KR101312570B1

KR101312570B1 - 펠릿형 탄산칼슘과 고밀도 폴리에틸렌을 이용한 합성수지필름과 그의 제조방법

Info

Publication number: KR101312570B1
Application number: KR1020130081011A
Authority: KR
Inventors: 강준호
Original assignee: 강준호
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2013-09-30

Abstract

본 발명은 펠릿형 탄산칼슘과 고밀도 폴리에틸렌을 이용한 합성수지필름과 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 석회석에 폴리에틸렌과 분산재, APP를 혼합하여 펠릿형 탄산칼슘을 제조하고, 상기 펠릿형 탄산칼슘과 고밀도 폴리에티렌(HDPE)를 혼합하여 압출에 의해 친환경적이며, 원가를 절감하고 대기중에 노출되는 경우 빠른시간 내에 산화되어 환경오염을 방지할 수 있도록 하는 펠릿형 탄산칼슘과 고밀도 폴리에틸렌을 이용한 합성수지필름과 그의 제조방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 1∼3.2㎛의 크기와 0.01∼0.3%의 습도 및 7∼11의 PH를 갖도록 갖도록 한 석회석 75∼95 중량%와, APP 2∼12 중량%, 폴리에틸렌(PE) 2∼8 중량%, 분산재 1∼6 중량부를 105∼125℃의 온도로 가열, 혼합하면서 0.01∼0.3%의 수분함량을 유지하도록 탄산칼슘을 성형하고,
상기 탄산칼슘을 150∼250℃로 가열하면서 용융 혼련으로 2∼6mm 크기의 지름을 갖도록 압출하며 1∼4mm의 두께가 되도록 절단하여 공급하며,
상기 탄산칼슘을 냉각 선별하여 40∼80 중량%와 3∼6mm의 지름과 2∼5mm의 두께를 갖는 폴리에틸렌(HDPE) 20∼60 중량%를 공급하여 원료를 혼합하여 130∼150℃로 건조되도록 하고,
상기 건조한 원료를 압출기(22)에 공급하여 150∼250℃의 온도로 가열 용융 혼련하여 다이스(23)에서 필름이 원통형으로 압출되면 내부에 공기가 공급되면서 9∼20배의 범위에서 연신되도록 하며,
원통형으로 냉각되며 연신되는 필름은 상측의 로울러에서 접혀진 후 다수 개의 로울러를 통하여 이송하면서 고주파 열처리한 후 얻어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

펠릿형 탄산칼슘과 고밀도 폴리에틸렌을 이용한 합성수지필름과 그의 제조방법{Pellet-type calcium carbonate and HDPE with synthetic resin film and its manufacturing method}

본 발명은 펠릿형 탄산칼슘과 고밀도 폴리에틸렌을 이용한 합성수지필름과 그의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 석회석에 폴리에틸렌과 분산재, APP를 혼합하여 펠릿형 탄산칼슘을 제조하고, 상기 펠릿형 탄산칼슘과 고밀도 폴리에티렌(HDPE)를 혼합하여 압출에 의해 친환경적이며, 원가를 절감하고 대기중에 노출되는 경우 빠른시간 내에 산화되어 환경오염을 방지할 수 있도록 하는 펠릿형 탄산칼슘과 고밀도 폴리에틸렌을 이용한 합성수지필름과 그의 제조방법에 관한 것이다.

탄산칼슘은 고무, 제지, 플라스틱, 식품, 도료, 화장품 및 의약품 등의 여러 분야에 널리 이용되고 있다.

탄산칼슘은 수분의 함유여부에 따라 크게 습식제품(Slurry) 건식제품(Powder)으로 나누고, 물리 화학적 처리 방법에 따라 경질탄산칼슘(Precipitated light calcium carbonate)과 중질탄산칼슘(Ground limestone)으로 나눈다.

탄산칼슘은 충전제, 증량제, 첨가제, 백색안료, 연마제 및 화학약품 등, 그 사용분야가 점차 확대되고 있으며, 그 사용량도 증가추세에 있다. 특히, 산성지(酸性紙) 황변화(黃變化)로 인한 열화(劣化)를 방지하고 지력증강에 의한 내구성이 향상되는 중성지(中性紙)의 수요가 급격히 증가하고, 중성지 제조용 충전제로는 탄산칼슘이 최적인 것으로 판명됨에 따라, 중성지의 필수 충전제인 고품위의 탄산칼슘은 새로운 수요창출로 인하여 시장규모가 크게 확대되고 있다.

