KR20210020786A - 폴리머 용융물을 제조하기 위한 설비 및 그러한 폴리머 용융물 제조 설비를 다공성 필름 제조에 사용하는 용도 - Google Patents

폴리머 용융물을 제조하기 위한 설비 및 그러한 폴리머 용융물 제조 설비를 다공성 필름 제조에 사용하는 용도 Download PDF

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KR20210020786A
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temperature
polymer melt
roller
melt
polymer
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KR1020200095465A
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사르하게 토르스텐
마레이 벤자민
사이벨 스테판
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브뤼크너 마시넨바우 게엠바하 운트 코. 카게
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Abstract

다공성 필름 특히 막 필름용 폴리머 용융물(2)을 제조하기 위한 설비(1)는 유성 롤러 압출기(3)를 포함한다. 상기 압출기는 열가소성으로 유동성 폴리머 용융물(2)을 제조하는 데에 사용된다. 유성 롤러 압출기(3)는 폴리머 용융물(2)을 운송하기 위한 충전 개구(3a) 및 배출 측(3b)을 구비한다. 용융물 펌프(4)가 추가로 제공된다. 유성 롤러 압출기(3)의 배출 측(3b)은 폴리머 용융물(2)을 추가로 운송하기 위해 용융물 펌프(4)의 하류 입구 측(4a)에 연결되어 있다. 연결부는 주위 대기로부터 차폐된 압력 채널 또는 주위 대기로부터 차폐된 압력 라인(6) 형태이다. 유성 롤러 압출기(3) 및 용융물 펌프(4)는, 폴리머 용융물(2)이 입구 측(4a) 상의 용융물 펌프(4)에서 적용되거나 압력을 받아 운송될 수 있도록 설계되어 있고 및/또는 구동될 수 있다.

Description

폴리머 용융물을 제조하기 위한 설비 및 그러한 폴리머 용융물 제조 설비를 다공성 필름 제조에 사용하는 용도{INSTALLATION FOR PRODUCING A POLYMER MELT AND USE OF SUCH AN INSTALLATION FOR PRODUCING A POLYMER MELT FOR A POROUS FILM}
본 발명은 다공성 필름용 폴리머 용융물을 제조하기 위한 설비에 관한 것으로, 특히 막 필름 형태의 다공성 필름용 폴리머 용융물을 제조하기 위한 설비 및 폴리머 용융물을 제조하기 위한 설비를 그러한 특히 막 필름 형태의 다공성 필름 제조에 사용하는 용도에 관한 것이다.
여과, 담수화를 위한 막 필름과 같은 연신된 다공성 필름의 제조뿐만 아니라, 리튬-이온 배터리와 같은 배터리용 세퍼레이터 필름/배리어 필름을 제조하기 위해, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE) 및 분말 UHMWPE(초고분자량 PE) 또는 HMWPE(고분자량 PE) 또는 HDPE(고밀도 PE) 같은 폴리머로 제작되는 필름은 연신하기 전에 기공을 형성하기 위해, 균일하게 혼합되고, 가열되며 액상 성분 특히 가소제(이후에 용매로도 지칭되고 예를 들어 파라핀 오일, 탄화수소, 석유 탄화수소, 백색 광유를 함유할 수 있음)로 가소화된다. 균질하게 혼입된 가소제는 폴리머 내에 자유 공간이 형성되도록 하여, 후속하여 연신하는 중에 그리고 가소제를 세척 또는 증발하는 중에 기공이 형성된다. 상기 목적은 연신 및 가소제의 세척 또는 증발 중에, 가능한 많은 미세한 기공이 생성되도록 용융/용융된 폴리머에서 폴리머에 균질하고 미세한 방식으로 압출기에 가소제를 분배하는 것이다.
일반적으로, 평행-연장 트윈-스크류 압출기가 이러한 목적을 위해 사용되며, 여기서 폴리머는 이전에 균질하게 교반된 현탁액(슬러리)으로 액체 성분, 즉 가소제와 함께 공급된다. 성분들은 취급이 간단하여 종종 트윈-스크류 압출기에 개별적으로 공급된다. 성분들이 압출기에 개별적으로 첨가될 때, 균일한 혼합은 압출기의 혼합 품질에 대한 요구를 높인다. 균일한 혼합 결과는 주로 체류 시간이 길고 혼합 양이 많으며 고속을 통해 달성할 수 있다. 용융 온도는 속도가 증가하는 동안 유입되는 마찰열로 인해 폭발 방지에 적용 가능한 최대 허용 용융 온도(액체 성분의 자체-점화 온도에 따라 달라짐)에 빠르게 도달하고, 열은 용융물로부터 제한된 정도로만 온도 제어식 실린더 셸을 통해서만 소산될 수 있기 때문에, 제한된 속도만 가능하다. 특히 분자량이 약 600,000 g/몰을 상회하는 UHMWPE를 사용하는 경우. 배출이 더욱 감소된다. 액체 성분 즉 특히 가소제가 가연성인 경우, 폭발 방지로 인해 처리 온도 창이 다시 아래쪽으로 이동하여 가능한 최대 속도를 다시 한 번 줄여야하고, 이는 균질화 불량으로 인해 배출 감소를 초래한다. 산업계에서 요구되는 배출량을 달성하기 위해서는 스크류 직경이 상대적으로 크고, 50-70 L/D(L/D=스크류 직경에 대한 스크류 길이의 비)의 공정 길이 긴 트윈-스크류 압출기를 사용해야 한다.
사용된 원재료 및 배출 용량에 관한 시장의 요구 사항이 지속적으로 증가하지만, 기계 비용을 낮춰야하므로, 본 발명의 목적은 다공성 필름 또는 막 필름(예를 들어 배터리 세퍼레이터 필름(BSF)) 제조를 위한 대안적인 압출 개념을 찾는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 제1항에 따른 다공성 필름, 특히 막 필름용 폴리머 용융물을 제조하기 위한 설비에 의해 달성된다. 또한, 청구항 제27항에 용도가 기재되어 있다. 청구항 제2항 내지 제26항은 본 발명에 따른 설비의 유리한 개발이다. 청구항 제28항은 용도를 보다 정확하게 기술한다.
다공성 필름, 특히 막 필름을 위한 폴리머 용융물을 제조하기 위한 본 발명에 따른 설비는 유성 롤러 압출기를 포함한다. 상기 압출기는 열가소성 수지로부터 유동성 폴리머 용융물을 생산하는데 사용된다. 유성 롤러 압출기는 출발 물질을 도입하기 위한 충전 개구 및 폴리머 용융물을 운송하기 위한 배출 측을 갖는다. 용융물 펌프도 제공된다. 유성 롤러 압출기는 제한된 범위까지만 높은 용융 압력을 생성할 수 있기 때문에, 이것이 필수이다. 그러나 다이렉트 필름 압출에서 용융 라인(압력 라인), 용융 필터 및 와이드-슬롯 노즐을 통과해야 하기 때문에, 40 바, 50 바, 60 바, 70 바 또는 80 바를 상회하는 용융물 압력이 필수다. 따라서, 유성 롤러 압출기 바로 뒤에 용융물 펌프가 연결되어 압력을 증가시킨다. 이 연결은 유성 롤러 압출기의 배출 측이 폴리머 용융물을 추가로 운반하기 위해 용융물 펌프의 하류 입구 측에 연결되는 방식으로 이루어진다. 연결은 대기압에 대한 차폐된 압력 채널 또는 차폐된 압력 라인의 형태이다. 차폐된 압력 채널을 사용하면 용융물 펌프를 유성 롤러 압출기의 배출 측에 직접 부착할 수 있다. 차폐된 압력 라인을 사용하면 유성 롤러 압출기를 용융물 펌프로부터 일정 거리만큼 떨어진 곳에 설치할 수 있다. 유성 롤러 압출기 및 용융물 펌프는 폴리머 용융물이 용융물 펌프의 입구 측에서 압력 하에 적용되거나 압력 하에 전달될 수 있는 방식으로 설계 및/또는 구동될 수 있다.
유성 롤러 압출기가 다공질 필름, 특히 막 필름 형태의 제조에 특히 우수한 결과를 제공한다는 것이 발견되었다는 것이 특히 유리하다. 플라스틱 분야에서, 유성 롤러 압출기는 지금까지 PVC 가공에만 사용되었다. 다른 압출기와 비교하여, 유성 롤러 압출기는 위에서 폴리머 용융물이 혼련될 수 있는 표면이 매우 크다. 압력 하에서 폴리머 용융물의 용융물 펌프로의 전달은 또한 사용되는 액체 성분, 즉 이 다공성 필름을 위한 가소제가 확실하지 않은 탈기 또는 증발이 이러한 방식으로 방지될 수 있기 때문에 특히 유리하다. 동시에, 고압은 폴리머 용융물이 최적으로 혼합되고 동시에 공기가 가압되어 배출되는 것을 보장한다. 용융물 펌프는 또한 용융 압력을 축적하고(아래 설명 참조) 용융 압력 변동을 부드럽게 하기 위해 사용된다. 전체적으로, 유성 롤러 압출기의 사용은 비교적 콤팩트한 설비에서 특히 균일한 폴리머 용융물을 달성할 수 있다. 이러한 유성 롤러 압출기의 사용은 또한 액체 성분, 특히 가소제가 폴리머 내로 균질하게 혼합되고, 액체 성분, 즉 특히 가소제가 압출기 내로 직접 또는 압출기 근처에 주입될 수 있게 한다. 또한, 이러한 유성 롤러 압출기는 모듈식 설계를 가질 수 있고 높은 혼합 성능으로 부드러운 재료 제조를 가능하게 한다. 또한, 용융물 온도는 배출될 때까지 제어될 수 있다.
폴리머 용융물이 용융물 펌프의 입구 측에서 받는 압력 또는 용융물 펌프의 입구 측으로 전달될 수 있는 압력이 4 바, 5 바, 6 바, 7 바, 8 바, 9 바, 10 바, 11 바, 13 바, 15 바, 17 바 또는 19 바보다 크지만, 바람직하게는 21 바, 18 바, 16 바, 14 바 또는 12 바 미만이다. 이는, 폴리머 용융물이 최적으로 혼합되고 벌크 재료(예를 들어, 분말 폴리머 내에 또는 분말 입자 사이)에 함유된 공기가 폴리머 용융물로부터 가압 배출되는 것을 보장한다. 이 압력은 또한 액체 성분이 빠져나가는 것을 방지하고, 이후 공정 단계에서 더 이상 충분한 농도로 이용 가능하지 않거나 이용 가능하지 않다. 원칙적으로, 벌크 재료는 산소 함량을 낮게 유지하기 위해 질소 분위기 하에서 첨가될 수 있다. 이는 관련된 재료 열화와 함께 액체 성분의 폭발 가능성과 관련된 폴리머 용융물의 산화를 방지한다.
