KR920005556B1

KR920005556B1 - 2축 연신 필름의 제조 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR920005556B1
Application number: KR1019890004263A
Authority: KR
Inventors: 마사오 다까시게; 아까유끼 이와이; 히데노부 다께이찌; 야스오 다까이; 요시노리 사사끼; 마사도 마스오까; 유우이찌 오오끼
Original assignee: 이데미쓰 세끼유 가가꾸 가부시기가이야; 혼고오 무쓰미
Priority date: 1988-03-31
Filing date: 1989-03-31
Publication date: 1992-07-06
Also published as: CA1333001C; AU610366B2; AU3178889A; DE68926590T2; EP0335411A2; DK154389D0; DK154389A; US4978484A; EP0335411B1; ATE138847T1; KR890014234A; NZ228530A; DE68926590D1; EP0335411A3

Abstract

내용 없음.

Description

2축 연신 필름의 제조 방법 및 그 장치

제1도는 본 발명에 관한 2축 연신 필름 제조 장치의 한 실시예를 나타낸 전체 개략 구성도.

제2도는 제1도에 있어서의 Ⅱ화살표 확대됴.

제3도는 전술한 실시예 이외의 다른 실시예를 나타낸 전체 개략 구성도.

제4도는 제3도에 있어서의 Ⅳ-Ⅳ선 화살표 확대도.

제5도는 원단 필름의 두께 정밀도를 나타낸 특성도.

제6도는 연신 필름의 두께 정밀도를 나타낸 특성도.

제7도는 본 발명에 관한 2축 연신 필름 제조 장치의 전술한 이외의 실시예를 나타낸 전체 개략 구성도.

제8도는 본 발명에 관한 2축 연신 필름 제조 장치의 또다른 실시예에 있어서의 열처리 공정을 나타낸 주요부분 개략 구성도.

제9도는 제8도의 장치에 사용되는 홈 부착 로울의 사시도.

제10도는 종래의 2축 연신 필름 제조 장치를 나타낸 개략 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3 : 환상 압출 다이 11, 16 : 닙 로울(nip roll)

13 : 에어링(airing) 59 : 트리밍(trimming) 장치

A₁: 원단 필름 B₁, B₂: 연신 필름

본 발명은 2축 연신 필름의 제조 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 예컨대 식품 포장용 필름, 각종 공업제품의 포장용 필름을 제조하기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 필름 제조 방법 및 제조 장치에는 주속도(周度速)가 다른 2조의 닙 로울(nip roll) 사이에서 가열된 열가소성 수지내에 공기등의 기체를 불어넣어서 튜우브를 버블(bubble) 형상으로 팽창시키고, 동시에 2축 연신함에 따라 필름을 제조하고 있다.

제10도에는 종래의 튜우블럭(tubular)법 2축 연신 필름의 제조 장치를 모식적으로 나타내고 있으며, 이 도면에서 호퍼(hopper)(1)를 통해 압출기(2)에 넣은 열가소성 수지는 압출기(2)에서 가열 용융되어 환상 압출 다이(die)(3)로부터 압출된다. 이 압출 다이(3)의 외주에는 압출된 용융 수지의 온도를 제어하기 위한 히이터를 설치하고 있다.

압출 다이(3)에는 압출 다이(3)로부터 배출되는 관상(管狀) 용융 수지내에 기체(예컨대, 공기)를 불어넣기 이한 기체 분출구(4)가 설치되어 있으며, 이 기체는 도면에 없는 펌프등으로부터 압송되도록 되어 있다.

그리고, 압출 다이(3)로부터 점차 용융 관상 수지가 압출됨과 동시에 기체 분출구(4)에서 관상 수지내에 기체가 송입되면 관상 수지는 압출 다이(3)로부터 튜우브 형상으로 되어서 압출된다.

한편, 관상 수지가 압출 다이(3)로부터 압출되는 방향 위치에는 압출다이(3)와 일정한 간격을 가지고서 에어링(airing)(5)과 희망하는 온도의 냉각수를 공급하는 냉각 장치(6)가 각각 일정한 간격을 두고 배설되어 있으며, 이로 인하여 압출된 관상 수지는 에어링(5)으로부터 분출되는 공기 및 냉각 장치(6)의 냉각수에 따라 냉각되어서 일정한 두께의 외경을 가진 튜우브 형상 원단 필름(A₁)으로 된다.

냉각 장치(6)를 통과한 원단 필름(A₁)은 가이드판(7)에 아내되고 닙 로울(nip roll)(8)에 의하여 선단부는 가압되어서 튜우브 형상 원단 필름(A₁)은 2매(枚)가 겹쳐 접어진 원단 필름(A₂)으로 되어 있으며, 가이드 로울(9), (10)을 거쳐 닙 로울(11)에 이송된다.

닙 로울(11) 사이를 통과한 접어진 원단 필름(A₂)의 이송 라인 윗쪽 위치에는 필요에 따라 예비 가열용 히이터(12)가 설치되어 있고, 더욱이 에어링(13) 및 가열용 링 히이터(14)가 각각 일정한 간격을 두고 배설되어 있으며, 닙 로울(11)을 통과한 접어진 원단 필름(A₂)은 전술한 링 히이터(14)에 의하여 가열됨과 동시에 도면에 없는 공기 주입 수단에 의하여 희망하는 양의 기체가 압입(壓入)되어 버블 형상으로 팽창된다.

이와 같이 하여 희망하는 경도(硬度)와 외경을 가진 버블 형상 연신 필름(A₃)의 선단부 근방은 편평(偏平)가이드 로울(15)에 안내되어서 닙 로울(16) 사이를 통과하게 된다. 이때, 닙 로울(16)의 주속도(周速度)는 전술한 닙 로울(11)의 주속도 보다도 빨라지도록 설정되어 있기 때문에, 압입되는 공기의 작용과 협동하여 동시에 2축 연신되어서 버블 형상 연신 필름(A₃)이 성형되도록 되어 있다.

전술한 닙 로울(16) 사이를 통과한 버블 형상 연신 필름(A₃)은 2매가 겹쳐 접어진 연신 필름(A₄)이 되어서 이송 로울(17)을 거쳐 열처리로(18) 내에 도입되어 최종적인 열처리를 받은 후, 이송 로울(18) 사이를 통과한 다음 연신 필름(B)이 되어 통상 양단부를 절개하여, 예컨대 권취(券取) 로울에 감겨져 수납된다.

더욱이, 에어링(13)에서 분출되는 공기는 버블 형상 연신 필름(A₃)의 중심축선에 대하여 각도(

)를 이루는 방향으로 되어 있으며, 이에 따라 버블 형상 연신 필름(A₃)의 연신 개시점의 안정화 등이 적정하게 이루어지도록 구성되어 있다.

그런데, 연신 필름(B)의 두께가 균일하게 되기 위하여는 튜우브 형상 원단 필름(A₁)과 버블 형상 연신 필름(A₃)이 각각 균일한 두께를 가지고 있어야 하므로, 종래에는 압출 다이(3)에 설치된 립(rip), 즉 용융 관상 수지의 배출구의 개구폭(開口幅)을 가변(可變)할 수 있게 하고, 그 폭(립의 개구의 크기)을 수많은 조정 보울트로 조정하는 구성이 채용되어 왔다.

그러나, 압출 다이(3)는 환상(環狀)이기 때문에 전술한 조정 보울트로는 부분적인 조정이 곤란하다.

즉, 어떤 부분의 립(rip) 폭을 좁게 하면 필연적으로 다른 부분이 상대적으로 넓어지게 되어 전체적으로 영향이 없도록 조정할 수는 없다. 바꾸어 말하면, 조정으로 튜우브 형상 원단 필름(A₁)의 두께 정밀도를 향상시키기에는 한계가 있어 그 정밀도는 일반적으로 ±2~6% 정도에 불과하다.

한편, 튜우브 형상 원단 필름(A₁)은 버블 형상 연신 필름(A₃)으로 팽창되기 때문에, 압출 다이(3)에서의 미세한 조정은 확대되어서 버블 형상 연신 필름(A₃)의 두께분포에 1.5~4배로 증폭되어서 영향을 미치게 되므로, 최종 제품인 연신 필름(B)의 두께 분포의 균일화가 곤란하였다.

그 결과, 수득한 2축 연신 필름을 긴 로울 형상으로 권취했을 경우의 감긴 모양의 불량이나 인쇄, 라미네이트(laminate), 제대(製袋) 등의 2차 가공시의 불량 발생등으로 인하여 포장용, 공업용 필름으로서의 이용상 커다란 문제로 되어 왔다.

이 때문에, 튜우블러법 2축 연신법은 연신의 세로, 가로의 균일성이 우수하다는 큰 특징을 가지고 있으면서도 편육(偏肉 ; 적층관의 축에 수직인 절단면의 최대 두께와 최소 두께의 차) 정밀도 불량이라는 점에서 그 이용은 크게 제한되어 있다.

나아가서, 조정 보울트의 조정은 제조 장치 전체의 운전상황등 작업환경에 따라서 각각 상이하기 때문에 숙련자의 인력에 의존하지 않을 수 없으며, 그 때문에 자동화가 곤란하여 작업성이 나쁘다고 하는 문제가 있었다.

그래서, 다음의 (1)-(3)에 나타낸 바에 의하여, 전술한 바 두께 분포의 정밀도를 향상시킨 것이 알려져 있다.

