KR20180101244A

KR20180101244A - 필름 제조 장치 및 필름 제조 방법

Info

Publication number: KR20180101244A
Application number: KR1020180025127A
Authority: KR
Inventors: 다쿠야 아키야마; 준 미조타
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2018-09-12
Also published as: JP7055662B2; CN108539092B; KR101984428B1; US20180254445A1; CN108539092A; JP2018145411A

Abstract

본 발명은 필름의 제조 효율을 향상시킨다. 필름 제조 장치는, 세정부의 전단에서 필름으로부터 제막용 가소제를 이탈시키는 가소제 이탈부를 구비하고 있다.

Description

필름 제조 장치 및 필름 제조 방법 {FILM PRODUCING APPARATUS AND METHOD OF PRODUCING FILM}

본 발명은, 폴리올레핀 수지와 제막용 가소제를 혼련하여 제조한 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는, 필름 제조 장치 및 필름 제조 방법에 관한 것이다.

리튬 이온 이차 전지 등의 비수전해액 이차 전지는, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 전화, 휴대 정보 단말기, 전기 자동차 등에 사용하는 전지로서 널리 사용되고 있다. 특히, 리튬 이온 이차 전지는, 종전의 이차 전지와 비교하여 에너지 밀도가 높고, CO₂의 배출량을 삭감하고, 에너지 절약에 기여하는 전지로서 주목받고 있다. 그리고, 이러한 상황하에 리튬 이온 이차 전지의 수요는 크게 확대되고 있으며, 이에 대응하여 리튬 이온 이차 전지 및 비수전해액 이차 전지용 세퍼레이터의 제조 비용의 삭감이 요구되고 있다.

상기 비수 전해액 이차 전지용 세퍼레이터를 비롯한 필름을 제조하는 기술로서, 소위 습식 제막법이 알려져 있다. 이 습식 제막법에 있어서는, 폴리올레핀 수지와 유동 파라핀(제막용 가소제)을 혼련하여 제조한 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성한다.

특허문헌 1에는, 상기 필름을 세정함으로써 상기 필름으로부터 유동 파라핀을 제거하는 기술이 개시되어 있다.

일본 공개 특허 공보 제2014-102882호 공보(2014년 6월 5일 공개)

특허문헌 1에 개시되어 있는 기술에 있어서는, 필름이 다량의 유동 파라핀이 부착된 상태에서 세정조에 들어간다. 이에 의해, 특허문헌 1에 개시되어 있는 기술에 있어서는, 하기 (1) 및 (2)의 이유로부터 필름의 제조 효율이 낮다고 하는 문제가 발생한다.

(1) 필름에 부착된 유동 파라핀이 필름의 세정을 방해하고, 필름의 세정 효율의 저하를 초래한다.

(2) 유동 파라핀은 비교적 고가이다. 이로 인해, 유동 파라핀을 회수하여 재이용함으로써, 필름의 제조 비용을 삭감할 수 있을 것으로 생각된다. 그러나, 사용 완료된 유동 파라핀을 회수하기 위해서는, 세정조 내의 세정액에 혼입된 유동 파라핀을 취출할 필요가 있다. 그리고, 이 취출 작업에 기인하여 유동 파라핀의 회수에 시간이 걸리고, 부하도 걸린다.

본 발명은 상기한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 필름의 제조 효율을 향상시키는 것을 가능하게 하는 필름 제조 장치 및 필름 제조 방법을 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 형태에 관한 필름 제조 장치는, 폴리올레핀 수지와 제막용 가소제를 혼련하여 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 혼련부와, 상기 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는 압출부와, 상기 필름을 연신하는 연신부와, 상기 필름을 세정하는 세정부와, 상기 세정부의 전단에서, 상기 필름으로부터 상기 제막용 가소제를 이탈시키는 가소제 이탈부를 구비하고 있다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 형태에 관한 필름 제조 방법은, 폴리올레핀 수지와 제1 제막용 가소제를 혼련하여, 제1 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 제1 혼련 공정과, 상기 제1 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는 압출 공정과, 상기 필름을 연신하는 연신 공정과, 상기 필름을 세정하는 세정 공정과, 상기 세정 공정의 전단계에서, 상기 필름으로부터 상기 제1 제막용 가소제를 이탈시키는 가소제 이탈 공정을 포함하고 있다.

상기한 구성에 의하면, 필름의 세정 전에 필름으로부터 제막용 가소제를 이탈시킴으로써, 필름에 포함되는 제막용 가소제가 필름의 세정을 방해하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 상기한 구성에 의하면, 필름의 세정 전에 필름으로부터 제막용 가소제를 이탈시킴으로써, 세정조 내의 세정액에 혼입된 제막용 가소제를 취출할 필요가 없어지거나, 혹은 취출 작업이 저부하가 된다.

따라서, 상기한 구성에 의하면, 필름의 제조 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 일 형태에 관한 필름 제조 장치는, 폴리올레핀 수지와 제막용 가소제를 혼련하여 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 혼련부와, 상기 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는 압출부와, 상기 필름을 연신하는 연신부와, 상기 필름을 세정하는 세정부와, 상기 필름을 상기 압출부로부터 상기 세정부로 반송하는 반송부를 구비하고 있고, 상기 반송부는, 상기 필름을, 상기 필름에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양이, 동일 부피의 상기 폴리올레핀 수지 용액에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양에 대하여 30％ 이상 70％ 이하 감소한 상태에서 상기 세정부에 도입한다.

