KR20020073307A - 수지의 필름상 물질 제조방법 및 수지의 필름상 물질 - Google Patents

수지의 필름상 물질 제조방법 및 수지의 필름상 물질 Download PDF

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Abstract

본 발명은 한 쌍의 롤러(roller)로 구성된 제 1 회전 성형 부재를 포함하는 성형 장치를 사용하여, 열가소성 수지를 함유하는 열가소성 수지 물질을 압연성형함으로써, 수지로 제조된 필름상 물질을 제조하기 위한 수지의 필름상 물질 제조방법으로서, 열가소성 수지에 가해지는 선압 (line contact pressure) P (kN/m), 제 1 회전 성형 부재의 롤러의 주속도 (peripheral velocity) R (m/초), 및 압연 후 수지로 제조된 필름상 물질의 두께 H (m) 에 대한 하기 부등식의 수학식을 충족하는 조건 하에서 회전 성형을 실시하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다:
[수학식 1]
3 ×9.8 ≤P
[수학식 2]
3 ×9.8 ×10-6≤P/(R/H2) ≤2 ×9.8 ×10-5
(식에서, P 는 선압 P (kN/m) 를 나타내고, R 은 회전 성형 부재의 주속도 (m/초) 를 나타내며, H 는 압연 후 수지로 제조된 필름상 물질의 두께 (m) 를 나타낸다).

Description

수지의 필름상 물질 제조방법 및 수지의 필름상 물질{MANUFACTURING METHOD OF FILM-LIKE MATERIALS OF RESIN AND FILM-LIKE MATERIALS OF RESIN}
본 발명은 수지로 제조된 필름상 물질의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 열가소성 수지로 제조된 뛰어난 외관의 필름상 물질의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 높은 탄성율 및 높은 강도의 결정성 열가소성 수지 필름 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
종래, 열가소성 수지로 제조된 필름의 제조방법으로서 광폭의 슬릿 다이(slit die), 소위 T-다이로부터 용융 수지를 얇은 필름상 형태로 압출하는 T-다이 성형방법, 및 수지를 냉각시키고 두 개의 플레이트로 평평하게 하면서, 링 다이 등과 같은 다이 슬릿으로부터 수지를 원통 형태로 압출함으로써 원통형 필름을 성형하는 인플레이션 성형방법 등이 알려져 있다. 또한, 복수의 캘린더 롤을 사용하는 캘린더 성형방법 (일본 특허평 10-296766(A) 공보) 도 알려져 있다.
그러나, 상기 기재된 방법들은 하기의 문제점들을 갖는다.
(1) 고분자량 수지, 높은 용융점도의 수지, 또는 용융 신장도가 불충분한 수지가 사용되는 경우, 기공과 같은 결함이 생기기 쉬우며, 필름의 외관이 열화되고, 특히 필름 두께가 200 ㎛ 인 필름 제조의 경우에는 외관이 현저히 열화되었다.
(2) 상기 기재된 캘린더 성형방법의 경우에서, 용융 수지 조성물이 뱅크(bank) 를 형성하면서 한 쌍의 캘린더 롤을 통과할 때, 두개의 가열된 롤들의 주속도가 상이하게 되면서 성형이 실시되기 때문에, 수득된 필름의 표면이 반드시 평활하고 미려하게 되지는 않으며, 표면이 거칠게 될 수 밖에 없고, 이러한 관점에서, 필름 두께 정밀도가 충분히 높은 필름을 제조하는 것이 불가능하다.
(3) T-다이 성형방법 및 인플레이션 성형방법의 경우에는, 성형된 필름의 필름 두께 정밀도가 불충분하고, 특히 용융 점도가 높은 수지 및 용융 신장도가 낮은 성형이 어려운 수지로부터 필름을 제조하는 경우에는, 필름 두께 정밀도가 현저하게 저하되며, 이들 방법은 필름 두께 정밀도가 높은 필름을 제공하는데 요구되는 필름 또는 시트의 제조방법으로서 적절한 성형방법이라고 할 수 없다.
본 발명은 상기 기재된 상황을 고려하여 개발된 것으로, 본 발명의 목적은 수지로 제조되고, 뛰어난 외관을 갖는 필름상 물질을 수득할 수 있는 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 기재된 종래 기술의 문제들을 고려시, 본 발명의 또다른 목적은 수지로 제조된 필름상 물질을 제조하고, 용융 점도가 높고 용융 신장도가 낮은 수지 물질, 예로서 긴 분자쇄 폴리올레핀을 함유하는 열가소성 수지를 사용하는 경우에도, 필름 두께 정밀도가 높은 필름상 물질의 제조방법을 제공하는 것이다.
결정성 열가소성 수지 필름으로서 각종 필름이 알려져 있으며, 실질적인 용도들에 사용되고 있다. 높은 탄성율의 결정성 열가소성 수지 필름을 제공하기 위한 기술로서, 예로서 일본 특허공개공보 제 7-173302 호는 결정화 핵제와 혼합한 폴리프로필렌을 사용하는 폴리프로필렌 시트의 제조방법을 개시하고 있다.
상기 언급된 공지 기술로써 제조된 폴리프로필렌 시트는 이전에 제조된 폴리프로필렌 시트보다 높은 탄성율 및 진공 성형성과 같은 향상된 이차 가공성을 제공하지만, 이러한 향상은 아직 충분하다고 할 수 없다.
본 발명의 다른 목적은 높은 탄성율 및 높은 강도의 결정성 열가소성 수지 필름 및 그의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1 은 연신 단계 및 연신 단계 후의 제 2 슬릿팅 (slitting) 단계를 포함하는 결정성 필름 또는 다공성 필름의 제조방법을 나타내는 도식도이다.
도 2 는 스크류 압출 장치 및 롤 압연 메카니즘의 구성을 나타내는 도이다.
도 3 은 압연 롤의 확대도이다.
도 4 는 결정성 필름 또는 다공성 필름의 또다른 제조방법을 나타내는 도식도이다.
도 5 는 스크류 혼련장치의 스크류를 상세하게 나타내는 도이다.
도 6 은 스크류 혼련장치의 풀-플라이트 (full-flight) 스크류의 구성을 나타내는 도이다.
도 7 은 스크류 혼련장치의 혼련 블록의 구성을 나타내는 도이다.
도 8 은 필름 중 결정의 배향을 나타내는 모식도이다.
도 9 는 양호한 외관의 필름이 수득되는 파라미터의 범위를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 한 쌍의 롤러로 구성된 제 1 회전 성형 부재를 포함하는 성형장치를 사용하여 열가소성 수지를 함유하는 열가소성 수지 물질을 압연 (또는 압연 성형) 함으로써 수지로 제조된 필름상 물질을 제조하기 위한, 수지의 필름상 물질 제조방법을 제공하며, 여기에서 상기 방법은 하기 수학식을 충족하는 조건 하에서 회전 성형을 실시하는 것을 특징으로 한다.
3 ×9.8 ≤P
식에서, P 는 열가소성 수지에 가해지는 선압(line contact pressure) P (kN/m) 을 나타내고, R 은 제 1 회전 성형 부재의 롤러의 주속도 (m/초) 를 나타내며, H 는 압연 후 수지로 제조된 필름상 물질의 두께 (m) 를 나타낸다.
선압은 한 쌍의 회전 성형 부재 사이 (틈이 가장 좁게 되는 위치) 에 가해지는 가압력 (pressing force) 을 수득된 필름상 물질의 폭으로 나눔으로써 계산된 값을 의미한다.
본 발명의 발명자들은, 조건을 상기 기재된 것과 같이 설정함으로써, 기공들 (구멍들) 및 결함이 잘 생성되지 않는 수지의 필름상 물질이 수득될 수 있다는 것을 마침내 발견하였다. 그 결과, 뛰어난 외관의 필름상 물질을 수득하는 것이 가능하게 되었다.
상기 기재된 수지의 필름상 물질의 제조방법에서, 압연 또는 압연 성형을 위한 제 1 회전 성형 부재들의 표면 온도 T 는 바람직하게는 수학식 3 또는 수학식 4 로 정의되는 하기 조건을 충족하도록 설정된다.
열가소성 수지가 결정성인 경우,
T > Tm
이고,
열가소성 수지가 비결정성인 경우,
T > Tg
이다 (식에서, Tm 은 결정성 열가소성 수지의 용융점이고, Tg 는 비결정성 열가소성 수지의 유리 전이 온도이다).
상기 기재된 구성으로, 높은 용융 점도 및 높은 용융 신장도의 수지 물질, 예로서 긴 분자쇄 폴리올레핀 수지를 함유하는 열가소성 수지 물질로부터도, 표면이 평활하고 뛰어나게 미려하며, 필름 두께 정밀도가 높은, 수지의 필름상 물질을 제조할 수 있다.
즉, 회전 성형 부재들의 표면 온도 T 의 상기 기재된 조건이 충족되지 않는 경우에는, 성형된 필름상 물질들에 기공들 (구멍들) 이 생성되고, 압연 전 또는 압연 동안의 수지 고화로 인해, 압연 성형에 의한 필름 제조가 실시될 수 없다는 문제점들이 발생한다.
또한 본 발명은 한 쌍의 롤러로 구성된 제 1 회전 성형 부재를 포함하는 성형 장치를 사용하여 열가소성 수지를 함유하는 열가소성 수지 물질을 압연 (압연 성형) 함으로써, 수지의 필름상 물질을 제조하기 위한 제조방법으로서, 압연을 위한 제 1 회전 성형 부재의 표면 온도 T 가 바람직하게는 수학식 3 또는 수학식 4 로 정의되는 하기 조건을 충족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
열가소성 수지가 결정성인 경우,
[수학식 3]
T > Tm
이고,
열가소성 수지가 비결정성인 경우,
[수학식 4]
T > Tg
이다 (식에서, Tm 은 결정성 열가소성 수지의 용융점이고, Tg 는 비결정성 열가소성 수지의 유리 전이 온도이다).
