KR0154331B1

KR0154331B1 - 결정성 열가소성 수지필름의 열처리방법과 그 장치

Info

Publication number: KR0154331B1
Application number: KR1019900014892A
Authority: KR
Inventors: 마사오 다가시게; 다께오 하야시; 가쓰미 우쓰미; 마사히로 후지모도
Original assignee: 혼고오 무쓰미; 이데미쓰 세끼유 가가꾸 가부시기 가이샤꾸쇼
Priority date: 1989-09-20
Filing date: 1990-09-20
Publication date: 1998-12-01
Also published as: US5158637A; DK0418867T3; EP0418867B1; EP0418867A3; AU638056B2; DE69019096D1; EP0418867A2; KR910005996A; ES2074506T3; AU6267490A; DE69019096T2

Abstract

튜우불러법으로 결정성 열가소성 수지필름을 2축연신함과 동시에 제1 및 제2열처리를 함에 따라 필름을 열처리하는 방법 및 장치로서 전술한 2축연신에 있어서의 히이터의 가열온도는 불할제어되어 제1열처리는 튜우불러법 혹은 텐터법으로 실행할 수 있음과 동시에 제2열처리는 제1열처리온도 이상에서 텐터법으로 실행하게 된다.

이에 따라 필름의 융착의 회피, 및 보우잉율의 저감이 가능하게 된다.

Description

결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법과 그 장치

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예의 열처리 장치의 개략도.

제 2 도는 히이터에 의한 버블의 가열상태를 나타낸 주요부분 단면도.

제 3 도는 버블을 접어갠 상태를 나타낸 단면도.

제 4 도는 홈이 달린 로울의 사시도.

제 5 도 및 제 6 도는 2축 연신할때에 있어서의 역방향의 부우잉 현상을 나타낸 정면도.

제 7 도 (a) 및 제 7 도 (b) 는 보우잉율의 측정법을 나타낸 도면.

제 8 도는 본 발명의 제 2 실시예의 열처리 장치의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 결정성 열가소성 수지필름 2 : 버블(bubble)

1A, 1B : 필름 4A, 4B : 귓부분

10 : 2축 연신수단 12 : 가열로 (15)의 히이터

20 : 제 1 가열수단 30 : 트리밍(trimming) 수단

42A∼42C : 홈붙이 로울 50 : 제 2 가열수단

51 : 텐터(tenter)

본 발명은 튜우불러법으로 2축 연신한 결정성 열가소성 수지막의 열처리 방법 및 장치에 관한 것으로 식품포장, 컴퓨우터와 같은 공업제품의 포장, 배그인박스, 드럼의 내장 등의 분야에서 이용할 수 있다.

플라스틱 필름을 예컨대 튜우불러법으로 2축 연신한 다음 필름분자의 배향 (orientation)을 고정시켜서 치수안정성을 얻기 위하여 열처리한다.

이러한 열처리를 하는 경우 튜우브형의, 예컨대 나일론-6 필름을 편평하게 접어갠 상태를 텐터법에 따라 200℃ 근방의 열처리를 하면 상하의 필름끼리가 융착하기 때문에 처리한 다음에 2장으로 분리할 수 없어서 제품으로서 사용할 수 없다고 하는 문제점이 발생한다.

이와 같은 문제점을 특히 플라스틱 필름이 폴리아미드계와 같은 결정성 열가소성 수지필름인 경우에 현저하게 나타난다.

그래서 이러한 문제를 해결하기 위하여 종래 예컨대 2축 연신된 편평 튜우브형 필름의 귓부분을 절개하여 2장의 필름으로 분리한 다음 앤드레스의 벨트형상물에 따라 양필름 사이에 간극을 유지한 상태에서 텐터에 도입하여 필름의 양단을 클립으로 보전하면서 열처리를 하는 개량된 텐터 방식이 제안되었다 (일본국 특공소 46-15439호 공보 참조).

또, 이 개량 텐터법 이외에도 튜우브형 필름에 압축공기를 넣어서 버블 (bubble) 을 형성한 상태에서 열처리를 하는 튜우불러 방식을 채용하였을 경우에도 열용착의 문제는 회피할 수 있었다.

상술한 개량 텐터법에 의한 열처리에 의하면 열융착은 발생하지 않으나 보우잉 현상 (필름 연신 열고정에 따라 필름양단에 비하여 필름중앙부가 이동방향으로 지연이 발생하는 현상)이 발생하여 이에 따라서 필름물성의 면내이방성 (面內異方城) 및 2차가공 (인쇄등) 의 저해 요소로 되는 느슨해짐 등의 문제점이 발생하였다. 열처리 온도를 떨어뜨리면 보우잉율은 낮아지지만 보일, 레토르트 (retort) 등의 열처리를 하는 경우에는 수축율이 지나치게 커서 문제가 있었다.

또, 상술한 튜우불러법에 의한 열처리에 의하면 높은 치수 안전성을 얻고자 180℃ 이상의 온도에서 열처리하면 버블이 흔들여서 안정한 열처리가 곤란하게 된다고 하는 문제가 발생하였다. 이 문제를 회피하기 위해 낮은 온도에서 열처리하면, 반대로 양호한 치수 안정성을 얻을 수 없게 된다.

한편, 본 출원인은 일본국 특허출원 소 63-296575 호에 있어서, 튜우불러법에 따라 2축 연신한 결정성 열가소성 필름을 2단계로 나누어서 열처리하는 방법 및 장치를 제안하였다. 본 발명에 있어서, 제 2 단째의 열처리는 텐터방식으로 하였으나, 제 1 단째의 열처리 방식에 대하여는 특히 한정하고 있지 않다.

