KR101980299B1 - 페놀폼 단열보드 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 페놀폼 단열보드 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서,
상세하게는 페놀폼 단열보드를 제조하는 경우에, 혼합스크류 회전에 따른 블레이드와 페놀폼 조성물간의 접촉에 의해 페놀폼 공급기의 하우징 내부에서 발생되는 열을 방열시키기 위한 페놀폼 단열보드 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.

Description

페놀폼 단열보드 제조방법 및 제조장치{Manufacturing method and apparatus of Phenol foam insulation board}
본 발명은 페놀폼 단열보드 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 페놀폼 단열보드를 제조하는 경우에, 혼합스크류의 회전에 따른 혼합스크류와 페놀폼 조성물간의 접촉에 의해 페놀폼공급기 내부에 발생되는 열을 방열시키기 위한 페놀폼 단열보드 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.
최근, 건축물에 적용되는 단열 및 소방기준이 강화되는 상황에서 단열재 자체의 성능개선을 위한 많은 시도가 진행되고 있는 바, 건물의 시공공법에 있어서도, 종래의 내단열 공법을 벗어나서 단열재를 건물의 외벽에 시공하는 이른바 외단열시스템이 주목되고 있다.
상기 외단열시스템에 사용될 수 있는 단열용 판재에는, 발포폴리스틸렌, 글라스울, 우레탄발포보드가 제안되고 있으나, 상기 폴리스틸렌이나 우레탄 등의 합성수지로 제작된 단열용 판재는, 내열성이 부족하여 화재 발생시 유독가스를 방출하고, 더욱이 내압성과 내압축성이 떨어져 단열용 판재로서 그 성능이 우수하지 못하다는 문제점이 있다.
이에 따라 최근에는 페놀수지발포보드로 성형된 단열용 판재가 제안되고 있는 바, 상기 페놀수지발포보드는 내열성 및 내화성은 우수하지만 내압성과 내충격성과 굴곡탄성률이 좋지 못하여 외력이 인가되는 경우 쉽게 부러지거나 파손된다는 심각한 문제가 있다.
이와 같은 종래 페놀수지발포보드의 문제를 해결하기 위한 것으로, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1840545호(명칭:페놀폼 단열보드 및 그 제조장치)가 제안되었다.
상기 선출원 발명은 '소정의 높이로 세워져 설치되는 작업대의 전방에 설치된 상태에서 상기 작업대의 상부면으로 제1시트를 연속적으로 공급하는 제1시트롤과, 상기 작업대의 앞부분 상방에 설치된 상태에서 상기 제1시트롤로부터 작업대의 상부면으로 공급된 제1시트상에 세라믹칩이 균일하게 혼입된 페놀폼을 연속적으로 공급하는 페놀폼공급기와, 상기 작업대의 뒷부분 상방에 설치된 상태에서 페놀폼의 뒷부분에 제2시트를 연속적으로 공급하는 제2시트롤과, 상기 제2시트롤의 수직하방에서 제2시트롤과 접촉되게 설치되어 페놀폼이 제1시트와 제2시트의 내면에 긴밀하게 압착되도록 가압하는 가압롤러를 포함하는 것'을 그 기술적 구성으로 하는 것이다.
그러나, 상기 선행기술은 제1시트와 제2시트 사이에 충진되는 페놀폼에 세라믹칩이 균일하게 혼입된 상태에서 경화되도록 하여 강도를 보강함으로써 운반,취급 및 시공과정에서 외력에 의하여 쉽게 부러지거나 파손되지 않는 효과가 있으나, 페놀폼공급기 내부에서 회전스크류의 회전으로 인한 회전스크류와 첨가제와의 접촉에 의해 발생되는 열로 페놀폼공급기 내부 온도가 상승하게 되어 페놀폼공급기내에서 페놀폼 조성물의 발포가 진행됨으로써 페놀폼공급기의 유지관리가 매우 복잡한 것은 물론, 이로 인해 제1시트와 제2시트 사이에 페놀폼 조성물이 충진되는 과정에서의 발포과정이 균일하지 못하게 되는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1437722호, "강화 페놀폼 보드")
본 발명의 해결 하고자 하는 기술적 과제는 페놀폼 단열보드를 제조하는 경우에, 혼합스크류의 회전에 따른 혼합스크류와 페놀폼 조성물간의 접촉에 의해 페놀폼공급기 내부에 발생되는 열을 방열시킴으로써 단열성능과 내화성이 우수한 페놀폼 단열보드를 연속적으로 제조할 수 있도록 하기 위한 페놀폼 단열보드 제조방법 및 제조장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 페놀폼 단열보드 제조방법 및 제조장치는 주제, 정포제, 첨가제를 혼합스크류가 형성된 페놀폼 공급기로 투입하는 투입단계와, 상기 페놀폼 공급기로 투입된 상기 주제, 정포제, 첨가제를 상기 혼합스크류의 회전에 의해 혼합시키는 혼합단계와, 상기 페놀폼 공급기에서 혼합된 페놀폼 조성물을 상기 혼합스크류의 회전으로 페놀폼 토출구를 통해 제1시트와 제2시트 사이에 채워지도록 하는 충진단계와, 상기 제1시트와 제2시트 사이에 채워진 상기 페놀폼 조성물이 압착되도록 성형하는 성형단계와, 상기 혼합단계는 상기 혼합스크류의 회전시 상기 혼합스크류와 상기 페놀폼 조성물과의 접촉에 의해 발생되는 열을 상기 페놀폼 공급기에 설치된 히트파이프에 의해 방열하는 수단을 구비한다.
