KR102132638B1

KR102132638B1 - 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치

Info

Publication number: KR102132638B1
Application number: KR1020190110498A
Authority: KR
Inventors: 김유석
Original assignee: 김유석
Priority date: 2019-09-06
Filing date: 2019-09-06
Publication date: 2020-07-21

Abstract

본 발명은 준불연성능을 발휘할 수 있는 폴리우레탄 폼 보드의 제조장치를 제공한다.
본 발명은, 우레탄 반응에 의해 형성되어 있고 중앙에 위치하여 시트형상으로 이루어진 폴리우레탄 발포시트(110)와, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 상부에 형성되어 있는 상면표면재(120)와, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 하부에 형성되어 있는 하면표면재(130)와, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 상면과 상기 상면표면재(120)의 사이에 형성된 되어 있는 폴리우레탄 폼 보드를 제조하는 방법에 적합한 장치로서,
분말상의 무기필러를 장기간 또는 일시적으로 보관하고 있는 무기필러 보관부(310)와, 상기 무기필러 보관부(310)의 아래쪽에 위치하고, 상기 무기필러를 일시적으로 보관하여 아래쪽으로 보내주는 호퍼(320)와, 상기 무기필러를 균일하고 얇은 시트형상으로 공급하는 무기필러 분배공급부(330)와; 상기 무기필러 분배공급부(330)에서 공급받은 무기필러를 수평방향으로 이동시켜서, 상기 라이징단계(S 220)를 수행하고 있는 우레탄수지 배합액의 상부 표면으로 공급하는 무기필러 투입부(340);를 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

Description

준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치{Automatic supply apparatus of inorganic filler for producing excellent flame retardant polyurethane foam board}

본 발명은 난연성이 우수한 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래의 폴리우레탄 제조장치를 그대로 사용하면서도, 폴리우레탄 폼 보드의 난연성능을 불연재의 수준으로 향상시킬 수 있으며, 연속적이고 균일한 품질 성능을 그대로 유지할 수 있도록 하는, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조방법에 적합한 무기필러의 자동공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 경질 폴리우레탄 폼(Rigid Polyurethane Foam)은 가벼우며 단열성이 좋고, 방음성과 성형가공성이 우수하므로, 냉장고, 냉동컨테이너, LNG선 보냉재, 건축용 단열재, 절연재료, 기타 장식품 등으로 널리 사용되고 있다. 경질 폴리우레탄 폼은 주로 단열재 용도로서 사용되어지고, 건축물의 내장재로 사용될 경우 높은 난연성을 요구하고 있다.

경질 폴리우레탄 폼의 난연성을 향상시키기 위해서는, 이소시아네이트 원료로서 폴리머릭 엠디아이를 사용하고, 폴리올 원료로서 아로마틱 에스터 폴리올 조성액을 사용하는 것이 무엇보다 중요하다. 폴리머릭 엠디아이와 아로마틱 에스터 폴리올이 반응하여 폴리우레탄 제품을 이루게 될 경우, 난연성이 좋은 경질우레탄 폼을 제조할 수 있기 때문이다.

경질 폴리우레탄 폼의 제조를 위해서는 우레탄 반응 도중에 발포제를 사용하게 되는데, 종래의 발포제로 사용되고 있던 HCFC-141b 등은 지구온난화를 일으키는 원인 중의 하나로 지목되어서, 더 이상 이를 사용하고 있지 않으며, 그 대체 물질로서 싸이클로펜탄을 사용하고 있다. 그렇지만, 싸이클로펜탄(Cyclopentane)을 발포제로서 사용했을 경우, 경질우레탄 폼의 단열성과 난연성을 비롯한 여러가지 물성이 저하된다는 문제점을 가지고 있다.

한편, 건축물의 내장재에 관련된 기술분야에서는 폴리우레탄 제품에 단열성능 이외에 높은 난연성능을 요구하고 있으므로, 좀더 복잡하고 해결하기 어려운 문제점들이 존재하고 있다. 이러한 문제점들은 다음과 같은 점들과 함께 얽혀 있어서, 그 해결책을 찾아내는 것이 어려운 과제로 떠오르고 있다.

다시 말해서, 경질폴리우레탄 폼 보드를 제조하는데 있어서,

첫째, 발포제로서 싸이클로펜탄을 사용하는 것이 친환경적인 관점에서 바람직하고, 이에 대한 기업으로서의 사회적 책임을 다하는 것이므로, 특별한 이유가 없는 한 이를 사용하는 것이 바람직하다.

둘째, 싸이클로펜탄을 발포제로 사용함으로써, 폴리우레탄 제품의 난연성 저하를 피할 수 없는데, 이러한 난연성 저하를 보완하기 위하여, 난연성이 우수한 아로마틱 에스터 폴리올을 사용해야 한다.

셋째, 친환경 제품을 위하여 발포제로서 싸이클로펜탄을 사용하고, 난연성 향상을 위하여 아로마틱 에스터 폴리올을 사용할 경우, 실제로 상기 싸이클로펜탄은 상기 아로마틱 에스터 폴리올에 거의 용해되지 않으므로, 통상적인 방식으로는 폴리우레탄 제품을 생산하기 어려운 한계를 가지고 있다.

이러한 문제점들은 본 발명자들의 선행 특허를 통하여, 어느 정도 해결된 측면이 있다.

그렇지만, 아직도 이러한 제품들로서는, 그 이전의 제품들에 비하여 월등하게 우수한 단열성 및 난연성을 향상시켜 왔지만, 폴리우레탄 제품이 유기물이라는 특성으로 인하여, 준불연성에 이르기까지에는 근본적인 한계를 가지고 있는 것으로 여겨져 왔었고, 그러한 편견은 아직도 이 기술분야에 팽배해 있는 것으로 여겨진다.

한편, 종래에 폴리우레탄 폼 보드를 연속공정으로 제조하는 방법 및 장치는 이 기술분야에서 잘 알려져 있는데, 첨부도면 7과 같은 방식으로 진행되고 있다.

종래의 폴리우레탄 폼 보드의 제조방법은, 폴리올 성분과 첨가제들을 혼합한 폴리올 원료와 이소시아네이트 성분으로 구성된 이소시아네이트 원료를 고속분사기(11)에서 고속으로 혼합하면서 분사하는 원료분사단계(S 210)와, 상기 원료분사단계(S 210)를 거쳐서 우레탄반응을 일으키기 시작하고 발포제에 의해 발포되면서 서서히 이송되는 원료 물질들의 라이징단계(S 220)와, 상기 라이징단계(S 220)를 거쳐서 통상의 더블컨베이어벨트 장치(12)의 내부로 투입되어 우레탄반응을 마무리하는 폴리우레탄 시트의 제조단계(S 230)와, 상기 더블컨베이어벨트 장치를 거쳐서 나온 후 제품에 따라 적절한 길이로 절단기(17)로 절단하고 보관하는 마무리단계(S 240)를 포함하여 진행되고 있다.

이와 같은 종래의 경질 폴리우레탄 폼의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 선행기술을 살펴보면 아래와 같다.

