KR100882458B1 - 충격완충재의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 충격완충재의 제조방법은 폴리올레핀수지를 발포한 발포수지로 이루어지는 충격완충재를 제조함에 있어서, 압출기의 내부에 폴레올레핀수지와 증발형 액사 발포제가 주입되어 내부에 구비된 스크류에 의해 혼합 이송되고, 압출기의 출구측에 설치된 다이스에서 증발형 액상 발포제를 혼합한 폴리올레핀수지를 외부로 유도하여 발포시키되 충격완충재의 단면과 70%이상 일치하는 형상으로 발포하여 발포수지를 형성하고, 상기 발포수지를 충격완충재의 크기의 101% ~ 150%이하의 크기로 절단하며, 절단된 발포수지를 충격완충재의 형상으로 성형하는 열성형 금형에 넣어서 가열 가압하여 충격완충재의 형상과 일치시키는 것으로 이루어진다.

따라서 본 발명은 초기에 발포수지를 연속 생산할 때에 충격완충재의 단면과 비교적 일치하는 발포수지를 생산한 뒤에 이를 금형으로 성형하기 때문에 두꺼운 두께로 형성되는 충격완충재이더라도 발포수지의 열 가변 정도를 최적화할 수 있어 쉬운 공정으로 대량 생산할 수 있고, 생산 단가를 줄일 수 있으며, 소형화 설비로 충격완충재를 생산할 수 있어 충격완충재의 생산 산업을 용이하게 육성할 수 있는 등의 효과를 발휘한다.

발포수지, 충격완충재, 금형, 충격완충재의 제조방법

Description

충격완충재의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING SHOCK ABSORBER}

본 발명은 충격완충재의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발포수지의 특성상 쉬운 공정으로 생산할 수 있고 소형화 설비로 충격완충재를 생산할 수 있어 충격완충재의 생산 산업을 용이하게 육성할 수 있도록 하는 충격완충재의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 충격완충재는 전자제품, 광학기기, 군수물자 등과 같은 제품을 포장할 때에 외부로부터의 충격을 흡수하여 제품의 파손을 방지하게 되며, 차량용 범퍼 내의 심재, 차량용 도어의 내장완충용에 설치되어 차량 탑승자를 외부의 추돌 충격으로부터 보호하게 된다.

그래서 종래에는 외부의 충격을 많이 흡수하는 구조를 구비한 것이 폴리프로필렌 비드(BEAD) 발포수지, 폴리우레탄(PU)폼, 스티로폼(EPS) 등을 이용하여 충격완충재 즉 제품의 완충재, 차량의 범퍼, 도어의 내장재를 생산하게 된다.

여기서 종래에는 상기와 같은 발포수지를 이용한 충격완충재는 발포제를 사용하여 발포 수지 성형품을 제조하는 스팀(STEAM) 가열 방식 성형 또는 압축 성형장치가 개발되어 우레탄수지와 가스를 압축기의 내부에 공급하여 우레탄수지를 용 융시킴과 더불어 가스를 혼합시키고, 가스가 혼합되면서 용융된 우레탄수지를 상기 압축기의 선단에 형성된 노즐을 통해 배출시키고, 상기 노즐에 밀착된 금형 내부로 우레탄수지가 사출되며, 금형 내부에 사출된 우레탄수지가 발포되면서 금형 내부의 형상으로 발포되고, 금형 내부에서 우레탄발포수지의 성형품을 냉각시켜서 제품을 완성하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 기술은 금형 내부에 발포제와 혼합된 우레탄수지가 충전되는 형태이므로 발포제가 금형 내부에 잔존할 수 있어 발포율이 매우 낮다고 할 수 있으며, 가열된 상태의 금형에 우레탄수지와 발포제를 주입한 뒤에 금형을 냉각하여야 품질이 우수한 성형품을 생산할 수 있어 제품의 단가를 상승시키는 요인이 되며, 이러한 기술로 생산되는 스티로폼, 피피브드폼, 우레탄수지 발포 제품은 현재 매우 고가에 해당되어 저렴한 비용으로 제품을 생산할 수 있는 장비를 갖추기가 매우 어려웠다.

