KR101735495B1 - 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치 - Google Patents

배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 핀 폭이 증가되는 냉동공조용 응축기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 EPS 발포 비드를 이송하는 과정에서 난연액을 투입하여 이송과 동시에 발포 비드에 난연액이 코팅되게 하여 EPS 발포 비드와 난연액을 별도로 교반하는 공정을 감소시켜서 작업공정이 단순화되고, 모듈화된 다수개의 코팅부와 제 1 건조부가 배치타입으로 제 2 건조부에 전달되어 많은 양의 EPS 발포 비드가 순차적으로 작업공정이 이루어져 생산성을 향상시킬 수 있으며, 건조부에서 분기된 다수의 건조공급라인을 선택함에 따라 건조부에서 EPS 발포 비드가 체류되는 시간을 조절할 수 있게 되어 EPS 발포 비드 표면에 도포된 난연액이 균일하게 흡착 코팅이 되어 성형기까지 공급됨으로써 발포 폴리스티렌 폼재의 난연성능이 향상되는 특징이 있다.

Description

배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치{Manufacturing equipment of foam material with flame retardant polystyrene batch-type}
본 발명은 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 EPS 발포 비드를 이송하는 과정에서 난연액을 투입하여 이송과 동시에 발포 비드에 난연액이 코팅되게 하여 EPS 발포 비드와 난연액을 별도로 교반하는 공정을 감소시켜서 작업공정이 단순화되고, 모듈화된 다수개의 코팅부와 제 1 건조부가 배치타입으로 제 2 건조부에 전달되어 많은 양의 EPS 발포 비드가 순차적으로 작업공정이 이루어져 생산성을 향상시킬 수 있으며, 건조부에서 분기된 다수의 건조공급라인을 선택함에 따라 건조부에서 EPS 발포 비드가 체류되는 시간을 조절할 수 있게 되어 EPS 발포 비드 표면에 도포된 난연액이 균일하게 흡착 코팅이 되어 성형기까지 공급됨으로써 발포 폴리스티렌 폼재의 난연성능이 향상되는 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치에 관한 것이다.
EPS 폼 단열재는 사용 온도 70℃ 이하의 조건에서 단열을 목적으로 제조되는 것으로, 구슬 모양의 비드, 또는 첨가제 등에 의하여 개질된 원료를 사용하여 발포 성형한 제품을 미리 가열하여 1차 발포시키고, 이것을 적정한 시간동안 숙성시킨 후, 판 모양의 금형에 채우고 다시 가열하여 2차 발포에 의해 융착 성형하는 비드법과 원료를 가열 용융하여 연속적으로 압출 발포시켜서 성형하는 압출법에 의한 제조방법이 있다.
비드법은 표면의 입자 사이가 견고하게 융착되고 평평한 면을 형성하며, 압출법은 균일한 다수의 미세한 독립 기포로 구성되면서 표면은 평평한 면을 형성하고 있다.
구체적으로 고 발포 폴리스티렌 폼의 공극에 열경화성수지를 함침시킨 난연성 단열판을 제조하는 방법의 일례는 함침조에 폴리스티렌 폼을 투입하고, 진공펌프를 이용하여 함침조 내부의 기압을 낮춤으로써 폴리스티렌 폼 패널에 난연제를 도입하는 것이다.
이러한 방법은 열경화성수지와 경화제를 혼합함과 동시에 화학반응이 일어나 함침시키는 시간을 조절하기가 어렵고, 폴리스티렌 폼의 입자와 입자 사이에 스며든 난연제와 경화제가 균일하게 분포하지 못함으로 인하여 난연특성을 완벽하게 보장하지 못하는 문제점이 발견되었다.
