KR20190044892A

KR20190044892A - 복합재료판재 제조장치 및 제조방법

Info

Publication number: KR20190044892A
Application number: KR1020170137425A
Authority: KR
Inventors: 유재필
Original assignee: 유재필
Priority date: 2017-10-23
Filing date: 2017-10-23
Publication date: 2019-05-02

Abstract

본 발명은 두께 0.2mm ~ 2.0mm 복합재료판재를 제조하는 장치와 방법으로서,순차적으로 수평으로 배치된 제1 롤러, 제2 롤러, 제3 롤러, 제4 롤러와, 이 롤러들 외면과 접촉하면서 회전하는 제1콘베어벨트와, 제1콘베어벨트가 일정한 궤적으로 이동하도록 하면에서 상부로 면베어링으로 압력을 가하면서 가열/냉각하는 온도조절장치를 포함하는 제1콘베어벨트장치, 및 2개의 롤러에 감긴 제2콘베어벨트장치를 상하에 설치하여 벨트사이에서 판재를 압축한 후 판재 표면에 시트를 부착할 수 있도록 한 장치와 방법이다.

Description

복합재료판재 제조장치 및 제조방법{A Method for making a Board with compound material, and Apparatus for making thereof}

본 발명은 복합재료판재 제조 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 벨트프레스 장치를 사용하여 다양한 재료를 혼합하여 고품질의 판재(板材)를 제조하는 방법과 장치에 관한 것이다.

수많은 종류의 재료들 즉, 천연재료와 인공재료들, 예로서 목재, 나무합판, 플라스틱판, 플라스틱시트, 종이, 철판, 등 여러 가지 재료를 사용한 시트, 다층판, 합판, 등 많은 종류의 평판들이 있으며, 이러한 재료들을 사용하여 여러 가지 물건, 가구, 건축물, 기계기구, 등을 제작하고 있고, 판 형태를 가진 판재들은 합성 나무판, 목재합판, 프라스틱판, 종이시트, 플라스틱시트, 석재, 등 헤아릴 수 없이 많이 있다.

이러한 판재들은, 천연재료를 판 형태로 절단하여 만들거나, 만들어진 얇은 판들은 접착시켜 두꺼운 판재를 만든다. 이러한 판재는 일반적으로 접착하고자 하는 얇은 판재들을 표면처리 하여 접착이 잘 되도록 한 다음 열과 압력을 가하여 접착시켜 제작한다.

플라스틱시트를 제조하는 제조방법 또는 장치는 일반적으로 열가소성을 갖는 합성수지를 가열하여 용융상태로 만들어 시트형상의 출구를 가진 T다이를 통해 압출하고, 이를 롤러로 압축/냉각하여 원하는 두께로 만들고 응고시켜 플라스틱시트를 제조한다.

플라스틱시트를 제조하는 재료로는, PVC, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 연질 염화비닐, 나일론, 메타크릴 수지, 에폭시, 합성고무, ABS, 등이 사용되고 있다.

플라스틱시트 제조장치에서 사용하는 롤러들은 초경합금이나 스테인레스 금속으로 제조된 것이어서 T다이에서 압출되는 용융플라스틱의 량이 롤러사이를 통과하는 압출량보다 많으면 통과되지 못하고 축적되어서 연속공정 진행에 문제가 발생되고, 이로 인하여 일정한 두께로 시트를 제조하기가 매우 어려웠다.

플라스틱시트 및 플라스틱과 다른 재료들을 혼합하여 제작한 복합재료 판재들도 많이 생산되고 있으며, 이러한 판재들은 구조물, 집, 아파트, 등의 건축물을 건설하는데에 많이 사용되고 있고, 자동차, 기계장비, 등을 제작할 때에도 사용된다.

2004년 6월 23일자 공고된 특허등록 10-0437272호에서는 폐플라스틱을 사용하여 제조한 합성수지 판재 및 이를 이용한 거푸집 패널에 관한 기술이 공개되어 있다. 여기에 공개된 기술은 다양한 종류의 폐플라스틱과 폐면, 폐지, 폐가죽, 폐목재, 톱밥 등의 폐기물을 주재료로 하여 제조한 합성수지 판재 및 이를 이용한 거푸집 패널에 관한 것으로서, 혼합 폐플라스틱 분쇄물과 폐면, 폐지, 폐가죽, 폐목재, 톱밥 등의 분쇄물을 혼합하여 얻어진 폐플라스틱 혼합물을 150~200℃에서 용융, 압출시켜 판상의 기판을 성형하고, 상기 기판의 상하부면 각각에 강화시트를 적층시키고, 이어서 상기 강화시트가 기판의 상하부면에 고착될 수 있도록 상기 강화시트에 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 및 ABS수지로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나의 합성수지를 용융, 도포하고, 이 상태에서 압출, 경화시킴으로써 기판의 상하부면에 강화시트층 및 표면수지층이 형성된 합성수지 판재를 만드는 것이다.

이러한 종래의 방법은 톱밥과 플라스틱 알갱이들이 비중과 크기가 거의 비슷하여야 분포가 균일하게 되므로 재료의 선택이 까다롭고 서로 다른 크기의 재료를 혼합하면 톱밥과 플라스틱이 균일하게 되지 아니하여 제품이 제대로 되지 아니한다. 또 플라스틱을 녹이기 위하여 열을 가할 때 톱밥이 타지는 문제점이 있고, 더욱이 압출기 내에서 톱밥 고체상태로 있지만 플라스틱은 용융상태로 되어야 함으로 유동성 차이로 인하여 압출기의 스크류에 의하여 밀려 나오는 톱밥과 혼합된 플라스틱의 분포도가 달라져서 균일한 제품이 생산되지 못하는 문제점이 있었다

종래의 플라스틱 시트 제조장치는 시트가 롤러에 감기면서 전진이동하기 때문에 두꺼운 시트를 제조하기가 어렵고, 롤러에 의한 압착방식은 두 개의 롤러 사이를 통과하는 짧은 시간에만 압축되는 것이므로, 압축 후에 쉽게 변형이 일어나게 되고, 냉각이 균일하게 되지 아니하고, 두께와 재료의 조직구조가 균일하게 되지 아니하며, 온도 편차가 많아서 평평도와 평활도가 낮고, 품질의 편차가 커지는 문제가 있다.

롤러압축 방법으로 플라스틱 시트를 제조하는 장치에서의 롤러는 종횡으로 발생하는 치수의 편차들을 보정하기 위하여 롤러에 크라운값을 가지도록 롤러를 가공해야 하는데, 이 크라운값 가공공정이 어렵고, 크라운값을 가진 롤러를 사용하여도 제조하는 시트의 종적인 두께 편차가 많이 발생되고, 또 롤러 압축 가공 공정에서 이 크라운 값을 얼마로 하여야 하는 지가 매우 조절하기 힘든 과제이다.

롤러 압축방식을 사용하는 시트제조장치에서는, 제조되는 플라스틱시트가 회전하는 롤러에 감겨서 다른 압축롤러와 선접촉하는 순간에만 압축력을 받고, 그 다음에는 롤러에 감겨서 냉각되며 이동하는 방식으로 제조되므로, 압축되었다가 부풀어오르는 정도가 부위에 따라 달라서 두께가 일정하게 되지 아니하고, 롤러가 회전하므로 롤러표면의 온도가 시트에 반복적으로 전달되어 시트 표면의 온도가 균일하게 되지 아니하고, 고온과 저온이 반복되거나, 온도분포가 불균일하게 되고, 여러 형태로 온도분포가 변화되는 등, 제품의 품질에 영향을 주는 공정조건을 균일하게 유지하기가 매우 어렵고, 따라서 제품의 품질이 일정하지 못한 문제가 있었다.

그래서 롤러 방식 시트 제조 장치들은 공정의 조절도 어렵고, 생산되는 시트의 두께 편차도 크고, 시트의 물성도 치밀하지 못하여 쉽게 찢어지는 등, 많은 불량요소 있으며, 두꺼운 시트를 생산하지 못하고 있다.

등록번호 10-0821322 (합성수지시트를 제조하는 장치 및 이에 사용되는 롤러 장치), 등록번호 10-0954617 (플라스틱시트제조시스템의 가압롤러장치 및 플라스틱시트 제조방법), 등록번호 10-1417245 (함침성이 우수한 고강도 복합시트 제조 장치 및 이를 이용한 고강도 복합시트 제조 방법)

본 발명은 플라스틱시트를 생산할 수도 있고, 평판 형태의 복합재료판재를 생산할 수 있는 벨트프레스를 사용하는 장치와 제조방법을 제공하려는 것으로서, 플라스틱 단독 재료를 사용하여도 되지만 비교적 저온에서 용융되는 재료들과 기타 다양한 재료를 혼합하여 필요한 용도에 맞는 시트, 패널, 보드, 등 평판형태로 소정의 두께를 가지는 신재료 또는 복합재료로 된 판재를 제작하는 방법과 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명에서는 복합재료의 종류에 따라 0.2mm 두께의 시트에서부터 두께 50mm 되는 보드에 이르기까지 다양한 두께의 복합재료판재를 생산할 수 있는 장치와 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명은 플라스틱시트를 제조하는 경우에 종래의 제조 장치에서 생산하는 플라스틱 시트보다 시트의 두께와 품질에 편차가 작은 고품질의 플라스틱시트를 제조할 수 있는 방법 및 장치를 제공하려는 것이다.

본 발명에서는 플라스틱시트를 제조하는 경우, 압축기에서 압출된 무정형 수지를 벨트프레스로 가압하며 진행방향으로 이동하면서 가열/냉각하여 온도조절하고, 벨트 두개 사이에서 압착된 상태로 벨트와 함께 진행하므로, 프라스틱 시트의 물성이 매우 안정적으로 형성되고, 두께 편차가 적고, 재질이 매우 질겨서 쉽게 찢어지지 아니하는 등, 품질이 제고되고, 많은 생산량을 처리할 수 있어서 생상능률을 제고하는 등의 많은 장점을 가지고 있는 제조방법과 제조설비를 제공하려는 것이다.

본 발명의 스틸벨트 프레스를 이용한 복합재료판재를 제조하는 경우에, T-다이를 사용하지 아니하고, 압출기에서 압출되는 무정형 복합재료를 스틸 벨트 사이에 강한 압력으로 압착한 상태로 온도 조절하며 이동시키며, 가압/가열 또는 가압/냉각 기능을 동시에 진행하므로, 플라스틱시트/복합재료시트의 물성을 매우 안정적으로 만들고, 따라서 제품의 품질을 균일하게 하고, 대량생산하기에 적합한 장치와 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명은 복합재료판재를 생산할 수 있는 복합재료판재 제조장치로써, 장치 프레임에 결합되어 설치되는, 순차적으로 수평으로 배치된 제1, 제2, 제3, 제4 롤러와, 이 롤러들 외면과 접촉하면서 회전하는 제1콘베어벨트(34)와, 제1콘베어벨트가 일정한 궤적으로 이동하도록 하면에서 상부로 면베어링으로 압력을 가하면서 가열/냉각하는 온도조절장치(38)를 포함하는 제1콘베어벨트장치와; 상기 제3 및 제4 롤러 상부에 각각 설치된 제5 및 제6 롤러와, 이 제5 및 제6 롤러들 외부에 접촉하면서 회전하고 제3롤러와 제4롤러 상부의 제1콘베어벨트와 소정의 제1간격을 유지하도록 지지되는 제2콘베어벨트(32)와, 제2콘베어벨트가 일정한 궤적으로 이동하도록 상면에서 하부로 면베어링으로 압력을 가하면서 가열/냉각하는 온도조절장치(36)를 포함하는 제2콘베어벨트장치와; 제2 롤러의 상부에 위치하는 제1벨트콘베어에서 제1간격보다 큰 간격을 유지하도록 설치된 제7롤러(45)와, 2 이상의 재료가 혼합된 복합재료로서 적어도 하나의 재료는 다른 재료들보다 용융 온도가 낮은 제1재료인 것이 특징인 복합재료(11)를 가열하여, 제1재료가 용융될 수 있는 온도 이상으로 가열하면서 복합재료를 스크류(24)로 가압하여 무정형으로 배출하되, 제1롤러와 제2롤러 상부에 위치하는 제1콘베어벨트 상부에 낙하하도록 배출구(26)를 배치한 복합재료압출기(20)를 포함하여 이루어진다.

본 발명의 복합재료판재 제조장치는, 또한, 복합재료압출기의 배출구(26)와 상기 제7롤러 사이로 이동하는 제1콘베어벨트 상에 낙하하는 복합재료가 벨트 외부로 이탈하지 아니하고 제7롤러(45)와 제1콘베어벨트 사이로 잘 진입하도록 제7롤러위치까지 안내하는 안내판(36,37)을 설치하고, 복합재료에 포함된 재료들이 잘 혼합되도록 혼합하여 복합재료압출기(20)의 인입구(21)로 복합재료를 공급하는 복합재료믹서기(10)를 설치하고, 제1콘베어벨트장치 후단에 설치되는 제1 내지 제4 롤러와 같은 레벨로 설치된 제8 및 제9 롤러와, 제8 및 제9롤러 외부에 결합되어 롤러들 외면과 접촉하면서 회전하는 제3콘베어벨트(69)와, 제3콘베어벨트(69)를 하부에서 면베어링으로 압력을 가하면서 지지하고 가열/냉각하는 온도조절장치를 포함하는 제3콘베어벨트장치와; 상기 제2콘베어벨트장치 후단에 설치되는, 제5 및 제6롤러보다 높지 않은 레벨로 나란하게 설치된 제10 및 제11롤러와, 상기 제10 롤러 및 제11 롤러 외부에 결합되어 롤러들 외면과 접촉하면서 회전하는 제4콘베어벨트(68)와, 제4콘베어벨트를 상부에서 하부로 압력을 가하면서 가열/냉각하는 온도조절장치를 설치하되, 제4콘베어벨트가 상기 제3콘베어벨트와 제2간격으로 유지되도록 하는 것이 특징인 제4콘베어벨트장치를 추가로 포함한다.

본 발명에서는, 제조되는 복합재료판재 표면 일측에 부착할 시트가 감긴 제1시트롤을 회전가능하게 지지하는 제1시트롤지지대(62)를 제3콘제어벨트 전단에 설치하고, 또 제조되는 복합재료판재 표면 타측에 부착할 시트가 감긴 제2시트롤을 회전가능하게 지지하는 제2시트롤지지대(64)를 제4콘제어벨트 전단에 설치하여, 상기 제1 및/혹은 제2 시트롤에 감긴 시트가 풀려서 생산되는 복합재료판재(17)의 상면 및/또는 하면에 부착될 수 있도록 한다.

본 발명에서 사용하는 압출기는 혼련기능을 가진 스크류압출기(24)를 사용하지만 플라스틱만으로 된 재료를 생산하는 것일 때는 일반 스크류압출기를 사용하여도 된다.

본 발명은 두께 0.2 mm ~ 50mm되는 복합재료판재를 제조할 수 있는 제조방법으로서, 1) 제1~제4롤러에 결합되어 회전하는 제1콘베어벨트와, 용융점이 상이한 재료들의 집합체인 복합재료를 스크류압출기에서 가열하여 일부 재료가 용융되도록 하고, 스크류로 혼합하면서 압력을 가하여 무정형 복합재료상태로 제1콘베어벨트 상부로 배출하는 단계와; 2) 무정형 상태로 배출되는 복합재료가 상기 제1콘베어벨트 상부에서 이탈하지 못하도록 벨트 양편에 설치된 가이드판에 의하여 안내되면서 이동되게 하는 단계와; 3) 상기 가이드판으로 정하여진 통로로 이동하는 무정형 복합재료를 상부롤러와 제1콘베어벨트 사이에서 상기 복합재료를 압축되게 하는 1차 압축단계와, 4) 1차 압축된 복합재료가 마주보며 회전하는 2개의 제1 및 제2 콘베어벨트 사이에서 더욱 압착되어 복합재료판재로 제조되는 2차 압축단계를 포함한다.

본 발명의 장치와 방법에서는 가열압출기에서 복합재료를 가열할 때 160℃ ~ 300℃ 로 가열하고, 복합재료는 상기 온도범위에서 용해되는 재료를 적어도 하나 이상 포함하는 것이며, 플라스틱, 면, 섬유, 종이, 가죽, 목분, 진흙, 모래, 석면, 등을 포함하는 복합재료를 사용할 수 있다.

본 발명의 복합재료판재 제조장치는 종래의 제조장치보다 조작하기가 쉽고, 공정을 셋업하기가 용이하고, 공정의 변수 조절이 용이하며, 생산하는 제품의 불량률이 낮고, 생산 제품의 품질이 균일하게 되는 효과가 있다.

본 발명의 플라스틱시트/복합재료판재 제조 방법 및 장치를 사용하면, 종래의 롤러압축 방식으로 생산하는 시트보다 두께 편차를 줄일 수 있고, 아주 얇은 0.2mm 시트에서부터 아주 두꺼운 시트 즉 50mm 두께의 복합재료판재까지 생산할 수 있다.

본 발명에서는 제조되는 판재를 압축할 때 넓은 면적으로 압축하고 온도조절을 면적에 따라 조절할 수 있기 때문에 제조되는 판재의 물질 조직이 균질하여지고, 질겨지며 불량률이 줄어들고, 제품의 표면이 매끄럽고, 제품의 수명이 길어지는 효과가 있다.

본 발명의 제조방법과 장치에 의하면 폐자재를 활용하여 중요한 기능을 가진 복합재료 판재를 생산할 수 있어서, 폐자원의 활용하는 효과가 있다.

본 발명의 제조방법과 장치에 의하면 지금까지 실현하지 못하고 있던 성능과 품질을 가진 새로운 판재를 생산할 수 있어서, 산업계에서 필요로 하는 귀중한 판재를 생산 공급할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 장치와 방법으로 시트를 제조하면, 두께 0.2mm ~ 50mm 시트까지 생산가능하게 되는데, 두께 0.2mm 되는 시트를 제조하려면 재료의 선정에서 미세한 입자로 된 재료를 선정하여 1차로 제1벨트프레스에서 압축성형된 시트를 다시 제2벨트프레스를 통과시키켜서 가열/압축/냉각과정을 거치게 함으로써, 용융된 재료의 분자조직들이 열적으로 안정화되면서 압축 냉각되어 더욱 잘 정돈되고 분자들이 치밀하여지고, 두께가 더욱 얇아지고 잘 찢어지지 아니하는 질긴 조직상태로 될 수 있기 때문에, 본 발명에서는 생산할 제품의 사양에 따라 이러한 공정을 추가하거나 생략할 수 있다.

이러한 공정은 다음 단계 벨트프레스에서 행하게 함으로써 생산능률을 올리고 장비의 효율성을 높일 수 있다.

본 발명으로 제조할 수 있는 판재는 복합재료를 구성하는 성분을 용도에 맞게 선택하여 제조할 수 있으므로 특수한 용도, 즉 내열성, 내산성, 절연성, 자계차단성, 내화학성, 등이 필요한 판재를 생산할 수 있어서 매우 유용한 장치와 방법이 될 수 있다.

도 1은 본 발명의 장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도1은 본 발명 장치의 일 실시예를 보인 도면이며, 이를 참조하면서 본 발명을 설명한다.

본 발명의 복합재료판재를 제조하는 장치는, 벨트프레스를 사용하여 복합재료판재를 제조하는 방법과 장치에서는 플라스틱압출기와 벨트프레스를 포함하고 T다이는 사용하지 아니한다.

본 장치는 여러 종류의 재료를 혼합하여 판재를 생산하기 위하여, 여러 재료들 즉 복합재료에 포함된 재료들이 잘 혼합되도록 혼합하는 복합재료믹서기(10)를 가진다.

이 믹서기는 일반적으로 사용되고 있는 구조로 되어있고, 본 발명의 제조방법에서 사용하는 혼합할 재료들(이하 복합재료라고 한다) 예로서, 플라스틱 종류들, 면, 섬유, 종이, 가죽, 목분, 진흙, 모래, 석면, 등 용도에 따라 다양한 재료들을 골고루 잘 혼합하도록 하는 기능을 한다. 이 복합재료에는 다른 재료가 용융되기 전 온도에서 용해되는 재료를 적어도 하나 이상을 포함되어야 한다.

이렇게 혼합된 재료를 인입구(21)로 받아서 가열되고 복합재료가 잘 혼합되어 출구로 배출하는 복합재료압출기(20)를 가진다.

이 압출기는 히터에 의하여 재료를 가열하고 스크류, 바람직하기로는 2개를 가진 것이며, 가열된 재료들을 스크류로 가압하여 일부 재료가 용융되고 나머지 재료는 용융되지 아니한 채로 잘 혼합이 되어 무정형으로 범벅이 된 재료를 배출구로 밀어낸다. 이 복합재료압출기(20)는 혼련기능을 가진 것을 사용하는 것이 좋다.

또 이 압출기는 2 이상의 재료가 혼합된 복합재료로서 적어도 하나의 재료는 다른 재료들보다 용융 온도가 낮은 제1재료인 복합재료(11)를 가열하여, 제1재료가 용융될 수 있는 온도 이상으로 가열하면서 복합재료를 스크류(24)로 가압하여 무정형으로 배출하되, 제1롤러와 제2롤러 상부에 위치하는 제1콘베어벨트 상부에 낙하하도록 배출구(26)를 가진다.

본 발명의 복합재료판재를 제조하는 장치는, 장치 프레임에 의하여, 순차적으로 수평으로 배치된 제1 롤러(41), 제2 롤러(42), 제3 롤러(43), 제4 롤러(44)와, 이 롤러들 외면과 접촉하면서 회전하는 제1콘베어벨트(34)와, 제1콘베어벨트가 일정한 궤적으로 이동하도록 하면에서 상부로 면베어링으로 압력을 가하면서 가열/냉각하는 온도조절장치(38)를 포함하는 제1콘베어벨트장치와,

제3 및 제4 롤러 상부에 각각 설치된 제5 롤러(46) 및 제6 롤러(47)와, 이 제5 및 제6 롤러들 외부에 접촉하면서 회전하고 상기 제3롤러와 제4롤러 상부의 제1콘베어벨트(34)와 소정의 제1간격을 유지하도록 지지되는 제2콘베어벨트(32)와, 제2콘베어벨트가 일정한 궤적으로 이동하도록 상면에서 하부로 면베어링으로 압력을 가하면서 가열/냉각하는 온도조절장치(36)를 포함하는 제2콘베어벨트장치와,

제2 롤러의 상부에 위치하는 제1벨트콘베어에서 상기 제1간격보다 큰 간격을 유지하도록 설치된 제7롤러(45)와 포함한다.

벨트프레스는 제3 롤러(43) 및 제4 롤러(44) 상부에 설치된 제5롤러(46) 및 제6 롤러(47)와, 이 제5 및 제6 롤러들 외부에 접촉하면서 회전하고 제3롤러와 제4롤러 상부에서 제1콘베어벨트와 소정의 간격인 제1간격을 유지하도록 지지되는 제2콘베어벨트(32)에 의하여 판재를 압착하는데, 제2콘베어벨트는 온도조절장치(36)에 의하여 일정한 궤적으로 이동하도록 상면에서 하부로 면베어링으로 압력을 받으며 가열/냉각하는 기능을 한다.

또 본 장치는, 복합재료압출기의 배출구(26)와 상기 제7롤러 사이로 이동하는 제1콘베어벨트 상에 낙하는 복합재료가 벨트 외부로 이탈하지 아니하고 제7롤러(45)와 제1콘베어벨트 사이로 잘 진입하도록 안내하는 안내판(36,37)과,

제1콘베어벨트장치 후단에 설치되는, 제1 내지 제4 롤러와 같은 레벨로 설치된 제8 롤러(50) 및 제9 롤러(51)와, 제8 및 제9 롤러 외부에 결합되어 롤러들 외면과 접촉하면서 회전하는 제3콘베어벨트(69)와, 제3콘베어벨트(69)를 하부에서 면베어링으로 압력을 상부로 가하면서 지지하고 가열/냉각하는 온도조절장치(71)를 포함하는 제3콘베어벨트장치와,

상기 제2콘베어벨트장치 후단에 설치되는, 제5 및 제6 롤러보다 높지 않은 레벨로 나란하게 설치된 제10 롤러(48) 및 제11 롤러(49)와, 상기 제10 롤러 및 제11 롤러 외부에 결합되어 롤러들 외면과 접촉하면서 회전하는 제4콘베어벨트(68)와, 제4콘베어벨트를 면베어링으로 상부에서 하부로 압력을 가하면서 가열/냉각하는 온도조절장치(70)를 포함하는 제4콘베어벨트장치를 포함한다.

이 제4콘베어벨트장치는 상기 제3콘베어벨트와 제4콘베어벨트 사이를 제2간격으로 유지되도록 설치한다.

또한 본 장치는 제조되는 복합재료판재 표면 일측에 부착할 시트가 감긴 제1시트롤(63)을 회전가능하게 지지하는 제1시트롤지지대(64)를 제3콘제어벨트 전단에 설치하고, 제조되는 복합재료판재 표면 타측에 부착할 시트가 감긴 제2시트롤(61)을 회전가능하게 지지하는 제2시트롤지지대(62)를 제4콘제어벨트 전단에 설치하여, 상기 제1 및/혹은 제2 시트롤에 감긴 시트가 풀려서 생산되는 복합재료판재(17)의 하면 및/또는 상면에 부착될 수 있도록 한다.

본 장치에서는 상부에 위치하는 벨트세트와 하부에 위치하는 벨트세트를 세트프레임에 결합하여 하나의 벨트프레스를 조립하는데, 상하에 마주보도록 세트프레임에 결합시켜 설치한 상부 및 하부 벨트의 벨트 사이 간격은 판재 통로가 되므로 이 간격을 정밀하게 조절할 수 있도록 조절창치가 마련되어 되어 있다.

판재 통로가 입구에서부터 끝까지 동일하게 하거나, 일정한 비율로 간격이 좁아지거도록 하는데, 이 설정은 예로서 세트프레임에서 롤러의 지지축 위치를 상하로 조절할 수 있도록 하여, 상부에 있는 상부벨트세트 및 하부에 위치하는 하부벨트세트의 위치를 조절함으로 구현할 수 있다.

본 장치에서는 시트통로를 형성하는 상부 및 하부 벨트의 시트 통로 후면 즉 2개 벨트의 표면이 시트통로를 형성할 때 벨트의 이면에, 각각 접촉하여 회전하는 벨트가 일정한 궤적으로 이동하도록 가이드 하면서, 벨트를 가열하는 가열가이드수단 및 냉각하는 냉각가이드수단은 두 벨트 사이 간격을 조절가능하도록 프레임에 견고하게 설치되고, 제품규격에 맞게 간격을 조정할 수 있도록 고정되며, 이동하는 플라스틱시트에 압력을 가할 수 있도록 견고하게 고정되며, 냉각하거나 가열할 수 있도록 냉각장치 및 가열장치를 가지는 것이다.

냉각가이드수단 및 가열가이드수단이 벨트와 접촉하는 부분에는 면베어링이 설치되어 있어서 벨트가 원할하게 가이드수단 표면을 미끄러져 이동할 수 있도록 되어 있다.

본 발명 장치를 이용하여 판재를 제조하는 동작설명은 제조 방법 설명에서 이해할 수 있을 것이다.

본 발명은 복합재료판재를 제조할 수 있는 제조방법으로서, 1) 용융점이 상이한 재료들의 집합체인 복합재료를 가열압출기에서 복합재료를 가열할 때 160℃ ~ 300℃ 로 가열하여 일부 재료가 용융되도록 하고, 스크류로 혼합하면서 압력을 가하여 무정형 복합재료상태로 제1콘베어벨트 상부로 배출하는 단계와; 2) 무정형 상태로 배출되는 복합재료가 상기 제1콘베어벨트 상부에서 이탈하지 못하도록 벨트 양편에 설치된 가이드판에 의하여 안내되면서 이동되게 하는 단계와; 3) 상기 가이드판으로 정하여진 통로로 이동하는 무정형 복합재료를 제5롤러와 제1콘베어벨트 사이에서 상기 복합재료를 압축되게 하는 1차 압축단계와 (이 단계에서는 제1콘베어벨트장치 위로 배출된 무정형의 복합재료는 제1콘베어벨트와 제7롤러(45)에 의하여 판재 형태로 변형이 된다), 4) 1차 압축된 복합재료가 마주보며 회전하는 2개의 제1 및 제2 콘베어벨트 사이에서 더욱 압착되어 복합재료판재로 제조되게 하는 2차 압축단계를 포함하여 이루어진다.

본 방법은 2차 압축된 복합재료판재의 일면 또는 양면에 시트를 부착하기 위하여 2차 압축된 복합재료판재 표면 일측에 제1시트롤(63)에 감긴 제1시트와, 제2시트롤(61)에 감긴 제2시트를 판재 양편에 부착되도록 제3콘베어벨트와 판재사이 및 제4콘베어벨트와 판재 사이에 삽입하여 압축하면서 가열/냉각하는 3차압축단계를 추가로 실시한다.

이렇게 함으로서 복합재료판재 양편에 데코레이션용 시트 또는 판재 보호용 시트를 부착하여 더욱 다양한 품질과 다양한 용도의 판재를 재도할 수 있게 된다.

본 발명에서는 플라스틱, 면, 섬유, 종이, 가죽, 목분, 진흙, 모래, 석면, 등, 유기물 및/도는 무기물을 포함하는 복합재료를 두께 0.2 mm ~ 50mm 가 되도록 압축하여 복합재료판재로 제조할 수 있다.

10: 복합재료혼합기, 13: 복합재료 혼합물
15, 17, 19: 성형물질 20: 스크류식 가열 압출기
30: 벨트 프레스 32, 34: 벨트
37: 가이드 판 41 - 51 : 롤러
61, 63 : 시트 롤 62, 64: 시트롤 거치대
65, 55: 시트 36,38, 70, 71: 면베어링

Claims

복합재료판재를 제조하는 장치로써:
장치 프레임에 의하여, 순차적으로 수평으로 배치된 제1 롤러(41), 제2 롤러(42), 제3 롤러(43), 제4 롤러(44)와, 이 롤러들 외면과 접촉하면서 회전하는 제1콘베어벨트(34)와, 제1콘베어벨트가 일정한 궤적으로 이동하도록 하면에서 상부로 면베어링으로 압력을 가하면서 가열/냉각하는 온도조절장치(38)를 포함하는 제1콘베어벨트장치와,
상기 제3 및 제4 롤러 상부에 각각 설치된 제5 롤러(46) 및 제6 롤러(47)와, 이 제5 및 제6 롤러들 외부에 접촉하면서 회전하고 상기 제3롤러와 제4롤러 상부의 제1콘베어벨트(34)와 소정의 제1간격을 유지하도록 지지되는 제2콘베어벨트(32)와, 제2콘베어벨트가 일정한 궤적으로 이동하도록 상면에서 하부로 면베어링으로 압력을 가하면서 가열/냉각하는 온도조절장치(36)를 포함하는 제2콘베어벨트장치와,
상기 제2 롤러의 상부에 위치하는 제1벨트콘베어에서 상기 제1간격보다 큰 간격을 유지하도록 설치된 제7롤러(45)와,
2 이상의 재료가 혼합된 복합재료로서 적어도 하나의 재료는 다른 재료들보다 용융 온도가 낮은 제1재료인 것이 특징인 복합재료(11)를 가열하여, 제1재료가 용융될 수 있는 온도 이상으로 가열하면서 복합재료를 스크류(24)로 가압하여 무정형으로 배출하되, 제1롤러와 제2롤러 상부에 위치하는 제1콘베어벨트 상부에 낙하하도록 배출구(26)를 배치한 복합재료압출기(20)를 포함하여 이루어지고,
복합재료가 제1콘벨트와 제7롤러 사이에서 일차 압축된 후에 제1콘베어벨트와 제2콘베어벨츠 사이에서 2차 압축하는 것이 특징인 복합재료판재 제조장치.
청구항 1에 있어서,
복합재료에 포함된 재료들이 잘 혼합되도록 혼합하여 복합재료압출기(20)의 인입구(21)로 복합재료를 공급하는 복합재료믹서기(10)와,
상기 복합재료압출기의 배출구(26)와 상기 제7롤러 사이로 이동하는 제1콘베어벨트 상에 낙하는 복합재료가 벨트 외부로 이탈하지 아니하고 제7롤러(45)와 제1콘베어벨트 사이로 잘 진입하도록 안내하는 안내판(36,37)과,
상기 제1콘베어벨트장치 후단에 설치되는, 제1 내지 제4 롤러와 같은 레벨로 설치된 제8 롤러(50) 및 제9 롤러(51)와, 제8 및 제9 롤러 외부에 결합되어 롤러들 외면과 접촉하면서 회전하는 제3콘베어벨트(69)와, 제3콘베어벨트(69)를 하부에서 면베어링으로 압력을 상부로 가하면서 지지하고 가열/냉각하는 온도조절장치(71)를 포함하는 제3콘베어벨트장치와,
상기 제2콘베어벨트장치 후단에 설치되는, 제5 및 제6 롤러보다 높지 않은 레벨로 나란하게 설치된 제10 롤러(48) 및 제11 롤러(49)와, 상기 제10 롤러 및 제11 롤러 외부에 결합되어 롤러들 외면과 접촉하면서 회전하는 제4콘베어벨트(68)와, 제4콘베어벨트를 면베어링으로 상부에서 하부로 압력을 가하면서 가열/냉각하는 온도조절장치(70)를 포함하는 제4콘베어벨트장치를 포함하고,
상기 제3콘베어벨트와 제4콘베어벨트는 제2간격으로 설치하는 것이 특징인 복합재료판재 제조장치.
청구항 2에 있어서,
제조되는 복합재료판재 표면 일측에 부착할 시트가 감긴 제1시트롤(63)을 회전가능하게 지지하는 제1시트롤지지대(64)를 제3콘제어벨트 전단에 설치하고,
제조되는 복합재료판재 표면 타측에 부착할 시트가 감긴 제2시트롤(61)을 회전가능하게 지지하는 제2시트롤지지대(62)를 제4콘제어벨트 전단에 설치하여,
상기 제1 및/혹은 제2 시트롤에 감긴 시트가 풀려서 생산되는 복합재료판재(17)의 하면 및/또는 상면에 부착될 수 있도록 한 것이 특징인 복합재료판재 제조장치.
청구항 1 내지 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 복합재료압출기(20)는 혼련기능을 가진 것이고,
두께 0.2mm ~ 50mm 되는 복합재료판재를 생산하는 것이 특징인 복합재료판재 제조장치.
복합재료판재를 제조하는 제조방법으로써:
1) 제1~제4롤러에 결합되어 회전하는 제1콘베어벨트와, 용융점이 상이한 재료들의 집합체인 복합재료를 가열압출기에서 가열하여 일부 재료가 용융되도록 하고, 스크류로 혼합하면서 압력을 가하여 무정형 복합재료상태로 제1콘베어벨트 상부로 배출하는 단계와;
2) 무정형 상태로 배출되는 복합재료가 상기 제1콘베어벨트 상부에서 이탈하지 못하도록 벨트 양편에 설치된 가이드판에 의하여 안내되면서 이동되게 하는 단계와;
3) 상기 가이드판으로 정하여진 통로로 이동하는 무정형 복합재료를 제5롤러와 제1콘베어벨트 사이에서 상기 복합재료를 압축되게 하는 1차 압축단계와,
4) 1차 압축된 복합재료가 마주보며 회전하는 2개의 제1 및 제2 콘베어벨트 사이에서 더욱 압착되어 복합재료판재로 제조되게 하는 2차 압축단계를 포함하는 것이 특징인 복합재료판재 제조방법.
청구항 5에 있어서,
상기 복합재료판재가 두께 0.2 mm ~ 50mm 가 되도록 압축하는 것이 특징인 복합재료판재 제조방법.
청구항 5에 있어서,
상기 복합재료는 플라스틱, 면, 섬유, 종이, 가죽, 목분, 진흙, 모래, 석면, 등, 유기물 및/도는 무기물을 포함하는 것이 특진인 복합재료판재 제조방법.
청구항 5 내지 7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
가열압출기에서 복합재료를 가열할 때 160℃ ~ 300℃ 로 가열하고,
상기 복합재료는 상기 온도범위에서 용해되는 재료를 적어도 하나 이상 포함하는 것이 특징인 복합재료판재 제조방법.
청구항 5 내지 7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 2차 압축된 복합재료가 마주보며 회전하는 2개의 제3 및 제4 콘베어벨트 사이에서 더욱 압착되어 복합재료판재로 제조되게 하는 3차 압축단계를 포함하는 것이 특징인 복합재료판재 제조방법.