KR100924540B1 - 고광택 압출 성형물의 제조방법 - Google Patents

고광택 압출 성형물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열가소성 수지를 압출 성형하면서 표면 광택 처리를 행하는 방법으로서, 압출기에서 가소화된 열가소성 수지가 노즐 부위에서 상대적으로 고온의 다이("고온 다이")와 상대적으로 저온의 다이("저온 다이")를 연속적으로 통과하면서, 압출물의 표면에 고광택 표면 처리가 행해지고, 상기 고온 다이의 종점 온도와 저온 다이의 시점 온도는 30 내지 200℃의 온도차를 가지는 것으로 구성되어 있다.
따라서, 일련의 연속적인 압출공정에 의하여 압출 성형물의 광택을 부여함으로써, 별도의 광택제를 부가하거나 표면 처리 공정을 행하지 않고도 일련의 연속적인 압출 성형 공정을 통하여 광택을 부여할 수 있으므로, 제조 비용 및 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있다.

Description

고광택 압출 성형물의 제조방법 {Method for Preparation of Extruded Objects with Brilliant Gloss}
도 1은 종래의 압출 냉각 시스템의 개략도이다;
도 2는 도 1의 압출 냉각 시스템의 압출 다이 및 진공냉각장치의 단면 모식도이다;
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 압출 냉각 시스템의 개략도이다;
도 4는 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 압출 냉각 시스템의 압출 다이 및 진공냉각장치의 단면 모식도이다;
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 압출 성형물의 물성 범위를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 고광택 압출 성형물의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 열가소성 수지를 압출 성형하면서 표면 광택 처리를 행하는 방법으로서, 압출 기에서 가소화된 열가소성 수지가 노즐 부위에서 상대적으로 고온의 다이("고온 다이")와 상대적으로 저온의 다이("저온 다이")를 연속적으로 통과하면서, 압출물의 표면에 고광택 표면 처리가 행해지고, 상기 고온 다이의 종점 온도와 저온 다이의 시점 온도는 30 내지 200℃의 온도차를 가짐으로써, 냉각 다이의 압축 사이징 효과에 의해, 압출물이 고형화되면서 표면에 압력이 인가되어 광택 처리가 행해지는 바, 별도의 광택제를 첨가하거나, 표면 처리 공정을 거치지 않고, 일련의 압출 공정을 통해 고광택의 압출 성형물을 제조할 수 있다.
도 1에는 종래의 일반적인 압출 방법이 개략적으로 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 따른 압출 방법에서 사용되는 압출 다이 및 진공냉각장치(calibration unit)의 부분 모식도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 압출 성형은 압출물의 진행 방향에 따라 압출기(10), 압출다이(20), 진공냉각장치(30), 인취기(40) 및 절단기(50)를 차례로 거치는 공정으로 구성된다.
즉, 교반기(11)에 의해 혼합된 압출 원료를 가소화시켜 압출기(10)를 통해 용융된 상태로 압출된 압출물은, 소정의 형상을 형성하기 위해 노즐(21)을 따라 외부 가열 수단(22)이 장착된 압출다이(20)를 통과하고, 압출다이(20)에서 고온의 상태로 압출물이 토출된다. 이 때, 고온의 상태로 다이에서 압출된 형상의 프로파일을 냉각하고 형상을 고화시키기 위하여 진공냉각장치(30)를 통과시키고, 인취기(40)를 거쳐 절단기(50)에 의해 소망하는 길이로 절단됨으로써 압출 성형물을 제조할 수 있다.
그러나, 이러한 압출 성형물은 표면 광택을 거의 가지지 않거나, 매우낮은 정도의 표면 광택만을 가지므로, 압출 성형물의 표면에 고광택을 부여하기 위해 별도의 광택제를 첨가하거나, 표면 처리 공정을 거치는 등의 다양한 방법들이 사용되어 왔다.
