KR100799678B1 - 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내층을 재활용 소재를 사용하여 발포시키고 외층은 연질의 수지를 사용하여 코팅시켜 내층과 외층의 재질을 달리하여서 된 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 간편하게 시공, 제작할 수 있으며,

압출 성형된 발포소재의 절단 단면이 노출됨을 최소화하고, 발포소재 표면의 평활도, 내충격, 내스크래치성의 향상을 도모하기 위하여, 내층 소재는 재활용 폴리스틸렌 및 재활용 HIPS, 재활용 페놀 수지를 배합하여 가열하면서 1차 혼합하고, 이와 아연, 구연산, 발포제를 혼합 가열하면서 2차 혼합하여 제1 압출기의 호퍼에 공급하여 스크류를 통하여 혼합물을 제1 다이스로 이송함과 아울러, 스틸렌부타디엔공중합체와 HIPS를 배합기에 투입하여 가열하면서 1차 혼합하고 아연, 주석산, 칼슘제를 혼합 가열하면서 2차 혼합하여 제2압출기 호퍼에 공급하여 스크류를 통하여 혼합물을 제2 다이스로 이송하되, 제1다이스에서 토출되는 성형물은 내층을 형성하도록 하고, 제2다이스에서 토출되는 성형물은 외부코팅층을 형성하도록 하며, 이어서 냉각, 전사, 절단등 통상의 처리공정으로 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 및 그 제조방법을 제안한다.

이에 따라, 본 발명은 필요시 내층에 홈(Groove)을 형성하고, 이를 이용하여 절첩하여 줌으로써 연질 수지인 외부코팅층이 꺾이면서 원하는 형상으로 실내 구조물이나 각종 가구 등을 시공하거나 제작할 수 있게 됨은 물론 이를 이용한 시공, 제작시 노출면 처리 공정을 크게 단축할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 본 발명은 압출면이 코팅된 연질 수지에 의하여 매우 평탄한 광택 소재를 얻을 수 있게 되고, 잉크가 압출면에 침투하여 각종 무늬나 색상을 표현하게 되는 것이므로, 내충격성 및 내스크래치성이 높을 뿐만 아니라 충격이나 긁힘에 의한 손상을 최소화할 수 있게 되어 고급화된 내구성 내장재나 가구 제작 소재로써 활용할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

Description

외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 및 그 제조방법{Poly Styrene Effervescence Molding Material having Surface Coating Layer and Manufacturing Method Thereof}

본도1은 본 발명에 의하여 제조된 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재를 보인 일부 확대 사시도.

도2는 본 발명에 의한 시공, 제작 상태를 보인 것으로 도2a는 준비 가공 단계를 보인 것이고, 도2b는 시공, 제작 완료 상태를 보인 것이다.

도3은 본 발명에 의한 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재의 제조 방법을 보인 흐름도.

도4는 본 발명에 의한 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재의 제조 장치의 일례를 보인 설명도.

도5는 본 발명에 의한 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재의 제2압출기의 제1,2다이스를 보인 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1a, 1b:호퍼 2:제1압출기

3:제2압출기 4:제1다이스

5:제2다이스 6:열압접롤러

7:전사 필름 공급롤 8:절단기

10: 내층 20: 외층

본 발명은 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 및 그 제조방법에 관한 것으로 특히 건축용 내장재로 사용되는 폴리스틸렌 발포 몰딩 소재에 있어서, 내층은 재활용 소재를 사용하여 발포시키고 외층은 연질의 수지를 사용하여 코팅시켜 내층과 외층의 재질을 달리하여서 된 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 일반적으로 시공시 사용되는 건축내장재는 대부분이 목재이며, 이는 대부분 수입하여야 하므로 구득이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 그 구입 가격이 부담스러운 것이어서 높은 문제점이 있을 뿐만 아니라, 가공 과정에서 목재의 결함이나 뒤틀림 등으로 손실률이 높으며, 그 무게가 상당하므로 운반이 어려운 등의 많은 문제점이 있는 것이다.

그러므로, 근래에는 합판이나 압축강화판을 제조하고, 그 양면에 원목의 질감을 발생시키는 필름이나 무늬목을 부착시켜 된 소위 화장합판이 대량으로 제조, 보급되고 있다.

이러한 화장합판은 그 가격이 저렴하며 강도면에서도 수요자의 필요 수준을 충족시키는 것이어서 널리 사용되고는 있으나, 필름이나 무늬목은 그 강인성이 부족하여 쉽게 박리되거나 손상되어 미관을 해치게 되어 상품 가치를 저감시키는 문제점이 있는 것이다.

그러므로, 근래에는 대한민국 특허 등록 제515161호(발명의 명칭: 폴리스틸렌수지의 고발포성 건축내장재 압출성형제조방법 및 그로부터 제조된 고발포성 건축내장재; 이하 '인용발명'이라 함)가 제안된 바 있다.

