KR920000182B1 - 복합 발포성형물의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

복합 발포성형물의 제조방법

본 발명은 보합 발포성형물의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 자동차의 내부 또는 가구의 표면을 장식하기에 적당한 복합 발포성형물의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 분말 슬러슁법(powder slushing method)을 이용한 자동차의 내부 또는 가구의 표면을 장식하기에 적당한 복합 발포성형물의 제조방법은 이미 잘 알려져 있는 바, 예컨대, 일본특허공고 소 42-11510호에 기술되어 있는 것과 같이, 열가소성 수지분말을 예열된 슬러쉬성형틀에 채워서 첫 번째 수지층(이하 제1수지층이라 함)을 형성시키기 위해 상기 성형틀을 가열한 다음, 잔류 열가소성 수지분말은 유출시키는 제1단계와, 열분해가능한 발포제와 열가소성 수지분말로 이루어진 혼합분말을 제1수지층이 들어 있는 슬러쉬 성형틀에 채운 후, 제1수지층 위에 소결된 두 번째 수지층(이하 제2수지층이라 함)을 형성시키기 위해 상기 성형틀을 재가열시킨 다음, 잔류 혼합수지분말은 유출시키는 제2단계와, 제2수지층이 발포화되도록 하기 위해 제1수지층과 제2수지층이 형성되어 있는 슬러쉬 성형틀을 좀더 가열한 후, 그 성형틀을 냉각시켜 얻어진 발포성형물을 성형틀로부터 분리시키는 제3단계로 이루어져 있다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 방법에서는 제1단계 및 제2단계에서 소결된 수지층을 형성시키기 위해 슬러쉬 성형틀을 가열시키게 되는데, 이때 목적성형물을 얻기 위해서는 가열시간이 상당히 길어진다고 하는 단점이 있었다.

이와같은 종래의 문제점을 해소시키기 위한 또 다른 기술이 일본특허공고 소 63-27167호에 기술되어 있다. 즉, 제1수지층을 형성시키기 위해 열가소성 수지분말을 예열된 슬러쉬 성형틀에 채우는 제1단계와, 혼합분말을 상기 슬러쉬 성형틀에 채운 후, 제2수지층을 형성시키기 위해 제1수지층위에 제2수지층이 접착될 수 있도록 성형틀의 잔류열을 이용하여 가열시키는 제2단계로 이루어져 있다.

그러나, 이러한 방법을 이용하더라도 한 개의 성형물을 생산해내는데 필요한 시간, 예컨대, 성형시간이 충분히 단축되지는 못하였다. 즉, 성형틀을 가열시키는 수단으로서 일반적으로 전기로(electric funaces)와 가스오븐이 사용되어 왔으나, 이러한 방법은 성형틀을 빠르고 균일하게 가열시키는 데에는 어려움이 있었다.

그러므로, 제2단계에서 성형틀을 가열시키는 과정을 제외시킨다고 할지라도 성형물을 생산해내는데 필요한 시간이 충분히 단축되지는 못하였다. 즉, 이러한 조건을 충분히 만족시킬 수 있는 가열법은 결코 얻을 수 없었고, 열기 가열법(hot air heating method)이 가장 전형적인 가열법이었다.

그러나, 이 방법에서는 공기를 가열시키고 가열된 공기에 의해서 성형틀을 다시 가열시키게 되는데, 공기는 열전도 계수값이 매우 작기 때문에 열매개체를 가열시키는데는 많은 열원이 요구되고, 자연히 가열시간도 지연될 뿐만 아니라, 성형틀을 균일하게 가열시키는 데도 어려움이 있었다.

한편, 열매개체로서 오일을 사용하는 경우에 오일은 적당한 열원에 의해 가열되는데, 오일을 가열시키기 위해서는 성형틀 표면의 외곽에 배열된 오일을 공급시키게 된다. 이 방법은 열매개체면에서 볼 때, 공기 가열법보다는 잇점이 있으나(오일의 열전도계수가 공기보다 높다), 성형틀의 가열온도는, 도관이 설치된 성형틀 표면의 외곽에서 성형틀과 도관사이의 접촉의 정도 및 성형틀 표면의 단위면적당 설치된 도관의 수 등에 의해서 영향받게 된다. 그러므로, 성형틀을 제조하고, 가열시험을 하는데는 시간이 오래 걸리고 비용도 많이 든다고 하는 단점이 있었다. 더욱이, 시간과 비용이 많이 드는데도 불구하고 성형틀을 충분히, 균일하게, 빠르게 가열시킬 수는 없었고, 성형틀을 냉각시키기 위해서는 냉각오일이 있어야만 했다.

한편, 유도가열법(induction heating method)에서는, 유도코일이 성형틀 표면의 외곽에 배열되고, 진동자(oscillator)를 통해 작용된다. 여기서, 유도코일은 성형틀의 바깥표면에 설치되지만, 이 방법은 오일가열법과 동일한 단점들을 갖고 있었다.

