KR101937633B1 - Pvc 시트 제조용 교반 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치는, 원료를 투입하는 투입부, 투입부로부터 낙하된 원료를 압착 가열하며, 일정 방향으로 회전하는 원통 형상의 롤러, 롤러의 하부에 설치되어 상기 롤러에 의해 회전되는 원료를 상기 롤러의 원주 방향을 따라 절삭하는 절삭날, 절삭날에 의해 절삭된 원료의 절삭면을 롤러로부터 이탈시켜 일정 방향으로 밀어내는 회전체 및 절삭날에 의해 절삭된 원료를 배출하는 배출부를 포함할 수 있다.

Description

PVC 시트 제조용 교반 장치 {AGITATOR FOR MAKING PVC SHEET}

본 발명은 PVC 시트 제조용 교반 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PVC 시트를 제조하기 위하여 원료를 가열 및 혼합하여 배출하는 PVC 시트 제조용 교반 장치에 관한 것이다.

PVC(Poly Vinyl Chloride) 시트는 건축 산업에서 홈통 및 배선 절연에서부터 창문 틀, 바닥 타일, 울타리에 이르기까지 모든 부분에 사용되고 있으며, 이 외에도 음식물 포장, 장난감, 자동차 대시보드, 레코드판, 의류를 포함한 수많은 물품에서 다양한 용도로 사용되고 있다.

이러한 PVC 시트는 PVC 분말, 가소재, 안정재 및 안료 등이 포함된 원료를 가열 및 혼합하고, 가열 및 교반된 원료를 얇은 박막 형태로 성형하여 배출한 후 배출된 필름을 안내하면서 인발하여 인장강도를 높이는 공정을 거친 후 일정한 폭을 잘라내어 권취하는 공정을 통해 제작될 수 있다.

하지만, PVC 시트 제조 과정 중 원료를 가열 및 혼합하는 종래의 공정은 대부분 수작업으로 수행되고 있다는 불편함이 있으며, 이에 따라 작업자의 숙련도에 따라 생산물의 품질 및 양이 달라진다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 원료를 가열 및 혼합하는 공정에서, 교반된 원료를 일정한 길이로 잘라내어 인장시키게 되는데, 이 과정에서 잘려지지 않은 여분의 원료가 냉각되어 새롭게 투입되는 원료와 제대로 교반되지 않는다는 문제점이 있다.

한국등록특허 제10-1796761호

본 발명의 일측면은 PVC 시트 제조에 사용되는 원료를 교반하여 일정한 형태로 배출시키는 PVC 시트 제조용 교반 장치를 제공한다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 시트를 제조하기 위한 원료를 교반하는 PVC 시트 제조용 교반 장치는, 상기 원료를 상기 PVC 시트 제조용 교반 장치로 투입하는 투입부; 상기 투입부로부터 낙하된 상기 원료를 압착 가열하며, 일정 방향으로 회전하는 원통 형상의 롤러; 상기 롤러의 하부에 설치되어 상기 롤러에 의해 회전되는 상기 원료를 상기 롤러의 원주 방향을 따라 절삭하는 절삭날; 상기 절삭날에 의해 절삭된 원료의 절삭면을 상기 롤러로부터 이탈시켜 일정 방향으로 밀어내는 회전체; 및 상기 절삭날에 의해 절삭된 상기 원료를 배출하는 배출부를 포함한다.

상기 투입부는, 상기 PVC 시트 제조용 교반 장치의 상부에 구비된 제1 가이드 프레임에 설치되어 상기 원료를 상기 롤러의 상부로 이송시키고, 상기 롤러는, 내부에 가열 수단이 구비되어 상기 가열 수단에 의해 미리 정해진 온도까지 가열된 상태에서 상기 제1 가이드 프레임의 길이 방향과 평행한 방향을 축 방향으로 하여 일정 방향으로 회전함에 따라 상기 원료를 외주면에 부착시킨 상태로 회전되도록 하고, 상기 절삭날은 제1 절삭날 및 제2 절삭날을 포함하고, 상기 제1 절삭날은 상기 배출부가 형성된 위치로부터 수직 하부 방향에 설치되며, 상기 PVC 시트 제조용 교반 장치의 하부에 구비된 제2 가이드 프레임에 설치되어 상기 제2 가이드 프레임의 길이 방향과 수직한 방향으로 상하 회동하는 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 회동 본체와, 각각의 상기 회동 본체의 일단에 구비되어 상기 롤러에 부착되어 회전하는 상기 원료를 상기 롤러의 원주 방향을 따라 절삭하는 디스크와, 각각의 상기 회동 본체의 타단에 구비되어 상기 디스크가 상기 롤러에 접촉되도록 가압하는 무게추를 포함하고, 상기 회전체는, 말단 부분에 상부로 향할수록 점차적으로 큰 직경을 갖는 테이퍼 구조체가 구비되고, 상기 테이퍼 구조체는 상기 롤러의 외주면상에 접촉된 상태에서 길이 방향을 축으로 하여 일정 방향으로 회전하되, 상기 제2 절삭날이 형성된 위치의 수직 상부에 위치한 어느 하나의 상기 회전체는 상기 제2 절삭날에 의해 상기 롤러의 원주 방향을 따라 절삭되는 상기 원료를 상기 테이퍼 구조체의 회전에 의해 상기 롤러로부터 이탈시켜 상기 제1 절삭날이 형성된 방향으로 밀어내며, 상기 배출부는, 소정 간격 이격된 한 쌍의 디스크로 구성된 상기 제1 절삭날에 의해 스트립 형태로 절삭되는 상기 원료를 배출시킬 수 있다.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 다양한 조성물이 혼합된 원료의 배합비가 항상 일정한 상태로 유지되도록, 롤러에 의해 가열 및 교반 과정이 지속적으로 수행되는 동안 원료를 절삭할 수 있어 배출되는 원료를 이용하여 고품질의 PVC 시트를 제작할 수 있으며, 장치의 마모도를 자동으로 측정하여 항상 일정한 양의 원료를 배출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 롤러의 부가적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 PVC 시트 제조용 교반 장치를 이용하여 원료를 교반시키는 구체적인 일 예가 도시된 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치가 도시된 도면이다.

본 발명에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)는 PVC(Poly Vinyl Chloride)를 주 원료로 하는 박막 형태의 필름 또는 시트를 제조하는 과정에서, 시트를 구성하는 PVC(Poly Vinyl Chloride) 분말, 가소재, 안정재 및 안료를 가열 및 혼합하는 장치이다. 또한, PVC 시트 제조용 교반 장치(1)는 후속 공정인 성형 장치에 의해 원료가 얇은 박막 형태로 성형될 수 있도록 가열 및 교반된 원료를 얇은 띠 형상으로 잘라내어 배출할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)는 투입부(100), 롤러(200), 절삭날(300), 회전체(400) 및 배출부(500)를 포함한다.