예를 들어, 다이 단부에 압출물의 모양에 따라 열선을 부가하여 광택을 부여하는 방법이 사용되고 있다. 그러나, 이러한 방법은 과열로 인한 압출 불량이 초래되는 문제를 가지고 있다. 또 다른 예로서, 압출물의 표면을 연마하는 방법이나 고광택의 물질을 코팅하는 방법은, 표면 처리기가 필수적으로 요구되므로, 추가적인 공정으로 인해 제조 비용이 증가됨은 물론이고 생산성이 현저히 저하되며, 표면처리에 따른 코팅이 일정치 않아 불량품이 발생하는 등 많은 문제점이 있다.
이와 관련하여, 한국 등록특허 제0538773호는 외부와 연통되는 에어통로를 등간격으로 갖춘 보조금형 부재를 압출 부재와 결합함으로써, 발포성형시 내부에서 발생하는 가스와 공기를 외부로 즉시 배출시킴으로써 고발포에 따른 효율을 향상시키기 위한 압출 성형 시스템에 관한 기술을 개시하고 있다. 상기 시스템은 발포 성형과 동시에 냉각수 순환공을 통해 냉각수가 순환됨으로써, 성형품의 외표면을 급냉시켜 표면 처리가 이루어지도록 하는 사이징 부재를 포함하고 있다.
그러나, 상기 기술은 성형품의 외표면을 급냉시키는 방법에 관한 구체적인 내용을 개시하고 있지 않으며, 본 출원의 발명자들이 실험한 바에 의하면, 상기 사이징 부재를 금형부재의 전단에 설치한 구성의 압출 성형 시스템에서는, 열전도에 의해 매우 완만한 온도 프로파일이 형성됨으로써, 비록 압출물의 표면 처리가 부분 적으로 행해진다 하더라도 고광택을 발휘할 수는 없는 것으로 확인되었다.
또한, 미국 특허출원공개 제2004-0159966호는 매끄러운 표면을 갖는 압출물을 제조하기 위한 방법으로서, 용융 수지 유동관을 갖는 압출 다이와 매끄러운 내벽면으로 된 형태 유동관 (shaping flow channel)을 갖는 사이징 장치가 결합되어 있고, 상기 압출 다이에 하나 이상의 열전도 부재가 용융 수지 유동관의 수직방향에 장착되어 있고, 상기 열전도 부재의 말단부는 형태 유동관으로 관통하여 테이퍼 되어 있음으로써, 압출물이 상기 열전도 부재의 말단부를 지나는 동안 압출물의 내부에 용융 부분을 유지하여, 압출물이 사이징 다이의 형태 유동관을 통과함으로써 고화되는 동안, 용융 부분의 팽창 압력 때문에 압출물의 표면은 형태 흐름관의 내벽면에 대해 압력을 받아 매끄러운 외면을 형성하는 기술을 개시하고 있다.
그러나, 상기 기술은 압출 다이와 사이징 장치가 직접 결합되어 있으므로, 단열 부재(heat insulating portion)의 존재에도 불구하고, 열전도를 근본적으로 차단할 수 없으므로 매우 완만한 온도 구배를 가지게 되므로 압출물의 표면에 고광택을 부여할 수 없다. 또한, 상기 유동관 내부의 열전도 부재를 장착한 매우 복잡한 장치를 제시하고 있으나, 열전도 부재는 압출물의 유동 흐름 특성을 저하시키므로 최종 제조된 압출물은 균일한 물성을 가지지 못한다. 또한, 유동관 내부에 상기 열전도 부재를 안정되게 장착하는 것은 실질적으로 용이하지 않고, 설비비용이 증가하는 등 많은 문제점을 가지고 있어서 실용화에 한계가 있다.
또한, 압출 성형의 속도를 높이기 위한 기술로서, 일본 특허출원공개 제2001-113587호는, 수지의 고화가 시작되는 지점에서 수지 통로의 단면적을 성형품 의 단면적보다 작게 구성함으로써, 고화층이 사이징 장치의 벽면을 밀어내는 속도보다 고화층 내측의 용융수지의 유속을 빠르게 함으로써 압출 성형 속도를 향상시키는 기술을 제시하고 있다.
