KR101841881B1 - Pvc 연질시트 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법은, PVC 수지 100 중량부, PVC 가소제 25 중량부, PVC 제1 안정제 3.5 중량부 및 PVC 제2 안정제 3 중량부로 구성되는 원료로 제조되는 전자 기판용 PVC 연질시트를 제조하는 PVC 연질시트 제조방법에 있어서, 분말 상태인 상기 PVC 수지, 상기 PVC 가소제, 상기 PVC 제1 안정제 및 상기 PVC 제2 안정제를 배합하여 상기 원료를 제조하는 제1 단계, 분말 상태의 상기 원료를 가열한 채, 일정 압력을 가하는 압출부를 통과시키는 제2 단계, 상기 압출부를 통과한 상기 원료를 믹싱롤러부를 이용하여 가열 및 반죽하여 혼련하는 제3 단계, 상기 믹싱롤러부를 통과한 겔 형태의 상기 원료를 캘린더부로 이동시켜 가열한 채, 압연하는 제4 단계 및 상기 캘린더부에 의해 가공된 일정 두께의 PVC 연질시트를 냉각하는 제5 단계를 포함하며, 상기 믹싱롤러부는, 상기 원료가 이동되는 방향을 따라 이격되어 배치되는 제1 롤러부, 제2 롤러부 및 제3 롤러부를 구비하며, 상기 제1 롤러부는 200℃로 유지되며, 상기 제2 롤러부는 175℃로 유지되고, 상기 제3 롤러부는 170℃로 유지되며, 상기 캘린더부는 'ㄱ' 자 형상으로 배치되는 제4 롤러부, 제5 롤러부, 제6 롤러부 및 제7 롤러부를 구비하고, 상기 제4 롤러부는, 205℃로 유지되고, 상기 제5 롤러부는, 202℃로 유지되며, 상기 제6 롤러부 및 상기 제7 롤러부는, 170℃로 유지될 수 있다.

Description

PVC 연질시트 제조방법{Method for PVC sheet}
본 발명은 PVC 연질시트 제조방법에 관한 것으로, 전자 기판용에 이용되는 내열성이 우수한 PVC 연질시트를 제공하는 PVC 연질시트 제조방법에 관한 것이다.
모터나 발전기로부터, 프린트 배선판이나 IC 칩에 이르기까지의 전자·전기 기기의 대다수는, 전기를 통과시키기 위한 도체와, 절연 재료를 포함하여 구성된다. 최근, 이들 기기의 소형화에 따라 발열량이 증대되었기 때문에, 절연 재료에 있어서 어떻게 열을 방산시키는지가 중요한 과제가 되었다.
이들 기기에 이용되고 있는 절연 재료로는, 절연성, 내열성 등의 관점에서, 수지 조성물로 이루어지는 수지 경화물이 널리 이용되고 있다.
폴리염화비닐 수지(이하 "PVC"라 함)는 염화비닐의 단독중합체 및 염화비닐을 50% 이상 함유한 공중합체를 의미하며, 염화비닐수지라고도 한다.
구체적으로, PVC는 열가소성 플라스틱의 하나로 "폴리염화비닐" 또는 "염화비닐수지"라고 부르며 약칭으로 PVC로 사용되고 있다.
염화비닐수지(PVC)는 원래 딱딱한 물질로 2 ~ 30%의 프탈산계(phhthalates.DEHP, DINP, DBP 등) 가소제나 아다핀산계(adipates, DHEA 등) 가소제를 첨가하여 압출 가공한 것으로, 유연성이 풍부하고 신장성이 크며, 밀착성도 양호하기 때문에 랩이나 연신용(stretch) 필름으로서 널리 사용되고 있다.
연질 PVC는 두께 0.1 ~ 0.5mm로 생산되며, 두께 별로 광범위하게 사용되고 있다.
연질 PVC는 경질판과 달리 저후도에서 고후도까지 그 쓰임새가 광범위한데, 저후도의 경우 고주파를 이용한 다양한 제품제작과 방풍 비닐로 많이 사용되고 있으며, 고후도의 경우 각종 깔판, 커버, 비닐 커튼 등으로 사용되고 있다.
또한, PVC 연질은 유연성, 투명성, 내약품성 및 내구성이 매우 우수하여 도금 탱크 및 화학공업용 라이닝 재료로 적합합니다.
연질 PVC는 여러 색상으로 제작이 가능하나, 기본적으로 투명 연질 PVC가 보편적이며 회색 연질 PVC도 많이 나오고 있다.
상기 수지는 분자량에 따라 또는 첨가된 성분, 특히 발포제 또는 가소제에 따라 성질이 달라지고, 경질, 연질 또는 발포된 형태를 갖는다.
