KR20040097544A

KR20040097544A - 폴리우레탄폼 실험장치

Info

Publication number: KR20040097544A
Application number: KR1020030029872A
Authority: KR
Inventors: 김은환
Original assignee: 현대오토모티브(주)
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-11-18
Also published as: KR100489481B1

Abstract

본 발명은 상부에 개구부가 형성되고, 내부에 폴리우레탄폼 반응물질의 수납공간이 형성된 반응물질 수납용기(100)와; 상기 반응물질 수납용기의 연직방향 중심선을 회전축(O1)으로 그 반응물질 수납용기를 회전시키는 수납용기 회전수단(200)과; 하단부가 상기 반응물질 수납용기(100)의 개구부를 통해 상기 반응물질 수납용기(100)의 저면에 인접하여 장착됨과 아울러, 상기 반응물질 수납용기(100)의 회전축(O1)에 대해 편심 회전축(O2)을 갖도록 장착된 편심 교반막대(300)와; 상기 편심 교반막대(300)의 연직방향 중심선을 회전축(O2)으로 그 편심 교반막대(300)를 회전시키는 교반막대 회전수단(400)과; 상기 수납용기 회전수단(200)과 교반막대 회전수단(400)의 회전을 제어하는 제어부(미도시)를; 포함하는 폴리우레탄폼 실험장치를 제시함으로써, 소정 시간 동안 폴리우레탄폼의 반응물질의 교반을 정확하고 완전하게 이룰 수 있도록 하여, 실제 폴리우레탄폼의 교반공정을 실제에 매우 근사하게 모사할 수 있도록 함에 따라, 폴리우레탄폼 반응물질의 품질을 실험실에서 보다 효율적으로 파악할 수 있도록 한다.

Description

폴리우레탄폼 실험장치 {APPARATUS FOR EXPERIMENT OF POLYURETHANE FOAM}

본 발명은 폴리우레탄폼 실험장치에 관한 것으로서, 상세하게는, 실제 공장에서 있어서 폴리우레탄폼 반응물질의 반응을 위한 교반과정을 보다 실제 상황에 유사하도록 정밀하게 모사하기 위한 실험장치에 관한 것이다.

폴리우레탄(polyulethane)이란 화학적으로 우레탄 결합을 일정량 이상 포함하는 고분자 화합물의 총칭으로서, 적어도 두개의 하이드록시기(-OH)를 가지는 화합물과 다(多)관능성의 이소시아네이트(-NCO)의 고분자 첨가반응에 의해 형성된 플라스틱(plastic)을 말하며, 상기 우레탄 결합은 반응물질인 폴리이소시아네이트(polyisocianate)와 활성화 수소 화합물(polyol)의 부가반응에 의해 얻어진다.

반응물질의 종류, 성분비, 반응시간, 온도 기타 반응조건을 달리 함에 따라 다양한 종류의 성질, 형상을 갖는 폴리우레탄 화합물을 얻을 수 있는데, 폴리우레탄폼(polyulethane foam)은 폴리우레탄의 형성과정에서 발포제를 첨가하여 팽창시킨 것으로서, 소정 형상의 몰드(mold)에 상기 반응물질을 주입하고 반응시킴으로써 원하는 형상의 폼 성형물을 얻을 수 있다.

폴리우레탄폼 성형물의 제조과정을 살펴보면 다음과 같다.

각 반응물질을 공급탱크에 수납하고 일정 가공 온도를 유지하면서 교반하는데, 저속의 교반기는 균일한 온도분포와 균일한 상을 유지시킨다.

이후, 각 반응물질은 순환 펌프를 통해 순환되는데, 정확하고 독립적으로 조정되는 이들 순환 펌프는 파이프 라인, 호스 등을 통해 탱크로부터 믹싱 헤드로 운반된다.

믹싱 헤드에 도달한 반응물질 원액들은 미리 정해진 비율대로 혼합되는데, 폴리올과 이소시아네이트는 혼합실로부터 유입됨과 동시에 부가반응을 시작하고, 중합이 완료되기 전의 액체상태의 반응물질은 혼합실을 이탈하여 몰드에 불연속적으로 유입된다.

반응이 완료된 후, 몰드로부터 성형물을 꺼내면 최종 제품을 얻을 수 있는데, 컨베이어 장치에 연속적으로 원액 혼합물을 유입하여 판상 또는 슬랩(slab) 형태로 성형물을 제조하고, 이를 제단하여 최종 제품을 생산하기도 한다.