투입부(100)는 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)의 상부에 구비된 제1 가이드 프레임(10)에 설치되며, 본 발명에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)로 원료를 투입할 수 있는 이송 수단이 구비된 부재이다. 예를 들어, 투입부(100)는 컨베이어와 같은 형태로 구비되어, 원료를 본 발명에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)로 이송시킬 수 있다. 투입부(100)를 통해 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)로 이송된 원료는 자유낙하하여 롤러(200)로 투입될 수 있다.

여기서, 원료는 PVC(Poly Vinyl Chloride) 분말을 주제로 하고, 주제에 가소재, 안정재 및 안료가 혼합된 조성물의 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, PVC 분말을 주제로 하는 다양한 혼합비를 가진 조성물을 더 포함할 수 있다.

롤러(200)는 투입부(100)를 통해 공급된 원료를 가열함과 동시에, 일정 방향으로 회전시켜 원료를 구성하는 조성물들이 교반될 수 있도록 하는 원기둥 형상의 부재이다. 롤러(200)는 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)의 양 단에 구성된 본체 프레임(30) 사이에 배치되어, 제1 가이드 프레임(10) 및 제2 가이드 프레임(20)의 길이 방향과 평행한 회전 축을 갖도록 설치될 수 있다.

롤러(200)의 내부에는 가열 수단(미도시)가 구비되어 있으며, 가열 수단(미도시)에 의해 롤러(200)의 외주면이 일정 온도로 가열될 수 있다. 따라서, 롤러(200)의 상부로 투입된 원료는 가열 수단(미도시)에 의해 가열된 롤러(200)에 의해 녹으면서 롤러(200)에 부착되어 롤러(200)의 회전 방향을 따라 함께 회전할 수 있다.

한편, 롤러(200)는 투입된 원료가 롤러(200)의 외주면에 압착되도록 하기 위한 부가적인 구성이 더 구비될 수 있다. 이와 관련하여, 도 2를 함께 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 롤러(200) 측에 부가되는 부가적인 구성의 일 예가 도시된 도면이다.

도시된 도면은 롤러(200)의 압착 롤러(210)를 축 방향에서 바라본 측단면도로, 롤러(200)의 후단에 압착 롤러(210)가 더 구비될 수 있다. 그리고, 롤러(200)와 압착 롤러(210)는 미리 정해진 소정 간격만큼 이격된 채 지면과 평행한 방향을 따라 배치되면서, PVC 시트 제조용 교반 장치(1)에 구비된 구동 수단(미도시)에 의해 함께 회전할 수 있다.

이때, 롤러(200)와 압착 롤러(210)는 서로 반대되는 방향으로 회전될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이 구동 수단(미도시)에 의해 롤러(200)는 반시계 방향으로 회전하면서, 압착 롤러(210)는 시계 방향으로 회전할 수 있다.

이러한 경우, 롤러(200)의 상부로 투입되는 원료는 롤러(200)의 회전 방향을 따라 롤러(200)와 압착 롤러(210) 사이로 이동하게 되며, 롤러(200) 및 압착 롤러(210)의 회전에 의해 가압되어 얇은 형태로 넓게 펼쳐진 채 가열된 롤러(200)에 부착되어 롤러(200)와 함께 회전할 수 있다. 따라서, 롤러(200)의 한쪽 방향으로 원료가 투입되더라도 롤러(200)의 외주면 전체에 원료를 고르게 압착시키는 것이 가능하다.

절삭날(300)은 PVC 시트 제조용 교반 장치(1) 하부에 구비된 제2 가이드 프레임(20)에 설치되어 롤러(200) 표면에 형성된 원료를 롤러(200)의 원주 방향을 따라 절삭하는 부재이다. 절삭날(300)은 제1 절삭날(310) 및 제2 절삭날(320)을 포함할 수 있다.

제1 절삭날(310)은 후술하는 배출부(500)가 형성된 위치로부터 수직 하부 방향에 설치되는 부재이다.

제1 절삭날(310)은 제2 가이드 프레임(20)의 길이 방향과 수직한 방향으로 상하 회동하며, 제2 가이드 프레임(20) 상에서 소정 간격 이격되어 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 회동 본체(311)와, 각각의 회동 본체(311)의 일단에 구비되어 회전하는 디스크(312), 각각의 회동 본체(311)의 타단에 구비되어 디스크(312)가 롤러(200)에 접촉되도록 가압하는 무게추(313)를 포함할 수 있다.

즉, 제1 절삭날(310)은 한 쌍의 디스크(312)가 롤러(200)와 접촉된 상태로 롤러(200)의 회전 방향에 따라 회전함에 따라, 롤러(200)에 부착되어 회전하는 원료를 롤러(200)의 원주 방향을 따라 절삭할 수 있다. 이때, 한 쌍의 디스크(312)는 서로 소정 간격 이격된 상태로 배치되기 때문에, 원료는 제1 절삭날(310)에 의해 한 쌍의 디스크(312)가 이격된 너비만큼 절삭된 후 배출부(500)를 통해 배출될 수 있다.

제2 절삭날(320)은 제1 절삭날(310)로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에 설치되는 부재이다. 제2 절삭날(320)은 제1 절삭날(310)의 구성과 유사하나 각각의 구성이 하나씩만 구비될 수 있다. 구체적으로, 제2 절삭날(320)은 제2 가이드 프레임(20)의 길이 방향과 수직한 방향으로 상하 회동하는 하나의 회동 본체와, 회동 본체의 일단에 구비되어 회전하는 디스크, 회동 본체의 타단에 구비되어 디스크가 롤러(200)에 접촉되도록 가압하는 무게추를 포함할 수 있다.

이때, 제2 절삭날(320)은 투입부(100)를 통해 원료가 낙하되는 위치와 제1 절삭날(310) 사이에 위치하여, 후술하는 회전체(400)와 함께 롤러(200)에 부착되어 회전 중인 잔여 원료를 제1 절삭날(310)쪽으로 이동시킬 수 있다. 이와 관련된 구체적인 내용은 후술하기로 한다.

회전체(400)는 말단 부분에 상부로 향할수록 큰 직경을 갖는 테이퍼 구조체가 구비된 부재이다. 회전체(400)는 롤러(200)의 양 측면과 양 측면에 배치된 회전체 사이에 구비될 수 있다. 이때, 양 측면에 배치되는 제1, 2 회전체(400a, 400b)는 본체(50)에 고정 결합되고, 가운데에 배치되는 제3 회전체(400c)는 제1 가이드 프레임(10)에 레일 결합되어 위치 조정이 가능하도록 설치될 수 있다.

회전체(400)는 상술한 테이퍼 구조체가 롤러(200)의 외주면상에 접촉된 상태에서 길이 방향을 축으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 따라서, 롤러(200)에 부착되어 회전하는 원료는 회전체(400)의 회전에 의해 롤러(200)로부터 이탈되어 어느 한 쪽 방향으로 이동하게 된다.

