KR910000314B1 - 다층수지재료의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

다층수지재료의 제조방법
제1도는 본 발명의 방법을 적용한 다층수지재료 제조장치의 설명도.
제2도는 제1도의 장치에 사용하는 피이드블록의 이동경로 구성을 나타낸 사시도.
제3도는 제2도와 피이드블록에 의하여 얻은 다층수지시이트의 단면도.
제4도는 피이드블록의 다른 이동경로구성을 나타낸 사시도.
제5도는 제4도의 피이드블록에 의하여 얻은 다층수지시이트의 단면도.
제6도는 피이드블록의 또 다른 이동경로구성을 나타낸 사시도.
제7도는 제6도의 피이드블록에 의하여 얻은 다층수지시이트의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 제1압출기 2 : 제2압출기
3 : 제3압출기 4 : 피이드블록
5 : T-다이 6 : 절단기
7 : 분쇄기 11 : 제1이동경로
A : 내층수지 B : 외층수지
C : 접착성수지
본 발명은 다층수지시이트 또는 필름 등의 다층수지재료의 제조방법에 관한 것이다.
종래, 여러 개의 압출성형기를 사용하여, 서로 다른 수지를 혼합하고 다이에서 압출하여, 다층수지시이트 또는 필름을 제조하여 왔다.
이에 대한 다층수지재료로서는 예컨대, 에틸렌비닐알코올 공중합체 등의 가스배리어(gas barrier)수지를 내층으로 하고, 폴리올레핀수지를 필요에 따라 접착성수지를 개재하여 외층으로 한 것은 이미 알려져 있다.
다층수지재료의 제조에 있어서는 전체 폭에 걸쳐서 수지층 두께의 균일화가 필요함과 동시에 균일한 두께, 폭의 제품을 얻기 위하여 양측부를 다듬질(trimming)할 필요가 있었다.
또, 이러한 다층수지재료를 2차적으로 텐터(tenter)를 사용하여 연신하는 경우, 척(chuck)부는 스크랩으로 되기 마련이다. 이 스크랩은 단일 수지인 경우 분쇄 처리하여 재이용이 가능하지만, 다층 재료인 경우 전체 폭에 걸쳐서 복합화 되어 서로 다른 수지의 혼합물 때문에 재생처리는 곤란하다.
특히, 내열성이 다른 수지인 경우 재생이용이 곤란하기 때문에 자원의 절약, 가격 상승이라는 점에서 문제가 있다.
이 때문에, 다이에서 압출된 다층재료의 양단부를 실질적으로 외층수지만으로 되도록 하는 방법으로서, ① 다이(die)에 대한 연구가 있는 것(일본국 특허공보소화 49-5738호, 특허공보소화 57-26216호, 특허공보소화 58-3809호, 특허공보소화 59-l1789호), ② 피이드블록에 있어서 내층수지를 외층수지로 싸서 넣는 것(일본국 특허공보소화 57-262l6호)이 제안되어 있다. 그러나 ①의 방법에서는 다이구조가 복잡하게 됨과 동시에 수지의 변경, 층 두께 비의 변경, 작업조건의 변경 등에서 충분히 대응할 수 없는 결점이 있었다.
또 ②의 방법에서는 수지층의 전체 폭에 있어서의 두께분포를 균일하게 하는 것이 곤란함과 동시에 양단부에 단일 수지층을 충분하게 형성하는 것이 곤란하였다.
여기에서, 본 발명의 목적은 다이구조를 복잡화하는 일이 없이 트리밍부의 재생이용이 가능하고, 또한 전체 폭에 있어서의 각층의 살두께(肉厚) 분포정밀도도 양호하기 때문에 폭이 넓은 작업조건에도 대응할 수 있는 다층수지재료의 제조방법을 제공함에 있다.
그 때문에, 본 발명에서는 적어도 2종 이상의 열가소성수지를 피이드블록식 T-다이 공압출장치(共押出裝置)에 의하여 압출하여 다층수지재료를 제조함에 있어서, 다이출구 양단부가 실질적으로 단일수지로 형성되도록 피이드블록 종단부에서 층상태 수지의 양쪽에 수지를 보조적으로 도입하는 것을 특징으로 하고 있다.
요컨대, 피이드블록 종단부에서 층 상태의 수지의 양쪽부분에 수지를 보조적으로 도입하면 다이의 구조를 복잡화하지 않더라도, 다이출구 양단부가 실질적으로 단일수지로 형성되며, 또한 제품의 전체 폭에 있어서의 각 층의 두께분포가 균일화된다.
