KR100819144B1 - 운모 제품의 제조장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 운모를 주성분으로 하는 원료를 이용하여 정형의 제품을 제조하는 장치에 있어서: 상기 원료를 수용하는 반죽통(12)이 전복 가능하게 설치되고, 상기 반죽통(12)의 저면에 이송스크류(14)를 구비하는 반죽기(10); 상기 반죽된 원료를 수용하는 반죽통(22)이 이송스크류(24)와 함께 설치되고, 상기 반죽통(22)의 일측면으로 펠렛을 송출하는 성형수단을 구비하는 펠렛성형기(20); 상기 펠렛성형기(20)의 하류단에 인접하게 설치되고, 펠렛 원료를 회전시키며 히터(34)로 가열하는 건조기(30); 상기 건조된 펠렛을 수용하는 혼합통(42)이 교반기(44)와 함께 설치되고, 혼합통(42)의 일측으로 투입관(46)을 구비하는 혼합기(40); 및 상기 혼합기(40)의 하부로 주행하는 컨베이어(52) 상에 다수의 성형틀(54)이 안착되고, 상기 투입관(46)으로부터 성형틀(54)에 충진된 최종원료를 열판(56)으로 가압하는 제품성형기(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 생산현장에서 전체 공정을 자동화하여 품질의 안정과 생산성의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
운모, 만기석, 제조, 성형, 자동, 펠렛
Description
도 1은 본 발명에 따른 제조장치를 전체적으로 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 건조기의 요부를 나타내는 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
10: 반죽기 12, 22: 반죽통
14, 24: 이송스크류 20: 펠렛성형기
25: 다공판 26: 회전칼
30: 건조기 34: 히터
40: 혼합기 42: 혼합통
44: 교반기 46: 투입관
50: 제품성형기 52: 컨베이어
54: 성형틀 55: 밀판
56: 열판 58: 유압실린더
본 발명은 운모를 이용한 다양한 제품의 제조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 생산현장에서 전체 공정을 자동화하여 품질의 안정과 생산성의 향상을 도모할 수 있는 운모 제품의 제조장치 및 방법에 관한 것이다.
통상 운모와 게르마늄을 주성분으로 하는 만기석은 음이온 발생량이 800-1,200개로서 울창한 숲에서 발생되는 음이온 방사량 400-800개를 월등히 능가하는 것으로 나타난다. 원적외선 관련의 의학정보지에 의하면 만기석의 음이온 효과가 물리적으로 운동이 불가능한 사람에게 특히 중요하여 미항공우주국(NASA)도 우주비행사의 장기 우주비행시 심혈관의 기능을 조절하는데 있어서 이상적인 방법이라고 1980년에 결론내린 바 있다.
만기석이 피부에 접촉하면 원적외선, 음이온 발생으로 신진대사가 원활하게 되고 이뇨작용도 촉진하여 세포의 산성화와 노화방지 등으로 넘치는 활력을 공급받아 각종 질병치유, 자연치유작용을 수행한다. 또한 인체의 항암작용을 하는 인터페론을 생성시키고 암세포를 파괴하는 NK작용을 증강시키는 것으로 알려진다.
이와 같은 효능에 따라 만기석은 침대, 정수기를 비롯한 다양한 생활용품에 활용되고 있으며, 이에 따라 만기석 제품의 생산현장에서는 다양한 제품을 연속적인 공정으로 제조하는 시스템이 절실하다. 그럼에도 아직도 대부분의 공정을 수동식으로 처리하기 때문에 원가절감의 여지가 크다고 할 수 있다.