이때, 제2 절삭날(320)은 제3 회전체(400c)와 지면과 수직한 동일 평면상에 위치되도록 위치 조정될 수 있으며, 이에 따라 롤러(200)가 회전하는 과정에서 제2 절삭날(320)에 의해 절삭되는 원료는 제3 회전체(400c)에 의해 롤러(200)로부터 분리되어 제1 절삭날(310)이 형성된 위치 쪽으로 밀려나게 된다.

또한, 제1 회전체(400a)는 제3 회전체(400c)에 의해 밀려난 원료를 중심부, 다시 말해 제1 절삭날(310) 및 배출부(500)에 형성된 위치로 다시 밀어냄으로써, 제1 절삭날(310)에 의해 원료가 지속적으로 절삭될 수 있도록 할 수 있다.

한편, 제2 회전체(400b)는 투입부(100)를 통해 투입된 원료가 본체(50) 쪽으로 향하지 안도록, 원료를 제3 회전체(400c) 방향으로 밀어낼 수 있다.

배출부(500)는 제1 절삭부(310)에 의해 절삭된 스트립 형태의 원료를 당겨서 외부로 배출할 수 있다. 이를 위해, 상술한 바와 같이 배출부(500)는 제1 절삭부(310)가 형성된 위치의 상부에 배치될 수 있으며, 컨베이어와 같은 이송 수단이 구비되어 절삭된 원료를 일정한 속도로 배출할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)에 따르면, 투입부(100)를 통해 투입되는 원료가 미리 정해진 온도까지 가열된 롤러(200)에 압착되어 롤러(200)의 외주면에 고르게 형성된 채로 회전하게 되며, 이 과정에서 제2 회전체(400b)는 투입부(100) 부근에 형성된 원료를 제3 회전체(400c)방향으로 밀어낼 수 있다.

제3 회전체(400c) 쪽으로 밀려난 원료는 롤러(200)의 회전에 따라 다시 펴지게 되며, 이 과정에서 제2 절삭부(320)에 의해 원주 방향을 따라 절삭되면서 제3 회전체(400c)에 의해 이탈되어 다시 제1 절삭부(310)에 형성된 위치로 밀려나게 된다.

롤러(200)의 좌측, 다시 말해 제2 절삭부(320) 쪽으로 밀려나는 원료는 이동 과정에서 다시 롤러(200)에 의해 일정 두께로 펼쳐진 채 롤러(200)의 외주면을 따라 부착될 수 있으며, 한 쌍의 디스크(312)에 의해 스트립 형태로 절삭되는 원료는 배출부(500)를 통해 배출될 수 있다. 이후, 절삭되지 않은 잔여 원료는 제1 회전체(400a) 및 제3 회전체(400c)에 의해 다시 제1 절삭부(310) 쪽으로 밀려나게 되며, 이와 같은 과정을 반복하여 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)로 투입된 원료를 지속적으로 가열 및 교반한 상태에서 일정한 너비로 절삭하여 배출할 수 있다.

몇몇 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)는 교반 및 배출 과정에서 이동되는 원료의 상태에 따라 구성 요소의 마모도를 자동으로 측정할 수 있다.

일 예로, 제1 회전체(400a)는 압력을 감지하는 감지 수단(미도시)이 구비될 수 있다. 즉, 제1 회전체(400a)는 자신 쪽으로 밀려나는 원료의 양을 시간에 따라 측정하여 제3 회전체(400c)에 의해 밀려나는 원료의 변화량을 감지할 수 있다.

이때, 본 발명에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)는 제1 회전체(400a)에 의해 감지된 압력의 변화량이 미리 설정된 기준값을 미리 정해진 기준 시간 이상 초과하는 것으로 확인되면, 제3 회전체(400c)가 마모된 것으로 판단할 수 있다. 이러한 경우, PVC 시트 제조용 교반 장치(1)는 제3 회전체(400c)를 예비 회전체로 교체하여 원료의 교반 및 배출 과정이 중단되지 않은 상태로 지속될 수 있도록 제어할 수 있다.

다른 예로, 제3 회전체(400c)는 압력을 감지하는 감지 수단(미도시)이 구비될 수 있다. 즉, 제3 회전체(400c)는 롤러(200)의 회전에 따라 자신 쪽으로 향하는 원료에 대한 압력을 감지하여 제2 절삭부(320)에 의해 절삭되는 원료의 변화량을 감지할 수 있다.

이때, 본 발명에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)는 제3 회전체(400c)에 의해 감지된 압력의 변화량이 미리 설정된 기준값을 미리 정해진 기준 시간 이상 초과하는 것으로 확인되면, 제2 절삭부(320)가 마모되어 원료를 제대로 절삭하지 못한 것으로 판단할 수 있다. 이러한 경우, PVC 시트 제조용 교반 장치(1)는 제3 회전체(400c)의 회전 속도를 상승시켜 불완전하게 절삭된 원료가 롤러(200)로부터 더욱 용이하게 이탈될 수 있도록 제어할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)는 한 쌍으로 구비되어 원료를 더욱 효율적으로 교반시킬 수 있다. 이와 관련하여, 도 3을 함께 참조하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)를 이용하여 원료를 교반시키는 구체적인 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도시된 바와 같이, PVC 시트 제조용 교반 장치는 한 쌍으로 구비될 수 있으며, 서로 마주보도록 매치될 수 있다.

이하에서는, 설명의 편의를 위해 도 1에 도시된 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)를 제1 교반 장치로 정의하고, 도 3에 새롭게 추가된 다른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1a)를 제2 교반 장치로 정의하여 설명하기로 한다.

이때, 제1 교반 장치(1)를 구성하는 각각의 구성요소는 도 1 및 도 2를 참조하여 상술하였고, 제1 교반 장치(1)와 제2 교반 장치(1a)를 구성하는 구성 요소는 동일하기 때문에, 제2 교반 장치(1a)를 구성하는 구성 요소의 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

구체적으로, 제1 교반 장치(1)로 투입된 원료는 롤러(200)에 의해 가열 및 교반되는 상태에서 제1 절삭부(310)를 통해 스트립 형태로 절삭되어 배출부(500)를 통해 배출될 수 있다.

여기서, 제1 교반 장치(1)의 배출부(500)와 제2 교반 장치(1a)의 투입부는 서로 연결되어 있으며, 이에 따라 제1 교반 장치(1)에서 배출된 원료는 제2 교반 장치(1a)의 투입부를 통해 제2 교반 장치(1a)의 롤러로 투입될 수 있다. 이후, 제2 교반 장치(1a)는 제1 교반 장치(1)와 동일한 과정을 반복 수행하며, 구체적으로 롤러로 투입된 원료를 가열 및 교반시킨 상태에서 절삭부를 통해 절삭하여 배출하게 된다.

