KR102467820B1 - 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미끄럼 저항성이 향상된 바닥재를 성형하는 과정에서 투입되는 원재료인 목분과 열가소성 수지를 예열하고, 예열된 목분과 열가소성 수지를 혼합하는 과정에서 첨가제를 투입하여 혼합하고, 혼합된 원재료의 온도를 낮추기 위하여 후열 공정을 진행하되, 예열, 혼합, 후열이 연속적으로 진행될 수 있도록 하여 성형 공정의 효율성을 극대화하고 열가소성 수지를 소정 온도로 가열하여 혼합함으로써 경화에 의한 성능 저하 및 불량 발생을 최소화할 수 있는 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치에 관한 것으로, 이를 위해 본 발명은, 내부에 수용공간이 형성되며 길이 방향으로 연장된 아웃체스트; 상기 수용공간에 배치되며 원재료인 목분과 첨가제와 열가소성 수지를 혼합하는 혼합모듈;을 포함하되, 상기 혼합모듈은, 상기 수용공간의 길이 방향에서 상방에서 하방으로 순차적으로 배치되되, 최상단에 배치되며 원재료 중 목분과 스티렌-부타티엔-스티렌(Styrene butadiene Styrene, SBS)을 포함한 열가소성 수지가 투입되고, 히팅수단을 통해 투입된 목분과 열가소성 수지를 예열하는 예열체스트와, 상기 예열체스트의 하방에 연속하여 배치되고, 예열된 목분과 열가소성 수지를 전달 받고 UV안정제를 포함한 첨가제가 투입되면서 이를 혼합하는 혼합체스트와,, 상기 혼합체스트의 하방에 연속하여 배치되어 혼합된 원재료를 전달 받고, 전달 받은 원재료의 온도를 하강시키기 위한 냉각수단을 포함한 후열체스트를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치{Raw material mixing device for manufacturing synthetic wood flooring with improved anti-skid and anti-discoloration and corrosion protection}

본 발명은 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 미끄럼 저항성이 향상된 바닥재를 성형하는 과정에서 투입되는 원재료인 목분과 열가소성 수지를 예열하고, 예열된 목분과 열가소성 수지를 혼합하는 과정에서 첨가제를 투입하여 혼합하고, 혼합된 원재료의 온도를 낮추기 위하여 후열 공정을 진행하되, 예열, 혼합, 후열이 연속적으로 진행될 수 있도록 하여 성형 공정의 효율성을 극대화하고 열가소성 수지를 소정 온도로 가열하여 혼합함으로써 경화에 의한 성능 저하 및 불량 발생을 최소화할 수 있는 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치에 관한 것이다.

건축물의 실내, 실외 또는 등산로, 산책로 등에 설치되는 바닥판 중 합성목재(wood Plastic Composie, WPC)를 이용하여 제조된 바닥판이 사용되고 있는데, 합성목재는 나무의 성분과 플라스틱 성분을 혼합하여 압출 또는 사출하여 생산한 건축자재를 의미한다.

이러한 합성목재는 건축 및 인테리어 업계에서는 장기간 ‘합성목재’라 불려왔으나 2011년 국가기술표준원에서 KS명칭을 ‘목재플라스틱복합재바닥판’으로 지정(KS F 3230)하였다. 본 발명에서는 이를 약칭하여 ‘합성목재’라 한다.

합성목재를 구성하는 성분 중 나무 성분으로는 주로 목분(톱밥)이 사용되며 플라스틱 성분으로는 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리염화비닐(PVC)가 사용되며, 첨가제로는 압출 도는 사출 공정에서 발생하는 불량률을 감소시키고 표면을 매끄럽게 하여 생산 공정 속도를 유지하기 위하여 상용화제, 항산화제, 자외선 안정제, 난연제, 윤활제 등이 혼합된다.

상기와 같이 이루어진 합성목재를 이용한 바닥판은 가격이 저렴하고, 성형이 용이하여 시공 편의성이 높아 다양한 분야에 활용되고 있으나, 혼합된 재료 중 목분 외의 열가소성 수지와 방부,방수를 위한 표면 처리 등으로 인해 천연목재보다 표면이 미끄러운 단점이 있으며, 특히 우천 등으로 인해 표면에 습기가 있는 경우 미끄러운 정도가 크게 증가하여 안전사고의 위험성이 매우 높아지는 문제점이 있었다.

종래 업계에서는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 외부로 노출되는 표면에 미끄럼 방지용 홈을 가공하거나 별도의 논슬립용 패드를 부착하였는데, 바닥판의 일부분에만 적용되거나 표면처리에 한정적인 방법으로서 통행 안정성을 향상시키기에는 한계가 있고, 논슬립 패드를 부착하는 경우 바닥판을 시공한 후 추가적인 작업이 소요되기 때문에 시공 기간과 시공 비용이 증가하는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 제안된 종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-1322808호가 있는데, 상기 종래기술은 PVC 및 ABS 수지를 혼합하여 사용하며 다공성의 코이어를 혼합함으로써 열 안정성 및 내후성이 우후한 합성목재를 제조하는 방법을 제안하고 있다.