본 발명에 따른 설비의 다른 예에서, 용융물 펌프의 입구 측에서 폴리머 용융물에 적용되거나 전달될 수 있는 압력은 펌프 속도를 감소시키도록 설계된 용융물 펌프에 의해 증가될 수 있다. 이렇게 펌프 속도를 감소시키면, 폴리머 용융물이 용융물 펌프의 입구 측으로부터 유성 롤러 압출기의 배출 측을 향하여(그리고 상기 압출기 내로) 백업(back up)되고, 추가의 폴리머 용융물의 연속적인 재료 흐름은 이러한 역류에 역행하여 압력이 증가된다(출발 성분(폴리머 및 액체 성분)의 부가는 감소되는 않는 것이 바람직함). 이에 따라서, 유성 롤러 압출기와 용융물 펌프 사이의 용융물 압력은 특히 출발 성분의 부가(폴리머 및 액체 성분의 첨가)와 용융물 펌프의 속도 사이의 비에 의해 설정된다. 출발 성분이 일정하게 첨가되면서 그리고 특히 유성 롤러 압출기가 일정한 속도로 작동하면서, 용융물 펌프가 더 느리게 회전할수록, 더 많은 용융물이 유성 롤러 압출기를 향해 백업된다. 이미 설명한 바와 같이, 유성 롤러 압출기에서 이러한 연속된 용융물 스트림은 재료 역류에 대항하여 압력을 축적시킨다. 원칙적으로, 유성 롤러 압출기의 배출 측(압출기 헤드에서)의 압력은, 폴리머 용융물에서 더 이상 공기가 보이지 않을 때까지 연속적으로 증가된다. 이는 5 내지 10 바 이상의 용융물 압력에서 특히 성공적이다.
이 공기는 바람직하게는 역방향으로만 탈기된다. 이는 유성 롤러 압출기의 충전 개구로부터 시작하여 용융물 펌프의 입구 측으로 연장되는 영역에 어떠한 공기 개구도 없어서, 압력이 축적될 때 폴리머 용융물에 혼입된 공기가 폴리머 용융물로부터 변위되고, 충전 개구를 향해 뒤로 밀려서 충전 개구로부터만 탈기되는 것을 보장함으로써 달성된다. 이것을 역 탈기(reverse degassing)라고도 한다. 이는 또한 이 하나의 특정 위치(특히 가연성 액체 성분이 사용되는 경우)만 특별히 안전해야 한다는 이점이 있다.
설비의 추가의 특정 실시형태는, 충전 개구가 폴리머 특히 분말 폴리머와 충전제 특히 예컨대 파라핀 오일 또는 액상 용매 같은 액상 탄화수소인 가소제 같은 액상 성분 형태의 충전제 모두가 함께 충전될 수 있는, "공통(common)" 충전 개구의 형태인 경우이다. 유성 롤러 압출기에 폴리머 및 액체 성분을 동시에 첨가하기 때문에, 적당한 용융물 온도에서 양호한 균질화가 보장된다. 첨가는 바람직하게는 질소 분위기 하에서 이루어져야 한다. 액체 성분(추가로도)은 또한 유성 롤러 압출기의 다른 지점에서 첨가될 수 있다.
설비의 바람직한 실시형태에서, 유성 롤러 압출기를 구동하기 위한 구동 장치(예를 들어, 전기 모터)가 제공된다. 유성 롤러 압출기는, n≥1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 n≥8인, n-롤러 실린더를 포함한다. 이러한 롤러 실린더는 특히 외경이 큰 내부 톱니 형 외부 쉘(내부 톱니 형 실린더 슬리브)을 포함한다. 그 사이에 치형 유성 스핀들이 배치되어 있다. 치형 유성 스핀들은 중심 스핀들에 의해 구동되며, 이 스핀들도 톱니형이다. 중심 스핀들은 내부가 치형인 실린더 슬리브의 중앙에 배치된다. 유성 스핀들은 실린더 슬리브와 중심 스핀들 사이에 배치된다. 롤러 실린더 당 적어도 3개의 유성 스핀들을 구비할 때 우수한 결과를 얻을 수 있으며, 설비 유형에 따라서는 롤러 실린더 당 최대 18개의 유성 스핀들을 구비할 수 있다. 중심 스핀들과 유성 스핀들은 맞물리며, 유성 스핀들은 내부가 치형인 실린더 슬리브와 맞물린다.
구동되는 중심 스핀들을 통해, 유성 스핀들은 내부가 치형인 실린더 슬리브와 중심 스핀들 사이에서 유성 방식으로 회전하여, 폴리머 용융물을 얇은 층으로 롤 아웃시킨다. 이에 따라 얻어지는 롤 아웃된 폴리머, 즉 롤 아웃된 폴리머 용융물의 큰 표면적은 제어된 에너지 투입 및 제어된 에너지 소산을 모두 허용한다. 중심 스핀들은 복수의 롤러 실린더, 특히 모든 롤러 실린더를 관통(penetrate)한다. 특히, 중심 스핀들은 단품(one-piece)으로 구성되지만, 함께 회전하기 위해 서로 연결되는(예를 들어 서로 나사 결합, 하나가 다른 하나에 삽입되거나 및/또는 용접) 복수의 파트로 구성될 수도 있다. 제1 롤러 실린더가 충전 개구를 포함하는 것이 바람직하고, 마지막 롤러 실린더가 배출 측을 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 유성 롤러 압출기는 4개, 또는 4개 초과, 6개 또는 8개 또는 8개를 초과하는 롤러 실린더를 포함한다. 개별 롤러 실린더는 바람직하게는 서로 나사 결합되어, 결과적으로 유성 롤러 압출기의 모듈식 설계가 달성된다.
더 많은 롤러 실린더가 제공될수록, 균일한 용융물을 갖는 비 토출(specific discharge)이 더 높아진다. 롤러 실린더의 수가 많을수록 유성 롤러 압출기가 더 길어지고 체류 시간 및 혼합 시간이 연장되기 때문에, 6 내지 8개 또는 8개 이상의 롤러 실린더를 사용할 때 특히 양호한 결과가 달성된다. 이 경우, 폴리머 용융물은 매우 균질하다. 동시에 온도 프로파일은 개별 롤러 실린더를 통해 개별적으로 설정될 수 있다(예를 들어, 충전 개구에서 더 따뜻하고, 배출 측에서 더 차갑게). 이에 대해서는 아래에서 더 자세히 설명한다.
실린더 슬리브의 내부 치형, 중심 스핀들의 치형 및 유성 스핀들의 치형은 45°헬리컬 치형(=나선형 치형)인 것이 바람직하다. 이는 롤-아웃된 폴리머 용융물의 전방 유동을 생성한다.
유성 스핀들도 스터드될 수 있다. 이는 45°헬리컬 톱니가 유성 스핀들의 종축을 따라 가끔 차단되거나(interrupted) 또는 일정한 간격으로 차단되는 것을 의미한다. 중심 스핀들에도 동일하게 적용되는 것이 바람직하고, 특히 하나의 롤러 실린더에서 다음 롤러 실린더로 천이할 때에 차단된다. 이러한 차단된 헬리컬 치형(나선형 치형)은 많은 개별적인 용융 스트림 분포로 인해 매우 우수한 교차 혼합을 초래한다.
각 유성 스핀들의 길이는 바람직하게는 대략 롤러 실린더의 길이에 대응한다. 특히, 대부분의 롤러 실린더 내의 유성 스핀들은 전체적으로 특정 롤러 실린더 내에 배치되며 이 롤러 실린더를 넘어서 인접한 롤러 실린더로 연장되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 특히 연속적인 유성 스핀들을 포함하는 제1의 2개의 인접한 롤러 실린더에 적용될 수 있다. 이러한 유성 스핀들은 특정 롤러 실린더보다 길다. 따라서 이들은 제1 및 제2 롤러 실린더 모두에서 연장되고, 이에 따라서 두 롤러 실린더 내에 함께 배열된다.
이 경우, 실린더 슬리브의 내부 치형 형상을 갖는 치형 중간 링이 바람직하게는 제1의 2개의 인접한 롤러 실린더 사이에 삽입된다. 상기 링은 2개의 롤러 실린더 사이의 연결 부재로서 작용하여, 연속적인 유성 스핀들을 사용하기가 특히 용이하다.
다른 바람직한 실시형태에서, 분산 링이 2개의 인접한 롤러 실린더 사이에 삽입된다. 이는 특히 제2의 롤러 실린더부터 제n 롤러 실린더에 적용된다(치형 중간 링은 바람직하게는 제1 롤러 실린더와 제2 롤러 실린더 사이에 삽입된다). 분산 링은 바람직하게는 그들의 환형 갭의 치수와 관련하여 상이하다. 배출 측을 향해 배치된 다른 분산 링보다 더 큰 환형 갭을 갖는 분산 링이 제2 및 제3 롤러 실린더 사이에 삽입된다. 제2 및 제3 롤러 실린더 사이의 분산 링은 바람직하게는 1 ㎜, 1.2 ㎜, 1.4　 ㎜, 1.7 ㎜ 또는 1.9 ㎜보다 크고 바람직하게는 2.1 ㎜, 1.8 ㎜ 또는 1.6 ㎜보다 작은 환형 갭을 포함한다. 후속하는 분산 링은 바람직하게는 0.7 ㎜, 0.8 ㎜, 0.9 ㎜, 1 ㎜, 1.1 ㎜ 또는 1.2 ㎜보다 크고 바람직하게는 1.3 ㎜ 또는 1.1 ㎜보다 작은 환형 갭을 갖는다. 따라서, 제2 및 제3 롤러 실린더 사이의 분산 링은 더 큰 환형 갭을 가지는데, 이는 여기에서 추가적인 불균일이 발생하여 환형 갭이 너무 작은 경우 두 롤러 실린더 사이의 천이를 차단할 수 있기 때문이다. 유성 롤러 압출기의 추가 과정에서, 폴리머 용융물은 대체로 균일하며, 이는 막힐(blocking) 위험을 감소시켜서, 더 작은 환형 갭이 사용될 수 있게 한다.
