KR20170002093A - 우레탄 발포기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리올과 이소시아네이트를 발포기에 헤더에 선택적으로 동시에 공급되게 하는 신규한 구조의 우레탄 발포기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 우레탄 발포기는 실린더에 의해 Z 축상에서 작동되며, 그 하단에 하향 경사면이 형성되어 있는 푸셔를 갖는 제1의 Z축 작동체; 상기 제1의 Z축 작동체의 하강 동작에 따라 상기 푸셔의 경사면을 따라 회전운동을 하면서 후퇴하는 X 및 Y축 작동체;를 포함한다. 상기 X축 및 Y축 작동체 중의 어느 하나의 작동체에는 폴리올 저장소로부터의 폴리올이 공급되고, 다른 하나의 작동체에는 이소시아네이트 저장소로부터의 이소시아네이트가 공급되어 하나의 우레탄 발포기 헤드 내에 함께 동시적으로 공급되게 구성된다. 본 발명에 의하면, 폴리올 저장소로부터의 폴리올과 이소시아네이트 저장소로부터의 이소시아네이트가 발포기 헤더에 동시에 공급되게 하여 최종적으로 발포되어 생산되는 제품 불량률을 없애거나 최소화하는 장점이 있다.

Description

우레탄 발포기 {Urethane foaming apparatus}

본 발명은 폴리올과 이소시아네이트를 발포기에 헤더에 선택적으로 동시에 공급되게 하는 신규한 구조의 우레탄 발포기에 관한 것이다.

일반적으로, 우레탄 폼은 폴리올을 주성분으로 하여 발포제, 촉매, 난연제 및/또는 계면활성제가 혼합된 폴리올 주제의 성분과 이소시아네트와 같은 경화제의 두 원액을 화학적인 반응을 일으켜 형성된다.

이때 상기한 바와 같이 2종의 원액을 급속하게 혼합하여 화학적 반응을 일으키기 위해서 사용하는 기계를 발포기라 한다. 이러한 발포기는 폴리올 주제의 성분과 이소시아네이트와 같은 경화를 혼합하는 방식에 따라 통상 고압 발포기와 저압 발포기의 두 종류로 구분된다.

고압 발포기는 특히 도 1에 도시된 바와 같이 상기한 주제(1)인 폴리올 시스템과 경화제(2)인 이소시아네이트 원액이 고압 발포 헤드(7) 내부의 좁은 챔버(8) 내부에서 서로 고압으로 만나서 급속하게 섞이게 되는데, 이 원액들이 챔버(8) 내부로 고압으로 분사되기 위해서는, 원액들(1,2)을 고압 하에서도 정량을 공급할 수 있는 고압 정량 펌프(5)로 발포 헤드(7)까지 이송한 후, 헤드 내부 혼합 챔버(8)로 뿜어나오는 말단 노즐(6)을 통해 정량이 빠져나가려는 원액이 결국 100bar (약 102kgf/cm²) 이상의 압력을 만들어 분사되게 하고, 이렇게 분사된 원액(1,2)들은 작은 챔버(8) 내부에서 서로 강력하게 부딪쳐 순식간에 섞이게 되어 높은 효율로 혼합된다. 따라서 화학적 반응이 충실하게 일어나게 되고 결과적으로는 우레탄 폼을 형성하는 셀의 크기가 미세하고 균질한 우수한 폼을 만들 수 있다. 이러한 고압 발포기는 토출 용량이 커서 산업용도로 많이 사용된다.

반면, 저압 발포기는 특히 도 2에 도시된 바와 같이 큰 압력 없이 저압으로 원액(1,2)들을 이송하되, 저압 발포 헤드(9) 안에서 원액(1,2)들을 원활히 섞어주기 위해서 모터(12)에 의해 빠르게 회전하는 회전체(9-1)를 사용하는데, 짧은 시간에 섞임 효율을 좋게 하기 위해서는 회전체(9-1)가 고속으로 돌면서 회전체(9-1)에 돌출된 많은 돌기 형상의 회전날개(9-2)가 주제(1)인 폴리올과 경화제(2)인 이소시아네이트를 짧은 시간 내에 가능한 많이 서로 충돌하게 하여 혼합 효율을 증대하는 방식을 사용한다. 저압 발포기는 토출 용량이 작아 소규모의 신발 종류를 만드는데 사용된다.

저압 발포기는 상기한 바와 같이 폴리올 주제의 성분과 경화제 성분의 효율적인 혼합을 위해 외주면에 다수의 돌기가 형성된 회전체(9-1)가 사용되므로, 그 자체로 중량을 증가시킬 뿐만 아니라 발포 후의 내부를 청소함에 있어서도 폴리이소시아네이트의 빠른 경화로 인해 세척 효율이 떨어지는 문제가 있다.

한국등록특허 제10-0853252호 (2008년08월13일 등록, 발명의 명칭 "우레탄 저압 발포기 헤드") 한국등록특허 제10-0853251호 (2008년08월13일 등록, 발명의 명칭 "우레탄 고압 발포기 헤드") 한국공개특허 제10-2012-0055088호 (2012년05월31일 공개, 발명의 명칭 "고압 저압 일체형 우레탄 발포장치")

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 폴리올과 이소시아네이트를 발포기 헤더에 동시에 공급되게 하여 최종 발포된 우레탄 제품의 불량 가능성을 없앨 수 있는 우레탄 발포기를 제공하는 데에 있다.

