KR20160093261A - 선택적인 난연성 발포 스티로폼재의 제조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선택적인 난연성 발포 스티로폼재의 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 상기 제조장치 내부에 투입되는 사전에 발포된 발포입자를 투입하는 것을 특징으로 하며, 이러한 발포입자의 외주연 필요한 난연재 종류를 선택하여 투입하며, 접착할 수 있는 접착제 종류를 선택하여 투입하여, 이를 동시에 교반하는 장치를 제공하는 선택적인 난연성 발포 스티로폼재의 제조 장치에 관한 것이다.
본 발명의 제조장치는 EPS 발포입자 표면에 접착제가 도포된 상태에서 난연성능 Powder를 투입하여, 난연성능을 가지도록 접착 코팅하는 장치를 특징으로 하되, 필요한 난연효과를 위하여 미리 설정된 난연재의 종류 및 이에 따른 접착제의 종류를 1개 또는 2개이상를 임의로 선택할 수 있는 장치를 제공하여, 난연재가 균일하게 코팅되도록 하며, 이러한 작업공정을 단순화하고, 고난연 발포 폴리스티렌 폼재를 얻을 수 있게 하는 것이며, 필요에 의하여 사용하기 쉽고, 간편한 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.

Description

선택적인 난연성 발포 스티로폼재의 제조 장치{Manufacturing apparatus for insulation and flame retardants of polystyrene foam}

본 발명은 선택적인 난연성 발포 스티로폼재의 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 상기 제조장치 내부에 투입되는 사전에 발포된 발포입자를 투입하는 것을 특징으로 하며, 이러한 발포입자의 외주연 필요한 난연재 종류를 선택하여 투입하며, 접착할 수 있는 접착제 종류를 선택하여 투입하여, 이를 동시에 교반하는 장치를 제공하는 선택적인 난연성 발포 스티로폼재의 제조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 발포스티로폼(Expandable Polystyrene)은 단열성과 완충성 및 가공성이 우수하므로 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있으며 특히 제품을 보호하는 포장재나 건축용 단열재 및 흡음재로서 주로 사용되고 있다.

하지만 상기 스티로폼은 열에 매우 취약하므로 화재시 열에 의해 스티로폼이 연소되어 화재의 확산을 초래하고 인체에 유해한 유독가스를 발생 시킴으로서 인명피해를 유발시키는 문제점이 있었다.

따라서 근래에는 상기와 같은 종래의 결점을 해소하고자 난연성을 갖는 발포스티로폼에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며 그 일 예로 성형스티로폼의 원료인 비드에 다공성 광물입자를 혼합하여 압축 성형한 것 및 성형된 스티로폼의 외측에 난연성시트 또는 난연제를 도포한 것과 완성된 발포스티로폼으로 내측으로 난연재를 주사하여 난연효과를 나타내도록 한 것 등이 있으나 종래 비드의 외측에 다공성 광물입자를 도포하여 스티로폼을 압축 성형한 것은 난연성은 우수하나 스티로폼의 우수한 성질인 가공성과 단열성 및 성형성을 감소시키게 되고 제조된 스티로폼이 무겁고 쉽게 부러지는 성질이 있어 취급이 어려울 뿐만 아니라, 생산성이 떨어지게 되고 완성된 제품에 수분이 침투하면 난연제의 융착성이 떨어지는 등의 결점이 있고 스티로폼의 외측에 난연성시트 또는 난연재를 도포한 것은 난연재를 스티로폼의 표면에 도포하고 건조하여야 하므로 작업에 많은 인력과 시간이 소요되어 생산성이 저하되고 대형의 제조장치가 추가되어 제조되는 스티로폼의 가격이 상승하게 되며 스티로폼의 내부 및 절단면에는 난연재가 존재하지 않음으로써 화재가 어느 정도 진척되면 내부의 스티로폼이 연소되는 문제점이 있으며 성형된 발포스티로폼의 내측으로 난연재를 투입하는 것은 성형된 스티로폼에 다수의 주사바늘을 이용하여 난연재를 스티로폼의 내측으로 주사하는 것으로 이는 시간이 지남에 따라 스티로폼의 내부에 주사된 난연재가 주사바늘에 의해 형성되는 구멍을 통하여 외부로 흘러나오게 되어 난연효과가 떨어지게 되고 스티로폼의 표면에 수많은 주사바늘구멍이 형성됨으로써 스티로폼의 강도가 저하되는 등의 결점이 있었다.

EPS 발포 비드에 도포된 난연재가 비드 표면에 접착되는 상태는 발포 폴리스티렌 폼재의 단열 또는 난연 성능에 중요한 변수가 되는데, 종래의 난연용 EPS 제조 공정에서 1차 원료와 난연재를 상호 코팅시키고, 2차 발포되어 난연재가 도포된 상태로 이송된 EPS 발포 비드를 건조시키는 공정은 하나의 라인으로 공급되는 건조실에서 진행되었다.

여기서 원료를 건조시키는 조건은 원료가 건조실에서 체류하는 시간과 온도조건 등에 의하여 결정이 된다.

따라서 하나의 라인에서 공급되는 원료를 건조시키는 과정은 직접적으로 건조시간을 조절할 수 없기 때문에 건조실에서 원료가 체류되는 시간을 조절하기 위해서는 이송 스크류에서의 압출 이송량을 조절하여 건조실로 공급되어 배출되는 원료의 양을 조절하거나 건조온도를 높이는 방법에 의존하여 왔다.

그러나 이송 스크류의 압출 이송량을 조절하게 되면 적정한 원료의 공급이 이루어지지 않게 되어 생산성이 저하되고, 한정된 건조실 내에서의 공급라인에서 건조온도를 상승시키는 방법만으로는 효율적인 건조에 의한 발포폴리스티렌 폼재의 난연성능을 기대하기 어렵다.

대한민국 특허 10-825203 대한민국 특허 10-542050 대한민국 특허 10-699350

일반적으로 발포 중합체는 원료를 발포한 다음 이 발포 알갱이를 성형기에 넣고 고온에서 압축하고 스팀을 분사하여서 되는 것으로, 포장, 파이프 및 튜브, 의복 손질, 건축 및 절연재에서 발포 시트, 필름, 프로파일 및 슬래브 등과 같은 다양한 형태로 활용되고 있는데, 특히, EPS 폼재는 현재 냉동기, 냉각기, 트럭, 기차, 건물, 지붕 및 주택의 절연재, 그리고 다층 구조의 패널에 대한 코어 물질로도 사용되고 있다.

이러한 EPS 폼재는 난연에 취약하며, 동일한 두께에서 난연성능의 우수한 재료를 원하고 있으며, 난연성 폼재로 개선시키는 요구가 증가되고 있으며, 또한, 생산단가를 저감시키고 생산효과가 뛰어난 난연스티로폼 개발장치의 필요성이 대두되고 있다.

본 발명에서는 발포된 원료의 표면에 난연재를 코팅시키는 장치 및 난연성 스티로폼을 제조하는 장치를 단순화되는 장치에 의하여 생산성을 향상시키기는 목적을 달성하고,

EPS 발포 비드 표면에 제조된 난연재를 도포하여, 접착제를 포함하는 난연재를 제조장치내에 주입하여, 발포된 원료에 난연재를 코팅시켜, 이를 성형시키는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 EPS 발포 비드를 이송하는 과정에서 난연재를 투입하여 발포 비드에 난연재가 코팅되게 하여 작업공정이 단순화되어 생산성을 향상시킬 수 있으며,

개개의 발포비드에 난연재가 균일하게 코팅되도록 하여, 스티로폼재의 난연단효과를 극대화 시키는 고난연 스티로폼재를 제조하는 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 발포입자 외주연에 접착된 난연입자를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 고난연 스티로폼재를 제조하는 장치를 나타낸 개략도,

본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시 예에 의하여 보다 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

다음에서 본 발명의 실시 예를 설명한다.

선택적인 난연성 발포 스티로폼재의 제조 장치에 있어서,

상기 제조장치(200)내부에 투입되는 사전에 발포된 발포입자(10)와;

다수개의 파우더 형상의 난연재에서 1개 또는 2개 이상의 난연재(30)를 선택하여 투입하는 호퍼(110)와;

상기 투입되는 파우더 난연재의 종류에 맞는 다수개의 접착제(20)를 투입하는 접착제 투입구(100);에 각각 별개로

발포입자(10), 접착제(20), 난연재(30)를 순서대로 설정시간간격을 기준으로 투입하고, 교반기(130)의 교반장치에 의하여 동시에 교반하여, 발포입자(50)의 외측에 접착제를 코팅하고, 접착제에 의하여 난연재를 발포입자의 외측에 접착시키도록 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적인 난연성 발포 스티로폼재의 제조 장치;로 이루어진 것이다.

또한, 상기 단열파우더는 흑색인 것이다.

상기 제조장치를 구체적으로 설명하면,

본 발명의 제조장치(200)내부에 사전에 발포된 발포입자(10)를 투입하는 것이며, 발포입자(10)는 입자 투입구(120)를 통하여 스티로폼재인 원료인 EPS를 미리 발포하여 장치의 내부에 투입하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다수개의 파우더 형상의 난연재에서 1개 또는 2개 이상의 난연재(30)의 중량은 발포입자(10)의 중량에 대응되도록 사전에 설정된 중량에 맞도록 조절되며, 난연재(30)의 종류는 필요한 난연효과에 맞도록 사전에 설정되는 것이다.

또한, 난연성능을 가지는 Powder, 예를 들면 흑연, 알루미늄등의 다수개의 파우더 형상의 난연재(30)를 1개 또는 필요에 의하면 2개 이상의 난연재를 선택하여 투입하도록 호퍼(110)을 설치하는 것이다. 이러한 호퍼(110)의 갯수는 난연재의 종류와 동일한 것이다. 투입되는 난연재의 중량은 대상물인 발포입자의 중량에 비례하여 사전에 설정되어 투입되도록 전자저울에서 무게를 측정하고, 조절하여 하는 것이다.

또한, EPS발포비드 표면에 접착시키기 위해 먼저 접착제(20)로서, PVA, EVA, MDI , Polyol등을 발포입자의 표면에 코팅되도록 하기 위하여, 투입되는 파우더 난연재의 종류에 맞는 다수개의 접착제를 투입하는 접착제 투입구(100)을 설치하는 것이다.

접착제의 종류는 다수개로서, 접착제 투입구(100)의 갯수도 다수개인 것이다. 상기와 같이, 발포입자(10), 난연재(30)와 접착제(20)를 동시에 본 발명의 제조장치에 투입시키고, 제조장치내의 교반기(130)의 교반장치에 의하여 동시에 교반하여, 발포입자(10)의 외측에 접착제를 코팅하고, 접착제에 의하여 난연재를 발포입자의 외측에 접착시키도록 하는 장치를 특징으로 하는 것이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 발포입자(10)의 외주연에 접착제(20)가 코팅되며, 이러한 접착제(20)에 의하여 설정된 난연재(30)가 접착되어, 난연재가 코팅완료된 발포입자(50)가 제조되는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 제조장치는 EPS 발포입자 표면에 접착제가 도포된 상태에서 난연성능 Powder를 투입하여, 난연성능을 가지도록 접착 코팅하는 장치를 특징으로 하되, 필요한 난연효과를 위하여 미리 설정된 난연재의 종류 및 이에 따른 접착제의 종류를 1개 또는 2개이상으로 용이하게 선택할 수 있는 장치를 제공하여 필요에 의하여 사용하기 쉽고, 간편한 제조장치를 제공하고자 하는 것이다.

이러한 제조장치에 의하여 배출구(120)를 통하여 배출되어 제조된 난연재가 코팅완료된 발포입자를 성형기에 투입하여, 융착 성형하여 2종 EPS폼재를 제조하는 것이다.

통상 발포된 원료는 6mm정도이며, 단열 파우더는 4μm 정도의 크기로서, 접착제가 붙은 난연 파우더는 교반를 진행하면서 발포된 원료의 표면에 균일하게 코팅되는 것이다.

이러한 단계를 거쳐 완성된 고단열 발포입자는 통상의 블록 성형기에 투입되어 고온으로 압축되면서 스팀이 분사되는 일반적인 성형 방법에 의하여 발포 성형이 완료되는 것이다.

상기 난연파우더의 색상은 임의로 선택할 수 있는 것으로서, 통상 난연용 스티로폼재를 나타내는 색상으로서, 흑색을 선정할 수 있다.

10: 발포입자 20: 접착제
30: 난연재 50: 난연재가 코팅완료된 발포입자
100: 접착제 투입구 110: 접착제 투입구
130 : 교반기 140 : 배출구

Claims (2)

1. 선택적인 난연성 발포 스티로폼재의 제조 장치에 있어서,
   상기 제조장치(200)내부에 투입되는 사전에 발포된 발포입자(50)와;
   다수개의 파우더 형상의 난연재에서 1개 또는 2개 이상의 난연재(30)를 선택하여 투입하는 호퍼(110)와;
   상기 투입되는 파우더 난연재의 종류에 맞는 다수개의 접착제(20)를 투입하는 접착제 투입구(100);에 각각 별개로
   발포입자(10), 접착제(20), 난연재(30)를 순서대로 설정시간간격을 기준으로 투입하고, 교반기(130)의 교반장치에 의하여 동시에 교반하여, 발포입자(10)의 외측에 접착제를 코팅하고, 접착제에 의하여 난연재를 발포입자의 외측에 접착시키도록 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 선택적인 난연성 발포 스티로폼재의 제조 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 다수개의 파우더 형상의 난연재(30)에서 1개 또는 2개 이상의 난연재(30)의 중량은 발포입자(10)의 중량에 대응되도록 사전에 설정된 중량에 맞도록 조절되며, 난연재(30)의 종류는 필요한 난연효과에 맞도록 사전에 설정되는 것을 특징으로 하는 선택적인 난연성 발포 스티로폼재의 제조 장치.

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