KR100333940B1 - 미세공동함유폴리에스테르계수지필름또는시이트및이의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르계 수지 및 상기 폴리에스테르계 수지에 대하여 비상용성인 열가소성 수지를 포함한 혼합물을 필름형으로 성형한 후, 2 축 연신시켜 형성된 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름에 있어서, 겉보기 비중이 0.6 내지 1.3 이며, 종·횡 굴절율 차이 = 종방향 주축 굴절율 - 횡방향 주축 굴절율의 식으로 구한 면내 복굴절이 -0.02 내지 +0.04 인 것을 특징으로 하는 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 2 축 연신 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름에 있어서, 특히 겉보기 비중과 면내 복굴절이 특정 범위내에 포함되게 함으로써 등방성을 높여서 탁월한 내인열성을 부여하는 동시에, 내수성, 흡습성, 치수안정성, 표면안정성, 인쇄물의 광택성이나 선명성, 기계적 강도 등에 있어서 매우 우수한 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름을 제공할 수 있다.

Description

미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름 또는 시이트 및 이의 제조 방법

본 발명은 겉보기 밀도 및 면내 복굴절이 특정된 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름 또는 시이트 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 이 폴리에스테르계 수지 필름 또는 시이트는 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름 또는 시이트(이하, 필름으로 칭함) 본래의 뛰어난 특성을 구비할 뿐만 아니라, 등방성에 있어서 현격히 뛰어난 것으로서, 내수성, 흡습성, 치수 안정성, 표면 안정성, 인쇄물의 광택성이나 선명성, 기계적 강도, 내인열성 등이 매우 뛰어나며, 각종 용도의 합성지를 비롯하여 자기 기록 카드나 각종 반사판 등의 기재 등으로 폭넓게 활용할 수 있다.

합성 수지를 주원료로 하는 종이 대체물인 합성지는 천연 펄프를 주원료로 하는 종이에 비해 내수성, 흡습성, 치수 안정성, 표면 안정성, 인쇄물의 광택성이나 선명성, 기계적 강도 등이 뛰어나기 때문에, 근래 그 특징을 살려서 여러가지의 용도 전개가 추진되고 있다.

합성지의 주원료로서는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지, 혹은 폴리에스테르계 수지 등이 있고, 그 중에서도 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 대표되는 폴리에스테르계 수지는 내열성이 높고 또한 탄력성이 강한 합성지로서의 중요한 요구 특성을 갖추고 있으므로, 현재도 상당히 광범위하게 이용되고 있다.

폴리에스테르계 수지를 주원료로 하여 천연지와 유사한 기능을 갖춘 필름을 얻는 방법으로서 현재 가장 유효한 것으로는 폴리에스테르계 수지 필름의 내부에 미세한 공동을 무수히 형성시키고, 그것에 의해 필름 자체에 적당한 유연성을 부여하는 동시에, 뛰어난 필기성이나 선명한 인쇄·전사성을 부여하는 방법이 있다. 상기 필름 내부에 미세한 공동을 형성시키는 수단으로서는 폴리에스테르계 수지에 대하여 비상용성인 수지를 원료 수지중에 혼합시키고, 필름상으로 형성시킨 후, 이것을 종·횡방향으로 2 축 연신시키는 방법이 있다. 그러나, 이러한 방법에서는 폴리에스테르계 수지 중에 상기 수지에 대하여 비상용성인 수지를 다량 배합해야 하며, 그 때문에 본질적으로 2 축 연신성이 저해받기 때문에, 통상의 폴리에스테르계 수지 필름을 얻는 경우에 비하여 연신 배율(특히 종방향 연신 배율)을 상당히 낮게 하여야 한다.

때문에, 합성지 등으로서 실용화되고 있는 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름의 대부분은 횡방향으로의 배향이 강화된 것으로, 내부에 공동이 형성되어 있는 것과 더불어 필름의 종방향으로 장력이 가해지는 가공 공정에서 필름이 횡방향으로 찢어지기 쉽고, 필름에 약간의 상처가 난 것만으로 간단히 파단을 일으키거나 혹은 재단시에 거친 부분이 생기기 쉬운 문제가 지적된다.

