KR100542933B1 - 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 텐터를 이용한 캘린더링 가공공정을 통해서 필름의 종방향 수축율을 5% 이하로 낮추고 표면상에 슬립성을 부여한 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 캘린더 가공을 통한 필름의 제조시 필름의 냉각방법으로서 기존의 냉각 롤 방식 대신 텐터를 이용하여 롤과 롤 사이에서 필름에 발생하는 장력을 제거하여 5% 이하의 종방향 수축율을 갖는 연신, 인쇄 또는 합판용 폴리에스테르 필름을 제공할 수 있다. 또한, 사용되는 각각의 캘린더 롤의 온도 및 속도비 구배를 통해서 필름 조성물에 슬립제 등을 첨가하지 않고 필름 표면에 슬립성을 부여할 수 있다.

폴리에스테르, 필름, 캘린더, 텐터, 슬립성

Description

폴리에스테르 필름 및 그 제조방법 {Polyester film and preparing method thereof}

도 1은 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름의 제조공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예 3에 따라 표면에 슬립성이 부여되지 않은 폴리에스테르 필름의 표면 조도를 나타낸 그래프이다.

도 3은 본 발명의 실시예 8에 따라 표면에 슬립성이 부여된 폴리에스테르 필름의 표면 조도를 나타낸 그래프이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

① 압출기 ② 원료 배합물

③ 컨베이어 ④ 캘린더 뱅크

⑤ 캘린더 롤 ⑥ 테이크 오프 롤

⑦ 텐터 ⑧ 첨가제 휘발분

⑨ 권취기

본 발명은 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 텐터를 이용한 캘린더링 가공공정을 통해서 필름의 종방향 수축율을 5% 이하로 낮추고 캘린더 롤의 온도 및 마찰비 구배를 통해서 표면상에 슬립성을 부여한 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법에 관한 것이다.

연신용 폴리에스테르 투명 필름(본원에서 사용되는 '필름'이란 용어는 시트 및 필름을 포괄하는 의미로 사용됨)을 제조하기 위한 종래의 기술은 압출 T-다이 공법으로서 PVC를 생산하는 캘린더 공법으로는 폴리에스테르 필름을 제조할 수 없었다. 한편, 최근에 환경문제의 제기로 PVC 사용이 제한을 받기 시작하면서 폴리에스테르를 캘린더로 가공하려는 관심이 증대하였고, 주로 테스트 설비에서의 시험 단계였으나, 이스트만사(Eastman Chemical Company)에서 개발한 폴리에스테르 원료로 캘린더 가공이 가능해졌다.

상술한 바와 같이, 기술의 발달로 PVC를 생산하는 캘린더에서도 PP 필름을 생산하게 되었으며, 최근에는 초기단계이지만 폴리에스테르 필름의 생산도 가능해졌다. 그러나, 기존의 캘린더 공정의 냉각방법인 쿨링 롤에 의한 냉각으로는 폴리에스테르 필름의 연신후 종방향 수축율이 과다하여 수축 라벨용 등으로의 적용이 곤란하였다. 즉, 폴리에스테르 소재의 물리화학적 특성상 냉각방식의 문제로 필름의 수축율 조절이 어려워 필름의 종방향 수축율이 4% 이상 발생하여 연신용으로 사용이 불가능하였다(연신전 종수축 4% 이상시 연신후에도 4% 이상의 종방향 수축이 발생되어 수축 라벨용으로 사용이 불가함).

이와 관련하여, 한국 공개특허 제2003-80041호에는 비결정형 또는 반결정형 폴리에스테르 수지 조성물을 캘린더링하여 5% 미만의 헤이즈 값을 가지며, 캘린더링 롤로부터 충분한 박리량을 갖는 폴리에스테르 필름이 개시되어 있다.

또한, 한국 공개특허 제2001-104272호에는 중합체 수지 웹을 강성 롤과 탄성 롤 사이의 닙에 통과시키는 단계를 포함하는, 하나 이상의 표면이 텍스쳐 처리된 필름을 캘린더 가공하여 된 무광택 열성형 필름이 소개되어 있다.