또한, 발포된 폴리스티렌 폼에 코팅제로써 난연제를 균일하게 함침시키기 위해 먼저 진공 흡입과 같은 강제적인 방법에 의하여 다공성 물품입자 사이의 공극에 무작위로 코팅제가 스며 들도록 하고, 이어 회전에 의한 원심력을 이용하여 상기 다공성 물품입자 사이에 스며든 코팅제를 균일하게 분산시키는 방법이 있으나, 이러한 방법은 함침시간이 길어지며 흡입과정에 있어서도 다량의 폴리스티렌 폼을 적용하지 못하여 작업성이 저하되어 생산성을 높일 수 없으며, 내부에 함침된 난연제의 건조가 어려워서 건조시간이 비교적 길어지는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-825203호 대한민국 등록특허공보 제10-542050호 대한민국 등록특허공보 제10-699350호
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,
EPS 발포 비드를 이송하는 과정에서 난연액을 투입하여 이송과 동시에 발포 비드에 난연액이 코팅되게 하여 EPS 발포 비드와 난연액을 별도로 교반하는 공정을 감소시켜서 작업공정이 단순화되고, 모듈화된 다수개의 코팅부와 제 1 건조부가 배치타입으로 제 2 건조부에 전달되어 많은 양의 EPS 발포 비드가 순차적으로 작업공정이 이루어져 생산성을 향상시킬 수 있는 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한 건조부에서 분기된 다수의 건조공급라인을 선택함에 따라 건조부에서 EPS 발포 비드가 체류되는 시간을 조절할 수 있게 되어 EPS 발포 비드 표면에 도포된 난연액이 균일하게 흡착 코팅이 되어 성형기까지 공급됨으로써 발포 폴리스티렌 폼재의 난연성능이 향상되는 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 미리 발포된 EPS(Epandable polystyrene) 비드와 난연액 및 경화제가 투입구를 통해 투입되어 다수개의 교반 날개의 회전을 통해 EPS 발포 비드의 표면에 난연액이 고루 도포되는 코팅부와;
상기 코팅부의 케이스와 일체형으로 케이스가 형성되고, 상기 코팅부에서 코팅되어 이송된 EPS 발포 비드를 열풍에 의해 건조되며, 건조시, 다수개의 교반 날개의 회전을 통해 EPS 발포 비드의 표면에 열풍이 고루 전달되는 제 1 건조부와;
상기 코팅부의 케이스와 제 1 건조부의 케이스 사이에 형성되어 공간을 구획하고, 일단부에 다수개의 게이트가 형성되어 다수개의 게이트 중 어느 하나가 선택적으로 개방됨으로써, 상기 EPS 발포 비드가 코팅부 내에서 체류되는 시간을 조절하는 격벽부와;
상기 제 1 건조부와 연결되어 1차 건조된 EPS 발포 비드가 유입되고, 상기 유입된 EPS 발포 비드를 열풍에 의해 건조하는 제 2 건조부;를 포함하여 구성되고,
상기 코팅부와 제 1 건조부가 하나의 케이스 내에 이루어져 모듈화되고, 상기 모듈화된 코팅부와 제 1 건조부가 다수개로 형성되어 각각 제 2 건조부와 연결되며, 상기 각각의 모듈화된 코팅부와 제 1 건조부는 배치(batch) 타입으로 제 2 건조부에 EPS 발포 비드가 전달되는 것을 특징으로 하는 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치에 관한 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치는 EPS 발포 비드를 이송하는 과정에서 난연액을 투입하여 이송과 동시에 발포 비드에 난연액이 코팅되게 하여 EPS 발포 비드와 난연액을 별도로 교반하는 공정을 감소시켜서 작업공정이 단순화되고, 모듈화된 다수개의 코팅부와 제 1 건조부가 배치타입으로 제 2 건조부에 전달되어 많은 양의 EPS 발포 비드가 순차적으로 작업공정이 이루어져 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 건조부에서 분기된 다수의 건조공급라인을 선택함에 따라 건조부에서 EPS 발포 비드가 체류되는 시간을 조절할 수 있게 되어 EPS 발포 비드 표면에 도포된 난연액이 균일하게 흡착 코팅이 되어 성형기까지 공급됨으로써 발포 폴리스티렌 폼재의 난연성능이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 상세한 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치를 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전체적인 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치를 나타낸 개략도이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 미리 발포된 EPS(Epandable polystyrene) 비드와 난연액 및 경화제가 투입구를 통해 투입되어 다수개의 교반 날개의 회전을 통해 EPS 발포 비드의 표면에 난연액이 고루 도포되는 코팅부와;
상기 코팅부의 케이스와 일체형으로 케이스가 형성되고, 상기 코팅부에서 코팅되어 이송된 EPS 발포 비드를 열풍에 의해 건조되며, 건조시, 다수개의 교반 날개의 회전을 통해 EPS 발포 비드의 표면에 열풍이 고루 전달되는 제 1 건조부와;
상기 코팅부의 케이스와 제 1 건조부의 케이스 사이에 형성되어 공간을 구획하고, 일단부에 다수개의 게이트가 형성되어 다수개의 게이트 중 어느 하나가 선택적으로 개방됨으로써, 상기 EPS 발포 비드가 코팅부 내에서 체류되는 시간을 조절하는 격벽부와;
상기 제 1 건조부와 연결되어 1차 건조된 EPS 발포 비드가 유입되고, 상기 유입된 EPS 발포 비드를 열풍에 의해 건조하는 제 2 건조부;를 포함하여 구성되고,
상기 코팅부와 제 1 건조부가 하나의 케이스 내에 이루어져 모듈화되고, 상기 모듈화된 코팅부와 제 1 건조부가 다수개로 형성되어 각각 제 2 건조부와 연결되며, 상기 각각의 모듈화된 코팅부와 제 1 건조부는 배치(batch) 타입으로 제 2 건조부에 EPS 발포 비드가 전달되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 상세한 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전체적인 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치를 나타낸 개략도이다.
