KR100537098B1 - 폴리에스테르 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입경 0.3∼5.0㎛이고 형태계수(f)가 다음 조건을 만족시키는 알루미노실리케이트를 0.002∼0.2 중량% 함유하여 제조된 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 동일 두께의 필름에 동일량의 무기질 입자를 첨가하고도 높은 광투과도를 가지며 동일 입자량에서도 알루미노실리케이트의 형태계수나 평균입경의 조절로 물성을 조절할 수 있는 특징을 갖는다.

0.2 < f < π/6

Description

폴리에스테르 필름

본 발명은 폴리에스테르 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에틸렌글리콜과 테레프탈산을 중합하여 얻어진 폴리에스테르 폴리머칩으로부터 제조된 필름에 있어서 입경 0.3∼5.0㎛이고 완전한 구형에 가까운 알루미노실리케이트를 첨가함으로써 투명도가 향상된 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.

일반적으로 필름의 투명도를 향상시키는 방법은 첨가되는 무기질 입자량을 줄이거나, 굴절률이 좋은 무기질 입자를 첨가하는 방법이 있다.

그러나, 무기질 입자량을 줄이는 것은 와인딩(winding)시 돌기가 발생될 우려가 있다.

종래 필름 제조시 굴절률이 좋은 무기질 입자로는 실리카 또는 탄산칼륨 등을 첨가하였는 바, 이같은 무기질 입자는 입경이 불균일하여 필름의 이활성 개선과 투명도 개선을 동시에 만족시키지 못하였다. 또한, 불규칙한 입자 크기로 인해 동일 입자량에서 투명도의 편차가 발생된다.

이에 따라서 본 발명자들은 무기질 입자의 고른 입자형태를 유지하고, 입자의 형태계수 범위를 조정하여 동일 입자량에서 높은 광투과도와 이활성을 갖는 필름용 폴리에스테르칩을 개발하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은 무기질 입자의 형태계수를 조절하여 고투명도를 유지하면서 이활성이 우수한 폴리에스테르 필름을 제공하는 데 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 폴리에스테르 필름은 입경 0.3∼5.0㎛이고, 형태계수(f)가 다음 조건을 만족시키는 알루미노실리케이트를 0.002∼0.2 중량% 함유함을 그 특징으로 한다.

0.2 < f < π/6

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서 무기질 입자로 첨가되는 알루미노실리케이트는 Al₂O₃ 30∼50%, SiO₂ 40∼60% 및 NaO₂ 3∼10%로 합성된 것이다.

이와같은 알루미노실리케이트의 입경은 0.3∼5.0㎛이고, 형태계수는 상기 식을 만족시키도록 제조된 것이다.

형태계수는 입자형태가 구형인지 여부를 판단하는 척도로서 다음과 같이 표시된다.

식

f = V/(D)³

여기서, f는 형태계수, V는 입체체적, D는 입자 최대경이다.

폴리에틸렌 테레프탈레이트 칩은 에틸렌글리콜과 테레프탈산을 중량비 3:7의 비율로 회분식 반응기에 투입하여 에스테르화 반응을 실시한 후 중축합관으로 이송하여 중축합 촉매인 삼산화 안티몬을 투입하고 290℃까지 승온하여 얻어지며, 이때 폴리머 칩은 융점이 260℃이며, 고유점도가 0.60∼0.65 수준이다. 여기서, 알루미노실리케이트는 중축합 공정 이송과정에 슬러리 상태로 투입된다.

이때 알루미노실리케이트의 입경이 0.3㎛ 보다 작으면 형태계수 조절로 인한 효과가 적어지고, 5.0㎛ 보다 큰 입자를 사용할 경우 와인딩 공정시 돌기 등을 유발할 수 있고 필터링에도 좋지 못하다.

그리고, 알루미노실리케이트의 형태계수(f)가 0.25 미만이면 형태계수의 불균일로 입자응집이 일어날 위험이 있다.

