KR101132034B1

KR101132034B1 - 질석보드 제조장치 및 제조방법

Info

Publication number: KR101132034B1
Application number: KR1020110081593A
Authority: KR
Inventors: 강석영
Original assignee: 강석영
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2012-04-02

Abstract

본 발명은 균일한 품질을 얻으면서도 대량생산이 가능한 질석보드 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은 질석과 규사의 혼합물에 바인더가 뭉쳐짐 없이 혼합될 수 있도록 질석과 규사의 혼합물이 유동하는 믹서기 내부로 투입되는 바인더에 고압의 공기를 분사시켜서 질석과 규사의 혼합물과 균일한 양으로 혼합시킨 후, 질석, 규사 및 바인더의 최종 혼합물을 저장조에 저장하기 이전에 송풍팬 및 주름진 주름관에 순차적으로 충돌되도록 하여 바인더의 뭉쳐짐을 보다 효과적으로 제거할 수 있고, 또한 프레스에서 질석보드의 압축 성형과 성형이 완료된 질석보드의 취출 작동이 연속적으로 이루어지도록 연계되는 장치를 구현함으로써 고품질의 질석보드를 대량으로 생산할 수 있는 질석보드 제조장치 및 제조방법을 제공한다.

Description

질석보드 제조장치 및 제조방법{Apparatus and method for manufacturing vermiculite board}

본 발명은 질석보드 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 특히 균일한 품질을 얻으면서도 대량생산이 가능한 질석보드 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

질석(Vermiculite)은 SiO2(37.3%), Al2O3(11%), K2(4.88%), Fe2O3(4.52%), M(27.6%), Ig(10.8%), CaO(1.08%) 등의 성분으로 구성되어 인체에 유익한 원적외선을 방사하며, 탈취성과 항균성이 우수하고 내화성이 뛰어난 특징이 있다.

따라서, 건축용 자재, 전동차 및 기차의 천정, 벽체의 자재, 전자 제품의 자재 등으로 널리 사용되며, 분말의 형태로 방화용 불연성 페인트, 코팅재 및 충진재 등에 첨가하기도 한다.

특히, 질석은 고온으로 소성하면 팽창하는 특징이 있으며, 팽창한 질석은 밀도가 낮으면서도 탈취성, 항균성, 내화성이 우수하므로, 이를 보드(판) 형상으로 제조하여 다양한 건축물 내, 외장재로 사용되고 있다.

이러한 팽창 질석을 이용하여 질석보드를 제조하는 방법에 관한 기술로서, 대한민국 공개특허공보 제2001-0102690호 질석소성품 및 이를 이용한 질석판넬에서는 소성된 질석과 우레탄계 바인더를 혼합하여 질석판넬을 제조하는 방법을 제시하고 있다.

그리고 대한민국 등록실용신안공보 제20-0326283호 질석을 이용한 건축 내장재 구조에서는 팽창질석과, 붕산, 붕사, 불연성 규산소다 용액, 물로 이루어진 접착제를 혼합하여 질석판넬을 제조하는 방법을 제시하고 있다.

또한, 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0111300호 질석보드 및 그의 제조방법에서는 질석과 실리카, 알루미나 바인더와 혼합하고 소성하여 질석보드를 제조하는 방법을 제공하였고, 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0092175호 건축용 내장재 제조방법에서는 발포질석과 아스베스트, 로진파우더, 글리세린, 규산나트륨, 산화아연을 혼합하고 압축 성형하여 내장재를 제조하는 방법을 제공하고 있다.

상술한 선행문헌들을 통해서 알 수 있듯이, 질석보드를 제조함에 있어 질석 분말과 나머지 첨가제와 결합제 역할을 우레탄계 바인더 또는 무기 바인더를 혼합하여 제조하고 있다.

그러나 결합제로 사용되는 우레탄계 바인더 또는 무기 바인더는 그 성질 자체가 끈적거려서 질석 원료와 균일한 혼합이 이루어지지 않게 되고 이로 인해 바인더가 균일하게 혼합되지 않은 부분에는 강도가 낮고 색상이 달라져서 전체적으로 균일한 품질을 얻기 어려우며, 특히 질석보드 제조를 위한 연속적인 공정에서 질석 원료와 바인더를 혼합하는 것이 어려운 문제점이 있다.

