KR20190001390A

KR20190001390A - 마이크로파를 이용한 eps 제조방법

Info

Publication number: KR20190001390A
Application number: KR1020170081310A
Authority: KR
Inventors: 강성복
Original assignee: 강성복
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2019-01-04

Abstract

본 발명은 기존 스팀을 이용하여 EPS의 비드에 열을 가하여 발포하거나 성형형틀 내에 스팀을 공급하여 EPS를 성형하였던 방법을 기존 스팀을 이용하지 않고 마그네트론(magnetron)이 장착된 발포기나 성형형틀 내부에서 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파(microwave)로 수분을 진동시켜 발열을 일으키고, 이 열로써 EPS(expandable polystyrene, 발포 폴리스티렌)를 발포 또는 성형하는 마이크로파를 이용한 EPS 제조방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 내부공간에 차단벽을 설치하여 하부에 격실이 마련되도록 2개의 구획된 공간을 형성하는 발포기에서 EPS의 비드를 발포시킨 다음, 성형형틀 내에서 원하는 형상으로 성형하여 EPS를 제조하는 방법에 있어서, (A) 상기 격실 또는 격실을 제외한 나머지 공간 중 선택된 어느 하나의 공간 또는 2개의 공간 모두의 내면 일측에 마그네트론을 적어도 한 개 이상 설치하고, 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 상기 발포기 내에 공급된 수분을 진동시킴과 동시에 발열시켜 EPS의 비드를 발포시키는 단계; (B) 상기 성형형틀 내에 적어도 한 개 이상의 마그네트론을 설치하고, 그 성형형틀 내부에 상기 (A)단계의 발포입자를 공급하여 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 상기 성형형틀 내에 공급된 수분을 진동시킴과 동시에 발열시켜 성형형틀 내부의 발포입자를 체적팽창시키고 열융착시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로파를 이용한 EPS 제조방법{Manufacturing method of expandable polystyrene using microwave}

본 발명은 마이크로파를 이용한 EPS 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마그네트론(magnetron)을 통해 조사되는 마이크로파(microwave)로 수분을 진동시켜 발열을 일으키고, 이 열로써 EPS(expandable polystyrene, 발포 폴리스티렌)를 발포 및 성형하는 마이크로파를 이용한 EPS 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 스티로폼 성형물을 제조할 때에는 발포제가 함입(陷入)된 EPS 입자를 스팀으로 가열을 통해 예비적으로 발포시킨 상태에서 소정시간 숙성시킨다.

이후, 예비발포 및 숙성된 EPS 입자를 금형 내에 투입하는 충진공정, 고압스팀을 이용하여 성형물을 성형하는 공정, 성형물을 금형으로부터 분리하기 위해 성형물 및 금형을 냉각시키는 공정, 금형의 분리를 통해 냉각된 성형물을 배출시키는 공정을 거친다.

한편, EPS를 발포하거나 성형하기 위해서는 반드시 스팀으로 비드(bead)의 온도를 올려 발포 또는 열융착하는 방법으로 제조하고 있다.

이러한 제조방법의 일례로써 설명하자면, EPS를 발포하기 위해서는 90 - 100℃로 가열하면 수지가 연화되어 비드 내부에 함유되어 있는 발포제가 팽창시켜 아주 얇은 PS 수지 피막으로 된 발포체로 발포된다.

또한, EPS를 성형하기 위해서는 금형 내에 발포립을 가득 채우고 고압스팀으로 성형기내의 발포입자를 가열하면, 발포립에 남아있는 발포제의 기화에 의한 체적팽창에 의해 발포입자가 재발포되어 공극을 메워가면서 열융착시켜 금형과 동일한 형상의 성형물을 얻을 수 있다.

위와 같이 EPS를 제조하기 위해서는 고압스팀이 반드시 필요하며 고압스팀을 만들기 위해서는 고압보일러가 필요하고 고압스팀을 발포기 및 성형기로 보내기 위해 스팀배관을 설치해야만 EPS를 제조할 수 있다.

이렇듯 EPS를 제조하기 위해서는 초기투자비가 많이 들고 고압스팀을 사용함으로서 제조단가가 높아질 수 밖에 없는 문제점을 내포하고 있다.

한국 공개특허 제10-2007-0084433호(2007.08.24.) 한국 등록특허 제10-1325263호(2013.10.29.)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 EPS 제조방법에 있어서 크게 발포공정과 성형공정으로 이루어진 이 두 공정에서 종래의 보일러를 이용하여 스팀을 생산하여 EPS를 제조하는 방식이 아닌 별도의 스팀을 사용하지 않고 물 분자의 운동에너지가 주위의 물 분자로 전달되어 영향을 미치는 마이크로파의 물리적 특성을 EPS의 제조공정에 적용하여 공정시간을 크게 단축하고 제조공정에 따른 제반비용을 절감할 수 있는 마이크로파를 이용한 EPS 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 과제 해결 수단 구성은,

내부공간에 차단벽을 설치하여 하부에 격실이 마련되도록 2개의 구획된 공간을 형성하는 발포기에서 EPS의 비드를 발포시킨 다음, 성형형틀 내에서 원하는 형상으로 성형하여 EPS를 제조하는 방법에 있어서, (A) 상기 격실 또는 격실을 제외한 나머지 공간 중 선택된 어느 하나의 공간 또는 2개의 공간 모두의 내면 일측에 마그네트론을 적어도 한 개 이상 설치하고, 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 상기 발포기 내에 공급된 수분을 진동시킴과 동시에 발열시켜 EPS의 비드를 발포시키는 단계; 및 (B) 상기 성형형틀 내에 적어도 한 개 이상의 마그네트론을 설치하고, 그 성형형틀 내부에 상기 (A)단계의 발포입자를 공급하여 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 상기 성형형틀 내에 공급된 수분을 진동시킴과 동시에 발열시켜 성형형틀 내부의 발포입자를 체적팽창시키고 열융착시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발포기의 격실 또는 격실을 제외한 나머지 공간 중 어느 하나의 공간 또는 2개의 공간 모두의 내면 일측에 수분을 공급하기 위한 수분공급수단이 설치되고, 상기 발포기 내부에 EPS 비드를 채운 다음 수분공급수단에서 공급된 수분을 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 발열시켜 EPS의 비드를 발포시키거나, 상기 차단벽에 0.5 - 1.5mm의 두께의 미세한 틈을 일정간격마다 다수 형성하여 EPS 비드는 통과되지 못하게 하고 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 발열된 수분의 수증기만이 통과될 수 있도록 하여 상기 수증기의 열로써 EPS의 비드를 발포시키는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 마이크로파의 조사시간은 1 - 10분이고, 상기 성형형틀 내부에 공급되는 수분의 양은 성형형틀 내부 부피에 대해 0.5 - 30%인 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 성형형틀은 마그네트론을 통해 조사된 마이크로파가 반사되어 외부로 나올 수 없도록 차단된 형태인 금속재질로 이루어지거나, 상기 마그네트론을 통해 조사된 마이크로파가 투과될 수 있는 형태인 유리 또는 플라스틱 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 더해, 상기 마이크로파는 2.10 - 2.90GHz의 진동수를 가진 전자기파인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방법에 따라 제조된 EPS(expandable polystyrene, 발포 폴리스티렌)는, 스팀가열 방식이 아닌 마이크로파를 이용함으로써, 공정시간을 크게 단축할 수 있고 특히 보일러 등의 열원공급수단을 사용하지 않으므로 제조공정에 따른 제반비용을 종래의 스팀가열 방식에 비해 약 1/4 수준으로 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 마이크로파를 이용한 EPS 제조방법을 나타낸 공정도.

본 발명의 마이크로파를 이용한 EPS 제조방법은,

내부공간에 차단벽을 설치하여 하부에 격실이 마련되도록 2개의 구획된 공간을 형성하는 발포기에서 EPS의 비드를 발포시킨 다음, 성형형틀 내에서 원하는 형상으로 성형하여 EPS를 제조하는 방법에 있어서,

(A) 상기 격실 또는 격실을 제외한 나머지 공간 중 선택된 어느 하나의 공간 또는 2개의 공간 모두의 내면 일측에 마그네트론을 적어도 한 개 이상 설치하고, 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 상기 발포기 내에 공급된 수분을 진동시킴과 동시에 발열시켜 EPS의 비드를 발포시키는 단계; 및

(B) 상기 성형형틀 내에 적어도 한 개 이상의 마그네트론을 설치하고, 그 성형형틀 내부에 상기 (A)단계의 발포입자를 공급하여 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 상기 성형형틀 내에 공급된 수분을 진동시킴과 동시에 발열시켜 성형형틀 내부의 발포입자를 체적팽창시키고 열융착시키는 단계;를 포함하여 이루어진다.

통상, EPS(expandable polystyrene, 발포 폴리스티렌)를 제조할 때에는, 종래에는 스팀가열 방식을 주로 사용하였는데, 상기 스팀가열 방식은 스팀을 가열하기 위한 열원공급장치(예를 들어 보일러 등)의 가동이 필수적이어서 전기비, 유류비 등으로 인한 단가 상승의 문제점이 있었던 바, 본 발명에서는 마그네트론(magnetron)에서 발생하는 마이크로파(microwave)가 전기장을 빠른 속도로 바꾸어 주면서 물 분자도 빠른 속도로 회전 운동하게 되고, 이 운동 속도는 주위의 또 다른 물 분자와 충돌하는 메커니즘으로 물 분자의 운동에너지가 주위의 물 분자로 전달되는데, 이 같은 마이크로파의 물리적 특성을 EPS를 제조하는데 적용하여 종래의 문제점을 해결하고자 하였다.

이하, 본 발명에 따른 마이크로파를 이용한 EPS 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 내부공간에 차단벽을 설치하여 하부에 격실이 마련되도록 2개의 구획된 공간을 형성하는 발포기 내부에 EPS의 원료인 비드(bead)를 공급한다. 이때, 상기 발포기에는 마이크로파를 조사할 수 있는 마그네트론을 상기 격실 또는 격실을 제외한 나머지 공간 중 선택된 어느 하나의 공간 또는 2개의 공간 모두의 내면 일측에 적어도 한 개 이상 설치할 수 있으며, 작업조건 등을 고려하여 작업자가 상기 마그네트론의 설치 개수는 적절하게 조절할 수 있다.

상기 비드는 EPS를 부탄 등의 발포제를 이용하여 발포한 구형의 단위체로써, 이미 공지된 것이나 상업상 입수 가능한 것이라면 어떠한 것이든 본 발명에 적용하여 사용할 수 있다.

한편, 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파가 수분(물) 분자를 유동 또는 진동시켜서 발열을 일으키는데, 이 발열로 인해 열원매개체인 수분의 온도를 상승시키고, 그 상승된 온도에 의해서 비드를 발포시킬 수 있다.

이때, 상기 비드에 수분을 공급하는 이유는, 마그네트론을 통해 마이크로파 조사 시, 수분의 분자가 공진하여 열 발생이 촉진되도록 하기 위함이다.

추가의 일례로써, 상기 비드를 발포시키는 방법은, 먼저 상기 발포기의 격실 또는 격실을 제외한 나머지 공간 중 선택된 어느 하나의 공간 또는 2개의 공간 모두의 내면 일측에 수분을 공급하기 위한 수분공급수단을 설치하고, 상기 발포기 내부에 EPS 비드를 채운 다음, 상기 수분공급수단에서 공급된 수분을 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 90℃ 내지 105℃의 범위의 온도까지 발열시켜 상기 발포기 내부에 채워진 비드가 연화되면서 EPS의 비드를 발포시킬 수 있다.

여기서, 상기 비드의 연화 작용에 대해 설명하면, 비드에는 미량의 발포제가 약 5% 내지 7% 정도 함유되어 있는데, 상기 발포제가 고온에 의해 비드를 팽창시켜 폴리스티렌 수지 피막으로 된 발포체로 발포된다. 따라서, 마이크로파를 이용하여 수분의 온도를 상승시켜 비드를 연화시킴으로써 발포제가 팽창될 수 있는 것이다.

또한, 상기 비드를 발포시키는 또 다른 방법으로, 발포기 내부에서 고온의 수증기를 매개로 하여 간접 가열되어 EPS의 비드를 발포시킬 수 있다. 보다 자세하게 설명하자면, 발포기의 내부를 구획하는 차단벽에 비드의 입자 크기보다 작은 0.5mm 내지 1.5mm의 두께의 미세한 틈을 일정간격마다 다수 형성하여 EPS 비드는 통과되지 못하게 하고 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 발열된 수분의 수증기만이 통과될 수 있도록 하여 상기 수증기의 열로써 발포기 내부의 온도를 상승시켜 EPS의 비드를 발포시킬 수 있다.

한편, 발포되는 비드가 서로 달라붙는 현상을 방지하기 위해 발포과정 동안 계속적으로 교반을 수행할 수 있으며, 상기 교반은 통상의 교반기를 이용하여 실시할 수 있다. 이러한 교반을 수행함으로서 발포의 정확성 및 발포효율을 향상시킬 수 있는 이점이 발생한다.

다른 추가의 일례로써, 원하는 배율로 발포된 발포체는 건조기로 보내져 그 건조기에서 건조시킨 후, 사일로(숙성탱크)로 이송하여 숙성시키는 과정을 더 거칠수도 있다. 상기와 같은 숙성과정은 비드 내부에 함유된 발포제를 제거하기 위함이고, 바람직하게는 상온에서 1시간 내지 8시간 동안 숙성시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 발포단계를 거친 EPS 입자는 성형단계를 통해 원하는 형상으로 성형하여 성형물을 형성한다. 먼저, 마그네트론이 적어도 한 개 이상 설치된 성형형틀 내부에 EPS 입자를 공급한다.

다음, 상기와 같이 성형형틀 내부에 공급된 EPS 입자에 수분을 일정량 공급하고, 상기 EPS 입자가 성형형틀 내부에서 체적팽창과 열융착되면서 성형될 수 있도록 하기 위해 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파를 1분 내지 10분간 조사하여 상기 성형형틀 내부에 공급된 수분을 진동시킴과 동시에 발열을 일으켜 상기 성형형틀 내부 형상과 대응되는 형상의 성형물을 형성한다.

한편, 상기 성형형틀 내부에 공급되는 수분의 양은 성형형틀 내부 부피에 대해 0.5% 내지 30%가 바람직하다.

상기 성형물의 형성은 발포립, 다시 말해서 EPS 입자가 가득한 상태에서 증기 또는 수분으로 상기 성형기 내부의 형틀에 채워진 EPS 입자를 가열하게 되면 EPS의 입자에 잔류한 발포제의 기화에 의한 체적팽창에 의해서 EPS 입자가 재발포되어 공극을 메워가면서 열융착시켜 성형형틀의 형상과 대응되는 형상의 성형물을 형성할 수 있는 것이다.

추가의 일례로써, 상기 성형형틀은 마그네트론을 통해 조사된 마이크로파가 반사되어 외부로 나올 수 없도록 차단된 형태인 금속재질로 이루어지거나, 상기 마그네트론을 통해 조사된 마이크로파가 투과될 수 있는 형태인 유리 또는 플라스틱 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.

한편, 상기 EPS 입자의 성형은 구체적으로 총 다섯단계로 세분화할 수도 있다.

먼저 충진단계를 수행할 수 있는데, 상기 충진단계는 호퍼로부터 충진기(feeder)를 통해 성형형틀 내부에 EPS 입자를 채워주는 공정으로써, 충진방식은 진공충진방식과 일반충진방식이 있으며, 본 발명에서는 이 두 가지 방식 중 어느 하나의 충진방식 또는 2가지의 충진방식을 혼용할 수 있다.

다음으로, EPS 입자가 충진된 성형형틀 내부를 향해 마이크로파를 조사하여 열을 발생시키고, 그 열로써 온도를 높이기 위한 매개체인 수분을 상기 성형형틀 내부에 공급한다. 상기 수분이 공급된 후에는 성형형틀 내부에 공급된 수분을 진동시켜 발열을 일으킴으로써 상기 수분의 온도를 상승시키고, 그 상승된 온도로 성형물을 형성하는 가열단계를 실시한다.

상기 가열단계는 EPS 입자가 성형형틀 내에 충진 후 EPS 입자를 가열 재발포시켜 포립간의 공극을 채워가면서 융착시키는 공정이다.

상기 가열단계 이후에는 가열에 의해 발생된 성형형틀의 내부 압력을 감소시키기 위한 냉각공정을 실시할 수 있으며, 상기 냉각공정을 통해 냉각이 완료된 성형물은 다음 공정을 위해 성형형틀로부터 취출시킨다.

상기한 바와 같이, 성형이 완료된 성형물은 그 내부의 수분을 건조시키기 위한 건조단계를 추가로 실시할 수 있다. 한편, 상기 건조단계에서는 수분의 건조뿐만 아니라, 잔류된 발포제 등을 방출시킬 수 있다.

한편, 상기 건조단계에서의 성형물은 일례로써, 건조유닛을 통과시키도록 하여 건조시킬 수 있는데, 상기 건조유닛은 양측에 입구와 출구가 각각 구비된 터널 형태로 형성된 건조실; 상기 건조실을 따라 설치되어 건조실의 입구로부터 출구를 향해 성형물을 이송시키는 이송수단; 상기 건조실의 내벽면을 따라 소정간격으로 설치되어 이송되는 성형물에 마이크로파를 조사하는 다수의 마그네트론; 및 상기 마그네트론의 작동을 제어하는 제어부;를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 건조유닛은 성형물의 충분한 건조는 물론이고 입구와 출구를 분리하여 연속적으로 작업을 실시할 수 있으며, 컨베이어와 같은 이송수단을 통해 자동으로 제품을 공급할 수 있으므로 대량생산에 유리한 이점이 발생한다.

한편, 본 발명의 발포 및 성형단계에서 조사되는 마이크로파는 2.10GHz 내지 2.90GHz의 진동수를 가진 전자기파이고, 바람직하게는 2.45GHz의 마이크로파를 발생시켜 조사하는게 좋다. 다만, 상기와 같은 2.45GHz의 주파수는 물 분자의 공진에는 가장 적합하지만 조건에 따라서 상기한 주파수 범위 내에서 자유롭게 변화시킬 수 있다.

이하, 실시예 및 실험예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하도록 한다.

[실시예 1]

발포기에서 약 40배의 발포배율로 발포된 EPS 입자를 마그네트론이 설치된 성형기 내부의 용기(400ℓ)에 공급하되, 성형기 내부에 공급되는 물과 마그네트론을 통한 마이크로파의 조사시간을 실험 인자(factor)로 설정하고, 총 12개의 용기 샘플을 준비하였다.

[실시예 2]

발포기에서 약 40배의 발포배율로 발포된 EPS 입자를 마그네트론이 설치된 성형기 내부의 용기(300ℓ)에 공급하되, 성형기 내부에 공급되는 물과 마그네트론을 통한 마이크로파의 조사시간을 실험 인자(factor)로 설정하고, 총 7개의 용기 샘풀을 준비하였다.

[실험예]

실시예 1에서 준비된 총 12개의 용기 샘플을 A 내지 K로, 실시예 2에서 준비된 총 7개의 용기 샘플을 가 내지 사로 정의하였고, KS기준(압축강도 12N/㎠ 이상)의 부합여부를 확인하고자 각 샘플마다 성형기 내부에 공급되는 물과 마이크로파의 조사시간을 각기 달리하면서 실험을 진행하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

구분	크기(ℓ)	발포배율 (배)	물 주입량 (ℓ)	M/W 조사시간 (초)	외관	압축강도 (N/㎠)	비고
A	400	40	40	120	양호	10.7	기준미달
B	400	40	20	120	양호	11.5	기준미달
C	400	40	10	120	양호	13.1
D	400	40	40	60	미성형		불량
E	400	40	20	60	미성형		불량
Z	400	40	10	60	미성형		불량
F	400	40	40	180	양호	11.5	기준미달
G	400	40	20	180	양호	14.3
H	400	40	10	180	양호	13.0
I	400	40	40	300	양호	12.2
J	400	40	20	300	양호	12.1
K	400	40	10	300	양호	12.8
가	300	40	30	150		12.5
나	300	40	50	180	수축	/	완전밀봉
다	300	40	10	120	수축	/	완전밀봉
라	300	40	50	180		13.2
마	300	40	10	180		13.1
바	300	40	20	180		12.1
사	300	40	20	300		14.1

상기 표 1을 참조하여 실험결과를 분석해보면, 물의 주입량이나 마이크로파의 조사시간에 따라 성형이나 KS압축강도 수치가 다르게 나왔음을 확인할 수 있으며, 완전밀봉하여 성형을 할 경우에는 제품의 수축현상이 발생하였다.

구분	크기(ℓ)	발포배율 (배)	물 주입량 (ℓ)	M/W 조사시간 (초)	외관	압축강도 (N/㎠)	비고
Z	400	40	10	60	미성형	-
C	400	40	10	120	양호	13.1
H	400	40	10	180	양호	13.0
K	400	40	10	300	양호	12.8

상기 표 2를 참조하여 실험결과를 분석해보면, 다른 조건은 동일하되 물을 10ℓ만 넣고 마이크로파의 조사시간만 달리한 경우, 그리고 마이크로파를 60초만 조사할 경우 미성형 되었음을 확인할 수 있고, 120초 이상 조사하였을 때는 외관뿐만 아니라 압축강도도 KS기준에 부합하는 수치가 나왔음을 확인할 수 있다.

구분	크기(ℓ)	발포배율 (배)	물 주입량 (ℓ)	M/W 조사시간 (초)	외관	압축강도 (N/㎠)	비고
D	400	40	40	60	미성형		불량
A	400	40	40	120	양호	10.7	기준미달
F	400	40	40	180	양호	11.5	기준미달
I	400	40	40	300	양호	12.5

상기 표 3을 참조하여 실험결과를 분석해보면, 마이크로파를 60초 미만으로 조사하였을시 성형이 이루어지지 않았는데, 이는 40ℓ의 수분을 끊이기 위해서는 마이크로파를 60초 이상으로 조사해야 하며, 물이 끊고 어느정도 시간이 지나야 KS기준에 부합하는 압축강도가 나온다는 결론을 도출할 수 있다.

구분	크기(ℓ)	발포배율 (배)	물 주입량 (ℓ)	M/W 조사시간 (초)	외관	압축강도 (N/㎠)	비고
다	300	40	10	120	수축		완전밀봉
마	300	40	10	180		13.1
나	300	40	50	180	수축		완전밀봉
라	300	40	50	180		13.2

상기 표 4를 참조하여 실험결과를 분석해보면, 300ℓ의 실험체 '다', '나'는 완전밀봉을 하여 실험을 진행하였는데, '나'의 실험체는 약 83%가 수축되어 50ℓ로, '다'의 실험체는 약 10%가 수축되어 270ℓ로 성형되었다.

이 같은 실험결과를 모두 종합해보면, 마이크로파의 조사시간은 1분 내지 10분, 성형을 위한 물 공급량은 용기 내부의 총 부피에 대해 0.5% 내지 30%일 때 성형물의 특성이 가장 우수하다는 결론을 도출할 수 있었으며, 공급된 물의 온도와 마그네트론의 출력, 그리고 마그네트론의 수량에 따라 결과가 달라짐을 알 수 있다.

Claims

내부공간에 차단벽을 설치하여 하부에 격실이 마련되도록 2개의 구획된 공간을 형성하는 발포기에서 EPS의 비드를 발포시킨 다음, 성형형틀 내에서 원하는 형상으로 성형하여 EPS를 제조하는 방법에 있어서,
(A) 상기 격실 또는 격실을 제외한 나머지 공간 중 선택된 어느 하나의 공간 또는 2개의 공간 모두의 내면 일측에 마그네트론을 적어도 한 개 이상 설치하고, 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 상기 발포기 내에 공급된 수분을 진동시킴과 동시에 발열시켜 EPS의 비드를 발포시키는 단계; 및
(B) 상기 성형형틀 내에 적어도 한 개 이상의 마그네트론을 설치하고, 그 성형형틀 내부에 상기 (A)단계의 발포입자를 공급하여 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 상기 성형형틀 내에 공급된 수분을 진동시킴과 동시에 발열시켜 성형형틀 내부의 발포입자를 체적팽창시키고 열융착시키는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 EPS 제조방법.
제1 항에 있어서,
상기 발포기의 격실 또는 격실을 제외한 나머지 공간 중 어느 하나의 공간 또는 2개의 공간 모두의 내면 일측에 수분을 공급하기 위한 수분공급수단이 설치되고, 상기 발포기 내부에 EPS 비드를 채운 다음 수분공급수단에서 공급된 수분을 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 발열시켜 EPS의 비드를 발포시키거나,
상기 차단벽에 0.5 - 1.5mm의 두께의 미세한 틈을 일정간격마다 다수 형성하여 EPS 비드는 통과되지 못하게 하고 상기 마그네트론을 통해 조사되는 마이크로파로 발열된 수분의 수증기만이 통과될 수 있도록 하여 상기 수증기의 열로써 EPS의 비드를 발포시키는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 EPS 제조방법.
제1 항 또는 제2 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로파의 조사시간은 1 - 10분이고, 상기 성형형틀 내부에 공급되는 수분의 양은 성형형틀 내부 부피에 대해 0.5 - 30%인 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 EPS 제조방법.
제1 항에 있어서,
상기 성형형틀은 마그네트론을 통해 조사된 마이크로파가 반사되어 외부로 나올 수 없도록 차단된 형태인 금속재질로 이루어지거나,
상기 마그네트론을 통해 조사된 마이크로파가 투과될 수 있는 형태인 유리 또는 플라스틱 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 EPS 제조방법.
제1 항, 제2 항, 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마이크로파는 2.10 - 2.90GHz의 진동수를 가진 전자기파인 것을 특징으로 하는 마이크로파를 이용한 EPS 제조방법.