KR102469519B1 - 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 부직포를 롤형태로 형성하여 기둥과 같은 건축자재를 제조할 수 있는 제조시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코어재에 부직포를 롤형태로 감아서 기둥 등과 같은 건축자재를 제조할 수 있는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템에 관한 것으로서,
부직포 신재가 감겨진 공급롤러와, 상기 공급롤러에서 공급된 부직포가 가열된 후 감겨지는 권취롤러로 이루어지는 부직포롤유닛; 상기 공급롤러에서 공급되는 부직포를 가열하고, 가열된 부직포가 감겨진 권취롤러의 부직포를 절단하여 이송유닛에 투입하는 히팅유닛; 상기 히팅유닛에서 투입된 권취롤러를 이송시켜 열성형틀로 투입하는 이송유닛; 상기 이송유닛에서 이송된 권취롤러가 투입되는 열성형틀과, 상기 열성형틀에 투입된 권취롤러를 열압착하여 일정형태로 성형하는 유압프레스로 구성되는 열프레스유닛; 및 상기 열프레스유닛에서 열압착되어 일정형태로 성형된 권취롤러가 투입되는 냉각성형틀과, 상기 냉각성형틀에 투입된 권취롤러를 압착하는 유압프레스로 구성되는 냉프레스유닛;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템을 제공한다.

Description

롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템{THE MANUFACTURING SYSTEM CONSTRUCTION MATERIAL TO USE ROLL-TYPE NONWOVEN FABRIC}
본 발명은 부직포를 롤형태로 형성하여 기둥과 같은 건축자재를 제조할 수 있는 제조시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 코어재에 부직포를 롤형태로 감아서 기둥 등과 같은 건축자재를 제조할 수 있는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템에 관한 것이다.
현재 부직포를 이용한 다양한 형태의 건축용 자재들이 제시되고 있다. 부직포를 이용하여 건축용 자재를 제조하는 경우, 부직포가 쉽게 썩지 않고 재활용도 가능하다는 점 때문에 건축용으로 많이 이용되고 있다. 주로 제작되는 건축용 자재로는 합판형태나 패널형태이다.
근래들어 해수에 기둥을 설치하고, 기둥위에 태양광 등의 시설물이 설치되는 경우가 많다. 해수에 설치되는 기둥의 경우, 금속은 쉽게 부식되어 장기간 사용할 수 없기 때문에 주로 콘크리트 기둥이 설치된다. 그러나 콘크리트 기둥의 경우는 견고하기는 하나, 시공기간이 오래 걸리고 비용이 많이 들어가기 때문에 쉽게 적용하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 철도침목으로 사용하는 콘크리트 침목의 경우 강도는 좋으나 제작기간이 길고 비용이 비싸다는 문제점과 함께 콘크리트 침목을 재사용하기 쉽지 않다는 문제점이 있다.
따라서, 강도가 강하면서 비용이 절감되고, 해수나 진동과 같은 악조건을 견딜 수 있는 건축용 자재가 요구되고 있다.
등록특허공보 제10-0944220호(2010.02.18. 등록) 등록특허공보 제10-1035655호(2011.05.12. 등록) 공개특허공보 제10-2018-0022207호(2018.03.06. 공개) 등록특허공보 제10-1982241호(2019.05.20. 등록)
따라서 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 부직포를 공급하면서 일정한 열을 가하고 롤형태로 감은 후 성형틀에서 롤형태의 부직포를 압축하여 건축용 자재를 제조할 수 있는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템을 제공함을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 부직포 신재가 감겨진 공급롤러와, 상기 공급롤러에서 공급된 부직포가 가열된 후 감겨지는 권취롤러로 이루어지는 부직포롤유닛; 상기 공급롤러에서 공급되는 부직포를 가열하고, 가열된 부직포가 감겨진 권취롤러의 부직포를 절단하여 이송유닛에 투입하는 히팅유닛; 상기 히팅유닛에서 투입된 권취롤러를 이송시켜 열성형틀로 투입하는 이송유닛; 상기 이송유닛에서 이송된 권취롤러가 투입되는 열성형틀과, 상기 열성형틀에 투입된 권취롤러를 열압착하여 일정형태로 성형하는 유압프레스로 구성되는 열프레스유닛; 및 상기 열프레스유닛에서 열압착되어 일정형태로 성형된 권취롤러가 투입되는 냉각성형틀과, 상기 냉각성형틀에 투입된 권취롤러를 압착하는 유압프레스로 구성되는 냉프레스유닛;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템을 제공한다.
