KR100192685B1 - Method of manufacturing foam-molding product of polypropylene resin and manufacturing apparatus thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 폴리프로필렌계 수지의 발포성형체, 제조 방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a foamed molded product of a polypropylene resin, a manufacturing method and an apparatus for producing the same.
본 발명에 의한 발포성형체는 폴리프로필렌계 수지 92~98 중량부와 발포제 1~4 중량부를 혼합하는 1단계; 상기 혼합물을 이송시키면서 용융시키는 2단계; 상기 용융 혼합물에 가교제(DCP)를 1~4 중량부 용융시켜 첨가 혼합하는 3단계; 상기 처리물을 판상으로 1차 성형하는 4단계; 및 상기 성형물을 선택적으로 제품 용도에 맞는 형태로 2차 성형하는 5단계를 구비하여 이루어진 것으로, 발포제로서 프론류와 같은 휘발성 물질을 사용하지 않고 비휘발성 물질이나 무기질 물질을 사용하기 때문에 제품 성형시 환경 오염의 우려가 거의 없고 짧은 시간 내에 2차 성형 가능하여 경제성이 매우 좋다.Foamed molded article according to the present invention comprises one step of mixing 92 to 98 parts by weight of polypropylene resin and 1 to 4 parts by weight of the blowing agent; 2 steps of melting while conveying the mixture; 3 to 4 parts by weight of a crosslinking agent (DCP) in the molten mixture by adding and mixing; Four steps of primary molding the processed material into a plate shape; And a five step of selectively molding the molding into a form suitable for the purpose of the product, and use a non-volatile material or an inorganic material without using a volatile material such as prone as a blowing agent. There is little fear of contamination and it is possible to secondary molding within a short time, so it is very economical.
Description
본 발명은 폴리프로필렌계 수지의 발포성형체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 식품의 용기 구체적으로 사발면, 어묵 용기, 각종 과자류의 포장 용기로 사용되는 폴리프로필렌계 수지의 발포성형체의 제조 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a foamed molded product of a polypropylene resin, and more particularly, to a method for producing a foamed molded product of a polypropylene resin used as a container for food, specifically a bowl surface, a fish cake container, and a packaging container for various confectionery products. It is about.
합성 수지의 발포성형체는 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지 또는 폴리스티렌계 수지를 주재료로 사용하여 제조되고 있다.Foamed molded articles of synthetic resins are produced using polyethylene resin, polypropylene resin or polystyrene resin as main materials.
이중에 폴릴에틸렌 및 폴리스티렌계 수지를 사용하여 제조한 발포성형체는 최근 환경 오염 문제가 대두되기 시작하면서 그 수요가 줄어들고 있으며, 반면에 재생 가능한 폴리프로필렌계 수지를 이용한 발포성형체가 널리 사용되고 있다.Among these, foamed molded products manufactured using polyethylene and polystyrene-based resins have recently been deteriorated in demand due to environmental pollution problems, while foamed molded products using renewable polypropylene-based resins have been widely used.
구체적으로 폴리에틸렌계 수지는 발포성형 하기가 거의 불가능하고, 사발면의 용기로 사용되고 있는 폴리스티렌계 수지는 발포성형이 어려울 뿐 아니라 재생이 쉽지 않으며, 추후 환경 오염의 문제로 대두되는 등 문제점을 안고 있다.Specifically, polyethylene-based resins are almost impossible to be foamed, and polystyrene-based resins used as containers of bowls are not only difficult to foam, but also difficult to be regenerated, and have problems of environmental pollution.
이에 반하여 폴리프로필렌계 수지를 사용한 발포성형체는 대체로 어묵이나 만두의 용기 등 식품 포장 용기나 파일용으로 널리 사용되고 있다.On the other hand, foamed molded products using polypropylene resins are widely used for food packaging containers and piles, such as fish paste and dumpling containers.
