KR102428291B1 - 압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조장치 - Google Patents

압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압출 발포 폴리스티렌 단열판 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 종래의 지구 온나화 지수가 매우 높은 프레온 가스 등을 사용하지 않고 친환경 액상의 자연냉매를 사용하여 발포 단열재를 제조하는 압출 발포 폴리스티렌 단열판 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이를 위해 1차 고체 원료와 2차 액상 자연냉매를 단계별로 순차적으로 주입 받아 고온 및 고압하에서 이송, 용융, 압축, 혼련하는 1차 압출부, 1차 압출부에서 혼련된 젤 상태의 용융수지를 압출 발포에 필요한 온도로 냉각시키면서 이송하는 2차 압출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 발포 폴리스티렌 단열판 제조 장치가 개시된다.

Description

압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조장치 및 그 제조방법{Manufacturing apparatus of extruded polystyrene insulation board and method thereof}
본 발명은 압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 종래의 지구 온나화 지수와 오존파괴 지수가 매우 높은 프레온 가스 등을 사용하지 않고 친환경 액상의 자연냉매를 사용하여 발포 단열재를 제조하는 압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
종래의 압출 발포 단열판 제조장치는 도 1에 도시된 바와 같이 고체 고분자 수지와 오존 파괴 물질인 일예로서 프레온 가스 등의 발포제를 사용하여 단열판을 제조한다. 이러한 오존 파괴 지수와 지구 온난화 지수를 높이는 물질은 점차 사용을 제한하고 있는 실정이다. 이에 따라 오존 파괴 지수가 제로이면서 지구 온난화 지수가 매우 낮은 발포제를 사용하여 제조한 단열재의 성능이 종래의 지구 온난화 지수가 높은 발포제를 사용하여 제조한 단열재와 동일한 성능을 발휘할 수 있도록 하는 장치의 개발이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 10-2009-0048432
따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 발포제로서 친환경 액상 자연냉매를 사용하면서도 고체 고분자 수지와 친화력을 높이고 혼련을 원활히 할 수 있는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 1차 고체 원료와 2차 액상 자연냉매를 단계별로 순차적으로 주입 받아 고온 및 고압하에서 이송, 용융, 압축, 혼련하는 1차 압출부, 1차 압출부에서 혼련된 젤 상태의 용융수지를 압출 발포에 필요한 온도로 냉각시키면서 이송하는 2차 압출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 발포 폴리스티렌 단열판 제조 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
또한, 2차 액상 자연냉매는 1차 고체 원료와 혼련시에 지구온난화지수가 높은 발포제에 비해 친화력이 상대적으로 낮은 액상 이산화탄소 및 방향족 탄화수소계열을 포함한 물질이다.
또한, 1차 고체 원료의 주입에 의해 1차 고체 원료가 고온 및 고압하에서 이송 및 용융된 후에 2차 액상 자연냉매를 주입하여 서로 혼련한다.
또한, 1차 압출부는 1차 고체 원료를 호퍼부에 주입하는 1차 고체 원료 주입부, 2차 액상 자연냉매를 주입하는 2차 액상 자연냉매 주입부, 2차 액상 자연냉매 주입부로부터 주입된 서로 다른 2차 액상 자연냉매를 혼합하는 2차 액상 자연냉매 혼합부, 호퍼부에서 주입된 1차 고체 원료가 고온 및 고압하에서 이송 및 1차 용융되고, 2차 액상 자연냉매 혼합부에서 미리 혼합된 2차 액상 자연냉매가 순차적으로 주입됨으로써 1차 용융된 원료와 고온 및 고압하에서 용융 및 혼련하여 다음 단계로 이송하는 이중 혼련 압출 스크류부를 포함한다.
또한, 이중 혼련 압출 스크류부는 중심축을 기준으로 제1 방향으로 회전하는 제1 압출 스크류부, 중심축을 기준으로 제2 방향으로 회전하는 제2 압출 스크류부를 포함한다.
또한, 제1,2 압출 스크류부의 회전 방향은 서로 동일 방향으로 회전하며, 제1,2 압출 스크류부의 회전이 서로 동일 방향으로 회전함으로써 1차 고체 원료와 2차 액상 자연냉매의 친화력이 상대적으로 낮은 경우에도 제1 압출 스크류부와 제2 압출 스크류부의 사이 공간에서 서로 혼련이 원활하게 이루어진다.