대한민국 등록특허 제10-465384호 "난연성 단열패널의 제조공정 시스템" (2004. 12. 29.); 대한민국 등록특허 제10-939000호 "준불연성 폴리우레탄 폼 판넬 및 그의 연속식 제조방법" (2010. 1. 20.); 대한민국 특허공개 제2010-100951호 "경질 폴리우레탄 폼의 제조방법" (2010. 9. 15.); 대한민국 특허공개 제2011-121762호 "내화용 경질우레탄 판넬 및 그 제조방법" (2011. 11. 9.); 대한민국 등록특허 제10-1311473호 "우레탄 폼 제조장치 및 우레탄 폼 제조방법" (2013. 9. 16.); 대한민국 특허공개 제2016-95227호 "균질기를 이용한 폴리우레탄 제조방법" (2016. 8. 11.); 대한민국 등록특허 제10-1850997호 "준불연 우레탄 단열폼 조성물 및 그 제조방법" (2018. 4. 16.)

본 발명은, 종래의 폴리우레탄 제조장치를 그대로 사용하면서도, 폴리우레탄 폼 보드의 난연성능을 불연재의 수준으로 향상시킬 수 있으며, 연속적이고 균일한 품질 성능을 그대로 유지할 수 있는, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조방법을 수행하는데 적합한 무기필러의 자동공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 준불연성 폴리우레탄 폼 보드는, 우레탄 반응에 의해 형성되어 있고 중앙에 위치하여 시트형상으로 이루어진 폴리우레탄 발포시트와, 상기 폴리우레탄 발포시트의 상부에 형성되어 있는 상면표면재와, 상기 폴리우레탄 발포시트의 하부에 형성되어 있는 하면표면재로 형성되어 있는 폴리우레탄 폼 보드에 있어서,

상기 상면표면재와 상기 폴리우레탄 발포시트의 사이에 존재하고 있는 무기불연층을 포함하고 있고, 상기 무기불연층은 무기필러의 형태로 공급되어지고, 그 투입량은 가로 X 세로 = 100 센티미터 X 100 센티미터의 면적에 대해 60 그램 내지 300 그램의 비율로 형성하고 있으며, 화재시 화염에 타지 않고 불연성 재질로 사용되고 있는 것을 특징으로 한다.

상기 무기필러는 난연성능을 높이기 위한 불연소재로서 상온에서 고체이고, 입자 형태로 존재하고, 팽창흑연, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화안티몬, 주석산아연, 적인, 암모늄 포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 몰리브덴산염, 지르코늄, 멜라민, 멜라민 시아누레이트, 시아누릭산, 멜라민 포스페이트, 디멜라민 포스페이트, 멜라민 파이로포스페이트 등으로 구성된 그룹 중에서 선택된 어느 하나 또는 둘 이상을 사용할 수 있다.

상기 무기필러는, 폴리우레탄 제조용 원료들이 분사된 후에 발포제에 의해 발포되어 부풀어 오르는 단계를 거치면서, 상기 발포되어 부풀어 오르는 폴리우레탄 제조용 원료들이 더블컨베이어 벨트 장치에 투입되기 전에, 상기 발포되어 부풀어 오르는 폴리우레탄 제조용 원료들의 상부 표면에 공급되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 무기필러는, 상기 더블컨베이어 벨트 장치에 투입되기 전에, 상기 폴리우레탄 제조용 원료들의 상부 표면에 공급된 다음, 상기 더블컨베이어 벨트 장치에 투입된 이후 그 내부에서, 상기 폴로우레탄 제조용 원료들이 우레탄 반응을 일으키는 과정에서, 상기 폴리우레탄 발포시트의 상부 표면에서 결합관계를 형성하게 된다.

또한, 상기 무기필러는 상기 폴리우레탄 발포시트의 상부 표면에서 일부 침적되어 결합되어지고, 나머지 일부는 우레탄반응시의 우레탄결합에 의해 결합되어짐으로써, 그 상부에 존재하는 상부표면재에 대한 우레탄 결합시의 결합력을 방해하지 않게 된다. 따라서, 본 발명은 폴리우레탄 발포시트-무기불연층-상부표면재 사이에 단단한 결합력을 발휘하게 된다.

본 발명에 의한 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조방법은, 폴리올 성분과 첨가제들을 혼합한 폴리올 원료와 이소시아네이트 성분으로 구성된 이소시아네이트 원료를 고속으로 혼합하면서 분사하고, 분사된 원료 물질들이 우레탄반응과 더불어 발포제에 의해 발포되는 과정에서, 원료 물질들이 라이징 단계(S 220)를 20% 내지 90% 정도 진행되는 상태에서, 무기필러를 미세한 분말상의 형태로 공급하되, 통상의 더블컨베이어벨트 장치의 내부로 투입되기 이전에, 상기 라이징 단계(S 220)를 수행하고 있는 원료물질들의 상부 표면에 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기 무기필러는 통상의 더블컨베이어벨트 장치의 내부로 투입되어 우레탄반응을 마무리할 경우, 폴리우레탄 발포시트의 상부에 무기불연층을 형성하게 되고, 그 위에 상부표면재가 존재하게 된다. 이를 통하여, 본 발명은 폴리우레탄 발포시트-무기불연층-상부표면재 사이에 단단한 결합력을 발휘하게 되고, 이러한 폴리우레탄 폼 보드 제품을 연속 공정으로 제조할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 준불연성 폴리우레탄 폼 보드를 제조하는데 적합한 무기필러의 자동공급장치를 제공한다. 상기 무기필러의 자동공급장치는 상기 라이징 단계(S 220)에서 무기필러를 자동적이고 균일하게 공급하기 위하여 사용된다.

상기 무기필러의 자동공급장치는 무기필러를 균일하고 얇은 시트형상으로 공급하는 무기필러 분배부와, 상기 무기필러 분배공급부에서 공급받은 무기필러를 수평방향으로 이동시켜서 상기 라이징단계(S 220)를 수행하고 있는 우레탄수지 배합액의 상부 표면으로 공급하는 무기필러 투입부를 포함하고 있다.

본 발명은 준불연성능을 보유한 폴리우레탄 폼 보드 제품을 종래의 더블 컨베이어 벨트 장치에 의하여 연속공정으로 제조할 수 있는 장점이 있다. 이는 종래의 제조장치를 별도로 개조하지 않으면서 새로운 제품을 생산하는데 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 그와 동시에 종래의 제조장치 단독으로는 생산할 수 없었던 신규의 고난도 제품을 고효율로 생산할 수 있음을 의미한다.

또한, 본 발명은 종래의 방식 및 제조장치에 의해서는 얻을 수 없었던 준불연성의 폴리우레탄 폼 보드를 제조할 수 있는 장점을 가지고 있다.

