KR19990035829A - 충전재를 함유하고 있는 압축성 고분자포일(박판)의 제조방법 - Google Patents

충전재를 함유하고 있는 압축성 고분자포일(박판)의 제조방법 Download PDF

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KR19990035829A
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루드비히 에크아르트
울리히 자-르
크라우스 스토펠카
레인너 슈부쵸브
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유르겐 브라일
브뤼크너 마쉬넨바우 게엠바하
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Abstract

색소를 포함하는 인쇄 가능한 한 개- 또는 복수 층의 2축 지향의 중합체-포일("합성지")을 제조하는 방법에 있어서
- 포일을 형성하는 중합체, 색소 또는 충전재 및 경우에 따라서는 기타 첨가제 또는 이들로 된 혼합물 또는 복수 혼합물의 용융재는 한 개 또는 복수개의 스릿다이를 통하여 연신하며,
- 연신된 용융재는 포일 형태로 성형-필름으로 경화되도록 하며 이로부터 형성된 1차 포일의 온도와 두께를 조절하여 다음의 연신에 필요한 결정도와 다음의 연신에 필요한 적당한 온도에 이르도록 하며,
- 1차 포일을 연속적으로 순차에 따라서 또는 동시 종횡방향에 따라서 2축방향으로 연신하며,
-형성된 한 개- 또는 복수 층의 2축 지향성 포일은 아니링후에 얻어 지는데
두께가 250μm에 이르는 포일을 직접 제조하기 위하여 1차 포일의 온도는 경화온도와 연신에 필요한 온도사이의 범위 내에서 1차포일이 연신에 필요한 온도이하의 온도로 아니링되지 않도록 조절하며 경화와 연신간의 시간간격은 포일을 형성하는 중합체의 결정이 일반적으로 연신전에 성층된 충전재-와 색소입자사이에서 격리되어 있다.

Description

충전재를 함유하고 있는 압축성 고분자포일(박판)의 제조방법
본 발명은 충전재- 또는 색소함유 압축성 단일 또는 복수의 2축 지향의 고분자포일(Polymerfoil), 특히 두께가 250μm에 이르는 폴리프로필린을 기본으로 하는 고분자포일을 직접 제조하는 방법에 관한 것이다.
도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다:
도 1은 부수 포일 온도분포와 관련하여 실린더밀(cylinder mill)을 사용한 발명에 의한 제1 실시예의 약도;
도 2는 도 1에 도시되어 있는 발명에 의한 방법과 종래 방법에 의하여 제조한 경우의 포일내 온도변화의 비교도;
도 3은 포일온도의 부수온도변화와 관련 수조(水曹)없이 칠드 롤러(냉각롤러)를 사용한 보다 얇은 두께의 포일의 발명에 의한 제2 실시예 약도;
도 4는 1-, 2-, 및 3개 층의 발명에 따른 기본구조약도
발명에 의한 방법은 이러한 형태에서 선행기술에서 얻을 수 없는 다음의 지식에 근거를 두고 있는 데 충전재- 및 색소를 함유한 1차 포일은 특히 "표준형"의 폴리프로필린포일 즉 충전재가 들어 있지 않은 폴리프로필린포일과는 일련의 주요특성들이 현저한 차이가 있음으로 실제로 근접한 방법-과 장치-기술적인 제 경계조건하에 포일제조는 일련의 중요한 공정에서 2축지향적인 폴리프로필린포일에 대한 종래의 제조방법과는 다른 한가지 방법에 의한 포일제조가 가능하다.