본 발명에 따른 설비의 특정 실시형태에서, 주입 장치가 제공된다. 이 주입 장치는 액체 성분을 위한 하나 이상의 분사 장치뿐만 아니라 주입 펌프 및 하나 이상의 폴리머를 위한 하나 이상의 주입 장치(예를 들어 중량측정식(gravimetric))를 포함한다. 주입 장치는 주입되는 폴리머 및 주입되는 액체 성분을 폴리머 및 액체 성분은 함께 혼합되는 제1 롤러 실린더 내로 충전 개구를 통해 직접 배출하도록 설계되어 있다. 대안적으로, 투여 장치는 주입되는 폴리머 및 주입되는 액체 성분을 하나 또는 2개의 스크류-컨베이어를 갖는 측면 공급기로 공급하도록 설계된다. 스크류-컨베이어에서 폴리머와 액체 성분의 혼합이 이루어지고, 그런 다음 혼합물을 충전 개구를 통해 제1 롤러 실린더 내로 배출한다. 예를 들어, 막 펌프 또는 치형 휠 펌프가 주입 펌프로 사용될 수 있다. 폴리머 및 액체 성분의 동시 첨가는 적당한 용융물 온도에서 매우 우수한 균질화를 보장한다. 폴리머는 특히 분말로서 존재한다. 분말 폴리머를 액체 성분, 특히 가소제의 형태로 함께 공통 측면 공급기로의 이와 같은 주입은 이전에 달성되지 않았다.
다른 실시형태에서, 주입 장치는 또한 하나 이상의 추가 분사 장치(injection arrangement)를 포함한다. 이들 하나 이상의 추가 분사 장치는 유성 롤러 압출기를 따라 배열된다. 특히, 이들은 각각 하나의 롤러 실린더와 그 인접한 롤러 실린더 사이의 천이 영역에 배열된다. 이 또는 이들 추가의 분사 장치(들)를 통해, 유성 롤러 압출기 또는 유성 롤러 압출기의 이 전이 영역에 추가로 정확하게 주입되는 양의 동일하거나 추가의 액체 성분이 주입될 수 있다.
바람직하게는, 주입 장치는 유성 롤러 압출기에 공급되는 폴리머 및 액체 성분의 양의 비를 다음과 같은 방식으로 설정하도록 설계된다.
a) 액체 성분 80 내지 50 중량부가 폴리머 20 내지 50 중량부에 첨가될 수 있고; 또는
b) 액체 성분 75 내지 55 중량부가 폴리머 25 내지 45 중량부에 첨가될 수 있고; 또는
c) 액체 성분 70 내지 60 중량부가 폴리머 30 내지 40 중량부에 첨가될 수 있다.
다른 바람직한 실시형태에서, 설비는 또한 적어도 하나의 압력 센서를 포함한다. 압력 센서는 n번째 롤러 실린더 위 또는 n번째 롤러 실린더와 용융물 펌프의 입구 측 사이에 배치되며, 폴리머 용융물의 압력을 측정하는데 사용된다. 또한, 이 측정 값을 수신하여 평가하는 제어 장치가 제공되며, 적어도 하나의 압력 센서에 의해 측정된 압력이 사전에 결정된 기준 값에 도달하게 하는 방식으로, 출력량과 관련된 주입 장치, 중심 스핀들의 속도에 관련된 구동 장치 및 펌프 속도에 관련된 용융물 펌프를 제어하게 설계된다. 압력이 너무 낮으면, 예를 들어 용융물 펌프의 속도를 낮출 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 더 많은 재료가 주입 장치에 의해 추가될 수 있다. 압력이 너무 높으면, 용융물 펌프의 속도를 증가시키거나, 또는 충전 개구의 주입 장치에 의해 출발 물질이 덜 첨가될 수 있다. 설명된 바와 같이, 폴리머 용융물에 공기가 포함되는 것을 피해야 한다. 이를 위해, 유성 롤러 압출기의 배출 측 및 용융물 펌프의 입구 측의 용융물 압력은 적어도 5-10 바인 것이 바람직하다. 또한, 더 높은 비 배출[㎏/h/rpm]을 달성하고 이에 따라 공정 섹션에서 더 높은 충전 수준을 달성하기 위해, 동일한 배출을 유지하면서 유성 롤러 압출기의 속도가 감소될 수 있다. 유성 롤러 압출기의 충전 수준이 높을수록 유성 롤러 압출기 내의 용융물 압력이 증가하여, 공기의 조기 역 탈기에 기여한다.
유성 롤러 압출기를 사용하면 롤-아웃된 폴리머 용융물의 표면적이 넓어진 다. 이는 열 가열/냉각을 통해 제어되는 에너지 입력 또는 제어되는 에너지 소산을 허용한다. 본 발명에 따른 설비의 특정 실시형태에서, 중심 스핀들은 적어도 하나의 유체 채널(바람직하게는 2개의 (평행한) 유체 채널들이 제공되며, 이들을 통해 유체가 반대 방향으로 흐른다. 즉 하나는 전방 채널 하나는 리턴 채널임)에 의해 완전히 관통되거나 또는 길이 대부분을 따라 침입된다. 또한, 유체(예를 들어(열) 오일 또는 물)의 온도를 특정 온도로 제어하고, 중심 스핀들을 통해 폴리머 용융물의 온도를 특정 온도로 제어할 수 있도록 하기 위해, 상기 유체를 적어도 하나의 유체 채널을 통해 전도하도록 설계된 펌프 장치 및 가열 및/또는 냉각 장치가 제공된다.
중심 스핀들 외에도, 롤러 실린더의 온도가 제어될 수 있다(특히 개별적으로). 롤러 실린더 각각은 하나 이상의 온도-제어 채널을 포함한다. 펌프 장치 및 온도-제어 장치가 제공되며, 이들은 유체(예를 들어,(열) 오일 또는 물)의 온도를 특정 온도로 제어하고, 롤러 실린더를 통해 폴리머 용융물의 온도를 특정 온도로 제어할 수 있도록 하기 위해 상기 유체를 특정 롤러 실린더의 적어도 하나의 온도-제어 채널을 통해 전도하도록 설계되어 있다. 각 롤러 실린더의 적어도 하나의 온도-제어 채널은 각각의 다른 롤러 실린더의 온도-제어 채널과 분리되어 있으며, 그 결과 개별 롤러 실린더의 온도-제어 채널은 다르게 온도 제어될 수 있다. 따라서 제1 롤러 실린더 내의 유체의 온도가 제n 롤러 실린더 내의 유체의 온도보다 더 따뜻할 수 있다. "온도 제어"이라는 용어는 여기서 폴리머 용융물이 가열되고 냉각(유체가 폴리머 용융물보다 더 차가움)됨을 의미하는 것으로 이해된다.
추가의 선택적 실시형태에서, 용융물 펌프는 또한 전기적으로 또는 열 오일로 온도-제어(가열 또는 냉각)될 수 있다. 온도는 원칙적으로 온도 센서에 의해 감지되어 제어 장치로 전송된다. 제어 장치는 바람직하게는 설비 내의 다양한 위치에서 모든 공정 파라미터(온도, 압력)를 검출하고, 중심 스핀들을 위한 구동 장치 또는 용융물 펌프를 위한 구동 장치 또는 주입 장치로 전달되는 대응 조작된 변수를 생성한다. 최대 허용 용융물 온도를 초과하면, 스위치-오프(폭발 방지)가 트리거되는 것이 바람직하다. 대조적으로, 측정된 압력은 유성 롤러 압출기의 속도 및 폐-루프 방식으로 용융물 펌프의 배출량을 제어하는데 사용된다.
또한 용도도 기재되어 있다. 따라서 이 경우 폴리머 및 동시에 액체 성분, 특히 충전 개구로 공급되는 가소제인, 다공성 필름, 특히 막 필름용 폴리머 충전물을 제조하는 데에 설비가 사용될 수 있다. 이미 설명한 바와 같이, 과거에는 다공성 필름을 제조하는 데에 유성 롤러 압출기가 사용되지 않았다.
도 1은 다공성 필름, 특히 막 필름용 폴리머 용융물을 제조하기 위한 설비의 제1 실시형태의 전체도이다.
도 2는 다공성 필름 또는 막 필름용 폴리머 용융물을 제조하기 위한 설비의 제2 구체적인 실시형태의 전체도이다.
도 3은 유성 롤러 압출기의 부분적으로 개방된 롤러 실린더의 3차원 도면이다.
도 4는 유성 롤러 압출기의 롤러 실린더를 관통하는 단면의 3차원 도면이다.
도면들을 참고하여 일 예시로 본 발명의 다양한 실시형태를 설명한다. 동일한 항목은 동일한 참조번호를 갖는다.
도 1은 다공성 필름 또는 막 필름용 폴리머 용융물(2)을 제조하기 위한 설비(1)를 도시한다. 상기 설비는 충전 개구(3a) 및 배출 측(3b)을 갖는 유성 롤러 압출기(3)를 포함한다. 충전 개구(3a)는 특히 측면 충전 개구(3a)이다. 용융물 펌프(4) 및 와이드-슬롯 노즐(5)도 제공된다. 유성 롤러 압출기(3)의 배출 측(3b)은 폴리머 용융물(2)을 추가로 운반하기 위해 용융물 펌프(4)의 하류 입구 측(4a)에 연결된다. 이 경우 연결부는 대기압으로부터 차폐된 압력 라인(6)의 형태이다. 유성 롤러 압출기(3) 및 용융물 펌프(4)는 폴리머 용융물(2)이 용융물 펌프(4)의 입구 측(4a)에서 압력 하에 적용되거나 압력을 받으며 입구 측(4a)으로 전달될 수 있는 방식으로 설계 및/또는 구동될 수 있다. 와이드-슬롯 노즐(5)은 용융물 펌프(4)의 출구 측(4b)에 연결된다. 용융물 펌프(4)의 출구 측(4b)과 와이드-슬롯 노즐(5) 사이에 플러시 밸브 및/또는 용융물 필터가 선택적으로 배열될 수 있지만, 도시되어 있지는 않다. 용융물 펌프(4) 및/또는 압력 라인(6) 및/또는 플러시 밸브 및/또는 용융물 필터는 전기적으로 온도가 제어될 수 있는데, 특히 폴리머 용융물(2)이 항상 처리 온도 창 내에 있도록 이에 따라 무엇보다도 대응 점도를 갖도록 전기적으로 가열될 수 있다. 온도는 또한 열 오일에 의해 제어될 수 있다. 특히, 와이드-슬롯 노즐(5)을 떠나는 폴리머 용융물(2)의 점도는 1000 내지 4000 Pa*s의 범위이다. 와이드-슬롯 노즐(5)으 폭은 특히 300 ㎜, 400 ㎜, 500 ㎜, 600 ㎜, 700 ㎜, 800 ㎜, 1000 ㎜, 1200 ㎜, 1400 ㎜, 1600 ㎜, 1800 ㎜, 2000 ㎜, 2200 ㎜, 2400 ㎜, 2600 ㎜, 2800 ㎜ 또는 3000 ㎜를 상회하지만, 바람직하게는 3100 ㎜, 2900 ㎜, 2700 ㎜, 2500 ㎜, 2300 ㎜, 2100 ㎜, 1900 ㎜, 1700 ㎜, 1500 ㎜, 1300 ㎜ , 1100 ㎜, 900 ㎜ 또는 650 ㎜ 미만이다. 와이드-슬롯 노즐(5)의 슬롯 높이는 0.1 ㎜, 0.3 ㎜, 0.5 ㎜, 0.7 ㎜, 0.9 ㎜, 1.1 ㎜, 1.3 ㎜, 1.5 ㎜, 1.7 ㎜, 1.9 ㎜, 2.1 ㎜, 2.3 ㎜, 2.5 ㎜, 2.7 ㎜, 2.9 ㎜ 또는 3.1 ㎜를 상회하지만, 바람직하게는 3.2 ㎜ 미만, 3.0 ㎜, 2.8 ㎜, 2.6 ㎜, 2.4 ㎜, 2.2 ㎜, 2.1 ㎜, 2.0 ㎜, 1.8 ㎜, 1.6 ㎜, 1.4 ㎜, 1.2 ㎜, 1.0 ㎜, 0.8 ㎜, 0.6 ㎜, 0.4 ㎜ 또는 0.2 ㎜ 미만이다.