이는 폴리스티렌(Polystyrene)수지인 GPPS수지와 HIPS수지를 6:4 비율로 배합기내 혼합하여 8~15분간 80℃의 온도에서 상기 배합기 내에서 건조시키는 1차혼합 및 건조공정과(S1),

상기 1차 혼합 및 건조공정에 의해 건조된 배합기내 폴리스티렌 혼합수지에 백분율 대비 발포제 0.2~1.8%, 구연산0.2%, 아연 0.02~0.2%, 분산제 0.06~0.08% 비율로 혼합하는 2차 혼합공정과(S2),

바이오세라믹, 옥, 숯 분말 등을 폴리스티렌 혼합수지에 백분율 대비 2~5% 이내로 1, 2차 혼합공정을 거친 배합기를 85℃를 유지토록 한 상태에서 투입, 혼합하는 3차 혼합공정과(S3),

상기 배합기를 87℃로 유지한 후 혼합된 폴리스티렌수지를 토출하여 자연건조 시킨 후, 압출성형장치(100)의 호퍼(101)측으로 공급하는 폴리스티렌수지 토출 및 호퍼공급공정과(S4),

압출성형장치(100) 일측 상기 호퍼(101)로부터 공급되는 폴리스티렌 혼합원 료가, 상기 압출성형장치(100)내 다수의 실린더(110~113)를 통과하여 겔상화 되고, 압출성형장치(100) 타측 제1다이스(120)와 압출성형금형틀(122)을 내재하고 있으며 그 측면으로 코팅제공급부(130)와 연결되는 제2다이스(121)를 통과, 발포된 상태의 폴리스티렌 발포체가 일정형상으로 압출되어지는 발포 및 압출성형공정과,(S5)

상기 압출성형공정으로부터 통과된 발포체를 냉각장치(140)에 투입 냉각시키는 냉각공정과(S6),

상기 냉각공정으로부터 냉각되어 토출되는 폴리스티렌수지 발포체 표면층을 전사하는 전사공정과(S7),

상기 전사공정을 거친 폴리스티렌수지 발포체를 인출하여 소망길이로 절단, 적재하는 절단/적재공정(S8)으로 구성되는 폴리스틸렌 수지의 고발포성 건축내장재 압출성형 제조방법과 이에 의하여 제조된 고발포성 건축내장재에 관한 것이다.

이러한 인용발명에 의하면, 일반적으로 널리 사용되는 건축 내장재를 폴리스티렌수지의 발포체로 형성, 제작 및 시공이 가능하도록 하여 종래와 같이 목재류에 의한 건축내장재의 사용 시 발생되었던, 함습작용 등에 의한 비틀림이나 휨 현상 등을 완벽하게 방지할 수 있어, 시공 후 장기간의 사용 시에도 그 변형 현상 없이 사용할 수 있는 장점이 있으며, 폴리스티렌 수지를 발포 경화하여 목재류에 대체되는 건축내장재를 형성할 수 있으므로, 원목의 경우와 같은 가공공정 등이 불필요하여 벌목에 따른 자연훼손을 방지할 수 있는 부대적 효과를 기대할 수 있고, 비교적 싼 가격으로 건축내장재를 대량으로 얻을 수 있어, 생산가 및 건축내장 시공가를 현저하게 절감시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

또한 본 발명은, 폴리스티렌 수지 발포체에 의한 건축내장재에 원적외선 방사체를 함유하여, 원적외선 방사에 의한 신진대사 촉진 및 혈액순환 효과 등을 기대할 수 있는 유용한 효과가 기대되는 것이다.

반면에, 이러한 인용 발명 역시 그 표면에 각종 무늬나 모양이 형성된 필름을 경질의 폴리스티렌 수지 발포체에 접착된 것이므로, 양면에만 필름이 접착되어 가공시 단면 모서리의 거친 단면이 모두 노출되는 문제점이 있는 것이다.

뿐만 아니라, 폴리스티렌 수지 발포체는 그 표면이 거칠고, 그 경도가 높아 이에 필름을 접착시켰을 시 그 표면에 가하여 지는 외력이나 긁힘에 의하여 필름이 쉽게 손상되어 무늬나 표면이 손상되므로 상품의 가치를 보존하기 어려운 문제점이 있을 뿐만 아니라, 표면의 평활도가 저조하여 고광택 표면 처리가 어려운 문제점이 있는 것이다.