또한, 본 발명은, 실험실적인 아이디어단계의 기술이 아니라, 실제 생산현장에서 직접 적용할 수 있고, 실제 현장에서 직접 생산할 수 있는 기술로서, 이 기술분야에서 실질적이고 현실적으로 준불연성 폴리우레탄 폼 보드를 제조할 수 있는 기술로서 자리매김 할 수 있는 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 단면도,
도 2는 본 발명의 제조방법을 수행하는데 있어서 무기필러의 자동공급장치(300)를 사용하였을 경우의 전체적인 개략도,
도 3은 본 발명의 제조방법을 수행하는데 있어서, 라이징 단계와 무기필러의 투입시점에 관한 개략적인 상관관계도,
도 4는 본 발명의 제조방법을 수행하는데 사용되는 무기필러의 자동공급장치(300)의 개략적인 정면도,
도 5는 무기필러 자동공급장치(300)의 경사판(330)의 확대도,
도 6은 무기필러 자동공급장치(300)의 개략적인 좌측면도,
도 7은 종래의 폴리우레탄 폼 보드를 자동 연속공정으로 생산하는 방법 및 장치에 관한 개략도,
도 8 내지 도 11은 실시예 1 내지 실시예 4에 의한 샘플들의 각 사진자료,
도 12 및 도 13은 비교실시예 1 및 비교실시예 2에 의한 샘플의 사진자료,
도 14는 실시예 4에 의한 샘플의 토치실험 결과의 사진자료, 그리고,
도 15는 비교실시예 2에 의한 샘플의 토치실험 결과의 사진자료이다.

이하, 본 발명을 더욱 구체적이고 상세하게 설명한다. 본 발명에서 제공되는 구체적인 수치 또는 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 양태로서, 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 명백하다. 또한, 본 발명의 명세서에 있어서, 이 기술분야에서 공지된 것으로서 통상의 기술을 가진 자에 의해 용이하게 창작될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 종래의 더블컨베이어 벨트 장치를 개조하지 않고 그대로 사용하면서도, 자동 연속공정으로 제조할 수 있는 준불연성 폴리우레탄 폼 보드(100)에 관한 것이다.

본 발명에 의한 준불연성 폴리우레탄 폼 보드(100)는, 기본적으로 우레탄 반응에 의해 형성되어 있고 중앙에 위치하여 시트형상으로 이루어진 폴리우레탄 발포시트(110)와, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 상부에 형성되어 있는 상면표면재(120)와, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 하부에 형성되어 있는 하면표면재(130)를 포함하고 있다.

상기 폴리우레탄 발포 시트(110)는 폴리올 성분과 각종 첨가제를 혼합하고 교반하여 이루어진 폴리올 원료와, 이소시아네이트 성분을 포함하고 있는 이소시아네이트 원료를 고압으로 순간적으로 분사하여, 우레탄 반응을 일으키고 그 과정에서 발포제를 발포시켜서, 더블 컨베이어벨트 장치의 내부로 투입하여 그 내부에서 만들어진다.

상기 폴리우레탄 발포시트를 제조하기 위하여 사용되는 폴리올 성분은 특별히 한정되지 않으나, 난연성을 증대시키기 위한 용도로서, 폴리에스테르폴리올, 폴리에테르폴리올과 폴리에스테르폴리올을 공중합시킨 폴리에테르에스테르폴리올 등을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 폴리우레탄 발포시트를 제조하기 위하여 사용되는 각종 첨가제로서는, 발포제, 촉매, 정포제, 필러, 가교제, 유무기 난연제 등을 예시할 수 있다.

상기 발포제로서는 물, 질소를 포함하는 가스 등을 예로 들 수 있다. 발포제는 우레탄 반응시 발포됨으로써 미세한 기포를 형성하는데 사용된다.

상기 촉매로서는 스태너스 옥토에이트, 디부틸주석디아세테이트, 디부틸주석디라우레이트 등의 유기 주석 화합물, 옥틸산아연 등의 유기 아연 화합물, 니켈아세틸아세토에이트, 니켈디아세틸아세토에이트 등의 유기 니켈 화합물, 철아세틸아세토에이트 등의 유기 금속화합물, 아세트산나트륨 등의 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 알콕시드, 페녹시드 등의 금속 촉매 등을 사용할 수 있다.

상기 정포제로서는 통상적으로 실리콘계 정포제가 사용되고, 계면활성제가 사용될 수 있다. 실리콘계 정포제로서는, 디메틸실록산계 화합물, 폴리에테르디메틸실록산계 화합물, 페닐메틸실록산계 화합물 등을 들 수 있다. 이들 화합물은, 유기 관능기를 갖는 화합물일 수도 있다. 폴리에테르디메틸실록산계 화합물이 바람직하고, 디메틸폴리실록산과 폴리에테르의 블록 공중합체가 특히 바람직하게 사용될 수 있다. 정포제로서 계면활성제가 사용될 수 있다. 계면활성제로는 폴리디메틸실록산 및 폴리옥시알킬렌 사슬을 갖는 실리콘계 계면활성제, 지방산염, 황산 에스테르염, 인산 에스테르염, 술폰산염 등의 음이온계 계면활성제 등을 포함한다.

상기 필러는 통상적으로 사용하고 있는 입상 충진제, 층상 충진제, 섬유상 충진제 등을 포함할 수 있다. 필러는 발포체의 경도를 상승시켜 주고 열안정성을 향상시키며 탄성 모듈러스를 향상시켜주는 기능을 수행한다.

상기 가교제는 폴리우레탄 발포시트(110)의 경도 조절용으로 사용될 수 있다. 가교제로서는 에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판 등을 개시제로 하고, ε-카프로락톤으로 쇄 연장한 에스테르계 올리고머, 분자량 400 내지 700 정도의 3관능 폴리에테르폴리올 등의 분자량이 높은 가교제나, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 글리세린, 트리메틸올프로판 등의 단쇄 디올계의 가교제를 들 수 있다. 고분자량의 가교제를 사용한 경우, 보다 경도가 낮은 폼으로 할 수 있다. 또한, 단쇄 디올계의 가교제를 사용한 경우 하드 세그먼트의 비율이 높아지는 경향이 있기 때문에, 이 점을 고려하여 배합량을 설정하는 것이 바람직하다.

상기 난연제로서는, 폴리우레탄 발포시트(110)의 난연성을 고려하여 사용되는 것으로서, 통상적으로 사용되고 있는 점도조절제로서 병용되는 액상 난연제를 단독으로 또는 병용하여 사용할 수 있다.

상기 첨가제로서는, 폴리우레탄 발포체의 제조시 색상을 부여하기 위해서 이산화티타늄, 산화철, 카볼블랙 등의 유색 안료나 염료를 사용할 수도 있다. 또한, 그 외에, 제품의 성능에 따라 산화방지제, 오존방지제, UV 안정제, 도전성 중합체 등과 같은 첨가제를 사용할 수 있다.

상기 폴리우레탄 발포시트를 제조하기 위하여 사용되는 이소시아네이트 성분으로서는 통상 이소시아네이트기(NCO)를 2개 이상 갖는 방향족계, 지환족계, 지방족계 폴리이소시아네이트, 이들의 혼합물, 이를 변성하여 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트 등을 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 에틸렌디이소시아네이트, 톨루엔디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트, 메틸렌디페닐디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트, 크실렌디이소시아네이트, 폴리메틸렌폴리페닐이소시아네이트, 수소화 메틸렌디페닐디이소시아네이트, 수소화 톨릴렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 리진디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 조MDI(crude MDI), 톨릴렌디이소시아네이트, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, m-크실렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 수소화 MDI, 이소포론디이소시아네이트 및 이들의 혼합물 및 이들의 변성체 등을 예로 들 수 있다.