이 과정에서, 제1 교반 장치(1)와 제2 교반 장치(1a)는 근거 무선 통신을 수행하여 데이터를 송수신할 수 있으며, 제2 교반 장치(1a)로 투입되는 원료에 대한 정보를 제1 교반 장치(1)로 전송할 수 있다.

구체적으로, 제2 교반 장치(1a)는 미리 정해진 목표 제공량과 제1 교반 장치(1)로부터 공급되는 원료의 투입량을 비교하여, 목표 제공량보다 투입량이 많은 것으로 확인되면 과잉 공급 신호를 제1 교반 장치(1)로 전송하고, 목표 제공량보다 투입량이 적은 것으로 확인되면 공급 부족 신호를 제1 교반 장치(1)로 전송할 수 있다.

제1 교반 장치(1)는 과잉 공급 신호를 수신하면 롤러(200)의 회전 속도가 느려지도록 제어하여 제2 교반 장치(1a)로 투입되는 원료의 양을 감소시킬 수 있다. 반면, 제1 교반 장치(1)는 제2 교반 장치(1a)로부터 공급 부족 신호를 수신하면 롤러(200)의 회전 속도로를 증가시켜 제2 교반 장치(1a)로 투입되는 원료의 양을 증가시킬 수 있다.

한편, 제1 교반 장치(1)는 과잉 공급 신호 또는 공급 부족 신호가 미리 정해진 시간 이상 연속적으로 수신되면, 제1 교반 장치(1)의 마모도 확인 과정을 수행할 수 있다. PVC 시트 제조용 교반 장치(1)에서 수행되는, 교반 및 배출 과정에서 이동되는 원료의 상태에 따라 구성 요소의 마모도를 자동으로 측정하는 구체적인 과정은 상술하였으므로, 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)는 마찰이나 충격 등과 같은 외력에 의해 손상될 수 있는 부분, 예컨대 제1 가이드 프레임(10), 제2 가이드 프레임(20), 한 쌍의 회동 본체(311) 등은 본 발명에 따른 플라스틱 조성물로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라스틱 조성물은 폴리프로필렌 수지, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE), 탈크 및 게르마늄 분말을 포함한다. 이에, 본 발명에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)는 내열성, 내구성 등의 기계적 물성을 향상시킬 수 있고, 비틀림 현상이 개선될 수 있다.

폴리프로필렌(polypropylene) 수지는 성능 대비 가격이 저렴하고, 식품이나 화장품 등의 내용물과의 접촉에도 위해성이 없는 환경친화적인 소재로 알려져 있는 것으로서, 프로필렌을 중합하여 얻는 열가소성 수지이고, 내약품성, 기계적 성질, 열적 성질이 우수하다. 폴리프로필렌은 프로필렌 단독(호모) 중합체, 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 기계적 물성의 향상을 위하여 호모 중합체와 랜덤 공중합체를 3:2의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지는 에틸렌을 중합하여 제조하는 합성수지로서, 높은 유동성과 강성, 내충격성, 전기절연성, 성형성, 내한성이 뛰어나다. 고밀도 폴리에틸렌 수지는 전술한 폴리프로필렌 수지와 혼합하여 플라스틱 시트 또는 제품 제조시 인장력을 강화하여 성형성을 개선할 수 있는 효과를 가질 수 있으며, 공지의 다양한 제품을 사용할 수 있다.

탈크는 플라스틱 조성물의 강도, 내열성 등의 기계적 물성을 향상시키는 것으로서, 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합성을 위하여 150~200 메시(mesh)의 입자 크기를 갖는 탈크 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 탈크는 다른 충전재 성분과 혼합하여 사용하는 것도 가능하고, 바람직하게는, 돌로마이트 분말과 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하여 플라스틱 조성물의 내구성 향상에 기여할 수도 있다.

게르마늄은 은백색의 준금속으로, 인체에 유익한 원적외선과 음이온 등을 다량 방사하여 신진 대사를 촉진하는 효과를 가진다. 또한, 게르마늄은 반도체적 성질로 인해 피부에 접촉하면 게르마늄 이온(외곽전자)이 체내에 들어가 생명력을 높이는 작용을 한다. 체내에 들어가면 각종 유해물질과 함께 20~30시간 안에 몸 밖으로 배출되므로 중독이나 부작용이 전혀 없다. 특히, 무기게르마늄의 입자가 사람의 피부와 접하게 되면 외곽전자의 침투압 활동으로 피부조직 속으로 반도체 성질이 들어간다. 피하조직 속의 모세혈관까지 침투한 게르마늄은 혈관벽을 통해서 혈관 속에 있는 전자를 이동시키며, 혈액정화작용을 하여 혈액을 정상화시키고 과잉 전자 흐름을 방전시켜 통증을 면하게 한다는 사실이 밝혀졌다. 게르마늄은 분말 형태로 사용할 수 있고, 게르마늄 원석을 3cm 이하로 잘게 절단한 후, 절단된 게르마늄 원석을 80~100 메쉬의 입도 크기로 분쇄하여 사용하는 것이 바람직하다.

일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지 110~130 중량부, 탈크 170~190 중량부 및 게르마늄 분말 1~10 중량부를 포함하는 것이 바람직하다. 플라스틱 조성물을 이용하여 플라스틱 시트를 제조할 경우, 뒤틀림 현상 등을 배제하기 위하여 플라스틱 조성물의 비중을 조절하는 것이 중요한데, 비중은 1.02~1.10인 것이 바람직하고, 1.03~1.05인 것이 더욱 바람직하다. 즉, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 110 중량부 미만이거나, 탈크가 170 중량부 미만이면, 내구성 등의 기계적 물성을 강화시키기 제한되고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 고밀도 폴리에틸렌 수지가 130 중량부를 초과하거나, 탈크가 190 중량부를 초과하면, 플라스틱 조성물의 비중이 늘어나 성형성이 불량해질 수 있는 우려가 있다. 또한, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 게르마늄 분말이 1 중량부 미만이면, 게르마늄으로 인한 원적외선 방출 효과 등이 발현되기 힘들고, 10 중량부를 초과하면, 다른 성분과의 혼합성이 저해되어 성형성이 불량해질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상술한 플라스틱 조성물은 내충격성을 강화하기 위하여 유리섬유 강화 플라스틱을 포함할 수 있다. 유리섬유 강화 플라스틱(Fiberglass Reinforced Plastic, FRP)은 유리계 광물질을 주원료로 하고, 유리계 광물질에 방향족 나일론 섬유 및 열경화성 수지를 결합한 물질이다. 유리계 광물질은 규사, 석회석, 장석 및 소다회로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 열경화성 수지는 공지의 다양한 열경화성 수지를 사용할 수 있고, 바람직하게는, 폴리에스터, 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 유리섬유 강화 플라스틱은 유리계 광물질 등의 재료를 혼합하여 용융로에 넣어 제조할 수 있고, 유리섬유 사이에 밀봉된 각각의 공기층이 단열층으로 작용하여 불연성, 흡음성, 시공성이 우수하다. 또한, 철보다 강하고, 알루미늄보다 가벼우며, 녹슬지 않는다는 장점이 있다. 또한, 불연성이 우수하여 열에 변형되지 않고, 가공하기 용이하다. 이때, 유리섬유 강화 플라스틱(펠렛 형태)과 PVC 등과의 혼합성을 향상시키기 위하여 아교를 첨가하는 것이 바람직하다. 아교는 동물의 가죽, 창자, 뼈 등을 고아 그 액체를 고형화한 물질로서, 각 성분의 결합력을 향상시키면서도 환경 호르몬 배출 등의 문제를 해소할 수 있다. 유리섬유 강화 플라스틱 및 아교는 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 각각 15~25 중량부 및 2~7 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위보다 적을 경우, 내충격성 강화 및 배합성이 떨어질 수 있고, 상기 범위를 넘어서는 경우, 제품 생산시 깨짐 현상이 발생할 수 있고, 비경제적이다.

