KR200345672Y1 - 다층 열가소성 시트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 다층 열가소성 시트에 관한 것이다.

본 고안은 서로 색을 달리하는 다층 열가소성 시트를 제조하는 데 그 목적이 있다.

본 고안은, 서로 색을 달리하는 열가소성 수지가 용융되는 단계와, 제1용융수지와 제2용융수지는 다이의 입구로 인입되면 용융점 보다 20 내지 40℃ 높은 온도를 유지하고, 내부다이의 후방에 설치된 금속막에 이르기까지 온도가 연화점 보다 10 내지 20℃ 높은 온도로 하강되어 제1시트와 제2시트의 다층시트를 형성하면서 노즐립을 통과할 때에는 열변형온도 보다 10 내지 20℃ 높게 형성되면서 압출성형되는 단계와, 노즐립을 통과한 다층시트가 로울러 사이를 통해 종횡으로 연신되는 냉각단계로 생성제조되는 다층 열가소성 시트를 제공한다.

본 고안에 따르면 서로 색을 달리하는 다층의 시트를 제조함으로써 문구류 등 사무용품에 적용하여 사용자로 하여금 편의성가 시각성을 부각시키는 데 그 효과를 제공한다.

Description

다층 열가소성 시트{omitted}

본 고안은 다층 열가소성 시트에 관한 것이다.

일반적으로 열가소성 시트는 내열성, 투명성 등이 뛰어나 식품이나 의학용의 포장지, 파일 커버 등의 각종 문구류, 일반 케이스용으로 널리 이용되고 있다.

이와 같은 열가소성 시트의 제조방법으로는 종래부터 에어나이프법, 폴리싱로울법, 수냉각 등 여러 가지가 개시되었다.

폴리싱 로울법에 의한 열가소성 시트 제조방법은 열가소성 수지칩이 호퍼를 통해 인입되어 압출기를 통해 용융된다(안료 첨가 등 상세한 내용은 생략). 이렇게 용융된 수지는 압출기 끝단에 연결 설치된 다이(또는 다이스)를 통해 압출성형되고 다이 팁(다이노즐)을 통해 성형된 시트는 다이팁의 상방이나 하방 또는 동일높이에 설치된 냉각롤에 의해 냉각되는 과정을 거쳐 최종적으로 시트가 커팅 제조되는 것이 일반적이다.

특히 폴리싱 로울법은 시트 형상의 열가소성 수지를 1쌍의 금속로울 사이에서 압접하여 시트를 생산하는 방식으로서, 취출속도가 분당 4m 이하로 낮을 경우는 표면평활성이 뛰어난 시트를 얻을 수 있으나, 취출속도가 분당 6m 이상이 되면 상품가치가 있는 시트를 얻을 수 없게 된다는 단점을 가지고 있고, 두께가 대략 0.4mm이하인 얇은 시트를 생산할 경우는 파도형상의 웨이브가 발생하기 때문에 마찬가지로 상품가치가 있는 시트의 생산을 할 수 없는 것으로 알려져 있다.

또 에어나이프법은 필름형상의 용융 열가소성 수지를 노즐에서 분사하는 공기압력으로 캐스트드럼에 압착시켜 시트를 제조하기 때문에, 에어를 분사하는 시트면에 두께변동이 생겨 표면의 평활성을 유지하는 것이 곤란함은 물론, 시트의 한쪽면이 공기로 냉각되기 때문에 급냉을 할 수 없다. 이 결과 투명성, 표면평활성, 두께정밀도 등이 우수한 시트가 되지 않는다는 결점이 있고, 따라서 시트의 외관 특성을 그다지 필요로 하지 않는 두께가 0.2∼0.5mm 정도인 얇은 시트의 생산에 상기 에어나이프번이 주로 이용되고 있으나 두께가 대략 0.7mm 이상인 두꺼운 시트의 생산에는 적합치 않는 것으로 알려져 있다.

한편, 수냉법에 관해서도 개량된 많은 제안이 있는데, 시트형상의 용융결정성 열가소성 수지를 물로 냉각고화한 후 가열로울로 재가열하여 1쌍의 금속벨트 사이에서 압접하여 외관특성을 개량함과 동시에 생산속도를 개선시키는 방법이 그 중하나이다(일본국 특개편 4-158022호 공보 참조).

종래기술에 따른 이와 같은 시트 제조방법은 시트의 층이 1층인 것에 주안점을 두어 계속하여 개량되어 왔지만, 여전히 여러 가지의 색을 갖는 시트를 복수의 층으로 하여 제조할 수 없는 단점을 가지고 있었고, 일부 다층 필름(막) 또는 복수의 필름(막)이 개시된 적은 있으나 이는 완성된 시트에 얇은 막을 씌우는 방식이거나 각종 화학처리를 하기 위한 것이 전부였었다.

