KR102360899B1

KR102360899B1 - 난연성 폴리에스테르 필름

Info

Publication number: KR102360899B1
Application number: KR1020150137309A
Authority: KR
Inventors: 류득수; 김윤조; 김도현
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2022-02-08
Also published as: KR20170038241A

Abstract

본 발명은 a) 폴리에스테르 40 내지 85 중량%, b) 폴리포스페이트계 수지 15 내지 60 중량%를 포함하는 혼합수지 100 중량부에 c) 내열제 0.05 내지 1.0 중량부가 포함된 마스터배치 및 폴리에스테르계 베이스 수지를 포함하는 난연성 폴리에스테르 필름으로, 상기 폴리포스페이트계 수지는 유리전이온도가 90 내지 120℃이고, 상기 폴리에스테르 필름 내 인의 함량은 1.5 내지 4.5 중량%인 난연성 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

Description

난연성 폴리에스테르 필름{Flame retardant polyester film}

본 발명은 난연성 폴리에스테르 필름에 관한 것으로, 상세하게는 할로겐 프리 인계 난연제를 특정 범위로 사용함에 따라 인장강도, 열수축율, 필름 성형성이 우수하면서 높은 난연성을 가지는 난연성 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

최근 각종 화재 시 발생하는 대형 인명사고의 주원인이 불에 연소될 때 발생하는 유독성 가스이다 보니 고분자 소재 물질의 화재에 대한 안정성이 점차로 강조되고 있고 각종 난연제 및 난연 수지에 대한 관심은 높아지고 있다. 특히 기존의 난연제로 사용되는 할로겐계를 대체할 비 할로겐계 난연제가 최근 활발히 검토되고 있으며, 그 중 대표적인 난연제가 인계 난연제이다. 상기 인계 난연제를 사용하는 방법으로는 대한민국 공개특허 2001-0057665 등과 같이 인산 에스테르 화합물을 일반 고분자 수지에 혼합하거나 대한민국 공개특허 2010-0127077 등과 같이 인 화합물을 폴리에스테르 수지에 공중합 시키는 방법이 사용되고 있다.

그러나 인산 에스테르 화합물을 사용하는 경우, 폴리에스테르 수지와 용융 압출되는 과정에서 인산 에스테르와 폴리에스테르 수지 간의 에스테르 교환반응에 의해 고분자 체인이 분해되어 심각한 점도 저하가 발생한다. 이 경우 필름의 연신 과정에서 필름의 파단이 빈번하게 일어나며 필름이 제막되었다 하더라도 기계 물성이 심각히 저하된다.

뿐만 아니라 에스테르 교환반응에 의해 야기된 불규칙한 고분자 구조에 의해 고분자의 규칙적 패킹(packing)을 저해하여 융점 저하 및 결정화를 방해하고 필름의 치수안정성 부여를 위해 실시하는 열처리 공정에 문제를 일으킨다. 즉 융점이 열처리 온도보다 낮아지는 케이스도 종종 발생한다.

또, 인 화합물을 폴리에스테르에 공중합 시키는 경우, 다른 난연제의 후속 첨가에 의한 믹싱 불균일성 유발 가능성이 낮아져 난연 성분의 분산성이 유리하여 필름의 난연성은 우수하게 재현되는 장점이 있지만, 결정성 폴리에스테르 수지 자체의 공중합화 영향에 의해 용융 압출 전 수지의 건조 과정에서 결정화가 쉽게 이루어지지 않아 칩 간의 융착(럼핑)현상이 매우 심하게 발생하는 문제가 있다. 이는 곧 칩의 건조 과정에서의 작업성이 극도로 안 좋아지는 문제로 직결될 수 있다. 따라서 이러한 문제 때문에 폴리에스테르에 공중합시킬 인 화합물의 함량이 제한적이기 때문에 충분한 난연성을 발휘하기가 곤란한 문제가 있다.

