KR101845397B1 - 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 혼합하여 제조하는 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법으로, 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 준비하는 원료준비단계; 상기 폴리올 원료와 상기 이소시아네이트 원료를 고압발포기 또는 저압발포기에 공급하는 원료공급단계; 및 상기 폴리우레탄 발포체의 밀도에 따라 선택적으로 고압발포기 또는 저압발포기에서 혼합되어 발포되도록 제어하는 선택적발포단계;를 포함하는 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 다양한 밀도를 갖는 경질 및 연질 폴리우레탄 발포체를 효율적으로 제공할 수 있다.

Description

하이브리드 폴리우레탄 발포체의 제조방법 {Method for making hybrid polyurethane foams}
본 발명은 폴리우레탄 발포체의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 안전성 및 생산효율이 향상된 폴리우레탄 발포체의 제조방법에 관한 것이다.
폴리우레탄 발포체(Foam)는 자체의 단열성, 경량성, 완충성 등의 성질을 활용하여 단독 또는 기타 재료와 복합화하여 단열재, 경량구조재, 완충재 등으로써 광범위하게 사용되고 있다. 특히 경질 폴리우레탄 발포체는 실용적인 단열재 중에서 열전도율이 가장 낮은 우수한 단열특성으로 인해 냉장고용 단열재, 건축용 단열재, 높은 단열도가 요구되는 전자제품 등에 널리 사용되고 있다.
폴리우레탄 발포체의 제조는 액상의 폴리올과 이소시아네이트가 공급되어 혼합되는 믹싱 헤드를 통해 이루어지는데, 믹싱 헤드에서 혼합되는 폴리올과 이소시아네이트의 균질 혼합물이 정해진 형상을 갖는 제품 몰드의 내부로 공급되어 부가반응에 의해 다양한 형태의 폴리우레탄 폼 제품이 만들어지는 것이 일반적이다.
한편, 종래의 폴리우레탄 폼 발포장치는 폴리올 공급탱크와 이소시아네이트 공급탱크로부터 각각 고점도 특성의 폴리올 액상 원료와 저점도 특성의 이소시아네이트 액상 원료가 믹싱헤드로 투입되면서 혼합이 되는 구조임에 따라, 점도 차이로 인한 혼합 효율 저하가 야기되는 문제점이 있었고, 이에 따라 발포장치의 손상을 야기시키거나 발포성형 품질이 저하될 수 있었다.
본 발명의 목적은 경질 및 연질 폴리우레탄 발표체를 연속적으로 제조할 수 있는 신규한 폴리우레탄 발포체 제조장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 공정 중 장치를 변경하지 않고 연속적으로 상이한 밀도를 갖는 폴리우레탄 발포체를 제조하는 장치를 제공하기 위함이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 외부 수분을 안정적으로 차단하고 온도를 제어할 수 있는 신규한 장치를 제공하기 위함이다.
본 발명의 일측면에 따르면, 본 발명의 실시예들은 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 혼합하여 제조하는 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법으로, 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 준비하는 원료준비단계; 상기 폴리올 원료와 상기 이소시아네이트 원료를 고압발포기 또는 저압발포기에 공급하는 원료공급단계; 및 상기 폴리우레탄 발포체의 밀도에 따라 선택적으로 고압발포기 또는 저압발포기에서 혼합되어 발포되도록 제어하는 선택적발포단계;를 포함하는 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조방법를 포함한다.
상기 원료준비단계에서 상기 폴리올 원료는 서로 다른 분자량으로 구비되는 제1 및 제2 폴리올 원료를 포함하고, 상기 이소시아네이트 원료는 서로 다른 첨가제를 구비하는 제1 및 제2 이소시아네이트 원료를 포함할 수 있다.
상기 원료공급단계에서 상기 제1 폴리올 원료 및 제1 이소시아네이트 원료는 고압발포기로 공급되고, 상기 제2 폴리올 원료 및 제2 이소시아네이트 원료는 저압발포기로 공급될 수 있다.
상기 원료공급단계에서 상기 폴리올 공급탱크와 이소시아네이트 공급탱크에는 각각 각각 내부의 온도 및 습도를 측정하여 상기 제어부로 전달하는 센서가 구비되고, 상기 제어부는 상기 센서에서 전달되는 온도 및 습도를 확인하도록 디스플레이하는 메인표시부를 포함할 수 있다.
상기 폴리올 공급탱크 및 이소시아네이트 공급탱크에는 각각 상기 센서에서 측정된 온도 및 습도를 디스플레이하는 서브표시부와, 상기 폴리올 공급탱크 및 이소시아네이트 공급탱크의 내부에 열을 가하는 온도제어부재가 구비될 수 있다.
상기 원료공급단계에서는 서브표시부에 디스플레이되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 온도 및 습도와 메인표시부에 디스플레이되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 온도 및 습도가 서로 동일한지 상이한지를 확인하는 것을 포함할 수 있다.
상기 서브표시부와 메인표시부의 온도 및 습도가 동일한 경우에는 상기 온도 및 습도가 제어하는 범위인 제어온도 및 제어습도의 범위와 비교하고, 상기 온도 및 습도가 제어온도 및 제어습도의 범위 외인 경우 제어부를 통하여 상기 온도제어부재를 가동시킬 수 있다.
상기 서브표시부와 메인표시부의 온도 및 습도가 상이한 경우에는 제어부를 통하여 상기 메인표시부와 서브표시부의 오류를 확인할 수 있다.
상기 폴리우레탄 발포체는 경질 폴리우레탄 발포체 및 연질 폴리우레탄 발포체를 포함하고, 상기 폴리우레탄 발포체가 경질 폴리우레탄인 경우에는 상기 고압발포기에서 발포되도록 제어하고, 상기 폴리우레탄 발포체가 연질 폴리우레탄인 경우 상기 저압발포기에서 발포되도록 제어할 수 있다.
상기 선택적발포단계는 상기 고압발포기 또는 저압발포기에 구비되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 양을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 선택적발포단계에서 발포되는 폴리올 원료 및 이소시아네아트 원료의 양을 제1 시간 간격으로 측정하여 상기 원료공급단계에서 상기 고압발포기 또는 저압발포기에 공급되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 제어하는 연속공정제어단계를 더 포함할 수 있다.
상기 연속공정제어단계에서 고압발포기 및 저압발포기에 구비되는 혼합된 폴리올과 이소시아네이트의 양은 제어부에 의하여 일정한 레벨이 유지되도록 제어될 수 있다.
상기 고압발포기에서 배출되는 혼합된 폴리올과 이소시아네이트는 몰드로 배출되어 제1 폴리우레탄 발포체를 형성하고, 상기 저압발포기에서 배출되는 혼합된 폴리올과 이소시아네이트는 상기 제1 폴리우레탄 발포체 상에 도포되어 제2 폴리우레탄 발포체를 형성할 수 있다.
상기 고압발포기에서 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료는 스톤 펌프에 의하여 150bar 내지 300bar의 압축된 후 충돌분사 (impingement injection)에 의하여 혼합되되, 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료의 운동에너지 흐름에 의하여 혼합되고, 상기 저압발포기에서 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료는 3bar 내지 40bar의 압력에서 혼합되되, 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료의 흐름은 상기 저압발포기 내부에 구비되는 임팰러측으로 이송될 수 있다.
상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체를 하나 이상을 포함하고, 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체는 샌드위치형태로 적층되어 구비될 수 있다.
상기 제1 폴리우레탄 발포체는 상부면 및 하부면에 각각 구비되고, 상기 상부면 및 하부면 사이에는 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체가 샌드위치형태로 적층되어 구비될 수 있다.
상기 폴리우레탄 발포체에 열을 가하면서 압력을 가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 선택적발포단계에서 상기 폴리우레탄 발포체의 밀도 (KS M 3809로 측정)가 30 kg/m³ 내지 45 kg/m³인 경우에는 고압발포기에서 수행되도록 제어하고, 상기 폴리우레탄 발포체의 밀도가 6 kg/m³ 내지 10 kg/m³인 경우에는 저압발포기에서 수행되도록 제어할 수 있다.
