KR101690776B1 - 저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조방법에 관한 것으로, 다이스를 구비한 압출기와, 상기 다이스의 상부에 제공된 에어기둥 가이드와, 상기 에어기둥 가이드의 상단에 제공된 핀치 롤러와, 상기 압출기와 상기 핀치 롤러를 제어하는 제어수단을 포함하는 저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조장치에 있어서, (a) 상기 에어기둥 가이드에 적어도 하나 이상의 에어기둥 변위 측정센서를 설치하는 단계와; (b) 상기 다이스에서 생성되어 상기 에어기둥 가이드를 통과하여 상기 핀치 롤러에 권취되는 에어기둥의 변위를 상기 에어기둥 변위 측정센서를 이용하여 3 ~ 5초 간격으로 측정하는 단계와; (c) 상기 에어기둥 변위 측정센서에 의해 측정된 상기 에어기둥의 변위가 비정상 범위인 경우에는 상기 핀치 롤러에 의해 접혀진 2겹 필름의 정상 이송속도를 가속한 후 10 ~ 15초 동안 유지하는 1차 조정후 상기 에어기둥 변위 측정결과 상기 에어기둥의 변위가 정상 범위인 경우에는 상기 2겹 필름의 이송속도를 정상 이송속도로 감속하는 조정단계로 구성됨으로써, 에어 기둥의 변위를 검출하고 이를 기초로 핀치롤러의 회전수, 에어기둥 가이드 조정기를 조절하여 에어기둥의 변위를 제어함으로써 저밀도 폴리에틸렌 중포대의 품질을 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조방법 {Method of manufacturing heavy duty bags made of low-density polyethylene}

본 발명은 저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조방법에 관한 것이다.

대한민국 등록특허 제1233542호(등록일자: 2013. 7. 31., 발명의 명칭: 포대 제작용 기능성 원단의 제조방법)는 제직(製織)된 기본원단(10)을 롤(1)에 감아 준비하는 기본원단 준비단계(S10); 폴리에틸렌(PE:Polyethylene) 95 내지 98 중량%와, 슬립제(Slip agent) 2 내지 5 중량%를 배합하여 압출원료(20)를 준비하는 압출원료 준비단계(S20); 상기 롤(1)에 감긴 기본원단(10)이 제1이송 롤(2)을 거쳐 전방으로 이송되도록 하는 제1이송단계(S30); 상기 제1이송 롤(2)을 통해 이송되는 기본원단(10)을 제1실리콘 롤(3:Silicone roll)에서 받아 이송하되, 상기 제1실리콘 롤(3)의 상부에 위치하는 제1티 다이(4:T-Die)에서 압출원료(20)를 제공받아 250 내지 320℃ 온도에서 용융하여 상기 제1실리콘 롤(3)을 통과하는 기본원단(10)의 일 면에 용융된 압출원료(20)를 압출하여 기본원단(10)에 제1투습박막(30)이 형성되도록 하는 제1투습박막 형성단계(S40); 상기 제1실리콘 롤(3)을 통과하면서 기본원단(10)의 일 면에 형성된 제1투습박막(30)이 신속하게 경화되도록 상기 제1실리콘 롤(3)과 근접하게 위치되는 제1냉각 롤(5)의 표면에 제1투습박막(30)이 접촉 냉각되면서 통과되도록 하되, 상기 제1냉각 롤(5)은 10 내지 15℃의 온도로 유지되도록 하는 제1경화단계(S50); 및 상기 제1경화단계(S50)를 거쳐 기본원단(10)의 일 면에 제1투습박막(30)이 경화되어 안정적으로 형성된 기능성 원단(A)을 연속적으로 권취 롤(6)에 감도록 하는 권취단계(S60);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 포대 제작용 기능성 원단의 제조방법이 개시되어 있다.

이러한 종래 기술은, 충격강도 및 응력 균열성(ESCR)이 우수한 저밀도 폴리에틸렌과 폴리에틸렌의 성형성을 향상시키는 슬립제를 배합된 압출원료를 T-다이에서 용융하고, 그 용융된 압출원료를 기본원단의 일 면에 압출하여 투습박막을 제조함으로, 종래에 기능성 원단을 제조하기 위해 접착제를 도포하는 공정이나, 미리 제작된 폴리에틸렌 필름을 준비해야하는 과정 등이 필요없어 공정이 간단하여 제품의 생산성을 향상시키는 동시에, 접착제의 재료가 낭비되는 것을 방지하여 제품의 단가를 절감할 수 있는 효과가 있다고 주장하는 반면, 가공이 완료된 원단의 일면에 원료를 T-다이 압축하는 경우에 2겹(ply) 압축 포대에 비하여 품질이 좋지 못한 근원적인 문제점이 있었다.