이러한 난점을 극복하기 위해, 종방향의 연신 배율을 크게 하여 필름의 등방화를 도모하거나 혹은 종방향의 연신 강화를 수행하는 것도 고려할 수 있지만, 그러한 연신을 행하는 것은 상기한 바와 같은 공동 함유 폴리에스테르계 수지 본래의 특성상 매우 곤란하고, 공업적 규모로의 실용화가 어렵다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 착안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 공동 함유 폴리올레핀계 수지 필름을 제조할 때의 종·횡방향의 연신 배율을 가급적 균등화하여 등방성을 확보하고, 횡방향으로의 인열성을 개선시키므로써 합성지 등으로서 뛰어난 성능을 갖춘 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름을 제공하고, 또한, 그러한 뛰어난 성능을 갖는 필름을 확실하게 제조할 수 있는 방법을 확립하고자 하는 데 있다.

상기 과제를 해결할 수 있는, 본 발명과 관련한 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름 또는 시이트의 구성은 폴리에스테르계 수지 및, 상기 폴리에스테르계 수지에 대하여 비상용성인 열가소성 수지를 포함한 혼합물을 필름형 또는 시이트형으로 성형시킨 후, 2 축 연신시켜 형성된 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름 또는 시이트에 있어서, 겉보기 비중이 0.6 내지 1.3 이며, 하기 식에 의해 얻은 면내 복굴절이 -0.02 ∼ +0.04인 것을 요지로 한다. 그리고, 이러한 특성의 미세 공동 함유 필름 또는 시이트는 폴리에스테르계 수지 및, 상기 폴리에스테르계 수지에 대하여 비상용성인 열가소성 수지를 포함한 혼합물을 필름형 또는 시이트형으로 성형시켜 얻을 수 있는 미연신 필름 또는 시이트를, 종방향으로 1 단 또는 다단으로 3.0 배 이상으로 연신시킨 후, 종방향으로 3% 이상의 완화 처리를 실시하고, 이어서, 완화 처리후에 종연신 배율 이상의 배율로 횡방향으로 연신시킴으로써 용이하게 얻을 수 있다.

면내 복굴절 = 종방향 주축 굴절율 - 횡방향 주축 굴절율

상기한 바와 같이 본 발명의 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름 또는 시이트(이하, 필름으로 칭함)는 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름을 갖춘 합성지로서의 본래의 특성, 즉 필기성, 인쇄·전사성 등이 손상되지 않고, 종·횡방향의 연신 배율을 등방성화함으로써 종·횡 어느 방향으로도 뛰어난 내인열성을 부여한 것으로, 이러한 특성이 종래 재료와의 관련에 있어서 명확하게 나타나는 것은 상기에서 규정한 바와 같이 면내 복굴절이 -0.02 ∼ +0.04 범위내의 것으로서, 이러한 특성은 종래의 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름에서는 찾아 볼 수 없는 것이다.

그러나, 전술한 바와 같이 하여 공동 함유율을 적당하게 높여서 겉보기 비중을 강제적으로 작게 하고자 할 경우, 연신 공정으로 필름이 횡방향으로 찢어지는 등의 문제가 발생하며, 안정된 연신 조업성을 확보할 수 없게 된다. 그런데, 상기한 바와 같이 폴리에스테르계 수지에, 상기 폴리에스테르계 수지에 대해 비상용성인 열가소성 수지를 적어도 1 종 이상 혼합한 혼합물을 필름형으로 성형시켜 얻은 필름을 먼저 종방향으로 1 단 혹은 다단으로 3.0 배 이상으로 연신시킨 후, 종방향으로 3% 이상의 완화 열처리를 실시하고, 이어서 완화 처리를 시행하고 나서 종연신 배율 이상의 배율로 횡방향으로 연신시키는 방법을 채용할 경우, 상기 필름 중에 형성되는 공동 함유율을 무리없이 높히는 동시에 필름의 실질적인 등방성을 확보할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