상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

실린더에 의해 Z 축상에서 작동되며, 그 하단에 하향 경사면이 형성되어 있는 푸셔를 갖는 제1의 Z축 작동체;

상기 제1의 Z축 작동체의 하강 동작에 따라 상기 푸셔의 경사면을 따라 회전운동을 하면서 후퇴하는 X 및 Y축 작동체;를 포함하여 이루어지며,

상기 X축 및 Y축 작동체 중의 어느 하나의 작동체에는 폴리올 저장소로부터의 폴리올이 공급되고, 다른 하나의 작동체에는 이소시아네이트 저장소로부터의 이소시아네이트가 공급되어 하나의 우레탄 발포기 헤드 내에 함께 동시적으로 공급되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 우레탄 발포기를 제공한다.

본 발명에 있어, 상기 Z축상 푸셔의 경사면에 접하는 X축 및 Y축상 작동체에는 롤러가 그 경사면에 접촉한 상태에서 회전 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 각각의 상기 롤러의 후방에는 인장스프링이 장착되어 상기 푸셔에 의한 X축 및 Y축상 작동체의 강제 후퇴후 원위치 복원되게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어, 상기 Y축 작동체를 기준으로 하여 상기 X축 작동체에 대향되는 위치에 다른 폴리올이 공급되게 하는 -X축 작동체가 장착되고, 이와 함께 상기 Y축 작동체와 나란하게 Y' 축 작동체가 장착되어 있으며, 이와 함께 상기 Z축 작동체가 X축 및 Y축 작동체 또는 -X축 작동체 및 Y' 작동체가 선택적으로 작동되게 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 폴리올 저장소로부터의 폴리올과 이소시아네이트 저장소로부터의 이소시아네이트가 발포기 헤더에 동시에 공급되게 하여 최종적으로 발포되어 생산되는 제품 불량률을 없애거나 최소화하는 장점이 있다.

도 1 내지 도 2는 종래기술을 나타낸다.
도 3 내지 도 7은 본 발명을 나타낸다.

이하, 본 발명은 첨부된 예시 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 도면부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 3 내지 도 7은 본 발명을 나타낸다. 특히, 도 3은 본 발명의 우레탄 발포기의 전체 모습을 보여주는 사진이고, 도 4는 다른 각도에서 바라본 우레탄 발포기의 전체 모습을 보여주는 사진이며, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 우레탄 발포기의 부분 확대 사진이다.

도 3 내지 도 7을 함께 참조하면, 본 발명에 따른 우레탄 발포기는 실린더에 의해 Z 축상에서 작동되며, 그 하단에 하향 경사면이 형성되어 있는 푸셔를 갖는 제1의 Z축 작동체와, 상기 제1의 Z축 작동체(100)의 하강 동작에 따라 상기 푸셔(102)의 경사면을 따라 회전운동을 하면서 후퇴하는 X 및 Y축 작동체;를 포함한다.

상기 X축 및 Y축 작동체 중의 어느 하나의 작동체에는 폴리올 저장소로부터의 폴리올이 공급되고, 다른 하나의 작동체에는 이소시아네이트 저장소로부터의 이소시아네이트가 공급되어 하나의 우레탄 발포기 헤드 내에 함께 동시적으로 공급되게 구성된다.

이를 위해, 상기 Z축상 푸셔의 경사면에 접하는 X축 및 Y축상 작동체에는 롤러가 그 경사면에 접촉한 상태에서 회전 가능하게 장착된다.

각각의 상기 롤러의 후방에는 인장스프링이 장착되어 상기 푸셔에 의한 X축 및 Y축상 작동체의 강제 후퇴후 원위치 복원되게 구성된다.

상기 Y축 작동체를 기준으로 하여 상기 X축 작동체에 대향되는 위치에 다른 폴리올이 공급되게 하는 -X축 작동체가 장착되고, 이와 함께 상기 Y축 작동체와 나란하게 Y' 축 작동체가 장착되어 있으며, 이와 함께 상기 Z축 작동체가 X축 및 Y축 작동체 또는 -X축 작동체 및 Y' 작동체가 선택적으로 작동되게 구성될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 구체예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 실린더에 의해 Z 축상에서 작동되며, 그 하단에 하향 경사면이 형성되어 있는 푸셔를 갖는 제1의 Z축 작동체;
   상기 제1의 Z축 작동체의 하강 동작에 따라 상기 푸셔의 경사면을 따라 회전운동을 하면서 후퇴하는 X 및 Y축 작동체;를 포함하여 이루어지며,
   상기 X축 및 Y축 작동체 중의 어느 하나의 작동체에는 폴리올 저장소로부터의 폴리올이 공급되고, 다른 하나의 작동체에는 이소시아네이트 저장소로부터의 이소시아네이트가 공급되어 하나의 우레탄 발포기 헤드 내에 함께 동시적으로 공급되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 우레탄 발포기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 Z축상 푸셔의 경사면에 접하는 X축 및 Y축상 작동체에는 롤러가 그 경사면에 접촉한 상태에서 회전 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 우레탄 발포기.
3. 제2항에 있어서, 각각의 상기 롤러의 후방에는 인장스프링이 장착되어 상기 푸셔에 의한 X축 및 Y축상 작동체의 강제 후퇴후 원위치 복원되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 우레탄 발포기.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 Y축 작동체를 기준으로 하여 상기 X축 작동체에 대향되는 위치에 다른 폴리올이 공급되게 하는 -X축 작동체가 장착되고, 이와 함께 상기 Y축 작동체와 나란하게 Y' 축 작동체가 장착되어 있으며, 이와 함께 상기 Z축 작동체가 X축 및 Y축 작동체 또는 -X축 작동체 및 Y' 작동체가 선택적으로 작동되게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 우레탄 발포기.

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