그러나 상기 종래기술은 제조된 합성목재가 초기의 품질기준은 양호하나 장기간 사용에 의한 내구성이 충분하지 않은 것으로 나타나고 있다.

또한 대한민국 공개특허 제10-2014-0008904호에서는 PVC 및 ABS 수지를 혼합하여 사용하며, 전분, 맥반석 분말, EM 분말 등을 첨가하여 미끄럼 방지 성능 및 내구성이 우수한 합성목재를 제안하고 있다.

그러나 상기 종래기술은 맥반선 분말이나 EM 분말과 같은 첨가제를 혼용하기 때문에 장기 사용시 내구성이 저하되는 문제점이 있고, PVC와 ABS를 혼용하는 경우 비용이 상승하기 때문에 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.

한편 대한민국 등록특허 제10-1855362호에서는 내마모성 및 미끄럼방지성이 우수한 합성목재 및 이의 제조방법을 제안하고 있는데, 내피조성물로 제조되어 합성목재의 골격을 형성하는 내피부와, 외피조성물로 제조되고 상기 내피부의 외측면 중 어느 일측면 하나 이상을 감싸는 외피부를 포함하여 구성되고, 상기 내피조성물은 폴리올레핀계 수지, 필러, 결합제, UV안정제를 포함하여 구성되고, 상기 외피조성물은 열가소성 수지, 필러, 결합제, 고무, 가교제, 마모개선수지, UV안정제를 포함하여 구성된 것이다.

상기와 같이 이루어진 종래기술은 내마모성과 미끄럼 방지성이 향상되는 효과를 기대할 수 있으나 특히 외피조성물을 구성하는 열가소성 수지를 목분에 혼합하는 과정에서 열가소성 수지의 온도를 일정하게 유지하기 어려워 불량률이 높고 내마모성 및 미끄럼 방지성이 기대효과에 비해 상대적으로 떨어지는 성능을 갖는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1322808호 대한민국 공개특허 제10-2014-0008904호 대한민국 등록특허 제10-1855362호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 히팅수단을 통해 예열된 예열체스트에 목분과 열가소성 수지를 투입하여 목분에 포함된 수분을 증발시킴과 동시에 열가소성 수지의 경화현상을 방지하여 제조 공정 중 불량 발생을 최소화하여 제조 효율을 극대화한 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한 본 발명은 예열체스트와 혼합체스트와 후열체스트를 상하 방향으로 연속하게 배치하여 예열, 혼합, 후열 공정을 연속적으로 진행할 수 있어 제조 시간을 단축할 수 있어 경제성을 향상시킨 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

내부에 수용공간이 형성되며 길이 방향으로 연장된 아웃체스트;

상기 수용공간에 배치되며 원재료인 목분과 첨가제와 열가소성 수지를 혼합하는 혼합모듈;을 포함하되,

상기 혼합모듈은,

상기 수용공간의 길이 방향에서 상방에서 하방으로 순차적으로 배치되되,

최상단에 배치되며 원재료 중 목분과 스티렌-부타티엔-스티렌(Styrene butadiene Styrene, SBS)을 포함한 열가소성 수지가 투입되고, 히팅수단을 통해 투입된 목분과 열가소성 수지를 예열하는 예열체스트와,

상기 예열체스트의 하방에 연속하여 배치되고, 예열된 목분과 열가소성 수지를 전달 받고 UV안정제를 포함한 첨가제가 투입되면서 이를 혼합하는 혼합체스트와,

상기 혼합체스트의 하방에 연속하여 배치되어 혼합된 원재료를 전달 받고, 전달 받은 원재료의 온도를 하강시키기 위한 냉각수단을 포함한 후열체스트를 포함한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 혼합모듈에는, 상기 혼합체스트를 회전시키기 위한 회전수단이 더 구비되되, 상기 회전수단은, 상기 혼합체스트의 외주면을 감싸며 배치되어 혼합체스트와 연동되는 혼합서포트관와, 상기 혼합서포트관의 외주면을 따라 배치되는 곡선랙기어와, 상기 곡선랙기어와 맞물리는 피니언기어와, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하며 상기 피니언기어가 결합되어 이를 회전시키는 구동모터를 포함한 것을 특징으로 한다.