그리고, 이러한 방법으로 연신 처리를 시행하여 얻을 수 있는 필름은 면내 복굴절에 있어서 종래의 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름과는 특이한 값을 나타내며, 그 값이 -0.02 ∼ +0.04의 범위에 속하는 점에서, 공지의 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름과는 명확하게 구별될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 덧붙여서 말하면, 종래의 방법으로 얻을 수 있는 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름의 면내 복굴절은 -0.02보다도 작은 것이 대부분이고, -0.02를 초과하는 것에서는 비중이 1.3 보다도 크며, 면내 복굴절이 -0.02보다도 크고 또한 겉보기 비중이 1.3 이하인 것은 공지되어 있지 않다. 이것은 종래의 방법에서는 연신에 따른 공동의 형성에 의해 연신성이 현저히 저해되고, 공동 함유율의 제어가 매우 곤란해서 종·횡방향으로 균등한 연신을 실시하는 것이 어렵고, 나아가서는 면내 복굴절이 불균형을 이루어 합성지로서의 성능 향상을 저해하고 있기 때문인 것으로 생각된다.

따라서, 본 발명은 공지의 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름과의 대비에 있어서 겉보기 비중이 0.6 ∼ 1.3이고, 또한 면내 복굴절이 -0.02 ∼ +0.04인 점을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 있어서 베이스 수지가 되는 폴리에스테르계 수지를 구성하는 폴리에스테르로서는 테레프탈산, 이소프탈산, 나프탈렌 디카르복실산 등의 방향족 디카르복실산 또는 이의 에스테르와, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜 등의 글리콜을 중축합시켜 얻을 수 있는 폴리에스테르이고, 이들 폴리에스테르는 방향족 디카르복실산과 글리콜을 직접 반응시키는 방법 이외에, 방향족 디카르복실산의 알킬에스테르와 글리콜을 에스테르 교환 반응시킨 후 중축합시키거나, 또는 방향족 디카르복실산의 디글리콜 에스테르를 중축합시키는 방법 등에 의해 제조할 수 있다. 이와 같은 에스테르의 대표적인 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌·부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 등이 예시된다. 이들의 폴리에스테르는 단독 중합체라도 좋고, 또는 제3성분을 공중합시킨 공중합체라도 물론 상관 없지만, 어느 쪽이든 본 발명에 있어서는 에틸렌 테레프탈레이트 단위, 부틸렌 테레프탈레이트 단위 또는 에틸렌-2,6-나프탈레이트 단위가 차지하는 비율이 70 몰% 이상, 보다 바람직하게는 80 몰% 이상, 더욱 바람직하게는 90 몰% 이상의 폴리에스테르가 바람직하다.

또한, 본 발명에서 사용할 수 있는 상기 폴리 에스테르에 대해 비상용성인 열가소성 수지(이하, 비상용성 수지라 약칭함)로서는, 예컨대, 베이스가 되는 폴리에스테르에 대하여 비상용성이고, 폴리에스테르계 수지중에 분산 상태로 균일하게 혼입되어 연신시에 베이스 수지와의 계면에서 박리를 일으켜 공동 형성원이 되는 것이라면 어떠한 수지라도 상관없지만, 바람직한 것을 예시하자면, 폴리스티렌계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리아크릴계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리설폰계 수지, 셀룰로스계 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용할 수 있는 점 이외에, 필요에 따라 2 종 이상을 복합하여 사용할 수도 있다. 이들 비상용성 수지 중에서도 폴리스티렌계 수지, 또는 폴리메틸펜텐이나 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지를 바람직한 수지로서 추천할 수 있다.

이들 비상용성 수지의 폴리에스테르계 수지에서의 바람직한 배합량은 최종적으로 얻은 필름에 요구되는 공동 형성량이나 연신 조건 등에 의해서도 변화되지만,통상은 수지 전량중에 차지하는 비율로 3 ∼ 40 중량%, 보다 바람직하게는 5 ∼ 15 중량%의 범위에서 선택된다. 그리고, 3 중량% 미만에서는 연신 공정으로 생성되는 공동량이 불충분하여 만족스러운 경량성이나 유연성, 묘화성, 필기성 등을 얻기 어렵고, 한편 40 중량%를 초과하여 과다해지면, 연신성이 현저하게 저하되는 점 외에 내열성, 강도 또는 탄력의 세기가 손상되는 경우도 있다.

