KR100734237B1 - 질석 패널 제조 방법 및 이에 사용되는 바인더 혼합 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 질석 패널 제조 방법 및 이에 사용되는 바인더 혼합 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다공성의 팽창질석으로 인하여 바인더의 사용량이 증가되는 것을 방지하고, 균일한 가압으로 내구성이 향상될 수 있는 질석 패널 제조 방법 및 이에 사용되는 바인더 혼합 장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 질석 패널 제조 방법은 질석이 노에서 열에 의하여 팽창되어 팽창질석이 형성되는 단계; 상기 팽창질석에 바인더가 혼합되어 혼합물이 형성되는 단계; 금형 내부에 상기 혼합물이 충진되는 단계; 상기 금형 내부의 상기 혼합물이 가압되는 단계; 상기 금형 내부의 상기 혼합물이 가열되는 단계; 및 상기 금형에서 상기 혼합물이 인출되어 질석 패널이 형성되는 단계를 포함하고, 상기 바인더는 상기 팽창질석에 분사되어 혼합되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의해서 다공질의 팽창질석을 회전시키면서 바인더를 분사노즐을 통하여 팽창질석에 분사시키기 때문에 팽창질석의 내부로 다량의 바인더가 스며들어 가는 것을 방지하고, 금형 내부의 혼합물이 상하에서 균일하게 가압되어 질석 패널의 내구성이 향상되는 효과가 있다.

팽창질석, 무기 바인더, 불연성, 분사

Description

질석 패널 제조 방법 및 이에 사용되는 바인더 혼합 장치{ Method for manufacturing vermiculite panel and apparatus for mixing binder}

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질석 패널 제조 방법의 순서도.

도2는 본 발명의 질석 패널 제조 방법에서 팽창질석을 형성하기 위하여 사용되는 스크루 형태의 회전 노의 단면도.

도3은 본 발명의 질석 패널 제조 방법에 사용되기 위하여 만들어진 본 발명의 바인더 혼합 장치의 단면도.

도4는 본 발명의 질석 패널 제조 방법에 사용되는 제1 가압 장비의 단면도.

도5는 본 발명의 질석 패널 제조 방법에 사용되는 제2 가압 장비의 단면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 금형 110 : 팽창질석 형성 장비

111 : 히터 112 : 회전 노

113 : 스크루 115 : 투입구

117 : 배출구 140 : 제1 가압 장비

141 : 상밀판 143 : 하밀판

145 : 진동자 150 : 제2 가압 장비

151 : 열판 152 : 하열판

본 발명은 질석 패널 제조 방법 및 이에 사용되는 바인더 혼합 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다공성의 팽창질석으로 인하여 바인더의 사용량이 증가되는 것을 방지하고, 균일한 가압으로 내구성이 향상될 수 있는 질석 패널 제조 방법 및 이에 사용되는 바인더 혼합 장치에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 건축용 패널은 양면의 철판 사이에 스티로폼 입자, 폴리우레탄 수지 스펀지, 유리솜 등을 삽입하여 제조하였다. 그러나 상기와 같은 충진제의 재료들 중 스티로폼 및 폴리우레탄으로 제작된 패널은 열에 매우 약하여 건물의 화재시에 유독가스 및 화염이 발생되어 인명피해가 예상되는 문제가 있다. 또한 유리솜은 불연재이기는 하나 패널 제작시 발생되는 유리가루 분진으로 인하여 작업자에게도 유해한 문제점이 있기 때문에, 건축용 패널에 사용되어 불연성이면서 유독가스가 발생되지 않는 무해한 재료의 개발이 필요하게 되었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 소성 발포된 질석을 환경호르몬과 같은 유해물질 문제가 생기지 않는 불연성의 순수 무기 성분만으로 이루어진 바인더로 상호 결합시켜서 패널 형태를 제조하는 방법이 고안되었다.

그런데 종래의 질석 패널 제조 방법에서 바인더가 발포성의 팽창질석에 혼합 되는 경우 다공성의 팽창질석 내부에까지 바인더가 스며들어 질석 패널을 제조하기 위하여 다량의 바인더가 사용되어 원가가 증가하는 문제가 있다.

