KR0165832B1 - Manufacturing method of thermoplastic resin sheet - Google Patents

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Abstract

본 발명에는 열가소성 수지가 다이를 통해 용융, 압출되어 용융쉬트의 형태로 성형되는 단계 및 상기 단계에서 성형된 쉬트가 정전인가공정을 거쳐 다이 하방에 설치되어 있는 냉각롤에 밀착되어 고화 쉬트로 제조되는 단계를 포함하는 열가소성 수지 쉬트의 제조방법에 있어서, 상기 정전인가선의 직경이 0.03내지 0.20mm, 밀도가 10g/cm3이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 쉬트의 제조방법이 개시되어 있다. 본 발명의 방법에 의해 제조되는 열가소성 수지 쉬트는 코팅, 증착, 재단 및 인쇄 등의 후가공시 요구되는 종방향으로 균일한 두께를 가지고 있어서 포장용, 기록매체용, 공업용 등의 용도에 적합하다.In the present invention, the thermoplastic resin is melted and extruded through a die to be molded into a molten sheet, and the sheet formed in the step is brought into close contact with a cooling roll installed below the die through an electrostatic application process to be manufactured as a solidified sheet. In the method for producing a thermoplastic resin sheet comprising the step, the method for producing a thermoplastic resin sheet is characterized in that the diameter of the electrostatic applied wire is 0.03 to 0.20mm, the density is 10g / cm 3 or less. The thermoplastic resin sheet produced by the method of the present invention has a uniform thickness in the longitudinal direction required for post-processing such as coating, vapor deposition, cutting and printing, and is suitable for packaging, recording media, industrial use and the like.

Description

열가소성 수지 쉬트의 제조방법Manufacturing Method of Thermoplastic Sheet

제1도는 냉각고화된 열가소성 수지 쉬트를 보여주는 도면.1 shows a cooling solidified thermoplastic sheet.

제2도는 냉각고화된 열가소성 수지 쉬트의 두께 분포도이다.2 is a thickness distribution diagram of a cooling solidified thermoplastic resin sheet.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

S : 쉬트 A : 두께 파형S: Sheet A: Thickness Waveform

X : 평균 두께 △X : 주기적 두께 변화폭X: average thickness ΔX: periodic thickness change

본 발명은 열가소성 수지 쉬트의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하기로는 열가소성수지를 다이를 통해 쉬트 형상으로 압출하여 정전인가공정을 거쳐 냉각롤에 밀착고화시키는 과정에서 정전인가선의 진동폭을 최소화하여 열가소성수지 쉬트를 냉각롤에 균일하게 밀착시킴으로써 고화 쉬트에 야기되는 두께 결함을 방지하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a thermoplastic resin sheet, and more specifically, to a thermoplastic resin by extruding the thermoplastic resin into a sheet shape through a die and minimizing the vibration width of the electrostatic applied wire in the process of solidifying tightly to the cooling roll through an electrostatic application process. The present invention relates to a method of preventing a thickness defect caused by a solidified sheet by uniformly adhering the sheet to a cooling roll.

열가소성 수지는 포장용, 기록매체용, 공업용 등의 용도로 사용되는데, 열수축률, 두께, 기계적 강도 및 밀도 등의 물성이 진행방향(종방향)으로 불균일한 경우에는 코팅, 증착, 재단, 인쇄 등의 후가공시 문제가 야기되어 제품의 품질 및 생산성이 저하되기 쉽다. 따라서 진행방향으로 균일한 물성 특성을 갖는 열가소성 수지 쉬트의 생산이 절실하게 요구되어 왔다.Thermoplastic resins are used for packaging, recording media, and industrial purposes. If the physical properties such as heat shrinkage, thickness, mechanical strength and density are nonuniform in the progress direction (longitudinal direction), coating, deposition, cutting, printing, etc. Problems occur during post-processing, which is likely to reduce product quality and productivity. Therefore, there has been a great demand for the production of thermoplastic resin sheets having uniform physical properties in the advancing direction.

용융된 열가소성 수지는 다이를 통해 쉬트 형상으로 압출되어 냉각롤 표면에 밀착고화되어 고상의 쉬트로 제조되는데, 일반적으로 다이 출구로부터 냉각롤 표면의 밀착지점까지의 구간(이하, 용융수지 쉬트 구간)이 짧을수록, 또한 용융수지가 냉각롤에 밀착될수록 냉각효율이 양호하여 제조된 쉬트의 두께가 균일해진다.The molten thermoplastic resin is extruded into a sheet shape through a die and solidified on the surface of a cooling roll to produce a solid sheet. Generally, a section from a die exit to an adhesion point on a surface of a cooling roll (hereinafter referred to as a molten resin sheet section) The shorter and the closer the molten resin is to the cooling roll, the better the cooling efficiency and the more uniform the thickness of the sheet produced.