또한, 본 발명에 있어서는 상기 폴리에스테르계 수지와 비상용성 수지 이외에 무기질 혹은 유기질 미립자를 함유시켜 필름에 은폐성(비투과성 또는 백색성)을 부여하는 것도 유효하다. 이와 같은 미립자로서는 실리카, 카올린, 탈크, 탄산칼슘, 제올라이트, 알루미나, 황산바륨, 카본 블랙, 산화아연, 산화 티탄 등의 무기질 미분말, 또는 가교 고분자나 유기질 백색 안료 등의 유기질 미분말 등이 예시된다. 또한, 필요에 따라 또다른 성분으로서 대전 방지제, 자외선 흡수제, 가소제, 착색제 등을 적량 함유시키는 것도 가능하다.

본 발명에 관한 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름은 상기 구성 성분으로 구성되는 것으로, 층 구조로서는 단층이라도 좋고 혹은 2 층 이상의 복층 구조라도 상관없지만, 이의 겉보기 비중은 0.6 ∼ 1.3의 범위이어야 한다. 그런데, 겉보기 비중이 0.9 미만인 것은 공동 함유율이 너무 높기 때문에 필름의 강도가 부족하거나 필름 표면에 갈라짐이나 얼룩 등이 발생하기 쉬워서 상품 가치가 현저히 저하되고, 반대로 1.3을 초과하는 높은 비중인 것은 공동 함유율이 부족되어 쿠션성이나 유연성 등, 공동 형성에 의해 부여되는 특성이 유효하게 발휘되지 않기 때문이다.

또한, 본 발명의 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름은 면내 복굴절이 -0.02 ∼ +0.04의 범위내, 바람직하게는 0 ∼ +0.03의 범위내에 속하는 것이 필요하고, 이러한 면내 복굴절을 확보하는 것이 필름을 실질적으로 등방성화하여 본 발명의 목적을 달성하는데 있어서 필수 요건이 된다. 여기서 면내 복굴절이 + (또는 -)이라는 것은 종연신의 이력이 횡연신의 이력보다도 크게 (또는 작게) 남아 있다는 것을 의미하며, 횡연신시 소위 보잉(ボ一イング) 현상에 의해 발생되는 약간의 굴절율 주축의 왜곡을 수반하는 것이라도 상관없다. 그리고, 상기 면내 복굴절을 -0.02 이상, 보다 바람직하게는 0 이상으로 함으로써 필름은 횡방향으로 찢어지기가 어렵게 된다. 한편, 면내 복굴절이 +0.04를 넘을 경우, 반대로 필름의 종방향 찢어짐이 생기기 쉬워지고, 필름의 슬릿시에 파단을 일으키거나, 시이트 재단시에 필름의 종방향으로 갈라짐이 발생되기 쉽다.

본 발명에 관한 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름에 요구되는 모든 특성은 상기한 바와 같으며, 이러한 요구 특성을 만족하는 필름은 내수성, 흡습성, 치수 안정성, 표면 안정성, 인쇄물의 광택성이나 선명성, 기계적 강도 등 모두가 뛰어난 것 이외에 등방성화의 향상에 의해 내인열성도 매우 뛰어나게 된다.

본 발명에 관한 제조 방법은 상기와 같은 모든 특성을 갖춘 필름을 효율적으로 제조할 수 있는 방법으로 제공되는 것으로서, 전술한 바와 같은 폴리에스테르계 수지와 상기 폴리에스테르계 수지에 대하여 비상용성인 상기와 같은 열가소성 수지를 적어도 1 종 이상을 함유한 혼합물을 필름형으로 성형시켜 얻은 미연신 필름을 종방향으로 1 단 혹은 다단으로 3.0 배 이상으로 연신시킨 후, 종방향으로 3% 이상의 완화 처리를 실시하고, 이어서 완화 처리후에서의 종연신 배율 이상의 배율로 횡방향으로 연신시키는 방법이 채용된다. 이하, 이러한 제조 조건을 정한 이유에 관하여 상세히 기술한다.

