KR20180089685A - 건축용 내장 마감재, 그리고 건축용 내장 마감재 제조 방법 및 시스템 - Google Patents

건축용 내장 마감재, 그리고 건축용 내장 마감재 제조 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

건축용 내장 마감재, 그리고 건축용 내장 마감재 제조 방법 및 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재는, 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM, low melting fiber) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 원료로 하여 제작되되 난연 처리되는 난연 마감재 본체; 및 난연 마감재 본체의 보강을 위해 난연 마감재 본체의 양 표면에 배치되되 난연 마감재 본체와는 별개로 난연 처리되는 난연 보강지를 포함한다.

Description

건축용 내장 마감재, 그리고 건축용 내장 마감재 제조 방법 및 시스템{Building panel, method and system manufacturing the same}
본 발명은, 건축용 내장 마감재, 그리고 건축용 내장 마감재 제조 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무게는 가벼운데 반해 고강도를 유지할 수 있어서 기존의 합판 대신에 건축물의 내장재로 두루 사용이 가능하며, 특히 난연 기능이 종래보다 훨씬 강화될 수 있는 건축용 내장 마감재, 그리고 건축용 내장 마감재 제조 방법 및 시스템에 관한 것이다.
건축용 내장 마감재는 일정한 모양과 치수를 가진 건축 자재의 일종이다. 건축용 내장 마감재는 주택, 아파트, 빌딩과 같은 건축물의 내벽에 설치될 수 있다.
주변에서 흔히 접할 수 있는 건축용 내장 마감재 중 하나가 합판이다. 합판은 원목을 넓고 얇게 깎은 단판(veneer)을 각 단판의 섬유방향이 서로 직교되도록 겹쳐 접착 제조한 판상의 목질제품이다. 접착된 단판의 겹수는 3, 5, 7겹 등으로 앞면과 뒷면의 섬유방향이 같아지도록 홀수로 접착한다.
이러한 합판은 절삭, 굽힘, 접합 등 가공성이 뛰어나며, 무게에 비하여 강도가 크고 천연소재로서 미관과 감촉성이 좋은 특징을 지니고 있다. 따라서 건축물의 내장 마감용으로 널리 활용되고 있는 추세이다.
이상 설명한 것처럼 합판은 여러 장점을 지닌 건축용 내장 마감재이긴 하지만 다소 무거울 뿐만 아니라 목재라서 제조비용이 높고, 무엇보다도 화재에 취약하다는 결점을 갖는다.
한편, 화재의 취약점을 해결하고자 합판 제조 시 불에 잘 타지 않는 소재나 약품을 합판의 표면에 분사하여 난연 기능을 접목시킨 예가 있기는 하지만 이러한 경우에는 제품이 무거워질 수 있으며, 특히 표면에만 난연 기능이 형성되는 구조적 혹은 재료적인 한계로 인해 실질적으로 난연 기능이 우수하지 못한 것으로 알려져 있다는 점을 고려해볼 때, 기존에 알려지지 않은 신개념의 건축용 내장 마감재에 대한 필요성이 대두된다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2015-0017209호 대한민국특허청 출원번호 제20-2006-0000621호
따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 무게는 가벼운데 반해 고강도를 유지할 수 있어서 기존의 합판 대신에 건축물의 내장재로 두루 사용이 가능하며, 특히 난연 기능이 종래보다 훨씬 강화될 수 있는 건축용 내장 마감재, 그리고 건축용 내장 마감재 제조 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM, low melting fiber) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 원료로 하여 제작되되 난연 처리되는 난연 마감재 본체; 및 상기 난연 마감재 본체의 보강을 위해 상기 난연 마감재 본체의 양 표면에 배치되되 상기 난연 마감재 본체와는 별개로 난연 처리되는 난연 보강지를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재가 제공될 수 있다.
상기 케나프 40~70 중량%, 상기 저융점 섬유(LM) 30~50 중량%, 상기 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET) 10~30 중량%의 중량비를 가질 수 있다.
상기 난연 마감재 본체의 제작 시 상기 케나프의 함량이 제일 많고 상기 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)의 함량이 제일 적을 수 있으며, 상기 난연 보강지보다 상기 난연 마감재 본체의 두께가 두껍게 제작될 수 있으며, 상기 난연 마감재 본체에 함침되는 난연재의 함침량은 상기 난연 마감재 본체의 중량 대비 2배 내지 3배이고, 상기 난연 보강지에 함침되는 난연재의 함침량은 상기 난연 보강지의 중량 대비 2배 내지 3배일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM, low melting fiber) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 미리 결정된 배합비로 배합시키는 원료 배합 단계; 배합된 원료를 뭉쳐서 일정한 두께를 갖는 반제품으로 가공시키는 원료 가공 단계; 및 상기 반제품을 난연재에 함침시키는 난연재 함침 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 방법이 제공될 수 있다.
상기 난연재 함침 단계의 수행 전에 상기 반제품을 함침에 적합한 사이즈로 커팅하는 1차 커팅 단계; 및 상기 난연재 함침 단계의 수행 후에 함침이 완료된 반제품을 건조시키는 건조 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 건조 단계는 마이크로웨이브(microwave)에 의한 건조작용이 진행되도록 하는 마이크로웨이브식 건조 단계일 수 있다.
상기 건조 단계의 수행 후, 건조가 완료된 반제품의 양면에 미리 난연 처리된 난연 보강지를 부착시키는 난연 보강지 부착 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 난연 보강지 부착 단계의 수행 후, 양면에 난연 보강지가 부착된 반제품을 압착시켜 상기 난연 보강지를 일체화시키는 압착 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 압착 단계는, 양면에 상기 난연 보강지가 부착된 반제품을 열 압착시키는 열 압착 단계; 및 열 압착이 완료된 반제품을 냉각 압착시키는 냉각 압착 단계를 포함할 수 있다.
상기 압착 단계의 수행 후, 제품의 출시를 위해 단위 사이즈로 커팅하는 2차 커팅 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM, low melting fiber) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 미리 결정된 배합비로 배합시키는 원료 배합 유닛; 배합된 원료를 뭉쳐서 일정한 두께를 갖는 반제품으로 가공시키는 원료 가공 유닛; 및 상기 반제품을 난연재에 함침시키는 난연재 함침 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템이 제공될 수 있다.
상기 원료 배합 유닛은, 일측에 배출부가 구비되는 배합 유닛용 탱크; 상기 배합 유닛용 탱크 내에서 개폐 가능하게 마련되는 개폐 셔터; 및 상기 배합 유닛용 탱크 내에 마련되며, 상기 배합 유닛용 탱크 내에 투입되는 원료를 교반시키는 원료 교반기를 포함할 수 있다.
상기 원료 배합 유닛은, 상기 개폐 셔터와 연결되고 상기 개폐 셔터를 구동시키는 셔터 구동부; 상기 개폐 셔터와 연결되며, 상기 개폐 셔터의 개방신호를 발생시키는 개방신호 발생기; 및 상기 개방신호 발생기의 신호에 기초하여 상기 셔터 구동부의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상기 원료 교반기는, 교반용 모터; 상기 교반용 모터에 연결되고 상기 배합 유닛용 탱크 내에 배치되는 교반축; 및 상기 교반축에 연결되며, 상기 교반축의 회전 시 상기 원료와 접촉되어 상기 원료를 교반시키는 다수의 교반날개를 포함할 수 있다.
상기 원료 가공 유닛은, 상기 원료 배합 유닛에서 배출되는 배합이 완료된 원료를 가압해서 일정한 두께의 상기 반제품으로 형성시키는 다수의 가공 롤러를 포함할 수 있다.
