KR200289613Y1

KR200289613Y1 - 폴리우레탄 제조용 저압 발포기

Info

Publication number: KR200289613Y1
Application number: KR2020020017570U
Authority: KR
Inventors: 오세종; 이광한
Original assignee: 주식회사고려자동화
Priority date: 2002-06-10
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2002-09-16

Abstract

본 고안은 폴리우레탄 제조용 저압 발포기에 관한 것으로서, 폴리올과 이소시아네이트 원액이 공급되는 원액공급블럭의 저면부에 별도의 액상토너공급블럭을 설치함으로서 다양한 색상으로 변경이 가능하며, 또한 상기 폴리올과 이소시아네이트와 액상토너가 서로 혼합되는 믹싱챔버의 내부에 제 1, 2, 3혼합부로 구성된 임펠러를 설치함으로서 상기의 원액들을 효과적으로 혼합할 수 있는 폴리우레탄 제조용 저압 발포기를 제안한다.

Description

폴리우레탄 제조용 저압 발포기{LOW PRESSURE FOAMING MACHINE FOR POLYURETHANE MANUFACTURE}

본 고안은 저압 발포기에 관한 것으로서, 특히 챔버의 내부에서 폴리우레탄을 다양한 색상으로 변경할 수 있는 폴리우레탄 제조용 저압 발포기에 관한 것이다.

일반적으로 폴리우레탄이란 열경화성 수지의 소재로서 통상 이소시아네이트(Isocyanate)와 폴리올(Polyol)과의 부가 반응에 의해 생성되는 물질을 말한다.

즉, 상기의 반응에 의해 생성된 폴리우레탄은 신발의 아웃솔이나 건축자재등 기타 다양한 용도로 사용되고 있으며, 또한 근래에 들어서는 상기 폴리우레탄에 안료를 혼합시킴으로서 다양한 색상을 가진 폴리우레탄 소재가 개발되어 사용되고 있다.

즉, 상기와 같이 다양한 색상이 착색된 폴리우레탄의 제조방법을 간략히 설명하면 다음과 같다. 우선 분말상태의 색소를 폴리올 원액이 저장되어 있는 저장탱크에 투입하여 충분히 혼합시켜둔다. 이후에 다양한 색상으로 착색된 폴리올과 착색되지 않은 이소시아네이트 원액을 각각의 공급관으로 투입한 뒤, 상기 공급관을개폐하는 실린더를 작동시켜 폴리올과 이소시아네이트를 믹싱챔버로 이송시킨다. 이때 상기 믹싱챔버내에 설치된 다양한 형태를 가지며 회전하는 임펠러에 의해 상기 폴리올과 이소시아네이트는 원활히 혼합되어 지며, 이후에 제품의 형상을 가진 금형으로 토출시킴으로서 다양한 색상을 가진 제품으로 성형할 수 있게 되는 것이다.

하지만 상기와 같은 공정으로 제품을 생산할 경우에는 한번 착색되어 저장탱크에 저장된 폴리올 원액을 모두 사용할 때 까지는 다른 색상으로의 변경이 매우 까다로웠다. 즉, 제품을 다른 색상으로 변경하고자 할 경우에는 착색된 폴리올 원액이 닿았던 장치의 모든 부분 즉, 폴리올 저장탱크, 폴리올 공급관, 폴리올 공급용 펌프 등을 착새되지 않은 폴리올 원액이나 DOP 등의 세척용 원액을 사용하여 충분히 세척을 실시한 이후에야 다른 색상으로 착색된 폴리올을 이용하여 제품을 생산할 수 있게 됨으로서 색상교체에 소요되는 시간이 불필요하게 길어지는 문제점이 있었다. 또한 상기 폴리올 저장탱크에 남아 있는 원액을 모두 버리고 새로운 원액으로 교체됨으로서 상기 폴리올 원액의 낭비가 많았다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안의 목적은 폴리올과 이소시아네이트가 공급되는 원액공급블럭의 저면부에 별도의 액상토너투입블럭을 설치함으로서 색상의 변경이 용이한 폴리우레탄 제조용 저압 발포기를 제공함에 있다.