이와같은 입경과 형태계수가 조절된 알루미노실리케이트 입자를 폴리에스테르 제조용 폴리머 칩 제조시 첨가하는 경우 동일한 양을 첨가하고도 종래의 경우보다 우수한 광투과성, 마찰계수를 가지는 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있고, 입자의 입경이나 형태계수 조절만으로 광투과도나 이활성을 조절할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1∼10 및 비교예 1∼5

에틸렌글리콜과 테레프탈산을 중량비 3:7의 비율로 회분식 반응기에 투입하여 에스테르화 반응을 실시한 다음, 이를 중축합관으로 이송하여 중축합 촉매인 삼산화 안티몬을 투입하고 290℃까지 승온하여 융점이 260℃이며, 고유점도가 0.60∼0.65인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 칩을 제조하였다. 이때, 중축합공정 이송과정 중에 슬러리 상태로 다음 표 1과 같이 입경, 형태계수 및 함량을 달리하면서 알루미노실리케이트를 첨가하였다. 단, 비교예의 경우는 실리카 입자(후지 실리시아 SY310P)를 사용하였다.

그리고, 제조된 폴리머칩을 사용하여 폴리에스테르 필름을 제조하고 이의 필름 두께, 헤이즈 및 마찰계수를 측정하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.

여기서 입자형태계수의 측정은 다음과 같은 단계로 수행하였다;

1. 밀도 구배관법에 의한 입자밀도의 산출방법은 노르말 헵탄(밀도 0.68)과 카본테트라클로라이드(밀도 1.58)의 혼합액으로 밀도 구배관을 제작한 후 측정 시료의 위치로 밀도를 측정하였는 바, 측정기기는 길이 850mm, 직경 35mm인 실린더에 혼합비율에 따라 상부로부터 밀도 0.68에서 최하부로 갈수록 밀도가 높아져 최하부의 경우 밀도 1.58의 밀도분포를 가지도록 관을 10mm 간격으로 30단계 균등분할하여 각 단계마다 0.03씩의 밀도차이를 두는 밀도구배관을 제작하여 입자의 뜨는 위치를 측정함으로써 밀도를 측정하였다.

2. 입자최대경의 실측은 CARL ZEIS사의 micro scope inter parco-U로 측정하였고, 입자의 질량은 METTLER 사의 balance mettler AE163으로 측정하였다.

3. 여기서 입자밀도와 입자질량을 이용하여 입자의 부피를 환산하고(부피=질량/밀도), 4. 입자최대경과 환산된 부피를 이용하여 입자형태계수를 측정하였다(형태계수=부피/(입자최대경)³ .

[표 1]

상기 표 1의 결과로부터 본 발명에 따라 일정 크기와 형태계수를 갖는 알루미노실리케이트를 첨가하여 폴리에스테르 필름을 제조하는 경우 동일 두께에 동일량의 입자로 보다 높은 광투과도를 갖는 필름을 제조할 수 있고, 동일 입자량에서 입자의 형태계수나 평균입경의 조절로도 물성을 조절할 수 있음을 알 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 입경 0.3∼5.0㎛이고 완전한 구형에 가까운 알루미노실리케이트를 0.002∼0.2 중량% 함유하여 제조된 폴리에스테르 필름은 고투명성 필름이며, 첨가되는 알루미노실리케이트의 형태계수나 평균입경의 조절로 광투과도나 마찰계수 등을 조절하여 광투과성이나 이활성을 개선한 필름을 제조할 수 있도록 한다.

Claims (3)

1. 입경 0.3∼5.0㎛이고 형태계수(f)가 다음 조건을 만족시키는 알루미노실리케이트를 0.002∼0.2 중량% 함유하는 폴리에스테르 필름.

   0.2 < f < π/6
2. 제 1 항에 있어서, 알루미노실리케이트는 Al₂O₃ 30∼50%, SiO₂ 40∼60% 및 Na₂O 3∼10%로 이루어진 것임을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름.
3. 제 1 항에 있어서, 헤이즈 0.2∼5%이고, 마찰계수 0.10∼0.75인 것임을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름.