KR102003658B1

KR102003658B1 - 글리터 파우더 제조 방법

Info

Publication number: KR102003658B1
Application number: KR1020190021032A
Authority: KR
Inventors: 김선준
Original assignee: 김선준
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2019-07-25

Abstract

본 발명은 일명 '반짝이'로 불리는 글리터 파우더의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 글리터 파우더의 제조에 관한 일련의 과정이 자동화되어 생산성을 향상시킨 글리터 파우더의 제조 방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 원 소재를 소정의 색상으로 도색하는 도색 단계, 그리고 상기 원 소재를 기 설정된 폭으로 절단하고, 절단된 중간 소재를 권취하는 재단 단계, 그리고 상기 중간 소재를 분쇄하여 글리터 파우더를 제조하는 분말화 단계, 그리고 상기 글리터 파우더를 대전 방지 처리하고 건조시키는 대전 방지 및 건조 단계, 그리고 상기 글리터 파우더 중, 기 설정된 입경 이하의 분말만을 분리 및 선별하는 선별 단계를 포함한다.

Description

글리터 파우더 제조 방법{MANUFACTURING METHOD FOR GLITTER POWDER}

본 발명은 일명 '반짝이'로 불리는 글리터 파우더의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 글리터 파우더의 제조에 관한 일련의 과정이 자동화되어 생산성을 향상시킨 글리터 파우더의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 글리터 파우더(일명, 반짝이)는 문구류나 액세서리에 있어서 장식무늬용으로 사용될 뿐만 아니라 피복류의 반짝이는 장식무늬용으로도 널리 사용되는데, 이의 재료는 수지재의 필름체로서 용도에 따라 여러 가지 종류의 코팅 필름을 글리터 파우더의 입자크기로 분쇄하여 분말화하게 된다.

일반적으로 글리터 파우더를 만드는데 사용되는 코팅 필름은 폴리에스터 재질로 구성되는 것이 일반적이며, 이 코팅 필름은 폴리에스터 필름에 알루미늄을 증착시켜 코팅 필름으로 제조한 후, 필요한 색상 별로 도료를 착색하여 완성된다.

글리터 파우더에 관한 종래의 기술로, 등록특허 제10-0474101호(2005년02월21일)(이하 종래기술)가 있는데, 종래기술은 글리터 파우더용 필름재에 대한 보다 효과적인 세절작업이 이루어질 수 있도록 하는 제조방법을 제시하고 있다.

보다 구체적으로, 종래기술은 저온처리를 이용한 무늬가 조각된 세절 로울러에 의한 글리터 파우더 제조방법에 관한 것으로서, 글리터 파우더 입자의 제조과정에 있어서 세절작업이 한층 원활하게 이루어질 수 있도록 먼저 저온처리과정을 수행함으로서 냉각된 필름에 대한 세절이 이루어져 일정한 크기 및 형태를 이루는 미세한 글리터 입자를 효과적이면서 신속하게 생산할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하는데, 이를 실현하기 위해 장식무늬로 사용되어질 글리터 파우더를 제조하기 위해 필름형태로 공급되어지는 글리터용 필름을 세절부에서 미세한 입자형태로 세절시키는 세절과정을 수행함에 있어서, 상기 글리터용 필름은 세절이 용이하게 이루어질 수 있도록 저온으로 처리되어진 상태에서 세절작업이 이루어짐을 특징으로 한다.

그러나 종래기술을 포함하는 종래의 기술들은 도색, 재단, 분말화, 대전 방지, 건조 및 선별 과정을 아우르는 글리터 파우더의 제조에 관한 일련의 과정상에서, 생산성, 편의성 및 제품의 품질 등에 있어서 한계를 가지고 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 글리터 파우더의 제조에 관한 일련의 과정이 자동화됨으로써, 생산성, 편의성 및 제품의 품질을 비약적으로 향상시키고, 나아가 도색된 원 소재를 중간 소재로 재단하여 사용함으로써 대량 생산을 가능하게 하고, 이를 통해 생산성을 특히 더욱 향상시키는 것을 목적으로 한다.

상기 과제의 해결을 목적으로 하는 본 발명은 다음의 단계를 포함한다.

본 발명은 원 소재를 소정의 색상으로 도색하는 도색 단계, 그리고 상기 원 소재를 기 설정된 폭으로 절단하고, 절단된 중간 소재를 권취하는 재단 단계, 그리고 상기 중간 소재를 분쇄하여 글리터 파우더를 제조하는 분말화 단계, 그리고 상기 글리터 파우더를 대전 방지 처리하고 건조시키는 대전 방지 및 건조 단계, 그리고 상기 글리터 파우더 중, 기 설정된 입경 이하의 분말만을 분리 및 선별하는 선별 단계를 포함한다.

