KR101008942B1 - 고강도, 투명, 무왜곡 중합물질의 성형방법 및 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리카보네이트와 같은 중합물질로 된 시트(16)를 성형하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 서로 맞물려서 그 사이에서 가열된 시트(16)를 성형하는 반형들(12,14)을 가지는 성형 주형(10)이 제공된다. 반형들(12,14) 각각은 주변 가장자리를 가지는 내부 공동(18,22)을 한정한다. 시트(16)는 반형들(12,14)의 주변 가장자리들(34 내지 40, 52 내지 58) 사이에 보유되고, 진공(60)이 공동들 중 하나의 내부에서 생성되어 시트를 그 안에서 흡인하며, 이에 따라 감지장치(80)가 시트를 재료의 유리전이온도 아래의 온도로 냉각시키기 위해 냉각장치(20)를 작동시키는 흡인 깊이를 검출한다. 일련의 보유장치들(62)이 반형들(12,14) 중 하나의 주변 가장자리 둘레에 구비되어, 시트를(16) 반대쪽 반형의 주변 가장자리와 맞물리도록 치우치게 한다. 다듬질장치(88)가 더욱 구비되어 시트(16)의 주변을 원하는 형태로 다듬는다.

차유리, 윈드실드, 폴리카보네이트, 진공

Description

고강도, 투명, 무왜곡 중합물질의 성형방법 및 성형장치{METHOD AND APPARATUS FOR FORMING HIGH-IMPACT, TRANSPARENT, DISTORTION-FREE POLYMERIC MATERIALS}

본 발명은 중합물질(polymeric materials)의 성형에 관한 것으로서, 특히 중합물질의 성형방법 및 성형장치에 관한 것이다.

중합물질은 광범위한 분야에서 사용된다. 특히, 중합물질은 비행기, 자동차, 모터사이클, 배 등을 포함하는 다양한 응용분야에 사용되는 창유리 또는 방풍유리(windshield)와 같은 투명 패널의 제조에 사용된다. 이러한 응용분야, 특히 비행기의 경우에는, 극히 맑고 왜곡이 없고 투명하며, 긁힘과 충격에 대한 저항력이 있는 패널을 필요로 한다.

전통적으로, 아크릴 플라스틱(acrylic plastic)이 이러한 투명 패널을 성형하는데 사용된다. 아크릴 플라스틱은 우수한 광학적 성질과 내후성(耐候性)으로 잘 알려져 있으며, 장시간에 걸친 태양광선의 영향과 악천후에의 노출에 대하여 뛰어난 저항력이 있다. 악천후에 장시간 노출되어도 아크릴 플라스틱은 누렇게 변색되는 것이 심하지 않고 기타 다른 물성도 크게 변하지 않는다. 그러나, 아크릴 플라스틱은 다른 중합물질들만큼 높은 충격강도를 보유하지 못하여, 충격강도가 중요 한 응용분야에서는 덜 선호된다.

폴리카보네이트는 높은 충격강도, 광학적 투명성, 내열성 및 치수 안정성(dimensional stability)의 특징을 지닌 고성능 열가소성 플라스틱이다. 다른 한편으로, 폴리카보네이트는 아크릴 플라스틱과 동일한 정도의 내후성을 갖지 않는다. 하지만, 투명 패널은 아크릴 플라스틱을 사용하여 제조되든 폴리카보네이트를 사용하여 제조되든 투명 패널의 내용연한(service life)을 감소시킬 수 있는 긁힘, 마모 등의 상처를 방지하는 단단한 보호코팅을 포함한다. 더욱이, 상기 단단한 보호코팅은 아크릴 플라스틱이든 폴리카보네이트든 간에 기초 시트(base sheet)를 자외선 열화로부터 보호한다. 그 결과, 코팅되지 않은 상태에서는 기초 시트(예컨대, 폴리카보네이트)가 상기와 같은 노출에 의해 열화된다 할지라도, 투명 패널은 변색, 왜곡 등과 같은 어떠한 열화(degradation)로부터도 보호된다. 따라서, 업계에서 투명 패널 제조에 폴리카보네이트를 사용하는 것이 바람직한데, 이는 폴리카보네이트가 충격강도는 높으면서 사용되는 재료에 관계없이 도포되는 보호코팅에 의해 자외선 열화로부터 보호되는 상태로 유지되기 때문이다.