일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 플라스틱 조성물은 탄성력을 향상시키기 위하여 코르크 분말을 포함할 수도 있다. 코르크 분말은 굴참나무의 껍데기를 제거한 후, 분쇄하여 준비할 수 있다. 코르크 분말은 폴리프로필렌 수지 등과의 혼합성을 위하여 400 메쉬(mesh) 이상의 망으로 거른 미분쇄 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 코르크 분말은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 코르크 분말이 5 중량부 미만인 경우, 탄성도의 향상 정도가 미미하고, 10 중량부를 초과하는 경우, 제품 제조시 내부에 형성된 공극이 커져 내구성이 약화될 수 있다.

또한, 코르크 분말과 타 성분과의 혼합성을 개선하기 위하여 자당(C12H22O11) 분말을 더 포함할 수 있다. 자당은 코르크 분말 사이에 형성된 공극을 매끄럽게 할 뿐만 아니라 PVC 등과의 혼합 과정에서 점성이 생겨 이취 문제를 발생시키는 분자를 잡을 수도 있어 이취 문제 해결에도 기여할 수 있다. 자당은 500 메쉬(mesh) 망으로 거른 분말을 사용하는 것이 바람직하고, 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 1~4 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 자당이 1 중량부 미만인 경우, 자당에 의해 발현되는 효과가 미미하고, 4 중량부를 초과하는 경우, 비경제적일 뿐만 아니라 제품의 기계적 물성을 약화시킬 우려가 있다.

일 실시예에 있어서, 플라스틱 조성물은 백반 분말을 포함할 수 있다. 백반은 칼륨 백반(황산알루미늄칼륨, AlK(SO4)2·12H2O)을 사용할 수 있고, 천연의 명반석으로부터 얻을 수 있다. 구체적으로, 명반석을 물에 풀어서 거른 다음 끊이고, 식힌 후 불규칙한 모양의 결정이 생기면, 이를 건조함으로써 제조할 수 있다. 백반은 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 2~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 백반의 함량이 2 중량부 미만인 경우, 백반에 의한 효과가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우 비경제적이다.

일 실시예에 있어서, 본 발명은 항균성을 향상시키기 위하여 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH))를 포함할 수 있다. 보헤마이트는 γ-보헤마이트, α-보헤마이트 및 유사 보헤마이트(Pseudo-Boehmite)를 모두 사용할 수 있다. 그 중에서도, 결정성이 뛰어나서 열 안정성 및 화학적 안정성이 뛰어나고, 구조적으로 중성이며, 항균 특성이 뛰어난 γ-보헤마이트를 사용하는 것이 바람직하다. γ-보헤마이트는 물(순수)과 알루미늄(Al)만의 초임계 합성법으로 제조할 수 있다. 보헤마이트는 폴리프로필렌 수지 100 중량부에 대해서 3~8 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 보헤마이트의 함량이 3 중량부 미만이면 달성하고자 하는 항균 효과를 발현시키기 힘들고, 8 중량부를 초과하면 타 성분과의 혼합성이 저해될 우려가 있다.

이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

폴리프로필렌 수지 180kg, 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE) 200kg, 탈크 310kg, 게르마늄 분말 15kg을 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였고, 이를 실시예 1로 하였다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일하게 제조하되, 유리섬유 강화 플라스틱 36kg, 아교 9kg을 더 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였고, 이를 실시예 2로 하였다.

[실시예 3]

실시예 2와 동일하게 제조하되, 코르크 분말 9kg, 자당 분말 5kg, 백반 분말 5kg, γ-보헤마이트 9kg을 더 혼합하여 플라스틱 조성물을 제조하였고, 이를 실시예 3으로 하였다.

[비교예]

탈크만 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였고, 이를 비교예로 하였다.

[실험예 1 : 내충격성 평가]

실시예 및 비교예의 플라스틱 조성물을 이용하여 시편(20cm * 30cm, 두께 20mm)을 제조하였고, 3kg의 추를 2m 높이에서 떨어뜨린 후, 각 시편의 파손 정도를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

상기 표 1을 통해 알 수 있듯이, 탈크를 포함하지 않은 비교예에 비해 탈크를 포함하는 실시예들은 내충격성이 우수하다는 것을 알 수 있었다. 특히, 유리섬유 강화 플라스틱을 함유하는 실시예 2 및 3의 경우, 가장 우수한 결과를 얻을 수 있었다.

[실험예 2 : 내열성 평가]

실험예 1의 시편을 80℃로 유지되는 열풍 순환식 가열로에서 3시간 가열한 후 황변도를 육안으로 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[표 2]

상기 표 2를 통해 알 수 있듯이, 실시예는 비교예와 달리 황변되는 부분이 거의 관찰되지 않았다. 이를 통해 실시예의 내열성이 비교예에 비해 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 3 : 항균성 평가]

실시예 1, 실시예 3 및 비교예에 대해 항균력 테스트(JIS Z 2801)를 실시하였다. 시험균주는 Aspergillus niger ATCC 9642(곰팡이)를 사용하였고, 항균력(항균 활성치)을 평가하여 하기 표 3에 기재하였다.

[표 3]

항균 활성치란 일정시간 동안 배양된 균주의 수를 비교하여 항균정도를 평가한 값으로서, 그 값이 1 이상이면 90% 이상의 균주가, 2 이상이면 99% 이상의 균주가, 3 이상이면 99.9% 이상의 균주가, 4 이상이면 99.99% 이상의 균주가, 5 이상이면 99.999% 이상의 균주가 사멸되어 항균 효과가 있는 것으로 본다.