상기 주제는 페놀수지, 경화제, 발포제를 함유하고, 상기 첨가제는 세라믹칩 또는 나노섬유인 것을 구비한다.
소정의 높이로 세워져 설치되는 작업대의 전방에 설치된 상태에서 상기 작업대의 상면으로 제1시트를 연속적으로 공급하는 제1시트롤과, 상기 작업대의 전방 상면에 설치된 상태에서 상기 제1시트롤로부터 상기 작업대의 상면으로 공급된 상기 제1시트상에 상기 주제, 정포제, 첨가제를 균일하게 혼합시킨 페놀폼 조성물을 연속적으로 공급하기 위한 혼합스크류가 형성된 페놀폼 공급기와, 상기 작업대의 후방 상면에 설치된 상태에서 상기 페놀폼 조성물의 상면에 제2시트를 연속적으로 공급하는 제2시트롤과, 상기 제2시트롤의 길이 방향으로 수직하방에서 제2시트롤과 접촉되게 설치되어 상기 페놀폼 조성물이 상기 제1시트와 제2시트의 내면에 압착되도록 가압하는 가압롤러와, 상기 페놀폼공급기에 형성되어 상기 혼합스크류의 회전으로 상기 혼합스크류와 상기 페놀폼 조성물과의 접촉에 의해 발생되는 열을 방출하기 위한 히트파이프를 구비한다.
상기 혼합스크류는 구동모터의 구동축에 결합하여 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 외주면을 따라 연속적으로 형성된 나선형 블레이드를 포함하고, 상기 페놀폼 공급기의 내부로 유입되는 상기 주제, 정포제, 첨가제가 균일하게 혼합되도록 상기 블레이드 상면에는 다수의 제1돌기부가 일정 간격으로 형성되고, 상기 블레이드의 하면에는 상기 제1돌기부와 어긋나게 배치되는 다수의 제2돌기부가 형성되며, 상기 제1돌기부는 단면이 삼각형으로 형성되어 상기 회전축 방향으로 진행할수록 단면이 감소하고, 상기 제2돌기부는 단면이 반원형으로 형성되어 상기 회전축 방향으로 진행할수록 단면이 점차 감소하는 수단을 구비한다.
상기 히트파이프는 상기 혼합스크류내에 매립되어 상기 혼합스크류의 둘레방향을 따라 형성되는 흡열부와, 상기 흡열부와 연결되어 상기 혼합스크류에 일체로 결합된 구동축의 길이방향을 따라 상기 페놀폼공급기 내부에 형성된 제1방열부와 상기 구동축의 길이방향으로 따라 상기 페놀폼공급기 외부에 형성된 제2방열부를 구비한다.
상기 히트파이프는 페놀폼공급기 외주면의 둘레방향을 따라 형성되어 상기 히트파이프의 방열을 촉진시키기 위한 방열촉진수단을 더 구비한다.
상기 방열촉진수단은 상기 히트파이프 외주면의 둘레방향을 따라 돌출되게 형성되는 방열돌기부와 방열홈부를 구비한다.
본 발명에 따른 페놀폼 단열보드 제조방법 및 제조장치는 페놀폼공급기 내부의 혼합스크류 외주면 둘레방향과 구동축의 길이방향을 따라 히트파이프를 매립성형하여, 혼합스크류의 작동과정에서 혼합스크류와 페놀폼 조성물의 접촉에 의해 발생되는 열을 열원으로부터 열을 배출하는 곳으로 빠르게 이동시킴으로써 신속한 방열효과를 얻을 수 있다.