전통적으로, 아크릴 플라스틱제 중합체 시트는 윤곽이 형성된 상부면 및 하부면을 포함하는 주형을 사용하여 만들어진다. 윤곽이 형성된 면들은 중합체 시트의 원하는 형상을 한정하며, 중합체 시트의 상부면 및 하부면 전체와 직접 접촉한다. 아크릴 플라스틱 시트는 상부면 및 하부면의 단단함 때문에 이러한 방식으로 상부면 및 하부면의 왜곡 없이 만들어질 수 있다. 그러나, 폴리카보네이트 시트의 상부면 및 하부면은 그만큼 단단하지 않으며, 따라서 가열된 상태에서 성형공정 중 의 접촉에 의해 왜곡될 수 있다. 이러한 이유로 중합체 시트의 상부면 및 하부면과 직접 접촉하는 종래의 주형을 사용하는 것은 폴리카보네이트 시트의 성형에 있어서는 바람직하지 않다. 종래의 주형은 폴리카보네이트 시트의 면들을 왜곡시킬 가능성이 크며, 따라서 불량 패널의 수를 증가시키고 제조원가를 상승시킨다.

따라서, 본 발명은 폴리카보네이트와 같은 중합물질의 성형장치를 제공한다. 본 발명은 폴리카보네이트 시트의 주요 시계(視界) 영역을 왜곡시키지 않으면서 폴리카보네이트 시트를 성형할 수 있도록 한다. 본 발명의 장치는 제1 내부공간 및 제1 가장자리를 구획하는 하부벽 및 제1 측벽를 가지는 제1 반부(半部)와, 제2 내부공간 및 제2 가장자리를 구획하는 상부벽 및 제2 측벽을 가지는 제2 반부를 포함하는 성형 주형을 제공한다. 시트를 형성하기 위해 제1 및 제2 반부가 합쳐져서 그 사이에 중합물질의 시트를 죄어 고정시키며, 이로써 시트는 제1 및 제2 내부공간 중 하나의 내부로 진공흡인된다. 냉각장치가 제1 및 제2 내부공간 중 하나의 내부에 설치되고, 제1 및 제2 내부공간 중 하나의 내부에서 시트의 흡인 깊이를 감지하기 위하여 감지장치가 제1 및 제2 반부 중 하나에 부착된다. 제1 가장자리는 시트의 가장자리부 형상을 한정하도록 윤곽이 형성되고, 제2 가장자리는 제1 및 제2 반부의 맞물림이 용이하도록 제1 가장자리에 대응하여 윤곽이 형성되는 것이 바람직하다. 더욱이, 제1 가장자리는 사면(斜面)으로 되고, 제2 가장자리도 제1 및 제2 반부의 맞물림이 용이하도록 제1 가장자리에 대응하여 사면으로 되는 것이 바람직하다.

바람직한 일 실시예에서는, 시트의 주변을 원하는 형상으로 다듬기 위하여 다듬질장치(trimming mechanism)가 구비된다. 제1 및 제2 반부 중 하나에 의해 지지되도록 작용하여 시트를 제1 및 제2 반부의 제1 및 제2 가장자리 중 하나와 접촉하도록 치우치게 하는 보유장치(retention mechanism)가 또한 구비된다.

본 발명은 중합물질 시트를 성형하는 개선된 방법을 또한 제공한다. 본 발명의 방법은 시트를 제1 온도까지 가열하는 단계; 시트를 성형 주형의 제1 및 제2 반형(半型) 사이에 보유하는 단계; 시트의 한쪽에 진공을 발생시켜 시트를 제1 및 제2 반형 중 하나의 내부공간으로 흡인하는 단계; 및 제1 및 제2 반형 중 하나의 내부에서 시트의 특정 흡인 깊이를 달성하였을 때 시트를 제1 온도에서 제2 온도까지 냉각하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 냉각을 개시하기 위하여 제1 및 제2 반형 중 하나의 내부에서 시트의 흡인 깊이를 검출하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 추가적인 응용분야는 아래의 상세한 설명으로부터 알 수 있다. 아래의 상세한 설명과 특정 실시예들은 비록 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내기는 하지만 예시의 목적으로 제시된 것일 뿐 발명의 범위를 제한하려는 것은 아님을 알아야 한다.

본 발명은 아래의 상세한 설명과 첨부도면들에 의해 더욱 잘 이해할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 성형 주형의 사시도이다.

도 2는 도 1의 성형 주형의 평면도이다.

도 3은 성형 주형의 하형(下型)의 측면도이다.

