KR20000033205A - 이축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리에스테르 수지를 용융압출하고 미연신쉬트를 2단이상의 종방향연신 및 횡방향연신 단계를 포함하는 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조방법에 있어서, 상기 연신단계에서 총 연신비에 대하여 3.5배 이상으로 종연신을 하되, 최종연신단계의 종연신 공정에서 연신롤상의 쉬트를 적외선가열기로 가열한 상태에서 종연신을 하기의 수학식1의 조건하에서 행한 후, 하기의 수학식2의 조건하에서 급속냉각시킨 다음, 횡연신을 행하는 것을 특징으로 하는 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공
Description
본 발명은 두께의 균일성이 우수한 이축배향 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.
폴리에스테르 필름은 기계적강도 및 내열성, 전기절연성, 내약품성이 우수하여 자기기록매체, 식품포장, 전기절연체 등의 용도로 그 사용량이 날로 증대하고 있다.
특히 폴리에스테르 필름은 기계적 강도와 내열성이 우수하여 비디오 테이프, 오디오테이프, 컴퓨터의 보조기억장치인 플로피디스크 등의 제조에 기재(基材)필름으로 매우 높은 활용가치를 지니고 있다.
따라서 고도의 자기기록밀도와 고도의 평활성이 요구되는 현재의 자기기록 재생장치의 기술적 수준에서 폴리에스테르 필름의 두께의 균일성은 매우 중요한 지위를 차지하고 있다.
종래의 폴리에스테르 필름의 제조방법으로는 폴리에스테르 단량체를 일정한 온도, 압력, 촉매 등의 소정의 반응에 의하여 중합시켜 폴리에스테르칩 또는 그래뉼과 같은 중합체로된 중간생성물을 얻어 수분의 함량이 일정수준이하로 될 때까지 건조시킨 다음, 압출기에서 용융압출시켜 압출다이로 부터 미연신 쉬트를 얻은 후, 이를 종방향의 연신과 횡방향의 연신을 하는 2축연신과정을 거쳐 폴리에스테르 필름을 제조하는 방법이 일본국의 특허공보 소30-5639호로 부터 공개되어 있고, 2축연신공정후에 다시 재연신으로 종방향의 연신과 횡방향의 연신을 하여 필름의 강도 및 두께의 균일성을 향상시키기 위한 방법이 일본국 공개특허공보 소54-5672호로 부터 공지되어 있다.
그런데, 미연신쉬트를 1차연신하는 종방향 연신공정이 최종 2축연신 배향필름의 두께의 균일성에 중요한 영향을 미친다고 하는 내용은 당업계에서 공공연하게 알려진 사실이다.
그러나, 종래에는 종방향의 연신공정에서 종연신 쉬트의 두께가 균일하도록 충분하게 고배율로 연신할 수가 없었으며, 고배율의 종연신이 이루어지더라도 과도한 배향 결정화에 의해 폭수축이 증가되어 종연신 쉬트의 양단부에서 두께가 불량해질 뿐만 아니라, 횡연신공정에서 파단 및 불균일연신이 일어나게 되어 균일한 두께의 폴리에스테르 필름을 제조하는데 한계가 있다.
따라서, 2축 배향 필름의 두께의 균일성 뿐만아니라, 횡연신공정의 안정성을 감안할 때, 최대한 배향결정을 억제하면서 가능한 한 고배율로 종연신 하는 방법이 요망되어 왔다.
최근들어 종래의 연신방법에 비하여 필름 두께의 균일성을 확보하기 위한 방법으로 종방향으로 다단계에 의하여 연신하는 방법이 공개되고 있으며, 예를 들어 일본국 공개특허공보 소48-43772호, 동 소50-75호, 동 소50-139872호, 동 소49-42277호, 동 소54-56674호, 동 소58-78729호, 동 소58-160123호, 동 소60-61233호, 일본국 특허공보 소57-48377호, 동 소57-49377호 동 소59-36851호 등에 의하여 종방향으로 다단계 연신하는 방법이 공개되어 있다.
그러나 상기의 일본국 공개특허공보 및 특허공보 등으로 부터 공개된 방법은 단계별 연신과정의 중간에서 냉각과정과 승온과정을 반복함에 의해 두께의 균일성이 저하될 뿐만 아니라, 종연신장치의 비효율성을 초래하는 문제가 있다.
