을 얻을 때까지 온도를 2.8도씩 상승시키면서 크림프 밀봉을 형성하였다.
77.03 N/m 최소 밀봉 온도(MST)에 대한 도표법(확립된 도표 사용)을 사용하거나 계산법을 사용한다. 그러나, 실시예에서는 도표법을 사용하였다. 계산법에서는 하기 수학식을 사용하였다:
[{(77.03 N/m - VI) - (V2 - VI)} ×(2.8)] + TI = MST(℃)
상기 식에서,
VI = 77.03 N/m에 도달하기 전에 얻어진 밀봉 값
V2 = 77.03 N/m에 도달한 후 얻어진 밀봉 값
2.8 = 밀봉 온도의 2.8℃ 증분
TI = 77.03 N/m에 도달하기 전의 온도
실시예 1 및 2
이들 실시예에서, 공압출된 이축 배향 필름 구조체를 제조하였으며, 이 구조체의 제1 스킨 층은 평균 입경으로 환산한 미립자 크기 대 스킨 두께의 비율을 1.6으로 하여 두 가지 상이한 충전량의 비이동성 활제를 함유한다.
실시예 1
폴리프로필렌(히몬트(Himont)사제, 제품명 PH-384)의 코어 층은 비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산 활제(신에츠사제, 제품명 KMP-590) 1500 ppm(0.15 중량%)을 함유하는 에틸렌-프로필렌 밀봉제 층(피나(Fina)사제, 제품명 EOD-94-21)와 공압출하였다. 미립자의 평균 직경은 2.5 미크론이었다. 코어 층의 다른 면 상에는 고밀도 폴리에틸렌 스킨 층(엑손(Exxon)사제, 제품명 HXO353.67)을 공압출하였다. 필름을 기계 방향으로 5 배 배향하고 횡 방향으로 8 배 배향하였다. 밀봉 스킨 층 두께는 약 1.25 미크론인 반면에, 고밀도 폴리에틸렌 스킨 두께는 0.5 미크론이었다.
실시예 2
비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산의 양을 3000 ppm(0.3 중량%)으로 한 것을 제외하고는 실시예 1의 필름과 동일한 필름을 제조하였다. 실시예 1 및 2의 필름의 성능은 표 1에 나타낸다.
첨가제 충전량(ppm) 최소 밀봉 온도(℃) 마찰 계수(정속) %헤이즈 %광택
실시예 11500 96.7 0.52 1.85 94.4
실시예 23000 98.3 0.46 2.55 90.5
실시예 3 및 4
이들 실시예에서는, 미립자의 평균 직경이 4 내지 5 미크론(신에츠사제, 제품명 X-52-1186)인 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 바와 같이 두 개의 필름 샘플을 제조하였다. 입자 크기 대 스킨 두께의 비율은 2.63 내지 3.29였다.
실시예 3에서, 미립자 충전량은 1500(0.15 중량%)이었다.
실시예 4에서, 미립자 충전량은 3000(0.30 중량%)이었다.
이들 필름의 성능은 표 2에 나타내었다.
첨가제 충전량(ppm) 최소 밀봉 온도(℃) 마찰 계수(정속) %헤이즈 %광택
실시예 31500 98.9 0.43 1.85 91.3
실시예 43000 100.6 0.36 2.55 89.8
실시예 5 및 6
이들 실시예에서는, 밀봉 층이 에틸렌-프로필렌-부텐-1 터폴리머인 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 바와 같이 두 개의 필름을 제조하였다. 실시예 5에서, 밀봉층은 평균 직경이 2.5 미크론인 비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산(신에츠사제, 제품명 KMP-590) 3000 ppm(0.3 중량%)을 함유하였다. 실시예 1 및 2에서와 같이, 미립자 크기 대 스킨 두께의 비율은 1.6이었다. 실시예 6에서, 밀봉층은 평균 직경이 4 내지 5 미크론인 유사한 비이동성 미립자(신에츠사제, 제품명 X-52-1186) 3000 ppm을 함유하였다. 실시예 3 및 4에서와 같이, 미립자 크기 대 스킨 두께의 비율은 2.63 내지 3.29였다. 필름의 성능은 표 3에 나타내었다.
미립자 평균 직경(미크론) 최소 밀봉 온도(℃) 마찰 계수(정속) %헤이즈 %광택
실시예 52.5 98.3 0.48 2.00 90.3
실시예 64-5 99.4 0.36 2.10 90.8
실시예 7 내지 10
이들 실시예에서는 4 미크론 평균 직경의 비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산 블로킹 방지제(GE사제, 제품명 토스펄 145)를 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1에 기재된 필름과 유사한 필름을 제조하였다. 입자 크기 대 스킨 두께의 비율은 2.63이었다.
실시예 7에서, 1500 ppm(0.15 중량%)의 토스펄 145를 코폴리머 밀봉제 층에 첨가하였다.
실시예 8에서, 3000 ppm(0.3 중량%)의 토스펄 145를 코폴리머 밀봉제 층에 첨가하였다.
실시예 9 및 10에서는 밀봉제 층이 에틸렌-프로필렌-부텐-1 터폴리머(몬텔(Montell)사제, 제품명 KT-225P)였다. 실시예 9에서는 토스펄 145를 1500 ppm(0.15 중량%)의 충전물에 첨가하였으며, 실시예 10에서는 3000 ppm(0.3 중량%)에 첨가하였다.
이들 실시예의 필름의 성능은 표 4에 나타내었다.
실시예 최소 밀봉 온도(℃) 마찰 계수(정속) %헤이즈 %광택
7 102.2 0.44 1.40 92.1
8 102.2 0.37 1.70 91.2
9 99.4 0.40 1.45 92.3
10 99.4 0.32 1.75 91.8
상기 실시예들에 나타낸 결과들로부터 본 발명의 필름 구조체가 허용 가능한 밀봉 온도, 우수한 기계 가공성, 저 헤이즈 및 고 광택을 나타낸다는 것을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 코어 올레핀계 폴리머 층(b)의 일면 상에, 밀봉 가능한 외부 표면을 갖고, 프로필렌 코폴리머 또는 터폴리머 및 비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산을 포함하는 제1 외부 스킨 층(a)을 포함하며, 상기 코어 층(b)의 반대면 상에는, 상기 제1 스킨 층의 비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산을 포함하지 않는 제2 스킨 층(c)을 포함하며, 입자 크기 대 스킨 층(a)의 두께의 비율은 1.25 내지 2.5 범위인 것을 특징으로 하는 필름 구조체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 층(a)의 비이동성 미립자 가교 결합된 히드로카르빌 치환 폴리실록산은 가교 결합된 폴리모노알킬실록산인 것을 특징으로 하는 필름 구조체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 미립자 가교 결합된 비용융성 폴리모노알킬실록산은 평균 입경이 0.5 미크론 내지 20 미크론인 것을 특징으로 하는 필름 구조체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 스킨 층(a)의 프로필렌 코폴리머 또는 터폴리머는 에틸렌-프로필렌 코폴리머 및 에틸렌-프로필렌-부텐-1 터폴리머로 구성된 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 필름 구조체.
  5. 제4항에 있어서, 코어 층의 올레핀계 폴리머는 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 필름 구조체.
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