그러나, 상기 기술은 수지 통로의 단면적을 줄이기 위해 수지 통로를 별도로 형성하여야 하는 바, 압출물의 유동 흐름 특성을 저하시키고, 공정이 복잡해지며, 설비비용이 증가하는 등 많은 문제점을 가지고 있다.
따라서, 압출 성형 제품에 연속적 공정에 의해 압출물의 표면에 고광택을 부여하면서도, 공간 및 제조 비용의 낭비를 방지하고 생산효율을 높일 수 있는 기술에 대한 필요성이 높은 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
본 출원의 발명자들은 심도 있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 열가소성 수지를 압출 성형하면서 표면 광택 처리를 행하는 방법에서, 압출기에서 가소화된 열가소성 수지가 노즐 부위에서 고온 다이와 저온 다이를 연속적으로 통과하면서, 압출물의 표면에 고광택 표면 처리가 행해지고, 상기 고온 다이의 종점 온도와 저온 다이의 시점 온도는 30 내지 200℃의 온도차를 가지는 것으로 구성함으로써, 일련의 연속적인 압출공정에 의하여 압출 성형물의 광택을 부여하여 제조 비용 및 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서, 본 발명에 따른 압출 성형물의 제조방법은, 열가소성 수지를 압출 성형하면서 표면 광택 처리를 행하는 방법으로서, 압출기에서 가소화된 열가소성 수지가 노즐 부위에서 상대적으로 고온의 다이("고온 다이")와 상대적으로 저온의 다이("저온 다이")를 연속적으로 통과하면서, 압출물의 표면에 고광택 표면 처리가 행해지고, 상기 고온 다이의 종점 온도와 저온 다이의 시점 온도는 30 내지 200℃의 온도차를 가지는 것으로 구성되어 있다.
본 발명의 방법에 따르면, 압출물이 노즐을 통과하는 과정에서 소정의 온도차에 의해, 상기 저온 다이의 압축 사이징 효과에 의해 압출물이 급격히 고형화되면서 높은 압력이 인가되어 압출물의 표면 광택이 발생하는 바, 별도의 광택제를 부가하거나 표면 처리 공정을 행하지 않고도 일련의 연속적인 압출 성형 공정을 통하여 광택을 부여할 수 있으므로, 제조 비용 및 생산 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
즉, 상기 고온 다이와 저온 다이의 온도차에 의해 압출물이 급격히 고화되고, 이에 따라 고온 다이에서의 압출물의 밀도(H)보다 저온 다이에서의 압출물의 밀도(C)가 높아지게 된다. 따라서, 고온 다이에서의 압출물의 이동 속도(VH)보다 저온 다이에서의 압출물의 이동 속도(VC)가 저하되고, 저온 다이와 접하는 압출물의 표면에서부터 급격한 고화가 일어나게 되어, 이 부분에서 표면과의 강한 전단력에 의해 압력이 발생하게 되므로, 그에 따라, 저온 다이에서 압출물에 큰 압력이 가해지는 바, 일종의 압인력에 의해 압출 성형물의 표면에 광택이 형성되는 것으로 추측된다.
본 발명에서 상기 고온 다이의 종점 온도와 저온 다이의 시점 온도는 30 내지 200℃의 온도차를 가지는 바, 상기 온도차가 30℃ 미만인 경우, 압출물의 외면에 충분한 고화가 이루어지지 못하므로 소망하는 광택을 얻을 수 없고, 상기 온도차가 200℃를 초과하는 경우, 압출물의 급격한 고화로 인하여 제조 공정이 진행되기 어렵기 때문에 바람직하지 않다.
상기 고온 다이의 종점 부위에는 바람직하게는 온도저하 방지를 위한 가열수단이 포함될 수 있다. 상기 가열수단은 상기 고온 다이의 내부에 형성되거나, 또는 상기 고온 다이의 내부 및 외부에 함께 형성될 수 있다. 상기 가열수단으로는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 통상의 전기 발열체 등을 사용할 수 있다.