또한, 질석원료와 바인더가 전체적으로 균일한 혼합이 이루어지더라도 바인더 자체의 끈적거리는 성질로 인해 혼합 성분 내에서 몽우리 형태로 뭉쳐져 있기 때문에 고온으로 오랜 시간 동안 프레스로 가압하여 제조하여야 하기 때문에 대량 생산에 적합하지 않은 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2001-0102690호(2001. 11. 16.) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0326283호(2003. 09. 17.) 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0111300호(2005. 11. 24.) 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0092175호(2006. 08. 22)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 연속적인 혼합 공정에서 질석과 바인더가 균일한 혼합이 이루어지도록 함과 동시에, 혼합물에서 바인더가 뭉치지 않도록 하여 프레스로 투입시에 정량 공급이 가능하고 또한 상온에서 한 번의 프레스 공정으로 질석보드를 제조함으로써 균일한 품질을 얻을 수 있으며 대량생산에 능동적으로 대응할 수 있는 질석보드 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 질석보드 제조장치는 질석 및 규사가 서로 혼합되는 제1 믹서기; 상기 제1 믹서기에서 혼합된 질석 및 규사 혼합물이 투입되는 호퍼와, 호퍼의 하단에 설치되어 질석 및 규사 혼합물의 이송 경로를 제공하는 이송관과, 이송관 내부에 회전 가능하게 설치되는 스크류축과, 이송관 상부에 수직 관통 설치되어 바인더가 유입되는 바인더 유입관과 바인더 유입관의 측면에 수평 연장 설치되어 고압의 공기가 유입되는 고압공기 유입관으로 이루어진 혼합관을 포함하는 제2 믹서기; 상기 제1 믹서기와 제2 믹서기 사이에 설치되어, 제1 믹서기에서 혼합된 질석 및 규사 혼합물 이송하여 제2 믹서기의 호퍼로 공급하는 제1 이송스크류; 및 상기 제2 믹서기로부터 배출되는 질석, 규사 및 바인더의 최종 혼합물 일시 저장하는 저장조; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 믹서기의 배출구 측에 설치되어 제2 믹서기에서 배출되는 질석, 규사 및 바인더의 최종 혼합물을 송풍력에 의해 상기 저장조로 압송하는 송풍팬 어셈블리와, 상기 송풍팬 어셈불리와 저장조에 각각 연결되고, 그 외주면에 다수의 나사형의 주름부가 형성된 주름관을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 저장조에서 공급되는 최종 혼합물을 압축하여 질석보드를 제조하는 프레스를 더 포함하되, 상기 프레스는 고정된 하부 고정금형과 하부 고정금형에 수직 설치된 가이드바를 따라 승강하면서 그 하면에는 누름판이 마련된 상부 가동금형으로 이루어지고, 하부 고정금형의 상면에는 보드 형태를 이루면서 상하면이 개방된 성형틀이 마련되며, 성형틀의 하면에 대응되는 위치의 하부 고정금형 상면에는 수직 자세로 설치된 승강 실린더의 작동에 의해 일정 높이 승강 가능한 승강판이 설치되고, 성형틀의 측면에 대응되는 위치에 수평자세로 설치된 실린더 하우징과, 실린더 하우징으로 인입 및 인출 가능하면서 그 인출 길이가 조절되는 실린더 로드와, 실린더 로드의 일단에 설치되어 성형된 질석보드를 프레스기 외부로 밀어주는 취출판으로 이루어진 취출장치가 마련된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 프레스에서 취출장치가 마련된 반대편 일측에는 이동 가능하면서 높이 조절 가능한 리프터가 설치되어, 프레스에서 배출되는 다수의 질석보드를 적재하여 이동할 수 있는 리프터가 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상술한 질석보드 제조장치에 의해 질석보드를 제조하는 방법은, 질석 및 규사가 서로 혼합되는 단계; 바인더를 고압의 공기로 분사하여 작은 입자로 분산시켜서 상기 질석 및 규사의 혼합물에 공급하여 질석, 규사 및 바인더의 최종 혼합물로 혼합되는 단계; 상기 최종 혼합물을 송풍팬의 송풍력에 의해 저장조로 이송하되, 최종 혼합물이 최종 혼합물의 이송 경로 상에 설치된 송풍팬 블레이드 사이로 통과되어 압송되는 단계; 상기 송풍팬에 의해 이송되는 최종 혼합물이 외면이 주름진 주름관을 통해 저장조로 압송되는 단계; 상기 저장조에 저장된 최종 혼합물이 프레스로 공급되어 일정한 형성을 갖는 질석보드로 성형되는 단계; 및 상기 성형된 질석보드가 1차 자연 건조기 및 2차 열풍 건조기에 의해 순차적으로 건조되어 최종 질석보드가 제조되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레스에 의해 질석보드가 성형되는 단계는, 하부 고정금형의 상면에 마련된 성형틀에 최종 성형물이 주입되는 단계와, 상부 가동금형이 하강되어 성형틀 내부에 채워진 최종 성형물이 압축되는 단계와, 상기 상부 가동금형이 승강됨과 동시에 하부 공정금형에 마련된 승강판이 승강 실린더의 동작에 의해 상승되어 성형된 질석보드가 상기 성형틀 상부로 상승되는 단계와, 상기 성형틀 상부로 상승된 질석보드가 프레스에 수평 자세로 설치된 취출 실린더의 동작에 의해 취출 실린더의 로드에 연결된 취출판에 밀려서 프레스 외부로 배출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 성형된 질석보드가 취출되는 단계에 있어서, 상기 프레스로 일 측면에는 이동 가능하면서 높이 조절 가능한 리프터가 설치되어, 프레스에서 배출되는 다수의 질석보드가 리프터에 적층되는 높이에 따라 리프터의 높이가 조절되면서 연속적으로 다수의 질석보드가 리프터에 적재되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 질석보드 제조장치 및 제조방법은 다음과 같은 효과를 발휘한다.

