KR100212163B1 - 적층필름 - Google Patents

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Abstract

각기 단일축 또는 불균형의 이축으로 배향되며 배향의 주축이 상호 교차하도록 필름이 배치되는 (단계1 내지3) 두 필름의 크로스-적층판을 캘린더링 공정에서 처리되어 리브 사이에 시이트보다 더 두꺼우며 리브에 수직하는 라인에 따라서 증가된 굴곡저항을 부여하는 구조를 하는 기계방향 리브가 형성된다. 홈들이 대향홈상의 경사벽을 내포하여서 그 사이에서 적층판 물질이 압착되는 홈로울러 사이의 통과(측상 캘린더링)(단계4와6), 길이방향 연신(단계5)와 열처리(단계10)의 결합에 의하여 리브는 형성된다. 바람직한 공정에서 두 크로스-적층판의 샌드위치는 제1세트의 홈로울러 사이의 통과(단계4), 길이방향 연신(단계5)와 제1세트의 로울러에서 생긴 파형이 제2세트의 홈로울러와 정합하는 제2세트의 홈로울러를 거친 통과(단계6)와 예컨대 아이어닝 공정의 열처리(단례10)을 연속하여 받게 된다. 그다음 크로스-샌드위치는 냉각되며(단계11) 두개의 크로스-적층판으로 분리된다(단계12).

Description

[발명의 명칭]
적층필름
[도면의 간단한 설명]
제1도는 U-형상리브가 단지 한표면에서만 돌출하는 생성물의 구체쳬를 나타냄.
제2도는 양표면으로 부터 U-형상리브가 돌출하는 구체예를 나타냄.
제3도는 리브와 인접물질을 보다 상세하게 나타냄.
제4도는 본 발명의 범주에 역시 속하는 불규칙한 리브를 나타냄.
제5도는 본 발명의 제1개념과 본 발명의 제2개념의 U-리브구조에 대한 바람직한 공정라임의 공정도를 나타냄.
제6(a)도 및 제6(b)도는 제5도의 공정을 실행하는 적당한 장치의 개략도.
제7도는 및 제8도는 닙에서 그들 표면에서의 홈로울러 쌍을 통한 단면도.
제9도는 본 발명의 제2개념의 공정을 실시하는데 적당한 라인의 개략도.
제10도는 그 표면에서 제9도의 로울러중 하나를 통한 단면도.
제11도는 그 표면에서 제9도의 로울러중 다른 하나를 통한 단면도.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 특허청구의 범위 제1항 서문에 규정된 이란 유형의 배향필름의 개선된 크로스-적층판 및 일 일반 유형의 크로스-적층판의 개선된 제조방법과 제조장치에 관한 것이다.
배향필름의 크로스-적층판의 제조방법은 특히 GB-A-1,526,722에 개시되어 있다.
이 공지 방명에서 물질은 크로스 적층전에 통상 단일축 방식으로 용융배향되며 실온 부근의 바람직한 온도에서 크로스 적층후에 이축으로 배향된다. 용융-배향은 매우 약하나, 중합체의 혼합물사용과 항상 결합되며 용융-배향의 영향에서 최종 크로스-적층판의 강도에 매우 중대한 영향을 미치는 중합체의 2상 도는 다상 입자의 형성에 아주 비양립적이다. 인열-전파저항(tear-propagation resistance)를 향상시키기 위하여 필름사이의 결합은 일반적으로 약한 결합이나 점 또는 선에서 강한 결합으로 보충될 수 있다.
이 공지 발명의 목적은 모든 관점에서 고 강성을 나타내는 필름물질을 제공하는 것이다. 그 중요한 용도중 하나가 백(bag)과 이와 유사한 포장용으로 사용된다.
또, 상술한 영국특허에 따르면 용융-배향필름의 크로스-샌드위치에 이은 횡연신공정(특허청구의 범위 제12항 및 제24항기재 참조)은 실제 아주 미세한 홈으로된 상호 맞물리는 여러세트의 로울러들을 통하여 샌드위치된 필름을 통과시킴으로써 바람직하게 실행된다. 또한 이 샌드위치는 반드시는 아니나 통상 홈이 있는 로울러 연신공정 단계의 전, 사이 도는 후에 평활로울러 사이에서 연속방식으로 길이방향으로 연신된다(여기서는, 필름들이 서로 꼭 결합될 필요는 없는 샌드위치 시키는 공정(sandwiching)과 그러한 결합을 항상 수반하는 적층공정(lamination)을 구별한다).
최적 에너지-흡수성(예컨대, 충격-인열전파 저항과 같은)을 얻기 위하여 크로스-샌드위치공정에 이은 여러 연신단계들은 필름의 용융범위 이하의 매우 낮은 온도에서 실행되는 것이 바람직하며 일반 실온에서도 실행될 수 있다.
상술한 영국특허에 따르면, 단일축 또는 불균형 이축 용융-배향필름의 크로스 적층은 역회전 다이부(counterrotationg diepart) 사용하의 압출공정에서 이미 실행될 수 있었으나 용웅-배향의 관상필름의 나선상 절단을 기초로하여서도 실행될 수 있다.
이 관상 필름은 고화후에 나선상으로 절단, 예컨대 45로 그들의 길이방향으로 주로 용융-배향될 수 있으며 이어서 상기 주방향이 상호 열십자로 교차하는 방식으로 샌드위치 된다.(즉, 절단각이 모두 45인 경우에는 상호 수직하게 된다).
이와 관련하여 최근의 WIPO 공개공보 WO-A-89/12533에는 특히 관상필름의 나선상 절단에 대한 실제방법이 개시되어 있으며, 또 원한다면 필름의 기계방향(즉, 연속방향) 에도 수직으로 될수 있는 용융-배향을 달성할수 있는 적당한 방법이 개시되어 있다.
나중에 언급된 방법은 먼저 스크류-이동에서 압출다이로 부터 관상 필름을 세게끌어 당겨서 튜브의 축에 각, 예컨대 30를 형성하는 용융-배향을 관상필름에 부여한 다음, 기계방향과 용융-배향의 주방향 사이의 각을 증가시키는 방식으로 관상필름(예컨대, 60이하)를 나선상으로 절단하는 것으로 이루어진다. 그래서, 나선상 회전은 30이하이며 절단은 60이하인 상술의 실례를 사용하면, 용융배향은 나선상 절단후 기계방향에 수직하게 될 것이다.
이 필름은 그 길이방향(기계방향)으로 주로 용융-배향되는 필름으로 연속하여 샌드위치될 수 있어서 수직으로 열십자 배열을 하게 된다.
본 특허청구 범위 제1항에 소개된 바의 특징중의 하나는 두께 변화에 의해 이루어진 조선(棗線)무늬를 나타낸다는 것이다.
그러한 무늬는 특별한 조치가 취해지는 경우를 제외하고는 후에 기술되는 홈로울러들 사이의 연신의 결과로서 항상 형성된다. 상술한 영국특허의 교시에 따르면(특허, 제8도 및 제9도 참조), 길이방향으로의 조선무늬를 형성하는 이들 두께변화는 홈로울러 연신공정의 각 단계에서 연신무늬사이의 방해의 결과로서 랜덤하게 일어난다.
비정상적으로 확대되지 않는 경우 조선무늬는 자기-지지능력(물질이 그 연속방향에 수직하는 라인을 따라 구부러질 경우의 스티프니스)에 대한 약간의 확실한 영향과 인열-전파성에 대해 확실한 영향을 가질 수 있다.
그러나, 두께 변화의 랜덤한 무늬가 매우 분명하게 나타날 경우에는 U-V안정성, 인쇄성 및 습도, 아로마 물질 및 진공통과시의 내성에 대해 매우 소극적인 영향을 갖는다.
이 기술의 특별한 특징으로서 개개필름은, 홈로울러들 사이에 함께 횡방향 연신에 의해 함께 차단뢸 수 있으며 이 효과는 필름상의 적당한 표면층에 의해 조절될 수 있어서 본래 공압출에 의해 제조된다. 이 공압출 공정에서는 또 소정성질의 얇은 표면층, 특히 마찰성을 조절하기 위한층 또는 열-밀봉성을 개선시키기 위한 층들의 최종 적층판을 제공하는 설비들이 있다.
또, 상기한 바의 공지기술의 개발에 대해서는 US-A-4,629,525호에 기재되어 있다.
여기에서는 적어도 7의 횡방향 수축(즉, 홈로울러에 의해 생긴 조선과 적층판의 연속 방향의 횡단)과 길이방향 수축을 하면서 상술한 종류의 크로스-적층판이 가열되는 안정화 공정을 기술하고 있다. 냉연신 적층판이 정규온도에서의 저장 또는 사용동안에도 수축하지 않는다는 것을 의미하는 안정화 효과이외에도 중요한 부차적 효과가 있다. 하나는 물질이 가로질러 과연신되는 곳에 주로 횡수축이 일어나기 때문에 상술한 두께변화(조선효과)는 크게 줄어들 수 있다는 것이다.
또 다른 중요한 부차적 효과는 횡방향에서의 항복점의 상당한 증가이다.
세번째 부차적 효과는 홈로울러들 사이에서의 나선상 절단필름의 상호 차단에 의해 본래 일어나는 약한 결합의 증가이다.
횡수축은 크로스-적층판을 공급함으로서 바람직하게 얻어지며, 가열된 로울러(더 가열된 로울러상에서 계속될 수 있는 곳으로부터)상의 적당한 연장으로 주름지게 되므로 크로스-적층판이 수축하는 동안 주름은 점차적으로 사라지게 된다. 이 특허는 또 크로스-적층판의 이 일반유형을 위하여 공압출된 필름의 주층용의 유익한 중합체 혼합, 특히 고분자량-고밀도 폴리에틸렌의 혼합을 개시하고 있으며, 이에 임으로 폴리프로필렌(이들 크로스-적층판들이 상술한 특허의 특허청구의 범위 제2529항에 보다 상세하게 규정된 바와같이)이 추가될 수 있다.
결국, 상기 특허 명세서에는 45대신 10내지 35의 각으로 절단된 용융-배향된 관상필름으로 부터 색(sack)제조용 크로스-적층판이 제조되어야 한다는 것을 개시하고 있다. 또, 상술한 크로스-적층기술의 일반 유형에서의 개선에 대해서는 WO-A-88/05378에 기재되어 있다. 여기서 적어도 제1쌍의 홈로울러는 특별한 구조 및 작용의 것이다. 홈이 있는 미세한 원형톱니는 경사진 측벽을 갖추고 있으며 협동하는 홈로울러상의 측벽을 매우 정확하게 결합되며 고압로울러하에 작용되므로 횡연신은 텐터링에 의해서 뿐만아니라 적층판 또는 샌드위치판의 측상캘린더링(lateral celendering)또는 압착공정에 의해서도 일어난다(모두 인용문에 기재된 바와같이).
이 방법에 의하면 개선된 품질을 고도의 향상된 제조능력으로 상술한 크로서-적층판을 제조할 수 있었다. 둘 또는 그이상의 크로스-적층판이 이공정에서 함께 제조될 수 있고 제조공정의 말기에서 상호 분리될 수 있기 때문에 이러한 향상이 가능하다.
또한, 본 발명자는 WO-A-89/10312에 기재되어 있는 충격-흡수 또는 힘-제어효과를 일으키는데 적합한 백에서의 열밀봉부에 인접하여 위치된 엠보스가공을 본 기술에 조합하여서 배향 또는 단단한 필름물질과 분말 또는 과립상 물로 충전된 열-밀봉된 백의 강하 강도(drop stength)를 개설시키게 되었다.
상술한 발명들의 조합으로 본 발명자들은 항복점에 관하여 인장강도, 파괴저항, 인열전파저항 및 강하성능이 이중게이지의 저-밀도 또는 선상-저밀도 폴리에틸렌으로 부터의 백보다 우수함이 증명되었던 예컨대 60~80gm-2게이지에서의 크로스- 적층판의 열밀봉의 대효율(heavy-duty)백을 통상적이며 경제적으로 알맞은 공정으로 제조할 수 있게 되었다.
