일반기술

고교대배열 고분자량의 폴리비닐알코올 필름의 제조방법 및 그 필름

본 발명은 폴리비닐알코올(poly(vinyl alcohol)) 필름을 제조하는 방법 및 그 방법에 의하여 제조되는 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분자량과 교대배열성(syndiotacticity)이 매우 높은 고교대배열 초고분자량의 폴리비닐알코올을 사용하여 고배향(high or ientation), 고강력 및 고탄성률을 가지는 필름을 제조하는 방법 및 그에 의하여 제조되는 필름에 관한 것이다. 본 발명의 구체적인 목적은 고교대배열 초고분자량의 폴리비닐알코올 필름을 기존의 열연신법이 아닌 고온 띠연신법을 적용하여 연신비를 높이고 열연신으로부터 야기될 수 있는 여러 가지 부작용을 해소하여 인장강도나 인장탄성률 등의 물리적 성질이 우수한 고강력 고탄성률 폴리비닐알코올 필름을 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은 연신비에 영향을 미치는 성막시 농도를 고려하여 선정한 최적의 성막 농도에서 고온띠연신시 연신비를 극대화함으로써 최적의 물리적 성질을 보여주는 고강력 고탄성률 폴리비닐알코올 필름을 제공하는데 있다.본 발명에 따르면 열분해나 부반응 없는 고온 띠연신법을 적용함에 의해서 1회 연신으로 기존의 폴리에틸렌 등의 다단계연신에 의한 고연신비를 갖는 필름에 필적하는 강력, 탄성률 및 배향도를 갖는 폴리비닐알코올 필름이 제공되는 효과가 있다.본 발명의 방법은 피발산비닐(vinyl pivalate)응 다양한 조건에서 중합하여 얻은 여러 가지 폴리피발산비닐(poly(vinyl pivalate))들을 비누화하여 얻은 수평균 중합도 2,500∼22,000, 교대배열다이애드기 함량 55∼65% 및 비누화도 90.0∼99.9%의 다양한 분자 변수를 갖는 고교대배열(high syndiotactic) 고분자량 및 초고분자량의 폴리비닐알코올들을 디멜틸술폭시드(DMSO) 단독 또는 디멜틸술푹시드(DMSO) 물 혼합 용매에 0.1∼5ｇ/dl의 농도로 녹인 다음 이를 성막하여 제조한 필름을 25℃∼230℃에서 띠연신 또는 냉연신한 후 25℃∼230℃에서 띠연신하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 고교대배열 초고분자량 폴리비닐알코올 필름의 제조방법은 종래의 알려진 2가지의 제조과정과는 큰 차이점을 가지고 있다. 기존의 제조방법들과 비교하면 다음과 같다. 첫째, 기존에 제조된 폴리비닐알코올 필름은 교대배열기 함량 47∼53%, 수평균중합도 1,500∼15,000의 혼성배열(atactic) 고분자량 및 초고분자량 폴리비닐알코올을 재료로 사용한 것이다. 둘째, 최적의 연신비에 의한 폴리비닐알코올 필름을 제조하기 위해서는 그의 최적 성막농도의 고려가 필수적이라 할 수 있으나 기존의 방법들은 이를 고려하지 않았는데 이는 사슬의 최적 엉킴농도를 구하는데 일반적으로 많이 이용되고 있는 점성도 측정법을 폴리비닐알코올 용액의 불균일성 때문에 적용하기 어려웠기 때문이다.셋째, 일반적으로 막을 연신하는 방법으로 알려져 있는 열연신법은 폴리 비닐알코올의 경우 효과적으로 연신비를 높일 수가 없었고, 막의 열분해를 수반한 황변현상 및 되접힘 등의 부작용을 동반하였다. 띠연신의 경우 혼성배열 폴리비닐알코올 필름 및 섬유에 적용하는 예는 보고되어 있으나 교대배열 폴리비닐알코올 막에 적용한 예는 없었다. 본 발명에서는 고교대배열 고분자량 및 초고분자량 폴리비닐알코올 필름을 고온에서 띠연신함으로써 폴리에틸렌 필름에서 적용하였던 다단계연신법(4∼5회 이상)과 같은 복잡한 연신공정을 거치지 않고 1회 연신으로서 이에 상응하는 배향도 및 결정배향지수를 얻을 수 있는 충분한 연신으로서 이에 상응하는 배향도 및 결정배향지수를 얻을 수 있는 충분한 연신비를 가진 폴리비닐알코올 필름을 제조하였다.