KR20000002034A

KR20000002034A - 열가소성 폴리머 필름의 횡방향 두께편차를최소화할 수 있는텐터 및 이를 이용한 열가소성 폴리머 필름의 제조방법

Info

Publication number: KR20000002034A
Application number: KR1019980022573A
Authority: KR
Inventors: 박호준; 이경희
Original assignee: 장용균; 에스케이씨 주식회사
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1998-06-16
Publication date: 2000-01-15

Abstract

본 발명은 열가소성 폴리머 필름을 횡연신할 때 필름의 횡방향 두께의 편차를 최소화할 수 있는 텐터 및 이를 이용한 필름의 두께제어 방법에 관한 것이다. 예열영역, 횡연신영역 및 열고정 및 냉각영역을 포함하는 열가소성 수지의 필름을 제조하는데 사용하는 텐터에 있어서, 상기 횡연신영역은 필름 진행방향에 대하여 수직한 방향(횡방향)을 따라 필름을 서로 다른 온도로 가열할 수 있는 다수의 영역으로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 텐터를 사용하면 두께가 불균일한 필름영역만을 국부적으로 온도를 달리하면서 가열할 수 있으므로 열가소성 폴리머 필름을 횡연신할 때 필름의 횡방향 두께의 편차를 최소화할 수 있다.

Description

열가소성 폴리머 필름의 횡방향 두께편차를 최소화할 수 있는 텐터 및 이를 이용한 열가소성 폴리머 필름의 제조방법

본 발명은 열가소성 폴리머 필름의 제조에 사용되는 텐터 및 이를 이용한 열가소성 필름의 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 열가소성 폴리머 필름을 횡연신할 때 필름의 횡방향 두께의 편차를 최소화할 수 있는 텐터 및 이를 이용한 열가소성 필름의 제조방법에 관한 것이다.

먼저, 도 1을 참조하여 열가소성 폴리머 필름의 제조방법을 설명한다. 도 1은 종래의 횡방향연신을 위한 텐터구조를 모식적으로 나타낸 평면도이다. 도 1을 참조하면, 충분히 건조된 폴리머 칩을 용융한 후 압출시킨다. 압출기(도시생략)를 통과한 수지는 압출다이(1)에서 토출된 후 회전하는 냉각드럼(도시생략)에 밀착ㆍ고화됨으로써 폭 W_s의 시트(3)형상으로 된다. 상기 폭 W_s를 갖는 시트를 종방향으로 연신한 후 예열영역, 횡연신영역, 열고정 및 냉각영역 등 몇 개의 영역으로 나뉘어진 텐터(4)내에서 예열 → 횡방향 연신 → 열고정 및 냉각을 거친 후 필름의 양단부를 일정량(l₁, l₂) 만큼 잘라내고 권취하여 최종적으로 폭 W_f를 갖는 필름(100)을 얻게 된다.

이때, 필름이 갖추어야 할 가장 중요한 특성중의 하나는 횡방향으로의 두께의 균일성이다. 횡방향 필름두께는 연신배율과 같은 다른 공정의 변수 이외에 기본적으로 압출다이(1)의 가동 립과 고정 립사이의 간격인 다이 립 간격에 의하여 결정된다. 따라서, 필름두께의 균일도를 제어하는 조정작업은 기본적으로 상기 다이 립 간격을 조정함으로써 이루어는데, 이는 보통 시트 및 필름의 특정 위치에 시트후도계(7)와 필름후도계(9)를 설치하여 온라인으로 시트 및 필름의 두께편차를 피드백하여 조정하여야 할 시트 및 필름의 위치에 대응하는 다이 볼트(5)를 전진 또는 후퇴시킴으로써 실시간으로 다이 립의 간격을 조정함으로써 이루어 진다.

그런데, 이와 같이 하여 필름두께의 균일도를 제어하는 방법은 다이립 간격과 시트 또는 다이립 간격과 필름과의 상관관계만을 이용하여 필름의 두께를 제어하는 방법으로서, 시트가 압출다이를 떠난 후 실제 연신과정에서 일어나는 외부교란요인에 의하여 일어나는 횡방향으로의 필름두께의 불균일성을 제어하기 어려운 문제점이 있다.

즉, 도 1에 표시된 종래의 텐터(4)의 예열영역의 필름 가열수단(4a), 횡연신 영역의 필름 가열수단(4b), 및 열고정 및 냉각영역의 필름 가열수단(4c)은 각각 3개의 영역으로 분리되어 있다. 그런데, 각각의 영역은 모두 동일한 온도로 유지되므로 실제 연신과정중 외부교란요인에 의하여 일어나는 횡방향으로의 필름두께의 불균일성을 제어하기 어려운 문제점이 있다.

도 2는 도 1의 10-10'선을 따라 텐터(4)를 잘라본 단면도이다. 도 2를 참조하면, 필름(100)의 횡방향의 양끝을 파지하고 있는 클립(13)은 종방향으로 전진하면서 횡방향으로 점점 서로로부터 멀어져 감으로써 상기 필름을 횡방향으로 연신하게 된다. 이때, 필름(12)의 상면과 하면에 위치한 횡연신 영역의 필름 가열수단(4b)은 노즐로부터 열풍(8)을 필름(12)에 분사함으로써 필름(12)을 가열한다. 여기서, 참조번호 14는 열풍을 순환시키는 팬(fan)을 포함하는 지지대, 참조번호 15는 상기 텐터의 외부 케이스를 나타낸다.

그런데, 상기 열풍(8)은 필름(12)에 부딪친 후 불규칙적으로 사방으로 퍼져가기 때문에 상기 열풍(8)의 흐름을 정밀하게 제어하는 것이 어렵다.

결론적으로, 종래의 텐터는 압출다이(도 1의 1)로부터 동일한 거리만큼 떨어진 영역에서는 횡방향으로 모두 동일한 온도로 유지되며, 열풍의 흐름을 정밀하게 제어하기 어렵기 때문에 시트가 압출다이를 통과한 이후에 외부교란요인에 의하여 발생하는 필름의 횡방향으로의 불규칙성을 바로 잡는 것이 어렵다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 열가소성 필름의 제조과정에 있어서 횡방향 연신시 필름의 횡방향 두께 편차를 최소화할 수 있는 텐터를 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 열가소성 필름의 제조과정에 있어서 횡방향 연신시 필름의 횡방향 두께 편차를 최소화할 수 있는 필름의 두께제어방법을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 횡방향연신을 위한 텐터구조를 모식적으로 나타낸 평면도이다.

도 2는 도 1의 10-10'선을 따라 텐터(4)를 잘라본 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 텐터구조를 모식적으로 나타낸 평면도이다.

도 4는 도 3의 50-50'선을 따라 텐터(22)를 잘라본 단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20a : 예열영역의 필름 가열수단

20b : 횡연신 영역의 필름 가열수단

20c : 열고정 및 냉각영역의 필름 가열수단 22 : 텐터

23 : 시트후도계 24 : 필름후도계 200 : 필름

상기 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은 예열영역, 횡연신영역 및 열고정 및 냉각영역을 포함하는 열가소성 수지의 필름을 제조하는데 사용하는 텐터에 있어서, 상기 횡연신영역은 필름 진행방향에 대하여 수직한 방향(횡방향)을 따라 필름을 서로 다른 온도로 가열할 수 있는 다수의 영역으로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 텐터를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 다수의 영역을 가열하는 수단은 방열 가열 수단인 것이 필름의 횡방향 두께의 불규칙성을 정밀하게 제어하는데 바람직한데, 이는 열풍노즐을 사용하는 경우에는 열풍의 흐름을 정밀하게 제어하기 어렵기 때문이다.

상기 다른 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명은 열가소성 수지를 용융 압출하고 종방향 및 횡방향으로 연신하는 단계를 포함하는 열가소성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 횡방향 연신단계는 필름의 진행방향에 대하여 수직한 방향(횡방향)을 따라 필름을 가상적으로 다수의 영역으로 분할한 후 상기 다수의 영역을 서로 다른 온도로 가열하여 압출기의 다이 립의 간격으로 제어할 수 없는 필름의 횡방향 두께편차를 제어하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 다수의 영역의 가열은 방열가열에 의하여 이루어지는 것이 필름의 횡방향 두께의 불규칙성을 정밀하게 제어하는데 바람직한데, 이는 열풍가열의 경우에는 열풍의 흐름을 정밀하게 제어하기 어렵기 때문이다.

이어서, 본 발명에 따른 횡방향 연신시 필름의 횡방향 두께 편차를 최소화할 수 있는 텐터구조를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 텐터구조를 모식적으로 나타낸 평면도이다. 도 3을 참조하면, 먼저 충분히 건조된 폴리머 칩을 용융한 후 압출시킨다. 압출기(도시생략)를 통과한 수지는 압출다이(20)에서 토출된 후 회전하는 냉각드럼(도시생략)에 밀착ㆍ고화됨으로써 폭 W_s의 시트(21)형상으로 된다. 상기 폭 W_s를 갖는 시트(21)를 종방향으로 연신한 후 예열영역, 횡연신영역, 열고정 및 냉각 영역 등의 몇 개의 영역으로 나뉘어진 텐터(22)내에서 예열 → 횡방향 연신 → 열고정 및 냉각을 거친 후 필름의 양단부를 일정량(l₁, l₂) 만큼 잘라내고 권취하여 최종적으로 폭 W_f를 갖는 필름(200)을 얻게 된다.

이때, 본 발명에 따른 텐터(22)에 있어서, 예열영역의 필름 가열수단(20a), 횡연신 영역의 필름 가열수단(20b), 및 열고정 및 냉각영역의 필름 가열수단(20c)은 각각 몇개의 영역으로 분리되어 있다. 그런데, 종래의 텐터와 비교할 때 본 발명의 텐터의 차이점은 횡연신 영역의 필름 가열수단(22b)은 횡방향으로도 다수의 영역으로 분리되어 있는 점에 있다. 따라서, 본 발명의 텐터의 횡연신 영역의 필름 가열수단(22b)은 상기 다수의 영역을 서로 다른 온도로 제어할 수 있으므로 이에 따라 횡연신중 필름을 서로 다른 온도로 가열할 수 있다. 그러므로, 시트후도계(23)와 필름후도계(24)에 의하여 횡방향으로 필름두께의 불균일성이 발견된 부분에 해당하는 곳만을 다른 온도로 제어함으로써 실제 연신과정중 외부교란요인에 의하여 일어나는 국부적인 변형을 용이하게 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 텐터는 횡방향으로의 필름두께의 불균일성을 제어하기 용이하다.

도 4는 도 3의 50-50'선을 따라 텐터(22)를 잘라본 단면도이다. 도 4를 참조하면, 필름(200)의 횡방향의 양끝을 파지하고 있는 클립(26)은 종방향으로 전진하면서 횡방향으로 점점 서로로부터 멀어져 감으로써 상기 필름(200)을 횡방향으로 연신하게 된다. 이때, 필름(200)의 상면과 하면에 위치한 횡연신 영역의 필름 가열수단(22b)은 니크롬선의 주울발열과 같은 방열가열(radiation heating)에 의하여 필름(200)을 가열한다. 이때, 상기 횡연신 영역의 필름 가열수단(22b)은 횡방향으로 다수의 영역으로 분리되어 있어서 각 영역으로 공급되는 전류를 달리하여 두께의 불균일성이 발견된 영역만의 필름을 국부적으로 온도를 달리하면서 가열할 수 있을 뿐만 아니라 방열가열에 의하여 필름을 가열하므로 종래의 경우와 같이 필름(200)에 부딪친 후 불규칙적으로 사방으로 퍼져가는 열풍의 흐름을 제어하는 문제가 발생하지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 텐터를 사용하면 횡방향 연신시 필름의 횡방향 두께 편차를 최소화할 수 있다.

여기서, 참조번호 27은 지지대를, 참조번호 28은 상기 텐터의 외부 케이스를 나타낸다. 이때, 상기 횡연신영역에서는 필름의 온도를 열풍에 의하여 조절하지 않으므로 상기 횡연신영역의 지지대(27)의 내부에는 팬이 구비되어 있지 않지만, 예열영역 과 열고정 및 냉각영역에 존재하는 지지대에서는 열풍으로 필름의 온도를 조절하므로 열풍을 순환시키기 위한 팬이 필요하다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 텐터를 사용하면 횡연신시 두께의 불균일성이 발견된 영역만을 국부적으로 온도를 달리하면서 가열할 수 있을 뿐만 아니라 방열가열에 의하여 필름을 가열하므로 불규칙적으로 사방으로 퍼져가는 열풍의 흐름을 제어하는 문제가 발생하지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 텐터를 사용하면 횡방향 연신시 필름의 횡방향 두께 편차를 최소화할 수 있다.

Claims

예열영역, 횡연신영역 및 열고정 및 냉각영역을 포함하는 열가소성 수지의 필름을 제조하는데 사용하는 텐터에 있어서,

상기 횡연신영역은 필름 진행방향에 대하여 수직한 방향(횡방향)을 따라 서로 다른 온도로 필름을 가열할 수 있는 다수의 영역으로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 텐터.
제1항에 있어서, 상기 다수의 영역을 가열하는 수단은 방열 가열 수단인 것을 특징으로 하는 텐터.
열가소성 수지를 용융 압출하고 종방향 및 횡방향으로 연신하는 단계를 포함하는 열가소성 필름의 제조방법에 있어서,

상기 횡방향 연신단계는 필름의 진행방향에 대하여 수직한 방향(횡방향)을 따라 필름을 가상적으로 다수의 영역으로 분할한 후 상기 다수의 영역을 서로 다른 온도로 가열하여 압출기의 다이 립의 간격으로 제어할 수 없는 필름의 횡방향 두께편차를 제어하는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름의 제조방법.
제3항에 있어서, 상기 다수의 영역의 가열은 방열가열에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열가소성 필름의 제조방법.