KR101573649B1 - 자기 강화형 플라스틱 프로파일 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자기 강화형 플라스틱 프로파일 및 그 제조방법을 발표한다. 상기 자기 강화형 플라스틱 프로파일은, 기질 수지와 유리 섬유를 함유하는 PBT수지의 공압출에 의하여 얻어진다. 구체적으로, 기질수지와 유리 섬유를 함유하는 PBT수지의 용융 공압출에 의하여 제조 되는 바, 그 기초 설비는 메인 엔진 및 상기 메인 엔진과 수직으로 설치되는 보조 엔진으로 구분되며, 메인 엔진은 PVC기질(1)의 가공을 진행하며; 보조 엔진은 유리 섬유가 함유된 PBT 수지의 강화 바아(2)를 가공하며, 메인 엔진과 보조 엔진을 동시에 압출시키며, 얻어진 압출물을 초기 성형시킨 후 쿨 커팅 및 정형을 진행한다. 상기 강화 바아(2)는 유리 섬유와 PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트) 플라스틱을 혼합하여 만들어진다. 상기 자기 강화형 플라스틱 프로파일은 설치가 간편하고 빠르며 생산에 적합한 등 이점을 가지고 있다.

Description

자기 강화형 플라스틱 프로파일 및 그 제조 방법{SELF-ENHANCED PLASTIC PROFILE AND PRODUCTION METHOD THEREOF}
본 발명은 특허 분류 번호 C08의 유기 고분자 화합물, 그 제조 또는 화학 가공, 이를 기질로 하는 조성물에 관한 것이다.
창문은 건축물 상에서 환경으로부터 오는 영향을 받는 바, 주요하게는 풍압과 비, 눈의 침습이며, 아울러 사용 시에 열고 닫는 힘 및 자체 중량에 의한 영향도 감당하여야 한다. 그 중에서 풍압은 창문의 로드 부품(rod pieces)(격자형 프로파일로서의 수평 바아, 수직 스타일(stile), 창 격자(window lattice))과 프레임, 새시로 하여금 휨 변형이 발생하도록 하는 주요한 원인으로서, 문과 창문의 안전 여부는 주요하게 바람을 받아내는 능력에 의하여 결정되는 바, 일반적으로는 단위 면적이 받는 기체 압력 값에 의하여 평가된다.
경질 PVC 플라스틱, 즉 PVC 프로파일의 역학적 성능은 강철, 알루미늄, 나무에 비하여 훨씬 차하며, 특히 PVC 프로파일의 휨 강도는 단지 목재의 1/4, 알루미늄 재료의 1/28, 강재의 1/84이며, 단면 형상과 크기가 알루미늄 프로파일, 강 프로파일 바와 동일한 조건 하에서, PVC 프로파일의 휨 성능은 훨씬 차하다. 이러한 결점을 미봉하기 위한 중요한 조치중 하나가 바로 문과 창문의 단일 프로파일이 일정한 길이를 초과할 때, PVC 프로파일의 빈 강(cavity)내에 강으로 된 강화형 강철, 즉 강철 라이닝(steel lining)을 추가로 설치한다.
강철 라이닝을 추가 설치하는 방법은 PVC 프로파일의 강도가 부족한 문제를 해결할 수는 있지만, 일부 부정적인 결함도 가져온다.
일반적으로, 강철 라이닝과 PVC 프로파일은 분리시켜 보관하며, 문과 창문을 설치할 때, 설치 인원들이 공사 현장에서 강철 라이닝과 PVC 프로파일을 고정시키기 때문에, 문과 창문을 설치하는 조립 공정을 증가시키고, 현장 설치 인원의 아주 높은 기술과 숙련도를 요하며; 강재의 대량 사용은 불가피하게 심각한 낭비를 초래하며; 그리고 강재의 저장과 운송에도 일정한 조건을 요하는 바, 예를 들면, 방수에 조심하고 강재의 청결을 유지하여야 하며, 부식 작용이 있는 물품과 멀리하여야 하는 등 조건을 만족시켜야 하며; 더욱 중요한 것은, 강철 라이닝이 금속이기 때문에 열의 양도체로서, PVC 문과 창문의 열전도 계수를 증가시키고, PVC 문과 창문의 보온 성능을 떨어뜨리며, 보온과 에너지 절감에 불리하다. 본 발명에서 PVC 프로파일은 플라스틱 프로파일의 일실시예이다.
상기 기술방안을 이용하였기 때문에, 본 발명에서 제공하는 자기 강화형 플라스틱 프로파일(self-enhancement plastic profiles)은 플라스틱 프로파일 기질(substrate), 및 상기 플라스틱 프로파일과 일체로 성형되어 프로파일의 강도를 강화시키는 적어도 하나의 강화 바아(enhancement bar)를 포함한다. 참고로 플라스틱 프로파일 기질은 도면 2의 도면 번호 1에 해당하는 것과 같이 플라스틱 프로파일의 구성요소를 지칭합니다.
상기 강화 바아는 프로파일 기질의 내부에 위치한다.
상기 강화 바아는 유리 섬유를 첨가한 PBT 수지이다.
또한 상기 자기 강화형 플라스틱 프로파일은 기질 수지(resin)와 유리 섬유를 함유한 PBT 수지의 공압출에 의하여 제조된 것이며; 기질 수지의 조성은 하기와 같은 바, 즉
Figure 112015081187870-pct00001
그 중에서, 상기 안정화제는 아연계 안정화제 또는 칼슘/아연 안정화제이며; 개질제(modifier)는 CPE 개질제 또는 아크릴산 에스테르(acrylic ester)계 개질제이며; 착색제는 이산화티탄(titanium dioxide)이며; 충전재(filler)는 고령토, 규회석, 탄산칼슘 또는 활석분(talcum powder)이며; 가공제는 아크릴산 에스테르이며; 안료는 군청색(ultramarine) 또는 프탈로시아닌 블루(phthalocyanine blue)이며;
상기 유리 섬유를 함유한 PBT 수지는, 유리 섬유와 PBT 재료를 혼합하여 얻어진 것이며; 이들 원료 및 비례는 아래와 같다:
Figure 112015081187870-pct00023
자기 강화형 플라스틱 프로파일을 제조하는 방법으로서, 자기 강화형 플라스틱 프로파일은 기질 수지와 유리 섬유가 함유된 PBT 수지의 용융 공압출에 의하여 얻어지며, 기질 수지의 원료와 비례는 하기와 같은 바, 즉
Figure 112014126495073-pct00003

상기 중간강화재료 공압출 층의 주요 원료 및 비례는 하기와 같은 바, 즉
Figure 112015081187870-pct00024
생산 공정으로는, 기초 설비는 메인 엔진(main engine) 및 상기 메인 엔진과 수직으로 설치되는 보조 엔진(auxiliary engine)으로 구분되며, 메인 엔진은 PVC 프로파일의 가공을 진행하며; 보조 엔진은 유리 섬유가 함유된 PBT 수지의 강화 바아를 가공하며, 메인 엔진과 보조 엔진을 동시에 압출시키며, 얻어진 압출물을 초기 성형시킨 후 쿨 커팅 및 정형을 진행하며; 상기 강화 바아는 유리 섬유와 PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트) 플라스틱을 혼합하여 얻어지는 것을 특징으로 한다.
상기 메인 엔진은 더블 스크류 플라스틱 압출기이고, 상기 압출기 내에는 총 6개 가열 구역이 있으며, 각 가열 구역의 가열 온도는 각각, 1 구역: 172-176℃, 2 구역: 175-180℃, 3 구역: 176-183℃, 4 구역: 182-187℃, 5 구역: 184-190℃, 6 구역: 172-176℃ 이며; 어댑터(adapter) 중의 온도는 185-195℃ 이며; 메인 엔진 중의 압출 스크류의 회전 속도(rotating speed)는 7-9 rpm이며, 피딩 스크류(feeding screw)의 회전 속도는 18-25 rpm이며, 토크(torque)는 32-39%이며, 융해압력(melting pressure)은 310-330 bar이다.
상기 보조 엔진은 싱글 스크류 플라스틱 압출기이고, 보조 엔진은 총3개의 가열 구역을 가지고 있고, 각 가열 구역의 가열 온도는 각각, 1 구역: 220-240℃, 2 구역: 220-240℃, 3 구역: 220-240℃ 이며; 어댑터의 온도는 220-240℃ 이며; 상기 보조 엔진은 총 2개의 공압출 헤드를 가지고 있고, 공압출 헤드1의 가열 온도는 220-240℃, 공압출 헤드2의 가열 온도는 220-240℃ 이며; 다이 헤드(die head) 의 온도 파라미터로는, 1 구역 온도가 185-200℃ 이며, 2 구역 온도가 185-200℃ 이며, 3 구역 온도가 185-200℃ 이며, 4 구역 온도가 185-200℃ 이다.
상기 기술방안을 이용하였기 때문에, 본 발명에서 제공하는 자기 강화형 플라스틱 프로파일은 설치가 간편하고 빠르며, 현장 설치 인원의 기술 숙련도에 대한 요구가 낮으며, 보관하기 편리하고 보온 성능이 더욱 우수한 에너지 절감 및 환경 보호적인 플라스틱 프로파일이다. 또한 제조가 편리할 뿐 아니라, 원가가 아주 낮아 널리 보급하기에 적합하다.
본 발명의 실시예 또는 종래 기술 중의 기술방안에 대하여 더욱 명확한 설명을 진행하기 위하여, 아래 실시예의 설명에 사용될 도면에 대하여 간략한 설명을 진행하는 바, 하기 설명 중의 도면은 단지 본 출원의 일부 실시예에 불과하며, 당업계의 기술자로 말하면 창조성적인 노력이 필요없이 이러한 도면에 의하여 기타 도면을 취득할 수 있다.
도1은 본 발명의 생산 공정 흐름도.
도2는 본 발명에 의해 제조된 프로파일의 단면도.
도면 중에서, 1은 기질이고, 2는 강화재료 공압출 층이다.
본 발명의 실시예의 목적, 기술방안 및 장점이 더욱 명료해지도록 하기 위하여, 아래 본 발명의 실시예 중의 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 중의 기술방안에 대하여 명확하고 완전한 설명을 진행하도록 한다.
하기 각 실시예의 방법에 의하여 제조된 프로파일의 단면은 도2에 도시된 바와 같다.
실시예1
PVC를 본체로 하는 기질 원료 및 비례는 하기와 같다.
Figure 112015081187870-pct00025
중간 강화재료 공압출 층의 주요 원료 및 비례는 하기와 같다.
Figure 112015081187870-pct00026
삭제
그 중에서, 안정화제는 아연계 안정화제 또는 칼슘/아연 안정화제를 사용하며; 개질제는 아크릴산 에스테르를 사용하며; 착색제는 이산화티탄을 사용하며; 충전재는 탄산칼슘 또는 규회석을 사용하며; 가공제는 아크릴산 에스테르를 사용하며; 안료는 군청색을 사용한다.
메인 엔진은 더블 스크류 플라스틱 압출기를 사용하고, 해당 압출기에는 6개의 가열 구역과 어댑터가 있으며, 각 가열 구역과 어댑터의 작업 온도는 하기와 같다.
Figure 112014126495073-pct00007
메인 엔진 중의 압출 스크류의 회전 속도는 7 rpm이며, 피딩 스크류의 회전 속도는 18 rpm이며, 토크는 32%이며, 융해 압력은 310 bar이다.
보조 엔진은 싱글 스크류 플라스틱 압출기이고, 해당 보조 엔진에는 총 3개의 가열 구역, 2개의 고압출 헤드 및 1개의 다이 헤드가 있으며, 그 중에서, 1 구역 온도: 220℃, 2 구역 온도: 220℃, 3 구역 온도: 220℃ 이다. 어댑터 온도: 220℃ 이다.
해당 보조 엔진에는 총 2개의 공압출 헤드가 있고, 공압출 헤드1의 가열 온도는 220℃, 공압출 헤드2의 가열 온도는 220℃ 이며; 다이 헤드 온도 파라미터로는, 1 구역 온도: 185℃, 2 구역 온도: 190℃, 3 구역 온도: 190℃, 4 구역 온도: 190℃ 이다.
실시예2
PVC를 본체로 하는 기질 원료 및 비례는 하기와 같다.
Figure 112014126495073-pct00008

중간 강화재료 공압출 층의 주요 원료 및 비례는 하기와 같다.
Figure 112015081187870-pct00027
그 중에서, 안정화제는 아연계 안정화제 또는 칼슘/아연 안정화제를 사용하며; 개질제는 아크릴산 에스테르를 사용하며; 착색제는 이산화티탄을 사용하며; 충전재는 탄산칼슘 또는 규회석을 사용하며; 가공제는 아크릴산 에스테르를 사용하며; 안료는 군청색을 사용한다.
메인 엔진은 더블 스크류 플라스틱 압출기를 사용하고, 해당 압출기에는 6개의 가열 구역과 어댑터가 있으며, 각 가열 구역과 어댑터의 작업 온도는 하기와 같다.
Figure 112014126495073-pct00010

메인 엔진 중의 압출 스크류의 회전 속도는 9 rpm이며, 피딩 스크류의 회전 속도는 25 rpm 이며, 토크는 39%이며, 융해 압력은 330 bar이다.
보조 엔진은 싱글 스크류 플라스틱 압출기이고, 해당 보조 엔진에는 모두 3개의 가열 구역, 2개의 고압출 헤드 및 1개의 다이 헤드가 있으며, 그 중에서, 1 구역 온도: 240℃, 2 구역 온도: 240℃, 3 구역 온도: 240℃ 이다. 어댑터 온도: 240℃ 이다.
해당 보조 엔진에는 모두 2개의 공압출 헤드가 있고, 공압출 헤드1의 가열 온도는 240℃, 공압출 헤드2의 가열 온도는 240℃ 이며; 다이 헤드 온도 파라미터로는, 1 구역 온도: 200℃, 2 구역 온도: 200℃, 3 구역 온도: 200℃, 4 구역 온도: 200℃ 이다.
실시예3
PVC를 본체로 하는 기질 원료 및 비례는 하기와 같다.
Figure 112014126495073-pct00011

중간 강화재료 공압출 층의 주요 원료 및 비례는 하기와 같다.

Figure 112015081187870-pct00028
그 중에서, 안정화제는 유기 주석계 안정화제를 사용하며; 개질제는 아크릴산 에스테르 개질제를 사용하며; 착색제는 이산화티탄을 사용하며; 충전재는 탄산칼슘 또는 활석분을 사용하며; 가공제는 아크릴산 에스테르를 사용하며; 안료는 프탈로시아닌 블루를 사용한다.
메인 엔진은 더블 스크류 플라스틱 압출기를 사용하고, 해당 압출기에는 6개의 가열 구역과 어댑터가 있으며, 각 가열 구역과 어댑터의 작업 온도는 하기와 같다.
Figure 112014126495073-pct00013

메인 엔진 중의 압출 스크류의 회전 속도는 8 rpm이며, 피딩 스크류의 회전 속도는 23 rpm이며, 토크는 37%이며, 융해 압력은 320 bar이다.
보조 엔진에는 싱글 스크류 플라스틱 압출기이고, 해당 보조 엔진에는 모두 3개의 가열 구역, 2개의 고압출 헤드 및 1개의 다이 헤드가 있으며, 그 중에서, 1 구역 온도: 230℃, 2 구역 온도: 230℃, 3 구역 온도: 230℃ 이며, 어댑터 온도: 230℃ 이다.
해당 보조 엔진에는 모두 2개의 공압출 헤드가 있고, 공압출 헤드1의 가열 온도는 240℃, 공압출 헤드2의 가열 온도는 240℃ 이며; 다이 헤드 온도 파라미터로는, 1 구역 온도: 185℃, 2 구역 온도: 185℃, 3 구역 온도: 185℃, 4 구역 온도: 185℃ 이다.
실시예4
PVC를 본체로 하는 기질 원료 및 비례는 하기와 같다.
Figure 112014126495073-pct00014

중간 강화재료 공압출 층의 주요 원료 및 비례는 하기와 같다.
Figure 112015081187870-pct00029
그 중에서, 안정화제는 유기 주석계 안정화제를 사용하며; 개질제는 CPE 개질제를 사용하며; 착색제는 이산화티탄을 사용하며; 충전재는 고령토 또는 규회석을 사용하며; 가공제는 아크릴산 에스테르를 사용하며; 안료는 프탈로시아닌 블루를 사용한다.
메인 엔진은 더블 스크류 플라스틱 압출기를 사용하고, 해당 압출기에는 6개의 가열 구역과 어댑터가 있으며, 각 가열 구역과 어댑터의 작업 온도는 하기와 같다.
Figure 112014126495073-pct00016

메인 엔진 중의 압출 스크류의 회전 속도는 8 rpm이며, 피딩 스크류의 회전 속도는 23 rpm이며, 토크는 36%이며, 융해 압력은 320 bar이다.
보조 엔진은 싱글 스크류 플라스틱 압출기이고, 해당 보조 엔진에는 모두 3개의 가열 구역, 2개의 고압출 헤드 및 1개의 다이 헤드가 있으며, 그 중에서, 1 구역 온도: 230℃, 2 구역 온도: 230℃, 3 구역 온도: 230℃ 이며, 어댑터 온도: 230℃ 이다.
해당 보조 엔진에는 모두 2개의 공압출 헤드가 있고, 공압출 헤드1의 가열 온도는 240℃, 공압출 헤드2의 가열 온도는 240℃ 이며; 다이 헤드 온도 파라미터로는, 1 구역 온도: 185℃, 2 구역 온도: 185℃, 3 구역 온도: 185℃, 4 구역 온도: 185℃ 이다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명의 청구범위는 상술한 실시예만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.

Claims (7)

  1. 플라스틱 프로파일 기질 및 상기 플라스틱 프로파일 기질과 일체로 성형되어 프로파일의 강도를 강화시키는 적어도 하나의 강화 바아를 포함하고, 상기 강화 바아는 프로파일 기질의 내부에 위치하는 자기 강화형 플라스틱 프로파일을 제조하는 방법에 있어서,
    상기 자기 강화형 플라스틱 프로파일은 기질 수지와 유리 섬유를 함유한 PBT 수지를 용융 공압출에 의하여 제조된 것이며, 기질 수지의 조성은 하기와 같은 바, 즉
    Figure 112015081187870-pct00017

    그 중에서, 상기 안정화제는 아연계 안정화제 또는 칼슘/아연 안정화제이며; 개질제는 CPE 개질제 또는 아크릴산 에스테르계 개질제이며; 착색제는 이산화티탄이며; 충전재는 고령토, 규회석, 탄산칼슘 또는 활석분; 가공제는 아크릴산 에스테르이며; 안료는 군청색 또는 프탈로시아닌 블루이며;
    상기 유리 섬유를 함유한 PBT 수지는, 유리 섬유와 PBT 재료를 혼합하여 얻어진 것이며, 이들 원료 및 비례는 하기와 같은 바, 즉
    Figure 112015081187870-pct00030

    이고,
    생산 공정으로는, 기초 설비는 메인 엔진 및 상기 메인 엔진과 수직으로 설치되는 보조 엔진으로 구분되며, 메인 엔진은 PVC 프로파일의 가공을 진행하며; 보조 엔진은 유리 섬유가 함유된 PBT 수지의 강화 바아를 가공하며, 메인 엔진과 보조 엔진을 동시에 압출시키며, 얻어진 압출물을 초기 성형시킨 후 쿨 커팅 및 정형을 진행하며; 상기 강화 바아는 유리 섬유와 PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트) 플라스틱을 혼합하여 얻어지고,
    상기 메인 엔진은 더블 스크류 플라스틱 압출기이고, 상기 압출기 내에는 총 6개의 가열 구역이 있으며, 각 가열 구역의 가열 온도는 각각, 1 구역: 172-176℃, 2 구역: 175-180℃, 3 구역: 176-183℃, 4 구역: 182-187℃, 5 구역: 184-190℃, 6 구역: 172-176℃ 이며; 어댑터 중의 온도는 185-195℃ 이며; 메인 엔진 중의 압출 스크류의 회전 속도는 7-9 rpm이며, 피딩 스크류의 회전 속도는 18-25 rpm 이며, 토크는 32-39%이며, 융해 압력은 310-330 bar 인 것을 특징으로 하는 자기 강화형 플라스틱 프로파일의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보조 엔진은 싱글 스크류 플라스틱 압출기이고, 보조 엔진은 총3개의 가열 구역을 가지고 있고, 각 가열 구역의 가열 온도는 각각, 1 구역: 220-240℃, 2 구역: 220-240℃, 3 구역: 220-240℃ 이며; 어댑터의 온도는 220-240℃ 이며,
    상기 보조 엔진은 총 2개의 공압출 헤드를 가지고 있고, 공압출 헤드1의 가열 온도는 220-240℃, 공압출 헤드2의 가열 온도는 220-240℃ 이며; 다이 헤드의 온도 파라미터로는, 1 구역 온도가 185-200℃ 이며, 2 구역 온도가 185-200℃ 이며, 3 구역 온도가 185-200℃ 이며, 4 구역 온도가 185-200℃ 인 것을 특징으로 하는 자기 강화형 플라스틱 프로파일의 제조방법.
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