상기 표 3을 통해 알 수 있듯이, γ-보헤마이트를 포함하는 실시예 3의 경우, 다른 케이스보다 항균성이 매우 우수하다는 것을 예측할 수 있었다.

한편, 본 발명에 따른 PVC 시트 제조용 교반 장치(1)를 구성하는 서로 다른 부재간의 연결 또는 접착이 필요한 부분(예컨대 제1 가이드 프레임(10)과 배출부(100) 간의 결합, 제1 가이드 프레임(10) 또는 제2 가이드 프레임(20)과 본체(50)간의 결합 등)에는 본 발명에 따른 접착제 조성물에 의해 부착될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 접착제 조성물은, 주제 및 경화제를 포함하는 접착제 조성물로서, 주제는, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 30~90 중량부, 폴리비닐알콜(PVA) 1~30 중량부, 물 10~30 중량부, 탄산칼슘 5~30 중량부, 계면활성제 0.1~1 중량부 및 요변성 부여제 1~20 중량부를 포함하고, 경화제는, 이소시아네이트 화합물을 포함한다. 본 발명은 주제와 경화제로 이루어진 수용성 2액형 접착제 조성물로서, 이를 도포 및 경화하여 접착시트 또는 접착제를 제조할 수 있으며, 환경을 오염시키지 않으면서도, 접착성, 내열성 등 물리적 특성이 우수하여 합판과 같은 목질 보드나 마그네슘 보드와 같은 무기질 보드, PVC 등의 여러가지 플라스틱 재질의 시트에 사용될 수 있다.

주제는 기본적으로 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지, 폴리비닐알콜(PVA), 물, 탄산칼슘, 계면활성제 및 요변성 부여제를 포함하는데, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지는 주제의 주성분으로서, 응집력이 강하여 제조되는 접착시트 또는 접착제의 강도를 일정하게 유지시킬 수 있다. 종래에는 에폭시 수지를 접착시트 또는 접착제의 주성분으로 사용하였는데, 에폭시 수지를 사용하는 접착시트 또는 접착제의 경우 벤젠 톨루엔과 같은 휘발성 유기 화합물을 방출하여 환경 및 인체에 유해한 영향을 미쳤다. 그러나, 본 발명은 에폭시 수지를 배제함으로써 환경문제 등의 문제점을 해결할 수 있게 되었다.

폴리비닐알콜(PVA)은 제조되는 접착시트 또는 접착제의 내열성과 내수성 및 접착성을 향상시키는 역할을 한다. 폴리비닐알콜은 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 1~30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 폴리비닐알콜이 1 중량부 미만인 경우, 내열성 등을 향상시키기 힘들고, 30 중량부를 초과하는 경우, 에틸렌 비닐 아세테이트의 상대적인 함량이 줄어들어 접착시트 또는 접착제의 응집력이 약화될 수 있다. 또한, 본 발명은 온돌 마루 등에 사용될 때, 폴리비닐알콜의 기능성을 보완하기 위하여 폴리비닐알콜과 함께 산화안티몬 및 산화지르코늄을 사용할 수도 있다. 산화안티몬 및 산화지르코늄은 제조되는 접착시트 또는 접착제의 내열성을 증진시킬 수 있는 것으로서, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 각각 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만에서는 내열성 증진 효과가 미미하고, 상기 범위를 넘어서는 경우 비경제적이다.

물은 주제의 용매로 사용된다. 본 발명은 종래의 접착시트 또는 접착제와 달리 휘발성 유기용제를 사용하지 않아 환경오염 문제를 해결할 수 있는 효과를 가진다. 물은 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 10~30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 물이 10 중량부 미만이면, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 등을 효과적으로 용해시킬 수 없고, 30 중량부를 초과하는 경우, 너무 묽어져서 접착시트 또는 접착제의 강도가 낮아질 수 있다.

탄산칼슘은 접착제 조성물의 점도를 조절하고, 경화시 수축 현상을 감소시킨다. 탄산칼슘은 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 30~90 중량부에 대해서 5~30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 탄산칼슘이 5 중량부 미만인 경우, 경화시 충분한 수축이 일어나지 않아 접착시트 또는 접착제의 경도가 불량해질 수 있고, 30 중량부를 초과하는 경우, 점도가 너무 빡빡하여 생산성이 저하될 수 있다. 또한, 본 발명은 탄산칼슘을 대체하여 경탄류, 클레이류의 여러가지 물질을 사용할 수도 있으며, 일 예로, 돌로마이트 및/또는 활석(Talc)을 사용할 수 있다. 이때, 기계적 물성을 향상시키기 위하여 돌로마이트 및 활석을 1:1의 중량비로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 분말은 150~200 메시(mesh)의 입자 크기를 갖는 것이 바람직한데, 150~200 메시의 입자크기를 갖도록 미분쇄된 분말을 사용하게 되면, 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 등의 다른 성분과 혼합성이 향상될 수 있다.

계면활성제는 접착제 조성물의 혼합시 표면장력을 줄이고, 도포성을 향상시키기 위하여 사용된다. 계면활성제는 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 0.1~1 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 계면활성제는 공지의 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제를 사용할 수 있으나, 표면장력을 효과적으로 줄이기 위하여 탄소 원자 8~14개의 알킬 사슬을 포함하는 제미니형 음인온계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.

요변성 부여제는 접착제 조성물이 도포되어 접착시트 또는 접착제가 될 때, 주제와 경화제의 분리 현상을 억제하여 접착제 조성물이 흘려내리지 않도록 하는 것으로서, 실리카류, 아크릴 코폴리머 등의 여러가지 공지의 다양한 물질을 사용할 수 있으나, 클레이(clay)를 사용하는 것이 바람직하다. 클레이는 가느다란 함수 규산염 광물의 집합체로서, 적당량의 물을 섞어 반죽하면 가소성이 생기고, 건조시키면 강성을 나타내며, 높은 온도에서 구우면 소결하는 물질을 말한다. 구체적으로, 해포석, 흄드 실리카 및 벤토나이트로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 어느 하나의 분말을 사용할 수 있으나, 가장 좋은 효과를 얻기 위해서는 흄드 실리카와 벤토나이트가 1:1의 중량비로 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 요변성 부여제는 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 1~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 요변성 부여제가 1 중량부 미만이면, 흐름성을 충분히 제어할 수 없고, 20 중량부를 초과하면, 흐름성이 너무 사라져서 생산성이 저하될 수 있다.

또한, 주제는 제조되는 접착시트 또는 접착제의 접착력을 향상시키기 위하여 소듐실리케이트를 더 포함할 수도 있다. 소듐 실리케이트(sodium silicate)는 기존의 접착제와는 달리 공해를 유발시키지 않아 환경 친화적이며, 접착력이 우수하다. 소듐 실리케이트는 고형분 기준으로 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 3~7 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 소듐 실리케에트가 3 중량부 미만인 경우, 접착 성능의 향상 정도가 미미하고, 7 중량부를 초과할 경우, 다른 성분과의 혼합성이 떨어질 수 있다.

