KR101212465B1 - 냉각판이 형성된 펄프몰드 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각판이 형성된 펄프몰드 성형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1하형은 고정되어 있는 상태에서 원료탱크의 상하 이동으로 초지(펄프원료)를 제1하형으로 공급하고 공급된 초지는 제1하형에서 진공 흡입한 뒤 제1상형이 하강하여 제1하형과 치합되어 1차 성형 및 예열하며, 성형된 펄프제품을 제1상형이 흡착하여 제2하형 쪽으로 옮기며 이후 제2상형과 제2하형의 치합으로 펄프제품을 2차 성형 및 건조시키고 건조된 펄프제품을 제2상형에서 흡착하여 컨베이어로 운반하는 펄프몰드 성형장치로서, 하부금형의 아래에 냉각수 순환통로가 형성된 냉각판을 형성한 것이다.

Description

냉각판이 형성된 펄프몰드 성형장치{Pulp molding machine with cooling plate}

본 발명은 냉각판이 형성된 펄프몰드 성형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1하형은 고정되어 있는 상태에서 원료탱크의 상하 이동으로 초지(펄프원료)를 제1하형으로 공급하고 공급된 초지는 제1하형에서 진공 흡입한 뒤 제1상형이 하강하여 제1하형과 치합되어 1차 성형 및 예열하며, 성형된 펄프제품을 제1상형이 흡착하여 제2하형 쪽으로 옮기며 이후 제2상형과 제2하형의 치합으로 펄프제품을 2차 성형 및 건조시키고 건조된 펄프제품을 제2상형에서 흡착하여 컨베이어로 운반하는 펄프몰드 성형장치로서, 하부금형의 아래에 냉각수 순환통로가 형성된 냉각판을 형성한 것이다.

일반적으로 펄프몰드란 신문지, 골판지, 재생지 또는 파지 등의 폐지(廢紙)를 물에 풀어 펄프화한 것을 형틀로 찍어낸 제품을 지칭하는 것으로서, 펄프몰드 제품으로는 과일이나 계란 등과 같이 쉽게 깨지거나 상하기 쉬운 식품의 포장재로 사용되기도 하며, CD 케이스 등 전자제품의 포장재나 기계제품의 부속품 포장재 등으로 사용되고 있다.

이와 같은 펄프몰드는 펄프몰드 성형장치로 생산되는데, 펄프몰드 성형장치는 신문지 등의 폐지를 물에 풀어 펄프화한 것을 금형에 공급하고 금형에서 진공 흡착하여 물은 배출하고 폐지는 금형에 달라붙어 있는 상태에서 압착 성형하여 펄프몰드를 생산하는 방식이 주로 이용되어지고 있다.

이러한 펄프몰드 성형장치는 크게 건식 장치와 습식 장치로 나눌 수 있는데, 건식장치는 상형과 하형에서 펄프몰드를 가열하여 건조시켜 제품생산을 완료하는 방식이고, 습식장치는 상형과 하형에서 가압 성형한 뒤 별도의 건조장치에서 건조시켜 생산을 완료하는 방식이다.

종래의 펄프몰드 성형장치는 본 출원인이 선출원한 공개특허 제10-2010-0097385호에 개시되어 있으며, 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다.

상기한 펄프몰드 성형장치는 상하좌우로 슬라이딩되는 제1상형(10) 및 제2상형(20)과, 상기 제1상형(10) 및 제2상형(20)에 치합되어 펄프 제품을 성형 및 건조하며 몸체(1)에 고정되어 있는 제1하형(30) 및 제2하형(40)과, 상기 제1하형(30)을 둘러싸는 형태로 형성되며 상하로 수직 왕복운동할 수 있는 원료탱크(50)를 포함하여 구성되고, 상기 원료탱크(50)는 펄프 원료를 제1하형(30)에 매집할 때에는 상승된 상태이며, 제1하형(30)과 제1상형(10)이 치합되어 펄프 제품이 성형될 때에는 하강된 상태이다.

이런 종래의 펄프몰드 성형장치는 그 크기가 매우 크고 이로써 장착되는 금형의 수 또한 많아 많은 제품을 신속히 생산할 수 있는 큰 장점이 있으나, 제품의 빠른 건조를 위해 히터에서 발생되는 열 또한 많아 이러한 히터의 열로 인해 구성품들의 열변형을 가져오게 된다.