현재까지 알려진 중질탄산칼슘 미분말의 제조공정으로는 원광석을 조크러쉬(Jaw Crush), 롤크러쉬(Roll Crush), 볼밀(Ball Mill)등을 이용하여 반복적으로 파쇄 및 미분쇄하여 필요한 입경을 가진 탄산칼슘 미분말을 제조하는 방법이 있었다.

하지만, 이러한 방법으로 평균입경 1.0㎛ 이하의 탄산칼슘을 얻기 위하여 계속적으로 미분쇄할 경우에는 반복적인 미분쇄공정으로 인하여 에너지 효율이 떨어져 에너지 손실이 크며, 탄산칼슘 분말의 색상이 검은색으로 변하여 품질이 저하되는 등의 문제가 있었다.

이러한 건식분쇄의 한계를 극복하기 위하여 습식분쇄에 의한 분쇄방법이 도입되었는데, 평균입경 1.0㎛ 이하의 탄산칼슘 분말은 습식분쇄에 의한 슬러리를 스프레이드라이어(Spray-dryer)를 이용하여 건조하고, 건조된 제품의 엉김을 방지하기 위하여 다시 분쇄 및 분급을 함으로써 탄산칼슘 미분말을 제조하는 방법이 있었지만, 공정이 복잡하고 스프레이드라이어의 사용에 의한 생산원가가 높다는 문제점이 있었다.

대한민국 특허 제128,061호의 "건식분쇄/습식분쇄 탄산칼슘 충전제 조성물"에서는 파쇄된 탄산칼슘을 조크러싱하고 해머밀링한 후, 최종적으로 해머분쇄한 것을 휘저(wizzer)를 함유하는 레이먼드롤러밀로 밀링하여 건식분쇄 탄산칼슘을 조제하고, 석회석을 조크러셔에 너어 으깨고 습식사이클론에 통과시키고, 습식원심분리기에 의해 선별된 미세한 입자의 현탁액을 농축하여 습식분쇄탄산칼슘을 제조함으로써, 상기 건식분쇄에 의한 탄산칼슘과 습식분쇄에 의한 탄산칼슘이 혼합된 혼합물로 이루어지는 미세분할 탄산칼슘에 관한 것이 있었으나, 제조 공정이 복잡하다는 등의 문제가 있었다.

한편, 폴리에틸렌 필름의 주용도 중의 하나인 포장용 필름은 일반 슈퍼마켓에서 흔히 볼 수 있는 포장용 봉투필름과 일반쓰레기 등을 담아 소각 폐기시키는 폐기용 포장봉투 필름으로 주로 사용된다. 이러한 필름은 두께가 약 0.04mm이하로 매우 얇지만 필름속에 내용물을 충분히 넣어 들고 다녀도 터지거나 찢어지지 않을 만큼 강하고 가격이 저렴하기 때문에 종이보다도 많이 사용된다.

그러나, 폴리에틸렌 필름은 소각시 끄름이 발생할 뿐만 아니라 발열량이 약 11,000cal/g으로 일반 종이의 약 5,000cal/g보다 높아 폐기물 등과 함께 또는 필름만을 소각시 소각로에 영향을 줄 수 있고, 공해의 원인이 되기도 한다.

이러한 폴리에틸렌의 단점을 극복하기 위해 대한민국 특허공고 제89-36호에서는 고밀도 폴리에틸렌에 산화방지제, 스테아린산칼슘 및 올레일아미드 또는 스테레오일 아미드를 첨가시키면서 탄산칼슘을 35∼55중량% 혼합하여 필름을 제조하였다. 상기 필름의 특징은 태양의 자외선에 의해 산화되고 필름내 포함된 탄산칼슘이 습기 및 탄산가스(CO2)에 분해되고 소각시 발열량이 약 6000cal/g인 필름이다.

그러나, 상기 필름은 고충진된 탄산칼슘이 필름 내에서 골고루 분산될 수 있는 효과가 적어 필름표면이 매우 거칠 뿐만 아니라 필름제조 직후에 기계적 물성이 약해 필름 내부에 많은 양의 내용물을 담기 어려워 실제로 상품화하기 어려운 단점이 있었다.

또한, 대한민국 공개특허 제94-3999호에서는 폴리올레핀에 탄산칼슘과 같은 무기충진제를 30%이상 배합하고 광분해 촉진제, 광분해 억제제, 전분등을 첨가하여 광, 생분해성이 되면서 소각시 발열량도 적은 플라스틱수지의 제조방법을 개시하고 있다. 상기 특허는 이축압출기에서 컴파운딩을 하는데, 이 때 압출기에는 3개의 주입구가 순차적으로 형성되어 있고, 첫번째 주입구에는 폴리올레핀을 주입하고, 두번째 주입구

에는 무기필라와 광분해 촉진제, 전분등을 주입하며, 세번째 주입구에는 생분해 가속제로서 불포화 지방산을 순차적으로 주입하여 플라스틱수지를 제조하는 방법에 관한 것이다.

