KR100539178B1 - 저발포성 건축내장재 압출성형 제조방법 및 그로부터제조되는 저발포성 건축내장재 - Google Patents
저발포성 건축내장재 압출성형 제조방법 및 그로부터제조되는 저발포성 건축내장재 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 폴리스티렌(Polystyrene)수지인 ABS수지 70~90 % 중량부와 스티렌-아크릴로니트릴(styrene-acrylonitrile; SAN) 30~10% 중량부의 비율로 배합기내 투입 105℃의 온도에서 혼합 건조시키는 1차혼합 및 건조공정과(S1), 상기 1차혼합 및 건조공정에 의해 건조된 배합기내 혼합수지에 각각 백분율 대비 발포제 0.2~0.9%, 구연산 0.2~0.5%, 아연 0.02~0.2%, 분산제 0.06%, 좌외선차단제 0.2~0.5%, 산화방지제 0.2~0.5% 비율로 혼합하는 2차혼합공정과(S2), 상기 배합기를 110℃ 온도로 상승 유지한 상태에서 혼합된 상태의 혼합수지를 토출하여 압출성형장치의 호퍼측으로 공급하는 혼합수지 토출 및 호퍼공급공정과(S3), 압출성형장치 일측 상기 호퍼로부터 공급되는 혼합수지가, 상기 압출성형장치내 다수의 실린더를 통과하여 겔상화 되고, 압출성형장치 타측 제1다이스와 압출성형금형틀을 내재하고 있는 제2다이스를 통과, 발포된 상태의 폴리스티렌 발포체가 일정 형상으로 압출 되어지는 발포 및 압출 성형공정과(S4), 상기 발포 및 압출 성형공정으로부터 통과된 발포체를 냉각장치에 투입, 냉각시키는 냉각공정과(S5), 상기 냉각공정으로부터 냉각되어 토출되는 혼합 ABS수지 발포체 표면층을 전사하는 전사공정과(S6), 상기 전사공정을 거친 혼합수지 발포체를 인출하여 소망길이로 절단, 적재하는 절단/적재공정(S7)으로 구성되는 것을 특징으로 하여,
일반적으로 널리 사용되는 건축내장재를 폴리스티렌수지 종류의 하나인 ABS 수지에 스티렌-아크릴로니트릴(styrene-acrylonitrile; SAN)를 일정비율로 혼합한 후 다수의 첨가제를 투입, 혼합하여 저발포 성형 제작하여 시공이 가능하도록 하여, 함습작용에 의한 비틀림이나 휨 현상등을 완벽하게 방지할 수 있어, 시공후 오랜기간 그 사용수명을 현저히 증가시킬 수 있고, 사용시 변형현상 없이 사용할 수 있는 장점과, 폴리스티렌 수지등의 혼합수지를 저발포 경화하여 목재류에 대체되는 건축내장재를 형성할 수 있으므로, 원목 가공공정등이 불필요하여 벌목에 따른 자연훼손을 방지할 수 있는 부대적 효과를 기대할 수 있고, 비교적 싼 가격으로 건축내장재를 대량으로 얻을 수 있어, 생산가 및 건축내장 시공가를 현저하게 절감시킬 수 있는 효과는 물론, 압출성형장치내 각 실린더의 초기예열 및 작업온도를 달리하고, 각 다이스 즉 제1,2다이스의 통과시 작업온도 등을 달리하여 열가소성 수지내 투여된 발포제에 의해 압출성형(또는 사출성형)과정에서 발포될 때 가스방출이 장기화되거나 또는 방출가스의 부식성, 독성등이 발생되고 밀폐된 금형내에서 발포작용이 원할하게 진행되지 않는 등의 문제점을 해결할 수 있는 효과와, 제조과정이 단순하고 대량 생산이 가능하여 생산가를 크게 저하시킬 수 있음은 물론, 건축내장재의 다양한 색상 연출의 가능 및 제품의 고품격화, 무게의 경량화에 따른 작업성의 향상, 원목 무늬결등의 전사된 필름등이 쉽게 박리되지 못하여 제품이 표면강도 향상에 따른 제품의 안정성을 확보할 수 있는 저발포성 건축내장재 압출성형 제조방법 및 그로부터 제조되는 저발포성 건축내장재에 관한 것이다.
