KR20010055657A - 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법 - Google Patents
이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20010055657A KR20010055657A KR1019990056912A KR19990056912A KR20010055657A KR 20010055657 A KR20010055657 A KR 20010055657A KR 1019990056912 A KR1019990056912 A KR 1019990056912A KR 19990056912 A KR19990056912 A KR 19990056912A KR 20010055657 A KR20010055657 A KR 20010055657A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- stage
- tank
- resin
- oil
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 title claims abstract description 19
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 title claims description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 29
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 52
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 51
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 62
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 22
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 10
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 10
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 49
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 21
- 239000000047 product Substances 0.000 description 63
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 10
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 9
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 8
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000008157 edible vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000005641 methacryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000011165 process development Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000004148 unit process Methods 0.000 description 1
- 239000000341 volatile oil Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
- B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
- B29C48/09—Articles with cross-sections having partially or fully enclosed cavities, e.g. pipes or channels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2791/00—Shaping characteristics in general
- B29C2791/004—Shaping under special conditions
- B29C2791/006—Using vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2033/00—Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof as moulding material
- B29K2033/04—Polymers of esters
- B29K2033/12—Polymers of methacrylic acid esters, e.g. PMMA, i.e. polymethylmethacrylate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2069/00—Use of PC, i.e. polycarbonates or derivatives thereof, as moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
- B29K2105/0058—Liquid or visquous
- B29K2105/0061—Gel or sol
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
본 발명은 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 이형압출공법에 의해 원형, 다각형의 엔지니어링 플라스틱을 성형하는 방법에 있어서, 압출기의 최종 성형다이를 통하여 토출되는 졸상태의 수지를 각 단의 진공압력이 -500∼-700mmHg의 범위로 유지되는 3단 1조로 구성된 진공탱크를 통과시키며, 제1단의 탱크에는 상기 수지의 유리전이온도 이상의 온도부터 ＋20℃의 온도범위로 가열된 오일을 공급, 순환시키고, 제2단의 탱크는 제1단의 탱크에 설정된 온도보다 －20℃이하내의 온도범위로 가열된 오일을 공급, 순환시키며, 제3단의 탱크에는 제2단의 탱크에 설정된 온도보다 －20℃이하내의 온도범위로 가열된 오일을 공급, 순환시켜 제조하며, 성형된 수지의 두께가 15 내지 50mm인 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법을 통하여 공냉방식에 의한 단위 제조공정의 단축과 제품내부에 기공형성과 같은 기포생성을 차단하고, 2차 재가공이 필요하지 않은 미려한 제품을 생산, 공급함으로써 생산비용의 절감과 생산공정의 단축 및 고부가가치를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타아크릴레이트 수지와 같은 투명성을 요구하는 소재를 이용하여 이형압출공법을 통한 고두께 제품을 생산함에 있어 냉각공정을 개선하여 생산공정을 단축시키고, 냉각의 최적조건을 확보하는 항온 및 서냉에 의한 냉각공정을 유도함으로써 안정된 제품의 성형가공은 물론 특히 급냉에 의한 다량의 기공형성을 차단하여 제품의 불량률을 최소화하고 고품질의 제품을 생산할 수 있는 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법에 관한 것이다.
엔지니어링 플라스틱에 관련된 선행기술로는 한국 등록특허 제119769호(명칭: 엔지니어링 플라스틱 조성물 및 그의 성형품), 한국 등록특허 제222240호(명칭: 내후성이 우수한 엔지니어링 플라스틱 쉬이트의 제조방법), 한국 특허출원 제90-015255호(명칭: 엔지니어링 플라스틱 조성물 및 그것을 사용한 성형품), 한국 특허출원 제92-018570호(명칭: 보강된 결정성 엔지니어링 플라스틱 조성물의 제조 방법) 등이 있으나, 이들은 조성성분에 의한 기능성의 부여에 주로 특징이 있다. 또한, 한국 특허출원 제92-004104호(명칭: 보호지가 부착된 엔지니어링 플라스틱의 성형방법)에서는 보호지를 이용하여 성형품의 흠집을 방지할 수 있다고 기재하고 있으나, 본 발명과 같은 이형압출공법이 적용되는 것은 아니다.