본 발명에서 히팅유닛은, 열출입을 차단하기 위해 일정형태로 형성되는 히팅챔버; 상기 히팅챔버의 입구측에 마련되어 상기 히팅챔버로 이송되는 부직포의 이송을 원활하게 하면서 상기 히팅챔버 내의 열방출을 차단하기 위해 다수의 롤러로 형성되는 유입롤러부; 상기 유입롤러부를 통해서 유입된 부직포를 일정온도로 가열하기 위해 상기 히팅챔버 내에 구비되는 다수의 히팅롤러부; 상기 히팅롤러부와 상기 권취롤러 사이에 위치하여, 상기 권취롤러에 일정량의 가열된 부직포가 감겨지면 상기 부직포를 절단하는 커터부; 및 상기 유입롤러부와 상기 히팅롤러부 및 상기 커터부를 제어하기 위한 제어부;로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 권취롤러는, 부직포에 바인더가 도포되면서 권취되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 히팅롤러부는, 유입롤러부를 통해 유입된 부직포의 방향을 전환하기 위해 전후방에 설치되는 전방 및 후방 방향전환롤러와, 전방 및 후방 방향전환롤러 사이에서 상하로 일정간격으로 배치되는 다수의 히팅롤러로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 이송유닛은, 권취롤러를 이송하기 위한 벨트 컨베이어 또는 호이스트로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 열프레스유닛은, 열성형틀에 투입된 상기 권취롤러를 180 ~ 200℃의 온도로 유지하면서 3분동안 유압프레스로 압착하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉프레스유닛은, 냉각성형틀에 투입된 권취롤러를 상온에서 2~ 3분동안 유압프레스로 압착하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 권취롤러의 롤러축은, 유리섬유가 내재된 에폭시봉, 유리섬유가 내재된 우레탄봉 또는 철근 중의 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 권취롤러의 롤러축은, 일정형태로 성형된 부직포에서 돌출된 부분은 절단되어 제거되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템은 부직포를 이용하여 건축자재를 제조할 수 있다는 장점을 가진다.
또한 본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템에 의해 제조되는 건축자재는 코어인 롤러축이 중간에 들어가 있기 때문에 강도가 강하다는 장점을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템에 의해 제조되는 건축자재는 부직포를 사용하고 있기 때문에 해수에 설치되는 경우에도 부식이 되지 않는다는 장점을 가진다.
또한, 본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템에 의해 제조되는 건축자재는, 성형틀을 이용하여 다양한 형태로 제조할 수 잇다는 장점을 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템의 전체 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템에서 성형되기 전의 권취롤러의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템에서 성형된 상태의 권취롤러의 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템에서 권취롤러의 롤러축의 돌출된 부분을 절단한 사시도.
이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템의 전체 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템에서 성형되기 전의 권취롤러의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템에서 성형된 상태의 권취롤러의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템에서 권취롤러의 롤러축의 돌출된 부분을 절단한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템은, 부직포(13)가 공급되고 권취되는 부직포롤유닛(1)과, 부직포를 일정온도로 가열하여 권취롤러에서 감겨지면서 서로 부착될 수 있도록 하기 위한 히팅유닛(2)과, 부직포(13)가 감겨진 권취롤러(12)를 이송하기 위한 이송유닛(3)과, 이송유닛(3)에서 이송된 권취롤러(12)가 투입되어 성형을 하기 위한 열프레스유닛(4)과, 열프레스유닛(4)에서 성형된 권취롤러(12')가 투입되어 상온으로 압축성형하는 냉프레스유닛(5)으로 구성된다.