또한, 미합중국 특허 제4,370,291호, 동 제4,497,865호 및 일본국 공개특허공보 소58-118220호에 기재된 바와 같은 종방향의 다단계 연신방법은 각 단계의 복굴절율의 특정화 또는 연신온도 및 연신비를 발명의 구성요소로서 한정하고 있는 것으로 종방향 다단계 연신기술이라고 할 수 있는 비결정질의 고배율 종연신, 상면과 하면의 물성의 균일성 및 급속냉각을 유지하는데 어려움이 많다.
본 발명은 전술한 종래기술의 단점을 해소하여 폴리에스테르 필름을 제조함에 있어 두께의 균일성 및 두께방향 물성의 균일성을 향상시킨 2축 배향성을 갖는 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도1은 본발명의 일실시예에의한 폴리에스테르 필름의 3단 종연신도
도2는 본발명의 또다른 실시예에의한 폴리에스테르 필름의 2단 종연신도
상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명은 폴리에스테르 수지를 용융압출하고 미연신쉬트를 2단이상의 종방향연신 및 횡방향연신 단계를 포함하는 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조방법에 있어서, 상기 연신단계에서 총 연신비에 대하여 3.5배 이상으로 종연신을 하되, 최종연신단계의 종연신 공정에서 연신롤상의 쉬트를 적외선가열기로 가열한 상태에서 종연신을 하기의 수학식1의 조건하에서 행한 후, 하기의 수학식2의 조건하에서 급속냉각시킨 다음, 횡연신을 행하는 것을 특징으로 하는 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 방법에 의하면, 총 연신비 3.5배 이상의 고배율 연신에 의해 종연신쉬트의 두께의 균일성이 향상되고, 최종단계의 종연신롤 상에 적외선 가열기를 설치하여 적외선 가열기로 부터 발산되는 적외선을 쉬트의 표면은 물론이고 내부까지 침투시켜 쉬트의 롤 접촉면과 공기접촉면과의 열량 불균형을 해소하고, 최종단계의 종연신온도를 Tg+50℃ 내지 140℃의 범위로 다단연신을 행함에 의해 종연신쉬트의 폭방향의 수축이 감소되고, 종연신직후에 최종단계의 연신온도로 부터 105℃이상의 차이만큼 급속냉각을 시킴으로서 쉬트의 평활성 및 두께의 균일성이 향상되는 것이다.
일반적으로 필름의 제조에 있어서, 종연신은 가열된 상태에서 이루어지며 1단연신은 심한 결정화로 인하여 고배율로 연신을 할 수 없게 되는 결과 초래하기 때문에 최소한 2단이상의 종연신을 하여 주게 되며, 각 연신단계에는 연신후 제조된 필름을 냉각시켜주는 급속냉각공정을 포함하고, 통상적으로는 2단 또는 3단종연신을 한다.
이때, 각 연신단계의 필름의 온도는 연화점까지 상승되어 있는 상태에서 이루어지고 있으나, 필름내부 및 열을 공급하여주는 연신롤과 접촉하는 면의 온도와 대기와 접촉하는 면의 온도의 차이에 의하여 발생하는 열량의 불균형을 해소하여 두께의 불균일을 해소하기 위하여 종연신단계에 적외선가열기를 설치하는 것으로 설치되는 적외선가열기는 정격전력이 5 내지 15Kw의 범위이고, 표면온도가 500℃ 내지 1,000℃의 범위로 하는 것이 적당하며, 연신롤의 표면으로 부터 10㎜ 내지 30㎜의 간격을 갖도록 하는 것이 적당하다.
적외선가열기에 의하여 가열되는 필름은 2단연신의 경우에는 종연신쉬트의 결정화에너지가 20J/g이상이 되도록 하여 1단 종연신을 하고 제2단 종연신온도를 Tg +50℃ 내지 140℃에서 연신비를 1.5배 내지 3.0배로 연신하는 것이 연신쉬트의 폭수축을 감소하고, 배향결정을 적게 진행시키며, 3단연신의 경우에 있어서는 종연신 쉬트의 결정화에너지가 10J/g이상이 되도록 하면서 최종단계인 3단계 종연신온도를 Tg +50℃ 내지 140℃의 범위에서 3단이상의 종연신을 행함에 의해 배향결정의 진행을 적게하여 종연신 쉬트의 폭방향 수축을 감소시킬 수 있고 종연신단계에서 결정화에너지를 10J/g이상이 되도록 하면, 더욱 효과적인 결과를 얻을 수 있어 더욱 바람직하다.
