KR102069688B1 - A new urethane foam process suitable for producing an article having a relatively high hardness than that of the inside having a lot of voids - Google Patents
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Abstract
본 발명은 우레탄 발포기 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 내부는 다수의 공극이 형성되어 탄성을 가지며 외부는 밀집한 구조로 형성되어 내부 보다 상대적으로 높은 경도를 갖는 물품을 제조하는 데에 적합한 신규한 우레탄 발포 공정에 관한 것이다. 본 발명에 따른 우레탄 발포 공정은 내부에 반응실(300)이 형성되어 있고, 상기 반응실(300)의 외측으로 폴리올 공급 노즐(100)과 이소시아네이트 공급 노즐(200)이 형성되어 있으며, 그 하부로 상기 폴리올 공급 노즐(100)을 통해 공급된 폴리올 주제 원액과 상기 이소시아네이트 공급 노즐(200)을 통해 공급된 이소시아네이트 주제 원액이 배합되어 하부로 토출되게 하는 토출구(500)가 형성되어 있고, 상기 토출구(500)의 내부에는 상단에 장착되어 있는 모터(400)의 도움으로 회전 가능하게 배치되어 있는 교반용 임펠러(600)가 형성되어 있는 우레탄 발포기를 이용하여 발포하되, 상기 폴리올 주제의 원액에는 황산바륨과 액상의 프레온을 첨가하여 배합하는 공정이 선행하여 이루어진다. 상기 탄산칼슘 및 액상의 프레온은 폴리올 성분 100중량부에 대하여 1~10중량부의 양으로 배합되고, 상기 탄산칼슘과 액상의 프레온은 1:1 내지 1:3의 중량비로 배합된다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of urethane foaming machines, and more particularly, a plurality of pores are formed inside to have elasticity, and the outside is formed of a dense structure so as to be suitable for manufacturing an article having a relatively higher hardness than the inside. It relates to a urethane foaming process. In the urethane foaming process according to the present invention, a reaction chamber 300 is formed therein, and a polyol supply nozzle 100 and an isocyanate supply nozzle 200 are formed outside the reaction chamber 300, A discharge port 500 is formed to mix the polyol main liquid supplied through the polyol supply nozzle 100 and the isocyanate main liquid supplied through the isocyanate supply nozzle 200 to discharge the lower part, and the discharge port 500 ) Is foamed using a urethane foamer is formed with a stirring impeller 600 is rotatably disposed with the help of the motor 400 mounted on the top, the barium sulfate and liquid The process of adding and blending freon is performed in advance. The calcium carbonate and the liquid freon are blended in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component, and the calcium carbonate and the liquid freon are blended in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3.
Description
본 발명은 우레탄 발포기 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 내부는 다수의 공극이 형성되어 탄성을 가지며 외부는 밀집한 구조로 형성되어 내부 보다 상대적으로 높은 경도를 갖는 물품을 제조하는 데에 적합한 신규한 우레탄 발포 공정에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of urethane foaming machines, and more particularly, a plurality of pores are formed inside to have elasticity, and the outside is formed of a dense structure so as to be suitable for manufacturing an article having a relatively higher hardness than the inside. It relates to a urethane foaming process.
종래부터 폴리우레탄 폼은, 그 우수한 단열성이나 접착성을 이용하여, 주로 단열 부재로서 건축용 내외벽재나 패널 등의 단열, 금속 사이딩이나 전기 냉장고 등의 단열, 빌딩ㅇ맨션ㅇ냉동 창고 등의 구체 (軀體), 벽면, 천정, 지붕 등의 단열 및 결로 방지, 수액 파이프 등의 단열에 실용되고 있다. 또, 이러한 폴리우레탄 폼은, 일반적으로 폴리올 성분에 발포제, 추가로 필요에 따라 촉매나 정포제 (整泡劑), 난연제 등의 각종 보조제를 배합한 폴리올 배합액 (프레믹스액) 과, 이소시아네이트 성분을, 혼합 장치에 의해 연속적으로 또는 단속적으로 혼합하여 폴리우레탄 폼용 발포성 조성물로 하고, 이것을 슬래브 발포법, 주입 발포법, 스프레이 발포법, 라미네이트 연속 발포법 등의 방식에 의해 발포, 경화시킴으로써 제조되고 있다.Conventionally, polyurethane foam is mainly used for its excellent heat insulating properties and adhesive properties, and is mainly used as a heat insulating member such as heat insulation for interior and exterior wall materials and panels, heat insulation such as metal siding and electric refrigerators, and building mansion refrigerated warehouses. ), Wall surfaces, ceilings, roofs, etc., is used for insulation and condensation prevention, and insulated pipes. Moreover, such a polyurethane foam is generally a polyol compounding liquid (premix liquid) which mix | blended various auxiliary agents, such as a foaming agent, a catalyst, a foaming agent, and a flame retardant, if necessary, and an isocyanate component. It is manufactured by mixing continuously or intermittently by the mixing apparatus to make foamable composition for polyurethane foams, and foaming and hardening it by methods, such as slab foaming method, injection foaming method, spray foaming method, and lamination continuous foaming method. .