한국등록특허 제10-1398969호
본 발명의 목적은, 모터나 발전기로부터 프린트 배선판이나 IC 칩에 이르기까지의 전자·전기 기기에 이용되는 내열성이 우수한 전자기판용 PVC 연질시트를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법은, PVC 수지 100 중량부, PVC 가소제 25 중량부, PVC 제1 안정제 3.5 중량부 및 PVC 제2 안정제 3 중량부로 구성되는 원료로 제조되는 전자 기판용 PVC 연질시트를 제조하는 PVC 연질시트 제조방법에 있어서, 분말 상태인 상기 PVC 수지, 상기 PVC 가소제, 상기 PVC 제1 안정제 및 상기 PVC 제2 안정제를 배합하여 상기 원료를 제조하는 제1 단계, 분말 상태의 상기 원료를 가열한 채, 일정 압력을 가하는 압출부를 통과시키는 제2 단계, 상기 압출부를 통과한 상기 원료를 믹싱롤러부를 이용하여 가열 및 반죽하여 혼련하는 제3 단계, 상기 믹싱롤러부를 통과한 겔 형태의 상기 원료를 캘린더부로 이동시켜 가열한 채, 압연하는 제4 단계 및 상기 캘린더부에 의해 가공된 일정 두께의 PVC 연질시트를 냉각하는 제5 단계를 포함하며, 상기 믹싱롤러부는, 상기 원료가 이동되는 방향을 따라 이격되어 배치되는 제1 롤러부, 제2 롤러부 및 제3 롤러부를 구비하며, 상기 제1 롤러부는 200℃로 유지되며, 상기 제2 롤러부는 175℃로 유지되고, 상기 제3 롤러부는 170℃로 유지되며, 상기 캘린더부는 'ㄱ' 자 형상으로 배치되는 제4 롤러부, 제5 롤러부, 제6 롤러부 및 제7 롤러부를 구비하고, 상기 제4 롤러부는, 205℃로 유지되고, 상기 제5 롤러부는, 202℃로 유지되며, 상기 제6 롤러부 및 상기 제7 롤러부는, 170℃로 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법의 상기 제1 단계는,
상기 PVC 수지를 구성하는, PVC(Polyvinyl Chloride)(CAS 번호 9002-86-2) 99.7 중량% 및 물 0.3 중량%를 배합하는 제1-1 단계, 상기 PVC 가소제를 구성하는, 디(2-에틸헥실)프탈레이트, Di-2-Ethylhexylphthalate(CAS 번호 117-81-7) 99.7 중량% 및 2-에틸 헥산올, 2-Ethylhexanol(CAS 번호 104-76-7) 0.3 중량%를 배합하는 제1-2 단계, 상기 PVC 제1 안정제를 구성하는, 카드뮴 카르복시레이트(Cadmium Carboxylate) 22 내지 25 중량%, 바륨 카르복시레이트(Barium Carboxylate) 22 내지 25 중량%, 아연 카르복시레이트(Zinc Carboxylate) 7 내지 12 중량%, 유기 용매(Organic Solvent) 7 내지 20 중량%, 디페닐 아인산 아이소데실(Diphenyl Isodecyl Phosphite)(CAS 번호 26544-23-0) 15 내지 40 중량% 및 Pentaerythritol Tetrakis(3-(3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)propionate)(CAS 번호 6683-19-8) 2 내지 6 중량%를 배합하는 제1-3 단계 및 상기 PVC 제2 안정제를 구성하는, 대두 기름, 에폭시화된(SOYBEAN OIL, EPOXIDIZED)(CAS 번호 8013-07-8)를 준비하는 제1-4 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법의 상기 제1 롤러부는, 제1 방향으로 회전하는 제1-1 롤러부 및 상기 제1-1 롤러부와 인접한 채, 상기 제1 방향과 반대방향인 제2 방향으로 회전하는 제1-2 롤러부를 구비하고, 상기 제2 롤러부는, 상기 제1 방향으로 회전하는 제2-1 롤러부 및 상기 제2-1 롤러부와 인접한 채, 상기 제2 방향으로 회전하는 제2-2 롤러부를 구비하며, 상기 제3 롤러부는, 상기 제1 방향으로 회전하는 제3-1 롤러부 및 상기 제3-1 롤러부와 인접한 채, 상기 제2 방향으로 회전하는 제3-2 롤러부를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법의 상기 압출부는, 상기 분말 상태의 원료가 투입되는 투입부, 상기 투입부로부터 투입된 상기 분말 상태의 원료를 가열 및 가소화하는 가열부 및 가열 및 가소화된 원료를 이동시키는 스크류부를 구비하며, 상기 가열부에 의한 상기 원료의 가소화는 상기 PVC 가소제에 의해 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법의 상기 제5 롤러부는, 상기 제4 롤러부와 동일한 높이에 배치되되, 상기 제5 롤러부의 일측 방향에 이격되어 배치되며, 상기 제6 롤러부는, 상기 제5 롤러부의 하부측에 배치되며, 기 제7 롤러부는, 상기 제6 롤러부의 하부측에 배치되고, 상기 겔 형태의 원료는, 상기 제4 롤러부와 상기 제5 롤러부의 사이를 통과하고, 상기 제5 롤러부와 상기 제6 롤러부의 사이를 통과하며, 상기 제6 롤러부와 상기 제7 롤러부의 사이를 통과하여 압연되며, 기 제4 롤러부는, 제3 방향으로 회전되고, 상기 제5 롤러부는, 상기 제3 방향의 반대방향인 제4 방향으로 회전되며, 상기 제6 롤러부는, 상기 제3 방향으로 회전되고, 상기 제7 롤러부는, 상기 제4 방향으로 회전될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법의 상기 캘린더부에 의해 가공되는 상기 겔 형태의 상기 원료의 일측면은 상기 제4 롤러부 및 상기 제6 롤러부와 접촉되고, 상기 겔 형태의 상기 원료의 타측면은 상기 제5 롤러부 및 상기 제7 롤러부와 접촉된 채, 가열 및 압연될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법의 상기 유기 용매(Organic Solvent)는, 수소탈황화된 중질 나프타 (석유)(Naphtha (petroleum), hydrodesulfurized heavy) (CAS 번호 64742-82-1) 및 다이에틸렌 글리콜 모노뷰틸 에테르(CAS 번호 112-34-5) 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 의한 제조방법에 의해 제조된 PVC 연질시트는 내열성이 우수하여 전자기판용으로 적합하다.
