KR20010057272A

KR20010057272A - 폴리아미드 테이프 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20010057272A
Application number: KR1019990059577A
Authority: KR
Inventors: 송기상; 백상현
Original assignee: 구광시; 주식회사 코오롱
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2001-07-04
Also published as: KR100572086B1

Abstract

본 발명은 폴리아미드 이축연신 필름이 종방향 신도 250∼400%, 횡방향 신도 50∼200%, 밀도 1.1218∼1.1369 및 결정화도 25∼35%를 갖게 하고 이를 슬리팅하고 일축 연신하여 파단이나 피브릴화 현상을 일으킴이 없이 강도 6g/d 이상, 신도 30% 이하인, 특히 양모 포대용으로 매우 유용한 폴리아미드 테이프를 제공한다.

Description

폴리아미드 테이프 및 그 제조방법{Polyamide tape and preparation thereof}

본 발명은 폴리아미드 테이프에 관한 것으로서, 특히 양모 등을 담는 포대(包袋)의 제조에 이용되며, 파단이나 피브릴화 현상을 일으킴이 없이 고강도를 갖는 폴리아미드 테이프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래, 양모 포대는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP) 등을 일축 연신한 테이프를 플랫필라멘트로 하여 마대를 제직하여 사용하여왔다. 그러나 고밀도 폴리에틸렌으로 포장된 양모를 이동 적재하는 과정에서는 소량의 PP, HDPE 조각들이 양모와 섞여 양모 제품을 염색하는 과정에서 염차를 발생시키는 문제가 있어, PP나 HDPE 대신 파편이 양모에 혼합되어 염색되어도 염색불균일로서 인식되지 않는 폴리아미드계 연신 테이프가 양모포대의 제조에 사용되고 있다.

예를 들어 일본 특공소57-38143호에 따르면 폴리아미드계 중합체를 이용해서 인플레이션필름 또는 T-die 필름을 제막하고 필름의 진행 방향에 대해서 소정의 폭간격으로 슬리팅하고 건열 또는 습열에서 일축연신하여 강도를3.0∼6.0g/denier(g/d)으로 조절한 폴리아미드 테이프가 제안된다.

여기서 테이프의 강도를 3.0∼6.0g/d으로 조절한 이유는 이러한 연신 테이프로 제직한 양모 포장용 마대의 내용물 검사시에 일어나는 셈플러 찍기작업에 있어서도 테이프의 파단 및 피브릴화가 발생하기 않도록 하기 위한 것으로, 테이프의 강도 3.0g/d 이하에서 테이프의 파단이 일어나고 6.0g/d 이상으로 올라가면 배향이 지나쳐서 피브릴화 현상이 발생하기 때문이었다.

그러나 상기한 정도의 강도로는 마대용 폴리아미드 테이프로 다소 부적합한 것이어서 보다 높은 강도의 폴리아미드 테이프에 대한 사용자의 요구가 심화되고 있는 실정이다.

따라서 본 발명은 파단이나 피브릴화 현상을 방지하면서 보다 높은 강도를 갖는 폴리아미드 테이프를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명자의 연구에서 테이프 형태로 슬리팅하기 전의 이축연신 폴리아미드 필름의 상태를 특별히 설계함으로써 파단이나 피브릴화 현상에 대하여 높은 저항성을 가지면서 고강도를 나타내는 폴리아미드 테이프를 제조할 수 있게 되었다.

그러므로 본 발명에 의하면 종방향(MD방향) 신도 250∼400%, 횡방향(TD방향)신도 50∼200%, 밀도 1.1218∼1.1369 및 결정화도 25∼35%인 폴리아미드 이축연신 필름을 슬리팅하여 일축 연신한 강도 6g/d 이상, 신도 30% 이하의 폴리아미드 테이프가 제공된다.

또한 본 발명에 의하면 상기한 폴리아미드 테이프를 제조하기 위한 방법으로서, 폴리아미드 수지를 압출, 급냉시킨 미연신 무정형 시트(sheet)를 유리전이온도(Tg) 이상 냉결정화온도(cold crystallization temperature: Tcc) 이하의 온도에서 종방향으로 1.1∼2.0배, 횡방향으로 2.0∼3.5배 연신한 후 연신온도 이상 180℃이하의 온도에서 열처리를 행하여 폴리아미드 이축연신 필름을 얻고, 이를 테이프 형태로 슬리팅한 후, 종방향으로 3.0∼7.0배의 연신비로 일축 연신함을 특징으로 하는 폴리아미드 테이프의 제조방법이 제공된다.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따라 테이프 형태로 슬리팅하기 전의 이축연신 폴리아미드 필름의 상태를 종방향 신도 250∼400%, 횡방향 신도 50∼200%, 밀도 1.1218∼1.1369 및 결정화도 25∼35%가 되도록 설계하면, 슬리팅 및 일축연신후의 폴리아미드 테이프가 파단이나 피브릴화 현상에 대하여 높은 저항성을 가지면서 강도 6g/d 이상, 신도 30% 이하가 되도록 할 수 있게 된다.

