KR840001701B1 - 저 스트레인 경화중합체의 필름버블을 냉각시키는 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

저 스트레인 경화중합체의 필름버블을 냉각시키는 장치

제1도는 두개의 냉각링을 사용하는 발명의 관형 블로운 필름(Blownfilm) 압출공정을 나타내는 개략도.

제2도는 종래의 고압력 저밀도 폴리에틸렌과 저압력 저밀도 에틸렌 중합체들의 전충점도를 나타낸 그래프.

제3도는 본 발명에 사용될 수 있는 냉각링들의 상세도.

제4도는 본 발명에 사용될 수 있는 다른 형태의 냉각링의 상세도.

제5도는 본 발명에 보조냉각링으로 사용될 수 있는 냉각링의 평면도.

제6도는 제5도의 냉각링의, 제5도의 선 6-6을 따라 취한, 횡단면도.

본 발명은 열가소성 수지로 된 관형 블로운 필름의 압출장치에 관한 것으로써, 특히 양호한 실시예에 있어서는 관형 블로운 필름의 개선된 냉각 기술을 사용하는 저압 저밀도 에틸렌 혼성중합체와 같은 저스트레인경화 중합체로 된 관형 블로운 필름의 압출에 관한 것이다.

백(bag) 및 그와 유사한 제품의 제조에 적합한 관형 블로운 필름을 성형하는 종래의 기술에 있어서, 폴리에틸렌과 같은 필름성형 중합체는 최종으로 제조되는 필름튜브의 지정직경보다 작은 외경을 갖는 용융된 중합체 필름으로 된 튜브를 형성하도록 압출 헤드에 배치된 환형다이를 통해 압출된다. 용융된 필름튜브는 압출기로부터 제거되고, 냉각되어 고체화된 후에, 구동되어 압출된 필름튜브를 납작하게 하는 한쌍의 로울러와 붕괴프레임과 같은 플래트닝(flatting)장치를 통과하게 된다. 압출지점과 플래트닝 장치의 말단지점 사이에서 필름튜브는 공기 또는 소정의 다른 개스매체에 의해 팽창되어 필름버블을 형성하게 된다. 버블은 다이와 붕괴장치 사이에서 팽창된 필름튜브내에 있는 개스를 압력화시킴으로써 유지된다. 피동 니프롤(nip roll)들이 압출속도보다 큰 속도로 환형다이로부터 멀리 용융된 관형필름을 제거시킬 수도 있을 것이다. 이러한 작용과 함께 용융된 필름버블의 측방향 팽창에 의해 필름두께가 감소되며, 블로운 필름이 기계 방향 및 횡방향 모두로 향하게 된다. 측방향팽창도 및 피동니프롤의 속도는 요구되는 필름두께 및 방향을 제공하도록 제어될 수 있을 것이다.

지금까지 팽창된 용융튜브의 냉각은 필름버블의 내측냉각 또는 외측냉각 또는 그 모두에 의해 이루어져왔다. 냉각방법에 관계없이, 용융된 필름버블이 고체화되는 점은 기술분야에서 "응결성"으로서 언급된다.

버블의 내측냉각은 종래의 장치(예로, 미합중국 특허 제4,115,048호에 발표됨)에 의해 제공될 것이다. 필름버블의 외측냉각은 필름버블 주위에 하나 또는 그 이상의 환형공기링을 제공함으로써 이루어질 수 있다. 용융된 열가소성 필름버블을 냉각시키는데 공기링의 사용을 발표하고 있는 종래 기술로는 예로, 미합중국 특허 제3,867,083호, 3,959,425호, 3,976,732호, 4,022,558호, 그리고 4,118,453호를 들 수 있는데, 상기 특허 모두는 필름버블 주위에서 층으로 배치되는 다수의 환형공기링들의 사용을 발표하고 있다. 공기를 각각의 공기링으로부터 필름버블에 대해 송풍시키고, 송풍된 냉각공기를 서로 인접한 공기링들 사이를 통해 시스템으로부터 배출시키기 위한 장치가 제공된다.

미합중국 특허 제3,548,042호에는 공기링내로 송풍된 냉각공기가 세개의 성분, 즉 다이 오리피스의 바로 위에서 필름버블에 대해 수직으로 지향되는 최하측 성분과, 필름버블의 주위에서 필름버블과 접촉하면서 나선적으로 상승하는 중간성분과, 필름버블과 접촉하면서 반시계 방향으로 이동하는 최상측 성분으로 구분되게끔 내측에 환형삽입재가 장착된 환형공기링을 포함하는, 압출된 필름버블의 냉각장치(그리고 그의 방법)가 발표되어있다.

미합중국 특허 제3,568,252호에는 필름 버블에 대해 냉각공기를 송풍시키도록 슬릿(slit)이 각각 제공되는 분리된 냉각실과 슬릿들 사이에 위치되어 상부슬릿으로부터 냉각공기를 송풍시킴으로써 발생된 흡입력에 의해 감소된 압력하로 유지되는 팽창실을 포함하는, 필름버블을 냉각시키는 환형장치가 발표되어 있다. 감소된 압력은 개방공기와 팽창실간을 연결시키는 밸브를 갖는 공기입구 튜브들에 의해 제어될 수도 있을 것이다. 교체로, 분리된 냉각링들이 제공될 수도 있는데, 그 경우에 각각의 냉각링은 냉각공기슬릿을 가지며, 하부냉각링에는 상부 냉각링의 슬릿으로부터 냉각공기를 배출시킴으로써 발생되는 흡입력에 의해 감소된 압력하로 유지되는 팽창실이 제공된다. 분리된 냉각링들은 열의 방사를 방지하도록 또다른 링에 의해 분리된다.

다른 필름버블 외측냉각장치가 예로, 미합중국 특허 제3,888,609호, 4,115,048호, 그리고 재공고 제29,208호에 발표되어 있다. 관형의 블로운필름 제조방법에 의해 필름으로 성형될 수 있는 열가소성물질은 에틸렌, 프로필렌등과 같은 올레핀중합체를 포함한다. 이러한 중합체들 중 저밀도 폴리에틸렌(즉, 약 0.94g/cc 또는 그 이하의 밀도를 갖는 에틸렌중합체)은 관형 블로운 필름제조방법에 의해 성형된 필름의 대부분을 구성한다. 통례적으로 과거에 저밀도 에틸렌 중합체는 자유 라디칼(radical) 개시물질을 사용하여, 용매없이 교반되고 신장된 관형 반응에서 에틸렌을 고압식 균질중합화(즉, 15,000psi 또는 그 이상의 압력에서)시킴으로써 상업적으로 제조되어 왔다. 최근들어, 저밀도 에틸렌 중합체를 제조하는데 있어서, 종래의 고압식 방법에 비교할 때 상당한 이점을 갖는 저압식 방법이 개발되었다. 이러한 저압식 방법 중 하나가 1978년 3월 31일 출원되어 계류중인 미합중국 특허원 제892,322호와 1979년 2월 16일 출원되어 계류중인 미합중국 특허원 제12,720호(그에 대응하는 외국출원이 유럽특허공보 제4647호로 공고되었다)에 발표되어 있다.