먼저, 최초의 종연신 공정에서는 원주 속도가 상이한 2 개 또는 다수개의 롤 사이에서 필름의 주행 방향으로 종연신을 실시한다. 이때의 가열 수단으로서는 가열 롤을 사용하는 방법, 또는 롤 등에 비접촉 상태로 열풍이나 복사열 등에 의해 가열하는 방법 등을 채용할 수 있다. 단지, 종연신 공정에서는 상기 비상용성 수지의 계면에서 효율적으로 다수의 공동을 발견하기 위해서 연신 온도를 폴리에스테르계 수지의 2 차 전위 온도 Tg + 10℃ 이상이고, 또한 Tg + 50℃ 이하의 온도로 설정하고, 3.0 배 이상, 바람직하게는 3.2 ∼ 5.0 배의 범위에서 종연신을 행하는 것이 좋다. 그런데 종연신 배율이 3.0 배 미만에서는 필름 내부에 미세 공동을 충분히 발견할 수가 없으며, 그 결과, 얻은 필름의 겉보기 비중을 1.3 이하로 하는 것이 곤란해지고, 한편, 상기 종연신 배율이 5 배를 넘으면, 그 후의 완화 열처리를 충분히 수행하는 것이 곤란해지며, 나아가서는 얻은 필름의 면내 복굴절을 +0.04 이하로 하는 것이 실질적으로 곤란하게 되기 때문이다.

종연신을 수행한 후에, 이어서 종방향으로 3% 이상, 바람직하게는 5% 이상의 완화 처리를 실시한다. 이 때의 바람직한 완화율은 완화에 앞서 실시한 종연신의 배율에 의해서도 변경되지만, 완화 처리후의 종연신 배율로 2.8∼3.5 가 되도록 설정하는 것이 요구된다. 그리고, 이 완화 처리시에 있어서의 완화율을 3% 이상으로 설정하면, 그 후의 횡방향 연신후의 필름의 면내 복굴절을 -0.02 ∼ +0.04의 범위내로 하는 것이 가능하다. 그러나, 겉보기 비중이 1.3 이상인 필름(즉, 미세 공동 함유율이 적은 필름)을 제조하려면, 완화 처리를 행하지 않고도 종·횡방향의 연신 배율을 낮게 억제함으로써 등방성이 높은 필름으로 할 수 있지만, 이 경우는 얻은 필름의 겉보기 비중이 커지고, 본 발명에서 규정한 겉보기 비중 0.6 ∼ 1.3의 요건을 만족할 수 없게 된다.

완화 처리후의 상태에서의 바람직한 종연신 배율이 2.8 ∼ 3.5의 범위내인 이유는 완화후의 상기 종연신 배율이 2.3 미만에서는 완화 처리가 불균일하게 되거나, 또는 2 축 연신후의 면내 복굴절이 -0.02 이하가 되는 것이며, 한편, 3.5를 넘는 경우는 그 후에 실시한 횡연신시의 연신성이 저하되거나, 2 축 연신후 면내 복굴절이 +0.04을 넘는 경우가 발생되기 때문이다.

또한, 완화 처리를 실시하는 방법으로서는 일단 필름을 냉각시킨 후 오븐 등의 가열 장치 중에서 80 ∼ 150℃ 정도로 재가열하는 방법, 종연신 직후에 냉각시키지 않고 롤 사이에서 재가열하여 완화 처리를 실시하는 방법, 또는 60 ∼ 100℃로 가열한 구동롤군 또는 프리롤군 사이에서 완화 처리를 수행하는 방법, 또는 이들 방법을 적당히 조합하여 실시하는 방법 등을 채용할 수 있다. 이러한 완화 처리 중에서도 가장 바람직한 것은 종연신 직후에 냉각시키지 않고 장력을 느슨하게 하여 완화 처리를 실시하는 방법으로, 이 방법에 의하면 보다 균일한 완화 처리를 보다 효율적으로 수행할 수 있다.

