KR100259720B1 - 2축배향 결정성 나이론 필름의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2축배향 결정성 나이론 필름을 제조함에 있어서, 환상 다이로부터 토출된 용융관상 필름을 급냉고화한 후 재가열해서 내부에 공기를 압입시켜 동시 2축 연신한 필름을 필름의 이동방향(MD; Machine Direction) 및 필름의 이동방향에 대해 수직인 방향(TD; Traverse Direction)의 양방향으로 무장력 상태로 2축 연신시 필름온도(80~120℃)와 이러한 필름온도 보다 30℃ 높은 온도 사이에서 예비열처리를 행한 후, 튜불라 열처리 오븐에 도입시켜 내부 공기에 의하여 재팽창시킨 관상필름을 외측으로부터 원적외선 복사가열과 열풍에 의해 필름 온도를 결정성 폴리머수지의 융점보다 25~35℃ 낮은 온도까지 승온하여 1차 열고정을 행하고 강제 풍냉시킨후 접은 관상 필름의 양측선단을 슬리팅 또는 트리밍하여 2매상의 필름으로 분리하고, 이러한 2 매의 필름 사이에 소량의 공기를 개재시킨 상태로 평행 텐터식 오븐내로 도입시켜, 클립 체인 간격을 평행 상태로 필름을 파지시켜 진행시키면서 필름온도를 결정성 폴리머 수지의 융점보다 5~15℃ 낮은 온도로 가열해서 2차 열고 정한 후, 강제풍냉하여 필름을 권취하는 것을 특징으로 하는 2축배향 결정성 나이론 필름의 제조방법을 제공하는 것으로, 본 발명에 의해 제조되는 나이론 필름은 두께 편차가 거의 없고 열고정성이 우수하여 필름의 후가공시 인쇄특성 또는 라미네이션 특성이 우수한 이점을 갖는다.

Description

2축배향 결정성 나이론 필름의 제조방법

본 발명은 2축배향 결정성 나이론 필름의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 튜브 형태의 결정성 폴리머 수지를 임의의 배율로 인플레이션하여 2축으로 배향시킨 필름을 연속적으로 제조함에 있어서, 특별히 고안된 열처리 방법에 의하여 필름의 두께 편차가 거의 없고, 열수수축률 및 필름 폭방향의 수축률차가 작으면서 동시에 필름의 평면성도 우수하여 필름 후가공(인쇄, 라미네이팅) 및 살균 포장 공정에서 변형없이 사용가능한 2축배향 결정성 나이론 필름의 제조방법에 관한 것이다.

2축배향 결정성 나이론 필름은 가스차단성, 내핀홀성, 내한성, 내열성 등이 타 소재에 비해 우수하여 육가공 식품 및 레토르트 식품 등의 식품 포장 재료 및 각종 공업제품의 포장용 소재로 광범위하게 사용되고 있다.

필름의 제조시에 소정의 온도 조건으로 제어된 상태에서 결정성 폴리머 수지 필름을 연신시켜 분자배향을 일으키고, 그것에 의하여 항장력, 충격강도, 내약품성 등의 필름의 물리적 성질을 개량하는 것은 주지의 사실이다.

그러나, 이러한 분자배향은 필름의 다른 성질을 해치기 쉬운 미세구조 변화를 초래할 수 있는데, 특히 온도에 의해 치수가 안정하지 못한 결점이 있다. 즉 배향된 필름은 온도에 의해서 배향방향으로 수축하고 특히 연화온도 또는 수지 필름의 분자배향을 달성하는데 받은 배향온도 보다 높은 온도에서 현저하게 수축을 일으킨다. 후가공공정에서의 현저한 수축성은 외관을 손상시키기 때문에 상품가치를 저하시키는 장애 요인이 된다.

따라서 배향된 필름을 연신한 후 일반적으로 그것을 연신한 온도 보다 높은 온도로 가열함으로써 결정화시켜 수축에 대하여 안정화시키는 것은 공지의 사실이며, 이것을 긴장 열처리 또는 열고정이라고 한다. 일반적으로 연신한 필름을 열고정하는 방법에는 다음과 같은 3 가지가 있다.

첫 째는 히트 롤 또는 히트 벨트에 플랫트상 필름을 파접시켜 가열 열처리하는 방법으로, 이 방법은 기본적으로 열고정중 필름에 휨 현상(bowing)을 거의 수반하지 않기 때문에, 열고정후의 필름의 열수축율과 그 밖의 역학 특성에 이방성을 수반하지 않는 이점이 있다. 그러나 열고정 중의 필름의 폭방향의 수축을 완전히 제거하는 것이 곤란하고, 즉 필름의 양측단부에 약간의 수축이 일어나는 것을 완전히 방지하는 것이 어렵고, 두께편차, 역학특성 등의 국부적인 이방성의 발생을 막을 수 없는 한계가 있다.