현재, 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타아크릴레이트 수지와 같은 엔지니어링 플라스틱의 성형가공 공법은 압출기을 통하여 최고 15mm이하 두께의 판형(시트)의 제품을 생산함에 있어 T-다이를 통하여 1차 성형된 수지를 성형롤(폴리싱롤)을 통하여 최종 성형하고, 이때 각 성형롤의 온도구배에 의한 냉각을 이루고 있다. 이를 가이드롤을 통하여 대기중에서 냉각시킴으로써 생산공정이 길어지고 나아가 냉각공정의 한계점으로 인하여 두께가 15mm이상 뿐만 아니라 15mm이하에서도 성형조건을조절하기가 매우 어려운 실정이다. 또한, 제품내부에 발생하는 미세기포(기공)의 생성 또는 밀림현상으로 제품성이 떨어지는 단점이 있다.
한편, 액상의 아크릴 모너머를 이용하여 판상으로 생산하고 있는 케스팅 아크릴의 경우, 두거운 두께를 갖는 제품을 생산할 수는 있으나 연속작업이 불가능하고 냉각시간이 장시간 소요되어 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
특히 형태학적으로 무정형 구조를 갖는 수지(분자쇄의 운동이 활발해지는 유리전이 온도가 존재하고, 결정성 고분자에 비하여 흐름성이 불량하여 가공이 용이하지 않은 특성이 있음)에 있어 이형압출공법에 의한 이형제품 생산에 있어 기존의 프로파일 생산방식으로는 간접냉각에 의해 두께 5mm이하의 제품을 생산하며, 냉각수 또는 히팅오일의 간접접촉방식과 진공에 의한 진원형성을 도모하여 제품을 생산하고 있다. 그리고 파이프 생산방식에 의해 성형롤을 이용하여 공기중에서 냉각시키는 공정, 즉 생산라인중 냉각라인을 길게하여 온풍기를 통한 서냉방식을 이용한 아크릴 파이프를 생산하고 있다.
그러나 이들 모두 생산공정이 길고, 금형(사이싱)에 의해 제품표면에 미세한 흠집, 또는 스크레치가 발생함으로써 품질이 우수하지 못하고 투명성이 떨어지는 단점과 함께 제품 성형성이 떨어지거나 고두께의 제품을 생산하는데 한계가 있었다.
이러한 문제점으로 인하여 작게는 15mm이상의 두께를 가진 제품을 생산할 수 없기에 연속압출공법을 피하거나 대체소재의 선택과 수입품에 의한 2차 가공을 통하여 용도적용을 도모하고 있는 실정으로 가공비용의 증가로 인하여 제품가격이 매우 높은 실정이다.
이에 본 발명자들은 투명 플라스틱 소재인 폴리메틸메타아크릴레이트 및 폴리카보네이트 수지를 이용하여 이형압출기를 통해 환봉, 사각봉과 같은 두꺼운 두께를 가진 제품, 즉 15mm∼50mm 범위의 제품을 생산함에 있어 최초 성형 및 냉각공정인 진공탱크에 냉각수 대신 일정한 온도로 가열된 오일을 공급하여 급냉을 차단하면서 각 탱크의 온도구배에 의한 서냉방식을 이용하여 제품내부에 발생하는 다공의 기포형성을 차단하는 등 상술한 문제점을 해결할 수 있음을 발견하였고, 본 발명은 이에 기초하여 완성되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 성형성이 어려운 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타아크릴레이트 수지를 이용하여 이형압출 제품을 생산함에 있어 두꺼운 두께의 제품을 생산할 수 있는 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 성형방법은 이형압출공법에 의해 원형, 또는 다각형의 프로파일을 갖는 엔지니어링 플라스틱의 성형방법에 있어서, 압출기의 최종 성형다이를 통하여 토출되는 졸상태의 수지를 각 단의 진공압력이 -500∼-700mmHg의 범위로 유지되는 3단 1조로 구성된 진공탱크를 통과시키며, 제1단의 탱크에는 상기 수지의 유리전이온도 이상의 온도부터 ＋20℃의 온도범위로 가열된 오일을 공급, 순환시키고, 제2단의 탱크는 제1단의 탱크에 설정된 온도보다 －20℃이하내의 온도범위로 가열된 오일을 공급, 순환시키며, 제3단의 탱크에는제2단의 탱크에 설정된 온도보다 －20℃이하내의 온도범위로 가열된 오일을 공급, 순환시켜 각 수지의 유리전이 온도점 근처에서 서냉을 통한 냉각과 진공을 통한 진원(모양성형)을 확보함과 동시에 급속한 표면냉각으로 발생하는 제품 중심부의 미냉각으로 인한 수지이동 및 수지내부에 잔존하고 있는 수분 및 분해성 가스입자에 의한 다량의 기공발생 및 성장현상의 문제점을 차단하면서 보다 짧은 공정으로의 냉각과 제품성형을 확보하는 단계를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따라 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타아크릴레이트 수지를 이용한 이형압출 제조 공정도이다.
