KR200255817Y1 - 필름 연신기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 필름 연신기에 관한 것으로, 얇은 시트상태의 필름(F)들이 통과되도록 그 회전중심이 고정된 상태로 회전되는 고정롤(61)과;

그 회전 중심위치를 고정롤(61)의 중심과 미소간극(d)만큼 위치 어긋난 상태에서 회전되어 고정롤(61)과 사이로 필름(F)이 통과되도록 하는 가변롤(62)과;

이 가변롤(62)의 위치를 변위시키는 가변위치조절수단(65)으로 구성되는 것에 의해, 가변롤(62)이 고정롤(61)에 대하여 지극히 미세한 미소간극(d)만큼 위치 어긋난 상태에서 그 사이를 필름(F)이 통과되며 연신되므로 연신방향의 직각방향으로 필름 재로가 축소되는 변형을 방지할 수 있다.

그러므로 재료 손실방지에 의한 경제적인 이익을 줄 수 있는 것이다.

또, 필름의 연신율이 일정하므로 및 통기율의 설계치수 제어율이 높아 제품의 특성에 따른 공극률로 생산이 가능하고, 신뢰성 및 상품성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 고안인 것이다.

Description

필름 연신기{Film drawing machine}

본 고안은 필름 연신기에 관한 것으로, 더 상세하게는 통기가 가능하도록 공극형성을 위해 필름을 연신시킬때 그 연신방향과 반대 직각방향으로 필름이 축소되어 손실이 방지되는 것을 방지함과 아울러, 보다 정교한 연신율을 얻을 수 있도록 고안된 것이다.

일반적으로, 통기성 필름은 공기와 습기는 통과하지만 액체는 통과하지 않는 특성을 가지고 있어, 건축용의 경우 실내 통풍은 가능하면서 응결방지 건축필름 및 여성의 생리대나, 유아용 기저귀, 그리고, 노인들의 요실금 치료용으로 주로 적용되어 사용되고 있다.

그리고, 현재 시중에서 볼 수 있는 통기성 필름은 주로 필름 연신기를 통해 통기성 필름의 공극을 형성하여 사용하고 있다.

즉, 열가소성 수지를 용융시켜 배출하는 압출성형기와, 상기 압출성형기를 통해 형성되는 필름을 다수개의 압착롤러를 통해 인장시키는 연신부와, 연신된 필름을 롤상태로 권취시키는 와인더공정으로 크게 구성된다.

여기서 필름 연신기는 일 방향으로 공극이 형성될 수 있도록 도 6에서 도시한 바와 같은 롤(6)들 사이를 필름이 통과되면서 연신작업이 수행되어 통기성 필름의 흡수체 외주면으로 공극을 형성할 수 있는 것이다.

상기와 같이 종래 필름 연신기는 연신용 롤(6)들이 지그재그 배치된 상태에서 필름(F)이 인장된 상태로 통과될 때 연신이 이루어지는 데, 도 6에서 도시한 바와 같이 연신용 롤(6)들 사이의 중심거리(L)가 매우 긴 거리에 배치되어 있다.

따라서, 이 연신용 롤(6)들 사이를 필름(F)이 길이 방향으로 통과될 때 연신과정이 나타나는 반면, 그 연신방향의 직각 방향인 폭 방향으로는 오히려 과도한 연신에 의한 변형으로 신축현상이 과도하게 나타난다.

이때, 흡수체의 둘레에 인장방향으로 공극이 형성되는 통기성 필름의 인장기 기능을 갖기는 하나, 그 폭방향에는 과도한 신축현상으로 인해 얻고자 하는 폭길이에 비하여 심한 길이 축소로 인해 재료손실이 막대하게 나타나는 것이다.

또한, 연신과정에서 연신율의 제어에 따라 공극의 크기가 결정되는 데, 종래 연신기의 경우 그 연신율을 정확하게 제어할 수 없고 단지 늘어나는 연신기능만을 기대하고 있으므로, 매우 정확한 크기로 연신이 이루어져 제품의 특성에 따라 설계된 통기율로 제작하는 것이 불가능 하였던 것이다.

따라서, 재료의 과다한 손실로 제품의 원가가 상승될 뿐만 아니라, 제품 특성에 맞는 정확한 통기율 제어가 불가능 하므로 상품성이 저하되고 제품 신뢰성 또한 저하외는 등의 폐단이 있었던 것이다.

본 고안의 목적은 연신방향의 직각방향으로 필름 재로가 축소되는 변형을 방지하여 재료 손실방지에 의한 경제적인 이익을 줄 수 있는 필름 연신기를 제공하는 데 있다.

