TWI665010B - 防火發泡材料混合成形裝置及方法 - Google Patents

Abstract

本創作的防火發泡材料混合成形裝置具有一防火原料進料組件及一混合組件。進料組件具有一定量螺旋輸送器。混合組件有一出料口，並具有一螺旋攪拌器。螺旋攪拌器延伸至鄰近出料口，且螺紋的導程角小於定量螺旋輸送器的螺紋的導程角。本創作的防火發泡材料製造方法包含：以定量螺旋輸送器將防火原料輸送至混合組件，同時將發泡原料輸送至混合組件；以混合組件將防火原料及發泡原料混合；將混合後的原料推送至混合組件的出料口。本創作透過定量螺旋輸送器來輸送固態或黏性較大的原料，並提供足夠的推送力使原料能移動至出料口。

Description

防火發泡材料混合成形裝置及方法

本創作是關於一種用於混合多種材料的裝置，特別是關於一種發泡材料的混合成形裝置。

為了使建材的夾板的重量減輕，夾板為空心板體，而夾板內的空間填充有發泡材料，例如聚氨酯(Polyurethane，含PU、軟質/硬質PU泡棉)、有機樹脂等各式樹脂、TDI(Toluene diisocyanate，甲苯二異氰酸酯)、MDI(Methylene diphenyl diisocyanate，二苯甲烷二異氰酸酯)、PIR(Polyisocyanurate，聚異三聚氰酸酯)等各式有機發泡材料、發泡橡膠、發泡水泥等。因此，一般發泡材料的原料多為易揮發的發泡原料。如圖6所示，現有技術中的發泡材料是將液態的原料注入一螺旋輸送器90中，而將原料在混合成形裝置中混合後灌入兩相間隔的板體，而經各種原料混合並發生化學變化後，即與板體形成一填充有發泡材料的夾板。

然而，發泡材料具有易燃的特性，容易對人的生命財產造成威脅，因此填充有發泡材料的夾板所能使用的用途受限。為了使發泡材料不易被點燃，於發泡材料的製作過程中可添加防火物質，當發泡材料的原料與防火物質充分混合後所形成的發泡材料即能耐高溫而不易燃燒。然而，防火物質可能為固態的粉末或小顆粒，或為高黏滯性的液態物質。由於現有的泡合成形裝置的螺旋輸送器並無法輸送前述防火物質，因此是現有技術為了製作防火發泡材料，是將一般發泡材料的原料與防火物質預先混合，例如以將原料裝於容器後 手動混合，或者使用PU灌注機以機器混合。隨後再將混合後的原料灌入兩相間隔的板體中。由於各原料混合後即開始化學反應，因此使用PU灌注機混合材料有時效性，超過時效會產生結晶或者沉澱，直接損害灌注設備，而且無法連續生產，若未使用完畢則無法回收再次利用，造成浪費，降低經濟效益。

有鑑於此，提出一種更佳的改善方案，乃為此業界亟待解決的問題。

本創作的主要目的在於，提出一種防火發泡材料混合成形裝置及防火發泡材料製造方法，其能用於推送固態的顆粒或粉末原料，或高黏滯性的液態原料，並進行混合而製成發泡材料。

為達上述目的，本創作所提出的防火發泡材料混合成形裝置能混合防火原料及發泡原料，並具有：一防火原料進料組件，其具有一定量螺旋輸送器，該定量螺旋輸送器用以輸送該防火原料；以及一混合組件，其一端連通於該防火原料進料組件；該混合組件形成有一出料口及至少一發泡原料進料口，該發泡原料進料口位於該出料口及該防火原料進料組件之間；該混合組件具有一螺旋攪拌器，其延伸至鄰近該出料口；該螺旋攪拌器的螺紋的導程角小於該定量螺旋輸送器的螺紋的導程角。

如前所述之防火發泡材料混合成形裝置中，該混合組件更具有一快速螺旋輸送器，其位於該防火原料進料組件與該混合組件的該螺旋攪拌器之間；該快速螺旋輸送器的螺紋的導程角大於該定量螺旋輸送器的螺紋的導程角。

如前所述之防火發泡材料混合成形裝置中，該混合組件更具有一快速螺旋輸送器，其位於該螺旋攪拌器與該出料口之間；該快速螺旋輸送器的螺紋的導程角大於該定量螺旋輸送器的螺紋的導程角。