또한, 1차 고체 원료는 폴리스티렌과 첨가물을 포함하며, 폴리스티렌의 용융지수는 10 ~ 15의 지수를 가짐으로써 1차 고체 원료와 2차 액상 자연냉매의 친화력이 상대적으로 낮은 경우에도 서로 혼련이 원활하게 이루어진다.
또한, 이중 혼련 압출 스크류부의 외 측에 배치되어 이중 혼련 압출 스크류부의 내부 온도를 기 설정된 온도로 유지시켜 주는 히터부를 더 포함한다.
또한, 2차 압출부는 중심축을 기준으로 한 방향으로 회전함으로써 제1 압출부에서 혼련된 젤 상태의 용융수지를 다음 단계로 이송하는 싱글 압출 스크류부, 싱글 압출 스크류부에서 이송되는 젤 상태의 용융수지를 압출 발포에 필요한 기 설정된 온도로 냉각시키기 위해 물을 순환시키는 물 순환부를 포함한다.
또한, 이중 혼련 압출 스크류부에 비해 싱글 압출 스크류부의 직경 면적 비가 상대적으로 더 크게 형성됨으로써 냉각 효율을 높인다.
한편, 본 발명의 목적은, 호퍼부에 폴리스티렌과 첨가물을 포함한 1차 고체 원료를 주입하는 단계, 이중 혼련 압출 스크류부에서 주입된 1차 고체 원료를 고온 및 고압하에서 이송 및 1차 용융하는 1차 용융 단계, 1차 용융 단계 후에 미리 혼합된 2차 액상 자연냉매를 주입하는 단계, 주입된 2차 액상 자연냉매와 1차 용융된 원료를 고온 및 고압하에서 2차 용융 및 혼련하고 다음 단계로 이송하는 혼련 단계, 혼련 단계에서 혼련된 젤 상태의 용융수지를 압출 발포에 필요한 기 설정된 온도로 냉각시키면서 다음 단계로 이송하는 냉각 단계를 포함한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 발포제로서 친환경 액상 자연냉매를 사용하면서도 고체 고분자 수지와의 친화력을 높혀서 혼련을 원활히 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 2050년 탄소 중립(Carbon Zero) 국가로 선언한 우리나라는 각 부분별 온실가스 배출량 중 건물 에너지 부분이 약 25%를 차지하고 있기 때문에 액상 자연냉매 발포제를 활용한 친환경 단열판의 제조시에 기존 발포제 대비 국가 온실가스 저감 목표를 조기에 달성할 수 있는 효과가 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 지구 온나화 지수가 높은 발포제를 사용하여 발포 단열판을 제조하는 장치의 구성을 대략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 친환경 액상 자연냉매를 사용하여 발포 단열판을 제조하는 장치의 구성을 대략적으로 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이중 혼련 압출 스크류부를 도시한 도면이고,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제1,2 압출 스크류부가 서로 동일한 방향으로 회전하는 것을 도시한 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.
(압출 발포 폴리스티렌 단열판 제조 장치의 구성 및 기능)
본 발명의 일실시예에 따른 압출 발포 폴리스티렌 단열판 제조 장치는 도 2에 도시된 바와 같이 1차 압출부(100) 및 2차 압출부(200)를 대략 구성할 수 있다. 1차 압출부(100)는 주입된 고체 원료 및 2차 액상 자연냉매를 고온 및 고압하에서 용융 및 혼련하여 이송하고, 2차 압출부(100)는 1차 압출부(100)에서 생성된 젤 상태의 용융수지를 압출 발포에 필요한 온도로 냉각시키면서 이송한다. 이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 압출 발포 폴리스티렌 단열판 제조 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 1차 압출부(100)는 1차 고체 원료와 2차 액상 자연냉매를 단계별로 순차적으로 주입받아 1차 고체 원료와 2차 액상 자연냉매를 고온 및 고압하에서 이송, 용융, 압축, 혼련한다. 이때, 1차 압출부(100)는 크게 2가지 단계를 순차적으로 수행한다. 첫번째는 주입된 1차 고체 원료를 고온 및 고압하에서 용융하고 이송한다. 1차 고체 원료가 어느 정도 용융되면 두번째로 미리 혼합된 2차 액상 자연냉매를 투입하여 1차 고체 원료와 혼련(Mixing)하고 용융한다. 여기서 1차 고체 원료와 2차 액상 자연냉매는 서로 친화적이지 않기 때문에 일반적인 방법으로는 혼련이 효율적으로 되지 않는다. 따라서 본 발명에서는 서로 친화적이지 않은 1차 고체 원료와 2차 액상 자연냉매를 효율적으로 혼련하기 위한 방안을 제시한다.