이와 같은 제조과정에서 가장 중요한 것은 상기 믹싱 헤드에서 각 반응물질을 소정의 비율대로 혼합하고 발포하는 공정인데, 일반적으로 사용되는 공정은 저압 발포기에 의한 저압 공정과 고압 발포기에 의한 고압 공정으로 대별된다.

저압 발포기에서는 혼합 전의 각 반응물질이 저압 상태에서 믹싱 헤드를 통해 개별적으로 순환된 후, 믹싱 밸브의 자동적 개방에 의해 반응물질이 토출되고, 이에 의해 각 반응물질은 소정의 비율로 할로우 실린더(hollow cylinder)에 유입되어 교반되면서 부가 반응을 일으킨다.

고압 발포기에서는 혼합 전의 각 반응물질이 고압 상태에서 순환 펌프에 의해 각각 독립적으로 믹싱 헤드 및 공급 탱크를 순환한 후, 믹싱 헤드의 제어 피스톤에 의해 원액 상태로 상측으로 토출되고, 토출된 각 반응물질은 동시에 믹싱 헤드의 노즐에서 만나게 된다.

미리 지정된 만큼의 양이 토출된 후, 제어 피스톤은 닫히고 그와 동시에 순환 통로가 개방되어 토출되지 않은 성분들이 재순환되는데, 이는 혼합실의 잔여 반응물질들을 밀어내는 역할도 함께 갖는다.

한편, 폴리우레탄폼의 품질에 영향을 미치는 가장 중요한 요인 중의 하나는 반응물질의 품질인데, 이들의 품질을 실험실에서 사전에 실험해 보기 위해서는, 상기와 같은 실제 발포공정을 실험실에서 모사(simulation)해 보는 것이 필요하다.

폴리우레탄폼의 반응물질인 폴리이소시아네이트(polyisocianate)와 활성화 수소 화합물(polyol)은 매우 짧은 시간 동안에 부가반응 및 발포반응을 일으키는 것이므로, 그 짧은 시간 동안 각 성분이 골고루 교반되도록 할 것이 요구된다.

종래에 있어서는, 이를 위한 별다른 실험장치가 개발되어 있지 않았는 바, 실험자가 비이커 등의 수납용기에 반응물질을 소정 비율로 수납한 후, 저음막대로 저으면서 부가반응 및 발포반응을 일으켜 폴리우레탄폼 성형물을 얻고, 이를 기초로 반응물질의 품질을 판단하는 방법을 사용하여 왔다.

이는 매우 짧은 시간에 반응이 종결되는 폴리우레탄폼 반응물질의 특성에 비추어볼 때, 그 짧은 시간 동안 비이커 내에 수납된 반응물질을 손으로 완벽하게 교반시키는 것은 무리이므로, 반응물질의 품질에 관한 정확한 판단이 사실상 불가능하다는 점에서 문제점으로 지적되어 왔다.

또한, 교반에 의한 반응시간도 반응물질의 품질을 판단하기 위한 주요인자 중의 하나인 바, 종래와 같이 직접 실험자의 손으로 교반을 행하는 방식에 의해서는 반응시간과 반응물질의 품질의 연관관계를 정확히 파악할 수 없다는 점에서 역시 문제점으로 지적되어 왔다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 소정 시간 동안 폴리우레탄폼의 반응물질의 교반을 정확하고 완전하게 이룰 수 있도록 함으로써, 실제 폴리우레탄폼의 교반공정을 실제에 매우 근사하게 모사할 수 있도록 함에 따라, 폴리우레탄폼 반응물질의 품질을 실험실에서 보다 효율적으로 파악할 수 있도록 하는 폴리우레탄폼 실험장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서,

