KR20030013679A - 판화용 합성수지판의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산업화시대에 흔히 이용되고 버려지는 PVC 수지를 수거하여 적당량의 DOA 또는 DOP의 연질제와 탄산칼슘의 충진재, 그리고 스테아르산 및 수지 안정제를 혼합, 교반 및 압출, 압착하여 더욱 부드럽고 매끄러운 판화용 합성수지판을 제공함으로써 폐기되는 자원을 재활용할 수 있도록 하고 환경오염을 방지할 수 있으며, 특히 외화낭비를 억제할 수 있는 판화용 합성수지판의 제조방법에 관한 발명이다. 더욱 구체적으로 PVC(polyVinylChloride) 수지 입자 40∼55%, DOA 또는 DOP의 연질제 20∼29%, 탄산칼슘의 충진재 20∼29%, 스테아르산 0.5∼1.5%, 수지 안정제 0.5∼1.5%의 조성비율로 보다 부드럽고 매끄러우며 연질화된 판화용 합성수지판을 제조하여 조각도를 잘 다루지 못하는 어린이들에게 조각도의 새김을 더욱 용이하게 할 수 있도록 함과 동시에 보다 정교한 판화를 구현할 수 있도록 하는 판화용 합성수지판에 관한 발명이다.
Description
본 발명은 판화용 합성수지판의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 흔히 사용되고 버려지는 PVC 수지를 수거하여 적당량의 DOA 및 DOP의 연질제와 탄산칼슘의 충진재, 그리고 스테아르산 및 수지 안정제를 혼합, 교반 및 압출, 압착하여 보다 부드럽고 매끄러운 판화용 합성수지판을 얻을 수 있도록 하여 폐기되는 자원을 재활용할 수 있고 환경오염을 방지할 수 있으며 외화낭비를 줄일 수 있는 판화용 합성수지판의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 판화는 목판·금속판·석판·고무판 등에 임의의 형상을 그려 새긴 후 잉크나 물감을 칠하여 찍어낸 그림으로 건축·조각·회화와 함께 4대 조형예술의 한 장르에 속하며 동일한 작품을 여러 개 만들어낼 수 있어 복제예술이라고도 한다.
그리고, 판화실습은 각종 컴퓨터 및 영상 미디어와 같은 첨단매체의 발달로 인하여 갈수록 인내심과 집중력이 떨어지는 어린이들에게 다양한 상상력과 지능개발을 촉진시킬 수 있다라는 측면에서 하나의 수학과정으로서 필요되는 과정이기도하다.
목판·금속판·석판에 비하여 고무판(합성수지판)을 이용한 판화는 비교적 손놀림이 정교하지 못한 어린이들에게 조각도의 새김공정을 용이하게 구현할 수 있도록 함과 동시에 보다 저렴한 가격으로 활용할 수 있도록 하기 때문에 다른 판화에 비하여 보다 널리 이용되고 있다.
그런데, 지금까지 상용되고 있는 판화용 합성수지판은 어린이들이 사용하기에는 너무 딱딱하거나 조각도의 새김이 매끄럽지 못하여 목적물인 판화를 희망하는 바대로 연출하지 못하고, 특히 판화용 합성수지판의 재료가 되는 화학원료를 직접 해외에서 수입하여 제조하므로 인하여 외화낭비를 초래하고 있는 실정이다.
이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 단점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적으로 하는 바는 사용되고 버려지는 PVC(polyVinylChloride) 수지 입자를 재활용하고, DOA 또는 DOP의 연질제, 탄산칼슘의 충진재, 스테아르산, 수지 안정제를 적정 조성비율로 혼합 및 가공하여 보다 부드럽고 매끄러우며 연질화된 판화용 합성수지판을 제공함으로써 자원 재활용 및 외화낭비를 줄일 수 있도록 하는 것을 핵으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
사용하고 버려지는 PVC(polyVinylChloride) 수지 입자 40∼55%,와, DOA 및 DOP의 연질제 20∼29%와, 탄산칼슘의 충진재 20∼29%와, 스테아르산 0.5∼1.5%와,수지 안정제 0.5∼1.5%의 조성비율로 제조되는 것을 그 기술적 방법상의 핵심 특징으로 한다.
상기 방법상의 핵심 특징에 따라, 사용하고 버려지는 PVC 수지 입자와 더불어 적정량의 DOA 및 DOP의 연질제, 탄산칼슘의 충진재, 스테아르산, 수지 안정제를 혼합하여 판화용 합성수지판을 제조함으로써 폐기되는 자원임에도 불구하고 보다 부드럽고 매끄러운 제품을 양산할 수 있는 효과가 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
사용되고 버려지는 PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐, 산업용 수지를 수거하여 세척·건조시킨 후 분쇄하여 PVC 수지 입자를 제공하는 단계와, 상기 PVC 수지 입자 40∼55% 속에 DOP 20∼29%를 혼합시키는 단계와, 상기 DOP가 혼합된 PVC 수지입자를 20∼40분 동안 100∼120℃의 온도 하에서 교반시키는 단계와, 탄산칼슘 20∼29%를 충진재로 혼합하고 스테아르산 0.5∼1.5%, 수지 안정제 0.5∼1,5%를 넣어 20∼40분 동안 재 교반시키는 단계와, 상기 교반된 PVC 수지 입자, DOP, 탄산칼슘 및 스테아르산, 수지 안정제의 혼합물을 150∼165℃ 사이의 가변온도 하에서 압출물로 압출하는 단계와, 상기 압출물을 평판화시키는 단계와, 상기 평판화된 압출물을 수중에 통과시켜 열을 식힌 다음 인장시켜 판화용 합성수지판을 제공하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 공정상의 기본 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
사용되고 버려지는 PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐, 산업용 수지를 수거하여 세척·건조시킨 후 분쇄하여 PVC 수지 입자를 제공하는 단계와, 상기 PVC 수지 입자 40∼55% 속에 DOA 20∼29%를 혼합시키는 단계와, 상기 DOA가 혼합된 PVC 수지입자를 20∼40분 동안 100∼120℃의 온도 하에서 교반시키는 단계와, 탄산칼슘 20∼29%를 충진재로 혼합하고 스테아르산 0.5∼1.5%, 수지 안정제 0.5∼1.5%를 넣어 20∼40분 동안 재 교반시키는 단계와, 상기 교반된 PVC 수지 입자, DOA, 탄산칼슘 및 스테아르산, 수지 안정제의 혼합물을 150∼165℃ 사이의 가변온도 하에서 압출물로 압출하는 단계와, 상기 압출물을 희망하는 모양과 두께로 압착시켜 판화용 합성수지판을 제공하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 공정상의 다른 특징으로 한다.
상기 공정상의 기본 특징 및 다른 특징에 따라, 사용하고 버려지는 PVC 수지입자를 세척 및 건조한 후 DOA 또는 DOP의 연질제, 탄산칼슘의 충진재, 스테아르산, 수지 안정제을 단계별로 적당한 온도와 함께 혼합, 교반, 압출하여 양질의 판화용 합성수지판을 생산할 수 있게 됨으로써 폐기되는 자원을 재활용할 수 있으며 외화낭비 및 환경오염을 줄일 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 판화용 합성수지판의 제조방법의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예는 다수 개가 존재할 수 있으며, 이들 실시예를 통하여 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 판화용 합성수지판은 일반적으로 사용되고 버려지는 PVC(polyvinylchloride) 수지를 재활용하여 다시 사용하는 것을 핵심으로 하며, 이러한 PVC 수지는 폐기처분되는 PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐, 각종 산업용 수지 등으로부터 얻을 수 있다.
PVC, 즉 폴리염화비닐에는 가소제를 거의 첨가하지 않은 경질 폴리면화비닐과 가소제를 다량 첨가한 연질 폴리염화비닐로 나눌 수 있는 데, 그 중 경질 폴리염화비닐은 건축자재·레코드판·용기 등의 성형품으로 쓰이고, 연질 폴리염화비닐은 전선피복·구두·농업용 필름·스트래치 필름 등과 PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐, 각종 산업용 수지로 쓰인다.
본 발명에서는 사용하고 버려지는 PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐, 각종 산업용 수지와 같은 연질 폴리염화비닐을 자원 재활용의 측면에서 사용한다.
연질 폴리염화비닐은 가소제를 30∼50% 포함하고, 이 가소제는 프탈산디부틸·프탈산디옥틸 등의 프탈산에스테르, 에폭시화 지방산에스테르, 인산에스테르 등을 이용하며, 염화수소 발생을 막기 위하여 염화수소와 반응하여 연쇄반응을 억제하는 스테아르산(stearic acid)의 아연·칼슘염, 말레산디옥틸주석과 같은 주석화합물이나 에폭시화합물 등과 같은 안정제를 소량 포함하고 있기 때문에 본 발명에 따른 판화용 합성수지판에 적합하게 채용될 수 있다.
그리고, PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐, 각종 산업용 수지 속에 포함된 재료중 PE 또는 PP 등은 PVC 수지 입자의 경화를 촉진시키므로 판화용 합성수지판의 생산공정 시 불량을 초래할 수 있어 가능한 한 제거하거나 연질로 된 것만을 취하여 활용한다.
예를 들어, 폴리에틸렌(PE; polyethylene)은 부드러운 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)과 단단하고 강인한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)으로 분류할 수 있는 데, 본 발명에서는 고밀도 폴리에틸렌은 사용하지 않고 저밀도 폴리에틸렌을 소량채용한다.
또한, 폴리프로필렌(PP; polypropylene)은 프로필렌 중합으로 만들어지는 열가소성 수지로서 물리적 성질이 폴리에틸렌보다 뛰어나지만 산소 존재 하에서 빛이나 열에 산화 및 열화되는 결점이 있어 본 발명에 적합하지 않기 때문에 가급적 이의 원료를 피하고, 부득이 소량으로 포함된 경우라면 안정제를 충분히 제공하여 이용한다.
그리고, DOA(Dioctyl Adipate; 디옥칠아디페이트) 또는 DOP(Dioctyl Phthalate; 디오칠프탈레이트)를 첨가하여 PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐 또는 산업용 수지의 성질을 더욱 부드럽고 연질화시킬 수 있도록 하고, 탄산칼슘(CaCO3)을 충진재로서 보충하며, 스테아르산과 수지 안정제(Resin Stabilizer)를 추가하여 작업중 원료가 열에 의하여 연소 또는 열화되는 현상을 방지하도록 한다.
더욱 구체적으로, DOA 또는 DOP는 PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐 또는 산업용 수지 상호간의 상용성(相溶性; compatibility)을 더욱 좋게 하기 때문에 폐자원을 이용하는 본 발명의 판화용 합성수지판을 제조할 경우 더욱 유익하게 첨가할 수 있다.
상용성은 두 가지 이상의 폐자원(예를 들면, PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐 또는 산업용 수지)을 혼합할 때 균일하면서도 신속하게 융합될 수 있도록 하는 성질로서 다수의 수지 분자간의 연속 가교반응을 통하여 통일된 성질(판화용 합성수 지판일 경우 부드럽고 매끄러우며 칼질이 잘 될 수 있도록 하는 성질)을 제공할 수있도록 하는 특징을 말한다.
이때, 본 발명에 따른 DOA(Dioctyl Adipate; 디옥칠아디페이트) 또는 DOP(Dioctyl Phthalate; 디오칠프탈레이트)는 후술하는 혼합물의 교반공정 또는 압출공정에서 가해지는 고온(100∼160℃)과 함께 작용될 경우 그 상용성을 한층 향상시키게 된다.
그리고, 스테아르산(Stearic acid)은 고급포화지방산의 일종으로 상온에서는 백색의 엽상결정이고 물에 녹지 않고 유기용매에 녹는 성질이 있으며 글리세리드를 구성하는 여러 가지 지방산의 주요 성분이 된다. 예를 들어, 비누는 유지를 가성 소다로 비누화하여 만드는 것으로 주성분은 스테아르산의 나트륨염이고, 스테아르산과 팔미트산의 혼합물은 양초·연고·화장용 크림 등의 원료로 이용되기도 한다.
여기서, 본 발명에 따른 판화용 합성수지판은 비누나 양초의 성질이 되는 부드럽고 무른 성질을 십분 활용하기 위하여 스테아르산을 포함하여 구성된다.
한편, PVC 수지는 열과 빛에너지에 너무 약하여 가열과 빛의 조사에 의하여 점차적으로 착색되기도 하는 데, 이것은 PVC 수지가 열과 빛 에너지에 의해 탈염산 되어 발색단인 폴리엔(Polyene) 구조를 취하여 착색되는 현상으로 수지 안정제로서 해소하여야 한다.
더욱 구체적으로, PVC 수지가 열분해될 경우 염산이 발생될 수 있고 더불어 산소가 존재할 경우 그 반응을 촉진시키기도 한다. 그리고, 빛에 의해 염산이 발생되기도 하고 이 역시 산소에 의해 더욱 촉진될 수 있다. 이러한 현상을 최소화시키기 위하여 수지 안정제를 첨가하게 되는 데, 본 발명에서 첨가되는 수지 안정제는예를 들어 염산발생의 억제용으로 디부틸주석라우레이트, 발생염산의 포착용으로 디부틸주석라우레이트, 비공역적 탈염산용으로 카드뮴염 또는 아연염, 산화방지용으로 페놀계 산화방지제 또는 아인산에스테르 등을 이용할 수 있다.
충진재로 사용되는 탄산칼슘(CaCO3)은 고무·플라스틱용 충진재, 제지용 충진재, 치약, 의약(제산제) 등의 충진재에 주로 활용되는 것으로, 충진량이 늘어남에 따라 그 경도가 증가하게 되는 데, 예를 들어 동일한 경도를 유지하며 충진재의 사용량을 증가시킬 경우에는 DOP의 첨가량을 더욱 증가시켜야 되고, 하나의 실시예로서 탄산칼슘(CaCO3)의 6phr 증량에 DOP 1phr를 증량시켜야만 동일한 경도를 유지하게 된다. 따라서, 본 발명에서는 바람직한 실시예로서 탄산칼슘(CaCO3)의 충진재 50kg에 DOA 또는 DOP 50kg 넣는 조성비율로 혼합할 경우 가장 적합(부드럽고 매끄러운 특성)한 판화용 합성수지판을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 판화용 합성수지판의 제조방법에 적용되는 바람직한 실시예를 열거하면 다음과 같다.
PVC 수지 100kg을 준비한다.
PVC 수지 100kg 속에 DOA 또는 DOP 50kg 넣어 PVC 수지를 더욱 부드럽게 함과 동시에 연질화시킨다.
탄산칼슘(CaCO3) 50kg을 충진재로 활용한다.
스테아르산 2kg을 넣고 수지 안정제 2kg을 혼합하여 PVC 수지, PE(소량), PP(소량) 상호간의 혼합 및 융합이 잘 이루어질 수 있도록 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 판화용 합성수지판의 제조방법에 실제적으로 적용되고 있는 공정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 사용되고 버려지는 PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐, 산업용 수지를 수거하여 세척·건조시킨 후 분쇄기에서 잘게(15mm 미만의 크기) 분쇄하여 PVC 수지 입자를 제공한다.
PVC 수지 입자 100kg을 배합통에 넣은 후 DOA 또는 DOP 50kg을 혼합시킨다.
DOA 또는 DOP는 PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐 또는 산업용 수지의 성질을 더욱 부드럽고 연질화시키기 위한 물질이다.
그리고, DOA 또는 DOP가 혼합된 PVC 수지 입자를 교반기로 이송시켜 약 30분동안 100∼120℃의 온도 하에서 교반한다.
교반기에서 DOA 또는 DOP가 혼합된 PVC 수지 입자를 100℃ 내지 120℃정도의 온도 하에서 교반시키는 것은 DOP나 DOA가 열에 의하여 PVC 수지 입자에 용이하게 스며들게 하여 PVC 수지 입자가 연질화될 수 있도록 하기 위함이고, 더불어 잔존하는 수분을 제거하기 위함이다.
수분이 제거되지 않을 경우 PVC 수지 입자 상호간의 물성 혼합이 잘 이루어지지 않고, 후술하는 압출공정 시 수분에 의하여 오히려 방해를 받을 뿐만 아니라 수분이 기화되면서 발생되는 가스에 의하여 판화용 합성수지판의 표면이 거칠어지거나 기포가 발생되기 때문이다.
이어서, 탄산칼슘을 충진재로 혼합하고, 스테아르산, 수지 안정제를 넣어 약 20분 동안 교반한다.
스테아르산과 수지 안정제는 작업 중 PVC 수지 입자가 열에 의하여 연소되는 것을 방지하면서 양초의 성질과 같이 PVC 수지 입자를 부드럽게 하기 위함이고, 조각도로 판화를 새길 때 칼질이 용이하게 구현될 수 있도록 하며, 특히 본 발명에 따른 판화용 합성수지판은 재활용 PVC 수지를 사용하기 때문에 쉽게 경질화되는 성질을 갖는 PE나 PP 등과 같은 여러 수지들을 더욱 용이하게 융합시키기 위함이다.
다음으로, 교반기에서 나온 PVC 수지 입자, DOA 또는 DOP, 탄산칼슘, 스테아르산 및 수지 안정제가 혼합된 혼합원료를 압출기에 넣어 압출한다.
이때, 압출공정은 두 번에 걸쳐 진행되는 데, 1차 압출공정에서는 압출기 실린더(미 도시됨)의 길이(약 3m)방향으로 가해지는 온도를 150℃, 160℃, 165℃, 160℃, 150℃의 순으로 차츰 변화된 온도를 제공하면서 혼합물을 압출시킨다.
그리고, 다음 2차 압출공정 역시 제 2 압출기 실린더의 길이(약 1.5m)방향으로 150℃, 160℃, 165℃, 160℃, 150℃의 순으로 차츰 변화된 온도를 제공하여 혼합물을 다시 압출시킨다.
교반기에서 나온 PVC 수지 입자, DOA 또는 DOP, 탄산칼슘, 스테아르산 및 수지 안정제가 혼합된 혼합물을 압출기에서 2차에 걸쳐 온도를 가변시키면서 압출시키는 것은 혼합물 상호간의 상용성 및 점성력을 극대화시키면서 그 연질성을 높이기 위함이고, 이와 같이 압출공정으로부터 취득된 압출물은 롤러를 거쳐 평판화된후 물통에 통과되면서 열이 식혀진 다음 인장기에 의하여 끌어당겨져 두루마기형으로 감기거나 희망하는 크기로 커팅되어 판화용 합성수지판으로서 제품화될 수 있게 된다.
그리고, 필요시 압출공정으로부터 취득된 압출물을 유압기(유압 프레스)에 넣어 희망하는 모양과 두께로서 압착시켜 판화용 합성수지판을 제공할 수도 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 판화용 합성수지판의 제조방법에 의하면, 산업화시대에 흔히 이용되고 버려지는 PVC 수지를 수거하여 적당량의 DOA 또는 DOP의 연질제와 탄산칼슘의 충진재, 그리고 스테아르산 및 수지 안정제를 혼합, 교반 및 압출, 압착하여 판화용 합성수지판을 양산함으로써 폐기되는 자원을 재활용할 수 있도록 함과 동시에 환경오염을 방지할 수 있고, 특히 외화낭비를 억제할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
그리고, PVC(polyVinylChloride) 수지 입자 40∼55%, DOA 또는 DOP의 연질제 20∼29%, 탄산칼슘의 충진재 20∼29%, 스테아르산 0.5∼1.5%, 수지 안정제 0.5∼1.5%의 조성비율로 보다 부드럽고 매끄러우며 연질화된 판화용 합성수지판을 제조하여 조각도를 잘 다루지 못하는 어린이들에게 조각도의 새김을 더욱 용이하게 할 수 있도록 함과 동시에 보다 정교한 판화를 구현할 수 있도록 하는 유용함이 있다.
Claims (3)
- 사용하고 버려지는 PVC(polyVinylChloride) 수지 입자 40∼55%와, DOA 및 DOP의 연질제 20∼29%와, 탄산칼슘의 충진재 20∼29%와, 스테아르산 0.5∼1.5%와, 수지 안정제 0.5∼1.5%의 조성비율로 제조되는 것을 특징으로 하는 판화용 합성수지판의 제조방법.
- 사용되고 버려지는 PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐, 산업용 수지를 수거하여 세척·건조시킨 후 분쇄하여 PVC 수지 입자를 제공하는 단계와,상기 PVC 수지 입자 40∼55% 속에 DOP 20∼29%를 혼합시키는 단계와,상기 DOP가 혼합된 PVC 수지 입자를 20∼40분 동안 100∼120℃의 온도 하에서 교반시키는 단계와,탄산칼슘 20∼29%를 충진재로 혼합하고 스테아르산 0.5∼1.5%, 수지 안정제 0.5∼1.5%를 넣어 20∼40분 동안 재 교반시키는 단계와,상기 교반된 PVC 수지 입자, DOP, 탄산칼슘 및 스테아르산, 수지 안정제의 혼합물을 150∼165℃ 사이의 가변온도 하에서 압출물로 압출하는 단계와,상기 압출물을 평판화시키는 단계와,상기 평판화된 압출물을 수중에 통과시켜 열을 식힌 다음 인장시켜 판화용 합성수지판을 제공하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 판화용 합성수지판의 제조방법.
- 사용되고 버려지는 PVC 비닐장판, 농업용 폐비닐, 산업용 수지를 수거하여 세척·건조시킨 후 분쇄하여 PVC 수지 입자를 제공하는 단계와,상기 PVC 수지 입자 40∼55% 속에 DOA 20∼29%를 혼합시키는 단계와,상기 DOA가 혼합된 PVC 수지 입자를 20∼40분 동안 100∼120℃의 온도 하에서 교반시키는 단계와,탄산칼슘 20∼29%를 충진재로 혼합하고 스테아르산 0.5∼1.5%, 수지 안정제 0.5∼1.5%를 넣어 20∼40분 동안 재 교반시키는 단계와,상기 교반된 PVC 수지 입자, DOA, 탄산칼슘 및 스테아르산, 수지 안정제의 혼합물을 150∼165℃ 사이의 가변온도 하에서 압출물로 압출하는 단계와,상기 압출물을 희망하는 모양과 두께로 압착시켜 판화용 합성수지판을 제공하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 판화용 합성수지판의 제조방법.
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