KR20020013576A - 투명 폴리아미드 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 증진된 물성과 고도의 투명도를 갖는 폴리아미드 조성물 및 필름을 제공한다.
특히, 본 발명은 고도의 결정화도는 유지하면서 투명도가 증진된 폴리아미드 조성물에 관한 것이다.
이 폴리아미드 조성물은 아미노와 산말단기가 평형을 이룬 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체와 과량의 말단 아미노기를 갖춘 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체를 함유하며, 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 상기 제 1 폴리아미드 10∼95중량% 그리고 상기 제 2 폴리아미드는 5∼90중량% 량으로 존재한다.

Description

투명 폴리아미드 조성물{TRANSPARENT POLYAMIDE COMPOSITIONS}
폴리아미드 혹은 나이론은 기계적강도 및 열성형성과 같은 독특한 성질로 인해 사용하는 것으로 알려져 있다.
대부분 나이론의 이같은 성능을 증진시키기 위하여는 결정화도를 높이는 것이 바람직하다.
그러나 고도의 결정화도는 나이론의 투명성을 감소시킨다.
나이론에서는 나이론으로 제조된 필름(피막)을 투명하게 유지하기 위하여 결정화도를 억제시키는 것으로 알려져 있다.
이는 폴리아미드를 비정질 방향족 나이론과 혼합시킴으로서 이루어진다.
그러나 그 결과 산출되는 필름은 결정화도의 저하에 따라 물리적 강도가 감소되는 것이다.
미국특허 4,404,317은 비정질 폴리아미드 공중합체와 반결정성 폴리아미드를 혼합하여 물성이 증진된 성형수지를 제조하는 것에 대하여 개시하고 있다.
여러가지 증진된 물성은 비정질 폴리아미드와 결정화가능 폴리아미드의 상대적 량에 좌우된다.
미국 특허 5,480,945는 비정질 나이론과 나이론 코폴리아미드를 포함하는 혼합물을 이용한 공정성, 수축율 및 광학적 성질이 개선된 단일 및 다층 나이론 필름에 대하여 기술하고 있다.
미국 특허 4,556,696은 카복실산기 말단과 아미노기 말단을 포함하는 말단 기능기를 갖는 폴리아미드와 같은 폴리아미드 혼합물을 이용하여 폴리아미드 필름을 형성하는 방법에 대하여 가르치고 있다.
미국 특허 5,886,087은 투명한, 무색의 비정질 폴리아미드 및 그 혼합물에 대하여 기술하고 있다.
이들 종래기술들은 나이론 조성물의 성질을 변화시킬 목적으로 폴리아미드를 혼합함을 가르치고 있으나, 이들은 양호한 투명도 및 고결정화도를 갖는 본 발명의 특성에 대하여는 가르치고 있지 않는 것이다.
본 발명은 폴리아미드조성물의 결정화 속도율(crystallization)을 변화시켜고수준의 결정도 및 고도의 투명도를 유지함에 의해 종래의 폴리아미드 조성물이 갖는 문제점을 해결한다.
본 발명은 물성을 유지하면서도 투명도가 뛰어난 폴리아미드 조성물 및 이로부터 제조된 필름에 관한 것이다. 보다 상세히는, 본 발명은 고도의 결정화도, 양호한 기계적강도, 높은 열변형 온도 및 높은 휨성을 가지면서도 투명도가 우수한 폴리아미드 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의하면
(a)아미노 및 산 말단기가 평형을 이룬 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체; 및
(b)과잉의 말단아미노기를 갖는 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체;
를 포함하여 구성되며,
상기 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로, 상기 제 1 폴리아미드는 10∼95중량% 량으로 존재하며, 상기 제 2 폴리아미드는 5∼90중량% 량으로 존재하는, 폴리아미드 조성물이 제공된다.
본 발명은 또한,
(a)아미노와 산 말단기가 평형을 이루는 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체; 및
(b)과잉의 말단 아미노기를 갖는 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체;
를 포함하여 이루어지며,
상기 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로, 상기 제 1 폴리아미드는 10∼95중량% 량으로 존재하고, 상기 제 2 폴리아미드는 5∼90중량% 량으로 존재하는, 본질적으로 투명한 폴리아미드 필름을 제공한다.
나아가 본 발명은,
과량의 말단 아미노기를 갖는 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체를 평형을 이룬 아미노기와 산 말단기를 갖는 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체와 혼합시키는 단계를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로, 상기 제 1 폴리아미드는 10∼95중량% 존재하고, 상기 제 2 폴리아미드는 5∼90중량% 존재하는, 폴리아미드 중합체의 결정화 율(crystallization rate) 변형방법을 제공한다.
