KR101640529B1

KR101640529B1 - 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기

Info

Publication number: KR101640529B1
Application number: KR1020150188230A
Authority: KR
Inventors: 최형묵; 홍진후; 조광현; 전태홍
Original assignee: 주식회사 이앤알그린테크
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2016-07-19

Abstract

본 발명은 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라스틱팰릿을 용융하여 난연분말(D)을 시트(S)의 상부에 이랑을 형성토록 분사하는 분말분사기(14)가 구비된 다수개의 압출기(10)에서 압출된 적층시트(N)를 80 내지 200℃의 온도로 가열하는 예열기(21)가 구비된 기축다이스(20)로 이루어지며, 일공정으로 불연성 플라스틱보드를 생산하기 위해 종단에 외장재(41)를 부착하는 종단압출부(40)가 형성된 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기에 관한 것이다.

Description

분말분사기가 구비된 티다이형 압출기{T-Die type extruder equipped with a powder sprayer}

본 발명은 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수산화난연제가 포함된 불연성 재질의 플라스틱팰릿을 원료로 시트를 적층하여 압출하며, 상기 시트의 각층 사이에 친환경 광물인 난연분말을 분사하여 불연성능이 개선된 불연성 플라스틱보드로 압출하는 분말분사기가 구비된 티다이 압출기형에 관한 것이다.

현대생활에서 광범위하게 사용되는 플라스틱제품은 무엇보다 화재에 취약한 단점이 있으며 이를 보완하기 위하여 난연성이 비교적 높은 폴리염화비닐(PVC)이 건축마감재로 주로 사용되고 있지만 폴리염화비닐은 프탈산계 가소제를 사용함으로써 평상시에도 환경과 인체에 유해한 환경호르몬이 검출되고, 화재발생 시에는 다량의 다이옥신 등 인체에 치명적인 유독물질이 연소과정에서 발생되어 그 사용이 점차 규제되고 있는 실정이지만 아직 이를 대체할만한 마땅한 소재가 없어 이에 대한 기술개발이 시급한 문제점이 있었다.

이러한 상기 폴리염화비닐 외 비교적 친환경적인 폴리올레핀류수지는 난연성을 유지시키기 위하여 주로 할로겐계나 인산에스트로겐계 및 삼산안티몬 등의 난연제가 사용되고 있지만 상기 할로겐계나 인산에스트로겐계 및 삼산안티몬 등의 난연제 역시 연소 시에 유독가스가 배출되기 때문에 이를 대체하기 위하여 연소 시에 수산기(OH)를 배출하여 난연효과를 일으키는 수산화알루미늄과 수산화마그네슘 등 수산화난연제가 친환경적으로 사용되고 있다.

그러나, 난연효과가 비교적 떨어지는 상기 수산화난연제를 사용하여 폴리올레핀류수지와 결합시키는 경우, 난연 내지 불연기준에 부합하기 위하여서는 상기 수산화난연제가 과다하게 투입되어야 하는데 이러면 플라스틱본질이 상실되어 압출과정에서 원료(팰릿)생성이 어려울 뿐 아니라 원료가 생성되더라도 이를 원료로 사용하면 플라스틱제품성형을 위한 압출이나 사출이 이루어지지 않는 문제점이 있었다.

특히, 유럽이나 미국, 일본 등 선진국에서는 불연기준에 부합하는 경우 그 사용이 엄격히 제한되고 있으며 우리나라 역시 관련법규가 강화되어 건물마감재 사용은 국토해양부고시 제2015-744호에 의하여 의무적으로 불연성과 가스유해성시험기준에 적합한 재료를 사용하도록 되었지만 무엇보다 이로 인하여, 기존 내외장벽이나 바닥 및 천정에 광범위하게 사용되고 있는 건축용 플라스틱마감재의 경우 대부분 상기 불연기준에 부합되지 못하므로 이에 대한 기술개발이 시급한 문제점이 있었다.

이와 관련된 종래 기술로 한국등록특허 제10-0647221호(2006.11.10)에는 난연성 알루미늄 복합패널 제조장치가 개시되었다.