또 다른 난연성 부여 방법으로는 포스핀산 Al(OH)₃ 또는 Mg(OH)₂ 등 금속 수산화물 난연제를 적용하는 경우이다. 그러나 이 경우 충분한 난연성을 얻기 위해서는 다량의 투입이 필요하며 그로 인한 수지의 물성이 크게 저하되며, 특히 금속 수산화물 사용 시 필름이 매우 불투명하여 필름의 용도가 제한적일 수 밖에 없는 한계가 있다. 뿐만 아니라 상기 입자들의 응집에 의해 필름의 연신 공정 중 파단을 자주 유발하여 가공성이 나쁘며, 필름의 조도 (Roughness)를 상승시켜 필름의 광택을 크게 떨어뜨려 제품의 심미성을 잃게 하는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 10-2001-0057665 (2001년 07월 05일) 대한민국 공개특허 10-2010-0127077 (2010년 12월 03일)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로, 인산 에스테르계 난연제를 포함하면서도 필름 제조 시 가공성의 저하가 없고, 인장강도, 열수축율 등의 기계적 물성이 우수하며, 동시에 UL 94 VTM Test로 측정한 난연성이 VTM-0 등급으로 높은 난연성을 가지는 난연성 폴리에스테르 필름의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 난연성 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

본 발명의 일 양태는 a) 폴리에스테르 40 내지 85 중량%, b) 폴리포스페이트계 수지 15 내지 60 중량%를 포함하는 혼합수지 100 중량부에 c) 내열제 0.05 내지 1.0 중량부가 포함된 마스터배치 및 폴리에스테르계 베이스 수지를 포함하는 난연성 폴리에스테르 필름으로, 상기 폴리포스페이트계 수지는 유리전이온도가 90 내지 120℃이고, 상기 폴리에스테르 필름 내 인의 함량은 1.5 내지 4.5 중량%인 난연성 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

본 발명에서 상기 난연성 폴리에스테르 필름은 UL 94 VTM Test로 측정한 난연성이 VTM-0 등급이며, 종방향(MD)의 인장 강도가 14㎏/㎟ 이상이며, 열풍 오븐에서 150℃, 30분 동안 방치 후의 필름의 종방향 및 횡방향 열수축율이 2% 미만일 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 폴리에스테르 필름 내 인의 함량은 1.5 내지 4.5 중량% 포함할 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 폴리에스테르 필름의 융점은 240℃ 이상이며, 필름의 두께는 10 내지 500㎛일 수 있다.

본 발명에 따른 난연성 폴리에스테르 필름은 인산 에스테르계 난연제를 포함하면서도 필름 제조 시 가공성의 저하가 없고, 인장강도, 열수축율 등의 기계적 물성이 우수하며, 동시에 UL 94 VTM Test로 측정한 난연성이 VTM-0 등급으로 높은 난연성을 가져 환경 친화적인 난연성 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다.

이하 구체예들을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만 하기 구체예 또는 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 하나의 참조일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 여러 형태로 구현될 수 있다.

또한 달리 정의되지 않은 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자 중 하나에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본원에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

또한 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용되는 단수 형태는 문맥에서 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 의도할 수 있다.

본 발명에서 상기 폴리에스테르 필름은 a) 폴리에스테르 40 내지 85 중량%, b) 폴리포스페이트계 수지 15 내지 60 중량%를 포함하는 혼합수지 100 중량부에 c) 내열제 0.05 내지 1.0 중량부가 포함된 마스터배치 및 폴리에스테르계 베이스 수지를 포함하여 제조될 수 있다.

본 발명에서 상기 마스터배치 및 난연성 폴리에스테르 필름의 주재인 폴리에스테르계 베이스 수지는 카르복실산을 주성분으로 하는 산성분과 알킬렌글리콜을 주성분으로 하는 글리콜 성분을 중합한 것이다. 상기 디카르복실산은 제한되지 않으나 테레프탈산 또는 그의 알킬에스테르나 페닐에스테르 등을 사용할 수 있고, 일부는 이소프탈산, 옥시에톡시 안식향산, 아디핀산, 세바신산, 5-나트륨설포이소프탈산 등의 이관능성 카르본산 또는 그의 에스테르 형성 유도체로 치환하여 사용할 수 있다. 또한 글리콜 성분으로는 제한되지 않으나, 에틸렌 글리콜을 주로 사용하고, 프로필렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 트리메틸렌글리콜, 1,4-사이클로헥산디올, 1.4-사이클로헥산디메탄올, 1,4-비스옥시에톡시벤젠, 비스페놀, 폴리옥시에틸렌글리콜 등을 혼합하여 사용할 수 있으며, 일관능성 화합물 또는 삼관능성 화합물을 일부 병용할 수 있다.

