본 논문에서는 PET/PET 필름과 인터페이스를 갖는 PET/SEMI/PET필름에서의 전기 전도도와 공간전하분포를 고찰하였다. 반도전층을 가지고 있는 PET/SEMI/PET 필름의 전도전류는 PET/PET에 비하여 높았으며 특히 전압 인가후 순간적인 전류가 급격하게 소멸하였다. 또한 PET/SEMI/PET 필름의 공간전하 분포는 PET/PET 필름에 비해 높은 전하 형성을 보였다.
원자재 가격상승과 유가 폭등으로 인해 국내 폴리에스터 업계는 중국 제품에 가격 경쟁력이 밀리는 범용 제품 비중을 줄이고 부가가치가 높은 광학 및 특수용도 제품 비중을 높여나가는 등의 노력에 주력하고 있다. 유가 인상과 단가 하락 압력, 경쟁 격화 등으로 포장재 등에 쓰이는 범용 PET 필름은 물론 확산필름 등 일반 LCD용 광학필름의 수익성이 낮아지면서 수익성이 좋은 분야의 비중을 확대하려는 움직임에 따라 올해 폴리에스터(PET) 필름 업계의 화두는 광학 및 태양전지에의 PET 필름의 적용 및 응용이었다. SKC가 먼저 광학필름의 원자재로 쓰이는 고순도 후막 베이스필름이나 태양전지나 하이브리드 자동차 부품용 필름 분야로 진출을 계획중이며 코오롱도 후막 필름 라인을 1기 증설하고 기존 포장재 라인도 전환키로 했다. 또한 도레이새한도 후막 필름을 주력제품으로 끌어올릴 계획을 갖고 있다. 본 고에서는 PET 필름 및 나일론 필름 수급동향을 살펴보고, 업체별 상황 및 전망을 살펴보도록 한다.
디스플레이용 PET필름 시장이 활황을 띌 것으로 보인다. 디스플레이용 PET필름은 확산.보호.반사 필름, 프리즘시트 등 LCD 광학필름의 원재료 격으로 국내 시장(세계약 40% 추정)은 LCD TV 등의 확산에 힘입어 올해 약 32% 정도의 고성장이 예상되고 있다. 그동안 포장재.비디오테이프∙전자부품 등 범용 PET필름 생산에 주력했던 SKC.코오롱.도레이새한 등 주요 화학.섬유 업체들이 LCD광학필름 제조에 필요한 디스플레이용 PET 필름의 생산 인프라를 확대하거나 새롭게 구축하기 시작한 것이다. 특히 그동안 기존 범용 PET 필름 생산라인의 일부를 이용해 생산했던 방식에서 탈피해 디스플레이 전용 라인을 신설, 향후 지속적인 수요확대에 대응한다는 전략을 구체화하고 있어 주목된다. 본 고에서는 (사)한국포장협회 회원사를 대상으로 조사한 내용을 바탕으로 업체별 PET 및 Nylon 시장을 살펴보도록 하겠다.
블렌드 (PET/PETG 70/30 블렌드) 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET)와 폴리에틸렌테레프탈레이트 글리콜 (PETG)을 무게 비 70/30으로 혼합하여, 이축 압출기를 사용하여 제조하였다. 미연신 필름은 이 블렌드와 순수 PETG 수지를 압축성형기로 각각 용융 압축시켜 제조하였고 연신 필름은 미연신 필름을 모세관 레오메타를 사용하여 연신시켜 제조하였다. 제조된 블렌드 연신 필름과 PETG 연신 필름의 결정성, 수축율, 열적, 동역학적 및 기계적 특성을 X-선 회절분석기, 오븐기, DSC, 및 인장시험기를 사용하여 조사하였다. 블렌드와 PETG필름의 결정화도와 밀도는 연신비와 연신 속도의 증가와 더불어 증가하였으나 반면 연신 온도 증가와 더불어 감소하였다 또한 블렌드 필름의 결정화도와 밀도는 PETG 필름보다 높게 나타났다. 두 필름의 인장강도와 인장탄성률은 연신비 및 연신 속도 증가와 더불어 증가하였고 연신온도 증가에 따라 감소하였다. 또한 블렌드 필름의 인장강도와 인장탄성률이 PETG 필름 보다 높게 나타났다. 두 필름의 수축율은 연신비와 연신 속도가 증가할수록 감소하였고 미연신 블렌드 필름의 수축율이 순수 PET 필름보다 600% 증가함을 보였다.