또한, 본 발명에 의한 믹싱롤러부 및 캘린더부에 의한 원료의 가공이 효율적으로 구현되어 PVC 연질시트의 두께조정 및 내열성이 우수하여 양질의 PVC 연질시트를 획득할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법을 설명하기 위한 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법의 믹싱롤러부를 설명하기 위한 개략도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법의 캘린더부를 설명하기 위한 개략도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
PVC 연질시트 제조방법
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법의 믹싱롤러부를 설명하기 위한 개략도이다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법의 캘린더부를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 제조방법은 PVC 수지 100 중량부, PVC 가소제 25 중량부, PVC 제1 안정제 3.5 중량부 및 PVC 제2 안정제 3 중량부로 구성되는 원료로 제조되는 전자 기판용 PVC 연질시트를 제조하는 방법이다.
본 발명의 PVC 연질시트 제조방법은 제1 단계(S1) 내지 제5 단계(S5)를 포함할 수 있다.
제1 단계(S1)는, 분말 상태인 상기 PVC 수지, 상기 PVC 가소제, 상기 PVC 제1 안정제 및 상기 PVC 제2 안정제를 배합하는 단계이다.
구체적으로, 제1 단계(S1)는 상기 PVC 수지를 구성하는, PVC(Polyvinyl Chloride)(CAS 번호 9002-86-2) 99.7 중량% 및 물 0.3 중량%를 배합하는 제1-1 단계, 상기 PVC 가소제를 구성하는, 디(2-에틸헥실)프탈레이트, Di-2-Ethylhexylphthalate(CAS 번호 117-81-7) 99.7 중량% 및 2-에틸 헥산올, 2-Ethylhexanol(CAS 번호 104-76-7) 0.3 중량%를 배합하는 제1-2 단계, 상기 PVC 제1 안정제를 구성하는, 카드뮴 카르복시레이트(Cadmium Carboxylate) 22 내지 25 중량%, 바륨 카르복시레이트(Barium Carboxylate) 22 내지 25 중량%, 아연 카르복시레이트(Zinc Carboxylate) 7 내지 12 중량%, 유기 용매(Organic Solvent) 7 내지 20 중량%, 디페닐 아인산 아이소데실(Diphenyl Isodecyl Phosphite)(CAS 번호 26544-23-0) 15 내지 40 중량% 및 Pentaerythritol Tetrakis(3-(3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)propionate)(CAS 번호 6683-19-8) 2 내지 6 중량%를 배합하는 제1-3 단계 및 상기 PVC 제2 안정제를 구성하는, 대두 기름, 에폭시화된(SOYBEAN OIL, EPOXIDIZED)(CAS 번호 8013-07-8)를 준비하는 제1-4 단계를 포함한다.
여기서, 유기 용매(Organic Solvent)는, 수소탈황화된 중질 나프타 (석유)(Naphtha (petroleum), hydrodesulfurized heavy) (CAS 번호 64742-82-1) 및 다이에틸렌 글리콜 모노뷰틸 에테르(CAS 번호 112-34-5) 중 어느 하나일 수 있다.
제2 단계(S2)는, 분말 상태의 원료를 가열한 채, 일정 압력을 가하는 압출부를 통과시키는 단계이다.
여기서, 압출부는 분말 상태의 원료가 투입되는 투입부, 상기 투입부로부터 투입된 상기 분말 상태의 원료를 가열 및 가소화하는 가열부 및 가열 및 가소화된 원료를 이동시키는 스크류부를 구비한다.
구체적으로, 투입부는 일종의 호퍼 형상으로 분말 상태의 원료가 투입되는 투입부로부터 가열부를 향하여 종단면적이 감소하는 형상으로 형성될 수 있다.
분말 상태의 원료는 가소화하는 가열부는 오일 순환 또는 전열이 이용될 수 있다.
또한, 스크류부는 가열부에 의해 가소화된 원료를 이동시키는 부재로서, 공구강보다는 마모에 강하고 화학적으로 안정된 경질 크롬 도금이 이용될 수 있다. 또한, 본 발명의 PVC 수지를 가소화하기 위하여 폴리염화비닐 및 염화비닐리덴 혼성 중합체가 접촉하는 스크류부의 일부분에는 철 및 구리합금, 마그네슘 합금, 니켈 및 니켈합금이 이용되어 고온에서 상기 혼성 중합체의 열분해를 촉진할 수 있도록 할 수 있다.