본 고안의 다른 목적은 폴리올과 이소시아네이트와 액상토너가 서로 혼합되는 믹싱챔버의 내부에 제 1, 2, 3혼합부로 구성된 임펠러를 설치함으로서 상기의 원액들을 효과적으로 혼합할 수 있는 폴리우레탄 제조용 저압 발포기를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 의한 폴리우레탄 제조용 저압 발포기의 전체형상을 도시한 도면.

도 2는 본 고안인 폴리우레탄 제조용 저압 발포기를 절개하여 구성을 도시한 도면.

도 3은 본 고안의 주요구성인 액상토너공급블럭의 주요구성을 도시한 도면.

도 4는 도 3의 A-A선을 따라 절개하여 도시한 단면도.

도 5는 본 고안의 주요 구성인 임펠러의 전체형상을 도시한 도면.

도 6a와 도 6b는 원액공급블럭의 사용상태를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 회전축 11: 원액공급블럭

14, 16: 제 1, 2공급관로 18: 봉체

20, 22: 제 1, 2연결관로 24, 32: 에어실린더

26, 34: 로드 28, 30: 제 1, 2수직관로

33: 액상토너공급블럭 36: 구멍

38: 유입관로 40: 액상토너 공급관

42: 임펠러 44: 믹싱챔버

이하 본 고안의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명을 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일 실시 예에 의한 폴리우레탄 제조용 저압 발포기 착색장치의 전체형상을 도시한 도면이고. 도 2는 본 고안인 폴리우레탄 제조용 저압 발포기를 절개하여 구성을 도시한 도면으로서, 상기 도 1과 도 2를 참조하면 본 고안인 폴리우레탄 제조용 저압 발포기는 크게 내부에 회전축(10)이 삽입되어 있는 원액공급블럭(11)과 액상토너공급블럭(33)과 믹싱챔버(44)로 구성된다. 이때 상기 회전축(10)은 모터(5)의 구동력을 통상의 벨트(13)와 풀리(12)에 의해 전달받아 회전하게 된다.

이를 보다 더 상세히 설명하면 우선 상기 원액공급블럭(11)의 일측에는 피스톤 로드(26)를 가지는 실린더(24)가 부착된다. 이때 상기 피스톤 로드(26)의 일측에는 소정의 길이 만큼의 기어이(25)가 형성되며, 상기 기어이(25)는 후술할 봉체(18)의 선단 외주면에 형성된 기어이(19)와 맞물리게 된다.

그리고 상기 원액공급블럭(11)의 내부에는 폴리올 원액을 공급하기 위한 제1공급관(14)과 이소시아네이트 원액을 공급하기 위한 제 2공급관로(16)가 형성되며, 상기 제 1, 2공급관(14, 16)의 하부에는 제 1, 2수직관로(28, 30)가 형성된다. 그리고 상기 제 1, 2공급관로(14, 16)와 제 1, 2수직관로(28, 30)의 사이에는 제 1, 2연결관로(20 ,22)를 가지는 봉체(18)가 삽입됨으로서 상기 제 1, 2공급관로와 제 1, 2수직관로를 상기 제 1, 2연결관로(20 ,22)를 이용해 선택적으로 연결시켜 주게 된다.

한편, 상기 제 1, 2수직관로(28, 30)는 전술한 액상토너공급블럭(33)으로 연장되게 형성된다. 즉, 도 3과 도 4에 도시한 바와 같이 상기 액상토너공급블럭(33)의 내부에는 제 1, 2수직관로(28, 30)가 형성되며, 상기 제 1수직관로(28)의 일측으로 액상토너를 주입하기 위한 다수의 유입관로(38)가 형성되며, 상기 유입관로(38)의 하단부에는 상기 유입관로(38)로 액상토너를 충진하기 위한 액상토너공급관로(40)가 각각 형성된다. 여기서 상기 액상토너라 함은 다양한 색상을 가진 고농축의 칼라 배합액을 말한다. 그리고 상기 유입관로(38)의 내부에는 실린더(32)에 의해 전, 후진하는 피스톤 로드(34)가 삽입된다

