KR101905304B1 - 팽창질석보드의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팽창질석보드의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 입경 1~3㎜의 팽창질석과 열가소성 합성수지를 무게 기준 90~70% : 10~30%의 비율로 혼합하고, 온도 100℃ 이상으로 가열하되 수지가 용융되지 않을 정도까지만 가열하면서 팽창질석과 열가소성 합성수지에 포함된 수분과 공기를 제거하여 팽창질석합성수지 혼합물을 배출하는 제1공정; 상기 제1공정에서 배출되는 혼합물을 가압 및 온도 170~300℃로 더욱 가열하여 수지를 용융 상태로 하여 팽창질석과 균일하게 혼합 교반하고, 고압으로 압출하여 수지가 응고 직전 상태인 평판보드를 배출하는 제2공정; 및 상기 제2공정에서 배출되는 평판보드의 상부 또는 하부 중 적어도 하나에 데코시트를 적층하여 압축하면서 가열 및 서서히 냉각하여 데코시트와 평판보드가 일체화되는 팽창질석보드를 배출하는 제3공정;을 포함하는 것이 특징인 팽창질석보드의 제조방법에 관한 것이다.

Description

팽창질석보드의 제조방법 {Method for making of Expanded Vermiculite Board}

본 발명은 팽창질석보드의 제조방법에 관한 것이다.

건축자재로서 다양한 종류의 자재들이 개발되어 사용되며, 이러한 자재들은 보드로 제작되어 많이 사용되고 있다. 특히 질석은 불연재이고 가벼우므로 이를 함유하여 만들어지는 보드는 질석의 함량에 따라 질석이 가진 성질을 상당부분 포함함에 따라 가구나 건축자재로 잘 이용되고 있다.

버미큘라이트(vermiculite)라고 불리는 질석은 알루미늄·마그네슘·철의 수산화규산염으로 된 점토광물로서, 다공질(多孔質)이고 흡수능력이 좋아서 이를 입도별로 팽창시킨 팽창질석이 판매 사용 중이며, 이러한 팽창질석은 주로 내열재료 및 방음재로 널리 이용된다.

이와 같이 상기 팽창질석을 이용하여 제조되는 팽창질석보드가 건축자재로 이용되고 있으며, 상기 팽창질석보드를 제조하는 다양한 방법들이 특허출원되어 공개되어 있다.

2002년09월05일 공개된 출원번호 10-2002-0048759 팽창질석을 골조 층으로 한 다층구조보드성형제조방법이 공개되어 있다.

2003년7월 07일 공개번호 특2003-0059018로 공개된 기능성 복합팽창질석 보드 제조방법에는 팽창질석에 퍼라이트 및 화이트 카본을 첨가하여 유무기 접착제와 배합하여 일정한 크기로 압축 성형된 팽창질석보드, 등 다양한 보드를 제조하는 방법이 공개되어 있다.

2007년03월20일 공고된 특허등록 10-0695910 공보에는, 기존의 팽창질석을 이용한 보드의 장점인 난연성, 경량성, 단열성을 그대로 유지하면서도 고강도를 요하여 기존의 팽창질석 성형물에서는 적용될 수 없었던 가구의 자재, 건축재, 바닥재 등의 다양한 분야에 적용이 가능한, 인체에 유익한 원적외선을 방사하므로 인체의 생체리듬을 활성화시켜 쾌적한 주거환경을 제공하고, 건축물에서 발생하는 시멘트 독성을 중화하며, 탈취성 및 항균성이 뛰어나 친환경적인 장점이 있는 팽창질석을 함유하는 질석보드가 공개되어 있다.

2015년 12월 11일 공개된 출원번호 10-2014-67967의 공개공보에는, 질석을 팽창시켜 팽창질석을 만드는 방법과 제조장치가 설명되어 있는데, 질석 원석을 분쇄기에 넣어 질석 원석을 파쇄하고, 분쇄된 질석 원석을 계량하고, 소성 용기에 넣어서 마이크로웨이브(microwave)로 가열하여 발포 팽창할 수 있도록 하여 일정한 품질의 팽창 질석제품을 생산하고, 입도 별 분류하여 규격화된 제품을 생상하도록 한 것이다.