도 1은 정면도

도 2는 측면도

도 3은 반응물질 수납용기 및 편심 교반막대의 사시도

도 4는 회전받침판 및 클램프의 분해사시도

도 5는 클램프의 사시도

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

1 : 본체 100 : 반응물질 수납용기

200 : 수납용기 회전수단 210 : 모터

211 : 회전축 221 : 수납용기 장착부

220 : 회전받침판 300 : 편심 교반막대

310 : 교반구 400 : 교반막대 회전수단

500 : 교반막대 상하구동수단 510 : 지지축

520 : 안내구 521 : 교반막대 회전수단 고정부

522 : 비산방지용 덮개 고정부 523 : 공압 실린더 연결부

524 : 지지축 관통공 530 : 공압 실린더

600 : 비산방지용 덮개 610 : 교반막대 관통공

700 : 수납용기 이탈방지수단 710 : 클램프

711 : 접촉부 712 : 장착볼트 관통공

713 : 지지부 714 : 수납용기 안내부

720 : 클램프 장착공 730 : 클램프 장착볼트

800 : 교반막대 편심 이동수단

본 발명은 상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 상부에 개구부가 형성되고, 내부에 폴리우레탄폼 반응물질의 수납공간이 형성된 반응물질 수납용기(100)와; 상기 반응물질 수납용기의 연직방향 중심선을 회전축(O1)으로 그 반응물질 수납용기를 회전시키는 수납용기 회전수단(200)과; 하단부가 상기 반응물질 수납용기(100)의 개구부를 통해 상기 반응물질 수납용기(100)의 저면에 인접하여 장착됨과 아울러, 상기 반응물질 수납용기(100)의 회전축(O1)에 대해 편심 회전축(O2)을 갖도록 장착된 편심 교반막대(300)와; 상기 편심 교반막대(300)의 연직방향 중심선을 회전축(O2)으로 그 편심 교반막대(300)를 회전시키는 교반막대 회전수단(400)과; 상기 수납용기 회전수단(200)과 교반막대 회전수단(400)의 회전을 제어하는 제어부(미도시)를; 포함하는 폴리우레탄폼 실험장치를 제시한다.

여기서, 상기 편심 교반막대(300)의 하단부에는 상기 반응물질수납용기(100)에 수납된 폴리우레탄폼 반응물질과의 접촉면적을 확대하기 위한 교반구(310)가 더 구비된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 교반막대 회전수단(400) 및 편심 교반막대(300)를 상하방향으로 왕복구동시키는 교반막대 상하구동수단(500)이 더 구비된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 반응물질 수납용기(100)의 상측에는 하부에 개구부가 형성되고, 내부에 상기 반응물질 수납용기(100)가 수납되는 수납용기 수납공간이 형성되며, 상부에 상기 편심 교반막대(300)가 관통하는 교반막대 관통공(610)이 형성됨과 아울러, 상기 교반막대 상하구동수단(500)에 장착되어 상기 편심 교반막대(300)와 함께 상하방향으로 왕복구동하는 비산방지용 덮개(600)가 더 구비된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수납용기 회전수단(200)은 상부에 연직방향의 회전축(211)을 구비한 모터(210)와; 상기 회전축(211)의 상부에 설치됨과 아울러, 상면 심부에 상기 반응물질 수납용기(100)가 장착되는 수납용기 장착부(221) 및 수납용기 이탈방지수단(700)이 구비된 회전받침판(220)을; 포함하는 구조를 취하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수납용기 이탈방지수단(700)은 상기 반응물질 수납용기(100)의 외면에 내면이 접촉되는 접촉부(711)와, 그 접촉부(711)의 하단부에서 외측으로 연장형성됨과 아울러 심부에 클램프 장착볼트 관통공(712)이 형성된 지지부(713)와, 상기 접촉부(711)의 상단부에서 외측으로 소정 경사를 갖도록 연장형성된 수납용기 안내부(714)를 구비한 복수개의 클램프(710)와; 상기 회전받침판(220)의 중심으로부터 외측으로 소정 이격됨과 아울러 방사 대칭으로 복수개가 형성된 클램프 장착공(720)과; 상기 클램프 장착볼트 관통공(712)을 관통하여 상기 클램프 장착공(720)에 착탈가능하게 장착되는 복수개의 클램프 장착볼트(730)를; 포함하는 구조를 취하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 클램프 장착공(720)은 상기 회전받침판(220)의 중심으로부터 외측을 향하여 소정 간격을 갖도록 복수개가 형성된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 편심 교반막대(300)의 회전축(O2)이 상기 반응물질 수납용기(100)의 회전축(O1)과 평행한 상태에서 근접되거나 이격되도록, 상기 편심 교반막대(300) 및 교반막대 상하구동수단(500)을 수평이동시키기 위한 교반막대 편심 이동수단(800)을 더 구비한 구조를 취하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 교반막대 상하구동수단(500)은 상기 반응물질 수납용기(100)의 회전축(O1) 및 상기 편심 교반막대(300)의 회전축(O2)에 대해 평행하게 설치된 지지축(510)과; 일측단부에 상기 교반막대 회전수단(400)이 고정설치되도록 형성된 교반막대 회전수단 고정부(521)와, 그 교반막대 회전수단 고정부(521)에서 하측으로 연장형성된 비산방지용 덮개 고정부(522)와, 다른 일측단부에 형성된 공압 실린더 연결부(523)와, 심부에 상기 지지축(510)이 관통되도록 형성된 지지축 관통공(524)을 구비한 안내구(520)와; 상기 공압 실린더 연결부(522)에 연결된 공압 실린더(530)를; 포함하는 구조를 취하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부(미도시)는 상기 수납용기 회전수단(200) 및 교반막대 회전수단(400)이 동시에 회전을 시작하고 동시에 회전을 정지하도록 제어하는 구조를취하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부(미도시)는 상기 교반막대 상하구동수단(500)의 상하구동을 함께 제어하는 구조를 취하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제어부(미도시)는 상기 수납용기 회전수단(200) 및 교반막대 회전수단(400)의 회전을 시작하고, 상기 교반막대 상하구동수단(500)을 하향구동시켜 상기 상기 수납용기 회전수단(200)의 회전이 소정 속도에 도달함과 동시에, 상기 편심 교반막대(300) 및 비산방지용 덮개(600)가 소정 위치에서 정지하도록 제어하는 구성을 취하는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 제어부(미도시)는 상기 수납용기 회전수단(200) 및 교반막대 회전수단(400)이 회전의 정지를 시작함과 동시에, 상기 교반막대 상하구동수단(500)을 상향구동시켜 상기 편심 교반막대(300) 및 비산방지용 덮개(600)가 소정 위치에서 정지하도록 제어하는 구성을 취하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예를 도시한 것으로서, 도 1은 정면도, 도 2는 측면도, 도 3은 반응물질 수납용기 및 편심 교반막대의 사시도, 도 4는 회전받침판 및 클램프의 분해사시도, 도 5는 클램프의 사시도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상부에 개구부가 형성되고, 내부에 폴리우레탄폼 반응물질의 수납공간이 형성된 반응물질 수납용기(100)와; 상기 반응물질 수납용기의 연직방향 중심선을 회전축(O1)으로 그 반응물질 수납용기를 회전시키는 수납용기 회전수단(200)과; 하단부가 상기 반응물질 수납용기(100)의 개구부를 통해 상기 반응물질 수납용기(100)의 저면에 인접하여 장착됨과 아울러, 상기 반응물질 수납용기(100)의 회전축(O1)에 대해 편심 회전축(O2)을 갖도록 장착된 편심 교반막대(300)와; 상기 편심 교반막대(300)의 연직방향 중심선을 회전축(O2)으로 그 편심 교반막대(300)를 회전시키는 교반막대 회전수단(400)과; 상기 수납용기 회전수단(200)과 교반막대 회전수단(400)의 회전을 제어하는 제어부(미도시)를; 포함하여 구성된다.

