KR101758185B1 - 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치 및 제조 방법 - Google Patents

Abstract

흡인 체임버로 시트와 냉각 고화 장치 사이의 공기를 흡인하면서, 구금으로부터 폴리올레핀 수지와 희석제가 혼합된 용액을 냉각 고화 장치로 시트상으로 토출하여 시트를 냉각하는 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 방법에 있어서, 감압 체임버 안에 배치된 정류판에 부착된 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물의 적하를 방지하고, 시트 결점의 발생을 방지한다.
폴리올레핀 수지와 희석제가 혼합된 용액을 시트상으로 토출하기 위한 구금과, 구금으로부터 토출된 시트를 냉각하는 냉각 고화 장치와, 시트와 냉각 고화 장치 사이의 공기를 흡인하기 위한 감압 체임버를 구비한 미다공 폴리올레핀 수지 시트 제조 장치를 이용하여, 감압 체임버 내부에 정류판을 배치하고, 감압 체임버의 내부 및 정류판의 내부를 각각 흡인하고, 정류판 내의 압력을 감압 체임버의 압력보다 낮게 유지하는 것으로, 정류판에 부착된 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물을 정류판 안에 강제 흡인 제거한다.

Description

미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치 및 제조 방법{MICROPOROUS POLYOLEFIN RESIN SHEET PRODUCTION DEVICE AND PRODUCTION METHOD}

본 발명은 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치 및 제조 방법에 관한 것이다.

일반적인 수지 시트 제조 장치의 개요를 설명한다. 도6에 나타내는 바와 같이, 압출기(1)에 의해 열과 전단력이 가해져서 용융된 수지가 기어 펌프(2)에 의해 일정량으로 토출되고, 그 후, 필터(3)를 통과하여 이물 등이 여과되며, 임의의 립 간극을 갖는 구금(4)으로부터 시트상으로 토출되어 성형된다. 토출된 시트상 용융 수지는 냉각 고화 장치(5)에 의해 냉각·고화된다. 냉각·고화된 시트(6)는 계속해서 연신 장치(7)에 의해 임의 방향·배율로 연신되고, 와인더(8)로 권취된다. 또한, 그때, 두께계(9)에 의해 시트의 폭 방향의 두께 측정이 행해지고, 이 두께 측정 데이터에 근거하여 구금(4)의 립 간극을 두께 제어장치에 의해 조정함으로써, 폭 방향의 두께가 균일한 시트가 제조된다.

그런데, 최근의 수지 필름 수요의 신장에 부응하기 위해, 제막 속도의 고속화를 도모하는 것으로 대응하고 있다. 그러나, 제막 속도의 고속화에 수반하여, 시트와 냉각 고화 장치 사이로 흘러 드는 공기량이 증가하고, 냉각 고화 장치로의 시트 착지점(着地点)에서의 공기의 물림 압력이 높아진다. 그 결과, 밀착성이 저하되고, 일정한 제막 속도 이상이 되었을 때, 시트와 냉각 고화 장치 사이에 공기를 물어, 두께 불균일이나 물성 불균일이 생긴다.

이때, 종래의 휘발 성분을 함유하는 용액 제막에 있어서는, 시트와 냉각 고화 장치 사이의 공기를 감압 체임버에서 흡인함으로써, 시트와 냉각 고화 장치 사이의 공기 물림을 억제하여, 안정적으로 시트를 냉각 고화 장치에 밀착시키는 기술이 나타나고 있다.

그러나, 구금으로부터 용융 수지가 토출되고, 주위의 분위기 속이나 냉각 고화 장치에 의해 냉각되었을 때, 폴리머 중의 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 가스가 감압 체임버 주위의 분위기 속으로 방출되어, 감압 체임버 속으로 흡인된다. 감압 체임버에 흡인된 폴리머 중의 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 가스는 감압 체임버 속에서 더욱 냉각되어, 감압 체임버 속에서 액화한다. 액체가 어느 정도의 양으로 모이면 냉각 고화 장치에 적하(滴下)되고, 시트가 밀착하는 냉각 고화 장치를 오염시켜, 시트 결점으로 연계되고 있다.

