KR100704466B1 - 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비 - Google Patents

고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비에 관한 것으로서, 압출기, 급속 가열 장치, 열공기 가열 챔버, 인취기 및 절단기가 일렬로 설치되기 때문에 설치 공간의 길이가 길어 공간 활용이 효율적이지 못한 문제를 개선하기 위한 것이다. 본 발명의 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비는 급속 가열 장치와 열공기 가열 챔버 사이에 설치되어 급속 가열 장치에서 1차 가황이 완료되어 연속 배출되는 고무 압출물을 단위 웨더스트립에 대응되는 길이로 절단하는 절단기와, 절단기에 의해 절단된 고무 압출물을 측방으로 수평 이동시키면서 2차 가황이 이루어지는 열공기 가열 챔버를 갖는다. 열공기 가열 챔버의 구조가 종래에 비하여 길이가 짧아지고 폭이 증가된 형태로 구현됨으로써 설치 공간의 길이가 감소될 수 있다. 따라서 효율적인 공간 활용이 가능하다. 또한, 1차 가황이 이루어진 상태에서 고무 압출물의 단면 검사가 이루어질 수 있기 때문에 조기 검사가 가능하여 초기 운전 손실이 감소될 수 있다.
인취기, 절단기, 열공기 가열 챔버, 수평 이송 장치, 원적외선 발생 장치

Description

고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비{RUBBER WEATHERSTRIP CONTINUOUS EXTRUSION VULCANIZING EQUIPMENT}
도 1은 종래 기술에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비의 구조를 보여주는 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비의 구조를 보여주는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비에서 이송되는 고무 압출물의 상태를 보여주는 상태도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비의 열공기 가열 챔버를 보여주는 측단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10, 110 : 압출기 111 : 고무 압출물
15, 115 : 급속 가열 장치 16, 116 : 적외선 가열기
17, 117 : 마이크로웨이브 가열기 20, 120 : 열공기 가열 챔버
121 : 체인 이송 장치 121a : 롤러
121b : 이송 벨트 22, 122 : 열공기 송풍 장치
122a : 열공기 송풍구 122b : 열공기 송풍관
122c : 열공기 송풍 장치 123 : 원적외선 발생 장치
30 : 냉각기 35, 135 : 인취기
40 : 코팅제 스프레이기 45 : 코팅 건조 챔버
50 : 천공기 55 : 벤딩기
60, 160 : 절단기 170 : 수평 이송 장치
100, 200 : 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비
본 발명은 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 공간을 효율적으로 활용할 수 있는 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비에 관한 것이다.
고무 웨더스트립은 자동차에 사용되는 실링(sealing)재이다. 고무 웨더스트립의 제조에 사용되는 종래의 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비는 고무 압출물을 연속적으로 배출하는 압출기와 그 고무 압출물을 가황하는 급속 가열 장치와 열공기 가열 챔버, 고무 압출물을 제품 형태에 맞게끔 적절한 형태로 인취하고 절단하는 인취기와 절단기 등으로 구성된다.
도 1은 종래 기술에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비의 구조를 보여주는 블록 구성도이다.
종래의 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 압출기(10), 급속 가열 장치(15), 열공기 가열 챔버(20), 냉각기(30), 인취기(35) 및 절단기(60)가 일렬로 설치된다. 압출기(10)로부터 연속적으로 배출되는 고무 압출물에 대하여 연속적인 작업이 이루어지도록 구성되어 생산성이 향상될 수 있도록 하고 있다. 고무 웨더스트립 형태에 따라 인취기(35)와 절단기(60) 사이에는 코팅제 스프레이기(40), 코팅 건조 챔버(45), 천공기(50) 및 벤딩기(55)가 더 설치된다.
고무 압출물에 대한 가황은 급속 가열 장치(15)와 열공기 가열 챔버(20)에 의해 이루어진다. 급속 가열 장치(15)는 적외선 가열기(16)와 마이크로웨이브 가열기(17)로 구성되는데, 적외선 가열기(16)와 마이크로웨이브 가열기(17)를 거친 고무 압출물은 80%의 가황이 이루어진다.
