KR101295234B1 - 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제습제가 구비된 호퍼에서 폴리우레탄 100 중량부 및 탄산칼슘 10 내지 20 중량부로 이루어진 시트용 조성물에 함유된 수분을 흡수하는 수분흡수단계, 상기 수분흡수단계를 거친 시트용 조성물을 실린더와 스크류가 구비된 압출기로 용융압출하는 압출단계, 상기 압출단계를 통해 압출된 시트용 조성물을 다이를 이용하여 튜브형 시트로 추출하는 추출단계, 상기 추출단계를 통해 추출된 튜브형 시트를 상기 다이의 상부 외측에 구비된 에어링으로 냉각하는 냉각단계, 상기 냉각단계를 통해 냉각된 튜브형 시트의 상부가 좁아지도록 가이드를 이용하여 안내하는 안내단계, 상기 안내단계를 거친 튜브형 시트가 평판으로 가공되도록 닙롤러로 눌러 잡아당기는 가공단계, 상기 가공단계를 통해 판형으로 가공된 시트의 양단을 커팅기로 커팅하는 커팅단계 및 상기 커팅단계를 거쳐 커팅된 시트를 권치기로 감는 권취단계로 이루어진다.
상기의 방법을 통해 제조된 기능성 시트는 열가소성 폴리우레탄 및 탈크로 이루어져 피복 등에 사용되는 박막형의 시트로 제조되는 과정에서 필름 간의 블록킹이 발생하지 않아 우수한 작업성을 나타낸다.
상기의 방법을 통해 제조된 기능성 시트는 열가소성 폴리우레탄 및 탈크로 이루어져 피복 등에 사용되는 박막형의 시트로 제조되는 과정에서 필름 간의 블록킹이 발생하지 않아 우수한 작업성을 나타낸다.
Description
본 발명은 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제습제가 구비된 호퍼에서 폴리우레탄 100 중량부 및 탄산칼슘 10 내지 20 중량부로 이루어진 시트용 조성물에 함유된 수분을 흡수하는 수분흡수단계, 상기 수분흡수단계를 거친 시트용 조성물을 실린더와 스크류가 구비된 압출기로 용융압출하는 압출단계, 상기 압출단계를 통해 압출된 시트용 조성물을 다이를 이용하여 튜브형 시트로 추출하는 추출단계, 상기 추출단계를 통해 추출된 튜브형 시트를 상기 다이의 상부 외측에 구비된 에어링으로 냉각하는 냉각단계, 상기 냉각단계를 통해 냉각된 튜브형 시트의 상부가 좁아지도록 가이드를 이용하여 안내하는 안내단계, 상기 안내단계를 거친 튜브형 시트가 평판으로 가공되도록 닙롤러로 눌러 잡아당기는 가공단계, 상기 가공단계를 통해 판형으로 가공된 시트의 양단을 커팅기로 커팅하는 커팅단계 및 상기 커팅단계를 거쳐 커팅된 시트를 권치기로 감는 권취단계로 이루어지는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제습제가 구비된 호퍼에서 폴리우레탄 100 중량부 및 탄산칼슘 10 내지 20 중량부로 이루어진 시트용 조성물에 함유된 수분을 흡수하는 수분흡수단계, 상기 수분흡수단계를 거친 시트용 조성물을 실린더와 스크류가 구비된 압출기로 용융압출하는 압출단계, 상기 압출단계를 통해 압출된 시트용 조성물을 다이를 이용하여 튜브형 시트로 추출하는 추출단계, 상기 추출단계를 통해 추출된 튜브형 시트를 상기 다이의 상부 외측에 구비된 에어링으로 냉각하는 냉각단계, 상기 냉각단계를 통해 냉각된 튜브형 시트의 상부가 좁아지도록 가이드를 이용하여 안내하는 안내단계, 상기 안내단계를 거친 튜브형 시트가 평판으로 가공되도록 닙롤러로 눌러 잡아당기는 가공단계, 상기 가공단계를 통해 판형으로 가공된 시트의 양단을 커팅기로 커팅하는 커팅단계 및 상기 커팅단계를 거쳐 커팅된 시트를 권치기로 감는 권취단계로 이루어지는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 헬스복, 윈드 스토퍼, 싸이클복, 등산복, 스키복, 스포츠용 장갑및 점퍼와 같은 스포츠 및 아웃도어 의류나 피복은 사용 목적의 특성상 다양한 기능을 갖는 원단을 사용하여 제작하되는데, 통상적으로 상기 아웃도어용 의류에 사용되는 원단은 투습성, 방수성, 방풍성, 발수성, 방오성 및 보온성 등과 같은 기능성이 부여되어야 한다.