상기한 출원에는 약 0.91 내지 0.94g/cc의 폭넓은 밀도범위와 약 22 내지 36의 용융흐름율을 가지며 비교적 낮은 잔류촉매용량과 비교적 높은 부피밀도를 갖는 저밀도 에틸렌 혼성중합체를 제조하기 위한 개스상태하의 저압식 방법이 발표되어 있다.

상기 방법은 특정의 활성상태하에서 유기 알루미늄 화합물로 제조되며 불활성 매체에 함침되는 활성이 높은 마그네슘-티타늄 복합촉매를 제공하여 하나 또는 그 이상의 C₃내지 C₈알파-오레핀 하이드로카본들로 에틸렌을 혼성중합화시키는 공정을 포함한다. 그렇게 제조된 혼성중합체(본문에서, 혼성중합체란 말은 2 내지 그 이상의 혼성단위체를 갖는 에틸렌을 포함하는 것을 뜻한다)는 에틸렌을 대부분(적어도 약 90몰 퍼센트) 포함하며 제4탄소원자 보다 근접되어 있는 소정의 탄소원자상에서 어떠한 분기도 포함하지 않아야 하는 하나 또는 그 이상의 C₃내지 C₈알파 오레핀 하이드로카본을 극소량(10몰 퍼센트 미만)포함하는 혼성중합체이다. 예로, 이러한 알파-오레핀 하이드로카본은 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1, 4-메틸 펜텐-1 그리고 옥텐-1을 들 수 있다.

촉매는 먼저 티타늄화합물(예로, TiCl₄), 마그네슘화합물(예로, MgCl₂), 그리고 전자 도우너(donor) 화합물(예로, 테트로하이드로푸란)로부터 예로, 티타늄 및 마그네슘화합물들을 전자도우너화합물에 용해시켜 선구합성물을 제조한 뒤에, 결정화에 의해 선구합성물을 격리시킴으로써 제조된다. 그뒤에, 선구합성물을 전자도우너화합물에 용해시키고 용해된 선구 합성물과 지지물을 혼합시킨 뒤에 용매를 제거시키도록 건조시킴으로써 다공성불활성매체(실리카와 같은)가 선구물질과 함께 함침된다. 그렇게 함침된 지지물은 활성화합물(예로, 트리에틸 알루미늄)로 처리함으로써 활성화될 수 있을 것이다.

중합화방법은 유도층에서와 같이 개스상태에서, 그리고 약 30 내지 150℃의 온도 및 약 1000psi까지의 저압(예로, 약 150 내지 350psi)하에서 활성매체와 단위체를 접촉시킴으로써 수행된다.

관형블로운 압출방법은 저압 저밀도 에틸렌 혼성 중합체로부터 필름을 성형시키도록 사용할 수 있을 것이다. 예로, 이러한 저압 저밀도 에틸렌 혼성중합체로부터 필름을 성형시키는 장치은 1978년 3월 31일에 출원되어 계류중인 미합중국 특허원 제892,324호 1979, 2월, 16일에 출원된 미합중국 특허원 제12,795호(이 출원에 대응하는 외국출원이 유럽특허 공보 제6110호로 공고되었다)에 발표되어 있다. 그렇지만, 종래의 냉각장치와 냉각기술을 이용하여, 저압 저밀도 에틸렌 혼성중합체로 관형필름을 제조하는 방법에서 얻어지는 필름제조율은 종래의 고압고밀도 폴리에틸렌을 사용하는 상업적인 관형블로운 제조방법에서 얻어지는 필름제조율보다 낮게 된다. 특히 저압 저밀도 에틸렌 혼성중합체의 성질 때문에 필름버블이 불안정하게됨이 없이 상업상 바람직한 높은 필름제조율을 성취할 수 없었다. 달리 설명하자면, 필름버블의 불안정은 저압 저밀도 에틸렌 혼성중합체를 블로운 필름압출 방법으로 상업상 바람직한 높은 생산율 달성을 어렵게 한다. 그 이유는 저압 저밀도 에틸렌 혼성중합체의 팽창성질 때문이라고 믿어진다. 종래의 고압 고밀도 폴리에틸렌과 비교할 때, 소정의 저압 저밀도 혼성중합체들이 관형블로운 필름제조 공정의 다이로부터 압출되고 수지에 대해 공기를 송풍시켜 외부적으로 냉각될 때, 필름버블은 증가된 통과율에 상응해서 증가된 냉각에 의해 초래되는 변형에 저항할 수 없게 된다. 달리 말하자면, 필름버블의 불안정성은 더높은 통과율에서 초래되게 되는데, 그 이유는 냉각 공정시에 그와 같은 통과율에서는 더욱 큰 열전달이 요구되며, 그러한 열전달은 항상 냉각공기의 양 및 또는 속도를 증가시킴으로써 성취되기 때문에 그에 의해 저압-저밀도 에틸렌 중합체의 팽창특성은 필름버블이 변형되게 된다.

본 발명은 저스트레인 경화필름 중합체로부터 성형된 필름버블을 냉각시키는 개선된 기술을 포함하는 저스트레인 경화필름 중합체로부터 제조율로 블로운 필름을 성형하기 위한 장치을 제공한다. 발명의 저스트레인 경화중합체의 용융된 필름 버블을 성형 및 전진시키는 장치와, 전진하는 상기 용융된 필름버블 주위에 배치되며 전진하는 상기 필름버블의 외측에 대해 냉각유체의 환형흐름을 이송하기 위한 장치가 제공되는 적어도 두개의 분리된 환형냉각링을 포함하는 상기 전진하는 용융된 필름버블을 냉각시키기 위한 장치와, 상기 필름버블이 전진하는 최종 냉각 링에 의해 형성된 공통면을 통해 대체로 모든 또는 모든 상기 냉각유체를 시스템으로부터 배출시키기 위한 장치를 포함한다.

뒤에 더욱 상세히 설명하는 바와같이, 저스트레인 경화 중합체는 1.0sec^-1의 저스트레인에서 측정한 0.2의 전체 헨키(Hencky) 스트레인에서의 중합체의 점성에 대한 2의 전체 헨키 스트레인에서의 중합체 팽창점성의 비로서 결정된 약 4.5미만의 팽창점성 인덱스(Index)를 나타낸다. 이러한 인덱스는 중합체의 스트레인 경화정도의 측정치이다(즉, 스트레인의 증가에 따라 점도가 증가한다). 예로, 종래의 고압 저밀도 폴리에틸렌은 변형시에 시간에 따라 가속되는 스트레인경화를 나타내며, 반면의 소정의 저압 저밀도 에틸렌 혼성중합체는 아주 적은 스트레인 경화를 나타낸다. 약 4.5미만의 팽창비점도를 나타내는 중합체는 예로, 언급한 계류중인 미합중국 특허출원에서 발표된 저압 저밀도 에틸렌 C₃내지 C₈알파-오레핀하이드록 카본 혼성중합체를 포함한다.

단지 용이하게 기술하기 위하여, 본 발명은 저압력 중합화된 저밀도 에틸렌 혼성중합체들을 포함하는 저스트레인 경화중합체들을 참조하여 기술된다. 이것으로 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 추후에 상세히 기술되는 것처럼, 발명은 약 4.5미만의 점성을 갖는 저스트레인 경화중합체들에 일반적으로 적용된다. 저압력 중합화된 저밀도 에틸렌 혼성중합체들은 그러한 저스트레인 경화중합체들의 한 실예이다.