우레탄 산업에서의 대표적인 성형기술은 고온경화와 저온경화 기술이 있다. 고온 경화로 성형된 폼은 여러 측면에서 고밀도 연질 슬래브폼과 유사한 반면, 저온경화로 성형된 폼은 고밀도 연질 슬래브폼과는 다르고 천연고무 라텍스폼과 유사하다. 저온 경화 성형은 최근에 개발된 기술로서 반발탄성율이 60%이상이 되어 이 기술로 생산된 폼을 일컬어 고탄성폼이라고 한다. 저온경화 폼은 저압 발포기 또는 고압 발포기에 의해서 생산되며, 발포반응이 빠르기 때문에, 발포기의 토출량은 충분히 커야한다. Typical molding techniques in the urethane industry include high temperature curing and low temperature curing. Foams formed by high temperature curing are similar to high density soft slab foams in many respects, whereas foams formed by low temperature curing are different from natural rubber latex foams and are different from high density soft slab foams. Low temperature curing molding is a recently developed technology, and the resilience modulus is more than 60%, the foam produced by this technology is called high elastic foam. The low temperature hardened foam is produced by a low pressure foamer or a high pressure foamer, and since the foaming reaction is fast, the discharge amount of the foamer must be sufficiently large.
종래의 기술로는 도 5에 도시된 바와 같이 공극이 전체적으로 균일한 형태의 연질의 우레탄 폼이 생성되거나 그 반대로 공극의 수가 밀집된 형태의 경질의 우레탄 폼이 생성되는 한계가 있어 연질의 내부와 경질의 외부를 구성하기 위해서는 별도의 공정을 거쳐서 제조하여 왔다. In the prior art, as shown in FIG. 5, a soft urethane foam having a uniform void shape is generated, or vice versa, a hard urethane foam having a dense number of voids is produced. In order to configure the outside has been manufactured through a separate process.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 내부는 탄성을 가지며 외부는 내부 보다 상대적으로 높은 경도를 갖는 우레탄 폼 형태의 물품을 하나의 공정으로 제조할 수 있는 우레탄 발포 공정을 제공하는 데에 있다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is the urethane that can be produced in one process the article of the urethane foam form having an elastic inside and a relatively high hardness than the inside It is to provide a foaming process.
상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,In order to achieve the above and other objects, the present invention,
내부에 반응실(300)이 형성되어 있고, 상기 반응실(300)의 외측으로 폴리올 공급 노즐(100)과 이소시아네이트 공급 노즐(200)이 형성되어 있으며, 그 하부로 상기 폴리올 공급 노즐(100)을 통해 공급된 폴리올 주제 원액과 상기 이소시아네이트 공급 노즐(200)을 통해 공급된 이소시아네이트 주제 원액이 상기 반응실(300)에서 배합되어 하부로 토출되게 하는 토출구(500)가 형성되어 있고, 상기 토출구(500)의 내부에는 상단에 장착되어 있는 모터(400)의 도움으로 교반용 임펠러(600)가 회전 가능하게 배치되어 상기 반응실로부터의 배합물이 교반되어 상기 토출구(500)를 통해 토출되게 하는 우레탄 발포기를 이용하여 발포하되,A
상기 폴리올 주제의 원액에는 황산바륨과 액상의 프레온을 첨가하여 배합하는 공정이 선행하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 우레탄 발포 공정을 제공한다.The polyol-based stock solution provides a urethane foaming process characterized in that the step of adding and mixing barium sulfate and liquid freon is preceded.
본 발명에 있어, 상기 교반용 임펠러(600)는 3000rpm 이상의 속도로 회전 구동되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the
본 발명에 있어, 상기 황산바륨 및 액상의 프레온은 폴리올 성분 100중량부에 대하여 1~10중량부의 양으로 배합되고, 상기 황산바륨과 액상의 프레온은 1:1 내지 1:3의 중량비로 배합되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the barium sulfate and the liquid freon are blended in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component, and the barium sulfate and the liquid freon are blended in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3. It is characterized by.
