KR101328746B1 - method for molding cladding of expanded polystyrene foam - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상기 스팀가열공정에서 성형물의 일면에 고온/고압의 스팀을 추가로 가하여 상기 성형물의 일면에 용융 표피층을 형성함으로써, 상기 성형물의 일면에 노출된 세공을 봉쇄하여 종래보다 저렴하게 방수기능을 갖는 발포 스티로폼의 외장재를 소비자에게 공급할 수 있도록 한 것이다. The present invention forms a molten skin layer on one surface of the molding by additionally adding high temperature / high pressure steam to one surface of the molding in the steam heating process, thereby blocking the pores exposed on one surface of the molding to provide a waterproof function at a lower cost than before. It is to be able to supply a foamed styrofoam exterior material to the consumer.
Description
본 발명은 발포 스티로폼 외장재 성형 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 일측 외면이 방수기능을 갖게 하는 발포 스티로폼 외장재 성형방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for molding a foamed styrofoam exterior material, and more particularly, to a method for molding a foamed styrofoam exterior material having one side outer surface thereof with a waterproof function.
발포 스티로폼(Expanded polystyrene foam)으로 된 성형품은 펜탄(Pentane; C5H12)이나 부탄(Butane; C4H10)과 같은 발포제가 포함되어 있는 폴리스티렌 수지("발포성 폴리스티렌 수지; EPS 수지"라고도 함)를 예비 발포하여 발포 입자를 제조하고, 이 제조된 발포 입자를 용도에 따른 특정의 금형에 충전하고, 스팀 가열 후 냉각함으로써 제조된다. 이렇게 제조된 발포 스티로폼 성형품은 가벼우며, 단열성, 방음성, 내충격성 등이 우수하여 포장재료, 건축자재, 구명조끼, 장식품, 절연재 및 일용품 등에 널리 사용되고 있다.Molded articles made of expanded polystyrene foam are also referred to as polystyrene resins ("foamable polystyrene resins; EPS resins") containing blowing agents such as pentane (C 5 H 12 ) or butane (C 4 H 10 ). ) Is prepared by prefoaming to prepare expanded particles, filling the prepared expanded particles into a specific mold according to the use, and cooling after steam heating. The foamed styrofoam molded article manufactured as described above is light and has excellent thermal insulation, soundproofing and impact resistance, and is widely used in packaging materials, construction materials, life jackets, ornaments, insulation materials and daily necessities.
보다 구체적으로, 발포 스티로폼 성형품은, 발포제 함유 폴리스티렌 입자(EPS bead)를 20 내지 100배로 예비 발포시키고, 발포된 폴리스티렌 입자를 숙성시키며, 숙성된 폴리스티렌 입자를 특정의 금형에 충전한 후 스팀 가열하여 입자들을 열융착시켜 특정 형상의 성형체로 하고, 가열된 금형을 일정 온도의 냉각수로 냉각시키고 나서 금형 내를 진공으로 하여 진공 냉각한 후, 형성된 성형체를 금형으로부터 분리(이형)하고, 분리된 성형체를 건조함으로써 제조된다.More specifically, the foamed styrofoam molded article prefoams the foaming agent-containing polystyrene particles (EPS bead) by 20 to 100 times, matures the foamed polystyrene particles, fills the aged polystyrene particles in a specific mold, and then steam-heats the particles. Heat-sealed the molds to form shaped bodies, cooled the heated molds with cooling water at a constant temperature, and then vacuum-cooled the molds by vacuum, then separating (released) the formed bodies from the molds and drying the separated shaped bodies. It is manufactured by.
특허등록 제699081호에는 발포 스티로폼 성형품의 제조방법이 다음과 같이 개시되어 있다.Patent registration No. 690891 discloses a method for producing a foamed styrofoam molded article as follows.
충전 공정은 예비 발포를 거쳐 숙성된 발포 입자를 금형에 주입하는 공정이다.The filling step is a step of injecting aged foamed particles through a preliminary foam into a mold.
예비 발포된 원료의 주입이 완료되면 금형에 열처리, 예를 들면 발포 스티로폼 입자의 용융점인 약 108℃보다 약간 높은 약 108℃ 내지 110℃를 갖는 스팀을 성형물(예비 발포된 원료)에 간접적으로 가함으로써 입자상태의 원료 표면이 용융되면서 결합되어 일체화되는 가열 공정을 진행한다.After the injection of the pre-foamed raw material is completed, the mold is subjected to heat treatment, for example, by indirectly adding steam having a temperature of about 108 ° C. to 110 ° C. slightly higher than about 108 ° C., the melting point of the foamed styrofoam particles, to the molding (pre-foamed raw material). The surface of the raw material in the form of a particle is melted, and the heating process is combined and integrated.