또한, 본 발명의 일 형태에 관한 필름 제조 방법은, 폴리올레핀 수지와 제1 제막용 가소제를 혼련하여, 제1 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 제1 혼련 공정과, 상기 제1 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는 압출 공정과, 상기 필름을 연신하는 연신 공정과, 상기 필름을 세정하는 세정 공정과, 상기 필름을, 상기 압출 공정을 실행하는 압출부로부터 상기 세정 공정을 실행하는 세정부로 반송하는 반송 공정을 포함하고 있고, 상기 반송 공정에서, 상기 필름을, 상기 필름에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양이, 동일 부피의 상기 제1 폴리올레핀 수지 용액에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양에 대하여 30％ 이상 70％ 이하 감소한 상태에서 상기 세정부에 도입한다.

상기한 구성에 의하면, 필름의 세정 개시시에 필름에 포함되는 제막용 가소제의 양이 적음으로써, 필름에 포함되는 제막용 가소제가 필름의 세정을 방해하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 상기한 구성에 의하면, 필름의 세정 개시시에 필름에 포함되는 제막용 가소제의 양이 적음으로써, 세정조 내의 세정액에 혼입된 제막용 가소제를 취출할 필요가 없어지거나, 혹은 취출 작업이 매우 간단하면서도 저부하가 된다.

본 발명에 따르면, 필름의 제조 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 2개의 혼련실의 내부를 투시하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 구성에 대한 변형예를 도시하는 개략도이다.
도 4는 폴리에틸렌 수지 용액에 있어서의, 폴리에틸렌과 유동 파라핀의 중량비의 일례를 도시하고 있다.
도 5는 제1 가소제 회수부의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는 각각 가소제 이탈부의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 7은 가소제 이탈부의 또 다른 예를 도시하는 개략도이다.

본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 도 2는, 필름 제조 장치(100)에 설치된, 혼련실(9) 및 혼련실(10)의 내부를 투시하여 도시한 도면이다. 도 3은, 도 2에 도시한 구성에 대한 변형예를 도시하는 개략도이다.

필름 제조 장치(100)는, 혼련부(1), 압출부(2), 연신부(3), 반송부(4), 세정부(5), 제1 가소제 회수부(6), 제2 가소제 회수부(7) 및 가소제 이탈부(8)를 구비하고 있다.

혼련부(1)는, 혼련실(9), 혼련실(10), 폴리올레핀 수지 공급구(11), 제막용 가소제 공급구(12), 스크루(13) 및 스크루(14)를 갖고 있다. 또한, 혼련실(9)과 혼련실(10)은 서로 연결되어 있다.

폴리올레핀 수지 공급구(11)에 폴리올레핀 수지(15)가 공급되면, 폴리올레핀 수지(15)는 혼련실(9)에 도입된다. 폴리올레핀 수지(15)의 일례로서, 폴리에틸렌을 들 수 있다. 또한, 제막용 가소제 공급구(12)에 제막용 가소제(제1 제막용 가소제)(16)가 공급되면, 제막용 가소제(16)는 혼련실(10)에 도입된다. 제막용 가소제(16)는, 폴리올레핀 수지 공급구(11)와, 제막용 가소제 공급구(12)의 양쪽으로부터 혼련실(9) 및 혼련실(10) 각각에 도입되어도 된다.

제막용 가소제(16)가 상온에서 액체상인 경우에는, 혼련실(10), 제막용 가소제 공급구(12) 및 스크루(14) 대신에, 도 3에 도시한 바와 같이, 송액 펌프(44) 및 송액 배관(45)에 의해 제막용 가소제(16)를 혼련실(9)에 도입해도 된다.

상온에서 액체상인 제막용 가소제(16)의 예로서, 유동 파라핀, 프탈산디부틸, 프탈산비스(2-에틸헥실), 프탈산디옥틸, 프탈산디노닐 등의 프탈산에스테르류, 올레일알코올 등의 불포화 고급 알코올을 들 수 있다. 상온에서 고체상인 제막용 가소제(16)의 예로서는, 파라핀 왁스나 스테아릴알코올 등의 포화 고급 알코올 등을 들 수 있다.

스크루(14)는, 혼련실(10)에 도입된 제막용 가소제(16)를 혼련하고, 혼련실(10)로부터 혼련실(9)로 압출한다. 스크루(13)는 혼련실(9)에 도입된 폴리올레핀 수지(15)와, 혼련실(10)로부터 혼련실(9)로 압출된 제막용 가소제(16)를 혼련하여, 폴리올레핀 수지 용액(제1 폴리올레핀 수지 용액)(17)을 제조한다(제1 혼련 공정).

압출부(2)는, 스크루(13) 및 다이(18)를 갖고 있다. 압출부(2)는, 스크루(13)에 의해 혼련실(9)로부터 압출된 폴리올레핀 수지 용액(17)을 다이(18)에 의해 압출 성형하여, 시트상의 필름(19)을 형성한다(압출 공정). 또한, 다이(18)를 사용하는 것은 어디까지나 일례에 지나지 않으며, 다이(18) 대신에 폴리올레핀 수지 용액(17)을 압출 성형 가능한 다양한 장치를 사용하는 것이 가능하다.

연신부(3)는, 필름(19)을 MD(Machine Direction) 방향 및 TD(Transverse Direction) 방향으로 연신한다(연신 공정). 또한, MD 방향은 필름(19)의 길이 방향이며, 필름 제조 장치(100)에 의한 제조에 있어서의 흐름 방향이다. 또한, TD 방향은, 당해 MD 방향에 대하여 수직인 방향이다.