따라서 열가소성 수지의 성형공정에 있어서, 용융수지 쉬트 구간을 단축시키고 용융수지 쉬트가 냉각롤 표면에 밀착시키기 위하여 용융수지 쉬트에 정전기를 인가하는 것이 가장 일반적인 방법니다. 즉, 회전하는 냉각롤을 접지시킨 상태에서 정전인가선에 고전압을 걸어주면 정전인가선 주위에서 제한된 이온화 방전이 일어나 공기를 하전시키고 하전된 이온이 인접한 용융수지 쉬트 표면을 하전시키고 하전된 용융수지 쉬트가 냉각롤쪽으로 이동하면서 정전기력에 의해 냉각롤에 견고하게 밀착되는 것이다.Therefore, in the molding process of thermoplastic resin, it is the most common method to apply the static electricity to the melt sheet to shorten the melt sheet section and make the melt sheet adhere to the surface of the cooling roll. That is, if a high voltage is applied to the electrostatic applied line while the rotating cooling roll is grounded, a limited ionization discharge occurs around the electrostatic applied line to charge the air, and the charged ions charge the adjacent molten resin sheet surface and the charged molten resin sheet. Is firmly adhered to the cooling roll by the electrostatic force while moving toward the cooling roll.

정전인가선에 인가되는 전극은 전하 밀도가 큰 것이 바람직한데, 보통 직경이 작은 선(wire) 또는 바늘모양의 핀 형태를 사용한다. 이중에서도 일반적으로 금속선 형태의 정전인가선을 많이 사용하고 있다.The electrode applied to the electrostatic applied line is preferably a high charge density, usually a small diameter wire or needle-like pin form. In general, a lot of electrostatically applied wires in the form of metal wires are used.

열가소성 수지 쉬트 제조시 정전인가방법에 대해서는 미국특허 제3,427,686호에 개시되어 있다. 이 방법에 따르면 작용 인장 응력하에서 용융수지 쉬트의 중간을 제외하고 용융수지 쉬트의 양단부만을 지지한 상태에서 정전인가가 이루어지는데, 외부 요인에 의해 정전인가선의 진동이 불가피하게 수반된다. 그 결과, 용융수지 쉬트의 두께 결함을 유발한다. 즉, 정전인가선의 진동으로 정전인가선과 용융수지 쉬트 표면과의 간격이 주기적으로 변화함으로써 정전인가력이 변하고 이로 인해 용융수지 쉬트의 냉각롤 밀착지점이 달라져서 열가소성 수지 쉬트의 두께는 제1도에 도시된 바와 같이 쉬트의 진행방향으로 주기적으로 달라진다. 특히 다이 주변의 기기에서 발생하는 기계적 진동의 주파수가 정전인가선의 고유주파수(100Hz이하)와 일치하는 경우에는 공명현상(resonance)으로 정전인가선이 심하게 진동하여 수지 쉬트의 두께가 불균일하게 되는 것이다 .An electrostatic application method for preparing thermoplastic resin sheets is disclosed in US Pat. No. 3,427,686. According to this method, electrostatic application is performed while supporting only both ends of the molten resin sheet except the middle of the molten resin sheet under a working tensile stress, and vibration of the electrostatic applied line is inevitably accompanied by external factors. As a result, thickness defects of the molten resin sheet are caused. That is, the interval between the electrostatic applied wire and the surface of the molten resin sheet is periodically changed due to the vibration of the electrostatic applied wire, thereby changing the electrostatic applied force, thereby changing the contact point of the cooling roll of the molten resin sheet so that the thickness of the thermoplastic resin sheet is shown in FIG. As shown, the direction of the sheet changes periodically. In particular, if the frequency of the mechanical vibration generated by the equipment around the die coincides with the natural frequency of the electrostatic applied wire (less than 100 Hz), the electrostatic applied wire vibrates violently due to resonance, resulting in uneven thickness of the resin sheet.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하여 정전인가선의 진동폭을 최소화하여 열가소성수지 쉬트를 냉각롤에 견고하게 밀착시킴으로써 균일한 두께의 열가소성 수지 쉬트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thermoplastic resin sheet having a uniform thickness by solving the above problems by minimizing the vibration width of the electrostatically applied wire to firmly adhere the thermoplastic resin sheet to the cooling roll.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서 본 발명에서는 열가소성 수지가 다이를 통해 용융, 압출되어 용융쉬트의 형태로 성형되는 단계 및 상기 단계에서 성형된 쉬트가 정전인가공정을 거쳐 다이 하방에 설치되어 있는 냉각롤에 밀착되어 고화 쉬트로 제조되는 단계를 포함하는 열가소성 수지 쉬트의 제조방법에 있어서, 상기 정전인가선의 직경이 0.03내지 0.20mm, 밀도가 10g/㎤ 이하인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 쉬트의 제조방법이 제공된다.In order to achieve the above object, in the present invention, a step in which the thermoplastic resin is melted and extruded through a die to form a molten sheet, and the sheet formed in the step is installed on the lower side of the die through an electrostatic application process. In the manufacturing method of the thermoplastic resin sheet comprising a step of being in close contact with the solidified sheet, the method for producing a thermoplastic resin sheet characterized in that the diameter of the electrostatic applied wire is 0.03 to 0.20mm, the density is 10g / cm3 or less. do.