이러한 고온 다이의 종점 온도는 압출되는 열가소성 수지의 종류에 따라 적절하게 조절될 수 있으며, 바람직하게는, 150 내지 250℃일 수 있다. 상기 고온 다이의 종점 온도가 150℃ 미만인 경우에는 압출물이 서서히 고화되므로 조밀한 밀도를 가질 수 없으므로, 소망하는 표면 광택을 가질 수 없고, 반면에 250℃를 초과하는 경우에는 열가소성 수지의 열화가 일어날 염려가 있으므로 바람직하지 않다.
상기 저온 다이의 시점 부위에는 온도상승을 방지하기 위한 냉각수단이 포함되어 있는 것이 바람직하다. 상기 냉각수단도 상기 가열수단과 마찬가지로, 상기 저온 다이의 내부에만 형성되어 있을 수도 있고, 상기 저온 다이의 내부 및 외부에 함께 형성되어 있을 수도 있다. 상기 냉각수단으로는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 냉매가 흐르는 파이프 라인 등의 냉각 장치를 사용할 수 있다.
이러한 저온 다이의 시점 온도는 열가소성 수지의 종류에 따라 적절하게 조절될 수 있으며, 열가소성 수지의 융점 또는 연화점보다 약간 높은 수준에서 유지되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 40 내지 150℃일 수 있다. 상기 저온 다이의 시점 온도가 40℃ 미만인 경우, 급격한 고화로 인하여 제조공정이 진행되기 어렵게 되고, 반대로, 150℃를 초과하는 경우에는 고온 다이와의 온도차가 작아지므로 압출물의 고화가 거의 일어나지 않으므로, 표면 광택을 발현하기 어렵기 때문이다.
이러한 고온 다이와 저온 다이는 바람직하게는, 하나의 압출 다이에 일체형으로 포함되도록 구성할 수 있으며, 이 경우, 상기 온도변화구간의 길이를 최소화할 수 있으므로 효과적이다.
또한, 상기 저온 다이는 하나 이상일 수 있는 바, 예를 들어 용융물의 토출속도가 증가하는 경우 저온 다이와 압출물의 접촉 시간을 증가시키기 위해 저온 다이를 두 개 이상 포함할 수 있다.
상기 고온 다이와 저온 다이의 온도변화는 ±5℃인 것이 바람직하고, ±2℃ 이내로 유지되는 것이 더욱 바람직하다. 상기 온도변화가 ±5℃를 초과하는 경우에는, 균일한 압출물을 얻을 수 없으므로 압출물의 기계적 물성이 저하되기 때문이다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 고온 다이와 저온 다이 사이에 온도변화구간 이 포함되어 있으며, 상기 온도변화구간에서 진행방향에 따른 온도변화율은 하기 식 1의 계산에서 2 내지 40℃/mm일 수 있다. 한편, 상기 온도변화구간의 길이는 1 내지 150 mm인 것이 바람직하다.
TL= (TH-TC)/L (1)
상기 식에서, TL은 온도변화율이고, TH는 고온 다이의 종점 온도이며, TC는 저온 다이의 시점 온도이고, L 은 온도변화구간의 길이이다.
상기 고온 다이와 저온 다이 사이에 형성되어 있는 온도변화구간은 급격한 온도변화가 일어나는 구간으로서, 고온 다이와 저온 다이 사이의 열교환을 방지하는 역할을 한다. 상기 온도변화구간에서의 온도변화율이 높을수록 압출물에 가해지는 압출물의 밀도가 조밀한 상태로 고화가 가능하므로 압출물에 표면 광택을 부여하는데 효율적이다.
상기 온도변화구간의 길이가 150 mm를 초과하는 경우 또는 상기 온도변화율이 2℃/mm 미만인 경우에는 상기 고온 다이와 저온 다이 사이에서 온도변화율이 완만해 지므로, 압출물의 고화가 서서히 일어나게 되므로 압출물의 밀도가 저하되어 표면 광택을 발휘할 수 없으므로 바람직하지 않다.