도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치는 미리 발포가 된 EPS(Epandable polystyrene) 비드의 표면에 무기물 난연제와 바인더 및 경화제를 물과 함께 적정한 비율로 혼합한 난연액(4)을 전체적으로 흡착 코팅히야 난연 처리가 되도록 코팅부(10)와, 제 1 건조부(20)와, 격벽부(30)와, 제 2 건조부(40)로 구성된다.
이때, 무기물 난연제의 종류가 한정되거나 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 팽창흑연, 붕사, 붕산, 인산염, 암모늄염, 수산화마그네슘, 수산화알루미늄 중에서 적어도 2가지 이상이 혼합될 수 있다.
상기 코팅부(10)는 도 1에 도시한 바와 같이, EPS 발포 비드와 난연액(4) 및 경화제(5)가 내부에 투입되어 다수개의 교반 날개(11)의 회전을 통해 EPS 발포 비드의 표면에 난연액(4)이 고루 도포된다.
여기서, 상기 EPS 발포 비드는 호퍼(12)를 통해 내부에 투입되고, 상기 난연액(4)과 경화제(5)는 저장탱크(1)에 각각 저장되어 있어 정량토출밸브(3)가 설치된 배출관(2)을 통하여 코팅부(10) 내부에 투입된다. 이때, 상기 난연액(4)과 경화제(5)는 정량토출밸브(3)의 조절에 의해 투입량이 조절된다.
그리고, 상기 교반 날개(11)는 다수개가 코팅부(10) 내에 수직 또는 수평으로 구비되어 회전을 통해 투입된 EPS 발포 비드의 표면에 난연액(4) 및 경화제(5)를 골고루 묻혀주어 EPS 발포 비드의 전체 표면에 도포될 수 있게 한다.
상기 제 1 건조부(20)는 도 1에 도시한 바와 같이, 코팅부(10)에서 코팅되어 이송된 EPS 발포 비드를 열풍에 의해 건조되며, 건조시, 다수개의 교반 날개(21)의 회전을 통해 EPS 발포 비드의 표면에 열풍이 고루 전달되어 빠르고 균일하게 건조가 이루어진다.
여기서, 상기 교반 날개(21)는 다수개가 제 1 건조부(20) 내에 수직 또는 수평으로 구비되어 회전을 통해 EPS 발포 비드의 표면에 코팅된 난연액(4) 및 경화제(5)를 골고루 건조시킬 수 있다.
그리고, 상기 제 1 건조부(20)는 외부에 열풍기 등이 열원장치(미도시)와 연결되어 열풍이 내부에 유입되는 구조이고, 상기 열풍은 약 60℃정도의 온도로 이루어진다.
한편, 상기 코팅부(10)의 케이스(50)와 제 1 건조부(20)의 케이스(50)는 일체형으로 형성되는데, 즉, 코팅부(10)와 제 1 건조부(20)가 하나의 케이스(50) 내에 이루어져 모듈화된다.
