KR19990080437A - 저압 발포기의 챔버 세척장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리우레탄 제조용 저압 발포기에 관한 것으로, 저압 발포기의 챔버 내부에 남아있는 폴리우레탄 고분자 물질을 깨끗이 세정할 수 있는 세척장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다. 상기 세척장치는 수용성 세척제가 저장되는 보조탱크와, 상기 보조탱크로부터 수용성 세척제를 공급받아 약 60∼85℃ 정도까지 가열시키는 히팅장치와, 상기 가열된 수용성 세척제를 챔버로 이송시키는 연결호스의 일측단에 설치되며 상기 수용성 세척제의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 연결호스와 연결되며 상기 온도센서의 감지신호에 응답하여 상기 수용성 세척제를 보조탱크로 순환시키는 펌프와, 상기 히팅장치의 하단부에 설치되며 상기 펌프를 가동시키고 상기 수용성 세척제의 온도를 항상 60℃ 이상으로 유지시켜주는 컨트롤 패널로 구성된 것이다.

Description

저압 발포기의 챔버 세척장치 및 그 방법.

본 발명은 폴리우레탄 제조용 저압 발포기에 관한 것으로서, 특히 저압 발포기의 챔버 내부에 남아있는 폴리우레탄을 세정할 수 있는 세척장치 및 그 방법에 관한 것이다.

폴리우레탄이란, 화학적으로 우레탄 결합을 일정량 이상 포함한 고분자 화합물의 총칭이며, 상기 우레탄 결합은 폴리이소시아네이트(Polyisocyanate)와 폴리올(Polyol)과의 부가 반응에 의해 생성되는 물질이다. 그리고 상기와 같은 반응에 의해 생성되는 폴리우레탄은 매우 유용한 열경화성 수지의 소재로서 자동차 부품, 신발, 건축자재, 가구, 냉장고 등등 다양한 용도로 사용될 뿐만 아니라 여러 가지 물리적 특성에 따라 제품화할 수 있다.

상기와 같이 다양한 소재로 사용되는 폴리우레탄은 저압 발포기와 고압 발포기에 의해 제조되며, 이는 성안당에서 1997년 1월 7일에 10판 발행한 플라스틱 기술의 "94∼95쪽 및 318∼321쪽"에 상세히 개시되어 있다.

여기서, 상기와 같이 발포기로 폴리우레탄을 제조할 때는 통상 발포기의 챔버 내에 소량의 폴리우레탄이 남아 있기 때문에 잔여분의 폴리우레탄 고분자 물질을 말끔히 제거해야만 한다. 즉, 고압 발포기에서는 공기압으로 챔버내를 깨끗이 세척하고, 저압 발포기에서는 메칠렌 클로만이드(Methylene Chloride : 이하 MC라 약칭함)로 세척을 한다. 다시 말해서 상기 저압 발포기의 모든 세척은 메칠렌 클로라이드(MC)로만 세척이 가능하였다.

하지만, 종래의 MC 세척제는 작업장 내에서 작업자의 건강과 안정성에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 심각한 환경오염 및 공해문제를 유발시켰다. 특히 상기 MC에는 발암성 물질이 함유되어 있기 때문에 흡입 혹은 신체에 접촉시 발암성과 구토 및 피부 질환을 일으킬 뿐만 아니라 장시간 사용할 때 인체에 치명적인 영향을 주는 문제점이 발생하였다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 수용성 세척제(상품명 : BIOGENIC-190)를 개발하였으며, 이는 동일자(1998년 4월 13일자)로 출원되는 "저압발포기용 수용성 세척제"에 상세히 개시되어 있다.

이러한 수용성 세척제는 발암물질 및 VOC 규제물질이 전혀 포함되어 있지 않는 세척제로서, 상기 수용성 세척제의 조성물 및 제조방법을 개략적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 수용성 세척제의 조성물(물질)은 물(H₂O), OH 활성기를 가지는 알코올류 및 수용성 계면활성제류로 조성된다. 이때 상기 알코올류는 에틸 알코올, 메칠 알코올,이소푸로필 알코올 등이 사용되며, 상기 계면활성제는 부틸렌디글리콜, 부틸렌글리콜 등이 사용된다. 그리고 본 발명의 수용성 세척제 제조방법은, 물 60∼64%와 알코올류 23∼28% 및 수용성 계면활성제 13∼15%의 중량비로 드럼(Drum) 단위로 계량한 다음, 믹서로 혼합 교반하여 제조한다. 또한 상기 본 발명의 수용성 세척제는 통상의 중합반응(85℃×1.5bar×5ℓ/min)에 의해 제조될 수 있다. 이후, 상기와 같이 조성된 수용성 세척제를 챔버에 투입하면, 폴리우레탄은 깨끗이 세정된다.

