KR20220111040A - 펄라이트 단열재 제조장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
펄라이트 단열재 제조장치는 펄라이트 페이스트를 일정한 유량으로 공급하는 공급피더; 공급피더에서 토출된 펄라이트 페이스트를 일정한 제 1 두께로 성형하는 제 1 성형롤러; 제 1 성형롤러에서 성형된 펄라이트 페이스트를 이송하는 컨베이어벨트; 컨베이어벨트를 수평방향에서 하방으로 안내하는 제 1 가이드롤러; 제 1 성형롤러에서 성형된 펄라이트 페이스트의 상하면에 마이크로파를 조사하여 1차 소결하는 제 1 마그네트론 박스; 컨베이어벨트를 하방에서 제 1 마그네트론 박스 하부의 수평방향으로 안내하는 제 2 가이드롤러; 컨베이어벨트를 제 1 마그네트론 박스 하부의 수평방향에서 상방으로 안내하는 제 3 가이드롤러; 제 3 가이드롤러에 의하여 안내된 컨베이어벨트를 상방에서 수평방향으로 안내하는 제 4 가이드 롤러; 제 1 마그네트론 박스에서 토출된 1차 소결된 펄라이트 페이스트를 상부롤러와 하부롤러사이를 통과시켜 제 2 두께로 성형하는 제 2 성형롤러를 포함한다.
Description
본 발명은 펄라이트 단열재 제조장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 펄라이트와 규산나트륨 3호의 혼합물인 펄라이트 페이스트를 마이크로파(microwave)로 300℃ 이상의 고열로 가열하여 소결하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 펄라이트(perlite)는 진주암, 흑요석, 경석 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 광물을 미세하게 분쇄한 후 높은 열(900 ~ 1200℃)로 가열하면, 함유된 휘발성분이 가스화하여 연화된 입자의 내부에서 팽창하여 내부기공이 형성되며, 펄라이트는 본래 부피의 약 10~20배 정도로 팽창하게 된다. 이러한 팽창은 펄라이트 원료 (the crude perlite rock)에 포함된 펄라이트의 휘발성분 때문이다.
또, 펄라이트는 유문암질 암석의 일종으로, 진주광택을 가진 연회색에서 암회색, 갈색, 녹색, 검은색을 띔으로 진주암이라고도 한다. 이 펄라이트는 암석의 조직에 따라 다르지만 870℃ ~ 1,100℃ 정도에서 결합수가 증발하면서 생기는 증발압력이 각각의 과립입자를 원형의 유리질입자로 약 10배에서 20배 정도 팽창하여 상업적으로 사용된다. 이렇게 팽창된 펄라이트는 저밀도에 다공질이고, 흡수능력이 좋으며, 경량성, 단열성, 보온성, 흡음성, 무독성 및 불연성 등의 성질을 가지고 있어 내열재료, 방음재료, 경량골재 및 단열재료 등으로 널리 이용되고 있다.
펄라이트 단열재를 종래의 방식으로 성형제조 하려면 단열재의 상하에 열판으로 팽창된 펄라이트를 가열하였다. 펄라이트를 소결하기 위하여 거대한 열판을 250℃이상으로 가열하려면 수백kw의 전기를 사용해야하고 250℃이상의 고온 가스를 사용 해도 높은 연료비용을 감당하기 어렵다. 특히, 패널의 두께가 100mm이상 되는 경우 가열만으로 펄라이트를 소결하기 어렵고 패널 내부에 250℃이상의 고열을 전달하기 위하여 많은 가열시간이 필요하다.
상기와 같은 여러 문제점을 해소하기 위하여 특허공개 10-2012-0020258에서 마그네트론에 의하여 마이크로웨이브(microwave)를 출사하여 반사판으로 펄라이트재료에 방사하여 소결하는 방법을 개시하고 있다.
그러나, 이러한 방법도 마이크로웨이브를 상부에서만 방사하여 패널하부에 마이크로웨이브가 전달하지 못하게 되어 패널의 상부와 하부의 소결이 균일하게 이루어지지 못하는 문제를 나타낸다. 또한, 소결을 위한 패널의 두께도 100mm이상을 초과할 수 없는 한계를 갖고 있다.