본 발명의 1차 고체 원료(또는 고체 고분자 수지)는 폴리스티렌(Polystyrene)과 고체 첨가물을 포함한다. 고체 첨가물의 일예로서 조핵제, 난연제 등이 사용될 수 있다. 한편, 종래의 지구 온난화 지수가 높은 물질의 사용시에는 폴리스티렌의 용융지수가 2.5 ~ 4의 범위를 갖도록 하였으나 본 발명의 폴리스티렌의 용융지수는 10 ~ 15의 지수를 가지는 것이 바람직하다. 폴리스티렌의 용융지수가 10 ~ 15의 지수를 가짐으로써 1차 고체 원료와 2차 액상 자연냉매의 친화력이 상대적으로 매우 낮은 경우에도 서로 혼련이 원활하게 이루어진다.
본 발명의 2차 액상 자연냉매(또는 발포제)는 지구 온난화 지수가 매우 낮은 액상의 물질이기 때문에 1차 고체 원료와 혼련시에 지구 온난화 지수가 높은 기존의 발포제(일예로서 프레온 가스)에 비해 친화력이 상대적으로 매우 낮다. 지구 온난화 지수가 낮은 2차 액상 자연냉매는 액상 이산화탄소 및 방향족 탄화수소계열을 포함한 물질이 바람직하며, 이에 더해 다른 액상 물질이 더 포함될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 1차 압출부(100)는 1차 고체 원료 주입부(101), 2차 액상 자연냉매 주입부(102), 2차 액상 자연냉매 혼합부(120), 이중 혼련 압출 스크류부(11)를 포함한다.
1차 고체 원료 주입부(101)는 1차 고체 원료를 호퍼부(103)에 주입한다. 1차 고체 원료 주입부(101)는 앞서 설명한 폴리스티렌과 고체 첨가물을 포함한 다양한 고체 원료 물질을 호퍼부(103)에 투입한다. 다만, 1차 고체 원료 주입부(101)와 호퍼부(103)는 설명의 편의를 위하여 분리 설명하였을 뿐 필요에 따라 서로 동일한 구성요소로 구현될 수 있다. 또한, 1차 고체 원료 주입부(101)는 다양한 고체 원료를 저장하는 저장부일 수 있다.
2차 액상 자연냉매 주입부(102)는 2차 액상 자연냉매를 주입한다. 2차 액상 자연냉매는 앞서 설명한 바와 같이 액상 이산화탄소 및 액상 방향족 탄화수소계열을 포함한 물질과 필요에 따라 추가적인 액상 물질이 더 투입될 수 있다. 따라서 2차 액상 자연냉매 주입부(102)는 2차 액상 자연냉매를 저장하는 복수의 저장부일 수 있다. 각각의 저장부에 저장된 2차 액상 자연냉매는 이중 혼련 압출 스크류부(110)에 바로 투입하지 않고 2차 액상 자연냉매 혼합부(120)에서 혼합한 후에 투입하는 것이 바람직하다. 이하에서 자세히 설명하기로 한다.
2차 액상 자연냉매 혼합부(120)의 입력 포트부는 2차 액상 자연냉매 주입부(120)로부터 각각의 액상 자연냉매를 주입받는다. 따라서 입력 포트부는 주입되는 액상 자연냉매의 종류만큼 포트가 구비될 수 있다. 2차 액상 자연냉매 혼합부(120)의 출력 포트부는 혼합이 완료된 2차 액상 자연냉매를 이중 혼련 압출 스크류부(110)로 투입하기 위한 포트이다. 출력 포트부는 인젝션 노즐부를 포함할 수 있으며, 인젝션 노즐부는 이중 혼련 압출 스크류부(110)의 실린더부와 연통될 수 있도록 연결 접속됨으로써 미리 혼합된 2차 액상 자연냉매를 이중 혼련 압출 스크류부(110)로 투입할 수 있다. 이때, 인젝션 노즐부는 이중 혼련 압출 스크류부(110)의 실린더부의 인젝션 포인터에 연결 접속된다. 여기서 인젝션 포인터는 실린더부의 내측의 압력이 일정한 구간을 의미한다. 즉, 실린더부의 내측에는 압출 스크류부(111,112)가 회전함에 따라 공기가 압축됨으로써 압력이 변화하다가 압력이 일정한 구간이 형성되며, 이 영역이 인젝션 포인터이다. 인젝션 포인터의 이전 영역은 고온이 유지되면서 압출 스크류부(111,112)에 의해 고압으로 바뀌면서 1차 고체 원료가 용융되는 영역이다. 인젝션 포인터의 이후 영역은 1차 용융된 원료 물질과 미리 혼합된 2차 액상 자연냉매가 혼련되는 영역이다.