본 발명에서 상기 폴리에스테르계 수지로 더욱 상세하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌테레프탈레이트 등을 사용하는 것이 좋으며, 이중 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것이 기계적인 물성 및 투명성 등이 우수하여 바람직하다.

본 발명에서 상기 폴리에스테르계 수지는 고유점도(OCP(Ortho Chloro Phenol)로 녹인 후, 25℃의 조건에서 자동점도 측정기(Skyvis-4000)를 이용하여 점도관에서의 시료 점도를 측정)가 0.5 내지 0.8일 수 있다. 수지의 고유점도가 상기 범위를 만족하는 경우 우수한 가공성을 구현할 수 있으며, 필름의 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 범위를 초과하면 가공이 어렵고 열분해가 급속히 일어나 필름 제조가 어렵다.

상기 성분 이외에 상기 폴리에스테르계 수지는 통상적으로 필름분야에서 사용되는 첨가제, 일예로 피닝제(pinning), 대전방지제, 자외선 안정제, 방수제, 슬립제 및 열안정제 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 성분을 포함할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 폴리에스테르계 수지는 당해 기술분야에서 통상적인 중합방법으로 제조될 수 있다. 일예로, TPA(Terephthalic acid)중합법 또는 DMT(dimethyl terephthalate)중합법 등으로 제조할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 폴리포스페이트계 수지는 주로 연소할 때 열분해에 의해 폴리메타 인산을 생성하고 이것이 보호 층을 형성하는 경우와 폴리메타 인산이 생성될 때의 탈수작용에 의해서 생성되는 탄소 피막이 산소를 차단하여 연소를 막는 방식으로 난연 효과를 나타내는 것으로 보인다. 본 발명에 따른 폴리포스페이트계 수지는 상기 폴리에스테르 수지와 혼합되어 필름 형성 물질로 작용함과 동시에 열작용에 의해 난연 효과를 나타낼 수 있다.

본 발명에서 상기 폴리포스페이트계 수지는 인산에스테르, 포스포네이트, 포스피네이트, 포스핀옥사이드, 포스파젠 등 다양한 인계 난연제를 사용할 수 있다.

더 상세하게 상기 폴리포스페이트계 수지는 하기 화학식 1의 구조를 가질 수 있다.

[화학식 1]

(상기 화학식 1에서 R은 (C1-C30)알킬렌, (C3-C30)시클로알킬렌, (C6-C30)아릴렌에서 선택되는 어느 하나이며, n은 1 내지 100의 정수, m은 50 내지 5000의 정수이다.)

본 발명에서 상기 폴리포스페이트계 수지는 유리전이온도(Tg)가 90 내지 120℃인 것이 좋다. 폴리포스페이트계 수지는 상기 폴리에스테르와 혼합 시 부반응으로 일어나게 되는 에스테르 교환반응으로 인해 혼합 수지의 유리전이온도가 저하되는 현상이 발생하는데, 이로 인해 제조되는 필름의 기계적 물성이 하락하게 된다.

상기 폴리포스페이트계 수지의 유리전이온도가 90℃ 미만인 경우 기계방향(MD)의 강도 저하 및 최종 제품의 후공정에서 열주름이 발생하는 등의 열적 안정성이 하락할 수 있으며, 120℃ 초과인 경우 필름 제막성 등 연신 가공성이 떨어질 수 있다.

