Article
  • Effect of Homo Polypropylene Having Low Melt Viscosity on Processing Characteristics and Structural Development of Random Polypropylene Films

  • Tao Zhang, Donghyun Lee, and Ho-Jong Kang†

  • Department of Polymer Science and Engineering, Dankook University, Gyeonggi-do 448-701, Korea

  • 저점도 호모 폴리프로필렌 첨가가 랜덤 폴리프로필렌 필름 가공 특성과 구조 형성에 미치는 영향

  • 장타오 · 이동현 · 강호종†

  • 단국대학교 고분자공학과

Abstract

The homo polypropylene (PP) was used to enhance the processability of melt casting random PP film. Increase of processability in melt casting random PP film was found by the lowering of melt viscosity and increase of activation energy due to the addition of homo PP having low melt viscosity. It was found that high crystallinity of homo PP resulted in the improvement of thermal property and crystallinity in the random PP film. The smooth film surface was obtained because the addition of homo PP caused the lowering of crystalline size during the solidification. This morphological changes affect both the orientation behavior and crystallinity of PP films in the drawing process. As a result, mechanical properties were improved dramatically in drawn PP films.


용융캐스팅 폴리프로필렌 필름의 가공성 향상을 위하여 호모 폴리프로필렌이 사용되었다. 저점도 호모 폴리프로필렌을 첨가함에 따라 랜덤 폴리프로필렌의 점도가 감소하고 activation energy가 증가함에 따라 필름 가공성이 향상됨을 알 수 있었다. 고결정성 호모 폴리프로필렌 첨가에 의하여 필름의 열적 특성과 결정화도가 증가되었고 고상화 과정에서 상대적으로 작은 크기의 결정 생성에 의하여 표면 거칠기는 낮아짐을 확인하였다. 이러한 형태학적 변화는 필름 배향 및 결정화에 영향을 주며 그 결과, 연신 필름에서 결정화도와 기계적 특성이 크게 향상됨을 확인할 수 있었다.


Keywords: homo polypropylene, random polypropylene, processability, crystallinity, orientation

서 론

폴리프로필렌(PP) 필름은 투명성 및 배리어 특성이 우수하여 접착 필름 기재와 다양한 포장재로 사용되는 가장 범용적인 필름이다.1-3 사용 용도에 따라서 다양한 필름용 PP가 사용되고 있으며 경제성 관점에서 일반적으로 에틸렌이 소량 함유되어 있는 랜덤 PP가4 주로 사용된다. PP 필름은 용도에 따라 무연신 필름(CPP)과 연신 필름(OPP)으로 나눌 수 있으며 무연신 필름은 다양한 필름과의 라미네이션에 의한 포장필름으로 사용되며5,6 이축 연신 필름은 보다 우수한 기계적 물성이 요구되는 접착 테이프, 오디오 비디오 테이프 등에 많이 사용된다.7,8
무연신 필름의 제조는 T 다이를 이용한 용융 캐스팅 필름 가공법과9,10 튜블라 다이를 이용한 인플레이션 가공법에11,12 의하여 제조되며 연신 필름은 무연신 필름을 제조 후 이축 연신기13 혹은 이중 인플레이션 방법에14 의하여 배향성을 갖는 연신 필름을 제조할 수 있다. 폴리프로필렌 필름의 연신에 의한 배향은 주로 연신 과정에서 다양한 연신 방법에 의하여 가해지는 힘에 의하여 좌우되며 가해지는 힘의 정도에 따라 다양한 배향 특성을 가지며 이에 대한 연구가15,16 wide angle X-ray 및 small angle X-ray를 사용하여 진행되어 왔다.
연신 기기 및 온도와 같은 가공 조건에 의한 배향을 좌우할 수 있는 또 다른 방법으로 PP의 용융 점도를 저점도 PP첨가에 의하여 조절할 수 있을 것으로 판단되며 이와 함께 필름의 투명성 및 물성을 좌우하는 냉각 조건이 또 다른 주요 변수로 고려할 수 있다.17,18 용융 점도는 사용 PP의 분자량과 호모 혹은 랜덤과 같은 PP의 미세 구조에 의하여 변화될 수 있으며 손쉽게는 가공 기기의 온도를 조절하여 점도의 온도 의존성에 의한 조절이 가능하다. 냉각은 용융 캐스팅에서는 사용 chill roll의 온도에 의하여, 인플레이션 방법은 air ring을 통과하는 냉각 에어 접촉 위치와 온도에 의하여 조절될 수 있으며 이에 따라 필름의 결정화도가 정해지며 그 결과, 필름의 광학적 특성, 표면 특성, 그리고 기계적 특성 등이 현저하게 변화된다.
본 연구에서는 랜덤 PP 필름의 가공성을 증가시키는 방법으로 낮은 분자량에 의하여 상대적으로 점도가 낮으며 호모 고분자 특성으로 결정화도가 높은 호모 PP를 포장 필름용 소재인 랜덤 PP에 첨가하여 이에 따른 가공 특성과 물성 변화 그리고 연신 특성을 살펴보았다.

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  • Polymer(Korea) 폴리머
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    ISSN 0379-153X(Print)
    ISSN 2234-8077(Online)
    Abbr. Polym. Korea
  • 2023 Impact Factor : 0.4
  • Indexed in SCIE

This Article

  • 2018; 42(6): 954-959

    Published online Nov 25, 2018

  • 10.7317/pk.2018.42.6.954
  • Received on Apr 11, 2018
  • Revised on Apr 30, 2018
  • Accepted on Jul 9, 2018

Correspondence to

  • Ho-Jong Kang

  • Department of Polymer Science and Engineering, Dankook University, Gyeonggi-do 448-701, Korea

  • E-mail: hjkang@dankook.ac.kr
  • ORCID:
    0000-0001-8411-3667