KR20020083734A - 부직포가 합지된 압연 통기성 필름과 그 제조방법 및 장치 - Google Patents

부직포가 합지된 압연 통기성 필름과 그 제조방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

이 발명은 통기성 필름 제조용 무기재 함유 수지를 압출기에서 평량 20g/㎡이하의 두께로 압출 하면서 압출 필름의 용융상태에서 필름의 일면에 평량 18g/㎡이하의 부직포를 공급하고 가압하여 합지하고, 연속하여 부직포가 합지된 무기재 함유 필름을 압연롤을 통과시켜 미세 기공을 분포시킨 국부신장 마크를 필름의 전면에 분포시키고, 압연롤은 국부신장 마크 조성체가 조밀하게 배열된 국부신장 롤(1)과 탄성 고무롤(2)로서 구성한 부직포가 합지된 통기성 필름이다. 이 발명에 의하면 제조설비가 간결화 되고 공정이 간단하고, 부직포와 필름의 평량을 낮출 수 있어서 부직포 합지 통기성 필름의 생산코스트를 크게 낮출 수 있는 것이다.

Description

부직포가 합지된 압연 통기성 필름과 그 제조방법 및 장치{ROLLING MILL AIR PERMEABILITY FILM AND THE MANUFACTURING PROCESS AND THE EQUIPMENT OF AIR PERMEABILITY FILM}
이 발명은 부직포가 합지된 압연 통기성필름과 그 제조방법 및 장치에 관한 것이다. 특히 이 발명은 제조 설비와 공정을 간결화 하고 동시에 부직포와 필름의평량을 낮출 수 있어 제품의 가격과 제조비용을 코스트 다운할 수 있는 부직포가 합지된 통기성 필름 및 그 제조방법을 제안하려는 것이다.
통기성 방수막으로 사용되는 연신 통기성 필름으로서 폴리에틸렌계 연신 통기성 필름이 1990년대 초반부터 제조되었다. 1995년에 이르러서 폴리에틸렌계의 연신 통기성필름에 통기성 폴리프로필렌 부직포를 합지하여 사용하게 됨으로써 상기 2가지 종류의 통기성 방수막이 아직까지 위생 용품 제조용 방수막으로서 사용되고 있다.
부직포의 특성은 기계 방향 및 폭 방향 인장 강도가 20g/㎡의 같은 평량에서 폴리에틸렌계 통기성필름의 강도에 비하여 기계 방향은 1.5배, 폭 방향은 3.5배에 이르고 감촉이 부드럽다. 이러한 성질로 인하여 소비자들의 좋은 반응을 얻고 있으므로 부직포 합지 방수막은 고 품위 위생용품의 방수막재료로서 사용할 수 있으나 복잡한 제조 공정으로 인해 제품 코스트가 높아지는 문제점을 가지고있었다.
부직포는 위 지적과 같은 강점이 있어 부직포만을 사용하여 방수성과 통기성을 동시에 얻기 위한 연구들이 진행 중에 있다. 그러나 현재로서는 부직포만 가지고는 방수막의 기능을 얻을 수 없으므로 부직포 합지체 필름의 평량(g/㎡)을 낮추고 제조 공정을 간결화 하여 제품의 가격 경쟁력을 창출하는 데에 관심이 집중되고 있다.
종래 통기성 필름 제조에 이용되는 연신 장치는 필름을 기계방향으로 1축 연신 하고자 할 때 연신롤의 속도를 진행방향으로 2배로 늘려줌으로써 필름을 2배로 연신 하도록 하는 것이고, 연신 과정에서 연신 롤과 필름을 예열 해야만 하고, 연신 후 필름의 물성을 안정시키기 위하여 냉각 롤 및 숙성 롤을 설치해야 것으로서, 전체로서 연신 장치가 매우 복잡해진다.
통기성 필름을 2축 연신 하자면 더욱 복잡한 설비가 요구된다. 예로서 상기의 1축(종축) 연신 설비 외에도 필름의 폭 방향 끝 부분을 클립으로 잡고, 필름이 기계 방향으로 진행하면서 폭을 넓히도록 클립의 폭을 제어하여 횡축 연신을 유도하고, 2축(횡축) 연신을 위해 필름을 가열하는 설비를 부설해야만 하는 것이다.