그러나, 상기 특허에 따른 수지는 수지의 제조과정이 복잡할 뿐만 아니라 무기필라 외에도 전분과 같은 다른 첨가제도 다량 첨가되므로 각 첨가제의 분산분량으로 인해, 얇은 필름을 제조시 필름표면이 매우 거칠고 필름물성이 약한 단점이 있다.

특히, 종래의 폴리에틸렌 필름을 이용한 비닐과 봉지 등은 사용한 후 수거에 의해 재활용하거나 소각시켜야만 하는 것이지만, 재활용하는 비율이 매우 낮고 소각에 의해 처리하는 경우 소각에 소모되는 비용이 너무 많이 들고 소각시에 발생하는 연기 등으로 인한 2차 환경오염을 발생하게 되며, 석유에서 발생한 폴리에틸렌을 사용하게 되므로 원가에 의해 비용의 소모가 많은 등의 결점이 발생하게 된다.

문헌 1. 특허공개번호 제1996-0004428호(1996. 02. 23. 공개) 문헌 2. 특허공개번호 제1996-0007675호(1996. 03. 22. 공개) 문헌 3. 특허등록번호 제0837997호(2008. 06. 05. 등록) 문헌 4. 특허공개번호 제2011-0138220호(2011. 12. 26. 공개)

이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결과제는, 석회석에 APP와 분산재 및 폴리에틸렌(PE)을 혼합하여 소정의 과정에서 펠렛 형태로 가공하여 탄산칼슘을 제조하고, 상기 탄산칼슘과 폴리에틸렌(HDPE)를 소정의 비율로 혼합하여 공급하는 것에 따라 대기중에 노출되는 경우 쉽게 산화되도록 하는 이중의 폴리에틸렌 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 해결과제는, 폴리에틸렌 필름이 저렴하게 공급되어 매우 경제적이며, 대기 중에서 쉽게 산화되므로 별도의 소각과정이 필요없는 친환경적인 제품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 1∼3.2㎛의 크기와 0.01∼0.3%의 습도 및 7∼11의 PH를 갖도록 한 석회석 75∼95 중량%와, APP 2∼12 중량%, 폴리에틸렌(PE) 2∼8 중량%, 분산재 1∼6 중량부를 105∼125℃의 온도로 가열, 혼합하면서 0.01∼0.3%의 수분함량을 유지하도록 탄산칼슘을 성형하고,

상기 탄산칼슘을 150∼250℃로 가열하면서 용융 혼련으로 2∼6mm 크기의 지름을 갖도록 압출하며 1∼4mm의 두께가 되도록 절단하여 공급하며,

상기 탄산칼슘을 냉각 선별하여 40∼80 중량%와 3∼6mm의 지름과 2∼5mm의 두께를 갖는 폴리에틸렌(HDPE) 20∼60 중량%를 공급하여 원료를 혼합하여 130∼150℃로 건조되도록 하고,

상기 건조한 원료를 압출기에 공급하여 150∼250℃의 온도로 가열 용융 혼련하여 다이스에서 필름이 원통형으로 압출되면 내부에 공기가 공급되면서 9∼20배의 범위에서 연신되도록 하며,

원통형으로 냉각되며 연신되는 필름은 상측의 로울러에서 접혀진 후 다수 개의 로울러를 통하여 이송하면서 고주파 열처리한 후 얻어지는 것이다.

본 발명은 1∼3.2㎛의 크기와 0.01∼0.3%의 습도 및 7∼11의 PH를 갖도록 갖도록 한 석회석 75∼95 중량%와, APP 2∼12 중량%, 폴리에틸렌(PE) 2∼8 중량%, 분산재 1∼6 중량부를 105∼125℃의 온도로 가열, 혼합하면서 0.01∼0.3%의 수분함량을 유지하도록 탄산칼슘을 성형하고,

상기 탄산칼슘 40∼68 중량%에 폴리에틸렌(HDPE) 30∼50 중량%, APP 1∼6 중량%, 폴리에틸렌(PE) 0.5∼5 중량%, 분산재 0.5∼4 중량%를 혼합하여 130∼150℃로 건조되도록 하고,

본 발명은 채취한 석회석(CaCo₃)이 1∼3.2㎛의 크기와 0.01∼0.3%의 습도 및 7∼11의 PH를 갖도록 석회석 가공단계;

