KR101429439B1 - Ｔｐｏ 밴드의 제조방법 및 이의 제조방법에 의해 제조된 ｔｐｏ 밴드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 TPO 밴드의 제조방법 및 이의 제조방법에 의해 제조된 TPO 밴드에 관한 것으로, PE나 PP 등의 Olefin 계 수지와 Olefin 계 고무를 일정 경도로 가교시킴으로써 프라스틱의 장점과 고무가 합성되어 있어 일반 고무와 유사한 탄성과 일반 고무보다 탁월한 유연성 및 고기능의 내구성이 있는 친환경 제품의 밴드를 제조할 수 있도록 함에 그 목적이 있다. 이를 위해 구성되는 본 발명은 (a) 부타디엔 고무(Butadiene Rubber)와 프로세스 오일(Process Oil) 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 원료를 일정 비율로 혼합하는 단계; (b) 단계(a) 과정의 원료 혼합물을 190∼210℃의 온도 조건하에서 가열 용융시키는 단계; (c) 단계(b) 과정에서 가열 용융된 원료 혼합물을 T-die를 통해 일정 온도로 가열하는 가운데 압출하여 1차 성형밴드를 성형하는 단계; (d) 단계(c) 과정을 통해 압출된 1차 성형밴드를 1개 이상의 롤러를 통해 필름 형태로 2차 성형하는 가운데 필름 형태의 밴드에 엠보싱의 형성과 1차 냉각시키는 단계; (e) 단계(d) 과정을 통해 엠보싱이 형성된 필름 형태의 2차 성형밴드를 수냉방식을 통해 2차 냉각시키는 단계; (f) 단계(e) 과정을 통해 2차 냉각된 2차 성형밴드를 바람을 이용하여 물기를 없애는 가운데 3차 냉각시키는 단계; 및 (g) 단계(f) 과정을 통해 3차 냉각된 2차 성형밴드를 규격별로 절단하는 단계를 포함한 구성으로 이루어진다.
Description
본 발명은 TPO 밴드의 제조방법 및 이의 제조방법에 의해 제조된 TPO 밴드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PE나 PP 등의 Olefin 계 수지와 Olefin 계 고무를 일정 경도로 가교 시킨 Elastomer를 제조함으로써 내화학성, 내열 노화성, 내구성 및 낮은 비중의 섬유제품용 고무밴드인 TPO 밴드의 제조방법 및 이의 제조방법에 의해 제조된 TPO 밴드에 관한 것이다.
일반적으로 의류산업은 다양한 목적을 위해 예컨대, 양복이나 재킷 및 블라우스 등에 삽입하기 위한 워딩(wadding)으로서 의복재료와 결합되는 탄성이 동시에 발생할 때 의복 재료에 높은 안정성을 부여하는 밴드(band)를 필요로 한다.
전술한 바와 같은 경우 사전 설정된 방향의 밴드들이 재료의 강도를 증대시켜야 한다. 또한, 형태가 유지되어야 하며 또는 안정되어야 한다. 예컨대, 세로 방향으로는 높은 안정성을 가지나 가로 방향으로는 감소된 강도를 갖는 밴드를 사용하는 것은 바람직하지 못한 경우가 많다.
그러나, 워딩 웹이 종종, 웹(web) 프로세스시 또는 부직포 웹의 제조시, 가로 방향 또는 대각선 방향보다 세로 방향으로 더 높은 강도를 나타냄으로써 상기 워딩 웹으로부터 절단된 밴드들에 그와 같은 강도가 주어진다.
한편, 종래 기술에 따른 폴리우레탄고무(엘라스토머)밴드의 제조방법으로서는 일본에서 실시하고 있는 방법으로 열가소성 폴리우레탄 엘라스토머를 사용하여 처음부터 폴리우레탄고무밴드의 규격으로 수많은 압출구를 통해 동시에 압출하는 방법으로 이를 열숙성하여 안정화시키는 제조방법이 있다.
그러나, 전술한 바와 같은 제조방법을 통해 제조된 폴리우레탄고무밴드는 열연신을 시키지 않으므로써 인장강도가 약하여 쉽게 절단되고, 복원력이 약하여 늘어나는 문제점이 있으며, 폴리우레탄 엘라스토머 특유의 점착성 때문에 의류나 기타 용도에 사용시 여러 가지 문제점아 발생된다.