이때 상기 혼합서포트는, 상기 혼합체스트를 감싸며 배치되는 혼합서포트관과, 상기 혼합서포트관의 상부와 하부에 각각 배치되며, 길이 방향으로 연장된 바(bar)형태로 이루어지고 상기 혼합체스트를 기준으로 방사상으로 다수 개가 배치되는 연결바와, 상기 연결바에 배치되어 일단이 상기 예열서포트와 상기 후열서포트에 각각 맞닿아 상기 혼합서포트관을 회전 가능하게 지지하는 회전지지수단을 포함한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 혼합모듈에는, 상기 예열체스트와 상기 아웃체스트 사이에 배치되어 상기 예열체스트를 지지하는 예열서포트와, 상기 후열체스트와 상기 아웃체스트 사이에 배치되어 상기 후열체스트를 지지하는 후열서포트가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한 상기 예열서포트는, 길이 방향으로 연장되며 내부가 빈 관체 형태로 이루어져 상기 아웃체스트와 상기 예열체스트 사이에 배치되는 예열서포트관과, 상기 예열서포트관과 상기 예열체스트 사이에 배치되는 탑고정관과, 상기 예열서포트관과 상기 혼합체스트 사이에 배치되는 상방회전지지관과, 상기 예열서포트관에 배치되되 상기 혼합체스트의 외주면을 감싸며 배치되는 제1베어링을 포함한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 후열서포트는, 길이 방향으로 연장되며 내부가 빈 관체 형태로 이루어져 상기 아웃체스트와 상기 후열체스트 사이에 배치되는 후열서포트관과, 상기 후열서포트관과 상기 후열체스트 사이에 배치되는 바텀고정관과, 상기 후열서프트관과 상기 혼합체스트 사이에 배치되는 하방회전지지관과, 상기 후열서포트관에 배치되어 상기 혼합체스트의 외주면을 감싸며 배치되는 제2베어링을 포함한 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은, 목분에 포함된 수분을 증발시키고 열가소성 수지의 경화현상을 방지하여 양품 생산율을 높일 수 있고,

혼합되는 재료의 예열, 교반, 후열 작업 공정을 연속적으로 진행할 수 있어 제조에 소요되는 시간을 줄일 수 있어 경제성을 향상시킨 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치의 일부를 절개한 상태를 도시한 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치의 단면을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명을 구성하는 혼합모듈 중 예열체스트와 예열서포트를 도시한 예시도.
도 5는 본 발명을 구성하는 혼합모듈 중 후열체스트와 후열서포트를 도시한 예시도.
도 6은 본 발명을 구성하는 혼합모듈 중 혼합체스트와 혼합서포트관을 도시한 예시도.
도 7은 본 발명을 구성하는 회전지지수단을 도시한 예시도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열가소성수지 투입모듈을 도시한 예시도.

이하, 상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부 도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백히 드러나게 될 것이다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치의 바람직한 구현예를 설명하도록 한다.

먼저 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치(1)는, 내부에 수용공간(11)이 형성되며 길이 방향으로 연장된 아웃체스트(10)와, 상기 수용공간(11)에 배치되며 원재료인 목분과 첨가제와 열가소성 수지를 혼합하는 혼합모듈(20)을 포함한다.

상기 아웃체스트(10)는 길이 방향으로 연장되며 내부에 수용공간(11)이 형성된 것으로, 상기 수용공간(11)에 배치되는 구성을 외부로부터 보호한다.

그리고 상기 아웃체스트(10)에는 후술하는 예열체스트(30)에 고온공기를 공급하기 위한 고온공급관(12)과 후열체스트(50)에 저온공기를 공급하기 위한 냉기공급관(13)이 삽입되는 삽입공(14)이 형성된다.

또한 상기 아웃체스트(10)에는 후술하는 각 구성의 동작 상태를 표시하기 위한 디스플레이(도면 중 미도시됨)와 제어용 버튼(도면 중 미도시됨)이 배치될 수 있다.

상기 혼합모듈(20)은 상기 아웃체스트(10)의 수용공간(11)에 배치되며 목분, 열가소성 수지 및 첨가제가 투입되고, 투입된 재료를 혼합하는 것으로, 이를 위해 상기 혼합모듈(20)은, 상기 수용공간(11)의 길이 방향에서 상방에서 하방으로 순차적으로 배치되되, 최상단에 배치되며 원재료 중 목분과 열가소성 수지가 투입되고, 히팅수단(31)을 통해 투입된 목분과 열가소성 수지를 예열하는 예열체스트(30)와, 상기 예열체스트(30)의 하방에 연속하여 배치되고, 예열된 목분과 열가소성 수지를 전달 받고 첨가제가 투입되면서 이를 혼합하는 혼합체스트(40)와, 상기 혼합체스트(40)의 하방에 연속하여 배치되어 혼합된 원재료를 전달 받고, 전달 받은 원재료의 온도를 하강시키기 위한 냉각수단(51)을 포함한 후열체스트(50)를 포함한다.

상기 예열체스트(30)는 상기 아웃체스트(10)의 수용공간(11)에서 상방에 배치되며, 내부에 목분과 열가소성 수지가 투입되는 예열공간(33)이 형성된 함체 형태로 이루어진다.

이러한 예열체스트(30)는 상부에 목분과 열가소성 수지가 인입되는 예열체스트입구(34)와, 상기 예열체스트입구(34)에 대향하는 위치에 형성된 예열체스트출구(35)와, 상기 예열체스트입구(34)와 예열체스트출구(35)를 개폐하기 위한 예열체스트덮개(36)가 배치된다.

