KR20220021420A - 기능성 재료를 제조하기 위한 연속 방법, 기능성 재료를 위한 원료 및 기능성 재료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기능성 재료를 제조하기 위한 연속 방법, 기능성 재료를 위한 원료 및 기능성 재료에 관한 것이다.
기능성 재료를 제공하기 위한 방법이, 적어도 하나의 혼합 단계(14)에서, 분쇄된 경질 발포체(16) 및 적어도 하나의 결합제(18)가 혼합되어 원료를 형성하고, 적어도 하나의 가압 단계(22)에서 원료는 기능성 재료에 가압되며, 상기 방법은 적어도 혼합 단계(14)로부터 가압 단계(22)까지 연속적으로 수행된다.

Description

기능성 재료를 제조하기 위한 연속 방법, 기능성 재료를 위한 원료 및 기능성 재료{CONTINUOUS METHOD FOR PRODUCING A FUNCTIONAL MATERIAL, A RAW MASS FOR A FUNCTIONAL MATERIAL, AND A FUNCTIONAL MATERIAL}
본 발명은 기능성 재료의 제조 방법, 이를 위해 제조된 원료 및 이와 함께 제조된 기능성 재료에 관한 것이다.
W. Rasshofer, Heidelberg: Huthig GmbH, 1994, 페이지 386-390, ISBN 3-929471-08-6의 "Recycling from Polyurethan-Plastics"으로부터, 불연속 공정에서, 경질 폴리우레탄 발포체 및 결합재로부터 기능성 재료를 제조하는 방법이 알려져 있다. 특히, 원료는 프레스에 의해 가압된 상태로 유지되며, 원료가 경화되어 기능성 재료를 형성할 때까지 고정 프레스 내의 몰드에서 일정 시간 동안 유지된다.
EP 3 371 250 B1에 기재된 바와 같이, 이러한 방식으로 제조된 기능성 재료는, 분쇄된 PUR 경질 발포체(폴리우레탄 경질 발포체) 및/또는 분쇄된 PIR 경질 발포체(폴리이소시아누레이트 경질 발포체) 및 결합제로 제조된다.
파쇄된 PUR/PIR 경질 발포체로 제조된 벌크 재료의 흐름 거동(flow behaviour) 및 벌크 재료 높이로 인해, 기능성 재료의 요구되는 품질은 비교적 넓은 트리밍에 의해서만 보장될 수 있는데, 이는 압력이 가해지면 기능성 재료로 제조된 플레이트의 앞부분과 단부 및 에지(edge)에서 벌크 재료가 외부 방향으로 흐르고, 추후에 제거해야 하는 소위 소프트 존(soft zone)이 발생하기 때문이다. 이러한 소프트 존은, 프레임 내에서 가압되는 재료를 둘러싸고 프레스가 프레임으로 정확하게 이동되는 장치를 사용함으로써, 방지할 수 있다. 그러나, 이것은 매우 복잡하고 어려운 디몰딩(demoulding)으로 인해 많은 시간이 걸리고 비경제적일 것이다.
섬유 복합 패널의 연속 가압 방법이, WO 2019/229007 A1에 알려져 있다. 통상적으로, 재료가 압력과 온도에 의해 압축되는 연속 공정에서, 소위 연속 가열 프레스 시스템이 사용된다. 이러한 프레스는, 수십 년 동안, 견고하고 느슨한 구조로 표면 코팅이 있거나 없는 다양한 유형의 단층 및 다층 합판(chipbaord)을 제조하는 목재 산업에서 매우 중요했다.
그러나, 가압되는 재료, 상기 재료로부터 제조된 원료의 제조법 및 가압 공정에 대한 조정은, 성공적인 제조 과정과 기능성 재료의 원하는 기술적 제품 특성을 구현하는 데 결정적이다.
본 발명의 목적은, 특히 기능성 재료에 필요한 제조 시간 및 이와 함께 제조되는 기능성 재료의 품질에 대해 개선된 특성을 갖는 방법을 제공하는 것이다. 상기 목적은 본 발명의 청구항 제1항의 특징에 따라 구현되며, 본 발명의 유리한 구성 및 변형예들은 종속항에 기재되어 있다.
본 발명에 따르면, 기능성 재료(functional material)의 제조 방법이 제공되는데, 적어도 하나의 혼합 단계에서, 분쇄된 경질 발포체 및 특히 표준 압력 및 실온에서 액체인 적어도 하나의 결합제가 혼합되어 원료를 형성하고, 적어도 하나의 가압 단계에서 원료는 기능성 재료에 가압되며, 상기 방법은 적어도 혼합 단계로부터 가압 단계까지 연속적으로 수행된다. 기능성 재료는, 예를 들어, 단열 재료로서 사용될 수 있거나 및/또는 재료, 특히 주택, 가구, 건축, 빌딩, 빌딩 내부, 차량 내부 등에 사용될 수 있다. 기능성 재료는 특히 단열 기능 외에도 구조 재료로서 설계되는 것이 특히 바람직하다. 특히, 기능성 재료는 EN 12667에 따라 최대 0.10 W/(m·K), 바람직하게는 0.07 W/(m·K) 미만의 열전도율을 갖는다. 기능성 재료는 특히 150 kg/m3 이상, 바람직하게는 300 kg/m3 이상, 특히 바람직하게는 450 kg/m3 이상의 벌크 밀도(bulk density)를 갖는다. 기능성 재료는 바람직하게는 DIN EN 826에 따라 1 MPa 이상, 바람직하게는 3 MPa 이상, 특히 바람직하게는 6 MPa 이상의 압축 응력을 갖는다.
선택적으로는, 본 방법은, 경질 발포체를 함유하거나 및/또는 적어도 본질적으로 경질 발포체로부터 형성된 대상(object)이 기계적으로 분쇄되는 분쇄 단계를 포함한다. "대상이 본질적으로 하나의 재료로부터 형성된다"는 사실은, 대상의 총 용적 및/또는 총 질량의 특히 적어도 50%, 바람직하게는 75% 이상, 특히 바람직하게는 90% 이상이 재료로 형성되는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 경질 발포체는 바람직하게는 특히 분쇄 단계 전, 분쇄 단계 동안 및/또는 분쇄 단계 후에 대상의 다른 구성요소들로부터 분리된다. 특히, 경질 발포체는, 분쇄 단계에서, 예를 들어, 분쇄, 파쇄 및/또는 절단에 의해 분쇄된다. 대안으로, 경질 발포체는 이미 분말 형태로 사용 가능하다. 분쇄된 경질 발포체는 특히 경질 발포체 입자, 특히 각각이 경질 발포체의 셀(cell) 구조를 갖는 경질 발포체 입자로부터 적어도 본질적으로 형성된다. 분쇄된 경질 발포체의 적어도 복수의 경질 발포체 입자의 각각의 개별 경질 발포체 입자는 각각의 방향에서 적어도 실질적으로 동일한 최대 공간 범위를 갖는다. 2개의 값이 "실질적으로 동일하다"는 사실은 특히 값들의 2개의 가능한 몫(quotient) 중 더 큰 값이 5 미만, 바람직하게는 3 미만, 특히 바람직하게는 2 미만임을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 상이한 경질 발포체 입자의 최대 공간적 확장은 적어도 본질적으로 동일한 크기이거나 또는 상이한 크기로 구성될 수 있다. 분쇄된 경질 발포체는 바람직하게는 밀가루와 같은 농도(consistency)를 갖는다. 특히, 분쇄된 경질 발포체의 평균 입자 크기는 5mm 미만, 바람직하게는 1mm 미만, 특히 바람직하게는 500μm 미만이다. 평균 입자 크기는 바람직하게는 적어도 500 nm 이상, 특히 1 μm 이상, 특히 바람직하게는 100 μm 이상이다. 상기 방법은 바람직하게는, 분쇄된 경질 발포체가 분말 사일로(powder silo)로부터 이송되거나 또는 경질 발포체를 분쇄하기 위해 분쇄 설비로부터 연속 컨베이어로 직접 이송되는 경질 발포체 계량 단계를 포함한다. 연속 컨베이어는 기계식 컨베이어, 중력 컨베이어 또는 흐름 컨베이어로 구성될 수 있다. 경질 발포체 계량 단계에서, 분쇄된 경질 발포체는 조정 가능한 경질 발포체 비율(rate)로 연속 컨베이어로 특히 연속적으로 이송된다.
결합제는, 특히, 실험실 조건 하에서, 결합제가 경화되기 전에, 바람직하게는 액체 형태이다. 결합제는 바람직하게는 유기물, 대안으로는 무기물이다. 바람직하게는 결합제는 이소시아네이트를 포함한다. 결합제는 특히 바람직하게는 적어도 하나의 메틸렌디페닐 이소시아네이트(MDI)를 포함한다. 대안으로서 또는 추가로, 결합제는 2,4-톨루엔-2,4-디이소시아네이트(TDI), 우레아 또는 물 유리를 포함한다. 상기 방법은 특히 결합제가 분쇄된 경질 발포체에 첨가되는 결합제 계량 단계를 포함한다. 결합제 계량 단계에서, 결합제는 특히 조정가능한 결합제 비율로 분쇄된 경질 발포체에 연속적으로 첨가된다.
혼합 단계에서, 분쇄된 경질 발포체 및 결합제는 특히 연속 혼합기에 의해, 특히 바람직하게는 스크류 압출기(screw extruder)에 의해 연속적으로 혼합된다. 연속 컨베이어는 바람직하게는 분쇄된 경질 발포체를 연속 혼합기에 연속적으로 공급한다. 결합제는 바람직하게는 연속 혼합기 내에서 분쇄된 경질 발포체에 첨가되고, 특히 분무된다. 특히, 원료는 혼합 단계에서 연속으로 제조된다. 연속 혼합기는 특히 혼합 단계의 끝에서 원료를 연속적으로 배출하고, 특히 원료를 추가 연속 컨베이어로 연속적으로 이송하며, 특히 벨트 컨베이어 및/또는 링크 벨트 컨베이어로 연속적으로 이송한다. 특히, 연속 혼합기는 추가 연속 컨베이어로부터 특히 연속적으로 작동되는 연속 프레스, 특히 가열식 연속 프레스로 연속적으로 이송되는 원료의 무한 밴드(endless band)를 생성한다.
본 방법은 바람직하게는 원료가 연속 장치에 의해 사전-압축되는 적어도 하나의 사전가압 단계를 포함한다. 선택적으로는, 상기 방법은, 특히 원료와 상이한 경질 발포체 및/또는 원료와 상이한 품질의 경질 발포체를 포함하는 추가 원료 또는 원료의 추가 층이 특히 사전-압축된 원료에 제공되는 적어도 하나의 적층 단계(layering step)를 포함한다.
가압 단계에서, 특히 사전-압축된 원료는, 만약 존재한다면, 추가 층과 함께 연속적으로 가압된다. 특히, 결합제의 화학 반응, 특히 중첨가(polyaddition) 및/또는 중축합(polycondensation)을 촉진하기 위하여, 가압 단계에서, 원료에 온도를 제공하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 가압 단계에서, 특히 사이클 장치 또는 다단 프레스(multi-stage press)와는 달리, 원료는 관통-공급 프레스에 연속적으로 공급되고, 원료는 관통-공급 프레스에 의해 연속적으로 가압되며, 기능성 재료는 관통-공급 프레스로부터 연속적으로 배출된다. 관통-공급 프레스는 원료를 기능성 재료의 무한 벨트로 변환하고, 상기 무한 벨트는 추가 연속 컨베이어에 의해 포장 스테이션으로 연속적으로 이송된다. 본 방법은 바람직하게는 섹션이 기능성 재료의 무한 배쓰(endless bath)로부터 분리되는 제조 단계를 포함한다.
기능성 재료의 연속적으로 작동 가능한 제조 설비는, 특히 연속 컨베이어, 연속 혼합기, 추가 연속 컨베이어, 가압용 연속 프레스, 사전-압축을 위한 연속 장치, 포장 스테이션, 결합제 탱크 및 결합제 계량 장치, 분말 사일로 및 분쇄된 경질 발포체를 위한 계량 장치, 파쇄 시스템 및 선택적으로는 선택적인 필러(filler) 및/또는 선택적인 상부 층을 위한 적어도 하나의 저장 및 계량 장치를 포함한다. 본 방법은, 특히 제조 설비의 활성적인 정상 작동 상태 동안, 특히 제조 설비가 시작된 후에 수행된다. 용어 "연속적으로"는 특히 불연속적인 시작-정지 작동과 대조적인, 바람직하게는 특히 중단 없이 상기 방법의 지속 기간 동안 연속적으로 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 본 방법은, 제조 설비의 정상 작동 상태의 마지막 수동 또는 자동 종료에 의해, 예를 들어, 제조 설비를 셧-다운(shut-down) 함으로써, 제조 설비의 오류 상태 및/또는 유지보수 상태를 야기함으로써 종료된다. 특히, 적어도 경질 발포체 계량 단계, 결합제 계량 단계, 혼합 단계, 사전-가압 단계 및/또는 가압 단계는 원료의 전구체(precursor) 또는 원료의 무한 벨트 상의 상이한 지점에서 동일한 시간에 수행된다. 상기 공정은, 바람직하게는, 특히 불연속 공정과 대조적으로, 적어도 혼합 단계로부터, 특히 바람직하게는 적어도 경질 발포체 계량 단계로부터, 선택적으로는 파쇄 단계로부터, 가압 단계까지, 바람직하게는 최대 포장 단계까지, 특히 운영자의 개입 없이, 자동화된 방식으로 수행된다. 특히, 제조 설비의 제어 유닛은, 공정 동안, 특히 경질 발포체 투여 단계, 결합제 투여 단계, 혼합 단계, 사전 가압 단계, 가압 단계 및/또는 또는 포장 단계 동안, 바람직하게는 완전히 자동으로, 제조 설비를 제어하거나 조정한다. 용어 "제어 유닛"은 특히 적어도 하나의 제어 전자장치를 갖는 유닛을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 용어 "제어 전자장치"는 특히 공정 유닛, 메모리 유닛 그리고 메모리 유닛에 저장된 운영 프로그램을 갖는 유닛을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 제어 유닛은, 운영자의 개입 없이, 특히 적어도 제조 설비의 사전-설정 후에 또는 운영자가 작동 프로그램에 공정 변수를 입력한 후에, 제조 설비를 제어하거나 조정한다.
본 발명에 따른 구성으로 인해, 원료의 흐름 거동으로 인해 필요한 트리밍(trimming)이 유리하게는 작게 유지될 수 있다. 특히, 플레이트의 치수를 특정하는 원료의 이송 방향에 대해 수직인 트리밍을 생략할 수 있다. 특히, 가압 영역의 에지에서 발생하는 소프트 존이 유리하게는 작게 유지될 수 있다. 특히, 원하는 특성을 갖는 기능성 재료로부터 소프트 존을 제거하기 위한 폐기물(waste)을 작게 유지하는 것이 유리할 수 있다. 특히, 예를 들어, 불연속 프레스에 정확하게 꼭 맞는 원료에 대한 프레임 구성과 같이, 소프트 존을 제한하기 위해, 비용이 많이 들거나 및/또는 시간이 많이 소요되는 조치를 생략하는 것이 가능하다. 특히, 유리하게는 폐기물이 적은 고품질의 커버층이 원료에 이미 제공될 수 있으며, 기능성 재료에는 고품질 커버층이 유리하고 저렴하게 제공될 수 있다. 특히, 기능성 재료로 제조된 레디-컷 패널(ready-cut panel)에 커버층을 제공하기 위한 별도의 작업 단계를 생략할 수 있다. 또한, 높은 재료 두께, 특히 20mm 이상의 재료 두께를 갖는 기능성 재료의 경우에, 다량의 증기가 필요한 경화를 위해, 기능성 재료 및 원료 내부의 증기 압력이 유리하게는 낮게 유지될 수 있으며, 특히 불연속 프레스가 개방될 때 급격한 압력 감소가 방지될 수 있다. 그 결과, 가압 단계 후에 기능성 재료의 균열 형성 위험이 유리하게는 낮게 유지될 수 있다. 특히, 낮은 재료 두께, 특히 10mm 미만의 재료 두께를 갖는 기능성 재료의 경우에, 가압 단계에 필요한 시간은 유리하게는 짧게 유지될 수 있으며, 특히 원료를 제조하는 데 필요한 시간보다 짧게 유지될 수 있다. 그 결과, 유리하게는 높은 제조 능력이 구현될 수 있다. 특히, 기능성 재료는 유리하게는 신속하게 제조될 수 있다. 또한, 냉각 프레스가 유리하게는 생략될 수 있다. 또한, 제조 재료로부터의 플레이트의 길이가 유리하게는 원하는 대로 선택될 수 있으며 특히 관통-공급 프레스의 치수에 의해 제한되지 않는다. 특히, 플레이트의 길이를 변경하기 위해 제조 설비를 개조할 필요가 없다.
적어도 하나의 공정 단계에서, 분쇄된 경질 발포체는 경질 폴리우레탄 발포체, 줄여서 PUR, 경질 폴리이소시아누레이트 발포체, 줄여서 PIR, 및/또는 경질 페놀 발포체로부터 제조된다. 특히, 경질 발포체는 적어도 실질적으로 내압성이다. 용어 "적어도 실질적으로 내압성"은 특히 EN 826 표준에 따라, 유리하게는 100kPa 이상, 바람직하게는 120kPa 이상의 압력에 대해 저항성을 갖는 것으로 이해되어야 한다. 특히 "PUR"은 DIN EN 13165 및/또는 EN 14308에 따른 경질 발포체를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 특히 "PIR"은 EN 14308 및/또는 ASTM C 1289에 따른 경질 발포체를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 분쇄된 경질 발포체는 적어도 본질적으로 열경화성 수지로부터 형성된다. 분쇄 전에, 경질 발포체는 바람직하게는 특히 EN 12667에 따라 0.037 W/km 미만의 열전도율을 갖는다. 분쇄 전에, 경질 발포체는 바람직하게는 EN 12667에 따라 0.03 W/km 미만, 특히 바람직하게는 0.025 W/km 미만의 열전도율을 갖는다. 경질 발포체 입자는 특히 기계적 분쇄에 의해 얻어지며, 경질 발포체의 셀 구조는 경질 발포체 입자에 적어도 부분적으로 유지된다. 특히, 개별 경질 발포체 입자의 열전도율은 분쇄 전 경질 발포체의 열전도율과 적어도 본질적으로 동일하다. 특히, 분쇄된 경질 발포체는 원료 내부의 열전도를 제한한다. 바람직하게는, 물, 특히 수용액이 혼합 단계 및/또는 혼합 단계 이전의 결합제 혼합 단계에서 결합제에 첨가된다. 특히, 물은 가압 단계에서 증발된다. 바람직하게는, 증발수는 특히 연속 프레스를 통과하는 통과 시간에 상응하는 경화 시간 동안 가압 단계에서 원료에 적어도 대부분 봉입된다. 선택적으로는, 원료 및/또는 기능성 재료로부터의 증발수는 경화 시간 동안 부분적으로 배출되며, 바람직하게는 가압 단계 후에 적어도 대부분, 특히 연속적으로 배출된다. 용어 "시간의 대부분"은 특히 총 용적 및/또는 총 질량의 적어도 50%, 바람직하게는 적어도 75%, 특히 바람직하게는 적어도 90%를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 특히, 증발수는 원료 내에서 열교환을 위해 제공되며, 특히 결합제의 균일한 경화를 위해 제공된다. 용어 "제공되는"은 특히 특별히 구성되거나 및/또는 특별히 구비되는 것으로 이해해야 한다. 특정 기능을 위해 대상이 제공된다는 사실은 특히 대상이 적어도 하나의 적용 및/또는 작동 상태에서 상기 특정 기능을 수행하거나 및/또는 실행한다는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명에 따른 구성의 결과로서, 기능성 재료는 특히 산업적 잔여물 및/또는 부산물로부터 자원-절약 방식으로 제조되는 것이 유리할 수 있다.
