KR100824825B1 - 발포 폼보드판 제조장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폼보드 원판을 열처리하여 종이를 표면에 합체시킨 폼보드판 제조에 있어서,

폼보드 원판(2)에 합체될 종이(9)의 합체면 부위에 고주파 가열되는 고주파 누름부(21)를 가지는 고주파부(20);

고주파 가열된 고주파 처리종이(9-2)와 폼보드 원판(2)을 동시에 예열하는 예열부(30); 및

예열부(30)를 통과한 예열된 폼보드 원판(2-4) 및 고주파 처리종이(9-2)를 합체하도록 가열 누름 작용하는 히팅롤러(10)를 포함하는 발포 폼보드판 제조장치 및 제조방법이다.

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Description

발포 폼보드판 제조장치 및 방법{Apparatus for Polystyrene Foam Board Plate and method thereof}

도 1 은 일반적인 발포 폼보드판 제조장치의 구성도,

도 2 는 본 발명의 구성도,

도 3 은 본 발명의 요부 구성도 이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

2;폼보드 원판 2-4;예열된 폼보드원판 8;종이롤 9;종이 9-1;요철면 9-2;고주파처리종이 10;히팅롤러 20;고주파부 21;고주파 누름부 22;고주파 베이스롤 30;예열부 31;제1롤 32;제2롤 33;예열하우징 34;아이들롤 40;냉각부 41;피딩롤 42;냉각챔버 50;절단부

본 발명은 발포 폼보드판 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 발포 폼보드원판에 붙이는 종이를 고주파 처리하고, 고주파 처리한 종이와 발포 폼보드 원판을 동시에 예열한 후 히팅롤러로 눌러 종이와의 접착성을 향상시키고 종이의 표면이 매끄러운 발포 폼보드판 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

압출 폴리스티렌 수지 발포 보드는 연속적이고 효과적으로 제조할 수 있으며 다양한 장점(예: 단열성, 경량, 저흡수성 및 가공성)이 있으므로, 일반 주택뿐만 아니라 기타의 구조물용 단열재로서 폭넓게 이용되어 왔다.

압출 폴리스티렌 수지 발포 보드는 폴리스티렌 수지, 발포 보드 및 기타의 첨가제를 압출기의 실린더에서 혼합 및 용융시키고, 생성된 용융 혼합물을 고압영역으로부터 저압영역으로 압출기의 압출 다이를 통하여 압출시킨 다음, 압출물을 계속 발포시키면서 성형장치를 통과시켜 제조하여 왔다. 그러나, 이렇게 하여 수득한 압출 발포 보드는 압출 방향에 수직인 단면에서의 발포도가 균일하지 않으며, 발포 보드의 밀도분포와 기계적 강도분포가 불균일하다는 단점이 있다. 이는 압출 수지 혼합물의 온도가 높아서 보형성이 나쁘기 때문에, 이것을 냉각시키면서 성형장치에서 성형하고 압출물의 표면부가 압출물의 내부보다 급속히 냉각되어 표면부의 발포를 억제하기 때문이다. 따라서, 표면부의 밀도는 높으며 내부의 밀도는 낮다. 더우기, 성형장치에 의해 온도가 높은 압출 수지 혼합물을 냉각시키는 것은 혼합물의 전반적인 발포를 억제하므로, 압출 발포 보드의 바람직한 밀도에 악영향을 미친다.

그러므로, 압출물을 발포 및 냉각 후에 재가열하거나, 진공장치로 또는 열용량이 크고 상온에서 액체인 증기의 대기속으로 계속해서 보내는 공정이 제안되었다. 그러나, 이러한 공정에 따라 제조한 발포 보드는 발포 보드의 압출 방향에 수직인 단면에서의 밀도와 기계적 강도가 여전히 불균일하다. 그러므로, 두꺼운 발포 보드의 절단형으로 사용하는 경우, 이러한 발포 보드는 구부러지고 심지어는 작은 온도변화에도 파쇄되므로, 단일 시트 형태로만 사용해야 한다. 이는 생산성을 매우 저조하게 하며 단가를 상승시킨다.

