KR960012438B1 - 농업용 폴리에스테르 필름 - Google Patents

농업용 폴리에스테르 필름 Download PDF

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Abstract

요약 없음

Description

농업용 폴리에스테르 필름
본 발명은 기계적 강도와 내후성을 향상시켜 옥외에서 장기간 사용할 수 있게 한 농업용 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.
농업용 온실 피복재료로는 일반적으로 유리 이외에 폴리비닐클로라이드 필름, 폴리에틸렌 필름, 에틸렌 비닐알콜 필름, 폴리에스테르 필름 등과 같은 각종 플라스틱 제품이 사용되고 있다. 그러나 폴리비닐 클로라이드 필름, 폴리에틸렌 필름, 에틸렌 비닐알콜 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 대표되는 폴리에스테르 필름에 비하여 기계적 강도와 내후성이 약하여 폴리에스테르 필름에 대한 요구가 증대되고 있다.
폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름은 잘 알려진 바와 같이 고결정성, 고융점, 내열성, 내약품성, 강도, 탄성율 등과 같은 화학적, 물리적 성질이 우수하여 각종 포장재료나 자기 테이프 재료, 사진 재료, 전기 재료, 메탈라이즈용 재료 및 농업용 재료 등으로 광범위하게 사용되고 있다. 그러나 이러한 폴리에스테르 필름은 자외선을 흡수하는 성질이 있고, 특히 320nm 이하의 에너지 준위가 높은 자외선을 흡수하여 필름의 열화를 촉진하므로 옥외에서 장기간 사용시 기계적 강도가 현저하게 저하되는 결점이 있다.
종래, 이러한 결점을 해결하기 위한 방법으로 폴리에스테르 필름 표면에 특정 수지나 도료 등을 코팅하는 방법 등이 제안되어 있다. 예를 들면 자외선 흡수제를 폴리에스테르 필름 표면에 긴밀하게 결합하거나 자외선 흡수제를 배합한 아크릴계 수지를 폴리에스테르 필름 표면에 도표하는 방법 등이 있다.
그러나 전자의 방법은 자외선 흡수제를 균일한 농도로 필름 표면에 강고한 결합을 부여하기가 곤란하여 옥외 장시간 전장시 충분한 내후성을 부여하기가 어렵고, 후자의 방법은 내후성이 향상되어 옥외에서 장시간 사용할 수 있으나 피막의 신축성 및 내스크래치성 등에 단점이 있어 필름의 전장시 피막에 크랙이 발생하는 등의 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 선행기술의 제반 문제점을 감안하여 옥외에서, 특히 자외선조사량이 극심한 기후조건하에서 장시간 전장하여도 우수한 기계적 강도와 우수한 내후성을 보유하는 폴리에스테르 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명은 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 자외선 흡수제(U) 및/또는 적어도 1종의 힌더스 아민계 광안정제(H)가 하기 식 ①, ② 및 ③
0.5≤U+H≤1.5①
0.33≤U/H≤3.0②
0.3≤H③
(위 식에서, 수치는 폴리에스테르 100중량에 대한 배합중량%임)을 만족하는 범위로 함유하는 것을 특징으로 하는 농업용 이축연신 폴리에스테르 필름에 관한 것이다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 벤조트리아졸계 자외선 흡수제로는 2-(2H-벤조트리아졸-2일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐메틸)페놀, 비스[2-히드록시-5-t-옥틸-3-(벤조트리아졸-2일)-페닐]-메탄, 2(2'-히드록시-3,5'-디-t-부틸 페닐)벤조트리아졸, 2(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-메틸-페닐)벤조트리아졸 등이 있으며, 특히 분자량이 400이상이고 내열성이 우수한 것이 적합하다.
벤조페논계 자외선 흡수제로는 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시 벤조페논, 2,2'4,4'-테트라히드록시 벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시 벤조페논 등이 있다.
이러한 자외선 흡수제들은 폴리머분자쇄를 절단하고 필름의 기계적 강도를 저하시켜 내후성을 급격히 떨어지게 하는 화학적으로 유해한 자외선을 무해한 열에너지로 방산함으로써 필름의 내후성을 좋게 한다.
또한, 본 발명에 따라 사용되는 힌더드 아민계 광안정제는 알콕시아민 관능기를 갖는 힌더드 아민계 광안정제로서, 그 대표적인 예로는 4-히드록시-2,2',6,6'-테트라메틸-1-피페리딘에탄올과 숙신산의 중합생성물이 있다. 이러한 힌더드 아민계 광안정제는 자외선 흡수능은 없으나 폴리에스테르가 자외선에 의해 광분해되어 라디칼이 생성될 때 생성된 라디칼을 효과적으로 캡쳐하는 라디칼 스캐벤저로서 작용하므로써 필름이 자외선에 의해 변질되는 것을 방지한다.
본 발명에 있어서, 자외선 흡수제 및/또는 광안정제의 총량(U+H)이 폴리에스테르 100중량에 대하여 0.5중량% 보다 적을 경우에는 자외선흡수 효과 또는 라디칼캡쳐 효과가 미미하여 장기간 옥외에 전장시 지속적인 내후성을 갖지 못하며, 1.5중량%를 초과하는 경우에는 자외선흡수 효과 또는 라디칼캡쳐 효과는 충분하나 필름의 물성을 저하시킴과 동시에 필름 생산단가를 상승시키는 요인이 되므로 부적합하다.
본 발명의 폴리에스테르 필름 제조시에 폴리머 내부에 첨가되는 자외선 흡수제 및/또는 광안정제는 폴리머분자쇄를 절단하고 필름의 기계적 강도를 저하시켜 내후성을 급격히 떨어지게 하는 380nm 이하, 특히 370nm 이하의 화학적으로 유해한 고에너지 영역의 자외선에 의한 폴리에스테르 필름의 변질을 효과적으로 방지하여 필름의 내후성을 좋게한다.
본 발명에 의하면 또한 자의선 흡수제 및/또는 광안정제의 첨가시기가 특히 중요하다. 예를 들어 자외선 흡수제 및/또는 광안정제는 폴리에스테르의 중축합 반응 종료 40-10분 전에, 보다 바람직하게는 반응종료 30-10분 전에 에틸렌글리콜과 같은 적당한 용제에 용해 또는 혼합하여 첨가하는 것이 좋다. 그 이유는 플리머 중합공정 중에, 즉 에스테르교환 초기 또는 중축합반응 초기에, 특히 중축합반응 종료 40분 이전에 첨가하면 자외선 흡수제 및/또는 광안정제의 열분해 및 부반응을 야기시켜 폴리머의 말단기 증가, 색상 황변등의 물성을 크게 저하시키는 요인으로 작용하고, 자외선흡수능 및/또는 라디칼캡쳐 효과가 또한 현저하게 저하되며, 또한 중축합반응종료 10분전 이후에 첨가하면 자외선 흡수제 및/또는 광안정제의 분산성이 저하되기 때문이다.