상기 종래 기술은 난연성 분말 60-65중량%, 폴리에틸렌 35-40중량%를 함유하는 난연성 합성수지 시트 양면을 접착용 수지를 개재하여 알루미늄판을 표면에 적층 시킨 난연성 알루미늄 복합패널 제조장치로서, 난연성 분말 60-65중량%, 폴리에틸렌 팰릿 35-40중량%를 섭씨 180~200도 상태로 가열하는 히터와, 이들을 회전 혼합시켜 난연 혼합페이스틀 만드는 임펠러를 구동하는 구동모터를 가지는 배치식 혼합기(200)와; 배치식 혼합기(200)의 난연 혼합 페이스트를 제1단 압출기(220) 호퍼(221)로 이송받아 난연 혼합 페이스트를 가열상태로 이송시켜 용융 상태의 예비 난연 합성수지로 압출하는 한쌍의 가열 이송 스크류(224)와, 가열 이송 스크류(224) 끝단에서 제2단 압출기(230)의 입구와 직결하는 연결관(225)으로 이루어진 제1단 압출기(220)와; 제1단 압출기(220)를 통한 가열된 예비 난연 합성수지를 공급받아 난연 합성수지 시트(31')로 압출하는 제2단 압출기(230)와; 제2단 압출기(230)의 난연 합성수지 시트(31') 상하에 접착용 수지(33)를 공급하는 별도 압출기(240)와; 제2단 압출기(230)의 난연 합성수지 시트(31') 상하에 별도 압출기(240)의 접착용 수지(33)가 균일하게 적층되도록 하는 티다이 형식의 성형다이(100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다만, 상기한 종래 기술은 알루미늄 복합패널의 합성수지 시트(31)는 티다이형 압출기에서 무리없이 생산되려면, 수지와 난연광물의 중량비가 대략 30:70의 비율이 유지되어야 하는데 이를 벗어난 경우 플라스틱 본연의 물성이 사라지거나 불연성기준에 부합되지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명의 목적은 플라스틱팰릿을 용융하여 적층구조의 불연성 플라스틱보드로 압출토록 상기 플라스틱보드를 이루는 시트의 각층 사이에 난연성과 기능성 분사분말을 이랑을 이루도록 분사하여 압출함으로써, 불연성과 기능성을 충족하고 플라스틱 본연의 물성이 유지되며, 건물 내외장재로 사용할 수 있는 불연성 플라스틱보드를 생산하기 위한 분말분사기가 구비된 티다이 압출기형를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기는 플라스틱팰릿을 용융하여 난연성 플라스틱보드를 생산하는 압출기로서, 상기 플라스틱팰릿을 용융하여 용융팰릿으로 압출하는 익스트루더와, 상기 익스트루더에서 압출된 상기 용융팰릿의 이물질을 걸러주는 스크린블럭과, 상기 스크린블럭을 통과한 상기 용융팰릿을 200㎛ 내지 1㎜두께의 시트로 압출하는 한 쌍의 티다이블럭과, 상기 티다이블럭의 사이에 구비되어 상기 시트 간의 접합면에 난연분말(D)을 정해진 간격으로 이격시켜 분사시키는 분말분사기와, 상기 티다이블럭과 분말분사기를 통과한 상기 시트를 적층하여 적층시트로 압출하는 한 쌍의 압축롤이 구비된 다수개의 압출기와; 상기 적층시트를 이송토록 상기 압출기의 사이를 연결하며 일측단부에 상기 적층시트를 80 내지 200℃의 온도로 가열하는 예열기가 구비된 기축다이스;가 다단으로 연결된 적층부와; 상기 적층부에서 압출된 상기 적층시트의 상하 양면에 외장재를 부착하여 압출하는 다수개의 종단압축롤이 구비된 종단압출부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 종단압출부의 단부에는 상기 종단압축롤에서 압출된 상기 외장재와 적층시트의 열을 식혀주는 냉각부가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 기축다이스의 후단에 연결된 상기 압출기에는 상기 시트와 적층되는 상기 적층시트의 접합면에 상기 난연분말을 정해진 간격으로 이격시켜 분사시키는 적층분말분사기가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 분말분사기는 325메쉬 내지 3,000메쉬로 분쇄된 상기 난연분말의 분사시 60 내지 120℃의 고열로 유지되는 것을 특징으로 한다.

상기 압축롤의 내부에는 표면을 20 내지 120℃의 온도로 가열하는 가열히터가 구비되며, 상기 압축롤의 표면에는 상기 시트가 달라붙지 않도록 테프론으로 코팅된 것을 특징으로 한다.