즉, 반응물질 수납용기(100)는 수납용기 회전수단(200)에 의해 회전축(O1)을 중심으로 회전하도록 장착되고, 그 수납용기(100)의 저면에 인접하여 장착되는 편심 교반막대(300)는 교반막대 회전수단(400)에 의해 상기 회전축(O1)에 대해 편심을 갖도록 형성된 회전축(O2)을 중심으로 회전하도록 구성되어 있다.

따라서, 반응물질 수납용기(100)에 반응물질을 소정 비율로 수납하고, 상기 수납용기 회전수단(200) 및 교반막대 회전수단(400)을 작동시키면, 회전축(O1)을 축으로 한 반응물질 수납용기(100)의 회전운동과 편심 회전축(O2)을 축으로 한 편심 교반막대(300)의 회전운동의 합성운동에 의해 반응물질이 골고루 교반될 수 있는 것이다.

반응물질의 혼합에 의해 반응이 시작되면, 모든 물질의 반응이 동시에 일어날 수는 없는 것이므로, 일부는 반응 전의 원액 상태로, 나머지 일부는 반응 후의 폼 상태로 공존하게 되는데, 반응물질 수납용기(100)을 회전시키면 그 원심력에 의해 원액 상태의 반응물질이 반응물질 수납용기(100)의 내주면 부근으로 몰리게 될 것인 바, 이러한 반응 전의 원액 상태의 물질을 편심 교반막대(300)에 의해 집중적으로 교반할 수 있다는 점이 본 발명의 특징이라 할 수 있다.