반송부(4)는, 롤러(20), 롤러(21), 롤러(22), 롤러(23) 및 롤러(24)를 갖고 있다. 반송부(4)는, 필름(19)을 압출부(2), 연신부(3) 및 세정부(5)의 순서대로 반송한다(반송 공정).

세정부(5)는 세정조(25)를 갖고 있다. 세정조(25)에는 세정액(26)이 채워져 있다. 세정액(26)으로서는 펜탄, 헥산, 헵탄 등의 탄화수소, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올 등의 알코올류, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 케톤류, 염화메틸렌, 1.1.1-트리클로로에탄 등의 염소계 탄화수소 등이 사용된다. 연신부(3)에 의해 연신된 필름(19)은 세정부(5)로 들어가 세정액(26)에 잠긴다. 세정액(26)에 잠긴 필름(19)은 세정된다(세정 공정). 이 세정에 의해, 필름(19)에 부착된 제막용 가소제(16)가 제거된다. 세정 후의 필름(19)은, 롤러(27)를 통과하여 세정액(26)으로부터 나와, 그대로 세정부(5)로부터 나온다.

그런데, 압출부(2)에 의해 형성된 필름(19)은 고온이며, 롤러(20), 롤러(21) 및 롤러(22)를 통과하고 있는 과정에서 냉각되게 된다. 이 냉각에 의해 상용되어 있었던 폴리올레핀 수지(15)와 제막용 가소제(16)가 상 분리되고, 폴리올레핀 수지(15)를 골격으로 하는 미다공 구조가 형성된다. 이 때, 필름(19)에 포함되는 어느 정도의 양의 제막용 가소제(16)가 필름(19)으로부터 이탈한다. 구체적으로는, 필름(19)에 포함되는 어느 정도의 양의 제막용 가소제(16)가 필름(19)으로부터 흘러내린다. 도 1에 있어서, 필름(19)으로부터 흘러내린 제막용 가소제(16)는 액적(28)에 대응한다. 또한, 압출부(2)에서 혼련되며, 다이(18)에 의해 형성된 필름(19)은 고온이므로, 필름(19)에 포함되는 제막용 가소제(16)는 필름(19)으로부터 휘발된다.

제1 가소제 회수부(6)는, 액적(28)을 받을 용기(29)를 갖고 있다. 제1 가소제 회수부(6)는 용기(29)에 의해 액적(28)을 받고, 이에 의해 필름(19)으로부터 흘러내린 제막용 가소제(16)를 회수한다(가소제 회수 공정). 도 1에 있어서, 용기(29) 내에 고인 액체(30)는, 용기(29)가 액적(28)을 회수하여 얻어진 것이다.

용기(29)는, 필름(19)이 냉각되는 위치의 바로 아래에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 필름(19)이 냉각될 때에 제막용 가소제(16)가 흘러내리는 양이 많아진다. 용기(29)를 필름(19)이 냉각되는 위치의 바로 아래에 설치함으로써, 냉각되고 있는 필름(19)의 바로 아래에서 제막용 가소제(16)를 받음으로써, 사용 완료된 제막용 가소제(16)의 회수율을 충분히 크게 할 수 있다.

또한, 용기(29)는, 후술하는 가소제 이탈부(8)의 바로 아래에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 후술하는 바와 같이, 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)를 이탈시키면, 제막용 가소제(16)가 흘러내리는 양이 많아진다. 용기(29)를 가소제 이탈부(8)의 바로 아래에 설치함으로써, 사용 완료된 제막용 가소제(16)의 회수율을 충분히 크게 할 수 있다.

제1 가소제 회수부(6)를 설치함으로써, 필름(19)으로부터 흘러내린 제막용 가소제(16)를 회수할 수 있다. 이에 의해 사용 완료된 제막용 가소제(16)의 회수율을 크게 할 수 있으므로, 제막용 가소제(16)의 재이용에 의해 필름(19)의 제조 비용을 삭감하는 것이 가능해진다. 또한, 회수된 제막용 가소제(16)를 재이용할 때에는, 필요에 따라 회수된 제막용 가소제(16)를 정제해도 된다.

제2 가소제 회수부(7)는, 필름(19)으로부터 휘발된 제막용 가소제(16)를 포함하는 기체를 흡인하는 흡인구(31)와, 흡인구(31)의 경로에 설치된 액화 장치(소위, 콘덴서)(46)와, 액화 장치(46)에 의해 액화된 제막용 가소제(16)를 받을 위치에 배치된 용기(47)를 갖고 있다. 액화 장치(46)는, 예를 들어, 전기 집진식 미스트 콜렉터, 필터식 미스트 콜렉터 또는 원심식 미스트 콜렉터로 구성되어 있다. 액화 장치(46)는, 필름(19)을 제조하기 위해 최적의 온도로 온도 조정된 분위기 내(예를 들어, 필름 제조 장치(100)가 설치된 클린룸 내)에 배치되어 있는 것이 바람직하다. 제2 가소제 회수부(7)는, 흡인구(31), 액화 장치(46) 및 용기(47)에 의해 필름(19)으로부터 휘발된 제막용 가소제(16)를 회수한다(가소제 회수 공정). 흡인구(31)로부터 흡인된 기체는, 액화 장치(46)를 거친 후에 필름 제조 장치(100)의 바깥으로 배기되어도 되고, 필름 제조 장치(100) 중으로 다시 도입되어도 된다. 상기 흡인구(31)는 배기구라 불리는 경우가 있다. 단, 필름(19)으로부터 휘발된 제막용 가소제(16)가 주위의 분위기에 의해 자연스럽게 액화되어도 되고, 이 경우 액화 장치(46)는 불필요하며, 경로의 경사 등으로 액화된 제막용 가소제(16)를 회수한다.