그러나, 상기와 같이 통상의 폴리에스테르 필름의 제조시 캘린더 가공공정에서 쿨링 롤에 의한 냉각방법을 적용하는 경우, 전, 후의 롤 사이에서 발생하는 장력(tension)으로 인하여 냉각중 저온 신장되는 효과가 나타나 폴리에스테르 필름의 수축이 과다하게 발생하는 단점이 있다. 특히, 수축 라벨용으로 사용되는 연신용 필름은 연신후 횡방향 수축율을 조절하기 위해서 저후도인 0.08∼0.2㎜ 제품이 요구되어 연신전 종방향 수축율이 0∼4.0% 사이의 관리가 필요한데, 종래기술에 따른 캘린더 방법으로는 이러한 물성을 얻기 어려운 문제점이 있다.

또한, 냉각 롤에 의한 냉각방법은 상술한 수축율 문제와 더불어 고온의 필름이 냉각 롤과의 접촉시 필름 표면의 첨가제 휘발 물질이 응축되어 필름 표면에 오염을 발생시키는 원인이 된다. 이렇게 필름 표면이 오염되면, 투명도가 저하되며, 인쇄용 제품의 경우 필름표면의 잉크 접착성이 불량해져 인쇄성 저하의 원인이 되고, 합판용으로 이용되는 경우 합판 불량의 원인이 된다. 따라서 양호한 인쇄성(라벨용 등) 및 합판성을 위해서는 표면에 오염(기름, 이물 등)이 없는 필름이 요구된다.

이에 본 발명에서는 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 광범위한 연구를 거듭한 결과, 폴리에스테르 조성물을 이용한 캘린더링시 텐터 설비를 이용하고, 또한 슬립제 처방이 아닌 캘린더 롤의 온도차, 마찰비 조절을 통해서 종방향 수축율이 최소화되고, 필요에 따라 필름 표면에 슬립성이 부여된 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있었고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 텐터를 도입한 캘린더 가공공정을 통해서 비접촉식 상온(대기) 냉각 및 첨가제 휘발물의 집진(방출)으로 두께 조절이 가능하고, 4% 이하의 종방향 수축율을 가지며, 필름 표면에 첨가제 휘발물의 응축이 없는 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 따라 제조된 폴리에스테르 필름을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 일반적인 슬립제를 첨가하지 않고 캘린더 롤의 온도 및 속도비 조절을 통해서 필름 표면에 슬립성을 부여한 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법에 따라 제조된 폴리에스테르 필름을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름의 제조방법은:

(a) 폴리에스테르 50∼100중량%를 포함하는 수지 조성물을 4∼6롤의 캘린더 롤(calender roll)을 이용하여 140∼260℃의 온도에서 캘린더 가공하는 단계;

(b) 상기 캘린더 가공된 폴리에스테르 필름을 텐터(tenter)에서 80∼150℃의 온도 및 50∼120m/분의 속도로 텐터링 가공하는 단계; 및

(c) 상기 텐터링 가공된 폴리에스테르 필름을 0∼50℃의 온도에서 대기와의 열교환을 통해 냉각시키는 단계;

를 포함한다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 상기 방법에 따라 제조되어 0∼5%의 종방향 수축율을 갖는다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름의 제조방법은:

(a) 폴리에스테르 50∼100중량%를 포함하는 수지 조성물을 각각의 롤(roll)이 140∼260℃ 및 1:1∼1.90의 범위에서 온도 구배 및 마찰비 구배를 갖는 4∼6롤의 캘린더 롤을 이용하여 캘린더 가공하여 필름 표면에 슬립성을 부여하는 단계;

(b) 상기 캘린더 가공된 폴리에스테르 필름을 텐터에서 80∼150℃의 온도 및 50∼120m/분의 속도로 텐터링 가공하는 단계; 및

(c) 상기 텐터링 가공된 폴리에스테르 필름을 0∼50℃의 온도에서 대기와의 열교환을 통해 냉각시키는 단계;

를 포함한다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 상기 방법에 따라 제조되어 0∼5%의 종방향 수축율을 갖는다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

전술한 바와 같이, 본 발명에서는 폴리에스테르의 캘린더 가공상의 단점, 즉수축율, 미스트 응축 및 두께 조절의 어려움을 텐터 설비를 도입하여 해결하고, 또한 슬립제 처방이 아닌 캘린더 롤의 온도차 및 마찰비 조절을 통해서 필름 표면에 슬립성을 부여할 수 있는 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법이 제공된다.

종래기술에 따르면, 이스트만사의 배합 개발(PET 수지, 활제) 등으로 폴리에스테르의 캘린더링이 가능하게 되어 캘린더링 폴리에스테르 필름을 생산할 수 있게 되었으나, 폴리에스테르 캘린더 가공은 아직 초기 단계로서, 특수용도를 위한 제품의 생산에는 그 기술적인 한계가 따른다.