이와 같은 교반을 보다 효율적으로 이루기 위해서는 편심 교반막대(300)의 하단부에 반응물질 수납용기(100)에 수납된 폴리우레탄폼 반응물질과의 접촉면적을 확대하기 위한 교반구(310)가 더 구비된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

여기서, 교반구(310)는 반응물질 수납용기(100) 내에서 편심 교반막대(300)의 회전구동에 영향을 미치지 않는 범위에서, 그 편심 교반막대(300)와 반응물질의 접촉면적을 확대할 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하며, 도 3은 편심 교반막대(300)의 하단부에 소정 크기의 판 등이 고정된 구조를 예시하고 있다.

실험 전, 반응물질 수납용기(100)에 복수개 성분의 반응물질을 정확한 비율로 수납시키기 위해서는, 수납과정에 있어서 편심 교반막대(300)가 반응물질 수납용기(100)로부터 이탈되는 것이 유리하므로, 교반막대 회전수단(400) 및 편심 교반막대(300)를 상하방향으로 왕복구동시키는 교반막대 상하구동수단(500)이 더 구비된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

반응물질 수납용기(100)에 원액 상태의 반응물질을 수납하고 그 반응물질 수납용기(100)를 회전시킬 경우, 원심력에 의해 수납된 반응물질이 그 반응물질 수납용기(100)의 상측 개구부를 통해 비산될 수 있는 바, 이를 방지하기 위해서는, 반응물질 수납용기(100)의 상측에 비산방지용 덮개(600)가 더 구비된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

이러한 비산방지용 덮개(600)는 하부에 개구부가 형성되고, 내부에 상기 반응물질 수납용기(100)가 수납되는 수납용기 수납공간이 형성되며, 상부에 상기 편심 교반막대(300)가 관통하는 교반막대 관통공(610)이 형성됨과 아울러, 상기 교반막대 상하구동수단(500)에 장착되어 상기 편심 교반막대(300)와 함께 상하방향으로 왕복구동하는 구성을 취한다.

상술한 교반막대 상하구동수단(500)은 반응물질 수납용기(100)에 대해 교반막대 회전수단(400) 및 비산방지용 덮개(600)를 연직방향으로 구동시키는데, 교반막대 상하구동수단(500)의 하향 구동시에는, 반응물질 수납용기(100)를 비산방지용 덮개(600)가 덮어 보호하는 한편, 그 반응물질 수납용기(100)의 저면에 편심 교반막대(300)가 위치함으로써 효율적인 반응물질의 교반이 가능하게 되고, 교반막대 상하구동수단(500)의 상향 구동시에는, 반응물질 수납용기(100)로부터 비산방지용 덮개(600) 및 편심 교반막대(300)가 이탈하게 되므로 실험 전이면 반응물질의 수납을 용이하게 할 수 있고, 실험 후이면 반응 후의 폴리우레탄폼의 제거를 용이하게 할 수 있다는 효과를 갖는다.

이러한 교반막대 상하구동수단(500)은 상기와 같은 기능을 갖는 구조이면, 어느 것을 취하더라도 관계없으며, 본 실시예에서는 상기 반응물질 수납용기(100)의 회전축(O1) 및 상기 편심 교반막대(300)의 회전축(O2)에 대해 평행하게 설치된 지지축(510)과; 일측단부에 상기 교반막대 회전수단(400)이 고정설치되도록 형성된 교반막대 회전수단 고정부(521)와, 그 교반막대 회전수단 고정부(521)에서 하측으로 연장형성된 비산방지용 덮개 고정부(522)와, 다른 일측단부에 형성된 공압 실린더 연결부(523)와, 심부에 상기 지지축(510)이 관통되도록 형성된 지지축 관통공(524)을 구비한 안내구(520)와; 상기 공압 실린더 연결부(522)에 연결된 공압 실린더(530)를; 포함하는 구성을 제시하였다.

반응물질 수납용기(100)는 실험장치에 고정된 구조를 취할 수도 있고, 실험장치에 대해 착탈가능한 구조를 취할 수도 있는데, 반응물질을 정밀히 개량하여 수납용기에 수납시키기 위해서는 후자의 구조를 취하는 편이 바람직하다.

따라서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 수납용기 회전수단(200)은 상부에 연직방향의 회전축(211)을 구비한 모터(210)와; 상기 회전축(211)의 상부에 설치됨과 아울러, 상면 심부에 상기 반응물질 수납용기(100)가 장착되는 수납용기 장착부(221) 및 수납용기 이탈방지수단(700)이 구비된 회전받침판(220)을; 포함하는 구성을 취하는 것이 바람직하고, 이러한 구성을 취하는 경우, 반응물질 수납용기(100)는 상기 수납용기 장착부(221)에 장착되어 수납용기 이탈방지수단(700)에 의해 고정된 채, 실험을 수행할 수 있게 된다.

