KR0147030B1 - 폴리아미드 필름 및 그 제조방법 - Google Patents
폴리아미드 필름 및 그 제조방법Info
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Abstract
본 발명은 폴리아미드수지를 용융 압출한 다음 냉각롤의 온도를 25∼80℃로 하여 냉각한 후 연신한 다음 MD(길이방향) 및 TD(폭방향) 모두 180∼용융온도의 범위에서 2∼15%의 이완율로 열처리하여 폴리아미드 필름을 제조하는 방법과 상기 방법을 통하여 제조된 비수수축율 6%이하, 열수축응력의 최고값 3.0g/d 이하인 폴리아미드 필름에 관한 것으로,
본 발명의 폴리아미드 필름은 고강도, 고응력, 그리고 저수축 특성을 가져서 형태안정성이 우수한 장점이 있다.
(Lo:원래 필름의 길이,
L:150℃ 핫챔버에서 30분간 열처리한 다음 측정한 길이)
Description
본 발명은 폴리아미드 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지방족 폴리아미드를 주성분으로 하는 폴리아미드 필름을 축차이축연신하여 고강도, 고모듈러스, 저수축성을 가지는 형태안정성이 우수한 폴리아미드 필름을 제조하는 방법 및 제조돈 필름에 관한 것이다.
일반적으로 가소성 폴리머의 미연신 필름을 상호 직각방향으로 연신하여 필름의 기계적 성질, 가스차단성 등의 물성을 향상시키는 이축연신법으로서 동시이축연신법과 축차이축연신법이 있다.
동시이축연신법으로서는 인플레이션(Inflation)에 의한 방법인 블로우필름(Blown-film)형태와, 텐터(tenter)법에 의해 다이로부터 폴리머멜트스트림(polymer melt stream)이 나옴과 동시에 MD(길이방향), TD(폭방향)로 연신하는 방법 두가지가 있으며, 축차이축연신방법으로는 MD 방향으로 미리 연신을 행한 다음 텐터에서 별도로 TD 방향으로 연신하는 방법이 있다.
그러나 나일론6, 나일론66 등의 지방족 폴리아미드는 축차이축연신에 의해서 균일한 연신필름을 제조하는 것이 곤란하다(일본 특공소 48-9899호 참조).
지방족 폴리아미드를 축차이축연신하는 경우에 MD방향으로 일단 연신을 하면 분자쇄들이 같은 방향으로 배열하게 된다. 이때 지방족 폴리아미드 분자쇄 내부에 존재해 있는 아미드 결합들은 주위에 위치해 있는 다른 분자쇄에 있는 아미드결합과 쉽게 수소결합을 이루게 되고 이 수소결합의 방향은 MD방향의 직가방향으로서 TD방향과 동일하게 된다.
이러한 TD방향으로 결집된 수소결합들은 TD연신을 할 때 연신응력을 집중시키거나 연신응력의 크기를 증가시켜 불균일한 연신이 일어나게 하거나 심한 경우에는 절단을 일으키기도 한다.
일본 특공소 62-2195호에서는 폴리안미드의 모노머나 올리고머를 함유시켜 폴리아미드 필름을 축차이축연신하는 방법을 제시하였지만 이러한 방법에서는 첨가물이 로울러에 부착하는 문제점이 있고 최종 필름의 물성도 불량하였다.
또한, 일본 특공소 63-5986호, 64-12496호에서는 한 방향으로 연신한 후 직각방향으로 롤 압연하는 방법을 제시하고 있고, 일본 특공소 47-8195호에서는 롤 연신시에 결정화를 제어하는 방법을 제시하고 있고, 일본 특공소 48-8868호에서는 MD 연신된 필름에 수증기를 부착하는 방법 등을 제시하고 있지만 부분적인 해결이 될 뿐 만족할만한 정도의 방법은 되지 못하였다.