관형 블로운 필름 압출 공정에 있어서, 용융된 중합체는 압력개스로 팽창될 때 필름버블로 불리우는 용융된 튜브를 형성하기 위해서 환형다이를 통해 압출된다. 필름버블은 냉각되고 납작하게 되며 그뒤에 항상 롤에 납작하게 말린다. 임의로, 필름튜브는 롤링전에 슬리팅될 수 있다. 그러한 공정에 의해 제작된 필름은 특정의 중합체와 사용요구에 따른 폭넓은 두께범위를 갖는다. 저압력 중합화된 저밀도 에틸렌 혼성중합체의 경우, 내지 이러한 혼성중합체들로 성형된 거의 대부분의 필름이 약 0.5밀에서 약 8밀, 적절하게는 약 0.5밀에서 약 2밀까지의 범위내에 있게 됨에도 불구하고 관형 블로운 필름압출에 의해 약 0.1밀 내지 20밀 범위내의 두께를 갖는 필름이 성형될 수 있다. 종래의 블로운필름 압출공정에서처럼, 필름버블은 관형필름 내부의 개스(즉 공기 또는 질소)의 정압을 유지시키면서 팽창시킴에 의해 성형되고 유지된다. 개스압력을 압출된 관형 필름의 요구되는 팽창율을 제공하도록 제어된다. 완전히 팽창된 다이의 환형원주에 대한 튜브 원주의 비로 측정된 팽창율 또는 소위 블로우업(Blow up)비는 약 1/1 내지 6/1 또 적절하게는 약 1/1 내지 4/1의 범위내에 있을 수 있다.

저압력 저밀도 에틸렌 혼성중합체의 드로우다운(Draw down)특징은 우수하다. 다이틈 대 필름 게이지제품에 대한 다이틈의 바와 블로우업비로 정의되는 드로우다운은 약 250보다 작고 약 그보다 크게 또 적절하게는 약 150보다 작고 약 25보다 크게 유지된다. 매우 얇은 게이지필름은 혼성중합체가 이 물질들과 또는 겔(Gel)로 크게 오염된다 할지라도 높은 드로우다운에서 이들 혼성중합체들로부터 제조될 수 있다. 약 0.5밀 이상의 얇은 게이지 필름들은 약 400% 내지 700%이상의 극한 연신을 MD와 약 500% 내지 700%이상의 TD를 나타내도록 제조될 수 있다. 또한, 이러한 필름들은 "취성이 있는 것"으로 여겨지지 않는다. "취성"은 높은 변형율에서의 노치된 필름의 찢어짐 반응을 설명하는 성질에 관한 단어이다. 이것은 소정형태의 필름의 사용 특성이고 또 기본적인 투시도는 잘 이해할 수 없다.

저압력 저밀도 에틸렌 혼성중합체는 환형다이로부터 배출될 때, 냉각되어 그의 온도가 용융점 아래로 떨어져 응고하게 된다. 결정화와 같은 압출형 변형의 광학적 특성이 발생하며 또 응결선이 형성된다. 환형다이 위에서의 이 응결선의 위치로 혼성중합체필름의 냉각율을 측정할 수 있다. 이러한 냉각율은 여기서 생산된 필름의 광학상의 특성에 대해 매우 현저한 효과를 가지며 상술된 계류중인 출원 제892,324 및 12,795호에 상세히 기술된 것처럼 필름버블을 냉각하는데 사용된 냉각유체의 속도 및 또는 온도를 조절함에 의해 제어될 수 있다.

여기 사용된 것처럼, "저압력 저밀도 에틸렌 혼성중합체들"이란 언어는 저압(즉 150 내지 350psi)하에서 혼성중합화되며 약 10몰% 미만인 최소한 하나의 C₃내지 C₈알파-오레핀 하이드로카본 혼성단위체(즉, 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1, 4-메틸 펜텐-1과 옥텐-1)과, 최소한 약 90몰% 에틸렌으로 구성된 혼성중합체를 의미한다. 그러한 혼성중합체들은 정상적으로 약 0.94g/cc 미만의 밀도를 갖는데, 대표적으로 그들의 밀도는 약 0.91 내지 약 0.94g/cc이다. 부가하여, 그러한 혼성중합체들은 일반적으로 약 2.7 내지 4.5의 좁은 원자량 분배범위(Mw/Mn)를 갖는다. 그러한 혼성 중합체들을 마련하는 한 방법의 특징에는 상술된 미합중국 출원 제892,322 및 12,720호에 완전하게 기술되었다.

저압력 저밀도 에틸렌 혼성중합체들에 적용할 수 있는 종래의 압출장치 및 방법들, 즉, 상업적으로 유용한 압출기, 다이, 플레트닝장치, 니프롤 및 권취롤 등이 본 발명에 사용될 수 있다. 부가하여, 여러 가지의 종래의 첨가제들, 즉 윤활제, 블록킹방지제, 첨가산화 방지제 등이 종래의 실시에 따라 필름에 첨가될 수 있다.

부가적으로, 이질의 핵형성 첨가제들이 이들 혼성중합체로 형성된 필름의 광학적 특성을 개선하는 저압 저밀도 혼성중합체에 첨가될 수 있다. 광학적 특성들이 변형유체학적 인자들에 의해 주요하게 좌우되는 고압 저밀도 폴리에틸렌과는 다르게, 저압 저밀도 에틸렌 혼성중합체들의 광학적 특성은 결정화작용에 의해 제어된다. 이질의 핵형성 첨가제들이 이들 혼성중합체들에 결정화를 개시시키기 위해 부가위치를 제공한다. 결정화와 핵형성율과 결정화온도에의 증가 및 구형크기의 감소가 얻어진다. 이종의 핵융합 첨가제들은 높은 표면적 실리카, 카본블랙, 프탈로사이아닌(Phthalocyanine)그린 및 프탈로사이아닌 블루안료들을 포함한다. 이들 첨가제들은 약 2.5ppm 내지 2000ppm의 약이 사용된다.

본 발명의 장치는 저스트레인 경화중합체들, 즉 특정의 저압 저밀도 에틸렌 혼성중합체들, 예 일반적으로 유용하다. 중합체가 스트레인경화를 나타내는 벽위는 점성측정에 의해 결정될 수 있다. 중합체의 점성은 다수의 실험기술들(예를들어, 녹스빌, 테네사대학의 중합체 과학 및 공학부의 제이ㆍ엘ㆍ화이트의 보고서 제104를 보시오)에 의해 측정될 수 있다. 여기에 사용된 것처럼, "점성" 항목은 일정 스트레인을 방법에 의해 결정된 점성을 나타낸다. 예르들면, 엠ㆍ티ㆍ쇼의 1976년 뢸로지의 7차 국제회의에서 진행된 "프로그램할 수 있는 인장측정기계를 사용하는 용융의 점성"에 기술된 기술과 장치를 사용한다. 인용된 쇼의 참증에 기술된 것처럼, 그 방법은 서로 제어된 인스트론 인장측정기계를 사용한다. 실리콘유 욕조에 잠긴 중합체의 용융된 링의 말단들은 다음의 관계에 따른 가속율에서 분리된다.