보다 많은 양의 충전재와 색소가 존재함으로 인하여 1차 포일의 변환된 내부 특성을 유리하게 활용하여 순수한 폴리프로필린의 경우 보다 아주 현저하게 두꺼운 1차 포일을 제조할 수 있다는 데 의미가 있으며 이와 동시에 일반적인 냉각- 및 가열공정을 생략하여 에너지 절감을 기하고 1차 포일을 "위로부터" 즉 약 250℃ 범위의 용융의 경화온도로부터 직접 점차적으로 일정온도에 이르기까지 냉각시킴과 더불어 1차 포일은 1차 연신(延伸)으로 유입, 즉 지글러-나타(Ziegler-Natta)-폴리프로필린을 투입함으로서 약 130 내지 135℃로 냉각된다. 메탈로센(Metallocen)-촉매제를 사용하여 제조되고 예컨대 약 145℃의 결정 용융온도를 가질 수 있는 단일중합체 폴리프로필린의 경우에 있어서 1차 포일은 신장균열(stretch crack)에 이르기 전인 110∼115℃에 이르기 까지 냉각이 된다. 이때에 연신전 1차 포일의 온도는 연신전에 연신온도 이하의 온도로서 온도가 최소화로 되는 것을 방지하는 동안에 특히 보다 두꺼운 포일의 경화시에 현저한 내부응력이 저지되며 두꺼운 포일내에서도 또한 응력과 온도균형이 잘 이루어 지게 되고 결정화의 발단이 되는 충전재 미립자가 있음으로서 포일이 결정하는 이러한 온도범위에 도달후 폴리프로필린중합체의 신속하고 완벽한 결정화에 도달하게 됨으로 1차 포일은 직접 종- 및 연이어 횡방향에 따라서 또는 동시에 양방향에 따라서 연신이 가능하게 된다. 발명에 따르는 방법으로 두께가 2.0내지 6.0mm의 연신 가능한 1차 포일이 가공될 수 있기 때문에 두께가 60내지 250μm인 폴리프로필린계의 "합성지"의 직접 제조가 가능한 것이다.
장치기술상 발명에 따르는 방법은 온도제어롤러를 구비한 스릿다이에 의하여 일반적인 냉각롤(칠드롤)의 대용품을 허용한다. 용융재에서 발생한 1차 포일이 스릿다이 틈새를 통하여 공급되어 여기에서 포일두께의 보정과 온도보상을 위하여 그 이외의 롤러틈새가 접속가능하기 때문에 1차 포일은 동시에 현저한 온도최소화로 되고 내부 응력이 형성되어 고착됨이 없이 포일을 결정시키는 그러한 온도범위에 이르도록 냉각된다. 연신에 필요한 결정 입도는 비교적 단시간 내 또는 30내지 70m/분 범위의 보통 1차 포일 속도의 경우 장치의 크기결정에 하등의 문제가 없는 비교적 단거리에서 이루어 진다.
도 1은 약도로서 지글러-낫타-촉매제(Ziegler-Natta-Catalyst)를 사용하여 제조된 폴리프로필린을 투입할 경우 포일 온도에 대한 부수 온도변화와 관련한 스릿다이를 사용한 바로 전에 설명한 방법의 대안을 도시하고 있다.
메탈오센-촉매제를 사용하여 제조된 폴리프로필린을 적용하는 경우에 있어서 온도는 T5 내지 T9범위에서 110℃ 또는 115℃ 로 떨어 질 수 있다.제시된 유형의 방법은 예컨대 두께가 5.4mm이고 배출속도가 11.5m/분으로 1차포일이 연신되며 양축 연신에 따라 두께가 0.20mm인 단부포일이 53m/분의 속도로 감기도록 할 수 있다.
"위에서 아래로"의 냉각은 특히 두께범위가 0.6 내지 2.0mm 인 얇은 1차 포일로 된 보다 두께가 얇은 "합성지"를 양축 연신으로 제조할 때 장치상 또한 칠드롤러를 사용하는 종래 방법을 변경시킴으로서 이루어 질 수 있는 바 이때 예컨대 수조를 생략하며 칠드롤러의 온도는 포일온도가 연신 온도 130 내지 135℃ 또는 110내지 115℃의 연신 온도에 이르기까지 에서도 역시 온도의 최소화가 되지 않도록 높게 유지된다. 이러한 유형의 대안 방법은 도 2에 부수 포일온도변화와 함께 도시되어 있다. 이때 포일 두께애 대한 온도변화값은 "포일 온도"로서 표시된다. 이러한 온도는 롤러 또는 롤러의 다른 측에 대한 공기온도를 표시하는 소위 "접촉온도"와는 다르다. 동시에 이러한 대안 방법에 있어서 포일이 충분한 온도로서 연신 틈새에 이르도록 종래의 방식보다 조질 롤러의 수량을 보다 작게 할 필요가 있음을 알 수 있다. 칠드롤러의 온도는 보통 주형-필름-속도가 30내지 70m/분인 때 본 대안방법을 수행하기 위하여서는 온도를 45 내지 90℃ 범위 내에서 설정이 되며 또한 이것은 포일의 냉각을 위하여 이러한 칠드롤러와 접촉에 있어서 약 100℃ 이하로 부터 대략 180℃ 까지에만 이르도록 한다. 이밖에 냉각 조절된 포일을 온도제어가 된 조질롤러에 유입시켜서 포일두께를 감시하는데 냉각속도 및 내부 온도와 응력 균형에 필요한 시간소요와 관련하여 중요하다.
