KR970003933B1 - 열가소성 수지 용융압출 쉬트의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
요약없음
Description
제1도는 본 발명의 냉각방법의 한 태양을 설명하는 모식도이고,
제2도는 본 발명의 냉각방법에 있어서 공기 분출구의 하나를 설명하는 부분 모식도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
R : 냉각롤S,S' : 열가소성 수지
D : 다이K : 냉각 장치
N : 공기분출구E : 정전인가선
본 발명은 열가소성 수지를 용융압출하여 쉬트상으로 제조할때 냉각롤에 접촉시켜 급냉시키는 공정에서 쉬트의 반대쪽 표면을 냉각시키는 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 냉각장치로부터 분출되는 공기가 정전인가에 악영항을 주지 않도록 쉬트를 냉각시키는 용융압출 쉬트의 제조방법에 관한 것이다.
열가소성 수지 필름을 제조하는 종래의 방법에서는, 중합반응에 의 하여 생산된 칩을 건조한 다음 용융압출시켜 쉬트로 성형하고, 종-횡 방향으로 이축 연신한 다음 열처리하여 완제품 필름으로 생산한다. 용융된 열가소성 수지를 다이로부터 박막상으로 압출시킬 때 냉각롤 상에서 밀착 고화시켜 쉬트를 제조하게 된다. 이때 냉각롤 면에 접하는 열가소성 수지 쉬트의 표면은 충분히 냉각되지만, 접하지 않는 쉬트의 표면은 쉬트 두께 방향으로 온도 구배에 따라 냉각속도가 다르게 된다. 그 결과 수지 쉬트는 두께 방향으로 결정 구조가 달라지게 되어 컬링이 일어나서 다음 공정으로의 도입이 어렵게 될 뿐 아니라, 파단이 쉽게 일어나는등 냉각 불균일이 기인한 결정 구조상의 결점이 발생한다. 또한 열가소성 수지가 결정성인 경우에는 결정이 조대하게 되어 필름의 투명도 및 표면 광택도가 저하되는 등의 문제가 발생하기도 한다.
상기와 같이 용융압출 쉬트를 단순히 냉각롤에 의해 냉각시키는 것만으로는 우수한 투명도 및 광택도를 유지할 수 없기 때문에 이를 개선한 방법으로서, 냉각롤에 접촉하지 않는 쉬트의 표면에 공기를 분출하여 냉각 효과를 부여하는 에어-나이프(air-knife)를 사용하는 방법이 공지되어 있다. 이러한 냉각장치에 있어서는 분출되는 공기에 의해 냉각하기 때문에 다량의 공기를 분출해야 하는데, 분출된 공기가 배출될때 일부 공기가 다이 방향으로 이동하여 용융된 열가소성 수지 쉬트의 평면성에 결함을 초래함으로써 품질을 현저히 손상시키는 문제가 종종 발생한다. 또한 열가소성 수지에서 증발된 저분자량 물질이 분출공기에 의해 냉각되어서 다이 주변에 응축부착되고 축적되어 있다가 때때로 부착물이 쉬트 상에 낙하됨으로써 품질을 손상시키기도 한다.
상기와 같은 종래의 에어-나이프를 사용한 냉각 방법의 문제점을 개선하는 방법으로서 일본국 특허 공개공보 소59-71828호에서는, 다이로부터 압출된 열가소성 수지 쉬트를 냉각롤 상에서 급냉하는 동시에, 냉각롤에 접촉되지 않는 쉬트 표면의 평면성에 손상을 주지 않고 급냉시키는, 특수한 공기분출구와 배기구를 구비한 냉각장치를 개시하고 있다. 이 장치에서는 공기분출구를 적어도 3개, 바람직하게는 7개 이상 구비하고, 노즐과 배기구는 교대로 설치되고, 노즐의 형상은 쉬트의 진행방향으로 공기가 분출되도록 하는데, 분출공기의 중심선이 쉬트의 폭방향에 수직이고 냉각롤 면에 접하는 평면과 이루는 분출각도가 바람직하게는 0내지 45도이고, 노즐의 개도(開度)는 4 내지 10㎜인 것이 바람직하게 되어 있다.