상기 폴리우레탄 발포체는 샌드위치형태로 구비되는 경질 폴리우레탄 발포체 및 연질 폴리우레탄 발포체를 포함하고, 상기 폴리우레탄 발포체를 구성하는 경질 폴리우레탄 발포체 및 연질 폴리우레탄 발포체의 두께에 따라 상기 선택적발포단계에서 고압발포기 또는 저압발포기에서의 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 발포를 미리 설정하여 수행될 수 있다.
상기 선택적발포단계에서 고압발포기 또는 저압발포기에 중에 잔존하는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 센싱하여 원료공급단계로 전달하고, 상기 원료공급단계에서는 상기 선택적발포단계에서 상기 고압발포기 또는 저압발포기 중에 잔존하는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 일정한 레벨로 유지하도록 제어하여 연속적으로 수행될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같은 본 발명에 따르면, 경질 및 연질 폴리우레탄 발표체를 연속적으로 제조할 수 있는 신규한 폴리우레탄 발포체 제조장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 공정 중 장치를 변경하지 않고 연속적으로 상이한 밀도를 갖는 폴리우레탄 발포체를 제조하는 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 외부 수분을 안정적으로 차단하고 온도를 제어할 수 있는 신규한 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 고압발포기를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 저압발포기를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 단면을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 매체를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 본 발명과 관계없는 부분은 본 발명의 설명을 명확하게 하기 위하여 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
이하, 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조장치 (100)는 폴리올 원료를 공급하는 폴리올 공급탱크 (110); 상기 폴리올 공급탱크 (110)와 연결되는 폴리올 공급배관 (111a, 111b)상에 설치되는 폴리올 공급펌프 (112); 이소시아네이트 원료를 공급하는 이소시아네이트 공급탱크 (120); 상기 이소시아네이트 공급탱크 (120)와 연결되는 이소시아네이트 공급배관 (121a, 121b) 상에 설치되는 이소시아네이트 공급펌프 (122); 상기 폴리올 공급배관 (111a, 111b)을 통하여 공급되는 폴리올 원료와, 상기 이소시아네이트 공급배관 (121a, 121b)을 통하여 공급되는 이소시아네이트 원료를 혼합하여 발포하는 고압발포기 (130) 및 저압발포기 (140); 및 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료는 폴리우레탄 발포체의 밀도에 따라 선택적으로 고압발포기 (130) 또는 저압발포기 (140)에서 혼합되어 발포되도록 제어하는 제어부 (150);를 포함한다.
상기 폴리올 공급탱크 (110) 및 이소시아네이트 공급탱크 (120)에는 각각 내부의 온도 및 습도를 측정하여 상기 제어부 (150)로 전달하는 센서 (114, 124)가 구비되고, 상기 제어부 (150)는 상기 센서 (114, 124)에서 전달되는 온도 및 습도를 확인하도록 디스플레이하는 메인표시부 (151)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 폴리올 공급탱크 (110) 및 이소시아네이트 공급탱크 (120)에는 각각 상기 센서 (114, 124)에서 측정된 온도 및 습도를 디스플레이하는 서브표시부 (113, 123)와, 상기 폴리올 공급탱크 및 이소시아네이트 공급탱크의 내부에 열을 가하는 온도제어부재 (115, 125)가 구비될 수 있다.
상기 폴리올 공급탱크 및 이소시아네이트 공급탱크에는 각각 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 구비될 수 있는데, 상기 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료는 공기 중에 존재하는 수분 등을 흡수할 수 있으며, 이와 같은 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 이용하여 제조된 폴리우레탄 발포체는 저급의 물성을 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 폴리우레탄 발포체를 만드는 원료는 저장하는 동안 습기로부터 보호해야 한다. 특히, 폴리올 원료의 경우, 일반적으로 흡습성과 공기로부터 수분을 흡수하기 때문에 수분 함량은 단시간에 몇 %까지 증가할 수 있고, 이는 상기 폴리우레탄 발포체의 특성값을 변화시킬 수 있으며 폴리우레탄 발포체 생성과정에서 CO2 증가를 야기할 수 있어, 폴리우레탄 발포체의 밀도를 저하시켜 강도를 감소시킬 수 있다. 또한, 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 대기 중이 수분과 반응하는 경우 폴리우레아가 형성될 수 있으며, 상기 폴리우레아는 미립자로 형성되어 생산라인과 노즐 내에 퇴적되어 원료공급을 차단한다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조장치 (100)는 폴리올 공급탱크 (110) 및 이소시아네이트 공급탱크 (120)에는 각각 내부에 구비되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 온도 및 습도를 측정하는 센서 (114, 124)가 구비되고, 상기 센서 (114, 124)에서 측정된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 온도 및 습도는 각각 제어부 (150)로 전달될 수 있다.
상기 센서 (114, 124)는 상기 폴리올 공급탱크 (110) 및 이소시아네이트 공급탱크 (120)의 하부에 구비되어 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료가 외부로 배출되는 폴리올 공급배관 (111a, 111b) 및 이소시아네이트 공급배관 (121a, 121b)의 입구측에 인접하게 구비될 수 있다. 상기 센서 (114, 124)는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 온도 및 습도를 측정하여 제어부 (150)로 전달하는데, 상기 폴리올 공급탱크 (110) 및 이소시아네이트 공급탱크 (120)에서 배출되는 부분에 인접하게 구비됨으로써, 배출되는 직전의 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 온도 및 물성을 측정할 수 있으므로 원료의 정보를 보다 정확하게 확인하여 제어할 수 있다.
상기 제어부 (150)에는 상기 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료 (이하, 원료들)의 온도 및 습도를 디스플레이하는 메인표시부 (151)가 구비되고, 작업자는 상기 메인표시부 (151)를 통하여 원료들의 상태를 점검할 수 있다. 또한, 상기 제어부 (150)는 상기 폴리올 공급탱크 (110) 및 이소시아네이트 공급탱크 (120)에 각각 구비되는 온도제어부재 (115, 125)를 제어할 수 있는데, 상기 메인표시부 (151)를 통하여 확인된 원료들의 온도 및 습도가 소정의 수치에 대응하지 않은 경우, 상기 온도제어부재 (115, 125)를 온-오프하여 상기 폴리올 공급탱크 (110) 및 이소사이네이트 공급탱크 (120) 내부로 열을 공급하거나 또는 열을 제거할 수 있다.
상기 온도제어부재 (115, 125)는 열선 및 쿨러를 포함할 수 있는데, 상기 제어부 (150)를 통하여 전달되는 정보를 통하여 열선 또는 쿨러를 온-오프할 수 있고, 이에 의하여 상기 폴리올 공급탱크 (110) 및 이소시아네이트 공급탱크 (120) 내부에 열을 공급하여 내부 온도를 상승-하강시키거나 또는 습기 등을 제거할 수 있다. 또한, 상기 폴리올 공급탱크 (110) 및 이소시아네이트 공급탱크 (120)에는 각각 센서 (114, 124)에서 측정된 온도 및 습도를 디스플레이하는 서브표시부 (113, 123)가 구비될 수 있다. 작업자는 제어부 (150)의 메인표시부 (151)를 확인하지 않아도, 상기 서브표시부 (113, 123)을 통하여 즉각적으로 확인할 수 있으며, 상기 제어부 (150)를 통하여 온도제어부재 (115, 125)를 제어하여 상기 폴리올 공급탱크 (110) 및 이소시아네이트 공급탱크 (120)의 내부 온도 및 습도 등을 제어할 수 있다. 또한, 서브표시부 (113, 123)에 표시되는 원료들의 정보와 메이표시부 (151)에 표시되는 정보를 비교할 수 있으며, 이에 의하여 어느 일측의 디스플레이 오류에 의한 문제를 미연에 방지할 수 있다.
