KR20230061352A - 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤 및 그 제조 방법 - Google Patents
2축 배향 폴리에스테르 필름 롤 및 그 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
우수한 투명성, 기계 특성을 가짐과 함께, 필름의 제조 공정 중의 미끄럼성이나 권취성도 우수하고, 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지를 사용함으로써, 환경 배려된 폴리에스테르 필름임과 함께, 감기 길이가 긴 필름 롤이어도 길이 방향의 물성 편차가 적은 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. 그 해결 수단으로서는, 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지와 입자를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물로 이루어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름을 권취하여 이루어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤이며, 헤이즈, 공기 빠짐 시간, 산술 평균 높이 Sa, 최대 돌기 높이 Sp 및 그 편차가 소정 범위 내이다.
Description
본 발명은 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 상세하게는, 우수한 투명성, 기계 특성을 가짐과 함께, 필름의 제조 공정 중의 미끄럼성이나 권취성도 우수하고, 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지(이하, 「페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지」라고 하는 경우가 있음)를 사용함으로써, 환경 배려된 폴리에스테르 필름 롤임과 함께, 감기 길이가 긴 필름 롤이어도 길이 방향의 물성 편차가 적은 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
내열성이나 기계 물성이 우수한 열가소성 수지인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)나 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등의 폴리에스테르 수지는, 플라스틱 필름, 일렉트로닉스, 에너지, 포장 재료, 자동차 등의 매우 다기한 분야에서 이용되고 있다. 플라스틱 필름 중에서도, 2축 배향 폴리에스테르 필름은 기계 특성 강도, 내열성, 치수 안정성, 내약품성, 광학 특성 등과 비용의 밸런스가 우수하다는 점에서, 공업용, 포장용 분야에서 폭넓게 사용되고 있다.
공업용 필름의 분야에서는, 우수한 투명성을 갖는다는 점에서 액정 디스플레이나 플라스마 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)에 적합한 기능 필름으로서 사용할 수 있다. 또한 내가수 분해성을 부여한 PET 필름은 태양 전지 백 시트용 필름으로서도 이용되고 있고, 기능성 필름, 베이스 필름으로서 여러 가지 목적으로 사용되고 있다.
포장용 필름의 분야에서는, 식품 포장용, 가스 배리어 필름 용도로서 이용되고 있다. 특히, 가스 배리어성이 우수한 필름은 식품, 의약품, 전자 부품 등의 기밀성이 요구되는 포장 재료 또는, 가스 차단 재료로서 사용되며, 근년 수요가 높아지고 있다.
예를 들어 특허문헌 1에서는, 페트병 재생 원료를 사용한 2축 배향 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름이며, 온도 285℃에서의 용융 비저항이 1.0×108Ω·cm 이내이며, 필름에 포함되는 나트륨 함유량 및 칼륨 함유량이 0ppm보다 크고 150ppm 이하인 것을 특징으로 하는 2축 배향 폴리에스테르 필름이 개시되어 있다.
이러한 기술에 의하면, 페트병 재생 원료를 만들 때에 사용하는 세정액 성분의 잔존이 적고 열 안정성이 우수하며, 이물도 적고, 또한 용융 시의 비저항이 안정되어 있어, 필름의 생산성 및 품위를 손상시키지 않는 2축 배향 폴리에스테르 필름이 얻어진다는 것이다.
그러나, 생산성을 향상시키기 위해서, 냉각 드럼의 회전수를 높여 와이어상 전극의 위치나 전류값, 전압 값을 조정함으로써 피너 버블 등의 표면 결점이 없는 품질이 좋은 폴리에스테르계 수지 시트를 제조하는 방법에 대해서는 언급되어 있지만, 필름의 제조 공정 중의 미끄럼성이나 필름 롤의 권취성 등의 품위에 대해서는 언급되어 있지 않다. 미끄럼성을 향상시키기 위하여 평균 입자경 2.5㎛의 실리카 입자를 사용하고, 필름 중의 실리카양을 150ppm 내지 640ppm 첨가하고 있지만, 산술 평균 높이 Sa나 최대 돌기 높이 Sp가 낮아지기 쉽고, 2축 배향 폴리에스테르 필름이 권취될 때에 롤에 휩쓸려 들어가는 공기가 균일하게 빠지지 않아, 주름이나 기포상의 아크네형과 같은 외관 불량의 원인이 되는 과제가 있어 필름의 생산성 및 품위에 대하여 충분히 고려되어 있지 않다.
상기와 같은 우수한 투명성, 기계 특성을 가짐과 함께, 필름의 제조 공정 중의 미끄럼성이나 권취성도 우수하고, 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지를 사용함으로써 환경 배려된 폴리에스테르 필름을 얻는 수단으로서는, 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지에 대하여 입자를 포함하는 폴리에스테르 수지를 배합한 폴리에스테르 수지 조성물을 2축 연신함으로써 얻을 수 있을 것으로 기대할 수 있어, 통상의 비중 수지 칩과, 입자를 포함하는 비중이 큰 수지 칩을 혼합하여 성막하는 것이 일반적이다. 그러나, 입자를 포함하는 수지 칩과 통상 수지 칩의 비중 차이가 크기 때문에, 이것들 원료 수지 칩의 편석에 의해, 혼합, 압출 공정에서 원료 비율의 편차가 발생하기 쉬워 필름 길이 방향에서 물성 차이가 발생한다. 그 결과, 긴 제품 롤의 길이 방향으로 균일한 물성의 제품이 얻어지지 않게 되는 케이스가 있다. 페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지에는, 이소프탈산 성분이 포함되어 있어 비정질 성분을 많이 포함하므로, 종래의 화석 연료 유래의 폴리에스테르 수지보다도 연신 시의 연신 응력이 낮아지기 때문에 무기 입자 등의 활제가 가라앉기 쉬워진다. 그 결과, 2축 배향 폴리에스테르 필름의 표면 조도가 낮아지기 쉬워, 미끄럼성이나 필름 롤 권취성이 충분히 얻어지지 않게 되는 경우가 있다.
본 발명의 목적은, 이러한 종래 기술의 문제점을 개선하여 우수한 투명성, 기계 특성을 가짐과 함께, 필름의 제조 공정 중의 미끄럼성이나 권취성도 우수하며, 또한 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지를 사용함으로써 환경 배려된 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤 및 그 제조 방법을 제공하는 것이며, 보다 적합하게는 이물이 적고, 감기 길이가 긴 필름 롤이어도 길이 방향의 물성 편차가 적은 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들이 예의 검토한 결과, 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지에 대하여 입자를 포함하는 폴리에스테르 수지를 배합한 폴리에스테르 수지 조성물을 2축 연신하여 얻어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름에 있어서, 원료가 되는 수지 칩의 혼합 시에는, 호퍼에 상방으로부터 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지 칩을 공급함과 함께, 호퍼 내이며 압출기 바로 위에 출구를 갖는 배관(이하, 이너 파이프라고 하는 경우가 있음)을 통해서, 입자를 포함하는 폴리에스테르 수지 칩을 공급하고, 양쪽 칩을 혼합하고, 용융 압출함으로써 필름의 길이 방향에서 물성의 변동이 적은 균일한 필름을 얻을 수 있다는 것을 알아냈다. 또한 본 발명자들은, 특히 본 발명에서 사용하는 페트병을 포함하는, 시장이나 사회에서의 재생 원료를 만들 때에 이물 제거를 위하여 알칼리 세정을 행한 것이어도 사용하는 세정액 성분의 잔존이 적고, 이물도 적을뿐만 아니라, 필름 표면 상의 최대 돌기 높이를 특정의 높이 이하로 함으로써 필름의 제조 공정 중의 미끄럼성이나 권취성을 향상시킬 수 있다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명은 이하의 구성으로 이루어진다.
1. 페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지와 입자를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물로 이루어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름을 권취하여 이루어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤이며, 하기 요건 (1) 내지 (4)를 모두 충족하는 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤.
(1) 적어도 한쪽 필름면의 최대 돌기 높이 Sp가 3.0㎛ 이하이다.
(2) 필름 두께 12㎛에서의 헤이즈가 10％ 이하이다.
(3) 필름 표리면끼리의 공기 빠짐 시간이 14초 이하이다.
(4) 필름 길이 방향으로 필름 롤의 표층으로부터 권취 코어까지 1000m마다 샘플링했을 때의 산술 평균 높이 Sa 및 최대 돌기 높이 Sp의 편차가 모두 40％ 이하이다.
(편차는, 최댓값을 Xmax, 최솟값을 Xmin, 평균값을 Xave라 했을 때의, 하기 식 [1]로 표시된다
편차(％) = 100x (Xmax-Xmin)/Xave… [1])
2. 상기 1.에 기재된 페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지가, 메카니컬 사이클 폴리에스테르 수지 및/또는 케미컬 리사이클 폴리에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 상기 1.에 기재된 2축 배향 폴리에스테르 필름.
3. 상기 2축 배향 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지 조성물중의 전체 디카르복실산 성분 100몰％에 대한 이소프탈산 성분의 함유율이 0.01몰％ 이상 2.0몰％ 이하인 것을 특징으로 하는, 1. 또는 2.에 기재된 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤.
4. 필름 100m2당 1mm 이상의 결점 수가 20개 미만인 것을 특징으로 하는 1. 내지 3. 중 어느 것에 기재된 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤.
5. 상기 2축 배향 폴리에스테르 필름의 편면과 그 반대 면의 운동 마찰 계수가 0.20 이상 0.60 이하인 1. 내지 4. 중 어느 것에 기재된 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤.
6. 상기 2축 배향 폴리에스테르 필름 전체층 중의 무기 입자의 함유량이 100ppm 이상 1000ppm 이하인 1. 내지 5. 중 어느 것에 기재된 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤.
7. 상기 페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지가 적어도 한번의 알칼리 세정이 실시되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 1. 내지 6. 중 어느 것에 기재된 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤.
8. 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤의 제조 방법이며, 폴리에스테르 원료 수지 용융 압출 공정, 2축 연신 공정 및 2축 연신 후의 필름을 롤상으로 권취하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 폴리에스테르 원료 수지의 용융 압출 공정에 있어서, 호퍼에 상방으로부터 상기 페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지의 원료 수지 칩을 공급함과 함께, 호퍼 내이며 압출기 바로 위에 출구를 갖는 배관을 통하여 상기 입자를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물의 원료 수지 칩을 공급하고, 양쪽 칩을 혼합하여 용융 압출하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 1. 내지 7. 중 어느 것에 기재된 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤의 제조 방법.
본 발명에 의해, 우수한 투명성, 기계 특성을 가짐과 함께, 필름의 제조 공정 중의 미끄럼성이나 권취성도 우수하고, 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지를 사용함으로써, 환경 배려된 폴리에스테르 필름 롤임과 함께, 감기 길이가 긴 필름 롤이어도 길이 방향의 물성 편차가 적은 2축 배향 폴리에스테르 필름 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.
특히 근년에는, 2축 배향 폴리에스테르 필름의 생산 효율을 높이기 위해서, 연신 공정을 거쳐서 최초에 권취하는 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤(이하, 마스터 롤)의 폭 방향의 길이와 길이 방향의 길이를 보다 크게 하는 것이 진행되고 있지만, 이러한 사이즈의 큰 필름 롤에 있어서도, 2축 배향 폴리에스테르 필름이 권취될 때에 휩쓸려 들어가는 공기가 균일하게 빠지지 않고, 주름이나 기포 상의 아크네형과 같은 외관 불량이나 블로킹이 적어 2차 가공을 행하기 쉬운 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻을 수 있다.