둘 째는, 텐터를 이용하여 주행하는 클립 체인에 플랫트상 필름을 파지하여 주행시키면서 열풍을 불어넣어 가열 열고정하는 방법이다. 그러나, 이러한 방법은 열고정중의 필름에 현저한 보잉 현상과 열수축과 그 밖의 역학특성에 이방성이 발생하여, 인쇄공정, 라미네이트공정에서의 불균등 수축과 열탕살균시의 봉투의 뒤틀림 등의 불량이 발생하는 문제점을 갖는다.

세 째는 일본특개평3-106635호 등에 제안된 방법으로, 원통상 오븐 내에서 튜브상 필름을 재팽창시켜 주행케 하고, 열풍을 불어 가열 열고정하는 방법인데, 이 방법에서는 열고정중의 필름에 보잉 현상은 발생치 않고, 상기 첫 번째 방법에서 발생하는 것과 같은 국부적인 이방성도 발생하지 않는다.

그러나, 이 방법에 의할 경우 열처리 오븐에서의 필름 가열 방식이 단지 열풍에 의하기 때문에 필름의 융점 근처의 높은 온도. 예를 들면 (융점 이하 10~30℃) 에서의 열고정시 버블경의 주기적 변동이나, 버블의 요동이 발생하여 만족스러운 열고정이 불가능하다. 특히, 도 1a에 도시한 바와 같이, 튜브상 필름의 1 개소가 조금 요동하는 경우에는 그곳의 필름은 열풍의 토출구에 가깝기 때문에 온도가 상승하게 되고 연화도 진행되어 점점 불균형 팽창을 증대시키게 된다.

더욱이 튜브 내의 공기량은 일정하기 때문에 불균형 팽창부 상부의 필름의 직경은 적게 되고, 따라서 버블 직경의 주기적 변동이 발생하는 결과가 생기고, 이 현상은 통상 장시간에 걸쳐서 진행되어 쉽게 멈추지 않는다. 또한 이 현상은 필름 온도가 융점 이하 40℃ 온도 이상의 고온에서 발생하기 때문에 결과적으로 이와 같은 고온에서의 열고정이 불가능하게 되어, 열고정이 불충분하게 되고, 잔류열수축율도 충분히 낮추지 못하는 결과를 초래하게 된다. 이와 같은 조건하에서는 도 1b에 도시한 것과 같은 버블의 요동 현상이 나타나게 되고 열고정을 충분히 행할 수 없게 된다.

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하는 것으로, 필름의 두께 편차가 거의 없고, 열수수축률 및 필름 폭방향의 수축률차가 작으면서 동시에 필름의 평면성도 우수하여 필름 후가공(인쇄, 라미네이팅) 및 살균 포장 공정에서 변형없이 사용가능한 2축배향 결정성 나이론 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.

제1a도는 종래 기술에 의한 튜불라 열풍로에서의 필름의 상태를 도시한 설명도,

제1b도는 버블의 요동현상을 나타낸 종래기술에 의한 튜불라 열풍로에서의 필름의 상태를 도시한 설명도,

제2도는 본 발명에 사용되는 튜불라 열처리 장치의 개략도,

제3a도 및 제3b도는 보잉율 측정 방법을 도시한 도면,

제4도는 평면성 측정 장치의 개략도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 튜불라 열풍로에서의 필름 2 : 열풍 출입구

3 : 열풍 배출구 4 : 원적외선 히타

L : 이동방향에 대해 수직인 방향으로의 소정 폭의 선

△ b : 연신 및 열처리 후의 L의 처짐량

ℓ : 연신 및 열처리 후의 L의 폭

h : 수평으로부터 처진 거리

즉, 본 발명은 환상 다이로 부터 토출된 용융압출된 용융관상 필름을 급냉고화한 후 재가열해서 내부에 공기를 압입시켜 동시 2축 연신한 필름을 필름의 이동 방향 및 필름의 이동방향에 대해 수직인 방향의 양방향으로 무장력 상태로 2축 연신시 필름온도(80~120℃)와 필름온도 보다 30℃ 높은 온도 사이의 온도로 예비 열처리를 행한 후, 4개의 구간으로 구분된 튜불라 열처리 오븐에 도입시켜 첫 번째 구간에서 2축연신시 필름온도(80~120℃)와 필름온도 보다 40℃ 높은 온도 이하의 열풍과 원적외선 복사 가열을 병행하여 가열을 행하고, 나머지 구간들의 열풍의 온도는 필름온도 보다 20~70℃ 낮은 온도로서, 원적외선 복사가열에 대해 필름을 강제대류냉각시키면서, 필름 온도를 결정성 폴리머 수지의 융점보다 5~25℃ 낮은 온도까지 승온하여 열고정을 행한 후, 강제풍냉한 후 절단하여 권취하는 것을 특징으로 하는 2축배향 결정성 나이론 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.