상기 폴리올 공급탱크 (110)는 서로 다른 분자량을 갖는 폴리올 원료가 구비되는 제1 및 제2 폴리올 공급탱크 (110a, 110b)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 폴리올 공급탱크 (110a, 110b)에는 각각 제1 및 제2 폴리올 공급배관 (111a, 111b)이 구비되되 상기 제1 폴리올 공급배관 (111a)은 고압발포기 (130)로 연결되고 상기 제2 폴리올 공급배관 (111b)은 저압발포기 (140)로 연결될 수 있다. 또한, 상기 이소시아네이트 공급탱크 (120)는 서로 다른 첨가제를 갖는 이소시아네이트 원료가 구비되는 제1 및 제2 이소시아네이트 공급탱크 (120a, 120b)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 이소시아네이트 공급탱크 (120a, 120b)에는 각각 제1 및 제2 이소시아네이트 공급배관 (121a, 121b)이 구비되되 상기 제1 이소시아네이트 공급배관 (121a)은 고압발포기 (130)로 연결되고 상기 제2 이소시아네이트 공급배관 (121b)은 저압발포기 (140)로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조장치 (100)는 서로 다른 두개의 밀도를 갖는 폴리우레탄 발표체를 제조할 수 있다. 예컨대, 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조장치 (100)는 경질발포체 (130)와 연질발포체 (130)를 포함할 수 있으며, 상기 경질발포체 (130)를 통해서는 경질의 폴리우레탄 발포체가 형성될 수 있고, 상기 연질발포체 (140)를 통해서는 연질의 폴리우레탄 발포체가 형성될 수 있다. 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조장치 (100)를 통해서 폴리우레탄 발포체를 제조하는 경우, 하나의 밀도로 되는 경질 또는 연질의 폴리우레탄 발포체를 제조할 수 있고, 하나의 폴리우레탄 발포체 내에 경질 및 연질 폴리우레탄 발포체를 모두 포함하도록 제조할 수 있다.
예컨대, 상기 제1 폴리올 공급탱크 (110a)와 제1 이소시아네이트 공급탱크 (120a)에는 하기 표 1과 같은 성분이 각각 구비되어 경질발포기 (130)로 전달되어 경질 폴리우레탄 발포체를 형성할 수 있고, 상기 제2 폴리올 공급탱크 (110b)와 제2 이소시아네이트 공급탱크 (120b)에는 하기 표 2와 같은 성분이 각각 구비되어 연질발포기 (140)로 전달되어 연질 폴리우레탄 발포체를 형성할 수 있다.
경질 폴리우레탄 발포체의 원료
사용원료 성 분 사용량
이소시아네이트 원료 M-200
Index		 100 ~ 350
폴리올 원료 폴리올 100
물 0 ~ 4
실리콘 1 ~ 3
촉매 0 ~ 5
난연제 0 ~ 20
첨가제 0 ~ 10
가교제 0 ~ 10
발포제 10 ~ 40
연질 폴리우레탄 발포체의 원료
사용 원료 성분 사용량
이소시아네이트 원료 MDI & TDI A액과 당량비를
기준으로 조절
폴리올 원료 폴리올 100
가교제 0.5~10
촉매 0.1~3.0
정포제 (Silicone Surfactant) 0.5~3.0
셀 오프너 0.1~5.0
발포제 0.1~5.0
기타첨가제 0.1~5.0
상기 표 1을 참조하면, 경질 폴리우레탄 발포체를 제조하는 폴리올 원료는 폴리올, 촉매, 정포제 및 기타 첨가제드이 혼합되어 있는 원액을 포함하고, 폴리올은 폴리에테르 및 폴리에스테르 폴리올이 사용되고, 개시제, 관능기수에 따라 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 정포제는 실리콘 정포제가 사용되며 레진의 유화, 발포가스의 분산, 셀파포방지 및 셀막의 안정화 및 단열성능의 향상을 위해 사용될 수 있다. 촉매는 반응속도 조절 및 성형성 개선을 위해 사용하고 2~3 종류의 촉매를 조합하고, 발포제는 물, R-11, HCFC-141b, Cyclopentane 등이 사용되며 대체발포제로 HFC-245fa가 사용될 수 있다. 또한, 경질 폴리우레탄 발포체를 제조하는 이소시아네이트 원료는 폴리머릭엠디아이 (Polymeric MDI)를 포함할 수 있고, 예컨대 COSMONATE M-200 및 M-100를 포함할 수 있다 ( NCO% : 30.0 ~ 32.0%, 점 도 : 150 ~ 600 cps/25℃).
표 2를 참조하면, 연질 폴리우레탄 발포체를 제조하는 폴리올 원료는 폴리에스테르 폴리올을 포함하고, 글리세린을 개시제로 한 분자량 3000~7500의 폴리올이 연질폼용으로 주로 사용될 수 있다 (예컨대, HP-3753, KE810, H-6000, Y-3328 등을 포함). 가교제는 3관능성 이상의 다관능물질로, DEOA, TEOA, Glycerin 등이며 0.1~10part 정도 사용할 수 있고, 정포제는 L-3002, L-5309, B4113 중 하나 이상을 포함하고, 계면활성 효과작용으로 폼 내의 셀 구조에 영향을 미치는 물질로서 유화작용 (원료성분을 고르게 혼합시킴), 분산작용(표면장력를 낮게 하여 기포의 발생, 성장, 안정화에 기여(폼의 Collapse 방지)) 또한. 폼 내의 기포(Cell)수와 크기를 조절 및 폼 내부의 Open성 조절하며 0.1 ~ 3part 정도 사용할 수 있다. 촉매는, 반응에 직접 참여하지 않고 미량의 존재 하에서 화학반응을 촉진시키는 물질로서 반응물의 반응속도를 조절(수지화반응/발포반응)하는 역할을 하고, 33LV, A33, A-1, A-107 중 하나 이상으로 이루어질 수 있다. 발포제는 우레탄 반응 중 이소시아네이트와 반응하여 기포를 형성하고 폼을 부풀리게 하는 물질로서 주로 H20을 사용하며 1~5part범위 안에서 사용하며, 기타 첨가제로는 충진제(Filler)와 안료(Toner) 등이 있다. 충진제는 Cost Down 목적이나 제품의 무게, 강도등을 높일 목적으로 투입되는 물질이며 예로서 Carbon Black, CaCO3, Glass Fiber 등이 있다. 안료는 최종 폴리우레탄 제품의 색상을 내기 위하여 소량 투입되는 물질이다. 또한, 연질 폴리우레탄 발포체를 제조하는 이소시아네이트 원료는 종래 TDI, T/M Blend를 사용 해 왔으나 국내의 경우, TDI의 독성, 작업성, 생산성 및 내구성, 물성발현 등의 관계로 MDI와 TDI의 장단점을 보완한 M/T계(KMCI특허), 생산성향상 및 필링 (Feeling)감이 우수한 ALL MDI계로 바뀌어 가고 있다.
상기 제1 및 제2 폴리올 공급배관 (111a, 111b)과 상기 제1 및 제2 이소시아네이트 공급배관 (121a, 121b)에는 각각 밸브 (10)가 구비되고, 상기 밸브 (10)는 제어부 (150)에 의하여 개폐가 제어될 수 있다. 상기 제어부 (150)에는 제조하고자 하는 폴리우레탄 발포체의 형상 (디자인) 등이 이미 입력되어 있고, 상기 제어부 (150)는 입력되어 있는 폴리우레탄 발포체의 형상에 따라 상기 밸브 (10)의 온-오프를 제어하여 상기 제1 및 제2 폴리올 공급배관 (110a, 110b)과, 제1 및 제2 이소시아네이트 공급배관 (121a, 121b)의 개폐를 제어할 수 있다. 이에 의하여, 경질발포기 (130) 또는 연질발포기 (140)로 전달되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 종류 및 양을 제어할 수 있다.
상기 제어부 (150)는 폴리우레탄 발포체의 밀도 (KS M 3809로 측정)가 30 kg/m³ 내지 45 kg/m³인 경우에는 고압발포기 (130)에서 수행되도록 제어하고, 상기 폴리우레탄 발포체의 밀도가 6 kg/m³ 내지 10 kg/m³인 경우에는 저압발포기 (140)에서 수행되도록 제어할 수 있다.
도 2는 도 1의 고압발포기를 도시한 도면이고, 도 3은 도 1의 저압발포기를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 고압발포기 (130)는 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 수납하는 탱크 (131)와 상기 탱크 (131)의 하부에 구비되어 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료가 혼합되는 믹싱헤드 (132), 및 상기 믹싱헤드 (132)에 연결되어 고압의 공기를 이용하여 혼합된 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 배출하는 제1 노즐 (133)을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 저압발포기 (140)는 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료가 구비되는 탱크 (141)와 상기 탱크 (141) 내에서 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 혼합하는 임팰러 (142), 및 상기 탱크 (141)의 일측 하부에 연결되어 혼합된 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 배출하는 제2 노즐 (143)을 포함할 수 있다.