본 발명은 상기 폴리올 성분과 상기 각종 첨가제와 상기 이소시아네이트 성분을 고속 고압으로 분사하면서 상호간에 급격하게 충돌시키고 접촉시켜서, 우레탄 반응을 유도하고, 그 결과 폴리우레탄 발포 시트(110)를 형성하도록 한다. 이와 같은 일련의 단계 및 반응은 통상적인 방식으로 진행될 수 있다.

또한, 본 발명은, 통상의 방법으로, 상면표면재(120)와 하면표면재(130)를 우레탄 반응 공정에 공급함으로써, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)를 형성함과 동시에, 폴리우레탄 폼 보드를 제조할 수 있다.

본 발명은 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 상부에 형성되어 있는 상면표면재(120)를 포함하고 있다.

상기 상면표면재(120)는 외부로부터 가해지는 외력으로부터 그 내부에 있는 폴리우레탄 발포시트(110)와 무기불연층(140)을 보호한다. 상기 상면표면재(120)는 섬유질의 부직포이거나 합성수지로 이루어진 플라스틱 시트이거나 박막의 금속으로 이루어진 금속패널로 구성된 그룹 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.

상기 상면표면재(120)는 원형 롤러에 권취되어 있다가 풀려지면서, 우레탄 반응을 일으키는 우레탄 원료물질의 상부로 공급되어지고, 더블컨베이어 벨트 장치의 내부로 들어가게 된다. 더블컨베이어 벨트 장치의 내부에서는 고온하에서 압박을 받으면서 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 상부에 위치하게 된다.

본 발명은 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 하부에 형성되어 있는 하면표면재(130)를 포함하고 있다.

상기 하면표면재(130)는 외부로부터 가해지는 외력으로부터 그 내부에 있는 폴리우레탄 발포시트(110)를 보호한다. 상기 하면표면재(130)는 섬유질의 부직포이거나 합성수지로 이루어진 플라스틱 시트이거나 박막의 금속으로 이루어진 금속패널로 구성된 그룹 중에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있다.

상기 하면표면재(130)는 원형 롤러에 권취되어 있다가 풀려지면서, 우레탄 반응을 일으키는 우레탄 원료물질의 저면으로 미리 공급되어지고, 더블컨베이어 벨트 장치의 내부로 들어가게 된다. 더블컨베이어 벨트 장치의 내부에서는 고온하에서 압박을 받으면서 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 저면 하부에 위치하게 된다.

본 발명은 상기 폴리우레탄 발포시트(110)와 상기 상면표면재(120)의 사이에 무기불연층(140)을 포함하고 있다.

상기 무기불연층(140)은 무기필러의 형태로 공급되어 있고, 그 무기 필러의 투입양은 가로 X 세로 = 100 센티미터 X 100 센티미터의 면적에 대해 60 그램 내지 300 그램의 비율로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 무기필러는 난연성능을 높이기 위한 불연소재로서 상온에서 고체이고, 입자 형태로 존재하는 것을 사용할 수 있다. 무기필러로서 사용가능한 종류로는 팽창흑연, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘, 산화안티몬, 주석산아연, 적인, 암모늄 포스페이트, 암모늄 폴리포스페이트, 몰리브덴산염, 지르코늄, 멜라민, 멜라민 시아누레이트, 시아누릭산, 멜라민 포스페이트, 디멜라민 포스페이트, 멜라민 파이로포스페이트 등을 예시할 수 있으며, 이들을 어느 하나 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 무기필러는 화재시 불에 타지 않는 불연성 재질로서 미세한 분말상의 형태를 가지고 있는 것이 바람직하다.

상기 무기필러는 분말상의 형태로 사용되는 것이 바람직하고, 그 투입량은 가로 X 세로 = 100 센티미터 X 100 센티미터의 기준 면적에 대해 60 그램 내지 300 그램의 비율로 투입하는 것이 좋다. 상기 기준면적에 대해 60 그램 이하로 투입하였을 경우, 무기필러가 그 표면에 고르게 분포되지 아니하고, 무기필러의 불연성능을 발휘하는데 적합하지 않기 때문이다. 한편, 기준면적에 대해 300 그램 이상으로 투입하였을 경우, 무기필러가 그 표면에 고르게 분포되어지지만, 너무 과량이어서 경제성이 좋지 못하고, 그 위쪽에 존재하는 상면표면층(120)과의 사이에 결합력이 좋지 아니하므로, 바람직스럽지 못하다.

상기 무기불연층(140)은 무기필러를 이용하여 형성된 것으로서, 본 발명의 폴리우레탄 폼 보드에 고효율의 불연성을 부여하게 된다. 이는 외부에서 화염이 본 발명의 폴리우레탄 폼 보드에 맞닿게 되더라도, 상기 무기불연층(140)이 화염에 대한 장벽 역할을 수행하게 되고, 이로 인하여 화염이 직접 그 내부의 우레탄 폼에 접촉할 수 없게 만들어주게 된다. 설혹, 화염이 내부의 우레탄 폼에 일부 접촉하게 될지라도, 그 화염이 약할 뿐만 아니라, 상기 우레탄 폼의 자체에도 난연성 물질을 포함하고 있는 것이므로, 난연 성능을 대폭적으로 향상시켜 줄 수 있는 것이다.

상기 무기필러는, 폴리우레탄 제조용 원료들이 분사된 후에 발포제에 의해 발포되어 부풀어 오르는 라이징 단계(S 220)를 거치면서, 상기 라이징 단계(S 220)의 폴리우레탄 제조용 원료들이 더블컨베이어 벨트 장치에 투입되기 전에, 상기 폴리우레탄 제조용 원료들의 상부 표면에 공급되는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기 무기필러를 상기 원료물질이 우레탄 반응을 일으키면서 부풀어 오르는 라이징 단계에서 투입하되, 상기 라이징 단계의 진행율이 20 % 내지 90 % 정도 진행되었을 때에 투입하는 것이 바람직하다. 이와 같은 범위에서 진행될 경우, 무기불연층(140)을 가장 잘 형성할 수 있는 것이다. 상기 라이징 단계의 진행율 20 % 이전에 공급될 경우에는, 무기필러가 우레탄 반응 중에 있는 원료물질의 내부로 대거 침적하게 되어지므로, 최종 폴리우레탄 폼 보드에 준불연성 성능을 제공하는데 미약하게 되는 반면에, 상기 라이징 단계의 진행율 90 % 이후에 공급될 경우에는, 상기 무기필러가 우레탄 반응 중에 있는 원료물질의 표면에 거의 그대로 잔존하게 되고, 결과적으로는 폴리우레탄 발포시트(110)의 상부에서 잘 접착되지 않게 되어, 상부표면재(120)와의 결합력도 약하게 됨으로써, 최종 폴리우레탄 폼 보드의 제품으로서 불량 제품을 만들게 될 여지가 있으므로 바람직하지 못하다.