한편, 상기 고온 다이와 저온 다이가 하나의 압출 다이에 일체형으로 포함되는 경우, 상기 온도변화구간의 길이를 최소화할 수 있으므로 더욱 효율적이다.
상기 열가소성 수지는 압출 가능한 열가소성 수지라면 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 공중합체, 폴리카보네이 트(PC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 및 나일론으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 고분자일 수 있다.
또한, 상기 열가소성 수지는 미발포체와 발포체를 포함하며, 본 발명에 따른 압출 냉각 시스템을 사용하여 발포체를 제조하는 경우, 바람직하게는 미세 발포체일 수 있다. 이러한 미세 발포체는, 바람직하게는, 본 출원인의 한국 특허출원 제2005-115637호에 개시되어 있는 바와 같이, 미세 발포체의 스킨 부분의 기공이 코어 부분의 기공보다 미세한 구조로 되어 있음으로써, 스킨 부분의 밀도가 조밀하고 무발포 시트와 유사한 기계적 물성을 갖는 것일 수 있다. 상기 출원의 내용은 참조로서 본 발명에 합체된다.
하나의 바람직한 예에서, 상기 압출기를 통과한 후, 상기 압출 성형물을 인취기에 의해 인발성형(pultrusion)하는 공정을 더 포함할 수 있다. 인발성형 공정의 일반적인 내용은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 설명은 본 명세서에서 생략한다.
바람직하게는, 상기 인취기의 속도를 조절함으로써 압출 성형물의 표면 광택을 미세하게 조절할 수 있다. 상기 인취기의 속도 조절을 통한 표면 광택의 조절은, 상기 고온 다이와 저온 다이의 조합에 의해 만들어진 고광택도를 소망하는 범위에서 정교하게 조절하는 것을 의미한다.
본 발명은 또한 상기 방법으로 제조된 표면 광택이 45 내지 95인 압출 성형물을 제공한다.
상기 표면 광택의 범위는 45 내지 95인 바, 압출 성형물의 물성 범위를 나타내는 그래프가 도 5에 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 먼저, 가로축의 값(L)은 온도변환구간의 길이이고, 세로축의 값(T)은 온도변환구간에서 고온 다이의 종점과 저온 다이의 시점의 온도차다. 상기 그래프에서, 임계선을 기준으로 A부분과 B부분으로 구별되는 바, 상기 (A) 부분은 일반적인 압출 성형에 의해 제조된 압출물의 물성의 범위를 나타내고, 상기 (B) 부분은 본 발명에 따른 압출 성형에 의해 제조된 압출물의 물성의 범위를 나타낸다. 상기 임계선은 설명의 편의를 위하여 직선의 형태로 표현하였으나, 이에 한정되지 않으며, 열가소성 수지의 종류 및/또는 압출관의 단면적 등의 요인에 의해 달라질 수 있는 바, 직선 또는 곡선 등일 수 있다.
본 발명에 따른 압출 성형물은 바람직하게는 (B') 부분의 물성을 가지며, 그 중 표면 광택의 범위 역시 (B') 부분에 속한다. (L)값이 지나치게 작고 (T)값은 지나치게 큰 범위 또는 (L)값과 (T)값이 모두 지나치게 작은 범위인 (B") 범위의 압출 성형물은, 이를 위한 장치의 구현이 용이하지 않거나, 또는 압출 성형물이 급격히 고화됨에 따라 압출 성형물의 유출속도가 크게 느려져 생산효율이 크게 저하되는 문제점을 가지고 있다. 반면에, (L)값이 지나치게 큰 범위(B''')의 용융 압출물은, 압출 성형물의 밀도가 균일하지 못하게 됨으로써, 물성이 현저히 열악해지는 문제점을 가지고 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 3에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 고광택 압출 성형 방법이 개략적으로 도시되어 있고, 도 4에는 도 3의 압출 방법에서 사용되는 압출 다이 및 진공냉각장치의 부분 모식도다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 고광택 압출 성형 방법에서 고광택 압출 성형물은 압출기(100), 압출다이(200), 진공냉각장치(300), 인취기(400) 및 절단기(500)의 순서로 배치된 장치를 거침으로써 제조할 수 있다.