상기 석회석 가공단계를 통하여 가공한 석회석 75∼95 중량%와, APP 2∼12 중량%, 폴리에틸렌(PE) 2∼8 중량%, 분산재 1∼6 중량부를 믹싱 건조기에 공급하여 105∼125℃의 온도로 가열, 혼합하면서 0.01∼0.3%의 수분함량을 유지하도록 하는 건조단계;

상기 건조단계에서 공급된 원료는 150∼250℃의 온도로 가열하는 압출기에서 용융 혼련되어 전방의 금형으로 공급된 후 2∼6mm 크기의 지름으로 탄산칼슘이 압출되며, 절단날을 통하여 1∼4mm의 두께가 되도록 절단하여 공급하는 탄산칼슘 성형단계;

상기 탄산칼슘 성형단계에서 성형한 탄산칼슘은 하측의 컨베어에 낙하되어 컨베어의 회전으로 이동하면서 방냉에 의해 냉각하는 냉각단계;

상기 냉각단계에서 탄산칼슘이 냉각된 후 메쉬로 이루어진 선별장치에 낙하되면 분말은 하측으로 낙하되고, 알갱이로 이루어진 탄산칼슘은 전방으로 공급되어 분말과 알갱이로 분급이 이루어지는 선별단계;

혼합기(20)에 상기 선별단계에서 얻어진 탄산칼슘 40∼80 중량%와 3∼6mm의 지름과 2∼5mm의 두께를 갖는 폴리에틸렌(HDPE) 20∼60 중량%를 공급하여 원료를 혼합하는 원료 혼합단계);

상기 원료 혼합단계에서 혼합된 탄산칼슘과 폴리에틸렌(HDPE)을 믹싱 건조기에 공급하여 130∼150℃로 건조되도록 하는 원료 건조단계;

상기 원료 건단계에서 건조한 원료를 압출기에 공급하여 150∼250℃의 온도로 가열 용융 혼련하여 다이스에서 필름이 원통형으로 압출되도록 하는 원료 압출단계;

상기 원료 압출단계에서 원통형으로 압출되는 필름은 상측의 연신 냉각장치를 통하여 내부에서 공기가 공급되면서 9∼20배의 범위에서 연신되도록 하는 연신 냉각단계;

원통형으로 냉각되며 연신되는 필름은 상측의 로울러에서 접혀진 후 다수 개의 로울러를 통하여 이송하면서 고주파장치와 연결한 고주파 열처리장치에서 고주파를 제공하여 열처리하는 고주파 열처리단계;

상기 고주파 열처리된 필름은 두루마리 형태로 감겨져서 폴리에틸렌 필름으로 공급되도록 하는 폴리에틸렌 필름 성형단계; 를 통하여 얻어지는 것이다.

본 발명의 상기 원료 혼합단계는 석회석 가공단계를 통하여 성형한 석회석 40∼68 중량%에 폴리에틸렌(HDPE) 30∼50 중량%, APP 1∼6 중량%, 폴리에틸렌(PE) 0.5∼5 중량%, 분산재 0.5∼4 중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 1∼3.2㎛이 크기와 0.01∼0.3%의 습도, 7∼11의 PH를 갖는 석회석 75∼95 중량%, APP 2∼12%, 폴리에틸렌(PE) 2∼8 중량%, 분산재 1∼6 중량%를 혼합하여 건조한 후 압출에 의해 2∼6mm의 지름과 1∼4mm의 두께를 갖도록 탄산칼슘을 성형하고, 상기 탄산칼슘 40∼80 중량%와 폴리에틸렌(HDPE) 20∼60 중량%를 혼합하여 건조에 의해 압출하면서 연신냉각과 고주파열처리 한 후 이중 친환경 폴리에틸렌 필름을 성형하는 것이다.

본 발명은 이중 친환경 폴라에틸렌 필름을 사용하여 쓰레기봉투와 식당의 테이블보와 같이 일회용으로 사용하여 3개월 이내에 산화되므로 처리 및 소각 비용을 크게 절감하며, 환경오염을 방지할 수 있도록 하는 친환경적인 효과와, 원가를 30% 이상 절감함으로써 매우 경제적이고 경쟁력이 있는 제품을 제공하는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 탄산칼슘을 제조하는 장치에 대한 설치상태도
도 2 는 본 발명의 탄산칼슘을 제조하는 과정을 나타낸 블럭도
도 3 은 본 발명의 탄산칼슘에 대한 사진
도 4 는 과 폴리에틸렌을 공급하여 폴리에틸렌 필름을 제조하는 장치에 대한 설치상태도
도 5 는 본 발명의 폴리에틸렌 필름을 제조하는 과정을 나타낸 블럭도

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부시킨 성형장치의 구성도를 통하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 탄산칼슘을 제조하는 장치에 대한 설치상태도이고, 도 2는 본 발명의 탄산칼슘을 제조하는 과정을 나타낸 블럭도, 도 3 은 본 발명의 탄산칼슘에 대한 사진에 관한 것이다.