종완화 처리후 필름을 텐터로 도입하여 완화 처리후에 있어서의 종연신 배율 이상의 배율로 횡연신·열처리를 수행한다. 이 때의 바람직한 연신 온도는 종연신·완화 처리의 최고 온도 이상, 또한 폴리에스테르의 융점 Tm-10℃ 이하의 온도이다. 횡연신 배율이 종연신 배율보다도 작은 경우는 횡연신에 의한 이방성의 교정 효과가 불충분하고, 결과적으로 필름의 면내 복굴절을 +0.04 이하로 할 수 있게 된다.

횡연신 배율의 상한은 특히 제한되지 않았지만, 완화 처리후에 있어서의 종연신 배율에 대하여 +1.0 이하로 억제하는 것이 좋고, 그것에 의해 면내 복굴절을 확실하게 -0.02 ∼ +0.04의 범위로 할 수 있다.

이렇게 하여 얻은 2 축 연신 필름에는 그 후 필요에 따라 열고정을 위한 열처리가 수행된다. 상기 열처리는 텐터내에서 행하는 것이 좋고, 상기 온도는 폴리에스테르의 융점 Tm-50℃ ∼ Tm의 범위가 바람직하다. 상기 열처리와 병행하여 약간의 재횡연신이나 횡방향 완화를 수행하는 것도 가능하다.

이렇게 하여 얻은 본 발명에 관한 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름에는, 필요에 의해 그 한쪽면 혹은 앙쪽면에 잉크 등의 유동성이나 접착성을 개선하기 위한 도포층을 형성하는 것도 유효하다. 상기 도포층의 주된 구성 성분으로서는 상기 필름과의 친화성이 양호한 폴리에스테르계 수지가 바람직하지만, 그 외에 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르·우레탄계 수지, 아크릴계 수지 등, 통상의 폴리에스테르계 수지 필름에 대하여 접착성 등의 향상을 위해 사용되는 수지가 적절하게 선택되어 사용된다. 또한, 상기 도포층의 형성법으로서는 그라비아 코팅법, 키스 코팅법, 딥 코팅법, 스프레이 코팅법, 커텐 코팅법, 에어 나이프 코팅법, 블레이드 코팅법, 리버스 롤 코팅법 등, 공지의 방법이 전부 적용될 수 있다. 도포하는시기로서는 필름의 연신전, 연신후, 완화 처리후의 어느 시점에서 수행하여도 상관없다.

이렇게 하여 얻은 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름은 종래의 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름에 비하여 매우 뛰어난 등방성을 가지고 있고, 탁월한 내인열성을 갖는 동시에 내수성 흡습성, 치수안정성, 표면안정성, 인쇄물의 광택성이나 선명성, 기계적 강도 등 모두에서 뛰어난 성능을 발휘한다. 따라서, 상기 필름은 라벨, 스티커, 포스터, 카드, 기록 용지, 포장 재료, 비디오 프린터 수상지, 바 코드 라벨, 바 코드 프린터 수상지, 열전사 수상지, 감열기록지, 승화전사용 수상지, 잉크 제트 수상지, 오프셋 인쇄용지, 포옴 인쇄용지, 지도, 무경지, 표시판, 백판, 전자 백판, 인화지, 화장지, 벽지, 건자재, 지폐, 이형지, 절지, 카렌다, 자기 카드, 트레싱지, 전표, 배송 전표, 감압 기록지, 복사용지, 임상 검사지, 파라볼라 안테나 반사판, 디스플레이 반사판의 기재 등, 다양한 용도로 유효하게 활용할 수 있다.

실시예

하기 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 본래 하기 실시예에 의해 제한을 받는 것이 아니고, 상기·하기의 취지에 적합한 범위로 적당히 변경을 가하여 실시할 수 있으며, 그들은 모두 본 발명의 기술적인 범위에 포함된다. 또한, 하기 실시예에서 채용된 측정, 평가법은 다음과 같다.

겉보기 비중

여러가지의 비중으로 조정한 요오드화칼륨 수용액을 만들고, 부침법에 의해측정함.