2015년12월14일 공개된 공개번호 10-2015-0139738호에 질석 보드 표면처리장치 및 처리방법과 표면처리된 질석 보드가 공개되어 있는데 다.

2016.11.16.자로 공개된 출원번호 102015-63988호에 질석보드 제조방법은 질석을 그라인딩하여 질석입자를 추출하는 단계, 상기 질석입자를 800℃ 내지 1000℃로 가열하는 단계, 가열된 상기 질석입자를 기 정해진 냉각속도로 냉각시키는 단계, 상기 질석입자에 바인더를 혼합하여 질석슬러리를 형성시키는 단계 및 상기 질석슬러리를 성형하는 단계를 포함하여 보드를 제조하는 기술 내용이 공개되어 있다.

2008년04월23일 공고된 특허등록 10-0824752호에는 넓은 톱밥보드를 제조할 수 있는 장치가 공개되어 있다. 이 톱밥보드를 제조하는 장치는 열가소성 수지를 용융시켜서 용융플라스틱을 배출하는 압출기와, 상기 압출기에서 배출된 용융플라스틱을 저장하는 저장탱크와, 톱밥과 상기 저장탱크의 용융플라스틱을 받아서 진공펌프로 배기하면서 혼합하는 믹서와, 상기 믹서로부터 나오는 톱밥 용융플라스틱 혼합물을 평판 형태로 성형하는 롤러와, 상기 롤러 후단에 이어서 연결되어 톱밥용융플라스틱 혼합물을 상하에서 압축하여 보드로 성형하기 위하여, 컨베어벨트 두 개를 서로 마주보게 설치하고 그 간격이 입구 측에서 출구 측으로 진행할수록 서서히 작아지도록 설치하고, 상기 두 개의 컨베어 벨트 사이로 톱밥 용융플라스틱 혼합물이 지나갈 때, 입구 근처에서는 가열하기 위한 가열기가 설치되고, 출구 근처에는 냉각하기 위한 냉각기가 설치되어 있는 컨베어벨트장치를 가지고 있는 장치이다.

2016년07월19일 공고된 등록번호 10-1640530에는 불연성 플라스틱 보드 및 그 제조방법이 공고되어 있다. 즉 산화알루미늄(12)이 포함된 인조대리석스크랩을 건조시킨 후 325 내지 800메쉬의 스크랩분말로 분쇄시키는 분쇄단계(S10)와; 상기 분쇄단계(S10)에서 분쇄되어 생성된 상기 스크랩분말이 난연성이 강화된 인조대리석분말(10)로 생성되도록 상기 스크랩분말에 함유된 산화알루미늄(12)이 20 내지 60℃로 유지되는 반응기에서 알칼리용액과 반응되어 수산화알루미늄(21)으로 생성되는 난연강화단계(S20)와; 상기 인조대리석분말(10)과, 상기 인조대리석분말(10)의 100중량부를 기준으로 200 내지 600중량부인 정수슬러지를 활용한 플라스틱난연제(20)와, 상기 인조대리석분말(10)의 100중량부를 기준으로 50 내지 100중량부인 폴리올레핀류수지(30)와, 상기 인조대리석분말(10)의 100중량부를 기준으로 50 내지 200중량부인 다공성경량광물(40)과, 상기 인조대리석분말(10)의 100중량부를 기준으로 10 내지 50중량부인 기능성광물(50)을 혼합하여 원료를 생성시키는 혼합단계(S30)와; 상기 혼합단계(S30)에서 혼합된 상기 원료를 용융하여 팰릿으로 압출하는 제1압출단계(S40)와; 상기 제1압출단계(S40)에서 압출된 상기 팰릿이 0.2㎜ 내지 2㎜ 두께의 불연성보드로 압출되고, 상기 불연성보드의 상면에 상기 플라스틱난연제(20)와 기능성광물(50)이 분사되어, 상기 불연성보드를 다층으로 적층시켜 압출하는 제2압출단계(S50);로 이루어진 불연성 플라스틱 보드의 제조방법이 공고되어 있다.

