KR20000027219A - 폴리에스테르 필름의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 필름의 제조방법에 관한것으로써, 폴리에스테르 필름의 제조과정 중 제막공정에서 폴리에스테르 쉬트에 구성된 열접착성이 부여된 층과 그 반대층의 온도를 차별적으로 부여함으로써 필름의 두께에 관계없이 120℃ 이하의 저온에서도 우수한 열접착성과 연신시의 공정성을 갖는 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 일면에 열접착면(Fa)과 이면에 비열접착면(Fb)을 갖도록 공압출된 폴리에스테르 수지를 쉬트상태로 성형시킨 후 온도제어가 가능하여 롤표면의 온도가 순차적으로 증가되도록 구성된 각각의 예열롤(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)을 통과시킨 다음 연신롤(9)(9')과 냉각롤(10)(10') 사이의 중앙부에 구성된 적외선 전열기로(RH) 쉬트를 보조 가열하면서 연신시키도록 구성된 제막공정을 포함하는 폴리에스테르 필름의 제조방법에 있어서, 상기 열접착면(Fa)에 접촉하는 각각의 예열롤(2)(4)(6)(8)표면의 온도를 열점착온도 이하의 범위로 순차적으로 승온되도록 제어하고 비열접착면(Fb)에 접촉하는 예열롤(1)(3)(5)(7) 및 연신롤(9) 표면의 온도를 연신온도 이상의 범위로 순차적으로 승온되도록 제어함을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공한다.

Description

폴리에스테르 필름의 제조 방법(The method of producing polyester film)

본 발명은 폴리에스테르 필름의 제조방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 폴리에스테르 필름의 제조시 수행되는 제막 공정에서 쉬트의 상, 하부면과 접촉하는 각 롤 표면의 온도를 적절히 조절하여 우수한 열접착성과 공정성을 나타낼 뿐만 아니라 연신이 용이한 폴리에스테르 필름의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 폴리에스테르 수지를 용융 압출하여 제조된 폴리에스테르 쉬트를 예열롤 및 연신롤에 의하여 연속적으로 주행시키면서 연신하여 필름을 만드는 제막공정시 폴리에스테르 쉬트는 각각 다수의 롤 표면과 접촉한 상태로 연신이 용이한 온도까지 단계적으로 가열되는 과정을 거치는데, 이때 상기 폴리에스테르 쉬트와 접촉하게되는 롤표면에는 점착을 방지할 목적으로 크롬 도금 처리하거나 세라믹, 테프론, 실리콘계 고무 재질인 것을 사용하여 롤 표면 온도를 70 내지 140℃로 설정하여 이들 롤 표면과 접촉시켜 필름을 가열한 다음에 최종 연신구간에 있어서는 롤 사이에 복사전열기를 설치하여 추가 가열하면서 연신을 하여 제조하고 있으며, 통상 이러한 장치는 연신부에서 필요한 충분한 열량을 공급해 주기 위하여 예열 롤 전반에서부터 연신롤에 이르기까지 순차적으로 승온시키도록 되어 있다.

그러나 이렇게 만들어진 필름은 열접착성이 부족하여 후공정에서 열접착성을 가지는 수지를 코팅하거나 라미네이팅하여 사용해야만 하므로 가공비가 추가로 들어 상당한 원가상승을 가져오고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근 들어서는 필름의 제조공정에서 직접 열접착성을 가지는 필름을 얻기 위한 기술이 소개되어 있으며, 이러한 기술은 일반 폴리에스테르 수지 및 이와 친화성이 있으면서 용융온도가 낮고 압출 및 연신 성형과정에서 결정화와 분자배향이 잘 되지 않아 최종 필름 상태에서 가열시 표면층만 용융되어 열 접착이 쉽게 일어날 수 있는 폴리에스테르계 공중합물을 제조하는 공정과 이를 기타의 수지물질과 함께 공압출하는 공정 및 이로부터 얻어진 시트의 연신과정에서 연신하여 필름을 성형하는 제막공정으로 구성되는데 본 발명은 상기한 바의 과정 중 최종 공정에 해당하는 연신을 통하여 필름으로 성형하는 제막공정에 관한 것이다.