첫째, 바인더가 작은 입자로 분산되어 질석 및 규사의 혼합물과 혼합됨으로써 질석, 규사 및 바인더의 최종 혼합물이 균일하게 혼합됨으로써 강도가 높고 내수성이 우수한 고품질의 질석보드를 제조할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 질석 및 규사 혼합물이 유동하는 중에 그 흐름량에 맞게 이에 혼합되는 바인더의 정량 공급이 가능함으로써, 연속적인 혼합 공정에 있어서도 균일한 혼합이 이루어짐에 따라 질석보드의 대량생산에 능동적으로 대처할 수 있은 효과가 있다.

셋째, 질석, 규사 및 바인더의 최종 혼합물이 저장조로 이송 중에 송풍팬에 의해 1차 충돌되면서 이송되고, 이후에 다시 주름진 주름관을 통해 2차 충돌되면서 이송되어 바인더가 전체 혼합물에서 뭉쳐짐이 없이 균일하게 혼합됨으로써 프레스 가압 시에 상온에서 단시간 내에 질석보드로 압축 성형할 수 있는 효과를 발휘한다.

넷째, 프레스에서 질석보드의 압축 성형과 성형이 완료된 질석보드의 취출 작동을 서로 연계하여 연속적으로 이루어지게 함으로써 프레스를 통한 질석보드의 성형 시간을 단축할 수 있어 질석보드의 대량생산에 능동적으로 대처할 수 있은 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 질석보드 제조장치에서 질석, 규사 및 바인더를 연속식으로 혼합하기 위한 원료 혼합 및 저장 장치를 도시한 개념도
도 2는 도 1에 도시된 원료 혼합 장치에서 혼합된 최종 혼합물을 이용하여 질석보드를 성형하는 성형 장치를 도시한 개념도
도 3은 도 2에 도시된 프레스의 정면도
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 질석보드의 제조방법을 도시한 일련의 공정 흐름도

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다. 한편, 이하에서는 본 발명의 요지와 무관한 것으로 당업계에서 널리 알려진 기술에 대해서는 그 설명을 생략하거나 또는 본 발명의 요지를 뒷받침할 수 있는 한도 내에서 간단하게 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 질석보드 제조장치는 소성된 질석 분말과 바인더 및 첨가제를 연속식으로 혼합하기 위해 인라인(IN-LINE) 상에 일렬로 배치된 원료 혼합장치(도 1 부분)와, 이 원료 혼합장치에서 혼합된 혼합물을 프레스기 등에 투입하여 보드(판) 형태로 제조하기 위한 질석보드 성형장치(도 2 부분)로 크게 구분된다.

도 1과 관련하여, 본 발명에 따른 질석보드 제조장치를 이루는 원료 혼합장치는 소성된 질석 분말과 소성된 규사 등의 첨가제를 공급받아 이들을 혼합 및 교반하는 제1 믹싱기(10)와, 제1 믹싱기(10)에서 혼합된 질석 및 규사 혼합물에 결합제 역할을 하는 바인더를 혼합하는 제2 믹싱기(30)와, 제2 믹싱기(30)에서 혼합된 질석, 규사 및 바인더의 혼합물을 일시적으로 저장하는 저장조(60)를 포함하여 구성된다.