(1) 발열체 원통을 한 방향 회전 또는 왕복 회전시켜 권취된 모양을 양호하게 하는 것(일본국 특허 공고 소 47-28696호 공보).

(2) 연신하기 전 또는 연신중의 튜우브에 그 튜우브의 변위(變位)에 대응시켜서 주방향(周方向)으로 분할된 열풍 분출구로부터 분출하는 열풍의 온도를 제어하도록 한 것(일본국 특허 공고 소 57-30369호 공보).

(3) 평판의 폴리에스테르 필름을 그 폭방향으로 연신시킬 경우, 연신 배율이 2배 이상으로 되는 영역에서 폭방향 위치에 온도 분포를 변화시킬 수 있게 된 가열장치를 설치하여 필름 폭이 두꺼운 부분에서는 가열 온도가 고온으로 되도록 구성된 것(일본국 특허 공개 소 52-47070호 공보).

그러나, (1)에 설명한 것에서는 공보중의 실시예에서 설명된 바와같이, 두께의 불균형이 ±10% 이상이고, 표면적인 권취 모양이 향상되었다하여도 두께 불균형의 본질적인 해결은 할 수 없었다.

(2)에 설명한 것에 있어서는, 열풍, 즉 공기를 가열하는 구성이기 때문에 분할하여 가열된 경우에 있어서도 정확한 분할 가열은 곤란하여 스스로 한계가 있다. 또한, 공보중의 실시예로부터 알 수 있는 바와같이, 연신하기 전의 예비 가열에서 온도차를 설정하여 두는 구성에서는 연신할 때에 있어서 그 온도차를 유지할 수 있다는 보증은 없다.

더욱이, (3)에서 설명한 바와같이, 평탄한 필름에 있어서는 그 폭방향 단부(端部)에서 필름의 중앙부와 가열 조건이 다르기 때문에 사실상 가장 적합한 제어는 할 수 없고, 그 제어는 불연속적인 제어로 되지 않을 수 없다.

더욱이, 필름 두께 등 균일한 물성을 얻기 위하여는, 버블 형상 연신 필름(A₃)의 형상(외경)을 일정하게 유지하는 것도 반드시 필요하게 된다.

그리하여, 편평한 가이드 로울(15)이 닙 로울(1) 쪽의 기부(基部)를 중심으로 부채꼴로 개폐할 수 있도록 함과 동시에 버블 형상 연신 필름(A₃)의 외경을 검출할 수 있도록 구성하여, 검출된 버블 형상 연신 필름(A₃)의 외경에 따라서 편평 가이드 로울(15)을 개폐시킴에 따라 버블 형상 연신 필름(A₃)의 외경이 일정한 값이 되도록 제어하고, 이에 따라 균질한 연신 필름을 얻을 수 있다는 것이 알려져 있다(일본국 특허 공보 소 46-154395호 공보 참조).

그러나, 편평 가이드 로울(15)을 동작 제어하는 구성에서는 먼저, 버블 형상 연신 필름(A₃)이 요동함과 동시에 완전히 동그란 원은 아니기 때문에 검출된 버블 형상 연신 필름(A₃)의 외경이 정확하지는 않으며, 그 때문에 편평 가이드 로울(15)의 제어는 반드시 적정하게 이루어지지는 않는다.

더욱이, 편평 가이드 로울(15)을 동작 제어하는 것만으로는 버블 형상 연신 필름(A₃)의 내압을 대폭 변경시키는 것은 곤란이 있으며, 그 때문에 버블 형상 연신 필름(A₃)에 압입, 밀봉시키는 기체량을 극히 정확히 하여둘 필요가 있으나, 압입된 기체는 장치의 운전중에 점차로 외부로 유출하여 버리기 때문에 어느 정도 기체가 유출한 시점에서 일단 운전을 중지하여 재차 기체 압입에 의한 버블 형상 연신 필름(A₃)의 형성작업부터 시작할 필요가 있으므로, 장시간 안정한 연속 운전을 할 수 없을 뿐 아니라, 작업성 저하와 수지, 필름의 손실의 발생이라고 하는 문제가 있었다.

나아가서, 편평 가이드 로울(15)이 부채꼴로 동작하면 버블 형상 연신 필름(A₃)이 편평화되는 각도가 달라지기 때문에 버블 형상 연신 필름(A₃)의 주행성(走行性)이 변화하여, 그 결과, 필름이 손상되는 등의 불합리를 가지고 있었다.

특히, 종래 방법에서는 버블 내용적(內容積)의 제어범위가 대단히 좁고, 연신 성형 개시때의 공기의 주입에 의한 버블의 형성을 주의깊게 실행할 필요가 있으며, 대형 장치의 운전에서는 대단히 곤란하였다.

또한, 2축 연신 필름의 제조 방법에 있어서는 필름 분자의 배향(配向 ; orientation)을 고정시켜서 칫수 안정성을 얻기 위하여 열처리를 실시하고 있다.

이러한 열처리를 하는 경우 튜우브 형상의 연신 필름(A₃)을 편평하게 접어 갠 상태에서, 예컨대 폴리아미드계 필름인 나일론-6을 200℃ 근방의 열처리를 하면 상하의 필름끼리 융착하기 때문에 처리후에 2장으로 분리할 수 없고, 제품으로서 사용할 수 없다고 하는 문제점이 발생한다. 이와 같은 문제점은 특히, 필름이 폴리아미드계와 같은 결정성 열가소성 수지 필름인 경우에 현저하게 된다.

그래서, 이와같은 문제점을 해결하기 위하여, 예컨대 편평하게 접어 갠 연신 필름에 열처리를 하는 튜우브 방식 및 연신 필름의 돌출부(lug)를 절개(切開)하여 2장의 필름으로 분리한 다음 엔드레스 벨트(endless belt) 형상체에 따라 양쪽 필름 사이에 간극을 유지한 상태에서 텐터(tenter)에 도입하여 필름의 양단을 클립으로 유지하면서 열처리를 하는 오븐(oven) 방식이 제안되어 있다(일본국 특허 공고 소 46-15439호 공보 참조).

상술한 튜우브 방식에 의하면 2장의 필름 사이에 공기가 존재하기 때문에 용착(溶着)은 발생하지 않으나, 뒤어난 칫수 안정정을 얻기 위하여 180℃ 이상의 온도로 열처리하면, 버블이 흔들려서 안정한 열처리가 곤란하게 된다고 하는 문제가 발생한다. 이 문제를 피하기 위하여 낮은 온도에서 열처리하면 반대로 양호한 칫수 안정성을 얻을 수 없게 된다.

또한, 오븐 방식에 의하면 다음과 같은 문제가 발생한다.

(ⅰ) 엔드레스 벨트 형상체를 가진 개재 장치가 대규모이기 때문에 작업 스페이스 및 장치 코스트의 점에서 불리하다.

(ⅱ) 필름에 상처가 생기기 쉽다.

(ⅲ) 엔드레스 벨트 형상체를 양 필름 사이에 개재시키면서 필름의 양단부를 안정하게 파지(把持 ; holding)하는 기구(機構)가 복잡하게 된다.

(ⅳ) 열처리의 경우의 필름의 수축 응력이 크기 때문에 파지기구를 상당히 견고하게 하지 않으면 필름이 파지기구로부터 이탈되어 연속 처리가 불가능하게 된다.

본 발명의 제1목적은 최종 제품인 필름의 두께 분포가 우수한 균일성을 가진 필름의 제조가 가능하게 됨과 동시에, 필름의 제조시에 있어서의 두께 분포의 조정, 관리를 자동화할 수 있는 2축 연신 필름의 제조방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

전술한 제1목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 2축 연신 필름의 제조 방법은 환상의 압출 다이로부터 압출된 용융상태의 열가소성 수지가 급냉되어서 되는 튜우브 형상의 원단 필름이 주속도(周速度)가 다른 2조의 닙 로울 사이를 이송하는 동안 가열 수단을 통하여 가열됨과 동시에, 내부에 압입, 밀봉된 기체의 압력에 따라 버블 형상으로 되어서 동시에 2축 연신되는 2축 연신 필름의 제조 방법에 있어서, 전술한 원단 필름 및/또는 2축 연신 필름의 두께 분포가 검출됨과 동시에, 이들 각 두께 분포에 대응하는 환상 압출 다이의 주방향(周速度) 온도 분포 및/또는 전술한 가열 수단의 주방향 온도 분포가 검출되어, 이들 각 두께 분포와 온도 분포의 상관관계에 따라서 압출 다이 및/또는 가열 수단의 주방향 온도 분포가 변화하게 됨에 따라 원단 필름 및/또는 2축 연신 필름의 두께 분포가 균일화 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 전술한 제1목적을 달성하기 위한 2축 연신 플림의 제조 장치는 환상의 압출 다이에서 압출된 용융상태의 열가소성 수지를 급냉하여 형성되는 튜우브 형상의 원단 필름이 2조의 닙 로울 사이에서 가열됨과 동시에, 내부에 주입된 기체의 압력에 의하여 2축 연신되는 2축 연신되는 2축 연신 필름의 제조장치에 있어서, 전술한 압출 다이의 주방향에 있어서의 온도 분포를 분할 제어할 수 있도록 설치된 제1가열 수단 및 또는 2축 연신 필름의 주방향에 있어서의 온도 분포를 분할 제어할 수 있도록 설치된 제2가열 수단과 압출 다이로부터 압출된 원단 필름의 두께 분포 및/또는 2축 연신 필름의 두께 분포를 검출하는 수단과 전술한 제1가열 수단 및/또는 제2가열 수단의 주방향 온도 분포를 검출하는 온도 분포 검출 수단과 검출된 전술한 두께 분포와 전술한 온도 분포의 상관관계에 따라서 전술한 제1가열 수단 및/또는 제2가열 수단의 주방향에 있어서의 가열 온도를 분할 제어하는 제어 수단을 가짐을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 제2의 목적은, 정확한 폭을 가진, 즉 균일한 연신 조건에서의 연신 필름의 제조가 가능하게 됨과 동시에, 연신 성형 개시시의 작업성이 양호하고, 장시간 운전이 가능한 2축 연신 필름의 제조 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