최대 3%의 활성화제의 질량 분율을 갖는 활성수가 적어도 하나의 공정 단계에서 결합제에 첨가되는 것이 또한 제안된다. 활성수는 특히 활성화제와 추가로 혼합되는 증발용으로 이미 언급된 물이다. 활성화제의 질량 분율은 특히 물과 활성화제로 구성된 수용액의 총 질량에 관한 것이다. 특히, 결합제 사전혼합 단계에서, 활성화제를 물에 용해시켜 수용액을 제조한다. 활성화제로서, 예를 들어, 아세트산칼륨, 옥토산칼륨, 아민 활성화제 및/또는 당업자에게 유용한 것으로 보이는 또 다른 활성화제가 첨가된다. 활성화제는 바람직하게는 2% 미만, 특히 바람직하게는 1% 미만의 질량 분율을 포함한다. 활성화제는 바람직하게는 적어도 0.01%, 특히 바람직하게는 적어도 0.05%의 질량 분율을 포함한다. 활성화제가 추가되기 전에, 물은 서비스 수질, 여과수, 증류수, 완전 탈염수 또는 초순수를 가질 수 있다. 대안으로, 물, 활성화제가 없는 물이 결합제에 첨가된다. 특히, 원료의 경화 시간은 특히 기능성 재료 및/또는 원료의 재료 두께에 대한 물 및 활성화제의 양의 비율에 의해 미리 정해진다. 본 발명에 따른 구성의 결과로서, 요구되는 물의 양은 유리하게는 동일한 경화 시간 동안 낮게 유지될 수 있거나 및/또는 경화 시간은 유리하게는 동일한 양의 물로 짧게 유지될 수 있다. 특히, 더 적은 양의 물이 사용됨에 따라, 연속 프레스 내의 증기 압력이 유리하게는 낮게 유지될 수 있거나 및/또는 원료는 유리하게는 높은 온도에 노출될 수 있어, 더 적은 물로 동일한 증기 압력이 구현될 수 있다. 특히, 유리하게는 결합제의 신뢰성 있는 경화가 구현될 수 있다. 특히, 유리하게는 결합제의 신속한 경화가 구현될 수 있다. 특히, 제조 능력을 더욱 높일 수 있다. 더욱이, 특히 더 빠른 경화에도 불구하고, 연속 프레스의 출력에서 증기 압력의 급격한 강하로 인한 균열 형성의 위험은 유리하게는 낮게 유지될 수 있다.
또한, 분쇄된 경질 발포체는 기능성 재료의 총 질량을 기준으로 10% 미만의 질량 분율로 결합제와 혼합 단계에서 혼합되는 것이 제안된다. 기능성 재료 중의 결합제의 질량 분율은 바람직하게는 9% 미만, 특히 바람직하게는 8% 미만이다. 선택적으로는, 결합제는 적어도 5%, 특히 6% 이상의 기능성 재료의 질량 분율로 분쇄된 경질 발포체에 첨가된다. 분쇄된 경질 발포체는 바람직하게는 60% 이상, 바람직하게는 75% 이상, 특히 바람직하게는 85% 이상의 기능성 재료의 질량 분율을 형성한다. 선택적으로는, 상기 방법은 특히 500kg/m3 이상 및/또는 600 kg/m3 이상의 벌크 밀도를 갖는 기능성 재료의 제조를 위한 제조 시스템의 적어도 하나의 설정에서 혼합 단계를 대체하는 추가 혼합 단계를 포함하며, 결합제는 기능성 재료의 총 질량을 기준으로 10% 이상, 특히 최대 12%, 바람직하게는 최대 15%, 특히 바람직하게는 최대 18%의 질량 분율로 첨가된다. 본 발명에 따른 구성의 결과로서, 유리하게는 낮은 열전도율을 갖는 기능성 재료가 제조될 수 있다. 특히, 건강에 유해한 원료의 성분이 유리하게는 낮게 유지될 수 있다. 특히, 기능성 재료는 저렴하게 제조될 수 있다는 이점이 있다.
또한, 원료, 분쇄된 경질 발포체 및/또는 결합제가 적어도 하나의 공정 단계에서 적어도 하나의 유기 및/또는 무기 필러와 혼합되는 것이 제안된다. 필러는 바람직하게는 혼합 단계 이전 및/또는 혼합 단계 동안 첨가된다. 필러는 특히 바람직하게는 혼합 단계 전에 분쇄된 경질 발포체에 공급되고, 특히 분쇄된 경질 발포체와 함께 연속 혼합기에 공급된다. 필러는 바람직하게는 분말 또는 과립(granule)의 형태로 결합제 및/또는 분쇄된 경질 발포체에 첨가되는 고체로 구성된다. 대안으로, 필러 또는 추가 필러는 광물 섬유 또는 비-광물 섬유, 가령, 유리 섬유, 탄소 섬유, 세라믹 섬유 또는 현무암 섬유로부터 적어도 본질적으로 형성되는 섬유 재료로서 구성된다. 필러는 바람직하게는 20% 미만의 기능성 재료의 총 질량의 질량 분율을 갖는다. 필러는 바람직하게는 1% 이상, 특히 2% 이상의 기능성 재료의 총 질량의 질량 분율을 갖는다. 본 발명에 따른 구성의 결과로서, 기능성 재료에는, 특히 유리하게는 낮은, 특히 부정적인, 기능성 재료의 기계적 및 열적 특성 손상과 함께, 용도에 따른 추가 특성이 유리하게는 제공될 수 있다.
또한 필러는 DIN 13501-1에 따른 화재 반응 등급 C에 따라 기능성 재료를 난연성으로 만드는 것이 제안된다. 온도에 노출될 때, 필러는 바람직하게는, 기능성 재료의 온도가 첨가제의 활성화 온도를 초과할 때, 필러의 원료 밀도가 변화하는 팽창 거동을 갖는다. 기본 상태에서, 필러의 벌크 밀도는 특히 5g/cm³ 미만이다. 필러의 벌크 밀도는 바람직하게는 1g/cm³ 내지 3g/cm³ 사이이다. 필러는 바람직하게는 특히 표준 대기에서 적어도 30 cm³/g의 팽창률을 갖는다. 필러의 팽창률은 바람직하게는 100 cm³/g 이상이고 바람직하게는 특히 표준 대기에서 250 cm³/g 내지 400 cm³/g 범위이다. 필러의 팽창 거동은 특히 표준 대기에서 기능성 재료가 첨가제의 활성화 온도보다 높은 온도로 가열될 때 바람직하게는 적어도 10배만큼 필러의 용적 증가를 야기한다. 특히, 필러는 섭씨 90도 이상의 활성화 온도를 갖는다. 활성화 온도는 바람직하게는 섭씨 120도 이상이다. 특히, 활성화 온도 이하의 온도가 가압 단계에서 원료에 제공된다. 필러를 포함하는 기능성 재료가 필러의 활성화 온도까지 가열되면, 필러는 바람직하게는 팽창된다. 기능성 재료의 온도가 필러의 활성화 온도보다 높아지면, 필러의 용적 분율이 변경된다. 필러는 바람직하게는 적어도 85%인 탄소 함량을 갖지만, 원칙적으로 더 낮을 수도 있다. 필러는 바람직하게는 그래파이트를 포함한다. 필러는 특히 바람직하게는 팽창성 그래파이트로 구성된다. 필러는 특히 그래파이트의 층들 사이에 내장된 산(acid) 분자를 갖는다. 필러가 활성화 온도 이상으로 가열되면, 특히 층들이 팽창하고 용적이 증가한다. 기능성 재료는 바람직하게는 DIN 4102-1에 따른 건축 자재 등급 B1에 상응하는 화재 거동을 갖는다. 본 발명에 따른 구성은 유리하게는 광범위한 제공 영역에서 특히 승인된, 유리하게는 사용될 수 있는 유리하게는 안전한 기능성 재료를 제조하는 것을 가능하게 한다.
또한, 가압 단계에서, 관통-공급 프레스의 적어도 하나의 설정으로, 원료는 관통-공급 프레스에 의해 가압되어, 특히 후속 연삭 없이 8mm 미만의 재료 두께를 갖는 플레이트를 형성하는 것이 제안된다. 추가 연속 컨베이어는 연속 혼합기로부터 특히 연속 장치를 통해 연속 프레스로, 특히 연속 프레스를 통해 조립 스테이션으로의 이송 방향을 포함한다. 이송 방향은 바람직하게는 일직선에 평행하다. 대안으로, 이송 방향은 적어도 하나의 곡선, 편향 지점(deflection point) 등을 포함한다. 연속 컨베이어는 이송 방향에 대해 수직인 최대 이송 폭을 포함하며, 연속 혼합기에 배열된 컨베이어 시스템의 주입 장치에 의해 원료가 원료 투여 단계에서 분포되고 바람직하게는 이송 방향을 따라 일정한 값을 갖는다. 특히, 주입 장치는 추가 연속 컨베이어의 이송 폭에 평행한 최대 폭이 적어도 50cm, 바람직하게는 80cm 이상, 특히 바람직하게는 1.1m 이상인 추가 연속 컨베이어에 원료를 제공한다. 특히, 공정이 수행되는 동안, 원료는 추가 연속 컨베이어의 충전 지점(filling point)으로부터 연속 프레스까지 추가 연속 컨베이어의 이송 방향에 평행하게 특히 수 미터에 걸쳐 중단 없이 연장된다. 원료 및 기능성 재료의 재료 두께는 특히 이송 방향에 수직으로 그리고 이송 폭에 수직으로 연장된다. 특히, 관통-공급 프레스는 원료의 재료 두께를 기능성 재료의 재료 두께로 감소시킨다. 특히, 관통-공급 프레스는 기능성 재료가 8mm 미만, 특히 7mm 미만, 바람직하게는 6mm 미만, 특히 바람직하게는 5mm 미만의 재료 두께를 갖도록 적어도 하나의 공정 단계에서 설정된다. 선택적으로는, 관통-공급 프레스는 재료 두께가 8mm 이상의 경우에도 조정될 수 있다. 특히, 적어도 하나의 방법 단계에서, 원료는 10mm 이상, 특히 40mm 이상, 바람직하게는 70mm 이상, 특히 바람직하게는 최대 100mm의 재료 두께를 갖는 기능성 재료로 가압된다. 특히, 조립 스테이션은 연속 프레스로부터 나오는 기능성 재료의 무단 벨트로부터 이송 방향에 평행한 길이 조절이 가능한 플레이트를 분리한다. 조립 스테이션은 특히 이송 방향에 평행한 최대 길이가 1m 이상, 바람직하게는 5m 이상, 특히 바람직하게는 20m 이상인 플레이트를 분리하고, 특히 분리된 플레이트를 개별적으로 분리하거나 또는 여러 플레이트를 적층하여 이송하거나 포장 및/또는 저장 장치를 공급하도록 설정된다. 본 발명에 따른 디자인은 특히 높은 절연 효과를 갖는 유리하게는 얇은 기능성 재료를 제조하는 것을 가능하게 한다. 특히, 기능성 재료는 사용 가능한 설치 공간이 거의 없는 분야에서도 사용할 수 있다.
또한, 가압 단계에서, 원료는, 특히 후속 연삭 없이, 최대 허용 허용 오차가 최대 1mm인 재료 두께를 갖는 플레이트로 가압되는 것이 제안된다. 방법은 선택적으로는 가압 단계 후에 기능성 재료의 표면 품질을 증가시키기 위한 연삭 단계를 포함하며, 재료 두께의 최대 허용 오차는 가압 단계에 의해 이미 구현된다. 연삭 단계는 바람직하게는 생략되며, 그 결과 플레이트는 특히 유리하게는 커버층, 예를 들어 기능 층 및/또는 장식 층의 후속 제공을 위해 높은 수준의 접착력을 갖는다. 본 발명에 따른 구성의 결과로서, 기능성 재료를 교정하기 위한 재료 손실이 유리하게는 낮게 유지될 수 있다.
기능성 재료는 적어도 하나의 공정 단계에서 분쇄되고, 분쇄된 경질 발포체는 분쇄된 기능성 재료로 적어도 부분적으로 대체되는 것이 추가로 제안된다. 특히, 기능성 재료 및 기능성 재료로 제조된 대상은 상기 방법의 범위 내에서 재활용될 수 있다. 기능성 재료는 바람직하게는 특히 경질 발포체와 함께 또는 경질 발포체와는 별도로 분쇄 단계에서 분쇄된다. 선택적으로는, 특히 질량 및/또는 밀도에 따라, 기능성 재료의 결합제 잔여물은 분쇄된 기능성 재료로부터 여과된다. 대안으로, 결합제 잔여물은 분쇄된 기능성 재료에 남아 있다. 분쇄된 기능성 재료는 바람직하게는 혼합 단계 또는 분쇄 단계에서 특히 더 순수한 분쇄된 경질 발포체와 혼합된다. 대안으로, 분쇄된 경질 발포체는 분쇄된 기능성 재료로 완전히 대체된다. 본 발명에 따른 구성은 유리하게는 경질 발포체를 위한 폐쇄 회로를 구현할 수 있다. 특히, 기능성 재료는 유리하게는 자원을 절약하고 유리하게는 환경 친화적인 방식으로 제조될 수 있다.
상기 방법의 적어도 하나의 방법 단계에서, 원료의 개방 시간이 제조될 기능성 재료의 특성의 함수로서 설정되는 것이 또한 제안된다. 상기 개방 시간은 특히 결합제 계량 단계로부터 가압 단계까지의 시간을 지칭한다. 특히, 설정된 개방 시간은, 특히 결합제 및 활성수가 분쇄된 경질 발포체에 침투하고 결합제 및 활성수가 분쇄된 경질발포체에서 가능한 최대한 균일하게 분포되도록 하는 데 필요한 최소 개방 시간보다 길다. 특히, 설정된 개방 시간은, 원료의 건조, 원료 내의 화학 반응, 특히 결합제 등의 조기 중첨가 및/또는 중축합을 가능한 최대한 낮게 유지하기 위해, 최대 개방 시간보다 짧다. 개방 시간은 제조되는 기능성 재료의 특성에 따라 제어 유닛 또는 운영자에 의해 설정될 수 있다. 특히, 개방 시간은 연속 혼합기 및/또는 추가 연속 컨베이어의 이송 속도에 의해 결정된다. 개방 시간, 특히 최소 및 최대 개방 시간이 좌우되는 제조될 기능성 재료의 특성은, 예를 들어 기능성 재료의 밀도, 기능성 재료의 재료 두께, 기능성 재료의 층의 개수를 포함한다. 특히, 개방 시간이 더 높게 설정되면 될수록, 더 조밀하고, 더 두껍거나 및/또는 더 많은 층이 제조되는 기능성 재료가 된다. 특히, 개방 시간이 더 낮게 설정되면 될수록, 덜 조밀하거나 및/또는 더 얇은 기능성 재료가 제조될 수 있거나 및/또는 더 적은 층을 갖는다. 본 발명에 따른 구성으로 인해, 기능성 재료의 특성은 유리하게는 유연하게 적용될 수 있다. 특히, 동일한 제조 시스템은 유리하게는 특히 개조 없이 상이하게 구성된 기능성 재료를 제조할 수 있다. 특히, 다양한 기능성 재료가 유리하게는 신속하고 유리하게는 신뢰할 수 있는 품질로 제조될 수 있다.
원료는 원료 계량 단계에서 분리층, 특히 적어도 일시적으로 기능성 재료에 배열된 분리층에 제공되는 것이 추가로 제안되는데, 상기 분리층은 가압 공정 후에 기능성 재료로부터 제거된다. 분리층은 바람직하게는 분리 종이 또는 분리 필름, 예를 들어 테플론 필름 또는 양털(fleece)로 구성된다. 특히, 분리층은 원료 계량 단계 이전 또는 원료 계량 단계 시작 시에 추가 연속 컨베이어로 끌어 당겨진다(drawn). 특히 바람직하게는, 원료 계량 단계에서 또는 원료 계량 단계의 끝에서, 특히 가압 단계 전에, 추가 분리층이 분리층으로부터 멀어지는 방향을 향하는 원료 면에 배열된다. 특히, 분리층, 원료 및 추가 분리층은 가압 단계 전에 샌드위치 구조를 형성한다. 특히 바람직하게는, 분리층 및/또는 추가 분리층은 가압 단계 후에 또는 제조 단계 후에 기능성 재료로부터 제거되거나, 또는 대안으로 분쇄된다. 본 발명에 따른 구성의 결과로서, 관통-공급 프레스는 유리하게는 마모가 거의 없이 작동될 수 있다. 특히, 관통-공급 프레스 및/또는 연속 컨베이어 내의 침전물(deposit)은 유리하게는 낮게 유지될 수 있다. 특히, 가압 단계는 유리하게는 장기간 유지보수 없이 작동될 수 있다. 또한, 분리층을 박리함으로써, 유리하게는 기능성 재료의 거친 표면이 생성될 수 있고, 이에 후속하여 제공되는 코팅이 유리하게는 확실하게 접착된다.
원료는 원료 계량 단계에서 가압 공정 후에 경화된 원료에 견고하게 결합되는 커버층에 제공하는 것이 추가로 제안된다. 커버층은, 원료 계량 단계 이전에 또는 원료 계량 단계의 시작 시에, 분리층 또는 추가 연속 컨베이어에 배치된다. 선택적으로는, 원료 계량 단계에서 또는 원료 계량 단계의 끝에서, 특히 가압 단계 이전에, 추가 커버층이 커버층으로부터 멀어지는 쪽으로 향하는 원재료의 면에 배열된다. 특히, 커버층, 원료 및 추가 커버층은 가압 단계 전에 샌드위치 구조를 형성한다. 커버층 및 추가 커버층은 동일하거나 상이한 재료로 제조될 수 있다. 커버층 및/또는 추가 커버층은 적어도 본질적으로 유기 재료, 예를 들어 멜라민 수지 및/또는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 또는 무기 재료, 예를 들어 알루미늄으로부터 형성될 수 있다. 특히 바람직하게는, 분리층 및/또는 추가 분리층은, 만약 존재한다면, 박리되거나, 대안으로 가압 단계 후에 또는 마무리 단계 후에 커버층으로부터 분쇄된다. 본 발명에 따른 구성의 결과로서, 기능성 재료에는, 용도에 따라, 부가 특성이 유리하게는 구비될 수 있다. 예를 들어, 커버층은 수분 차단, 항균 보호 층, 날씨 보호, 방음, 고품질 장식 등으로 구성될 수 있다. 특히, 기능성 재료에 커버층을 제공하기 위한 후속 제공 단계가 생략될 수 있으며, 커버층을 갖는 기능성 재료가 유리하게는 신속하고 유리하게는 저렴하게 제조될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 방법에 의해 기능성 재료를 제조하기 위한 원료가 제안된다. 원료는 바람직하게는 적어도 분쇄된 경질 발포체 및/또는 분쇄된 기능성 재료를 포함한다. 원료는 특히 액체 결합제를 포함한다. 원료는 바람직하게는 특히 활성화제 없는, 물 또는 활성수를 포함한다. 활성수 또는 물은 바람직하게는 적어도 0.5%, 바람직하게는 1% 이상, 특히 바람직하게는 2% 이상의 원료의 질량 분율을 갖는다. 원료 중 물 또는 활성수의 질량 분율은 바람직하게는 7.5% 미만, 바람직하게는 5% 미만, 특히 바람직하게는 3% 미만이다. 원료는 바람직하게는 필러를 포함한다. 분쇄된 경질 발포체 및/또는 분쇄된 기능성 재료, 결합제, 선택적으로는 필러 및 활성수 또는 물은 바람직하게는 원료에 균질하게 분포되고, 이러한 분포는, 특히 여러 층으로 구성되는 경우, 층별로 적어도 균질하다. 본 발명에 따른 구성은 유리하게는 연속적으로 처리되고 유리하게는 신속하게 처리될 수 있는 기능성 재료의 원료를 제공하는 것을 가능하게 한다.
또한, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 기능성 재료가 제안된다. 기능성 재료는 EN 12667에 따라 특히 최대 0.10 W/(m·K), 바람직하게는 0.07 W/(m·K) 미만의 열전도율을 갖는다. 기능성 재료는, 특히 150kg/m3 이상, 바람직하게는 300kg/m3 이상, 특히 바람직하게는 450kg/m3 이상의 벌크 밀도를 가지며, DIN EN 826에 따라, 특히 1MPa 이상, 바람직하게는 3MPa 이상, 특히 바람직하게는 6MPa 이상의 압축 응력을 갖는다. 기능성 재료는 바람직하게는 방부성(rot-proof)이다. 기능성 재료는 바람직하게는 미네랄 오일, 용매 및 희석된 알칼리 및 산에 대해 내성이 있다. 기능성 재료는 DIN EN 12089에 따라 특히 1 MPa 이상, 바람직하게는 2 MPa 이상, 특히 바람직하게는 4 MPa 이상의 굴곡 강도를 갖는다. 기능성 재료는 DIN EN 12090에 따라 특히 250kPa 이상, 바람직하게는 500kPa 이상, 특히 바람직하게는 1MPa 이상의 전단 강도를 갖는다. 기능성 재료는 DIN EN 12090에 따라 특히 250kPa보다 크고, 바람직하게는 500kPa보댜 크며, 특히 바람직하게는 1MPa보다 큰 전단 강도를 갖는다. 또한, 기능성 재료는 DIN EN 14358에 따라, 나무 나사 6 x 60의 표면 인발에 대해, 특히 적어도 4.5 N/mm², 바람직하게는 6 N/mm² 이상, 특히 바람직하게는 7.5 N/mm² 이상의 나사 인발 강도를 갖는다. 분쇄된 경질 발포체 및 결합제로만 형성되는 기능성 재료의 기본 조성은, DIN 4102-1에 따른 건축 자재 등급 B2 및 DIN EN 13501-1에 따른 화재 반응 등급 E에 상응하는 화재 거동을 갖는다. 필러의 결과로서, 기능성 재료는 DIN 4102-1에 따른 적어도 하나의 건축 자재 등급 B1 및 DIN EN 13501-1에 따른 적어도 하나의 화재 반응 등급 C에 상응하는 화재 거동을 갖는다. 본 발명에 따른 디자인은, 유리하게는 안정적이고 동시에 유리하게는 단열의 기능성 재료를 제공할 수 있으며, 이는 유리하게는 저렴하게, 유리하게는 자원 절약 방식으로, 유리하게는 신속하게 및/또는 유리하게는 특성에 있어서 변동이 작게, 유리하게는 특정 원료 밀도 변동이 작게 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 방법, 본 발명에 따른 원료 및/또는 본 발명에 따른 기능성 재료는 위에 기재된 실시예 및 제공예에만 제한되어서는 안 된다. 특히, 본 발명에 따른 방법, 본 발명에 따른 원료 및/또는 본 발명에 따른 기능성 재료는, 본 명세서에 설명되는 작동 모드를 수행하기 위해, 하기에서 언급되는 방법 단계 뿐만 아니라 개별 요소, 구성 요소 및 유닛의 개수와 상이한 개수를 가질 수 있다. 또한, 본 명세서에 명시된 값 범위의 경우, 명시된 제한 범위 내에 있는 값도 개시되는 것으로 간주되어야 하며 필요에 따라 사용할 수 있다.
추가 이점은 도면의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면에서, 본 발명의 실시예가 도시된다. 도면, 발명의 상세한 설명 및 청구범위는 조합된 다수의 특징을 포함한다. 당업자는 또한 편의상 특징을 개별적으로 고려하고 이들을 의미 있는 추가 조합으로 조합할 것이다.
도면에서:
도 1은 본 발명에 따른 방법의 개략도; 및
도 2는 본 발명에 따른 기능성 재료의 개략도.
도 1은 기능성 재료(12)를 제조하기 위한 방법(10)의 순서를 도시한다. 기능성 재료(12)는 적어도 하나의 경질 발포체(16) 및 결합제(18)로부터 제조된다. 경질 발포체(16)는 분쇄되며 결합제(18)와 혼합되고 가압되어, 기능성 재료(12)를 형성한다.
방법(10)은 특히 분쇄 단계(46)를 포함한다. 방법(10)은 경질 발포체 계량 단계(30)를 포함한다. 방법(10)은 선택적으로는 수분 측정 단계(32)를 포함한다. 방법(10)은 바람직하게는 필러 계량 단계(34)를 포함한다. 방법(10)은 바람직하게는 결합제 사전혼합 단계(36)를 포함한다. 방법(10)은 결합제 계량 단계(38)를 포함한다. 방법(10)은 혼합 단계(14)를 포함한다. 방법(10)은 바람직하게는 원료 계량 단계(50)를 포함한다. 방법(10)은 특히 사전가압 단계(40)를 포함한다. 방법(10)은 가압 단계(22)를 포함한다. 방법(10)은 바람직하게는 포장 단계(42)를 포함한다. 방법(10)은 적어도 혼합 단계(14)로부터 가압 단계(22)까지 연속적으로 수행된다. 방법(10)은, 특히 바람직하게는, 경질 발포체 계량 단계(30)로부터 가압 단계(22)까지 연속적으로 수행된다. 특히, 경질 발포체 계량 단계(30), 필러 계량 단계(34), 선택적으로는 결합제 사전혼합 단계(36), 결합제 계량 단계(38), 혼합 단계(14), 사전가압 단계(40) 및 가압 단계(22)는 연속적으로 특히 동시에 수행된다. 수분 측정 단계(32)는 연속적으로, 규칙적으로 또는 무작위로 수행될 수 있다. 조립 단계(42)는 불연속적으로 수행되며, 특히 기능성 재료(12)에 대한 시간 측정 및/또는 길이 측정에 의해 야기된다. 분쇄 단계(46)는 연속적으로 또는 불연속적으로 수행될 수 있다. 분쇄 단계(46)는 바람직하게는 방법(10)의 다른 방법 단계들과 무관하게 수행된다.
경질 발포체(16)는 분쇄 전에 0.037 W/km 미만의 열전도율을 갖는다. 분쇄 단계(46)에서, 분쇄된 경질 발포체(16)는 경질 폴리우레탄 발포체, 줄여서 PUR, 경질 폴리이소시아누레이트 발포체, 줄여서 PIR, 및/또는 경질 페놀 발포체로부터 제조된다. 분쇄 단계(46)에서, 경질 발포체(16)는 기계적으로 빻아지고, 특히 분쇄된다. 분쇄된 경질 발포체(16)는 바람직하게는 분말 사일로에 일시적으로 저장된다. 경질 발포체 계량 단계(30)에서, 분쇄된 경질 발포체(16)는 연속 컨베이어에 연속적으로 제공된다. 연속 컨베이어는 분쇄된 경질 발포체(16)를 연속 혼합기로 이송한다. 수분 측정 단계(32)에서, 분쇄된 경질 발포체(16)의 수분 함량은, 바람직하게는 예를 들어 수분 측정 장치에 의해 결정되거나 또는 분쇄된 경질 발포체(16)의 고정 용적의 중량을 측정하고(weighing) 이를 공지된 수분의 기준, 특히, 수분이 없는 경우와 비교함으로써 결정된다. 수분 측정 단계(32)는 경질 발포체 계량 단계(30) 이전 또는 이후에 수행될 수 있다.
필러 계량 단계(34)에서, 분쇄된 경질 발포체(16)는 적어도 하나의 유기 및/또는 무기 필러(26)와 혼합된다. 필러(26)는 DIN 13501-1에 따른 화재 반응 등급 C에 따라 기능성 재료(12)를 난연성으로 만든다. 필러(26)는 특히 팽창성 그래파이트로 구성된다. 필러 계량 단계(34)는 바람직하게는 수분 측정 단계(32) 후에, 특히 혼합 단계(14) 전에 수행된다. 특히 바람직하게는, 필러(26)는 필러 계량 단계(34)에서 분쇄된 경질 발포체(16)에 연속적으로 제공되며, 특히, 분쇄된 경질 발포체와 함께 연속 컨베이어에 의해 연속 혼합기에 공급된다.
결합제 사전혼합 단계(36)에서, 최대 3%의 활성화제의 질량 분율을 갖는 활성수(24)가 결합제(18)에 첨가된다. 제어 유닛이 바람직하게는 수분 측정 단계(32)의 함수로서, 특히 구현되는 기능성 재료(12)의 밀도 및 재료 두께(48)의 함수로서, 첨가되는 활성수(24)의 양을 제어하거나 조절한다(도 2 참조). 결합제 계량 단계(38)에서, 결합제(18)는 활성수(24)와 혼합되고, 특히 연속 혼합기 내에서, 분쇄된 경질 발포체(16)에 연속적으로 첨가된다. 대안적으로, 결합제(18) 및 활성수(24)는 연속 혼합기로 유입되고, 특히 서로 개별적으로 분무된다.
혼합 단계(14)에서, 분쇄된 경질 발포체(16) 및 결합제(18)는, 특히 필러(26) 및 활성수(24)와 함께 혼합되어, 원료(20)를 형성한다. 혼합 단계(14)에서, 분쇄된 경질 발포체(16)는, 기능성 재료(12)의 총 질량을 기준으로 10% 미만의 질량 분율로, 결합제(18)와 혼합된다. 원료 계량 단계(50)에서, 연속 혼합기에 배치된 주입 장치가 원료(20)를 추가 연속 컨베이어, 특히 컨베이어 벨트에 연속적으로 이송한다. 원료 계량 단계(50)에서, 원료(20)는 선택적으로는 커버층(cover layer)에 제공되며, 커버층은, 가압 공정(22) 후에, 경화된 원료에 재료적으로 결합된다. 원료 계량 단계(50)에서, 원료(20)는 선택적으로는 가압 공정(22) 후에 기능성 재료(12)로부터 제거되는 분리층에 제공된다. 기능성 재료(12)가 커버층을 포함하는 경우, 분리층은 추가 연속 컨베이어에 제공되며, 커버층은 분리층에 제공되고, 원료(20)는 커버층에 제공된다. 원료(20)의 개봉 시간이 제조되는 기능성 재료(12)의 특성에 따라 설정된다. 특히, 추가 연속 컨베이어의 이송 속도가 제조되는 기능성 재료(12)의 특성에 따라 제어 유닛에 의해 설정되거나 조절된다.
사전-가압 단계(40)에서, 원료(20)는 관통-공급 장치에 의해 사전-압축된다. 선택적으로는, 원료(20) 또는 추가 원료(20)의 적어도 하나의 추가 층이 사전-압축된 원료(20)에 제공되고 그 후에 사전-압축된다. 가압 단계(22)에서, 특히 사전-압축된 원료(20)가 가압되어 기능성 재료(12)를 형성한다. 특히, 관통-공급 프레스가 가압 단계(22)에서 원료(20)에 압력 및 온도를 제공한다. 관통-공급 프레스에 의해 야기된 온도는, 바람직하게는 팽창 거동을 갖는 필러(26)의 활성화 온도보다 낮다. 관통-공급 프레스는 가압 단계(22)에서 활성수(24)을 증발시킨다. 관통-공급 프레스는, 원료(20)의 대부분에 대해 가압 단계(22) 동안, 특히 결합제(18)가 경화될 때까지, 증발수(24)를 둘러싼다. 특히, 관통-공급 프레스로부터 나온 기능성 재료(12)를 위한 관통-공급 프레스의 출구에서, 기능성 재료(12)는 증발수(24)를 연속적으로 증발시킨다. 가압 단계(22)에서, 관통-공급 프레스의 적어도 하나의 설정으로, 원료(20)는 관통-공급 프레스에 의해 가압되어, 특히 후속 연삭 없이 8 mm 미만의 재료 두께(48)를 갖는 플레이트(28)를 형성한다. 기능성 재료(12)로 제조된 플레이트(28)는 도 2에 예시적으로 도시된다. 가압 단계(22)에서, 원료(20)는 가압되어 재료 두께(48)를 갖는 플레이트(28)를 형성하며, 특히 후속 연삭 없이, 최대 허용 오차는 최대 1mm 이다. 조립 단계(42)에서, 플레이트(28)는, 관통-공급 프레스로부터 연속적으로 나오는 기능성 재료(12)로부터 분리되고, 특히 절단 및/또는 톱질된다.
기능성 재료(12)로 제조된 플레이트(28)는, 예를 들어 단열재 및/또는 건축 자재로서 사용된다(44). 기능성 재료(12)로 제조된 플레이트(28)는, 특히 사용(44) 후에, 방법(10)에 의해 재활용될 수 있다. 특히, 사용(44) 이전 또는 사용 동안에 발생하는 플레이트(28)의 폐기물은 재활용될 수 있다. 기능성 재료(12)은 분쇄되며, 분쇄된 경질 발포체는 분쇄된 기능성 재료로 적어도 부분적으로 대체될 수 있다.
10 : 방법
12 : 기능성 재료
14 : 혼합 단계
16 : 경질 발포체
18 : 결합제
20 : 원료
22 : 가압 단계
24 : 활성수
26 : 필러
28 : 플레이트
30 : 경질 발포체 계량 단계
32 : 수분 측정 단계
34 : 필러 계량 단계
36 : 결합제 사전혼합 단계
38 : 결합제 계량 단계
40 : 사전-가압 단계
42 : 조립 단계
44 : 사용
46 : 분쇄 단계
48 : 재료 두께
50 : 원료 계량 단계

Claims (14)

  1. 기능성 재료의 제조 방법에 있어서, 적어도 하나의 혼합 단계(14)에서, 분쇄된 경질 발포체(16) 및 적어도 하나의 결합제(18)가 혼합되어 원료를 형성하고, 원료는 적어도 하나의 가압 단계(22)에서 기능성 재료에 가압되며, 상기 방법은 적어도 혼합 단계(14)로부터 가압 단계(22)까지 연속적으로 수행되는, 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 공정 단계에서, 분쇄된 경질 발포체(16)는 경질 폴리우레탄 발포체, 줄여서 PUR, 경질 폴리이소시아누레이트 발포체, 줄여서 PIR 및/또는 경질 페놀 발포체로 제조되는, 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 공정 단계에서, 결합제(18)는 최대 3%의 활성화제의 질량 분율을 갖는 활성수(24)와 혼합되는, 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 혼합 단계(14)에서, 분쇄된 경질 발포체(16)는, 기능성 재료의 총 질량을 기준으로 10% 미만의 질량 분율로, 결합제(18)에 첨가되는, 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 원료, 분쇄된 경질 발포체(16) 및/또는 결합제(18)는 적어도 하나의 공정 단계에서 적어도 하나의 유기 및/또는 무기 필러(26)와 혼합되는, 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 필러(26)는 기능성 재료를 DIN 13501-1에 따른 화재 반응 등급 C에 따라 난연성으로 만드는, 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 가압 단계(22)에서, 관통-공급 프레스의 적어도 하나의 설정으로, 원료는 관통-공급 프레스에 의해 가압되어, 특히 후속 연삭 없이, 8 mm 미만의 재료 두께를 갖는 플레이트(28)가 형성되는, 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 가압 단계(22)에서, 원료는, 특히, 후속 연삭 없이, 최대 허용 오차가 최대 1mm인 재료 두께를 갖는 플레이트(28)로 가압되는, 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 기능성 재료는 적어도 하나의 공정 단계에서 분쇄되고, 분쇄된 경질 발포체(16)는 분쇄된 기능성 재료로 적어도 부분적으로 대체되는, 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 방법 단계에서, 원료의 개방 시간이, 제조되는 기능성 재료의 특성의 함수로서 설정되는, 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 원료는 원료 계량 단계(50)에서 가압 공정(22) 후에 기능성 재료로부터 제거되는 분리층에 제공되는, 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 원료는 원료 계량 단계(50)에서 가압 공정(22) 후에 경화된 원료에 견고하게 결합되는 커버층에 제공되는, 제조 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 기능성 재료를 제조하기 위한 원료.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되는 기능성 재료.
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