KR100992070B1 - 서로 다른 물성을 가지는 사출발포제품 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, (1) 상면에 하부로 오목한 하부 캐비티가 형성된 하부 몰드와, 상기 하부 몰드의 상부에 위치되되 하면에 상부로 오목한 상부 캐비티가 형성된 상부 몰드 사이에, 상부에 중간 상부 몰드가 마련되며 하부에 중간 하부 몰드가 마련되는 중간 몰드 베이스를 위치시켜, 상기 하부 캐비티는 상기 중간 하부 몰드에 의하여 밀폐되며, 상기 상부 캐비티는 상기 중간 상부 몰드에 의하여 밀폐되는 제 1 금형 닫힘 단계 ; (2) (1) 단계 이후 상기 하부 캐비티에 제1사출발포용 재료를 충전하며, 상기 상부 캐비티에 상기 제1사출발포용 재료와 서로 다른 물성을 가진 제2사출발포용 재료를 충전하는 재료 충전 단계 ; (3) (2) 단계 이후 상기 상부 몰드를 연 후 상기 중간 몰드 베이스를 상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드 사이로부터 이탈시키는 중간 몰드 이탈 단계 ; (4) (3) 단계 이후 상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드를 합형하여 상기 제1사출발포용 재료와 상기 제2사출발포용 재료가 서로 접하게 되는 제 2 금형 닫힘 단계 ; (5) (4) 단계 이후 상기 제1사출발포용 재료와 상기 제2사출발포용 재료를 숙성시키는 숙성 단계 ; (6) (5) 단계 이후 상기 상부 몰드를 상기 하부 몰드로부터 이탈시키면서 상기 제1사출발포용 재료와 상기 제2사출발포용 재료가 서로 접합된 상태에서 팽창된 사출발포제품을 얻는 금형 개방 단계 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 서로 다른 물성을 가지는 사출발포제품 제조 방법을 제공한다.

Description

서로 다른 물성을 가지는 사출발포제품 제조 방법{Manufacturing method for Injection Foaming Product}
본 발명은 사출발포제품 제조방법에 관한 것으로, 특히 칼라, 비중, 경도 등의 물성이 서로 상이한 이종재료가 사출발포된 사출발포제품을 제조하기 위한 제조 방법에 관한 것이다.
사출발포(Injection Foaming)기법은 금형내에 형성되어 있는 소정 형상의 캐비티 내에 EVA(Ethyl Vinyl Acetate) 등의 수지재료와 발포제의 혼합물을 충전한 다음, 160~190℃의 온도에서 6 내지 10분동안 숙성시킨 후 금형을 개방하면, 가스의 팽창에 의해 캐비티보다 약 30% 이상 팽창된 제품, 즉 사출발포제품이 얻어지게 되는 공법을 말한다.
본 출원인은 주로 신발창을 제조하고 있으며, 이러한 점에서 사출발포제품의 예로서 신발창을 예로 들어 설명한다.
종래의 신발창의 경우 주로 단색의 1칼라 제품이 주종을 이루고 있다.
그러나 소비자들의 다양한 요구를 충족시키기 위하여 신발창을 여러 가지 색상으로 화려하게 장식하거나, 신발창의 상부와 하부가 서로 다른 경도를 가질 것이 요구되고 있다.
종래에는 이러한 요구에 부응하기 위하여 신발창의 일부를 다른 색으로 페인팅처리하는 것이 일반적이었으며, 이와 같은 페인팅처리는 품질면에서 조악할 뿐만 아니라 작업에 많은 시간이 필요하다는 문제가 있다.
한편, 본 출원인은 국내 공개특허 특1999-0084552호 "이질재료영역을 갖는 발포제품의 제조방법"(1999년 12월 6일 공개)을 제안한 바 있다.
상기와 같은 종래 기술은 금형 내부에 미리 고형체의 삽입편을 마련한 후 주수지재료를 충전시켜 발포제품을 얻는 방법에 관한 것이며, 상기 종래 기술은 본 명세서에 일체화된 것으로 본다.
상기와 같은 종래 기술은 서로 다른 물성을 가진 사출발포제품을 얻을 수 있다는 점에서는 진일보하였지만, 미리 고형체의 삽입편을 제작하여야 한다는 점에서는 제작 작업이 번거로우며 작업 시간이 많이 걸린다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 매우 신속하게 작업이 가능하며 아울러 고품질의 사출발포제품을 얻을 수 있는 새로운 형태의 서로 다른 물성을 가지는 사출발포제품 제조 방법을 제공하고자 한다.
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상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, (1) 상면에 하부로 오목한 하부 캐비티가 형성된 하부 몰드와, 상기 하부 몰드의 상부에 위치되되 하면에 상부로 오목한 상부 캐비티가 형성된 상부 몰드 사이에, 상부에 중간 상부 몰드가 마련되며 하부에 중간 하부 몰드가 마련되는 중간 몰드 베이스를 위치시켜, 상기 하부 캐비티는 상기 중간 하부 몰드에 의하여 밀폐되며, 상기 상부 캐비티는 상기 중간 상부 몰드에 의하여 밀폐되는 제 1 금형 닫힘 단계 ; (2) (1) 단계 이후 상기 하부 캐비티에 제1사출발포용 재료를 충전하며, 상기 상부 캐비티에 상기 제1사출발포용 재료와 서로 다른 물성을 가진 제2사출발포용 재료를 충전하는 재료 충전 단계 ; (3) (2) 단계 이후 상기 상부 몰드를 연 후 상기 중간 몰드 베이스를 상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드 사이로부터 이탈시키는 중간 몰드 이탈 단계 ; (4) (3) 단계 이후 상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드를 합형하여 상기 제1사출발포용 재료와 상기 제2사출발포용 재료가 서로 접하게 되는 제 2 금형 닫힘 단계 ; (5) (4) 단계 이후 상기 제1사출발포용 재료와 상기 제2사출발포용 재료를 숙성시키는 숙성 단계 ; (6) (5) 단계 이후 상기 상부 몰드를 상기 하부 몰드로부터 이탈시키면서 상기 제1사출발포용 재료와 상기 제2사출발포용 재료가 서로 접합된 상태에서 팽창된 사출발포제품을 얻는 금형 개방 단계 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 서로 다른 물성을 가지는 사출발포제품 제조 방법을 제공한다.
상기에 있어서, 상기 제1사출발포용 재료와 상기 제2사출발포용 재료는 칼라, 비중, 경도 중 어느 하나 또는 둘 이상이 서로 상이한 것이 바람직하다.
상기에 있어서, 상기 상부 몰드는 상부 히터에 의하여 가열되며, 상기 하부 몰드는 하부 히터에 의하여 가열되며, 상기 중간 상부 몰드는 중간 상부 히터에 의하여 가열되며, 상기 중간 하부 몰드는 중간 하부 히터에 의하여 가열되되, 상기 중간 하부 몰드는 상기 제1사출발포용 재료의 충전 온도보다 높고 상기 하부 몰드의 온도보다는 낮게 가열되며, 상기 중간 상부 몰드는 상기 제2사출발포용 재료의 충전 온도보다 높고 상기 상부 몰드의 온도보다는 낮게 가열되는 것이 바람직하다.
상기에 있어서, 상기 사출발포제품은 신발창일 수 있다.
상기와 같은 본 발명은 매우 빠른 속도로 고품질의 사출발포제품을 얻을 수 있는 새로운 형태의 서로 다른 물성을 가지는 사출발포제품 제조 방법을 제공하게 된다.
도 1은 본 발명에 의한 일 실시예인 사출발포제품 제조 장치의 개략 단면도,
도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 의한 사출발포제품 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면들.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 의한 일 실시예인 사출발포제품 제조 장치의 개략 단면도이며, 도 2a 내지 도 2f는 본 발명에 의한 사출발포제품 제조 방법을 순차적으로 도시한 도면들이다.
먼저 도 1을 참조하여 본 실시예의 제조 장치를 설명한다.
본 실시예는 하부 몰드 베이스(100)와 상부 몰드 베이스(300)를 구비하며, 하부 몰드 베이스(100)의 상부에는 하부 몰드(110)가 마련되며, 상부 몰드 베이스(300)의 하부에는 상부 몰드(310)가 마련되어 있다.
본 실시예에서 하부 몰드 베이스(100)는 고정되어 있으며 따라서 하부 몰드(110) 또한 고정되어 있다.
상부 몰드 베이스(300)는 하부 몰드 베이스(100) 상부에서 상하로 이동가능하게 마련된다. 이를 위하여 상부 몰드 베이스(300)를 상하로 이동 구동하기 위한 상부 몰드 베이스 이동 구동 수단(미도시)이 마련된다.
따라서 상부 몰드(310)는 상부 몰드 베이스(300)와 함게 상하로 이동가능하다.
아울러 하부 몰드(110)의 상면에는 하부로 오목한 하부 캐비티(111)가 형성되어 있으며, 상부 몰드(310)의 하면에는 상부로 오목한 상부 캐비티(311)가 형성되어 있다.
아울러 각각의 몰드(110)에는 사출발포재료가 각각의 캐비티에 주입되기 위한 런너(미도시) 등이 형성되어 있다.
한편, 본 실시예는 하부 몰드 베이스(100)와 상부 몰드 베이스(300) 사이에 중간 몰드 베이스(200)가 마련되어 있다.
중간 몰드 베이스(200)의 상부에는 중간 상부 몰드(210)가 고정 마련되며, 중간 몰드 베이스(200)의 하부에는 중간 하부 몰드(220)가 고정 마련되어 있다.
중간 상부 몰드(210)와 중간 하부 몰드(220)는 중간 몰드 베이스(200)의 이동에 따라 함께 이동하게 된다.
아울러 중간 상부 몰드(210)의 상면은 상부 몰드(310)의 상부 캐비티(311)를 밀폐할 수 있는 구조를 가지며, 중간 하부 몰드(220)의 하면은 하부 몰드(110)의 하부 캐비티(111)를 밀폐할 수 있는 구조를 가진다.
아울러 중간 몰드 베이스(200)를 이동 구동하기 위한 중간 몰드 베이스 이동 구동 수단(미도시)이 마련된다.
중간 몰드 베이스 이동 구동 수단(미도시)은 중간 몰드 베이스(200)가 하부 몰드 베이스(100)와 상부 몰드 베이스(300) 사이에서 상하로 이동하거나 혹은 중간 몰드 베이스(200)가 하부 몰드 베이스(100)와 상부 몰드 베이스(300) 사이의 공간으로부터 이탈되도록 이동 구동하게 된다.
즉 중간 몰드 베이스 이동 구동 수단은 상하 이동을 위한 상하이동 구동 수단과 수평상에서 이동하기 위한 수평이동 구동 수단을 갖추는 것으로 충분하며, 이러한 구동 수단은 다양한 형태로 제안될 수 있다.
아울러 하부 몰드(110)의 상면과 상부 몰드(310)의 하면은 서로 합형 가능한 형태를 가진다.
또한 하부 몰드(110), 중간 상부 몰드(210), 중간 하부 몰드(220), 상부 몰드(310)를 가열하기 위한 하부 히터, 중간 상부 히터, 중간 하부 히터, 상부 히터가 각각의 몰드내에 내장되거나 혹은 하부 몰드 베이스(100), 중간 몰드 베이스(200), 상부 몰드 베이스(300)에 장착된다.
아울러 발포사출을 위하여 필요한 일반적인 구성들, 예컨대 재료주입장치 등이 마련되며, 이와 같은 일반적인 구성들은 별도의 설명 없이도 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
이와 같은 제조 장치의 작동을 도 2a 내지 도 2f를 참고하여 설명한다.
(1) 제1금형 닫힘 단계
도 2a와 같이 중간 몰드 베이스(200)와 상부 몰드(300)가 하부로 이동하여 하부 캐비티(111)는 중간 하부 몰드(220)에 의하여 밀폐되며, 상부 캐비티(311)는 중간 상부 몰드(210)에 의하여 밀폐된다.
(2) 재료 충전 단계
도 2a 이후 도 2b와 같이 하부 캐비티(111)에 제1사출발포용 재료(10)를 충전하며, 상부 캐비티(311)에 제2사출발포용 재료(20)를 충전한다.
제1사출발포용 재료(10)와 제2사출발포용 재료(20)는 칼라, 비중, 경도 중 어느 하나 또는 둘 이상이 서로 상이하여 서로 다른 물성을 가지는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 제1,2사출발포용 재료(10, 20)는 서로 색상이 상이한 EVA 발포재료로서 120℃~130℃로 충전되며, 아울러 하부 몰드(110) 및 상부 몰드(310)는 160℃~190℃로 가열되며, 중간 상부 몰드(210) 및 중간 하부 몰드(220)는 140℃~155℃로 가열된다.
하부 몰드(110) 및 상부 몰드(310)의 가열 온도는 일반적인 사출발포공법의 가열 온도와 동일하나, 중간 상부 몰드(210) 및 중간 하부 몰드(220)의 가열 온도는 제1,2사출발포용 재료(10, 20)의 온도보다는 높되 하부 몰드(110) 및 상부 몰드(310)의 온도보다는 낮은 것이 바람직하다.
중간 상부 몰드(210) 및 중간 하부 몰드(220)의 가열 온도가 제1,2사출발포용 재료(10, 20)의 온도보다 낮을 경우 재료가 냉각된다는 문제가 발생하며, 아울러 중간 상부 몰드(210) 및 중간 하부 몰드(220)의 가열 온도가 하부 몰드(110) 및 상부 몰드(310)의 온도와 동일하거나 이보다 높을 경우 재료가 조기 발포된다는 문제가 발생한다.
(3) 중간 몰드 이탈 단계
도 2b 이후 도 2c와 같이 상부 몰드 베이스(300)를 상부로 이동하여 상부 몰드(310)를 개방하며, 아울러 중간 몰드 베이스(200)를 상부로 이동하여 하부 몰드(110)를 개방한다.
이후 도 2d와 같이 중간 몰드 베이스(200)를 수평상으로 이동시켜 중간 몰드 베이스(200)를 상부 몰드 베이스(300)와 하부 몰드 베이스(100) 사이로부터 이탈시킨다.
(4) 제 2 금형 닫힘 단계
도 2d 이후 도 2e와 같이 상부 몰드 베이스(300)가 하부로 이동하여 상부 몰드(310)와 하부 몰드(110)가 서로 합형된다. 이때 제1사출발포용 재료(10)와 제2사출발포용 재료(20)는 서로 접하게 된다.
(5) 숙성 단계
도 2e 상태에서 소정의 시간동안을 유지하여 제1사출발포용 재료(10)와 제2사출발포용 재료(20)를 숙성시킨다.
본 실시예에서는 하부 몰드(110) 및 상부 몰드(310)는 160℃~190℃로 가열된 상태를 유지하며, 아울러 숙성 시간은 6 내지 10분을 유지한다.
(6) 금형 개방 단계
(5) 단계 이후 도 2f와 같이 상부 몰드 베이스(300)가 상부로 이동하여 상부 몰드(310)를 하부 몰드(110)로부터 이탈시키면 제1사출발포용 재료(10)와 제2사출발포용 재료(20)가 서로 접합된 상태에서 팽창된 사출발포제품(30)을 얻게 된다.
상기와 같은 제조 장치 및 제조 방법은 매우 빠른 시간에 서로 다른 물성을 가지는 사출발포제품을 얻을 수 있다.
또한 본 실시예에 의하여 제조되는 사출발포제품은 미발포나 조기 발포의 문제가 발생하지 않게 된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 제1사출발포용 재료 20 : 제2사출발포용 재료
100 : 하부 몰드 베이스 110 : 하부 몰드
111 : 하부 캐비티
200 : 중간 몰드 베이스 210 : 중간 상부 몰드
220 : 중간 하부 몰드
300 : 상부 몰드 베이스 310 : 상부 몰드
311 : 상부 캐비티

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. (1) 상면에 하부로 오목한 하부 캐비티가 형성된 하부 몰드와, 상기 하부 몰드의 상부에 위치되되 하면에 상부로 오목한 상부 캐비티가 형성된 상부 몰드 사이에, 상부에 중간 상부 몰드가 마련되며 하부에 중간 하부 몰드가 마련되는 중간 몰드 베이스를 위치시켜, 상기 하부 캐비티는 상기 중간 하부 몰드에 의하여 밀폐되며, 상기 상부 캐비티는 상기 중간 상부 몰드에 의하여 밀폐되는 제 1 금형 닫힘 단계 ;
    (2) (1) 단계 이후 상기 하부 캐비티에 제1사출발포용 재료를 충전하며, 상기 상부 캐비티에 상기 제1사출발포용 재료와 서로 다른 물성을 가진 제2사출발포용 재료를 충전하는 재료 충전 단계 ;
    (3) (2) 단계 이후 상기 상부 몰드를 연 후 상기 중간 몰드 베이스를 상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드 사이로부터 이탈시키는 중간 몰드 이탈 단계 ;
    (4) (3) 단계 이후 상기 상부 몰드와 상기 하부 몰드를 합형하여 상기 제1사출발포용 재료와 상기 제2사출발포용 재료가 서로 접하게 되는 제 2 금형 닫힘 단계 ;
    (5) (4) 단계 이후 상기 제1사출발포용 재료와 상기 제2사출발포용 재료를 숙성시키는 숙성 단계 ;
    (6) (5) 단계 이후 상기 상부 몰드를 상기 하부 몰드로부터 이탈시키면서 상기 제1사출발포용 재료와 상기 제2사출발포용 재료가 서로 접합된 상태에서 팽창된 사출발포제품을 얻는 금형 개방 단계 ;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 서로 다른 물성을 가지는 사출발포제품 제조 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1사출발포용 재료와 상기 제2사출발포용 재료는 칼라, 비중, 경도 중 어느 하나 또는 둘 이상이 서로 상이한 것을 특징으로 하는 서로 다른 물성을 가지는 사출발포제품 제조 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 몰드는 상부 히터에 의하여 가열되며, 상기 하부 몰드는 하부 히터에 의하여 가열되며, 상기 중간 상부 몰드는 중간 상부 히터에 의하여 가열되며, 상기 중간 하부 몰드는 중간 하부 히터에 의하여 가열되되, 상기 중간 하부 몰드는 상기 제1사출발포용 재료의 충전 온도보다 높고 상기 하부 몰드의 온도보다는 낮게 가열되며, 상기 중간 상부 몰드는 상기 제2사출발포용 재료의 충전 온도보다 높고 상기 상부 몰드의 온도보다는 낮게 가열되는 것을 특징으로 하는 서로 다른 물성을 가지는 사출발포제품 제조 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 사출발포제품은 신발창인 것을 특징으로 하는 서로 다른 물성을 가지는 사출발포제품 제조 방법.
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