KR102128817B1 - 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템 - Google Patents

초고농축 발포 마스터배치 제조시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배합조 내의 수지성분, 발포제 및 첨가제를 포함하는 원료를 혼련시켜 혼련물을 형성하는 배합부; 상기 배합부로부터 제 1컨베이어에 의해 혼련물을 공급받아 압축 및 혼련시키고 시트 형태의 압출물을 연속으로 배출하는 쿨링압출부와; 상기 쿨링압출부로부터 제 2컨베이어에 의해 공급되는 압출물을 알갱이 형태의 발포제로 배출하는 압출성형부; 및 상기 압출성형부에서 배출되는 알갱이 형태의 발포제에 이물질을 제거하면서 냉각시켜 배출하는 배출부;를 포함하여 발포 마스터배치 제조과정 중 원료 및 제품의 온도가 상승하는 것을 제어하여 제조과정 중 온도에 민감한 발포 마스터배치가 발포 및 가교화되는 것을 방지함과 아울러 발포 마스터배치의 불량률을 줄여주고, 발화 가능성을 낮춰주는 장점이 있는 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템에 관한 것이다.

Description

초고농축 발포 마스터배치 제조시스템{Ultra High Concentration Foam Masterbatch Manufacturing System}
본 발명은 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제조과정 전체에 열적 안정성이 높아 화재 가능성이 낮고 발포 셀이 균일하며 친환경 고농축인 발포 마스터배치의 제공이 가능한 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템에 관한 것이다.
플라스틱 발포체는 발포체의 소재와 형성된 기포 상태에 따라 차열성, 단열 성, 차음성, 흡음성, 방진성, 경량화 등을 발현시킬 수 있는 점에서 다양한 용도에서 이용되고 있다. 이와 같은 플라스틱 발포체를 제조하는 방법으로는, 화학 발포제를 함유하는 마스터배치(master bach: MB)를 가열함으로써 발포시켜 성형하는 방법을 들 수 있다.
그러나 화학 발포제를 함유하는 마스터배치는, 발포 성형기 내에서 발포제가 급격하게 분해될 우려가 있는 등의 문제가 있어 취급이 어려웠다. 또, 수지의 종류에 따라서는 충분한 발포 배율을 얻지 못하고, 성형체로서 원하는 경도를 얻기가 곤란한 경우가 있었다.
또한, 다양한 발포제가 동시에 사용되기 때문에, 발포셀의 크기나 형태, 분포, 함량 등의 조절이 어려우므로 발포체의 크기나 형태 등이 불균일한 문제가 있었다.
한편, 단열용, 완충용 등의 포장재로서 여러가지 발포제가 개발되고 있으며, 크게 기체 혼입에 의한 물리적 발포제와 열분해형 발포제가 있고, 마스터 뱃치로 사용되는 발포제는 유기계의 열분해성 화학발포제가 주류를 이룬다.
화학 발포제는 유기 발포제와 무기 발포제로 나누어지며, 미세 파우더 형태의 제품으로 판매가 되었으나, 미세분진으로 인한 인체 유해 및 분진 폭발, 사용 편의성으로 인하여 예비-배합(pre-compounding)에 의한 균일한 발포체 제조를 위한 마스터 뱃치 형태의 제품 수요가 급속히 증가하고 있다.
발포제 마스터배치 기술 개발의 특성상, 온도에 의한 발포제 분해 문제로 인하여 생산중 공정온도에 의한 불량 문제가 다량 발생하고 있다. 예를 들면, OBSH[4,4―옥시비스벤젠술포하이드라자이드(4,4-0xy Bisbenzene Sulfonyl Hydrazide)]계 발포제 마스터배치는 분해온도 조절이 용이하고 독성이 없는 제품으로 친환경적인 장점이 있으나, 현재는 전량 수입에 의존하고 있으며, 특히 열적 안정성이 매우 낮아서 터지면서 발화하여 화재로까지 이어지는 사고가 빈번히 발생하고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-0836604호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 혼련 및 압출시 발생할 수 있는 온도를 효과적으로 제어하며 화재발생에 직접적 원인을 제공하는 잠열을 효과적으로 제거함으로써 열적 안정성이 높아서 발화 가능성이 낮고 발포 셀이 균일하며 친환경 고농축인 발포제 마스터배치의 제공이 가능한 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템을 제공하고자 함이다.