스티렌 수지 발포 보드 시트를 압출하면서 또는 압출 직후에 표면에서 ＂냉각시키고＂, 계속해서 또는 방치 후에, 표면에서 가열하여 발포시키는 공정이 문헌에 기술되어 있다[참조 : 일본국 미심사 특허공보 제56-99635호] 당해 공정에서, 수지를 압출하는 동안 또는 수지가 오리피스를 통과한 후에 오리피스 내의 선단에서 냉각 시킴으로써 충분한 발포기능을 여전히 보유한 수지를 냉각시킨다. 그 결과로, 당해 공정은 일단 냉각된 매우 두꺼운 발포 보드(즉, 발포성 단열재)를 발포되도록 재가열 할 때, 발포 보드 심층부까지 가열되지 않아 균일성 및 저밀도를 갖는 발포 보드를 수득하기가 어렵다. 예를 들면, 열 용량이 크고 열이 발포 보드 심층부까지 용이하게 투과할 수 있는 폴리스티렌 수지에 대한 기체투과성이 높은 증기를 사용하여 가열할 때, 저밀도는 얻을 수 있지만, 증기의 투과성이 향상됨에 따라 표면층과 심층부의 밀도분포는 불균일해진다. 더우기 이러한 증기에 의한 가열은 특정 시간 또는 높은 단가 또는 열손실을 야기시키는 잔류 발포 보드의 응축액 제거 단계를 필요로 한다. 그리고, 일단 냉각된 발포 보드(즉, 단열재)를 추가로 가열하는 단계는 비경제적이며 최종 제품의 단가 면에서 매우 불리하다.

한편 폼 보드 원판의 상하면에 종이를 붙여 만든 폼보드 원판을 만드는 예로는 도 1 과 같이 권취롤(1)에 감긴 폼보드 원판(2)을 인출롤(3)을 통하여 인출하고 이를 예열부(4)에서 예열하고, 폼보드 원판(2)의 상하면에 고주파 누름부(5)를 통 한 누름 작용으로 표면을 가열하는 고주파 처리부(6)를 통과하고, 고주파 처리부(6)에서 표면 처리된 고주파 처리 폼보드 원판(2-1)은 인출롤(7)을 통하여 인출되는 종이롤(8)을 통한 종이(9)를 히팅롤(10)의 히팅으로 합체시켜 수득한다. (5-1)은 고주파 누름부(5)와의 누름 시 고주파를 발생토록 접지 전원을 인가받는 베이스롤 이다.

그러나 이러한 방식은 폼보드 원판(2)을 예열 및 고주파 처리부(6)를 통과토록 함으로써 가열하여 추가 발포가 일어나므로 두께가 불균일하고, 이를 종이롤(8)에서 인출되는 종이(9)와 합체하도록 한 상태에서 히팅롤러(10)로 히팅하므로, 종이와 합체하는 동안 고주파처리 폼보드원판(2-1)의 표면이 일부 냉각되어 종이와의 합체 특성이 일정하지 못하여 불균일한 표면을 가지는 문제점이 있고, 접착성이 저하되어 쉽게 종이가 분리되는 요인이 된다.

본 발명은 이를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 폼보드판을 이루는 폼보드 원판이 아닌 합지용 종이를 고주파 처리한 후 히팅롤에서 합지하여 합체된 표면을 매끄럽게 하고 종이와의 접착성을 향상시킨 발포 폼보드판 제조장치 및 제조방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 폼보드 원판과 고주파처리종이를 동시에 예열한 후 히팅롤러를 사용하여 합체하므로 합체 성능을 향상시키고 합체 불량을 없애도록 하는 발포 폼보드판 제조장치 및 제조방법을 제공하려는 것이다.

이를 위하여 본원발명은 발포 폼보드 원판을 예열부에서 예열토록 하고, 종 이는 별도의 고주파부를 통하여 합체면에 요철에 생기도록 한 후 예열부에서 발포폼보드원판과 동시에 예열한 후, 동시에 히팅롤러에서 접착되도록 한다.

즉, 본 발명은 폼보드 원판을 열처리하여 종이를 표면에 합체시킨 폼보드판 제조장치에서,

폼보드 원판에 합체될 종이의 합체면 부위에 고주파 가열되는 고주파 누름부를 가지는 고주파부;

고주파 가열된 고주파 처리종이와 폼보드 원판을 동시에 이격 예열하는 예열부; 및

예열부를 통과한 예열된 폼보드 원판 및 고주파 처리종이를 합체하도록 가열 누름 작용하는 히팅롤러를 포함하는 발포 폼보드판 제조장치를 제공하려는 것이다.