이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에 의해 2축배향 결정성 나이론 필름을 제조하는 경우에는 본 발명의 효과를 더욱 향상시키기 위해서 연신시 예비열처리를 행할 수 있는데, 구체적으로 2축연신필름이 튜불라 열처리 오븐에 투입되기 전에 접혀진 상태의 관상 필름을 직육면체상의 예비열처리 오븐에 투입하여 열풍을 불어 넣어 2축연신 필름 온도(80~120℃)와 필름온도 보다 30℃ 높은 온도 사이, 즉 필름 열수축응력이 최대로 되는 온도와 필름온도 보다 30℃ 높은 온도 사이에서 필름의 이동방향(Machine Direction) 및 필름의 이동방향에 대해 수직인 방향(Traverse Direction)의 양방향으로 무장력 상태로 해서 예비 열처리를 행할 수 있다.

이와 같은 예비 열처리를 행하면, 최대 수축응력이 낮아진 상태의 필름이 튜불라 열처리 오븐에 들어가, 관상으로 부풀은 상태로 열고정할 때 열수축응력에 의하여 발생되는 버블경의 일시적 축소는 현저하게 완화되고, 그 결과 오븐 내에서의 버블경의 변화(즉, 일단 축소한 후 재팽창 복원하는 변화)는 거의 볼 수 없을 정도로 버블의 안정성이 향상된다. 따라서 필름을 융점보다 5~25℃ 낮은 온도까지의 고온에서 충분히 열고정할 수 있고 그 만큼 잔류 열수축율도 낮출 수 있게 된다.

본 발명에서 이용되는 예비 열처리 장치는 다수의 에어 롤 또는 에어 파이프 표면에 다수의 구멍 또는 슬릿들이 설계된 것이다. 이 구멍 또는 슬릿으로 열풍을 불어 넣어, 필름이 이 에어롤 또는 에어파이프군을 플로우팅 상태로 주행할 때 가열하므로 필름에 주름이 발생하지 않는다.

본 발명에서 튜불라 방식에 의한 열고정은 도 2에 도시된 바와 같은 튜불라 열처리 오븐에 의해 이루어지는데, 여기서 가열은 주로 원적외선 히타(4)에 의한 원적외선 전도열에 의하여 행하고 동시에 일정 온도의 열풍을 열풍배출구(3)를 통해 분사시켜 행한다.

본 발명에서 튜불라 방식에 의한 열고정에 사용되는 튜불라 열처리오븐은 4 개의 구간으로 구분되는데, 첫 번째 구간에서는 2축 연신시 필름온도(80~120℃)와 이러한 필름온도 보다 40℃ 높은 온도 사이의 온도 범위의 열풍과 원적외선 복사 가열을 병행하여 가열을 행하고, 나머지 구간들의 열풍의 온도는 필름 온도보다 20~70℃ 낮은 온도로, 원적외선 복사 가열에 대해 필름을 강제대류냉각시키면서 열고정한다.

첫 번째 구간에서는 실온에 가까운 필름이 열처리 오븐에 들어가면서 열수축 응력이 최대로 되는 온도(80~120℃), 즉 2축연신 온도에 도달하는 동안은 필름의 열수축응력이 급격하게 강하게 나타나는 구역이어서 이상팽창의 위험은 거의 없기 때문에, 열풍 온도는 반드시 필름 온도 보다 낮을 필요는 없고, 열수축응력이 최대로 되는 온도 (80~120℃)와 필름온도 보다 40℃ 높은 온도 사이의 온도로 열풍을 분사해도 지장이 없다. 즉, 이 구역에서의 필름은 원적외선 복사 가열과 열풍에 의해 가열한다. 2축연신시 필름온도 보다 40℃를 초과하는 온도로 열풍을 분사할 때는 필름 온도가 2축 연신 온도 이상으로 빠르게 올라가므로 급격한 필름 수축으로 인한 필름 버블의 요동이 발생하여 좋지 않다.

나머지 구간에서의 가열은 주로 원적외선에 의한 복사전도열에 의해 행하고, 동시에 버블 필름을 따라 필름 표면 온도보다 20℃~70℃ 낮은 온도로 열풍을 분사시켜 필름을 냉각시키는 것에 의해서 버블의 이상팽창, 주기적 버블경 변동 등 요동을 억제시켜, 필름 표면 온도를 필름 융점 보다 5~25℃ 낮은 온도까지 승온하여 열고정을 완결시키는 것이 가능하게 되었다.