L(t) = L₀exp(εt)

여기서 L(t) = 시간 t에서의 죠(Jaw) 분리(인치)

L₀= 최초 죠 분리(인치)

ε = 스트레인율(sec^-1), 일정

t = 시간(초)

힘변환기는 변형중의 하중을 측정하며 또 점성은 스트레스프 스트레인율로 나눠서 계산되며 또 섭씨 150도의 온도에서 변형중에 스트레인이나 또는 시간의 함수로 계산된다.

이러한 기술을 사용하여, 종래의 고압 저밀도 폴리에틸렌 용융액들이 상기 방정식에 따라 변형될 때, 점성은 22시간으로 된 가속율에서 증가하는 것이 관찰되었다. 0.65의 용융인덱스와 0.92g/cc의 밀도를 갖는 고압 중압화된 저밀도 폴리에틸렌의 이러한 특성은 제2도에 도시된다. 제2도는 3개의 상이한 스트레인율(제2도의 세개의 점곡선이 나타내는)에서 이물질의 전층 점도를 나타낸다. 그러한 종래의 고압 저밀도 폴리에틸렌의 스트레인 경화는 스트레인율이 증가되기 때문에 격렬하게 된다.

어떤 저압 저밀도 에틸렌 혼성 중합체들은 스트레인율이 낮을 때 작은 스트레인경화를 나타낸다. 제2도(실곡선을 보시오)는 스트레인 경화가 커진 스트레인율에서 격렬하게 되며 또 종래의 고압 저밀도 폴리에틸렌들에서 관찰된 정도가 아니라 낮아진 용융인덱스 수지들에서보다 더욱 격렬한 것을 나타낸다. 부가하여 좁은 원자량분배 저압-저밀도 에틸렌 혼성중합체들은 더 넓은 원자량 분배를 갖는 유사한 에틸렌 혼성중합체들보다 작은 스트레인 경화경향을 나타낸다.

스트레인이 작은 경화중합체들은 약 4.5보다 크지 않은 점성인덱스를 갖는 중합체들로 정의될 수 있다. 이 인덱스는 전체 헨키(Hencky) 스트레인 2에서 결정된 중합체의 점성대 약 0.2의 헨키 스트레인에서 결정된 점성의 율인데, 양쪽은 다 1.0초의 스트레인율에서 결정된다. 이들 점성치들은 제2도에 도시된 것처럼, 적절한, 점성곡선으로부터 얻어지고 직접 측정될 수 있다. 제2도에 도시된 것처럼, 전체 스트레인은 일정한 스트레인율이 측정에 사용되기 때문에 지지스트레인율 및 대응시간을 증가시킴에 의해 얻어질 수 있다. 헨키 스트레인의 정의는 제이ㆍ엠ㆍ델리의 1978년 9월 21일자 4판 비 뉴튼 유체역학의 "Eetensional Rheometers for Molten Polymers; A review"에서 발견된다. 일반적으로 말하면, 그러한 스트레인이 낮은 경화중합체들이 비록 약 4.5를 넘지않는 상기에 정의된 점성인랙스를 갖는 것들을 포함한다 해도, 그러한 중합체들은 약 3.5를 넘지 않는 점성인덱스를 갖는 것이 적절하다.

저압력 저밀도 에틸렌 C₃내지 C₈알파 오레핀 하이드로카본 혼성중합체들은 일반적으로 약 4.5를 넘지않는 점성인덱스를 나타낸다. 예를 들면, 0.918g/cc의 밀도를 가지며 에틸렌 및 부텐-1의 2.0용융인덱스 저압 중합화된 혼성중합체는 2.3의 점성인덱스를 갖는다. 유사하게 0.918g/cc의 밀도를 가지며 에틸렌 및 부텐-1의 1.0 용융인덱스. 저압 중합화된 혼성중합체는 2.6의 점성인덱스를 갖는다. 비교하면, 2.0 용융인덱스 중래의 고압중합화된 저밀도 폴리에틸렌(약 0.918의 밀도 : 상품명 DYNH-9로 유니온 카바이드 코포레이션에서 파는)은 7.7의 점성인덱스를 갖는다.

이제 도면을 참조하면, 제1도는 용융된 필름버블을 냉각하기 위하여 본 발명의 기술을 사용하는 관형블로운필름압출 공정의 일부를 도시한다. 특히, 용융된 필름버블 10은 비록 그것이 하향으로 또는 측면으로 압출될 수 있을지라도 도시된 바와같이 수직상방으로 환형다이 11의 립들 12를 통해 압출되는 것으로 도시된다. 상류장치(즉, 압출기등)은 종래의 공정 및 장치가 중합체물질을 환형다이 11로 전진시키고 용융시키도록 사용될지라도 도시되지 않았다. 유사하게 하류 장치(즉 붕괴 및 편평하게 하는 수단, 감아올리기로울 등)가 표시 안되지만 종래의 장치와 방법이 필름을 처리 및 취급하는데 사용된다. 용융된 필름 버블 10은 2개의 코일링 13 및 14를 통하여 필름버블의 외측에 대하여 공기 또는 다른 유체를 송풍함으로써 냉각된다. 공기냉각의 결과로서 응결선 16이 형성된다. 이 다이 위의 응결선의 높이는 처음에 필름버블이 냉각되는 율에 의하고 이 냉각율을 제어하는 것에 의하여 조절된다. 더 낮은 냉각링 13이 그것을 통하는 공기의 흐름을 조절 및 배분하게 공기 배플을 가지고 제공된다. 양 냉각링 13 및 14는 환상형이고 각각은 제1도에 표시된 공기흐름 화살표에 의하여 표시된 바와같이 필름버블 10진행을 냉각하고 둘러싸는 공기의 환상형흐름을 제공한다.

낮은 냉각링 13은 역시 주 냉각링으로서 참조되고 그것은 불안정하게 될 것 없이 상부 또는 보조냉각링 14부터 버블이 공기를 냉각하는 것에 견딜 수 있는 점에 신속하게 필름버블을 냉각한다. 즉 필름버블의 팽창점성(차냉각링부터 송풍되는 공기에 의하여 냉각됨)은 변형없이 보조 냉각링부터의 송풍공기속도가 높지만 저항하기 위하여 충분히 증가된다. 상부 또는 보조냉각링 14가 응결선 16밑의 점에서 전진하는 필름버블에 대하여 냉각공기의 부가적인 환상형 흐름을 제공한다. 표시된 바와 같이 판 15와 같은 수단이 상부 및 하부 냉각링 13 및 14사이의 공간을 밀폐하게 제공되어 냉각공기의 전부 또는 실질적으로 전부를 상부냉각링 14의 최상 부분에서 통상의 판을 통하여 장치부터 나가는 양냉각링에 준다. 냉각링 사이의 공간을 밀폐하기위한 어느 적절한 장치가 본 발명의 실행에서 사용된다. 부가해서 2개의 냉각링 이상의 것이 이용되고 냉각링의 각 인접세트 사이의 공간은 최종 냉각링의 최상위 부분에서 통상판을 통하여 나가는 냉각공기의 전부 또는 실질적으로 전부를 확보하기 위한 적절한 방법으로 밀폐된다.