상기 예열체스트덮개(36)는 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 예열체스트입구(34)와 예열체스트출구(35)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성되는데, 일 예로 공지의 인가된 전원에 의해 회전하는 솔레노이드 스위치로 구성될 수 있다.

한편 상기 예열체스트(30)에는 고온의 공기가 인입되는 고온공기투입구(37)가 형성되어 예열공간(33)으로 고온의 공기를 투입하여 예열공간(33)이 소정 온도를 유지하도록 한다.

이때 예열공간(33)의 유지 온도는 투입되는 목분의 종류와 열가소성 수지의 종류에 따라 조절될 수 있는데, 일 예로 본 발명에 투입되는 목분이 칩, 셰이빙 및 톱밥과 같이 재활용 목재를 미세한 가루의 형태로 파쇄시켜 투입되는데, 입자의 크기가 20~120mesh를 가지는 목분(wood flour)을 이용하는데, 다양한 크기의 입자가 혼재할 경우 열가소성 수지와의 혼합 과정에서 여러 크기의 입자들과 반응하므로 균등 압출이 될 수 없어 적절한 형상의 몰딩이 어려운 문제점이 있다.

그리고 투입되는 목분은 혼합하기 이전에 함수율이 4~8% 이하가 되도록 건조하고, 건조된 목분과 열가소성 수지 및 첨가제는 소정의 비율대로 투입한 후 약 200℃의 열을 가열하며 혼합한다.

따라서 본 발명의 예열공간(33)의 예열온도는 200℃미만의 온도로 유지되되, 바람직하게는 150~160℃로 유지하여 투입된 목분과 열가소성 수지를 예열한다.

한편 본 발명에서 투입되는 열가소성 수지는 제조된 바닥판의 미끄럼 저항성을 향상시키기 위하여 스티렌-부타티엔-스티렌(Styrene butadiene Styrene, SBS)를 사용하는데, 상기 스티렌-부타티엔-스티렌은 스티렌과 부타티엔 두 가지 단량체로 만들어지는 열가소성 탄성체로, 플라스틱과 고무의 성질을 동시에 발현하는 특성이 있어 목분과 혼합되면 미끄럼 저항성 기능을 강화할 수 있는 것이다.

또한 첨가제는 합성목재로 이루어진 바닥판의 뒤틀림, 변색, 착색 등의 문제를 방지하기 위하여 첨가되는 것으로, 압출공정에서 제품의 불량을 감소시키면서 표면을 매끄럽게 만들어 생산 라인의 속도를 유지하는 데 필수적인 것이다.

이러한 첨가제의 종류로는 상용화제(coupling agents), 산화방지제, UV안정제, 항균제, 난연제, 안료, 활제, 발포제, 열안정제, 충격 안정제 등이 있다.

상기 UV안정제는 제조되는 합성목재 바닥판의 변색과 부식을 방지하기 위한 것으로, 특히 야외에 설치되는 바닥판을 자외선으로부터 보호하여 변색 및 부식을 방지하기 위하여 첨가되는 것이다.

이는 알려진 바와 같이 야외에 노출되는 목재로 이루어진 구조물은 인공 또는 무기질 재료에 비해 외부 환경에 의한 부식이 더 빠르게 진행되고, 부식이 진행되면 외부 충격 및 하중에 의해 부식된 부위가 쉽게 파손되는 문제점이 있었다. 또한 부식된 부위는 수분의 침투, 곰팡이 발생, 균 및 해충 등의 유입에 의해 점차 열화가 발생하여 바닥판의 내구도 및 수명에 중대한 문제를 발생시키는 원인이 되었다.

그리고 바닥판에 자외선이 노출되면 목재 세포 사이의 결합부위(리그닌)을 파괴하고, 장기간 자외선에 노출된 목재는 회색으로 탈색되고 해당 부위가 거칠어지고, 거칠어진 부위를 통해 수분이 쉽게 침투되기 때문에 목재 표면의 강도가 점차 낮아지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명에서는 상기의 첨가제 중 UV안정제는 필수적으로 첨가되어 자외선으로부터 바닥판을 보호하여, 변색 및 부식을 방지한다.

상기 예열공간(33)의 온도를 높이기 위한 히팅수단(31)은 상기 고온공기투입구(37)에 배치되는 고온공급관(12)을 포함한 것으로, 상기 고온공급관(12)은 외부로부터 전달되는 고온의 공기를 전달하는 히팅펌프(도면 중 미도시됨)를 포함하여 이루어질 수 있다.

이때 상기 히팅수단(31)의 다른 실시예로서 상기 예열체스트(30)의 내부 또는 외부에 다수 개가 일정간격을 두고 배치되며 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하는 히팅파이프로 구성될 수 있다.

한편 상기 예열공간(33)에는 상기 히팅수단(31)을 통해 공급된 고온공기가 예열공간에서 와류(渦流) 현상을 발생시켜 예열에 소요되는 시간을 단축하기 위한 와류형성판(32)이 더 구비될 수 있다.