마스터 롤을 슬릿하여 소분한 필름 롤도 마찬가지이다.
도 1은 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 제조하기 위한 수지 칩의 혼합 방법의 일례를 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 도 1의 부분 확대도이다.
도 2는 도 1의 부분 확대도이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
[페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지]
본 발명에 있어서의 페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지로서는, 시장이나 사회에서 회수된 사용 완료된 페트병을 선별, 분쇄, 세정하여 표면의 오염, 이물을 충분히 제거한 후에 고온 하에 노출시켜 수지 내부에 머물러 있는 오염 물질 등을 고도로 세정한 후에 다시 펠릿화하는 물리적 재생법에 의해 얻어진 폴리에스테르 수지(이하, 메카니컬 사이클 폴리에스테르 수지라고 하는 경우가 있음) 및, 사용 완료된 포장 용기에 포함되는 폴리에스테르 수지를 모노머 레벨까지 분해한 후에 오염 물질 등의 제거를 행하고, 다시 중합을 행함으로써 얻어지는 폴리에스테르 수지(이하, 케미컬 리사이클 폴리에스테르 수지라고 하는 경우가 있음)를 모두 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름에 사용되는 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지는, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주체로 하는 용기의 재활용품을 주체로 하는 것이며, 예를 들어 차 음료, 청량 음료 등의 음료용 용기의 재활용품을 바람직하게 사용할 수 있으며, 적절히 배향되어 있어도 되고, 무색의 것이 바람직하지만, 약간의 착색 성분을 포함하고 있어도 된다.
바람직하게 이용할 수 있는 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 재생 원료는, 통상의 중합법 및 고상 중합법으로 제조, 성형된 폴리에스테르이며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주체로 하는 것이며, 다른 폴리에스테르 성분, 공중합 성분을 포함하고 있어도 상관없다. 촉매로서 안티몬, 게르마늄, 티타늄 등의 금속 화합물, 안정제로서의 인 화합물 등을 포함하고 있어도 된다. 통상 페트병용의 폴리에스테르에는 촉매로서 게르마늄이 사용되는 경우가 많고, 페트병 재생 원료를 사용하여 필름화하면, 필름 중에 게르마늄이 1ppm 이상 포함되게 된다. 그러나, 어디까지나 촉매의 함유량이므로, 통상 기껏해야 100ppm 이하이며, 보통은 50ppm 이하이다.
이하, 메카니컬 사이클 폴리에스테르 수지와 케미컬 리사이클 폴리에스테르 수지에 대하여 설명한다.
[메카니컬 사이클 폴리에스테르 수지]
모아진 사용 완료된 리사이클 페트병은, 다른 재료나 티끌이 혼합되지 않도록 선별되고, 라벨 등을 제거한 후, 분쇄되어 플레이크가 된다. 이것들 플레이크에는, 이물이 부착, 혼입되어 있을 경우가 많이 있다. 또한, 약품이나 용제 등의 화학 물질을 소비자가 사용 완료된 PET병에 충전하여 사용하고 있는 경우도 생각할 수 있다. 예를 들어 식기 등의 세제, 살충제, 제초제, 농약이나 각종 오일류 등을 생각할 수 있다. 통상의 세정으로는 PET병 표면에 흡착된 화학 물질을 충분히 제거할 수 없기 때문에, 알칼리 세정을 행하는 것이 바람직하다. 이 세정 공정에서 사용하는 알칼리 금속 수산화물의 용액으로서는 수산화 나트륨 용액 또는 수산화 칼륨 용액을 사용한다. 이러한 세정 공정에서는, 알칼리 세정 전에 예비 세정을 행해도 된다.
알칼리 세정을 행하지 않으면, 원료의 수지 중에 이물로서 잔존되어 버리기 때문에 이들이 혼입되어 제막 시의 파단의 계기가 되어 생산성을 저하시켜버릴 뿐만아니라, 필름 중에 이물로서 남아, 필름의 외관이나 나중에 행해지는 인쇄 공정에서의 인쇄 누락의 원인이 될 수 있다.
상기 세정 공정에서 사용하는 알칼리 금속 수산화물의 수용액 농도는, 온도, 시간, 교반의 상태에 따라 다르기도 하지만, 통상은 1 내지 10중량％의 범위이다. 또한, 세정에 요하는 시간은 10 내지 100분의 범위이며, 효과를 높이기 위하여 교반하면서 행하는 것이 바람직하다.
알칼리 세정에 이어서, 헹굼 세정, 건조를 행하는 것이 바람직하다. 알칼리 세정이나 헹굼 세정은 수회 반복해서 행해도 된다. 알칼리 세정 공정에 있어서 세정에서 사용하는 알칼리 금속 수산화물의 수용액 성분이 플레이크에 잔존함으로써, 그 후의 펠릿 조립 공정에서의 용융 압출 공정이나 필름 제막 시에 있어서의 용융 압출 공정을 경유함으로써, 최종적으로 얻어지는 필름의 물성에 영향을 주는 경우가 있다.
최종적으로 이것들 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지를 사용하여 얻어지는 필름 중의 나트륨 및 칼륨의 농도가 0ppm보다 크고 150ppm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3 내지 120ppm이며, 더욱 바람직하게는 5 내지 80ppm이다. 필름 중에 포함되는 나트륨 또는 칼륨 농도가 150ppm보다 높아지면 필름의 내열성, 열 안정성이 저하되거나, 착색되거나 하므로 바람직하지 않다. 또한, 전혀 없는 상태이면 디에틸렌글리콜의 생성을 억제하는 등의 효과가 희박해지기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지에는 약간량은 이러한 성분이 함유되어 있는 경우가 있어 전혀 없다고 하기는 곤란하다.
이러한 세정 공정에서는, 알칼리 금속 수산화물의 수용액에 의해, 페트병 플레이크의 일부가 가수 분해된다. 또한, 페트병을 성형할 때의 가열에 의해 수지의 중합도가 저하된다. 또한, 회수한 페트병을 재이용하기 위하여 분쇄한 후, 다시 용융하여 펠릿화할 때에 가해지는 열이나 수분의 영향에 의해 중합도가 저하된다. 그대로로도 재이용할 수 있지만, 사용하는 용도에 따라서는 중합도가 저하된 경우, 성형성이나 강도, 투명성이나 내열성 등이 떨어져, 그대로로는 재이용할 수 없는 경우가 있다.
그러한 경우, 저하된 중합도를 회복시키기 위해서, 분쇄하여 세정된 PET병의 플레이크 또는 플레이크를 용융하여, 펠릿화한 것을 고상 중합하는 것이 바람직하다.
고상 중합 공정에서는, 세정한 플레이크, 또는 플레이크를 용융 압출하여 펠릿화한 것을 180 내지 245℃, 바람직하게는 200 내지 240℃의 질소 가스, 희가스 등의 불활성 기체 중에서 연속 고상 중합함으로써 행할 수 있다.
최종적으로 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지로서, 극한 점도가 0.55 내지 0.90dl/g, 바람직하게는 0.60 내지 0.85dl/g가 되는 조건에서, 플레이크 또는 펠릿의 조건을 조정하여 행하는 것이 바람직하다.
플레이크를 펠릿화하는 공정에 대하여 설명한다. 플레이크를 탈기 수단 및 여과 수단을 갖는 압출기를 사용하여 용융, 압출, 냉각, 조립한다.
압출기에 있어서의 용융 공정에서는 통상 260 내지 300℃, 바람직하게는 265 내지 295℃에서 용융 혼련함으로써 행할 수 있다. 투입하는 페트병을 분쇄한 플레이크는 충분히 건조시켜 둘 필요가 있고, 5 내지 200, 바람직하게는 10 내지 100ppm, 나아가 15 내지 50ppm이 되는 조건에서 건조를 행하는 것이 바람직하다. 플레이크에 포함되는 수분이 많은 경우, 용융 공정에서 가수 분해 반응이 진행되어 얻어지는 폴리에스테르 수지의 극한 점도가 저하된다. 탈기 수단으로서, 수지의 용융 대역에 적어도 1군데의 진공 벤트를 가지고 있는 것이 바람직하다.
또한, 해당 압출기는, 여과 수단으로서 용융 수지의 입경 25㎛ 이상, 바람직하게는 15㎛ 이상, 보다 바람직하게는 10㎛ 이상의 고형 이물을 여과하여 제거할 수 있는 필터를 가지고 있는 것이 바람직하다.
필터를 통과한 용융 수지는 다이스를 경유하여, 수중에서 냉각된 후, 원하는 형상의 펠릿으로 절단되어 조립된다.
[폴리에스테르 수지 조성물]
본 발명에 있어서의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 하기의 폴리에스테르 수지를 주성분으로서 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물로 이루어진다.
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지는, 디카르복실산 또는 그 에스테르 형성성 유도체와, 디올 또는 그 에스테르 형성성 유도체로부터 합성되는 폴리머이다. 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트를 들 수 있고, 기계적 특성 및 내열성, 비용 등의 관점에서 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하다.
여기에서의 주성분이란, 폴리에스테르 수지 조성물 중의 함유율이 80중량％ 이상인 것을 의미하고, 90중량％ 이상인 것이 바람직하고, 95중량％ 이상이 보다 바람직하고, 98중량％ 이상이 가장 바람직하다.
또한, 이들 폴리에스테르 수지에는, 본 발명의 목적이 손상되지 않는 범위라면, 다른 성분이 공중합되어 있어도 된다. 구체적으로는, 공중합 성분으로서는, 디카르복실산 성분으로는 이소프탈산, 나프탈렌디카르복실산, 4,4-디페닐디카르복실산, 아디프산, 세바스산 및 그 에스테르 형성성 유도체 등을 들 수 있다. 또한, 디올 성분으로서는 디에틸렌글리콜, 헥사메틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올을 들 수 있다. 또한, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 폴리옥시알킬렌글리콜도 들 수 있다. 공중합량으로서는, 구성하는 반복 단위당 10몰％ 이내가 바람직하고, 5몰％ 이내가 보다 바람직하고, 3몰％ 이하가 가장 바람직하다.
[케미컬 리사이클 폴리에스테르 수지]
본 발명에서 사용되는 케미컬 리사이클 폴리에스테르 수지의 제조 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 구체적으로는 예를 들어 일본 특허 공개 제2000-169623호에 기재된 바와 같이, 회수된 사용 완료된 페트병을 선별, 분쇄, 세정하여 이물을 제거한 후에, 해중합을 행함으로써 PET 수지의 원료 또는 중간 원료까지 분해, 정제한 것을 중합하여 새로운 PET 수지로 만드는 것이다. 해중합에는 에틸렌글리콜(EG)을 첨가하여 촉매의 존재 하에, 수지 제조 시의 중간 원료인 비스-2-히드록시에틸테레프탈레이트(BHET)로까지 되돌리고, 이것을 정제한 후, PET로 재중합하는 방법이나, 일본 특허 공개 제2000-302707호 공보에 기재된 바와 같이 폴리에틸렌테레프탈레이트를 산화한 철을 필수 성분으로 하는 촉매의 존재 하에 비수계 유기 용매 중에서 가열 처리하여 테레프탈산과 에틸렌글리콜을 생성한 후, 다시 중합하는 방법을 들 수 있다.