제2 가소제 회수부(7)를 설치함으로써, 필름(19)으로부터 휘발한 제막용 가소제(16)를 회수할 수 있다. 이에 의해, 사용 완료된 제막용 가소제(16)의 회수율을 크게 할 수 있으므로, 제막용 가소제(16)의 재이용에 의해 필름(19)의 제조 비용을 삭감하는 것이 가능해진다. 또한, 회수된 제막용 가소제(16)를 재이용할 때에는, 필요에 따라 회수된 제막용 가소제(16)를 정제해도 된다.

가소제 이탈부(8)는, 필름(19)을 사이에 두는 닙 롤러(32) 및 닙 롤러(33)를 갖고 있다. 닙 롤러(32) 및 닙 롤러(33)는, 연신부(3)의 전단(세정부의 전단)이며, 롤러(22)의 후단에 설치되어 있다. 닙 롤러(32)는 회전하지 않고, 필름(19)의 한쪽 면을 미끄러지게 하는 것이어도 되며, 닙 롤러(33)는 회전하지 않고, 필름(19)의 다른쪽 면을 미끄러지게 하는 것이어도 된다. 닙 롤러(32) 및 닙 롤러(33)눈 필름(19)을 사이에 둠으로써, 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)를 떨어뜨리는 것이다. 가소제 이탈부(8)는, 닙 롤러(32) 및 닙 롤러(33)에 의해 연신부(3)의 전단에서 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)를 이탈시킨다(가소제 이탈 공정).

가소제 이탈부(8)를 설치함으로써, 필름(19)의 세정 전에 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)를 이탈시켜 필름(19)에 부착된 제막용 가소제(16)가 필름(19)의 세정을 방해하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 가소제 이탈부(8)를 설치함으로써, 필름(19)의 세정 전에 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)를 이탈시켜 세정조(25) 내의 세정액(26)에 혼입된 제막용 가소제(16)를 취출할 필요가 없어지거나, 혹은 취출 작업이 저부하가 된다.

따라서, 가소제 이탈부(8)를 설치함으로써, 필름(19)의 제조 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 닙 롤러(32) 및 닙 롤러(33) 각각은, 블레이드 또는 에어 나이프 등의 필름(19)을 미끄러지게 함으로써 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)를 떨어뜨리는 것으로 치환되어도 된다. 바꾸어 말하면, 닙 롤러(32)를 블레이드 또는 에어 나이프로 치환하고/하거나, 닙 롤러(33)를 블레이드 또는 에어 나이프로 치환함으로써도 가소제 이탈부(8)와 동등한 기능을 실현하는 것이 가능하다.

연신부(3)에 의한 필름(19)의 연신에서는, 필름(19)을 균일하게 연신하기 위해 일정량의 가소제가 필요하다. 이로 인해, 연신부(3) 도입 전에는 연신부(3)를 과도하게 오염시키지 않을 정도로 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)를 이탈시키고, 세정부(5) 도입 전까지 제막용 가소제(16)를 더 이탈시키는 것이 효과적이라고 할 수 있다.

가소제 이탈부(8)가 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)를 이탈시킴으로써, 반송부(4)는 필름(19)을, 필름(19)에 포함되는 제막용 가소제(16)의 양이, 동일 부피의 폴리올레핀 수지 용액(17)에 포함되는 제막용 가소제(16)의 양에 대하여 10％ 이상 40％ 이하 감소한 상태에서 연신부(3)에 도입한다.

또한, 가소제 이탈부(8)가 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)를 이탈시킴으로써, 반송부(4)는 필름(19)을, 필름(19)에 포함되는 제막용 가소제(16)의 양이, 동일 부피의 폴리올레핀 수지 용액(17)에 포함되는 제막용 가소제(16)의 양에 대하여 30％ 이상 70％ 이하 감소한 상태에서 세정부(5)에 도입한다. 단, 여기에서 말하는 30％ 이상 70％ 이하의 감소는, 반드시 상기한 10％ 이상 40％ 이하의 감소보다 큰 감소량이 된다. 바꾸어 말하면, 연신부(3)에 도입할 때에 필름(19)에 포함되는 제막용 가소제(16)의 양은, 세정부(5)에 도입할 때에 필름(19)에 포함되는 제막용 가소제(16)의 양보다 많다.

도 4는, 폴리올레핀 수지 용액(17)의 일례로서의 폴리에틸렌 수지 용액에 있어서의, 폴리올레핀 수지(15)의 일례로서의 폴리에틸렌과, 제막용 가소제(16)의 일례로서의 유동 파라핀의 중량비의 일례를 나타내고 있다. 구체적으로는, 폴리에틸렌의 중량을 1로 했을 때의 중량비를 나타내고 있다. 또한, 도 4에 도시한 표에 있어서, "준비"는 폴리에틸렌과 유동 파라핀의 혼련이 완료된 타이밍을 나타내고 있다. 또한, 도 4에 도시한 표에 있어서, "연신 전"은 필름(19)을 연신부(3)에 도입하기 직전의 타이밍을 나타내고 있다. 또한, 도 4에 도시한 표에 있어서, "세정 전"은 필름(19)을 세정부(5)에 도입하기 직전의 타이밍을 나타내고 있다.