구체적으로, 교반기(110)에 의해 혼합된 압출 원료는 압출기(100)를 통과하면서 용융 가소화되고, 압출다이(200)를 통해 소정의 형태로 압출된다.
압출다이(200)는, 내부 가열 수단(220)이 장착된 고온 다이(250)와, 이러한 고온 다이(250)에 연속하여, 내부에 냉각 수단(230)이 장착되어 있는 저온 다이(260)로 이루어져 있다.
고온 다이(250) 및 저온 다이(260)의 사이에 온도변화구간이 존재하는 바, 온도변화구간의 급격한 온도 구배로 인하여 저온 다이(260)와 접하는 압출물의 표면에서부터 급격한 고화가 일어나게 되어, 압출물의 표면이 조밀한 밀도로 고화된다. 따라서, 이 부분에서 압출물의 표면과의 강한 전단력에 의해 압력이 발생하게 되고, 또한, 상기와 같은 압출물의 고화로 인해, 고온 다이(250)와 저온 다이(260) 에서 압출 속도의 차이가 유발됨에 따라, 압출물에 큰 압력이 가해지는 바, 압출물의 표면은 일종의 압인력에 의해 고광택을 발휘하게 된다.
선택적으로 압출물에 추가적인 냉각 및 고화가 필요한 경우 저온 다이(260)를 통과하여 나온 압출물을 진공냉각장치(300)를 통과시킬 수 있으며, 이때, 진공냉각장치(300)는 약 2 m 이하의 짧은 공정 길이를 가질 수 있다. 따라서, 압출 시스템의 공간적 낭비를 방지하고, 제조 비용을 절감할 수 있으며, 공정 길이가 줄어듦에 따라 압출, 속도가 향상되므로 생산효율이 매우 우수하다. 한편, 상기 저온 다이(260) 및/또는 진공냉각장치(300)에는 냉각수순환기(310)가 연결되어 있어서, 냉매가 순환됨으로써 압출물에 냉각 및 고화가 행해질 수 있다.
이하에서는 실시예를 통해 본 발명의 내용을 상술하지만, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1 ~ 4]
온도조절이 가능한 고온 다이, 온도변화구간, 및 저온 다이가 일체형으로 형성된 압출 다이와 어댑터를 이축 압출기에 장착하여 열가소성 수지를 압출 성형하는 압출장치를 준비하였다. 이 때, 상기 고온 다이의 길이는 125 mm, 온도변화구간의 길이는 27 mm, 저온 다이의 길이는 40 mm가 되도록 하였다. 경질 폴리비닐클로라이드(PVC) 컴파운드(LG 화학 제조) 98 중량부를 상기 압출기에 투입하여 상기 PVC를 완전히 가소화시킨 후, 고압펌프를 이용하여 2 중량부의 질소를 압출기의 배럴에 주입하였고, 단일상의 혼합물을 성형하여 두께 2 mm, 폭 100 mm인 PVC 시트를 제조하였다.
상기 압출기의 조건은 배럴의 온도가 190℃ - 180℃ - 175℃가 되도록 설정하였으며, 어댑터의 온도는 130℃를 유지하도록 하였다.
또한, 상기 고온 다이, 온도변화구간, 및 저온 다이의 조건은 하기 표 1에 정리하였다.
[비교예 1]
온도조절이 가능한 고온 다이, 온도변화구간, 및 저온 다이가 일체형으로 형성된 압출 다이를 사용하지 않고, 고온 다이만으로 구성된 종래의 압출 다이를 사용하였고, 약 4 m 길이의 진공냉각장치를 사용하여 냉각을 행하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 PVC 시트를 제조하였다. 상기 고온 다이의 조건은 하기 표 1에 나타내었다.