케미컬 리사이클 폴리에스테르 수지의 특징은 해중합/재중합 사이에 이물, 이종 재질이 제거되어, 버진 수지와 동등하게 품질이 높은 폴리에스테르 수지로 재생할 수 있기 때문에, 전술한 메카니컬 사이클 폴리에스테르 수지와 비교하여, 위생성이 우수하기 때문에, 식품 포장 용도로서 특히 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 케미컬 리사이클 폴리에스테르 수지는, 사용 완료된 페트병을 용적 감소 압축한 베일을 출발 원료로 하고 있다. 이 페트병 베일은, 현재 시읍면이 채용하고 있는 공지된 방법에 의해 제조된다. 페트병 베일 대신에 다른 폴리에틸렌테레프탈레이트 폐기물이나 페트병의 플레이크를 출발 원료로 하여 사용할 수 있다.
페트병 폐기물을 용적 감소 압축한 페트병 베일을 분쇄기에 투입하고, 온수 또는 상온수 또는 세제를 함유하는 온수 또는 상온수를 주입하여 수중 분쇄한다.
이어서, 분쇄기로부터 배출되는 페트병의 플레이크와 세정수의 혼합물은 즉시 비중 분리 처리를 행하여 금속, 돌, 유리, 모래와 플레이크를 분리한다. 이어서, 플레이크와 세정수를 분리하고, 플레이크는 이온 교환수로 헹구고, 원심 탈수 한다.
상기 전처리 공정에서 얻어진 조제 폴리에틸렌테레프탈레이트 플레이크를 해중합, 용융함과 동시에 가수 분해시켜서 중합도가 낮은 폴리에틸렌테레프탈레이트 용융물로 하고, 과잉의 에틸렌글리콜에 의해 해중합하여 조제 BHET와 조제 에틸렌글리콜의 2종 혼합 용액을 얻는다.
해중합 반응 종료 후의 조제 BHET와 조제 에틸렌글리콜의 2종 혼합 용액을 강온하고, 여과하여 고융점 침전물로서의 미반응된 선상 및 환상 올리고머, 폴리에틸렌테레프탈레이트 이외의 잔존 이플라스틱의 응고물, 금속 등의 고형 이물을 제거하고, 이어서 흡착·이온 교환 처리를 실시하여 착색물과 용존 이온을 제거함으로써, 조제 BHET 중에 포함되는 이물을 제거한다.
상기 전정제 공정을 거쳐서 얻어진 조제 BHET와 조제 에틸렌글리콜의 2종 혼합 용액에 증류·증발 조작을 실시하여 에틸렌글리콜을 분리·유출시켜서 농축 BHET를 얻거나, 또는 2종 혼합 용액을 10℃ 이하까지 냉각하여 BHET를 정석시킨 후 에틸렌글리콜과 BHET를 고액 분리함으로써 농축 BHET를 얻고, 이 농축 BHET를 190℃ 초과 250℃ 이하의 온도이며 또한 증발기 내에서의 농축 BHET의 체류 시간이 10 분 이하가 되도록 진공 증발시켜 정제 비스-β-히드록시에틸테레프탈레이트를 얻는다.
상기와 같이 하여 고순도의 정제 BHET를 얻은 후, 이 정제 BHET를 용해 중축합 반응기에 투입하여 고순도 폴리에틸렌테레프탈레이트 폴리머를 얻는다.
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지 중, 메카니컬 사이클 폴리에스테르 수지, 케미컬 리사이클 폴리에스테르 수지 이외의 화석 연료 유래의 폴리에스테르 수지의 제조 방법으로서는, 먼저, 전술한 디카르복실산 또는 그 에스테르 형성성 유도체와, 디올 또는 그 에스테르 형성 유도체를 주된 출발 원료로 하고, 통상법에 따라, 에스테르화 또는 에스테르 교환 반응을 행한 후, 또한 고온·감압 하에서 중축합 반응을 행함으로써 제조하는 방법 등을 들 수 있다.
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지의 극한 점도로서는, 제막성이나 재회수성 등의 관점에서 0.50 내지 0.90dl/g의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.55 내지 0.80dl/g의 범위이다.
본 발명에 있어서의 폴리에스테르 수지 조성물 중에는, 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 권취하여 이루어지는 필름 롤이 하기 요건 (1) 내지 (4)를 모두 충족하도록 하기 위해서, 무기 입자, 유기 입자, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 입자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 입자를 함유하는 것이 바람직하다.
(1) 적어도 한쪽 필름면의 최대 돌기 높이 Sp가 3.0㎛ 이하이다.
(2) 필름 두께 12㎛에서의 헤이즈가 10％ 이하이다.
(3) 필름 표리면끼리의 공기 빠짐 시간이 14초 이하이다.
(4) 필름 길이 방향으로 필름 롤의 표층으로부터 권취 코어까지 1000m마다 샘플링했을 때의 산술 평균 높이 Sa 및 최대 돌기 높이 Sp의 편차가 모두 40％ 이하이다.(편차는, 최댓값을 Xmax, 최솟값을 Xmin, 평균값을 Xave라 했을 때의, 하기 식 [1]로 표시된다.
편차(％)=100x (Xmax-Xmin)/Xave… [1])
사용하는 무기 입자로서는, 예를 들어 실리카(산화 규소), 알루미나(산화 알루미늄), 이산화 티타늄, 탄산 칼슘, 카올린, 결정성의 유리 필러, 카올린, 탈크, 알루미나, 실리카-알루미나 복합 산화물 입자, 황산 바륨으로 이루어지는 입자를 들 수 있다. 유기 입자로서는, 예를 들어 아크릴계 수지 입자, 멜라민 수지 입자, 실리콘 수지 입자, 가교 폴리스티렌으로 이루어지는 입자를 들 수 있다. 그 중에서도 실리카(산화 규소), 탄산 칼슘, 또는 알루미나(산화 알루미늄)로 이루어지는 입자, 또는 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 또는 그의 유도체로 이루어지는 입자가 바람직하고, 실리카(산화 규소), 또는 탄산 칼슘으로 이루어지는 입자가 보다 바람직하고, 그 중에서도 실리카(산화 규소)가 헤이즈를 저감하는 점에서 특히 바람직하다. 이들에 의해 투명성과 미끄럼성으로 발현될 수 있다.
본 발명에 있어서의 입자의 중량 평균 입경은, 콜 카운터로 측정한 값이다. 입자의 평균 입경은 0.5 내지 4.0㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.8 내지 3.8㎛이며, 더욱 바람직하게는 1.5 내지 3.0㎛이다.
입자의 중량 평균 입경이 0.5㎛ 미만이면, 표면의 요철 형성이 불충분하여, 필름의 미끄럼성의 저하나 롤에 권취할 때에 휩쓸려 들어가는 공기가 균일하게 빠지지 않고, 주름이나 기포상의 아크네형과 같은 외관 불량이 발생하기 쉬워져, 권취성이 악화되기 쉽다.
입자의 중량 평균 입경이 4.0㎛을 초과하는 경우에는, 조대 돌기의 형성에 의해 인쇄 불량 등의 필름의 품질을 손상시키기 쉽다. 또한, 2축 배향 폴리에스테르 필름 표면의 최대 돌기 높이 Sp가 3.0㎛보다도 커지기 쉽다.
본 발명에 있어서의 입자를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물(마스터배치)중의 무기 입자의 농도는 2000 내지 70000ppm이 바람직하고, 5000 내지 50000ppm이 보다 바람직하고, 7000 내지 30000ppm이 특히 바람직하다.
마스터배치 중의 무기 입자의 농도가 2000ppm보다 작은 경우에는, 무기 입자를 함유하는 마스터배치의 첨가 비율이 커지고, 주원료가 되는 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지의 비율이 적어져, 저렴한 수지나 환경 배려 등을 위한 수지 특성을 효과적으로 얻을 수 없게 된다. 마스터배치 중의 무기 입자의 농도가 70000ppm보다 크면, 원료의 편석 때문에 길이 방향에서 원료 비율의 변동이 커져, 얻어진 필름의 길이 방향의 편차가 커지기 쉽다.
본 발명에 있어서의 폴리에스테르 수지 조성물 중에 입자를 배합하는 방법으로서는, 예를 들어 폴리에스테르계 수지를 제조하기 위한 에스테르화 단계, 에스테르 교환 반응 종료 후, 또는 중축합 반응 개시 전의 단계 중 어느 단계에서 첨가 할 수 있지만, 에틸렌글리콜 등에 분산시킨 슬러리로서 첨가하여 중축합 반응을 진행시키는 것이 바람직하다.
또한, 벤트 구비 혼련 압출기를 사용하여 에틸렌글리콜 또는 물 등에 분산시킨 입자의 슬러리와 폴리에스테르계 수지 원료를 블렌드하는 방법 또는 혼련 압출기를 사용하여, 건조시킨 입자와 폴리에스테르계 수지 원료를 블렌드하는 방법 등에 의해 행하는 것도 바람직하다.
입자와 폴리에스테르계 수지 원료와 혼합하는 공정에 있어서, 입자의 응집체를 가능한 한 적게 하는 것이, 목적으로 하는 표면 상태를 안정적으로 얻는데 있어서 바람직하지만, 혼합 공정 이후의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 제막 공정의 조건을 조정함으로써 그 영향을 적게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 폴리에스테르 수지 조성물 중에는 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 범위에서, 소량의 다른 중합체나 산화 방지제, 열 안정제, 대전 방지제, 자외선 흡수제, 가소제, 안료 또는 기타의 첨가제 등이 함유되어 있어도 된다.
상기와 같이 하여 얻어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름에 메카니컬 사이클 폴리에스테르 수지를 사용하는 경우에는, 필름 중의 전체 디카르복실산 성분 100몰％에 대한 이소프탈산 성분의 함유율이 0.01몰％ 이상 2.0몰％ 이하의 범위로 포함되는 것이 바람직하다. 일반적으로 페트병에 사용되고 있는 폴리에스테르에는 병 외관을 양호하게 하기 위해서, 결정성의 제어가 행해져 있고, 그 수단으로서, 10몰％ 이하의 이소프탈산 성분을 포함하는 폴리에스테르가 사용되고 있는 경우가 있다.
이 때문에 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름에 있어서, 페트병으로부터 리사이클된 메카니컬 사이클 폴리에스테르 수지를 사용하는 경우에는, 이소프탈산 성분을 포함하는 재료가 일정량 포함되게 된다.