채취한 석회석(CaCo₃)이 1∼3.2㎛의 크기와 0.01∼0.3%의 습도 및 7∼11의 PH를 갖도록 석회석 가공단계(S1)에서 가공하여 석회석 75∼95 중량%, APP 2∼12 중량%, 폴리에틸렌(PE) 2∼8 중량%, 분산재 1∼6 중량부를 믹싱 건조기기(10)에 공급한다.

상기 믹싱 건조기(10)에 석회석, APP, 폴리에틸렌, 분산재를 공급하여 105∼125℃의 온도로 가열하여 혼합되면서 0.01∼0.3%의 수분함량을 유지하도록 원료혼합과 건조단계(S2)를 수행한다.

상기 믹싱 건조기(10)에서 원료가 혼합과 건조되어 압출기(11)에 공급되면 150∼250℃의 온도로 가열하는 압출기(11)에서 용융 혼련되어 전방의 금형(12)으로 공급된 후 2∼6mm 크기의 지름으로 압출되는 탄산칼슘(15)을 1∼4mm의 두께가 되도록 전방에서 절단날을 이용하여 절단하는 탄산칼슘 성형단계(S3)를 수행하는 것이다.

성형된 탄산칼슘(15)은 하측의 컨베어(13)에 낙하되어 이동하면서 방냉에 의해 냉각단계(S4)를 수행하는 것이다.

컨베어(13)를 통과하면서 탄산칼슘(15)이 냉각된 후 메쉬로 이루어진 선별장치(14)에 낙하되어 분말은 하측으로 낙하되고 알갱이로 이루어진 탄산칼슘(15)은 전방으로 공급되어 분급이 이루어지는 선별단계(S5)를 수행하는 것이다.

상기 선별단계(S5)를 통하여 얻어진 탄산칼슘(15)은 25kg의 중량이 되도록 포대에 각각 포장되어 공급하는 것이다.

도 4는 본 발명의 탄산칼슘과 폴리에틸렌을 공급하여 폴리에틸렌 필름을 제조하는 장치에 대한 설치상태도이고, 도 5는 본 발명의 폴리에틸렌 필름을 제조하는 과정을 나타낸 블럭도에 관한 것이다.

혼합기(20)에 탄산칼슘 40∼80 중량%와 폴리에틸렌(HDPE) 20∼60 중량%를 공급하여 원료를 혼합하는 원료 혼합단계(S10)를 수행하는 것이다.

상기 혼합기(20)에서 혼합된 탄산칼슘과 폴리에틸렌(HDPE)을 믹싱 건조기(21)에 공급하여 130∼165℃로 건조되도록 하는 원료 건조단계(S20)를 수행하는 것이다.

상기 믹싱 건조기(21)에서 건조한 원료를 압출기(22)에 공급하여 150∼250℃의 온도가 되도록 순차적으로 가열하여 용융 혼련하여 다이스(23)에서 필름이 원통형으로 압출되도록 하는 원료 압출단계(S30)를 수행하는 것이다.

상기 다이스(23)에서 원통형으로 압출되는 필름은 상측의 연신 냉각장치(24)를 통하여 공기가 공급되면서 9∼20배의 범위에서 연신되는 연신 냉각단계(S40)를 수행하는 것이다.

원통형으로 냉각되며 연신되는 필름은 접혀진 후 다수 개의 로울러를 통하여 이송하면서 고주파장치(26)와 연결한 고주파 열처리장치(25)에서 고주파를 제공하여 고주파 열처리단계(S50)를 수행하는 것이다.

상기 고주파 열처리된 필름은 두루마리 형태로 감겨져서 폴리에틸렌 필름(27)으로 공급되도록 하는 폴리에틸렌 필름 성형단계(S60)를 수행하는 것이다.

한편, 본 발명은 석회석을 이용하여 탄산칼슘을 제조한 후 폴리에틸렌(HDPE)과 혼합하여 폴리에틸렌 필름을 제조하지 않고, 혼합기(20)에 석회석 40∼68 중량%, 폴리에틸렌(HDPE) 30∼50 중량%, APP 1∼6 중량%, 폴리에틸렌(PE) 0.5∼5 중량%, 분산재 0.5∼4 중량%를 혼합하는 원료 혼합단계(S10)를 수행하는 것이 가능하다.