이에 본 발명자들은 이러한 지방족 폴리아미드 필름 제조에 있어서 가장 문제시 되고 있는 축차이축연신가능성을 해결하는 방법을 수차례 걸쳐 연구한 결과 이러한 축차이축연신성은 연신 및 열처리 공정시 필름에 작용하는 응력이 주된 원인임을 알아내었고, 또한 축차이축연신성 뿐만 아니라 최종 필름에서는 물성, 특히 형태안정성을 향상시키는 방법으로서 연신 및 열처리 응력을 조절하는 것이 가장 효과적임을 아알아내고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 고강도 및 고응력, 그리고 저수축 특성을 가지는 폴리아미드 필름을 제공하는 데에 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 90 중량% 이상이 카프로아미드(caproamide)로 이루어진 폴리아미드수지를 용융 압출하여 냉각롤의 온도 25∼80℃로 하여 냉각한 후 연신한 다음 MD(길이 방향) 및 TD(폭방향) 모드 180℃∼용융온도의 범위에서 2∼15%의 이완율로 열처리함을 특징으로 하는 폴리아미드 필름의 제조방법이다.
또한 본 발명은 상기 방법으로 제조된 TD 및 MD의 비수수축율이 6%이하이고 열수축응력의 치고값이 3.0g/d 이하인 폴리아미드 피르름을 포함한다.
(Lo:원래 필름의 길이,
L:150℃ 핫챔버에서 30분간 열처리한 다음 측정한 길이)
이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 폴리아미드 필름을 제조함에 있어서 필름다이로부터 토출되는 멜트스트림(melt stream)의 냉각조건과 열처리 공정시의 이완율이 매우 중요하다.
냉각조건은 최종 필름의 내부구조를 지배적으로 결정하는 바, 냉각롤의 온도가 25℃ 미만이면 최종 필름에서의 결정크기가 크고 망상(network)구조의를 가지지 못하게 되며, 따라서 비수수축율과 열수수축율이 커져서 양호한 필름을 얻을 수 없다.
냉각롤의 온도가 80℃를 초과할 경우에는 필름의 고화가 일어나지 않아 조업이 불가능해진다.
따라서 냉각롤의 온도가 25∼80℃일 때 결정크기가 작고 균일하게 분포되어 있으며, 강한 망상구조를 갖게 되어 형태안정성이 우수한 폴리아미드 필름을 제조할 수 있다.
본 발명에 있어서 열처리 온도와 이완율은 비정영역의 분자쇄의 상태와 밀접한 관계가 있기 때문에 매우 중요하다.
열처리온도가180℃ 미만일 경우에는 비정영역에서의 잔류응력 제거효과가 미미하며 아무리 열처리시간을 길게 하여도 양호한 형태안정성을 갖는 필름을 제조할 수 없다.
또한 열처리온도가 용융온도를 초과하면 조업이 불가능하며, 조업이 가능하여도 인장특성이 나빠지게 된다.
열처리시 이완율도 매우 중요한데 이완율이 2% 미만이면 비정분자쇄에 집중되어 있는 응력완화효과가 적어 최종 필름에서의 열수축응력과 비수수축율이 커서 본 발명에서 목적하는 폴리아미드 필름을 얻을 수 없으며, 15%를 초과할 경우에는 열수축응력과 비수수축율이 우수한 필름을 얻을 수는 있지만 인장특성의 손실을 피할 수가 없다.
이와같이 하여 제조된 본 발명의 폴리아미드 필름은 150℃에서 측정한 비수수축율이 TD 및 MD 방향 모두 6% 이하이고, 열수축응력의 최고값이 3.0g/d이하인 바, 비수수축율이 6%를 초과하거나 열수축응력의 최고값이 3.0g/d를 초과할 경우에는 후공정인 라미네이트 공정이나 인쇄공정에서의 작업성이 매우 불량해지며 인소공정에서 핀트아웃 현상이 심해진다.