특히, 종래의 펄프몰드 성형장치는 도 4에 도시된 바와 같이 제2하형(40)에 형성된 히터플레이트(45)에서 발생한 열이 단열재(47)를 거쳐 진공챔버(48) 쪽으로 전달되므로 진공챔버의 열변형이 발생하게 된다. 실제 단열재(47)의 경우 열을 차단하는 기능이 있으나 히터(46)에서 계속하여 열이 발생되므로 사용시간이 길어질수록 단열재(47)의 단열기능이 저하되고 이로써 상술한 히트플레이트, 진공챔버 및 프레임들의 열변형이라는 문제가 생기게 된다.

종래의 펄프몰드 성형장치는 이러한 부분을 방지하기 위해 진공챔버와 결합되어 있는 프레임에 냉각수 순환통로(61)를 형성하였으나, 프레임의 특성상 그 두께가 얇아서 냉각수 순환통로(61)의 열교환 면적이 저하되고 이로써 진공챔버의 냉각효과가 저하되었다.

또한, 직접적인 접촉에 의해 열변형이 발생하는 히트플레이트, 진공챔버 및 진공챔버 주위의 프레임들에 대해 원천적으로 열변형을 방지하는데 한계가 있었다.

이러한 히트플레이트, 진공챔버 및 진공챔버 주위의 프레임들이 열변형으로 인해 그 형태가 변하게 되면 히터플레이트에 결합되어 있는 금형 역시 영향을 받아 심할 경우 금형이 파손될 우려도 있으며, 금형의 체결위치가 변함으로써 상형과 하형에 형성된 금형 간의 치합 위치가 틀어져 제품의 생산이 불가능해지거나 제품의 형상이 소망하는 형태로 형성되지 않는 등 많은 문제가 발생된다.

따라서, 본 발명은 펄프몰드 성형장치를 제공하되 하부금형의 아래에 냉각수 순환통로가 형성된 냉각판을 형성하여 히트플레이트, 진공챔버 및 진공챔버 주위의 프레임들에 대한 열변형을 원천적으로 차단할 수 있는 냉각판이 형성된 펄프몰드 성형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 상기 냉각판은 단열재와 일정거리 떨어져 형성함으로써 히터에서 발생된 열이 냉각판에 의해 냉각되는 것을 방지해주어 히터의 열손실을 줄일 수 있는 냉각판이 형성된 펄프몰드 성형장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 의한 냉각판이 형성된 펄프몰드는 제2하형의 아래에 냉각수 순환통로가 형성된 냉각판을 형성하여 진공챔버 및 히터플레이트의 열변형을 방지한다.

본 발명에 의한 냉각판이 형성된 펄프몰드 성형장치는 하부금형의 아래에 냉각수 순환통로가 형성된 냉각판을 형성하여 히트플레이트, 진공챔버 및 진공챔버 주위의 프레임들에 대한 열변형을 원천적으로 차단할 수 있으며, 상기 냉각판과 진공챔버를 직접적으로 접촉시켜 진공챔버의 냉각 효과를 극대화하고 냉각판은 단열재와 일정거리 떨어지도록 형성하여 히터에서 발생된 열이 냉각판에 의해 급격히 냉각되는 것을 방지해주어 히터의 열손실을 줄일 수 있다.

도 1 내지 도 4는 종래 펄프몰드 성형장치의 구성도
도 5는 본 발명의 일부구성예시도
도 6은 본 발명에 의한 냉각판의 구성도
도 7은 도 6의 측면구성도

본 발명은 냉각판이 형성된 펄프몰드 성형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1하형은 고정되어 있는 상태에서 원료탱크의 상하 이동으로 초지(펄프원료)를 제1하형으로 공급하고 공급된 초지는 제1하형에서 진공 흡입한 뒤 제1상형이 하강하여 제1하형과 치합되어 1차 성형 및 예열하며, 성형된 펄프제품을 제1상형이 흡착하여 제2하형 쪽으로 옮기며 이후 제2상형과 제2하형의 치합으로 펄프제품을 2차 성형 및 건조시키고 건조된 펄프제품을 제2상형에서 흡착하여 컨베이어로 운반하는 펄프몰드 성형장치로서, 하부금형의 아래에 냉각수 순환통로가 형성된 냉각판을 형성한 것이다.

먼저, 본 명세서에서 사용되는 명칭 및 도면부호는 본 출원인이 선출원한 종래의 펄프몰드 성형장치와 중복되는 구성에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 도면부호를 사용한다.