이와 같은 가열 방식에서는 버블 필름의 어느 일부에서 이상팽창의 초기가 시작되더라도 필름 표면온도 보다 20℃ 이상 낮은 온도의 열풍에 의해서 강제대류냉각되기 때문에 이상팽창의 진행이 저지되고, 그 결과 버블경의 주기적 변동 등 요동이 일어나지 않게 된다.

필름 온도와 열풍 온도 사이의 온도차가 20℃ 미만인 경우에는 버블의 이상 팽창의 저지 효과가 충분치 않고, 한편 온도차가 70℃를 초과하는 경우에는 버블의 이상팽창의 저지 효과, 즉 버블 안정화 효과는 좋아지지만 필름 표면온도를 점차 승온시키기 위해서 원적외선 복사에너지를 현저히 증대시켜야 하기 때문에 에너지 효율상 바람직하지 못하다.

필름의 잔류열수축율은 이상과 같은 방법으로 실제상 최저 한도까지 낮출 수 있으나, 이와 같이 열고정을 완료한 필름의 평면성에 약간의 문제가 있는 경우, 이 필름을 텐터에 투입하여 융점보다 5~15℃ 낮은 온도로 2차 열고정함으로써 양호한 평면성을 갖는 필름을 얻을 수 있다. 이와 같이 텐터에 의한 2차 열고정을 행할 경우에는, 전 공정인 튜불라 열고정 오븐에서의 1차 열고정시의 필름 온도는 반드시 융점 이하 5~25℃ 온도까지 올릴 필요는 없으며, 융점 이하 25~35℃의 온도에서도 충분한 것이 실험적으로 확인되었다.

본 발명을 좀더 구체적으로 설명하기 위해 나이론 6 수지 필름의 제조를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 2축연신 필름의 제조에 사용되는 나이론 6 수지는 수 종류의 첨가제와 소량의 모노머, 올리고머를 함유하고 있기 때문에 실질적인 융점은 약 215℃이다. 이 나이론 6 수지를 압출기로 용융 혼련해서 원형다이로부터 압출하고, 원통상 용융필름을 냉각수를 이용하여 급냉고화시켜 미연신 원단을 제조한 후, 이 미연신원단을 연신기에 투입하여 재가열시키고 내부에 공기로 압입하여 재팽창시켜, 필름의 이동방향, 필름의 이동방향에 대해 수직인 방향 각각 약 3배로 동시 2축 연신시켜 연신 필름을 얻는다. 이 동시 2축연신시의 필름온도, 즉 연신온도는 연신 개시점으로부터 연신 종료점에 걸쳐 온도구배를 가지고 있지만, 대략 80~120℃이다. 연신 종료점을 넘어선 필름은 곧바로 냉풍으로 냉각되어, 판상으로 접어주는 장치를 통과 연신장치로부터 빠져 나오게 된다. 이와 같이 연신 종료후 곧바로 냉각되기 때문에, 연신시의 필름 변형응력의 대부분은 동결되어 내부응력으로서 필름내에 잔류하게 된다.

이 2축연신 필름을 예비열처리를 하지 않고 내부에 공기를 넣어 재팽창시키고, 튜불라 열처리 오븐에 투입시켜 열처리를 행할 경우에는 오븐 내부에서 필름을 가열하여, 필름온도를 점차 올려 최고온도를 융점보다 5~30℃ 낮은 온도 즉, 180~200℃가 되도록 승온하여 내부응력을 제거한다. 이 때 오븐에 투입된 필름이 실온으로부터 80~120℃ 즉, 연신온도로서 수축응력이 최대로 되는 온도에 도달하기까지의 제1구간에서는 수축응력이 급격하게 발현하며 이 때문에 필름버블의 직경은 일단 약간 축소한다.

또한 필름온도가 상승함에 따라 내부응력은 점차 완화되고, 즉 수축응력은 떨어지고 동시에 필름의 버블경도 급속히 적어지기 때문에 내부 공기압에 의해서 버블경은 팽창복원하는 제 2구간을 지나고, 또한 필름온도가 최고온도 185~210℃로 상승한 상태에서 제 3구간과 제 4구간을 지나 오븐으로부터 빠져나온 후 곧바로 냉풍에 의해서 강제 냉각되어 판상으로 접혀진다.