특별히 제한되는 것은 아니지만, 본 발명의 이축연신 폴리에스테르 필름의 두께는 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 경우 0.05-0.25nm, 보다 바람직하게는 0.08-0.2nm가 적합하다. 그 이유는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 두께가 0.05nm 보다 작으면 기계적 강도가 낮아지고, 0.25nm를 초과하면 옥외 전장시 작업성이 어려우기 때문이다.
본 발명의 특징 및 장점은 후술되는 실시예에 의해 보다 명백하게 될 것이다.
실시예 1
통상의 방법으로 디메틸테레프탈레이트와 에틸렌글리콜 및 반응 촉매를 반응관에 투입한 후, 반응관 온도 130-230℃에서 에스테르 교환반응을 행하였다. 메탄올 유출이 완료된후, 중합촉매를 투입하고 240-280℃에서 중축합반응을 행하였다. 중축합반응이 종료되기 30분전에 자외선 흡수제로 비스[2-히드록시-5-t-옥틸-3-(벤조트리아졸-2일)페닐]메탄 1.0중량%를 에틸렌글리콜에 슬러리 상태로 첨가하고 교반하여 얻어진 고유점도 0.62(오르토-클로로 페놀 용액을 사용하여 35℃에서 측정)의 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 170℃에서 3시단 건조시키고 압출기 내에서 290℃의 온도로 용융시켰다. 용융된 폴리머를 회전하는 냉각드럼상으로 슬릿다이를 통하여 압출시켜 미연신 시트를 제작하고, 얻어지는 미연신 시트를 종연신배율3.5, 종연신온도 85℃, 횡연신배율 3.5, 횡연신온도 120℃의 조건으로 연신을 행한후 200℃에서 30초간 열처리하여 두께 150μm의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 얻었다.
실시예 2
실시예 1과 동일한 방법으로 행하였으나, 자외선 흡수제로 비스[2-히드록시-5-t-옥틸-3-(벤조트리아졸-2일)페닐]메탄 0.7중량%와 힌더드 아민계 광안정제로 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘에탄올과 숙신산의 중합생성물 0.5중량%를 중축합반응종료 20분전에 첨가하여 150μm의 필름을 얻었다.
실시예 3
실시예 1과 동일한 방법으로 행하였다. 자외선 흡수제로 2-(2H-벤조트리아졸-2일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀 0.5중량%와 힌더드 아민계 광안정제로 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘에탄올과 숙신산의 중합생성물 0.5중량%를 중축합반응종료 15분전에 첨가하여 150μm의 필름을 얻었다.
실시예 4
실시예 1과 동일한 방법으로 행하였으나, 자외선 흡수제로 2-(2H-벤조트리아졸-2일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐에틸)페놀 0.3중량%와 힌더드 아민계 광안정제로 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘에탄올과 숙신산의 중합생성물 0.5중량%를 중축합반응종료 15분전에 첨가하여 180μm의 필름을 얻었다.
실시예 5
실시예 1과 동일한 방법으로 행하였으나, 자외선 흡수제로 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시 벤조페논 0.5중량%와 힌더드 아민계 광안정제로 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘에탄올과 숙신산과의 중합생성물 0.5중량%를 중축합반응종료 15분전에 첨가하여 150μm의 필름을 얻었다.
비교예 1
자외선 흡수제를 중축합 반응 직전에 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 절차를 반복하여 150μm의 필름을 얻었다.
비교예 2
실시예 2와 동일한 방법으로 행하였으나, 자외선 흡수제로 비스[2-히드록시-5-t-옥틸-3-(벤조트리아졸-2일)페닐]메탄 0.7중량%와 힌더드 아민계 광안정제로 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘에탄올과 숙신산의 중합생성물 0.5중량%를 에스테르교환반응 직전에 첨가하여 150μm의 필름을 얻었다.
비교예 3
실시예 2와 같은 방법으로 행하였으나, 자외선 흡수제로 비스[2-히드록시-5-t-옥틸-3-(벤조트리아졸-2일)페닐]메탄 0.7중량%와 힌더드아민계 광안정제로 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘에탄올과 숙신산의 중합생성물 0.2중량%를 첨가하여 150μm의 필름을 얻었다.
비교예 4
실시예 1과 동일한 방법으로 행하였으나 자외선 흡수제를 첨가하지 않고 150μm의 필름을 얻었다.
상기한 실시예 내지 5 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 다음의 방법으로 평가하였다. 그 결과는 하기 표 1에 제시된다.
필름 평가방법
1. 시료 : 장방향 50mm, 폭방향 20mm, 두께 150μm의 필름을 얻었다. (단, 실예 4의 경우에 두께는 180μm임)
2 : 광투과율 측정
시마즈(Shimadzu)사 자외-가시광선 분광계(UV-VIS Spectrophtometer) 모델 UV-260을 사용하여 800nm에서 190nm범위까지의 투과율을 측정하였다.
3. 내후성 평가 시험
인스트론(Instron)사 모델-1123을 사용하여 실온, 상대습도 65% 조건하에 200m/min의 속도에서 크세논-아크 조사 전후의 시료에 대해서 MD 방향과 TD 방향의 인장강도, 파단신도를 측정하여 평가하였다.
크세논-아크 조사에 사용된 장치는 아틀라스(Atlas)사 크세논-아크 웨더-오미터(Xenon-Arc Weater-Ometer)모델 600-WR이었고, 이때의 평가 조건은 블랙 판넬 온도 60℃, 상대습도 30%였다.
[표 1]
상기 표 1로 부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따르는 실시예 1 내지 5의 폴리에스테르 필름은 크세논-아크 조사전후의 인장강도 및 파단신도가 거의 차이 나지 않는 반면에 본 발명의 범위에서 벗어나는 비교예 1 내지 4의 폴리에스테르 필름은 크세논-아크 조사전후의 인장간도 및 파단신도가 크게 차이가 나고 있다. 즉, 본 발명에 의하면 옥외에서, 특히 자외선조사량이 극심한 기후조건하에서 장시간 전장하여도 우수한 기계적 강도와 우수한 내후성을 보유하는 폴리에스테르 필름을 제조할 수 있게 된다.