상기 원료 혼합단계(S10)를 수행한 이후의 원료 건조단계(S20)를 비롯한 나머지 단계를 도 4와 동일하게 수행하여 폴리에틸렌 필름(27)을 제조하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 채취한 석회석(CaCo₃)이 1∼3.2㎛의 크기와 0.01∼0.3%의 습도 및 7∼11의 PH를 갖도록 석회석 가공단계(S1)에서 가공하는 것이다.

상기 석회석이 1㎛ 이하의 크기를 갖도록 하는 경우 분진형태로 되어 분산되는 단점이 있으며, 3.2㎛ 이상의 크기를 갖도록 하는 경우 분산율이 낮아지는 단점이 있으므로 바람직하게는 2㎛ 크기를 갖도록 하는 것이다.

석회석 가공단계(S1)를 통하여 가공한 석회석 75∼95 중량%와, 폴리프로필렌(PP)를 제조하고 난 후 발생하는 찌꺼기로 석회석이 뭉쳐지도록 하는 작용을 수행하는 APP 2∼12 중량%, 폴리에틸렌(PE) 2∼8 중량%, 분산재 1∼6 중량부를 믹싱 건조기(10)에 공급한다.

상기 분산재는 다양한 것을 사용할 수 있지만 징크스타린산을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 믹싱 건조기(10)에 석회석, APP, 폴리에틸렌, 분산재를 공급하여 105∼125℃의 온도로 가열하여 혼합되면서 0.01∼0.3%의 수분함량을 유지하도록 원료를 혼합하면서 건조단계(S2)를 수행하는 것이다.

상기 믹싱 건조기(10)에서 원료가 혼합과 건조되어 압출기(11)에 공급되면 150∼250℃의 온도로 가열하는 압출기(11)에서 용융 혼련되어 전방의 금형(12)으로 공급된 후 2∼6mm 크기의 지름으로 탄산칼슘(15)이 압출된다.

상기 압출되는 탄산칼슘(15)은 금형(12)의 전방에 설치한 도시하지 않은 절단날을 통하여 1∼4mm의 두께가 되도록 절단하여 공급하는 탄산칼슘 성형단계(S3)를 수행하는 것이다.

상기 금형(12)의 전방에서 절단에 의해 성형된 탄산칼슘(15)은 하측의 컨베어(13)에 낙하되어 컨베어(13)의 회전으로 이동하면서 방냉에 의해 냉각하는 냉각단계(S4)를 수행하는 것이다.

상기 컨베어(13)를 통과하면서 탄산칼슘(15)이 냉각된 후 메쉬로 이루어진 선별장치(14)에 낙하되면 분말은 하측으로 낙하되고, 알갱이로 이루어진 탄산칼슘(15)은 전방으로 공급되어 분말과 알갱이로 분급이 이루어지는 선별단계(S5)를 수행하는 것이다.

상기 선별단계(S5)를 통하여 얻어진 탄산칼슘(15)은 25kg의 중량이 되도록 포대에 각각 포장되어 공급하거나, 필요한 용도로 사용하는 것이다.

혼합기(20)에 탄산칼슘 40∼80 중량%와 3∼6mm의 지름과 2∼5mm의 두께를 갖는 폴리에틸렌(HDPE) 20∼60 중량%를 공급하여 2가지의 원료가 골고루 혼합되도록 하는 원료 혼합단계(S10)를 수행하는 것이다.

상기 혼합기(20)에서 혼합된 탄산칼슘과 폴리에틸렌(HDPE)을 믹싱 건조기(21)에 공급하여 건조되도록 하는 원료 건조단계(S20)를 수행하는 것이다.

상기 믹싱 건조기(21)에서 130∼150℃의 온도로 가열되어 수분이 충분하게 건조되어 폴리에틸렌 필름(27)을 성형하는 과정에서 수포가 발생하는 것을 방지하게 된다.

즉. 압출기(22)의 초입 온도는 150℃ 정도가 되도록 하고, 중간 부분에서는 200℃가 되도록 하며, 마지막 부분에서는 230℃가 되며, 다이스(23)가 250℃ 정도의 온도로 가열되어 원통형 필름을 압출할 수 있도록 하는 것이다.

상기 다이스(23)에서 원통형으로 압출되는 필름은 상측의 연신 냉각장치(24)를 통하여 내부에서 공기가 공급되면서 9∼20배의 범위에서 연신되도록 하는 연신 냉각단계(S40)를 수행하는 것이다.

원통형으로 냉각되며 연신되는 필름은 상측의 로울러에서 접혀진 후 다수 개의 로울러를 통하여 이송하면서 고주파장치(26)와 연결한 고주파 열처리장치(25)에서 고주파를 제공하여 고주파 열처리단계(S50)를 수행하는 것이다.