상기 단계를 갖는 본 발명은 도색, 재단, 분말화, 대전 방지, 건조, 선별 등 글리터 파우더의 제조에 관한 일련의 과정을 이 자동화됨으로써 생산성, 편의성 및 제품의 품질을 향상시키고, 나아가 도색된 원 소재를 중간 소재로 재단하여 사용함으로써 대량 생산을 가능하게 하고, 이를 통해 생산성을 비약적으로 향상시킨다는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 각 단계를 도시한 도면.
도 2 내지 도 8은 본 발명을 실현하기 위한 글리터 파우더 제조 장치에 관한 구체적인 실시예.
도 2는 도색부에 관한 실시예.
도 3은 재단부에 관한 실시예.
도 4 내지 도 5는 분말화부에 관한 실시예.
도 6은 대전방지부 및 건조부에 관한 실시예.
도 7 내지 도 8은 선별부에 관한 실시예.
도 9는 본 발명의 추가 실시예.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체(622)물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

본 발명은 일명 '반짝이'로 불리는 글리터 파우더의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 글리터 파우더의 제조에 관한 일련의 과정이 자동화되어 생산성을 향상시킨 글리터 파우더의 제조 방법에 관한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 글리터 파우더 제조 방법(이하 본 방법(M))에 대해 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 방법(M)은 크게 도색 단계(S1), 재단 단계(S2), 분말화 단계(S3), 대전 방지 및 건조 단계(S4) 및 선별 단계(S5)를 포함한다.

각 단계 별로, 도색 단계(S1)는 원 소재(Go)를 소정의 색상으로 도색하는 단계로, 원 소재(Go)는 필름 형태의 재료로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 38㎛ 코팅 필름으로 구성될 수 있으며 코팅 필름의 조성물은 특별히 한정되지 않는다. 또한 도색 단계(S1)에서, 도색을 위한 도료는 다양한 형태로 원 소재(Go)에 착색될 수 있으며, 하나의 예로 도료가 스프레이 형태로 코팅 필름 상에 분사되어 착색될 수 있다.

다음 단계로, 재단 단계(S2)는 원 소재(Go)를 기 설정된 폭으로 절단하고, 절단된 중간 소재(Gm)를 권취하는 단계로, 착색된 원 소재(Go)가 분말화부(3)에서 취급하는 크기에 맞게 재단된다. 이는 도색 단계(S1)에서 도색된 상대적으로 크기가 큰 원 소재(Go)를 재단 단계(S2)에서 소분함으로써 대량 생산이 가능하게 한다.

다음 단계로, 분말화 단계(S3)는 중간 소재(Gm)를 분쇄하여 글리터 파우더(GP)를 제조하는 단계로, 재단 및 권취된 중간 소재(Gm)가 소정의 입경을 갖는 글리터 파우더(GP)로 분쇄되는 단계에 해당한다.

다음 단계로, 대전 방지 및 건조 단계(S4)는 글리터 파우더(GP)를 대전 방지 처리하고 건조시키는 단계로, 분쇄된 글리터 파우더(GP)가 대전 방지 가공되고, 건조되는 단계이다.

다음 단계로, 선별 단계(S5)는 글리터 파우더(GP) 중, 기 설정된 입경 이하의 분말만을 분리 및 선별하는 단계로. 대전 방지 및 건조된 글리터 파우더(GP)가 상품으로서 활용될 수 있는 입경 이하의 글리터 파우더(GP)만이 선별되고, 기 설정된 입경을 초과하는 입경을 갖는 글리터 파우더(GP)는 비분말로 분류되어 폐기 또는 재분쇄된다.

상기 단계를 포함하는 본 발명은 글리터 파우더의 제조에 관한 일련의 과정이 자동화되어 향상된 생산성을 제공하는 효과를 갖는다.

도 2 내지 도 8은 글리터 파우더 제조 장치를 활용한 본 발명의 각 단계를 수행하는 과정을 도시한 도면이다. 이하 도 2 내지 도 8을 참고하여 본 발명에 따른 글리터 파우더 제조 장치(이하 본 장치)에 대해 설명함과 더불어 본 방법(M)의 각 단계의 수행 과정을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

특히 이하의 설명에서, '후단'이라는 표현은 본 방법(M)의 각 단계가 수행되는 작업 과정상의 후단, 즉 다음 단계에 해당하는 위치를 의미하는 것으로 정의한다. 이에 '후단'이라는 표현이 물리적으로 후방에 위치하는 것은 아님을 밝히는 바이다.