상기 무기불연층(140)은 고속분사기에서 원료물질을 고압으로 고속 분사한 이후, 원료물질이 우레탄 반응을 일으키고 발포제에 의해 발포되면서 부풀어 오르는 라이징 단계(S 220)에서, 상기 미세 분말형태의 무기필러를 균일하게 공급함으로써, 더블컨베이어 벨트 장치(20)의 내부에서 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 상부 표면에 형성되어진다. 이 경우, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)는 상기 원료물질 중에서 우레탄 성분과 이소시아네이트 성분이 우레탄 반응을 일으키고 있는 상황이므로, 상기 미세 분말형태의 무기필러가 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 상부 표면에서 일부 침적된 상태를 이루고, 나머지 일부는 우레탄 반응물과 더불어 결합관계를 형성하게 될 뿐만 아니라, 그 위에 존재하는 상부표면재(120)와도 우레탄 반응에 의한 결합관계를 형성하게 된다.

본 발명은, 이러한 메카니즘에 의해, 폴리우레탄 발포시트(110)-무기불연층(140)-상부표면재(120)의 사이에 단단한 결합력을 발휘하게 되는 것이다.

첨부도면 1은 본 발명에 의한 준불연성 폴리우레탄 폼 보드를 개략적으로 보여주고 있다.

또한, 본 발명은 준불연성 성능을 제공하는 폴리우레탄 폼 보드를 종래의 더블컨베이어벨트 장치를 개조하지 않으면서도 자동 연속공정으로 실시할 수 있는 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조방법에 관한 것이다.

도 2는 본 발명의 제조방법을 수행하는데 있어서 무기필러의 자동공급장치(300)를 사용하였을 경우의 전체적인 개략도를 나타내고,

도 3은 본 발명의 제조방법을 수행하는데 있어서, 라이징 단계와 무기필러의 투입시점에 관한 개략적인 상관관계도이다.

본 발명에 의한 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조방법은, 폴리올 성분과 첨가제들을 혼합한 폴리올 혼합물과 이소시아네이트 성분으로 구성된 이소시아네이트 원료를 고속으로 혼합하면서 분사하고, 분사된 원료 물질들이 우레탄반응과 더불어 발포제에 의해 발포되는 라이징 단계에서, 무기필러를 미세한 분말상의 형태로 공급하되, 통상의 더블컨베이어벨트 장치의 내부로 투입되기 이전에, 공급하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 분말상의 무기필러를 공급하되, 원료 물질들이 우레탄수지 배합액으로서 우레탄 반응 및 발포 과정을 수행하고 있는 라이징 단계(S 220)에서, 상기 무기필러를 상기 우레탄수지 배합액의 반응물 상부 표면에 공급한 다음, 통상의 더블컨베이어벨트 장치의 내부로 투입함으로써, 우레탄 반응을 완결시켜서 진행하는 것이 바람직하다.

상기 무기필러는 불연성 재질로서 분말상의 형태를 이루고 있는 것을 사용함이 바람직하다. 상기 무기필러의 종류 및 사용 목적에 대해서는 위에서 상세하게 설명하였으므로, 이를 반복하지 않기로 한다.

상기 무기필러는 폴리올 성분과 각종 첨가제 및 상기 이소시아네이트 성분이 고속으로 분사되어 우레탄 반응과 더불어 발포제에 의한 발포 현상이 일어나는 라이징 단계(S 220)에서 투입되어지되, 그 진행율이 20 % 내지 90 % 정도 진행하고 있는 상태에서, 원료물질의 반응물의 상부 표면으로 투입되는 것이 바람직하다.

상기 무기필러는 우레탄수지 배합액의 반응물 상부 표면으로 투입된 후 통상의 더블컨베이어벨트 장치(20)에 들어가서, 상기 원료물질이 우레탄 반응을 마무리하여 폴리우레탄 발포시트(110)를 형성할 경우, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 상부에 무기불연층(140)을 형성하게 된다. 상기 더블컨베이어벨트 장치(20)에는 통상적으로 상부에서 공급되어 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 가장 위쪽에 형성된 상부표면재(120)와, 하부에서 공급되어 상기 폴리우레탄 발포시트(130)의 저면에 형성된 하부표면재(130)를 형성하게 된다. 이와 같은 우레탄 반응 과정은 더블컨베이어벨트 장치(20)에 의해 진행될 수 있다.

본 발명에 의한 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조방법을 좀더 구체적으로 설명하면 아래와 같다. 본 발명의 제조방법은 무기필러를 자동으로 공급하는 장치(300)를 사용할 경우, 더욱 효율적이고 고품질의 제품을 얻을 수 있다. 본 발명의 제조방법을 수행하는데 적합한 무기필러의 자동공급장치(300)는 첨부도면 4 내지 첨부도면 6에 구체적으로 도시되어 있다.

도 4는 본 발명의 제조방법을 수행하는데 사용되는 무기필러의 자동공급장치(300)의 개략적인 정면도이고,

도 5는 무기필러 자동공급장치(300)의 경사판(330)의 확대도이며,

도 6은 무기필러 자동공급장치(300)의 개략적인 좌측면도이다.

본 발명에 의한 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조방법은, 폴리올 성분과 첨가제들을 혼합한 폴리올 원료와 이소시아네이트 성분으로 구성된 이소시아네이트 원료를 고속으로 혼합하면서 분사하는 원료분사단계(S 210)를 포함하고 있다.

상기 원료분사단계(S 210)는 위에서 언급한 폴리올 성분과 각종 첨가제를 혼합하여 교반하고 있는 폴리올 원료와, 이소시아네이트 성분을 포함하고 있는 이소시아네이트 원료를 고압분사기(10)에서 고압으로 순간적으로 분사하여, 폴리올 성분과 이소시아네이트 성분을 상호간에 세차게 부딪히고 혼련되어지도록 함으로써, 우레탄 반응을 일으킬 수 있도록 한다. 상기 폴리올 원료와 상기 이소시아네이트 원료는 각각 별도의 저장용기(도시되지 않음)에 보관한 다음, 상기 고압분사기(10)에서 고속으로 혼련시켜서 분사되어진다. 상기 원료분사단계(S 210)에서는 언코일러(8)에서 풀려나오는 부직포와 같은 재질의 시트를 공급함으로써, 폴리우레탄 발포시트(110)의 상부와 하부에 각각 형성되는 상면표면재(120)와 하면표면재(130)를 이루게 한다.

본 발명에 의한 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조방법은, 상기 원료분사단계(S 210)를 거쳐서 우레탄반응을 일으키기 시작하고 발포제에 의해 발포되면서 서서히 이송되는 원료 물질들의 라이징단계(S 220)를 포함하고 있다.

상기 라이징단계(S 220)는 상기 고압분사기(10)에 의해 고속으로 분사된 우레탄수지 배합액이 우레탄 반응과 동시에 발포현상을 일으키게 되면서, 크림타임이 시작되어지고, 반응을 진행중인 상기 우레탄수지 배합액이 서서히 부풀어오르게 되면서 블로잉 현상을 발현한다. 이러한 현상을 도면으로 간략히 제시한 것이 도 3에 의한 것이다. 상기 우레탄수지 배합액이 완전히 부풀어오르게 되면, 더블컨베이어벨트 장치(20)의 내부로 이송되어진다.