여기서, 가소화란 수지(樹脂)에 가소성을 갖게 하는 일을 말하는데, 여기에는 유리전이 온도가 낮은 고분자 단위체와의 혼성중합(混成重合)에 의한 내부가소화(분자내 가소화)와 가소제 등을 첨가하는 외부가소화의 방법이 있다. 전자는 혼성중합에 의하여, 후자에서는 가소제를 첨가함으로써 고분자 사슬 사이의 거리를 넓힘으로써 마이크로-브라운운동을 일으키기 쉽게 하여 유리전이 온도를 낮추고 유연성을 준다. 본 발명의 PVC 연질시트 제조방법은 상술한 방법중 후자에 속하는 방법으로 상기 가소제는 본 발명의 PVC 가소제를 의미한다.
한편, 상기 가열부에 의한 상기 원료의 가소화는 상기 PVC 가소제에 의해 구현될 수 있다.
제3 단계(S3)는 압출부를 통과한 원료를 믹싱롤러부(10)를 이용하여 가열 및 반죽하여 혼련하는 단계이다.
여기서, 믹싱롤러부(10)는, 상기 원료가 이동되는 방향을 따라 이격되어 배치되는 제1 롤러부(11), 제2 롤러부(12) 및 제3 롤러부(13)를 구비한다.
상기 제1 롤러부(11)는 200℃로 유지되며, 상기 제2 롤러부(12)는 175℃로 유지되고, 상기 제3 롤러부(13)는 170℃로 유지된다.
또한, 상기 제1 롤러부(11)는 제1 방향으로 회전하는 제1-1 롤러부(111) 및 상기 제1-1 롤러부(111)와 인접한 채, 상기 제1 방향과 반대방향인 제2 방향으로 회전하는 제1-2 롤러부(112)를 구비한다.
상기 제2 롤러부(12)는, 제1 방향으로 회전하는 제2-1 롤러부(121) 및 제2-1 롤러부(121)와 인접한 채, 제2 방향으로 회전하는 제2-2 롤러부(122)를 구비한다.
또한, 상기 제3 롤러부(13)는, 제1 방향으로 회전하는 제3-1 롤러부(131) 및 제3-1 롤러부(131)와 인접한 채, 제2 방향으로 회전하는 제3-2 롤러부(132)를 구비한다.
믹싱롤러부(10)로 이동된 원료는 제1-1 롤러부(111) 및 제1-2 롤러부(112) 사이를 통과하면서, 200℃로 유지되는 제1-1 롤러부(111) 및 제1-2 롤러부(112)에 의해 가열된 채, 가압된다.
또한, 제1 롤러부(11)를 통과한 원료는 제2-1 롤러부(121) 및 제2-2 롤러부(122) 사이를 통과하면서, 175℃로 유지되는 제2-1 롤러부(121) 및 제2-2 롤러부(122)에 의해 가열된 채, 가압된다.
또한, 제2 롤러부(12)를 통과한 원료는 제3-1 롤러부(131) 및 제3-2 롤러부(132) 사이를 통과하면서, 170℃로 유지되는 제3-1 롤러부(131) 및 제3-2 롤러부(132)에 의해 가열된 채, 가압된다.
제4 단계(S4)는, 믹싱롤러부(10)를 통과한 겔(gel) 형태의 원료를 캘린더부로 이동시켜 가열한 채, 압연하는 단계이다.
여기서, 캘린더부는, 'ㄱ' 자 형상으로 배치되는 제4 롤러부(24), 제5 롤러부(25), 제6 롤러부(26) 및 제7 롤러부(27)를 구비한다.
상기 제4 롤러부(24)는, 205℃로 유지되고, 상기 제5 롤러부(25)는, 202℃로 유지되며,
상기 제6 롤러부(26) 및 상기 제7 롤러부(27)는, 170℃로 유지된다.
상기 제5 롤러부(25)는, 상기 제4 롤러부(24)와 동일한 높이에 배치되되, 상기 제5 롤러부(25)의 일측 방향에 이격되어 배치되며, 상기 제6 롤러부(26)는, 상기 제5 롤러부(25)의 하부측에 배치된다.
또한, 상기 제7 롤러부(27)는, 상기 제6 롤러부(26)의 하부측에 배치된다.
겔 형태의 원료는, 상기 제4 롤러부(24)와 상기 제5 롤러부(25)의 사이를 통과하고, 상기 제5 롤러부(25)와 상기 제6 롤러부(26)의 사이를 통과하며, 상기 제6 롤러부(26)와 상기 제7 롤러부(27)의 사이를 통과하여 압연된다.
상기 제4 롤러부(24)는, 제3 방향으로 회전되고, 상기 제5 롤러부(25)는, 상기 제3 방향의 반대방향인 제4 방향으로 회전되며, 상기 제6 롤러부(26)는, 상기 제3 방향으로 회전되고, 상기 제7 롤러부(27)는, 상기 제4 방향으로 회전된다.
상기 캘린더부에 의해 가공되는 겔 형태의 원료의 일측면은 제4 롤러부(24) 및 제6 롤러부(26)와 접촉되고, 상기 겔 형태의 상기 원료의 타측면은 상기 제5 롤러부(25) 및 상기 제7 롤러부(27)와 접촉된 채, 가열 및 압연된다.