도 4는 도 2의 4-4 선을 따라 도시된 성형 주형의 단면도이다.

도 5a는 성형 주형의 보유장치의 상세도이다.

도 5b는 다듬질수단의 다른 실시예를 도시한다.

도 6은 마무리된 중합체 시트가 그 위에 놓여 있는 성형 주형의 하형의 사시도이다.

도 7은 다른 다듬질수단을 포함하는 성형 주형의 사시도이다.

도 8은 중합물질 성형을 위한 공정라인의 개략도이다.

아래의 바람직한 실시예에 대한 설명은 전적으로 예시적인 것일 뿐 본 발명, 발명의 응용, 또는 용도를 제한하려는 것이 절대 아니다.

도면들을 참조하면, 함께 합쳐져서 그 사이에서 가열된 중합물질 시트(16)를 성형하는 상형(上型)(12) 및 하형(下型)(14)을 포함하는 성형 주형(10)이 도시되어 있다. 시트(16)는 시트(16)의 전체 주변 가장자리 둘레를 죄어 고정시키는 견고한 틀(17) 내에서 보유된다. 상형(12) 및 하형(14)의 가장자리들은 시트(16)의 주변 가장자리들에 대하여 원하는 가장자리부 형상을 한정하도록 윤곽이 형성된다. 진공이 하형(14)의 내부공간(18) 내에 생성되어 시트(16)를 아래쪽으로 흡인하며, 이로써 상형(12) 및 하형(14)의 가장자리들에 의해 한정되는 윤곽대로 시트(16)를 성형한다. 흡인 공정은 시트(16)가 촉발점(trigger point)을 지날 때까지 계속되며, 시트(16)가 촉발점을 지남으로써 진동 흡인이 멈추고 상형(12)의 내부공간(22) 내에 배치된 냉각장치(20)가 작동하여 원하는 가장자리부 형상으로 된 시트(16)를 냉각한다.

바람직한 실시예에서, 성형 주형(10)은 비행기 방풍유리를 성형하도록 구성되어 있다. 도 2에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 성형 주형(10)의 주변은 특정 적용례에 따라 이에 대응하는 형상으로 된다. 그러나, 성형 주형(10)이 여러 적용례에서의 요구조건에 따라 다양한 형상 및 윤곽으로 시트(16)를 성형하도록 구성될 수 있음을 알 것이다. 하형(14)은 내부공간(18)을 구획하는 하부벽(24)과 네 개의 측벽들(26,28,30,32)을 포함한다. 측벽들(26,28,30,32)은 각각 상부 가장자리(34,36,38,40)를 가지며, 그 길이에 걸쳐 시트(16)의 주변 가장자리의 가장자리부 형상을 한정하도록 선택되어 윤곽이 형성된다. 상부 가장자리들(34,36,38,40)은 사면(斜面)으로 되어, 하형(14)의 내부로 향하여 아래쪽으로 경사지는 것이 바람직하다. 상형(12)은 내부공간(22)을 구획하는 상부벽(42)과 네 개의 측벽들(44,46,48,50)을 포함한다. 측벽들(44,46,48,50)은 각각 하부 가장자리들(52,54,56,58)을 가지며, 그 길이에 걸쳐 상부 가장자리들(34,36,38,40)과 맞물리도록 대응하는 윤곽이 형성이 형성된다. 하부 가장자리들(52,54,56,58)은 하형(14)의 내부를 향하여 아래쪽으로 경사지도록 사면(斜面)으로 되어 역시 사면으로 된 상부 가장자리들(34,36,38,40)과 대응하여 정렬되도록 하는 것이 바람직하다. 하형(14)은 공기를 내부공간(22)으로 흡인하기 위한 개구부(60)를 더욱 포함한다. 이렇게 함으로써, 진공이 내부공간(18) 내부에 생성되어 시트(16)를 성형 할 수 있으며, 이는 아래에서 더 자세히 설명된다.