이는 정전인가선의 직경 및 밀도를 특정 범위로 조정하여 정전인가선의 고유주파수를 외부 요인에서 비롯된 진동의 주파수 범위 이상이 되도록 해서 정전인가선의 진동폭을 최소화시키고자 하는 것이다.This is to minimize the vibration width of the electrostatic applied line by adjusting the diameter and density of the electrostatic applied line to a specific range so that the natural frequency of the electrostatic applied line is more than the frequency range of the vibration caused by external factors.

상기 정전인가선의 직경은 0.03내지 0.20mm, 바람직하게는 0.05∼0.15mm이다. 정전인가선의 직경이 0.20mm를 초과하는 경우는 정전인가선의 단위 길이당 질량이 증가하여 정전인가선의 고유주파수가 100Hz이하의 범위로 전이된다. 그 결과 정전인가선의 진동의 진폭이 증대되어 쉬트 진행방향으로 열가소성 수지 쉬트의 두께 품질이 저하된다. 정전인가선의 직경이 0.03mm 미만인 경우는 정전인가선의 단위 길이당 질량이 감소하여 정전인가선의 고유주파수가 100Hz이상의 범위로 전이됨으로써 정전인가선의 진동의 진폭이 감소되어 쉬트 진행방향으로 열가소성 수지 쉬트의 두께 품질은 양호하지만 정전인가선의 직경 감소로 인하여 단선 횟수가 증가하는 단점이 있다.The diameter of the electrostatic applied wire is 0.03 to 0.20 mm, preferably 0.05 to 0.15 mm. If the diameter of the electrostatically applied line exceeds 0.20mm, the mass per unit length of the electrostatically applied line increases, and the natural frequency of the electrostatically applied line is shifted to a range of 100 Hz or less. As a result, the amplitude of the vibration of the electrostatic applied wire is increased and the thickness quality of the thermoplastic resin sheet in the sheet traveling direction is lowered. If the diameter of the electrostatic applied wire is less than 0.03 mm, the mass per unit length of the electrostatic applied wire decreases and the natural frequency of the electrostatic applied wire is shifted to a range of 100 Hz or more, so that the amplitude of vibration of the electrostatic applied wire is reduced and the thickness of the thermoplastic resin sheet in the sheet traveling direction is reduced. Although the quality is good, the number of disconnections increases due to the decrease in diameter of the electrostatic applied wire.

상기 정전인가선의 밀도는 10g/cm3이하, 바람직하게는 5 -9g/cm3인 것이 바람직하다. 정전인가선의 밀도가 10g/cm3를 초과하는 경우는 정전인가선의 단위 길이당 질량이 증가하여 정전인가선의 고유주파수가 100Hz이하의 범위로 전이됨으로써 정전인가선의 진동의 진폭이 증대되어 쉬트 진행방향으로 열가소성 수지 쉬트의 두께 품질은 저하된다.Applying the electrostatic line density is preferably 10g / cm 3 or less, preferably 5 -9g / cm 3. If the density of the applied line exceeds 10 g / cm 3 , the mass per unit length of the applied line increases and the natural frequency of the applied line is shifted to the range of 100 Hz or less, so that the amplitude of the vibration of the applied line increases, which leads to the sheet traveling direction. The thickness quality of the thermoplastic resin sheet is degraded.