이 때문에, 감압 체임버 속에 배치된 정류판으로부터의 액적의 낙하를 막는 방법으로서는, 예를 들면, 감압 체임버 속의 정류판을 응결점 이상으로 가열함으로써, 폴리머 중의 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화를 방지하는 방법(특허문헌1)을 들 수 있다. 또한, 가스 발생점 근방에 개구부를 갖는 파이프를 설치하고, 시트로부터 발생한 가스를 강제적으로 흡인 제거하는 방법(특허문헌2)을 들 수 있고, 안정되어 수지 시트를 제조하는 것이 나타나고 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제2008-246705호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 제(평)11-77802호

그러나, 제막 속도를 고속화함으로써, 토출되는 수지량이 증가하고, 감압 체임버 주위의 분위기 속으로 방출되는 폴리머 중의 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 가스가 증가한다.

또한, 상기한 바와 같이, 제막 속도의 고속화에 수반하여, 냉각 고화 장치로의 시트 착지점에 있어서의 공기의 물림 압력도 맞춰서 높아지기 때문에, 감압 체임버에 의한 흡인 압력도 대기압에 대하여 낮출 필요가 있다. 이에 수반하여, 감압 체임버에서 흡인하는 공기량이 증가하고, 시트 배면 측, 즉 시트가 냉각 고화 장치에 접촉하는 면 측 근방의 휘발 성분의 가스 농도가 낮아짐으로써 가스 농도의 평형을 유지하기 위해 시트로부터의 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 가스 발생량이 더욱 증가한다. 이 결과, 제막 속도의 고속화로는 감압 체임버 속으로 유입하는 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 휘발 성분의 가스량이 압도적으로 증가하기 때문에, 감압 체임버 속의 정류판에 부착되는 액화물의 양도 증가하게 된다. 이 때문에, 특허문헌 1에 나타나는 정류판을 가열하는 수법으로는 액화물을 완전히는 제거할 수 없다. 또한, 희석제나 첨가제의 종류에 따라서는 인화점을 초과할 위험성이 있다. 특허문헌 2에 나타나는 개구부를 갖는 파이프에 의해 가스를 강제 흡인 제거하는 수법에서는, 시트로부터 방출되는 가스의 흡인이 가능하지만, 밀착 장치 주변에서 대기 속으로 확산한 가스의 일부만 흡인 제거할 수 있을 뿐이다. 감압 체임버 속에 배치된 경우에는 시트로부터 방출된 가스가 감압 체임버 속으로 많이 흡인되기 때문에, 모두는 흡인 제거할 수 없다.

본 발명의 목적은, 시트와 감압 체임버 주변에서 기화하고 있는 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 가스가 감압 체임버 속으로 흡인되어, 감압 체임버 속에서 액화했을 경우에, 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물을 강제 제거하는 것으로 냉각 고화 장치로의 적하를 방지하고, 안정되어 고속 제막이 가능한 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치 및 제조 방법을 제공하는 데에 있다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치는 폴리올레핀 수지와 희석제가 혼합된 수지를 시트상으로 토출하기 위한 구금과, 구금으로부터 토출된 시트를 반송하면서 냉각하는 냉각 고화 장치와, 구금보다도 시트 반송 방향 상류 측에 설치되어, 구금으로부터 토출되는 시트와 냉각 고화 장치 사이의 공기를 흡인하기 위한 감압 체임버를 구비한다. 상기 감압 체임버는 상기 구금과 상기 냉각 고화 장치 사이의 공간에 대향하는 개구부를 가진다. 또한, 상기 감압 체임버 내부에는, 그 개구부의 근방에 시트 폭 방향에 걸쳐서 정류판이 설치되어 있다. 이 정류판은, 내부가 중공(中空)이며, 그 표면에는 내부와 연결된 복수의 개구가 형성되어 있다.

또한, 상기 과제를 해결하는 본 발명의 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 방법은, 본 발명의 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치를 이용하여, 감압 체임버의 내부 및 정류판의 내부를 각각 흡인하고, 정류판의 내부 압력을 감압 체임버의 내부 압력보다도 낮게 유지하면서, 구금으로부터 시트상으로 토출된 폴리올레핀 수지를 냉각 고화 장치로 냉각하면서 반송한다.

「폭 방향」이란, 시트의 반송 방향과는 수직인 방향이다.

「정류판의 아래쪽」이란, 정류판으로부터 이 정류판에 가장 가까운 냉각 고화 장치 표면으로 향하는 방향이다.

「정류판의 옆쪽 면」이란, 정류판의 아래쪽 면과 단부(端部)에서 연결되어 시트 폭 방향으로 뻗은 두 개의 면이다.

「상류 측」이란, 냉각 고화 장치가 시트를 반송하는 방향과는 반대 측인 방향이다.

「하류 측」이란, 냉각 고화 장치가 시트를 반송하는 방향이다.