또한, 최종단계의 종연신 종료후 최종단계의 연신온도로 부터 105℃ 이상의 차이를 갖도록 급속냉각함에 의해 쉬트의 평활성 및 두께의 균일성이 향상되며, 연신비 3.5배 내지 5.0배의 횡연신을 하여줌으로서 횡연신공정에서의 파단 및 불균일연신이 감고되어 궁극적으로 폴리에스테르 필름의 품질의 품질이 폭방향, 길이방향 및 두께방향으로 균일하게 되는 것이다.
본 발명에서 "종연신 쉬트의 결정화에너지"라 함은 결정화 과정에서 발열되는 에너지를 의미하는 것으로, 결정화에너지가 크다고 하는 것은 종연신 쉬트의 배향결정이 적다고 하는 의미를 내포하는 것이고, "연신온도"라 함은 연신롤의 표면온도를 말하며, "Tg"는 유리천이온도를 말하는 것으로 폴리에스테르의 경우는 대략 67℃이다.
종연신에서의 결정화에너지는 결정화과정에서 발열되는 에너지로서 2단연신의 경우에 있어서 20 J/g 보다 작게되는 경우 및 3단연신의 경우에 있어서 결정화에너지가 10J/g 이하인 경우에는 배향결정의 많이 생성된 것이므로 종연신공정에서 폭방향의 수축이 커지게 되며, 최종단의 연신롤상에서 적외선가열기를 사용하여 가열하지 않게되면, 상하면의 온도차이에 의한 연신응력의 차이가 발생하여 최종필름의 상하면의 물성차이가 발생하여 후가공의 공정상에서 상면 또는 하면으로 필름이 말리는 현상이 일어나게 되므로 2단연신의 경우에는 20J/g, 3단연신의 경우에는 10J/g로 하는 것이 바람직스러우며, 각 단계별 연신온도와 연신비의 조합에 의해 행하여지는 것으로 특정연신온도 및 특정연신비의 조합에 한정되어지는 것은 아니다.
종연신공정에서 각 연신단계별로 롤의 주속비가 각 단계별 종연신비이며, 각 단계별 종연신 비의 곱이 총 종연신비로 정의 되는데, 총 종연신비가 3.5배 이하이면 종연신된 쉬트의 두께의 균일성 확보가 충분하지 못하다.
최종단계 종연신 온도가 수지 쉬트의 Tg + 50℃ 보다 낮으면 연신응력이 증가하여 폭수축 및 배향 결정의 생성이 초래되며, 최종단계의 종연신온도가 140℃보다 높으면 불균일 연신이 야기되어 횡연신공정에서의 파단 및 불균일 연신이 수반되고, 또 급속냉각시 최종단계의 연신온도로 부터 105℃ 이상의 차이가 없게 되면 냉각불량에 의해 표면스크래치가 발생하게 되고 분자배향이 이완되면서 두께의 불균일 및 기계적강도의 저하가 초래된다.
또, 횡연신공정에서 횡연신비를 3.5배이하로 하는 경우에는 제조되는 필름의 두께의 균일성을 확보하기가 어렵고, 5.0배 이상으로 종연신을 하는 경우에는 횡연신 공정중에 필름의 파단이 빈번하게 발생되는 문제를 야기시킨다.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
제1도는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리에스테르 필름의 3단 종연신 장치에 대한 개략도로서, 부호 (11),(12),(13)은 예열롤이고, 부호 (21)는 제1단연신롤, 부호 (31)는 제1단 냉각롤, 부호 (41),(42)은 제2단 예열롤, 부호 (51)은 제2단 연신롤, 부호 (61)는 제3단 연신롤, 부호 (71),(72)은 제3단 냉각롤, 부호(21'),(31'),(51'), (61'),(71')는 닢 롤, 부호 (80)는 적외선가열기를 의미한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 3단 종연신장치를 이용하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 제조하는 경우, 미연신 폴리에스테르 쉬트(F)를 예열롤(11),(12),(13)을 이용하여 예열시킨 후, 제1단연신롤(21) 및 제1단냉각롤(31)의 사이에서 롤의 주속차이에 의해 제1단 종연신을 행하면서 제1단냉각롤(31)에 의하여 냉각시킨 다음. 1차로 종연신된 쉬트를 제2단예열롤(41),(42)에서 다시 예열하여 제2단 연신롤(51)과 제3단연신롤(61)의 사이에서 주속의 차이에 의하여 제2단 종연신을 행하고, 이어서 제3단연신롤(61)에 근접하여 설치되어 있는 적외선가열기(80)에 의한 가열상태 하에서 제3단연신롤(61)와 제3단냉각롤(71)의 사이에서 주속차이를 이용하여 제3단 종연신하여 종연신 쉬트(F')를 제조한다.