또 2개 이상의 압출기와 이에 대응되는 2개 이상의 다이를 설치하여 각각의 다이는 서로 다른 압출성형, 예컨대 파이프 형상의 압출성형과 시트 형상의 압출성형으로 제품을 제조하는 방법과 장치가 개시된 바가 있지만, 그러나 여전히 다층 시트를 생산할 수 없다는 단점이 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 서로 색을 달리하는 다층의 시트를 제조하는 데 그 목적이 있다.

도 1 은 본 고안의 다층 열가소성 시트의 제조 장치에 있어 다이의 내부를 도시한 정면도이다.

도 2 는 도 1 의 A 부분을 확대 도시한 다이의 부분 확대도이다.

도 3 은 도 1 의 B 부분을 확대 도시한 부분 확대도이다.

도 4 는 생성된 다층시트를 확대 도시한 시트 단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

1 : 다이 2 : 로울러(로울)

11 : 상부 다이 12 : 하부 다이

13 : 내부 다이 14 : 노즐

15 , 16 : 금속막 17, 17', 18, 18' : 볼트

이를 위해, 본 고안은 용융단계, 압출성형단계 및 냉각단계로 제조되는 다층열가소성 시트가 제공된다.

특히 본 고안은 서로 색을 달리하는 열가소성 수지가 각각의 호퍼와 압출기를 통해 제1용융 수지와 제2용융수지로 용융되는 단계와, 제1용융수지와 제2용융수지는 다이의 입구로 인입되면 내부다이의 전방에 설치된 금속막을 경계로 용융점 보다 20 내지 40℃ 높은 온도를 유지하고, 제1용융수지와 제2용융수지가 내부다이의 상부 및 하부를 통해 내부다이의 후방에 설치된 금속막에 이르기까지 온도가 연화점 보다 10 내지 20℃ 높은 온도로 하강되어 금속막과 노즐립 사이에서 제1시트와 제2시트의 다층시트를 형성하면서 노즐립을 통과할 때에는 제1용융수지와 제2용융수지가 열변형온도 보다 10 내지 20℃ 높게 형성되면서 압출성형되는 단계와, 노즐립을 통과한 다층시트가 로울러 사이를 통해 종횡으로 연신되는 냉각단계로 생성제조되는 다층 열가소성 시트가 제공된다.

또한, 본 고안은 다층 열가소성 시트는 그 원료가 폴리프로필렌계 수지이고, 시트의 상층시트와 하층시트간의 접촉면이 0.05 내지 1mm의 두께를 갖는 다층 열가소성 시트가 제공된다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

일반적으로 열가소성 수지, 예컨대 폴리프로필렌(PP)은 녹는점은 165℃이고, 밀도는 0.9∼0.91이며, 용도는 포장용 필름, 연신 테이프, 섬유, 파이프, 일용잡화, 파일 커버 등 완구류, 공업용 부품, 컨테이너 등으로 사용되는 것으로 알려져 있다.

폴리프로필렌 등의 열가소성 수지가 호퍼에 공급되면 압출기내의 스크류(미도시)에 의해 출구, 즉 다이(다이스)쪽으로 진행되면서 용융수지가 된다. 물론 호퍼에 공급시 안료가 미리 첨가되면 고른 밀도의 색상을 갖는 용융수지가 된다.

예를 들어 적색의 용융수지를 제1용융수지(또는 제1원료)라 하고, 노랑색의 용융수지를 제2용융수지(또는 제2원료)라 칭하면, 제1용융수지는 제1압출기(주압출기)를 경유하여 다이로 인입되고 제2용융수지는 제2압출기(보조압출기)를 경유하여 다이로 인입된다.

다이를 통과한 제1용융수지는 제1시트가 되어 시트의 상층을 형성하고 제2용융수지는 제2시트가 되어 시트의 하층을 형성하여, 궁극적으로는 다이의 노즐을 통과시에는 상층과 하층의 다층 열가소성 시트가 생성되어 나오게 된다. 이때 상층과 하층은 서로 혼합되지 않으면서 완전하게 결합되는 것이 중요하다.

이렇게 압출성형된 다층 열가소성 시트는 롤러를 통해 일정한 두께의 시트로 처리됨과 동시에 냉각과정을 거쳐 컨베이어로 진행되고 커팅처리되어 일정 크기의 시트가 제조된다.

도 1 은 본 고안의 다층 열가소성 시트의 제조 장치에 있어 다이의 내부를 개략적으로 도시한 평면도, 도 2 는 도 1 의 A 부분의 확대도(로울러 생략), 도 3 은 도 1 의 B 부분의 확대도, 그리고 도 4 는 생성된 시트의 확대 단면도이다.

우선 제1원료와 제2원료가 각각 제1압출기와 제2압출기를 통해 다이(1)로 진입된다. 제2원료는 다이(1)로 인입하기 전에 제1원료가 인입되는 압출기 끝단에서 합쳐지지만, 그러나 제1원료와 제2원료가 혼합되지 않도록 서로 구분되어 다이(1)에 인입된다.

다이(1)는 상부다이(11)와 하부다이(12)가 서로 상하로 대향 설치되고 상부다이와 하부다이 사이에 내부다이(13)가 각각 볼트(미도시)로 체결된다. 그리고 내부다이(13)의 전후에는 용융수지가 서로 혼합되지 못하도록 금속막(15, 16)이 형성되어 있다. 특히 내부다이(13)의 후방에 설치된 금속막(16)은 노즐(14)의 입구단에 형성되어 있다.

내부 다이(13)는 상부 및 하부다이(11, 12) 사이에서 평면 사각형의 형상을 가지고 있으나 전후방이 포탄의 탄두형상 처럼 다양한 모양을 가진다.

한편, 상부다이(11)의 상면과 하부다이(12)의 저면에는 각각 볼트(17, 17', 18, 18')가 일정 간격을 두고 형성되어 볼트(17)는 다이입구면에서의 유입량을 조절하고, 볼트(18)는 노즐(14)의 립간격을 조절하여 시트 두께를 결정한다.

본 고안에 있어서의 다층 열가소성 시트의 상층시트는 상부다이(11)의 상면에 설치된 복수개의 볼트(18)로 조절되며, 하층시트는 하부다이(12)의 저면에 설치된 복수개의 볼트(18')로 조절된다. 따라서 상층시트와 하층시트는 서로 다른 두께를 가질 수 있다.

일반적으로 열가소성 수지, 예를 들어 폴리프로필렌(PP)의 경우 그 종류에 따라서 열변형온도는 100℃ 전후이고, 연화점은 130∼140℃(경우에 따라서는 150℃이상)이며, 용융점은 160℃ 이상이 된다.

제1원료와 제2연료가 압출기를 통해 다이(1)로 인입하면(도1의 a 위치) 금속막(15)을 사이에 두고 용융점 보다 20∼40℃ 높은 온도를 가지면서 내부다이(13)의 상부와 하부쪽으로 진행하게 된다. 그리고 내부다이(13)의 상부와 하부를 거치면서서서히 온도가 하강하여 내부다이(13)의 끝부분에 설치된 금속막(16)과 노즐(14) 사이를 두고서(즉 도1 및 도2의 b위치) 연화점 보다 10∼20℃ 높은 온도를 유지하게 되어 제1시트와 제2시트가 서로 접촉면에서 융화하되 다층시트의 전체가 융화되지 못하도록 한다.

그리고 노즐(14)을 통과한 다층시트는 열변형온도 보다 10∼20℃ 높은 온도를 유지하면서 로울러(2)를 통해 균일한 두께로 종과 횡으로 신장되고 냉각처리된다.

일반적으로 노즐(14)을 통과하여 생성된 다층시트에 있어 상층시트와 하층시트간의 접촉면은 바람직하게는 0.05 ∼ 1mm가 바람직하다(도4참조).

한편 상부다이(11)와 하부다이(12)에는, 도면에는 도시되지 않았지만, 히터결합공이 복수개 설치되어 리드선으로 연결된 히터가 내설되어 적정한 온도를 유지하도록 한다.

이상으로 본 고안에 대하여 상세하게 살펴보았지만, 본 고안이 속한 기술분야에서의 당업자에게는 후술되는 청구항의 범위내에서 요지를 변경하지 않고서 다양한 실시를 할 수 있다.

본 고안에 따르면 서로 색을 달리하는 다층의 시트를 제조함으로써 문구류 등 사무용품에 적용하여 사용자로 하여금 편의성가 시각성을 부각시키는 데 그 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 용융단계, 압출성형단계 및 냉각단계로 제조되는 다층 열가소성 시트에 있어서,

   서로 색을 달리하는 열가소성 수지가 각각의 호퍼와 압출기를 통해 제1용융수지와 제2용융수지로 용융되는 단계와,

   제1용융수지와 제2용융수지는 다이(1)의 입구로 인입되면 내부다이(13)의 전방에 설치된 금속막(15)을 경계로 용융점 보다 20 내지 40℃ 높은 온도를 유지하고, 제1용융수지와 제2용융수지가 내부다이(13)의 상부 및 하부를 통해 내부다이(13)의 후방에 설치된 금속막(16)에 이르기까지 온도가 연화점 보다 10 내지 20℃ 높은 온도로 하강되어 금속막(16)과 노즐립 사이에서 제1시트와 제2시트의 다층시트를 형성하면서 노즐립을 통과할 때에는 제1용융수지와 제2용융수지가 열변형온도보다 10 내지 20℃ 높게 형성되면서 압출성형되는 단계와,

   노즐립을 통과한 다층시트가 로울러(2) 사이를 통해 종횡으로 연신되는 냉각단계로 생성제조되는 것을 특징으로 하는 다층 열가소성 시트.
2. 제1항에 있어서, 상기 다층 열가소성 시트는 그 원료가 폴리프로필렌계 수지이고, 시트의 상층시트와 하층시트간의 접촉면이 0.05 내지 1mm의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 다층 열가소성 시트.