말단 아미노와 말단 산기가 평형을 이룬 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체를 과량의 아미노 말단기를 갖는 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체와 혼합시키면 예기치 않게 고도의 투명도와 고도의 결정화도를 갖는 조성물이 얻어진다는 것이 발견되었다.
(단, 여기서 상기 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체중량 기준으로 상기 제 1 폴리아미드는 10∼95중량% 량으로 존재하며, 상기 제 2 폴리아미드는 5∼90중량% 량으로 존재한다).
이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에서는 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체를 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체와 혼합시켜 개선된 폴리아미드 조성물이 제조된다.
상기 조성물의 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체는 아미노 및 산말단기가 평형을 이루고 있으며, 바람직하게는 하나의 아미노 말단기와 하나의 산말단기가 평형을 이룬다.
상기 조성물의 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체는 과량의 아민 말단기를 갖는다.
본 발명에 있어서, 과량의 아민 말단기를 갖는다는 의미는 아민 말단기의 량이 산 말단기의 량보다 많다는 것이다.
나이론-6 또는 나이론 6,6 같은 폴리아미드류는
(a)폴리아미드 사슬의 양단에 부착된 카복실기,
(b)폴리아미드 사슬의 일단에 부착된 카복실기와 다른 일단에 부착된 아미드기("캡(capped)" 말단)(폴리락탐만);
(c)폴리아미드 사슬의 양단에 부착된 아미노기;
(d)폴리아미드 사슬의 일단에 부착된 카복실기와 다른 일단에 부착된 아민기(폴리락탐만); 및
그 혼합물을 포함하는 여러가지 말단 기능기를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 아민 종결된 폴리아미드는 최소 2개의 폴리아미드 분자의 말단기로서 아미노 말단기를 갖는 폴리아미드 포함 분자인 것으로 생각된다.
"과잉" 아민 말단을 갖는 폴리아미드는 50몰%이상, 바람직하게는 최소 60몰% 이상 그리고 보다 바람직하게는 60∼75몰%의 말단기가 아미노 말단기를 갖는 폴리아미드류이다.
아민 말단기 종결은 전형적으로 중합동안 과잉의 디아민을 포함시켜 제조된다.
폴리아미드 제조에 유용한 일반적인 순서는 이분야에 잘알려져 있으며, 그 자세한 것은 John Wiley & Sons, Inc의 "Encyclopedia of Polymer Science and Technology Vol. 10, pps 487-491(1969)에 있는 "Polyamides"에 기재되어 있다.
폴리아미드를 제조하는데 유익한 이산(diacid)는
일반식 HOOC-Z-COOH로 나타낸 디카복실산을 포함한다.
상기 식에서 Z는 아디프산, 세바스산, 옥타데칸디온산(octadecanedioic acid), 피멜산(pimelic acid), 슈베르산(suberic acid), 아젤라산(azelaic acid), 도데칸디온산(dodecanedioic acid), 및 글루타르산과 같이 최소 2개의 탄소원자를 갖는 2가 지방족 래디컬을 나타낸다.
상기 디카복실산은 지방족산, 혹은 이소프탈산이나 테레프탈산과 같은 방향족 산 일 수 있다.
폴리아미드 제조를 위한 적절한 디아민은
식 H2N(CH2)nNH2를 갖는 것들을 포함한다.
상기 식에서, n은 1-16의 상수이며,
트리메틸렌 디아민, 테트라메틸렌 디아민, 펜타메틸렌 디아민, 헥사메틸렌 디아민, 옥타메틸렌 디아민, 데카메틸렌 디아민, 도데카메틸렌 디아민, 헥사데카메틸렌 디아민;
P-페닐렌 디아민, 4,4'-디아미노페닐 에테르, 4,4'-디아미노페닐 술폰, 4,4'-디아미노디페닐메탄 같은 방향족 디아민;
2,2-디메틸펜타메틸렌 디아민, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌 디아민 및 2,4,4-트리메틸펜타 메틸렌 디아민 같은 알킬레이트 디아민;
디아미노디시클로헥실메탄, 같은 시클로 지방족 디아민 같은 화합물을 포함한다.
다른 유용한 디아민은 헵타 메틸렌 디아민, 노나메틸렌다아민 등을 포함한다.
상기 제 1 및 제 2 폴리아미드 각각은
조성물의 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체가 하나의 아미노 말단기와 하나의 산 말단기를 갖고, 조성물의 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체가 2개의 말단 아미노기를 갖는 것을 전제로, 다음 지방족, 방향족 또는 지방족/방향족 나이론 호모중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다.