전술한 바와 같이, 수용성 세척제를 챔버 내부로 공급시켜 세정하는 장치가 본 발명의 세척장치이며, 이러한 세척과정을 구현하기 위해 본 발명인 저압 발포기의 챔버 세척장치 및 그 세척방법이 제공되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 저압 발포기의 챔버 내부에 남아있는 폴리우레탄 고분자 물질을 깨끗이 세정할 수 있는 세척장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 저압 발포기의 챔버 세척장치는 수용성 세척제가 저장되는 보조탱크와, 상기 보조탱크로부터 수용성 세척제를 공급받아 약 60∼85℃ 정도까지 가열시키는 히팅장치와, 상기 가열된 수용성 세척제를 챔버로 이송시키는 연결호스의 일측단에 설치된며 상기 수용성 세척제의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 연결호스와 연결되며 상기 온도센서의 감지신호에 응답하여 상기 수용성 세척제를 보조탱크로 순환시키는 펌프와, 상기 히팅장치의 하단부에 설치되며 상기 펌프를 가동시키고 상기 수용성 세척제의 온도를 항상 60℃ 이상으로 유지시켜주는 컨트롤 패널로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 세척장치를 이용한 세정 방법은 상기 보조탱크에 저장된 수용성 세척제를 약 1∼5 기압으로 상기 히팅장치로 공급하는 과정과, 상기 히팅장치에 공급된 수용성 세척제를 약 60∼85℃ 정도까지 가열시키는 과정과, 상기 가열된 수용성 세척제를 연결호스를 통해 상기 챔버 내부로 이송시켜 폴리우레탄을 세정하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

제 1도는 본 발명의 바람직한 일실시예에 다른 저압 발포기의 챔버 내부에 남아있는 폴리우레탄을 세정하기 위한 세척장치의 구성을 나타낸 개략도.

제2도는 본 발명의 저압 발포기의 세척장치에서 히팅장치의 구성을 나타 낸 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 보조탱크 12 : 히팅장치

14 : 컨트롤 패널 16 : 펌프

18 : 챔버 24 : 연결호스

26 : 온도센서

이하 본 발명에 다른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 하기의 설명에서는 본 발명에 다른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흐트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

제1도는 본 발명의 일실시예에 따라 저압 발포기의 챔버 내부에 남아있는 폴리우레탄을 세정하기 위한 세척장치의 구성을 도시하고 있다. 도면에서, 참조번호 10 은 스레인레스-스틸 재질로 형성되어 수용성 세척제(상품명 : BIO GENIC-190)를 저장하는 보조탱크이며, 상기 보조탱크 10의 상단에는 약 1∼5기압(bar), 바람직하게는 2기압의 공기를 보조탱크로 유입시키는 공기관 46이 결합된다. 참조번호 12는 히팅장치로서 상기 공급관 40에 의해 보조탱크 10과 연결되며, 수용성 세척제를 소정 온도로 가열하여 상기 수용성 세척제가 함유하고 있는 물성분의 표면장력을 최소화시킨다. 여기서 상기 공기관 46에는 공기압을 조절하는 밸브 20이 설치되고, 상기 공급관 40에는 수용성 세척제의 공급량을 조절하는 밸브 22가 설치된다. 참조번호 24는 상기 히팅장치 12에 의해 가열된 수용성 세척제를 챔버 18로 이송시키는 연결호스이며, 상기 연결호스 24에는 온도센서 26이 설치된다. 상기 온도센서 26은 연결호스 24를 따라 흐르는 수용성 세척제의 온도가 항상 60℃ 이상으로 유지되고 있는지를 감지한다. 참조번호 14는 컨트롤 패널로서 상기 히팅장치 12의 하단부에 설치되어 각 장치를 제어한다. 즉, 상기 컨트롤 패널 14는 5A, 15A의 마그네틱 블록과 온도 측정기로 구성되며, 히팅장치의 센서 58과 온도센서 26의 감지신호에 응답하여 수용성 세척제의 온도를 항상 60℃ 이상의 세척온도를 유지시켜주는 역할을 한다. 참조번호 16은 제1순환과 42에 의해 보조탱크 10과 연결되고 제2순환관 44에 의해 연결호스 24와 연결되며, 상기 컨트롤 패널 14의 제어에 따라 가동되는 펌프이다. 즉, 상기 펌프 16은 온도센서 26이 작동(감지신호를 발생하면)되면 연결호스 24를 따라 흐르는 수용성 세척제를 보조탱크 10으로 순환시켜 세척 전에 약 60℃ 정도의 세정 온도를 유지시킨다. 이때 상기 제2순환관 44에는 체크밸브 28이 설치되어 있기 때문에 상기 수용성 세척제는 역류되지 않는다. 끝으로 참조번호 18은 내부에 임펠러(도시하지 않음)가 설치되어 있는 챔버로서, 여러 가지 조성물들을 섞어 교반시킨 다음 폴리우레탄으로 사출 성형한다.