더욱 상세하게는 최종 생성된 폴리에스테르와 폴리포스페이트계 수지의 마스터배치의 유리전이온도가 65℃ 내지 100℃인 것이 좋다. 상기 마스터배치의 유리전이온도가 65℃ 미만인 경우 칩의 결정화 및 건조 과정에서 결정화가 진행되기 이전에 칩의 표면이 열에 의해 융착이 일어나 커다란 덩어리를 형성하는 럼핑(lumping) 현상이 발생하여 결정화처리가 완료된 마스터배치 칩을 건조공정으로 이송하기 어려우며, 럼핑된 칩 내부의 수분이 완전히 건조되지 않아 필름 제조 시 파단이 발생하는 등 성형성이 크게 떨어질 수 있다. 반대로 유리전이온도가 100℃ 초과인 경우 필름의 연신공정에서 과도한 응력이 걸리게 되어 연신비를 충분히 늘릴 수 없게 되며, 결과적으로 기계적 물성 및 평활성이 크게 떨어지고, 성형성이 나빠질 수 있다.

본 발명에서 상기 폴리포스페이트계 수지의 분자량은 30 내지 350 ㎏/mol, 더 바람직하게는 50 내지 300 ㎏/mol인 것이 좋다. 상기 폴리포스페이트계 수지의 분자량이 30 ㎏/mol미만인 경우 분자량이 너무 낮아 폴리에스테르 수지와 혼합성이 떨어질 수 있으며, 350 ㎏/mol 초과인 경우 상대적으로 높은 분자량으로 인해 컴파운딩 가공성이 저하하며, 제조된 마스터배치의 결정화 진행속도가 느려질 수 있다.

본 발명에서 상기 폴리포스페이트계 수지 내 인의 함량은 많을수록 난연성이 우수해지나, 제조되는 필름의 기계적 물성 및 성형성을 고려하여 조절하는 것이 좋다. 더 바람직하게는 상기 마스터배치를 기준으로 인의 함량이 0.4 내지 10 중량%, 좋게는 0.6 내지 8 중량%, 가장 좋게는 1 내지 6 중량% 혼합하는 것이 좋다. 상기 범위에서 충분한 난연성이 발현되며, 필름의 연신 및 열처리 과정에서 배향 및 결정화가 충분히 일어나 기계적 물성을 만족하고 필름의 열수축율이 낮아진다.

상기 마스터배치는 폴리에스테르계 수지 40 내지 85 중량% 및 폴리포스페이트계 수지 15 내지 60 중량% 포함할 수 있다. 상기 범위 내에서 본 발명에서 원하는 난연성을 확보함과 동시에 기계적 물성 및 성형성을 만족할 수 있어 바람직하다.

본 발명에서 상기 내열제는 제조되는 필름의 열안정성, 산화안정성 및 저장안정성을 동시에 향상시키기 위한 것으로, 당업계에서 통상적으로 사용하는 내열제 또는 산화안정제라면 어떤 것을 사용하여도 무방하다.

본 발명에서 사용 가능한 내열제의 일예를 들면 2,6-디-t-부틸-p-크레졸(BHT), 옥타데실 3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피온네이트, 트리에틸렌 글리콜-비스-3-(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피온네이트, 1,1,3-트리스(5-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)부탄, 디라우릴 티오디프로피온네이트, 트리스(노닐페닐)포스파이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있으며, 상표명으로는 Irganox™ 1010, Irganox™ 1035, Irganox™ 1076, Irganox™ 1081, Irganox™ 1098, Irganox™ 1135, Irganox™ 1330, Irganox™ 1425 WL, Irganox™ 1520, Irganox™ 245, Irganox™ 3114, Irganox™ 565, Irganox™ E 201, 또는 Irganox™ MD 1024, Chemtura(미국 코네티컷주 미들베리 소재)에 의해 제조된 Lowinox™ 1790, Lowinox™ 22M46, Lowinox™ 44B25, Lowinox™ CA22, Lowinox™ CPL, Lowinox™ HD 98, Lowinox™ MD24, Lowinox™ TBM-6, 또는 Lowinox™ WSP, Cytec에 의해 제조된 Cyanox™ 1741, Cyanox™ 2246, 또는 Cyanox™ 425 등을 들 수 있다.

본 발명에서 상기 내열제는 전체 마스터배치 100 중량부 대비 0.05 내지 1.0 중량부 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 범위에서 마스터배치의 가공성을 해치지 않으며, 동시에 필름의 기계적 강도 및 열수축율을 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 마스터배치는 상기 폴리에스테르계 수지 및 상기 폴리포스페이트계 수지, 내열제를 혼합하여 칩 형태로 제조할 수 있다. 이때 압출기는 당업계에서 통상적으로 사용할 수 있는 것, 이를테면, 트윈 스크류 압출기 등을 사용할 수 있으며, 압출기의 온도는 240 내지 260℃로 설정하는 것이 좋다.