여기서, 제1 믹싱기(10)는 원통형의 탱크로 상부 일측에는 질석 소성로에서 분쇄한 질석 분말을 소성하여 부피를 팽창시킨 질석 분말이 저장된 질석 저장탱크(미도시)와 연결되어 소성된 질석 분말이 공급되는 질석 투입구(11)가 마련되고, 상부 타측에는 규사 등의 첨가제가 저장된 첨가제 탱크(미도시)와 연결되어 규사 등의 첨가제가 공급되는 규사 투입구(12)가 마련되고, 하부 일측에는 질석과 규사가 혼합된 혼합물이 배출되는 배출구(13)가 마련된다.

또한, 제1 믹싱기(10) 내부에는 모터(14)에 의해 회전하면서 질석과 규사를 서로 균일하게 혼합되도록 저어주는 회전 블레이드(15) 등의 장치가 구비되어 있다.

한편, 제1 믹싱기(10)와 제2 믹싱기(30) 사이에는 제1 믹싱기(10)에서 혼합 배출된 질석 및 규사 혼합물을 제2 믹싱기(30)로 연속적으로 공급하기 위한 제1 이송스크류(20)가 설치된다.

보다 상세하게, 제1 이송스크류(20)는 그 일단이 제1 믹싱기(10)의 배출구(13)의 하부에 설치되고, 그 타단이 제2 믹싱기(30)의 호퍼(31) 측에 설치되어 전체적으로 제1 믹싱기(10)에서 제2 믹싱기(30)로 상향 경사지게 길게 설치되며, 모터 등의 구동에 의한 스크류축의 회전에 의해 제1 믹싱기(10)에서 혼합 배출된 질석 및 규사 혼합물을 제2 믹싱기(30)의 호퍼(31)측에 연속적으로 공급하는 역할을 한다.

제2 믹싱기(30)는 질석 및 규사 혼합물에 바인더가 균일하게 혼합되도록 하는 장치이다. 이러한 제2 믹싱기(30)는 상부에 제1 이송스크류(20)를 통해 이송되는 질석 및 규사 혼합물이 유입되는 호퍼(31)와, 이 호퍼(31)의 하단 배출구 측에 수평 자세로 길게 설치되어 질석 및 규사 혼합물과 바인더를 스크류 방식으로 이송 및 혼합하는 제2 이송스크류(33)와, 제2 이송스크류(33)를 지면으로부터 일정 높이 수평 상태로 유지되도록 받쳐주는 받침대(34)로 구성된다.

여기서, 제2 이송스크류(33)는 일단이 호퍼(31)의 하단 배출구와 연통되게 연결되고, 타단이 후술하는 송풍팬 어셈블리(40)측에 혼합물을 공급가능하게 연결 설치되어 혼합물의 이송 경로를 제공하는 밀폐된 관 형상의 이송관(33a)과, 이 이송관(33a) 내부에 회전 가능하게 설치되어 혼합물을 이송하면서 혼합시키는 스크류축(33b)과, 이 스크류축(33b)의 회전력을 제공하는 모터(33c)를 포함하여 구성된다.

이때, 호퍼(31)측에 연결되는 부위의 이송관(33a) 상부에는 이송관(33a) 내부로 바인더를 공급하기 위해 이송관(33a)과 직각을 이루도록 수직하게 연장되어 바인더가 유입되는 바인더 유입관(32a)와, 이 바인더 유입관(32a)의 중간 부분에 바인더 유입관(32a)과 직각을 이루도록 수평하게 연장되어 압축된 고압의 공기가 유입되는 고압공기 유입관(32b)이 서로 연통되게 'ㅏ'자 형상으로 일체로 제작된 혼합관(32)이 이송관(33a)과 서로 관통되게 연결된다.

도면에 도시하지는 않았지만, 혼합관(32)에서 바인더 유입관(32a)은 바인더가 저장된 바인더 저장탱크에 출구단에 연결된 압송펌프측과 호스 등을 통해 서로 연결되어 있으며, 고압공기 유입관(32b)은 공기를 압축하는 압축기측과 호스 등을 통해 서로 연결되어 있다.

이로 인해, 바인더가 바인더 유입관(32a)을 통해 이송관(33a) 내부로 공급되기 이전에 고압공기 유입관(33b)을 통해 측면에서 분사되는 고압의 공기에 의해 작은 입자로 흩어진 상태로 이송관(33a) 내부로 공급됨으로써 이송관(33a) 내부에서 이송되는 질석 및 규사 혼합물과 균일한 혼합이 이루어지게 된다.