필름 중에 포함되는 폴리에스테르 수지를 구성하는 전체 디카르복실산 성분에서 차지하는 이소프탈산 성분의 양의 하한은 바람직하게는 0.01몰％이며, 보다 바람직하게는 0.05몰％이며, 더욱 바람직하게는 0.1몰％이며, 특히 바람직하게는 0.15몰％이다. 상술한 바와 같이 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지는, 이소프탈산 성분을 많이 포함하는 것이 있기 때문에, 필름 중의 폴리에스테르 수지를 구성하는 이소프탈산 성분이 0.01몰％ 미만인 것은, 리사이클 수지의 비율 높은 폴리에스테르 필름의 제조가 결과적으로 곤란해져서 그다지 바람직하지 않다. 필름 중에 포함되는 폴리에스테르 수지를 구성하는 전체 디카르복실산 성분에서 차지하는 이소프탈산 성분의 양의 상한은 바람직하게는 2.0몰％이며, 보다 바람직하게는 1.5몰％이며, 더욱 바람직하게는 1.0몰％이다. 2.0몰％를 초과하면 결정성이 저하되기 때문에, 필름으로서의 역학 강도가 저하되는 경우가 있어 그다지 바람직하지 않다. 또한, 이소프탈산 성분의 함유율을 상기 범위로 함으로써 라미네이트 강도, 열수축률, 두께 불균일에 우수한 필름의 제작이 용이해져 바람직하다.
페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지의 극한 점도의 상한은 바람직하게는 0.90dl/g이며, 보다 바람직하게는 0.80dl/g이며, 더욱 바람직하게는 0.75dl/g이며, 특히 바람직하게는 0.69dl/g이다. 0.90dl/g를 초과하면 압출기로부터의 수지가 토출되기 어려워져서 생산성이 저하되는 경우가 있어 그다지 바람직하지 않다.
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름에 있어서, 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지 전량에 대한 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지의 함유율의 하한은 바람직하게는 50중량％이며, 보다 바람직하게는 70중량％이며, 더욱 바람직하게는 90질량％이며, 특히 바람직하게는 100중량％이다. 50중량％ 미만이면 리사이클 수지의 활용으로서는, 함유율이 부족하고, 환경 보호에 대한 공헌의 점에서 그다지 바람직하지 않다. 또한, 필름으로서 기능 향상을 위하여 무기 입자 등의 활제나 첨가제를 첨가하는 경우에 사용하는 마스터배치(고농도 함유 수지)로서 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지를 사용할 수도 있다.
[2축 배향 폴리에스테르 필름 및 필름 롤의 제조 방법]
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은, 예를 들어 상기의 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지 칩과, 폴리에스테르 수지를 주성분으로 하는 폴리에스테르 수지 조성물의 칩을 호퍼에 구비한 압출기에 공급 및 혼합하고, 압출기에 의해 용융 압출하여 미연신 시트를 형성하고, 그의 미연신 시트를 연신함으로써 얻을 수 있다.
하기에 적합한 예를 설명하지만, 이것들로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은 단층, 2층, 3층, 또는 4층 이상의 적층 구조이어도 된다. 2층 구조 이상인 경우에 있어서는, 각 층은 상술한 바와 같이 폴리에스테르계 수지 및 무기 입자, 나아가 폴리에스테르계 수지 이외의 수지를 구성 성분으로 하는데, 서로 인접하는 각 층의 어느 구성 성분의 종류 또는 함유량은 다른 것으로 한다.
단층 구조의 경우에는, 본 발명에 있어서의 표면층(A)은 2축 배향 폴리에스테르 필름 전체가 된다.
2층 구조의 경우에는, 본 발명에 있어서의 표면층(A)은 어느 한쪽 또는 양쪽의 층이 된다. 3층 구조의 경우에는, 본 발명에 있어서의 표면층(A)은 어느 한쪽 또는 양측의 층이 된다.
3층 구조의 경우, 필름을 구성하는 조성을 A, A´, B, C로 나타내면, 예를 들어 A/B/C, A/B/A, 또는 A/B/A´의 구성을 취할 수 있지만, 특히 양면의 표면 특성을 바꿀 필요가 없는 경우에는, 양측의 층을 동일한 조성으로 설계를 한 A/B/A의 구성으로 하는 것이, 제조가 용이하여 바람직하다. 여기서, A, A´는 조성이 동일하지 않은 것이다.
특히, 3층 구조의 경우에는, 기층(B)에 무기 입자가 없어도, 표면층(A)만의 첨가 입자량을 제어함으로써 필름의 표면 조도를 제어할 수 있고, 필름 중에 무기 입자의 함유량을 보다 적게 할 수 있어 바람직하다. 이것은, 무기 입자와 폴리에스테르 수지의 경계에 생기는 보이드(공극)를 통하여 냄새 성분이 빠져, 보향성이 저하되는 점을 개선하는 것으로도 이어지기 때문이다.
또한 기층(B)에 필름 표면의 특성에 악영향을 주지 않는 범위에서, 제막 공정에서 발생하는 에지 부분의 회수 원료, 또는 다른 제막 공정의 리사이클 원료 등을 적시 혼합하여 사용하는 것이 용이해져, 비용적으로도 우위에 있다.
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 표면층(A)에 있어서의 입자의 함유량의 하한은 600중량ppm이며, 보다 바람직하게는 700중량ppm이며, 특히 바람직하게는 800질량ppm이다. 입자의 함유량이 600중량ppm 미만이면 필름 표면의 산술 평균 높이 Sa가 작아지기 쉽고, 미끄럼성이 저하되는 경우가 있어 그다지 바람직하지 않다. 또한, 필름 표면의 최대 돌기 높이 Sp도 작아지기 쉽고, 롤에 권취할 때에 휩쓸려 들어가는 공기가 균일하게 빠지지 않아 주름이나 기포상의 아크네형과 같은 외관 불량이 발생하기 쉬워지고, 권취성이 악화되기 쉽다.
원료가 되는 수지 칩의 혼합 시에는, 호퍼에 상방으로부터 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지 칩을 공급함과 함께, 호퍼 내이며 압출기 바로 위에 출구를 갖는 배관(이하, 이너 파이프라고 하는 경우가 있음)을 통하여 상기 폴리에스테르 수지 조성물의 칩을 공급하여 양쪽 칩을 혼합하고, 용융 압출하는 것이 바람직하다. 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지 칩과 폴리에스테르 수지 조성물의 칩을 혼합한 상태에서 압출기 위의 호퍼에 넣으면, 비중이나 칩의 형상이 다른 수지 칩이 호퍼 내에서 원료 편석을 일으킬 가능성이 있고, 특히 호퍼의 내벽이 연직이 아닌 개소(비스듬하게 되어 있는 부분)에서 원료 편석을 일으킬 염려가 높지만, 이너 파이프를 통하여 호퍼 내의 압출기 직상부에 폴리에스테르 수지 조성물을 직접 공급하면, 비중이나 칩 형상이 달라도, 원료 편석을 저감할 수 있어 폴리에스테르 필름을 안정적으로 공업 생산할 수 있다.
구체적인 혼합 순서의 일례를 도 1에 나타낸다. 도 1은, 호퍼(1)를 구비한 압출기(2)와, 이너 파이프(3)의 관계의 일례를 나타내는 개략도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 폴리에스테르 필름 주원료인 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지 칩 이외의 수지는 이너 파이프(3)를 통하여 공급되고, 폴리에스테르 수지 조성물의 칩은 호퍼(1)의 상부로부터 공급된다. 그리고 이너 파이프(3)의 출구(4)가 압출기 바로 위(정확하게는 압출기(2)의 수지 공급구(5)의 바로 위)로 되어 있기 때문에, 원료의 혼합 비율을 일정하게 유지할 수 있다.
이 이너 파이프를 통하여 호퍼 내의 압출기 직상부에 폴리에스테르 수지 조성물을 직접 공급하는 수단을 채용함으로써, 표면 조도의 편차를 억제하는 효과를 얻을 수 있다.
페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지와 폴리에스테르 수지 조성물을 용융 압출할 때에는, 호퍼 드라이어, 패들 드라이어 등의 건조기 또는 진공 건조기를 사용하여 건조시키는 것이 바람직하다. 그와 같이 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지와 폴리에스테르 수지 조성물을 건조시킨 후에, 압출기를 이용하여 폴리에스테르 수지의 융점 이상이 되고, 또한 200 내지 300℃의 온도에서 용융하여 필름상으로 압출한다. 또는, 폴리에스테르 수지, 입자 및 필요에 따라 첨가물을 제각각의 압출기로 송출하고, 합류시킨 후에 혼합 용융하여 시트상으로 압출해도 된다.
용융 수지 조성물의 압출 시에는, T다이법, 튜블러법 등, 기존의 임의의 방법을 채용할 수 있다.
그리고, 압출 후의 시트상의 용융 폴리에스테르 수지를 급랭함으로써, 그의 미연신 시트를 얻을 수 있다. 또한, 용융 폴리에스테르 수지를 급랭하는 방법으로서는, 용융 폴리에스테르 수지를 구금으로부터 회전 드럼 상에 캐스트하여 급랭 고화함으로써 실질적으로 미배향의 수지 시트를 얻는 방법을 적합하게 채용할 수 있다. 회전 드럼의 온도는 40℃ 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 얻어진 미연신 시트를, 이하와 같은 길이 방향 및 폭 방향의 2축 연신 공정, 열고정 공정, 열이완 공정 등의 공정을 조합함으로써, 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻는 것이 가능해진다.
이하에 상세하게 설명한다. 길이 방향이란 미연신 시트를 주행시키는 방향을, 폭 방향이란 그것과 직각 방향을 의미한다.
연신 방법은 길이 방향과 폭 방향의 연신을 동시에 행하는 동시 2축 연신이어도, 길이 방향과 폭 방향의 연신을 어느 한쪽을 먼저 행하는 축차 2축 연신이어도 가능한데, 제막 속도가 빠르고 생산성이 높다는 점과 최종적으로 얻어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름의 두께 균일성이 우수하다는 점에서 순차 2축 연신이 가장 바람직하다.
여기에서 말하는 제막 속도란, 연신 공정을 거쳐서 마스터 롤에 권취될 때의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 주행 속도(m/분)를 의미한다.
미연신 시트의 길이 방향으로의 연신 시 온도로서는, 폴리에스테르 수지의 유리 전이점 온도(이하, Tg)를 지표로 하여, (Tg+15) 내지 (Tg+55)℃의 범위, 연신 배율로서는 4.2 내지 4.7배의 범위로 하는 것이 바람직하다.
연신 시 온도가 (Tg+55)℃ 이하이고, 또한 4.2배 이상인 경우, 최대 돌기 높이 Sp를 상기 (1)의 상한값 이하로 하기 쉬우며, 또한 길이 방향과 폭 방향의 분자 배향 밸런스가 좋고, 길이 방향과 폭 방향의 물성 차이가 작아 바람직하다. 또한, 얻어지는 2축 연신 폴리에스테르 필름의 평면성도 좋아 바람직하다.
한편, 길이 방향의 연신 온도가 (Tg+15)℃ 이상이고, 또한 연신 배율이 4.7배 이하인 경우, 최대 돌기 높이 Sp를 상기 (1)의 상한값 이하로 하기 쉽다. 열이완 공정에서의 필름의 주행 방향과는 역방향으로 발생하는 인장 응력(보잉 현상)이 너무 커지지 않아 바람직하다.
또한, 길이 방향의 연신에 있어서, 1단계에서의 연신이 아니고, 복수의 롤 사이에서 2단, 3단 또는 4단 이상의 단계로 나누어서 연신하는 방법에서는, 연신 속도를 그다지 크게 하지 않고, 길이 방향의 연신 배율을 크게 할 수 있기 때문에 필름 폭 방향에서의 물성 차이를 보다 저감시킬 수 있다는 점에서 바람직하다. 효과나 설비면, 비용의 점에서는 2단 또는 3단 연신이 바람직하다.