도 2는 본 발명의 방법에 따른 냉각공정에서 사용되는 오일냉각방식을 개략적으로 나타낸 장치도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1: 압력계 2: 온도계
4: 진공펌프 10: 제1히터
12: 제2히터 14: 제3히터
20, 22 및 23: 오일쿨러 30: 주(main) 오일탱크
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
본 발명은 폴리카보네이트 또는 폴리메틸메타아크릴레이트 수지와 같은 고투명성이 요구되는 수지의 성형, 가공에 있어 압출기를 통하여 용융된 용융물을 진공탱크 내부로 인입시켜 탱크 내부에 진공펌프를 통하여 진공상태로 만들어줌으로써 원하는 형상으로 진원을 확보할 수 있음과 동시에 각 단의 탱크 내부에 일정한 온도로 유지되는 오일을 순환, 공급하여 제품표면에 직접 접촉시켜 가공수지 특성상의 유리전이 온도점 부근에서 순차적으로 냉각시켜 간단한 기능성의 설비만으로 급속한 냉각공정에서 발생하는 제품외부의 냉각에 따른 내부의 고분자 이동으로 인한 기공생성 및 수분과 분해성 가스입자로 판단되는 미세한 기포를 표면으로부터 제거하여 이형압출시키는 성형방법에 관한 것이다.
종래에는 일반적으로 압출기내 실린더의 초기, 용융부, 최종 다이앞(목부분) 등에서의 진공펌프 또는 벤트를 통하여 용융수지내부에 잔존하는 수분과 분해성 가스상의 입자를 제거하거나 저장조에 들어있는 압출전 수지를 장시간 건조하는 전처리공정을 통하여 15mm이하의 판상으로 제조하였다. 이때 T-다이(최종다이)를 통하여 1차 성형되어 토출되는 용융물을 열매체에 의해 적정한 온도로 유지되는 성형롤에서 최종 성형한 후 가이드롤을 통한 대기상에서의 냉각공정으로 판상을 제조하였다. 그렇기 때문에 장치의 구조상 생산라인이 길며, 두꺼운 두께의 제품을 성형할 수 없는 단점과 원하는 형태의 제품을 생산하는데 한계가 있고, 절단, 접착, 가공과 같은 추가적인 2차 가공공정을 거쳐야만 하는 문제점으로 제품의 단가가 높거나 고품질의 제품을 생산할 수 없었다.
특히, 이형(프로파일) 압출물의 성형에 있어서, 금형내부에 수로를 형성하여 냉각수를 통과시켜 용융물의 표면과 접촉시키는 간접냉각방식에 의해 이형압출공법으로 저두께(5mm이하)의 제품을 생산함에 있어 냉각을 도모하면서 다단으로 형성된 금형의 사이사이로 공기를 흡입하여 진공상태를 형성시켜 원하는 모양과 진원을 확보하였다.
따라서, 금형(사이싱)과 수지표면의 강한 접촉으로 인취기의 용량이 증가하여야만 하는 문제점과 성형이 완료된 제품의 표면에 수지 밀림현상과 과다한 스크레치성 자국들이 발생하여 품질이 떨어지는 상태로, 이 역시 고두께의 제품을 단시간에 제조할 수 없으며 일정 두께의 이상이 되면 다공의 기포가 발생하는 단점은 압출공법에서의 일반적인 현상으로 받아들여지고 있다.
또한, 파이프 이형압출공법에 있어 진공탱크 내부의 금형에 용융물을 인입시키되 진공펌프를 통하여 진공상태를 유지하면서 냉각수의 순환을 통한 수지표면에접촉시키는 직접냉각방식에 의한 파이프 및 얇은 이형의 성형물을 제조하는 공법이 사용되고 있기는 하지만, 이 역시 고두께의 제품을 생산함에 있어 제품 내부에 기공발생으로 인하여 불가능하다.