본 발명의 한가지 바람직한 실시예에서,
상기 제 1 폴리아미드는 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 10∼95중량% 량으로 존재하며, 상기 제 2 폴리아미드는 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 5∼90중량% 량으로 존재한다.
보다 바람직한 실시예에서는,
제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 제 1 폴리아미드는 50∼80중량% 그리고 제 2 폴리아미드는 20∼50중량% 량으로 존재한다.
보다 더 바람직한 실시예에서는,
제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로, 제 1 폴리아미드는 60∼80중량% 그리고 제 2 폴리아미드는 20∼40중량% 량으로 존재한다.
이같이 유용한 폴리아미드는,
폴리(헥사메틸렌 아디프아미드) (나이론 6,6)
폴리(헥사메틸렌 세바아미드) (나이론 6,10)
폴리(헵타메틸렌 피멜아미드) (나이론 7,7)
폴리(옥타메틸렌 슈베르아미드) (나이론 8,8)
폴리(헥사메틸렌 아젤아미드) (나이론 6,9)
폴리(노나메틸렌 아젤아미드) (나이론 9,9)
폴리(데카메틸렌 아젤아미드) (나이론 10,9)등 일 수 있다.
또한 유용한 지방족 폴리아미드류는 락탐과 같이 아미노산과 그 유도체를 중합하여 형성된 것들을 들 수 있다.
이같이 유용한 폴리아미드 호모중합체는,
폴리(4-아미노부티르산) (나이론 4)
폴리(6-마이노헥산산) (나이론 6, 폴리(카프로락탐)이라고도 한다)
폴리(7-아미노헵탄산) (나이론 7),
폴리(8-아미노옥탄산) (나이론 8),
폴리(9-아미노노난산) (나이론 9),
폴리(10-아미노데칸산) (나이론 10),
폴리(11-아미노운데칸산) (나이론 11),
폴리(12-아미노도데칸산) (나이론 12) 및
나이론 46, 나이론 66 및 나이론 69등을 포함한다.
유용한 지방족 폴리아미드 공중합체는,
카프로락탐/헥사메틸렌 아디프아미드 공중합체 (나이론 6, 6/6),
헥사메틸렌 아디프아미드/카프로락탐 공중합체 (나이론 6/6, 6),
트리메틸렌 아디프아미드/헥사메틸렌 아젤라아미드공중합체(나이론 트리메틸 6, 2/6, 2)
헥사메틸렌 아디프아미드-헥사메틸렌-아젤라아미드 카프로락탐 공중합체(나이론 6, 6/6, 9/6),
폴리(테트라 메틸렌 디아민-co-옥살산) (나이론 4,2),
폴리(테르라 메틸렌 디아민-co-이소프탈산) (나이론 4, I),
폴리헥사메틸렌 이소프탈아미드 (나이론 6, I),
n-도데칸디온산(dodecanedioic acid)와 헥사메틸렌디아민으로된 폴리아미드(나이론 6, 12),
도데카메틸렌디아민과 n-도데칸디온산으로된 폴리아미드 (나이론 12,12),
및 이들의 공중합체, 예를들어:
헥사메틸렌 아디프아미드/헥사메틸렌 이소프탈아미드 (나이론 6, 6/6I),
헥사메틸렌 아디프아미드/헥사메틸렌 테레프탈아미드 (나이론 6, 6/6T) 및 이들과 같은 것들을 들 수 있다.
이들 폴리아미드들 가운데, 바람직한 것으로는
폴리카프로락탐(나이론 6 라고도 함)
폴리헥사메틸렌 아디프아미드(나이론 6,6 라고도 함) 및
이들의 혼합물을 들 수 있다.
물론 폴리 카프로락탐이 가장 바람직하다.
본 발명의 실시에 사용되는 지방족 폴리아미드는 공지의 제조기술에 따라 제조될 수 있거나 상업적으로 구입가능하다.
예를들어, 폴리(카프로락탐)은 New Jersey, Morristown의 AlliedSignal Inc.에서 상표 CAPRON으로 제조 판매되는 것이다.
본 발명에서 제 1 폴리아미드로 사용되는 적절한 CAPRON은 CAPRON8200 나이론, 포름산점도(FAV)가 75인 평형된 나이론 6, CAPRON1767 나이론, FAV가 35인 평형된 나이론 6, 및 CAPRON8224 HSL 나이론, FAV가 60인 열안정화된 윤활처리된 나이론을 들 수 있다.
제 2 폴리아미드로 사용할 수 있는 것으로는 CAPRON1250 나이론, FAV가 60이고 말단아미노기가 70∼78 밀리당량/g인 아민-종결된 나이론, 을 들 수 있다.