이에 따라, 그 양쪽부분의 트리밍부는 단일수지이기 때문에 트리밍부를 재생 이용할 수 있고, 그 결과 자원절약, 코스트 절감을 기할 수 있으며, 또 제품의 폭방향에서 각층의 두께분포가 균일하기 때문에 예컨대 2차적으로 텐터연신을 하는 경우에도 집중응력이 걸리는 일이 없이 소망하는 특성을 얻을 수 있기 때문에, 작업 조건의 변경에도 충분히 대응할 수 있다.
이제 도면을 참조하면서 더욱 상세히 설명하려하는 바, 제1도는 본 발명의 방법을 적용한 다층수지 제조장치를 나타내고 있다. 이 장치는 제3도에서 보는 바와 같이 내층수지(A), 접착성수지(C) 및 외층수지(B)로 된 3종 5층의 다층수지시이트를 제조하는 장치이다.
제1도에서 (1)은 내층수지(A)용의 제1압출기, (2)는 외층수지(B)용의 제2압출기, (3)은 접착성수지(C)용의 제3압출기이다. 이러한 압출기(1),(2),(3)에 의하여 압출된 수지(A),(B),(C)는 피이드블록(4)내에서 두께방향으로 다층화 된 다음, T-다이(5)의 슬릿(slit)에서 다층수지시이트로서 배출된다.
T-다이(5)에서 배출된 다층수지시이트는 그 양쪽 귓부분, 즉 양쪽부분이 절단기(6)로 절단되어, 소정의 치수 폭으로 성형된다. 절단기(6)로 절단된 트리밍부는 분쇄기(7)로 분쇄된 다음, 제2압출기(2)로 보내져서 재생 이용하게 된다. 더욱이, 이 도면중에서 (5A)는 냉각로울이다.
여기에서 사용되는 내층수지(A)로서는 에틸렌비닐 알코올 공중합체(에틸렌-아세트산비닐 공중합체 검화물(
Figure kpo00001
)), 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐-비닐리덴 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리아미드계수지, 폴리아크릴로 리트릴계수지 등이다.
또, 외층수지(B)로서는 폴리올레핀(폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 등 또는 이것들의 혼합물)이다.
여기에서, 이들 수지 100중량부에 대하여, 활석, 탄산칼슘, 실리카, 산화티탄 등의 충전제를 5-300중량부를 첨가하여도 좋다. 또, 필요에 따라 산화방지제, 자외선흡수제, 대전방지제, 활제 및 착색제 등을 가할 수도 있다. 나아가서, 접착성수지(C)로서는 불포화카르본산 또는 그 유도체 변성그래프트 폴리올레핀, 아이오노머 등이다.
제2도는 피이드볼록(4)내에 형성된 수지이동경로를 나타내고 있다. 제2도에 있어서, 피이드블록(4)내에는 제1압출기(1)와 서로 통해 있는 제1이동경로(11)와 제2압출기(2)와 서로 통해 있는 제2이동경로(12)와 제3압출기(3)와 서로 통해 있는 제3이동경로(13)가 각기 형성되어 있다.
제1이동경로(11)는 피이드블록(4)의 내부로 향하여 직진한 다음, T-다이(5)의 입구부로 향하여 직각으로 형성되어 있다. 제3의 이동경로(13)는 제1이동경로(11)와는 반대쪽의 면에서, 제1이동경로(11)를 사이에 두고 상하의 분기(分岐) 이동경로(13A),(13B)로 분기된 다음, 피이드블록(4)의 유입구 쪽에서 제1이동경로(11)의 상하축에 합류되어 있다.
제2이동경로(12)는 제1이동경로(11), 제3이동경로(13)에 대하여 직교하는 면에서 제1이동경로(11)를 사이에 두고 상하의 분기이동경로(12A),(12B)로 분기된 다음, 제1, 제3이동경로(11),(13)가 합류하는 위치로부터 수지이송방향 쪽을 향하여 약간 전방위치에서 이것들의 상하위치에 합류되어 있다.
제2이동경로(12)에서 하방으로 분기된 분기이동경로(12B)에는 보조도입이동경로(15)가 서로 통하게끔 형성되어 있다. 보조도입이동경로(15)는 각 이동경로(11),(12),(13)가 합류한 합류이동경로(14)와 평행으로 직진한 다음, 합류이동경로(14)쪽을 향하여 상승되고. 나아가서 합류이동경로(14)를 그 사이에 끼워서 양측의 분기이동경로(15A)(15B)로 분기된 다음, 피이드블록(4)의 종단부, 즉 다이(5)의 입구부 전단위치에서 이동경로(14)의 양쪽부분에서 합류되어 있다.
이와 같은 구성에서, 제1이동경로(11)에 내층수지(A)를, 제2이동경로(12)에 외층수지(B)를, 제3이동경로(13)에 접착성수지(C)를 공급하면 우선 피이드블록(4)의 유입구에서 이들 수지(A),(B),(C)가 두께방향으로 다층화 됨과 동시에 피이드블록(4)의 종단부, 즉 다이(5)의 입구부전단에서 보조도입이동경로(15)를 통하여 수지(B)가 보조도입수지로서 다층수지의 양측에 도입된다.