또한, 길이 방향의 연신에 있어서, 1단째, 2단째를 저배율 연신함으로써, 결정화되지 않고 길이 방향으로 약하게 배향된 폴리머 구조를 다수 형성할 수 있으며, 또한 그 필름을 3단째에서 고배율 연신함으로써, 길이 방향으로 강하게 배향되어 연신 시의 연신 응력이 높아짐으로써, 입자의 응집에 의한 조대 돌기의 발생을 제어하기 쉽고, 필름면의 최대 돌기 높이 Sp를 상기의 상한값 이하로 하기 쉽다.
미연신 시트를 길이 방향으로 연신하여 얻어진 필름에, 필요에 따라 코로나 처리나 플라스마 처리 등의 표면 처리를 실시한 후, 이활성, 접착 용이성, 대전 방지성 등의 기능을 부여하기 위하여 필름의 적어도 한쪽 면에 수지 분산액 또는 수지 용해액을 도포할 수도 있다.
미연신 시트를 길이 방향으로 연신하여 얻어진 필름을 폭 방향으로 연신하는 경우, 텐터 장치로 유도하고, 미연신 시트를 길이 방향으로 연신한 필름의 양단을 클립으로 파지하고, 열풍에 의해 필름을 소정의 온도까지 가열한 후, 길이 방향으로 반송하면서 클립간의 거리를 확장함으로써 필름을 폭 방향으로 연신할 수 있다.
폭 방향의 연신 시 온도가 Tg+5℃ 이상이면 연신 시에 파단이 발생하기 어려워져 바람직하다.
또한 연신 시 온도가 Tg+40℃ 이하이면, 균일한 폭 방향의 연신이 되기 쉬워지고, 폭 방향의 두께 불균일이 커지기 어렵기 때문에, 필름 롤 표면의 감기 경도의 폭 방향의 편차가 커지기 어려워 바람직하다.
보다 바람직하게는 Tg+8℃ 이상 Tg+37℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 Tg+11℃ 이상 Tg+34℃ 이하이다.
미연신 시트를 길이 방향으로 연신하여 얻어진 필름의 폭 방향으로의 연신 배율은 4.0배 이상 6배 이하가 바람직하다.
폭 방향 연신 배율이 4.0배 이상이면 물질 수지적으로 높은 수율이 얻어지기 쉬운 데다가 역학 강도가 저하되지 않는 것 이외에, 폭 방향의 두께 불균일이 커지기 어렵고, 필름 롤의 폭 방향의 감기 경도의 편차가 발생하기 어려워 바람직하다. 폭 방향 연신 배율은 4.1배 이상이 보다 바람직하고, 4.2배 이상이 더욱 바람직하다.
또한 폭 방향 연신 배율이 6.0배 이하이면, 연신 제막 시에 파단되기 어려워져 바람직하다.
폭 방향의 연신 공정에 이어서 열고정 공정을 행하는데, 미연신 시트를 길이 방향으로 연신하여 얻어진 필름을 폭 방향으로 연신한 필름의 열고정 온도는 240℃ 이상 250℃ 이하가 바람직하다.
열고정 온도가 240℃ 이상인 경우, 길이 방향 및 폭 방향 모두 열수축률이 너무 높아지지 않고, 2차 가공 시의 열 치수 안정성이 좋아지기 때문에 바람직하다.
한편, 열고정 온도가 250℃ 이하인 경우, 보잉이 증가하기 어려워 바람직하다.
또한 열이완 처리 공정을 행하는데, 열고정 공정 후에 열고정 공정과 따로따로 행해도 되고, 열고정 공정과 동시에 행해도 된다. 열이완 처리 공정에서의 필름 폭 방향의 이완율로서는 4％ 이상 8％ 이하가 바람직하다.
이완율이 4％ 이상인 경우, 얻어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름의 폭 방향의 열수축률이 너무 높아지지 않고, 2차 가공 시의 치수 안정성이 좋아지기 때문에 바람직하다.
한편, 이완율이 8％ 이하인 경우, 필름의 폭 방향 중앙부의 필름의 주행 방향과는 역방향으로 발생하는 인장 응력(보잉 현상)이 너무 커지지 않고, 폭 방향의 필름 두께 변동률이 커지지 않아 바람직하다.
열이완 처리 공정에서는, 미연신 시트를 길이 방향으로 연신하여 얻어진 필름을 폭 방향으로 연신된 필름이 열완화에 의해 수축될 때까지의 동안, 폭 방향의 구속력이 감소하여 자중에 의해 느슨해져 버리거나 또한 필름 상하에 설치된 노즐로부터 분출하는 열풍의 수반 기류에 의해 필름이 볼록해져버리는 경우가 있기 때문에, 필름이 매우 상하로 변동되기 쉬운 상황 하에 있고, 얻어지는 2축 연신 폴리에스테르 필름의 배향각이나 경사 열수축률 차이의 변화량이 크게 변동되기 쉽다.
이것들을 경감시키는 방법으로서는, 예를 들어 상하부의 노즐로부터 분출하는 열풍의 풍속을 조정함으로써, 필름이 평행해지도록 유지하는 것을 들 수 있다.
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름에는, 본 발명의 목적을 손상시키지 않는 한, 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리, 화염 처리, 표면 조면화 처리가 실시되어도 되며, 또한 공지된 앵커 코팅 처리, 인쇄, 장식 등이 실시되어도 된다.
상기의 방법으로 연신 제막된 폭이 넓은 2축 배향 폴리에스테르 필름은, 와인더 장치에 의해 권취되어 마스터 롤이 제작된다. 마스터 롤의 폭은 5000mm 이상 10000mm 이하가 바람직하다. 롤의 폭이 5000mm 이상이면 그 후 슬릿 공정, 증착 가공이나 인쇄 가공에 있어서 필름 면적당 비용이 낮아져 바람직하다.
마스터 롤의 감기 길이는 10000m 이상 100000m 이하가 바람직하다. 롤의 감기 길이가 5000m 이상이면 그 후 슬릿 공정, 증착 가공이나 인쇄 가공 등의 2차 가공에 있어서 필름 면적당 비용이 낮아져 바람직하다.
또한, 마스터 롤로부터 슬릿한 필름 롤의 감기 폭은 400mm 이상 3000mm 이하인 것이 바람직하다. 감기 폭이 400mm 이상이면 인쇄 공정에 있어서 빈번하게 필름 롤을 교체하는 수고가 적어져 비용면에서 바람직하다. 또한, 감기 폭은 긴 편이 바람직한데, 3000mm 이하이면 감기 폭이 너무 커지지 않게 되는 것 외에, 롤 중량이 너무 무거워지지 않아, 핸들링성이 저하되지 않아 바람직하다.
필름 롤의 감기 길이는 2000m 이상 65000m 이하인 것이 바람직하다. 감기 길이가 2000m 이상이면 인쇄 공정에 있어서 빈번하게 필름 롤을 교체하는 수고가 적어져 비용면에서 바람직하다. 또한, 감기 길이는 긴 편이 바람직한데, 65000m 이하이면 롤 직경이 너무 커지지 않는 것 외에, 롤 중량이 너무 무거워지지 않아, 핸들링성이 저하되지 않아 바람직하다.
필름 롤에 사용하는 권취 코어는, 특별히 한정되는 것은 아니며, 통상 직경 3인치(37.6mm), 6인치(152.2mm), 8인치(203.2mm) 등의 사이즈의 플라스틱제, 금속제, 또는 지관제의 통 형상의 권취 코어를 사용할 수 있다.
[2축 배향 폴리에스테르 필름 및 필름 롤의 특성]
본 발명의 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지와 입자를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물로 이루어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름을 권취하여 이루어지는 필름 롤은, 하기 요건 (1) 내지 (4)를 모두 충족하는 것이 바람직하다. 각각에 대하여 상세하게 설명한다.
(1) 적어도 한쪽 필름면의 최대 돌기 높이 Sp가 3.0㎛ 이하이다.
(2) 필름 두께 12㎛에서의 헤이즈가 10％ 이하이다.
(3) 필름 표리면끼리의 공기 빠짐 시간이 14초 이하이다.
(4) 필름 길이 방향으로 필름 롤의 표층으로부터 권취 코어까지 1000m마다 샘플링했을 때의 산술 평균 높이 Sa 및 최대 돌기 높이 Sp의 편차가 모두 40％ 이하이다.
(편차는, 최댓값을 Xmax, 최솟값을 Xmin, 평균값을 Xave라 했을 때의, 하기 식 [1]로 표시된다.
편차(％)=100x (Xmax-Xmin)/Xave… [1])
(최대 돌기 높이 Sp)
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 적어도 한쪽 면의 최대 돌기 높이 Sp는, 3.0㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 2.5㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 2.0㎛ 이하이다. 최대 돌기 높이 Sp가 3.0㎛ 이하이면 조대 돌기의 형성에 의한 인쇄 누락 등에 의해 인쇄 외관 불량이나 의장성이 나쁜 등 필름 품질을 손상시키기 어려워져 바람직하다.
필름 롤의 길이 방향 산술 평균 높이 Sa 및 최대 돌기 높이 Sp의 편차가 40％를 초과하면, 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤을 2차 가공하여 제조된 포장 재료에 품질의 편차가 발생할 우려가 있다.
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 적어도 한쪽 면의 산술 평균 높이 Sa는, 0.10㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.07㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.05㎛ 이하이다. 산술 평균 높이 Sa가 0.10㎛ 이하를 초과하면 인쇄 누락 등에 의해 인쇄 외관 불량이나 의장성이 나빠지는 등 필름 품질을 손상시킬 우려가 있다.
(헤이즈)
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 필름 두께 12㎛에서의 헤이즈는 10％ 이하이며, 보다 바람직하게는 5％ 이하이며, 더욱 바람직하게는 4％ 이하이다. 필름 두께 12㎛에서의 헤이즈가 10％를 초과하는 경우, 인쇄 외관이 저하되는 것이나, 고속으로의 가공이 진행되는 중에서 이물 검지를 하기 어려워져 충분한 품질을 얻기가 곤란해지기 쉽다.
(공기 빠짐 시간)
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 표리면끼리의 공기 빠짐 시간은, 14초 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 13초 이하이며, 더욱 바람직하게는 12초 이하이며, 특히 바람직하게는 10초 이하이다. 공기 빠짐 시간이 14초를 초과하는 경우, 제조 공정 중 및 되감기, 슬릿 등에서 필름이 롤상으로 권취될 때에, 롤에 휩쓸려 들어가는 공기가 균일하게 빠지지 않아, 주름이나 기포상의 아크네형과 같은 외관 불량을 발생시키는 원인이 되기 쉽다.
(운동 마찰 계수)
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 한쪽 면과 그 반대 면 사이의 운동 마찰 계수는 0.20 이상 0.60 이하인 것이 바람직하다.
0.20 이상이면 필름끼리가 너무 미끄러지지 않고, 필름 제조 시 또는 슬릿 시에 와인더 장치에 의해 필름 롤을 권취할 때에, 필름 롤에 주름이 발생하기 어려워 2차 가공성이 저하되기 어렵다. 더욱 바람직하게는 0.30 이상이다.
