KR101226841B1 - 실리카 플라스틱 시트 및 그 제조방법 - Google Patents

실리카 플라스틱 시트 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실리카 플라스틱 시트로서, 플라스틱 수지와 실리카분말을 무게 비율로 대략 1:3이 되도록 혼합하여 시트 상태로 만든다. 플라스틱 수지는 PP 또는 PE를 사용하고, 실리카분말은 1 내지 5 미크론 크기의 입자로 된 것을 사용하여 플라스틱수지와 실리카분말을 대략 무게비 1:3으로 혼합하면 된다. 또 본 발명은 실리카 플라스틱 시트 제조방법과 제조장치를 포함한다.

Description

실리카 플라스틱 시트 및 그 제조방법{Plastic Silica Sheet and Method for making thereof}
본 발명은 실리카 플라스틱 시트 및 그 제조방법에 관한 것이다. 특히 표면에 인쇄를 하여 사용할 수 있는 벽지, 또는 데코시트로 사용될 수 있는 실리카 플라스틱 시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 벽지는 인쇄되거나 무늬가 형성된 이면에 풀을 칠하여 벽에 부착하여 벽면을 장식하는데 사용되고, 데코시트는 장롱, 싱크대와 같은 가구에 나무 무늬, 추상 무늬 등 다양한 장식을 표현하기 위하여 사용된다.
2008년02월20일 공고된 특허등록 10-0804826호에는 데코시트용 올레핀계 수지 조성물 및 이를 이용한 데코시트가 공개되어 있는데, 이것은 (A) 프로필렌 호모폴리머 또는 프로필렌과 다른 올레핀의 랜덤 코폴리머 70~95 중량%, 및 에틸렌과 C4 이상 α-올레핀의 코폴리머 5~30 중량%를 포함하는 프로필렌계 수지 조성물 75~95 중량%; (B) 프로필렌 폴리머에 메틸메타아크릴레이트 또는 스티렌 폴리머가 그라프트 중합된 프로필렌 그라프트 코폴리머 4~20 중량%; 및 (C) 활제 50~90 중량%, 5~40 중량% 열안정제 및 기타 첨가제 5~20 중량%를 포함하는 첨가제 조성물 0.5~5 중량%를 포함하는 데코시트용 올레핀계 수지 조성물이다.
2010. 11.04.자 공고된 특허등록 10-0991812호에는 "데코시트용 폴리에스테르 필름 및 그 제조방법 (POLYSETER FILM FOR DECORATION SHEET AND MANUFACTURING METHOD THEREOF)"이 공개되어 있는데, 이것은 공중합 폴리에스테르 층(B)의 적어도 한면에, 차폐성과 착색성 및 접착성을 갖는 공중합 폴리에스테르 층(A)이 추가 적층된 구조이며, 상기 층(A) 및 층(B)의 원료가 디카르본산 및 디올의 반복단위로 이루어진 제1성분에, 디카르본산 또는 디올에서 선택되는 단독 또는 혼합형태의 제2성분 5 내지 95몰%를 함유함으로써, 필름에 접착성 및 성형성을 부여하고, 안료를 필름의 최외측인 공중합 폴리에스테르 층(A)에 함유함으로써, 차폐성 및 착색성을 부여하는 동시에 고가의 안료사용을 최소화하려는 것이다.