이로 인해, 열에 의해 페놀폼공급기가 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 단열성능과 내화성이 우수한 페놀폼 단열보드의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치에 의해 제조된 페놀폼 단열보드의 일부 확대 사시도.
도 2는 본 발명의 제1실시 예에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치의 구성도.
도 3은 도 2에 도시된 페놀폼 단열보드 제조장치의 페놀폼공급기의 단면도.
도 4는 본 발명의 제2실시 예에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치의 페놀폼공급기의 단면도.
도 5는 본 발명의 제3실시 예에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치의 페놀폼공급기의 단면도.
도 6은 본 발명의 제4실시 예에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치의 혼합스크류의 단면도.
도 7은 도 6에 도시된 페놀폼 단열보드 제조장치의 혼합스크류의 일부 측면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치에 의해 제조된 페놀폼 단열보드(1)는 일정두께의 평판 형태를 취하는 제1시트(4) 상부면에 페놀폼 조성물(37)의 하부면이 결합되게 형성된다.
제1시트(4)에 결합된 페놀폼 조성물(31)의 상부면에는 일정두께의 평판 형태를 취하는 제2시트(6)의 하부면이 결합되게 형성된다.
본 발명의 페놀폼 단열보드(1)에 사용되는 제1시트(4) 및 제2시트(6)는 세라믹 메쉬 또는 알루미늄의 피복된 범용 부직포를 사용하되, 사용 목적에 따라 부직포의 두께는 다르게 제작되어 사용될 수 있다.
그리고, 페놀폼 조성물(37)는 주제, 정포제, 첨가제를 혼합한 조성물이다.
주제에는 페놀수지, 발포제, 경화제가 혼합되어 사용되고, 첨가제에는 세라믹칩 또는 나노섬유중 선택된 하나 이상의 첨가제가 사용된다.
상기와 같이 혼합된 페놀폼 조성물(37)은 주제, 첨가제 및 정포제가 혼합 후 발포 및 경화됨으로써, 일정한 두께를 갖는 페놀폼 단열보드(1)로 성형된다.
한편, 도 2 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치는 작업대의 전방에 설치된 제1시트롤(3)과, 제1시트롤(3)의 후방에서 작업대의 상부에 설치된 페놀폼 공급기(10)와, 페놀폼 공급기(10)의 후방에 설치된 작업대의 상부면에서 제1시트(4)와 겹치게 형성되는 제2시트롤(5)과, 제2시트롤(5)에 수직 대응되게 제1시트(4)와 제2시트(6)를 사이에두고 가압롤러(7)가 설치되고, 페놀폼 공급기(10)의 내부에 매립되게 형성되어 페놀폼 공급기(10) 내부에서 발생되는 열을 방열하기 위한 히트파이프(50)를 구비한다.
제1시트롤(3)은 제1시트롤(3) 내부에 형성된 축의 회전에 의해 소정의 높이로 세워져 설치되는 작업대 전방의 상면에서 제2시트롤(5) 방향으로 제1시트(4)가 연속적으로 공급되도록 설치된다.
페놀폼 공급기(10)는 구동모터(11), 하우징(20), 혼합스크류(21)를 구비한다.
구동모터(11)는 하단 중심부에 회전가능한 구동축(13)이 형성되고, 구동축(13)은 길이방향으로 하우징(20)의 내부로 연장되게 형성된다.
하우징(20)은 구동모터(11)의 하부에 형성되며, 하우징(20)의 하단 중심부에 형성된 페놀폼 토출구(40)와, 하우징(20)의 상단 일측에 형성된 유입구(30)를 구비한다.
페놀폼 토출구(40)는 하우징(20) 하단 중심부에 구멍이 뚫려 있고, 페놀폼 조성물(37)이 제1시트(4) 및 제2시트(6) 사이에 일정한 속도와 일정한 양으로 충진될 수 있도록 하우징(20) 하단으로 갈수록 역원뿔형태로 형성된다.
유입구(30)는 하우징(20)의 상단 일측에 마주하는 위치에 주제유입구(31)와 정포제유입구(33)가 형성되고, 주제유입구(31) 또는 정포제유입구(33) 하단 일측에 첨가제가 유입되는 첨가제유입구(35)가 형성된다.
주제유입구(31)에는 페놀수지, 발포제, 경화제가 투입되고, 첨가제유입구(35)에는 세라믹칩 또는 나노섬유중 선택된 하나 이상의 첨가제가 투입된다.