「립」이란, 구금으로부터 용융 수지를 시트상으로 토출하여 성형하기 위한 슬릿(slit) 개구부이다.

본 발명에 의하면, 감압 체임버 속의 정류판에 있어서, 시트 속에 포함되는 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물을 강제 흡인 제거하여, 냉각 고화 장치로의 적하를 억제한다. 이로 인해, 시트 결점을 방지한 폴리올레핀 수지 시트를 안정하게 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치의 개략도이다.
도 2는 도 1의 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치의 평면도이다.
도 3은 도 1의 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 감압 체임버의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 정류판의 개략도이다.
도 6은 일반적인 수지 시트 제조 장치의 개략도이다.

이하, 본 발명의 실시형태의 예를, 도면을 참조하면서 설명한다. 단, 본 발명은 여기에 예를 드는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.

도1은 본 발명의 일 실시형태로서, 폴리올레핀 수지 시트 제조 장치의 개략도이다. 도1에 나타내는 바와 같이, 압출기에 의해 폴리올레핀 폴리머와 희석제를 혼합하고, 용융된 수지를 구금(4)으로부터 시트상으로 토출하고, 이 구금(4)으로부터 토출된 시트(6)를 반송하면서 냉각하기 위한 냉각 고화 장치(5)로 캐스트한다. 냉각 고화 장치(5)는 롤이어도 벨트여도 좋다.

구금(4)의 배면 측, 즉 시트(6)의 캐스트 면으로의 착지점보다 시트 반송 방향 상류 측에는, 구금(4)에 인접하여 냉각 고화 장치(5)의 외주면을 따르는 형상을 갖는 감압 체임버(10)가 설치되어 있다. 이 감압 체임버(10)는 구금(4)으로부터 토출된 시트와 냉각 고화 장치(5) 사이의 공기를 흡인할 목적으로 설치되어 있다. 감압 체임버(10)는 개구부와 감압실을 구비하고 있고, 개구부는 구금(4)과 냉각 고화 장치(5) 사이의 공간을 대향하여, 시트 전폭(全幅)에 걸쳐서 형성되어 있다.

감압 체임버(10)의 감압실은 외부의 흡인 장치와 접속되어 있고, 흡인 장치에서 감압실 속의 공기를 흡인함으로써, 감압 체임버(10)의 개구부를 통해서 냉각 고화 장치(5)와 시트(6) 사이의 공기가 흡인된다. 이로 인해, 시트의 냉각 고화 장치(5)의 표면으로의 밀착부 근방이 감압되며, 시트(6)와 냉각 고화 장치(5) 사이에 말려드는 공기가 배제됨으로써, 시트(6)를 냉각 고화 장치(5)에 안정적으로 밀착시킬 수 있다.

이때, 감압 체임버(10) 안의 감압도는 용융 폴리머의 점도, 시트의 두께, 냉각 고화 장치의 반송 속도 등, 제막 조건에 따라서 소정의 값으로 제어하는 것이 바람직하다. 감압 체임버(10) 안의 감압도는 대기압에 대하여 -2500 Pa 이상 -20 Pa 이하의 범위가 바람직하다. 감압 체임버(10) 안의 감압도의 하한은 대기압에 대하여 -1500 Pa 이상이 더욱 바람직하고, 상한은 대기압에 대하여 -50 Pa 이하가 더욱 바람직하다.

감압 체임버(10)에 의해 배제되는 공기에는 시트에 포함되는 폴리머 저분자량 성분, 증발이나 응결성이 높은 희석제 등으로부터의 휘발 성분의 가스, 및 입자상 액화물이 함유되어 있다. 이 휘발 성분은 온도가 떨어지면 응결하기 쉽다. 또한, 특히 폴리머와 희석제를 혼합한 수지 시트를 제조할 때, 시트에 함유되는 유동 파라핀 등의 희석제는 입자상 유적(油滴)으로서 부유하기 때문에 대상이 가열체 여부에 상관없이 용이하게 장치에 부착되고, 어느 정도의 양이 모이면 적하한다. 그 결과, 냉각 고화 장치면을 오염시키고, 시트의 냉각 고화 장치와의 대향면을 오염시킨다.