여기서, 상기 모듈화된 케이스(50) 내에 코팅부(10)와 제 1 건조부(20)로 구분하기 위해 중앙부에 격벽부(30)가 형성되어 코팅부(10)와 제 1 건조부(20)로 공간을 구획하고, 상기 격벽부(30)의 일단부에는 다수개의 게이트(31)가 형성되어 다수개의 게이트(31) 중 어느 하나가 선택적으로 개방됨으로써, 상기 EPS 발포 비드가 코팅부(10) 내에서 체류되는 시간을 조절한다.
즉, 상기 교반 날개(11)에 의해 코팅된 EPS 발포 비드는 코팅부(10)의 하단부에 구비되는데, 이때, 상기 격벽부(30)의 다수개 게이트(31)가 선택적으로 개방되면서 EPS 발포 비드가 코팅부(10) 내에서 체류되는 시간이 조절되면서 EPS 발포 비드에 코팅되는 시간과 코팅량을 조절할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 제 1 건조부(20)의 일단면 즉, 상기 제 2 건조부(40)와 연결되는 일단면에는 다수개의 게이트(22)가 설치되고, 상기 다수개의 게이트(22)에 따라 EPS 발포 비드가 제 1 건조부(20)에 체류되는 시간을 조절할 수 있게 되어 최적의 조건 효율을 나타낼 수 있게 된다.
또한, 상기 모듈화된 코팅부(10)와 제 1 건조부(20)가 도 2에서처럼, 다수개로 형성되어 각각 제 2 건조부(40)와 연결되며, 상기 각각의 모듈화된 코팅부(10)와 제 1 건조부(20)는 배치(batch) 타입으로 EPS 발포 비드가 제 2 건조부(40)에 연속적으로 전달된다.
상기 제 2 건조부(40)는 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이, 제 1 건조부(20)와 연결되어 1차 건조된 EPS 발포 비드가 유입되고, 상기 유입된 EPS 발포 비드를 열풍에 의해 2차 건조한다.
여기서, 상기 제 2 건조부(40)는 케이스 내부에 복수개의 격판(41)이 상호 엇갈리게 겹쳐지도록 형성되고, 상기 격판(41)이 슬라이딩 이동하여 개폐되는 정도를 조정할 수 있어 격판(41)이 설치된 공간 사이로 열풍이 유도되면서 격판(41)에 의한 구간별로 EPS 발포 비드가 체류하는 시간과 배출되는 양을 조절할 수 있어 최적의 조건 효율을 나타낼 수 있게 된다.
그리고, 상기 제 2 건조부(40)와 제 1 건조부(20)는 상호 연결관(6)에 의해 연결되어 제 1 건조부(20)의 다수개의 게이트(22) 중 선택적으로 게이트(22)가 개방되어 연결관(6)을 통해 제 2 건조부(40) 내에 EPS 발포 비드가 투입된다.
그렇게, 상기 제 2 건조부(40)에서 2차까지 건조된 EPS 발포 비드가 블록 성형기(7)에 투입되어 고온으로 압축되면서 스팀이 분사되는 일반적인 성형 방법에 의하여 발포 성형이 완료되어 블록건조기(8)로 이송된다.
상기한 제조과정에 따라서 EPS 발포 비드를 코팅부(10)의 호퍼(12)에 1분당 10kg을 투입하고, 난연액(4)은 분당 10kg을 정량 투입한 다음 교반 날개(11)를 160rpm의 속도로 구동하여 제 1 및 2 건조부(20)(40)에서 약 60의 온도로 3 ~ 5분간 건조시키고 블록성형기(7)에서 제조하였다.
상기한 방법에 따라 제조된 성형물에 대한 물리적 성질을 시험한 결과, 열전도율(W/m·k)은 0.043 이하이고, 밀도(g/㎠)는 0.015 이상, 굴곡파괴하중(N)은 20 이상, 압축강도(N/㎠)는 5 이상이다. 그리고 콘칼로리미터법에 의하여 난연성능을 시험한 결과 총방출열량(MJ/㎡)은 8 이하, 열방출율이 연속으로 200kW/㎡를 초과하는 시간(s)은 10초 이하이고, 시험체를 관통하는 방화상 유해한 균열, 구멍 및 용융(심재의 전부용융, 소멸)등이 없으며, 행동정지시간(min)은 9분 이상이다.