얇은 플라스틱시트를 제조하기 위한 장치는 2008. 04. 11. 공고된 특허등록 100821322호는 본 출원인이 선출원하여 등록된 "합성수지시트를 제조하는 장치 및 이에 사용되는 롤러 장치 (Apparatus for manufacturing synthetic resin sheet and a roller apparatus used in the same)"가 있는데, 이것은 합성수지시트 형성시에 합성수지시트의 일측에 탄성력을 제공하면서도 그 양측면을 동시에 냉각시킴으로써 압착시에 발생되는 열에 의한 온도차이에 따른 컬(curl)의 발생을 제거하는 합성수지시트를 제조하는 장치 및 이에 사용되는 롤러장치에 관한 것이며, 열가소성 합성수지에 시트를 압착시켜 합성수지시트를 형성하고, 상기 합성수지시트가 형성될 때 상기 합성수지시트의 일측을 압착하면서 냉각시키는 제1 냉각롤러와; 상기 제1 냉각롤러에 대응되며, 상기 제1 냉각롤러와의 사이 공간으로 상기 시트와 합성수지가 압착되도록 통과시키며, 상기 시트와 합성수지가 서로 압착될 때 탄성력을 제공하는 탄성롤러와; 상기 탄성롤러로부터 일정간격 이격되고, 금속벨트를 냉각시키는 제2 냉각롤러; 및 상기 제2 냉각롤러와 탄성롤러에 감겨져 상기 제2 냉각롤러에 의해 냉각되어 상기 제2 냉각롤러와 탄성롤러의 회동에 따라 이동되며, 상기 합성수지시트의 타측을 냉각시키는 금속벨트를 포함하여 이루어지는 것이다
종래의 다층 데코시트는 고가이며, 제조하기도 어렵고, 제조장치도 복잡한 문제점이 있었다.
본 발명은 다공성 시트를 제공하려는 것이다. 이 다공성시트는 벽지 또는 데코시트, 등으로 사용될 수 있는 아주 얇은 시트를 제공하려는 것이다.
본 발명은 다공성시트로서 실리카입자가 플라스틱과 혼합되어 시트 형태로 된 것이며, 벽지로 사용할 때 흡습작용을 하여 숨을 쉬게 되므로 위생적으로 좋고, 인쇄가 잘되어 다양한 모양을 새길수 있는 것이다.
본 발명은 잉크 흡수가 잘되고 표면이 견고하여서 내마모성이 좋은 실리카 플라스틱 시트를 제공하려는 것이다.
본 발명은 제조과정에서 표면에 엠보싱과 같은 무늬를 만들 수 있으므로 다양한 모양으로 입체감을 줄 수 있는 실리카 플라스틱 시트를 제공하려는 것이다.
본 발명은 위와 같은 품질을 가지고 있고 뚜께가 150 이하 40 미크론까지 되는 실리카 플라스틱 시트를 생산할 수 있는 시트제조장치와 제조방법을 제공하려는 것이다.
본 발명의 실리카 플라스틱 시트는 플라스틱 수지와 실리카분말을 무게 비율로 대략 1:3이 되도록 혼합하여 시트 상태로 만든다. 플라스틱 수지는 PP 또는 PE를 사용하고, 실리카분말은 1 내지 5 미크론 크기의 입자로 된 것을 사용하여 플라스틱수지와 실리카분말을 대략 무게비 1:3으로 혼합하면 된다.
본 발명의 실리카 플라스틱 시트 제조방법은 플라스틱 수지: 실리카분말: 프로세스오일을 무게비율로 대략 1:3:4로 혼합물을 만들고 열을 가하여 용융수지 상태로 압출하는 용융압출단계와, 압출되는 용융수지상태를 티다이에서 시트 형태로 만들고 롤라사이에 넣어 시트 상태로 만드는 시트제조단계와, 시트를 프로세스오일 제거기에 통과시켜 프로세스오일을 제거하고 건조시키는 단계를 포함하여 이루어진다. 용융수지 상태로 압출되는 혼합물을 필터에 통과시켜 일정크기 이상의 입자를 제거하고 다시 가압하여 티다이로 보내면 품질제고에 효과가 있다.
본 발명의 실리카 플라스틱 시트 제조 장치는, 플라스틱 수지: 실리카분말: 프로세스오일을 무게비율로 대략 1:3:4로 혼합한 혼합물에 열을 가하여 용융수지 상태로 압출하는 압출기와, 압출기에서 압출되는 용융수지를 필터링하는 스크린필터와, 스크린필터에서 나오는 용융수지를 가압하는 펌프와, 펌프에서 가압된 용융수지를 시트 형태로 만드는 티다이와, 티다이에서 인출되는 시트 형태의 용융수지를 롤러사이로 통과시키면서 소정의 뚜께로 압착하기 위하여 하나의 냉각롤러와 하나의 탄성롤러로 된 롤러장치와, 롤러장치에서 성형된 시트에서 프로세스오일을 제거하기 위한 프로세스오일제거장치를 포함한다.
여기에 사용되는 롤러장치는, 얇은 용융수지시트의 일면에 탄성력을 제공하면서 양면을 동시에 냉각시킴으로써 압착시에 발생되는 열에 의한 온도차이에 따른 컬(curl)의 발생을 방지하기 위하여, 용융수지시트의 일면을 압착하면서 냉각시키는 제1 냉각롤러와; 제1 냉각롤러에 대응되며, 제1 냉각롤러와의 사이 공간으로 상기 시트와 용융수지가 통과할 때 탄성력을 제공하는 탄성롤러와; 탄성롤러로부터 일정간격 이격되되 회전하는 제2 냉각롤러와; 제2 냉각롤러와 탄성롤러에 감겨져 회전하고, 제2 냉각롤러에 의해 냉각되고 용융수지시트의 타면을 냉각시키는 금속벨트를 포함하여 이루어지는 것을 사용하면 얇은 뚜께의 시트까지 생산할 수 있다.
프로세스오일제거장치는, 솔벤트를 수용하는 솔벤트조와, 솔벤트조 내부에서 상부와 하부에 서로 균등하게 배열되어 있는 다수의 상부롤러와 하부롤러를 포함하고, 롤러장치에서 성형된 시트가 상부롤러와 하부롤러 주위에 감겨서 솔벤트조 내에서 이동하며 프로세스오일이 솔벤트에 의하여 용해되어 시트에서 제거되도록 한 것이고, 솔벤트 조에는 초음파발생장치 및 프로세스오일 유동장치를 추가하면 능률이 좋아진다.
본 발명의 실리카 플라스틱 시트는 벽지로 사용할 때 흡습작용을 하여 숨을 쉬게 되므로 위생적으로 좋다.
본 발명의 실리카 플라스틱 시트는 잉크 흡수가 잘되어 인쇄하기 쉽고, 표면이 견고하여서 내마모성이 좋다.
본 발명의 실리카 플라스틱 시트는 제조과정에서 표면에 엠보싱과 같은 무늬를 만들 수 있으므로 다양한 모양으로 입체감을 줄 수 있다.
일반적인 프라스틱 제조장치로는 아주 얇은 수지시트를 제조하지 못하지만, 본 발명의 탄성롤러를 가진 제조장치를 사용하면, 수지시트 두께 150 ~ 40 미크론 되는 수지시트까지도 생산할 수 있는 효과가 있다. 그리고 용융수지에 포함될 수 있는 일정크기 이상의 입자나 불순물을 제거할 수 있는 필터를 사용함으로써, 제품의 불량율을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실리카 플라스틱 시트의 제조장치를 설명하기 위하여 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에서 사용하는 롤러장치를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실리카 플라스틱 시트 제조 장치는, 도 1에서 보인 바와 같이, 플라스틱 수지: 실리카분말: 프로세스오일을 무게비율로 대략 1:3:4로 혼합한 혼합물을 호퍼(10)로 받아서 이 혼합물에 열을 가하여 플라스틱 수지를 녹여 용융수지 상태로 된 혼합물(편의상 이하에서 "용융수지"라고만 한다)압출하는 압출기(20)와, 압출기에서 압출되는 용융수지를 필터링하는 스크린필터(30)와, 스크린필터에서 나오는 용융수지를 가압하는 펌프(40)와, 펌프에서 가압된 용융수지를 시트 형태로 만드는 티다이(50)와, 티다이에서 인출되는 시트 형태의 용융수지를 롤러사이로 통과시키면서 소정의 뚜께로 압착하여 수지시트로 만들기 위한 하나의 냉각롤러(61)와 하나의 탄성롤러(62)로 된 롤러장치(60)와, 롤러장치에서 성형된 수지시트에서 프로세스오일을 제거하기 위한 프로세스오일제거장치(70)를 포함하여 이루어진다.
여기서 압출기(10)는 통상의 플라스틱 수지 압출기를 사용하고, 스크린필터(30)는 필터를 교환할 수 있도록 구성된 것이다. 이 필터는 생산하려는 수지시트의 두께를 감안하여 용융수지에 포함되는 불순물이나 일정한 크기 이상의 입자들을 제거하기 위한 것이다. 펌프(40)는 기어펌프를 사용하여 확실하게 용융수지의 압력을 올려주는 것이고, 티다이(50)는 용융수지를 종이와 같은 시트 상태로 만들어서 인출되게 하는 것이다. 냉각롤러(61)는 내부에 냉각수단(예: 냉각수)가 흘러서 롤러를 냉각시켜 주는 것이고, 하나의 탄성롤러(62)는 표면이 탄성체로 되어 있어서 적당한 탄성을 가지는 것이다. 프로세스오일제거장치(70)는 융융수지에 포함되어 있는 프로세스오일을 용해시켜 제거하는 것이다.
롤러장치는 냉각롤러 한쌍으로 된 것이면 된다. 본 실시예에서는 더욱 얇은 용융수지시트를 생산하기위하여 롤러쌍 중에서 하나를 탄성롤러를 사용한다. 즉 일면에 탄성력을 제공하면서 양면을 동시에 냉각시킴으로써 압착시에 발생되는 열에 의한 온도차이에 따른 컬(curl)의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 사용하는 롤러장치는, 도 2에서 보인 바와 같이, 용융수지시트의 일면을 압착하면서 냉각시키는 제1 냉각롤러(140)와; 제1 냉각롤러에 대응되며 제1 냉각롤러와의 사이 공간으로 시트 상태의 용융수지가 통과할 때 탄성력을 가하는 탄성롤러(150)와, 탄성롤러로부터 일정간격 이격되어 회전하는 제2 냉각롤러(160)와, 제2 냉각롤러와 탄성롤러에 감겨져 회전하고 제2 냉각롤러에 의해 냉각되고 용융수지 시트의 타면을 냉각시키는 금속벨트(170)를 포함하여 이루어진다. 즉 금속벨트는 제 2냉각롤러의 냉열을 받아서 냉각된다. 금속벨트(170)는 탄성롤러(150)에 의하여 탄성력으로 밀려짐으로서 얇은 시트가 찢어지는 형상을 줄이고, 또 뚜께의 편차를 매우 작게 할 수 있다. 그래서 40 미크론의 뚜께를 가진 시트까지 생산가능하게 된다.
프로세스오일제거장치(70)는, 솔벤트를 수용하는 솔벤트조(77)와, 솔벤트조 내부에서 상부와 하부에 서로 균등하게 배열되어 있는 다수의 상부롤러(71)와 하부롤러(72)를 포함하고, 롤러장치에서 성형된 시트가 상부롤러와 하부롤러 주위에 감겨서 솔벤트조(77) 내에서 이동하며 프로세스오일이 솔벤트에 의하여 용해되어 시트에서 제거되도록 하는 역할을 한다. 솔벤트조에는 통상의 초음파발생장치 및 프로세스오일 유동장치를 추가하면 능률이 더욱 좋아진다.
프로세스오일이 제거된 시트는 가이드롤러들(73, 74, 75)에 의하여 가이드되면서 건조기(80)에 의하여 건조된 후, 권치기(90)에 의하여 롤로 만들진다. 건조기는 다수의 가이드롤러들(81)을 가지고 있어서 시트가 건조될 때까지 건조기 내에서 상하 또는 좌우로 이동하도록 되어 있는 통상의 것을 사용한다.
이러한 본 발명의 실리카 플라스틱 시트 제조 장치를 사용하여 실리카 플라스틱 시트를 제조하는 방법은 다음과 같다.
먼저 플라스틱 수지: 실리카분말: 프로세스오일을 무게비율로 대략 1:3:4로 혼합하여 혼합물을 만들고, 호퍼를 통하여 압출기에 넣고, 가열하면서 스크류에 의하여 더욱혼합되면서 압출된다. 용융수지 상태로 압출되는 혼합물에는 혹 분순물이 포함될 수도 있고, 실리카 분말 중에서 입자가 큰 것이 있을 수 있으므로 필터에 통과시켜 일정크기 이상의 입자나 불순물을 제거하고 다시 기어펌프로 가압하여 티다이로 보내면 품질제고에 효과가 있다.
이렇게 용융수지 상태로 압출하는 용융압출단계를 거친 용융수지는 티다이에 인입되어 시트 형태로 만들고 진다. 시트 형태로 된 용융수지는 롤라장치에 의하여 더욱 얇은 시트 상태로 만들어진다. 이 시트제조단계에서는 냉각롤러와 탄성롤러에 의하여 원하는 뚜께의 시트가 만들어 지며, 필요에 따라 제1냉각롤러 또는 금속벨트에 무늬를 넣어서 시트에 전사하여도 된다. 수지시트 표면에 엠보싱과 같은 무늬를 만들 수 있으므로 다양한 모양으로 입체감을 줄 수 있다.
이렇게 만들어진 시트에는 프로세스오일이 포함되어 있다. 이 프로세스 오일은 실리카 분말에 묻어 있고 플라스틱과 실리카 사이에 일부 존개하게 되며, 이 프로세스오일은 용제에 의하여 용해되어 실리카분말과 플라스틱수지로부터 분리된다.
이 때 시트에는 용제가 묻어 있게 되는데 이것은 건조단계에서 제거된다. 건조단계에서는 열풍건조나 자연건조를 시키면 되고, 솔벤트 용제를 회수하기 위하여 본출원인이 선출원하여 등록된 특허등록 제 100821328 호 (2008. 04. 03. 등록)의 "전지 세퍼레이터용 합성수지 시트의 용제 제거 장치" (APPARATUS FOR STRIPPING SOLVENT FROM SYNTHETIC RESINSHEET FOR CELL SEPERATOR)를 사용하면 좋다. 용제가 제거된 시트는 권취되거나 추가적으로 완전히 더욱 건조된 후 권취된다.
이렇게 제조되는 본 발명의 실리카 플라스틱 시트는 플라스틱 수지와 실리카분말이 대략 무게비로 1:3으로 혼합되어 있다. 제조 공정에서는 프로세스오일이 포함되지만 이는 제거되어 수지와 실리카만 남게 된다. 플라스틱 수지는 PP 또는 PE를 사용하고, 실리카분말은 1 내지 5 미크론 크기의 입자로 된 것을 사용한다.
이 실리카분말은 아주 작은 기공들이 형성되어 있는 것이고, 이들은 플라스틱 수지에 의하여 서로 결합되어 있다. 그래서 실리카의 기공들에 습기가 머금어질 수 있고, 프린트용 잉크나 벽지를 바르는 풀이 잘 묻을 수 있게 된다. 그리고 실리카 입자들은 상당한 강도를 가지고 있으므로 표면 마모가 잘되지 않아서 좋은 데코시트로서 가구나 건축자재에 사용될 수 있다.
이상 설명에서 구체적인 수치는 공정 오차 20%를 감안한 것이다. 예로서 1이라고 하면 0.8 ~ 1.2 까지의 범위내를 의미한다.
이상 구체적으로 설명한 것은 본 발명의 하나의 실시예이며, 이분야의 당업자들은 여러가지 많은 다향한 실시예들을 구성할 수 있을 것이다. 본 발명은 하나의 실시예에 국한되지 아니하고 청구범위에서 정한 기술사상을 포함하는 것이다.
10: 호퍼 20: 압출기
30: 필터 40: 펌프
50: 티다이 60: 롤러장치
61, 65: 냉각롤러 62: 탄성롤러
70: 프로세스오일제거장치 71: 상부롤러
72: 하부롤러 73: 가이드롤러
74,75: 가이드롤러 80: 건조기
81: 건조기가이드롤러 90: 권취기
112: 혼합물 시트 142: 혼합물 시트
114: 티다이 140: 제1냉각롤러
150: 탄성롤러 160: 제2냉각롤러
170: 금속벨트

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 실리카 플라스틱 시트 제조 방법으로서,
    플라스틱 수지: 실리카분말: 프로세스오일을 혼합하여 혼합물을 만든 다음 열을 가하여 용융수지상태로 압출하는 용융압출단계,
    용융수지 상태로 압출되는 혼합물을 필터에 통과시켜 일정크기 이상의 입자를 제거하고 다시 펌프로 가압하여 출력하는 단계,
    압출되는 용융수지상태의 혼합물을 티다이에 넣어서 시트 형태로 만들고 두개의 롤러 사이를 통과시켜 시트 상태로 만드는 시트제조단계,
    제조된 시트를 프로세스오일 제거기에 통과시켜, 프로세스오일을 제거하고 건조시키는 단계를 포함하는 실리카 플라스틱 시트 제조 방법.
  5. 삭제
  6. 실리카 플라스틱 시트 제조 장치로서,
    플라스틱 수지: 실리카분말: 프로세스오일을 혼합한 혼합물에 열을 가하여 용융수지 상태로 압출하는 압출기와,
    압출기에서 압출되는 용융수지를 필터링하는 스크린필터와,
    스크린필터에서 나오는 용융수지를 가압하는 펌프와,
    펌프에서 가압된 용융수지를 시트 형태로 만드는 티다이와,
    티다이에서 인출되는 용융수지시트를 소정의 두께로 압착하고 냉각하여 수지시트로 만드는 롤러장치와,
    상기 롤러장치는,
    상기 용융수지시트의 일면을 압착하면서 냉각시키는 제1 냉각롤러와;
    상기 제1 냉각롤러에 대응되며, 상기 제1 냉각롤러와의 사이 공간으로 용융수지시트가 통과할 때 탄성력을 제공하는 탄성롤러와;
    상기 탄성롤러로부터 일정간격 이격되어 회전하는 제2 냉각롤러와;
    상기 제2 냉각롤러와 상기 탄성롤러에 감겨져 회전하고, 상기 제2냉각롤러에 의하여 냉각되어서 상기 용융수지시트의 타면을 냉각시키는 금속벨트를 포함하여 이루어지는 것이 특징인 실리카 플라스틱 시트 제조 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 롤러장치에서 성형된 수지시트에서 프로세스오일을 제거하기 위한 프로세스오일제거장치를 추가로 포함하고,
    상기 프로세스오일제거장치는,
    솔벤트를 수용하는 솔벤트조와,
    솔벤트조 내부에서 상부와 하부에 서로 균등하게 배열되어 있는 다수의 상부롤러와 하부롤러를 포함하고,
    상기 롤러장치에서 성형된 수지시트가 상부롤러와 하부롤러 주위에 감겨서 솔벤트조 내에서 이동하며 프로세스오일이 솔벤트에 의하여 용해되어 시트에서 제거되도록 한 것이 특징인 실리카 플라스틱 시트 제조 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 솔벤트조는,
    솔벤트에 초음파를 가하는 초음파발생장치 또는 프로세스오일에 버블을 일으키거나 유동시키는 유동장치를 가지고 있는 것이 특징인 실리카 플라스틱 시트 제조 장치.
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