특히, 수축 라벨용 등에 사용되는 폴리에스테르 필름은 횡방향 수축율 관리를 위해 저후도인 0.08∼0.2㎜의 제품을 연신하여 수축 라벨용으로 사용하며, 이 때 캘린더링된 폴리에스테르 필름의 종방향 수축율이 4% 이하가 되어야하는데, 기존의 캘리더링 공정에 사용되는 냉각 롤 방식의 냉각시스템에서는 4% 이상의 수축율이 나타나는 단점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 캘린더링 공정의 냉각방법으로서 냉각 롤 방식에서 텐터 방식으로 전환하여 롤과 롤 사이에서 필름에 발생하는 장력을 제거하여 필름의 종방향 수축율을 5% 이하(100℃에서 5분동안 건조오븐에서 건조시), 바람직하게는 4% 이하로 관리할 수 있다.

본 발명에 따른 텐터 설비에 의한 냉각은 텐터링 공정동안 장력을 제거하는 방법, 즉, 두께가 조절된 필름이 일정온도와 일정속도에서 냉각되는 방법이므로 수축율을 최소화할 수 있어 연신 후 수축 라벨용으로 사용이 가능하다. 또한, 냉각시 필름 표면에서 첨가제 휘발물이 응축되어 발생하는 첨가제 미스트(휘발물)를 대기로 방출(집진)시켜 필름 표면의 오염을 방지할 수 있어 수축 라벨 인쇄 작업시 인쇄 불량을 방지할 수 있으며, 합판용으로 적용시 합판 불량의 원인을 제거할 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르 필름 제조방법에 따른 공정개략도를 도 1에 나타내었다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스테르는 당해분야에 공지된 것이라면 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트로서, 이의 단독 및 그 특성에 손상을 입히지 않는 범위 내에서 공중합 성분 또는 다른 폴리머의 블렌드가 함유될 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 80중량% 이상 함유한 폴리에스테르가 좋다.

또한, 상기 폴리에스테르는 전형적으로 디메틸테레프탈레이트와 에틸렌글리콜을 중축합시켜 얻을 수 있으며, 바람직하게는 디메틸테레프탈레이트와 에틸렌클리콜 : 1,4 시클로디헥산올을 90∼0 : 10∼100 몰%의 비로 혼합하여 공중합하여 얻을 수있다. 이러한 폴리에스테르 제조시에는 에스테르 교환반응법이나 또는 직접 중합법 중 어느 것이나 적용가능하며, 반응기는 회분식 또는 연속식 어느 것이나 사용할 수 있다.

에스테르 교환법으로 실시하는 경우, 에스테르교환반응 촉매에 대한 제한은 특별히 없으며, 종래에 공지되어 있는 어느 것이라도 사용이 가능하다. 예를 들면, 에스테르 교환 촉매로서 마그네슘 화합물, 나트륨 화합물, 칼슘 화합물, 바륨 화합물 등의 알칼리금속 또는 알칼리토금속 화합물, 지르코늄 화합물, 아연 화합물 및 망간 화합물중 반응계 내에서 가용성인 것이면 어느 것이나 사용 가능하다.

중합촉매 또한 특별한 제한이 없으며, 안티몬 화합물, 게르마늄 화합물 및 티타늄 화합물중에서 적당히 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

표면특성을 부여하기 위한 불활성 무기활제로는 실리카, 알루미나, 경질탄산칼슘, 티탄, 카올린 등 어느 것이든 사용가능하다.

본 발명에서 폴리에스테르 조성물은 폴리에스테르외 산화방지를 위한 산화방지제와 활제 등을 주요 첨가제로하고 있으며, 필요에 따라 대전방지제, 방담제, 자외선방지제, 안료, 충격방지제, 개질제, 슬립제, 난연제, 충진제, 가소제, 이산화티타늄, 폴리카보네이트, 카본블랙 등을 처방할 수 있다.

본 발명에 따라 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법은 우선, 상기 폴리에스테르 50∼100중량%를 포함하는 수지 조성물을 공지의 방법에 따라 압출기 또는 믹싱롤(①)에서 용융압출시켜 가소화 및 균질화시킨다.