폴리머 용융물(2)은 와이드-슬롯 노즐(5)로부터 냉각 롤러(27) 상으로 배출되며, 그 온도는(폐 루프 방식으로) 특정 온도로 제어되고, 필요에 따라서는 부분적으로 수조(도시되지 않음)에 배치된다. 모터 장치(도시되지 않음)는 냉각 롤러(27)를 회전시키도록 설계된다.
폴리머 용융물(2)이 용융물 펌프(4)의 입구 측(4a)에서 받거나 전달될 수 있는 압력은 바람직하게는 5 내지 10 바보다 크다.
용융물 펌프(4)의 펌프 속도를 감소시킴으로써 압력을 증가시킬 수 있다. 유성 롤러 압출기(3)를 통과하는 재료 흐름이 일정하게 유지되면, 펌프 속도의 감소로 인해 폴리머 용융물(2)이 용융물 펌프(4)의 유입 측(4a)으로부터 유성 롤러 압출기(3)의 배출 측(3b)을 향해 백업된다. 이러한 역류는 추가적인 폴리머 용융물(2)의 연속적인 재료 유동에 의해 상쇄되며, 따라서 유성 롤러 압출기(3)의 배출 측(3b) 영역에서 압력 증가가 발생한다. 이러한 폴리머 용융물(2)의 역류는 유성 롤러 압출기(3)의 길이의 50%, 40%, 30%, 20% 또는 10% 미만으로 연장하는 것이 바람직하다.
대안적으로 또는 이에 부가하여, 충전 개구(3a)에 추가의 출발 물질을 첨가하는 것이 또한 가능할 것이다.
유성 롤러 압출기(3)의 충전 개구(3a)에서 시작하여 용융물 펌프(4)의 입구 측(4a)까지의 영역에는 공기 개구가 없는 것이 특히 중요하다. 이것은. 이미 설명된 바와 같이, 차폐 압력 라인(6)에 의해 또는 일반적으로 차폐 압력 채널(도시되지 않음)에 의해 달성된다. 이는 폴리머 용융물(2)에 혼입된 공기가 폴리머 용융물(2)의 압력 축적(바람직하게는 5-10 바 상회) 동안 폴리머 용융물로부터 변위되고 다른 개구부가 없는 경우 다시 충전 개구(3a)를 향하게 강제되어 이 충전 개구로부터만 탈기된다는 효과를 갖는다. 이러한 누락된 공기 개구는 또한 액체 성분, 특히 가소제와 같은 폴리머 용융물(2) 내의 성분 또는 충전제가 폴리머 용융물(2)에 남아 있고 후속 공정에서 이용 가능하다는 것을 의미한다. 이러한 충전제를 사용할 때, 제어되지 않는 탈기가 없으며, 이는 충전제가 가연성이 높은 경우 특히 중요하다.
또한, 도 1의 충전 개구(3a)는 폴리머, 특히 분말 폴리머 및 충전제, 특히 액체 탄화수소 또는 가소제 같은 액체 성분의 형태의 충전제를 위한 공통 충전 개구(3a)의 형태인 것이 특히 유리하다. 액체 성분은 또한 용매일 수 있다.
광범위한 조사 후, 폴리머 및 액체 성분이 유성 롤러 압출기(3)에서 또는 상응하는 측면 공급기(7) 내로 함께 공급될 때 특히 유리한 결과가 얻어졌다(도 2 참조). 이는 주입 장치(8)에 의해 달성된다. 이는 특히 하나 이상의(예를 들어 분말 화된) 폴리머, 선택적으로 가공 보조제, 예컨대 산화 방지제를 위한 적어도 하나의 중량 주입 유닛(9) 및 하나 이상의 주입 펌프(10a, 10b)와 적어도 하나의 분사 장치(11)를 갖는 주입 펌프 장치(10)를 포함한다. 분말 폴리머의 정적 전하를 낮게 유지해야 하기 때문에, 하나 이상의 주입 유닛(9)은 충전 개구(3a) 또는 측면 공급기(7)에 가능한 한 가깝게 배치되어야 한다(그 거리는 100 ㎝, 80 ㎝, 60 ㎝, 40 ㎝, 30 ㎝, 20 ㎝ 또는 10 ㎝보다 작아야 함).
주입 장치(8)는 폴리머 및 액체 성분을 투여하고 충전 개구(3a)를 통해 유성 롤러 압출기(3) 내로 직접 방출하도록 설계되며, 여기서 폴리머 및 액체 성분은 함께 혼합되거나(도 1에 도시 됨) 또는 이들을 하나 또는 두 개의 스크류 컨베이어(들)를 가지고, 폴리머와 액체 성분의 혼합이 수행되고, 스크류 컨베이어(들)가 이어서 충전 개구(3a)를 통해 이 혼합물을 유성 롤러 압출기(3) 내로 배출하는 측면 공급기(7)에 공급한다. 이 시점에서 균질한 혼합이 아직 발생하지 않는다. 폴리머는 스크류 컨베이어 또는 측면 공급기(7)의 스크류 컨베이어에서 액체 성분으로 적셔진다. 액체 성분으로 습윤된 폴리머는 유성 롤러 압출기(3)에 공급된다. 유성 롤러 압출기(3)에서, 액체 성분의 일부가 함께 혼합되고, 폴리머 부분이 용융되고 용융물이 균질화된다.
적어도 하나의 중량측정식 주입 유닛(9)은 바람직하게는 분말 폴리머로 채워지는 폴리머 저장소(12)에 연결된다.
주입 펌프 장치의 적어도 하나의 제1 주입 펌프(10a) 외에, 도 1은 또한 주입 펌프 장치(10)의 일부일 수 있는 추가의 주입 펌프(10b)를 도시한다. 제1 및 제2 액체 성분용의 제1 저장소(13a) 및 제2 저장소(13b)도 도시되어 있다. 제1 주입 펌프(10a)는 제1 저장소(13a)에 연결되어 있다. 제2 주입 펌프(10b)는 차례로 제2 저장소(13b)에 연결되어 있다. 제어 장치(14)는 주입 장치(8)를 제어하여 폴리머와 액체 성분 사이의 혼합비를 결정한다. 주입 펌프(10a, 10b)는 바람직하게는 피스톤 막 펌프 또는 치형 휠 펌프이다. 특히 코리올리 유량계(15) 형태의 유량계(15)(도 2 참조)는 선택적으로 특정 주입 펌프(10a, 10b)의 상류 또는 하류에 연결될 수 있다. 이것은 궁극적으로 제어 장치(14)에 연결될 것이다.
액체 성분의 주입 정확도를 향상시키기 위해, 맥동 댐퍼(버블 어큐뮬레이터)가 주입 펌프(10a, 10b)와 유량계(15) 사이에 삽입되는 것이 바람직하다. 이 댐퍼는 주입 펌프(10a, 10b)로부터 시작하는 맥동(pulsation)을 감쇠시키거나 매끄럽게 한다.
액체 성분을 저장조(13a, 13b)에서 및/또는 펌프 스테이션과 주입 위치 사이에서 원하는 온도(50-100℃)로 예열할 수도 있다. 바람직하게는, 액체 성분, 특히 가소제는 주입 펌프(10a, 10b)의 하류에서 열교환기를 통해 수행되며, 여기서 열 오일에 의해 원하는 온도로 예열된다. 열교환기와 분사 노즐 사이의 라인에는 예열된 액체 성분을 정확한 온도로 유지하기 위한 보조 히터가 장착되어 있다. 온도 센서(도시되지 않음)는 온도를 측정할 수 있어서, 열 출력이 폐-루프 방식으로 제어될 수 있다.
주입 장치(8)는 유성 롤러 압출기(3)에 공급되는 폴리머 및 액체 성분의 양의 비를 설정하도록 설계되며, 액체 성분의 80-50 중량부를 20 내지 50 중량부의 폴리머에 첨가할 수 있다. 바람직하게는 액체 성분 75 내지 55 중량부가 폴리머 25 내지 45 중량부에 첨가될 수 있고, 더욱 바람직하게는 액체 성분 70 내지 60 중량부가 폴리머 30 내지 40 중량부에 첨가될 수 있다.
특히, 큰 폴리머 표면적 및 중심 스핀들(20)의 온도 제어로 인해, 부드러운 재료 준비, 우수한 균질화 및 분산 및 용융 온도 제어가 가능하기 때문에, 배터리 분리 필름이 이러한 방식으로 제조될 수 있다. 배터리 분리 필름(UHMWPE / HMWPE)의 경우, 폴리에틸렌(PE) 비율은 30% 내지 40%이고, 액체 성분 비율은 60% 내지 70%이다.
액체 성분의 비율은 하나의 주입 위치 또는 복수의 주입 위치(공정 길이에 걸쳐 분포됨)를 통해 주입될 수 있다.