다음으로 상기 혼합체스트(40)는 상기 예열체스트(30)의 하방에 연속하여 배치되고, 예열체스트에서 예열된 목분과 열가소성 수지를 전달 받고 첨가제가 투입되면서 이들을 혼합하는 것이다.

상기 혼합체스트(40)를 회전시키기 위해 상기 혼합모듈(20)에는 회전수단(60)이 더 구비되는데, 상기 회전수단(60)은, 상기 혼합체스트(40)의 외주면을 감싸며 배치되어 혼합체스트(40)와 연동되는 혼합서포트관(231)과, 상기 혼합서포트관(231)의 외주면을 따라 배치되는 곡선랙기어(61)와, 상기 곡선랙기어(61)와 맞물리는 피니언기어(62)와, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하며 상기 피니언기어(62)가 결합되어 이를 회전시키는 구동모터(63)를 포함한다.

상기 혼합서포트관(231)는 길이 방향으로 연장되며 내부가 빈 관체 형태로 이루어지고 상기 혼합체스트(40)의 외주면을 감싸며 배치되되 혼합체스트(40)와 연동하도록 결합된다.

그리고 상기 곡선랙기어(61)는 상기 혼합서포트관(231)의 외주면에 결합되는 링(ring)형태로 이루어지되 외주면에 일정 간격으로 결합용기어가 형성되고, 상기 피니언기어(62)는 구동모터(63)의 구동축에 결합되어 구동모터(63)의 동작시 회전하면서 상기 곡선랙기어(61)를 회전시키고 이를 통해 혼합체스트(40)를 회전시킨다.

상기와 같이 이루어진 회전수단(60)은 혼합체스트(40)를 회전시켜 투입된 목분, 열가소성 수지, 첨가제를 혼합하고, 이때 혼합체스트(40)의 내부 온도는 약 200℃를 유지하기 위하여 히팅파이프와 같은 히팅수단을 통해 가열된다.

다음으로 상기 후열체스트(50)는 상기 혼합체스트(40)의 하방에 연속하여 배치되어 혼합된 재료를 전달 받고, 전달 받은 원재료의 온도를 하강시킨 후 압출 또는 사출 공정으로 전달한다.

이를 위한 후열체스트(50)는 내부에 후열공간(52)이 형성된 함체 형태로 이루어지며, 상부에 상기 혼합체스트(40)와 연통되는 후열체스트입구(53)와, 상기 후열체스트입구(53)에 대향하는 위치에 형성되어 온도가 하강된 재료를 외부로 배출하는 후열체스트출구(54)와, 상기 후열체스트입구(53)와 후열체스트출구(54)를 개폐하기 위한 후열체스트덮개(55)가 배치된다.

여기서 상기 후열체스트(50)에 구비된 후열체스트덮개(55)는 상술한 예열체스트(30)에 구비된 예열체스트덮개(36)와 동일한 것으로 중복된 설명은 생략하도록 한다.

여기서 상기 후열체스트(50)에 구비되는 냉각수단(51)은 후열공간(52)에 상온 또는 저온의 공기를 투입한 후 순환시켜 후열공간(52)의 내부 온도를 낮추는 것으로, 상온 또는 저온의 공기를 펌핑하여 상기 냉기공급관(13)을 통해 공급하는 펌프(도면 중 미도시됨)를 포함한 것으로, 상기 펌프의 구조 및 동작관계는 공지의 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명에서 상기 후열체스트로 공급되는 상온 또는 저온의 공기는 25~40℃범위의 공기를 지칭하는 것으로, 후열체스트로 공급되어 혼합된 재료의 온도를 하강시킨다. 여기서 상온 또는 저온의 공기의 온도 범위는 전달 받은 재료의 온도, 소재, 열가소성 수지의 종류에 따라 변경될 수 있는 것으로 상술한 온도범위에 한정되지 않음은 물론이다.

상기와 같이 이루어진 본 발명은 예열체스트(30)로 투입된 목분과 열가소성 수지를 혼합하기 이전에 예열하여 혼합 효율을 높일 수 있고, 혼합체스트(40)를 통해 투입된 재료를 혼합하는 공정 중에서 상기 예열체스트(30)에 목분과 열가소성 수지를 투입하여 다음 공정을 위하여 예열함으로써 연속적인 혼합 작업이 이루어질 수 있는 것이다.

또한 혼합이 완료된 재료가 후열체스트(50)를 통해 온도를 하강시킨 후 압출 또는 사출 장치로 전달하여 틀에 투입한 후 형태를 갖추는 것이다.

한편 본 발명에서는 상기 혼합체스트(40)가 회전하면서 투입된 목분과 열가소성 수지 및 첨가제를 혼합하는 과정에서 혼합체스트(40)를 회전 가능하게 지지하여 혼합 효율을 극대화하고 동시에 회전하는 혼합체스트(40)의 위치 이탈을 방지하며 동시에 예열체스트(30)와 후열체스트(50)의 손상을 방지하기 위하여 다음의 구성이 구비된다.