원료가 되는 폴리아미드 수지로서는 예를 들면 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드6에 기타 폴리아미드 염 등을 소량공중합 시킨 공중합체 및 폴리아미드6와 기타 폴리아미드 수지들의 블렌드 등을 사용할 수 있다. 상기 폴리아미드 염의 예로는 헥사메틸렌디아민과 아디핀산 또는 이소프탈산과의 폴리아미드염 메타키실렌디아민과 아디핀산과의 폴리아미드 염 등을 들 수 있다. 또한 상기 폴리아미드에는 그 성질을 손상하지 않는 범위에서 소량의 각종 내블로킹제, 대전방지제, 안정제 등 공지의 첨가제를 함유시킬 수도 있다.

이하, 본 발명에 따르는 폴리아미드 테이프를 제조하는 방법을 바람직한 구현예를 들어 설명하기로 한다. 본 제조방법은 미연신 무정형 시트의 제조, 이축연신, 슬리팅 및 일축연신의 공정으로 수행된다.

먼저 미연신 무정형 시트는 통상의 방법에 따라 폴리아미드 수지를 압출, 급냉시켜 제조한다.

본 발명은 미연신 무정형 시트를 이축연신하는 데 주된 특징이 있다. 본 발명에 의하면 이축연신은 미연신 무정형 시트를 Tg 이상 Tcc 이하의 온도에서 종방향으로 1.1∼2.0배, 횡방향으로 2.0∼3.5배 연신한 후 연신온도 이상 180℃ 이하의 온도에서 열처리를 행하여 폴리아미드 이축연신 필름을 얻는다.

이와 같이 이축연신에 있어서 MD 연신비는 TD 연신비 보다 1.0 배 이상 작게 되어 일축연신을 대비하여 MD 배향은 억제되고 동시에 TD 우선 배향으로 미세구조를 형성시켜 두어야만 횡방향으로 연신배향 되었던 고분자 사슬들이 종방향으로 일축 재연신시에는 종방향으로 회전 배향되어 MD 배향성을 증대시키는 효과를 가져온다. 이러한 배향성의 증대는 일축연신 후 최종강도의 증대에 큰 효과로 작용한다.

이축연신시 열처리온도는 연신온도 이상에서 180℃ 까지로 제한한다. 이축연신시 180℃ 보다 높은 온도로 열처리되면, 이러한 이축연신필름을 테이프로 슬리팅하여 일축연신하는 중에 구조의 파괴가 일어나서 강도 유지가 안되고 파단이 발생하게 되고, 연신성이 매우 불량해진다. 이는 이축연신시 180℃ 이상 온도에서 열처리가 된 경우 강한 결정들이 생성되기 때문이다.

폴리아미드의 결정화 특성상 대략 150℃를 경계로 그 이하에서는 약한 γ-결정이 그 이상에서는 강한 α-결정이 생성된다. 필름 제조 후 이어지는 공정에서 치수안정성이 유지되면서도 연신이 가능하기 위해서는 150℃ 이하에서 약한 γ-결정을 주로 생성시켜야 한다. 이러한 γ-결정은 150℃ 이상의 온도에서 강한 α-결정으로의 결정전이가 되므로 가능한 가공조건에서 α-결정보다는 γ-결정을 많이 생성되도록 열처리 온도를 설정한다. 그리고 180℃ 이상의 온도에서는 α-결정형성이 용이하기 때문에 열처리 온도를 연신이 가능한 연신온도 이상에서 180℃ 까지로 정한다.

다음, 이와 같이 이축연신한 필름은 바람직하게 3㎜∼50㎜, 보다 바람직하게 10㎜∼25㎜의 폭을 갖는 테이프형태로 슬리팅한다.

다음, 슬리팅하여 얻은 필름은 일축연신하여 목표하는 물성의 폴리아미드 테이프로 제조한다. 이때 일축연신비는 3∼7배, 바람직하게 4∼6배로 하는 것이 바람직하다. 일축 연신비는 높을수록 강도가 높아지므로 제품의 품질에 유리하지만 7배 이상은 실제적으로 연신하기가 어려우며 3배 이하에서는 원하는 강도를 얻기가 어렵다.