상기 고주파 열처리단계(S50)는 폴리에틸렌 필름(27)의 표면에 필요한 인쇄를 하는 경우 인쇄가 정상적으로 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 본 발명은 석회석을 이용하여 탄산칼슘을 제조하는 도 1 내지 도 3의 설명과 같은 각 단계(S1∼S5)를 수행하지 않고, 혼합기(20)에 석회석 가공단계(S1)를 통하여 성형한 석회석 40∼68 중량%, 폴리에틸렌(HDPE) 30∼50 중량%, APP 1∼6 중량%, 폴리에틸렌(PE) 0.5∼5 중량%, 분산재 0.5∼4 중량%를 혼합하는 원료 혼합단계(S10)를 수행하는 것이며, 그 이후의 각 단계(S20∼S50)를 도 4와 동일하게 수행하여 폴리에틸렌 필름(27)을 제조하는 것이 가능하다.

본 발명의 폴리에틸렌 필름(27)은 쓰레기봉투와 식당의 테이블보와 같이 1회성으로 사용한 후 처리하는 용도에 사용하게 되면, 석회석의 함량을 높여 저렴한 비용으로 제공함으로써 원가를 크게 낮추어 종래 원가의 65% 수준에서 공급하는 것이 가능하여 매우 경제적이고, 대기중에서 3개월이면 쉽게 부식되어 소각하거나 수거하여 재활용하지 않아도 되는 것이므로 환경오염을 줄이는 친환경 제품을 제공하는 것이다.

본 발명은 석회석을 가공하여 APP와 분산재, 폴리에틸렌(PE)을 혼합하여 탄산칼슘을 제조하고, 상기 탄산칼슘을 폴리에틸렌(HDPE)과 혼합하여 성형한 폴리에틸렌 필름으로 쓰레기봉투 또는 식당의 테이블보와 같이 일회성으로 사용하는 용도에서 저렴한 비용으로 사용한 후 대기중에서 짧은 시간에 부식되어 소각에 의한 소각비용과 처리비용을 절감하고 저렴한 비용으로 공급할 수 있는 매우 유용한 발명인 것이다.

10, 21 : 믹싱 건조기 11, 22 : 압출기
12 : 금형 13 : 컨베어
14 : 선별장치 15 : 탄산칼슘
20 : 혼합기 23 : 다이스
24 : 연신 냉각장치 25 : 고주파 열처리장치
26 : 고주파장치 27 : 폴리에틸렌 필름

Claims

1∼3.2㎛의 크기와 0.01∼0.3%의 습도 및 7∼11의 PH를 갖도록 갖도록 한 석회석 75∼95 중량%와, APP 2∼12 중량%, 폴리에틸렌(PE) 2∼8 중량%, 분산재 1∼6 중량부를 105∼125℃의 온도로 가열, 혼합하면서 0.01∼0.3%의 수분함량을 유지하도록 탄산칼슘을 성형하고,
상기 탄산칼슘을 150∼250℃로 가열하면서 용융 혼련으로 2∼6mm 크기의 지름을 갖도록 압출하며 1∼4mm의 두께가 되도록 절단하여 공급하며,
상기 탄산칼슘을 냉각 선별하여 40∼80 중량%와 3∼6mm의 지름과 2∼5mm의 두께를 갖는 폴리에틸렌(HDPE) 20∼60 중량%를 공급하여 원료를 혼합하여 130∼150℃로 건조되도록 하고,
상기 건조한 원료를 압출기(22)에 공급하여 150∼250℃의 온도로 가열 용융 혼련하여 다이스(23)에서 필름이 원통형으로 압출되면 내부에 공기가 공급되면서 9∼20배의 범위에서 연신되도록 하며,
원통형으로 냉각되며 연신되는 필름은 상측의 로울러에서 접혀진 후 다수 개의 로울러를 통하여 이송하면서 고주파 열처리한 후 얻어지는 것을 특징으로 하는 펠릿형 탄산칼슘과 고밀도 폴리에틸렌을 이용한 합성수지필름.