본 발명에 있어, 상기 토출구(500)의 측면으로는 안료가 공급되게 하는 하나 이상의 안료공급노즐(700)이 형성되고 있고, 상기 안료공급노즐(700)은 각각의 안료저장소로부터 안료가 압력식으로 공급되는 구성을 갖는 것을 특징으로 한다.In the present invention, one or more
본 발명에 있어, 상기 우레탄 발포기로부터 발포된 발포체는 원하는 성형틀에 발포되어 1 시간 내지 3시간 동안 방치되어 최종적으로 만들어지는 물품의 내부의 경도 보다 높은 외부의 경도를 갖는 물품이 제조되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the foam foamed from the urethane foaming machine is foamed in a desired molding mold and left for 1 to 3 hours to produce an article having an outer hardness higher than the inner hardness of the article finally made. It is done.
본 발명에 의하면, 도 4를 통해 확인되는 바와 같이 내부에는 다수의 공극이 형성되어 탄성을 가지며 외부는 밀집한 구조로 형성되어 내부 보다 상대적으로 높은 경도를 갖는 물품이 하나의 공정으로 형성되는 효과가 있다. According to the present invention, as can be seen through Figure 4 has a plurality of voids are formed inside the elastic and the outer is formed in a dense structure has an effect that the article having a relatively higher hardness than the inside is formed in one process. .
도 1은 본 발명에서 사용되는 우레탄 발포기의 요부를 촬영한 사진이다.
도 2는 도 1의 우레탄 발포기의 토출구에 적용되어 있는 교반용 임펠러의 사진이다.
도 3은 본 발명에 따라 제조하고자 하는 물품에서의 탄성 이동 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 제조된 물품의 단면을 쵤영한 사진이다.
도 5는 종래의 발포 공정에 따라 제조된 물품의 셀 구조를 촬영한 사진이다.1 is a photograph of the main portion of the urethane foaming machine used in the present invention.
2 is a photograph of a stirring impeller applied to the discharge port of the urethane foamer of FIG.
3 is a view showing a state of elastic movement in the article to be manufactured according to the present invention.
4 is a photograph showing a cross section of an article manufactured according to the present invention.
5 is a photograph of the cell structure of an article manufactured according to a conventional foaming process.
이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying exemplary drawings. In describing the present invention, descriptions of functions or configurations already known will be omitted to clarify the gist of the present invention. Also, like reference numerals denote like elements throughout the specification.
도 1 내지 도 4는 본 발명을 나타낸다. 특히, 도 1은 본 발명에서 사용되는 우레탄 발포기의 요부를 촬영한 사진이고, 도 2는 도 1의 우레탄 발포기의 토출구에 적용되어 있는 교반용 임펠러의 사진이며, 도 3은 본 발명에 따라 제조하고자 하는 물품에서의 탄성 이동 모습을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따라 제조된 물품의 단면을 촬영한 사진이다.1 to 4 show the present invention. In particular, Figure 1 is a photograph of the main portion of the urethane foamer used in the present invention, Figure 2 is a photograph of a stirring impeller applied to the discharge port of the urethane foamer of Figure 1, Figure 3 is in accordance with the present invention 4 is a view showing a state of elastic movement in the article to be manufactured, Figure 4 is a photograph of a cross section of the article manufactured according to the present invention.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 우레탄 발포 공정은 본 발명의 일부에 속하는 우레탄 발포기를 통해 이루어진다.First, referring to Figure 1, the urethane foaming process according to the present invention is made through a urethane foamer belonging to a part of the present invention.