이와 같이하여 피이드블록(4)을 통과한 다층수지는 T-다이(5)에 의하여 시이트형상으로 압출 성형되어, 슬릿에서 배출된다.
T-다이(5)에서 배출된 다층수지시이트는 그 양쪽 귓부분(耳部), 즉 양측부가 절단기(6)로 절단되어 일정한 치수폭으로 성형된다. 절단기(6)로 절단된 트림부는 분쇄기(7)로 분쇄된 다음, 제2압출기(2)로 보내져서 재생 이용된다. 따라서, 본 실시예에 의하면 피이드블록(4)의 종단부에서 층 상태의 수지의 양측부에 수지를 보조적으로 도입하도록 하였으므로, 다음 단의 다이구조를 복잡하게 하지 않더라도 다이출구 상측부가 실질적으로 단일 수지로 형성되기 때문에 그 양측부의 트리밍부를 재생 이용할 수 있다. 그 결과, 자원절약과 코스트 절감을 기할 수 있다.
또, 제품의 폭방향에 있어서의 각 층의 두께분포가 균일화되기 때문에, 예컨대 2차적으로 텐터연신을 할 때에도 집중응력이 걸리는 일이 없이 희망하는 바의 특성을 얻을 수 있을 뿐 아니라, 또한 작업조건의 변경에 의한 제품품질에 미치는 악영향도 없다.
이 사실은 제1도의 장치에 의하여 실제로 다층수지시이트를 제조하였을 때의 실험예로부터 명백하다.
이것은 제1도의 다층수지재료 제조장치에 있어서, 내층수지(A)로서 에틸렌-비닐알코올 공중합체[에바아르(등록상표), EP-F 101, (주) 크라레, 에틸렌 함유율 32몰%, 멜트인덱스(melt index) 1.3g/10분] 10μ, 접착성수지(C)로서 무수말레산 변성 폴리프로필렌(이데미쯔 폴리탁크(등록상표), E100, 이데미쯔 석유화학(주)] 각 5μ, 양외층수지(B) 및 보조 도입수지로서 폴리프로필렌수지[이데미쯔 폴리프로, E100G, 이데미쯔 석유화학(주), 멜트인덱스 0.6g/10분]각 290μ으로 되도록, 각각의 압출기(1),(2),(3)에서 용융 혼합하여 피이드블록(4)내에서 다중, 다열화(多列化)하고 다이 (5)로부터 공압출 성형하여 3종 5층의 시이트(폭 600mm)를 얻었다.
여기에서, 원료 폴리프로필렌수지에는 시이트 트리밍부를 분쇄기(7)로 분쇄하고, 그 분쇄물의 전체량(약15%)을 혼합하여 재생 이용하였으나, 10시간의 연속 작업 후에도 제품시이트에 전혀 불량한 현상의 발생은 없었다. 또, 제품시이트의 전체 폭에 걸쳐서 각층의 두께의 정밀도는 극히 양호하였다.
더욱이, 상술한 실시예에서는 3종 5층의 다층수지시이트를 제조하는 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 제조방법은 2종 이상의 열가소성 수지의 다층수지시이트의 제조에도 널리 적용할 수 있다.
예를 들면, 제4도에 나타낸 피이드블록을 사용하면 제5도에 나타낸 바와 같은 2종 3층의 다층수지시이트를 제조할 수 있다.
제4도에 나타낸 피이드블록은 제3이동경로(13)를 생략하고, 보조도입이동경로(15)를 제3압출기(3)와 서로 통하게 하여 이 보조도입이동경로(15)로부터 외층수지(B)와 근사한 수지(B')를 공급하였다.
이에 따르더라도 상술한 실시예와 마찬가지 효과를 성취할 수 있었다. 이 경우, 제6도에서 보는 바와 같이 보조도입이동경로(15)를 제2이동경로(12)의 분기점 앞쪽에서 서로 통하게 하면 제7도에 나타낸 다층수지시이트를 얻을 수 있다.
그뿐 아니라, 이와 같이 하는 경우, 제3의 압출기(3)가 불필요하게 되는 이점이 있다. 또, 도해한 예에서는 각각의 수지공급량을 적당히 조정하는 수단을 생략하였으나, 각 수지공급량은 희망하는 살두께에 따라서 무단계로 조정할 수 있다.
나아가서, 보조도입이동경로(15)로부터 피이드블록 내에 공급되는 수지의 량은 내외층용 수지의 공급량에 대응하여 제어할 수 있다.