도 2는 도 1의 평면도이며, 도 3은 도 1의 측면도이다. 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, 감압 체임버(10)의 내부, 구금(4)으로부터 토출된 시트(6)의 시트 반송 방향 상류 측에는 정류판(11)이 시트 폭 방향에 걸쳐서 설치되어 있다. 정류판(11)은 감압 체임버의 개구부 근방에 감압 체임버(10) 안의 한쪽 측면판에서 다른 쪽 측면판까지 설치되어 있다. 또한, 정류판(11)은 감압 체임버(10)의 양측 측면판을 관통하여 설치되어도 좋다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 구금(4)의 아랫면과 정류판(11)의 윗면 사이에는 간극 H1이 생기도록 배치되며, 1 mm 이상의 간극을 갖는 것이 바람직하고, 5 mm 이상의 간극을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 정류판(11)의 아래쪽 면과 냉각 고화 장치(5) 사이에도 간극 H2이 생기도록 배치되며, 1 mm 이상의 간극을 갖는 것이 바람직하고, 5 mm 이상의 간극을 갖는 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해, 냉각 고화 장치의 회전에 의한 수반 기류와 감압 체임버의 흡인에 의한 공기의 흐름, 쌍방의 흐름장(flow field)이 상반하지 않고 정류화한 상태로 하는 것이 가능해진다. 정류판은, 시트 배면과의 사이에 간극 L1이 생기도록 배치되어 있고, 구금 립으로부터 상류 측에 1∼10 mm의 위치에 있는 것이 바람직하고, 1∼5 mm의 위치에 있는 것이 더욱 바람직하다. 이로 인해 정류판과 냉각 고화 장치로 형성되는 공간 면적이 작아져서, 공기의 소용돌이 형성을 억제하고, 시트의 진동을 저감하는 것이 가능해진다.

상기와 같이, 수지 시트를 제조할 때, 시트에 포함되는 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 가스 등이 감압 체임버(10)에 부착되어, 냉각 고화 장치를 오염시키는 문제가 발생한다. 특히, 감압 체임버(10) 안에 배치된 정류판(11)에 부착된 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물이 냉각 고화 장치(5)에 적하하여, 냉각 고화 장치(5)의 표면을 오염시키고 있는 것이 발명자의 검토로 밝혀졌다.

정류판(11)은, 내부가 중공이며, 정류판(11)의 표면에 내부와 연결된 복수의 개구(12)가 형성되어 있다. 이 개구(12)는 정류판의 아래쪽 면이나 옆쪽 면에 형성되어 있다. 이 개구(12)는 아래쪽 면만이어도 좋고, 아래쪽과 옆쪽 양면에 형성되어 있어도 좋다. 일반적으로, 정류판(11)에 부착된 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물은 중력에 의해 정류판(11)의 옆쪽 면을 따라 아래쪽 면에 이른다. 이 때문에, 정류판(11)의 아래쪽 면에 개구(12)를 설치하는 것으로, 정류판(11)의 아래쪽으로 이른 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물을 흡인 제거할 수 있다. 게다가, 정류판(11)의 옆쪽 면에도 개구(12)를 설치하는 것으로, 아래쪽 면에 이르기 전에 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물을 흡인 제거할 수 있기 때문에, 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물의 성장을 더욱 저해하여, 상기 액화물의 적하를 방지할 수 있다. 특히, 감압 체임버(10)의 공기의 흐름에 의해, 옆쪽 면에 부착된 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물이 아래쪽 면에 이르기 전에 날리는 경우, 정류판(11)의 옆쪽 면에도 개구(12)를 설치함으로써, 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물의 강제 제거의 효과가 높아진다. 또한, 개구(12)에는, 정류판(11)의 면에 대하여 1열 형성해도 좋고, 복수 열 형성해도 좋다. 개구(12)를 복수 열 형성함으로써, 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물의 성장을 더욱 저해할 수 있다. 또한, 정류판(11)의 아래쪽 면은 라운딩(rounding) 형상을 하고 있거나, 아래쪽을 향함에 따라 그 시트 반송 방향의 폭이 좁아지는 것이 바람직하다. 이에 의해, 정류판(11)의 측면부(14)에 부착된 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물을 개구(12)로 유도하기 쉬워진다. 개구(12)의 형상은 구멍, 슬릿 또는 다공질 등으로 형성되어 있다. 구멍은 둥근 구멍, 타원형, 다각형, 긴 구멍으로 형성되어도 좋다. 형상은 한 종류로 형성해도 좋고, 복수 종류 조합시켜도 좋다.