상술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해, 다른 대책들이 강구되어져 왔는 바, 결국, 적외선에 의한 성형틀의 가열법이 최적임이 알려졌다.

이에, 본 발명은 적외선 복사 가열법을 이용하여 성형틀을 가열시킴으로써 성형시간을 단축시킬 수 있는 복합 발포성형물의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 열가소성 수지분말을 예열된 슬러쉬 성형틀에 채워서 제1수지층을 형성시키고 잔류 열가소성수지분말은 유출시키는 제1단계와, 제1수지층을 포함하고 있는 성형틀에다 열분해 가능한 발포제와 열가소성 수지분말로 이루어진 혼합분말을 가득 채운 후, 상기 성형틀의 잔류열을 이용하여 제1수지층과 접촉시킨 상태에서 상기 혼합분말을 제2수지층으로 형성시키고 잔류 혼합수지분말은 유출시키는 제2단계와, 제2수지층이 발포화되도록 가열처리한 다음, 성형틀을 냉각시켜 발포성형물을 성형틀로부터 분리해 내는 제3단계로 이루어진 복합 발포성형물의 제조에 있어서, 열가소성수지 분말이 나중에 함유되게 되는 상기 슬러쉬 성형틀을 적외선 가열법으로 가열시켜서 되어짐을 특징으로 하는 복합 발포성형물의 제조방법인 것이다.

이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 슬러쉬 성형틀에서 제1수지층위에 제2수지층을 형성시킨 다음, 제2수지층이 발포화되도록 하여 복합발포성형물을 제조하는 것으로서, 그 제조방법은 주로 다음과 같은 몇가지 단계를 거친다 : (1) 슬러쉬 성형틀을 예열시키고, (2) 상술한 바와 같은 제1단계를 실시하고; (3) 상술한 바와 같은 제2단계를 실시하고; (4) 상술한 바와 같은 제3단계를 실시한다.

슬러쉬 성형틀을 예열시키는 단계에서는 적외선 가열법이 이용되는데, 적외선을 이용한 가스버너가 사용될 수 있다. 이와 같이 하게 되면, 상기 슬러쉬 성형틀은 더욱 신속하고 균일하게 가열될 수 있는 바, 이때, 슬러쉬 성형틀의 가열온도는 일반적으로 250 내지 270℃이나, 사용되는 열가소성 수지분말의 종류에 따라서 바람직한 조건을 선택할 수 있다.

제1단계에서는, 적외선으로 예열시킨 슬러쉬 성형틀에 열가소성 수지분말을 가득 채운 후 슬러쉬 성형틀을 가열하여 상기 열가소성 수지분말을 용융시켜서 성형틀내에 제1수지층을 형성시킨다. 이렇게 하여 얻어진 제1수지층은 접속되어졌거나 또는 결속되지 않은 상태(용융조건)로 형성되어질 수 있으나, 결속된 상태가 좀더 바람직하며, 열가소성 수지분말로서는 염화비닐 수지가 가장 바람직하다.

슬러쉬 성형틀에서 제1수지층이 형성된 후에, 잔류 열가소성 수지분말을 유출시키기 위해 성형틀을 뒤집는다.

제2단계에서는, 제1수지층이 형성되어 있는 슬러쉬 성형틀에다 열분해가능한 발포제와 열가소성 수지분말로 이루어져 있는 혼합분말을 가득 채우고, 예컨대, 270℃의 온도로 예열시킨 슬러쉬 성형틀의 온도가 210℃ 부근에 도달할 때까지 서서히 냉각시킨다. 제2수지층을 형성시키기 위해서 이 혼합분말을 슬러쉬 성형틀에 있는 잔류열로 용융시키고, 제1수지층과 상기 혼합분말을 접착시킨다. 이때, 분해가능한 발포제는 분해되지 않고 슬러쉬 성형틀에 남게 된다.

제2수지층이 제1수지층 표면에 형성된 후에, 잔류 열가소성 수지분말을 유출시키기 위해 슬러쉬 성형틀을 다시 뒤집고, 슬러쉬 성형틀을 190℃ 온도 부근까지 서서히 냉각시킨다.

제3단계에서는, 슬러쉬 성형틀에 있는 제2수지층을 210℃의 온도까지 가열시키고, 제2수지층에 함유되어 있는 분해가능한 발포제는 제2수지층이 발포화되도록 하기 위해 분해시켜서 발포성형물이 형성되면, 슬러쉬 성형틀을 냉각시키고, 목적성형물을 성형틀로부터 분리시킨다.

제2수지층은, 슬러쉬 성형틀을 먼저 가열시킨 후에 가열되거나 또는 직접 가열되게 되는데, 후자가 좀더 바람직하고, 이것을 냉각시킬 때는 슬러쉬 성형틀에 물을 분사시켜 주면서 냉각시키는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 따르면, 자동차 내부 또는 가구의 표면을 장식하기에 적당한 복합 발포성형물을 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 제조공정에서는, 슬러쉬 성형틀을 적외선에 의해서 빠르고 균일하게 가열시킴으로써 복합발포성형물의 제조시간을 단축시켰다. 그러므로, 본 발명에 따르는 방법은 복합 발포성형물의 대량생산에 적합하다.

