KR100687767B1 - 양면 접착 폴리머 박막시트 제조장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자기기 및 기계의 내, 외장부품을 마감하는 시트의 제조에 있어서, 시트의 일면에 양면접착테이프를 자동으로 접착하여 연속생산이 가능하고, 아울러 시트의 제조에 따른 작업성과 함께 그 품질향상을 도모할 수 있는 양면접착 폴리머 박막시트 제조장치 및 방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명을 통하여 150℃ 이하의 온도에서 경화가 이루어질 수 있는 조성물이 제공됨으로써, 시트에 양면접착테이프를 접착한 후 경화하더라도 상기 양면접착테이프의 열 변형이 발생하지 않게 된다.

특히, 이를 통해 경화 전 시트에 양면접착테이프를 접착하여 제조하게 됨으로써, 시트의 제조에 따른 작업성이 향상되고, 시트의 연속생산이 가능하게 된다.

또한, 시트에 양면접착테이프를 자동으로 접착하기 위한 테이프권출기가 추가적으로 제공됨으로써, 시트제조에 따른 생산성 및 품질의 향상을 도모할 수 있게 되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

박막시트, 조성물, 실리콘, 경화, 양면접착

Description

양면 접착 폴리머 박막시트 제조장치 및 방법{MANUFACTURING APPARATUS FOR BOTH-SIDE ADHESION POLYMER FOIL SHEET AND METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명의 전체적인 실시 예를 순차적으로 나타낸 개략도.

도 2는 본 발명에 따른 압출기 및 다이스의 실시 예를 나타낸 정면도.

도 3은 본 발명에 따른 압축기 및 테이프권출기의 실시 예를 나타낸 정면도.

도 4는 테이프권출기에 보호필름권취축이 결합된 것을 나타낸 배면도.

* 도면 중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 - 조성물 2 - 시트

3 - 양면접착테이프 10 - 압출기

20 - 다이스 30 - 압축기

40 - 테이프권출기 50 - 난방기

51 - 냉각기 54 - 권취롤러

본 발명은 양면접착 폴리머 박막시트 제조 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자기기 및 기계의 내, 외장부품을 마감하는 시트의 제조에 있어서, 시트의 일면에 양면접착테이프를 자동으로 접착하여 연속생산이 가능하고, 아울러 시트의 제조에 따른 작업성과 함께 그 품질향상을 도모할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로, 폴리머 박막시트는 휴대폰, 엘시디 등과 같은 전자기기 또는 자동차 등과 같은 기계의 내, 외장부품을 마감하는 용도로 사용하고 있으며, 보다 용이한 마감이 이루어질 수 있도록 성형과정에서 일면에 양면접착테이프를 접착하여 제공하고 있다.

즉, 박막시트에 양면접착테이프를 붙이기 위해서는 박막시트 조성물을 시트형태로 성형한 후 경화한 상태에서 수 작업으로 일면에 양면접착테이프를 접착하는 방법이 널리 알려져 있다.

이는, 박막시트의 원재료가 되는 배합조성물의 경우 경화되기 위해서는 약 180℃ 온도가 필요하기 때문으로, 이 온도에서는 배합조성물의 경화는 이루어지나, 양면접착테이프의 경우 180℃ 온도에서는 우그러짐 또는 쭈그러짐 등과 같은 열 변형이 발생하여 박막시트에 접착하여 사용하기가 곤란하다는 문제점이 있기 때문이다.

따라서, 이러한 문제점으로 인하여 종래에는 경화가 완료된 폴리머 박막시트의 일면에 작업자가 일일이 수 작업으로 양면접착테이프를 붙이고 있어 작업성이 저하됨은 물론, 시트제조과정에서 폴리머 박막시트와 양면접착테이프 사이에 기포 등이 발생하여 품질이 저하될 수 있는 등의 폐단이 있었다.