정류판(11)의 내부는 흡인 장치에 의해 흡인되어 있고, 정류판(11)의 내부는 항상 부압(負壓)으로 유지되어 있으며, 구금(4)으로부터 토출된 시트는 냉각 고화 장치(5)에 캐스트되어, 폴리올레핀 수지 시트가 제막된다. 정류판의 내부가 항상 부압으로 유지됨으로써, 정류판의 개구로부터 공기가 흡인되어, 정류판(11)에 부착된 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물이 강제적으로 제거된다. 이때, 정류판(11) 내부의 감압도는 제막 조건이나 정류판(11)에 부착된 액화물의 사이즈에 따라 조정하는 것이 바람직하다. 정류판(11) 내부의 감압도는 대기압에 대하여 -50 Pa 이하인 것이 바람직하고, -250 Pa 이하인 것이 더욱 바람직하다. 정류판(11) 내부의 감압도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 구금(4)으로부터 토출된 시트(6)를 진동시키지 않는 감압도로 설정되며, -10 kPa 이상인 것이 바람직하다.

정류판(11)과 흡인 장치와의 접속 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 임의 지름, 임의 길이의 배관에 의해 연결되어 있다. 배관은 정류판(11) 내부의 중공부에 대하여 직렬로 연결해도 좋고, 정류판(11)의 아래쪽 면이나 옆쪽 면에 대하여 수직으로 연결해도 좋다. 정류판(11)과 흡인 장치의 접속 개소는 폭 방향 1군데여도 좋고, 2군데 이상으로 해도 좋다. 정류판의 폭 방향 중앙을 기준으로 하여, 폭 방향 2군데 이상에서 균등한 위치로부터 흡인함으로써, 정류판(11)의 내부의 감압도를 균일하게 할 수 있다. 정류판(11) 내부의 중공부에 대하여 직렬로 배관이 연결되고, 또한 정류판의 한쪽 단부 1군데만 배관이 연결되는 경우, 정류판(11)의 중앙을 기준으로 하여 대칭이 되는 단부의 면은 닫혀 있다. 정류판(11)의 아래쪽 면이나 옆쪽 면에 배관이 연결되는 경우, 정류판(11) 내부의 중공부의 양단은 닫혀 있다. 또한, 정류판(11)과 흡인 장치 사이에는, 정류판(11)의 형상으로부터 배관의 형상으로 변환하기 위한 접속관이 설치되어 있는 것이 바람직하다. 감압 체임버(10) 및 정류판(11)의 내부 공기를 흡인하기 위한 흡인 장치로서는 블로어(blower)도 좋고, 진공 펌프도 좋다.

감압 체임버(10)와 정류판(11)이란, 각각 흡인 장치에 의해 내부의 공기가 흡인되므로, 감압 체임버(10)의 내부는 제1의 부압 영역이 되고, 정류판(11)의 내부는 제2의 부압 영역이 된다. 제1의 부압 영역의 압력P1에 비해, 제2의 부압 영역의 압력P2는 낮을 필요가 있다. P1 < P2인 경우, 감압 체임버 안에 흡인되어, 정류판에 부착된 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물이 정류판의 개구부로부터 강제 제거되지 않아, 본 발명의 효과를 얻을 수 없다.

감압 체임버(10)의 내부나 정류판(11)의 내부 공기는 각각 개별의 흡인 장치로 흡인되어도 좋고, 1대의 흡인 장치로 흡인되어도 좋다. 1대의 흡인 장치로 흡인하는 경우, 감압 체임버(10) 및 정류판(11)과 흡인 장치 사이에는 밸브가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 밸브 개도(開度)에 의해, 감압 체임버(10)와 정류판(11)의 내부에서 흡인되는 공기량이 조정되어, 소정의 감압도를 얻는 것이 가능해진다.

정류판(11)의 개구(12)로부터의 흡입 풍속으로서는, 정류판(11)에 부착된 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물의 물성에 의해 결정되지만, 10 m/s 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20 m/s 이상이다.

정류판(11)의 개구(12)의 형상의 치수는 액화물의 사이즈나 정류판의 압력 균형에 의해 결정되는 것이 바람직하고, 전폭에서 균일한 치수로 해도 좋고, 구배(勾配)를 가지게 해도 좋다. 예를 들면, 개구(12)가 둥근 구멍일 때, 그 구멍 지름은 전폭에서 일정해도 좋고, 중앙부의 구멍 지름에 대하여 단부의 구멍 지름이 작아지도록 형성해도 좋다. 이 둥근 구멍은 구멍 지름 1 mm 이하인 것이 바람직하다.