상기 설명한 바의 열접착 폴리에스테르 필름에 구성되는 접착층은 가능한한 저온에서 점착될 수 있는 물질로 구성함이 바람직한데, 이러한 이유로 접착층 물질의 점착온도가 지나치게 낮을 경우에는 제막공정상에서 연신을 위하여 가열된 롤을 통과하게 되는 경우 롤표면과 필름이 쉽게 점착되는 문제점이 있으며 이러한 문제점을 고려하여 롤표면의 온도를 낮추게되는 경우에는 연신이 용이하게 이루어지지 않는 문제점이 발생한다.

즉, 120℃이하의 저온에서 열접착성 층을 가지는 필름을 제막하고자 하는 경우 연신되기 쉬운 110℃ 이상의 온도까지 롤 표면 온도를 단계적으로 올리게 되는데, 이때 필름의 열접착성이 부여된 면과 롤 표면간에 점착이 생겨 필름 성형이 잘 이루어 지지 않으며, 이러한 문제점을 고려하여 롤 표면온도를 100℃이하로 하되 연신구간 사이에 설치한 복사 전열기의 전열면적을 크게 하고 온도를 700℃이상 높게 하여 충분히 가열한 다음 연신하면 급격한 열 인가 현상이 발생할 수 있어 연신이 불균일하게 일어나므로 산업적으로 사용할 수 있는 수준의 두께 등 품질 균일성을 얻기 어려우며, 반대로 온도를 다소 덜 올린 상태에서 강제 연신을 하면 또한 연신이 잘 되는 적정한 온도가 아니어서 두께가 불균일해지며 보이드가 생기면서 필름이 뿌옇게 헤이지하게 되어 상품으로써의 가치가 떨어지는 한계가 있거나 텐타 방법으로 횡연신을 하는 과정에서 파단이 일어나 연속 생산이 곤란하였다.

이러한 이유로 인하여 현재 열접착용 표면층 수지로써 100℃이하에서도 열접착이 가능한 공중합물질을 개발한 상태에 있으나 지금까지는 연신기술의 한계로 인하여 적용이 불가능하고, 연신이 잘 되는 온도까지 가열하여도 점착이 잘 되지않는 표면층 수지만을 선택적으로 사용할 수밖에 없었으므로 제조된 필름의 열접착 온도가 120℃ 이상의 고온일 수 밖에 없는 한계가 있었으며, 특히 필름의 두께가 두꺼운 경우에는 연신시의 공정성을 고려하여 열접착 온도가 130℃ 이상의 고온인 열접착층을 필름에 형성시켜야 하는 문제점이 있었다.

도 1은 상기 설명한 바의 문제점을 지니는 종래 제막공정의 일예를 도시한 것으로써, 일면에 열접착면(Fa)과 이면에 비열접착면(Fb)을 갖도록 공압출된 폴리에스테르 수지를 쉬트상태로 성형시킨 후 온도제어가 가능하여 롤표면의 온도가 순차적으로 증가되도록 구성된 각각의 예열롤(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)을 통과시킨 다음 연신롤(9)(9')과 냉각롤(10)(10') 사이의 중앙부에 구성된 적외선 전열기로(RH) 쉬트를 보조 가열하면서 연신하도록 구성된다.

상기한 바의 종래 제막공정에서는 각각의 온도제어 구간이 예열 전반부에서부터 연신롤에 이르기까지 순차적으로 달리 공급할 수 있지만 롤표면의 온도가 T1의 동일온도를 갖도록 구성된 예열롤(1)(2)(3)과 T2의 동일온도를 갖도록 구성된 예열롤(4)(5)과 T3의 동일온도를 갖도록 구성된 예열롤 (6)(7)과 T4의 동일온도를 갖도록 구성된 예열롤(8) 및 연신롤(9)로써 순차적으로 2 내지 3개의 롤씩 구분되어 가열제어 하도록 구성되어 있어 필름의 상부 또는 하부 일면만의 온도를 선택적으로 낮게 또는 높게 구분하여 가열하지 못하는 구조이므로 폴리에스테르 쉬트에 구성되는 열접착층과 그 이면에의 가열이 선택적으로 이루어 질 수 없으므로 상기한 바와 같은 롤과 쉬트와의 점착이나 불완전한 연신을 방지할 수 없는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기한 바의 종래 기술에의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 폴리에스테르 필름의 제조과정 중 제막공정에서 폴리에스테르 쉬트에 구성된 열접착성이 부여된 층과 그 반대층의 온도를 차별적으로 부여함으로써 필름의 두께에 관계없이 120℃ 이하의 저온에서도 우수한 열접착성과 연신시의 공정성을 갖는 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 제막 공정도