한편, 종래 기술의 다른 방법으로는 현재 미국에서 실시되고 있는 방법으로 엘라스토머용 폴리우레탄수지를 사용하여 인프레이숀 필름제조방법의 동심2축으로 하는 다이스에 의하여 튜브형 필름을 제조하는데 이 필름을 폴리우레탄고무밴드 크기로 세절하고 열숙성하여 안정화시키는 폴리우레탄고무밴드 제조방법이 제공되고 있다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래 기술의 다른 방법은 앞서 기술한 폴리우레탄고무밴드 제조방법처럼 단순히 압출방법이 아니고 인프레이숀에 의한 튜브형 필름 제조과정에서 사실상 어느 정도의 연신이 행해진다고 보아지므로 인장강도에는 큰 문제가 없으나 밴드 표면에 점착성이 커서 사용시에 여러 가지 불편한 점을 야기시키는 문제가 있다.
본 발명은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, PE나 PP 등의 Olefin 계 수지와 Olefin 계 고무를 일정 경도로 가교시킴으로써 프라스틱의 장점과 고무가 합성되어 있어 일반 고무와 유사한 탄성과 일반 고무보다 탁월한 유연성 및 고기능의 내구성이 있는 친환경 제품의 밴드를 제조할 수 있도록 한 TPO 밴드의 제조방법 및 이의 제조방법에 의해 제조된 TPO 밴드를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 기술의 다른 목적은 PE나 PP 등의 Olefin 계 수지와 Olefin 계 고무를 일정 경도로 가교시킴으로써 프라스틱의 장점과 고무가 합성되어 있어 일반 고무와 유사한 탄성과 일반 고무보다 탁월한 유연성 및 고기능의 내구성이 있는 밴드를 제조하여 장기 보관하거나 각종 화공 약품 접촉시 변형이 발생하지 않도록 함은 물론, 재생 가능하도록 함에 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명에 따른 기술은 PE나 PP 등의 Olefin 계 수지와 Olefin 계 고무를 일정 경도로 가교시킴으로써 천연고무 제품의 밴드에 비해 내화학성, 내열 노화성, 내구성 및 낮은 비중의 고무밴드를 제조할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 발명은 다음과 같다. 즉, 본 발명에 따른 TPO 밴드의 제조방법은 올레핀(Olefin) 계 수지와 올레핀(Olefin) 계 고무를 일정 경도로 가교 시킨 엘라스토머(Elastomer) 제품로써의 TPO 밴드의 제조방법에 있어서, (a) 부타디엔 고무(Butadiene Rubber)와 프로세스 오일(Process Oil) 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 원료를 일정 비율로 혼합하는 단계; (b) 단계(a) 과정의 원료 혼합물을 190∼210℃의 온도 조건하에서 가열 용융시키는 단계; (c) 단계(b) 과정에서 가열 용융된 원료 혼합물을 T-die를 통해 일정 온도로 가열하는 가운데 압출하여 1차 성형밴드를 성형하는 단계; (d) 단계(c) 과정을 통해 압출된 1차 성형밴드를 1개 이상의 롤러를 통해 필름 형태로 2차 성형하는 가운데 필름 형태의 밴드에 엠보싱의 형성과 1차 냉각시키는 단계; (e) 단계(d) 과정을 통해 엠보싱이 형성된 필름 형태의 2차 성형밴드를 수냉방식을 통해 2차 냉각시키는 단계; (f) 단계(e) 과정을 통해 2차 냉각된 2차 성형밴드를 바람을 이용하여 물기를 없애는 가운데 3차 냉각시키는 단계; 및 (g) 단계(f) 과정을 통해 3차 냉각된 2차 성형밴드를 규격별로 절단하는 단계를 포함한 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 구성의 단계(a) 과정에서 부타디엔 고무(Butadiene Rubber)와 프로세스 오일(Process Oil) 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 원료의 혼합비율은 부타디엔 고무(Butadiene Rubber) 100 중량부에 대하여 프로세스 오일(Process Oil) 85∼90 중량부 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 10∼15 중량부의 비율로 혼합 조성될 수 있다.
그리고, 본 발명의 따른 구성의 단계(c) 과정에서 T-die의 가열 온도 조건은 220∼230℃의 온도 조건으로 가열함이 보다 양호하다.
아울러, 본 발명에 따른 구성에서 단계(c) 과정의 가열 용융된 원료 혼합물을 압출시키는 과정에서 스크류의 회전속도는 1700∼1800 rpm의 회전속도로 압출시킴이 보다 양호하다.
전술한 바와 같은 제조방법을 통해 제조된 밴드가 본 발명에서 제조하고자 하는 제조된 TPO 밴드이다.