도2는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 폴리에스테르 필름의 2단 종연신 장치에 대한 개략도로서, 사용된 부호는 도1에서 정의한 바와 같다.
상기와 같은 구성을 갖는 도2로서 도시된 장치를 이용하는 경우에는 미연신 폴리에스테르 쉬트(F)를 예열롤(11)(12)(13)를 통과시켜 예열하고, 제1단연신롤(21)과 제1단냉각롤(31)의 사이에서 주속차이에 의하여 제1단 종연신을 하고, 최종 종연신인 제2단 연신롤(61)에 근접하여 설치되어 있는 적외선 가열기(80)에 의하여 가열하여 제2단연신롤(61)과 제3단냉각롤(71)의 사이에서 제2단 종연신을 하여 종연신 쉬트(F')를 제조한다.
상기의 도1 및 도2에 도시된 바와 같은 장치에의하여 제조된 종연신 쉬트(F')는 통상의 횡연신장치로 공급되어 3.5배 내지 5.0배의 횡연신비로 횡연신시켜 본 발명의 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 제조한다.
이하 상기에서 설명한 도1에 도시된 장치를 사용하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조를 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하기로 하나, 본 발명의 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
＜실시예1＞
고유점도가 0.63dl/g인 폴리에스테르 칩을 압출기를 이용하여 280℃에서 60m/min의 쉬트 성형속도로 용융압출시켜 미연신 쉬트를 얻고, 도1에 도시된 바와 같은 종연신장치에서 예열롤(11),(12),(13)의 온도를 100℃로, 제1단연신롤(21)의 온도를 120℃, 제1단냉각롤(31)의 온도를 30℃ 제2단예열롤(41)(42)의 온도를 110℃, 제2단연신롤(51) 및 제3단연신롤(61)의 온도를 125℃ 제3단냉각롤(71)(72)의 온도를 20℃로 설정된 종연신장치에 미연신쉬트를 공급하고, 제1단연신롤(21)과 제1단냉각롤(31)의 사이에서 2.0배로 제1단 종연신하고, 제2단연신롤(51)과 제3단연신롤(61)의 사이에서 1.5배로 제2단 종연신하고, 제3단연신롤(61)의 수직방향으로 부터 45°진행방향으로 경사되고 제3단연신롤(61)로 부터 20㎜ 간격을 두고 설치된 정격전력 10㎾, 표면온도 800℃의 적외선가열기로 가열하면서 제3단연신롤(61)과 제3단냉각롤(71)의 사이에서 1.5배로 제3단종연신 시킨 후, 종연신된 쉬트를 4.0배로 횡연신 한 다음 통상의 방법으로 열고정을 행하여 두께 14㎛인 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 하기의 표2로서 나타내었다.