여기서, 수용성 세척제를 소정 온도까지 가열시키는 히팅장치의 내부 구성을 제2도를 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다.

상기 히팅장치 12는 특수 코팅 처리된 온수탱크 54와, 상기 온수탱크 54를 외부로부터 보호하는 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 재질의 케이싱 50으로 구성되며, 상기 온수탱크 54는 보조탱크 10으로부터 공급되는 수용성 세척제를 저장하고 가열시키는 곳이다. 상기 케이싱 50과 온수탱크 54 사이에는 폴리우레탄폼 재질인 보온재 52가 충진되며, 상기 보온재 52는 상기 온수탱크 54의 열원이 외부로 유출되는 것을 방지한다. 그리고 상기 온수탱크 54의 하측에는 상기 공급관 40이 관통, 결합되며, 그 일측으로는 가열된 수용성세척제를 챔버 18쪽으로 보내기 위한 연결호스 24가 관통, 결합되어 있다. 또한 상기 온수 탱크 54에는 저장된 수용성 세척제를 약 60∼85℃ 정도까지 가열시키는 히팅 엘러먼트 60이 설치된다. 상기 히팅 엘러먼트 60의 일측으로는 센서 58이 소정간격으로 이격되게 설치되며, 상기 센서 58은 수용성 세척제의 온도를 감지한다. 끝으로 상기 케이싱 50의 하단부에는 램프 62가 설치되며, 상기 램프 62는 센서 58의 작동에 따라 점등/소등된다. 즉 상기 센서 58이 감지신호를 발생하면 램프 62는 점등된다.

상기와 같은 구성에 따라서, 저압 발포기의 챔버 내부에 남아있는 폴리우레탄 고분자 물질을 세정하고자 할 때는, 먼저 제1도에 도시된 바와 같이 보조탱크10에 소정량의 수용성 세척제를 저장한 다음, 밸브 22를 오픈시킨다. 이어서 밸브20을 오픈시키면 약 2bar의 공기압이 보조탱크 10으로 유입된다. 이후 상기 공기압에 의해 수용성 세척제는 공급관 40을 통해 히팅장치 12로 공급된다. 이후 제2도에 도시한 바와 같이 히팅 엘러먼트 60은 컨트롤 패널 14의 제어에 의해 소정의 열을 발생하여 수용성 세척제를 60℃ 이상까지 가열시키며, 이때 상기 히팅 엘러먼트 60의 최대 가열온도는 85℃이다. 이후 상기 히팅 엘러먼트 6O의 가열에 의해 온수탱크 54에서는 중합반응, 즉 약 83℃ 정도의 온도와 1.5∼2기압(bar)에서 중합반응이 일어난다. 여기서 만약, 온수탱크 54에 저장되어 있는 수용성 세척제의 온도가 60℃ 이하가 되면 센서 58은 작동되며, 이에 따라 램프 62는 소등된다. 그러면 상기 컨트롤 패널 14는 다시 히팅 엘러먼트 60을 작동시킨다. 이어서 수용성 세척제의 온도가 60℃ 이상이 되면, 상기 수용성 세척제는 연결호스 24를 통해 챔버 18 내부로 공급된다. 이어서 상기 챔버 18 내부는 수용성 세척제에 의해 깨끗이 세정된다. 이때, 상기 연결호스 24를 따라 흐르는 수용성 세척제의 온도가 60℃ 이하가 되면, 온도센서 26은 감지신호를 발생한다.

이어서 상기 컨트롤 패널 14는 상기 신호를 입력받아 펌프 16을 작동시키며, 상기 펌프 16은 연결호스 24에 있는 수용성 세척제를 다시 보조탱크 10으로 순환시켜 다시 온도를 상승시킨다. 결과적으로, 상기 챔버 18 내부로 공급되는 수용성 세척제는 항상 60℃ 이상인 온도를 유지하며, 이는 60℃ 일 때 세정효과가 가장 뛰어나기 때문이다.