상기 고압발포기 (130)와 저압발포기 (140)에는 각각 제1 또는 제2 노즐 (133, 143)이 구비되고, 상기 제1 및 제2 노즐 (133, 143)에서 상기 혼합된 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료가 배출되는 입구에는 복수개의 홀을 구비한 메쉬 (mesh) (135, 145)가 각각 구비될 수 있다. 상기 메쉬 (135, 145)는 제1 및 제2 노즐 (133, 143)의 말단부에서 탈착이 가능하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 메쉬 (135, 145)는 각각 동일한 크기를 갖는 정사각형의 홀로 형성될 수 있으며, 제1 노즐 (133)에 구비되는 메쉬 (135)의 홀의 직경 (a)은 상기 제2 노즐 (143)에 구비되는 메쉬 (145)의 홀의 직경 (b)보다 더 작게 구비될 수 있다.
상기 메쉬 (135, 145)는 상기 경질발포기 (130) 및 연질발포기 (140)에서 폴리우레탄 발포체을 성형하는 몰드로 배출되는 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 배출하는 통로로 작용할 수 있다. 상기 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 메쉬 (135, 145)를 통과함으로써 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트의 원료가 더 균질하게 혼합되도록 할 수 있으며, 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료 중에 포함될 수 있는 기포 등을 제거할 수 있어 제조된 폴리우레탄 발포체의 물성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 노즐 (133)에 구비되는 메쉬 (135)의 홀의 직경 (a)은 제2 노즐 (143)에 구비되는 메쉬 (145)의 홀의 직경 (b)보다 작게 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 노즐 (133)에 구비되는 메쉬 (135)의 홀의 직경 (a)은 3mm 내지 7mm이고, 상기 제2 노즐 (143)에 구비되는 메쉬 (145)의 홀의 직경 (b)은 10mm 내지 15mm일 수 있다. 상기 제1 노즐 (133)을 통하여 배출되어 제조된 폴리우레탄 발포체는 경질이고, 제2 노즐 (143)을 통하여 배출되어 제조된 폴리우레탄 발포체는 연질일 수 있다. 상기 폴리우레탄 발포체를 제조하는 메쉬 (135, 145)의 홀의 직경 (a, b)은 원료의 점도와 제조되는 폴리우레탄 발포체의 내부 기공의 크기에 영향을 미칠 수 있다. 상기 메쉬 (135, 145)의 홀의 직경 (a, b)은 전술한 수치범위 내에 포함되는 것이 바람직하며, 상기 제1 노즐 (133)에 구비되는 메쉬 (135)의 홀의 직경 (a)이 3mm 미만인 경우에는 원료의 점도에 의하여 원료가 노즐을 통하여 배출되기 어려워 문제되고, 7mm 초과인 경우 제조되는 폴리우레탄 발포체의 기공 크기가 너무 크게 형성되어 문제될 수 있다. 또한, 상기 제2 노즐 (143)에 구비되는 메쉬 (145)의 홀의 직경 (b)은 10mm 미만인 경우, 원료의 점도에 의하여 원료가 노즐을 통하여 배출되기 어려워 문제되고, 15mm 초과인 경우 홀의 크기가 너무 커 메쉬에 의한 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료의 균질화의 효과가 미미하여 폴리우레탄 발포체의 기공 크기가 너무 크게 형성되어 문제될 수 있다.
상기 고압발포기 (130) 및 저압발포기 (140)의 탱크 (131, 141)에는 상기 탱크 (131, 141)에 구비되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 양을 측정하는 센서 (136, 146)가 각각 구비되고, 상기 센서 (136, 146)는 상기 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 양을 측정하여 상기 제어부 (150)로 전달할 수 있다. 또한, 상기 제어부 (150)는 상기 센서 (136, 146)에서 전달받은 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 양에 따라 상기 제1 및 제2 폴리올 공급배관 (111a, 111b)과 상기 제1 및 제2 이소시아네이트 공급배관 (121a, 121b)에 구비되는 밸브 (10)의 개폐를 제어할 수 있다.
상기 고압발포기 (130) 및 저압발포기 (140)에 구비된 센서 (136, 146)는 각각의 탱크 (131, 141) 내의 상부 및 하부에 구비되어 상기 탱크 중 (131, 141)에 구비되는 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료의 양을 측정하여 제어부 (150)로 전달하고, 상기 제어부 (150)는 메인표시부 (151)를 통하여 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료의 양을 디스플레이하면서, 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료가 소정의 레벨로 유지될 수 있도록 상기 고압발포기 (130) 및 저압발포기 (140)로 연결되는 폴리올 공급배관 (111a, 111b) 및 이소시아네이트 공급배관 (121a, 121b)의 밸브의 온-오프를 제어할 수 있다.
상기 고압발포기 (130) 및 저압발포기 (140)에서 배출되는 혼합된 폴리올 및 이소시아네이트는 폴리우레탄 발포체를 형성하는데, 상기 혼합된 폴리올 및 이소시아네이트는 중력과 상기 혼합된 폴리올 및 이소시아네이트의 점도에 의하여 배출되는 속도 및 양이 제어될 수 있으며, 이는 제조된 폴리우레탄 발포체의 밀도 등의 물성에 영향을 미친다. 따라서, 상기 고압발포기 (130) 및 저압발포기 (140)의 각각의 탱크 (131, 141)에 구비되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 양이 대량 소정의 레벨을 유지하는 것이 바람직하며, 이와 같이 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 양이 유사하게 유지되는 경우 혼합된 폴리올 및 이소시아네이트가 배출될 때의 중력 및 점도를 유사하게 유지시킬 수 있어 제조된 폴리우레탄 발포체의 물성이 국부적으로 차이를 보이지 않고 전반적으로 균일 할 수 있다. 따라서, 상기 고압발포기 (130) 및 저압발포기 (140)에 구비되는 혼합된 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료의 양은 제어부 (150)에 의하여 일정한 레벨이 유지되도록 제어됨으로써 제조된 폴리우레탄 발포체의 물성을 균일하게 유지할 수 있다.
상기 고압발포기 (130)에서 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료는 상기 믹싱헤드 (132)에서 혼합되는데, 이때, 상기 믹싱헤드 (132)에 연결된 펨프 (134), 예컨대 스톤 펌프에 의하여 150bar 내지 300bar의 압축된 후 충돌분사 (impingement injection)에 의하여 혼합될 수 있다. 상기 믹싱헤드 (132) 내에서 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료는 이들의 운동에너지 흐름에 의하여 혼합되고, 상기 믹싱헤드 (132)에 연결된 제1 노즐 (133)을 통하여 배출될 수 있다.
상기 저압발포기 (140)에서 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료는 3bar 내지 40bar의 압력에서 혼합되되, 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료의 흐름은 상기 임팰러 (142)측으로 이송될 수 있다. 상기 임팰러 (142)는 상기 저압발포기 (140)의 탱크 (141) 내에 구비되어 상기 탱크 (141)의 하단 중심부에서 회전함으로써 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 혼합할 수 있다. 상기 임팰러 (142)에는 펌프 (144)가 구비되어 상기 임팰러 (142)의 회전을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르는 폴리우레탄 발포체 제조장치는 하이브리드 폴리우레탄 발포체를 제조하는 성형부를 더 포함할 수 있는데, 상기 성형부는 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체에 열을 가하면서 압력을 가하는 가압몰드를 포함할 수 있다. 상기 가압몰드는 상기 제어부 (150)에 의하여 제어될 수 있으며, 상기 가압몰드에 의하여 폴리우레탄 발포체는 여분의 기포 등을 제거하고 외부 형상을 견고하게 고정할 수 있으므로 제조시 생산효율을 향상시킬 수 있다.
이하에서, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 후술할 내용을 제외하고는, 도 1 내지 도 3에서 설명한 실시예에 기재된 내용과 유사하므로 이에 대한 자세한 내용은 생략한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 단면을 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 단면을 도시한 도면이다.