열공기 가열 챔버(20)는 열공기 송풍 장치(22)에서 공급되는 열공기에 의해 고무 압출물을 가열한다. 열공기 가열 챔버(20)를 거치면 고무 압출물의 100% 가황이 완료된다. 한편 열공기 가열 챔버(20)는 열공기의 열이 효율적으로 고무 압출물에 전달될 수 있도록 폭이 좁고 높이가 낮으며 길이가 긴 터널(tunnel) 형태로 구성된다. 또한, 열공기 가열 챔버의 길이는 고무 웨더스트립의 경제적인 생산성까지 고려하여 더욱 길어진다. 통상 열공기 가열 챔버(20)는 높이 0.5m 이하, 폭 0.3m 이하 그리고 길이 50m 이상으로 형성된다.
그런데 이와 같은 구조의 종래 기술에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비(100)는 몇 가지 문제점을 가지고 있다.
첫 번째로 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비(100)를 구성하는 각 단위 장치들이 일렬로 설치되고 열공기 가열 챔버(20)의 길이가 길기 때문에, 길이가 긴 설치 공간이 요구되어 공간 활용을 효율적으로 할 수 없다는 점이다. 이로 인하여 파생되는 문제점으로서 설비의 동작 상태를 관리하는 작업 관리자의 작업 동선이 길어 작업 관리자의 피로도가 크다는 문제점이 있다. 또한 고무 웨더스트립 제품의 전환이 빠르게 이루어지는 경우 인취기(35)와 절단기(60) 사이에 유휴 설비가 발생될 수 있다는 문제점이 있다.
두 번째로 초기 운전 손실이 크다는 것이다. 고무 웨더스트립을 제조하는 작업이 연속적으로 이루어짐에 따라 고무 웨더스트립의 단면을 검사할 수 있는 시간적 여유가 없다. 따라서, 고무 압출물의 단면을 검사하는 단계는 고무 압출물의 가황 반응이 완료된 열공기 가열 챔버(20) 후단에서 가능하다. 이로 인하여 고무 압출물을 소망하는 고무 웨더스트립의 형태와 일치시키기 위한 초기 운전에서 고무 재료 및 작업 시간 등의 손실이 크다. 이와 같은 초기 운전 손실은 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비(100)의 길이가 길수록 더욱 커진다.
따라서 본 발명의 목적은 길이가 감소되어 효율적인 공간 활용을 할 수 있는 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 고무 웨더스트립을 제조하는 데에 있어서 초기 운전 손실을 줄일 수 있는 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비를 제공하는 데에 있다.
이러한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 고무 웨더스트립 연속 압출 가 황 설비를 제공한다.
본 발명에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비는, 압출기, 급속 가열 장치, 인취기, 절단기, 수평 이송 장치 및 열공기 가열 챔버를 포함한다. 급속 가열 장치는 근적외선 가열기와 마이크로웨이브 가열기를 갖는다.
인취기와 절단기는 급속 가열 장치와 열공기 가열 챔버 사이에 설치된다. 압출기와 급속 가열 장치와 인취기 및 절단기는 압출기로부터 배출되는 고무 압출물의 진행 방향 상에 일렬로 설치된다.
그리고 수평 이송 장치와 열공기 가열 챔버는 절단기의 측방으로 일렬로 설치된다. 이때 수평 이송 장치와 열공기 가열 챔버가 이루는 열은 실질적으로 지면에 대하여 수평을 이루고 압출기로부터 배출되는 고무 압출물의 진행 방향과 수직을 이룬다.
수평 이송 장치는 절단기에서 절단된 고무 압출물을 측방으로 수평 이동시킨다. 또한 열공기 가열 챔버는 수평 이송 장치에서 이송된 절단된 고무 압출물 복수 개가 수평 방향으로 수용되는 폭과 길이로 형성된다.
본 발명에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비에 있어서, 열공기 가열 챔버는 체인 이송 장치를 포함한다. 체인 이송 장치는 열공기 가열 챔버 내부에 설치되어 수평 이송 장치에 의해 이송되는 복수 개의 절단된 고무 압출물을 이동시킨다.
본 발명에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비에 있어서, 열공기 가열 챔버는 열공기 송풍 장치를 포함한다. 열공기 송풍 장치는 열공기 발생 장치와 그와 연결되어 열공기 가열 챔버 내부로 열공기를 불어주는 적어도 하나 이상의 열공기 송풍구를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비에 있어서, 열공기 가열 챔버는 열공기 가열 챔버 내부에 설치되는 적어도 하나 이상의 원적외선 가열기를 더 포함할 수 있다.
한편 본 발명에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비에 있어서, 열공기 가열 챔버는 높이 0.5m이하이면서 길이 1m 내지 3m, 폭 10m 내지 20m로 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비의 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비의 구조를 보여주는 구성도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비에서 이송되는 고무 압출물의 상태를 보여주는 상태도이다.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비(200)는 압출기(110), 급속 가열 장치(115), 인취기(135), 절단기(160), 수평 이송 장치(170) 및 열공기 가열 챔버(120)를 포함하여 구성된다. 압출기(110), 급속 가열 장치(115), 인취기(135), 절단기(160)가 일렬로 설치된다. 그리고 수평 이송 장치(170)와 열공기 가열 챔버(120)가 절단기(160)의 일 측방으로 열을 이루며 배치된다. 수평 이송 장치(170)와 열공기 가열 챔버(120)가 이루는 열은 실질적으로 지면에 대하여 수평하고 압출기(110)로부터 연속으로 배출되는 고무 압출물 (111)의 진행 방향과 수직을 이룬다.
압출기(110)는 가황제를 포함하고 있는 고무 원재료를 제조하고자 하는 고무 웨더스트립 단면 형상의 고무 압출물(111)을 연속으로 압출한다.
급속 가열 장치(115)는 서로 이웃하여 설치되는 근적외선 가열기(116)와 마이크로웨이브 가열기(117)로 구성된다. 근적외선 가열기(116)는 압출기(110)로부터 공급되는 고무 압출물(111)에 근적외선을 조사하여 가열한다. 그리고 마이크로웨이브 가열기(117)는 고무 압출물(111)에 마이크로웨이브를 가하여 고무 압출물(111)의 구성 성분인 고무 화합물의 극성 분자를 진동시킴으로써 고무 압출물(111) 내부로부터 발열을 유도한다.
압출기(110)에서 배출되는 고무 압출물(111)은 탄성이 작기 때문에 불안정하여 외력에 의해 형상이 변한다. 근적외선 가열기(116)와 마이크로웨이브 가열기(117)에 의해 고무 압출물(111)에 대한 1차 가황이 이루어진다. 이에 따라 고무 압출물(111)은 약 80% 이상 가황되어, 외력에 의해 형상이 변하지 않을 정도의 탄성을 갖게 된다.
인취기(135)는 급속 가열 장치(115)로부터 이송되는 고무 압출물(111)을 일정한 힘으로 당긴다. 급속 가열 장치(115)에서 가황 반응이 80% 이상 진행된 고무 압출물(111)은 인취기(135)에 의해 당겨져서 전체적으로 균일한 고무 압출물(111) 형상을 갖게 된다.
절단기(160)는 인취기(135)로부터 이송되는 고무 압출물(111)을 단위 웨더스트립 길이로 절단한다. 고무 압출물(111)은 제조하고자 하는 고무 웨더스트립의 형 태에 따라 1m 내지 3m의 길이로 절단될 수 있다.
수평 이송 장치(170)는 절단기(160)의 일 측방에 설치되어 절단기(160)에서 절단되는 고무 압출물(111)을 측방으로 수평 이동시킨다. 수평 이송 장치(170)에서 고무 압출물(111)에 대한 진행 방향의 전환이 이루어진다. 그리고 열공기 가열 챔버(120)는 수평 이송 장치(170)에 의해 절단기(160)로부터 이송되는 고무 압출물(111)이 급속 가열 장치(115)에서 획득한 온도를 가황 반응이 진행되는 소정의 시간동안 유지시킨다. 수평 이송 장치(170)와 열공기 가열 챔버(120)는 일렬로 설치되며, 이들이 이루는 열은 실질적으로 지면에 대하여 수평을 이루고 압출기(110)로부터의 고무 압출 진행 방향과 수직을 이룬다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비(200)의 열공기 가열 챔버(120)를 보여주는 측단면도이다.
도 4를 참조하여 열공기 가열 챔버(120)에 대하여 좀 더 상술하면, 열공기 가열 챔버(120)는 체인 이송 장치(121), 열공기 송풍 장치(122) 및 원적외선 발생 장치(123)를 포함한다.
열공기 가열 챔버(120)는 절단기(160)에서 절단되어 열공기 가열 챔버(120) 내로 이송되는 1m 내지 3m 길이의 고무 웨더스트립의 길이가 수용될 수 있는 길이를 갖는다. 즉, 1m 내지 3m의 길이 또는 그보다 약간 길게 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, 열공기 가열 챔버(120) 내에서 고무 압출물(111)의 가황 반응이 진행되는 시간과 고무 웨더스트립의 경제적인 생산성을 고려하여 10m 내지 20m의 폭으로 형성한다. 높이는 종래와 마찬가지로 0.5m 이하로 형성한다.
체인 이송 장치(121)는 열공기 가열 챔버(120) 내부에 설치되어 수평 이송 장치(170)에 의해 이송되는 복수 개의 절단된 고무 압출물(111)을 열공기 가열 챔버(120) 내에서 수평 이동시킨다. 체인 이송 장치(121)는 복수 개의 롤러(121a)와 그에 의해 구동되는 이송 벨트(121b)를 포함하는 구조이다. 이송 벨트(121b)는 놓여지는 고무 압출물(111)에 대한 열 전달이 전체적으로 균일하게 이루어질 수 있도록 메쉬(mesh) 형태인 것이 바람직하다.
열공기 송풍 장치(122)는 열공기 발생 장치(122c)와 열공기 송풍관(122b) 및 열공기 송풍구(122a)를 포함한다. 열공기 송풍구(122a)는 열공기 가열 챔버(120)의 벽에 형성된다. 열공기 송풍구(122a)는 적절한 수로 형성되며, 각각의 열공기 송풍구(122a)는 열공기 송풍관(122b)을 통해 열공기 발생 장치(122c)와 연결된다. 열공기 발생 장치(122c)에 의해 형성된 열공기가 열공기 송풍구(122a)를 통해 열공기 가열 챔버(120) 내부로 공급된다. 그리고 이 열공기가 열공기 가열 챔버(120) 내부를 순환하면서 고무 압출물(111)에 열을 전달한다. 이에 의해 고무 압출물(111)의 가황 온도가 유지되어 2차 가황이 이루어진다.
원적외선 발생 장치(123)는 열공기 가열 챔버(120)에 적어도 하나 이상 설치되어 고무 압출물에 원적외선을 조사한다. 원적외선 발생 장치(123)는 원적외선을 고무 압출물(111)에 투과시켜 원적외선의 파장이 고무 압출물(111)의 구성 성분인 고무 화합물의 극성 분자를 진동시키고, 이에 따라 고무 압출물(111) 내부로부터 발열을 유도하여 고무 압출물(111)의 온도를 유지시킨다. 이에 의해 열공기에 의한 고무 압출물(111)의 2차 가황을 돕는다.
즉, 원적외선 발생 장치(123)는 열공기 송풍 장치(122)에 의한 열공기 공급 시에 일부에서 일어날 수 있는 열공기 순환의 왜곡으로 나타나는 온도 분포 구배를 보완해주어 에너지 소모량을 극소화시킬 수 있다. 원적외선 발생 장치(123)는 고무 압출물(111)의 상부와 하부에서 균일하게 원적외선을 가할 수 있도록 열공기 가열 챔버(120)의 상부와 하부에 설치되는 것이 바람직하다.
열공기 가열 챔버(120)를 통과하는 고무 압출물(111)은 원적외선 발생 장치(123)에서 공급되는 원적외선에 의해 고무 압출물(111) 내부에 발열이 유도되고, 열공기 송풍 장치(122)에서 공급되는 열공기에 의해 고무 압출물(111) 외부로부터 열을 전달받게 되어 고무 압출물(111) 전체의 온도가 효과적으로 유지된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비는 급속 가열 장치와 열공기 가열 챔버 사이에 인취기 및 절단기가 설치된다. 그리고 열공기 가열 챔버의 길이가 감소된다. 이에 따라 설비 길이가 감소되어 설치 공간의 길이가 감소되므로 공간의 효율적인 활용이 가능하다. 열공기 가열 챔버 이후에 필요에 따른 코팅 스프레이기, 코팅 건조 챔버, 천공기 및 벤딩기 등의 설치와 분리 공간이 확보될 수 있다. 작업 관리자의 작업 동선이 감소되어 작업 관리자의 피로도가 감소된다.
또한 본 발명에 따른 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비는 급속 가열 장치와 열공기 가열 챔버 사이에 인취기 및 절단기가 설치된다. 그리고 절단기와 열공기 가열 챔버 사이에 절단된 고무 압출물을 수평으로 이동시키는 수평 이송 장치 가 설치된다. 이에 따라 고무 압출물의 절단 및 열공기 가열 챔버로의 이송이 신속하게 이루어진다. 따라서 고무 압출물의 단면을 열공기 가열 챔버 이전에 검사할 수 있는 시간적 여유가 확보될 수 있어, 고무 압출물의 단면을 검사하는 단계가 조기에 실시될 수 있다. 그러므로 초기 운전 손실이 감소되어 고무 재료 및 작업 손실을 최소화할 수 있다.
더욱이, 열공기 가열 챔버에 열공기 송풍 장치 뿐만 아니라 원적외선 발생 장치를 설치하여 고무 압출물에의 열공기 전달 불균형을 보완함으로써 열공기 가열 효과가 향상될 수 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 가황제를 포함하는 고무 원재료를 고무 웨더스트립 단면 형상의 고무 압출물로 압출하는 압출기; 상기 압출기로부터 공급되는 상기 고무 압출물의 온도를 상승시키는 근적외선 가열기와 마이크로웨이브 가열기를 포함하는 급속 가열 장치; 상기 급속 가열 장치로부터 이송되는 상기 고무 압출물을 일정한 힘으로 당기는 인취기; 상기 인취기로부터 이송되는 상기 고무 압출물을 단위 웨더스트립 길이로 절단하는 절단기; 상기 절단기의 일 측방에 설치되어 상기 절단기에서 절단되는 상기 고무 압출물을 측방으로 수평 이동시키는 수평 이송 장치; 및 상기 수평 이송 장치에 의해 상기 절단기로부터 이송되는 상기 고무 압출물에 열공기를 가하여 가황시키는 열공기 가열 챔버;를 구비하고,
    상기 압출기, 상기 급속 가열 장치, 상기 인취기, 상기 절단기가 상기 압출기로부터 배출되는 고무 압출물의 진행 방향으로 일렬로 배치되어 있으며, 상기 수평 이송 장치와 상기 열공기 가열 챔버가 지면에 대하여 수평이며 고무 압출물의 진행 방향과 수직하는 열을 이루며 배치되며,
    상기 열공기 가열 챔버는,
    상기 열공기 가열 챔버 내부에 설치되고, 복수 개의 롤러와 상기 롤러에 의해 구동되는 이송 벨트를 포함하며, 상기 수평 이송 장치에 의해 이송되는 복수 개의 절단된 상기 고무 압출물을 상기 열공기 가열 챔버 내에서 수평 이동시키는 체인 이송 장치와;
    열공기를 형성하는 열공기 발생 장치와, 상기 열공기 가열 챔버 내부로 열공기를 송풍하는 열공기 송풍구, 및 상기 열공기 송풍구와 상기 열공기 발생 장치를 연결하는 열공기 송풍관을 포함하는 열공기 송풍 장치;를 구비하는 것을 특징으로 하는 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열공기 가열 챔버는 높이는 0.5m 이하이면서, 길이는 1m 내지 3m, 폭은 10m 내지 20m로 형성되는 것을 특징으로 하는 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비.
  4. 제2항에 있어서, 상기 열공기 가열 챔버는 상기 고무 압출물에 원적외선을 조사하는 적어도 하나 이상의 원적외선 발생 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비.
  5. 제4항에 있어서, 상기 원적외선 발생 장치는 상기 열공기 가열 챔버의 상부와 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 고무 웨더스트립 연속 압출 가황 설비.
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