상기 다수의 가공 롤러는 한 쌍씩 다수 개가 배치되되 상기 난연재 함침 유닛 측으로 갈수록 한 쌍의 상기 가공 롤러 사이의 간격이 점진적으로 좁아지게 배치될 수 있다.
상기 난연재 함침 유닛은, 함침 유닛 테이블; 상기 함침 유닛 테이블 상에 마련되되 내부에 난연재가 충진되는 난연재 함침조; 상기 난연재 함침조 내에 침지되며, 난연 대상의 반제품을 이송시키는 무동력 이송부; 상기 무동력 이송부의 상부에 회전 가능하게 배치되며, 상기 무동력 이송부와 함께 난연 대상의 반제품을 이송시키는 동력 이송부; 상기 무동력 이송부의 전단부에 배치되며, 난연 대상의 반제품을 상기 무동력 이송부로 공급하여 로딩시키는 로딩 롤러; 및 상기 무동력 이송부의 후단부에 배치되며, 난연 완료된 반제품을 상기 난연재 함침조에서 취출시키는 언로딩 롤러를 포함하는 것을 포함할 수 있다.
상기 난연재 함침 유닛의 공정 전반에 배치되며, 상기 반제품을 함침에 적합한 사이즈로 커팅하는 1차 커팅 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 1차 커팅 유닛은, 업/다운(up/down) 구동되면서 상기 반제품을 커팅하는 제1 커터; 및 상기 제1 커터와 연결되고 상기 제1 커터를 업/다운(up/down) 구동시키는 제1 커터 업/다운 구동부를 포함할 수 있다.
상기 난연재 함침 유닛의 공정 후방에 배치되며, 함침이 완료된 반제품을 건조시키는 건조 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 건조 유닛은 마이크로웨이브(microwave)에 의한 건조작용이 진행되도록 하는 마이크로웨이브식 건조 유닛일 수 있다.
상기 마이크로웨이브식 건조 유닛은, 함침이 완료된 반제품이 유입되는 건조 유닛 유입부와, 건조가 완료된 반제품이 배출되는 건조 유닛 배출부를 구비하며, 상기 반제품이 이송되는 컨베이어 상에 배치되는 건조기; 및 상기 건조기에 마련되며, 상기 반제품을 향해 마이크로웨이브를 발생시키는 마이크로웨이브 모듈을 포함할 수 있다.
상기 건조 유닛 유입부와 상기 건조 유닛 배출부에는 상기 반제품이 이송될 때는 개방되고 상기 반제품의 이송이 정지될 때는 차폐되는 건조기 도어가 마련될 수 있다.
상기 건조 유닛의 공정 후방에 배치되며, 건조가 완료된 반제품의 양면에 미리 난연 처리된 난연 보강지를 부착시키는 난연 보강지 부착 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 난연 보강지 부착 유닛은, 서로 다른 위치에서 건조가 완료된 반제품의 양면으로 난연 보강지를 각각 공급하는 다수의 난연 보강지 공급부; 및 건조가 완료된 반제품을 사이에 두고 그 양측에 회전 가능하게 배치되며, 상기 난연 보강지를 상기 반제품 측으로 가압해서 일체화시키는 다수의 난연 보강지 부착용 롤러를 포함할 수 있다.
상기 난연 보강지 부착 유닛은, 상기 난연 보강지 공급부와 상기 난연 보강지 부착용 롤러 사이에 배치되며, 상기 난연 보강지에 접착제를 분사하는 접착제 분사부를 더 포함할 수 있다.
상기 난연 보강지 부착 유닛의 공정 후방에 배치되며, 양면에 상기 난연 보강지가 부착된 반제품을 압착시켜 상기 난연 보강지를 일체화시키는 압착 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 압착 유닛은, 양면에 상기 난연 보강지가 부착된 반제품을 열 압착시키는 열 압착부; 및 상기 열 압착부의 공정 후방에 배치되며, 열 압착이 완료된 반제품을 냉각 압착시키는 냉각 압착부를 포함할 수 있다.
상기 열 압착부는, 양면에 상기 난연 보강지가 부착된 반제품을 열 압착시키는 한 쌍의 열 압착롤러; 상기 열 압착롤러를 구동시켜 상기 열 압착롤러들의 간격을 조절하는 제1 롤러 구동부; 및 상기 열 압착롤러에 열을 공급하는 열 공급기를 포함하며, 상기 냉각 압착부는, 열 압착이 완료된 반제품을 냉각 압착시키는 한 쌍의 냉각 압착롤러; 상기 냉각 압착롤러를 구동시켜 상기 냉각 압착롤러들의 간격을 조절하는 제2 롤러 구동부; 및 상기 냉각 압착롤러에 냉기를 공급하는 냉기 공급기를 포함할 수 있다.
상기 압착 유닛의 공정 후방에 배치되며, 제품의 출시를 위해 단위 사이즈로 커팅하는 2차 커팅 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 2차 커팅 유닛은, 업/다운(up/down) 구동되면서 상기 반제품을 커팅하는 제2 커터; 및 상기 제2 커터와 연결되고 상기 제2 커터를 업/다운(up/down) 구동시키는 제2 커터 업/다운 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 무게는 가벼운데 반해 고강도를 유지할 수 있어서 기존의 합판 대신에 건축물의 내장재로 두루 사용이 가능하며, 특히 난연 기능이 종래보다 훨씬 강화될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재의 이미지이다.
도 1b는 도 1a의 측면 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재 제조 시스템의 제어블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재 제조 시스템의 공정 구성도이다.
도 4는 도 3의 전방 공정 확대도이다.
도 5는 난연재 함침 유닛의 확대도이다.
도 6은 원료 배합 유닛의 확대 구조도이다.
도 7은 도 6에서 개폐 셔터가 개방된 상태의 도면이다.
도 8은 건조 유닛의 확대도이다.
도 9는 도 3의 후방 공정 확대도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재 제조 방법의 순서도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축용 내장 마감재 제조 시스템에 적용되는 원료 배합 유닛의 동작 구조도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부도면 및 첨부도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재의 이미지이고, 도 1b는 도 1a의 측면 구조도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재(10)는 도 1a에 도시된 바와 같은 블록(block) 형상의 구조물로 제작될 수 있으며, 통상의 합판처럼 건축물의 내장 마감용으로 사용될 수 있다.
이러한 건축용 내장 마감재(10)는 대부분의 두께를 차지하는 난연 마감재 본체(11)와, 난연 마감재 본체(11)의 양측에 배치되어 난연 마감재 본체(11)와 함께 압착되는 다수의 난연 보강지(13)를 포함할 수 있다.
도면에는 건축용 내장 마감재(10)가 정사각형의 블록 구조를 이루고 있으나 건축용 내장 마감재(10)의 사이즈는 직사각형을 비롯하여 다양할 수 있다. 따라서 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
한편, 대다수의 두께를 차지하는 난연 마감재 본체(11)는 일정한 원료, 특히 케나프를 이용하는 한편 난연 기능을 추가함으로써 제조될 수 있으며, 이후에 난연 마감재 본체(11)의 양면으로 난연 보강지(13)가 압착됨으로써 도 1과 같은 형태의 제품으로 출시될 수 있다. 난연 보강지(13) 역시, 난연 기능이 추가된다.
이처럼 난연 마감재 본체(11)도 난연 처리되고, 난연 마감재 본체(11)의 외피를 이루는 난연 보강지(13) 역시 난연 처리되기 때문에 본 실시예에 따른 건축용 내장 마감재(10)는 이중 삼중의 난연 기능을 제공할 수 있다. 따라서 화재에 강한 효과를 제공할 수 있다.
난연 마감재 본체(11)에 대해 구체적으로 살펴보면, 본 실시예에서 난연 마감재 본체(11)는 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM, low melting fiber) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 원료로 하여 판상체로 제작되되 난연 처리된다.
여기서, 저융점 섬유(LM)는 265도 이상에서 녹는 일반 폴리에스테르 섬유와 달리 100~200도의 낮은 온도에서 녹는 특성을 갖는다. 때문에 자동차 트렁크와 천장 등의 내장재, 매트리스와 소파 등 가구, 기저귀와 생리대 등 위생용품의 접착제로 쓰이는 친환경 섬유이다.
폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)는 대표적인 합성 섬유 소재로서 필름과 병 등 비섬유 분야에 용도가 확대되고 있다. 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)는 용융 방사(熔融紡絲)로 의류용 폴리에스테르 섬유를 만드는 외에도 병이나 필름 등 그 용도가 광범위하게 늘어나는 소재이다.
한편, 이와 같은 원료를 이용해서 난연 마감재 본체(11)를 제작하되 이들 원료는 소정의 중량비로 배합될 수 있다. 즉 케나프 40~70 중량%, 저융점 섬유(LM) 30~50 중량%, 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET) 10~30 중량%의 중량비를 가질 수 있다.
이때, 난연 마감재 본체(11)의 제작 시 케나프의 함량이 제일 많고 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)의 함량이 제일 적을 수 있다. 그리고 난연 보강지(13)보다 난연 마감재 본체(11)의 두께가 두껍게 제작될 수 있다.
특히, 본 실시예의 경우 주성분으로서 케나프가 사용되고 있는데, 케나프는 섬유, 즉 친환경소재로서 줄기 안에 기공이 있는 특징을 갖는다. 따라서 이러한 케나프를 사용해서 난연 마감재 본체(11)를 제작하게 되면 케나프가 난연재를 흡수할 수 있어서 난연 기능을 제공하는 데에 유리하다. 특히, 케나프 내의 기공은 흡음기능과 단열기능을 제공하기 때문에 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재(10)는 흡음성과 단열성에서도 뛰어난 효과를 제공한다.
이와 같은 케나프는 원료로서 40~70 중량%가 함유될 수 있는데 케나프가 40 중량%보다 적게 함유되면 난연재 흡수의 정도가 떨어져 바람직하지 못하고, 케나프가 70 중량%보다 많게 함유되면 저융점 섬유(LM)와 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)의 함량이 적어져서 가공성이 떨어지고 강도가 약해질 수 있다. 따라서 케나프는 원료로서 40~70 중량%가 함유되는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 저융점 섬유(LM)와 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET) 역시, 케나프가 차지하는 함량을 제외하고 각각 30~50 중량%, 그리고 10~30 중량%가 함유됨으로써 가공성을 높이고 강도를 향상시킬 수 있다. 저융점 섬유(LM)가 30~50 중량%보다 적거나 많을 경우, 그리고 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)가 10~30 중량%보다 적거나 많을 경우에는 가공성이 현저하게 떨어지고 강도가 약해질 수 있다.
난연 보강지(13) 역시, 난연 마감재 본체(11)와 마찬가지의 원료를 가지고 난연 처리된 후에 마련될 수 있다. 다만, 난연 보강지(13)가 난연 마감재 본체(11)보다 두께가 얇다는 점을 고려해볼 때, 난연 보강지(13)는 케나프만을 이용해서 만들 수도 있다.
도 1a 및 도 1b와 같은 구조의 건축용 내장 마감재(10)를 제조하기 위해 아래의 도 2 내지 도 10의 시스템 또는 방법이 제안될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재 제조 시스템의 제어블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재 제조 시스템의 공정 구성도이며, 도 4는 도 3의 전방 공정 확대도이고, 도 5는 난연재 함침 유닛의 확대도이며, 도 6은 원료 배합 유닛의 확대 구조도이며, 도 7은 도 6에서 개폐 셔터가 개방된 상태의 도면이고, 도 8은 건조 유닛의 확대도이며, 도 9는 도 3의 후방 공정 확대도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재 제조 방법의 순서도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재 제조 방법 및 그 시스템은 무게는 가벼운데 반해 고강도를 유지할 수 있어서 기존의 합판 대신에 건축물의 내장재로 두루 사용이 가능하며, 특히 난연 기능이 종래보다 훨씬 강화될 수 있도록 한 것이다.
이러한 효과의 제공을 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재 제조 시스템은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 원료 배합 유닛(110), 원료 가공 유닛(120), 1차 커팅 유닛(130), 난연재 함침 유닛(140), 건조 유닛(150), 난연 보강지 부착 유닛(160), 압착 유닛(170), 그리고 2차 커팅 유닛(180)을 포함할 수 있다.
다시 말해, 원료 배합 유닛(110)에 의한 원료 배합 단계(S110), 원료 가공 유닛(120)에 의한 원료 가공 단계(S120), 1차 커팅 유닛(130)에 의한 1차 커팅 단계(S130), 난연재 함침 유닛(140)에 의한 난연재 함침 단계(S140), 건조 유닛(150)에 의한 건조 단계(S150), 난연 보강지 부착 유닛(160)에 의한 난연 보강지 부착 단계(S160), 압착 유닛(170)에 의한 압착 단계(S170), 그리고 2차 커팅 유닛(180)에 의한 2차 커팅 단계(S180)를 순차적으로 진행시킴으로서 도 1과 같은 형태의 건축용 내장 마감재(10)를 제조할 수 있다.
특히, 이와 같은 단계별 공정이 도 2처럼 컨트롤러(180)에 의해 연속적인 인라인(in-line)을 이루도록 컨트롤할 경우, 자동화에 따른 생산성 향상을 구현할 수 있다.
물론, 생산성을 위해서는 원료 배합 유닛(110), 원료 가공 유닛(120), 1차 커팅 유닛(130), 난연재 함침 유닛(140), 건조 유닛(150), 난연 보강지 부착 유닛(160), 압착 유닛(170), 그리고 2차 커팅 유닛(180) 모두가 자동 컨트롤되는 것이 바람직하지만 이들 중 하나 또는 일부의 유닛만이 컨트롤러(180)에 의해 컨트롤될 수도 있다. 따라서 이러한 사항 모두가 본 발명의 권리범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 2를 참조하여 컨트롤러(190)에 대해 먼저 살펴보면, 본 실시예에서 컨트롤러(190)는 원료 배합 유닛(110), 원료 가공 유닛(120), 1차 커팅 유닛(130), 난연재 함침 유닛(140), 건조 유닛(150), 난연 보강지 부착 유닛(160), 압착 유닛(170), 그리고 2차 커팅 유닛(180)의 단계별 동작을 컨트롤한다. 이때의 컨트롤은 앞서 기술한 것처럼 인라인 연속 컨트롤일 수도 있고, 아니며 일부 유닛의 국부적인 컨트롤일 수 있다.
이러한 역할을 수행하는 컨트롤러(190)는 중앙처리장치(191, CPU), 메모리(192, MEMORY), 그리고 서포트 회로(193, SUPPORT CIRCUIT)를 포함할 수 있다.
중앙처리장치(191)는 본 실시예에서 원료 배합 유닛(110), 원료 가공 유닛(120), 1차 커팅 유닛(130), 난연재 함침 유닛(140), 건조 유닛(150), 난연 보강지 부착 유닛(160), 압착 유닛(170), 그리고 2차 커팅 유닛(180)의 단계별 동작을 컨트롤하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(192, MEMORY)는 중앙처리장치(191)와 연결된다. 메모리(192)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리일 수 있다.
서포트 회로(193, SUPPORT CIRCUIT)는 중앙처리장치(191)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(193)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 컨트롤러(190)는 원료 배합 유닛(110), 원료 가공 유닛(120), 1차 커팅 유닛(130), 난연재 함침 유닛(140), 건조 유닛(150), 난연 보강지 부착 유닛(160), 압착 유닛(170), 그리고 2차 커팅 유닛(180)의 단계별 동작을 컨트롤한다. 이때, 컨트롤러(190)가 원료 배합 유닛(110), 원료 가공 유닛(120), 1차 커팅 유닛(130), 난연재 함침 유닛(140), 건조 유닛(150), 난연 보강지 부착 유닛(160), 압착 유닛(170), 그리고 2차 커팅 유닛(180)의 단계별 동작을 연속적으로 컨트롤하거나 일부만 컨트롤하기 위한 일련의 프로세스 등은 메모리(192)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(192)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 중앙처리장치(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.
본 발명에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다. 이처럼, 본 발명의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 내장 마감재 제조 시스템을 이루는 세부 구성에 대해 살펴본다.
우선, 원료 배합 유닛(110)은 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)를 미리 결정된 배합비로 배합시키는 역할을 한다. 이들 원료의 배합비는 전술한 것과 같다.
이러한 원료 배합 유닛(110)은 도 3 내지 도 7에 자세히 도시된 바와 같이, 배합 유닛용 탱크(111)와, 배합 유닛용 탱크(111) 내에서 개폐 가능하게 마련되는 개폐 셔터(112)와, 배합 유닛용 탱크(111) 내에 투입되는 원료를 교반시키는 원료 교반기(116)를 포함할 수 있다.
배합 유닛용 탱크(111)는 통, 혹은 호퍼 형상의 구조물로서, 전술한 원료들이 배합되는 장소를 이룬다. 내부에서 배합이 완료된 원료들이 배합 유닛용 탱크(111)의 바깥쪽으로 배출될 수 있도록 배합 유닛용 탱크(111)의 일측에 배출부(111a)가 마련된다. 배출부(111a)는 배합 유닛용 탱크(111)의 하부에 마련되는 편이 바람직하나 도면이 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
개폐 셔터(112)는 배합 유닛용 탱크(111) 내에서 회동 가능하게 배치되는 구조물로서, 배합 유닛용 탱크(111) 내부를 개폐한다. 즉 도 6처럼 배합 유닛용 탱크(111) 내를 차폐하거나 도 7처럼 배합 유닛용 탱크(111) 내를 개방한다.
이와 같은 개폐 셔터(112)의 구동을 위하여 셔터 구동부(113)가 마련된다. 즉 셔터 구동부(113)는 개폐 셔터(112)와 연결되고 개폐 셔터(112)를 구동시키는 역할을 한다.
개폐 셔터(112)에는 개방신호 발생기(114)가 연결된다. 개방신호 발생기(114)는 개폐 셔터(112)와 연결되며, 개폐 셔터(112)의 개방신호를 발생시키는 역할을 한다. 개방신호 발생기(114)는 예컨대, 교반용 모터(116a)의 동작시간 등을 통해 개폐 셔터(112)가 개방되도록 세팅할 수 있다.
이처럼 개방신호 발생기(114)가 적용될 경우, 도 2의 컨트롤러(190)는 개방신호 발생기(114)의 신호에 기초하여 셔터 구동부(113)의 동작을 컨트롤할 수 있다.
하지만, 원료 배합 유닛(110)에 개방신호 발생기(114)가 반드시 적용되어야 하는 것은 아니며, 개방신호 발생기(114) 대신에 로드 셀 등을 적용해서 무게 감지를 통해 개폐 셔터(112)가 개폐되게 구현할 수도 있을 것이다.
배합 유닛용 탱크(111)에는 배합 유닛용 탱크(111) 내에 투입되는 원료의 원활한 배합을 위해 원료 교반기(116)가 마련될 수 있다. 즉 원료 교반기(116)는 배합 유닛용 탱크(111) 내에 마련되며, 배합 유닛용 탱크(111) 내에 투입되는 원료를 교반시키는 역할을 한다.
이러한 원료 교반기(116)는 교반용 모터(116a)와, 교반용 모터(116a)에 연결되고 배합 유닛용 탱크(111) 내에 배치되는 교반축(116b)과, 교반축(116b)에 연결되며, 교반축(116b)의 회전 시 원료와 접촉되어 원료를 교반시키는 다수의 교반날개(116c)를 포함할 수 있다. 다수의 교반날개(116c)는 교반축(116b) 상에서 교번적으로 배치됨으로써 교반작용의 효율이 높아질 수 있게끔 한다.
이에, 교반용 모터(116a)가 동작되어 교반축(116b)이 회전되면 교반축(116b)에 연결되는 다수의 교반날개(116c)들이 회전하면서 뭉쳐 있는 원료를 해체하거나 원료들을 섞어 교반시킬 수 있다.
이와 같은 원료 배합 유닛(110)의 구조에 의해, 도 6처럼 개폐 셔터(112)가 닫힌 상태에서 배합 유닛용 탱크(111) 내의 원료에 대한 교반공정이 원료 교반기(116)를 통해 진행될 수 있으며, 정해진 교반 시간이 완료되면 개방신호 발생기(114)가 개방신호를 컨트롤러(190)로 전송함으로써 컨트롤러(190)가 개방신호 발생기(114)의 신호에 기초하여 셔터 구동부(113)의 동작을 컨트롤할 수 있다. 그러면 도 7처럼 개폐 셔터(112)가 열리면서 배합이 완료된 원료가 배합 유닛용 탱크(111)의 배출부(111a)를 통해 배출될 수 있다.
다음으로, 원료 가공 유닛(120)은 원료 배합 유닛(110)의 공정 후방에 배치되며, 배합된 원료를 뭉쳐서 일정한 두께를 갖는 반제품으로 가공시키는 역할을 한다. 즉 원료 배합 유닛(110)의 경우, 원료들을 단순하게 배합시킨 상태이므로 배합된 원료들이 일정한 두께의 구조, 즉 반제품으로 뭉쳐져 형성될 수 있도록 원료 가공 유닛(120)이 적용될 수 있다.
이러한 원료 가공 유닛(120)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 원료 배합 유닛(110)의 배출부(110a)에서 배출되는 배합이 완료된 원료를 가압해서 일정한 두께의 반제품으로 형성시키는 다수의 제1 내지 제3 가공 롤러(121~123)를 포함할 수 있다.
이때, 제1 내지 제3 가공 롤러(121~123)는 한 쌍씩 다수 개가 배치되되 원료 배합 유닛(110)에서 1차 커팅 유닛(130) 쪽으로 갈수록 한 쌍의 제1 내지 제3 가공 롤러(121~123) 사이의 간격이 점진적으로 좁아지게 배치될 수 있다. 다시 말해, 한 쌍의 제1 가공 롤러(121) 사이의 간격보다 한 쌍의 제2 가공 롤러(122) 사이의 간격이 좁고, 한 쌍의 제2 가공 롤러(122) 사이의 간격보다 한 쌍의 제3 가공 롤러(123) 사이의 간격이 좁게 형성된다.
따라서 단순히 배합만 되어 있는 원료들은 간격차에 따른 제1 내지 제3 가공 롤러(121~123) 사이를 지나면서 일정한 두께의 반제품으로 형성될 수 있다. 참고로, 도면에는 제1 내지 제3 가공 롤러(121~123)를 개시하였으나 이의 개수는 2개 또는 4개 이상일 수도 있으므로 도면의 형상에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다.
다음으로, 1차 커팅 유닛(130)은 난연재 함침 유닛(140)의 공정 전반에 배치되며, 원료 가공 유닛(120)에 의해 형성된 반제품을 함침에 적합한 사이즈로 커팅하는 역할을 한다.
즉 원료 가공 유닛(120)이 일정한 두께의 반제품으로 가공할 때, 가공되는 반제품은 연속적으로 붙어 있을 수 있는데, 추후의 함침 공정 등을 효율적으로 진행할 수 있도록 1차 커팅 유닛(130)에서 함침에 적합한 사이즈로 커팅한다.
이러한 1차 커팅 유닛(130)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 업/다운(up/down) 구동되면서 반제품을 커팅하는 제1 커터(131)와, 제1 커터(131)와 연결되고 제1 커터(131)를 업/다운(up/down) 구동시키는 제1 커터 업/다운 구동부(132)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 커터 업/다운 구동부(132)는 유압, 공압 혹은 유공압 복합 실린더일 수 있으나 실린더 대신에 모터 및 볼스크루의 조합으로 된 장치를 적용할 수도 있다.
제1 커터 업/다운 구동부(132)에 의한 제1 커터(131)의 업/다운(up/down) 시 반제품이 잘 커팅될 수 있도록 롤러식 컨베이어(135)가 적용된다. 즉 본 실시예의 경우, 제1 커터(131)의 하부에서 반제품을 이송시키는 컨베이어는 제1 커터(131)의 동작을 허용하기 위한 롤러식 컨베이어(135)로 적용될 수 있다. 따라서 커팅 작업이 간섭 없이 잘 진행될 수 있다.
롤러식 컨베이어(135)의 주변에는 원료 가공 유닛(120)을 통해 배출되는 반제품을 롤러식 컨베이어(135)로 안내하는 다수의 안내롤러(136)가 마련될 수 있다.
다음으로, 난연재 함침 유닛(140)은 1차 커팅 유닛(130)에 의해 함침에 적합한 사이즈로 커팅된 반제품을 난연재에 함침시켜 난연 기능을 갖도록 하는 역할을 한다.
이러한 난연재 함침 유닛(140)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 함침 유닛 테이블(141)과, 함침 유닛 테이블(141) 상에 마련되되 내부에 난연재가 충진되는 난연재 함침조(142)와, 난연재 함침조(142) 내에 침지되되 난연 대상의 반제품을 이송시키는 무동력 이송부(143)와, 무동력 이송부(143)의 상부에 회전 가능하게 배치되며, 무동력 이송부(143)와 함께 난연 대상의 반제품을 이송시키는 동력 이송부(144)를 포함한다.
무동력 이송부(143)의 전단부와 후단부에는 각각 로딩 롤러(145)와 언로딩 롤러(146)가 마련된다. 로딩 롤러(145)는 난연 대상의 반제품을 무동력 이송부(143)로 공급하여 로딩시키는 역할을 하고, 언로딩 롤러(146)는 난연 완료된 반제품을 난연재 함침조(142)에서 취출시키는 역할을 한다. 로딩 롤러(145)와 언로딩 롤러(146)는 모두가 동력 롤러일 수 있다.
이에, 로딩 롤러(145)가 동작되면 앞선 공정에서 제공되는 반제품이 무동력 이송부(143) 상에 로딩될 수 있으며, 이후, 동력 이송부(143)의 작용으로 반제품이 난연재에 침지된 상태를 유지하면서 이송된다. 이와 같은 과정에서 반제품에 난연재가 함침될 수 있으며, 함침이 완료되면 언로딩 롤러(146)의 작용으로 취출된다.
이때, 난연 마감재 본체(11)에 함침되는 난연재의 함침량은 난연 마감재 본체(11)의 중량 대비 2배 내지 3배일 수 있다. 난연 보강지(13)에 함침되는 난연재의 함침량 역시, 난연 보강지(13)의 중량 대비 2배 내지 3배일 수 있는데, 만약 3배보다 크면 제품의 중량이 너무 무거워지기 때문에 바람직하지 못하다.
다음으로, 건조 유닛(150)은 난연재 함침 유닛(140)의 공정 후방에 배치되며, 함침이 완료된 반제품을 건조시키는 역할을 한다. 즉 건조 유닛(150)은 난연재에 의해 젖은 반제품을 건조시키는 역할을 한다.
다양한 형태의 건조기가 적용될 수 있으나 본 실시예의 경우, 마이크로웨이브(microwave)에 의한 건조작용이 진행되도록 하는 마이크로웨이브식 건조 유닛(150)을 적용하고 있다.
본 실시예처럼 마이크로웨이브식 건조 유닛(150)이 적용되면 난연재가 흡수된 반제품의 내부에서부터 건조가 진행되는 한편 타지 않고 빠른 건조를 구현할 수 있기 때문에 생산성 향상에 기여할 수 있다.
이러한 마이크로웨이브식 건조 유닛(150)은 도 3 및 도 8에 도시된 바와 같이, 건조기(151)와, 마이크로웨이브 모듈(152)을 포함할 수 있다.
건조기(151)는 함침이 완료된 반제품에 대한 건조작업이 진행되는 장소를 이룬다. 이러한 건조기(151)는 함침이 완료된 반제품이 유입되는 건조 유닛 유입부(151a)와, 건조가 완료된 반제품이 배출되는 건조 유닛 배출부(151b)를 구비하며, 반제품이 이송되는 컨베이어(156) 상에 배치될 수 있다.
건조 유닛 유입부(151a)와 건조 유닛 배출부(151b)에는 반제품이 이송될 때는 개방되고 반제품의 이송이 정지될 때는 차폐되는 건조기 도어(153,154)가 마련된다. 도면에는 건조기 도어(153,154)가 극히 개략적으로 도시되었으나 건조기 도어(153,154)는 건조 유닛 유입부(151a)와 건조 유닛 배출부(151b)가 개방되지 않게 밀폐식으로 동작되면서 건조 유닛 유입부(151a)와 건조 유닛 배출부(151b)를 개폐하는 것이 바람직하다.
마이크로웨이브 모듈(152)은 건조기(151)에 마련되며, 반제품을 향해 마이크로웨이브를 발생시키는 역할을 한다. 마이크로웨이브 모듈(152)을 통해서 반제품을 향해 마이크로웨이브가 발생되면 마이크로웨이브에 의한 유전작용으로 반제품은 내부에서부터 열이 발생되면서 건조가 빠른 시간에 진행될 수 있다. 건조까지 완료된 반제품은 좀 더 딱딱하고 견고한 상태를 이룰 수 있다.
다음으로, 난연 보강지 부착 유닛(160)은 건조 유닛(150)의 공정 후방에 배치되며, 건조가 완료된 반제품의 양면에 난연 보강지(13)를 부착시키는 역할을 한다. 난연 보강지(13) 역시, 난연 마감재 본체(11)의 난연재 함침 방식으로 미리 난연 처리되어 제공될 수 있다.
한편, 앞서 기술한 것처럼 마이크로웨이브식 건조 유닛(150)을 지난 반제품 역시, 어느 정도 견고한 상태를 유지한다.
다만, 건축용 내장 마감재(10)가 도 1a처럼 제품으로서의 가치를 가지기 위해, 또한 강도 유지 및 외면 보호를 위해서는 반제품의 양면에 난연 보강지(13)를 부착시킬 필요가 있는데, 이를 난연 보강지 부착 유닛(160)이 담당한다.
이러한 난연 보강지 부착 유닛(160)은 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이, 다수의 난연 보강지 공급부(161)와, 다수의 난연 보강지 부착용 롤러(162)를 포함할 수 있다.
난연 보강지 공급부(161)는 건조가 완료된 반제품의 일면으로 난연 보강지(13)를 공급하는 역할을 한다. 난연 보강지(13)는 건조가 완료된 반제품의 양면 모두에 공급되어야 하기 때문에 난연 보강지 공급부(161)는 서로 다른 위치에서 건조가 완료된 반제품의 양면으로 난연 보강지를 각각 공급할 수 있다. 난연 보강지(13)는 케나프로 된 케나프 난연 보강지(13)인 것이 바람직하다.
난연 보강지 부착용 롤러(162)는 건조가 완료된 반제품을 사이에 두고 그 양측에 회전 가능하게 배치되며, 난연 보강지 공급부(161)에서 공급되는 난연 보강지(13)를 반제품 측으로 가압해서 난연 보강지(13)와 반제품을 일체화시키는 역할을 한다.
이때, 난연 보강지 부착용 롤러(162)의 가압력만으로는 난연 보강지(13)와 반제품을 일체화 작업이 잘 되지 않을 수도 있기 때문에 본 실시예에 적용되는 난연 보강지 부착 유닛(160)에는 접착제 분사부(163)가 더 갖춰진다.
접착제 분사부(163)는 난연 보강지 공급부(161)와 난연 보강지 부착용 롤러(162) 사이에 배치되며, 반제품으로 향하는 난연 보강지(13)에 접착제를 분사하는 역할을 한다. 이처럼 접착제 분사부(163)에 의해 접착제가 난연 보강지(13)에 분사되고 난연 보강지(13)의 접착제 부분이 반제품에 부착된 후, 반제품이 한 쌍의 난연 보강지 부착용 롤러(162)를 지나기 때문에 난연 보강지(13)와 반제품이 하나의 몸체로 일체화될 수 있다.
다음으로, 압착 유닛(170)은 난연 보강지 부착 유닛(160)의 공정 후방에 배치되며, 양면에 난연 보강지(13)가 부착된 반제품을 압착시키는 역할을 한다. 이러한 압착 공정을 수행함으로써 비로소 난연 마감재 본체(11)와 난연 보강지(13)가 일체화된 구조를 이룰 수 있다.
참고로, 도면과 달리, 롤 방식의 난연 보강지 부착 유닛(160)을 생략하고, 난연 보강지(13)를 개별적으로 준비해서 직접 압착 유닛(170)을 진행할 수도 있을 것인데, 이처럼 롤 방식의 난연 보강지 부착 유닛(160)이 생략된 장치 역시, 본 발명의 권리범위에 속한다 하여야 할 것이다.
부연하면, 난연 보강지 부착 유닛(160)을 통해 난연 보강지(13)와 반제품이 하나의 몸체로 일체화되었기는 하지만 이는 난연 보강지(13)를 반제품에 부착시키는 정도의 기술이었기 때문에 하나의 몸체로 일체화된 난연 보강지(13)와 반제품을 압착시켜 실제의 제품으로 만들기 위해 압착 유닛(170)에 의한 압착 공정이 진행된다. 압착 공정이 진행되면 하나의 몸체로 일체화된 난연 보강지(13)와 반제품의 두께가 줄면서 타이트한 상태가 될 수 있다.
이러한 압착 유닛(170)은 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이, 열 압착부(171)와, 냉각 압착부(173)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 경우, 압착 유닛(170)이 열 압착부(171)와, 냉각 압착부(173)를 포함하도록 구현함으로써 압착 품질을 높여 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 한다. 열 압착부(171)와 냉각 압착부(173) 사이에는 이들 간의 반제품 이동을 위한 컨베이어(175)가 마련된다.
열 압착부(171)는 난연 보강지 부착 유닛(160)을 통해 그 양면에 난연 보강지(13)가 부착된 반제품을 열에 의해 압착시키는 역할을 한다. 열 압착부(171)에 의한 온도는 섭씨 120도 내지 170도일 수 있다.
이러한 열 압착부(171)는 양면에 난연 보강지(13)가 부착된 반제품을 열 압착시키는 한 쌍의 열 압착롤러(171a)와, 열 압착롤러(171a)를 구동시켜 열 압착롤러(171a)들의 간격을 조절하는 제1 롤러 구동부(171b)와, 열 압착롤러(171a)에 열을 공급하는 열 공급기(171c)를 포함할 수 있다. 열 공급기(171c)에 의해 열 압착롤러(171a)에 열이 공급되고, 이어 제1 롤러 구동부(171b)에 의해 열 압착롤러(171a)들의 간격이 조절되도록 한 상태에서 열 압착롤러(171a)들 사이로 양면에 난연 보강지(13)가 부착된 반제품이 지나게 됨으로써 열에 의한 열 압착 공정이 진행될 수 있다.
냉각 압착부(173)는 열 압착부(171)의 공정 후방에 배치되며, 열 압착이 완료된 반제품을 냉각 압착시키는 역할을 한다. 냉각 압착부(173)에 의한 냉각시간은 1분 내외일 수 있다.
이러한 냉각 압착부(173)는 열 압착이 완료된 반제품을 냉각 압착시키는 한 쌍의 냉각 압착롤러(173a)와, 냉각 압착롤러(173a)를 구동시켜 냉각 압착롤러(173a)들의 간격을 조절하는 제2 롤러 구동부(173b)와, 냉각 압착롤러(173a)에 냉기를 공급하는 냉기 공급기(173c)를 포함한다. 냉기 공급기(173c)에 의해 냉각 압착롤러(173a)에 냉기가 공급되고, 이어 제2 롤러 구동부(173b)에 의해 냉각 압착롤러(173a)들의 간격이 조절되도록 한 상태에서 냉각 압착롤러(173a)들 사이로 열 압착이 완료된 반제품이 지나게 됨으로써 냉기에 의한 냉각 압착 공정이 진행될 수 있다.
마지막으로, 2차 커팅 유닛(180)은 압착 유닛(170)의 공정 후방에 배치되며, 제품의 출시를 위해 단위 사이즈로 커팅하는 역할을 한다. 즉 열 압착과 냉각 압착이 완료된 반제품을 2차 커팅 유닛(180)에서 시장에서 요구하는 단위 사이즈로 커팅한다.
이러한 2차 커팅 유닛(180)은 도 3 및 도 9에 도시된 바와 같이, 업/다운(up/down) 구동되면서 반제품을 커팅하는 제2 커터(181)와, 제2 커터(181)와 연결되고 제2 커터(181)를 업/다운(up/down) 구동시키는 제2 커터 업/다운 구동부(182)를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 커터 업/다운 구동부(182) 역시, 유압, 공압 혹은 유공압 복합 실린더일 수 있으나 실린더 대신에 모터 및 볼 스크루의 조합으로 된 장치를 적용할 수도 있다. 그리고 제2 커터(181)는 한 방향이 아닌 교차되는 방향으로 반제품을 커팅함으로써, 도 1과 같은 형태의 사이즈로 커팅될 수 있게끔 할 수 있다.
제2 커터 업/다운 구동부(182)에 의한 제2 커터(181)의 업/다운(up/down) 시 반제품이 잘 커팅될 수 있도록 롤러식 컨베이어(185)가 적용될 수 있다. 즉 본 실시예의 경우, 제2 커터(181)의 하부에서 반제품을 이송시키는 컨베이어는 제2 커터(181)의 동작을 허용하기 위한 롤러식 컨베이어(185)로 적용될 수 있다.
따라서 커팅 작업이 간섭 없이 잘 진행될 수 있으며, 이로 인해 도 1과 같은 형태의 건축용 내장 마감재(10)를 제조할 수 있다.
이하, 건축용 내장 마감재(10)를 제조하는 과정을 일련적으로 설명한다.
우선, 원료 배합 유닛(110)에서 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)를 미리 결정된 배합비로 배합한다(S110). 배합이 완료된 원료는 배합 유닛용 탱크(111)의 배출부(111a)를 통해 배출된다.
배출되는 원료는 원료 가공 유닛(120)의 가공 롤러(121~123)들을 순차적으로 지나면서 가공된다(S120).
가공이 완료되면, 다시 말해 배합 원료가 원료 가공 유닛(120)의 가공 롤러(121~123)들을 지나면서 일정한 두께의 반제품으로 만들어지면 1차 커팅 유닛(130)의 제1 커터(131)에 의해 함침에 적합한 사이즈로 커팅된 후(S130), 난연재 함침 유닛(140)의 난연재 함침조(142)에 투입되어 이송되면서 난연재 함침된다(S140).
정해진 시간동안 함침 공정이 진행되면 함침이 완료된 반제품에 대한 건조 공정이 진행된다(S150). 앞서 기술한 것처럼 건조 공정은 마이크로웨이브식 건조 유닛(150)을 통해 진행될 수 있다.
다음, 건조 공정이 완료되면 난연 보강지 부착 유닛(160)에 의해 반제품의 양면으로 난연 보강지(13)가 부착되는 난연 보강지 부착 공정이 진행된다(S160).
반제품의 양면에 난연 보강지(13)가 부착되고 나면 이의 반제품이 압착 유닛(170)의 열 압착부(171)와 냉각 압착부(173)를 차례로 지나면서 압착된다(S170).
압착 공정 이후에는 2차 커팅 유닛(180)의 제2 커터(181)에 의해 2차 커팅 공정이 진행됨으로써(S180), 도 1과 같은 형태의 건축용 내장 마감재(10)를 제조할 수 있다.
이상 설명한 바와 같은 구조와 작용을 갖는 본 실시예에 따르면, 무게는 가벼운데 반해 고강도를 유지할 수 있어서 기존의 합판 대신에 건축물의 내장재로 두루 사용이 가능하며, 특히 난연 기능이 종래보다 훨씬 강화될 수 있게 된다.
특히, 건축용 내장 마감재(10)의 경우에는 구조적인 특징으로 인해 흡음 및 단열기능 역시 우수해질 수 있기 때문에 건축자재로서 뛰어난 효과를 제공할 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 건축용 내장 마감재 제조 시스템에 적용되는 원료 배합 유닛의 동작 구조도이다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 적용되는 원료 배합 유닛(210) 역시, 전술한 실시예와 마찬가지로 배합 유닛용 탱크(111)와, 배합 유닛용 탱크(111) 내에서 개폐 가능하게 마련되는 개폐 셔터(112)와, 배합 유닛용 탱크(111) 내에 투입되는 원료를 교반시키는 원료 교반기(116)를 포함할 수 있다.
이와 같은 구조에서 배합 유닛용 탱크(110)에는 히터(211)가 마련될 수 있다. 히터(211)는 원료가 너무 젖어서 배합이 잘 이루어지지 않거나 혹은 너무 뭉쳐져서 배합이 완료된 원료가 배합 유닛용 탱크(110)의 배출부(110a)로 잘 배출되지 않을 때 원료를 가열하는 건조시키는 역할을 담당할 수 있다.
본 실시예가 적용되더라도 재활용 폴리우레탄을 이용하는 한편 난연재 함침을 통해 신개념의 건축용 내장 마감재를 제조함으로써 제조비용을 줄일 수 있어 제품의 단가를 낮출 수 있으며, 나아가 자원 재활용을 통한 경제발전에 이바지할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10 : 건축용 내장 마감재 11 : 난연 마감재 본체
13 : 난연 보강지 110 : 원료 배합 유닛
111 : 배합 유닛용 탱크 112 : 개폐 셔터
113 : 셔터 구동부 114 : 개방신호 발생기
116 : 원료 교반기 116a : 교반용 모터
116b : 교반축 116c : 교반날개
120 : 원료 가공 유닛 121~123 : 가공 롤러
130 : 1차 커팅 유닛 131 : 제1 커터
132 : 제1 커터 업/다운 구동부 135 : 롤러식 컨베이어
140 : 난연재 함침 유닛 141 : 함침 유닛 테이블
142 : 난연재 함침조 143 : 무동력 이송부
144 : 동력 이송부 145 : 로딩 롤러
146 : 언로딩 롤러 150 : 건조 유닛
151 : 건조기 152 : 마이크로웨이브 모듈
160 : 난연 보강지 부착 유닛 161 : 난연 보강지 공급부
162 : 난연 보강지 부착용 롤러 163 : 난연 보강지 부착용 롤러
170 : 압착 유닛 171 : 열 압착부
171a : 열 압착롤러 171b : 제1 롤러 구동부
171c : 열 공급기 173 : 냉각 압착부
173a : 냉각 압착롤러 173b : 제2 롤러 구동부
173c : 냉기 공급기 180 : 2차 커팅 유닛
181 : 제2 커터 182 : 제2 커터 업/다운 구동부
190 : 컨트롤러

Claims (31)

  1. 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM, low melting fiber) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 원료로 하여 제작되되 난연 처리되는 난연 마감재 본체; 및
    상기 난연 마감재 본체의 보강을 위해 상기 난연 마감재 본체의 양 표면에 배치되되 상기 난연 마감재 본체와는 별개로 난연 처리되는 난연 보강지를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 케나프 40~70 중량%, 상기 저융점 섬유(LM) 30~50 중량%, 상기 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET) 10~30 중량%의 중량비를 갖는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 난연 마감재 본체의 제작 시 상기 케나프의 함량이 제일 많고 상기 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET)의 함량이 제일 적으며,
    상기 난연 보강지보다 상기 난연 마감재 본체의 두께가 두껍게 제작되며,
    상기 난연 마감재 본체에 함침되는 난연재의 함침량은 상기 난연 마감재 본체의 중량 대비 2배 내지 3배이고, 상기 난연 보강지에 함침되는 난연재의 함침량은 상기 난연 보강지의 중량 대비 2배 내지 3배인 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재.
  4. 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM, low melting fiber) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 미리 결정된 배합비로 배합시키는 원료 배합 단계;
    배합된 원료를 뭉쳐서 일정한 두께를 갖는 반제품으로 가공시키는 원료 가공 단계; 및
    상기 반제품을 난연재에 함침시키는 난연재 함침 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 난연재 함침 단계의 수행 전에 상기 반제품을 함침에 적합한 사이즈로 커팅하는 1차 커팅 단계; 및
    상기 난연재 함침 단계의 수행 후에 함침이 완료된 반제품을 건조시키는 건조 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 건조 단계는 마이크로웨이브(microwave)에 의한 건조작용이 진행되도록 하는 마이크로웨이브식 건조 단계인 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 건조 단계의 수행 후,
    건조가 완료된 반제품의 양면에 미리 난연 처리된 난연 보강지를 부착시키는 난연 보강지 부착 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 난연 보강지 부착 단계의 수행 후,
    양면에 난연 보강지가 부착된 반제품을 압착시켜 상기 난연 보강지를 일체화시키는 압착 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 압착 단계는,
    양면에 상기 난연 보강지가 부착된 반제품을 열 압착시키는 열 압착 단계; 및
    열 압착이 완료된 반제품을 냉각 압착시키는 냉각 압착 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 압착 단계의 수행 후,
    제품의 출시를 위해 단위 사이즈로 커팅하는 2차 커팅 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 방법.
  11. 주원료로서의 케나프와, 보조원료로서의 저융점 섬유(LM, low melting fiber) 및 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, polyethylene terephthalate)를 미리 결정된 배합비로 배합시키는 원료 배합 유닛;
    배합된 원료를 뭉쳐서 일정한 두께를 갖는 반제품으로 가공시키는 원료 가공 유닛; 및
    상기 반제품을 난연재에 함침시키는 난연재 함침 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 원료 배합 유닛은,
    일측에 배출부가 구비되는 배합 유닛용 탱크;
    상기 배합 유닛용 탱크 내에서 개폐 가능하게 마련되는 개폐 셔터; 및
    상기 배합 유닛용 탱크 내에 마련되며, 상기 배합 유닛용 탱크 내에 투입되는 원료를 교반시키는 원료 교반기를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 원료 배합 유닛은,
    상기 개폐 셔터와 연결되고 상기 개폐 셔터를 구동시키는 셔터 구동부;
    상기 개폐 셔터와 연결되며, 상기 개폐 셔터의 개방신호를 발생시키는 개방신호 발생기; 및
    상기 개방신호 발생기의 신호에 기초하여 상기 셔터 구동부의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 원료 교반기는,
    교반용 모터;
    상기 교반용 모터에 연결되고 상기 배합 유닛용 탱크 내에 배치되는 교반축; 및
    상기 교반축에 연결되며, 상기 교반축의 회전 시 상기 원료와 접촉되어 상기 원료를 교반시키는 다수의 교반날개를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 원료 가공 유닛은,
    상기 원료 배합 유닛에서 배출되는 배합이 완료된 원료를 가압해서 일정한 두께의 상기 반제품으로 형성시키는 다수의 가공 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 다수의 가공 롤러는 한 쌍씩 다수 개가 배치되되 상기 난연재 함침 유닛 측으로 갈수록 한 쌍의 상기 가공 롤러 사이의 간격이 점진적으로 좁아지게 배치되는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 난연재 함침 유닛은,
    함침 유닛 테이블;
    상기 함침 유닛 테이블 상에 마련되되 내부에 난연재가 충진되는 난연재 함침조;
    상기 난연재 함침조 내에 침지되며, 난연 대상의 반제품을 이송시키는 무동력 이송부;
    상기 무동력 이송부의 상부에 회전 가능하게 배치되며, 상기 무동력 이송부와 함께 난연 대상의 반제품을 이송시키는 동력 이송부;
    상기 무동력 이송부의 전단부에 배치되며, 난연 대상의 반제품을 상기 무동력 이송부로 공급하여 로딩시키는 로딩 롤러; 및
    상기 무동력 이송부의 후단부에 배치되며, 난연 완료된 반제품을 상기 난연재 함침조에서 취출시키는 언로딩 롤러를 포함하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 난연재 함침 유닛의 공정 전반에 배치되며, 상기 반제품을 함침에 적합한 사이즈로 커팅하는 1차 커팅 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 1차 커팅 유닛은,
    업/다운(up/down) 구동되면서 상기 반제품을 커팅하는 제1 커터; 및
    상기 제1 커터와 연결되고 상기 제1 커터를 업/다운(up/down) 구동시키는 제1 커터 업/다운 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 난연재 함침 유닛의 공정 후방에 배치되며, 함침이 완료된 반제품을 건조시키는 건조 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 건조 유닛은 마이크로웨이브(microwave)에 의한 건조작용이 진행되도록 하는 마이크로웨이브식 건조 유닛인 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 마이크로웨이브식 건조 유닛은,
    함침이 완료된 반제품이 유입되는 건조 유닛 유입부와, 건조가 완료된 반제품이 배출되는 건조 유닛 배출부를 구비하며, 상기 반제품이 이송되는 컨베이어 상에 배치되는 건조기; 및
    상기 건조기에 마련되며, 상기 반제품을 향해 마이크로웨이브를 발생시키는 마이크로웨이브 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 건조 유닛 유입부와 상기 건조 유닛 배출부에는 상기 반제품이 이송될 때는 개방되고 상기 반제품의 이송이 정지될 때는 차폐되는 건조기 도어가 마련되는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 건조 유닛의 공정 후방에 배치되며, 건조가 완료된 반제품의 양면에 미리 난연 처리된 난연 보강지를 부착시키는 난연 보강지 부착 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 난연 보강지 부착 유닛은,
    서로 다른 위치에서 건조가 완료된 반제품의 양면으로 난연 보강지를 각각 공급하는 다수의 난연 보강지 공급부; 및
    건조가 완료된 반제품을 사이에 두고 그 양측에 회전 가능하게 배치되며, 상기 난연 보강지를 상기 반제품 측으로 가압해서 일체화시키는 다수의 난연 보강지 부착용 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 난연 보강지 부착 유닛은,
    상기 난연 보강지 공급부와 상기 난연 보강지 부착용 롤러 사이에 배치되며, 상기 난연 보강지에 접착제를 분사하는 접착제 분사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 난연 보강지 부착 유닛의 공정 후방에 배치되며, 양면에 상기 난연 보강지가 부착된 반제품을 압착시켜 상기 난연 보강지를 일체화시키는 압착 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 압착 유닛은,
    양면에 상기 난연 보강지가 부착된 반제품을 열 압착시키는 열 압착부; 및
    상기 열 압착부의 공정 후방에 배치되며, 열 압착이 완료된 반제품을 냉각 압착시키는 냉각 압착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 열 압착부는,
    양면에 상기 난연 보강지가 부착된 반제품을 열 압착시키는 한 쌍의 열 압착롤러;
    상기 열 압착롤러를 구동시켜 상기 열 압착롤러들의 간격을 조절하는 제1 롤러 구동부; 및
    상기 열 압착롤러에 열을 공급하는 열 공급기를 포함하며,
    상기 냉각 압착부는,
    열 압착이 완료된 반제품을 냉각 압착시키는 한 쌍의 냉각 압착롤러;
    상기 냉각 압착롤러를 구동시켜 상기 냉각 압착롤러들의 간격을 조절하는 제2 롤러 구동부; 및
    상기 냉각 압착롤러에 냉기를 공급하는 냉기 공급기를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 압착 유닛의 공정 후방에 배치되며, 제품의 출시를 위해 단위 사이즈로 커팅하는 2차 커팅 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 2차 커팅 유닛은,
    업/다운(up/down) 구동되면서 상기 반제품을 커팅하는 제2 커터; 및
    상기 제2 커터와 연결되고 상기 제2 커터를 업/다운(up/down) 구동시키는 제2 커터 업/다운 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 내장 마감재 제조 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210051658A (ko) * 2019-10-31 2021-05-10 주식회사 금토일산업 친환경 준불연 흡음 보드 제조 방법
KR102278823B1 (ko) * 2020-02-07 2021-07-19 이엔티판넬(주) 폐우레탄, 폐스티로폼을 재활용하는 난연패널 제조방법 및 이를통해 제조되는 난연패널

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