본 발명에 따라, 높은 용융 점도 및 높은 용융 신장도의 수지 물질, 예로서 긴 분자쇄 폴리올레핀 수지를 함유하는 열가소성 수지 물질로부터도, 표면이 평활하고 뛰어나게 미려하며, 필름 두께 정밀도가 높은, 수지의 필름상 물질을 제조할수 있다.
즉, 회전 성형 부재들의 표면 온도 T 의 상기 기재된 조건이 충족되지 않는 경우에는, 성형된 필름상 물질들에 기공들 (구멍들) 이 생성되고, 압연 전 또는 압연 동안의 수지 고화로 인해, 압연에 의한 필름 제조가 실시될 수 없다는 문제점들이 발생한다.
또한, 본 발명은 한 쌍의 롤러로 구성된 제 1 회전 성형 부재를 포함하는 성형 장치를 사용하여 열가소성 수지를 함유하는 열가소성 수지 물질을 압연 (압연 성형) 함으로써, 수지의 필름상 물질을 제조하기 위한 제조방법으로서, 제 1 회전 성형 부재의 표면 온도 T 가 하기 조건 1 및 조건 2를 충족하도록 설정되어 압연을 실시하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
<조건 1>
열가소성 수지의 용융장력 MT (g) 및 신장도 L 이 하기 범위 내인 온도
MT > 10 g, 및 L > 100%
<조건 2>
열가소성 수지가 결정성인 경우,
[수학식 3]
T > Tm, 이고,
열가소성 수지가 비결정성인 경우,
[수학식 4]
T > Tg
(식에서, Tm 은 결정성 열가소성 수지의 용융점이고, Tg 는 비결정성 열가소성 수지의 유리 전이 온도이다).
상기 기재된 발명으로, 높은 용융 점도 및 높은 용융 신장도의 수지 물질, 예로서 긴 분자쇄 열가소성 수지 물질, 특히 긴 분자쇄 폴리올레핀 수지를 함유하는 열가소성 수지 물질의 경우에서도, 필름 두께 정밀도가 높은 수지의 필름상 물질을 제조할 수 있다.
압연이 상기 조건 1 이 충족되지 않는 온도에서 실시되는 경우, 필름의 균열로 인해, 갈대로 만든 스크린과 같은 필름의 균열, 또는 필름의 성형 부재에의 접착이 발생하고, 또한 균일한 필름이 생성되더라도 필름 두께 정밀도가 낮은 문제가 발생하게 되어 바람직하지 않다. 또한, 조건 2 가 충족되지 않는 경우, 성형된 필름상 물질들에 기공들 (구멍들) 이 생성되고, 압연 전 또는 압연 동안의 수지 고화로 인해, 압연에 의한 필름 제조가 실시될 수 없다는 문제점들이 발생한다.
상기 기재된 각 발명들에서, 제 1 회전 성형 부재로 구성된 한 쌍의 회전 롤러들의 주속도는 거의 동일하게 유지하는 것이 바람직하다.
이러한 발명들로, 평활하고 미려한 표면을 갖고, 필름 두께 정밀도가 높은 필름상 물질을 제조하는 것이 가능하게 되었다.
한 쌍의 롤러들의 주속도는 엄격하게 동일한 주속도일 것이 반드시 요구되는 것은 아니지만, 한 쌍의 회전 부재들의 주속도의 차이는 ±5% 이내인 경우가 허용가능하다.
상기 기재된 수지로 제조된 필름상 물질들의 각 제조방법에서, 수지의 필름상 물질은, 상기 기재된 제 1 회전 성형 부재가, 상기 기재된 제 1 회전 몰딩 부재의 주속도에 비해 1.08 배 이상 빠른 주속도로 회전하는 롤러들로 구성된 제 2 회전 성형 부재와 연속적으로 접촉하여, 압연 제조되는 것이 바람직하다.
이러한 구성으로, 압연에 의해 제조된 수지의 필름상 물질의 표면이 주름지더라도, 그러한 주름을 연장해서 표면을 평활하고 미려하게 마감하여, 높은 생산성으로 고품질의 필름상 물질을 제조할 수 있다. 수지의 필름상 물질이 제 1 회전 성형 부재의 주속도보다 1.08 배 미만인 주속도로 회전하는 회전 성형 부재와 접촉하더라도, 표면을 평활하고 미려하게 만드는 효과가 낮다.
또다른 발명은 필름의 필름 중 결정의 c-축의 MD 방향에 대한 배향 계수가 0.8 이상인 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 필름을 제공한다.
이러한 구조의 열가소성 수지 필름은 높은 탄성율 및 뛰어난 광택을 갖는 필름이다.
이러한 구조의 결정성 열가소성 수지 필름은 뛰어난 탄성율 및 연신성 및 진공 성형성과 같은 뛰어난 이차가공성을 갖는 필름이다.
높은 탄성율 및 높은 강도의 필름이 용이하게 수득될 수 있으므로, 결정성 열가소성 수지는 바람직하게는 올레핀계 수지이다.
보다 높은 강도의 필름이 수득될 수 있기 때문에, 상기 폴리올레핀계 수지는 바람직하게는 분자쇄 길이가 2850 nm 이상인 긴 분자쇄 폴리올레핀을 10 중량% 이상 함유하는 것들이다. 분자쇄 길이가 2850 nm 이상인 폴리올레핀의 양은 보다바람직하게는 20 중량% 이상, 더 바람직하게는 30 중량% 이상이다.
또다른 발명은 필름 중 결정의 c-축의, 필름의 MD 방향에 대한 배향 계수가 0.8 이상이고, 한 쌍 이상의 롤들을 사용하여 결정성 열가소성 수지를 압연하는 압연 단계를 포함하는 방법인 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지 필름의 제조방법을 제공한다.
도 8 (A) 는 이후 기재되는 필름 제조 방법 중 압연 단계를 통하여 압연 및 성형된 결정성 열가소성 수지 필름 (31) 이 캘린더 롤 (33) 에서 나와, 스크롤 (36) 으로서 권취되는 상태를 나타내며, 필름 (31) 의 유동 방향은 MD 방향이다. 필름 (31) 의 확대된 결정화된 부분 X 를 도 8 (B) 에 도식적으로 나타내었다. 도에 나타낸 것과 같이, 필름을 형성하는 결정성 열가소성 수지를 구성하는 중합체 분자 (35) 의 80 % 이상의 결정 부분의 c-축 (라멜라 구조의 두께 방향에서의 축) 이 필름의 MD 방향에 대한 필름에 배향되어 있는 상태는, 결정성 열가소성 수지 필름 중의 결정의 c-축의 필름의 MD 방향에 대한 배향 계수가 0.8 이상인 상태의 한 예이다.
상기 기재된 결정성 열가소성 수지 필름은, 필름 중의 결정의 c-축의 필름의 MD 방향에 대한 배향 계수가 0.8 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 결정성 열가소성 수지 필름의 제조방법은, 이 방법이 한 쌍 이상의 롤을 사용하여 결정성 열가소성 수지를 압연 (압연 성형) 하는 압연 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
결정성 열가소성 수지를 필름으로 제조하는 방법으로서, 인플레이션 방법 및T-다이를 사용하는 압출 방법이 있으나, 롤을 사용하여 압연에 의해 결정성 열가소성 수지를 필름으로 제조하는 방법이 연신성, 진공 성형 등과 같은 이차 가공성이 뛰어나고, 높은 탄성율을 가지며, 필름 중 결정의 c-축의 필름의 MD 방향에 대한 배향 계수가 0.8 이상인 결정성 열가소성 수지 필름을 용이하게 수득할 수 있게 한다.
특히, 상기 기재된 압연 단계에서 롤들의 표면 온도 To 및 결정성 열가소성 수지의 용융점 Tm 은 하기 수학식 6 의 조건을 충족하는 것이 바람직하다:
압연 단계에서, 높은 두께 정밀도 및 높은 탄성율을 지닌 필름은, 롤들의 표면 온도를 결정성 열가소성 수지의 용융점보다 높게 유지하면서 압연을 실시함으로써 수득될 수 있다.
또한, 상기 기재된 압연 단계에서, 롤들의 표면 온도 To 는 상기 기재된 결정성 열가소성 수지의 용융장력 MT 및 신장도 L 이 하기 범위 내인 온도인 것이 바람직하다:
MT > 98 mN (10 gf) 및 L > 100 %.
높은 두께 정밀도 및 높은 탄성율을 지닌 필름은 표면 온도를 상기와 같은 방식으로 유지시키면서 압연을 실시함으로써 수득될 수 있다.
상기 기재된 발명에서, "결정성 열가소성 수지" 및 "열가소성 수지가 결정성이다" 라는 표현은, 열가소성 수지가 X-선 회절에 의해 선명한 결정성을 나타낸다는 것을 의미하고, 보다 구체적으로는 광각 X-선 회절로 계산하여 결정화도가 10% 이상인 열가소성 수지라는 것을 의미한다. 한편, "열가소성 수지가 비결정성이다" 라는 표현은 광각 X-선 회절로 계산된 수지의 결정화도가 10 % 미만이라는 것을 나타낸다. 이러한 정의에 따른 열가소성 수지에는 단일 종류의 열가소성 수지 뿐만 아니라, 두 종류 이상의 열가소성 수지의 혼합물도 포함된다. 즉, 광각 X-선 회절로 계산하여 결정화도가 10 % 이상인 혼합물인, 두 종류 이상의 열가소성 수지의 혼합물은 본 발명에서 정의된 것과 같은 결정성 열가소성 수지에 포함된다. 두 종류 이상의 열가소성 수지의 혼합물의 경우, 혼합되는 모든 열가소성 수지가 각각 결정성을 가질 필요는 없다. 즉, 결정성 열가소성 수지 및 비결정성 열가소성 수지의 혼합물의 경우에서도, 전체 혼합물의 결정화도가 10 % 이상이면, 그러한 혼합물은 본 발명의 결정성 열가소성 수지에 포함된다.