본 발명은 필름의 융착을 일으키지 않으며 또한 보우잉율의 저감을 도모할 수 있는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법 및 장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법은 결정성 열가소성 수지필름을 튜우불러법에 따라 2축연신하는 공정과, 제 1 단째의 열처리 공정으로서 이 필름을 일정온도에서 열처리 공정과, 이 필름의 양단부를 절개하여 2장의 필름으로 분리하는 공정과, 2장의 필름을 공기를 개재시킨 상태에서 중합시키는 공정과, 제 2 단째의 열처리공정으로서 텐터법에 따라 제 1 단째의 일정한 열처리 온도 이상으로서 융점이하의 온도의 범위에서 열처리를 하는 공정 등을 지닌 것을 특징으로 하고 있다.

또, 그 방법을 실시하기 위한 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 장치는 결정성, 열가소성 수지필름을 튜우불러법에 따라 2축 연신하기 위한 수단과, 이 필름을 일정온도에서 열처리하기 위한 제 1 가열수단과, 필름의 양단부를 절개하여 2장의 필름으로 분리하기 위한 트리밍수단과, 2장의 필름을 공기를 개재시킨 상태에서 겹쳐합치기 위한 수단과, 제 1 가열수단에서의 처리온도 이상으로서 필름의 융점 이하의 온도의 범위에서 필름을 열처리하기 위한 제 2 가열 수단 등을 지닌 것을 특징으로 하고 있다.

이상의 방법 및 그 장치에 있어서, 전술한 2축 연신은 필름을 접어개었을 경우에 귓부분으로 되는 부분을 가열하는 히이터가 필름의 제품으로 되는 부분을 가열하는 히이터 보다도 낮은 가열 온도로 제어된 상태하에서 이루어지게 된다. 구체적으로는 먼저의 히이터가 전체 히이터의 평균 가열온도보다 10∼100℃ 낮게 설정함과 동시에 나중에 히이터를 전체 히이터의 평균 가열온도 보다 10∼100℃ 높게 설정하는 것이 바람직하다.

10℃ 미만의 온도범위에서 낮게/높게하여도 본 발명의 효과 즉, 역방향의 부우잉 현상을 얻을 수 없고, 또 100℃ 를 초과하여 낮게/높게하면 연신도 중이 버블이 불안정하게 되기 쉽기 때문이다.

상술한 바와 같이 필름을 접어개었을 경우에 귓부분이 되는 부분을 가열하는 히이터와 필름의 제품에 상당하는 부분을 가열하는 히이터 등을 각각 온도제어하기 위하여는, 예컨대 필름의 귓부분으로 되는 부분을 가열하기 위한 2개의 히이터와 필름의 제품에 상당하는 부분을 가열하기 위한 2개의 히이터의 합계 적어도 4개의 히이터를 설치한다.

또, 필름의 가열상태의 제어성을 향상시켜서 필름 전체 둘레에 걸쳐서 그 온도 기울기를 가파르지 않게 하기 위하여는 가열장치에 예컨대 4개 이상의 히이터를 설치하는 구성으로 하는 것이 바람직하고, 이러한 경우에는 필름의 귓부분으로 되는 부분의 최단부의 가열온도를 최저로 함과 동시에 필름의 제품에 상당하는 부분의 중앙부의 가열온도를 최고로 되도록 가열하는 것이 바람직하다.

또, 제 1 의 열처리 공정과 그 가열수단은 튜우불러법 혹은 텐터법중의 어느 것을 이용한 것으로서, 투유불러법에 있어서는 전술한 필름의 수축개시 온도이상, (융점 -20℃) 바람직하게는 (융점 -30℃) 이하의 온도범위에서 실행되고, 텐터법에 있어서는 전술한 필름의 수축개시 온도이상, (융점 -30℃) 이하의 온도범위에서 실행된다. 필름의 수축 개시 온도 보다 낮을 경우에는 필름의 커얼 (curl) 이 켜져서 양단부를 꼭잡는 것이 곤란하게 되기 때문이다. 또, 필름의 가열온도의 상한이 (융점 -20℃) 보다 높을 경우에는 필름끼리의 융착이 발생하여, 열처리한 다음 2장으로 분리할 수 없게 된다. 더욱이 열처리 시간은 1초 이상으로 하는 것이 좋고, 1초 이하인 경우에는 열고정이 불충분하게 되기 쉽다. 또, 상한은 특히 없으나 너무 길면 크다란 장치가 필요하게 되어서 코스트 상승을 초래하므로 1∼30초 정도가 바람직하다.

제 1 의 열처리 공정 및 그 가열수단에 있어서, 필름의 이완율은 0∼10% (MD 방향 및/또는 TD 방향)로 설정한다. 필름을 약간 이완시킨 상태에서 열처리를 함에 따라 필름의 결정화도를 증가시켜서 수축율을 저감시킬 수 있고 이에 따라서 치수 안전성의 양호한 필름을 얻게 된다.

텐터법으로 실행하는 제 2 가열처리 공정 및 그 가열수단에 있어서, 제 1 열처리 온도보다 낮은 온도로 하였을 경우에는 수축율이 커져서 바람직하지 않다. 또, 필름의 융점이상의 경우에는 필름끼리의 융착이 발생하여 2장으로 분리할 수 없게 된다. 더욱이 열처리 시간에 대한 조건은 제 1 열처리 공정의 경우와 마찬가지이다. 제 2 열처리 공정에 있어서도 필름의 이완율은 0.1∼10%로 설정한다.