한편, 복수의 2차 액상 자연냉매를 바로 이중 혼련 압출 스크류부(110)에 투입하지 않고 미리 혼합하여 투입하는 이유는 각각의 2차 액상 자연냉매를 실린더부에 직접 투입하기 위해서는 인젝션 노즐부가 2차 액상 자연냉매의 종류만큼 구비되어야 하고, 이에 따라 실린더부에 그만큼의 인젝션 투입 구멍을 뚫어야 하는데 이렇게 하면 실린더부의 내부가 고압을 유지할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 상술한 인젝션 포인터에 미리 혼합된 2차 액상 자연냉매를 인젝션 주입하여야 1차 용융된 원료 물질과의 친화력을 높여 혼련의 효율성을 높일 수 있는데 반해 각각의 2차 액상 자연냉매를 각 포트마다 실린더부에 직접 연결하여 주입한다면 2차 액상 자연냉매의 투입 영역이 달라져 친화력을 높일 수 없고 따라서 혼련의 효율이 현저히 떨어진다. 따라서 본 발명의 2차 액상 자연냉매 혼합부(120)의 입력 포트부는 2차 액상 자연냉매의 투입 종류의 개수에 맞도록 구비하나, 출력 포트부는 미리 혼합된 2차 액상 자연냉매를 인젝션 포인터에 투입하도록 한 개의 출력 포트부(또는 인젝션 노즐부)만 구비하면 된다.
이중 혼련 압출 스크류부(110)는 실린더부의 내측에 중심축을 기준으로 각각 회전하는 제1 압출 스크류부(111)와 제2 압출 스크류부(112)를 포함한다. 이중 혼련 압출 스크류부(110)는 호퍼부(103)에서 주입된 1차 고체 원료가 고온 및 고압하에서 이송 및 1차 용융되고(즉, 고온을 유지하면서 압출 스크류의 회전에 의해 고압으로 바뀌면서 1차 용융되는 영역), 2차 액상 자연냉매 혼합부에서 미리 혼합된 2차 액상 자연냉매가 순차적으로 주입(상술한 인젝션 포인터 영역)됨으로써 1차 용융된 원료와 고온 및 고압하에서 용융 및 혼련하여 다음 단계로 이송(2차 용융 및 혼련 영역)한다.
한편, 제1,2 압출 스크류부(111,112)는 서로 동일 방향으로 회전하는 것이 바람직하다. 즉, 1차적으로 용융된 고분자 수지와 친환경의 액상 자연냉매가 안정적으로 혼련할 수 있도록 하기 위해서 기계적으로 동 방향으로 회전(Co-rotating)시킨다. 한편, 제1,2 압출 스크류부(111,112)의 회전이 서로 동일 방향으로 회전함으로써 1차 고체 원료와 2차 액상 자연냉매의 친화력이 상대적으로 낮은 경우에도 도 3과 같이 제1 압출 스크류부(111)와 제2 압출 스크류부(112)가 서로 근접하는 중앙 영역에서 서로 혼련이 원활하게 이루어질 수 있다. 좀 더 자세하게는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 압출 스크류부(111)는 제1 실린더부(111a)의 내측에서 중심축을 기준으로 회전한다. 제2 압출 스크류부(112)는 제2 실린더부(112a)의 내측에서 중심축을 기준으로 회전한다. 이때, 제1,2 압출 스크류부(111,112)가 서로 동 방향으로 회전하기 때문에 제1,2 실린더부(111a,112a)가 서로 접하는 중앙 영역에서 친화력이 낮은 물질끼리도 서로 혼련이 원활히 이루어질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 히터부(도면 미도시)는 이중 혼련 압출 스크류부(110)의 외 측에 배치되어 이중 혼련 압출 스크류부(110)의 내부 온도를 기 설정된 용융 온도로 유지시켜 준다. 이때, 실린더부의 내부 용융 온도는 대략 180 ~ 200도씨 정도이고, 실린더부의 내부 압력은 250 ~ 300bar 정도를 유지한다. 이와 같이 실린더부 내부는 고온 및 고압 분위기가 형성되기 때문에 1차 및 2차 용융 및 혼련된 젤 상태의 용융 수지가 2차 압출부(200)의 싱글 압출 스크류부(210)로 자연스럽게 넘어 갈 수 있다.