Description
본 발명은 스티렌-아크릴로니트릴(styrene-acrylonitrile; SAN)과 ABS수지 (acrylonitrile butadiene styrene copolymer)를 적정 비율로 혼합하여서 되는 혼합 ABS수지를 저발포 압출성형하여 건축내장재 특히, 창문틀 등의 건축내장재의 발포체를 얻어, 비교적 강성 및 강도가 높고 표면 스킨층을 갖으며 주위 환경 변화등에 따른 수축 및 변형을 해소하고 다양한 디자인의 연출 및 형체력 감소와, 치수 안정성 향상등을 꾀할 수 있는 발포체를 형성하여, 목재류등의 질감 및 시각 효과를 갖는 창문틀(창호) 등과 같은 발포체로 되는 건축내장재를 대량 생산 할 수 있도록 한 저발포성 건축내장재 압출성형 제조방법 및 그로부터 제조되는 저발포성 건축내장재에 관한 것이다.
일반적으로 건축물 시공시 사용되는 건축내장재의 경우, 목재류에 의해 형성, 시공되나 목재류 등을 초기 가공작업시 벌목/가공하는 작업이 방대하고 시간 및 작업인원이 대량 투입되는 등 실사용 이전의 가공이 번잡하고 그 비용 또한 상당하게 투여되는 등의 비효율적이며 비경제적, 환경파괴적 문제점을 안고 있었다.
또한 1차 가공된 목재를 다시 2차 가공하여 건축내장재를 얻는 과정에서 원자재의 손실률 발생, 목재류 등으로 되는 건축내장재의 특성상 함습작용에 따른 비틀림 및 뒤틀림 현상, 자중(自重)의 상당함으로 인하여 운반 등에 상당한 제약을 받는 등의 여러 문제점이 지적되어 왔다.
한편 이와 달리 가볍고 가공성이 용이한 합판이나 고압축강화목을 이용하여 그 표면에 원목의 질감효과를 갖는 필름을 부착하거나 또는 박피의 무늬목등을 함침처리하여 부착하여서 얻어 건축내장재 등으로 사용하고 있으나, 상기 건축내장재의 경우에 필름이나 무늬목 등이 패널로부터 박리되는 현상이 발생되어 미관을 크게 해치므로서 상품가치를 떨어뜨리거나 수리에 따른 유지 보수비용등이 발생되는 등의 문제점이 지적되고 있다.
근래에는 상기한 목재류를 대체하기 위해 열가소성 수지에 발포제를 투입, 발포하여 강성 및 강도와 치수안정성 및 변화의 수축변형률 감소, 표면상태 개선등의 효과를 갖으며, 목재와 유사한 질감효과를 갖도록 하는 발포체에 의해 건축내장재를 구성하고 있다.
그러나 열가소성 수지내 투여된 발포제에 의해 압출성형(또는 사출성형)과정에서 발포될 때 가스방출이 장기화되거나 또는 방출가스의 부식성, 독성등이 발생되고 밀폐된 금형내에서 발포작용이 원할하게 진행되지 않는 등의 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 석유화학계 열가소성(熱可塑性) 수지인 폴리스티렌(Polystrene) 수지인 ABS 수지에 스티렌-아크릴로니트릴(styrene-acrylonitrile; SAN)를 일정 배합비율로 혼합하고, 다수의 첨가제등을 적정 비율로 혼합·첨가하여 저발포 압출성형하여 소망의 저발포성 건축내장재를 얻도록 함으로써, 그 제조과정의 단순화 및 대량생산에 따른 생산가의 저하 및 창호문틀과 같은 건축내장재의 다양한 색상 연출이 가능하도록 하고, 원목의 질감 효과를 그대로 표현 가능하도록 하며, 제품의 고품격화, 무게의 경량화에 따른 작업성의 향상, 원목 무늬결등이 전사된 필름등이 쉽게 박리되지 못하도록 하는 등의 목적을 달성하고자 한다.