또한, 대한민국 등록특허 제1308689호(등록일자: 2013. 9. 9., 발명의 명칭; 내부식별이 용이한 중포대 및 이의 제조방법)는 마스터배치 6% 농도의 원료에 전체 중량비 5%의 비율로 각각 내후제가 배합된 투명재와 착색제의 원료를 별도의 저장호퍼에서 각각의 압출기를 통해 성형다이로 투입하는 원료 투입단계; 상기 압출기에서 용해되어 투입된 원료가 성형다이를 통과하면서 투명필름의 투명부와 착색필름의 착색부가 배색되어 내부에 충진된 에어기둥에 의해 일정 직경의 버블이 형성되는 버블 성형단계; 상기 버블성형단계에서 착색부와 투명부로 배색된 버블의 내측 또는 외측 이나 내외측 동시에 투명 코팅층이 형성되도록 상기 버블성형단계 전에 투명제의 원료를 별도의 저장호퍼에서 압출기를 통해 상기 성형다이로 제공하는 코팅제 투입단계; 상기 성형다이에서 배출되는 버블을 복수의 권취롤러를 통해 압착 권치하여 포대용 필름을 형성시키는 필름성형단계; 안료가 구비되고 다수개의 이동롤러가 설치된 착색부에 권취된 필름을 통과시켜 착색부의 필름표면에 필요한 내용을 인쇄하는 인쇄단계; 착색이 완료된 필름을 일정크기로 재단하고, 재단된 필름의 폭방향 일측을 실링하여 포대를 완성하는 재단 및 실링단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내부 식별이 용이한 비닐제의 비료 및 사료용 중포대 제조방법이 개시되어 있다.

이러한 종래 기술은, 내부에 내용물이 채워진 상태로 차량에 다단으로 적층되어 운반되거나, 다단으로 적층되어 보관창고에 저장되는 경우, 포대의 일측면으로 노출되는 투명부를 통해 포대 내부에 채워진 내용물을 외부에서 육안으로 간편하게 파악할 수 있어 사용 및 관리가 용이한 효과가 있는 반면, 일반적인 2겹(ply) 브로운 압축방법에 불과한 단점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자 창출된 본 발명의 목적은, 중포대의 품질을 균일하게 유지할 수 있는 저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조방법을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 목적은, 다이스를 구비한 압출기와, 상기 다이스의 상부에 제공된 에어기둥 가이드와, 상기 에어기둥 가이드의 상단에 제공된 핀치 롤러와, 상기 압출기와 상기 핀치 롤러를 제어하는 제어수단을 포함하는 저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조장치에 있어서, (a) 상기 에어기둥 가이드에 적어도 하나 이상의 에어기둥 변위 측정센서를 설치하는 단계와; (b) 상기 다이스에서 생성되어 상기 에어기둥 가이드를 통과하여 상기 핀치 롤러에 권취되는 에어기둥의 변위를 상기 에어기둥 변위 측정센서를 이용하여 3 ~ 5초 간격으로 측정하는 단계와; (c) 상기 에어기둥 변위 측정센서에 의해 측정된 상기 에어기둥의 변위가 비정상 범위인 경우에는 상기 핀치 롤러에 의해 접혀진 2겹 필름의 정상 이송속도를 가속한 후 10 ~ 15초 동안 유지하는 1차 조정후 상기 에어기둥 변위 측정결과 상기 에어기둥의 변위가 정상 범위인 경우에는 상기 2겹 필름의 이송속도를 정상 이송속도로 감속하는 조정단계로 이루어지되, 상기 (c)단계의 정상 범위는 8㎜ 이하이고, 비정상 범위는 10 ~15㎜이고, 상기 (c)단계의 상기 2겹 필름의 정상 이송속도는 50 ~ 55m/min이고, 가속되는 상기 2겹 필름의 이송속도는 60m/min이고, 상기 2겹 필름의 이송속도는 상기 핀치 롤러의 회전수를 가감하여 구현되고, 상기 1차 조정단계는 3 ~ 5회 실시되는 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조방법에 의해 달성될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 상기 (c)의 1차 조정후에도 상기 에어기둥의 변위가 비정상 범위로 측정되는 경우에는 상기 2겹 필름의 조정된 이송속도를 정상 이송속도로 감속한 후 5초 동안 유지한 다음 이송속도를 60m/min으로 가속하여 5초 동안 유지하는 2차 조정하며 상기 에어기둥의 변위가 정상 범위로 유지되면 상기 2겹 필름의 이송속도를 정상 이송속도로 감속하는 (d)단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 본 발명의 상기 (d)단계를 30초 간격으로 2회 실시되는 것을 특징으로 한다.