상기 외장재는 상기 적층시트의 변형 또는 깨짐을 방지토록 부직포와 마감표면재로 이루어지고, 상기 마감표면재는 알루미늄, 광물벽지, 페브릭, HPM 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 난연성 플라스틱팰릿으로 압출된 시트가 적층으로 이루어진 불연성 플라스틱보드의 압출시 상기 시트의 각 층 사이에 친환경과 기능성을 가진 난연분말을 이랑을 이루도록 분사함으로써, 상기 플라스틱팰릿의 본연의 성능은 유지된 상태로 상기 불연성 플라스틱보드의 불연성능이 개선되고,

둘째, 얇은 두께를 가진 시트를 압출하는 다수개의 압출기와, 난연분말을 분사하는 다수개의 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기가 다단으로 구비됨으로써, 얇은 두께를 가진 시트를 다층으로 적층시 하나의 공정으로 생산할 수 있어 상기 불연성 플라스틱보드의 생산성이 증대되며,

셋째, 건축물의 내외장재로 활용토록 상기 플라스틱보드의 상하 양면에 외장재를 압출하는 종단압출부가 부직포와 광물벽지를 압착하거나 핫멜트로 알루미늄 페브릭, HPM 등을 접착시킴으로써, 상기 내외장재의 용도에 따라 제품을 생산할 수 있고,

넷째, 분말분사기와, 압출기가 다단으로 구성됨으로써 적층식으로 상기 플라스틱보드를 생산할 수 있고, 이는 상기 플라스틱보드의 두께 조절이 용이하여 다양한 건축물 내외장재로 활용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 난연성 알루미늄 복합패널 제조장치의 구성을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기의 구성을 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명의 압출기를 확대하여 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명의 냉각부를 나타낸 도면이며,
도 5는 본 발명의 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기에서 생산된 적층시트(N)의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 플라스틱팰릿을 용융하여 난연성 플라스틱보드를 생산하는 압출기로서, 상기 플라스틱팰릿을 용융하여 용융팰릿으로 압출하는 익스트루더(11)와, 상기 익스트루더(11)에서 압출된 상기 용융팰릿의 이물질을 걸러주는 스크린블럭(12)과, 상기 스크린블럭(12)을 통과한 상기 용융팰릿을 200㎛ 내지 1㎜두께의 시트(S)로 압출하는 한 쌍의 티다이블럭(13)과, 상기 티다이블럭(13)의 사이에 구비되어 상기 시트(S) 간의 접합면에 난연분말(D)을 정해진 간격으로 이격시켜 분사시키는 분말분사기(14)와, 상기 티다이블럭(13)과 분말분사기(14)를 통과한 상기 시트(S)를 적층하여 적층시트(N)로 압출하는 한 쌍의 압축롤(15)이 구비된 다수개의 압출기(10)와; 상기 적층시트(N)를 이송토록 상기 압출기(10)의 사이를 연결하며 일측단부에 상기 적층시트(N)를 80 내지 200℃의 온도로 가열하는 예열기(21)가 구비된 기축다이스(20);가 다단으로 연결된 적층부(30)와; 상기 적층부(30)에서 압출된 상기 적층시트(N)의 상하 양면에 외장재(41)를 부착하여 압출하는 다수개의 종단압축롤(42)이 구비된 종단압출부(40)로 이루어진다.

삭제

여기서, 상기 압출기(10)는 각 단별로 2개의 상기 시트(S)를 압출하여 상기 적층시트(N)의 층을 이루게 되며, 상기 난연분말(D)은 넓게 분산시켜 분사키면 상기 시트(S)간의 접착력이 떨어지게 되는데, 이를 방지토록 상기 난연분말(D)을 이랑을 형성토록 분사시킴으로써, 상기 시트(S)의 적층시 난연성은 강화시키되, 상기 시트(S)간의 접착력은 유지하게 된다.

또한, 상기 종단압출부(40)의 단부에는 상기 종단압축롤(42)에서 압출된 상기 외장재(41)와 적층시트(N)의 열을 식혀주는 냉각부(50)가 더 구비됨으로써, 상기 외장재(41)와 적층시트(N)가 추가된 불연성 플라스틱보드를 하나의 공정에서 생산하게 되어 생산성이 높아지게 된다.

상기 냉각부(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 오븐 형태의 냉각장치로 상기 불연성 플라스틱보드가 냉각된 내부 이송로를 따라 이송되며 냉각되게 된다.