가열 공정은, 도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 2 내지 3초간 상기 금형(100)에 스팀을 중력 방향으로 통과시켜 금형에 가열 분위기를 조성하는 금형가열 단계를 갖는다. 이 공정에서는 스팀 공급 밸브(310)와 스팀 배기밸브(320)를 동시에 열어준다.The heating process, as shown in Figure 1, first has a mold heating step of forming a heating atmosphere in the mold by passing the steam in the gravity direction to the
그 다음 도 2에 도시된 바와 같이, 고정금형(110)에 연결된 스팀 공급 밸브(310)는 열어두고 이동금형(120)에 연결된 스팀 공급 밸브(310)를 닫아서 스팀을 유입시킨 후 성형품(200)에 통과시키고, 고정금형(110)에 연결된 스팀 배기 밸브(320)는 닫고 이동금형(120)에 연결된 스팀 배기 밸브를 열어 배기하는 1차 가열 단계와, 반대로, 도 3에 도시된 바와같이, 이동금형(120)으로부터 스팀을 유입시켜 성형품(200)에 통과시킨 후 고정금형(110)으로 배기하는 2차 가열 단계를 거친다.Then, as shown in FIG. 2, the
그리고 나서 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고정금형(110)과 이동금형(120)으로부터 동시에 스팀을 유입시키는 3차 가열 단계 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 3차 가열 단계에서 유입된 스팀을 배기시키지 않고 성형품(200)에 가하는 보열 단계를 거친다.Then, as shown in FIG. 4, the third heating step of simultaneously introducing steam from the
또한, 도 6 내지 도 7에 도시된 냉각 공정은, 상기 보열 단계 이후 상기 고정금형(110)과 이동금형(120)에 냉각수 공급 밸브(410)를 열어 5초 이하의 시간 동안 냉각수를 공급하여 성형품(200)을 냉각시키는 냉각수 공급단계 및 진공 밸브(500)를 열어 상기 금형(100)의 내부를 진공 상태로 만드는 진공 단계를 포함한다. In addition, in the cooling process illustrated in FIGS. 6 to 7, after the heat retention step, a cooling
그 다음, 이형 공정은 이동금형(120)을 고정금형(110)으로부터 분리하는 금형 분리 단계 및 상기 이동금형(120)에서 발포 스티로폼의 성형품(200)을 떼어내는 탈형 단계을 포함한다.Then, the mold release process includes a mold separation step of separating the moving
위의 방법으로 제조된 발포 스티로폼 성형품은 이 후 건조 등의 단계를 거쳐 출하되게 된다.The foamed styrofoam molded article produced by the above method is then shipped through a step such as drying.
하지만, 상기와 같은 방법으로 만들어진 발포 스티로폼 성형체는 건축물의 외장재 즉, 지붕, 벽재로서 사용되지 못하고 있다. 상기 성형체가 건축물의 외장재로서 사용되지 못하는 이유는 상기 성형체가 눈에 보이지 않을 정도의 작은 세공이 존재하여 외부의 수분이 상기 세공을 통하여 상기 성형체의 두께방향으로 침투하여 건축물의 실내에 유입되기 때문이다.However, the foamed styrofoam molded body made by the above method is not used as a building exterior material, that is, a roof, a wall material. The reason why the molded body cannot be used as an exterior material of a building is because the molded body has small pores that are invisible to the eye and external moisture penetrates into the interior of the building through the pores in the thickness direction of the molded body. .
이러한 것을 해결하기 위해 종래에는 상기와 같은 방법으로 만들어진 발포 스티로폼 성형체 일면에 방수층을 도포하거나 적층시켜, 상기 성형체 일면에 노출된 작은 세공을 막아서 수분이 침입되지 않게 하는 방법이 이용되고 있다.In order to solve this problem, conventionally, a method of coating or laminating a waterproof layer on one surface of a foamed styrofoam molded body made by the above method is used to prevent small pores exposed on one surface of the molded body so that moisture does not invade.