보다 바람직하게는, 본 발명의 상기 (a)단계와 상기 (b)단계 사이에 상기 에어기둥 가이드를 전후좌우로 이동시키는 에어기둥 가이드 조정기를 설치하는 (a)-1단계를 더 포함하고, 상기 (d)의 2차 조정후에도 상기 에어기둥의 변위가 비정상 범위로 측정되는 경우에는 ① 상기 2겹 필름의 이송속도를 유지한 상태에서 상기 에어기둥의 변위가 정상범위 내로 유지되도록 상기 에어기둥 가이드 조정기를 60 ~ 70초 동안 실시간적으로 강제 이동시키고, ② 상기 2겹 필름를 정상 이송속도로 감속하여 10초간 유지하고, ③ 상기 에어기둥 가이드 조정기를 원래의 위치로 이동시키는 (e)단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 본 발명의 상기 (c)단계에 의해 상기 에어기둥의 변위가 정상 범위로 조정되더라도 상기 (d)단계를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 본 발명은 에어 기둥의 변위를 검출하고 이를 기초로 핀치롤러의 회전수, 에어기둥 가이드 조정기를 조절하여 에어기둥의 변위를 제어함으로써 저밀도 폴리에틸렌 중포대의 품질을 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조장치는 압출기(10), 에어기둥 가이드(30), 핀치 롤러(50), 에어기둥 변위 측정센서(SS), 에어기둥 가이드 조정기(ABC) 및 제어수단(CTB)으로 이루어져 있다. 여기서, 핀치 롤러(50)의 하부에는 에어기둥(20)의 외주연을 순차적으로 눌러서 핀치 롤러(50)로 안내하는 "∧"자 형상의 안내 가이드와, 핀치 롤러(50)의 후단에 2겹 필름(20a)의 두께를 측정하는 센서가 설치되는 것이 일반적이지만, 본 실시예를 설명하는데 반드시 필요한 필수구성요소가 아니기 때문에 안내 가이드 및 두께측정센서의 상세한 도시나 설명은 모두 생략하기로 한다.

압출기(10)는 상부에 제공된 호퍼(10h)와, 스크류(10s)와 연동된 구동 모터(10a)와, 호퍼(10h)와 연동되어 있으며 전단부에 제공된 다이스(10d)로 이루어져 있다.

여기서, 압출기(10)는 호퍼(10h)로 투입되는 폴리에틸렌 펠렛을 용융시켜 다이스(10d)을 통해 압출하면서 고압의 공기를 불어넣어 에어기둥(20)을 성형하는 장치로서 통상적인 공지 장치이기 때문에 이에 대한 상세한 설명이나 도시는 생략하기로 한다. 그리고 다이스(10d)는 고압공기를 제공하는 적어도 하나 이상의 에어링이 외부에 취부되지만 이에 대한 상세한 설명이나 도시는 생략하기로 한다.

에어기둥 가이드(30)는 다이스(10d)로부터 형성된 에어기둥(20)이 요동되는 것을 방지하도록 압출기(10)의 다이스(10d)의 상부에 제공되며, 에어기둥(20)의 외주연과 일정거리 이격되는 위치에 제공된 정사각 형상의 다관절 부재(31)이다. 여기서, 에어기둥 가이드(30)는 통상 4개의 봉재가 우물 정(井) 형태로 연결된 구조를 갖는다.

또한, 에어기둥 가이드(30)는 정사각형 형상에 한정되어 도시되고 설명되었으나 에어기둥(20)의 외주연에 손상을 가하지 않는 오각형, 원형 등으로 변형실시될 수 있음을 미리 밝혀둔다.

핀치 롤러(50)는 에어기둥(20)을 압착하는 장치로서 압출기(10)의 다이스(10d) 상부에 제공되어 있다. 여기서, 핀치 롤러(50)는 맞물려 회전되는 한 쌍의 롤러(51)와, 롤러(51)를 회전시키도록 연동된 롤러 모터(55)로 이루어져 있다.

핀치 롤러(50)에 의해 압착된 2겹의 필름(20a)은 후단에 설치되는 권취기에 감겨지거나 또는 중포대 가공기로 제공된다.

에어기둥 변위 측정센서(SS)는 에어기둥(20)의 변위를 측정하기 위하여 에어기둥 가이드(30)에 복수 개가 제공되는 비접촉식 센서이다. 여기서, 본 실시예와 같이 에어기둥 가이드(30)가 사각 형상인 경우에는 전후좌우에 각기 한 개씩 4개를 설치하는 것이 바람직하다.