필름(19)의 세정 개시시에 필름(19)에 포함되는 제막용 가소제(16)의 양이 적음으로써, 필름(19)에 부착된 제막용 가소제(16)가 필름(19)의 세정을 방해하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 필름(19)의 세정 개시시에 필름(19)에 포함되는 제막용 가소제(16)의 양이 적음으로써, 세정조(25) 내의 세정액(26)에 혼입된 제막용 가소제(16)를 취출할 필요가 없어지거나, 혹은 취출 작업이 매우 간단하면서도 저부하가 된다.

따라서, 필름(19)의 제조 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 필름 제조 장치(100)에 있어서는, 필름(19)에 포함되는 제막용 가소제(16)의 양을 원하는 상태로 하기 위해 가소제 이탈부(8)를 사용하고 있다. 그러나, 당해 상태로 하기 위해 가소제 이탈부(8)를 사용하는 것은 필수적이지 않다. 예를 들어, 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)가 흘러내림 및 휘발되거나, 또는 연신부(3)에서 필름(19)을 가열함으로써 당해 상태가 실현되는 것이라면, 필름 제조 장치(100)에 있어서 가소제 이탈부(8)를 생략하는 것이 가능하다.

필름 제조 장치(100)가 제조하는 필름의 완성품의 일례로서, 비수전해액 이차 전지용 세퍼레이터를 들 수 있다. 그러나, 필름 제조 장치(100)는 비수전해액 이차 전지용 세퍼레이터의 제조 용도로 한정되지 않으며, 습식 제막법에 의해 제조 가능한 다양한 필름의 제조 장치로서 기능할 수 있다.

제1 가소제 회수부(6) 및 제2 가소제 회수부(7)에 의해 회수된 제막용 가소제(16)는, 재이용에 사용된다. 구체적으로 혼련부(1)는, 폴리올레핀 수지(15) 또는 폴리올레핀 수지(15)와는 별도의 폴리올레핀 수지와, 회수된 제막용 가소제(16)와, 별도로 준비한 제막용 가소제(제2 제막용 가소제)를 혼련한다. 이 혼련에 의해, 혼련부(1)는 폴리올레핀 수지 용액(제2 폴리올레핀 수지 용액)을 제조한다(제2 혼련 공정). 제막용 가소제(16)를 재이용함으로써, 필름(19)의 제조 비용을 삭감할 수 있다.

도 5는, 제1 가소제 회수부(34)의 개략도이다.

도 5에 도시한 제1 가소제 회수부(34)는, 이하에 나타내는 점이 도 1에 도시한 제1 가소제 회수부(6)와 상이하다. 즉, 제1 가소제 회수부(34)는, 액적(28)을 받을 액 수용 부재(35)와, 액 수용 부재(35)로부터 제막용 가소제(16)가 유입되도록 배치된 용기(36)를 갖고 있다. 도 5에 있어서, 용기(36) 내에 고인 액적(37)은, 용기(36)가 액적(28)을 회수하여 얻어진 것이다. 상기 액 수용 부재(35)는, 제막용 가소제(16)가 용기(36)로 흐르기 때문에 경사를 갖고 배치되어 있는 것이 바람직하다. 상기 액 수용 부재(35)는 홈통이어도 된다.

액 수용 부재(35)는, 필름(19)이 냉각되는 위치의 바로 아래에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 필름(19)이 냉각될 때에 제막용 가소제(16)가 흘러내리는 양이 많아진다. 액 수용 부재(35)를 필름(19)이 냉각되는 위치의 바로 아래에 설치함으로써, 냉각되고 있는 필름(19)의 바로 아래에서 제막용 가소제(16)를 받음으로써, 사용 완료된 제막용 가소제(16)의 회수율을 충분히 크게 할 수 있다.

또한, 액 수용 부재(35)는, 가소제 이탈부(8)의 바로 아래에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)를 이탈시키면, 제막용 가소제(16)가 흘러내리는 양이 많아진다. 액 수용 부재(35)를 가소제 이탈부(8)의 바로 아래에 설치함으로써, 사용 완료된 제막용 가소제(16)의 회수율을 충분히 크게 할 수 있다.

즉, 도 1에 도시한 제1 가소제 회수부(6)는 용기(29)의 형태로서 실현되어 있는 한편, 도 5에 도시한 제1 가소제 회수부(34)는 액 수용 부재(35)와 용기(36)의 조합의 형태로서 실현되어 있다. 필름 제조 장치(100)는, 제1 가소제 회수부(6) 대신에 제1 가소제 회수부(34)를 구비하고 있어도 된다.

도 6의 (a)는, 가소제 이탈부(38)의 개략도이다.

도 6의 (a)에 도시한 가소제 이탈부(38)는, 이하에 나타내는 점이 도 1에 도시한 가소제 이탈부(8)와 상이하다. 즉, 가소제 이탈부(38)는, 필름(19)에 대하여 부착하는 스펀지(39) 및 스펀지(40)를 갖고 있다. 스펀지(39) 및 스펀지(40)는, 필름(19)에 대하여 부착함으로써 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)를 흡수하는 것이다. 스펀지(39) 및 스펀지(40) 각각은 구멍이 연통되어 있으며, 재질은 경도 20 내지 60의 우레탄 고무, PVC(폴리염화비닐), PVA(폴리비닐알코올) 또는 PP(폴리프로필렌)를 사용할 수 있다. 스펀지(39) 및 스펀지(40)는 평면을 필름(19)에 대하여 부착하는 구성이어도 되고, 원통상으로 회전시키면서 부착하는 구성이어도 된다.