따라서, 종래와 같이 바인더가 뭉쳐진 상태로 공급되어 질석과 균일한 혼합이 이루어지지 않아 발생되는 질석보드의 품질 저하를 해결할 수 있고, 특히 바인더의 혼합을 위해 각 혼합 성분을 일정량씩 나누어서 고정식으로 혼합하는 배치(batch)식으로 혼합하는 것이 아니라 이송스크류를 통하여 연속적으로 혼합할 수 있어 질석보드의 대량생산에 능동적으로 대처할 수 있게 된다.

한편, 제2 이송스크류(33)에서 질석, 규사 및 바인더가 혼합된 최종 혼합물이 배출하는 배출구(33d) 측에는 송풍력에 의해 배출되는 최종 혼합물을 저장조(60)로 이송하는 송풍팬 어셈블리(40)가 설치된다.

여기서, 송풍팬 어셈블리(40)는 최종 혼합물의 압송을 위한 송풍력을 제공하는 시로코 팬(sirocco fan) 타입의 송풍팬(41)과, 송풍팬(41)을 구동하기 위한 모터(미도시)와, 송풍팬(41)이 내장되도록 송풍팬(41)을 감싸는 팬하우징(42)을 포함하여 구성된다.

이때, 송풍팬(41) 수평 중심축을 이루는 팬하우징(42) 일 측면에는 깔때기 모양의 용기로 이루어진 투입호퍼(43)가 연결되어 있어, 이 투입호퍼(43)를 통해 제2 이송스크류(33)에서 배출된 최종 혼합물이 송풍팬(41)으로 공급된다.

그리고, 팬하우징(42)에서 최종 혼합물이 배출되는 배출구(42a)는 그 외주면이 나선형으로 주름진 주름관(50)에 의해 저장조(60)와 연결된다.

이로 인해, 제2 이송스크류(33)에서 혼합된 질석, 규사 및 바인더의 최종 혼합물이 저장조(60)로 저장되기 이전에 송풍팬(41)의 블레이드와 1차적으로 충돌되고, 저장조(60)로 압송중에 주름관(50)의 외주면에서 주름부와 2차적으로 충돌하면서 바인더를 최종적으로 미세한 입자로 뭉침 없이 혼합될 수 있게 된다.

저장조(60)는 질석, 규사 및 바인더의 최종 혼합물을 일시 저장하기 위해 수직하게 세워진 사일로 탱크(silo tank)로, 일측에는 주름관(50)과 연결되고 타측에 혼합물을 배출하는 배출관(61)이 관통 설치된다. 이러한 배출관(61)에는 최종 혼합물의 배출 및 그 배출량을 단속하기 위한 솔레노이드밸브(62)가 마련된다.

도 2와 관련하여, 본 발명에 따른 질석보드 제조장치를 이루는 질석보드 성형장치는 저장조에서 공급되는 최종 혼합물을 일정한 압력으로 가압하여 일정한 형상을 갖는 질석보드로 성형하는 프레스(70)와, 프레스(70)에서 성형된 질석보드를 취출하는 취출장치(80)와, 프레스(70)에서 취출된 질석보드를 적재하는 리프터(90)와, 질석보드를 경화시키기 위해 일정한 온도로 가열하는 1차 및 2차 건조기(100)(110)로 이루어진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 프레스(70)는 고정된 하부 고정금형(73)과 하부 고정금형(73)에 수직 설치된 가이드바(75)를 따라 승강하면서 그 하면에는 누름판(72)이 마련된 상부 가동금형(71)으로 이루어지고, 하부 고정금형(73)의 상면에는 판 형상의 틀 형태를 이루면서 상하면이 개방된 성형틀(74)이 마련되고, 성형틀(74)의 하면에 대응되는 위치의 하부 고정금형(73) 상면에는 수직 자세로 설치된 승강 실린더(76)의 작동에 의해 일정 높이 승강 가능한 승강판(77)이 설치된다.

한편, 하부 고정금형(73)의 일 측면에는 프레스(70)에서 성형된 질석보드를 프레스(70) 외부로 빼내기 위한 취출장치(80)가 설치된다.

여기서, 취출장치(80)는 성형틀(74)의 측면에 대응되는 위치에 수평자세로 설치된 실린더 하우징(81)과, 실린더 하우징(81)으로 제공되는 유압 또는 공압에 의해 실린더 하우징(81)으로 인입 및 인출 가능하면서 그 인출 길이가 조절되는 실린더 로드(82)와, 실린더 로드(82)의 일단에 설치되어 성형된 질석보드를 밀어주는 취출판(83)으로 이루어진다.