결정성 열가소성 수지라함은 폴리아미드계, 폴리에스테르계, 에틸렌-비닐알코올 공중합체 검화물, 폴리스틸렌 등의 각종 수지를 가르킨다. 이들 중에서 폴리아미드계 수지의 구체적인 예를 들면 나일론-6 (수축 개시 온도 45℃, 융점 215℃), 나일론 -6,6 (수축 개시 온도 55℃, 융점 260℃) 등이다.

전술한 필름을 튜우불러법에 따라 팽창시켜서 바블형으로 하기 위한 공기의 주입수단은 임의이다.

이 열처리 장치에 제 1 및 제 2 가열수단에 있어서는 가열효율이 높고, 또한 균일가열이 가능한 열풍로를 사용하는 것이 바람직하다.

또, 2장으로 분리된 양필름 사이에 공기를 개재시키면서 양 필름을 겹치는 경우에 사용하는 로울 (roll) 은 공기의 개재를 확실히 하기 위하여 홈붙이 로울이 좋으며 또 표면에 도금처리를 하여 필름에 상처가 나지 않도록 한 것이 바람직하다.

제 1 도∼제 8 도를 참조하여 본 발명의 가장 좋은 실시예에 관한 열처리 장치 및 이것을 사용한 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법을 설명한다.

[제 1 실시예]

제 1 도에 나타낸 제 1 실시예로서의 열처리 장치는 결정성 열가소성 수지필름 (1)을 튜우불러법에 따라 2축 연신하는 수단 (10)과, 튜우불러법에 따라 이 필름의 제 1 열처리 공정을 하는 제 1 가열수단 (20)과, 이 필름의 양단부를 절재하여 2장의 필름 (1A), (1B) 으로 분리하기 위한 트리밍 수단 (30)과, 양필름 (1A), (1B) 사이에 공기를 개재시키면서 양필름 (1A), (1B)을 겹치는 수단 (40)과, 필름 (1A), (1B)의 양단부를 꼭잡기 위한 텐터 (51)를 구비하여 필름 (1A), (1B) 에 제 2 열처리 공정을 하는 제 2 가열수단 (50)과, 필요에 따라서 설치하는 열처리를 한 필름 (1A), (1B) 의 권취수단 (6)을 구비하고 있다.

전술한 2축 연신수단 (10)에는 상방에 배치된 한쌍의 제 1 핀치 로울 (11)과, 결정성 열가소성 수지필름 (1)을 가열하기 위한 히이터 (12)가 설치된 가열로 (15)와, 필름 (1)을 편평하게 접어개기 위한 V자형의 안내판 (13)과, 안내판 (13)의 하단에 배치된 한쌍의 제 2 핀치 로울 (14)이 설치된다.

제 2 도에 나타낸 바와 같이 가열로 (15)의 히이터 (12)는 버블 (2)의 외주면을 따라서 근접하여 설치된 4개의 히이터 (12A∼12D) 로 이루어져 있다. 이들 히이터 (12A∼12D) 중에서 서로 마주보는 한쌍의 히이터 (12A), (12B)를 버블 (2)을 편평하게 접어개었을 경우에는 필름 (1)의 귓부분 (4A), (4B)으로 되는 부분 (2A), (2B)을 가열하기 위한 히이터로 한다.

또 나머지 한쌍의 히이터 (12C), (12D)를 버블 (2)의 제품에 상당하는 부분 (2C), (2D)을 가열하기 위한 히이터로 한다. 이들 히이터 (12A∼12D)로서는 적외선 히이터등 임의로 선택할 수 있다. 더욱이 2축 연신수단 (10)과 제 1 가열수단 (20)의 사이에는 가이드 로울 (5)을 적당히 설치할 수 있다.

제 1 가열수단 (20)에는 상방에 배치된 한쌍의 제 1 핀치 로울 (21)와, 제 1 핀치 로울 (21)에서 역 V자형으로 부착된 안내판 (22)과, 필름 (1)을 가열하기 위한 열풍로 (23)와, 필름 (1)을 편평하게 접어개기 위한 V자형의 안내판 (24)과, 안내판 (24)의 하단에 배치된 한쌍의 제 2 핀치로울 (25)이 설치되어 있다.

트리 및 수단 (30)에는 블레이드 (31)를 구비한 트리밍장치 (32)가 설치된다.

양필름 (1A), (1B) 사이에 공기를 개재시키면서 양필름 (1A), (1B)을 겹치는 수단 (40)에는 가이드 로울 (5)과, 상하로 분리되어 배치된 한쌍의 로울 (41A), (41B)과, 필름 (1A), (1B)의 이동방향으로 차례로 배치된 3개의 홈붙이 로울 (42A∼42C) 이 설치된다. 제 4 도에 나타낸 바와 같이 이들 홈붙이 로울 (42A∼42C) 은 그 외주면에 예컨대 P=10㎝ 피치로 교차하는 2줄의 홈 (43)이 형성되어 홈붙이 가공한 다음 표면에 크롬 등의 도금처리가 된 것이다.

제 2 열처리 공정을 하는 제 2 가공수단 (50)에는 겹친상태의 필름 (1A), (1B)의 양귓부분 (4A), (4B)을 꼭잡기 위한 텐터 (51)와 필름 (1A), (1B)을 가열하기 위한 열풍로 (52)가 설치되어 있다.