본 고안의 다른 목적은 연신율 및 통기율의 설계치수 제어율이 높아 제품의 신뢰성 및 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 필름 연신기를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 고안인 통기성 필름의 성형에서부터 종, 횡으로 연신되는 과정을 보인 공정도.

도 2는 본 고안인 필름 연신기의 설치상태를 예시한 장치도

도 3은 도 2의 일부 확대도.

도 4는 본 고안인 필름 연신기의 롤들이 배치되는 구성을 도시한 간략도

도 5a, 5b, 5c는 본 고안에 의해 필름이 종, 횡으로 연신되어 공극이 형성되는 과정을 보인 확대 정면도.

도 6은 종래 연신기의 롤 배치상태를 보인 간략도

*도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명*

F - 필름 10 - 압출기

20 - 필름성형기 21 - 필름압출홀

30 - 횡방향 인장부 40 - 이송가이드롤러

50 - 컷팅부 51 - 컷터

60 - 인장기 61 - 고정롤

62 - 가변롤 65 - 가변위치조절수단

70 - 와인더부 71 - 롤회전수단

80 - 흡수체 90 - 공극

이러한 본 고안의 목적은, 얇은 시트상태의 필름(F)들이 통과되도록 그 회전중심이 고정된 상태로 회전되는 고정롤(61)과;

그 회전 중심위치를 고정롤(61)의 중심과 미소간극(d)만큼 위치 어긋난 상태에서 회전되어 고정롤(61)과 사이로 필름(F)이 통과되도록 하는 가변롤(62)과;

이 가변롤(62)의 위치를 변위시키는 가변위치조절수단(65)으로 구성되는 것에 의해 달성된다.

따라서, 본 고안인 필름 연신기는 가변롤(62)이 고정롤(61)에 대하여 지극히 미세한 미소간극(d)만큼 위치 어긋난 상태에서 그 사이를 필름(F)이 통과되며 연신되므로 연신방향의 직각방향으로 필름 재로가 축소되는 변형을 방지할 수 있다.

그러므로 재료 손실방지에 의한 경제적인 이익을 줄 수 있는 것이다.

또, 필름의 연신율이 일정하므로 및 통기율의 설계치수 제어율이 높아 제품의 특성에 따른 공극률로 생산이 가능하고, 신뢰성 및 상품성을 향상시킬 수 있는것이다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안인 통기성 필름의 성형에서부터 종, 횡으로 연신되는 과정을 전체적으로 보인 공정도이다.

도 2는 본 고안인 필름 연신기가 두 개로 분할 이송되는 컷팅부(50)의 다음 위치로 양측에 설치되는 상태를 장치도로 보이고, 도 3은 도 2의 일부 확대하여 고정롤(61)과 가변롤(62)들 사이로 필름(F)이 통과되는 것을 보이고 있다.

도 4는 본 고안인 필름 연신기의 고정롤(61)과 가변롤(62)들이 미소간극(d)을 유지한 상태로 배치되는 구성을 간략도로 도시하고, 도 5a, 5b, 5c는 본 고안에 의해 필름이 종, 횡으로 연신되어 흡수체(80) 둘레에 공극(90)이 형성되는 과정을 확대 정면도로 보이고 있다.

본 고안의 연신기는 도 1의 전체 장치도에서 도시한 바와 같이 압출기(10)는 수지를 용융시켜 배출하는 역활을 하며, 상기 압출기(10)의 후측부에는 압출기(10)를 통해 배출되는 수지조성물을 튜브형태로 성형하는 필름성형기(20)가 위치된다.

압출기(10)로 공급되는 수지원료는 충진 폴리올레핀 필름을 후압출 연신함으로써 호흡성을 가진 필림을 얻도록 하는 것이며, 이것을 베이스로 초크를 필러로 혼합한(60% 까지의 탄산칼슘) PP 또는 PE 필름을 인플레이션 또는 캐스트 필름 프로세스로 압출 성형하는 것이다.

상기 필름성형기(20)는 압출기(10)를 통해 배출되는 수지 조성물을 튜브형태로 형성시켜 배출시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.

그리고, 상기 필름성형기(20)의 상부로는 튜브형태로 배출되는 필름(F)을 횡방향으로 인장시키는 횡방향 인장부(30)이 형성된다.