본 발명은, 상기 라이징단계(S 220)를 수행하는 도중에, 무기필러를 투입할 수 있다. 상기 무기 필러는 우레탄수지 배합액이 상기 라이징단계(S 220)의 20 % 내지 90 %의 진행율을 나타내는 상태에서, 분말상의 형태로 공급하는 것이 바람직하다. 좀더 바람직하기로는 상기 무기필러의 투입시기는 그 진행율이 40 % 내지 70 %를 나타낼 경우이고, 더욱 바람직하기로는 그 진행율이 45 % 내지 60 %를 나타낼 경우이다. 상기 라이징 단계(S 220)에서 그 진행율이 20 % 이전에 상기 무기필러를 투입하게 되면, 우레탄 반응에 의한 망상구조의 생성 정도가 미약하여서 위에서 투여된 무기필러가 원료물질의 내부로 대부분이 침적하게 되어지고, 결과적으로 상기 무기불연층(140)을 형성하는데 어려움을 야기한다. 한편, 상기 라이징 단계(S 220)의 진행율이 90 % 이상 단계에서 상기 무기필러를 투입하게 되면, 우레탄 반응에 의한 망상구조가 거의 완료되어 있어서, 위에서 투여된 무기필러가 원료물질의 내부로 거의 침적되지 않고, 그 위에 대부분 잔존하게 되므로, 결과적으로 상기 무기불연층(140)을 형성하는데 어려움을 야기한다.

또한, 상기 무기필러는 상기 라이징단계(S 220)를 수행하는 도중에, 통상의 더블컨베이어벨트 장치의 내부로 투입되기 이전에, 투입작업이 종료되는 것이 바람직한 것이다.

본 발명은 상기 라이징 단계(S 220)를 효율적으로 수행하기 위하여, 무기필러의 자동공급장치(300)를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 자동공급장치(300)는 무기필러를 균일하고 얇은 시트형상으로 공급하는 무기필러 분배공급부(330)와, 상기 무기필러 분배공급부(330)에서 공급받은 무기필러를 수평방향으로 이동시켜서 상기 라이징단계(S 220)를 수행하고 있는 우레탄수지 배합액의 상부 표면으로 공급하는 무기필러 투입부(340)를 포함하고 있다.

상기 무기필러 분배공급부(330)는 그 내부에 담겨져 있는 무기필러를 균일하고 얇은 시트 형상으로 만들어서 외부로 공급하게 된다. 이를 위하여, 상기 무기필러 분배공급부(330)는 그 내부에 경사판(332)을 가지고 있다. 상기 경사판(332)은 30 도 내지 70 도 정도의 각도를 가지고 있으며, 무기필러가 아래쪽으로 자연스럽게 하중에 의해 내려갈 수 있도로 함과 동시에, 최하단은 바닥면과 작은 틈새를 이루도록 하고, 그 틈새를 따라 상기 무기필러가 흘러나갈 때, 얇은 두께를 가진 시트 형상의 고른 분포를 가질 수 있도록 해준다. 상기 작은 틈새는 상기 경사판(332)의 뒷면에 형성된 기어(334)와 경사조절대의 맞물림기어(336)에 의해 조절될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 기어(334)와 상기 맞물림기어(336)를 회전시킴으로써, 상기 경사판(332)이 상하 방향으로 이동할 수 있는 것이다. 따라서, 상기 무기필러를 좀 더 많은 양으로 공급하고자 할 경우에는 상기 경사판(332)을 위쪽으로 밀어올려서 그 틈새의 간격을 넓게 해주는 것이고, 상기 무기필러의 공급량을 적게 하고자 할 경우에는 상기 경사판(332)을 아래쪽으로 내려서 그 틈새의 간격을 좁게 해주는 것이다.

본 발명의 도면들에서는 기어의 맞물림 작업을 통하여 상기 경사판(332)을 상하 방향으로 이동시키는 사례를 설명하였으나, 이는 다른 수단으로 수행될 수 있다는 점은 명확하다.

상기 무기필러 투입부(340)는 상기 무기필러를 수평방향으로 이동시켜서 상기 우레탄수지 배합액의 상부 표면으로 공급하게 된다. 이를 위하여, 상기 무기필러 투입부(340)는 수평방향으로 타원형 궤도를 그리면서 무한정으로 회전하는 이송벨트(342)와, 상기 이송벨트(342)를 수평방향으로 이송시키기 위하여 공회전하고 있는 다수의 회전롤러(344)를 포함하고 있다. 상기 이송벨트(342)는 수평방향으로 이동하면서, 그 위에 공급된 무기필러를 상기 무기필러 분배공급부(330)의 틈새의 위치에서 그 반대방향으로 이동시켜주게 되고, 그 끝단에서 상기 무기필러를 자유낙하시킴으로써, 상기 라이징 단계(S 220)를 수행하고 있는 우레탄수지 배합액의 상부 표면으로 공급하는 것이다.

상기 자동공급장치(300)는 상기 무기필러 분배공급부(330)에 무기필러를 공급하는 호퍼(320)를 설치하는 것이 바람직하다. 상기 호퍼(320)는 무기필러를 저장하고 있거나, 외부에서 공급받은 다음, 무기필러를 아래쪽에 있는 무기필러 분배공급부(330)로 보내주는 기능을 수행한다. 상기 호퍼(320)는 외부에서 공급된 무기필러의 덩어리를 제거하거나 분쇄하기 위한 필터부(325)를 더욱 설치할 수 있다. 상기 필터부(325)는 덩어리로 존재하는 무기필러를 더욱 잘 분쇄하고 필러링 기능을 보증하기 위하여, 진동자(도시되지 않음)를 추가하여 설치할 수 있다.

상기 자동공급장치(300)는 상기 호퍼(320)의 위쪽에 무기필러 보관부(310)를 더욱 설치할 수 있다. 상기 무기필러 보관부(310)는 외부에서 구입하거나 내부에서 생산한 무기필러를 장기간 또는 일시적으로 보관하고자 할 경우, 유용하게 사용할 수 있다. 상기 무기필러 보관부(310)는 통상의 호퍼를 사용할 수 있으며, 균일하고 고른 입자의 무기필러를 공급하고자 할 경우, 추가적으로 갖추어 두는 것이 좋다.

본 발명은 상기 무기필러의 자동공급장치(300)를 사용할 경우, 무기필러를 고르고 균일하게 라이징 단계(S 220)의 우레탄 반응물질에 투입할 수 있으므로, 최종 제품의 품질 향상에 크게 도움을 받을 수 있게 된다.

본 발명에 의한 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조방법은, 상기 라이징단계(S 220)를 거쳐서 통상의 더블컨베이어벨트 장치의 내부로 투입되어 우레탄반응을 마무리하는 폴리우레탄 시트의 제조단계(S 230)를 포함하고 있다.

