KR100924896B1 - 폼보드판 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폼보드 원판을 예열건조부에서 예열하고, 그 상하면에 종이를 위치시키고 히팅롤러 폼보드원판을 접착부에서 가열 압착하여 폼보드원판 상하 표면에 종이를 붙이며,

접착부는 폼보드원판(12)을 저온으로 1차 가열하여 누르는 제 1 접착롤(61,63)과, 이어 고온으로 가열하여 누르는 제 2 접착롤(62,64)이 순차 배열된 구성을 이루고,

예열건조부는 아이들롤(58)과 히팅롤(52,53)을 교대로 종이(25)가 통과하는 상부 히팅건조부(U)와,

아이들롤(59)과 히팅롤(55,56)을 교대로 종이(26)가 통과하는 하부 히팅건조부(L)를 포함하며,

상기 종이(25,26)는 통로가 상부 히팅건조부(U)와 하부 히팅건조부(L)에서 동일한 상부 방향으로 통과하도록 구성 폼보드판 제조장치이다.

폼보드,가열접착,이중가열접착

Description

폼보드판 제조장치{Foam board maker}

본 발명은 발포 폼보드판 제조장치에 관한 것으로, 발포 시트(우드락) 원판에 붙이는 종이를 2번에 걸쳐서 가열 접착하며, 처음은 저온으로 나중은 고온으로 접착토록 하여 처리속도를 2배 이상 향상시키고, 품질의 신뢰성을 향상시킨 폼보드판 제조장치에 관한 것이다.

폼 보드인 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 단열재 및 액자후판으로서 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 재가열할 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. 더욱이 이러한 증기에 의한 가열은 특정 시간 또는 높은 단가 또는 열손실을 일으키는 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 권취롤에 감긴 폼보드 원판을 풀어서 예열하고 그 상하면에 본드를 칠하여 종이를 붙여 일정 사이즈로 절단하여 완성한다. 그러나 이러한 방식은 폼의 건조시간이 필요하고 작업 능률도 떨어져서 채산성에 문제가 있다.

이를 해결하고자 본드를 사용하지 않고 가열 압착하는 방식에 제안되었는바, 이는 도 1 과 같이 폼보드원판(12)을 공급하는 폼보드원판부(10)와, 폼보드원판(12) 상하에 결합되는 급지부(20)와, 급지부의 종이(25,26)와, 폼보드원판(12)을 건조 및 예열하는 예열건조부(30)와, 이어 이들을 상하에서 가열상태로 눌러 접착시키는 접착부(40)로 이루어진다.

폼보드원판부(10)는 폼보드원판(12)을 권취롤(11)에 감은 상태로 순차 풀어서 공급하는 구조를 이루고, 푸는 지지대 등의 도시는 생략한다.

상기 급지부(10)는 급지대(21)에 상하로 종이(25,26)를 각각 감은 종이롤(23,24)을 품림 가능토록 각각 설치하고, 풀림력은 모터(22)의 동력을 종이롤(23,24)에 전달하는 풀리나 체인 등의 동력전달수단을 통하여 구현 가능하다.

그러나 이러한 방식은 폼보드 원판(12) 상하에 열로 결합하고, 결합 전에 종이를 히팅시켜 건조하는 히팅롤(32,35)의 통과 방향이 상호 대칭이어서 종이에 전달되는 열에 의한 건조시 더운 열기는 위로 가는 성질 때문에 습기가 위에는 많이 건조되나, 아래는 상대적으로 덜 건조되므로, 이를 사용한 종이의 접착 상태가 폼보드 원판(12)의 상하면에 다르게 나타나, 균일하지 못한 품질의 폼보드를 생산하게 되고, 이를 해소하기 위하여 히팅롤(32,33)과 히팅롤(34,35)의 상하 온도를 다르게(아래쪽을 더 높게) 제공하여 작업하여야 하는 문제점이 있고, 이는 주변의 환경이나 습도 등에 따라 달라지기에 매일, 시간대별로 작업조건을 조절하여야 하는 등의 문제점이 있다.

