KR20220135308A

KR20220135308A - 페놀수지 도포장치

Info

Publication number: KR20220135308A
Application number: KR1020210040781A
Authority: KR
Inventors: 송정현
Original assignee: 송정현
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2022-10-07

Abstract

본 발명에서는 발포제와 정포제, 무기물의 첨가물과, 경화제 및 페놀수지의 혼합이 고르게 이루어질 수 있도록 하고, 첨가물 및 경화제와 함께 고르게 혼합된 페놀수지가 별도의 토출판을 통하여 항상 일정한 온도로 균일하게 토출되도록 함으로써 부직포 같은 기재(基材)에 대한 페놀수지의 도포가 일정한 두께로 이루어질 수 있도록 하여 최종 생산품인 페놀폼보드의 품질을 크게 향상시킬 수 있도록 한 새로운 페놀수지 도포장치가 개시된다.
본 발명은 기재(基材)가 이송되는 이송벨트의 수직 상방에서 폭방향으로 가로질러 설치되는 다수개의 수평바와; 상기 수평바에 고정되는 브라켓상에 장착된 상태에서 전원의 인가에 따라 구동되는 모터와; 상기 모터의 수직하방에 배치되며, 발포제, 정포제, 무기물의 첨가물과, 경화제 및 페놀수지가 각각 별도의 공급라인을 통하여 유입되는 발포기헤드와; 상기 발포기헤드의 내부에서 회전가능하게 설치되며, 상기 모터의 모터축에 결합된 상태에서 회전되면서 발포기헤드의 내부로 유입된 첨가물과 경화제 및 페놀수지를 혼합함과 동시에 페놀수지혼합물이 발포기헤드의 저면에 형성된 토출구를 통하여 일정 압력으로 토출되도록 하는 교반스크류와; 상기 발포기헤드의 하단에서 토출구와 연통되게 결합된 상태에서 이송벨트의 폭방향으로 가로질러 설치되며, 발포기헤드의 토출구를 통하여 토출되는 페놀수지혼합물을 이송벨트에 의하여 이송되는 기재의 표면에 균일하게 도포하는 토출판을 포함하여 구성된다.

Description

페놀수지 도포장치{Coating machine for penolic resin}

본 발명은 페놀수지 도포장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발포제와 정포제, 무기물의 첨가물과, 경화제 및 페놀수지의 혼합이 고르게 이루어질 수 있도록 하고, 첨가물 및 경화제와 함께 고르게 혼합된 페놀수지가 별도의 토출판을 통하여 항상 일정한 온도로 균일하게 토출되도록 함으로써 부직포 같은 기재(基材)에 대한 페놀수지의 도포가 일정한 두께로 이루어질 수 있도록 하여 최종 생산품인 페놀폼보드의 품질을 크게 향상시킬 수 있도록 한 페놀수지 도포장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건축 내 외장용 단열재, 실내 인테리어, 철도차량의 내부 단열, 발전소, 원자력 등 산업분야의 보온 및 보냉, LNG & LPG 선박의 보온 및 보냉에 사용되고 있는 폴리우레탄폼, 스티로폼은 난연성이나 불연성이 취약하고, 내열성도 떨어지며, 특히 화재발생시 유독가스와 매연 발생으로 인하여 화재진압이 어려워 인명피해가 유발한다는 문제가 있고, 석고보드나 유리섬유 또는 암면 등은 취급시 유독성으로 인체에 유해하며, 피부 자극감이 있고 물을 흡수하여 성능이 저하된다.

그리고, 종래 난연성 발포폼 및 난연성 보드라 일컬어지는 스티로폼, 우레탄폼 등은 내발포 공정에서 추가 에너지가 소요되기도 하고, 1차 발포, 2차 발포성형 등 다공정을 통해 제조되므로 생산성이 떨어진다는 문제가 있다.

이에 대한 해결책으로 페놀수지를 이용한 발포폼(페놀폼)이 제안되어 있는바, 상기 페놀폼은 화열 및 화학적으로 안정된 성질을 갖는 페놀수지를 발포시킨 열경화성 플라스틱폼(Foam)으로 난연성 및 내열성, 저발연성이 우수하고, 페놀수지는 유기재료로서 뛰어난 내열성과 내연소성을 갖고 있어 각국의 난연자재에 관한 기준을 만족할 수 있어 최근 각광받고 있으며 화재발생시 연기나 유해가스의 발생이 적기 때문에 화염에 가장 안전한 유기플라스틱 재료로 알려진다.