따라서, 원형, 사각형과 같은 단순한 형상의 제품을 생산함에 있어 제품형상과 동일한 유도(가이드)롤을 통하여 냉각과 성형을 유지하면서 열풍과 같은 서냉공법으로 어느 정도의 고두께를 생산하고 있다. 이 역시 가이드롤에 의해 제품의 고품질을 기대할 수 없고, 냉각공정이 길어지는 단점과 열풍에 의한 에너지 과다손실이 발생하는 문제점이 있다.
이에, 도 1을 참조하면, 본 발명에서는 압출기에서 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타아크릴레이트 수지를 성형하고, 냉각공정과 가이드롤에서의 자연냉각 및 이송공정을 거쳐 인취 및 절단하여 제품을 제조한다. 상기 냉각공정은 3단 1조의 진공 탱크를 두고 각각의 용융물의 채류시간은 원하는 제품의 두께에 따라 다를 수는 있지만, 최초 1단의 탱크에 약 1∼2분 이내에 채류될 수 있도록 탱크의 길이를 확보하고, 2단의 진공탱크는 1단의 길이에 대하여 1/3 내지 2배정도 증가한 수준이며, 3단의 진공탱크는 2단의 길이에 대하여 1/3 내지 2배정도 증가한 수준으로 한다.
이렇게 탱크의 길이 편차를 두는 것은 무엇보다 냉각의 안정성을 도모하여 수지내부에 잔존하는 수분 및 분해성 가스입자를 표면으로부터 제거하고 제품 내부에 미치는 냉각시점을 일정하면서도 서서히 냉각을 이루게 하기 위한 제반조건으로 한다. 만약 이들의 채류정도가 동일하다면 두께에 따라 기공이 형성될 수 있는 가능성을 배재할 수 없으며, 실험결과 조건설정에 어려움이 발생하여 불량발생의 원인이 되었다.
도 2를 참조하면, 상기와 같은 설비조건하에서 진공펌프를 통한 각단의 탱크에 -500∼-700mmHg의 진공을 걸어주고 온유기를 통하여 가열되어 일정 온도로 유지되는 오일을 진공탱크 내부로 인입시켰다. 이때, 상기 진공조건이 -500mmHg 미만이면 생산하고자 하는 제품의 형상을 제어할 수 없어 불량을 초래할 수 있고, -700mmHg를 초과하면 과다한 진공압으로 인취기의 용량이 증가함으로써 비용의 증가는 물론 강제적인 인취로 표면에 스크레치가 발생할 수 있다.
이때 성형가공할 수지의 유리전이온도에 기초하여, 제1단의 탱크에는 수지의 유리전이온도 이상의 온도부터 ＋20℃의 온도범위로 가열된 오일을 공급, 순환시키고, 제2단의 탱크는 제1단의 탱크에 설정된 온도보다 －20℃이하의 온도범위로 가열된 오일을 공급, 순환시키며, 제3단의 탱크에는 제2단의 탱크에 설정된 온도보다 －20℃이하의 온도범위로 가열된 오일을 공급, 순환시킨다. 이때, 제1단의 탱크에 공급되는 오일의 온도가 수지의 유리전이온도 미만이면 수지내부에 다수의 기포발생을 막을 수 없고, 수지의 유리전이온도보다 20℃를 초과하면 미냉각으로 인하여 냉각라인이 길어져야 하는 단점이 있다. 또한, 제2단 및 제3단의 탱크에 공급되는 오일의 온도가 각각 제1단 및 제2단의 오일의 온도보다 20℃ 미만으로 떨어지면 이 역시 수지내부에 다수의 기포가 발생한다.
예를 들어, 폴리메틸메타아크릴 수지의 경우, 제1단의 탱크에 100∼120℃로 가열된 오일을, 제2단의 탱크에 90∼110℃로 가열된 오일을, 제3단의 탱크에80∼100℃로 가열된 오일을 순환, 항온으로 공급하여 온도 감지에 의한 ±3℃의 오일편차가 발생할 경우 자동으로 오일을 순환시켜 용융물에 의한 탱크내 오일온도 상승을 차단하여 항온을 유지하였다. 또한, 폴리카보네이트 수지 성형가공의 경우, 제1단의 탱크에 130∼150℃로 가열된 오일을, 제2단의 탱크에 130∼140℃로 가열된 오일을, 제3단의 탱크에 110∼130℃로 가열된 오일을 순환, 항온으로 공급하였고, ±3℃의 오일편차가 발생할 경우 자동으로 오일을 순환시켜 용융물에 의한 탱크내 오일온도 상승을 차단하여 항온을 유지하였다. 참고적으로, 폴리메틸메타아크릴 수지의 유리전이온도는 100℃이고, 폴리카보네이트 수지의 유리전이온도는 130℃이다.