또한 상기 내열제는 마스터배치 제조 시 함께 혼합할 수도 있으나, 필름 제조 직전 상기 마스터배치 및 폴리에스테르계 베이스 수지의 혼합 시 투입하여도 무방하며, 상기 폴리에스테르계 베이스 수지의 중합 시에 첨가하여도 좋다.

다음으로 제조된 마스터배치와 상기 폴리에스테르계 베이스수지를 압출기에 투입하고 혼합한다. 다만 상기 마스터배치와 상기 베이스수지의 혼합 시 상기 필름 내 인 함량을 1.5 내지 4.5 중량%가 되도록 폴리포스페이트계 수지의 첨가량 및 인함량을 조절하는 것이 제조되는 필름의 난연성을 충분히 높이면서 기계적인 물성 및 성형성을 해치지 않아 바람직하다. 또한 상기 마스터배치와 베이스수지를 혼합할 때 압출기의 온도는 270 내지 300℃인 것이 바람직하다. 그러나 상기 압출 조건은 본 발명에서 제한하는 것은 아니며, 베이스수지 및 마스터배치의 조성비 등에 따라 얼마든지 자유롭게 조절할 수 있다.

압출기를 통해 미연신 시트를 제조한 후, 연신공정을 수행할 수 있다. 이때 기계방향(MD)은 80 내지 120℃의 온도에서 3 내지 5배 연신하는 것이 좋다. 그리고 횡방향(TD)은 100 내지 160℃의 온도에서 기계방향과 동일 배율로 연신하는 것이 좋으나, 본 발명이 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.

연신 후 폴리에스테르 필름은 수축방지를 위해 열처리를 수행하는 것이 좋다. 이때 열처리 온도는 본 발명에서 한정하는 것은 아니나, 200 내지 250℃에서 진행하는 것이 바람직하다.

본 발명을 통해 제조된 난연성 폴리에스테르 필름은 두께가 10 내지 500㎛일 수 있다. 그러나 상기 두께는 필름의 연신 공정, 조성물의 첨가량, 열처리 온도 및 사용 목적에 따라 자유롭게 조절할 수 있는 것이며, 본 발명이 이에 제한하는 것은 아니다.

이하는 본 발명의 보다 구체적인 설명을 위하여 실시예를 들어 설명을 하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

하기 실시예를 통해 제조된 시편의 물성을 다음과 같이 측정하였다.

(마스터배치 가공성)

L/D = 40인 트윈스크류 컴파운딩 머신에서 마스터배치를 압출 온도 260℃로 실시하였다. 가공성은 다음 조건으로 분류하였다.

○ : 제조 수율 90% 이상

△ : 제조 수율 80 내지 85%

× : 제조 수율 80% 이하

(유리전이온도)

시차주사열량계로서 TA Instrument사 DSC(Q20)을 이용하였으며, 시료 10㎎을 알루미늄제 받침대에 세팅하고, 질소가스를 유량 50㎖/분으로 유입시키면서 30℃부터 승온속도 20℃/분으로 300℃까지 승온하여, JIS K 7121-1987에 준하여 유리전이온도 및 녹는점을 구하였다.

(필름 제막성)

횡방향의 텐터폭이 6,200㎜인 기대에서 필름을 1시간 간 제막하였을 때의 파단정도를 측정하였다.

○ : 파단 0회

△ : 파단 1회

× : 파단 2회 이상

(난연성(VTM 등급))

UL 94 VTM Test(Thin Material Vertical Burning Test)에 의거하였으며, 200 × 50 × 0.1(㎜)의 시편 20 개를 준비하여 직경 13㎜의 봉(mandrel)에 말아서 윗부분을 테이핑하고, 클램프를 이용하여 고정하였다. 다음으로 시편에 3초간 2회 접염을 실시한 후 제품의 연소 양상 및 주위로의 화염 전파 정도를 표 1과 같이 측정하였다.