하지만, 이러한 방수작업은 발포 스티로폼 성형공정과 별도의 공정에 의해 수행되는 것이어서 방수기능을 갖는 발포 스티로폼 성형체의 제조단가를 증대시킨다고 하는 문제점을 가지고 있다. However, this waterproof operation is performed by a separate process from the foamed styrofoam molding process has a problem that increases the manufacturing cost of the foamed styrofoam molded body having a waterproof function.
본 발명은 상기된 문제점을 해결하는 것에 과제를 가지고 있다.The present invention has a problem in solving the above problems.
본 발명은 상기 스팀가열 공정에서 성형품의 일면에 고온/고압의 스팀을 가하여 상기 성형물의 일면의 표피층을 녹여서, 상기 성형물의 일면에 노출된 세공을 막음으로써 상기 문제점을 해결할 수 있다.The present invention can solve the above problems by applying a high temperature / high pressure steam to one surface of the molded product in the steam heating process to melt the skin layer of one surface of the molded product, thereby preventing pores exposed on one surface of the molded product.
본 발명은 상기와 같은 과제해결수단에 의해 발포 스티로폼 성형공정 중 가열공정에서 추가의 가열단계를 제공하여 종래보다 저렴하고 간편하게 방수기능을 갖는 발포 스티로폼의 외장재를 소비자에게 공급할 수 있다. The present invention provides an additional heating step in the heating step of the foamed styrofoam forming process by the problem solving means as described above can be supplied to the consumer of the foam material of the foamed styrofoam having a cheaper and simpler than the conventional.
도 1은 금형가열단계를 도시한 개략도,
도 2는 1차 가열단계를 도시한 개략도,
도 3은 2차 가열단계를 도시한 개략도,
도 4는 3차 가열단계를 도시한 개략도,
도 5는 보열단계를 도시한 개략도,
도 6은 냉각수 공급단계를 도시한 개략도,
도 7은 진공배기단계를 도시한 개략도, 및
도 8은 본 실시예의 표면가열단계를 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing a mold heating step;
2 is a schematic view showing a primary heating step,
3 is a schematic diagram illustrating a secondary heating step,
4 is a schematic diagram illustrating a third heating step;
5 is a schematic diagram showing a heat retention step;
6 is a schematic diagram showing a cooling water supply step;
7 is a schematic view showing a vacuum evacuation step, and
8 is a schematic view showing the surface heating step of the present embodiment.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 발포 스티로폼 외장재의 성형방법이 설명될 것이다.Hereinafter, the molding method of the foamed styrofoam packaging material according to an embodiment of the present invention will be described.
본 실시예의 발포 스티로폼 외장재의 성형방법은 종래와 같이, 충전, 가열, 냉각 및 이형의 네 단계 공정을 거친다. 즉 예비 발포를 거쳐 숙성된 발포 입자를 스팀 공급 도관이 배관된 금형 내에 주입한 후, 스팀을 공급하여서 스티로폴 발포 입자들을 융착시키고, 가열된 금형을 일정 온도에서 방치하면서 냉각시키고 나서 금형 내를 진공화시키고, 냉각된 후에는 형틀을 분리한 다음 성형물을 탈형하여 건조시키는 방법으로 되어 있다.The molding method of the foamed styrofoam packaging material of this embodiment is subjected to a four-step process of filling, heating, cooling and releasing as in the prior art. In other words, the foamed particles aged through pre-exposure are injected into a mold piped with a steam supply conduit, and then steam is supplied to fuse the styropol foamed particles, and the heated mold is left to cool at a predetermined temperature, followed by vacuuming the mold. After cooling, the mold is separated and then the molded product is demolded and dried.
하지만, 상기 가열 공정은, 종래의 가열공정을 위한 단계들에 더하여 표면가열단계를 더 포함하고 있다. 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.However, the heating process further includes a surface heating step in addition to the steps for the conventional heating process. This will be described in detail as follows.