도 1은 또한 유성 롤러 압출기(3)를 구동하는데 사용되는 구동 장치(16)를 도시한다. 상기 구동 장치는 바람직하게는 전기 모터이다.
유성 롤러 압출기(3)는 n-롤러 실린더(31 내지 3n)를 포함한다. 여기서 n ≥ 1, n ≥ 2, n ≥ 3, n ≥ 4, n ≥ 5, n ≥ 6, n≥ 7, n ≥ 8, n ≥ 9 또는 n ≥ 10이다. 도 1은 6개의 롤러 실린더(31 ~ 36)를 도시하고 있다.
이들 n-롤러 실린더(31, ..., 3n)는 그들의 종축(17)을 따라 서로 인접하게 배열되고 서로 체결되는데, 특히 나사 결합된다. 롤러 실린더(31, ..., 3n)는, 설비(1)가 영구적으로 기술적으로 타이트한 것으로 간주될 수 있도록 추가로 밀봉되어야한다. 이는 금속 밀봉에 의해 또는 예를 들어 PTFE, Viton®(불소화 고무 또는 플루오로카본 고무로 구성되거나 이를 포함), 알루미늄, 흑연, 흑연 포일 등을 포함하거나 이로 구성된 밀봉에 의해 수행될 수 있다. 이에 따라 유성 롤러 압출기(3)는 모듈식 디자인이다. 상기 압출기는 임의의 수의 롤러 실린더(31, ..., 3n)를 포함할 수 있다. 특히, 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 수는 제조되는 폴리머 용융물(2)에 따라 조정될 수 있다.
유성 롤러 압출기(3)의 정확한 디자인을 도 2, 도 3 및 도 4에서 볼 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 도 2의 유성 롤러 압출기(3)의 실시형태는 6개의 롤러 실린더(31)를 포함한다. 실린더 롤러들은 종축(17)을 따라 서로에 대해 배치되고 함께 나사 결합되거나 및/또는 클램프로 연결된다. 설명된 바와 같이, 출발 성분들이 측면 공급기(7)를 통해 충전 개구(3a)에 첨가된다. 이 경우, 주입 장치(8) 또는 주입 펌프 장치(10)는 제1 주입 펌프(10a)만을 포함한다. 복수의 주입 펌프(10a)도 물론 사용될 수 있다. 이 경우, 이 제1 주입 펌프(10a)는 액체 성분의 제1 저장소(13a)에 직접 연결되지 않는다. 대신에, 제1 및 제2 저장소(13a, 13b)가 있으며, 제1 주입 펌프(10a)는 볼 밸브(18)를 통해 제1 저장소(13a) 또는 제2 저장소(13b)에 연결되거나 연결될 수 있다. 볼 밸브(18)의 위치는 수동으로 또는 도시되지 않은 설정 장치를 통해 자동으로 선택할 수 있다. 설정 장치는 제어 장치(14)를 통해 제어될 수 있다. 물론 하나의 저장소(13a)도 사용될 수 있다. 이 경우, 볼 밸브(18)는 생략될 수 있다. 저장소(13a, 13b)의 수는 제한이 없으며, 복수의 저장소(13a, 13b)는 작동 중에 액체 성분을 빠르게 변경할 수 있게 한다.
구동 장치(16)는 궁극적으로 유성 롤러 압출기(3)를 구동한다. 구동 장치(16)와 충전 개구(3a)를 갖는 제1 롤러 실린더(31) 사이에, 추가 실린더(19)가 또한 제공된다. 이것은 다른 필름 제작에 사용될 수 있다. 추가 실린더(19)는 유성 롤러 압출기(3)의 길이 방향(17)으로 정렬되어 있는 단 하나의 스크류 컨베이어만을 포함한다. 이 추가 실린더(19)는 본 발명에 따른 설비(1)에 필요하지 않지만, 일반적으로 설비 그리고 유성 롤러 압출기(3)의 모듈식 설계를 도시하는 것이다. 이 추가 실린더(19)는 Viton 샤프트 밀봉부(도시되지 않음)(불소 고무 또는 플루오로카본 고무로 구성되거나 이를 포함함)에 의해 밀봉되어, 특히 폴리머 용융물(2) 또는 출발 성분(폴리머 또는 액체 성분)이 상기 밀봉으로 빠져나가지 못하게 한다.
도 3은 롤러 실린더(33)의 일 예를 도시한다. 중심 스핀들(20)이 전체 유성 롤러 압출기(3)를 관통하고 있다는 것을 주목해야 한다. 중심 스핀들은 모든 롤러 실린더(31, ..., 3n)를 통과하며 바람직하게는 단편으로 형성되어 있다. 이 중심 스핀들(20)은 치형으로(toothed) 되어 있다. 또한, 각각의 롤러 실린더(31, ..., 3n)는 내부 톱니형 실린더 슬리브(21)(내부 톱니는 도면에 도시되지 않음) 및 m 톱니형 유성 스핀들(22)을 포함한다. 여기서, m > 3, m > 5, m > 7, m > 9, m > 11, m > 13 최대 m > 20이다. 중심 스핀들(20) 및 m개의 유성 스핀들(22)은 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 실린더 슬리브(21) 내부에 배치되어 있다. 유성 스핀들(22)은(중심의) 중심 스핀들(20)과 실린더 슬리브(21) 사이에 배치된다. 바람직하게는 중심 스핀들(20)만이 구동 장치(16)에 의해 구동될 수 있고, 중심 스핀들(20)의 회전에 의해 중심 스핀들(20)상에서 유성 스핀들(22)과 실린더 슬리브(21)가 롤링된다.
실린더 슬리브(21), 중심 스핀들(20) 및 유성 스핀들(22)의 톱니는 45° 헬리컬 톱니(나선 톱니)이며, 그 결과, 폴리머 용융물(2)의 전방 유동이 생성되고 동시에 상기 용융물이 롤 아웃된다.
실린더 슬리브(21)는 여전히 외부 슬리브(23)에 의해 고정되고 둘러싸일 수 있다.
도 2와 관련하여, 대부분의 롤러 실린더(31, ..., 3n) 내의 유성 스핀들(22)은 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n) 내에 배타적으로 배치되고, 특정 롤러 실린더로부터 인접한 롤러 실린더(31, ..., 3n) 내로 연장되지 않는다. 제1의 2개의 인접한 롤러 실린더(31, 32)는 예외로 할 수 있다. 상기 실린더들은 바람직하게는 연속 유성 스핀들(22)을 포함하며, 제1 및 제2 롤러 실린더(31, 32) 모두의 안에 배치된다. 톱니형 중간 링(25)은 바람직하게는 제1의 2개의 인접한 롤러 실린더(31, 32)사이에 삽입되어, 상기 유성 스핀들이 잘 롤링될 수 있도록 한다. 톱니형 중간 링(25)은 실린더 슬리브(21)의 내부 톱니 형상을 갖는다. 도 2는 또한 추가적인 톱니형 중간 링(25)이 롤러 실린더(31, ..., 3n) 내부에, 특히 제1 롤러 내부에 삽입된 것을 도시한다. 이는 바람직하게는 제1 롤러 실린더(31)의 중앙에 삽입된다.
적어도 제2 롤러 실린더(32)로부터 바람직하게는 n번째 롤러 실린더(3n)까지, 분산 링(26)은 각각의 2개의 인접한 롤러 실린더(32, ..., 3n) 사이에 배열된다. 제2 롤러 실린더(32)상의 분산 링(26)(제3 롤러 실린더(33)로의 전이에서)은 바람직하게는 n-1번째 롤러 실린더(3n-1)와 n번째 롤러 실린더(3n) 사이의 분산 링(26)보다 큰 환형 갭을 갖는다. 바람직하게는, 제1 분산 링(26), 즉 충전 개구(3a)에 가장 가까운 것만이 더 큰 환형 갭을 구비한다. 모든 다른 분산 링(26)의 환형 갭은 동일한 크기인 것이 바람직하다.
중심 스핀들(20)의 톱니는 하나의 롤러 실린더(31, ..., 3n-1)에서 인접한 롤러 실린더(32, ..., 3n)로 전이되는 부분에서 중단된다. 유성 스핀들(22)의 톱니에도 동일하게 적용될 수 있다. 원칙적으로, 이들은 또한 규칙적인 간격으로 중단될 수 있으며, 이는 교차 혼합을 증가시킨다.
이 예에서, 주입 장치(8)는 하나 이상의 추가의 분사 장치(11)를 포함하며, 이들 하나 이상의 추가의 분사 장치(11) 각각은 유성 롤러 압출기(3)를 따라, 특히 하나의 롤러 실린더(31, ..., 3n)로부터 다른 인접한 롤러 실린더(31, ..., 3n)로의 전이 영역에 배치되며, 추가로 정확하게 투여되는 양의 액체 성분을 유성 롤러 압출기(3)에 주입하도록 설계된다. 이들 추가의 분사 장치(11)는 또한 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n)에 설치될 수 있다. 각각의 경우에서, 동일한 액체 성분 또는 상이한 액체 성분이 주입될 수 있다. 양은 또한 유성 롤러 압출기(3)를 따라 분사 장치(11)에서 분사 장치(11)까지 변할 수 있다.
도 2는 또한 상이한 압력 센서(30, 31)의 사용을 도시한다. 바람직하게는 압력 센서(30)는 n번째 롤러 실린더(3n) 상에 또는 n번째 롤러 실린더(3n)와 용융물 펌프(4)의 입구 측(4a) 사이에 배치되며, 폴리머 용융물(2) 내의 압력을 측정하도록 설계된다. 이 경우에, 제어 장치(14)는 기준값 미만인 측정된 압력 값에서, 상기 출력량에 대하여 상기 제어 장치가 출력량을 증가시키는 방식으로 상기 주입 장치(8)를 제어하도록 설계된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어 장치(14)는 스핀들이 그 속도를 증가시키는 방식으로 중심 스핀들(20)의 속도에 대하여 구동 장치(16)를 제어하도록 설계된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어 장치(14)는 상기 펌프가 그 속도를 감소시키는 방식으로 펌프 속도에 대해 용융물 펌프(4)를 제어하도록 설계된다. 이는 적어도 하나의 압력 센서(30)에 의해 측정된 압력이 대략 미리 결정된 기준값(편차는 바람직하게는 <10 %)에 도달하는 것을 보장한다.
