KR20180022207A - 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치 및 방법 - Google Patents

폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐합성고분자 재료를 부직포 사이에 개재시켜 다층시트 형태의 산업건축자재로 제조함에 있어서, 부직포와 폐합성고분자 재료의 결합력을 강화시킴과 동시에 폐합성고분자 재료의 수축을 방지함에 따라 예를 들어 건축용 내,외장패널, 보도블록 등으로 사용하기에 접합한 내구성을 가지는 산업건축자재를 제조할 수 있도록 한 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치 및 방법에 관한 것으로,
다수의 부직포롤과, 상기 부직포롤로부터 제공되는 부직포 사이에 폐합성고분자 재료를 압출하는 수지압출기와, 상기 부직포와 상기 폐합성고분자 재료를 다층시트로 가열합지하는 합지롤러쌍과, 상기 다층시트를 지지회전롤에 대해 다수의 유압실린더롤로 가열압착하는 가열프레싱유닛과, 상기 가열프레싱유닛에 의해 가열압착된 상기 다층시트를 냉각압착하는 다수의 냉각롤러쌍과, 상기 냉각롤러쌍에 의해 1차 냉각된 상기 다층시트를 냉각액과의 열교환을 통해 냉각시키는 냉각유닛과, 상기 냉각유닛에 의해 냉각된 상기 다층시트를 일정 길이로 절단하는 커팅유닛을 포함하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치를 제공한다.

Description

폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD MANUFACTURING FOR INDUSTRIAL AND CONSTRUCTION MATERIALS USING WASTED SYNTHETIC MATERIAL}
본 발명은 폐합성섬유 및 폐합성수지(이하 '폐합성고분자 물질'이라 함)를 이용한 산업건축자재 제조장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 예를 들어 폐비닐, 폐플라스틱 등의 폐합성수지와 폐부직포나 폐직포 등의 폐합성섬유를 주재료로 하여 내구성이 우수한 다층시트 형태로 제조함에 따라 예를 들어 건축용 내,외장패널, 보도블록 등과 같은 산업건축자재로 사용될 수 있도록 한 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치 및 방법에 관한 것이다.
근래의 급속한 산업발달과 일회용제품의 선호로 인하여 폐비닐, 폐플라스틱, 부직포나 직포 등과 같은 각종 폐합성수지 재료(waste synthetic resinsand)나 폐합성섬유(waste synthetic fiber)의 발생량이 증가하고 있다.
폐합성수지나 폐합성섬유는 재활용될 수 있음에도 불구하고 재활용을 위한 추가 비용의 부담으로 인해 대부분은 재활용되지 못하고 다른 산업폐기물과 함께 매립되거나 소각처리되고 있는 실정이다.
이러한 폐합성수지나 폐합성섬유의 페기처리는 국가적 차원에서 볼 때 자원의 낭비뿐 아니라 소각 시에 발생하는 악취 및 유해물질로 인해 환경오염을 일으키게 되고, 매립 시에는 토양 및 수질이 오염되어, 결과적으로 국민생활에 많은 악영향을 미치고 있는 실정이다.
최근에는 환경오염방지와 자원재활용 측면에서 폐합성수지나 폐합성섬유를 매립하거나 소각하지 않고 건축산업자재로 재생시켜 사용하기 위한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다.
이러한 연구의 일 예로, 대한민국 특허공개 제10-2007-0019318호(2007.02.15. 공개)에는 수거 및 적정크기로 분쇄되어 얻어진 폐합성수지를 세척 및 탈수하여 수분을 제거하는 세척 및 탈수조와, 상기 탈수조로부터 수분이 제거되어 얻어진 폐합성수지를 컨베이어로 이송시키면서 건조시키는 건조기와, 상기 건조된 폐합성수지와 안료호퍼에서 공급되는 무기안료를 적정비율로 배합하며 그 배합된 원료를 1차 가열로 부피를 줄여 배출하는 내부에 회전날개와 예열히터를 구비한 배합압출기와, 상기 배합압출기에서 배합된 원료를 히터로 2차 가열하여 용융시키며 그 용융된 원료를 내부에 구비된 한쌍의 스크류를 통해 배출하는 용융압출기와, 상기 용융압출기에서 배출되는 원료를 드럼롤러로 가압하여 이송시키는 가압기와, 상기 가압기로부터 이송되어온 원료를 적정한 크기로 절단하여 롤러이송기를 통해 공급하는 절단기와, 건축자재의 용도에 따라 각각 형성되어 상기 이송되어 온 원료를 압착 성형하며 그 압착 성형된 제품들을 각각 냉각시키는 다수의 냉각성형기를 포함한 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조장치가 개시되어 있다.