먼저 상기 혼합모듈(20)에는, 상기 예열체스트(30)와 상기 아웃체스트(10) 사이에 배치되어 상기 예열체스트(30)를 지지하는 예열서포트(21)와, 상기 후열체스트(50)와 상기 아웃체스트(10) 사이에 배치되어 상기 후열체스트(50)를 지지하는 후열서포트(22)가 더 구비된다.

상기 예열서포트(21)는, 길이 방향으로 연장되며 내부가 빈 관체 형태로 이루어져 상기 아웃체스트(10)와 상기 예열체스트(30) 사이에 배치되는 예열서포트관(211)과, 상기 예열서포트관(211)과 상기 예열체스트(30) 사이에 배치되는 탑고정관(212)과, 상기 예열서포트관(211)과 상기 혼합서포트관(231) 사이에 배치되는 상방회전지지관(213)과, 상기 예열서포트관(211)에 배치되되 상기 혼합서포트관(231)의 외주면을 감싸며 배치되는 제1베어링(214)을 포함한다.

상기 예열서포트관(211)은 길이 방향으로 연장된 관체 형태로 이루어져 상기 아웃체스트(10)와 상기 예열체스트(30) 사이에 배치된다.

상기 탑고정관(212)은 상기 예열서포트관(211)과 상기 예열체스트(30) 사이에 배치되되 상단이 수평방향으로 절곡되어 예열체스트(30)의 상단 일부를 감싸며 배치되고, 결합볼트를 통해 결합되고, 상기 고온공급관(12)이 삽입되는 삽입공이 형성된다.

상기 상방회전지지관(213)은 상기 예열서포트관(211)과 상기 혼합서포트관(231) 사이에 배치되되 상단이 수평 방향으로 절곡되어 혼합서포트관(231)의 상단부를 감싸며 배치되고, 결합볼트를 통해 예열서포트관(211)과 일체로 고정된다.

그리고 상기 제1베어링(214)은 상기 예열서포트관(211)에 배치되며 상기 혼합서포트관(231)의 외주면에 맞닿아 혼합서포트관(231)의 회전을 지지하는 것이다.

그리고 상기 후열서포트(22)는, 길이 방향으로 연장되며 내부가 빈 관체 형태로 이루어져 상기 아웃체스트(10)와 상기 후열체스트(50) 사이에 배치되는 후열서포트관(221)과, 상기 후열서포트관(221)과 상기 후열체스트(50) 사이에 배치되는 바텀고정관(222)과, 상기 후열서포트관(231)과 상기 혼합서포트관(231) 사이에 배치되는 하방회전지지관(223)과, 상기 후열서포트관(221)에 배치되어 상기 혼합서포트관(231)의 외주면을 감싸며 배치되는 제2베어링(224)을 포함한다.

여기서 상기 후열서포트(22)는 상기 예열서포트(21)의 구성과 상하 방향으로 대칭되게 배치되는 것으로, 중복된 설명은 생략하도록 한다.

상기 혼합서포트관(231)은 길이 방향으로 연장된 관체 형태로 이루어져 상기 혼합체스트(40)를 감싸며 배치된다.

상기 연결바(233)는 상기 혼합서포트관(231)의 길이 방향 상단과 하단에 각각 배치되되, 각각이 길이 방향으로 연장된 바(bar)형태로 이루어지며 길이 방향 양단 중 일단은 상기 혼합서포트관(231)의 내면에 결합되고 길이 방향 양단 중 타단은 혼합체스트(40)의 외면에 결합된다.

그리고 상기 연결바(233)는 혼합서포트관(231)의 길이 방향 상단과 하단에서 상기 혼합체스트(40)를 기준으로 방사상으로 다수 개가 일정 간격을 두고 배치된다.

이때 상기 혼합서포트관(231)에는 혼합서포트관의 회전을 지지하기 위한 회전지지수단(232)이 더 구비되는데, 상기 혼합서포트관(231)의 상부와 하부에 각각 배치되며, 길이 방향으로 연장된 바(bar)형태로 이루어지고 상기 혼합체스트(40)를 기준으로 방사상으로 다수 개가 배치되는 연결바(233)와, 상기 연결바(233)에 결합되며 일측이 개구된 스탠드브라켓(234)과, 상기 스탠드브라켓(234)의 내부에 배치되며 탄성 복원이 가능한 연질의 소재로 이루어진 지지체(235)와, 상기 스탠드브라켓(234)에 배치되되 상기 지지체(235)의 일단이 맞닿도록 배치되는 지지판(236)과, 상기 스탠드브라켓(234)의 개구부에 배치되는 회전볼(237)과, 상기 스탠드브라켓(234)에 배치되어 상기 회전볼(237)을 탄성 지지하는 탄성체(238)를 포함한다.