상기 용융압출된 수지 혼합물(②)은 가소화되고, 분쇄되어 균질화된 상태로 컨베이어(③)를 통해서 캘린더 뱅크(calender bank; ④: 6롤의 경우 5개, 4롤의 경우 3개) 형태로 4∼6롤의 캘린더 롤(⑤)이 구비된 캘린더에 적용되어 140∼260℃의 온도에서 캘린더 가공된다.

이때, 본 발명에서는 필요에 따라 폴리에스테르 필름의 표면에 슬립성을 부여하기 위한 방법으로서 폴리에스테르 필름 조성물에 슬립제를 투입하는 대신 캘린더 롤의 가공조건 조절을 통해서 폴리에스테르 필름 표면에 오렌지 필(orange peel)과 같은 엠보스 무늬를 형성하여 슬립성을 부여할 수 있다. 즉, 상기 4∼6개의 각각의 캘린더 롤의 온도 및 속도비(마찰비)를 각각 140∼260℃ 및 1:1∼1.90의 범위에서 구배를 갖도록 조절하여 필름 표면에 슬립성을 부여한다.

즉, 폴리에스테르 조성물에 슬립제를 첨가하거나 또는 별도의 슬립성 형성공정을 추가하지 않고도 캘린더 롤의 온도 및 마찰비 조절을 통해서 필름 표면에 오렌지 필 무늬를 성형하여 슬립성을 부여한다. 따라서 슬립성이 있거나 또는 없는 필름을 필요에 따라 선택적으로 생산할 수 있다.

한편, 이외에도 선택적으로 상기 캘린더 가공된 필름은 당해분야에 공지된 바에 따라 엠보스 강성 롤, 엠보스 탄성 롤, 또는 이들의 조합을 통해서 필름 표면에 무늬가 성형될 수 있다.

상술한 바와 같이, 뱅크를 롤링하여 두께 및 폭에 대한 예비형태를 부여한 필름은 캘린더로부터 제거되거나 또는 테이크 오프 롤(⑥: 3∼10롤)을 통해서 테이크오프된다. 상기 테이크오프된 뜨거운 필름은 텐터(⑦: 약 2∼3m×∼40m×∼2m)에서 80∼150℃의 온도 및 50∼120m/분의 속도로 텐터링 가공된 후 0∼50℃의 온도에서 대기와의 열교환을 통해 냉각된 후, 최종으로 상대적으로 긴 필름 웹(web)으로 권취기(⑨)에 감기거나 또는 짧은 필름 조각으로 길이로 잘려서 쌓인다.

본 발명에서 캘린더에서 고온고압으로 가공성형된 고온의 시트는 테이크 오 프 롤(⑥)에서 대부분의 두께가 조절되어 텐터기(⑦) 양사이드에 있는 클립으로 필름의 양측면만이 물려 텐터공정으로 투입된다. 캐린더 이후의 텐터링은 어닐링, 텐터링, 냉각 존 등으로 구성되며 텐터는 길죽한 직육면체의 터널로 이해하면된다. 첫 단계인 어닐링은 캘린더링 및 테이크오프시의 고온상태의 필름이 일정온도와 평활도를 유지하는 공정으로 텐터시 안정한 품질이 유지되도록하는 전단계 공정이다. 텐터링 공정에서 최종 두께와 폭 설정을 위한 텐터링이 이루어진다. 마지막으로 냉각을 거치며 이 때에는 텐터에 설치되어 있는 송풍기를 통하여 대기를 텐터의 냉각존으로 공급하여 텐터링된 필름이 냉각되도록 한다. 상기에 기술한 텐터링 공정동안 필름과 접촉되는 피접촉물은 없으며 다만 대기(공기)와 접촉되어 있는 상태로 일정한 온도로 유지되게된다. 텐터링시 텐터의 속도는 한개의 구동설비로 일정하게 유지되어 일정한 속도에서 장력을 받지 않은 상태로 냉각존에서 냉각되어 필름의 안정화가 이루어진다.

이때, 상기 텐터 방식의 비접촉 냉각시스템을 이용한 냉각방법은 텐터링 공정동안 장력을 제거하는 방법, 즉, 두께가 조절된 필름이 일정온도와 일정속도에서 냉각되는 방법이므로 수축율을 최소화할 수 있다. 또한, 냉각시 필름 표면에서 첨가제 휘발물이 응축되어 발생하는 첨가제 휘발분(⑧)을 대기로 방출(집진)시켜 필름 표면의 오염을 방지할 수 있다.