또한, 이러한 방법은 성형롤러에서 펄라이트 단열재의 두께를 조절할 수 없어 완전한 소결이 일어나지 않아 펄라이트 단열재의 강도가 낮은 문제를 갖고 있다.
본 발명의 목적은 펄라이트 페이스트의 상하면에 마이크로파를 조사하여 펄라이트 페이스트를 균일하게 소결하고 시킬 수 있는 펄라이트 단열재 제조 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 펄라이트 페이스트를 복수회 소결한 후 두께를 점차 감소시켜 펄라이트 페이스트 내부에서 발생된 수증기를 완전히 제거할 수 있는 펄라이트 단열재 제조장치 및 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 펄라이트 단열재 제조장치는 펄라이트 페이스트를 일정한 유량으로 공급하는 공급피더; 공급피더에서 토출된 펄라이트 페이스트를 일정한 제 1 두께로 성형하는 제 1 성형롤러; 제 1 성형롤러에서 성형된 펄라이트 페이스트를 이송하는 컨베이어벨트; 컨베이어벨트위의 펄라이트 페이스트를 분리하고 컨베이어벨트를 수평방향에서 하방으로 안내하는 제 1 가이드롤러; 상면과 하면에 각각 배치된 마그네트론을 포함하고 제 1 성형롤러에서 성형된 펄라이트 페이스트의 상하면에 마이크로파를 조사하여 1차 소결하는 제 1 마그네트론 박스; 컨베이어벨트를 하방에서 제 1 마그네트론 박스 하부의 수평방향으로 안내하는 제 2 가이드롤러; 컨베이어벨트를 제 1 마그네트론 박스 하부의 수평방향에서 상방으로 안내하는 제 3 가이드롤러; 제 3 가이드롤러에 의하여 안내된 컨베이어벨트를 상방에서 수평방향으로 안내하는 제 4 가이드 롤러; 상부롤러와 하부롤러를 포함하여 상기 제 1 마그네트론 박스에서 토출된 1차 소결된 펄라이트 페이스트를 상부롤러와 하부롤러사이를 통과시켜 제 2 두께로 성형하는 제 2 성형롤러를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 펄라이트 단열재 제조장치는 제 2 두께로 성형된 펄라이트 페이스트의 상하면에 마이크로파를 조사하여 2차 소결하는 제 2 마그네트론 박스; 제 2 마그네트론 박스에서 토출된 2차 소결된 펄라이트 페이스트를 제 3 두께로 성형하는 제 3 성형롤러; 및 제 3 두께로 성형된 펄라이트 페이스트의 상하면에 마이크로파를 조사하여 3차 소결하는 제 3 마그네트론 박스를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 펄라이트 단열재 제조장치는 소결 공정이 완료된 펄라이트 단열재의 적어도 일표면을 연마가공하는 연마박스를 더 포함한다.
펄라이트 페이스트의 제 1 두께와 제 2 두께의 차이는 상기 펄라이트 페이스트의 제 2 두께와 제 3 두께의 차이보다 작다.
본 발명의 실시예에 따른 펄라이트 단열재 제조방법은 팽창 펄라이트 페이스트를 준비하는 단계: 팽창 펄라이트 페이스트를 공급 피더에 투입하여 컨베이어 벨트(20)상에 일정한 유량으로 공급하는 단계; 제 1 성형롤러에 의하여 제 1 두께로 성형한 팽창 펄라이트 페이스트를 제 1 마그네트론 박스에서 1차 소결하는 단계; 및 1차 소결된 펄라이트 페이스트를 제 2 성형롤러에 의하여 제 2 두께로 성형하는 단계를 포함하고, 제 1 마그네트론 박스는 상면과 하면에 각각 배치된 마그네트론을 포함하고 펄라이트 페이스트의 상면과 하면에 마이크로파를 조사한다.
본 발명의 실시예에 따른 펄라이트 단열재 제조방법은 제 2 성형롤러를 통과한 펄라이트 페이스트 상하면에 마이크로파를 조사하여 제 2 마그네트론 박스에서 2차 소결하는 단계: 제 3 성형롤러에 의하여 제 3 두께로 성형한 2차 소결된 펄라이트 페이스트의 상하면에 마이크로파를 조사하여 제 3 마그네트론 박스에서 3차 소결하는 단계; 및 제 3 마그네트론 박스에서 토출된 펄라이트 단열재 패널을 연마 박스에 투입하여 펄라이트 단열재 패널의 표면을 연마하는 단계를 더 포함한다.