권취수단 (60)에는 열처리를 한 필름 (1A), (1B)을 각기 권취하기 위한 와인더 (61)가 설치된다.

열처리 장치를 사용하여 다음과 같이하여 결정성 열가소성 수지필름 (1)의 열처리를 한다.

먼저, 튜우불러법에 의한 2축 연신수단 (10)에 있어서, 가열로 (15)의 여러개의 히이터 (12)로 가열된 튜우브형의 결정성 열가소성 수지필름 (1)을 일정한 내압에 의하여 버블 (2)로 팽창시킴에 따라 가로방향 (TD 방향) 으로 연신시킴과 동시에 상하의 핀치로울 (11), (14)의 끌어당기는 속도의 차에 의해 세로방향 (MD 방향) 으로 연신시켜서 2축 연신을 한다. 2축 연신된 필름 (1)은 안내판 (13) 및 제 2 핀치로울 (14)에 의해 편평하게 접어 개어진다. 더욱이 본 실시예에 있어서, 튜우불러법에 있어서의 필름 (1) 안으로의 공기의 주입법은 임의이다 (예컨대, 일본국 특개소 64-71727 호 공보 참조).

가열로 (15) 로 가열하는 경우, 버블 (2) 의 귓부분 (4A), (4B)이 되는 부분 (2A), (2B) 쪽으로 배치된 히이터 (12A), (12B)의 온도를 전체 히이터 (12A∼12D)의 평균 온도보다 10-100℃ 낮게 설정한다. 또 버블 (2)의 제품에 상당하는 부분 (2C), (2D) 쪽으로 배치된 히이터 (12C), (12D)의 온도를 전체 히이터 (12A∼12D)의 평균 온도보다 10∼100℃ 높게 설정한다. 이와 같은 조건에서 가열 연신함에 따라 제 5 도와 제 6 도에 나타낸 바와 같이, 연신전에 필름 (1)의 TD 방향으로 그은 직선 (X1)이 연신할 때 버블 (2)의 제품에 상당하는 (2C), (2D)를 중심으로하여 MD 방향으로 벗어나서 곡선 (X2) 으로 되는 역방향의 보우잉 현상이 발생한다.

다음에 튜우불러법에 의한 제 1 가열수단 (20)에 있어서, 열풍로 (23)에 의해 필름 (1)의 수축 개시 온도 이상으로서 필름 (1)의 융점보다 20℃ 낮은 온도이하의 온도에서 버블 (2)에 대하여 제 1 열처리를 한다. 제 1 열처리에 의해 필름 (1)의 결정화도가 증대하기 때문에 서로 겹쳐진 필름끼리의 미끄러짐이 양호하게 되어서 융착을 방지할 수 있다. 나아가서 제 1 열처리를 튜우불러법으로 하기 때문에 최종적으로 얻을 수 있는 필름 (1)의 보우잉율을 저감시킬 수 있다.

다음에 트리밍 수단 (30)에 있어서, 이러한 편평필름 (1) 의 양단부를 트리밍 장치 (32)의 블레이드 (31)로 절개하여 2장의 필름 (1A), (1B)으로 분리한다. 더욱이 편평 필름 (1)절개는 양단부로부터 약간 안쪽으로 블레이드 (31)를 위치하게 함으로써 일부의 귓부분이 발생하도록 하여도 좋고, 또는 편평 필름 (1)의 접은 금부분에 블레이드 (31)를 위치시킴으로써 귓부분이 발생하지 않도록 하여도 좋다. 이러한 단계에 있어서의 트리밍에 의하여 나중 공정에 있어서의 트리밍 손실을 적게 할 수 있다.

다음에, 공기를 개재시키면서 양필름 (1A), (1B)을 겹치는 수단 (40)에 있어서, 로울 (41A), (41B)의 상하에 각기 필름 (1A), (1B)을 분리하여 송출함으로써 각 필름 (1A), (1B) 내면에 공기를 접촉시킨다. 다음에, 제 4 도에도 나타낸 바와 같이 3개의 홈붙이로울 (42A∼42C) 쪽으로 차례로 송출함에 따라 양필름 (1A), (1B) 사이에 공기를 개재시키면서, 양필름 (1A), (1B)을 서로 겹치게 한다.

이와 같이 홈붙이 로울 (42A∼42C)을 사용함으로서 이 홈 (43)을 개재하여 필름 (1A), (1B) 과 공기의 양호한 접촉상태가 얻어져서 필름 (1A), (1B) 끼리의 융착을 효과적으로 방지할 수 있다.

다음에, 제 2 가열수단 (50)에 있어서, 겹쳐진 상태의 필름 (1A), (1B)을 텐터 (51)로 양귓부분 (2A), (2B)을 꼭 잡으면서 제 1 열처리 온도 이상의 온도로서 필름 (1)의 융점이하의 온도에서 이들 2장의 필름 (1A), (1B)을 열처리한다. 이 열처리에 있어서도 전술한 2축 연신할 때에 있어서의 역방향의 보우잉 현상을 더욱 제거하는 방향으로 보우잉 현상의 발생하여 결과적으로 양방향의 보우잉의 상쇄되어 필름 (1A), (1B) 의 보우잉율이 작아진다. 제 2 열처리에 있어서도 필름 (1A), (1B) 의 이완율은 0∼10%로 설정한다.