또한 본 발명은 저발포과정에서의 가스방출의 단시간화, 방출가스의 부식성을 방지하고, 밀폐금형에서의 발포작용이 원할하도록 하여 제품의 안전성 및 고품격화를 이루도록 하는데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
폴리스티렌(Polystyrene)수지인 ABS수지 70~90 % 중량부와 스티렌-아크릴로니트릴(styrene-acrylonitrile; SAN) 30~10% 중량부의 비율로 배합기내 투입 105℃의 온도에서 혼합 건조시키는 1차혼합 및 건조공정과(S1),
상기 1차혼합 및 건조공정에 의해 건조된 배합기내 혼합수지에 각각 백분율 대비 발포제 0.2~0.9%, 구연산 0.2~0.5%, 아연 0.02~0.2%, 분산제 0.06%, 좌외선차단제 0.2~0.5%, 산화방지제 0.2~0.5% 비율로 혼합하는 2차혼합공정과(S2),
상기 배합기를 110℃ 온도로 상승 유지한 상태에서 혼합된 상태의 혼합수지를 토출하여 압출성형장치(100)의 호퍼(101)측으로 공급하는 혼합수지 토출 및 호퍼공급공정과(S3),
압출성형장치(100) 일측 상기 호퍼(101)로부터 공급되는 혼합수지가, 상기 압출성형장치(100)내 다수의 실린더(110~113)를 통과하여 겔상화 되고, 압출성형장치(100) 타측 제1다이스(120)와 압출성형금형틀(122)을 내재하고 있는 제2다이스 (121)를 통과, 발포된 상태의 혼합수지 발포체가 일정 형상으로 압출 되어지는 발포 및 압출 성형공정과(S4),
상기 발포 및 압출 성형공정으로부터 통과된 발포체를 냉각장치(140)에 투입, 냉각시키는 냉각공정과(S5),
상기 냉각공정(S5)으로부터 냉각되어 토출되는 혼합 ABS수지 발포체 표면층을 전사하는 전사공정과(S6),
상기 전사공정을 거친 혼합수지 발포체를 인출하여 소망길이로 절단, 적재하는 절단/적재공정(S7)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 구체적 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 각 공정별로 상세히 설명한다.
(제1공정 - 1차혼합 및 건조공정 ; S1)
본 공정은 원료인 ABS수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)에 스티렌-아크릴로니트릴(styrene-acrylonitrile; SAN)를 적정비율로 혼합한 혼합수지를 압출성형장치(100)에 투입하기 전에 일반적 구성을 갖는 배합기(미도시)내에서 혼합하는 공정이다.
먼저 본 발명에 채택/적용되는 ABS수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)는 폴리스티렌(Polystyrene)의 하나로서 폴리에틸렌에 비하여 내열성 및 내충격성 등 강도가 큰 물성을 갖고 있으며, 스티렌·아크릴로니트릴·부타디엔 등 세 성분으로 이루어진 스티렌수지로서 아크릴로니트릴과 부타디엔의 혼성중합체 및 스티렌과 부타디엔의 혼성중합체를 혼합(블렌드)하는 제조법이 일반적이며, 각각의 혼성중합체의 성질을 동시에 가지는 혼합수지를 얻게된다.
혼성중합체의 성분 조합이 다르면 제품 성능도 미묘하게 변화하므로 용도에 따라 조합을 바꾸게 되는데, 일반적으로 가공성이 좋고 내충격성(耐衝擊性) 및 내열성이 좋은 성질을 갖고 있다.
SAN(; 스티렌-아크릴로니트릴 ; styrene-acrylonitrile)은 스티렌(styrene)과 아크릴로니트릴(acrylonitrile) 두가지의 혼합원료로, 상기 스티렌은 방향족 탄화수소의 하나로, 스티롤이라고도 하고 있고 또 벤젠의 수소 1개를 비닐기로 치환한 구조이므로 비닐벤젠이라고도 하고, 아크릴로니트릴은 불포화니트릴의 하나로 아크릴산니트릴·시안화비닐·시안에틸렌이라고도 한다.