제 1구간의 열풍분사온도는 110~160℃, 필름의 도달온도는 120~160℃이고, 제 2구간에서는 열풍분사온도는 130~155℃, 필름의 도달온도는 160~185℃이다. 제 3구간에서의 열풍분사온도는 130~180℃, 필름의 표면온도는 185~210℃이며, 적어도 1~3초 동안 이 온도로 체류한 후, 필름은 열풍분사온도가 140~185℃, 필름의 표면 온도가 190~210℃인 제 4구역을 적어도 1~3초 동안 체류한 후, 도출되어 냉풍으로 냉각되어진다.

또 제 1구간에서는 원적외선 복사 에너지와 열풍의 열에너지를 동시 병행해서 필름을 가열하고 있지만, 제 2구간, 제 3구간, 제 4구간에서의 원적외선 복사에너지는 항상 열풍에 의한 강제대류냉각에 맞서 필름을 점차 승온하는데 모자라는 에너지를 필름에 공급하는 역할을 하게 된다.

이와 같은 조건하에서는 버블의 이상팽창, 주기적 직경 변동, 요동 등의 문제점은 거의 보이지 않는다. 단, 열처리 오븐을 빠져나와서 강제풍냉된 후, 판상으로 접혀진 필름의 열수축율은 3~4% (필름의 이동방향, 필름의 이동방향에 대해 수직인 방향의 평균치)이었고, 열고정이 충분히 완결되고 있다는 것을 보여주고 있다.

필름을 구간에 관계 없이 균일한 열풍의 온도로 가열할 때는 버블경의 주기적 변동, 요동을 방지하기 매우 곤란하고, 또 이러한 조건하에서 버블경의 주기적 변동, 요동 등을 억제하면서 운전하기 위해서는 필름의 최고온도는 175℃ 이하로 제한되어야 한다. 또한 제조된 필름은 충분하게 열고정이 되어 있지 않아서, 열수축율(115℃)은 약 5% 이상이고, 필름의 두께 편차가 발생하며 후가공시 인쇄특성 또는 라미네이션 특성이 좋지 않다.

나이론 6 수지를 이용한 상기의 개량효과를 더욱 높이기 위해서 예비열처리 공정을 추가한 경우에 대하여 설명한다.

즉, 2축연신한 나이론 필름을 주 열처리 오븐에 투입되기 전 앞서 설명한 것과 같은 직육면체상 예비 열처리 오븐 또는 에어 파이프, 에어 롤 등을 이용한 에어 플로우팅 방식의 예비 열처리 장치를 도입하여 필름의 장력이 필름의 이동방향에 대해 수직인 방향 및 필름의 이동방향에 대해 무장력로, 즉 자유 수축 가능한 상태로 열처리를 행하되, 이 때 열처리온도는 2축연신시의 필름온도 (80~120℃) 즉, 2축연신 필름의 열수축응력이 최대로 되는 온도와 필름온도 보다 30℃ 높은 온도 이하인 필름 온도 80~150℃가 되도록 가열함으로써, 필름의 잔류열수축응력을 떨어트린 후 주 열처리 오븐에 투입하여 열고정을 행한다. 예비 열처리 온도가 필름 연신시 온도 보다 낮을 경우에는 잔류열수축응력을 없애는 효과가 적고, 필름 연신시 온도보다 30℃ 이상 높은 온도에서는 필름이 수축하는 현상이 크게 일어나 이후 열고정공정에 좋지 않다.

이와 같이 예비 열처리를 행하는 경우에는 버블의 안정성이 한층 향상되기 때문에 필름의 최고 도달온도를 5~10℃ 올려, 즉 190~210℃로 올려도 버블의 주기적 직경 변동과 요동 등은 억제된다. 그 결과 제품필름의 열수수축율(115℃)이 2~3%로 감소되고, 레토르트 살균과 같은 고온살균에서도 견디는 제품이 수득된다.

이상과 같은 나이론 6 수지를 사용한 예에서는 예비 열처리를 행한 경우 또는 행하지 않은 경우라도 필름의 휨(bowing)현상은 거의 발생하지 않는다. 따라서 필름의 이동방향에 대해 수직인 방향 어느 부분을 시료 체취해도 이방성, 특히 열수축율, 열수수축율의 이방성은 나타나지 않는다. 라미네이트 제대품의 열수보일 살균, 레토르트 살균 공정에서의 봉투의 뒤틀림이나 불균일 수축도 발생하지 않는다.

이상의 공정에서 얻어진 열고정 2축연신 나이론 6 필름은 충분히 실용에 제공될 수 있지만, 이 필름의 평면성을 극한 수준까지 향상시키기 위해 상기의 튜불라 열처리 오븐 공정에 연이어 텐터 방식의 2차 열고정을 행할 수도 있다.