본 발명에서는 상술한 바와 같이 기존의 냉각 롤에 의한 냉각방식 대신 동일속도인 텐터에 의한 냉각방식을 적용함으로써, 기존의 방법에서 일련의 여러 롤 시스템 사용시 롤 사이에서 연결되어 인취되면서 발생되는 장력에 의한 폴리에스테르 필름의 저온 연신 효과를 없앨 수 있기 때문에 특히 저후도인 0.20㎜ 이하 제품의 수축율(0∼5%, 건조오븐 100℃, 5분)의 관리가 가능하다. 즉, 횡방향 수축은 라벨의 용도에 따라 연신배율로 조절이 가능하지만 종방향 수축율은 연신전 필름(0.08∼0.2㎜)의 수축율이 0∼4%로 관리되어야 연신후 종방향 수축율이 4% 이하가 되어 인쇄시 그림이나 글자의 모양이 다르게 나오는 것을 방지할 수 있는 바, 본 발명의 방법으로 생산된 필름은 종방향 수축율이 0∼5%, 바람직하게는 0∼4%로서, 연신기에서 연신후 수축 라벨용으로 사용 가능하다. 또한, 수축 라벨 인쇄 작업시 표면 오염에 의한 인쇄불량을 방지할 수가 있어 인쇄용(수축 라벨용 포함), 카드용, 합판용(제약용, 증착용 등) 필름 생산 및 확대 적용이 가능하다.

뿐만 아니라, 본 발명에 따른 폴리에스테르의 제조방법은 텐터를 도입한 캘린더 가공방법을 PP, PS 소재로 확대하고, 투명 및 유색 필름 생산까지 다양화함으로써 캘린더 설비의 효율성을 극대화할 수 있고, 또한 연신용 폴리에스테르 필름의 기존 가공방식인 압출 T-다이 방식 보다 생산성이 우수하여 폴리에스테르 필름의 생산원가를 절감하고, 물성 및 품질의 향상을 통한 캘린더 제품의 부가가치를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

아울러, 산업 자재와 식품 포장 등 제반 분야에서 무독성 및 무공해성을 요구하는 세계 시장의 흐름에 비추어 볼 때 탈PVC는 캘린더 가공업체의 당면 과제이며, 이러한 측면에서 폴리에스테르 연신용 필름의 텐터를 이용한 캘린더 생산 기술은 향후 탈PVC 분야의 세계 시장을 선도할 수 있는 무한한 가치를 가지게 될 것이다.

이하, 하기 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 이에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.

실시예 1∼6

100몰%의 테레프탈산의 산 성분과, 31몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올 및 69몰%의 에틸렌 글리콜의 글리콜 성분을 함유하는 폴리에스테르 100중량부에 시바가이기 산화방지제 Irganox1010 0.3∼0.6중량부, 이스트만활제 ADD2 5∼8중량부를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물을 공급부와 혼련부로 되어있는 압출기에서 175∼205℃ 설정온도로 압출 가공하여, 이어서 4 내지 6롤 캘린더를 사용하여 160∼220℃의 온도에서 캘린더링하고, 후단의 텐터 설비를 통해서 어닐링(annealing), 텐터링(tentering) 및 냉각존(cooling Zone)의 온도 및 폭 등을 하기 표 1에 나타낸 바에 따라 조절하여 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 이로부터 얻은 최종 필름의 두께에 따른 종방향 수축율을 하기 표 2에 나타내었다. 한편, 하기 실시예 3에 따라 제조된 폴리에스테르 필름 표면의 표면 조도를 측정하여 그 결과를 도 2에 나타내었다.

실시예 7

본 실시예는 압출가공후 실시예 1∼6처럼 바로 캘린더링하는 것이 아닌 패럴(Farrell)의 2롤 밀상에서 165℃ 설정온도에서 8분가공한후 캘린더링하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1∼6과 동일하게 이루어졌으며 작업조건과 수축율 결과는 표 1, 표 2에 나타나 있다.