전술한 제2의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 2축 연신 필름의 제조 방법은, 환상 압출 다이로부터 압출된 용융상태의 열가소성 수지를 급냉하여 형성되는 튜우브 형상의 원단 필름이 2조의 닙 로울 사이에서 가열됨과 동시에, 내부에 주입된 기체의 압력에 따라 2축 연신되는 2축 연신 필름의 제조방법에 있어서, 연신 필름의 폭을 검출하여 희망하는 폭 보다도 클 경우에는 전술한 2조의 닙 로울 간격이 커지도록 한쪽의 닙 로울을 이동시키고, 연신 필름의 폭이 희망하는 폭보다도 작을 경우에는 전술한 2조의 닙 로울 간격이 좁아지도록 전술한 한쪽의 닙 로울을 이동시켜 연신 필름의 외경을 변화시킴을 특징으로 한다.

또한, 전술한 제2의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 2축 연신 필름의 제조 장치는, 환상의 압출다이로부터 압출된 용융상태의 열가소성 수지를 급냉하여 형성되는 튜우브 형상의 원단 필름이 2조의 닙 로울 사이에서 가열됨과 동시에 내부에 주입된 기체의 압력에 따라 2축 연신되는 2축 연신 필름의 제조 장치에 있어서, 연신 필름의 폭을 검출하는 필름 폭 검출 수단과 전술한 필름 폭 검출 수단의 검출 결과에 따라서 전술한 2조의 닙 로울 간격을 조정하는 이동 수단을 구비함을 특징으로 한다.

더욱이, 본 발명의 제3의 목적은 2장이 겹친 상태에서 필름의 융착을 일으키는 일이 없이 열고정을 할 수 있는 2축 연신 필름의 제조방법 및 그 장치를 제공함에 있다.

전술한 제3의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 관한 2축 연신 필름의 제조 방법은, 환상의 압출 다이로부터 압출된 용융상태의 열가소성 수지를 급냉하여 형성하는 튜우브 형상의 원단 필름이 2조의 닙 로울 사이에서 가열됨과 동시에, 내부에 주입된 기체의 압력에 따라 2축 연신 필름을 형성한 다음, 이 연신 필름을 편평하게 접어 개는 공정과 전술한 필름의 수축 개시 온도 이상으로서 필름의 융점보다 소정 온도만큼 낮은 온도 이하에서 편평 필름을 열처리하는 제1의 열처리 공정과 전술한 편평 필름의 양단부를 절개하여 2장의 필름으로 분리하는 공정과 양 필름 사이에 공기를 개재시켜서 중첩된 상태의 필름의 양단부를 파지(把持)하면서 필름의 융점 이하에서 이 필름의 융점보다 일정 온도만큼 낮은 온도 이상에서 필름을 열처리하는 제2의 열처리 공정과 제2의 열처리를 한 다음에 필름을 권취하는 공정을 가진 것을 특징으로 한다.

또한, 전술한 제3의 목적을 달성하기 위한 2축 연신 필름의 제조 장치는, 환상의 압출 다이로부터 압출된 용융상태의 열가소성 수지를 급냉하여 형성하는 튜우브 형상의 원단 필름이 2조의 닙 로울 사이에서 가열됨과 동시에 내부에 주입된 기체의 압력에 따라 2축 연신 필름을 성형한 다음, 이 연신 필름을 편평하게 접어 개는 수단과 편평 필름을 열처리하기 위한 제1의 열처리 수단과 편평 필름의 양단부를 절개하여 2장의 필름으로 분리하기 위한 트리밍(trimming) 수단과 양 필름 사이에 공기를 개재시키면서 양 필름을 겹치는 수단과 겹친 상태를 필름의 양단부를 파지하는 수단과 양단부가 파지된 2장의 필름을 열처리하기 위한 제2의 열처리 수단과 전술한 제2의 열처리 수단에 의한 열처리를 한 필름을 권취하는 수단을 가짐을 특징으로 한다.

더욱이, 본 발명에 있어서의 적용 수지로서는 나일론-6, 나일론-6, 6 등을 포함하는 폴리아미드, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀류, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리염화비닐리덴, 에틸렌ㆍ비닐알코올 공중합체, 폴리스티렌등을 들 수 있다. 이들의 필름은 이들 수지의 단층 필름, 다층 필름, 나아가서는 폴리에틸렌, EVA, 아이오노머등의 다른 수지와의 다층 필름이라도 좋다.

다음에, 본 발명에 의한 2축 연신 필름의 제조방법 및 그 장치의 실시예를 도면을 따라서 설명한다. 그리고, 다음의 실시예의 설명에 있어서, 전술한 종래의 장치와 동일하거나 동등한 구성 부분에 대하여는 동일 부호를 사용하여 설명을 생략하거나 간단히 하였다.

제1도에는 본 발명에 의한 2축 연신 필름의 제조장치(이하, 간단히 "제조장치"라고 약칭한다)의 개략도를 나타내고 있다. 이 도면에서 환상의 압출 다이(3)에는 제2도로부터 알 수 있는 바와같이 그 외주 측면을 따라서 제1의 가열 수단을 구성하는 8개의 히이터(3A)가 각각 일정한 간격을 두고 배설되어 있다.

이들 히이터(3A)는 압출기(2)에서 압출된 용융 수지의 온도를 제어하기 위한 것이고, 각각의 히이터(3A)는 서로 독립한 설정 온도에서 발열할 수 있도록 되어 있기 때문에, 압출 다이(3)의 주방향(周方向)에 있어서의 온도 분포를 적절히 변화시킬 수 있게 되어 있다.

더욱이, 압출 다이(3)에는 그 주방향 온도, 즉 히이터(3A)의 온도를 각각 독립하여 검출할 수 있게 한 온도 분포 검출 수단을 구성하는 온도 검출기(3B)가 설치되어 있으며, 이 온도 검출기에서 얻어진 8개의 온도 검출 신호는 제어부(21)로 들어가며, 그 결과, 압출 다이(3)의 주방향에 있어서의 온도 분포를 검출할 수 있도록 되어 있다.

또, 전술한 튜우브 형상의 원단 필름(A₁)의 외주측에는 원단 필름(A₁)의 외주방향에 있어서의 두께를 검출하는

선,

선 등의 방사선 두께 게이지(pachymeter) 등의 두께 분포 검출 수단을 구성하는 두께 분포 검출기(22)가 여러개 배치되어 있으며, 이들 두께 분포 검출기(22)의 검출 신호도 전술한 제어부(21)에 들어가도록 되어 있다.

제2의 열처리 수단을 구성하는 열처리로 (18)에서 열고정(熱固定)된 연신 필름(B)은 이송 로울(19) 사이를 통과한 다음, 커터(24)에서 2장의 연신 필름(B₁), (B₂)으로 분리되고, 연신 필름(B₁)은 3개의 가이드로울(25), (26), (27)을 통과하여 권취 로울(28)에 감겨져 수납됨과 동시에 연신 필름(B₂)도 3개의 가이드 로울(29), (30), (31)을 통과하여 권취 로울(32)에 감겨져 수납되도록 되어 있다. 이러한 경우, 2장의 연신 필름에의 분리는 열처리로 (18)의 앞에서 실행하여도 좋다.

전술한 연신 필름(B₁) 및 (B₂)의 이송 라인과 직교하는 방향 위치에는 연신 필름(B₁) 및 (B₂)의 폭방향에 있어서의 두께 분포를 따로따로 검출하는

선 등의 두께 분포 검출 수단을 구성하는 두께 게이지 등으로 되는 두께 분포 검출기(34), (34)가 각각 배설되었고, 이들 두께 분포 검출기(34)의 검출 신호는 전술한 제어부(21)에 들어가도록 되어 있다.

두께 분포 검출기(22)의 검출 신호를 제어부(21)를 통하여 원단 필름 두께 분포 기억부(35)(RAM 등으로 구성된다)에 기억하게 하는 한편, 두께 분포 검출기(34)의 검출 신호는 연신 필름 두께 분포 기억부(36)(RAM 등으로 구성된다)에 제어부(21)를 통하여 기억되게 한다.

제어부(21)는 연산 수단과 온도 분포 지시 수단을 구비하고 있음과 동시에, 제어부(21)에서는 들어온 각 검출 신호에 응답하여 원단 필름(A₁)의 두꼐 분포와 압출 다이(3)의 주방향(周方向)에 있어서의 온도 분포의 상관관계 및 연신 필름(B₁), (B₂)의 폭방향에 있어서의 두께 분포와 압출 다이(3)의 주방향에 있어서의 온도 분포의 상관관계가 연산되도록 되어 있다.