도 2 내지 도 8을 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 본 장치는 도색부(1), 재단부(2), 분말화부(3), 대전방지부(4), 건조부(5) 및 선별부(6)를 포함하며, 이들은 하나의 기기에 조합되어 구성되기 보다는 다수의 기기가 각각의 위치에 각각 배치된 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

먼저 도 2에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따르면, 도색 단계(S1)를 수행하는 도색부(1)는 원 소재(Go)가 권취되는 메인롤러(11), 메인롤러(11)의 후단에 구비되어 메인롤러(11)로부터 풀려 나오는 원소재를지지 및 이동시키는 제1 및 제2텐션롤러(12)(13) 및 제2텐션롤러(13)의 후단에 구비되어 원 소재(Go)에 도료를 착색시키는 도색기(14)를 포함한다.

상기 실시예에서, 제1텐션롤러(12)는 하부에, 제2텐션롤러(13)는 상부에 구비될 수 있고, 이에 원 소재(Go)는 제1텐션롤러(12)의 하측에 접촉하고, 제2텐션롤러(13)의 상측에 접촉하도록 구비될 수 있다. 이는 원 소재(Go)에 부가되는 장력을 최대로 하기 위함이다.

이러한 도색부(1)의 실시에 따라, 도색 단계(S1)는 메인롤러(11)로부터 공급되는 원 소재(Go)가 제1텐션롤러(12)와 제2텐션롤러(13)의 사이에서 장력이 가해져 팽팽하게 유지된 상태에서 도색기(14) 측으로 이송되고, 도색기(14)에서는 도료의 착색이 수행되며, 도색기(14)에 의한 도료의 착색은 어느 한 형태로 한정되지 않는다.

다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따르면, 재단 단계(S2)를 수행하는 재단부(2)는 도색된 원 소재(Go)가 권취되는 공급롤러(21), 공급롤러(21)의 후단에 구비되어 원 소재(Go)를 이송하는 중간롤러(22), 중간롤러(22)의 후단에 구비되어 원 소재(Go)를 기 설정된 폭으로 절단하는 커팅기(23) 및 커팅기(23)의 후단에 구비되어 절단된 중간 소재(Gm)(원 소재(Go)의 절단 결과물)를 권취하는 수취롤러(24)를 포함한다.

상기 실시예에서, 도 3 [A]에 도시된 바와 같이, 중간롤러(22)는 소정 간격으로 배치된 다수의 롤러를 포함할 수 있는데, 이 때 원 소재(Go)는 인접한 두 롤러 사이에서 하나의 롤러에는 상부에 접촉하고, 또 다른 롤러에는 하부에 접촉하는 형태로 결합될 수 있는데, 이에 원 소재(Go)는 텐션이 가해진 상태로 커팅기(23) 측으로 이동하게 된다.

또한 상기 실시예에서, 도 3 [B]에 도시된 바와 같이, 커팅기(23)는 원 소재(Go)의 폭 방향을 따라 소정 간격으로 구비된 다수의 블레이드를 포함할 수 잇는데, 이에 원 소재(Go)의 절단 결과물인 중간 소재(Gm)는 각 블레이드 간의 폭만큼의 폭을 갖게 된다.

또한 상기 실시예에서, 도 3 [B]에 도시된 바와 같이, 수취롤러(24)는 중간 소재(Gm)가 권취되는 위치 사이에 격벽을 구비할 수 있고, 권취가 완료되면 소정의 위치(도 3 [B]를 기준으로는 권취되는 위치의 상부)로 이동되어 대기하고, 다음 권취 작업을 수행할 수취롤러(24)가 공급되도록 구성되며, 이전 수취롤러(24)와 다음 수취롤러(24) 간의 교체는 자동 또는 수동으로 이루어질 수 있다.

이러한 재단부(2)의 실시에 따라, 재단 단계(S2)는 공급롤러(21)로부터 공급되는 도색된 원 소재(Go)가 중간롤러(22)를 따라 팽팽함을 유지한 채 이동되고, 커팅기(23)를 거치면서 다수의 중간 소재(Gm)로 절단되며, 절단된 각각의 중간 소재(Gm)가 수취롤러(24)에 권취되는 형태로 진행된다.