또한, 주제는 제조되는 접착시트 또는 접착제의 내마모성을 향상시키기 위하여 이황화 몰리브덴을 더 포함할 수도 있다. 이황화 몰리브덴(MoS2)은 화강암 속에 함유 되어 얇은 광맥으로 발견되어 채굴하는 재료로서, 윤활성분으로 사용된다. 이황화 몰리브덴(MoS2)은 그래파이트(graphite)와 같이 전단이 발생하기 쉬운 형태의 육각형의 결정 구조의 고유한 특성을 가지나, 윤활 작용은 그래파이트보다 우수하다. 이황화 몰리브덴은 고형분 기준으로 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 1~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 이황화 몰리브덴이 1 중량부 미만인 경우, 내마모성을 효과적으로 향상시킬 수 없고, 5 중량부를 초과할 경우, 오히려 접착력을 떨어뜨릴 수 있다. 이때, 이황화 몰리브덴과 함께 구리 분말을 혼합하여 사용할 수도 있다.

또한, 주제는 제조되는 접착시트 또는 접착제의 난연성을 향상시키기 위하여 난연제를 더 포함할 수도 있다. 난연제는 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 100 중량부에 대해서 1~5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 난연제가 1 중량부 미만인 경우, 난연성의 향상 정도가 미미하고, 5 중량부를 초과하는 경우, 비경제적일 뿐만 아니라 타 성분과의 혼합성이 떨어질 우려가 있다. 난연제는 백반 분말을 사용할 수 있다. 백반은 칼륨 백반(황산알루미늄칼륨, AlK(SO4)2·12H2O)을 사용할 수 있고, 천연의 명반석으로부터 얻을 수 있다. 구체적으로, 명반석을 물에 풀어서 거른 다음 끊이고, 식힌 후 불규칙한 모양의 결정이 생기면, 이를 건조함으로써 제조할 수 있다.

또한, 주제는 제조되는 접착시트 또는 접착제의 항균성을 향상시키기 위하여 수산화알루미늄을 더 포함할 수도 있다. 수산화알루미늄은 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH))를 사용하는 것이 바람직하다. 보헤마이트는 γ-보헤마이트, α-보헤마이트 및 유사 보헤마이트(Pseudo-Boehmite)를 모두 사용할 수 있다. 그 중에서도, 결정성이 뛰어나서 열 안정성 및 화학적 안정성이 뛰어나고, 구조적으로 중성이며, 항균 특성이 뛰어난 γ-보헤마이트를 사용하는 것이 바람직하다. γ-보헤마이트는 물(순수)과 알루미늄(Al)만의 초임계 합성법으로 제조할 수 있다. 수산화알루미늄은 에틸렌 비닐 아세테이트 30~90 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 수산화알루미늄의 함량이 5 중량부 미만이면 달성하고자 하는 항균 효과를 발현시키기 힘들고, 10 중량부를 초과하면 타 성분과의 혼합성이 저해될 우려가 있다.

경화제는 이소시아네이트 화합물을 포함하는 것을 사용할 수 있다. 이소시아네이트 화합물은 물에 대한 우수한 용해성으로 경화제가 주제에 균일하게 혼합되어 적당한 점도와 경도를 유지함으로써 경화시간을 단축할 수 있으며, 주제와 경화제 혼합시 가사시간(pot life)을 연장시켜 작업성을 현저히 향상시키는 작용을 한다. 이소시아네이트 화합물은 1 분자 중에 2 개 이상의 이소시아네이트기를 함유하는 화합물인 것이 좋으며, 특히 톨루엔-디이소시아테이트(toluen-diisocyanate, TDI), 수소화 TDI, 트리메틸 프로판-TDI(trimethyl propane-TDI), 트리페닐메탄-트리이소시아네이트(tripehnylmethane-triisocyanate, TTI), 디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트(dipehenylmethane-4,4-diisocianate, MDI), 수소화 MDI, 또는 헥산메틸렌-디이소시아네이트(hexamethylene-diisocyanate, HDI) 등을 사용하는 것이 바람직하다. 경화제는 주제 100 중량부에 대해서 1~20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

상술한 접착시트 또는 접착제는 주제와 경화제를 혼합하여 수용성 2액형 접착제 조성물을 제조한 후, 작업 현장에 도포 및 경화시켜 제조되는 것으로서, 필요에 따라 상기 구성 성분의 일부를 제외하거나 상기 구성 성분 모두가 사용될 수 있으며, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 분산제, 소포제, 방부제, 증점제 등을 더 포함할 수도 있고, 제조되는 접착시트 또는 접착제의 다양한 색상을 구현하기 위하여 색소 성분을 더 포함할 수도 있다.

이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

에틸렌 비닐 아세테이트 80 중량부, 폴리비닐알콜 20 중량부, 물 25 중량부, 탄산칼슘 10 중량부, 계면활성제 1 중량부, 요변성 부여제 5 중량부로 혼합하여 주제를 제조하고, 톨루엔-디이소시아테이트(toluen-diisocyanate, TDI)를 포함하는 경화제 25 중량부를 혼합한 후, 도포 및 경화하여 접착시트 또는 접착제를 제조하였고, 이를 실시예 1로 하였다.

이때, 계면활성제는 탄소수 8개의 제미니 계면활성제를 사용하였다. 계면활성제의 전체적인 합성과정은 다이아민과 1-브로모알케인의 반응에서 시작하였다. N,N,N',N'-테트라메틸-1,3-다이아미노프로페인(N,N,N',N'-tetramethyl-1,3-diaminopropane) 0.1 mole과 1-브로모옥테인(1-bromooctane) 0.2 mole을 아세토나이트릴(acetonitrile) 300g에 넣고 30분간 교반시켜 주었고, 이 용액을 12 시간 동안 353K에서 환류시킨 뒤, 회전농축기(rotary evaporator)를 이용해 아세토나이트릴 용매를 제거하였다. 이를 통해 얻어진 생성물에 500g의 다이에틸 에테르(Diethylether)를 추가하여 생성물을 재결정화시켰다. 이를 거른 후 다이에틸 에테르 500g으로 씻어주며 반응하지 않은 불순물을 제거하였다. 상기 과정을 거친 생성물을 323K의 진공 오븐에서 12 시간 동안 처리하여 잔여 용매를 제거함으로써 제미니 계면활성제를 제조하였다.

[실시예 2]

주제에 산화아티몬 5 중량부 및 산화지르코늄 5 중량부를 분말 형태로 더 첨가한 것만 제외하고, 실시예 1과 동일하게 제조하였고, 이를 실시예 2로 하였다.