부직포롤유닛(1)는, 신재가 감겨진 공급롤러(11)와, 공급롤러(11)에서 공급된 부직포(13)가 가열된 후 감겨지는 권취롤러(12)로 이루어진다. 공급롤러(11)에는 부직포 신재가 감겨져 제공된다. 권취롤러(12)는 부직포(13)가 가열된 후 감겨진다. 부직포(13)는 폴리에스터 부직포가 사용될 수 있다.
히팅유닛(2)은, 열출입을 차단하기 위해 박스형태와 같은 일정형태로 형성되는 히팅챔버(21)와, 히팅챔버(21)의 입구측에 마련되어 히팅챔버(21)로 이송되는 부직포(13)의 이송을 원활하게 하면서 히팅챔버(21) 내의 열방출을 차단하기 위해 다수의 롤러로 형성되는 유입롤러부(22)와, 유입롤러부(22)를 통해서 유입된 부직포(13)를 일정온도로 가열하기 위해 히팅챔버(21) 내에 구비되는 다수의 히팅롤러부(23)와, 히팅롤러부(23)와 권취롤러(12) 사이에 위치하여, 권취롤러(12)에 일정량의 가열된 부직포(13)가 감겨지면 부직포(13)를 절단하는 커터부(24)와, 유입롤러부(22)와 히팅롤러부(23) 및 커터부(24)를 제어하기 위한 제어부(25)로 이루어진다.
히팅챔버(21)는 박스형태로 이루어지고, 히팅챔버(21) 내의 열이 가능한 외부로 방출되는 것을 방지하기 위해 단열재 등으로 챔버 외부를 단열할 필요도 있다. 또한 히팅챔버(21)가 일정온도를 유지할 수 있도록 히팅챔버 내부에 별도의 히터(미도시)가 구비될 수도 있다.
유입롤러부(22)는 구동롤러(221)와 구동롤러(221)와 함께 구동되는 종동롤러(222)로 구성되는데, 구동롤러(221)는 부직포(13)를 이송할 수 있도록 자체 구동력이 구비되고, 종동롤러(222)는 구동롤러(221)와 접하면서 회전한다. 구동롤러(221)와 종동롤러(222)는 서로 접촉하여 회전하기 때문에 열이 방출되는 것을 차단할 수 있다.
히팅롤러부(23)는, 공급롤러(11)에서 이송되는 부직포(13)를 가열하여 권취롤러(12)에서 감겨지면서 서로 부착될 수 있도록 한다. 가열온도는 부직포(13)의 융점온도보다 낮은 온도로 하며 180 ~ 200℃의 온도로 가열한다. 히팅롤러부(23)는 히팅롤러(231)와 전방 및 후방 방향전환롤러(232 : 232a, 232b)로 이루어진다. 히팅롤러(231)는 상하로 지그재그 형태로 배치되고 부직포(13)가 가능한 많이 접촉될 수 있도록 크기와 배치가 결정됨이 바람직하다. 전방 방향전환롤러(232a)는 부직포(13)가 히팅롤러(231)로 들어가기 전에 방향을 전환함과 아울러 부직포(13)가 히팅롤러(231)와 가능한 많은 접촉이 가능하도록 한다. 또한, 부직포(13)가 히팅롤러부(23)에서 배출되는 경우에도 방향을 전환하여 수평으로 이동가능하도록 후방 방향전환롤러(232b)가 설치된다. 부직포(13)는 후방 방향전환롤러(232b)에서 배출되어 권취롤러(12)에서 권취된다. 권취되는 부직포(13)에는 바인더가 도포되어 부직포(13)가 서로 부착될 수 있도록 한다.
일정량의 부직포(13)가 권취롤러(12)에 권취되면 커터부(24)에 의해 부직포(13)가 커팅된다. 커터부(24)는, 상부커터(241)와 하부커터(242)로 이루어지며, 상부커터(241)와 하부커터(242)는 히팅유닛(2)의 열이 외부로 방출되지 않도록 가능한 간격을 작게 가짐이 바람직하다.