如前所述之防火發泡材料混合成形裝置中，該快速螺旋輸送器與該螺旋攪拌器以同一轉軸轉動。

如前所述之防火發泡材料混合成形裝置更具有一氣動輸送件，該氣動輸送件設置於該防火原料進料組件及該混合組件之間，並連通該防火原料進料組件與該混合組件。

如前所述之防火發泡材料混合成形裝置更具有一氣動輸送件，該氣動輸送件設置並連通於該混合組件的該出料口。

如前所述之防火發泡材料混合成形裝置更具有一動力機構，該動力機構具有：一動力組件，其固設於該防火原料進料組件；以及一傳動組件，其平行該定量螺旋輸送器延伸，且其一端連接於該動力組件，另一端連接該混合組件的該螺旋攪拌器。

為達上述目的，本創作所提出的防火發泡材料製造方法依序包含下列步驟：以一定量螺旋輸送器將一防火原料輸送至一混合組件，同時至少一種發泡原料通過至少一發泡原料進料口進入該混合組件；以該混合組件將該防火原料及該至少一發泡原料混合；以及將混合後的該防火原料及該至少一發泡原料推送至該混合組件的一出料口。

如前所述之防火發泡材料製造方法中： 於「以該定量螺旋輸送器將該防火原料輸送至該混合組件，同時至少一種發泡原料通過至少一發泡原料進料口進入該混合組件」之步驟中，以一氣動輸送件將該防火原料由該定量螺旋輸送器輸送進入至該混合組件，接著該混合組件是以一快速螺旋輸送器將混合前的該防火原料及該至少一發泡原料推送至該混合組件的一螺旋攪拌器；於「以該混合組件將該防火原料及該至少一發泡原料混合」之步驟中，是以該螺旋攪拌器將該防火原料及該至少一發泡原料進行混合；且於「將混合後的該防火原料及該至少一發泡原料推送至該混合組件的該出料口」之步驟中，以另一氣動輸送件將混合後的該防火原料及該至少一發泡原料抽出該出料口。

如前所述之防火發泡材料製造方法中：於「以該混合組件將該防火原料及該至少一發泡原料混合」之步驟中，是以該螺旋攪拌器將該防火原料及該至少一發泡原料進行混合；於「將混合後的該防火原料及該至少一發泡原料推送至該混合組件的該出料口」之步驟中，是以該快速螺旋輸送器將混合後的該防火原料及該至少一發泡原料推送至該出料口。

因此，本創作透過一定量螺旋輸送器來輸送固態或黏性較大的原料，並藉此提供足夠的推送力使原料能移動至出料口。此外，本創作還透過至少一快速螺旋輸送器或至少一氣動輸送件輔助原料移動或提供推送力，因此能更順利地將原料自出料口排出，且減少原料在輸送路徑上的移動時間，避免混合後的原料發生化學變化而在輸送路徑中定形或發生堵塞的機會。

10‧‧‧防火原料進料組件

11‧‧‧定量螺旋輸送器

12‧‧‧馬達

13‧‧‧防火原料貯存槽

20‧‧‧混合組件

201‧‧‧出料口

202‧‧‧發泡原料進料口

203‧‧‧進料管

21‧‧‧螺旋攪拌器

22‧‧‧快速螺旋輸送器

30‧‧‧氣動輸送件

30A‧‧‧空氣擴大器

31A‧‧‧通道

32A‧‧‧環狀空間

33A‧‧‧側開口

34A‧‧‧穿孔

30B‧‧‧真空吸引器

31B‧‧‧通道

32B‧‧‧側通道

40‧‧‧動力機構

41‧‧‧動力組件

42‧‧‧傳動組件

90‧‧‧螺旋輸送器

圖1為本創作的防火發泡材料混合成形裝置的俯視示意圖。

圖2為本創作的防火發泡材料混合成形裝置的結構示意圖。

圖3為本創作的空氣擴大器真空吸引器的示意圖。

圖4為本創作的真空吸引器的示意圖。

圖5為本創作的防火發泡材料製造方法的流程圖。

圖6為現有技術的混合成形裝置的結構示意圖。

首先請參考圖1及圖2。本創作提出一種防火發泡材料混合成形裝置，其具有一防火原料進料組件10及一混合組件20，並能選擇性地具有至少一氣動輸送件30及一動力機構40。