그리고, 제어부(21)로부터는 그 연산 결과에 따라서 압출 다이(3)의 주방향에 있어서의 온도 분포의 조정, 변화를 하게 하는 지시가 제어부(21)의 온도 분포 지시 수단을 통하여 온도 조정 지시 장치(37)에 부여된다.

전술한 온도 조정 지시 장치(37)는 압출 다이(3)의 주방향 온도, 즉 각 히이터(3A)의 온도를 분할 제어할 수 있는 것으로서, 전술한 바와같이 각 히이터(3A)의 온도는 독립하여 따로따로 설정되는 기능을 구비하고 있으므로, 히이터(3A)의 온도가 달라지면 압출 다이(3)의 주방향에 있어서의 온도 분포를 측정하여 변경할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 본 실시예의 제조 장치를 사용하여 연신 필름(B₁), (B₂)을 제조하는 방법을 설명한다.

먼저, 종래와 마찬가지로 원단 필름(A₁)을 형성한다. 이때, 종래와 같이 도면에 없는 조정 보울트에 의하여 립(lip)의 개구의 크기를 조정하고 원단 필름(A₁)의 두께가 가급적으로 균일하게 되도록 조정한다.

이어서, 닙 로울(9)에 의하여 가압, 변형되어서 2장 겹쳐 접어진 원단 필름(A₂)을 닙 로울(11)로 이송한다.

그리고, 닙 로울(11) 사이를 통과한 접어진 원단 필름(A₂)을 링 히이터(14)로 가열함과 동시에, 에어링(13)으로부터 연신 개시점에서 공기를 불어넣고, 내부에 기체를 압입, 밀봉시킴에 따라 버블 형상 연신 필름(A₃)을 형성한다. 이때, 공기의 분출 각도는 연신 필름(A₃)의 중심축에 대한 각도(

)가 30˚~60˚, 바람직하기로는 45˚로 되어 있다. 이와같이 하여 형성된 버블 형상 연신 필름(A₃)은 닙 로울(16) 사이를 통과하여 2장 겹쳐 접어진 연신 필름(A₄)이 된다.

이어서, 접어진 연신 필름(A₄)을 열처리로 (18)에서 열처리하여 얻은 2장 겹친 연신 필름(B)을 커터(24)로 2장의 연신 필름(B₁), (B₂)으로 절단하여 분리하여 각각 권취 로울(28), (32)에 감도록 한다.

이때, 전술한 두꼐 분포 검출기(22), (34)로부터 출력되는 검출 신호와 압출 다이(13)의 온도 분포를 부여하는 검출 신호가 검출됨에 응답하여, 제어부(21)에서는 원단 필름(A₁)과 연신 필름(B₁), (B₂)의 두께 분포에 대응하는 압출 다이(3)의 전술한 온도 분포의 상관관계를 연산하게 된다.

이어서, 연산 결과에 따라서 온도 조정 지시 장치(37)를 통하여 압출 다이(3)의 각 히이터(3A)의 온도를 조정 변화시킴에 따라 압출 다이(3)의 주방향에 있어서의 온도 분포를 변화시켜 수지의 점도를 변화시킴에 따라 원단 필름(A₁), 나아가서는 연신 필름(B₁), (B₂)의 두께 분포를 균일화시킨다. 더욱이, 압출 다이(3)의 주방향 온도는 예컨대 전압을 조정하는 등에 의하여 제어할 수 있다.

다음에, 그 실험예 1을 설명한다.

[실험예 1]

열가소성 수지로서 상대 점도 3.7인 폴리아미드 수지(나일론-6)를 직경 60mm의 압출 다이(3)로부터 압출하고, 냉각 장치(6)의 냉각수 온도를 40℃로 하여 이 냉각수로 급냉하였다.

또, 압출 다이(3)는 전술한 바와같이 주방향(周方向)으로 분할하여 온도 제어할 수 있는 8개의 히이터(3A)를 가지고 있다.

그 결과, 원단 필름(A₁)은 직경 80mm이고, 두께 100μ인 튜우브 형상으로 되었다.

또한, 버블 형상 연신 필름(A₃)을 형성하기 위한 링 히이터(14)를 적외선 히이터로 함과 아울러 에어링(13)에서 분출하는 공기는 버블 형상 연신 필름(A₃)의 중심축과 이루는 각도(

)가 45˚로 되며, 분출한 공기가 버블 형상 연신 필름(A₃)에 충돌하는 부위가 버블 형상 연신 필름(A₃)의 연신 개시점으로 되고, 연신배율은 MD/TD=3.0/3.2로 되었다.

이렇게 함으로써, 압출 다이(3)의 전술한 온도 분포를 일정하게 하였을 경우의 연신 필름(B₁), (B₂)의 정밀도가 ±8.5%임에 대하여 실험예 1에서는 ±4.0%로 향상되었다.

이상 설명한 바와같이, 본 실시예에서는 원단 필름(A₁)의 두께 분포를 두께 분포 검출기(22)로 검출함과 동시에, 연신 필름(B₁), (B₂)의 폭방향에 있어서의 두께 분포를 각각 두께 분포 검출기(34)로 검출하고, 또한 8개의 히이터(3A)의 온도를 온도 검출기(3B)로 따로따로 독립하여 검출하여 제어부(21)로 보냄으로써 각 두께 분포와 압출 다이(3)의 전술한 온도 분포의 상관관계를 연산하여 원단 필름(A₁)과 연신 필름(B₁), (B₂)의 두께 분포가 균일하게 되도록 히이터(4A)의 온도를 온도 조정 지시 장치(37)로 조정, 변화시켜, 결국 분할 제어하는 구성으로 하였으므로, 최종 제품인 연신 필름(B₁), (B₂)은 두께 분포의 균일성이 극히 우수하게 된다.

이렇게 함으로써 연신 필름(B₁), (B₂)의 길이방향의 로울 권취 형상은 양호하게 됨과 동시에, 이 필름에 대한 인쇄, 코우팅(coating), 다른 필름과의 라미네이트(laminate), 제대(製袋) 등의 2차 가공성이 우수하고, 물성의 균일성과 함께 포장용, 공업용으로서 그 응용범위를 확대할 수 있다.

또, 압출 다이(3)의 주방향에 있어서의 온도 분포는 제어부(21) 및 온도 조정 지시 장치(37)에 의하여 자동적으로 제어되므로 제조 작업 능률이 높고 제조 코스트를 염가로 하는 것이 가능하게 된다.

나아가서, 본 실시예에 의한 제조 장치는 종래 설비를 대략 그대로 이용할 수 있어 설비 투자등을 싼 값으로 할 수 있다.

그리고, 전술한 실시예에서는 두께 분포 검출기(22), (34)에 의하여 원단 필름(A₁)의 주방향에 있어서의 두께 분포와 연신 필름(B₁), (B₂)의 폭방향에 있어서의 두께 분포가 함께 검출되는 구성으로 되어 있으나, 어느 한쪽의 두께 분포만을 검출하는 구성으로 하고, 이 검출 경과에 따라서 압출 다이(3)의 주방향 온도 조정을 하여도 좋다. 또한, 두께 분포 검출기(22)의 배치 위치는 전술한 닙 로울(11)과 에어링(13) 사이에서 변경하여도 상관없다.

그리고, 압출 다이(3)에 설치되는 히이터(3A)를 8개로 하였으나, 4개 내지 20개로 하는 것도 매우 적합하며, 히이터(3A)로서는 펠티에(Peltier) 소자 등을 사용하는 구성으로 함에 따라 가열뿐만 아니라 냉각을 조합한 제어를 하는 것도 가능하다.

나아가서, 두께 분포 검출기(22), (23)로부터 출력되는 모든 검출 신호가 제어부(21)로 들어가는 것을 기다렸다가 압출 다이(3)의 온도분포를 조정하는 구성으로 하였으나, 두께 검출기(22), (34)의 검출 신호의 각각에 대응하여 제어부(21)가 온도 조정 지시 장치(37)를 제어하는 차례로 하는 것도 가능하다.

이때, 제어부(21)에서의 연산 결과를 예컨대 CRT 표시기에 표시하고, 그것을 주시함에 따라 온도 조정 지시 장치((37)를 수동으로 조정하는 구성으로 하여 제조 장치의 간소화를 도모할 수도 있다.

제3도에는 전술한 실시예와는 다른 실시예를 나타내고 있다. 이 실시예는 가열용 링 히이터(14)의 가열 온도를 주방향에서 분할 제어할 수 있음과 동시에, 버블 형상의 연신 필름(A₃)의 영역에 두께 분포 검출기(22)를 설치하였다는 점에 주요한 특징을 갖는 것이다.

즉, 제3도 및 제4도에 나타낸 바와같이, 가열용 링 히이터(14)에는 내면을 반사면으로 한 원통상의 케이싱(14S)의 내주면에 각각 독립한 설정온도로 발열할 수 있게 된 적외선 발열체(14A)가 일정한 간격을 두고 떨어져서, 여러개, 예컨대 16개가 설치되어 있으며, 각 적외선 발열체(14A)에는 적외선 발열체(14A)의 발열 온도를 개별적으로 검출하는 온도 분포 검출 수단이 구성된 온도 검출기(14B)가 각각 설치되어 있다,

따라서, 적외선 발열체(14A)는 그 온도가 검출되어서 과열되는 일이 없기 때문에 가능한 한 필름의 연신부에 접근하는 것이 가능하다.