최후로 권취수단 (60)에 있어서, 가이드 로울 (5)을 개재하여 와인더 (61)에 의해 열처리를 한 필름 (1A), (1B)을 권취한다.

상기한 실시예에 있어서, 조건을 구체적으로 설정하여 결정성 열가소성 수지필름 (1)의 열처리를 하였을 경우의 각 실험에 및 비교예를 설명한다.

[실험예 1∼7]

결정성 열가소성 수지로서 폴리마이드계의 나일론-6인 우베나일론 (상품명, 상대점도 3.7)을 사용하여 직경 40mm의 스크루우를 지닌 압출기로부터 15kg/hr에서 압출한 다음, 15℃의 냉각수속에서 급냉하여 직경 90mm, 두께 135μ의 튜우브형 나일론 필름 (수축 개시 온도 45℃, 융점 215℃)를 제조하였다.

다음에 튜우불러법에 의한 2축 연신수단 (10) 에 있어서, 이 원단 나일론 필름 (1) 을 MD 방향/TD 방향 = 3.0/3.2의 연신배율로 동시 2축 연신한 다음, 접어갬으로써 두께 15μ의 편평 튜우브형 나일론 필름 (1) 을 제조하였다.

다음에 제 1 가열수단 (20) 및 제 2 가열수단 (50) 에 있어서의 각 실험예의 처리온도 및 이완율을 다음의 표1에 나타낸 바와 같이 설정하여 나일론 필름 (1) 의 열처리를 하였다.

열처리후에 수득한 나일론 필름 (1) 에 대하여 수축율 (95℃와 115℃) 과 보우잉율을 측정하고 융착의 유무를 조사하여 최종적인 합격, 불합격의 판정을 한 결과를 표1에 나타내었다.

전술한 보우잉율은 제 7 도에 나타낸 바와 같이 원단 나일론 필름 (1) 에 그 이동방향 (F) 에 대하여 수직방향으로 일정폭의 표지션 (markde line) (S₁)을 그어 (제 7 도 (a) 참조), 제 2 열처리후에 있어서의 포지션 (S₂)의 지연량 (△b)과 폭 (ℓ)을 측정하고 (제 7 도 (b) 참조) △b/ℓ × 100%로부터 산출한 값이다. 더욱이 본 발명에 있어서는 우선 2축 연신공정에 있어서, 역방향의 보우잉 현상에 따라 - △b₁분의 보우잉의 발생하고 다음에 제 1 및 제 2 열처리 공정에 있어서, +△b₂분의 보우잉 발생하기 때문에 제 2 의 열처리후의 △b 는 결국 ｜△b₂-△b₁｜ 에 상당한다.

더욱이 융착한 난에는 ○ 는 융착이 발생하지 않음을 뜻하고, ×는 융착의 발생을 뜻한다. 또 합격, 불합격 판정의 난에는 ◎는 융착이 없고, 보우잉율이 5% 이하이고 수축율 (115℃)이 5% 이하인 경우, ○는 융착이 없고, 보우잉율 5% 이상 및/또는 수축율 (115℃)이 5%를 초과하는 경우, ×는 융착이 발생하여 수축율이 5%를 초과하는 경우이다.

[비교예 1, 2]

상기한 실시예와 마찬가지로 나일론-6을 사용하여 튜우브형 나일론 필름을 제조한 다음, 이 원단 필름을 2축 연산하였다.

다음에 이 나일론 필름에 대하여 텐터법에 의한 열처리만을 하고 그밖의 것은 상기한 실시예와 마찬가지로하여 열처리에 의한 나일론 필름을 얻었다.

이들 각 비교예에 의한 나일론 필름에 대하여도 상기한 실시예와 마찬가지로 수축율 (95℃와 115℃)과 보우잉율을 측정하고 융착의 유무를 조사하여 최종적인 합격 불합격의 판정을 한 결과를 표1에 나타내었다.

표1로부터 각 실험예에 관한 나일론 필름 (1)은 튜우블러법에서 60∼180℃의 제 1 열처리를 하고, 이어서 텐터법에서 210℃의 제 2 열처리를 하고 있기 때문에 필름끼리의 융착이 발생하지 않고 또 낮은 보우잉율을 얻을 수 있어 결과적으로 합격, 불합격 판정이 ○ 또는 ◎ 임을 알 수 있다.

이에 대하여 각 비교예에 관한 나일론 필름에 의하여 텐터법에 의한 열처리만을 하고 있기 때문에 융착이 발생하는 외에 보우잉율이 높아지게 되어 합격, 불합격 판정이 × 임을 알 수 있다.

더욱이 상기한 실시예에 있어서는 제 1 및 제 2 가열수단 (20), (50)에 열풍로 (23), (52)를 설치하였으나, 예컨대 적외선 히이터 등을 설치하여도 좋다.

본 발명에 관한 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법 및 장치에 의하면 융착을 일으키는 일이 없이 열고정을 위한 열처리를 할 수 있고, 따라서 보우잉율이 낮아서 높은 치수 안정성을 지닌 필름을 안정하게 공급할 수 있다.

[제 2 실시예]

다음에 제 8 도를 참조하여 본 발명에 제 2 실시예를 다음에 설명한다. 더욱이 제 1 실시예와 동일한 처리공정 및 구성에 대하여는 그 설명을 생략 또는 간단히 하기로 한다.