특히, 종래의 화장합판이나 인용발명에 의한 고발포성 건축내장재는 도1의 단면도로 보인 바와 같이 꺽어 수납장이나 기둥을 만들어야 하는 경우에 고발포성 건축내장재 소재 자체가 경질의 것이므로, 각면을 별도로 재단하여 준비하고 이들 사이를 별도의 모서리 이음 및 마감 소재를 사용하여 제작하여야 하므로 작업 공정이 복잡하게 되고 각종 소재를 추가 사용하여야 하므로 제작비용이 많이 소요되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명의 제1목적은 각종 실내 장식 구조물이나 수납장등의 시공, 제작 시 에 별도의 모서리 처리 공정이나 재료를 사용하지 않고도 간편하게 시공, 제작할 수 있도록 한 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제2목적은 압출 성형된 발포소재의 절단 단면이 노출됨을 최소화할 수 있도록 한 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 제3목적은 발포소재 표면의 평활도가 탁월하도록 함과 아울러, 표면의 코팅 수지에 의하여 내충격, 내스크래치성의 향상을 도모할 수 있는 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 내층 소재는 재활용 폴리스틸렌 및 재활용 HIPS, 재활용 페놀 수지를 배합하여 가열하면서 1차 혼합하고, 이와 아연, 구연산, 발포제를 가열하면서 2차 혼합하여 제1 압출기의 호퍼에 공급하여 스크류를 통하여 혼합물을 제1 다이스로 이송함과 아울러, 스틸렌부타디엔공중합체와 HIPS를 배합기에 투입하여 가열하면서 1차 혼합하고 아연, 주석산, 칼슘제를 가열하면서 2차 혼합하여 제2압출기 호퍼에 공급하여 스크류를 통하여 혼합물을 제2 다이스로 이송하되, 제1다이스에서 토출되는 성형물은 내층을 형성하도록 하고, 제2다이스에서 토출되는 성형물은 외부코팅층을 형성하도록 하며, 이어서 냉각, 전사, 절단 등 통상의 처리공정으로 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 및 그 제조방법을 제안한다.

이에 따라, 본 발명은 필요시 내층에 홈(Groove)을 형성하고, 이를 이용하여 절첩하여 줌으로써 연질 수지인 외부코팅층이 꺾이면서 원하는 형상으로 실내 구조물이나 각종 가구 등을 시공하거나 제작할 수 있게 되는 것이다.

또한, 이러한 본 발명에 의하여 제조된 폴리스틸렌 발포 몰딩소재는 전,후면을 제외하고 둘레면이 모두 연질 수지로 코팅되는 것이어서 이를 이용한 시공, 제작시 노출면 처리 공정을 크게 단축할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 본 발명은 압출면이 코팅된 연질 수지에 의하여 매우 평탄하게 되어 광택 소재를 얻을 수 있게 되고, 잉크 전사에 의하여 잉크가 압출면에 침투하여 각종 무늬나 색상을 표현하게 되는 것이므로, 내충격성 및 내스크래치성이 높을 뿐만 아니라 충격이나 긁힘에 의한 손상을 최소화할 수 있게 되어 고급화된 내구성 내장재나 가구 제작 소재로써 활용할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

이러한 본 발명을 첨부된 도면 및 실시예에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 의하여 제조된 폴리스틸렌 발포 몰딩소재를 도1로 도시하였다.

이에 볼 수 있는 바와 같이 본 발명에 의하여 제조된 폴리스틸렌 발포 몰딩 소재는 재활용 수지를 혼합하고 발포제를 투입하여 혼합한 후 압출 실린더에서 제1다이스(4)로 압출시켜서 된 내층(10)의 주위에 스틸렌부타디엔 공중합체(이하 'SBC'라 함)와 HIPS를 주재로 하는 연질 수지를 내층(10) 주위에 코팅되도록 하는 제2다이스(5)로 압출시켜 내층(10)과 외층(20)으로 구성된 길이상으로 된 판재를 제조하게 되는 것이다.

이러한 본 발명에 의하여 제조된 폴리스틸렌 발포 몰딩 소재는 외층(20)의 코팅 두께를 10㎛ 미만으로 하면 긁힘이나 충격에 의하여 표면이 손상됨을 방지하기 어려움을 실험에 의하여 확인하였으며, 그러므로 외층(20)의 두께는 10㎛이상으로 하여야 할 필요가 있는 것이다.

이와 같이 된 본 발명에 의한 몰딩 소재를 이용하여 가공하는 일례를 도2로 보였다. 이에서 확인 바와 같이, 본 발명에 의한 소재는 "ㄷ"형 단면 시공물이나 가구를 제작하기 위하여 판재를 깍아 홈을 형성하되, 일면의 코팅된 연질 수지 부분을 남겨 두고, 홈 부분을 접으면 원하는 단면으로 접혀진 구조물를 얻을 수 있게 된다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명에 의하여 얻어진 구조물은 꺽인 부분의 마감 처리를 위하여 추가 작업 공정이 불필요하고, 추가 원,부자재가 불필요하게 된다.

이러한 본 발명에 의한 폴리스틸렌 발포 몰딩 소재를 제조하기 위한 공정도를 도3으로 도시하였으며, 그 제조 장치를 도4에 도시하였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 내층(10) 소재를 조성하기 위하여 재활용을 위하여 수거하고 세척, 건조하여 준비된 재활용품(이하 '재활용'이라 함) HIPS 30 내지 60 중량%, 재활용 폴리스틸렌(Poly Styrene: 이하 'PS'라 함) 20 내지 50 중량%, 재활용 페놀 수지(Phenolic Resin: 이하 'PH'라 함) 20 내지 50 중량%의 비율로 배합기에 투입하여 60℃ 내지 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합한다.