<표 1>
Figure 112006091326179-pat00001
[실험예 1]
상기 실시예 1 ~ 4 및 비교예 1에서 PVC 시트를 압출 성형하는 공정에서 압출속도를 측정하였고, 그 결과를 상기 표 1에 나타내었다.
표 1에서 보는 바와 같이, 진공냉각장치를 사용하지 않은 실시예 1 내지 4의 압출 속도는 종래의 진공냉각장치를 사용한 비교예 1의 압출속도와 동등하거나, 약 10 내지 15% 향상되었음을 확인할 수 있다.
[실험예 2]
KS L 2405의 거울면 광택도 측정법을 이용하여 실시예 1 내지 4의 PVC 시트와 비교예 1의 PVC 시트의 광택도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 광택도 측정기기는 Gardner사의 micro-tri-gloss meter를 이용하였다.
<표 2>
Figure 112006091326179-pat00002
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 PVC 시트의 광택도는 비교예 1의 PVC 시트의 광택도에 비해 20°, 60°, 85° 의 전 영역에서 매우 높게 나타났으며, 특히 20° 에서 측정한 광택도는 2 배 이상 증가한 것으로 확인되었 다.
따라서, 고광택의 압출물을 제조하는 공정은 별도의 광택처리 공정을 거치지 않고도 일련의 압출 공정에 의해 표면 광택을 부여할 수 있으며, 압출속도 또한 향상시킬 수 있으므로, 생산성을 크게 향상시킬 수 있음을 확인하였다.
이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 고광택 압출 성형물을 제조하는 방법과 이를 사용하여 제조된 압출 성형물은 광택제를 첨가하거나, 별도의 표면 처리 공정을 거치지 않고, 일련의 압출 공정을 통해 고광택의 압출 성형물을 제조할 수 있으므로 제조 비용 및 생산 효율의 면에서 매우 뛰어난 효과를 얻을 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (12)

  1. 열가소성 수지를 압출 성형하면서 표면 광택 처리를 행하는 방법으로서, 압출기에서 가소화된 열가소성 수지가 노즐 부위에서 상대적으로 고온의 다이("고온 다이")와 상대적으로 저온의 다이("저온 다이")를 연속적으로 통과하면서, 압출물의 표면에 고광택 표면 처리가 행해지고, 상기 고온 다이의 종점 온도와 저온 다이의 시점 온도는 30 내지 200℃의 온도차를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고온 다이의 종점 부위에는 온도저하 방지를 위한 가열수단이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 고온 다이의 종점 온도는 150 내지 250℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 저온 다이의 시점 부위에는 온도상승을 방지하기 위한 냉각수단이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 저온 다이의 시점 온도는 40 내지 150℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 고온 다이와 저온 다이의 온도변화는 ±5℃인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 고온 다이와 저온 다이 사이에 온도변화구간을 포함하며, 상기 온도변화구간에서의 진행방향에 따른 온도변화율이 하기 식 1의 계산에서 2 내지 40℃/mm인 것을 특징으로 하는 방법:
    TL = (TH-TC)/L (1)
    상기 식에서, TL 은 온도변화율이고, TH 는 고온 다이의 종점 온도이며, TC 는 저온 다이의 시점 온도이고, L 은 온도변화구간의 길이이다.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 온도변화구간의 길이는 1 내지 150 mm인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 수지는 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(ABS) 공중합체, 폴리카보네이트(PC), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리스티렌(PS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 및 나일론으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 고분자인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 압출기를 통과한 후 압출 성형물을 인취기에 의해 인발성형(pultrusion)하는 공정을 더 포함하고, 상기 인취기의 속도를 조절함으로써 압출 성형물의 표면 광택을 미세하게 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 수지에 발포제를 혼합하여 미세발포체의 압출물을 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 표면 광택이 45 내지 95인 것을 특징으로 하는 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 하나에 따른 방법으로 제조되는 압출 성형물.
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