KR100290062B1 - 가교화 폴리에틸렌관의 압출성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가교화 폴리에틸렌관의 압출성형방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 화학가교법에 의한 가교화 폴리에틸렌관의 압출성형에 있어 압출성형금형의 내벽면에 윤활유를 연속공급하므로써 압출성형을 원활하게 하고 연속생산을 가능하게 하는 가교화 폴리에틸렌관의 압출성형방법에 관한 것이다.

종래의 화학가교법에 의한 가교화 폴리에틸렌관의 압출성형에 있어서는 압출금형내면과 용융가교수지의 마찰력 감소와 이형성을 좋게 하기 위하여 압출금형내면을 테프론코팅하여 사용하여 왔으나, 이와 같은 방법에 의하면 코팅칭이 압출금형 및 수지의 온도와 수지의 압력에 장시간 견디지 못하고 마모되어 관의 연속생산이 불가능하며, 테프론코팅을 다시 하기 위해 기즌의 코팅층을 연마하여 제거할 때 압출성형내면을 마모시키므로 생산제품의 치수가 변화되는 등의 품질관리상의 문제가 유발된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 압출금형 내벽면에 코팅하는 대신 내열성이 좋은 윤활유를 장척의 압출금형을 가교화 반응이 적정히 진행되는 위치에 소량씩 연속 공급하면서 가교화 폴리에틸렌관을 압출성형하는 방법이다.

본 발명에 의하면, 압출금형내벽에 윤활유를 공급하므로써 압출금형내면과 가교수지와의 마찰저항을 줄이고 이형성을 좋게 하여 압출금형내수지의 흐름을 원활하게 하고, 연속생산이 가능하며, 또한 압출금형의 사용수명을 반영구화하여 생산능률과 원가절감을 현저하게 가져올 수 있다.

Description

가교화 폴리에틸렌관의 압출성형방법

본 발명은 가교화 폴리에틸렌관의 압출성형 방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 화학가교법에 의한 가교화 폴리에틸렌관의 압출성형에 있어, 압출성형 금형의 내벽면에 윤활유를 공급하므로써 압출성형을 원활하게 하고 연속생산을 가능하게 하는 가교화 폴리에틸렌관의 압출성형방법에 관한 것이다. 가교화 폴리에틸렌관의 압출성형방법은 일반적으로 두가지의 성형방법으로 제조되고 있다.

첫째 방법은 폴리에틸렌 수지에 유기실란화합물과 유기과산화물을 첨가 배합하여, 스크류 회전식 압출기에 의해 압출, 성형, 냉각하는 통상의 압출성형방법에 의해 관(管)형상으로 제조하여, 다시 고온수를 관내에 일정시간 통과시키거나 스팀조안에서 일정시간 숙성시켜 가교화 반응을 시키는 방법이며, 이를 수가교 또는 실란 가교라 한다.

두 번째 방법은 초고분자량 고밀도 폴리에틸렌 수지에 디-터시어리 부틸 퍼옥시드와 같은 유기과산화물을 첨가 배합하여, 압출기 및 장척의 압출금형내에서 수지의 용융과 가교반응을 동시에 진행시키는 방법이며, 이를 화학가교방법이라 한다. 이와 같은 화학가교방법에 있어 압출금형내의 수지의 상태는 일반적인 열가소성의 가소화, 용융상태가 아니고, 가교화에 의해 열경화성화된 탄성체로 되기 때문에 수지의 흐름성이 나빠서 금속금형의 내표면과 수지의 마찰력이 매우 커지게 된다. 따라서 일반적인 스크류 회전식 압출기로는 압출이 불가능하여 단조식의 특수압출기를 사용하며, 또한 장척의 압출금형내면과 용융가교수지의 마찰력 감소와 이형성을 좋게 하기 위하여 압출금형내면에 테프론코팅을 한다.

상술한 바와 같이 종래의 화학가교법에 의한 가교화 폴리에틸렌관의 압출성형방법에서는 압출금형내면과 가교수지의 윤활성을 좋게 하기 위하여 테프론코팅을 하여 사용하여 왔으나, 코팅층이 압출금형 및 수지의 온도와 수지의 압력에 장시간 견디지 못하고 쉽게 마모되어, 코팅면의 연속사용수명은 통상 1일을 넘지 못하였다. 따라서 관의 생산이 지속적이지 못하고, 압출성형중 1일 1회이상 생산을 중단하고, 압출금형을 분해하여 다시 테프론코팅을 하므로서, 생산능률의 저하, 불량품의 발생, 작업부하의 증가 등의 문제가 있었다.

또한 테프론코팅을 다시 하기 위해서는 기존의 코팅층을 샌드페이퍼 등으로 연마하여 제거하여야 하기 때문에, 연마시 압출금형내면을 마모시키므로 생산제품의 치수가 코팅회수 및 연마정도에 따라 변화되어, 픔질관리상의 문제 및 압출금형을 장기간 사용하지 못하고 다시 제작하여야 하므로서, 압출금형이 소모품화되므로 생산비용의 증가 등의 문제가 있었다.