본 발명의 기술에 따르면 PE나 PP 등의 Olefin 계 수지와 Olefin 계 고무를 일정 경도로 가교시킴으로써 프라스틱의 장점과 고무가 합성되어 있어 일반 고무와 유사한 탄성과 일반 고무보다 탁월한 유연성 및 고기능의 내구성이 있는 친환경 제품의 밴드를 제조할 수가 있다.
아울러, 본 발명의 기술에 따르면 프라스틱의 장점과 고무가 합성되어 있어 일반 고무와 유사한 탄성과 일반 고무보다 탁월한 유연성 및 고기능의 내구성이 있는 밴드를 제조하여 장기 보관하거나 각종 화공 약품 접촉시 변형이 발생하지 않도록 함은 물론, 재생 가능하다는 장점이 있다.
더구나, 본 발명에 따른 기술은 PE나 PP 등의 Olefin 계 수지와 Olefin 계 고무를 일정 경도로 가교시킴으로써 천연고무 제품의 밴드에 비해 내화학성, 내열 노화성, 내구성 및 낮은 비중의 고무밴드를 제조할 수가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 TPO 밴드의 제조과정을 통해 블록도.
도 2 는 본 발명에 따른 TPO 밴드를 보인 사시 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 TPO 밴드를 보인 단면 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 TPO 밴드를 보인 사시 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 TPO 밴드를 보인 단면 구성도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 TPO 밴드의 제조방법 및 이의 제조방법에 의해 제조된 TPO 밴드의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 TPO 밴드의 제조과정을 통해 블록도, 도 2 는 본 발명에 따른 TPO 밴드를 보인 사시 구성도, 도 3 은 본 발명에 따른 TPO 밴드를 보인 단면 구성도이다.
도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 TPO 밴드(100)의 제조는 일축 압출기를 통해 제조한다. 이때, 본 발명에 따른 TPO 밴드(100)의 제조과정은 (a) 일축 압출기의 호퍼에 부타디엔 고무(Butadiene Rubber)와 프로세스 오일(Process Oil) 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 원료를 일정 비율로 혼합하는 과정(S100), (b) 혼합된 원료 혼합물을 실린더를 통해 일정 온도로 가열하는 가운데 용융시키는 과정(S110), (c) 가열 용융된 원료 혼합물을 T-die를 통해 일정 온도로 가열하는 가운데 압출하여 일정 직경의 끈 형태로 1차 성형밴드를 성형하는 과정(S120), (d) 압출된 1차 성형밴드를 1개 이상의 롤러를 통해 필름 형태의 판 상으로 2차 성형하는 가운데 필름 형태의 밴드에 엠보싱을 형성하면서 1차 냉각시키는 과정(S130), (e) 엠보싱이 형성된 필름 형태의 2차 성형밴드를 수냉방식을 통해 2차 냉각시키는 과정(S140), (f) 2차 냉각된 2차 성형밴드를 바람을 이용하여 물기를 없애는 가운데 3차 냉각시키는 과정(S150) 및 (g) 3차 냉각된 2차 성형밴드를 규격별로 절단하는 과정(S160)을 포함한 구성으로 이루어진다.
전술한 바와 같은 제조과정을 통해 제조되는 TPO 밴드는 프라스틱의 장점과 고무가 합성되어 있어 일반 고무와 유사한 탄성과 일반 고무보다 탁월한 유연성 및 고기능의 내구성이 있는 친환경 제품의 밴드이다. 아울러, 본 발명에 따른 TPO 밴드는 장기 보관하거나 각종 화공 약품 접촉시 변형이 발생하지 않음은 물론, 재생이 가능하고, 천연고무 제품의 밴드에 비해 내화학성, 내열 노화성, 내구성 및 낮은 비중의 밴드이다.
본 발명에 따른 TPO 밴드의 제조과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 본 발명을 구성하는 단계(a) 과정은 원료를 혼합하는 과정(S100)으로, 이러한 단계(a) 과정(S100)은 도 1 에 도시된 바와 같이 일축 압출기의 호퍼에 부타디엔 고무(Butadiene Rubber)와 프로세스 오일(Process Oil) 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 원료를 일정 비율로 혼합 투입한다.
한편, 전술한 바와 같은 단계(a) 과정(S100)에서 부타디엔 고무(Butadiene Rubber)와 프로세스 오일(Process Oil) 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 원료의 혼합비율은 부타디엔 고무(Butadiene Rubber)와 프로세스 오일(Process Oil) 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 원료의 혼합비율은 부타디엔 고무(Butadiene Rubber) 100 중량부에 대하여 프로세스 오일(Process Oil) 85∼90 중량부 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 10∼15 중량부의 비율로 혼합 조성된다.