도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 2 내지 3초간 상기 금형(100)에 스팀을 중력 방향으로 통과시켜 금형에 가열 분위기를 조성하는 금형가열 단계를 갖는다. 이 공정에서는 스팀 공급 밸브(310)와 스팀 배기밸브(320)를 동시에 열어준다.As shown in FIG. 1, first, a mold heating step is performed by passing steam through the
그 다음 도 2에 도시된 바와 같이, 고정금형(110)에 연결된 스팀 공급 밸브(310)는 열어두고 이동금형(120)에 연결된 스팀 공급 밸브(310)를 닫아서 스팀을 유입시킨 후 성형품(200)에 통과시키고, 고정금형(110)에 연결된 스팀 배기 밸브(320)는 닫고 이동금형(120)에 연결된 스팀 배기 밸브를 열어 배기하는 1차 가열 단계와, 반대로, 도 3에 도시된 바와같이, 이동금형(120)으로부터 스팀을 유입시켜 성형품(200)에 통과시킨 후 고정금형(110)으로 배기하는 2차 가열 단계를 거친다.Then, as shown in FIG. 2, the
그리고 나서 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고정금형(110)과 이동금형(120)으로부터 동시에 스팀을 유입시키는 3차 가열 단계 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 3차 가열 단계에서 유입된 스팀을 배기시키지 않고 성형품(200)에 가하는 보열 단계를 거친다.Then, as shown in FIG. 4, the third heating step of simultaneously introducing steam from the
그 다음, 도 8에 도시된 바와 같이, 고정금형(110)에 연결된 스팀 공급 밸브(310)는 열어두고 고정금형(110)에 연결된 스팀 배기 밸브(320)는 열고, 그리고 이동금형(120)에 연결된 스팀 공급 밸브(310)를 닫고 이동금형(120)에 연결된 스팀 배기 밸브를 닫아서 스팀이 고정금형(110)의 캐비티 일측에 배치된 성형품(200)의 일측면만 접촉되게 한 후에 상기 고정금형(110)의 스팀 배기 밸브(320)를 통하여 배기되게 하는 성형품 표면가열단계가 수행된다,Next, as shown in FIG. 8, the
상기 1차 내지 3차 가열단계에서의 스팀압력은 0.8~1kgf/㎠이고 온도는 108~110℃이며, 그리고 성형품 표면가열단계에서의 스팀압력은 5~6kgf/㎠이고, 온도는 158~164℃이며, 스팀 공급 시간은 3~5초이다. 성형품 표면가열단계에서의 스팀압력이 6kgf/㎠를 초과하면 표면수축이 너무 심하여, 잔존 발포제에 의한 표면 복원이 어려워 표면이 매끄러워지지 않으며, 스팀압력이 5kgf/㎠ 미만에서는 표면 용융에 많은 시간이 소요되어 에너지 낭비가 심한 단점이 있다. 또 성형품 표면가열단계에서의 스팀 공급 시간은 스팀압력과 표면 수축을 고려하여 최단 시간으로 설정하는 것이 좋다. The steam pressure in the first to third heating step is 0.8 ~ 1kg f / ㎠ and the temperature is 108 ~ 110 ℃, and the steam pressure in the surface heating step of the molded product is 5 ~ 6kg f / ㎠, the temperature is 158 ~ It is 164 degreeC, and steam supply time is 3 to 5 second. If the steam pressure in the surface heating step of the molded product exceeds 6kg f / ㎠, the surface shrinkage is so severe that it is difficult to restore the surface by the residual foaming agent, and the surface is not smoothed, and the steam pressure is less than 5kg f / ㎠ There is a disadvantage that the waste of energy is very time-consuming. In addition, the steam supply time in the surface heating step of the molded article is preferably set to the shortest time in consideration of the steam pressure and the surface shrinkage.
상기 성형품 표면가열단계에서 스팀은 성형품(200)의 일측표면과 순간적으로 접촉하여 상기 일측표면이 용융되어 일그러트려진 용융 융착층으로 되지만 상기 성형품(200) 자체에 잔류하고 있는 발포력으로 인하여 상기 일크러트려진 용융 융착층이 고정금형(100)의 내면과 밀착되어, 매끈하게 되게 하면서, 상기 성형품(200)의 일측표면에 노출된 세공을 막아 상기 성형품(200)의 일측표면이 방수기능을 갖게 된다.In the surface heating step of the molded product, the steam instantly comes into contact with one surface of the molded
상기 성형품 표면가열단계에서 상기 성형품의 일측표면에 결국 코팅막이 형성되어서, 표면 강도가 증대되어 제품파손을 방지할 뿐만 아니라 단열효과도 증대되게 된다. In the surface heating step of the molded article, a coating film is eventually formed on one surface of the molded article, so that the surface strength is increased to prevent product damage and to increase the thermal insulation effect.