2차 열고정시에는 튜불라 처리 오븐을 거친 후, 강제 풍냉된 원통형 필름을 판상으로 접어주는 장치를 지나 접혀진 필름을 슬리팅 또는 변부 트리밍하여 2매 상태로 한 후, 수득된 2매의 필름 사이에 소량의 공기를 개재시킨 상태로 평행 텐터 오븐에 투입하여, 텐터 클립의 간격을 평행 또는 클립의 진행에 따라 다소 간격을 줄여서 필름을 진행시키고, 이 사이에 필름을 가열하여 열고정하고 텐터 오븐을 빠져나온 필름을 강제 풍냉한후, 클립으로부터 이탈시켜 권취한다.

텐터 오븐내에서의 필름의 최고 도달온도는 200~210℃이었고, 이 처리를 한 필의 평면성은 최고의 수준으로 인쇄나 라미네이션 공정에서의 핀트 불량이나 주름의 발생 등의 트러블은 거의 발생하지 않았다. 또 이와 같은 조건하에서의 텐터 오븐 열처리를 행하는 경우에는 튜불라 열처리 오븐에서의 필름의 최고 필름 표면 온도는 190~210℃와 같은 고온은반드시 필요한 것은 아니고 180~190℃ 정도라도 충분한 것이 열수축율의 측정에 의해 확인되었다.

단, 튜불라 열처리 오븐에서의 필름의 최고 온도를 180℃ 미만으로 하면, 튜불라 열처리 오븐을 거친 필름의 잔류 열수축 응력이 충분히 낮추어져 있지 않기 때문에, 텐터 오븐 내에서의 필름의 휨(Bowing) 현상이 무시 될 수 없는 정도로 나타나서, 열수축율, 열수수축율 등의 이방성이 발생하기 때문에 바람직하지 않다.

이하에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 이하의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 것뿐으로 본 발명이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1}

결정성 열가소성 수지로서 폴리아마이드계의 나이론 6 (상대점도 3.6)을 사용하여, 직경 70mm의 원형 다이로부터 압출한 후, 18℃의 냉각수중에서 급냉시켜, 직경 77mm, 두께 120μ의 원통상 나이론 필름(수축개시온도 45℃ 융점 215℃)을 제작하였다. 이 원단 필름을 V자형 가이드판에 연속적으로 공급하여 2겹의 판상 필름을 얻었다. 이 판상의 원단 필름을 열풍 및 적외선 히타를 동시에 사용하는 튜불라 오븐 속으로 연속적으로 투입, 가열함으로써 연신배율 필름의 이동방향/필름의 이동방향에 대해 수직인 방향(필름의 이동방향과 직교방향)= 2.9/3.1로 동시 2축연신하였다. 이것을 16조의 가이드롤로 구성된 V자형판을 거쳐 2겹의 판상으로 된 2축 연신 필름을 얻었다. 이어서 이 판상의 연신된 나이론 필름을 직육면체상 예비 열처리 오븐에서 105℃로 4초간의 예비 열처리를 행하였다. 이것을 열풍 및 적외선 히타에 의하여 온도 제어가 가능하도록 4구간으로 설계된 튜불라 열처리오븐 내부로 주행시켰다. 이 때 제 1 구간 에서의 적외선 히타의 온도는 280℃이고, 열풍의 온도는 130℃, 필름의 표면온도는 130℃이었다. 제 2구간에서는 적외선 히타의 온도가 275℃이고, 열풍의 온도는 150℃, 필름의 표면온도는 175℃이었다. 제3구간에서는 적외선 히타의 온도가 260℃이고, 열풍의 온도는 160℃, 필름의 표면온도는 187℃이었다. 마지막 제 4구간에서의 적외선 히타의 온도가 275℃이고, 열풍의 온도는 160℃, 필름의 표면온도는 190℃이었다. 열고정 후 필름을 절단하여 권취하였다. 수득된 나이론 필름에 대해서 수축율(95℃, 115℃)과 평면성, 보잉율, 버블경 변동을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

상기 실시예 1과 같이 튜불라 열처리 오븐을 거치고, 강제 풍냉한후 V자형 가이드판을 지나 접혀진 필름을 변부 트리밍하여 2매로 한 후, 이 2매상 필름 사이에 소량의 공기를 개재시켜 평행 텐터오븐에 투입시켜, 열풍으로 필름의 최고 표면 온도를 210℃로 2차 열고정한 후 필름을 권취한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 가공하여 나이론 필름을 제조하고 제반 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.