즉, 도 1에 도시한 가소제 이탈부(8)는 닙 롤러(32) 및 닙 롤러(33)의 형태로서 실현되어 있는 한편, 도 6의 (a)에 도시한 가소제 이탈부(38)는 스펀지(39) 및 스펀지(40)의 형태로서 실현되어 있다. 필름 제조 장치(100)는, 가소제 이탈부(8) 대신에 가소제 이탈부(38)를 구비하고 있어도 된다.

도 6의 (b)는, 가소제 이탈부(41)의 개략도이다.

도 6의 (b)에 도시한 가소제 이탈부(41)는, 이하에 나타내는 점이 도 1에 도시한 가소제 이탈부(8)와 상이하다. 즉, 가소제 이탈부(41)는 에어 분출 기구(42)를 갖고 있다. 에어 분출 기구(42)는, 필름(19)에 대하여 에어(43)를 분출함으로써 필름(19)으로부터 제막용 가소제(16)를 날려버리는 것이다.

즉, 도 1에 도시한 가소제 이탈부(8)는, 닙 롤러(32) 및 닙 롤러(33)의 형태로서 실현되어 있는 한편, 도 6의 (b)에 도시한 가소제 이탈부(41)는 에어 분출 기구(42)의 형태로서 실현되어 있다. 필름 제조 장치(100)는, 가소제 이탈부(8) 대신에 가소제 이탈부(41)를 구비하고 있어도 된다.

도 7은, 가소제 이탈부(48)의 개략도이다.

도 7에 도시한 가소제 이탈부(48)는, 이하에 나타내는 점이 도 1에 도시한 가소제 이탈부(8)와 상이하다. 즉, 가소제 이탈부(48)는, 연신부(3)에서 연신된 필름(19)의 TD 방향에 있어서의 단부를 슬릿하는 슬릿부(49), 및 당해 슬릿에 의해 발생한 슬릿 부스러기(50)를 회수하는 슬릿 부스러기 회수부(51)를 갖고 있다. 슬릿부(49) 및 슬릿 부스러기 회수부(51)는, 연신부(3)의 하류, 또한 세정부(5)의 세정조(25)의 상류에 배치되어 있다. 연신부(3)에서 연신된 필름(19)의 TD 방향에 있어서의 단부는, 연신부(3)에서 연신된 필름(19)의 TD 방향에 있어서의 중앙 부분 에 비해 두껍고, 당해 중앙 부분에 비해 다량의 제막용 가소제(16)를 함유한다. 따라서, 슬릿 부스러기(50)로부터는 제막용 가소제(16)를 효과적으로 회수할 수 있다. 슬릿 부스러기(50)로부터 제막용 가소제(16)를 회수하는 방법으로서는, 예를 들어 회수된 슬릿 부스러기(50)에 대하여 가압함으로써, 당해 슬릿 부스러기(50)로부터 제막용 가소제(16)를 착출하고, 착출된 제막용 가소제(16)를, 그것을 받을 용기에 저류하는 방법을 들 수 있다.

슬릿 부스러기 회수부(51)에서는 슬릿 부스러기(50)를 보빈 등에 권취함으로써, 제막용 가소제(16)를 회수하는 것이 바람직하다. 슬릿 부스러기(50)가 보빈 등에 권취되면, 슬릿 부스러기(50)의 권취 조임에 의해 슬릿 부스러기(50)로부터 제막용 가소제(16)가 이탈하고, 제막용 가소제(16)를 포함하는 액적(52)이 흘러내린다. 이로 인해, 슬릿 부스러기 회수부(51)의 바로 아래에는, 액적(52)을 받기 위해 용기(29)가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 용기(29)를 슬릿 부스러기 회수부(51)의 바로 아래에 설치함으로써, 제막용 가소제(16)의 회수율의 향상과, 제막용 가소제(16)에 의한 공정 내의 오염의 저감을 실현할 수 있다.

또한, 슬릿부(49)의 슬릿 방식은 특별히 한정되지 않으며, 시어 커트 방식이나 레이저 커트 방식 등, 범용의 슬릿 방식을 적용할 수 있다.

즉, 도 1에 도시한 가소제 이탈부(8)는 닙 롤러(32) 및 닙 롤러(33)의 형태로서 실현되어 있는 한편, 도 7에 도시한 가소제 이탈부(48)는 슬릿부(49)와 슬릿 부스러기 회수부(51)의 조합의 형태로서 실현되어 있다. 필름 제조 장치(100)는, 가소제 이탈부(8) 대신에 가소제 이탈부(48)를 구비하고 있어도 된다.

또한, 필름 제조 장치(100)를 사용한 필름 제조 방법도 본 발명의 범주에 포함된다.

