KR20110112063A - 두꺼운 플라스틱 보드, 그 제조방법, 및 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 두꺼운 플라스틱 보드와 이를 제조하는 방법 및 장치로서, 본 장치는 열가소성 수지를 용융시키며 배출하는 압출기와, 압출기에서 나오는 용융수지를 소정의 두께를 지니도록 성형하기 위하여 소정의 간격으로 서로 마주보도록 설치된 상판과 하판으로 이루어지는 면베어링과, 면베어링의 상판과 하판에 각각 설치된 가열부 및 냉각부를 포함한다.

Description

두꺼운 플라스틱 보드, 그 제조방법, 및 그 제조장치{Method and Apparatus for making an thick thermoplastic board}

본 발명은 두꺼운 플라스틱보드와 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 사출된 열 가소성 수지를 가열 및 냉각하여 휘어지지않고, 일정한 두께를 지니는 두꺼운 플라스틱 보드, 그 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.

플라스틱은 용도에 따라 목재나 금속재료 대신 사용하기에 알맞은 특성을 가지고 있다. 즉 절연특성이나 가공성 내구성 등이 뛰어나다.

그래서 두꺼운 플라스틱 재료가 필요한 경우가 있는데 이러한 용도로 사용되는 후판을 제조하기 위하여 지금까지는 금형을 만들고 용융플라스틱을 금형에 넣어서 사출하는 방식으로 후판 플라스틱보드를 제조하였다.

이러한 후판 플라스틱 보드는 여러 기계 부품이나 케이스 등을 제조하는 재료로 사용된다.

두꺼운 플라스틱 보드를 제조하는 종래의 기술은 2004년 6월 23일자 공고된 특허등록 10-0437272호에서는 폐플라스틱을 사용하여 제조한 합성수지 판재 및 이를 이용한 거푸집 패널에 기술이 공개되어 있다. 여기에 공개된 기술은 다양한 종류의 폐플라스틱과 폐면, 폐지, 폐가죽, 폐목재, 톱밥 등의 폐기물을 주재료로 하여 제조한 합성수지 판재 및 이를 이용한 거푸집 패널에 관한 것으로서 혼합 폐플라스틱 분쇄물과 폐면, 폐지, 폐가죽, 폐목재, 톱밥 등의 분쇄물을 혼합하여 얻어진 폐플라스틱 혼합물을 150~200℃에서 용융, 압출시켜 판상의 기판을 성형하고, 기판의 상하부면 각각에 강화시트를 적층시키고, 이어서 강화시트가 기판의 상하부면에 고착될 수 있도록 강화시트에 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 ABS수지로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 합성수지를 용융, 도포하고, 이 상태에서 압출, 경화시킴으로써 기판의 상하부면에 강화시트층 및 표면수지층이 형성되어 제조된 합성수지 판재를 만드는 것이다.

2008년04월17일 등록된 특허 10-0824752호에는, 톱밥을 혼합한 플라스틱 보드와 이를 제조하는 방법 및 장치가 공개되어 있는데, 이는 본 출원자의 선출원으로서, 열가소성 수지를 용융시키는 압출기와, 압출기에서 나오는 용융플라스틱을 일시 저장하는 저장탱크와, 톱밥과 저장탱크의 용융플라스틱을 받아서 혼합하는 믹서와, 믹서로부터 나오는 톱밥과 혼합된 용융플라스틱을 보드형태로 성형하는 롤러와, 롤러 후단에 이어서 연결되어 톱밥과 혼합된 용융플라스틱을 상하에서 압축하는 컨베어벨트장치를 포함하는 제조장치가 공개되어 있다.

위와 같은 종래 기술에서는 플라스틱에 여러가지 재료를 혼합하여 합성 플라스틱 보드를 만드는 방법과 장치를 공개하고 있고, 순수한 플라스틱만으로 된 후판을 제조하는 방법으로는 금형에 붙거나 압출하는 방법을 사용하고 있었다.

이러한 방법은 대량생산하기에 부적합하고, 일정한 재질로 제조하기도 어려우며, 범용으로 사용할 수 있는 후판 플라스틱보드를 제조하기에는 능률적이지 못하였다.

본 발명은 종래의 플라스틱시트 제조장치와는 달리 두꺼운 플라스틱보드를 제조하기 위한 장치를 제공하려는 것이다.

본 제조장치는 구조가 단순하고, 제조비용을 절감할 수 있도록 구성한 것이다.

본 발명은 균일한 두께와 균일한 형상을 유지하는 플라스틱보드를 제조하기 위하여 상판과 하판에 가열부와 냉각부가 서로 인접하게 설치된 면베어링을 사용한다.

본 발명은 면베어링의 냉각부에서 배출되는 보드를 절단할 수 있는 절단기가 포함된 두꺼운 플라스틱보드 제조장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 고온의 열가소성 수지를 상판과 하판에 각각 가열부와 냉각부가 설치된 면베어링을 통과하도록 하여 수지가 일정한 두께와, 평탄한 표면상태를 유지하도록 하는 두꺼운플라스틱보드 제조방법을 제공하려는 것이다.

본 발명은 일정한 규격으로 제조된 두꺼운 플라스틱보트를 생산하여 각종 제품의 프레임. 주방용 싱크대나 화장실의 선반, 건축용 거푸집 등의 용도로 사용가능하게 하려는 것이다.

본 발명의 두꺼운 플라스틱 보드를 제조하는 방법은, 상판과 하판을 소정의 간격으로 마주보도록 설치하고, 상판과 하판에 가열부 및 냉각부를 설치한 면베어링을 설치하는 단계와, 열가소성 수지를 용융시킨 후, 가열부가 설치된 면베어링의 상판과 하판 사이에 용융수지를 주입하는 단계와, 면베어링의 상판과 하판의 사이에 주입된 용융수지가 가열부를 통과한 후 냉각부를 통과하면서 냉각되도록 하는 단계와, 면베어링의 냉각부에서 배출되는 보드를 인출하는 단계를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 두꺼운 플라스틱 보드 제조 방법은, 면베어링의 냉각부에서 배출되는 보드를 인출하는 단계에서 보드를 절단하여 적층하는 단계를 추가로 포함한다.

본 발명의 두꺼운 플라스틱 보드 제조 장치는, 열가소성 수지를 용융시켜 배출하는 압출기와, 압출기에서 나오는 용융수지를 소정의 두께를 지니도록 성형하기 위하여 소정의 간격으로 서로 마주보도록 설치된 상판과 하판으로 이루어지는 면베어링과, 면베어링의 상판과 하판에 각각 설치된 가열부 및 냉각부를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 두꺼운 플라스틱 보드 제조 장치는, 면베어링으로부터 보드형태로 배출되는 플라스틱보드를 절단하는 절단기를 추가로 구비한다.

본 발명의 가열부는 사출된 용융수지가 사출되는 온도를 유지하면서 소정의 두께로 배출되도록 면베어링의 맨 앞단계에 위치한다.

본 발명의 냉각부는 가열부와 인접하며 하나이상의 영역으로 이루어지고, 가열부에서 배출된 용융수지가 서서히 냉각되어 보드형태로 성형되도록 한다.

열가소성 수지를 가공하여 규격이 일정하고, 표면상태도 균일한 두꺼운 플라스틱 보드를 제공한다.

본 발명의 두꺼운 플라스틱보드 제조장치는 플라스틱보드 제조장치의 구조를 보다 단순화하여 제조장치의 가격 절감과, 보드의 제조비용을 절감 효과가 있다.

본 발명의 두꺼운 플라스틱보드 제조장치는 상판과 하판에 가열부와 냉각부가 서로 인접하게 설치된 면베어링과 절단기를 통과하여 가공되므로, 고온의 수지를 균일한 두께와 균일한 표면형상을 유지하는 플라스틱보드로 제조할 수 있다.

본 발명의 두꺼운 플라스틱 보드는 다양한 용도에 신뢰성 있게 사용할 수가 있는 효과가 있다. 즉, 각종 제품의 프레임. 주방용 싱크대나 화장실의 선반, 건축용 거푸집 등의 용도로 사용가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 공정 흐름을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명의 장치 중에서 면베어링의 단면을 개략적으로 보인 도면이다.
도 3은 본 발명의 장치 중에서 다른 실시예의 면베이링 단면을 개략적으로 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 장치 중에서 다른 실시예의 면베이링을 바라본 사시도이다.

도면을 참조하면서 본 발명의 구체적인 구성과 동작을 설명한다.

도1 내지 4에서 보인 바와 같이 본 발명의 두꺼운 플라스틱 보드 제조 장치는, 열가소성 수지(10)를 용융시키며 배출하는 압출기(14)와, 압출기(14)에서 나오는 용융수지를 소정의 두께를 지니도록 성형하기 위하여 소정의 간격으로 서로 마주보도록 설치된 상판(20)과 하판(30)으로 이루어지는 면베어링과, 면베어링의 상판(20)과 하판(30)에 각각 설치된 가열부(21, 31) 및 냉각부(22, 32)를 포함하여 이루어진다. 그리고, 면베어링의 냉각부로부터 보드형태로 인출하는 롤러세트(70)과 배출되는 플라스틱보드를 절단하는 절단기(60)를 구비한다. 또 이러한 모든 장치들은 프레임(80)에 고정 설치된다.

열가소성 수지(10)를 압출기(14)에 공급하기 위하여 플라스틱 소재 호퍼(12)가 설치되고, 호퍼에서 나오는 열가소성수지(10)를 압출하여 배출하는 압출기가 설치되어 있는 것은 종래 기술과 같다. 호퍼(12)에서 나오는 열가소성수지(10)를 압출기(14)로 보내고, 압출기(14)에서 용융되어 압출되는 용융수지를 면베어링의 상판과 하판사이의 통로(50)로 보내게 된다.

면베어링은, 스텐레스 스틸로 이루어진 상판(20)과 하판(30)으로 구성되고, 상판과 하판의 사이에 용융수지가 소정의 두께로 압축되어 배출되는 통로(50)가 형성되어 있다. 면베이링은 압출기(14)에서 사출된 고온의 용융수지를 소정의 두께를 지니는 플라스틱보드(11)로 성형하여 배출하기 위하여 가열부(21, 31)와 냉각부(22, 32)가 상판(20)과 하판(30)에 각각 설치되어 있어서, 고온의 용융수지가 가열부(21, 31)와 냉각부(22, 32)를 통과하면서 배출된다. 이 면베어링은 상하로 이동될 수 있는 구조로 되어 있어서 그사이를 좁혀서 서로 마주보는 상판과 하판사이의 간격을 좁혀 놓으면 지나가는 용융수지를 원하는 두께로 압축하여 배출할 수 있다. 면베어링의 길이는 필요에 따라 길게도 짧게도 할 수 있다.

상판과 하판의 표면은 면베어링으로 이루어지며, 압출기에서 고온상태로 사출된 용융수지를 연속적으로 면베어링에 공급하면 용융수지는 면베어링의 마찰계수에 의하여 가열부와 냉각부를 통과하여 배출된다.

또 면베어링의 상판과 하판에는 가열부와 냉각부의 표면온도를 개별적으로 조절할 수 있는 가열기(도시안됨)와 냉각기(도시안됨)가 설치되어 있어서, 상판과 하판사이의 통로(50)를 지나가는 용융수지의 냉각온도를 제어할 수 있다. 가열기는 자동온도 조절 히터를 사용하고 냉각기는 수냉식 냉각기를 사용하면 가열부와 냉각부의 온도를 편리하게 조절할 수 있다. 자동온도 조절 히터와 수냉식 냉각기는 공지된 것을 사용하면 된다.

가열부(21,31)는 압출기(14)에서 고온상태로 사출된 용융수지의 온도를 유지하면서 균일한 두께와 균일한 평편도를 이루어 배출되도록 면베어링의 맨 앞단계에 위치한다. 가열부가 설치된 상판과 하판 사이 양쪽 측면에 측벽(40)을 형성하여서일정한 형태로 냉각되면서 성형되도록 하고 외부충격의 유입을 방지할 수 있어서 좋다. 가열부 이하 냉각부가 설치된 부분도 측벽을 설치하는 것이 좋지만 반드시 있어야 하는 것은 아니다.

냉각부(22,32)는 소정의 두께와 균일한 평편도를 유지하면서 가열부에서 배출되는 용융수지의 표면온도를 대기온도와 비슷하게 냉각시켜주기 위한 것이다. 가열부의 말단에 인접하도록 위치하며, 하나이상의 냉각영역으로 이루어진다. 냉각부는 냉각영역을 도 3에서 보인 바와 같이 한단계로 구성할 수도 있고, 두단계 이상으로 구성할 수 있다. 도 2는 상판과 하판에 4개의 냉각영역을 가지는것을 도시하였다.

냉각영역을 두단계 이상으로 구성하면 가열부에서 배출된 용융수지가 냉각부(21)를 통과하면서 급격하게 냉각되지 않도록 각 냉각영역마다 온도의 차이를 둬서 서서히 냉각시킬수 있어서 좋다. 냉각영역을 두단계 이상으로 구성하는 경우 전단계의 냉각영역(22-1,32-1)은 가열부와 같이 상판과 하판 사이 통로의 양 측면에 측벽(40)을 형성하여 통로가 외부에 개방되지 않도록 하는 것이 외부온도의 유입과 외부충격의 유입을 방지할 수 있어서 좋다. 후단계의 냉각영역을 설치 할때 통로(50)의 양 측면과 상부를 개방하고, 하판에만 후단계의 냉각영역을 설치하면 통로의 측면과 통로의 상부가 개방되므로 냉각부(21, 31)에서 냉각되어 배출된 플라스틱보드(11)를 용이하게 인출할 수 있어서 좋다. 도 3에서와 보인 바와 같이 상판에는 냉각영역을 한단계만 가지도록 구성하고, 하판에는 냉각영역을 여러단계를 가지도록 구성하면 냉각부에서 배출되는 플라스틱보드(11)의 냉각되어 굳는 정도를 확인하면서 인출할 수 있다. 또한, 도 4에서 보인 바와 같이 가열부 입구에는 결합용 프랜지를 형성하고, 상판과 하판에 냉각영역을 한 단계만 설치하고, 냉각영역의 말단부터는 하판만 길게 형성하고, 측면과 상부를 개방하여도 된다. 냉각부(21, 31)에서 배출된 플라스틱보드(11)를 용이하게 인출할 수 있다.

면베어링에 공급된 용융수지는 가열부와 냉각부를 통과하여 플라스틱보드(11)로 성형되면서 배출되는데 보드(11)의 사용용도에 맞도록 절단기(60)를 사용하여 플라스틱보드(11)를 절단할 수 있다. 절단기(60)는 공지된 것을 사용하면 된다.

도1 내지 4에서 보인 바와 같이 본 발명의 두꺼운 플라스틱 보드를 제조하는 방법은 상판(20)과 하판(30)을 소정의 간격으로 마주보도록 설치하고, 상판(20)과 하판(30)에 가열부(21, 31) 및 냉각부(22, 32)를 설치한 면베어링을 설치하는 단계와, 열가소성 수지(10)를 용융시킨 후, 가열부(21, 31)가 설치된 면베어링의 상판(20)과 하판(30) 사이에 용융수지를 주입하는 단계와, 면베어링의 상판과 하판의 사이의 통로(50)에 주입된 용융수지가 가열부(21, 31)를 통과한 후 냉각부(22, 32)를 통과하면서 냉각되도록 하는 단계와, 면베어링의 냉각부(22, 32)에서 배출되는 보드(11)를 인출하는 단계를 포함하여 이루어진다. 그리고 면베어링의 냉각부에서 배출되는 보드(11)를 인출하는 단계에서 보드를 절단하여 적층하는 단계를 추가로 포함한다.