혼합스크류(21)는 유입구(30)로 투입된 주제, 정포제, 첨가제를 균일하게 혼합시킨 페놀폼 조성물(37)을 작업대의 상면으로 공급된 제1시트(4)상에 연속적으로 공급하기 위해, 하우징(20) 내부에서 구동축(13)과 결합되어 회전하는 회전축(23)과 회전축(23)의 외주면을 따라 회전축(23)의 일단에서부터 타단까지 연속적으로 형성된 블레이드(25)가 형성된다.
제2시트롤(5)은 제2시트롤(5) 내부에 형성된 축의 회전에 의해 페놀폼 토출구(40)를 통해 제1시트(4)에 충진된 페놀폼 조성물(37)의 상부면에 제2시트(6)가 연속적으로 공급되도록 형성된다.
가압롤러(7)는 제1시트롤(3)과 제2시트롤(5)에 각각 형성된 축의 회전에 의해 연속적으로 공급되는 제1시트(4)와 제2시트(6) 내면에 페놀폼 토출구(40)를 통해 충진된 페놀폼 조성물(37)이 압착성형되도록, 제2시트롤(5)의 길이방향으로 수직하방에서 제1시트(4)와 접촉하여 가압되도록 설치된다.
히트파이프(50)는 구동모터(11)의 작동으로 구동축(13)과 결합된 페놀폼 공급기(10)의 혼합스크류(21)가 회전함에 따라 블레이드(25)와 페놀폼 조성물(37)간의 접촉으로 인해 발생되는 열을 방열하기 위해 혼합스크류(21) 내부에 매립되게 설치된다.
본 발명에 따른 히트파이프(50)는 열전도율이 높은 구리, 티타늄 등의 금속 합금재질로된 밀폐된 파이프 내부에 증류수나 알코올 등의 작동유체를 충진한 후 진공배기한 구조로 형성된다.
이러한 구조를 갖는 히트파이프(50)는 회전축(23)의 길이방향을 따라 형성된 흡열부(51)와, 흡열부(51)와 연결되어 회전축(23)의 길이방향을 따라 형성된 제1방열부(53)와, 제1방열부(53)와 연결되어 구동축(13)의 길이방향을 따라 형성된 제2방열부(55)를 구비한다.
흡열부(51)는 블레이드(25)와 페놀폼 조성물(37)의 접촉에 의해 발생되는 열을 최대한 흡수하기 위해 혼합스크류(21)의 둘레방향을 따라 블레이드(25)와 인접되게 매립되어 형성된다.
제1방열부(53)는 흡열부(51)의 일측에 연결되어 흡열부(51)에서 흡수된 열을 방열하기 위해 회전축(23)의 중심부에서 길이방향을 따라 매립되게 형성된다.
제2방열부(55)는 제1방열부(53)의 일측에 연결되어 구동축(13)의 길이방향을 따라 연장되게 매립되어 형성된다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 혼합스크류(21)가 회전함에 따라 블레이드(25)와 페놀폼 조성물(37)간의 접촉으로 발생되는 열은 혼합스크류(21)의 둘레방향으로 형성된 흡열부(51)를 통해 제1방열부(53)로 전달된다.
그리고, 제1방열부(53)를 통해 1차 방열되고 남은 열은 제1방열부(53)에 연결된 제2방열부(55)를 통해 최종적으로 방열된다.
구체적으로, 블레이드(25)를 통해 흡열부(51)로 전달된 열은 흡열부(51) 내부에 있는 작동유체인 액체로 전달되고, 액체가 열로 인해 기체 또는 증기로 변하여 회전축(23)의 제1방열부(53)로 이동함으로써 1차 방열이 진행된다.
계속해서, 제1방열부(53)에서 방열되지 못하고 남은 열은 구동축(13)의 제2방열부(55)로 이동함으로써 최종적으로 방열된다.
제2방열부(55)에서 방열이 끝난 후 히트파이프(50) 내부에 충진된 작동유체는 온도차에 의해 다시 액체로 돌아가게 되고, 중력 또는 모세관력에 의해 흡열부(51)로 이동하는 과정이 반복됨으로써 신속한 방열효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 혼합스크류(21)의 회전에 따른 블레이드(25)와 페놀폼 조성물(37)간의 접촉에 의해 발생되는 열의 영향을 가장 많이 받는 혼합스크류(21)에 히트파이프(50)를 형성한다.