〔정리〕

본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 장치는, 폴리올레핀 수지와 제막용 가소제를 혼련하여 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 혼련부와, 상기 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는 압출부와, 상기 필름을 연신하는 연신부와, 상기 필름을 세정하는 세정부와, 상기 세전부의 전단에서 상기 필름으로부터 상기 제막용 가소제를 이탈시키는 가소제 회수부를 구비하고 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 방법은, 폴리올레핀 수지와 제1 제막용 가소제를 혼련하여, 제1 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 제1 혼련 공정과, 상기 제1 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는 압출 공정과, 상기 필름을 연신하는 연신 공정과, 상기 필름을 세정하는 세정 공정과, 상기 세정 공정의 전단계에서, 상기 필름으로부터 상기 제1 제막용 가소제를 이탈시키는 가소제 이탈 공정을 포함하고 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 장치에 있어서, 상기 가소제 이탈부는, 상기 연신부의 전단에서 상기 필름으로부터 상기 제막용 가소제를 이탈시키는 것이 바람직하다.

연신부에 의한 필름의 연신에서는, 필름을 균일하게 연신하기 위해 일정량의 가소제가 필요하다. 이로 인해, 연신부 도입 전에는 연신부를 과도하게 오염시키지 않을 정도로 필름으로부터 제막용 가소제를 이탈시키는 것이 효과적이라고 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 장치에 있어서, 상기 가소제 이탈부는 상기 필름을 사이에 두는 닙 롤러, 또는 상기 필름을 미끄러지게 하는 블레이드, 또는 상기 필름을 미끄러지게 하는 에어 나이프를 갖고 있는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 닙 롤러 또는 블레이드 또는 에어 나이프의 형태로서 가소제 이탈부를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 장치에 있어서, 상기 가소제 이탈부는 상기 필름에 대하여 부착하는 스펀지를 갖고 있는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 스펀지의 형태로서 가소제 이탈부를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 장치에 있어서, 상기 가소제 이탈부는 상기 필름에 대하여 에어를 분출하는 에어 분출 기구를 갖고 있는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 에어 분출 기구의 형태로서 가소제 이탈부를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 장치에 있어서, 상기 가소제 이탈부는, 상기 필름의 단부를 슬릿하는 슬릿부와, 상기 슬릿에 의해 발생한 슬릿 부스러기를 회수하는 슬릿 부스러기 회수부를 갖고 있는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 슬릿부와 슬릿 부스러기 회수부의 조합의 형태로서 가소제 이탈부를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 장치는, 폴리올레핀 수지와 제막용 가소제를 혼련하여 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 혼련부와, 상기 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는 압출부와, 상기 필름을 연신하는 연신부와, 상기 필름을 세정하는 세정부와, 상기 필름을 상기 압출부로부터 상기 세정부로 반송하는 반송부를 구비하고 있고, 상기 반송부는, 상기 필름을, 상기 필름에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양이, 동일 부피의 상기 폴리올레핀 수지 용액에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양에 대하여 30％ 이상 70％ 이하 감소한 상태에서 상기 세정부에 도입한다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 방법은, 폴리올레핀 수지와 제1 제막용 가소제를 혼련하여, 제1 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 제1 혼련 공정과, 상기 제1 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는 압출 공정과, 상기 필름을 연신하는 연신 공정과, 상기 필름을 세정하는 세정 공정과, 상기 필름을, 상기 압출 공정을 실행하는 압출부로부터 상기 세정 공정을 실행하는 세정부로 반송하는 반송 공정을 포함하고 있고, 상기 반송 공정에서, 상기 필름을, 상기 필름에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양이, 동일 부피의 상기 제1 폴리올레핀 수지 용액에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양에 대하여 30％ 이상 70％ 이하 감소한 상태에서 상기 세정부에 도입한다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 장치에 있어서, 상기 반송부는, 상기 필름을, 상기 필름에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양이, 동일 부피의 상기 폴리올레핀 수지 용액에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양에 대하여 10％ 이상 40％ 이하 감소한 상태에서 상기 연신부에 도입하고, 상기 연신부에 도입할 때에 상기 필름에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양은, 상기 세정부에 도입할 때에 상기 필름에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양보다 많은 것이 바람직하다. 즉, 여기에서 말하는 10％ 이상 40％ 이하의 감소는, 반드시 앞서의 30％ 이상 70％ 이하의 감소 이하의 감소량이 된다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 방법은, 상기 반송 공정에서, 상기 필름을, 상기 필름에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양이, 동일 부피의 상기 제1 폴리올레핀 수지 용액에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양에 대하여 10％ 이상 40％ 이하 감소한 상태에서 상기 연신 공정을 실행하는 연신부에 도입하고, 상기 연신부에 도입할 때에 상기 필름에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양은, 상기 세정부에 도입할 때에 상기 필름에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양보다 많은 것이 바람직하다. 즉, 여기에서 말하는 10％ 이상 40％ 이하의 감소는, 반드시 앞서의 30％ 이상 70％ 이하의 감소 이하의 감소량이 된다.

상기한 구성에 의하면, 앞서의 30％ 이상 70％ 이하의 감소를 용이하게 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 관한 필름 제조 방법은, 상기 필름으로부터 이탈한 상기 제1 제막용 가소제를 회수하는 가소제 회수 공정과, 폴리올레핀 수지와, 상기 가소제 회수 공정에서 회수한 상기 제1 제막용 가소제와, 제2 제막용 가소제를 혼련하여, 제2 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 제2 혼련 공정을 포함하고 있는 것이 바람직하다.

상기한 구성에 의하면, 제막용 가소제를 재이용함으로써 필름의 제조 비용을 삭감할 수 있다.