지방족/방향족 폴리아미드의 예로서는,
폴리(2,2,2-트리메틸 헥사메틸렌 테레프탈아미드),
폴리(m-크시리렌 아디프아미드)(MXD-6),
폴리(p-크시리렌 아디프아미드),
폴리(헥사메틸렌 테레프탈아미드),
폴리(도데카메틸렌 테레프탈아미드)등을 포함한다.
2이상의 지방족/방향족 폴리아미드의 혼합물 역시 사용될 수 있다.
가장 바람직한 지방족/방향족 폴리아미드는 폴리(m-크시리렌 아디프아미드)이다.
지방족/방향족 폴리아미드는 공지의 제조기술에 의해 제조되거나 상업적으로 구입도 가능하다.
본 발명의 과량 아미노 종결된 폴리아미드를 제조하는데 필요한 디아민의 량은 요구되는 아민의 량 및 결과물인 중합체의 분자량에 따라 변하나, 이분야에서 숙련된 자에 의해 쉽게 결정될 수 있다.
예를들어 약 80당량/106g 아미노 말단기와 17당량/106g 산말단기를 갖는 수평균분자량 21000인 폴리엡실론 카프로락탐을 제조하기 위하여는 약 0.25mol%의 헥사메틸렌 디아민을 사용할 수 있다.
본 발명에서 중요한 것은 폴리아미드내에서 말단아민기의 량이 말단 카복실기의 량보다 크다는 것이다.
이같은 폴리아미드는 예를들어 폴리아미드의 중합시스템에 디아민과 같이 카복실기와 반응성이 있는 기를 갖는 화합물을 과량으로 첨가함으로써 얻어질 수 있다.
선택적으로, 이같은 폴리아미드는 예를들어 폴리아미드 중합후 폴리아미드를 카복실기와 반응성인 기를 갖는 화합물과 반응시킴으로서 얻어질 수 있다.
본 발명의 조성물 제조에 적합한 나이론 6 타입의 폴리아미드는,
아미노기와 카복실산기 사이에 최소 2개의 탄소원자를 갖는 모노 아미노 모노 카복실산 또는 그 락탐을 중합하거나; 혹은 아미노기와 디카복실산 사이에 최소 2개의 탄소원자를 포함하는 디아민을 중합하거나 ; 혹은
상기 언급된 모노아미노 카복실산 또는 그 락탐을 디아민 및 디카복실산과 함께 중합시켜;
얻을 수 있다.
상기 디카복실산은 예를들어 에스테르 혹은 산클로라이드와 같이 그 기능성유체 형태로 사용될 수 있다.
아미노와 산 말단기가 평형을 이룬 나이론 6,6 타입의 폴리아미드는 동일몰량의 디아민과 2산을 축합하여 생성될 수 있으며 그 결과 2개의 말단기가 평형을 이룬다.
과량의 아미노 말단기를 갖는 폴리아미드는 산기보다 아미노 말단기의 량이 많게 되도록 2산(diacid)와 과량의 디아민을 축합시켜 제조될 수 있다.
본 발명의 조성물은 임의로 이분야에서 숙련된 자에게 잘 알려진 하나이상의 통상적인 첨가제를 포함할 수 있다. 이같은 첨가제의 사용은 형성된 제품을 개선시킬 뿐만아니라 조성물의 공정처리를 증진시킨다는 점에서 바람직하다.
이같은 예로서는,
산화 및 열안정화제, 윤활제, 주형이탈제, 화염지연제, 산화억제제, 염료, 안료 및 기타 착색제, 자외선 안정화제, 입자 및 섬유상 충진제 같은 유기 및 무기충전제, 보강제, 핵생성제, 가소제 뿐만아니라 기타 이분야에서 알려진 통상의 첨가제를 들 수 있다.
이들 통상의 첨가제는 제조공정의 어떠한 적절한 단계에서도 조성물내에 편입될 수 있으며, 전형적으로는 혼합단계에서 도입되어 압출물내에 포함된다.
예를들어, 대표적인 자외선 안정화제로는 여러가지 치환된 레소시놀, 살리실레이트, 벤조트리아졸, 벤조페논 등을 들 수 있다. 적절한 예시적인 윤활제 및 주형이탈제는 스테아르산, 스테아릴알콜, 스테아르아미드를 포함한다.
예시적인 화염지연제는 데가브로모디페닐 에테르 등을 포함하는 유기 할로겐화 화합물 뿐만아니라 무기화합물을 포함한다.
염료 및 안료를 포함하는 적절한 착색제는 카드뮴 술파이드, 카드뮴 세레나이드, 티타늄 다이옥사이드, 프탈로시아닌, 울트라마린 블루, 니그로신, 카본블랙등을 포함한다.