전술한 바와 같은 기능을 갖는 원단을 제공하기 위해서는 고어텍스 원단과 같이 습기와 공기의 순환은 이루어지면서도 물은 통과하지 못할 정도의 밀도를 갖도록 직조한 원단을 사용하는 것이 일반적이다.
그러나, 상기와 같은 조밀구조의 직조물로 된 원단은 투습성 및 방수성은 탁원할 반면 신축성이 떨어지므로 운동량이나 활동량이 많은 아웃도어에는 적합하지 못한 문제점이 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 고탄성의 고무사가 원사와 함께 직조된 형태의 신축지를 이용하여 된 기능성 원단이 주로 사용되고 있는데, 상기와 같은 기능성 원단은 우수한 방수성 및 투습성을 확보하기 위해 원단의 내면에 별도의 폴리우레탄 필름을 부착하여 제작하게 된다.
상기의 투습성 폴리우레탄 필름은 매우 얇고 부드러운 질감을 갖고 있으면서도 신축성이 뛰어나 신축지의 일면에 부착하여 원단을 제작하게 되면 상기 신축지와 폴리우레탄 필름 자체의 특성으로 인해 우수한 신축성을 보이면서도, 상기 폴리우레탄 필름이 갖고 있는 고유의 투습성과 방수성 및 방풍성을 함께 얻을 수 있게 된다.
따라서, 상기와 같은 투습성 폴리우레탄 필름을 사용한 신축지로 된 기능성 원단은 등산복이나 스키복과 같은 다양한 아웃도어 의류에 널리 사용되고 있는 추세이다.
그러나, 종래에 등산복이나 스키복과 같은 아웃도어에 적용되는 폴리우레탄은 두께가 30 마이크로미터 이상으로, 인체와 접촉할 경우에 터치감이 좋지 못하며, 두터운 두께로 인해 구김성과 같은 기능이 저하될 뿐만 아니라, 원료가 많이 사용되어 경제적이지 못한 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 10 내지 15 마이크로미터의 두께로 제조가 가능하여, 우수한 터치감을 나타내며, 구김성이 낮고, 원료의 원가가 저렴하며 사용량이 적어 경제적인 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 보온성, 투습성 및 볼륨감이 우수하며, 10 내지 15 마이크로미터의 두께로 성형하는 과정에서 시트가 서로 달라붙지 않아 우수한 공정효율을 나타내는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 10 내지 15 마이크로미터의 두께로 성형하더라도 인장강도 및 인열강도와 같은 기계적 물성이 우수한 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 제습제가 구비된 호퍼에서 폴리우레탄 100 중량부 및 탄산칼슘 10 내지 20 중량부로 이루어진 시트용 조성물에 함유된 수분을 흡수하는 수분흡수단계, 상기 수분흡수단계를 거친 시트용 조성물을 실린더와 스크류가 구비된 압출기로 용융압출하는 압출단계, 상기 압출단계를 통해 압출된 시트용 조성물을 다이를 이용하여 튜브형 시트로 추출하는 추출단계, 상기 추출단계를 통해 추출된 튜브형 시트를 상기 다이의 상부 외측에 구비된 에어링으로 냉각하는 냉각단계, 상기 냉각단계를 통해 냉각된 튜브형 시트의 상부가 좁아지도록 가이드를 이용하여 안내하는 안내단계, 상기 안내단계를 거친 튜브형 시트가 평판으로 가공되도록 닙롤러로 눌러 잡아당기는 가공단계, 상기 가공단계를 통해 판형으로 가공된 시트의 양단을 커팅기로 커팅하는 커팅단계 및 상기 커팅단계를 거쳐 커팅된 시트를 권치기로 감는 권취단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 커팅단계와 상기 권취단계 사이에 상기 커팅기와 상기 권취기 사이에 구비된 주름개선부를 이용하여 상기 커팅기를 통과한 시트에서 발생되는 주름을 펴는 주름제거단계가 더 진행되는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 주름제거단계와 상기 권취단계 사이에 상기 주름제거단계를 거친 시트를 숙성실에 투입하여 30 내지 40℃의 온도로 8 내지 20시간 동안 숙성하는 숙성단계가 더 진행되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 시트용 조성물에는 탈크 10 내지 20 중량부가 더 함유되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 탈크는 입자크기가 3 내지 4 마이크로미터이며, 돌로마이트, 돌로마이트질석회암 및 마그네사이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 탈크는 지방족 알코올, 지방산, 지방산 염, 지방족 에스테르, 인산에스테르, 스티렌말레인산무수물 공중합체, 실란 커플링제, 티타네이트 커플링제, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산, 멜라민계 