상기와 같이 이루어진 회전지지수단(232)은 회전볼(237)이 예열서포트(21)의 외면 또는 후열서포트(22)의 외면에 맞닿도록 배치되고 혼합서포트관(231)가 회전할 때 상기 회전볼(237)에 의하여 예열서포트(21)와 후열서포트(22) 사이에서 위치가 유지되면서 회전함으로써 안정적인 회전이 가능하다.

그리고 회전 과정에서 상방 또는 하방을 향해 발생하는 진동 및 압력은 상기 지지체(235)와 지지판(236) 및 탄성체(238)를 통해 상쇄한다.

상기 회전지지수단(232)은 상기 연결바(233)에 배치되어 예열서포트(21) 또는 후열서포트(22)에 각각 맞닿게 배치되어 혼합서포트관(231)가 회전시 예열서포트(21)와 후열서포트(22) 사이에서 위치를 유지함과 동시에 회전 효율을 높일 수 있다.

한편 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열가소성수지 투입모듈(70)을 도시한 것으로, 스티렌-부타티엔-스티렌(Styrene butadiene Styrene, SBS)을 포함한 열가소성 수지를 일정한 속도로 상기 예열체스트(30)의 예열체스트입구(34)로 전달하는 것이다.

여기서 스티렌-부타티엔-스티렌(Styrene butadiene Styrene, SBS)을 포함한 열가소성 수지는 액체(liquid)보다는 상대적으로 점도가 높은 젤(gel)상태이기 때문에 일정한 압력 및 속도로 이를 이송시키면서 예열체스트(30)로 공급해야 한다.

이를 위한 열가소성수지 투입모듈(70)은, 열가소성 수지가 저장되며 하단에 형성된 배출구(711)로 일정한 속도로 배출하는 배출용호퍼(71)와, 길이 방향으로 연장되며 내부가 빈 관체 형태로 이루어지며 길이 방향 일측에 상기 배출용호퍼(71)의 배출구(711)와 연통된 투입입구(721)가 형성되고 길이 방향 타측에 이송된 열가소성 수지를 상기 예열체스트(30)의 예열체스트입구(34)로 배출하는 열가소성 수지 배출구(722)가 형성된 투입바디(72)와, 상기 투입바디(72)에 배치되는 이송용스트류(73)와, 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 이송용스트류(73)를 회전시키는 이송용모터(74)를 포함한다.

상기 배출용호퍼(71)는 내부에 열가소성 수지를 저장할 수 있는 저장공간이 형성되며 하단에 형성된 배출구(711)를 향할수록 직경이 점진적으로 좁아지는 형태로 이루어진 것으로, 이러한 배출용호퍼(71)의 구조 및 동작관계는 공지의 것이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

상기 투입바디(72)는 길이 방향으로 연장되며 내부가 빈 관체 형태로 이루어져 비어 있는 내부를 통해 열가소성 수지가 이송되는 것으로, 이를 위해 길이 방향 일측에 상기 배출용호퍼(71)의 배출구(711)와 연통하여 일정한 속도로 배출되는 열가소성 수지를 전달 받는다.

그리고 상기 투입바디(72)의 길이 방향 타측에는 이송된 열가소성 수지를 배출하되 상기 예열체스트(30)의 예열체스트입구(34)와 연통된 열가소성 수지 배출구(722)가 형성된다.

여기서 상기 투입바디(72)는 이송 대상물인 열가소성 수지의 이송 용량에 따라 연장된 길이 및 직경은 변경 가능한 것으로, 도면 중 도시된 길이 및 직경의 비율에 한정되지 않음은 물론이다.

그리고 상기 투입바디(72)는 연장된 길이에 따라 투입바디(72)를 지지하기 위한 지지구(711)가 배치되되, 상기 지지구(711)의 구성은 투입바디(72)가 배치된 위치 및 환경에 따라 변경 가능하며, 상기 투입바디(72)에 형성되어 투입 및 이송되는 열가소성 수지의 외부 유출을 방지하는 오링 또는 실링이 더 배치된다.

상기 이송용스트류(73)는 상기 투입바디(72)의 내부에 배치되어 투입입구(721)로 투입된 열가소성 수지를 수지 배출구(722)로 일정한 속도로 이송시킨다.

이러한 이송용스트류(73)의 구조 및 상기 이송스트류(73)를 회전 가능하게 지지하는 베어링 등의 구성은 공지의 것이므로 상세한 도시 및 설명은 생략하도록 한다.

상기 이송용모터(74)는 인가된 전원 및 신호에 의해 동작하면서 상기 이송용스트류(73)를 회전시키는 것으로, 공지의 모터이므로 상세한 도시 및 설명은 생략하도록 한다.