리트폰(백색안료), 탄산칼슘 및 이산화티탄이 우선적으로 택해진 상기 일반적인 충전재와 색소일수도 있는 충전재 또는 색소의 존재로 인하여 재결정온도는 순수 폴리프로필린에 비하여 현저히 올라간다는 사실의 활용에 기인한다.
적당한 첨가제로 충전재 미립자들간에서 폴리프로필린의 결정속도를 가급적 높게 유지함으로서 추가로 장치기술적인 큰 문제없이도 연신에 필요한 결정도(結晶度)에 신속히 도달 할 수 있게 되어 있다. 발명에 의한 방법에 유리하게 효력을 발휘하는 한가지 첨가제는 폴리프로필린왁스인데 이때 모든 포일을 형성하고 있는 성분에 대하여 약 5내지 10질량-% 범위내의 양으로 첨가된다. 특히 바람직한 것으로는 특히 12.000 내지 50.000g/mol 범위내에서 8.000g/mol 이상의 분자량 (평균 분자량 Mw의 중량평균)을 가진 비교적 고분자량의 폴리프로필린왁스("PP 왁스")를 사용하는 것이다. 현재 우수한 유형으로서 두 가지 적합한 폴리프로필린-왁스로서 다음과 같은 유형 A 및 B가 있는데 아래와 같은 특성을 가지고 있다:
유형 A: 단중합체 폴리프로필린왁스
몰질량 Mw 약 36.000g/mol
결정도: 55.6%(시차주사열량계,DSC)
결정도: 70%(X-선분석)
융점 Rm(DSC): 158∼162℃
적하온도(Ubbeolde 점도계): 165∼170℃
용융점도(200℃): 800∼1200mm2/s
결정온도 Trek: 114℃
유형 B: 단중합체 폴리프로필린왁스
몰질량 Mw 약 17.000 g/mol
결정도: 47.5%(DSC)
결정도: 65%(X-선 분석)
융점 Fm(DSC): 156∼160℃
적하온도(Ubbelohde): 158∼165℃
용융점도(200℃): 90∼125mm2/s
결정온도 Trek: 110℃
소위 폴리프로필린왁스가 포일에 존재하면 점도를 저하시켜주는 작용을 하는데 적심 및 이에 따른 색소미립자의 함입과 관련하여 유리하게 작용하며 결정하고 있는 폴리프로필린-고분자의 보다 큰 이동성을 주는 바 약 135℃ 또는 약 110℃의 재결정온도 이하에서 보다 큰 결정속도에 이른다.
충전재를 함유하고 있는 폴리프로필린의 2축 연신에 있어서는 이밖에도 포일 내부에는 중합체/충전제 미립자의 경계면으로 시작하여 미세한 공포(空胞)가 형성되어서 포일의 불투명도를 높이며 충전제와 결합하여 포일의 최종적으로 유지하는 불투명성을 제거시킨다. 이러한 공포조성은 충전재-와 색소미립자가 중합체매트릭스에서 비교적 약하게 결합 즉 부분원자가 또는 수소브리지-결합에 의해서 만이 중합체매트릭스에 결합되기 때문에 가능한 것이다. 이와 같이 포일 내부에 공포조성을 원할 때에 표면부위에서는 단점을 노출하고 있으며 결과적으로 충전재-와 색소미립자가 약하게 결합되면 표면의 질이 저하되며 특히 증가된 마모형태(얼룩)를 나타내고 있다. 이러한 단점은 발명에 의하여 충전재 미립자를 추가로 적절히 첨가함에의 하여 폴리프로필린포일에 공유결합이 되게 함으로서 저지된다. 폴리프로필린포일에 대한 적당한 첨가제는 예컨대 무수(無水)마레인산으로 형성되어 있는 폴리프로필린왁스("MSA-PP-왁스")이다.