본 발명의 일부에 속하는 우레탄 발포기는 액체 원료 공급 실린더(도시되어 있지 않음)에 따라 선택적으로 개방 또는 폐쇄되는 구조의 폴리올 공급 노즐(100)과 이소시아네이트 공급 노즐(200)을 갖는다. 상기 폴리올 공급 노즐(100)과 이소시아네이트 공급 노즐(200)은 대체로 서로 대향되게 본체에 장착 고정된다.The urethane foamer, which is part of the present invention, has a
상기 폴리올 공급 노즐(100)과 이소시아네이트 공급 노즐(200)이 서로 마주보는 본체측 내부에는 폴리올 공급 노즐(100)로부터의 폴리올 주제 원액과 이소시아네이트 공급 노즐(200)로부터의 이소시아네이트 주제 원액이 분사된 후 서로 충돌하여 이들이 순간적으로 혼합되게 하는 반응실(300)이 마련된다.The polyol main stock solution from the
상기 반응실(300)의 하부로는 폴리올 공급 노즐(100)로부터의 폴리올 주제 원액과 이소시아네이트 공급 노즐(200)로부터의 이소시아네이트 주제 원액이 배합되어 하부로 토출되게 하는 토출구(500)가 마련된다.The lower part of the
이와 함께 상기 토출구(500)의 내부에는 특히 도 2에 도시된 바와 같이 폴리올 공급 노즐(100)로부터의 폴리올 주제 원액과 이소시아네이트 공급 노즐(200)로부터의 이소시아네이트 주제 원액의 배합이 온전하게 이루어지게 하는 교반용 임펠러(600)가 설치된다. In addition, in the inside of the
이때, 상기 교반용 임펠러(600)는 상기 반응실(300)의 상부에 마련되어 있는 구동모터(400)의 도움으로 회전 가능하게 배치된다. 상기 교반용 임펠러(600)는 상기 구동 모터(400)의 도움으로 그 회전수가 임의로 조절되게 구성된다.In this case, the
상기 교반용 임펠러(600)는 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 교반 날개가 형성되어 폴리올 공급 노즐(100)로부터의 폴리올 주제 원액과 이소시아네이트 공급 노즐(200)로부터의 이소시아네이트 주제 원액의 배합이 보다 원활하게 수행되게 한다.As shown in FIG. 2, the
상기 폴리올 주제의 원액에는 폴리올 이외에도 황산바륨과 액상의 프레온이 함께 배합된다.In addition to the polyol, the polyol-based stock solution is formulated with barium sulfate and a liquid freon.
이때, 상기 황산바륨 및 액상의 프레온은 폴리올 성분 100중량부에 대하여 1~10중량부의 양으로 배합된다. 보다 바람직하게는 상기 황산바륨 및 액상의 프레온은 폴리올 성분 100중량부에 대하여 2~5중량부의 양으로 배합되는 것이 바람직하다. 폴리올에 배합되는 상기 황산바륨과 액상의 프레온의 양이 상기한 양보다 적게 배합되면 최종적으로 제조되는 물품의 내부 발포성이 떨어지게 되고 반대로 상기한 양보다 적게 배합되면 최종적으로 제조되는 물품의 외부 경도가 떨어져 원하는 물품을 얻기 곤란하게 된다.At this time, the barium sulfate and the liquid freon are blended in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component. More preferably, the barium sulfate and the liquid freon are blended in an amount of 2 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component. When the amount of the barium sulfate and the liquid freon blended into the polyol is less than the amount described above, the internal foamability of the final product is lowered. On the contrary, when the amount is less than the above amount, the external hardness of the final product is reduced. It becomes difficult to obtain a desired article.
또한, 상기 폴리올에 배합되는 상기 황산바륨과 액상의 프레온은 1:1 내지 1:3의 중량비로 배합된다. 황산바륨의 양이 액상의 프레온 보다 많아지게 되면 전체적으로 안정적인 물품을 얻기가 곤란하며 액상의 프레온이 상기한 양보다 많아지게 되면 최종적으로 제조되는 물품의 외부 경도를 얻을 수 없게 된다.In addition, the barium sulfate and the liquid freon in the polyol are blended in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3. When the amount of barium sulfate is greater than the liquid freon, it is difficult to obtain a stable article as a whole, and when the liquid freon is greater than the above-mentioned amount, the external hardness of the finally manufactured article cannot be obtained.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 추가적 구성으로 상기 토출구(500)의 측면으로는 안료가 공급되게 하는 하나 이상의 안료공급노즐(700)이 형성되고 있고, 상기 안료공급노즐(700)은 각각의 안료저장소로부터 안료가 압력식으로 공급되는 구성된다. 이를 통해 원하는 색상의 우레탄 폼 형태의 물품이 하나의 공정으로 제조되는 장점이 제공된다. Referring again to FIG. 1, in a further configuration of the present invention, one or more
또한, 본 발명에서는 본 발명의 일부에 속하는 상기한 우레탄 발포기를 통해 발포된 발포체는 원하는 성형틀에 발포되어 1시간 내지 3시간 동안 방치하면 도 3과 같이 처음에는 전체적으로 균일한 공극을 갖는 연질 재질의 우레탄 폼 형태의 물품 형태에서 시간이 흐르면서 경화되는 과정을 거치면서 내부의 공극은 극대화되고 외부는 밀집되어진 상태의 물품이 형성된다. In addition, in the present invention, the foamed foamed through the urethane foamer belonging to a part of the present invention is foamed in a desired molding mold and left for 1 to 3 hours, as shown in FIG. In the form of the article in the form of urethane foam through the process of curing over time, the pores of the interior is maximized and the exterior is densely formed articles.