대표적인 산화 및 열안정화제는 소디움 할리이드, 포타슘 할라이드, 리튬하랄이드 같은 주기율표의 제 1 족 원소 금속할라이드 뿐만아니라 구리 할라이드물; 및 나아가 염화물, 브롬화물, 요드화물을 포함한다. 또한 힌더페놀, 하이드로퀴논, 방향족아민 뿐만아니라 상기 언급된 것들의 치환된 것들도 포함한다.
예시적인 가소제는 카프로락탐; 및 라우릴락탐 같은 락탐류, o,p-톨루엔술폰아미드 및 N-에틸, N-부틸 베닐술폰아미드 같은 술폰아미드 및 이들의 조합 뿐만아니라 이분야에서 알려진 다른 가소제를 포함한다.
적절한 충전제로는 섬유상 및 과립상을 포함하여 무기충전제를 포함한다. 섬유상 충전제는 유리, 실리카 그라스, 세라믹, 석면, 알루미나, 실리콘 카바이드, 석고, 금속(스테인레스강 포함) 및 기타 무기 및 탄소섬유를 포함한다.
과립형 충전제로는 울라스토나이트, 세리사이트, 석면, 활석, 운모, 진흙, 고령토, 벤토나이트, 및 알루미나 실리게이트를 포함한 실리케이트류를 포함한다.
다른 과립형 충전제는 알루미나, 실리카, 마그네슘 옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드 같은 금속산화물을 포함한다.
또다른 과립형 충전제로는 칼슘카보네이트, 마그네슘카보네이트, 및 백운석 같은 탄산염, 칼슘술페이트와 바륨술페이트 같은 황산염, 질화붕소, 유리비드, 실리콘카바이드 뿐만아니라 여기에 명시되지 않는 기타 물질도 포함될 수 있다.
이들 충전제는 예를들어 유리미세구, 실란발룬(silane balloon), 탄소발룬(carbon balloon) 및 중공유리섬유 같이 중공일 수 있다.
바람직한 무기 충전제는 유리섬유, 탄소섬유, 금속섬유, 포타슘 티타네이트 휘스커, 유리비드, 유리플레이크, 월라스토나이트, 운모, 활석, 진흙, 티타늄 디옥사이드, 알루미늄 옥사이드, 칼슘 카보네이트 및 바륨 술페이트를 포함한다. 특히 유리섬유가 가장 바람직하다.
무기 충전제는 바람직하게는 실란, 티타네이트 혹은 기타 통상의 결합제로 처리하는 것이 좋으며, 유리섬유는 에폭시수지, 비닐아세테이트 혹은 기타 통상의집속제로 처리하는 것이 바람직하다.
상기 조성물은 폴리아미드 성분 각각의 입자 또는 펠릿을 건식 혼합한 후 그 혼합물을 압출기, 롤 믹서등과 같은 적절한 혼합수단에서 용융 혼합시켜 형성될 수 있다.
전형적인 용융온도는 나이론 6에 대하여 175∼260℃, 바람직하게는 215∼225℃ 그리고 보다 바람직하게는 220∼230℃ 이다. 혼합은 실질적으로 균일한 혼합물을 얻는데 필요한 시간동안 수행된다.
이같은 것은 이분야에서 숙련된자에 의해 결정될 수 있다.
필요하면, 상기 조성물은 냉각된 후 다음 공정을 위해 펠릿으로 절단되거나, 압출되어 섬유, 필라멘트로 되거나 혹은 필름으로 형성되거나 임의로 단축 또는 양축 신장될 수 있다.
본 발명의 필름은 압출 및 취입 필름기술을 포함하여 필름제조에 필요한 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 가장 바람직한 방법에 있어서는 압출로 필름을 형성한다. 적절한 압출기술은 이분야에서 잘알려져 있다.
예를들어, 폴리아미드를 예비혼합된 후 그 혼합물을 압출기의 호퍼로 공급하거나, 각각의 폴리아미드를 예비혼합없이 압출기의 호퍼로 공급한 후, 그 압출기로 부터 단일 매니폴드 다이로 보내 압출하여 층을 이룰수 있다.
그후 다이로부터 나이론 단일층 필름으로 나오게 된다. 다이를 나온후 그 필름은 제 1 제어된 온도 주조롤로 주조되고, 제 1 롤 주위를 통과한 후 통상 제 1 롤보다 저온인 제 2 제어온도 롤로 보낸다.
그 제어된 온도롤은 필름이 주형을 나간후 필름의 냉각속도를 크게 제어한다. 일단 냉각 및 경화되면, 그 결과물인 필름은 바람직하게 본질적으로 투명하다.