[표 1]

(인장강도)

필름 Roll 전폭의 센터부에서 세로 방향은 필름의 MD방향으로 하고 가로 방향은 TD방향으로 하여 300㎜ × 200㎜ 크기로 측정용 시료를 취한다. 우선 채취된 시료에 대해 MD방향과 TD방향의 길이를 300㎜ × 15㎜ 크기로 하여 기계 물성 측정용 시료를 만든 후, 측정 시료폭을 15㎜, 시료장 (Gauge Length) 50㎜, 인장속도(Cross head-up speed) 500 ㎜/min로 하여 만능인장 시험기를 이용하여 필름의 기계방향(MD)에 대한 절단 강도를 10회 측정한 후, 최대값 및 최소값을 제외하고 평균값을 구하였다.

상기 방법으로 측정된 값을 바탕으로 다음과 같이 등급을 정하였다.

○ : 인장강도 14 ㎏/㎟ 이상

△ : 인장강도 12 내지 14 ㎏/㎟

× : 인장강도 12 ㎏/㎟ 이하

(열수축율)

필름 Roll 전폭의 센터부에서 필름을 20㎝ × 20㎝의 정방향으로 재단하고, 150℃± 0.5℃의 열풍 오븐에서 30분 간 열수축 시킨 후, 필름의 MD, TD 방향의 수치를 측정하고 하기 식에 따라 열수축율을 구하였다.

[식 1]

○ : 열수축율 2% 미만

△ : 열수축율 2% 내지 3%

× : 열수축율 3% 초과

(필름 내 인 함량)

유도결합 플라즈마 분광분석기(Perkin Elmer사 ICP-AES, Optima 5300DV)를 이용하여 측정하였다.

(실시예 1)

혼합수지로 고유점도가 0.65 ㎗/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 85중량%와 상기 화학식 1의 폴리포스포네이트계 고분자 수지(PPH, 인함량 : 15wt%, Tg : 105℃) 15중량% 준비하였으며, 상기 혼합수지 100 중량부에 대하여 내열제 (BASF社, 상표명 Irganox^® 1010) 0.5 중량부를 260℃에서 혼련 압출하여 마스터배치를 제조하였다.

상기 마스터배치와 고유점도가 0.65 ㎗/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트를 하기 표 2와 같이 필름 내 인의 함량이 1.5 중량%가 되도록 혼합하여 압출기에 투입하고 285℃에서 용융압출 하여 두께 1,100㎛인 시트를 제조하였다.

제조된 미연신 시트는 98℃ 종방향 예열롤에서 3.3배 및 130℃ 텐터 내에서 황방향으로 3.3배 연신하고 230℃에서 열처리를 하여 두께 100㎛인 필름을 제조하였다. 이렇게 제조된 필름의 물성을 표 3에 나타내었다.

(실시예 2)

고유점도가 0.65 ㎗/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 70중량%와 상기 화학식 1의 폴리포스포네이트계 고분자수지(인함량 : 15wt%, Tg : 105℃) 30중량%를 사용하고 필름 내 인의 함량이 3.0 중량% 가 되도록 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(실시예 3)

고유점도가 0.65 ㎗/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 50중량%와 상기 화학식 1의 폴리포스포네이트계 고분자수지(인함량 : 11wt%, Tg : 108℃) 50중량%를 사용하고 필름 내 인의 함량이 3.5 중량% 가 되도록 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(실시예 4)

고유점도가 0.65 ㎗/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 40중량%와 상기 화학식 1의 폴리포스포네이트계 고분자수지(인함량 : 7.0%, Tg : 117℃) 60중량%를 사용하고 필름 내 인의 함량이 2.7 중량% 가 되도록 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(실시예 5)

상기 화학식 1의 폴리포스포네이트계 고분자수지(인함량 : 9.0%, Tg : 109℃)및 내열제를 1.0 파트 사용하고 필름 내 인의 함량이 3.9 중량% 가 되도록 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(실시예 6)

내열제를 0.05 파트 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(실시예 7)

Tg가 91℃인 상기 화학식 1의 폴리포스포네이트계 고분자수지를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(실시예 8)