제어부(25)는 유입롤러부(22)와 히팅롤러부(23) 및 커터부(24)를 제어한다. 유입롤러부(22)의 속도를 조절하여 권취되는 부직포(13)의 양을 조절하며, 히팅롤러부(23)에서 히팅온도를 조절하고, 일정량의 부직포(13)가 권취되었다는 신호에 따라 커터부(24)를 작동시켜 부직포(13)를 절단한다. 부직포(13)가 권취된 권취롤러(12)는 롤러축(14)과 함께 이송유닛(3)으로 투입된다.
이송유닛(3)은, 컨베이어 벨트(31)와 호이스트(32)로 이루어진다. 필요에 따라서는 컨베이어 벨트(31)만으로 이루어지거나 호이스트(32)만으로 이루어질 수도 있다. 호이스트(32)는 리프트가 구비되어 권취롤러(12)를 상하로 이동시킬 수 있음과 아울러 좌우로 움직여 권취롤러(12)를 이송할 수 있다.
이송유닛(3)을 통해 이송된 권취롤러(12)는, 열프레스유닛(4)으로 이동되어 열성형틀(41)에 투입된다. 열프레스유닛(4)은 열성형틀(41)과 유압프레스(42)로 이루어진다. 열성형틀(41)은, 권취롤러(12)가 투입되는 내측 열성형틀(411)과 열성형틀(411)에 일정온도를 가하기 위한 열선(413)과 내측 열성형틀(411)과 열선(413)을 감싸는 외측 열성형틀(412)로 이루어진다. 권취롤러(12)가 내측 열성형틀(411)에 투입되면 유압프레스(42)가 권취롤러(12)를 압착한다. 유압프레스(42)로 열압착하는 경우 열프레스유닛(4)은 180 ~ 200℃의 온도로 유지되면서 3분동안 압착하여 권취롤러(12)를 일정한 형태로 성형한다.
열프레스유닛(4)에서 열압착된 권취롤러(12')는 냉프레스유닛(5)으로 이송된다. 냉프레스유닛(5)은 권취롤러(12')를 냉각함과 아울러 한번더 압착하면서 일정형태로 성형하기 위함이다. 냉프레스유닛(5)도 열프레스유닛(4)과 마찬가지로 냉각성형틀(51)과 유압프레스(52)로 이루어진다. 냉각성형틀(51)은, 내측 냉각성형틀(511)과 외측 냉각성형틀(512) 및 내측과 외측 사이의 냉각수가 흐르는 냉각관(513)으로 이루어진다. 냉각성형틀(51)은, 성형되는 권취롤러(12')가 상온에서 압착될 수 있도록 냉각수를 이용하여 상온을 유지할 수 있도록 한다. 권취롤러(12')는 유압프레스(52)로 상온에서 2분 ~ 3분 간 압착한다. 냉프레스유닛(5)에서 권취롤러(12')는 상온으로 냉각됨과 아울러 권취롤러(12')가 냉각됨에 따른 일정 형태로 성형된 형상을 유지할 수 있게 된다. 냉각이 완료되면, 권취롤러(12')의 양측으로 돌출된 부분의 롤러축(14)을 절단한다.
도 2는 롤러축(14)에 부직포(13)가 권취된 것을 도시하고 있다. 롤러축(14)은 유리섬유가 내재된 에폭시봉, 유리섬유가 내재된 우레탄봉 또는 철근 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다. 유리섬유가 코어재로 에폭시봉에 내재되어 있기 때문에 강도가 크질 수 있다. 또한 유리섬유가 내재된 우레탄봉을 이용하는 경우에도 강도가 크질 수 있다. 에폭시봉 또는 우레탄봉을 사용하지 않고 철근을 이용할 수도 있다. 도 3은 일정형태로 성형된 권취롤러(12')를 도시하고 있다. 사각형의 기둥형태로 성형되어 기둥이나 철도용 침목 또는 바지선의 측면바디용 등으로 사용할 수 있다. 도 4는 권취롤러(12')의 롤러축(14)의 양측을 절단한 상태를 도시하고 있다. 본 발명에 따라 제조되는 건축자재는 일정형태로 성형됨과 아울러 중앙에 코어재인 롤러축이 사용되기 때문에 강도가 크질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 건축자재는 부직포(13)를 이용하기 때문에 해수 등 주위환경에 의한 영향을 적게 받게 되고, 코어재가 철근인 경우라도 쉽게 부식되지 않는다는 장점을 가진다. 따라서 해수에 설치되는 기둥으로 사용될 수도 있다.