防火原料進料組件10將各種防火原料輸送至混合組件20中進行混合。其中，防火原料為固態的顆粒或粉末，或為高黏滯性的液體，因此無法以輸送習知發泡原料的管線送入混合組件20。舉例而言，防火原料可為乾粉阻燃劑、碳化矽、氧化鋅、膨脹石墨等耐火性原料。防火原料與發泡原料混合變會發生化學變化，發泡並定形，因此能形成防火發泡材料。發泡原料為製作一般發泡材料之原料，其為液態且相較於液態的防火原料黏滯性較低。

防火原料進料組件10具有一定量螺旋輸送器11，其為一長桿體上設置螺旋狀的葉片，且各葉片的間距及斜度適於輸送顆粒、粉末、或高黏滯性的液體。防火原料進料組件10的一端連接一馬達12，另一端連通混合組件20，且一防火原料貯存槽13連通於馬達12與混合組件20之間，而馬達12連接於定量螺旋輸送器11。藉此防火原料貯存槽13內所存放的防火原料能藉由定量螺旋輸送器11被推送至混合組件20。

接著請一併參考圖3及圖4。本實施例中，防火原料進料組件10與混合組件20間可具有一氣動輸送件30，但不以此為限。換言之，氣動輸送件30可設置於防火原料進料組件10及混合組件20之間，並連通防火原料進料組件10與混合組件20，藉此輔助防火原料進入混合組件20。氣動輸送件30可為一空氣擴大器30A或一真空吸引器30B。

如圖3所示，空氣擴大器30A可為一套管狀，其形成有一通道31A貫穿該套管。通道31A的兩端可分別為第一端及第二端，第一端連通於入料管(於本實施例中為連通於防火原料進料組件10)，第二端連通於出料管(於本實施例中為連通於混合組件20)。該套管更形成有一環狀空間32A、一側開口33A、及複數個穿孔34A。環狀空間32A埋設於套管的側壁內，而側開口33A自套管的外側面延伸進入套管的側壁而與環狀空間32A連通。穿孔34A於套管的內側面上環狀排列，並自套管的內側面延伸進入套管的側壁而與環狀空間32A連通，且穿孔34A位於套管的內側面的一端較穿孔34A位於與環狀空間32A的一端更接近套管的第二端。

透過此一結構，當一高壓氣體由側開口33A進入空氣擴大器30A時，會進入環狀空料後再由穿孔34A噴入通道31A內。由於穿孔34A是自環狀空間32A向內並向通道31A的第二端延伸，因此高壓氣體進入空氣擴大器30A的通道31A後會變成一向通道31A第二端移動的氣流，而帶動位於第一端的物質(氣體或如前所述的防火材料)向第二端移動。

類似於空氣擴大器30A，如圖4所示，真空吸引器30B也可為一套管狀，並同樣形成有一通道31B，而通道31B具有一第一端及一第二端，以及一側通道32B。側通道32B的一端形成於套管的外側面並延伸進入通道31B內，且側通道32B的另一端偏向通道31B的第二端。因此當高壓氣體進入真空吸引器 30B後會變成一向通道31B第二端移動的氣流，而帶動位於第一端的物質(氣體或如前所述的防火材料)向第二端移動。

請再次參考圖1及圖2。混合組件20的一端連通於該防火原料進料組件10。混合組件20形成有一出料口201及至少一發泡原料進料口202，出料口201位於混合組件20的另一端，而發泡原料進料口202位於出料口201及防火原料進料組件10之間。氣動輸送件30還可設置並連通於混合組件20的出料口201，以輔助混合後的原料送出混合成形裝置。

發泡原料進料口202能連接一進料管203，進料管203的一端連通於發泡原料貯存槽，另一端連通於混合組件20的發泡原料進料口202，藉此發泡原料能流入混合組件20。發泡原料進料口202的數量可依據所欲製成的發材料的原料數目設計。本實施例中發泡原料進料口202的數量為二個，但不以此為限。發泡原料進料口202可設置於混合組件20的同一側，或相對的兩側，且同樣不以此為限。

混合組件20具有一螺旋攪拌器21，並選擇性地具有至少一快速螺旋輸送器22。螺旋攪拌器21能將原料混合並具有將原料往出料口201推送的功能。螺旋攪拌器21延伸至鄰近出料口201，螺旋攪拌器21的螺紋的導程角小於定量螺旋輸送器11的螺紋的導程角。透過快速螺旋輸送器22導程角較大葉片，能幫助固態或是黏度較大的原料移動而不易黏滯於輸送路徑的管壁上。