또한, 도 6 내지 도 7에 도시된 냉각 공정은, 상기 성형품 표면가열단계 이후, 종래와 같이, 상기 고정금형(110)과 이동금형(120)에 냉각수 공급 밸브(410)를 열어 5초 이하의 시간 동안 냉각수를 공급하여 성형품(200)을 냉각시키는 냉각수 공급단계 및 진공 밸브(500)를 열어 상기 금형(100)의 내부를 진공 상태로 만드는 진공 단계를 포함하게 된다. In addition, in the cooling process illustrated in FIGS. 6 to 7, after the surface heating step of the molded product, the cooling
상기 냉각공정에서는 상기 성형품(200)이 전체적으로 수축되므로, 상기 성형품 표면가열단계에서 고정금형(100)의 내면과 밀착되어 있는 성형품(200)의 일그러트려진 일측표면은 자연스럽게 상기 고정금형(100)의 내면과 분리되게 된다. In the cooling process, since the
그 다음, 이형 공정은 종래와 같이, 이동금형(120)을 고정금형(110)으로부터 분리하는 금형 분리 단계 및 상기 이동금형(120)에서 발포 스티로폼의 성형품(200)을 떼어내는 이형 단계를 포함하게 된다.Then, the mold release process includes a mold separation step of separating the
100; 금형, 110; 고정금형, 120; 이동금형, 200; 성형품, 310; 스팀공급밸브, 320; 스팀배기밸브100; Mold, 110; Fixed mold, 120; Moving mold, 200; Molded article, 310; Steam supply valve, 320; Steam Exhaust Valve
Claims (4)
상기 가열공정은
발포 입자가 충전된 금형에 스팀을 중력방향으로 통과시켜 금형에 가열 분위기를 조성하는 금형가열단계;
상기 금형의 고정금형에 압력 0.8~1kgf/㎠, 온도 108~110℃의 스팀을 유입시켜 상기 금형 내의 발포 입자를 통과시킨 후 대각선 방향의 이동금형의 배기구를 통하여 배기시키는 1차 가열단계;
상기 이동금형에 압력 0.8~1kgf/㎠, 온도 108~110℃의 스팀을 유입시켜 상기 금형 내의 발포 입자를 통과시킨 후 대각선 방향의 상기 고정금형의 배기구를 통하여 배기시키는 2차 가열단계;
상기 고정금형과 이동금형에 동시에 압력 0.8~1kgf/㎠, 온도 108~110℃의 스팀을 유입시키는 3차 가열단계;
상기 3차 가열단계에서 유입된 스팀을 배기시키지 않고 스팀으로 가압하는 보열단계; 및
상기 고정금형에 압력 5~6kgf/㎠, 온도 158~164℃의 스팀을 3~5초 동안 유입시켜 상기 고정금형의 캐비티 일측에 배치된 성형품의 일측면과 접촉시키면서 상기 고정금형의 배기구를 통하여 배기시키는 성형품 표면가열단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포 스티로폼 외장재 성형방법.In the method for forming a foamed styrofoam exterior material comprising a filling, heating, cooling and releasing process,
The heating step
Mold heating step of forming a heating atmosphere in the mold by passing the steam in the gravity direction to the mold filled with the foam particles;
A first heating step of introducing a steam having a pressure of 0.8 to 1 kg f / cm 2 and a temperature of 108 to 110 ° C. into the fixed mold of the mold to pass the foam particles in the mold and then evacuating it through an exhaust port of a moving mold in a diagonal direction;
A secondary heating step of introducing a steam having a pressure of 0.8 to 1 kg f / cm 2 and a temperature of 108 to 110 ° C. to the moving mold to pass the foam particles in the mold and then evacuating it through an exhaust port of the fixed mold in a diagonal direction;
A third heating step of introducing steam at a pressure of 0.8 to 1 kg f / cm 2 and a temperature of 108 to 110 ° C. simultaneously with the fixed mold and the moving mold;
A heat holding step of pressurizing the steam without exhausting the steam introduced in the third heating step; And
Injecting steam at a pressure of 5-6 kg f / ㎠ and a temperature of 158-164 ° C. for 3 to 5 seconds into the stationary mold and contacting one side of a molded article disposed on one side of the cavity of the stationary mold through the exhaust port of the stationary mold. A foamed styrofoam exterior molding method comprising the step of heating the molded article surface to be exhausted.
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2011
- 2011-06-13 KR KR1020110057069A patent/KR101328746B1/en active IP Right Grant
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