이러한 구조의 특징으로 인해, 하우징(20)내부의 페놀폼 조성물(37) 혼합과정에서 발생된 열을 혼합스크류(21)에서 멀어지는 구동축(13)의 제2방열부(55)로 보내 열교환이 원활히 이루어지게 됨으로써 방열효과가 향상된다.
한편, 도 4에는 본 발명의 제2실시 예에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치의 페놀폼 공급기가 도시되어 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 구성은 동일 참조부호로 표기한다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 페놀폼 공급기(10)는 하우징(20) 외주면의 둘레방향을 따라 형성된 히트파이프(52)의 외주면에 방열촉진수단(60)이 형성된 구조로써, 페놀폼 공급기(10) 내부에서 발생된 열을 신속하게 페놀폼 공급기(10) 외부로 신속히 배출할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 페놀폼 공급기(10)는 페놀폼 공급기(10) 내부의 블레이드(25)에 인접한 하우징(20)의 외주면의 전영역으로 둘레방향을 따라 히트파이프(52)가 형성되고, 히트파이프(52) 외주면의 둘레방향을 따라 금속재질의 방열판으로 형성된 방열촉진수단(60)이 구비된다. 하지만, 페놀폼 공급기(10) 내부에서 발생되는 열을 신속하게 방열하기 위해 방열촉진수단(60)은 금속재질의 방열판으로 한정하지는 않는다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 혼합스크류(21)가 회전함에 따라 블레이드(25)와 페놀폼 조성물(37)간의 접촉으로 발생되는 열은 페놀폼 공급기(10) 내부의 블레이드(25)에 인접한 하우징(20)의 외주면 둘레방향을 따라 형성된 히트파이프(52)의 접촉면을 통해 흡열된다.
그리고, 이렇게 흡수된 열은 하우징(20) 외주면의 둘레방향을 따라 형성된 히트파이프(52) 접촉면과 대응되는 히트파이프(52) 타측면으로 전달되면서 1차 방열된다.
그리고, 1차 방열되고 남은 열은 하우징(20) 외주면의 둘레방향을 따라 형성된 히트파이프(52) 접촉면과 대응되는 히트파이프(52) 타측면의 둘레방향으로 형성된 방열촉진수단으로 전달되어 방열된다.
구체적으로, 페놀폼 공급기(10) 내부에 발생된 열은 하우징(20) 외주면의 둘레방향을 따라 형성된 히트파이프(52)의 접촉면 내부에 있는 작동유체인 액체로 전달되고, 액체가 열로 인해 기체 또는 증기로 변하여 하우징(20) 외주면의 둘레방향을 따라 형성된 히트파이프(52) 접촉면과 대응되는 히트파이프(52) 타측면으로 1차 방열이 진행된다.
그리고, 1차 방열되고 남은 열은 히트파이프(52)의 외주면을 감싸고 있는 방열촉진수단(60)으로 이동함으로써 최종적으로 방열된다.
방열촉진수단(60)으로 방열이 끝난 후 히트파이프(52) 내부에 충진된 작동유체는 온도차에 의해 다시 액체로 돌아가게 되고, 페놀폼 공급기(10) 내부에서 발생되는 열은 중력 또는 모세관력에 의해 히트파이프(52)에서 방열촉진수단(61)으로 이동하는 과정이 반복됨으로써 신속한 방열효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치의 페놀폼 공급기(10)는 페놀폼 공급기(10) 내부에서 발생된 열을 방열하는 방열촉진수단(60)을 페놀폼 공급기(10) 외부에 구비함으로써 방열효율을 더 높일 수 있다.
한편, 도 5에서는 본 발명의 제3실시 예에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치의 페놀폼 공급기가 도시되어 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일한 구성을 동일 참조부호로 표기한다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 페놀폼 공급기(10)는 열이 방열될 수 있는 접촉면적을 확장시킨 방열촉진수단(61)이 하우징(20) 외주면의 둘레방향을 따라 형성된 히트파이프(54)의 외주면에 형성된 구조로써, 제한된 공간에서 최대의 방열효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 페놀폼 공급기(10)는 페놀폼 공급기(10) 하우징(20) 외주면의 둘레방향을 따라 형성된 히트파이프(54)의 외주면에 방열돌기부(62)와 방열홈부(63)가 형성된 방열촉진수단(61)을 더 구비한다.