＜실시예2＞
실시예1과 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 61.7m/min으로 하고, 제1단연신롤(21)의 온도를 115℃로 하고, 제2단연신롤(51) 및 제3단연신롤(61)의 온도를 125℃로 하여 제1단종연신비를 1.5배, 제2단종연신비를 1.8배, 제3단종연신비를 1.8배, 횡연신비를 3.6배로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜실시예3＞
실시예1과 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 45.5m/min으로 하고, 제1단연신롤(21)의 온도를 115℃, 제3단연신롤(61)의 온도를 130℃, 냉각롤(71)의 온도를 15℃로 하고, 제1단종연신비를 1.5배, 제2단종연신비를 1.8배, 제3단종연신비를 2.0배, 횡연신비를 4.5배로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜실시예4＞
고유점도가 0.63 dl/g인 폴리에스테르 칩을 다이를 통해 280℃에서 70 m/min의 쉬트 성형속도로 용융압출시켜 미연신 쉬트를 얻고 도2에 도시된 바와 같은 장치를 이용하여 예열롤(11)(12)의 온도를 100℃, 예열롤(13)의 온도를 110℃, 제1단계연신롤(21) 및 제2단계연신롤의 온도를 125℃, 냉각롤(71)(72)의 온도를 20℃로 하고 제1단연신롤(21)과 제1단냉각롤(31)의 사이에서 2.0배로 1단계종연신을 하고, 제2단계연신롤(61)을 수직방향으로 부터 45도 진행방향으로 경사지고 제2단계연신롤(61)의 표면으로 부터 20㎜간격을 두고 정격전력 10㎾, 표면온도 800℃의 적외선가열기하에서 제2단계연신롤(61)과 냉각롤(71)과의 사이에서 1.8배 제2단 종연신을 시킨 후, 이 종연신 쉬트를 20℃의 냉각수가 300ℓ/min의 유량으로 내부순환되는 냉각롤(71)에 의해 급속냉각시킨 다음, 연신비 4.3배로 횡연신하고 통상의 방법으로 열고정을 행하여 두께 14㎛인 2축배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜실시예5＞
실시예4와 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 79.6m/min으로 하고, 제1단연신롤(21)의 온도를 120℃로 하고, 냉각롤의 온도를 18℃로 하여 제1단종연신비를 1.8배, 제2단종연신비를 2.1배, 횡연신비를 3.6배로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜실시예6＞
실시예4와 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 47.0m/min으로 하고, 제2단연신롤(61)의 온도를 130℃, 냉각롤(71)의 온도를 15℃로 하고, 제1단종연신비를 2.0배, 제2단종연신비를 2.4배, 횡연신비 4.8로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예1＞
실시예1과 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 제1단연신롤 및 제2단 예열롤(41)(42)의 온도를 100℃로, 제2단연신롤(51)의 온도를 110℃로, 제3단냉각롤(71)(72)의 온도를 20℃로 하고, 제2단연신과정의 연신비를 4.5배로 연신하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예2＞
실시예1과 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 제1단연신롤 및 제2단 예열롤(41)(42)의 온도를 100℃로, 제2단연신롤(51)의 온도를 110℃로, 제3단연신롤(61) 및 제3단냉각롤(71)(72)의 온도를 20℃로 하고, 제2단연신과정에서의 연신비를 3.0배, 제3단연신과정에서의 연신비를 1.5배로 설정하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예3＞
실시예1과 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 82.3m/min으로, 제1단연신롤(21)의 온도를 100℃로, 제2단연신롤(51)의 온도를 105℃로, 제3단연신롤(61)의 온도를 110℃로 하고, 제1단종연신비를 1.3배, 제2단종연신비를 1.4배, 제3단종연신비를 1.8배로 설정하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예4＞
실시예1과 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 제1단연신롤(21)의 온도를 100℃로, 제2단연신롤(51)의 온도를 110℃로, 제3단연신롤(61)의 온도를 115℃로 하고, 제1단종연신비를 2.0배, 제2단종연신비를 1.5배, 제3단종연신비를 1.5배로 설정하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예5＞
실시예1과 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 56.5m/min으로, 제1단연신롤(21)의 온도를 100℃로 하고 제1단 종연신비를 2.5배, 제2단종연신비를 1.2배, 제3단종연신비를 1.6배로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예6＞