이하의 실시예에 의하여 본 발명은 더욱 상세히 설명한다. 단 실시예는 본 발명의 예시일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 실시예 및 비교예에서 제조된 필름 및 공정성의 각종 성능평가는다음의 측정방법으로 실시하였다.

* 인장신도(%) : ASTM D-882에 의거 측정하였다. 인장신도는 변형길이를 초기길이로 나눈 값의 100분율로 나타낸다. 측정조건은 다음과 같다.

사용기기 모델명 - Instron 1123

측정조건 - 연신속도 300㎜/min,

그립간거리 100㎜, 온도 23℃,

상대습도 50%

시편크기 - 폭 10㎜, 길이 150㎜

* 밀도 : ASTM D-1507에 따라 밀도구배관법 사용하여 측정.

* 결정화도 : 하기 식으로 계산하여 구하였다.

ρ_{s :}시료의 밀도, ρ_a: 비정영역의 밀도, ρ_c: 결정영역의 밀도

폴리아미드 α-결정 기준으로 ρ_a는 1,084, ρ_c는 1,235.

* 열풍수축율 : JIS C-2318에 의거 150℃, 30분 방치 후 치수변화 측정하여 하기 식에 대입하여 구하였다.

열풍수축율(%)=변형길이/초기길이×100

[실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 4]

260℃에서 용융 폴리아미드를 환형 다이를 통해 압출하고, 급냉시켜 무정형 튜브상태의 시트를 만들고, 이 미연신 시트를 연신부의 필름온도를 80℃로 가열하고 튜브속에 에어를 주입시켜 하기 표 1에 나타낸 조건으로 동시이축연신을 실시하였다. 다음, 테이프 형태로 슬리팅한 후 종방향으로 5배 연신하였다. 이축연신필름의 신도, 열수축율 및 결정화도와, 최종제품의 강도 및 신도를 상기한 바와 같은 방법으로 측정하였다. 그 결과는 표 1에 제시된다.

구분	시험조건	이축연신필름특성	테이프 특성
	연신비(%)	열처리온도(℃)	신도(%)	열풍수축율	결정화도(%)	밀도	강도(g/d)	신도(%)
	MD	열처리온도(℃)	TD	MD	결정화도(%)	밀도	강도(g/d)	신도(%)	TD	MD	TD
실시예1	1.15	3.00	130-150	340.2	89.7	7.75	4.86	28.34	1.1268	6.20	21
실시예2	1.50	3.00	130-150	302.4	95.7	7.35	4.25	28.03	1.1263	6.30	23
실시예3	1.75	3.00	150-180	290.2	82.5	4.83	3.75	29.75	1.1289	6.50	20
비교예1	3.00	3.00	160-210	145.7	140.8	1.20	1.05	42.05	1.1475	파단	파단
비교예2	1.50	3.00	190-210	291.0	80.3	2.60	1.25	32.18	1.1326	3.60	25
비교예3	1.00	1.00	열처리없음	338.4	328.8	0.75	0.90	27.28	1.1252	4.90	53
비교예4	2.60	3.00	180-215	162.5	162.5	1.10	0.75	43.70	1.1500	파단	파단

상기한 표 1의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따라 이축연신필름의 상태를 제어하면 파단이나 피브릴에 대한 저항성이 우수하면서 강도 6.0g/d이상, 신도 30% 이하의 물성을 갖는, 특히 양모 포대용으로 매우 유용한 폴리아미드 테이프를 제공할 수 있게 된다.

Claims

폴리아미드 테이프에 있어서, 종방향 신도 250∼400%, 횡방향 신도 50∼200%, 밀도 1.1218∼1.1369 및 결정화도 25∼35%인 폴리아미드 이축연신 필름을 슬리팅하여 일축 연신한 강도 6g/d 이상, 신도 30% 이하의 폴리아미드 테이프.
폴리아미드 테이프를 제조함에 있어서, 폴리아미드 수지를 압출, 급냉시킨 미연신 무정형 시트를 Tg 이상 Tcc 이하의 온도에서 종방향으로 1.1∼2.0배, 횡방향으로 2.0∼3.5배 연신한 후 연신온도 이상 180℃ 이하의 온도에서 열처리를 행하여 폴리아미드 이축연신 필름을 얻고, 이를 테이프 형태로 슬리팅한 후, 종방향으로 3.0∼7.0배의 연신비로 일축 연신함을 특징으로 하는 폴리아미드 테이프의 제조방법.
제 2 항에 있어서, 상기 이축연신필름이 종방향 신도 250∼400%, 횡방향 신도 50∼200%, 밀도 1.1218∼1.1369 및 결정화도 25∼35%를 동시에 만족하는 것임을 특징으로 하는 폴리아미드 테이프의 제조방법.