도 2에 있어서, 참조번호 1은 압력계로서 진공탱크 내부의 진공압 확인할 수 있고, 참조번호 2는 온도계로서 진공탱크 내부의 온도 확인를 확인할 수 있다. 또한, 참조번호 3은 오일탱크가 내장된 온유기로서 설정하고자 하는 오일온도를 제어하고 항온을 유지, 진공탱크 내부로 순환공급시키며, 참조번호 4는 진공펌프로서 탱크내부에 제어하고자 하는 진공압을 유지시켜 주는 진공장치이다.
한편, 히터(10, 12, 14)에 의해 냉각되어 있는 오일을 적정한 온도조건으로 가열하고, 뜨거운 수지의 이동으로 오일의 온도가 상승하면 자동제어로 오일쿨러 (20, 22, 23)를 통한 수조내부의 오일을 순환, 냉각시켜 줌으로써 수조내부의 오일온도를 항상 적정온도로 유지시켜 준다. 주오일탱크(30)는 수조내부의 오일 보충과 작업종료시 수조내부의 오일을 제거, 보관하는 역할을 수행한다. 그리고, 최종 제3단의 진공탱크를 통과하여 토출되는 냉각 및 진원형성이 완료된 제품을 가이드롤을 통하여 대기중에 자연냉각시키고 인취기를 이용하여 제품을 이송시킨 후 절단기를 이용, 원하는 길이 만큼 절단한다.
본 발명에 사용한 오일은 끊는점이 200∼300℃의 온도범위이고, 비중이 3이내의 오일이면 효과적이며, 종류로는 식용류, 실리콘오일 등이 있을 수 있으나, 제품의 수지특성을 고려한 반응성을 고려하여 상기 조건을 만족하는 공업용 실리콘오일이 내구성과 반응성, 항온성, 가격면에서 안정적이고, 효과적이다.
이러한 과정의 조건 및 공정개발 하에 제품을 생산한 결과 어닐링 냉각으로 전처리를 통하여 제품 내부에 발생하는 기포성 다공형성을 차단, 제거하는 효과를 도모함으로써 15mm 이상, 50mm이하의 환형, 삼각형, 사각형, 또는 다각형 제품을 생산할 수 있었다.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.
비교예 1
통상의 방법으로 폴리카보네이트 수지를 압출기를 사용하여 용융시키고 최종 다이로부터 토출되게 하는 용융물의 압출과 같은 전처리 과정을 통하여 동일한 진공탱크의 금형(사이싱)에 압출물을 인입, 인취시키되 냉각수(물)를 공급, 순환시켜 강제냉각을 도모하였으며, 진공상태를 유지시켜 토출한 결과 불규칙적이면서도 다량의 기포가 발생하였다. 이때, 인취조건은 T1(290℃)-T2(300℃)-T3(270℃)-T4(260℃)-T5(240℃)-T6(220℃)이고, 압출물의 형태는 원형이고, 지름은 15mm, 25mm 및35mm이었다.
비교예 2
비교예 1과 동일한 전처리 과정으로 인취시키되 진공탱크에 80℃이상 가열된 냉각수를 공급, 순환시켜 서냉을 도모하였으며, 진공상태를 유지시켜 토출한 결과 불규칙적이면서도 다량의 기포가 발생하였다.
비교예 3
비교예 1과 동일한 전처리 과정으로 인취시키되 진공탱크에 80℃이상 가열된 냉각수를 공급, 순환시켜 서냉을 도모하였으며, 진공펌프를 정지시켜 일반상태로 토출하거나 각단 탱크내부의 진공정도를 편차를 두어 토출한 결과 불규칙적이면서도 다량의 기포가 여전히 발생하였다.
