KR101215587B1

KR101215587B1 - 파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형 방법

Info

Publication number: KR101215587B1
Application number: KR1020117017632A
Authority: KR
Inventors: 타케미 마츠노; 데니스 페리넷; 진 루이스
Original assignee: 파우레시아 이넨라움 시스템 게엠바하; 가부시키가이샤 나까타 코팅
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2012-12-26
Also published as: EP2402136A4; EP2402136A1; EP2402136B1; US8814550B2; ES2573983T3; PL2402136T3; JPWO2010098198A1; CN102292203A; CN102292203B; JP4912507B2; KR20110110251A; WO2010098198A1; US20110316184A1

Abstract

내구성 등이 우수한 2 색 성형 시트 형상물이 신속하고 안정적으로 얻어지는 파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형 방법을 제공한다. 파우더 슬러쉬부(A 부)와, 금형 가열부(B 부)와, 금형 냉각부(C 부)와, 금형 가공부(E 부)를 구비하고, 2 색 성형 시트 형상물을 성형하기 위한 파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형 방법으로서, 금형 가공부에서 제 1 수지로 이루어지는 두께 1 ~ 200 μm의 도포층을 형성하기 위한 수지 도포 장치에 의해 도포한 후, 파우더 슬러쉬부에서 제 1 수지로 이루어지는 도포층 상 또는 인접하여 제 1 수지와는 상이한 제 2 수지로 이루어지는 시트 형상물을 파우더 슬러쉬 성형한다.

Description

파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형 방법{POWDER SLUSH MOLDING MACHINE AND POWDER SLUSH MOLDING METHOD}

본 발명은 파우더 슬러쉬(powder slush) 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형 방법에 관한 것으로, 특히 내구성 등이 우수한 2 색 성형 시트 형상물을 안정적으로 성형하기 위한 파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형 방법에 관한 것이다.

종래에 자동차의 내장재 등의 대형이고 복잡한 형상을 가지는 시트 형상물을 제조하는데 있어서, 파우더 슬러쉬부와 금형 냉각부를 구비한 파우더 슬러쉬 성형기를 이용하여 파우더(분말 수지)를 슬러쉬 성형하는 파우더 슬러쉬 성형 방법이 널리 실시되고 있다.

그리고, 도 15에 도시한 바와 같이, 경계부가 명료한 이색(異色) 표피의 제조 방법을 제공하기 위하여, 금형(216)에 대해 경계부(215)로서 페이스트 상태 수지를 노즐 도포한 후, 경계부의 양측에 각각 상이한 수지(220, 221)를 이용하여 파우더 슬러쉬 성형하는 것을 특징으로 한 이색 표피의 제조 방법이 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

일본특허공개공보 평2-130112호

그러나, 제안된 파우더 슬러쉬 성형 방법에서 복수의 수지를 이용하여 세밀하고 또한 단시간에 2 색 성형 시트 형상물을 얻을 수는 없었다.

즉, 얻어지는 2 색 성형 시트 형상물에서 복수의 슬러쉬 성형품끼리의 경계가 확실하지 않고 또한 금형 온도가 변화되기 때문에, 안정적으로 2 색 성형 시트 형상물을 얻는 것은 곤란했다.

또한, 얻어지는 2 색 성형 시트 형상물에서 복수의 슬러쉬 성형품끼리의 경계에서의 강도가 낮기 때문에, 파단(破斷)되기 쉬워 내구성이 부족하다고 하는 문제가 있었다.

한편, 2 색 성형 시트 형상물을 제조하는데 있어서, 시트 형상물을 파우더 슬러쉬 성형한 후에 파우더 슬러쉬 성형 장치와는 다른 도장(塗裝) 장치를 이용하여 소정 개소에 도장을 실시하는 것도 고려할 수 있지만, 파우더 슬러쉬 성형재와 도포막과의 사이의 밀착력이 부족하여 박리되기 쉽다고 하는 문제가 있었다.

또한, 정확한 위치에 도장층을 형성하는 것이 곤란할 뿐만 아니라, 도포막을 형성하는데 시간 또는 설비가 들어 경제적으로 불리하다고 하는 문제가 있었다.

따라서, 종래의 2 색 성형 시트 형상물은 내구성이 부족하여 실용(實用)에 제공할 수 없다고 하는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 발명자는 집중 검토한 결과, 제 1 수지에 대해서는 수지 도포 장치를 이용하여 금형의 소정 개소에 적용하고, 이어서 소정 두께의 제 1 수지로 이루어지는 도포층 상 또는 인접하여 제 2 수지를 파우더 슬러쉬 성형함으로써, 복수 수지로 이루어지는 층간에서의 밀착성이 우수하고 또한 막 두께의 불균일이 적어지며, 나아가서는 내구성이 우수한 2 색 성형 시트 형상물이 신속하고 안정적으로 얻어진다는 것을 발견하였다.

즉, 본 발명은 내구성이 우수한 2 색 성형 시트 형상물이 신속하고 안정적으로 얻어지는 파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 따르면, 파우더 슬러쉬부와, 금형 가열부와, 금형 냉각부와, 금형 가공부를 구비하고, 2 색 성형 시트 형상물을 성형하기 위한 파우더 슬러쉬 성형기로서, 금형 가공부에서 제 1 수지를 금형의 일부에 도포하여 두께 1 ~ 200 μm의 도포층을 형성하기 위한 수지 도포 장치와, 파우더 슬러쉬부에서 제 1 수지로 이루어지는 도포층 상 또는 인접하여 제 1 수지와는 상이한 제 2 수지로 이루어지는 시트 형상물을 파우더 슬러쉬 성형하기 위한 파우더 슬러쉬 장치, 를 구비하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기가 제공되어 전술한 과제를 해결할 수 있다.

즉, 이와 같이 파우더 슬러쉬 성형기를 구성함으로써, 소정의 수지 도포 장치가 내장되어 있기 때문에, 금형의 소정 개소에 제 1 수지로 이루어지는 문자, 도형 혹은 시트 형상의 도포층을 신속하고 정밀하게 형성할 수 있다.

또한, 동일 성형기에 파우더 슬러쉬 장치와 함께 수지 도포 장치가 구비되어 있으므로, 특별히 위치 조정도 필요로 하지 않고 제 1 수지와는 상이한 제 2 수지로 이루어지는 소정 두께의 시트 형상물을 신속하고 안정적으로 파우더 슬러쉬 성형할 수 있다.

게다가, 도포층의 두께가 비교적 얇기 때문에, 금형에서의 도포층의 형성 장소에서의 열 전도율과 금형에서의 도포층의 비형성 장소에서의 열 전도율의 차이가 작아져, 제 1 수지로 이루어지는 도포층과 제 2 수지로 이루어지는 시트 형상물과의 사이에서 우수한 밀착성을 얻을 수 있고, 중첩 부분에서의 막 두께 차이도 문제가 되지 않는 상황이다.

또한, 수지 도포 장치를 파우더 슬러쉬 성형기와는 다른 장치로서 실시한 경우와 비교했을 때, 파우더 슬러쉬 성형기와 수지 도포 장치와의 사이의 운반 장치 등이 불필요해져, 전체적으로 콤팩트한 파우더 슬러쉬 성형기를 제공할 수도 있다.

또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 장치를 구성하는데 있어서, 금형 가공부에 설치되어 있는 수지 도포 장치가 스프레이 수지 도포 장치인 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 금형의 원하는 위치에 대해 제 1 수지를 효율적으로 도포하여 비교적 박막인 도포층을 형성할 수 있다.

또한, 200 μm를 초과한 비교적 두꺼운 도포층이 형성된 경우에 제 2 수지를 파우더 슬러쉬 성형하고자 하면, 열 전도율과의 관계에서, 도포층 상에 제 2 수지로 이루어지는 소정 두께의 파우더 슬러쉬 성형층을 안정적으로 형성하는 것이 곤란해지는 경우를 볼 수 있었다.

또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 장치를 구성하는데 있어서, 스프레이 수지 도포 장치의 선단부에 수지 도포홀과 미스트화 에어홀과 패턴 에어홀을 가지는 스프레이 노즐이 장착되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 금형의 원하는 위치에 대응시켜 제 1 수지를 효율적으로 도포할 수 있어, 소정 두께의 도포층을 안정적이고 신속하게 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 장치를 구성하는데 있어서, 스프레이 노즐의 선단부가 L 자 형상인 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 스프레이 노즐의 이동이 용이해져 금형에 오목부가 존재하는 경우에도 제 1 수지를 효율적으로 도포할 수 있다.