선택적으로 상기 조성물은 통상의 취입필름 장치를 이용하여 필름으로 형성될 수 있다.
이 필름형성장치는 이분야에서 "취입필름(blown film)" 장치라고 하며 가소화된 필름 조성물이 가압되어 필름 "버블"로 형성되는 원형의 버블 취입 필름용 다이헤드를 갖는다.
상기 "버블(bubble)"은 궁극적으로 붕괴되고 필름으로 형성된다.
상기 조성물은 취입성형이나 사출성형과 같은 공지의 방법으로 성형제품을 형성하는데 사용될 수 있다.
사출성형 방법은 가열실린더내에서 열가소성 나이론 혼하물을 유연화시키고, 용융상태에서 고압하에 폐쇄된 주형으로 사출시키고, 그 성형물을 냉각시켜 고화시킨 다음 이를 주형으로 부터 배출시킨다. 성형조성물은 필요한 성질을 갖는 시이트 및 패널제조에 아주 적합하다.
시으트 및 패널은 건축자재로서 목재, 유리, 세라믹, 금속 또는 기타 플라스틱 부품의 대체물로서 적합하다.
각각의 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체의 수평균 분자량은 폭넓게 변할 수 있다.
이같은 것은 자유기립 필름을 형성하기에 충분히 높으나 혼합물의 용융처리를 할 수 있도록 충분히 낮게 할 수 있다.
이같은 수평균 분자량은 필름 성형분야에서 숙련된 자에게 잘알려져 있으며 통상 겔투과 크로마토그라피 혹은 포름산 점도(FAV)법 (ASTM D-789)로 측정시 최소 약 5000이다.
이 방법에서는, 250℃에서 90% 포름산 100㎖내에 지방족 폴리아미드 11g을 용해시킨 용액을 사용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 각 폴리아미드의 수평균분자량은 5000∼100,000범위, 바람직한 실시예에서는 15000∼30000범위이다. 가장 바람직한 것은 각 폴리아미드의 수평균 분자량이 20000∼40000인 것이다.
본 발명에 의해 제조된 나이론 필름은 그 필름을 1.1:1∼10:1, 바람직하게는 2:1∼5:1의 연신비로 신장시키거나 연신하여 배향될 수 있다.
여기서 "연신비(draw ratio)"란 연신 방향으로의 칫수증대를 가르킨다. 따라서 연신비 2:1 인 필름을 연신 과정동안 그 길이가 2배로 된 것이다.
일반적으로, 상기 필름은 일련의 예비가열 및 가열롤을 지나게 하여 연신된다. 가열된 필름은 상부 지점에 있는 파지롤에 유입되는 필름보다 빠른 속도로 하부의 파지롤 셋트를 통해 이동한다. 이 속도차이는 필름을 신장시킴으로써 보상된다.
상기 필름은 이분야에서 숙련된자에 알려진 방법을 이용하여 원하는 방향으로 신장 또는 연신된다.
이 필름은 필름 형성장치로부터 나오는 필름의 이동방향과 일치하는 길이방향("기계방향"이라 한다)이나 혹은 기계방향에 수직인 방향("횡방향" 이라한다)이나 혹은 이들 길이 및 폭 2가지 방향으로 신장될 수 있다.
상기 폴리아미드 필름의 두께는 바람직하게는 약 0.05mils(1.3㎛)∼ 100mils(2540㎛), 보다 바람직하게는 0.05mils(1.3㎛)∼50mils(1270㎛)범위이다.
이같은 두께는 쉽게 휘는 필름을 제공함으로서 바람직하나, 다른 두께 역시 특정 필요성을 만족시키기 위해 제조될 수 있으며 이역시 본 발명의 범위내에 있는 것으로 해석되어야 한다. 의도된 이같은 두께는 플레이트, 후막 및 실온(20℃)에서 쉽게 휘지않는 시이트들도 포함한다.
이하 본 발명은 실시예에 따라 예시적으로 설명한다.
실시예 1
CAPRON1250 나이론 건조 펠릿(뉴저지 모리스타운의 AlliedSignal Inc. 에서 상업적으로 구입가능함) 266.8g(0.5 lbs)을 CAPRON8224 HSL 나이론건조펠릿(AlliedSignal Inc.) 2041g(4.5 lbs)와 물리적으로 혼합하였다.
그 결과물인 혼합물을 3개의 가열구역 (232℃ > 257℃ > 260℃) 및 2개의 어뎁터(260℃)가 달린 Killion 싱글 스크류 압출기(D=3.8cm (1.5인치); L/D = 24/1)를 통해 압출시켰다.
260℃로 유지된 압출필름 다이를 통과한 후, 그 압출물을 120℃로 유지한 롤상에서 주조하였다.