상기 폴리우레탄 시트의 제조단계(S 230)는 통상의 더블컨베이어벨트 장치를 이용하여 제조될 수 있다. 상기 더블컨베이어벨트 장치는 위쪽에서 무한궤도로 회전하는 상부 컨베이어벨트와, 아래쪽에서 무한궤도로 회전하는 하부 컨베이어벨트의 사이에서 우레탄반응을 완료함으로써, 경질의 폴리우레탄 폼 시트를 형성하게 된다. 이 단계를 경과하게 되면, 중앙의 폴리우레탄 발포시트(110)와 그 위쪽에 형성된 상기 무기불연층(140)과 그 위쪽에 형성된 상면표면재(120)와, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 아래쪽에 존재하는 하면표면재(130)를 형성하게 된다.

본 발명에 의한 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조방법은, 상기 더블컨베이어벨트 장치를 거쳐서 나온 후 제품에 따라 적절한 길이로 절단하고 보관하는 마무리단계(S 240)를 포함하고 있다.

상기 마무리단계(S 240)는 절단기를 통하여 절단되어지고, 보관창고에 보관하여 제품의 숙성화를 도모한다.

상기 마무리단계(S 240)를 거쳐서 완성된 제품에서, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 상부 표면을 살펴보면, 고르고 균일하게 분포된 무기필러에 의한 상부표면재(120)를 육안으로 확인할 수 있다.

이하, 본 발명을 더욱 구체적으로 실시예로 제시한다. 상기 실시예는 본 발명의 기술사상을 좀더 쉽게 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 기술사상이 구체적인 치수 또는 숫자에 의해 제한되지 아님함은 당연하다.

<< 실시예 1 >>

폴리올 저장통에서 폴리에스테르 폴리올 혼합물과 이소시아네이트 저장통에서 메틸렌디페닐디이소시아네이트를 1 : 1의 비율로 공급하여 우레탄 반응을 진행하였다. 고압분사기(10)에서 고압으로 분사하여 라이징 단계(S 220)를 거치는 과정에서 무기필러로서 팽창흑연을 선택하고, 이를 우레탄반응을 진행하고 있는 우레탄 합성물질 표면위에 균일하게 공급하였다. 상기 라이징 단계(S 220)는 고압분사기(10)에서 분사된 이후 15초 정도 경과될 때까지 진행되었고, 상기 팽창흑연은 상기 고압분사기(10)에서 분사된 이후 7초 정도 경과된 시점에서 투입되었다.

이때, 팽창흑연의 투입량을 가로 X 세로 = 100 센티미터 X 100 센티미터의 면적에 100 g 으로 하였다.

우레탄 반응을 마치고, 그 결과를 확인하여 본 결과, 우레탄 발포체의 표면에 비교적 균일한 형태로 무기불연층(140)을 형성한 것을 확인할 수 있었다.

첨부도면 8은 상기 실시예 1에 의한 우레탄 발포체 표면의 사진자료이다.

<< 실시예 2 >>

실시예 1과 동일한 방식으로 실험을 진행하였다.

다만, 상기 팽창흑연의 투입량을 가로 X 세로 = 100 센티미터 X 100 센티미터의 면적에 150 g 으로 하였다.

첨부도면 9는 상기 실시예 2에 의한 우레탄 발포체 표면의 사진자료이다.

<< 실시예 3 >>

실시예 1과 동일한 방식으로 실험을 진행하였다.

다만, 상기 팽창흑연의 투입량을 가로 X 세로 = 100 센티미터 X 100 센티미터의 면적에 200 g 으로 하였다.

우레탄 반응을 마치고, 그 결과를 확인하여 본 결과, 우레탄 발포체의 표면에 매우 조밀한 무기불연층(140)을 형성한 것을 확인할 수 있었다.

첨부도면 10은 상기 실시예 3에 의한 우레탄 발포체 표면의 사진자료이다.

<< 실시예 4 >>

실시예 1과 동일한 방식으로 실험을 진행하였다.

다만, 상기 팽창흑연의 투입량을 가로 X 세로 = 100 센티미터 X 100 센티미터의 면적에 250 g 으로 하였다.

우레탄 반응을 마치고, 그 결과를 확인하여 본 결과, 우레탄 발포체의 표면에 매우 조밀하고 촘촘하고 두꺼운 느낌으로 무기불연층(140)을 형성한 것을 확인할 수 있었다.

첨부도면 11은 상기 실시예 4에 의한 우레탄 발포체 표면의 사진자료이다.

<< 비교 실시예 1 >>

실시예 1과 동일한 방식으로 실험을 진행하였다.

다만, 상기 팽창흑연의 투입량을 가로 X 세로 = 100 센티미터 X 100 센티미터의 면적에 50 g 으로 하였다.

우레탄 반응을 마치고, 그 결과를 확인하여 본 결과, 우레탄 발포체의 표면에 무기불연층(140)이 불균일하게 형성되어 있음을 확인할 수 있었다.

첨부도면 12는 상기 비교 실시예 1에 의한 우레탄 발포체 표면의 사진자료이다.

<< 비교 실시예 2 >>

실시예 1과 동일한 방식으로 실험을 진행하였다.

다만, 상기 팽창흑연의 투입량을 가로 X 세로 = 100 센티미터 X 100 센티미터의 면적에 25 g 으로 하였다.

우레탄 반응을 마치고, 그 결과를 확인하여 본 결과, 우레탄 발포체의 표면에 무기불연층(140)이 매우 불균일하고 약하게 형성되어 있음을 확인할 수 있었다.

첨부도면 13은 상기 비교 실시예 2에 의한 우레탄 발포체 표면의 사진자료이다.

<< 실시예 5 >>

실시예 4에 의하여 얻은 우레탄 발포체 및 그 표면에 형성된 무기불연층(140)을 시료로 채택하고, 그 위에 토치에 의한 화염실험을 진행하였다.

토치에 불을 붙여서 화염토치를 형성하고, 그 화염토치의 화염을 상기 무기불연층(140)에 30초간 접촉시켜서 연소시험을 진행하였다.

30초를 경과한 시점에서, 상기 화염토치를 떼어내고, 그 표면을 관찰한 결과, 화염에 의해 불탄 자국이 상기 무기불연층(140)에 의해 중심 안쪽으로 축소되어 있고, 화염이 무기불연층(140)에 의해 소멸된 것으로 여겨졌다.

첨부도면 14는 상기 실시예 5에 의한 우레탄 발포체 표면의 사진자료이다.

<< 비교 실시예 3 >>

실시예 5와 동일한 방식으로 실험을 진행하였다.

다만, 상기 비교 실시예 1에 의하여 얻은 우레탄 발포체 및 그 표면에 형성된 무기불연층(140)을 시료로 채택하고, 그 위에 토치에 의한 화염실험을 진행하였다.

30초를 경과한 시점에서, 상기 화염토치를 떼어내고, 그 표면을 관찰한 결과, 화염에 의해 불탄 자국이 상기 무기불연층(140)에 의해 역시 비교적 적은 것으로 확인되었으나, 상기 무기불연층(140)의 외곽으로 불탄 자국이 약간 확산되었음을 확인할 수 있었다.

첨부도면 15는 상기 비교 실시예 3에 의한 우레탄 발포체 표면의 사진자료이다.