또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 장치를 구성하는데 있어서, 미스트화 에어홀에서의 에어 흡입구에 온도 제어 장치 혹은 온도 제어 장치 및 공기 건조 장치를 개재하여 컴프레서가 연결되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 겨울철 등의 한랭 시기에도 스프레이 노즐에서의 제 1 수지의 점도 변화가 작아져 제 1 수지를 더 효율적으로 도포할 수 있다.

또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 장치를 구성하는데 있어서, 금형 가공부에서 수지 도포 장치가 동작 위치와 정지 위치와의 사이에서 이동 가능하게 설치되어 있고, 수지 도포 장치가 동작 위치에 있는 경우에는 수지 도포 장치의 동작 영역을 분리 형성하기 위한 셔터가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 파우더 슬러쉬 장치의 소형화가 도모되고 또한 사용에서의 안전성을 더 담보할 수 있다.

이와 같이 구성함으로써, 수지 도포 장치의 동작과 작업자의 동작과의 사이의 실시 시기를 완전히 나눌 수 있어 파우더 슬러쉬 장치의 사용에서의 안전성을 더 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 장치를 구성하는데 있어서, 금형 가공부에서 수지 도포 장치가 2 색 성형 시트 형상물을 탈형시키는 측과 동일측 또는 금형의 반전 장치를 개재하여 2 색 성형 시트 형상물을 탈형시키는 측과 반대측에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

예를 들면, 수지 도포 장치가 2 색 성형 시트 형상물을 탈형시키는 측과 동일측에 설치되어 있는 경우에는 제 1 수지로 이루어지는 도포층의 형성 결과를 작업자가 목시(目視) 등으로 관찰할 수 있다. 따라서, 제 1 수지로 이루어지는 도포층에 기인한 불량 등이 발생된 경우에 이러한 불량 등을 효율적으로 저감시킬 수 있다.

한편, 수지 도포 장치가 금형의 반전 장치를 개재하여 2 색 성형 시트 형상물을 탈형시키는 측과 반대측에 설치되어 있는 경우에는 수지 도포 장치의 동작과 작업자의 동작과의 사이의 간섭을 없앨 수 있다. 따라서, 금형의 반전 장치를 개재하여 금형의 양측에서 동일 시기에 소정 동작을 실시하거나 전술한 셔터 등을 생략할 수 있다.

또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 장치를 구성하는데 있어서, 수지 도포 장치가 제 1 수지 도포 장치 및 제 2 수지 도포 장치를 포함하고 있고, 금형 가공부가 제 1 수지 도포 장치를 가지는 제 1 금형 가공부와 제 2 수지 도포 장치를 가지는 제 2 금형 가공부를 구비하고 있고, 제 1 금형 가공부와 제 2 금형 가공부 사이에 금형을 일시적으로 대기시키기 위한 소정 공간을 구비하고 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 복수의 금형에 대해 수지 도포 처리를 동시 혹은 연속 실시할 수 있고, 그 결과 2 색 성형 시트 형상물의 생산 효율을 더 높일 수 있다.

또한, 이와 같이 구성함으로써, 1 개의 금형에 대해 제 1 수지로서 배합 조성 또는 특성 등이 상이한 2 종류의 제 1 수지(제 1' 수지 및 제 1'' 수지)를 이용할 수도 있다.

게다가, 금형 대기소가 설치되어 있으므로, 금형의 이동이 순조로워질 뿐만 아니라 제 1 금형 가공부 및 제 2 금형 가공부의 도포 상황에 맞춰 소정의 시간 동안 조정을 실시하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 장치를 구성하는데 있어서, 금형 가공부에서 제 1 수지를 금형의 소정 개소 이외에 도포하지 않기 위한 마스킹 장치를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 2 색 성형 시트 형상물을 더 효율적으로 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 장치를 구성하는데 있어서, 금형 가공부에서 금형에 대해 이형제를 도포하기 위한 이형제 수지 도포 장치를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 2 색 성형 시트 형상물을 탈형시키는 작업이 용이해지고, 변형이 적고 치수 정밀도가 우수한 2 색 성형 시트 형상물을 효율적으로 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 태양은, 파우더 슬러쉬부와, 금형 가열부와, 금형 냉각부와, 금형 가공부를 구비한 파우더 슬러쉬 성형기를 이용하여 이루어지는 2 색 성형 시트 형상물을 성형하기 위한 파우더 슬러쉬 성형 방법으로서, 금형 가공부에서 제 1 수지를 금형의 일부에 도포하여 두께 1 ~ 200 μm의 도포층을 형성하는 수지 도포 공정과, 금형 가열부에서 제 1 수지를 도포한 금형을 가열하는 공정과, 파우더 슬러쉬부에서 제 1 수지로 이루어지는 도포층 상 또는 인접하여 제 1 수지와는 상이한 제 2 수지를 이용하여 시트 형상물을 파우더 슬러쉬 성형하는 파우더 슬러쉬 공정과, 금형 냉각부에서 시트 형상물을 성형한 채인 상태로 금형을 냉각하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형 방법이다.

즉, 소정의 도포 공정에서 수지 도포 장치를 이용하여 금형의 소정 개소에 대해 제 1 수지로 이루어지는 문자, 도형 혹은 시트 형상의 소정 두께의 도포층을 형성할 수 있다.

이어서, 소정의 파우더 슬러쉬 공정에서 제 1 수지와는 상이한 제 2 수지로 이루어지는 시트 형상물을 파우더 슬러쉬 성형함으로써, 도포층에 기인한 금형 표면에서의 열 전도율의 차이 또는 막 두께의 영향을 받지 않고 제 1 수지로 이루어지는 도포층과 제 2 수지로 이루어지는 시트 형상물과의 사이의 밀착성이 우수한 2 색 성형 시트 형상물을 정밀하고 신속하게 얻을 수 있다.

또한, 제 1 수지의 수지로서 열 안정제 또는 무기 산화물 등을 포함하는 내열 염화 비닐 수지와 같은 소정 수지를 이용함으로써, 도포층에 기인한 금형 표면에서의 열 전도율의 차이 또는 막 두께의 영향을 더 줄일 수 있다는 것이 판명되었다.

또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형 방법을 실시하는 데 있어서, 금형을 냉각한 후 금형 가공부로 이동하여 시트 형상물을 탈형시키는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.

이와 같이 금형 가공부에서 도장 공정과 탈형 공정을 병용 실시함으로써, 비교적 소형의 파우더 슬러쉬 성형기를 이용하여 2 색 성형 시트 형상물을 효율적으로 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형기를 설명하기 위하여 제공하는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형기를 설명하기 위하여 제공하는 평면도이다.
도 3은 도장 장치를 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 4의 (a) ~ (b)는 스프레이 노즐을 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 5는 도료 탱크 등을 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 6의 (a) ~ (e)는 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형 방법을 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 7의 (a) ~ (b)는 금형 가열부에서의 로(爐) 내 저면, 열풍 분출부 및 에너지 회수부와의 관계를 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 8의 (a) ~ (c)는 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형 방법을 설명하기 위하여 제공하는 도면이다(1 번째).
도 9의 (a) ~ (b)는 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형 방법을 설명하기 위하여 제공하는 도면이다(2 번째).
도 10의 (a) ~ (b)는 금형 냉각부를 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 11의 (a) ~ (c)는 시트 형상물의 예를 도시한 사시도이다.
도 12는 제 2 실시예의 파우더 슬러쉬 성형 장치를 설명하기 위하여 제공하는 측면도이다.
도 13은 제 2 실시예의 파우더 슬러쉬 성형 장치를 설명하기 위하여 제공하는 평면도이다.
도 14는 온도 제어 장치 및 공기 건조 장치를 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.
도 15는 종래의 파우더 슬러쉬 성형 방법을 설명하기 위하여 제공하는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형 방법에 관한 적합한 실시예에 대해 구체적으로 설명한다.