건축자재에는 데코시트(Deco-sheet)를 붙인 것들이 많이 있는데, 데코시트는 인테리어시트나 또는 장식시트라고도 하며, 래핑 가공용ㆍ유리창용ㆍ각종 전자제품의 표면 마감용 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 이러한 데코시트는 대부분이 PVC(Poly vinyl chloride) 필름 또는 PP(Poly Propylene) 필름을 원단으로 사용하여 제조되고 있으며, 그라비아 인쇄기를 통해 잉크를 인쇄함으로써, PVC 필름 또는 PP 필름의 표면에 각종 다양한 문양이 표출되도록 착색층을 형성시킨 후, 원단의 하면에 프라이머층을 형성시키고, 이형지를 부착하여 이루어진다. 데코시트와 그 제조방법관하여 많은 특허가 공개되어 있는데, 예를 들면, 2014년09월29일 공고된 특허등록 10-1444405, 2013년07월09일 공개된 공개번호 10-2013-0077579 등이 있다.

공지된 제조방법들에 의하여 제조한 팽창질석보드는 강도가 부족하여 쉽게 부서지거나, 제조공정이 까다로워 균일한 품질을 가지지 못하고 편차가 많이 나며, 제품치수가 일정치 못하고, 품질의 편차가 많아서, 건축자재나 가구용 재료로 사용되기에는 품질이 너무 조악하고 불균일한 것이었다.

또 종래의 팽창질석보드는 한번 사용하고 나면 재활용할 수 없은 것이어서 폐기처분하는데에도 폐기물처리비용이 소요되는 것이었다.

그래서 팽창 질석의 가벼운 성질과 불연성을 이용하면서 생산공정이 간단 명료하여, 강도가 좋고 품질의 균일성을 가질 수 있는 팽창 질석 보드 제품과 그 제조 방법 및 제조장치의 개발이 계속 요청되고 있다.

또 건축자재나 가구자재로 사용한 후 폐기물로 비용을 들여서 버리는 것이 아니고 재활용할 수 있는 자재로 이용하는 방안이 요청되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 난연성, 경량성, 단열성과 같은 팽창질석 고유의 특징을 가지면서도 건축자재로 사용 가능하도록 강도가 높고 균일한 제품 품질을 갖도록 하는 팽창질석과 그 제조방법 및 제조장치를 제공함에 있다.

본 발명은 기존의 팽창질석이 적용되기 어려웠던 마루 바닥재, 벽 외장재와 같은 안정성과 고강도를 요하는 제품에도 폭넓게 적용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 마루 바닥재, 벽 외장재, 가구용 자재에 사용하고 나서 폐기 후 재활용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 팽창질석보드는, 팽창 질석과 열가소성수지를 90~70% : 10~30% 비율로 포함하고, 표면에 데코시트가 일체로 부착되어 난연성과 강도도 높은 성질을 가지는 건축자재를 생산한다.

본 발명의 팽창질석보드 제조장치는, 팽창질석과 열가소성 합성수지를 혼합하여 가열하는 혼합가열기(10), 팽창질석과 열가소성 합성수지가 혼합된 혼합물을 가압하여 배출하는 스크류압출기(20), 가압 되어 배출되는 상기 혼합물을 평판으로 성형하는 T다이(30), 그리고 평판으로 성형된 혼합물평판을 더욱 압축하는 콘베어벨트압축기(50)를 포함하여 이루어진다. 특히 고강도로 압축한 팽창질석보드 제작을 위하여 콘베어벨트압축기는 직사각형 형상의 혼합물보드 및 데코시트와 잘 합지되도록 보드를 압축하기 위하여 벨트 사이에서 혼합물보드를 강하게 압축하며 냉각시킴으로서 팽창질석보드의 강도를 높게 한다.