주로 식품 용기로 사용되는 폴리프로필렌계 발포성형체는 일반적으로 폴리프로필렌계 수지와 이에 적당한 발포제를 혼합하여 1차 발포성형체(대개는 판상의 제품)을 만든 후, 이를 가교제에 담궈 표면에 가교제가 도포 되도록 한 후 증기 등을 이용하여 약 10시간 정도 발화시켜 발포성형체의 표면에 묻어 있는 가교제가 성형체의 내부로 침투되도록 한 다음 2차 성형하여 원하는 제품(식품용기)를 2차 성형하였다.Polypropylene-based foamed moldings, which are mainly used as food containers, generally form a primary foamed molding (usually a plate-shaped product) by mixing a polypropylene resin and a suitable foaming agent, and then immerse it in a crosslinking agent so that a crosslinking agent is applied to the surface. After ignition by steam or the like for about 10 hours, the crosslinking agent buried on the surface of the foamed molded product was allowed to penetrate into the inside of the molded body, and then secondly molded, and a desired product (food container) was secondly molded.
이를 제1도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.This will be described with reference to FIG. 1.
먼저 폴리프로필렌계 수지와 발포제를 혼합(T100)하고, 이를 교반하면서 용융(T110)시켜 판상 또는 봉상의 1차 성형체(T120)를 만든다.First, a polypropylene-based resin and a blowing agent are mixed (T100) and melted (T110) while stirring to form a plate- or rod-shaped primary molded body (T120).
이와 같이 성형된 1차 성형체를 필요시 가교재인 DCP(dicapryl phthalate)에 담궈서 성형체 표면에 DCP(dicapryl phthalate)가 침투(T130)되도록 하고, 이를 수증기에 약 10시간 정도 노출되도록 하여 표면에 묻어 있는 DCP가 성형체의 내부로 함침 내지는 침투(T140)되도록 한 다음, 제품으로 2차 성형(T150)하여 원하는 폴리프로필렌계 수지 용기를 제조하였다.The primary molded product thus formed is immersed in DCP (dicapryl phthalate), a crosslinking material, if necessary, so that DCP (dicapryl phthalate) penetrates into the surface of the molded body (T130), and is exposed to water vapor for about 10 hours so that the DCP is buried on the surface. Was impregnated or penetrated into the molded body (T140), and then second molded into a product (T150) to prepare a desired polypropylene resin container.
그러나, 이와 같은 방법에 의해 제조된 폴리프로필렌계 발포성형체는 이미 상기에서 언급한 바 있듯이 그 용도에 한정되었을 뿐 아니라, 프론류와 같은 휘발성 물질을 발포제로 사용하였기 때문에 오존층 파괴 등의 환경 오염의 원인을 제공하고, 2차 성형시 증기 등을 사용하여 10시간 이상 발화시켜야 하므로 경제성이 떨어지는 등 여러 가지 문제점을 안고 있다.However, the polypropylene-based foamed molded article produced by such a method is not only limited to its use as mentioned above, but also causes the environmental pollution such as ozone layer destruction since volatile substances such as prone are used as the blowing agent. To provide a, and the second molding has to be ignited by using steam or the like for more than 10 hours has a variety of problems, such as economical inferiority.
본 발명의 목적은 간단한 제조 공정에 의해 식품의 포장재로 사용될 수 있는 용기를 쉽게 제조할 수 있는 가교제가 첨가된 폴리프로필렌계 수지 발포성형체의 제조 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method for producing a polypropylene resin foamed article to which a crosslinking agent is added, which can easily prepare a container that can be used as a food packaging material by a simple manufacturing process.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 제조되는 폴리프로필렌계 수지 발포성형체의 제조 장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for producing a polypropylene resin foamed molded product produced by the above method.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 폴리프로필렌 수지 발포성형체의 제조방법은, 폴리프로필렌계 수지 92~98 중량부와 발포제 1~4 중량부를 혼합하는 1단계; 상기 혼합물을 이송시키면서 용융시키는 2단계; 상기 용융 혼합물에 가교제를 1~4 중량부를 용융시켜 첨가 혼합하는 3단계; 상기 처리물을 판상으로 1차 성형하는 4단계; 및 상기 성형물을 선택적으로 제품 용도에 맞는 형태로 2차 성형하는 5단계를 구비하여 이루어진 데에 그 특징이 있으며, 상기의 가교제가 첨가된 폴리프로필렌 수지 발포성형체를 제조하기 위하여 폴리프로필렌 수지와 발포제가 혼합용융되어 이송되는 스크류의 끝단 어느 지점에 가교제를 고압으로 첨가하되 이것이 잘 혼합되도록 하는 장치를 구성하는 것이다.Method for producing a polypropylene resin foamed molded article for achieving the object of the present invention, one step of mixing 92 to 98 parts by weight of polypropylene resin and 1 to 4 parts by weight of the blowing agent; 2 steps of melting while conveying the mixture; 3 to add 1 to 4 parts by weight of a crosslinking agent in the molten mixture to add and mix; Four steps of primary molding the processed material into a plate shape; And a five step of selectively molding the molded product into a form suitable for a product use. The polypropylene resin and the foaming agent may be used to prepare the polypropylene resin foamed molded product to which the crosslinking agent is added. The crosslinking agent is added at a high point at the end of the screw which is mixed melted and conveyed at high pressure, but it constitutes an apparatus to mix well.
