KR100317392B1 - Method and Apparatus for Producing A Crosslinked Foamed Article - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가교 결합된 발포 제품을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for making crosslinked foamed articles.
본 발명에 따른 방법은 (A) 적어도 하나의 가교결합 가능한 수지, 적어도 하나의 가교결합제, 적어도 하나의 발포제, 약간의 첨가제를 균일하게 혼합하여 수지조성물을 만드는 단계와, (B) 상기 수지 조성물을 다이를 통해 삼출시켜 소정 형상의 삼출물로 만드는 단계와, (C) 가교결합 가능한 수지를 가교결합 및 발포화시키기에 충분한 온도로 상기 삼출물을 가열하는 한편 그 삼출물을 구동장치로 구동시켜 삼출방향으로 이동되게 함으로써 가교결합된 발포 제품을 얻는 단계를 포함한다.The method according to the invention comprises the steps of (A) homogeneously mixing at least one crosslinkable resin, at least one crosslinking agent, at least one blowing agent, and some additives to form a resin composition, and (B) Exudating through a die to produce a desired shape of exudate; (C) heating the exudate to a temperature sufficient to crosslink and foam the crosslinkable resin while driving the exudate with a drive to move in the exudation direction; Thereby obtaining a crosslinked foamed product.
본 발명에 의하면, 수지 삼출물이 히터 또는 모울드를 통해 원활하게 진행될 수 있다.According to the present invention, the resin exudates can proceed smoothly through a heater or mold.
Description
본 발명은 가교결합된 발포제품의 제조에 관한 것으로, 특히 제품의 제조공정시 수지 삼출물이 모울드를 통해 원할하게 진행되도록 한 가교결합된 발포제품의 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the production of crosslinked foamed products, and more particularly, to a method and apparatus for producing a crosslinked foamed product which allows the resin exudates to proceed smoothly through the mold during the manufacturing process of the product.
가교결합된 발포성 제품은 그 무게가 경량이라는 이점이 있어 절연재료, 신발재료, 쿠션재료, 스포츠상품 등에 널리 사용되어 왔다. 가교결합된 발포 제품을제조하기 위한 원료로는 열가소성 수지(예: PE, PP 또는 EVA) 및 열경화성 수지(예: 고무)를 들 수 있다. 가교결합된 발포 제품의 제조방법은 다음의 두 가지 방법으로 분류될 수 있다.Crosslinked foam products have the advantage of being light in weight and have been widely used in insulating materials, footwear materials, cushion materials, and sports goods. Raw materials for producing crosslinked foamed products include thermoplastics (eg PE, PP or EVA) and thermosetting resins (eg rubber). Methods for producing crosslinked foamed products can be classified into the following two methods.
(1) 중합체 조성물을 혼합, 삼출하거나 시이트(Sheet)로 성형한 다음 최종적으로 일괄 압력 처리 방식으로 성형시켜 가교결합된 발포 체품으로 되게 하는 방법(1) A method in which the polymer composition is mixed, extruded or molded into sheets and finally molded in a batch pressure treatment to form a crosslinked foam article.
(2) 중합체 조성물을 혼합, 삼출하거나 발포성 시이트로 성형한 다음 최종적으로 일괄 가교결합 방식으로 성형시켜 가교결합된 발포 제품으로 되게 하는 방법(2) a method in which the polymer composition is mixed, exuded or molded into an effervescent sheet and finally molded in a batch crosslinking manner to form a crosslinked foamed product.
그러나, 상술한 두 방법은 일괄처리방식이 사용되기 때문에 에너지 및 제조원가가 상승된다. 따라서, 동시 가교결합 및 발포화라는 연속공정이 개발되어 왔다.However, the two methods described above increase energy and manufacturing costs because a batch processing method is used. Therefore, continuous processes of simultaneous crosslinking and foaming have been developed.