그리고, 상기 냉각부(50)의 후방단에는 상기 불연성 플라스틱보드의 외단 마감하며 코팅하는 라미네이터 유닛 등이 추가 장착되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 기축다이스(20)의 후단에 연결된 상기 압출기(10)에는 상기 시트(S)와 적층되는 상기 적층시트(N)의 접합면에 상기 난연분말(D)을 정해진 간격으로 이격시켜 분사시키는 적층분말분사기(14')가 더 구비된다.

이때, 상기 적층분말분사기(14')에서 분사된 상기 난연분말(D)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 각 층별로 서로 엇갈리게 구비되게 되어 상기 시트(S)의 접착력을 유지하며 난연 및 불연 성능을 높이게 된다.

그리고, 상기 분말분사기(14)는 325메쉬 내지 3,000메쉬로 분쇄된 상기 난연분말(D)의 분사시 60 내지 120℃의 고열로 유지됨으로써, 상기 적층시트(N)의 적층시 상기 난연분말(D)의 온도에 의한 영향을 줄이게 된다.로 인하여 상기

한편, 상기 압축롤(15)의 내부에는 표면을 20 내지 120℃의 온도로 가열하는 가열히터(15a)가 구비되며, 상기 압축롤(15)의 표면에는 상기 시트(S)가 달라붙지 않도록 테프론으로 코팅된다.

그리고, 상기 외장재(41)는 상기 적층시트(N)의 변형 또는 깨짐을 방지토록 부직포(41a)와 마감표면재(41b)로 이루어지고,

상기 마감표면재(41b)는 알루미늄, 광물벽지, 페브릭, HPM 중 어느 하나로 이루어진다.

여기서, 상기 부직포(41a)와 광물벽지은 상기 적층시트(N)의 온도에 따라 부착되어 강성을 강화하게 되며, 상기 알루미늄, 페브릭, HPM(High Pressure Melamine sheet)등은 핫멜트를 이용하여 부착되게 된다.

한편, 상기 플라스틱팰릿은 본 출원인이 출원하여 등록받은 한국등록특허공보 제10-1486963호(2015.01.21)에 개시된 정수슬러지를 활용한 플라스틱난연제로 생성된 플라스틱팰릿 이다. 다만 상기 플라스틱팰릿은 건축물의 내외장재로 활용시 가스유해성기준과 난연 및 준불연기준에는 부합하나, 불연기준에 대해서는 미흡한 면이 있어, 상기 분말분사기(14)를 통해 난연분말(D)을 분사하며 상기 시트(S)를 적층하게 되며, 상기 난연분말(D)은 수산화난연제 또는 옥분말 등이 섞인 분말로 구성된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기의 작용은 다음과 같다.

본 발명의 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기는 플라스틱팰릿을 용융하여 용융팰릿을 200㎛ 내지 1㎜두께의 시트(S)로 압출하는 한 쌍의 티다이블럭(13)과, 상기 티다이블럭(13)의 사이에 분말분사기(14)가 구비되어 상기 시트(S)의 접합면에 난연분말(D)을 정해진 간격으로 이격시켜 분사하고, 상기 시트(S)가 층을 이루도록 압축롤(15)로 압출하여 적층시트(N)를 생성하게 된다.

따라서, 상기 적층시트(N)는 상기 플라스틱팰릿의 본연의 성능은 유지된 상태로 불연성능이 개선되게 되며, 이때, 상기 난연분말(D)은 325메쉬 내지 3,000메쉬 크기로 분쇄된 상태로 분사되게 된다.

한편, 상기 적층시트(N)는 도 2에 도시된 바와 같이 4개의 압출기(10)가 다단으로 결합된 것으로, 상기 압출기(10)를 기축다이스(20)로 연결하게 된다.

여기서, 상기 기축다이스(20)는 일단에 예열기(21)가 구비되어 상기 적층시트(N)를 80 내지 200℃의 온도로 가열하며 이송하게 된다.

즉, 상기 압출기(10)와 상기 기축다이스(20)가 다수개 연결된 적층부(30)가 구비되어 상기 적층시트(N)를 하나의 공정으로 생산할 수 있게 된다.

또한, 상기 적층부(30)의 후단에 종단압출부(40)가 구비되고, 상기 종단압출부(40)에는 다수개의 종단압축롤(42)이 구비되어 상기 적층시트(N)의 상하 양면에 외장재(41)를 부착하게 된다.