구체적으로, 캘린더부에 투입된 겔 형태의 원료는 제4 롤러부(24)와 제5 롤러부(25) 사이를 통과하는데 이 때, 겔 형태의 원료의 일측면은 제4 롤러부(24)와 접촉되고, 타측면은 제5 롤러부(25)와 접촉된 채, 제4 롤러부(24)와 제5 롤러부(25) 사이에서 압연된다.
또한, 이 때 겔 형태의 원료의 일측면은 205℃로 유지되는 제4 롤러부(24)에 의해 가열되며, 타측면은 202℃로 유지되는 제5 롤러부(25)에 의해 가열된다.
그리고, 제4 롤러부(24)와 제5 롤러부(25) 사이를 통과한 원료는 제5 롤러부(25)와 제6 롤러부(26) 사이를 통과하는데 이 때, 원료의 일측면은 제6 롤러부(26)와 접촉되고, 타측면은 제5 롤러부(25)와의 접촉 상태가 유지되며 제5 롤러부(25)와 제6 롤러부(26) 사이에서 압연된다.
또한, 이 때 원료의 일측면은 170℃로 유지되는 제6 롤러부(26)에 의해 가열되며, 타측면은 202℃로 유지되는 제5 롤러부(25)에 의해 가열된다.
캘린더부에 의해 가열 및 압연되는 겔 형태의 원료는 투입 초기에는 비교적 높은 온도로 가열하여 압연이 원활히 구현되도록 하며, 가열 및 압연이 진행되는 중에 비교적 낮은 온도로 안정화하는 작업이 필요하다.
이에 따라, 제4 롤러부(24), 제5 롤러부(25), 제6 롤러부(26) 및 제7 롤러부(27)의 온도가 결정된다.
구체적으로, 상술한 제4 롤러부(24)가 제5 롤러부(25), 제6 롤러부(26) 및 제7 롤러부(27)와 비교하여 가장 높은 온도인 205℃로 유지되는 이유는 캘린더부에 투입된 원료의 타측면은 제4 롤러부(24)와 제5 롤러부(25) 사이를 통과하면서 제5 롤러부(25)에 의해 가열되며 또한, 제5 롤러부(25)와 제6 롤러부(26) 사이를 통과하면서 제5 롤러부(25)에 의해 재차 가열되므로, 제5 롤러부(25)의 온도는 제4 롤러부(24)보다는 낮은 온도로 유지되어야 한다.
상대적으로, 원료의 일측면은 최초 제4 롤러부(24)에 의해 높은 온도로 가열하여 제5 롤러부(25)와의 접촉 시간을 보상하여야 하므로, 제5 롤러부(25)보다 온도가 높은 것이다.
제6 롤러부(26) 및 제7 롤러부(27)는 압연이 진행된 시트 형태의 PVC 연질시트 내의 열을 안정화시키기 위하여 제4 롤러부(24) 및 제5 롤러부(25)의 온도보다는 낮은 온도로 설정한다.
한편, 제5 단계(S5)는, 캘린더부에 의해 가공된 제1 두께의 PVC 연질시트를 냉각하는 단계이다. 제5 단계(S5)는 복수의 냉각쿨러를 통과하여 냉각된다.
PVC 연질시트 조성물
본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 연질시트 조성물은, 전자 기판용에 이용되는 연질시트로서, PVC 수지 100 중량부, PVC 가소제 25 중량부, PVC 제1 안정제 3.5 중량부 및 PVC 제2 안정제 3 중량부로 구성된다.
상기 PVC 수지는, PVC(Polyvinyl Chloride)(CAS 번호 9002-86-2) 99.7 중량% 및 물 0.3 중량%로 포함한다.
여기서, PVC(CAS 번호 9002-86-2)는 관용명으로, 클로로에텐(CHLOROETHENE), 호모중합물(HOMOPOLYMER), 클로로에틸렌 중합체(POLY CHLOROETHYLENE), PVC, 폴리(클로로에틸)(POLY CHLOROETHYLENE), 폴리(클로로에틸), 폴리(클로로), 폴리(비닐염화물), 비닐 염화물 중합물, 비닐 염화물 수, 에틸렌, 클로로-, 호모중합물, 클로로에틸렌중합물, 에틸렌, 클로로-, 중합물, 비닐 염화물 호모중합물, 아타크틱 폴리(비닐염화물), PVC 중합물(POLY(VINYL CHLORIDE, VINYL CHLORIDE POLYMER, VINYL CHLORIDERESIN, ETHENE, CHLORO-, HOMOPOLYMER, ETHYLENE, CHLORO-, POLYMERS, CHLOROETHYLENE POLYMER, VINYL CHLORIDE HOMOPOLYMER, ATACTIC POLY (VINYLCHLORIDE), PVC POLYMER, PVC)으로 명명된다.
또한, 물(CAS 번호 7732-18-5)은 디하이드로젠 옥사이드(DIHYDROGEN OXIDE)로 명명된다.
상기 PVC 수지는, 녹는점/어는점: 302℃, 인화성: 391 ℃, 비중: 1.406g/cm3(20℃), 자연발화온도: 435℃, 분자량: 60,000-150,000g/mol의 물성을 갖는다.
상기 PVC 가소제는, 디(2-에틸헥실)프탈레이트, Di-2-Ethylhexylphthalate(CAS 번호 117-81-7) 99.7 중량% 및 2-에틸 헥산올, 2-Ethylhexanol(CAS 번호 104-76-7) 0.3 중량%를 포함한다.