바람직한 구현예의 상세한 설명
결정성 열가소성 수지 필름을 구성하는 결정성 또는 비결정성 열가소성 수지 물질로서, 본 발명의 비결정성 열가소성 수지 필름, 단일 종의 열가소성 수지, 두 종 이상의 열가소성 수지를 함유하는 조성물, 및 한 종 이상의 열가소성 수지 및 한 종 이상의 첨가제를 함유하는 조성물이 예시될 수 있다. 열가소성 수지 물질에 함유된 열가소성 수지로서, 하기와 같은 중합체들이 예시될 수 있다: 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 헥센 등과 같은 올레핀 단독중합체의 폴리올레핀 수지, 이러한 둘 이상의 올레핀들의 공중합체, 및 하나 이상의 올레핀 및 이 올레핀과 중합가능한 한 종류 이상의 중합성 단량체의 공중합체; 폴리(메틸 아크릴레이트), 폴리(메틸메타크릴레이트), 에틸렌-에틸 아크릴레이트 공중합체 등과 같은 아크릴 수지; 부타디엔-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 폴리스티렌, 스티렌-부타디엔-스티렌 공중합체, 스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체, 스티렌-아크릴산 공중합체 등과 같은 스티렌계 수지; 염화비닐계 수지; 폴리(비닐 플루오라이드), 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 등과 같은 비닐 플루오라이드계 수지; 6-나일론, 6,6-나일론, 12-나일론 등과 같은 아미드계 수지; 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 등과 같은 포화 에스테르계 수지; 폴리카보네이트; 폴리(페닐렌 옥시드); 폴리아세탈; 폴리(페닐렌 술피드); 실리콘 수지; 폴리에테르 에테르 케톤; 폴리에테르 이미드; 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머와 같은 각종 열가소성 엘라스토머; 및 이들의 가교물 등.
상기 열가소성 수지들 중, 폴리올레핀 수지가 특히 사용되기 바람직하며, 이는 성형된 필름상 물질이 리사이클성 및 내용제성이 뛰어나고, 소각시 다이옥신 등을 생성하지 않아 환경 오염을 피할 수 있기 때문이다.
폴리올레핀 수지들의 실질적인 예들로는, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 폴리에틸렌(에틸렌-α-올레핀 공중합체), 및 고밀도 폴리에틸렌과 같은 폴리에틸렌계 수지; 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등과 같은 폴리프로필렌계 수지; 폴리(4-메틸펜트-1-엔), 폴리(부트-1-엔), 및 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체가 있다.
본 발명의 결정성 열가소성 수지 필름에 사용되는 수지 물질 및 이의 제조방법으로서, 그 자체의 결정화도가 10 % 이상인 결정성 열가소성 수지가 사용될 수 있다. 또한, 그 자체의 결정화도가 10 % 이상인 결정성 열가소성 수지로서 사용될 수 있는 것들로는, 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 헥센 등과 같은 올레핀 단독중합체, 이러한 둘 이상의 올레핀들의 공중합체, 및 하나 이상의 올레핀과 그 올레핀과 공중합가능한 한 종류 이상의 단량체의 공중합체를 함유하는 폴리올레핀 수지; 염화비닐계 수지; 폴리(비닐 플루오라이드), 폴리(비닐리덴 플루오라이드) 등과 같은 비닐 플루오라이드계 수지; 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트) 등과 같은 포화 폴리에스테르계 수지; 폴리(비닐 알콜) 및 그의 변성 수지; 폴리아크릴로니트릴; 폴리(페닐렌 술피드); 폴리(페닐렌 옥시드); 폴리에테르 에테르 케톤; 등이 있다. 그 자체의 결정화도가 10 % 이상이 아닌 열가소성 수지라도, 그 자체의 결정화도가 10 % 이상인 상기 언급된 결정성 열가소성 수지와 적절한 비율로 배합함으로써 본 발명에 사용될 수 있다.
본 발명의 결정성 열가소성 수지 필름에 사용되기 적합한 수지 조성물로는, 가공 용이성을 고려하여, 긴 분자쇄 폴리올레핀을 폴리올레핀 왁스와 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 폴리올레핀 왁스의 실질적인 예로는, 저밀도 폴리에틸렌, 선형 폴리에틸렌(에틸렌/α-올레핀 공중합체), 고밀도 폴리에틸렌 등과 같은 폴리에틸렌계 수지; 및 폴리(4-메틸펜트-1-엔), 폴리(부트-1-엔), 및 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체가 있다.
예로서, 2850 nm 이상의 분자쇄를 갖는 폴리올레핀을 10 중량% 이상 함유하는 폴리올레핀계 수지는, 평균 분자쇄 길이가 2850 nm 이상인 폴리올레핀 [A] 와 중량 평균 분자량이 700 내지 6,000 인 폴리올레핀 왁스 [B] 를 [A]/[B] = (90/10)내지 (50/50) 의 중량비로 용융 혼련함으로써 수득될 수 있다.
본 발명에 사용되는 열가소성 수지 물질은, 본 발명의 어떤 경우들에서도, 본 발명의 목적을 방해하지 않는 범위 내에서, 지방산 에스테르, 안정화제, 산화방지제, UV 흡수제, 난연제, 안료, 색소 등과 같은 기타 첨가제들과 혼합될 수 있다.
본 발명의 필름상 물질의 개념은 일반적으로 필름으로 불리우는 것들 뿐만 아니라, 다소 두꺼운 시트상의 물질을 포함하며, 즉 필름상 물질은 폭 및 길이에 대해 상대적으로 얇은 두께를 갖는 물질에 대한 일반적인 용어로 사용되었다.
본 발명의 또다른 바람직한 구현예로서, 열가소성 수지는 2850 nm 이상의 분자쇄 길이를 갖는 열가소성 수지 (본 발명에서, 긴 분자쇄 열가소성 수지로 언급됨), 특히 바람직하게는 긴 분자쇄 폴리올레핀을 10 중량% 이상 함유하는 열가소성 수지이다.
분자쇄 길이가 2850 nm 인 긴 분자쇄 열가소성 수지, 특히 바람직하게는 긴 분자쇄 폴리올레핀을 함유하는 열가소성 수지의 필름은, 특히 높은 강도를 나타내며, 이는 필름이 이러한 긴 분자쇄 폴리올레핀을 10 중량% 이상 함유하는 경우 강도가 현저히 상승되기 때문이고, 상기 필름은 여러 목적에 사용할 수 있다. 긴 분자쇄 폴리올레핀의 함량은 보다 바람직하게는 20 중량% 이상이며, 함량이 30 중량% 이상이면, 보다 높은 강도의 필름이 수득될 수 있다.
폴리올레핀의 분자쇄 길이, 중량 평균 분자쇄 길이, 분자량, 및 중량 평균 분자량은 GPC (겔 침투 크로마토그래피) 에 의해 측정된다. 특정된 분자쇄 길이 범위 또는 특정된 분자량 범위 내의 폴리올레핀의 함량 (중량%) 은 GPC 측정에의해 수득된 분자량 분포 곡선의 적분에 의해 계산된 폴리스티렌의 값으로의 환산값으로, 보다 구체적으로는, 하기 과정에 의해 수득된 파라미터이다. 여러 경우에서, GPC 측정에 사용되는 용매는 o-디클로로벤젠이며, 측정 온도는 140 ℃ 이다.
GPC 측정의 이동상으로서, 미지의 시료 및 분자량을 알고 있는 표준 폴리스티렌을 용해시킬 수 있는 용매가 사용된다. 먼저, GPC 측정을 상이한 분자량을 지닌 복수의 표준 폴리스티렌에 대해 실시하여 각 표준 폴리스티렌에 대한 체류 시간을 측정한다. 폴리스티렌의 Q 인자를 사용하여, 각 표준 폴리스티렌의 분자쇄 길이를 계산하고, 이에 따라 각 표준 폴리스티렌의 분자쇄 길이 및 그 길이에 대응하는 체류 시간을 알아낸다. 각 표준 폴리스티렌의 분자량, 분자쇄 길이 및 Q 인자는 하기 관계를 갖는다:
분자량 = 분자쇄 사슬 ×Q 인자
그 후, 미지 시료의 GPC 측정을 실시하여 체류 시간-용리된 성분 정량 곡선을 수득하였다. 표준 폴리스티렌의 GPC 측정에서, 체류 시간이 T 인 표준 폴리스티렌 분자쇄 길이를 L 로서 정의하면, 미지 시료에 대한 GPC 측정에서 체류 시간이 T 인 성분의 "폴리스티렌 환산 분자쇄 길이" 가 L 로서 정의된다. 이러한 관계에 기초하여, 미지 시료의 폴리스티렌 환산 분자쇄 길이의 분포 (폴리스티렌 환산 분자쇄 길이 및 용리된 성분 양 간의 관계) 는 미지 시료의 상기 기재된 체류 시간-용리된 성분 정량 곡선으로부터 수득할 수 있다.
상기 기재된 열가소성 수지 물질은 열가소성 수지 100 중량부에 대해, 바람직하게는 10 중량부 내지 300 중량부의 충전제를 함유하는 것이 바람직하다.