도 4에서 보는 바와 같이, 일련의 보유장치들(62)이 상형(12) 주변 둘레에 포함되는 것이 바람직하고, 이들은 상형(12)의 측벽들(44,46,48,50) 내부에 배치된다. 도 5a에서 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 측벽들(44,46,48,50)은 경사진 하부 가장자리들(52,54,56,58)을 관통하는 개구부들(66)을 가지는 일련의 공동(空洞)들(64)을 내부에 포함한다. 보유장치(62) 각각은 부분적으로 공동(64) 내부에 배치된 보유 핀(68)을 포함한다. 보유 핀(68)은 개구부(66) 안에 미끄러져 움직일 수 있게 배치되고 개구부(66)를 통과하여 바깥쪽으로 연장되는 핀부분(70)과 공동(64) 내부에 미끄러져 움직일 수 있게 배치되는 확경(擴徑) 헤드(72)를 포함한다. 핀부분(70)은 둥근 단부면(71)을 포함한다. 보유장치(62)는 공동(64)의 상부면(76)과 보유 핀(68)의 최상부면(78) 사이에 배치된 스프링(74)을 더욱 포함한다. 스프링(74)은 보유 핀(68)을 개구부(66)를 통과하여 아래쪽으로 치우치게 한다. 공동(64)에 접근할 수 있도록 하는 접근 커버(77)가 또한 포함되어 있다. 접근 커버(77)는 보유장치(62)의 전체 길이에 걸쳐 있으며, 일련의 나사들(79)에 의해 고정된다. 이렇게 구성함으로써, 보유장치들(62)은 측벽들(44,46,48,50) 내부에 조립되고 또한 측벽들(44,46,48,50) 내부에서 접근할 수 있다.

보유장치(62)는 본 명세서에서 설명하는 성형 공정 전체에 걸쳐 상형(12)과 하형(14) 사이에서 시트(16)를 제 위치에 보유하며, 그래서 핀부분(70)의 둥근 단부면(71)이 치우쳐져 시트(16)와 접촉한다. 하지만, 이와 달리 보유장치들(62)은 하형(14)의 측벽들(26,28,30,32) 내부에 수용될 수도 있으며, 그래서 스프링(74)이 보유 핀(68)을 개구부(66)를 통과하여 위쪽으로 치우치게 한다.

감지장치(80)가 구비되고 하형(14)의 측벽(28)에 장착된다. 제1 바람직한 실시예에 따르면, 감지장치(80)는 레이저(82)를 포함한다. 레이저(82)는, 하형(14)의 내부공간(18)을 가로질러 이동하며 측벽(32)에 고정부착된 반사체(86)에 의해 반사되는 레이저 빔(84)을 선택적으로 발생시킨다. 레이저(82)는 반사된 빔(84)을 감지하는 센서를 포함한다. 제2 바람직한 실시예에 따르면, 감지장치(80)는 비디오 카메라 등의 광학 센서를 포함한다. 감지장치(80)에 의해 방출되는 빔 또는 시선(line of sight)은 시트(16)가 최종 형상으로 성형되었을 때의 최저점에 의해 교차 및/또는 차단되도록 위치된다. 상기 최저점이 센서(80)에 의해 검출되면, 센서(80)는 제어신호를 발생시켜 진공을 중단하고 냉각단계를 개시하는데, 이는 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.

냉각장치(20)는 상형(14)의 내부공간(22) 내부에, 상부벽(42)에 고정부착되어 배치된다. 제1 바람직한 실시예에서, 냉각장치(20)는 상형(14)의 내부공간(22)에 두루 공기를 순환시키는 송풍기를 포함한다. 다른 방법으로는, 냉각장치(20)가 당해 기술분야에서 알려진 다른 공기 송풍 또는 순환수단, 예를 들어 주형(10) 외부에서 공기를 흡인할 수 있고 또는 순환되는 공기를 냉각시키는 장치를 포함할 수 있는 송풍 덕트 등을 또한 포함하는 것을 생각할 수 있다. 냉각장치(20)는 냉각공기를 순환시켜 성형 후의 시트(16)를 냉각하며, 이에 대해서는 아래에서 더욱 상세히 설명한다.

