KR100542253B1

KR100542253B1 - 폴리우레탄 포옴 성형방법

Info

Publication number: KR100542253B1
Application number: KR1020030075255A
Authority: KR
Inventors: 심진기; 조계민; 김준겸
Original assignee: 한국생산기술연구원; 삼주산업 주식회사
Priority date: 2003-10-27
Filing date: 2003-10-27
Publication date: 2006-01-11
Also published as: KR20050040084A

Abstract

본 발명은 폴리우레탄 포옴의 발포에 따른 가스의 배출 후에도 폴리우레탄 포옴이 에어벤트 홀을 통해 외부로 배출되지 않게 하여 발포 성형 완료시에 폴리우레탄 포옴의 표면에 돌기가 남지 않도록 하고 상부로부터 불순물이나 이물질의 유입을 방지하는 폴리우레탄 포옴 성형방법에 관한 것이다.

본 발명의 폴리우레탄 포옴 성형방법은 폴리우레탄 성형용 금형의 하형의 안에 발포될 수 있는 폴리우레탄 원액을 주입하는 단계와; 하형에 상형을 기밀이 유지될 수 있게 하여 합형하는 단계와; 기밀이 유지된 상태로 밀폐된 금형의 안에 주입된 폴리우레탄 원액이 반응하는 단계와; 반응한 폴리우레탄 원액이 발포되어 팽창하면서 가스가 발생되는 단계와; 폴리우레탄 포옴의 발포 및 팽창에 의해 소켓의 안에 설치된 플런저가 상향 이동하는 단계와; 에어벤트 홀을 통해 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 단계와; 소켓 하부의 계단 형상부에 플런저의 계단 형상부가 맞닿아 밀폐되어 가스 및 폴리우레탄의 외부 유출을 차단하는 단계와; 합형된 금형의 하형으로부터 상형을 분리하여 성형이 완료된 폴리우레탄 포옴을 금형으로부터 빼내는 단계를 포함한다.

폴리우레탄 포옴 성형방법, 플런저, 에어벤트 홀, 계단 형상, 오목홈

Description

폴리우레탄 포옴 성형방법{METHOD FOR MOLDING POLYURETHANE FOAM}

도 1a는 타원형의 머리부를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이고;

도 1b는 도 1a의 평면도이고;

도 2a는 타원형의 머리부를 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이고;

도 2b는 도 2a의 평면도이고;

도 3은 도 1a에서 머리부만 다른 형태로 되어 있는 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이며;

도 4a는 도 1a의 타원형의 머리부에 다수개의 오목홈이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이며;

도 4b는 도 4a의 평면도이고;

도 5a는 도 1a의 소켓에 다수개의 경사 에어벤트 홀이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이며;

도 5b는 도 5a의 평면도이고;

도 6a는 도 4a의 소켓에 다수개의 경사 에어벤트 홀이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이며;

도 6b는 도 6a의 평면도이고;

도 7a는 도 1a의 소켓에 다수개의 오목홈이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이며;

도 7b는 도 7a의 평면도이고;

도 8a는 도 7a의 소켓에 다수개의 경사 에어벤트 홀이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이며;

도 8b는 도 8a의 평면도이고;

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1a의 플런저의 금형 내 설치 상태를 도시하는 단면도이며;

도 10는 도 9의 B부의 요부확대도이며;

도 11은 종래의 금형의 에어벤트 홀의 일 예를 도시하는 단면 예시도이고;

도 12는 도 11의 일점 쇄선으로 표시한 부분의 요부 확대단면도이며;

도 13은 종래의 금형의 에어벤트 홀의 다른 일 예를 도시하는 단면 예시도이고;

도 14는 종래의 금형의 에어벤트 홀의 또 다른 일 예를 도시하는 단면 예시도이며;

도 15는 종래의 금형의 또 다른 일 예를 도시하는 단면 예시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

40 : 상형 41 : 하형

42 : 폴리우레탄 포옴 43 : 플런저

44 : 에어벤트 홀 45 : 소켓

45': 모따기부 46 : 나사체결부

47 : 플런저의 오목홈 48 : 경사 에어벤트 홀

49 : 소켓의 오목홈 45" : 소켓의 홈

본 발명은 폴리우레탄 포옴 성형방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 폴리우레탄 포옴의 발포에 따른 가스의 배출 후에도 폴리우레탄 포옴이 에어벤트 홀을 통해 외부로 배출되지 않게 하여 발포 성형 완료시에 폴리우레탄 포옴의 표면에 돌기가 남지 않도록 하고 상부로부터 불순물이나 이물질의 유입을 방지하는 폴리우레탄 포옴 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 폴리우레탄 포옴(polyurethane foam)이 발포되는 금형의 내부는 밀폐된 공간이므로 폴리우레탄 포옴이 발포될 때 금형 내부의 공기를 배출시켜 폴리우레탄 포옴에 기포가 발생되지 않도록 해주고 폴리우레탄 포옴이 금형 내부에 골고루 퍼지도록 해야 된다.