그러나, 그러한 게이지(박약도)에서의 크로스-적층판의 자기-저지능력의 부족으로 인하여 충전(백을 채우는)과 관련하여 자동 또는 수동 취급이 매우 어렵거나 불확실한 것으로 간주되었기 때문에 백은 보통 시장성이 없었다. 이와 연관하여 균일한 두께의 필름의 자기-지지능력(필름의 스티프니스 결과인)은 그 두께의 부수적 힘에 따라 변한다는 것을 주지해야 한다.
본 발명의 하나의 주요한 목적은 크게 개량된 자기-지지능력이 있는 크로스-적층판(상술한 유형의)을 제공하는 것이다.
기타 목적들은 이하 기술로 부터 분명하게 될 것이다.
본 발명의 제1개념에 따른 생성물의 고유의 특징은 특허청구의 범위 제1항의 특징부로 부터 명백하다. 리브의 주본체의 한쪽이 굴곡하며 그 경계가까이에서는 대향하는, 바로 인접하는 물질을 수반한 두꺼운 리브의 특별한 만곡형태는 횡단선 주위에서 크로스-적층판이 구부러졌을때 높은 스티프니스를 제공하며 크로스-적층판의 수동 도는 자동취급시 중요한 길이방향라인 둘레에서의 굴곡이 리브들사이의 낮은 두께도로 인해 용이하게 되는데, 이는 시이트 물질의 필요한 자기-지지능력이 간혹 작동자 또는 시이트 취급기계가 조작동안에 약간의 굴곡을 시이트에 부여하는 것을 요하기 때문이다.
리브들은 시이트의 실제 전폭에 걸쳐서 통상 규칙적인 무늬로 배열되는 것이 좋다.
그러나, 공정(후에 기술되는)은 분포 균제도 및 리브-형태의 균제도에 아주 놀랄만한 편차가 있을 수 있어서 여러공정 매개변수의 영향에 매우 민감하게될 수 있음을 주지해야 한다.
크로스-적층판의 예정용도에 따르면 교호배열에서는 만곡된 리브가 크로스-적층판의 양표면으로 부터 돌출되거나(제2도참조)단지 한 표면으로 부터만 돌출할 수 있다(제1도참조).
본 발명의 제2개념은 WO-A-89/10312에 기재된 상술한 연신방법의 개선에 관한 것으로, 특히 이 개선으로 특허청구의 범위 제1항에 규정된 만곡된 리브구조의 효율적인 제조와 연관하여 유용하나 달성되는 연신의 고 균제도로 인하여 기타용도로 사용될 수 있다.
본 발명의 이 제2개념에 따르면 다음 공정단계로 이루어지는 방법에 의하여 연속중합체 시이트 물질이 이축으로 연신되는 방법이 제공된다.
1)가압하에 작용하는 홈로울러의 작옹에 의한 결합된 횡방향의 텐터링 및 횡방향의 압착공정.
2) 로울러들 사이에서의 길이방향 연신공정.
3) 홈로울러들 사이에서의 제2성형공정 및 횡방향 연신공정.
이개념은 만곡된 리브구조의 구체예 및 이 구조 제조방법의 층체적인 설명후에 더 기술될 것이다.
본 발명의 제1개념인 만곡리브를 구비한 적층판에서 이웃리브들 사이의 평균분배는 피크에서 피크까지 측저하여 평균한바 1 내지 10인 것이 바람직하다.
국부지역 주위에서 리브와 여러 이웃리브들을 포함하는 크로스-적층판의 평균을 리브두께가 합치시키는 위치로서 한정한바 리브들의 경제들 사이의 물질의 평균두께는 리브의 최대 두께보다 적어도 15, 바람직하게는 30더 작다.
적층판 표면의 소정지점에서의 두게는 그 지점에서 반대표면까지의 최단거리인 것으로 본다. 리브에서 이것은 두표면이 평행하지 않으므로 통상 소정지점에서의 표면에 수직하는 경로를 따른 거리가 아니다.
물질의 평균두께는 물질의 특정구역의 중량(무장력 상태에서)을 측정하고 적층판 제조에 사용된 중합체 물질의 평균밀도를 앎으로서 산출된다. 그래서, 평균두께는 적층판 전면에 수직하는 방향을 따라 취해진다.
물질의 평균두께와 리브내 두께를 비교하려면, 압출필름 물질의 두께에 상당한 변화가 있으며(통상+/-5이상, 간혹 +/-10), 굴곡으로 인하여 홈로울러는 단부와 달리 중간부에서의 연신도를 낮게할 수 있으며, 홈로울러 연신에 이어지며 바나나 로울러를 사용하여 보통 실행되는 스프레딩 작용(spreading action)이 중간부에서 가장 효과적이라는 것이 간주되어야 한다. 그러므로 상술한 비교는 전 크로스-적층판의 평균두께와 비교하는 것이 아니라 국부를 기준으로해야 한다.
대체로 말하자면, 본 발명의 제1개념의 고유의 두게편차는 최종 인장 강도, 항복점, 인열전파저항, 충격강도 및 파열저항과 같은 강도성질을 크게 줄이지 않는다는 것을 알게 되었다. 이에 대한 이유는 길이방향 라인을 형성하는 부분에서의 낮은 두께는 고도의 횡배향에 의해 보상된다는 것이다.
그러나, 분말 도는 과립화 제품으로 충전되고 열-밀봉된 백의 강화강도는 매우 얇은 부분에 의해 상당히 소극적으로 영향을 받을 수 있다. 그래서 백은 열밀봉부에 바로 인접하며 열밀봉동안에 물질이 용융되는 라인에서 파열될 수 있어서 모든 또는 대부분의 배향을 상실하게 된다. 그러므로, 본 발명의 바람직한 구체예에서 실질적으로 국부두께는 평균적층판 두께의 30이상, 바람직하게는 50이상이다.
각, 즉 제3도에서 각(V)이 최대로 되는 그 두경계 가까이의 리브의 오목측상의 두접촉면사이의 각은 여러 리브에 대한 평균으로서 취해지는 적어도 10인 것이 바람직하며 25내지 90인 것이 더 바람직하다.
이것은 자기-지지능력에 대해서 중요한 인자이며 크로스-적층판이 수직압하에 있을때 탄성특성을 부여하고 부피를 부여하는 중요한 것이다. 그러한 부피 및 탄성을 크로스-적층판의 취급에 중요하며 또한 본 발명의 이 제1개념의 목적이기도 하다.
비장력 상태에서의 리브의 경계에 또는 그에 인접하여 물질의 표면이 리브에 있어서의 각각의 표면에 대향하는 방향으로 구부러지는 필요조건은 통상 파상외관 보다도 더 편평한 외관의 크로스-적층판을 초래한다.
예컨대, 크로스-적층판에서 리브에서의 블록부인 리브표면은 리브경계에 또는 가가이에서는(통상, 바로 넘는 곳에)오목부가 된다. 예컨대, 두리브가 크로스-적층판의 동일 표면상에 있는 경우 인접리브의 경계에 또는 그 가까이에서까지 실질적으로는 오목부가 존재할 수 있다. 본 발명은 리브의 경계가까이에서 표면의 만곡부가 불록한 곳에 오목하게 되고 또 그 역으로도 되며 만곡도가 경계가까이에서는 비교적 높고(즉, 만곡부의 반경은 낮아진다), 다음 리브를 향하여 다시 증가하기전에 감소하는 것이다.
크로스-적층판의 동일측에 형성된 인접리브들을 수반한 구체예의 표면의 모양은 리브들 사이의 부분이 약간 연신하게 되는(횡방향을 따라서)사인 함수의 양부분(또는 경우에 따라서 음부분)과 유사한 프로파일의 두꺼운 리브부분이 있는 파상형태를 취하는 것으로 생각 될 수 있다. 교호표면상의 리브를 수반한 크로스-적층판에 대해서 프로파일은, 연신된 단면들에 의해 다시 분리되나(횡방향을 따라서)사인함수(위치된 음피이크)에 유사한 프로파일을 가지는 리브들을 수반한 모양이다.
그래서 본 발명의 크로스-적층판은 WO-A-8805378에 기재되고 그의 제6도에 예시된 생성물과는 다르다. 제6도에 도시된 적층판은 두껍게 된 리브단면이 없다.
또 크로스-적층판의 각측의 표면은 프로파일에서 통상 사인곡선 형상이며 최대 및 최소부분 사이에 연신부분이 없다.
상술한 바에서 본 발명의 제1개념은 일방향으로의 높은 스티프니스와 이보다 낮은 다른 방향으로의 스티프니스가 바람직한 백과 이와 유사한 적용을 위한 측면에서 기술하였다. 그러나, 이 개념의 구체에서는 보다 두꺼운 두께의 리브와 그들의 U-형 프로파일은 적어도 일부분 횡단선의 무늬에서 제거된다. 이들 선가요선(flex-line)으로서 작용을 하여서 크로스-적층판은 길이방향으로나 횡방향으로 용이하게 구부러질 수 있게 된다. 이 구체예에서의 목적은 크로스-적층판에서의 수직탄성과 부피의 도입이며, 또 주로 직물등의 적용 예컨대, 방수포타포린(tarpaulin)과 커버시이트에 바람직한 고도의 가요성을 부여하는 것이다.
두께 및 U-형상의 제거는 횡방향 인열성을 해치지 않도록 주의 하면서 융점이하의 온도에서의 엠보스가공 또는 US-A-4,285,100(Schwartz)에서의 길이방향 연신과 같은 상기 횡단선에 집중된 연신에 의해서 실행될 수 있다.
이 구체예의 특별한 특징으로서 이들 횡단가요선의 생성은 적용된 압력과 조합하여 이들 선에 강한 결합, 바람직하게는 확실한 접합을 일으키는 온도에서 실행될 수 있으며 크로스-적층판의 나머지부분은 약하게 결합되거나 전혀 결합되지 않는다.
통상, 약한 결합은 인열 전파저항(서문에 이미 기술한 바와같은)에 필요함과 동시에 가요선에 집중된 강한 결합은, 박리없이 강한 공기분사에서 타포린이 펄럭펄럭거릴때 크로스-적층판이 양방향으로 반복하여 세게 구부러질 수 있는 효과가 있다.
사실상 강한 결합의 선이기도한 횡단가요선의 적용은 U-형의 리브를 수반한 크로스-적층판뿐만 아니라, 특허청구의 범위 제1항의 기재에서 규정된 유형의 어떠한 크로스-적층판에 대해서도 매우 유용하다.
특허청구의 범위 제1항과 연관된 설명에서 상술한 바와같이 적층판은 길이방향선 주위의 굴곡에 대해서는 큰 저항을 나타내나. 횡단선을 따른 굴곡에 대해서는 낮은 저항을 나타내는 잇점이 있다. 그러나, 모든 방향, 예컨대 접착제로 하부차단된 백을 위한 통상의 제조공정에서 굴곡에 대한 높은 저항이 요구되는 적용도 있다.
그러한 적용을 위하여 기술한 바와 길이방향 리브를 수반한 적층판은 그 길이방향의 단면으로 보았을때 지그-자그 또는 파상으로 되는 부가적 특징을 나타내는 것이 좋다.
이것은 간단한 방식으로, 예컨대 백제조라인에서, 먼저 하나는 고무로울러이고 다른 하나는 톱니의 팁상이 비교적 예리한 단부로 되어 이들 팁 주위에서 적층판이 영구굴곡하게 되도록 작용하는 기어로울러인 제1세트의 닙-로울러를 통한 다음, 적층판이 양방향으로 교호로 굴곡되도록 하기 위해 양방향으로 적층판을 굴곡하도록 설정된 상기 닙- 로울러와 유사한 제2세트의 닙-로울러를 통과하여 상술한 리브구조를 갖게되는 적층판을 얻음으로써 달성될 수 있다. 상술한 바의 U-모양의 길이방향 리브는 이 굴곡의 안정화에 중요한 작용을 한다.
