KR20080078785A - 다양한 생분해성 플라스틱 연속무늬투명시트와 이로부터제작되는 무늬용기 - Google Patents

Abstract

무늬용기는 금형에 원하는 문양을 직접 넣고 진공 혹은 압력진공방식이므로 금형의 문양을 일정하게 새기고 용기를 제작하는 것인데 이와 같은 방법으로 무늬용기를 제조하려면 매번 원하는 문양으로 금형을 교체해야함으로 새 금형제작비용과 많은 시간이 소요되는 문제로 공급과 수요에 어려움이 많아 이러한 점을 해결하고자 일부에서는 플라스틱재질의 용기에 문양을 새기지 않고 간단한 방법으로 사용할 원단에 색상과 여러 가지 그림이나 문양을 인쇄한 필름을 합판시켜 제조하는 방법으로 개발하여 변화를 주는 제품으로 개발되어 왔다.

본 발명은 위에 언급된 문제점들을 해결하면서 시간과 금형비용을 절감할 수 있는 새로운 방법을 개발하였는데 진공 혹은 압력진공성형 시에 원단표면에 원하는 다양한 문양을 직접 넣는 방식으로, 압출원형의 롤러에 본 뜬 문양을 회전시켜 반복해서 같은 문양이 형성되도록 하여 성형된 플라스틱원단을 원하는 형태의 금형에 장착하고 열을 가해 용기(접시)형태로 성형하는 용품제작방식인 것이다.

본 발명으로 색상위주의 기존 플라스틱제품에 문양을 다양하게 한 제품제작이 용이해 일반 플라스틱용기에서 실시할 수 없는 문양과 요철방식의 문양도 제작할 수 있어서 플라스틱용기 제조업계에 디자인된 용기개발의 붐이 기대된다.

폴리싱롤러(Polishing roller), 트레이(Tray) 류, 티 다이(T-Dies). 생분해성 폴리유산(biodegradable Poly-lactic-acid), 합판(Laminating), 범용수지페트(Polyethylene terephthalate), 오프셋(Offset),

Description

다양한 생분해성 플라스틱 연속무늬투명시트와 이로부터 제작되는 무늬용기 {the variform and lucid series patterns sheet of which the biodegradable plastic source, thereof its producted receptacles}

본 발명이 개발되기 전까지는 식품용 플라스틱원단 표면에 다양한 연속무늬 또는 모양 등을 가공할 때 사용 되는 원단은 압출공정이 아니라 압출 후 별도의 2차 가공(후 작업)을 통해 생산한 원단에 높은 열을 가한 후 동판을 사용하여 일정한 문양을 넣은 후 진공, 압공 또는 압 진공 성형기를 통해 원하는 형태의 문양을 지닌 식품용 트레이나 용기로 제작하거나 금형 자체에 각기 다른 문양을 새겨 넣어 제작하던 것이 전부였던 플라스틱성형용품제조분야의 기술이다.

본 발명과 같이 원단 압출 시에 직접 넣는 방법은 본 발명이 최초로서 동판표면에 원하는 무늬를 연속으로 음각 또는 양각으로 새겨 넣고 유압 또는 공기압으로 압착시켜 원단압출 시 형성된 자체 열을 이용하여 원단 표면에 성형시키는 새로운 관점에서 고정관념을 뛰어넘는 신공법으로 개발한 무늬삽입 분야이다.

원단 압출 시에 무늬나 패턴을 넣는 방식이란 용기로 성형하고자 하는 금형을 이용하여 압출된 원단을 찍어낼 때 이미 성형된 연속무늬를 지닌 체 성형되므로 따로 비용과 시간이 많이 소요되는 금형 제작을 하거나 생산된 원단을 다시 가공하 는 별도 공정 없이 성형과 동시에 이미 문양이 형성되어 있어서 2차가공이 추가되지 않는 문양의 용기나 트레이 제작이 가능하다는 새로운 개념의 기술이다.