이와 같이 하여 각 수지가 고루 분산 혼합하여 내층 1차 혼합 수지를 얻는다. 이와 같이 하여 얻은 내층 1차 혼합 수지와 아연, 구연산, 발포제를 85℃ 내지 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합한다.

이때 내층 1차 혼합 수지는 97.9 중량% 내지 99.75중량%, 아연 0.1내지 1중량%, 구연산 0.05 내지 0.1 중량%, 발포제 0.1 내지 1 중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 내층 2차 혼합 수지를 얻는다.

아울러, 발포제는 고분자반응 중 급격한 가스발생으로 기포가 압출물의 내층(10)에 발생되도록 하여 나무와 유사한 질감을 얻음과 동시에 경량화를 도모하기 위하여 사용하는 것으로, 극히 낮은 열전도성과 저온의 끓는점을 갖는 물리적 발포제로 프레온 또는 상기 프레온을 대체하는 대체발포제로서 수소를 함유한 HCFC 또는 시클로펜탄(Cyclopentane) 등이 사용될 수 있다.

본 발명에서는 이중 어느 하나를 직접 원료수지에 첨가하여 넣는 방법을 채택하였다.

또한 , 본 발명에서는 외층 코팅 연질 수지를 얻기 위하여 외층 1차 혼합수지를 얻기 위한 공정을 실시하게 된다. 이를 위하여 본 발명에서는 스틸렌부타디엔(Styrene Butadiene Co-polymer : 이하 'SBC'라 함) 50 내지 90 중량%, HIPS 10 내지 50중량%를 배합기에 투입하여 60℃ 내지 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합한다.

이와 같이 하여 각 수지가 고루 분산 혼합하여 외층 1차 혼합 수지를 얻는다. 아울러, 이러한 외층 1차 혼합 수지와 아연, 주석산, 칼슘제를 85℃ 내지 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합한다.

이때 외층 1차 혼합 수지는 97.9 중량% 내지 99.85중량%, 아연 0.05내지 1중량%, 주석산 0.05 내지 0.1 중량%, 칼슘제 0.05 내지 1 중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 외층 2차 혼합 수지를 얻는다.

이와 같이 하여 얻은 내층 2차 혼합 수지와 외층 2차 혼합수지를 각각 제1압출기(2)와 제2압출기(3)의 호퍼(1a, 1b)에 투입하며, 이때 제1압출기(2)의 실린더 온도는 120℃ 내지 140℃가 되도록 하고, 제2압출기(3)의 실린더 온도는 150℃ 내지 180℃가 되도록 하여 제1다이스(4)와 제2다이스(5)로 각각 압출하게 된다.

이때, 본 발명에서는 제1다이스(4)는 압출물이 내층(10)을 이루도록 하고, 제2다이스(5)는 압출물이 외층(20)을 이루도록 하여 외층(20)의 연질 수지가 발포된 폴리스틸렌 수지로 된 내층(10)을 감싸는 형태로 된 압출물이 배출되는 것이다.

이와 같이 하여 배출된 압출물은 그 온도가 매우 높으므로 신속하게 규격을 안정시킬 수 있도록 냉각조로 투입된다.

이때 압출물의 냉각을 위하여 냉각수 온도는 1℃ 내지 10℃가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하여 얻은 압출물은 외층(20)을 이루는 연질 수지가 비중 0.9 내지 1이므로 상하에 설치된 전사 필름 공급롤(7)에 의하여 공급되는 필름이 표면과 이면에 열압접롤러(6)에 의하여 압접되어 전사 필름의 잉크의 침투가 압출물의 표면과 이면에 용이하게 침투하게 되며, 이때 열압접 롤러의 온도는 140℃ 내지 160 ℃가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하여 열전사에 의하여 잉크가 침투되어 무늬나 각종 색상이 표현된 압출물을 필요한 규격으로 절단기(8)에 의하여 절단하여 포장, 출하하게 되는 것이다.

이러한 본 발명의 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.

실시예1

재활용 HIPS 30 중량%, 재활용 PS 50 중량%, 재활용 PH 20 중량%의 비율로 배합기에 투입하여 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합한다.

이와 같이 하여 각 수지가 고루 분산 혼합되게 하여 내층 1차 혼합 수지를 얻는다. 이와 같이 하여 얻은 내층 1차 혼합 수지와 아연, 구연산, 발포제를 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합한다.

이때 내층 1차 혼합 수지와 첨가제들은 1차 혼합수지 98중량%, 아연 0.5중량%, 구연산 0.7중량%, 발포제 0.8중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 내층 2차 혼합 수지를 얻는다.

아울러, 본 발명에서는 외층 코팅 연질 수지를 얻기 위하여 외층 1차 혼합수지를 얻기 위한 공정을 실시하게 된다. 이를 위하여 본 실시예에서는 SBC 50 중량%, HIPS 50중량%를 배합기에 투입하여 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합한다.

