KR102195571B1

KR102195571B1 - 압출물 분배기 및 이를 포함하는 복합패널의 제조장치

Info

Publication number: KR102195571B1
Application number: KR1020190088122A
Authority: KR
Inventors: 유재필
Original assignee: 유재필
Priority date: 2019-07-22
Filing date: 2019-07-22
Publication date: 2020-12-29
Anticipated expiration: 2039-07-22

Abstract

본 발명은 압출물 분배기 및 이를 포함하는 복합패널의 제조장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 벨트 프레스를 이용하여 복합패널을 제조하는 과정에서 벨트 프레스의 전단부에 분배기를 별도로 구성함으로써 원료를 균일하게 공급하여 물성이 좋고 두께 편차가 적으며 균일한 품질을 확보함과 아울러 다양한 두께의 고품질 패널을 생산할 수 있도록 하는 압출물 분배기 및 이를 포함하는 복합패널의 제조장치에 관한 것이다.

Description

압출물 분배기 및 이를 포함하는 복합패널의 제조장치 {DEVICE FOR DISTRIBUTING EXTRUDATE AND APPARATUS FOR MANUFACTURING COMPOSITE PANEL HAVING THE SAME}

일반적으로, 자동차나 건축, 전기 전자 등 다양한 산업 분야에서 PVC나 PP와 같은 플라스틱 수지에 톱밥이나 돌가루와 같은 무기물 소재를 혼합하여 제조된 복합시트나 복합패널(이하 복합패널이라 함)이 내외장재나 건축자재, 포장재와 같이 여러 가지 용도로 광범위하게 이용되고 있다.

이러한 복합패널을 제조하는 방법을 살펴보면, 상기와 같은 소재로 된 원료를 혼합하고 가열 용융하여 압출한 후 이를 압축 냉각하여 필요로 하는 두께로 성형하고 폴리싱하면서 응고시켜 제조하게 된다.

이를 위하여 실린더 케이스 내부에 인입되는 혼합 원료를 용융하고 스크루에 의해 가압 후 T다이로 압출 성형하도록 구성된 압출기와, T다이로부터 압출되는 압출물을 압착 및 냉각하는 다수의 냉각/히팅 롤러를 포함하여 구성된 복합패널의 제조장치가 사용된다.

그런데 상기 롤러들은 초경합금이나 스테인리스강으로 제조되어 T다이에서 압축되는 압출물의 공급량이 많을 경우 롤러 사이를 원활하게 통과하지 못하고 축적됨에 따라 연속적인 공정 진행에 문제가 발생할 우려가 있고, 이로 인하여 일정한 두께를 가진 복합패널을 제조하기 어렵다는 단점이 있었다.

그리고 종래의 압출물이 롤러에 감기면서 전진 이동하기 때문에 두꺼운 시트를 제조하기가 어렵고, 또한 종래의 롤러에 의한 압착 방식은 두 개의 롤러 사이를 통과하는 짧은 시간 동안에만 압착이 이루어지므로 압착 후에 쉽게 변형될 가능성이 있어 시트의 두께와 재료의 조직이 균일하게 형성되지 않을 뿐 아니라 품질의 편차가 커져서 개선의 필요성이 있었다.

또한, 이와 같이 압출물이 회전되는 롤러에 감겨 다른 롤러와 선접촉하는 순간에만 압축력을 받고 이후 롤러에 감겨 냉각되면서 이동하는 방식으로 제조되므로 압축되었다가 팽창되는 정도가 부위에 따라 달라 두께가 일정하지 않게 되고, 롤러가 회전하는 동안 롤러 표면의 온도가 시트에 반복적으로 전달되면서 시트 표면의 온도가 균일하지 않게 되는 데다가 고온과 저온이 반복되거나 온도 분포가 불균일해지는 등 제품의 품질에 영향을 주는 여러 공정 조건을 균일하게 유지하기가 매우 어려웠다.

상기한 바와 같이 종래의 복합패널의 제조장치와 방법은 가공 공정의 조절이 어렵고 최종적으로 얻어지는 복합패널의 두께 편차도 큰 편이며, 이러한 시트의 물성도 치밀하지 못하다는 결함이 있을 뿐 아니라 두꺼운 시트를 생산하지 못하는 문제점이 있었다.

한국 특허등록 제821322호 "합성수지 시트를 제조하는 장치 및 이에 사용되는 롤러 장치" (2008.04.03) 한국 특허등록 제954617호 "플라스틱 시트 제조시스템의 가압롤러장치 및 플라스틱시트 제조방법" (2010.04.16) 한국 특허등록 제1417245호 "함침성이 우수한 고강도 복합패널 제조장치 및 이를 이용한 고강도 복합패널 제조방법" (2014.07.02)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 복합패널을 제조하는 데에 있어서 벨트 프레스를 이용함으로써 물성을 안정적으로 확보하도록 하되 벨트 프레스에 압출물을 지그재그 형태로 균일하게 공급하여 최종적으로 얻어지는 복합패널에 균일한 품질을 부여하도록 하는 압출물 분배기 및 이를 포함하는 복합패널의 제조장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 압출물 분배기는 좌우로 이동하는 컨베이어 벨트 프레임과, 컨베이어 벨트 프레임에 감겨 좌우 이동 및 순환 회전하면서 압출물을 이송하는 컨베이어 벨트로 된 컨베이어 벨트부; 컨베이어 벨트의 회전을 가이드하도록 컨베이어 벨트의 하부 전후방에 설치되는 한 쌍의 가이드 롤러로 이루어진 가이드 롤러부; 컨베이어 벨트부가 순환 회전 및 좌우 이동하도록 컨베이어 벨트부에 구동력을 제공하는 구동부; 컨베이어 벨트부의 좌우 왕복 이동을 가이드하도록 그 하부에 설치되는 LM 가이드부;를 포함하며, 컨베이어 벨트가 좌우로 왕복 이동 및 순환 회전하면서 압출물을 좌우나 중앙 어느 일측에 편향되지 않고 균일하게 배출하도록 구성됨을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명에 따른 압출물 분배기를 포함하는 복합패널의 제조장치는, 플라스틱 수지와 무기물 소재가 혼합된 원료를 용융 압출하여 압출물을 배출하는 압출기; 상하 소정 간격을 두고 대향되게 설치되어 회전 구동되는 상부벨트부와 하부벨트부로 이루어지고, 상부 및 하부벨트부 사이를 통과하는 압출물을 면 접촉에 의해 압착하는 벨트 프레스; 및 상기 압출기와 벨트 프레스 사이에 배치되고 좌우로 반복 요동하면서 압출물을 벨트 프레스 측을 향해 지그재그 형태로 공급 이송하도록 상기와 같은 구성을 이루어진 압출물 분배기;를 포함함을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 압출물 분배기 및 이를 포함하는 복합패널의 제조장치에 따르면, 압출물을 압착하는 과정에서 벨트 프레스에 의해 면 접촉됨으로써 넓은 면적, 균일한 두께의 판상으로 압착이 행해짐에 따라 종래의 롤러 압착 방식으로 생산되는 시트보다 두께 편차를 줄일 수 있고, 시트의 재료 조직이 균질해지고 질김성(toughness)이 좋아져 불량 발생률이 저하될 뿐 아니라 시트 제품의 표면이 매끄러우며, 특히 좌우로 왕복 운동하는 압출물 분배기를 이용하여 원료인 플라스틱 압출물의 공급이 벨트 프레스의 어느 일측에 편향되지 않고 균일하게 행해지는 데다가 어닐링 공정을 통해 조직의 균질화 및 조직의 안정화를 통해 품질을 제고하고 수명을 연장할 수 있다는 장점을 가진 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 압출물 분배기를 포함하는 복합패널 제조장치를 도시한 도면
도 2는 본 발명에 따른 압출물 분배기의 평면도

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 압출물 분배기를 포함하는 복합패널 제조장치를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 압출물 분배기의 평면도이다.

도면에 따르면, 본 발명에 따른 복합패널의 제조장치는 성형재료인 플라스틱 수지와 각종 무기물이 혼합된 원료를 용융 가압하고 압출하여 연속 배출하는 압출기(1); 상기 압출기에서 배출되는 압출물(EM)을 면 접촉에 의해 압착하면서 냉각하는 벨트 프레스(2); 상기 압출기와 벨트 프레스 사이에 설치되어 좌우 왕복 이동 및 순환 회전하면서 압출기로부터 배출되는 압출물을 벨트 프레스에 지그재그 형태로 균일하게 공급하는 압출물 분배기(3);를 포함하여 구성된다. 또한, 여기에 더하여 벨트 프레스(2)에 의해 압착된 복합패널(CP)을 열처리하면서 재압착하는 제2벨트 프레스(4);를 더 포함하여 구성되며, 이에 따라 더욱 치밀한 조직과 균일한 두께를 갖는 복합패널을 제조하는 것이다.

이에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

압출기(1)는 공지의 것과 마찬가지로 내부에 인입되는 플라스틱 수지와 각종 무기물이 혼합된 원료를 용융하도록 열선이 권취된 실린더 케이스(11)와, 실린더 케이스의 내부에 설치되고 용융된 원료를 압출하는 스크루와, 실린더 케이스의 단부에 형성되어 압출물(EM)을 연속적으로 배출 성형하는 출구(12)를 포함하여 이루어진다.

벨트 프레스(2)는 압출물(EM)의 두께를 조절하면서 압착 이송하는 것으로서, 상부벨트부(2A)와 하부벨트부(2B)로 이루어진다.

상부벨트부(2A)와 하부벨트부(2B)는 프레임(미도시)에 결합되어 하나의 벨트 프레스(2)를 이루며, 상기 상부벨트부의 상부벨트(22a)와 하부벨트부의 하부벨트(22b)가 일정 간격을 두고 상하로 대향 배치된 상태에서 회전 가능하게 설치된다.

이때, 서로 대향하는 상부벨트(22a)와 하부벨트(22b) 사이의 간격이 압출물(EM)의 통로가 됨은 물론이다.

상부벨트부(2A)는 롤러(21a,21b,21c), 상부벨트(22a), 가이드부(23a,24a), 면베어링(25a)을 포함한다.

롤러(21a,21b,21c)는 전후 수평방향(도면상에서는 좌우 수평방향)으로 배치되고 구동수단에 의해 회전 구동되며, 이때 제1롤러(21a)와 제2롤러(21b)는 후술하는 분배기로부터 공급되는 케이크 상태의 압출물(EM)이 유입되면서 시트 형상으로 압축되도록 서로 인접하여 설치되며, 제3롤러(21c)는 이들로부터 일정 간격 이격 배치된다.

상부벨트(22a)는 엔드리스벨트 형태이고 상기 롤러(21a,21b,21c)의 외부에 감겨 롤러의 회전에 의해 일정한 속도로 회전 구동된다. 이때, 상부벨트(22a)가 소정 길이로 이루어짐에 따라 압출물(EM)을 압축하는 압력을 균일하게 장시간 가할 수 있으며, 이에 따라 균일한 두께 및 물성을 부여할 수 있게 된다.

가이드부(23a,24a)는 상부벨트의 내면 측에 접하여 복수개 설치되어 상부벨트(22a)의 회전 궤적이 일정한 위치를 유지하도록 가이드하는 것으로서, 이러한 가이드부(23a,24a)에 의해 상부벨트(22a)가 일정한 궤도로 이동하면서 후방으로 밀리거나 측면으로 이동하는 등 상부벨트(22a)의 변위를 방지하게 된다.

이때, 상기 상부벨트(또는 하부벨트)의 내면이란 상부벨트와 하부벨트 사이를 압출물(EM)이 통과할 때 상기 압출물이 직접적으로 접하는 상부벨트(또는 하부벨트)의 외면과 반대되는 면, 즉 상부벨트(또는 하부벨트)의 회전 궤도 내측을 가리킨다.

또한 가이드부(23a,24a)는 상부벨트를 가열하도록 전기히터와 같은 가열장치가 구비됨과 아울러 상기 상부벨트를 냉각하도록 냉각코일과 같은 냉각장치가 각각 구비된다.

가이드부(23a,24a)는 전방에 배치되는 가이드부(23a)와 후방에 배치되는 가이드부(24b)에 가열장치와 냉각장치가 각각 개별적으로 구비되어 동작될 수 있다. 즉, 전방 가이드부(23a)에 가열장치를 구비하도록 설정 시에는 후방 가이드부(24a)에 냉각장치를 구비하도록 설정할 수 있고, 또는 그 반대로 설정할 수도 있다.

이와 같이 가이드부는 가열 또는 냉각 기능을 각각 선택하여 사용할 수 있으므로 본 발명의 장치에서 생산되는 복합패널의 두께와 재질 또는 작업 내용에 따라 온도 설정을 변경하여 사용할 수 있게 된다.

면베어링(25a)은 판 형상이고 가이드부에 부착되되 상부벨트와 직접적으로 접촉하는 부분에 설치되어 상부벨트(22a)가 원활하게 이동하도록 하는 것으로서, 이에 따라 상부벨트(22a)가 면베어링(25a)을 통하여 마찰을 줄여 가이드부 표면을 원활하게 미끄러져 회전됨과 아울러 상기 가이드부(23a,24a)에 구비된 가열/냉각장치의 열이 전달되면서 회전되는 상부벨트(22a)를 가열/냉각하는 기능을 한다.

이때, 면베어링(25a)에는 온도조절기가 구비될 수 있다.

하부벨트부(2B)는 상부벨트부와 마찬가지로 롤러(21d,21e,21f), 하부벨트(22b), 가이드부(23b,24b), 면베어링(25b)을 포함하며, 이들 각 구성요소들은 상호 대칭을 이루는 상부벨트부의 각 구성요소들과 동일한 기능을 하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

벨트 프레스(2)는 상부벨트(22a)와 하부벨트(22b) 사이의 간격을 정밀하게 조절하도록 조절장치가 구비될 수 있으며, 조절장치는 프레임에 설치되어 상부 및 하부벨트(22a,22b) 사이의 간격 즉, 압출물(EM)의 이동 통로를 전방 입구에서부터 후방 출구에 이르기까지 동일하게 하거나 또는 일정한 비율로 좁아지거나 넓어지도록 조절 가능한바, 요구되는 복합패널 제품 규격에 맞게 조정하면 된다.

예컨대, 상부 및 하부벨트(22a,22b)가 설치되는 프레임으로부터 롤러 축의 위치를 각각 상하로 이동하도록 조절하거나, 상부 및 하부벨트의 회전 궤적을 변경하도록 별도의 조절롤러(미도시)를 설치함으로써 상부 및 하부벨트의 위치를 조절할 수 있게 된다.

이때, 특히 압출물(EM)에 압력을 가하기 위하여 면베어링(25a,25b)의 위치를 조절하여 상기 압출물 통로의 간격을 조절할 필요가 있다.

아울러, 압출기(1)의 출구로부터 배출되는 압출물(EM)이 벨트 프레스(2)의 상부 및 하부벨트(22a,22b) 사이의 통로 입구로 용이하게 인입되도록 하부벨트(22b)를 상부벨트(22a)보다 약간 전방(도1에서 우측 방향)에 배치함과 아울러 하부벨트(22b)의 길이를 상부벨트(22a)의 길이보다 길게 형성하는 것이 좋다.

다음으로, 본 발명의 가장 특징적인 구성요소로서 압출물 분배기(3)에 대하여 설명하기로 한다.

도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 압출물 분배기(3)는 압출기(1)와 벨트 프레스(3)의 사이에 배치되어 압출기로부터 배출되는 압출물(EM)을 벨트 프레스 측에 균일하게 공급하는 것으로서, 이러한 압출물 분배기(3)는 컨베이어 벨트부(31)와, 가이드 롤러부(32)와, 구동부(33)와, LM 가이드부(34)를 포함한다.

컨베이어 벨트부(31)는 압출기로부터 배출되는 압출물(EM)을 벨트 프레스로 이송하는 것으로서, 컨베이어 벨트 프레임(311)과 컨베이어 벨트(312)를 포함한다.

컨베이어 벨트 프레임(311)은 공지와 마찬가지로 전후로 소정 길이를 가지고 압출기(1)와 벨트 프레스(3) 사이에 배치되며, 후술하는 구동부에 의해 좌우로 이동 가능하게 설치된다.

이때, 컨베이어 벨트 프레임(311)에는 가이드 블록(313)이 설치되는바, 상기 가이드 블록(313)은 컨베이어 벨트 프레임(311)의 좌우 왕복 이동을 유도하는 역할을 한다.

즉, 가이드 블록(313)은 소정 길이의 바 형상으로 컨베이어 벨트 프레임(311)의 하부에 결합된 상태로 후술하는 LM 가이드부를 따라 좌우로 이동하면서 컨베이어 벨트 프레임(311)의 좌우 왕복 이동을 돕게 된다.

컨베이어 벨트(312)는 컨베이어 벨트 프레임의 외면을 따라 회전하는 것이며, 후술하는 한 쌍의 가이드 롤러에 감긴 상태로 회전되면서 그 상부에 놓이는 압출물(EM)을 전방으로 이송하는 역할을 하게 된다.

가이드 롤러부(32)는 컨베이어 벨트의 회전을 가이드하는 것으로서, 소정 간격을 두고 배치되는 한 쌍의 가이드 롤러(321,322)를 포함한다.

가이드 롤러부(32)는 컨베이어 벨트의 하부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 컨베이어 벨트(312) 하부의 전방 및 후방 측에 각각 설치되어 후술하는 구동부에 의해 회전되면서 컨베이어 벨트를 순환 회전시키는 역할을 한다.

이때, 컨베이어 벨트(312)의 하부에는 상기 한 쌍의 가이드 롤러(321,322) 외에도 텐션 롤러(323)가 더 설치되며, 이러한 텐션 롤러(323)는 컨베이어 벨트 프레임(311) 상에 설치되어 회전되는 컨베이어 벨트(312)가 탄력을 유지하도록 한다.

구동부(33)는 컨베이어 벨트부에 구동력을 제공하여 컨베이어 벨트가 전후 회전 및 좌우 이동하도록 것으로서, 제1구동모터(331) 및 제2구동모터(332)를 포함한다.

제1구동모터(331)는 컨베이어 벨트 프레임의 소정 위치에 설치되어 컨베이어 벨트(312)가 순환 회전하도록 구동하는 것이며, 이러한 제1구동모터의 구동에 의해 컨베이어 벨트(312)가 가이드 롤러(321,322)를 따라 순환 이동하면서 압출물(EM)을 벨트 프레스의 제1롤러(21a)와 제2롤러(21b) 사이로 이송 공급하도록 한다.

제2구동모터(332)는 컨베이어 벨트 프레임의 소정 위치에 설치되어 컨베이어 벨트 프레임(311)이 좌우 왕복 이동하도록 구동하는 것이다.

LM 가이드부(34)는 컨베이어 벨트부의 좌우 왕복 이동을 가이드하는 것으로서, LM 가이드(Linear Motion Guide)와 LM 가이드 베어링을 포함한다.

LM 가이드(341)는 컨베이어 벨트 프레임의 하부에 설치되어 좌우로 이동하는 컨베이어 벨트 프레임(311)을 지지하는 것으로서, 하부에 소정 길이로 형성된 레일이 구비되고 다수의 볼이 구비된 블럭을 갖는다.

LM 가이드 베어링(342)은 LM 가이드의 하부에 설치되어 LM 가이드를 이동 가능하게 지지하는 것이다.

이러한 LM 가이드부는 그 형태에 특별한 제한은 없으나, 바람직하게는 SSR-XTB 형으로 이루어진 것이 사용된다.

상기와 같은 분배기의 각 구성요소들은 그 하부에 설치되는 프레임(35)에 의해 소정 높이에 위치하게 되며, 상기 프레임은 벨트 프레스(2)를 지지하는 프레임과 동일한 것일 수도 있고 별개로 설치되는 것일 수도 있다.

또한, 도면에서는 컨베이어 벨트 프레임(311)을 포함하는 분배기(3)가 벨트 프레스(2) 측을 향해 상향 경사지게 설치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 압출기의 위치(높이)에 따라 수평으로 설치되거나 하향 경사지게 설치될 수도 있다.

이와 같이, 상기 압출물 분배기(3)는 압출기의 출구(12)와 인접하여 설치되어 출구로부터 배출되는 압출물(EM)이 회전되는 컨베이어 벨트(311)를 따라 전방으로 이송됨과 아울러 좌우로 왕복 운동 즉, 지그재그 형태로 이동하는 컨베이어 벨트 프레임(312)에 의해 벨트 프레스(2)의 유입구 좌우나 중앙 어느 한쪽으로 편향되지 않고 지그재그 형태로 균일하게 배출 공급할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에서는 압출물 분배기가 복합패널의 제조장치에 적용되는 예를 설명하였으나, 이러한 압출물 분배기는 복합패널의 제조장치 외에도 적용할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명은 상기와 같이 제조된 복합패널에 엠보싱 무늬를 형성하도록 설치되는 엠보싱 롤러(미도시)를 더 포함할 수도 있다.

상기 엠보싱 롤러는 벨트 프레스(2)의 후단에 설치되되 복수개가 일정 간격을 두고 상하로 대향 배치된 상태에서 회전 가능하게 설치되어 벨트 프레스에서 배출되는 복합패널(CP)에 엠보싱 무늬를 형성하며, 이에 따라 다양한 디자인 및 기능을 가진 복합패널을 얻을 수 있다.

이러한 엠보싱 롤러는 필수적인 구성요소는 아니다.

또한, 본 발명에 따른 복합패널의 제조장치는 압착된 복합패널을 열처리하도록 설치되는 제2벨트 프레스(4)를 더 포함할 수 있다.

상기 제2벨트 프레스(4)는 상기 벨트 프레스(2)와 동일한 구조를 가지며, 상기 벨트 프레스에서 배출되는 복합패널(CP) 또는 엠보싱 롤러부터 이송되는 엠보싱 무늬를 가진 복합패널을 열처리(annealing)함에 따라 조직을 안정되고 균일하게 함으로써 후속공정에서 변형이나 변질을 방지하여 품질을 더욱 향상할 수 있게 된다.

여기에서, 미설명부호 54,64,56,66은 가이드부이다.

다음으로, 본 발명에 따른 압출물 분배기 및 이를 포함하는 복합패널 제조장치를 작동하는 예에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, PVC나 PP와 같은 플라스틱 수지에 톱밥이나 돌가루, 금속가루, 광물, 흙, 유리섬유, 석면과 같은 무기물 소재를 혼합한 후 이러한 혼합 원료를 용융 가압에 의해 압출 성형하고, 압출된 압출물을 지그재그 형태로 이송 공급한 후 압출물을 면 접촉 형태로 압착 냉각하는 압착하며, 여기에 압착된 복합패널을 면 접촉 형태로 압착하면서 열처리하여 재압착함으로써 두께 0.02~50㎜의 복합패널을 얻을 수 있게 된다.

이에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

[1] 압출 성형

성형재료인 혼합 원료를 압출기(1)를 이용하여 가열 용융하고 가압하여 압출 성형하여 케이크 상태의 압출물을 얻는다.

[2] 공급(벨트 이송)

상기 압출물을 압출물 분배기(3)를 이용하여 벨트 프레스(2)의 제1롤러(21a)와 제2롤러(21b) 사이로 균일하게 공급한다.

즉, 압출물 분배기의 제1구동모터(331)에 의해 컨베이어 벨트(312)가 가이드 롤러(321,322)를 따라 순환 이동하면서 그 상부로 낙하하는 압출물(EM)을 전방으로 이송하되, 제2구동모터(332)에 의해 컨베이어 벨트 프레임(311)이 LM 가이드(341)를 따라 좌우로 왕복 운동을 하면서 압출물을 이송하는바, 이에 따라 압출물이 제1롤러(21a)와 제2롤러(21b) 사이로 지그재그 형태로 공급되면서 좌우 또는 중앙의 어느 한쪽으로 편향되지 않고 균일한 공급이 가능하게 된다.

[3] 압착

벨트 프레스에 균일하게 공급된 압출물을 균일한 두께 및 물성을 갖도록 압착한다.

즉, 상기 [2] 단계에서 압출물 분배기(3)를 통해 균일한 양으로 배출된 압출물(EM)은 벨트 프레스(2)의 제1롤러(21a)와 제2롤러(21b) 사이로 좌우 균일하게 공급되면서 1차 압착 후 상부 및 하부벨트 사이로 유입되어 상부 및 하부벨트(22a,22b)의 외면에 접촉된 상태에서 상기 양측 벨트 사이의 통로를 따라 벨트(22a,22b)와 함께 이동하며, 이 과정에서 제2롤러(21b)와 제5롤러(21e)에 의해 2차 압착 및 제3롤러(21c)와 제6롤러(21f)에 의해 3차 압착이 이루어지며, 이와 동시에 가이드부에 구비된 냉각/가열장치에 의해 냉각 및/또는 가열되면서 소정 두께로 압착이 행해지되, 상기 압출물은 상부 및 하부벨트에 면 접촉됨에 따라 압착 효율이 향상된다.

이때 상부 및 하부벨트는 가이드부(23,24)에 의해 일정한 궤적으로 회전된다.

또한, 압출물(EM)이 상부 및 하부벨트(22a,22b) 사이를 통과 시 가이드부(24a,24b)에 구비된 냉각장치에 의해 냉각된 공기가 면베어링(25a,25b)을 통해 전달되어 상부 및 하부벨트(22a,22b)가 냉각됨에 따라 그 사이의 압출물(EM)이 냉각되어 고체화되면서 압력을 받아 압착되며, 상부 및 하부벨트를 따라 이송하는 과정에서 점점 더 냉각이 이루어진다.

아울러 롤러(21a,21b)의 간격 조정에 의한 상부 및 하부벨트(22a,22b) 사이의 간격에 의해 압착된 복합패널(CP)의 두께가 결정됨과 아울러 더욱 정확한 판 형상으로 형성된다.

이와 같이 압출물이 넓은 면적을 통해 압착 및 냉각이 균일하게 행해짐에 따라 종래에 복합패널이 휘거나 틀어짐을 방지하고 압축강도를 높이기 위해 부착한 발란스층을 적층하지 않고도 균일하면서 견고한 물성을 가진 복합패널 제품을 얻을 수 있게 된다.

이렇게 얻어진 복합패널을 엠보싱 롤러를 통과하게 하여 엠보싱 무늬를 형성할 수 있으며, 이 과정은 선택적으로 행해진다.

[4] 재압착

복합패널의 품질을 증대하도록 재압착한다.

즉, 상기 [3] 단계에서 압착되어 얻어진 복합패널(CP)을 제2벨트 프레스(4) 측으로 투입하고 상부 및 하부벨트(42a,42b) 사이의 통로 간격을 조절하면서 가열 및 냉각하는 열처리(annealing)를 하여 복합패널의 결정 구조를 안정화함과 아울러 강한 압력으로 압착하여 물성을 단단하게 함으로써 0.02㎜ 정도의 얇으면서도 인성이 좋은 복합패널(CP)을 얻을 수 있을 뿐 아니라 50㎜ 정도의 두꺼운 복합패널도 제조 가능하게 된다.

즉, 두께 0.02㎜의 복합패널을 제조하기 위해서는 벨트 프레스(2)에 의해 1차로 압착 성형 후 이를 다시 제2벨트 프레스(4)에 통과시켜 가열/압축/냉각 과정을 거치게 하여 복합패널의 조직들이 열적으로 안정화되면서 압축 냉각되어 플라스틱의 결정을 더욱 치밀하고 규칙적인 구조로 함과 아울러 두께가 더욱 얇아지고 잘 찢어지지 아니하는 질긴 조직 상태가 될 수 있다.

이 과정은 본 발명에 따라 제조되는 복합패널의 제품 사양에 따라 선택적으로 수행될 수 있으며, 이러한 과정을 통해 생산수율을 높이고 장비를 효율적으로 사용할 수 있게 된다.

이후에는 통상적인 방법으로 상품화를 위한 인쇄, 절단, 포장, 등의 후속공정이 추가적으로 행해질 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은, 압출물이 축적되어 연속적인 압착 공정에 장애가 발생하던 종래의 롤러 압착 방식을 벨트 프레스식으로 개선한바, 벨트 프레스를 이용하여 압출물을 상하 벨트의 진행방향으로 이송하는 과정에서 가압 압착, 가열, 냉각을 동시에 진행함으로써 물성을 안정적으로 변화시킬 수 있고 두께 편차가 적은 고품질의 복합패널을 얻을 수 있음과 아울러 생산성을 증대할 수 있으며, 이와 동시에 원료(압출물)를 벨트 프레스에 골고루 공급함으로써 보다 균일한 품질을 가진 제품을 제조할 수 있게 되는 것이다.

1 : 압출기 2 : 벨트 프레스
3 : 압출물 분배기 31 : 컨베이어 벨트부
311 : 컨베이어 벨트 프레임 312 : 컨베이어 벨트
313 : 가이드 블록 32 : 가이드 롤러부
321,322 : 가이드 롤러 323 : 텐션 롤러
33 : 구동부 331 : 제1구동모터
332 : 제2구동모터 34 : LM 가이드부
341 : LM 가이드 342 : LM 가이드 베어링
35 : 프레임 4 : 제2벨트 프레스
2A,4A : 상부벨트부 2B,4B : 하부벨트부
21a,21b,41a,41b : 롤러 22a,42a : 상부벨트
22b,42b : 하부벨트 23,24,44,45 : 가이드부
23a,23b,43a,43b : 가이드부(가열장치 구비)
24a,24b,44a,44b : 가이드부(냉각장치 구비)
25a,25b,45a,45b : 면베어링 EM : 압출물
CP : 복합패널

Claims

좌우로 이동하는 컨베이어 벨트 프레임(311)과, 컨베이어 벨트 프레임에 감겨 좌우 이동 및 순환 회전하면서 압출물(EM)을 이송하는 컨베이어 벨트(312)와, 컨베이어 벨트 프레임(311)의 좌우 왕복 이동을 유도하도록 컨베이어 벨트 프레임에 설치되는 가이드 블록(313)가 구비되는 컨베이어 벨트부(31);
컨베이어 벨트의 회전을 가이드하도록 컨베이어 벨트의 하부 전후방에 수평으로 설치되는 한 쌍의 가이드 롤러(321,322)로 이루어진 가이드 롤러부(32);
컨베이어 벨트부가 순환 회전 및 좌우 이동하도록 컨베이어 벨트부에 구동력을 제공하는 구동부(33);
컨베이어 벨트부의 좌우 왕복 이동을 가이드하도록 그 하부에 설치되는 LM 가이드부(34);를 포함하며,
컨베이어 벨트(312)가 좌우로 왕복 이동 및 순환 회전하면서 압출물(EM)을 좌우나 중앙 어느 일측에 편향되지 않고 균일하게 배출하도록 구성됨을 특징으로 하는 압출물 분배기.
제1항에 있어서,
상기 구동부(33)는 컨베이어 벨트 프레임(311)의 소정 위치에 설치되어 컨베이어 벨트(312)가 순환 회전하도록 구동하는 제1구동모터(331);
컨베이어 벨트 프레임의 소정 위치에 설치되어 컨베이어 벨트 프레임(312)이 좌우 왕복 이동하도록 구동하는 제2구동모터(332);를 포함함을 특징으로 하는 압출물 분배기.
제2항에 있어서,
상기 순환 회전되는 컨베이어 벨트(312)가 탄력을 유지하도록 컨베이어 벨트 프레임(311)에 텐션 롤러(323)가 설치됨을 특징으로 하는 압출물 분배기.
삭제
플라스틱 수지와 무기물 소재가 혼합된 원료를 용융 압출하여 압출물을 배출하는 압출기(1);
상하 소정 간격을 두고 대향되게 설치되어 회전 구동되는 상부벨트부(2A)와 하부벨트부(2B)로 이루어지고, 상부 및 하부벨트부 사이를 통과하는 압출물을 면 접촉에 의해 압착하는 벨트 프레스(2); 및
상기 압출기와 벨트 프레스 사이에 배치되고 좌우로 반복 요동하면서 압출물(EM)을 벨트 프레스 측을 향해 지그재그 형태로 공급 이송하는 제1항 내지 제3항 중 어느 한항의 압출물 분배기(3);를 포함함을 특징으로 하는 복합패널의 제조장치.
제5항에 있어서,
상기 벨트 프레스(2)를 이루는 상부벨트부(2A) 및 하부벨트부(2B)는,
전후 수평방향으로 배치되어 회전 구동되는 다수의 롤러(21a,21b,21c)(21d,21e,21f);
상기 롤러 외부둘레에 감겨 회전 구동되면서 그 사이를 통과하는 압출물(EM)을 면 접촉에 의해 압착하는 상부벨트(22a) 및 하부벨트(22b);
상기 상부 및 하부벨트의 내면 측에 접하여 설치되어 이들 벨트가 일정 궤적으로 회전 가능하게 가이드하는 가이드부(23a,23b)(24a,24b);
상기 가이드부에 부착되되 상부 및 하부벨트와 접촉하는 부분에 설치되어 상부 및 하부벨트가 원활하게 이동하도록 구성된 면베어링(25a)(25b)을 각각 포함하며,
상기 가이드부(23a,23b)(24a,24b)는 각각 상부벨트(22a) 및 하부벨트(22b)를 가열하도록 가열장치가 구비됨과 아울러 상기 상부벨트 및 하부벨트를 냉각하도록 냉각장치가 구비되는 것을 특징으로 하는 복합패널의 제조장치.
제6항에 있어서,
상기 롤러(21a)와 롤러(21b)는 분배기(3)로부터 배출 유입되는 압출물(EM)을 압착하도록 상호 인접 설치됨을 특징으로 하는 복합패널의 제조장치.
제6항에 있어서,
상기 벨트 프레스(2)의 후단에 설치되어 상기 벨트 프레스로부터 배출되는 복합패널(CP)을 열처리하면서 재압착하는 제2벨트 프레스(4);를 더 포함하며,
상기 제2벨트 프레스는 상기 벨트 프레스와 동일 구조로 이루어진 것임을 특징으로 하는 복합패널의 제조장치.