[제 1 실시예]

제 1 실시예는, 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이, 파우더 슬러쉬부(A 부)와, 금형 가열부(B 부)와, 금형 냉각부(C 부)와, 금형 가공부(E 부)를 구비하며, 2 색 성형 시트 형상물을 성형하기 위한 파우더 슬러쉬 성형기(10)이다.

그리고, 금형 가공부(E 부)에서 제 1 수지를 금형(60)의 일부에 도포하여 두께 1 ~ 200 μm의 도포층(34)을 형성하기 위한 수지 도포 장치(22)와, 파우더 슬러쉬부(A 부)에서 제 1 수지(21)로 이루어지는 도포층(34) 상 또는 인접하여 제 1 수지(21)와는 상이한 제 2 수지로 이루어지는 시트 형상물(35)을 파우더 슬러쉬 성형하기 위한 파우더 슬러쉬 장치(64)를 구비하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기(10)이다.

또한, 도 1은 파우더 슬러쉬 성형기(10)의 측면도를, 도 2는 파우더 슬러쉬 성형기(10)를 상면에서 본 평면도를 각각 도시하고 있다.

이하, 파우더 슬러쉬 성형기(10)의 적합예에 대해 구체적으로 설명한다.

1. 금형 가공부

(1) 기본 구성

금형 가공부(E 부)는 금형(60)으로부터의 2 색 성형 시트 형상물(36)의 탈형(脫型) 작업과 수지 도포 장치(22)에 의한 금형(60)에 대한 도포 작업을 각각 행하기 위한 부위이다.

그리고, 도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이, 금형(60)은 이동 및 조작을 용이하게 하기 위하여 프레임 부재(60a)에 장착되어 있고, 당해 프레임 부재(60a)와 함께, 예를 들면 2 대의 크레인(62)에 의해 파우더 슬러쉬부(A 부), 금형 가열부(B 부), 금형 냉각부(C 부), 금형 교환부(D 부) 및 금형 가공부(E 부)의 사이를 상호 이동할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 도 1에 도시한 예에서는 1 개의 파우더 슬러쉬 성형 장치(10)에 5 개의 금형(60)이 투입된 상태를 도시하고 있다.

보다 구체적으로, 도 1에 도시한 파우더 슬러쉬부(A 부)에서는 파우더 슬러쉬 성형이 행해져 1 대의 크레인(62)에 의해 금형(60)이 상방으로 들어올려진 상태를 도시하고 있다.

또한, 도 1에 도시한 금형 가열부(B 부)에서는 소정의 금형(60)이 가열되고 있는 상태를 도시하고 있으며, 소정 시간 후 1 대의 크레인(62)에 의해 파우더 슬러쉬부(A 부)로 이동되게 된다.

또한, 도 1에 도시한 냉각부(C 부)에서는 1 대의 크레인(62)에 의해 파우더 슬러쉬부(A 부)로부터 이동된 2 색 성형 시트 형상물이 형성된 금형(60)을 냉각하고 있는 상태를 도시하고 있다.

또한, 도 1에 도시한 금형 교환부(D 부)에서는 다음의 금형(60')이 크레인(62)에 의해 다른 금형(60)이 금형 가공부(E 부)로 이동될 때까지의 동안에 대기하고 있는 상태를 도시하고 있다.

또한, 도 1에 도시한 금형 가공부(E 부)에서는 2 색 성형 시트 형상물을 금형으로부터 탈형시킨 후, 당해 금형에 대해 다음의 2 색 성형 시트 형상물의 제조를 위한 도포 작업이 행해지고 있는 상태를 도시하고 있다.

그리고, 도 2에 도시한 바와 같이, 금형 가공부(E 부)에서 2 색 성형 시트 형상물을 금형으로부터 탈형시키고 있을 때, 수지 도포 장치(22)는 금형 가공부(E 부)의 측방으로 이동하여 소정의 작업 공간을 형성하게 된다.

즉, 금형 가공부(E 부)에서 2 색 성형 시트 형상물(36)의 탈형과 수지 도포 장치(22)에 의한 도포 작업을 상호 행할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 도 1에 도시한 예에서는 1 개의 파우더 슬러쉬 성형 장치(10)에 5 개의 금형(60)이 투입된 상태를 도시하고 있으나, 적어도 1 개의 금형(60)을 투입하여 처리할 수 있다.

(2) 수지 도포 장치

또한, 금형 가공부(E 부)에 설치되는 수지 도포 장치(22)의 형태는 소정 두께의 도포층(34)을 형성할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않으나, 도 3에 도시한 바와 같이, 제 1 수지(21, 21')를 토출하기 위한 노즐부(스프레이 노즐이라고 칭하는 경우가 있음)(22a)와, 이러한 노즐부(22a)의 위치 또는 회전 방향을 정하는 구동 장치(24)와, 제 1 수지(21, 21')를 저장하기 위한 도료 저장부(51)를 포함하고 있는 것이 바람직하다.

즉, 수지 도포 장치(22)의 노즐부(22a) 및 그 구동 장치(24)에 의해, 도료 저장부(51)에 저장되어 있는 제 1 수지(21, 21')를 금형(60)에서의 소정 개소에 대해 균일하고 신속하게 도포할 수 있다.

또한, 노즐부(22a)의 구동 장치(24)에 의해 노즐부(22a)의 위치 또는 토출 방향을 임의로 변경할 수 있어, 요철을 가지는 금형(60)이어도 노즐부(22a)가 소정 장소로 들어가 근접한 위치에서 도장액을 토출하여 균일한 두께의 도포층(34)을 효율적으로 형성할 수 있다.

그 외에, 도 3에 도시한 바와 같이, 노즐부(22a)의 구동 장치(24)를 수직으로 매달아 지지하고 또한 그 수평 방향의 위치 변경을 위한 지지봉(26)을 구비하거나, 또한 지지봉(26)을 포함하는 노즐부(22a)의 구동 장치(24) 등을 강고하게 보지(保持)하기 위한 지지부(26a)를 양 옆에 설치할 수 있다.

(2) - 1 노즐부

노즐부(22a)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 수지 도포 장치(22)의 선단부에 장착되어 소정의 도료를 금형부에 대해 부분적으로 스프레이 도포하는 장치이다. 또한, 도료 이외에 세정액 또는 이형제(離型劑)를 부분적으로 도포할 수 있는 병용 장치인 것도 바람직하다.

여기서, 노즐부(22a)는, 도 4의 (a) ~ (b)에 도시한 바와 같이, 제 1 수지(21, 21')를 스프레이로서 분사하는 스프레이 노즐인 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 스프레이 노즐이라면 금형(60)의 원하는 위치에 대하여 혹은 금형(60)의 표면에 요철이 있다고 해도 제 1 수지(21, 21')를 대면적으로 효율적으로 도포할 수 있기 때문이다.

그리고, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 스프레이 노즐(22a)의 경우, 선단부(22b)에서 수지 도포홀(22f)과 미스트화 에어 토출홀(22g)과 패턴 에어 토출홀(22h)을 가지는 것이 바람직하다. 이 예에서는, 1 개의 원형의 수지 도포홀(22f)의 양측에 각각 원형의 미스트화 에어 토출홀(22g)이 형성되어 있고, 또한 그 양(兩) 외측에서 벽 형상의 돌기에 형성한 홀로서 패턴 에어 토출홀(22h)이 형성되어 있다.

또한, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 스프레이 노즐(22a)의 후단부에는 니들 밸브(도시하지 않음)를 구비한 수지 통과홀(22e)과, 패턴 에어를 도입하기 위한 패턴 에어 도입홀(22d)과, 미스트화 에어를 도입하기 위한 미스트화 에어 도입홀(22c)을 구비하고 있다.

따라서, 스프레이 노즐(22a)을 이러한 구성으로 함으로써, 니들 밸브(도시하지 않음)의 동작에 대응하여 금형(60)의 원하는 위치를 검지(檢知)에 대응시켜 제 1 수지를 효율적으로 도포할 수 있다.

즉, 간단히 니들 밸브(도시하지 않음)에 의해 수지를 토출할 때에는 수지 도포홀(22f)만을 사용하고, 이를 미스트 상태로 하여 대면적을 도포할 때에는 수지 도포홀(22f)로부터 수지를 토출하고 또한 미스트화 에어홀(22g)로부터 소정의 에어를 분출하게 된다.