비교예 4
비교예 1과 동일한 전처리 과정에 간접냉각방식인 프로파일 방식으로 토출시킨 결과 제품의 두께가 어느정도 두꺼워지면 냉각불량으로 인하여 표면 밀림현상과 불규칙적이면서도 비교예 1, 2, 및 3보다 분포정도가 조밀하지 않은, 조금은 양호한 크기가 큰 기포가 산발적으로 발생하였다.
비교예 5
비교예 1과 동일한 전처리 과정으로 인취시키되 도 2와 같은 진공탱크에 실리콘오일을 사용하여 각단에 유리전이 온도점인 130℃미만인 110℃의 가열된 오일을 공급하여 2단, 및 3단의 온도편차를 10℃ 이내로 한 결과 다량의 미세기포, 보다 상세하게는 비교예 1 내지 4보다는 크기가 작은, 지름 5mm이내의 기포가 수지중심부를 중심으로 전면에 걸쳐 생성되었다.
비교예 6
비교예 5의 조건으로 제1단의 탱크에 110∼130℃로 가열된 실리콘오일을, 제2단의 탱크에 120∼140℃로 가열된 오일을, 제3단의 탱크에 130∼150℃로 가열된 오일을 순환, 항온으로 공급한 결과 기포발생이 현저히 줄어들기는 하였으나 간헐적으로 발생하여 불량률이 높았으며, 제3단에서의 수지변형, 보다 상세하게는 인취조건등 작업성에 민감하게 반응하여 인장됨으로 인해 진원형성에 어려움이 발생하여 안정적인 제품생산에 어려움이 있었다.
실시예 1
비교예 5의 조건으로 제1단의 탱크에 130∼150℃로 가열된 실리콘오일을, 제2단의 탱크에 120∼140℃로 가열된 오일을, 제3단의 탱크에 110∼130℃로 가열된 오일을 순환, 항온으로 공급한 결과 안정된 제품형성으로 진원모양의 정도가 우수하고 냉각의 서냉으로 제품외관이 미려하면서도 기포와 같은 불량의 원인이 제거된 고품질의 제품을 생산할 수 있었다.
실시예 2
실리콘오일 대신에 식용류(콩 정유류)를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 제품을 성형하여 외관 및 제품상태를 살펴본 결과 발생되는 문제점은 제거되었으나 식용류의 점도가 실리콘 오일보다 약간 높고, 투명성이 떨어지는 단점으로 인하여 사용상 효과적이지 못하고, 제품표면에 잔류되는 오일의 정도에 따라 외관 및 사용상 불편함이 있을 수 있었다.
비교예 7
상기 실시예 1의 실리콘오일 및 실시예 2의 식용류 사용으로 최종제품 생산후 적당한 크기로 절단한 후, 수지 내부에 잔류열이 남아있는 상태의 제품을 보다 빠른 냉각을 유도하기 위하여 냉각수(물)에 침지시킨 결과 기포발생이 미세하게 발생하는 역효과를 초래하는 결과를 나타내었다.
실시예 3
폴리메틸메타아크릴레이트 수지를 사용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 압출 및 냉각시키되 수지의 유리전이온도를 감안하여 제1단의 탱크에 100∼120℃로 가열된 오일을, 제2단의 탱크에 90∼110℃로 가열된 오일을, 제3단의 탱크에 80∼100℃로 가열된 오일을 순환, 항온으로 공급한 결과 양호한 결과를 나타내어 50mm이하의 연속제품을 생산할 수 있었다.
| 구 분 | 비교예1 | 비교예2 | 비교예3 | 비교예4 | 비교예5 | 비교예6 | 실시예1 | 실시예2 | 비교예7 | 실시예3 |
| 기포 발생유 · 무 | 발생 | 발생 | 발생 | 발생 | 발생 | 발생 | 미발생 | 미발생 | 발생 | 미발생 |
| 제품 외관품 질 성 | 보통 | 보통 | 보통 | 불량 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 | 양호 |
| 오일 제거편 의 성 | - | - | - | - | 보통 | 보통 | 보통 | 불량 | 불량 | 보통 |
| 작 업안 전 성 | 양호 | 양호 | 양호 | 불량 | 보통 | 보통 | 보통 | 보통 | 보통 | 보통 |
| 냉 각 성 | 우수 | 우수 | 우수 | 우수 | 보통 | 보통 | 보통 | 보통 | 보통 | 보통 |
| 냉각 공정단 축 성 | 우수 | 우수 | 우수 | 보통 | 보통 | 보통 | 보통 | 보통 | 우수 | 보통 |
| 고 두 께생 산 성 | 불가 | 불가 | 불가 | 불가 | 불가 | 불가 | 우수 | 우수 | 불가 | 우수 |
| 기타 수지적 용 성 | 보통 | 보통 | 보통 | 보통 | 보통 | 보통 | 우수 | 우수 | 보통 | - |
주) (1) 기포발생 유·무: 발생과 미발생으로 구분함.
