PU 필름(폴리우레탄 필름)은 다양한 산업 분야에서 사용되는 유연하고 내구성 있는 소재입니다.

PU 필름을 생산하는 주요 방법은 필름의 최종 용도와 요구되는 물성에 따라 달라지며  크게 세 가지 제조  방법이 있습니다.

- 캐스팅 (Casting) 또는 용제 캐스팅 (Solvent Casting)

- 압출 (Extrusion)

- 캘린더링 (Calendaring)

 

 

1. 캐스팅 (Casting) 또는 용제 캐스팅
이 방법은 폴리우레탄 수지를 용제에 용해시켜 액상 필름을 만든 다음 건조하여 필름을 형성하는 방식입니다.

공정:

원료 혼합 및 용해: 이소시아네이트, 폴리올, 사슬 연장제 등의 폴리우레탄 원료를 특정 비율로 혼합하고 적절한 용제(예: DMF, MEK, THF 등)에 녹여 점성 있는 용액을 만듭니다.

필요한 경우 촉매, 안정제, 색소 등의 첨가제도 추가합니다.

탈기 (Degassing): 용액 내에 포함될 수 있는 기포를 제거하여 필름의 품질을 높입니다.

캐스팅: 점성 용액을 매끄러운 캐리어 필름(이형지 등)이나 금속 벨트 위에 균일한 두께로 붓거나 코팅합니다.

건조 및 경화: 용매를 증발시키고 폴리우레탄 중합체가 경화되도록 열을 가하거나 자연 건조시킵니다. 이 과정에서 필름이 형성됩니다.

박리 및 권취: 필름이 완전히 형성되면 캐리어 필름에서 박리하여 롤 형태로 권취합니다.

장점:

매우 얇고 균일한 두께의 필름 생산이 가능합니다.

표면 품질이 우수하고 투명도가 높습니다.

다양한 물성을 가진 필름을 생산하기 용이합니다.

단점:

용제를 사용하기 때문에 환경 문제 및 안전 문제가 발생할 수 있습니다 (VOCs 배출).

용제 회수 및 처리 공정이 필요하여 생산 비용이 높을 수 있습니다.

생산 속도가 비교적 느립니다.

주요 용도: 의료용 필름, 광학 필름, 특수 코팅 필름, 고품질 인조 가죽 등.

 

2. 압출 (Extrusion)
이 방법은 열가소성 폴리우레탄(TPU) 과립을 녹여 압출 다이를 통해 필름 형태로 뽑아내는 방식입니다.

PU 필름이라고 할 때, 열가소성 PU인 TPU 필름은 주로 압출로 생산됩니다.

공정:

원료 공급: TPU 펠렛(과립)을 압출기 호퍼에 투입합니다.

용융 및 가소화: 압출기 내부의 스크류가 회전하면서 펠렛을 가열하고 압력을 가하여 녹이고 균일하게 혼련합니다 (가소화).

다이 통과: 용융된 TPU가 슬릿 다이(Slot die) 또는 링 다이(Annular die)를 통과하여 얇은 필름 형태로 압출됩니다.

캐스트 필름 압출 (Flat Film Extrusion): 슬릿 다이를 통해 시트 형태로 압출된 후, 냉각 롤러(칠 롤러) 위로 통과시켜 필름을 냉각 및 고화시킵니다.

블로운 필름 압출 (Blown Film Extrusion): 링 다이를 통해 튜브 형태로 압출된 후,

압축 공기를 불어넣어 풍선처럼 팽창시키고 위로 끌어올리면서 냉각 및 고화시킵니다.

냉각된 튜브는 납작하게 접혀 양쪽 가장자리가 절단되어 두 장의 필름 또는 한 장의 넓은 필름이 됩니다.

냉각 및 고화: 압출된 필름은 냉각 롤러(캐스트 필름)나 공기 냉각 시스템(블로운 필름)을 통해 빠르게 냉각되어 고체 필름으로 굳어집니다.

권취: 고화된 필름은 최종적으로 롤 형태로 감겨집니다.

장점:

높은 생산 속도로 대량 생산이 가능합니다.

용제를 사용하지 않아 친환경적이며 안전합니다.

비교적 균일한 두께의 필름 생산이 용이합니다.

단점:

캐스팅 방식에 비해 표면 평활도나 광학적 특성이 약간 떨어질 수 있습니다.

사용되는 TPU 수지의 특성에 따라 최종 필름의 물성이 제한될 수 있습니다.

주요 용도: 보호 필름(PPF), 방수/방풍 의류, 신발 부품, 의료용 장갑, 산업용 시트 등.

 

3. 캘린더링 (Calendaring)
이 방법은 가소화된 폴리우레탄 재료를 여러 개의 롤러 사이를 통과시켜 압축하고 늘려서 필름 형태로 만드는 방식입니다.

공정:

원료 혼련 및 가소화: 폴리우레탄 과립과 각종 첨가제(안정제, 활제, 가공 조제 등)를 믹서에서 혼합하고,

내부 믹서나 믹싱 밀(Mixing Mill)에서 가열 및 혼련하여 균일하게 가소화된 반죽(매스)을 만듭니다.

캘린더 롤러 통과: 가소화된 폴리우레탄 반죽을 일정한 온도로 가열된 여러 개의 회전하는 캘린더 롤러 사이로 통과시킵니다.

롤러 간의 간격과 속도를 조절하여 필름의 두께와 폭을 결정합니다.

냉각 및 권취: 롤러를 통과하여 형성된 필름을 냉각 롤러를 통해 냉각시킨 후, 최종적으로 롤 형태로 권취합니다.

필요한 경우 엠보싱 롤러를 사용하여 표면에 무늬를 새기기도 합니다.

장점:

두께 균일성이 우수하고 정밀한 두께 제어가 가능합니다.

넓은 폭의 필름 생산에 유리합니다.

생산성이 높습니다.

단점:

초기 설비 투자 비용이 높을 수 있습니다.

공정 제어가 다소 복잡할 수 있습니다.

주요 용도: 인조 가죽, 바닥재, 포장재, 테이프 등 비교적 두께가 있거나 특정 질감이 필요한 필름.