한편, 상기 액상토너공급블럭(33)의 저면에는 제 1, 2수직관로(28, 30)와 유입관로(38)를 거친 폴리올과 이소시아네이트와 액상토너 원액이 서로 혼합되는 믹싱챔버(44)가 설치된다. 이때 상기 믹싱챔버(44)의 내부에는 도 5에 도시한 바와 같이 제 2혼합부(58)를 중심으로 양측에 제 1, 3혼합부(50 ,64)가 형성된 임펠러(42)가 설치된다. 이때 상기 임펠러(42)의 구성을 보다 더 상세히 설명하면 우선 상기 제 1혼합부(50)의 상부에는 결합구(51)가 형성되어 전술한 회전축(10)과결합된다. 상기 결합구(51)의 외부에는 원액이 투입되는 홈(53)이 형성된다. 또한 상기 제 1혼합부(50)의 외주면에는 그루브(56)가 형성되며, 상기 그루브(56)의 상, 하로 다수의 나선홈(54)이 형성되며, 상기 각각의 나선홈(54)에는 구멍(52)이 형성된다. 그리고 상기 제 2혼합부(58)의 외주면으로는 대칭형의 삼각기둥 형상을 가진 제 1날개판(60)과 비대칭형의 삼각기둥 형상을 가진 제 2날개판(62)이 서로 엇갈리게 다수 형성된다. 그리고 상기 제 3혼합부(64)의 외주면에는 그루브(56)가 형성되며 상기 그루브(56)의 상, 하로 다수의 나선홈(66)이 형성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 고안인 폴리우레탄 제조용 저압 발포기의 작동상태를 도 1 내지 도 6을 참조하여 후술하면 다음과 같다.

우선 원액공급블럭(11)의 일측에 설치된 실린더(24)를 작동시켜 피스톤 로드(26)를 전진 시키면 상기 피스톤 로드(26)의 기어이(25)와 맞물려 있는 봉체(18)가 회전하게 된다. 즉, 도 6a와 도 6b에 도시한 바와 같이 상기 봉체(18)에 형성된 제 1, 2연결관로(20 22)가 90로 회전하여 제 1,2공급관로(14, 16)와 제 1,2수직관로(28, 30)를 선택적으로 연결시켜 주게 된다. 즉, 상기의 동작으로 인해 제 1, 2공급관로(14, 16)로 공급된 폴리올과 이소시아네이트 원액은 제 1, 2연결관로(20 ,22)를 거쳐 제 1, 2수직관로(28, 30)로 이송되게 되며, 이후에 상기의 원액들은 액상토너공급밸브(33)에 연장되게 형성되어 있는 제 1, 2수직관(28, 30)을 거친 후, 상기 액상토너공급밸브(33)의 저면에 형성된 믹싱챔버(44)로 유입되게 된다. 이때 상기 액상토너공급밸브(33)의 일측에 설치된 실린더(32)에 의해 피스톤 로드(34)가 후진하게 되며, 이때 상기 피스톤 로드(34)에 의해 막혀있던 제 1수직관(28)이 개방되면서 유입관로(38)에 충진되어 있던 액상토너가 상기 제 1수직관(28)으로 주입되게 되며, 이에 따라 상기 액상토너는 폴이올 원액과 같이 제 1수직관(28)을 통해 전술한 믹싱챔버(44)로 유입되며, 또한 제 2수직관(30)으로는 이소시아네이트 원액이 상기 믹싱챔버(44)로 유입되게 되는것이다.

