KR100963042B1 - 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치는, 상측으로 박판지를 성형하는 코어가 배열되는 성형지그와, 하부로 상기 성형지그에 형성된 코어를 수용하는 홈부가 형성되는 성형틀지그와 일체화되되, 상, 하 이동에 따른 성형지그 및 성형틀지그의 합형 또는 분리가 이루어지는 압착지그를 포함하는 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치에 있어서, 상기 성형지그의 하부에 구성되되, 상, 하부가 개방되어 내부로 휘발성 용제가 담수되는 본체와, 상기 본체의 상측을 밀폐하되, 성형지그와 접지되는 집약판과, 상기 본체의 내부에 수용되도록 집약판 하부의 횡방향으로 형성되며 양단부의 수직방향으로 연장되어 냉각수가 순환되어 집약판으로 저온의 열원을 전도하는 냉각유로와, 상기 본체의 하부를 밀폐하며 수직으로 연장되는 냉각유로의 단부와 접지되는 본체하판과, 상기 본체하판에 취부되며 냉각유로와 연계되어 외부에서 냉각수를 냉각유로에 공급 또는 냉각유로에서 유동되는 냉각수를 외부로 배출을 도모하는 냉각입출구관과, 상기 본체의 외부를 권선하여 본체로 고온의 열을 가하여 집약판으로 고온의 열원을 전도하는 가열수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명은 가열수단 및 냉각유로를 통해 발생되는 고온의 열원 및 저온의 열원이 집약되는 집약판이 박판지의 성형이 이루어지는 성형지그로 접지되면서도 또한 본체의 내부로 가열에 의해 기화되는 휘발성용제와 집약판의 하부로 열을 전도하는 열전도판이 구성되기 때문에, 성형하고자 하는 박판지의 급속한 가열 및 경화가 이루어져 성형공정싸이클이 단축되어 고품질의 박판지성형품을 빠른 시간내에 생산할 수 있는 효과를 발휘한다.

박판지 성형용 금형.

Description

박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치{Quick heating and quick cooling device for mold}

본 발명은 압형작용에 의해 박판지를 양각 또는 음각으로 성형하는 금형에 고온의 열원 및 저온의 열원을 인가하여 금형의 급속가열 또는 급속냉각이 이루어지는 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치에 관한 것으로, 특히 고온의 열원과 저온의 열원이 집약되는 집약판을 박판지의 성형이 이루어지는 성형지그 하부로 접지구성함으로써 박판지의 가열 또는 냉각작업이 급속으로 이루어져 공정싸이클이 단축되어 대량생산을 도모하는 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치에 관한 것이다.

일반적인 박판지 성형용 금형은 크게 코어가 구성되는 하판금형과, 상기 하판금형에서 상, 하 이동되어 합형되되, 합형되는 코어의 대응되는 측으로 홈부가 구성되는 상판금형으로 구성된다.

상기 하판금형과 상판금형이 합형되는 코어와 홈부 사이로 박판지가 안착되어 박판지 표면에 코어의 형태가 양각 또는 음각으로 성형되어 박판지의 성형공정이 이루어져 왔다.

상기 금형에 투입되는 박판지는 가열되어 어느 정도 고온이 유지된 상태로 압착되는 하판금형 및 상판금형의 코어와 홈부 사이로 공급되어 하판금형 및 상판금형의 합형에 의해 성형작업이 이루어지며 상기 성형작업이 완료되면 급속한 냉각공정을 통해 성형된 박판지를 경화하여야 성형된 박판지가 응고되어 박판지의 성형공정이 완료되는 것이다.

따라서 박판지의 성형공정은 박판지의 가열 또는 냉각작업이 필수적으로 이루어져야하며 이러한 박판지의 가열 또는 냉각작업을 얼마나 빠르게 진행하느냐에 따라 성형공정의 공정시간이 결정된다.

따라서 공정의 용이함과 대량생산을 위해 금형의 급속한 가열 및 냉각을 도모하는 기술이 다수 개발되어 있으며 이러한 금형의 급속한 가열 및 냉각이 이루어지는 기술로는 상, 하부금형을 감싸는 열선을 구성하고 상기 상, 하부금형의 내부로 냉각수가 유동되는 유동관을 형성하여 금형에 박판지가 안착될 때 열선을 작동하여 박판지를 반용융상태로 가열시켜 코어의 압착에 의한 음각 또는 양각의 무늬가 형성되어 성형이 이루어지고 코어가 분리되면 냉각수를 유동관이 유동시켜 박판지를 경화하여 성형작업을 위한 가열 및 냉각작업이 이루어지는 방법이 제안되었다.