이로 인해, 저장조(60)에서 공급되는 최종 혼합물이 프레스(70)의 성형틀(74)의 내부에 채워지게 되면 상부 가동금형(71)이 하강하면서 누름판(72)이 성형틀(74) 내부에 채워진 최종 혼합물을 일정 시간 동안 가압하게 되면 최종 혼합물은 일정 강도를 갖도록 압축되면서 성형틀(74) 형상을 갖는 판 형태의 질석보드로 성형되고, 이후에 상부 가동금형(71)이 상승함과 동시에 하부 고정금형(73)에 마련된 승강 실린더(76)의 작동에 의해 승강판(77)을 밀어 올리면 성형된 질석보드가 성형틀(74)의 상부에 위치하게 되며, 이후 취출장치(80)를 통해 취출 실린더 로드(82)가 전진하면서 취출판(83)이 성형된 질석보드를 수평으로 밀어주면서 성형된 질석보드를 프레스(70) 외부로 밀어내게 된다.

한편, 취출장치(80)가 설치된 프레스(70)의 반대편에는 프레스(70)로 취출되는 질석보드를 적재하기 위해 상하 승강 가능한 리프터(90)가 구비된다.

여기서, 리프터(90)는 지면에 설치되는 하판(92)과 이 하판(92)으로부터 일정 높이 이격되면서 성형된 질석보드가 적재되는 상판(91) 사이에 X자 형태로 교차 설치되며 교차 부위에 힌지핀(94)으로 연결되어 상하 회동가능하게 설치되는 연결체(93)가 구비되고, 이 연결체(93)와 하판(92) 사이에 설치되어 연결체(93)에 회동력을 제공하는 회동 실린더(95)가 설치된다.

따라서, 회동 실린더(95)의 작동에 의해 한 쌍의 연결체(93)가 힌지핀(94)을 중심으로 상하 회동되면서 상판(91)의 높이를 조절하게 된다.

이때, 하판(92) 저면의 가장자리를 이루는 모서리 측에는 리프터(90)가 이동될 수 있는 다수 개의 바퀴(96)가 각각 설치된다.

이로 인해, 프레스(70)로부터 성형된 질석보드의 취출시에는 리프터(90)를 프레스(70)측으로 이동시킨 후에 상판(91)의 높이를 질석보드가 취출되는 높이로 낮춘 상태에서 프레스(70)로부터 취출된 질석보드가 상판(91)에 적재되면 다시 질석보드의 두께에 해당하는 높이로 상판(91)의 높이를 낮추어 이후에 성형되어 취출되는 질석보드를 순차적으로 적재하는 과정을 반복함으로써 다수의 질석보드를 적재할 수 있다.

다수의 질석보드가 적재된 리프터(90)를 1차 건조기(100)로 이동시켜서 적재된 질석보드를 하나 하나씩 1차 건조기(100)에 옮겨 놓아서 일정 시간 동안 자연 건조 시킨다.

이때, 1차 건조기(100)는 수평으로 설치되는 건조대가 다층으로 마련되며, 내부로 통풍이 가능할 수 있게 전후가 뚫려있는 구조로 이루어진다.

자연 건조가 완료된 질석보다는 다시 리프터(미도시)를 통해 2차 건조기(110)로 옮겨서 일정 시간 동안에 열풍 건조를 마침으로써 최종 제품을 이루는 질석보드가 제조된다.

이때, 2차 건조기(110)는 밀폐된 케이스 내부에 히터 및 송풍팬에 의해 열풍이 내부로 순환하면서 질석보드를 가열하는 열풍 건조기이다.

이상에서는 질석과 혼합되는 첨가제를 규사로 한정하여 설명을 하고 있지만 본 발명에서는 이에 한정되는 것이 아니라 토사, 점토 또는 석회석 등 당업계에서 공지된 다양한 첨가제가 사용될 수 있다.

이하에서는, 이와 같이 구성되는 질석보드 제조장치에 의해 질석보드를 제조하는 일련의 공정을 간단하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 질석보드의 제조방법을 도시한 일련의 공정 흐름도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 소성된 질석과 규사가 제1 믹싱기로 공급되어 질석 및 규사 혼합물로 혼합 배출되면, 제1 이송스크류는 이들 혼합물을 제2 믹서기로 공급한다(S10).

다음, 제2 믹서기로 공급된 질석 및 규사 혼합물에 바인더를 공급하되, 바인더가 투입되는 방향의 직각방향으로 바인더에 고압의 공기를 분사하여 바인더가 뭉쳐지지 않고 작은 입자로 분산시켜서 공급한다(S20).