정류판(11)의 개구(12)의 피치는 액화물의 사이즈나 정류판의 압력 균형에 의해 결정되는 것이 바람직하고, 시트 폭 방향에 걸쳐서 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들면 개구(12)가 둥근 구멍인 경우에는, 피치 20 mm 이하인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 mm 이하이며, 특히 바람직하게는 5 mm 이하이다. 또한, 개구(12)가 슬릿인 경우에는, 정류판(11)의 개구(12)는 구금의 립의 폭 방향의 길이와 동일한 길이로 전폭에 걸쳐서 설치해도 좋고, 부분적으로 폐구부(閉口部)를 설치해도 좋다.

정류판(11)의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 정류판(11) 안의 압력 균형, 감압 체임버(10)의 공간 크기 등에 따라 결정되며, 바람직하게는 각주형, 원주형, 타원주형으로 구성된다. 정류판(11)은 압출 성형한 것이어도 좋고, 용접 가공한 것이어도 좋다.

정류판(11)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 내부식성이 높은 것이 바람직하고, 더욱 스테인리스 강으로 구성되어 있는 쪽이 바람직하다. 혹은, 내부식성을 부여하기 위해, 정류판(11)의 표면에 니켈 도금이나 크롬 도금, 아연 도금 등의 표면처리를 행해도 좋다.

정류판(11)의 표면은 정류판(11)에 부착된 액화물이 적하할 정도의 액체 저장소(liquid reservoir)로 성장하는 것을 저해하기 위해, 표면 에너지를 크게 해도 좋다. 그 방법으로서 정류판의 아래쪽 면이나 옆쪽 면은 샌드 블라스트(sand blast)에 의해 표면이 조면화되어도 좋다. 그 표면 거칠기는 JIS B0601-1994에 따라, 중심선 평균 거칠기(Ra):0.2∼20 ㎛, 10점 평균 높이(Rz):1∼120 ㎛인 것이 바람직하다. 위에서 설명한 방법은 일례이며, 위에서 설명한 방법과 상이한 방법을 채용해도 좋다. 예를 들면, 친유, 또는 친수 처리를 실시하는 것으로 정류판과 액화물의 친화성(compatibility)을 향상시키는 방법이 있다.

감압 체임버(10) 본체의 감압실 내의 벽면은 불필요한 돌기는 배제하고, 고정에 필요한 볼트의 선단면(先端面) 등도 내벽의 면에 가지런해지도록 하는 것이 바람직하다. 감압 체임버(10) 안에 돌기가 있는 경우, 돌기물 주위에서 공기의 소용돌이가 발생하여, 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물이 모이는 원인이 된다. 감압 체임버(10) 본체의 감압실 내의 벽면에 폴리머 저분자량 성분이나 희석제, 첨가제의 액화물이 보이는 경우, 그 벽면에 흡인 기구를 구비해도 좋다.

본 발명에 있어서, 구금(4)에 공급하는 수지로서는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀 수지를 희석제와 혼합하고 가열 용융시켜 조제한 폴리올레핀 수지의 용액을 이용할 수 있다. 희석제는 미다공 플라스틱 필름의 미세공 형성을 위한 구조를 정하는 것이며, 또한 필름을 연신할 때의 연신성(예를 들면 강도 발현을 위한 연신 배율에서의 불균일의 저감 등을 가리킴) 개선에 기여한다.

희석제로서는 폴리올레핀 수지에 혼합 또는 용해할 수 있는 물질이라면 특별히 한정되지 않는다. 용융 혼련 상태에서는, 폴리올레핀과 혼화하지만 실온에서는 고체인 용제를 희석제에 혼합해도 좋다. 이러한 고체 희석제로서, 스테아릴 알코올, 세릴 알코올, 파라핀 왁스 등을 들 수 있다. 연신에서의 불균일 등을 방지하기 위해, 또한 나중에 도포하는 것을 고려하여, 희석제는 실온에서 액체인 것이 바람직하다. 액체 희석제로서는 노난, 데칸, 데칼린, 파라크실렌, 운데칸, 도데칸, 유동 파라핀 등의 지방족, 환식 지방족 또는 방향족 탄화수소, 및 비등점이 이들에 대응하는 광유 유분(鑛油留分), 및 다이부틸 프탈레이트, 다이옥틸 프탈레이트 등의 실온에서는 액상인 프탈산 에스테르를 들 수 있다. 액체 희석제의 함유량이 안정한 겔상 시트를 얻기 위해, 유동 파라핀을 이용하는 것이 더욱 바람직하다. 예를 들면, 액체 희석제의 점도는 40℃에서 20∼200 cSt인 것이 바람직하다.