본 발명은 가교화 폴리에틸렌관의 화학가교법에 의한 압출성형시 압출금형내면에 코팅하는 것에 관한 상기와 같은 제반문제점을 해소하기 위하여 창안한 것으로서 본 발명의 목적은 가교화 폴리에틸렌관의 화학가교법에의한 압출성형에 있어 압출금형 내벽면에 윤활유를 공급함으로써 압출금형내면과 가교수지와의 마찰저하를 줄이고, 이형성을 좋게 하여 압출금형내 수지의 흐름을 원활하게 하고, 연속생산이 가능하게 하며, 또한 압출금형의 사용수명을 반영구화하여, 생산능률과 원가절감을 현저하게 가져올 수 있는 가교화 폴리에틸렌관의 압출성형방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 종래의 압출금형내면에 코팅하는 방법대신에, 내열성이 좋은 윤활유를 장척금형중 수지의 가교화 반응이 적정히 진행되는 위치에 소량씩 연속 공급하여 가교화 폴리에틸렌관을 압출성형함을 그 특징으로 한다.

압출금형내면에 윤활유를 공급하는 방법에 관해서는 특별한 제한이 없이, 예를 들어 생산제품인 관의 외경 및 두께에 따라 다른 장척의 금형랜드(land)부의 용융 압출수지가 적절히 가교화 반응이 진행되는 지점의 압출금형내벽에 원주상의 윤활유 방출 스릿드(slit)를 설치하고, 외부로부터 공급되는 윤활유를 스릿드를 통해서 금형내면에 공급하는 방법이다.

본 발명에 사용되는 윤활유를 성형 가교온도인 230℃에서 단기내열성과 윤활성을 가지고, 생산제품인 관의 품질에 악영향을 끼치지 않는 것이면 가능하며, 예를 들어 광유, 불건성의 동식물유 등의 천연유류, 실리콘유, 중질알킬벤젠유 등의 합성유류이다.

윤활유의 공급량은 생산제품인 관의 종류, 장척금형의 길이, 윤활유 공급위치 등에 따라 다르며, 시행착오적으로 결정되지만, 일반적으로 압출금형내면의 유막(油膜) 두께로 10-50㎛ 정도면 적당하다. 윤활유의 공급량이 10㎛ 미만이면 본 발명의 효과가 미약하며 윤활유의 공급량이 50㎛를 초과하면 윤활유가 증가하여도 본 발명의 효과의 증가가 없어 비경제적이다.

이하 본 발명을 실시예로서 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

초고분자량 고밀도 폴리에틸렌 100중량부, 디-터시어리 부틸 퍼옥시드 0.6중량부, 산화방지제(irganox 1076) 0.2중량부를 조성물로 하고, 단조식 압출기의 몸체부 온도 130℃, 어뎁터부 온도 160℃ 장척금형부 온도 230℃로 설정한 화학가교공정의 가교화 폴리에틸렌관의 제조에 있어서, 제품규격 150KS(내경 160mm, 관벽두께 2mm)의 관을 압출성형시, 장척금형부의 내벽에 아무런 코팅을 하지 않고 압출작업을 시작하였으나, 수지가 압출이 되지 않았다. 이후 길이 500mm의 장척금형의 입구 150mm 지점에 윤활유 주입구를 설치하고, 압출금형 내벽의 원주상에 폭 0.7mm의 스릿드를 형성시켜, 스릿드와 주입구를 직경 0.7mm의 구멍으로 윤활유 주입통로를 형성한 장척금형으로 교환하여, 외부로부터 실리콘 오일 DC200F(럭기 DC 실리콘 주식회사 제조, 점도 10000CS)를 로루엔용액으로 10%로 희석환 윤활유를 1.5cc/분의 유량으로 스릿드로 주입하연서 압출작업을 하여, 공지의 테프론코팅을 한 장척금형으로 생산한 제품과 동등품질 및 동등 압출속도 1.4m/분로 연속생산이 가능하였다.

[실시예 2]

길이 600mm의 장척금형의 입구 150mm 지점에 윤활유 주입구를 설치하고, 기타는 모두 실시예 1과 동일하게 하여, 압출속도 1.6m/분 연속생산이 가능하였다.

상기와 같이 본 발명에 의하면 가교화 폴리에틸렌관의 화학가교법에 의한 압출성형시 압출금형내면과 용융가교수지의 윤활성가 이형성을 증대시켜, 원활한 압출성형이 가능하게 되고, 재코팅을 하게 되는 필요가 없어지므로 연속생산이 가능하게 된다. 따라서 전기 종래의 단속생산에서 발생하는 생산능률의 저하, 불량품의 발생, 작업부하의 증가 등의 문제가 획기적으로 개선되게 된다. 또한 종래의 재코팅시 발생되던 연마에 의한 압출금형마모현상이 전혀 일어나지 않으므로 압출금형을 반영구적으로 사용할 수 있게 되어, 제품품질관리가 용이하게 되고, 압출금형비용이 절감되며, 또한 윤활성 및 이형성등의 증가에 의해 종래의 압출금형에 비해 장척길이를 연장할 수 있으므로, 압출금형내에서 가교화 반응시간을 더욱 길게 하므로서, 압출속도의 증대도 가능하게 되는 등 전체적으로 생산능률의 향상과 원가절감효과가 현저하게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 가교화 폴리에틸렌관의 화학가교법에 의한 압출성형에 있어서, 압출성형금형의 내벽에 원주상의 윤활유 방출 스릿드를 설치하고, 이 스릿드를 통하여 압출성형금형의 내벽면에 230℃에서 단기 내열성과 윤활성을 가지는 윤활유를 압출금형 내벽면의 유막두께가 10-50㎛로 되도록 하는 공급량으로 연속공급하면서 압축성형하는 것을 특징으로 하는 가교화 폴리에틸렌관의 압출성형방법.