필름두께를 0.03㎝(12 mil)로 제어하였다.
그 결과 필름은 투명하였으며 182℃의 결정화온도를 나타내었다.(차등주사 열랑계 - DSC).
그 필름의 항복강도는 815.59㎏/㎠ (11.6kpsi)였고 파괴 응력은 485.14㎏/㎠ (6.9kpsi)였다(ASTM D638).
실시예 2
CAPRON1250 나이론(AlliedSignal) 건조필렛 1820g(4 lbs)와 에틸렌-비스-스테아르 아미드(Witco Corporation Greenwich, Conn) 4.5g을 CAPRON8224HSL 나이론 건조펠릿(AlliedSignal) 1587g(3.5 lbs)와 물리적으로 혼합하였다.
그 결과 형성된 혼합물을 실시예 1에서와 같이 압출하고 필름으로 구조하였다.
필름 두께는 0.03㎝(12 mil)로 조절하였다.
그렇게 제조된 필름은 투명하였으며 182℃(DSC)의 결정화 온도를 나타내었다. 그 필름의 항복강도는 710.13㎏/㎠ (10.1kpsi)였으며 파괴응력은 569.51㎏/㎠ (8.1kpsi)(ASTM D638)였다.
비교예 1
CAPRON8224 HSL 나이론(AlliedSignal) 건조펠릿 2263g(5 lbs)를 실시예 1에서와 같이 압출 및 주조하여 필름을 제조하였다.
필름 두께는 0.03㎝ (12mil)로 조절하였다.
그 결과 생성된 필름은 불투명하였으며 190℃(DSC)의 결정화온도를 나타내었다. 필름의 항복강도는 731.22㎏/㎤(10.4kpsi) 였고 파괴응력은 478.11㎏/㎠ (6.8kpsi)(ASTM D638)였다.
비교예 2
CAPRON1767 나이론(AlliedSignal) 건조 펠릿 453.6g(1.0 lb)를 CAPRON8224 HSL 나이론 건조펠릿 1814g (4.0 lbs)과 물리적으로 혼합시키고, 그 혼합물을 실시예 1과 같은 방법으로 압출 및 주조하여 필름을 형성하였다.
그 필름의 두께는 0.03㎝(12 mil)로 조절하였으며 그 결과물인 필름은 불투명하였다.
비교예 3
CAPRON8200 나이론 (AlliedSignal) 건조펠릿 253.6g (1.0 lb)를CAPRON8224 HSL 나이론 건조펠릿(AlliedSignal) 1814g(4.0 lbs)와 물리적으로 혼합한 후, 실시예 1에서와 같이 압출 및 주조하여 필름을 제조하였다.
필름두께는 0.03㎝ (12mil)로 제어하였다. 그 필름은 불투명하였다.
상기한 바와같이 아미노와 산말단기가 평형을 이루는 제 1 폴리아미드와 과량의 말단아미노기를 갖는 제 2 폴리아미드를 사용함으로서 투명한 필름을 얻을 수 있는 것이다.
이상 본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 기술하였으나 이분야에서 숙련된자는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 그 변형이 가능한 것이다.

Claims (29)

  1. (a)아미노와 산 말단기가 평형을 이루는 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체; 및
    (b)과량의 말단아미노기를 갖는 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체; 를 포함하여 구성되며,
    상기 제 1 폴리아미드와 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 상기 제 1 폴리아미드는 10∼95중량% 량으로 그리고 상기 제 2 폴리아미드는 5∼90중량% 량으로 존재하는, 폴리아미드 조성물
  2. 1항에 있어서, 상기 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체는 하나의 아미노 말단기와 하나의 산 말단기를 가짐을 특징으로 하는 조성물.
  3. 1항에 있어서, 상기 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체는 2개의 아미노 말단기를 가짐을 특징으로 하는 조성물.
  4. 1항에 있어서, 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 상기 제 1 폴리아미드는 전체중량 기준으로 50∼80% 존재하고, 제 2 폴리아미드는 20∼50% 존재함을 특징으로 하는 조성물.
  5. 1항에 있어서, 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 상기 제 1 폴리아미드는 60∼80중량% 량으로 존재하고 상기 제 2 폴리아미드는 20∼40중량% 량으로 존재함을 특징으로 하는 조성물.
  6. 1항에 있어서, 상기 제 1 폴리아미드는 하나의 아미노 말단기와 하나의 산 말단기를 갖는 나이론 6 호모중합체인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 1항에 있어서, 상기 제 2 폴리아미드는 2개의 말단 아미노기를 갖는 나이론 6 호모중합체인 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 1항에 있어서, 상기 조성물은 본질적으로 앞서 기술된 성분으로 조성되어 있음을 특징으로 하는 조성물.