상기 선행 기술에서 개시하는 냉각장치에 의하면, 공기분출 속도가 10m/초 이하일때는 투명성과 표면 광택도가 우수한 쉬트를 제조하는 것이 가능하다. 그러나, 압출 쉬트의 두께가 2000㎛이상인 후도용(厚度用)쉬트의 경우에는 냉각 능력의 향상을 위하여 공기의 분출속도가 10m/초 이상으로 되어야 하는데, 이러한 경우에는 공기의 전단력에 의해 쉬트의 표면이 쉬트의 진행방향으로 밀려나면서 고화되므로 쉬트의 표면 평탄성이 극히 불량해지는 폐단이 발생하게 된다. 즉, 상기 기술은 압출 쉬트의 두께 및 공기의 분출속도에 제한이 따른다는 문제가 있다. 한편 이러한 폐단을 시정하고자 분출각도가 수직이 되도록 공기분출을 하는 경우에는 냉각효과가 커서 쉬트의 투명성과 표면 광택도는 우수해지는 반면, 분출공기가 다이 출구 방향에 위치한 정전인가선(靜電認可線)을 교란시켜 정전인가의 불량을 야기한다는 폐단이 있다.
따라서 본 발명에서는 상기와 같은 문제점을 고려하여, 용융압출 쉬트의 성형공정중 에어-나이프를 사용하는 냉각 방법에 있어서, 냉각 효과를 크게 하여 쉬트에 우수한 투명성과 표면 광택성을 부여하는 동시에, 정전인가선의 교란을 방지하여 정전인가의 안정을 가져올 수 있도록 하는 열가소성 수지 용융압출 쉬트의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열가소성 수지 용융압출 쉬트의 제조방법은, 열가소성 수지를 용융압출시켜 냉각롤 상에서 냉각시키는 동시에 냉각록에 접촉하지 않는 표면을 분출공기로 냉각시켜 쉬트를 제조하는 방법에 있어서, 냉각롤 위에 용융압출 쉬트가 닿는 부분으로부터 쉬트가 진행하는 원주 방향으로 90도 내지 330도까지 공기 분출구를 적어도 5개 구비하되, 상기 냉각롤 위에 용융압출 쉬트가 닿는 부분으로부터 1내지 5개의 공기분출구에서 분출되는 공기의 중심선이 쉬트에 접하는 평면과 이루는 각도가 15내지 75도가 되도록 하고, 나머지 공기분출구에서 분출되는 공기의 중심선이 쉬트에 접하는 평면과 이루는 각도는 75 내지 90도가 되도록 하여 냉각시키는 것을 특징으로 한다.
이하 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명한다. 제1도는 본 발명의 냉각방법의 한 태양을 설명하는 부분 모식도이고, 제2도는 본 발명의 냉각방법에 있어서 공기분출구의 하나를 설명하는 부분 모식도이다.
제1도에서 보면, 다이(D)로부터 용융압출된 열가소성 수지(S,S')가 냉각롤(R)에 의하여 냉각되어 쉬트상으로 성형되는데, 열가소성 수지(S)와 냉각롤(R)의 접촉이 양호하게 되도록 서로 닿는 지점에 정전기를 발생시키는 정전인가선(E)이 부여된다. 한편, 냉각롤(R)에 접촉하지 않는 쉬트의 표면에 공기를 분출하여 냉각 효과를 주기 위한 냉각장치(K)는 정전인가선(E)으로부터 쉬트가 진행하는 원주방향으로 90내지 330도 범위까지 복수의 공기분출구(N)가 구비되다.
본 발명의 특징은 열가소성 수지 필름을 제조하는데 있어서 용융압출 쉬트의 성형공정에서 쉬트의 냉각을 위해 에어-나이프(air-knife)라고 불리우는 공기 분출구를 사용하되, 분출되는 공기의 중심선이 쉬트에 접하는 평면과 가능한 수직이 되도록 함으로써 공기냉각 효과를 크게 하여 쉬트에 투명성 및 광택성을 부여하는 동시에, 공기분출구로부터 분출되어 쉬트면에 부딪혀서 정전인가선의 방향으로 빠져나가는 공기의 흐름을 차단시키기 위하여 정전인가선과 인접하여 위치하는 공기분출구를 쉬트의 진행방향으로 경사지도록 설계함으로써 정전인가선의 교란을 방지하여 안정을 가져올 수 있도록 한 것이다. 즉, 냉각롤(R)위에 용융압출 쉬트가 닿는 지점의 정전인가선(E)으로부터 1내지 5개까지의 공기분출구(N)는 분출되는 공기의 중심선(c)이 쉬트에 접하는 평면(p)과 이루는 각도(α)가 15내지 75도를 이루도록 하고, 나머지 공기분출구는 이 각도(α)가 75 내지 90도가 되도록 하였다. 이로써 분출공기의 대부분이 쉬트에 접하는 평면과 가능한 수직이 되므로 냉각 효과가 크면서도, 쉬트면에 부딪혀서 정전인가선의 방향으로 빠저나가는 공기의 흐름이 적절히 제어되어 정전인가선의 안정을 가져올 수 있게 된 것이다.