Tg가 120℃인 상기 화학식 1의 폴리포스포네이트계 고분자수지를 사용하고, 필름 내 인의 함량이 4.5 중량% 가 되도록 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(비교예 1)

고유점도가 0.65 ㎗/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 85중량%와 상기 화학식 1의 폴리포스포네이트계 고분자수지(인함량 : 15wt%, Tg : 105℃) 15중량% 투입하고, 필름 내 인의 함량이 1.35 중량% 가 되도록 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(비교예 2)

고유점도가 0.65 ㎗/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 87중량%와 상기 화학식 1의 폴리포스포네이트계 고분자수지(인함량 : 15wt%, Tg : 105℃) 18중량% 투입하고, 필름 내 인의 함량이 1.3 중량% 가 되도록 혼합하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(비교예 3)

고유점도가 0.65 ㎗/g인 폴리에틸렌테레프탈레이트 35중량%와 상기 화학식 1의 폴리포스포네이트계 고분자수지(인함량 : 7wt%, Tg : 117℃) 65중량%를 사용하고, 필름 내 인의 함량이 4.55 중량% 가 되도록 마스터배치 단독을 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(비교예 4)

내열제를 0.04 파트 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(비교예 5)

내열제를 2.0파트 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(비교예 6)

내열제를 1.5파트 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(비교예 7)

Tg가 86℃인 상기 화학식 1의 폴리포스포네이트계 고분자수지를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

(비교예 8)

Tg가 127℃인 상기 화학식 1의 폴리포스포네이트계 고분자수지를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 제조하였다. 제조된 필름의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

[표 2]

[표 3]

상기 표 3과 같이 본원발명에 따른 난연성 폴리에스테르 필름은 마스터배치 가공성, 필름 제막성 등 성형성 뿐만 아니라, 인장강도, 열수축율 등의 기계적 물성 및 난연성에서 우수한 수치를 보이고 있다. 이에 반해 전체 필름 내 인의 함량이 1.5 중량% 미만인 비교예 1, 2는 난연성 측면에서 실시예에 비해 떨어지며, 필름 내 인의 함량이 4.5 중량% 초과인 비교예 3은 마스터배치 성형성 및 기계적 물성이 실시예에 비해 떨어지는 것을 알 수 있다.

뿐만 아니라, 내열제 함량이 0.05 part 미만이거나 2.0 part 초과인 경우 모두 마스터 배치 가공성이 떨어졌으며, 동시에 필름의 기계적 물성 또한 하락하는 것을 알 수 있었다. 또한 폴리포스페이트계 고분자 수지의 유리전이온도가 본원발명의 범위를 벗어나는 비교예 7(86℃) 및 비교예 8(127℃)의 경우 마스터배치 가공성은 만족하나 필름 제막성이 떨어지며, 비교예 7은 필름의 기계적 물성까지 하락함을 알 수 있었다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

a) 폴리에스테르 40 내지 85 중량%, b) 폴리포스페이트계 수지 15 내지 60 중량%를 포함하는 혼합수지 100 중량부에 c) 내열제 0.05 내지 1.0 중량부가 포함된 마스터배치 및 폴리에스테르계 베이스 수지를 포함하는 난연성 폴리에스테르 필름으로,
상기 폴리포스페이트계 수지는 유리전이온도가 90 내지 120℃이고,
상기 폴리포스페이트계 수지의 분자량은 30 내지 350 ㎏/mol이고,
상기 폴리에스테르 필름 내 인의 함량은 1.5 내지 4.5 중량%인 난연성 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 난연성 폴리에스테르 필름은 UL 94 VTM Test로 측정한 난연성이 VTM-0 등급인 난연성 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 필름은 종방향(MD)의 인장 강도가 14㎏/㎟ 이상이며, 열풍 오븐에서 150℃, 30분 동안 방치 후의 필름의 종방향 및 횡방향 열수축율이 2% 미만인 난연성 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 필름의 융점은 240℃ 이상인 난연성 폴리에스테르 필름.
제 1항에 있어서,
상기 폴리에스테르 필름의 두께는 10 내지 500㎛인 난연성 폴리에스테르 필름.