상기 문제점을 해결하기 위한 수단으로 본 발명에 따른 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템은 배합조 내의 수지성분, 발포제 및 첨가제를 포함하는 원료를 혼련시켜 혼련물을 형성하는 배합부; 상기 배합부로부터 제 1컨베이어에 의해 혼련물을 공급받아 압축 및 혼련시키고 시트 형태의 압출물을 연속으로 배출하는 쿨링압출부와; 상기 쿨링압출부로부터 제 2컨베이어에 의해 공급되는 압출물을 알갱이 형태의 발포제로 배출하는 압출성형부; 및 상기 압출성형부에서 배출되는 알갱이 형태의 발포제에 이물질을 제거하면서 냉각시켜 배출하는 배출부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 배합부는, 수지성분, 발포제 및 첨가제를 포함하는 원료가 투입되는 배합조; 상기 배합조 내 하부에서 한 쌍이 나란하게 회전가능하게 구성되는 블레이드; 및 상기 배합조의 상측에서 승강 제어되어 상기 블레이드를 가압하도록 구성되는 가압판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가압판의 하면은 그 내주연이 한 쌍이 나란하게 구성되는 상기 블레이드의 회전반경에 대응하도록 한 쌍의 오목한 곡면형태로 구성되고, 한 쌍의 곡면 간은 가압판의 승강 방향에 수직되는 평면형으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 쿨링압출부에는 상기 제 2컨베이어를 향하는 끝단부에 한 쌍의 성형롤러가 나란하게 구성되어 상기 성형롤러를 통해 배출되는 압출물이 시트형태를 취하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 압출성형부는, 상기 제 2컨베이어로부터 압출물을 공급받는 호퍼와 상기 호퍼로부터 유입되는 압출물이 수용되는 공간부가 형성되는 하우징; 상기 공간부에 배치되어 공간부에 유입되는 압출물을 상기 하우징의 선단으로 압출 및 이송시키는 스크류; 상기 하우징의 선단에 구성되며 상기 스크류의 작동에 의해 압출되는 압출물을 팰릿 형태로 배출시키는 헤더; 및 상기 헤더를 통해 압출되는 압출물을 절단하여 알갱이 형태로 커팅하는 커팅수단;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
일례로써, 상기 헤더는, 원형의 다이스홀 다수 형성되는 다이스; 및 상기 다이스와 상기 스크류 사이에 형성되는 관 형태의 가이드콘;을 포함하되, 상기 가이드콘은 상기 스크류 측으로 갈수록 직경이 좁아지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스크류의 내측에는 수냉통로가 마련되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템은 발포 마스터배치 제조과정 중 원료 및 제품의 온도가 상승하는 것을 제어하여 제조과정 중 온도에 민감한 발포 마스터배치가 발포 및 가교화되는 것을 방지함과 아울러 발포 마스터배치의 불량률을 줄여주고, 발화 가능성을 낮춰주는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 구성인 배합부를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 구성인 배합부의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 구성인 쿨링압출부의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 일 구성인 압출성형부의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 일 구성인 헤더의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 일 구성인 배출부의 일 실시 예를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명에 의해 제조되는 발포 마스터배치를 나타내는 도면.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 구성인 배합부를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 구성인 배합부의 일 실시 예를 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 구성인 쿨링압출부의 일 실시 예를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 구성인 압출성형부의 일 실시 예를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 구성인 헤더의 일 실시 예를 나타내는 도면이다. 그리고 도 7은 본 발명의 일 구성인 배출부의 일 실시 예를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명에 의해 제조되는 발포 마스터배치를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템은 제조과정 전체에 걸쳐 열적 안정성이 높게 구성되어 화재 가능성이 낮고 발포 셀이 균일하며 친환경 고농축인 발포 마스터배치를 제조하도록 구성되는 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템에 관한 것으로, 그 주요 구성으로는 도 1에 도시된 바와 같이 배합부(100), 쿨링압출부(200), 압출성형부(300) 및 배출부(400)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 배합부(100)는 배합조(110) 내부로 공급되는 수지성분, 발포제 및 첨가제를 포함하는 원료를 혼련시켜 혼련물을 형성하도록 구성되는 것으로, 이때, 수지성분의 종류에는 스티렌-부타디엔 스티렌 터폴리머(Styrene-butadiene styrene terpolymer: 이하 SBS), 에틸렌 프로필렌 디엔 고무(Ethylene propylene diene rubber : 이하 EPDM) 등이 사용될 수 있다.
또한, 발포제는 발포과정에서 발열반응이 일어나며 발열양이 너무 많으면 분해가 끝나기 전에 분해온도를 넘어서 발포제의 분해를 중단시키므로 발열양이 적은 것이 바람직하며, 수지성분의 기계적 내지 화학적 성질과 고유의 색에 영향을 미치지 않아야 한다.
발포제의 종류로서는 아조디카본아마이드(Azodicarbonamide : 이하 ADCA), 개질 ADCA, 4,4'옥시비스벤젠설포하이드로라지드(Oxybis benzensulfohydrorazide : 이하 OBSH), N,N'디니트로스 펜실렌 테트라민(Dinitrose Penthylene Tetramine : 이하 DPT), 톨루엔설포니비드라지드(Toluenesulfonybydrazide : 이하 TSH), P톨루엔설포닐세미카보나이즈(Toulenesulfonyl semicarbonaze : 이하 PTSS)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나를 사용하는 것이 좋다. 보다 바람직하게는 배율적으로 유리하고, 가지 소화성, 안정적 구조를 가지며, 분해온도 조절이 용이하고 독성이 없으며, 안정적 구조를 갖는 4,4'옥시비스벤젠설포하이드로라지드(OBSH)를 사용하는 것이 좋다.
또한, 제조하고자 하는 발포 마스터배치의 특성에 맞게 첨가제를 가감하여 투입할 수 있음은 물론이며, 첨가제의 종류로서는 발포 조절제, 안정제, 색상 안료 등이 사용될 수 있다.
발포 조절제는 유기계 및 유기금속계 화합물 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다. 그 혼합량은 분해온도와 속도를 조절하여 사용 공정 조건에 맞도록 조절할 수 있어 생산성과 에너지 효율을 증대할 수 있을 정도로 결정되며, 만일 너무 많이 혼합할 경우에는 제품의 유연성, 가공의 작업성 또는 팽창성에 문제가 되거나 기타배합물과 화학반응을 일으켜 변색을 주거나 발포조건에 영향을 줄 수 있다.
안정제는 복합안정제로서, 유기산금속염, 아인산에스테르, 산화방지제, 석유계지방족, 방향족 글리콜 용제, 내·외부활제, Epoxy, 자외선흡수제로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 배합부(100)는 도 2 및 도 3a에 도시된 바와 같이 배합조(110) 내에 배치된 한 쌍의 블레이드(130)에 의해 전술하였던 수지성분, 발포제 및 첨가제를 포함하는 원료의 혼합과 반죽이 이뤄지도록 하여 혼련물을 형성시키는 것으로, 이때, 상기 배합조(110)에는 상부에서 가압판(120)이 승강제어되면서 블레이드(130)에 공급되는 원료를 가압하여 그 혼합과 반죽이 보다 원활하게 이뤄질 수 있게 되며, 상기 가압판(120)은 실린더(140)에 의해 그 승강이 제어될 수 있게 된다.
도 3a에 도시된 바와 같이 상기 블레이드(130)는 한 쌍이 서로 간섭되지 않도록 배치되며, 각 블레이드(130)는 서로 연동하도록 구성되거나 또는 각각이 독립적으로 회전하도록 구성될 수 있다.