상기와 같이 종래의 부직포 합지체 통기성 필름의 제조 공정은 압출 성형된 필름을 1축 및 2축연신 장치로서 연신하여 평량 18~20g/㎡의 통기성 필름으로 제조하고, 얻어진 통기성 필름에 평량 15~18g/㎡의 부직포를 핫멜트 접착재, 액상 접착제 등의 접착제를 사용하여 합지 하거나 엠보싱 처리하여 통기성 필름과 부직포를 열접착 시키는 것이다.
위와 같이 접착제를 사용할 경우에는 부직포의 부드러움이 남아있어서 제품의 감촉은 좋으나 접착제를 사용함에 의한 복잡한 장치와 처리 공정이 수반되고, 접착재가 부직포 표면으로 새어나오는 경우가 있어 부직포의 평량을 낮추는 데에 한계가 따른다.
엠보싱 열접착에 의한 경우에 공정은 간단하여 좋으나 엠보싱시 부직포면에 열이 가해저서 부직포의 부드러운 감촉을 감소시키는 단점이 있다.
본 발명에서는 상기와 같이 통기성필름을 따로 생산하여 합지 하는 번거로움운 공정을 사용하지 않고, 무기재 함유 필름의 압출 성형시 압출 필름의 용융상태에서 부직포를 합지하고, 부직포 합지 필름을 압연롤에서 국부 연신함에 의해 부직포와 필름의 평량을 낮추어 재료비용 및 제조비용을 절감하는 저가의 부직포 합지체 통기성 필름을 제공함에 목적이 있다.
이 발명의 다른 목적은 통기성 필름의 코스트 상승요인이 연신 공정 및 부직포 합지 공정의 복잡성 및 설비의 복잡성에 있음을 주목하고 코스트 상승요인을 개선한 발명으로서, 상기와 같은 복잡한 연신 설비 또는 합지 설비를 따로 구비함에 없이 무기재를 분포시킨 필름을 압출 성형하면서 필름의 용융상태에서 부직포를 합지하고, 연속하여 부직포가 합지된 필름을 국부신장용 압연 롤에서 압연함으로써 부직포 합지 통기성 필름의 생산 코스트를 낮출 수 있는 부직포 합지 통기성 필름의 제조방법과 제조 장치를 제공함에 목적이 있다.
도1은 이 발명 장치의 구성도
도2은 이 발명 압연 롤의 측면도
도3는 이 발명 압연 롤을 구성하는 국부신장 롤의 일부 확대 단면도
도4은 이 발명 압연 롤의 일부를 편의상 전개한 평면도
도5는 이 발명 통기성필름의 평면 예시도
도6는 이 발명 통기성 필름의 단면 예시도
<도면 주요 부호의 설명>
1:국부신장 롤 2:탄성 고무 롤 3:국부신장 마크 조성체 6:국부 통기성필름
이 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서는 통기성 필름 제조용으로 무기물이 함유된 폴리올레핀계열의 원료를 170~300℃의 온도로 용용하고 T-die(T)를 통해 평량 20g/㎡미만 예컨대 5~20g/㎡의 필름(a)으로 압출하면서, 압출 필름(a)을 용융 상태로 냉각롤(8)과 고무롤(9) 사이에 공급하면서 동시에 평량 20g/㎡미만의 폴리프로필렌계 부직포(b)를 공급하고 압착하여, 필름의 일면에 부직포를 합지하고, 연속하여 압연롤(1,2)에 의한 부분 연신방법으로 부직포 필름의 합지체에 통기성 부여해 준다.
본 발명에서 부직포의 합지는 부직포의 강도가 좋기 때문에 상기 무기물이 함유된 폴리올레핀계의 필름 재료를 평량 10g/㎡까지 두께를 줄여서 부직포 일면에합지할 수 있다.
