KR100538772B1

KR100538772B1 - 평판재 압출성형의 코팅장치

Info

Publication number: KR100538772B1
Application number: KR10-2003-0001268A
Authority: KR
Inventors: 민웅기
Original assignee: 민웅기
Priority date: 2003-01-09
Filing date: 2003-01-09
Publication date: 2005-12-23
Also published as: KR20040064023A

Abstract

본 발명은 평판재 압출성형의 코팅장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열가소성 수지를 재료로 하여 각종 건축자재, 가구자재 등의 평판재 제품을 압출성형토록 함에 있어서, 성형품의 외표면을 코팅하는 표면처리액을 다단계로 고르게 확산토록 구성함으로써 폭이 넓은 평판재의 표면을 용이하게 코팅처리 할 수 있을 뿐만 아니라 성형품의 표면을 일정하게 표면처리할 수 있도록 한 것이다.

이는 열가소성 수지를 압출부재로 압출하여 평판재의 성형품을 성형한 후 표면을 코팅액으로 코팅처리함에 있어서, 상기 코팅처리부재(40)는 중심부에 재료가 압출되어 통과되는 통로(42)를 가지면서 일측면에는 주입공(43)을 통해 코팅액이 주입되어 확산되는 확산홈(44)을 절반으로 갖춘 제1단위부재(41)와; 상기 제1단위부재(41)와 결합되면서 일측면에는 통로(42)의 외주연을 따라 근접되게 사방향으로 확산홈(44)이 형성되고, 중심부의 상,하에는 제1단위부재(41)의 확산홈(44)과 연통되는 연결공(46)을 갖춘 제2단위부재(45)와; 상기 제2단위부재(45)에 연결되고 동일한 형태의 확산홈(44)을 가지면서 제2단위부재(45)의 확산홈(44)과 좌,우측에 한쌍의 상,하 연결공(46)으로 연통되는 제3단위부재(47)와; 상기 제3단위부재(47)에 연결되고 동일한 형태의 확산홈(44)을 가지면서 제3단위부재(47)의 확산홈(44)과 좌,우 및 중앙부에 한쌍의 연결공(46)으로 연통되는 제4단위부재(48);로 구성된 것이다.

Description

평판재 압출성형의 코팅장치{Mold structure for extrusion molding of flat board material}

본 발명은 평판재 압출성형의 코팅장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열가소성 수지를 재료로 하여 각종 건축자재, 가구자재 등의 평판재 제품을 압출성형토록 함에 있어서, 성형품의 외표면을 코팅하는 표면처리액을 다단계로 고르게 확산토록 구성함으로써 폭이 넓은 평판재의 표면을 용이하게 코팅처리 할 수 있을 뿐만 아니라 성형품의 표면을 일정하게 표면처리할 수 있도록 한 것이다.일반적으로 합성수지를 압출성형토록 하는 압출성형은 주로 열가소성 수지를 사용하여 파이프, 필름, 전선관, 전선피복, 건축판재, 시트 등 여러 가지 봉재(俸材), 판재(板材), 형재(形材)의 동일단면을 가진 성형품으로 연속성형토록 하는 방법이다.

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이러한 압출성형은 종래에도 이미 여러 가지가 제안되어 널리 사용되고 있으며, 일예를 들어 종래의 압출성형과정을 살펴보면 이는 첨부된 도1에서 보는 바와 같다.

즉, 압출기(1)의 호퍼(2)을 통하여 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PS) 등 열가소성 수지의 재질로 이루어지는 펠릿(pellet) 형태의 재료가 투입되면, 압출기(1)내의 가열실린더내에서 히터에 의해 히팅되어 겔상태로 용해됨과 동시에 스크류의 회전에 의해 이송되면서 그 전단의 금형(3)으로 압출된다.

압출되는 재료는 사이징(sizing)(4)을 통과하면서 정확한 칫수와 설정된 형상의 제품으로 성형되며, 이어서 냉각기(5)를 통과하는 동안, 수냉 또는 공냉의 냉각과정을 거쳐 고화됨으로써 성형품을 얻는다.