예를 들어, 키무라(Kimura) 등의 미국 특허 제4,552,708호에서는 발포제품의 상품 특성을 얻기 위해 긴 다이(Die)를 압력을 유지하는데 사용한다. 그러나, 소성체가 모울드를 통해 원활하게 진행하도록 하기 위해 윤활제가 마찰을 감소시키도록 계속 가해져야 한다.For example, U.S. Patent No. 4,552,708 to Kimura et al. Uses a long die to maintain pressure to obtain product properties of the foamed product. However, in order for the fired body to proceed smoothly through the mold, lubricant must be continuously applied to reduce friction.
또한 야마모토(Yamamoto) 등의 미국 특허 제5,310,513호에서는 2 존(zone)의 긴 다이를 사용한다. 전방 존에서는 소성체가 가교결합을 일으키도록 가열되고 후방 존에서는 가교결합된 물질이 냉각된다. 마지막으로, 가교결합된 물질이 자유롭게 팽창 및 발포하도룩 가열되어 최종 가교결합된 발포 제품이 얻어지게 된다. 따라서, 불균일하고 큰 거품을 갖는 최종 가교결합된 발포 제품이 그 자유 발포로 인해 생성되게 된다.Yamamoto et al., US Pat. No. 5,310,513, also uses two zone long die. In the front zone, the fired body is heated to cause crosslinking and in the rear zone the crosslinked material is cooled. Finally, the crosslinked material is freely expanded and foamed under heating so that the final crosslinked foamed product is obtained. Thus, a final crosslinked foamed product having non-uniform and large bubbles will be produced due to its free foaming.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 발포제품의 제조 시 수지 삼출물이 모울드를 통해 원활하게 진행할 수 있도록 하는 가교결합된 발포 제품의 개선된 제조 방법 및 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide an improved method and apparatus for producing a crosslinked foamed product which allows the resin exudates to proceed smoothly through the mold during the manufacture of the foamed product.
본 발명의 다른 목적은 균일하고 보다 작은 거품을 갖는 가교결합된 발포 제품을 제조하는 개선된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide an improved method and apparatus for producing crosslinked foamed articles having uniform and smaller bubbles.
도 1은 본 발명에 따른 가교결합된 발포 제품을 제조하기 위한 장치에 대한 개략도.1 is a schematic view of an apparatus for producing a crosslinked foamed product according to the present invention.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 실시 예에 따른 다이의 횡단면도.2A-2C are cross-sectional views of a die in accordance with an embodiment of the present invention.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 실시 예에 따른 구동수단을 도시한 도면.3a to 3c show a drive means according to an embodiment of the present invention.
도 4a는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 히팅모울드 및 구동수단을 도시한 도면.Figure 4a is a view showing a heating mold and driving means according to a first embodiment of the present invention.
도 4b는 도 4a의 IV-IV 라인을 따라 절취된 횡단면도.4B is a cross-sectional view cut along the line IV-IV of FIG. 4A.
도 5a는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 히팅모울드 및 구동수단을 도시한 도면.Figure 5a is a view showing a heating mold and driving means according to a second embodiment of the present invention.
도 5b는 도 5a의 V-V 라인을 따라 절취된 횡단면도.5B is a cross-sectional view cut along the V-V line of FIG. 5A.
도 5c는 도 5a로부터 변형된 다른 실시 예에 따른 도면.FIG. 5C is an illustration of another embodiment modified from FIG. 5A.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1 : 가교결합 가능한 수지조성물의 펠릿 2 : 삼출기1: pellet of crosslinkable resin composition 2: extruder
3 : 다이 4 : 삼출물3: die 4: exudate
5 : 히터 6 : 히팅모울드5: heater 6: heating mold
7 : 가교결합된 발포 제품 14,24 : 구동풀리7: crosslinked foam product 14,24: driving pulley
15,25 : 이송벨트15,25: Transfer belt
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따론 가교결합된 발포 제품의 제조방법은 (A) 적어도 하나의 가교결합 가능한 수지, 적어도 하나의 가교결합제, 적어도 하나의 발포제, 약간의 첨가제를 균일하게 혼합하여 수지 조성물을 만드는 단계와, (B) 상기 수지 조성물을 다이를 통해 삼출시켜 소정 형상의 삼출물로 만드는 단계와, (C) 가교결합 가능한 수지를 가교결합 및 발포화시키기에 충분한 온도로 상기 삼출물을 가열하는 한편 그 삼출물을 구동장치로 구동시켜 삼출방향으로 이동되게 함으로써 가교결합된 발포 제품을 얻는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the method for producing a crosslinked foamed product according to the present invention comprises (A) uniformly mixing at least one crosslinkable resin, at least one crosslinker, at least one foaming agent, and some additives. Making a composition, (B) exuding the resin composition through a die to produce a desired shape of exudate, and (C) heating the exudate to a temperature sufficient to crosslink and foam the crosslinkable resin. Meanwhile, the exudates are driven by a driving device to be moved in the exudation direction, thereby obtaining a crosslinked foamed product.