종래에는 도 11에서 보는 바와 같이 금형의 외주면에 다수개의 에어벤트가 설치되고, 이 에어벤트에는 금형 내부의 공기를 배출시키는 다수의 구멍이 금형의 일측에 형성되었다.

그러나 폴리우레탄 포옴의 발포에 따른 가스의 배출 후에도 폴리우레탄 포옴 이 상기 구멍을 통해 외부로 배출되어 폴리우레탄 포옴의 표면에 에어벤트 구멍으로 흘러 들어가 도 12에서 보는 바와 같이 성형된 돌기가 남게 된다.

따라서, 폴리우레탄 포옴의 성형 이후 이들 돌기를 제거하는 후처리 공정이 필요하게 되어 불필요한 폐기물을 발생시킴과 동시에 생산성이 떨어지고 원가 상승을 수반하는 문제점이 있었다.

또한, 성형된 폴리우레탄 포옴의 표면에서 돌기를 제거하더라도 돌기가 있었던 자리는 다른 부위에 비해 경화되어 딱딱하므로 표면을 매끄럽게 처리할 수 없었다.

종래의 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 플런저의 다른 구조에 있어서는, 상형과 하형으로 구성되는 금형의 상형의 일정 부위에 다수의 에어벤트를 천공하여 이 에어벤트를 통해 내부에서 발생하는 가스를 외부로 유출시키고 있다.

도 13은 이와 같은 종래의 금형의 에어벤트 홀의 일 예를 도시한 단면도로서, 상형에 다수개의 에어벤트 홀(23)을 천공하여 프레스 성형시 상형(21)과 하형(22) 사이에 잔류하는 가스를 상기 에어벤트 홀(23)을 통해 배출하여 성형품(24)의 데미지를 줄이고자 하고 있으나, 에어벤트 홀(23)이 수직으로 형성되어 있어서 상부로부터 불순물이나 이물질의 유입이 불가피하여 작업성이 좋지 않았다.

이러한 점을 개선하고자 대한민국 공개특허공보 제1999-27675호(1999. 4. 15. 공개)에는, 도 14에 도시된 바와 같이 상형(25)에 에어벤트 홀(27)을 형성하는데 있어서, 상기 에어벤트 홀(27)의 경로를 수직축으로부터 어긋나는 소정의 기울 기를 주어 형성하고, 상기 에어벤트 홀(27)의 선단부에는 에어벤트 홀(27)에 끼워져 결합되는 결합턱(30)을 구비하고, 에어벤트 홀(27)의 경로를 공기의 유동방향과는 반대 방향으로 바꿔주는 벤딩라인(31)이 주어진 굴절튜브(29)를 장착한 금형의 에어벤트의 구조가 개시되어 있다.

그런데 이와 같은 구조에 있어서는, 상형(25)과 하형의 합형 가공시 잔류 가스가 원활히 배기되어 성형품(28)이 받을 수 있는 데미지는 어느 정도 줄일 수 있으나, 굴절튜브(31)가 외부로 돌출되어 있어 작업성이 불편함은 물론 에어벤트 홀(27)에 끼워져 결합되는 결합턱(30)이나 굴절튜브(31)가 자주 빠져 나가 이를 다시 부착 고정해야 하는 번거러움이 있으며, 또한 가스의 배출과 함께 원료의 일부가 에어벤트 홀(27) 내부로 밀려 들어가 불필요한 원료의 손실을 초래하고, 완성품에 있어서도 성형품 외부에 돌출부를 형성하게 되어 탈형 후 마무리 공정에서 이 부분을 손질해야 하는 후가공 공정이 필수적이었다.

또한 도 15는 대한민국 등록실용신안공보 제20-193905호(2000. 6. 15 등록)에 개시된 스폰지 금형의 에어벤트 홀 구조를 나타내고 있다.

여기서 상형(32)의 상부에 다수개의 에어벤트 홀(34)을 테이퍼형으로 천공하고 상형(32)의 내측부에 복수개의 철침(36)을 일체형으로 고정 설치하며, 이 철침(36)에 슬래브 스폰지(35)를 끼워 넣고 상형(32)과 하형(33) 사이에서 우레탄(37)을 발포 성형하는 구성으로 이루어져 있다.

이와 같이 상형(32)과 하형(33) 사이에서 폴리우레탄(37)을 발포하게 되면 상형(32)의 내측에 고정된 슬래브 스폰지(35)에 의해 가스는 에어벤트 홀(34)을 통 해 상형(32)의 외부로 빠져 나가지 못하고 상형(32)의 내부에 머물게 된다.

