KR100358521B1 - 발포성 사출물의 고압 사출방법 및 사출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발포제가 함유된 사출액으로 발포성 사출물을 고압사출 성형하는 방법 및 장치에 관한 것으로써, 종래의 고압사출방식은 성형면 전체에 사출액을 충진시킨 후 성형공정 및 냉각공정이 완료될 때까지 고압의 사출압력을 지속적으로 계속 유지시켜 주어야 하므로 이러한 종래의 고압사출방식으로는 발포성 사출물을 이상적으로 성형할 수가 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 사출액을 공급할 때는 상/하 금형(10)(20) 사이의 성형면 (30) 간격을 완성할 사출물(40)의 두께(t)보다 좁은 간격(h1)으로 결합시켜 사출공정을 행사고, 중간단계로 상금형(10)을 열어 사출물(40)을 상기 두께(t)보다 두꺼운 두께(t2)로 발포시키는 공정을 행하며, 그 후 상금형(10)으로 재차 프레싱할 때는 상/하 금형(10)(20) 사이의 성형면 간격을 완성할 사출물(40)의 두께(t) 또는 그 두께(t)에 표피재(41)의 두께(a)를 합한 간격으로 유지시킨 상태에서 2차 프레스압을 가하도록 한 것으로서, 이러한 본 발명의 발포성 사출물은 흡음과 차음효과가 뛰어나 자동차용 내장재나 건축자재 등 여러 산업분야에 널리 이용되는 것으로서, 품질과 가격 경쟁력이 우수한 것이다.

Description

발포성 사출물의 고압 사출방법 및 사출장치{High pressure projection method and projection device of foamy projection goods}

본 발명은 발포성 사출물을 고압으로 사출하는 방법 및 그 사출장치에 관한 것으로써, 더욱 상세히는 피 피(P P :POLY-PROPYLENE)를 기본으로 하는 사출액으로 경질의 사출물을 고압사출 성형할 때 발포제를 함유시킨 사출액으로 사출물 표면을 매끄럽게 고발포 사출 성형할 수 있도록 하여 무게가 상당히 가볍고 음을 흡수하는 흡음 및 음을 차단하는 차음 효과를 높힐 수 있는 발포성 사출물의 고압 사출방법 및 그 사출장치를 제공하기 위한 것이다.

일반적으로 피 피(P P) 자체 또는 피 피(P P)를 기본으로 하고 부자재 등을 섞은 사출액으로 사출 성형되는 사출물로는 자동차의 경우 도어트림, 필러, 트렁크매트, 패키지트림, 헤드라이너 등 여러가지 내장소재들이 있으며, 그 외에도 각종 형태의 생활용품과 건축자재들이 상기 사출액으로 사출 성형되는 등 상기 피 피(P P) 사출물은 우리 실 생활에 광범위하게 사용되고 있다.

이러한 피 피(P P) 사출액을 발포시키지 않고 그대로 사출 성형할 경우에는 중량이 많이나가 무겁고 음의 반사로 인해 흡음이나 차음효과가 떨어지므로 자동차용 내장소재나 건축자재로 사용하기에 부적합하므로 상기 피 피(P P) 사출물은 가능한한 고발포성 사출물로 성형하는 것이 그 제품의 경량화와 흡음, 차음 등의 효과를 볼 수 있어 바람직하다고 할 수 있다.

하지만, 상기 피 피(P P) 사출물을 사출 성형하는 종래의 고압사출방식을 보면 대개 상/하 금형을 맞물려서 외부로 압력이 빠져나가지 못하도록 한 상태에서 상/하 금형 사이의 성형면으로 사출액을 고압으로 주입 충진시켜서 사출물을 성형하는 공정과; 그 성형된 사출물의 형태를 유지시키고 후변형율을 줄이기 위해 냉각공정을 행한 다음 상/하 금형을 분리시켜서 사출물을 금형으로 부터 빼내는 방식을 채택하고 있다.

이러한 종래의 고압사출방식은 성형면 전체에 고압으로 사출액이 충진시킨 후 그 고압의 사출압력을 지속적으로 계속 유지시켜 주어야만 그 사출물의 성형이 제대로 이루어지고, 이러한 압력유지를 위해 성형공정 완료때 까지는 물론 냉각공정이 완료될 때까지 상/하 금형을 열지 않으므로 이러한 고압사출방식으로는 발포성 사출물을 성형할 수가 없는 문제점이 있다.

즉, 상기한 종래의 고압사출방식으로 발포성 사출물을 성형할 때 사출 성형공정 완료후 냉각공정이 완전히 이루어지기 전에 상/하 금형을 열면 성형물의 고발포가 행하여지면서 그 원하는 두께의 사출물을 정확히 얻을 수가 없고 후변형이 많이 되면서도 발포율이 부분마다 상이하게 행하여져 표면이 불규칙하게 되는 문제점이 있으며, 성형공정 후 냉각공정이 완전히 행하여져 사출 성형품이 굳은 상태에서 상/하 금형을 열면 성형물의 발포가 잘 안되므로 발포효과가 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 고압사출방식의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 피 피(P P)를 기본으로 하면서 발포제가 함유된 사출액으로 매끄러운 표면과 원하는 두께의 사출물로 쉽게 발포 성형시켜서 사출물의 경량화와 흡음 및 차음 효과를 높힐 수 있는 발포성 사출물의 고압 사출방법 및 사출장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 피 피(P P)를 기본으로 하여 매끄러운 표면과 원하는 두께로 발포 성형시켜 사출물의 경량화와 흡음 및 차음 효과를 높힐 수 있으면서 표면에 표피재가 부착되는 발포성 사출물의 고압 사출방법 및 사출장치를 제공하는데 있다.

도 1a 는 완성된 발포성 사출물의 최종 두께를 보인 측면도

도 1b 는 표피재가 부착된 발포성 사출물의 최종 두께를 보이기 위한 측면도

도 2a 는 본 발명에서 발포 사출액을 주입하기 전에 상/하 금형이 맞물린 상태를 보인 개략도

도 2b 는 도 2a 상태에서 발포 사출액을 주입한 상태를 예시한 개략도

도 3a 는 본 발명에서 1차 성형 후 상금형을 열어 사출물의 발포상태를 예시한 개략도

도 3b 는 본 발명에서 발포성 사출물에 2차 프레스압을 가하는 상태를 예시한 개략도

도 4a 는 본 발명에서 1차 성형 후 상금형을 열어 사출물을 발포시킨 상태에서 그 상면에 표피재를 투입한 상태를 예시한 개략도

도 4b 는 본 발명에서 발포된 사출물의 2차 성형과 표피재 접합공정을 동시 수행함을 예시한 개략도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 상금형 20 : 하금형

30, 30a: 성형면 사이의 공간 40 : 사출물

41 : 표피재 t : 완성할 사출물 두께t1 : 1차성형된 사출물 두께 t2 : 발포된 사출물 두께h1 : 상/하 금형의 성형면 간격 t+a : 완성 사출물에 표피재를 더한 두께

이하, 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 고압 사출방법과 사출장치를 바람직한 실시예로 첨부한 별첨 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2a와 도 2b 는 본 발명에서 발포 사출액을 주입할 때의 상/하 금형의 성형면 공간 크기를 보인 개략도이고, 도 3a 와 도 3b 는 표피재가 없는 발포성 사출물의 성형공정도 이며, 도 4a 와 도 4b 는 발포된 사출물의 2차 성형과 표피재 접합공정이 동시 수행됨을 예시한 개략도이다.

이에 도시된 바와같이 본 발명의 발포성 사출물 고압사출 성형장치는 사출액을 처음 공급하는 1차 프레싱 때는 상/하 금형(10)(20)의 성형면(30) 간격이 완성할 사출물(40)의 두께(t)보다 좁은 간격(h1)을 유지하도록 구성하고, 상금형(10)을 열었다가 발포된 사출물을 재차 성형하는 2차 프레싱 때는 완성할 사출물(40)의 두께(t) 또는 그 두께(t)에 표피재(41)의 두께(a)를 합한 것과 동일한 간격으로 프레싱되게 한 것을 특징으로 하는 것이다.

도면중 미설명 부호 (11)(21)은 상/하 금형(10)(20)에 형성된 냉각수공 이고, (22)는 하금형(20)에 형성된 사출액 공급용 노즐 이며, (41)은 사출물 (40) 표면에 접착되는 표피재이고, (42)는 사출물(40)의 이면에 형성되는 브라켓이나 리브 이다.

그리고, (60)은 스프링이나 실린더 등의 탄성수단(61)에 의해 탄발되면서 금형의 테두리를 막아주는 패드로서 도 2 와 도 3 은 상금형에 설치된 것으로 도시하였고, 도 4 에서는 하금형에 설치된 것으로 도시한 것처럼 이는 상/ 하 금형중 어느 한쪽에 설치되어도 무방하며, (70)은 실린더(71)로 승강되면서 표피재를 하금형에 공급하는 클램프 이다.

이러한 본 발명은 발포성 사출물을 고압사출 성형하는 과정을 실시예에 따라 공정별로 설명하면 다음과 같다.

실시예 1 : 표피재가 부착되지 않는 발포성 사출물의 성형방법

제1공정(사출액의 공급과 1차 성형/냉각 공정)

본 발명은 도 2a 와 같이 상/하 금형 (10)(20)을 맞물렸을 때 그 성형면(30) 사이의 간격을 최종 완성할 사출물(40)의 두께(t)보다 좁은 간격(h1)으로 유지되게 한 상태에서 사출액을 공급한다. 그러면 상/하 금형(10)(20)의 성형면(30) 사이의 간격(h1)이 좁으므로 발포제가 섞여있는 사출액은 보다 빨리 채워져 성형공정이 신속하게 행하여지며, 이때 성형된 사출물의 두께(t1)는 도 2b와 같이 상/하 금형(10)(20) 사이의 간격(h1)과 동일한 두께로 성형된다. 그리고 1차 성형 후에는 사출물의 발포가 원활히 행하여질 수 있도록 냉각시키는 공정을 병행한다.

제2공정(사출물의 발포공정)

상기 공정에 의해 사출물의 1차 성형/냉각공정이 행하여지면 곧바로 상금형 (10)을 열어준다. 그러면 완성할 사출물(40)의 두께(t)보다 얇은 두께(t1)로 제1공정에서 성형된 사출물은 상/하 금형(10)(20) 사이의 성형면(30)에 가해지던 압력이 즉시 해제되므로 도 3a 와 같이 함유된 발포제의 발포율에 따라 발포가 행하여 진다. 이때, 사출물의 발포된 두께(t2)는 완성할 사출물(40)의 두께(t)보다 상당히 두꺼운 상태(예를 들어 1.5~3배)로 발포가 된다.

제3공정(사출물의 2차 프레싱 공정과 냉각공정)

상기 제2공정에 의해 1차 사출물의 발포가 이루어지면 상금형(10)을 다시 닫아서 도 3b 와 같이 그 발포된 사출물을 2차 프레스압으로 재차 눌러주는데, 이때 상/하 금형(10)(20)의 성형면(30) 사이의 간격은 완성할 사출물(40)의 두께(t)와 동일한 간격을 유지하는 상태로 프레스압이 가해지게 한다. 그러면 발포된 사출물은 2차 프레스압에 의해 완성할 사출물(40)의 두께(t)로 압축 성형된다.

이러한 상태에서 2차 냉각공정에 의해 완전히 냉각시키고 상금형(10)과 하금형(20)을 분리시켜 사출물을 빼내면 그 사출물은 생산하고자 하는 완성할 사출물(40)의 두께(t)를 유지하면서 표면이 매끄러운 발포성 사출물로 완성되는 것이다.

실시예 2 : 표피재가 부착되는 발포성 사출물의 성형방법

제1공정(사출액의 공급과 1차 성형/냉각 공정)

도 2a 와 같이 상/하 금형(10)(20)의 성형면(30) 사이의 간격을 완성할 사출물(40)의 두께(t)보다 좁은 두께(t1)로 유지시킨 상태에서 사출액을 공급하며, 이러한 본 발명은 상/하 금형(10)(20)의 성형면(30) 사이 간격(h1)이 좁은 상태에서 도 2b 와 같이 사출액이 채워지면서 프레스압이 작용하므로 1차 성형작업이 신속하게 행하여 진다. 그리고 1차 성형 후의 냉각공정은 역시 사출물의 발포가 원활히 행하여 질 수 있는 정도로 행한다.

제2공정(사출물의 발포공정)

상기 1차 성형/냉각공정이 완료후 도 4a와 같이 상금형(10)을 열어 1차 프레스압을 해제하고, 아울러 사출물의 발포가 되게 한다. 그러면 완성할 사출물(40)의 두께(t)보다 얇은 두께(t1)로 제1공정에서 성형되었던 사출물은 도 4a와 같이 함유된 발포제의 발포율에 따라 발포가 되며, 이때 발포된 사출물의 두께(t2)는 완성할 사출물(40)의 두께(t)보다 더 두꺼운 상태(예:1.5~3배)가 된다.

제3공정(표피재 투입과 사출물의 2차 프레싱공정 및 냉각공정)

상기 제2공정에 의해 발포된 사출물에 사출열이 상당히 잔류되어 있는 상태에서 클램프(70)로 걸고 있던 표피재(41)를 발포된 사출물 위에 투입한 다음 상금형(10)을 닫고 도 4b 와 같이 2차 프레스압을 가한다.

이때, 상/하 금형(10)(20) 사이의 성형면(30) 간격은 완성할 사출물(40)의 두께(t)에 표피재(41)의 두께(a)를 합한 간격을 유지하면서 프레싱되게 하며, 이와같이 하면 두꺼운 두께(t2)로 발포되었던 사출물은 완성할 사출물(40)의 두께(t)로 압축 성형되고, 그 표면에는 소정 두께(a)의 표피재(41)가 부착되는 공정이 동시에 행하여 진다.

그리고, 상기 제3공정에 의한 2차 프레싱 공정이 완료되면 즉시 2차 냉각공정을 행하여 그 성형상태를 유지시킨 다음 상금형(10)과 하금형 (20)을 분리시켜 사출물을 빼내면 그 발포성 사출물(40)은 표면에 표피재(41)가 부착된 상태로 생산 완료되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 발포제가 함유된 사출액을 고압사출시켜 소정형태의 사출물로 얇게 성형한 후 상금형을 한번 열어 압력을 해제하면서 발포시킨 다음 그 발포성 사출물에 상당한 열이 잔류된 상태에서 곧바로 또는 표피재를 투입한 상태로 다시 상금형을 2차 프레싱시켜 원하는 두께의 발포성 사출물로 성형하는 것으로서, 이러한 발포성 사출물은 전체의 발포상태가 균일하고 표면이 매끄로우며, 내부의 기포층에 의해 무게가 상당히 가볍고 흡음과 차음효과가 뛰어난 것이다.

그리고, 발포성 사출물의 2차 프레싱때 표피재를 동시 접착시킬 수 있는 등 작업성이 좋기 때문에 생산성을 향상시킬 수 있어 고품질의 제품을 저렴한 가격에 제공할 수 있어 품질과 가격경쟁력이 높은 것이며, 이러한 본 발명을 특히 자동차 내장재에 적용할 경우 자동차에 사용되는 모든 내장재의 중량을 상당히 줄일 수 있으므로 자동차 연비 향상에 상당한 도움을 주는 것으로서, 자동차용 내장재나 건축자재 등 산업전반에 걸쳐 매우 우수한 자재로 사용될 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 상/하 금형 사이의 성형면으로 사출액을 주입하여 사출물을 성형하는 고압사출방법에 있어서,

   사출액을 처음 공급할 때는 상/하 금형(10)(20)의 성형면(30) 사이 간격을 완성할 사출물(40)의 두께(t)보다 좁은 간격(h1)으로 유지시킨 상태에서 1차 성형공정을 행하여 사출물을 상/하 금형(10)(20) 사이의 간격(h1)과 동일한 두께(t1)로 형성하고, 그러한 사출물을 발포 가능할 정도로 1차 냉각하는 제 1공정;

   상기 제 1공정 후 1 차 프레스압을 해제하여 상기 두께(t1)의 1차 성형된 사출물을 완성할 사출물(40)의 두께(t)보다 두꺼운 두께(t2)로 발포시키는 제 2공정;

   상기 두꺼운 두께(t2)로 발포된 사출물에 2차 프레스압을 가하여 완성할 사출물(40)의 두께(t)를 이류도록 성형한 다음 2차 냉각하는 제 3공정;

   을 차례로 수행함을 특징으로 하는 발포성 사출물의 고압 사출방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 2공정 수행 후 발포된 사출물 위로 표피재(41)를 투입한 다음 상기 제3공정의 2차 프레스압을 가하여 사출물 두께가 완성할 사출물(40)의 두께(t)로 성형되게 하는 2차 성형과 함께 그 사출물의 잔류 열에 의해 표피재(41) 접합이 동시 수행되게 함을 특징으로 하는 발포서 사출물의 고압 사출방법.
3. 상/하 금형의 닫혀진 성형면 공간으로 사출액을 주입하여 사출물을 성형하는 고압사출장치를 구성함에 있어서,

   사출액을 처음 공급하는 1차프레싱 때는 상/하 금형(10)(20)의 성형면(30) 간격(h1)이 완성할 사출물(40)의 두께(t)보다 좁은 간격을 유지하도록 구성하고, 상금형(10)을 열었다가 발포된 사출물을 재차 성형하는 2차 프레싱 때는 상/하 금형(10)(20)의 성형면(30) 간격이 완성할 사출물(40)의 두께(t)와 동일한 간격을 유지하도록 구성한 것을 특징으로 하는 발포성 사출물의 고압 사출장치.