도 2는 본 발명의 제막 공정도

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일면에 열접착면(Fa)과 이면에 비열접착면(Fb)을 갖도록 공압출된 폴리에스테르 수지를 쉬트상태로 성형시킨 후 온도제어가 가능하여 롤표면의 온도가 순차적으로 증가되도록 구성된 각각의 예열롤(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)을 통과시킨 다음 연신롤(9)(9')과 냉각롤(10)(10') 사이의 중앙부에 구성된 적외선 전열기로(RH) 쉬트의 보조 가열하면서 연신시키도록 구성된 제막공정을 포함하는 폴리에스테르 필름의 제조방법에 있어서, 상기 열접착면(Fa)에 접촉하는 각각의 예열롤(2)(4)(6)(8)표면의 온도를 열점착온도 이하의 범위로 순차적으로 승온되도록 제어하고 비열접착면(Fb)에 접촉하는 예열롤(1)(3)(5)(7) 및 연신롤(9) 표면의 온도를 연신온도 이상의 범위로 순차적으로 승온되도록 제어함을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공한다.

상기의 본 발명은 도 2에 도시된 바와같이 필름의 열접착면(Fa)과 비열접착면(Fb)에 접촉하는 각각의 예열롤 및 연신롤의 가열 장치를 달리 구성하여 열접착성이 부여된 층의 필름 표면만을 점착이 일어나지 않는 한계 온도로 낮게 유도하면서 나머지 필름부분은 고속으로 제막 연신이 잘 되는 온도까지 충분히 높여 주며, 최종 연신 구간에 가서는 적외선 복사전열 장치로 온도가 낮은 열접착성을 부여한 층 표면을 짧은 구간에서 보조 가열해 주면서 연신하므로써 저온에서도 열 접착성이 우수한 필름을 제조하는 방법이다. 즉, 도1의 종래 제막공정도와 도 2의 본 발명의 제막공정도의 차이를 살펴보면 도 1에서는 T1 내지 T4 각각의 온도제어 구간이 예열 전반부에서부터 연신롤에 이르기까지 순차적으로 달리 공급할 수 있지만 롤 표면이 순차적으로 2 내지 3개 롤씩 묶음으로 가열제어 되도록 구성되어 있어 필름의 열접착면(Fa) 또는 비열접착면(Fb)의 온도를 각기 개별적으로 상대적으로 낮거나 상대적으로 높게 구분 가열하지 못하는 구조이나, 본 발명에서 사용한 개선도 2에서는 T1과 T4의 온도를 100℃이상으로 높게하여 필름의 비열접착면(Fb)을 통해 시트의 대부분은 충분히 가열해 주고 T2와 T3는 100℃이하로 낮게하여 열접착성을 부여한 필름의 열접착면(Fa) 표면과 롤사이에서 발생하는 점착문제를 해결하면서도 최종 연신구간에서 복사전열기로 보조 가열하면서 연신하여 두께편차 등 품질 균일성을 유지하면서도 100℃ 이하의 저온 열접착성 폴리에스테르 필름을 생산할 수 있도록 구성되어 있다.

이때 상기 열접착면(Fa)에 접촉하는 각각의 예열롤(2)(4)(6)(8)표면의 온도는 50내지 90℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 90℃의 범위에서 순차적으로 승온되도록하고, 상기 비열접착면(Fb)에 접촉하는 예열롤(1)(3)(5)(7) 및 연신롤(9) 표면의 온도는 70 내지 140℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 120℃의 범위에서 순차적으로 승온되도록 하며, 상기 복사 전연기의 온도는 500 내지 1300℃의 범위로 유지시키는 것이 바람직하다.