이에 따라 본 발명은 상기한 점에 착안하는 것으로서, 생산현장에서 전체 공정을 자동화하여 품질의 안정과 생산성의 향상을 도모할 수 있는 운모 제품의 제조 장치 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 운모를 주성분으로 하는 원료를 이용하여 정형의 제품을 제조하는 장치에 있어서: 상기 원료를 수용하는 반죽통이 전복 가능하게 설치되고, 상기 반죽통의 저면에 이송스크류를 구비하는 반죽기; 상기 반죽된 원료를 수용하는 반죽통이 이송스크류와 함께 설치되고, 상기 반죽통의 일측면으로 펠렛을 송출하는 성형수단을 구비하는 펠렛성형기; 상기 펠렛성형기의 하류단에 인접하게 설치되고, 펠렛 원료를 회전시키며 히터로 가열하는 건조기; 상기 건조된 펠렛을 수용하는 혼합통이 교반기와 함께 설치되고, 혼합통의 일측으로 투입관을 구비하는 혼합기; 및 상기 혼합기의 하부로 주행하는 컨베이어 상에 다수의 성형틀이 안착되고, 상기 투입관으로부터 성형틀에 충진된 최종원료를 열판으로 가압하는 제품성형기;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 특징으로서, 상기 펠렛성형기의 성형수단은 반죽통의 하류단에 설치되는 다공판과, 상기 다공판의 외측으로 인접하여 설치되는 회전칼을 구비한다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 건조기는 미세한 통공을 지니며 회전되는 내통과, 상기 내통을 감싸며 일측에 히터를 수용하는 외통을 구비한다.
본 발명의 또 다른 특징으로서, 상기 제품성형기의 성형틀은 대향하는 상하면이 개방된 상자형 구조이고, 일측 개방면에 밀판이 기밀을 유지하도록 밀착된다.
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이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 제조장치를 전체적으로 나타내는 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 건조기의 요부를 나타내는 구성도이다.
본 발명은 운모를 주성분으로 하는 원료를 이용하여 정형의 제품을 제조하는 장치에 관련된다. 원료는 후술하는 제조방법처럼 만기석분말 250-450 메쉬 60%, 점토분발 250-450 메쉬 15%, 백토분말 250-450 메쉬 20%, 미네랄물 5% 정도로 조성된다. 정형의 제품이란 침대, 정수기 엘레멘트와 같이 소정의 형태를 갖춘 성형물을 의미한다.
본 발명에 따른 반죽기(10)에는 상기 원료를 수용하는 반죽통(12)이 전복 가능하게 설치되는데, 반죽통(12)은 상부가 개방되고 저면이 곡면으로 형성되는 상자형이다. 상기 반죽통(12)의 내부 공간 저면에 이송스크류(14)가 구비되는데, 이송 스크류(14)는 반죽통(12)의 외측에 설치되는 풀리(17)와 모터(18)에 의해 정속으로 회전하며 원료가 반죽되도록 한다. 반죽통(12)의 전복 기능은 반죽이 완료된 원료를 인출하기 용이하도록 하기 위함이다. 이송스크류(14)의 내부에는 샤프트(미도시)가 삽설되어 있는데, 이는 반죽통(12)을 회전하는 용도로 사용된다.
이때, 반죽통(12)을 전복하기 위해 키(미도시)를 이용하여 반죽통(12)과 모터(18)을 연결하는 구성을 택한다. 반죽을 완료한 후 키를 빼내고 반죽통(12)을 뒤집은 상태에서 이송스크류(14)를 계속 회전시키면 반죽통(12)의 원료가 모두 별도의 저장통으로 수집된다.
또, 본 발명에 따르면 상기 반죽통(22)의 일측면으로 펠렛을 송출하는 성형수단을 구비하는 펠렛성형기(20)가 구비된다. 펠렛성형기(20)에는 상기 반죽된 원료를 수용하는 반죽통(22)이 이송스크류(24)와 함께 설치된다. 펠렛성형기(20)의 반죽통(22)은 전술한 반죽기(10)의 반죽통(12)과 달리 원통형 구조이며 상면 중앙부에 갈때기 형태의 호퍼(23)가 일체로 연결된다. 이송스크류(24)의 형태를 비롯하여 풀리(27)와 모터(28)로 회전하는 구성은 전술한 반죽기(10)와 동일하다. 다만 펠렛성형기(20)는 재차 반죽 과정을 거치면서 성형수단을 통하여 일정 규격의 중간 원료를 성형한다.