	최종 권취폭 (㎜)	텐터 폭 (㎜)			텐터	투입	전후 온도
		어닐링	텐터링	냉각	zone		온도(℃)
실시예 1	1500	1320±10	1695±25	1725±25	텐터 투입전		150∼170
실시예 2	1300	1200±10	1500±20	1525±25	텐터	어닐링	110∼130
실시예 3	1200	1180±10	1400±20	1425±25		텐터링	80∼120
실시예 4	1100	1080±10	1300±20	1325±25		냉각	50∼80
실시예 5	1000	1000±10	1125±25	1225±25	권취직전		30∼50
실시예 6	900	940±10	990±10	1230±20	실시속도 : 50∼100 (m/분)
실시예 7	800	930±10	930±10	1045±15

비교예 1∼7

캘린더링 후, 후단의 텐터 설비 대신 냉각 롤을 이용하여 냉각시킨 것을 제외하고는 상기 실시예와 동일하게 실시하여 얻은 최종 필름의 두께에 따른 종방향 수축율을 하기 표 2에 나타내었다.

캘린더링이후 일반적인 냉각은 냉각롤에 의한 방식으로 테이크 오프 또는 엠보스 공정이후에 10∼20개의 냉각롤(제조사 및 롤직경, 각사 냉각존 구성에 따라 다름)을 이용하며 2∼4개의 롤을 1존으로 하여 각 냉각롤 존의 온도를 단계적으로 하향조절하여 고온의 필름을 권취가 가능한 온도로 냉각시킨다. 이때 필름은 롤과 롤사이에서 인취시 발생되는 장력으로 저온 신장 효과로 인하여 최종 제품의 가열 수축율이 저후도인 경우 7% 이상 심할 경우는 10% 이상이 되기도 한다. 이러한 장력은 롤간의 속도차가 커질 경우 더욱 심하게 나타나며 롤 사이의 원할한 필름의 인취를 위해서 대부분의 냉각공정에서 약간의 속도편차를 두고 있다.

실시예	필름 두께(㎜)	수축율(%)	비교예	필름 두께(㎜)	수축율(%)
실시예 1	0.08 이하	3.2∼5.0	비교예 1	0.08 이하	7.0 이상
실시예 2	0.08∼0.10	2.9∼3.2	비교예 2	0.08∼0.10	5.0∼7.0
실시예 3	0.10∼0.15	2.7∼2.9	비교예 3	0.10∼0.15	4.5∼5.0
실시예 4	0.15∼0.20	2.5∼2.7	비교예 4	0.15∼0.20	4.0∼4.5
실시예 5	0.20∼0.25	2.2∼2.5	비교예 5	0.20∼0.25	3.5∼4.0
실시예 6	0.25∼0.30	2.0∼2.2	비교예 6	0.25∼0.30	3.2∼3.5
실시예 7	0.35 이상	0∼2.0	비교예 7	0.35 이상	0∼3.2

^주) 건조조건: 100℃, 5분(드라이 오븐) - 한화 L&C 자체방법에 따름.

상기 표 1∼2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라 제조된 폴리에스테르 필름은 5.0% 이하의 종방향 수축율을 나타내어 연신후 수축 라벨용으로 사용 가능하다. 또한, 요구되는 제품의 두께, 폭, 수축율에 따라 작업조건 변경이 가능하여 다양한 규격에 대한 수축율 조절이 가능하다.

실시예 8

필름 표면에 슬립성을 부여하기 위하여 6롤 캘린더를 사용하여 각각의 캘린더 롤의 온도 및 마찰비를 하기 표 3에 나타낸 바와 같이 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실시하여 필름 표면에 오렌지 필 무늬를 성형하여 슬립성을 갖는 폴리에스테르 필름을 제조하였다. 한편, 이로부터 얻은 폴리에스테르 필름 표면의 표면 조도를 측정하여 그 결과를 도 3에 나타내었다.

캘린더 롤 No. (#)	온도 범위 (℃)	마찰비 (속도비)
1	170∼190	1
2	178∼190	1.01∼1.11
3	185∼198	1.11∼1.25
4	187∼201	1.25∼1.45
5	188∼196	1.45∼1.65
6	180∼193	1.65∼1.85

실시예 9

필름 표면에 슬립성을 부여하기 위하여 4롤 캘린더를 사용하여 각각의 캘린더 롤의 온도 및 마찰비를 하기 표 4에 나타낸 바와 같이 조절한 것을 제외하고는 상기 실시예 3과 동일하게 실시하여 필름 표면에 오렌지 필 무늬를 성형하여 슬립성을 갖는 폴리에스테르 필름을 제조하였다.

캘린더 롤 No. (#)	온도 범위 (℃)	마찰비 (속도비)
1	185∼195	1
2	185∼195	1.01∼1.11
3	200∼215	1.11∼1.25
4	195∼200	1.25∼1.45

도 2∼3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리에스테르 필름은 캘린더 롤의 온도 및 마찰비 조절을 통해서 선택적으로 필름 표면의 슬립성을 개선할 수 있다.