제 2 실시예로서의 처리장치는 결정성 열가소성 수지필름 (1)을 튜블러법에 따라 2축 연신하는 수단 (10)과, 텐터법으로 이 필름 (1)을 열처리하기 위한 제 1 가열 수단 (80)과, 이 필름의 양귓부분을 절재하여 2장의 필름 (1A), (1B)으로 분리하기 위한 트리밍수단 (30)과, 양필름 (1A), (1B) 사이에 공기를 개재시키면서 양필름 (1A), (1B)을 겹치는 수단 (40)과, 텐터법으로 필름 (1A), (1B) 사이에 공기가 개재한 상태의 필름 (1A), (1B)을 열처리하기 위한 제 2 가열수단 (50)과, 열처리를 한 필름 (1A), (1B) 의 권취수단 (60)을 구비하고 있다.

이와 같이 구성된 본 장치와 제 1 실시예에 있어서의 장치의 사이점은 열처리 공정을 하는 제 1 가열수단 (80)에 있다.

제 1 가열수단 (80) 에는 편평하게 접어갠 필름 (1) 의 양귓부분 (4A), (4B)을 꼭 잡기 위한 텐터 (81) 와 필름 (1)을 가열하기 위한 열풍로 (82) 가 설치된다. 이 열풍로 (82)는 전술한 제 1 실시예에 있어서의 제 1 및 제 2 가열수단 (20), (50)에 설치된 열풍로 (23), (52)와 마찬가지의 것이다.

이상의 구성상의 상이점을 지닌 이 처리장치를 사용하여 결정성 열가소성 수지 필름 (1)을 열처리하는 경우에는 제 1 가열수단 (80) 에 의한 제 1 열처리 공정에 있어서, 텐터 (81) 로 필름 (1) 의 양귓부분 (4A), (4B)을 꼭 붙잡으면서, 열풍로 (82) 에 의해 융접으로부터 30℃ 이상 낮은 온도에서 열처리를 한다. 이 열처리에 있어서, 2축 연신시에 있어서의 역방향의 보우잉 현상을 제거하는 방향으로 보우잉 현상이 발생한다.

이러한 열처리의 경우, 필름 (1)의 이완율은 0∼10% (MD 방향 및/또는 TD방향)로 설정하다. 필름 (1)을 약간 이완시킨 상태에서 열처리를 함으로써 필름 (1)의 결정화도를 증가시켜서 수축율을 저감할 수 있고 이에 따라서 치수 안정성이 양호한 필름 (1)을 얻을 수 있다.

이 제 2 실시예에 있어서, 조건을 구체적으로 설정하여 결정성 열가소성 수지 필름 (1)의 열처리를 하였을 경우의 각 실험예 및 비교예를 설명한다.

[실험예 8-13]

결정성 열가소성 수지로서 폴리아미드계의 나이론-6인 우베 나일론 (상품명, 상대점도 3.7)을 사용하여 직경 40mm의 스크루우를 가진 압출기로부터 15 kg/hr으로 압출한 다음, 15℃의 냉각수속에서 급냉하여 직경 90mm, 두께 135μ 의 튜우브형 나일론 필름 (융점 215℃)을 제조하였다.

다음에 튜우블러법에 의한 2축 연신수단 (10)에 있어서, 이 원단 나일론 필름 (1)을 MD 방향/TD 방향 = 3.0/3.2의 연신배율로서 동시 2축 연신한 다음 접어 갬으로써 두께 15μm의 편평튜우브형 나일론 필름 (1)을 제작하였다. 연신함에 있어서, 가열로 (15)의 버블 (2)의 귓부분 (4A), (4B) 이 되는 부분 (2A), (2B) 쪽으로 배치된 히이터 (12A), (12B) 의 온도 및 버블 (2)의 제품에 상당하는 부분 (2C), (2D) 쪽으로 배치된 히이터 (12C), (12D) 의 온도를 다음의 표2에 있는 바와 같이 설정하였다.

다음에 제 1 열처리 및 제 2 열처리에 있어서의 각 실험에의 처리온도 및 이완율을 다음의 표2에 나타낸 바와 같이 설정하여 나일론 필름 (1)의 열처리를 하였다. 더욱이 실험에 8-12의 제 1 열처리는 상기한 처리장치에 나타낸 바와 같이 텐터법으로 실행하였으나 실험에 13의 제 1 열처리만은 튜우블러법으로 실행하였다.

표2에 나타낸 바와 같이 2축 연신할 때의 버블 (2) 의 성형 안정성을 평가하고, 또 연신한 다음의 나일론 필름 (1)과 제 2 열처리후의 나일론 필름 (1A), (1B) 의 보우잉율을 측정하여 최종적인 합격, 불합격의 판정을 하였다.

더욱이 버블의 성형 안정성의 난에서 ○ 는 버블의 접은 지름의 변동이 ± 1% 이하이고, 버블의 파대, 불안정 현상 (상하이동, 가로 흔들림 등)이 발생하고 있지 않음을 나타내고, △은 버블의 접은 지름의 변동 ± 30% 이하이고, 버블의 파대, 불안정 현상 (상하이동, 가로 흔들림 등)이 발생하지 않음을 나타내며, ×는 버블의 파대 또는 불안정 현상 (상하이동, 가로 흔들림 등)이 발생하기 때문에 연속 안정성형이 곤란함을 나타낸다. 또 합격, 불합격 판정의 난에서 ◎ 는 버블의 성형 안정성이 ○ 이고 제 2 처리후의 보우잉율이 5% 이하인 경우이고, ○ 는 버블의 성형 안정성이 ○ 이고 제 2 열처리후의 보우잉율이 5% 이상의 경우 또는 버블의 성형 안정성이 △ 이고 제 2 열처리후의 보우잉율이 5% 미만인 경우이고 ×는 버블의 성형 안정성이 ×인 경우 또는 제 2 처리후의 보우잉율이 5%를 초과하는 경우를 각기 뜻한다.