성형 주형(10)은 성형 주형(10)의 외부 형상에 의해 한정되는 시트(16)의 가 장자리를 다듬기 위한 다듬질수단(88)을 더욱 포함한다. 제1 바람직한 실시예에서, 다듬질수단(88)은 상형(12)의 주변 둘레에 볼트(91)로 고정부착된 일련의 칼날들(blades)(90)을 포함한다. 칼날들(90)은 측벽들(44,46,48,50)의 하부 가장자리들(52,54,56,58)을 지나서 아래쪽으로 연장되며, 날카로운 선단(92)을 포함한다. 상형(12) 및 하형(14)이 그 사이에 시트(16)를 보유하기 위하여 합쳐질 때, 칼날들(90)은 동시에 시트(16)를 관통하여 절단함으로써, 남는 재료를 잘라내고 시트(16)의 주변을 성형 주형(10)의 주변에 의해 한정되는 형상으로 성형한다. 도시된 바와 같이, 핀부분(70)은 선단(92)을 지나서 연장되어, 시트(16)가 날카로운 선단(92)과 맞물리기 전에 시트(16)와 접촉함으로써, 다듬질 작업 중에 제 위치에 안정적으로 보유될 수 있도록 보장하는 것이 바람직하다. 덧붙여서, 바람직한 실시예에서는, 도 5b에 도시한 바와 같이, 각 가장자리부를 따라 다수의 칼날(90)이 있고, 칼날(90)의 각 선단(92)은 시트(16) 면에 대하여 기울어져 있어, 시트(16)의 각 측면을 따라서 일련의 진행하는 다듬질 단면들을 형성하며, 따라서 다듬질을 하는데 필요한 힘을 감소시킨다는 점에 유의해야 한다.

시트(16)의 주변을 다듬질하기 위한 상기와 다른 다듬질수단(88)이 구현될 수 있을 것으로 또한 생각된다. 이러한 수단은 레이저, 고속 워터젯(water jet) 등을 포함한다. 이러한 구성에서, 레이저 다듬질장치 또는 워터젯 다듬질장치는, 주형이 닫힘 위치로 이동된 후에 성형 주형(10)의 주변을 선회하고, 이렇게 이동하면서 남는 재료를 다듬질해서 없애버리도록 구성될 수 있다. 상기 다른 다듬질수단의 예시적인 실시예가 도 7에 상세히 도시되어 있다.

감지장치(80) 및 냉각장치(20)를 포함하여 성형 주형(10)의 여러 구성요소들과 전기적으로 소통되는 제어기(100)가 구비된다. 특정 실시예에 따라서는, 제어기(100)는 레이저 또는 워터젯 다듬질장치와도 전기적으로 소통되어 그들의 동작을 제어하게 할 수 있다. 제어기(100)는 아래에 상세히 설명되는 바와 같이 성형 공정을 제어한다.

본 발명은 중합물질 시트(16)의 성형방법, 바람직하게는 상술한 성형 주형(10)을 이용하는 성형방법을 제공한다. 도 8을 특히 참조하여, 본 발명의 방법을 상세히 설명한다. 첫 단계(200)에서, 시트(16)가 틀(17) 안에 장착된다. 시트(16)는 여러 단계들(210,220,230)에서 가열되어, 마침내 유리전이온도(glass transition temperature)를 넘도록 가열되고, 유리전이단계에 도달하여, 끈적끈적해지거나 탄력 있게 된다. 그러나, 시트는 용융 온도에 도달하는 지점까지 가열되어 녹아서 못쓰게 되어서는 안 된다는 점을 유의하여야 한다. 가열 단계의 수, 각각의 가열시간 및 온도는 사용하는 재료의 종류 및 두께에 따라 달라질 수 있다. 시트(16)를 단계적으로 가열하면 이렇게 하지 않을 경우 발생가능한 시트(16) 표면의 기포나 기타 변형을 방지하게 된다.

시트(16)는 이어서 성형단계(240)로 옮겨져서, 하형(14) 위에 놓여지며, 시트(16)의 하부면(102)이 측벽들(26,28,30,32)의 상부 가장자리들(34,36,38,40) 위에 놓인다. 상형(12)이 하형(14)과 정렬된 상태로 아래로 이동하고, 이로써 측벽들(44,46,48,50)의 하부 가장자리들(52,54,56,58)이 시트(16)의 상부면(104)과 맞물리며, 그리하여 시트(16)를 상형(12)과 하형(14) 사이에 보유하게 된다. 틀은 시트(16)의 주변을 견고한 형태로 고정하며, 따라서 시트(16)는 성형 주형(10) 내에서 봉해질 때 당겨지고 늘려진다. 동시에, 보유장치들(62)이 하향 힘을 가함으로써, 시트(16)의 하부면(102)을 치우치게 하여 측벽들(26,28,30,32)의 상부 가장자리들(34,36,38,40)과 단단히 맞물리게 하여, 그 사이에 기밀 시일(airtight seal)을 형성한다. 추가적으로, 시트(16)의 가장자리들은 성형 주형(10)의 주변 형상에 따라 다듬질된다. 바람직한 실시예에 따르면, 시트(16)의 다듬질은 상형(12)과 하형(14)을 닫는 것과 동시에 일어나며, 따라서 상형(14)이 시트(16)의 상부면(104)과 맞물릴 때 칼날들(90)이 시트(16)를 관통하여 절단한다. 그러나 다른 실시예에서는, 상형(12)과 하형(14)이 결합된 다음에 다듬질이 행해지도록 할 수도 있으며, 이에 따라 레이저 또는 워터젯 다듬질장치가 성형 주형(10)의 주변 둘레를 이동한다.