기존의 부직포와 통기성 필름의 off-line 합지방법에서는 사용되는 통기성 필름의 평량을 10g/㎡까지 낮출 수 없을 뿐 아니라, 필름이 제조되더라도 합지시에 필요한 필름의 강도를 얻을 수가 없어 합지가 불가능하다. 이러한 제약에 의하여 기존의 필름과 부직포의 합지체는 일반적으로 평량 20g/㎡정도의 통기성 필름이 사용되고 있다. 본 발명에서는 상기와 같이 부직포에 합지되는 필름의 평량을 현저히 줄여 줌으로써 저가의 부직포가 합지된 통기성 방수막을 만들 수 있는 것이다.
위에서 제안된 본 발명 부직포가 합지된 통기성 필름의 제조방법은 다음과 같다.
무기재 함유 필름은 녹는점 250℃ 이하의 폴리머에 무기재를 10중량%이상 혼가 하여 제조한다.
구체적으로 폴리에틸렌 50중량%에 탄산칼슘 50중량%를 넣고 트윈 스크류 압출기에서 170℃, 180℃, 200℃, 220℃, 210℃의 단계로 가열하여 무기재가 균질하게 분포 하는 무기재 함유 수지를 만들었다.
압연 롤은 국부신장 롤(1)과 탄성 고무 롤(2)로서 구성한다. 국부신장 롤(1)은 표면에 국부신장 마크 조성체(3)를 조밀하게 배열한 롤 이고, 고무 롤(2)은 국부신장 마크 조성체(3)를 받아주기 위하여 탄성 표면을 조성한 롤 이다. 두 롤(1,2)의 접촉압력은 10kg/㎠ 전후로서 유압기구에 의하여 조절된다. 두 롤(1,2)은 맞물려 회전되도록 구동력이 연결되어 두 롤(1,2) 사이에 부직포가 합지된 무기재 함유 필름(7)을 물려 압연할 수 있도록 구성한다.
상기 압연 롤에서 무기재 함유 필름을 압연하면 필름에 국부신장 마크(4)가 배열되고, 압연시 국부신장 마크(4) 주변의 필름에 굴곡부(5)가 생기면서 굴곡부 필름이 2축으로 신장됨으로써 국부신장 마크(4)를 중심으로 미세 기공을 분포시키는 국부통기성필름(6)이 조성되고, 또한 국부통기성 필름은 서로 밀접하게 필름 전면에 분포되어 전체로서 통기성 필름을 얻게되는 것이다.
상기 국부신장 마크는 원형무늬, 선상무늬 또는 기타의 무늬 형태로 할 수 있고, 국부신장 마크 조성체는 끝이 날카롭지 않게 처리하여 마킹 과정에서 필름이 파손되지 않도록 한다.
실시예 1
폴리에틸렌 50중량%에 탄산칼슘 50중량%를 넣고 트윈스크류 압출기에서 170℃, 180℃, 200℃, 220℃, 210℃의 단계로 가열하여 무기재가 균질 하게 본포 하도록 무기재 함유 수지를 제조하였다.
상기 무기재 함유수지를 160℃, 180℃, 210℃, 230℃, 220℃의 단계로 가열한 압출기에서 녹여 T-die를 통해 라인스피드가 50m/min일 때 평량 15g/㎡의 필름을 성형하였다.
필름을 냉각 롤에서 냉각시 냉각롤에 대응된 반대편의 고무롤에 10kg/㎠의 압력을 가하고 냉각롤과 고무롤 사이에 평량 18g/㎡의 부직포를 공급하여 용융상태의 필름에 부직포를 합지한다. 이어서 연속하여 전후좌우 간격 1mm, 높이(h) 0.5mm인 국부신장 마크 조성체(3)를 주면에 배열하고, 50kg/㎠로 가압되는 국부신장 롤(1)과 고무롤(2) 사이에 라인스피드 50m/min으로 상기 필름을 압연하였다.