이와같은 두가지의 원료인 스티렌과 아크릴로니트릴의 혼합원료를 통상 SAN이라 칭하고 있고, 본 발명에서도 이하 SAN이라 통칭한다.
한편, 본 발명의 본 공정에서는 상기한 ABS 수지에 SAN 원료를 적정 혼합비로 배합하게 되는데, 본 발명을 실시하는데 있어서 최상의 물성을 갖는 혼합배율은 ABS 수지는 70~90% 중량비, SAN 원료는 30~10% 중량비의 혼합비로 혼합하는 것이 최상의 물성을 얻는 결과를 가져왔다.
따라서 이와같이 ABS수지 : SAN 원료를 70~90% ; 30~10% 비율로 도시하지 않은 배합기내 투입/혼합하여 상기 배합기의 온도를 105℃ 까지 상승시킨 상태에서 건조 혼합하도록 하여, 혼합원료(ABS 수지와 SAN 원료)내 함유되어 있는 수분등을 1차 건조 처리하면서 혼합하게 된다.
(제2공정 - 2차혼합공정 ; S2)
본 공정은 상기 제1공정의 1차 혼합공정을 거친 상태의 혼합수지내에 각 첨가제를 혼합하여 물성을 강화시키기 위한 공정으로, 첨가제는 각각 상기 혼합수지에 대하여 백분율 대비 발포제 0.2~0.9%와, 구연산 0.2~0.5%, 아연 0.02~0.2%, 분산제 0.06%, 좌외선차단제 0.2~0.5%, 산화방지제 0.2~0.5%로 설정하여 각각 상기 제1공정의 배합기내로 투입/혼합하게 된다.
여기서, 사용되는 발포제는 발포시 급격한 가스발생으로 발생가스가 N2가 되는 유기발포제를 사용하는 것이 좋으며, 발포제의 첨가방법으로는 1)직접원료수지에 넣는 방법과 2)발포제의 마스터배치 팰릿을 블랜드하는 방법, 3)발포제를 직접 드라이 블랜드하는 방법 등이 있으며, 본 발명에서는 주로 1)직접원료수지에 넣는 방법을 채택하여 발포제를 상기의 비율에 따라 혼합하였다.
(제3공정 - 토출 및 호퍼공급공정 ; S3)
본 공정은 상기한 각 공정에 의해 얻게 되는 혼합수지를 배합기로부터 토출하여 압출성형장치(100)의 일단에 형성되는 호퍼(101)측으로 공급하기 위한 공정으로, 상기 배합기로부터 혼합수지가 토출될 때 그 배합기내 온도는 110℃의 온도를 유지하도록 한다.
(제4공정 - 발포 및 압출 성형공정 ; S4)
본 공정은 상기한 제3공정에 의해 압출성형장치(100)의 호퍼(101)측으로 혼합수지가 공급된 후, 적정온도를 유지하는 상기 압출성형장치(100)내 다수의 실린더(110~113)에 의해 겔상화 되며 통과되면서 발포되도록 하여 겔상의 혼합수지를 형성하는 공정이다.
먼저, 본 공정을 수행하기 위한 압출성형장치(100)의 개략적 구성을 설명하면, 압출성형장치(100) 일측으로 폴리스티렌수지(Polystyrene)의 하나인 ABS수지와 SAN 원료를 상기한 배합비율로 1차 혼합하고, 그 다음에 발포제·구연산·아연·분산제·좌외선차단제·산화방지제 등의 첨가제를 일정배합비율로 혼합하여서 된 혼합수지를 압출성형장치(100)의 실린더(110~113)측으로 투여하기 위한 호퍼(101)가 형성되어 있고, 호퍼(101) 하단으로 상기한 실린더(110~113)가 다수개 연설되어 형성된다.
한편, 압출성형장치(100) 타단으로는 상기 다수의 실린더(110~113)에 의해 가열되는 혼합수지가 발포되면서 인출되도록 하기 위한 제1다이스(120)가 구비되고, 제1다이스(120)와 연결되는 제2다이스(121)가 형성되되, 상기 제2다이스(121) 내부로 혼합수지가 발포되면서 일정형상으로 성형화되기 위해 소망의 단면형상을 갖는 압출성형금형틀(122)이 내재되는바, 상기 제2다이스(121)는 작업 조건에 따라 수개의 다이스로 구비하여 제품을 생산 할 수 있는바, 이럴 경우에는 상기 제1다이스(120)는 수개의 다이스로 되는 제2다이스(121)에 상기 혼합수지를 분배 공급하게 되는 분배다이스로서의 역할을 수행하게 된다.
본 발명은 저발포에 의한 발포체를 얻기 위한 것으로, 일반적으로 저발포 성형폼은 Structual Foam(SF)이라 불리우는 구조 발포체를 뜻하는 것인바, 열가소성 수지에 발포체를 혼합 사출(또는 압출) 성형하여 내부의 발포셀에 의하여 수축 및 휨을 방지하는 특수 성형방법이라 할 수 있다.
그러나 위 공법은 제품 표면에 발포가스자국(Swirl Mark)이 남게 되어 일부 제품을 제외하고는 샌딩, 스프레이 등의 후처리 공정을 요하게 되어, 현재에는 발포성형체 내부는 발포가 되어 수축, 휨 등의 문제를 해결하고 외부는 일반 Solid 폼과 같이 매끈한 형태의 제품을 성형할 수 있는 SF-CPM(Structural Foam Counter Pressure Method)의 방법등에 의해 실시되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기의 방법등에 의해 실시 가능하되, 본 발명에서의 가장 중요한 특성은 발포과정에서 발생되는 가스방출의 장시간화, 방출가스의 부식성 및 분산 분해의 불완전성, 밀폐 금형내에서의 발포 동작의 불량성 등을 극복하기 위해, 혼합수지를 용융시킬 때의 설정 온도의 최적 조건과, 혼합수지내에 함유되는 각종 첨가물의 배합비율을 발견하여 해결하게 되었다.
상기 각종 첨가물의 배합비율은 상기한 제1공정에 설명되어 있으며, 혼합수지가 호퍼(101)를 통해 압출성형장치(100)내로 투입된 후 용융되는 과정에서의 각 실린더의 온도와, 발포 성형체를 압출하기 위한 각 다이스의 설정온도를 설정하는 것이 가장 중요한 사항인바, 각 실린더 및 다이스의 설정 조건에 관하여 설명한다.
도면에서 보듯이 호퍼(101)측과 연관되어 있는 압출성형장치(100)는 다수의 실린더(110~113)로 연결되어 있고, 그 내부에는 회전력에 의해 혼합수지를 전진 이송시키기 위한 스크류(미도시)가 내설되어 있고, 각 실린더(110~113)에 뜨거운 열기를 전달하기 위한 열공급관(114)이 연결되어 있다.
여기서, 본 발명에 의한 ABS 혼합수지의 저발포성 건축내장재를 얻기 위해서는 상기 다수의 실린더(110~113) 온도 및 제1,2다이스(120~121)의 작업온도가 중요한바, 본 발명에서는 다수의 실린더(110~113) 중, 호퍼(101)측에 위치한 실린더(본 발명에서는 도면에서 보듯이 이 호퍼(101)측에 위치한 실린더를 제1실린더(110)라 통칭한다)(110)의 초기가열온도를 205℃로 설정하여 예열되도록 한 상태에서 130~170℃의 작업 온도범위내에서 혼합된 수지가 상기 제1실린더(110)를 통과되도록 한다.
한편 중간에 위치되는 실린더(본 발명에서는 도면에서 보듯이 압출성형장치 (100)의 중간 부위에 2개의 실린더를 형성하여, 제2·3실린더로 통칭한다) (111,112)의 초기가열온도는 제2실린더(111)는 200℃, 제3실린더(112)는 205℃로 설정, 예열되도록 한 상태에서 제2·3실린더의 작업온도를 130~170℃의 온도범위내에서 상기 제1실린더(110)를 통과한 혼합수지가 통과 되도록 한다.
아울러, 제1실린더(110)와 대응되는 타측 실린더(113) 즉, 제1다이스(120)측에 위치되는 실린더(본 발명에서는 도면에서 보듯이 압출성형장치(100) 타단측에 형성되는 제1다이스(120)측에 형성되는 실린더로서 제4실린더(113)라 통칭한다) (113)의 초기예열온도를 170℃로 설정, 예열되도록 한 상태에서, 상기 제2,3실린더 (111,112)를 통과하는 혼합된 혼합수지(ABS 수지)가 상기 제4실린더(113)를 통과할 때의 작업온도는 135~160℃의 온도범위내를 항상 유지하며 유동되도록 한다.
상기와 같이 겔상화 된 상태의 혼합수지인 ABS 수지가 마지막 실린더인 제4실린더(113)를 통과하게 되면, 그 단부측에 구비되는 제1다이스(120)측으로 유동되게 되는데 상기 제1다이스(120)의 초기예열온도를 205℃에서 히팅 예열되도록 한 상태에서 작업온도는 140~180℃의 온도범위를 유지하며, 혼합수지가 통과되어 발포되도록 하는 것이 그 발포성이 뛰어나며 가장 바람직한 물성에 의해 저발포된다.
아울러, 제1다이스(120)를 통과하여 제2다이스(121)로 어느 정도 발포된 상태의 혼합수지가 유동되는데, 제2다이스(121) 내부에는 작업자가 원하는 형상의 단면을 갖는 압출성형금형틀(122)이 내설 되어져 제1다이스(120)를 통과한 혼합수지가 제2다이스(121)를 통과하면서 일정 형상을 갖는 발포체를 이루게 된다.
이때 상기의 압출성형금형틀(122)의 단면 형상은 시공 되어지는 건축내장재의 단면 형상에 따라 달리 형성될 수 있음은 물론이다.
여기서 상기 압출성형금형틀(122)내의 압출압력은 30~60㎏/㎠를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제2다이스(121) 측면부측으로 혼합수지 발포체의 외표면을 코팅처리하기 위한 코팅제를 공급하는 코팅제공급부(130)를 형성하여, 제2다이스(121)내 압출성형금형틀(122)을 통과하는 발포체 외표면에 코팅제를 도포하도록 하여 외표면의 표면강도를 높이도록 하는 것이 바람직하다.
이와같은 제2다이스(121)는 210℃의 온도에서 초기예열되도록 한후, 작업되는 작업온도는 130~180℃의 온도범위에서 혼합수지가 압출 성형되도록 하는 것이 발포체의 물성이 가장 바람직하게 형성되었다.
(제5공정 - 냉각공정 ; S5)
본 공정은 상기한 제4공정의 발포 및 압출성형공정에 의해 압출성형금형틀 (122)내를 통과한 발포체를 냉각, 경화시켜 반제품을 얻는 공정으로, 냉각장치(140)내에 겔상의 폴리스티렌수지 발포체를 진입시켜 일정시간 즉, 상기 폴리스티렌수지 발포체가 냉각장치(140)내를 통과하는 시간 동안 냉각 시키게 된다.
여기서 상기 냉각장치(140)는 도면에서 보듯이 상방이 개방되는 상태로 길게 형설되고, 냉각수를 충진한 상태에서 냉각장치(140) 전단측 즉, 제2다이스(121)측으로 압출되는 혼합수지 발포체를 인출하는 별도의 인출수단(미도시)에 의해 상기 혼합수지 발포체를 인출한 후 냉각장치(140)내로 유입, 서서히 유동시켜 냉각장치(140)내 냉각수에 의해 고온의 혼합수지 발포체를 냉각·경화하게 된다.
(제6공정 - 전사공정 ; S6)
본 공정은 상기한 제6공정에 의해 냉각되어 경화된 상태의 혼합수지 발포체의 표면에 각종 무늬나 모양 또는 설치 시공되는 장소에 따라 선택적으로 채택 적용되는 필름 등을 전사하여 반제품을 얻는 공정이다.
주로, 본 발명에서는 필름이 로울러(150)상에 권치되도록 한 상태에서 상기 제5공정에 의해 얻은 폴리스티렌수지 발포체를 통과, 압입시켜 필름이 권취된 일정온도를 갖는 로울러와 폴리스티렌수지 발포체 표면층의 마찰력에 의해 상기 필름이 폴리스티렌수지 발포체 표면층에 전사되도록 한다.
미설명부호 160은 필름전사 처리된 발포체를 인출하며 가이드하여 후공정인 절단/적재 공정으로 이송하기 위한 인출가이드로울러이다.
(제7공정 - 절단/적재 공정)
상기와 같이 혼합수지 발포체 표면층으로 필름등의 전사작업이 완료되면, 인출수단에 의해 상기 발포체를 인출 한 후, 인출가이드로울러(160)에 의해 경화된 발포체가 안내되며 설치 시공 현장에 따라 요구되는 설정길이에 따라 재단 한 후, 적재하여 완성된 완제품을 얻게 된다.
따라서 본 발명에 의하면, 일반적으로 널리 사용되는 건축내장재를 폴리스티렌수지 종류의 하나인 ABS 수지에 스티렌-아크릴로니트릴(styrene-acrylonitrile; SAN)를 일정비율로 혼합한 후 다수의 첨가제를 투입, 혼합하여 저발포 성형 제작하여 시공이 가능하도록 하여, 종래와 같이 목재류에 의한 창호문틀과 같은 건축내장재 사용시 발생되었던, 함습작용에 의한 비틀림이나 휨 현상등을 완벽하게 방지할 수 있어, 시공후 오랜기간 그 사용수명을 현저히 증가시킬 수 있고, 사용시 변형현상 없이 사용할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명은 폴리스티렌 수지등의 혼합수지를 저발포 경화하여 목재류에 대체되는 건축내장재를 형성할 수 있으므로, 원목 가공공정등이 불필요하여 벌목에 따른 자연훼손을 방지할 수 있는 부대적 효과를 기대할 수 있고, 비교적 싼 가격으로 건축내장재를 대량으로 얻을 수 있어, 생산가 및 건축내장 시공가를 현저하게 절감시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한 본 발명은, 압출성형장치내 각 실린더의 초기예열 및 작업온도를 달리하고, 각 다이스 즉 제1,2다이스의 통과시 작업온도 등을 달리하여 열가소성 수지내 투여된 발포제에 의해 압출성형(또는 사출성형)과정에서 발포될 때 가스방출이 장기화되거나 또는 방출가스의 부식성, 독성등이 발생되고 밀폐된 금형내에서 발포작용이 원할하게 진행되지 않는 등의 문제점을 해결할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
또한 본 발명은, 제조과정이 단순하고 대량 생산이 가능하여 생산가를 크게 저하시킬 수 있음은 물론, 건축내장재의 다양한 색상 연출의 가능 및 제품의 고품격화, 무게의 경량화에 따른 작업성의 향상, 원목 무늬결등의 전사된 필름등이 쉽게 박리되지 못하여 제품이 표면강도 향상에 따른 제품의 안정성을 확보할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 공정처리도
도 2는 본 발명에 채택되는 압출성형장치의 개괄적 정면도이고,
도 3은 본 발명에 채택되는 압출성형장치의 다이스 부분의 개략적 평면도이며.
도 4는 본 발명에 채택되는 냉각장치의 사시도이다.