전술한 도면과 함께 도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에의 다른 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200a, 200b)는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 혼합하여 제조된 폴리우레탄 발포체로, 상기 폴리우레탄 발포체는 하나 이상의 제1 폴리우레탄 발포체 (210)와, 하나 이상의 제2 폴리우레탄 발포체 (220)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체 (210, 220)는 샌드위치형태로 적층되어 구비되며, 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체 (210, 220)는 서로 다른 밀도로 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 폴리우레탄 발포체 (210)의 밀도 (KS M 3809로 측정)는 30 kg/m³ 내지 45 kg/m³이고, 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220)의 밀도 (KS M 3809로 측정)는 6 kg/m³ 내지 10 kg/m³일 수 있다.
상기 고압발포기에서 배출되는 혼합된 폴리올과 이소시아네이트는 몰드로 배출되어 제1 폴리우레탄 발포체 (210)을 형성하고, 상기 저압발포기에서 배출되는 혼합된 폴리올과 이소시아네이트는 상기 제1 폴리우레탄 발포체 (210) 상에 도포되어 제2 폴리우레탄 발포체 (220)을 형성할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 발포체 (200a, 200b)는 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체 (210, 220)을 하나 이상을 포함하고, 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체 (210, 220)은 샌드위치형태로 적층되어 구비될 수 있다.
통상, 하나의 폴리우레탄 발포체를 제조하기 위하여 두꺼운 층은 반복 분사하여 제조할 수 있으나, 폴리우레탄 발포체의 두꺼운 층은 따뜻한 기판에 적용되기 대문에 상기 폴리우레탄 발포체의 최상층은 밀도는 아래층에 비하여 상대적으로 낮게 존재하고, 이에 따라서 폴리우레탄 발포체는 단면상 상부로 갈수록 밀도가 점점 감소하는 형태로 제조된다. 또한, 상기 폴리우레판 발포체에서 방출되는 열로 인하여 상대적으로 높은 밀도를 갖는 아래층은 노츨된 표면, 예컨대 폼 스킨 (foam skin)에 거품을 형성하는 불량이 발생할 수 있다.
반면, 본 실시예에 따라 제조된 폴리우레탄 발포체는 하나의 두꺼운 층이 아닌 제1 및/또는 제2 폴리우레탄 발포체가 얇은 측으로 복수회 반복하여 구비될 수 있어, 제조된 폴리우레탄 발포체는 상부 및 하부가 일정한 밀도를 갖도록 제어할 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 최외면에는 밀도가 크고 강도가 높은 경질 폴리우레탄으로 이루어지는 제1 폴리우레탄 발포체 (210)을 형성하고, 상기 제1 폴리우레탄 발포체 (210) 사이의 내측에는 탄성이 있는 연성 폴리우레탄으로 이루어지도록 제2 폴리우레탄 발포체 (220)을 형성함으로 별도의 외장재를 생략하고 폴리우레탄 발포체 (200a)를 제조할 수 있다. 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 발포체에서, 상기 제1 폴리우레탄 발포체 (210)은 상부면 및 하부면에 각각 구비되고, 상기 상부면 및 하부면 사이에는 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체 (210, 220), 또는 제2 폴리우레탄 발포체 (220)가 샌드위치형태로 적층되어 구비될 수 있다.
예컨대, 상기 상부면 및 하부면에 각각 구비되는 제1 폴리우레탄 발포체 (210)의 단면은 두께가 제1 길이로 구비되고, 상기 상부면 및 하부면 사이에 샌드위치형태로 적층되어 구비되는 제2 폴리우레탄 발포체 (220)의 단면은 상기 제1 길이에 대하여 10배인 제2 길이로 구비될 수 있다. 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200a)는 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200a)의 최외면인 상부면 및 하부면에는 각각 경질 폴리우레탄 발포체인 제1 폴리우레탄 발포체 (210)가 구비될 수 있고, 상기 제1 폴리우레탄 발포체 (210)는 내부에 구비되는 연질 폴리우레탄 발포체인 제2 폴리우레탄 발포체 (220)를 보호하도록 구비될 수 있다. 이때, 상기 제2 길이가 제1 길이에 대해서 10배로 구비되어야 상 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200a)는 외면에 강성을 가짐과 동시에, 상기 외면인 제1 폴리우레탄 발포체 (210)에 의하여 방해받지 않고 충분한 탄성을 구비함으로 단열재로서도 효율적으로 이용할 수 있다. 바람직하기로는 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200a)에서, 상기 제1 길이는 10mm 내지 30mm일 수 있고, 상기 제2 길이는 100mm 내지 300mm일 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 발포체 (200b)는 상부 및 하부에 각각 제1 폴리우레탄 발포체 (210)을 형성하고 상기 제1 폴리우레탄 발포체 (210) 사이에 제2 폴리우레탄 발포체 (220)을 구비하되, 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220)의 내부에 복수개의 제1 폴리우레탄 발포체 (210)이 서로 이격되어 벌크의 형상으로 간혈적으로 구비되도록 할 수 있다. 상기 상기 상부면 및 하부면에 각각 구비되는 제1 폴리우레탄 발포체 (210)의 단면은 두께가 제1 길이로 구비되고, 상기 상부면 및 하부면 사이에 샌드위치형태로 적층되어 구비되는 제2 폴리우레탄 발포체 (220)의 단면은 상기 제1 길이에 대하여 10배인 제2 길이로 구비되며, 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220) 사이에 구비되는 제1 폴리우레탄 발포체 (210)는 평균 직경이 제3 길이인 구형으로 구비될 수 있다. 이때, 상기 제3 길이는 상기 제2 길이의 0.1배 내지 0.3배로 구비될 수 있다.
전술한 바와 같이, 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200b)에 있어서, 상기 최외면에 구비되는 제1 폴리우레탄 발포체 (210)는 경질 폴리우레탄으로 외장재의 기능을 할 수 있고, 상기 제1 폴리우레탄 발포체 (210) 사이에 구비되는 제2 폴리우레탄 발포체는 연질 폴리우레탄으로 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200b)의 주된 기능인 탄성 및 단열의 기능을 부여할 수 있다. 이때, 상기 제2 길이가 제1 길이의 10배가 되어야, 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체는 주된 기능인 탄성 및 단열의 기능을 충분히 구비함과 동시에 상기 제1 폴리우레탄 발포체 (210)는 외장재의 기능으로 외부 충격으로부터 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220)의 내부에는 대략 구형으로 구비되어 서로 이격되어 구비되는 미립자의 형태인 제1 폴리우레탄 발포체 (210)가 복수개 구비될 수 있다. 이때, 상기 제1 폴리우레탄 발포체 (210)는 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220)의 기계적 물성을 보강하는 필러의 기능을 하는 것으로, 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220)의 탄성을 방해하지 않고, 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220) 내부에 형성되는 셀 (기포)에 대응하는 크기로 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 제1 길이는 10mm 내지 30mm일 수 있고, 상기 제2 길이는 100mm 내지 30mm일 수 있으며, 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220) 내부에 구비되는 구형의 제1 폴리우레탄 발포체 (210)의 평균 직경인 제3 길이는 상기 제2 길이에 대해서 0.1배 내지 0.3배로 구비되는 것이 바람직하다. 상기 제3 길이가 제2 길이에 대해서 0.1배 미만으로 구비되는 경우, 구형의 제1 폴리우레탄 발포체 (210)의 크기가 너무 작아서 균일한 크기로 제조하기 어렵고 공정상 분진으로 발생되어 미립자가 날려 다수의 불량을 유발할 수 있다. 또한, 상기 제3 길이가 제2 길이에 대해서 0.3배 초가로 구비되는 경우, 상기 제2 길이에 대한 제3 길이가 너무 커서 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220)의 탄성을 저하시킬 수 있다.