(2) 제품외관 품질성: 제품표면의 자국 및 스크레치 상태만을 비교한 것임.
(3) 오일제거 편의성: 냉각수를 사용한 것은 별도의 오일제거가 불필요하며, 식용류 사용시 높은 점성으로 인하여 제거에 어려움.
(4) 작업 안전성: 냉각수를 사용한 공정은 작업의 안전성이 확보되나 상대적으로 가열된 오일을 사용함으로 작업의 안전성은 떨어짐.
(5) 냉각성: 냉각 속도만을 비교한 것으로 냉각수 사용시 냉각속도는 매우 양호하나 기포발생으로 생산적용이 불가능함.
(6) 냉각공정 단축성: 냉각속도에 따른 공정의 단축정도 만을 비교한 것으로 냉각수 사용시 공정의 단축은 가능하나 기포발생으로 생산적용이 불가능함.
(7) 고두께 생산성: 15mm이상 50mm이하의 제품을 생산함에 있어 기포발생을 제거하고 외관이 우수한 제품 가공 및 생산성을 비교한 것임.
(8) 기타 수지 적용성: 냉각수를 사용하는 경우 수지의 종류에 따라 적용가능 품목이 한정되어 있으나 본 개발공법에 따라 수지내부 고온상태의 고분자 유동성을 차단하여 기공형성을 차단함으로써 적용수지의 성형, 가공에 따른 안정된 품질향상이 가능함.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 성형방법으로 제조된 제품은 외관이 미려하고, 투명성이 우수하여 2차적인 가공이 필요 없으며, 공냉공법에 비하여 단위공정의 축소로 인한 공장 합리화 및 제반 제조경비의 절감은 물론 무엇보다 기포발생으로 인한 제품 불량률을 최소화할 수 있고, 안정된 냉각공정과 진공상태의 유지를통하여 우수한 성형성을 확보함으로써 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타아크릴레이트 수지의 고두께 성형물을 생산할 수 있는 효과가 있다.
특히 본 발명을 통하여 냉각수에 의한 급속 냉각으로 표면냉각 대비 수지 내부층의 미냉각으로 고분자 유동현상을 차단하는 효과를 도모하여 다른 수지의 냉각공정 적용 가능성을 확보하였으며, 그 동안 수입에 의존하여온 고가의 저품질 폴리카보네이트 두꺼운 두께의 제품에 있어 수입대체효과는 물론 개발설비의 적용으로 플라스틱 가공과 응용산업에 미치는 큰 효과가 있다.
Claims (5)
- 이형압출공법에 의해 원형, 또는 다각형의 프로파일을 갖는 엔지니어링 플라스틱을 성형하는 방법에 있어서,압출기의 최종 성형다이를 통하여 토출되는 졸상태의 수지를 각 단의 진공압력이 -500∼-700mmHg의 범위로 유지되는 3단 1조로 구성된 진공탱크를 통과시키며, 제1단의 탱크에는 상기 수지의 유리전이온도 이상의 온도부터 ＋20℃의 온도범위로 가열된 오일을 공급, 순환시키고, 제2단의 탱크는 제1단의 탱크에 설정된 온도보다 －20℃이하내의 온도범위로 가열된 오일을 공급, 순환시키며, 제3단의 탱크에는 제2단의 탱크에 설정된 온도보다 －20℃이하내의 온도범위로 가열된 오일을 공급, 순환시켜 제조하며, 성형된 수지의 두께가 15 내지 50mm인 것을 특징으로 하는 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법.
- 제1항에 있어서, 상기 수지가 폴리카보네이트 수지인 경우, 제1단의 진공탱크에 130∼150℃로 가열된 오일을, 제2단의 진공탱크에 120∼140℃로 가열된 실리콘오일을, 제3단의 진공탱크에 110∼130℃로 가열된 실리콘오일을 공급하는 것을 특징으로 하는 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법.
