KR100704682B1

KR100704682B1 - 발포성형금형의 가스배출장치 및 가스배출통로 성형방법

Info

Publication number: KR100704682B1
Application number: KR1020060015814A
Authority: KR
Inventors: 최필수
Original assignee: 다이모스(주)
Priority date: 2006-02-17
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2007-04-06

Abstract

본 발명은 발포성형금형의 가스배출장치 및 가스배출통로 성형방법에 관한 것으로, 미세한 크기의 가스배출통로(61)를 수월하게 성형할 수 있게 됨으로써 작업자의 편의성을 향상시킬 수 있게 되고, 이산화탄소(CO₂)와 함께 배출되는 폴리우레탄 폼의 양을 최소화시킬 수 있게 됨으로써 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 되며, 아울러 후처리 작업을 행하지 않게 됨으로써 작업 인원 및 작업 시간을 절감을 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있음은 물론, 가스배출장치의 설치개수에 제한을 받지 않게 됨으로써 제품에 보이드가 발생하는 것을 예방하여 품질을 크게 향상시킬 수 있도록 된 것이다.

Description

발포성형금형의 가스배출장치 및 가스배출통로 성형방법{Venting apparatus and vent hole forming method}

도 1은 종래의 발포성형금형을 설명하기 위한 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 가스배출장치를 구비한 발포성형금형의 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 가스배출장치에서 가스배출통로가 형성된 벤트코어의 평면도,

도 4 내지 도 9는 본 발명에 따른 가스배출통로 성형단계를 설명하기 위한 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 - 공동부 20 - 상형

21 - 코어홀 30 - 하형

60 - 코어부재 61 - 가스배출통로

70 - 액추에이터 71 - 연결로드

80 - 콘트롤러 91 - 점착테이프

93 - 열경화성수지

본 발명은 발포성형금형의 가스배출장치 및 가스배출통로 성형방법에 관한 기술이다.

차량에 사용되는 패드(pad)류의 부품들은 폴리우레탄 폼을 금형의 내부에 발포하여 원하는 형상으로 제작하여 사용하는데, 일반적으로 사용하는 기존의 발포성형금형은 도 1에 도시된 바와 같이 서로 합형을 이루면서 내부에 밀폐된 공동부(10)를 갖는 상형(20) 및 하형(30)을 기본적으로 포함하여 구성된다.

따라서, 상형(20) 및 하형(30)을 합형시킨 상태에서 공동부(10)로 폴리우레탄 폼을 발포하게 되면, 상기 공동부(10)의 형상에 따라 사용자가 원하는 모양의 제품을 생산할 수 있게 된다.

한편, 상기 공동부(10)로 발포된 폴리우레탄 폼이 특정한 모양의 제품으로 성형될 때 상기 공동부(10)내에는 이산화탄소(CO₂)가 발생하게 되는데, 이때 이산화탄소(CO₂)를 배출시키지 못하게 되면 제품에 보이드(void)가 형성되어 품질을 저하시키게 된다.

이를 예방하기 위해 종래의 발포성형금형은 도 1에 도시된 바와 같이 상형(20)을 관통하여 공동부(10)와 연결시킨 스틸재질로 된 다수개의 가스주머니(40)를 포함하여 구성되며, 이 결과 제품제작시 공동부(10)내에서 발생된 이산화탄소(CO₂)는 상기 가스주머니(40)를 통해 배출된다.

그러나, 이산화탄소(CO₂)가 가스주머니(40)로 배출될 때 공동부(10)내의 폴 리우레탄 폼도 상기 가스주머니(40)로 함께 상당량 배출되어 제품의 품질저하를 초래하고, 또한 후처리 작업을 필수적으로 행해야하는 문제점이 있었다.

즉, 공동부(10)내의 폴리우레탄 폼이 상당량 이산화탄소(CO₂)와 함께 가스주머니(40)로 배출되면 제품의 강성이 부분적으로 부족하게 되며, 이 결과 제품의 품질저하로 발전하게 되어 다량의 불량품이 발생하게 된다.

또한, 가스주머니(40)로 배출된 상당량의 폴리우레탄 폼은 그 형상 그대로 경화되어 제작 완료된 제품의 일부분을 이루기 때문에, 이후 후처리 공정을 반드시 행하여 이를 제거해야 하므로 별도의 작업 인원과 시간이 소요되고, 이 결과 생산저하를 초래하는 문제점이 있었다.