※ 도면 중 주요부호에 대한 간단한 설명
S1; 1차혼합 및 건조공정 S2; 2차혼합공정
S3; 혼합수지 토출 및 호퍼공급공정 S4; 발포 및 압출성형공정
S5; 냉각공정 S6; 전사공정
S7; 절단/적재공정
100; 압출성형장치 101; 호퍼 110; 제1실린더
111; 제2실린더 112; 제3실린더 113; 제4실린더
114; 열공급관 120; 제1다이스 121; 제2다이스
122; 압출성형금형틀 130; 코팅제공급부 140; 냉각장치
150; 로울러 160; 인출가이드로울러
Claims (4)
- 폴리스티렌(Polystyrene)수지인 ABS수지 70~90 % 중량부와 스티렌-아크릴로니트릴(styrene-acrylonitrile; SAN) 30~10% 중량부의 비율로 배합기내 투입 105℃의 온도에서 혼합 건조시키는 1차혼합 및 건조공정과(S1),상기 1차혼합 및 건조공정에 의해 건조된 배합기내 혼합수지에 각각 백분율 대비 발포제 0.2~0.9%, 구연산 0.2~0.5%, 아연 0.02~0.2%, 분산제 0.06%, 좌외선차단제 0.2~0.5%, 산화방지제 0.2~0.5% 비율로 혼합하는 2차혼합공정과(S2),상기 배합기를 110℃ 온도로 상승 유지한 상태에서 혼합된 상태의 혼합수지를 토출하여 압출성형장치(100)의 호퍼(101)측으로 공급하는 혼합수지 토출 및 호퍼공급공정과(S3),압출성형장치(100) 일측 상기 호퍼(101)로부터 공급되는 혼합수지가, 상기 압출성형장치(100)내 다수의 실린더(110~113)를 통과하여 겔상화 되고, 압출성형장치(100) 타측 제1다이스(120)와 압출성형금형틀(122)을 내재하고 있는 제2다이스(121)를 통과, 발포된 상태의 발포체가 일정 형상으로 압출 되어지는 발포 및 압출 성형공정과(S4),상기 발포 및 압출 성형공정으로부터 통과된 발포체를 냉각장치(200)에 투입, 냉각시키는 냉각공정과(S5),상기 냉각공정으로부터 냉각되어 토출되는 혼합 ABS수지 발포체 표면층을 전사하는 전사공정과(S6),상기 전사공정을 거친 혼합수지 발포체를 인출하여 소망길이로 절단, 적재하는 절단/적재공정(S7)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 저발포성 건축내장재 압출성형 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 발포 및 압출성형공정(S4)에서 압출성형장치(100)의 상기 실린더 (110~113) 중 호퍼(101)측 실린더(제1실린더)(110)는 205℃의 초기예열온도에서 130~170℃의 작업온도 범위의 상태에서 혼합수지가 통과되도록 하는 것과,중간측 실린더(제2,3실린더)(111,112)의 제2실린더(111)는 200℃, 제3실린더(112)는 195℃의 초기예열온도로 예열한 후, 상기 중간측 실린더 (111,112)를 130~170℃의 작업온도범위내에서 호퍼(101)측 실린더(제1실린더)(110)를 통과한 혼합수지가 통과되도록 하는 것과,제1다이스(120)측 실린더(제4실린더)(113)는 170℃의 초기예열온도로 예열한 후, 135~160℃의 작업온도범위내에서 상기 중간측 실린더(111,112)를 통과한 혼합수지가 통과되도록 하는 것을 포함하는 저발포성 건축내장재 압출성형 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 발포 및 압출성형공정(S4)에서 상기 제1다이스(120)는 205℃의 온도에서 초기 예열한 후, 140~180℃의 작업온도범위내에서 상기 각각의 실린더(110~113)를 통과한 혼합수지가 통과되어 발포되도록 하는 것과,상기 제2다이스(121)는 210℃의 온도에서 초기예열한 후 130~180℃의 작업온도범위내에서 상기 제1다이스(120)를 통과한 혼합수지가 통과되어 발포 성형되도록 하는 것을 포함하는 저발포성 건축내장재 압출성형 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 의해 제조되는 저발포성 건축내장재.
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