본 발명은 또한 폼보드 원단을 열처리하여 종이를 표면에 합체시킨 폼보드판 제조방법에 있어서,

폼보드 원판과 합체할 종이의 합체면 부위를 고주파 열처리하는 제 1 과정;

고주파 열처리한 종이와 이 고주파 열처리한 종이와 합체할 폼보드 원판을 수평상의 상하 차이를 두고 이동토록 하면서 동시에 예열시키는 제 2 과정; 및

예열된 폼보드 원판 및 고주파 열처리 종이를 히팅롤러에서 가열 합체하는 제 3 과정을 포함하여 수행함을 특징으로 하는 발포 폼보드판 제조방법을 제공하려는 것이다.

본 발명에서 발포 보드 원료로 사용하는 스티렌 수지는, 예를 들면, 스티렌 유도체(예 : 스티렌, α-메틸스티렌, 디클로로스티렌, 디메틸스티렌, 3급-부틸스티렌, 비닐톨루엔)의 단독중합체, 이들 중 적어도 두 개의 공중합체, 또는 스티렌 유도체와 다른 단량체와 용이하게 공중합 할 수 있는 화합물(예 : 디비닐벤젠, 메틸 메타크릴레이트, 아크릴로 니트릴, 부타디엔) 소량과의 공중합체를 들 수 있다. 본 발명에서 사용하는 발포제로서는 휘발성 유기 발포제 및 열 분해성 화학적 발포제를 언급할 수 있다. 바람직한 발포제는 비점(제1기압 이하에서)이 기재 수지의 연화점보다 높지 않은 휘발성 유기 발포제(예 : 트리클로로플루오로메탄, 디클로로디플루오로메탄, 디클로로플루오로메탄, 클로로디플루오로메탄, 1,1',2-트리클로로트리플루오로에탄, 1,2-디클로로테트라플루오로에탄, 1-클로로트리플루오로에탄, 1-클로로-1,1'-디플루오로에탄, 1,1-디플루오로에탄, 옥타플루오로디클로로부탄, 메틸 클로라이드, 에틸 클로라이든, 메틸렌 클로라이드, 에틸렌 클로라이드, 프로판, 부탄, 부텐, 프로필렌, 펜탄, 메탄올, 이산화탄소 등)이다. 또한, 난연제, 핵 생성제, 자외선 흡수제, 윤활제, 수지 개질제 및 착색제 등의 첨가제는 필요에 따라 첨가할 수 있다.

수지와 발포제와의 혼합 및 이의 압출은 폴리스티렌 수지의 통상적인 제조시에 사용하는 것과 동일하다. 발포제는 수지를 압출기에 공급하기 전에 압출기 내에서 수지와 혼합한다. 발포제 등을 함유하는 수지 혼합물은 추진, 압축, 용융

및 혼합하면서 스크류에 의해 압출기 내에서 전진시키고, 압출 다이(오리피스)를 통과시킴으로써 고압영역으로부터 저압영역으로 이동시킨다.

이하 본원 발명의 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2 는 본 발명의 구성도, 도 3 은 본 발명의 요부 구성도로, 폼보드 원판을 열처리하여 종이를 표면에 합체시킨 폼보드판 제조장치에 있어서,

폼보드 원판(2)에 합체되며 종이롤(8)에서 제공되는 종이(9)의 합체면 부위에 고주파 가열되는 고주파 누름부(21)를, 합체면 반대편에 고주파누름부(21)를 받쳐주는 고주파 베이스롤(22)를 가지는 고주파부(20);

고주파 가열된 고주파 처리종이(9-2)와 폼보드 원판(2)을 동시에 수평상의 위치 차이를 두고 예열하는 예열부(30); 및

예열부(30)를 동시에 통과한 예열된 폼보드 원판(2-4) 및 고주파 처리종이(9-2)를 합체하도록 가열 누름 작용하는 히팅롤러(10)를 포함한다.

상기 예열부(30)는 폼보드 원판(2)이 수평이동 가능하도록 수직으로 이격된 제 1 롤(31)과,

제 1 롤(31)을 지나 히팅롤러(10)에 인가하는 제 2 롤(32), 및

상기 제 1 및 제 2 롤(31,32)을 수용하며 예열용 열을 인가하는 예열 하우징(33)을 포함한다.

히팅롤러(10)를 통과한 합체 폼보드원판은 냉각부(40)에서 냉각함으로써 발포의 진행을 멈추고 표면을 안정적으로 유지토록 한다. 바람직한 냉각부(40)의 예로는 합체 원판을 이송시키는 피딩롤(41)과, 피딩롤(41)에서 공급받은 합체 보드판을 냉각시키는 냉각챔버(42)를 포함한다. 냉각챔버(42)에서 냉각된 합체 보드판은 절단부(50)에서 일정 사이즈로 절단된다.

