KR20040085812A - 하드스킨 스티로폼의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하드스킨 스티로폼의 제조방법에 관한 것으로, 스티로폼의 표면을 120-200℃의 온도로 가열하여 부분용융시킴과 동시에 0.5-3.0 kg/cm2의 압력으로 가압한 후 50-80℃의 온도로 냉각하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 제조방법에 의하여 얻어진 스티로폼은 표면이 강화되어 외부의 충격에 노출되더라도 잘 깨어지지 않을 뿐만 아니라 부분 용융된 매끄러운 코팅층에 의하여 표면의 내오염성이 향상된다.

Description

하드스킨 스티로폼의 제조방법{Manufacturing Method Of Hard-Skin Styrofoam}

본 발명은 하드스킨 스티로폼의 제조방법에 관한 것이다.

완충용 포장재, 보온재, 보냉재 등으로 많이 사용되고 있는 스티로폼은 높은 단열성과 완충성을 가지고 있으나, 표면이 거칠고 약하여 외부의 충격에 쉽게 깨어지거나 함몰되는 단점을 가지고 있다. 또한 백색의 표면은 오염되기 쉬워 내용물의 가치를 하락시키는 요인이 되기도 한다.

스티로폼의 이러한 단점을 보완하기 위한 종래의 기술로는 스티로폼 외부에 나무 또는 합성수지 재질의 보강재를 별도로 사용하는 것 외에는 특별한 기술이 개시된 바가 없다. 즉, 한국공개실용신안 제88-14878호에서는 단열재인 스티로폼의 양면에 그 효율을 증대시키기 위하여 비닐로 코팅하는 기술이 개시된 바가 있으며, 실용신안등록 제260484호에서는 한쪽 또는 양면이 비닐수지, 발포수지, 부직포 등의 코팅제로 코팅처리된 스티로폼 부재가 개시되어 있다.

그러나 상기 선행기술들은 가공공정이 복잡함과 동시에 이들에 의해서는 스티로폼이 가진 단점들을 보완하는 데에는 미흡하다.

또한 스티로폼은 우수한 단열효과를 발휘하기는 하지만 소리의 전달을 차단하는 능력은 부족하여 건축용 단열재로 사용될 경우 위층에서 발생된 소리가 아래층으로 그대로 전달되는 문제점을 아울러 가지고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 표면의 질감과 강도, 내마모성과 내오염성이 향상된 스티로폼을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 우수한 방음성을 가진 스티로폼을 제공하는 것이다.

본 발명의 제조방법은 종래의 방법에 의하여 제조된 스티로폼의 표면을 고온, 고압처리하여 부분용융시킨 후 급냉시키는 것으로 구성된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 고온처리의 온도범위는 스티로폼 제품의 크기, 두께, 밀도 등에 따라 차이가 있으나 120-200℃가 적절하다. 이 온도의 범위에서 스티로폼의 표면은 부분용융되어 목적하는 표면을 얻을 수 있다.

본 발명의 적절한 가압조건은 0.5-3.0 bar이며, 이 범위 미만의 경우에는 용융된 표면이 균일하게 가압되지 못하여 원하는 두께의 표면을 얻지 못하거나 표면이 불균일하게 굴곡지게 되는 문제점이 있으며, 이 범위를 초과할 경우에는 과도한함몰용융이 발생하여 형상이 변화되는 문제점이 발생한다.

위와 같은 온도와 압력조건에서 스티로폼의 표면이 부분적으로 녹으면서 폴리스티렌 폴리머가 형성되며 금형면에 균일하게 밀착되면서 표면의 폴리스티렌 폴리머가 일정한 두께로 된다.

압축시간은 제품의 형상과 크기, 밀도 등에 따라 차이가 있겠으나, 표면의 불균일한 용융을 방지하기 위해서는 10-80초 정도가 적절하다. 이 범위 미만의 경우에는 표면에 형성된 폴리머층의 두께가 부족하거나 불안정하게 되며, 이 범위를 초과할 경우라도 과용융이 일어나 표면의 폴리머층이 불균일하게 된다.