현재 한가지 우수한 유형의 MSA-PP-왁스는 다음 특성을 가지고 있다:
융점(시차-주사-열량계, DSC): 155∼156℃
적하온도(Ubbelode 열량계의 의거): 162∼165℃
브린넬경도 23℃인 경우 1474∼1480 bar
융점도(190℃인 경우) 143∼145 mm2/s
무수마레인산질량: 2.0 ∼ 2.5 질량%
평균분자량
중량평균 Mw: 19,800g/mol
평균수 Mn: 9,600
형성된 폴리프로필린왁스의 마레인산부분은 산의 기능 면에서 충전재-와 색소입자와 반응할 수 있으며 이를 공유 결합할 수 있다. 이것은 기타 충전재 및 색소 입자의 결합이 상당히 공고하게 이루어져서 접착성이 현저하게 개선이 되게 마련이다. 이는 보다 큰 내마모성 표면조도의 향상, 표면의 적심력, 압축시 분리능력의 향상을 기하며 포일의 굽힘 강성을 높여 준다.
MSA-PP-왁스첨가의 장점은 특히 포일 표면에서 볼 수 있음으로 MSA-PP-왁스는 특히 인쇄- 및 기록이 가능한 표면을 조성하는 그러한 중합체형태에 첨가된다. MSA-PP-왁스는 한 개 또는 두 개의 얇은 보호막을 첨가하는 것이 유리한데 발명에 의한 방법에 있어서는 공압출에 의하여 제조 가능하다. 이러한 경우에 있어서는 표면의 질이 저하되지 않도록 핵심 층은 공포조성을 위한 소요능력을 가질 수 있다. 하지만 MSA-PP-왁스의 첨가는 단층 색소를 함유하는 두꺼운 폴리프로필린포일의 경우에 있어서도 유익하며 이에 따라서 표면의 질이 향상되는 데 인쇄질의 향상에 기여할 수가 있으며 색소입자 결합의 보다 큰 강도로 인하여 동시에 내마모성에 불리한 영향을 주지 않으면서도 색소입자에 보다 많은 첨가를 가능하게 한다. 색소분량의 증가로 인하여 포일의 불 투명도에 대한 공포의 중요도는 감소된다. 충전재 입자의 강한 결합으로 인하여 증가된 포일의 굽힘 강도는 일정한 용도에 대해서는 또 다른 장점을 보여준다.
다음에 도 3에서 약도로 도시되어 있는 바와 같이 발명에 의한 방법의 실시를 위하여 유리한 단층 또는 복수층(2층및 3층)의 포일 제조방법이 기술되어 있다.
상당부분의 충전재 및 /또는 색소 그리고 포일 내에 미소한 액포(液胞)의 특수한 제조에 의하여 투명하면서도 기타 기입-및 인쇄 가능한 포일들은 "인조지"(人造紙)라고도 칭한다. "인조지"란 개념은 전문용어로 이밖에도 또한 제지의 전통적인 방법에 따라서 합성재로 구성된 섬유소를 사용한 종이에 대하여도 사용되기도 하지만 본 출원서에서는 이를 다루지 않았다. 본 출원의 의미에서 본다면 포일 형태의 "합성지"는 비교적 보다 두꺼운 포일(박판)의 형태로 최종-사용목적과 관련하여 필요한 것으로서 이 경우 현재 생산품질 두께범위는 60 내지 250μm이다. 포일 유형의 "합성지"는 일반적으로 포일을 형성하는 중합체로서 폴리프로필린을 기본으로 하고 있으며 이에 따라서 다음의 제 설명은 특히 폴리프로필린에 관한 것이다. 본 특허출원의 의미상 "폴리프로필린"은 동시에 결정화(結晶化)가능한 입체규칙(tactic)에 따른 폴리프로필린 특히 이소탁틱(isotactic) 의 동류 중합체의 폴리프로필린이다. 본 개념은 한편으로는 또한 신디오탁틱 중합체(syndiotactic)인 폴리프로필린과 공중합체(共重合體)의 적용 및 공동적용을 포함하며 대부분 플로포린계로 되어 있으며 경우에 따라서는 4∼8 탄소원자를 가진 에틸렌 및 α-오레핀과 같은 다른 오레핀의 중량 - %에 이르기까지 포함할 수 있으며 특히 코팅 층을 위하여서는 공중합 연신(延伸)에 의하여 형성된다. 본 발명의 시사(示唆)는 다른 중합체에 전달 가능하며 당업자가 그의 전문지식에 의하여 개별적인 경우를 판단할 수 만 있으면 본 발명의 시사로서 그의 일반적인 관점에서 다른 중합체도 폴리프로필린으로 분류된다.
