KR20120058387A - 발포 폴리프로필렌의 성형방법 - Google Patents

발포 폴리프로필렌의 성형방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원료시트에 실크 스크린 인쇄을 진행하는 단계; 상기 원료시트를 진공성형 시켜 진공성형 제품을 얻는 단계; 발포 폴리프로필렌 폴리폼과 진공성형 제품을 일체화 성형 시키는 단계;를 포함하는 진공성형기술과 결합된 발포 폴리프로필렌의 1차 성형방법을 제공한다. 상기 성형방법에 의해 제조된 발포 폴리프로필렌 진공성형 제품은 생산 공정이 더욱 우수할 뿐만 아니라 더욱 양호한 내충격성을 갖고 있다.

Description

발포 폴리프로필렌의 성형방법{Molding Method for Expandable Polypropylene}
본 발명은 발포 폴리프로필렌의 성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공성형（吸塑, vacuum Thermoform）기술과 결합된 발포 폴리프로필렌의 1차 성형방법에 관한 것이다.
현재, 발포 플라스틱은 밀도가 작고 비강도가 높으며 에네지 흡수능력이 강하고 차음 및 단열성능이 우수한 등 특성을 갖고 있기에 일상용품, 교통운수, 공업생산, 항공우주 등 분야에서 광범히 응용되고 있다.
예컨대 자전거용 헬멧, 스키/스케이트용 헬멧, 아이스하키용 헬멧, 등산용 헬멧, 승마용 헬멧, 수상 스포츠용 헬멧, 산업용 헬멧 등 안전모를 제조할 경우, 최종 제품 강도에 대한 요구가 아주 높으므로 상기 제품의 강도를 진일보 향상시키기 위하여 상기 제품에서 사용되는 발포 폴리프로필렌 플라스틱에 대해 진공성형（vacuum Thermoform） 기술처리를 추가 진행할 필요가 있다.
발포 폴리프로필렌과 진공성형기술의 결합에 있어서, 일반적으로 이용하는 방법은 진공성형 몰드을 통해 특정 형태의 진공성형 제품을 얻은 후 상기 제품에 구멍을 뚫고 특정 형태로 제품을 트리밍(trimming)하는 성형 방법이다. EPP입자를 사출발포성형(1차 성형)하여 EPP폴리폼 제품을 얻은 후, EPP폴리폼 제품과 진공 성형제품을 일체화 성형(2차 성형)시킨다. 상기 방법은 생산공정이 복잡하고 생산주기가 길며 진공성형과 진공성형 사이의 결합강도가 불충분하므로 생산주기와 제품의 강도에 영향을 끼친다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 더욱 우수한 내충격성을 갖고 있는 발포 폴리프로필렌 진공성형 제품을 제조할 수 있는 성형방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
(1) 진공성형 원료시트에 실크 스크린 인쇄를 실행하는 단계;
(2) 상기 진공성형 원료시트를 진공성형 시켜 진공성형 제품을 얻는 단계;및
(3) 발포 폴리프로필렌 폴리폼과 진공성형 제품을 일체화 성형시키는 단계를 포함하는 발포 폴리프로필렌의 성형방법을 제공한다.
상기 발포 폴리프로필렌의 성형방법에 있어서, 진공성형 원료시트에 실크 스크린 인쇄를 실행하는 단계(1) 을 실행하지 않고 이미 성형 된 진공성형 제품에 잉크를 스프레이 코팅하는 방법을 채용할 수도 있다.
본 발명의 성형방법의 단계(1)에서 사용하는 잉크는 발포 폴리프로필렌용 잉크를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 성형방법의 단계(1)에서 사용하는 진공성형 원료시트의 두께는 0.5~2.5mm인것이 바람직하다.
본 발명의 성형방법의 단계(3)에서 사용하는 발포 폴리프로필렌은 변성 발포 폴리프로필렌을 사용하는것이 바람직하다.
본 발명의 성형방법의 단계(3)에 있어서, 일체화 성형 작업시의 바람직한 압력은 280kPa~500kPa이다.
본 발명의 성형방법의 단계(3)에 있어서, 일체화 성형 작업시의 바람직한 온도는 125℃~150℃이다.
본 발명의 성형방법의 단계(3)에 있어서, 일체화 성형 작업시의 바람직한 증기조작시간은 25초~60초이며, 제품의 두께에 따라 수요되는 증기조작시간도 다르다.
본 발명에 있어서, 상기 발포 폴리프로필렌과 변성 발포 폴리프로필렌은 사출발포성형방법, 압출성형성방법 또는 압축성형방법 등 본 발명이 속하는 기술분야의 통상 방법에 의하여 제조할수 있다. 본 발명의 바람직한 실시방식에 있어서 상기 발포 폴리프로필렌과 변성 발포 폴리프로필렌은 사출발포성형방법에 의하여 제조된다. 본 발명의 또 다른 실시방식에 있어서 상기 발포 폴리프로필렌과 변성 발포 폴리프로필렌은 압출성형 또는 압축성형방법에 의하여 제조된다.
본 발명의 1차성형방법의 장점과 유익효과는 상기1차성형방법에 의해 제조된 발포 폴리프로필렌의 진공성형 제품이 더욱 우수한 내충격성을 갖고 있을 뿐만아니라 생산 공정도 더욱 우수하다는 점에 있다.
도1은 본 발명의 발포 폴리프로필렌 플라스틱의 1차 성형방법의 흐름 블록도이다.
본 발명의 기술원리와 구성을 더욱 상세히 설명하기 위하여, 이하 도시된 도면을 결합하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세한 설명을 진행하지만 이 실시예는 단지 본 발명에 대한 설명과 해석에 사용되는 실시예일 뿐이고 본 발명의 특허보호범위를 한정하는 것이 아니다.
실시예1
이하 발포 폴리프로필렌(Expandable Polypropylene, EPP)을 예로 본 발명의 성형방법을 설명한다. 발포 폴리프로필렌의 원료는 일본 JSP회사가 제공한다. 도1에 도시된 바와 같이, 상기 성형방법은 진공성형 원료 시트에 실크 스크린 인쇄를 실행하는 공정; 원료 시트의 진공성형 및 가공 공정; EPP와 진공성형 제품의 일체화 성형 공정의 총 3개 공정을 포함한다.
공정1: 진공성형 원료 시트에 실크 스크린 인쇄를 실행한다.
1) 실크 스크린 인쇄로 상도 도장(top coat)을 두층 인쇄한다. 사용하는 잉크는 Miramar회사의 PU잉크이다. 매 층의 실크 스크린 인쇄가 끝난 후, 약 80℃의 온도하에서 약20분동안 가열한다. 또한 매 층이 충분히 냉각된 상태에서 그 다음 층의 잉크를 실크 스크린 인쇄해야 한다.
2) 실크 스크린 인쇄로EPP 프라이머(primer)를 두층 인쇄한다(프라이머 재료는Miramar회사의 chlorinated polyolefin수지임). 매 층의 실크 스크린 인쇄가 끝난 후, 약 80℃의 온도하에서 약 20분동안 가열한다. 또한 매 층이 충분히 냉각된 상태에서 그 다음 층의 잉크를 실크 스크린 인쇄해야 한다. 상기 프라이머는 발포 폴리프로필렌용 잉크에 속한다.
공정2: 원료 시트를 진공성형시킨 후 가공을 진행한다.
1）가열한다. 즉, 원료 시트를 약 95℃의 온도하에서 약 90분동안 가열한다.
2) 진공성형기의 파라미터를 조절한다. 즉, 가열온도는 약 500℃, 가열시간은 18초, 냉각시간은 10초로 설정한다.
3) 진공성형 몰드를 이용하여 특정 형태의 진공성형 제품을 제조한다.
4) 진공성형 제품을 가공한다. 즉, 진공성형 제품에 구멍을 뚫고 제품 주변을 트리밍(trimming)하여 특정된 형태를 얻는다.
공정3: 발포 폴리프로필렌의 폴리폼과 진공성형 제품을 일체화 성형시킨다.
1) 발포 성형기의 파라미터를 조절한다. 즉, 증기압 300kPa, 증기시간 35초, 냉각시간120초, 진공상태 20초, 성형 시 몰드내의 온도를 약 130℃로 설정한다.
2) 상기 가공 된 진공성형 제품을 폴리폼 몰드에 넣는다.
3) 발포 성형기의 온 스위치를 누르고EPP재료를 넣어, 설정된 파라미터에 따라 EPP를 발포하며 EPP의 폴리폼과 진공성형 제품을 밀착시켜 EPP폴리폼과 진공성형 제품의 일체화를 진행한다.
4) 몰드에서 꺼낸 EPP폴리폼과 진공성형 제품은 일체형으로 결합되여 있다.
실시예2
이하 변성 발포 폴리프로필렌(원료는 일본JSP회사에서 제공)을 예로 본 발명의 성형방법을 설명한다. 이 성형방법은 진공성형 원료 시트에 실크 스크린 인쇄를 실행하는 공정; 진공성형 원료 시트의 진공성형 및 가공 공정; EPP와 진공성형 제품의 일체화 성형 공정의 총 3개 공정을 포함한다..
공정1: 진공성형 원료 시트에 실크 스크린 인쇄를 실행한다.
1) 실크 스크린 인쇄로 상도 도장(top coat)을 두층 인쇄한다. 매 층의 실크 스크린 인쇄가 끝난 후, 약 80℃의 온도하에서 약 20분동안 가열한다. 또한 매 층이 충분히 냉각된 상태에서 그 다음 층의 잉크를 실크 스크린 인쇄해야 한다.
2) 실크 스크린 인쇄로EPP 프라이머(primer)를 두층 인쇄한다. 매 층의 실크 스크린 인쇄가 끝난 후, 약 80℃의 온도하에서 약20분동안 가열한다. 매 층의 잉크가 충분히 냉각된 상태에서 그 다음 층의 잉크를 실크 스크린 인쇄해야 한다. 상기 프라이머는 발포 폴리프로필렌용 잉크에 속한다.
공정2: 진공성형 원료시트를 진공성형시킨 후 가공을 진행한다.
1）진공성형 원료시트를 가열한다. 즉, 진공성형 원료시트를 약 95℃의 온도하에서 약 90분동안 가열한다.
2) 진공성형기의 파라미터를 조절한다. 즉, 가열온도는 약 500℃, 가열시간은 18초, 냉각시간은 10초로 설정한다.
3) 진공성형 몰드를 이용하여 특정 형태의 진공성형 제품을 제조한다.
4) 진공성형 제품을 가공한다. 즉, 진공성형 제품에 구멍을 뚫고 제품 주변을 트리밍(trimming)하여 특정된 형태를 얻는다.
공정3: 변성 발포 폴리프로필렌의 폴리폼과 진공성형 제품을 일체화 성형시킨다
1) 발포 성형기의 파라미터를 조절한다. 즉, 증기압 500kPa, 증기 시간 35초, 냉각 시간 120초, 진공상태 20초, 성형 시 몰드내의 온도는 약 150℃로 설정한다.
2) 상기 가공 된 진공성형 제품을 폴리폼 몰드에 넣는다.
3) 발포 성형기의 온 스위치를 누르고 변성 발포 폴리프로필렌 재료를 넣어, 설정된 파라미터에 따라 변성 발포 폴리프로필렌을 발포하며, 변성 발포 폴리프로필렌과 진공성형 제품을 밀착시켜 변성 발포 폴리프로필렌과 진공성형 제품의 일체화를 진행한다.
4) 몰드에서 꺼낸 변성 발포 폴리프로필렌과 진공성형 제품은 일체형으로 결합되여 있다.
상기 실시예1과 실시예2의 공정3에 있어서, 발포 폴리프로필렌(EPP)과 변성 발포 폴리프로필렌은 사출발포 공정에 의해 성형되며 본 발명이 속하는 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 발포 폴리프로필렌(EPP)과 변성 발포 폴리프로필렌은 필요한 형태를 제조해낼 수 있는 모든 방법에 의해 성형될수 있음을 이해 해야 할것 이다. 예컨대 압출성형, 압축성형 등 방법에 의해서도 성형될수 있다.
이상에서 상기 특정 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나 본 발명의 속하는 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형,변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위 및 균등한 범위내의 모든 변형과 변경을 포함한다.

Claims (10)

  1. (1) 진공성형 원료시트에 실크 스크린 인쇄를 실행하는 단계;
    (2) 상기 진공성형 원료시트를 진공성형 시켜 진공성형 제품을 얻는 단계;및
    (3) 발포 폴리프로필렌 폴리폼과 진공성형 제품을 일체화 성형시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포 폴리프로필렌의 성형방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (1)에서 잉크로 진공성형 원료시트에 실크 스크린 인쇄를 실행하며 사용하는 잉크는 발포 폴리프로필렌용 잉크인것을 특징으로 하는 발포 폴리프로필렌의 성형방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단계 (1)의 진공성형 원료시트의 두께는 0.5~2.5mm인것을 특징으로 하는 발포 폴리프로필렌의 성형방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 (3)에서 사용하는 발포 폴리프로필렌은 변성 발포 폴리프로필렌인것을 특징으로 하는 발포 폴리프로필렌의 성형방법.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 단계 (3)에서 일체화 성형 작업 시의 압력은 280kPa~500kPa인것을 특징으로 하는 발포 폴리프로필렌의 성형방법.
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 단계 (3)에서 일체화 성형 작업 시의 온도는 125℃~150℃인것을 특징으로 하는 발포 폴리프로필렌의 성형방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (3)에서 일체화 성형 작업 시의 온도는 125℃~150℃인것을 특징으로 하는 발포 폴리프로필렌의 성형방법.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 단계 (3)에서 일체화 성형 작업 시의 증기조작시간은 25초~60초인것을 특징으로 하는 발포 폴리프로필렌의 성형방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 단계 (3)에서 일체화 성형 작업 시의 증기조작시간은 25초~60초인것을 특징으로 하는 발포 폴리프로필렌의 성형방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 단계 (3)에서 일체화 성형 작업 시의 증기조작시간은 25초~60초인것을 특징으로 하는 발포 폴리프로필렌의 성형방법.
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