1∼3.2㎛의 크기와 0.01∼0.3%의 습도 및 7∼11의 PH를 갖도록 갖도록 한 석회석 75∼95 중량%와, APP 2∼12 중량%, 폴리에틸렌(PE) 2∼8 중량%, 분산재 1∼6 중량부를 105∼125℃의 온도로 가열, 혼합하면서 0.01∼0.3%의 수분함량을 유지하도록 탄산칼슘을 성형하고,
상기 탄산칼슘 40∼68 중량%에 폴리에틸렌(HDPE) 30∼50 중량%, APP 1∼6 중량%, 폴리에틸렌(PE) 0.5∼5 중량%, 분산재 0.5∼4 중량%를 혼합하여 130∼150℃로 건조되도록 하고,
상기 건조한 원료를 압출기(22)에 공급하여 150∼250℃의 온도로 가열 용융 혼련하여 다이스(23)에서 필름이 원통형으로 압출되면 내부에 공기가 공급되면서 9∼20배의 범위에서 연신되도록 하며,
원통형으로 냉각되며 연신되는 필름은 상측의 로울러에서 접혀진 후 다수 개의 로울러를 통하여 이송하면서 고주파 열처리한 후 얻어지는 것을 특징으로 하는 펠릿형 탄산칼슘과 고밀도 폴리에틸렌을 이용한 합성수지필름.

채취한 석회석(CaCo₃)이 1∼3.2㎛의 크기와 0.01∼0.3%의 습도 및 7∼11의 PH를 갖도록 석회석 가공단계(S1);
상기 석회석 가공단계(S1)를 통하여 가공한 석회석 75∼95 중량%와, APP 2∼12 중량%, 폴리에틸렌(PE) 2∼8 중량%, 분산재 1∼6 중량부를 믹싱 건조기(10)에 공급하여 105∼125℃의 온도로 가열, 혼합하면서 0.01∼0.3%의 수분함량을 유지하도록 하는 건조단계(S2);
상기 건조단계(S2)에서 공급된 원료는 150∼250℃의 온도로 가열하는 압출기(11)에서 용융 혼련되어 전방의 금형(12)으로 공급된 후 2∼6mm 크기의 지름으로 탄산칼슘(15)이 압출되며, 절단날을 통하여 1∼4mm의 두께가 되도록 절단하여 공급하는 탄산칼슘 성형단계(S3);
상기 탄산칼슘 성형단계(S3)에서 성형한 탄산칼슘(15)은 하측의 컨베어(13)에 낙하되어 컨베어(13)의 회전으로 이동하면서 방냉에 의해 냉각하는 냉각단계(S4);
상기 냉각단계(S4)에서 탄산칼슘(15)이 냉각된 후 메쉬로 이루어진 선별장치(14)에 낙하되면 분말은 하측으로 낙하되고, 알갱이로 이루어진 탄산칼슘(15)은 전방으로 공급되어 분말과 알갱이로 분급이 이루어지는 선별단계(S5);
혼합기(20)에 상기 선별단계(S5)에서 얻어진 탄산칼슘 40∼80 중량%와 3∼6mm의 지름과 2∼5mm의 두께를 갖는 폴리에틸렌(HDPE) 20∼60 중량%를 공급하여 원료를 혼합하는 원료 혼합단계(S10);
상기 원료 혼합단계(S10)에서 혼합된 탄산칼슘과 폴리에틸렌(HDPE)을 믹싱 건조기(21)에 공급하여 130∼150℃로 건조되도록 하는 원료 건조단계(S20);
상기 원료 건단계(S20)에서 건조한 원료를 압출기(22)에 공급하여 150∼250℃의 온도로 가열 용융 혼련하여 다이스(23)에서 필름이 원통형으로 압출되도록 하는 원료 압출단계(S30);
상기 원료 압출단계(S30)에서 원통형으로 압출되는 필름은 상측의 연신 냉각장치(24)를 통하여 내부에서 공기가 공급되면서 9∼20배의 범위에서 연신되도록 하는 연신 냉각단계(S40);
원통형으로 냉각되며 연신되는 필름은 상측의 로울러에서 접혀진 후 다수 개의 로울러를 통하여 이송하면서 고주파장치(26)와 연결한 고주파 열처리장치(25)에서 고주파를 제공하여 열처리하는 고주파 열처리단계(S50);
상기 고주파 열처리된 필름은 두루마리 형태로 감겨져서 폴리에틸렌 필름(27)으로 공급되도록 하는 폴리에틸렌 필름 성형단계(S60); 를 통하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 펠릿형 탄산칼슘과 고밀도 폴리에틸렌을 이용한 합성수지필름의 제조방법

제 3항에 있어서,
상기 원료 혼합단계(S10)는 석회석 가공단계(S1)를 통하여 성형한 석회석 40∼68 중량%에 폴리에틸렌(HDPE) 30∼50 중량%, APP 1∼6 중량%, 폴리에틸렌(PE) 0.5∼5 중량%, 분산재 0.5∼4 중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 펠릿형 탄산칼슘과 고밀도 폴리에틸렌을 이용한 합성수지필름의 제조방법.