이때, 상기 펠렛성형기(20)의 성형수단은 반죽통(22)의 하류단에 설치되는 다공판(25)과, 상기 다공판(25)의 외측으로 인접하여 설치되는 회전칼(26)을 구비한다. 다공판(25)은 일정한 직경의 관통공이 다수 형성되는 구조이고, 회전칼(26)은 다공판(25)에 최대한 인접한 상태로 설정된 회전수로 회전하는 구조이다. 이러 한 구성에 의하면 다공판(25)을 통하여 연속적으로 배출되는 띠형 원료가 정속 회전하는 회전칼(26)에 의해 일정한 길이의 펠렛 규격품으로 배출된다.
또, 본 발명에 따르면 펠렛 원료를 회전시키며 히터(34)로 가열하는 건조기(30)가 상기 펠렛성형기(20)의 하류단에 인접하게 설치된다. 펠렛성형기(20)와 건조기(30) 사이에는 경사진 유도판을 설치하여 펠렛의 이동이 원활하도록 한다. 건조기(30)도 펠렛성형기(20)처럼 원통형 구조로서 풀리(27)와 모터(28)로 회전하면서 히터(34)로 펠렛형 원료를 강제적으로 건조한다. 히터(34)는 펠렛의 급속한 건조에 의한 균열을 방지도록 건조기(30)의 전체 길이에 걸치지 않도록 한다.
이때, 상기 건조기(30)는 도 2에 나타내는 것처럼 미세한 통공(31a)을 지니며 회전되는 내통(31)과, 상기 내통(31)을 감싸며 일측에 히터(34)를 수용하는 외통(32)을 구비한다. 내통(31)과 외통(32)은 동심축 상으로 설치되는데, 외통(32)의 하류측 지점에 히터(34)가 설치된다. 외통(32)은 고정 구조인 반면에 내통(31)은 일단에서 체인기구(36)를 개재하여 모터(38)에 연결된다. 내통(31)의 통공(31a)은 히터(34)의 열기가 골고루 전달되도록 하면서 수분의 증발을 돕는다. 이러한 구성에 따라 펠렛이 내통(31)의 내경 벽면에 소정의 길이와 높이로 형성된 나선형의 홈 또는 틀(31b)에 유도되어 하류측으로 이동하면서 서서히 건조된다.
또, 본 발명에 따른 혼합기(40)에는 상기 건조된 펠렛을 수용하는 혼합통(42)이 교반기(44)와 함께 설치된다. 혼합기(40)는 혼합통(42)의 일측으로 투입관(46)을 구비한다. 혼합통(42)은 전술한 반죽통(12)(22)과 달리 상부가 개방된 솥 형태로 형성하며, 교반기(44)의 회전 날개(스크류)도 이러한 형태에 맞춘다. 교반 기(44)의 작동은 펠렛이 균질하게 혼합되는 시간으로 설정된다. 혼합통(42)의 저면에는 투입관(46)과 개폐판(48)이 설치된다. 이에 따라, 건조기(30)에서 건조된 펠렛을 혼합통(42)에 점토 및 물과 함께 투입하여 혼합하며, 혼합후 개폐판(48)을 개방하면 투입관(46)을 통하여 제품성형기(50) 측으로 낙하된다.
또, 본 발명에 따른 제품성형기(50)에는 상기 혼합기(40)의 하부로 주행하는 컨베이어(52) 상에 다수의 성형틀(54)이 안착된다. 제품성형기(50)는 상기 투입관(46)으로부터 성형틀(54)에 충진된 최종원료를 열판(56)으로 가압하는 기능을 수행한다. 컨베이어(52)는 다수의 성형틀(54)을 부착한 상태로 일정 주기로 회전과 정지 동작을 반복한다. 성형틀(54)의 일 위치에서 혼합기(40)의 투입관(46)이 대기하고, 그 인접한 위치에서 열판(56)과 유압실린더(58)가 대기한다. 즉, 혼합기(40)의 중간원료가 성형틀(54)에 충진되고 다음 단계에서 열판(56)이 유압실린더(58)로 가압하여 정형의 제품이 성형된다.