제1도는 종래 기술에 의한 폴리프로필렌계 발포성형체의 제조 공정을 보인 블럭도.1 is a block diagram showing a process for producing a polypropylene foam molded article according to the prior art.
제2도는 본 발명에 따른 폴리프로필렌계 발포성형체의 제조 공정을 보인 블럭도.2 is a block diagram showing a process for producing a polypropylene foam molded article according to the present invention.
제3도는 본 발명에 따른 폴리프로필렌계 발포성형체의 제조 방법에 따른 제조장치를 나타낸 단면도.3 is a cross-sectional view showing a manufacturing apparatus according to the method for producing a polypropylene foam molded article according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
100 : 호파 120 : 스크류100: hopper 120: screw
140 : 실린더 150 : 초음파 발생기140: cylinder 150: ultrasonic generator
200 : 가압 송출기200: pressurized sending machine
본 발명에 사용된 각 성분에 대해 구체적으로 설명한다.Each component used for this invention is demonstrated concretely.
폴리프로필렌계 수지로는 프로필렌 단일 중합체, 에틸렌프로필렌 랜덤 공중합체, 에틸렌-프프로필렌 블럭 공중합체, 에틸렌-프로필렌 -부텐 랜덤 공중합체, 프로필렌-염화비닐 공중합체, 프로필렌-부텐 공중합체, 프로필렌-말레산 무수물 공중합체에서 1종 또는 2종 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 이중 가장 바람직한 것은 폴리프로필렌 단일 중합체이다.Polypropylene resins include propylene homopolymers, ethylene propylene random copolymers, ethylene-propene block copolymers, ethylene-propylene-butene random copolymers, propylene-vinyl chloride copolymers, propylene-butene copolymers, and propylene-maleic acid One or two or more may be selected and used in the anhydride copolymer, of which polypropylene homopolymer is the most preferred.
발포제로는 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산, 시클로부탄, 시클로헥산, 트리클로로플로오르메탄, 디클로로플로오르메탄, 크트리플로오르메탄, 1,2,2,2,-테트라플로오르에탄, 1-클로로-1,1-디프로오르에탄, 1,1-디플로오르에탄, 1-클로로-1,2,2,2-테트라플로오르에탄, 아조디카르본아미드 및 스테아릴모노글리세리드로 구성된 비휘발성 물질과 질소, 이산화탄소, 아르곤, 공기로 구성된 무기가스계 물질에서 선택하여 사용할 수 있다.Examples of blowing agents include propane, butane, pentane, hexane, cyclobutane, cyclohexane, trichlorofluoromethane, dichlorofluoromethane, trifluoromethane, 1,2,2,2, -tetrafluoroethane, 1- Non-volatile consisting of chloro-1,1-diproorethane, 1,1-difluoroorethane, 1-chloro-1,2,2,2-tetrafluoroethane, azodicarbonamide and stearyl monoglycerides It can be selected from materials and inorganic gas materials consisting of nitrogen, carbon dioxide, argon and air.
휘발성 발포제의 사용도 가능하나 이는 본 발명의 발포성형품 제조시 환경 오염의 원인을 제공하게 되므로 바람직하지 못하고, 통상 발포제로는 공기를 사용하는 것이 좋으며, 또한 이는 1중량부 이하로 사용하면 발포의 효과가 떨어지고 4중량부 이상 사용하더라도 더 이상의 발포 효과를 거두기 어렵다.Although it is possible to use a volatile foaming agent, this is not preferable because it provides a cause of environmental pollution in the manufacture of the foamed molded article of the present invention, it is preferable to use air as a foaming agent, and it is also preferable to use the foaming agent in an amount of 1 part by weight or less Is less than 4 parts by weight is used even if the foaming effect is no longer obtained.
