(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料が収容される保存部と、
保存部内の原料を所定の圧力で移動させるための加圧部と、
保存部を通過した原料の流動幅が狭くなるように設けられた第１ダイと、
原料の流れ方向に沿って第１ダイを通過した原料の流動幅が広くなり、流動厚さが小さくなるように設けられた第２ダイと、
第２ダイを通過する原料を加熱させるための加熱部と、を含み、
前記加熱部は、前記第２ダイの入口側よりも出口側に近く配置され、
前記加熱部は、前記原料の流動幅全体にわたって熱を加えるように設けられ、
前記加熱部は、前記原料を常温に対して５から２０℃上昇させるように設けられた押出ダイ。
【請求項２】
加熱部は、原料の流れ方向に沿った１０ｍｍ以上の領域にわたって熱を加えるように設けられた請求項１に記載の押出ダイ。
【請求項３】
加熱部は、加熱領域の開始部と終点部がそれぞれ曲線形態をなすように設けられた請求項１または２に記載の押出ダイ。
【請求項４】
開始部及び終点部は、すべて扇形の弧の形状を有する請求項３に記載の押出ダイ。
【請求項５】
弧の長さは、開始部よりも終点部がさらに大きい請求項４に記載の押出ダイ。
【請求項６】
第２ダイは、入口が第２幅を有し、出口が第２幅よりも大きい第３幅を有するように設けられ、
原料の流れ方向に沿って流動幅が扇形的に増加するように設けられた請求項１から５のいずれか一項に記載の押出ダイ。
【請求項７】
原料であるパウダーレジンと潤滑剤を含む高分子ペースト（Ｐａｓｔｅ）を成形するための請求項１から６のいずれか一項に記載の押出ダイ。
【請求項８】
保存部及び第１ダイは、常温状態に維持される請求項７に記載の押出ダイ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の押出ダイを用いてシートを押出する方法であって、
パウダーレジンと潤滑剤を含む高分子ペースト（Ｐａｓｔｅ）原料を保存部に設けるステップと、
保存部内の原料を加圧して第１ダイ及び第２ダイを順に通過させるステップと、
加熱部を作動して第２ダイを通過する原料の温度を上昇させるステップと、を含み、
加熱部は、原料を常温に対して５から２０℃上昇させるように設けられたシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出ダイ、及びこれを用いたシートの押出方法に関する。
【０００２】
本出願は、２０１７年１月３１日付の韓国特許出願第１０−２０１７−００１３５１３号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれる。
【背景技術】
【０００３】
一般的に、シート（Ｓｈｅｅｔ）押出ダイは、高分子ペースト（Ｐａｓｔｅ）をシート状に加工するための装置である。
【０００４】
図１は、一般的なシート押出ダイ１０を示す概念図であり、図２は、図１のシート押出ダイ１０を通過する原料Ｐの流動を模写した概念図である。
【０００５】
図１及び図２を参照すると、押出ダイ１０は、原料Ｐが保存される保存部２０と、加圧部５０と、原料Ｐが繊維化（Ｆｉｂｒｉｌｌｉｚａｔｉｏｎ）されるように圧力を加える毛細管ダイ（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ  Ｄｉｅ）３０と、毛細管ダイ３０を通過した原料をシートに作るためのシートダイ４０と、を含む。一方、図１で、Ｆは、原料の移動方向を示し、図２で、Ｐ１は、保存部内の原料を示し、Ｐ２は、第１ダイ内の原料を示し、Ｐ３は、第２ダイ内の原料（または「シート」とも呼ばれる）を示す。
【０００６】
シート押出時に、第２ダイ４０の出口でシートＰ３が安定に形成されず、一方に傾いたり、左右にうねるような不良が発生する。これは、高分子がシートダイ４０を通過するとき、急激な応力の勾配（Ｓｔｒｅｓｓ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ）を受けながら、第２ダイ４０の出口の周辺で非常に高い応力を受けることにより発生する。
【０００７】
押出を通じて作られたシートは、さらに延伸してフィルムに加工され、押出工程で不良が発生すると、以後の工程への進行に支障が生じる問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、押出物に加えられる応力の大きさ及び応力の勾配を最小化できる押出ダイ、及びこれを用いたシートの押出方法を提供することを、解決しようとする課題とする。
【０００９】
また、本発明は、シートの傾き及びうねりの問題を改善することができる押出ダイ、及びこれを用いたシートの押出方法を提供することを、解決しようとする課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の課題を解決するために、本発明の一側面によると、原料が収容される保存部と、保存部内の原料を所定の圧力で移動させるための加圧部と、保存部を通過した原料の流動幅が狭くなるように設けられた第１ダイと、原料の流れ方向に沿って第１ダイを通過した原料の流動幅が広くなり、流動厚さが小さくなるように設けられた第２ダイと、第２ダイを通過する原料を加熱させるための加熱部と、を含む押出ダイが提供される。
【００１１】
また、加熱部は、第２ダイの入口側よりも出口側に近く配置されることが好ましい。
【００１２】
また、加熱部は、原料の流動幅の全体にわたって熱を加えるように設けられ得る。
【００１３】
また、加熱部は、原料の流れ方向に沿った１０ｍｍ以上の領域にわたって熱を加えるように設けられ得る。
【００１４】
また、加熱部は、原料を常温に対して５から２０℃上昇させるように設けられ得る。
【００１５】
また、加熱部は、加熱領域の開始部と終点部がそれぞれ曲線形態をなすように設けられ得る。
【００１６】
また、第２ダイは、入口が第２幅を有し、出口が第２幅よりも大きい第３幅を有するように設けられ得る。また、第２ダイは、原料の流れ方向に沿って流動幅が扇形的に増加するように設けられ得る。例えば、第２ダイは、出口側に行くほど幅が広くなる扇形形状を有し得る。
【００１７】
一方、前記原料は、パウダーレジンと潤滑剤を含む高分子ペースト（Ｐａｓｔｅ）であり得る。また、前記原料は、常温状態であり得る。
【００１８】
また、保存部及び第１ダイは、常温状態に維持され得る。
【００１９】
また、本発明の他の側面によると、前記押出ダイを用いてシートを押出する方法であって、パウダーレジンと潤滑剤を含む高分子ペースト（Ｐａｓｔｅ）原料を保存部に設けるステップと、保存部内の原料を加圧して第１ダイ及び第２ダイを順に通過させるステップと、加熱部を作動して第２ダイを通過する原料の温度を上昇させるステップと、を含み、加熱部は、原料を常温に対して５から２０℃上昇させるように設けられたシートの製造方法が提供され得る。
【発明の効果】
【００２０】
以上で示したように、本発明の少なくとも一実施例に係る押出ダイ、及びこれを用いたシートの押出方法は、次のような効果を有する。
【００２１】
第２ダイの出口側に加熱部を設けることにより、押出物の温度を上昇させ（常温に対して約５から２０℃の範囲内）押出物に加えられる応力の大きさ及び応力の勾配を最小化することができる。これによって、シートの傾き及びうねりの問題を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一般的なシート押出ダイを示す概念図である。
【図２】図１のシート押出ダイを通過する原料の流動を模写した概念図である。
【図３】本発明の一実施例に係る押出ダイを示す概念図である。
【図４】図３の押出ダイを通過する原料の流動を模写した概念図である。
【図５】加熱領域の温度解析結果を示す。
【図６】加熱領域の応力分布の解析結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施例による押出ダイ、及びこれを用いたシートの押出方法を添付された図面を参考して詳しく説明する。
【００２４】
また、図面符号にかかわらず、同一または対応する構成要素は、同一または類似の参照番号を付与し、これについての重複説明は省略することとし、説明の便宜のために、示された各構成部材の大きさ及び形状は、誇張されたり縮小され得る。
【００２５】
図３は、本発明の一実施例に係る押出ダイ１００を示す概念図であり、図４は、図３の押出ダイを通過する原料Ｐの流動を模写した概念図である。一方、図３で、Ｆは、原料の移動方向を示し、図４で、Ｐ１は、保存部１２０内の原料を示し、Ｐ２は、第１ダイ１３０内の原料を示し、Ｐ３は、第２ダイ１４０内の原料（または「シート」とも呼ばれる）を示す。
【００２６】
本発明の一実施例に係る押出ダイ１００は、保存部１２０、加圧部１５０、第１ダイ１３０、第２ダイ１４０、及び加熱部１６０を含む。
【００２７】
具体的に、前記押出ダイ１００は、原料Ｐが収容される保存部１２０、及び前記保存部１２０内の原料Ｐを所定の圧力で移動させるための加圧部１５０を含む。このとき、前記加圧部１５０は、ピストン及びピストンを移動させるための駆動部（例えば、シリンダーなど）を含み得る。前記加圧部１５０は、ピストンの移動速度、及び原料に加えられる圧力を調節できるように設けられ得る。例えば、前記加圧部１５０は、原料に一定の圧力（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を加えるように設けられ得る。また、加圧部１５０は、一定の速度（Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）で原料を移動させるように設けられ得る。
【００２８】
また、押出ダイ１００は、保存部１２０を通過した原料の流動幅が狭くなるように設けられた第１ダイ１３０、及び原料の流れ方向に沿って第１ダイを通過した原料の流動幅（ｘ軸方向）が広くなり、流動厚さが小さくなるように設けられた第２ダイ１４０を含む。
【００２９】
第１ダイ１３０は、前述した毛細管（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ）ダイであり、第１ダイ１３０は、原料が通過するように第１幅を有する第１流動通路１３１を有し、第１流動通路１３１は、保存部１２０の幅よりも小さい第１幅を有する。本文書で図３を基準に、幅または幅方向は、ｘ軸方向の長さまたはｘ軸方向を示す。
【００３０】
また、第２ダイ１４０は、第１流動通路１３１と流体移動可能に連結された第２流動通路を有し、第２ダイ１４０は、入口１４１が第２幅を有し、出口１４２が第２幅よりも大きい第３幅を有するように設けられ得る。第２幅は、第１幅と同一であるか、大きくなり得る。また、第２ダイ１４０は、原料Ｐ３の流れ方向に沿って流動幅が扇形的に増加するように設けられ得る。例えば、第２ダイ１４０は、出口１４２側に行くほど幅が広くなる扇形形状を有し得る。
【００３１】
また、押出ダイ１００は、第２ダイ１４０を通過する原料Ｐ３を加熱させるための加熱部１６０を含む。前記加熱部１６０は、一つ以上のヒーターを含み得る。
【００３２】
また、加熱部１６０は、第２ダイ１４０の入口１４１側よりも出口１４２側に近く配置されることが好ましい。
【００３３】
また、加熱部１４０は、原料Ｐ３の流動幅全体にわたって熱を加えるように設けられ得る。また、加熱部１４０は、原料の流れ方向Ｆに沿った１０ｍｍ以上の領域にわたって熱を加えるように設けられ得る。図３及び図４を参照すると、加熱部１６０によって原料に熱が加えられる加熱領域Ｈは、流動幅全体にわたって形成され、原料の流れ方向Ｆに沿った１０ｍｍ以上の領域にわたって形成される。
【００３４】
また、加熱部１６０は、第２ダイ１４０を通過する原料Ｐ３を常温に対して５から２０℃上昇させるように設けられ得る。
【００３５】
また、加熱部１６０は、加熱領域Ｈの原料の流れ方向に沿った開始部と終点部が原料の流動幅に沿ってそれぞれ曲線形態をなすように設けられ得る。すなわち、開始部及び終点部は、すべて扇形の弧の形状を有し得、このとき、弧の長さは、開始部よりも終点部がさらに大きい。
【００３６】
加熱部１６０は、原料の移動方向に沿って加熱領域Ｈの幅が増加するように設けられ得る。これは、原料の移動方向に沿った原料の流動幅に対応するためである。
【００３７】
一方、前記原料Ｐは、パウダーレジンと潤滑剤を含む高分子ペースト（Ｐａｓｔｅ）であり得る。また、前記原料Ｐは、常温状態であり得る。
【００３８】
また、保存部１２０及び第１ダイ１３０は、常温状態に維持され得る。すなわち、常温状態の原料が第２ダイ１４０の加熱部１６０を通過する過程で、常温に対して５から２０℃上昇することができる。
【００３９】
以下、上記のような構造を有する押出ダイ１００を用いてシートを押出する方法を具体的に説明する。
【００４０】
本発明の一実施例に係るシートの製造方法は、パウダーレジンと潤滑剤を含む高分子ペースト（Ｐａｓｔｅ）原料Ｐ１を保存部１２０に設けるステップと、保存部１２０内の原料Ｐ１を加圧して第１ダイ１３０及び第２ダイ１４０を順に通過させるステップと、加熱部１６０を作動して第２ダイ１４０を通過する原料の温度を上昇させるステップと、を含む。
【００４１】
ここで、加熱部１６０は、原料を常温に対して５から２０℃上昇させるように設けられる。
【００４２】
また、加熱部１４０は、原料Ｐ３の流動幅全体にわたって熱を加えるように設けられ得る。また、加熱部１４０は、原料の流れ方向Ｆに沿った１０ｍｍ以上の領域にわたって熱を加えるように設けられ得る。図３及び図４を参照すると、加熱部１６０によって原料に熱が加えられる加熱領域Ｈは、流動幅全体にわたって形成され、原料の流れ方向Ｆに沿った１０ｍｍ以上の領域にわたって形成される。
【００４３】
図５及び図６は、加熱領域Ｈの温度と応力分布の解析結果をそれぞれ示す。
【００４４】
図５及び図６の（ａ）は、加熱部が設けられていない場合の解析結果を示し、図５及び図６の（ｂ）は、加熱部により原料を常温に対して５℃上昇させた場合の解析結果を示し、図５及び図６の（ｃ）は、加熱部により原料を常温に対して１０℃上昇させた場合の解析結果を示し、図５及び図６の（ｄ）は、加熱部により原料を常温に対して２０℃上昇させた場合の解析結果を示す。また、Ｈは、前述したように、原料に熱が加えられる加熱領域を示す。
【００４５】
図５及び図６を参照すると、第２ダイ１４０を通過する原料の温度を上昇させた場合に、押出物にかかる応力の大きさ及び応力の勾配が減少することを確認できる。特に、加熱部により温度を１０℃上昇させた場合、応力の大きさが従来に対して半分の水準に減少し、応力の勾配も著しく改善することを確認できる。
【００４６】
以上で説明した本発明の好ましい実施例は、例示の目的のために開示されたものであり、本発明についての通常の知識を有する当業者であれば、本発明の思想と範囲内で様々な修正、変更、付加が可能であり、これらの修正、変更及び付加は、下記の特許請求の範囲に属するものと理解すべきである。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係るシート押出ダイによって、押出物の温度を上昇させることにより、押出物に加えられる応力の大きさ及び応力の勾配を最小化することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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