본 발명에서 사용되는 열가소성 수지로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트, 폴리테트라메틸렌-2,6-나프탈렌- 카르복실레이트, 액정폴리에스테르 등의 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 나일론, 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리스티렌 및 폴리페닐렌설파이드 등이 있다.Examples of the thermoplastic resin used in the present invention include polyesters such as polyethylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polytetramethylene terephthalate, polytetramethylene-2,6-naphthalene-carboxylate, liquid crystal polyester, Polypropylene, polyvinylchloride, nylon, polyimide, polycarbonate, polystyrene and polyphenylene sulfide and the like.

이하 실시예에 의해서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기위 실시예는 본 발명의 예시일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are only examples of the present invention, and the present invention is not limited thereto.

본 발명에 따라 제조된 열가소성 수지 쉬트의 성능 평가 및 본 발명에 따라 작업 효율이 향상되는 정도는 다음과 같이 평가하였다.Performance evaluation of the thermoplastic resin sheet prepared according to the present invention and the degree to which the working efficiency was improved according to the present invention were evaluated as follows.

1) 쉬트 두께변화 주파수1) Sheet thickness change frequency

쉬트의 두께변화 주파수는 미국 윈젠(Winzen)사제 두께 측정기를 사용하여 쉬트의 두께를 측정한 다음 하기식에 의해 구해진다.The thickness change frequency of the sheet is determined by the following equation after measuring the thickness of the sheet using a thickness gauge manufactured by Winzen, Inc., USA.

쉬트 두께 변화 주파수 = 1초동안 진행된 쉬트 길이내에 존재하는 두께의 규칙적인 파형의 갯수Sheet thickness variation frequency = number of regular waveforms of thickness within the length of the sheet run for 1 second

2) 쉬트 두께 변화율2) Sheet thickness change rate

쉬트의 두께 변화율은 제2도 및 하기식에 의해서 구해진다.The thickness change rate of a sheet is calculated | required by FIG. 2 and a following formula.

제2도는 냉각고화된 열가소성 수지 쉬트의 두께 분포를 도시한 것으로서 여기에서 A는 두께 파형, X는 평균 두께, △X는 주기적인 두께 변화폭을 나타낸다.2 shows the thickness distribution of the cooling-solidified thermoplastic resin sheet, where A represents the thickness waveform, X represents the average thickness, and ΔX represents the periodic thickness variation.

[실시예 1]Example 1

고유점도가 0.64, 온도 290℃ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 용융체를 다이에서 쉬트 형상으로 용융압출시킨 뒤 직경 0.1mm, 밀도 7.8g/cm3인 내열합금 재질의 정전인가선을 사용하는 정전인가공정을 거쳐 25℃로 유지되는 냉각롤상에서 냉각고화하여 열가소성 수지 쉬트를 제조하였다.Polyethylene terephthalate melts with an intrinsic viscosity of 0.64 and a temperature of 290 ° C are melt-extruded from the die into sheets, and then subjected to an electrostatic application process using an electrostatic applied wire made of a heat-resistant alloy material having a diameter of 0.1 mm and a density of 7.8 g / cm 3 . A thermoplastic resin sheet was prepared by cooling and solidifying on a cooling roll maintained at ℃.

[실시예 2]Example 2

실시예1과 동일한 방법으로 실시하되, 밀도가 7.8g/cm3인 스테인레스-스틸 재질의 정전인가선을 사용하여 열가소성수지 쉬트를 제조하였다.A thermoplastic resin sheet was prepared in the same manner as in Example 1, but using an electrostatic applied wire made of stainless steel with a density of 7.8 g / cm 3 .

[비교예 1]Comparative Example 1

실시예1과 동일한 방법으로 실시하되, 직경 0.30mm인 내열합금 재질의 정전인가선을 사용하여 열가소성수지 쉬트를 제조하였다.A thermoplastic resin sheet was prepared in the same manner as in Example 1, but using an electrostatic applied wire made of a heat resistant alloy material having a diameter of 0.30 mm.

[비교예 2]Comparative Example 2

실시예1과 동일한 방법으로 실시하되, 직경 0.02mm인 정전인가선을 사용하여 열가소성수지 쉬트를 제조하였다.A thermoplastic resin sheet was prepared in the same manner as in Example 1, but using an electrostatic applied wire having a diameter of 0.02 mm.

[비교예 3]Comparative Example 3

실시예1과 동일한 방법으로 실시하되, 밀도가 19.4g/cm3인 텅스텐 재질의 정전인가선을 사용하여 열가소성수지 쉬트를 제조하였다.In the same manner as in Example 1, a thermoplastic resin sheet was prepared using an electrostatically applied wire made of tungsten material having a density of 19.4 g / cm 3 .

본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서, 정전인가선의 조건에 따른 쉬트 두께변화 주파수, 길이방향 두께 변화율 및 정전인가선의 단선 횟수를 표 1에 나타내었다.In Examples and Comparative Examples of the present invention, the sheet thickness change frequency, the longitudinal thickness change rate and the number of disconnections of the electrostatic applied line according to the conditions of the electrostatic applied line are shown in Table 1.

표 1에서 알 수 있듯이 본 발명의 조건을 만족하는 실시예 1-2의 경우는 쉬트 두께 변화 주파수(정전인가선의 고유주파수)가 증가하면서 두께 변화율이 감소하여 열가소성 수지 쉬트의 진행방향 두께가 균일하다는 것을 알 수 있다.As can be seen from Table 1, in Example 1-2 satisfying the conditions of the present invention, the thickness change rate decreases while the sheet thickness change frequency (the natural frequency of the electrostatic applied line) increases, so that the thickness of the thermoplastic sheet is uniform in the traveling direction. It can be seen that.

본 발명의 조건을 벗어난 비교예 1의 경우에는 길이방향의 두께가 불량한 열가소성 수지 쉬트가 제조되었고 비교예 2의 경우는 실시예 1-2의 경우와 같이 열가소성 수지 쉬트의 두께 품질은 양호한 반면, 정전인가선의 직경 감소로 인하여 단선 횟수가 증가하였다.In the case of Comparative Example 1 which deviated from the conditions of the present invention, a thermoplastic resin sheet having a poor thickness in the longitudinal direction was manufactured, and in Comparative Example 2, the thickness of the thermoplastic sheet was good as in Example 1-2, The number of disconnections increased due to the decrease in the diameter of the applied line.

정전인가선의 밀도가 10g/cm 를 초과한 비교예 3의 경우는 진동에 의한 쉬트 두께 변화 주파수가 감소하면서 두께 변화율이 증가하여 열가소성 수지 쉬트의 진행방향의 두께가 불균일함을 알 수 있다.The density of electrostatic applied wire is 10g / cm In the case of Comparative Example 3 exceeded, it can be seen that the thickness change rate is increased while the sheet thickness change frequency due to vibration is increased, so that the thickness of the thermoplastic resin sheet in the traveling direction is nonuniform.

본 발명의 제조방법에 따라 제조된 열가소성 수지 쉬트는 코팅, 증착, 재단 및 인쇄 등의 후가공시 요구되는 종방향으로 균일한 두께를 가지고 있어서 포장용, 기록매체용, 공업용 등의 용도에 적합하다.The thermoplastic resin sheet produced according to the manufacturing method of the present invention has a uniform thickness in the longitudinal direction required for post-processing such as coating, vapor deposition, cutting and printing, and is suitable for packaging, recording media, industrial use and the like.

Claims (2)

열가소성 수지가 다이를 통해 용융, 압출되어 용융쉬트의 형태로 성형되는 단계 및 상기 단계에서 성형된 쉬트가 정전인가공정을 거쳐 다이 하방에 설치되어 있는 냉각롤에 밀착되어 고화 쉬트로 제조되는 단계를 포함하는 열가소성 수지 쉬트의 제조방법에 있어서, 상기 정전인가선의 직경이 0.1mm 보다 크고 0.2mm 이하이며, 밀도가 5-10g/cm3인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 쉬트의 제조방법.The thermoplastic resin is melted and extruded through a die to be molded into a molten sheet, and the sheet formed in the step is attached to a cooling roll installed below the die through an electrostatic application process to produce a solidified sheet. A method for producing a thermoplastic resin sheet, wherein the diameter of the electrostatic applied wire is larger than 0.1 mm and is 0.2 mm or less, and the density is 5-10 g / cm 3 . 제1항에 있어서, 상기 정전인가선의 직경이 0.1mm 보다 크고 0.15mm 이하이며, 밀도가 5-9g/cm3인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 쉬트의 제조방법.The method for producing a thermoplastic resin sheet according to claim 1, wherein the diameter of the electrostatic applied wire is larger than 0.1 mm and is 0.15 mm or less, and the density is 5-9 g / cm 3 .
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