快速螺旋輸送器22可連接於螺旋攪拌器21的兩端的其中之一，且若混合組件20具有二快速螺旋輸送器22者，快速螺旋輸送器22可分別連接於螺旋攪拌器21的兩端。其中一快速螺旋輸送器22位於防火原料進料組件10與混合組件20的螺旋攪拌器21之間，另一快速螺旋輸送器22位於螺旋攪拌器21與出料口201之間。

具體而言，在不具有氣動輸送件30的實施例中，該其中一快速螺旋輸送器22位於防火原料進料組件10的定量螺旋輸送器11與混合組件20的螺旋攪拌器21之間，但在具有氣動輸送件30且氣動輸送件30設置於防火原料進料組件10與混合組件20之間的實施例中，該其中一快速螺旋輸送器22位於該氣動輸送件30及螺旋攪拌器21之間。另一方面，在具有氣動輸送件30且氣動輸送件30設置並連通於混合組件20的出料口201的實施例中，該另一快速螺旋輸送器22具體而言是位於螺旋攪拌器21與氣動輸送件30之間。

快速螺旋輸送器22與螺旋攪拌器21以同一轉軸轉動。換言之，本實施例中，螺旋攪拌器21與快速螺旋輸送器22的軸心相固定連接而同步轉動。

前述二快速螺旋輸送器22可擇一設置，也可同時設置兩個。圖式所示之實施例中是僅具有一快速螺旋輸送器22為示例性說明，且該快速螺旋輸送器22是位於定量螺旋輸送器11與螺旋攪拌器21之間。

動力機構40具有動力組件41及一傳動組件42。本實施例中，動力組件41固設於防火原料進料組件10上，且具體而言是位於防火原料進料組件10上遠離混合組件20的一端。傳動組件42可包含皮帶及皮帶輪組，或包含鍊條及鍊輪組，但不以此為限。傳動組件42沿平行定量螺旋輸送器11延伸，且其一端連接於動力組件41，另一端連接混合組件20的螺旋攪拌器21。換言之，傳動組件42的長度對應於平行定量螺旋輸送器11的長度，且傳動組件42及平行定量螺旋輸送器11的長度可依據產線規劃、所欲製造的發泡材料的尺寸進行設計或變化，使混合組件20伸出至適當位置。另一方面，上述結構藉由動力組件41與混合組件20以延定量螺旋輸送器11延伸的傳動組件42連接，因此動力組件41與混合組件20是分離設置，可減輕防火發泡材料混合成形裝置的出料端的重量。

接著請一併參考圖5。本創作還提出一種防火發泡材料製造方法，其依序包含下列步驟：步驟S1：以定量螺旋輸送器11將防火原料輸送至混合組件20，同時至少一種發泡原料通過至少一發泡原料進料口202進入混合組件20；步驟S2：以混合組件20將防火原料及發泡原料混合；以及步驟S3：將混合後的防火原料及至少一發泡原料推送至混合組件20的出料口201。

具體而言，於步驟S1中，是以氣動輸送件30將混合前的防火原料由定量螺旋輸送器11輸送至混合組件20的快速螺旋輸送器22，再由快速螺旋輸送器22將混合前的防火原料及發泡原料推送至混合組件20的螺旋攪拌器21。於步驟S2中，是以螺旋攪拌器21將防火原料及發泡原料進行混合。於步驟S3中，是以快速螺旋輸送器22將混合後的防火原料及發泡原料推送至出料口201，再以氣動輸送件30將混合後的防火原料及至少一發泡原料抽出出料口201。

因此，本創作的防火發泡材料製造方法中，防火原料會先通過定量螺旋輸送器11而向混合組件20移動，並以氣動輸送件30送入混合組件20的快速螺旋輸送器22，發泡原料也進入混合組件20，然後所有進入混合組件20的原料再進入螺旋攪拌器21混合。隨後，混合後的原料進入另一快速螺旋輸送器22，並被另一氣動輸送件30抽出出料口201。上述快速螺旋輸送器22及氣動輸送件30可僅設置一個或可皆不設置，在皆不設置的情況下，所有原料便是藉由定量螺旋輸送器11的推力推送至出料口201。

實施本創作的防火發泡材料製造方法，可藉由本創作的防火發泡材料混合成形裝置來執行，但不以此為限。

綜上所述，本創作透過一定量螺旋輸送器11來輸送固態或黏性較大的原料，並藉此提供一推送力使原料能移動至出料口201。此外，本創作還透過至少一快速螺旋輸送器22及/或至少一氣動輸送件30輔助原料移動或提供推送力，因此能更順利地將原料自出料口201排出，且減少原料在輸送路徑上的移動時間，避免混合後的原料發生化學變化而在輸送路徑中定形或發生堵塞的機會。

Claims (10)

1. 一種防火發泡材料混合成形裝置，其能混合防火原料及發泡原料，並具有：一防火原料進料組件，其具有一定量螺旋輸送器，該定量螺旋輸送器用以輸送該防火原料；以及一混合組件，其一端連通於該防火原料進料組件；該混合組件形成有一出料口及至少一發泡原料進料口，該發泡原料進料口位於該出料口及該防火原料進料組件之間；該混合組件具有一螺旋攪拌器，其延伸至鄰近該出料口；該螺旋攪拌器的螺紋的導程角小於該定量螺旋輸送器的螺紋的導程角。
2. 如請求項1所述之防火發泡材料混合成形裝置，其中，該混合組件更具有一快速螺旋輸送器，其位於該防火原料進料組件與該混合組件的該螺旋攪拌器之間；該快速螺旋輸送器的螺紋的導程角大於該定量螺旋輸送器的螺紋的導程角。
3. 如請求項1所述之防火發泡材料混合成形裝置，其中，該混合組件更具有一快速螺旋輸送器，其位於該螺旋攪拌器與該出料口之間；該快速螺旋輸送器的螺紋的導程角大於該定量螺旋輸送器的螺紋的導程角。
4. 如請求項2或3所述之防火發泡材料混合成形裝置，其中，該快速螺旋輸送器與該螺旋攪拌器以同一轉軸轉動。
5. 如請求項1至3中任一項所述之防火發泡材料混合成形裝置，其更具有一氣動輸送件，該氣動輸送件設置於該防火原料進料組件及該混合組件之間，並連通該防火原料進料組件與該混合組件。
6. 如請求項1至3中任一項所述之防火發泡材料混合成形裝置，其更具有一氣動輸送件，該氣動輸送件設置並連通於該混合組件的該出料口。
7. 如請求項1至3中任一項所述之防火發泡材料混合成形裝置，其更具有一動力機構，該動力機構具有：一動力組件，其固設於該防火原料進料組件；以及一傳動組件，其平行該定量螺旋輸送器延伸，且其一端連接於該動力組件，另一端連接該混合組件的該螺旋攪拌器。
8. 一種防火發泡材料製造方法，其依序包含下列步驟：以一定量螺旋輸送器將一防火原料輸送至一混合組件，同時至少一種發泡原料通過至少一發泡原料進料口進入該混合組件；以該混合組件將該防火原料及該至少一發泡原料混合；以及將混合後的該防火原料及該至少一發泡原料推送至該混合組件的一出料口。
9. 如請求項8所述之防火發泡材料製造方法，其中：於「以該定量螺旋輸送器將該防火原料輸送至該混合組件，同時至少一種發泡原料通過至少一發泡原料進料口進入該混合組件」之步驟中，以一氣動輸送件將該防火原料由該定量螺旋輸送器輸送進入至該混合組件，接著該混合組件是以一快速螺旋輸送器將混合前的該防火原料及該至少一發泡原料推送至該混合組件的一螺旋攪拌器；於「以該混合組件將該防火原料及該至少一發泡原料混合」之步驟中，是以該螺旋攪拌器將該防火原料及該至少一發泡原料進行混合；且於「將混合後的該防火原料及該至少一發泡原料推送至該混合組件的該出料口」之步驟中，以另一氣動輸送件將混合後的該防火原料及該至少一發泡原料抽出該出料口。
10. 如請求項8所述之防火發泡材料製造方法，其中，該混合組件具有一快速螺旋輸送器及一螺旋攪拌器；於「以該混合組件將該防火原料及該至少一發泡原料混合」之步驟中，是以該螺旋攪拌器將該防火原料及該至少一發泡原料進行混合；於「將混合後的該防火原料及該至少一發泡原料推送至該混合組件的該出料口」之步驟中，是以該快速螺旋輸送器將混合後的該防火原料及該至少一發泡原料推送至該出料口。