따라서, 본 발명의 방법에 따라 텐터를 도입한 캘린더 공정으로부터 제조되는 폴리에스테르 필름은 인장이 없는 상태의 일정 온도(상온) 및 일정 속도에서 안정화가 이루어져 표면 평활성이 확보되어 연신기에 투입시 또는 연신후 인쇄 작업시 우수한 품질이 보증되어 연신용 이외에도 인쇄용, 카드용, 합판용(제약용, 특수 산업용) 등 타 용도로의 확대가 가능하여 친환경적인 탈PVC 소재로의 전환이 가능하다. 또한, 캘린더 공정에서 슬립제를 첨가하지 않고, 즉 별도의 엠보스 설비를 도입하지 않고도 캘린더 롤의 온도와 속도비를 이용하여 폴리에스테르 필름 표면에 미세 엠보 무늬를 성형하여 슬립성을 부여할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리에스테르의 제조방법은 다음과 같은 기술적 효과를 얻을 수 있다.

1. 캘린더 공법에 의한 생산 소재의 다양화

1) 전통적 PVC 생산 설비로서의 개념을 탈피하고 투명제품의 가공 한계성을 극복함.

2) 수축율 개선이 가능하여 폴리에스테르 소재의 연신용 외의 다양한 용도 개발이 가능함.

3) 표면 첨가제 응축 개선으로 합판용, 증착용 PVC 제품을 대체하여 확대 적용(제약용, 카드용 등)이 가능함.

4) 탈PVC 소재에 의한 친환경적 투명 및 유색 제품의 대량생산체제 구축이 가능함.

2. 폴리에스테르 투명 필름의 고부가가치화

1) 고속 및 대량 생산 체제에 의한 생산원가의 절감이 가능함.

2) 다양한 물리적 요구 물성의 실현으로 용도별 특화, 고급화가 가능함.

3) 저후도에서 고후도까지 두께와 폭, 표면광택, 및 슬립성 등의 조절이 가능함.

Claims (8)

1. (a) 폴리에스테르 50∼100중량%를 포함하는 수지 조성물을 4∼6롤의 캘린더 롤(calender roll)을 이용하여 140∼260℃의 온도에서 캘린더 가공하는 단계;

   (b) 상기 캘린더 가공된 폴리에스테르 필름을 텐터(tenter)에서 80∼150℃의 온도 및 50∼120m/분의 속도로 텐터링 가공하는 단계; 및

   (c) 상기 텐터링 가공된 폴리에스테르 필름을 0∼50℃의 온도에서 대기와의 열교환을 통해 냉각시키는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 방법은 (a) 단계 후에

   (a1) 상기 캘린더 가공된 폴리에스테르 필름을 엠보스 강성 롤, 엠보스 탄성 롤, 또는 이들의 조합을 통해서 상기 필름의 표면에 무늬를 성형하는 단계

   를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항의 방법에 따라 제조되어 0∼5%의 종방향 수축율을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름.
4. 제3항에 있어서, 상기 필름은 0∼4%의 종방향 수축율을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름.
5. (a) 폴리에스테르 50∼100중량%를 포함하는 수지 조성물을 각각의 롤(roll)이 140∼260℃ 및 1:1∼1.90의 범위에서 온도 구배 및 마찰비 구배를 갖는 4∼6롤의 캘린더 롤을 이용하여 캘린더 가공하여 필름 표면에 슬립성을 부여하는 단계;

   (b) 상기 캘린더 가공된 폴리에스테르 필름을 텐터에서 80∼150℃의 온도 및 50∼120m/분의 속도로 텐터링 가공하는 단계; 및

   (c) 상기 텐터링 가공된 폴리에스테르 필름을 0∼50℃의 온도에서 대기와의 열교환을 통해 냉각시키는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 방법은 (a) 단계 후에

   (a1) 상기 캘린더 가공된 폴리에스테르 필름을 엠보스 강성 롤, 엠보스 탄성 롤, 또는 이들의 조합을 통해서 상기 필름의 표면에 무늬를 성형하는 단계

   를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.
7. 제5항 또는 제6항의 방법에 따라 제조되어 0∼5%의 종방향 수축율을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름.
8. 제7항에 있어서, 상기 필름은 0∼4%의 종방향 수축율을 갖는 것을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름.

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