또한, 버블 형상 연신 필름(A₃)이 편평 가이드 로울(15)에 의하여 가이드 되기 시작하는 근방 위치에는 버블 형상 연신 필름(A₃)의 지름 방향에 있어서의 두께 분포가 검출되는 두께 분포 검출기(22)가 설치되어 있다. 이 두께 분포 검출기(22)는 버블 형상 연신 필름(A₃)이 안정되는 위치, 즉 가급적 편평 가이드 로울(15)에 가까운 위치에서 측정하는 것이 정밀도가 좋다. 이러한 경우, 통 모양의 필름으로서 측정하기 때문에 통 모양의 부분의 전체 둘레를 동시에 측정하는 것이 가능하고, 또한 두께 분포 측정 위치와 제어되는 부분인 가열 위치가 근접하고 있기 때문에 제어부(21)에 피이드 백 되는 두께 분포의 검출 출력에 지연 전류가 거의 발생하지 않으므로, 제어부(21)에서의 처리를 신속하게 할 수 있다.

이 실시예에서 제어부(21)에 이하여 제어되어 얻을 수 있는 연신 필름(B₁), (B₂)의 두께 정밀도(%)와 필름 전체의 평균 두께와의 비(연신 필름 두께 정밀도/필름 평균 두꼐)인 Y_1-n와 제어에 필요한 제어계수(P)와 링 히이터(14)의 온도 변화량인 X_1-n와 링 히이터(14)가 일정한 온도로 되었을 경우에 있어서의 연신 필름(B₁), (B₂)의 두께 정밀도인 Q_1-n의 사이에는 일반적으로 다음 식(1)의 관계가 성립한다.

Y_1-n=PㆍX_1-n+Q_1-n…………………………………………………… (1)

따라서, 필름 제조에 앞서 미리 링 히이터(14)의 각부의 단위 온도당의 온도 변화량에 대응한 연신 필름(B₁), (B₂)의 두께 변화율을 구하여 두고, 실제의 필름 제조시에는 측정되는 연신 필름(B₁), (B₂)의 두께 분포로부터 제어하여야 할 링 히이터(14)의 온도를 구하여, 이 온도가 되도록 제어하게 된다.

그밖의 구성, 작용은 전술한 실시예와 대략 마찬가지이다.

이와같은 실시예에서는, 전술한 실시예에 있어서의 효과외에도 온도차 분할 제어에 의하여 필름의 두께 분포를 균일화시킴에 있어 연신 직전 또는 연신중에 필름의 두께 분포에 대응시켜서 링 히이터(14)에 의하여 필름을 가열하므로 보다 높은 효과를 얻을 수 있다.

나아가서, 적외선 발열체(14A)는 가능한 한 버블 형상 연신 필름(A₃)에 접근시킬 수 있는 구성이기 때문에, 예컨대 일본국 특허 공고 소 57-30369호 공보에 개시(開示)된 열풍의 온도를 제어하는 것에 비하여 열효율이 극히 높아서 에너지 절감을 도모할 수 있다.

다음에, 본 실시예의 효과를 확인하기 위하여 실험예 2 및 3에 대하여 설명한다.

[실험예 2]

본 실험예 2에서는, 열가소성 수지가 상대 점도 3.7인 폴리아미드 수지(나일론-6)로서 직경 60mm의 용융 수지 배출구를 가진 압출 다이(3)로부터 압출하여 20℃의 냉각수로 냉각함으로써 직경 80mm, 두께 100μ의 튜우브 형상 원단 필름(A₁)을 제조하였다.

더욱이, 이 실험예 2에서는 도면에는 없으나 전술한 실시예와 같이 압출 다이(3)의 주방향으로 8개의 히이터를 설치하여 각각의 히이터가 독립으로 온도 제어할 수 있는 구성을 채용하였다.

또한, 에어링(13)으로부터 연신 개시점쪽으로 향하여 분사되는 공기의 분출 각도(

)는 45˚로 하고, 연신배율 MD/TD=3.0/3.2로 하여 동시에 2축 연신하였다.

이 실험예 2에 있어서의 원단 필름의 주방향에서의 두께 정밀도는 제5도에 나와 있고, 또한 링 히이터(14)의 주방향 온도가 일정 온도 300℃로 되어서 연신된 연신 필름(B₁), (B₂)의 폭방향에 있어서의 두꼐 정밀도는 제6도중의 곡선(L₁)으로 나타내고 있다.

그리고, 제6도의 곡선(L₁)으로 나타내는 연신 필름의 폭방향에 있어서의 두께 분포에 대응하여 16분할된 링 히이터(14)에 의하여 온도차 ±60℃의 범위에서 히이터(14)에 온도차를 수동 설정하여 연신을 한 결과, 제6도중 곡선(L₂)으로 나타낸 두께 분포를 가진 연신 필름을 얻을 수 있었다.

제5도 및 제6도의 특성도로부터 명확한 바와같이, 원단 필름은 -7%에서부터 +5%의 폭으로 불균일성을 지니고 있으며, 링 히이터(14)가 일정 온도로 되었을 경우, 즉 링 히이터(14)가 분할 온도 제어되지 않을 경우에는 연신 필름은 제6도의 곡선(L₁)으로 나타낸 바와같이 -13%에서부터 +11%의 폭으로 불균일성을 지니고 있으나, 링 히이터(14)가 분할 온도 제어되었을 경우에는 제6도중 곡선(L₂)으로 나타낸 바와같이 -3%에서부터 +4%의 범위내에 필름의 폭방향 두께 정밀도가 향상되었다.

[실험예 3]

본 실험에 3에서는 전술한 실험예 2에서 연신 필름의 폭방향에 있어서의 두께 분포를 두께 분포 검출기(22), (34)로 연속적으로 측정하고, 그 측정된 신호를 연산 장치, 즉 제3도에 있어서의 제어부(21)에 입력함과 동시에, 온도 검출기(14B)의 각 검출 신호를 마찬가지로 제어부(21)에 입력하였다. 이들 입력된 검출 신호에 따라서 원단 필름(A₁)으로부터 연신 필름(B₁), (B₂)을 제조할 경우의 열가소성 수지에 가하는 열이 연신 필름의 두께 분포와 온도 분포와의 상관관계를 부여하는 관계식에 따라서 연산되고, 그 결과에 따라서 온도 조정 지시 장치(37)를 통하여 링 히이터(14)를 자동적으로 분할 온도 제어하여 2축 연신 필름을 제조하였다.

그 제조 작업은 12시간 연속하여 운전되었으며, 운전중의 2축 연신 필름의 두께 정밀도는 ±4% 이내로 되어 권취된 모양도 양호하였다.

또한, 두께 분포 검출기(22), (34)의 검출 출력이 소정의 값일 경우, 즉 버블 형상 연신 필름(A₃), 연신 필름(B₁), (B₂)의 두께 분포가 균일화되어 있을 경우에는, 링 히이터(14)의 조정은 하지 않고 연신 작업은 그 상태에서 속행하게 된다.

더욱이, 전술한 실시예에서 링 히이터(14)에 설치되는 적외선 발열체(14A)는 10장 내지 100장 정도로 하고, 이들 적외선 발열체(14A) 중의 일부인 10장 내지 60장 정도가 분할 제어되도록 구성하여도 좋다.

또한, 케이싱(14S)의 축방향 내측면 위치에서 상하방향을 따라 적외선 발열체(14A)를 2장 내지 20장 정도 설치하고, 이들 적외선 발열체(14A)중의 일부인 2장 내지 10장이 분할 제어되는 구성으로 하는 것도 가능한데, 요컨대 버블 형상 연신 필름(A₃)의 주방향에 가하여지는 열이 분할 제어되는 구성이면 좋다.

다음에, 본 발명에 관한 2축 연신 필름의 제조 방법의 또다른 실시예를 제7도에 따라서 설명한다. 더욱이, 전술한 각 실시예와 실질적으로 동일한 구성 부분에 대하여는 동일 부호를 사용하여 설명을 생략한다.

이 실시예는 접어 갠 연신 필름의 폭을 검출하여 그 검출 결과에 따라서 2조의 닙 로울 간격을 조정할 수 있도록 한 점에 특징을 가진 것이다.

제7도에서 닙 로울(16)은 부착부재(40)의 높이방향, 즉 버블 형상 연신 필름(A₃)의 길이방향을 따라서 왕복 이동할 수 있도록 된 가동대(可動台)(41)의 일단부에 브래킷(39)을 통하여 부착되며, 이 가동대(41)에는 보올너트 등의 너트 부재(42), (43)가 2개소에 설치되고, 이들 너트 부재(42), (43)에는 각기 보올나사 등의 이송 나사축(44), (45)이 맞물려 있다.

이송 나사축(44), (45)은 각기 전술한 너트 부재(42), (43)와의 맞무는 부분으로부터 뻗어나와서 부착부재(40)가 고정되어 있는 판상 기판(46)으로부터 도면중 하방향으로 돌출하는 길이에 설정되어 있고, 그 돌출 부분에는 각각 스프로킷(47), (48)이 고정되어 있으며, 이들 스프로킷(47), (48) 사이에는 체인(49)이 감겨져 있다.

또한, 가동대(41)에는 베어링(50)내를 미끄러져 움직일 수 있도록 된 가이드 로드(51)가 2개 관통되어 있으며, 이들 각 가이드 로드(51)의 일단부는 기판(46)에 고정됨과 동시에 타단부는 부착부재(40)에 고정되어 있다.