그리고 상기 믹싱챔버(44)의 내부에서 고속으로 회전하는 임펠러(42)에 의해 상기의 원액들은 효과적으로 혼합되게 된다. 이때 상기 임펠러의 혼합과정을 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 우선 상기 임펠러(42)의 상부에 형성된 제 1혼합부(50)로 바람직하게는 상기 제 1혼합부(50)의 상부에 형성된 홈(53)으로 전술한 폴리올과 이소시아네이트와 액상토너가 유입되게 된다. 이때 상기 임펠러(42)의 회전력으로 인해 상기 원액들은 상기 홈(53)에서 소용돌이를 형성함으로서 혼합되며 이후에 원심력에 의해 상기 제 1혼합부(50)의 외주면에 형성된 구멍(52)을 통과하게 되며, 이후에 나선홈(54)을 따라서 제 2혼합부(58)로 유입되게 된다. 이때 상기 나선홈(54)의 사이에 형성된 그루브(56)에 의해 상기의 원액들은 다시 한번 혼합되면서 하부의 나선홈(54)으로 이동하여 제 2혼합부(58)로 유입되게 되는 것이다. 이후에 1차적으로 혼합된 원액들은 상기 제 2혼합부(58)의 외주면에 형성된 제 1, 2날개판(60 ,62)에 의해 2차적으로 혼합되게 된다. 즉, 상기 제 1, 2날개판(60, 62)이 서로 엇갈리게 구성되어 회전함으로서 제 2혼합부(58)에 유입된 원액들은 엇갈린 제 1, 2날개판(60 ,62)에 지속적으로 부딪치며 와류를 형성하면서 2차적으로 혼합되게 되는 것이다. 그리고 상기 제 2혼합부(58)를 거쳐 2차로 혼합된 원액들은 마지막으로 제 3혼합부(64)로 유입되어 혼합되게 된다. 즉, 상기 제 3혼합부(64)의외주면에 형성된 나선홈(66)을 따라 3차적으로 혼합되게 된다. 이때 상기 나선홈(66)의 사이에도 그루브(68)를 형성하여 재차로 혼합된 후, 다시 나선홈(66)을 타고 이동하면 혼합되는 것이다. 그리고 상기의 과정을 거쳐 혼합된 폴리올과 이소시아네이트와 액상토너는 전술한 믹싱챔버(44)의 하단부에 형성된 노즐(도면에 미도시 함)을 통하여 제품의 형상을 가진 금형으로 토출시킴으로서 다양한 색상을 가진 제품으로 성형할 수 있게 된다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 고안은 폴리올과 이소시아네이트가 공급되는 원액공급블럭의 저면부에 별도의 액상토너투입블럭을 설치함으로서 다양한 색상으로의 변경이 용이하며, 또한 폴리올과 이소시아네이트와 액상토너가 서로 혼합되는 믹싱챔버의 내부에 제 1, 2, 3혼합부로 구성된 임펠러를 설치함으로서 상기의 원액들을 효과적으로 혼합할 수 있는 장점이 있다.

Claims

폴리올과 이소시아네이트가 공급되는 원액공급블럭(11)과;

상기 원액공급블럭(11)의 저면에 설치되며 소정의 색상을 가진 액상토너가 공급되는 액상토너공급블럭(33)과;

상기 액상토너공급블럭(33)의 저면에 설치되며 상기 폴리올과 이소시아네이트와 액상토너가 서로 혼합되는 믹싱챔버(44)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 폴리우레탄 제조용 저압 발포기.
제 1항에 있어서, 상기 원액공급블럭(11)의 내부에는 제 1, 2공급관로(14, 16)와 제 1, 2수직관로(28, 30)를 가지며, 상기 제 1, 2공급관로(14, 16)와 제 1, 2수직관로(28, 30)의 사이에는 제 1, 2연결관로(20 22)를 가지는 봉체(18)가 설치됨을 특징으로 하는 폴리우레탄 제조용 저압 발포기.
제 2항에 있어서, 상기 제1, 2수직관로(28, 30)는 액상토너공급블럭(33)의 내부로 연장되게 형성되며, 상기 제 1수직관로(28)의 일측으로 적어도 1개 이상의 유입관로(38)가 형성되며, 상기 각 유입관로(38)의 내부에는 실린더(32)의 피스톤로드(34)가 삽입됨을 특징으로 하는 폴리우레탄 제조용 저압 발포기.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 믹싱챔버(44)의 내부에는 임펠러(42)가 설치됨을 특징으로 하는 폴리우레탄 제조용 저압 발포기.
제 4항에 있어서, 상기 임펠러(42)는;

외주면으로 각각의 제 1, 2날개판(60, 62)이 결합된 제 2혼합부(58)가 형성되며, 상기 제 2혼합부(58)의 양측에는 외주면을 따라 나선홈(54, 66)이 형성된 제 1, 3혼합부(50, 64)가 형성됨을 특징으로 하는 폴리우레탄 제조용 저압 발포기.
제 5항에 있어서, 상기 제 1혼합부(50)의 나선홈(54) 구멍(52)이 형성됨을 특징으로 하는 폴리우레탄 제조용 저압 발포기.
제 5항에 있어서, 상기 제 1, 3혼합부(50, 64)의 중앙 외주면에는 그루브(56, 68)가 형성됨을 특징으로 하는 폴리우레탄 제조용 저압 발포기.
제 5항에 있어서, 상기 제 1날개판(60)과 제 2날개판(62)은 서로 엇갈리게 형성됨을 특징으로 하는 폴리우레탄 제조용 저압 발포기.