전술한 바와 같은 원료 중 부타디엔 고무(Butadiene Rubber)는 부타디엔의 단중합체로, 시스함량이 높은 제품은 cis-1,4-부타디엔을 약 97∼98%함유하고 있다. 폴리부타디엔 고무는 NR이나 SBR보다 가공이 어렵다. 그렇기에 보통 내마모성이나 반발탄성 및 저온유연성을 향상시킬 목적으로 NR, IR, SBR, NBR과 같은 고무와 블렌드하여 사용한다. 혼합물 중에는 50%이하의 BR, 때로는 10∼25%만이 포함된다.
그리고, 100% BR 가황고무는 알려진 모든 고무 중 내마모성과 반발탄성이 가장 우수하고, 실리콘 고무를 제외하고는 유리전이 온도(Tg)가 가장 낮다. 그러나, 젖은 노면에서의 미끌림저항(skid resistance)은 불량하다. 내후성과 유체에 대한 화학적 저항성은 SBR과 유사하다.
아울러, 타이어트레드에 SBR과 블렌드하여 트럭타이어에는 NR과 블렌드하여 사용한다. BR은 대다수의 기계부품에 사용하는 NBR과 같은 고무의 반발탄성을 증가시키거나 저온유연성을 향상시키거나 변형에 따른 발열을 감소시킬 목적으로 블렌드하여 사용하기도 한다.
그리고, 이소프렌과 같이 BR은 음이온중합이나 Ziegler-Natta촉매를 사용하여 합성된다. 저온 에멀젼 BR도 가능하다. 탄화수소 용매에서 제조되는 음이온 BR은 약 90%가 1,4구조와 10%가 1,2(즉, 비닐)구조로 되어 있다. 비닐함량은 아민의 첨가량 또는 합성중에 보조 용매의 첨가량에 따라 증가한다. 1,4구조는 cis와 tran가 거의 같은 비율로 되어 있다. 에멀젼 BR은 대부분 tran 구조로 되어 있고 결정화 하지 않는다. 한편, 촉매를 사용하여 합성된 BR은 cis 구조의 비율이 매우 높아 결정화 될 수 있다.
또한, 낮은 비닐함량의 BR은 Tg가 약 -100도이며, 이는 탄화수소계 고무 중에서 가장 낮다. 그러나, 높은 비닐 함량의 BR은 Tg가 0도까지 올라간다. 비닐 함량이 적은 BR은 반발탄성이 우수하며 우수한 내마모성 및 반발탄성의 타이어 트레드를 만들기 위하여 SBR, NR 또는 IR과 블렌드하여 사용한다.
그리고, 전술한 프로세스 오일(Process Oil)은 석유 원유를 정제하여 만든 제품으로서 파라핀(Paraffine), 나프텐환(Naphthene環)의 포화탄화수소와 아로마틱환(Aromatic環)의 불포화 탄화수소로 크게 분류되나 각 유중(油中)에 함유되어있는 파라핀, 나프텐, 아로마틱의 함량 즉, 탄화수소의 조성에 따라 파라핀계(Paraffine系), 나프텐계(Naphthene系), 아로마틱계(Aromatic系)로 분류됩니다.
아울러, 전술한 프로세스 오일은 계열에 따라 각종 고무와의 상용성, 고무 가공성, 제품 고무의 저온특성, 항오염성, 내노화성, 탄성, 내마모성 등의 특성에 미치는 영향이 다르며 프로세스 오일과 고무와의 상용성은 일반적으로 아로마틱, 나프텐, 파라핀의 순으로 되어 있고 Butyl Rubber는 반대로 파라핀계가 양호한 상용성을 나타내고 있습니다.
또한, 프로세스 오일의 조성과 제품고무의 특성과의 관계에 있어서 파라핀계 프로세스 오일은 가공작업이 용이하지 못한데 비해 제품고무의 항오염성, 저온특성, 열발생, 탄성 등의 특성은 타 계열의 프로세스 오일에 비해 월등히 우수하며, 나프텐계 프로세스 오일은 파라핀과 아로마틱계의 중간특성을 가지며 가공성, 항오염성, 저온특성, 내마모성이 적합한 균형있는 특성을 제품에 부여해 줌으로서 항장력, 탄성, 신장도를 개선시켜 내균열성, 내마모성 등의 좋은 특성을 가지고 있습니다.