본 발명은 상하좌우로 슬라이딩되는 제1상형(10) 및 제2상형(20)과, 상기 제1상형(10) 및 제2상형(20)에 치합되어 펄프 제품을 성형 및 건조하며 몸체(1)에 고정되어 있는 제1하형(30) 및 제2하형(40)과, 상기 제1하형(30)을 둘러싸는 형태로 형성되며 상하로 수직 왕복운동할 수 있는 원료탱크(50)를 포함하여 구성되고, 상기 원료탱크(50)는 펄프 원료를 제1하형(30)에 매집할 때에는 상승된 상태이며, 제1하형(30)과 제1상형(10)이 치합되어 펄프 제품이 성형될 때에는 하강된 상태인 펄프몰드 성형장치에 있어서, 상기 제2하형(40)의 아래에는 냉각수 순환통로(101)가 형성된 냉각판(100)을 형성하여 히터플레이트(45), 진공챔버(48) 및 프레임들의 열변형을 방지한 것이 특징인 냉각판이 형성된 펄프몰드 성형장치이다.

본 발명의 구성 즉, 본 출원인이 선출원한 종래 펄프몰드 성형장치의 구성과 동일한 구성에 대해 간략히 살펴보면 상기 원료탱크(50)는 하부에 형성된 유압실린더(32)에 의해 상하로 이동되되, 상기 원료탱크(50)는 몸체(1)에 형성된 프레임에 결합되어 있는 파워베이스(34)에 의해 지지되어 이동되며, 원료탱크(50)의 내부에는 제1하형(30)을 지지하는 서포터(35)에 의해 관통되는 홀(도면부호 없음)이 형성되고, 상기 홀과 서포터(35) 사이에는 패킹(37)이 형성되어 원료탱크(50) 내부의 펄프 원료(초지)가 새는 것을 방지하며, 원료탱크(50)는 펄프 원료를 제1하형(30)에 매집할 때에는 상승된 상태이며, 제1하형(30)과 제1상형(10)이 치합되어 펄프 제품이 성형될 때에는 하강된 상태이다.

상기 제1, 2 상형(10, 20) 및 제2하형(40) 중 적어도 어느 하나 이상은 펄프 제품에 열을 전달하는 히터플레이트(15, 25, 45)와, 상기 히터플레이트(15, 25, 45)에 열을 가하는 히터(16, 26, 46)와, 상기 히터(16, 26, 46)에서 발생된 열이 전달되는 것을 차단해주는 단열재(17, 27, 47)를 포함하여 구성되어 있으며, 상기 제1상형(10) 및 제2상형(20)은 상부에 형성된 각각의 유압실린더(12, 22)에 의해 이동되고, 각각 형성된 가이드봉(13, 23)에 의해 가이드되어 상하로 왕복운동되되, 상기 유압실린더(12, 22) 및 가이드봉(13, 23)과 상형(10, 20)과의 결합을 위해 형성된 체결블록(19, 29)에는 히터(16, 26)에서 전달되는 열을 차단해주기 위해 냉각수가 순환되는 냉각수순환통로(60)가 형성되어 있다.

상기 제1상형(10) 및 제2상형(20)의 일측에는 상형의 좌우 이송을 위해 트랜스퍼(14, 24)가 형성되어 있으며, 상기 트랜스퍼(14, 24)의 내부에는 에어챔버(14a, 24a)가 형성되어 상형에서 제품을 분리할 때에는 에어챔버 내에 들어가 있던 에어가 분사되어 제품의 분리를 용이하게 하는데, 상기 에어챔버(14a, 24a)와 금형(11, 21) 사이에는 에어의 흐름을 제어해줄 수 있는 밸브가 형성되어야 함은 당연하며, 상기 밸브는 전자식 솔레노이드밸브 등으로 구성할 수 있다.

여기서, 상기 트랜스퍼(14, 24)에는 상형과 연결된 실린더로드(12a, 22a) 및 가이드봉(13, 23)에 의해 관통되는 홀이 형성되어 있고, 상기 홀에는 베어링(53)이 삽치되어 있다. 따라서, 상기 실린더로드(12a, 22a) 및 가이드봉(13, 23)은 트랜스퍼(14, 24)의 홀에 삽치되어 있는 베어링(53)에 의해 가이드되면서 상하로 이동된다.

이하, 본 발명이 종래의 펄프몰드 성형장치와 차별화된 특징적인 부분에 대해 도 5 내지 도 7을 참조하여 살펴보면, 제2하형(40)에 형성된 히터(46)의 열은 성형장치의 가동중에는 계속하여 발생하고 있으므로 히터플레이트(45)와 금형(41) 뿐만 아니라 단열재(47)를 거쳐 하부 즉, 진공챔버(48)나 진공챔버(48) 주위의 프레임들로 전달되게 되어 진공챔버(48) 등의 열변형을 가져오게 된다.