그리고, 또한 원형 또는 타원형의 도포 패턴을 가지고 소정 장소에 집중적으로 도포할 때에는 수지 도포홀(22f)로부터 수지를 토출하고 또한 패턴 에어홀(22h)로부터 소정의 에어를 분출하게 된다.

또한, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 스프레이 노즐(22a)의 선단부(22b)를 L 자 형상으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 구성함으로써, 금형(60)에 오목부 또는 변형 장소가 존재하는 경우에도 근접한 위치에서 제 1 수지를 효율적으로 도포할 수 있기 때문이다.

즉, 스프레이 노즐(22a)의 선단부(22b)가 L 자 형상이면, 금형(60)에서의 오목부 또는 변형 장소가 있는 경우에도 거기에 부분적 또는 완전히 들어가 혹은 근접하여 스프레이 도포할 수 있다.

또한, 스프레이 노즐(22a)의 선단부를 L 자로 하기 위해 스프레이 노즐(22a)의 선단부가 반드시 90° 휘어져 있을 필요는 없으며, 예를 들면 스프레이 노즐(22a)의 본체의 직선 방향에 대해 60 ~ 120°의 범위가 되도록 휘어져도 좋다.

(2) - 2 구동 장치

노즐부(22a)의 구동 장치(24)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 노즐부(22a)를 선단에 장착한 상태에서 스프레이 수지 도포 장치(22)를 금형(60)에 대해 도포하기 위하여 소정 장소에서부터 소정 장소로 이동시키는 장치이다.

따라서, 노즐부(22a)의 구동 장치(24)로는 3 축 또는 6 축 등의 핸들러 로봇이 적합하다.

또한, 노즐부(22a)의 구동 장치(24)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 현수형(懸垂型) 로봇인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 소정의 레일(도시하지 않음)을 구비한 지지봉(26)에 대해 로봇으로서의 구동 장치(24)가 장착되어 있는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 현수형 로봇으로 이루어지는 구동 장치(24)라면, 사용하지 않는 경우에는 금형(60)에 대해 상하 좌우 방향으로 이동하여 소정의 작업 공간을 형성할 수 있기 때문이다.

따라서, 2 색 성형 시트 형상물을 금형으로부터 탈형시킬 때에는 스프레이 수지 도포 장치(22)를 노즐부(22a)의 구동 장치(24)에 의해 금형 가공부(E 부)의 소정 장소로 이동시켜 작업 공간을 형성하여, 거기서 소정 작업을 행할 수 있다.

한편, 2 색 성형 시트 형상물을 금형으로부터 탈형시킨 후에는 재차 스프레이 수지 도포 장치(22)를 금형(60)의 소정 장소로 이동시켜 제 1 수지의 도포 작업을 행할 수 있다.

따라서, 1 개의 금형 가공부에서 스프레이 수지 도포 장치를 이용한 도포 공정도 스프레이 수지 도포 장치를 이용하지 않는 탈형 공정도 각각 실시할 수 있어, 파우더 슬러쉬 장치의 전체적으로 공간 절약화를 도모할 수 있다.

(2) - 3 도료 저장부

또한, 도료 저장부(51)는, 도 3 혹은 도 5에 도시한 바와 같이, 그 탱크(51a, 51b)의 내부에 제 1 수지(21, 21')를 저장하고, 필요에 따라 소정의 펌프 등에 의해 스프레이 수지 도포 장치(22)에 대해 제 1 수지(21, 21')를 공급하기 위한 장치이다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 제 1 수지(21, 21')로서 색이 상이한 복수 종류, 또는 농도 또는 점도가 상이한 복수 종류를 저장하기 위한 복수의 탱크(51a, 51b)를 구비하는 것도 바람직하다.

따라서, 예를 들면 2 색 이상의 도포 부분을 형성하거나, 혼색된 도포 부분을 형성하거나, 그라데이션을 가지는 도포 부분을 형성하거나, 환경 온도에 따라 정밀하게 도포 부분을 형성할 수 있다.

또한, 복수의 탱크(51a, 51b)를 설치한 경우, 1 개의 탱크(51a)의 제 1 수지(21)가 결핍된 경우에도 계속해서 다음 탱크(51b)부터 제 1 수지(21')를 적용할 수도 있다.

또한, 도 5 중 1 개의 탱크(51a)는 제 1 수지(21)를 교반하면서 스프레이 수지 도포 장치(22)에 대해 도료를 공급하고 있는 상태를 도시하고 있고, 또 하나의 탱크(51b)는 제 1 수지(21')의 교반을 정지하고 소정량의 제 1 수지(21')를 충전한 직후의 상태를 도시하고 있다.

그리고, 복수의 탱크(51a, 51b)는 각각 하우징(52a)과 모터류(類)(52b)와 교반 장치(52c)와 도료 흡인구(52d)와 온도 센서(52e)를 적어도 구비하고 있고, 또한 이들이 로드셀(52f) 상에 실려 있는 구성이다.

따라서, 탱크(51a)의 하우징(52a) 내부에 수용된 제 1 수지(21)를 모터류(52b)에 의해 교반하면서 이를 도료 흡인구(52d)로부터 흡인하여 스프레이 수지 도포 장치(22)까지 정량적으로 도입할 수 있다.

또한, 온도 센서(52e)에 의해 탱크(51a)의 내부 온도가 일정하게, 예를 들면 30 ~ 80℃의 온도로 유지되고 있기 때문에, 제 1 수지(21)의 점도가 저하되고 또한 안정되어, 스프레이 수지 도포 장치(22)까지 막히지 않고 안정적으로 도입할 수 있다.

또한, 복수의 탱크(51a, 51b)가 하중 변화를 측정할 수 있는 로드셀(52f) 상에 실려 있기 때문에, 복수의 탱크(51a, 51b)에 수용된 제 1 수지(21, 21')의 중량 변화를 모니터할 수 있고 또한 도포량을 조정할 수 있어, 결과적으로 얻어지는 도포층의 두께를 소정 범위 내의 값으로 조정할 수도 있다.

게다가, 로드셀(52f)의 하방에는 격자 형상의 지지대(52g)가 설치되어 있어, 제 1 수지(21, 21')가 외부로 샌 경우에도 용이하게 청소 제거할 수 있는 구성이다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 스프레이 수지 도포 장치(22) 등을 자동 세정하기 위한 세정액(21''), 예를 들면 시너를 저장하기 위한 탱크(51c)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 구성함으로써, 제 1 수지(21)에서 색이 상이한 다른 제 1 수지(21')를 사용하는 경우 또는 수지 도포 장치(22)의 동작을 소정 기간 휴지하는 경우에도 세정액(21'')에 의해 배관 또는 노즐 내부를 자동적으로 세정할 수 있기 때문이다.

따라서, 세정액을 저장하기 위한 탱크(51c)를 더 구비함으로써, 색이 상이한 다른 제 1 수지를 사용하는 경우 등에도 배관 또는 노즐 내부에서의 제 1 수지의 고화(固化) 또는 혼색 등을 효과적으로 방지할 수 있다.

또한, 세정액을 저장하기 위한 탱크(51c)에 대해서도 하중 변화를 측정할 수 있는 로드셀(52f) 상에 실려 있기 때문에, 탱크(51c)에 수용된 세정액(21'')의 중량 변화를 모니터할 수 있고 또한 처리량에 대해서도 조정할 수 있다.

(3) 도포층

(3) - 1 제 1 수지

또한, 도포층(34)을 구성하는 제 1 수지(21)로는 에폭시 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지, 폴리아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리 염화 비닐 수지, 불소 수지 등의 1 종 단독 또는 2 종 이상의 조합을 들 수 있다.

그리고, 내열 플라스틱으로의 염화 비닐 수지와, 경화제와 가소제(可塑劑) 등으로 이루어지는 내열 염화 비닐졸 또는 아크릴 수지와, 경화제와 가소제 등으로 이루어지는 내열 아크릴졸인 것이 보다 바람직하다.

또한, 염화 비닐 수지 등의 내열성을 향상시키기 위해서는 N - 치환 말레이미드를 그라프트 공중합(共重合)시킨 염화 비닐 수지인 것이 보다 바람직하다.