여기서, 상기 수납용기 이탈방지수단(700)은 회전받침판(220)의 회전 중에도 반응물질 수납용기(100)가 이탈되지 않도록 하는 구조이면 어느 것을 취하더라도 관계없으며, 본 실시예는 상기 반응물질 수납용기(100)의 외면에 내면이 접촉되는 접촉부(711)와, 그 접촉부(711)의 하단부에서 외측으로 연장형성됨과 아울러 심부에 클램프 장착볼트 관통공(712)이 형성된 지지부(713)와, 상기 접촉부(711)의 상단부에서 외측으로 소정 경사를 갖도록 연장형성된 수납용기 안내부(714)를 구비한 복수개의 클램프(710)와; 상기 회전받침판(220)의 중심으로부터 외측으로 소정 이격됨과 아울러 방사대칭으로 복수개가 형성된 클램프 장착공(720)과; 상기 클램프 장착볼트 관통공(712)을 관통하여 상기 클램프 장착공(720)에 착탈가능하게 장착되는 복수개의 클램프 장착볼트(730)를; 포함하는 구성을 제시하였다.

즉, 회전받침판(220)의 소정 위치에 클램프 장착공(720)을 형성하고, 반응물질 수납용기(100)를 지지할 수 있는 구조의 클램프(710)가 클램프 장착볼트(730)에 의해 상기 클램프 장착공(720)에 장착되는 구조를 취하므로, 클램프(710)의 재질 및 경사도를 조정함으로써 회전받침판(220)에 대한 반응물질 수납용기(100)의 안정된 장착이 가능한 것이다.

또한, 실험의 내용에 따라 반응물질의 양도 달라질 수 있는데, 이를 위해서는 다양한 크기의 반응물질 수납용기(100)가 장착될 수 있는 구조를 취하는 것이 유리하므로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 클램프 장착공(720)은 상기 회전받침판(220)의 중심으로부터 외측을 향하여 소정 간격을 갖도록 복수개가 형성된 구조를 취하는 것이 바람직하다.

따라서, 방사대칭으로 형성된 클램프 장착공(720) 중 사용하고자 하는 반응물질 수납용기(100)의 크기에 적합한 내경을 갖는 클램프 장착공(720)에 클램프(710)를 장착하고, 그 클램프(710)에 의해 반응물질 수납용기(100)를 지지함으로써 다양한 양의 반응물질에 관한 실험이 가능해진다.

또한, 보다 효율적인 교반을 위해서는 편심 교반막대(300)가 가급적 반응물질 수납용기(100)의 내주면에 인접하여 위치하는 것이 유리한데, 상기와 같이 사이즈가 큰 반응물질 수납용기(100)를 장착하는 경우에는, 편심 교반막대(300)의 위치의 변동이 없다면, 상대적으로 편심 교반막대(300)가 반응물질 수납용기(100)의 내주면으로부터 멀어지는 결과가 발생할 수 있다.

따라서, 상기와 같은 반응물질 수납용기(100)의 사이즈 변동에 대응하여, 편심 교반막대(300)의 위치를 변동할 수 있는 수단이 함께 구비되는 것이 유리한 바, 상기 편심 교반막대(300)의 회전축(O2)이 상기 반응물질 수납용기(100)의 회전축(O1)과 평행한 상태에서 근접되거나 이격되도록, 상기 편심 교반막대(300) 및 교반막대 상하구동수단(500)을 수평이동시키기 위한 교반막대 편심 이동수단(800)을 더 구비한 구조를 취하는 것이 바람직하다.

여기서, 교반막대 편심이동수단(800)은 상기 교반막대 회전수단 고정부(521) 및 비산방지용 덮개 고정부(522)가 볼트 및 복수개의 볼트공 구조 등에 의해 지지축(510)에 대해 근접되거나 이격되도록 하는 구성을 취함으로써 용이하게 구현할 수 있다.

또한, 폴리우레탄폼 반응물질의 교반에 소요되는 반응시간도 반응물질의 품질을 판단하기 위한 주요인자 중의 하나인데, 본 발명에 있어서는 상기 제어부(미도시)에 의해 상기 수납용기 회전수단(200) 및 교반막대 회전수단(400)이 동시에 회전을 시작하고 동시에 회전을 정지하도록 구성함으로써, 정확하게 반응시간을 제어할 수 있는 것이다.