다음으로, 도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따르면, 분말화 단계(S3)를 수행하는 분말화부(3)는 중간 소재(Gm)를 공급하는 언와인더(31), 언와인더(31)의 후단에 구비되어 중간 소재(Gm)에 텐션을 가하는 텐셔너(32), 텐셔너(32)의 후단에 구비되어 중간 소재(Gm)를 이송하는 리프트(33), 리프트(33)의 후단에 구비되어 중간 소재(Gm)를 분쇄하는 고정커터(34)와 회동커터(35), 고정커터(34)의 후단에 구비되어 분쇄된 글리터 파우더(GP)(중간 소재(Gm)의 분쇄 결과물)를 배출하는 배출구(36) 및 고정커터(34)와 회동커터(35)를 내장하는 하우징(37)을 포함한다.

상기 실시예에서, 도 4 [B]에 도시된 바와 같이, 텐셔너(32)는 상부 롤부재와 하부 롤부재로 구성될 수 있는데, 이에 중간 소재(Gm)는 상부 롤부재의 상부에 접촉하고 하부 롤부재의 하부에 접촉함으로써 텐션이 유지된다.

또한 상기 실시예에서, 도 4 [B]에 도시된 바와 같이, 리프트(33)는 중간 소재(Gm)가 안착되는 플레이트와 리프트(33) 상에 구비되어 회전에 의해 중간 소재(Gm)를 이송하는 바퀴부재를 포함할 수 있다. 특히 바퀴부재는 플레이트 상에 다수 구비되는 것이 바람직하며, 그 간격이 일정하게 구비되는 것이 바람직하다. 이러한 바퀴부재는 상단이 플레이트의 상부로 노출되어 중간 소재(Gm)의 이송을 위한 동력을 제공할 수 있도록 구성되어야 한다.

그리고 상기 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 고정커터(34)는 리프트(33)와 연결되고, 회동커터(35)는 고정커터(34)의 후단에 구비되며, 고정커터(34)는 리프트(33)와 그 상단이 높이가 동일하게 구성될 수 있다. 또한 고정커터(34)의 톱날과 회동커터(35)의 톱날은 각각의 요부와 홈부가 맞물리게 배치되는데, 이러한 고정커터(34)와 회동커터(35)의 배치 구조에 의해, 중간 소재(Gm)는 고정커터(34)와 회동커터(35)의 사이를 통과하면서 분쇄되어 분말화된다.

특히 상기 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 고정커터(34) 및 회동커터(35)는 리프트(33)에 대하여 소정 각도로 어긋나게 배치되어, 리프트(33) 상에서 이동하는 중간 소재(Gm)의 이동 방향과 고정커터(34) 및 회동커터(35)를 통과하는 중간 소재(Gm)의 이동 방향이 소정 각도를 이루도록 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 리프트(33)와 커터 간의 어긋난 배치 형태는 중간 소재(Gm)의 걸림 방지를 제공하는데, 중간 소재(Gm)가 고정커터(34)와 회동커터(35) 사이를 통과할 때 변 방향의 단부가 선 진입하는 것이 아니라 모서리 방향의 단부가 선 진입하게 됨으로써, 분말화 과정에서 덜 분쇄된 중간 소재(Gm)가 두 커터 사이에 걸리는 현상(일명: 씹히는 현상)을 방지하는 효과를 제공한다.

이러한 분말화부(3)의 실시에 따라, 분말화 단계(S3)는 언와인더(31)에 권취된 중간 소재(Gm)가 풀리면서 공급되는 단계, 그리고 중간 소재(Gm)가 언와인더(31)의 전단에 구비된 텐셔너(32)를 통과하면서 중간 소재(Gm)에 장력이 가해지는 단계, 그리고 중간 소재(Gm)가 텐셔너(32)의 전단에 구비된 리프트(33)에 의해 이송되는 단계, 그리고 리프트(33)의 전단에 구비되고, 중간 소재(Gm)의 하면에 접촉하는 고정커터(34)와 중간 소재(Gm)의 상면에 접촉하는 회동커터(35)의 사이를 중간 소재(Gm)가 통과하면서 분쇄되는 단계, 그리고 분쇄된 글리터 파우더(GP)가 고정커터(34)의 전단에 구비된 배출구(36)로 배출되는 단계를 포함하도록 구성된다.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 대전 방지 및 건조 단계(S4)는 후처리기(45)에 의해 수행되는데, 대전 방지와 건조에 관한 사항은 통상의 과정을 참고할 수 있다.