본 발명의 제1개념의 크로스-적층판에 대한 바람직한 구성물은 크로스-적층판의 열-밀봉성 및 필름사이의 결합을 용이하게 하기 위한 표면에서의 부층(minor layer)과 중간부에서의 강도를 위한 주층(main layer)으로된 세-압출필름들이며, 이 필름의 주층은 주로 선상 타입인 저밀도 폴리에틸렌 1030로 이루어지며 나머지는 고분자량 폴리에틸렌, 고분자량 폴리프로필렌 도는 이들의 결합으로 이루어진다. 이들은 고강도 및 열밀봉성과 고스티프니스를 부여하도록 선정된다.
본 발명의 제1개념의 공정은, 홈로울러를 사용하는 공정을 통하여 웨브의 전진방향에 횡단하는 방향으로 연신되는 크로스-샌드위치의 처리에 대한 것으로 이공정에서는 적어도 두필름이 연속적으로 함께 적층되며, 상기 횡연신이 크로스-샌드위치의 적어도 크러스-적층판상의 파상 횡단면 유형을 열가소성물질의 융점이하 온도에서 성형하고, 이 성형공정동안에 도는 후에 크로스-적층판의 적어도 한측에 파상의 팁부분을 안정화시키고, 홈로울러를 사용하여 안정화된 부분사이에서 크로스-샌드위치를 횡으로 연신하므로써 실행되며, 이 연신이 파상유형의 안정화 부부에서의 물질이 형상 또는 형상흔적을 유지하는데 알맞으며, 웨브의 이동방향에 수직하여 위치하는 방향으로 수축하는 국부구역에서 크로스-샌드위치의 표면사이의 실제 중간부에 위치하는 가상면을 따라 안정화된 부분 사이의 물질이 수축하도록 하고 필요에 따라 홈로울러 횡연신조작에서 보유되었던 파상흔적의 어떤 안정화부분도 적어도일부분 다시 형상화되고자 하기 위하여 크로스-샌드위치를 계속하여 열-처리함으로서 특허청구의 범위 제1항에 규정된 바의 두껍게 된 리브부분이 있는 특허청구의 범위 제1항에서의 리브무늬가 있는 크로스-적층판을 생성하게 되는데 특징이 있다.
보다 상세하게 말하면, 크로스-샌드위치의 파형은 홈로울러의 사용하에 실행된다.
파형구조의 팁-부분에 만곡된 형태의 안정화를 부여하는 가장 간단하나 비효과적인 방식은 물질의 융점부근에서 이 성형을 실행하는 것이다. 먼저 상기 온도에서 물질이 가열된 다음 약간 상호 맞물리는 홈로울러 하나 또는 둘사이에서 형성되며 온도는 크로스-샌드위치의 온도 아래로 적절히 유지되어서 홈로울러 또는 로울러들의 팁상에서 물질이 연신되는 것을 피하게 된다. 크로스-샌드위치는 다음처리 공정전에 냉각된다.
안정화를 실행하는 별법으로는 조사사용하에 가교결합하는 것이다. 안정화되는 만곡부분은 가속전자등으로 조사되는 반면, 크로스-적층판의 나머지부분은 조사되지 않는다. 적당한 가교결합제는 압출공정에서 추가될 수 있다. 이것은 매우 유효한 안정화를 부여하나 실제 제조공정을 약간 복잡하게 한다.
만곡부분의 안정화와 성형을 실행하는 가장 실제적이고 유효한 방식은 가압에 작동하는 홈로울러를 사용하여 한 공정으로 이들 두 작용을 실행하는 것이다.
이것은 각기 대향하는 홈로울러상의 유사한 부분과 결합하는(즉, 실제 조작동안에는 평행하는)부분을 가지는 외향으로 경사진 측벽은 홈이 구비하고 있으며 고로울러 압하에서 홈로울러가 작동되어서 이들평행하는 부분들 사이에서 물질을 압착하게 되는 홈로울러를 의미한다.
이에 대해서는 본 발명의 배경설명에서 이미 언급된 바와 WO-A-88/05378을 참고로 본 명세서에서 들고 있으며, 특히 이 공보의 제2도를 참조하기 바란다. 본 발명의 제1개념에 사용하기 위하여 홈로울러의 탑상의 부분들의 연신은 크로스-적층판의 적어도 한족에 대해서는 피해야 되거나 최소화되어서 이들 부분은 압착되는 부분보다 더 두껍게 된다.
이 상태는 로울러 홈의 탑상에 크로스-샌드위치 부분의 두께를 증가시킬때 조차도 유익하게 알맞게될 수 있다.
가압력 사용하의 성형이 적당한 안정화 효과를 갖는다는 것을 알게 되었다.
가압연신 동안에 홈팁의 바로 중간부에서 약간의 연신히 우연히 일어날 수 있어서 얇은 부분에서 다른 상태의 볼록표면이 의도치 않게 오목하게 되는(제4도 참조) 일반적으로 U-모양 리브의 중간부에서 좁고 보다 얇은 부분을 초래하게 된다.
이 현상이 방해되지 않는 한, 리브의 일반특성, 생성물 및 방법도 본 발명의 범주내에 속할 것이다.
압착을 위한 고압사용과 홈로울러 표면들의 상호 정합시의 고정도의 유지하에서 광폭필름을 연신하려면 상술한 WO-A-8805378에서 보다 상세히 기재된 바와같이(제3,4,5도참조) 크로스-샌드위치의 폭이 걸쳐서 연신배열을 세그먼트로 분리되는 것이 바람직하다.
이미 앞서 기술한 바와 같이 WO-A-8805378에서는 둘 또는 그이상의 크로스-적층판이 되도록 하기 위하여 가압하에 작동하는 홈로울러 사이에서 하나의 상부위에 하나씩 함께 횡으로 연신될 수 있으며 그후 분리될 수 있음을 개시하고 있다. 이 절차는 상호 분리되는 표면의 개선된 품질 및 보다 높은 제조능력과, 크로스-샌드위치가 이 조작동아네 비교적 두꺼울 경우에 홈로울러의 팁상 부분으로서 물질 압착이 용이하기 때문에 본 발명의 제1개념과 여관하여 특히 유익하다.
이 물질이 크로스-샌드위치로서 배열된 후에 길이방향으로 연신될 필요는 없으나, 대개의 경우 안정화 단계 다음 단계로서 또는 이에 앞서서 크로스-샌드위치가 길이 방향으로 연신되며, 상기 안정화 공정은 어느 수단에 의해서 실행되든지 상관없다.
U-리브구조를 형성하는 특히 효과적인 적당한 방식은 본 발명의 제2개념을 제1압축 홈로울러 연신과 더블어 크로스-샌드위치의 처리를 개시하는 제1개념과 결합하여서 크로스-샌드위치는 길이방향으로 연신되며 또 가압하에 작동하는 홈로울러 사이에서 처리되는 반면, 이 제2가압 홈로울러 공정은 제1압축 연신에 의해 생긴 파상과 정합하도록 알맞게 되어 있어서 제2압축 홈로울러 연신작용은 가압하에 작동하는 제1가압 홈로울러 사이에서 개시되는 리브부분에서의 물질이 만족 및 안정화를 증가시키게 된다.
두공정의 정합은, 상기 로울러 사이에서 단지 단거리로 한로울러에서 다음 로울러로 통과하는 크로스-샌드위치와 일렬로하여 상기 언급된 세연신공정 모두가 실행된다면 별문제가 없다.
상호 인접하여 위치된 로울러상에서의 길이방향 연신공정동안에 그 길이방향으로의 연신동안 횡방향으로의 중합체 물질의 수축경향으로 인해 파형은 부분적을 사라질 수 있으나 적어도 파형자국은 항상 남게되며 또 이것은 제2홈로울러공정의 정합을 용이하게 한다.
다음에 본 발명의 제2개념의 설명과 연관하여서 보다 상세히 기술한다.
크로스-샌드위치의 총길이 방향으로의 연신은 상술한 바의 한 단계와 홈로울러 사이에서의 가압처리의 제2단계후 바로 이어지는 다음 단계의 두단계로 구분되는 것이 유익하다. 이 제2단계에 앞서서 크로스-샌드위치는 파형 또는 파형 흔적을 보존하기 위해 냉각되는 것이 발람직하다.
크로스-샌드위치는 제2압축처리 및 후속 길이방향 연신공정후에 마일드텐터링 또는 아니어닝(ironing)하의 열처리로 바로 처리될 수 있으나, 보통 고도의 횡연신은 열처리전이 바람직하며 이것은 간단한 홈로울러 연신공정을 사용하여 즉, 홈표면 무늬의 팁위치만 홈로울러의 표면과 크로스-샌드위치가 접촉하도록 실행될 수있다.
압축 횡연신의 한 공정만이 적용되는경우(또는 만곡부분의 성형 및 안정화를 위한 또다른 공정)상기 간단한 홈로울러 공정은 어느 경우에도 사용되어야 한다.
크로스-샌드위치의 안정화부분에 만곡된 형상의 흔적을 유지하기 위한 조치로서 이 연신공정은 실온부근, 즉 1540에서 실행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 도 다른 개념에 따르면 WO-A-8805378에 기재된 바와같은 필름을 횡으로 연신하는 공정에서의 개선점이 제공된다. 이 공정은 홈이 원형 또는 나선형이며 필름이, 홈이 있는 표면무늬의 팁상에서만 홈로울러의 표면과 접촉하는 상호결합하는 피동홈로울러 사이의 통과함으로써 필름 도는 필름 샌드위치를 횡으로 연신하기 위한 것이며, 연신동안에 소정온도에서 중합체 물질을 유지하고 연신열을 제거하기 위하여 유체매체의 흐름, 바람직하기는 공기 도는 물이 중합체 물질의 하나 또는 양측상의 홈로울러의 닙을 통하여 유도되는 것이 개선점이다. 만곡 형상의 흔적을 보존하기 위한 이조치가 연신을 균일하게 하므로 이조치는 어떠한 연신성 중합체 필름 또는 필름샌드위치를 그 융점아래에서 홈로울러 사이에서의 횡연신에 유익하게 적용될 수 있으며, 특히 물질이 균일 연신대신에 아래로 좁아지는 넥현상이 있을 경우 유익하게 적용될 수 있다.
이 넥킹(neckimg)경항은 중합체 물질이 소정온도에서 약간 뻣뻣할 경우 또 크로스-샌드위치에서 주배향 방향과 기계방향사이의 각이 비교적 낮은 경우에 가장 현저하다. 다음은 이 개념의 공정이 홈로울러 연신에 적용하는 경우 U-형상의 두꺼운 리브가 있는 크로스-샌드위치의 달성에 대해 기술한다.
크로스-샌드위치는 만곡부분의 최초형성과 어떠한 관련도 가질 필요가 없는 파형이 있는 파형형태로 홈로울러를 떠나게 한다.
파형 모양을 따라 측정되며 단부에서 단부로의 직선거리에 의해 분배된 단부에서 단부가지의 크로스-샌드위치의 폭은 평균횡 연신비를 나타낸다. 일부분의 이연신은 열처리동안의 수축으로 제거되나 일부분은 최종 생성물에 잔존한다.
열처리 온도와 수축을 위한 기계적 측정허용치는 주의하여 조절되어야 안정화 부분 사이에서 물질을 직립화함과 동시에 안정화부분에서의 만곡형태의 제거를 피하게 되거나 없어졌던 이 만곡형태를 회복하게 된다.
이 제어된 횡수축은 오븐에서 실행될 수 있으며 크로스-샌드위치의 단부는 운반 장치에 의해 안내되나 하나 이상의 가열 로울러로 균일하게 주름진 상태의 샌드위치르 공급함으로써 보다 편리하게 안내되며, 주름정도는 횡수축과 필요한 저횡장력과 연관하여 알맞게 설정된다. 이것은 상술한 바의 USP 4,629,525호에 기재된 횡수축을 위한 방법의 새로운 용도이다.
주름정도와 길이방향으로의 저장력 유지의 정확한 조정에 의하여 시스템은 필요한 저장력의 설정 및 수축을 허용하며 가열로울러는 아이어닝효과를 수행한다.