압연의 결과 필름의 표면에 형성되는 국부신장 마크(4)를 중심으로 미세 기공이 분포되는 2축연신 국부통기성 필름(6)이 조성되었고, 국부통기성필름(6)이 필름의 전면에 조밀하게 분포됨으로써 전체로서 통기성을 보유하는 필름을 얻게 되었다.
실시예 2
실시예 1에서 10g/㎡의 필름을 형성한 것을 제외하고는 실시예1의 방법으로하였다.
실시예 3
실시예 1에서 얻은 무기재 함유 필름을 실험 시료로서 제공하였다.
실시예 4
실시예1의 필름을 다시 한번 동일한 조건으로 압연 공정을 통과시켰다.
시험결과는 표1과 같다.
<표 1>
통기성 필름에서는 일반적으로 투습도를 기준으로 통기성의 크기를 표시하고 있어 이의 측정을 ASTM-96의 방법으로하였다.
투습도실시예 투습도 g/㎡·day(ASTM-E96)
1 475
2 615
3 45
4 840
표1의 결과와 같이 실시예 1,2,3에서 이건 발명의 압연 공정에서 필름이 실용성을 구비한 투습도를 유지하고 있으며, 성형필름의 평량을 낮출시 투습도가 높아짐을 알수 있으며 압연공정을 반복하여 통과시키고 있어서 투습도가 높아짐을 알수 있었다.
상술한 바와 같이 이 발명은 복잡한 필름의 합지설비와 연신 설비를 따로 구비함에 없이 무기재를 분포시킨 필름을 압출 성형 하면서 필름의 용융상태에서 필름에 부직포를 합지하고, 연속하여 국부신장 마크를 배열한 압연 롤에서 압연함으로써 필름에 형성되는 국부신장 마크를 중심으로 미세기공이 분포되는 국부 통기성 필름을 얻고, 국부통기성필름을 필름의 전면에 분포시키는 것으로서, 이 발명은 간단한 구성과 공정으로 합지 제품에 통기성을 부여하고, 제조 설비를 간결화 함은 물론 부직포와 필름 합지체의 평량을 크게 낮추어줌으로써 저가의 부직포가 합지된 통기성 필름을 제공하게 되는 것이다.

Claims (3)

  1. 통기성 필름 제조용 무기재 함유 수지를 압출기에서 평량 20g/㎡미만의 두께로 압출 하면서 압출 필름의 용융상태에서 필름의 일면에 평량 20g/㎡미만의 부직포를 공급하여 합지 하고, 연속하여 부직포가 합지된 필름을 국부신장 마크 조성체가 조밀하게 배열된 국부신장 롤(1)과 탄성 고무롤(2)로서 구성한 압연 롤에서 압연하여 필름에 국부신장 마크(4)를 중심으로 미세 기공을 분포시키고, 국부신방 마크(4)를 필름(6)의 전면에 분포시켜 저가로 제조한 부직포가 합지된 통기성 필름.
  2. 통기성 필름 제조용 무기재 함유 수지를 압출기에서 평량 20g/㎡미만의 두께로 압출 하는 압출기와, 압출 필름의 용융상태에서 필름의 일면에 평량 20g/㎡미만의 부직포를 공급하여 합지하는 부직포 합지 롤과, 부직포가 합지된 무기재 함유 필름에 국부신장 마크(4)를 조성하기 위한 압연 롤과, 압연 롤을 구성하는 국부신장 롤(1) 및 탄성 고무롤(2)로서 구성한 부직포가 합지된 압연 통기성 필름 제조장치.
  3. 통기성 필름 제조용 무기재 함유 수지를 압출기에서 평량 20g/㎡미만의 두께로 압출 하면서 압출 필름의 용융상태에서 필름의 일면에 평량 20g/㎡미만의 부직포를 공급하여 합지 하고, 연속하여 부직포가 합지된 필름을 국부신장 마크 조성체가 조밀하게 배열된 국부신장 롤(1)과 탄성 고무롤(2)로서 구성한 압연 롤에서 압연하여 필름의 전면에 국부신장 마크(4)를 중심으로 미세 기공을 분포시켜 되는 저가 부직포가 합지된 통기성 필름의 제조방법.
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