폴리올레핀 수지와 희석제와의 배합 비율은, 폴리올레핀 수지와 희석제와의 합계를 100질량%로 하여, 압출물의 성형성을 양호하게 하는 관점에서 폴리올레핀 수지 10∼50질량%가 바람직하다. 폴리올레핀 용액의 균일한 용융 혼련 공정은 특별히 한정되지 않지만, 캘린더, 각종 믹서, 스크루(screw)를 수반하는 압출기 등을 들 수 있다.

실시예

이상의 시트 제조 장치를 이용하여, 폴리올레핀 수지 시트를 제조한 결과를 설명한다.

(실시예 1)

본 실시형태에 있어서의 구체적인 시트의 제조 방법은 아래와 같다.

(1) 시트 재료:

·고밀도 폴리에틸렌(HDPE): 점도 1000 Pa·s. 여기서, 점도는 전단 속도 100/s, 온도 200℃의 조건에서 JIS K7117-2의 방법으로 측정했다.

·유동 파라핀(LP): 동점도 50 cSt(40℃mm²/s 일 때).

(2) 사입:

시트 재료를 건조 후, 압출기에 공급하고, 기어 펌프, 필터를 개재한 후, 구금에 공급했다. 또한, 구금에 이르기까지의 장치 온도는 230℃로 설정했다.

(3) 구금:

슬릿 폭 300 mm, 상기 시트 재료를 유량 250 kg/hr으로 토출했다. 또한, 폴리올레핀 수지의 용액 중의 LP농도는 70질량%이며, 175 kg/hr이 LP이다. 또한, 시트 폭, 및 감압도에도 좌우되지만, 시트로부터는 유량의 0.1%의 LP가 휘발하고 있고, 1일에 4.2 kg의 휘발한 LP가 감압 체임버의 내부로 주변 공기와 함께 흡인되고 있다.

(4) 냉각 고화 장치:

냉각 고화 장치로서, 경면(鏡面)의 시트 성형 롤을 사용했다. 시트 성형 롤의 온도를 35℃로 설정한 상태에서 폴리올레핀 수지의 용액을 구금으로부터 롤 위로 시트상으로 토출하고, 시트 성형 롤의 속도를 10 m/분으로 성형했다.

(5) 감압 체임버:

구금과 시트 성형 롤 사이의 간극을 40 mm, 또한 구금의 립 위치를 시트 성형 롤의 정상에 배치한 다음에, 감압 체임버를 설치했다. 또한, 감압 체임버 안을 감압하기 위해 블로어와 접속되어 있고, 이 블로어는 정류판과 공유로 하며, 감압 체임버와 블로어 사이에는 감압 체임버의 내부로부터 흡인하는 공기량을 조정하기 위해 밸브가 구비되어 있고, 감압 체임버 속의 압력은 -500 Pa가 되도록 조정했다.

(6) 정류판:

각주형 정류판을 제작했다. 냉각 고화 장치와 대향하는 정류판 아래쪽 면의 개구를 구멍 지름Φ 1 mm, 피치 5 mm의 구멍으로 하고, 구금 립의 폭 방향 길이와 동일한 길이로 전폭에 걸쳐서 가공했다. 정류판 하방부에 R2의 둥글기(roundness)를 설치했다. 또한, 정류판과 시트 배면의 간극을 5 mm, 구금 아랫면과 그것에 대향하는 정류판의 윗면의 간극을 5 mm, 및 냉각 고화 장치와 그것에 대향하는 정류판의 아래쪽 면의 간극을 10 mm로 하여, 감압 체임버 안에 배치했다. 정류판 내부를 감압하기 위해 블로어와 접속되어 있고, 정류판 내부의 중공부에 대하여 직렬이 되도록 접속관과 배관을 정류판의 양 단부에 접속했다. 또한, 블로어는 감압 체임버와 공유로 하고, 정류판과 블로어 사이에는 정류판의 내부로부터 흡인하는 공기량을 조정하기 위해 밸브가 구비되어 있으며, 정류판 속의 압력은 -600 Pa가 되도록 조정했다.

제막을 실시한 결과, 정류판의 옆쪽 면에 생성된 액체 저장소가 정류판 아래쪽 면의 개구로부터 신속하게 흡인 제거되어, 감압 체임버 안에서 냉각 고화 장치의 캐스트 면으로의 액화물의 적하도 없고, 양호한 품질의 시트가 얻어졌다.

(실시예 2)

이하의 정류판을 이용하는 이외는 실시예 1과 같은 장치 구성 및 제막 조건으로 제막을 행했다.