실시예1과 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 50m/min으로, 제1단연신롤의 온도를 100℃로, 제2단연신롤의 온도를 110℃, 제3단연신롤(61)의 온도를 115℃로 하고, 제1단종연신비를 1.5배, 제2단종연신비를 1.8배, 제3단종연신비를 2.0배로 설정하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예7＞
실시예1과 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 제3단연신롤(61)에서 적외선 가열기(80)을 제거한 상태에서 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예8＞
실시예1과 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 냉각롤(71)의 온도를 25℃로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예9＞
실시예1과 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 70.5m/min으로하고 횡연신비를 3.4배로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예10＞
실시예1과 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 51.1m/min으로하고 횡연신비를 4,7배로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예11＞
실시예4와 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 예열롤(11)(12)(13)의 온도를 90℃, 제1단연신롤(21)의 온도를 110℃, 냉각롤(71)(72)의 온도를 20℃로 하고, 제1단종연신비를 4.0배로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예12＞
실시예4와 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 77.8m/min으로 하고, 예열롤(11)(12)(13)의 온도를 100℃ 제1단연신롤(21)의 온도를 105℃, 제2단연신롤(61)의 온도를 110℃로 하고, 제1단종연신비를 1.8배, 제2단종연신비를 1.8배로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예13＞
실시예4와 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 63m/min으로 하고, 예열롤(11)(12)(13)의 온도를 90℃, 제1단연신롤(21)의 온도를 120℃, 제2단연신롤(61)의 온도를 150℃로 하고, 제1단종연신비를 2.0배, 제2단종연신비를 2.0배로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예14＞
실시예4와 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 48m/min으로 하고, 예열롤(11)(12)(13)의 온도를 110℃ 제2단연신롤(61)의 온도를 120℃로 하고, 제1단종연신비를 1.5배, 제2단종연신비를 3.5배로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예15＞
실시예4와 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 제2단연신롤(61)상에 적외선가열기를 설치하지 않은 상태에서 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예16＞
실시예4와 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 냉각롤(71)의 온도를 25℃로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예17＞
실시예4와 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 88.5m/min으로 하고 횡연신비를 3.4배로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
＜비교실시예18＞
실시예4와 동일한 장치 및 방법을 이용하되, 쉬트의 성형속도를 57.8m/min으로 하고 횡연신비를 5.2배로 하여 2축 배향성 폴리에스테르 필름을 얻고, 표면스크래치, 결정화에너지, 파단횟수, 두께의 균일성, 두께방향의 물성의 균일성을 측정하여 실시예1과 함께 하기의 표1 및 표2로서 나타내었다.
표1
| 종연신비 | 종연신롤의 온도(℃) | 냉각롤(71)의 온도(℃) | 제1단종연신 쉬트의 결정화에너지(J/g) | 제2단종연신 쉬트의 결정화에너지(J/g) | 종연신 쉬트의 결정화에너지(J/g) | ||||||
| 제1단 | 제2단 | 제3단 | 총연신 | 제1단 | 제2단 | 제3단 | |||||
| 실시예1 | 2.0 | 1.5 | 1.5 | 4.5 | 120 | 125 | 125 | 20 | 15.5 | ||