이 처리동안에 개개필름사이의 결합은 원한 최종값으로 증가될 수 있다.
크로스-샌드위치는 또 횡수축과 동시에 갈이방향 수축도 바람직하게 허용된다.
가열 로울러 또는 제1가열로울러와 접촉할 경우의 크로스-샌드위치의 주름정도의 조절은 이후 바람직하게 설명되는 여러 방법들에 의하여 확정될 수 있다.
제1홈 로울러 유니트로부터 나오는 크로스샌드위치는 텐터-플레임 도는 바나나-로울러 등의 사용으로 횡으로 단단하게 고정되며 이들 홈로울러 사이의 상호결합이 조절되어서 고정후 폭은 소정의 최종폭과 실제동일하게 된다. 이상태에서 횡으로 고정된 크로스-샌드위치는 최종세트의 상호결합하는 홈로울러로 공급되며 소정도의 주름을 정확하게 부여하도록 설정된다. 이 최종세트의 홈로울러와 제1가열로울러 사이에서 확장되는 일은 없다.
수축을 위해 정확한 상태를 설정하기 위하여 가열처리로의 진입시 주름도는 물질이 최종 가열로울러를 떠나고 주름이 예컨대 바나나로울러와의 매우 완화된 텐터링에 의해서 제거되기 때문에 약간의 좁은 주름이 물질에 여전히 있을 정도의 값으로 된다.
열처리후 크로스-샌드위치는 주의온도로 냉각된다. 이공정이 샌드위치를 여러크로스-적층판으로 분리하는 것을 포함하는 경우 마지막 단계로서 이것이 실행되는 것이 바람직하다.
본 발명의 배경설명으로부터 분명한 바와같이 본 발명이 연관되는 공지기술은 보통이 용융배향과 관련하여 피브릴상 형태를 형성할 수 있는 중합체 혼합물(중합체 알갱이)의 통상 매우 약한 배향을 하는 단일축 용융배향으로 시작한다.
본 발명의 범주는 그러한 혼합물의 사용과 크로스-샌드위치 공정을 위한 약한 용융 배향 필름의 사용에도 한정되지 않는다.
단일축 또는 불균일하게 이축으로 배향된 나선상 절개가 있는 관상필름의 배향은 융점아래에서 이루어질 수 있다. 이와연관하여, 크로스 적층원후 더 연신되는 크게 또는 중간정도 배향된 필름(단일축 또는 불균일하게 이축으로 배향된)은 보통 배향의 주축중 하나를 따라서 감아올려지는 매우 강한 경향을 수용함으로 볼수 있다.
그러나, 본 발명의 제1개념의 사용으로 이 경향은 U-형상리브에 의해 상호작용을 받아서 원한다면 개시필름의 아주 강한 단일축 특성이 가능하다. 이 효과의 달성이 본 발명의 또 다른 목적이기도 하다.
다음에는 더 개량된 연신방법인 본 발명의 제2개념에 관해 기술한다.
반드시 그렇지는 않으나 제2성형 및 연신공정이 횡방향의 텐터링 및 압착작용의 결합으로 가압하에 실행되는 것이 바람직하다는 것을 주지해야 한다. 상술한 바로부터 분명한 바와같이 특히 이 제2개념은 만곡을 형성하고 안정화하는 U-리브적층판 제조의 제1단계(들)로서 적당하다. 그러나 이, 방법은 다른 목적에도 유용하게 사옹될 수 있다. 그래서 후속공정이 U-구조물을 재생성 또는 유지하기 위해 상술한 바와같이 설정도지 않는한 최종생성물은 상기의 만곡이 완전히 없을 수도 있으나 홈로울러들 사이에서 연신되는 시이트 물질을 위한 특별한 규칙성을 나타낼수 있다.
실온에서 실행될 수 있을지라도 후속 캘린더링 공정에 의하여 원하는 바의 완전히 균일한 두께의 제조하는 것이 용이하다.
실시예2및 3은 이 방법을 사용하여 제조된 연신시이트 물질의 여러 구조를 나타내며 이들 구조을 형성하기 위해 사용된 공정단계들 사이에서의 차이를 설명할 것이다.
이 연신방법에 크로스-적층판 제조시에, 보다 상세하게 말하면 폴리올레핀으로 부터의 크로스-적층판의 제조시에 사용할지라도 적층되지 않은 시이트물질을 포함하는 모든 종류의 열가소성의 연신가능한 시이트 물질에 적용할 수 있음도 주재해야 한다
압축 횡연신 및 성형의 두단계의 협동 또는 정합에 대하여 두별법이 있는데, 하나는 마지막 성형단계의 홈로울러에 들어가는 시이트상의 파형사이의 분배와 상호 정합하도록 이들 로울러의 홈사이의 분배를 조절하는 것이다. 이에 연과하여서는 탄성회복률로 인하여 제1성형단계의 홈로울러를 떠나는 파형시이트는 비교적 큰힘으로 팽창하고자 하여 파형사이의 분배를 증가시키는 경향이 있는 반면, 길이방향의 연신공정동안에 비교적 큰힘으로 횡방향으로 시이트가 수축하고자 하여 이 분배를 줄이고자 한다는 것을 주지해야 한다. 공정조건의 적당한 선정으로 이들 양경향은 상호보다 크게 될 수 있으나, 통산 연신비, 로울러 압력 및 연신온도의 선정에 엄정한 제한을 설정하기 때문에 정합을 편리한 방법으로 할 수 없게 된다.
그러나, 정미팽창 또는 수축(경우에 따라서)이 원하는 조건하에서 실험적으로 알게된 경우 제2성형단계의 홈로울러는 홈들사이에서의 사전 산출된 분배로 구성될 수 있으며 이 분배 사이의 정확한 정합 및 파형은 약간의 공정조건의 조정에 의해서 달성될 수 있다.
파형의 깊은 파형은 제2성형단계의 홈로울러상의 트랙으로 들어가게 되는 각별한 경향으로 나타낸다. 그러므로, 파형과 이들 홈로울러의 분배, 즉 분배간격이 상호 정확하게 맞지 않으면 시이트의 폭을 따라 일정간격을 두고 정합하게 되며 이들 간격은 비교적 넓어서 함께 대부분의 폭을 덮을 것이나 이들 정합간격 사이에는 구조물이 불규칙하게 되는 좁은 간격이 있을 수 있다.
정합을 달성하는 별법으로서는 제1및 제2성형공정을 위하여 동일 분배의 홈로울러를 사용하면서 시이트의 파형사이의 분배를 일정하게 유지할 정도의 충분히 낮은 힘을 시이트에 가하기 위해 제1및 제2성형공정사이에 시이트가 통과하는 각 세트의 로울러 사이에 거리를 유지함으로써 이루어진다. 파형사이의 분배를 일정하게 유지하는 작용를 하는 힘은 제1성형공정의 홈로울러를 떠난 후 제2성형공정의 홈로울러와 접촉하기전에 시이트가 통과하는 제1및 제2성형공정을 위한 홈로울러상의 분배와 동일 분배의 안내트랙을 구비한 로울러를 공급함으로써 증가되는 것이 바람직하다.
두성형 단계사이에서 평활한 로울러가 사용되는 경우 각 세트의 로울러 사이의 거리가 매우 짧으면 때때로 시이트에 불규칙적인 밴드가 있을 수 있으나 일반적으로 구조는 규칙적으로 된다.
연신방법의 또 다른 구체예에서 제1및 제2성형공정을 위한 로울러상의 홈은 단지 밴드내에서 시이트를 압착하기에 알맞도록 되어 있어서 파형의 피이크가 되는 시이트부분이 압착되지 않으며 제1성형공정의 압착밴드는 제2성형공정의 압착밴드보다 더 넓게 된다.
피이크가 되는 시이트부분상에서의 어떠한 압착도 피할 수 있는 방법에 관해서는 WO-A-89/10312에 공지되어 있으며 이 구체예의 특별한 특징은 제2성형공정의 홈로울러와 시이트 접촉할때 효과적으로 파형된 보다 넓은 영역에 걸쳐서 그 압착작용을 제1성형공정이 발휘하므로 트랙으로 빠지기가 매우 쉬우며, 반면에 제2성형단계 동안 보다 좁은 영역의 압착은 본 명세서에서 상세히 기술되는U-리브 구조에 대해서 원하는 경우 최종 생성물에 보다 두꺼운 리브를 남길 수 있도록 하는 것이다.
제2성형공정으로부터 나오는 시이트는 특별목적용으로 사용될 수 있으나 보통 길이방향 및/또는 횡연신공정이 기술된 U-리브적층판의 제조를 위해 이 제2성형공정에 이어서 더 실행된다.
이에 연관하여 구체예에서는 시이트가 제2성형공정전 및 동안에 실절적으로 불변온도에서 유지된 제1성형공정에 앞서 가열되며 후속연신공정전에 냉각되는데 특징이 있다.
이 냉각은 기술된 U-리브적층판의 제조에 요구되는 만곡 또는 만곡의 흔적을 보존하는데 도움을 준다. 또 이 연신이 횡수축하에 열처리를 받게 될 때(이 명세서에서의 서문에 기술된 바와같이)홈로울러사이의 횡연신의 균제도를 향상시키며 최종생성물의 인열강도를 증진시킨다.
마지막으로 구체예는 시이트의 최종사용전에 실행되는 마지막 횡연신단계에 이어 평활한 로울러사이에서의 캘린더링을 시이트가 받게되는데 특징이 있다.
상술한 바와같은 본 발명의 제2개념에 따른 연신은 저연신 온도가 여러목적에 요구된바에 따라 선정될때 조차도 홈로울러의 사용하의 공지의 연신공정과 비교하여 상당히 높은 규칙성을 초래한다. 후속 연신단계를 포함하는 이 제2개념에 따른 연신공정이 단지 충분히 균일한 시이트 두께만을 부여하지 않고 원하는 바에 따라서 캘린더링 동안의 온도는 실온 즉 50까지 일때에도 언급한 캘린더링에 의해서 용이하게 균제도는 달성된다.
또한 본 발명은 제1및 제2개념에 따른 방법의 어느 구체예를 실행하기위한 장치를 포함한다. 이 장치의 구조는 방법의 설명과 장치에 관한 도면으로부터 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
제1도 및 제2도는 횡단면이 편평한 U자형이며 리브경계에 또는 경계가까이에서 마주하는 방향으로 굴곡이 있는 두꺼운 리브를 나탄낸다.
단지 측상캘린더링(Lateral Calendering)의 한단계만이 사용된다고 하면, 네필름이 함께, 공정라인의 끝에서 두개의 크로스-적층판으로 분리되는 측정 캘린더링 공정(즉, 가압하에 작동하는 홈로울러를 통한)을 받을 경우 제1도에 도시된 크로스-적층판의 횡단면은 정상적으로 형성될 수 있다. 두개 상호 정합된 측상 캘린더링 단계가 중간의 길이방향 연신과 더불어 사용되는 보다 유효한 절차에서 제2도의 횡단면은 정규적으로 형성될 것이다. 또한 이 횡단면은 다음의 어느 분리도 없이 하나의 측상캘린더링 단계만을 사용한 결과이다.
제3도는 각(V)의 정의의 예시하며, 이 각은 최대인 부위에서 그 두경계가까이의 리브의 오목층상 두접촉면 사이의 각이며, (V)의 값은 크로스-적층판을 가로지른 여러리브에 대한 평균으로서 취한바 적어도 10이다.
제4도는 리브를 형성하는 홈로울러의 팁상에서 약간의 연신이 일어나는 경우 형성될수 있는 U모양의 리브를 나타낸다.
저렴한 기계를 사용하는데 따른 절충으로서 이 편차도 수용가능하다.
제5도의 공정도는 측상 캘린더링의 두단계(단계4및6)와 상술한 바의 적층판의 리브를 형성하기 위한 공정단계(단계9및10)를 포함하는 가장 바람직한 절차를 요약한 것이다.
[실시예 1]
이 실시예는 WO-A-88/05378의 실시예 3을 기준으로 하여 이후 기술되는 바와같이 약간의 변형을 가한 것이다.
이 실시예는 시이트가 연신되고 이중 두께로 적층되면서 공정의 마지막에 분리되는 기술을 사용하는 통상의 공정에서의 고강도 크로스-적층판의 제조에 관한 것이다
각층은 공압출 필름이며 (1)제조공정에서 박리층으로서 작용을 하면서 열밀봉성을 향상시키는 한 표면층(이후에는 박리/밀봉층이라고 함)과 (2)상호 적층판의 몇겹의 결합을 증진하는 또다른 표면층을 포함한다.
압출된 관상 필름은 본질적으로 강도가 있는 중간의 주층과 상술한 바의 박리 및 라미네이션층으로 이루어 진다.
세층은 각 총필름의 15,10및 75를 형성한다.
압축필름의 게이지는 62gm-2이다. 압출의 주층은 밀도 0.95의 HMHDPE 70(ASTM D-1238조건 E에 따른 용융유동지수 약0.05),용융유동지수 0.8(ASTM D-1238조건 E)의 헥센타입의 LLDPE 20와 용융유동지수 0.3의 단일-폴리프로필렌 10로 이루어진다.
박리/밀봉층은 상술한 바와 동일한 LLDPE 70+30EPDM(에틸렌-프로필렌-다이머)용융유동지수 약 0.4(ASTM D1238조건 E)(상품명:노르델(Nordel)NDR 5715;Nordel은 등록상표이다)의 친밀한 혼합물로 이루어진다.
압출온도는 240, 환상 압출오리피스의 직경은 385이고 취입비는 1:1.2이다.
각각의 관상필름은 30각으로 나선상으로 절개되며, 각기 약 1250폭을 가지는 그러한 4개의 필름은 다음 순서로 상호 마주하는 표면층과 함께 적층되고 연신된다.
(1)라미네이션층 대 라미네이션층.
(2)박리/밀봉층 대 박리/밀봉층.
(3)라미네이션층 대 라미네이션층.
처음에 상호 결합되지 않는 4개필름의 조립체는 약 50로 로울러쌍 위에서 사전가열되어 이후 상세히 기술되는바의 제6a도 및 제6b도에 도시된 장치를 장력하여 공급된다.
제6도의 장치는 긴 홈로울러(9)와 이 로울러(9)의 양쪽에 상호엇갈리는 열의 짧은 홈로울러(10)(11)로 이루어진다. 이들 로울러 각각은 제7도에 도시된 바의 홈프로파일을 가지고 있다. 각 홈은 기부(6a) 또는(6b), 외부로 경사진 측벽(5a) 또는(5b)와 피이크(7a) 또는 (7b)로 이루어진다.
대향 로울러의 측벽(5a) (5b)은 그들 깊이의 일부분에 걸쳐 평행한다.
각 기부(6a)(6b)는 측벽(5a) (5b)사이에서 필름이 가압하에 있을지라도 피이크와 기부사이에서 필름이 가압하에 있지 않을 때의 크기로 된다. 이것은 각 기부를 필름과 기수사이에 작은 공간(8)을 제공하도록 형성함으로서 달성된다. 한 로울러상의 피이크(7a)는 약 1, 실례로는 1.4로 분리되는 것이 바람직하다.
측벽의 평행부분 사이의 각은 55이며 팁상의 만곡반경은 0.20이다.
로울러(10)(11)는 어떤 선정된 힘으로 로울로(9)에 대해 가압될 수 있도록 설치된다.
실제로 로울러(9)는 도시되지 않은 수단에 의해 구동된다음 로울러(10)(11)는 시이트(4)을 통해 로울러(9)에 의해 구동될 수 있다.
본 장치는 소정도의 연신을 부여할 정도의 속도에서 구동된 4개의 평활로울러(17)(18)(19)(20)(닙을 형성하는(19)(20))으로 이루어지며 또 적어도 두쌍의 상호결합하는 홈로울러(21)(22)(23)(24)를 포함한다.
이들은 제8도에 도시된 디자인의 것이며 모두 피동로울러들이다.
필름(4)의 횡연신을 위한 통상의 상호결합 로울러(A)(B)는 제8도에 도시되어 있으며 기부(3a)(3b), 측벽(2a)(2b)과 피이크(1a)(1b)로 형성된 원형홈을 갖추고 있다. 한로울러상의 피이크는 약 4의 분리부를 가지고 있다.
제1세트의 통상의 홈로울러(21)(22)을 지난후 크로스-샌드위치는 이들 마일드하게 텐터링하여 홈로울러(21)(22)에 의해 형성된 주름을 제거함으로써 크로스 샌드위치을 펴주는 바나나 로울러(23)상을 통과하게 된다.
그다음 필름은 제2세트의 통상의 홈로울러(24)(25)를 거쳐 통과하여 주름진 형상으로 되며 이 주름진 크로스-샌드위치를 아이어닝하는 80의 가열로울러(26)(27)을 더 이상의 텐터링 없이 통과하게 된다.
로울러(21)(22)(24)(25)는 적층판에 횡연신을 제공한다. 이 필름은 이들 로울러들을 거쳐 전진하면서 상대적으로 냉각되어야하거나 두께가 두꺼워진 부분의 흔적이 보유되지 않는다.
그러므로, 주위온도의 공기 분사는 크로스-샌드위치의 양측에 홈로울러(21)(22)(24)(25)의 닙을 통하여 취입되어 샌드위치를 냉각하여 연신열을 제거하게 됨으로써 넥킹경향을 최소화하게 된다.
주위온도는 33이다(시험을 열대지방에서 실시함).
긴 로울러(9)는 각기 60길이의 경화강(hardened steel)의 25개 세그먼드로 형성되며, 각기 13개 로울러로 이루어지는 2열의 짧은 로울러도 경화강으로 형성되며 각기 세그먼트와 결합한다.
각 세그먼트는 다른 홈의 반폭보다 더 넓은 약 0.05인 반홈에서 각 선단이 종결하여서 로울러들을 조립하는데 있어서 부정확도를 덜게됨과 동시에 좁은 부분의 필름샌드위치가 로울러(10)상의 선단 톱니와 로울러(11)의 선단톱니에 의해 세게 압착되는 것으로부터 방지하게 된다.
세그먼트는 공통 코어상에 축상으로 함께 견고하게 나사식으로 고정된다.
세그먼트는 직경이 200이며, 짧은 로울러의 직경은 150이다. 로울러로 진입하는 필름속도는 약 25m/min이다.
홈로울러(9)(10)(11)상의 로울러 압력은 크로스-샌드위치에서의 홈이 생기지 않으면서 가능한한 높은 값으로 조정하는데 실제 길이당 200에 해당한다.
상술한 바와같이 크로스-샌드위치는 50로 사전 가열된다.
측상 캘린터링(9,10,11)과 후속길이 방향연신(17내지20)에 대한 로울러는 40로 유지된다.
길이방향 연신은 최종 생성물에서의 연신비 1.25:1 을 제공하도록 설정된다.
길이방향 연신후에 사용된 제1세트의 홈로울러(21,22)의 맞물림은 최종 횡 연신비 1.33:1을 제공하도록 설정된다. 그러므로 최종 영역의 연신비는 1.251.33=1.66:1이다. 본래 필름 게이지는 62gm-2이며 최종필름이 두겹이기 때문에 이것은 최종게이지가 (2×62):1.66=75gn-2이어야 함을 의미한다. 또한 최종게이지는 아래기술되는 바로 입증된다.
그래서, WO-A-88-05378의 언급된 실시예3에서와 같이 측상 캘린더링(9,10,11)과 길이방향연신(17내지20)후에 제1세트의 홈로울러(21,22)를 떠나는 크로스-샌드위치는 제2세트의 통상의 홈로울러(24)(25)를 진입하기전에 바나나로울러(23)상에서 부드럽게 텐터링된다. 크로스-샌드위치의 단부에서 단부로의 거리는 제2세트의 홈로울러(24)(25)을 거쳐 통과된 후 일정하데 유지되나 상기 실시예에서의 조건과는 달리 제2길이 방향 연신은 생략되며 주름진 물질은 열처리를 위하여 바로 가열로울러(26)(27)로 가게된다.
이들 로울러들은 80로 가열되며 이 처리의 마지막에서 물질은 실제 이온도에 도달하게 된다.
최종세트의 홈로울러(24)(25)와 제1가열로울러(26)사이의 길이방향 장력은 높게 유지되어 이들 홈로울러에 의해 물질이 생긴 주름은 매우 균일하게 분포될 수 있으나 열처리로의 진입시 길이방향의 장력은 실제 최소로 줄어들어서(즉, 로울러(26)및 (28)사이의 닙을 지나서)가열로울러와 물질사이의 마찰을 매우 낮게 유지되어 횡수축에 의해 주름을 제거하게 된다. 또한, 여기서 고장력은 매우 강한 아이어닝효과를 초래 한다. 또 저장력은 길이방향으로 물질은 수축하도록하여서 이 치수를 안정화시키게 된다.
기술한 장력변화를 위하여 로울러(26)는 제어된 속도하에서 구동되며 고무로울러(28)와 함께 닙을 형성한다. 로울러(27)(28)은 아이들로울러이다.
열처리유니트(26)(27)와 냉각유니트로울러(29)(30)사이에는 펴주는 스프레딩공정을 위하여 매우 부드럽게 작용하는 바나나로울러(31)가 설치되어 있다. 로울러(29)와 그의 카운터 닙로울러(32)가 구동되는 반면 로울러(30)은 아이들로울러이다. 라인을 따른 장력은 장력-조절-로울러들(33)(34)(35)(36)에의해 조절된다.
최종쌍의 홈로울러(24)(25)사이의 맞물림은 매우 신중히 조절되므로 열처리의 최종로울러를 물질이 떠나므로서 물질에 약간의 미세한 주름이 있게되나 부드러운 바나나로울러 작용후에는 주름이 없게된다.
기술된 실시예3에서와 같이 물질은 제2및 제3필름사이에서 박리됨으로써 두크로스-적층판으로 분리된다.
횡단면은 현미경으로 시험되며 자기-지지능력은 단부를 굽힘으로써 판정되며 스트립은 그자체 중량에 의해 결정된다.
동상의 LDPE-필름의 여러 견본들을 비교용으로 유사하게 실험하였다.
크로스단면은 각 V(제3도 참조)가 전형적으로 30°이며 리브의 중간에서의 두께가 리브사이의 평균두께의 약 1.5배인 제1도에 도시된 유형을 한다.
기술된 시험에 따른 자기-지지능력은 LDPE 필름 140gm-2의 자기-지지능력에 해당하며 크로스-적층판의 게이지는 상술된 산출값과 거의 일치하는 73gm-2임을 알게되었다.
[실시예 2]
이 실시예의 한 목적은 두단계에서의 시이트가, 즉 두압출 연신 및 성형단계에서 길이 방향연신과 더불어 정합시스템에서 가압하에 작동하는 홈로울러 사이에서 횡으로 연신되고 성형되는 본 발명의 제2개념을 설명하는 것이다.
이 실시예의 또 다른 목적은 제2도에 도시된 횡단면 구조, 즉 교호배열로 리브의 블록측이 크로스-적층판의 한측 및 다른측에도 있는 구조(실시예 1의 공정절차로부터 얻은 배열에 반대하는)를 초래하는 매우 유효한 공정절차를 설명하는 것이다.
이 공정은 단계(6)(7)사이의 제2길이방향 연신단계가 적용되는 것을 제외하고는 제5도의 공정도에 따른다.
한 시험에서 공압출 필름 각각의 게이지가 65gm-2이었고 또 다른 시험에서는 130gm-2인 것을 제외하고는 공압출 필름의 조성, 압출조건, 나선상 절단조건 및 적층을 위한 4개의 나선상-절단 필름 모두는 실시예 1에서 기재된 바와 같았다. 그래서 본 공정에서 사용된 샌드위치는 각기 길이방향의 필름방향(기계방향)과 용융배향의 방향 사이의 각이 30°이고 2-겹 적층이 라인의 끝에서 나와 둘다 크로스-적층판이도록 용융배향의 방향이 배열되는 필름으로 이루어진다.
박스로 표시된 장치가 제9도에 개략적으로 도시되는 로울러 공정라인인 것을 제외하고는 결합연신, 적층 및 U-리브성형은 제6(a)도에 도시된 공정라인으로 실행된다.
[연신라인 및 연신공정의 일반적 설명]
제1단계의 가압 횡연신 및 성형공정은, 필름-샌드위치 한측상의 홈로울러(37)와 다른 측상의 상호 엇갈리는 2열의 짧은 홈로울러(38)(39) 사이에서 일어난다. 유사한 제2압축단계는 홈로울러(40)와 2열의 짧은 로울러(41)(42) 사이에서 일어난다.
압축연신 및 성형을 위한 각각의 이들 세트의 장치는 로울러(9), 엇갈리는 열의 짧은 로울러(10)(11)와 연결된 설비(12)(13)(14)(15)로 이루어지며(제8(b)도 참조) 홈로울러 상의 표면패턴은 제7도에 도시된 바에 상당한다. 로울러와 표면패턴의 치수는 아래에 기술된다. 높은 압축력에 견디도록 하기 위하여 각각의 이들 홈로울러들은 경화강으로 제조된다. 표면패턴은 정확도 +/-5 미크론으로 기계가공된다. 4겹의 필름-샌드위치는 60℃로 가열되는 로울러유니트(도시안됨)로부터 나온다. 이 샌드위치는 제1횡연신 및 성형을 위한 홈로울러(37)(38)(39)와 결합하기 전에 평활한 닙로울러(43)(44)에 의해 감겨진다. 로울러(37)로부터 이 필름-샌드위치는 로울러(45)(46)(47)(48)로 이루어지는 제1길이방향 연신장치를 통과한 다음 제2 횡연신 및 성형을 위한 로울러(40)(41)(42)와 접촉한다. 두 성형단계를 정합하기 위하여 로울러(45)(46)의 표면들은 제10도 및 제11도에 도시된 바의 안내트랙을 갖추고 있다. 이 안내에 대해서는 후에 기술한다. 기계의 이 부분에서의 주길이방향 연신은 로울러(45)(48) 사이에서 일어난다.
그 다음 연신된 샌드위치는 평활로울러(49 내지 55)로 이루어지는 제2길이방향 연신장치로 통과하여 제5도의 공정도에 도시된 바와같이, 달리 말하자면 제5도에서 부재번호(7 내지 12)로 표시되는 단계들을 통화여 계속하여 처리된다. 이로부터 분명한 바와같이 4개 필름의 크로스-적층판은 전 공정라인의 끝에서 두개 이축으로 연신된 2-겹 적층판으로 분리된다.
모든 로울러들은 엇갈린 열의 로울러(38)/(39) 및 (41)/(42)와 로울러 (44)(48)(55) (카운터 로울러로부터 필름 샌드위치를 거쳐서 구동되는)을 제외하고는 구동로울러로 구비된다. 로울러(44)(48)(55)는 닙을 형성하도록 사용되는 고무피복된 로울러이고 나머지 다른 모든 로울러들은 강철로울러이며 필름-샌드위치의 온도유지 또는 경우에 따라서는 (이하 참조) 냉각을 위해 내부 물순환부를 갖추고 있다.
[온도]
상술한 바와같이 닙로울러 (43)(44) 사이에 공급되는 샌드위치는 도시안된 장치에서 60℃로 이미 가열되어 있다. 또한 로울러(43)도 동일한 온도로 가열된다. 가압하에 작동하는 홈로울러들(37)(38)(39)은 필름-샌드위치 보다도 약간 낮은 온도에서 유지되어야 한다. 실수로 고온으로 되면, 제4도에 도시된 바와같이 리브의 중간부에서 또는 도시된 것보다는 더 깊은 곳에서 넥킹현상이 일어날 위험이 있다. 그러므로, 로울러(43)와 짧은 로울러(38)(39)가 이루는 하우징 및 베어링이 50℃로 유지되며 로울러(38)(39)상의 주위공기는 일정하게 취입된다. 주위온도는 약 20℃이다. 제2횡연신 및 성형공정후 적층판은 어느 본질적인 추가연신전에 약 20℃로 냉각되며 적층판은 열처리전에 모든 단계에서 약 이 온도에서 유지된다. 그러므로 제9도의 로울러 (49) 내지 (54)와 로울러(21),(22),(24),(25),(26),(27)은 온도 20℃로 조절되어 유지된다.
제2단계동안의 주길이방향 연신은 로울러(52)(53) 사이에서 일어나나 적층판은 로울러 (49) 내지 (52)를 거쳐 통과함으로써 충분하게 냉각될 수 있다.
실시예 1에서와 같이 열처리로울러((29)(30), 제6(a)도 참조) 온도는 80℃로 유지된다.
[로울러 속도, 연신비]
로울러의 속도가 다음에 기재된 바의 경우는 원주속도를 말한다.
총 연신라인의 끝에서의 속도, 즉 2 겹의 크로스-적층판으로의 분리후 속도는 60m/min(1ms-1)로 설정된다.
주름을 피하기 위하여 로울러(37)는 로울러(48)보다 5% 더 빠르게 이행하며, 로울러(45)로의 정확한 이동을 확실히 하기 위하여 이것은 로울러(37)보다 5% 더 빠르게 움직인다. 두 성형단계 사이에서 주길이방향 연신을 행하는 로울러(45)(46) 사이의 속도비는 변할 수 있다. 이의 조정은 후에 기술한다. 로울러(47)는 로울러(46)과 동일한 속도로 움직인다.
최적의 강성을 초래하기 위하여 적어도 일부분 로울러(47)(40) 사이에서 길이방향으로 연신된 적층판이 이완되는 것이 바람직하다. 그러므로 이들 로울러의 속도 사이의 비도 변화가능하다. 그것은 어떠한 주름도 발생함이 없이 적층판에 대략 최소장력을 부여하는 값으로 주관적으로 조절된다.
평활한 길이방향의 연신로울러(49)(50)(51)(52)는 상호 동일한 속도에서 움직이며 이들은 로울러(40)의 속도보다 5% 더 빠르다. 또 로울러(52)(53) 사이의 비는 변할 수 있다(조정비 : 이하 참조). 로울러(54)(55)는 로울러(53)에서와 동일한 속도로 움직인다. 연신라인의 나머지 공정동안의 (제6(a)도 참조) 장력설정은 실시예 1에 기재된 바와 일치한다.
최종생성물에서의 의도한 길이방향 연신비는 1.35:1이다. 이것은 로울러(45)/(46) 및 (52)/(53) 사이의 속도비를 변화시킴과 동시에 이들 두 비를 동일하게 유지하면서 시행착오를 통하여 달성된다. 충분한 길이방향 연신후 사용된 상호 맞물리는 제1세트의 홈로울러(21),(22)는 최종 횡연신비 1.35:1 즉 길이방향 연신비와 동일하게 부여하도록 설정된다. 그러므로, 최종영역의 연신비는 1.35×1.35=1.82:1이다. 이것은 한 시험에서 65×2:1.82=71gm-2와 또 다른 시험에서 1.30×2:1.82=143mg-2의 두개 2겹으로 분리된 후의 최종 게이지에 상당하며 도한 바로 확정된다. 실시예 1에서와 같이 최종쌍의 홈로울러(24)(25) 사이의 상호 맞물림은 매우 신중하게 조절되어서 물질이 열염처리의 최종로울러를 떠나면서는 약간의 미세한 주름이 물질에 여전히 있게 되나 바나나로울러(31)의 부드러운 작용후에는 주름은 없어지게 된다.
[로울러 표면의 패턴, 로울러 사이의 거리, 로울러 직경, 로울러 압력]
상술한 바와 같이 원칙적으로는 로울러(37), (38), (39), (40), (41), (42) 표면은 제7도에 도시된 바와같이 형성된다. 보다 상세히 말하면, 홈들 표면의 평행부분 사이의 각은 55이며 각 팁의 중간에서 중간까지로 측정된 분배구획은 1.60mm, 즉 실시예 1에서 사용된 것보다 0.2mm 더 크다. 이에 대한 이유는 기계가 무거운 샌드위치 즉 약 600 미크론 두께에 상당하는 제2 시험 4135gm-2에서 연신할 수 있어야 한다는 것이다.
팁상의 만곡반경, 즉 로울러(37)(38)(39)는 0.20mm, 로울러(40)(41)(42)는 0.30mm이다. 일반적인 상황하에서, 0.2mm가 제4도에 도시된 바와같이 넥을 형성함이 없이 적용될 수 있는 대략 최소이며 물질의 횡단면에 매우 효과적인 파형을 일으켜서 다음 로울러 상에서 적층판이 용이하게 트랙으로 들어가게 된다는 것을 알게 되었다.
로울러(40)(41)(42)상의 팁의 만곡반경은 상기 반경보다 더 큰 0.30mm인데 그 이유는 제2 성형공정에서 압착되어 밴드로 성형된 부분이 제1 성형공정에서 압착된 밴드-성형부분보다도 더 좁게 되어서 리브의 두께가 더 두껍게 되는데 보다 각별한 효과를 가지기 때문이다. 연신라인은 U-리브(실시예 3에서의 최종생성물과 같은) 없는 크로스-적층판의 제조에 대해서만 예정되어 있다면 로울러(40)(41)(42)의 팁상의 만곡 반경과 같은 0.20mm를 사용하는 것이 더 편리하다.
불규칙한 파상구조없이 적층판을 운반하여 길이방향으로 연신하는 기능을 가지는 로울러(45)(46)(47)는 가압성형 및 연신을 위한 홈로울러상의 것과 동일하게 분배되는 아주 얕은 홈(트랙)들을 갖추고 있다. 로울러(45) 상의 로울러축과 홈표면 사이의 각은 45이며 이에 의해 파상 크로스-샌드위치의 구조(제10도와 참조)와 대체로 알맞게 결합되며 로울러(46)(47)상의 대응각은 단지 30(제11도 참조)이어서 길이방향 연신동안에 자연스럽게 적층판이 횡수축을 하게 된다.
길이방향 연신로울러상의 홈(트랙)들은 가압연신 및 성형을 위하여 홈로울러에서와 동일한 분배를 가지고 있다는 상술의 설명은 다음과 같은 평균적인 근거로 기초하여 이해되어야 한다. 실시예 1에서와 같이, 긴 홈로울러는 공통코어상에 함께 나사식으로 결합되는 세그먼트(이 경우 각 세그먼트의 길이는 80mm이다)로 형성되며 각 세그먼트는 기타 홈들의 반쪽보다 더 넓은 0.05mm인 반홈에서의 각 선단에서 종결한다(설명:실시예 1 참조).
각 세그먼트의 각 선단에서의 이 초과 0.05mm는 평균분배의 산출로 참작된 것이어서 로울러에서 로울러까지 에러는 합해지지 않는다.
파상 적층판은 길이방향 연신전에 측상으로 팽창하는 경향이 강하게 나타타는 반면, 길이방향 연신은 측상으로 수축하는 경향이 있다. 이 실시예에서는 선정된 연신조건하에서 팽창하는 경향은 그것이 반대로 될 수 있는 기타 조건하에서는 일반적이다. 그러나, 로울러상의 트랙은 어떠한 팽창 또는 수축을 방지하는 기능을 가지고 있다. 이 효과를 달성하기 위하여 로울러(37)/(45), (45)/(46), (46)/(47), (47/40) 사이의 거리는 각기 단지 수 mm이며 조절가능하다. 이들 로울러들은 트랙에 정당하게 파상적층판을 유지하기 위하여 매우 정밀하게 한줄로 늘어서게 된다. 이 때문에 로울러용 프레임은 충분하게 견고하게 제작되며 만약 그렇지 않으면 굴곡에 의하여 정렬을 방해하는 모든 로울러를 위하여 비교적 큰 직경(300mm)이 선정된다.
다른 피동로울러들은 동일한 직경(300mm)을 가지나 이 경우에는 충분한 가열/냉각 표면을 얻기 위해서이다.
로울러(40~54)열에서 이웃 로울러의 각쌍 사이 및 로울러(43)/(37) 사이의 거리는 덜 중요하며 각기 약 20~50mm로 선정된다. 베어링 및 프레임워크는 로울러가 라인을 통과하는 동안에 떨어지게 될 수 있는 방식으로 배치된다.
줄지어 있는 짧은 홈로울러(38)/(39) 및 (41)/(42) 는 실시예 1에서와 같이 직경 100mm을 갖는다. 이들 로울러와 그들의 대응 긴 로울러(37)(40) 사이의 압력은 각각 크로스-샌드위치에 구멍을 만들지 않고 적용될 수 있는 최고값으로 설정된다.
4×65=230gm-2필름-샌드위치의 공급시에는 로울러길이 cm당 200kg의 로울러 압력이 선정되며 4×130=520gm-2필름-샌드위치 공급에서는 로울러길이 cm당 300kg의 로울러 압력이 선정된다.
[결과]
71gm-2크로스-적층판으로부터의 견본을 실시예 1에서와 동일한 방식으로 처리하며 143gm-2크로스-적층판으로부터의 견본은 현미경검사에 의해서만 시험하였다. 양 세트의 견본은 제2도에 도시된 바와같이 적층판의 한측 및 다른측상의 교호배열의 리브의 볼록측을 나타내었다. 리브 사이의 게이지는 실시예 1의 적층판상에서 관찰된 것보다 분명히 더 균일하였다. 전형적으로 각 V(제3도 참조)는 한측에서는 약 40°, 다른 측에서는 30°이며 리브의 중간에서의 두께는 리브 사이의 물질의 평균 두께의 약 1.8배이였다.
게이지 71gm-2의 크로스-적층판에 대하여 실시예 1에서 언급된 시험에 따른 자기-지지능력은 160gm-2LDPE 필름의 것과 일치하였다.
실시예 1에서 사용된 간단하고 저렴한 공정라인에 비하여 실시예 2에서 사용된 공정은 다음 잇점을 가지고 있다.
1. 물질이 공정 마지막에 중간에서 분리되는 경우에서 조차도 한측 및 다른측상에 교호로 리브의 볼록측(제2도)을 만들 수 있다.
2. 고 선상속도에서 U-리브구조를 발생시킬 수 있다.
3. 보다 두꺼운 물질을 사용하여 조작할 수 있다.
4. 리브 사이의 물질이 보다 균일하게 된다.
[실시예 3]
이 실시예의 목적은 실시예 2에서의 공정절차가 원하는 경우 U-리브없이 크로스-적층편을 만들기 위해 어떻게 변형될 수 있는지를 나타내고 이와 연관하여 정합방식으로 두개의 압축횡연신단계를 실행하는 잇점을 증명하기 위한 것이다.
다음을 제외하고는 실시예 2의 공정절차를 완전히 동일한 방식으로 반복하였다.
1. 각기 공정끝부분에서의 측정된 바의 길이방향 및 횡연신비는 1.40:1이다. 그러므로 면적연신비는 1.40×1.40=1.96:1이다.
2. 열처리온도는 100℃이다 (로울러(29) 및 (30)).
3. 마지막 세트의 홈로울러 사이의 상호 맞물림은 U-형상을 회복하는 것보다 약간 더 낮은 값으로 시행착오를 통하여 조절된다(보다 낮으면 두께는 더 불규칙적으로 될 것이다). 공정은 각기 65gm-2인 4개 크로스-샌드위치 필름과 각기 130gm-2인 4개 크로스-샌드위치 필름 둘을 사용하여 실행하였다.
비교용으로, 유사한 시험을 정합없이 실행하였으며 이를 위하여 라인을 두 단계로 조작하였다. 4겹을 사전가열한 후 두 단계는 로울러(47)(48) 사이에서 시작한다. 제1단계는 로울러(55)에서 끝나며, 그후 4-겹은 제2단계에서 또 사용을 위해 감겨진다.
이 단계에서는 4겹이 로울러(47)/(48)로부터 열처리, 냉각 및 분리를 포함하는 전공정경로를 통과한다.
제1단계전에 4겹을 60℃로 가열하며 로울러(47)/(48)는 동일한 온도로 가열하는 반면 모든 후속 로울러들은 50℃로 유지한다. 제2단계전에 4겹을 50℃로 가열하며 압축횡연신용 로울러를 이 온도로 유지하나, 길이방향 연신용 로울러들은 20℃로 유지하였다.
후속공정은 정합절차와 연관하여 상술한 바와 동일한 조건하에서 실행하였다.
양 단계에서 로울러(47)/(48)을 압축연신전에 4겹에 5% 스트레인을 부여하는데 사용하였다. 총 연신비는 정합공정에서와 동일하였다.
[결과]
모든 최종생성물의 횡단면을 현미경으로 시험하였다. 정합방식으로 연신된 것들은 균일한 간격을 두고 리브들이 보다 더 두꺼웠으나 리브 사이의 두께는 매우 균일하였다. 부드러운 냉캘린더링은 리브를 용이하게 제거하며 두께는 전체적으로 균일하였다.
정합방식으로 연신되지 않는 견본들은 상술한 정규구조와 거의 같아 보이는 약 10~20mm 두께의 간격을 보였으나 (트랙으로 들어가는 파상필름의 경향으로 인해) 각각의 이들 간격 사이에는 구조가 불규칙적이며 횡단면 지점은 평균두께의 반보다 간혹 더 작은 약 5~10mm 폭의 간격이 있다.
냉캘린더링에 적용가능한 장치를 사용하였으나 이들 크로스-적층판의 얇은 라인을 제거할 수 없었다.
[실시예 4]
실시예 1과 실시예 3의 정합부분은 개시필름이 폴리프로필렌을 기초로 하여 만들어지는 차이점을 제외하고는 동일하게 반복하였다. 공압출필름의 중간층 구성 (총필름의 75%): 용융유동인덱스 0.3(ASTM NO. D-1238 조건 L) 80% 단일-폴리프로필렌+20% LLDPE (조건은 E이나 동일한 ASTM).
총필름의 표면층 10%, 15%는 실시예 1 및 2에서와 동일하였다.
필름게이지 : 실시예 1에 상당하는 시험용 60gm-2와 실시예 2에 상당하는 두 시험용 각각 65 및 130gm-2. 그 밖에는 상술한 실시예의 공정절차에 꼭같이 따랐다.
[결과]
횡단면 프로파일 : 실시예 1에 해당하는 시험이 리브 사이의 보다 균일한 두께를 초래한다는 것을 제외하고는 U-리브형상은 실시예 1 및 2의 각각의 견본에 상당히 유사하였다.
이 관점에서 동일한 LLDPE 필름의 두께로서 표시된 자기-지지능력은 실시예 1 및 2의 크로스-적층판에 의해 나타났던 것보다 약 20% 더 높았다.

Claims (44)

  1. 각 필름이 단일축 또는 불균형방식으로 이축으로 배향되며 개개 필름의 주방향이 상호교차하며 조선에 수직하는 방향에서 변화가능한 연신비에 상응하는 두께변화에 의해 구성된 조선무늬를 나타내는 배향가능한 열가소성 중합체 물질로부터 형성된 적어도 두 필름의 크로스-적층판에 있어서, 상기 무늬가 적층판의 평균두께보다 더 두꺼우며 그 길이방향에 횡단하여 리브의 굴곡을 형성하기 위해 일반적으로 오목한 볼록한 표면을 갖추고 있는 리브들로 이루어지며, 물질의 무장력상태하에서 리브의 경계에 또는 경계에 인접하여 물질이 리브의 반대방향으로 구부러져서 두 인접리브사이의 물질에 대략 직립형상을 부여하게 되는 것을 특징으로 하는 크로스-적층판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리브들이 대략 그의 전폭에 걸쳐 대체로 규칙적인 무늬로 배치되는 것을 특징으로 하는 크로스-적층판.
  3. 제2항에 있어서, 교호배열에서의 리브의 볼록측은 크로스-적층판의 한측 및 다른측상에 있게 되는 것을 특징으로하는 크로스-적층판.
  4. 제2항에 있어서, 리브의 볼록측이 크로스-적층판의 동일측상에 있게 되는 것을 특징으로 하는 크로스-적층판.
  5. 제2항에 있어서, 이웃리브 사이의 평균분배는 피이크에서 피이크까지 측정하여 평균한바 1내지 10인 것을 특징으로 하는 크로스-적층판.
  6. 제2항에 있어서, 리브두게가 국부지역에서의 크로스-적층판의 평균을 충족시키며 리브와 여러 이웃리브를 포함하는 위치로 한정된 리브의 경제 사이의 물질의 평균두께는 리브의 최대두께보다 적어도 15, 바람직하기는 적어도 30더 낮은 것을 특징으로 하는 크로스-적층판.
  7. 제6항에 있어서, 국부두께가 실제 평균적층판두께의 30이상, 보다 바람직하기는 50이상인 것을 특징으로 하는 크로스-적층판.
  8. 제2항에 있어서, 각이 최대인 위치에서 그 두 경계 가까이의 리브의 오목측상의 두 접촉면 사이의 각이 크로스-적층판을 가로질러 여러 리브들에 대한 평균으로서 구해진 바 적어도 10인 것을 특징으로 하는 크로스-적층판.
  9. 제8항에 있어서, 상기 각이 25 내지 90인 것을 특징으로하는 크로스-적층판.
  10. 제2항에 있어서, 보다 큰 두께의 리브와 그들의 U형 프로파일이 횡단선의 무늬에서 적어도 일부분 제거되는 것을 특징으로 하는 크로스-적층판.
  11. 제2항에 있어서, 그 개개 필름이 중간에 강도를 위한 주층과 필름 사이의 결합을 용이하게 하고 크로스-적층판의 열밀봉성을 위하여 표면에 부층이 있는 3-압출필름이며 상기 필름의 주층이 주로 선상타입의 저밀도 폴리에틸렌 1030로 이루어지며 나머지는 고분자량 폴리에틸렌, 고분자량 폴리프로필렌 또는 이들의 결합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 크로스-적층판.
  12. 제1항 내지 제11항중의 어느 한항에 있어서, 크로스-적층판이 길이방향의 단면에서 볼때 파상 또는 지그자그꼴인 것을 특징으로 하는 크로스-적층판.
  13. 배향가능한 열가소성 중합체 물질로 각기 이루어지며 각기 단일축 또는 불균형의 이축으로 배향되며 적어도 하나의 필름이 각각의 주방향의 교차배치에서 함께 샌드위치되는 적어도 두 필름으로 형성되는 크로스-샌드위치 웨브는 홈로울러 사용하는 공정을 통하여 웨브의 전진방향에 횡단하는 방향으로 연신되며 공정에서 적어도 두필름이 연속적으로 함께 적층되는 리브-무늬의 연속웨브의 크로스-적층판을 제조하는 방법에 있어서, 상기 횡연신공정이 크로스-샌드위치의 적어도 크로스-적층판상의 파상횡단면 형태를 열가소성 물질의 융점 아래에서 성형하고 이 성형공정동안 또는 후에 크로스-적층판의 적어도 한측상에 파형의 팁부분을 안정화시키며 홈로울러를 사용하여 파상형태의 안정화부분에 물질의 형상 또는 형상의 흔적을 유지하는데 알맞은 안정화부분 사이에서 크로스-신드위치를 횡으로 연신함으로서 실행되며, 후속하여 크로스-샌드위치를 열처리하여서 안정화된 부분 사이의 물질이 웨브의 이동방향에 수직하여 놓이는 방향에서 수축의 국부구역에서의 크로스-샌드위치의 표면 사이에 실제 중간이 놓이는 가상면을 따라 수축하게 되며, 필요에 따라 홈로울러 횡연신조작시 보유되었던 파상형태 또는 그 형태의 흔적의 어떠한 안정화부분이 적어도 일부분 다시 형상화됨으로써 특허청구의 범위 제1항에 규정된 바의 두꺼운 리브부분이 있는 특허청구의 범위 제1항에 규정되 리브무늬의 크로스-적층판을 제조하게 되는 것을 특징으로 하는 연속웨브의 리브무늬 크로스-적층판의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서, 크로스-샌드위치가 약한 횡장력을 받으면서 열처리가 진행되는 것을 특징으로 하는 크로스-적층판의 제조방법.
  15. 제13항에 있어서, 열처리는 소정도의 주름이 있는 크로스-샌드위치를 공급하고 약간의 장력하에서 고온의 평활로울러를 사용하여 크로스-샌드위치를 접촉시킴으로서 진행되는 것(아이어닝공정)을 특징으로 하는 크로스-적층판의 제조방법.
  16. 제13항 내지 제15항중의 어느한항에 있어서, 크로스-샌드위치가 상기 성형공정 및 부분 안정화공정에 앞서 또는 바로 이어서 길이방향으로 연신되는 것을 특징으로 하는 크로스-적층판의 제조방법.
  17. 제13항에 내지 제16항중의 어느 한항에 있어서, 팁분의 안정화는 열가소성 물질의 융점에 가까운 온도에서 크로스-샌드위치와 더불어 성형을 실행함으로써 초래되는 것을 특징으로 하는 크로스-적층판의 제조방법.
  18. 제13항 내지 제16항중의 어느 한항에 있어서, 팁부분의 안정화는 조사하의 교차연결에 의하여 실행되는 것을 특징으로 하는 크로스-적층판의 제조방법.
  19. 제13항 내지 제17항중의 어느 한항에 있어서, 만곡부분의 성형 및 안정화공정에 가압하에 작동하는 홈로울러를 통하여 크로스-샌드위치를 통과시킴으로써 동시에 실행되는 것을 특징으로하는 크로스-적층판의 제조방법.
  20. 제19항에 있어서, 적어도 4개의 크로스-샌드위치 필름은 상기 홈로울러 사이에서 함게 작동되며 상기 샌드위치는 제조공정중 어느 나중단계에서 다수의 크로스-샌드위치로 분리되는 것을 특징으로 하는 크로스-적층판의 제조방법.
  21. 제13항 내지 제15항중 어느 한항에 있어서, 안정화부분에서의 흔적을 유지시키기 위한 조치로서 크로스-샌드위치의 홈로울러 사이에서의 연신은 안정화부분에서의 물질이 실온부근, 바람직하기는 1540이도록 하여 실행되는 것을 특징으로 하는 크로스-적층판의 제조방법.
  22. 제15항에 있어서, 크로스-샌드위치 웨브가 모든 횡수축을 받게 되는 상기 열처리동안에 크로스-샌드위치 웨브는 또 길이방향 수축도 받게 되는 것을 특징으로 하는 크로스-적층판의 제조방법.
  23. 홈이 원형 또는 나선형이며 홈표면 무늬의 팁상에서만 홈로울러의 표면이 필름 또는 필름 샌드위치와 접촉하는 상호 맞물리는 피동 홈로울러 사이를 통과함으로서 중합체 물질의 필름 또는 필름 샌드위치를 횡연신하는 방법에 있어서, 연실열을 제거하고 연신공정동안에 소정온도로 중합체물질을 유지하기 위하여 유체매체, 바람직하기는 공기 또는 물의 흐름이 중합체물질의 한측 또는 양측상의 홈로울러의 닙을 통하여 유도되는 것을 특징으로 하는 횡연신방법.
  24. 연속중합체 시이트 물질이 1)시이트 물질에 파형을 형성하기 위하여 가압하에 작동하는 홈로울러의 작용에 의한 결합된 횡 텐터링 및 횡 압착단계, 2)로울러 사이의 길아방향 연신단계, 3)홈로울러 사이의 제2성형 및 횡연신 단계들로 이루어지는 공정에 의해, 2축으로 연신되는 방법에 있어서, 상기 길이방향 연신동안에 적어도 일부분 파상이 유지되며, 제2성형이 a)홈로울러로 진입하는 시이트상의 파형 사이의 분배 및 상호 걸어맞추기 위한 상기 로울러의 홈 사이의 분배를 조절하거나 b) 시이트의 파형 사이의 분배가 일정하도록 시이트에 힘을 가하기 위하여 제1및 제2성형공정 사이를 시이트가 통과하는 각 세트의 로울러 사이에서의 거리를 충분히 작게 유지하면서 동일 분배의 홈로울러 제1및 제2성형공정을 위하여 사용함으로써, 제1성형공정에 의해 발생된 파형과 협력하는데 알맞게 되는 것을 특징으로 하는 연속 중합체 시이트 물질의 연신방법.
  25. 제24항에 있어서, 홈로울러 사이의 제2성형 및 연신도 결합된 횡텐터링과 횡압착작용에 의하여 가압하여 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 특허청구의 범위 제24항중 b)가 선정될 경우 파형 사이의 분배를 일정하게 유지하는 작용을 하는 힘은, 제1성형공정의 홈로울러를 떠난후와 제2성형공정의 홈로울러와 접촉하기 전에 시이트가 통과하는 제1및 제2성형공정을 위하여 홈로울러상의 분배와 동일한 분배의 안내트랙을 구비한 로울러를 제공함으로써 증가하게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제24항 내지 제26항중 어느 한항에 있어서, 제1및 제2성형공정을 위한 로울러상의 홈이 단지 밴드내에서만 시이트를 압착하기에 알맞게 되어 있어서 파형의 피이크가 되는 시이트부분이 압착되지 않으며 제1성형공정의 압착밴드가 제2성형공정의 압착밴드보다 더 넓게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제24항 내지 제27항중 어느 한항에 있어서, 추가길이방향 및/또 횡연신이 제2성형공정에 이어서 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제28항에 있어서, 시이트가 제1성형공정에 앞서 가열되며 제2성형공전 및 동안에 실질적으로 불변온도에서 유지되며 후속연신전에 냉각되는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제24항 내지 29항중 어느 한항에 있어서, 시이트가 그의 최종 사용전에 실행되는 최후횡연신에 이어서 평활한 로울러 사이에서 캘린더링을 받게 되는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 특허청구의 범위 제1항 내지 제12항중의 어느 한항에 따른 필름 또는 특허청구의 범위 제13항 내지 제30항중의 어느 한항에 따른 공정 생성물로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 백.
  32. 1) 그들사이를 통과하는 필름에 파형을 형성하는 제1세트의 상호결합하는 홈로울러를 구성시키기 위한 제1구동수단과 가압하에 작용하는 제1세트의 상호결합 홈로울러(37,38,39), 2) 길이방향(기계방향)연신스테이션(45)(46)(47)과 3) 제2세트의 상호결합 홈로울러를 구동하기 위한 수단이 있는 제2세트의 상호결합 홈로울러(40)(41)(42)순서로 이루어지는 연속필름을 이축으로 연신하기 위한 장치에 있어서, 제2세트의 홈로울러의 홈과 길이방향 연신스테이션으로부터 통과하는 필름에서의 파형을 정합시키기 위한 정합수단(45)(46)(47)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이축연신장치.
  33. 제32항에 있어서, 양세트의 홈로울러의 홈들은 동일한 간격을 갖추고 있으며, 시이트에서의 파형이 제1및 제2세트의 홈로울러 사이에서 동일한 간격을 보유하도록 제1및 제2세트의 홈로울러 사이의 각 세트의 로울러 사이에서 정합수단은 충분하게 작은 거리(기계방향으로)를 유지하는 것을 특징으로 하는 이축연신장치.
  34. 제32항에 있어서, 제1및 제2세트의 홈로울러의 홈들은 다른 간격을 가지며, 제1세트의 홈로울러를 떠날때의 시이트의 파형은 제2세트의 홈로울러로 들어갈때의 시이트의 파형과는 간격이 다르며, 홈들의 간격은 협동이 달성될 정도인 것을 특징으로 하는 이축연신장치.
  35. 제32항 내지 제34항중의 어느 한항에 있어서, 정합수단은 제1및 제2세트의 홈로울러 사이의 적어도 하나의 정합로울러(45)(46)(47)로 이루어지며, 정합로울러는 시이트상의 파형과의 정합을 위하여 그 표면상에 안내트팩을 구비하는 것을 특징으로하는 이축연신장치.
  36. 제32항 내지 제35항중 어느 한항에 있어서, 제2세트의 홈로울러 하류에 적어도 하나의 추가 횡연신 스테이션(21)(22)(24)(25) 및 /또는 길이방향 연신 스테이션(49)(55)이 있는 것을 특징으로 하는 이축연신장치.
  37. 제36항에 있어서, 상기 길이방향 또는 횡연신 스테이션(24)(25)후에 열처리 스테이션(26)(27)을 구성하는 것을 특징으로 하는 이축연신장치.
  38. 제37항에 있어서, 상기 열처리 스테이션이 평활한 가열로울러(26)(27)와 이 가열로울러와 필름이 접촉할때 필름에 제어된 장력을 가하는 수단(36)으로 이루어지며, 열처리 스테이션의 바로 상류에 홈이 있는 주름로울러(24)(25)가 있어서 로울러의 홈패턴의 단지 팁에서만 필름을 접촉함으로써 필름에 제어된 주름을 부여하게 되는 것을 특징으로 하는 이축연신장치.
  39. 제38항에 있어서, 홈이 있는 주름로울러(24)(25)를 거쳐 필름이 통과할대 필름을 냉각시키는 수단으로 더 이루어지며, 상기 냉각수단은 필름의 한측 또는 양측에 주름로울러의 닙으로 유체매체의 흐름을 공급하기 위한 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이축연산장치.
  40. 제32항 내지 제39항에 있어서, 제1세트의 로울러의 홈들은 제2세트의 홈로울러에 의해 압착된 시이트의 밴드보다 더 넓은 시이트의 밴드를 압착하는데 알맞도록 되는 것을 특징으로 하는 이축연신장치.
  41. 제32항 내지 제40항에 있어서, 제1및 제2세트의 홈로울러 어느 하나 또는 둘다의 홈들이 기부(6), 경사진 측벽(5)과 피이크(7)을 갖추고 있으며, 대향로울러의 측벽(5a)(5b)는 그들의 높이의 일부분에 걸쳐 대략 평행하며 로울러 사이를 통과하는 필름은 대향로울러의 홈들의 평행측벽(5a)(5b) 사이에서 압착되는 것을 특징으로 하는 이축연신장치.
  42. 제32항 내지 제41항에 있어서, 단일축 또는 불균형 이축용융 배향된 관상필름을 제공하기 위한 압출 및 취입수단으로 이루어지는 적어도 이층의 용융배향필름의 크로스-적층판을 제공하는 수단, 편평한 필름을 형성하기 위해 관상피름을 나선상으로 절단하는 수단, 층들의 주배향방향이 상호 교차하도록 적어도 이층의 편평한 필름을 배치하는 수단과 제1세트의 홈로울러로부터 상류에서 함께 층들을 적층하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이축연신장치.
  43. 제42항에 있어서, 적어도 4개 편평한 필름을 배열하여 함게 적층시키는 수단으로 이루어지며, 제2세트의 홈로울러와 어느 후속연신 및 열처리 스테이션의 하류에 적어도 4층 적층판을 따로 박리함으로써 적어도 다수의 적층판으로 분리하기 위한 분리 스테이션이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 이축연신장치.
  44. 그 홈이 원형 또는 나선형이며 상호 작용하여 홈표면패턴의 팁(2,3)에서만 필름이 홈로울러의 표면과 접촉하게 되는 한쌍의 상호 맞물리는 홈로울러(21)(22)(24)(25)와 필름의 한측 또는 양측에 로울러의 닙을 거쳐서 유체냉각매체의 흐름을 공급하기 위한 수단을 내포하는데 특색이 있는 로울러 사이의 닙을 거쳐서 필름을 공급하기 위한 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 중합체 물질의 필름을 횡연신하기 위한 장치.
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