이때, 상기 제품성형기(50)의 성형틀(54)은 대향하는 상하면이 개방된 상자형 구조이고, 개구(54a)를 지닌 일측 개방면에 밀판(55)이 기밀을 유지하도록 밀착된다. 밀판(55)은 성형틀(54)의 개구(54a)가 있는 일면에 밀착된 상태로 컨베이어(52)를 이동하며, 제품의 가압 성형후 개구(54a)를 통하여 밀면 성형된 제품의 탈형이 신속하게 진행된다.
이와 같은 장치를 통하여 제조된 제품은 원적외선열, 파동에너지를 반사함으로써 에너지가 몸속에 단백질분자 및 물분자에 영향을 주어 1분에 2,000번 이상 세포를 확장시켜 세포조직을 활성화시키는 효능을 보유한다.
한편, 본 발명에 따른 제품성형기(50)의 성형틀(54)은 도시처럼 반드시 침대용의 사각형에 국한되는 것이 아니며 정수기용의 원통형이나 기타 용도의 육각형, 팔각형 구조도 가능하다. 물론 제품의 형태에 따라 성형틀(54)과 함께 개구(54a)와 밀판(54)의 형태도 변동되어야 한다.
본 발명의 다른 일면으로서, 운모를 주성분으로 하는 원료를 이용하여 정형의 제품을 제조하는 방법에 관련된다. 원료는 만기석분말 250-450 메쉬 50-70%, 점토분발 250-450 메쉬 10-20%, 백토분말 250-450 메쉬 15-25%, 미네랄물 5%로 조성된다. 만기석분말은 운모와 게르마늄을 혼합한 조성이며, 미네랄물은 운모 성분의 정수기로 여과한 물을 의미한다.
본 발명에 따르면 상기 운모 원료를 물과 함께 반죽하는 반죽단계를 거친다. 원료는 순서없이 반죽기에 투입하는데, 원료 투입시 미네랄물을 골고루 살포하는 것이 좋다. 반죽공정은 운모를 포함한 주요 성분의 비율에 따라 차이가 나지만 통상 20분에서 1시간 소요된다.
또, 본 발명에 따르면 상기 반죽된 원료를 일정 규격의 펠렛 형태로 성형한 후 건조하는 예비성형단계를 거친다. 건조는 히터에 의한 강제건조방식을 택하며 80-150℃의 범위가 바람직하다.
또, 본 발명에 따르면 상기 건조된 펠렛을 점토와 함께 섞어 펠렛의 균일한 분포상태를 유지하는 혼합단계를 거친다. 건조된 펠렛은 점토(백토 등의 점성물질을 가진 돌가루이며 화학제 바인더를 사용하지 않음)와 미네랄물을 혼합한다. 펠렛과 점토는 80-95% : 5-15%, 보다 바람직하게는 90 : 10으로 배합한다. 그리고 여기 에 2-15%, 바람직하게는 5%의 미네랄물을 혼합한다.
또, 본 발명에 따르면 상기 혼합된 원료를 성형틀에 충진하고 열판으로 가압하여 제품을 형성하는 최종성형단계를 거친다. 열판에 의한 열처리 온도는 250-600℃, 바람직하게는 300-500℃로 유지한다. 성형을 위한 가압 압력은 2-3기압 정도가 적절하지만 제품의 종류와 크기에 따라 유동적이다. 유압으로 누르는 시간은 1-10분, 바람직하게는 3분 내외가 적절하다.
또, 본 발명에 따르면 상기 형성된 제품을 700-1,000℃에서 3-24시간 가열하는 소성단계를 거친다. 소성단계의 온도 관리는 통상적인 도자기 소성공정과 큰 차이가 없으며 설정된 시간이 종료된 후에는 서냉하는 방식으로 크랙 등의 성형불량을 방지하는 것이 좋다.