또한 사용되는 바인더의 증가로 인하여 가벼운 재질의 팽창질석을 사용하는 목적과 달리 질석 패널의 무게가 증가되어 건축 자재로서 부적합하게 되는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 다공질의 팽창질석에 바인더가 스며들어 다량의 바인더가 사용되는 것을 방지하는 질석 패널 제조 방법을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은 금형 내부에 인가되는 압력의 균일성을 향상시켜서 내구성이 향상되는 질석 패널 제조 방법을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 목적은 상기 질석 패널 제조 방법에서 바인더가 팽창질석의 내부에 스며들어 다량의 바인더가 소모되는 것을 방지할 수 있는 바인더 혼합 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 질석 패널 제조 방법은 질석이 노에서 열에 의하여 팽창되어 팽창질석이 형성되는 단계; 상기 팽창질석에 바인더가 혼합되어 혼합물이 형성되는 단계; 금형 내부에 상기 혼합물이 충진되는 단계; 상기 금형 내부의 상기 혼합물이 가압되는 단계; 상기 금형 내부의 상기 혼합물이 가열되는 단계; 및 상기 금형에서 상기 혼합물이 인출되어 질석 패널이 형성되는 단계를 포함하고, 상기 바인더는 상기 팽창질석에 분사되어 혼합되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 혼합물이 형성되는 단계에서, 상기 바인더가 분사되는 동안 상기 팽창질석이 회전되는 것을 특징으로 한다.

상기 팽창질석은 회전 블레이드의 회전력에 의해서 회전되는 것을 특징으로 한다.

상기 혼합물이 가압되는 단계에서, 상기 금형의 상하 두 방향에서 상기 혼합물에 압력이 인가되고, 상기 혼합물이 가압되는 단계에서, 상기 금형의 하부에서 상기 혼합물에 진동이 인가되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 바인더 혼합 장치는 질석 패널 제조 방법에서 팽창질석과 바인더를 혼합하는 것으로서, 팽창질석이 저장되는 호퍼; 상기 호퍼의 하부에 형성된 개폐기; 상기 개폐기의 하부에서 연결된 혼합 탱크; 상기 혼합 탱크의 벽면에 형성된 바인더 분사노즐; 및 상기 바인더 분사노즐에 연결된 바인더 저장 탱크를 포함한다.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 바인더 분사노즐은 상기 혼합 펌프의 벽면에 복수 개가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 혼합 탱크의 하부에 형성된 회전 블레이드; 및 상기 회전 블레이드에 축으로 연결된 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질석 패널 제조 방법의 순서도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 질석 패널 제조 방법에 의해서 질석 원료가 노에서 가열되어 팽창질석이 형성된다(S110). 이때 사용되는 질석 원료는 예를 들어, 직경이 0.1㎜ 내지 5㎜인 판상 형태를 가지는 것이 사용된다. 질석 원료가 섭씨 약 700 도 내지 약 1200 도로 온도가 유지되는 스크루(screw) 형태의 회전 노를 통과하면서 팽창질석이 형성된다.

일예로, 2 내지 3 ㎜의 판상 질석 원료가 투입되어 비중이 0.1 내지 0.12 정도인 팽창질석이 만들어 진다.

도2는 본 발명의 질석 패널 제조 방법에서 팽창질석을 형성하기 위하여 사용되는 스크루 형태를 가지는 회전 노의 단면도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 팽창질석 형성 장비(110)에서 회전 노(112)의 주변에 설치된 히터(111)에 의해서 회전 노(112)의 온도가 유지되고, 투입구(115) 방향으로 공급되는 질석은 화살표와 같이 회전하는 스크루(113)에 의해서 회전되면서 이동되어 배출구(117)를 통하여 형성된 팽창질석이 배출된다. 이때 회전되는 회전 노(112)의 내부에서 질석의 원활한 이동을 위하여 회전 노(112)는 투입구(115)에서 배출구(117) 방향으로 경사지게 장착되는 것이 바람직하다.

이렇게 형성된 팽창질석은 바인더 혼합 장치로 공급되어, 팽창질석과 바인더가 혼합되어 혼합물이 형성된다(S120). 호퍼의 내부에 저장된 팽창질석은 호퍼의 하부에 형성된 개폐기를 통하여 혼합 탱크의 내부로 일정 양이 공급된다. 혼합 탱크의 하부에 공급된 팽창질석 위로 혼합 탱크의 벽면에 형성된 바인더 분사노즐을 통하여 예를 들어, 0.6 몰의 규산나트륨인 바인더가 분사되어 혼합된다. 바인더가 혼합 탱크에서 팽창질석 위에 분사되는 동안 혼합 탱크의 하부에 고정된 회전 블레이드의 회전력에 의해서 팽창질석이 회전되는 것이 바람직하다.

이렇게 만들어진 팽창질석은 본 발명의 바인더 혼합 장치에 의해서 바인더와 혼합된다.