화합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 둘 이하로 표면처리되는 것으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 상기의 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트를 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 커팅단계와 상기 권취단계 사이에 상기 커팅기와 상기 권취기 사이에 구비된 주름개선부를 이용하여 상기 커팅기를 통과한 시트에서 발생되는 주름을 펴는 주름제거단계가 더 진행되는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 주름제거단계와 상기 권취단계 사이에 상기 주름제거단계를 거친 시트를 숙성실에 투입하여 30 내지 40℃의 온도로 8 내지 20시간 동안 숙성하는 숙성단계가 더 진행되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 시트용 조성물에는 탈크 10 내지 20 중량부가 더 함유되는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 탈크는 입자크기가 3 내지 4 마이크로미터이며, 돌로마이트, 돌로마이트질석회암 및 마그네사이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 탈크는 지방족 알코올, 지방산, 지방산 염, 지방족 에스테르, 인산에스테르, 스티렌말레인산무수물 공중합체, 실란 커플링제, 티타네이트 커플링제, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산, 멜라민계 화합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 둘 이하로 표면처리되는 것으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 상기의 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트를 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.
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본 발명에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법은 10 내지 15 마이크로미터의 두께로 제조되고, 우수한 터치감을 나타내며, 구김성이 낮고, 원료의 원가가 저렴하며 사용량이 적어 경제적인 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 보온성, 투습성 및 볼륨감이 우수하며, 10 내지 15 마이크로미터의 두께로 성형하는 과정에서 시트가 서로 달라붙지 않아 우수한 공정효율을 나타내는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 10 내지 15 마이크로미터의 두께로 성형하더라도 인장강도 및 인열강도와 같은 기계적 물성이 우수한 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 보온성, 투습성 및 볼륨감이 우수하며, 10 내지 15 마이크로미터의 두께로 성형하는 과정에서 시트가 서로 달라붙지 않아 우수한 공정효율을 나타내는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 10 내지 15 마이크로미터의 두께로 성형하더라도 인장강도 및 인열강도와 같은 기계적 물성이 우수한 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
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도 1은 본 발명의 실시예를 통해 제조된 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 다이스압출과정을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물로 이루어진 압출물이 다이스에서 압출된 후에 커팅기까지 이동하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물로 이루어진 압출물의 측면을 링나이프로 커팅하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물로 이루어진 압출물의 측면을 커팅하고 두겹의 압출물을 와인더 익스팬더로 각각 분리하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물의 제조장치를 나타낸 겨략도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 믹서의 내부를 도시한 내부도이다.
도 7은 도 5에 나타낸 호퍼를 도시한 정면도이다.
도 8은 도 5에 나타낸 압출기의 내부를 도시한 내부도이다.
도 9는 도 5에 나타낸 가이드 및 닙롤러의 측면도이다.
도 10은 도 5에 나타낸 커팅기의 사시도이다.
도 11은 도 5에 나타낸 커팅기의 부분정면도이다.
도 12는 도 5에 나타낸 주름개선부의 사시도이다.
도 13은 도 5에 나타낸 주름개선부의 부분정면도이다.
도 14는 도 5에 나타낸 권취기의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물로 이루어진 압출물이 다이스에서 압출된 후에 커팅기까지 이동하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물로 이루어진 압출물의 측면을 링나이프로 커팅하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물로 이루어진 압출물의 측면을 커팅하고 두겹의 압출물을 와인더 익스팬더로 각각 분리하는 과정을 나타낸 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물의 제조장치를 나타낸 겨략도이다.
도 6은 도 5에 나타낸 믹서의 내부를 도시한 내부도이다.
도 7은 도 5에 나타낸 호퍼를 도시한 정면도이다.
도 8은 도 5에 나타낸 압출기의 내부를 도시한 내부도이다.
도 9는 도 5에 나타낸 가이드 및 닙롤러의 측면도이다.
도 10은 도 5에 나타낸 커팅기의 사시도이다.
도 11은 도 5에 나타낸 커팅기의 부분정면도이다.
도 12는 도 5에 나타낸 주름개선부의 사시도이다.
도 13은 도 5에 나타낸 주름개선부의 부분정면도이다.
도 14는 도 5에 나타낸 권취기의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법을 나타낸 순서도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물은 폴리우레탄 및 탄산칼슘으로 이루어지며, 폴리우레탄 100 중량부 및 탄산칼슘 10 내지 20 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
전술한 폴리우레탄은 본 발명에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물의 주재료로, 알코올기 OH와 아이소사이안산기 NCO의 결합으로 우레탄결합이 만들어지며, 합성섬유로 만들어지는 것은 탄성섬유인 스판덱스가 대표적이다.
본 발명에 사용되는 폴리우레탄은 열가소성인 것이 바람직한데, 우레탄은 반응과 소재의 특성상 반응이 끝나면 제품화되는 것이 일반적이다. 즉, 폴리염화비닐이나, 폴리프로필렌과 같은 다른 플라스틱소재처럼 다시 녹여 사용하기가 어렵고 열을 가하면 녹지 않고 타게 되는 성질을 나타내는데, 이러한 폴리우레탄의 단점을 보완하여 여러 번 녹여서 성형이 가능하도록 물성을 개질한 것이 열가소성 폴리우레탄(TPU, Thermoplastic Polyurethane)이다.
전술한 바와 같은 물성을 갖는 폴리우레탄은 열가소성을 나타내기 때문에, 전술한 탄산칼슘과 혼합되어 시트상으로 성형될 수 있다.
전술한 탄산칼슘은 10 내지 20 중량부가 함유되며, 3 내지 4 나노미터의 입자크기를 갖도록 분쇄된 분말형태로 함유되는데, 전술한 폴리우레탄의 가공성 및 물성의 개선효과를 나타낸다.
전술한 탄산칼슘은 폴리우레탄에 함유되어 폴리우레탄의 기계적 물성을 개선하는 역할을 하며, 기능성 시트를 제조하는 공정에서 냉각이 완전하게 이루어지지 않은 기능성 시트가 서로 달라붙는 것을 억제하여 가공성을 향상시키기 때문에, 두께가 10 내지 15 마이크로 미터인 기능성 시트를 제조할 수 있도록 하는 역할을 한다.
이때, 전술한 탄산칼슘은 3 내지 4 마이크로미터의 입자크기를 갖는 것이 바람직한데, 탄산칼슘의 입자크기가 3 마이크로미터 미만이면, 탄산칼슘 분말이 비산되어 작업의 효율성을 저하시키며, 탄산칼슘의 입자크기가 4 마이크로미터를 초과하게 되면 탄산칼슘이 전술한 폴리우레탄에 고르게 혼합되지 않아 물성이 균일한 조성물을 제조할 수 없다.
또한, 전술한 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물에는 탈크 10 내지 20 중량부가 더 첨가될 수도 있는데, 탈크는 주로 폴리올레핀계 고분자에 사용되어 고분자의 강성(Stiffness) 및 고온시의 크립성을 개선시켜 주며 수축율, 열변형온도 및 치수안정성을 향상시키는 역할을 하고, 전술한 탄산칼슘과 함께 혼합되면 전술한 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 소광성을 향상시킬 뿐만 아니라, 전술한 성분으로 이루어진 조성물로 시트를 제조하는 과정에서 시트 간의 접착을 차단하여 두께가 15 마이크로미터 이하인 시트를 제조할 수 있다.
또한, 가공시에 전술한 폴리우레탄의 열전도성을 향상시키고, 몰드부분의 표면강도 및 휨저항, 열충격저항 및 전기절연성 증대시키기 때문에, 전술한 폴리우레탄의 인장강도 및 굴곡강도를 개선하는 충전재의 역할도 한다.
이때, 본 발명에 사용되는 탈크는 지방족 알코올, 지방산, 지방산 염, 지방족 에스테르, 인산에스테르, 스티렌말레인산무수물 공중합체, 실란 커플링제, 티타네이트 커플링제, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산, 멜라민계 화합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 둘 이하로 표면처리되는 것이 바람직한데, 전술한 성분으로 표면처리된 탈크는 전술한 폴리우레탄과의 결속력이 향상되어 지속적인 물성을 유지할 수 있게 된다.
또한, 전술한 탈크는 돌로마이트, 돌로마이트질석회암 및 마그네사이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하며, 3 내지 4 마이크로미터의 입자크기를 갖는 분말형태를 사용하는 것이 바람직한데, 3 내지 4 마이크로미터의 입자크기를 갖도록 분쇄된 탈크를 사용하게 되면, 전술한 폴리우레탄에 탈크가 고르게 분산되어 물성이 균일한 성형품을 제조할 수 있으며, 10 내지 15 마이크로 미터의 두께를 갖도록 성형하는 과정에서 시트가 서로 달라붙지 않는 효과를 나타낸다.
전술한 탈크의 입자크기가 3 마이크로미터 미만이면 소광효과가 저하되어 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제품성이 저하되며, 전술한 탈크의 입자크기가 4 마이크로미터를 초과하게 되면 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 표면 거칠지가 지나치게 증가하며, 성형된 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 표면에 구멍이 발생하게 된다.
또한, 전술한 탈크는 열가소성 폴리우레탄 70 중량부 및 탈크 30 중량부로 이루어진 마스터배치 형태로 혼합되는 것이 바람직한데, 전술한 바와 같이 바스터배치 형태로 혼합되는 탈크는 전술한 폴리우레탄에 고르게 분산될 수 있으며, 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물을 구성할 때, 폴리우레탄과 탈크의 최종적인 함량비는 폴리우레탄 100 중량부에 탈크 10 내지 20 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 탈크는 경도가 1 내지 3.5이며, 비중은 2.6 내지 2.8이고, 굴절율이 1.539 내지 1.589를 나타낸다.
또한, 전술한 장치를 통해 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트를 제조하는 방법은 제습제가 구비된 호퍼(200)에서 시트용 조성물에 함유된 수분을 흡수하는 수분흡수단계(S101), 전술한 수분흡수단계(S101)를 거친 시트용 조성물을 실린더(320)와 스크류(340)가 구비된 압출기(300)로 용융압출하는 압출단계(S103), 전술한 압출단계(S103)를 통해 압출된 시트용 조성물을 다이(400)를 이용하여 튜브형 시트(20)로 추출하는 추출단계(S105), 전술한 추출단계(S105)를 통해 추출된 튜브형 시트(20)를 전술한 다이의 상부 외측에 구비된 에어링(500)으로 냉각하는 냉각단계(S107), 전술한 냉각단계(S107)를 통해 냉각된 튜브형 시트(20)의 상부가 좁아지도록 가이드(600)를 이용하여 안내하는 안내단계(S109), 전술한 안내단계(S109)를 거친 튜브형 시트(20)가 평판으로 가공되도록 닙롤러(700)로 눌러 잡아당기는 가공단계(S111), 전술한 가공단계(S111)를 통해 판형으로 가공된 시트의 양단을 커팅기(800)로 커팅하는 커팅단계(S113) 및 전술한 커팅단계(S113)를 거쳐 커팅된 시트를 권치기(1000)로 감는 권취단계(S115)로 이루어진다.
이때, 전술한 수분흡수단계(S101) 이전에는 믹싱스크류(120)가 구비된 믹서(100)를 통해 전술한 호퍼(200)에 원료를 공급하는 원료공급단계(S100)가 더 진행된다.
또한, 전술한 호퍼(200)에는 열교환기(220)를 구비되고, 전술한 열교환기(220)를 통과하여 수분이 제거된 외부공기를 이용해 전술한 제습제가 원재료로부터 흡수한 수분을 제거함으로써 전술한 제습제를 재생하는 단계가 더 진행될 수 있다.
즉, 전술한 열교환기(220)를 이용해 전술한 제습제를 재생함으로써, 제습성능의 향상시키는 단계를 포함하여 제품의 불량이 감소하게 된다.
또한, 전술한 커팅기(800)와 전술한 권취기(1000) 사이에는 주름개선부(900)가 더 구비되는데, 전술한 주름개선부(900)는 주름개선프레임(920)에 결합된 복수의 롤러(940)로 이루어지며, 전술한 복수의 롤러(940) 중 하나 이상은 롤러(940) 외주면에 롤러(940) 중심에서 대칭되는 사선형태의 요철(942)이 형성된다.
전술한 구성요소로 이루어진 주름개선부(900)를 이용해 전술한 커팅단계(S113)에서 커팅기(800)를 통과한 시트에서 발생되는 주름을 펴는 주름제거단계(S114)가 더 진행될 수도 있다.
즉, 전술한 시트를 전술한 요철(942)이 형성된 롤러(940)에 접하도록 통과시키게 되면 전술한 요철(942)이 전술한 롤러(940)의 중심을 기준으로 벌어지도록 회전하게 되므로, 주름이 제거된 시트를 제조할 수 있다.
또한, 전술한 주름제거단계(S114) 이후에는 전술한 주름제거단계(S114)를 거친 시트를 숙성실에 투입하여 30 내지 40℃의 온도로 8 내지 20시간 동안 숙성하는 숙성단계(S114-1)가 더 진행될 수도 있는데, 전술한 숙성단계(S114-1)를 거친 시트는 형태안정성이 향상되어 물성이 향상된 기능성 시트를 제공한다.
따라서, 종래에는 폴리우레탄을 주재료로 하는 기능성 시트를 가공하게 되면 표면균일성이나 기계적 물성이 저하되어, 30 마이크로미터 이상으로 성형하는게 일반적이었으나, 본 발명에 따른 본 발명에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트용 조성물은 전술한 시트제조장치에 구비된 다이를 통과시키고 닙롤러를 통해 두겹이 되도록 가공하는 과정에서 기계적 물성의 저하에 따른 표면불량이나, 두겹의 시트가 서로 달라붙지 않기 때문에, 10 내지 15 마이크로미터의 두께를 갖는 튜브형으로 압출한 후에 닙롤러를 통해 두겹의 평판시트로 제조하고, 평판으로 제조된 시트의 양단을 절단하게 되면 10 내지 15 마이크로미터의 두께를 갖는 평판형 시트로 제조할 수 있다.
전술한 바와 같은 성분 및 두께로 이루어진 시트는 우수한 터치감을 나타내며, 구김성이 낮고, 원료의 사용이 적어 경제적이다.
또한, 보온성, 투습성 및 볼륨감이 우수하며, 또한, 10 내지 15 마이크로미터의 두께로 성형하더라도 인장강도 및 인열강도와 같은 기계적 물성이 우수하다.
이하에서는, 본 발명에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법 및 그 제조방법을 통해 제조된 기능성 시트의 물성을 실시예를 들어 설명한다.
<실시예 1>
열가소성 폴리우레탄 100 중량부에 입자크기가 2 마이크로미터를 나타내는 탄산칼슘 15 중량부를 혼합하고, 혼합된 조성물에 함유된 수분을 호퍼에서 제거하고, 호퍼에서 수분이 제거된 조성물을 실린더와 스크류가 구비된 압출기를 이용하여 용융상태로 압출하고, 전술한 압출기에서 공급된 용융상태의 조성물을 다이로 통과시켜 튜브형 시트로 추출하고, 튜브형 시트로 추출된 시트의 외측면을 에어링으로 냉각하고, 냉각된 튜브형 시트가 좁아지도록 가이드를 통해 안내하고, 전술한 가이드를 통과한 튜브형 시트를 닙롤러로 가공하여 판형으로 잡아당기고, 전술한 판형의 시트 양단을 커팅기로 커팅하고, 커팅된 판형의 시트를 권취기로 감아 12 마이크로미터 두께의 기능성 시트를 제조하였다.
<실시예 2>
전술한 실시예 1과 동일하게 진행하되, 입자크기가 3 마이크로미터를 나타내며, 실란 커플링제로 표면처리된 돌로마이트로 이루어진 탈크 15 중량부를 더 첨가하여 12 마이크로미터 두께의 기능성 시트를 제조하였다.
전술한 실시예 1 내지 2를 통해 제조된 기능성 시트는 아래 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 다이스를 통해 12 마이크로미터의 두께로 압출하는 압출과정, 압출물이 다이스에서 압출된 후에 커팅기까지 이동하는 과정, 이동된 압출물의 측면을 링나이프로 커팅하는 과정 및 압출물의 측면을 커팅하고 두겹의 압출물을 와인더 익스팬더로 각각 분리하는 과정에서 시트가 서로 달라붙지 않아 불량이 발생하지 않고, 우수한 터치감을 나타내며, 구김성이 낮고, 원료의 사용이 적어 경제적이며, 보온성, 투습성 및 볼륨감이 우수하며, 인장강도 및 인열강도와 같은 기계적 물성이 우수하다.
20: 필름 30: 프레임
100: 믹서 120: 믹싱스크류
200: 호퍼 220: 열교환기
300: 압출기 320: 실린더
340: 스크류 360: 구동부
380: 기어박스 400: 다이
500: 에어링 600: 가이드
620: 가이드바 640: 가이드롤러
700: 닙롤러 720: 구동모터
800: 커팅기 820: 커팅프레임
840: 커팅롤러 842: 커팅홈
860: 지지부 880: 링나이프
890: 스프링 900: 주름개선부
920: 주름개선프레임 940: 롤러
942: 요철 1000: 권취기
100: 믹서 120: 믹싱스크류
200: 호퍼 220: 열교환기
300: 압출기 320: 실린더
340: 스크류 360: 구동부
380: 기어박스 400: 다이
500: 에어링 600: 가이드
620: 가이드바 640: 가이드롤러
700: 닙롤러 720: 구동모터
800: 커팅기 820: 커팅프레임
840: 커팅롤러 842: 커팅홈
860: 지지부 880: 링나이프
890: 스프링 900: 주름개선부
920: 주름개선프레임 940: 롤러
942: 요철 1000: 권취기
Claims (14)
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- 제습제가 구비된 호퍼에서 폴리우레탄 100 중량부 및 탄산칼슘 10 내지 20 중량부로 이루어진 시트용 조성물에 함유된 수분을 흡수하는 수분흡수단계;
상기 수분흡수단계를 거친 시트용 조성물을 실린더와 스크류가 구비된 압출기로 용융압출하는 압출단계;
상기 압출단계를 통해 압출된 시트용 조성물을 다이를 이용하여 튜브형 시트로 추출하는 추출단계;
상기 추출단계를 통해 추출된 튜브형 시트를 상기 다이의 상부 외측에 구비된 에어링으로 냉각하는 냉각단계;
상기 냉각단계를 통해 냉각된 튜브형 시트의 상부가 좁아지도록 가이드를 이용하여 안내하는 안내단계;
상기 안내단계를 거친 튜브형 시트가 평판으로 가공되도록 닙롤러로 눌러 잡아당기는 가공단계;
상기 가공단계를 통해 판형으로 가공된 시트의 양단을 커팅기로 커팅하는 커팅단계; 및
상기 커팅단계를 거쳐 커팅된 시트를 권치기로 감는 권취단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 커팅단계와 상기 권취단계 사이에 상기 커팅기와 상기 권취기 사이에 구비된 주름개선부를 이용하여 상기 커팅기를 통과한 시트에서 발생되는 주름을 펴는 주름제거단계가 더 진행되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법.
- 청구항 9에 있어서,
상기 주름제거단계와 상기 권취단계 사이에 상기 주름제거단계를 거친 시트를 숙성실에 투입하여 30 내지 40℃의 온도로 8 내지 20시간 동안 숙성하는 숙성단계가 더 진행되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법.
- 청구항 8에 있어서,
상기 시트용 조성물에는 탈크 10 내지 20 중량부가 더 함유되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법.
- 청구항 11에 있어서,
상기 탈크는 입자크기가 3 내지 4 마이크로미터이며, 돌로마이트, 돌로마이트질석회암 및 마그네사이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법.
- 청구항 11에 있어서,
상기 탈크는 지방족 알코올, 지방산, 지방산 염, 지방족 에스테르, 인산에스테르, 스티렌말레인산무수물 공중합체, 실란 커플링제, 티타네이트 커플링제, 폴리오르가노실록산, 폴리오르가노히드로겐실록산, 멜라민계 화합물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 둘 이하로 표면처리되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법.
- 청구항 8 내지 13 중 어느 한 항에 따른 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120117927A KR101295234B1 (ko) | 2012-10-23 | 2012-10-23 | 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120117927A KR101295234B1 (ko) | 2012-10-23 | 2012-10-23 | 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101295234B1 true KR101295234B1 (ko) | 2013-08-12 |
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ID=49220269
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|---|---|---|---|
| KR1020120117927A KR101295234B1 (ko) | 2012-10-23 | 2012-10-23 | 폴리우레탄을 이용한 기능성 시트의 제조방법 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101864545B1 (ko) * | 2017-09-01 | 2018-07-04 | 이원형 | 박막 우레탄 필름 및 이를 포함하는 기능성 섬유 원단 제조 방법 |
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| JP2007106811A (ja) | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Sanyo Chem Ind Ltd | スラッシュ成形用樹脂粉末組成物及び成形品 |
| US20090312486A1 (en) | 2005-07-18 | 2009-12-17 | Timothy Allan Bell | Increased Loose Bulk Density Powders and Polymers Containing Them |
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2012
- 2012-10-23 KR KR1020120117927A patent/KR101295234B1/ko active IP Right Grant
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