본 발명의 팽창질석보드를 제조하는 방법은, 내용물을 혼합하는 믹서와 가스를 배기하는 진공펌프를 가진 혼합가열기에, 팽창질석과 열가소성수지를 90~70% : 10~30% 비율로 투입하고, 팽창질석과 열가소성합성수지를 혼합시키면서 100℃ 이상으로 가열하되 수지가 용해되지 않을 정도까지만 가열하면서, 진공펌프로 팽창질석과 합성수지에 포함된 수분과 공기를 뽑아낸 다음 배출구로 팽창질석합성수지혼합물을 배출하는 제1공정과; 상기 제1공정에서 배출되는 팽창질석합성수지혼합물(이하에서 그냥 "혼합물"이라고도 한다)을 스크류압출기에 인입되게 하여, 가압하면서 더욱 가열하여 수지가 용융되어 팽창질석과 균일하게 혼합되도록 하며, 고압으로 T다이 입구로 압출하여 상기 혼합물이 T다이 출구에서 평판형태의 보드로 배출되게 하는 제2공정과; 상기 제2공정을 통하여 T다이에서 배출되는 평판형 보드 위에 데코시트를 연속적으로 공급하면서 콘베어벨트 압축기의 2개의 콘베어벨트 사이 인입구로 혼합물보드와 데코시트가 함께 인입되게 하고, 콘베어벨트의 회전에 의하여 벨트와 함께 이동하면서 콘베어벨트 사이에서 가열 및 냉각되면서 상기 혼합물 평판형 보드가 상기 데코시트와 일체로 합쳐진 팽창질석보드가 되어 인출구에서 배출되게 하는 제3공정을 포함하는 이루어진다.

본 발명의 질석보드 제조장치와 그 방법에 의하여 제조된 팽창질석보드는 내구성이 우수하고, 불에 타지 않거나 불이 잘 붇지 아니하는 난연성 보드가 된다. 그래서 친환경소재로 사용되어 인체에 무해하고, 단열, 흡음, 살균 효과 등을 가진다.

본 발명에 따른 팽창질석보드는 팽창질석을 이용한 보드의 장점인 난연성, 경량성, 단열성을 그대로 유지하면서 압축이 강하게 되어 강도가 좋은 특징이 있다.

본 발명에 따른 팽창질석보드는 가구의 자재, 건축재, 마루 바닥재 등의 다양한 용도로 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 팽창질석보드는 종래의 보드처럼 데코시트가 보드에서 분리되어 일어나는 현상이 없도록 완전히 데코시트가 보드본체와 일체로 되어 수명이 길게 되는 효과가 있다.

본 발명의 팽창질석보드는 또한, 인체에 유익한 원적외선을 방사하므로 친환경 소재로 건강에 유익하다.

본 발명은 팽창질석보드는 사용한 후 폐기할 때 이를 분쇄하여 다시 팽창 질석 보드의 원료로 사용할 수 있으므로 환경오염이 최소화되고, 자원 낭비가 없는 현대 우리 사회에서 공해문제를 해결할 수 있는 좋은 자재이고 그 제조방법이며 제조 장치이다.

도 1은 본 발명의 팽창질석보드를 제조하는 제조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 팽창질석보드를 제조하는 제조장치의 또 다른 예를 보여주기 위한 개략적 도면이다.

본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 팽창질석보드를 제조하는 제조장치는 원재료인 팽창질석과 열가소성 합성수지(펠릿)를 투입하여 혼합하고 가열하는 혼합가열기(10), 이 혼합가열기에서 혼합가열된 원재료를 받아서 가열 및 가압하여 고압으로 압출하는 스크류압출기(20), 스크류압출기(20)에서 압출되는 팽창질석과 열가소성 합성수지 혼합물을 평판형태로 성형하는 T다이(30), 그리고 T다이에서 평판형태로 배출되는 혼합물 즉 팽창질석과 합성수지의 혼합물로 된 보드를 원하는 규격의 두께와 폭을 가지는 팽창질석보드로 성형하는 콘베어벨트압축기(50)를 포함하여 이루어진다.

혼합가열기(10)는 팽창질석과 열가소성수지인 합성수지 펠릿을 혼합하는 공간을 가진 혼합통(11)과, 혼합통(11) 내부의 기체를 배기하는 진공펌프(13)와, 혼합통(11) 내부의 가공물인 팽창질석과 열가소성 합성수지 펠릿을 혼합하는 날개(14)를 가진 믹서(12)와, 가공물을 가열하여 설정하는 온도를 유지하도록 하는 가열기(17)를 포함하여 구성된다.