또한, 폴리우레탄 폼이 상당량 이산화탄소(CO₂)와 함께 가스주머니(40)로 배출되고 동시에 후처리 공정이 늘어나는 관계로 인해 가스주머니(40)의 설치개수에 제한을 받게 됨으로써, 제품 제작시 발생되는 이산화탄소(CO₂)를 충분히 배출시키지 못하게 되고, 이 결과 제작 완료된 제품에 다수의 보이드(void)가 여전히 존재하게 되는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 모두 해소하기 위해 안출된 것으로서, 제품 제작시 발생하는 이산화탄소(CO₂)가 완전히 배출될 수 있도록 하여 제품에 보이드가 형성되는 것을 예방함으로써 품질을 향상시킬 수 있도록 하고, 이산화탄 소(CO₂) 배출시 폴리우레탄 폼의 배출을 최소화시킬 수 있도록 하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 하면서 후처리 작업을 없앨 수 있도록 하여 생산성을 증대시킬 수 있도록 하는 발포성형금형의 가스배출장치 및 가스배출통로 성형방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 서로 합형된 상형과 하형사이의 밀폐된 공동부로 폴리우레탄 폼을 발포되어 원하는 형상의 제품을 생산해내는 발포성형금형에 있어서, 상기 공동부와 대기를 연결하도록 상기 상형에 관통 형성되는 코어홀과; 상기 코어홀에 끼워지도록 외형이 코어홀과 대응하는 형상으로 형성되면서 상기 코어홀에 끼워진 상태에서는 한쪽 방향으로만 이동 가능하도록 형성되는 한편 상하면을 연결하는 다수개의 가스배출통로가 외측의 둘레면을 따라 등간격으로 형성된 코어부재와; 상기 상형으로부터 이격된 외부의 프레임에 고정 설치되면서 상기 코어부재와 연결로드를 통해 연결되어 코어부재의 이동에 필요한 힘을 제공하는 액추에이터와; 상기 액추에이터의 구동을 제어하는 콘트롤러로 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 가스배출장치를 구비한 발포성형금형의 개략적인 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가스배출장치에서 가스배출통로가 형성된 벤트코어의 평면도로서, 종래 구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명 하기로 한다.

본 발명에 따른 발포성형금형은 도 2에 도시된 바와 같이 서로 합형을 이루면서 내부에 밀폐된 공동부(10)를 갖는 상형(20) 및 하형(30)을 기본적으로 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명은 공동부(10)로 발포된 폴리우레탄 폼이 특정한 모양의 제품으로 성형될 때 상기 공동부(10)내에서 발생하는 이산화탄소(CO₂)의 가스를 외부로 배출시키기 위한 가스배출장치를 더 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명에 따른 발포성형금형의 가스배출장치는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공동부(10)와 대기를 연결하도록 상기 상형(20)에 관통 형성되는 코어홀(21)과, 상기 코어홀(21)에 끼워지도록 외형이 코어홀(21)과 대응하는 형상으로 형성되면서 상기 코어홀(21)에 끼워진 상태에서는 한쪽 방향으로만 이동 가능하도록 형성되는 한편 상하면을 연결하는 다수개의 가스배출통로(61)가 외측의 둘레면을 따라 등간격으로 형성된 코어부재(60)와, 상기 상형(20)으로부터 이격된 외부의 프레임에 고정 설치되면서 상기 코어부재(60)와 연결로드(71)를 통해 연결되어 코어부재(60)의 이동에 필요한 힘을 제공하는 액추에이터(70)와, 상기 액추에이터(70)의 구동을 제어하는 콘트롤러(80)로 구성된다.

여기서, 상기 코어홀(21)은, 상기 공동부(10)측으로 개구된 일단에서 대기측으로 개구된 타단쪽으로 갈수록 점차적으로 작아지는 직경을 갖는 등변사다리꼴의 종단면 형상으로 형성된다.

그리고, 상기 가스배출통로(61)는, 상기 코어홀(21)에 코어부재(60)가 끼워진 상태에서는 상기 코어홀(21)에 의해 밀폐되지 않도록 상기 코어부재(60)의 외측 둘레면에서 오목한 모양을 갖도록 형성되는 한편, 하측은 상기 공동부(10)와 연결되고 상측은 대기와 연결되도록 형성된다.

또한, 상기 코어부재(60)는, 상기 코어홀(21)에 끼워진 상태에서 상기 액추에이터(70)의 구동에 의해 상기 상형(20)의 하측으로만 이동하여 코어홀(21)로부터 이탈될 수 있도록 설치된다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 가스배출통로(61)가 코어부재(60)에 형성된 것을 일례로서 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 상기 코어홀(21)에 동일한 모양으로 형성될 수도 있음은 물론이다.

그리고, 상기 가스배출통로(61)는 그 깊이(D1)가 1mm 이내로 형성되는데, 바람직하게는 0.3mm∼0.5mm의 범위내에서 형성되도록 하는 것이 적당하다.

만약, 가스배출통로(61)의 깊이(D1)가 0.3mm∼0.5mm보다 작게 형성되면 가스의 배출이 원활하게 이루어지지 않게 되고, 그 이상이면 가스 배출시 다량의 폴리우레탄 폼도 함께 배출됨으로써 이를 제거하는 후처리 공정을 행해야하는 번거로움이 발생하게 된다.

계속해서, 본 발명에 따라 발포성형금형에 가스배출통로를 성형하는 단계에 대해서는 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 하형(30)과의 사이에 밀폐된 공동부(10)를 형성하는 상형(20)에 도 4에 도시된 바와 같이 공동부(10)와 대기를 연결하는 코어홀(21)을 성형한다.

이때, 상기 코어홀(21)은, 상기 공동부(10)측으로 개구된 일단에서 대기측으로 개구된 타단쪽으로 갈수록 점차적으로 작아지는 직경을 갖는 등변사다리꼴의 종단면 형상으로 가공 성형된다.

그리고, 상기 코어홀(21)에 끼워지도록 외형이 코어홀(21)과 대응하는 형상을 갖도록 코어부재(60)를 성형하게 되는데, 상기 코어부재(60)는 상기 코어홀(21)에 끼워진 상태에서는 한쪽 방향으로만 이동 가능한 형상으로서 성형되어 제작된다.

즉, 상기 코어부재(60)는, 상기 코어홀(21)에 끼워진 상태에서 상기 상형(20)의 하측으로만 이동하여 코어홀(21)로부터 이탈될 수 있도록 상기 코어홀(21)과 동일한 등변사다리꼴의 종단면 형상으로 성형된다.

그리고, 콘트롤러(80)의 제어를 통해 액추에이터(70)가 구동하고, 상기 액추에이터(70)로부터 구동력을 전달받은 코어부재(60)가 도 5에 도시된 바와 같이 상기 코어홀(21)로부터 이탈된 상태에서 그 외측의 둘레면을 따라 다수개의 점착테이프(91)를 등간격으로 배치하여 접착시키게 된다.

이때, 상기 점착테이프(91)의 양단은 상기 코어부재(60)의 상하면에 이르도록 접착된다.

계속해서, 상기 코어부재(60)의 외측 둘레면 전체에 걸쳐서 도 6에 도시된 바와 같이 열경화성수지(93)를 도포하게 되는데, 상기 열경화성수지(93)는 상기 점착테이프(91)를 포함하여 도포된다.

여기서, 상기 열경화성수지(93)는 알루미늄 가루인 것을 특징으로 하나, 이 에 한정되지 않고 알루미늄의 성분에 가장 근접한 재질을 갖는 금속가루를 사용하여도 무방하다.

그리고, 열경화성수지(93)의 도포가 완료되고 나면 상기 코어부재(60)는 액추에이터(70)의 구동력을 전달받아 도 7에 도시된 바와 같이 코어홀(21)로 삽입되고, 이 상태에서 코어부재(60)를 포함한 상형(20)을 일정온도로 예열하여 상기 열경화성수지(93)를 경화시키게 된다.

이와 같이, 열경화성수지(93)가 경화되면 상기 열경화성수지(93)는 코어부재(60)와 일체화되어 한 몸체를 이루게 되며, 이때 열경화성수지(93)와 상기 코어홀(21) 사이에는 유격 공차가 거의 존재하지 않게 된다.

그리고, 열경화성수지(93)가 경화되고 나면 상기 코어부재(60)는 상기 액추에이터(70)의 구동에 의해 도 8과 같이 코어홀(21)로부터 이탈되어 진다.
상기의 상태에서, 점착테이프(91)의 테두리에 맞춰 상기 열경화성수지(93)를 절단한다.
즉, 절단작업을 통해 상기 코어부재(60)의 바깥 표면에 도포된 부위와 상기 점착테이프(91)상에 도포된 부위의 열경화성수지(93)는 서로 분리 가능하게 되는 것이다.
이와 같이, 열경화성수지(93)의 절단 작업이 종료되고 나면 상기 코어부재(60)에 접착된 점착테이프(91)를 모두 제거하게 되며, 이로 인해 상기 코어부재(60)의 외측 둘레면에는 다수의 가스배출통로(61)가 성형된다.

여기서, 상기 가스배출통로(61)의 깊이(D1)는 전술한 바와 같이 0.3mm∼0.5mm의 치수를 갖도록 성형된다.

또한, 상기 가스배출통로(61)는 전술한 바와 같이 코어부재(60)에만 형성된 것이 아니라, 필요에 따라 상기 코어홀(21)에 형성될 수도 있음은 물론이다.

이때, 상기 코어홀(21)에 가스배출통로(61)가 형성되는 과정은 전술한 바와 동일한 바, 즉 상기 코어홀(21)에 다수의 점착테이프(91)를 접착시키고 그 위에 열경화성수지(93)를 도포한 후 경화단계와 점착테이프(91) 제거단계를 거쳐 성형하 게 된다.

이와 같이, 가스배출통로(61)가 성형된 코어부재(60)를 도 9에 도시된 바와 같이 재차 코어홀(21)로 삽입시키게 되면, 밀폐된 공동부(10)와 외측의 대기는 상기 가스배출통로(61)에 의해 서로 연결된 구조를 갖게 된다.

이 결과, 제품 제작시 공동부(10)에서 발생하는 이산화탄소(CO₂)의 가스는 상기 가스배출통로(61)를 통해 대기측으로 원활하게 배출된다.

이하, 본 발명의 작용 및 효과에 대해 설명하기로 한다.

본 발명은 공동부(10)와 대기를 연결하는 가스배출통로(61)가 미세한 크기로서 형성되기 때문에, 제품 제작시 공동부(10)에서 발생하는 이산화탄소(CO₂)의 배출은 원활하게 이루어지는 한편, 이산화탄소(CO₂)의 배출시 상기 가스배출통로(61)로 함께 배출되는 폴리우레탄 폼은 그 배출량을 최소화시킬 수 있게 됨으로써 불필요한 폴리우레탄 폼의 낭비를 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 불필요하게 낭비되는 폴리우레탄 폼의 양이 줄어들게 되면 그만큼 제품성형에 기여하게 되므로, 성형이 완료된 제품은 품질이 크게 향상되게 된다.

그리고, 이산화탄소(CO₂)의 배출시 가스배출통로(61)를 통한 폴리우레탄 폼의 배출이 거의 이루어지지 않게 되면 이후 이를 제거하기 위한 후처리 작업을 행하지 않아도 되며, 이로 인해 작업 인원과 시간을 절감함으로써 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같이 후처리 작업을 행하지 않는 본 발명의 장점으로 인해 본 발명과 같은 가스배출장치를 금형의 크기를 고려하여 다수개 설치할 수 있게 되며, 이 결과 제품에 보이드(void)가 발생하는 것을 예방할 수 있게 됨으로써 제품의 품질향상에 큰 기여를 하게 된다.

그리고, 본 발명과 같이 미세한 크기로서 형성되는 가스배출통로(61)는 별도의 장치를 이용하여 가공하기는 힘들지만, 본 발명과 같은 공정단계를 이용하게 되면 미세한 크기의 가스배출통로(61)라도 수월하게 성형할 수 있게 됨으로써, 작업자의 편의성을 대폭 증대시킬 수 있는 장점이 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 미세한 크기의 가스배출통로를 수월하게 성형할 수 있게 됨으로써 작업자의 편의성을 향상시킬 수 있게 되고, 이산화탄소(CO₂)와 함께 배출되는 폴리우레탄 폼의 양을 최소화시킬 수 있게 됨으로써 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 되며, 아울러 후처리 작업을 행하지 않게 됨으로써 작업 인원 및 작업 시간을 절감을 통해 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명에 의하면, 가스배출장치의 설치개수에 제한을 받지 않게 됨으로써 제품에 보이드가 발생하는 것을 예방하여 품질을 크게 향상시킬 수 있는 효과도 있게 된다.

Claims

서로 합형된 상형(20)과 하형(30)사이의 밀폐된 공동부(10)로 폴리우레탄 폼을 발포되어 원하는 형상의 제품을 생산해내는 발포성형금형에 있어서,

상기 공동부(10)와 대기를 연결하도록 상기 상형(20)에 관통 형성되는 코어홀(21)과;

상기 코어홀(21)에 끼워지도록 외형이 코어홀(21)과 대응하는 형상으로 형성되면서 상기 코어홀(21)에 끼워진 상태에서는 한쪽 방향으로만 이동 가능하도록 형성되는 한편 상하면을 연결하는 다수개의 가스배출통로(61)가 외측의 둘레면을 따라 등간격으로 형성된 코어부재(60)와;

상기 상형(20)으로부터 이격된 외부의 프레임에 고정 설치되면서 상기 코어부재(60)와 연결로드(71)를 통해 연결되어 코어부재(60)의 이동에 필요한 힘을 제공하는 액추에이터(70)와;

상기 액추에이터(70)의 구동을 제어하는 콘트롤러(80);

로 구성됨을 특징으로 하는 발포성형금형의 가스배출장치.
제 1항에 있어서, 상기 코어홀(21)은,

상기 공동부(10)측으로 개구된 일단에서 대기측으로 개구된 타단쪽으로 갈수록 점차적으로 작아지는 직경을 갖는 등변사다리꼴의 종단면 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 발포성형금형의 가스배출장치.
제 1항에 있어서, 상기 가스배출통로(61)는,

상기 코어홀(21)에 코어부재(60)가 끼워진 상태에서는 상기 코어홀(21)에 의해 밀폐되지 않도록 상기 코어부재(60)의 외측 둘레면에서 오목한 모양을 갖도록 형성되는 한편, 하측은 상기 공동부(10)와 연결되고 상측은 대기와 연결되도록 형성된 것을 특징으로 하는 발포성형금형의 가스배출장치.
제 3항에 있어서, 상기 코어부재(60)는,

상기 코어홀(21)에 끼워진 상태에서 상기 액추에이터(70)의 구동에 의해 상기 상형(20)의 하측으로만 이동하여 코어홀(21)로부터 이탈될 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 발포성형금형의 가스배출장치.
하형(30)과의 사이에 밀폐된 공동부(10)를 형성하는 상형(20)에 공동부(10)와 대기를 연결하는 코어홀(21)을 성형하는 단계와;

상기 코어홀(21)에 끼워지도록 외형이 코어홀(21)과 대응하는 형상으로 성형되는 한편 상기 코어홀(21)에 끼워진 상태에서는 한쪽 방향으로만 이동 가능하도록 코어부재(60)를 제작하는 단계와;

콘트롤러(80)의 제어를 통해 구동하는 액추에이터(70)로부터 구동력을 전달받아 코어홀(21)로부터 이탈된 코어부재(60)의 외측 둘레면에 다수개의 점착테이프(91)를 등간격으로 배치하면서 양단이 코어부재(60)의 상하면에 이르도록 접착시키 는 단계와;

상기 점착테이프(91)를 포함하여 코어부재(60)의 외측 둘레면 전체에 열경화성수지(93)를 도포하는 단계와;

열경화성수지(93) 도포 후 상기 코어부재(60)가 액추에이터(70)의 구동력을 전달받아 코어홀(21)로 삽입된 상태에서 예열되어 상기 열경화성수지(93)를 경화시키는 단계와;

상기 열경화성수지(93)가 경화되면 상기 코어부재(60)를 코어홀(21)로부터 이탈시키고 점착테이프(91)를 제거하여 상기 코어부재(60)의 외측 둘레면에 다수의 가스배출통로(61)를 성형하는 단계;

로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발포성형금형의 가스배출통로 성형방법.
제 5항에 있어서, 상기 코어홀(21)은,

상기 공동부(10)측으로 개구된 일단에서 대기측으로 개구된 타단쪽으로 갈수록 점차적으로 작아지는 직경을 갖는 등변사다리꼴의 종단면 형상으로 가공 성형된 특징으로 하는 발포성형금형의 가스배출통로 성형방법.
제 5항에 있어서, 상기 코어부재(60)는,

상기 코어홀(21)에 끼워진 상태에서 상기 액추에이터(70)의 구동에 의해 상기 상형(20)의 하측으로만 이동하여 코어홀(21)로부터 이탈될 수 있도록 상기 코어홀(21)과 동일한 등변사다리꼴의 종단면 형상으로 가공 성형된 특징으로 하는 발포 성형금형의 가스배출통로 성형방법.
제 5항에 있어서, 상기 열경화성수지(93)는 알루미늄 가루인 것을 특징으로 하는 발포성형금형의 가스배출통로 성형방법.