본 발명에 따른 가교결합된 발포 제품의 제조장치는 적어도 하나의 가교결합 가능한 수지, 적어도 하나의 가교결합제, 적어도 하나의 발포제 및 약간의 첨가제를 포함하는 가교결합 가능한 수지 조성물을 가열하여 용융된 수지 조성물로 만들기 위한 삼출기와, 상기 삼출기에 접속되어 상기 용융된 수지 조성물이 소정 형상의 삼출물로 삼출될 수 있도록 하는 다이와, 상기 삼출물을 수납하여 상기 가교결합 가능한 수지를 가교결합 및 발포화시키기에 충분한 온도로 가열하기 위한 히팅모울드와, 상기 히팅모울드 내의 삼출물을 구동시켜 삼출 방향으로 이동시키기 위한 구동수단을 구비한다.An apparatus for producing a crosslinked foamed product according to the present invention is a molten resin composition by heating a crosslinkable resin composition comprising at least one crosslinkable resin, at least one crosslinker, at least one foaming agent and some additives. An extruder for making a furnace, a die connected to the extruder to allow the molten resin composition to exudate into a extrude of a predetermined shape, and a temperature sufficient to crosslink and foam the crosslinkable resin by accommodating the exudate. And a heating means for heating and driving means for driving the exudate in the heating mold to move in the ejecting direction.
본 발명의 상술한 목적 및 특징은 첨부도면을 참조로한 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명확히 이해할 수 있을 것이다.The above objects and features of the present invention will be more clearly understood from the following detailed description with reference to the accompanying drawings.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described.
가교결합 가능한 수지, 가교결합제, 발포제 및 기타 첨가제를 혼합한 다음 가교결합 가능한 수지 조성물의 펠릿(Pellets)으로 정제한다. 가교결합 가능한 수지 조성물의 형성에 대해서는 다음의 표들로부터 알 수 있을 것이다.The crosslinkable resin, crosslinking agent, blowing agent and other additives are mixed and then purified into pellets of the crosslinkable resin composition. Formation of the crosslinkable resin composition will be known from the following tables.
[표 1]TABLE 1
[표 2]TABLE 2
[표 3]TABLE 3
이 표들에 있어서, EVA는 폴리(에틸-코-비닐아세테이트)를, LDPE는 저 농도폴리에틸렌을, 그리고 SBR-고무는 스티렌 부타디엔 고무를 각각 나타낸다. 발포제로는 ADCA(아조디카본아미드)가 사용되고 가교결합제로는 DCP(디쿠밀 페록사이드) 및 BPO(벤조일 페록사이드)가 사용된다.In these tables, EVA represents poly (ethyl-co-vinylacetate), LDPE represents low concentration polyethylene, and SBR-rubber represents styrene butadiene rubber, respectively. ADCA (azodicarbonamide) is used as a blowing agent and DCP (dicumyl peroxide) and BPO (benzoyl peroxide) are used as crosslinking agents.