그래서 종래에는 컵 라면 등의 용기, 박판의 포장지 등을 제조할 때에는 압출기 출구에 다이스를 설치하고, 압출기 내부에 폴리올레핀수지와 증발형 액상 발포제를 넣은 뒤, 이를 가열하여 다이스를 통하여 배출하여 판상의 발포수지를 제조하고, 판상의 발포수지를 절단 성형하기 위한 열성형용 금형에 넣어서 판상의 발포수지를 입체적인 형상으로 형성하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 기술은 박판의 발포수지에는 적합하다고 할 수 있으나, 두꺼운 두께의 발포수지는 열성형용 금형에 의해 가열 가압되더라도 쉽게 가변되지 않고, 밀도가 불균일해지고, 성형시간이 장시간 소요되어 생산 비용이 높 아 거의 불합리하여 두꺼운 두께를 가진 충격완충재 등을 제조하기에는 매우 미흡하다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 두꺼운 두께로 형성되는 충격완충재이더라도 발포수지의 열 가변 정도를 최적화함으로써, 쉬운 공정으로 단시간에 생산할 수 있고, 소형화 설비로 충격완충재를 생산할 수 있어 충격완충재의 생산 산업을 용이하게 육성할 수 있는 충격완충재의 제조방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 폴리올레핀수지를 발포한 발포수지로 이루어지는 충격완충재를 제조함에 있어서, 압출기의 내부에 폴레올레핀수지와 증발형 액상 발포제가 주입되어 내부에 구비된 스크류에 의해 혼합 이송되고, 압출기의 출구측에 설치된 다이스가 증발형 액상 발포제를 혼합한 폴리올레핀수지를 외부로 유도하여 발포시키되 충격완충재의 단면과 70%이상 일치하는 형상으로 발포하여 발포수지를 형성하고, 상기 발포수지를 충격완충재의 크기의 101% ~ 150%이하의 크기로 절단하며, 절단된 발포수지를 충격완충재의 형상으로 성형하는 열성형 금형에 넣어서 가열 가압하여 충격완충재의 형상과 일치시키는 것으로 이루어지는 충격완충재의 제조방법을 제공한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 충격완충재의 제조방법은 초기에 발포수지를 연속 생산할 때에 충격완충재의 단면과 비교적 일치하는 발포수지를 생산한 뒤에 이를 금형으로 성형하기 때문에 성형이 불가능했던 두꺼운 두께로 형성되는 충격완충재이더라도 발포수지의 열 가변 정도를 최적화할 수 있어 쉬운 공정으로 대량 생산할 수 있고, 생산 단가를 줄일 수 있으며, 소형화 설비로 충격완충재를 생산할 수 있어 충격완충재의 생산 산업을 용이하게 육성할 수 있다는 이점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 의한 충격완충재의 제조방법을 나타내는 도면으로서, 본 발명에서는 종래와 마찬가지로 폴리올레핀수지를 발포하는 장비를 이용하여 발포수지(1)를 제조하게 된다.

즉 본 발명에서는 압출기(2)의 내부에 폴레올레핀수지와 증발형 액상 발포제가 주입되어 내부에 구비된 스크류(2a)에 의해 혼합 이송되고, 상기 압출기(2)의 출구측에 설치된 다이스(3)가 발포제를 혼합한 폴리올레핀수지를 외부로 유도하여 발포시킨다.

특히 본 발명은 충격완충재(10)의 단면과 70%이상 일치하는 형상으로 발포하여 발포수지(1)를 다이스(3)를 통하여 연속 제조하게 된다.

그리고 상기 발포수지(1)를 충격완충재(10)의 크기의 101% ~ 150%이하의 크기로 절단기(4)절단하며, 절단된 발포수지 즉 절단발포수지(1a)를 충격완충재(10)의 형상으로 성형하는 열성형 금형(5)에 넣어서 가열 가압하여 충격완충재(10)의 형상과 일치시킨다.

여기서 상기 충격완충재(10)의 단면과 70%보다 낮게 일치하면 열성형 금형(5)으로 가열 가압하더라도 최종 제품인 충격완충재(10)를 작업자가 원하는대로 가변되지 않기 때문이다.

그리고 절단발포수지(1a)의 크기가 충격완충재(10)의 크기에 대하여 101%보다 작으면 최종제품의 각 모서리와 변이 채워지지 않고 밀도가 불균일하게 되며, 150%보다 크면 죄종제품이 충격완충재(10)와 역시 불균일 밀도가 동일하게 가변되지 않을 뿐만 아니라 열성형 금형(5)으로 가열 가압하는 시간이 증대되어 작업성을 떨어뜨릴 수 있기 때문이다.

한편 본 발명은 상기 폴리올레핀수지 중에 폴리프로필렌수지를 이용하여 이를 발포시키되, 폴리프로필렌수지에 성핵제(NUCLEARAGENT)를 혼합하여 상기 압출기(2)에 주입하는 공정을 포함한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 충격완충재의 제조방법을 이용하여 충격완충재를 제조하는 과정을 상세하게 살펴본다.

도 1에 도시한 바와 같이, 폴리프로필렌수지에 성핵제를 혼합한 뒤에 용융 압출기(2)에 투입하고, 상기 압출기(2)의 중앙부를 통하여 증발형 액상 발포제를 투입한다.

그러면 폴리프로필렌수지, 성핵제, 증발형 액상 발포제가 압출기(2)에 의하여 가열됨과 더불어 혼합 이송되는 것이다.

물론 상기 성핵제는 폴리프로필렌수지가 발포된 때 일정한 크기의 발포입자 의 중앙부 즉 핵으로 사용되어 폴리프로필렌수지의 발포수지가 균일한 밀도의 발포성핵제 폼으로 안정된 상태를 유지하게 한다.

그리고 상기 증발형 액상 발포제는 다이스(3)를 통하여 외기로 배출될 때, 신속하게 외부로 유출되어 폴리프로필렌수지를 발포하게 하는 것인 바, 펜탄, 부탄, LPG, 프레온, 이산화탄소 등과 같은 증발형(휘발성) 액상 발포제이다.

아무튼 상기와 같이 가열된 폴리프르필렌수지 등은 압출기(2) 내에 구비되는 스크류(2a)에 의해 이송되어 다이스(3)을 통하여 최종 제품인 충격흡수재(10)의 단면보다 크면서 단면의 형상의 70%이상 유사한 발포수지(1)가 연속적으로 생산된다.

도 1에 도시한 충격흡수재(10)는 차량의 범퍼에 내장되는 심재로서 차량 범퍼의 단면 모양으로 발포수지(1)를 생산하게 되며, 도시하지 않았지만 충격흡수재(10)가 차량용 도어의 내부에 설치되는 심재인 경우에는 프로파일, 다각형의 단면, 원형 단면의 모양의 발포수지(1)를 생산하게 된다.

상기와 같이 생산되는 발포수지(1)를 최종 제품인 충격흡수재(10)의 크기보다 1% 내지 50%로 크게 절단하여 절단발포수지(1a)로 형성하고, 열성형 금형(5)에 넣고 금형을 닫아서 5초 ~ 150초동안 가열 성형하여 충격완충재(10)를 생산하게 된다.

여기서 상기 열성형 금형(5)은 가열식 금형, 스팀 재킷식 금형 등을 이용함이 바람직하다.

물론 금형(5)으로 절단발포수지(1a)를 가열하는 시간은 절단발포수지(1a)의 형상과 중량에 따라 차이가 발생되는 바, 절단발포수지가 단순한 형상이면서 중량 이 적으면 짧은 시간 즉 5초동안 금형으로 가열하더라도 절단발포수지를 충격완충재로 가변시킬 수 있고, 발포수지가 복잡한 형상이면서 중량이 크면 보다 긴 시간 즉 150초동안 금형으로 가열하여 절단발포수지를 충격완충재로 가변하게 된다.

이렇게 본 발명의 제조방법은 종래의 기술의 공정수에 비하여 크게 차이가 없다고 할지라도 종래에 비하여 대량 생산이 가능하고 설비가 매우 단순하면서 우수한 물성의 제품으로 저렴하게 충격완충재를 생산할 수 있는 것이다.

도 1과 도 2는 본 발명에 의한 충격완충재의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 충격완충재의 제조방법을 나타내는 공정도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 발포수지

1a : 절단발포수지

2 : 압출기

3 : 다이스

4 : 절단기

5 : 금형

Claims (2)

1. 폴리올레핀수지를 발포한 발포수지로 이루어지는 충격완충재를 제조함에 있어서,

   압출기의 내부에 폴레올레핀수지와 증발형 액상 발포제가 주입되어 내부에 구비된 스크류에 의해 혼합 이송되고,

   압출기의 출구측에 설치된 다이스가 발포제를 혼합한 폴리올레핀수지를 외부로 유도하여 발포시키되 충격완충재의 단면과 70%이상 일치하는 형상으로 발포하여 발포수지를 형성하고,

   상기 발포수지를 충격완충재의 크기의 101% ~ 150%이하의 크기로 절단하며,

   절단된 발포수지를 충격완충재의 형상으로 성형하는 열성형 금형에 넣어서 가열 가압하여 충격완충재의 형상과 일치시키는 것으로 이루어지는 충격완충재의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 폴리올레핀수지 중에 폴리프로필렌수지를 이용하여 이를 발포시키되, 폴리프로필렌수지에 성핵제를 혼합하여 상기 압출기에 주입하는 것을 포함하여 이루어지는 충격완충재의 제조방법.

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