[실시예 3]

실시예 1의 연신필름을 예비 열처리 없이 다음과 같은 열고정을 통하여 필름을 제작하였다. 튜불라 열처리 오븐의 제 1구간에서의 적외선 히타의 온도는 280℃이고, 열풍의 온도는 130℃, 필름의 표면온도는 130℃이었다. 제 2구간에서는 적외선 히타의 온도가 280℃이고, 열풍의 온도는 155℃, 필름의 표면온도는 177℃이었다. 제 3구간에서는 적외선 히타의 온도가 280℃이고, 열풍의 온도는 160℃, 필름의 표면온도는 195℃이었다. 마지막 제 4 구간에서의 적외선 히타의 온도가 280℃이고, 열풍의 온도는 165℃, 필름의 표면온도는 205℃이었다. 열고정하여 필름을 절단한 후 권취하여 나이론 필름을 제조하고 제반 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.

[비교예 1]

결정성 열가소성 수지로서 폴리아마이드계의 나이론 6(상대점도 3.6)을 사용하여, 직경 70mm의 원형 다이로부터 압출한 후, 18℃의 냉각수중에서 급냉시켜, 직경 77mm, 두께 120μ의 원통상 나이론 필름(수축개시온도 45℃, 융점 215℃)을 제작하였다. 이 원단 필름을 V자형 가이드판에 연속적으로 공급하여 2겹의 판상 필름을 얻었다. 이 판상의 원단 필름을 열풍 및 적외선 히타를 동시에 사용하는 튜불라 오븐 속으로 연속적으로 투입, 가열하므로서 연신배율 필름의 이동방향/필름의 이동방향에 대해 수직인 방향(필름의 이동방향과 직교방향)=2.9/3.1로 동시 2축연신하였다. 이것을 16조의 가이드롤로 구성된 V자형판을 거쳐 2겹의 판상으로 된 2축 연신 필름을 얻었다. 이것을 튜불라 열처리오븐 내부로 주행시켰다. 튜불라 열처리 오븐에서 구간의 구분없이 균일한 열풍으로 나이론 필름을 180℃에서 1차 열고정한 후, 텐터 오븐에서 열풍으로 나이론 필름을 210℃로 2차 열고정한 후 필름을 권취하여 나이론 필름을 제조하고 제반 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.

[비교예 2]

튜불라 열처리 오븐에서 열풍으로 150℃ 1차 열고정한 후, 텐타 오븐에서 열풍으로 나이론 필름을 210℃로 2차 열고정한 것을 제외하고는 비교예 2와 동일한 방법으로 나이론 필름을 제조하고, 제반 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.

[물성 평가 방법]

* 열수축율 : ASTM D 2838 방법에 의해 측정하였다.

* 보잉율 : 도 3a에 나타낸 것과 같이 원단 나이론 필름에 그 이동방향에 대해 수직방향으로 소정폭의 표준선(L)을 그리고, 도 3b에 도시한 바와 같이 연신 및 열고정후에 선 L의 처짐량(△b)과 연신 및 열처리 후의 L의 폭(ℓ)을 측정하여, 보잉율=△b/ℓ×100%의 식으로부터 보잉율을 구하였다. 연신 후 보잉율은 0%이기 때문에 열고정 후의 보잉율만 나타내었다.

* 평면성 : 도 4와 같이 최종 열처리된 전폭의 필름을 거리 3m 떨어진 봉막대에 걸쳐 놓고, 수평을 기준해서 처진 거리(h)를 측정 평가의 기준으로 삼았으며, 이 때 양 필름 끝에 각 2.4kg의 주를 매달아 일정한 장력을 부가하였다. 그리고 버블경 변동의 측정은 원통형 필름을 판상으로 접철하였을 때 그 폭변동치(5M 간격으로 5회 측정 평균치를 취함)를 측정 평가하였다.

본 발명의 방법에 의해 제조되는 나이론 필름은 두께 편차가 거의 없고 열고정성이 우수하여 필름의 후가공시 인쇄특성 또는 라미네이션 특성이 우수하기 때문에 변형없이 사용할 수 있어 레토르트 식품 등의 각종 식품포장용 소재로 용도 전개가 가능하다.

Claims (4)