Claims (2)

  1. 농업용 이축 연신 폴리에스테르 필름에 있어서, 벤조트리아졸계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제 또는 이들의 혼합물중에서 선택되는 자외선 흡수제(U) 및/또는 적어도 1종의 광안정제(H)로서 라디칼 스태벤저로서 작용하는 힌더스 아민계 광안정제를 하기의 식 ①, ② 및 ③
    0.5≤U+H≤1.5①
    0.33≤U/H≤3.0②
    0.3≤H③
    (상기의 식에서, 수치는 폴리에스테르 100중량에 대한 배합 중량%임)을 만족하는 범위로 함유하는 것을 특징으로 하는 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 자외선 흡수제(U)가 2-(2H-벤조트리아졸-2일)-4,6-비스(1-메틸-1-페닐메틸)페놀, 비스[2-히드록시-5-t-옥틸-3-(벤조트리아졸-2일)-페닐]-메탄, 2(2'-히드록시-3,5'-디-t-부틸 페닐)벤조트리아졸, 2(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-메틸-페닐)벤조트리아졸, 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시 벤조페논, 2,2'4,4'-테트라히드록시 벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시 벤조페논으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물이며, 힌더스 아민계 광안정제(H)가 4-히드록시-2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리딘 에탄올과 숙신산과의 중합 생성물인 것을 특징으로 하는 필름.
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