일단 시트(16)가 상형(12)과 하형(14) 사이에 보유되면, 개구부(60)를 통하여 내부공간(18)으로부터 공기를 흡인함으로써 하형(12)의 내부공간(18) 내부에 진공이 형성된다. 진공은 시트(16)의 하부면(102)과 측벽들(26,28,30,32)의 상부 가장자리들(34,36,38,40) 사이의 기밀 시일 덕분에 형성가능한 것이다. 그 결과, 시트(16)가 진공력에 의해 내부공간(18) 안으로 아래로 흡인되며, 따라서 원하는 형상을 형성한다. 감지장치(80)는 시트가 내부공간(18) 내에서 특정 흡인 깊이에 도달했을 때를 감지한다. 시트(16)가 상기 흡인 깊이에 도달했음을 감지했을 때, 냉각장치(20)가 구동되어 시트(16)를 유리전이온도 아래로 냉각시킴으로써, 다시 단단한 상태를 얻는다. 진공은 냉각 공정 중에 정상상태(steady state)로 유지되며 시트(16)가 충분히 냉각될 때까지는 해제되지 않는다. 시트의 냉각시간을 상술한 작용들 각각을 제어하는 제어기(100)에 의해 감독할 수 있다. 일단 시트(16)가 충분히 냉각되면, 하형(14)으로부터 진공이 해제되고 상형(12)은 떼어낸다. 남은 시트 재료가 부착된 틀(17) 또한 떼어내며, 이로써 성형 주형(10)으로부터 빼낼 수 있는 성형된 시트(16)가 남는다. 이는 도 6에 가장 잘 도시되어 있다. 제2의 클램핑장치(110)를 사용하여 시트(16)의 주변 가장자리를 파지하고 나머지 공정들 동안 시트를 운반한다.

성형 공정에 이어, 틀과 남은 재료는 남은 재료의 재처리를 위해 운반되어 나가고(250), 성형된 시트(16)는 최종 제품을 생산하기 위한 여러 마무리 공정들을 거친다. 이 단계들은 제1 품질검사단계(260), 하도(primer) 및 상도(top coat)단계(각각 270, 280), 그리고 제2 품질검사단계(290)를 포함하는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 품질검사단계(260,290)는 카메라와 같은 광학적 수단에 의해 수행되는 것이 바람직하며, 중합체 시트(16)에 왜곡, 긁힘 및/또는 마모가 없는지 확인한다. 하도 및 상도단계(270,280)는 침청(dip) 또는 분무에 의한 하도도장, 하도 건조 부단계(sub-step), 단단한 코팅 도포 부단계, 단단한 코팅 건조 부단계를 포함하는 것이 바람직하다. 그러나, 본 명세서에서 설명하는 마무리 공정들은 전적으로 예시적인 것일 뿐이며 당해 기술분야에서 널리 알려진 다수의 다른 마무리 공정들로 대체하거나 또는 이러한 공정들을 더 포함할 수 있음을 알 것이다. 마지막 단계(300)에서, 완성된 시트(16)가 고객에게 배달하기 위해 포장된다.

비록 도 8 및 이를 뒷받침하는 본 명세서의 설명이 중합물질을 성형하기 위 한 대체로 선형의 공정라인을 묘사하고 있긴 하지만, 당업자라면 공정라인의 배치가 변할 수 있음을 알 것이다. 예를 들어, 공정라인은 원형라인일 수도 있고, 이로써 공정 단계들이 전체적으로 원형으로 배치되는 것을 생각해 볼 수 있다. 이렇게 하면, 시트(16)는 최종 제품을 성형하기 위하여 원형 배치 둘레로 공정 단계들 각각을 거쳐 회전하게 된다.

여기에 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들이 상술한 이점들을 제공하도록 잘 만들어진 것들임을 알 수 있긴 하겠지만, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 합당한 범위나 정당한 의미로부터 벗어나지 않고서도 개조, 변경, 변화를 받아들일 수 있음을 알 것이다.

Claims (35)

1. 제1 내부공간을 구획하는 하부벽 및 제1 측벽을 가지고 상기 제1 측벽은 제1 가장자리를 가지며, 상기 제1 가장자리는 중합물질의 가장자리부 내에 상보적인 비평면 윤곽 또는 곡면부를 형성하기 위해 상기 제1 가장자리에서 수평면 상부 또는 하부에 바람직한 비평면 윤곽 또는 곡면부를 가지는 제1 반형(mold half);

   제2 가장자리를 가지고, 상기 제2 가장자리는 상기 제1 가장자리와 상보적인 상기 제2 가장자리에서 수평면 상부 또는 하부에 비평면 윤곽 또는 곡면부를 가지는 제2반형;

   시트를 이동시키기 위한 압력을 형성하는 장치로부터 분리되어 중합물질을 활발하게 냉각하기 위해 상기 제1 및 제2 내부공간 중 하나의 내부에 배치된 냉각장치; 및

   상기 제1 및 제2 반형들 중의 하나 내로 들어가는 시트의 크기를 감지하기 위해 상기 제1 및 제2 반형 중 하나에 부착되는 감지장치를 포함하고,

   상기 제1 및 제2 반형들은 시트를 형성하기 위해 상기 제1 및 제2 가장자리 사이에서 시트를 선택적으로 죄어 고정시켜서, 시트가 상기 제1 및 제2 반형들 중의 하나로 압력에 의해 이동되는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
2. 제1항에 있어서, 시트는 주변 가장자리와 중앙부를 포함하고, 이에 따라 상기 제1 및 제2 가장자리들은 상기 제1 및 제2 반형들 중의 하나로부터 떨어져서 배치된 상기 중앙부로써 시트를 선택적으로 지지하는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
3. 수평면 상부 또는 하부에 비평면 윤곽 또는 곡면부를 가지는 제1 가장자리를 가지는 제1 내부공간을 구획하는 제1 반형 및 수평면 상부 또는 하부에 비평면 윤곽 또는 곡면부를 가지고 상기 제1 가장자리와 상보적인 제2 가장자리를 가지는 제2 반형; 및

   상기 제1 및 제2 반형들 내로 시트를 이동시키기 위한 압력을 형성하는 장치로부터 떨어져서 상기 반형들 중의 하나 내로 활발하게 냉각 공기를 분사하도록 상기 제1 및 제2 반형들 중의 하나 내에 배치되는 냉각장치를 포함하고,

   상기 제1 및 제2 반형들은 그 사이에 시트를 선택적으로 죄어 고정하기 위해서 함께 다가와서, 시트는 형성 공정 동안 제1 및 제2 가장자리 중의 하나에 의해서 단독으로 지지되고, 상기 냉각 장치는 시트를 냉각하기 위해서 상기 반형들 중의 하나 내로 활발하게 냉각 공기를 분사하는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 가장자리는 사면(斜面)으로 되고, 상기 제2 가장자리도 제1 및 제2 반형 사이에 시트를 죄어 고정시키는 것이 용이하도록 상기 제1 가장자리에 대응하여 사면으로 되는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
5. 제1항에 있어서, 시트의 주변을 원하는 형상으로 다듬질하기 위한 다듬질장치를 더 포함하는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 다듬질장치는 상기 제1 및 제2 반형들 중 하나의 주변 둘레에 배치된 다수의 칼날들을 포함하여 시트를 상기 제1 및 제2 반형들 사이에 죄어 고정했을 때 시트의 상기 주변을 다듬질하는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 제2 반형은 제2 내부공간을 구획하는 상부벽 및 제2 측벽을 가지고 닫히는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 압력은 양압 또는 음압인 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반형 중 하나에 의해 지지되도록 작용하여 시트를 상기 제1 및 제2 반형들 중 다른 하나의 상기 제1 및 제2 가장자리들 중 하나와 접촉하도록 치우치게 하는 보유장치를 더 포함하는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 보유장치는 상기 제1 및 제2 반형들 중 하나의 공동(空洞) 내부에 미끄러져 움직일 수 있도록 배치되고, 상기 제1 및 제2 가장자리들 중 하나의 개구부를 통과하여 미끄러져 움직일 수 있는 핀부분을 포함하는 보유 핀; 및