도 4는 폴리올 주제의 원액에 황산바륨과 액상의 프레온을 폴리올 성분 100중량부에 대하여 4중량부의 양으로 배합하고 황산바륨과 액상의 프레온을 1:2의 중량비로 배합하고 교반용 임펠러(600)를 3500rpm으로 하여 원하는 성형틀에 발포한 후 2시간 동안 방치하여 제조한 우레탄 폼 형태의 물품의 모습의 단면을 촬영한 것이다. 도 4의 사진을 통해, 본 발명의 단일 공정으로 내부는 다수의 공극이 형성되어 탄성이 극대화되고 외부는 밀집된 구조를 갖는 물품이 만들어짐을 확인할 수 있다. 4 is a barium sulfate and a liquid freon is blended in an amount of 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol-based stock solution, and a barium sulfate and a liquid freon in a weight ratio of 1: 2 and the stirring
이상에서는 본 발명의 바람직한 구체예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
100 : 폴리올 공급 노즐
200 : 이소시아네이트 공급 노즐
300 : 반응실
400 : 구동 모터
500 : 토출구
600 : 교반용 임펠러
700 : 안료 공급 노즐100: polyol supply nozzle
200: Isocyanate Supply Nozzle
300: reaction chamber
400: drive motor
500 discharge port
600: stirring impeller
700: Pigment Supply Nozzle
Claims (5)
상기 폴리올 주제의 원액에는 황산바륨과 액상의 프레온을 첨가하여 배합하는 공정이 선행하여 이루어지며,
상기 교반용 임펠러(600)는 3000rpm 이상의 속도로 회전 구동되고,
상기 황산바륨 및 액상의 프레온은 폴리올 성분 100중량부에 대하여 1~10중량부의 양으로 배합되고, 상기 황산바륨과 액상의 프레온은 1:1 내지 1:3의 중량비로 배합되는 것을 특징으로 하는 우레탄 발포 공정. A reaction chamber 300 is formed therein, and a polyol supply nozzle 100 and an isocyanate supply nozzle 200 are formed outside the reaction chamber 300, and the polyol supply nozzle 100 is disposed below the reaction chamber 300. A discharge port 500 is formed in which the polyol main liquid supplied through the isocyanate main liquid supplied through the isocyanate supply nozzle 200 is mixed in the reaction chamber 300 and discharged downward, and the discharge hole 500 is provided. In the interior of the stirring impeller 600 is rotatably disposed with the help of the motor 400 mounted on the upper end of the mixture from the reaction chamber to use a urethane foamer to be discharged through the discharge port 500 To fire,
The polyol-based stock solution is preceded by a compounding process by adding barium sulfate and liquid freon.
The stirring impeller 600 is driven to rotate at a speed of 3000rpm or more,
The barium sulfate and the liquid freon are blended in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyol component, and the barium sulfate and the liquid freon are blended in a weight ratio of 1: 1 to 1: 3. Foaming process.
상기 토출구(500)의 측면으로는 안료가 공급되게 하는 하나 이상의 안료공급노즐(700)이 형성되고 있고, 상기 안료공급노즐(700)은 각각의 안료저장소로부터 안료가 압력식으로 공급되는 구성을 갖는 것을 특징으로 하는 우레탄 발포 공정. The method of claim 1,
At least one pigment supply nozzle 700 is formed on the side of the discharge port 500 to supply the pigment, and the pigment supply nozzle 700 has a configuration in which the pigment is supplied under pressure from each pigment reservoir. Urethane foaming process, characterized in that.
상기 우레탄 발포기로부터 발포된 발포체는 원하는 성형틀에 발포되어 1 시간 내지 3시간 동안 방치되어 최종적으로 만들어지는 물품의 내부의 경도 보다 높은 외부의 경도를 갖는 물품이 제조되는 것을 특징으로 하는 우레탄 발포 공정. The method of claim 1,
The foamed foamed from the urethane foaming machine is foamed in a desired molding mold and left for 1 to 3 hours to produce an article having an outer hardness higher than the hardness of the interior of the article finally made .
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