본 발명의 목적은, 양면접착테이프의 열 변형이 발생하지 않는 온도에서의 경화가 가능하여 시트의 제조가 원활하고, 용이하게 이루어질 수 있도록 한 폴리머 박막시트 조성물을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 양면접착테이프 일면에 경화전 폴리머 박막시트를 경화, 시트, 접착을 동시에 이룰 수 있도록 한 양면접착 폴리머 박막시트 시트제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 성형된 시트의 일면에 양면접착테이프를 자동으로 접착하여 시트제조에 따른 연속생산이 가능하며, 아울러 시트의 품질을 향상할 수 있도록 한 양면접착 폴리머 박막시트 시트제조장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 해결하기 위해, 본 발명은 실리콘 90 ~ 98중량%에 비닐기 함유 폴리디메틸실록산의 경화를 촉진시키기 위하여 경화제를 2 ~ 10중량%로 혼합한 후 상압 연속 경화로에서 150℃ 이하의 온도로 경화가 이루어지는 박막시트 조성물을 압출기에 공급하여 이송하는 조성물공급단계와;

이 공급된 박막시트 조성물이 다이스를 통과하면서 얇은 시트형태로 성형되는 시트성형단계와;

상기 시트성형단계를 거친 시트를 압축기에 이송하는 시트이송단계와;

상기 시트의 일면에 접착되는 양면접착테이프가 테이프권출기를 통해 압축기에 공급되는 테이프공급단계와;

이송된 시트의 일면에 공급된 양면접착테이프를 접착하는 테이프접착단계와;

이 양면접착테이프가 일면에 접착된 시트를 난방기에 이송하여 경화하는 시트경화단계와;

경화가 완료된 시트가 냉각기에 이송되어 냉각된 후 권취기를 통해 권취되는 권취단계로 구성되어 달성된다.

따라서, 상기 구성의 조성물을 통한 시트의 제조방법을 통하여 전자기기 및 기계의 내, 외장부품을 마감하는 시트의 일면에 양면접착테이프를 자동으로 접착하게 됨으로써, 시트의 연속생산이 가능함은 물론 시트의 제조에 따른 작업성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 전체적인 실시 예를 순차적으로 개략도로 나타낸 것으로, 본 발명을 통한 시트의 제조 및 양면접착테이프 접착과정을 순차적으로 보이고 있다.

도 2는 본 발명에 따른 압출기 및 다이스의 실시 예를 정면도로 나타낸 것으로, 조성물이 공급되어 이송되는 압출기 및 이송된 조성물을 시트형태로 성형하기 위한 다이스의 구성을 보이고 있다.

도 3은 본 발명에 따른 압축기 및 테이프권출기의 실시 예를 정면도로 나타낸 것으로, 시트에 양면접착테이프를 접착하기 위한 압축기 및 양면접착테이프를 압축기에 공급하기 위한 테이프권출기의 구성을 보이고 있다.

도 4는 테이프권출기에 보호필름권취축이 장착된 것을 배면도로 나타낸 것으로, 양면접착테이프를 압축기에 공급하기 위한 테이프권출기에 양면접착테이프로부터 벗겨지는 보호필름을 권취하기 위한 보호필름권취축이 구동모터를 통해 회전 가능하게 장착된 것을 보이고 있다.

즉, 도 1에서 나타낸 것과 같이, 본 발명은 전자기기 및 기계의 내, 외장부품을 마감하는 시트(2)의 제조에 있어서, 시트(2)의 일면에 양면접착테이프(3)을 자동으로 접착하여 연속생산이 가능하고, 아울러 시트(2)의 제조에 따른 작업성과 함께 그 품질향상을 도모하기 위한 구성이다.

이를 위하여 본 발명에 사용되는 폴리머 박막시트 조성물(1)은 실리콘 90 ~ 98중량%에 비닐기 함유 폴리디메틸실록산의 경화를 촉진시키기 위하여 경화제를 2 ~ 10중량%로 혼합한 후 상압 연속 경화로 제조하여 150℃ 이하의 온도에서 경화가 이루어지도록 구성된다.