상기 횡방향 인장부(30)는 필름성형기(20)의 필름압출홀을 통해 튜브 형태로 배출되는 필림이 하우징의 내부 양측에서 대각선 방향으로 형성되는 이동통로를 통해 이동되는 과정에서 공기발생부를 통해 공급되는 공기압력이 분사홀을 통해 분사되므로, 튜브형태의 필름(F) 직경이 폭방향으로 직경 확대되는 것에 의해 소재 두께가 얇아지면서 횡방향으로 필름(F)을 인장시킬 수 있는 것이다.

이 과정에서 도 5b에서와 같이 1차 횡방향 연신에 의한 공극(90)이 일 축방향으로 형성되는 것이다.

한편, 상기 횡방향 인장부(30)의 출구측 및 각 공정의 전후 위치에는 필름(F)을 다음공정으로 이동시키는 이송가이드롤러(40)들이 다수개 설치된다.

그리고, 상기 이송가이드롤러(40)를 통해 이동되는 필름(F)은 컷팅부(50)로 이송되어 양단부가 컷터(51)로 절취되는 것에 의해 튜브상태가 시트상태의 두장 필름(F)으로 분할된다.

즉, 필름성형기(20)에서는 튜브상태로 필름이 제작되므로 이를 시트상태로 가공 및 권취하기 위해 이송가이드롤러(40)에 의해 이송되는 과정에서 중첩된 튜브상태로 이송될 때 그 양측에 설치되는 컷터(51)를 통과하면서 두 개의 시트상태 필름(F)으로 분할되는 것이다.

이렇게 분할된 필름(F)은 다음 공정인 종방향 인장을 위한 인장기(60)로 각각 이송된다.

이 인장기(60)는 컷팅부(50)의 다음 위치에 양측으로 동일 구조로 각각 설치되어 시트상태로 절취된 필름(F)이 압착용 고정롤(61)과 가변롤(62)들의 사이를 통과하면서 그 길이방향으로 신장되는 것이다.

이 종방향 인장부(60)에 도달하기 직전에는 횡방향 인장부(30)에 의해 길이방향의 직각방향인 폭방향으로 이미 신장되어 있는 상태로 공급되는데, 이 필름(F)을 다시 압착용 고정롤(61)과 가변롤(62)들 사이를 통과하는 것에 의해 필름(F)을 압착시켜 그 길이방향인 종방향으로 2차 신장시키는 것이다.

즉, 전술한 바와 같이 횡방향 인장부(30)을 통해 1차적으로 횡방향으로 인장된 필름(F)을 종방향 인장기(60)로 이동시켜, 압착용 고정롤(61)과 가변롤(62)에 의해 필름(F)을 2차적으로 종방향에 대해서 인장시킬 수 있으므로, 상기와 같은 공정을 통해 완성되는 통기성 필름(F)은 도 5c에서 도시한 바와 같이 흡수체(80)를 중심으로 축방향과 폭방향으로 공극(90)의 중심축 방향이 두 개 축을 갖도록 공극(90)수를 증대시킬 수 있는 것이다.

본 고안에서 가장 중요한 구성상의 특징은 이 종방향 연신기(60)에서 연신되는 과정에서 종방향으로 연신은 이루어 지되, 그 폭직각방향으로 일어나는 폭축소현상은 방지하여 재료손실을 줄이고 보다 정확한 크기로 공극크기를 제어할 수 있도록 하는데 있다.

즉, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이 본 고안에서 설명하는 필름(F)은 그 두께가 약 10-30μ로 매우 얇은 시트상태로 연신된다.

이 필름(F)들은 그 회전중심이 고정된 상태로 회전되는 고정롤(61)과 그 회전 중심위치를 가변위치조절수단(65)에 의해 조절되는 가변롤(62)과의 사이를 통과하면서 길이방향으로 연신되는데, 이때 가변롤(62)과 고정롤(61)의 중심이 어긋난 간극은 미소간극(d)만큼 매우 짧은 길이만큼 중심위치를 어긋난 상태에서 회전시키는 것이 중요하다.

즉, 필름(F)의 두께가 매우 얇은 상태이므로 도 6에서와 같이 그 중심축 사이 거리(L)가 통상 150-200mm 정도를 유지하게 되므로 필름 두께에 그 중심차이만큼 떨어진 거리를 필름(F)이 통과되며 인장될 때 과도한 변형이 발생되고, 이때 연신효과를 얻는 반면 폭방향으로 과도한 폭길이 축소가 발생되는 것이다.

이는 L=10000×t의 배율을 갖게 되므로 필름 두께(t)에 대하여 롤간의 중심거리(L)이 큰 배율을 갖게 됨을 알 수 있다.