  9. 필름, 석유, 필라멘트 또는 형상요소 형태로된 청구항 1의 조성물로 이루어진 폴리아미드 물품.
  10. 8항에 있어서, 상기 물품은 본질적으로 투명함을 특징으로 하는 물품.
  11. (a)아미노와 산 말단기가 평형을 이루는 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체; 및
    (b)과량의 말단아미노기를 갖는 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체; 를 포함하여 구성되며,
    상기 제 1 폴리아미드와 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 상기 제 1 폴리아미드는 10∼95중량% 량으로 그리고 상기 제 2 폴리아미드는 5∼90중량% 량으로 존재하는, 본질적으로 투명한 폴리아미드 필름
  12. 11항에 있어서, 상기 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체는 하나의 아미노 말단기와 하나의 산 말단기를 가짐을 특징으로 하는 폴리아미드 필름.
  13. 11항에 있어서, 상기 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체는 2개의 아미노 말단기를 가짐을 특징으로 하는 폴리아미드 필름.
  14. 11항에 있어서, 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 상기 제 1 폴리아미드는 전체중량 기준으로 50∼80% 존재하고, 제 2 폴리아미드는 20∼50% 존재함을 특징으로 하는 폴리아미드 필름.
  15. 11항에 있어서, 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 상기 제 1 폴리아미드는 60∼80중량% 량으로 존재하고 상기 제 2 폴리아미드는 20∼40중량% 량으로 존재함을 특징으로 하는 폴리아미드 필름.
  16. 11항에 있어서, 상기 제 1 폴리아미드는 하나의 아미노 말단기와 하나의 산 말단기를 갖는 나이론 6 호모중합체인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 필름.
  17. 11항에 있어서, 상기 제 2 폴리아미드는 2개의 말단 아미노기를 갖는 나이론 6 호모중합체인 것을 특징으로 하는 폴리아미드 필름.
  18. 11항에 있어서, 상기 필름은 비배향된 것임을 특징으로 하는 폴리아미드 필름.
  19. 11항에 있어서, 상기 필름은 단축 배향되거나 2축 배향됨을 특징으로 하는 폴리아미드 필름.
  20. 11항에 있어서, 상기 필름은 길이방향, 횡방향 또는 각각의 길이 및 횡방향으로 1.1∼10배 단축 또는 2축 배향됨을 특징으로 하는 폴리아미드 필름.
  21. 11항에 있어서, 상기 필름은 본질적으로 상기한 성분으로 구성되어 있음을 특징으로 하는 폴리아미드 필름.
  22. 아미노와 산말단기가 평형을 이룬 제 1 폴리아미드와 과량의 말단아미노기를 갖는 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체를 혼합시킴을 포함하는,
    아미노 말단기와 산단말기가 평형을 이룬 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체의 결정화율(crystallization rate) 변경방법.
    단, 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체중량으로 제 1 폴리아미드는 10∼95중량% 그리고 제 2 폴리아미드는 5∼90중량% 량으로 존재한다.
  23. 22항에 있어서, 상기 제 1 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체는 하나의 아미노 말단기와 하나의 산 말단기를 가짐을 특징으로 하는 방법.
  24. 22항에 있어서, 상기 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체는 2개의 아미노 말단기를 가짐을 특징으로 하는 방법.
  25. 22항에 있어서, 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 상기 제 1 폴리아미드는 전체중량 기준으로 50∼80% 존재하고, 제 2 폴리아미드는 20∼50% 존재함을 특징으로 하는 방법.
  26. 22항에 있어서, 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 상기 제 1 폴리아미드는 60∼80중량% 량으로 존재하고 상기 제 2 폴리아미드는 20∼40중량% 량으로 존재함을 특징으로 하는 방법.
  27. 22항에 있어서, 상기 제 1 폴리아미드는 하나의 아미노 말단기와 하나의 산말단기를 갖는 나이론 6 호모중합체인 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 22항에 있어서, 상기 제 2 폴리아미드는 2개의 말단 아미노기를 갖는 나이론 6 호모중합체인 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 22항에 있어서, 필수적으로 상기 제 1 폴리아미드와 과량의 말단 아미노기를 갖는 제 2 폴리아미드 호모중합체 또는 공중합체를 혼합시키는 단계로 이루어지며,
    상기 제 1 및 제 2 폴리아미드의 전체 중량기준으로 상기 제 1 폴리아미드는 10∼95중량%, 상기 제 2 폴리아미드는 5∼90중량%로 존재함을 특징으로 하는 방법.
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