또한, 0.60 이하이면 필름끼리가 미끄러지므로, 필름 제조 시 또는 슬릿 시에 와인더 장치에 의해 필름 롤을 권취할 때에, 필름 롤에 권취 어긋남이 발생하기 어려워 2차 가공성이 저하되기 어렵다. 더욱 바람직하게는 0.50 이하이며, 가장 바람직하게는 0.45 이하이다.
(정지 마찰 계수)
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 한쪽 면과 그 반대 면 사이의 정지 마찰 계수는 0.20 이상 0.60 이하인 것이 바람직하다.
0.20 이상이면 필름끼리가 너무 미끄러지지 않고, 필름 제조 시 또는 슬릿 시에 와인더 장치에 의해 필름 롤을 권취할 때에, 필름 롤에 주름이 발생하기 어려워 2차 가공성이 저하되기 어렵다. 더욱 바람직하게는 0.30 이상이다.
또한, 0.60 이하이면, 필름끼리가 미끄러지므로, 필름 제조 시 또는 슬릿 시에 와인더 장치에 의해 필름 롤을 권취할 때에, 필름 롤에 권취 어긋남이 발생하기 어려워 2차 가공성이 저하되기 어렵다. 더욱 바람직하게는 0.50 이하이며, 가장 바람직하게는 0.45 이하이다.
(무기 입자의 함유량)
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름 전체층 중의 무기 입자의 함유량은 100ppm 이상 1000ppm 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 800ppm 이하이다. 무기 입자의 함유량이 100ppm 미만이면 미끄럼성이 저하되어 필름의 제조 공정 중의 롤 주행 시나 권취, 되감기, 슬릿 등에서 지장을 주어, 필름 표면에 흠집이 생기거나, 감기 주름의 발생이나 정전기가 발생하는 원인이 되기 쉽다. 무기 입자의 함유량이 1000ppm을 초과하는 경우, 필름 표면의 산술 평균 높이 Sa나 최대 돌기 높이 Sp가 높아지는 경향이 있어 주의가 필요하다. 또한, 필름 중의 보이드가 많아져 투명성이 저하되는 원인이 되기 쉽다.
(필름 두께)
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 필름 두께는, 5 내지 40㎛가 바람직하다. 5㎛ 이상이면 필름으로서의 강도나 탄력감이 저하되지 않아, 와인더 장치에 의해 권취할 때, 필름 롤에 주름이 생기기 어려워 바람직하다. 한편, 필름 두께는 40㎛ 이하의 범위이면 강도나 탄력감은 충분히 얻어져 비용의 관점에서 박육화하는 것이 바람직하다. 필름의 두께는 8 내지 30㎛가 보다 바람직하고, 9㎛ 내지 20㎛가 특히 바람직하다.
(결점 수)
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름은, 필름 100m2당 1mm 이상의 이물이 20개 미만인 것이 필름 품위의 관점에서 바람직하고, 폴리에스테르 재생 원료를 사용하면서도 품위가 좋은 필름이라고 할 수 있다.
실시예
A. 폴리에스테르 수지의 평가 방법은 하기와 같다.
[유리 전이점(Tg)]
시차 주사 열량 분석 장치(에스아이아이·나노테크놀로지 가부시키가이샤 제조 DSC6220형)을 사용하여 수지 시료 5mg을 질소 분위기 하에서 280℃까지 용융하여 5분간 유지한 후, 액체 질소로 급랭하고, 실온에서 승온 속도 20℃/분의 조건에서 측정하였다.
[고유 점도(IV)]
폴리에스테르 수지 0.2g을 페놀/1,1,2,2-테트라클로로에탄(60/40(중량비))의 혼합 용매 50ml 중에 용해하고, 30℃에서 오스트발트 점도계를 사용하여 측정하였다. 단위는 dl/g.
[원료 폴리에스테르 및 필름을 구성하는 폴리에스테르 중에 포함되는 테레프탈산 및 이소프탈산 성분의 함유율]
클로로포름 D(유리솝사 제조)와 트리플루오로아세트산 D1(유리솝사 제조)을 10:1(체적비)로 혼합한 용매에 용해시켜 시료 용액을 조제하고, NMR (「GEMINI-200」; Varian사 제조)을 사용하여, 온도 23℃, 적산 횟수 64회의 측정 조건에서 시료 용액의 프로톤 NMR을 측정하였다. NMR 측정에서는, 소정의 프로톤의 피크 강도를 산출하고, 산 성분 100몰％ 중의 테레프탈산 성분 및 이소프탈산 성분의 함유율(몰％)을 산출하였다.
B. 폴리에스테르 필름의 평가 방법은 하기와 같다.
하기에 나타내는 필름 중의 이물(결점 수) 및 필름 롤의 주름 평가 및 산술 평균 높이 Sa와 최대 돌기 높이 Sp의 편차(％) 이외의 특성 평가용 필름의 샘플링은, 본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤 표층으로부터 행하였다.
[필름의 두께]
JIS K7130-1999 A법에 준거하고, 다이알 게이지를 사용하여 측정하였다.
[헤이즈]
JIS-K7136에 준거하여, 얻어진 필름으로부터 길이 방향 5cm×폭 방향 5cm의 면적으로 잘라내고, 닛폰 덴쇼쿠 고교 가부시키가이샤 제조의 헤이즈 미터(NDH5000)를 사용하여 헤이즈를 측정하였다. 측정은 3회 행하여 그 평균값을 구하였다.
[산술 평균 높이 Sa, 최대 높이 Sp]
ISO25178에 준거하여, 얻어진 필름으로부터 길이 방향 10cm×폭 방향 10cm의 면적으로 잘라내고, Zygo사 제조의 백색 레이저 간섭계(NEW VIEW8300)를 사용하고, 하기의 관찰 조건에서 주사를 행하여 산술 평균 높이 Sa(㎛)와 최대 돌기 높이 Sp(㎛)를 측정하였다. 측정은, 미용융물이나 먼지 등의 이물을 제거한 표면을 대상으로 하였다.
측정 개소는 10cm×10cm의 샘플의 임의의 개소 10점으로 측정하고, 그 평균값을 각각 산술 평균 높이 Sa, 최대 돌기 높이 Sp로 하였다.
산술 평균 높이 Sa와 최대 돌기 높이 Sp의 편차(％)는 얻어진 폴리에스테르 필름 롤(폭 800mm, 감기 길이 30,000m)에 대해서, 길이 방향으로 필름 롤의 표층으로부터 권취 코어까지 1000m마다 샘플링하였다. 샘플링한 각 필름에 대하여 상기의 조건에서 측정을 행하였다. 얻어진 산술 평균 높이 Sa의 최댓값을 Xmax(N), 최솟값을 Xmin(N), 평균값을 Xave라 하여 식 [1]로 표시되는 길이 방향의 편차를 구하였다.
(관찰 조건)
·대물 렌즈: 10배
·줌 렌즈: 1배
·시야: 0.82×0.82mm
·샘플링 간격: 0.803㎛
·상정 측정 시간: 4초
·타입: Surface
·모드: CSI
·Z 해상도: High
·스캔 길이: 20㎛
·카메라 모드: 1024×1024＠100Hz
·셔터 속도: 100％
·광량: 1.3％
·옵션: SureScan Off
SmartPsi Averages 4
노이즈 저감
·신호 처리 옵션: 프린지 차수 해석 Advanced
프린지 제거 ON
[운동 마찰 계수, 정지 마찰 계수]
얻어진 필름으로부터 길이 방향 400mm×폭 방향 100mm의 면적으로 잘라내 시료 필름을 제작하였다. 이것을 23℃, 65％ RH의 분위기 하에서 12시간 에이징하고, 시험 테이블용으로서 길이 방향 300mm×폭 방향 100mm의 시험편, 미끄럼편용으로 길이 방향 100mm×폭 방향 100mm의 시험편으로 나누었다.
시험 테이블용 시험편을 시험 테이블에 세트하고, 미끄럼편용 시험편은, 금속제의 하중이 1.5kg의 미끄럼편의 저면(면적의 크기가 39.7mm2, 정사각형)에, 각각의 면이 반대가 되어 접하도록 부착하였다.
JIS K-7125에 준거하여 인장 시험기(A&D사 제조 텐실론 RTG-1210)를 사용하고, 시험편의 미끄러짐 속도를 200mm/분, 23℃, 65％ RH 조건 하에서 운동 마찰 계수와 정지 마찰 계수를 각각 측정하여 3회 측정의 평균을 사용하였다.
[필름 중의 이물(결점 수)]
폭 800mm, 감기 길이 10000m(8000 평방미터)로 권취한 필름 롤을, 되감기기를 사용하여 되감기하였다. 되감기할 때 FUTEC사 제조의 결점 검지기(형식 F MAX MR)를 사용하여 결점 수를 조사하였다. 그리고 종방향 또는 횡방향 중 어느 한쪽 방향에서 1mm 이상의 사이즈의 결점 수를 구하였다. 모든 결점 수로부터 하기 식 [3]에 의해, 1000 평방미터당 결점 수를 구하였다.
100 평방미터당 결점 수=모든 결점 수÷80·… [3]
측정한 필름 중의 이물의 수에 따라 이하의 판정 기준으로 평가하였다.
○: 필름 중의 이물의 수 20개/100m2 미만
×: 필름 중의 이물의 수 20개/100m2 이상
[필름 전체층 중의 무기 입자의 함유량]
얻어진 필름을 형광 X선 분석 장치(리가쿠사제, Supermini200형)로, 미리 구한 검량선에 의해 구하였다.
[공기 빠짐 시간]
도 3에 나타내는 바와 같이, 다이 반(台盤) (1) 위에 필름(4)을 얹는다. 이어서, 필름 누르개(2)를 필름(4) 위에서 얹어 고정함으로써 장력을 부여하면서 필름(4)을 고정한다. 이어서, 필름 누르개(2) 위에, 필름(5)으로서 다이 반(1) 위에 얹은 필름(4)의 상면과는 반대의 면을 아래로 하여 얹는다. 이어서 필름(5) 위에 필름 누르개(8)을 얹고, 또한 나사(3)를 사용하여 필름 누르개(8, 2) 및 다이 반(1)을 고정한다.
이어서, 필름 누르개(2)에 마련된 공동(2a)과 진공 펌프(6)를, 필름 누르개(2)에 마련된 세공(2c) 및 파이프(7)를 통하여 접속한다. 그리고, 진공 펌프(6)를 구동하면, 필름(5)에는, 공동(2a)으로 빨아당겨짐으로써 장력이 가해진다. 또한, 동시에 필름(4)과 필름(5)의 중첩된 면도 필름 누르개(2)에 원주상으로 마련된 세공(2d)를 통하여 감압되고, 필름(4)과 필름(5)은 그 중첩된 면에 있어서, 외주부로부터 밀착되기 시작한다.
밀착되는 모습은, 중첩된 면의 상부로부터 간섭 줄무늬를 관찰함으로써 용이하게 알 수 있다. 그리고, 필름(4)과 필름(5)의 중합면의 외주부에 간섭 줄무늬가 발생하고 나서 중첩된 면의 전방면으로 간섭 줄무늬가 퍼지게 되고, 그 움직임이 멈출 때까지의 시간(초)을 측정하여 이 시간(초)을 공기 빠짐 시간으로 한다. 또한, 측정은 2장의 필름을 바꾸어서 5회 반복하여 행하고 그 평균값을 사용한다.