또한, 실험과정의 완전 자동화를 이루기 위해서는, 상기 제어부가 상기 수납용기 회전수단(200) 및 교반막대 회전수단(400)의 회전구동 뿐만 아니라, 상기 교반막대 상하구동수단(500)의 상하구동을 함께 제어하는 것이 바람직하다.

이하, 상기 제어부(미도시)의 일실시예에 의한 본 발명의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 편심 교반막대(300) 및 비산방지용 덮개(600)가 회전받침판(220)으로부터 상측으로 이탈되어 있는 상태에서, 반응물질 수납용기(100)에 반응물질 원액을 소정 비율로 수납하고 그 수납용기(100)를 수납용기 장착부(221)에 장착한다.

이후, 스위치 등에 의한 사용자의 동작 명령에 의해, 상기 제어부는 교반막대 상하구동수단(500)을 하향구동시켜 상기 편심 교반막대(300) 및 비산방지용 덮개(600)를 소정 위치에서 정지시킴과 아울러, 상기 수납용기 회전수단(200) 및 교반막대 회전수단(400)의 회전을 지시한다.

보다 정확한 실험을 위해서는, 수납용기 회전수단(200)이 목표 회전속도에 도달함과 동시에 편심 교반막대(300)에 의한 교반이 시작되도록 제어하는 것이 바람직하므로, 상기 제어부(미도시)는 상기 수납용기 회전수단(200) 및 교반막대 회전수단(400)의 회전을 시작하고, 상기 교반막대 상하구동수단(500)을 하향구동시켜 상기 상기 수납용기 회전수단(200)의 회전이 소정 속도에 도달함과 동시에, 상기 편심 교반막대(300) 및 비산방지용 덮개(600)가 소정 위치에서 정지하도록 제어하는 것이 효과적이다.

또한, 목표 시간 동안의 교반이 끝나고 나면, 가능한 한 빠른 시간 내에 반응물질 수납용기(100)를 실험장치로부터 이탈시켜 실험결과를 확인하는 것이 바람직한 바, 상기 제어부(미도시)는 상기 수납용기 회전수단(200) 및 교반막대 회전수단(400)이 회전의 정지를 시작함과 동시에, 상기 교반막대 상하구동수단(500)을 상향구동시켜 상기 편심 교반막대(300) 및 비산방지용 덮개(600)가 소정 위치에서 정지하도록 제어하는 것이 효과적이다.

이러한 구성을 취하는 경우, 사용자는 단지 반응물질 수납용기(100)에 소정의 반응물질을 수납하여 회전받침판(220)의 수납용기 장착부(221)에 장착시키고, 스위치를 누르는 단지 하나의 동작에 의해 원하는 실험결과를 정확히 얻을 수 있게 된다.

본 발명은 소정 시간 동안 폴리우레탄폼의 반응물질의 교반을 정확하고 완전하게 이룰 수 있도록 함으로써, 실제 폴리우레탄폼의 교반공정을 실제에 매우 근사하게 모사할 수 있도록 함에 따라, 폴리우레탄폼 반응물질의 품질을 실험실에서 보다 효율적으로 파악할 수 있도록 하는 폴리우레탄폼 실험장치를 제공한다.

Claims

상부에 개구부가 형성되고, 내부에 폴리우레탄폼 반응물질의 수납공간이 형성된 반응물질 수납용기(100)와;

상기 반응물질 수납용기의 연직방향 중심선을 회전축(O1)으로 그 반응물질 수납용기를 회전시키는 수납용기 회전수단(200)과;

하단부가 상기 반응물질 수납용기(100)의 개구부를 통해 상기 반응물질 수납용기(100)의 저면에 인접하여 장착됨과 아울러, 상기 반응물질 수납용기(100)의 회전축(O1)에 대해 편심 회전축(O2)을 갖도록 장착된 편심 교반막대(300)와;

상기 편심 교반막대(300)의 연직방향 중심선을 회전축(O2)으로 그 편심 교반막대(300)를 회전시키는 교반막대 회전수단(400)과;

상기 수납용기 회전수단(200)과 교반막대 회전수단(400)의 회전을 제어하는 제어부(미도시)를; 포함하는 폴리우레탄폼 실험장치.
제1항에 있어서,

상기 편심 교반막대(300)의 하단부에는 상기 반응물질 수납용기(100)에 수납된 폴리우레탄폼 반응물질과의 접촉면적을 확대하기 위한 교반구(310)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 실험장치.
제2항에 있어서,

상기 교반막대 회전수단(400) 및 편심 교반막대(300)를 상하방향으로 왕복구동시키는 교반막대 상하구동수단(500)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 실험장치.
제3항에 있어서,