분말-슬러쉬법을 이용한 성형공정에서는 성형틀이 균일하게 가열되어져야 할 뿐만 아니라, 연속적인 성형 작업시에도 성형틀의 가열이 빠르게 진행되어야 하므로, 본 발명에서는 적외선 가열법이 이용되었다. 그러므로, 예열된 성형틀은 신속하고도 연속적으로 제1단계로 이송될 수 있고, 제1단계로부터 제2단계로도 신속하게 이송될 수 있다.

따라서, 제2단계에서 성형틀을 재가열시키지 않고서도 제2수지층이 형성될 수 있으며, 한 개의 성형물이 생산되는데 필요한 시간, 예컨대, 성형시간이 더욱 단축될 수 있다.

적외선 가열법의 한 예로서, 적외선 가스버너를 사용하는 것을 들 수 있는데, 이 방법에서는, 세라믹섬유로 된 가스버너에서 연소가스로 인해 적외복사선이 방출된다. 이때, 열효율은 열기법(heated air method)의 약 2배, 즉, 약 60%이다.

상기 성형틀을 좀더 균일하게 가열시키고 성형틀에 적외복사선을 조사할 때 그 효율을 개선시키기 위해서는, 적외복사선이 조사되는 성형틀이 있는 방에 대기(공기)교반용 장치가 설치되는 것이 바람직하다.

더우기, 열흡수를 촉진시키기 위해 성형틀 표면에 예컨대, 알칼리규산염이 코팅되어 있는데, 이때, 성형틀의 온도를 일정하게 유지시키기 위해 성형틀표면 전체나 또는 그 일부분에 코팅을 실시할 수 있다.

[실시예]

성형틀의 예열단계에서 본 발명에 따르는 특정한 단계들을 거치게 되는바, 자동차내부에 쓰이는 콘소울 상자(console box)로 이용하기에 적당한 복합 발포성형물을 제조하기 위해 Ni-Cu 합금으로 만들어진 슬러쉬 성형틀을 준비하였다.

이것을 용광로에서 500℃의 온도로 가열시키고, 액체석유가스가 연소되는 적외선 가스버너로 적외선을 복사하면서 90초동안 가열시켰다.

250℃로 예열된 성형틀에 열가소성 수지를 가득 채우고, 결속된 제1수지층을 형성시키기 위해 표면형성작동을 10초동안 실시한 다음, 잔류 열가소성 수지분말은 유출시키기 위해 상기 성형틀을 뒤집는 제1단계 과정을 실시하였고, 여기에 30초가 소요되었다.

상기 성형틀에다 열분해가능한 발포제와 열가소성 수지분말로 이루어진 혼합분말을 가득 채우고, 제1수지층 표면에 제2수지층을 형성시키기 위해 성형틀의 온도는 210℃를 유지하면서 표면형성작동을 10초 동안 실시한 다음, 잔류 열가소성 수지분말은 유출시키기 위해 상기 성형틀을 뒤집는 제2단계과정을 실시하였고, 여기에 30초가 소요되었다.

성형틀을 열기 순환식 용광로(hot air circulating furnace)에 삽입시키고, 제1수지층이 발포화되도록 하기 위해 약 20초 동안 열처리하면서 250℃의 온도를 유지시켰다. 이 성형틀을 냉각기에 삽입시킨 후, 약 20초 동안 냉수를 분사시켜 얻은 발포성형물을 성형틀에서 손으로 분리해내는 제3단계 과정을 실시하였다.

이와 같이 수지를 성형하는데 소요되는 전체시간(성형시간)은 4분이었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르는 복합 발포성형물의 제조방법은 성형물을 제조하는데 필요한 전체시간, 즉, 성형시간을 더욱 단축시켰고, 복합 발포성형물의 대량생산에 적용하기에도 적당한 방법이다.

Claims (1)

1. 열가소성 수지분말을 예열된 슬러쉬 성형틀에 채워서 제1수지층을 형성시키고 잔류 열가소성 수지분말은 유출시키는 제1단계와, 제1수지층을 포함하고 있는 성형틀에다 열분해 가능한 발포제와 열가소성 수지분말로 이루어진 혼합분말을 가득 채운 후, 상기 성형틀의 잔류열을 이용하여 제1수지층과 접촉시킨 상태에서 상기 혼합분말을 제2수지층으로 형성시키고 잔류 혼합수지분말은 유출시키는 제2단계와, 제2수지층이 발포화되도록 가열처리한 다음, 성형틀을 냉각시켜 발포성형물을 성형틀로부터 분리해 내는 제3단계로 이루어진 복합 발포성형물의 제조에 있어서, 열가소성 수지분말이 나중에 함유되게 되는 상기 슬러쉬 성형틀을 적외선 가열법으로 가열시켜서 되어짐을 특징으로 하는 복합 발포성형물의 제조방법.