여기서, 본 발명의 세척과정은 생산 공정에 따라서 다르며, 통상 폴리우레탄 토출시 마다 한번씩 세정하며, 또는 여러 번의 폴리우레탄 토출 후 한번의 세정으로 세척공정을 끝마칠 수 있다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 동일자로 출원되는 수용성 세척제(상품명 : BIOGENIC-190)를 이용하기 위해서는 꼭 필요한 세척 장치이며, 특히 본 발명의 세척장치는 상기 수용성 세척제가 함유하고 있는 많은 량의 물성분의 표면장력을 최소화시킴으로써 세정력을 최대한 상승시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims (8)

1. 폴리우레탄 제조용 저압 발포기의 챔버 내부에 잔존하는 폴리우레탄을 세정하기 위한 세척장치에 있어서,

   상기 챔버 내부의 폴리우레탄을 세정하는 수용성 세척제가 저장되는 보조탱크와,

   상기 보조탱크로부더 수용성 세척제를 공급받아 약 60∼85℃ 정도까지 가열시키는 히팅장치와,

   상기 가열된 수용성 세척제를 챔버로 이송시키는 연결호스의 일측단에 설치되며, 상기 수용성 세척제의 온도를 감지하는 온도센서와,

   상기 연결호스와 연결되며, 상기 온도센서의 감지신호에 응답하여 상기 수용성 세척제를 보조탱크로 순환시키는 펌프를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 저압발포기의 챔버 세척장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 히팅장치는

   상기 히팅장치 케이싱의 내부에 설치되며, 상기 보조탱크로부터 공급되는 수용성 세척제를 저장하는 온수탱크와,

   상기 온수탱크의 내부 하측에 설치되며, 상기 수용성 세척제를 약 60∼85℃정도까지 가열시키는 히팅 엘러먼트와,

   상기 히팅 엘러먼트와 소정 간격으로 이격되게 설치되며, 상기 수용성 세척제의 온도를 감지하는 센서로 구성함을 특징으로 하는 저압 발포기의 챔버 세척장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 케이싱과 온수탱크 사이에는 상기 온수탱크 내부의 열원을 차단시키는 보온재가 충진됨을 특징으로 하는 저압 발포기의 챔버 세척장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 히팅장치의 하단부에는 상기 온도센서의 감지신호에 응답하여 상기 펌프를 가동시키고 상기 수용성 세척제의 온도를 항상 60℃ 이상으로 유지시켜주는 컨트롤 패널이 설치됨을 특징으로 하는 저압 발포기의 챔버 세척장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 온도센서는 상기 수용성 세척제의 온도가 60℃ 이하일때 감지신호를 발생하며, 상기 펌프는 상기 감지신호에 응답하여 상기 수용성 세척제를 보조탱크로 순환시키는 것을 특징으로 하는 저압 발포기의 챔버 세척장치.
6. 수용성 세척제가 저장되는 보조탱크와, 상기 보조탱크로부터 수용성 체척제를 공급받아 소정 온도까지 가열시키는 히팅장치와, 상기 히팅장치에 연결되어 가열된 수용성 세척제를 챔버로 이송시키는 연결호스와, 상기 연결호스의 일측단에 설치되어 상기 수용성 세척제의 온도를 감지하는 온도센서와, 상기 온도센서의 작동에 따라 상기 수용성 세척제를 보조탱크로 순환시키는 펌프를 포함하는 세척장치를 이용하여 저압 발포기의 챔버 내부에 잔존하는 폴리우레탄을 세정하는 방법에 있어서,

   상기 보조탱크에 저장된 수용성 세척제를 약 1∼5기압으로 상기 히팅장치로 공급하는 과정과,

   상기 히팅장치에 공급된 수용성 세척제를 약 60∼85℃ 정도까지 가열시키는 과정과,

   상기 가열된 수용성 세척제를 연결호스를 통해 상기 챔버 내부로 이송시켜 폴리우레탄을 세정하는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저압 발포기의 챔버 세척 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 연결호스를 따라 흐르는 수용성 세척제의 온도가 60℃이하가 되면, 펌프의 구동력으로 상기 수용성 세척제를 보조탱크로 순환시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저압 발포기의 챔버 세척 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 히팅장치에 공급된 수용성 세척제는 중합 반응을 거친후 연결호스를 통해 챔버로 공급되는 것을 특징으로 하는 저압 발포기의 챔버 세척방법.