[실시예 3]

주제에 소듐실리케이트 5 중량부, 이황화 몰리브덴 3 중량부, 백반 3 중량부, γ-보헤마이트 8 중량부를 분말 형태로 더 첨가한 것만 제외하고, 실시예 2와 동일하게 제조하였고, 이를 실시예 3으로 하였다.

[비교예]

종래의 에폭시 온돌마루 접착제(SEP-4300, 삼창기연㈜)을 비교예로 하였다.

[실험예 1 : 접착력 테스트]

실시예 및 비교예에 대하여 접착력 테스트(KS F 4715)를 진행하였고, 그 결과를 하기 표 4에 정리하였다.

[표 4]

LH 공사의 접착강도는 0.8 N/㎟ 이상이 합격 기준으로, 실시예 및 비교예는 모두 합격 기준을 만족하였다. 그러나, 실시예의 접착강도가 비교예에 비해 보다 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 2 : 내열성 평가]

실시예 및 비교예의 접착시트 또는 접착제를 80℃로 유지되는 열풍 순환식 가열로에서 8시간 가열한 후 황변도를 육안으로 관찰하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.

[표 5]

상기 표 5를 통해 알 수 있듯이, 실시예는 비교예와 달리 황변되는 부분이 거의 관찰되지 않았다. 이를 통해 실시예의 내열성이 비교예에 비해 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다.

[실험예 3 : 항균성 평가]

실시예 3 및 비교예의 접착제 조성물에 대해 항균력 테스트(JIS Z 2801)를 실시하였다. 시험균주는 Aspergillus niger ATCC 9642(곰팡이)를 사용하였고, 항균력(항균 활성치)을 평가하여 하기 표 6에 기재하였다.

[표 6]

항균 활성치란 일정시간 동안 배양된 균주의 수를 비교하여 항균정도를 평가한 값으로서, 그 값이 1 이상이면 90% 이상의 균주가, 2 이상이면 99% 이상의 균주가, 3 이상이면 99.9% 이상의 균주가, 4 이상이면 99.99% 이상의 균주가, 5 이상이면 99.999% 이상의 균주가 사멸되어 항균 효과가 있는 것으로 본다.

상기 표 6을 통해 알 수 있듯이, γ-보헤마이트를 포함하는 실시예 3의 경우, 비교예에 비해 항균성이 매우 우수하다는 것을 알 수 있었다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1, 1a: PVC 시트 제조용 교반 장치
100: 투입부
200: 롤러
300: 절삭날
400; 회전체
500: 배출부

Claims (2)

1. PVC 시트를 제조하기 위한 원료를 교반하는 PVC 시트 제조용 교반 장치에 있어서,
   상기 원료를 상기 PVC 시트 제조용 교반 장치로 투입하는 투입부;
   상기 투입부로부터 낙하된 상기 원료를 압착 가열하며, 일정 방향으로 회전하는 원통 형상의 롤러;
   상기 롤러의 하부에 설치되어 상기 롤러에 의해 회전되는 상기 원료를 상기 롤러의 원주 방향을 따라 절삭하는 절삭날;
   상기 절삭날에 의해 절삭된 원료의 절삭면을 상기 롤러로부터 이탈시켜 일정 방향으로 밀어내는 회전체; 및
   상기 절삭날에 의해 절삭된 상기 원료를 배출하는 배출부를 포함하되,
   상기 투입부는, 상기 PVC 시트 제조용 교반 장치의 상부에 구비된 제1 가이드 프레임에 설치되어 상기 원료를 상기 롤러의 상부로 이송시키고,
   상기 롤러는, 내부에 가열 수단이 구비되어 상기 가열 수단에 의해 미리 정해진 온도까지 가열된 상태에서 상기 제1 가이드 프레임의 길이 방향과 평행한 방향을 축 방향으로 하여 일정 방향으로 회전함에 따라 상기 원료를 외주면에 부착시킨 상태로 회전되도록 하고,
   상기 절삭날은 제1 절삭날 및 제2 절삭날을 포함하고,
   상기 제1 절삭날은 상기 배출부가 형성된 위치로부터 수직 하부 방향에 설치되며, 상기 PVC 시트 제조용 교반 장치의 하부에 구비된 제2 가이드 프레임에 설치되어 상기 제2 가이드 프레임의 길이 방향과 수직한 방향으로 상하 회동하는 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 회동 본체와, 각각의 상기 회동 본체의 일단에 구비되어 상기 롤러에 부착되어 회전하는 상기 원료를 상기 롤러의 원주 방향을 따라 절삭하는 디스크와, 각각의 상기 회동 본체의 타단에 구비되어 상기 디스크가 상기 롤러에 접촉되도록 가압하는 무게추를 포함하고,
   상기 회전체는, 말단 부분에 상부로 향할수록 점차적으로 큰 직경을 갖는 테이퍼 구조체가 구비되고, 상기 테이퍼 구조체는 상기 롤러의 외주면상에 접촉된 상태에서 길이 방향을 축으로 하여 일정 방향으로 회전하되, 상기 제2 절삭날이 형성된 위치의 수직 상부에 위치한 어느 하나의 상기 회전체는 상기 제2 절삭날에 의해 상기 롤러의 원주 방향을 따라 절삭되는 상기 원료를 상기 테이퍼 구조체의 회전에 의해 상기 롤러로부터 이탈시켜 상기 제1 절삭날이 형성된 방향으로 밀어내며,
   상기 배출부는, 소정 간격 이격된 한 쌍의 디스크로 구성된 상기 제1 절삭날에 의해 스트립 형태로 절삭되는 상기 원료를 배출시키되,
   상기 제1 가이드 프레임(10)과 상기 배출부(100)는 접착제 조성물에 의해 부착되고
   상기 접착제 조성물은 주제 및 경화제를 포함하고,
   상기 주제는, 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA) 수지 30~90 중량부, 폴리비닐알콜(PVA) 1~30 중량부, 물 10~30 중량부, 탄산칼슘 5~30 중량부, 계면활성제 0.1~1 중량부 및 요변성 부여제 1~20 중량부를 포함하며,
   상기 폴리비닐알콜은 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 1~30 중량부로 포함되고,
   산화안티몬 및 산화지르코늄은 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 각각 5~10 중량부로 포함되며,
   소듐 실리케이트는 고형분 기준으로 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 3~7 중량부로 포함되고,
   이황화 몰리브덴은 고형분 기준으로 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 30~90 중량부에 대해서 1~5 중량부로 포함되며,
   난연제는 백반 분말이고, 상기 난연제는 에틸렌 비닐 아세테이트 수지 100 중량부에 대해서 1~5 중량부로 포함되고,
   수산화알루미늄은 에틸렌 비닐 아세테이트 30~90 중량부에 대해서 5~10 중량부로 포함되고,
   이소시아네이트 화합물을 포함하는 경화제는 주제 100 중량부에 대해서 1~20 중량부로 포함되
   는, PVC 시트 제조용 교반 장치.
   
   
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