위에서 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 따라서 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시에는 본 발명의 범주 내에 포함된다고 할 것이다.
1 : 부직포롤유닛
11 : 공급롤러 12 : 권취롤러
13 : 부직포 14 : 롤러축
2 : 히팅유닛 21 : 히팅챔버
22 : 유입롤러부 23 : 히팅롤러부
24 : 커팅부 25 : 제어부
3 : 이송유닛 31 : 컨베이어 벨트
32 : 호이스트
4 : 열프레스유닛 41 : 열성형틀
42 : 유압프레스
5 : 냉프레스유닛 51 : 냉각성형틀
52 : 유압프레스

Claims (9)

  1. 부직포 신재가 감겨진 공급롤러와, 상기 공급롤러에서 공급된 부직포가 가열된 후 감겨지는 권취롤러로 이루어지는 부직포롤유닛;
    상기 공급롤러에서 공급되는 부직포를 가열하고, 가열된 부직포가 감겨진 권취롤러의 부직포를 절단하여 이송유닛에 투입하는 히팅유닛;
    상기 히팅유닛에서 투입된 권취롤러를 이송시켜 열성형틀로 투입하는 이송유닛;
    상기 이송유닛에서 이송된 권취롤러가 투입되는 열성형틀과, 상기 열성형틀에 투입된 권취롤러를 열압착하여 일정형태로 성형하는 유압프레스로 구성되는 열프레스유닛; 및
    상기 열프레스유닛에서 열압착되어 일정형태로 성형된 권취롤러가 투입되는 냉각성형틀과, 상기 냉각성형틀에 투입된 권취롤러를 압착하는 유압프레스로 구성되는 냉프레스유닛;
    으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히팅유닛은,
    열출입을 차단하기 위해 일정형태로 형성되는 히팅챔버;
    상기 히팅챔버의 입구측에 마련되어 상기 히팅챔버로 이송되는 부직포의 이송을 원활하게 하면서 상기 히팅챔버 내의 열방출을 차단하기 위해 다수의 롤러로 형성되는 유입롤러부;
    상기 유입롤러부를 통해서 유입된 부직포를 일정온도로 가열하기 위해 상기 히팅챔버 내에 구비되는 다수의 히팅롤러부;
    상기 히팅롤러부와 상기 권취롤러 사이에 위치하여, 상기 권취롤러에 일정량의 가열된 부직포가 감겨지면 상기 부직포를 절단하는 커터부; 및
    상기 유입롤러부와 상기 히팅롤러부 및 상기 커터부를 제어하기 위한 제어부;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 권취롤러는,
    상기 부직포에 바인더가 도포되면서 권취되는 것을 특징으로 하는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 히팅롤러부는,
    상기 유입롤러부를 통해 유입된 부직포의 방향을 전환하기 위해 전후방에 설치되는 전방 및 후방 방향전환롤러와, 상기 전방 및 후방 방향전환롤러 사이에서 상하로 일정간격으로 배치되는 다수의 히팅롤러로 구성되는 것을 특징으로 하는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이송유닛은,
    상기 권취롤러를 이송하기 위한 벨트 컨베이어 또는 호이스트로 구성되는 것을 특징으로 하는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 열프레스유닛은, 상기 열성형틀에 투입된 상기 권취롤러를 180 ~ 200℃의 온도로 유지하면서 3분동안 상기 유압프레스로 압착하는 것을 특징으로 하는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 냉프레스유닛은, 상기 냉각성형틀에 투입된 상기 권취롤러를 상온에서 2~ 3분동안 상기 유압프레스로 압착하는 것을 특징으로 하는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 권취롤러의 롤러축은, 유리섬유가 내재된 에폭시봉, 유리섬유가 내재된 우레탄봉 또는 철근 중의 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 권취롤러의 롤러축은, 상기 일정형태로 성형된 부직포에서 돌출된 부분은 절단되어 제거되는 것을 특징으로 하는 롤형태의 부직포를 이용한 건축자재 제조시스템.
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