또한, 페놀수지는 고온에서의 기계적 물성이 뛰어나 고온에 노출되어도 강도 유지율이 뛰어나며 장기간 고온하에 노출되어도 높은 잔류 탄소화율을 보이기 때문에 다른 플라스틱에 비해 강도열화가 적을 뿐만 아니라 금속재와 비교하여도 경량성, 방청성, 내식성 등이 뛰어나 폴리에스테르 유리강화 플라스틱이 대응하지 못하고 있는 분야인 공공 건축용 내외장재, 터널, 광산용 재료, 차량용 재료 등에 그 적용이 기대되고 있다.

한편, 레졸타입의 페놀수지를 경화하는 방법에는 크게 가열에 의해서 경화하는 방법과, 산(Acid)에 의해 경화하는 방법으로 구분되는데, 가열에 의하여 경화하는 방식은 상대적으로 시간이 오래 걸리기 때문에 산업적으로 페놀성형물을 제조하는 공정에서는 일반적으로 반응속도가 빠른 산에 의한 경화방식이 주로 이용되고 있다.

즉, 페놀수지에 적정량의 산을 첨가하여 교반하게 되면 연쇄적인 라디칼 반응에 의하여 축합이 일어나게 되고, 분자간 가교결합에 의하여 결국 불용불융의 경화수지가 생성된다.

이러한 원리를 이용하여 레졸타입의 페놀수지로부터 페놀폼을 제조하게 되는데, 액상수지의 발포제로서 저비점 용제와 유연성을 부여하기 위한 가소제, 기포를 안정화하기 위한 계면활성제 등을 투입한다.

이러한 원료가 혼합된 수지에 일정량의 강산 경화제를 첨가 혼합하고 이때 발생하는 발열반응의 열에 의해 용제를 기화시키고 경화반응에 의해 기체상태의 발포제가 셀(Cell) 내부에 존재하게 됨으로 페놀폼이 제작된다.

발포폼은 통상 2액형의 2가지 이상 원료를 비교적 빠른 시간 내에 혼합하여 토출시킴으로써 폼이 형성되도록 하는 것인데, 우레탄폼의 원료인 주제(폴리올)와 경화제(폴리이소시아네이트)의 혼합비는 일반적으로 1:1 ~ 2:1인데 비하여, 페놀폼의 원료인 주제(페놀수지)와 경화제(산)의 혼합비는 8:1 ~ 12:1 정도로 큰 차이가 있다.

또한 원료의 점도에 있어서도 우레탄 수지의 경우에 주제와 경화제의 점도차이가 크지 않은데 비하여 페놀폼의 경우는 주제의 점도가 5000∼20000센티포이즈(cps)인데 비해 경화제의 점도는 100센티포이즈(cps) 미만으로 50~200배 이상 차이가 난다.

한편, 종래의 페놀수지 도포장치에서는 이송되는 부직포 등 기재에 대한 페놀수지의 도포가 균일하게 이루어지지 못함에 따라 전체적으로 발포두께가 달라져 제품의 품질이 딸아진다는 문제가 있다.

한편, 페놀폼 발포장치와 관련된 기술로서, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1411654호(명칭: 고압식 페놀폼 발포기헤드, 이하 '선행기술'이라 함)가 제안되었다.

상기 선행기술은 '주제와 경화제가 충돌하여 수지 혼합물로 교반되는 교반실이 형성된 몸체와, 상기 교반실의 토출구를 개폐하는 플런저 밸브와, 상기 토출구에 연통하여 상기 수지혼합물을 토출시켜 몰드에 주입하는 토출관을 포함하며; 상기 교반실의 내주면에는 난류를 이루어 상기 주제와 상기 경화제의 혼합성능을 높이는 요철이 형성되고, 상기 토출관의 내주면에는 난류를 이루어 상기 주제와 상기 경화제의 혼합성능을 높이는 요철이 추가로 형성된 것'을 그 기술적 구성의 요지로 하는 것이다.

상기 선행기술은 2가지 이성분의 액을 교반실 내부에서 고압으로 충돌시켜 제트류를 형성함으로써 짧은 시간에 충분하게 교반하여 토출시킴으로써 주제와 경화제의 혼합비 차가 큰 페놀폼을 용이하게 형성할 수 있고 생산성을 향상할 수 있다는 효과가 기대되나, 첨가물이 고속교반되기 때문에 페놀수지와 발포제의 기화온도를 조절하기 어렵다는 문제가 있고, 교반탱크로부터 이송되는 첨가물, 페놀공급탱크로부터 이송되는 첨가물 혼합 페놀수지, 경화제탱크로부터 이송되는 경화제 및 발포기헤드로 유입되는 경화제 혼합 페놀수지가 항상 일정한 온도로 유지되지 못하기 때문에 페놀수지와 발포제의 기화가 안정적으로 이루어지지 못한다는 문제가 있다.

1.대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1411654호, "고압식 페놀폼 발포기의 믹싱헤드".

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 발포제와 정포제, 무기물의 첨가물과, 경화제 및 페놀수지의 혼합이 고르게 이루어질 수 있도록 한 새로운 페놀수지 도포장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 첨가물 및 경화제와 함께 고르게 혼합된 페놀수지가 별도의 토출판을 통하여 항상 일정한 온도로 균일하게 토출되도록 함으로써 부직포 같은 기재(基材)에 대한 페놀수지의 도포가 일정한 두께로 이루어질 수 있도록 하여 최종 생산품인 페놀폼보드의 품질을 크게 향상시킬 수 있도록 한 새로운 페놀수지 도포장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기재(基材)가 이송되는 이송벨트의 수직 상방에서 폭방향으로 가로질러 설치되는 다수개의 수평바와; 상기 수평바에 고정되는 브라켓상에 장착된 상태에서 전원의 인가에 따라 구동되는 모터와; 상기 모터의 수직하방에 배치되며, 발포제, 정포제, 무기물의 첨가물과, 경화제 및 페놀수지가 각각 별도의 공급라인을 통하여 유입되는 발포기헤드와; 상기 발포기헤드의 내부에서 회전가능하게 설치되며, 상기 모터의 모터축에 결합된 상태에서 회전되면서 발포기헤드의 내부로 유입된 첨가물과 경화제 및 페놀수지를 혼합함과 동시에 페놀수지혼합물이 발포기헤드의 저면에 형성된 토출구를 통하여 일정 압력으로 토출되도록 하는 교반스크류와; 상기 발포기헤드의 하단에서 토출구와 연통되게 결합된 상태에서 이송벨트의 폭방향으로 가로질러 설치되며, 발포기헤드의 토출구를 통하여 토출되는 페놀수지혼합물을 이송벨트에 의하여 이송되는 기재의 표면에 균일하게 도포하는 토출판을 포함하여 구성된다.

본 발명에서 상기 토출판은 전면판과 후면판이 서로 중첩된 상태에서 결합된 형태로 구성되며; 상기 전면판과 후면판의 안쪽면의 서로 마주하는 위치에는 다단(多段)의 수지이송홈이 형성되는 한편, 저면에는 개구부가 형성된 특징을 갖는다.

본 발명에서 상기 발포기헤드의 상부 외주면과 토출판의 하부 내측에는 외부로부터 공급되는 냉수 또는 온수가 순환되면서 흐르도록 하는 냉온수 순환파이프가 설치되어 페놀수지혼합물이 외부의 온도변화와 관계없이 항상 일정한 온도를 유지하면서 토출되도록 한 특징을 갖는다.

본 발명을 적용하면, 발포제와 정포제, 무기물의 첨가물과, 경화제 및 페놀수지가 발포기헤드의 내부에서 교반스크류의 교반작용에 의하여 고르게 혼합된 후 정해진 압력으로 토출판을 통하여 항상 일정한 온도로 균일하게 토출되기 때문에 부직포 같은 기재(基材)에 대한 페놀수지의 도포가 항상 일정한 두께로 이루어질 수 있으며, 그 결과 최종 생산품인 페놀폼보드의 품질이 크게 향상된다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 페놀수지 도포장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 페놀수지 도포장치를 구성하는 발포기헤드와 토출판의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 페놀수지 도포장치를 구성하는 발포기헤드와 토출판의 구성을 나타내는 부분 분리사시도이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 발포기헤드와 이송스크류를 나타내는 확대 사시도이다.
도 5는 본 발명에 적용되는 토출판의 내부 구조를 나타내는 사진이다.
도 6은 본 발명에 따른 페놀수지 도포장치에 의하여 페놀수지가 도포되는 동작을 나타내는 정면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 페놀수지 도포장치가 실제 적용된 상태를 나타내는 사진이다.

이하, 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 페놀수지 도포장치(10)에서는 기재(基材)가 이송되는 이송벨트(20)의 수직 상방에서 다수개의 수평바(30)가 폭방향으로 가로질러 설치되고, 상기 수평바(30)에 고정되는 브라켓(31)상에는 전원의 인가에 따라 구동되는 모터(M)가 장착되도록 구성된다.

본 발명에서 상기 모터(M)의 수직하방에는 발포제, 정포제, 무기물의 첨가물과, 경화제 및 페놀수지가 각각 별도의 공급라인을 통하여 유입되는 발포기헤드(40)가 설치되며, 상기 발포기헤드(40)의 내부에는 상기 모터(M)의 모터축에 결합된 상태에서 회전되면서 발포기헤드(40)의 내부로 유입된 첨가물과 경화제 및 페놀수지를 혼합함과 동시에 페놀수지혼합물이 발포기헤드(40)의 저면에 형성된 토출구(41)를 통하여 일정 압력으로 토출시키는 교반스크류(42)가 제자리 회전되게 설치된다.

본 발명에서 상기 발포기헤드(40)의 하단에는 페놀수지혼합물을 이송벨트에 의하여 이송되는 기재의 표면에 균일하게 도포하기 위한 별도의 토출판(50)이 발포기헤드(40)상의 토출구(41)와 서로 연통되게 결합된 상태에서 이송벨트(20)의 폭방향으로 가로질러 설치되도록 구성된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에서 상기 토출판(50)은 전면판(51)과 후면판(52)이 서로 중첩된 상태에서 결합되는데, 상기 전면판(51)과 후면판(52)의 안쪽면의 서로 마주하는 위치에는 다단(多段)의 수지이송홈(53)이 형성되고, 저면에는 개구부(54)가 형성되도록 구성된다.

상기 발포기헤드(40)의 상부 외주면과 토출판(50)의 하부 내측에는 외부로부터 공급되는 냉수 또는 온수가 순환되면서 흐르도록 하는 냉온수 순환파이프(60)가 설치되어 페놀수지혼합물이 외부의 온도변화와 관계없이 항상 일정한 온도를 유지하면서 토출되도록 구성된다.

상기 냉온수 순환파이프(60)의 일측에는 냉수 또는 온수가 유입되는 유입구(61)과 형성되고, 냉온수 순환파이프(60)의 타측에는 냉수 또는 온수가 배출되는 배출관(62)이 형성될 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 작용은 다음과 같다.

본 발명에 따른 페놀수지 도포장치(10)를 이용하여 페놀수지를 기재상에 도포시키고자 하는 경우, 먼저 발포제, 정포제, 무기물의 첨가물과, 경화제 및 페놀수지를 각각 별도의 공급라인을 통하여 발포기헤드(40)의 내부로 공급하고, 모터(M)를 구동시키면 모터(M)의 모터축과 결합된 교반스크류(42)가 발포기헤드(40)의 내부에서 제자리 회전되면서 첨가물과, 경화제 및 페놀수지를 고르게 혼합시키게 된다.

상기 발포기헤드(40)의 내부에서 정해진 시간 동안 일정 압력으로 혼합된 페놀수지혼합물은 교반스크류(42)의 이송작용에 의하여 발포기헤드(40)의 저면에 형성된 토출구(41)를 통하여 전면판(51)과 후면판(52)이 중첩되어 결합된 토출판(50)의 내부로 토출되며, 상기 토출판(50)의 내부로 토출된 페놀수지혼합물은 전면판(51)과 후면판(52)의 마주하는 내면에 다단으로 형성된 수지이송홈(53)을 따라 폭방향으로 하향 이송된 후 저면의 개구부(54)을 통하여 기재상에 고르게 도포되는 것이다.

상기한 페놀수지혼합물의 토출과정에서 여름철과 같이 외부 온도가 높아지는 경우에 상기 냉온수 순환파이프(60)의 내측으로 냉수를 공급하여 순환시킴으로써 페놀수지혼합물의 토출온도가 일정하게 유지되도록 하고, 겨울철과 같이 외부 온도가 떨어지는 겨울철에는 상기 냉온수파이프(60)의 내측으로 온수를 공급하여 순환시킴으로써 페놀수지혼합물의 토출온도가 일정하게 유지되도록 한다.

이 과정에서 상기 냉수 또는 온수는 냉온수 순환파이프(60)의 일측에 형성된 유입관(61)을 통하여 냉온수 순환파이프(60)의 내부로 유입되고, 순환종료된 냉수 또는 온수는 상기 냉온수 순환파이프(60)의 타측에 형성된 배출관(62)을 통하여 외부로 배출되는 것이다.

이와 같이 하면, 토출판(50)을 통하여 토출되는 페놀수지혼합물이 항상 일정한 온도로 유지되면서 토출되는 것이다.

본 발명에 따르면, 발포제와 정포제, 무기물의 첨가물과, 경화제 및 페놀수지가 발포기헤드(40)의 내부에서 교반스크류(42)의 교반작용에 의하여 고르게 혼합된 후 정해진 압력으로 토출판(50)을 통하여 일정한 온도로 균일하게 토출되기 때문에 부직포 같은 기재(基材)에 대한 페놀수지의 도포가 항상 일정한 두께로 이루어질 수 있으며, 그 결과 최종 생산품인 페놀폼보드의 품질이 크게 향상되는 것이다.

10 : 페놀수지 도포장치
20 : 이송벨트 30 : 수평바
40 : 발포기헤드 41 : 토출구
42 : 교반스크류 50 : 토출판
51 : 전면판 52 : 후면판
53 : 수지이송홈 54 : 개구부
60 : 냉온수 순환파이프 61 : 유입관
62 : 배출관 M : 모터.

Claims

기재가 이송되는 이송벨트(20)의 수직 상방에서 폭방향으로 가로질러 설치되는 다수개의 수평바(30)와;
상기 수평바(30)에 고정되는 브라켓(31)상에 장착된 상태에서 전원의 인가에 따라 구동되는 모터(M)와;
상기 모터(M)의 수직하방에 배치되며, 발포제, 정포제, 무기물의 첨가물과, 경화제 및 페놀수지가 각각 별도의 공급라인을 통하여 유입되는 발포기헤드(40)와;
상기 발포기헤드(40)의 내부에서 회전가능하게 설치되며, 상기 모터(M)의 모터축에 결합된 상태에서 회전되면서 발포기헤드(40)의 내부로 유입된 첨가물과 경화제 및 페놀수지를 혼합함과 동시에 페놀수지혼합물이 발포기헤드(40)의 저면에 형성된 토출구(41)를 통하여 일정 압력으로 토출되도록 하는 교반스크류(42)와;
상기 발포기헤드(40)의 하단에서 토출구(41)와 연통되게 결합된 상태에서 이송벨트(20)의 폭방향으로 가로질러 설치되며, 발포기헤드(40)의 토출구(41)를 통하여 토출되는 페놀수지혼합물을 이송벨트(20)에 의하여 이송되는 기재의 표면에 균일하게 도포하는 토출판(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 페놀수지 도포장치.
제1항에 있어서,
상기 토출판(50)은 전면판(51)과 후면판(52)이 서로 중첩된 상태에서 결합된 형태로 구성되며;
상기 전면판(51)과 후면판(52)의 안쪽면의 서로 마주하는 위치에는 다단(多段)의 수지이송홈(53)이 형성되고, 저면에는 개구부(54)가 형성된 것을 특징으로 하는 페놀수지 도포장치.
제1항에 있어서,
상기 발포기헤드(40)의 상부 외주면과 토출판(50)의 하부 내측에는 외부로부터 공급되는 냉수 또는 온수가 순환되면서 흐르도록 하는 냉온수 순환파이프(60)가 설치되어 페놀수지혼합물이 외부의 온도변화와 관계없이 항상 일정한 온도를 유지하면서 토출되도록 한 것을 특징으로 하는 페놀수지 도포장치.