도 5와 같은 폴리우레탄 발포체 (200b)에서, 상기 제1 폴리우레탄 발포체 (210)은 최외면에 구비되어 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220)을 보호함과 동시에 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220)의 내부에 구비되어 필러로 작용함으로써 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200b)의 물리적 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200a, 200b)는 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200a, 200b)에 열을 가하면서 압력을 가하는 것을 더 포함할 수 있다. 몰드를 통하여 제조된 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200a, 200b)로 마지막에 열을 가하면서 소정의 압력을 부여할 수 있다. 마지막에 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200a, 200b)로 가해지는 열과 압력은 발포체로 성형된 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200a, 200b)의 마무리 무두질과 같이 작용함으로써 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200a, 200b)를 견고하게 할 수 있다. 따라서, 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 (200a, 200b)는 소비자에 의하여 사용하는 과정에서도 형상이 변질되지 않고 물성이 유사하게 유지될 수 있다.
상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체 (210, 220)는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 혼합하여 제조될 수 있는데, 이때 상기 제1 폴리우레탄 발포체 (210)는 제1 폴리올 원료와 제1 이소시아네이트 원료를 혼합하여 제조되고, 상기 제2 폴리우레탄 발포체 (220)는 제2 폴리올 원료와 제2 이소시아네이트 원료를 혼합하여 제조될 수 있다. 상기 제1 및 제2 상기 폴리올 원료는 서로 다른 분자량으로 구비되고, 상기 제1 및 제2 이소시아네이트 원료는 서로 다른 첨가제를 구비할 수 있다. .
상기 제1 및 제2 폴리올 원료와 상기 제1 및 제2 이소시아네이트 원료는 각각 서로 다른 공급탱크에 구비된 후, 제어된 양에 따라서 고압발포기 또는 저압발포기로 전달될 수 있다. 원료들이 구비되는 각각의 공급탱크에는 원료들의 온도 및 습도를 측정할 수 있는 센서가 구비되고, 상기 센서는 측정된 온도 및 습도를 제어부로 전달할 수 있다. 이때, 제어부 내에는 각각의 원료에 대한 소정의 수치범위인 제어온도 및 제어습도가 범위값으로 미리 입력되어 있고, 상기 제어부는 상기 공급탱크에 구비된 온도제어부재를 제어함으로써 원료들의 온도 및 습도가 제어온도 및 제어습도 범위 내를 유지할 수 있도록 할 수 있다.
통상, 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료는 외부 온도 및 습도에 민감하게 반응하고, 수분과 반응하는 경우에는 분진 등을 형성시킴으로써 원료들의 전달 통로인 노즐 내부에 퇴적되어 생산성을 저하시킬 수 있다. 또한, 너무 저온의 온도는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 반응성을 저하시킬 수 있고, 너무 고온의 온도는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 변질시키므로써 제조된 폴리우레탄 발포체의 물성을 열화시킬 수 있다.
반면, 본 발명의 일 실시에에 따른 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료는 이들 원료들이 저장되는 공급탱크 내부의 온도 및 습도를 소정의 범위 내로 제어함으로서 원료의 변질을 방지하고 생산성을 향상시킬 수 있다. 상기 공급탱크에 구비되는 온도제어부재는 열선 및 쿨러를 포함하고, 상기 내부의 습도가 높은 경우 열선을 가동하여 상기 공급탱크 내부의 수분을 제거할 수 있으며 상기 공급탱크 내부의 온도가 너무 높은 경우에는 쿨러를 가동함으로써 온도를 하강시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조방법은 도 1에 도시된 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조장치를 이용하여 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 혼합하여 제조하는 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법으로, 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 준비하는 원료준비단계 (S10); 상기 폴리올 원료와 상기 이소시아네이트 원료를 고압발포기 또는 저압발포기에 공급하는 원료공급단계 (S20); 및 상기 폴리우레탄 발포체의 밀도에 따라 선택적으로 고압발포기 또는 저압발포기에서 혼합되어 발포되도록 제어하는 선택적발포단계 (S30);를 포함한다. 또한, 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조방법은 상기 원료공급단계 (S20)와 상기 선택적발포단계 (S30)를 서로 피드백하여 제어하는 연속공정제어단계 (S40)를 더 포함할 수 있다.
상기 원료준비단계 (S10)에서 상기 폴리올 원료는 서로 다른 분자량으로 구비되는 제1 및 제2 폴리올 원료를 포함하고, 상기 이소시아네이트 원료는 서로 다른 첨가제를 구비하는 제1 및 제2 이소시아네이트 원료를 포함할 수 있다. 또한, 상기 원료공급단계 (S10)에서 상기 제1 폴리올 원료 및 제1 이소시아네이트 원료는 고압발포기로 공급되고, 상기 제2 폴리올 원료 및 제2 이소시아네이트 원료는 저압발포기로 공급될 수 있다.
상기 제1 폴리올 원료와 제1 이소시아네이트 원료는 서로 혼합되어 고압발포기를 통하여 경질 폴리우레탄 발포체로 형성될 수 있고, 상기 제2 폴리올 원료와 제2 이소시아네이트 원료는 서로 혼합되어 저압발포기를 통하여 연질 폴리우레탄 발포체로 형성할 수 있다. 제1 및 제2 폴리올 원료와, 제1 및 제2 이소시아네이트 원료 (이하, 원료들)은 각각 서로 다른 공급탱크에 구비될 수 있고, 상기 공급탱크에는 내부에 구비되는 원료들의 온도 및 습도를 측정하는 센서를 구비할 수 있다. 상기 센서는 제어부와 연결되고 상기 제어부는 상기 공급탱크에 구비되는 온도제어부재를 제어함으로써, 상기 공급탱크 내부의 온도 및 습도를 소정의 범위 내로 유지하도록 제어할 수 있다. 상기 원료들은 제어된 온도 및 습도범위로 유지되는 공급탱크 내부에 보관된 후 고압발포기 또는 저압발포기로 전달될 수 있다. 따라서, 상기 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조과정 중에서 상기 원료들은 변질되지 않고 유지되므로, 제조된 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 물성을 소정의 범위 내로 용이하게 제어할 수 있다.
상기 원료공급단계 (S10)에서 상기 폴리올 공급탱크와 이소시아네이트 공급탱크에는 각각 각각 내부의 온도 및 습도를 측정하여 상기 제어부로 전달하는 센서가 구비되고, 상기 제어부는 상기 센서에서 전달되는 온도 및 습도를 확인하도록 디스플레이하는 메인표시부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 폴리올 공급탱크 및 이소시아네이트 공급탱크에는 각각 상기 센서에서 측정된 온도 및 습도를 디스플레이하는 서브표시부와, 상기 폴리올 공급탱크 및 이소시아네이트 공급탱크의 내부에 열을 가하는 온도제어부재가 구비될 수 있다.
상기 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료는 소정의 범위로 온도 및 습도를 제어하는 것이 바람직한데, 예컨대 상기 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 포함하는 원료들은 저온에서는 반응성이 저하되어 하이브리드 폴리우레탄 발포체 생산성을 저하시킬 수 있고, 고온에서는 상기 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 물성이 변질되어 제조된 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 품질을 저하시킬 수 있다. 또한, 원료들은 수분과 민감하게 반응하여 미립자 등을 형성할 수 있고, 제조된 미립자는 상기 원료들의 이동통로인 노즐에 퇴적되어 공정효율을 저하시킬 수 있다. 따라서, 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료는 소정의 범위인 제어온도 및 제어습도의 범위 내로 제어되는 것이 바람직한데, 상기 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 각각 구비되는 공급탱크가 닫힌계가 아닌 열린계이므로 주변 환경에 영향을 쉽게 받는다. 반면, 본 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 제조방법은 원료들의 온도 및 습도를 측정하는 센서와, 상기 센서에서 측정된 온도 및 습도가 전달되는 제어부, 및 상기 공급탱크에 각각 구비되어 상기 제어부에 의하여 제어되는 온도제어부재를 구비할 수 있다. 따라서, 열린계에서 수행되는 하이브리드 폴리우레탄 제조방법임에도 불구하고 실시간으로 원료들의 온도 및 습도를 확인하고 제어할 수 있으므로 공정효율을 향상시키고 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 품질을 우수하게 유지할 수 있다.