전술한 바, 한쪽 이송 나사축(45)의 전술한 돌출단부는 모우터(52)에 연결되어 있으며, 모우터(52)의 회전동작이 도면에 없는 감속기구에 따라 희망하는 회전수로 감속되어서 이송 나사축(45)으로 전달된다. 그때문에 스프로킷(48), 체인(49) 및 스프로킷(47)을 통하여 다른쪽의 이송 나사축(44)은 이송 나사축(45)과 동기화(同期化)하여 회전 운동되므로, 가동대(41)는 가이드 로드(51)에 안내되면서 부착부재(40)의 높이방향을 따라서 왕복 이동하게 된다.

따라서, 닙 로울(16)은 가동대(16)와 함께 부착부재(40)의 높이방향, 즉 버블 형상 연신 필름(A₃)의 길이방향을 따라서 왕복 이동된다.

여기에서, 전술한 이송 나사축(44), (45), 모우터(52)등에 의하여 닙 로울(16)의 이동수단이 구성되어 있다. 더욱이, 이 이동수단은 가압 펌프(booster pump) 및 실린더 등을 이용한 유압 제어 또는 공기압 제어등, 기타의 구성을 이용하는 것도 가능하다.

전술한 브래킷(39)은 닙 로울(16)이 이간(離間), 접근하는 방향으로 개폐할 수 있도록 되어서 버블 형상 연신 필름(A₃)의 팽창 선단부를 끼워 두거나 개방할 수 있도록 되어 있다. 또한, 도면중 앞쪽에 있는 브래킷(39)과 안쪽(도면에 없음)에 있는 브래킷(39)의 간격, 즉 한개의 닙 로울(16)의 길이는 부착부재(40)의 지면(紙面) 직교방향에 있어서의 폭보다도 길어지게 되어, 닙 로울(16)이 버블 형상 연신 필름(A₃)을 개방하는 방향으로 이동하였을 경우에는 부착부재(40)가 양 브래킷(39) 사이에 끼어들어 양 브래킷(39)의 동작이 방해되지 않도록 구성되어 있다.

전술한 닙 로울(16)에 의하여 접어 개어진 연신 필름(A₄)이 이송되는 이송 라인상에는 접어 개어진 연신 필름(A₄)의 필름 폭을 측정하는 필름 폭 검출 수단을 구성하는 폭 측정 장치(54)의 검출부(55)가 설치되어 있으며, 폭 측정 장치(54)에서 측정된 접어 개어진 연신 필름(A₄)의 필름 폭을 부여하는 전기 신호는 제어수단으로서의 제어부(56)에 넣을 수 있도록 구성되어 있다.

더욱이, 폭 측정 장치(54)로서의 광전관을 사용한 것 등이 가장 적합하며, 또 검출부(55)가 버블 형상 연신 필름(A₃)의 필름 폭, 즉 외경을 검출하는 구성으로 하여도 좋다.

전술한 제어부(56)에서는 폭 측정 장치(54)로부터 출력된 전기 신호가 들어가게 됨에 응답하여 도면에 없는 모우터 구동용 회로를 통하여 모우터(52)의 구동 제어를 하게 되고, 이에 따라 접어 개어진 연신 필름(A₄)의 폭이 일정하게 되도록 닙 로울(16)의 위치가 도면중 상하방향으로 변화된다.

다음에, 전술한 제조 장치를 사용하여 연신 필름(B)을 제조하는 방법에 대하여 설명한다.

전술한 각 실시예와 마찬가지 요령으로 압출 다이(3)로부터 압출되어 버블 형상으로 연신된 필름(A₃)은 닙 로울(16)을 통하여 편평하게 되어 이송 로울(17) 사이를 통과한 다음에 폭 측정 장치(54)의 검출부(55)에 의하여 측정되고, 그 측정결과는 제어부(56)로 들어가게 된다.

이어서, 그 측정 결과에 기초하여 제어부(56)에 의하여 모우터(52)의 회전동작이 제어되고, 닙 로울(16)은 버블 형상 연신 필름(A₃)의 길이 방향을 따라서 이동한다. 즉, 접어 개어진 연신 필름(A₄)의 폭이 소정치 보다도 클 경우에는 닙 로울(16)이 2조의 닙 로울 사이를 길게 하는 방향(도면중 밑으로 향하는 방향)으로 이동되어서 버블 지름이 작아지는 한편, 접어 개어진 연신 필름(A₄)의 폭이 소정폭보다도 작을 경우에는 닙 로울(16)이 짧아지는 방향(도면중 위로 향하는 방향)으로 이동되어서 버블 지름이 커진다.

따라서, 본 실시예에 의하면 폭 측정 장치(54)로부터 접어 개어진 연신 필름(A₄)의 필름 폭이 제어부(56)로 들어감에 응답하어 닙 로울(16)의 위치가 이동되어, 그 결과, 접어 개어진 연신 필름(A₄)의 필름 폭은 일정한 값으로 유지된다.

또한, 닙 로울(16)이 왕복 이동할 수 있도록 되어 있기 때문에, 작업 개시시에는 버블 형상 연신 필름(A₃)의 필름 폭은 반드시 높은 정밀도가 요구되는 것은 아니고, 버블 형상 연신 필름(A₃) 내로 압입하는 기체의 양은 특히 정확한 값이 아니더라도 닙 로울(16)의 위치를 제어함과 따라 그 오차가 흡수되므로 기체주입 작업이 단시간에 끝남과 동시에 작업에 숙련을 요하지 않는다. 따라서, 필름 폭이 희망하는 값으로 안정하기 까지의 시간이 짧고 운전 작업 능률이 향상된다.

이에 대하여, 제조 장치의 운전중에 버블 형상 연신 필름(A₃)으로부터 기체가 외부로 유출하였을 경우에 있어서도 닙 로울(16)을 이동시킴에 따라 버블 형상 연신 필름(A₃)의 내부 압력이 조정되므로, 종래와 같이 작업을 일단 중지하여 재차 버블 형상 연신 필름(A₃)의 성형으로부터 개시하는 등의 불합리가 없으므로 장시간 안정한 운전이 가능하게 된다.

그리고, 본 실시예의 제조 장치는 운전 개시후는 제어부(56)에 의하여 자동적으로 제어되므로 작업성이 극히 우수하다.

더욱이, 닙 로울(16)을 왕복 이동시키는 기구의 구성으로서는 일정한 레버 조작등에 응답하여 동작하는 모우터를 사용하는 구성, 혹은 모우터를 사용하지 않고 이송 나사축(44), (45)에 이송 나사축 구동용 핸들을 부착하고, 이 핸들을 인력으로 회전시키는 구성도 가능하다. 이런 경우, 예컨대 폭 측정 장치(54)의 측정 결과를 CRT 표시기에 표시시켜, 그 표시를 보면서 인력으로 레버 조작, 혹은 핸들의 회전 조작을 함으로써 닙 로울(16)을 이동시키는 것이 좋다. 이와 같은 구성에 의하면 제어부(56) 등의 전기적인 구성이 불필요하게 되므로 제조 장치의 설계 및 조립 작업등이 용이하게 된다.

나아가서, 접어 개어진 원단 필름(A₂)을 별도로 형성하여 두고, 버블 형상 연신 필름(A₃)에의 성형작업부터 개시하도록 제조 장치를 구성하여도 좋다.

제8도에는 버블 형상 연신 필름(A₃)이 닙 로울(16)을 통하여 접어 개어져서 편평한 연신 필름(A₄)으로 된 다음에, 이것을 열처리하는 장치의 한 실시예를 나타내고 있다.

이 도면에서, 본 장치는 접어 개어진 연신 필름(A₄)을 열처리하기 위한 제1열처리 수단인 제1가열로(18), 구체적으로는 열풍로와 여러개의 가이드 로울(56)을 통하여 이송되는 연신 필름(A₄)의 양단부를 절개하여 2장의 필름(B₁), (B₂)으로 분리하기 위한 트리밍(trimming) 수단인 블레이드(blade)(58)를 가진 트리밍 장치(59)가 설치되어 있다. 또한, 가이드 로울(56)을 통하여 이송되는 양 필름(B₁), (B₂) 사이에 공기를 개재시키면서 양 필름(B₁), (B₂)을 겹치는 수단으로서는, 상하에 떨어져서 위치하는 한쌍의 로울(60), (60) 및 필름(B₁), (B₂)의 진행방향을 따라 차례로 위치하는 3개의 바람직하기는 홈 부착 로울(61A-61C)(제9도 참조)과 겹친 상태의 필름(B₁), (B₂)의 양단부를 파지하는 수단인 텐터(tenter)(62)와 양단부가 파지된 2장의 필름(B₁), (B₂)을 열처리하기 위한 제2열처리 수단인 제2가열로(63), 구체적으로는 열풍로가 설치되어 있다. 더욱이, 전술한 홈 부착 로울(61A-61C)은 홈 부착 가공후 표면에 도금 처리를 한 것이다. 나아가서, 제2열처리를 한 필름(B₁), (B₂)을 여러개의 가이드 로울(64)을 통하여 감기 위한 권취 수단인 권취기(28)가 설치되어 있다.