만약 히터플레이트(45)가 열변형이 일어나지 않는다 하더라도 진공챔버(48)나 프레임에 열변형이 일어나게 되면 프레임에 고정되어 있는 히터플레이트(45) 역시 그 형태가 변하게 되고 이로 인해 히터플레이트(45)에 결합되어 있는 금형(41) 역시 영향을 받아 심할 경우 금형(41)이 파손될 우려도 있으며, 금형의 체결위치가 변함으로써 제2상형(20)과 제2하형(40)에 형성된 금형(21, 41)의 치합위치가 틀어져 제품의 생산이 불가능하거나 불량 발생의 우려나 높다.

따라서, 도 6과 도 7에 도시되어 있는 냉각판(100)을 제2하형(40) 즉, 진공챔버(48)와 접하도록 형성하여 진공챔버(48) 및 진공챔버(48) 주위 프레임들과 히터플레이트(45)의 열변형을 방지한다.

또한, 상기 냉각판(100)은 단열재(47)와 일정거리 떨어져 형성함으로써 히터플레이트(45)에서 발생된 열이 냉각판(100)에 의해 급격히 냉각되는 것을 방지해주어 히터(46)의 열손실을 방지한다.

그리고, 진공챔버(48)와 히터플레이트(45) 사이에는 진공관(102)을 형성하여 금형(41)에 안착된 제품에서 나오는 물기를 흡수할 수 있도록 한다.

1. 몸체 1a. 프레임 2. 진공펌프 3. 진공탱크
4. 모터 5. 진공배관 6. 배출관 7. 오토밸브
8. 스프레이 9. 레일
10. 제1상형 11. 금형 12. 유압실린더 12a. 실린더로드
13. 가이드봉 14. 트랜스퍼
14a. 에어챔버 14b. 체결플레이트 14c. 홀 15. 히터플레이트
16. 히터 17. 단열재 18. 진공챔버 19. 체결블록
20. 제2상형 21. 금형 22. 유압실린더 22a. 실린더로드
23. 가이드봉 24. 트랜스퍼 24a. 에어챔버 25. 히터플레이트
26. 히터 27. 단열재 28. 진공챔버 29. 체결블록
30. 제1하형 31. 금형 32. 유압실린더 33. 가이드봉
34. 파워베이스 35. 서포터 36. 진공홀 37. 패킹
38. 진공챔버
40. 제2하형 41. 금형 45. 히터플레이트 46. 히터
47. 단열재 48. 진공챔버
50. 원료탱크 51. 연결구 53. 베어링
60. (상형)냉각수순환통로 61. (하형)냉각수순환통로
61a. 냉각수인입구 61b. 냉각수배출구 62. 체결볼트
71~76. 위치감지센서 80. 좌우이송실린더 81. 실린더로드
100. 냉각판 101. 냉각수 순환통로 102. 진공관

Claims (2)

1. 상하좌우로 슬라이딩되는 제1상형(10) 및 제2상형(20)과, 상기 제1상형(10) 및 제2상형(20)에 치합되어 펄프 제품을 성형 및 건조하며 몸체(1)에 고정되어 있는 제1하형(30) 및 제2하형(40)과, 상기 제1하형(30)을 둘러싸는 형태로 형성되며 상하로 수직 왕복운동할 수 있는 원료탱크(50)를 포함하여 구성되고, 상기 원료탱크(50)는 펄프 원료를 제1하형(30)에 매집할 때에는 상승된 상태이며, 제1하형(30)과 제1상형(10)이 치합되어 펄프 제품이 성형될 때에는 하강된 상태인 펄프몰드 성형장치에 있어서,
   상기 제2하형(40)의 아래에는 냉각수 순환통로(101)가 형성된 냉각판(100)을 형성하여 히터플레이트(45), 진공챔버(48) 및 프레임들의 열변형을 방지한 것이 특징인 냉각판이 형성된 펄프몰드 성형장치
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉각판(100)은 단열재(47)와 일정거리 떨어져 형성함으로써 히터(46)에서 발생된 열이 냉각판(100)에 의해 급격히 냉각되는 것을 방지해주어 히터(46)의 열손실을 줄인 것이 특징인 냉각판이 형성된 펄프몰드 성형장치
   

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