| 실시예2 | 1.5 | 1.8 | 1.8 | 4.86 | 115 | 125 | 125 | 18 | 15.4 | ||
| 실시예3 | 1.5 | 1.8 | 2.0 | 5.4 | 115 | 125 | 130 | 15 | 15.3 | ||
| 실시예4 | 2.0 | 1.8 | - | 3.6 | 125 | 125 | - | 20 | 21.7 | ||
| 실시예5 | 2.0 | 1.8 | - | 3.78 | 120 | 125 | - | 18 | 20.4 | ||
| 실시예6 | 2.0 | 2.4 | - | 4.8 | 125 | 130 | - | 15 | 20.1 | ||
| 비교예1 | 1.0 | 4.5 | 1.0 | 4.5 | 100 | 110 | 20 | 20 | 5.7 | ||
| 비교예2 | 1.0 | 3.0 | 1.5 | 4.5 | 100 | 110 | 20 | 20 | 9.0 | ||
| 비교예3 | 1.3 | 1.4 | 1.8 | 3.28 | 100 | 105 | 110 | 20 | 16.1 | ||
| 비교예4 | 2.0 | 1.5 | 1.5 | 4.5 | 100 | 110 | 115 | 20 | 7.6 | ||
| 비교예5 | 2.5 | 1.2 | 1.6 | 4.8 | 100 | 125 | 125 | 20 | 8.1 | ||
| 비교예6 | 1.5 | 1.8 | 2.0 | 5.4 | 100 | 110 | 115 | 20 | 6.3 | ||
| 비교예7 | 2.0 | 1.5 | 1.5 | 4.5 | 120 | 125 | 125 | 20 | 15.5 | ||
| 비교예8 | 2.0 | 1.5 | 1.5 | 4.5 | 120 | 125 | 125 | 25 | 15.5 | ||
| 비교예9 | 2.0 | 1.5 | 1.5 | 4.5 | 120 | 125 | 125 | 20 | 15.5 | ||
| 비교예10 | 2.0 | 1.5 | 1.5 | 4.5 | 120 | 125 | 125 | 20 | 14.4 | ||
| 비교예11 | 4.0 | 1.0 | - | 4.0 | 110 | 20 | - | 20 | 10.7 | ||
| 비교예12 | 1.8 | 1.8 | - | 3.24 | 105 | 110 | - | 20 | 21.1 | ||
| 비교예13 | 2.0 | 2.0 | - | 4.0 | 120 | 150 | - | 20 | 18.2 | ||
| 비교예14 | 1.5 | 3.5 | - | 5.25 | 110 | 120 | - | 20 | 21.6 | ||
| 비교예15 | 2.0 | 1.8 | - | 3.6 | 125 | 125 | - | 20 | 20.2 | ||
| 비교예16 | 2.0 | 1.8 | - | 3.6 | 125 | 125 | - | 25 | 21.0 | ||
| 비교예17 | 2.0 | 1.8 | - | 3.6 | 125 | 125 | 20 | 21.7 | |||
| 비교예18 | 2.0 | 1.8 | - | 3.6 | 125 | 125 | 20 | 21.7 |
표2
| 적외선가열기 유무 | 표면스크래치 유무 | 파단횟수 | 두께편차(㎛) | 물성의 균일성 | |
| 실시예1 | 유 | 무 | 1 | 0.2 | 양호 |
| 실시예2 | 유 | 무 | 1 | 0.2 | 양호 |
| 실시예3 | 유 | 무 | 1 | 0.2 | 양호 |
| 실시예4 | 유 | 무 | 1 | 0.3 | 양호 |
| 실시예5 | 유 | 무 | 1 | 0.3 | 양호 |
| 실시예6 | 유 | 무 | 1 | 0.3 | 양호 |
| 비교예1 | 유 | 무 | 10 | 0.7 | 양호 |
| 비교예2 | 유 | 무 | 5 | 0.5 | 양호 |
| 비교예3 | 유 | 무 | 1 | 0.4 | 양호 |
| 비교예4 | 유 | 무 | 6 | 0.5 | 양호 |
| 비교예5 | 유 | 무 | 5 | 0.6 | 양호 |
| 비교예6 | 유 | 무 | 8 | 0.4 | 양호 |
| 비교예7 | 무 | 무 | 1 | 0.3 | 불량 |
| 비교예8 | 유 | 유 | 1 | 0.2 | 양호 |
| 비교예9 | 유 | 무 | 1 | 0.7 | 양호 |
| 비교예10 | 유 | 무 | 4 | 0.2 | 양호 |
| 비교예11 | 유 | 무 | 8 | 0.8 | 양호 |
| 비교예12 | 유 | 무 | 1 | 0.6 | 양호 |
| 비교예13 | 유 | 무 | 5 | 0.5 | 양호 |
| 비교예14 | 유 | 무 | 7 | 0.6 | 양호 |
| 비교예15 | 무 | 무 | 1 | 0.4 | 불량 |
| 비교예16 | 유 | 무 | 1 | 0.4 | 양호 |
| 비교예17 | 유 | 유 | 1 | 0.8 | 양호 |
| 비교예18 | 유 | 무 | 11 | 0.2 | 양호 |
＜평가방법＞
-결정화에너지
차등열량계측기(DSC, Perkin-Elmer사의 제품)를 사용하여 20℃/min의 승온속도로 측정하였다.
-파단횟수
폴리에스테르 필름의 횡연신공정에서 72시간 동안의 작업과정에서 파단된 횟수를 측정하였다.
-두께의 균일성
두께측정기(일본국 안니츠(安立)사 제품)을 사용하여 횡방향으로 20㎜의 간격으로 두께를 측정하여 최대값과 최소값의 차이를 두께편차로 하였다.
-물성의 균일성
길이방향과 폭방향이 각각 200㎜가 되도록 절단한 정사각형의 필름의 테두리가 말리는 형상에 의하여 테두리가 말리는 경우를 불량으로 처리하였다.