이상의 구성에서, 연신 필름(A₃)을 편평하게 접어 갠 다음, 제1열처리로서 제1가열로(18)에서 필름(A₄)의 수축 개시 온도 이상이고, 필름(A₄)의 융점보다 30℃ 낮은 온도 이하에서 이 편평 필름(A₄)을 미리 열처리한다. 이 열처리에 따라 필름(A₄)의 결정화 정도가 증대하여 겹쳐진 필름끼리의 활성(滑性)이 양호하게 된다. 다음에, 접어 개어진 필름(A₄)의 양단부를 트리밍 장치(59)의 블레이드(blade)(58)로 절개하여 2장의 필름(B₁), (B₂)으로 분리한다. 더욱이, 이 필름(A₄)의 절개는 양단부로부터 약간 안쪽으로 블레이드(58)를 위치시킴에 따라 부분적으로 돌출부가 생기도록 하여도 좋고, 또는 필름(A₄)의 접은 부분에 블레이드(58)를 위치하게 함에 따라 부분적으로 돌출부가 생기도록 하여도 좋다. 다음에, 로울(60), (60)의 상하에 각기 필름(B₁), (B₂)을 분리하여 이송함에 따라 각 필름(B₁), (B₂) 내면에 공기를 접촉시킨다.

다음에, 제9도에 나타낸 바와같이 각기 홈(61)을 가진 3개의 홈 부착 로울(61A-61C)에 차례로 이송함에 따라 양 필름(B₁), (B₂) 사이에 공기를 개재시키면서 양 필름(B₁), (B₂)을 겹친다. 이와같이 홈 부착 로울(61A-61C)을 사용함에 따라 이 홈(61)을 개재하여 필름(B₁), (B₂)과 공기의 양호한 접촉 상태를 얻을 수 있다. 다음에, 겹친 상태의 필름(B₁), (B₂)을 제2가열로(63)에 이송하고 텐터(62)로 양단부를 파지하면서 제2단의 열처리로서 필름의 융점 이하이고, 필름의 융점 보다 30℃ 낮은 온도 이상에서 이들 2장의 필름(B₁), (B₂)을 열처리한다. 최후에 열처리를 한 필름(B₁), (B₂)을 가이드 로울(64)을 통과시켜 권취기(28)로 권취한다.

다음에, 상기한 열처리 장치를 사용하고 처리 조건을 구체적으로 바꾸어서 열처리를 하였을 경우의 각 실험예 및 비교예를 설명한다.

[실험예 4]

결정성 열가소성 수지로서 폴리아미드계의 나일론-6(상대 점도 3.7)을 사용하여 직경 60mm의 환상 다이로부터 압출한 다음, 15℃의 냉각수 속에서 급냉하여 직경 90mm, 두께 120μ의 튜우브 형상 나일론 필름(수축 개시 온도 45℃, 융점 215℃)을 제작하였다. 이 원단 필름을 한쌍의 닙 로울 사이에서 적외선 히이터를 사용하여 가열함으로써 연신 배율 MD/TD=3.0/3.2로 동시 2축 연산을 하였다.

다음에, 이 나일론 필름을 가이드 로울(15)과 핀치 로울(16)에 연속적으로 공급하여 접음에 따라 편평 튜우브 형상 나일론 필름을 얻었다.

다음에, 이 편평 나일론 필름을 제1열풍식 가열로(18)(클립방식)에 이송하여 여기서 나일론 필름에 60℃, 5초간의 제1단의 열처리를 하여 미리 열고정을 하였다.

이어서, 편평 나일론 필름의 양단부를 트리밍 장치(59)로 절개하여 2장의 나일론 필름으로 분리한 다음, 이들 나일론 필름을 로울(60), (60)에서 격리하여 내면을 공기와 접촉시키고, 계속하여 도면에 없는 홈 없는 로울 사이를 통과시킴으로써 재차 중첩시켰다.

다음에, 제2열풍식 가열(63)에서 양단부를 텐터(62)로 파지하면서 이들 나일론 필름에 210℃, 10초간 동안의 제2단의 열처리를 하여 열고정을 하였다.

이어서, 열고정을 한 이들 나일론 필름을 권취기(28)로 감았다.

상기한 열처리를 하여 얻은 나일론 필름은 2장이 겹친 상태에서도 필름끼리의 융착이 없고 2장으로 분리할 수 있었다. 또한, 115℃의 뜨거운 물속에서의 수축율은 MD/TD=4.0/4.0(%)이며, 증류기(retort)에서도 사용할 수 있는 칫수 안정성이 양호한 나일론 필름을 얻을 수 있었다.

[실험예 5-13]

제1가열로(18)와 제2가열로(63)의 가열 온도 및 로울(61A-61C)의 홈(13)의 유무에 대하여 각기 조건을 달리하여 각 실험예에 의한 나일론 필름을 얻었다. 사용한 나일론 필름등의 조건은 실험예 4와 마찬가지이다. 심험예 5-9에서는 홈이 없는 로울을 사용하고, 또한 실험예 10-13에서는 홈 부착 로울(61A-61C)을 사용하였다. 더욱이, 이들 홈 부착 로울(61A-61C)은 금속 로울의 표면에 10cm 피치로 교차시킨 2줄기의 홈을 형성하고 표면에 크롬 도금을 할 것이다.

[비교예 1]

상기한 실험예와 마찬가지로 폴리아미드계의 나일론-6을 사용하여 튜우브 형상 나일론 필름을 제작한 다음, 이 원단 필름을 2축 연신하였다.

다음에, 이 나일론 필름을 접어 개어서 편평하게 하고, 이 편평한 나일론 필름을 열풍식 가열로에서 150℃, 5초 동안의 제1단의 열처리를 한 다음, 2장 분할에 의한 공기 개재를 하지 않고서 다음의 열풍식 가열로에서 190℃, 10초 동안 제2단의 열처리를 하여 열고정을 하였다.

그런 다음, 다음 공정에서 2장 분할하여 권취하고자 하였으나 융착이 발생하고 있어서 권취할 수 없었다.

[비교예 2-6]

가열로의 가열 온도와 공기 개재의 유무에 대하여 각기 조건을 다르게 하여 각 비교예에 의한 나일론 필름을 수득하였다. 사용한 나일론 필름 등의 조건은 비교예 1과 마찬가지이다. 더욱이, 비교예 3, 4 및 6은 필름을 2장으로 분리한 다음 홈 부착 로울을 사용하여 나일론 필름에 공기를 개재시켜서 실시한 것이다.

비교예 2의 경우, 비교예 1과 마찬가지로 필름 사이에 공기가 개재하고 있지 않았기 때문에 융착이 발생하였다. 비교예 3과 4의 경우, 제2단의 열처리 온도가 220℃와 나일론-6의 융점(215℃)을 초과하였기 때문에 공기는 개재하고 있었으나 융착이 발생하였다. 비교예 5의 경우, 제1단의 열처리 온도가 190℃와 융점보다 30℃ 낮은 온도(185℃) 이상은 아니였기 때문에 수축율이 커졌다.

상기한 실험예 4-13과 비교예 1-6의 각 처리 조건 및 각각의 실험예와 비교예에서 얻은 나일론 필름의 성상을 평가한 결과를 종합하여 표 1에 나타내었다. 성상의 평가는 권축도(curliness), 융착 정도, 수축율에 대하여 하였고, 종합 평가로서 합격, 불합격 판정을 하였다. 이 표에서 권축도에 있어서, ○는 권축 없음, △는 권축도 작음, ×는 권축도 큼을 각각 뜻하며, △까지는 기계적인 문제가 생기지 않는 레벨이다. 융착 정도는 24시간의 감시하에서 측정한 것이고, ◎는 전혀 없음, ○는 1-2개, △는 3-10개, ×는 융착큼(大), ××는 전체면의 융착을 뜻하고, ○, △는 융착 강도가 작은 것으로서 기계적으로 박리될 수 있는 레벨이며, ×는 기계적으로 박리가 될 수 없는 레벨이다. 수축율은 95℃와 115℃의 뜨거운 물속에서의 수축율을 각기 측정한 것이다. 또한, 합격, 불합격 판정에서 ◎는 공업적 연속 생산에 가장 적합, ○는 공업적 연속 생산에 지장 없음, △는 공업적 연속 생산이 가능하나 다소 문제가 있는 것이고, ×는 문제가 커서 연속 생산이 곤란한 것, ××는 공업적 연속 생산이 불가능하여 전혀 제품으로 되지 않음을 각각 나타내는 것이다.

이 표의 평가로부터 실험예에 따라 수득한 나일론 필름은 비교예에 따라 수득된 나일론 필름과 비교하여 권축도, 융착 정도, 수축율 등의 어떤 점에서도 양호하고, 치수 안정성이 우수한 나일론 필름을 얻을 수 있음을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면 최종 제품인 필름의 두께 분포가 우수한 균일성을 가진 필름의 제조가 가능하게 됨과 동시에, 필름의 제조시에 있어서의 두께 분포의 조정, 관리를 자동화시킬 수 있고, 또한 균일한 연신 조건에서의 연신 필름의 제조가 가능하게 됨과 아울러 연신 성형 개시할 때의 작업성이 양호하여 장시간 운전이 가능하게 되고, 나아가서 2장 겹친 상태에서 필름의 융착을 일으키는 일이 없이 열고정을 할 수 있는 2축 연신 필름의 제조 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다.

[표 1]

Claims

환상의 압출 다이(3)로부터 압출된 용융 상태의 열가소성 수지를 급냉시켜 되는 튜우브 형상의 원단 필름(A₁)을 주속도(周速度)가 다른 2조의 닙 로울(11), (16) 사이를 이송시키는 동안에 가열 수단을 통하여 가열함과 동시에 내부에 압입 밀봉된 기체의 압력에 의하여 버블 형상으로 하고, 동시에 2축 연신하는 2축 연신 필름의 제조 방법에 있어서, 전술한 원단 필름(A₁) 및 2축 연신 필름의 두께 분포를 검출함과 아울러 이들 각 두께 분포에 대응하는 환상 압출 다이의 주방향(周方向) 온도 분포 및 전술한 가열 수단의 주방향 온도 분포를 검출하여 이들 각 두께 분포와 온도 분포와의 상관관계에 따라서 압출 다이(3) 및 가열 수단의 주방향 온도 분포를 변화시킴으로써 원단 필름(A₁) 및 2축 연신 필름의 두께 분포를 균일화함을 특징으로 하는 2축 연신 필름의 제조 방법.
제1항에 있어서, 전술한 압출 다이(3) 및 가열 수단은 각각의 주방향에 있어서의 가열 온도가 분할 제어되는 것을 특징으로 하는 2축 연신 필름의 제조 방법.
제2항에 있어서, 두께 분포에 대응하여 주방향으로 분할 제어할 때의 가열 조건은, 가열 온도가 일정한 경우에 비하여 분할 제어하였을 때의 단위 온도당 연신 필름(B₁), (B₂)의 두께 변화율을 나타내는 일정한 식에 의하여 측정한 두께 분포로부터 연산하고, 이 연산 결과에 따라서 가열의 분할 제어를 자동적으로 하게 됨을 특징으로 하는 2축 연신 필름의 제조 방법.
제1항에 있어서, 필름의 연신 개시점에 공기를 분사함과 아울러 이렇게 분사되는 공기의 분출방향과 필름 이송방향이 이루는 각도가 30˚~60˚가 되게 한 것을 특징으로 하는 2축 연신 필름의 제조 방법.
환상의 압출 다이(3)로부터 압출된 용융 상태의 열가소성 수지를 급냉하여 형성되는 튜우브 형상의 원단 필름(A₁)을 2조의 닙 로울(11), (16) 사이에서 가열함과 동시에 내부에 주입된 기체의 압력에 의하여 2축 연신시키는 2축 연신 필름 제조 장치에 있어서, 전술한 압출 다이의 주방향에 있어서의 온도 분포를 분할 제어할 수 있도록 설치된 제1가열 수단, 또는 2축 연신 필름의 주방향에 있어서의 온도 분포를 분할 제어할 수 있도록 설치된 제2가열 수단과, 압출 다이로부터 압출된 원단 필름의 두께 분포, 또는 2축 연신 필름의 두께 분포를 검출하는 수단과, 제1가열 수단 또는 제2가열 수단의 주방향 온도 분포를 검출하는 온도 분포 검출 수단과, 검출된 두께 분포와 온도 분포와의 상관관계에 따라서 제1가열 수단, 또는 제2가열 수단의 주방향에 있어서의 가열 온도를 분할 제어하는 제어수단을 가짐을 특징으로 하는 2축 연신 필름 제조 장치.
제5항에 있어서, 전술한 제어 수단은 측정된 온도 분포와 두께 분포에 따라서 제1 및 제2가열 수단의 주방향에 있어서의 적정 온도 분포를 연산하는 연산 수단과 연산된 온도 분포에 따라서 제1 및 제2가열 수단의 온도를 주방향에서 분할 제어하는 온도 조정 지시 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 2축 연신 필름 제조 장치.
제5항에 있어서, 전술한 제어 수단에는 원단 필름의 두께 분포 및 연신 필름의 두께 분포를 각기 기억하는 수단이 병설되어 있음을 특징으로 하는 2축 연신 필름 제조 장치.
제5항에 있어서, 2축 연신 필름의 연신 개시점에 공기를 분사함과 동시에, 이 분사 공기의 분출방향과 필름 이송방향이 이루는 각도가 30˚~60˚가 되게 한 에어링(13)을 구비한 것을 특징으로 하는 2축 연신 필름 제조 장치.
환상의 압출 다이로부터 압출된 용융 상태의 열가소성 수지를 급냉하여 형성되는 튜우브 형상의 원단 필름(A₁)을 2조의 닙 로울(11), (16) 사이에서 가열함과 동시에, 내부에 주입된 기체의 압력에 의하여 2축 연신시키는 2축 연신 필름의 제조 방법에 있어서, 연신 필름의 폭을 검출하여 희망하는 폭 보다도 클 경우에는 전술한 2조의 닙 로울 간격이 커지도록 한쪽의 닙 로울을 이동시키고, 연신 필름의 폭이 희망하는 폭보다도 작을 경우에는 전술한 2조의 닙 로울 간격이 좁아지도록 한쪽의 닙 로울을 이동시킴으로써 연신 필름의 외경을 변화시킴을 특징으로하는 2축 연신 필름 제조 방법.
제9항에 있어서, 전술한 2조의 닙 로울(11), (16) 간격 조절은 연신 필름의 폭 검출 결과에 따라서 자동 제어되는 것을 특징으로 하는 2축 연신 필름의 제조 방법.
환상의 압출 다이로부터 압출된 용융 상태의 열가소성 수지를 급냉하여 형성되는 튜우브 형상의 원단 필름을 2조의 닙 로울 사이에서 가열함과 동시에, 내부에 주입된 기체의 압력에 의하여 2축 연신시키는 2축 연신 필름 제조 장치에 있어서, 연신 필름의 폭을 검출하는 필름 폭 검출 수단과 필름 폭 검출 수단의 검출 결과에 따라서 전술한 2조의 닙 로울 간격을 조정하는 이동수단을 구비한 것을 특징으로 하는 2축 연신 필름 제조 장치.
제11항에 있어서, 전술한 이동 수단은 검출된 필름 폭이 희망하는 값보다도 클 경우에는 2조의 닙 로울 사이가 커지도록 작동됨과 동시에, 검출된 필름 폭이 희망하는 값보다도 작을 경우에는 좁아지도록 작동되는 것을 특징으로 하는 2축 연신 필름 제조 장치.
제11항에 있어서, 전술한 이동 수단은 필름 폭 검출 결과에 따라서 자동 제어되는 것을 특징으로 하는 2축 연신 필름 제조 장치.
제11항에 있어서, 전술한 이동 수단은 한쪽의 닙 로울을 회전할 수 있도록 지지하는 브래킷을 이송나사축 기구(機構)를 통하여 승강시키도록 구성되어 있음을 특징으로 하는 2축 연신 필름 제조 장치.
환상의 압출 다이(3)로부터 압출된 용융 상태의 열가소성 수지를 급냉하여 형성되는 튜우브 형상의 원단 필름(A₁)을 2조의 닙 로울(11), (16) 사이에서 가열함과 동시에 내부에 주입된 기체의 압력에 의하여 2축 연산한 다음 이 연신 필름을 편평하게 접어개는 공정과 전술한 필름의 수축 개시 온도 이상으로서 필름의 융점 보다 일정 온도 낮은 온도 이하에서 편평 필름을 열처리하는 제1열처리 공정과 편평 필름의 양단부를 절개하여 2장의 필름으로 분리하는 공정과, 양 필름 사이에 공기를 개재시켜서 겹쳐진 상태의 필름의 양단부를 파지하면서 융점 이하로서, 이 필름의 융점 보다 일정 온도만큼 낮은 온도 이상에서 필름을 열처리하는 제2열처리 공정과 제2열처리를 한 다음에 필름을 권취하는 공정을 가진 것을 특징으로 하는 2축 연신 필름의 제조 방법.
제15항에 있어서, 제1열처리 공정의 열처리 온도는 필름의 융점 보다 30℃ 낮은 온도 이하임을 특징으로 하는 2축 연신 필름의 제조 방법.
제16항에 있어서, 제2열처리 공정의 열처리 온도는 필름의 융점보다 30℃ 낮은 온도 이상임을 특징으로 하는 2축 연신 필름의 제조 방법.
환상의 압출 다이로부터 압출된 용융 상태의 열가소성 수지를 급냉하여 형성되는 튜우브 형상의 원단 필름을 2조의 닙 로울 사이에서 가열함과 동시에 내부에 주입된 기체의 압력에 의하여 2축 연신한 다음 이 연신 필름을 편평하게 접어개는 수단과 편평 필름을 열처리하기 위한 제1열처리 수단과 편평 필름의 양단부를 절개하여 2장의 필름으로 분리하기 위한 트리밍 수단과, 양 필름 사이에 공기를 개재시키면서 양 필름을 겹치는 수단과, 겹친 상태의 필름의 양단부를 파지하는 수단과 양단부가 파지된 2장의 필름을 열처리 하기 위한 제2열처리 수단과 제2열처리 수단에 의한 열처리를 한 필름을 권취하는 수단을 가진 것을 특징으로 하는 2축 연신 필름 제조 장치.
제18항에 있어서, 제1 및 제2의 열처리 수단은 열풍로임을 특징으로 하는 2축 연신 필름 제조 장치.
제18항에 있어서, 2장으로 분리된 양 필름 사이에 공기를 개재시키면서 양 필름을 겹치기 위한 수단으로서 홈 부착 로울을 사용하는 것을 특징으로 하는 2축 연신 필름 제조 장치.