상기 폴리머를 90중량%이하로 사용하는 경우에는 박막시트의 내열성, 내약품성 등의 물성이 떨어지고, 98중량%이상으로 사용하는 경우에는 상대적으로 경화제의 혼합량이 감소함으로써, 폴리머가 경화하는데 소요되는 시간이 증가하여, 후속되는 공정에 차질을 초래하게 되므로, 상기 폴리머는 90 ~ 98중량%의 범위로 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 폴리머 박막시트 조성물(1)에 함유되는 실리콘은 유기기가 결합되어 있는 규소가 실록산 결합(Si-O-Si)에 의해 연결되어 생긴 것으로서, 유기성과 무기성을 모두 갖고 있는 특성이 있다.

특히, 상기 실리콘은 100 ~ 250℃ 범위의 내열성과, -60 ~ -70℃ 범위의 내한성과, 일반의 산, 염기, 염류 등의 무기약품 알코올, 동식물 유와 같은 극성 유기화합물에는 우수한 내성을 갖는 내약품성을 갖는다.

이 실리콘에 함유되어 비닐기 함유 폴리디메틸실록산의 경화를 촉진시키는 경화제는 백금(플래티늄) 함유 하이드로실화 촉매 또는 과산화물 중 적어도 어느 1종이 선택적으로 사용된다.

이때, 상기 구성의 경화제를 2 ~ 10중량%의 비율로 사용하는 것은 경화제의 비율이 2중량%이하일 경우 폴리머 경화작용이 잘 이뤄지지 않고, 10중량%이상으로 사용될 경우에는 상대적으로 폴리머 사용량이 감소하여 박막시트의 물성이 떨어지기 때문이다.

따라서, 이와 같은 혼합비율로 조성물(1)이 구성됨으로써, 후술될 난방기(50)를 통한 시트(2)의 경화에 있어서, 그 경화온도를 120℃ ~ 150℃ 사이로 유지할 수 있게 되어 양면접착테이프(3)의 열 변형을 방지할 수 있게 되는 것이다.

한편, 이러한 박막시트 조성물(1)은 압출기(10)에 공급되어 이송되며, 이송된 조성물(1)은 다이스(20)를 통과하면서 얇은 두께의 시트(2)로 성형된다.

이 조성물(1)을 이송하기 위한 압출기(10) 및 이송된 조성물(1)을 시트(2)로 성형하기 위한 다이스(20)의 실시 예는 도 2에서 보이고 있다.

즉, 상기 압출기(10)는 프레임(11)의 상부에 이송스크류(12)가 결합된 구성으로, 상기 이송스크류(12)는 프레임(11)의 측면에 설치된 구동모터(13)에 연결되어 구동되며, 이 이송스크류(12)에 외부의 이물질이 들어가 이송 중인 조성물(1)을 오염시키지 않도록 하우징(14)의 내부에 내장하여 사용하게 된다.

이러한 이송스크류(12)의 출구(12a)는 다이스(20)에 연결되어 이송된 조성물(1)을 상기 다이스(20)에 공급하게 되며, 공급된 조성물(1)은 다이스(20)를 통과하면서 얇은 두께의 시트(2)로 성형되는 것이다.

상기 다이스(20)를 통해 성형되는 시트(2)의 두께는 양면접착테이프(3)이 접착된 상태에서 최소 0.1㎜이상을 갖도록 하게 된다.

이때, 상기 조성물(1)의 두께를 필요에 따라 자유로이 조절할 수 있도록 다이스(20)에는 다수의 간격조절볼트(21)가 결합된 것을 보이고 있으며, 상기 다이스(20)는 높이 조절이 가능한 링크 결합방식의 선반(22) 상부에 장착되어 사용하게 된다.

또한, 압출기(10)에는 작업자가 일일이 손으로 조성물(1)을 공급하지 않고, 자동공급방식으로 이송스크류(12)에 조성물(1)을 공급할 수 있도록 회전받침대(15)가 별도로 장착되어 사용된다.