폴리프로필린을 기본으로 하는 "합성지"는 이들이 다른 용도목적으로 폴리프로필린의 제조를 위하여 즉 투명 폴리프로필린포일의 제조를 위하여 보통의 경우와 같이 현재의 기본적인 시설 및 방법과 용도로 제조된다. 다른 용도로 사용되는 2축연신 폴리프로필린포일은 그러나 일반적으로 그 두께가 "합성지"의 두께보다 얇게 제조되는데 반하여 "합성지"를 제조하기 위하여서는 보다 큰 두께를 요하며 이어서 폴리프로필린포일의 종전의 일반적인 제조에다가 변환 코팅공정 즉 복수(複數)포일 층의 결합에 의하여 최종의 포일 두께를 얻게 된다. 이것은 비용이 많이 드는 것으로서 현재까지 별로 호평을 받지 못하고 있다..
또한 이들이 선행기술의 포일 유형의 "합성지"를 형성하는 바와 같이 다량의 충전 및 색소함유 폴리프로필린포일을 제조하기 위하여 적용되는 방법은 다음의 기본적인 과정들을 포함한다:
경우에 따라서는 완성 포일의 가공이나 또는 취급의 개선을 위하여 첨가제가 첨가되어 있는 포일을 형성하고 있는 중합체의 용융이 이루어지며 동 용융은 단층 포일을 제조할 경우에 있어서는 단일 스릿다이(slit die)를 통하여 연신된다. 다층 포일을 제조할 경우에 있어서 2개 또는 그 이상의 스릿다이에 의한 공압출(coextrusion)이 행해진다. 충전재- 및 색소함유 포일이 소요될 경우에 있어서는 용융재에다 공지의 방법으로 또한 충전재 및/또는 색소가 주입되는 바 자주 색소- 또는 충전재를 함유하고 있는 입상(粒狀)원료(소위 마스터배치)의 혼합물로부터 순수 중합체입상이 얻어진다.
한가지 대안으로서는 독일특허출원 196 04 637.8에 기재되어 있는 바와 같이 소위 "직접첨가" 방법의 경우에 있어서는 마스터배치(Master Batch)적용을 생략한다. 오히려 색소 특히 다음에 기술된 색소 또는 표면처리된 형태의 충전재가 용융상태에서 이중스큐류 연신기로 첨가되고 연신과정 중에 탈개스가 되어서 균질화 된다.
충전재 또는 색소로서는 SiO2, 탄산칼슘, 도로마이트, 이산화티탄, 카오린, 골석, 황산바리움, 유화아연, 리트폰 또는 이의 혼합물과 같은 미세 분말의 무기질재료가 사용되는 바 모두 본 발명의 범위내에서도 적용이 가능하다. "충전재와 "색소"라는 개념은 동시에 본 출원에 있어서도 일반적으로 호환성을 가지고 사용되며 대체로 당업자가 개별적인 경우에 있어서 특수한 입자특성을 고려하여 특수 재료선택을 할 때라도 동일한 성분을 표시한다.
용융재는 소위 "주형- 필름"(주형- 막)을 생성하면서 스릿다이를 통하여 냉각롤러("칠드-롤러)상에 연신되며 이 위에서 포일은 비교적 현저한 급냉에 의하여 경화된다. 냉각은 예컨대 폴리프로필린 포일의 제조의 경우에 있어서는 냉각롤러(칠드롤러)가 수조(水曹)와 연결 사용되어 포일이 연이어서 다음의 연속적인 가공을 위한 고유 1차 포일의 제조를 위하여 공기로 냉각이 되며 이 때 포일의 온도는 약 70℃ 까지 내려가도록 되어 있다. 이토록 유지되는 급냉된 포일은 다음의 양 축 방향에 따른 연신을 위하여 한가지 상태로 만들어야 하며 여기에서 이것은 소요 결정입도와 다음의 연신에 소요되는 온도를 가지게 된다. 이것은 종래 방법 및 종래의 지글러-낫타-촉매제(Ziegler - Natta - catalyst)를 사용한 중합에 의하여 제조된 폴리프로필린을 사용할 경우에 있어서는 앞서 냉각된 포일은 연신온도로 재차 가열이 되어서 최소한 120℃ 범위에 이른다. 메탈로센(Metallocen)-촉매제를 사용한 중합에 의하여 제조되는 폴리프로필린을 사용할 경우 보다 낮은 온도범위 110∼ 115℃를 적용할 수 있다. 폴리프로필린 특히 단일 중합체의 등배열 폴리프로필린은 비교적 잘 결정화됨으로 결정입도의 크기범위는 65% 이내와 그 이상에 도달할 수 있으며, 그러나 한편으로는 폴리프로필린의 결정속도가 비교적 느림(결정성장 0.33μm/초 범위내에서 핵형성이 됨이 없이 결정성정)으로 재 가열된 포일에 충분한 시간을 주어서 다음의 연신에 소요되는 결정입도에 도달하도록 하여야 한다. 이것은 포일을 연신전에 다수의 조절롤러를 거치도록 하여 이위에 포일의 결정화외에도 포일내에서 일정온도와 응력의 균형에 이르도록 함으로서 달성된다. 자연적으로 이러한 과정은 길면 길수록 각 일차포일은 더 두꺼워지며 이에 또한 장치와 방법의 제약을 받아서 일차 포일의 가능한 두께에 대한 실제적인 상한이 존재하게 된다. 이것이 하나의 원인이 되어서 현재까지 다음과 같은 세공(細工)을 이용하여야만 되었다.
폴리프로필린의 제조방법은 일차 포일을 공지의 방법으로 양축을 따라 연속적으로 연이어 종 방향과 횡 방향으로 또는 동시에 양 방향으로 펼쳐지고 형성된 한 개 또는 복수 층의 양축 성향의 폴리프로필린포일이 냉각후에 생성되는 동안에 이를 보통방법으로 롤에 감는 것으로 끝난다. 여기에서 일괄하여 "냉각"이라 칭하는 과정은 동시에 포일 온도의 강하는 물론이고 그의 내부 조직의 온도정착과 템퍼링(뜨임)에 의한 응력 조정을 목적으로 하는 것이다.
종래의 방법은 충전재와 색소를 함유한 양축 지향의 폴리프르필렌포일을 제조하는 경우에 있어서는 일련의 단점들을 가지고 있다:
일반적인 단점을 든다면 두께범위가 60내지 250μm범위의 "합성지"에 대한 종래 방법에 의하면 용융에서 완성 인쇄 가능한 포일까지 한 개 제조공정으로는 직접 제조가 불가하다는 데 있다. 종래 방법의 기타 단점으로서는 주형-필름의 급냉 및 연속적인 "에너지파기"로서의 재 가열은 상당한 에너지비용을 초래함으로 에너지수요가 비교적 크다는 데도 있다. 또한 소요 세부공정에 대하여서도 공정비용이 많이 들뿐 아니라 추가 투자 이외에도 새로운 에너지투입을 요한다.
선행기술에 있어서 폴리프로필린계의 "합성지"는 또한 자주 단점을 가지고 있는 바 포일의 표면상에 있는 충전재와 색소입자들은 중합체매트릭스에 별로 견고하게 결합되어 있지 않아서 소위 "석회석 탈리"현상으로 표현할 수 있다. 포일의 인쇄-와 기록능력을 위하여 충전재-와 색소입자가 결정적인 역할을 하고 그의 양과 인쇄질간의 상관관계가 성립된다고 하지만 이에 따라서 종래의 폴리프로필린계의 "합성지"의 경우에 있어서는 충전재-와 색소분량에 일정한 실제적인 상한이 정해져 있다.
선행기술에 대하여서는 특히 EP 0 004 633 B2, EP 0 220 433 B1 및 FR-A-2 276 349과 동 명세서내에 인용된 문헌들상에서 제시되어 있다.
DE-A-44 13 363에는 그밖에 제안이 공지되어 있는 데, 이에 의하면 충전재를 함유하지 않은 채 단축 지향적인 폴리프로필린포일을 제조할 경우에 있어서는 보통 작업방식과는 달리 주형된 포일을 칠드롤러상에서 결정화온도 범위까지만 냉각시킨 다음 직접 연신 하도록 되어 있다. 하지만 폴리프로필린포일의 비교적 느린 결정화속도로 인하여 이 방법은 실제적인 조건하에서 기껏해야 포일속도 또는 포일두께가 아주 근소한 경우에 한하여 실시 가능 하다..