본 발명에서는 파라핀계 오일을 사용하여 밴드의 경도를 조절할 목적으로 사용하였다.
그리고, 전술한 프로세스 오일(Process Oil)은 석유 원유를 정제하여 만든 제품으로서 파라핀(Paraffine), 나프텐환(Naphthene環)의 포화탄화수소와 아로마틱환(Aromatic環)의 불포화 탄화수소로 크게 분류되나 각 유중(油中)에 함유되어있는 파라핀, 나프텐, 아로마틱의 함량 즉, 탄화수소의 조성에 따라 파라핀계(Paraffine系), 나프텐계(Naphthene系), 아로마틱계(Aromatic系)로 분류됩니다.
아울러, 전술한 프로세스 오일은 계열에 따라 각종 고무와의 상용성, 고무 가공성, 제품 고무의 저온특성, 항오염성, 내노화성, 탄성, 내마모성 등의 특성에 미치는 영향이 다르며 프로세스 오일과 고무와의 상용성은 일반적으로 아로마틱, 나프텐, 파라핀의 순으로 되어 있고 Butyl Rubber는 반대로 파라핀계가 양호한 상용성을 나타내고 있습니다.
또한, 프로세스 오일의 조성과 제품고무의 특성과의 관계에 있어서 파라핀계 프로세스 오일은 가공작업이 용이하지 못한데 비해 제품고무의 항오염성, 저온특성, 열발생, 탄성 등의 특성은 타 계열의 프로세스 오일에 비해 월등히 우수하며, 나프텐계 프로세스 오일은 파라핀과 아로마틱계의 중간특성을 가지며 가공성, 항오염성, 저온특성, 내마모성이 적합한 균형있는 특성을 제품에 부여해 줌으로서 항장력, 탄성, 신장도를 개선시켜 내균열성, 내마모성 등의 좋은 특성을 가지고 있습니다.
본 발명에서는 파라핀계 오일을 사용하여 밴드의 경도를 조절할 목적으로 사용하였다.
다음으로, 전술한 바와 같은 원료 중 폴리스티렌(Poly Styrene)은 보통 2,000∼3,000개의 방향족 탄화수소인 스티렌 분자들이 서로 화학 반응을 통해 결합되어 만들어지는 긴 사슬 분자로 이루어진 합성 유기 중합체이다.
전술한 바와 같은 폴리스티렌은 1930년대 말에 대규모로 생산되기 시작했다. 일반적으로 스티렌은 비누에 의해 물에 분산되고, 중합반응은 자유 라디칼 촉매에 의해 개시된다. 값싸고 강한 열가소성(가열하면 연화되어 다른 모양으로 변화될 수 있는 성질) 수지인 생성물은 산·알칼리 및 많은 용매의 공격에 강하고 물을 흡수하지 않으며, 뛰어난 절연체이다.
그리고, 전술한 폴리스티렌이 만들어지는 현탁액에 고무유액을 첨가하면 충격에 매우 강하므로 1960년대 중반 미국에서는 이 방법으로 폴리스티렌의 반 이상을 만들었다. 폴리스티렌은 냉장고·공기조절장치 같은 대형 가정용품의 하우징을 만드는 데 이용되는 등 용도가 다양하다.
한편, 전술한 폴리스티렌은 스티렌수지·폴리스티롤이라고도 하는데, 1836년 독일의 E. 시몬이 스티렌 및 폴리스티렌을 발견하였으며, 1933∼1935년 독일의 이게파르벤사(社)가 스티렌부타디엔고무(부나S)와 폴리스티렌성형품으로 공업화하였다. 성형품이 일반에게 쓰이게 된 것은 제2차세계대전 후이다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 단계(b) 과정은 혼합된 원료를 가열 용융시키는 과정(S110)으로, 이러한 단계(b) 과정(S110)은 도 1 에 도시된 바와 같이 단계(a) 과정(S100)의 원료 혼합물을 일축 압출기의 실린더를 일정 온도 조건하에서 가열하는 가운데 원료 혼합물을 용융시킨다.