N - 치환 말레이미드로는, 예를 들면 N - 메틸말레이미드, N - 에틸말레이미드, N - n - 프로필말레이미드, N - 이소프로필말레이미드, N - n - 부틸말레이미드, N - t - 부틸말레이미드, N - 헥실말레이미드, N - 라우릴말레이미드 등의 지방족(脂肪族) 말레이미드; N - 시클로헥실말레이미드, N - 비시클로(2, 2, 1)헵틸 - 2 - 메틸말레이미드 등의 지환식(脂環式) 말레이미드; N - 페닐말레이미드, N - (o, m - 또는 p -)히드록시페닐말레이미드, N - (o, m - 또는 p -)메톡시페닐말레이미드, N - (o, m - 또는 p -)클로로페닐말레이미드, N - (o, m - 또는 p -)카르복시페닐말레이미드, N - (o, m - 또는 p -)니트로페닐말레이미드, N - 9, 10 - 에타노 - 9, 10 - 디히드로안트라센말레이미드, N - 트리페닐메틸벤질말레이미드, N - (o, m - 또는 p -)메틸페닐말레이미드 등의 방향족(芳香族) 말레이미드를 들 수 있다.

즉, 이러한 내열 플라스틱졸이면, 도료로서의 양호한 도포성이 얻어지고, 소정 환경 조건(예를 들면, 200 ~ 500℃에서 1 ~ 30 분)에서 열 분해의 문제가 발생하지 않고, 파우더 슬러쉬 성형용의 수지와 강고하게 고착되기 때문이다.

또한, 제 1 수지의 내열성을 향상시키기 위하여, 소정량의 가교제(架橋劑) 또는 가교 촉진제 혹은 무기 산화물 또는 열 안정제를 첨가하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 에폭시 수지라면 아민 화합물 등의 가교제를 들 수 있다. 또한, 페놀 수지라면 산 화합물 또는 알칼리 화합물 등의 가교 촉진제를 들 수 있다. 또한, 실리콘 수지라면 산 화합물 등의 가교 촉진제를 들 수 있다. 또한, 아크릴 수지라면 래디컬 발생제 또는 이소시아네이트 화합물 등의 가교제를 들 수 있다. 또한, 폴리에스테르 수지라면 이소시아네이트 화합물 등의 가교제를 들 수 있다. 또한, 폴리이미드 수지라면 산 화합물 등의 가교 촉진제를 들 수 있다. 또한, 염화 비닐 수지라면 페놀 수지 등의 가교제를 들 수 있다.

그리고, 이러한 가교제 또는 가교 촉진제는 염화 비닐 수지 등 100 중량부에 대하여 통상적으로 0.1 ~ 10 중량부의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하며, 0.5 ~ 5 중량부의 범위에서 첨가하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 무기 산화물로는 산화 티탄, 산화 알루미나, 산화 지르코늄, 실리카, 탄산 칼슘, 탈크 등을 첨가하는 것이 바람직하다.

이러한 무기 산화물은 염화 비닐 수지 등 100 중량부에 대하여 통상적으로 0.1 ~ 30 중량부의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하며, 1 ~ 20 중량부의 범위에서 첨가하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 열 안정제로는 연백(鉛白), 3 염기성 황산납, 2 염기성 아인산납, 2 염기성 프탈산납, 3 염기성 말레인산납, 규산납 또는 그 실리카겔 공침물(共沈物) 등의 연염(鉛鹽)계 안정제; 마그네슘 비누, 칼슘 비누, 바륨 비누, 카드뮴 비누, 아연 비누, 납 비누, 주석 비누 등의 금속 비누; 카드뮴 - 바륨계, 카드뮴 - 바륨 - 아연계, 바륨 - 아연계 등의 액상 안정제; 주석 알킬 유황 화합물, 주석 아릴 유황 화합물, 주석 알킬 산소 화합물, 주석 아릴 산소 화합물, 유기 주석 카르본산, 유기 주석 메르캅티드 등의 유기 주석계 안정제; 글리시딜에테르 또는 에폭시 수지, 에폭시화 유지 또는 에폭시화 천연 유지산 또는 수지산의 알킬에스테르, 에폭시 유도체 등의 에폭시계 안정제; 트리알킬포스파이트, 트리페닐포스파이트, 트리아릴포스파이트 등의 유기 아인산 화합물; 다가(多價) 알코올, 아민계 화합물 등을 들 수 있다.

이러한 열 안정제는 염화 비닐 수지 등 100 중량부에 대하여 통상적으로 0.1 ~ 20 중량부의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하며, 1 ~ 10 중량부의 범위에서 첨가하는 것이 보다 바람직하다.

(3) - 2 두께

또한, 도포층(34)을 구성하는 제 1 수지(21)의 두께를 1 ~ 200 μm의 범위 내의 값으로 한다.

그 이유는, 제 1 수지의 두께가 1 μm 미만에서는 도포층의 기계적 강도가 저하되거나 발색성이 부족해지는 경우가 있기 때문이다.

한편, 제 1 수지의 두께가 200 μm를 초과하면, 금형에서의 비가열부와의 사이의 온도차(열전도율차)가 커져 균일한 두께이고 또한 복수 수지로 이루어지는 층간에서 밀착성이 우수한 2 색 성형 시트 형상물을 얻는 것이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 도포층을 구성하는 제 1 수지의 두께를 5 ~ 100 μm의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 10 ~ 50 μm의 범위 내의 값으로 하는 것이 더 바람직하며, 15 ~ 30 μm의 범위 내의 값으로 하는 것이 가장 바람직하다.

(4) 마스킹 지그

또한, 마스킹 지그(30)의 구성은 특별히 제한되지는 않으나, 원하는 도포 장소 이외를 덮는 금형에 대응된 형상 부재이며, 도 6의 (b) 또는 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 손잡이(31)가 구비된 평판 형상의 플라스틱 부재(32)이고, 금형(60)에 대한 흡착부(33)를 구비한 구성인 것이 바람직하다.

즉, 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 소정의 금형(60)을 준비한 후, 도 6의(b)에 도시한 바와 같이, 이 금형(60)의 소정 위치에 마스킹 지그(30)를 배치하고 또한 흡착부(33)를 이용하여 고정한다.

이어서, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 예를 들면 수지 도포 장치(22)에 의해 제 1 수지를 스프레이 도포하고, 그 후, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 마스킹 지그(30)를 제거하여 소정 개소에만 도포층(34)이 형성되어 있는 금형(60)을 얻을 수 있다.

따라서, 도 6의 (e)에 도시한 바와 같이, 그 위에서부터, 후술하는 파우더 슬러쉬 성형을 행함으로써, 제 2 수지(92)로 이루어지는 시트 형상물(35)을 형성할 수 있고, 결과적으로 2 색 성형하여 이루어지는 2 색 성형 시트 형상물(36)을 얻을 수 있다.

즉, 금형(60)의 좌우 양측에서는 제 1 수지로 이루어지는 도포층(34)이 노출되고, 금형(60)의 저부(底部)의 중앙 부근에서는 제 1 수지로 이루어지는 도포층(34)과 제 2 수지로 이루어지는 시트 형상물(35)이 부분적으로 적층되지만 제 2 수지로 이루어지는 시트 형상물(35)이 노출되어, 전체적으로 2 색 성형 시트 형상물(36)이 된다.

(5) 셔터

또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 금형 가공부(E 부)의 소정 장소에서 수지 도포 장치(22)의 동작 영역을 분리 형성하기 위한 셔터(25)를 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 제 1 수지를 도포하기 위한 수지 도포 장치(22)가 동작 위치(P1)와 정지 위치(P2)와의 사이에서 이동 가능하게 설치되어 있고, 수지 도포 장치(22)가 동작 위치(P1)에 있는 경우에는 수지 도포 장치(22)의 동작 영역을 분리 형성하기 위한 셔터(25)가 닫히는 구성인 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 수지 도포 장치(22)의 동작 영역을 분리 형성하기 위한 셔터(25)를 설치함으로써, 파우더 슬러쉬 장치(10)의 소형화가 도모되고 또한 사용에서의 안전성을 더 담보할 수 있기 때문이다.