상기 PVC 가소제는, PVC 연질시트의　탄성률과 유리 전이점을 저하시켜 실온에서 적당한 유연성을 가지게 하는 동시에 용융점도를 감소하여 가공성을 높이기 위하여 첨가된다.
상기 디(2-에틸헥실)프탈레이트, Di-2-Ethylhexylphthalate(CAS 번호 117-81-7)은 관용명으로, 비스(2-에틸헥실) 프탈레이트, DOP, DEHP(bis(2-ethylhexyl) phthalate, DOP, DEHP)로 명명된다.
상기 PVC 가소제는, 녹는점/어는점: - 42 °C, 초기 끓는점과 끓는점 범위: 233℃, 인화점: >218℃, 인화 또는 폭발범위의 상한/하한: 인화상한범위: 0.15 % 하한범위: 0.18 %, 증기압: 1.88 hPa (20°C), 용해도: 0.003-1.3 mg/l (20°C), 증기밀도: 16.0 (air=1), 비중: 0.98(20℃), n-옥탄올/물분배계수: logKow = 8(20°C), 자연발화온도: 350 ℃, 점도: 26 mPas (40℃), 분자량: 390.57 g/mol의 물성을 갖는다.
상기 PVC 제1 안정제는, 카드뮴 카르복시레이트(Cadmium Carboxylate) 22 내지 25 중량%, 바륨 카르복시레이트(Barium Carboxylate) 22 내지 25 중량%, 아연 카르복시레이트(Zinc Carboxylate) 7 내지 12 중량%, 유기 용매(Organic Solvent) 7 내지 20 중량%, 디페닐 아인산 아이소데실(Diphenyl Isodecyl Phosphite)(CAS 번호 26544-23-0) 15 내지 40 중량% 및 Pentaerythritol Tetrakis(3-(3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)propionate)(CAS 번호 6683-19-8) 2 내지 6 중량%를 포함한다.
상기 유기 용매(Organic Solvent)는, 수소탈황화된 중질 나프타 (석유)(Naphtha (petroleum), hydrodesulfurized heavy) (CAS 번호 64742-82-1)일 수 있다.
또한, 상기 유기 용매(Organic Solvent)는, 다이에틸렌 글리콜 모노뷰틸 에테르(CAS 번호 112-34-5)일 수 있다.
상기 PVC 제1 안정제는, 상기 PVC 수지는 가공온도와 열 분해 온도가 비슷하므로, 가공 시에 탈 염산 반응을 중심으로 한 열분해가 진행되어, 2중결합 등에 의한 착색이 일어나고, 제품의 외관을 손상시키기도 하며, 가공설비에 손상을 주기도 한다.
또한, 폴리머의 손상부는 제품 사용시에 빛과 산소 등의 작용으로 열화를 받고, 제품의 내구성을 저하시키는 문제를 발생시킨다. 이렇게 가공 시에 받는 PVC수지의 손상을 방지하며, 가공성을 개선하고, 제품의 열화를 방지할 목적으로 PVC 제1 안정제가 사용된다.
구체적으로, 상기 PVC 제1 안정제는, 생성된 염산의 중화, 결합이 약한 염소와의 치환에 의한 분해 억제, 생성된 RADICAL의 포획에 의한 장쇄 POLYENE 발색단의 생성을 방지한다.
상기 PVC 제1 안정제는 인화점(℃): 87℃, 비중: 1.030 ± 0.03(25℃), 점도: max: 100 mPas의 물성을 갖는다.
상기 PVC 제2 안정제는, 대두 기름, 에폭시화된(SOYBEAN OIL, EPOXIDIZED)(CAS 번호 8013-07-8)를 포함한다.
상기 PVC 제2 안정제는, 인화점(℃) 316℃ 비중: 0.995±0.03(25℃) 점도: max 250 mPas의 물성을 갖는다.
실시예 1
PVC 수지 100 중량부, PVC 가소제 25 중량부, PVC 제1 안정제 3.5 중량부 및 PVC 제2 안정제 3 중량부로 구성된다.
상기 PVC 수지는, PVC(Polyvinyl Chloride)(CAS 번호 9002-86-2) 99.7 중량% 및 물 0.3 중량%를 배합하여 준비하고, 상기 PVC 가소제는, 디(2-에틸헥실)프탈레이트, Di-2-Ethylhexylphthalate(CAS 번호 117-81-7) 99.7 중량% 및 2-에틸 헥산올, 2-Ethylhexanol(CAS 번호 104-76-7) 0.3 중량%를 배합하여 준비하며, 상기 PVC 제1 안정제는 카드뮴 카르복시레이트(Cadmium Carboxylate) 24 중량%, 바륨 카르복시레이트(Barium Carboxylate) 23 중량%, 아연 카르복시레이트(Zinc Carboxylate) 10 중량%, 유기 용매(Organic Solvent) 15 중량%, 디페닐 아인산 아이소데실(Diphenyl Isodecyl Phosphite)(CAS 번호 26544-23-0) 34 중량% 및 Pentaerythritol Tetrakis(3-(3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)propionate)(CAS 번호 6683-19-8) 4 중량%를 배합하여 준비한다.