또한, 상기의 공정으로 성형품이 성형되면, 나란히 설치된 전사기(6)(7)를 통과시켜 표면에 원목 또는 특정무늬 등으로 이루어지는 무늬지를 전사시키거나 또는 조각기(8)를 거치는 동안 표면이 특정형태로 성형되고, 마지막으로 인출기(9)에 의해 절단기(10)를 통과하는 동안 설정되는 일정한 크기로 절단되는 것이다.

본 발명에서 적용되는 압출성형기는 주로 PS 등의 재료를 사용하여 주로 평판재를 성형토록 하는 것으로, 이 경우 PS는 재활용이 가능한 수지로서 수급이 용이하며 가격도 저렴하기 때문에 각종 건축자재, 가구자재, 액자틀 등 여러 가지 제품으로 성형하여 활용되고 있다.

PS를 주재료로 하는 평판재는 열전도율이 낮고 보온 효과가 뛰어날 뿐만 아니라 단열, 단음, 방음, 방습 등의 효과가 좋으며, 인체에 유해한 요소가 없고 성형기술에 따라 모양과 색상 등을 자유자재로 선택할 수가 있기 때문에 널리 사용되고 있다.

특히, 원목을 대체할 수 있고 재활용이 가능하기 때문에 각종 건축자재, 가구자재 등은 물론이고, 여러 가지 산업분야에서 매우 다양하게 적용될 수 있으며, 점차 그 적용범위도 확대되고 있는 추세에 있다.지금까지 제안된 종래의 압출성형기에 있어서는 금형의 구조적인 특성상 그 폭이 비교적 좁은 크기의 평판재를 용이하게 성형할 수 있도록 구성된 것으로, 일정 크기 이상의 넓은 폭을 가지는 평판재를 성형할 경우에는 성형이 쉽지 않은 문제점이 있었다.

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특히, 상기와 같이 PS를 주재료로 하는 성형품은 내구성, 내마모성 등을 감안하고, 또 표면에 각종 무늬지 등으로 전사처리할 경우 작업성의 용이함을 위하여 재활용 재료가 아닌 신재료의 PS를 코팅액으로 하는 표면처리과정이 요구되고 있다.이러한 경우 종래의 구조에서는 셩형품이 성형 완료된 후에 별도의 표면처리기에서 별도의 공정으로 표면처리작업이 시행되고 있기 때문에 표면처리에 따른 작업성이 현저히 저하되는 단점이 있었고, 또한 표면처리액이 성형품의 표면에 고르게 도포되지 않기 때문에 제품성이 현저히 저하되는 단점이 있었다.

삭제

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 열가소성 수지를 재료로 하는 평판재의 성형품을 압출성형함에 있어서 압출금형의 구조를 개선하여 보다 넓은 폭을 가지는 평판재를 성형함과 동시에 그 표면의 코팅에 따른 표면처리를 다단으로 행하여 균일한 표면처리가 이루어 지도록 함으로써 제품성을 향상시키도록 하는 평판재 압출성형의 코팅장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 개선된 압출금형을 제공함으로써 달성되는 것으로, 즉 압출금형의 내부에는 가열실린더를 통하여 주입되는 재료를 다단으로 고르게 분배토록 하는 분배수단을 갖추어 보다 넓은 평판재의 성형품을 효과적으로 압출성형할 수 있고, 또한 상기 압출금형의 전단에는 성형품의 표면에 표면처리액을 다단으로 코팅처리토록 하는 코팅장치를 구성함으로써 평판재를 성형과 동시에 코팅토록 함을 특징으로 하는 것이다.

이하에서 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 준하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면의 도 2는 본 발명이 적용되는 압출성형용 금형의 전체적인 결합단면도를 상세히 나타내고 있다.

상기 도면에서 본 발명에 따른 금형의 전체적인 구조는 펠릿형태로 주입되어 가열실린더에서 1차 가열용융되어 공급되는 재료를 재차 가열용융시켜 압출분배토록 하는 압출부재(20)와, 상기 압출부재(20)의 전단에 설치되어 압을 조절토록 하는 조절부재(30)가 갖추어 구성되고, 상기 조절부재(30)의 전단에는 다수 개가 다단으로 설치되어 성형품의 표면에 코팅처리토록 하는 코팅처리부재(40)와, 상기 코팅처리부재(40)의 끝단에 설치되어 성형품의 형태를 최종적으로 성형토록 하는 성형다이(50)가 갖추어 구성된다.