상기 반응물질 수납용기(100)의 상측에는

하부에 개구부가 형성되고, 내부에 상기 반응물질 수납용기(100)가 수납되는 수납용기 수납공간이 형성되며, 상부에 상기 편심 교반막대(300)가 관통하는 교반막대 관통공(610)이 형성됨과 아울러, 상기 교반막대 상하구동수단(500)에 장착되어 상기 편심 교반막대(300)와 함께 상하방향으로 왕복구동하는 비산방지용 덮개(600)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 실험장치.
제4항에 있어서,

상기 수납용기 회전수단(200)은

상부에 연직방향의 회전축(211)을 구비한 모터(210)와;

상기 회전축(211)의 상부에 설치됨과 아울러, 상면 심부에 상기 반응물질 수납용기(100)가 장착되는 수납용기 장착부(221) 및 수납용기 이탈방지수단(700)이 구비된 회전받침판(220)을; 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 실험장치.
제5항에 있어서,

상기 수납용기 이탈방지수단(700)은

상기 반응물질 수납용기(100)의 외면에 내면이 접촉되는 접촉부(711)와, 그 접촉부(711)의 하단부에서 외측으로 연장형성됨과 아울러 심부에 클램프 장착볼트 관통공(712)이 형성된 지지부(713)와, 상기 접촉부(711)의 상단부에서 외측으로 소정 경사를 갖도록 연장형성된 수납용기 안내부(714)를 구비한 복수개의 클램프(710)와;

상기 회전받침판(220)의 중심으로부터 외측으로 소정 이격됨과 아울러 방사대칭으로 복수개가 형성된 클램프 장착공(720)과;

상기 클램프 장착볼트 관통공(712)을 관통하여 상기 클램프 장착공(720)에 착탈가능하게 장착되는 복수개의 클램프 장착볼트(730)를; 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 실험장치.
제6항에 있어서,

상기 클램프 장착공(720)은

상기 회전받침판(220)의 중심으로부터 외측을 향하여 소정 간격을 갖도록 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 실험장치.
제7항에 있어서,

상기 편심 교반막대(300)의 회전축(O2)이 상기 반응물질 수납용기(100)의 회전축(O1)과 평행한 상태에서 근접되거나 이격되도록, 상기 편심 교반막대(300) 및교반막대 상하구동수단(500)을 수평이동시키기 위한 교반막대 편심 이동수단(800)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 실험장치.
제8항에 있어서,

상기 교반막대 상하구동수단(500)은

상기 반응물질 수납용기(100)의 회전축(O1) 및 상기 편심 교반막대(300)의 회전축(O2)에 대해 평행하게 설치된 지지축(510)과;

일측단부에 상기 교반막대 회전수단(400)이 고정설치되도록 형성된 교반막대 회전수단 고정부(521)와, 그 교반막대 회전수단 고정부(521)에서 하측으로 연장형성된 비산방지용 덮개 고정부(522)와, 다른 일측단부에 형성된 공압 실린더 연결부(523)와, 심부에 상기 지지축(510)이 관통되도록 형성된 지지축 관통공(524)을 구비한 안내구(520)와;

상기 공압 실린더 연결부(522)에 연결된 공압 실린더(530)를; 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 실험장치.
전술한 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어부(미도시)는 상기 수납용기 회전수단(200) 및 교반막대 회전수단(400)이 동시에 회전을 시작하고 동시에 회전을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 실험장치.
제10항에 있어서,

상기 제어부(미도시)는 상기 교반막대 상하구동수단(500)의 상하구동을 함께 제어하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 실험장치.
제11항에 있어서,

상기 제어부(미도시)는

상기 수납용기 회전수단(200) 및 교반막대 회전수단(400)의 회전을 시작하고, 상기 교반막대 상하구동수단(500)을 하향구동시켜 상기 상기 수납용기 회전수단(200)의 회전이 소정 속도에 도달함과 동시에, 상기 편심 교반막대(300) 및 비산방지용 덮개(600)가 소정 위치에서 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 실험장치.
제11항 또는 제12항에 있어서,

상기 제어부(미도시)는

상기 수납용기 회전수단(200) 및 교반막대 회전수단(400)이 회전의 정지를 시작함과 동시에, 상기 교반막대 상하구동수단(500)을 상향구동시켜 상기 편심 교반막대(300) 및 비산방지용 덮개(600)가 소정 위치에서 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄폼 실험장치.