전술한 바와 같이 원료 혼합물을 일축 압출기의 실린더를 일정 온도 조건하에서 가열하는 가운데 원료 혼합물을 용융시키는 과정에서 일축 압출기의 실린더 가열온도는 190∼210℃의 온도 조건으로 가열하여 원료 혼합물의 가열 용융이 이루어질 수 있도록 한다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 단계(c) 과정은 가열 용융된 원료 혼합물을 압출하여 1차 성형하는 과정(S120)으로, 이러한 단계(c) 과정(S120)은 도 1 에 도시된 바와 같이 단계(b) 과정(S110)에서 가열 용융된 원료 혼합물을 일축 압출기의 T-die를 통해 일정 온도로 가열하는 가운데 압출하여 1차 성형밴드를 성형한다. 이때, T-die의 가열 온도 조건은 220∼230℃의 온도 조건으로 가열한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 TPO 밴드(100)의 제조과정에서 일축 압출기의 실린더 온도와 T-die 온도가 상이한 것은 부타디엔 고무(Butadiene Rubber)와 폴리스티렌(Poly Styrene)의 용융점이 다르기 때문에 일축 압출기의 실린더와 T-die에서의 가열 온도가 다르다.
한편, 전술한 바와 같은 단계(c) 과정(S120)의 가열 용융된 원료 혼합물을 압출시키는 과정에서 일축 압출기의 스크류 회전속도는 1700∼1800 rpm의 회전속도로 압출시킴이 보다 양호하다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 단계(d) 과정은 1차 성형밴드를 롤러를 통해 판 상의 필름 형태로 2차 성형하는 가운데 엠보싱의 형성과 1차 냉각하는 과정(S130)으로, 이러한 단계(d) 과정(S130)은 도 1 내지 도 3 에 도시된 바와 같이 단계(c) 과정(S120)을 통해 압출된 1차 성형밴드를 1개 이상의 롤러를 통해 필름 형태로 2차 성형하는 가운데 필름 형태의 밴드에 엠보싱의 형성과 1차 냉각시킨다. 이때, 롤러는 1개 이상으로 이루어지나 본 발명에서는 3개의 롤러가 구성된 장치를 이용하였다.
다시 말해서, 단계(d) 과정(S130)은 단계(c) 과정(S120)을 통해 압출된 1차 성형밴드를 1개 이상의 롤러를 통해 판 상으로 이루어진 필름 형태로 2차 성형하는 가운데 첫 번째 롤러에는 엠보싱을 형성할 수 있는 수단을 형성하여 1차 성형밴드를 판 상의 필름 형태로 성형하는 가운데 필름 형태의 2차 성형밴드에 엠보싱(110)이 형성되도록 한다. 이어서, 두 번째 롤러와 세 번째 롤러를 통해서는 엠보싱(110)이 형성된 2차 성형밴드의 냉각이 이루어질 수 있도록 한다.
전술한 바와 같이 2차 성형밴드는 3개의 롤러를 경유하는 과정에서 롤러와의 접촉으로 엠보싱(110)이 형성되는 가운데 1차 냉각이 이루어진다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 단계(e) 과정은 엠보싱(110)이 형성된 2차 성형밴드를 2차 냉각시키는 과정(S140)으로, 이러한 단계(e) 과정(S140)은 도 1 에 도시된 바와 같이 단계(d) 과정(S130)을 통해 엠보싱(110)이 형성된 필름 형태의 2차 성형밴드를 수냉방식을 통해 2차 냉각시킨다.
전술한 바와 같은 단계(e) 과정(S140)의 수냉방식을 이용한 2차 성형밴드의 냉각은 상온의 물에 2차 성형밴드를 통과시키는 가운데 2차 성형밴드의 냉각이 이루어질 수 있도록 한다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 단계(f) 과정은 바람을 이용하여 2차 성형밴드를 3차 냉각시키는 과정(S150)으로, 이러한 단계(f) 과정(S150)은 도 1 에 도시된 바와 같이 단계(e) 과정(S140)을 통해 2차 냉각된 2차 성형밴드를 바람을 이용하여 물기를 없애는 가운데 3차 냉각시킨다.
전술한 바와 같이 단계(f) 과정(S150)의 3차 냉각과정에서는 2차 냉각된 2차 성형밴드에 팬을 통해 바람으로 강제 냉각시킴으로써 2차 성형밴드의 냉각을 완료한다. 이러첨 냉각이 완료된 상태가 본 발명에서 제조하고자 하는 TPO 밴드(100)이다.
다음으로, 본 발명을 구성하는 단계(g) 과정은 냉각이 완료된 TPO 밴드(100)를 규격별로 절단하는 과정으로, 이러한 단계(g) 과정(S160)은 도 1 에 도시된 바와 같이 단계(f) 과정(S150)을 통해 3차 냉각된 TPO 밴드(100)를 규격별로 절단한다.