제3도는 판상의 블로운필름 압출방법으로 전진하는 필름버블을 냉각하기 위한 2개의 분리된 냉각링을 사용하는 본 발명의 더 상세한 장치을 표시한다. 제3도를 참조하면 용융필름버블 20이 수직적으로 상부방향으로 다이 22의 다이립 21부터 압출된다. 일반적으로 23 및 24로 표시된 냉각링이 전진하는 필름 버블을 냉각하기 위하여 제공된다. 하부 또는 1차 냉각링 23이 일반적으로 상부요소 36, 중간요소 35 및 냉각유체 채널 A 및 B를 이루는 하부요소 34을 가진다. 밸브 28은 냉각채널 B의 입구부터 공기와 같은 냉각유체를 방지하는 오리피스 29를 개폐하기 위하여 제공된다. 제3도에 표시된 바와 같이 밸브 28은 전진하는 필름버블 20과의 접촉으로 하부립 30위와 하부오리피스 32를 통하여 하부냉각 채널 B을 통하여 흐르기 위한 냉각유체를 가능하는 열리는 위치에 있다. 상부 냉각 채넬 A를 통하여 흐르는 냉각 공기가 역시 만곡된 요소 31에 의하여 편향되고 오리피스 33을 통한 진행은 전진하는 필름 버블 20의 접촉과 립36a에 의하여 편향된다.

일반적으로 24로 표시된 상부 냉각링은 전진하는 필름버블 20과의 접촉으로 냉각액체의 흐름을 통하여 오리피스 41을 같이 이루는 각각 각기 지지된 상부립 40과 하부립 13, 상부판 38과 하부판 37을 가진다. 표시된 바와같이 공기와 같은 냉각유체가 채넬 42의 구멍43을 통하여 냉각링 24로 흐른다. 제3도에서 냉각링 23은 몇개 국면에서 조절된다. 상술한 바와 같이 밸브 28은 냉각채넬을 부분적으로 또는 완전히 밀폐하게 사용된다. 부가해서 상부조각 36은 냉각채넬의 틈새와 상부립 36의 높이를 조절하기 위하여 수직으로 이동된다. 마지막으로 수단(미표시)이 다이22의 면에 안치하는 것에 의하여 형성된 면25부터 떠나게 또는 향하여 전체의 냉각링23을 수직으로 조절하기 위하여 제공되고 그것에 의하여 통풍공간 26를 개폐한다. 공간 26이 개방되면 저부오리피스 32로부터 나가는 공기의 일부는 다이공간의 면 25와 저부립 30에 의하여 이루어진 공간 26를 통하여 또 공간 26을 통하여 흐르는 것에 의하여 통기된다. 사용되는 냉각링의 형과 크기와 같은 요인, 그들의 각각의 립모양과 냉각링 사이의 거리는 전진하는 필름버블의 안정성과 냉각율을 제어하기 위하여 아래에 기술된 바와 같이 제어되고 선택된다. 립모양은 전진하는 필름버블에 수직으로 직접 냉각액체의 흐름을 피하게 사용되는 것이 양호하다.

냉각링에 대한 공기공급은 바라는 바와 같이 통상의 공급원 또는 분리된 공급원부터 된다. 일반적으로 제1도에 도식적으로 표시된 바와 같이 2개의 냉각링이 사용될 때 저부냉각링은 용융필름버블에 대하여 전체 송풍공기의 대부분을 제공한다. 더욱 특별하게 보조냉각링을 통하여 주는 공기의 양은 필름버블의 온도, 냉각 공기의 속도와 온도 등에 의하여 전체 냉각공기의 25 내지 75퍼센트의 범위내에서 변한다. 일반적으로 저온에서 저스트레인 경화중합체의 필름버블은 불안정하게 될 것 없이 높은 공기속도에 견딜 수 있다. 그러므로 본 발명에서 저부 및 상부 냉각링에 주는 냉각공기의 관계 양과 속도는 안정된 필름버블을 얻는 것에 의하여 조절된다. 온도측정은 주 냉각링이 대략 80 내지 100퍼센트의 경도와 팽창점성에서 증가를 제공하는 용융온도부터 약 75 내지 100℉에 의하여 낮은 압력-낮은 밀도의 에틸렌 혼성중합체의 필름 버블을 냉각하는 것을 지시한다. 이들 데이타는 보조냉각링부터 소정의 냉각, 고속도의 변형에 견디는 것의 불안정한 문제없이 가능한 수준에 필름버블의 용융강도특성을 증가하기 위하여 충분한 증가냉각을 제공하는 낮은 교란의 공기 흐름, 비교적 낮은 속도로 보조냉각링에 의하여 용융필름버블이 받기 쉬운 다단계 냉각의 개념을 지지하는 경향이 있다. 공기흐름의 이 조합은 역시 냉각링 사이의 밀폐된 챔버에서 약간의 진공(대가하의 물의 0.09인치의 칫수에서)의 발생이 보인다. 부가하여 이 필름버블은 제2통풍지역이 생기는 보조냉각링을 통하여 통과하는 동안 내부로 직경이 감소한다. 이것은 더하는 냉각과 보조공기링의 전형적인 팽창에 의하여 뒤따른다.

냉각공기는 종래의 것과 같이 양호하게 냉동되며 예를 들면 저압 저밀도의 에틸렌 혼성중합체가 진행할 때 냉각공기는 양호하게 약 40 내지 60℉의 온도로 냉각된다. 그와 같은 냉각된 공기의 사용은 필름버블이 더욱 신속하게 냉각되는 것을 가능하게 하고 높은 제조율을 허용하여 그러므로 양호하다. 일반적으로 제1도에 도식적으로 표시된 바와같은 2개의 냉각링만을 사용하는 경우에서 냉각된 냉각공기는 다이직경의 인치당 약 20 내지 50SCFM의 율에서 정부공기링에 또 다이직경의 인치당 약 30 내지 60SCFM의 율에서 바닥링에 공급된다.

저압력 저밀도 에틸렌 혼성중합체를 위하여 용융 필름버블은 일반적으로 약 380 및 480℉ 사이 양호하게 약 380 및 450℉ 사이의 온도에서 다이를 나간다. 온도가 너무 낮은 장소에서 수지필름의 균열의 위험이 증가하고 약 480℉이상의 온도를 가지고 중합체의 하강의 가능성이 증가한다. 수지의 최소 온도는 높은 처리온도를 요구하는 수지의 낮은 용융지수를 가진 그의 용융지수의 함수이다.

전술한 계류중인 출원 제892,324 및 12,795에서 기술된 바와 같이 저압 저밀도 에틸렌 혼성중합체는 약 50mils보다 큰 다이 틈새를 사용한 관상 블로운 필름압출 방법에 의하여 용융 분열없이 필름으로 형성된다. 본 발명의 방법을 위하여 다이 틈새는 약 50부터 150mils의 칫수를 갖는다. 그러나 저압 저밀도 에틸렌 혼성중합체는 50mils 보다 적은 다이 틈새를 사용하는 관상 블로운 필름압출방법에 의하여 필름으로 역시 처리된다. 현재의 양호한 다이립모양은 1979년 12원 12일에 출원된 계류중의 미국출원 제99,061호에 발표되어 있는 것이다. 일반적으로 여기에 발표되어 있는 바와 같이 용융중합체와의 접촉에서 다이립 및 또는 다이랜드는 다이를 통하여 용융중합체의 흐름의 측과 관련하여 발산 또는 수렴의 한 각도에 있다. 그와 같은 모양은 필름제조에서 용융분열을 감소한다.

본 발명의 기술은 압출된 필름버블을 위한 통상버블형의 유지 즉 최소수의 팽창 및 수렴을 가진 원활한 절삭을 유지하게 사용된다. 처리 또는 특수한 수지에 의하여 최적의 필름버블형을 얻기 위하여 냉각링의 최적모양을 선택하기 위하여 어느 량의 시험 및 오차조작을 인도하는 것이 필요하다. 다음과 같은 고려를 기초로 하여 이 분야에 통상적으로 훈련된 사람이 바라는 버블형을 얻을 수 있을 것이다.

일반적으로 종래의 상용적으로 이용할 수 있는 공기링은 본 발명의 주냉각링 또는 하부냉각링으로서 사용될 수 있다. 유사하게 종래의 공기링은 본 발명의 상부 또는 보조냉각링으로서 사용된다. 부가하여 본 발명의 보조냉각링은 이하에서 더 상세하게 논의되는 제3도에 표시된 냉각링24의 비교적 간단한 구조를 가진다. 이들 간단한 구조는 본 발명의 주 또는 하부 냉각링으로서 역시 사용된다. 더우기 2개 이상의 냉각링이 이용될 수 있다.

본 발명의 주 냉각링으로서 상용적으로 이용할 수 있는 공기링은 예로서 그로우세스터 엔지니어링 캄파니 인코포레이티드(즉, 시리즈 700모델)부터 적용될 수 있는 것 및 필마스터부터 적용될 수 있는 것을 포함한다. 그와같이 공기링은 단일 오리피스형이든지 소위 2중 립형이든지 좋다. 오리피스 또는 틈새의 크기는 사용될 특수형 공기링에 의하여 고정 또는 조절될 수 있는 2중립 공기링은 단일 오리피스형보다 양호하다. 제3도는 그로우세스터(즉, 2중립 삽입을 가진 그로우세스터 모델 708로서)부터 상용적으로 이용할 수 있는 양호한 조절할 수 있는 갭 2중립 공기링을 표시한다. 제3도에서 밸브28은 하부 채널 B 및 오리피스32를 통하여 냉각공기의 흐름을 조절하게 조정된다. 유사하게 상부 요소 36이 상부 오리피스 또는 틈새 33의 크기를 조정하게 수직으로 상승 또는 하강될 수 있다. 물론 이것은 상부립 36a의 높이를 신장 또는 단축하는 동시의 효과를 가진다.

본 발명에서 주냉각링으로서 사용되는 2중립 조절갭공기링의 다른 형이 제4도에 표시된다. 이 형의 공기링은 필마스터부터 상용적으로 이용될 수 있다. 제4도에 표시된 바와 같이 필름버블 50은 도면에서 표시된 바와같이 수직으로 상부방향으로 다이 52의 다이립 51부터 압출된다. 일반적으로 53으로 표시된 공기링은 압출된 필름버블의 외측에 대하여 냉각공기를 송풍시키게끔 사용된다. 공기흐름의 방향은 제4도에서 화살표에 의하여 표시된다. 공기링53은 하부립59를 포함하는 바닥요소 56과 만곡조각58에서 종결하는 수직으로 조절할 수 있는 중앙요소 55 및 상부립 60을 가진 상부요소54를 가진다. 공기링 같은 냉각유체가 적절한 송풍장치(미표시)에 의하여 냉각채널 61을 통하여 인도된다. 공기흐름의 부분은 필름버블 50과의 접촉하면서 개구 67를 통하여 만곡된 요소 58에 의하여 상부로 상승된다. 이 공기는 상부립 60에 의하여 필름버블 50과의 접촉으로 채널된다. 채널61에서의 냉각공기의 잔여부분은 중심부분 55내의 개구 62를 통하여 채널 63내로 이동된다. 채널 63으로부터는 개구 68을 통하여 필름버블 50과 접속하고 있는 하부립 59에 의하여 상방으로 잔여부분이 이동된다. 중앙요소 55는 수직방향으로 중앙요소 55와 하부요소 56과 접하고 있는 나사 57의 장치에 의하여 제어될 수 있다. 따라서 중앙요소 55의 하면 55a와 바닥부분 56의 상면 56a 사이에 형성된 공간조절될 수 있다. 제14도에서의 공기링 53은 다이 52의 상면 65위에 지지되고(도시되지 않은 장치에 의하여)다이의 상면과 공기링 53의 저면 66사이에 채널 64가 형성되는 것으로 도시되고 있다. 그럼으로써 필름버블 50과 하부립 59사이에서 하향으로, 개구 68을 통한 공기흐름 그리고 이후에 제4도에서 화살표들에 의하여 도시된 바와같이 냉각시스템에서 외측으로 휘기 위한 공간 64를 통한 공기흐름의 사이퐁오프이 효과를 갖는다. 우선의 에어링의 립구조에 기인하여 이하에서 설명되는 바와 같이 상부 다이면 내에 홈이 져서 위치되거나 또는 직접 위치된다.

다른 상업용 공기링들, 또는 제3도에서 냉각형24에 의하여 도시된 형태의 냉각링은 냉각공기에 대한 단일 구멍만을 갖는 이들을 포함하는, 본 발명의 우선 냉각링으로서 활용될 수 있다. 또한, 다른 조정공간, 2중립 공기링들은 마찬가지로 이러한 목적을 위해 활용될 수 있다. 본 발명의 보조 또는 상부 냉각링으로서, 상용 단일 구멍 공기링이 스텔링 익스트루더 또는 빅터 엔지니어링 제품과 같은 것으로서 활용되어질 수 있다. 통상적으로 단일 구멍에어링은 본 발명의 상부 또는 보조 냉각링으로서 활용된다. 통상적으로 이러한 공기링들은 상부립의 바닥과 공기채널의 저면사이의 수직공간을 조정하기 위한 수직조정상 부립들을 갖는다. 이러한 방법으로, 공기링을 통하여 공급되는 공기의 양과 속도를 제어할 수 있다.

본 발명에서 상용에어링을 활용하는 대신에, 제5도 및 제6도에서 도시된 형태인 장치의 더욱 간단하고 저렴한 형태가 활용될 수도 있다. 제5도 및 제6도를 참조하면, 냉각링 70은 환형칼라 73에 의하여 접속되고 둘려진 상부환형판 71과 하부환형판 72를 포함한다. 상판 71의 환형개구에 부착된 것은 적당한 나사장치에 의하여 수직으로 조정될 수 있게끔 만들어진 상부립 76이다. 또한 저부립 77은 환형개구 또는 수평공극 78을 상부립 76과 동시에 규정하는 도시된 바와 같이 바닥판 72에 고정된다. 만약 상부립 76이 수직으로 조절된다면, 수직공극 79는 필요한 치수에 따라서 조절될 수 있다. 다수의 상부 채널들 74가 제공되며 이것들은 냉각링 70의 내부와 연결되는 개구 75를 갖는다. 또한 개구 75를 통하여 냉각공기가 흐르는 경우 냉각링 70의 내부내로 흐르는 그리고 개구 78의 외측으로 흐르므로서 필름버블과 접하도록 제6도에서 화살표로 도시된 바와 같은 환형상향 공기흐름을 형성하는 냉각공기의 공급원에 접속된다. 제5 및 6도에서 도시된 바와같이, 냉각링 70의 구성은 비교적 간단하다. 예를 들어서, 이것은 알루미늄, 강, 등의 용접된 판들과 같은 적절한 재료로서 구성된다. 적당한 형태 이외의 다른 특정설계 고려가 필요없다. 본 분야에서 숙련된 자들에게는 제5 및 6도에 도시된 냉각링이 종래의 공기링보다는 매우 간편하다는 것을 알 수 있을 것이다.