본 발명의 2차 압출부(200)는 1차 압출부(100)에서 혼련된 젤 상태의 용융수지를 압출 발포에 필요한 온도로 냉각시키면서 다음 단계로 이송하고, 다음 단계에서 압출 발포되어 압출법 발포 폴리스티렌 단열판(XPS, Extruded Polystyrene Insulation board)이 제조된다.
2차 압출부(200)는 싱글 압출 스크류부(210)와 물 순환부(도면 미도시)를 포함한다. 싱글 압출 스크류부((210)는 중심축을 기준으로 한 방향으로 회전함으로써 제1,2 압출 스크류부(111,112)에서 혼련된 젤 상태의 용융수지를 다음 단계로 이송한다.
물 순환부는 싱글 압출 스크류부(210)를 통해 이송되는 젤 상태의 용융수지를 압출 발포에 필요한 기 설정된 온도로 냉각시키기 위해 물을 순환시킨다.
한편, 싱글 압출 스크류부(210)는 이중 혼련 압출 스크류부(111,112)와 나란히 배열하는 것이 바람직하다. 또한, 싱글 압출 스크류부(210)는 이중 혼련 압출 스크류부(111,112)에 비해 직경 면적 비를 상대적으로 더 크게 함으로써 냉각 효율을 높일 수 있다. 즉, 종래의 지구 온난화 지수가 높은 물질을 사용할 때에는 직경 면적 비를 1.5 ~ 1.8(싱글 압출 스크류부) : 1(이중 혼련 압출 스크류부)로 유지하였으나 2차 액상 자연냉매를 사용하는 본 발명의 경우에는 직경 면적 비를 2 ~ 4 : 1로 유지하는 것이 냉각 효율을 높이는데 바람직하다.
(압출 발포 폴리스티렌 단열판 제조 방법)
본 발명의 일실시예에 따른 압출 발포 폴리스티렌 단열판 제조 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. 압출 발포 폴리스티렌 단열판 제조 방법은 크게 1차 압출 공정, 2차 압출 공정 및 압출 발포 공정을 포함한다.
먼저, 1차 압출 공정은 1차 고체 원료와 2차 액상 자연냉매를 순차적으로 투입하면서 고온 및 고압하에서 용융하고 혼련하는 단계이다. 2차 압출 공정은 1차 압출 공정에 이어서 젤 상태의 용융수지를 냉각시키는 단계이다. 압출 발포 공정은 최종적으로 단열판이 압출 발포되는 공정이다.
1차 압출 공정은 다음과 같다.
먼저, 호퍼부(103)에 폴리스티렌과 첨가물을 포함한 1차 고체 원료를 주입한다.
다음으로, 이중 혼련 압출 스크류부(110)에서 주입된 1차 고체 원료를 고온 및 고압하에서 이송 및 1차 용융한다.
다음으로, 1차 용융 단계 후에 미리 혼합된 2차 액상 자연냉매를 압력이 일정한 인젝션 포인터에 주입한다.
다음으로, 미리 혼합된 2차 액상 자연냉매와 1차 용융된 원료를 고온 및 고압하에서 2차 용융 및 혼련하고 다음 단계로 이송한다.
차 압출 공정은 혼련된 젤 상태의 용융수지를 압출 발포에 필요한 기 설정된 온도로 냉각시키면서 다음 단계로 이송한다.
압출 발포 공정은 기 설정된 온도로 냉각된 용융수지를 압출 발포하여 압출법 발포 폴리스티렌 단열판이 제조된다.
본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다. 또한, 상술한 본 발명의 구성요소는 본 발명의 설명의 편의를 위하여 설명하였을 뿐 여기에서 설명되지 아니한 구성요소가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 추가될 수 있다.
상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.