배합조(110) 내의 원료는 실린더(140)의 하강에 의해 가압판(120)이 가압함으로써 혼련효율이 증대되어 혼련 시간의 단축 및 혼련물의 질적 향상을 도모할 수 있게 된다.
아울러, 상기 가압판(120)의 바닥면 형상은 도 3a에서와 같이 상기 블레이드(130)에 최대한 밀착할 수 있도록 한 쌍의 블레이드(130) 회전반경에 부합되는 곡면 형태로 구성하여 배합부(100)의 혼련성을 극대화시킬 수 있게 된다.
만약, 상기 가압판(120)의 바닥면 형태가 평면형으로 제작된다면 한 쌍의 블레이드(130) 간 간극이 크게 형성되므로 즉, 가압판(120)에 의해 가압되지 않는 공간이 발생하여 혼련 효율이 저하되고 그에 따라 혼련 시 장시간이 소요되는 문제점이 발생할 수 있게 된다.
이때, 본 발명에서는 도 3a에서와 같이 한 쌍의 블레이드(130) 간 간격에 해당하는 상기 가압판(120)의 중심부를 평면형태로 마련하여 블레이드(130)와 가압판(120) 간 접촉면적이 과하지 않게 하여 배합조(110) 내 온도상승을 제어하도록 구성시킴이 바람직하다.
즉, 본 발명에서는 상기 가압판(120)의 바닥면 형상이 한 쌍의 블레이드(130)의 회전반경에 부합하도록 곡면형태로 구성시키되, 그 중심부를 평면형태로 구성시킴으로써 블레이드(130)와 가압판(120) 간 접촉면적을 과하지 않게 제작하여 혼련효율은 높여주되 온도가 상승하는 것을 제어할 수 있는 최적의 효과를 이룰 수 있게 된다.
한편, 상기 배합부(100)에는 도 3b에 도시된 바와 같이 복수의 온도센서(150)가 구성될 수 있는 데, 이는 상기 블레이드(130) 및 가압판(120)의 작동에 의해 배합조(110)의 온도가 상승될 수 있는 바, 복수의 온도센서(150) 중 어느 한 곳이라도 세팅값보다 온도가 높아지면 상기 온도센서(150)가 이를 인지하여 자동으로 상기 가압판(120)을 상승시키거나 또는 블레이드(130)의 회전속도를 줄여 배합조(110)의 온도를 특정온도 이하로 유지시킬 수 있게 된다.
도면에서는 상기 온도센서(150)가 3개 적용된 것으로 도시되어 있으나, 본 발명에서는 온도센서(150)가 상기 배합조(110)의 규모에 따라 3개 이상이 될 수도 있고 3개 이하가 될 수도 있다.
상기와 같이 배합조(110)의 온도를 제어하여 혼련물의 혼련부하를 경감시킬 수 있는 데 본 발명에서는 그 일례로써, 상기 배합조(110)의 온도를 70℃ 이하로 유지시킴이 바람직하다.
아울러, 구체적으로 도시된 바는 없으나 상기 배합조(110)는 일정한 두께로 형성되되, 두께의 내측에는 냉각수가 순환하도록 냉각수통로를 마련하여 혼련 공정 중에 수지성분, 발포제 및 첨가제를 포함하는 원료를 냉각시키는 작용을 할 수 있다.
이어서, 상기 쿨링압출부(200)는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 배합부(100)로부터 제 1컨베이어(190)에 의해 덩어리 형태의 혼련물을 공급받아 혼련물에 대해 압축 및 혼련시키는 공정을 수행하게 되는데 상기 쿨링압출부(200)의 작용에 의해 혼련물이 일정한 굵기를 갖는 시트 형태의 압출물로 배출될 수 있게 된다.
이러한 상기 쿨링압출부(200)는 혼련물을 압축 및 혼련시킨 후 한 쌍의 성형롤러(210)에 의해 소정 두께를 갖으며 면적이 넓은 시트형태의 압출물로 배출시켜 즉, 압출물의 대기 중 노출되는 면을 확장시킴으로써 압출물에 대한 냉각 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
이때, 상기 쿨링압출부(200)로부터 배출되는 압출물을 이후 공정인 압출성형부(300)로 이송시키는 제 2컨베이어(290)에는 도 4에 도시된 바와 같이 압출물을 향하도록 구성되는 복수의 냉각팬(291)을 더 구성하여 제 2컨베이어(290) 상에 이송되는 시트형태의 압출물이 냉각팬(291)에 의해 더욱 냉각되도록 구성할 수 있다.
아울러, 혼련물의 온도상승을 억제시키기 위해 상기 쿨링압출부(200)에도 상기 배합부(100)의 배합조(110)에 구성되는 냉각수가 순환하는 냉각수통로가 더 구성될 수 있게 된다.
이하, 도 5 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 구성인 압출성형부(300)에 대해 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
상기 압출성형부(300)는 상기 쿨링압출부(200)로부터 제 2컨베이어(290)에 의해 공급되는 시트 형태의 압출물을 알갱이 형태의 발포 마스터배치로 배출하도록 구성되는 것으로, 하우징(310), 스크류(320), 헤더(330) 및 커팅수단(350)을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 하우징(310)은 상기 제 2컨베이어(290)로부터 압출물을 공급받는 호퍼(311)가 마련되고 내부에는 호퍼(311)와 하우징(310)의 선단을 연통하는 공간부(312)가 형성되어 호퍼(311)를 통해 공급되는 압출물이 상기 공간부(312)에 유입되도록 구성된다.
상기 스크류(320)는 도 5에서와 같이 상기 공간부(312)에 배치되는 것으로 스크류(320)의 작동에 의해 공간부(312)의 압출물이 하우징(310)의 선단까지 압축되면서 이송될 수 있게 된다.
이때, 상기 스크류(320)에는 그 내측에 냉각수가 순환할 수 있는 수냉통로(322)를 마련함으로써, 장시간 작동에 의한 스크류(320)의 온도상승시 이를 제어할 수 있게 된다.
상기 헤더(330)는 상기 하우징(310)의 선단에 구성되는 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 스크류(320)에 의해 압출되는 압출물을 팰릿 형태로 배출시키는 것으로, 다이스(331) 및 가이드콘(333)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 다이스(331)는 상기 헤더(330)의 선단부에 구성되는 것으로 도 6에서와 같이 다수의 다이스홀(332)이 형성되어 상기 스크류(320)에 의해 이송되는 압출물이 상기 다이스홀(332)을 통과하면서 팰릿 형태로 배출될 수 있게 된다.
그리고 상기 가이드콘(333)은 상기 스크류(320)와 다이스(331) 사이의 공간을 최소화 시키기 위해 구성되는 것으로, 이는 스크류(320)에 의해 압출물이 이송되면서 다이스홀(332)에 의해 배출되는 단면이 작아지므로 그 사이에서 압출물의 적체현상이 발생하게 되며, 적체현상에 의한 마찰열에 의해 발포 마스터배치의 불량이 발생할 수 있는 바, 가이드콘(333)이 스크류(320)와 다이스(331) 사이 공간에서 스크류(320)를 향해 오목한 '콘' 형상으로 마련되어 그 흐름 부하를 경감시킬 수 있게 된다.
아울러, 상기 커팅수단(350)은 상기 다이스(331)를 통해 압출되는 압출물을 절단하여 도 8에 나타낸 바와 같이 알갱이 형태의 발포 마스터배치를 형성하게 된다.
이때, 상기 커팅수단(350)은 구체적으로 도시된 바는 없으나 복수의 나이프가 회전하면서 다이스(331)를 통해 압출되는 압출물을 절단하도록 구성되는 것으로, 나이프의 개수는 2개, 4개, 6개의 나이프가 장착될 수 있으며, 일반적으로 4개를 쓰고 있으나, 그럴 경우 나이프에 압출물이 붙는 문제점이 발생하여, 바람직하게는 2개의 나이프를 장착하여 운용할 수 있다.
또한, 나이프의 경우 점착방지를 위하여 스프링강 표면에 코팅을 한 칼날을 사용하였으며, 커팅수단(350)에서는 커팅과 동시에 알갱이 형태의 발포 마스터배치에 에어칠러를 공급함으로써 그 냉각효율이 극대화 될 수 있게 된다.
한편, 상기 스크류(320)와 다이스(331) 사이에는 도 6에 도시된 바와 같이 스크린메쉬(313)가 개재되도록 구성될 수 있는 바, 상기 스크린메쉬(313)에 의해 압출성형부(300)에서 장시간 압출공정이 수행되더라도 수지 체류에 의한 압출물의 산화 및 색상변화가 발생되지 않게 되고, 스크린메쉬(313) 끝단으로 이물질이 통과하는 것을 억제하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.
이러한 스크린메쉬(313)는 브레이커 플레이트(미도시) 방식에 의해 원터치 방식으로 분해 및 조립되도록 구성하여 스크린메쉬(313)의 교체 작업시 그 작업이 용이할 수 있으며 공정에 걸리는 시간이 단축되도록 구성시킴이 바람직하다.
아울러, 구체적으로 도시된 바는 없으나 상기 압출성형부(300)에도 공정 중에 압출물의 온도상승을 억제시키기 위해 상기 배합조(110), 쿨링압출부(200)와 마찬가지로 냉각수가 순환할 수 있는 냉각수통로가 더 구성될 수 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여 본 발명의 일 구성인 배출부(400)에 대해 구체적으로 살펴본다.
설명에 앞서 알갱이 형태로 된 발포 마스터배치가 상기 압출성형부(300)를 통해 압출 및 커팅되면서 고온 상태가 되어 바로 냉각시키지 않을 경우 물성 변화와 화재 등의 문제가 발생할 수 있는 바, 상기 배출부(400)에서는 이러한 고온 상태의 발포 마스터배치를 배출시킴과 동시에 냉각시키도록 구성된다.
이러한 상기 배출부(400)는 제 1토출관(410), 제 1냉각사이클론(420), 제 2토출관(430), 제 2냉각사이클론(440), 제 2토출관(430), 제 2냉각사이클론(440) 및 쿨링바이브레이터(470)를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 제 1토출관(410)은 상기 커팅수단(350)을 거쳐 알갱이 형태로 된 발포 마스터배치들을 제 1냉각사이클론(420)으로 시키는 것으로, 이때, 제 1토출관(410)에는 블로워(미도시)가 마련되고 블로워의 작용에 의해 비중이 낮은 알갱이 형태로 된 발포 마스터배치들을 커팅수단(350) 측의 일단에서 흡입하여 그 타단에 배치된 제 1냉각사이클론(420)에 토출시킬 수 있게 된다.
이렇게 제 1토출관(410)에 의해 흡입 및 토출되는 작용에 의해 이송되는 발포 마스터배치에는 강한 공기압이 작용하여 추가적으로 냉각될 수 있게 된다.
상기 제 1냉각사이클론(420)은 도면에서와 같이 하부의 직경이 좁아지는 역원뿔 형상으로 구성되는 것으로 상기 제 1토출관(410)으로부터 공급되는 알갱이 형태로 된 발포 마스터배치들에 강한 선회력이 작용하여 공기와의 혼합이 촉진되는 원리로 발포 마스터배치를 냉각시킬 수 있으며 통해 이물질을 제거함과 동시에 냉각시키도록 구성된다.
상기 제 2토출관(430)은 상기 제 1냉각사이클론(420)에서 1차로 냉각된 마스터배치들을 상기 제 1토출관(410)과 같은 작동원리로 상기 제 2냉각사이클론(440)에 이송시키게 된다.
또한, 상기 제 2냉각사이클론(440) 역시 상기 제 1냉각사이클론(420)과 같은 동일한 작용을 하도록 구성되는 것으로, 상기 제 2토출관(430)을 통해 토출되는 발포 마스터배치에 원심력이 작용하여 냉각시키고, 여기서 냉각된 발포 마스터배치는 상기 제 3토출관(450)을 통해 제 3냉각사이클론(460)을 거치는 다단의 냉각작용이 이뤄지도록 하여 압출과정에서 온도가 상승되는 발포 마스터배치의 온도를 화재 등을 예방하며 낮춰 양질의 제품 생산할 수 있게 된다.
이어서, 상기 쿨링바이브레이터(470)는 구체적으로 도시된 바는 없으나 진동 스크린과 에어가 공급되도록 구성하여 상기 제 3냉각사이클론(460)을 거친 발포 마스터배치들이 이송되는 과정에서 냉각될 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 쿨링바이브레이터(470)에도 그 외주면의 내측 공간에 냉각수가 순환하는 냉각수통로를 마련하여 추가적으로 발포마스터배치의 온도를 낮춰주도록 구성할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100 : 배합부 110 : 배합조
120 : 가압판 130 : 블레이드
190 : 제 1컨베이어 200 : 쿨링압출부
210 : 성형롤러 290 : 제 2컨베이어
300 : 압출성형부 310 : 하우징
320 : 스크류 330 : 헤더
400 : 배출부

Claims (7)

  1. 배합조 내의 수지성분, 발포제 및 첨가제를 포함하는 원료를 혼련시켜 혼련물을 형성하는 배합부;
    상기 배합부로부터 제 1컨베이어에 의해 혼련물을 공급받아 압축 및 혼련시키고 시트 형태의 압출물을 연속으로 배출하는 쿨링압출부;
    상기 쿨링압출부로부터 제 2컨베이어에 의해 공급되는 압출물을 알갱이 형태의 발포제로 배출하는 압출성형부; 및
    상기 압출성형부에서 배출되는 알갱이 형태의 발포제에 이물질을 제거하면서 냉각시켜 배출하는 배출부;를 포함하며,
    상기 배합부는,
    수지성분, 발포제 및 첨가제를 포함하는 원료가 투입되는 배합조와, 상기 배합조 내부 하부에 한 쌍이 나란히 배치되면서 한 쌍이 상호 간섭되지 않게 이격되고 회전 가능하게 구성되는 블레이드 및 상기 배합조의 상부에서 승강 제어되어 상기 블레이드에 공급되는 원료를 가압하도록 하며, 바닥면의 일측과 타측이 상기 한 쌍의 블레이드의 회전반경에 대응하도록 오목한 곡면 형태로 구성되고 바닥면의 중심부는 승강 방향에 수직하는 평면 형태로 구성되는 가압판을 포함하며,
    상기 쿨링압출부는,
    상기 제 2컨베이어를 향하는 끝단부에 한 쌍의 성형롤러가 마련되어 상기 배합부로부터 제 1컨베이어에 의해 덩어리 형태의 혼련물을 공급받아 혼련물을 압축 및 혼련시켜 일정한 굵기를 갖는 시트 형태의 압출물로 성형하여 배출하고,
    상기 압출성형부는,
    상기 제 2컨베이어로부터 압출물을 공급받는 호퍼와 상기 호퍼로부터 유입되는 압출물이 수용되는 공간부가 형성되는 하우징과, 상기 공간부에 배치되어 공간부에 유입되는 압출물을 상기 하우징의 선단으로 압출 및 이송시키는 스크류와, 상기 하우징의 선단에 구성되며 상기 스크류의 작동에 의해 압출되는 압출물을 팰릿 형태로 배출시키는 헤더 및 상기 헤더를 통해 압출되는 압출물을 절단하여 알갱이 형태로 커팅하는 커팅수단을 포함하되,
    상기 헤더는,
    상기 스크류와 다이스 사이에서 상기 스크류를 향하여 직경이 좁아지는 콘 형상으로 마련되는 가이드콘 및 헤더의 선단에 장착되고 상기 가이드콘에 의해 형성되는 이송경로에 대면하여 원형을 갖는 복수의 다이스홀이 형성되고 상기 스크류에 의해 이송되는 압출물이 상기 다이스홀을 통과하면서 팰릿 형태로 배출되게 하는 다이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 스크류의 내측에는 수냉통로가 마련되는 것을 특징으로 하는 초고농축 발포 마스터배치 제조시스템.
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