비수수축율이 6%를 초과할 경우에는 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌과 라미네이팅할 때 서로간의 수축율의 차이로 인하여 라미네이팅이 불가능하게 되며, 비정분자쇄의 디스오리엔테이션(Disorientation)의 정도가 심해져서 최종 필름의 기계적 물성이 나빠지게 된다. 또한 경제적인 면에서도 불리하다.
또한, 열수축응력은 비수수축율에 비례하는 바, 본 발명의 폴리아미드 필름에 있어서 열수축응력이 최고점에 이르는 온도는 180∼200℃ 사이이다. 열수축응력의 최고점이 3.0g/d를 초과할 경우에는 비수수축율 또한 6%를 초과하기 때문에 상기의 문제점이 야기된다.
또한 열수축응력의 값은 비수수축율 뿐만 아니라 필름의 구조적인 면과도 밀접한 관계가 있어서 결정영역의 크기와 분포에 영향을 끼친다.
즉, 결정크기가 크고 강한 망상구조를 갖지 않은 경우 비수수축율은 6% 이하이어도 열수축응력의 최고값이 3.0g/d를 초과할 수 있다.
본 발명에 있어서 열수축응력의 최고값을 3.0g/d 이하로 낮추기 위해서는 결정크기가 작아야 하며, 가능한 한 열수축이 일어나지 않도록 결정들이 효과적인 물리적 가교역할을 할 수 있는 강한 망상구조를 가져야 한다.
이와같은 본 발명의 폴리아미드 필름은 고강도, 고응력, 저수축성의 형태안정성을 가지는 장점이 있다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 통하여 더욱 구체적으로 설명하겠는바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1∼5, 비교예 1∼]
상대점도 3.1의 폴리-ε-카프로락탐을 티다이를 갖는 60mm 직경의 압출기를 이용하여 265℃로 가열용융하고 기어 펌프로 계량하여 필름상으로 압출하여 냉각롤상에 냉각하여 두께 210μm, 폭 25cm의 미연신 필름을 얻었다. 이 미연신 필름을 3m/분의 주행속도로 롤직경 110mm, 폭 700mm인 복합롤을 이용하여 MD 방향으로 MD 연신온도 50℃, MD 연신배율 3.3배로 하여 연신하였다.
이어서 폭 3m, 길이 1lm인 필름 TD 연신용 텐터내에서 온도 95℃, 연신배율 3.2배로 연신한 다음 핫 챔버내에서 열처리를 하였다.
상기 실험의 조건과 제조된 필름의 물성을 다음 표1에 나타내었다.
※작업성평가:열처리 필름제조시 1일 작업중 절단회수가 1 이하인 경우는 우수, 2∼3회인 경우는 양호, 4회 이상인 경우는 불량.
용융온도:215℃
Claims (1)
- 90 중량% 이상이 카프로이드로 이루어진 폴리아미드수지를 용융 압출하여 냉각롤의 온도 25∼80℃에서 고화시킨 후 축차이축연신하여 MD(길이방향) 및 TD(폭방향) 모두 180℃∼용융온도의 범위에서 2∼15%의 이완율로 열처리하여 제조되며 하기 식으로 나타낸 TD 및 MD 비수수축율이 각각 6% 이하이고, 열수축응력의 최고값이 3.0g/d이하인 폴리아미드 필름:(Lo는 원래 필름의 길이이고, L은 150℃ 핫챔버에서 30분간 열처리한 다음 측정한 길이임.)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940028243A KR0147030B1 (ko) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 폴리아미드 필름 및 그 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940028243A KR0147030B1 (ko) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 폴리아미드 필름 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR960014205A KR960014205A (ko) | 1996-05-22 |
| KR0147030B1 true KR0147030B1 (ko) | 1998-08-17 |
Family
ID=19396587
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019940028243A KR0147030B1 (ko) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 폴리아미드 필름 및 그 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR0147030B1 (ko) |
-
1994
- 1994-10-31 KR KR1019940028243A patent/KR0147030B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960014205A (ko) | 1996-05-22 |
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