본 발명에 따른 히트파이프(54)는 페놀폼 공급기(10) 내부의 블레이드(25)에 인접한 하우징(20)의 외주면의 전영역으로 둘레방향을 따라 히트파이프(54)가 형성되고, 히트파이프(54) 외주면의 둘레방향을 따라 돌출되는 다수의 방열돌기부(62)와 방열홈부(63)가 형성된 방열촉진수단(61)을 더 구비한다.
방열돌기부(62)는 하우징(20)의 외주면에 형성된 히트파이프(54)의 둘레방향을 따라 상호 인접하게 일정한 간격으로 돌출되게 형성된다. 그리고, 방열돌기부(62)는 상호 이루는 각도나 갯수는 열을 방열하는 구조이면 이에 한정하지 않는다.
방열홈부(63)는 방열돌기부(62) 사이에 대응되도록 요홈이 일정간격으로 형성된다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 혼합스크류(21)가 회전함에 따라 블레이드(25)와 페놀폼 조성물(37)간의 접촉으로 발생되는 열은 페놀폼 공급기(10) 내부의 블레이드(25)에 인접한 하우징(20)의 외주면 둘레방향을 따라 형성된 히트파이프(54)의 접촉면을 통해 흡열된다.
그리고, 이렇게 흡수된 열은 하우징(20)의 외주면 둘레방향을 따라 형성된 히트파이프(54)의 접촉면과 대응되는 히트파이프(54)의 타측면으로 전달되면서 1차 방열된다.
그리고, 1차 방열되고 남은 열은 하우징(2) 외주면의 둘레방향을 따라 형성된 히트파이프(54) 접촉면과 대응되는 히트파이프(54) 타측면의 둘레방향으로 형성된 방열돌기부(62)와 방열홈부(63)의 접촉면으로 전달되어 최종적으로 방열된다.
구체적으로, 페놀폼 공급기(10) 내부에 발생된 열은 하우징(20) 외주면의 둘레방향을 따라 히트파이프(54)의 접촉면 내부에 있는 작동유체인 액체로 전달되고, 액체가 열로 인해 기체 또는 증기로 변하여 하우징(20)의 외주면의 둘레방향을 따라 형성된 히트파이프(54)의 접촉면과 대응되는 히트파이프(54) 타측면으로 1차 방열이 진행된다.
그리고, 1차 방열되고 남은 열은 히트파이프(54)의 외주면을 감싸고 있는 방열돌기부(62)와 방열홈부(63)로 이동함으로써 최종적으로 방열된다.
방열촉진수단(61)으로 방열이 끝난 후 히트파이프(54) 내부에 충진된 작동유체는 온도차에 의해 다시 액체로 돌아가게 되고, 페놀폼 공급기(10) 내부에서 발생되는 열은 중력 또는 모세관력에 의해 히트파이프(54)에서 방열촉진수단(61)으로 이동하는 과정이 반복됨으로써 신속한 방열효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 제3실시 예에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치의 페놀폼 공급기(10)는 페놀폼 공급기(10) 내부에서 발생된 열을 방열하는 방열촉진수단(61)의 면적과 크기를 최대화함으로써 방열효율을 더 높일 수 있다.
한편, 도 6 내지 도 7에는 본 발명의 제4실시 예에 따른 페놀폼 단열보드 제조장치의 혼합스크류가 도시되어 있다. 본 발명의 실시 예로 도 4에 도시된 동일한 구성을 표기하기로 한다.
본 발명의 페놀폼 단열보드 제조장치의 혼합스크류(21)는 페놀폼 공급기(10) 내부 블레이드(25)에 돌기부가 형성된 구조로써, 혼합스크류(21)의 회전에 따른 페놀폼 조성물(37)의 혼합 및 첨가제의 분산 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 페놀폼 단열보드 제조장치의 혼합스크류(21)는 구동모터(11)의 구동축(13)에 결합되어 회전하는 회전축(23)과, 회전축(23)의 외주면을 따라 일단에서부터 타단까지 연속적으로 형성된 블레이드(25)를 구비한다.
블레이드(25)에는 하우징(20)의 내부로 유입되는 주제, 발포제, 첨가제가 균일하게 혼합되도록 제1돌기부(27)와 제2돌기부(29)가 형성된다.
블레이드(25) 상면에는 다수의 제1돌기부(27)가 일정 간격으로 형성되고, 블레이드(24)의 하면에는 제1돌기부(27)와 어긋나게 배치되는 다수의 제2돌기부(29)가 형성된다.
제1돌기부(27)는 혼합스크류(21)의 회전으로 하우징(20)으로 유입된 주제, 정포제, 첨가제의 혼합효율을 높일 수 있도록 단면이 삼각형으로 형성되고, 회전축(23) 방향으로 진행할수록 단면이 감소하게 형성된다.