면내 복굴절

테스트 필름을 10cm×10cm의 크기로 절단하고, 이의 중량 W(g)을 평량한다. 그리고, 필름 내부에 공동이 존재하지 않는 경우의 비중ρ(g/cc)으로부터 하기 식에 의해 공동 함유율과 무관한 필름의 실제 두께 T(cm)를 계산한다.

T = W/(ρ × 100)

다음에, 간자키 제지(주) 제품의 분자배향계「MOA-2001A」를 사용하며, 상기에서 얻은 두께 T를 대입하여 마이크로파 영역에서의 굴절율을 종방향 주축과 횡방향 주축에 따라 구하고, 하기 식에 의해 면내 복굴절을 구한다.

면내 복굴절 = 종방향 주축 굴절율 - 횡방향 주축 굴절율

필름의 내인열성 : 등방성

테스트 필름을 20cm×20cm의 정방형으로 절단한 것을 20 매 준비하고, 그 중 10 매에는 가위를 사용하여 종방향으로 균열을 가한다. 또한, 다른 10 매에는 횡방향으로 균열을 가한다. 그리고, 각 균열의 양측을 손으로 쥐고 전후 방향으로 필름을 찢는다. 이 조작을 20 매 전부에 대하여 행하고, 찢어진 상태(균열이 생긴 형태)에 의해 등방성을 평가한다.

즉, 횡방향으로 이방성을 갖는 필름에서는 횡방향으로 균열을 가한 필름의 반수 이상에서 그 균열이 곧바로 진행되는 것에 비하여, 종방향으로 균열을 가한 것의 반수 이상에서는 초기에는 세로로 찢어지지만, 도중에 균열이 횡방향으로 진행된다. 한편, 종방향으로 이방성을 갖는 필름에서는 상기 횡이방성의 필름과는 반대의 양상을 나타낸다. 또한, 등방성이 높은 필름에서는 균열의 진행 방향이 무작위성을 띤다.

실시예 1

원료로서 고유 점도가 0.62인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 83 중량%에 멜트플로우 인덱스 2.0 g/10분의 폴리스티렌 13 중량%와 평균 입자 직경 0.3 ㎛(전현법)의 아나타제(anatase)형 이산화티탄 4 중량%를 혼합한 것을 사용하여 이것을 압출기에 공급하고, 290℃에서 용융 압출시킨 후, 30℃의 냉각 드럼상에서 정전밀착법으로 캐스팅시키므로써, 두께 1300 ㎛의 미연신 필름을 만들었다.

이어서, 상기 필름을 70℃로 가열한 롤로 가열하고, 적외선 히터를 이용하여 다시 가열한 후, 원주 속도가 상이한 롤 사이에서 종방향으로 3.7 배의 종연신을 실시하였다. 이때, 고속의 연신 롤의 온도를 70℃로 설정하였다. 그리고, 상기 종연신의 종료 직후에 냉각하지 않고 롤 사이에서 14%의 완화 처리를 실시하고, 완화후의 종연신 배율을 3.2로 하였다.

이어서, 상기 종연신·완화 처리 필름을 텐터로 유도하고, 140℃에서 8 초간 예열시킨 후, 동일 온도에서 횡방향으로 3.6 배 연신시켰다. 그 후 220℃ 에서 5초간 열처리한 후, 동일 온도에서 다시 8% 연신시키고, 다시 동일 온도에서 5 초간 열처리하였다. 이 방법에 의해 두께 125 ㎛의 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름을 얻었다.

실시예 2

원료로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 88 중량%와 멜트 플로우 인덱스 5.5g/10 분의 결정성 폴리프로필렌 8 중량% 및 아나타제형 이산화티탄 4 중량%의 혼합물을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 두께 125 ㎛의 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름을 제조하였다.

비교예 1

종연신 배율을 3.7 배로 하고, 종방향 완화 처리를 수행하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 완전히 동일하게 하여 2 축 연신 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름의 제조를 시험한 바, 횡방향으로의 연신 공정에서 파단이 빈발하였다.

비교예 2

종연신 배율을 3.7 배로 하고, 종방향 완화 처리를 행하지 않으며, 또한 횡방향 연신 배율을 3.2 배로 하고, 재횡연신을 생략한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 완전히 동일하게 하여 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름을 제조하였다.