본 발명의 열가소성 수지로서는 호모 폴리에스테르, 코폴리에스테르 또는 이들의 혼합 폴리에스테르 등이 적용될 수 있으며, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리테트라메틸렌 테레프탈레이트, 폴리테트라메틸렌-2,6-나프탈렌 카르복실레이트, 액정폴리에스테르 등의 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 나일론, 폴리이미드, 폴리카르보네이트, 폴리스티렌, 폴리페닐렌 설파이트 등이 바람직하게 적용될 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 발명의 제조방법을 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명의 예시일 뿐, 본 발명을 이로서 제한하는 것은 아니다.
(실시예 1)
고유점도가 0.64dl/g 인 폴리에틸렌 테레프탈레이트 칩을 290℃에서 용융압출시켜서, 직경이 0.8m이고 냉각수 온도가 20℃로 유지되는 냉각롤상에서 10m/분의 속도로 두께 3000㎛의 쉬트를 성형한다.
제1도에 나타낸 바와같이 정전인가 지점으로부터 원주방향으로 160도까지 공기에 의한 강제냉각을 실시하는데, 간격이 10㎜인 공기분출 노즐로부터 20℃의 공기가 분출되고, 간격이 30㎜인 노즐 사이로 배기되는 에어-나이프를 사용한다. 또한 제2도에 나타낸 바와같이, 냉각롤 위에 용융압출 쉬트가 닿는 정전인가선으로부터 첫번째 공기분출구 1에서 분출되는 공기의 중심선이 쉬트에 접하는 평면과 이루는 각도 α가 50도를 이루도록 하고, 나머지 공기분출구 2 내지 20은 각도 α가 90도가 되도록 하여 냉각성형한다.
다음에 냉각성형된 쉬트를 통상의 방법으로 100 내지 120℃의 온도 범위에서 종-횡연신한후 220℃에서 10초간 열고정하여 두께 300㎛의 필름을 제조한다.
(실시예 2)
실시예 1과 동일하게 시행하되, 정전인가선으로부터 첫번째 공기분출구 1부터 세번째 공기분출구 3에서 분출되는 공기의 중심선이 쉬트에 접하는 평면과 이루는 각도 α가 50도를 이루도록 하여 필름을 제조하였다.
(실시예 3)
실시예 1과 동일하게 시행하되, 정전인가선으로부터 첫번째 공기분출구 1부터 다섯번째 공기분출구 5에서 분출되는 공기의 중심선이 쉬트에 접하는 평면과 이루는 각도 α가 50도를 이루도록 하여 필름을 제조하였다.
(비교예 1)
실시예 1과 동일하게 시행하되, 정전인가선으로부터 첫번째 공기분출구 1부터 열번째 공기분출구 10에서 분출되는 공기의 중심선이 쉬트에 접하는 평면과 이루는 각도 α가 50도를 이루도록 하여 필름을 제조하였다.
(비교예 2)
실시예 1과 동일하게 시행하되, 정전인가선으로부터 첫번째 공기분출구 1부터 스무번째 공기분출구 20에서 분출되는 공기의 중심선이 쉬트에 접하는 평면과 이루는 각도 α가 50도를 이루도록 하여 필름을 제조하였다.
(비교예 3)
실시예 1과 동일하게 시행하되, 정전인가선으로부터 첫번째 공기분출구 1부터 스무번째 공기분출구 20에서 분출되는 공기의 중심선이 쉬트에 접하는 평면과 이루는 각도 α가 90도를 이루도록 하여 필름을 제조하였다.
상기 각 실시예와 비교예에서 제조한 필름에 대하여 헤이즈(haze), 광투과율, 광택도(분출공기에 의해 냉각된 면의 광택도)및 종방향 두께 편차를 다음 측정방법에 따라 측정하는 그 결과를 표에 나타내었다.
(측정방법)
1) 헤이즈
탁도 측정기[미국 패시픽 사이언티픽(Pacific Scientific)사 제품]를 사용하여 ASTM D1003의 조건으로 필름의 헤이즈(탁도)를 측정하였다.
2) 광투과율
광투과율 측정기[일본 닛폰 세니츠 코닥(Nippon Senitsu Kodak)사 제품]를 사용하여 ASTM D1003의 조건으로 필름의 광투과율을 측정하였다.
3) 광택도
광택도 측정기[일본 닛폰 덴쇼쿠 고기(Nippon Denshoku Kogy)사 제품]를 사용하여 ASTM D523의 조건으로, 분출된 공기에 의해 냉각된 필름면의 광택도를 측정하였다.
4) 종방향 두께편차
두께 측정기[미국 윈젠(Winzen)사 제품]를 사용하여 필름의 종방향 1m에 대하여 필름 두께를 측정하고 다음 식으로부터 필름의 종방향 두께 편차를 구하였다.
필름의 두께 편차 = 최대 필름 두께 - 최소 필름 두께
[표]
상기 표에서 보듯이, 냉각롤위에 용융압출 쉬트가 닿는 지점의 정전인가선으로부터 1내지 5개까지의 공기분출구에서 분출되는 공기의 중심선과 쉬트에 접하는 평면이 이루는 각도 α가 15내지 75도의 범위에 있도록 된 본 발명의 냉각방법에 의하여 제조된 실시예 1 내지 3의 필름은 헤이즈(탁도), 광투시율, 광택도 및 종방향 두께 편차가 양호한 것을 알 수 있다. 반면에 정전인가선으로부터 10개까지의 공기분출구로부터 분출되는 공기의 각도 α가 50도를 이루도록 된 비교예 1의 필름은, 냉각효과가 충분치 않으므로 대체적으로 필름의 제반 물성이 떨어진다. 또한 모든 공기분출구로부터 분출되는 공기의 각도 α가 50도를 이루도록 된 비교예 2에 있어서는 냉각효과가 떨어질 뿐 아니라, 전체적으로 쉬트의 진행방향으로 경사진 분출공기의 흐름에 의해 용융쉬트의 미고화된 표면의 쉬트의 진행방향으로 밀려나면서 고화가 되기 때문에 연신 등의 후 공정이 불가능하다. 한편 모든 공기분출구로부터 분출되는 공기의 각도 α가 90도를 이루도록 된 비교예 3의 필름은 냉각효과도 충분하고, 비교예 2에서와 같이 쉬트의 표면이 밀리는 폐단은 없는 반면, 초기 노즐에서 분출된 공기가 쉬트면에 부딪히고 정전인가선을 교란시키기 때문에 정전인가가 불안정하게 되어 필름의 종방향 두께 편차가 극히 불량하다.
이상에서 살펴 본 바와같이, 열가소성 수지 용융압출 쉬트의 성형시 냉각시키는 방법에 있어서, 정전인가선으로부터 1 내지 5개까지의 공기분출구에서 분출되는 공기의 중심선과 쉬트에 접하는 평면이 이루는 각도 α를 15내지 75도의 범위에 있도록 하고, 나머지 공기분출구에서의 분출각도 α를 75내지 90도의 범위에 있도록 한 본 발명의 냉각방법에 의하면, 냉각효과가 충분히 크게 되면서도 정전인가 공정의 안정이 유지되므로 헤이즈(탁도), 광투과율, 광택도 및 종방향 두께 편차가 양호한 열가소성 수지 필름을 제조할 수 있다.
Claims (1)
- 열가소성 수지를 용융압출시켜 냉각롤 상에서 냉각시키는 동시에 냉각롤에 접촉하지 않는 표면을 분출 공기로 냉각시켜 쉬트를 제조하는 방법에 있어서, 냉각롤 위에 용융압출 쉬트가 닿는 부분으로부터 쉬트가 진행하는 원주 방향으로 90도 내지 330도까지 공기 분출구를 적어도 5개 구비하되, 상기 냉각롤 위에 용융압출 쉬트가 닿는 부분으로부터 1 내지 5개의 공기 분출구에서 분출되는 공기의 중심선이 쉬트에 접하는 평면과 이루는 각도가 15 내지 75도가 되도록 하고, 나머지 공기분출구에서 분출되는 공기의 중심선이 쉬트에 접하는 평면과 이루는 각도는 75 내지 90도가 되도록 하여 냉각시키는 것을 특징으로하는 열가소성 수지의 용융압출 쉬트의 제조방법.
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Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111331821B (zh) * | 2020-03-17 | 2022-06-28 | 长春提爱思美亚塑料制品有限公司 | 高分子橡胶制品生产用环保冷却设备 |
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1993
- 1993-10-20 KR KR1019930021791A patent/KR970003933B1/ko not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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