가교제로는 DCP(dicapryl phthalate)를 사용하며, 이는 1중량부 이하로 사용하면 가교의 효과가 떨어지고 4중량부 이상 사용하게 되면 결합력이 세지게 되어 2차 성형이 어렵게 된다.DCP (dicapryl phthalate) is used as the crosslinking agent, which is less than 1 part by weight of the crosslinking effect is lowered, if used more than 4 parts by weight of the bonding force is difficult to secondary molding.
본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 발포성형체의 제조방법을 제2도에 도시된 공정도와 제3도에 도시된 제조장치를 참조하여 설명한다.A method for producing a polypropylene resin foamed molded product according to the present invention will be described with reference to the process shown in FIG. 2 and the manufacturing apparatus shown in FIG.
먼저 펠렛상 또는 분말상의 폴리프로필렌계 수지 92~98 중량부와 발포체 중의 하나를 1~4 중량부로 호파(100)에 투입하여 혼합하고(T200), 히터가 설치된 관체의 내부에 모터(110)에 의해 작동하는 스크류(120)를 통해 성형롤(13)로 이송시키면서 호파(100)의 하부에는 140℃ 의 열을 가하고 스크류(120)의 진행방향(혼합물의 진행방향)으로 점차 온도를 올려 즉, 180℃, 250℃ 까지 높이고, 다시 160℃, 155℃, 140℃ 까지 열을 내리면서 6단계로 열을 가감하면서 용융시킨다(T210).First, one of the pelletized or powdered polypropylene resin 92 to 98 parts by weight and one of the foams is added to the hopper 100 at 1 to 4 parts by weight, mixed (T200), and the motor 110 inside the tubular body in which the heater is installed. While transferring to the forming roll 13 through the screw 120 to operate by applying a heat of 140 ℃ to the lower part of the hopper 100 and gradually raising the temperature in the direction of travel of the screw 120 (the direction of the mixture), It raises to 180 degreeC, 250 degreeC, and melts, adding and decreasing heat in 6 steps, heating up to 160 degreeC, 155 degreeC, and 140 degreeC again (T210).
이때 원재료는 스크류(120)에 의해 이송되면서 히터에 의해 용융되어 수지와 발포제가 균일하게 혼합되고, 이때 보다 나은 발포제의 혼합 및 분산을 위해서 이송 스크류의 외부에 원통형의 실린더(140)를 구비하고 이들 사이에 매질(액체)을 흐르게 한 다음 외부에서 초음파 발생기(150)를 장착하여 이에 의하여 발생하는 초음파에 의하여 발포제와 수지의 혼합 및 분산을 원활하게 할 수도 있다.At this time, the raw material is melted by the heater while being transported by the screw 120, and the resin and the blowing agent are uniformly mixed. At this time, the cylindrical cylinder 140 is provided on the outside of the conveying screw for better mixing and dispersing of the blowing agent. After flowing the medium (liquid) in between, the ultrasonic generator 150 may be mounted on the outside to smoothly mix and disperse the blowing agent and the resin by ultrasonic waves generated thereby.
이렇게 이송되는 용융수지는 이송스크류의 4/5지점(온도가 155℃ 되는 지점) 즉, 성형롤(130)의 근접 지점에서 상기 용융 혼합물에 가교제를 1~4 중량부를 첨가 혼합하고(T220), 이때 가교제는 실린더(140)의 외부에 설치된 가압송출기(200)에 의하여 액상으로 녹여 압력을 가하면서 분무 혼합되도록 외부에서 투입하여 준다.The molten resin thus transferred is added by mixing 1 to 4 parts by weight of a crosslinking agent to the molten mixture at a point 4/5 of the conveying screw (a point where the temperature becomes 155 ° C.), that is, near the forming roll 130 (T220), At this time, the crosslinking agent is dissolved in the liquid phase by the pressure transmitter 200 installed outside of the cylinder 140, and is injected from the outside to spray and mix while applying pressure.
상기와 같이 스크류에 의하여 이송이 끝나게 되면 성형롤(130)을 사용하여 판상으로 1 차 성형하여 (T230) 이 성형체를 롤상으로 감아두고, 필요에 따라 고온(150~171℃)에서 짧은 시간(1분이내)에 2차 성형하여 (T240) 원하는 식품 용기를 제조한다.When the transfer is completed by the screw as described above, by primary molding to form a plate using the forming roll (130) (T230) wound the molded body in the form of a roll, a short time at high temperature (150 ~ 171 ℃) (1) (T240) to produce the desired food container.