보다 구체적으로 말하자면, 에어리어 센서(도시하지 않음)에 의해 탈형 작업을 위하여 사람이 소정 영역에 있다고 판단된 경우에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 수지 도포 장치(22)가 정지 위치(P2)에 정지하며, 셔터(25)는 열린 채로 있다.

그리고, 에어리어 센서(도시하지 않음)에 의해 사람이 소정 영역에 없다고 판단된 경우에는 수지 도포 장치(22)가 정지 위치(P2)에서 동작 위치(P1)로 이동하고 또한 셔터(25)가 닫혀, 사람이 소정 영역에 들어갈 수 없게 된다.

따라서, 금형 가공부(E 부)의 소정 장소에 사람이 없는 상태에서 수지 도포 장치(22)를 이용하여 금형(60)에 대해 안전하고 확실하게 도장 공정을 실시할 수 있다.

또한, 셔터(25)가 설치되어 있음으로써, 금형 가공부(E 부)를 소정 공간으로 하여, 감압하거나, 거기에 소정의 기류를 발생시키거나, 또한 소정의 배기 설비를 설치할 수 있기 때문에, 수지 도포 장치(22)로부터 소정 장소 이외로 비산(飛散)된 제 1 수지에 대하여 효과적으로 회수할 수 있다.

2. 금형 가열부

(1) 열풍 분출부

금형 가열부(B 부)에서의 금형(60)을 직접적으로 가열하기 위한 열풍 분출부의 구조는 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들면, 도 7의 (a) ~ (b)에 각각 도시한 바와 같이, 열풍 발생 장치(도시하지 않음)에 의해 얻어진 열풍을 열풍 분출구(16)의 하방 혹은 하측에 설치한 공기 공급 팬(46)에 의해 주(主)배관(43)을 통하여 열풍 분출구(16)로 공급하는 구성인 것이 바람직하다.

즉, 열풍 발생 장치에 의해 얻어진 열풍과 에너지 회수부(54)를 통해 로(爐) 내로부터 회수되어 공기 순환 팬(42)에 의해 혼합실(44)로 이송된 열풍을 혼합실(44)에서 적절히 혼합한 후, 공기 공급 팬(46)에 의해 소정 풍속을 가지는 대량의 열풍으로서 주배관(43)을 통해 열풍 분출구(16)로 공급하는 구성인 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 구성함으로써, 가열로(58)에서의 금형(60)의 가열 모드에 관해, 열풍(14)이 금형(60)의 내면을 따라 흐를 때, 이러한 열풍(14)이 가지는 열이 금형(60)으로 효율적으로 전열(傳熱)되기 때문이다.

즉, 주로 전열 모드에서 열이 전해지기 때문에, 가열로(58)의 내부로 공급된 열이 가열로(58)의 외부로 방산(放散)되는 것이 적어지기 때문이다.

따라서, 가열로(58) 및 열풍 발생 순환 장치(40)가 소형이어도 종래의 대형 가열로와 비교했을 때 동등 이상의 생산성을 가지게 된다. 또한, 열풍 분출구(16)를 거쳐 공급되는 열풍 발생 장치(도시하지 않음)로부터의 열풍에 에너지 회수부(54)를 통해 로(爐) 내로부터 회수된 열풍을 혼합함으로써, 풍량이 증가하여 가열로(58) 내 등이 가압되기 때문에 금형(60)에 대한 가열 효과가 증대되게 된다.

또한, 에너지 회수부(54)는 가열로(58)의 주위 또는 하방에 형성되어 있고, 풍량의 관계에서 가열로(58)와 비교했을 때 감압 상태로 되어 있기 때문에, 금형(60)을 가열한 후의 열풍을 더 효과적으로 회수할 수 있다.

또한, 도 7의 (a) ~ (b)에 각각 도시한 바와 같이, 주배관(43)의 도중에 열풍 저장실(39)을 설치하고, 이 열풍 저장실(39) 내이며 주배관(43)의 출구 부분에 방해판(49)을 설치하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 구성함으로써, 공기 공급 팬(46)에 의해 이송되어 오는 열풍을 방해판(49)에 의해 분산시킬 수 있어, 복수의 열풍 분출구(16)를 형성한 경우라도 각각의 열풍 분출구로부터 균일하게 열풍을 분출시킬 수 있기 때문이다.

또한, 소정의 풍속을 가지는 열풍을 제어된 상태로 분출시킬 수 있도록, 이러한 열풍 분출부에서의 개구부의 형상을 원형, 타원형, 사각형(정사각형 또는 직사각형, 띠 형상 등을 포함함), 다각형, 이형(異形)으로 한 구조로 하는 것이 바람직하다.

(2) 에너지 회수부

또한, 도 7의 (a) ~ (b)에 각각 도시한 바와 같이, 금형(60)을 가열한 후의 온도가 아직 매우 높고 많은 에너지를 가지는 열풍(열 에너지)을 회수하기 위한 에너지 회수부를 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 가열로(58)의 로(爐) 내 저면(19) 혹은 가열로(58)의 주위를 이용하여 이러한 에너지 회수부(54)를 배치하는 것이 바람직하다.

여기서, 에너지 회수부(54)의 구조 자체는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면, 도 7의 (a)에 도시한 바와 같이, 가열로(58)의 로(爐) 내 저면(19)으로 통하는 개구부를 가지고, 열풍 발생 순환 장치(40)로 이어지는 분기 배관(47)을 구비한 덕트 구조를 가지는 것이 바람직하다. 그리고, 이미 전술한 바와 같이, 에너지 회수부(54)로 이어지는 분기 배관(47)의 도중에 댐퍼(47a)를 배치하는 것이 바람직하다.

(3) 가열로

(3) - 1 기본적 구조

금형 가열부(B 부)에서의 가열로(58)는, 도 7의 (a) ~ (b)에 각각 도시한 바와 같이, 열풍 발생 순환 장치(40)의 상방에 배치되어 있으며, 전체적으로 1 개의 콤팩트한 가열 장치로서 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성함으로써, 가열로(58)로의 열 에너지의 공급이 용이해질 뿐만 아니라, 에너지 회수부(54)를 이용하여 가열로(58)로부터의 열 에너지의 회수에 대해서도 용이하게 실시할 수 있다.

또한, 도 7의 (a)는 1 개의 2 색 성형 시트를 성형하기 위한 금형(60)의 예이고, 도 7의 (b)는 동시에 두 개의 2 색 성형 시트를 성형하기 위한 금형(60)의 예이다.

또한, 가열로(58)의 로(爐) 본체는, 도 7의 (a) ~ (b)에 각각 도시한 바와 같이, 상면에 개폐 가능한 개구부를 가지는 평면 직사각형의 상자 형상체로 형성되어 있으며, 상면의 개구부를 개구한 상태에서 금형(60) 및 그 프레임 부재(60a)를 로(爐) 내로 반입한 후, 개구부를 닫고 열풍 발생 순환 장치(40)에 의해 열풍(14)을 분출시킴으로써 금형(60)에 대한 가열이 행해지도록 구성되어 있다.

또한, 가열로(58)에 포함되는 로(爐) 본체의 형태로는 적절히 변경 가능하다. 예를 들면, 로(爐) 본체를 금형의 형상에 대응시켜 원통 형상 또는 정육면체 혹은 이형으로 하는 것도 바람직하다.

(3) - 2 측방 열풍 분출부

또한, 가열로(58)에서는, 도 7의 (a) ~ (b)에 각각 도시한 바와 같이, 주배관(43)의 출구 부분에 분기시켜 구성되어 있고, 소정 높이를 가지며, 가열로(58) 내의 금형(60)을 측방에서도 가열할 수 있도록 수직 방향으로 연장시킨 덕트 구조, 즉 측방 열풍 분출구(50)를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 이러한 측방 열풍 분출구(50)는 가열로(58)의 내측을 따라 배치되어 있는 것이 바람직하며, 또한 열풍 발생 순환 장치(40)로 이어지는 분기 배관(41) 또는 주배관(43)에 연결되어 있고 그 풍량을 댐퍼(48) 등에 의해 조절하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 구성함으로써, 금형(60)을 하방향 뿐만 아니라 횡방향에서도 열풍을 분사하여 가열할 수 있어, 금형(60)을 더 효과적으로 가열할 수 있기 때문이다.