이때, 상기 최종성형단계는 제품의 성형후 표면에 운모, 점토, 물을 혼합한 액상제를 도포하는 과정을 더 구비한다. 중량으로 운모 40%, 점토 40%, 물 20%를 혼합하여 액상제를 준비한다. 액상제는 1-2mm의 두께로 도포하며 일종의 코팅층을 형성하여 수분의 침투를 방지한다.
이와 같이 본 발명의 방식으로 제조된 제품은 만기석이 함유되도록 특수 제작된 작은 볼을 혼합하여 고주파 700-1,000℃ 가열 및 압축방식으로 미세 구멍을 형성하기 때문에 기존의 온돌방식이나 돌침대 방식보다 고열이 상층부까지 오랫동안 지속되어 에너지가 30% 절감되고 인체에 가장 유익한 원적외선 방출과 음이온 발생 등의 효능도 있어 침대 등의 제품에서 고기능성을 발휘한다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위 를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
이상의 구성 및 작용에 따르면 본 발명의 운모 제품의 제조장치 및 방법은 생산현장에서 전체 공정을 자동화하여 품질의 안정과 생산성의 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
Claims (6)
- 운모를 주성분으로 하는 원료를 이용하여 정형의 제품을 제조하는 장치에 있어서:상기 원료를 수용하는 반죽통(12)이 전복 가능하게 설치되고, 상기 반죽통(12)의 저면에 이송스크류(14)를 구비하는 반죽기(10);상기 반죽된 원료를 수용하는 반죽통(22)이 이송스크류(24)와 함께 설치되고, 상기 반죽통(22)의 일측면으로 펠렛을 송출하는 성형수단을 구비하는 펠렛성형기(20);상기 펠렛성형기(20)의 하류단에 인접하게 설치되고, 펠렛 원료를 회전시키며 히터(34)로 가열하는 건조기(30);상기 건조된 펠렛을 수용하는 혼합통(42)이 교반기(44)와 함께 설치되고, 혼합통(42)의 일측으로 투입관(46)을 구비하는 혼합기(40); 및상기 혼합기(40)의 하부로 주행하는 컨베이어(52) 상에 다수의 성형틀(54)이 안착되고, 상기 투입관(46)으로부터 성형틀(54)에 충진된 최종원료를 열판(56)으로 가압하는 제품성형기(50);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 운모 제품의 제조장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 펠렛성형기(20)의 성형수단은 반죽통(22)의 하류단에 설치되는 다공 판(25)과, 상기 다공판(25)의 외측으로 인접하여 설치되는 회전칼(26)을 구비하는 것을 특징으로 하는 운모 제품의 제조장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 건조기(30)는 미세한 통공(31a)을 지니며 회전되는 내통(31)과, 상기 내통(31)을 감싸며 일측에 히터(34)를 수용하는 외통(32)을 구비하는 것을 특징으로 하는 운모 제품의 제조장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제품성형기(50)의 성형틀(54)은 대향하는 상하면이 개방된 상자형 구조이고, 개구(54a)를 지닌 일측 개방면에 밀판(55)이 기밀을 유지하도록 밀착되는 것을 특징으로 하는 운모 제품의 제조장치.
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR920011946A (ko) * | 1990-12-29 | 1992-07-25 | 박가경 | 내습성 암면천정판재, 그 제조방법 및 제조장치 |
| JPH07291708A (ja) * | 1994-04-26 | 1995-11-07 | Setsuichi Kasai | キラを原料とするセラミックスおよびその製造方法 |
| KR20040030763A (ko) * | 2004-03-16 | 2004-04-09 | 이병수 | 운모를 이용한 건축내장재 및 그 제조방법 |
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2007
- 2007-03-27 KR KR1020070029660A patent/KR100819144B1/ko not_active IP Right Cessation
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