이하 본 발명을 실시예에 따라 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.
[실시예 1]Example 1
분말상의 폴리프로필렌 단일 중합체 94 중량부와 발포체인 공기를 4 중량부 혼합하여 스크류로 이송시키면서 140℃ ~ 250℃ 의 열을 가하여 수지를 용융시키고 이송스크류의 4/5 지점에서 가교제인 DCP를 2 중량부를 분무 첨가하여 성형롤을 사용하여 판상의 1차 성형체를 만들고, 이를 3일간 방치한 후 이를 171℃의 열을 1분간 가하여 식품 용기를 성형하였다.94 parts by weight of the powdered polypropylene homopolymer and 4 parts by weight of air, which is a foam, are mixed and transferred to the screw while applying heat of 140 ° C to 250 ° C to melt the resin, and 2 parts of DCP as a crosslinking agent at 4/5 points of the transfer screw. The spraying was added to form a plate-shaped primary molded body using a forming roll, which was left for 3 days and then heated at 171 ° C. for 1 minute to form a food container.
[실시예 2]Example 2
분말상의 폴리프로필렌 단일 중합체 94 중량부와 발포체인 공기를 2 중량부 혼합하여 스크류로 이송시키면서 140℃ ~ 250℃ 의 열을 가하여 수지를 용융시키고 이송스크류의 4/5 지점에서 가교제인 DCP를 4 중량부를 분무 첨가하여 성형롤을 사용하여 한 판상의 1차 성형체를 만들고, 이를 3일간 방치한 후 이를 171℃의 열을 1분간 가하여 식품 용기를 성형하였다.94 parts by weight of the powdered polypropylene homopolymer and 2 parts by weight of air, which is a foam, are mixed and transferred to the screw while applying heat of 140 ° C to 250 ° C to melt the resin, and 4 parts of DCP as a crosslinking agent at 4/5 points of the transfer screw. Part was sprayed to form a plate-shaped primary molded body using a forming roll, and left for 3 days, and then it was heated for 1 minute to form a food container.
[비교예][Comparative Example]
분말상의 폴리프로필렌 단일 중합체와 발포제인 공기를 혼합하여 수지를 용융시켜 봉상(슬래그 형태)의 1차 성형체를 만들고, 이를 가교제인 DCP에 1시간 담근 다음 꺼내어 수증기에 10시간 노출시킨 후 용기를 성형하였다.The powdery polypropylene homopolymer was mixed with air as a blowing agent to melt the resin to form a rod-shaped (slag form) primary molded body, which was immersed in a crosslinking agent DCP for 1 hour and then taken out and exposed to water vapor for 10 hours to form a container. .
상기와 같은 방법으로 가교제가 첨가된 폴리프로필렌 수지 성형체를 제조하는 경우에는 1 차 성형체를 만든 후 장시간 가교제에 담그어야 하고, 가교제가 폴리프로필렌 발포 성형체에 균일하게 함침되지 아니하는 결점이 있는 것이다.When the polypropylene resin molded article to which the crosslinking agent is added in the above manner is manufactured, the primary molded product should be immersed in the crosslinking agent for a long time, and the crosslinking agent is not impregnated into the polypropylene foam molded article.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리프로필렌계 발포성형체는 1차 성형이 이루어지기 전에 가교제를 용융 혼합된 폴리프로필렌 발포물에 함침되도록 함으로써, 가교제가 용융 혼합된 폴리프로필렌 발포물에 잘 섞이어 골고루 함침이 잘 이루어지도록 하고, 가교제가 골고루 함침된 용융 발포물이 1차 성형후 즉시 2차 성형이 이루어 질 수 있도록 하며,1차 성형후 장기간 보관 후에도 2차 성형이 잘 이루어지도록 하는 등의 효과가 있는 것이다.As described in detail above, the polypropylene-based foamed molded product according to the present invention allows the crosslinking agent to be impregnated into the melt-mixed polypropylene foam before the primary molding is performed, so that the crosslinking agent is well mixed into the melt-mixed polypropylene foam. Then, the impregnation is well performed evenly, the molten foam impregnated with the crosslinking agent can be secondly formed immediately after the first molding, and the second molding is well performed even after long-term storage after the first molding. It works.
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1996
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