그리고, 측방 열풍 분출구(덕트)(50)의 형상은 금형의 형상에 따라 적절히 변경하는 것도 바람직하지만, 예를 들면 스노클 형으로 함으로써, 측방 열풍 분출구(50)와 금형(60)과의 거리를 일정 범위로 용이하게 제어할 수 있고, 열풍 분출 방향이 일정화되기 때문에, 금형(60)에 대한 가열 효율을 더 증가시킬 수 있다는 점에서 바람직한 구조이다.

(4) 온도

또한, 금형 가열부(B 부)에서 도 7의 (a) ~ (b)에 각각 도시한 가열로(58)를 이용하여 도포층(34)을 형성한 금형(60)을 가열할 때 당해 금형(60)의 표면 온도를 200 ~ 500℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 금형의 표면 온도가 200℃ 미만이 되면, 파우더 슬러쉬 공정에서 균일한 두께의 성형막을 안정적으로 형성하는 것이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 금형의 표면 온도가 500℃를 초과하면, 일단 형성된 도포층이 열 손상되거나 또한 장시간 사용한 경우 금형에서도 열 손상이 발생하는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 금형의 표면 온도를 220 ~ 400℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하며, 250 ~ 350℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 더 바람직하다.

3. 파우더 슬러쉬부

(1) 기본적 구성

파우더 슬러쉬부(A 부)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 가열된 프레임 부재(60a)를 포함하는 금형(60)과, 제 2 수지로서의 유동 형상체의 파우더(92)를 수용한 리졸버 탱크(88)를, 금형(성형형(成形型))(60)의 성형면(85)을 하향으로 하고, 리졸버 탱크(88)의 개구면을 상향으로 한 상태에서 상하로 일체적으로 연결되는 공정을 실시하기 위한 부위이다.

보다 구체적으로는, 도 8의 (a) ~ (c) 및 도 9의 (a) ~ (b)에 파우더 슬러쉬부에서의 파우더 슬러쉬 성형법을 도시한다.

즉, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 가열로에서의 열풍(86)에 의해 도포층(34)이 형성된 금형(60)을 소정 온도로 가열한다.

이어서, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 도포층(34)이 형성된 금형(60)을 리졸버 탱크(88)의 상방에 재치(載置)한다.

이어서, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 도포층(34)이 형성된 금형(60)을 리졸버 탱크(88)와 함께 회전시킨다.

그리고, 이들을 회전시킬 때, 리졸버 탱크(88) 내의 파우더(92)의 분산성을 향상시켜 균일한 두께의 시트 형상물(수지막)(35)을 형성하기 위하여, 리졸버 탱크(88)의 하방에 설치한 교반실(88a)로 공기를 도입하여 파우더(92)를 유동 상태로 하는 것이 바람직하다. 즉, 교반실(88a)의 상방은 천공 부재(메쉬 부재)로 구성되어 있으며, 도입된 공기에 의해 파우더(92)를 상승시키는 구조인 것이 바람직하다.

또한, 회전시킬 때, 파우더(92)의 유동 상태를 활성화시켜 균일한 제막(製膜)이 가능하도록, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 프레임 부재(60a)에 설치되어 있는 진동 부재(82a)를 해머(100)로 반복해서 두드리는 것이 바람직하다.

이어서, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 소정 시간 정치(靜置)하여 파우더(92)를 소정 개소에 침강시킨다. 이때, 파우더(92)가 조기에 비유동 상태가 되도록 공기를 탈기(脫氣)하여 감압 조작을 행하는 것이 바람직하다.

그리고, 마지막으로, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 냉각 장치(55)를 이용하여 2 색 성형된 시트 형상물과 함께 금형(60)을 냉각하게 된다.

(2) 거푸집

또한, 파우더 슬러쉬부(A 부)에서 프레임 부재(60a)를 포함하는 금형(60)을 반전시킬 때, 이러한 금형(60)에서의 원하는 성형면(85)에만 시트 형상물(35)을 형성할 수 있도록 금형(60)과 리졸버 탱크(88) 사이에 소정의 두께(높이)를 가지는 거푸집(84a, 84b)을 설치하는 것이 바람직하다.

여기서, 이러한 거푸집의 하부(84b)를, 예를 들면 알루미늄으로 구성하고 거푸집의 상부(84a)를 실리콘 고무 / 불소 수지 필름의 조합으로 구성함으로써, 금형(60)과 리졸버 탱크(88) 사이의 간극을 충전하는 역할을 수행할 수도 있다.

(3) 제 2 수지

또한, 파우더 슬러쉬부(A 부)에서 사용하는 제 2 수지로는 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들면 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 염화 비닐 수지, 올레핀 수지, 실리콘 수지 등의 1 종 단독 또는 2 종 이상의 조합을 들 수 있다.

그리고, 제 2 수지로서 열강화성 수지를 이용하는 경우, 보다 단시간에 경화되어 소정의 피막을 형성할 수 있도록 반경화의 열강화성 수지 파우더, 즉 B - 스테이지 상태의 열강화성 수지 파우더를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 제 1 수지로서 염화 비닐 수지를 이용한 경우에는 보다 양호한 밀착성이 얻어진다는 점에서 제 2 수지로서 에폭시 수지, 우레탄 수지, 아크릴 수지 혹은 염화 비닐 수지를 이용하는 것이 보다 바람직하다.

4. 금형 냉각부

(1) 구성

금형 냉각부(C 부)는, 도 9의 (b) 또는 도 10의 (a) ~ (b)에 도시한 바와 같이, 프레임 부재(60a)를 포함하는 금형(60)을 수냉(水冷) 혹은 공냉(空冷) 등의 냉각 장치(55)에 의해 냉각하여, 도포층(34) 및 시트 형상물(35)로 이루어지는 2 색 성형 시트(36)를 소정 정도로 고화(固化)시키기 위한 부위이다.

따라서, 금형 냉각부(C 부)에 냉각 장치(55, 55')로서 도 9의 (b)에 도시한 바와 같은 샤워 장치(98)와 도 10의 (a) ~ (b)에 도시한 바와 같은 분무 장치(121)를 병용하여 구비하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 구성함으로써, 금형의 열 손상 또는 균열 등의 발생을 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.

또한, 샤워 장치 및 분무 장치는 1 개의 급수 탱크에 연결되어 있고, 분출구에 설치된 제어 밸브 등의 전환 장치에 의해 분무량 또는 샤워량을 결정하는 것도 바람직하다.

(2) 온도

금형 냉각부(C 부)에서 2 색 성형된 시트 형상물을 냉각하여 당해 시트 형상물의 표면 온도를 30 ~ 100℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이러한 시트 형상물의 표면 온도가 30℃ 미만이 되면, 냉각 공정의 시간이 과도하게 필요해지는 경우가 있기 때문이다.

한편, 이러한 시트 형상물의 표면 온도가 100℃를 초과하면, 다음 공정인 탈형이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 금형 냉각부에서 2 색 성형된 시트 형상물을 냉각할 때의 표면 온도를 35 ~ 80℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하며, 40 ~ 60℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 더 바람직하다.

또한, 금형 냉각부에서의 2 색 성형된 시트 형상물의 표면 온도는 냉각 처리를 실시한 직후에 표면 온도계 등을 이용하여 측정되는 2 색 성형된 시트 형상물의 표면 온도이다.

5. 금형 교환부

또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형기는 금형 교환부(D 부)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

즉, 이러한 금형 교환부(D 부)를 이용하여, 파우더 슬러쉬 성형 도중에 종류가 상이한 2 색 성형된 시트 형상물을 성형하기 위한 금형으로 변경하거나, 파우더 슬러쉬 성형 중에 금형 손상이 발생하는 경우가 있는데, 이러한 경우에도 파우더 슬러쉬 성형기를 동작시킨 채로 금형을 교환할 수 있기 때문이다.

따라서, 도 1 및 2에 도시한 바와 같이, 금형(60)을 재치하기 위한 지지대(66)를 구비하고, 지지대(66)가 외부 제어에 의해 이동 가능한 것이 바람직하다.

또한, 도 2에 도시한 금형 교환부(D 부)의 예에서는 교환용의 금형(60')과 교환용의 금형의 프레임 부재(60a')가 지지대(66) 상에 대기하고 있을 뿐만 아니라, 측방으로 연장된 지지대(66) 상에는 다른 교환용의 금형(60'')과 프레임 부재(60a'')가 대기하고 있는 상태이다.