또한 수거 분쇄된 폐합성수지를 세척, 탈수 및 건조시켜 120℃∼150℃ 정도의 온도를 갖는 배합압출기에서 상기 폐합성수지 100중량부에 대하여 무기완료 0.4∼0.67중량부로 배합하여 가열하는 배합압출공정과, 상기 배합된 원료를 200℃∼250℃ 정도의 온도를 갖는 용융압출기에서 용융시켜 배출하는 용융압출공정과, 상기 용융된 원료를 드럼롤러로 가압하고 절단기에서 적정크기로 절단시켜 이송시키는 가압절단공정과, 상기 적정크기로 절단된 원료를 압착·냉각시켜 원하는 건축자재를 얻는 냉각성형공정을 포함한 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 건축자재 제조방법이 개시되어 있다.
또한 대한민국 특허등록공보 제10-2013-0122814호(2013.11.11. 공개)에는 1폐고무와 폐합성수지의 혼합재질로 제조된 토목·건축건자재에 있어서, 상기 혼합재질은 폐고무 10 ~ 30wt%와 폐합성수지 70 ~ 90wt%를 140 ~ 170℃에서 40 ~ 50rpm의 교반 속도로 5 ~ 10분간 혼합하여 조성된 제 1 혼합물 80 ~ 90wt%와, PP(PolyPropylene)의 유기첨가제 5 ~ 10wt%와, 유리섬유의 무기첨가제 5 ~ 10wt%;를 150 ~ 200℃에서 2 ~ 5분간 교반하여 조성된 것으로, 상기 혼합재질을 이용하여 토목·건축건자재가 제조됨을 특징으로 하는 폐고무와 폐합성수지를 이용하여 제조된 인장강도가 우수한 토목·건축건자재가 개시되어 있다.
그러나 이러한 종래의 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치 및 방법의 경우에는 부직포를 이용하여 다층시트 형태로 제조함에 있어서 폐합성고분자 재료와 부직포 사이의 결합력이 약하거나 폐합성고분자 재료의 수축 등으로 인해 부직포가 들뜨게 됨에 따라 예를 들어 건축용 내,외장패널, 보도블록 등과 같은 산업건축자재로 사용되기 어려운 문제점이 있었다.
특허문헌 1 : 대한민국 특허공개 제10-2007-0019318호(2007.02.15. 공개) 특허문헌 2 : 대한민국 특허등록공보 제10-2013-0122814호(2013.11.11. 공개)
따라서 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 폐합성고분자 재료를 부직포 사이에 개재시켜 다층시트 형태의 산업건축자재로 제조함에 있어서, 부직포와 폐합성고분자 재료의 결합력을 강화시킴과 동시에 폐합성고분자 재료의 수축을 방지함에 따라 예를 들어 건축용 내,외장패널, 보도블록 등으로 사용하기에 접합한 내구성을 가지는 산업건축자재를 제조할 수 있도록 한 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치 및 방법을 제공하는 과제를 기초로 한다.
전술한 본 발명의 과제는, 다수의 부직포롤과, 상기 부직포롤로부터 제공되는 부직포 사이에 폐합성고분자 재료를 압출하는 수지압출기와, 상기 부직포와 상기 폐합성고분자 재료를 다층시트로 가열합지하는 합지롤러쌍과, 상기 다층시트를 지지회전롤에 대해 다수의 유압실린더롤로 가열압착하는 가열프레싱유닛과, 상기 가열프레싱유닛에 의해 가열압착된 상기 다층시트를 냉각압착하는 다수의 냉각롤러쌍과, 상기 냉각롤러쌍에 의해 1차 냉각된 상기 다층시트를 냉각액과의 열교환을 통해 냉각시키는 냉각유닛과, 상기 냉각유닛에 의해 냉각된 상기 다층시트를 일정 길이로 절단하는 커팅유닛을 포함하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치를 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 합지롤러쌍으로 제공되는 부직포 사이로 면상발열체를 제공하는 면상발열체롤를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 가열프레싱유닛과 상기 냉각롤러쌍 사이에 설치되는 가열압착롤러쌍을 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 냉각유닛과 상기 커팅유닛 사이에 설치되고 상기 냉각유닛에 의해 냉각된 상기 다층시트에 자외선차단코팅제를 도포하는 코팅유닛과, 상기 코팅유닛과 상기 커팅유닛 사이에 설치되고 상기 코팅유닛에 의해 도포된 자외선차단코팅제를 건조시키는 건조유닛을 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 커팅유닛의 후방측에 설치되고 상기 커팅유닛에 의해 절단된 상기 다층시트가 적재되는 적재대를 더 포함한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 폐합성고분자 재료에는 20 내지 30 중량%의 목분 또는 석분이 혼합된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 다층시트의 전후면이 가열압착되도록, 상기 가열프레싱유닛의 지지회전롤은 상측에 2개가 배열되고 그 사이 하측에 1개가 배열되고, 상기 가열프레싱유닛의 유압실린더롤은 상측에 배열되는 지지회전롤에 대해 상측 둘레를 따라 상기 지지회전롤로 가압되도록 배열되며 하측에 배열되는 지지회전롤에 대해 하측 둘레를 따라 상기 지지회전롤로 가압되도록 배열된다.된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 가열프레싱유닛의 유압실린더롤은 1개의 유압실린더에 2개의 가압롤러가 배열되는 구조를 가진다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 냉각롤러쌍은 자체 냉각을 위해 다수조로 나뉘어 교호적으로 또는 순차적으로 작동된다.
또한 전술한 본 발명의 과제는, 부직포롤로부터 제공되는 부직포 사이에 폐합성고분자 재료를 압출하는 수지압출단계와, 상기 부직포와 상기 폐합성고분자 재료를 다층시트로 가열합지하는 합지단계와, 상기 다층시트를 지지회전롤에 대해 다수의 유압실린더롤로 가열압착하는 가열압착단계와, 상기 다층시트를 냉각하는 냉각단계와, 냉각된 상기 다층시트를 일정 길이로 절단하는 커팅단계를 포함하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 냉각단계에서 냉각된 상기 다층시트에 자외선차단코팅액을 도포하는 코팅단계와, 상기 코팅단계에서 상기 다층시트에 도포된 자외선차단코팅액을 건조시키는 건조단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 수지압출단계에서는 상기 부직포 사이에 면상발열체롤로부터 제공되는 면상발열체가 개재된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 가열압착단계에서 상기 다층시트의 전후면이 가열압착되도록, 상기 가열프레싱유닛의 지지회전롤은 상측에 2개가 배열되고 그 사이 하측에 1개가 배열되고, 상기 가열프레싱유닛의 유압실린더롤은 상측에 배열되는 지지회전롤에 대해 상측 둘레를 따라 상기 지지회전롤로 가압되도록 배열되며 하측에 배열되는 지지회전롤에 대해 하측 둘레를 따라 상기 지지회전롤로 가압되도록 배열된다.
본 발명에 따른 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치 및 방법에 의하면, 부직포 사이에 폐합성고분자 재료를 압출시킨 후 유압실린더롤로 전후면을 가열압착한 다음 냉각 및 건조시켜 다층시트 형태의 산업건축자재로 제조함으로써 부직포와 폐합성고분자 재료의 결합력이 대폭적으로 강화됨과 동시에 폐합성고분자 재료의 추후 열수축이 방지됨에 따라 예를 들어 건축용 내,외장패널, 보도블록 등으로 사용하기에 접합한 내구성을 가지는 산업건축자재를 제조할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
본 발명에 따른 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치 및 방법에 의하면, 사용용도에 따라 면상발열체가 개재된 다층시트 형태의 산업건축자재가 제조될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치의 개략구조도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치의 개략구조도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조방법의 전체 공정순서도.
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.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치(1)는, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 다수의 부직포롤(10)과, 부직포롤(10)로부터 제공되는 부직포(11) 사이에 폐합성고분자 재료(21)를 압출하는 수지압출기(20)와, 부직포(11)와 폐합성고분자 재료(21)를 다층시트(31)로 가열합지하는 합지롤러쌍(30)과, 다층시트(31)를 지지회전롤(41)에 대해 다수의 유압실린더롤(43)로 가열압착하는 가열프레싱유닛(40)과, 가열프레싱유닛(40)에 의해 가열압착된 다층시트(31)를 냉각압착하는 다수의 냉각롤러쌍(50)과, 냉각롤러쌍(50)에 의해 1차 냉각된 다층시트(31)를 냉각액과의 열교환을 통해 냉각시키는 냉각유닛(60)과, 냉각유닛(60)에 의해 냉각된 다층시트(31)를 일정 길이로 절단하는 커팅유닛(70)을 포함한다.
여기서, 부직포롤(10)은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치(1)의 외부표면을 형성하는 부직포를 연속적으로 제공하는 것으로, 적어도 2개 이상의 다수개가 구비되는 것이 바람직하다.
부직포(11)는 부직포롤(10)의 축에 연결되는 구동모터에 의해 부직포롤(10)로부터 동일한 속도로 자동으로 인출될 수도 있고, 합지롤러쌍(30) 등의 인출방향 회전에 의해 부직포롤(10)로부터 수동으로 인출될 수 있다.
또한 부직포롤(10)로부터 인출되는 부직포(11)는 폐합성고분자 재료(21)와 용이하게 합지될 수 있도록 열풍예열기(13)를 거쳐 예열된 상태로 수지압출기(20) 및 합지롤러(30)로 제공되는 것이 바람직하다.
전술한 부직포롤(10)의 인출측에는 수지압출기(20)가 설치된다. 수지압출기(20)는 부직포롤(10)로부터 제공되는 부직포(11) 사이에 폐합성고분자 재료(21)를 고온의 유동성수지 형태로 압출하는 역할을 한다. 이러한 수지압출기(20)의 구성은 이미 공지되어 있는 바, 여기서는 명세서의 간략화를 위해 상세설명은 생략하기로 한다.
수지압출기(20)로는 폐비닐, 폐플라스틱 등을 칩 형태로 사전 가공한 폐합성고분자 재료칩에 투입되고, 폐합성고분자 재료(21)의 형태를 잡아주기 위해 70 내지 80 중량%의 폐합성고분자 재료칩에 20 내지 30 중량%의 목분 또는 석분이 혼합되어 투입되는 것이 바람직하다.
전술한 수지압출기(20)의 압출측에는 합지롤러쌍(30)이 설치된다. 합지롤러쌍(30)은 부직포(11)와 폐합성고분자 재료(21)를 양측에서 가압롤링하여 산업건축자재로 사용될 다층시트(31)로 가열합지하는 롤러쌍이다.
합지롤러쌍(30)은 산업건축자재로 사용될 다층시트(31)의 소요 두께에 상응하는 거리로 이격되며, 수지압출기(20)로부터 압출된 고온의 폐합성고분자 재료가 유동성을 유지할 수 있도록 180 내지 200℃로 가열유지되는 공지의 히팅롤러로 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 합지롤러쌍(30)의 후방측에는 가열프레싱유닛(40)이 설치된다. 가열프레싱유닛(40)은 합지롤러쌍(30)에 의해 1차적으로 합지된 다층시트(31)를 가열압착함으로써 부직포(11)와 폐합성고분자 재료(21)가 일체화되도록 하는 것으로, 전체적으로는 다층시트(31)를 지지회전롤(41)에 대해 다수의 유압실린더롤(43)로 가열압착하는 구조를 가진다.
지지회전롤(41)은 자체 회전축에 연결된 구동모터에 의해 회전구동된다. 또한 지지회전롤(41)은 다층시트(31)의 전후면이 가열압착되어 부직포(11)와 폐합성고분자 재료(21) 사이의 결합력이 더욱 강화될 수 있도록, 가열프레싱유닛(40)의 지지회전롤(41)은 상측에 2개가 배열되고 그 사이 하측에 1개가 배열되는 것이 바람직하다.
또한 지지회전롤(41)은 폐합성고분자 재료가 어느 정도의 유동성을 유지할 수 있도록 180 내지 200℃로 가열유지되는 공지의 히팅롤로 형성되는 것이 바람직하다.
유압실린더롤(43)은 유압으로 작동되는 유압실린더의 피스톤 측에 가압롤러가 회전가능하게 배열되는 구조를 가진다. 유압실린더롤(43)은 1개의 유압실린더에 다수개의 가압롤러, 특히 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이 2개의 가압롤러가 배열되는 구조를 가지는 것이 바람직하다.
또한 유압실린더롤(43)은 다층시트(31)의 전후면이 가열압착되어 부직포(11)와 폐합성고분자 재료(21) 사이의 결합력이 더욱 강화될 수 있도록, 상측에 배열되는 지지회전롤(41)에 대해서는 상측 둘레를 따라 지지회전롤(41)로 가압되도록 배열되어 다층시트(31)의 전면이 가열압착하고 하측에 배열되는 지지회전롤(41)에 대해서는 하측 둘레를 따라 지지회전롤(41)로 가압되도록 배열되어 다층시트(31)의 배면이 가열압착하는 것이 바람직하다.
전술한 가열프레싱유닛(40)의 후방에는 다수의 냉각롤러쌍(50)이 배열된다. 냉각롤러쌍(50)은 가열프레싱유닛(40)에 의해 가열압착된 다층시트(31)를 실제 냉각에 앞서 사전 냉각압착하는 것으로, 통상의 롤러쌍 형태를 기진다.
냉각롤러쌍(50)은 자체 냉각 이후에 다층시트(31)를 냉각압착할 수 있도록 다수조로 나뉘어 교호적으로 또는 순차적으로 다층시트(31)를 냉각압착하는 형태로 구동되는 것이 바람직하다.
전술한 냉각롤러쌍(50)의 후방에는 냉각유닛(60)이 구비된다. 냉각유닛(60)은 냉각롤러쌍(50)에 의해 1차 냉각된 다층시트(31)를 예를 들어 냉각수와 같은 냉각액과의 열교환을 통해 냉각시키는 것으로, 내부에는 예를 들어 냉각수와 같은 냉각액이 유입,유출되고 중앙에는 다층시트(31)가 관통되는 패널관통슬릿이 형성되는 수냉식 냉각기 구조를 가진다.
전술한 냉각유닛(60)의 후방에는 커팅유닛(70)이 설치된다. 커팅유닛(70)은 냉각유닛(60)에 의해 냉각된 다층시트(31)를 일정 길이로 절단하는 것으로, 설정시간마다 작동되는 커터가 구비된다.
산업건축자재로 사용될 다층시트(31)는 사용용도에 따라 내부에 면상발열체(81)를 더 포함할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치(1)는, 도 2에 도시되는 바와 같이, 합지롤러쌍(30)으로 제공되는 부직포(11) 사이로 면상발열체(81)를 제공하는 면상발열체롤(80)을 더 포함할 수 있다.
또한 전술한 가열프레싱유닛(40)과 냉각롤러쌍(50) 사이에는 가열압착롤러쌍(90)이 더 설치될 수 있다. 가열압착롤러쌍(90)은 가열프레싱유닛(40)을 중심으로 합지롤러쌍(30)에 대응되게 설치되어 가열프레싱유닛(40)에 의해 가열압착된 다층시트(31)를 냉각에 앞서 재차 가열압착한다. 가열압착롤러쌍(90)은 폐합성고분자 재료가 어느 정도의 유동성을 유지할 수 있도록 180 내지 200℃로 가열유지되는 공지의 히팅롤로 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 냉각유닛(60)과 커팅유닛(70) 사이에는 코팅유닛(100)이 설치되는 것이 바람직하다. 코팅유닛(100)은 산업건축자재로 사용될 다층시트(31)가 자외선에 잘 견딜 수 있도록, 냉각유닛(60)에 의해 냉각된 후 내부로 유입되는 다층시트(31)에 자외선차단코팅제를 도포하는 통상의 도색장치로 형성 가능하다.
또한 전술한 코팅유닛(90)과 커팅유닛(70) 사이에는 건조유닛(110)이 설치된다. 건조유닛(110)은 내부로 유입되는 다층시트(31)에 대해 예를 들어 온풍을 송풍함에 따라 코팅유닛(100)에 의해 도포된 자외선차단코팅제를 건조시키는 온풍건조기로 형성가능하다.
또한 전술한 커팅유닛(70)의 후방측에는 적재대(120)가 설치된다. 적재대(120)는 커팅유닛(70)에 의해 절단된 다층시트(31)가 적재되는 것으로, 높이조절이 가능한 통상의 제품적재리프트로 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조방법은, 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 부직포롤(10)로부터 제공되는 부직포(11) 사이에 폐합성고분자 재료(21)를 압출하는 수지압출단계(S1)와, 부직포(11)와 폐합성고분자 재료(21)를 다층시트(31)로 가열합지하는 합지단계(S2)와, 다층시트(31)를 지지회전롤(41)에 대해 다수의 유압실린더롤(43)로 가열압착하는 가열압착단계(S3)와, 다층시트(31)를 냉각하는 냉각단계(S4)와, 냉각된 다층시트(31)를 일정 길이로 절단하는 커팅단계(S5)를 포함한다.
여기서, 수지압출단계(S1)는 부직포롤(10)로부터 제공되는 부직포(11) 사이에 폐합성고분자 재료(21)를 수지압출기(20)로 고온의 유동성수지 형태로 압출하는 단계이다.
수지압출단계(S1)에 적용되는 수지압출기(20)로는 폐비닐, 폐플라스틱 등을 칩 형태로 사전 가공한 폐합성고분자 재료칩에 투입되고, 폐합성고분자 재료(21)의 형태를 잡아주기 위해 70 내지 80 중량%의 폐합성고분자 재료칩에 20 내지 30 중량%의 목분 또는 석분이 혼합되어 투입되는 것이 바람직하다.
또한 산업건축자재로 사용될 다층시트(31)는 사용용도에 따라 내부에 면상발열체(81)를 더 포함할 수 있다는데, 이를 위해 수지압출단계(S1)에서는 부직포(11) 사이에 면상발열체롤(80)로부터 제공되는 면상발열체(81)가 개재된다.
전술한 수지압출단계(S1) 이후에 행해지는 합지단계(S2)는 부직포(11)와 폐합성고분자 재료(21)를 합지롤러쌍(30)에 의해 양측에서 가압롤링하여 산업건축자재로 사용될 다층시트(31)로 가열합지하는 단계이다.
합지단계(S2)에 적용되는 합지롤러쌍(30)은 산업건축자재로 사용될 다층시트(31)의 소요 두께에 상응하는 거리로 이격되며, 수지압출단계(S1)에서 압출된 고온의 폐합성고분자 재료가 유동성을 유지할 수 있도록 180 내지 200℃로 가열유지되는 공지의 히팅롤러로 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 합지단계(S2) 이후에 행해지는 가열압착단계(S3)는 합지단계(S2)에서 합지된 다층시트(31)를 지지회전롤(41)에 대해 다수의 유압실린더롤(43)로 가열압착하는 단계이다.
가열압착단계(S3)에서는 부직포(11)와 폐합성고분자 재료(21) 사이의 결합력이 더욱 증대되도록 다층시트(31)의 전후면이 가열압착되는 것이 바람직하다. 이를 위해 지지회전롤(41)은 상측에 2개가 배열되고 그 사이 하측에 1개가 배열되고, 가열프레싱유닛(40)의 유압실린더롤(43)은 상측에 배열되는 지지회전롤(41)에 대해 상측 둘레를 따라 지지회전롤(41)로 가압되도록 배열되어 다층시트(31)의 전면을 가열압착하며 하측에 배열되는 지지회전롤(41)에 대해 하측 둘레를 따라 지지회전롤(41)로 가압되도록 배열되어 다층시트(31)의 배면을 가열압착하는 것이 바람직하다.
전술한 가열압착단계(S3) 이후에 행해지는 냉각단계(S4)는 가열압착단계(S3)에서 가열압착된 다층시트(31)를 냉각하는 단계이다.
냉각단계(S4)는 가열압착단계(S3)에서 가열압착된 다층시트(31)를 다수의 냉각롤러쌍(50)으을 통해 사전 냉각압착시킨 후, 냉각유닛(60)을 통해 냉각시키는 단계이다.
냉각단계(S4)에 적용되는 냉각롤러쌍(50)은 자체 냉각 이후에 다층시트(31)를 냉각압착할 수 있도록 다수조로 나뉘어 교호적으로 또는 순차적으로 다층시트(31)를 냉각압착하는 형태로 구동되는 것이 바람직하며, 냉각단계(S4)에 적용되는 냉각유닛(60)은 내부에 예를 들어 냉각수와 같은 냉각액이 유입,유출되고 중앙에는 다층시트(31)가 관통되는 패널관통슬릿이 형성되는 수냉식 냉각기 구조를 가진다.
전술한 냉각단계(S4) 이후에 행해지는 커팅단계(S5)는 냉각단계(S4)에서 냉각된 다층시트(31)를 커팅유닛(70)을 이용하여 일정 길이로 절단하는 단계이다. 커팅단계(S5)에 적용되는 커팅유닛(70)은 설정시간마다 작동되는 커터가 구비된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조방법은, 은 또한 실시예에 따라 냉각단계(S4)에서 냉각된 다층시트(31)에 자외선차단코팅액을 도포하는 코팅단계(S4-1)와, 코팅단계(S4-1)에서 다층시트(31)에 도포된 자외선차단코팅액을 건조시키는 건조단계(S4-2)를 더 포함할 수 있다.
이 경우에는 산업건축자재로 사용될 다층시트(31)가 자외선에 잘 견딜 수 있도록, 다층시트(31)의 외부면에 자외선차단코팅층이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치(1) 및 방법의 경우에는, 부직포(11) 사이에 폐합성고분자 재료(21)를 압출시킨 후 유압실린더롤(43)을 포함하는 가열프레싱유닛(40)로 전후면을 가열압착한 다음 냉각 및 건조시켜 다층시트(31) 형태의 산업건축자재로 제조함으로써 부직포(11)와 폐합성고분자 재료(21)의 결합력이 대폭적으로 강화됨과 동시에 폐합성고분자 재료(21)의 추후 열수축이 방지됨에 따라 예를 들어 건축용 내,외장패널, 보도블록 등으로 사용하기에 접합한 내구성을 가지는 산업건축자재를 제조할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치(1) 및 방법의 경우에는, 사용용도에 따라 내부에 면상발열체(81)가 개재된 다층시트(31) 형태의 산업건축자재가 제조될 수 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 : 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치
10 : 부직포롤
11 : 부직포
13 : 열풍예열기
20 : 수지압출기
21 : 폐합성고분자 재료
30 : 합지롤러쌍
31 : 다층시트
40 : 가열프레싱유닛
41 : 지지회전롤
43 : 유압실린더롤
50 : 냉각롤러쌍
60 : 냉각유닛
70 : 커팅유닛
80 : 면상발열체롤
81 : 면상발열체
90 : 가열압착롤러쌍
100 : 코팅유닛
110 : 건조유닛
120 : 적재대
S1 : 수지압출단계
S2 : 합지단계
S3 : 가열압착단계
S4 : 냉각단계
S4-1 : 코팅단계
S4-2 : 건조단계
S5 : 커팅단계

Claims (13)

  1. 다수의 부직포롤(10);
    상기 부직포롤(10)로부터 제공되는 부직포(11) 사이에 폐합성고분자 재료(21)를 압출하는 수지압출기(20);
    상기 부직포(11)와 상기 폐합성고분자 재료(21)를 다층시트(31)로 가열합지하는 합지롤러쌍(30);
    상기 다층시트(31)를 지지회전롤(41)에 대해 다수의 유압실린더롤(43)로 가열압착하는 가열프레싱유닛(40);
    상기 가열프레싱유닛(40)에 의해 가열압착된 상기 다층시트(31)를 냉각압착하는 다수의 냉각롤러쌍(50);
    상기 냉각롤러쌍(50)에 의해 1차 냉각된 상기 다층시트(31)를 냉각액과의 열교환을 통해 냉각시키는 냉각유닛(60); 및
    상기 냉각유닛(60)에 의해 냉각된 상기 다층시트(31)를 일정 길이로 절단하는 커팅유닛(70)을 포함하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 합지롤러쌍(30)으로 제공되는 부직포(11) 사이로 면상발열체(81)를 제공하는 면상발열체롤(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열프레싱유닛(40)과 상기 냉각롤러쌍(50) 사이에 설치되는 가열압착롤러쌍(90)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각유닛(60)과 상기 커팅유닛(70) 사이에 설치되고 상기 냉각유닛(60)에 의해 냉각된 상기 다층시트(31)에 자외선차단코팅제를 도포하는 코팅유닛(100); 및
    상기 코팅유닛(90)과 상기 커팅유닛(70) 사이에 설치되고 상기 코팅유닛(100)에 의해 도포된 자외선차단코팅제를 건조시키는 건조유닛(110)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 커팅유닛(70)의 후방측에 설치되고 상기 커팅유닛(70)에 의해 절단된 상기 다층시트(31)가 적재되는 적재대(120)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 폐합성고분자 재료에는 20 내지 30 중량%의 목분 또는 석분이 혼합되는 것을 특징으로 하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 다층시트(31)의 전후면이 가열압착되도록, 상기 가열프레싱유닛(40)의 지지회전롤(41)은 상측에 2개가 배열되고 그 사이 하측에 1개가 배열되고, 상기 가열프레싱유닛(40)의 유압실린더롤(43)은 상측에 배열되는 지지회전롤(41)에 대해 상측 둘레를 따라 상기 지지회전롤(41)로 가압되도록 배열되며 하측에 배열되는 지지회전롤(41)에 대해 하측 둘레를 따라 상기 지지회전롤(41)로 가압되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 가열프레싱유닛(40)의 유압실린더롤(43)은 1개의 유압실린더에 2개의 가압롤러가 배열되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 냉각롤러쌍(50)은 자체 냉각을 위해 다수조로 나뉘어 교호적으로 또는 순차적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조장치.
  10. 부직포롤(10)로부터 제공되는 부직포(11) 사이에 폐합성고분자 재료(21)를 압출하는 수지압출단계(S1);
    상기 부직포(11)와 상기 폐합성고분자 재료(21)를 다층시트(31)로 가열합지하는 합지단계(S2);
    상기 다층시트(31)를 지지회전롤(41)에 대해 다수의 유압실린더롤(43)로 가열압착하는 가열압착단계(S3);
    상기 다층시트(31)를 냉각하는 냉각단계(S4); 및
    냉각된 상기 다층시트(31)를 일정 길이로 절단하는 커팅단계(S5)를 포함하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 냉각단계(S4)에서 냉각된 상기 다층시트(31)에 자외선차단코팅액을 도포하는 코팅단계(S4-1); 및
    상기 코팅단계(S4-1)에서 상기 다층시트(31)에 도포된 자외선차단코팅액을 건조시키는 건조단계(S4-2)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조방법.
  12. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 수지압출단계(S1)에서는 상기 부직포(11) 사이에 면상발열체롤(80)로부터 제공되는 면상발열체(81)가 개재되는 것을 특징으로 하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조방법.
  13. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 가열압착단계(S3)에서 상기 다층시트(31)의 전후면이 가열압착되도록, 상기 가열프레싱유닛(40)의 지지회전롤(41)은 상측에 2개가 배열되고 그 사이 하측에 1개가 배열되고, 상기 가열프레싱유닛(40)의 유압실린더롤(43)은 상측에 배열되는 지지회전롤(41)에 대해 상측 둘레를 따라 상기 지지회전롤(41)로 가압되도록 배열되며 하측에 배열되는 지지회전롤(41)에 대해 하측 둘레를 따라 상기 지지회전롤(41)로 가압되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 폐합성고분자 재료를 이용한 산업건축자재 제조방법.
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