상기 압출부재(20)와 조절부재(30)는 이미 공지된 것으로, 압출부재(20)는 상호 동일한 구조가 서로 맞대어 조립되는 한쌍의 좌.우금형(21)(22)으로 구성되며, 이들의 내부에는 실린더와 연결되어 재료가 주입되는 주입구(23)와 토출되는 토출구(24)를 가지는 압출캐비티(25)가 형성된다.

압출캐비티(25)는 주입구(23)가 좁고 토출구(24)를 향하여 점차적으로 넓어지는 나팔형의 공간으로 이루어지며 재료가 주입구(23)를 통해 주입되어 토출구(24)로 확산되어 토출된다.

또한, 상기 압출캐비티(25)의 내벽면은 나팔형의 공간을 따라 다단의 턱(25a)을 갖도록 형성되면서도 내부에는 주입구(23)와 근접되는 위치에 재료를 두방향으로 고르게 분배토록 하는 마름모형의 제1분배구(26)가 형성되고, 이의 후방에는 제1분배구(26)에 의해 분배되는 재료를 재차 분배토록 하는 제2 및 제3분배구(27)(28)가 동일한 구조로 나란히 한쌍으로 형성된다.

상기 제1분배구(26)는 주입구(23)를 통하여 주입되는 재료를 정확히 양측으로 분배할 수 있도록 전단에는 경사면(26a)을 갖추어 구성됨과 동시에 후단에는 재료의 진행방향으로 가이드면(26b)을 갖추어 구성된다.

또 제2 및 제3분배구(27)(28)는 제1분배구(26)에 의해 분배된 재료를 다시 원활하게 양분토록 하는 것으로 그 전단에 각각 경사면(27a)(28a)을 갖추어 구성된다.

이때, 상기 주입구(23)는 재료가 가열되어 이송공급되는 별도의 가열실린더와 연결부재(29)로서 연결되어 재료를 압출캐비티(25)내로 원활하게 주입하게 되고, 토출구(24)는 성형하고자 하는 성형품의 단면과 대략 비슷한 크기와 형태로 구성된다.

또한, 상기 압출부재(20)의 토출구(24)에 체결되는 조절부재(30)는 토출구(24)와 연결되어 연통되는 통로(31)를 갖추어 구성되고, 상기 통로(31)는 중심부를 향해 점차적으로 좁아졌다가 다시 넓어지는 잘록한 형태의 통로로 구성되어 이를 통과하는 재료의 이송압력을 제어하게 된다.

즉, 조절부재(30)의 통로(31)를 통하여 토출되는 재료는 중심부의 좁은 내경에 의해 부하가 걸려서 압출에 따른 압력을 증가시키게 되어 재료의 고른 분산이 이루어지도록 유도하게 된다.이러한 구성은 종래와 동일한 것으로, 다만 본 고안에서는 상기 조절부재(30)의 전단에 설치되어 압출성형되는 성형품의 표면에 코팅액을 코팅처리토록 하는 것으로, 상기 코팅처리부재(40)는 도2 내지 도5에서 더욱 상세히 나타낸 바와 같이 다수 개의 단위부재들이 다 단으로 적층구비된다.

삭제

상기 코팅처리부재(40)의 제1단위부재(41)는 중심부에 압출되는 재료가 통과되는 통로(42)가 형성되고, 일측면에는 외부의 주입공(43)을 통하여 코팅액이 주입되어 확산되는 확산홈(44)이 형성된다.

상기 확산홈(44)은 중심을 기준으로 일측으로만 형성되어 주입공(43)을 통하여 주입되는 코팅액이 일측으로만 확산되는 작용을 하게 된다.

또한, 상기 제1단위부재(41)에 결합되는 제2단위부재(45)는 역시 중심부에 동일한 통로(42)를 가지면서 일측면에는 사방향으로 확산홈(44)이 형성됨과 동시에 중심부에는 제1단위부재(41)의 확산홈(44)과 연통되는 연결공(46)이 상,하로 형성된다.

즉, 제1 및 제2단위부재(41)(45)가 나란히 결합될 경우 상기 연결공(46)에 의해 양측의 확산홈(44)이 서로 연통되는 것이다.

또한, 상기 제3단위부재(47)는 제2단위부재(45)와 동일한 형태를 가지면서 확산홈(44)의 상,하 한쌍의 연결공(46)이 좌,우 양측에 각각 형성되어 서로 연통되는 것이고, 마지막 제4단위부재(48)는 역시 동일한 형태를 가지면서 상,하 한쌍의 연결공(46)이 중심부와 양측에 각각 형성되는 것이다.

그리고, 상기 코팅처리부재(40)의 끝단에 설치되는 성형다이(50)는 최종적으로 압출성형되는 성형품의 단면과 동일한 성형공(51)이 형성되고, 이 성형공(51)은 코팅처리부재(40)의 마지막 제4단위부재(48)의 확산홈(46)과 연통됨으로써 성형품을 최종적으로 성형함과 동시에 외표면을 코팅처리하게 되는 것이다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명은 첨부된 도면의 도 1에서 보는 바와 같이 통상의 압출시스템에 설치되어 사용되는 것으로서, 압출기(1)의 호퍼(2)를 통하여 투입되는 성형재료는 실린더를 이송하는 동안 히터에 의해 가열되어 가소화되면서 압출부재(20)의 주입구(23)를 통하여 금형(21)(22)내의 압출캐비티(25)로 주입된다.

압출캐비티(25)로 주입되는 성형재료는 중심부에 형성된 마름모꼴의 제1분배구(26)에 의해 그 양이 양측으로 절반씩 고르게 분배되고, 이어서 나란히 형성된 제2 및 제3분배구(27)(28)에 의해 또다시 절반씩 나란히 분배되어 토출구(12)를 통하여 고르게 토출된다.

즉, 압출캐비티(25)는 주입구(23)측은 좁고 토출구(24)측은 점차적으로 넓어지는 나팔형을 이루고 있기 때문에 주입되는 성형재료를 1차로 양분하면서 압출하였다가 다시 양분된 성형재료를 재차 양분함으로써 고르게 토출시키게 된다.

이때, 상기 압출부재(20)를 통과하는 성형재료는 그 토출구(24)측에 설치된 조절부재(30)의 잘록한 통로(31)를 통과하는 동안 토출압력이 조절됨으로써 고른 분배가 이루어지게 될 뿐만 아니라 이송의 안정감이 유지된다.

계속해서 상기 조절부재(30)를 통과하는 성형재료는 다단으로 이루어지는 코팅처리부재(40)를 통과한 후, 그 전단에 설치된 성형다이(50)의 성형공(51)을 통과하면서 성형품으로 성형되는 것이다.

이때, 상기 성형품은 성형다이(50)를 통과하는 과정에서 그 외표면에 코팅액이 코팅되는데, 즉 외부에서 공급되는 코팅액은 주입공(43)을 통하여 먼저 제1단위부재(41)의 확산홈(44)으로 주입된다.

상기 제1단위부재(41)의 확산홈(44)은 중심부를 기준으로 일측 방향으로만 형성됨에 따라 주입되는 양을 조절하면서 확산의 시작단계를 이루게 된다.

이어서, 상기 제1단위부재(41)의 확산홈(44)으로 주입된 코팅액은 그 전단에 설치된 제2단위부재(45)의 연결공(46)을 통하여 제2단위부재(45)의 확산홈(44)으로 주입되어 전체로 확산된다.

이어서 상기와 같은 방법으로 제2단위부재(45)의 확산홈(44)을 거친 코팅액은 다수개의 연결공(46)을 통하여 제3단위부재(47) 및 제4단위부재(48)를 차례차례로 거치는 동안 재차 삼차 고르게 확산되는 것이다.

상기와 같이 코팅액이 고르게 확산됨은 성형품의 표면에 코팅처리시 고르게 도포되는 역활을 수행하게 됨으로써 제품성을 향상시키게 된다.

계속해서 코팅처리부재(40)를 통과하는 코팅액은 성형다이(50)의 성형캐비티내에서 성형다이(50)의 성형공(51)으로 유입되어 상기 성형공(51)으로 통과되는 성형품의 외표면에 코팅처리되는 것이다.

상기와 같이 외표면에 코팅처리까지 완료되어 성형되는 성형품은 사이징(4)을 통과하면서 설정되는 정확한 사이즈와 모양의 제품으로 성형되어 냉각기(5)를 거치는 동안 수냉 또는 공냉식으로 냉각된다.

또한, 상기 성형품은 전사기(6)(7) 및 조각기(8)를 통과하는 동안 표면에 각종 무늬모양의 전사지가 전사됨과 아울러 경우에 따라서는 필요로 하는 조각이 성형되고, 인출기(9)에 의해 절단기(10)를 통과하면서 설정된 크기로 절단되는 것이다.

따라서, 상기와 같은 본 발명은 압출부재(20)의 내부에 재료를 고르게 분산토록 하는 다수개의 분배구를 다단으로 형성함으로써 평판재의 성형품을 효과적으로 성형할 수 있고, 또한 성형품의 외표면에 코팅처리를 보다 원활하고도 효과적으로 할 수 있는 것이다.

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이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 열가소성 수지 특히, 폴리스티렌 재질을 이용하여 각종 건축물의 내외장재, 인테리어용품, 싱크대, 가구제품 등으로 사용되는 비교적 넓은 평판재를 압출성형할 수 있는 장점이 있다.또한, 상기 평판재의 외표면에 코팅액을 코팅처리를 함에 있어서, 주입되는 코팅액을 다단으로 분산하여 고르게 확산시킨 다음, 성형되는 성형품에 도포되도록 구성함으로써 코팅액의 고른 분포로 코팅효율의 향상과 제품성의 향상을 기대할 수 있는 효과가 있다.

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따라서 본 발명은 상기와 같은 장점으로 인하여, 열가소성 수지를 재질로 하는 다양한 제품을 재활용할 수 있고, 더욱이 폭이 넓은 평판재의 건축자재를 성형할 수 있음에 따라 재활용의 범위를 보다 폭넓게 적용할 수 있고, 더나아가 값싼 합성수지를 고급스러운 재료로 재활용할 수 있는 효과를 가지게 되는 것이다.

도 1은 압출성형시스템의 구조를 개략적으로 보인 구성도

도 2는 본 발명 압출성형용 금형구조를 보인 단면구성도

도 3은 본 발명 도2의 분리사시도

도 4는 도3의 단면구성도

도 5는 본 발명 코팅처리금형의 구조를 보인 구성도

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<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100:본체 20:압출부재

21,22:금형 23:주입구

24:토출구 25:압출캐비티

26:제1분배구 27:제2분배구

28:제3분배구 29:연결구

30:조절부재 31:통로

40:코팅처리부재 41:제1단위부재

42:통로 43:주입공

44:확산홈 45:제2단위부재

46:연결공 47:제3단위부재

48:제4단위부재 50:성형다이

51:성형공

Claims

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열가소성 수지를 압출부재로 압출하여 평판재의 성형품을 성형한 후 표면을 코팅액으로 코팅처리함에 있어서,

상기 코팅처리부재(40)는 중심부에 재료가 압출되어 통과되는 통로(42)를 가지면서 일측면에는 주입공(43)을 통해 코팅액이 주입되어 확산되는 확산홈(44)을 절반으로 갖춘 제1단위부재(41)와;

상기 제1단위부재(41)와 결합되면서 일측면에는 통로(42)의 외주연을 따라 근접되게 사방향으로 확산홈(44)이 형성되고, 중심부의 상,하에는 제1단위부재(41)의 확산홈(44)과 연통되는 연결공(46)을 갖춘 제2단위부재(45)와;

상기 제2단위부재(45)에 연결되고 동일한 형태의 확산홈(44)을 가지면서 제2단위부재(45)의 확산홈(44)과 좌,우측에 한쌍의 상,하 연결공(46)으로 연통되는 제3단위부재(47)와;

상기 제3단위부재(47)에 연결되고 동일한 형태의 확산홈(44)을 가지면서 제3단위부재(47)의 확산홈(44)과 좌,우 및 중앙부에 한쌍의 연결공(46)으로 연통되는 제4단위부재(48);로 구성됨을 특징으로 하는 평판재 압출성형의 코팅장치.