또한, 상기 PVC 제2 안정제는, 대두 기름, 에폭시화된(SOYBEAN OIL, EPOXIDIZED)(CAS 번호 8013-07-8)를 준비하고, 상기 유기 용매(Organic Solvent)는,
수소탈황화된 중질 나프타 (석유)(Naphtha (petroleum), hydrodesulfurized heavy) (CAS 번호 64742-82-1)를 준비한다.
상기 PVC 수지, 상기 PVC 가소제, 상기 PVC 제1 안정제 및 상기 PVC 제2 안정제를 상술한 PVC 연질시트 제조방법에 따라 제조한다.
실시예 2
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 유기 용매(Organic Solvent)는, 다이에틸렌 글리콜 모노뷰틸 에테르(CAS 번호 112-34-5)를 이용하였다.
비교예 1
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 PVC 제1 안정제를 생략하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 PVC 제2 안정제를 생략하였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 믹싱롤러부의 제1 롤러부는 150℃, 제2 롤러부는 150℃, 제3 롤러부는 150℃로 설정하였다.
비교예 4
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 상기 캘린더부의 제4 롤러부는 150℃, 제5 롤러부는 150℃, 제6 롤러부 및 제7 롤러부는 150℃로 설정하였다.
상기의 실시예 및 비교예에 따라 제조된 PVC 연질시트를 하기의 방식으로 내열성을 측정하였다.
구체적으로, 내열성(열변형온도): ASTM D648에 준하여 측정을 진행하였으며, 동일 조건에서 하기에 기재된 함량에 따라 시트를 제조하여, 측정을 진행하였다.
여기서, 열변형온도(HDT)는 시험물에 일정한 하중을 주었을 때, 온도 상승에 따른 변형이 나타나게 되는 온도를 의미한다.
구체적인 시험방법 및 평가벙법을 설명하면, 시험시편은 5×1/2인치 × 1/8~1/2인치이다. 또한 이 시편은 ASTM D618에 따라 예비조절 한다.
시험방법은, 시편을 3인치 떨어진 지지대위에 올려놓고, 중심에 66 또는 264psi의 부하를 가한다. 시편이 위치하고 있는 주위의 온도를 분당 2 ± 0.2℃의 속도로 올려 시편이 0.010인치 변형되는 온도를 변형온도라 정의한다.
참고적으로, ASTM D648에 의한 시험물의 평가방법은, 정해진 부하에서 임의의 양만큼의 변형이 발생하는 온도를 측정하여, 어떤 수지가 특정한 용도로 사용될 수 있는 최고한계 온도를 보여주는 척도이다.
또한, 이 시험은 여러 가지 수지의 열적 성질을 상대적으로 비교하는 용도로 사용할 수 있지만 주로 어떤 수지를 개발할 때 더욱 유용하게 사용할 수 있다.
구분 실시예 1 실시예 2 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
내열성
(℃)		 188.5 180.1 159.4 170.9 169.3 162.2
평가방법 ASTM D648
상기 표 1에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 PVC 연질시트 조성물 및 제조방법에 따라 제조된 PVC 연질시트(실시예 1 및 2)가 비교 제조예에 따른 비교예(비교예 1, 2, 3, 4)와 비교하여, 내열성이 우수함을 알 수 있다.
참고적으로, 전자기판용으로 이용되는 PVC 연질시트는 180℃ 이상의 내열성이 요구된다.
상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.
S1: 제1 단계
S2: 제2 단계
S3: 제3 단계
S4: 제4 단계
S5: 제5 단계
10: 믹싱롤러부
20: 캘린더부

Claims (7)

  1. PVC 수지 100 중량부, PVC 가소제 25 중량부, PVC 제1 안정제 3.5 중량부 및 PVC 제2 안정제 3 중량부로 구성되는 원료로 제조되는 전자 기판용 PVC 연질시트를 제조하는 PVC 연질시트 제조방법에 있어서,
    분말 상태인 상기 PVC 수지, 상기 PVC 가소제, 상기 PVC 제1 안정제 및 상기 PVC 제2 안정제를 배합하여 상기 원료를 제조하는 제1 단계;
    분말 상태의 상기 원료를 가열한 채, 일정 압력을 가하는 압출부를 통과시키는 제2 단계;
    상기 압출부를 통과한 상기 원료를 믹싱롤러부를 이용하여 가열 및 반죽하여 혼련하는 제3 단계;
    상기 믹싱롤러부를 통과한 겔 형태의 상기 원료를 캘린더부로 이동시켜 가열한 채, 압연하는 제4 단계; 및
    상기 캘린더부에 의해 가공된 일정 두께의 PVC 연질시트를 냉각하는 제5 단계;를 포함하며,
    상기 믹싱롤러부는,
    상기 원료가 이동되는 방향을 따라 이격되어 배치되는 제1 롤러부, 제2 롤러부 및 제3 롤러부를 구비하며,
    상기 제1 롤러부는 200℃로 유지되며,
    상기 제2 롤러부는 175℃로 유지되고,
    상기 제3 롤러부는 170℃로 유지되며,
    상기 캘린더부는,
    'ㄱ' 자 형상으로 배치되는 제4 롤러부, 제5 롤러부, 제6 롤러부 및 제7 롤러부를 구비하고,
    상기 제4 롤러부는, 205℃로 유지되고,
    상기 제5 롤러부는, 202℃로 유지되며,
    상기 제6 롤러부 및 상기 제7 롤러부는, 170℃로 유지되는 것을 특징으로 하는 PVC 연질시트 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단계는,