도3은 본 발명의 질석 패널 제조 방법에 사용되기 위하여 만들어진 본 발명의 바인더 혼합 장치의 단면도이다.

도3에 도시된 바와 같이, 바인더 혼합 장치(120)에서 회전하는 팽창질석에 바인더가 바인더 분사 노즐(124)을 통하여 분사되어 바인더와 팽창질석이 균일하게 혼합된 혼합물이 형성되고, 팽창질석이 회전 블레이드(126)에 의해서 회전되는 동안에 바인더 분사노즐(124)을 통하여 분사되는 바인더가 혼합되기 때문에, 팽창질석의 표면에 바인더가 균일하게 도포되어 과도한 바인더가 팽창질석에 혼합되는 문제가 발생되지 않는다.

다음에 바인더와 팽창질석이 혼합된 혼합물이 질석 패널의 형태를 가지는 금형의 내부에 충진된다(S130). 금형에 투입된 혼합물은 금형 하부에 장착된 유압 실린더에 의해서 압축되어 금형 내부로 균일하게 투입된다. 이렇게 내부에 혼합물이 채워진 상태의 금형은 제1 가압 장비로 이동된다.

도4는 본 발명의 질석 패널 제조 방법에 사용되는 제1 가압 장비의 단면도이다.

도4에 도시된 바와 같이, 혼합물이 채워진 금형(100)이 제1 가압 장비(140) 에 로딩되어 금형(100) 내부의 혼합물에 압력이 인가된다(S140). 제1 가압 장비(140)에서 금형(100)은 상부에 설치된 상밀판(141)과 금형(100)의 하부에 위치한 하밀판(143) 사이로 삽입되고, 상밀판(141)과 하밀판(143)이 금형(100)의 상하 방향에서 동시에 금형(100)에 밀착되어 압력이 인가되는 것이 바람직하다. 이때 금형의 상하에서 동시에 가압되는 방식에 의해서 금형 내부의 혼합물이 압축되기 때문에, 종래의 한 방향에서 압축되는 방식에 비하여 성형되는 질석 패널이 균일하게 압축되어 내구성이 향상되는 장점이 있다.

또한 상기 금형 내부의 혼합물이 가압되는 동안, 하밀판(143)의 하부에 연결되어 형성된 진동자(145)가 진동되어 금형 내부의 혼합물에 진동을 전달함으로써, 금형 내부의 혼합물이 더욱 균일하게 압축되는 것이 바람직하다.

제1 가압 장비에 의해서 압력이 인가된 금형 내부의 혼합물에 열을 가하여 성형시키기 위하여 금형이 제2 가압 장비로 이동된다.

도5는 본 발명의 질석 패널 제조 방법에 사용되는 제2 가압 장비의 단면도이다.

도5에 도시된 바와 같이, 혼합물이 채워진 금형(100)이 제2 가압 장비(150)에 로딩되어 금형 내부의 혼합물에 열이 인가된다(S150). 제2 가압 장비(150)로 이동된 금형은 금형 상부의 열판(151)과 금형 하부의 하열판(152)에 의해서 가열되는데, 이는 제1 가압 장비에서 압력이 인가되는 상하의 상밀판과 하밀판 대신에 열을 인가할 수 있는 열판(151)과 하열판(152)이 금형(100)에 밀착되어 압력을 가하면서 금형 내부의 혼합물을 가열시켜서 실시되는 것이 바람직하다.

이때 예를 들어, 150℃ 내지 180℃ 정도의 온도로 혼합물을 가열하여 약 30분 정도 유지하여 질석 패널이 제작된다.

이렇게 금형 내부에서 압력이 인가되어 가열된 상태로 성형된 혼합물이 금형에서 인출되면, 질석 패널이 형성된다(S160).

상기의 도3에 설명한 것처럼, 본 발명에 따른 질석 패널 제조 방법에 사용되는 본 발명의 실시예에 따른 바인더 혼합 장치(120)는 호퍼(121), 개폐기(122), 혼합 탱크(123), 분사노즐(124) 및 바인더 저장 탱크(125)를 포함한다.

호퍼(121)는 바인더에 혼합되는 팽창질석이 저장되었다가, 혼합 탱크(123)로 팽창질석을 공급하기위한 공급부 역할을 하는 것으로서, 그 하부에 공급되는 팽창질석의 양을 조절하기 위한 개폐기(122)가 형성되어 있다.