-표면스크래치
광원을 형광등으로 하여 광을 비추어 필름의 표면에 나타난 표면스크래치의 유무를 육안으로 평가하였다.
실시예1 내지 실시예6 및 비교실시예1 및 비교실시예18과 같은 방법으로 제조한 반응조건 및 상기의 시험방법에 의하여 측정한 결과는 표1 및 표2의 내용과 같으며, 본 발명의 방법에 의하여 제조한 3단계의 종연신 실시예인 실시예1 내지 실시예3의 경우 및 2단계종연신 실시예인 실시예4 내지 실시예6에 있어서는 표면스크래치, 파단횟수, 두께편차, 두께방향으로의 물성의 균일성이 비교실시예1 내지 비교실시예18의 결과에 비하여 우수한 편일 뿐만 아니라, 비교실시예1, 비교실시예2, 비교실시예4, 비교실시예5, 비교실시예6, 비교실시예10, 비교실시예11, 비교실시예13, 비교실시예14, 비교실시예18의 경우에 있어서는 두드러지게 파단횟수가 높게 나타나고 있으며, 적외선 가열기를 설치하지 않은 비교실시예7 및 비교실시예15의 경우에 있어서는 두께방향으로의 물성이 양호하지 못하여 테두리가 말리는 현상이 일어났고, 또 비교실시예1, 비교실시예2, 비교실시예3, 비교실시예4, 비교실시예5, 비교실시예6, 비교실시예9, 비교실시예11,, 비교실시예12, 비교실시예13, 비교실시예14, 비교실시예15, 비교실시예16, 및 비교실시예17의 경우에 있어서는 두께편차가 두드러지네 나타나고 대다수의 비교실시예의 경우 본발명의 실시예인 실시예1 내지 실시예6에 비하여 편차가 많이 나는 것으로 측정되었다.
따라서, 본 발명의 제조방법은 고도의 자기기록밀도와 고도의 평활성 및 고 속의 주행안정성이 요구되는 비디오, 오디오, 컴퓨터용 플로피디스크 등의 전자기록매체의 기재필름으로서 적합한 폴리에스테르 필름의 제조에 특히 적합한 방법인 것이다.
Claims (7)
- 폴리에스테르 수지를 용융압출하고 미연신쉬트를 다단계의 종방향연신을 하고, 횡방향연신 단계를 포함하는 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조방법에 있어서, 상기 연신단계에서 총 연신비에 대하여 3.5배 이상으로 종연신을 하되, 최종연신단계의 종연신 공정에서 연신롤상의 쉬트를 적외선가열기로 가열한 상태에서 종연신을 하기의 수학식1의 조건하에서 행한 후, 하기의 수학식2의 조건하에서 급속냉각시킨 다음, 횡연신을 행하는 것을 특징으로 하는 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조방법.[수학식1]Tg + 50℃≤최종단계 종연신온도≤140℃[수학식2]냉각온도≤최종단계 종연신온도-105℃상기 수학식에서 Tg는 유리천이온도를 의미한다.
- 제1항에 있어서, 상기 적외선가열기의 정격전력이 5㎾ 내지 15㎾의 범위가 되도록 하고, 또, 원전외선가열기의 표면온도가 500℃ 내지 1000℃인 것을 특징으로 하는 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 적외선가열기와 제3단 종연신롤과의 간격이 10㎜ 내지 30㎜인 것을 특징으로 하는 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조방법.
- 제1항 내지 제3항중 어느한항에 있어서, 다단계의 연신이 2단연신인 것을특징으로 하는 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조방법.
- 제4항에 있어서, 제1단계의 종연신에서 종연신쉬트의 결정화에너지가 20J/g이상인 것을 특징으로 하는 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조방법.
- 제1항 내지 제3항중 어느한항에 있어서, 다단계의 연신이 3단연신인 것을특징으로 하는 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조방법.
- 제6항에 있어서, 종연신단계에서 종연신쉬트의 결정화에너지가 10J/g이상인 것을 특징으로 하는 2축 배향성 폴리에스테르 필름의 제조방법.
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| KR100860731B1 (ko) * | 2001-03-14 | 2008-09-29 | 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 | 수지의 필름상 물질 제조방법 및 수지의 필름상 물질 |
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| KR100369442B1 (ko) | 2003-03-28 |
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