따라서, 상기 구성의 압출기(10)에 공급된 조성물(1)은 이송스크류(12)를 통해 출구(12a)로 순차적으로 이송된 후 상기 출구(12a)가 연결되어 있는 다이스(20)의 내부로 공급되며, 상기 다이스(20)의 내부로 공급된 조성물(1)은 다이스(20)를 통과하면서 시트(2)로 성형되는 것이다.

한편, 다이스(20)를 통해 성형된 시트는 압축기(30)에 이송되고, 상기 시트(2)의 일면에 접착되는 양면접착테이프(3)는 테이프권출기(40)를 통해 압축기(30)에 공급되며, 시트(2)와 양면접착테이프(3)가 각각 이송된 압축기(30)는 상기 시트(2)의 일면에 양면접착테이프(3)을 접착하게 된다.

이를 위하여 상기 압축기(30)는 도 3에서 보인 것과 같이, 한 쌍의 제1, 2압축롤러(31)(32)가 지지프레임(33)을 통하여 압축기본체(34)의 상부에 회전 가능하게 장착되고, 이 지지프레임(33)의 양측에는 다이스(20)를 통해 성형된 시트(2)를 안내하기 위한 제1, 2이송안내롤러(35)(36)가 장착되며, 상기 제1이송안내롤러(35)의 하부에는 테이프권출기(40)로부터 공급된 양면접착테이프(3)를 제1, 2압축롤러(31)(32) 사이로 유도하기 위한 유도롤러(37)가 장착된 것을 보이고 있다.

이때, 상기 제1압축롤러(31)는 간격조절핸들(38)을 통하여 승, 하강 가능하게 장착하여 성형된 시트(2)의 두께에 따라 그 간격을 조절할 수 있도록 하게 된다.

이는, 다이스(20)를 통해 성형되는 시트(2)의 두께가 필요에 따라 다를 수 있기 때문으로, 상기 시트(2)의 두께가 두꺼울 경우 상승시켜 사용하고, 두께가 얇을 경우에는 하강시켜 시트(2)의 일면 즉, 하부에 양면접착테이프(3)가 원활하게 접착될 수 있도록 하게 된다.

또한, 제2압축롤러(32)는 가동모터(미도시)에 의해 회전토록 하여 공급된 시트(2)와 양면접착테이프(3)를 압축하여 접착하게 된다.

이러한 제1, 2압축롤러(31)(32)에는 각각 공지의 가열기(미도시)를 내장하여 상온에 노출된 시트(2)의 온도가 저하되어 양면접착테이프(3)의 접착이 원활하게 이루어지지 않게 되는 것을 방지하는 것이 좋다.

상기 구성의 압축기(30)에 양면접착테이프(3)를 공급하기 위한 테이프권출기(40)는 사각틀(41)의 상부에 회전축(42)이 결합된 구성으로, 상기 압축기(30)의 일측에 설치되어 회전축(42)에 감겨 있는 양면접착테이프(3)를 압축기(30)에 공급하는 역할을 수행하게 된다.

이와 같은 압축기(30)와 테이프권출기(40)를 통한 테이프접착단계는 우선, 다이스(20)를 통과하면서 성형된 시트(2)의 선단을 제1이송안내롤러(35)가 안내하여 제1, 2압축롤러(31)(32) 사이에 위치시키게 된다.

그리고, 테이프권출기(40)에 감겨 있는 양면접착테이프(3)의 선단은 제2압축롤러(32)와 압축기본체(34) 사이를 이용하여 통과시킨 후 유도롤러(37)를 거쳐 제1, 2압축롤러(31)(32) 사이에 위치시키게 된다.

이때, 양면접착테이프(3)의 공급높이에 따라서 제2이송안내롤러(36)의 하부에는 별도의 높이조절롤러(39)를 장착하여 상기 양면접착테이프(3)의 공급이 원활하게 이루어질 수 있도록 유도하게 된다.

따라서, 상기와 같은 과정을 통하여 제1, 2압축롤러(31)(32) 사이에 위치되어 있는 시트(2)와 양면접착테이프(3)는 상기 제1, 2압축롤러(31)(32)의 회전시 이를 통과하면서 압축되어 시트(2)의 하부에 양면접착테이프(3)가 접착되는 것이다.