에어기둥 가이드 조정기(ABC)는 에어기둥 가이드(30)를 전후 또는 좌우로 이동시키도록 에어기둥 가이드(30)에 제공되어 있다. 여기서, 에어기둥 가이드 조정기(ABC)는 에어 실린더가 가장 바람직하다.

제어수단(CTB)은 에어기둥(20)의 바람직한 형성과 핀치 롤러(50)의 후단의 2겹 필름(20a)의 두께가 균일하도록 압출기(10), 핀치 롤러(50), 에어기둥 가이드 조정기(ABC) 및 에어기둥 변위 측정센서(SS)를 제어한다.

본 실시예의 저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조방법은 다음과 같다.

(a) 에어기둥 변위 측정센서 및 에어기둥 가이드 조정기 설치하기

에어기둥 변위 측정센서(SS)는 에어기둥 가이드(30)에 전후좌우 각 한 개씩 4개를 설치한다.

에어기둥 가이드 조정기(ABC)는 에어기둥 가이드(30)의 일측에 설치한다.

이렇게 설치된 에어기둥 변위 측정센서(SS) 및 에어기둥 가이드 조정기(ABC)는 모두 제어수단(CTB)에 의해 제어된다.

(b) 에어기둥 변위 측정하기

다이스(10d)로부터 생성된 에어기둥(20)은 에어기둥 가이드(30)를 통과한 후 핀치 롤러(50)에 의해 2겹 필름(20a)으로 압착된다.

이러한 에어기둥(20)은 에어기둥 변위 측정센서(SS)에 의해 변위가 3 ~ 5초 간격으로 측정된다. 여기서, 에어기둥(20)의 변위가 전후좌후 각 일방향으로 8㎜ 이내인 경우에는 저밀도 폴리에틸렌 중포대의 품질에 영향을 미치지 않으나 10㎜ 이상인 경우에는 저밀도 폴리에틸렌 중포대의 두께가 균일하지 못하는 단점이 발생된다.

(c) 에어기둥 변위 조정하기

전술된 바와 같이, 에어기둥(20)의 변위가 8㎜ 이내인 경우에는 별도의 조정이 불필요하다. 그러나 에어기둥(20)의 변위가 10 ~ 15㎜인 경우에는 핀치 롤러(50)의 롤러 모터(55)의 회전수를 증가시켜 에어기둥(20)의 변위가 정상 범위(8㎜ 이내)로 유입되도록 조정한다.

여기서, 일반적으로 저밀도 폴리에틸렌 중포대는 에어기둥(20)의 이송속도를 측정하기가 곤란하기 때문에 핀치 롤러(50)에 의해 접혀진 2겹 필름(20a)의 이송속도를 측정하며, 가장 안정적인 이송속도는 50 ~ 55m/min이다.

전술된 바와 같이, 에어기둥(20)의 변위가 10 ~ 15㎜인 경우에는 핀치 롤러(50)의 롤러 모터(55)의 회전수를 증가시켜 2겹 필름(20a)의 이송속도를 60m/min로 10 ~ 15초 동안 유지하는 1차 조정을 실시한다.

이러한 1차 조정에 의해 에어기둥(20)의 변위가 에어기둥 변위 측정센서(SS)의 측정결과 정상 범위로 유지되면 2겹 필름(20a)의 이송속도를 정상 이송속도인 50 ~ 55m/min로 감속한다. 여기서, 이러한 1차 조정은 3 ~ 5회 정도 실시하는 것이 바람직하다.

그러나 이러한 1차 조정에 의해서도 에어기둥(20)의 변위가 정상 범위로 유지되지 않으면 2겹 필름(20a)의 조정된 이송속도를 원래의 50 ~ 55m/min으로 낮춰 5초를 유지한 다음 이송속도를 60m/min으로 5초 동안 유지하는 2차 조정을 실시한다.

이러한 2차 조정에 의해 에어기둥(20)의 변위가 정상 범위로 유지되면 2겹 필름(20a)의 이송속도를 원래의 속도인 50 ~ 55m/min으로 감속한다. 여기서, 2차 조정은 30초 간격으로 2회 실시하는 것이 가장 바람직하다.

그러나 이러한 2차 조정에 의해서도 에어기둥(20)의 변위가 정상 범위로 유지되지 않으면 ① 2겹 필름(20a)의 이송속도를 유지한 상태에서 에어기둥(20)의 변위가 정상범위 내로 유지되도록 에어기둥 가이드 조정기(ABC)를 60 ~ 70초 동안 실시간적으로 강제 이동시키고, ② 이어서, 2겹 필름(20a)의 이송속도를 원래의 속도인 50 ~ 55m/min으로 감속하여 10초간 유지하고, ③ 에어기둥 가이드 조정기(ABC)를 원래의 위치로 이동시키는 3차 조정을 수행한다.