[실시 예]
부타디엔 고무(Butadiene Rubber) 50 중량%와 프로세스 오일(Process Oil) 44 중량% 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 6 중량%를 일축 압출기의 호퍼에 투입하여 혼합한 다음, 실린더를 200℃의 온도로 가열하는 가운데 원료 혼합물을 용융시켰다. 이어서, T-die를 225℃의 온도로 가열하는 가운데 스크류를 통해 압출시켜 1차 성형밴드를 성형하였다.
한편, 전술한 바와 같이 1차 성형된 1차 성형밴드 롤러를 통과시켜 판 상의 필름 형태로 눌러 납작하게 2차 성형하는 가운데 엠보싱을 형성하고, 롤러와의 접촉으로 1차 냉각이 이루어지도록 하였다.
다음으로, 1차 냉각이 이루어진 2차 성형밴드를 상온의 물에 접촉시켜 2차 냉각과 팬에 의한 바람을 통해 3차 냉각시킨 다음, 규격별로 절단하여 본 발명에서 제조하고자 하는 TPO 밴드를 제조하였다.
다음은, 실시 예를 통해 제조된 TPO 밴드(100)의 시험한 결과 표 1 내지 표 3에서와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 표 1 내지 됴 3의 실험결과는 Intertek Testing Services Korea Ltd.에서 시험성적서 번호(Report No.) : RT10R-S3240-K 번호로 시험한 결과이다.
| 시험항목 (Test Item) |
단위 (Unit) |
분석방법 (Test Method) |
검출한계 (MDL) |
시험결과 (Result) |
| 카드뮴(Cadmium, Cd) | mg/kg |
With reference to IEC 62321 Edition 1.0 : 2008 by acid digestion and detemined by ICP-OES |
0.5 |
N.D. |
| 납(Lead, Pb) | mg/kg |
5 |
N.D. |
|
| 수은(Mercury, Hg) | mg/kg |
2 |
N.D. |
|
| 6가 크롬(Hexavalent Chromium, Cr6 +) (For non-metal) | mg/kg |
With reference to IEC 62321 Edition 1.0 : 2008 by alkaline digestion and detemined by UV-VIS Spectrophotometer |
1 |
N.D. |
* mg/kg = ppm = parts per million(함량표시 : 백만분의 일)
< = Less than(결과 값 이하)
N.D. = Not detected(< MDL, 미검출 - 측정한계치 이하)
MDL = Method detection limit(측정한계치)
| 시험항목 (Test Item) |
단위 (Unit) |
분석방법 (Test Method) |
검출한계 (MDL) |
시험결과 (Result) |
| 폴리브롬화비페닐(Polybrominated Biphenyls, PBBs) | ||||
| 모노브로모비페닐(MonoBB) | mg/kg | With reference to IEC 62321 Edition 1.0 : 2008 by solventextraction and detemined by GC/MS |
5 | N.D. |
| 다이브로모비페닐(DiBB) | mg/kg | 5 | N.D. | |
| 트라이브로모비페닐(TriBB) | mg/kg | 5 | N.D. | |
| 테트라브로모비페닐(TertaBB) | mg/kg | 5 | N.D. | |
| 펜타브로모비페닐(PentaBB) | mg/kg | 5 | N.D. | |
| 헥사브로모비페닐(HexaBB) | mg/kg | 5 | N.D. | |
| 헵타브로모비페닐(HeptaBB) | mg/kg | 5 | N.D. | |
| 옥타브로모비페닐(OctaBB) | mg/kg | 5 | N.D. | |
| 노나브로모비페닐(NonaBB) | mg/kg | 5 | N.D. | |
| 데카브로모비페닐(DecaBB) | mg/kg | 5 | N.D. | |
* mg/kg = ppm = parts per million(함량표시 : 백만분의 일)
< = Less than(결과 값 이하)
N.D. = Not detected(< MDL, 미검출 - 측정한계치 이하)
MDL = Method detection limit(측정한계치)
| 시험항목 (Test Item) |
단위 (Unit) |
분석방법 (Test Method) |
검출한계 (MDL) |
시험결과 (Result) |
| 폴리브롬화디페닐에테르(Polybrominated Biphenyls Ethers, PBDEs) | ||||
| 모노브로모디페닐에테르 (MonoBDE) |
mg/kg | With reference to IEC 62321 Edition 1.0 : 2008 by solventextraction and detemined by GC/MS |
5 | N.D. |
| 다이브로모디페닐에테르 (DiBDE) |
mg/kg | 5 | N.D. | |