이 양면접착테이프(3)가 접착된 시트(2)는 압축기(30)에 장착된 제2이송안내롤러(36)를 통해 다음 단계인 시트경화단계로 이송된다.

여기서, 양면접착테이프(3)를 보호하고 있던 보호필름(4)은 상기 양면접착테이프(3)를 압축기(30)로 공급하는 과정에서 작업장의 바닥에 자연스럽게 쌓이도록 하여도 무방하나, 추가적인 수거작업이 동반될 수 있어 본 발명에서는 테이프권출기(40)에 보호필름권취축(43)를 별로 설치하여 이를 권취하게 된다.

즉, 도 3을 기준으로 테이프권출기(40)의 도면상 우측에 보호필름권취축(43)을 장착한 상태에서 이 보호필름권취축(43)을 회전모터(44)와 연결하여 압축기(30)에 공급되는 과정에서 양면접착테이프(3)로부터 벗겨지는 보호필름(4)을 권취하도록 하게 된다.

상기 보호필름권취축(43)과 회전모터(44)는 각각 그 선단에 결합한 기어를 치차 결합한 상태에서 벨트나 체인 등을 통하여 연결된 것을 도 4의 실시 예로 보이고 있다.

또한, 압축기(30)에는 유도롤러(37)의 하부에 리턴롤러(45)를 추가 장착하여 양면접착테이프(3)가 제1, 2압축롤러(31)(32)에 공급되는 과정에서 벗겨지는 보호필름(4)을 보호필름권취축(43)에 감기도록 하게 된다.

따라서, 상기 구성의 보호필름권취축(43)을 통하여 테이프접착단계에서 양면접착테이프(3)로부터 벗겨지는 보호필름(4)을 자동으로 권취하게 됨으로써, 작업자가 보호필름(4)을 별도 수거해야 하는 불편함을 줄일 수 있게 되어 그 작업성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 양면접착테이프(3)가 하부에 접착된 시트(2)는 난방기(50)로 이송되어 경화되며, 상기 난방기(50)를 통해 경화가 완료된 시트(2)는 냉각기(51)에 이송되어 냉각된 후 권취롤러(54)를 통해 권취되어 제공된다.

상기 난방기(50)는 압축기(30)로부터 이송된 시트(2)를 다음 단계인 권취단계로 이송시킬 수 있도록 다수의 이송롤러(미도시)가 내장되고, 상기 이송롤러를 통해 이송 중인 시트(2)를 가열하여 경화시킬 수 있도록 난방코일(미도시)이 내장된 구성이다.

이때, 상기 난방기(50)를 통한 시트(2)의 경화온도는 양면접착테이프(3)의 열 변형이 발생하지 않는 120℃ ~ 150℃ 사이를 갖게 된다.

즉, 난방기(50)를 통한 경화온도가 120℃이하일 경우에는 시트(2)의 경화가 원활하게 이루어지지 않게 되고, 반대로 150℃이상일 경우에는 상기 시트(2)에 접착된 양면접착테이프(3)의 열 변형이 발생하여 시트(2)와 양면접착테이프(3) 사이에 기포 등이 발생할 수 있게 되므로, 상기 난방기(50)를 통한 경화온도는 120℃ ~ 150℃ 사이가 가장 적합하다.

이러한 난방기(50)를 통한 시트경화단계를 거친 시트(2)를 냉각하기 위한 냉각기(51)는 시트(2)를 짧은 시간 안에 냉각시킬 수 있도록 수냉방식의 냉각롤러(52)가 냉각기몸체(53)의 상부에 다수로 장착되고, 이 냉각롤러(52)를 거치면서 냉각된 시트(2)를 권취할 수 있도록 권취롤러(54)가 상기 냉각기몸체(53)에 장착된 구성이다.