그러나, 이러한 구조는 구조의 특성상 에어벤트 홀(34)이 자주 막혀 이 부분을 수시로 에어건으로 처리해 주어야 하며, 금형을 자주 사용하게 되면 슬래브 스폰지(35)가 파손되어 제 구실을 못하게 되고, 결국은 상부로 천공된 통상의 금형과 같이 되어 이 부분으로 이물질이 삽입되거나 가스배출과 함께 원료의 유출이 일어나 성형된 발포 우레탄(37)에 돌출부를 형성하게 되어 후가공 공정이 불가피하게 되는 결점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 폴리우레탄 포옴의 발포에 따른 가스의 배출 후에도 폴리우레탄 포옴이 에어벤트 홀을 통해 외부로 배출되지 않게 하여 발포 성형 완료시에 폴리우레탄 포옴의 표면에 돌기가 남지 않도록하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 상부로부터 불순물이나 이물질의 유입을 방지하는 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 플런저를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형방법은, 서로 분리 및 합형될 수 있는 상형 및 하형을 포함하며; 상기 상형은, 폴리우레탄 성형용 금형의 상기 상형에 형성한 나사체결부와 체결될 수 있는 나사체결부를 외면의 일측에 형성하고 하부가 계단 형상으로 형성된 구멍을 중앙부에 형성한 소켓과; 상기 소켓의 구멍의 직경보다 더 큰 직경을 가지는 머리부 와, 상기 소켓의 구멍 안에 위치하여 에어벤트 홀을 형성할 수 있는 몸체부, 및 하면이 아래로 볼록하고 하면을 제외한 외면이 상기 소켓의 계단 형상에 대응하는 계단 형상으로 이루어진 꼬리부를 가지는 플런저를 포함하는 에어벤트 장치를 포함하고; 상기 하형은, 폴리우레탄 포옴 성형용의 공간부를 형성하는 금형을 사용하여,

상기 폴리우레탄 성형용 금형의 하형의 안에 발포될 수 있는 폴리우레탄 원액을 주입하는 단계와; 상기 하형에 상형을 기밀이 유지될 수 있게 하여 합형하는 단계와; 기밀이 유지된 상태로 밀폐된 금형의 안에 주입된 폴리우레탄 원액이 반응하는 단계와; 반응한 폴리우레탄 원액이 발포되어 팽창하면서 가스가 발생되는 단계와; 폴리우레탄 포옴의 발포 및 팽창에 의해 상기 소켓의 안에 설치된 플런저가 상향 이동하는 단계와; 상기 에어벤트 홀을 통해 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 단계와; 상기 소켓 하부의 계단 형상부에 플런저의 계단 형상부가 맞닿아 밀폐되어 가스 및 폴리우레탄의 외부 유출을 차단하는 단계와; 합형된 금형의 하형으로부터 상형을 분리하여 성형이 완료된 폴리우레탄 포옴을 금형으로부터 빼내는 단계로 구성된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴의 성형방법은, 서로 분리 및 합형될 수 있는 상형 및 하형을 포함하며; 상기 상형은, 폴리우레탄 성형용 금형의 상기 상형에 형성한 나사체결부와 체결될 수 있는 나사체결부를 외면의 일측에 형성하고 하부에 오링 수용홈을 형성하여 이 홈의 안에 오링을 수용하고 중앙부에 구멍을 형성한 소켓과; 상기 소켓의 구멍의 직경보다 더 큰 직경을 가지는 머리부와, 상기 소켓의 구멍 안에 위치하여 에어벤트 홀을 형성할 수 있는 몸체부, 및 상기 소켓의 오링 수용홈 안에 수용된 오링과 접촉한 후 오링을 가압하여 소켓의 하면과 접촉하여 상기 에어벤트 홀의 입구를 폐쇄할 수 있는 꼬리부를 가지는 플런저를 포함하는 에어벤트 장치를 포함하고; 상기 하형은, 폴리우레탄 포옴 성형용의 공간부를 형성하는 금형을 사용하여,

상기 폴리우레탄 성형용 금형의 하형의 안에 발포될 수 있는 폴리우레탄 원액을 주입하는 단계와; 상기 하형에 상형을 기밀이 유지될 수 있게 하여 합형하는 단계와; 기밀이 유지된 상태로 밀폐된 금형의 안에 주입된 폴리우레탄 원액이 반응하는 단계와; 반응한 폴리우레탄 원액이 발포되어 팽창하면서 가스가 발생되는 단계와; 폴리우레탄 포옴의 발포 및 팽창에 의해 상기 소켓의 안에 설치된 플런저가 상향 이동하는 단계와; 상기 에어벤트 홀을 통해 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 단계와; 상기 플런저의 꼬리부가 오링 및 소켓의 하면과 접촉하여 상기 에어벤트 홀의 입구를 폐쇄하여 가스 및 폴리우레탄의 외부 유출을 차단하는 단계와; 합형된 금형의 하형으로부터 상형을 분리하여 성형이 완료된 폴리우레탄 포옴을 금형으로부터 빼내는 단계로 구성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 이하에서 설명될 도 1a 내지 도 10에서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

도 1a는 타원형의 머리부를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이고, 도 1b는 도 1a의 평면도이며, 도 3 은 직사각형의 머리부를 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이다.

도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형방법은 서로 분리 및 합형될 수 있는 상형(40) 및 하형(41)을 포함하며; 상기 상형(40)은, 폴리우레탄 성형용 금형의 상기 상형(40)에 형성한 나사체결부와 체결될 수 있는 나사체결부(46)를 외면의 일측에 형성하고 하부가 계단 형상으로 형성된 구멍을 중앙부에 형성한 소켓(45)과; 상기 소켓(45)의 구멍의 직경보다 더 큰 직경을 가지는 머리부와, 상기 소켓(45)의 구멍 안에 위치하여 에어벤트 홀(44)을 형성할 수 있는 몸체부, 및 하면이 위로 오목하고 하면을 제외한 외면이 상기 소켓(45)의 계단 형상에 대응하는 계단 형상으로 이루어진 꼬리부를 가지는 플런저(43)를 포함하는 에어벤트 장치를 포함하고; 상기 하형(41)은, 폴리우레탄 포옴 성형용의 공간부를 형성하는 금형을 사용하여,

상기 폴리우레탄 성형용 금형의 하형(41)의 안에 발포될 수 있는 폴리우레탄 원액을 주입하는 단계와; 상기 하형(41)에 상형(40)을 기밀이 유지될 수 있게 하여 합형하는 단계와; 기밀이 유지된 상태로 밀폐된 금형의 안에 주입된 폴리우레탄 원액이 반응하는 단계와; 반응한 폴리우레탄 원액이 발포되어 팽창하면서 가스가 발생되는 단계와; 폴리우레탄 포옴의 발포 및 팽창에 의해 상기 소켓(45)의 안에 설치된 플런저(43)가 상향 이동하는 단계와; 상기 에어벤트 홀(44)을 통해 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 단계와; 상기 소켓(45) 하부의 계단 형상부에 플런저(43)의 계단 형상부가 맞닿아 밀폐되어 가스 및 폴리우레탄의 외부 유 출을 차단하는 단계와; 합형된 금형의 하형(41)으로부터 상형(40)을 분리하여 성형이 완료된 폴리우레탄 포옴을 금형으로부터 빼내는 단계로 구성된다.

상기 플런저(43)의 꼬리부의 하면은 금형의 하형(41) 내에 주입된 폴리우레탄 원액이 반응하여 발포되면서 완전히 팽창된 폴리우레탄 포옴의 팽창력을 충분히 받을 수 있도록 아래로 볼록하게 형성되어 있고 하면을 제외한 플런저(43)의 꼬리부의 외면은 계단 형상으로 형성되어 플런저(43)가 상향 이동하여 소켓(45)의 계단 형상부에 서로 닿아 밀폐되는 경우에 배출 가스 및 폴리우레탄 원액이 외부로 배출되지 못하게 하며, 서로 맞닿는 이들 계단 형상부의 가공 불량으로 미세한 틈이 있을 때에도 배출 가스 및 폴리우레탄 액의 흐름 방향, 즉 스트림 라인(stream line)을 수차례 수직 변경하여 가스 및 폴리우레탄 액의 배출을 저감하거나 방지할 수 있도록 하기 위해서이다.

또한, 상기 플런저(43)는, 가벼우면서도 내구성이 있는 재질로 만들어져 상기 소켓(45)의 구멍 내에서 자중에 의해 하향 이동하고 배출가스의 압력을 받거나 완전히 팽창한 폴리우레탄에 의해 상향 이동할 수 있는데, 플런저(43)의 머리부가 소켓(45)의 상면에 닿음으로써 플런저(43)의 하향 이동이 제한되고 플런저(43)의 계단 형상의 꼬리부가 소켓(45)의 구멍의 계단 형상부에 닿아 결합됨으로써 플런저(43)의 상향 이동이 제한된다.

도 2a는 타원형의 머리부를 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이고, 도 2b는 도 2a의 평면도이다. 앞 서 설명한 본 발명의 일 실시예와 동일하거나 대응하는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 하고 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형방법은 서로 분리 및 합형될 수 있는 상형(40) 및 하형(41)을 포함하며; 상기 상형(40)은, 폴리우레탄 성형용 금형의 상기 상형(40)에 형성한 나사체결부와 체결될 수 있는 나사체결부(46)를 외면의 일측에 형성하고 하부에 오링 수용홈을 형성하여 이 홈의 안에 오링(50)을 수용하고 중앙부에 구멍을 형성한 소켓(45)과; 상기 소켓(45)의 구멍의 직경보다 더 큰 직경을 가지는 머리부와, 상기 소켓(45)의 구멍 안에 위치하여 에어벤트 홀(44)을 형성할 수 있는 몸체부, 및 상기 소켓(45)의 오링 수용홈 안에 수용된 오링(50)과 접촉한 후 오링을 가압하여 소켓(45)의 하면과 접촉하여 상기 에어벤트 홀(44)의 입구를 폐쇄할 수 있는 꼬리부를 가지는 플런저(43)를 포함하는 에어벤트 장치를 포함하고; 상기 하형(41)은, 폴리우레탄 포옴 성형용의 공간부를 형성하는 금형을 사용하여,

상기 폴리우레탄 성형용 금형의 하형(41)의 안에 발포될 수 있는 폴리우레탄 원액을 주입하는 단계와; 상기 하형(41)에 상형(40)을 기밀이 유지될 수 있게 하여 합형하는 단계와; 기밀이 유지된 상태로 밀폐된 금형의 안에 주입된 폴리우레탄 원액이 반응하는 단계와; 반응한 폴리우레탄 원액이 발포되어 팽창하면서 가스가 발생되는 단계와; 폴리우레탄 포옴의 발포 및 팽창에 의해 상기 소켓(45)의 안에 설치된 플런저(43)가 상향 이동하는 단계와; 상기 에어벤트 홀(44)을 통해 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 단계와; 상기 플런저(43)의 꼬리부가 오링(50) 및 소켓(45)의 하면과 접촉하여 상기 에어벤트 홀(44)의 입구를 폐쇄하여 가스 및 폴리우레탄의 외부 유출을 차단하는 단계와; 합형된 금형의 하형(41)으로부터 상형(40)을 분리하여 성형이 완료된 폴리우레탄 포옴을 금형으로부터 빼내는 단계로 구성된다.

여기에서 상기 플런저(43)는, 상기 소켓(45)의 구멍 내에서 플런저(43)의 머리부가 소켓(45)의 안착면(51)에 닿을 때까지 하향 이동할 수 있으며, 오링 수용홈을 형성하고 이 홈 내에 오링을 수용하고 있는데 수용되었을 때 오링은 소켓(45) 하면보다 더 아래로 돌출된 상태로 되어 있어서 폴리우레탄 포옴의 팽창력에 의해 플런저(43)의 꼬리부가 소켓(45)의 오링 수용홈 안에 수용된 오링(50)과 접촉한 후 오링을 가압하여 소켓(45)의 하면에 닿을 때까지 상향 이동할 수 있는데 이와 같은 상향 이동으로 오링이 가압되어 폴리우레탄 포옴의 외부 유출을 방지할 수 있다.

상기 실시예들에 있어서, 소켓(45)의 구멍 안에 위치하는 몸체부에 의해 형성된 에어벤트 홀(44)은 그 수평 단면이 소정의 폭을 갖는 환형으로 되어 있는데 이 환형의 폭은 밀폐된 금형의 안에 주입된 폴리우레탄 포옴의 원액들이 서로 반응하면서 배출되는 가스를 배출할 수 있을 정도의 폭으로 되어 있으면 되지만, 0.2mm 내지 0.3mm의 폭을 가지는 것이 바람직하다.

상기 플런저(43)의 머리부의 단면 형상은 도 1a에서 반타원형으로 도시되어 있지만, 반원형, 직사각형, 또는 정사각형으로 형성될 수도 있으며, 도 3에서는 상기한 바와 같은 직사각형의 머리부를 갖는 플런저(43)를 도시하고 있다.

상기 실시예들에서 플런저(43)의 머리부는 소켓(45)의 구멍을 밀폐할 수 있을 정도로 충분히 크게 형성되어 있어서 밀폐시 외부로부터의 불순물이나 이물질이 에어벤트 홀(44)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

도 4a는 도 1a의 타원형의 머리부에 다수개의 오목홈이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이며, 도 4b는 도 4a의 평면도이다. 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예와 동일하거나 대응하는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 하고 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

본 실시예에서는 플런저(43)의 머리부에 다수개의 오목홈(47)을 형성하고 있으며, 플런저(43)의 머리부가 소켓(45)의 상면의 구멍을 밀폐하였을 때에도 에어벤트 홀(44)과 상기 다수개의 오목홈(47)을 통해 배출 가스가 배출될 수 있도록 되어 있다.

여기에서, 상기 소켓(45)의 내경의 상부 모따기부(45')와 이 모따기부(45')에 수직한 다수개의 오목홈(47)의 각각의 곡률반경의 사이(d)의 면적의 합은, 상기 에어벤트 홀(44)의 수평 단면적보다 더 넓게 형성되어 있으며 에어벤트 홀(44)의 수평 단면적의 1.5배 내지 3배가 되는 것이 바람직하다.

도 5a는 도 1a의 소켓에 다수개의 경사 에어벤트 홀이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이며, 도 5b는 도 5a의 평면도이다. 앞서 설명한 본 발명의 실시예들과 동일하거나 대응하는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 하고 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

본 실시예에서는 소켓(45)의 상면으로부터 내부의 구멍을 향해 경사지게 천공된 다수개의 경사 에어벤트 홀(48)을 형성하고 있으며, 상기 경사 에어벤트 홀(48)의 상면 쪽의 출구는 플런저(43)의 머리부가 소켓(45)의 구멍을 밀폐한 상태에서 보았을 때 플런저(43)의 머리부 바깥쪽에 위치하여 플런저(43)의 머리부가 소켓(45)의 구멍을 밀폐하였을 때에도 외부로 가스를 배출할 수 있도록 되어 있다.

도 6a는 도 4a의 소켓에 다수개의 경사 에어벤트 홀이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이며, 도 6b는 도 6a의 평면도이다. 앞서 설명한 본 발명의 실시예들과 동일하거나 대응하는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 하고 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

본 실시예에서는 플런저(43)의 머리부에 다수개의 오목홈(47)을 형성함과 동시에 소켓(45)의 상면으로부터 내부의 구멍을 향해 경사지게 천공된 다수개의 경사 에어벤트 홀(48)을 형성함으로써, 플런저(43)의 머리부가 소켓(45)의 상면의 구멍을 밀폐하였을 때에도 에어벤트 홀(44)과 상기 다수개의 오목홈(47)을 통해 가스가 배출됨과 동시에 다수개의 경사 에어벤트 홀(48)을 통해서도 가스가 배출될 수 될 수 있도록 되어 있다.

도 7a는 도 1a의 소켓에 다수개의 오목홈이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이며, 도 7b는 도 7a의 평면도이다. 앞서 설명한 본 발명의 실시예들과 동일하거나 대응하는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 하고 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

본 실시예에서는 소켓(45)의 상부에 에어벤트 홀(44)의 상부와 연통하는 다수개의 오목홈(49)을 더 형성함으로써, 플런저(43)의 머리부가 소켓(45)의 상면의 구멍을 밀폐하였을 때에도 에어벤트 홀(44)과 상기 다수개의 오목홈(49)을 통해 가스가 배출될 수 있도록 되어 있다.

여기에서, 플런저(43)의 머리부가 소켓(45)의 상면의 구멍을 밀폐하였을 때 상기 소켓(45)의 상부의 다수개의 오목홈(49)의 각각의 최상단과 상기 플런저(43)의 머리부의 사이의 면적의 합은 상기 에어벤트 홀(44)의 수평 단면적보다 더 넓게 형성되어 있으며 에어벤트 홀(44)의 수평 단면적의 1.5배 내지 3배가 되는 것이 바람직하다.

도 8a는 도 7a의 소켓에 다수개의 경사 에어벤트 홀이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치의 단면도이며, 도 8b는 도 8a의 평면도이다. 앞서 설명한 본 발명의 실시예들과 동일하거나 대응하는 구성 요소에 대한 설명은 생략하기로 하고 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.

본 실시예에서는 도 1a에 도시된 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어벤트 장치의 구조에 상기 소켓(45)의 상부에 에어벤트 홀(44)의 상부와 연통하는 다수개의 오목홈(49)을 더 형성함과 동시에 상기 소켓(45)에 에어벤트 홀(44)과 연통하고 상기 오목홈(49)과 일정 간격 떨어져 있는 다수개의 경사 에어벤트 홀(48)을 더 형성함으로써, 플런저(43)의 머리부가 소켓(45)의 상면의 구멍을 밀폐하였을 때에도 에어벤트 홀(44)과 상기 다수개의 오목홈(49)을 통해 가스가 배출됨과 동시에 다수개의 경사 에어벤트 홀(48)을 통해서도 가스가 배출될 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 도 3 내지 도 8b에 도시된 여러 실시예들에서 설명된 플런저(43)의 머리부의 단면 형상, 모따기부(45'), 오목홈(47, 49), 및 경사 에어벤트 홀(48)의 형상과 구조 등은 도 2a 및 도 2b에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 폴리우레탄 포옴 성형용 금형의 에어벤트 장치에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1a에 도시된 바와 같은 플런저의 금형 내 설치 상태를 도시하는 단면도이고, 도 10는 도 9의 B부의 요부확대도이다.

도 9 및 도 10를 참조하면, 폴리우레탄 성형용 금형의 상형(40)과 하형(41)의 안에 폴리우레탄 원액이 반응하여 발포되면서 가스가 생성되는 상태와 플런저(43)가 상하로 이동할 수 있음을 도시하고 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 폴리우레탄 금형의 에어벤트 장치를 사용하여 폴리우레탄 포옴을 발포 성형하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.

우선, 폴리우레탄 성형용 금형의 하형(41)의 안에 발포될 수 있는 폴리우레탄 원액을 주입하고 나서, 상기 하형(41)에 상형(40)을 기밀이 유지될 수 있게 합형한다.

이어서, 밀폐된 금형의 안에 주입된 폴리우레탄 원액은 반응하여 발포되어 팽창하면서 가스가 발생된다.

이 상태에서 소켓(45)의 안에 설치된 플런저(43)는 볼록하게 형성된 그 하면이 폴리우레탄 포옴의 발포 및 팽창에 따라 폴리우레탄 포옴과 닿아 상향 이동하게 되며 이와 같이 플런저(43)가 상향 이동하면 플런저(43)의 머리부도 함께 상향 이동하게 되므로, 에어벤트 홀(44)은 대기와 연통하게 되어 밀폐된 금형의 안에 있는 가스는 에어벤트 홀(44)을 통해 외부로 배출된다.

시간 경과에 따라 폴리우레탄 포옴은 금형 내에서 가스를 방출하면서 더욱 팽창하여 금형 내에 채워지고 이와 같이 팽창되어 채워지는 폴리우레탄에 의해 본 발명의 폴리우레탄 성형용 금형의 에어벤트 장치의 플런저(43)는 위로 밀려 올라가서 소켓(45) 하부의 계단 형상부에 플런저(43)의 계단 형상부가 맞닿아 밀폐됨으로써 폴리우레탄의 외부 유출을 차단하게 된다.

마지막으로, 합형된 금형의 하형(41)으로부터 상형(40)을 분리하여 성형이 완료된 폴리우레탄 포옴을 금형으로부터 빼내어 사용할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 실용신안등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 폴리우레탄 성형용 금형의 에어벤트 장치는 폴리우레탄 포옴의 발포에 따른 가스의 배출 후에도 폴리우레탄 포옴이 에어벤트 홀을 통해 외부로 배출되지 않게 하여 발포 성형 완료시에 폴리우레탄 포옴의 표면에 돌기가 남지 않게 함으로써 불필요한 원료의 손실을 방지함과 동시에 폴리우레탄 포옴의 성형 후에 형성되는 돌기의 커팅 공정을 제거할 수 있으며 상부로부터 불순물이나 이물질이 에어벤트 홀 안으로 유입되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

서로 분리 및 합형될 수 있는 상형(40) 및 하형(41)을 포함하며;

상기 상형(40)은, 폴리우레탄 성형용 금형의 상기 상형(40)에 형성한 나사체결부와 체결될 수 있는 나사체결부(46)를 외면의 일측에 형성하고 하부가 계단 형상으로 형성된 구멍을 중앙부에 형성한 소켓(45)과; 상기 소켓(45)의 구멍의 직경보다 더 큰 직경을 가지는 머리부와, 상기 소켓(45)의 구멍 안에 위치하여 에어벤트 홀(44)을 형성할 수 있는 몸체부, 및 하면이 위로 오목하고 하면을 제외한 외면이 상기 소켓(45)의 계단 형상에 대응하는 계단 형상으로 이루어진 꼬리부를 가지는 플런저(43)를 포함하는 에어벤트 장치를 포함하고;

상기 하형(41)은, 폴리우레탄 포옴 성형용의 공간부를 형성하는 금형을 사용하여,

상기 폴리우레탄 성형용 금형의 하형(41)의 안에 발포될 수 있는 폴리우레탄 원액을 주입하는 단계와;

상기 하형(41)에 상형(40)을 기밀이 유지될 수 있게 하여 합형하는 단계와;

기밀이 유지된 상태로 밀폐된 금형의 안에 주입된 폴리우레탄 원액이 반응하는 단계와;

반응한 폴리우레탄 원액이 발포되어 팽창하면서 가스가 발생되는 단계와;

폴리우레탄 포옴의 발포 및 팽창에 의해 상기 소켓(45)의 안에 설치된 플런저(43)가 상향 이동하는 단계와;

상기 에어벤트 홀(44)을 통해 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 단계와;

상기 소켓(45) 하부의 계단 형상부에 플런저(43)의 계단 형상부가 맞닿아 밀폐되어 가스 및 폴리우레탄의 외부 유출을 차단하는 단계와;

합형된 금형의 하형(41)으로부터 상형(40)을 분리하여 성형이 완료된 폴리우레탄 포옴을 금형으로부터 빼내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 포옴의 성형방법.
서로 분리 및 합형될 수 있는 상형(40) 및 하형(41)을 포함하며;

상기 상형(40)은, 폴리우레탄 성형용 금형의 상기 상형(40)에 형성한 나사체결부와 체결될 수 있는 나사체결부(46)를 외면의 일측에 형성하고 하부에 오링 수용홈을 형성하여 이 홈의 안에 오링(50)을 수용하고 중앙부에 구멍을 형성한 소켓(45)과; 상기 소켓(45)의 구멍의 직경보다 더 큰 직경을 가지는 머리부와, 상기 소켓(45)의 구멍 안에 위치하여 에어벤트 홀(44)을 형성할 수 있는 몸체부, 및 상기 소켓(45)의 오링 수용홈 안에 수용된 오링(50)과 접촉한 후 오링을 가압하여 소켓(45)의 하면과 접촉하여 상기 에어벤트 홀(44)의 입구를 폐쇄할 수 있는 꼬리부를 가지는 플런저(43)를 포함하는 에어벤트 장치를 포함하고;

상기 하형(41)은, 폴리우레탄 포옴 성형용의 공간부를 형성하는 금형을 사용하여,

상기 폴리우레탄 성형용 금형의 하형(41)의 안에 발포될 수 있는 폴리우레탄 원액을 주입하는 단계와;

상기 하형(41)에 상형(40)을 기밀이 유지될 수 있게 하여 합형하는 단계와;

기밀이 유지된 상태로 밀폐된 금형의 안에 주입된 폴리우레탄 원액이 반응하는 단계와;

반응한 폴리우레탄 원액이 발포되어 팽창하면서 가스가 발생되는 단계와;

폴리우레탄 포옴의 발포 및 팽창에 의해 상기 소켓(45)의 안에 설치된 플런저(43)가 상향 이동하는 단계와;

상기 에어벤트 홀(44)을 통해 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 단계와;

상기 플런저(43)의 꼬리부가 오링(50) 및 소켓(45)의 하면과 접촉하여 상기 에어벤트 홀(44)의 입구를 폐쇄하여 가스 및 폴리우레탄의 외부 유출을 차단하는 단계와;

합형된 금형의 하형(41)으로부터 상형(40)을 분리하여 성형이 완료된 폴리우레탄 포옴을 금형으로부터 빼내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 포옴의 성형방법.
제1항에 있어서,

상기 플런저(43)가 상향 이동하는 단계는, 플런저(43)의 계단 형상의 꼬리부가 소켓(45)의 구멍의 계단 형상부에 닿아 결합됨으로써 플런저(43)의 상향 이동이 제한되는 것을 포함하는 폴리우레탄 포옴의 성형방법.
제2항에 있어서,

상기 플런저(43)가 상향 이동하는 단계는, 상기 플런저의 꼬리부가 소켓(45)의 오링 수용홈 안에 수용된 오링(50)과 접촉한 후 오링을 가압하여 소켓(45)의 하면과 접촉하여 상기 에어벤트 홀(44)의 입구를 폐쇄함으로써 플런저(43)의 상향 이동이 제한되는 것을 포함하는 폴리우레탄 포옴의 성형방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기한 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 단계는, 상기 플런저(43)의 머리부에 에어벤트 홀(44)과 연통하는 다수개의 오목홈(47)을 더 형성한 폴리우레탄 성형용 금형의 에어벤트 장치를 사용하여, 상기 에어벤트 홀(44) 및 다수개의 오목홈(47)을 통해 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 것을 포함하는 폴리우레탄 포옴의 성형방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기한 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 단계는, 상기 소켓(45)에 에어벤트 홀(44)과 연통하는 다수개의 경사 에어벤트 홀(48)을 더 형성한 폴리우레탄 성형용 금형의 에어벤트 장치를 사용하여, 상기 에어벤트 홀(44) 및 다수개의 경사 에어벤트 홀(48)을 통해 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 것을 포함하는 폴리우레탄 포옴의 성형방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기한 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 단계는, 상기 플런저(43)의 머리부에 에어벤트 홀(44)과 연통하는 다수개의 오목홈(47)을 더 형성함과 동시에 상기 소켓(45)에 에어벤트 홀(44)과 연통하는 다수개의 경사 에어벤트 홀(48)을 더 형성한 폴리우레탄 성형용 금형의 에어벤트 장치를 사용하여, 상기 에어벤트 홀(44)과 다수개의 오목홈(47) 및 다수개의 경사 에어벤트 홀(48)을 통해 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 것을 포함하는 폴리우레탄 포옴의 성형방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기한 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 단계는, 상기 소켓(45)의 상부에 에어벤트 홀(44)의 상부와 연통하는 다수개의 오목홈(49)을 더 형성한 폴리우레탄 성형용 금형의 에어벤트 장치를 사용하여, 상기 에어벤트 홀(44)과 다수개의 오목홈(49)을 통해 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 것을 포함하는 폴리우레탄 포옴의 성형방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기한 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 단계는, 상기 소켓(45)의 상부에 에어벤트 홀(44)의 상부와 연통하는 다수개의 오목홈(49)을 더 형성함과 동시에 상기 소켓(45)에 에어벤트 홀(44)과 연통하고 상기 오목홈(49)과 일정 간격 떨어져 있는 다수개의 경사 에어벤트 홀(48)을 더 형성한 폴리우레탄 성형용 금형의 에어벤트 장치를 사용하여, 상기 에어벤트 홀(44)과 다수개의 오목홈(49) 및 다수개의 경사 에어벤트 홀(48)을 통해 밀폐된 금형의 안에 있는 가스를 외부로 배출하는 것을 포함하는 폴리우레탄 포옴의 성형방법.