개폐기(122)의 개폐 동작에 의해서 호퍼(121) 내에 저장된 팽창질석이 개폐기의 하부에 설치된 혼합 탱크(123)로 떨어져서 공급된다. 개폐기(122)의 동작에 의해서 정해진 용량의 팽창질석이 혼합 탱크(123)로 일정하게 공급된다.

혼합 탱크(123)는 팽창질석에 바인더가 혼합되는 공간으로서, 그 하부에 공급된 팽창질석을 회전시키기 위한 회전 블레이드(126)가 설치되어 있다. 이때 회전 블레이드(126)는 회전 동력을 전달하는 모터(127)에 벨트에 의해서 연결되어 혼합 탱크의 하부에서 회전 운동이 실시되는 것이 바람직하다. 혼합 탱크(123)의 하부에 공급된 팽창질석은 회전 블레이드(126)의 회전에 의해서 회전력이 전달되어 계속해서 회전된다.

바인더 분사 노즐(124)은 혼합 탱크(123)의 벽면에 복수 개가 설치되어 회전 되는 팽창질석에 바인더를 균일하게 분사시키는 역할을 한다. 이렇게 복수 개의 바인더 분사 노즐(124)에서 분사되는 바인더에 의해서 팽창질석의 표면에 바인더가 균일하게 혼합된다.

바인더 저장 탱크(125)는 연결 호스를 통하여 바인더 분사 노즐에 연결되어 있고, 바인더 저장 탱크에 인가되는 압력에 의해서 바인더가 팽창질석에 분사되어 팽창질석과 바인더가 균일하게 혼합된다.

이상에서, 본 발명의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상 및 특허청구 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과를 달성한다.

본 발명의 질석 패널 제조 방법에 의해서 다공질의 팽창질석을 회전시키면서 바인더를 분사노즐을 통하여 팽창질석에 분사시키기 때문에 팽창질석의 내부로 다량의 바인더가 스며들어 가는 것을 방지하여 원가가 절감되고, 만들어진 질석 패널의 무게가 가벼워지는 효과가 있다.

또한 본 발명의 질석 패널 제조 방법에서 금형 내부에 충진된 팽창질석과 바인더의 혼합물에 상하 방향에서 압력을 인가함으로써, 혼합물에 인가되는 압력의 균일성을 향상시켜서 제작된 질석 패널의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.

본 발명의 바인더 혼합 장치는 팽창질석에 바인더를 분사시켜서 질석 패널 제조 과정에서 다량의 바인더가 소모되어 원가가 증가되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 질석이 노에서 열에 의하여 팽창되어 팽창질석이 형성되는 단계;

   상기 팽창질석에 바인더가 혼합되어 혼합물이 형성되는 단계;

   금형 내부에 상기 혼합물이 충진되는 단계;

   상기 금형 내부의 상기 혼합물이 가압되는 단계;

   상기 금형 내부의 상기 혼합물이 가열되는 단계; 및

   상기 금형에서 상기 혼합물이 인출되어 질석 패널이 형성되는 단계를 포함하고,

   상기 바인더는 상기 팽창질석에 분사되어 혼합되는 것을 특징으로 하는 질석 패널 제조 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 혼합물이 형성되는 단계에서, 상기 바인더가 분사되는 동안 상기 팽창질석이 회전되는 것을 특징으로 하는 질석 패널 제조 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 팽창질석은 회전 블레이드의 회전력에 의해서 회전되는 것을 특징으로 하는 질석 패널 제조 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 혼합물이 가압되는 단계에서, 상기 금형의 상하 두 방향에서 상기 혼합물에 압력이 인가되는 것을 특징으로 하는 질석 패널 제조 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 혼합물이 가압되는 단계에서, 상기 금형의 하부에서 상기 혼합물에 진동이 인가되는 것을 특징으로 하는 질석 패널 제조 방법.
6. 질석 패널 제조 방법에서 팽창질석과 바인더를 혼합하는 바인더 혼합 장치에서,

   팽창질석이 저장되는 호퍼;

   상기 호퍼의 하부에 형성된 개폐기;

   상기 개폐기의 하부에서 연결된 혼합 탱크;

   상기 혼합 탱크의 벽면에 형성된 바인더 분사노즐; 및

   상기 바인더 분사노즐에 연결된 바인더 저장 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 바인더 혼합 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 바인더 분사노즐은 상기 혼합 펌프의 벽면에 복수 개가 형성된 것을 특징으로 하는 바인더 혼합 장치.
8. 제6항에 있어서,

   상기 혼합 탱크의 하부에 형성된 회전 블레이드; 및

   상기 회전 블레이드에 연결된 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바인더 혼합 장치.

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