본 실시예의 2차 조정은 1차 조정에 의해서 에어기둥(20)의 변위가 정상 범위로 유지되지 않는 경우에 한정하여 설명되고 있으나 이에 한정되지 않고, 1차 조정에 의해 에어기둥(20)의 변위가 정상 범위로 유지되더라도 2차 조정을 이어서 실시할 수 있음을 미리 밝혀둔다. 왜냐하면, 에어기둥(20)은 다양한 변수에 의해 변위가 발생되기 때문에 안정성 측면에서는 1차 조정과 2차 조정을 연이어 실시하는 것이 가장 바람직하기 때문이다.

이상과 같은 본 발명은 일 실시예에 한정되어 설명되었으나, 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 토대로 변형되는 실시예들은 모두 본 발명의 권리범위에 속함이 분명하다.

10 : 압출기 10a : 구동 모터
20 : 에어기둥
30 : 에어기둥 가이드
50 : 핀치 롤러
SS : 에어기둥 변위 측정센서

Claims (5)

1. 다이스를 구비한 압출기와, 상기 다이스의 상부에 제공된 에어기둥 가이드와, 상기 에어기둥 가이드의 상단에 제공된 핀치 롤러와, 상기 압출기와 상기 핀치 롤러를 제어하는 제어수단을 포함하는 저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조장치에 있어서,
   (a) 상기 에어기둥 가이드에 적어도 하나 이상의 에어기둥 변위 측정센서를 설치하는 단계와;
   (b) 상기 다이스에서 생성되어 상기 에어기둥 가이드를 통과하여 상기 핀치 롤러에 권취되는 에어기둥의 변위를 상기 에어기둥 변위 측정센서를 이용하여 3 ~ 5초 간격으로 측정하는 단계와;
   (c) 상기 에어기둥 변위 측정센서에 의해 측정된 상기 에어기둥의 변위가 비정상 범위인 경우에는 상기 핀치 롤러에 의해 접혀진 2겹 필름의 정상 이송속도를 가속한 후 10 ~ 15초 동안 유지하는 1차 조정후 상기 에어기둥 변위 측정결과 상기 에어기둥의 변위가 정상 범위인 경우에는 상기 2겹 필름의 이송속도를 정상 이송속도로 감속하는 조정단계로 이루어지되,
   상기 (c)단계의 정상 범위는 8㎜ 이하이고, 비정상 범위는 10 ~15㎜이고,
   상기 (c)단계의 상기 2겹 필름의 정상 이송속도는 50 ~ 55m/min이고, 가속되는 상기 2겹 필름의 이송속도는 60m/min이고,
   상기 2겹 필름의 이송속도는 상기 핀치 롤러의 회전수를 가감하여 구현되고,
   상기 1차 조정단계는 3 ~ 5회 실시되고,
   상기 (c)의 1차 조정후에도 상기 에어기둥의 변위가 비정상 범위로 측정되는 경우에는 상기 2겹 필름의 조정된 이송속도를 정상 이송속도로 감속한 후 5초 동안 유지한 다음 이송속도를 60m/min으로 가속하여 5초 동안 유지하는 2차 조정하며 상기 에어기둥의 변위가 정상 범위로 유지되면 상기 2겹 필름의 이송속도를 정상 이송속도로 감속하는 (d)단계를 더 포함하되, 상기 (d)단계를 30초 간격으로 2회 실시하고,
   상기 (a)단계와 상기 (b)단계 사이에 상기 에어기둥 가이드를 전후좌우로 이동시키는 에어기둥 가이드 조정기를 설치하는 (a)-1단계를 더 포함하고,
   상기 (d)의 2차 조정후에도 상기 에어기둥의 변위가 비정상 범위로 측정되는 경우에는 ① 상기 2겹 필름의 이송속도를 유지한 상태에서 상기 에어기둥의 변위가 정상범위 내로 유지되도록 상기 에어기둥 가이드 조정기를 60 ~ 70초 동안 실시간적으로 강제 이동시키고, ② 상기 2겹 필름를 정상 이송속도로 감속하여 10초간 유지하고, ③ 상기 에어기둥 가이드 조정기를 원래의 위치로 이동시키는 (e)단계를 더 포함하고,
   상기 (c)단계에 의해 상기 에어기둥의 변위가 정상 범위로 조정되더라도 상기 (d)단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 저밀도 폴리에틸렌 중포대 제조방법.
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