제 1 마그네트론 박스는 3분 내지 4분동안 마이크로파를 펄라이트 페이스트에 조사한다.
제 2 성형롤러와 제 3 성형롤러는 펄라이트 페이스트를 동일한 압력으로 가압한다.
본 발명은 펄라이트 페이스트의 상하면에 마이크로파를 조사하여 펄라이트 페이스트를 균일하게 소결하여 펄라이트 단열재의 강도를 모든 위치에게 동일하게 나타내는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명은 펄라이트 페이스트를 복수회 소결한 후 두께를 점차 감소시켜 펄라이트 단열제의 강도는 높이는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 펄라이트 단열재의 두께를 100mm이상으로 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 펄라이트 단열재 제조장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 펄라이트 단열재 제조장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마그네트론 박스의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 성형롤러의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예 따른 펄라이트 단열재 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6는 본 발명에 따른 마이크로파에 의하여 펄라이트 페이스트의 소결을 위한 물 분자의 거동 상태와 원리를 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 펄라이트 단열재 제조장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마그네트론 박스의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 성형롤러의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예 따른 펄라이트 단열재 제조방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6는 본 발명에 따른 마이크로파에 의하여 펄라이트 페이스트의 소결을 위한 물 분자의 거동 상태와 원리를 도시한 개념도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 펄라이트 단열재의 제조 장치 및 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 펄라이트 단열재 제조장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 펄라이트 단열재 제조장치의 측면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 마그네트론 박스의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 성형롤러의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예 따른 펄라이트 단열재 제조방법을 나타내는 흐름도이며, 도 6는 본 발명에 따른 마이크로파에 의하여 펄라이트 페이스트의 소결을 위한 물 분자의 거동 상태와 원리를 도시한 개념도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 펄라이트 단열재 제조장치는 펄라이트 페이스트를 일정한 유량으로 공급하는 공급 피더(feeder)(10), 상기 공급피더(10)에서 토출된 펄라이트 페이스트를 일정한 제 1 두께로 성형하는 제 1 성형롤러(20), 상기 제 1 성형롤러(20)에서 성형된 펄라이트 페이스트를 이송하는 컨베이어벨트(30), 상기 제 1 성형롤러(20)에서 성형된 펄라이트 페이스트를 1차 소결하는 제 1 마그네트론 박스(40), 상기 컨베이어벨트(30)상에 위치한 펄라이트 페이스트를 분리하고 상기 컨베이어벨트(30)를 수평방향에서 하방으로 안내하는 제 1 가이드롤러(50), 상기 컨베이어벨트(30)를 하방에서 상기 제 1 마그네트론 박스(40) 하부의 수평방향으로 안내하는 제 2 가이드롤러(51), 상기 컨베이어벨트(30)를 상기 제 1 마그네트론 박스(40) 하부의 수평방향에서 상방으로 안내하는 제 3 가이드롤러(52), 상기 제 3 가이드롤러(52)에 의하여 안내된 컨베이어벨트를 상방에서 수평방향으로 안내하는 제 4 가이드 롤러(53), 상기 제 1 마그네트론 박스(40)에서 토출된 1차 소결된 펄라이트 페이스트를 제 2 두께로 성형하는 제 2 성형롤러(21), 제 2 두께로 성형된 펄라이트 페이스트를 2차 소결하는 제 2 마그네트론 박스(41), 상기 제 2 마그네트론 박스(41)에서 토출된 2차 소결된 펄라이트 페이스트를 제 3 두께로 성형하는 제 3 성형롤러(22), 제 3 두께로 성형된 펄라이트 페이스트를 3차 소결하는 제 3 마그네트론 박스(42), 상기 제 3 마그네트론 박스(42)에서 토출된 3차 소결된 펄라이트 페이스트를 제 4 두께로 성형하는 제 4 성형롤러(23), 소결 공정이 완료된 펄라이트 단열재의 적어도 일표면을 연마가공하는 연마박스(60), 컨베이어벨트(30)의 양단을 지지하고 컨베이어벨트(30)를 이송시키는 복수의 구동 풀리(70) 및 상기 구동 풀리(70) 중 적어도 하나에 연결되어 컨베이어벨트(30)에 이송력을 제공하는 구동장치(80)를 포함한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 공급피더(10)는 직사각형의 토출구를 갖고 있어 일정한 두께와 폭으로 펄라이트 페이스트를 컨베이어벨트(30)상에 공급한다.
제 1 성형롤러(20)는 단일롤러로 컨베이어벨트(30)상에 위치한 펄라이트 페이스트를 일방향으로 가압하여 제 1 두께로 펄라이트 페이스트를 성형한다.
컨베이어벨트(30)는 양단에 배치되고 구동장치(80)에 연결된 구동 풀리(70)에 의하여 무한으로 회전하여 펄라이트 단열재를 이송하며, 제 1 가이드롤러(50) 내지 제 4 가이드롤러(53)의 안내에 따라 제 1 성형롤러(20)와 접촉하고 제 2 성형롤러(21) 및 제 3 성형롤러(22)의 외주를 따라 이동하고 마그네트론 박스(40, 41, 42)의 하부를 따라 이동한다.
구동장치(80)는 모터등에 의하여 구동 풀리(70)에 동력을 제공한다.
제 1 가이드롤러(50) 내지 제 4 가이드롤러(53)는 제 1 마그네트론 박스(40) 내지 제 3 마그네트론 박스(42) 주위로 각각 배치되어 펄라이트 페이스트와 분리된 컨베이어벨트(30)를 안내하여 이동시킨다.
도 1과 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 마그네트론 박스(40) 내지 제 3 마그네트론 박스(42)는 박스의 상면과 하면에 각각 적어도 하나의 마그네트론(400)을 포함하며, 마그네트론은 제 1 마그네트론 박스(40) 내지 제 3 마그네트론 박스(42)의 상면과 하면에 각각 3개씩 일정한 간격으로 배치되어 있다.
마그네트론(400)은 마그네트론 박스(40, 41, 42)내부로 2 GHz 내지 2.5 GHz의 마이크로파를 방사하여 투입된 펄라이트 페이스트를 300℃이상으로 소결한다.
마그네트론 박스(40, 41, 42)는 팽창 펄라이트 페이스트의 상면과 하면을 조사하여 팽창 펄라이트 페이스트의 두께 방향 기준으로 양방향으로 마이크로파가 팽창 펄라이트 페이스트의 내부에 침투할 수 있게 된다.
도 1과 도 2를 참조하면, 고주파의 마이크로파가 펄라이트 페이스트에 조사시 내부의 급격한 팽창으로 인하여 펄라이트 페이스트의 변형을 막기 위하여 제 1 마그네트론 박스(40) 내지 제 3 마그네트론 박스(42)는 마이크로파를 펄라이트 페이스트에 3분 내지 4분 동안 각각 조사한다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 제 1 성형롤러(20) 내지 제 4 성형롤러(23)는 원통형 롤러베어링(200)을 포함하여 상하부 롤러의 뒤틀림을 최소화하여 정밀한 펄라이트 단열재를 생산할 수 있다.
또한, 제 2 성형 롤러(21)와 제 3 성형 롤러(22)는 상부롤러와 하부롤러를 포함하여 성형 제조물인 팽창 펄라이트 페이스트를 상부롤러와 하부롤러사이를 통과시켜 팽창 펄라이트 페이스트의 상면과 하면에 균일한 압력을 가하게 된다.
또한, 제 2 성형롤러(21) 및 제 3 성형롤러(22)는 롤러 베어링(200)과 함께 상하부 롤러를 상하 이동시키는 타워 컴바인(Tower Combine)(210)을 포함하여 상하 롤러의 높낮이를 조절 가능하여 펄라이트 단열재를 다양한 두께로 성형할 수 있다.
제 2 성형롤러(21) 및 제 3 성형롤러(22)는 실질적으로 동일한 압력으로 펄라이트 페이스트를 가압한다. 이때, 제 2 성형롤러(21) 및 제 3 성형롤러(22)는 490Mpa ~ 980Mpa의 압력으로 펄라이트 페이스트를 가압한다.
또한, 제 2 성형롤러(21) 내지 제 3 성형롤러(22)는 펄라이트 페이스트를 서로 다른 두께로 가공한다. 제 2 성형롤러(21)는 펄라이트 페이스트를 제 2 두께로 가공하고 제 3 성형롤러(22)는 펄라이트 페이스트를 제 3 두께로 가공하며, 제 3 두께는 제 2 두께보다 작다. 제 1 성형롤러(20)에 의하여 성형된 펄라이트 페이스트의 제 1 두께는 제 2 두께보다 크고 제 4 성형롤러(23)에 의하여 성형된 펄라이트 단열재의 제 4 두께는 제 3 두께보다 작다.
이 경우, 펄라이트 페이스트의 제 1 두께와 제 2 두께의 차이는 제 2 두께와 제 3 두께의 차이보다 작게 성형한다.
이하, 본 발명에 따른 펄라이트 단열재 제조장치에 의하여 펄라이트 단열재를 제조하는 방법을 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예 따른 펄라이트 단열재 제조방법을 나타내는 흐름도이다. 도 6는 본 발명에 따른 마이크로파에 의하여 펄라이트 페이스트의 소결을 위한 물 분자의 거동 상태와 원리를 도시한 개념도이다.
도 1과 도 5를 참조하면, 먼저 팽창 펄라이트 페이스트를 준비한다(S10).
펄라이트를 대략 900℃ ~ 1200℃ 정도의 고열로 가열하여 충분히 팽창시킨다. 팽창된 펄라이트는 대략 수 ㎛ 내지 수백 ㎛의 입자를 갖도록 분쇄된다.
다음으로, 팽창 펄라이트 37 중량% ~ 42 중량%에 액상인 규산나트륨 3호를 45중량% ~ 50중량%, 규산나트륨 3호에 함유된 나트륨의 중화 및 경화제로 인산알루미늄(aluminium phosphate), 인산아연(zinc phosphate) 및 인산마그네슘(magnesium phosphate)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 8중량% ~ 13 중량%를 혼합하여 팽창 펄라이트 페이스트를 형성한다.
이때, 규산나트륨 3호가 50중량%를 초과하는 경우 규산나트륨 3호의 과다 함유로 내수성이 저하되고, 45중량% 미만인 경우 난연성이 저하된다.
다시 도 1과 도 5를 참조하면, 팽창 펄라이트 페이스트를 공급 피더(10)에 투입하여 컨베이어벨트(30)상에 일정한 유량으로 공급한다(S20).
공급된 팽창 펄라이트 페이스트는 소결공정을 하기 전에 제 1 성형롤러(20)를 통과하면서 펄라이트 페이스트의 두께를 조절한다.
제 1 성형롤러(20)는 펄라이트 페이스트를 490Mpa ~ 980Mpa의 압력으로 가압한다. 제 1 성형롤러(20)는 단일 롤러로서 컨베이어벨트(30)상에 위치한 펄라이트 페이스트를 일방향으로 가압하여 제 1 두께로 펄라이트 페이스트를 성형한다.
다음으로, 제 1 성형롤러(20)를 통과한 팽창 펄라이트 페이스트를 제 1 마그네트론 박스(40)에서 1차 소결한다(S30).
이때, 컨베이어벨트(30)는 제 1 가이드 롤러(50)의 회전에 의하여 제 1 마그네트론 박스(40)의 하부로 이동하고 팽창 펄라이트 페이스트와 분리된다.
컨베이어벨트와 분리된 팽창 펄라이트 페이스트는 제 1 마그네트론 박스(40)에 투입된다. 제 1 마그네트론 박스(40)는 상부와 하부에 마이크로 파를 발생하는 적어도 하나 이상의 마그네트론(400)을 포함한다. 마그네트론(400)은 팽창 펄라이트 페이스트의 상면과 하면에 각각 마이크로파를 조사한다.
도 6을 참조하면, 팽창 펄라이트 페이스트내에 마이크로파가 조사되면, 펄라이트 내에 물 분자인 H2O의 수소원자인 (－)전자는 산소 좌측으로 치우쳐있다(115). 산소 원자 쪽은 (－)극성(114)을 띤다. 전파는 전기장과 자기장이 사슬처럼 연결되어 있고 (＋)방향(112), (－)방향(113)이 서로 극성을 바꾸면서 이동한다. 이때 물 분자에 마이크로파의 (＋)에너지가 인가되면, (－)극성을 띤 산소원자는 전파 쪽으로 끌려가 방향을 돌린다. 물 분자에 마이크로파의 (－)에너지가 인가되면, (＋)극성을 가진 수소원자가 끌려가서 방향을 바꾸게 된다. 이에 따라, 물분자는 극성에 따라 방향변화로 운동에너지를 갖게 되어 수증기 상태로 된다.
제 1 마그네트론 박스(40)는 팽창 펄라이트 페이스트의 상면과 하면을 조사하여 팽창 펄라이트 페이스트의 두께 방향 기준으로 양방향으로 마이크로파가 팽창 펄라이트 페이스트의 내부에 침투할 수 있게 된다.
제 1 마그네트론 박스(40)는 팽창 펄라이트 페이스트의 소결을 균일하게 하고 소결시간 단축과 함께 기존 방법과 달리 10mm이상의 두께를 갖는 팽창 펄라이트 단열재도 제조할 수 있다.
또한, 제 1 마그네트론 박스(40)는 공냉식 또는 수냉식의 냉각장치에 의하여 내부의 온도를 250℃ ~ 300℃로 유지한다.
다음으로, 제 1 마그네트론 박스(40)에서 1차 소결된 펄라이트 페이스트는 제 1 마그네트론 박스(40)의 하부에서 상승한 컨베이어벨트상에 위치한다. 이 경우, 1차 소결된 펄라이트 페이스트는 소결과정에서 팽창되어 제 1 두께보다 더 큰 두꼐를 갖는다.
컨베이어벨트상에 위치한 1차 소결된 펄라이트 페이스트는 제 2 성형롤러(21)를 통과한다. 이때, 컨베이어벨트는 제 2 성형롤러(21)의 하부의 외주를 따라 이동하고 1차 소결된 팽창 펄라이트 페이스트와 분리된다.
제 1 두께보다 작은 제 2 두께로 1차 소결된 펄라이트 페이스트를 제 2 성형롤러(21)에 의하여 성형한다(S40).
제 2 성형롤러(21)는 상부롤러와 하부롤러를 포함하여 1차 소결된 팽창 펄라이트 페이스트를 상부롤러와 하부롤러사이로 통과시켜 팽창 펄라이트 페이스트의 상면과 하면에 균일한 압력을 가하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 제 2 성형롤러는 원통형 롤러베어링(200)을 포함하여 상하부 롤러의 뒤틀림을 최소화하여 정밀한 펄라이트 단열재를 생산할 수 있다.
제 2 성형롤러(21)는 롤러 베어링(200)과 함께 상하부 롤러를 상하 이동시키는 타워 컴바인(Tower Combine)(210)을 포함하여 상하 롤러의 높낮이를 조절 가능하여 펄라이트 단열재를 다양한 두께로 성형할 수 있다.
제 2 성형롤러(21)는 타워 컴바인(210)에 의하여 상하 롤러의 높낮이를 조절하여 490Mpa ~ 980Mpa의 압력으로 팽창 펄라이트 페이스트를 성형한다.
다음으로, 제 2 성형롤러(21)를 통과한 펄라이트 페이스트를 제 2 마그네트론 박스(41)에서 2차 소결한다(S50).
이때, 컨베이어벨트(30)는 제 1 가이드 롤러(51)의 회전에 의하여 제 2 마그네트론 박스(41)의 하부로 이동하고 팽창 펄라이트 페이스트와 분리된다.
컨베이어벨트(30)와 분리된 팽창 펄라이트 페이스트는 제 2 마그네트론 박스(41)에 투입된다.
제 2 마그네트론 박스(41)는 상부와 하부에 마이크로 파를 발생하는 적어도 하나 이상의 마그네트론을 포함한다.
마그네트론은 팽창 펄라이트 페이스트의 상면과 하면에 각각 마이크로파를 조사한다.
제 2 마그네트론 박스(41)에서 2차 소결된 펄라이트 페이스트는 제 2 마그네트론 박스(41)의 하부에서 상승한 컨베이어벨트(30)상에 위치한다.
컨베이어벨트(30)상에 위치한 2차 소결된 펄라이트 페이스트는 제 3 성형롤러(32)를 통과한다. 이때, 컨베이어벨트는 제 3 성형롤러(22)의 하부의 외주를 따라 이동하고 2차 소결된 팽창 펄라이트 페이스트와 분리된다. 2차 소결된 팽창 펄라이트 페이스트는 제 3 성형롤러(22)의 상하 롤러 사이를 통과한다.
제 3 성형롤러(22)는 상부롤러와 하부롤러를 포함하여 성형 제조물인 팽창 펄라이트 페이스트를 상부롤러와 하부롤러사이로 통과시켜 팽창 펄라이트 페이스트의 상면과 하면에 균일한 압력을 가하게 된다.
이에 따라, 제 2 마그네트론 박스(41)를 통과한 2차 소결된 펄라이트 페이스트는 제 3 성형롤러(22)을 통과하여 제 2 두께보다 작은 제 3 두께로 펄라이트 페이스트를 성형한다.
이 경우, 펄라이트 페이스트의 제 1 두께와 제 2 두께의 차이는 제 2 두께와 제 3 두께의 차이보다 작게 성형한다.
다음으로, 상기와 동일한 방식으로 제 3 성형롤러(22)를 통과한 펄라이트 페이스트를 제 3 마그네트론 박스(42)에서 3차 소결한다(S60).
제 3 마그네트론 박스(42)에 의하여 펄라이트 페이스트를 소결하여 펄라이트 단열재 패널을 제조한다.
다음으로, 제 3 마그네트론 박스(42)에서 토출된 펄라이트 단열재 패널은 제 4 성형롤러(23)에 의하여 연마 박스(60)에 투입하여 펄라이트 단열재 패널의 표면을 연마 가공한다(S70).
이 경우, 제 4 성형롤러(23)은 펄라이트 단열재 패널의 두께를 변화시키지 않고 컨베이어벨트(30)와 함께 펄라이트 단열재 패널을 연마 박스(60)로 이동시킨다.
연마 박스(60)는 펄라이트 단열재 패널의 일면을 연마한다. 펄라이트 단열재 패널이 컨베이어 벨트를 이동하는 경우, 연마 박스(60)는 펄라이트 단열재 패널의 일면을 100㎛ 내지 300㎛의 조도로 연마한다.
도면에는 도시되어 있지 않지만, 필요한 경우, 펄라이트 단열재 패널의 타면도 다른 연마 박스에 의하여 표면을 가공하여 마감할 수 있다.
또한, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 연마 처리된 펄라이트 단열재 패널의 표면에 다양한 색을 갖는 암석 가루를 도포할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10 : 공급 피더 20, 21, 22, 23 : 성형 롤러
30 : 컨베이어벨트 40, 41, 42 : 마그네트론 박스
50, 51, 52, 53 : 가이드 롤러 60 : 연마 박스
70 : 구동 풀리 80 : 구동장치
200 : 롤러 베어링 210 : 타워 컴바인
400 : 마그네트론
30 : 컨베이어벨트 40, 41, 42 : 마그네트론 박스
50, 51, 52, 53 : 가이드 롤러 60 : 연마 박스
70 : 구동 풀리 80 : 구동장치
200 : 롤러 베어링 210 : 타워 컴바인
400 : 마그네트론
Claims (9)
- 펄라이트 단열재 제조장치에 있어서,
펄라이트 페이스트를 일정한 유량으로 공급하는 공급피더;
상기 공급피더에서 토출된 펄라이트 페이스트를 일정한 제 1 두께로 성형하는 제 1 성형롤러;
상기 제 1 성형롤러에서 성형된 펄라이트 페이스트를 이송하는 컨베이어벨트;
상기 컨베이어벨트위의 펄라이트 페이스트를 분리하고 상기 컨베이어벨트를 수평방향에서 하방으로 안내하는 제 1 가이드롤러;
상면과 하면에 각각 배치된 마그네트론을 포함하고 상기 제 1 성형롤러에서 성형된 펄라이트 페이스트의 상하면에 마이크로파를 조사하여 1차 소결하는 제 1 마그네트론 박스;
상기 컨베이어벨트를 하방에서 상기 제 1 마그네트론 박스 하부의 수평방향으로 안내하는 제 2 가이드롤러;
상기 컨베이어벨트를 상기 제 1 마그네트론 박스 하부의 수평방향에서 상방으로 안내하는 제 3 가이드롤러;
상기 제 3 가이드롤러에 의하여 안내된 컨베이어벨트를 상방에서 수평방향으로 안내하는 제 4 가이드 롤러;
상부롤러와 하부롤러를 포함하여 상기 제 1 마그네트론 박스에서 토출된 1차 소결된 펄라이트 페이스트를 상기 상부롤러와 상기 하부롤러사이를 통과시켜 제 2 두께로 성형하는 제 2 성형롤러를 포함하는 펄라이트 단열재 제조장치. - 제 1 항에 있어서,
제 2 두께로 성형된 펄라이트 페이스트의 상하면에 마이크로파를 조사하여 2차 소결하는 제 2 마그네트론 박스;
상기 제 2 마그네트론 박스에서 토출된 2차 소결된 펄라이트 페이스트를 제 3 두께로 성형하는 제 3 성형롤러; 및
제 3 두께로 성형된 펄라이트 페이스트의 상하면에 마이크로파를 조사하여 3차 소결하는 제 3 마그네트론 박스를 포함하는 펄라이트 단열재 제조장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
소결 공정이 완료된 펄라이트 단열재의 적어도 일표면을 연마가공하는 연마박스를 더 포함하는 펄라이트 단열재 제조장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 펄라이트 페이스트의 제 1 두께와 제 2 두께의 차이는 상기 펄라이트 페이스트의 제 2 두께와 제 3 두께의 차이보다 작게 성형하는 펄라이트 단열재 제조장치. - 펄라이트 단열재 제조방법에 있어서,
팽창 펄라이트 페이스트를 준비하는 단계:
팽창 펄라이트 페이스트를 공급 피더에 투입하여 컨베이어 벨트(20)상에 일정한 유량으로 공급하는 단계;
제 1 성형롤러에 의하여 제 1 두께로 성형한 팽창 펄라이트 페이스트를 제 1 마그네트론 박스에서 1차 소결하는 단계; 및
1차 소결된 펄라이트 페이스트를 제 2 성형롤러에 의하여 제 2 두께로 성형하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 마그네트론 박스는 상면과 하면에 각각 배치된 마그네트론을 포함하고 상기 펄라이트 페이스트의 상면과 하면에 마이크로파를 조사하는 펄라이트 단열재 제조방법. - 제 5 항에 있어서,
제 2 성형롤러를 통과한 펄라이트 페이스트 상하면에 마이크로파를 조사하여 제 2 마그네트론 박스에서 2차 소결하는 단계:
제 3 성형롤러에 의하여 제 3 두께로 성형한 2차 소결된 펄라이트 페이스트의 상하면에 마이크로파를 조사하여 제 3 마그네트론 박스에서 3차 소결하는 단계; 및
제 3 마그네트론 박스에서 토출된 펄라이트 단열재 패널을 연마 박스에 투입하여 펄라이트 단열재 패널의 표면을 연마하는 단계를 더 포함하는 펄라이트 단열재 제조방법. - 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 마그네트론 박스는 3분 내지 4분동안 마이크로파를 상기 펄라이트 페이스트에 조사하는 펄라이트 단열재 제조방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 펄라이트 페이스트의 제 1 두께와 제 2 두께의 차이는 상기 펄라이트 페이스트의 제 2 두께와 제 3 두께의 차이보다 작게 성형하는 단열재 제조방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 2 성형롤러와 상기 제 3 성형롤러는 상기 펄라이트 페이스트를 동일한 압력으로 가압하는 펄라이트 단열재 제조방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR20100117856A (ko) * | 2009-04-27 | 2010-11-04 | 허영숙 | 펄라이트 시트를 제조하는 방법 및 이를 이용하여 제조된 펄라이트 제품 |
| KR20120020258A (ko) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | 김영구 | 마이크로파와 고주파 발열체(發熱體)를 이용한 단열재 제조방법 |
-
2021
- 2021-02-01 KR KR1020210014181A patent/KR102492376B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100117856A (ko) * | 2009-04-27 | 2010-11-04 | 허영숙 | 펄라이트 시트를 제조하는 방법 및 이를 이용하여 제조된 펄라이트 제품 |
| KR20120020258A (ko) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | 김영구 | 마이크로파와 고주파 발열체(發熱體)를 이용한 단열재 제조방법 |
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| Publication number | Publication date |
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