본 발명의 장치를 작동시켜서 두꺼운 플라스틱 보드를 생산하는 과정을 설명한다.

1.상판(20)과 하판(30)으로 이루어진 면베어링을 제작한다.

면베어링은 미리 설정된 일전한 치수로 용융플라스틱과 냉각된 보드가 통과할 수 있도록 하는 통로가 형성된 것을 사용하거나 두께를 조정가능하도록 상판과 하판의 가격을 조절할 수 있도록 한 것을 사용하여도 된다. 상판과 하판의 간격만 조절가능하도록하고 측벽은 고정설치한다. 이 측벽은 가열부 및 냉각부의 양측에 모두 설치한다. 냉각부의 측벽은 전부 설치하지 아니하고 일부분에만 양편에 설치하여도 된다.

냉각부는 가열부의 말단에 인접하도록 설치한다. 냉각부는 하나 이상의 냉각영역으로 구성되며, 다수개의 냉각영역을 구성하는경우에는 가열부에서 배출된 용융수지를 여러단계의 냉각영역을 통하여 서서히 냉각시킬수 있으므로, 보다 균일한 두께와 평편도를 유지하는 보드를 생산할 수 있다. 가열부에서와 같이 냉각부와 인접한 통로(50)의 양 측면에 측벽을 설치한다.

하판의 냉각영역을 다수개를 사용하여 구성하고, 상판에는 한개의 냉각영역만 구성하면 측벽과 상판은 전단계의 냉각영역까지만 설치하여도 된다. 후단계 냉각영역의 통로(50)의 측면과 상부를 개방되도록 하면, 면베어링을 통과하면서 가열 및 냉각되어 배출되는 플라스틱보드의 냉각되어 굳는 정도를 개방된 상부와 측면을 통하여 확인하면서 인출할 수 있어서 좋다.

또한, 상판과 하판에 냉각영역을 각각 한개만으로 구성하고, 냉각영역의 말단부터는 측벽과 상판이 없이 하판만 길게 형성하면, 면베어링을 통과하면서 가열 및 냉각되어 배출되는 플라스틱보드를 개방된 상부와 측면을 통하여 용이하게 인출할 수 있어서 좋다.

2. 열가소성수지를 압출기에서 용융시킨다.

호퍼(12)로 주입된 열 가소성수지(10)는 압출기(14)로 보내진다. 압출기(14)를 작동시켜 스크류가 회전하게 되면 열가소성수지가 용융되어 고온의 용융수지로 압출된다. 압출된 고온의 용융수지는 면베어링으로 배출된다.

3. 이어서 성형공정을 실행한다. 압출기(14)로부터 나오는 용융수지를 면베어링의 상판(20)과 하판(30) 사이로 배출되게 하면서 보드형태로 성형되게 한다. 이때 상판과 하판 사이 간격을 조절하고, 용융수지를 주입하면 가열과 냉각을 통하여 성형되는 플라스틱 보드의 두께를 조절할 수 있다.

이 면베어링을 통한 성형단계는 스텐레스 스틸로 된 상판과 하판 사이를 용융수지가 통과하면서 상판및 하판에 설치된 가열부(21, 31) 입구에서는 플라스틱수지가 용융상태를 유지할 수 있는 온도로 유지하고, 입구에서 멀어질수록 용융수지가 응고할 수 있는 온도까지 온도를 서서히 낮춰 간다. 그리고 냉각부(22, 32)에 의하여 서서히 냉각되어 상온으로까지 냉각되도록 하는데, 응고되는 플라스틱수지가 단단하게 되면서 두께가 일정하게 되고, 균일한 평편도를 유지할 수 있도록 한다. 압출기에서 나오는 고온상태의 용융수지는 가열부(21, 31)를 통하면서 응고온도까지 내려가고, 냉각부에서 응고되면서 소정의 두께 및 균일한 평편도를 유지하게 된다. 냉각부(22, 32)에 의하여 완전히 냉각되어 플라스틱 보드로 성형된 후 배출된다.

이렇게 냉각부에서 배출된 두꺼운 플라스틱 보드는 필요에 따라 적당한 크기로 절단되어 상품화된다.

본 발명의 두꺼운 플라스틱 보드는 위에서 설명한 바와 같은 방법으로 제작된 것이며, 또한 위와 같은 제조 장치에 의하여 제작된 것으로서, 열가소성수지가 완전히 용융되어 소정의 두께와 균일한 평편도를 유지하면서 냉각되어 플라스틱보드로 성형, 배출되기 때문에 배출된 플라스틱보드는 여러 가지 용도에 사용 가능한 새로운 재료가 된다. 그 용도로는 자동차 내장재, 각종 부품들의 프레임에 사용될 수 있고, 플라스틱이 사용되는 모든 곳에 사용가능하다. 뿐만 아니라 합판이 주로 사용되는 건축용 거푸집에 사용하면 콘크리트에 의한 훼손이 방지되어 합판으로 된 것보다 두세 배 이상의 수명으로 사용할 수 있어서 비용 절감이 될 수 있다.

10 : 열 가소성 수지 11 : 플라스틱보드 12 : 호퍼 14 : 압출기
20 : 상판 21 : 상판 가열부 22 : 상판 냉각부
22-1 : 상판에 설치된 전단계의 냉각영역
22-2, 22-3, 22-4 : 상판에 설치된 후단계의 냉각영역
30 : 하판 31 : 하판 가열부 32 : 하판 냉각부
32-1 : 하판에 설치된 전단계의 냉각영역
32-2, 32-3, 32-4 : 하판에 설치된 후단계의 냉각영역
40 : 측벽 50 : 통로 60 : 절단기

Claims (6)

1. 두꺼운 플라스틱 보드를 제조하는 방법으로서,
   상판과 하판을 소정의 간격으로 마주보도록 설치하고, 상판과 하판에 가열부 및 냉각부를 설치한 면베어링을 설치하는 단계;
   열가소성 수지를 용융시킨 후, 가열부가 설치된 면베어링의 상판과 하판 사이에 용융수지를 주입하는 단계;
   면베어링의 상판과 하판의 사이에 주입된 용융수지가 가열부를 통과한 후 냉각부를 통과하면서 냉각되도록 하는 단계;
   면베어링의 냉각부에서 배출되는 보드를 인출하는 단계를 포함하는 두꺼운 플라스틱 보드 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 인출하는 단계에서 보드를 절단하여 적층하는 단계를 추가로 포함하는 두꺼운 플라스틱 보드 제조 방법.
3. 두꺼운 플라스틱 보드를 제조하는 장치로서,
   열가소성 수지를 용융시켜 배출하는 압출기와,
   상기 압출기에서 나오는 용융수지를 소정의 두께를 지니도록 성형하기 위하여 소정의 간격으로 서로 마주보도록 설치된 상판과 하판으로 이루어지는 면베어링과,
   상기 면베어링의 상판과 하판에 각각 설치된 가열부 및 냉각부를 포함하는 두꺼운 플라스틱 보드 제조 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 면베어링으로부터 보드형태로 배출되는 플라스틱보드를 절단하는 절단기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 두꺼운 플라스틱 보드 제조 장치.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 가열부는 사출된 용융수지가 사출되는 온도를 유지하면서 소정의 두께로 배출되도록 면베어링의 맨 앞단계에 위치하고,
   상기 냉각부는 가열부와 인접하며 하나이상의 영역으로 이루어지고, 가열부에서 배출된 용융수지가 서서히 냉각되어 보드형태로 성형되도록 하는 것을 특징으로 하는 두꺼운 플라스틱 보드 제조 장치.
6. 청구항 1 또는 2항 중 어느 하나의 항에 의하여 제조된 두꺼운 플라스틱 보드.

Images