또한, 한 번의 누름 작용으로 폼 보드 원판 상하 표면을 녹여서 종이를 붙여야하므로 열전달 시간이 필요하여 고열(섭씨 230~250도)을 제공하여야 하나, 이 경우에는 미발포된 발포재가 발포되어 폼보드의 표면이 매끄럽지 못하게 되고, 종이가 붙는 시간을 감안하여 작업하여야하므로 작업 속도를 빨리 할 수 없는 문제점이 있다(통상 분당 8미터 정도이다).

본 발명은 이를 해결하고자 하는 것으로, 본 발명의 목적은 폼보드원판에 종이를 붙이는 접착부를 2개의 롤러를 통과토록 하되 먼저는 저온으로, 나중은 고온으로 통과토록 하여 단 한 번의 고온으로 접착할 때의 품질 불균일과, 저속 붙임시간 소요문제를 해결하여, 품질 균일과 고속 접착을 가능토록 하는 폼보드판 제조장치를 제공하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 접착하는 종이의 건조를 상하의 종이가 동일한 건조 과정을 거치도록 하는 예열건조부 구성을 제공하여 이를 거친 종이는 폼보드판 상하면에 붙는 종이 표면이 항상 일정한 상태를 유지하도록 하여 폼보드판의 제품 신뢰성을 향상시키는 폼보드판 제조장치를 제공하려는 것이다.

이를 위하여, 본원발명은 폼보드 원판을 예열건조부에서 예열하고, 그 상하면에 종이를 위치시키고 히팅롤러 폼보드원판을 접착부에서 가열 압착하여 폼보드원판 상하 표면에 종이를 붙이는 폼보드원판을 제조하고,

접착부는 폼보드원판을 저온으로 1차 가열하여 누르는 제1 접착롤과, 이어 고온으로 가열하여 누르는 제 2 접착롤에서 순차 배열된 구성을 포함하도록 구성한다.

상기 예열건조부는 아이들롤과 히팅롤을 교대로 종이가 통과하는 상부 히팅건조부와,

아이들롤과 히팅롤을 교대로 종이가 통과하는 하부 히팅건조부를 포함하고,

상기 상하의 종이는 통로가 상부 히팅건조부와 하부 히팅건조부에서 동일한 방향으로 통과하도록 구성한다.

이상과 같이 본원발명은 폼보드원판에 종이를 붙이는 접착부를 2개의 롤러를 통과토록 하되 먼저는 저온으로, 나중은 고온으로 통과토록 하여 품질 균일과 고속 접착을 가능토록 하는 폼보드판 제조장치를 제공한다.

본 발명은 또한 접착하는 상하의 종이가 동일한 건조 과정을 거치도록 하여 폼보드판 상하면에 붙는 종이 표면이 항상 일정한 상태를 유지하도록 함으로써, 폼보드의 제품 신뢰성을 향상시킨다.

도 2 는 본 발명의 정면 구성도, 도 3 은 본 발명의 평면 구성도로, 폼보드원판부(10)에서 공급받은 폼보드 원판(12)을 예열건조부(50)에서 예열하고, 폼보드원판(12) 상하면에 종이를 위치시키도록 상하 종이롤(23,24)을 통하여 종이(25,26)를 공급하고, 폼보드원판(12)을 접착부(60)에서 가열 압착하여 폼보드판을 제조하도록 구성한다.

상기 접착부(60)는 폼보드원판(12)을 저온으로 1차 가열하여 누르는 제1 접착롤(61,63)과, 이어 고온으로 가열하여 누르는 제 2 접착롤(62,64)이 순차 배열된 구성을 포함한다.

상기 예열건조부(50)는 아이들롤(58)과 히팅롤(52,53)을 교대로 종이(25)가 통과하는 상부 히팅건조부(U)와,

아이들롤(59)과 히팅롤(55,56)을 교대로 종이(26)가 통과하는 하부 히팅건조부(L)를 포함하며,

상기 종이(25,26)는 통로가 상부 히팅건조부(U)와 하부 히팅건조부(L)에서 동일한 상부방향으로 통과하도록 구성한다.

상부 히팅건조부(U)는 히팅롤(54)과 아이들롤(58)을 더 통과하도록 구성하고,

하부 히팅건조부(L)는 히팅롤(57)과 아이들롤(59)을 더 통과하도록 구성할 수도 있다.