비록 제5 및 6도는 냉각링 70에로의 냉각공기의 공급원이 개구 75를 통한 상부에서부터임을 도시하고 있지만 이러한 냉각링에 냉각공기를 공급하는 것은 측방향 또는 하부에서도 가능하다.

본 발명에서 사용된 냉각링들이 립들의 구조에 따라서, 벤츄리작동은 냉각유체의 속도가 증가되는 결과로서 냉각링과 필름버블 사이의 공간의 좁아짐에 기인할 수도 있다. 이러한 벤츄리 작동은 냉각링을 향하여 필름버블을 송풍하는 진공효과를 갖는다. 일반적으로, 벤츄리작동의 형태를 장점으로 하는 립구조들은 냉각유체가 흐르는 곳을 통하여 박막거품과 냉각링 사이의 제한된 횡단면 공간을 유지하며, 가능한 필름버블에 평행방향으로 필름버블에 대한 냉각유체를 흐르도록 한다. 특히, 보다 낮은 립높이는 평행흐름과 개량된 거품안정성을 특징으로 한다. 어떤 거리에서, 박막거품의 기계적 방향강도가 높거나 또는 보다 낮은 립의 높이가 감소되거나 또는 낮은 립이 다이의 면내로 홈이 지거나(제3도참조) 또는 공기흐름에 의하여 발생된 진공이 제4도에서 도시된 바와같이 공기링과 다이면 사이의 통기에 의하여 파괴되지 않는 한, 벤츄리작동은 필름버블이 공기링의 낮은 립과 접속하거나 또는 이것을 향하여 편기되도록 한다. 또한 제4도에 도시된 바와같이(주 냉각링으로 사용되며 단일오리피스를 갖는 공기링의 경우에)공기링을 다이면에 형성시키고, 더 큰 틈새를 갖는 공기링(즉, 공기링의 오리피스크기)를 사용하며, 공기링의 하부와 다이면 사이로 공기를 배출시키는 공정에 의해 필름버블의 안정성이 개선되고 필름제조율이 증가된다는 것을 알 수 있었다. 그러므로 낮거나 주냉각링과 다이 사이의 공간을 제공하는 것이 바람직하다. 약간의 경우에 또 그런 공간을 통해 외부로 배출되는 공기 대신 립형상에 따라 그런 공간을 통해 시스템 속으로 인출된다. 어떠한 경유에도, 만약 공기가 이 공간을 통해 외부를 향해 배출될지라도, 필름버블을 냉각시키는 데 사용되는 전체공기의 작은 양(즉, 약 1%)뿐이다.

교대로, 주냉각링으로서 단일 구멍공기링을 사용하는 대신, 2개의 립 공기링이 주냉각링으로 사용될 수 있다. 2개의 립 공기링으로서 냉각공기의 충분한 양이 제3도 및 4도에 X로 표시된 지역속으로 그런 지역에서의 정압을 유지하고, 또 필름버블이 공기링의 낮은 립과 접촉하는 것을 방지하기 위해 가압된다. 반복시험을 통해, 2개의 립공기링의 낮은 구멍으로부터 공기흐름을 조절하는 가능성이 있으며 그것에 의해 그 지역에서 가능한한 곧은 필름버블을 얻기 위해 지역 X에 있는 압력을 조절할 수 있다.

주냉각링의 상부립의 높이(단일구멍 공기링의 경우, 공기링 공간을 조절하는 데 사용되어 부분적으로 공기부피와 공기속도를 결정하는)는 상향 흐름냉각공기가 필름버블로부터 멀리 들려지는 것을 방지하는 것에 의한 소위 벤츄리작용을 유지하는데 도움을 준다. 이 지역에서의 벤츄리 작용의 손실은 필름버블의 안정성을 감소한다. 그러므로, 본 발명에 주냉각링으로 사용된 공기링의 상부립 높이는 요망된 필름버블형태 및 안정성을 얻기 위해 조절되어야 한다.

보조 또는 상부냉각링들의 기능은 필름 버블을 더욱 안정시키며 또 필름버블이 그것이 높은 냉각공기속도를 견디도록 부분적으로 냉각되고 강화된 후에 부가의 냉각공기를 제공하는 것이다. 본 발명에 사용된 보조냉각링의 중앙구멍의 직경은 요구된 블로우업비 위의 범위에 따른다. 일반적으로, 저불로우업비로서, 비교적 큰 직경의 냉각링을 필름버블이 최대필름버블직경에 접근할 수 있거나 또는 커질 수 있는 냉각링 중앙구멍직경을 향해 인출되기 때문에 약간 처진 필름버블을 생산할 수 있다. 그래서, 작은 직경의 보조냉각링들 또 낮은 블로우업비로서, 필름버블은 보조냉각링 위의 "요부"를 생성하는 경향을 가질 수 있다(즉, 필름버블은 냉각링과 냉각링의 좁은 하류 근처 또는 그곳에서 불룩해진다). 이 결과는 주 및 보조냉각링들 모두가 소위 벤츄리방식으로 작용할 때(즉, 냉각 공기가 각각의 냉각링의 상부립을 지나 가속될 때) 자주 일어난다.

보조냉각링의 하부립의 높이는 임계치가 아니다. 사실 커진 공기부피들은 이 배치가 거의 완전하게 수직으로 냉각공기가 흐르는 반면 커진 립공간을 혀용하기 때문에 커진 하부립높이로 가능하다. 그러나, 이것은 보조냉각링 위의 필름버블 속으로 절단할 수 있다. 또 그래서, 하부립의 높이와 공기속도는 이러한 절단형상의 발생을 회피하도록 평형되어야 한다.

보조냉각링의 상부립의 적절한 최대높이는 그 높이가 약 2와 약 4인치 사이가 적합할지라도 약 4인치이다. 하부립의 높이보다 최소한 1인치 큰 것에서도 역시 적절하게 팽창된다. 상부립이 보조냉각링의 높이 너머로 크게 팽창된다면, 필름버블은 수평방향에서 전후로 적절하게 이동하거나 동요하는 경향이 있다.

필름버블과 그 형태의 안정성을 해치는 다른 치수는 주 및 보조냉각링 사이의 거리이다. 이 거리는 일반적으로 약 4와 약 15인치 사이, 적절하게는 약 6과 약12인치 사이이다.

저압 고밀도 에틸렌 혼성중합체들을 제조할 때, 제조되는 중합체의 총중량에 약 10중량%까지의, 종래의 고압 저밀도 폴리에틸렌의 작은 양이 첨가될 수 있다.

상술된 것을 바탕으로 하여 숙련된 기술자들이 적절한 장치를 선택할 수 있고 또 요망된 정상필름버블형태를 갖는 안정된 필름버블을 성취하기 위한 적절한 립형상을 선택할 수 있다. 다음의 실예들은 요구된 결과를 얻기 위해 제작될 수 있는 조절을 더 설명한다.