1. 환상 다이로부터 토출된 용융관상 필름을 급냉고화한 후 재가열해서 내부에 공기를 압입시켜 동시 2축 연신한 필름을 필름의 이동방향 및 필름의 이동방향에 대해 수직인 방향의 양방향으로 무장력 상태로 2축연신시 필름온도(80~120℃)와 상기 필름온도 보다 30℃ 높은 온도 사이의 온도로 예비 열처리를 행한 후, 4개의 구간으로 구분된 튜불라 열처리오븐에 도입시켜 첫 번째 구간의 열풍의 온도는 2축연신시 필름온도(80~120℃)와 상기 필름온도 보다 40℃ 높은 온도 사이의 온도로, 원적외선 복사가열과 병행하여 가열을 행하고, 나머지 구간들의 열풍의 온도는 필름 온도 보다 20~70℃ 낮은 온도로써 원적외선 복사가열에 대해 필름을 강제 대류 냉각시키면서 필름 온도를 결정성 폴리머수지의 융점 보다 5~25℃ 낮은 온도까지 승온하여 열고정을 행한 후, 강제풍냉한 후 절단하여 권취하는 것을 특징으로 하는 2축배향 결정성 나이론 필름의 제조방법.
2. 환상 다이로부터 토출된 용융관상 필름을 급냉고화한 후 재가열해서 내부에 공기를 압입시켜 동시 2축 연신한 필름을 4개의 구간으로 구분된 튜불라 열처리오븐에 도입시켜 첫 번째 구간의 열풍의 온도는 2축연신시 필름온도(80~120℃)와 상기 필름온도 보다 40℃ 높은 온도 사이의 온도로, 원적외선 복사가열과 병행하여 가열을 행하고, 나머지 구간들의 열풍의 온도는 필름온도 보다 20~70℃ 낮은 온도로써 원적외선 복사가열에 대해 필름을 강제 대류 냉각시키면서 필름 온도를 결정성 폴리머수지의 융점 보다 5~25℃ 낮은 온도까지 승온하여 열고정을 행한 후, 강제풍냉한 후 절단하여 권취하는 것을 특징으로 하는 2축배향 결정성 나이론 필름의 제조방법.
3. 환상 다이로부터 토출된 용융관상 필름을 급냉고화한 후 재가열해서 내부에 공기를 압입시켜 동시 2축 연신한 필름을 필름의 이동방향 및 필름의 이동방향에 대해 수직인 방향의 양방향으로 무장력 상태로 2축 연신시 필름온도(80~120℃)와 상기 필름온도 보다 30℃ 높은 온도 사이의 온도에서 예비열처리를 행한 후, 4개의 구간으로 구분된 튜불라 열처리 오븐에 도입시켜 첫 번째 구간의 열풍의 온도는 2축연신시 필름온도(80~120℃)와 상기 필름온도 보다 40℃ 높은 온도 사이의 온도로, 원적외선 복사가열과 병행하여 가열을 행하고, 나머지 구간들의 열풍의 온도는 필름온도 보다 20~70℃ 낮은 온도로 원적외선 복사가열에 대해 필름을 강제 대류냉각시키면서, 필름 온도를 결정성 폴리머수지의 융점보다 25~35℃ 낮은 온도까지 승온하여 1차 열고정을 행하고, 강제 풍냉시킨후 접은 관상 필름의 양측 선단을 슬리팅 또는 트리밍 하여 2매의 필름으로 분리하고, 이러한 2 매의 필름 사이에 소량의 공기를 개재시킨 상태로 평행 텐터식 오븐 내로 도입시켜, 클립 체인 간격을 평행 상태로 필름을 파지시켜 진행시키면서 필름온도를 결정성 폴리머 수지의 융점보다 5~15℃ 낮은 온도로 가열해서 2차 열고정하여, 강제풍냉한 후 권취하는 것을 특징으로 하는 2축배향 결정성 나이론 필름의 제조방법.
4. 환상 다이로부터 토출된 용융관상 필름을 급냉고화한 후 재가열해서 내부에 공기를 압입시켜 동시 2축 연신한 필름을 4개의 구간으로 구분된 튜불라 열처리 오븐에 도입시켜 첫 번째 구간의 열풍의 온도는 2축연신시 필름온도(80~120℃)와 필름온도 보다 40℃ 높은 온도 사이의 온도로써, 원적외선 복사가열과 병행하여 가열을 행하고, 나머지 구간들의 열풍의 온도는 필름온도 보다 20~70℃ 낮은 온도로써 원적외선 복사가열에 대해 필름을 강제 대류 냉각시키면서, 필름 온도를 결정성 폴리머수지의 융점보다 25~35℃ 낮은 온도까지 승온하여 1차 열고정을 행하고, 강제 풍냉시킨 후 접은 관상 필름의 양측 선단을 슬리팅 또는 트리밍하여 2매의 필름으로 분리하고, 이러한 2매의 필름 사이에 소량의 공기를 개재시킨 상태로 평행 텐터식 오븐 내로 도입시켜, 클립 체인 간격을 평행 상태로 필름을 파지시켜 진행시키면서 필름온도를 결정성 폴리머 수지의 융점보다 5~15℃ 낮은 온도로 가열해서 2차 열고정하여, 강제풍냉한 후 권취하는 것을 특징으로 하는 2축배향 결정성 나이론 필름의 제조방법.

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