(L-중심거리, t=필름두께)

이를 방지하기 위해 본 고안의 고정롤(61)과 가변롤(62) 사이의 중심축 거리는 미소간극(d)을 유지하는 것이 중요한데, 이 미소간극(d)은 필름(F)의 두께(t)에 비해 갖거나 아주 작은 미소거리를 유지토록 하는 것이다.

즉, d=0<t≤200t 사이의 범위를 유지하므로써, 필름(F)이 고정롤(61)과 가변롤(62) 사이를 통과하며 변형될 때 그 종방향의 변형은 이루어 지도록 유도하되, 폭방향의 변형 축소는 감소할 수가 있는 것이다.

또, 고정롤(61)과 가변롤(62) 사이의 중심거리가 미소간극(d)을 유지하므로 필름(F)의 변형되는 변형율에 따른 공극크기 변형이 일정하게 나타나므로 μ단위이하로 형성되어야 하는 공극(90)의 크기 제어가 가능하다.

따라서, 필름 용도에 따른 공극율 변형을 제어할 수 있어 제품에 따라 최적의 공극율로 제작 보급할 수가 있는 것이다.

그리고, 상기 가변롤(62)은 가변위치조절수단(65)에 의해 위치 조절할 수 있어 처음 작업을 위해 필름(F)을 통과시키거나 할 때 이 가변위치조절수단(65)이 후퇴되어 고정롤(61)과 가변롤(62) 사이를 통해 필름을 통과시킬 수 있는 것이며, 그 가변위치길이도 조절 가능하게 하는 것이다.

이 가변위치조절수단(65)으로는 도면에서와 같이 가변롤(62)의 중심축을 지지하는 슬라이더(66)가 가이드홀(67)을 따라 안내 가능하게 설치한 상태에서 이 슬라이더(66)를 실린더(68)로 전후진 되는 것을 도 3 및 도 4에서 예시하고 있다.

또, 이 실린더(68)를 대신하여 도면에 도시하지는 않았지만 조절나사를 이용해 전후진 시키도록 설치하여도 무방하다.

이와 같은 구성에 의해 2차에 걸친 종, 횡 필름 신장작업을 맞친 필름(F)은 롤상태로 권취되어 보관 및 유통될 수 있도록 와인더부(70)로 이송되어 진다.

와더부(70)는 종방향 인장기(60)의 최종 압착용 롤을 통과한 다음 위치에 설치되며, 롤회전수단(71)이 모터(도시없음)에 의해 구동 가능하게 설치되어 있다.

롤회전수단(71)은 지관으로 된 롤의 외부에 시트상태의 필름(F)이 감겨진 상태에서 모터구공에 의해 회전되어 필름(F)이 롤상태로 정해진 길이만큼 권취되도록 하여 보관 및 유통시 구겨짐 없이 적은 부피를 유지토록 하는 것이다.

상기와 같은 본 고안의 구성에 의하면, 가변롤(62)이 고정롤(61)에 대하여 지극히 미세한 미소간극(d)만큼 위치 어긋난 상태에서 그 사이를 필름(F)이 통과되며 연신되므로 연신방향의 직각방향으로 필름 재로가 축소되는 변형을 방지할 수 있다.

그러므로 재료 손실방지에 의한 경제적인 이익을 줄 수 있는 것이다.

또, 필름의 연신율이 일정하므로 및 통기율의 설계치수 제어율이 높아 제품의 특성에 따른 공극률로 생산이 가능하고, 신뢰성 및 상품성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 고안인 것이다.

Claims (3)

1. 얇은 시트상태의 필름(F)들이 통과되도록 그 회전중심이 고정된 상태로 회전되는 고정롤(61)과;

   그 회전 중심위치를 고정롤(61)의 중심과 미소간극(d)만큼 위치 어긋난 상태에서 회전되어 고정롤(61)과 사이로 필름(F)이 통과되도록 하는 가변롤(62)과;

   이 가변롤(62)의 위치를 변위시키는 가변위치조절수단(65)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 필름 연신기.
2. 청구항 제 1 항에 있어서, 상기 미소간극(d)는 필름(F) 두께(t)에 대하여 d=0<t≤200t 사이의 범위에서 설정됨을 특징으로 하는 필름 연신기.
3. 청구항 제 1 항에 있어서, 상기 가변위치조절수단(65)은 가변롤(62)의 중심축을 지지하는 슬라이더(66)가 가이드홀(67)을 따라 안내 가능하게 설치하고 이 슬라이더(66)를 실린더(68)로 전후진시켜서 구성됨을 특징으로 하는 필름 연신기.