열가소성 수지 물질이 열가소성 수지 100 중량부 당 10 내지 300 중량부의 충전제를 함유하는 경우, 바람직한 필름 두께 정밀도를 지닌 필름상 물질을 본 발명에 의해 수득할 수 있을 뿐만 아니라, 수득된 필름상 물질의 강성도 뛰어나게 되지만, 통상적인 가공 방법에 의해 갈대로 만든 스크린과 같이 용융 균열 또는 기공 (구멍) 생성과 같은 문제의 발생으로 인하여, 양호한 필름 두께 정밀도를 갖는 필름을 수득할 수 없다. 충전제 함량이 10 중량부 미만인 경우, 강성을 향상시키기에는 불충분하며, 충전제 함량이 300 중량부를 초과인 경우, 함량에 대해 강성 향상 효과가 낮으므로 바람직하지 않다.
충전제를 첨가하는 경우, 무기 또는 유기 충전제를 충전제로서 사용가능하며, 무기 충전제로서 사용가능한 것들로는, 예로서 탄산 칼슘, 탈크, 클레이, 카올린, 실리카, 하이드로탈사이트, 규조토, 탄산 마그네슘, 탄산 바륨, 황산 칼슘, 황산 마그네슘, 황산 바륨, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화티탄, 알루미나, 운모, 제올라이트, 유리분말, 산화아연 등이 있다.
유기 충전제로서, 각종 수지 분말들이 사용가능하며, 바람직한 예로는 단독 중합체 또는 스티렌, 비닐케톤, 아크릴로니트릴, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트 등과 같은 화합물 둘 이상의 공중합체; 및 멜라민, 우레아 등과 같은 축합 중합체 수지가 있다.
상기 기재된 충전제의 첨가량은 바람직하게는 30 중량부 내지 200 중량부이다.
본 발명의 구현예는 도면을 참조하여 하기에서 상세하게 설명될 것이다. 구현예에 따른 수지로 제조된 필름상 물질의 제조 방법에서, 예로서 도면에 나타낸 제조 장치가 사용될 수 있다. 제조 장치는 임의의 결정성 열가소성 수지, 그의 조성물, 비결정성 열가소성 수지 및 그의 조성물에 대해 사용될 수 있다.
<제조 라인의 구성>
도 1 은 다공성 필름의 제조를 위한 제조 라인의 바람직한 예를 나타내는 도식도이다. 이 제조 라인은, 도 1 에 나타낸 것과 같이, 혼련 단계 (1), 압연 단계 (2), 제 1 슬릿팅 단계 (3), 연신 단계 (4), 및 제 2 슬릿팅 단계 (5) 를 연속적으로 포함한다.
<혼련 단계>
혼련 단계 (1) 에서는, 스크류 혼련 장치 (10) 이 사용되며, 혼련 장치에는 혼합 수지를 공급하기 위한 제 1 호퍼 (11) 및 충전제를 공급하기 위한 제 2 호퍼 (12) 가 설치된다. 스크류 혼련 장치 (10) 에는 이축 스크류 (13) 가 설치되어 각각의 호퍼 (11, 12) 로부터 공급된 혼합 수지 및 충전제를 강하게 혼련하면서 전방으로 압출한다. 혼련에 의해 수득된 수지 조성물을 펠렛화한다.
혼련 단계 (1) 에서, 열가소성 수지, 또는 열가소성 수지 또는 긴 분자쇄 열가소성 수지, 바람직하게는 긴 분자쇄 폴리올레핀을 함유하는 열가소성 수지 조성물, 또는 충전제와 혼합된 열가소성 수지 조성물, 및 필요한 경우 비이온성 계면활성제를 목적에 따라 미리 성분조정하여 (이하에서, 제조된 물질은 단순히 수지 조성물로서 언급된다), 이를 호퍼에 투입한다. 도 1 의 예에서, 긴 분자쇄 폴리에틸렌 및 폴리에틸렌을 호퍼 (11) 에 공급하고, 무기 충전제를 호퍼 (12) 에 공급한다.
혼련 단계를 위해 사용되는 혼련 장치로서, 반바리 혼합기, 혼련기, 혼련 롤 등과 같이 고무 혼련에 흔히 사용되는 장치를 상기 기재된 스크류 혼련 장치 대신 사용할 수 있다.
압연 단계 (2) 에서, 스크류 압출 장치 (20) 을 사용한다. 상기 장치 (20) 에는 혼련 공정 (1) 에서 수득된 수지 조성물의 펠렛을 투입하는 호퍼 (21) 및 스크류 (22) 가 설치된다. 장치 (20) 을 사용하여, 수지 조성물을 전방으로 압출하고, 다이 (23) 에 의해 막대상 또는 시트상 형태로 배출하여, 압연 롤 시스템 (24) 에 의해 압연시켜 압연 필름 (31) 을 수득한다.
제 1 슬릿팅 단계 (3) 에서, 압연 단계 (2) 에서 수득된 압연 필름 (31) 을 폭 방향으로 두 개로 커팅하여 예로서, 폭 600 mm 의 필름으로부터 각각 폭 300 mm 의 두 개의 필름을 수득한다.
연신 단계 (4) 에서, 소정의 온도 조건 하에서 예로서 폭이 300 mm 인 필름 (36) 을 폭 방향으로 폭이 4 내지 5 배 되도록 연신한다. 특히 충전제가 첨가된 경우, 이러한 연신에 의해 서브미크론 오더(sub-micron order)의 기공들이 생성되어 다공성 필름을 수득하는 것이 가능하게 된다.
제 2 슬릿팅 단계 (5) 에서, 수득된 다공성 필름을 원하는 폭 크기로 커팅한다.
압연 롤 (R1, R2) 의 표면 온도 T 를 수지 물질에 함유된 수지의 용융점 Tm (열가소성 수지가 결정성인 경우) 또는 유리 전이온도 Tg (열가소성 수지가 비결정성인 경우) 이상이 되도록, 즉 T > Tm 또는 T > Tg 가 되도록 유지시킨다.
이 경우, 용융점 Tm 은 DSC (시차 주사 열량계) 에서 피크 온도이며, 복수의 피크가 있는 경우에는 가장 높은 열량의 용융 ΔH (J/g) 를 지닌 피크 온도를 용융점으로서 정의한다. 또한, 용융점 측정시 승온율은 5 ℃/분으로 조정한다.
혼련 단계, 압연 단계 및 슬릿팅 단계를 포함하는 제조 장치의 또다른 예를 도 4 에 나타내었다. 이 예에서, 무기 충전제 공급을 위한 호퍼가 혼련 단계 (1) 에 사용되는 스크류 혼련 장치에 투입되지 않는다. 따라서, 이 장치는 충전제를 함유하지 않는 수지 필름, 특히 비다공성 결정성 수지 필름의 제조에 적합하다.
<압연 단계>
압연 단계 (2) 에 적합하게 사용되는 스크류 압출 장치 및 압연 롤 (24) 의 구성은 도 2 를 참조하여 설명될 것이다.
압연 단계 (2) 에서, 수지 조성물은 스크류형 압출 장치 (20) 에 의해 강하게 혼련되면서 전방으로 압출되며, 다이 (23) 에 의해 막대상 또는 시트상 모양으로 배출되고, 한 쌍의 압연 롤들 (R1, R2) 의 표면 온도는 상기 기재된 조건을 충족하도록 T 로 설정된다. 한 쌍의 압연 롤들 (R1, R2) 을 나타내지는 않은 제어 장치에 의해 거의 동일한 속도로 회전시킨다. 한 쌍의 압연 롤들 (R1, R2) 를 상기 방식으로 거의 동일한 속도로 회전시킴으로써, 압연에 의해 생성된 필름의표면을 평활하고 미려하게 마감할 수 있다. 압연 롤들의 표면 온도를 소정 온도로 설정하기 위하여, 히터를 각 롤 내부에 삽입할 수 있거나 또는 롤들의 내부 또는 주변에 열수 또는 스팀을 공급하여 외부로부터 가열할 수 있으며, 가열 방법은 특별히 제한되지 않는다.
한 쌍의 압연 롤들 (R1, R2) 에 의해 압연된 수지 조성물을 필름 (31) 으로 형성한 후, 필름 (31) 상에 형성된 작은 주름들을 압연 롤들 (R1, R2) 의 속도보다 약간 더 높은 속도로 회전하는 제 3 롤 (R3) 에 의해 연장시키고, 제 4 롤 (R4), 제 5 롤 (R5), 및 제 6 롤 (R6) 를 통하여 권취 롤 (25) 주변으로 권취시킨다. 각 롤들 (R4, R5, R6) 의 주속도는 바람직하게는 거의 동일한 속도 또는 제 3 롤 (R3) 의 주속도보다 약간 높게 제어되며, 이 속도가 보다 후방에 장치된 롤러보다 빠르게 되면, 수득된 필름 (31) 의 표면이 보다 평활하고 미려하게 되어 바람직하다.
도 2 에 나타낸 제조 장치 (20) 을 사용하는 압연 (압연 성형) 에 의하면, 성형이 어려운 수지 물질을 20 ㎛ 이하의 두께로 얇게 압연하여도, 두께 정밀도가 약 ±2%로 높은 필름을 수득할 수 있다. 성형이 용이한 수지 조성물에 대해서도, 얇은 필름이 높은 정밀도로 매우 용이하게 제조된다.
수지 조성물을 압연 롤 시스템 (24) 에 공급하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 압출 장치 (20) 의 선단에 있는 다이 (23) 위치에 T 다이를 부착시키고, T-다이 성형법에 의해 두께가 수 mm 내지 수 cm 인 예비 성형체를 생성하여 시스템으로 상기 성형체를 공급하는 것이 가능하다.