또한, 상기 원료공급단계 (S20)에서는 공급탱크의 서브표시부에 디스플레이되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 온도 및 습도와 메인표시부에 디스플레이되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 온도 및 습도가 서로 동일한지 상이한지를 확인하는 것을 포함할 수 있다. 이때, 상기 서브표시부와 메인표시부의 온도 및 습도가 동일한 경우에는 상기 온도 및 습도가 제어하는 범위인 제어온도 및 제어습도의 범위와 비교하고, 상기 온도 및 습도가 제어온도 및 제어습도의 범위 외인 경우 제어부를 통하여 상기 온도제어부재를 가동시킬 수 있어, 상기 원료들의 온도 및 습도를 소정의 범위 내로 유지할 수 있다. 또한, 상기 서브표시부와 메인표시부의 온도 및 습도가 상이한 경우에는 제어부를 통하여 상기 메인표시부와 서브표시부의 오류를 확인할 수 있으므로 원료들의 온도 및 습도를 장치에 의한 손실없이 효율적으로 유지할 수 있다.
예컨대, 상기 폴리우레탄 발포체는 경질 폴리우레탄 발포체 및 연질 폴리우레탄 발포체를 포함하고, 상기 폴리우레탄 발포체가 경질 폴리우레탄인 경우에는 상기 고압발포기에서 발포되도록 제어하고, 상기 폴리우레탄 발포체가 연질 폴리우레탄인 경우 상기 저압발포기에서 발포되도록 제어할 수 있다.
상기 선택적발포단계 (S30)는 상기 고압발포기 또는 저압발포기에 구비되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 양을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 선택적발포단계 (S30)에서 발포되는 폴리올 원료 및 이소시아네아트 원료의 양을 제1 시간 간격으로 측정하여 상기 원료공급단계에서 상기 고압발포기 또는 저압발포기에 공급되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 제어하는 연속공정제어단계 (S40)를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 연속공정제어단계 (S40)에서 고압발포기 및 저압발포기에 구비되는 혼합된 폴리올과 이소시아네이트의 양은 제어부에 의하여 일정한 레벨이 유지되도록 제어될 수 있다.
하이브리드 폴리우레탄 발포체는 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체를 포함하고, 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체는 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료의 혼합과정에서 반응에 의하여 발생하는 이산화탄소 등에 의하여 내부에 발포 (기포) 등을 형성할 수 있다. 이때, 상기 내부에 형성되는 발포는 원료들 자체가 갖는 물성과 내부의 첨가제에 의하여 제어될 수 있고, 이에 더하여 원료들의 중량에 의하여 영향받을 수 있다.
반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 제조방법에서는, 일정한 시간, 예컨대 제1 시간 간격으로 상기 경질발포기 및 연질발포기 내부에 구비되는 원료들의 양을 소정의 레벨로 유지될 수 있도록 선택적발포단계 (S30)와 원료공급단계 (S20)를 서로 연결하는 연속공정제어단계 (S40)를 구비할 수 있다. 상기 연속공정제어단계 (S40)에 이하여 경질발포기 및 연질발포기 내부의 원료의 양을 소정의 레벨로 제어할 수 있으므로, 제조되는 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체는 경질발포기 및 연질발포기 내부의 원료의 양에 따른 물성의 변화없이 균질한 물성을 갖는 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체를 제조할 수 있다.
상기 고압발포기에서 배출되는 혼합된 폴리올과 이소시아네이트는 몰드로 배출되어 제1 폴리우레탄 발포체를 형성하고, 상기 저압발포기에서 배출되는 혼합된 폴리올과 이소시아네이트는 상기 제1 폴리우레탄 발포체 상에 도포되어 제2 폴리우레탄 발포체를 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체를 하나 이상을 포함하고, 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체는 샌드위치형태로 적층되어 구비될 수 있다. 상기 제1 폴리우레탄 발포체는 상부면 및 하부면에 각각 구비되고, 상기 상부면 및 하부면 사이에는 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체가 샌드위치형태로 적층되어 구비될 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 폴리우레탄 제조방법은 폴리우레탄 발포체에 열을 가하면서 압력을 가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 선택적발포단계 (S30)에서 상기 폴리우레탄 발포체의 밀도 (KS M 3809로 측정)가 30 kg/m³ 내지 45 kg/m³인 경우에는 고압발포기에서 수행되도록 제어하고, 상기 폴리우레탄 발포체의 밀도가 6 kg/m³ 내지 10 kg/m³인 경우에는 저압발포기에서 수행되도록 제어할 수 있다. 상기 폴리우레탄 발포체는 샌드위치형태로 구비되는 경질 폴리우레탄 발포체 및 연질 폴리우레탄 발포체를 포함하고, 상기 폴리우레탄 발포체를 구성하는 경질 폴리우레탄 발포체 및 연질 폴리우레탄 발포체의 두께에 따라 상기 선택적발포단계 (S30)에서 고압발포기 또는 저압발포기에서의 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 발포를 미리 설정하여 수행될 수 있다.
상기 선택적발포단계 (S30)에서 고압발포기 또는 저압발포기에 중에 잔존하는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 센싱하여 원료공급단계 (S20)로 전달하고, 상기 원료공급단계 (S20)에서는 상기 선택적발포단계 (S30)에서 상기 고압발포기 또는 저압발포기 중에 잔존하는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 일정한 레벨로 유지하도록 제어하여 연속적으로 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조방법은 선택적발포단계 (S20)를 통하여 서로 다른 밀도를 갖는 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체를 제조할 수 있고 하나의 공정 내에서 설비를 변경하지 않고 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체를 모두 구비하는 하이브리드 폴리우레탄 발포체를 제조할 수 있다. 또한, 상기 선택적발포단계 (S20)에서의 고압발포기 및 저압발포기 내의 원료들의 양은 연속공정제어단계 (S40)를 통하여 상기 원료공급단계 (S10)를 함께 제어함으로써 소정의 레벨로 유지될 수 있고, 이는 일정한 시간간격을 통하여 수행됨으로써 공정효율을 향상시키고 제조된 하이브리드 폴리우레탄 발포체의 물성을 공정 내 일정하게 유지할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조장치
110 : 폴리올 공급탱크 111: 폴리올 공급배관
112 : 폴리올 공급펌프 120 : 이소시아네이트 공급탱크
121 : 이소시아네이트 공급배관 122 : 이소시아네이트 공급펌프
113, 123 : 서브표시부 114, 124 : 센서
115, 125 : 온도제어부재 130 : 고압발포기
131 : 탱크 132 : 믹싱헤드
133 : 제1 노즐 140 : 저압발포기
141 : 탱크 142 : 임팰러
143 : 제2 노즐 150 : 제어부

Claims (20)

  1. 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 혼합하여 제조하는 폴리우레탄 발포체를 제조하는 방법으로,
    폴리올 원료와 이소시아네이트 원료를 준비하는 원료준비단계;
    상기 폴리올 원료와 상기 이소시아네이트 원료를 고압발포기 또는 저압발포기에 공급하는 원료공급단계; 및
    상기 폴리우레탄 발포체의 밀도에 따라 선택적으로 고압발포기 또는 저압발포기에서 혼합되어 발포되도록 제어하는 선택적발포단계;를 포함하고,
    상기 원료준비단계에서 상기 폴리올 원료는 서로 다른 분자량으로 구비되는 제1 및 제2 폴리올 원료를 포함하고, 상기 이소시아네이트 원료는 서로 다른 첨가제를 구비하는 제1 및 제2 이소시아네이트 원료를 포함하며,
    상기 원료공급단계에서 상기 제1 폴리올 원료 및 제1 이소시아네이트 원료는 고압발포기로 공급되고, 상기 제2 폴리올 원료 및 제2 이소시아네이트 원료는 저압발포기로 공급되며,