상기와 같이 이루어진 열가소성 수지 투입모듈(70)은 점도가 있는 젤 상태의 열가소성 수지는 물론 액체 상태의 열가소성 수지를 일정한 속도로 예열체스트로 전달하여 예열체스트로 일정한 양 및 일정한 속도로 열가소성 수지를 투입할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1 : 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치
10 : 아웃체스트
20 : 혼합모듈
21 : 예열서포트 22 : 후열서포트
23 : 혼합서포트
30 : 예열체스트
31 : 히팅수단 32 : 와류형성판
33 : 예열공간
40 : 혼합체스트
50 : 후열체스트
51 : 냉각수단 52 : 후열공간
60 : 회전수단
70 : 열가소성수지 투입모듈
71 : 배출용호퍼 72 : 투입바디
73 : 이송용 스크류 74 : 이송용모터

Claims (6)

1. 내부에 수용공간(11)이 형성되며 길이 방향으로 연장된 아웃체스트(10);
   상기 수용공간(11)에 배치되며 원재료인 목분과 첨가제와 열가소성 수지를 혼합하는 혼합모듈(20);을 포함하되,
   상기 혼합모듈(20)은,
   상기 수용공간(11)의 길이 방향에서 상방에서 하방으로 순차적으로 배치되되,
   최상단에 배치되며 원재료 중 목분과 스티렌-부타티엔-스티렌(Styrene butadiene Styrene, SBS)을 포함한 열가소성 수지가 투입되고, 히팅수단(31)을 통해 투입된 목분과 열가소성 수지를 예열하는 예열체스트(30)와,
   상기 예열체스트(30)의 하방에 연속하여 배치되고, 예열된 목분과 열가소성 수지를 전달 받고 UV안정제를 포함한 첨가제가 투입되면서 이를 혼합하는 혼합체스트(40)와,
   상기 혼합체스트(40)의 하방에 연속하여 배치되어 혼합된 원재료를 전달 받고, 전달 받은 원재료의 온도를 하강시키기 위한 냉각수단(51)을 포함한 후열체스트(50)를 포함한 것을 특징으로 하는 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 혼합모듈(20)에는,
   상기 혼합체스트(40)를 회전시키기 위한 회전수단(60)이 더 구비되되,
   상기 회전수단(60)은,
   상기 혼합체스트(40)의 외주면을 감싸며 배치되어 혼합체스트(40)와 연동되는 혼합서포트관(231)과,
   상기 혼합서포트관(231)의 외주면을 따라 배치되는 곡선랙기어(61)와,
   상기 곡선랙기어(61)와 맞물리는 피니언기어(62)와,
   인가된 전원 및 신호에 의해 동작하며 상기 피니언기어(62)가 결합되어 이를 회전시키는 구동모터(63)를 포함한 것을 특징으로 하는 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 혼합모듈(20)에는,
   상기 예열체스트(30)와 상기 아웃체스트(10) 사이에 배치되어 상기 예열체스트(30)를 지지하는 예열서포트(21)와,
   상기 후열체스트(50)와 상기 아웃체스트(10) 사이에 배치되어 상기 후열체스트(50)를 지지하는 후열서포트(22)가 더 구비되고,
   상기 혼합체스트(40)에는,
   상기 혼합서포트관(231)의 상부와 하부에 각각 배치되며, 길이 방향으로 연장된 바(bar)형태로 이루어지고 상기 혼합체스트(40)를 기준으로 방사상으로 다수 개가 배치되는 연결바(233)와,
   상기 연결바(233)에 배치되어 일단이 상기 예열서포트(21)와 상기 후열서포트(22)에 각각 맞닿아 상기 혼합서포트관(231)을 회전 가능하게 지지하는 회전지지수단(232)을 포함한 것을 특징으로 하는 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치.
4. 삭제
5. 청구항 3에 있어서, 상기 예열서포트(21)는,
   길이 방향으로 연장되며 내부가 빈 관체 형태로 이루어져 상기 아웃체스트(10)와 상기 예열체스트(30) 사이에 배치되는 예열서포트관(211)과,
   상기 예열서포트관(211)과 상기 예열체스트(30) 사이에 배치되는 탑고정관(212)과,
   상기 예열서포트관(211)과 상기 혼합체스트(40) 사이에 배치되는 상방회전지지관(213)과,
   상기 예열서포트관(211)에 배치되되 상기 혼합체스트(40)의 외주면을 감싸며 배치되는 제1베어링(214)을 포함한 것을 특징으로 하는 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치.
6. 청구항 3에 있어서, 상기 후열서포트(22)는,
   길이 방향으로 연장되며 내부가 빈 관체 형태로 이루어져 상기 아웃체스트(10)와 상기 후열체스트(50) 사이에 배치되는 후열서포트관(221)과,
   상기 후열서포트관(221)과 상기 후열체스트(50) 사이에 배치되는 바텀고정관(222)과,
   상기 후열서포트관(221)과 상기 혼합체스트(40) 사이에 배치되는 하방회전지지관(223)과,
   상기 후열서포트관(221)에 배치되어 상기 혼합체스트(40)의 외주면을 감싸며 배치되는 제2베어링(224)을 포함한 것을 특징으로 하는 미끄럼 저항성 향상과 변색 및 부식 방지 기능이 향상된 합성목재 바닥판 제조용 원재료 혼합장치.
   

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