여기에 사용된, 항"용융인덱스"는 10분당 그램으로 보고된 섭씨190도에서 측정된 E상태, ASTM D-1238에 분류된 것으로 결정된 용융인덱스를 의미한다.

실시예 1-7

압출된 필름은 다음 장치를 사용하는 GRSN-7040(즉, 2.0 용해 인덱스, 0.920g/cc 밀도, 유니온 카바이드사의 상용에틸렌 및 부텐-1의 저압중합된 에틸렌중합체)에서 준비되었다.

압출기 : 3-1/2인치 직경 에간(Egan)

나사 : L/D = 24/1

최대속도 = 104분당 회전

형태 : 고농도 폴리에틸렌 0.2 용융인덱스용으로 설계된 저전단 혼합스크류

다이 : 형태 = 6인치(직경)환형 나선축 형

다이공간 = 출구 넓어짐에서 100밀(7/16인치 이상) 내지 50밀

우선 냉각링은 물의 11.5인치에서의 1790CFM에서 비례된 5Hp 가변속도압출기에 의하여 공급된 4직각성 공기 입구를 가지며 조정가능 립높이를 갖는 글루우세스타 엔지니어링모델 708 단일관 공기링이였다. 보조냉각링은 8인치 또는 12인치 다이들에 대하여 삽입되는 스텔링 15인치 공기링이였으며, 조정가능한 립높이를 가지며 또한 물의 12인치에서의 1970CFM에서 10Hp가변속도 배출기에 의하여 공급된 4직각 공기입구를 갖는다. 판금속차페와 플라스틱 필름은 두개의 공기링들 사이의 밀폐를 유지하도록 사용되었었다.

최대의 필름제조율이 얻어졌던 상태는 표1이하에서 도시된다(주 냉각링은 공기링의 하부와 다이공간 사이에 공간이 형성되지 않게끔 설치된다)

[표 1]

(a) 칼라를 흉내낸 5개의 엇갈린 링

(b) 율, 파운드/시간/인치 = 다이 외주의 중합체 필름/시간/인치의 파운드

실시예1과 2는 단순히 비교용으로 제공된 것이다. 단지 한개의 공기링이 이들 예에서 사용되었기 때문에 그들은 본 발명의 범위내에 있지 않다.

실시예 8-11

GRSN-7040에서의 블로운 필름은 다음의 장치를 사용해서 만들어진다.

압출기 : 2.5인치NRM 최대속도 = 120rpm

53mm ZDSK쌍스크류 형 = 쌍단형혼성스크류

나사 : L/D = 16/1

다이 : 형 = 6인치에간(디이름새 = 12밀)

주냉각링 : (1) 에간 단일 오리피스

(2) 듀알 립필라스터

보조 냉각링 : 스테어링8인치 다이립, 단일립설계 제1단계와 제2단계 냉각링 사이의 공간은 실시예 1-7에서와 같이 밀폐되어 있다. 그 압출기는 그 다이에 병렬로 연결되어 있다.

최대(1.5밀 두께, 18인치 레이플랫트)필름제조 조건은 표2에서 볼 수 있다.

[표 2]

a) 최대유용도

실시예 8과 9는 단지 단일냉각링을 사용하고 있는 본 발명의 범위 밖에 해당되므로 비교 목적을 위해서 포함시킨 것 뿐이다.

실시예 12-21

실시예 1-7에서 사용되고 있는 장치와 절차의 수지는 여러가지 확대율과 레이플랫트폭이 1.5밀 두께필름으로 제조되게 조정된다. 입수가능한 최대필름 제조율은 기타의 적절한 작용조건들과 함께 표3에서 볼 수 있다.

[표 3]

(a) 보조냉각링 없음

(b) 버어 = 블로우업 비

D = 최대튜브직경

d = 다이직경

실시예12는 단지 비교목적을 위해서만 포함된다. 제원에서와 같이 하찮은 높은 생산이 허용되는 12인치 직경의 보조냉각링의 사용은 높은 확대율로 평가된다. 그러나 12인치 냉각링은 1.9BUR 이하면 만족스럽지 않다. 더욱이 표3에서는 다소 처진 버블이 제조된 보조냉각링의 각 칫수의 최소의 확대율을 볼 수 없지만 그후 그 기포는 최종의 기포직경보다 더 큰 직경으로 제2단계 냉각링에서 뽑아내진다. 그리고 함유된 필름은 주름진다.

실시예 22-25

실시예 1-7의 장치와 절차의 수지는 1.5밀 두께, 18인치 레이플랫트폭 필름으로 제조된다. 제1단계 냉각링으로 사용되는 글로스터치이즈 공기링은 1 1/8인치 높이×7인치 ID 낮은 립, 다이면내의 7/8인치 오목부 즉, 2.5인치 높이×8인치 ID 상부립으로 장치되어 있다. 제2단계 냉각링으로 사용되는 순은 공기링은 한개의 1 1/4인치 높이×9 1/2인치 ID 낮은 립 즉 그리고 한개의 3인치 높이×10 1/2인치 ID 상부립으로 장치되어 있다. 실온은 전가동에서 냉각공기로 사용되었다. 적절한 조건과 결과는 표4에서 볼 수 있다.

[표 4]

실시예22는 단지 한개의 냉각링이 사용되고 있을 뿐이므로 비교 목적을 위해서 포함되어 있다. 더우기 실시예23-25는 본 발명으로 얻어질 수 있는 높은 필름제조율을 예시하려고 시도된 것이 아니고 오히려 다만 필름버블의 안정성의 주 냉각링으로부터 큰 공기 부피의 효과를 보이려 할 뿐이다. 그 제원은 주냉각링에서 그 공기부피가 조정된 값으로 초과될 때(높은 공급압력이거나 혹은 높은 립틈새)기포의 불안정성이 슬럼핑의 구성(예를 들면 필름버블내의 수측 팽창의 교차)이거나 혹은 맹열하게 선회하는 팽이(예를 들면 필름 기포의 나선으로 꼬임)로 발달한다는 것을 나타내고 있다.

여러가지 다른 변화경과수정은 본 발명의 정신과 범위에서 벗어나지 않는 한 본 발명내에서 제조될 수 있음은 통상의 지식을 가진 자이면 명백할 것이다. 상술한 내용은 본 발명의 한계를 지으려는 의도는 아니며 다음에 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 정해질 것이다.

Claims (1)

1. 저스트레인 경화중합체의 용융튜브를 압출하기 위한 다이를 포함하는 장치와, 상기 용융 중합체튜브의 안정성이 유지되는 동안 응결선이 형성되도록 상기 용융중합체 튜브를 냉각시키는 장치로 구성되고, 여기에서 상기 냉각장치는 상기 응결선 상류에 상기 용융중합체튜브 주위에 위치하는 적어도 2개 이상의 환형냉각링을 포함하며, 상기 냉각링의 각각은 상기 용융중합체튜브의 외주면에 접촉하여 환상의 냉각유체류를 발생시키는 장치로 구성되며, 상기 냉각장치는 상기 중합체튜브가 진행하여 마지막 냉각링을 통과할 때 형성되는 평평한 형태로 인하여 상기 냉각유체의 대부분이 실질적으로 배출되는 것에 의해 상기 장치로부터 상기 냉각유체를 배출시키는 장치를 포함하는 것을 특징으로 한 저스트레인 경화중합체로부터 필름튜브를 제조하기 위한 장치.

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