    상기 PVC 수지를 구성하는, PVC(Polyvinyl Chloride)(CAS 번호 9002-86-2) 99.7 중량% 및 물 0.3 중량%를 배합하는 제1-1 단계;
    상기 PVC 가소제를 구성하는, 디(2-에틸헥실)프탈레이트, Di-2-Ethylhexylphthalate(CAS 번호 117-81-7) 99.7 중량% 및 2-에틸 헥산올, 2-Ethylhexanol(CAS 번호 104-76-7) 0.3 중량%를 배합하는 제1-2 단계;
    상기 PVC 제1 안정제를 구성하는, 카드뮴 카르복시레이트(Cadmium Carboxylate) 22 내지 25 중량%, 바륨 카르복시레이트(Barium Carboxylate) 22 내지 25 중량%, 아연 카르복시레이트(Zinc Carboxylate) 7 내지 12 중량%, 유기 용매(Organic Solvent) 7 내지 20 중량%, 디페닐 아인산 아이소데실(Diphenyl Isodecyl Phosphite)(CAS 번호 26544-23-0) 15 내지 40 중량% 및 Pentaerythritol Tetrakis(3-(3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl)propionate)(CAS 번호 6683-19-8) 2 내지 6 중량%를 배합하는 제1-3 단계; 및
    상기 PVC 제2 안정제를 구성하는, 대두 기름, 에폭시화된(SOYBEAN OIL, EPOXIDIZED)(CAS 번호 8013-07-8)를 준비하는 제1-4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 PVC 연질시트 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 롤러부는, 제1 방향으로 회전하는 제1-1 롤러부 및 상기 제1-1 롤러부와 인접한 채, 상기 제1 방향과 반대방향인 제2 방향으로 회전하는 제1-2 롤러부를 구비하고,
    상기 제2 롤러부는, 상기 제1 방향으로 회전하는 제2-1 롤러부 및 상기 제2-1 롤러부와 인접한 채, 상기 제2 방향으로 회전하는 제2-2 롤러부를 구비하며,
    상기 제3 롤러부는, 상기 제1 방향으로 회전하는 제3-1 롤러부 및 상기 제3-1 롤러부와 인접한 채, 상기 제2 방향으로 회전하는 제3-2 롤러부를 구비하는 것을 특징으로 하는 PVC 연질시트 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 압출부는,
    상기 분말 상태의 원료가 투입되는 투입부, 상기 투입부로부터 투입된 상기 분말 상태의 원료를 가열 및 가소화하는 가열부 및 가열 및 가소화된 원료를 이동시키는 스크류부를 구비하며,
    상기 가열부에 의한 상기 원료의 가소화는 상기 PVC 가소제에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 PVC 연질시트 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제5 롤러부는, 상기 제4 롤러부와 동일한 높이에 배치되되, 상기 제5 롤러부의 일측 방향에 이격되어 배치되며,
    상기 제6 롤러부는, 상기 제5 롤러부의 하부측에 배치되며,
    상기 제7 롤러부는, 상기 제6 롤러부의 하부측에 배치되고,
    상기 겔 형태의 원료는, 상기 제4 롤러부와 상기 제5 롤러부의 사이를 통과하고, 상기 제5 롤러부와 상기 제6 롤러부의 사이를 통과하며, 상기 제6 롤러부와 상기 제7 롤러부의 사이를 통과하여 압연되며,
    상기 제4 롤러부는, 제3 방향으로 회전되고,
    상기 제5 롤러부는, 상기 제3 방향의 반대방향인 제4 방향으로 회전되며,
    상기 제6 롤러부는, 상기 제3 방향으로 회전되고,
    상기 제7 롤러부는, 상기 제4 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 PVC 연질시트 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 캘린더부에 의해 가공되는 상기 겔 형태의 상기 원료의 일측면은 상기 제4 롤러부 및 상기 제6 롤러부와 접촉되고, 상기 겔 형태의 상기 원료의 타측면은 상기 제5 롤러부 및 상기 제7 롤러부와 접촉된 채, 가열 및 압연되는 것을 특징으로 하는 PVC 연질시트 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유기 용매(Organic Solvent)는,
    수소탈황화된 중질 나프타 (석유)(Naphtha (petroleum), hydrodesulfurized heavy) (CAS 번호 64742-82-1) 및 다이에틸렌 글리콜 모노뷰틸 에테르(CAS 번호 112-34-5) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 PVC 연질시트 제조방법.
KR1020170125313A 2017-09-27 2017-09-27 Pvc 연질시트 제조방법 KR101841881B1 (ko)

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JP3345859B2 (ja) 1993-06-14 2002-11-18 オカモト株式会社 Ｐｖｃ樹脂組成物及びその樹脂組成物を使用した軟質シート
KR101398969B1 (ko) 2012-07-25 2014-05-30 명성산업(주) Ｐｖｃ 투명 시트와 그 제조 방법 및 제조장치

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