이와 같이 하여 각 수지가 고루 분산 혼합하여 외층 1차 혼합 수지를 얻은 후 이러한 외층 1차 혼합 수지와 아연, 주석산, 칼슘제를 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합한다.

이때 외층 1차 혼합 수지는 98 중량%, 아연 0.05중량%, 주석산 0.05 중량%, 칼슘제 1 중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 외층 2차 혼합 수지를 얻는다.

이와 같이 하여 얻은 내층 2차 혼합 수지와 외층 2차 혼합수지를 각각 제1압출기(2)와 제2압출기(3)의 호퍼(1a, 1b)에 투입하며, 이때 제1압출기(2)의 실린더 온도는120℃가 되도록 하고, 제2압출기(3)의 실린더 온도는 150℃가 되도록 하여 제1다이스(4)와 제2다이스(5)로 각각 압출하게 된다.

이때, 본 발명에서는 제1다이스(4)는 압출물이 내층(10)을 이루도록 하고, 제2다이스(5)는 압출물이 외층(20)을 이루도록 하여 외층(20)의 연질 수지가 발포된 폴리스틸렌 수지로 된 내층(10)을 감싸는 형태로 된 압출물이 배출되는 것이다.

이와 같이 하여 배출된 압출물은 냉각을 위하여 냉각수 온도는 5℃의 수조를 통과시켜 냉각되도록 하고, 상하에 설치된 전사 필름 공급롤(7)에 의하여 공급되는 필름이 표면과 이면에 열압접롤러(6)에 의하여 압접되어 전사 필름의 잉크가 침투되도록 하며, 열압접 롤러의 온도는 140℃가 되도록 하였다.

이러한 실시예에 의하여 얻어진 폴리스틸렌 발포 몰딩소재는 연질 SBC 소재로 된 외층(20)에 잉크가 충분히 침투하여 긁힘이나 마찰, 충격에 의하여 무늬나 색상이 변화되지 않았으며, 발포시킨 소재임에도 불구하고 표면의 평활도가 매우 높게 되었다.

실시예 2

재활용 HIPS 60 중량%, 재활용 PS 20 중량%, 재활용 PH 20 중량%의 비율로 배합기에 투입하여 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합한다.

이와 같이 하여 각 수지가 고루 분산 혼합되게 하여 내층 1차 혼합 수지를 얻는다. 이와 같이 하여 얻은 내층 1차 혼합 수지와 아연, 구연산, 발포제를 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합한다.

이때 내층 1차 혼합 수지와 첨가제들은 1차 혼합수지 97.5중량%, 아연 1중량%, 구연산 0.5중량%, 발포제 1중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 내층 2차 혼합 수지를 얻는다.

아울러, 본 발명에서는 외층 코팅 연질 수지를 얻기 위하여 외층 1차 혼합수지를 얻기 위한 공정을 실시하게 된다. 이를 위하여 본 실시예에서는 SBC 50 중량%, HIPS 50중량%를 배합기에 투입하여 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합한다.

이와 같이 하여 각 수지가 고루 분산 혼합하여 외층 1차 혼합 수지를 얻은 후 이러한 외층 1차 혼합 수지와 아연, 주석산, 칼슘제를 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합한다.

이때 외층 1차 혼합 수지는 98 중량%, 아연 0.05중량%, 주석산 0.05 중량%, 칼슘제 1 중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 외층 2차 혼합 수지를 얻는다.

이와 같이 하여 얻은 내층 2차 혼합 수지와 외층 2차 혼합수지를 각각 제1압출기(2)와 제2압출기(3)의 호퍼(1a, 1b)에 투입하며, 이때 제1압출기(2)의 실린더 온도는120℃가 되도록 하고, 제2압출기(3)의 실린더 온도는 150℃가 되도록 하여 제1다이스(4)와 제2다이스(5)로 각각 압출하게 된다.

이때, 본 발명에서는 제1다이스(4)는 압출물이 내층(10)을 이루도록 하고, 제2다이스(5)는 압출물이 외층(20)을 이루도록 하여 외층(20)의 연질 수지가 발포된 폴리스틸렌 수지로 된 내층(10)을 감싸는 형태로 된 압출물이 배출되는 것이다.

이와 같이 하여 배출된 압출물은 냉각을 위하여 냉각수 온도는 5℃의 수조를 통과시켜 냉각되도록 하고, 상하에 설치된 전사 필름 공급롤(7)에 의하여 공급되는 필름이 표면과 이면에 열압접롤러(6)에 의하여 압접되어 전사 필름의 잉크가 침투되도록 하며, 열압접 롤러의 온도는 140℃가 되도록 하였다.

이러한 실시예에 의하여 얻어진 폴리스틸렌 발포 몰딩소재는 연질 SBC 소재로 된 외층(20)에 잉크가 충분히 침투하였고, 발포시킨 소재임에도 불구하고 외층(20)의 코팅 수지에 의하여 표면의 평활도가 매우 높게 되었다.

이러한 실시예는 재활용 HIPS, 재활용되지 않은 새것인 HIPS가 내,외층(10,20)에 충분히 사용되어 내충격성을 충분히 확보할 수 있게 되는 것이다.

실시예 3

재활용 HIPS 30 중량%, 재활용 PS 20 중량%, 재활용 PH 50 중량%의 비율로 배합기에 투입하여 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합한다.

이와 같이 하여 각 수지가 고루 분산 혼합되게 하여 내층 1차 혼합 수지를 얻는다. 이와 같이 하여 얻은 내층 1차 혼합 수지와 아연, 주석산, 칼슘제를 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합한다.

이때 내층 1차 혼합 수지와 첨가제들은 1차 혼합수지 98중량%, 아연 0.7중량%, 구연산 0.7중량%, 발포제 0.6중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 내층 2차 혼합 수지를 얻는다.

아울러, 본 발명에서는 외층 코팅 연질 수지를 얻기 위하여 외층 1차 혼합수지를 얻기 위한 공정을 실시하게 된다. 이를 위하여 본 실시예에서는 SBC 70 중량%, HIPS 30중량%를 배합기에 투입하여 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합한다.

이와 같이 하여 각 수지가 고루 분산 혼합하여 외층 1차 혼합 수지를 얻은 후 이러한 외층 1차 혼합 수지와 아연, 주석산, 칼슘제를 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합한다.

이때 외층 1차 혼합 수지는 99.36 중량%, 아연 0.07중량%, 주석산 0.07 중량%, 칼슘제 0.5 중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 외층 2차 혼합 수지를 얻는다.

이와 같이 하여 얻은 내층 2차 혼합 수지와 외층 2차 혼합수지를 각각 제1압출기(2)와 제2압출기(3)의 호퍼(1a, 1b)에 투입하며, 이때 제1압출기(2)의 실린더 온도는140℃가 되도록 하고, 제2압출기(3)의 실린더 온도는 180℃가 되도록 하여 제1다이스(4)와 제2다이스(5)로 각각 압출하게 된다.

이때, 본 발명에서는 제1다이스(4)는 압출물이 내층(10)을 이루도록 하고, 제2다이스(5)는 압출물이 외층(20)을 이루도록 하여 외층(20)의 연질 수지가 발포된 폴리스틸렌 수지로 된 내층(10)을 감싸는 형태로 된 압출물이 배출되는 것이다.

이와 같이 하여 배출된 압출물은 냉각을 위하여 냉각수 온도는 8℃의 수조를 통과시켜 냉각되도록 하고, 상하에 설치된 전사 필름 공급롤(7)에 의하여 공급되는 필름이 표면과 이면에 열압접롤러(6)에 의하여 압접되어 전사 필름의 잉크가 침투되도록 하며, 열압접 롤러의 온도는 150℃가 되도록 하였다.

이러한 실시예에 의하여 얻어진 폴리스틸렌 발포 몰딩소재는 연질 SBC 소재로 된 외층(20)에 잉크가 충분히 침투하여 긁힘이나 마찰, 충격에 의하여 무늬나 색상이 변화되지 않았으며, 발포시킨 소재임에도 불구하고 표면의 평활도가 매우 높게 되었다.

비교실시예1

재활용 HIPS 80 중량%, 재활용 PS 10 중량%, 재활용 PH 10 중량%의 비율로 배합기에 투입하여 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합한다.

이와 같이 하여 각 수지가 고루 분산 혼합되게 하여 내층 1차 혼합 수지를 얻는다. 이와 같이 하여 얻은 내층 1차 혼합 수지와 아연, 구연산, 발포제를 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합한다.

이때 내층 1차 혼합 수지와 첨가제들은 1차 혼합수지 98중량%, 아연 0.5중량%, 구연산 0.7중량%, 발포제 0.8중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 내층 2차 혼합 수지를 얻는다.

아울러, 본 발명에서는 외층 코팅 연질 수지를 얻기 위하여 외층 1차 혼합수지를 얻기 위한 공정을 실시하게 된다. 이를 위하여 본 실시예에서는 SBC 40 중량%, HIPS 60중량%를 배합기에 투입하여 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합한다.

이와 같이 하여 각 수지가 고루 분산 혼합하여 외층 1차 혼합 수지를 얻은 후 이러한 외층 1차 혼합 수지와 아연, 구연산, 칼슘제를 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합한다.

이때 외층 1차 혼합 수지는 98 중량%, 아연 0.05중량%, 주석산 0.05 중량%,칼슘제 1 중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 외층 2차 혼합 수지를 얻는다.

이와 같이 하여 얻은 내층 2차 혼합 수지와 외층 2차 혼합수지를 각각 제1압출기(2)와 제2압출기(3)의 호퍼(1a,1b)에 투입하며, 이때 제1압출기(2)의 실린더 온도는120℃가 되도록 하고, 제2압출기(3)의 실린더 온도는 150℃가 되도록 하여 제1다이스(4)와 제2다이스(5)로 각각 압출하게 된다.

이때, 본 발명에서는 제1다이스(4)는 압출물이 내층을 이루도록 하고, 제2다이스(5)는 압출물이 외층(20)을 이루도록 하여 외층(20)의 연질 수지가 발포된 폴리스틸렌 수지로 된 내층(10)을 감싸는 형태로 된 압출물이 배출되는 것이다.

이와 같이 하여 배출된 압출물은 냉각을 위하여 냉각수 온도는 5℃의 수조를 통과시켜 냉각되도록 하고, 상하에 설치된 전사 필름 공급롤(7)에 의하여 공급 되는 필름이 표면과 이면에 열압접롤러(6)에 의하여 압접되어 전사 필름의 잉크가 침투되도록 하며, 열압접 롤러의 온도는 140℃가 되도록 하였다.

이러한 비교 실시예에서는 외층(20)의 표면이 본 발명에 의한 SBC의 함량 범위 보다 적고 HIPS를 과다 사용하여 외층(20)으로의 잉크 침투가 충분하게 되지 않아 긁힘이나 마찰, 충격에 의하여 무늬나 색상이 변화되는 문제점이 노출되었다.

비교실시예2

재활용 HIPS 10 중량%, 재활용 PS 30 중량%, 재활용 PH 60 중량%의 비율로 배합기에 투입하여 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합한다.

이와 같이 하여 각 수지가 고루 분산 혼합되게 하여 내층 1차 혼합 수지를 얻는다. 이와 같이 하여 얻은 내층 1차 혼합 수지와 아연, 구연산, 발포제를 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합한다.

이때 내층 1차 혼합 수지와 첨가제들은 1차 혼합수지 98중량%, 아연 0.5중량%, 구연산 0.7중량%, 발포제 0.8중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 내층 2차 혼합 수지를 얻는다.

아울러, 본 발명에서는 외층 코팅 연질 수지를 얻기 위하여 외층 1차 혼합수지를 얻기 위한 공정을 실시하게 된다. 이를 위하여 본 실시예에서는 SBC 95 중량%, HIPS 5중량%를 배합기에 투입하여 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합한다.

이와 같이 하여 각 수지가 고루 분산 혼합하여 외층 1차 혼합 수지를 얻은 후 이러한 외층 1차 혼합 수지와 아연, 구연산, 발포제를 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합한다.

이때 외층 1차 혼합 수지는 98 중량%, 아연 0.05중량%, 주석산 0.05 중량%, 발포제 1 중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 외층 2차 혼합 수지를 얻는다.

이와 같이 하여 얻은 내층 2차 혼합 수지와 외층 2차 혼합수지를 각각 제1압출기(2)와 제2압출기(3)의 호퍼(1a, 1b)에 투입하며, 이때 제1압출기(2)의 실린더 온도는120℃가 되도록 하고, 제2압출기(3)의 실린더 온도는 150℃가 되도록 하여 제1다이스(4)와 제2다이스(5)로 각각 압출하게 된다.

이때, 본 발명에서는 제1다이스(4)는 압출물이 내층(10)을 이루도록 하고, 제2다이스(5)는 압출물이 외층(20)을 이루도록 하여 외층(20)의 연질 수지가 발포된 폴리스틸렌 수지로 된 내층(10)을 감싸는 형태로 된 압출물이 배출되는 것이다.

이와 같이 하여 배출된 압출물은 냉각을 위하여 냉각수 온도는 5℃의 수조를 통과시켜 냉각되도록 하고, 상하에 설치된 전사 필름 공급롤(7)에 의하여 공급되는 필름이 표면과 이면에 열압접롤러(6)에 의하여 압접되어 전사 필름의 잉크가 침투되도록 하며, 열압접 롤러의 온도는 140℃가 되도록 하였다.

이러한 실시예에 의하여 얻어진 폴리스틸렌 발포 몰딩소재는 본 발명의 범위를 벗어나는 과도한 함량으로 SBC를 사용하여 그 표면에 잉크가 충분히 침투하기는 하였으나, 재질의 연화로 인하여 긁힘이나 마찰, 충격에 의하여 표면의 손상으로 무늬나 색상이 변화되었다.

이와 같이 하여 본 발명은 필요시 내층(10)에 홈(Groove)을 형성하고, 이를 이용하여 절첩하여 줌으로써 연질 수지인 외부코팅층이 꺾이면서 원하는 형상으로 실내 구조물이나 각종 가구 등을 시공하거나 제작할 수 있게 되는 것이며,

그 꺽은 면에는 별다른 마무리 작업이 불필요하므로 구조물의 시공과 가구 등의 제작이 신속하게 될 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하여 제조된 폴리스틸렌 발포 몰딩소재는 전, 후면을 제외하고 둘레면이 모두 연질 수지로 코팅되는 것이어서 이를 이용한 시공, 제작 시 노출면 처리 공정을 크게 단축할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 본 발명은 압출면이 코팅된 연질 수지에 의하여 매우 평탄하게 되어 광택 소재를 얻을 수 있게 되고, 잉크 전사에 의하여 잉크가 압출면에 침투하여 각종 무늬나 색상을 표현하게 되는 것이므로, 내충격성 및 내스크래치성이 높을 뿐만 아니라 충격이나 긁힘에 의한 손상을 최소화할 수 있게 되어 고급화된 내구성 내장재나 가구 제작 소재로써 활용할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

Claims (3)

1. 재활용 PS 및 재활용 HIPS, 재활용 PH 수지를 배합하여 가열하여 얻은 내층(10) 1차 혼합 수지 97.9 중량% 내지 99.75중량%, 아연 0.1내지 1중량%, 구연산 0.05 내지 0.1 중량%, 발포제 0.1 내지 1 중량%로 조성하여서 된 내층 2차 혼합수지로 된 내층(10)과,

   스틸렌부타디엔(Styrene Butadiene Co-polymer : 이하 'SBC'라 함)과 HIPS 를 분산 혼합하여서 얻은 외층 1차 혼합 수지 97.9 중량% 내지 99.85중량%, 아연 0.05내지 1중량%, 주석산 0.05 내지 0.1 중량%, 칼슘제 0.05 내지 1 중량%로 조성하여서 된 외층 2차 혼합 수지로 된 외층(20)으로 구성함과 아울러 외층(20)의 코팅 두께를 10㎛ 이상으로 함을 특징으로 하는 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재.
2. 제1항에 있어서,

   전술한 내층 1차 혼합 수지는 재활용 HIPS 30 내지 60 중량%, 재활용 PS 20 내지 50 중량%, 재활용 PH 수지 20 내지 50 중량%의 조성으로 되고,

   전술한 외층 1차 혼합 수지는 스틸렌부타디엔(Styrene Butadiene Co-polymer : 이하 'SBC'라 함) 50 내지 90 중량%, HIPS 10 내지 50중량%로 조성된 것임을 특징으로 하는 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재.
3. 재활용 HIPS 30 내지 60 중량%, 재활용 PS 20 내지 50 중량%, 재활용 PH 수지 20 내지 50 중량%의 비율로 배합기에 투입하여 60℃ 내지 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합하여, 내층 1차 혼합 수지를 얻고,

   내층 1차 혼합 수지와 아연, 구연산, 발포제를 85℃ 내지 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합하되, 내층 1차 혼합 수지 97.9 중량% 내지 99.75중량%, 아연 0.1내지 1중량%, 구연산 0.05 내지 0.1 중량%, 발포제 0.1 내지 1 중량%가 되도록 하여 이들이 고루 분산, 혼합된 내층 2차 혼합 수지를 얻으며,

   SBC 50 내지 90 중량%, HIPS 10 내지 50중량%를 배합기에 투입하여 60℃ 내지 70℃의 가열 조건에서 교반하면서 1차 혼합하여 외층 1차 혼합 수지를 얻고,

   외층 1차 혼합 수지와 아연, 주석산, 칼슘제를 85℃ 내지 95℃의 가열 조건에서 교반하면서 2차 혼합하여 외층 2차 혼합 수지를 얻되,

   외층 1차 혼합 수지는 97.9 중량% 내지 99.85중량%, 아연 0.05내지 1중량%, 주석산 0.05 내지 0.1 중량%, 칼슘제 0.05 내지 1 중량%가 되도록 하여 이들이 85℃ 내지 95℃로 가열하면서 고루 분산시켜 혼합된 외층 2차 혼합 수지를 얻으며,

   전술한 내층 2차 혼합 수지와 외층 2차 혼합수지를 각각 제1압출기(2)와 제2압출기(3)의 호퍼(1a,1b)에 투입하고, 이때 제1압출기(2)의 실린더 온도는 120℃ 내지 140℃가 되도록 하며, 제2압출기(3)의 실린더 온도는 150℃ 내지 180℃가 되도록 하여 제1다이스(4)와 제2다이스(5)로 각각 압출함으로써, 제1다이스(4)는 압출물이 내층(10)을 이루도록 하고, 제2다이스(5)는 압출물이 외층(20)을 이루도록 하여 외층(20)의 연질 수지가 발포된 폴리스틸렌 수지로 된 내층(10)을 감싸는 형태로 된 압출물이 배출되도록 하며,

   압출물의 규격을 안정시킬 수 있도록 냉각조에서 1℃ 내지 10℃의 냉각수에 의하여 냉각시킨 다음,

   상하에 설치된 전사 필름 공급롤(7)에 의하여 공급되는 필름이 표면과 이면에 140℃ 내지 160℃ 온도의 열압접롤러(6)에 의하여 압접되어 전사 필름의 잉크가 압출물의 표면과 이면에 침투되어 전사되도록 하고,

   필요한 규격으로 절단기(8)에 의하여 절단하여 포장, 출하하게 됨을 특징으로 하는 외표면 코팅층을 갖는 폴리스틸렌 발포 몰딩소재 제조 방법.

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