| 트라이브로모디페닐에테르 (TriBDE) |
mg/kg | 5 | N.D. | |
| 테트라브로모디페닐에테르 (TertaBDE) |
mg/kg | 5 | N.D. | |
| 펜타브로모디페닐에테르 (PentaBDE) |
mg/kg | 5 | N.D. | |
| 헥사브로모디페닐에테르 (HexaBDE) |
mg/kg | 5 | N.D. | |
| 헵타브로모디페닐에테르 (HeptaBDE) |
mg/kg | 5 | N.D. | |
| 옥타브로모디페닐에테르 (OctaBDE) |
mg/kg | 5 | N.D. | |
| 노나브로모디페닐에테르 (NonaBDE) |
mg/kg | 5 | N.D. | |
| 데카브로모디페닐에테르 (DecaBDE) |
mg/kg | 5 | N.D. | |
* mg/kg = ppm = parts per million(함량표시 : 백만분의 일)
< = Less than(결과 값 이하)
N.D. = Not detected(< MDL, 미검출 - 측정한계치 이하)
MDL = Method detection limit(측정한계치)
이상에서와 같이 본 발명에 따른 TPO 밴드(100)는 비중이 0.8∼0.9로 고무보다 가벼울 뿐만 아니라(30% 이상 경량), 내약품성(수영장의 소독약품, 썬 오일, 썬 크림), 내산성, 내수성이 우수하다. 또한, 무독성(미 FDA 승인)으로 친환경적일 뿐만 아니라, 투명하므로 색깔 조절이 가능하고, 고무보다 안정적인 SIZE(두께, 너비, 길이) 조절이 용이하다.
아울러, 전술한 실시 예에서와 같은 방법으로 제조된 본 발명에 따른 TPO 밴드(100)는 섭씨 100도 까지 우수한 내열 안정성을 갖고 있어 온도 등 주위 환경 변화에 물성 변화가 안정적으로 장기 보관이 가능할 뿐만 아니라, 재생가공이 용이하여 친환경적인 제품이다.
100. TPO 밴드
110. 엠보싱
110. 엠보싱
Claims (5)
- 올레핀(Olefin) 계 수지와 올레핀(Olefin) 계 고무를 일정 경도로 가교 시킨 엘라스토머(Elastomer) 제품로써의 TPO 밴드 제조방법에 있어서,
(a) 부타디엔 고무(Butadiene Rubber)와 프로세스 오일(Process Oil) 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 원료를 일정 비율로 혼합하는 단계;
(b) 단계(a) 과정의 원료 혼합물을 190∼210℃의 온도 조건하에서 가열 용융시키는 단계;
(c) 단계(b) 과정에서 가열 용융된 원료 혼합물을 T-die를 통해 일정 온도로 가열하는 가운데 압출하여 1차 성형밴드를 성형하는 단계;
(d) 단계(c) 과정을 통해 압출된 1차 성형밴드를 1개 이상의 롤러를 통해 필름 형태로 2차 성형하는 가운데 필름 형태의 밴드에 엠보싱의 형성과 1차 냉각시키는 단계;
(e) 단계(d) 과정을 통해 엠보싱이 형성된 필름 형태의 2차 성형밴드를 수냉방식을 통해 2차 냉각시키는 단계;
(f) 단계(e) 과정을 통해 2차 냉각된 2차 성형밴드를 바람을 이용하여 물기를 없애는 가운데 3차 냉각시키는 단계; 및
(g) 단계(f) 과정을 통해 3차 냉각된 2차 성형밴드를 규격별로 절단하는 단계를 포함한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 TPO 밴드의 제조방법. - 제 1 항에 있어서, 상기 단계(a) 과정에서 부타디엔 고무(Butadiene Rubber)와 프로세스 오일(Process Oil) 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 원료의 혼합비율은 부타디엔 고무(Butadiene Rubber) 100 중량부에 대하여 프로세스 오일(Process Oil) 85∼90 중량부 및 폴리스티렌(Poly Styrene) 10∼15 중량부의 비율로 혼합 조성되는 것을 특징으로 하는 TPO 밴드의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 단계(c) 과정에서 T-die의 가열 온도 조건은 220∼230℃의 온도 조건으로 가열하는 것을 특징으로 하는 TPO 밴드의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 단계(c) 과정의 가열 용융된 원료 혼합물을 압출시키는 과정에서 스크류의 회전속도는 1700∼1800 rpm의 회전속도로 압출시키는 것을 특징으로 하는 TPO 밴드의 제조방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조된 TPO 밴드.
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| JPH07207071A (ja) * | 1993-10-21 | 1995-08-08 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 熱可塑性エラストマー組成物 |
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