본 기술을 개발한 것은 친환경적이고 재질 자체가 고투명성의 특징을 가지고 있는 생분해성 플라스틱 용기를 제작할 때 기존 범용제품과 차별화하여야 한다는 점을 감안하여 수요자에게 친환경적인 재질과 다양한 문양과 색상과 형태를 갖는 높은 품질이란 이미지를 심어주기 위하여 색상과 함께 다양한 형태의 용기나 트레이 제작을 시도하였으나 형태를 바꿀 때 마다 들어가는 고가의 금형제작비용과 색상 또는 형태를 넣기 위해 들어가는 인쇄 및 교합 등의 2차 가공과 여러 작업 등의 추가비용발생으로 이를 해소시키고자 기술개발 도중에 원단 압출 시에 인쇄하듯 요철을 동재(銅材)롤러에 형성시켜 인쇄하듯이 롤링만 하여도 쉽고 저렴하게 제작할 수 있고 이러한 원단을 금형에서 용기로 성형시켜도 무늬를 상하게 하지 않는다는 실험적인 제작확인에 의해 확인된 기술을 배경으로 하였다.

이러한 생분해성 플라스틱제품에 다양한 무늬성형으로 재질 자체의 고유 특성인 투명성을 훼손시키지 않으면서도 무늬 삽입만으로 다른 기존 제품과의 차별성을 가진다는 개념에서 개발된 본 무늬삽입은 진공, 압공, 혹은 압 진공성형 방식의 플라스틱 용기제작이 압출이라는 과정을 거친다는 점을 최대한 응용하는 압출 초기의 열을 지닐 때 간단하게 압착만 시켜도 각종 문양을 형성시킬 수 있다는 점을 활용하는 기술을 배경으로 하였다.

식품용이나 산업용에서 투명 또는 유색 용기나 트레이에 특정한 무늬나 모양을 연속적으로 넣으려면 특정 설비를 이용하여 후 가공 하거나 무늬나 모양을 넣은 필름을 열접착 또는 접착제를 이용한 라미네이팅(합판)접착으로 하는 등의 방법 밖에 없어서 이를 위한 공정이 2차 가공뿐이고 이를 실행하려면 많은 비용이 들어 실제 완제품가격은 고가였으며 또 식품용기의 경우 연속무늬나 모양을 인쇄한 필름을 합판할 때 사용되는 유해한 접착제나 잉크로 인해 적용이 불가능하였다.

본 발명의 방식은 2차 가공을 실시하지 않고 원단압출 시에 기존설비에 추가적으로 간단한 압인설비만 갖추면 특별한 추가설비 없이 다양한 연속무늬와 모양을 원단에 적용시키는 것이 가능하며 원단표면에 유해한 접착제의 사용 없이 직접 처리하는 방식이라 환경 친화적인 방법으로 안전하게 식품용 용기에 적용 가능하며 가격상승 요인도 발생하지 않으므로 가격이 저렴해야 하는 식품용기에 적용이 가능하게 하기 위한 문제해결을 본 과제로 하였다.

또 용기나 트레이성형 시에 사용되는 금형에 연속무늬나 모양을 새겨 넣어 동일한 효과를 나게 하는 방식이 있었으나 금형 제작이 까다롭고 제작비용이 많이 들며 금형이 닿지 않는 반대면 또한 굴곡이 생기는 단점을 보완한 본 방식은 생산된 원단을 사용하므로 새로운 금형 제작이 필요 없게 되고 기존 금형을 모두 활용할 수 있으며 같은 금형의 용기라도 다양한 연속무늬와 모양적용이 가능해 다양한 시각적 효과를 나타낼 수 있으며 용기의 한 면은 굴곡이 없는 평판임으로 기능에 따라 원단의 방향만 바꿔주면 또 다른 효과를 낼 수 있게 하는 과제도 택하였다.

본 친환경 다양한 연속적인 무늬형성이 가능해져 단조로운 플라스틱재질의 각종 용기에 적용하므로 인해 소비자의 취향을 얻게 할 뿐 아니라 본 분야의 용기의 사용이 증가하게 되므로 본 분야의 업계에 활성화가 기대된다.

본 원단의 용도가 용기에 국한되지 않고 바닥깔개에도 적용될 수 있으므로 압출분야의 모든 제품에 적용된다고 볼 때에 본 플라스틱업계의 디자인분야의 활성화도 예상된다.

본 발명의 핵심이 되는 원단, 즉 시트압출에서 기존 방식으로 설치된 투입구(10)에 생분해성 폴리유산 또는 범용수지페트 등의 압출할 원단재료(30)를 투입하여 압출 전 용융로(12)에서 180 내지 240℃로 용융된 원단재료(30)는 압출기, 즉 티-다이(20)를 통과하며 압출되는 일반원단(32)은 투명 또는 유색원단(30)으로 온도는 80∼95℃를 유지하면서 1차폴리싱롤러(40)와 2차폴리싱롤러(42)를 통과하며 원하는 두께로 압출되는데 이때에 2차폴리싱롤러(42) 아래에서 무늬롤러받침(52)이 유압 혹은 공기압력 등으로 받혀져 음양무늬롤러(50)가 무늬를 형성시키는 것이다.

특히 폴리싱롤러(40, 42)는 표면에 열처리과정을 거치고 도금 후 연마한 롤러로서 내부에 냉각수를 통과시켜 온도조절기능을 갖도록 한 것인데 압출재료에 따라 냉각적정온도유지로 압출원단의 표면광택과 균일한 면의 제공역할을 갖게 하고 2차폴리싱롤러(42)의 하단을 통과하는 투명 또는 유색의 일반원단(30)에 일정한 압으로 밀착시켜 2차폴리싱롤러(42)와 같은 속도로 함께 회전하며 원하는 무늬를 형 성하면 무늬원단(34)이 되고 다시 냉각롤러(44)에 의해 완전히 원단을 냉각 시킨 후 아이들 롤러(62)의 도움으로 재단 칼(46)을 이용하여 원하는 원단의 폭을 정하고 재단하여 적정한 길이로 와인딩스탠드(60)의 무늬원단롤러(36)에 감아 본 발명의 무늬원단(34)으로 제작하는 것이다.

완성된 무늬원단(34)은 원하는 형태의 기존 금형에 장착한 후 기존 성형기의 제작방식에 의해 용기가 제작되는데 제작된 무늬용기(80)의 용기윗면(72)과 용기바닥면(84)은 도 3과 같이 형성되어 여러 개가 동시에 한 번의 공정으로 재단되고 성형되는 무늬용기(80)로 제조되므로 가격이 저렴하다.

이러한 용기 이외에 일반적으로 플라스틱제품이 가지고 있는 미끄럼방지를 위해 음양의 요철무늬만 쉽게 형성시킬 수 있다면 다양한 색상 이외에 아름다운 무늬의 요철로 인해 아름다움과 미끄럼 방지와 새로운 시각적인 면도 가능하다.

본 생분해성 플라스틱류를 다양한 연속무늬로 형성시키기 위해 일반적인 두터운 원단, 즉 시트인 무늬원단(34)으로 압출하는 공정에서 냉각시키는 라인 직전에 1차폴리싱롤러(40)와 2차폴리싱롤러(42)를 장착하고 음양무늬롤러(50)를 유압 또는 공압으로 2차폴리싱롤러(42) 하부에 위치시켜 두 사이에 투명 또는 유색의 일반원단(32)을 통과시켜 두 사이를 통과할 때 무늬가 형성되면서 냉각롤러(44) 위로 통과시킨 후 아이들 롤러(62) 위에 설치된 제단 칼(46)로 원하는 폭으로 재단하고 와인딩스탠드(60)에 걸린 무늬원단롤러(36)에 감겨져 무늬원단(34)이 된다.

이와 같이 무늬원단(34)으로 제작된 후에 기존의 진공, 압공 또는 압 진공 성형기를 이용하여 여러 가지 형태의 금형을 이용하여 반복적으로 성형용기(70)를 찍어내어 예쁜 연속무늬를 갖춘 용기를 얻을 수 있었다.

무늬용기(80) 제조는 무늬원단롤러(36)를 별도 라인의 원단롤로스탠드(60a)에 안치하고 무늬원단(34)을 풀어 가열 판(76) 위를 통과시켜 부드럽게 한 후 금형하체(72) 위로 통과시킬 때 금형상체(70)가 눌리면서 무늬용기(80)로 각인되고 이어서 자동커팅기(74)가 무늬용기(80)를 제품운반 틀(90) 안으로 탈락시켜 검사하고 출하하도록 포장할 수 있게 하고 사용원단(38)은 폐기롤러스탠드(92)의 사용원단로러(94)에 되감아 재활용 또는 폐기한다.

본 발명으로 제조된 무늬용기(80)는 시범적으로 원형의 집합문양을 음양무늬롤러(50) 면에 오프셋인쇄와 같이 형성시켜 요철방식으로 문양을 형성한 후 제조된 무늬원단(34)을 사용하여 제조된 무늬용기(80)는 용기윗면(82)과 용기바닥면(84)의 실물과 같으며 이는 도 3에서 보여주는 바와 같고 그 무늬는 새로운 미를 갖는 무늬용기(80)로 신상품이 되어 출시할 수 있었다.

물결, 빗살, 격자, 물방울, 다이아몬드, 도형, 동물, 식물, 별, 특정 문양, 특정 업체 로고 등으로 도안된 다양한 연속무늬를 음양무늬롤러(50) 회전 판상에 형성시켜 롤링 인쇄하듯 무늬원단(34)으로 제조한 무늬원단롤러(36)를 도 2의 무늬용기(34)로 제조하기 위해 금형상체(70)와 금형하체(72) 및 자동커팅기(74)로 제작하여 수요자가 원하는 무늬형성을 모두 충족시키도록 제작범위를 다양하게 한다.

이러한 폴리 라틱 산(Poly-lactic-acid) 플라스틱 등은 생분해가 용이하여 난분해로 인한 토양오염을 방지할 수 있어서 생분해성플라스틱으로 사용하므로 본 무늬용기(80)도 토양오염원을 배제하는 제품으로 개발하면서 다양한 무늬를 합판시키지 않고 직접문양을 각인시키는 방식으로 개발한 것이다.

도 1은 본 발명의 연속무늬투명용기용 무늬원단 압출장치배치도,

도 2는 본 발명의 연속무늬투명용기로 제작하는 금형과 압출공정도,

도 3은 본 발명의 연속무늬투명용기로 제작된 실물사진사시도,

도 4는 본 발명의 연속무늬투명용기를 각인시킬 금형하체 실물사시도,

＜부호에 대한 간단한 설명＞

10 : 투입구, 12 : 용융로

20 : 티 다이,, 30 : 원단재료,

32 : 일반원단, 34 : 무늬원단

36 : 무늬원단롤러, 38 : 사용원단,

40 : 1차폴리싱롤러, 42 : 2차폴리싱롤러,

44 : 냉각롤러, 46 : 재단 칼,

50 : 음양무늬롤러, 52 : 무늬롤러받침,

60 : 와인딩스탠드, 60a : 원단롤러스탠드,

62 : 아이들 롤러, 70 : 금형상체,

72 : 금형하체, 74 : 압출기,

76 : 가열 판, 80 : 무늬용기,

82 : 용기윗면, 84 : 용기바닥면,

90 : 제품운반 틀, 92 : 폐기롤러스탠드,

94 : 사용원단롤러,

Claims (2)

1. 용융로(12)를 거친 식품 또는 산업용 생분해성폴리유산플라스틱류의 원단재료(30)를 티 다이(20)에서 일반원단(32)으로 압출시켜 1차폴리싱롤러(40)와 2차폴리싱롤러(42)로 다듬고 무늬롤러받침(52)에 의해 무늬원단(34)으로 성형시키는 음양무늬롤러(50)와

   무늬원단(34)이 냉각롤러(44)를 통과하며 다양한 형태로 제작되는 금형(70, 72)에서 무늬용기(80)가 제조되게 지정된 규격으로 재단 칼(46)이 크기를 조절하여 감겨지는 무늬원단롤러(36)로 제조되는 것이 특징인 생분해성 플라스틱류의 다양한 연속무늬 투명시트
2. 제1항에 있어서,

   식품 또는 산업용 생분해성폴리유산플라스틱류로 제조된 다양한 생분해성플라스틱 연속무늬투명시트의 무늬원단롤러(36)를

   원단롤러스탠드(60a)에 올려 풀려나오는 무늬원단(34)을 가열 판(76)에서 눅이고 금형상체(70)와 금형하체(72)에서 각인한 후 자동커팅기(74)로 제조되는 것이 특징인 생분해성 플라스틱류의 다양한 연속무늬 투명시트 무늬용기

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