이때, 제2 믹서기는 이송스크류 타입으로 이루어져 이송스크류를 통해 연속적으로 이동하는 질석 및 규사 혼합물의 흐름율(flowrate)에 일정량의 바인더 역시 연속적으로 공급된다.

다음, 제2 믹서기로 배출되는 질석, 규사 및 바인더의 최종 혼합물은 송풍팬 어셈블리와 유입되어져 송풍팬의 송풍력에 의해 주름관을 통해 저장조로 압송된다. 이때, 최종 혼합물은 송풍팬과 1차 충돌이 이루어지고 다음에 주름관의 주름부와 2차 충돌하면서 몽우리 형태로 뭉쳐진 바인더가 최종적으로 작은 입자로 흩어져서 균일한 혼합이 이루어지게 된다(S30).

다음, 저장조에 저장된 최종 혼합물을 프레스로 가압하여 압축된 질석보드를 성형한다.(S40)

이를 보다 상세하게 설명하면, 먼저 저장조의 배출관에 길게 연장된 호스 등을 통해 프레스의 성형틀 내부로 채워넣는다(S41).

다음, 프레스의 성형틀 내부에 최종 혼합물이 채워진 상태에서 상부 가동금형을 하강시켜서 최종 혼합물을 가압하면 최종 혼합물이 압축 성형되어 판 형태의 성형된 질석보드가 제조된다(S42). 이후에, 성형틀의 바닥을 이루는 하부 고정금형의 승강판이 승강 실린더의 동작에 의해 승강하면서(S43) 질석보드가 성형틀 상부로 상승하게 되면(S44) 취출 장치의 취출 실린더 로드의 전진 동작에 의해(S45) 취출판이 질석보드를 프레스 외부로 배출한다(S46).

다음, 프레스 외부로 배출된 질석보드는 프레스의 일측에 대기하고 있는 리프터에 적재된다. 이때, 리프터는 그 높이가 조절이 가능하여 프레스에서 질석보드가 배출되는 높이와 리프터에 적재된 질석보드의 적층 높이에 따라 그 높이를 조절하면서 다수의 질석보드를 적재할 수 있게 된다.(S50)

다음, 리프터에 다수 개의 질석보드가 적재된 경우에 이를 제1 건조기로 이동시켜서 각각의 질석보드를 제1 건조기의 건조대에 올려놓아 일정 시간 동안 자연건조를 시킨다.(S60)

마지막으로, 1차 건조기에서 자연 건조된 질석보드를 2차 건조기로 옮겨서 일정 시간 동안에 열풍 건조를 시킴으로써 최종 제품을 이루는 질석보드가 제조되는 것이다.(S70)

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명백할 것이다.

10: 제1 믹싱기 20: 제1 이송스크류
30: 제2 믹싱기 32: 혼합관
33: 제2 이송스크류 40: 송풍팬 어셈블리
50: 주름관 60: 저장조
70: 프레스 71: 상부 가동금형
73: 하부 고정금형 74: 성형틀
75: 가이드바 76: 승강 실린더
77: 승강판 80: 취출장치
81: 실린더 하우징 82: 실린더 로드
83: 취출판 90: 리프터
100: 제1 건조기 110: 제2 건조기