또한, 롤 표면의 재질에 있어서도 플라스틱 필름과 점착성이 적은 테프론, 실리콘계 고무, 세라믹 재질을 사용하면 더욱 저온 열접착성 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있는데 이들의 차이를 다음 비교예 및 실시예에서 더욱 자세히 설명하겠다.

<실시예 1>

열접착온도가 각각 90℃, 100℃, 110℃,125℃인 열접착면이 구성된 폴리에스테르 쉬트를 도 2에 도시된 바의 공정을 통하여 제막공정을 수행하되, 각각의 롤 표면의 재질, 비열접착면(Fb)와 접촉하는 롤 1,3,5,7,9의 온도 T1, T4, 열접착면(Fa)과 접촉하는 롤 2,4,6,8의 온도 T2, T3 및 적외선 전열장치(RH)의 온도 및 필름두께를 하기 표 1에 나타난 바와 같이 하여 제막공정을 완료한 후 내점착성, 파단빈도 및 두께균일도를 관찰하여 우수한 경우를 "○", 보통인 경우를 "△", 불량한 경우를 "×"로 표시하였으며 그 결과를 하기한 표 1에 나타내었다.

<실시예 2>

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 각각의 롤 표면의 재질, 비열접착면(Fb)와 접촉하는 롤 1,3,5,7,9의 온도 T1, T4, 열접착면(Fa)과 접촉하는 롤 2,4,6,8의 온도 T2, T3 및 적외선 전열장치(RH)의 온도 및 필름두께를 하기 표 1에 나타난 바와 같이 하여 제막공정을 완료한 후 점착정도, 파단정도 및 두께균일도를 관찰하여 그 결과를 하기한 표 1에 나타내었다.

<실시예 3>

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 각각의 롤 표면의 재질, 비열접착면(Fb)와 접촉하는 롤 1,3,5,7,9의 온도 T1, T4, 열접착면(Fa)과 접촉하는 롤 2,4,6,8의 온도 T2, T3 및 적외선 전열장치(RH)의 온도 및 필름두께를 하기 표 1에 나타난 바와 같이 하여 제막공정을 완료한 후 내점착성, 파단빈도 및 두께균일도를 관찰하여 그 결과를 하기한 표 1에 나타내었다.

<비교예 1>

열접착온도가 각각 90℃, 100℃, 110℃,125℃인 열접착면이 구성된 폴리에스테르 쉬트를 도 1에 도시된 바의 공정을 통하여 제막공정을 수행하되, 각각의 롤 표면의 재질, 쉬트표면과 접촉하는 롤 1,2,3의 온도 T1, 롤 4,5의 온도 T2, 롤 6,7의 온도 T3, 롤 8,9의 온도 T4, 적외선 전열장치(RH)의 온도 및 필름두께를 하기 표 1에 나타난 바와 같이 하여 제막공정을 완료한 후 내점착성, 파단빈도 및 두께균일도를 관찰하여 우수한 경우를 "○", 보통인 경우를 "△", 불량한 경우를 "×"로 표시하였으며 그 결과를 하기한 표 1에 나타내었다.

<비교예 2>

상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 각각의 롤 표면의 재질, 쉬트표면과접촉하는 롤 1,2,3의 온도 T1, 롤 4,5의 온도 T2, 롤 6,7의 온도 T3, 롤 8,9의 온도 T4, 적외선 전열장치(RH)의 온도 및 필름두께를 하기 표 1에 나타난 바와 같이 하여 제막공정을 완료한 후 점착정도, 파단정도 및 두께균일도를 관찰하여 그 결과를 하기한 표 1에 나타내었다.

<비교예 3>

상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 각각의 롤 표면의 재질, 쉬트표면과 접촉하는 롤 1,2,3의 온도 T1, 롤 4,5의 온도 T2, 롤 6,7의 온도 T3, 롤 8,9의 온도 T4, 적외선 전열장치(RH)의 온도 및 필름두께를 하기 표 1에 나타난 바와 같이 하여 제막공정을 완료한 후 점착정도, 파단정도 및 두께균일도를 관찰하여 그 결과를 하기한 표 1에 나타내었다.

<비교예 4>

상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 각각의 롤 표면의 재질, 쉬트표면과접촉하는 롤 1,2,3의 온도 T1, 롤 4,5의 온도 T2, 롤 6,7의 온도 T3, 롤 8,9의 온도 T4, 적외선 전열장치(RH)의 온도 및 필름두께를 하기 표 1에 나타난 바와 같이 하여 제막공정을 완료한 후 점착정도, 파단정도 및 두께균일도를 관찰하여 그 결과를 하기한 표 1에 나타내었다.

상기 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 실시예의 경우에는 열접착 특성이 90, 100, 110, 125℃인 수지층을 가지는 모든 폴리에스테르 필름에서 대부분 점착현상 및 파단현상이 발생하지 않았으며 두께가 균일한 폴리에스테르 필름을 얻을 수 있어 공정안정성이 매우 우수하였다.

반면 비교예 1의 경우 열 접착 특성이 90℃, 100℃인 수지의 경우는 필름과 롤 표면간에 점착이 심하게 일어나면서 필름 성형이 불가능하였고 열접착 특성이 110℃인 수지의 경우는 점착은 다소 완화되었으나 두께가 불균일해지고, 텐타 방식의 횡연신중에 파단이 빈번하게 일어났다. 그러나 열 접착 특성이 125℃인 수지의 경우는 안정되게 연신필름을 성형할 수 있었다.

또한 비교예 2의 경우 열 접착 특성이 90℃인 수지의 경우는 필름과 롤 표면간에 점착이 심하게 일어 나면서 필름 성형이 불가능하였고, 100℃인 수지의 경우는 점착은 다소 완화 되었으나 두께가 불균일해지고 텐타방식의 횡연신중에 파단이 빈번하게 일어났으며, 110℃, 125℃의 열접착 특성을 가지는 필름은 안정되게 성형할 수 있었다.

비교예 3의 경우에는 열접착 특성이 90℃, 100℃인 수지의 경우 필름 성형이 불가능하였고, 110℃인 수지의 경우는 텐타방식의 횡연신중에 파단이 빈번하게 일어났으며, 125℃의 열접착 특성을 가지는 필름은 안정되게 성형할 수 있었으며 비교예 4의 경우에는 125℃의 열접착 특성을 가지는 필름은 두께불균일이 심하고 파단이 빈번하였다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 폴리에스테르 필름의 제조과정 중 제막공정에서 폴리에스테르 쉬트에 구성된 열접착성이 부여된 층과 그 반대층의 온도를 차별적으로 부여함으로써 필름의 두께에 관계없이 120℃ 이하의 저온에서도 우수한 열접착성과 연신시의 공정성을 갖는 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공하는 유용한 발명인 것이다.

Claims (2)

1. 일면에 열접착면(Fa)과 이면에 비열접착면(Fb)을 갖도록 공압출된 폴리에스테르 수지를 쉬트상태로 성형시킨 후 온도제어가 가능하여 롤표면의 온도가 순차적으로 증가되도록 구성된 각각의 예열롤(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)을 통과시킨 다음 연신롤(9)(9')과 냉각롤(10)(10') 사이의 중앙부에 구성된 적외선 전열기로(RH) 쉬트의 보조 가열하면서 연신시키도록 구성된 제막공정을 포함하는 폴리에스테르 필름의 제조방법에 있어서, 상기 열접착면(Fa)에 접촉하는 각각의 예열롤(2)(4)(6)(8)표면의 온도를 열점착온도 이하의 범위로 순차적으로 승온되도록 제어하고 비열접착면(Fb)에 접촉하는 예열롤(1)(3)(5)(7) 및 연신롤(9) 표면의 온도를 연신온도 이상의 범위로 순차적으로 승온되도록 제어함을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,상기 열접착면(Fa)에 접촉하는 각각의 예열롤(2)(4)(6)(8)표면의 온도는 50내지 90℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 90℃의 범위에서 순차적으로 승온되도록하고, 상기 비열접착면(Fb)에 접촉하는 예열롤(1)(3)(5)(7) 및 연신롤(9) 표면의 온도는 70 내지 140℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 120℃의 범위에서 순차적으로 승온되도록 하며, 상기 복사 전연기의 온도는 500 내지 1300℃의 범위로 유지시킴을 특징으로 하는 폴리에스테르 필름의 제조방법.