스크류압출기(20)는 케이스(21)와, 이 케이스를 가열하여 소정의 온도로 유지시키는 가열히터(23)와, 케이스(21) 내부에서 회전하면서 가열되는 내용물인 팽창질석 합성수지 혼합물을 출구로 가압하여 내보내는 스크류(24), 및 이 스크류를 회전시키는 구동 모터(22)를 포함하여 이루어진다. 이 스크류압출기(20)는 스크류가 하나만 설치된 것도 사용 가능하지만 바람직하기로는 스크류 2개가 연동하는 트윈 스크류 압출기가 더 좋다.

T다이(30)는 스크류압출기의 출구와 결합하는 입구와, 긴 직사각형 형상으로 형성된 출구를 가고 있으며, 입구로 인입되는 팽창질석 합성수지 혼합물이 입구에서 출구로 이동하는 동안에 평판 형상으로 서서히 변형되어서 출구에서 팽창질석 합성수지 혼합물 보드 형태로 배출되도록 내부 통로가 만들어진 것으로서, 일반적으로 사용되는 플라스틱 시트 제조장치의 T다이 형태와 비슷한 것을 사용하면된다.

콘베어벨트압축기(50)는, 두 개의 구동롤러(61, 67)에 의하여 지지 되어 회전하는 상부벨트(62)와, 두 개의 구동롤러(51, 57)에 의하여 지지 되어 회전하는 하부벨트(52)가 마주보도록 설치되고, 벨트의 대향하는 면이 같은 방향으로 이동하도록 설치된다. 본 발명의 콘베어벨트압축기에서 사용하는 상부벨트와 하부벨트는 금속벨트이다. 하부벨트(52)와 대향하는 상부벨트(62)의 사이, 즉 상하 벨트 사이가 일정한 간격을 유지하도록 설치된다. 이 상부벨트와 하부벨트 사이 공간에 팽창질석보드가 삽입되면, 대향하는 상하벨트는 같이 움직이면서 팽창질석보드를 압축하는 압축력을 계속 유지하도록 되어 있다.

T다이(30)로부터 배출되어 콘베어벨트압축기(50,60)의 벨트 사이로 유입되는 평판 형상으로 된 팽창질석보드의 상하면에 데코시트를 합지할 수 있도록 입구측 구동롤러(51,61)의 상하부에는 각각 데코시트 롤이 장착된 롤러축(75,76)을 추가로 설치할 수 있는바, 데코시트가 롤 형태로 감겨있는 데코시트 롤이 회전되면서 데코시트가 풀려 팽창질석보드의 상면 및/또는 하면에 데코시트(74,77)가 추가될 수 있게 된다. 이에 따라 팽창질석보드(71)의 상하면 모두 또는 상하면 중 어느 일면에 데코시트가 합지된 상태에서 콘베어벨트압축기(50,60)의 입구로 삽입되도록 할 수 있다. 이와 같이 데코시트를 상하면 어디에도 합지하지 않고 팽창질석과 합성수지만 혼합된 질석보드층(71')으로 된 보드를 제작할 수도 있고, 또는 데코시트를 상하 양면 모두에 합지하여 상하부 데코시트를 가진 팽창질석보드를 제작할 수도 있으며, 상하 일면에만 데코시트가 부착된 팽창질석보드를 얻을 수도 있다.

데코시트는 표면의 무늬나 질감을 보기 좋게 하고 표면을 보호하고 보드전체의 품질을 향상시키기 위하여, 종이처럼 얇은 시트 형태로 제작되어 된 것으로서, 건축물의 벽이나 마루, 가구를 만드는 보드들의 표면에 부착하여 사용하는 것으로서, 다양한 종류의 제품이 시중에 나와 있고, 이러한 데코시트를 제조하는 방법과 장치들에 관하여 설명한 특허공보로 많이 공개되어 있다. 표면 무늬는 나무모양, 벽돌모양, 목재모양, 꽃무늬모양, 등 실로 다양한 형상과 색채를 가진 것들이 많이 있으며, 본 발명에서는 이러한 공지된 데코시트를 선택하여 사용한다.