본 발명의 구현예에서, 성형 부재로서는 예로서 압연 롤, 연속 프레스 또는 캘린더 롤과 같은 장치들이 사용될 수 있다. 바람직하게는 거의 동일한 주속도로 회전하는 한 쌍의 롤에 의해 압연을 실시할 수 있는 압연 롤 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 평활하고 미려한 표면을 가지고, 필름 두께 정밀도가 높은 성형 필름상 물질이 확실하게 제조될 수 있기 때문이다. 이러한 경우, 두 롤들의 주속도는 엄격하게 동일할 필요는 없으며, 두 롤들의 주속도가 다른 경우에서도, 그 차이가 약 ±5% 이내이면 허용가능하다. 또한, 압연 장치 내에 압연 위치들이 복수개 존재하는 것도 허용가능하다.
<압연 조건>
압연 롤 시스템 (24) 의 경우에서 바람직한 조건을 설명한다. 도 3 은 한 쌍의 압연 롤들 (R1, R2) 를 확대하여 나타낸 것이다. 압연 롤들 (R1, R2) 은 압출 장치 (20) 으로부터 수지 조성물을 수령하여, 이를 필름 (F) 로 성형한다. 압연 롤들 (R1, R2) 은 도에 화살표로 나타낸 방향으로 회전하여, 수지 조성물을 압연하고 성형한다.
압출력은 압연 롤들 (R1, R2) 의 회전 축 사이를 결합하는 직선을 따라 수지 조성물 (P) 에 작용한다. 가압력이 압연 롤들 사이의 틈이 가장 좁은 위치에 가해진다고 가정하고, 가압력을 압출에 의해 수득된 필름의 폭 크기로 나누어 계산한 값이 선압 (P) 이다. 본 발명의 발명자들은, 하기 수학식 1 및 수학식 2 를 충족하는 조건 하에서 압연을 실시함으로써, 뛰어난 외관의 필름이 수득될 수 있다는 것을 발견하였으며, 여기에서 선압은 P (kN(킬로뉴튼)/m) 으로 정의되고, 압연후 필름의 두께는 H (m) 로서 정의되며, 압연 롤들 (R1, R2) 의 주속도는 R (m/초) 로 정의된다:
[수학식 1]
3 ×9.8 ≤P
[수학식 2]
3 ×9.8 ×10-6≤P/(R/H2) ≤2 ×9.8 ×10-5
도 9 는 상기 기재된 관계들을 나타내는 그래프이다. 도 9 의 종축 (y-축) 은 P/9.8 을 나타내고, 횡축 (x-축) 은 P/(R/H2)/9.8 을 나타낸다. 본 발명의 발명자들은 선압 조건을 변화시킴으로써 실험들을 실시하였으며, 그 결과 직선 y= 3 ×10-6x 보다 낮은 쪽의 영역에서는, 갈대로 만든 스크린과 같은 크랙 및 패턴과 같은 생성되는 외관 결함이 제조된 필름에 생성되는 것을 발견하였다. 또한, 직선 y= 2 ×10-5x 보다 높은 쪽의 영역에서는, 크랙 및 거친 표면이 생성되는 외관의 결함이 제조된 필름에 생성되는 것도 발견하였다.
또한, 직선 y= 3 ×10-6x 와 직선 y= 2 ×10-5x 사이의 영역 및 P ≥3 인 경우에서는, 외관 결함이 발생되지 않았다.
상기 기재된 조건 부등식의 선압을 ton 단위로서 표현하는 경우, 부등식은 하기와 같다:
3 ≤P
<스크류 혼련 장치의 구성>
긴 분자쇄 폴리올레핀을 함유하는 폴리올레핀계 수지를 사용하는 경우에 특히 적합한 스크류 혼련 장치 (10) 의 스크류 (13) 구성을 상세하게 설명한다.
도 5 는 스크류 (13) 을 상세하게 나타내는 도이다.
스크류 (13) 는 엘리먼트 (element) 라고 하는 부품을 스크류 축이라고 하는 축에 고정시키는 것에 의해 구성된다.
도 5에서, 부호 P 로 표시한 엘리먼트들은 풀-플라이트 스크류이다. 풀-플라이트 스크류는 전체 길이에 홈이 나선형으로 형성된 스크류 엘리먼트이다. 부호 DP 로 표시한 엘리먼트는 부호 P 로 표시한 풀-플라이트 스크류에 형성된 홈보다 더 깊은 홈이 형성된 풀-플라이트 스크류이다. 이러한 깊은 홈의 풀-플라이트 스크류를 사용함으로써 수지의 체류 시간을 연장시킬 수 있다. 풀-플라이트 스크류는 도 6 에 나타낸 것과 같은 모양을 가지며, 혼련 물질을 전방으로 보내는 기능, 즉 혼련 장치의 하류방향으로 송출하는 기능을 갖는다. 도 6 은, 부호 D 는 배럴 (barrel) 의 직경 (내경) (mm) 을 나타내고; 부호 Ds 는 스크류의 직경 (mm) 을 나타내며; 부호 M 은 스크류의 홈의 깊이 (mm) 를 나타내고; 부호 α는 스크류의 플라이트 각 (°) 을 나타내며; 부호 H 는 배럴의 내면 및 스크류의 홈의 바닥 부분 사이의 거리 (mm) 를 나타내고; 부호 δf 는 스크류 피크 (정점) 및 배럴 내면 사이의 거리 (mm) 를 나타낸다.
상기 기재된 파라미터들 중, α는 수지의 송출 속도에 관련되며, α가 작아지면 수지의 송출 속도가 느려지고, 그 결과 수지의 체류 시간이 연장되고, 수지의 혼련도가 향상된다. 그러나, α를 너무 작게하면, 제조 효율이 감소된다. M 값도 수지의 송출 속도 및 혼련 강도에 관한 파라미터이다.
부호 ND 로 나타낸 엘리먼트는 혼련 블록이다. 각 혼련 블록은, 도 7 에 나타낸 것과 같이, 일반적으로 동일한 단면 형태를 갖는 복수의 혼련 디스크로 구성되고, 이들의 기하학적 중심 위치가 공통된 직선 상에 위치하여 쌓인 구조를 가지며, 상기 직선 주변에서 소정의 방향에서 소정의 각도 차이로 서로 연속적으로 방향이 바뀌어지도록 하여 배열된다. 또한, 각 혼련 디스크의 두께는 동일하거나 상이할 수 있다.
스크류가 배럴 안에 장착된 상태에 있어서는, 혼련 블록을 구성하는 혼련 디스크 및 배럴 사이의 틈의 분포가 있으며, 그 틈이 가장 좁아지는 위치에서, 가장 강한 전단 응력이 혼련 물질에 가해진다.
부호 LND 로 표시된 엘리먼트는 혼련 블록으로, 이들 각각은 부호 ND 로 표시된 각 혼련 블록의 혼련 디스크의 나선형 배열 방향에 대해 역방향으로 나선형 배열된다. 이러한 두 유형의 혼련 블록 ND 및 LND 를 조합하여 사용하면, 혼련된 물질의 체류 시간을 연장시키고, 단지 한 유형의 혼련 블록이 사용된 경우에 비해 물질에 강한 전단 응력이 가해지는 것이 가능하게 된다.
부호 SND 로 표시된 엘리먼트도 혼련 블록이며, 상기 엘리먼트는 서로 이웃하고 있는 것과 비교한 경우, 혼련 장치의 하류 쪽에 있는 혼련 디스크가 상류 쪽에 있는 혼련 디스크보다 더 얇은 것을 특징으로 한다. 이러한 혼련 블록 SND 의 사용으로, 혼련 물질의 하류 쪽으로의 유동 속도를 조절하고, 혼련 물질에 압착 및 신장력을 더 잘 부여하는 것이 가능하게 된다.
도 7 은 이축 압출기에 통합되는, 혼련 블록을 나타내는 도이며, 스크류 축은 묘사되지 않았다.
이러한 스크류 혼련 장치에 있어서, 전체 스크류의 L/D 는 30 이상으로 설정되고, 풀-플라이트 스크류의 Lf/D 가 3 이상이며, 혼련 블록의 Ln/D 는 5 이상이다. 또한, 풀-플라이트 스크류에서, 파라미터들은 하기 식을 충족하도록 설계된다: 35 ≤α ≤ 60, 및 0.15 ≤(M/D) ≤ 0.25. L/D 가 더 높으면, 체류 시간이 연장된다. 여기에서, 부호 Ln 은 혼련 블록의 엘리먼트 길이 (mm) (둘 이상의 혼련 블록의 스크류 중에 배치되는 경우, 이들 엘리먼트의 총 길이 값) 를 나타내고, 부호 Lf 는 풀-플라이트 스크류의 엘리먼트 길이 (mm) (둘 이상의 풀-플라이트 스크류가 스크류 중에 배치되는 경우, 이들 엘리먼트의 총 길이 값) 를 나타낸다. 상기 기재된 방식으로 파라미터를 선택함으로써, 긴 분자쇄 폴리올레핀을 함유하는 폴리올레핀계 수지의 경우에서도, 수지가 효율적으로 혼련되어 필름 제조에 적합한 수지 조성물을 수득할 수 있다.
사용되는 스크류 혼련 장치는 가장 바람직하게는 동일한 스크류 엘리먼트로 구성된 두 개의 스크류를 포함하는 이축 스크류 유형이지만, 단일 축 유형의 장치 및 세 개 이상의 스크류를 포함하는 장치도 사용가능하다.
<결정성 열가소성 수지 필름의 제조 단계>
본 발명의 결정성 열가소성 수지 필름도 유사한 제조 장치 및 상기 기재된 수지의 필름상 물질에 대한 제조 방법에 의해 제조될 수 있다.
즉, 한 쌍 이상의 롤을 사용하여 결정성 열가소성 수지를 압연 및 성형하는 압연 단계를 실시함으로써 제조를 실시할 수 있다. 압연 성형 전에, 결정성 열가소성 수지를 가소화하고 혼련하여, 혼련 장치 후에 압연 장치로 공급되어 압연되도록 하는 것이 가능하도록 한다. 결정성 열가소성 수지를 필요에 따라 첨가제 및 충전제와 혼합하고, 혼련 장치에서 잘 혼련한다.
이하에서, 본 발명의 구현예를, 긴 분자쇄 폴리올레핀 및 폴리올레핀 왁스의 혼합물인 폴리올레핀계 수지를 필름 생성 원료로서 사용하고, 스크류 혼련 장치를 혼련 장치로서 사용하는 경우를 예로 하여 설명한다. 이 예는 임의의 충전제 첨가가 없고, 도 4 에 나타낸 제조 장치가 사용된 예이다.
도 4 에 나타낸 제조 라인은 각각 순서대로 혼련 단계 (1), 압연 단계 (2), 및 슬릿팅 단계 (3) 을 포함한다.
혼련 단계 (1) 에서, 스크류 혼련 장치 (10) 를 사용하고, 혼련 장치 (10) 를, 긴 분자쇄 폴리올레핀 (PE1) 및 폴리올레핀 왁스 (PE2) 를 공급하기 위한 제 1 호퍼 (11) 에 설치한다. 충전제를 첨가하는 경우, 충전제를 공급하기 위한 제 2 호퍼가 더 설치된 스크류 장치를 사용한다. 스크류 혼련 장치 (10) 에, 혼합 수지를 강하게 혼련하면서, 호퍼 (11) 로부터 공급된 혼합 수지를 압출하기 위한 이축 스크류 (13) 을 설치한다. 혼련에 의해 수득된 폴리올레핀계 수지 필름제조를 위한 조성물을 펠렛화한다.
압연 단계 (2) 에서, 스크류 압출 장치 (20) 및 압연 롤 시스템 (24) 를 조합하여 사용한다. 스크류 압출 장치 (20) 에, 혼련 단계 (1) 에서 수득된 수지 조성물의 펠렛을 공급하기 위한 호퍼 (21) 및 스크류 (22) 를 설치한다. 상기 장치 (20) 는 수지 조성물을 전방으로 압출하고, 다이 (23) 을 통하여 수지 조성물을 막대상 또는 시트상 형태로 배출하여, 한 쌍 이상의 롤이 설치된 압연 롤 시스템 (24) 에 의한 압연에 의해, 막대상 또는 시트상 수지 조성물을 압연함으로써 압연 필름 (31) 을 수득한다.
슬릿팅 단계 (3) 에서, 압연 단계 (2) 에서 수득된 압연 필름 (31) 을 폭 방향으로 두 개, 예로서 폭 600 mm 의 필름을 각각 폭 300 mm 의 필름 두 개로 커팅한다.
슬릿팅 단계 (3) 에서, 압연 롤의 표면 온도 To 는 To > Tm (Tm 은 결정성 열가소성 수지의 용융점이다) 을 충족하도록 설정되며, 동시에 상기 온도는 압연될 결정성 열가소성 수지의 용융장력 MT 가 MT > 98 mN (10 gf) 로 정의된 범위 내로 유지되고, 신장도 L 이 L > 100% 로 정의된 범위 내로 유지되도록 설정하여, 그 결과 높은 두께 정밀도의 결정성 열가소성 수지 필름을 수득하는 것이 가능하게 된다. 특히, 두께 정밀도는 한 쌍의 압연 롤의 주속도를 거의 동일하게 유지시킴으로써 더 향상될 수 있다. 또한, 이러한 경우에 두 롤들의 주속도는 엄격히 동일할 필요는 없지만, 두 롤들의 주속도가 상이한 경우라도, 그 차이가 ±5% 이내의 범위이면 허용가능하다.
또한, 상기 기재된 압연 단계 후에, 예로서, 도 1 에 나타낸 연신 단계에 사용된 장치와 동일한 장치를 사용하여 적절한 방법에 의해 연신을 실시하면, 높은 용융 점도 및 낮은 용융 신장의 수지를 다량 함유하여 일반적으로 성형하기 어려운 결정성 열가소성 수지 조성물의 경우에서도, 높은 균일성의 연신 필름이 수득될 수 있으며, 필름 두께가 200 ㎛ 이하의 정도로 연신이 실시되는 경우에도, 두께 정밀도가 약 ±2% 정도로 높은 배향 필름이 수득될 수 있다.
충전제를 첨가할 수 있는, 도 1 에 나타낸 장치를 사용하여 다공성 결정성 열가소성 수지 필름을 제조하는 경우에, 다공성 필름은 연신 단계에서 연신을 실시함으로써 수득될 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 의해 수득되 필름상 물질은 식품 포장, 각종 포장 용기용 포장재, 및 전기 또는 전자 부품의 중간 또는 최종 제품용 필름으로 사용되는데 적합하다. 특히, 결정성 열가소성 수지 필름은, 필요에 따라 연신 또는 진공 성형과 같이 이차 가공되어, 높은 탄성율 및 높은 강도를 가지며, 식품용 포장재, 약품, 화장품, 문방구 등에 대한 포장재로 사용될 수 있다. 또한, 충진재를 함유하는 필름은 다공성 필름 물질로서 사용되기에 적합하다.
본 발명에 의해 제공되는 결정성 열가소성 수지 필름은 높은 탄성율을 가지며, 연신 또는 진공 성형과 같은 이차 가공에 적용가능하다. 본 발명의 방법에 따라, 이러한 높은 이용성의 결정성 열가소성 수지 필름을 고수율로 제조할 수 있다.
실시예
<평가 방법 및 측정 장치>
[용융장력]
측정 장치로서, Toyo Seiki Manufacturing Co., Ltd. 에서 제조한 Capirograph 1B PC-9801VM 를 사용하고, 직경 D = 2.095 mm, 길이 L = 14.75 mm 의 오리피스를 사용하였다. 먼저, 수지를 5 mm/분 의 속도로 압출하여, 인출 속도를 변화시키면서 수지를 인출하고, 수지가 파열되는 시간의 인출속도를 최대 인출 속도로서 정의하였다. 최대 인출 속도에서의 용융장력을 그 온도에서의 용융장력으로 설정하였다.
[신장도]
측정 장치로서, Toyo Seiki Manufacturing Co., Ltd. 에서 제조한 Capirograph 1B PC-9801VM 을 사용하고, 직경 D = 2.095 mm, 길이 L = 14.75 mm 의 오리피스를 사용하였다. 먼저, 수지를 5 mm/분 의 속도로 압출하고, 수지의 직경 D1(mm) 을 측정하였다. 그 후, 인출 속도를 변화시키면서 수지를 인출하고, 수지가 절단되는 시간에서, 수지의 직경 D2(mm) 를 측정하고, 신장도를 하기 등식으로부터 계산하였다.
신장도 (%) = [(D1 2-D2 2)/D1 2] ×100
[GPC 에 의한 분자쇄 길이 및 분자량 측정]
측정 장치로서, Waters Co. 에서 제조된 Gel Chromatography Alliance GPC 2000 모델을 사용하였다. 기타 조건들은 하기와 같았다.
컬럼: TSK 겔 GMHHR-H(S)HT 30 cm ×2 및 TSK 겔 GMH6-HTL 30 cm ×2, Tosoh Corporation 제조,
이동상: o-디클로로벤젠,
검출기: 시차 굴절계,
유속: 1.0 mL/분,
컬럼 온도: 140 ℃, 및
주입량: 500 ㎕.
시료 30 mg 을, 145 ℃ 에서 20 ㎖ 의 o-디클로로벤젠에 완전히 용해시킨 후, 용액을 포어 직경 0.45 ㎛의 소결 필터를 통해 여과시키고, 수득된 여과액을 공급 용액으로서 사용하였다.
16 종의 표준 폴리스티렌을 사용하여 검량 곡선을 작성하고, 폴리스티렌의 Q 인자를 41.3 으로 설정하였다.
[필름 두께의 측정]
Yamabun Electric Co., Ltd. 에서 제조된 오프라인 시트 두께 측정기 (Off-line Sheet Thickness Meter: TOF 2 Var 3.22) 를 사용하여 수득된 필름의 두께를 폭 방향 및 길이 방향에서 복수의 위치에서 측정하였다. 모든 측정값의 평균 값을 계산하고, 평균값에 대한, 측정값들 중 최대값과 평균값 사이의 차이의 비율 (양의 부호;positive sign) 을 더 계산하였다. 또한, 평균값에 대한, 측정값들 중 최소값과 평균값 사이의 차이의 비율 (음의 부호; negative sign) 을 계산하였다. 두께의 정밀도를 이들 비율에 근거하여 표시하였다.
<필름 제조예>
실시예 1
70 중량% 의 긴 분자쇄 폴리에틸렌 분말 (Hi-Zex Million 340 M, Mitsui Chemical Ind. Ltd. 제조; 중량 평균 분자쇄 길이 17,000 nm; 중량 평균 분자량 3,000,000; 및 용융점 136 ℃) 및 30 중량% 의 저분자량 폴리에틸렌 분말 (Hi-wax 110P, Mitsui Chemical Ind. Ltd. 제조; 중량 평균 분자량 1,000; 및 용융점 110 ℃) 을 이축 혼련기로 혼련하고, 120 중량부의 탄산칼슘 (Star vigot 15A, Shiraishi Calcium Co. Ltd. 제조; 평균 입자 직경 0.15 ㎛) 을 압출기 중간에서 수지 혼합물 100 중량부에 첨가하여, 230 ℃ 에서 용융 및 혼련하여 수지 조성물을 수득하였다. 조성물의 수지 성분 중 분자쇄 길이가 2,850 nm 이상인 폴리에틸렌의 함량은 27 중량% 였다. 생성된 수지 조성물을, 동일한 주속도로 회전하는 한 쌍의 롤로, 149 ℃ 의 롤 표면 온도에서 압연하여 필름 두께가 약 50 ㎛ 인 필름을 제조하였다.
수지 조성물의 용융장력을 정확하게 측정할 수 없었으나, 이는 140 gf 이상이었으며, 신장도는 약 300% 였다.
이 경우에서, 압연 및 성형은 도 1 에 나타낸 것과 같은 압연 롤들 R1 내지 R6 를 포함하는 롤 압연 시스템 (24) 을 사용하여 실시하였으며, 그 시간에서 압연 롤의 회전 속도는 하기와 같았다: R1 = R2 = 1.30; R3 = 1.42; R4 = 1.43; R5 = 1.45; R6 = 1.47 (m/분).
실시예 2
60 중량% 의 긴 분자쇄 폴리에틸렌 분말 (Hi-Zex Million 340 M, Mitsui Chemical Ind. Ltd. 제조; 중량 평균 분자쇄 길이 17,000 nm; 중량 평균 분자량 3,000,000; 및 용융점 136 ℃), 28 중량% 의 저분자량 폴리에틸렌 분말 (Hi-wax 110P, Mitsui Chemical Ind. Ltd. 제조; 중량 평균 분자량 1,000; 및 용융점 110 ℃), 및 12 중량% 의 선형 폴리에틸렌 (FS 240, Mitsui Chemical Ind. Ltd.) 을 이축 혼련기로 혼련하고, 120 중량부의 탄산칼슘 (Star vigot 15A, Shiraishi Calcium Co. Ltd. 제조; 평균 입자 직경 0.15 ㎛) 을 압출기 중간에서 수지 혼합물 100 중량부에 첨가하여, 230 ℃ 에서 용융 혼련하여 수지 조성물을 수득하고, 그 후 생성된 수지 조성물을 동일한 주속도로 회전하는 한 쌍의 롤로, 145 ℃ 의 롤 표면 온도에서 압연하여 필름 두께가 약 50 ㎛ 인 필름을 제조하였다.
실시예 1 에서와 같이, 수지 조성물의 용융장력을 정확하게 측정할 수 없었으나, 이는 140 gf 이상이었으며, 신장도는 약 300% 였다.
실시예 3
80 중량% 의 긴 분자쇄 폴리에틸렌 분말 (Hi-Zex Million 340 M, Mitsui Chemical Ind. Ltd. 제조; 중량 평균 분자쇄 길이 17,000 nm; 중량 평균 분자량 3,000,000; 및 용융점 136 ℃) 및 20 중량% 의 저분자량 폴리에틸렌 분말 (Hi-wax 110P, Mitsui Chemical Ind. Ltd. 제조; 중량 평균 분자량 1,000; 및 용융점 110 ℃) 을 이축 혼련기로 혼련하고, 230 ℃ 에서 용융 및 혼련한 후, 동일한 주속도로 회전하는 한 쌍의 롤로, 135 ℃ 의 롤 표면 온도에서 압연하여 필름 두께가 약 300 ㎛ 인 필름을 제조하였다.
실시예 1 에서와 같이, 수지 조성물의 용융장력을 정확하게 측정할 수 없었으나, 이는 140 gf 이상이었으며, 신장도는 약 300% 였다.
[비교예 1]
실시예 1 에서와 동일한 압연 롤을 사용하여, 175 ℃ 의 롤 표면 온도 조건 하에서 롤 압연을 실시한 것 외에는, 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 필름 두께가 300 ㎛ 인 필름을 제조하였다.
[비교예 2]
실시예 1 에서와 동일한 압연 롤을 사용하여, 130 ℃ 의 롤 표면 온도 조건 하에서 롤 압연을 실시한 것 외에는, 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 필름 두께가 300 ㎛ 인 필름을 제조하였다.
[비교예 3]
실시예 1 에서와 동일한 수지 조성물 (충전제도 함유) 을 사용하여 230 ℃ 의 다이 표면 온도에서 T-다이 성형법에 의해 필름 제조를 시도하였다. 그러나, 수득된 성형 제품은 다수의 균열을 가졌으며, 갈대로 만든 스크린과 같이 되어 필름 두께 측정을 하는 것이 불가능하였다.
[비교예 4]
실시예 1 에서와 동일한 수지 조성물 (충전제도 함유) 을 사용하여 230 ℃ 의 다이 표면 온도에서 인플레이션 성형법에 의해 필름 제조를 시도하였다. 그러나, 비교예 3 에서와 유사하게, 수득된 성형 제품은 다수의 균열을 가졌으며, 갈대로 만든 스크린과 같이 되어 필름 두께 측정을 하는 것이 불가능하였다.
표 1 은 상기 기재된 실시예 및 비교예의 결과들을 총괄적으로 보여준다. 표 1 로부터 명백하듯이, 실시예 1 내지 실시예 3 의 결과들이 비교예 1 내지 4 및 5의 결과들에 비해 두께 정밀도 뿐만 아니라 외관에서도 뛰어나다는 것을 알 수 있다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
성형 방법 압연 압연 압연 압연 압연 T-다이 인플레이션 압연
공구 표면 온도 (℃) 149 145 135 175 130 230 230 149
표면 온도 조건 충족 충족 충족 불충족 불충족 - - 충족
롤 주속도 등속 등속 등속 등속 등속 - - 비등속
두께 (㎛) 50 50 300 300 300 - - 50
두께 O O O X X X X
정밀도 (%) (±2) (±2) (±2) (±10)
외관 우수 우수 우수 갈대 스크린과 유사 다공성 균열됨 균열됨 다공성 & 거침
주: 압연 = 롤 압연법; T-다이 = T 다이 성형 방법; 및 인플레이션 = 인플레이션 성형법
[비교예 5]
실시예 1 에서와 동일한 수지 조성물 (충전제도 함유) 을 동일한 압출기로 용융 및 혼련시킨 후, 동일하지 않은 속도, 즉 R1 = 1.00 및 R2 = 1.30 의 한 쌍의 압연 롤들로 압연을 실시하였다.
그러나, 수득된 성형 제품은 다수의 돌기 및 오목한 부분들을 가져 표면이 거칠게 되고, 또한 다수의 기공 (구멍) 들을 가져, 필름 두께 측정이 불가능하였다.
[실시예 4]
70 중량% 의 긴 분자쇄 폴리에틸렌 분말 (Hi-Zex Million 340 M, Mitsui Chemical Ind. Ltd. 제조; 중량 평균 분자쇄 길이 17,000 nm; 및 중량 평균 분자량 3,000,000), 및 30 중량% 의 저분자량 폴리에틸렌 분말 (중량 평균 분자량 1,000) 을, 이축 반응 압출기에 의해 230 ℃ 에서 용융 및 혼련하여 수지 조성물을 수득하였다. 조성물의 수지 성분들에서 분자쇄 길이가 2,850 nm 이상인 폴리에틸렌의 함량은 30 중량% 였다. 생성된 수지 조성물은 동일한 주속도로 회전되는 한 쌍의 롤로, 145 ℃ 의 롤 표면 온도에서 압연하여, 필름 두께가 약 60㎛ 인 필름을 수득하였다.
수득된 필름에 대해, 광각 X-선 회절로 (110) 면의 배향을 측정하여 수지 결정의 c-축의 MD 방향에 대한 배향 계수가 0.90 이라는 것을 알았다.
[실시예 5]
70 중량% 의 긴 분자쇄 폴리에틸렌 분말 (Hi-Zex Million 340 M, Mitsui Chemical Ind. Ltd. 제조; 중량 평균 분자쇄 길이 17,000 nm; 및 중량 평균 분자량 3,000,000), 및 30 중량% 의 저분자량 폴리에틸렌 분말 (중량 평균 분자량 1,000) 을, 이축 반응 압출기로 혼련하고, 120 중량부의 탄산칼슘 (Star vigot 15A, Shiraishi Calcium Kaisha, Ltd. 제조) 을 압출기 중간에서 수지 혼합물 100 중량부에 첨가하여, 230 ℃ 에서 용융 혼련하여 수지 조성물을 수득하였다. 조성물의 수지 성분들에서 분자쇄 길이가 2,850 nm 이상인 폴리에틸렌의 함량은 27 중량% 였다. 생성된 수지 조성물은 동일한 주속도로 회전되는 한 쌍의 롤로, 150 ℃ 의 롤 표면 온도에서 압연하여, 필름 두께가 약 60㎛ 인 필름을 수득하였다.
수득된 필름에 대해, 광각 X-선 회절로 (110) 면의 배향을 측정하여 수지 결정의 c-축의 MD 방향에 대한 배향 계수가 0.90 이라는 것을 알았다.
[비교예 6]
실시예 4 에서 제조되고, 결정의 c-축의 Md 방향에 대한 배향 계수가 0.90 인 필름을 열 프레스 [220 ℃, 98 MPa (100 kgf/cm2)] 로 프레스하여 MD 방향에 대한 수지 결정의 x-축의 배향 계수가 0 이고, a-축의 MD 방향에 대한 배향 계수가 0.44 인 필름을 제조하였다.
표 2 는 각각 수득된 필름의 탄성율 값을 보여준다. 탄성율의 측정은 JIS K7161 에 따라 실시하였다.
탄성율 (MPa)
실시예 4 1550
실시예 5 4650
비교예 6 1070
본 발명의 방법에 의해, 뛰어난 외관의 필름상 물질의 제조방법이 제공되며, 높은 탄성율 및 높은 강도의 결정성 열가소성 수지 필름를 수득하는 것이 가능하다.

Claims (17)

  1. 한 쌍의 롤러(roller)로 구성된 제 1 회전 성형 부재를 포함하는 성형 장치를 사용하여 열가소성 수지를 함유하는 열가소성 수지 물질을 압연함으로써 수지로 제조된 필름상 물질을 제조하기 위한, 수지의 필름상 물질 제조방법에 있어서, 열가소성 수지에 가해지는 선압 (line contact pressure) P (kN/m), 제 1 회전 성형 부재의 롤러의 주속도 (peripheral velocity) R (m/초), 및 압연 후 수지로 제조된 필름상 물질의 두께 H (m) 가 하기 부등식의 수학식을 충족하는 조건 1 하에서 압연을 실시하는 것을 특징으로 하는 방법:
    [수학식 1]
    3 ×9.8 ≤P
    [수학식 2]
    3 ×9.8 ×10-6≤P/(R/H2) ≤2 ×9.8 ×10-5
  2. 한 쌍의 롤러로 구성된 제 1 회전 성형 부재를 포함하는 성형 장치를 사용하여 열가소성 수지를 함유하는 열가소성 수지 물질을 압연함으로써 수지로 제조된 필름상 물질을 제조하기 위한, 수지의 필름상 물질 제조방법에 있어서, 제 1 회전 성형 부재의 표면 온도 T 가 수학식 3 또는 수학식 4 로 정의되는 하기 조건을 충족하도록 설정하여 압연 성형을 실시하는 것을 특징으로 하는 방법:
    열가소성 수지가 결정성인 경우,
    [수학식 3]
    T > Tm
    이고,
    열가소성 수지가 비결정성인 경우,
    [수학식 4]
    T > Tg
    (식에서, Tm 은 결정성 열가소성 수지의 용융점이고, Tg 는 비결정성인 열가소성 수지의 유리 전이 온도이다).
  3. 제 1 항에 있어서, 압연 성형에 사용되는 제 1 회전 성형 부재의 표면 온도 T 가 수학식 3 또는 수학식 4 로 정의되는 하기 조건을 충족하도록 설정하여 압연 성형을 실시하는 것을 특징으로 하는, 수지로 제조된 필름상 물질의 제조를 위한 수지의 필름상 물질 제조방법:
    열가소성 수지가 결정성인 경우,
    [수학식 3]
    T > Tm 이고,
    열가소성 수지가 비결정성인 경우,
    [수학식 4]
    T > Tg
    (식에서, Tm 은 결정성 열가소성 수지의 용융점이고, Tg 는 비결정성인 열가소성 수지의 유리 전이 온도이다).
  4. 한 쌍의 롤러로 구성된 제 1 회전 성형 부재를 포함하는 성형 장치를 사용하여 열가소성 수지를 함유하는 열가소성 수지 물질을 압연함으로써 수지로 제조된 필름상 물질을 제조하기 위한, 수지의 필름상 물질 제조방법에 있어서, 제 1 회전 성형 부재의 표면 온도 T 가 하기 조건 1 및 조건 2 를 충족하도록 설정하여 압연을 실시하는 것을 특징으로 하는 방법:
    <조건 1>
    온도 T 에서, 열가소성 수지의 용융장력 MT (g) 및 신장도 L 이 하기 범위를 총족시키는 조건,
    [수학식 5]
    MT > 10 g, 및 L > 100%
    <조건 2>
    열가소성 수지가 결정성인 경우,
    [수학식 3]
    T > Tm
    이고,
    열가소성 수지가 비결정성인 경우,
    [수학식 4]
    T > Tg
    인 조건 (식에서, Tm 은 결정성 열가소성 수지의 용융점이고, Tg 는 비결정성 열가소성 수지의 유리 전이 온도이다).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 회전 성형 부재로 구성되는 한 쌍의 롤러의 주속도가 거의 등속인 것을 특징으로 하는 수지의 필름상 물질 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 제 1 회전 성형 부재에 의한 압연 및 성형에 의해 제조된 수지의 필름상 물질이, 제 1 회전 성형 부재의 주속도보다 1.08 배 이상 빠른 주속도로 회전하는 롤러들로 구성된 제 2 회전 성형 부재와 연속적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 수지의 필름상 물질 제조방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 열가소성 수지가 분자쇄 길이가 2850 nm 인 열가소성 수지를 10 중량% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 수지의 필름상 물질 제조방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 열가소성 수지가, 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 300 중량부의 충전제를 함유하는 것을 특징으로 하는 수지의 필름상 물질 제조방법.
  9. 필름 중 결정의 c-축의 필름 MD 방향에 대한 배향 계수가 0.8 이상인 것을특징으로 하는 결정성 열가소성 수지 필름.
  10. 제 9 항에 있어서, 결정성 열가소성 수지가 폴리올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지 필름.
  11. 제 10 항에 있어서, 폴리올레핀계 수지가, 분자쇄 길이가 2850 nm 이상인 폴리올레핀을 10 중량% 이상 함유하는 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지 필름.
  12. 제 11 항에 있어서, 필름이, 결정성 열가소성 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 300 중량부의 충전제를 함유하는 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지 필름.
  13. 한 쌍 이상의 롤을 사용하여, 결정성 열가소성 수지를 압연하여 필름 중 결정의 c-축의 필름 MD 방향에 대한 배향 계수가 0.8 이상인 필름을 수득하는 압연 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지 필름의 제조방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 압연 단계 중의 롤 표면 온도 T 및 결정성 열가소성 수지의 용융점 Tm 이 하기 수학식 6 을 충족하는 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지 필름의 제조방법:
    [수학식 6]
    T > Tm.
  15. 제 14 항에 있어서, 압연 단계 중의 롤 표면 온도 T가, 결정성 열가소성 수지의 용융장력 MT 및 신장도 L 이 하기 범위를 총족시키는 온도인 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지 필름의 제조방법:
    MT > 98 mN (10 gf) 및 L > 100 %.
  16. 제 15 항에 있어서, 결정성 열가소성 수지가 폴리올레핀계 수지인 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지 필름의 제조방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 결정성 열가소성 수지가, 상기 수지 100 중량부에 대해 10 내지 300 중량부의 충전제를 함유하는 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지 필름의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100626906B1 (ko) * 2002-10-28 2006-09-20 닛토덴코 가부시키가이샤 다공질 필름의 제조방법

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8071695B2 (en) 2004-11-12 2011-12-06 Eastman Chemical Company Polyeste blends with improved stress whitening for film and sheet applications
TWI274067B (en) * 2005-10-13 2007-02-21 Chang Chun Plastics Co Ltd Flame-retarding epoxy resin composition containing no halogen
EP2113364A1 (en) * 2008-03-31 2009-11-04 Ineos Europe Limited Apparatus and process
JP5339350B2 (ja) * 2009-01-23 2013-11-13 サンアロマー株式会社 結晶性樹脂フィルムまたはシートの製造方法および製造装置
JP5593741B2 (ja) * 2010-03-05 2014-09-24 住友ベークライト株式会社 冷却装置および冷却方法
TW201206681A (en) * 2010-03-31 2012-02-16 Sumitomo Chemical Co Method for producing thermoplastic resin film
CN103816820B (zh) * 2014-03-13 2015-11-11 吉林大学 一种半结晶型聚醚醚酮多孔膜及其制备方法
BR112017006105A2 (pt) * 2014-09-29 2017-12-19 Tbm Co Ltd precursor de folha para uso de moldagem a vácuo, folha para uso de moldagem a vácuo, método para produzir a dita folha e método para produzir artigo moldado
JP6492270B2 (ja) * 2016-03-31 2019-04-03 株式会社Tbm 射出成形用原料の製造方法、及び樹脂成形体の製造方法
CN106863833A (zh) * 2017-03-15 2017-06-20 东莞市雄林新材料科技股份有限公司 一种生产tpu薄膜的方法
KR102144770B1 (ko) 2018-09-17 2020-08-18 (주)창영기계 시트/필름의 롤 성형 장치 및 롤 성형 방법
CN110293617B (zh) * 2019-07-17 2024-04-26 武汉微动机器人科技有限公司 一种压片机
CN110789157A (zh) * 2019-12-12 2020-02-14 杭州致真科技开发有限公司 一种复合材料成型设备

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59120422A (ja) * 1982-12-27 1984-07-12 Sekisui Chem Co Ltd 圧延フイルムの製造方法
JP2525449B2 (ja) * 1988-03-23 1996-08-21 東レ株式会社 二軸配向ポリエステルフイルム
DK399489D0 (da) * 1989-04-10 1989-08-14 Kohjin Co Straek- og varmekrympbar polyaetylenfolie
JPH083333A (ja) * 1994-06-22 1996-01-09 Tokuyama Corp 生分解性脂肪族ポリエステルの溶融押出フィルムおよびそれからなる袋
JPH07173302A (ja) 1993-12-21 1995-07-11 Tokuyama Corp ポリプロピレンシート
JPH07205175A (ja) * 1994-01-12 1995-08-08 United Mold Kk 熱可塑性樹脂シートの製造方法
JP3316852B2 (ja) * 1994-08-30 2002-08-19 東レ株式会社 二軸延伸ポリエステルフィルムおよびその製造方法
CA2186935C (en) * 1995-10-02 2005-01-04 Masahiro Kimura Biaxially oriented polyester film to be formed into containers
JP3163002B2 (ja) * 1996-03-18 2001-05-08 鈴鹿エンヂニヤリング株式会社 シート圧延方法及びその装置
JPH10291250A (ja) * 1997-02-24 1998-11-04 Sekisui Chem Co Ltd ポリオレフィン成形体及びその製造方法
JPH10296766A (ja) 1997-04-23 1998-11-10 Mitsui Chem Inc カレンダー成形方法
JPH10306119A (ja) 1997-05-08 1998-11-17 Sumitomo Chem Co Ltd カレンダー成型用ポリプロピレン系樹脂
KR100369442B1 (ko) * 1998-11-20 2003-03-28 에스케이씨 주식회사 이축배향 폴리에스테르 필름의 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100626906B1 (ko) * 2002-10-28 2006-09-20 닛토덴코 가부시키가이샤 다공질 필름의 제조방법

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