도 1을 참조하면, 가교결합 가능한 수지 조성물의 펠릿(1)은 다이 3을 통해 삼출기(2)에 의해 삼출되어 소정의 형상의 삼출물(4)을 형성한다. 이어서 그 삼출물(4)이 가교결합 가능한 수지가 가교결합 및 발포되게끔 히터(5)(필요시에만) 및 히팅모울드(6)를 통과하도록 하여 가교결합된 발포 제품(7)을 얻게 된다.Referring to FIG. 1, the pellet 1 of the crosslinkable resin composition is extruded by the extruder 2 through the die 3 to form an extruded material 4 of a predetermined shape. The exudates 4 then pass through the heater 5 (only as needed) and the heating mold 6 to allow the crosslinkable resin to crosslink and foam to obtain a crosslinked foam product 7.
삼출기(2)는 가교결합 가능한 수지 조성물(1)의 펠릿을 가열하여 용융물로 되게 하고 그 용융물을 삼출하여 삼출물로 되도록 하기 위하여 사용된다. 다이(3)는 그 삼출물이 소정의 형상으로 형성되도록 하기 위하여 사용된다. 다이(3)의 횡단면은 장방형(도 2a), 원형(도 2b) 또는 다른 형상(도 2c)을 취할 수 있다.The extruder 2 is used to heat the pellets of the crosslinkable resin composition 1 into a melt and to extrude the melt into an exudate. The die 3 is used to cause the exudates to be formed into a predetermined shape. The cross section of the die 3 can take a rectangle (FIG. 2A), a circle (FIG. 2B) or another shape (FIG. 2C).
히터(5)는 삼출물(4)을 가교결합 가능한 수지의 일부 혹은 미량을 가교결합시키기에 충분한 온도로 가열하는데 사용된다. 또한, 히터(5)는 삼출물을 구동하여 삼출 방향으로 이동시키기 위한 수단을 구비할 수도 있다. 이러한 이동은 이송벨트 및 한 쌍의 풀리(도 3a)에 의해 이루어질 수 있다. 상기 이송벨트는 상기 한쌍의 풀리에 의해 전달 및 구동된다. 이송벨트는 삼출물과 접촉함으로써 그 삼출물을 구동하여 삼출 방향으로 이동시킨다. 히터(5)에서의 이동은 두개의 이송벨트 및 두 쌍의 풀리(도 3b)에 의해 이루어질 수도 있다. 상기 두개의 이송벨트 각각은 풀리의 각 쌍에 의해 전달 및 구동된다. 그 이송벨트들은 삼출물과 접촉함으로써 두 이송벨트들 사이의 삼출물을 구동하여 삼출 방향으로 이동되게 한다. 도 3c를 참조하면, 이와는 달리 구동이 다수의 로울러들에 의해 행해질 수 있다. 이 경우 삼출물은 로울러의 이동에 따라 삼출 방향으로 이동된다.The heater 5 is used to heat the exudate 4 to a temperature sufficient to crosslink some or a minor amount of the crosslinkable resin. The heater 5 may also be provided with means for driving the exudate to move in the exudation direction. This movement can be done by the conveying belt and a pair of pulleys (Fig. 3a). The conveying belt is transmitted and driven by the pair of pulleys. The conveying belt drives the exudate by contacting the exudate to move in the exudation direction. Movement in the heater 5 may also be made by two conveying belts and two pairs of pulleys (FIG. 3B). Each of the two transfer belts is transmitted and driven by each pair of pulleys. The conveying belts come in contact with the exudate to drive the exudate between the two conveying belts so that they move in the exuding direction. Referring to FIG. 3C, the drive may alternatively be performed by multiple rollers. In this case, the exudate is moved in the exudation direction as the roller moves.