[필름 롤의 주름 평가]
제막한 2축 배향 폴리에스테르 필름을 폭 800mm, 감기 길이 12000m로 권취하고, 하기 기준으로 롤 표층에 있는 주름의 평가를 눈으로 봐서 행하였다. 판정 ○, △을 합격으로 하였다.
○: 주름이 없다
△: 약한 주름이 있지만, 인출한 필름에 장력 20N/m 정도를 가하면 주름이 사라진다
×: 강한 주름이 있어, 인출한 필름에 장력 20N/m 정도를 가해도 주름이 사라지지 않는다
이하에 본 실시예 및 비교예에서 사용하는 원료 수지 칩의 상세를 나타낸다.
(폴리에스테르 수지 A): 메카니컬 사이클 폴리에스테르 수지
후술하는 2축 배향 폴리에스테르 필름의 제작에 있어서 사용하는 페트병으로부터 재생된 메카니컬 사이클 폴리에스테르 수지로서, 이하의 방법을 사용하여 합성한 것을 사용하였다.
음료용 페트병으로부터 남은 음료 등의 이물을 씻어낸 후, 분쇄하여 플레이크를 얻었다. 얻어진 플레이크를 플레이크 농도 10중량％, 85℃, 30분의 조건에서 3.5중량％의 수산화 나트륨 용액으로 교반 하에 세정을 행하였다. 알칼리 세정 후, 플레이크를 꺼내고, 플레이크 농도 10중량％, 25℃, 20분의 조건에서 증류수를 사용하여 교반 하에서 세정을 행하였다. 이 수세를 증류수를 교체하여 추가로 2회 반복하여 실시하였다. 수세 후, 플레이크를 건조시킨 후, 압출기로 용융하고, 순차 메쉬 사이즈가 세세한 것으로 필터를 바꾸어 2회 추가로 미세한 이물을 여과 분별하고, 3회째에 50㎛의 가장 작은 메쉬 사이즈의 필터로 여과 분별하여 고유 점도 0.69dl/g, 이소프탈산 함유율 1.5몰％의 폴리에스테르 수지 A를 얻었다.
(폴리에스테르 수지 B): 메카니컬 사이클 폴리에스테르 수지
상기 폴리에스테르 수지 A의 제조 공정에 있어서, 알칼리 세정을 행하지 않은 것 이외에는, 상기 폴리에스테르 수지 A와 동일하게 하여, 고유 점도 0.69dl/g, 이소프탈산 함유율 1.5몰％의 폴리에스테르 수지 B를 얻었다.
(폴리에스테르 수지 C): 케미컬 리사이클 폴리에스테르 수지
후술하는 2축 배향 폴리에스테르 필름의 제작에 있어서 사용하는 페트병으로부터 재생된 케미컬 리사이클 폴리에스테르 수지로서, 이하의 방법을 사용하여 합성한 것을 사용하였다.
분별 수집·회수된 페트병 베일을 습식 분쇄기에 투입하고, 물 1,000리터에 액체 주방 세제 500 g을 첨가한 것을, 상기 습식 분쇄기 내에 순환시키면서 분쇄를 행하고, 분쇄기에 접속하고 있는 비중 분리기에 의해 금속, 모래, 유리 등의 비중이 큰 것을 침전시켜 상층부로부터 플레이크를 취출하였다. 이 플레이크를 순수로 헹구고, 원심 탈수하여 회수 플레이크로 하였다.
상기 회수 플레이크를 미건조된 상태에서 용융한 것 30kg을 교반기 구비 오토클레이브 중에서, 미리 가열해 둔 에틸렌글리콜 150kg, 아세트산 아연 2수화물 150g의 혼합액 중에 투입하고, 물·아세트산과 같은 에틸렌글리콜보다도 비점이 낮은 유분을 제거한 후, 환류 콘덴서를 사용하여 195 내지 200℃의 온도에서 4시간 반응시켰다.
반응 종료 후, 반응기 내용물 온도를 97 내지 98℃까지 강온하고, 필터로 열시(熱時) 여과하여 부유물 및 침전물을 제거하였다.
열시 여과 후의 여액을 더 냉각하고, 조제 BHET가 완전히 용해되어 있는 것을 확인한 후, 50 내지 51℃에서 활성탄상, 이어서 음이온/양이온 교환 혼합상을 30분간에 걸쳐 통과시켜 전정제 처리를 실시하였다.
상기의 전정제 처리액을 다시 교반식 오토클레이브에 투입하고, 가열하여 잉여의 에틸렌글리콜을 198℃에서 상압 유출시켜, 농축 BHET의 용융액을 얻었다.
얻어진 농축 BHET의 용융액을, 질소 가스 분위기 하에서 교반하면서, 자연 강온한 후, 오토클레이브로부터 취출하여 농축 BHET의 세편(細片) 블록을 얻었다.
이 세편 블록을 다시 130℃까지 가열·용융한 후, 정량 펌프로 박막 진공 증발기에 공급하고, 증발, 냉각 응축하여 정제 BHET를 얻었다.
이 정제 BHET를 원료로 하여 용융 중합을 행하여 고유 점도 0.696dl/g의 케미컬 리사이클 폴리에스테르 수지 C를 얻었다.
(폴리에스테르 수지 D)
후술하는 2축 배향 폴리에스테르 필름의 제작에 있어서 사용하는 화석 연료 유래PET 수지로서, 테레프탈산//에틸렌글리콜=100//100(몰％)(도요보사 제조, 고유 점도 0.62dl/g)를 사용하였다.
(폴리에스테르 수지 E)
에스테르화 반응캔을 승온하여 200℃에 도달한 시점에서, 테레프탈산[86.4질량부] 및 에틸렌글리콜[64.4질량부]로 이루어지는 슬러리를 투입하여 교반하면서, 촉매로서 삼산화 안티몬[0.017질량부] 및 트리에틸아민[0.16질량부]을 첨가하였다. 이어서 가열 승온을 행하고, 게이지압 0.34 MPa, 240℃의 조건에서 가압 에스테르화 반응을 행하였다.
그 후, 에스테르화 반응캔 내를 상압으로 되돌리고, 아세트산 마그네슘 4수염[0.071질량부], 이어서 인산 트리메틸[0.014질량부]을 첨가하였다. 또한, 15분에 걸쳐 260℃로 승온한 후, 인산 트리메틸[0.012질량부], 이어서 아세트산 나트륨[0.0036질량부]을 첨가한 후, 15분 후에, 고압 분산기로 분산 처리를 행하고, 또한 평균 입자경 2.5㎛의 부정형 실리카 입자의 에틸렌글리콜 슬러리를 입자 함유량을 기준으로 하여 0.7중량부 첨가하였다. 이 실리카 입자는, 에틸렌글리콜 슬러리를 미리 조제하고, 이것을 원심 분리 처리하여 조립부(粗粒部)를 35％ 커트하고, 그 후, 메쉬 5㎛의 금속 필터로 여과 처리를 행하여 얻어진 입자이다. 15분 후에, 얻어진 에스테르화 반응 생성물을 중축합 반응캔으로 이송하고, 280℃에서 감압 하 중축합 반응을 행하여 극한 점도 0.62dl/g의 폴리에스테르 수지 E를 얻었다.
(폴리에스테르 수지 F, G, H, I, J)
실리카 입자의 중량 평균 입경 및 입자 함유량을 변경한 것 이외에는 폴리에스테르 수지 D와 동일한 방법으로 폴리에스테르 수지 F, G, H, I, J를 얻었다.
원료 수지 칩은 표 1에 나타낸 바와 같다. 또한, 표 중의 약호는 이하와 같다.
TPA: 테레프탈산
EG: 에틸렌글리콜
[표 1]
[실시예 1]
3대의 압출기를 사용하여 3층 구성의 필름을 제막하였다. 기층(B)은 폴리에스테르 수지 A를 95.0질량％, 폴리에스테르 수지 D를 5.0질량％, 표면층(A)은 폴리에스테르 수지 A를 87.5질량％, 폴리에스테르 수지 D를 12.5질량％로 하였다. 여기서 폴리에스테르 수지 D는, 압출기에 들어가기 전에 타 원료와 혼합되도록 도 1에 나타내는 바와 같은 이너 파이프를 사용하여 넣었다. 각각의 원료 수지를 건조 후, 제1, 제3 압출기에 의해 표면층(A) 형성 혼합 수지를 285℃의 수지 온도에서 용융 압출하고, 제2 압출기에 의해 기층(B) 형성 혼합 수지를 285℃의 수지 온도에서 용융하고, 캐스팅 드럼에 접촉하는 측으로부터 표면층(A)/기층(B)/표면층(A)의 순번으로, T다이 내에서 두께 비가 1/10/1(㎛)이 되도록 합류 적층하고, T자의 구금으로부터 토출시켜, 표면 온도가 30℃인 캐스팅 드럼으로 냉각 고화시켜 미연신의 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 얻었다.
그 때, 직경 0.15mm의 와이어상 전극을 사용하여 정전 인가하고, 냉각 드럼에 밀착시켜 3층 미연신 필름을 얻었다.
얻어진 미연신 필름을 115℃로 가열하고, 1단째를 1.24배, 2단째를 1.4배, 3단째를 2.6배로 한 3단 연신으로, 전체 연신 배율 4.5배로 길이 방향으로 연신하였다.
계속해서, 온도 140℃, 연신 배율 4.3배로 폭 방향으로 연신하고, 245℃에서 열고정하고, 폭 방향으로 5％ 열이완 처리를 행하고, 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에 40W·min/m2의 조건에서 코로나 처리를 행하고, 와인더로 롤상으로 권취함으로써 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 마스터 롤(감기 길이 30000m, 폭 8000mm)을 제작하였다.
얻어진 마스터 롤로부터 2축 배향 폴리에스테르 필름을 권출하고, 직경 6인치(152.2mm)의 권취 코어에, 800mm 폭으로 슬릿하면서, 콘택트 롤로 필름 롤에 면압하고, 2축 터렛 와인더로 필름에 장력을 가하면서 필름 롤을 권취하였다.
얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[실시예 2]
원료로서, 표면층(A)의 폴리에스테르 수지 A를 64.0질량％, 폴리에스테르 수지 E를 36.0질량％, 기층(B)의 폴리에스테르 수지 A를 64.0질량％, 폴리에스테르 수지 E를 36.0질량％, T다이 내의 두께비를 3/6/3(㎛)으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 2축 연신 필름을 제막하여 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[실시예 3]
원료로서, 표면층(A)의 폴리에스테르 수지 A를 78.0질량％, 폴리에스테르 수지 F를 22.0질량％, 기층(B)의 폴리에스테르 수지 A를 98.0질량％, 폴리에스테르 수지 F를 2.0질량％로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 2축 연신 필름을 제막하여 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[실시예 4]
원료로서, 표면층(A)의 폴리에스테르 수지 A를 83.5질량％, 폴리에스테르 수지 G를 16.5질량％, 기층(B)의 폴리에스테르 수지 A를 100.0질량％로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 2축 연신 필름을 제막하여 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[실시예 5]
원료로서, 표면층(A)의 폴리에스테르 수지를 폴리에스테르 수지 B로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 2축 연신 필름을 제막하여 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[실시예 6]
원료로서, 실시예 1에 있어서 표면층(A) 및 기층(B)에 사용한 폴리에스테르 수지 A를 폴리에스테르 수지 C로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 2축 연신 필름을 제막하여 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[실시예 7]
원료로서, 실시예 1에 있어서 표면층(A) 및 기층(B)에 사용한 폴리에스테르 수지 A를 폴리에스테르 수지 A/폴리에스테르 수지 C=50/50의 비율로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 2축 연신 필름을 제막하여 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[실시예 8]
실시예 1에 있어서 표면층(A) 및 기층(B)에 사용한 폴리에스테르 수지 A를 폴리에스테르 수지 A/폴리에스테르 수지 C=10/90의 비율로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 2축 연신 필름을 제막하여 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[실시예 9]
원료로서, 표면층(A) 및 기층(B)의 폴리에스테르 수지를 폴리에스테르 수지 C/폴리에스테르 수지 D=50/50의 비율로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 2축 연신 필름을 제막하여 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[실시예 10]
원료로서, 표면층(A)의 폴리에스테르 수지를 폴리에스테르 수지 C: 90중량％와 폴리에스테르 수지 D: 10중량％의 혼합물로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 2축 연신 필름을 제막하여 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[비교예 1]
원료로서, 표면층(A)의 폴리에스테르 수지를 폴리에스테르 수지 D로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 2축 연신 필름을 제막하여 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[비교예 2]
원료로서, 표면층(A)의 폴리에스테르 수지 A를 82.0질량％, 폴리에스테르 수지 I를 18.0질량％, 기층(B)의 폴리에스테르 수지 A를 98.6질량％, 폴리에스테르 수지 I를 1.4질량％로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 2축 연신 필름을 제막하여 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[비교예 3]
원료로서, 표면층(A) 및 기층(B)의 폴리에스테르 수지 A를 96.0질량％, 폴리에스테르 수지 J를 4.0질량％로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 2축 연신 필름을 제막하여 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
[비교예 4]
실시예 1과 마찬가지로 3대의 압출기를 사용하여 3층 구성의 필름을 제막하였다. 기층(B)은 폴리에스테르 수지 A를 95.0질량％, 폴리에스테르 수지 E를 5.0질량％, 표면층(A)은 폴리에스테르 수지 A를 87.5질량％, 폴리에스테르 수지 E를 12.5질량％로 하였다. 그러나, 폴리에스테르 수지 A, 폴리에스테르 수지 E는 모두 혼합된 상태에서 압출기에 넣었다. 즉, 폴리에스테르 수지 E는 이너 파이프를 사용하지 않고, 호퍼 상부에서 혼합한 상태에서 압출기에 넣었다. 각각의 원료 수지를 건조 후, 제1, 제3 압출기에 의해 표면층(A) 형성 혼합 수지를 285℃의 수지 온도에서 용융 압출하고, 제2 압출기에 의해 기층(B) 형성 혼합 수지를 285℃의 수지 온도에서 용융하고, 캐스팅 드럼에 접촉하는 측으로부터 표면층(A)/기층(B)/표면층(A)의 순번으로, T다이 내에서 두께 비가 1/10/1(㎛)이 되도록 합류 적층하고, T자의 구금으로부터 토출시키고, 표면 온도가 30℃인 캐스팅 드럼으로 냉각 고화시켜, 미연신의 폴리에틸렌테레프탈레이트 시트를 얻었다. 그 때, 직경 0.15mm의 와이어상 전극을 사용하여 정전 인가하고, 냉각 드럼에 밀착시켜 3층 미연신 필름을 얻었다.
얻어진 미연신 필름을 115℃로 가열하고, 1단째를 1.24배, 2단째를 1.4배, 3단째를 2.6배로 한 3단 연신으로, 전체 연신 배율 4.5배로 길이 방향으로 연신하였다.
계속해서, 온도 140℃, 연신 배율 4.3배로 폭 방향으로 연신하고, 245℃에서 열고정하고, 폭 방향으로 5％ 열이완 처리를 행하고, 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에 40W·min/m2의 조건에서 코로나 처리를 행하고, 와인더로 롤상으로 권취함으로써 두께 12㎛의 2축 배향 폴리에스테르 필름의 마스터 롤(감기 길이 30000m, 폭 8000mm)을 제작하였다.
얻어진 마스터 롤로부터 2축 배향 폴리에스테르 필름을 권출하고, 직경 6인치(152.2mm)의 권취 코어에, 800mm 폭으로 슬릿하면서, 콘택트 롤로 필름 롤에 면압과, 2축 터렛 와인더로 필름에 장력을 가하면서, 필름 롤을 권취하였다.
얻어진 필름의 원료 조성 및 제막 조건, 얻어진 필름의 물성 및 평가 결과를 표 2에 나타낸다. 필름의 평가는 칠드 롤에 접촉한 측의 표면층(A)에서 행하였다.
실시예 1 내지 10의 필름은, 표 2의 결과와 같이, 최대 돌기 높이 Sp, 헤이즈, 공기 빠짐 시간, 길이 방향의 편차가 규정의 범위 내가 되기 때문에, 우수한 투명성, 기계 특성을 가짐과 함께, 필름의 제조 공정 중의 미끄럼성이나 권취성도 우수하며, 또한 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지를 사용함으로써 환경 배려된 폴리에스테르 필름이며, 이물이 적고, 감기 길이가 긴 필름 롤이어도 길이 방향의 물성 편차가 적은 것이었다.
비교예 1은, 얻어진 필름의 최대 돌기 높이 Sp, 헤이즈, 공기 빠짐 시간, 길이 방향의 편차가 규정의 범위 내이기 때문에, 우수한 투명성, 기계 특성을 가짐과 함께, 필름의 제조 공정 중의 미끄럼성이나 권취성도 우수하지만, 종래의 화석 연료 유래의 폴리에스테르 수지이기 때문에, 환경 배려된 폴리에스테르 필름으로서는 떨어지는 것이었다.
비교예 2는, 얻어진 필름의 헤이즈, 공기 빠짐 시간, 길이 방향의 편차는 범위 내이기는 하지만, 최대 돌기 높이 Sp가 크기 때문에, 필름의 평활성이 떨어지는 것이었다.
비교예 3은, 얻어진 필름의 최대 돌기 높이 Sp, 헤이즈, 공기 빠짐 시간, 길이 방향의 편차는 범위 내이기는 하지만, 공기 빠짐 시간이 길기 때문에, 롤에 휩쓸려 들어가는 공기가 균일하게 균일하게 빠지지 않아 롤 주름 평가가 불량하였다.
실시예 5는, 얻어진 필름의 최대 돌기 높이 Sp, 헤이즈, 공기 빠짐 시간, 길이 방향의 편차가 규정의 범위 내이기 때문에, 우수한 투명성, 기계 특성을 가짐과 함께, 필름의 제조 공정 중의 미끄럼성이나 권취성도 우수하지만, 알칼리 세정을 행하지 않은 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지를 사용했기 때문에, 필름 중의 이물이 많아, 공업적으로 연속 생산되는 필름으로서는 약간 떨어지는 것이었다.
비교예 4는, 원료의 공급에 이너 파이프를 사용하지 않으며, 원료의 편석을 위하여 길이 방향으로 원료 비율의 변동이 커지기 때문에, 얻어진 필름 롤의 산술 평균 높이 Sa, 최대 돌기 높이 Sp의 길이 방향의 편차가 크고, 필름 롤 중에서 부분적으로 실시예 1 내지 4와 동등한 물성을 갖는 양호한 필름을 얻을 수 있기는 하지만, 공업적으로 연속 생산되는 필름 롤로서는 떨어지는 것이었다.
[표 2a]
[표 2b]
<산업상 이용가능성>
본 발명의 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤은, 우수한 투명성, 기계 특성을 가짐과 함께, 필름의 제조 공정 중의 미끄럼성이나 권취성도 우수하고, 페트병을 포함하는, 시장이나 사회로부터 리사이클된 폴리에스테르 수지를 사용함으로써 환경 배려된 폴리에스테르 필름으로 이루어지며, 이물이 적고, 감기 길이가 긴 필름 롤이어도 길이 방향의 물성 편차가 적은 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤 및 그 제조 방법을 제공하는 것이 가능하게 되었다.
식품 포장용, 가스 배리어 필름 용도의 포장용 필름의 분야에서 널리 적용할 수 있어 요즘 환경 부하 저감이 강력히 요망되는 점에서, 산업계에 크게 기여할 것이 기대된다.
Claims (8)
- 페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지와 입자를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물로 이루어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름을 권취하여 이루어지는 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤이며, 하기 요건 (1) 내지 (4)를 모두 충족하는 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤.
(1) 적어도 한쪽 필름면의 최대 돌기 높이 Sp가 3.0㎛ 이하이다.
(2) 필름 두께 12㎛에서의 헤이즈가 10％ 이하이다.
(3) 필름 표리면끼리의 공기 빠짐 시간이 14초 이하이다.
(4) 필름 길이 방향으로 필름 롤의 표층으로부터 권취 코어까지 1000m마다 샘플링했을 때의 산술 평균 높이 Sa 및 최대 돌기 높이 Sp의 편차가 모두 40％ 이하이다.
(편차는, 최댓값을 Xmax, 최솟값을 Xmin, 평균값을 Xave라 했을 때의, 하기 식 [1]로 표시된다
편차(％)=100x (Xmax-Xmin)/Xave… [1]) - 제1항에 있어서, 제1항에 기재된 페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지가, 메카니컬 사이클 폴리에스테르 수지 및/또는 케미컬 리사이클 폴리에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 2축 배향 폴리에스테르 필름.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 2축 배향 폴리에스테르 필름을 구성하는 폴리에스테르 수지 조성물 중의 전체 디카르복실산 성분 100몰％에 대한 이소프탈산 성분의 함유율이 0.01몰％ 이상 2.0몰％ 이하인 것을 특징으로 하는 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤.
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 필름 100m2당 1mm 이상의 결점 수가 20개 미만인 것을 특징으로 하는 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2축 배향 폴리에스테르 필름의 편면과 그 반대 면의 운동 마찰 계수가 0.20 이상 0.60 이하인 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2축 배향 폴리에스테르 필름 전체층 중의 무기 입자의 함유량이 100ppm 이상 1000ppm 이하인 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지가, 적어도 한번의 알칼리 세정이 실시되어 이루어지는 페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지인 것을 특징으로 하는 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤.
- 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤의 제조 방법이며, 폴리에스테르 원료 수지 용융 압출 공정, 2축 연신 공정 및 2축 연신 후의 필름을 롤상으로 권취하는 공정을 포함하여 이루어지고, 상기 폴리에스테르 원료 수지의 용융 압출 공정에 있어서, 호퍼에 상방으로부터 상기 페트병을 리사이클 사용한 폴리에스테르 수지의 원료 수지 칩을 공급함과 함께, 호퍼 내이며 압출기 바로 위에 출구를 갖는 배관을 통하여 상기 입자를 포함하는 폴리에스테르 수지 조성물의 원료 수지 칩을 공급하고, 양쪽 칩을 혼합하여 용융 압출하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 2축 배향 폴리에스테르 필름 롤의 제조 방법.
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