다음으로, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 선별 단계(S5)를 수행하는 선별부(6)는 글리터 파우더(GP)가 수용되는 호퍼(61), 호퍼(61)의 전단에 구비되어 글리터 파우더(GP)를 입경에 따라 선별하는 선별기(62), 호퍼(61)와 선별기(62) 사이에 구비되어 호퍼(61)에 수용된 글리터 파우더(GP)를 선별기(62)로 투입하는 유입구(63) 및 선별기(62)에 구비되어 선별기(62)에서 선별된 글리터 파우더(GP)를 배출하는 유출구(64)를 포함한다.

상기 실시예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 선별기(62)는 수직 배치되는 한 쌍의 측벽(621)과 양단이 양 측벽(621)에 각각 연결된 체(622)(體, sieve)를 포함한다. 양 측벽(621)은 체(622)와 일체로 결합되는 것이 바람직한데, 특히 체(622)는 소직경공과 대직경공을 구비하는 것을 특징으로 한다.

체(622)에 관한 하나의 예로, 체(622)는 소직경공을 구비한 제1체 및 대직경공을 구비한 제2체가 인접 구비될 수 있는데, 이 경우 제1체에서는 소입경의 글리터 파우더(GP)가 통과되고 제2체에서는 대입경의 글리터 파우더(GP)가 통과되어 선별된다.

상기 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 유출구(64)는 다단으로 구비된 제1 내지 제3유출구(641)(642)(643)를 포함할 수 있는데, 도 7에 도시된 예에서는 제1유출구(641)가 최하단에, 제2유출구(642)가 중단에, 제3유출구(643)가 상단에 구비된 실시가 도시되어 있다. 제1유출구(641)로는 상기한 소직경공을 통과한 소입경의 글리터 파우더(GP)가 배출되고, 제2유출구(642)로는 상기한 대직경공을 통과한 대입경의 글리터 파우더(GP)가 배출되고, 제3유출구(643)로는 체(622)를 통과하지 못한 비분말이 배출되게 된다.

이러한 선별부(6)의 실시에 따라, 선별 단계(S5)는 호퍼(61)에 수용된 글리터 파우더(GP)가 유입구(63)를 통해 선별기(62)로 유입되는 단계, 그리고 글리터 파우더(GP)가 선별기(62)를 통해 이동하는 과정에서, 선별기(62)의 소직경공을 통해 소입경의 글리터 파우더(GP)가 낙하하는 단계, 그리고 글리터 파우더(GP)가 선별기(62)를 통해 이동하는 과정에서, 선별기(62)의 대직경공을 통해 대입경의 글리터 파우더(GP)가 낙하하는 단계, 그리고 소입경의 글리터 파우더(GP)가 제1유출구(641)로 배출되고, 대입경의 글리터 파우더(GP)가 제2유출구(642)로 배출되고, 소직경공 및 대직경공을 통과하지 못한 비분말이 제3유출구(643)로 배출되어 선별되는 단계를 포함하도록 구성된다.

한편, 상기 분말화 단계(S3)에서, 중간 소재(Gm)를 분쇄하는 고정커터(34) 및 회동커터(35)는 하우징(37) 내에 내장되어 보호되는데, 하우징(37)은 구비 목적의 특성 상 외부요인에 상시 노출되고, 이에 충격, 자상, 침습(특히 세척에 의한 침습) 등에 노출되기 때문에, 적절히 보호될 필요성이 있다.

이러한 하우징(37)의 보호수단으로서, 도 9에 도시된 바와 같이, 하우징(37)의 외면에는 소정 간격으로 구비되는 다공층(G1), 이 다공층(G1) 상부에 구비되는 발열층(G2) 및 다공층(G1), 발열층(G2)을 포함하여 하우징(37)의 외면 전체를 덮는 보호층(G3)을 포함하는 보호막(G)이 구비될 수 있음을 특징으로 한다.

구체적으로, 다공층(G1)은 보호막(G)에 완충성을 부가하는 구성으로, 발포폴리스티렌 100 중량부 대비, 안티모니 트리옥사이드(Sb₂O₃) 5 중량부, 멜라민 폴리포스페이트 7 중량부 및 팽창 흑연 10 중량부를 포함한다.

각 조성물 별로, 발포폴리스티렌(Expanded Polystyrene)은 난연성에 취약하다는 단점이 있지만 단열성능이 뛰어나고 제조단가가 저렴하다는 장점 때문에 사용되었다. 다공층(G1)의 각 조성물은 발포스트렌의 100중량부를 기준으로 결정된다.

그리고 안티모니 트리옥사이드(Sb₂O₃)는 휘안석으로부터 취득되는 금속산화물로, 기타 난연재에 비해 우수한 난연성을 갖는다는 장점에 사용되었다. 이러한 안티모니 트리옥사이드는 발포스티렌 100 중량부 대비, 5 중량부가 포함되는 것이 바람직한데, 이를 초과하여 사용되는 경우 연소 시에 발생하는 라디칼 화합물이 인체에 유해할 수 있고, 상대적으로 고가인 이유로 경제성이 저하된다.

그리고 멜라민 폴리포스페이트(Melamine Polyphosphate)는 폴리인산화??물의 일종으로, 유리도막을 형성하여 산소접근을 차단하는 기능을 위해 첨가된다. 반복 실험 결과, 유리도막의 적정 두께 형성을 위한 최적의 사용량은 발포스티렌 100 중량부 대비, 7 중량부가 포함되는 것이다.

그리고 팽창 흑연(Expanded Graphite)은 연소 시 탄화물을 생성함으로써 난연 기능을 부가하는 흑연화합물로서 첨가되며, 바람직한 사용량은 10 중량부가 포함되는 것인데, 반복 실험 결과 상기한 멜라민 폴리포스페이트와의 중량 비율이 0.7 : 1로 사용될 때 난연 효과가 최대로 발현되었으며, 이 결과 10 중량부가 포함되는 것이 바람직하다는 결론을 내렸다.

상기 다공층(G1)은 상기 구성들을 물을 용매로 하여 분산시킨 후 소정의 경화 작업을 거쳐 제조된다. 여기에서, 다공층(G1)의 경화에 관한 사항은 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로 기 공지된 기술 및 통상의 기술자의 일반 상식을 따르는 것으로 한다.

다음으로, 발열층(G2)은 다공층(G1)의 상부에 구비되어, 태양광을 받아 자체 발열하여 상기한 다공층(G1)과 보호층(G3) 간의 융화와 혼련이 자체적으로 이루질 수 있도록 하기 위해 부가되며, 상온에서는 이 혼련 시간이 24시간 이상으로 길기 때문에, 약 40 ~ 60℃의 온도 조건을 제공하여 혼련 시간을 30분 이내로 단축시키기 위해 구비되는 구성이다. 이러한 발열층(G2)은 테트라클로로금(Ⅲ)산 100 중량부 대비, 이산화망간 5 중량부 및 실리카겔 3 중량부를 포함한다.

각 조성물 별로, 테트라클로로금(Ⅲ)산(HAuCl₄)은 금을 왕수(王水)에 녹이거나 염화금(Ⅲ)을 염산에 용해시켜 취득하는 담황색의 결정으로, 입경에 따라 발열 효율이 다르기 때문에 평균 입경이 15 ~ 30nm인 것이 사용되는 것이 바람직하다. 발열층(G2)을 구성하는 이하의 조성물은 테트라클로로금(Ⅲ)산 100 중량부를 기준으로 결정된다.

그리고 이산화망간(MnO₂)은 망간과 상소가 결합한 화합물로, 발열층(G2)의 분산을 용이하게 하고 태양광 파장의 활용 영역을 최적화하기 위해 첨가되며, 티타늄, 크롬, 니켈, 구리 등 4주기의 전이금속 중 원적외선 영역에서의 복사율 및 복사에너지 효율이 좋아 채택되었다. 이러한 이산화망간은 산소 존재 하에서 약 1000℃로 소결시켜 제조되며, 입경이 작을수록 유도 가열 효과가 증대되므로 평균 입경이 10 ~ 100nm인 것이 사용되는 것이 바람직하고, 그 사용량은 반복 실험 결과 최적의 열전도 효율을 보였던 5 중량부인 것이 바람직하다.

그리고 실리카겔(Silica Gel)은 발열층(G2)의 발열 효과를 지속시키고 발열 포화 시간을 단축시키기 위해 첨가되며, 반복 실험 결과 3 중량부가 포함될 때 최적의 발열 효율을 보이는 것으로 확인되었다.

상기 발열층(G2)은 테트라클로로금(Ⅲ)산 수용액을 약 100℃에서 10분간 가열한 후에 소량의 구연산을 첨가하여 수용액 상태로 만든 다음, 이에 상기 배합 비율로 이산화망간 및 실리카겔을 혼합 및 분산시킨 후, 소정의 건조 과정을 거쳐 제조된다. 여기에서, 건조 과정에 대한 구체적인 내용은 기 공지된 기술 및 통상의 기술자의 일반 상식을 따르는 것으로 한다.