다음으로, 삼출물(4)은 히팅모울드(6)로 유입된다. 도 4a 및 4b를 참조하면, 히팅모울드(6)는 두 개의 하프(half) 모울드(17, 17')로 구성되며 이 하프 모울드들은 U자형 횡단면을 갖는다. 히팅모울드(6)의 인접 위치에는 구동풀리(14) 및 이송벨트(15)를 구비하는 구동수단이 설치된다. 각 이송벨트(15)는 한 쌍의 풀리(14)에 의해 전달 및 구동됨과 아울러 삼출물(4)과 접촉함으로써 히팅모울드(6)내의 삼출물(4)을 구동하여 삼출 방향으로 이동되게 한다. 수지의 가교결합 및 발포화를 위해 히팅모울드(6)내의 삼출물(4)은 16으로 표시된 위치에서 가열되며 이에 따라 그 삼출물은 팽창되어 가교결합된 발포 제품(7)으로 된다.Next, the exudate 4 flows into the heating mold 6. 4A and 4B, the heating mold 6 consists of two half molds 17, 17 ', which have a U-shaped cross section. Adjacent positions of the heating mold 6 are provided with drive means having a drive pulley 14 and a transfer belt 15. Each conveying belt 15 is transmitted and driven by a pair of pulleys 14 and in contact with the exudate 4 to drive the exudate 4 in the heating mold 6 to move in the exudation direction. The exudates 4 in the heating mold 6 are heated at the positions indicated at 16 for crosslinking and foaming of the resin so that the exudates expand into a crosslinked foam product 7.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 히팅모울드와 구동수단을 도시한 도 5a 및 5b를 참조하면, 구동수단은 구동풀리(24) 및 이송벨트(25)를 구비한다. 각 이송벨트(25)는 한 쌍의 풀리(24)에 의해 전달 및 구동된다. 히팅모울드(8)는 이송벨트(25)에 접속되어 구동됨으로써 삼출물(4)이 히팅모울드(8)의 이동에 따라 삼출 방향으로 이동되게 한다. 각 히팅모울드(8)는 두 개의 하프 모울드(27, 27')로 구성되며 U자형 횡단면을 갖는다. 수지의 가교결합 및 발포화를 위해 히팅모울드(6)내의 삼출물(4)은 26으로 표시된 위치에서 가열되며 이에 따라 그 삼출물은 팽창되어 가교결합된 발포 제품(7)으로 된다.5A and 5B illustrating the heating mold and the driving means according to the second embodiment of the present invention, the driving means includes a driving pulley 24 and a conveying belt 25. Each conveyance belt 25 is transmitted and driven by a pair of pulleys 24. The heating mold 8 is connected to and driven by the conveying belt 25 so that the exudate 4 moves in the ejecting direction according to the movement of the heating mold 8. Each heating mold 8 consists of two half molds 27, 27 ′ and has a U-shaped cross section. The exudates 4 in the heating mold 6 are heated at the positions indicated at 26 for crosslinking and foaming of the resin so that the exudates expand into a crosslinked foam product 7.
도 5b로부터 변형된 다른 실시 예를 도시한 도 5c를 참조하면, 히팅모울드는 두 개의 하프 모울드로 이루어지며 이 하프모울드들은 각각 L자형 횡단면을 갖는다.Referring to FIG. 5C, which shows another embodiment modified from FIG. 5B, the heating mold consists of two half molds, each of which has an L-shaped cross section.
상기 실시 예들에 있어서, 히팅모울드는 완전 밀페형, 반 밀페형 또는 완전 밀폐와 반 밀폐의 조합형일 수 있다.In the above embodiments, the heating mold may be a fully sealed, half sealed or a combination of fully sealed and semi sealed.
상술한 바와 같이, 본 발명의 한 특징에 의하면 수지 삼출물이 히터 또는 모울드를 통해 원활하게 진행될 수 있으므로 윤활제가 필요 없게 된다.As described above, according to one aspect of the present invention, since the resin exudates can proceed smoothly through a heater or mold, no lubricant is required.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 수지 삼출물이 자유롭게 발포화되기 보다는 압력을 받은 상태에서 발포화되므로 최종 가교결합된 발포 제품이 균일하게 될 뿐만 아니라 보다 작아지게 된다.According to another feature of the invention, the resin exudates are foamed under pressure rather than freely foamed, so that the final crosslinked foamed product is not only uniform but also smaller.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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Legal Events
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100104 Year of fee payment: 9 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |