KR102022023B1

KR102022023B1 - 건축용 복합 압출 패널 제조 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102022023B1
Application number: KR1020160095554A
Authority: KR
Inventors: 조정민; 신용만; 최익수
Original assignee: 주식회사 레인보우
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2016-07-27
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2036-07-27
Also published as: KR20180012564A

Abstract

본 발명은 합성수지의 이중 압출 성형장치에 관한 것으로써, 원료 배합공급기→ 1차 및 2차 압출기 → 1차 다이스 → 1차 싸이징 → 1차 진공 냉각기 → 1차 수 냉각장치 → 에어 분사장치 → 1차 인출기 → 히팅챔버 → 3차 및 4차 압출기 → 2차 다이스 → 2차 싸이징 → 2차 진공 냉각기 → 2차 수 냉각장치 → 인출 냉각 성형기 → 절단기의 공정순서로 이루어지는 것으로서 본 발명은 1차로 폐 합성수지의 내부체를 압출 형성하고 2차로 내부체 외면에 신재 합성수지로된 외부체가 중합되도록 압출하고, 다시 신재 합성수지층 위에 폐합성수지층을 형성하고 폐합성수지층위체 신재합성수지 층을 형성여 충격 흡수성에 대한 강도와 내구성을 향상시킨 다중 압출 패널을 성형할 수 있도록 한 건축용 복합 압출 패널 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

건축용 복합 압출 패널 제조 장치 및 방법{METHOD AND SYSTEM MANUFACTURING DOUBLE EXTRUSION PANEL FOR CONSTRUCTION}

본 발명은 건축용 내 외장 패널, 바닥재, 컨테이너 바닥재, 물류 적재장의 받침대, 항공 및 선박의 바닥재, 화물차의 적재함 바닥재 등으로 사용될 수 있도록한 합성수지의 이중 압출 성형장치에 관한 것이다.

더욱 상세하게는 1차로 폐합성수지의 내부체를 압출 형성하고 2차로 내부체 외면에 신재합성수지로 된 외부체가 중합되도록 압출하고 다시 신재 합성수지층 위에 폐합성수지층을 형성하고 폐합성수지층 위에 신재합성수지층을 형성하여 충격 흡수성에 대한 강도와 내구성을 향상시킨 다중 압출 패널을 성형할 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명은 농어촌에서 발생되는 폐비닐과 폐 플라스틱 또는 산업현장에서 발생되는 폐합성수지 및 폐 플라스틱 등을 이용하여 다양한 형태의 합성수지 패널을 성형토록 함으로서 폐합성수지를 재처리함과 동시에 폐기처리에 의한 환경오염을 방지할 수 있도록 한 건축용 이중 압출 패널 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.

현대 사회는 산업이 발달함에 따라서 다양한 종류의 생활용품과 산업용품이 새상되어 소비자에게 전달되고 있으며, 특히, 과장포장 비닐, 식품포장비닐, 농어 촌에서 농작물 경작에 사용된 멀칭용 비닐 등은 폐기물 처리에 있어서 가장 문제점이 발생되는 품목 중에 하나이다.

2016년 현재 폐플라스틱, 폐합성수지, 스티로폼 등은 그 가격이 현저히 낮기때문에 수거업체에서 수거하기 위한 차량 비용도 안되어 각 아파트 등에서 발생되는 폐플라스틱 등을 수거하지 않아 사회적인 문제점으로 대두 되고 있다.

이에 반하여 벌목은 세계적으로 극히 제한적으로 이루어지고 있으며, 플라스틱, 합성수지용품은 해마다 늘어나는데 모두 신재 원료로 사용하는 실정이다.

특히, 건축자재, 토목자재 등은 나무의 공급이 줄어들면서 수요를 감당하지 못하게 되므로 합성수지 제품으로 대체되는 실정이나 나무와 같은 신축성, 인장력 등이 떨어지는 문제점이 있다.

또한 기존의 폐합성수지를 이용한 제품을 성형시 충격흡수에 대한 내구성을 갖도록 하기 위해서는 폐합성수지에 PVC원료를 혼합하여 단일체로 이루어진 제품을 생산함으로써 폐합성수지의 효율성이 떨어지는 문제점이 있으며, 특히 종래의 폐합성수지를 이용하여 성형제품을 생산하기 위해서는 수거된 폐합성수지에 묻은 흙을 세척한 후 이를 다시 건조시켜야 하므로 초기 선별작업이 일일이 수작업에 의해 이루어지므로 인건비는 물론 사람을 관리해야 하는 문제점이 있었다.

따라서 폐합성수지를 이용하여 재생하는 제품은 건축 제품과 토목제품에는 활성화되지 못하고 극히 일부 폐기물을 오폐수관, 하수관 등에 주로 사용되고 나머지는 소각처리 함으로 폐기물처리 비용이 상승되는 문제점이 있다.

이 분야의 선행기술을 살펴보면 등록특허공보 제10-0789957호(등록일자:2007년12월21일)의 "폐합성수지를 이용한 이중 압출 패널 제조 장치 및 방법"(이하 "선행기술" 이라함)은 폐합성수지를 이용하여 건축부재 또는 바닥재를 압출하는 제조장치에 있어서, 폐합성수지 폐비닐을 수거하는 통상의 분쇄장치로 분쇄한 재생 PE와 목분, 왕겨, 질석, 그라스화이버, 발포재의 원료를 혼합하는 원료 혼합기(1)와;

상기 원료 혼합기(1)에서 혼합된 원료를 호퍼(3)(3')에 공급하면 원료를, 일정한 간격으로 외면에 감겨진 판상히터(4)(4')로 용융시키면서 이송스크류(5)(5')에 의해 헤드부(6)(6')측으로 압출시키는 제1 압출기(2) 및 제2압출기(2')와; 상기 제1 압출기(2)의 헤드부(6)로부터 압출되는 원료를 내부체(8)로 형성하고, 제2 압출기(2')의 헤드부(6')로부터 압출되는 원료를 외부체(9)로 형성하되 상하면에 횡으로 다수 설치된 조절볼트(20)로 외부체(9)의 유입량을 조절하여 합성수지 패널(30)을 형성하도록 다수의 직사각형 블록으로 이루어진 2중 압출 성형기(7)와;

상기 다수의 직사각형 블록으로 이루어진 2중 압출 성형기(7)에 의해 성형된 합성수지 패널(30)의 표면이 평활하도록 진공하는 진공기(12)가 전면 내부에 설치되고 진공기 일측에는 다수의 가이드(16)가 설치되어 냉각수를 충만한 냉각기(11)와;

상기 냉각기(11)에서 경화된 합성수지 패널(30)을 잡아당겨 인출시킬 수 있도록 양측 상하에 롤러(18)가 형성된인출기(17)와; 상기 인출기(17)로부터 인출되는 합성수지 패널(30)을 소정의 길이로 원형톱이 이동하면서 절단할 수 있도록 절단기(19)로 구성된 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 이중 압출 패널 제조 장치가 개시되었다.

상기 선행기술은 내부체와 외부체를 압출형성하기 위해 다이스로 공급하는 원료의 공급이 밀어서 압출하는 방식이므로 폐합성수지인 내부체에 무수한 공기층이 형성되고 겔과 같은 상태에서 다이스를 거쳐 압출됨으로 다이스에서 토출된 합성수지 패널의 조직에 따른 두께가 균일하지 못하고 부분적으로 뭉쳐서 심이 발생하는 문제점이 있다.

특히, 선행기술은 폐합성수지 원료가 압출기에서 용융된 상태에서 다이스로 공급되므로 많은 공기층을 포함하고 있으며 더불어 조직이 조밀한 부분과 그렇지 못한 부분이 공존함으로 다이스에서 압출된 패널은 싸이징에서 진공으로 당겨져 판판하 판재로 형성하게 되는데 이 과정에서 다량의 공기층이 형성되어 있고 조직이 균일하지 못한 관계로 진공 후 냉각되면서 수축 밀도가 상이하게 되어 양측 가장자리와 중앙부의 두께가 균일하지 못하고 표면에 작은 곰보가 발생되는 문제점이 있다.

즉, 내부체인 폐합성수지는 압출기에서 용융된다 하더라도 신재합성수지와 같이 액체상태로 되는 것이 아니라 물렁물렁한 떡같이 형성되어 압출시 내부에 심이 형성되고 압출 속도가 느린 단점이 있다.

이러한 폐합성수지는 압출기에서 가열하여 용융시킨다 하더라도 일정농도 이상으로 용융되는 것이 아니라 온도를 올리면 타버리는 문제점이 있어 신재합성수지와는 다른 물성을 갖게 되므로 순수한 폐합성수지 특히 폐비닐을 사용할 경우 압출기에서 용융되어 다이스로 이동시 물렁물렁한 떡과 같은 상태에서 압출기의 압출력에 의해 다이스로 압출됨으로 내부에는 공기층과 용융점이 다른 심이 생기는 문제점이 있다.

상기에서 설명된 이 분야의 종래기술은 상기 선행기술 이외에도 특허 등록번호 제10-1068947호, 특허 등록번호 제10-1166899호, 특허 등록번호 제10-0534050호, 특허 등록번호 제10-0645935호 등이 있다. 그러나 상기 나열된 선행기술들 역시 상기에서 설명된 동일한 문제점을 가지고 있어 지속적으로 생산이 이루어지지 않는 문제점과, 특히 폐합성수지를 이용하는 선행기술과 종래의 이중 압출 패널 성형장치는 내부체를 폐합성수지로 하고 외부체를 신재로하여 하나의 다이스(압출 금형)에서 합쳐져 압출되도록 함으로 압출 속도가 너무 느려 이중 압출 패널 생산성이 현저하게 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-0789957호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 폐합성수지가 압출기에서 용융되어 다이스에서 이동시 용융된 폐합성수지를 반죽하는 동작을 반복하여 용융된 폐합성수지 속에 형성된 공기층을 제거하고 수지의 조직을 조밀하게 하여 성형된 합성수지 압출 패널의 내구성을 향상시키고, 불량을 최소화 할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또 다른 목적으로는 내부체는 폐합성수지, 폐비닐로 이루어지고 외부체는 신재를 사용하여 제품의 외관을 미려하게 하여 상품성을 높이는 동시에 신축성과 강도를 향상시키도록 한다.

또한 농어촌의 환경오염으로 대두되는 폐비닐과 도시에서 발생되는 과자 비닐봉지를 수거하여 내부체로 사용함으로 환경오염을 방지하고 폐기물처리 비용을 줄일수 있도록 한 환경친화적인 제품을 제공할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 내부체를 폐합성수지로 하고 외부체를 신재한 패널을 건축자재 및 토목자재로 제공함으로 원가 절감은 물론 나무를 대체 사용할 수 있도록 함을 목적으로 한 건축용 이중 압출 패널 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.

폐합성수지 원료 또는 신재 합성수지 원료를 배합하여 1차 압출기(13) 또는 2차 압출기(14)의 호퍼에 원료를 공급할 수 있도록 하는 원료 배합 공급기(2)와;
상기 원료 배합 공급기로부터 공급받은 폐합성수지 원료와 신재합성수지를 호퍼로부터 공급받아 용융하는 1차 및 2차 압출기(13)(14)와; 상기 1차 압출기로부터 용융된 후 원료 이송로를 통하여 공급되는 폐합성수지를 내부체로 하고, 상기 2차 압출기로부터 용융된 후 원료 이송로를 통하여 공급되는 신재 합성수지를 외부체로 한 이중 합성수지 압출 패널을 성형하는 1차 다이스(17)와; 상기 1차 다이스로부터 토출되는 이중 합성수지 압출 패널 내부에 다수의 홀을 형성하는 홀 성형 봉(27)과; 상기 홀 성형 봉에 의해 다수의 홀이 형성된 이중 합성수지 압출 패널을 진공으로 패널 외면을 평평하고 매끄럽게(평활:平滑) 성형하는 1차 싸이징(21)과; 상기 1차 싸이징으로부터 평활된 압출 패널의 형상을 고정하고 냉각시키는 1차 진공 냉각기(30) 및 상기 1차 진공냉각기에서 냉각된 압출 패널을 수냉하는 1차 수 냉각장치(35)와: 상기 1차 수 냉각장치에 의해 수냉된 압출패널을 당겨 이송하는 1차 인출기(37)와; 상기 1차 인출기로부터 당겨져 이송되는 압출 패널의 외면에 폐합성수지와 신재 합성수지층이 형성되도록 수지를 공급하는 2차 다이스(41)에 연결된 3차 및 4차 압출기(39)(40)와; 상기 3차 및 4차 압출기로부터 공급되는 폐합성수지 및 신재합성수지와, 압출 패널을 접착시켜 다층패널로 압출하는 2차 다이스(41)와; 상기 2차 다이스에서 다층으로 형성된 압출 패널을 평평하고 매끄럽게 진공하는 2차 싸이징(42)과; 상기 2차 싸이징으로부터 평활된 다층 압출 패널의 형상이 고정되도록 진공 냉각하는 2차 진공냉각기 및 상기 2차 진공 냉각기(43)에 의해 냉각 성형된 다층 압출 패널을 수냉하는 2차 수 냉각장치(44)와; 상기 2차 수 냉각장치에 의해 냉각된 다층 압출 패널을 당겨 이송하는 동시에 냉각성형하는 인출 냉각성형기(45)와; 상기 인출 냉각 성형기로터 인출된 다층 압출 패널을 소정의 규격으로 절단하는 절단기 및 절단된 다층 압출 패널을 소정의 장수로 밴딩하는 밴딩기로 이루어진 건축용 복합 압출 패널 제조 장치에 있어서,
상기 건축용 복합 압출 패널 제조 장치는,
상기 1차 다이스는 폐 합성수지가 유입시 유동되도록 하여 반죽될 수 있도록 내측 압출부에 다수 형성된 반구형 돌기(20)와;
상기 1차 수 냉각장치(35)에 의해 수냉된 압출패널의 표면에 묻어 있는 물기를 제거할 수 있도록 하는 에어 분사장치(36)와;
상기 에어 분사장치로부터 물기가 제거된 압출패널을 당겨 이송하는 1차 인출기(37)로부터 이송되는 압출 패널의 습기를 건조하고 표면을 연화시키는 히팅챔버(38)와;
상기 1차 싸이징(21) 및 2차 싸이징(42)은 입구 상하부에 형성된 경사부(C);를 포함하는 것을 특징으로 한다

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상기 원료 배합 공급기는 일측에 설치된 원료 공급 호퍼와 원료 배합 공급기 본체를 원료공급 컨베이어로 연결하고 상기 원료 공급 컨베이어 상단에는 컨베이어 구동 모터가 설치되며, 상기 원료 배합 공급기 본체 내부 중앙에는 교반날개가 형성된 교반축이 수직으로 설치되어 원료를 교반할 수 있도록 하고 교반축 상단에는 교반축을 회전하는 모터가 설치되며, 상기 원료 배합 공급기 일측에는 열풍공급 팬을 갖는 히터장치가 설치되어 본체 내부의 원료를 열풍으로 건조할 수 있도록 구성된다.

상기 1차 다이스는 내부에 반구형 돌기가 다수형성되어 유입되는 폐합성수지가 유입시 주무르는 동작을 반복하여 반죽할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 1차 다이스 및 2차 다이스는 상하부에 다수의 공기밴트가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 1차 다이스는 다수의 직사각형 블록으로 구성하고 1차 다이스 내부는 반구형 돌기가 다수 형성되어 폐합성수지를 압출하는 1차 압출기와 연결하되 하나의 이송로에서 3개의 이송로로 나누어져 1차 다이스 내 압출부로 폐합성수지가 공급되도록 하고, 2차 압출기는 1차 다이스의 또 다른 신재 합성수지 이송로와 연결되어 1차 다이스 내 압출부에서 폐합성수지와 신재합성수지가 이중으로 겹쳐져 전면에 결합된 몰드 다이스 토출구로 압출되는 것을 특징으로 한다.

상기 1차 진공냉각기 및 2차 진공냉각기는 상하부에 냉각 성형 플랜트가 형성되고 상부 냉각 성형 플랜트는 실린더와 연결되어 승하강되도록 하며, 상기 상 하부 냉각 성형 플랜트는 다수의 진공 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 인출 냉각 성형기는 양측에 인출 롤러가 다수 형성되고 인출 롤러와 인출 롤러 사이의 중앙부에 냉각 성형기가 설치되어 이송되는 압출 패널을 인출 및 냉각 성형할 수 할 있도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 1차 싸이징 및 2차 싸이징 입구는 전광후협(前廣後俠)으로 경사부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 1차 다이스와 2차 다이스는 후방의 몰드 다이스 토출구가 양 측면 직경크기 보다 중앙부 직경이 더 크고 볼록한 만곡형태로 형성된 것을 특징으로 한다,

상기 1차 진공 냉각성형기 및 2차 진공 냉각성형기는 입구 상하부에 내측으로 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 된 본 발명은 1차로 폐합성수지의 내부체와 신재 합성수지의 외부체로 이루어진 1차 패널을 압출 형성하고 2차로 1차 패널 외면에 폐합성수지의 내부체와 신재 합성수지의 외부체가 적층 중합되도록 압출하여 건축용 합성수지 패널을 형성함으로 합성수지 패널의 강도와 내구성을 향상시키고 패널의 외면이 미려한 제품을 제공할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 첫째, 폐합성수지가 압출기에서 용융되어 다이스 내에서 이동하는 과정에서 용융된 폐합성수지를 반죽하는 동작을 반복하여 용융된 폐합성수지 속에 형성된 공기층을 제거하고 수지의 조직을 조밀하게 하여 합성수지 패널의 내구성을 향상시키고, 제품의 불량을 최소화 할 수 있도록 하는 효과를 가지며,

둘째, 본 발명의 내부체는 폐합성수지, 폐비닐로 이루어지고 외부체는 신재를 사용하여 제품의 외관을 미려하게 하여 상품성을 높이는 동시에 신축성과 강도를 향상시키는 효과를 가지며.

셋째, 본 발명은 농어촌의 환경오염으로 대두되는 폐비닐과 도시에서 발생되는 과자 비닐봉지를 수거하여 내부체로 사용함으로 환경오염을 방지하고 폐기물 처리 비용을 줄일 수 있도록 한 환경친화적인 제품을 제공하는 효과를 가지며,

넷째, 본 발명은 내부체를 폐합성수지로 하고 외부체를 신재 합성수지로 한 다층 패널을 건축자재 및 토목자재로 제공함으로 나무에 비하여 반복사용이 가능하여 원가 절감은 물론 나무를 대체 사용할 수 있도록 함으로 산림자원을 보호하는 효과를 갖는다.

도 1은 종래의 합성수지 이중 패널 제조 장치를 나타낸 것이며,
도2는 본 발명의 건축용 복합 압출 패널 제조 장치에 대한 공정별 시스템을 나타낸 것이며,
도3은 본 발명의 원료 배합 공급기를 나타낸 것이며,
도4는 본 발명의 1차 압출기 또는 2차 압출기를 나타낸 정면 구성도이며,
도5는 본 발명의 1차 압출기 또는 2차 압출기를 나타낸 평면 구성도이며,
도6은 본 발명의 1차 압출기와 2차 압출기에서 압출된 수지를 1차 압출 패널로 성형하는 1차 다이스의 종단면를 나타낸 것이며,
도7은 본 발명에 따른 3차 또는 4차 압출기의 정면도를 나타낸 것이며,
도8은 본 발명에 따른 3차 또는 4차 압출기의 평면도를 나타낸 것이며,
도9는 본 발명의 3차 및 4차 압출기에서 공급된 폐합성수지와 신재합성수지를 1차 다이스에서 성형된 1차 압출 패널 외면에 중첩 압출 성형하는 2차 다이스의 종단면을 나타낸 것이며,
도10은 본 발명의 1차 다이스에서 압출된 1차 압출 패널이 2차 다이스에서 다층으로 압출되는 연결상태를 나타낸 개략도이며,
도11은 본 발명의 1차 다이스에서 압출된 1차 패널 형상과 2차 다이스에서 형성된 2차 패널 형상을 단계별로 나타낸 것이며,
도12는 본 발명에 따른 1차 다이스의 내부에 반구형 돌기가 다수 형성된 단면을 나타낸 것이며,
도13은 본 발명에 따른 1차 다이스와 1차 싸이징 사이에 홀 성형 봉을 설치하여 내부체에 다수의 홀이 형성되도록 한 1차 싸이징 단면 구성을 나타낸 것이며,
도14는 본 발명에 따른 1차 진공냉각성형기를 나타낸 것이며,
도15는 본 발명의 1차 또는 2차 진공냉각성형기의 상부 플레이트를 나타낸 것이며,
도16은 본 발명의 다른 실시 예로서 진공냉각성형기의 상부 플레이트를 나타낸 것이며,
도17은 본 발명에 따른 진공 냉각 플레이트 저면 진공 홀을 나타낸 배열구성도이며,
도18은 본 발명의 2차 진공 냉각기를 나타낸 것이며,
도19는 본 발명에 따른 합성수지 다층 패널을 인출하는 인출 냉각 성형기를 나타낸 정면도이며,
도20은 본 발명에 따른 인출기의 인출 롤러 구성을 나타낸 측면도이며,
도21은 본 발명의 합성수지 다중 압출패널 절단기를 나타낸 것이며,
도22는은 본 발명의 1차 다이스에서 압출 성형된 합성수지 이중 압출 패널을 나타낸 것이며,
도23은 본 발명의 2차 다이스에서 압출 성형된 합성수지 다중 압출 패널을 나타낸 것이며,
도24은 본 발명의 다른 실시 예로서 1차 다이스에 홀 성형봉이 설치된 상태를 나타낸 횡단면도이며,
도25는 도24의 종단면도의 실시 예를 나타낸 것이며,
도26은 본 발명의 1차 다이스와 2차 다이스를 통하여 압출 성형된 합성수지 다층 패널을 나타낸 것이다.

이하 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 상기에서 설명한 바와 같이 폐합성수지 원료로 성형되는 내부체(A)와 신재합성수지 원료로 이루어진 외부체(B)가 반복 중합된 다층 구조를 갖는 목재 대용 건축 합판 합성수지 패널에 관한 것이다.

특히 본 발명은 기존의 폐합성수지를 이용한 이중 압출패널에서 문제점으로 대두된 생산성 효율과 다이스의 공기 배출, 합성수지 패널 조직을 강화시켜 내구성을 향상시킨 것이다.

본 발명의 다층 구조를 갖는 합성수지 압출 성형장치(1)에 따른 제조 단계별 공정을 살펴본다.

제1공정: 원료 배합 및 공급 단계

본 발명에서 사용하는 원료는 크게 2가지로 분류된다. 내부체(A)를 구성하는 폐합성수지와 외부체(B)를 구성하는 신재합성수지 원료로 구분된다.

내부체(A)는 폐합성수지로서, 농어촌에서 작물 경작 후 발생되는 멀칭용 비닐과 과자 비닐봉지 및 폐합성수지로 이루어지고, 외부체(B)는 신재 합성수지로 이루어진다.

본 발명의 내부체(A) 원료인 폐비닐 또는 폐합성수지는 수거하여 별도의 세척공정을 거치는 것이 아니라 흙이나 나무조각이 혼합된 상태라 하더라도 이를 그대로 사용한다.

폐합성수지와 폐비닐은 수거된 상태에서 건조시켜 분쇄하여 원료로 형성한다. 이와 같이 준비된 폐합성수지 원료는 원료 배합공급기(2)에서 히터장치(7)의 열 공급 팬(8)으로부터 불어주는 열풍에 의해 습기가 건조된 후 토출 컨베어(6)에 의해 1차 압출기(13)로 공급된다.

이때 또 다른 원료 배합 공급기(2)에서는 신재합성수지 원료가 준비되어 2차 압출기로 공급된다.

본 발명에서 설명되는 폐합성수지를 1차 압출기(13)에 공급하는 원료 배합 공급기(2)와 신재합성수지를 2차 압출기(14)에 공급하는 원료 배합 공급기(2)는 동일한 구성으로 이루어져 각각 설치된 것이다.

상기 원료 배합공급기(2)는 일측에 구비된 믹싱호퍼(12)가 구비되고 이의 믹싱호퍼(12)와 원료 배합 공급기(2)는 공급 컨베이어(3)가 설치되어 믹싱호퍼(12)에서 믹싱된 원료가 공급컨베이어(3)에 의해 원료 배합 공급기(2)로 공급된다.

상기 원료 배합 공급기(2)는 일측에 설치된 믹싱호퍼(12)와 원료 배합 공급기(2) 본체를 원료공급 컨베이어(3)로 연결하고 상기 원료 공급 컨베이어(3) 상단에는 컨베이어 구동 모터(4)가 설치되어 공급 컨베이어(3)를 구동시킨다.

상기 원료 배합 공급기(2) 본체 내부 중앙에는 교반날개(10)가 형성된 교반축(9)이 수직으로 설치되어 원료를 교반할 수 있도록 하고 교반축(9) 상단에는 교반축을 회전시키는 구동모터(11)가 설치된다.

상기 원료 배합 공급기(2) 일측에는 열풍공급 팬(8)을 갖는 히터장치(7)가 설치되어 본체 내부의 원료를 열풍으로 건조할 수 있도록 설치된다.

상기 히터장치(7)에서 토출되는 열풍은 원료 배합 공급기의 내측 하부로 토출되도록하여 토출 컨베이어(6)에서 각 압출기 측으로 로 공급되는 원료를 건조시켜 습기등을 제거한다.

이와 같이 건조된 원료는 토출 컨베어(6)에 의해 1차 압출기(13) 또는 2차 압출기(14)로 공급된다.

상기 원료 토출 컨베이어(6)와 원료 공급 컨베이어(3)는 상단에 컨베이어 구동모터(4)(5)가 각각 설치되어 스크류 형태의 컨베이어를 구동시켜 원료를 이송할 수 있게 된다.

또한 상기 원료 배합 공급기(2) 일측 에 구비된 믹싱호퍼(12)는 하단부에 모터에 의해 회전되는 교반 날개가 수평으로 설치되어 호퍼에 담겨진 원료를 교반하여 공급 컨베이어(3)로 공급되도록 하고 있다.

제2공정: 원료 압출 단계

상기 원료 배합 공급기(2)가 복수로 설치되어 일측의 원료 배합 공급기(2)는 공급받은 폐합성수지 원료를 1차 압출기(13)로 보내져 용융하고, 다른 일측의 원료 배합 공급기(2)(별도 도시하지 않음)는 신재합성수지를 2차 압출기(14)로 보내져 용융한다.

본 발명에서 사용되는 압출기는 합성수지를 용융 압출하는 압출기를 사용한 것으로 일측에 구동부와 히터를 전기적으로 제어할 수 있도록 제어부가 구성되고 압출기의 원료 투입부에는 호퍼가 형성되고 호퍼로부터 유입된 합성수지를 이송하는 이송 스크류가 구비되되, 상기 이송 스크류에 의해 이송되는 합성수지 원료를 용융시킬 수 있도록 스크류 외면에 판상 히팅장치가 설치된다.

상기 각각의 압출기에 설치되는 판상 히팅장치는 압출기의 스크류 길이에 비례하여 설치하되 히팅장치의 히팅온도는 구간별로 온도를 다르게 설정할 수 있도록 설치된다. 이와 같이 설치된 히팅장치의 외면은 커버가 형성되어 작업자의 안전사고가 발생되지 않도록 형성된다.

본 공정에서 사용하는 압출기는 1차 압출기(13)와 2차 압출기(14)로 구비되며, 1차 압출기(13)는 폐합성수지를 용융시켜 1차 다이스(17)에 공급할 수 있도록 하고, 2차 압출기(14)는 신재합성수지를 용융시켜 적층되도록 1차 다이스(17)에 공급할 수 있게 된다.

상기 1차 다이스(17)와 또한 후술되는 2차 다이스는 각각의 원료 배합 공급기로부터 폐합성수지 원료와 신재 합성수지 원료를 토출 컨베어로(6)부터 공급받을 수 있도록 설치되어 있다.

제3공정: 1차 합성수지를 1차 다이스로 이중 압출 성형하는 단계

상기 1차 압출기(13)로부터 유입되는 폐합성수지는 1차 다이스(17)의 후면에 형성된 이송로(18)를 통하여 1차 다이스(17)로 유입된다.

상기 1차 다이스(17)는 전면에 1개의 통로에서 3개로 분할 공급될 수 있도록 이송로(18)가 형성된다.

즉, 1차 압출기(13)의 토출구와 1차 다이스(17)의 전면 입구 이송로(18)가 연결되고, 이의 이송로(18)는 1개의 입구로 형성되어 다이스 내측 압출부(15)로 유입되는 부분은 3개로 분할되어 유입되도록 형성되어 있다.

이와 같이 1차 압출기(13)의 토출구와 연결된 1차 다이스(17) 입구를 1개 이송로(18)에서 유입된 후 3개로 분할 유입되도록 한 것은 폐합성수지가 용융되더라도 밀가루 반죽과 같이 떡의 형태를 가지므로 1개의 통로로 유입될 경우 패널의 압출 속도가 늦고 동시에 1차 다이스(17) 내측 압출부(15)로 채워져 압출시 중앙부에만 압출 힘을 받게 되므로 다이스 내부의 압출 속도가 중앙부와 양측 가장자리가 서로 상이한 압력이 발생되는 문제점이 있어 폐합성수지의 유입 통로를 3개의 이송로를 통하여 유입되도록 함으로 다이스 내부의 압출력을 중앙부와 양측면부가 동일한 압출력을 갖도록 한 것이다.

이때 3개로 분할되어 유입되는 폐합성수지의 압출력의 차이가 발생되면 1차 다이스(17) 상하부에 설치된 유입량 조절 볼트(19)를 이용하여 미세조정할 수 있다.

이와 같이 1차 압출기(13)를 통하여 1차 다이스(17) )내측 압출부(15)로 유입된 폐합성수지는 1차 다이스(17)의 압출부(15) 내주면에 형성된 다수의 반구형 돌기(20)에 의해 압출시 조였다 풀었다 하는 동작을 반복하는 과정에서 반죽과 같은 동작을 하게 되므로 폐합성수지 내의 공기층을 방지하고 조직을 세밀하게 하여 폐합성수지 내부에 심이 생기는 것을 방지한다.

즉, 1차 다이스(17) 내벽은 사면에 다수의 반구형 돌기(20)를 형성하여 굴곡이 있는 요철부를 형성함으로 1차 압출기(13)를 통하여 유입된 폐합성수지가 1차 다이스(17) 내부를 지나가는 과정에서 마치 사람의 위가 소화작용을 하듯이 주물렀다 놨다 하는 동작을 반복하는 과정에서 폐합성수지 내부에 잔류된 공기가 외부로 배출되고 조직은 호화되어 미세한 입자가 되므로 차후 성형된 패널 외면에 곰보가 발생되지 않고 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 1차 다이스(17)는 다수의 직사각형 블록이 결합된 구성이고 그 외면에는 판형상으로 이루어진 히팅장치가 설치된다.

상기 1차 다이스(17) 내부는 1차 압출기(13)와 연결하되 하나의 이송로(18)에서 3개의 이송로(18)로 나누어져 1차 다이스(13) 내부로 폐합성수지가 공급되도록 하고, 2차 압출기(14)는 1차 다이스(17)의 또 다른 신재합성수지 이송로(18')와 연결되어 1차 다이스(18) 내부에서 폐합성수지와 신재합성수지가 이중으로 겹쳐져 전면에 결합된 몰드 다이스(17b) 토출구로 압출된다.

상기 2차 압출기(14)는 1차 압출기(13)와 동일한 구성으로서, 상기 1차 압출기(13)와 같이 원료 배합 공급기(2)에서 원료를 공급 받아 스크류를 지나가면서 용융된 후 1차 다이스(17)에서 압출되는 폐합성수지의 외면에 포삽되는 형태로 1차 다이스(17) 내부에서 이루어져 1차 다이스(17)의 몰드 다이스(17a)로 토출되어 1차 싸이징(21)으로 유입된다.

상기 1차 다이스(17)는 상 하부에는 다수의 공기밴트가 형성되어 내부에서 발생된 공기를 외부로 배기토록 한다.

제4공정 : 이중 압출성형 패널에 다수의 중공부를 형성하는 단계

상기 1차 다이스의 몰드 다이스(17b)를 통하여 압출되는 합성수지 이중 패널은 중공부를 형성하지 않고 성형할 수도 있지만 강도를 높이고 내구성을 갖도록 하기 위해 다수의 홀 형태의 중공부를 형성한다.

상기 중공부를 형성하기 위해서는 단면이 타원형의 홀 성형 봉(27)을 1차 다이스(17)의 토출부인 몰드 다이스(17b)에 끼워지도록 설치한다.

이때 홀 성형 봉(27)은 몰드 다이스(17b) 내부에 횡으로 균등 배치하여 토출되는 압출물(34)인 이중 합성수지 패널의 내부체(A)에 다수의 홀이 형성되도록 한다.

상기 홀 성형 봉(27)은 몰드 다이스(17b) 토출구 입구 내에 홀 성형 봉(27) 일측 단부가 끼워져 고정되도록 하되 홀 성형 봉(27)은 착탈할 수 있도록 결합된다.

상기 홀 성형 봉(27)은 단면이 타원형태로 형성되며, 몰드 다이스(17b) 토출구에 설치시 직경이 큰 쪽이 수직선상에 위치하도록 설치한다.

상기 홀 성형봉(27)은 토출구에 착탈하기 위해 일측단부에 결합돌기가 형성되어 몰드 다이스(17b) 토출구 입구 내에 형성된 홈에 결합시켜 고정할 수 있도록 형성된다. 즉, 홀 성형 봉(27) 일측 단부에 형성된 돌기를 몰드 다이스(17a) 토출구 입구 내의 상하부에 형성된 홈에 홀 성형 봉의 돌기를 끼운 후 일측으로 돌리면 결합되고 반대로 돌리면 이탈될 수 있도록 구성된다.

또한 홀 성형 봉은 일측단에 돌기를 형성하지 않고 핀 구멍을 형성하여 몰드 다이스(17a) 토출구에 끼운 후 몰드 다이스(17a) 외면 상부에서 핀을 관통하여 고정할 수 있다.

상기와 같이 몰드 다이스(17a) 토출구에 홀 성형 봉(27)을 수평으로 다수 설치하면 1차 다이스(17)로부터 압출 성형되는 이중 합성수지 패널은 다수의 홀이 형성된다.

제5공정: 진공 성형하는 1차 싸이징 단계

상기 1차 다이스의 몰드 다이스 토출구에 설치된 홀 성형 봉에 의해 다수의 홀이 형성된 이중 합성수지 압출 패널의 압출물을 1차 싸이징(21)에서 진공으로 흡착하여 패널 외면을 평평하고 매끄럽게(평활:平滑) 성형한다.

상기 진공 성형하는 1차 싸이징(21)은 합성수지 이중 압출 패널이 인입되어 타측으로 이송될 수 있도록 터널과 같은 공간부가 형성되고 내부에는 다수의 진공홀이 형성되어 상부와 하부에서 합성수지 이중 압출 패널을 흡착 진공하여 외면이 평활하게 한다.

이때 진공 성형하는 1차 싸이징(21)은 하나의 유니트로 이루어지되 내부적으로 1/2지점에 격벽(22)을 형성하여 1차 진공부(25)과 2차 진공부(26)으로 나누어지도록 구획하였다.

상기 1차 싸이징(21)은 1차 다이스(17)에서 압출되는 이중 패널이 홀 성형 봉(27)을 벗어난 직후이므로 진공압력을 약하게 실시하여 표면 진공이 이루어지도록 하고 2차 진공부(26)를 지나면서 진공압력을 세게하여 홀과 전체적인 형상이 고정되도록 형성한다.

상기 홀 성형 봉(27)에서 형성되는 홀의 모양은 홀 성형 봉에서 벗어난 직후 이므로 계란을 세워놓은 형상이므로 1차 진공부(25)에서 표면만 약하게 진공을 하고 다시 1차 싸이징(21)의 2차 진공부(26)에서 진공을 세계 실시하여 패널의 내부체((A)에 관통되는 다수의 홀이 성형으로 성형된다.

즉, 1차 다이스(17)에서 압출되는 패널 내부체의 홀을 처음부터 원형으로 성형한 후 1차 싸이징(21)을 통과면 홀의 형상이 정원을 만들지 못하고 찌그러진 원형으로 형성됨으로 홀 성형 봉은 단면이 타원형으로 형성된 봉을 직경이 큰쪽이 수직선상에 위치하도록 설치하여 1차 싸이징(21)에서 진공시 원형으로 이루어지도록 한 것이다.

본 발명은 합성수지로 패널을 압출성형 함에 있어서 신재 합성수지를 사용할 경우에는 내부에 형성되는 홀이 압출시 변형 없이 성형되나 폐합성수지를 사용할 경우에는 떡같이 찐득찐득한 형태이므로 홀을 형성하고 진공으로 흡착하면 홀의 형상에 변형이 발생되므로 폐합성수지의 경우에는 이를 감안하여 원형, 사각형, 직사각형, 타원형 등의 홀을 성형시 감안하여 홀 성형 봉을 설치해야 한다.

또한 본 발명에 있어서 1차 싸이징(21)에서 격벽(22)을 형성하여 1차 진공부(25)와 2차 진공부(26)로 나누어 진공 성형하는 것은 진공 성형되는 패널의 홀을 잘 성형되도록 하는 이유도 있지만 폐합성수지의 경우 압출속도가 느리게 됨으로 1차 싸이징(21)에서 진공압력을 1차는 약하게 하고 2차 진공부(26)에서 진공압력을 세게 하면 패널이 이동되는 압출속도를 좀 더 빠르게 할 수 있어 생산성을 증대시킬 수 있다.

또한 1차 싸이징 입구는 1차 다이스에서 압출이송되는 패널 압출물이 용이하게 1차 싸이징(21)으로 유입될 수 있도록 전면은 넓고 후면은 좁은 형상으로 "〉"와 같이 상하부에 내측으로 경사부(C)가 형성되어 압출 패널의 유입이 용이하록 하였다.

이때 1차 다이스에서 압출된 패널 압출물이 1차 싸이징으로 유입시 입구에서 꽉차서 압밀형태로 인입되어야만 1차 싸이징에서 진공시 패널형태로 이루어져 곰보와 불균형을 방지하게된다.

상기 1차 싸이징의 입구에서 압밀형태로 인입시 후방에 설치된 1차 인출기가 잡아 당기고 있는 상태이므로 1차 싸이징 입구에서 경사면을 따라 압밀인입된다.

상기 1차 싸이징은 진공홀 주변으로 관로가 형성되어 냉매를 순환시켜 싸이징을 냉각할 수 있도록 하였다.

제6공정: 1차 진공 냉각 성형 및 수냉 단계

상기 1차 싸이징(21)으로부터 평활된 압출 패널의 형상을 냉각과정에서 변형이 발생되지 않도록 고정하고 냉각시킬 수 있도록 1차 진공 냉각기(30)를 거친다.

상기 1차 진공냉각기(30)는 챔버 형태로 이루어진 수 냉각장치의 선두에 설치되어 1차 싸이징(21)에서 압출 이송되는 이중패널을 냉각시키도록 한다.

이때 패널 압출물이 1차 싸이징을 통과하면서 외형적인 형상은 이중 압출 패널로 형성된 것이나 냉각이 완전하게 이루어진 상태가 아니므로 1차 진공 냉각기와 1차 수 냉각장치에서 완전하게 경화시켜 외형상 변형되는 것을 방지한다.

상기 1차 진공냉각기(30)는 상 하부 냉각 플랜트(31)(32)로 이루어지고 상부 냉각 플랜트(31)는 실린더에 의해 상하부로 이동될 수 있도록 구성된다.

또한 상 하부 냉각 플랜트는 저면에 진공 홀이 형성되어 일측으로 이송되는 합성수지 이중 패널을 이동에 방해가 없고 냉각시 변형이 발생되지 않도록 흡착과 냉각을 실시한다.

이때 1차 진공냉각기(30)에서의 진공은 약하게 하여 완전하게 고정되어 형상에 변형이 발생되지 않도록 하고 1차 진공 냉각기 자체의 냉매에 의해 냉각이 이루어진다.

상기와 같이 1차 진공 냉각기(30)에서 평활도를 유지하면서 1차 냉각된 합성수지 이중패널은 1차 수 냉각장치(35)에서 다수설치된 이동롤러에 의해 물속에 잠긴 상태에서 이동한다.

이때 1차 수 냉각장치(35)는 수조 일측에 진동자를 설치하여 물에 진동을 주면 물이 수조 안에서 파도와 같이 출렁출렁 되도록 하여 냉각효과를 더 높일 수 있다.

또한 본 발명은 1차 수 냉각장치의 수조에 다수의 롤러를 설치하여 압출되는 합성수지 이중 압출패널이 롤러에 의해 가이드 되면서 이동되도록 하고 상하부에 물분사노즐을 설치하여 물을 분사시켜 냉각시킬 수 있다.

상기 1차 수 냉각장치에 물을 채워서 냉각시킬 경우는 선단에 설치된 1차 진공냉각기에서 진공이 이루어지는데 방해가 않되도록 칸막이를 설치하여 1차 진공 냉각기(30)와 1차 수 냉각장치(35)를 설치한다.

본 공정에서 1차 수 냉각장치(35)를 통과한 합성수지 이중 패널은 경화가 이루어져 완전한 패널로 형성된다.

즉, 냉각수를 통과한 패널은 완전히 냉각된 상태로 더 이상 변형이 발생되지 않으므로 소정의 규격으로 절단하지 않은 상태이나 패널로 사용하는 데에는 문제가 없다.

이와 같이 1차 수냉각 장치(35)를 통과한 패널은 본 발명에서는 1차 압출 패널(34)이라 한다.

제7공정: 패널 외면의 물기제거 및 인출단계

상기 1차 수 냉각장치에 의해 수냉된 1차 압출 패널(34)의 표면에 묻어 있는 물기를 에어분사장치(36)로 제거한다.

상기 1차 수 냉각장치(35)를 거쳐 냉각된 1차 압출 패널은 표면이 물에 젖어 있는 상태이므로 차후 공정을 위해 외부의 물기를 건조해야 함으로 에어 분사장치(36)로 건조시킨다.

또한 에어 분사장치(36) 후방 동일 선상에는 1차 인출기(37)가 설치되어 1차 압출기(13) 및 2차 압출기(14)에서 공급된 합성수지가 1차 다이스(17)를 거쳐 1차 싸이징(21), 1차 진공냉각기(30), 1차 수 냉각장치(35), 에어 분사장치(36)로 이송된다. 이때 1차 다이스의 토출부까지는 1차 압출기와 2차 압출기에서 밀어주는 압출력에 의해 압출물이 토출되고 1차 싸이징 이후 부터는 1차 인출기에서 당겨지는 당김력에 의해 이동된다.

제8공정: 1차 압출 패널을 히팅 챔버에서 예열 및 2차 다이스에서 다층 패널 성형 단계

상기 1차 인출기(37)로부터 당겨져 이송되는 1차 압출 패널(34)을 히팅 챔버(38)에 인입시켜 1차 압출패널(34)의 표면에 잔류하는 습기를 건조하고 표면을 연화시킨다.

상기 히팅 챔버(38)는 2차 다이스(41) 전방에 설치되어 2차 다이스(41)로 인입되는 1차 압출 패널(34)의 외면을 가열시켜 연화되도록 함으로 1차 압출 패널(34)이 2차 다이스(41) 내에서 3차 압출기(39)와 4차 압출기(40)에서 공급되는 합성수지와 접착이 잘 이루어지도록 한다.

이때 1차 압출 패널(34)을 히팅 챔버(38)에서 표면을 연화시키지 않게 되면 2차 다이스(41)에서 합성수지와 적층 접합시 접착력이 약하게 되어 완성된 다층 합성수지 패널의 다층 접합부가 벌어지는 문제점이 발생됨으로 반드시 1차 압출 패널(34)은 히팅챔버(38)장치에서 표면을 연화시켜야 한다.

상기 히팅 챔버(38)로부터 표면이 히팅된 1차 압출 패널(34)은 2차 다이스(41)로 유입되는 동시에 3차 압출기(39)에서 공급되는 폐합성수지가 외면에 적층되어 폐합성수지 층을 형성하고 다시 4차 압출기(40)에서 공급되는 신재합성수지가 폐합성수지층 위에 적층되어 다층구조를 이룬다.

상기와 같이 2차 다이스(41)에서 다층구조로 적층된 패널은 2차 다이스(41)에서 토출된 후 2차 싸이징(42)으로 이송된다.

본 공정에서 실시되는 3차 압출기(39)는 일측에 설치된 원료 배합 공급기로부터 폐 합성수지 원료를 공급 받아 3차 압출기(39)에서 용유되어 2차 다이스(41)로 주입된다.

또한 4차 압출기(40)는 일측에 설치된 원료 배합 공급기로부터 신재합성수지 원료를 공급받아 4차 압출기(40)에서 용융되어 2차 다이스(41) 내로 주입된다.

따라서 2차 다이스(41) 내에서는 히팅 챔버(38)를 통과한 1차 압출 패널(34)이 2차 다이스(41)로 인입되면 3차 압출기(39)에서 공급되는 폐합성수지가 1차 압출 패널 외면에 적층 압출되고, 적층된 폐합성수지 층 외면에는 4차 압출기(40)에서 공급되는 신재합성수지가 적층되어 2차 다이스(41)에서 압출되어 다층 압출 패널로 성형된다.

상기 2차 다이스(41)는 상기 1차 다이스(17) 내측 압출부와 같이 반구형 돌기(20)를 형성할 필요는 없다.

상기 2차 다이스(41)는 내부가 민자로 형성되어 1차 압출 패널(34)이 인입되면 외면에 폐합성수지층과 신재합성수지층이 적층되어 압출되도록 구성된다.

상기 2차 다이스(41)는 1차 다이스(17)와 같이 다수의 블록으로 결합되고 외면에 판형 히터가 설치된다.

또한 2차 다이스(41) 상부에는 합성수지 유입량 조절볼트가 각각 설치되어 폐합성수지와 신재합성수지 양을 조절할 수 있다.

제9공정: 2차 싸이징 단계

상기 2차 싸이징(42)는 상기 2차 다이스(41)에서 다층으로 형성된 압출 패널을 평평하고 매끄럽게 진공한다.

본 공정에서 실시되는 2차 싸이징(42)은 2차 다이스(41)에서 압출된 다층 합성 수지 패널의 외면을 진공으로 평활하게 한다.

상기 2차 싸이징(42)은 1차 싸이징(21)과 같이 1차 진공부(25)와 2차 진공부(26)로 나누지 않고 다층 합성수지 패널을 한번에 진공할 수 있도록 구성된다.

상기 2차 싸이징(42) 역시 1차 싸이징(21)과 같이 입구가 내측으로 "〉"와 같은 경사면이 형성되어 2차 다이스(41)에서 압출되는 다층 합성수지 패널이 용이하게 인입될 수 있도록 하였다.

제10공정: 진공냉각 및 수냉각 단계

상기 2차 싸이징(42)으로부터 평활된 다층 합성수지 압출 패널은 냉각시 형상이 고정되도록 진공 냉각하는 2차 진공냉각기(43)와 2차 수 냉각장치(44)에서 냉각된다.

본 공정은 수조 내의 선단에 2차 진공 냉각기(43)가 설치되고 다음에 다수의 롤러로 이루어져 물이 채워지거나 또는 상하부에 분사노즐이 설치되어 2차 수 냉각장치(44)가 구성된다.

상기 2차 진공냉각기(43)는 상기에서 설명된 1차 진공냉각기(30)와 동일한 구성으로 이루어진 것으로서 상 하부에 냉각 성형 플랜트(31)(32)가 형성되고 상부 냉각 성형 플랜트(31)는 실린더와 연결되어 승하강되도록 하며, 상기 상 하부 냉각 성형 플랜트는 다수의 진공 홀이 형성된다.

따라서 2차 싸이징(42)으로 부터 이송되는 다층 합성수지 패널은 완전히 냉각된 상태가 아니라 냉각시 변형이 발생될 수 있으므로 진공으로 외형을 잡아주면서 냉각한다.

상기 2차 진공 냉각기(43)를 통과한 다층 합성수지 압출 패널은 동일 수조 내에서 롤러에 안내되어 이송되는 과정에서 물에 침전 냉각되거나, 다수의 노즐에서 살수되는 물에 의해 냉각된다.

상기 2차 수 냉각장치(44)의 수조에 물이 저수된 상태에서 다층 합성수지 압출 패널이 이동될 때 담겨진 물에 진동을 가하여 물이 출렁출렁하게 하면 냉각효율을 높일 수 있다.

제11공정: 인출 냉각 및 절단 및 밴딩

상기 다층 합성수지 압출 패널을 2차 수 냉각장치(44)에서 냉각된 후 동일 선상설치된 인출 냉각 성형기에 의해 인출되어 절단기로 보내진다.

상기 인출 냉각 성형기(45)로터 인출된 다층 합성수지 압출 패널은 소정의 규격으로 절단하는 절단기(49) 및 절단된 다층 압출 패널을 소정의 개수로 밴딩하는 밴딩기로 이루어진다.

상기 인출 냉각 성형기(45)는 양측에 2차 인출기(46)이 구비하되 2차 인출기(46)는 다수의 인출롤러(48)로 형성되고 2차 인출기(46)와 2차 인출기(46) 사이의 중앙부에 냉각 성형기(47)가 설치되어 이송되는 압출 패널을 인출 및 냉각 성형할 수 할 있도록 한다.

상기 1차 싸이징(21) 및 2차 싸이징(42) 입구는 전광후협(前廣後俠)의 경사부(C)로 형성된다.

상기 1차 다이스(17)와 2차 다이스(41)는 후방의 몰드 다이스 토출구가 양 측면 직경보다 중앙부 직경이 더 크고 볼록하게 만곡된 형상으로 형성된다,

상기 1차 진공 냉각기(30) 및 2차 진공 냉각기(43)는 입구 상 하부에 경사부(C)가 형성된다.

이하 본 발명의 첨부 도면을 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명의 건축용 복합 압출 패널 제조 장치에 대한 공정별 시스템을 나타낸 것으로서, 원료 배합공급기(2)→ 1차 및 2차 압출기(13)(14) → 1차 다이스(17) → 1차 싸이징(21) → 1차 진공 냉각기(30) → 1차 수 냉각장치(35) → 에어 분사장치(36) → 1차 인출기(37) → 히팅 챔버(38) → 3차 및 4차 압출기(39)(40) → 2차 다이스(41) → 2차 싸이징(42) → 2차 진공 냉각기(43) → 2차 수 냉각장치(44) → 인출 냉각 성형기(45) → 절단기(49)의 순서로 이루어지는 다층 합성수지 압출 패널 장치를 나타낸 것이다.

도3은 본 발명의 원료 배합 공급기를 나타낸 것으로서, 원료 배합 공급기(2) 일측에 믹싱 호퍼(17b)가 설치되어 원료를 원료 배합 공급기에 공급하도록 구성된다.

상기 믹싱 호퍼(12)는 하단부에 모터에 의해 회전되는 축상에 교반날개가 설치되어 호퍼에 담겨진 원료를 교반하여 공급 컨베이어(3)로 공급되록 하고 있다.

상기 믹싱 호퍼(12) 하단부와 원료 배합 공급기(2) 본체 상단부에 원료 공급 컨베이어(3)로 연결하고 상기 원료 공급 컨베이어(3)는 상단에 설치된 컨베이어 구동 모터(4)에 의해 스크류와 같이 구동되면서 믹싱 호퍼(12)의 원료를 원료 배합 공급기(2)로 이송하여 공급한다.

또한 원료 배합 공급기(2) 본체 내부 중앙에는 교반날개(10)가 형성된 교반축(9)이 수직으로 설치되어 원료를 교반할 수 있도록 하고 교반축(9) 상단에는 교반축(9)을 회전시키는 구동모터(11)가 설치된다.

상기 원료 배합 공급기(2) 본체 일측에는 열풍공급 팬(8)을 갖는 히터장치(7)가 설치되어 본체 내부의 원료를 열풍으로 건조하여 습기를 제거할 수 있도록 한다. 원료가 건조되지 않아 습기가 잔류할 경우 용융시 공기층을 형성되어 제품의 불량원인이 됨으로 이를 제거하도록 한 것이다.

상기 원료 배합 공급기(2)는 신재 합성수지 원료 배합 공급기와 폐합성수지 원료 배합 공급기로 각각 구비하여 폐합성수지 원료 배합 공급기(2)는 1차 압출기(13)와 3차 압출기(39)로 폐합성수지를 공급할 수 있도록 하고, 신재 합성수지 원료 배합 공급기는 2차 압출기(14)와 4차 압출기(40)에 신재합성수지 원료를 공급하도록 각각 설치된다.

도4는 본 발명의 1차 및 2차 압출기를 나타낸 정면 구성도이고, 도5는 본 발명의 1차 및 2차 압출기를 나타낸 평면구성도로서, 1차 압출기(13)는 원료 배합 공급기(2)의 토출 컨베어(6)로부터 폐합성수지 원료는 공급받고, 2차 압출기(14)는 또 다른 원료 배합 공급기(2)의 토출 컨베이어(6)로부터 신재 합성수지 원료를 공급 받도록 구성되어 있다.

상기 1차 압출기(13)는 일측 상부에 구비된 호퍼로부터 공급 받은 폐 합성수지 원료가 압출기의 이송 스크류로부터 이송되는 과정에서 용융되어 1차 다이스(17)로 주입된다.(본 발명에서 다이스는 성형몰드를 지칭하는 것임)

또한 2차 압출기(14)는 1차 압출기(13)와 동일한 구성으로서 1차 압출기(13)에서 주입된 폐합성수지가 2차 다이스(14)에서 압출시 그 상면에 신재 합성수지가 적층 압출되도록 구성된다.

따라서 1차 압출기(13)와 2차 압출기(14)는 일측에 스크류를 구동하는 구동부가 설치되고 다른 일측에는 스크류 외면에 설치된 판형 히터(16)를 가열 할 수 있도록 온도 제저부가 설치된다.(전기적 온도제어부는 통상적인 것을 사용하는 관계로 도시를 생략함)

상기 1차 및 2차 압출기(13)(14)는 호퍼에서 공급되는 원료를 용융시키기 위해 소정의 길이를 갖는 스크류로 형성되고 이의 스크류는 케이싱 내에 설치되며 상기 케이싱 외면은 판형 히터(16)가 설치되어 스크류를 따라 이송되는 원료를 용융토록 한다.

상기 각 압출기의 스크류 외면에 설치되는 판형 히터(16)는 소정의 구간별로 온도를 다르게 제어할 수 있도록 설치된다.

또한 상기 판형 히터(16) 외면에는 별도의 커버가 형성되어 판형 히터(16)를 보호함과 동시에 작업자를 안전사고로 부터 보호할 수 있도록 한다.

도6은 본 발명의 1차 압출기와 2차 압출기에서 압출된 수지를 1차 압출 패널로 성형하는 1차 다이스의 종단면를 나타낸 것으로서, 1차 압출기(13)의 토출부는 1차 다이스(17)의 전방 중앙에 형성된 이송로(18)와 연결되며 상기 1차 다이스(17)의 이송로(18)는 1개의 이송로(18)에서 3개의 이송로(18)로 분할 유입되어 내부체(A)를 구성한다.

또한 1차 다이스(17) 외면 일측에는 2차 압출기(14)의 토출부와 연결되어 1차 압출기(13)로부터 유입된 폐합성수지의 내부체(A) 외면에 신재 합성수지가 적층 압출되면서 외부체(B)를 형성한다.

상기 1차 다이스(17)은 다수의 사각 블록이 결합되어 하나의 1차 다이스(17)를 구성한다.

또한 1차 다이스(17)의 압출 진행 방향으로 선단부에 몰드 다이스(17b)를 설치하여 폐 합성수지의 내부체(A)와 신재 합성수지의 외부체(B)로 구성된 1차 압출 패널(34)을 성형할 수 있게 된다.

상기 1차 다이스(17)는 1차 압출기(13)로부터 유입되는 폐합성수지의 유입량을 조절할 수 있도록 다수의 유입량 조절볼트(19)와 2차 압출기(14)로부터 유입되는 신재 합성수지 원료 유입량을 조절할 수 있도록 다수의 유입량 조절볼트(19)가 구비된다.

또한 1차 다이스(13)의 상 하부에는 다수의 공기 밴트가 형성되어 1차 다이스 내에서 내부체와 외부체가 압출시 발생되는 가스를 외기로 배기시킬 수 있도록 하였다. 본 발명에서는 공기밴트를 반드시 설치할 필요는 없다. 본 발명은 1차 다이스의 반구형 돌기가 설치되어 압출물 내부에 공기가 존재하지 않고 압출물 외부에 미량이 잔류되기 때문에 다이스에서 토출되면서 외기로 배기된다.

도7은 본 발명에 따른 3차 및 4차 압출기의 정면도를 나타낸 것이며, 도8은 본 발명에 따른 3차 및 4차 압출기(39)(40)의 평면도를 나타낸 것으로서, 상기 3차 압출기(39)와 4차 압출기(40)는 상기에서 설명한 1차 및 2차 압출기(13)(14)와 동일한 구성으로 이루어진다.

상기 3차 압출기(39)는 폐 합성수지를 용융시켜 2차 다이스(41)로 공급하고, 4차 압출기(40)는 신재 합성수지를 용융시켜 2차 다이스(41) 내를 통과하는 1차 압출 패널 외면에 적층된 폐 합성수지층으로 이루어진 내부체(A')의 외면에 적층시켜 외부체(B')인 신재 합성수지 층을 형성하도록한다.

상기 2차 다이스(41)에도 폐합성수지 유입량 조절볼트(19)와 신재 합성수지 유입량 조절 볼트(19)가 구비되어 각각의 수지 유입량을 조절할 수 있도록 한다.

또한 2차 다이스(41) 역시 내부에서 발생되는 가스를 외부로 배기시키기 위한 밴트가 서택적으로 설치된다.

도9는 본 발명의 3차 및 4차 압출기에서 공급된 폐합성수지와 신재 합성수지를 1차 다이스(17)에서 성형된 1차 압출 패널 외면에 중첩 압출 성형하는 2차 다이스(41)의 종단면을 나타낸 것으로서, 2차 다이스(41)는 1차 압출 패널(34)이 인출기에 의해 당겨져 히팅챔버(38)에서 표면이 연화된 후 2차 다이스(41)로 유입되면 일측에 설치된 3차 압출기(39)로부터 공급되는 폐합성수지가 적층되어 내부체(A')를 구성하고, 폐합성수지 층 외면에 신채 합성수지재가 적층되어 외부체(B')를 구성하여 패널이 다층구조가 형성되도록 2차 다이스가 압출한다.

도10은 본 발명의 1차 다이스에서 압출된 1차 압출 패널이 2차 다이스에서 다층으로 압출되는 연결상태를 나타낸 개략도이다.

도10은 1차 및 2차 압출기(13)(14)로부터 공급 받은 폐합성수지와 신재 합성수지를 1차 다이스(17)에서 압출하여 1차 압출 패널(34)을 형성한다. 상기 1차 압출 패널(34)은 폐 합성수지가 내부체(A)를 구성하고, 신재 합성수지가 외부체(B)를 구성하여 이중 압출패널을 형성한다.

이와 같이 1차 다이스(17)에서 성형된 1차 압출 패널(34)이 2차 다이스(41)에서 3차 압출기(39)와 4차 압출기(40)에서 공급되는 폐합성수지와 신재 합성수지를 압출시켜 다층구조를 갖는 합성수지 압출 패널을 형성한다.

따라서 도10은 1차 다이스와 2차 다이스 사이의 단계를 생략 도시하고 1차 다이스와 2차 다이스의 실시예를 간략히 나타낸 것이다.

참고로 본 발명에서 1차 다이스에서 압출된 압출물이 1차 싸이징에서 진공압출되어 연속적으로 이동되는 압출물을 편의상 1차 압출 패널(34)이라 하고 이를 절단하여 제품화한 물품을 이중 압출패널(50)이라 한다.

또한 1차 다이스에서 2치 다이스를 거쳐 냉각공정을 지나 완전히 냉각되어 제품화된 패널을 다층 압출패널(51)이라 한다.

도11은 본 발명의 1차 다이스에서 압출된 1차 패널 형상과 2차 다이스에서 형성된 2차 패널 형상을 단계별로 나타낸 것으로서, 내부체(A)와 외부체(B)를 구성하는 1차 압출패널(34)이 1차 다이스(17)에서 압출되어 1차 싸이징(21)에 인입되기 전에는 도 11의 ⒜부분과 같이 단면상 상하부로 만곡 형태로 볼록하고 내부체에 형성된 홀 역시 계란 형태의 타원으로 형성된다.

상기 1차 다이스(17)에서 압출된 1차 압출패널(34)은 ⒜와 같이 볼록하게 마곡부를 가진 상태에서 1차 싸이징(21)으로 인입되어 진공으로 흡착되면 ⒝와 같이 직사각형의 단면부를 갖고 표면은 평활하게 성형된다.

상기 1차 싸이징에서 진공 흡착된 1차 압출 패널(34)은 1차 진공냉각기(30), 1차 수냉각장치(35), 에어분사장치(36), 인출기(37), 히팅챔버(38)를 거쳐 2차 다이스(41)에서 3차 압출기(39)와 4차 압출기(40)로부터 폐합성수지와 신재 합성수지가 적층되어 2차 다이스(41)에서 토출되면 도11의 ⒞와 같이 1차 압출패널(34)에 적층된 수지는 단면상 만곡부가 형성된 상태로 압출된 후 2차 싸이징(42)을 통과면 ⒟와 같이 단면상 직사각형으로 이루어지고 표면은 평활하게 성형되어 다층구조를 갖는 합성수지 압출 패널이 형성된다.

즉, 본 발명의 1차 다이스(17)와 2차 다이스(41)는 토출구가 상하부로 만곡형태로 볼록하게 벌어진 형상으로 토출된 후 각각의 싸이징에서 정확한 형상으로 성형한다.

이를 구 체적으로 설명하면,

1차 압출기(13)에서 폐 합성수지 원료가 다이스로 투입하면서 가스로 인해 원료에 발포층이 생기기 때문에 1차 다이스(13) 속에서 원료가 일정하게 펴지지가 않는다

따라서 제품이 다이스 전체로 잘 펴지기 위해서는 다이스 속에서 밀가루 반죽해 주듯이 해야 1차 다이스 속에 원료가 전체로 잘 펴져서 제품 전체적인 부분의강도가 동일해진다.

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또한 원료가 폐합성수지이기 때문에 다이스 속에서 사각제품이 형성되어 나올 때 가스로 인하여 제품이 발포되어 1차 다이스에서 나오는 순간 찐빵처럼 부풀어져서 제품이 접히는 현상이 발생되기 때문에 1차 다이스 및 2차 다이스 앞부분을 약간 만곡부로 만들어야 제품이 다이스를 올라타지 않고 1차 싸이징(21)으로 잘 삽입된다.

또한 1차 압출 패널(34)의 내부체에 다수 형성되는 홀(52)을 달걀모양으로 만들기 위해서는 1차 다이스(17)와 1차 싸이징(21) 사이에 홀 성형 봉(27)을 만들어서 홀(52)이 형성되도록 압출한다.

또한 압출 패널이 찐빵 처럼 부풀어 오른 현상으로 다수의 홀(52)이 찌그러지는걸 막기 위해서는 제품 위에다 신재 합성수지를 한번 더 적층시켜야 직사각형태로 성형되면서 강도가 형성되고 평판도가 매끄럽다.

그 후 바로 1차 싸이징(21)으로 패널의 압출물이 진입하면서 표면만 약하게 1차 진공부(25)에서 1차 냉각과 진공을 시키면서 패널을 사각형태를 만들어줘야 홀 성형봉(27)이 제품에서 붙지 않고 다수의 홀(C)이 만들어지고 바로 홀 성형봉(27)이 빠지면서 1차 진공부(25)에서 서서히 진공과 냉각을 하고 2차 진공부(26)에서 강한 냉각과 진공을 해야 사각전체가 만들어지면서 홀(C)과 제품의 발포층이 형성되면서 제품에 강도가 강하게 형성된다.

도12는 본 발명에 따른 1차 다이스의 내부에 반구형 돌기가 다수 형성된 단면을 나타낸 것으로서, 1차 압출기에서 유입되는 폐합성수지 원료가 1차 다이스의 중앙부 이송로(18)로 유입된 후 3개로 분할된 이송로(18)를 통하여 1차 다이스(17) 내부로 유입된다.

이와 같이 폐 합성수지가 하나의 이송로(18)로 유입된 후 3개로 분할 되도록한 것은 폐합성수지는 용융된 상태가 밀가루를 반죽한 상태와 같이 떡 형태를 가지므로 하나의 이송로에서 원료를 주입하여 압출할 경우 압출속도가 떨어질 뿐만 아니라 1개의 좁은 통로에서 1차 다이스(17) 내로 유입시 갑자기 공간이 넓어지므로 중앙부에만 압출력이 가해지고 양 측면부는 압출속도가 떨어져 불균형이 발생되는 단점이 있다.

본 발명은 이러한 단점을 해소하기 위해 하나의 통로(이송로)로 유입된 후 3개의 분할통로(이송로)를 형성하여 떡 형태의 폐합성수지 원료를 1차 다이스(17) 내에서 균 등하게 압출될 수 있도록 한다.

또한 본 발명의 1차 다이스(17)는 상하 좌우 내면에 다수의 반구형 돌기(20)를 형성하여 폐합성수지 원료가 압출시 주물러주는 형태로 이루어지도록 한 것이다.

즉, 폐합성수지원료가 1차 다이스(17)에서 압출시 반구형 돌기(20)에 의해 주물러주게 됨으로 원료의 호화작용과 내부의 가스를 방출시키는 작용을 한다.

특히 1차 다이스(17) 내에서 압출되는 폐합성수지는 반구형 돌기(20)에 의해 주 물러주듯이 반죽되는 과정에서 입자가 세분화 되어 내부에 심이 생기는 것을 방지고 성형된 패널을 내구성을 향상시키는 작용을 한다.

도13은 본 발명에 따른 1차 다이스와 싸이징 사이에 홀 성형 봉을 설치하여 내부체에 다수의 홀이 형성되도록 한 1차 싸이징(21) 단면 구성을 나타낸 것으로서, 합성수지 압출 패널에 다수의 홀(52)을 형성하기 위한 것이다.

본 발명은 1차 다이스(17)의 몰드 다이스(17a)와 1차 싸이징(21) 사이에 홀 성형봉(27)을 설치하여 1차 다이스(17)에서 압출되는 패널 압출물이 몰드 다이스(17b)에서 1차 싸이징(21)으로 인입되는 과정에서 압출패널의 내부체에 다수의 홀(52)이 형성된다.

상기 홀 성형봉(27)은 일측단부가 1차 다이스(17)의 몰드 다이스(17b) 내에 끼워져 고정되거나 또는 핀(29)으로 고정할 수 있다.

상기 홀 성형봉(27)은 몰드 다이스(17b)에 끼워진 단부는 압출물이 압출시 방해를 받지 않도록 뾰족한 형태로 형성되며, 타측단은 1차 싸이징 입구 내에 위치하여 핀등으로 고정한다.

상기 1차 싸이징(21)은 결벽(22)가 형성되어 1차 진공부(25) 2차 진공부(26)로 분할 구성되고 1차 진공부(25)는 홀 성형 봉(27)을 통과한 압출물의 표면 만을 진공흡입하도록 진공압이 약하게 설정되고 2차 진공부(26)는 1차 진공부(25)의 진공압력보다 세계 설정되어 진공할 수 있도록 한다.

상기 1차 싸이징(21)은 내면 상하부에 다수의 진공 홀이 형성되고 몸체 내부에는 냉각수가 이동되는 관로가 형성되어 압출물의 열을 냉각시켜 진공 흡착시 달라 붙는 것을 방지하고 압출 이동 속도를 증가시킬 수 있도록 한다.

도14는 본 발명에 따른 1차 진공냉각기를 나타낸 것이며, 도15는 본 발명의 1차 및 2차 진공냉각기의 상부 냉각 성형 플래이트를 나타낸 것이며, 도16은 본 발명의 다른 실시 예로서 진공냉각성형기의 상부냉각 성형플레이트를 나타낸 것이다.

또한 도17은 본 발명에 따른 상부 냉각 성형 플레이트 저면에 진공 홀을 나타낸 배열구성도를 나타낸 것이다.

1차 싸이징(21)에서 진공 흡착되어 압출물이 1차 압출 패널형상으로 형성된 후 1차 진공 냉각기(30)에서 형상의 변형이 발생되지 않도록 진공흡착으로 잡아 주면서 냉각한다.

상기 1차 싸이징(21)에서 1차 압출 패널(34)로 성형된 패널의 내부체(A)에는 다수의 홀(52)이 형성된 상태로 열이 완전하게 냉각된 상태가 아니므로 냉각하는 과정에서 변형이 발생될 수 있으므로 1차 진공냉각기(30)에서 진공으로 1차 압출 패널을 잡아주면서 냉각한다.

상기 1차 진공 냉각기(30)는 1차 수 냉각장치(35)의 선단 내에 설치되어 성형된 1차 압출 패널(34)을 잡아주면서 냉각시킬 수 있도록 설치된다.

상기 1차 진공냉각기(30)는 상하부 냉각 성형 플레이트(31)(32)로 이루어지고 서로 대응되면 면에 도17과 같이 다수의 진공 홀이 형성된다.

상기 1차 진공냉각기의 상부 내각 성형 플레이트(31)는 실린더 또는 모터 등에 의해 상하로 이동시킬 수 있도록 하고 냉각 성형 플레이트는 공정된 상태로 설치된다.

상기 1차 진공 냉각기는 2개 이상으로 설치되어 1차 압출 패널을 진공 냉가괴도록한다.

이때 1차 진공 냉각기(30)에서 진공 냉각되는 1차 압출 패널(34)은 일측의 동일선상에 설치된 1차 인출기(37)에 의해 당겨져 이동되는 과정에서 진공 냉각된다.

상기 1차 진공 냉각기(30)는 도15에 도시된 바와 같이 1차 압출 패널이 인입되는 입구는 내측으로 경사면이 형성되어 1차 압출 패널이 걸리지 않고 인입 되도록 한 것이다.

도15는 실린더에 의해 1차 진공냉각기의 상부 냉각 성형 플레이트가 상하 이동될 수 있도록 한 것이다.

도 16은 본 발명의 다른 실시 예로서 1차 진공냉각기의 상부 냉각 성형 플레이트가 모터에 의해 상하 이동될 수 있도록 한 것이다.

또한 본 발명의 1차 압출 패널(34)은 1차 진공냉각기(30)에서 1차 냉각된 후 일측의 1차 수 냉각장치(35)에 설치된 롤러에 의해 안내되어 수조의 물속으로 이동되는 과정에서 1차 압출 패널(34)은 냉각된다.

상기 1차 수 냉각장치(35)에서 냉각된 1차 압출 패널(34)은 필요시 통상의 합판 규격으로 절단하면 12T 합판 규격의 합성수지 이중 합판을 제공할 수 있다.

본 발명의 1차 수 냉각장치(35) 또는 2차 수 냉각장치(44)는 동일한 구조로 이루어진 것으로서 1차 진공냉각기(30) 는 2차 진공냉각기(43)에서 이동되는 1차 압출 패널 또는 다층 합성수지 패널은 1차 수 냉각 장치(35) 또는 2차 수 냉각장치(44)에서 냉각시 처음에는 잔잔한 물에서 그대로 통과하다가 다음에는 물을 파도처럼 요동치게 하면서 제품이 빨리 냉각되면서 이동속도가 빨라진다.

또한 상기 1차 수 냉각장치에서 냉각된 1차 압출 패널은 표면에 묻은 물기를 에어 분사장치에 의해 물기를 제거하고 일측의 1차 인출기(37)에 의해 당겨져 1차 인출기(37) 일측에 설치된 히팅챔버(38)로 인입되어 완전히 건조되는 동시에 표면이 연화되어 2차 다이스(41)로 인입된다.

또한 상기 1차 인출기(37)와 인출 냉각 성형기(45)는 압출 패널을 당겨 이동시키는 작용과 1차 다이스(17)와 2차 다이스(41)에서 압출되는 속도를 조절하게 된다.

도18은 본 발명의 2차 진공 냉각기를 나타낸 것으로서, 상기 1차 진공 냉각기의 구성과 동일한 구성으로서, 2차 다이스(41)에서 압출된 1차 압출 패널(43)은 2차 싸이징(42)에서 진공흡착시켜 평활하게 한 후 2차 진공냉각기(43)에서 진공 냉각한다.

상기 2차 진공 냉각기(43)는 2차 싸이징(42)에서 성형된 압출물의 열이 완전하게 냉각된 상태가 아니라 냉각시 변형이 발생되는 것을 2차 진공냉각기(43)에서 잡아주면서 냉각시킨다.

상기 2차 진공 냉각기(43)는 상 하부 냉각 성형 플렌트(31)(32)로 이루어지고 상부 냉각 성형플랜트(31)(32)는 도15와 도17의 구성을 갖는다.

도18의 도시는 2차 다이스에서 압출된 압출물이 2차 싸이징(42)을 거쳐 2차 진공 냉각기(43)에서 진공 냉각된 후 2차 수 냉각장치(44)에서 냉각시 처음에는 잔잔한 물에서 그대로 통과하다가 다음에는 물을 파도처럼 요동치게 하면서 제품이 빨리 냉각되면서 이동속도가 빨라진다.

도19는 본 발명에 따른 합성수지 다층 패널을 인출하는 인출 냉각 성형기를 나타낸 정면도이며, 도20은 본 발명에 따른 인출기의 인출 롤러구성을 나타낸 측면도를 나타낸 것이다.

도19에 도시된 인출 냉각 성형기(45)는 2차 인출기(46)와 냉각성형기(47)가 복합적으로 설치되었다.

즉, 앞 부분에는 3개의 인출롤러(48)로 이루어진 2차 인출기(46)가 구성되고 중앙부에는 진공으로 냉각하는 냉각성형기(47)가 구성되고, 냉각성형기 다음에는 3개의 인출롤러(48)로 이루어진 2차 인출기(46)가 구성되어 있다.

따라서 3개의 롤러로 구성된 2차 인출기(46)와 2차 인출기(46) 사이에 진공 냉각하는 냉각성형기(47)가 설치된다.

도20은 인출냉각성형기의 인출 롤러구성을 도시한 것으로 두 개의 롤러가 상하로 배치되어 압출물인 다층 합성수지 압출패널이 상하부 사이에서 맞물려 롤러의 회전에 따라서 인출된다.

상기 1차 인출기(37)와 인출 냉각성형기(45)의 2차 인출기(46)은 압출되는 패널을 당길 수 있도록 구성된 것이다.

도21은 본 발명의 합성수지 다중 압출패널 절단기를 나타낸 것으로서, 도21에 도시된 절단기는 압출물인 다층 합성수지 압출 패널의 길이를 소정의 규격으로 절단하여 제품화 할 수 있도록 한 것이다.

상기 절단기는 필요에 따라서 길이를 조절할 수 있도록 한 것이다.

도22는 본 발명의 1차 다이스에서 압출 성형된 합성수지 이중 압출 패널을 나타낸 것으로서, 도22에 도시된 패널은 12T 패널을 나타낸 것으로 1차 다이스, 1차 싸이징, 1차 진공 냉각기, 1차 수 냉각장치, 1차 에어분사장치, 1차 인출기의 시스템을 거쳐 제품화 된 이중 압출패널(50)을 나타낸 것이다.

도23은 본 발명의 1차 다이스와 2차 다이스를 통하여 압출 성형된 합성수지 다층 패널을 나타낸 것으로서, 도23에 도시된 다층 합성수지 압출 패널(51)은 본원 발명의 전공정의 시스템을 거쳐 성형된 패널로서 24T 패널을 성형한 것이다.

또한 본 발명은 2차 다이스의 입구 내면에 요철 돌기를 만들어 1차 압출 패널이 2차 다이스로 들어갈 때 1차 압출 패널 표면에 작은 홈을 만들어 3차 압출기에서 압출되는 폐합성수지와 접착력을 높일 수 있도록 하였다.

도24은 본 발명의 다른 실시 예로서 1차 다이스에 홀 성형봉이 설치된 상태를 나타낸 횡단면도이며, 도25는 도24의 종단면도의 실시 예를 나타낸 것이다.

본 발명의 다른 실시 예로 도시된 도24는 상기 1차 다이스는 다수의 직사각형 블록으로 이루어져 볼트로 결합된다.

또한 1차 다이스(17a) 내측 압출부(15)는 반구형 돌기(20)가 다수 형성되어 1차 압출기(13)로부터 양 측면에서 유입되는 폐합성수지를 압출부(15)에서 압출시 주무르는 작용을 하여 반죽이 이루어지도록 한다.

상기 1차 다이스(17a)의 선단 양측에 폐합성수지를 압출하는 1차 압출기(13)와 연결되어 1차 다이스(17a) 양 측면에서 압출부(15)로 폐합성수지가 공급되어 내부체(A)를 형성하고, 2차 압출기(14)는 1차 다이스(17a)의 중간 일측면에 연결되어 신재합성수지가 유입되어 폐합성수지층의 내부체(A) 외면에 신체합성수지 층이 적층되어 외부체(B)를 형성한다.

또한 도24 및 도25에 도시된 바와 같이 1차 다이스(17a)의 선단 외면에서 내측 압출부(15)를 관통하여 1차 씨이징(21) 입구까지 연결되도록 홀 성형 봉(28)을 설치한다.

상기 홀 성형봉(28)은 파이프 같은 형태로 내부에 관통되는 중공부로 형성된다. 상기 1차 다이스(17a)를 통과하여 1차 싸이징 입구에 고정되는 홀 성형봉(28)은 핀(29')로 고정된다.

상기 홀 성형 봉(28)은 1차 다이스(17a)의 선단 외면에서 공기를 주입할 수 있도록하여 1차 싸이징(21) 측으로 불어줘 1차 싸이징(21)에서 패널에 형성되는 다수의 홀(52)이 변형되는 것을 방지한다.

상기 1차 다이스(17a) 내부 압출부(15)를 통과하는 홀 성형 봉(28)은 압출되는 패널의 내부체에 다수의 홀(52)을 형성하기 위해 설치된다.

상기 홀 성형 봉(28)은 파이프와 같이 중공부로 이루어져 1차 다이스(17a) 선단 외부에서 홀 성형 봉으로 공기를 주입하여 1차 싸이징 내부측으로 토출되도록 함으로 패널 내부체에 형성되는 홀을 찌그러짐 없이 잡아주는 역할을 한다.

상기 압출부는 유입부가 토출측 보다 내부 직경이 더 크고 내면이 곡면으로 형성되어 폐합성수지의 유입이 원활하도록 형성된다.

상기 1차 압출기(13)에서 공급되는 폐합성수지는 떡 형태로 이루어져 있으므로 압출속도가 늦어져 생산성이 떨어지므로 본 발명의 다른 실시예로 설명된 1차 다이스(17a)는 1차 압출기(13)로부터 유입되는 내부 입구의 직경이 토출구 측보다 더 크게 하고, 양측에서 유입되는 폐합성수지가 원활하게 유입되도록 상 하내면 만곡된 홈부로 형성하여 유입이 원활하도록 하며, 유입된 폐합성수지는 직경이 더 큰 압출부(15) 입구에서 충만된 후 토출부 측으로 신속하게 압출되도록 함으로 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.

이때 1차 다이스(17a) 상부에는 압출물의 압출 압력을 균일하게 하기 위해 유입량 조절볼트가 상부에서 압출부 측으로 관통되도록 설치된다.

또한 본 발명의 1차 싸이징(21) 입구와, 1차 진공냉각기(30) 입구와, 2차 싸이징(42) 입구와, 2차 진공 냉각기(43)입구는 내측으로 경사부(C)가 형성되어 압출물이 인입되도록 하였다.

도26은 본 발명에 따른 건축용 복합 압출 패널 제조 공정을 나타낸 블록도를 나타낸 것으로서, 이를 간단히 요약하여 살펴보면,

①원료 배합 공급기에서 1차 및 2차 압출기에 원료를 공급하는 단계,

②공급받은 원료를 1차 및 2차 압출기에서 각각 용융 압출시켜 1차 다이스로 주입하는 단계,

③1차 다이스에서 폐합성수지를 내부체로 하고 신재 합성수지를 외부체로 하여 1차 압출 패널을 압출하는 단계,

④1차 다이스로부터 토출되는 압출 패널 내부체에 홀 성형봉을 이용하여 다수의 홀을 형성하는 단계,

⑤다수의 홀이 형성된 압출 패널을 1차 싸이징으로 진공하는 단계,

⑥1차 싸이징에서 평활된 압출 패널을 1차 진공 냉각기를 이용하여 진공 냉각시키는 단계,

⑦진공 냉각된 압출 패널을 1차 수 냉각 장치에서 물로 냉각시키는 단계,

⑧물로 냉각된 압출패널의 표면에 묻어 있는 물기를 에어분사장치로 제거하는 단계,

⑨물기가 제거된 압출 패널을 1차 인출기로 당겨 히팅 챔버에 인입시켜 표면을 연화하는 단계,

⑩표면이 연화된 압출패널의 외면에 폐합성수지층과 신재 합성수지층이 형성되도록 2차 다이스에서 압출하는 단계,

⑪2차 다이스에서 다층으로 형성된 압출 패널을 2차 싸이징으로 진공 하는 단계,

⑫다층으로 성형된 압출 패널을 2차 진공 냉각기로 진공 냉각하는 하는 단계,

⑬진공 냉각된 압출 패널을 2차 수 냉각장치에서 수냉하는 단계,

⑭냉각된 다층 압출 패널을 인출 냉각성형기로 당겨 이송 및 냉각하는 단계,

⑮인출 냉각 성형기로부터 인출된 다층 압출 패널을 규격으로 절단 단계를 포함하는 공정으로 제조된다.

또한 본 발명은 압출물을 사각으로 만들어도 표면이 곰보가 많이 생겨 제품의 강도가 나오지 않고 표면이 울퉁불퉁 해지는 문제점과 압출물이 발포되어 사각으로 형성되지 않는 것을 내부체(A)인 폐합성수지 층 외면에 외부체(B)인 신재 합성수지 층 형성하고 다시 내부체(A')인 폐 합성수지 층을 형성하고 다시 그 외면에 외부체(B')인 신재 합성수지층을 형성함으로 압출시 외부공기와 접촉하였을 때 속에서 찐빵처럼 올라오는 것을 잡아 주면서 평활하게 사각 패널으로 만들어진다

또한 본 발명은 내부체(A), 외부체(B), 내부체(A'), 외부체(B')의 순서로 층을 형성 함으로 패널 제품에 충격이 가해져도 깨지는 걸 방지해 주고 강도를 강하게 하는 특징이 있다.

또한 본 발명은 겉은 신재 합성수지로 하고, 내부는 폐 합성수지 원료로 만들어지기 때문에 일반합판 대용 제품이 아니고 고강도를 가장 많이 요하는 아파트슬라브, 옹벽용, 유럽풍에 사용하는 건축용, 코팅합판을 대체할 수 있다.

또한 일반적으로 사용되는 컨테이너에 있어서 기본 컨테이너는 20피트이고, 20피트 컨테이너는 길이가 5.9m이고 세로는 2.3m 높이는 2.4m 이며 무게는 20피트 기준으로 2290KG이다 여기에 화물을 가득실으면 2만2000kg까지 실을 수 있어 컨테이너 바닥재 테스트를 할 때는 7200kg무게로 테스트를 하기 때문에 7200kg 통과하기 위해서는 컨테이너 제품 강도를 가장 중요시한다.

따라서 본원 발명의 다층 합성수지 압출 패널을 컨테이너 바닥재로 사용할 경우 비중이 목재와 같아서 바다 운항 시 유류비가 적게 든다.

또한 본 발명의 패널을 구성하는 내부체는 원료가 폐비닐 류와 발포제가 투입되어 만들어지는 제품이기 ?문에 가스가 발상하여 제품에 미세한 발포층이 형성되므로 제품자체가 가벼워지고 또한 톱질, 못질이 잘 된다.

　 그리고 소리, 진동, 울림을 막아주는 효과가 있으며, 여름철에 늘어나고 햇빛에 뒤틀리고 겨울철에 수축도 잡아주기도 한다.

또한 본 발명의 다층 합성수지 압출 패널은 아파트현장, 일반건축물, 건축코팅합판, 방수합판, 이중바닥재, 건물 층간 소음제, 컨테이너바닥재, 열차바닥재, 화불바닥재, 건물벽면 방음제, 유럽풍판제, 목재대용 건물 합성수지 합판 등 다양하게 사용될 수 있다.

이와 같이 이루어지는 또한 본 발명은 1차로 폐 합성수지의 내부체를 압출 형성하고 2차로 내부체 외면에 신재 합성수지로된 외부체가 중합되도록 압출하여 다시 외부체 외면에 내부체 층을 형성하고 내부체 외면에 외부체 층을 형성한 다층구조로 패널을 성형함으로 충격 흡수성에 대한 강도와 내구성을 향상시킨 다중 압출 패널을 성형할 수 있도록 한 것이다.

1:합성수지 압출 패널 제조장치 2:원료 배합 공급기
3:공급컨베어 4,5:컨베이어 구동모터
6:토출컨베이어 7:히터장치
8:열공급팬 9:교반출
10:교반날개 11:구동모터
12:믹싱호퍼 13:1차 압출기
14:2차 압출기 15:압출부
16:판형히터 17, 17a:1차 다이스
18,18';이송로 19:유량 조절볼트
20:반구형 돌기 21:1차 싸이징
22:격벽
25:1차 진공부 26:2차 진공부
27,28:홀 성형 봉 29,29':홀성형고정핀
30:1차 진공냉각기 31:상부 냉각성형 플래이트
32:하부 냉각성형 플래이트 35:1차 수 냉각장치
36:에어 분사장치 37:1차 인출기
38:히팅 챔버 39:3차 압출기
40:4차 압출기 41:2차 다이스
42:2차 싸이징 43:2차 진공냉각기
44:2차 수 냉각장치 45:인출 냉각성형기
46:2차 인출기 47:냉각 성형기
48:인출롤러 49:절단기
50:합성수지 이중 압출패널 51:합성수지 다층 압출패널
52: 홀 A,A':내부체
B,B':외부체 C:경사부

Claims

폐합성수지 원료 또는 신재 합성수지 원료를 배합하여 1차 압출기(13) 또는 2차 압출기(14)의 호퍼에 원료를 공급할 수 있도록 하는 원료 배합 공급기(2)와;
상기 원료 배합 공급기로부터 공급받은 폐합성수지 원료와 신재합성수지를 호퍼로부터 공급받아 용융하는 1차 및 2차 압출기(13)(14)와; 상기 1차 압출기로부터 용융된 후 원료 이송로를 통하여 공급되는 폐합성수지를 내부체로 하고, 상기 2차 압출기로부터 용융된 후 원료 이송로를 통하여 공급되는 신재 합성수지를 외부체로 한 이중 합성수지 압출 패널을 성형하는 1차 다이스(17)와; 상기 1차 다이스로부터 토출되는 이중 합성수지 압출 패널 내부에 다수의 홀을 형성하는 홀 성형 봉(27)과; 상기 홀 성형 봉에 의해 다수의 홀이 형성된 이중 합성수지 압출 패널을 진공으로 패널 외면을 평평하고 매끄럽게(평활:平滑) 성형하는 1차 싸이징(21)과; 상기 1차 싸이징으로부터 평활된 압출 패널의 형상을 고정하고 냉각시키는 1차 진공 냉각기(30) 및 상기 1차 진공냉각기에서 냉각된 압출 패널을 수냉하는 1차 수 냉각장치(35)와: 상기 1차 수 냉각장치에 의해 수냉된 압출패널을 당겨 이송하는 1차 인출기(37)와; 상기 1차 인출기로부터 당겨져 이송되는 압출 패널의 외면에 폐합성수지와 신재 합성수지층이 형성되도록 수지를 공급하는 2차 다이스(41)에 연결된 3차 및 4차 압출기(39)(40)와; 상기 3차 및 4차 압출기로부터 공급되는 폐합성수지 및 신재합성수지와, 압출패널을 접착시켜 다층패널로 압출하는 2차 다이스(41)와; 상기 2차 다이스에서 다층으로 형성된 압출 패널을 평평하고 매끄럽게 진공하는 2차 싸이징(42)과; 상기 2차 싸이징으로부터 평활된 다층 압출 패널의 형상이 고정되도록 진공 냉각하는 2차 진공냉각기 및 상기 2차 진공 냉각기(43)에 의해 냉각 성형된 다층 압출 패널을 수냉하는 2차 수 냉각장치(44)와; 상기 2차 수 냉각장치에 의해 냉각된 다층 압출 패널을 당겨 이송하는 동시에 냉각성형하는 인출 냉각성형기(45)와; 상기 인출 냉각 성형기로터 인출된 다층 압출 패널을 소정의 규격으로 절단하는 절단기 및 절단된 다층 압출 패널을 소정의 장수로 밴딩하는 밴딩기로 이루어진 건축용 복합 압출 패널 제조 장치에 있어서,
상기 건축용 복합 압출 패널 제조 장치는,
상기 1차 다이스는 폐 합성수지가 유입시 유동되도록 하여 반죽될 수 있도록 내측 압출부에 다수 형성된 반구형 돌기(20)와;
상기 1차 수 냉각장치(35)에 의해 수냉된 압출패널의 표면에 묻어 있는 물기를 제거할 수 있도록 하는 에어 분사장치(36)와;
상기 에어 분사장치로부터 물기가 제거된 압출패널을 당겨 이송하는 1차 인출기(37)로부터 이송되는 압출 패널의 습기를 건조하고 표면을 연화시키는 히팅챔버(38)와;
상기 1차 싸이징(21) 및 2차 싸이징(42)은 입구 상하부에 형성된 경사부(C);를 포함하는 것을 특징으로 하는 건축용 복합 압출 패널 제조 장치.
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제1항에 있어서,
상기 1차 다이스는 다수의 직사각형 블록으로 구성하고 1차 다이스 내측 압출부는 반구형 돌기가 다수 형성되어 폐합성수지를 압출하는 1차 압출기와 연결하되 하나의 이송로에서 3개의 이송로로 나누어져 1차 다이스 내부로 폐합성수지가 공급되도록 하고, 2차 압출기는 1차 다이스의 또 다른 신재 합성수지 이송로와 연결되어 1차 다이스 내부에서 폐합성수지와 신재합성수지가 이중으로 겹쳐져 전면에 결합된 몰드 다이스 토출구로 압출되는 것을 특징으로 하는 건축용 복합 압출 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 1차 진공냉각기(30) 및 2차 진공냉각기(43)는 상하부에 냉각 성형 플랜트가 형성되고 상부 냉각 성형 플랜트는 실린더와 연결되어 승하강되도록 하며, 상기 상 하부 냉각 성형 플랜트는 다수의 진공 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 건축용 복합 압출 패널 제조 장치.
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제1항에 있어서,
상기 2차 다이스는 1차 압출 패널이 인입되는 입구 상하부에 작은 돌기가 형성되어 1차 압출 패널 상하면에 다수의 홈을 형성하여 3차 압출기에서 유입되는 폐합성수지의 접착력을 향상시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 건축용 복합 압출 패널 제조 장치.
제1항에 있어서,
상기 1차 다이스는 다수의 직사각형 블록으로 구성하되 1차 다이스 내측 압출부는 반구형 돌기가 다수 형성되고, 상기 1차 다이스의 선단 양측에 폐합성수지를 압출하는 1차 압출기와 연결되어 1차 다이스 양측면에서 압출부로 폐합성수지가 공급되도록 하고, 2차 압출기는 1차 다이스의 중간 일측면에 연결되어 신재합성수지가 유입되도록 하고, 1차 다이스 내측 압출부를 관통하여 씨이징 입구까지 연결되도록 중공부를 구비한 홀 성형 봉을 설치하고, 상기 압출부는 유입부가 토출 측보다 내부 직경이 더 크고 내면이 곡면으로 형성되어 폐합성수지의 유입이 원활하도록 형성된 것을 특징으로 하는 건축용 복합 압출 패널 제조 장치.
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