KR0173026B1 - 열가소성수지 쉬트의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열가소성 수지 쉬트의 제조 방법에 관한 것으로써, 열가소성 수지와 다이를 통하여 용융, 압출되어 용융쉬트의 형태로 성형되는 단계 및 상기 단계에서 성형된 쉬트가 다이 하방에 설치되어 있는 냉각롤을 거쳐 고화 시트로 제조되는 단계를 포함하는 열가소성 수지 쉬트의 제조 방법에 있어서, 정전인가선에 주파수 20,000Hz 이상, 진폭 50㎛이하의 초음파 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 방법이다.
본 발명에 의하면 올리고머의 부착으로 인한 정전인가선의 교환을 위해 제막작업을 휴지하지 않아도 되므로 가동률이 향상시킬 수 있으며, 제조된 쉬트의 표면에서 생기는 결함을 줄일 수 있게 된다.
Description
제1도는 본 발명에 따른 열가소성 수지 쉬트의 제조공정을 설명하기 위한 도면이다.
제2도는 제1도의 A부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 토출다이 2 : 용융체
3 : 정전인가선 4 : 냉각롤
5 : 성형 쉬트 6 : 정전인가 브라켓
7 : 방전 튜브 8 : 접촉자
9 : 전파 매체 10 : 초음파 혼(horn)
11 : 초음파
본 발명은 열가소성 수지 쉬트의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하기로는 다이를 통해 쉬트 형상으로 압출, 냉각고화하는 과정에서 쉬트로부터 발생되는 올리고머는 주변기계설비와 접촉하여 냉각석출되어 고화물로 서서히 크게 성장하는데, 이 고화물이 정전인가선에 부착하여 쉬트의 표면에 결함을 일으키는 것을 방지하는 방법에 관한 것이다.
다이 주변의 기기에서 석출되는 고화물이 시간이 경과함에 따라 서서히 크게 성장하면 정전인가력이 저하되어 용융 쉬트가 냉각롤에 밀착되지 않으므로 제조된 쉬트의 두께가 불균일하게 된다. 따라서 통상의 제막작업시 일시적으로 기계 운전을 휴지하고 부착된 올리고머의 고화물을 제거하기 위해 정전인가선을 교환해야 하므로 가동률이 저하되었다.
미국 특허 3,520,959에는 정전인가선에 올리고머가 부착되는 것을 방지하기 위하여 주울열의 원리를 이용한 가열방법이 개시되어 있다. 이 방법에 의하면 300℃ 근처에서는 정전인가선의 열화가 급속하게 진행되어 제막 운전중 정전인가선의 단선이 빈발하는 단점이 있다. 따라서 300℃ 이상의 고온에서도 열화되지 않는 고강력 정전인가선의 개발이 요망되었다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하여 정전인가선의 단선 및 그 표면에 올리고머가 성장하여 고화물이 부착되는 것을 방지함으로써 균일한 두께의 열가소성 수지 쉬트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에서는, 열가소성 수지가 다이를 통하여 용융, 압출되어 용융쉬트의 형태로 성형되는 단계 및 상기 단계에서 성형된 쉬트가 다이 하방에 설치되어 있는 냉각롤을 거쳐 고화쉬트로 제조되는 단계를 포함하는 열가소성 수지 쉬트의 제조 방법에 있어서, 정전인가선에 주파수 20,000Hz 이상, 진폭 50㎛ 이하의 초음파 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 방법이 제공된다.
이는 구조적 성질이 상이한 이종 물질에 초음파 진동을 가하면 물질 분리가 일어나는 진동의 원리를 이용한 방법인데, 작업자의 청각장애를 고려하여 가정주파수 범위를 넘어선 초음파진동을 이용하는 것에 관한 것이다. 따라서 본 발명은 올리고머의 부착으로 인한 정전인가선의 교환을 위해서 제막 작업을 휴지하지 않아도 되므로 가동률을 높일 수 있고 제조된 쉬트의 표면에서 발생될 수 있는 결함을 크게 줄일 수 있다.
즉, 용융된 열가소성 수지가 다이를 통해 쉬트 형상으로 압출, 밀착, 급냉되어 고상의 쉬트로 제조되는 방법에 있어서, 용융 쉬트로부터 발생한 올리고머가 정전인가선 주위를 통과할 때 정전인가선에 주파수 20,000Hz 이상, 진폭 50㎛ 이하의 특성을 갖는 초음파 진동이 가해짐으로써 올리고머의 부착 및 성장이 억제된다. 여기서 주파수 20,000~25,000Hz, 진폭 1~20㎛ 범위의 초음파 진동이 바람직하다. 또한 초음파 진동은 정전인가선 축방향, 수평방향, 수직방향으로 모두 적용될 수 있으며, 바람직하게는 정전인가선의 축방향이다. 이때, 주파수의 범위가 20,000Hz 이하이면 가청주파수 영역에 근접해서 작업시에 방청처리가 요구되어 작업 능률이 저하되고, 진폭이 50㎛ 이상이면 정전인가선의 기계적 진동을 증가시켜 정전인가력의 불규칙한 변화 및 정전인가선의 단선을 초래하는 단점이 있다.
본 발명의 방법은 쉬트의 제조과정에서 올리고머가 발생하는 열가소성 수지에 적용하는 것이 바람직하며, 특히 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트, 폴리테트라메틸렌-2,6-나프탈렌 카르복실레이트, 액정폴리에스테르 등의 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 나일론, 폴리이미드, 폴리카보네이드, 폴리스티렌, 폴리페닐렌설파이드와 같이 올리고머가 다량 발생하는 열가소성 수지에 적용하는 것이 좋다.