주요 플라스틱 필름하우스 피복재의 광학 및 물리적 특성을 구명하고자 시설재배농가에서 일반적으로 이용하는 EVA(ethylene vinyl acetate, 0.08 mm) 필름을 비롯하여 기능성 피복재인 PO 방무필름(polyorefine antifog film. 0.1 mm), 불소필름(fluoric film, 0.06 mm), 산광필름(diffused film, 0.15 mm), PO 방적필름 (polyorefine antidrop film, 0.15 mm) 등과 경질 소재인 PET(polyethylene terephthalate, 0.5 mm)등 6종의 필름을 1997년에 폭 5.4m 길이 18.5m, 높이 2.9m의 소형 플라스틱필름 하우스에 각각 피복하고 3년간 (1997~1999) 필름들의 주요 특성을 조사하였다. 피복 후 30개월 경과시의 필름의 분광투과특성은 UV(300~400nm)가 산광 및 PET 필름에서 25~26% 밖에 투과되지 않은 반면, 불소필름에서는 76%, 기타 필름에서는 63~66% 투과되었다. PAR(광합성유효광, 400~700 nm)의 투과율은 불소(86.5%), 방적(80.5%), PET(76.3%), 방무(75.5%), EVA(74.1%), 산광필름(61.9%) 순으로 투과량이 많았다. 피복 후 7일경과 30개월경간의 PAR 투과율의 감소는 EVA가 12%로 가장 컸으며 방적필름이 6%로 가장 작았다. 토마토 작물군락하의 광도는 EVA 필름에 비해 산광필름에 비해 산광필름이 2.5배, 방적필름과 PET가 1.4배 각각 높았다. 필름의 인장저항력은 불소필름이 경질 소재이므로 월등히 강하였으며 다음으로 방적과 산광필름도 강한 경향이었다. 한편 충격저항력은 불소필름이 가장 약했고 방적과 산광필름은 강한 편이었다. 하우스내의 주간온도는 광투과율의 경향과 비슷하였으나, 야간온도는 PET, 불소, 방적, 산광, 방무, EVA 순으로 높았는데 특히 PET는 EVA보다 평균 4$^{\circ}C$ 높게 유지되었다. 하우스내로 투입된 일사량은 EVA 보다 불소필름 32%, 방적필름 15% PET 11%, 방무필름 4% 각각 많았는 반면, 산광필름은 7% 적었다.
무전해도금법을 이용하여 구리/PET 필름 복합재료를 제조하였으며 에칭방법과 촉매액의 조성 및 acceleration 방법을 달리하여 PET 필름과 무전해도금된 구리 피막간의 접착력을 향상시키고자 하였다. HCl 용액으로 에칭된 PET 필름은 NaOH에 의한 것보다 더욱 세밀하게 에칭되어져 구리와 PET 필름간의 접착력은 향상되었으나 전자파 차폐효과는 유사한 경향을 보였다. 촉매액의 조성변화에 따른 영향을 살펴본 결과 PdCl$_2$:SnCl$_2$의 몰비가 1:4에서 1:16으로 증가할수록 PET 필름 위에 적층된 Pd/Sn 콜로이드 입자들의 크기가 감소하며 고르게 분포되는 경향을 보였다. 따라서 이들의 몰비가 증가할수록 구리도금이 균일하고 조밀하게 이루어져 접착력 및 차폐효과가 증가하였다. 또한 NaOH보다 HCl로 acceleration한 경우 촉매 입자의 크기가 작고 더 균일하게 분포되어 우수한 접착력과 도금물성을 나타내었다.
1. 슬라이스 치즈용 복합필름의 두께는 일부 단체필름의 두께를 알수없어 총 두께로 나타냈음을 전제로 한다. K/PET 필름은 종횡 $9{\sim}20kg/mm^2$ 범위로, 일반 범용플라스틱 필름(PE, PP등)과 비교해보면 강도가 우수하다. 또 겉 포장용의 경우 $61.6{\mu}PVDC/PE/Al-vac/CPS,\;96.9{\mu}PE/PVDC/PE,\;79.3{\mu}PET/PVDC/L-LDPE,\;72.2{\mu}PET/PVDC/PE/Al-vac/PE$ 복합필름도 종횡 $4{\sim}10kg/15mm$범위로 외부로부터 보호하는데 매우 우수하다. 2. 치즈의 투습도에서 $40{\mu}PVDC$나 $15{\mu}K/PET$필름은 대략 $10g/m^2/24hr$정도로 습기 차단성이 일반 범용플라스틱 필름과 비교해보면 매우 우수하다. 또 겉포장용 복합필름으로 $61.6{\mu}PVOC/PE/Al-vac/CSP{\cdot}4.91<96.9{\mu}PE/PVDC/PE$ 와 $79.3{\mu}PET/PVDC/L-LDPE$ 약 $3.8<72.2{\mu}PET/PVDC/PE/Al-vac/PE\;0.41g/m^2{\cdot}24hr$로서 모두 차단성이 우수 하지만 특히 $72.2{\mu}PET/PVDC/PE/Al-vac/PE$ 필름이 가장 우수하므로 장기저장시 사용이 좋을 것으로 사료된다. 3. 치즈의 기체투과도에서 1) 산소투과도는 PVDC 필름은 $130cc/m^2{\cdot}24hr{\cdot}atm$로 K/PET 필름의 $19.9cc/m^2{\cdot}24hr{\cdot}atm$에 비해 약 6.5배로 가급적 K/PET필름의 사용이 요망된다. 그리고 겉포장용으로 $61.6{\mu}PVDC/PE/Al-vac/CPS\;25.3>96.9{\mu}PE/PVDC/PE\;15.3>79.3{\mu}PET/PVDC/L-LDPE\;13.4>72.2{\mu}PET/PVDC/Al-vac/PE\;1.81cc/m^2.24hr{\cdot}atm$ 복합필름에서 PET/PVDC/Al-vac/PE필름은 장기저장시 사용이 좋을 것으로 사료된다. 2) 질소가스 및 탄산가스투과도 각각 $61.6{\mu}PVDC/PE/Al-vac/CPS\;12.5,\;59.8>96.9{\mu}PE/PVDC/PE\;7.1,\;42.0>79.3{\mu}ET/PVDC/L-LDPE\;6.4,\;34.2>72.2{\mu}PET/PVDC/PE/Al-vac/PE\;0.74,\;4.2cc/m^2.24hr{\cdot}atm$으로 가장 우수한 PET/PVDC/PE/Al-vac/PE 복합필름이 장기저장용으로 이용이 좋을 것으로 사료된다.
수증기 및 산소에 대한 차단성이 개선된 PVA-BA 코팅 조성액의 포장소재로의 적용가능성을 확인하기 위하여 콤마 코팅과 라미네이션 공정을 이용하여 PET/PVA-BA/OPP 다층필름을 제조하였다. PCT 전 후의 PET/PVA-BA/OPP 다층필름의 기체, 수증기 차단특성 및 인장강도를 확인하였고 이를 PA/PA/EVOH/PP 다층필름의 물성과 비교하였다. PVA내 BA 함량이 증가함에 따라 물성이 증가하는 것을 확인할 수 있었지만, PCT 후 PET/PVA-BA/OPP 다층필름의 산소, 수증기 차단특성 및 인장강도는 감소하는 경향을 보였다. 이는 PVA-BA층 내 증가한 가교밀도와 관련이 있는 것으로 판단된다. 또한, 조미김을 이용한 저장특성분석에서, PET/PVA-BA/OPP다층필름은 PP/Al-metallized PP 다층필름에 비해 조미김의 지방산화를 야기시키는 요인을 효과적으로 억제하는 것으로 판단된다. 하지만, PP/Al-metallized PP 다층필름에 비해 PET/PVA-BA/OPP 다층필름의 상대적으로 높은 수분투과특성 때문에 Aw에 큰 장점을 확인하지 못하였다. 따라서, 물성 극대화 및 포장소재로 적용을 위해서는 PET/PVA-BA/OPP 다층필름 내 수분 차단성 향상에 대한 추가적인 연구가 필요하다는 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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