1 : 저장탱크 2 : 배출관
3 : 정량토출밸브 4 : 난연액
5 : 경화제 6 : 연결관
7 : 블록성형기 8 : 블록건조기
10 : 코팅부 11,21 : 교반 날개
12 : 호퍼 20 : 제 1 건조부
22,31 : 게이트 30 : 격벽부
40 : 제 2 건조부 41 : 격판
50 : 케이스

Claims (3)

  1. 미리 발포된 EPS(Epandable polystyrene) 비드와 난연액(4) 및 경화제(5)가 투입구를 통해 투입되어 다수개의 교반 날개(11)의 회전을 통해 EPS 발포 비드의 표면에 난연액(4)이 고루 도포되는 코팅부(10)와;
    상기 코팅부(10)의 케이스(50)와 일체형으로 케이스(50)가 형성되고, 상기 코팅부(10)에서 코팅되어 이송된 EPS 발포 비드를 열풍에 의해 건조되며, 건조시, 다수개의 교반 날개(21)의 회전을 통해 EPS 발포 비드의 표면에 열풍이 고루 전달되는 제 1 건조부(20)와;
    상기 코팅부(10)의 케이스(50)와 제 1 건조부(20)의 케이스(50) 사이에 형성되어 공간을 구획하고, 일단부에 다수개의 게이트(31)가 형성되어 다수개의 게이트(31) 중 어느 하나가 선택적으로 개방됨으로써, 상기 EPS 발포 비드가 코팅부(10) 내에서 체류되는 시간을 조절되면서, EPS 발포 비드에 코팅되는 시간과 코팅량이 조절되도록 하는 격벽부(30)와;
    상기 제 1 건조부(20)와 연결되어 1차 건조된 EPS 발포 비드가 유입되고, 상기 유입된 EPS 발포 비드를 열풍에 의해 건조하는 제 2 건조부(40);를 포함하여 구성되고,
    상기 코팅부(10)와 제 1 건조부(20)가 하나의 케이스(50) 내에 이루어져 모듈화되고, 상기 모듈화된 코팅부(10)와 제 1 건조부(20)가 다수개로 형성되어 각각 제 2 건조부(40)와 연결되며, 상기 각각의 모듈화된 코팅부(10)와 제 1 건조부(20)는 배치(batch) 타입으로 제 2 건조부(40)에 EPS 발포 비드가 전달되며,
    상기 EPS 발포 비드는 호퍼(12)를 통해 코팅부(10) 내부에 투입되고, 상기 난연액(4)과 경화제(5)는 저장탱크(1)에 각각 저장되어 있어 정량토출밸브(3)가 설치된 배출관(2)을 통하여 코팅부(10) 내부에 투입되며, 상기 난연액(4)과 경화제(5)는 정량토출밸브(3)의 조절에 의해 투입량이 조절되도록 하고,
    상기 교반 날개(11)는 다수개가 코팅부(10) 내에 수직 또는 수평으로 구비되어 회전을 통해 투입된 EPS 발포 비드의 표면에 난연액(4) 및 경화제(5)를 골고루 묻혀주어 EPS 발포 비드의 전체 표면에 도포될 수 있도록 하며,
    상기 교반 날개(21)는 다수개가 제 1 건조부(20) 내에 수직 또는 수평으로 구비되어 회전을 통해 EPS 발포 비드의 표면에 코팅된 난연액(4) 및 경화제(5)를 골고루 건조시킬 수 있도록 하며,
    상기 제 1 건조부(20)는 외부에 열풍기가 열원장치와 연결되어 열풍이 내부에 유입되는 구조이며,
    상기 제 2 건조부(40)와 연결되는 제 1 건조부(20)의 일단면에는 다수개의 게이트(22)가 설치되고, 상기 다수개의 게이트(22)에 따라 EPS 발포 비드가 제 1 건조부(20)에 체류되는 시간을 조절할 수 있도록 하고,
    상기 제 2 건조부(40)는 케이스 내부에 복수개의 격판(41)이 상호 엇갈리게 겹쳐지도록 형성되고, 상기 격판(41)이 슬라이딩 이동하여 개폐되는 정도를 조정할 수 있어 격판(41)이 설치된 공간 사이로 열풍이 유도되면서 격판(41)에 의한 구간별로 EPS 발포 비드가 체류하는 시간과 배출되는 양을 조절할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 배치타입의 난연성 발포 폴리스티렌을 이용한 폼재의 제조장치.
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