- 제1항에 있어서, 상기 수지가 폴리메틸메타아크릴레이트 수지인 경우, 제1단의 진공탱크에 100∼120℃로 가열된 실리콘오일을, 제2단의 진공탱크에 90∼110℃로 가열된 오일을, 제3단의 진공탱크에 80∼100℃로 가열된 오일을 공급하는 것을 특징으로 하는 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법.
- 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일이 실리콘 오일임을 특징으로 하는 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1단의 탱크는 졸상태의 수지가 1∼2분 이내에 채류될 수 있도록 탱크의 길이를 갖고, 제2단의 진공탱크는 제1단의 길이에 대하여 1/3 내지 2배의 큰 길이를 가지며, 제3단의 진공탱크는 제2단의 길이에 대하여 1/3 내지 2배의 큰 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-1999-0056912A KR100349453B1 (ko) | 1999-12-11 | 1999-12-11 | 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-1999-0056912A KR100349453B1 (ko) | 1999-12-11 | 1999-12-11 | 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20010055657A true KR20010055657A (ko) | 2001-07-04 |
| KR100349453B1 KR100349453B1 (ko) | 2003-03-31 |
Family
ID=19625195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-1999-0056912A KR100349453B1 (ko) | 1999-12-11 | 1999-12-11 | 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100349453B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180085167A (ko) | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 박영길 | 폐합성 수지를 사용하는 재생 슈퍼 엔지니어링 플라스틱의 제조방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102469371B1 (ko) * | 2021-07-30 | 2022-11-21 | 주식회사 대정테크 | 플라스틱 시트 제조 장치 |
-
1999
- 1999-12-11 KR KR10-1999-0056912A patent/KR100349453B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180085167A (ko) | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 박영길 | 폐합성 수지를 사용하는 재생 슈퍼 엔지니어링 플라스틱의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100349453B1 (ko) | 2003-03-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3944643A (en) | Method for manufacturing shaped articles by injection-blow molding | |
| KR950009720B1 (ko) | 사출연산취입성형방법 | |
| CN102470601A (zh) | 大型可回收容器、其成形方法以及成形装置、以及加热区域分开的吹塑模具 | |
| US5547631A (en) | Process for annealing biaxially oriented hollow shaped thermoplastic atricles | |
| JP7482731B2 (ja) | 樹脂製容器の製造装置および製造方法 | |
| JP7492894B2 (ja) | 樹脂製容器の製造装置、温度調整装置、樹脂製容器の製造方法、及び温度調整方法 | |
| CN114986836B (zh) | 一种耐温pla吸管及其制备方法 | |
| JP2000508593A (ja) | 熱可塑性樹脂製パリソンを製造する方法及び製造設備の改良 | |
| JP2007276493A (ja) | 圧縮成形によるプリフォームの成形方法 | |
| KR100349453B1 (ko) | 이형압출공법에 의한 엔지니어링 플라스틱의 성형방법 | |
| US9802729B2 (en) | Blow molding method, blow mold, and blow-molded container | |
| JP5954105B2 (ja) | プロピレン系樹脂製発泡延伸成形体及びその製造方法 | |
| EP3900913B1 (en) | Injection stretch blow molding machine and method for molding polyethylene container | |
| CN105164024A (zh) | 复合发泡容器 | |
| CN106470815A (zh) | 加工聚对苯二甲酸乙二酯的方法 | |
| CN111055473A (zh) | 一种epp表皮塑化还原成型工艺 | |
| JP2002160294A (ja) | 熱可塑性樹脂を用いた熱収縮チューブの製造のための冷却装置 | |
| TWI737327B (zh) | 結晶性塑膠之成型方法 | |
| EP3919255A1 (en) | Temperature adjustment device and temperature adjustment method for preform and manufacturing device and manufacturing method for resin molding container | |
| CN211843145U (zh) | 一种尿素桶生产用中空吹塑机 | |
| JP5929085B2 (ja) | 発泡延伸容器及びその製造方法 | |
| US20230158730A1 (en) | Variable cooling during blow molding process | |
| EP0603882B1 (en) | Injection molding arrangement with improved preform cooling | |
| JPS63280615A (ja) | 合成樹脂製容器の製造方法 | |
| KR20200028087A (ko) | 음료 용기 및 그 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |