KR900003737B1 - 폴리우레탄 포옴 슬라브의 배치식 제조장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

폴리우레탄 포옴 슬라브의 배치식 제조장치

제 1 도는 본 발명에 관한 폴리우레탄 포옴(Polyurethane foam) 슬라브(Slab)의 배치(batch)식 제조장치를 모식적으로 표시한 도면.

제 2 도는 본 발명에 관한 발포조의 변형예를 표시한 단면도.

제 3 도는 제 2 도의 발포조내에 수용하여 사용되는 원통체의 사시도.

제 4 도 (a) 내지 제 4 도(c)는 제 2 도의 발포조를 사용하여 폴리우레탄 포옴을 제조하는 공정을 순차적으로 표시한 단면도이다.

본 발명은 폴리우레탄 포옴(Polyurethane foam) 슬라브(Slab)의 배치(batch)식 제조장치에 관한 것이며, 특히 폴리우레탄 포옴 슬라브를 연속적으로 제조하는테 적한 배치식 제조장치에 관한 것이다.

우레탄 포옴 슬라브는 대형 블록(block)상으로 발포 성형된 우레탄 포옴으로서, 이것을 소망하는 두께로 슬라이스(Slice)하며, 또는 소망하는 형상으로 절단 가공함으로서 차량용 내장재나 차량용 쿠션재로서 종래 널리 사용되고 있다.

그런데, 상기와 같은 폴리우레탄 포옴 슬라브를 제조하는 방법으로서는 폴리우레탄의 발포원액을 凹형 콘베어상에 연속적으로 토출 발포시킴으로서 약 30m-40m정도의 긴 슬라브를 제조하는 방법이 가장 일반적으로 행하여지고 있다. 이 방법은 생산효율이 높은 전에서 극히 커다란 이점을 갖고 있다.

또한 상기 온라인적인 연속 제조방법외에 대형의 용기(발포조)에 발포원액을 주입하여 발포시키는 배치식의 제조방법도 일부 행하여지고 있다.

이 배치식 제조방법은 상기 연속 방식에 비해서 생산성에는 떨어지나, 비교적 좁은 장소에서도 실시할 수있다는 이점을 갖ㅛ 있다. 또한 이 방법으로는 발포조의 형상을 변화시킴으로서 임의의 형상의 슬라브를 제조할수 있는 특징이 있으며, 특히 원주상의 슬라브의 경우에는 이것을 회전시키면서 껍질을 벗기는 방식으로 효율이 좋게 긴 시이트로 슬라이스할 수 있다는 이점이 있다.

상기 종래 행하여지고 있는 우레탄 포옴 슬라브의 제조방법에는 각각 다음과 같은 문제가 있었다.

우선, 凹형 콘베어에 의한 연속 제조방법의 경우, 상기와 같이 30×60m의 제조라인을 설치하기 위해서 넓은 공간을 필요로하며, 비교적 커다란 공장에서만 실시할 수 있다는 문제점이 있다.

또한 이 방법으로 얻을 수 있는 슬라브는 단면의 거의 구형의 형상이 됨으로 이것을 소망스러운 두께의 시이트로 가공하기 위해서는 슬라이스 가공기를 여러번 왕복시켜야하며, 가공 생산성의 향상이 곤란하다.

또한 슬라브의 형상이 거의 구형이라고 하여도 그 정상면은 산모양으로 부풀어오른 형상이 되지 않을수 없으며, 더욱이 표면에는 살갗이 거칠어지거나 경화층이 형성되어 있다.

이 때문에 슬라브의 정상면으로부터 수 cm의 상피부분은 폐기해야하며, 로스가 생긴다는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 배치식 제조방법의 경우에는 대규모의 장치나 넓은 설치 장소를 필요로 하지 않는 등의 이점은 있었으나, 슬라브 제조의 생산성이 연속 방식에 비해서 현저하게 떨어진다는 치명적인 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 된것으로서, 기본적으로는 배치식에 의한 폴리우레탄 포옴 슬라브의 제조방법이면서, 폴리우레탄 포옴 슬라브를 거의 연속적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

따라서 이 발명에 의하면 기본적으로는 배치 방식에 의한 이점이 얻어짐과 동시에, 종래의 배치 방식에 비해서 현저하게 생산성을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의한 우레탄 포옴 슬라브의 연속 배치식 제조장치는 평탄한 저면을 보유하며 또한 상부가 개방된 발포조와 그 발포조의 측벽에 개폐 자재하게 설치된 발포원액 도입구와, 상기 발포조의 근방에서 이동가능하게 설치된 대차와 그 대차위에 고정된 혼합교반조와, 그 혼합교반조의 같은 부위에 설치된 교반 날개와, 상기 혼합교반조의 측벽 하단부에서 아래 비스듬히 하방으로 향하여 연설된 발포원액 토출관과, 상기혼합교반조 내부에 발포원액 성분을 도입하는 배관과, 상기 혼합교반조내에 우레탄 발포원액용의 세정용제를 도입하는 배관과, 상기 발포원액 토출관에 설치된 전자밸브와, 상기 대차를 이동시키는 구동장치와를 구비하여 형성된 폴리우레탄 포옴 슬라브의 제조장치로서, 상기 발포원액 성분을 도입하는 배관으로부터 상기혼합교반조내에 우레탄 발포체원료를 공급하고, 교반하여 균일한 발포원액으로 한후, 상기 대차를 이동시켜서 상기 발포원액 토출관의 선단을 상기 발포원액 도입구에서 상기 발포조내에 도입하며, 상기 전자밸브을열므로서 혼합교반조내의 발포원액을 발포조내에 유입시키며, 상기 대차를 후퇴시키고 또한 상기 발포원액도 입구를 닫고 발포조내에서 발포를 행하고 있을 동안에 상기 배관에서 혼합교반조내에 세정용제를 도입하여 혼합교반조의 내벽에 부착하고 있는 폴리우레탄 발포원액을 세정 제거하도록 한 것을 특징으로 한 것이다.

상기 본 발명의 장치에 의하면, 배치방식으로 우레탄 포옴을 제조할 때 필요로 하는 조작, 즉 원료의 계량 및 혼합에 의한 발포원액의 조제, 발포원액의 발포조에의 투입, 발포원액 조제용기의 세정과 같은 조작을 자동적 또한 연속적으로 행할 수가 있다.

따라서 동일한 배치 방식이라고 하여도 제조공성에서의 조작의 상당한 부분을 사람의 손에 의존할 수 밖에 없으며, 또한 연속적으로 실시할 수 없는 종래의 배치방식에 비교하였을 경우, 생산성을 현저하게 향상할 수가 있다.

또한 비교적 좁은 공간에서 장치의 설치가 가능하다는 것, 슬라이스 가공시의 생산성에 우수한 원주상의 우레탄 포옴 슬라브를 제조할 수 있다는 것등, 凹형 콘베이어에 의한, 연속 발포방식에 비교하였을 경우의 배치방식에 고유의 이점이 얻어지는 것은 말할 나위도 없다.

제 1 도는 본 발명의 1실시예가 되는 우레탄 포옴 슬라브의 연속배치식 제조장치를 표시한 설명도이다.

동 도면에서, 10은 발포조이다. 이 발포조(10)는 평탄한 저면을 보유하며, 상부가 개방된 원통형상을 보유하고 있다. 또한 측벽에는 발포원액 도입구(11)가 개구되어 있으며, 이 도입구에는 개폐자재한 문짝(12)이 설치되어 있다.

이 발포조(10)는 도시않은 턴 테이블위에 놓여져서 그 턴 테이블을 회전하여 순차 이동되도록 되어 있다. 상기 발포조(10)의 근방에는 레일(20)이 부설되어 있다. 그 레일(20)위에는 각부의 차륜(22)을 설치한 대차(21)가 놓여지며, 압출 실린더(23)의 신축에 의해 발포조(10)에 대하여 접근하며, 또한 후퇴할 수 있도록 되어 있다.

대차(21)에는 회동축(30)이 수평으로 장설되며, 그 회동축(30)에는 원통형의 교합 교반조(31)가 회전 가능하게 부착되어 있다. 회동축(30)은 도시않은 모우터 및 변속기어에 의해 회전구동되도록 되어 있으며, 이것으로서 혼합 교반조(31)는 도면중 화살표로 표시한 방향으로 회동경사되도록 되어 있다.

또한, 회동축(30)을 설치하는일 없이 혼합교반조(31)을 직접대차(21)에 설치하여도 좋다. 혼합교반조(31)의 내부에는, 그 축방향으로 교반날개(32)가 설치되며, 그 교반날개(32)는 혼합교반조(31)의 아래에 부설된 모우터(33)에 의해 회전구동되도록 되어 있다.

또한 혼합교반조(31)의 측면 하단부에는 발포원액 토출관(34)이 비스듬히 하방을 향하여 연설되어 있다. 그 발포원액 토출관(34)과 혼합교반조(31))와는 양자의 경계부분에 설치된 전자밸브(35)를 통하여 연통되어 있다. 또한 혼합교반조(31)의 상부에는 유기 이소시아네이트(isocyanate)성분의 계량탱크(36)가 배치되여, 그 계량탱크는 배관(41)을 통하여 유기 이소시아네이트 공급원에 연결되어 있다.

계량탱크(36)의 하단에는 원료공급관(37)이 설치되며, 그 원료 공급관과 계량탱크(36)의 사이에는 전자밸브(38)가 설치되어 있다. 또한 원료공급판(37)에는 예컨대 폴리올(polyol) 이나 촉매등, 이소시아네이트 성분이외의 우레탄 포옴 원료공급배관(42)이 연결되어 있다.

더하여, 상기 유기 이소시아네이트성분 계량탱크(36)에는 우레탄 포옴 원료의 세정용제 공급관(43)이 부설되머, 그 공급관(43)은 세정용제 탱크(44)에 연결되어 있다. 또한 세정용제 폐액 받이(45)가 설치되며, 그 폐액 받이(45)는 펌프(46)를 통하여 상기 세정용제 탱크(44)에 연결되어 있다.

상기 실시예인 연속 배치식 우레탄 포옴 제조장치의 작용에 관하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 압출 실린더(23)를 수축시키며, 혼합교반조(31)를 발포조(10)에서 후퇴시킨 상태에서 우레탄 포옴 발포원액의 조제를 행한다.

즉, 배관(41)에서 계량탱크(36)내에 유기 이소시아네이트 성분을 공급하여 계량한후, 전자밸브(38)를 열므로서 이 소정량의 이소시아네이트 성분을 원료 공급관(37)에서 혼합교반조(31)내에 투입한다.

동시에, 배관(42)에서 폴리올 성분 및 촉매등의 다른 원료를 혼합교반조(31)내에 투입한다. 이어서 교반날개(32)를 회전시켜 균일하게 혼합한다.

그 다음에, 압출 실린더(23)를 신장구동시킴으로서 혼합교반조(3l)를 도시한 위치까지 전진 이동시키며, 발포원액 토출관(34)의 선단을 발포원액 도입구(11)에서 발포조(10)내에 삽입한다. 그때 문짝(12)은 발포원액 토출관에서 밀리어서 용이하게 열리도록 되어 있다. 이어서 전자밸브(35)를 열므로서 혼합교반조(31)내에서 조제된 발포원액을 토출관(34)을 통하여 발포조(10)내에 주입한다. 그때 필요에 따라서 회동축(30)을 회전시켜 혼합교반조(31)를 앞으로 경사시킴으로서 발포원액의 유출을 촉진한다. 다음에 압출 실린더(23)를 수축구동시킴으로서 혼합교반조(3l)를 후퇴시켜, 문짝(12)을 닫는다. 발포조(10) 내에서는 우레탄 발포원액의 발포반응 및 이에 의해 상승 진행하여 소기의 폴리우레탄 포옴 슬라브가 얻어진다.

한편, 상기와 같이 발포조(10)속에서 우레탄 포옴 슬라브의 발포성형이 행하여지고 있는 동안에 발포조(10)에서 후퇴한 혼합교반조(31) 및 이소시아네이트성분 계량탱크(36)에서는 다음과 같이 하여 내면에 부착하고 있는 우레탄 발포원액의 세정이 행하여진다.

즉, 펌프(46)가 구동하며, 세정용제 댕크(44)에서 용제공급관(43)을 통하여 계량탱크(36)내에 세정용제가 공급되며, 그 위에 혼합교반조(31)에 세정용제가 충만된다.

이어서 교반날개(32)를 회전시킴으로서 혼합교반조(31)의 내벽에 부착하고 있는 발포원액을 용해한후, 전자밸브(35)를 열고 세정용제를 배출한다. 세정용제를 배출할 때 토출관(34)의 내벽에 부착하고 있는 발포원액도 용해된다.

이렇게하여 배출된 세정용제는 폐액 받이(45)에 저류된후, 펌프(46)로 세정용제 탱크(44)에 순환되어서 재사용된다. 세정이 끝나면, 상술한 바와같이 동일한 상태로서 다음의 발포원료의 조제가 행하여진다. 또한 발포원액을 수용한 발포조(10)는 도시않은 턴 테이블을 회전하여 이송되며, 대신 다른 빈 발포조가 도시한 위치에 설치된다. 이렇게하여, 상기와 똑같은 조작을 되풀이 합으로서 연속하여 우레탄 포옴 슬라브의 제조를 행할 수가 있다.

상기와 같이 이 실시예인 우레탄 포옴 슬라브 제조장치는 비교적 좁은 장소에서도 설치할 수 있으며 또한 원주상의 슬라브를 제조할 수 있다는 배치방식에 고유의 특징을 구비하고 있는 외에 제조공정을 연속적으로 실시할 수 있으므로서, 종래의 배치방식에 비해 생산성을 현저하게 향상할 수가 있다, 또한 상기 실시예에서는 발포조(10)가 원통형상을 갖는 것으로서 설명하였는데, 방형등 기타 어떠한 형상이어도 무방함은 말할 나위가 없다.

또한 발포조로서, 발포원액의 발포반응에 의한 액면의 상승과 함께 이 액면과 접하는 내벽면이 동시에 상승 이동하도록한 구조의 것을 사용하여도 좋다. 제 2 도는 그중 하나의 구체적인 예에 관한 우레탄 포옴 슬라브의 배치식 발포조를 표시한 단면도이다. 동 도면에서 51은 종래의 발포조와 똑같이 평단한 저면을 보유하며 또한 상부가 개방된 대형의 원통상 용기이다.

그 원통상 용기(51)속에는 제 3 도시와 같이 이 개방된 원통체(52)가 원통상 용기(51)의 측벽 내면에 연하여 접동 가능하게 설치되어 있다. 이 원동체(52)의 상단에는 와이어(53), (53)가 연결되며, 그 와이어를 모우터(도시않음)로 로울러(54)에 감거나 혹은풀거나 함으로서 원통체(52)를 자유 자재하게 숭강할 수 있도록 되어 있다. 또한 원통체(52)의 높이 "H는 통상 20-60cm정도가 적당하다.

상기 실시예의 배치식 발포조를 사용하여 우레탄 포옴 슬라브를 제조할 경우 통상은 종래의 발포조의 경우와 똑같이 원통상 용기(51)의 내면을 이형지로 덮으며, 또한 원통체(52)의 내면에도 이형지를 점착하며, 또는 이형지를 도포한 상태로 사용한다.

이 발포조내에 우레탄 발포원액을 교반하여 주입하면, 원액은 발포작용에 의해 팽창하여 상승한다. 그때 제 4 도(a)시와 같이 상승하고 있는 발포원액(55)의 표면부분이 접촉하고 있는 원통체(52)를 상승 속도와 똑같은 속도로 상방으로 끌어 올린다.(제 4 도(b)참조) 마지막에 발포작용에 의한 액면의 상승이 거의 끝난 시점에서 원통체(52)가 액면 상방으로 끌어 올려진다(제 4 도(c)참조).

이 결과 발포원액의 팽창에 의해 액면이 상승하여도, 상승 액면 부근에서 원통체(52)에 접촉하고 있는 부분은 하등 마찰저항을 받지 않는다. 따라서 종래의 발포조에서 발포시켰을 때와같이 슬라브 주연부에서 발포가 저해되어서 높이가 낮아지는 일은 없으며, 제 4 도(c)시와 같이 평탄한 정상면을 가진 원주상의 우레탄 포옴 슬라브를 제조할 수가 있다.

또한 상기 실시예는 원주상의 발포체 슬라브를 제조하기 위한 것으로서 설명하였는데, 본 발명은 여기에 한정되는 일 없이 각 주상의 발포체 슬라브를 제조하기 위한 발포조에도 똑같이 적용할 수가 있다.

또한 원통체(52)를 인상하는 수단으로서는 상기 실시예에서 설명한 외에 어떠한 수단을 사용하여도 좋다.

이상과 같이 본 발명에 의한 우레탄 포옴 슬라브의 연속 배치식 제조장치는 배치식에 의한 우레탄 포옴 슬라브의 제조방법을 연속적으로 실시할 수가 있으며, 따라서 기본적으로는 배치방식에 의한 이점이 얻어짐과 동시에 종래의 배치방식에 비해 현저하게 생산성을 향상시킬 수 있다는 현저한 효과를 나타내는 것이다.

더욱이 본 발명에 의한 우레탄 포옴 슬라브의 배치식 발포조는, 발포조의 측벽 내면에 연하여 발포상승하는 원액에 마찰 저항이 가해지는 것을 회피하며, 평탄한 정상면을 가진 기둥모양의 우레탄 포옴 슬라브를 제조할 수 있는 등, 현저한 효과를 나타내는 것이다.

Claims (3)

1. 평탄한 저면을 보유하며 또한 상부가 개방된 발포조와 그 발포조의 측벽에 개폐자재하게 설치된 발포원액 도입구와, 상기 발포조의 근방에서 이동 가능하게 설치된 대차와 그 대차위에 고정된 혼합교반조와,그 혼합교반조의 내부에 설치된 교반날개와, 상기 혼합교반조의 측벽 하단부에서 아래 비스듬히 하방을 향하여 연설된 발포원액 토출관과, 상기 혼합교반조 내부에 발포원액성분을 도입하는 배관과, 상기 혼합교반조내에 우레탄 발포원액용의 세정용제를 도입하는 배관과, 상기 발포원액 토출관에 설치된 전자밸브와, 상기 대차를 이동시키는 구동장치와를 구비하여서된 것을 특징으로 하는 폴리 우레탄 포옴 슬라브의 배치식 제조장치.
2. 제 1 항 기재에 있어서, 대차에 수평으로 장설된 회전축에 상기 혼합교반조를 회전 가능하게 부착하여 고정시킴과 동시, 상기 회전축을 회전 구동시킴으로서 상기 혼합교반조를 경사시키는 구동장치를 설치하며, 혼합교반조내의 발포원액을 발포조내에 유입시킬때에 상기 회전축의 구동에 의해 상기 혼합교반조를 앞으로 경사하여 발포원액의 유출을 촉진하도록 한 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 포옴 슬라브의 배치식 제조장치.
3. 제 1 항 기재에 있어서, 원통상 용기의 발포조 측벽 내면에 연하여서 승강 자재하게 설치된 양단 개구의 통상체를 구비하며, 상기 발포조내에 우레탄 발포원액을 주입발포시킬때, 그 발포원액의 액면 상승에 맞추어서 상기 통상체를 상승시키도록한 것을 특징으로 하는 폴리우테탄 포옴 슬라브의 배치식 제조장치.

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