부가적으로 또는 대안적으로, 제어 장치(14)는 또한 기준값 보다 큰 측정된 압력 값에서, 상기 배열이 출력량을 감소시키는 방식으로 주입 장치(8)가 그 출력량에 대해 출력량을 감소시키게 제어되도록 설계된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어 장치(14)는 중심 스핀들(20)의 속도와 관련하여, 상기 스핀들이 그 속도를 감소시키는 방식으로 구동 장치(16)를 제어하도록 설계된다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제어 장치(14)는 상기 펌프가 그 속도를 증가시키는 방식으로 펌프 속도에 대하여 용융물 펌프(4)를 제어하도록 설계된다. 이는 적어도 하나의 압력 센서(30)에 의해 측정된 압력이 대략 미리 결정된 기준값(편차는 바람직하게는 10% 미만)에 도달하는 것을 보장한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 다른 롤러 실린더(31, ..., 3n-1) 상에 또는 다른 롤러 실린더(31, ..., 3n-1) 사이에 위치하여, 유성 롤러 압출기(3) 내부의 압력을 측정하도록 설계된 복수의 다른 압력 센서(31)가 있을 수 있다. 적어도 하나의 압력 센서(30) 또는 복수의 추가 압력 센서(31)로부터 적어도 하나의 측정된 압력 값의 압력 변동이 임계 값보다 큰 경우, 제어 장치(14)는 중심 스핀들(20)의 속도와 관련하여, 상기 스핀들이 그 속도를 감소시키도록 및/또는 펌프 속도와 관련하여 용융물 펌프(4)가 그 속도를 증가시키도록 하는 방식으로 구동 장치(16)를 제어하도록 설계된다. 압력 변동이 크다는 것은 유성 롤러 압출기(3) 내에서 폴리머 용융물(2)의 체류 시간이 불충분하여 종종 균질화가 부적절하다는 것을 나타낸다. 또한, 충전 레벨이 너무 낮으면, 부분적으로 채워진 영역을 통해 압력 서지가 발생할 수 있고, 분산 링(26)과 같은 역류 영역에서 서지-형 배출이 일어날 수 있다.
유성 롤러 압출기(3)에서 폴리머 용융물(2)의 체류 시간에 대한 주된 영향은 상류 펌프 압력으로 인한 폴리머 용융물(2)의 역류뿐만 아니라 특정 배출에서 유성 롤러 압출기(3)의 속도이다. 동일한 토출에서 중심 스핀들(20)이 더 빨리 회전할수록, 특정 토출 및 체류 시간이 더 낮다. 이것은 전단의 증가와 이에 따른 용융물 온도의 증가를 동반한다.
일정한 배출에서 유성 롤러 압출기(3)의 속도가 낮을수록, 비 토출량(specific discharge)과 체류 시간이 더 크다. 이것은 전단력의 감소와 용융물 온도의 감소를 동반한다.
조성 및 허용 가능한 용융물 온도에 따라 최적의 작동 포인트를 설정할 수 있다.
낮은 용융물 온도 및 낮은 압력 변동에서 우수한 균질화를 달성하는 것이 중요한다. 높은 압력 변동은 일반적으로 폴리머 용융물(2)에서의 불균일성을 나타낸다. 유성 롤러 압출기(3)의 비 배출(specific discharge)이 너무 낮거나 너무 높으면 압력 변동이 또한 발생할 수 있다. 비 배출이 너무 낮으면, 분산 링과 같은 역류 영역에서의 서지와 같은 토출로 인해 부분적으로 채워진 영역에서 압력 서지가 발생할 수 있다. 비 배출이 너무 크면, 폴리머 용융물(2)에 도입된 전단이 균질한 폴리머 용융물(2)을 생성하기에 충분하지 않다.
도 2, 도 3 및 도 4와 관련하여, 중심 스핀들(20)이 적어도 하나의 유체 채널(40a)에 의해 그 길이를 따라 완전히 관통됨을 알 수 있다. 도 4는 하나의 유체 채널(40a)을 도시하고 있으며, 반면 도 2 및 도 3은 2 개의 유체 채널(40a 및 40b)을 도시한다. 도 3에서, 하나의 유체 채널(40a)은 런-인 채널로 사용되고 다른 유체 채널(40b)은 리턴 채널로 사용된다. 또한, 펌프 장치(41) 및 가열 및/또는 냉각 장치(42)가 제공되며(도 2 참조), 이들은 유체 특히 열 오일 또는 물 형태의 유체 온도를 특정 온도로 제어하고; 적어도 하나의 유체 채널(40a)을 통해 상기 유체가 통과하도록 설계되어 있다. 이는 폴리머 용융물(2)의 온도가 특정 온도로 제어될 수 있게 한다. 중심 스핀들(20)은 중심 스핀들(20)의 동일하거나 상이한 단부에 배치된 유체 채널(40a) 또는 유체 채널들(40a, 40b)에 대해 대응하는 연결부 또는 입구/출구를 포함한다.
이것은 롤러 실린더(31, ..., 3n)에 대해서도 유사하다. 각 롤러 실린더(31, ..., 3n)는 적어도 하나의 온도-제어 채널(45a)을 포함한다(도 2 참조). 펌프 장치(50) 및 온도-제어 장치(51)가 제공되고, 유체의 온도를 특정 온도로 제어하고 특정 롤러 실린더(31)의 적어도 하나의 온도 제어 채널(45a)을 통해 상기 유체를 전도하도록 설계되어서, 이 롤러 실린더(31, ..., 3n) 내 폴리머 용융물(2)의 온도를 특정 온도로 제어할 수 있게 된다. 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 적어도 하나의 온도-제어 채널(45a) 각각은 서로 분리되어 있고(채널을 통해 동일한 유체는 흐르지 않음), 이에 따라 유체의 온도가 다르게 제어될 수 있다. 제1 롤러 실린더(31) 내 유체의 온도는 n번째 롤러 실린더(3n) 내의 유체의 온도보다 높은 것이 이상적이다. 그러나, 반드시 그런 것은 아니다. 도 3에서 온도-제어 채널(45a)은 단지 예로서 제시되어 있다. 이들은 물론 폴리머 용융물(2)이 배출될 수 있는 개구부를 구성하지는 않는다.
바람직하게는, 중심 스핀들(20)을 통해 전도되는 유체의 온도는 정확하게 170℃(편차 ≤± 10℃ 또는 ≤± 5℃)로 설정된다. 그러나 일반적으로 온도는 130℃, 140℃, 150℃, 160℃, 170℃, 180℃, 190℃ 또는 200℃보다 높아야하지만 바람직하게는 205℃, 195℃, 185℃, 175℃, 165℃, 155℃, 145℃ 또는 135℃ 미만이다.
제1 롤러 실린더(31)에서 온도는 또한 바람직하게는 170℃(편차 ≤± 10℃, ≤± 5℃)로 설정된다. 그러나 일반적으로 온도는 80℃, 90℃, 100℃, 110℃, 120℃, 130℃, 140℃, 150℃, 160℃, 170℃, 180℃, 190℃ 또는 200℃보다 높아야 하지만, 바람직하게는 205℃, 195℃, 185℃, 175℃, 165℃, 155℃, 145℃, 135℃, 125℃, 115℃, 105℃, 95℃ 또는 85℃ 미만이다.
제2 및 제3 롤러 실린더(32, 33)에서 온도는 바람직하게는 정확하게 160℃(편차 ≤± 10℃ 또는 ≤± 5℃)로 설정된다. 그러나 일반적으로 온도는 100℃, 110℃, 120℃, 130℃, 140℃, 150℃, 160℃, 170℃보다 높지만 바람직하게는 175℃, 165℃, 155℃, 145℃, 135℃, 125℃, 115℃ 또는 105℃ 미만이다.
제4 내지 제6 및 바람직하게는 제n 롤러 실린더(34, ..., 3n)에서, 온도는 바람직하게는 130℃(편차: ≤± 10℃ 또는 ≤± 5℃)로 설정된다. 그러나 일반적으로 온도는 100℃, 110℃, 120℃, 130℃, 140℃, 150℃, 160℃보다 높거나 170℃보다 높지만, 바람직하게는 175℃, 165℃, 155℃, 145℃, 135℃, 125℃, 115℃ 또는 105℃ 미만이다.
이러한 온도 설정으로, 균질성, 압력 변동 및 노즐 스트립을 최적으로 유지할 수 있다. 중심 스핀들(20) 및 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 온도를 개별적으로 제어할 수 있는 가능성은 무엇보다도 용융물 온도 및 균질성에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.
도 3은 롤러 실린더(31, ..., 3n) 중 하나, 복수 또는 모든 롤러 실린더(31, ..., 3n)가 적어도 하나의 추가 온도-제어 채널(45b)을 포함하는 것을 도시한다. 하나 이상의 온도 제어 채널(45a) 및 하나 이상의 추가의 온도 제어 채널(45b)은 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 종 방향 및/또는 원주 방향으로 서로 오프셋 되도록 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n) 내부에 배치된다. 펌프 장치(50) 및 온도-제어 장치(51)는 유체의 온도를 특정 온도로 제어하고 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 하나 이상의 추가 온도 제어 채널(45b)을 통해 상기 유체를 전도하도록 추가로 설계되어, 폴리머 용융물(2)의 온도를 특정 온도로 제어할 수 있다. 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 하나 이상의 온도-제어 채널(45a) 및 하나 이상의 추가의 온도-제어 채널(45b)은 이들 온도-제어 채널(45a, 45b) 내에서 서로 분리되어 있고, 이들 온도-제어 채널(45a, 45b) 내에서 특정 유체의 온도는 다르게 제어될 수 있다. 이를 통해 매우 정확한 온도 설정이 가능하다. 폴리머 용융물(2)이 당연히 유체와 접촉하지 않는다. 더 명확함을 위해, 도 3에 온도-제어 채널(45a, 45b)이 더 명확하게 도시되어 있다. 폴리머 용융물(2)은 온도-제어 채널(45a, 45b)에서 배출되지 않는다.
이를 위해, 상이한 롤러 실린더(31, ..., 3n) 상에 또는 상이한 롤러 실린더(31, ..., 3n) 사이에 배치되고, 유성 롤러 압출기(3) 내의 다른 지점에서 폴리머 용융물(2)의 온도를 측정하도록 설계된 복수의 온도 센서(35)가 사용되는 것이 바람직하다. 온도 센서(35)는 폴리머 용융물(2)의 용융물 온도 또는 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 강 온도를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 온도가 목표 온도를 벗어나면, 온도 제어만 조정되어야 한다. 실제 용융물 온도가 허용 가능한 용융물 온도를 상회하는 경우, 가열 및/또는 냉각 장치(예컨대 용융 라인, 용융물 필터 및/또는 와이드-슬롯 노즐(5) 내)를 통한 열 공급을 정지시키기 위해 와이드-슬롯 노즐(5) 또는 플러시 밸브를 떠나기 전에 용융물 온도를 식히기 위한 조치를 취하거나 또는 유성 롤러 압출기(3)를 정지시켜야 한다.