제2돌기부(29)는 혼합스크류(21)의 회전으로 하우징(20)으로 유입된 주제, 정포제, 첨가제의 분산효율을 높일 수 있도록 단면이 반원형으로 형성되고, 회전축(23) 방향으로 진행할수록 단면이 감소하게 형성된다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 제1돌기부(27)의 삼각형 단면구조는 블레이드(25)의 회전과정에서 블레이드(25) 상부에 어긋나게 형성된 제2돌기부(29)로 주제, 정포제, 첨가제를 혼합시키면서 유도하게 된다.
제2돌기부(29)의 반원형 단면구조는 제1돌기부(27)에서 유도된 주제, 정포제, 첨가제를 하우징(20) 하단부로 이동시키는 과정에서 추가로 혼합되도록 유도하게 된다.
이를 통해, 블레이드(25)에 일정 간격으로 형성된 다수의 제1돌기부(27)와 제2돌기부(29)에서 반복적으로 페놀폼 조성물(37)의 혼합이 이루어지게 됨으로써, 페놀폼 조성물(37)의 혼합효율을 향상시킬 수 있게 된다.
또한, 페놀폼 조성물(37)이 혼합되는 과정에서 세라믹칩 또는 나노섬유 중 선택된 하나로 사용되어지는 첨가제의 분산효율을 높여 페놀폼 단열보드(1)의 강도를 획기적으로 개선할 수 있게 된다.
이하, 상술한 페놀폼 단열보드 제조장치의 실시 예를 이용한 페놀폼 단열보드 제조방법의 일 예를 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명한다.
본 발명의 페놀폼 단열보드 제조방법은 크게 투입단계와, 혼합단계와, 충진단계와, 성형단계를 포함한다.
투입단계에서는 주제, 정포제, 첨가제를 페놀폼 공급기(10)의 하우징(20) 상단에 형성된 유입구(30)로 동시에 연속적으로 투입한다.
유입구(30)는 주제유입구(31), 정포제유입구(33), 첨가제유입구(35)로 구비되고, 페놀수지, 발포제, 경화제를 함유한 주제는 하우징(20) 상단에 위치한 주제유입구(31)로 투입한다.
정포제는 주제유입구(31)와 마주보게 위치한 정포제유입구(33)로 투입한다.
그리고, 세라믹칩 또는 나노섬유중 선택된 어느 하나의 첨가제는 주제유입구(31) 또는 정포제유입구(33) 하단에 위치한 첨가제유입구(35)로 투입한다.
다음으로, 혼합단계에서는 하우징(20) 상단에 형성된 유입구(30)로 투입된 주제, 정포제, 첨가제를 페놀폼 공급기(10) 내부에 형성된 혼합스크류(21)의 회전에 의해 페놀폼 조성물(37)로 혼합하게 된다.
이 과정에서, 혼합스크류(21)의 회전으로 블레이드(25)와 페놀폼 조성물(37)간의 접촉으로 인해 열이 발생하게 되고, 이렇게 발생된 열은 페놀폼 공급기(10) 내부 혼합스크류(21)와 구동축(13)에 매립설치된 히트파이프(50)를 통해 페놀폼 공급기(10) 내부에서 발생되는 열을 페놀폼 공급기(10) 외부로 신속하게 방열하게 된다.
또한, 페놀폼 공급기(10) 내부에서 발생되는 열은 블레이드(25)에 인접한 하우징(20) 외부에 방열촉진수단(60)을 형성하여 하우징(20) 내부에서 발생되는 열의 방열효과를 높이게 된다.
다음으로, 충진단계에서는 제1시트롤(3)에 형성된 축이 회전하면서, 제1시트는 페놀폼 공급기(10)가 설치된 작업대 상부로 연속적으로 이송된다.
작업대 상부로 이송된 제1시트의 상부면에는 페놀폼 공급기(10)에서 혼합된 페놀폼 조성물(37)이 하우징(20) 하단 중심부에 위치한 페놀폼 토출구(40)를 통해 제1시트(4) 이송과정에서 제1시트(4) 상부에 일정한 두께로 충진된다.
계속해서, 페놀폼 토출구(40)를 지나 제1시트(4)에 일정한 두께로 충진된 페놀폼 조성물(37)의 상부면에, 제2시트롤(5)에 형성된 축이 회전하면서 제2시트(6)가 접촉되게 형성된다.