    상기 원료공급단계에서 상기 폴리올 원료를 공급하는 폴리올 공급탱크와 상기 이소시아네이트 원료를 공급하는 이소시아네이트 공급탱크에는 각각 각각 내부의 온도 및 습도를 측정하여 상기 온도 및 습도를 제어하는 제어부로 전달하는 센서가 구비되고, 상기 제어부는 상기 센서에서 전달되는 온도 및 습도를 확인하도록 디스플레이하는 메인표시부를 포함하고,
    상기 센서는 상기 폴리올 공급탱크 및 이소시아네이트 공급탱크의 하부에 구비되어 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료가 외부로 배출되는 폴리올 공급배관 및 이소시아네이트 공급배관의 입구측에 인접하게 구비되어 상기 고압발포기 및 저압발포기측으로 배출되기 직전의 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 온도 및 습도를 측정하고,
    상기 폴리올 공급탱크 및 이소시아네이트 공급탱크에는 각각 상기 센서에서 측정된 온도 및 습도를 디스플레이하는 서브표시부와, 상기 폴리올 공급탱크 및 이소시아네이트 공급탱크의 내부에 열을 가하는 온도제어부재가 구비되며,
    상기 원료공급단계에서는 서브표시부에 디스플레이되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 온도 및 습도와 메인표시부에 디스플레이되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 온도 및 습도가 서로 동일한지 상이한지를 확인하고,
    상기 서브표시부와 메인표시부의 온도 및 습도가 동일한 경우에는 상기 온도 및 습도가 제어하는 범위인 제어온도 및 제어습도의 범위와 비교하고, 상기 온도 및 습도가 제어온도 및 제어습도의 범위 외인 경우 제어부를 통하여 상기 온도제어부재를 가동시키며,
    상기 서브표시부와 메인표시부의 온도 및 습도가 상이한 경우에는 제어부를 통하여 상기 메인표시부와 서브표시부의 오류를 확인하고,
    상기 제어부는 상기 메인표시부를 통하여 확인된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 온도 및 습도가 소정의 수치에 대응하지 않는 경우, 상기 온도제어부재를 온-오프하여 상기 폴리올 공급탱크 및 이소시아네이트 공급탱크 내부로 열을 공급하거나 또는 열을 제거하며, 상기 온도제어부재는 열선 및 쿨러를 포함하되, 상기 제어부를 통하여 전달되는 정보를 통하여 열선 또는 쿨러를 온-오프하여 상기 폴리올 공급탱크 및 이소시아네이트 공급탱크 내부에 열을 공급 또는 제거하여 내부 온도를 상승-하강시키거나 또는 습기 등을 제거하며,
    상기 폴리우레탄 발포체는 경질 폴리우레탄 발포체 및 연질 폴리우레탄 발포체를 포함하고, 상기 폴리우레탄 발포체가 경질 폴리우레탄인 경우에는 상기 고압발포기에서 발포되도록 제어하고, 상기 폴리우레탄 발포체가 연질 폴리우레탄인 경우 상기 저압발포기에서 발포되도록 제어하며,
    상기 선택적발포단계는 상기 고압발포기 또는 저압발포기에 구비되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 양을 측정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 선택적발포단계에서 발포되는 폴리올 원료 및 이소시아네아트 원료의 양을 제1 시간 간격으로 측정하여 상기 원료공급단계에서 상기 고압발포기 또는 저압발포기에 공급되는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 제어하는 연속공정제어단계를 더 포함하며,
    상기 연속공정제어단계에서 고압발포기 및 저압발포기에 구비되는 혼합된 폴리올과 이소시아네이트의 양은 제어부에 의하여 일정한 레벨이 유지되도록 제어되고,
    상기 폴리올 공급탱크는 서로 다른 분자량을 갖는 폴리올 원료가 구비되는 제1 및 제2 폴리올 공급탱크를 포함하고, 상기 제1 및 제2 폴리올 공급탱크에는 각각 제1 및 제2 폴리올 공급배관이 구비되되 상기 제1 폴리올 공급배관은 고압발포기로 연결되고 상기 제2 폴리올 공급배관은 저압발포기로 연결되며, 상기 이소시아네이트 공급탱크는 서로 다른 첨가제를 갖는 이소시아네이트 원료가 구비되는 제1 및 제2 이소시아네이트 공급탱크를 포함하고, 상기 제1 및 제2 이소시아네이트 공급탱크에는 각각 제1 및 제2 이소시아네이트 공급배관이 구비되되 상기 제1 이소시아네이트 공급배관은 고압발포기로 연결되고 상기 제2 이소시아네이트 공급배관은 저압발포기로 연결되며,
    상기 고압발포기에서 배출되는 혼합된 폴리올과 이소시아네이트는 몰드로 배출되어 제1 폴리우레탄 발포체를 형성하고, 상기 저압발포기에서 배출되는 혼합된 폴리올과 이소시아네이트는 상기 제1 폴리우레탄 발포체 상에 도포되어 제2 폴리우레탄 발포체를 형성하며,
    상기 고압발포기에서 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료는 스톤 펌프에 의하여 150bar 내지 300bar의 압축된 후 충돌분사 (impingement injection)에 의하여 혼합되되, 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료의 운동에너지 흐름에 의하여 혼합되고, 상기 저압발포기에서 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료는 3bar 내지 40bar의 압력에서 혼합되되, 상기 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료의 흐름은 상기 저압발포기 내부에 구비되는 임팰러측으로 이송되고,
    상기 고압발포기와 저압발포기에는 각각 제1 또는 제2 노즐이 구비되고, 상기 제1 및 제2 노즐에서 혼합된 폴리올 원료와 이소시아네이트 원료가 배출되는 입구에는 복수개의 홀을 구비한 메쉬 (mesh)가 각각 구비되되, 상기 메쉬는 제1 및 제2 노즐의 말단부에서 탈착이 가능하도록 구비되며, 상기 메쉬는 각각 동일한 크기를 갖는 정사각형의 홀로 형성될 수 있으며, 상기 메쉬는 상기 경질발포기 및 연질발포기에서 폴리우레탄 발포체을 성형하는 몰드로 배출되는 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 배출하는 통로로 작용하되, 상기 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 메쉬를 통과함으로써 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트의 원료가 더 균질하게 혼합되도록 하고, 혼합된 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료 중에 포함될 수 있는 기포 등을 제거할 수 있어 제조된 폴리우레탄 발포체의 물성을 향상시키며, 상기 제1 노즐에 구비되는 메쉬의 홀의 직경은 3mm 내지 7mm이고, 상기 제2 노즐에 구비되는 메쉬의 홀의 직경은 10mm 내지 15mm이고, 상기 제1 노즐을 통하여 배출되어 제조된 폴리우레탄 발포체는 경질이고, 상기 제2 노즐을 통하여 배출되어 제조된 폴리우레탄 발포체는 연질이며, 상기 폴리우레탄 발포체를 제조하는 메쉬의 홀의 직경은 원료의 점도와 제조되는 폴리우레탄 발포체의 내부 기공의 크기에 영향을 미치며,
    상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체를 하나 이상을 포함하고, 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체는 샌드위치형태로 적층되어 구비되며,
    상기 제1 폴리우레탄 발포체는 상부면 및 하부면에 각각 구비되고, 상기 상부면 및 하부면 사이에는 상기 제1 및 제2 폴리우레탄 발포체가 샌드위치형태로 적층되어 구비되고,
    상기 폴리우레탄 발포체에 열을 가하면서 압력을 가하는 단계를 더 포함하며,
    상기 선택적발포단계에서 상기 폴리우레탄 발포체의 밀도 (KS M 3809로 측정)가 30 kg/m³ 내지 45 kg/m³인 경우에는 고압발포기에서 수행되도록 제어하고, 상기 폴리우레탄 발포체의 밀도가 6 kg/m³ 내지 10 kg/m³인 경우에는 저압발포기에서 수행되도록 제어하고,
    상기 폴리우레탄 발포체는 샌드위치형태로 구비되는 경질 폴리우레탄 발포체 및 연질 폴리우레탄 발포체를 포함하고, 상기 폴리우레탄 발포체를 구성하는 경질 폴리우레탄 발포체 및 연질 폴리우레탄 발포체의 두께에 따라 상기 선택적발포단계에서 고압발포기 또는 저압발포기에서의 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료의 발포를 미리 설정하여 수행되며,
    상기 선택적발포단계에서 고압발포기 또는 저압발포기에 중에 잔존하는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료를 센싱하여 원료공급단계로 전달하고, 상기 원료공급단계에서는 상기 선택적발포단계에서 상기 고압발포기 또는 저압발포기 중에 잔존하는 폴리올 원료 및 이소시아네이트 원료가 일정한 레벨로 유지하도록 제어하여 연속적으로 수행되는 하이브리드 폴리우레탄 발포체 제조방법.
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