콘베어벨트압축기(50,60)의 상,하부벨트(62,52) 사이의 간격은 일정하게 설치될 수도 있고 또는 간격이 조금씩 좁아지거나 넓어지도록 설치할 수도 있다. 상부벨트와 하부벨트가 이들 사이에 끼어있는 팽창질석보드 또는 일면이나 양면에 데코시트가 합지된 팽창질석보드를 압착 시에는 상부벨트의 하부면(62')과 하부벨트의 상부면(52') 사이에 위치하는 팽창질석보드가 상,하부벨트의 이동에 의해 계속하여 압착되도록 압축하는 힘을 지탱하기 위한 즉, 상하부벨트가 뒤로 밀리지 않고 설정된 위치를 유지하도록 밀리는 힘에 대항하는 힘을 가하는 면베어링(54,56,64,66)이 다수 설치된다. 이와 같이 상기 다수의 면베어링은 상,하부벨트와 면접촉을 하면서 상,하부벨트가 잘 미끄러져 이동하도록 하고, 상,하부벨트가 회전하면서 설정된 궤적에서 후방으로 밀리지 않도록 하기 위하여 상부벨트(62)의 하부면(62')과 하부벨트(52)의 상부면(52')에 접하여 지지하면서 상,하부벨트가 그 사이에 있는 팽창질석보드를 압축하는 힘을 유지하도록 하게 된다. 다시 말하자면 상,하부벨트 사이에 있는 팽창질석보드(71)가 받는 압력을 지탱하게 되는 것이다.

이들 면베어링들(54, 56, 64, 66)이 설치된 후편에는 가열기들(53,63)들과 냉각기들(55,65)들이 설치되어 있어서, 면베어링의 입구와 출구의 팽창질석보드의 온도를 제어할 수 있도록 하고 있다.

컨베어벨트의 길이는 필요에 따라 길게도 짧게도 할 수 있다. 또 가열기들을 제어하여 컨베어벨트 사이에서 이동하는 팽창질석보드 온도를 제어하기 위하여 가열할 수도 있고, 냉각기는 출구로 나가는 팽창질석보드(70)를 냉각시켜서 출구로 배출될 때는 냉각되어 주변 온도에 잘 적응하도록 할 수 있다. 이렇게 함으로서 온도차에 의한 변형을 최소화 할 수 있다. 실시예로서, 가열기는 자동온도 조절기능이 있는 전기 히터를 사용하고 냉각기는 역시 자동온도 조절기능을 가진 수냉식 냉각기를 사용하는 것이 좋다.

벨트들과 면베어링들은 상하로 위치를 조절할 수 있도록 설치되며, 그래서 팽창질석보드의 이동통로가 되는 상부벨트와 하부벨트 사이 간격을 작게 하거나 크게 할 수 있으며, 사이 간격이 입구와 출구가 동일하게 할 수도 있고 출구 쪽이 점점 좁아지도록 조절할 수도 있게 되어 있다. 이렇게 조절 가능하게 함으로써, 생산하는 팽창질석보드의 두께를 임의의 치수로 생산가능하도록 조절할 수 있다.

본 발명의 제조장치를 사용하여 팽창질석보드를 제조하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

혼합가열기(10)에 입경이 1~3mm 되는 팽창질석과 열가소성수지를 무게 비율로 90~70% : 10~30%로 투입하고, 투입된 팽창질석과 열가소성합성수지(펠릿)가 믹서(12)에 의하여 서로 혼합되면서, 가열기(17)에 의하여 100℃ 이상으로 가열하되 수지가 용해되지 않을 정도까지 가열하면서, 진공펌프로 수분과 개스를 혼합가열기 외부에 배출시킨다. 배기를 신속하게 하기 위하여 진공펌프를 사용하며, 팽창질석과 수지에 포함되어 있는 수분과 공기를 배기시키고 팽창질석과 합성수지혼합물을 배출구로 배출한다.

혼합가열기에서 배출되는 팽창질석합성수지혼합물(이하에서 그냥 "혼합물"이라고도 한다)은 스크류압출기에 인입되게 한 후, 더욱 가열되어 열가소성합성수지가 용융상태로 되게 하고, 스크류의 회전으로 혼합 및 가압되며, 팽창질석과 균일하게 혼합되어 팽창질석합성수지혼합물이 되며, 스크류 회전에 의하여 고압상태로 출구를 통하여 T다이 입구로 혼합물이 배출된다. 이때 가열된 혼합물 온도가 170~300℃ 정도로 하는 것이 좋다.

T다이는 입구로 들어오는 물질을 판자 형상으로 퍼지게 하는 기구로서 일반적으로 합성수지 시트 제조장치에서 사용하는 것과 비슷한 형상을 가지되 출구의 폭과 높이를 본 발명의 팽창질석보드의 폭과 두께를 고려하여 설계된 것을 사용한다.

T다이 입구로 들어오는 팽창질석합성수지혼합물은 긴 직사각형 형상의 출구를 통하여 보드 형상으로 배출된다. 이때 수지는 수지종류에 따라 응고하기 직전 상태로 온도가 제어되며 완전한 고체인 보드와는 다르고, 변형할 수 있는 상태로 된다.

T다이에서 배출되는 변형이 가능한 보드 형상의 혼합물은 콘베어벨트압축기의 두 개의 벨트 사이인 압축기 입구로 완전히 인입하기 전에 중간단계 시간을 잠시 가지게 된다. 즉 T다이 출구에서 나온 혼합물이 벨트 사이 입구까지 들어가기 직전까지 이동하는 중간단계가 있게 된다. T다이 출구에서 나온 혼합물이 상부벨트와 하부벨트 사이로 빨려들어갈 때까지의 중간단계 중간(Buffer) 영역이 있게 된다. 도면에서는 하부벨트가 상부벨트보다 조금 앞으로 나오도록 길게 되어 있어서, 보드 형상으로 된 혼합물이 벨트 사이 입구까지 이동하는 동안 즉 이 중간단계에서 데코시트가 혼합물 위에 및/또는 아래에 겹쳐질 수 있도록 한다.

이 중간 단계에서 팽창 질석 수지혼합물로만 된 팽창질석보드를 생산할 것인지, 상부에만 데코시트가 부착된 데코시트 일면 부착 팽창질석보드를 생산할 것인지, 또는 양면에 모두 데코시트가 부착된 팽창질석보드를 생산할 것인지가 결정된다고 할 수 있다.

벨트 사이 입구로 빨려들어간 혼합물, 또는 혼합물과 일면의 데코시트, 또는 혼합물과 양면의 데코시트는 벨트의 이동과 함께 이동되면서 온도제어를 받게 된다.

벨트 입구 근처에서는 인입될 때의 온도가 합성수지의 종류에 따라 그에 적합한 온도가 되도록 온도조절된 다음에 출구로 이동하면서 서서히 냉각되어 완전히 응고된 고체상태 보드가 되어 벨트 사이를 빠져나가게 제어한다. 물론 데코시트의 수지 종류를 고려하여 온도를 설정한다. 이렇게 함으로써 데코시트와 혼합물의 수지 성분이 서로 만나서 일체화하고, 팽창질석과도 밀착혼합되면서 일체화되어 강한 강도를 가진 데코 팽창질석 보드로 된다.

예로서, Polypropylene, polyethylene 과 같은 수지들은 가열온도를 150~230도가 되도록 하며, 냉각온도는 45도 이하로 한다. Polycarbonate 수지는 가열온도를 200~320도가 되도록 제어하고, 냉각온도는 45도 이하로 한다. 이렇게 합성수지 종류에 따라서 가열온도 조절과 냉각 온도 조절을 변화시키며 온도를 조절할 수 있다.

그리고 마주보는 2개의 콘베어벨트 사이 간격이 점점 작아지도록 벨트를 설치하면 콘베어벨트 압축기의 두 개의 벨트 사이인 인입구로 인입된 혼합물이 두 개의 콘베어벨트 사이에서 더욱 많이 압축된다. 폭은 T다이에서 나온 폭보다 좀 더 넓어지고 두께는 좀더 얇은 보드로 성형될 수도 있다. 또 이렇게 압축되면서 더욱 강한 압축강도를 가질 수 있게 된다.

이후 공정에서 절단공정과 필요한 후 가공공정 등을 통하여 최종 소비 제품으로 상품화된다.

이렇게 제조된 팽창질석보드는 내구성이 좋고 난연성이 우수한 팽창질석보드가 되고, 친환경소재로 되며 인체에 유해하지 않고, 흡음성과 단열, 살균효과가 있게 된다.

본 발명에 따른 팽창질석보드는 기존의 팽창질석을 이용한 보드의 장점인 난연성, 경량성, 단열성을 그대로 유지하면서도 강도가 높은 특징이 있다.

본 발명에 따른 팽창질석보드는 종래의 보드와는 달리 데코시트가 보드에서 분리되는 현상이 없어지고 보드 본체와 일체가 되어 수명이 길어지는 효과가 있다.

본 발명에 따른 팽창질석보드는 팽창질석과 합성수지만으로 된 보드로 제작될 수도 있고, 양면 또는 일면에 데코시트가 부착된 보드로 제작될 수도 있으며, 본 발명에 따른 장치를 이용하여 보다 다양한 보드를 생산할 수 있다.

본 발명에 따른 팽창질석보드는 질석이 합성수지보다 비중이 가볍기 때문에 예컨대, 중량 기준 80:20의 비율로 질석이 80%, 합성수지가 20%를 차지한다 하더라도 질석이 훨씬 많은 부피를 차지하고 있으므로 난연성이 더욱 뛰어난 보드가 만들어진다.

본 발명에 따른 팽창질석보드는 가구 제조용 자재, 건축재, 마루 바닥재 등의 다양한 용도로 사용할 수 있다. 또한, 인체에 유익한 원적외선을 방사하므로 친환경 소재로 사용될 수 있는 효과도 있다.

10: 혼합가열기 20: 압출기
30: T 다이 50,60: 콘베어벨트압축기
11: 혼합통 12: 믹서
13: 진공펌프 14: 믹서날개
17: 가열기 18: 혼합물출구
20: 스크류압출기 21: 케이스
22:스크류구동모터 23: 가열히터
24: 스크류 25: 나사산
51,57,61,67: 구동롤러 52: 하부벨트
52': 하부벨트의 상부면 62: 상부벨트
62': 상부벨트의 하부면 53,63: 가열기
55,65 : 냉각기 54,56,64,66: 면베어링들
70: 팽창질석보드 71: 질석수지혼합물
74,77: 데코시트 75,76: 롤러축

Claims (11)

1. 입경 1~3㎜의 팽창질석과 열가소성 합성수지를 무게 기준 90~70% : 10~30%의 비율로 혼합하고, 온도 100℃ 이상으로 가열하되 수지가 용융되지 않을 정도까지만 가열하면서 팽창질석과 열가소성 합성수지에 포함된 수분과 공기를 제거하여 팽창질석합성수지 혼합물을 배출하는 제1공정;
   상기 제1공정에서 배출되는 혼합물을 가압 및 온도 170~300℃로 더욱 가열하여 수지를 용융 상태로 하여 팽창질석과 균일하게 혼합 교반하고, 고압으로 압출하여 수지가 응고 직전 상태인 평판보드를 배출하는 제2공정; 및
   상기 제2공정에서 배출되는 평판보드의 상부 또는 하부 중 적어도 하나에 데코시트를 적층하여 압축하면서 가열 및 서서히 냉각하여 데코시트와 평판보드가 일체화되는 팽창질석보드를 배출하는 제3공정;을 포함하는 것이 특징인 팽창질석보드의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제3공정에서, 상기 데코시트는 무늬가 형성되거나 색상이 인쇄된 플라스틱시트, 종이 또는 섬유로 된 것이거나 이들이 포함된 시트인 것이 특징인 팽창질석보드의 제조방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제3공정에서, 상기 데코시트가 적층된 평판보드를 압축 시 평판보드를 이루는 열가소성 합성수지가 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 수지인 경우 온도 150~230℃로 가열 및 온도 45℃ 이하로 냉각되도록 하는 것이 특징인 팽창질석보드의 제조방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제3공정에서, 상기 데코시트가 적층된 평판보드를 압축 시 평판보드를 이루는 열가소성 합성수지가 폴리카보네이트 수지인 경우 온도 200~320℃로 가열 및 온도 45℃ 이하로 냉각되도록 하는 것이 특징인 팽창질석보드의 제조방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

Images