다음으로, 보호층(G3)은 보호막(G)의 기본 구성으로, 상기한 다공층(G1)과 발열층(G2)을 포함한 보호 부위 전체를 덮어서 보호한다. 이러한 보호층(G3)은 테트라에톡시실란 5 중량%와 메틸트리에톡시실란 5 중량%와 잔량의 물을 포함하는 실리카 결합수 100 중량부 대비, 포졸란 10 중량부, 계면활성제 3 중량부, 벤토나이트 1 중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 40 중량부 및 에틸렌디아민테트라아세테이트 3 중량부를 포함한다.

각 구성 별로, 실리카 결합수는 포졸란의 지오 폴리머 반응을 위해 첨가되며, 다량의 실리카(SiO)가 함유된 것이 좋다. 이러한 실리카 결합수는 결합수 전체 중량 대비, 테트라에톡시실란(TEOS) 5 중량%와 메틸트리에톡시실란(MTES) 5 중량%와 잔량의 물을 포함하는데, 테트라에톡시실란은 실리카 분자의 안정된 네트워크 구조를 형성하며, 메틸트리에톡시실란은 네트워크의 유연성을 증가시킨다. 테트라에톡시실란이 상기 조성비 미만으로 첨가되는 경우 보호층(G3)의 경도 저하가 발생하고, 상기 조성비를 초과하여 첨가되는 경우 실리카 전구체 함량이 높아져 건조 시의 크랙 발생 우려가 있다. 또한 메틸트리에톡시실란이 상기 조성비 미만으로 사용되는 경우 유연성이 저하되며, 상기 조성비를 초과하여 사용되는 경우 보호층(G3)의 경도가 저하된다. 보호층(G3)을 구성하는 이하의 조성물은 실리카 결합수 100 중량부를 기준으로 한다.

그리고 포졸란은 지오 폴리머 반응의 주요한 결합재로서, 화산재 등과 같은 천연 포졸란, 슬래그 미분말, 플라이 애쉬, 실리카 흄 등과 같은 인공 포졸란 중 어느 것이 선택되어도 무방하다. 이러한 포졸란은 10 중량부가 사용되는 것이 바람직하며, 너무 과도하지 않는다는 것을 전제할 때 상기 조성비를 초과하여도 무방하나, 상기 조성비 미만인 경우에는 강도 발현이 어렵다는 문제가 발생한다.

그리고 계면활성제는 작업성 개선을 위해 첨가되고, 벤토나이트는 탈락 방지를 위한 점탄성 조절제로서 첨가되어 요변제의 기능을 수행한다. 이러한 계면활성제와 벤토나이트는 공지된 기술 및 일반 상식을 참고하여 시판되는 제품을 상기 조성비로 첨가되면 족하다. 상기 조성비를 벗어나는 경우, 흐름성이 기준치에 과도하거나 또는 미달되게 된다.

그리고 하이드록시에틸아크릴레이트(Hydroxyethylacrylate)는 부착증진제로서 첨가되며, 특히 경화성이 뛰어나다는 장점이 있어 채용되었다. 반복 실험 결과, 바람직한 사용량은 40 중량부이며, 상기 조성비 미만으로 사용되는 경우 부착 증진 효과 발현이 미미하며, 상기 조성비를 초과하여 사용되는 경우 휘발도가 높아지고 독성이 강해진다.

그리고 에틸렌디아민테트라아세테이트(Ehtylenediaminetetracetate)는 흡착강화제로서 첨가되며, 보호막(G)의 초기 시공 시의 흡착력을 강화하여 결과적으로 부착력을 향상시킨다. 반복 실험 결과, 최적의 흡착 강화 효과를 발현하는 사용량은 3중량부로 확인되었다.

상기 보호층(G3)은 상기 구성들을 교반기에 투입하여 혼합 및 교반한 다음, 소정의 건조 및 경화 과정을 거쳐 제조된다.