비교예 3

종연신 배율을 3.2 배로 하고, 종방향 완화 처리를 생략한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름을 제조하였다.

비교예 4

원료로서 폴리에틸렌 테레프탈레이트 91 중량%, 폴리스티렌 5 중량%, 이산화티탄 4 중량%의 혼합물을 사용하여 종연신 배율을 3.7 배로 하고, 횡방향의 완화처리를 생략한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 완전히 동일하게 하여 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름을 제조하였다.

얻은 각각의 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름의 특성을 표 1에 일괄하여 기재한다.

표 1

표 1에서 명백한 바와 같이, 실시예 1 및 2 에서 얻은 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름은 종·횡방향의 연신성을 포함하여 양호한 조업성하에 적당한 비중을 가지며 또한 면내 복굴절이 작고 우수한 등방성을 갖는 필름을 얻었다. 이것에 대하여, 비교예 1은 종방향 연신후의 완화 처리를 실시하지 않은 것으로, 횡방향 연신성이 매우 불량하고, 또한 횡방향 연신 배율을 종방향 연신 배율 이하로 억제시킨 비교예 2에서는 종방향의 이방성이 커져서 가장자리 부분 트리밍시에파단이 빈발한다. 또한, 비교예 3은 종연신 배율을 약간 낮게 하고 횡연신 배율을 높게 한 것이지만, 공동 함유율이 충분히 증가하지 않기 때문에 비중이 높아지고, 또한 면내 복굴절이 -0.02 이하가 되어 횡이방성이 발생한다. 비교예 4는 비상용성 수지의 배합량을 적게 억제시킨 것으로, 면내 복굴절에 관해서는 일단 만족한 값을 나타내고, 등방성은 양호하지만, 공동 발현율이 불충분하기 때문에 비중이 크고, 실시예 1 및 2 등의 필름에 비해 유연성이나 필기성 등이 현저하게 부족한 것으로서, 어느 쪽도 본 발명의 목적에 부합되지 않는 것임이 확인되었다.

본 발명은 상기와 같이 구성되어 있으며, 2 축 연신 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름의 겉보기 비중을 규정하는 동시에, 면내 복굴절을 특정 범위내에 속하게 하여 등방성이 높아져서 탁월한 내인열성을 나타내며, 또한 내수성, 흡습성, 치수안정성, 표면안정성, 인쇄물의 광택성이나 선명성, 기계적 강도 등에 있어서 매우 뛰어난 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름을 제공할 수 있게 되었다. 또한, 본 발명의 방법을 체용하면, 상기와 같은 우수한 특성을 갖춘 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름을 공업적으로 생산성이 좋게 제조할 수 있다.

Claims (2)

1. 폴리에스테르계 수지 및, 상기 폴리에스테르계 수지에 대하여 비상용성인 열가소성 수지를 포함한 혼합물을 필름형 또는 시이트형으로 성형시킨 후, 2 축 연신시켜 형성된 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름 또는 시이트에 있어서, 겉보기 비중이 0.6 ∼ 1.3이며, 하기 식으로 구한 면내 복굴절이 -0.02 ∼ +0.04인 것을 특징으로 하는 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름 또는 시이트.

   면내 복굴절 = 종방향 주축 굴절율 - 횡방향 주축 굴절율.
2. 폴리에스테르계 수지 및, 상기 폴리에스테르계 수지에 대하여 비상용성인 열가소성 수지를 포함한 혼합물을 필름형 또는 시이트형으로 성형시켜 얻을 수 있는 미연신 필름 또는 시이트를, 종방향으로 1 단 또는 다단으로 3.0 배 이상으로 연신시킨 후, 종방향으로 3% 이상의 완화 처리를 실시하고, 이어서, 완화 처리후에 있어서의 종연신 배율 이상의 배율로 횡방향으로 연신시킴으로써 제1항의 공동 함유 필름을 얻는 것을 특징으로 하는 미세 공동 함유 폴리에스테르계 수지 필름 또는 시이트의 제조 방법.