이때, 상기 외장재(41)는 상기 적층시트(N)의 변형 또는 깨짐을 방지하기 위한 것으로, 부직포(41a), 광물벽지, 알루미늄, 광물벽지, 페브릭, HPM 등을 활용하여 용도에 따라 제작하여 사용하게 된다.

한편, 상기 종단압출부(40)의 단부에는 상기 적층시트(N)와, 상기 적층시트(N)에 부착된 상기 외장재(41)의 열을 냉각시키는 냉각부(50)가 구비되고, 이후 코팅과 단부 가공등을 추가로 하여 최종 불연보드(미도시)를 생산하게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기는 불연성능이 우수한 알루미늄 복합판넬 및 부직포판넬 등을 적층하여 한 공정으로 생산할 수 있고, 불연성능과 친환경성이 요구되는 건축물 내외장재로 활용할 수 있어, 플라스틱팰릿의 생산시 다양한 두께로 생산하여 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 압출기 11 : 익스트루더
12 : 스크린블럭 13 : 티다이블럭
14 : 분말분사기 14' : 적층분말분사기
15 : 압축롤 15a : 가열히터
20 : 기축다이스 21 : 예열기
30 : 적층부 40 : 종단압출부
41 : 외장재 41a : 부직포
41b : 마감표면재 42 : 종단압축롤
50 : 냉각부
D : 난연분말 S : 시트 N : 적층시트

Claims

플라스틱팰릿을 용융하여 난연성 플라스틱보드를 생산하는 압출기에 있어서,
상기 플라스틱팰릿을 용융하여 용융팰릿으로 압출하는 익스트루더(11)와, 상기 익스트루더(11)에서 압출된 상기 용융팰릿의 이물질을 걸러주는 스크린블럭(12)과, 상기 스크린블럭(12)을 통과한 상기 용융팰릿을 200㎛ 내지 1㎜두께의 시트(S)로 압출하는 한 쌍의 티다이블럭(13)과, 상기 티다이블럭(13)의 사이에 구비되어 상기 시트(S) 간의 접합면에 난연분말(D)을 정해진 간격으로 이격시켜 분사시키는 분말분사기(14)와, 상기 티다이블럭(13)과 분말분사기(14)를 통과한 상기 시트(S)를 적층하여 적층시트(N)로 압출하는 한 쌍의 압축롤(15)이 구비된 다수개의 압출기(10)와;
상기 적층시트(N)를 이송토록 상기 압출기(10)의 사이를 연결하며 일측단부에 상기 적층시트(N)를 80 내지 200℃의 온도로 가열하는 예열기(21)가 구비된 기축다이스(20);가 다단으로 연결된 적층부(30)와;
상기 적층부(30)에서 압출된 상기 적층시트(N)의 상하 양면에 외장재(41)를 부착하여 압출하는 다수개의 종단압축롤(42)이 구비된 종단압출부(40)로 이루어진 것을 특징으로 하는 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기.
제 1항에 있어서,
상기 종단압출부(40)의 단부에는
상기 종단압축롤(42)에서 압출된 상기 외장재(41)와 적층시트(N)의 열을 식혀주는 냉각부(50)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기.
제 1항에 있어서,
상기 기축다이스(20)의 후단에 연결된 상기 압출기(10)에는 상기 시트(S)와 적층되는 상기 적층시트(N)의 접합면에 상기 난연분말(D)을 정해진 간격으로 이격시켜 분사시키는 적층분말분사기(14')가 더 구비된 것을 특징으로 하는 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기.
제 1항에 있어서,
상기 분말분사기(14)는
325메쉬 내지 3,000메쉬로 분쇄된 상기 난연분말(D)의 분사시 60 내지 120℃의 고열로 유지되는 것을 특징으로 하는 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기.
제 1항에 있어서,
상기 압축롤(15)의 내부에는 표면을 20 내지 120℃의 온도로 가열하는 가열히터(15a)가 구비되며,
상기 압축롤(15)의 표면에는 상기 시트(S)가 달라붙지 않도록 테프론으로 코팅된 것을 특징으로 하는 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기.
제 1항에 있어서,
상기 외장재(41)는
상기 적층시트(N)의 변형 또는 깨짐을 방지토록 부직포(41a)와 마감표면재(41b)로 이루어지고,
상기 마감표면재(41b)는 알루미늄, 광물벽지, 페브릭, HPM 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 분말분사기가 구비된 티다이형 압출기.