본 발명은 상술한 각 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 상이한 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 실시 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

1: 혼련부
2: 압출부
3: 연신부
4: 반송부
5: 세정부
6: 제1 가소제 회수부
7: 제2 가소제 회수부
8: 가소제 이탈부
15: 폴리올레핀 수지(제1 폴리올레핀 수지)
16: 제막용 가소제
17: 폴리올레핀 수지 용액(제1 폴리올레핀 수지 용액)
19: 필름
29: 용기
31: 흡인구
32: 닙 롤러
33: 닙 롤러
34: 제1 가소제 회수부
35: 액 수용 부재
36: 용기
38: 가소제 이탈부
39: 스펀지
40: 스펀지
41: 가소제 이탈부
42: 에어 분출 기구
43: 에어
48: 가소제 이탈부
49: 슬릿부
51: 슬릿 부스러기 회수부
100: 필름 제조 장치

Claims

폴리올레핀 수지와 제막용 가소제를 혼련하여 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 혼련부와,
상기 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는 압출부와,
상기 필름을 연신하는 연신부와,
상기 필름을 세정하는 세정부와,
상기 세정부의 전단에서, 상기 필름으로부터 상기 제막용 가소제를 이탈시키는 가소제 이탈부를 구비하고 있는 필름 제조 장치.
제1항에 있어서, 상기 가소제 이탈부는, 상기 연신부의 전단에서 상기 필름으로부터 상기 제막용 가소제를 이탈시키는 필름 제조 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가소제 이탈부는, 상기 필름을 사이에 두는 닙 롤러, 또는 상기 필름을 미끄러지게 하는 블레이드, 또는 상기 필름을 미끄러지게 하는 에어 나이프를 갖고 있는 필름 제조 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가소제 이탈부는, 상기 필름에 대하여 부착하는 스펀지를 갖고 있는 필름 제조 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가소제 이탈부는, 상기 필름에 대하여 에어를 분출하는 에어 분출 기구를 갖고 있는 필름 제조 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가소제 이탈부는, 상기 필름의 단부를 슬릿하는 슬릿부와, 상기 슬릿에 의해 발생한 슬릿 부스러기를 회수하는 슬릿 부스러기 회수부를 갖고 있는 필름 제조 장치.
폴리올레핀 수지와 제막용 가소제를 혼련하여 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 혼련부와,
상기 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는 압출부와,
상기 필름을 연신하는 연신부와,
상기 필름을 세정하는 세정부와,
상기 필름을 상기 압출부로부터 상기 세정부로 반송하는 반송부를 구비하고 있고,
상기 반송부는, 상기 필름을, 상기 필름에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양이, 동일 부피의 상기 폴리올레핀 수지 용액에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양에 대하여 30％ 이상 70％ 이하 감소한 상태에서 상기 세정부에 도입하는 필름 제조 장치.
제7항에 있어서, 상기 반송부는, 상기 필름을, 상기 필름에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양이, 동일 부피의 상기 폴리올레핀 수지 용액에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양에 대하여 10％ 이상 40％ 이하 감소한 상태에서 상기 연신부에 도입하고,
상기 연신부에 도입할 때에 상기 필름에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양은, 상기 세정부에 도입할 때에 상기 필름에 포함되는 상기 제막용 가소제의 양보다 많은 필름 제조 장치.
폴리올레핀 수지와 제1 제막용 가소제를 혼련하여, 제1 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 제1 혼련 공정과,
상기 제1 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는 압출 공정과,
상기 필름을 연신하는 연신 공정과,
상기 필름을 세정하는 세정 공정과,
상기 세정 공정 전단계에서, 상기 필름으로부터 상기 제1 제막용 가소제를 이탈시키는 가소제 이탈 공정을 포함하고 있는 필름 제조 방법.
폴리올레핀 수지와 제1 제막용 가소제를 혼련하여, 제1 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 제1 혼련 공정과,
상기 제1 폴리올레핀 수지 용액을 압출 성형하여 시트상의 필름을 형성하는 압출 공정과,
상기 필름을 연신하는 연신 공정과,
상기 필름을 세정하는 세정 공정과,
상기 필름을, 상기 압출 공정을 실행하는 압출부로부터 상기 세정 공정을 실행하는 세정부로 반송하는 반송 공정을 포함하고 있고,
상기 반송 공정에서, 상기 필름을, 상기 필름에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양이, 동일 부피의 상기 제1 폴리올레핀 수지 용액에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양에 대하여 30％ 이상 70％ 이하 감소한 상태에서 상기 세정부에 도입하는 필름 제조 방법.
제10항에 있어서, 상기 반송 공정에서, 상기 필름을, 상기 필름에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양이, 동일 부피의 상기 제1 폴리올레핀 수지 용액에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양에 대하여 10％ 이상 40％ 이하 감소한 상태에서 상기 연신 공정을 실행하는 연신부에 도입하고,
상기 연신부에 도입할 때에 상기 필름에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양은, 상기 세정부에 도입할 때에 상기 필름에 포함되는 상기 제1 제막용 가소제의 양보다 많은 필름 제조 방법.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필름으로부터 이탈한 상기 제1 제막용 가소제를 회수하는 가소제 회수 공정과,
폴리올레핀 수지와, 상기 가소제 회수 공정에서 회수한 상기 제1 제막용 가소제와, 제2 제막용 가소제를 혼련하여, 제2 폴리올레핀 수지 용액을 제조하는 제2 혼련 공정을 포함하고 있는 필름 제조 방법.