이와 같이 구성한 본원발명은 폼보드 원판을 열처리하여 종이를 표면에 합체 시킨 폼보드판을 제조함에 있어서,

폼보드 원판(2)과 합체할 종이(9)의 합체면 부위를 고주파 누름부(21)의 누름 작용으로 요철면(9-1)을 이루도록 고주파 열처리한다(제 1 과정). 이 경우 고주파 열처리 자체는 통상의 기술이므로 이에 대한 설명은 생략하나, 종이에 고주파 열처리를 하면 고주파에 의한 파장으로 종이의 내 표면이 요철 형태로 타서 도 3 과 같이 요철면(9-1)을 이룬다.

이어 고주파 열처리하여 요철면(9-1)을 이룬 고주파 처리종이(9-2)와, 고주파 처리 종이(9-2)와 합체할 폼보드 원판(2)을 수평 상의 상하 차이를 두고 예열 하우징(33) 내에서 이동토록 하여 예열부(30)에서 동시에 예열시킨다(제 2 과정).

이어 예열된 폼보드 원판(2) 및 고주파 처리 종이(9-2)를 히팅롤러(10)에서 가열 합체한다(제 3 과정). 이 경우 예열시킨 폼보드 원판(2-4)과 예열시킨 고주파 처리종이(9-2)는 그 표면의 온도가 일치하고 동시에 고주파 처리종이(9-2)의 일 표면이 요철면(9-10을 이루므로, 이는 예열시킨 폼보드 원판(2-4) 표면과 히팅롤러(10)를 통과하면서 눌리어질 때 접촉 면적을 늘리는 효과를 제공하여 접착력을 증대시킨다. 아울러 동시에 예열한 다음 히팅 롤러를 통하여 눌러서 합체함으로써, 합체된 발포 폼보드판의 표면이 균일하고 접착성이 향상되어 내구성을 증진시킨다.

이상과 같이 본원발명은 폼보드판을 이루는 폼보드 원판이 아닌 합지용 종이를 고주파 처리한 후 히팅롤에서 합지하여 합체된 표면을 매끄럽게 하고 종이와의 접착성을 향상시킨다.

본 발명은 또한 폼보드 원판과 고주파처리종이를 동시에 예열한 후 히팅롤러를 사용하여 합체하므로 합체 성능을 향상시키고 합체 불량을 없애도록 한다.

Claims (4)

1. 폼보드 원판을 열처리하여 종이를 표면에 합체시킨 폼보드판 제조장치에 있어서,

   폼보드 원판(2)에 합체될 종이(9)의 합체면 부위에 고주파 가열되는 고주파 누름부(21)를 가지는 고주파부(20);

   고주파 가열된 고주파 처리종이(9-2)와 폼보드 원판(2)을 동시에 예열하는 예열부(30); 및

   예열부(30)를 통과한 예열된 폼보드 원판(2-4) 및 고주파 처리종이(9-2)를 합체하도록 가열 누름 작용하는 히팅롤러(10)를 포함하는 발포 폼보드판 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서, 예열부(30)는 폼보드 원판(2)이 수평이동 가능하도록 수직으로 이격된 제 1 롤(31)과,

   제 1 롤(31)을 지나 히팅롤러(10)에 인가하는 제 2 롤(32), 및

   상기 제 1 및 제 2 롤(31,32)을 수용하며 예열용 열을 인가하는 예열 하우징(33)을 포함하는 발포 폼보드판 제조장치.
3. 폼보드 원판을 열처리하여 종이를 표면에 합체시킨 폼보드판 제조방법에 있 어서,

   폼보드 원판과 합체할 종이의 합체면 부위를 고주파 열처리하는 제 1 과정;

   고주파 열처리한 종이와, 고주파 열처리한 종이와 합체할 폼보드 원판을 수평상의 상하 차이를 두고 이동토록 하면서 동시에 예열시키는 제 2 과정; 및

   예열된 폼보드 원판 및 고주파 열처리한 종이를 히팅롤러에서 가열 합체하는 제 3 과정을 포함하여 수행함을 특징으로 하는 발포 폼보드판 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서, 예열시키는 제 2 과정은 예열한 폼보드 원판을 중간에 두고 그 상하에 고주파 열처리한 종이를 이격 안치시킨 상태로 예열하는 것을 특징으로 하는 발포 폼보드판 제조방법.

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