KR940003876B1 - 폴리에스테르 필름의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폴리에스테르 필름의 제조방법

본 발명은 폴리에스테르 필름의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 불활성 미립자를 포함시켜서 표면 활성을 증대시킨 폴리에스테르 필름에 있어 투명성을 향상시킴과 동시에 활성이 우수한 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.

폴리에스테르 필름은 마찰계수가 커서 활성이 나쁘고 심한 블로킹을 야기시키게 되어 제막시에 권취 및 슬릿팅 과정에서 제품에 치명적인 결함을 주게 된다. 이를 해결하기 위하여 종래까지는 필름에 무기화합물, 예컨대 탄산칼슘, 탈크, 실리카, 이산화티탄과 같은 불활성미립자를 첨가하여 필름 표면에 요철을 형성시키는 방법이 이용되어 왔다.

그러나, 이들 불활성미립자들은 필름에 첨가되어 필름 내부에서 보이드를 발생시키며, 불활성미립자가 다량 첨가될 경우에는 많은 보이드로 인해 폴리에스테르 필름이 투명성을 상실하게 되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로서, 대한민국 공고특허 제 90-6333호에서는 불활성미립자의 표면을 유기금속화물로 처리하여 미립자와 필름베이스간의 친화력을 증대시킴으로써 보이드의 발생을 억제시켜 주어 고투명의 필름을 제조하는 방법을 제시하였다. 그러나, 상기 방법에 따르면 보이드의 발생은 피할수 있겠으나 미립자의 형상과 입경분포가 정의되어 있지 않아 돌기의 생성능력을 충분히 제공할 수가 없었다.

이에 본 발명자들은 불활성미립자의 특성과 형상 및 입경분포에 대해 예의 연구한 결과, 제막시에 보이드를 발생시키지 않아 높은 투명성을 제공하며 소량 첨가하여도 우수한 활성을 부여하게 되는 미립자를 개발하여 본 발명을 완성하게 되었다.

즉, 본 발명의 목적은 미립자의 친화력을 향상시키과 동시에 미립자의 형상 및 입경분포를 제한함으로써 높은 투명성을 갖으며 동시에 활성도 우수한 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 1종이상의 2관능성 카르복실산 또는 그의 에스테르형성 유도체와 1종이상의 글리콜을 에스테르화 또는 에스테르 교환반응시킨 후 그 생성물을 중축합시켜 폴리에스테르를 제조하는데 있어서, 상기 생성물을 중축합시키기 이전에 무기산화물의 표면에 글리콜을 결합시켜서된 평균입경 0.3 내지 1.5㎛의 구상 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.005 내지 0.015중량%가 함유되도록 첨가시키는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.

이와같은 본 발명의 제조방법을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 사용되는 미립자는 무기산화물의 표면에 글리콜을 결합시켜 필름베이스와의 친화력을 향상시킴으로써 필름의 내부에 보이드가 발생되지 않도록 한 것이다. 이때, 무기산화물로는 실리카, 티타니아, 알루미나 등을 사용할 수 있다. 상기 글리콜은 무기산화물 1g에 대해 0.003 내지 5밀리몰의 양으로 결합시키는 바, 이 범위 밖으로 사용하게 되면 친화력 향상효과가 떨어지므로 좋지 않다.

상기 무기산화물 표면에 글리콜을 결합시켜서된 본 발명의 미립자는 중축합 단계 이전의 임의의 시점에서 첨가하며, 그 첨가량은 폴리에스테르 필름에 대해 0.005 내지 0.015중량%가 되도록 한다. 만약, 미립자를 상기 범위 미만으로 첨가하게 되면 충분한 활성을 부여하기가 어렵고, 상기 범위보다 많이 첨가하게 되면 투명성의 저하를 가져오므로 본 발명의 목적을 달성할 수가 없다.

특히, 본 발명의 미립자로서 그 평균입경이 0.3 내지 1.5㎛인 것을 사용하는 바, 평균입경이 0.3㎛미만이면 형성되는 돌기가 너무 작아 충분한 활성을 부여할 수가 없으며, 1.5㎛ 보다 클 경우에는 형성되는 돌기의 수가 적어 이활 고투명 필름을 얻을 수 없다. 또한, 최소입경과 최대입경과의 차이로 나타내어지는 입경분포가 0.2㎛ 보다 크게 되면 활성에 기여하는 정도가 떨어져 궁극적으로 고도의 투명한 필름을 얻기가 어려우므로, 입경분포를 0.2㎛ 이하로 하는 것이 좋다.

그리고, 본 발명의 미립자는 반드시 구형이어야 한다. 구형이 아닐 경우에는 동일 입경 및 동일 첨가량에서도 활성을 부여하는 정도가 떨어지므로 바람직하지 못하다.

본 발명에서는 이상에서 설명한 바와같은 범위내의 미립자들중 1종만을 사용하거나 2종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

한편, 상기 2관능성 카르복실산으로는 테레프탈산, 이소테레프탈산, 프탈산, 세바신산, 아디프산 또는 2,6-나프타디카르복실산 등을 예로 들수 있고 상기 글리콜로는 에틸렌글리콜, 트리메틸렌글리콜, 부탄디올, 헥사메틸렌글리콜, 사이클로헥산티올 등을 예로 들 수 있으며, 본 발명의 폴리에스테르는 상기 2관능성 카르복실산들 및 그의 에스테르형성유도체 중에서 선택된 1종 이상의 화합물과 상기 글리콜 중에서 선택된 1종 이상의 화합물로부터 얻어지는 호모폴리머, 코폴리머, 호모폴리머의 블렌드이다.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

디메틸테레프탈레이트 90중량부와 에틸렌글리콜 54g 중량부, 삼산화안티몬 0.035 중량부 및 초산칼슘일수염 0.006중량부를 에스테르교환 반응관에 넣고, 메탈올을 유출시키면서 에스테르교환 반응시켰다. 그런 다음, 실리콘산화물에 글리콜을 1g:0.03밀리몰의 비율로 결합시켜서 된 평균입경 0.9㎛의 구상 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.006중량%의 양으로 첨가하고 중축합반응을 수행하여서 고유점도 0.63의 폴리에스테를 얻었다.

이렇게 하여 얻어진 폴리에스테르 칩을 160℃에서 10시간 동안 진공건조시킨후, 285℃에서 융융압출하여 30℃의 캐스팅드럼에 점촉시켜서 무정형 시이트를 얻은 다음, 연신온도를 90℃로 하여 기계방향으로 3.5배 연신하고 연신온도를 120℃로 하여 폭방향으로 3.5배 연신한 후 230℃에서 열처리하여 100㎛ 두께의 폴리에스테르 필름을 얻었다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.013중량% 양으로 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

[실시예 3]

상기 실시예 1에서 미립자의 평균입경을 1.2㎛로 하고 이러한 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.010중량%의 양으로 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

[실시예 4]

상기 실시예 1에서 미립자의 평균입경을 0.5㎛로 하고 이러한 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.009중량%의 양으로 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

[실시예 5]

상기 실시예 1에서 미립자로서 티타늄산화물에 글리콜을 1g : 2밀리몰의 비율로 결합시켜서 된 평균입경 1.5㎛의 구상 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.008중량%의 양으로 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

[실시예 6]

상기 실시예 5에서 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.013중량%의 양으로 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 5에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

[비교예 1]

상기 실시예 1에서 미립자의 평균입경을 0.2㎛로 하고 이러한 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.004중량%의 양으로 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

[비교예 2]

상기 실시예 1에서 미립자의 평균을 1.7㎛로 하고 이러한 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.16중량%의 양으로 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

[비교예 3]

상기 실시예 1에서 미립자의 평균입경을 1.2㎛로 하고 이러한 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.004중량%의 양으로 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

[비교예 4]

상기 실시예 1에서 미립자의 평균입경을 0.5㎛로 하고 이러한 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.16중량%의 양으로 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

[비교예 5]

상기 실시예 1에서 미립자의 탄산칼슘에 글리콜을 1g : 0.03밀리몰의 비율로 결합시켜서 된 평균입경 0.8㎛의 구상 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.006중량%의 양으로 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

[비교예 6]

상기 실시예 1에서 미립자의 이산화규소에 글리콜을 1g : 0.03밀리몰의 비율로 결합시켜서 된 평균입경 1.5㎛의 구상 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.008중량%의 양으로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1에서와 동일한 방법으로 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 폴리에스테르 필름의 물성을 다음 방법에 따라 평가하여 그 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.

(1) 필름의 투명성

ASTM D 1003의 방법에 따라 일본 전색공업(주)의 NDH 1001 DP 헤이즈미터로 측정하였다.

(2) 필름의 활성

ASTM D 1894-73에 의해 필름면끼리 마찰시켰을 때의 정마찰계수 및 동마찰계수를 구하였다.

(3) 표면돌기 수

WYKO사의 비접촉식 3차원 표면조도계인 TOPO-3D를 이용하여 필름표면적 1㎟중에 1㎚ 이상의 높이를 가진 돌기수를 측정하여 다음과 같이 판단하였다.

A : 500∼800 개/㎟

B : 800∼1200 개/㎟

C : 1200 개/㎟ 이상

D : 500 개/㎟ 이하

(4) 보이드 측정

주사형 전자현미경(Scenning Electron Microscopy : SEM)을 이용하여 필름 단면의 미립자 주위의 보이드의 유무를 판정하였다.

(5) 미립자의 입경 및 형상

투과형 전자현미경(Transmission Electron Microscopy : TEM)을 이용하여 입자의 형상과 입경을 측정하였다.

[표 1]

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와같이, 본 발명의 방법에 따라 제조된 폴리에스테르 필름은 미립자로서 무기산화물 표면의 글리콜이 결합되어 있는 것을 사용함으로써 에스테르와의 친화력이 우수하여 보이드를 발생시키지 않으므로 투명성이 뛰어나고, 입경분포가 좁고 미립자가 구형이므로 필름 표면에 1㎚이상의 높이를 가진 돌기가 500내지 1200개/㎟ 형성되어 양호한 표면활성을 나타내게 되었으며, 특히 본 발명은 상기와 같은 효과로 인하여 50 내지 200㎛의 비교적 두꺼운 필름으로 제조하여도 충분한 투명성을 제공하는 잇점이 있다.

Claims (4)

1종 이상의 2관능성 카르복실산 또는 그의 에스테르형성유도체와 1종 이상의 글리콜을 에스테르화 또는 에스테르 교환반응시킨 후 그 생성물을 중축합시켜 폴리에스테르 필름을 제조하는데 있어서, 상기 생성물을 중축합시키기 이전에 무기산화물의 표면에 글리콜을 결합시켜서 된 평균입경 0.3 내지 1.5㎛의 구상 미립자를 폴리에스테르에 대해 0.005 내지 0.015중량%가 함유되도록 첨가시키는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.

제1항에 있어서, 상기 무기산화물의 표면에 상기 글리콜을 무기산화물 1g당 글리콜 0.003 내지 5밀리몰의 양으로 결합시키는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.

제1항에 있어서, 상기 무기산화물은 실리카, 티타니아 및 알루미나 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.

제1항에 있어서, 상기 구상 미립자는 최소입경과 최대입경과의 차이로 나타내어지는 입경분포가 0.2㎛이하인 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.