Claims

질석 및 규사가 서로 혼합되는 제1 믹서기(10);
상기 제1 믹서기(10)에서 혼합된 질석 및 규사 혼합물이 투입되는 호퍼(31)와, 호퍼(31)의 하단에 설치되어 질석 및 규사 혼합물의 이송 경로를 제공하는 이송관(33a)과, 이송관(33a) 내부에 회전 가능하게 설치되는 스크류축(33b)과, 이송관(33a) 상부에 수직 관통 설치되어 바인더가 유입되는 바인더 유입관(32a)과 바인더 유입관(32a)의 측면에 수평 연장 설치되어 고압의 공기가 유입되는 고압공기 유입관(32b)으로 이루어진 혼합관(32)을 포함하는 제2 믹서기(30);
상기 제1 믹서기(10)와 제2 믹서기(30) 사이에 설치되어, 제1 믹서기(10)에서 혼합된 질석 및 규사 혼합물 이송하여 제2 믹서기(30)의 호퍼(31)로 공급하는 제1 이송스크류(20); 및
상기 제2 믹서기(30)로부터 배출되는 질석, 규사 및 바인더의 최종 혼합물 일시 저장하는 저장조(60);
를 포함하여 이루어진 질석보드 제조장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 믹서기(30)의 배출구(33d) 측에 설치되어 제2 믹서기(30)에서 배출되는 질석, 규사 및 바인더의 최종 혼합물을 송풍력에 의해 상기 저장조로 압송하는 송풍팬 어셈블리(40)와, 상기 송풍팬 어셈불리(40)와 저장조(60)에 각각 연결되고, 그 외주면에 다수의 나사형의 주름부가 형성된 주름관(50)을 더 포함하여 이루어진 질석보드 제조장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 저장조(60)에서 공급되는 최종 혼합물을 압축하여 질석보드를 제조하는 프레스(70)를 더 포함하되, 상기 프레스(70)는 고정된 하부 고정금형(73)과 하부 고정금형(73)에 수직 설치된 가이드바(75)를 따라 승강하면서 그 하면에는 누름판(72)이 마련된 상부 가동금형(71)으로 이루어지고, 하부 고정금형(73)의 상면에는 보드 형태를 이루면서 상하면이 개방된 성형틀(74)이 마련되며, 성형틀(74)의 하면에 대응되는 위치의 하부 고정금형(73) 상면에는 수직 자세로 설치된 승강 실린더(76)의 작동에 의해 일정 높이 승강하면서 성형된 질석보드를 성형틀 상부로 들어올리는 승강판(77) 설치되고, 성형틀(74)의 측면에 대응되는 위치에 수평자세로 설치된 실린더 하우징(81)과, 실린더 하우징(81)으로 인입 및 인출 가능하면서 그 인출 길이가 조절되는 실린더 로드(82)와, 실린더 로드의 일단에 설치되어 상기 승강판(77)에 의해 상승된 질석보드를 프레스(70)기 외부로 밀어주는 취출판(83)으로 이루어진 취출장치(80)가 마련된 것을 특징으로 하는 질석보드 제조장치.
청구항 3에 있어서, 상기 프레스(70)에서 취출장치(80)가 마련된 반대편 일측에는 이동 가능하면서 높이 조절 가능한 리프터(90)가 설치되어, 프레스(70)에서 배출되는 다수의 질석보드를 적재하여 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 질석보드 제조장치.
질석 및 규사가 서로 혼합되는 단계;
바인더가 투입되는 방향의 직각 방향으로 바인더에 고압 공기를 분사하여 바인더를 작은 입자로 분산시켜서 상기 질석 및 규사의 혼합물에 공급하여 질석, 규사 및 바인더의 최종 혼합물로 혼합되는 단계;
상기 최종 혼합물을 송풍팬의 송풍력에 의해 저장조로 이송하되, 최종 혼합물이 최종 혼합물의 이송 경로 상에 설치된 송풍팬 블레이드 사이로 통과되어 압송되는 단계;
상기 송풍팬에 의해 이송되는 최종 혼합물이 외면이 주름진 주름관을 통해 저장조로 압송되는 단계;
상기 저장조에 저장된 최종 혼합물이 프레스로 공급되어 일정한 형성을 갖는 질석보드로 성형되는 단계; 및
상기 성형된 질석보드가 1차 자연 건조기 및 2차 열풍 건조기에 의해 순차적으로 건조되어 최종 질석보드가 제조되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질석보드 제조방법.
청구항 5에 있어서, 상기 프레스에 의해 질석보드가 성형되는 단계는, 하부 고정금형의 상면에 마련된 성형틀에 최종 혼합물이 주입되는 단계와, 상부 가동금형이 하강되어 성형틀 내부에 채워진 최종 혼합물이 압축되는 단계와, 상기 상부 가동금형이 승강됨과 동시에 하부 고정금형에 마련된 승강판이 승강 실린더의 동작에 의해 상승되어 성형된 질석보드가 상기 성형틀 상부로 상승되는 단계와, 상기 성형틀 상부로 상승된 질석보드가 프레스에 수평 자세로 설치된 취출 실린더의 동작에 의해 취출 실린더의 로드에 연결된 취출판에 밀려서 프레스 외부로 배출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 질석보드 제조방법.
청구항 6에 있어서, 상기 성형된 질석보드가 취출되는 단계에 있어서, 상기 프레스로 일 측면에는 이동 가능하면서 높이 조절 가능한 리프터가 설치되어, 프레스에서 배출되는 다수의 질석보드가 리프터에 적층되는 높이에 따라 리프터의 높이가 조절되면서 연속적으로 다수의 질석보드가 리프터에 적재되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질석보드 제조방법.