필름(Film)생산 공정에 대해서 알아보자 [ 기계 장치 지식 ]

 

 

필름 제조 공정은 다양한 산업에서 사용되는 플라스틱 필름을 만드는 과정으로, 이 공정은 주로 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에스터(PET) 같은 고분자 재료를 이용해 필름을 생산하는 방법입니다. 필름은 포장재, 디스플레이, 전자제품, 의료, 건축 등에 광범위하게 활용됩니다. 필름 제조 공정은 크게 혼합, 압출, 냉각, 연신, 코팅, 절단 단계로 나뉩니다.

1. 원료 준비와 혼합 단계

필름 제조 공정은 고분자 원료와 첨가제를 섞는 단계로 시작됩니다. 이때 사용되는 첨가제는 필름의 물성에 영향을 미치는 안정제, 가소제, 색소, UV 차단제 등으로 구성됩니다. 혼합 과정에서는 고분자 원료와 첨가제가 균일하게 섞여 필름의 물리적, 화학적 특성을 결정짓습니다.

• 역할: 필름의 최종 특성을 결정하는 중요한 단계로, 혼합물의 균일성 확보가 필요합니다.
• 특징: 이 단계에서 원료의 특성과 첨가제가 최적으로 결합되어 필름의 강도, 유연성, 내구성이 개선됩니다.

2. 압출(Extrusion)

혼합된 고분자 원료는 압출 공정을 통해 필름 형태로 만들어집니다. 고온에서 용융된 상태로 압출기를 통과하여 필름의 두께와 너비를 조절하며, 압출 방식에 따라 블로우(blow) 압출과 캐스팅(cast) 압출로 나뉩니다.

• 블로우 압출: 튜브 형태로 필름을 뽑아내어 공기 압력으로 불어넣어 필름을 팽창시키는 방식입니다. 주로 폴리에틸렌 필름에 사용되며, 균일한 두께와 유연성을 얻을 수 있습니다.
• 캐스팅 압출: 평판 다이를 통해 필름을 뽑아내어 냉각 롤러에 직접 닿아 빠르게 냉각되는 방식입니다. 정밀한 두께 조절이 가능하고 투명도가 높아 고품질 필름에 적합합니다.

3. 냉각 단계

압출된 필름은 냉각 롤러나 냉각 공기를 이용해 빠르게 냉각됩니다. 이 과정에서 필름이 형태를 유지하고, 두께가 일정하게 조절됩니다.

• 냉각 방식: 블로우 압출의 경우 공기 냉각을 사용하고, 캐스팅 압출에서는 냉각 롤러를 활용해 더 빠르게 온도를 낮춥니다.
• 특징: 필름의 표면 품질과 두께 균일성을 결정하는 중요한 단계입니다.

4. 연신 단계 (Stretching)

연신 단계에서는 냉각된 필름을 길게 늘여 강도를 증가시키고, 필름의 내구성과 광학적 특성을 향상합니다. 단방향 연신(MDO) 또는 이방향 연신(BDO) 방식을 사용하며, 필름을 세로 또는 가로로 연신하여 강도, 투명성, 신축성 등을 조절합니다.

• 단방향 연신(MDO): 필름을 한 방향으로 늘리는 방식으로, 특정 방향에서 강도가 증가합니다.
• 이방향 연신(BDO): 필름을 세로와 가로로 모두 늘리는 방식으로, 균일한 강도와 유연성을 제공합니다.

5. 코팅 단계

필름의 표면에 특수 코팅을 추가하여 내구성과 기능을 개선하는 단계입니다. 예를 들어, 방수, 방오, 항균, 항정전기와 같은 특성을 부여할 수 있습니다. 코팅 기술을 통해 필름은 포장재, 디스플레이 보호, 전자 기기용 등 다양한 응용 분야에 맞게 기능성이 강화됩니다.

• 코팅 방식: 주로 액체 코팅, 열처리 코팅 등이 사용됩니다. 액체 코팅은 필름에 액체 상태의 코팅제를 뿌리거나 바르는 방식이며, 열처리 코팅은 열을 가해 코팅층을 부착하는 방식입니다.
• 특징: 필름의 내구성과 추가적인 물리적 특성을 부여하여 다목적으로 사용할 수 있게 합니다.

6. 슬리팅(Slitting) 및 절단

코팅을 마친 필름은 슬리팅 기계를 이용해 원하는 크기로 절단합니다. 이 단계에서는 필름 폭과 길이를 정확하게 맞추어 포장, 운송, 보관에 용이하게 만듭니다. 이 절단 작업 후 최종 검사와 포장을 통해 시장에 출하됩니다.

• 특징: 필름의 크기를 맞추는 마지막 단계로, 다양한 산업에서 요구되는 크기에 맞춰 최종 조정이 이루어집니다.

필름 제조 공정의 중요성

필름 제조 공정은 다양한 산업에 필요한 고품질 필름을 안정적으로 생산하는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 각 공정 단계에서의 기술적 정밀성과 균일성 확보가 필름의 품질과 성능을 결정짓습니다. 포장, 의료, 전자와 같은 여러 분야에서 중요한 소재로 사용되며, 특히 친환경 필름 개발과 같은 차세대 기술 연구가 활발하게 진행되고 있습니다.