이 경우, 조정밸브 등을 도입이동경로(15)의 임의의 위치에 설치하면 내외층수지공급 이동경로와 독립한 제어를 달성할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 의하면 다이구조를 복잡하게 하는 일이 없이 트리밍부의 재생이용이 가능하고, 또한 전체 폭에 있어서의 각층의 살두께 분포정밀도도 양호할 뿐 아니라, 폭이 넓은 작업조건에도 대응할 수 있는 다층수지 재료의 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (13)

  1. 2종 이상의 열가소성 수지를 피이드블록(4)식 T-다이(5) 공압출(共押出) 장치로 압출하여 내층과 외층을 지닌 다층수지재료를 제조하는 방법에 있어서, 피이드블록(4)내에서 층상태수지의 양쪽에 외층과 실질적으로 동일한 수지를 보조적으로 도입하는 것을 특징으로 하는 다층수지재료의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 피이드블록(4)은 수지공급측이 유입구로 됨과 동시에 T-다이(5)로의 수지공급측이 종단부로 되어 보조적으로 도입되는 수지는 내외층이 층상으로 형성된 다음 피이드블록(4)의 유입구에 공급되는 것을 특징으로 하는 다층수지재료의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 보조적으로 도입되는 수지는 외층용 수지와 동일한 수지임을 특징으로 하는 다층수지 재료의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 보조적으로 도입되는 수지는 외층용 수지와 근사한 특성을 지닌 수지임을 특징으로 하는 다층수지재료의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 보조적으로 도입되는 수지는 외층용 수지 공급 이동경로를 통하여 공급됨을 특징으로 하는 다층수지재료의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 외층수지재료의 내외층 사이에 접착성 수지(C)를 공급하는 것을 특징으로 하는 다층수지 재료의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 내층수지(A)는 에틸렌비닐알코올 공중합체, 폴리염화비닐리덴, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐-비닐리덴 공중합체, 폴리비닐알코올, 폴리아미드계수지, 폴리아크릴로니트릴계 수지 중에서 선택한 하나임을 특징으로 하는 다층수지재료의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 외층수지(B)는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에틸렌-α-올레핀 공중합체 및 이것들의 혼합물 중에서 선택한 하나임을 특징으로 하는 다층수지재료의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서, 접착성수지(C)는 불포화카르본산, 그 유도체 변성 그래프트 폴리올레핀 및 아이오노머 중에서 선택된 하나임을 특징으로 하는 다층수지재료의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, 내층과 외층은 피이드블록(4)내에서 단면이 O형상을 이루는 층상으로 형성됨과 동시에 이 O형상의 가로폭이 넓어지도록 실질적으로 외층용 수지와 마찬가지 수지를 보조적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 다층수지재료의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서, 보조적으로 공급하는 수지는 외층용 수지 이동경로에서 도입됨과 동시에 내외층용 수지의 공급량에 대하여 공급량이 독립하여 제어되는 것을 특징으로 하는 다층수지재료의 제조방법.
  12. 소정의 중합체로 중간체를 형성함과 더불어 이 중간층의 양면을 중간층의 중합체와는 상이한 중합체로 된 외충으로 피복하여 연속하는 제1의 구조체를 형성하고, 또한 전기 중간층의 가로방향 양쪽 끝 및 제1의 구조체의 외면의 좌우면이 피복되지 않도록 용융 수지류(流)를 층상으로 하는 공정과, 전기 중간층 및 외층에 있어서 가로방향의 노출부에 전기외층을 구성하는 중합체와 동등하거나 이것에 적합한 용융 중합체류(流)를 연속적으로 퇴적시켜 전기 노출부를 피복하여 제2의 연속하는 다층구조체를, 형성하는 공정과, 전기 제2의 연속하는 다층구조체를 압출다이에서 압출하여 시이트 또는 필름을 형성하고 전기 중간층과 외층이 전기 시이트 또는 필름의 전체 폭에 걸쳐 균일한 두께를 가지며, 또한 전기 노출부를 피복하기 위한 중합체가 시이트 또는 필름의 가로방향 끝부분을 형성하도록 하는 공정으로 된 다층수지재료의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서, 제1 및 제2의 다층구조체는 중간층의 단면이 편평함과 동시에 외층의 단면이 원호상으로 형성되며, 이 외층은 긴 타원의 가로방향 중심선을 따라 편평한 중간층의 양쪽에 형성되고, 제2구조체에 있어서 노출부를 피복하기 위한 중합체 층은 긴 타원의 가로방향 중심선에 대하여 양쪽에 형성된 두개의 분리된 부분을 피복함과 동시에 외층의 상하부를 피복하지 않는 노출부로 하고, 또한 중간층의 가로방향 끝부분을 피복하는 중합체 층의 중앙부는 최대 두께로 됨과 동시에 중앙부에서 양쪽 끝 부분 쪽을 향하여 점차로 그 두께가 감소되는 다층수지재료의 제조방법.
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