본 발명에서 사용하는 히팅롤은 전기히터나 열매체(기름)를 사용하는 것을 들 수 있다.

본 발명에서 발포 폼보드원판(12) 제조 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 이동시키고, 이를 냉각하여 권취롤(11)에 감은 것을 사용한다.

본 발명은 도 2의 경우와 같이 상부히팅 건조부(U)와 하부히팅 건조부(L)를 통과하는 상하의 종이(25,26)의 이동 방향이 같고, 이동로가 같아서 상하의 각 종이(25,26)의 건조상태가 일정하게 된다. 따라서 이를 사용한 종이(25,26)는 폼보드원판(12)의 상하에 위치하고,

이어 접착부(60)에서는 제 1 접착롤(61,63)에서 저온(섭씨 170~190도)으로 눌러 종이와 폼보드원판(12)이 일차 접착토록 하고,

이어 고온(섭씨 190~210도)의 제 2 접착롤(62,64)을 통과함으로써 속도가 빠르고 접착성이 양호한 폼보드판의 제조를 가능하게 한다.

이는 저온의 제 1 접착롤(61,63)을 통과함으로써, 폼보드원판(12)의 과대 발포를 막아 품질을 일정하게 하고, 이어 제 2 접착롤(62,64)을 통과함으로써, 폼보드원판(12)의 균일한 종이 접착을 가능토록 함과 동시에 통과 시간을 고속으로 통과토록 하여(도 1의 장치와 같은 이전 기계장치에서는 분당 8분 정도의 통과 시간을 주어야 종이의 접착을 가능토록 하였으나 본 발명은 2차 접착하는 원리를 사용하므로 분당 20미터 정도의 속도를 가능토록 하여 생산성을 약 2배 내지 3배 향상시킨다), 폼보드원판(12)의 표면에서 발포가 터지거나 할 시간을 주지않아 수득하는 폼보드판의 품질을 또한 일정하게 하여 제품의 신뢰성을 향상시킨다.

도 1 은 일반적인 폼보드 제조장치의 정면 구성도,

도 2 는 본 발명의 정면 구성도,

도 3 은 본 발명의 평면 구성도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 명칭

10;폼보드원판부 11;권취롤 12;폼보드원판 13;인출롤 20;급지부 21; 급지대 22;모터 23,24;종이롤 25,26;종이 30; 예열건조부 31;예열통 32;34,33,35;히팅롤 40;접착부 41,42;히팅접착롤 50;예열건조부 51; 예열통 52,53,54;히팅롤 55,56,57;히팅롤 58,59;아이들롤 60;접착부 61,63;제1접착롤 62,64;제2접착롤

Claims (3)

1. 삭제
2. 폼보드 원판을 예열건조부에서 예열하고, 그 상하면에 종이를 위치시키고 히팅롤러 폼보드원판을 접착부에서 가열 압착하여 폼보드원판 상하 표면에 종이를 붙이는 폼보드판 제조장치에 있어서,

   접착부는 폼보드원판(12)을 저온으로 1차 가열하여 누르는 제1 접착롤(61,63)과, 이어 고온으로 가열하여 누르는 제 2 접착롤(62,64)이 순차 배열된 구성을 포함하고;

   상기, 예열건조부는 아이들롤(58)과 히팅롤(52,53)을 교대로 종이(25)가 통과하는 상부 히팅건조부(U)와,

   아이들롤(59)과 히팅롤(55,56)을 교대로 종이(26)가 통과하는 하부 히팅건조부(L)를 포함하며,

   상기 종이(25,26)는 통로가 상부 히팅건조부(U)와 하부 히팅건조부(L)에서 동일한 상부방향으로 통과하도록 구성한 것을 특징으로 하는 폼보드판 제조장치.
3. 제 2항에 있어서, 상부 히팅건조부(U)는 히팅롤(54)과 아이들롤(58)을 더 통과하도록 구성하고,

   하부 히팅건조부(L)는 히팅롤(57)과 아이들롤(59)을 더 통과하도록 구성한 것을 특징으로 하는 폼보드판 제조장치.

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