(정류판)

하방부에 둥글기가 없는 각주형 정류판을 제작했다. 냉각 고화 장치와 대향하는 정류판 아랫면의 개구부를 구멍 지름Φ 1 mm, 피치 5 mm의 구멍으로 하고, 구금 립의 폭 길이와 동일한 길이로 전폭에 걸쳐서 가공했다. 또한, 정류판과 시트 배면의 간극을 5 mm, 구금 아랫면과 그것에 대향하는 정류판의 윗면의 간극을 5 mm, 및 냉각 고화 장치와 그것에 대향하는 정류판의 아래쪽 면의 간극을 10 mm로 하여, 감압 체임버 안에 배치했다. 정류판 내부를 감압하기 위해 블로어와 접속되어 있고, 정류판 내부의 중공부에 대하여 직렬이 되도록 접속관과 배관을 정류판의 양 단부에 접속했다. 또한, 블로어는 감압 체임버와 공유로 하고, 정류판과 블로어 사이에는 밸브를 구비하고, 정류판 안의 감압도는 -600 Pa가 되도록 설정했다.

제막을 실시한 결과, 정류판 하방부에 R2의 둥글기를 설치한 실시예 1의 제조 장치에 비해, 정류판의 옆쪽 면에 생성된 액체 저장소의 제거 효율은 저하되었지만, 시트의 품질에 대한 영향은 보여지지 않았다.

(비교예 1)

이하의 정류판을 이용하는 이외는 실시예 1과 같은 장치 구성 및 제막 조건으로 제막을 행했다.

(정류판)

개구부가 없는 각주형 정류판을 제작했다. 또한, 정류판과 시트 배면의 간극을 5 mm, 구금 아랫면과 그것에 대향하는 정류판의 윗면의 간극을 5 mm, 및 냉각 고화 장치와 그것에 대향하는 정류판의 아래쪽 면의 간극을 10 mm으로 하여, 감압 체임버 안에 배치했다.

제막을 실시한 결과, 정류판으로부터 냉각 고화 장치로의 액화물의 적하에 의해 시트 결점이 발생하여, 양호한 시트는 얻을 수 없었다.

산업상 이용 가능성

본 발명은 폴리올레핀 수지 시트 제조 장치 및 제조 방법에 한정되지 않고, 용액 수지 시트 제조 장치 및 제조 방법이나, 다이 코팅 등에도 응용할 수 있지만, 그 응용 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다.

1압출기
2기어 펌프
3필터
4구금
5냉각 고화 장치
6시트
7연장 장치
8와인더
9두께계
10감압 체임버
11정류판
12개구부
13중공부
14측면부

Claims (7)

1. 폴리올레핀 수지와 희석제가 혼합된 수지를 시트상으로 토출하기 위한 구금과,
   상기 구금으로부터 토출되는 시트를 반송하면서 냉각하기 위한 냉각 고화 장치와,
   상기 구금보다도 시트 반송 방향 상류 측에 설치되고, 상기 구금으로부터 토출되는 상기 시트와 상기 냉각 고화 장치 사이의 공기를 흡인하기 위한 감압 체임버를 구비한 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치로서,
   상기 감압 체임버는 상기 구금과 상기 냉각 고화 장치 사이의 공간에 대향하는 개구부를 가지고,
   상기 감압 체임버 내부에는, 상기 개구부의 근방에 시트 폭 방향에 걸쳐서 정류판이 설치되고,
   상기 정류판은, 내부가 중공이며,
   상기 정류판의 표면에는 내부와 연결된 복수의 개구가 상기 정류판의 아래쪽 면에만 형성되어 있는 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 정류판의 아래쪽 면이 라운딩(rounding) 형상인, 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 정류판이 아래쪽을 향함에 따라 그 시트 반송 방향의 폭이 좁아지는, 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 정류판의 상기 개구의 형태가 구멍, 다공질 또는 슬릿(slit)인, 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 장치.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 미다공 폴리올레핀 수지 시트 제조 장치를 이용하여,
   상기 감압 체임버의 내부 및 상기 정류판의 내부를 각각 흡인하고, 상기 정류판의 내부 압력을 상기 감압 체임버의 내부 압력보다도 낮게 유지하면서, 상기 구금으로부터 시트상으로 토출된 폴리올레핀 수지를 상기 냉각 고화 장치로 냉각하면서 반송하는, 미다공 폴리올레핀 수지 시트의 제조 방법.
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