선행기술에 노출된 단점을 참작하여 충전재- 및 /또는 색소를 함유한 인쇄 가능한 한 개 또는 복수 층의 양 축 지향적인 중합체포일 특히 폴리프로필린포일을 성형하는 것이 본 발명의 과제이며 두께가 250μm에 이르는 이러한 포일의 제조는 세부 공정 없이도 직접 가능하며 기타 에너지소요가 감소되고 적어도 인쇄하거나 기록할 표면층에 고도의 충전재- 및 /또는 색소부분을 가진 고가의 "합성지"제조를 가능하게 한다.
이러한 과제의 한가지 방법을 든다면 특허청구 제 1항의 상위개념에 따르는 공지된 방법의 과정을 포함하는 발명에 따라서 일차 경화온도와 연신에 필요한 온도사이의 범위에서 일차 포일의 온도를 제어 또는 조정하여 일차포일이 연신에 필요한 온도이하로 냉각되지 않도록 하고 경화와 연신공정간의 시간간격은 포일을 형성하는 중합체의 결정화가 주입된 충전재-와 색소입자사이에서 연신전에 전반적으로 끝나게 되도록 함으로서 해결이 된다.
이러한 기본적인 방법의 유리한 장치상의 형태들은 종속 청구항 2 및 3에 기재되어 있으며 폴리프로필린계 포일의 제조에 관한 발명에 의하여 택해진 형태들에 대한 정보는 종속 청구항 4 내지 9에서 얻을 수 있다.
본 발명은 다음과 같이 장치기술상의 실시 및 제 도면과 관련하여 포일 제조를 위한 택해진 실시 예를 들어서 또한 보다 상세하게 설명되는 바 제 도면에서 얻을 수 있는 명백한 기술적인 공개내용에 다음의 명세를 보충하여 완벽한 관계가 유지된다:
실시 예 1
발명에 따르는 방법에 의한 단층 포일의 제조를 위한 성분:
60, 약 300.00g/mol의 분자량(Mw)을 가진 이소탁틱 폴리프로필 린 질량-%,
25 CaCO3 질량-%
7.0 TiO2 질량-%
0.5 MSA-PP-왁스 질량-%
7.5 PP-왁스 유형 A 질량-%
성분 CaCo3 는 동시에 또한 예컨대 동일한 분량의 리트폰으로 대체 가능하다.
탄산칼슘은 0.2내지 16μm의 범위내의 결정크기분포를 가진 미세한 분말형태에서 약 3μm의 최대 결정크기분포로 적용되었다.
이산화티탄은 0.18 내지 1.8μm의 범위내의 결정체를 가지는 바 약 0.5μm에서 결정체 크기분포의 최대가 된다.
실시 예 2
한 개 핵심층과 전체 포일의 비대칭배열로 공압출된 약 10% 두께의 개별 보호막을 가진 2개 층의 필름을 제조하기 위하여서는 다음의 성분들이 사용된다:
핵층: 77.5 폴리프로필린 질량-%
15.0 탄산칼슘(또는 리트폰, BaSO4 또는 활석)
2.5 TiO2 질량-%
5.0 PP-왁스질량-%
보호막: 57.0 폴리프로필린 질량-%
27.5 CaCO3(또는 리트폰) 질량-%
7.5 TiO2 질량-%
0.5 MSA-PP-왁스 질량-%
7.5 PP-왁스 질량-%
핵심 층과 보호막 층에 대하여 동일한 성분들을 사용함으로서 2개 보호막 층을 가진 3개 층의 공압출 포일의 제조가 가능한데 전체 포일의 모두 약 6 내지 15%가 되는 보호층 두께를 가진다.