    상기 공동 내부에 작동가능하게 배치되어 상기 보유 핀을 치우치게 함으로써 상기 핀부분이 상기 개구부를 통과하여 바깥쪽으로 연장되도록 하는 스프링을 포함하는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
11. 제1 내부 공동(空洞)과 수평판 상부 또는 하부에 비평면 윤곽 또는 곡면부를 가지는 제1 주변 외측 가장자리를 구획하는 제1 반형 및 수평판 상부 또는 하부에 비평면 윤곽 또는 굴곡부를 가지고 상기 제1 주변 외측 가장자리와 상보적인 제2 주변 외측 가장자리를 구획하는 제2 반형; 및

    시트를 상기 제1 및 제2 내부 반형들 중의 하나 안으로 충분히 이동시키면서 시트를 처음 온도로부터 활발하게 냉각시키기 위해 상기 제1 및 제2 반형들 중의 하나 내에 작동 가능하게 배치되는 냉각장치를 포함하고,

    상기 제1 및 제2 반형들은 그 사이에서 시트를 선택적으로 죄어 고정하고, 압력은 시트를 제1 및 제2 반형들 중 하나 내로 이동시키기 위해 제1 및 제2 반형들 중의 하나 내에서 발생되며, 상기 냉각장치는 시트를 이동시키기 위한 압력을 형성하는 장치로부터 분리된 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
12. 제11항에 있어서, 시트는 주변 가장자리와 중앙부를 포함하고, 이에 따라 상기 제1 및 제2 주변 외측 가장자리들은 상기 제1 및 제2 반형들로부터 떨어져 배치된 상기 중앙부로써 시트를 선택적으로 지지하는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 제1 주변 외측 가장자리는 시트의 가장자리부 형상을 구획하도록 윤곽이 형성되거나 또는 굴곡이 형성되고, 상기 제2 주변 외측 가장자리는 상기 제1 및 제2 반형들 사이에 시트를 죄어 고정시키는 것이 용이하도록 상기 제1 주변 외측 가장자리에 대응하여 윤곽이 형성되거나 굴곡이 형성되는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
14. 제11항에 있어서, 상기 제1 주변 외측 가장자리는 사면(斜面)으로 되고, 상기 제2 주변 외측 가장자리도 제1 및 제2 반형 사이에 시트를 죄어 고정시키는 것이 용이하도록 상기 제1 주변 외측 가장자리에 대응하여 사면으로 되는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
15. 제11항에 있어서, 시트의 크기를 감지하기 위해 상기 제1 및 제2 반형들 중의 하나에 고정하여 부착되는 감지장치를 더 포함하는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
16. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반형들의 상기 제1 및 제2 주변 외측 가장자리들 중의 하나와 접촉하도록 시트를 치우치게 하기 위해 상기 제1 및 제2 반형들 중 하나에 의해 작동가능하게 지지되는 보유장치를 더 포함하는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
17. 제16항에 있어서, 상기 보유 장치는 상기 제1 및 제2 반형들 중 하나의 공동 내부에 미끄러져 움직일 수 있도록 배치되고, 상기 제1 및 제2 주변 외측 가장자리들 중 하나의 개구부를 통과하여 미끄러져 움직일 수 있는 핀부분을 포함하는 보유 핀; 및

    상기 공동 내부에 작동가능하게 배치되어 상기 보유 핀을 치우치게 함으로써 상기 핀부분이 상기 개구부를 통과하여 바깥쪽으로 연장되도록 하는 스프링을 포함하는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
18. 제11항에 있어서, 상기 제2 반형은 제2 내부공간을 구획하는 상부벽 및 제2 측벽을 가지고 닫히는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
19. 제11항에 있어서, 상기 압력은 양압 또는 음압인 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
20. 제3항에 있어서, 상기 제1 가장자리는 시트의 가장자리 형상을 구획하기 위해서 윤곽이 형성되거나 또는 굴곡이 형성되고, 상기 제2 가장자리는 상기 제1 및 제2 반형들 사이에 시트를 죄어 고정시키는 것이 용이하도록 상기 제1 가장자리에 대응하여 윤곽이 형성되거나 또는 굴곡이 형성되는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
21. 제3항에 있어서, 성형 공정 동안 시트의 크기를 감지하기 위해 상기 제1 및 제2 반형들 중의 하나에 부착되는 감지장치를 더 포함하는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
22. 제3항에 있어서, 상기 제2 반형은 제2 내부공간을 구획하는 상부벽 및 제2 측벽을 가지고 닫히는 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
23. 제3항에 있어서, 상기 압력은 양압 또는 음압인 중합물질 시트를 성형하기 위한 성형장치.
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