가압처리가 끝난 후에는 표면에 형성된 폴리머가 금형에 부착되거나 변형되는 것을 방지하기 위하여 신속하게 냉각하는 것이 필요하다. 적절한 냉각온도는 40-70℃ 이다. 이 범위 미만의 경우에는 냉각효과는 우수하지만 냉각에 필요한 시간이 지나치게 많이 소요될 뿐만 아니라 냉각에 필요한 에너지가 과소비되며, 이 범위를 초과하는 경우에는 냉각효과가 부족하게 되어 제품 변형이 발생하게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명에서는 가열 및 가압에 의하여 부피가 줄어들게 되므로 원하는 치수보다 2-7mm 정도 크게 성형하여 공정에 투입시키며, 부피가 큰 경우에는 분할하여 공정에 투입시킬 수도 있다.

필요한 경우, 공정에 들어가기 전에 금형 표면에 적정량의 색소를 도포하여 성형이 완료된 제품의 표면에 색상을 부여할 수도 있으며, 원하는 기호와 문양의 플러그를 금형면에 부착시켜 각인된 네거티브 형상을 얻을 수도 있다.

냉각 후 성형이 완료된 제품은 금형면에 일정간격으로 배열된 미세 공기구멍을 통하여 공기를 불어넣음으로써 탈형시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 부분적으로 용융압착하여 얇은 필름상의 꺽임부를 형성할 수도 있다. 이 꺽임부는 유연성과 강도가 좋아서 자유로운 굴곡이 가능하며, 종이상자와 같이 전개 및 조립을 가능하게 한다.

본 발명의 실시예는 아래와 같다.

(실시예 1)

가로, 세로가 각각 30cm이고, 두께가 2cm가 되도록 성형된 스티로폼을 이를 감싸는 형상이며 상하부로 분리되는 금형에 넣고 금형의 온도를 150℃로 올린 상태에서 4초간 유지한 다음, 1.0 bar의 압력으로 20초간 가압하였다.

이어서 금형의 온도를 70℃로 냉각시킨 다음 탈형하였다. 탈형된 스티로폼은 가로 및 세로가 각각 1mm씩 수축하였고 두께는 3mm가 수축하였다. 스티로폼의 표면은 부분적으로 용융되어 강하고 매끄러운 표층이 형성되었다.

(실시예2)

가로, 세로가 각각 30cm이고, 두께가 2cm가 되도록 성형된 스티로폼의 중앙부분을 가열(150℃) 및 가압(2.5kg/cm2)하여 두께 0.3cm, 넓이 3cm의 띠 모양의 접힘부를 형성하였다.

접힘부가 형성된 스티로폼을 완전히 반으로 접은 후 다시 펴기를 반복하였으며, 7회 반복할 때까지 균열이 발생하지 아니하였으나, 8회 반복시 균열이 발생한 후 10회 반복시 절단되었다.

이상의 실시예를 통하여 확인되는 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 의하여 얻어진 스티로폼은 표면이 강화되어 외부의 충격에 노출되더라도 잘 깨어지지 않을 뿐만 아니라 부분 용융된 매끄러운 코팅층에 의하여 표면의 내오염성이 향상된다. 또한, 가열 및 가압에 의하여 형성되는 접힘부는 자유로운 굴곡이 가능하여 적재효율을 크게 높일 수 있다.

Claims (3)

1. 스티로폼의 표면을 120-200℃의 온도로 가열하여 부분용융시킴과 동시에 0.5-3.0 bar의 압력으로 가압한 후 40-70℃의 온도로 냉각하는 것을 특징으로 하는 하드스킨 스티로폼의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 가압시간은 10-80초인 것을 특징으로 하는 하드스킨 스티로폼의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 스티로폼의 일부에 부분용융시킴으로써 가요성의 접힘부가 형성되도록 하는 하드스킨 스티로폼의 제조방법.