제어 장치(14)는, 하나 이상의 온도 센서(35)의 온도 값이 온도 기준 값을 초과하는 경우, 폴리머 용융물(2)를 냉각시키기 위해 온도 값이 기준 값을 초과하는 온도 센서(35)가 배치되어 있는 롤러 실린더(31, ..., 3n)에서 유체를 더 빠르게 폄핑하거나 및/또는 유체를 냉각시키는 방식으로 펌프 장치(50) 및 온도 제어 장치(51)를 제어하도록 설계된다. 온도 센서(35)가 온도 값을 초과하여 배치된 롤러 실린더(31, ..., 3n)에서 유체를 더 빠르게 냉각 및/또는 냉각시킨다. 펌프 장치(50)를 통한 유동은 일정하게 유지되는 것이 바람직하다. 펌프 장치를 통해 펌핑되는 유체의 온도만 변한다. 추가로 또는 대안적으로, 제어 장치(14)는 유성 롤러 압출기(3)를 정지시키도록 설계된다.
부가적으로 또는 대안적으로, 제어 장치(14)는 또한 하나 이상의 온도 센서(35)의 온도 값이 온도 기준값 아래로 떨어지면, 폴리머 용융물(2)을 가열하기 위해, 온도 값이 기준 값 미만인 온도 센서(35)가 배치되어 있는 롤러 실린더(31, ..., 3n)에서 유체가 더 천천히 유동하게 하거나 및/또는 가열하는 방식으로 펌프 장치(50) 및 온도-제어 장치(51)를 제어하도록 설계된다. 이는 매우 표적화된 폐- 루프 온도 제어를 가능하게 한다.
최대 300℃ 온도에서 열 오일이 적어도 하나의 유체 채널(40a)로, 중심 스핀들(20)로 또는 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 온도 제어 채널(45a 또는 45b)로 펌핑될 수 있다.
본 발명은 설명된 실시형태들로 제한되지 않는다. 본 발명의 맥락에서, 설명 및/또는 도시된 특징 모두는 임의의 방식으로 서로 결합될 수 있다.

Claims (28)

  1. - 열가소성 소재로 유동성 폴리머 용융물(2)을 제조하기 위한 유성 롤러 압출기(3)를 구비하고,
    - 상기 유성 롤러 압출기(3)는 충전 개구(3a) 및 폴리머 용융물(2)을 운송하는 배출 측(3b)을 구비하는,
    다공성 필름용 폴리머 용융물(2)을 제조하기 위한 설비로,
    - 용융물 펌프(4)가 제공되고,
    - 유성 롤러 압출기(3)의 배출 측(3b)이 폴리머 용융물(2)을 추가로 운송하기 위한 용융물 펌프(4)의 하류 입구 측(4a)에 연결되고,
    - 연결부는,
    a) 주위 대기로부터 차폐된 압력 채널 또는
    b) 주위 대기로부터 차폐된 압력 라인(6) 형태이며,
    - 폴리머 용융물(2)이 입구 측(4a) 상의 용융물 펌프(4)에서 압력을 받아 운송되거나 적용되는 방식으로, 유성 롤러 압출기(3) 및 용융물 펌프(4)가 설계되고 및/또는 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  2. 제1항에 있어서,
    - 용융물 펌프(4)의 입구 측(4a)에서 적용되거나 전달될 수 있는 폴리머 용융물(2)의 압력이 4 바, 5 바, 6 바, 7 바, 8 바, 9 바, 10 바, 11 바, 13 바, 15 바, 17 바보다 크거나 또는 19 바보다 큰 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 용융물 펌프(4)의 입구 측(4a)에서 폴리머 용융물(2)이 받거나 또는 전달될 수 있는 압력을 증가시키기 위해, 용융물 펌프(4)의 입구 측(4a)에서부터 유성 롤러 압출기(3)의 배출 측(3b)을 향해 폴리머 용융물(2)이 백업되는 방식으로 용융물 펌프(4)는 펌프 속도를 감소시키도록 설계되되, 추가의 폴리머 용융물(2)의 연속된 재료 유동이 압력이 증가되는 방식으로 이 역류에 대항하는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  4. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 폴리머 용융물의 압력이 축적될 때, 폴리머 용융물(2) 내에 혼입된 공기가 변위되고, 충전 개구(3a)를 향해 다시 가압되어 그 곳에서만 유성 롤러 압출기(3)로부터 탈기되도록, 유성 롤러 압출기(3)의 충전 개구(3a)에서 시작하여 용융물 펌프(4)의 입구 측(4a)에 이르는 영역에 공기 개구가 없는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  5. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 충전 개구(3a)가 폴리머 특히 분말 폴리머 및 특히 액체 성분 형태의 충전제를 위한 공통 충전 개구(3a)로 제공되는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  6. 제5항에 있어서,
    - 충전 개구(3a)에 질소 분위기가 적용되는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  7. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 유성 롤러 압출기(3)를 구동하기 위한 구동 장치(16)가 제공되고;
    - 유성 롤러 압출기(3)는 n개의 롤러 실린더(31, ..., 3n) 및 치형 중심 스핀들(20)을 포함하되, n≥1, n≥2, n≥3, n≥4, n≥5, n≥6, n≥7, n≥8, n≥9 또는 n≥10이며;
    - n개의 롤러 실린더(31, ..., 3n)는 실린더 종축을 따라 서로 인접하게 배치되며, 서로 체결되어 있되 특히 서로 나사로 체결되어 있으며 서로로부터 밀봉되어 있고;
    - 각 롤러 실린더(31, ..., 3n)는 내부에 치형이 있는 원통형 슬리브(21) 및 m≥3, m≥4, m≥5, m≥6, m≥7, m≥8, m≥9, m≥10, m≥11, m≥12, m≥13, m≥14, m≥15, m≥16, m≥17, m≥18, m≥19,또는 m≥20인 m개의 치가 있는 유성 스핀들(22)을 포함하고, 치형 중심 스핀들(20)이 관통되어 있고;
    - 중심 스핀들(20) 및 m개의 치가 있는 유성 스핀들(22)이 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 원통형 슬리브(21) 내부에 배치되어 있으며, 유성 스핀들(22)은 중심 스핀들(20)과 실린더 슬리브(21) 사이에 배치되어 있고;
    - 중심 스핀들(20)은 구동 장치(16)에 의해 구동될 수 있고, 중심 스핀들(20)은 유성 스핀들(22)과 맞물려 있고, 또한 유성 스핀들(22)은 내부 치형 실린더 슬리브(21)와 맞물려 있어서, 중심 스핀들(20)의 회전에 의해 m개의 치가 있는 유성 스핀들(22)이 중심 스핀들(20) 및 실린더 슬리브(21) 상에서 롤링할 수 있고;
    - 충전 개구(3a)는 제1 롤러 실린더(31) 내에 배치되어 있고, 배출 측(3b)은 n번째 롤러 실린더(3n) 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  8. 제7항에 있어서,
    - 중심 스핀들(20), 실린더 슬리브(21) 및 유성 스핀들(22)의 치형이 45° 헬리컬 치형이어서, 폴리머 용융물(2)의 전방 유동이 생성되고, 상기 용융물이 동시에 롤 아웃될 수 있는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    - 주입 장치(8)가 제공되고;
    - 상기 주입 장치(8)는,
    a) 폴리머를 위한 적어도 하나의 중력계측식 주입 유닛(9); 및
    b) 액체 성분을 위한 적어도 하나의 주입 펌프(10a, 10b) 및 적어도 하나의 분사 장치(11)를 구비하는 주입 펌프 장치(10)를 포함하고;
    - 주입 장치(8)는 폴리머와 액체 성분을 주입하고,
    a) 폴리머와 액체 성분이 함께 혼합될 수 있는 제1 롤러 실린더(31) 내로 충전 개구(3a)를 통해 직접 배출하거나, 또는
    b) 폴리머와 액체 성분의 혼합이 이루어지며, 충전 개구(3a)를 통해 제1 롤러 실린더(31) 내로 배출하도록 설계되어 있는 하나 또는 2개의 스크류 컨베이어(들)를 구비하는 측면 피더(7) 내로 공급하게 설계되는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  10. 제9항에 있어서,
    - 제1 및 제2 액체 성분을 위한 제1 및 제2 저장소(13a, 13b)가 제공되고; 주입 펌프 장치(10)는 제1 저장소(13a) 및/또는 제2 저장소(13b)에 연결되거나 연결될 수 있어서, 제1 액체 성분 및/또는 제2 액체 성분 중 하나가 충전 개구(3a)로 공급될 수 있고; 또는
    - 제1 및 제2 액체 성분을 위한 제1 및 제2 저장소(13a, 13b)가 제공되고; 주입 펌프 장치(10)는 제1 주입 펌프(10a) 및 제2 주입 펌프(10b)를 포함하되, 제1 주입 펌프(10a)는 제1 저장소(13a)에 연결되거나 연결될 수 있고 및/또는 제2 주입 펌프(10b)는 제2 저장소(13b)에 연결되거나 연결될 수 있어서, 제1 액체 성분 및/또는 제2 액체 성분 중 하나가 충전 개구(3a)로 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서,
    - 주입 장치(8)는 하나 이상의 추가의 분사 장치(11)를 포함하고, 상기 나 이상의 추가의 분사 장치(11) 각각은 유성 롤러 압출기(3)를 따라 배치되되 특히 하나의 롤러 실린더(31, ..., 3n)로부터 다른 인접하는 롤러 실린더(31, ..., 3n)로 전이하는 영역에 배치되며, 액체 성분의 추가의 주입 양을 유성 롤러 압출기(3) 내로 분사하게 설계되는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 주입 장치(8)는 유성 롤러 압출기(3)로 공급되는 폴리머와 액체 성분 양이 비를 설정하게 설계되고;
    a) 80 내지 50 중량부의 액체 성분을 20 내지 50 중량부의 폴리머에 부가할 수 있거나; 또는
    b) 75 내지 55 중량부의 액체 성분을 25 내지 45 중량부의 폴리머에 부가할 수 있거나; 또는
    c) 70 내지 60 중량부의 액체 성분을 30 내지 40 중량부의 폴리머에 부가할 수 있는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 적어도 하나의 압력 센서(30)가 n번째 롤러 실린더(3n) 위에 또는 n번째 롤러 실린더(3n)와 용융물 펌프(4)의 입구 측(4a) 사이에 배치되게 제공되어, 폴리머 용융물(2)의 압력을 측정하도록 설계되고;
    - 제어 장치(14)가 제공되되, 상기 제어 장치는,
    a) 측정된 압력 값이 기준 값보다 작은 경우;
    　　　　　　　　ⅰ) 주입 장치(8)의 출력 양과 관련하여, 주입 장치(8)가 출력 양을 증가시키도록 주입 장치(8)를 제어하고; 및/또는
    　　　　　　　　ⅱ) 중심 스핀들(20)의 속도와 관련하여, 상기 구동 장치(16)가 속도를 증가시키도록 구동 장치(16)를 제어하고; 및/또는
    　　　　　　　　ⅲ) 펌프 속도와 관련하여, 펌프 속도가 감소되도록 용융물 펌프(4)를 제어하여,
    적어도 하나의 압력 센서(30)에서 측정되는 압력이 대략적으로 사전에 결정된 기준 값에 도달하도록 하고;
    및/또는
    a) 측정된 압력 값이 기준 값보다 큰 경우;
    　　　　　　　　ⅰ) 주입 장치(8)의 출력 양과 관련하여, 주입 장치(8)가 출력 양을 감소시키도록 주입 장치(8)를 제어하고; 및/또는
    　　　　　　　　ⅱ) 중심 스핀들(20)의 속도와 관련하여, 상기 구동 장치(16)가 속도를 감소시키도록 구동 장치(16)를 제어하고; 및/또는
    　　　　　　　　ⅲ) 펌프 속도와 관련하여, 펌프 속도가 증가되도록 용융물 펌프(4)를 제어하여,
    적어도 하나의 압력 센서(30)에서 측정되는 압력이 대략적으로 사전에 결정된 기준 값에 도달하도록 하는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  14. 제13항에 있어서,
    - 다른 롤러 실린더(31, ..., 3n) 위에 또는 다른 롤러 실린더(31, ..., 3n)들 사이에 배치되는 복수의 추가의 압력 센서(31)가 제공되고, 압력 센서는 유성 롤러 압출기(3) 내에서 폴리머 용융물(2)의 압력을 측정하게 설계되며;
    - 적어도 하나의 압력 센서(30)에서 측정된 적어도 하나의 압력 값이 임계 값보다 큰 경우, 제어 장치(14)는,
    ⅰ) 중심 스핀들(20)의 속도와 관련하여, 상기 스핀들이 속도를 감소시키도록 구동 장치(16)를 제어하고; 및/또는
    ⅱ) 펌프 속도와 관련하여, 펌프 속도가 증가되도록 용융물 펌프(4)를 제어하는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  15. 제7항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    a) 중심 스핀들(20)이 단편(one piece)으로 구성되고 n개의 롤러 실린더(31, ..., 3n) 모두를 관통하고; 또는
    b) 결합 회전을 위해 중심 스핀들의 종축을 따라 서로가 연결되어 중심 스핀들(20)을 형성하는, 복수의 개별 중심 스핀들 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  16. 제7항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 대부분의 롤러 실린더(31, ..., 3n) 내부의 유성 스핀들(22)이 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n) 내부에 배타적으로 배치되어 있고, 이 롤러 실린더(31, ..., 3n)로부터 인접 롤러 실린더(31, ..., 3n)로 연장하지 않으며; 및/또는
    - 제1의 2개의 인접 롤러 실린더(31, 32)는 제1 및 제2 롤러 실린더(31, 32) 모두에 배치되어 있는 연속된 유성 스핀들(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  17. 제7항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 제1의 2개의 인접 롤러 실린더(31, 32) 사이에 치형 중간 링(25)이 삽입되어 있고;
    - 치형 중간 링(25)은 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 내부 치형 형상으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  18. 제7항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 적어도 제2 롤러 실린더(32, ..., 3n)로부터 전방으로, 각각의 2개의 인접하는 롤러 실린더(32, ..., 3n) 사이에 분산 링(26)이 배치되고;
    - 제2 롤러 실린더(32)로부터 제3 롤러 실린더(33)로의 전이부에서 분산 링(26)은 n-1번째 롤러 실린더(3n-1)로부터 n번째 롤러 실린더(3n)로의 전이부에서의 분산 링(26)보다 크거나 작은 환형 갭을 구비하고; 또는
    제2 롤러 실린더(32)로부터 제3 롤러 실린더(33)로의 전이부에서 분산 링(26)은 n-1번째 롤러 실린더(3n-1)로부터 n번째 롤러 실린더(3n)로의 전이부에서의 분산 링(26)과 동일한 크기의 환형 갭을 구비하는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  19. 제7항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 중심 스핀들(20)의 치형이 하나의 롤러 실린더(31, ..., 3n)로부터 인접하는 롤러 실린더(31, ..., 3n)로의 전이부에서 차단되어 있고, 및/또는
    - 롤러 실린더(31, ..., 3n) 중 적어도 하나, 복수 또는 모두의 유성 스핀들(22)의 치형이 여러 번 차단되어 있어서, 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n) 내에서의 크로스 혼합이 증가하는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  20. 제7항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 적어도 하나의 유체 채널(40a)에 의해 중심 스핀들(20)이 완전히 관통되어 있거나 중심 스핀들(20) 전장 대부분을 따라 관통되어 있고;
    - 펌프 장치(41) 및 온도-제어 장치(42)가 제공되어 있으며, 이들은 유체의 온도를 특정 온도로 제어하고, 폴리머 용융물(2)의 온도를 특정 온도로 제어할 수 있도록 하기 위해 상기 유체를 적어도 하나의 유체 채널(40a)을 통해 전도하게 설계되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  21. 제7항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 롤러 실린더(31, ..., 3n)가 적어도 하나의 온도-제어 채널(45a)를 포함하고;
    - 펌프 장치(50) 및 온도-제어 장치(51)가 제공되어 있으며, 이들은 유체의 온도를 특정 온도로 제어하고, 폴리머 용융물(2)의 온도를 특정 온도로 제어할 수 있도록 하기 위해 상기 유체를 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 적어도 하나의 온도-제어 채널(45a)을 통해 전도하게 설계되어 있고;
    - 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 적어도 하나의 온도-제어 채널(45a) 각각은 서로 분리되어 있으며, 제1 롤러 실린더(31) 내 유체의 온도가 n번째 롤러 실린더(3n) 내 유체의 온도보다 높거나 낮은 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  22. 제21항에 있어서,
    - 롤러 실린더(31, ..., 3n) 중 하나, 복수 또는 모두가 적어도 하나의 추가의 온도-제어 채널(45b)을 포함하고;
    - 적어도 하나의 온도-제어 채널(45a) 및 적어도 하나의 추가의 온도-제어 채널(45b)은 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 종 방향 및/또는 원주 방향으로 서로가 오프셋 되게 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n) 내부에 배치되어 있고;
    - 펌프 장치(50) 및 온도-제어 장치(51)는 유체 온도를 특정 온도로 제어하고 폴리머 용융물(2)의 온도를 특정 온도로 제어할 수 있도록 하기 위해 상기 유체를 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 적어도 하나의 추가의 온도-제어 채널(45b) 통해 전도하게 추가로 설계되며;
    - 특정 롤러 실린더(31, ..., 3n)의 적어도 하나의 온도-제어 채널(45a) 및 적어도 하나의 추가의 온도-제어 채널(45b)은 서로 분리되어 있고, 이들 온도-제어 채널들(45a, 45b) 내부에서 특정 유체 온도가 상이하게 제어될 수 있는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    - 상이한 롤러 실린더(31, ..., 3n) 위에 또는 상이한 롤러 실린더(31, ..., 3n)들 사이에 배치되어 있고, 유성 롤러 압출기(3) 내부의 다른 지점에서 폴리머 용융물(2)의 온도를 측정하도록 설계된 복수의 온도 센서(35)게 제공되고;
    - 제어 장치(14)는,
    a) 하나 이상의 온도 센서(35)의 온도 값이 기준 값 온도를 상회하는 경우, 폴리머 용융물(2)을 냉각시키기 위해, 온도 값이 기준 값 온도를 상회하는 온도 센서(35)가 배치되어 있는 롤러 실린더(31, ..., 3n) 내로 펌핑하거나 및/또는 그 내의 유체를 더욱 신속하게 냉각하는 방식으로 펌프 장치(50) 및 온도-제어 장치(51)를 제어하고; 및/또는
    b) 하나 이상의 온도 센서(35)의 온도 값이 기준 값 온도 미만인 경우, 폴리머 용융물(2)을 가열하기 위해, 온도 값이 기준 값 온도 미만인 온도 센서(35)가 배치되어 있는 롤러 실린더(31, ..., 3n) 내로 펌핑하거나 및/또는 그 내의 유체를 더욱 천천히 가열하는 방식으로 펌프 장치(50) 및 온도-제어 장치(51)를 제어하는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  24. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 용융물 펌프(4)가 전기적으로 가열될 수 있거나; 또는
    - 용융물 펌프(4)가 열 오일에 의해 가열될 수 있는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  25. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 용융물 펌프(4)의 배출 측(4b)에 연결되어 있는 와이드-슬롯 노즐(5)이 제공되고;
    - 용융물 펌프(4)의 배출 측(4b)과 와이드-슬롯 노즐(5) 사이에 플러쉬 밸브 및/또는 용융물 필터가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  26. 제25항에 있어서,
    - 냉각 롤러(27)가 제공되되, 냉각 롤러(27)는 와이드-슬롯 노즐(5)을 빠져나가는 폴리머 용융물(2)이 냉각 롤러(27)에 충돌하도록 와이드-슬롯 노즐(5) 아래에 배치되는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비.
  27. 다공성 필름 특히 막 필름용 폴리머 용융물(2)을 제조하기 위한 설비(1)의 용도로, 상기 설비(1)는 선행하는 특징들 중 어느 하나에 따라 구성되고, 폴리머와 액체 성분이 충전 개구(3a)로 공급되는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비의 용도.
  28. 제27항에 있어서,
    - 액체 성분이 용매로 구성되거나 용매를 포함하고; 및/또는
    - 액체 성분이,
    다음 제제 중 하나 이상을 포함하거나 다음 제제 중 하나 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폴리머 용융물 제조 설비의 용도.
    a) 파라핀 오일;
    b) 탄화수소;
    c) 석유 탄화수소; 및/또는
    d) 백색 광유.
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