[비교예 3-7]

상기한 실시예와 마찬가지로 나일론-6을 사용하여 튜우브형 나일론 필름 (1)을 제조한 다음 이 원단 필름을 2축 연신하였다. 이와 같이 연신시에 있어서, 가열로 (15)의 버블 (2)의 귓부분 (4A), (4B) 이 되는 부분 (2A), (2B) 쪽에 배치된 히이터 (12A), (12B) 의 온도 및 버블 (2)의 제품에 상당하는 부분 (2C), (2D) 쪽으로 배치된 히이터 (12C), (12D)의 온도를 다음의 표2에 나타낸 바와 같이 설정하였다.

다음에 이들의 나일론 필름 (1)에 대하여 표2에 나타낸 온도 및 이완율로서 제 1 및 제 2 열처리를 하고, 그 밖의 것은 상기한 실험예와 마찬가지로하여 열처리에 의한 각각의 나일론 필름 (1A), (1B)을 얻었다.

더욱이 비교예 (7)인 경우, 제 1 열처리는 하지 않는다. 이들 각 비교예에 의한 나일론 필름에 대하여도 상기한 실시예와 마찬가지로 2축 연신시의 버블 (2)의 성형 안정성을 평가하고, 또 연신한 다음의 나일론 필름 (1)과 제 2 열처리후의 나일론 필름 (1A), (1B)의 보우잉율을 측정하여 최종적인 합격, 불합격의 판정을 하였다.

표2로부터 각 실험예에 의하면 2축 연신에 있어서의 가열의 경우, 버블 (2)의 귓부분 (4A), (4B) 이 되는 부분 (2A), (2B)에 배치된 한편의 한쌍의 히이터 (12A), (12B)의 온도를 전체 히이터의 평균 온도 (300℃) 보다 20∼100℃ 낮게 설정함과 아울러 버블 (2) 의 제품에 상당하는 부분 (2C), (2D) 쪽으로 배치된 다른쪽의 한쌍의 히이터 (12C), (12D)의 온도를 전체 히이터의 평균 온도 보다 20∼100℃ 높게 설정함으로써, 제 2 열처리후의 최종적인 보우잉율이 낮아지고 결국 합격, 불합격 판정이 ○ 또는 ◎ 임을 알 수 있다. 따라서 본 실시예에 의하면 보우잉율을 적게 억제할 수 있기 때문에 필름면내의 물성 균형이 대단히 양호한 필름 (1A), (1B)을 얻을 수 있다.

이에 대하여 비교예 (3)에 의하면 2축 연신에 있어서의 가열의 경우에 버블 (2) 의 귓부분 (4A), (4B) 이 되는 부분 (2A), (2B) 쪽으로 배치된 히이터 (12A), (12B) 의 온도와 버블 (2)의 제품에 상당하는 부분 (2C), (2D) 쪽으로 배치된 히이터 (12C), (12D) 의 온도에 차가없고 전체 히이터의 평균온도 (300℃)와 같기 때문에 역방향의 보우잉 현상이 발생하지 않고 제 2 열처리후의 보우잉율이 높아졌다.

또 비교예 4 및 5에 의하면 한쪽의 한쌍의 히이터 (12A), (12B) 의 온도를 전체 히이터의 평균, 온도 (300℃) 보다 높게 설정함과 아울러 다른쪽의 한쌍의 히이터 (12C), (12D) 의 온도를 전체 히이터의 평균 온도 (300℃) 보다 낮게 설정하였기 때문에 통상의 부우잉 현상이 발생하여 최종적인 보우잉율이 높아졌다.

비교예 6예 의하면 한쪽의 한쌍의 히이터 (12A), (12B) 의 온도를 전체 히이터 평균 온도 (300℃) 보다 100℃ 이상 낮게 설정함과 아울러 다른쪽의 한쌍의 히이터 (12C), (12D) 의 온도를 전체 히이터의 평균 온도 (300℃) 보다 100℃ 이상 높게 설정하였기 때문에 일단 역방향의 보우잉 현상이 발생하여 최종적인 보우잉율이 낮아지지만 버블 (2)의 성형 안전성이 불량으로 되었다.

비교예 7에 의하면 한쪽의 한쌍의 히이터 (12A), (12B) 의 온도 및 다른편의 한쌍의 히이터 (12C), (12D) 의 온도는 본 발명의 온도범위내에 있어 역방향의 보우잉은 얻을 수는 있으나 제 1열처리를 하지 않았기 때문에 최종적인 보우잉율이 높아졌다.

더욱이 상기한 제 1 및 제 2 실시예에서는 히이터 (12)를 4개로 분할하여 한쪽의 한쌍의 히이터 (12A), (12B) 및 다른쪽의 한쌍의 히이터 (12C), (12D) 를 따로따로 온도 제어하도록 하였으나, 보다 많은 수는 히이터, 예컨대 버블 (2)의 귓부분 (4A), (4B) 이 되는 부분 (2A), (2B) 쪽으로 각기 2개, 버블 (2)의 제품에 상당하는 부분 (2C), (2D) 쪽으로 걱기 3개, 합계 10 개의 히이터를 배치하여 가열로 (15)를 구성하면 버블 (2)의 가열상태의 온도 제어성이 보다 향상하여 필름 전체주위에 걸쳐서 온도기울기를 가파르게 할 수 있다.