따라서, 난방기(50)를 통해 경화된 시트(2)가 냉각롤러(52)를 통해 냉각된 후 권취롤러(54)에 감겨 제공되며, 이를 공급받은 공급자는 컷팅 또는 펀칭 등의 방법을 통하여 최종적으로 성형하여 전자기기 및 기계의 내, 외장부품을 마감하는 용도로 사용하게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성에 의하면, 150℃ 이하의 온도에서 경화가 이루어질 수 있는 조성물이 제공됨으로써, 시트에 양면접착테이프를 접착한 후 경화하더라도 상기 양면접착테이프의 열 변형이 발생하지 않게 된다.

이를 통해 경화 전 시트에 양면접착테이프를 접착하여 제조하게 됨으로써, 시트의 제조에 따른 작업성이 향상되고, 시트의 연속생산이 가능하게 된다.

또한, 시트에 양면접착테이프를 자동으로 접착하기 위한 테이프권출기가 추가적으로 제공됨으로써, 시트제조에 따른 생산성 및 품질의 향상을 도모할 수 있게 되는 등의 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 박막시트 조성물(1)을 프레임(11)의 상부에 위치한 이송스크류(12)를 통해 다이스로 이송시키는 압출기(10)와,

   상기 압출기(10)를 통해 이송된 조성물(1)을 얇은 두께의 시트(2)로 성형하는 다이스(20)와,

   이 다이스(20)를 통해 성형된 시트(2)의 일면을 양면접착테이프로 압축시키는 압축기(30)와,

   상기 압축기(30)에 양면접착테이프(3)를 공급하는 테이프권출기(40)와,

   이 압축기(30)를 통해 양면접착테이프(3)가 하부에 접착된 시트(2)를 난방코일을 통해 가열하여 경화시키는 난방기(50)로 구성된 것에 있어서,

   상기 압축기(30)는 한 쌍의 제1, 2압축롤러(31)(32)가 지지프레임(33)을 통하여 압축기본체(34)의 상부에 회전 가능하게 장착되고, 이 지지프레임(33)의 양측에는 다이스(20)를 통해 성형된 시트(2)를 안내하기 위한 제1, 2이송안내롤러(35)(36)가 장착되며, 상기 제1이송안내롤러(35)의 하부에는 테이프권출기(40)로부터 공급된 양면접착테이프(3)를 제1, 2압축롤러(31)(32) 사이로 유도하기 위한 유도롤러(37)가 장착됨을 특징으로 하는 양면 접착 폴리머 박막 시트 제조장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 테이프권출기(40)에는 양면접착테이프(3)를 보호하고 있는 보호필름(4)을 권취하기 위한 보호필름권취축(43)이 결합된 상태로 회전모터(44)의 구동에 의해 회전됨을 특징으로 하는 양면 접착 폴리머 박막시트 제조장치.
3. 실리콘 90 ~ 98중량%에 비닐기 함유 폴리디메틸실록산의 경화를 촉진시키기 위하여 백금 함유 하이드로실화 촉매 또는 과산화물로 이루어진 경화제를 2 ~ 10중량%로 혼합한 후 상압 연속 경화로에서 150℃ 이하의 온도로 경화가 이루어지는 박막시트 조성물(1)을 제조하고 압출기(10)에 공급하여 이송하는 공급단계와;

   이 공급된 박막시트 조성물(1)이 다이스(20)를 통과하면서 얇은 시트형태로 성형되는 시트성형단계와;

   상기 시트성형단계를 거친 시트(2)를 압축기(30)에 이송하는 시트이송단계와;

   상기 시트(2)의 일면에 접착되는 양면접착테이프(3)가 테이프권출기(40)를 통해 압축기(30)에 공급되는 테이프공급단계와;

   이송된 시트(2)의 일면에 공급된 양면접착테이프(3)를 접착하는 테이프접착단계와;

   이 양면접착테이프(3)가 일면에 접착된 시트(2)를 난방기(50)에 이송하여 경화하는 시트경화단계와;

   경화가 완료된 시트(2)가 냉각기(51)에 이송되어 냉각된 후 권취롤러(54)를 통해 권취되는 권취단계로 구성됨을 특징으로 하는 양면 접착 폴리머 박막시트 제조방법.

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