그러나, 상기 금형을 감싸는 열선의 경우 온도가 상승하는 시간이 오래 걸리고 고온의 박판지를 금형 내부에서 유동되는 냉각수로 냉각하여 경화하는 시간 또한 오래 걸려 생산성이 크게 떨어지는 단점이 있어왔다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 고온의 열원과 저온의 열원이 집약되는 집약판을 박판지의 성형이 이루어지는 성형지그 하부로 접지구성함으로써 박판지의 가열 또는 냉각작업이 급속으로 이루어져 공정싸이클이 단축되어 대량생산을 도모하는 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

상측으로 박판지를 성형하는 코어가 배열되는 성형지그와, 하부로 상기 성형지그에 형성된 코어를 수용하는 홈부가 형성되는 성형틀지그와 일체화되되, 상, 하 이동에 따른 성형지그 및 성형틀지그의 합형 또는 분리가 이루어지는 압착지그를 포함하는 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치에 있어서, 상기 성형지그의 하부에 구성되되, 상, 하부가 개방되어 내부로 휘발성 용제가 담수되는 본체와, 상기 본체의 상측을 밀폐하되, 성형지그와 접지되는 집약판과, 상기 본체의 내부에 수용되도록 집약판 하부의 횡방향으로 형성되며 양단부의 수직방향으로 연장되어 냉각수가 순환되어 집약판으로 저온의 열원을 전도하는 냉각유로와, 상기 본체의 하부를 밀폐하며 수직으로 연장되는 냉각유로의 단부와 접지되는 본체하판과, 상기 본체하판에 취부되며 냉각유로와 연계되어 외부에서 냉각수를 냉각유로에 공급 또는 냉각유로에서 유동되는 냉각수를 외부로 배출을 도모하는 냉각입출구관과, 상기 본체의 외부를 권선하여 본체로 고온의 열을 가하여 집약판으로 고온의 열원을 전도하는 가열수단으로 이루어지되, 상기 집약판의 하부로 다수개의 금속판으로 이루어지는 열전도판이 본체의 내부에 수용되는 것을 특징으로 한다.

상기 가열수단은 본체를 권선하는 워크코일에 유도전류를 인가하는 고주파 발진기를 통해 본체를 가열하는 고주파유도가열수단 또는 상호 연결된 줄열발열체를 본체에 권선하여 권선된 줄열발열체에 전류를 흘려 발생되는 열을 통해 본체를 가열하는 저항가열수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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전술한 바와 같이 본 발명에 의한 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치는, 가열수단과 냉각유로를 통해 발생되는 고, 저온의 열원이 집약되는 집약판이 성형지그와 접지구성되면서도 본체의 내부로 가열에 의해 기화되는 휘발성용제와 집약판의 하부로 열을 전도하는 열전도판이 구성되어 집약판으로 고온의 열원이 집약되기 때문에, 성형하고자 하는 박판지의 급속한 가열 및 경화가 이루어져 성형공정싸이클이 단축되어 고품질의 박판지성형품을 빠른 시간내에 생산할 수 있는 효과가 있다.

또한 상기 가열수단은 고주파유도가열수단 및 저항가열수단으로 구성되어 성형지그에 안착되는 박판지를 가열하기 때문에, 박판지의 국부 표면을 순간적으로 가열하여 냉각에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 가열전력 및 시간이 일정하게 유지되어 항상 본체를 급속, 균일하게 가열하며 가열로 인한 본체에 손상을 주지 않는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치의 바람직한 형태를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치의 바람직한 형태를 나타내는 분해사시도로서, 우선 본 발명에 채택되는 박판지 성형용 금형은 도 2에 도시된 바와 같이 상측으로 박판지에 성형하고자 하는 코어가 배열되는 판의 형태로 구성되어 표면으로 박판지를 안착시켜 후술되는 압착지그(5)와의 압형작용에 의해 박판지의 성형이 이루어지도록 성형지그(1)와, 상기 성형지그(1)의 상측에서 반복적인 합형이 이루어지며 하측 단부에는 성형지그(1)에 형성된 코어를 수용하는 홈부가 구성되는 성형틀지그(3)가 구성되어 성형지그(1)와 합형 시 박판지의 성형을 도모하는 압착지그(5)로 이루어진다.

여기서 본 발명에 따른 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치는 도 1, 2에 도시된 바와 같이 상하가 개방되는 통체로 구성되는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 상측을 밀폐하는 집약판(20)과, 상기 집약판(20)의 하부에서 냉각수가 순환되는 냉각유로(30)와, 상기 본체(10)의 하측을 밀폐하는 본체하판(40)과, 상기 냉각유로(30)를 본체(10) 외부로 연결하는 냉각입출구관(50)과, 상기 본체(10)로 고온의 열원을 인가하는 가열수단(60)으로 대분 구성된다.

상기 본체(10)는 성형지그(1)의 하부에 상, 하가 개방되는 통체 형태로 구성 되며 내부가 진공상태를 유지함과 아울러 휘발성 용제가 담수될 수 있도록 후술되는 집약판(20)과, 본체하판(40)이 본체(10)의 상, 하측을 밀폐하도록 구성되며 내, 외부로는 후술되는 냉각유로(30) 및 가열수단(60)이 각각 구성된다.

상기 집약판(20)은 성형지그(1)의 하부에 접지되며 본체(10)의 상측을 밀폐하는 금속판의 형태로 구성되고, 본체(10)에 형성되는 가열수단(60)의 작동과 휘발성용제의 기화작용에 따라 발생되는 고온의 열원 및 냉각유로(30)를 통해 발생되는 저온의 열원을 집약하여 후술되는 성형지그(1)로 전도할 수 있도록 구성된다.

상기 집약판(20)은 성형지그(1)와 볼트(b)로 체결됨으로써 박판지에 성형하고자 하는 코어가 형성된 성형지그(1)의 교체가 가능하도록 구성된다.

상기 냉각유로(30)는 본체(10) 내부에 형성되도록 집약판(20)의 하부에 횡방향으로 구성되되, 횡방향으로 구성된 양측이 수직방향으로 하강되도록 구성되어 하강된 어느 일측의 유로에서는 냉각수가 공급되며 타측의 유로에서는 냉각수가 배출되어 냉각유로(30)에서 순환되는 냉각수에 의해 집약판(20)으로 냉각수의 저온의 열원이 전달하도록 구성된다.

상기 본체하판(40)은 본체(10)의 하측을 밀폐하는 판의 형태로 구성되어 본체(10)의 상측을 밀폐하는 집약판(20)과 더불어 본체(10)의 내부를 진공상태로 유지할 수 있도록 구성된다.

상기 냉각입출구관(50)은 상기 본체하판(40)의 양측에 구성되어 본체(10) 내부 양측에 형성된 냉각유로(30)의 단부와 각각 연계되는 관의 형태로 구성되며 어느 일측의 관으로는 냉각수를 공급하여 냉각유로(30)로 유동시키고 타측의 관으로 냉각유로(30)에서 유동된 냉각수가 배출되도록 구성된다.

상기 가열수단(60)은 본체(10)의 외부로 권선되어 고온의 열을 발생시켜 본체(10)에 열을 가함으로써 집약판(20)으로 고온의 열을 전도함과 동시에 본체(10) 내부에 담수된 휘발성용제를 기화시켜 기화된 고온의 수증기가 집약판(20)으로 전달할 수 있도록 구성된다.

따라서 도 3(a), (b) 및 도 5에 도시된 바와 같이 가열수단(60) 및 냉각수가 순환되는 냉각유로(30)를 통해 고온의 열원 및 저온의 열원이 집약되는 집약판(20)이 박판지의 성형이 이루어지는 성형지그(1)와 접지되어 박판지의 급속한 가열 및 경화가 이루어져 성형공정싸이클이 단축되는 효과가 있다.

또한 도 4(a), (b)에 도시된 바와 같이 집약판(20) 및 본체하판(40)을 통해 본체(10)를 밀폐하여 진공 상태로 유지함으로써 가열수단(60)의 작동에 따라 진공상태의 본체(10) 내부에서 휘발성용제의 기화가 신속히 이루어져 집약판(20)으로의 고온의 수증기가 전달되어 박판지를 반용융상태로 급속히 가열시켜 성형공정싸이클이 단축되는 효과가 있다.

여기서 상기 가열수단(60)은 본체(10)를 권선하는 워크코일에 유도전류를 인가하는 고주파 발진기(미도시)에 의해 전기적 에너지를 발생시켜 본체(10)를 가열하여 온도를 올리게 되는 고주파유도가열수단으로 구성되며, 상기 고주파유도가열수단은 가열전력 및 시간을 일정하게 유지함으로써, 항상 본체(10)를 급속, 균일하게 가열이 가능하며, 가열로 인한 본체(10)에 손상을 주지 않으면서도 본체(10)의 국부 및 표면만 급속 가열이 가능하며, 시간 및 온도제어가 간단하게 이루어지는 효과를 가지게 한다.

한편, 상기 가열수단(60)은 도면에서 도시하진 않았지만 전류의 양을 제어함으로써 원하는 온도로 본체(10)를 가열할 수 있도록 상호 연결된 줄열발열체를 본체(10)에 권선하여 권선된 줄열발열체에 전류를 흘려 발생되는 열을 통해 본체(10)를 가열하여 온도를 올리게 되는 저항가열수단으로 구성할 수도 있다.

여기서 도 6에 도시된 바와 같이 집약판(20)의 하부로 본체(10)의 내부로 수용되는 다수개의 금속판이 배열되는 열전도판(23)이 구성되어 상기 가열수단(60)에 의해 본체(10)로 전달되는 고온의 열원 및 본체(10) 내부에서 고온의 열원을 집약판(20)으로 신속히 전도할 수 있도록 구성된다.

상기 열전도판(23)은 열전도율이 좋으면서도 비교적 저가로 이루어지는 알루미늄이나 구리 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명에 따른 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치의 바람직한 형태를 나타내는 분해사시도

도 3(a), (b)는 본 발명에 따른 압착지그 및 성형지그가 합형 또는 분리되는 바람직한 형태를 나타내는 사용상태도,

도 4(a), (b)는 본 발명에 따른 휘발성용제가 본체 내부에서 가열에 의해 기화되는 바람직한 형태를 나타내는 예시도,

도 5는 본 발명에 따른 냉각유로에 냉각수가 순환되는 바람직한 형태를 나타내는 예시도,

도 6은 본 발명에 따른 집약판 및 열전도판이 형성되는 바람직한 형태를 나타내는 예시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 본체 20 : 집약판

30 : 냉각유로 40 : 본체하판

50 : 냉각입출구관 60 : 가열수단

Claims (3)

1. 상측으로 박판지를 성형하는 코어가 배열되는 성형지그(1)와, 하부로 상기 성형지그(1)에 형성된 코어를 수용하는 홈부가 형성되는 성형틀지그(3)와 일체화되되, 상, 하 이동에 따른 성형지그(1) 및 성형틀지그(3)의 합형 또는 분리가 이루어지는 압착지그(5)를 포함하는 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치에 있어서,

   상기 성형지그(1)의 하부에 구성되되, 상, 하부가 개방되어 내부로 휘발성 용제가 담수되는 본체(10)와,

   상기 본체(10)의 상측을 밀폐하되, 성형지그(1)와 접지되는 집약판(20)과,

   상기 본체(10)의 내부에 수용되도록 집약판(20) 하부의 횡방향으로 형성되며 양단부의 수직방향으로 연장되어 냉각수가 순환되어 집약판(20)으로 저온의 열원을 전도하는 냉각유로(30)와,

   상기 본체(10)의 하부를 밀폐하며 수직으로 연장되는 냉각유로(30)의 단부와 접지되는 본체하판(40)과,

   상기 본체하판(40)에 취부되며 냉각유로(30)와 연계되어 외부에서 냉각수를 냉각유로(30)에 공급 또는 냉각유로(30)에서 유동되는 냉각수를 외부로 배출을 도모하는 냉각입출구관(50)과,

   상기 본체(10)의 외부를 권선하여 본체(10)로 고온의 열을 가하여 집약판(20)으로 고온의 열원을 전도하는 가열수단(60)으로 이루어지되,

   상기 집약판(20)의 하부로 다수개의 금속판으로 이루어지는 열전도판(23)이 본체(10)의 내부에 수용되는 것을 특징으로 하는 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 가열수단(60)은 본체(10)를 권선하는 워크코일에 유도전류를 인가하는 고주파 발진기(미도시)를 통해 본체를 가열하는 고주파유도가열수단 또는 상호 연결된 줄열발열체를 본체(10)에 권선하여 권선된 줄열발열체에 전류를 흘려 발생되는 열을 통해 본체(10)를 가열하는 저항가열수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박판지 성형용 금형의 가열 겸용 냉각 장치.
3. 삭제

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