이상에서 본 발명에 의한 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조방법 및 그 장치를 구체적으로 제시하였으나, 이는 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 구체화된 것일 뿐, 본 발명의 모든 특징이 위에서 언급한 항목에만 적용되는 것이라고 한정하여 해석되어서는 아니될 것이다.

또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

100 : 준불연성 폴리우레탄 폼 보드
110 : 폴리우레탄 발포시트, 120 : 상면표면재,
130 : 하면표면재), 140 : 무기불연층,
300 : 무기필러 자동공급장치,
310 : 무기필러 보관부, 320 : 호퍼,
325 : 필터부, 330 : 무기필러 분배공급부,
340 : 무기필러 투입부

Claims

우레탄 반응에 의해 형성되어 있고 중앙에 위치하여 시트형상으로 이루어진 폴리우레탄 발포시트(110)와, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 상부에 형성되어 있는 상면표면재(120)와, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 하부에 형성되어 있는 하면표면재(130)와, 상기 폴리우레탄 발포시트(110)의 상부와 상기 상면표면재(120)의 사이에 형성된 무기불연층(140)으로 형성되어 있는 폴리우레탄 폼 보드를 제조하는 방법에 적합한 장치에 있어서,
폴리올 성분과 첨가제들을 혼합한 폴리올 혼합물과 이소시아네이트 성분으로 구성된 이소시아네이트 원료를 고속으로 혼합하면서 분사하고, 분사된 우레탄수지 배합물이 우레탄반응과 더불어 발포되어 부풀어오르는 라이징 단계(S 220)의 진행율이 20% 내지 90% 진행되는 상태에서, 무기필러를 분말상의 형태로 상기 라이징 단계의 우레탄 배합물의 위쪽으로 자동 공급하기 위하여 사용되어지고,
상기 무기필러를 균일하고 얇은 시트형상으로 공급하는 무기필러 분배공급부(330)와; 상기 무기필러 분배공급부(330)에서 공급받은 무기필러를 수평방향으로 이동시켜서, 상기 라이징단계(S 220)를 수행하고 있는 우레탄수지 배합액의 상부 표면으로 공급하는 무기필러 투입부(340);를 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
폴리올 성분과 첨가제들을 혼합한 폴리올 원료와 이소시아네이트 성분으로 구성된 이소시아네이트 원료를 고속으로 혼합하면서 분사하는 원료분사단계(S 210)와; 상기 원료분사단계(S 210)를 거쳐서 우레탄반응을 일으키기 시작하고 발포제에 의해 발포되면서 서서히 이송되는 원료 물질들의 라이징단계(S 220)와; 상기 라이징단계(S 220)를 거쳐서 통상의 더블컨베이어벨트 장치의 내부로 투입되어 우레탄반응을 마무리하는 폴리우레탄 시트의 제조단계(S 230)와; 상기 더블컨베이어벨트 장치를 거쳐서 나온 후 제품을 절단하고 보관하는 마무리단계(S 240)를 포함하고 있는 폴리우레탄 폼 보드를 제조하는 방법에 적합한 장치에 있어서,
상기 라이징단계(S 220)를 수행하는 도중에, 원료물질들이 20 % 내지 90 %의 진행율을 나타내는 상태에서, 외부로부터 불연소재로 사용될 수 있는 무기필러를 분말상의 형태로 공급하여 폴리우레탄 발포시트(110)의 무기불연층(140)을 형성하는데 사용되어지고,
상기 무기필러를 균일하고 얇은 시트형상으로 공급하는 무기필러 분배공급부(330)와; 상기 무기필러 분배공급부(330)에서 공급받은 무기필러를 수평방향으로 이동시켜서, 상기 라이징단계(S 220)를 수행하고 있는 우레탄수지 배합액의 상부 표면으로 공급하는 무기필러 투입부(340);를 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 자동공급장치(300)는 상기 무기필러 분배공급부(330)와 상기 무기필러 투입부(340)를 포함하고 있는 이외에,
분말상의 무기필러를 장기간 또는 일시적으로 보관하고 있는 무기필러 보관부(310)와,
상기 무기필러 보관부(310)의 아래쪽에 위치하고, 상기 무기필러를 일시적으로 보관하여 아래쪽으로 보내주는 호퍼(320)를,
더욱 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
제 3항에 있어서,
상기 호퍼(320)는 외부에서 공급된 무기필러의 덩어리를 제거하거나 분쇄하기 위한 필터부(325)를 더욱 설치하고 있는 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
제 4항에 있어서,
상기 필터부(325)는 덩어리로 존재하는 무기필러를 더욱 잘 분쇄하고 필러링 기능을 보증하기 위하여, 진동자를 추가하여 설치하고 있는 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
제 3항에 있어서,
상기 무기필러 분배공급부(330)는
그 내부에 담겨져 있는 무기필러를 균일하고 얇은 시트 형상으로 만들어서 외부로 공급하게 되는 것으로서, 그 내부에 경사판(332)을 가지고 있는 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
제 6 항에 있어서,
상기 경사판(332)은 30 도 내지 70 도의 각도를 가지고 있는 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
제 7 항에 있어서,
상기 경사판(332)은 무기필러가 아래쪽으로 자연스럽게 하중에 의해 내려갈 수 있도록 함과 동시에, 최하단에서 바닥면과 상기 경사판(332)이 틈새를 형성하고 있는 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
제 8 항에 있어서,
상기 틈새는 상기 경사판(332)을 따라 흘러내려온 무기필러가 흘러나갈 때, 얇은 두께를 가진 시트 형상의 고른 분포를 가질 수 있도록 해주는 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
제 9항에 있어서,
상기 틈새는 상기 경사판(332)의 뒷면에 형성된 기어(334)와 경사조절대의 맞물림기어(336)에 의해 조절될 수 있도록 한 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
제 10 항에 있어서,
상기 틈새는 상기 경사판(332)을 위로 밀어 올릴 경우 더 많이 열려지게 되고, 상기 경사판(332)을 아래로 밀어 내릴 경우 더 좁아지게 되고,
이 과정에서 무기 필러의 공급 양을 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
제 3 항에 있어서,
상기 무기필러 투입부(340)는
수평방향으로 타원형 궤도를 그리면서 무한정으로 회전하면서 이동하는 이송벨트(342)와,
상기 이송벨트(342)를 수평방향으로 타원형 궤도를 그리면서 이송시키기 위하여 공회전하고 있는 다수의 회전롤러(344)를 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
제 12 항에 있어서,
상기 무기필러 투입부(340)는
상기 이송벨트(342)에 의해 무기필러를 수평방향으로 이동시키되, 상기 무기필러를 무기필러 분배부(330)의 틈새의 위치에서 그 반대방향으로 이동시켜주게 되고, 그 끝단에서 상기 무기필러를 자유낙하시키는 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.
제 12 항에 있어서,
상기 무기필러 투입부(340)는 상기 무기필러를 그 끝단에서 자유낙하시킴으로써, 우레탄 반응이 라이징 단계를 수행하는 도중에, 우레탄수지 배합물의 상부 표면으로 상기 무기필러를 공급하는 것을 특징으로 한, 준불연성 폴리우레탄 폼 보드의 제조용 무기필러의 자동공급장치.