마지막으로, 성형단계에서는 페놀폼 조성물(37)이 충진된 제2시트(6) 상부면에 접촉되게 설치된 제2시트롤(5)과, 제2시트롤(5)에 수직하방으로 대응되게 제1시트(4) 하부면에 접촉되게 설치된 가압롤러(7)가 압착성형됨으로써 일정한 두께를 갖는 페놀폼 단열보드(1)가 제조된다.
이와 같이, 제조된 페놀폼 단열보드(1)는 열에 의해 페놀폼 공급기(10)가 손상되는 것을 방지할 수 있으며, 강도를 획기적으로 개선한 단열성능과 내화성이 우수한 페놀폼 단열보드(1)의 생산성을 높일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 페놀폼 단열보드 제조방법 및 제조장치는 도면에 도시된 일 예를 참조로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1:페놀폼 단열보드 3:제1시트롤
4:제1시트 5:제2시트롤
6:제2시트 7:가압롤러
10:페놀폼 공급기 11:구동모터
13:구동축 20:하우징
21:혼합스크류 23:회전축
25:블레이드 27:제1돌기부
29:제2돌기부 30:유입구
31:주제유입구 33:정포제유입구
35:첨가제유입구 37:페놀폼 조성물
40:페놀폼 토출구 50,52,54:히트파이프
51:흡열부 53:제1방열부
55:제2방열부 60,61:방열촉진수단
62:방열돌기부 63:방열홈부

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 소정의 높이로 세워져 설치되는 작업대의 전방에 설치된 상태에서 상기 작업대의 상면으로 제1시트를 연속적으로 공급하는 제1시트롤과;
    상기 작업대의 전방 상면에 설치된 상태에서 상기 제1시트롤로부터 상기 작업대의 상면으로 공급된 상기 제1시트상에 주제, 정포제, 첨가제를 균일하게 혼합시킨 페놀폼 조성물을 연속적으로 공급하기 위한 혼합스크류가 형성된 페놀폼공급기와;
    상기 작업대의 후방 상면에 설치된 상태에서 상기 페놀폼 조성물의 상면에 제2시트를 연속적으로 공급하는 제2시트롤과;
    상기 제2시트롤의 길이방향으로 수직하방에서 제2시트롤과 접촉되게 설치되어 상기 페놀폼 조성물이 상기 제1시트와 제2시트의 내면에 압착되도록 가압하는 가압롤러와;
    상기 페놀폼공급기에 형성되어 상기 혼합스크류의 회전으로 상기 혼합스크류와 상기 페놀폼 조성물과의 접촉에 의해 발생되는 열을 방출하기 위한 히트파이프를; 구비하며,
    상기 혼합스크류는 구동모터의 구동축에 결합하여 회전하는 회전축과, 상기 회전축의 외주면을 따라 연속적으로 형성된 나선형 블레이드를 포함하고,
    상기 페놀폼공급기의 내부로 유입되는 상기 주제, 정포제, 첨가제가 균일하게 혼합되도록 상기 블레이드 상면에는 다수의 제1돌기부가 일정 간격으로 형성되고, 상기 블레이드의 하면에는 상기 제1돌기부와 어긋나게 배치되는 다수의 제2돌기부가 형성되며,
    상기 제1돌기부는 단면이 삼각형으로 형성되어 상기 회전축 방향으로 진행할수록 단면이 감소하고, 상기 제2돌기부는 단면이 반원형으로 형성되어 상기 회전축 방향으로 진행할수록 단면이 점차 감소하는 것을 특징으로 하는 페놀폼 단열보드 제조장치.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 히트파이프는 상기 혼합스크류 내에 매립되어 상기 혼합스크류의 둘레방향을 따라 형성되는 흡열부와, 상기 흡열부와 연결되어 상기 혼합스크류에 일체로 결합된 구동축의 길이방향을 따라 상기 페놀폼공급기 내부에 형성된 제1방열부와 상기 구동축의 길이방향으로 따라 상기 페놀폼공급기 외부에 형성된 제2방열부를 구비한 것을 특징으로 하는 페놀폼 단열보드 제조장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 페놀폼공급기 외주면의 둘레방향을 따라 형성되어 상기 히트파이프의 방열을 촉진시키기 위한 방열촉진수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 페놀폼 단열보드 제조장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 방열촉진수단은 상기 히트파이프 외주면의 둘레방향을 따라 돌출되게 형성된 방열돌기부와 방열홈부를 구비한 것으로 특징으로 하는 페놀폼 단열보드 제조장치.
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