이하 실시예에 의해서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명의 예시일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예 및 비교예에서의 열가소성 수지 쉬트는 제1도에 도시된 바와 같은 과정에 따라 제조된다. 여기에서 제2도의 제1도의 A 부분을 확대한 도면이다.
제1도를 참조하여, 열가소성 수지 쉬트의 제조과정을 살펴보면 다음과 같다.
열가소성 수지 용융체 즉, 폴리에틸렌테레프탈레이트 용융체(2)가 토출다이(1)를 통하여 용융 및 압출되어 용융쉬트의 형태로 성형된다. 이렇게 성형된 쉬트는 정전인가 브라켓(6)에 지지된 정전인가선(3) 영역을 통과하여 다이(1) 하방에 설치되어 있는 냉각롤(4)을 거쳐 밀착고화됨으로써 열가소성 수지 쉬트(5)로 완성된다. 여기에서 정전인가 브라켓(6)에는 접촉자(8)와 전파 매체(9)가 연결되어 있어서 초음파 혼(10)으로부터 초음파(11)가 공급되고, 이로써 정전인가선(3)에 초음파(11) 진동이 가해진다.
본 발명에 따른 작업 효율이 향상되는 정도는 다음과 같은 기준에 의해 평가된 정전인가선의 교환주기 및 정전인가선 단선 횟수에 의해 평가하였다.
1) 정전인가선의 교환 주기(회/일)
정전인가선의 교환 주기는 정전인가선에 가해지는 일정 전압하에서 정전인가 전류치가 교환초기의 90%까지 강하하는 시점으로 하였으며,
(7)일간 교환한 횟수를 1일 평균 교환 횟수로 환산하였다. 이러한 과정을 (5)회 반복하여 교환 주기 범위를 정하였다.
2) 정전인가선의 단선 횟수(회/일)
정전인가선의 단선 횟수는 육안 관차로 판단하였으며, (7)일간 교환한 횟수를 1일 평균 교환 횟수로 환산하였다. 이러한 과정을 (5)회 반복하여 단선 횟수 범위를 정하였다.
[실시예 1]
고유점도가 0.64, 온도 290℃인 폴리에틸렌테레프탈레이트 용융체를 20℃로 유지되는 냉각롤상에서 냉각고화하는 과정에서 고정된 정전인가선의 양단부 중 한쪽에 정전인가선 방향으로 주파수 20,000Hz, 진폭 10㎛의 초음파 진동을 가하여 열가소성 수지 쉬트를 제조하였다.
[실시예 2]
실시예 1에서 초음파진동 주파수 25,000Hz, 진폭 20㎛인 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 조건에서 쉬트를 제조하였다.
[비교예 1]
실시예 1에서 초음파진동을 가하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 쉬트를 제조하였다.
[비교예 2]
실시예 1에서 초음파진동주파수 20,000Hz, 진폭 100㎛인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 쉬트를 제조하였다.
본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서, 올리고머 오염에 따른 정전인가선의 교환 주기 및 단선 횟수를 표 1에 나타내었다.
상기의 표 1에서 알 수 있듯이 정전인가선에 본 발명의 범위를 만족하는 초음파진동을 가한 실시예 1과 실시예 2의 쉬트 제조공정은 정전인가선 교환주기의 증가 및 정전인가선의 단선횟수의 감소를 가져오므로 상대적으로 기계 휴지시간이 감소되어 효율적임을 알 수 있다.
비교예 1의 쉬트 제조공정은 종래의 열고정방법에 의한 것으로서, 올리고머의 오염으로 인해 기계의 휴지시간이 증가하여 극히 비효율적이고, 비교예 2의 쉬트 제조공정 과정은 정전인가선에 초음파진동을 가함으로써 정전인가선의 올리고머 부착을 방지할 수 있지만, 정전인가선을 열화시켜 단선이 빈번해지는 단점이 있다.
따라서 본 발명에 의하면 올리고머의 부착으로 인한 정전인가선의 교환을 위해 제막작업을 휴지하지 않아도 되므로 가동률이 향상시킬 수 있으며, 제조된 쉬트의 표면에서 발생될 수 있는 결함을 줄일 수 있게 된다.
Claims (4)
- 열가소성 수지가 다이를 통하여 용융, 압출되어 용융쉬트의 형태로 성형되는 단계 및 상기 단계에서 성형된 쉬트가 다이 하방에 설치되어 있는 냉각롤을 거쳐 고화쉬트로 제조되는 단계를 포함하는 열가소성 수지 쉬트의 제조 방법에 있어서, 정전인가선에 주파수 20,000Hz 이상, 진폭 50㎛ 이하의 초음파 진동을 가하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기의 열가소성 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트, 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트, 폴리테트라메틸렌-2,6-나프탈렌 카르복실레이트, 액정폴리에스테르 등의 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 나일론, 폴리이미드, 폴리카보네이드, 폴리스티렌, 폴리페닐렌설파이드로 이루어진 군에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 쉬트의 제조 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 초음파 진동이 주파수 20,000Hz~25,000Hz, 진폭 1~20㎛ 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기의 초음파 진동을 정전인가선의 축방향에 가하는 것을 특징으로 하는 방법.
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