상기 보호막(G)의 시공에 관한 실시예로, 시험용 블록에 다공층(G1), 발열층(G2) 및 보호층(G3) 순으로 구비한 다음, 태양광이 조사되는 환경 하에 1시간동안 방치하여 혼련 과정을 거치고, 경화시켜 보호막(G)을 형성하였다. 이 보호막(G)에 크로스-컷(cross-cut) 시험, 스크래칭 시험, 화염 분사를 통한 연소 시험, 물 분사를 통한 내부 침습도 시험을 수행한 결과, 박리율은 1% 미만이었으며, 파손율은 5% 미만이었고, 다공층(G1)의 연소가 발생하지 않았으며, 내부 침습이 검출되지 않았다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

M: 본 방법(글리터 파우더 제조 방법)
1: 도색부
11: 메인롤러 12: 제1텐션롤러
13: 제2텐션롤러 14: 도색기
2: 재단부
21: 공급롤러 22: 중간롤러
23: 커팅기 24: 수취롤러
3: 분말화부
31: 언와인더 32: 텐셔너
33: 리프트 34: 고정커터
35: 회동커터 36: 배출구
37: 하우징
4: 대전방지부
5: 건조부 45: 후처리기
6: 선별부
61: 호퍼 62: 선별기
63: 유입구 64: 유출구
641 ~ 643: 제1 내지 제3유출구

Claims

원 소재를 소정의 색상으로 도색하는 도색 단계;
상기 원 소재를 기 설정된 폭으로 절단하고, 절단된 중간 소재를 권취하는 재단 단계;
상기 중간 소재를 분쇄하여 글리터 파우더를 제조하는 분말화 단계;
상기 글리터 파우더를 대전 방지 처리하고 건조시키는 대전 방지 및 건조 단계; 및
상기 글리터 파우더 중, 기 설정된 입경 이하의 분말만을 분리 및 선별하는 선별 단계;
를 포함하고,
상기 분말화 단계에서, 상기 중간 소재를 분쇄하는 고정커터 및 회동커터는 하우징 내에 내장되고,
상기 하우징에는 외면에 소정 간격으로 구비되는 다공층, 상기 다공층 상부에 구비되는 발열층 및 상기 다공층, 발열층을 포함하여 외면 전체를 덮는 보호층을 포함하는 보호막이 구비되되,
상기 다공층은 발포폴리스티렌 100 중량부 대비, 안티모니 트리옥사이드(Sb₂O₃) 5 중량부, 멜라민 폴리포스페이트 7 중량부 및 팽창 흑연 10 중량부를 포함하고,
상기 발열층은 테트라클로로금(Ⅲ)산 100 중량부 대비, 이산화망간 5 중량부 및 실리카겔 3 중량부를 포함하고,
상기 보호층은 테트라에톡시실란 5 중량%와 메틸트리에톡시실란 5 중량%와 잔량의 물을 포함하는 실리카 결합수 100 중량부 대비, 포졸란 10 중량부, 계면활성제 3 중량부, 벤토나이트 1 중량부, 하이드록시에틸아크릴레이트 40 중량부 및 에틸렌디아민테트라아세테이트 3 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 글리터 파우더 제조 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 분말화 단계는,
언와인더에 권취된 상기 중간 소재가 풀리면서 공급되는 단계,
상기 중간 소재가 상기 언와인더의 전단에 구비된 텐셔너를 통과하면서 상기 중간 소재에 장력이 가해지는 단계,
상기 중간 소재가 상기 텐셔너의 전단에 구비된 리프트에 의해 이송되는 단계,
상기 리프트의 전단에 구비되고, 상기 중간 소재의 하면에 접촉하는 고정커터와 상기 중간 소재의 상면에 접촉하는 회동커터의 사이를 상기 중간 소재가 통과하면서 분쇄되는 단계,
분쇄된 글리터 파우더가 상기 고정커터의 전단에 구비된 배출구로 배출되는 단계를 포함하고,
상기 고정커터 및 회동커터는 상기 리프트에 대하여 소정 각도로 어긋나게 배치되어, 상기 리프트 상에서 이동하는 중간 소재의 이동 방향과 상기 고정커터 및 회동커터를 통과하는 중간 소재의 이동 방향이 상기 소정 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 글리터 파우더 제조 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 선별 단계는,
호퍼에 수용된 상기 글리터 파우더가 유입구를 통해 선별기로 유입되는 단계,
상기 글리터 파우더가 선별기를 통해 이동하는 과정에서, 상기 선별기의 소직경공을 통해 소입경의 글리터 파우더가 낙하하는 단계,
상기 글리터 파우더가 선별기를 통해 이동하는 과정에서, 상기 선별기의 대직경공을 통해 대입경의 글리터 파우더가 낙하하는 단계 및
상기 소입경의 글리터 파우더가 제1유출구로 배출되고, 상기 대입경의 글리터 파우더가 제2유출구로 배출되고, 상기 소직경공 및 상기 대직경공을 통과하지 못한 비분말이 제3유출구로 배출되어 선별되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 글리터 파우더 제조 방법.
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