Claims (9)

  1. 색소를 함유한 인쇄 가능한 한 개 또는 복수 층의 2축 연신 중합체포일을 제조하기위한 방법에 있어서,
    -포일을 형성하는 중합체, 색소 및 경우에 따라서는 한 개 또는 복수의 슬릿다이에 의한 기타 첨가제로 된 혼합물 또는 복수혼합물의 용융재를 압출하며,
    -압출된 용융재는 포일 형태로 주형-필름으로 경화시켜 이로부터 성형된 1차 포일의 온도와 두께를 조정하여 다음의 연신에 필요한 결정도와 다음의 연신에 적합한 온도에 도달되도록 하며,
    -1차 포일은 연속적으로 순서에 입각하여 또는 동시에 종횡방향으로 2축방향으로 연신시키며,
    -성형된 한 개-또는 복수 층의 2축 지향성 포일은 냉각 후에 얻는 바 경화온도와 연신에 필요한 온도간의 범위 내에서 1차 포일의 온도를 1차 포일의 연신에 필요한 온도이하로 냉각이 되지 않으며 경화와 연신간의 시간간격은 포일을 형성하는 중합체의 결정화가 대체로 연신 이전에 단층 충전재-와 색소입자 사이에서 완료되도록 하는 방법에 따라 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 두께 범위가 60내지 250μm인 포일을 제조하기 위하여 그의 경화와 연신 사이에서 1차 포일의 온도는 포일이 가열된 롤러 및 연이어 경우에 따라서는 조질 롤러를 가진 롤러프레임의 최소한 롤러틈새를 통과하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 두께가 250μm에 이르는 포일을 제조하는데 있어서 포일의 경화와 연신 사이의 온도를 포일이 일반 냉각롤러와 접촉하여 다음의 연신에 필요한 온도보다 높은 50내지 80℃ 정도의 온도로만 아니링하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항 내지 3항중의 어느 한 항에 있어서, 포일을 형성하는 중합체는 폴리프로필린으로서 미세한 탄산칼슘, 이산화티탄, 카오린, 활석, 황산바리움, 리트폰 또는 그의 혼합물로 형성되어 있는 그룹에서 선정된 충전재 또는 색소의 모든 포일을 구성하고 있는 성분 총량에 대하여 10내지 40질량-%을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항내지 4중의 어느 한항에 있어서, 중합체는 결정화가 가능한 폴리프로필린-단일중합체이며 색소로서 탄산칼슘 및 이산화티탄과 포일 또는 각 포일층의 총 질량에 대하여 4내지 8질량-%의 양을 가진 폴리프로필린왁스의 형태로 된 최소한의 기타 첨가제를 포함하며 1차포일은 아니링하여 1초내지 100초에 이르기까지 1차 포일 속도범위가 10∼70m/분에서 연신 온도를 130∼135℃ 또는 110∼115℃ 에 이르게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항내지 5중 어느 한 항에 있어서, 다음의 인쇄를 위하여 감안된 포일의 그러한 상태는 기타 첨가제로서 이러한 MSA-PP-왁스를 포함하는 포일층의 전량에 대하여 0.3 내지 0.8질량-%의 무수마레인산으로 충전된 폴리프로필린왁스("MSA-PP-왁스")를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 4항내지 6중 어느 한 항에 있어서, 제조할 포일은 두께범위가 60내지 250 μmd 인 단층 포일 인바 결정이 가능한 폴리프로필린-단일중합체이며 모든 포일 성분의 총질량에 대하여 각각 20내지 35질량-%의 색소, 5내지 10질량 -%의 이소탁틱 폴리프로필린-왁스 및 0.2내지 1.0 질량-%의 마레인수산으로 충전된 폴리프로필린왁스를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 4항내지 6중의 어느 한 항에 있어서, 제조할 포일은 모든 포일 성분의 총 중량에 대하여 12.5 내지 30 질량-%의 색소와 5내지 10 질량-%의 이소탁틱 폴리프로필린-왁스를 포함하는 결정 가능한 폴리프로필린-단일중합체로 된 그 두께범위가 60내지 250μm인 핵심 층을 형성하는 핵심 층 2개 또는 3개층의 포일을 포함하고 있으며 한 개 또는 2개의 공압출된 표면의 인쇄 가능한 보호막층(들)은 결정 가능한 폴리프로필린-단일중합체로서 각각 모든 각 보호막을 형성하는 포일 성분의 총 중량에 대하여 25 내지 35 질량-% 색소, 4내지 10질량-%의 이소탁틱 폴리프로필린-왁스 및 0.2내지 1.0 질량-%의 마레인수산으로 충진된 폴리프로필린왁스를 포함하며 이때 핵심 층의 두께는 총 포일두께의 60내지 98%범위 내에 들어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 5항, 7항 또는 8항에 있어서, 색소 또는 충전재는 탄산칼슘 또는 리트폰 및/또는 이산화티탄이며 이소탁틱 폴리프로필린왁스는 그 범위가 12.000 내지 50.000g/mol 내에서 평균분자량 Mw의 중량평균을 가지며 양에 있어서는 5 내지 7,5 질량-% 가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
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