이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
100 : 1차 압출부
101 : 1차 고체 원료 주입부
102 : 2차 액상 자연냉매 주입부
103 : 호퍼부
110 : 이중 혼련 압출 스크류부(실린더부)
111 : 제1 압출 스크류부
111a : 제1 실린더부
112 : 제2 압출 스크류부
112a : 제2 실린더부
120 : 2차 액상 자연냉매 혼합부
200 : 2차 압출부
210 : 싱글 압출 스크류부

Claims (11)

1차 고체 원료와 2차 액상 자연냉매를 단계별로 순차적으로 주입받아 고온 및 고압하에서 이송, 용융, 압축, 혼련하는 1차 압출부,
상기 1차 압출부에서 혼련된 젤 상태의 용융수지를 압출 발포의 온도로 냉각시키면서 이송하는 2차 압출부를 포함하며,
상기 1차 압출부는,
상기 1차 고체 원료를 호퍼부에 주입하는 1차 고체 원료 주입부,
상기 2차 액상 자연냉매를 주입하는 2차 액상 자연냉매 주입부,
상기 2차 액상 자연냉매 주입부로부터 주입된 서로 다른 2차 액상 자연냉매를 혼합하는 2차 액상 자연냉매 혼합부,
상기 호퍼부에서 주입된 1차 고체 원료가 고온 및 고압하에서 이송 및 1차 용융되고, 상기 2차 액상 자연냉매 혼합부에서 미리 혼합된 2차 액상 자연냉매가 순차적으로 주입됨으로써 상기 1차 용융된 원료와 고온 및 고압하에서 용융 및 혼련하여 다음 단계로 이송하는 이중 혼련 압출 스크류부를 포함하며,
상기 2차 액상 자연냉매 혼합부는,
상기 2차 액상 자연냉매 주입부로부터 각각의 2차 액상 자연냉매를 주입 받으며, 상기 2차 액상 자연냉매의 종류만큼 포트가 구비되는 복수의 입력 포트부,
혼합이 완료된 2차 액상 자연냉매를 상기 이중 혼련 압출 스크류부로 투입하도록 상기 이중 혼련 압출 스크류부의 실린더부의 내측의 압력이 일정한 단일 인젝션 포인터에 연결 접속되는 단일의 출력 포트부를 포함하며,
상기 인젝션 포인터의 이전 영역은, 고온이 유지되면서 이중 혼련 압출 스크류부에 의해 고압으로 바뀌면서 1차 고체 원료가 용융되는 영역이고,
상기 인젝션 포인터의 이후 영역은, 1차 용융된 원료 물질과 미리 혼합된 2차 액상 자연냉매가 혼련되는 영역인 것을 특징으로 하는 압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 2차 액상 자연냉매는,
상기 1차 고체 원료와 혼련시에 친화력이 상대적으로 낮은 액상 이산화탄소 및 방향족 탄화수소계열을 포함한 물질인 것을 특징으로 하는 압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 1차 고체 원료의 주입에 의해 1차 고체 원료가 고온 및 고압하에서 이송 및 용융된 후에 상기 2차 액상 자연냉매를 주입하여 서로 혼련하는 것을 특징으로 하는 압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 이중 혼련 압출 스크류부는,
중심축을 기준으로 제1 방향으로 회전하는 제1 압출 스크류부,
중심축을 기준으로 제2 방향으로 회전하는 제2 압출 스크류부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 제1,2 압출 스크류부의 회전 방향은 서로 동일 방향으로 회전하며,
상기 제1,2 압출 스크류부의 회전이 서로 동일 방향으로 회전함으로써 상기 1차 고체 원료와 상기 2차 액상 자연냉매의 친화력이 상대적으로 낮은 경우에도 상기 제1 압출 스크류부와 상기 제2 압출 스크류부의 사이 공간에서 서로 혼련이 원활하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 1차 고체 원료는 폴리스티렌과 첨가물을 포함하며,
상기 폴리스티렌의 용융지수는 10 ~ 15의 지수를 가짐으로써 상기 1차 고체 원료와 상기 2차 액상 자연냉매의 친화력이 상대적으로 낮은 경우에도 서로 혼련이 원활하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이중 혼련 압출 스크류부의 외 측에 배치되어 이중 혼련 압출 스크류부의 내부 온도를 기 설정된 온도로 유지시켜 주는 히터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 2차 압출부는,
중심축을 기준으로 한 방향으로 회전함으로써 상기 1차 압출부에서 혼련된 젤 상태의 용융수지를 다음 단계로 이송하는 싱글 압출 스크류부,
상기 싱글 압출 스크류부를 통해 이송되는 젤 상태의 용융수지를 압출 발포의 온도로 냉각시키기 위해 물을 순환시키는 물 순환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조 장치.
제 9 항에 있어서,
이중 혼련 압출 스크류부에 비해 상기 싱글 압출 스크류부의 직경 면적 비가 상대적으로 더 크게 형성됨으로써 냉각 효율을 높이는 것을 특징으로 하는 압출 발포 폴리스티렌 친환경 단열판 제조 장치.
삭제
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