또 히이터 (12)를 분할하는 구성으로 하였으나, 예컨대 적외선 히이터의 코일의 권선밀도를 조정함에 따라서도 버블 (2) 의 귓부분 (4A), (4B) 로 되는 부분 (2A), (2B) 과 버블 (2)의 제품에 상당하는 부분 (2C), (2D) 의 가열온도를 각기 제어할 수 있다.

또 제 1 및 제 2 실시예에 있어서의 결정성 열가소성 수지필름은 다층 필름이어도 좋다.

이상으로 제 2 실시예에 의해서도 제 1 실시예와 마찬가지로 열처리에 의한 보우잉 현상을 적게 억제할 수 있기 때문에 필름면내에 물성균형이 대단히 양호한 필름을 얻을 수 있다.

Claims

결정성 열가소성 수지필름을 튜우불러법에 따라 2축 연산하는 공정과, 제 1 열처리 공정으로서 이 필름을 일정온도로 열처리하는 공정과, 이 필름의 양단부를 절개하여 2장의 필름으로 분리하는 공정과, 2장의 필름을 공기를 개재시킨 상태에서 서로 겹치는 공정과, 제 2 열처리공정으로서 상기 제 1 의 소정의 열처리 온도이상으로서 융점이하의 온도의 범위에서 텐터법에 의한 열처리를 하는 공정을 가진 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법.
제 1 항에 있어서 상기 2축 연신은 상기 필름을 접어개었을 경우에 귓부분이 되는 부분을 가열하는 히이터의 온도를 필름의 제품에 상당하는 부분을 가열하는 히이터의 가열온도보다 낮게 설정한 상태에서 실시하는 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법.
제 2 항에 있어서, 필름을 접어개었을 경우에 귓부분으로 되는 부분을 가열하는 히이터의 온도가 전체 히이터 평균온도보다 10∼100℃ 낮게 설정되어 있음을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법.
제 2 항에 있어서, 필름을 접어개었을 경우에 제품으로 되는 부분을 가열하는 히이터의 온도가 전체 히이터의 평균온도보다 10∼100℃ 높게 설정되어 있음을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법.
제 2 항에 있어서, 필름을 접어개었을 경우에 귓부분으로 되는 부분의 가장 끝부분을 가열하는 히이터의 온도를 최저로 함과 아울러 필름의 제품에 상당하는 부분의 중앙부를 가열하는 히이터의 가열온도를 최고로 하는 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법.
제 1 항에 있어서, 제 1 열처리 공정이 상기 필름의 수축 개시 온도 이상, (융점 -20℃) 이하의 온도범위에서 이루어지는 튜우불러법에 의해 실시하는 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법.
제 6 항에 있어서, 온도범위가 필름의 수축 개시 온도 이상, (융점 -30℃)이하의 범위임을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법.
제 1 항에 있어서, 제 1 열처리 공정이 필름의 수축 개시 온도 이상, (융점 -30℃) 이하의 범위에서 실행하는 텐터법으로 실시하는 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 방법.
결정성 열가소성 수지필름을 튜우불러법으로 2축 연신하기 위한 수단과, 이 필름을 일정온도에서 열처리하기 위한 제 1 가열수단과, 필름의 양단부를 절개하여 2장의 필름으로 분리하기 위한 트리밍 수단과, 2장의 필름을 공기를 개재시킨 상태에서 서로 겹치기 위한 수단과, 제 1 가열수단에서의 처리온도 이상으로서 상기 필름의 융점 이하의 온도의 범위에서 필름을 열처리하기 위한 제 2 가열수단을 가진 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 장치.
제 9 항에 있어서, 2축 연신을 하기 위한 수단에는 가열온도를 분할제어할 수 있는 히이터가 구비되어 있음을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 장치.
제 10 항에 있어서, 히이터는 필름을 접어개었을 경우에 귓부분으로 되는 부분을 가열하는 히이터의 온도가 부분적으로 전체 히이터의 평균 온도보다 10∼100℃ 낮게 설정되어 있음을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 히이터는 필름을 접어개었을 경우에 제품으로 되는 부분을 가열하는 히이터의 온도가 부분적으로 전체 히이터의 평균온도보다 10∼100℃ 높게 설정되어 있음을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 장치.
제 9 항에 있어서, 제 1 가열수단이 필름의 수축 개시 온도 이상, (융점 -20℃) 이하의 온도범위에서 실행되는 튜우불러법을 이용한 장치임을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 장치.
제 13 항에 있어서, 상기 온도범위가 필름의 수축 개시 온도 이상, (융점 -30℃) 이하의 범위임을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 장치.
제 9 항에 있어서, 제 1 가열수단이 상기 필름의 수축 개시 온도 이상, (융점 -30℃) 이하의 범위에서 실행되는 텐터법을 이용한 장치임을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 장치.
제 9 항에 있어서, 제 1 및 제 2 가열수단에는 열풍로가 설치되어 있음을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 장치.
제 9 항에 있어서, 양필름을 겹치기 위한 수단에 홈붙이 로울을 사용하는 것을 특징으로 하는 결정성 열가소성 수지필름의 열처리 장치.