6. 2 색 성형된 시트 형상물

2 색 성형된 시트 형상물의 형태에 관해 그 구성 재료는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 에폭시 수지, 염화 비닐 수지, 아크릴 수지, 올레핀 수지, 우레탄 수지, 폴리카보네이트 수지 또는 폴리에스테르 수지 중 적어도 1 개의 수지로 구성되어 있는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 구성함으로써, 범용성이 높고 염가이며 게다가 장식성이 우수한 2 색 성형된 시트 형상물을 사용할 수 있기 때문이다.

또한, 2 색 성형된 시트 형상물의 두께를 10 ~ 2000 μm의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 이러한 2 색 성형된 시트 형상물의 두께가 10 μm 미만의 값이 되면, 기계적 강도 또는 내구성이 현저히 저하되는 경우가 있기 때문이다. 한편, 이러한 2 색 성형된 시트 형상물의 두께가 2000 μm를 초과하면, 취급 또는 접착이 곤란해지는 경우가 있기 때문이다.

따라서, 2 색 성형된 시트 형상물의 두께를 50 ~ 1000 μm의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하며, 100 ~ 500 μm의 범위 내의 값으로 하는 것이 더 바람직하다.

또한, 2 색 성형된 시트 형상물의 형태는 접착성 또는 취급이 용이하다는 점에서 평탄한 필름인 것도 바람직하지만, 보다 장식성이 우수하다는 점에서 표면에 엠보스 처리 또는 개구부(슬릿을 포함함)가 형성되어 있는 것도 바람직하다.

또한, 2 색 성형된 시트 형상물의 표면 또는 내부에 소정의 인쇄 또는 착색이 실시되어 있는 것도 바람직하다.

또한, 2 색 성형된 시트 형상물이, 도 11의 (a) ~ (c)에 도시한 바와 같이, 자동차의 내장 부품 또는 범퍼에 적합한 외형을 가지는 것이 바람직하다.

보다 구체적으로, 도 11의 (a)는 자동차의 프론트 패널용 표피를 위한 2 색 성형된 시트 형상물(36')이고, 도 11의 (b)는 자동차의 도어용 표피를 위한 2 색 성형된 시트 형상물(36'')이고, 도 11의 (c)는 자동차의 범퍼를 위한 2 색 성형된 시트 형상물(36''')이다.

[제 2 실시예]

제 2 실시예는, 도 6의 (a) ~ (e)에 도시한 바와 같이, 파우더 슬러쉬부(A 부)와, 금형 가열부(B 부)와, 금형 냉각부(C 부)와, 금형 가공부(E 부)를 구비한 파우더 슬러쉬 성형기(10)를 이용하여 이루어지는 2 색 성형 시트 형상물을 성형하기 위한 파우더 슬러쉬 성형 방법으로서, 금형 가공부에서 제 1 수지(21)를 금형(60)의 일부에 도포하여 두께 1 ~ 200 μm의 도포층(34)을 형성하는 수지 도포 공정과, 파우더 슬러쉬부에서 제 1 수지(21)로 이루어지는 도포층(34) 상 또는 인접하여 제 1 수지(21)와는 상이한 제 2 수지를 이용하여 시트 형상물(35)을 파우더 슬러쉬 성형하는 파우더 슬러쉬 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 2 색 성형 시트 형상물(36)을 성형하기 위한 파우더 슬러쉬 성형 방법이다.

1. 도포 공정

도포 공정은 금형 가공부(E 부)에서 소정의 제 1 수지(21(21'))를 금형(60)의 일부에 도포하여 두께 1 ~ 200 μm의 도포층(34)을 형성하는 수지 도포 공정(이하, 도장 공정이라고 칭하는 경우가 있음)이다.

즉, 도장 공정은 금형(60)을 소정 개소에 배치하고, 도 3에 도시한 도장 장치(22), 예를 들면 선단부가 L 자 형상인 스프레이 노즐(22a)을 장착한 스프레이 수지 도포 장치(22)를 이용하여 금형(60)의 소정 장소에 대해 소정 두께의 도포층(34)을 형성하는 공정이다.

이 경우, 원하는 개소 이외의 개소에 도료가 부착되지 않도록 마스킹 부재(30)를 소정 장소에 미리 장착해 두는 것이 바람직하다.

그리고, 도포 조건에 대해서는 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들면 두께 1 ~ 200 μm의 도포층을 형성하는데 1 ~ 60 초 / m²의 도포 속도로 하는 것이 바람직하며, 10 ~ 30 초 / m²의 도포 속도로 하는 것이 보다 바람직하다.

2. 가열 공정

가열 공정은 금형 가열부(B 부)에서 도포층(34)을 형성한 금형(60)을 그 상태인 채로 가열하는 공정(이하, 가열 공정이라고 칭하는 경우가 있음)이다.

즉, 소정의 도포층(34)을 형성한 금형(60)을 금형 가공부(E 부)에서부터 금형 가열부(B 부)로 이동시켜 도 1에 도시한 가열로(56) 내로 반입하고, 거기서 소정의 도포층(34)을 건조시키고 또한 금형(60)을 소정 온도로 가열하는 공정이다.

또한, 다음 공정인 파우더 슬러쉬 공정에서 균일한 시트 형상물을 성형할 수 있도록, 통상적으로 금형(도포층 표면을 포함함)의 내면 온도가 200 ~ 500℃가 되도록 열풍에 의한 대류 가열을 행하는 것이 바람직하다.

3. 파우더 슬러쉬 공정

파우더 슬러쉬 공정은 파우더 슬러쉬부(A 부)에서 도포층(34)을 형성한 금형(60)에 대해 그 상태로 소정의 시트 형상물을 성형하는 공정(이하, 슬러쉬 공정이라고 칭하는 경우가 있음)이다.

즉, 가열한 상태의 도포층이 구비된 금형(60)을 금형 가열부(B 부)에서 파우더 슬러쉬부(A 부)로 이동시켜, 거기서, 도 6의 (e)에 도시한 바와 같이, 도포층(34) 상 혹은 도포층(34)에 인접하여 제 2 수지인 파우더(92)로부터 시트 형상물(35)을 형성하는 공정이다.

여기서, 슬러쉬 공정을 실시하는데 있어서, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 프레임 부재(60a)를 포함하는 금형(60)과 리졸버 탱크(88)를 연결한 상태로 회전시켜, 금형(60)의 성형면(85)에 소정의 두께의 시트 형상물(35)을 형성하는 것이 바람직하다.

즉, 프레임 부재(60a)를 포함하는 금형(60)과 리졸버 탱크(88)를 조합한 상태로 상하 방향으로 반전시키는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 실시하면, 리졸버 탱크(88) 내의 파우더(92)는 자중(自重)으로 성형형(60)의 성형면(85)으로 낙하하고, 이러한 금형(60)의 성형면(85)에 접하는 파우더(92) 및 그 근방의 파우더(92)만이 금형(60)의 열에 의해 용융 상태가 되어 부착되어, 금형(60)의 성형면(85)에 대해 시트 형상물(35)을 순간적으로 형성할 수 있기 때문이다.

또한, 프레임 부재(60a)를 포함하는 금형(60)을 반전시킬 때, 파우더(92)가 소정 개소 이외로 비산되지 않고 이러한 금형(60)에서의 원하는 성형면(85)에만 시트 형상물(35)을 형성할 수 있도록, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 교반실(88a)을 통해 흡인하여 금형(60) 내의 압력을 저하시키는 것이 바람직하다.

즉, 금형(60)을 회전시켜 파우더 슬러쉬 성형하는 도중에는 금형(60)의 내압을 저하시키기 위하여 흡인하고, 파우더 슬러쉬 성형 전에는 리졸버 탱크(88)의 파우더(92) 내에 공기를 불어넣기 위한 압력 조정 장치(도시하지 않음)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

4. 금형 냉각 공정

금형 냉각 공정은 금형 냉각부(C 부)에서 2 색 성형 시트 형상물(36)을 형성한 금형(60)을 냉각하는 공정(이하, 금형 냉각 공정이라고 칭하는 경우가 있음)이다.

즉, 2 색 성형 시트 형상물(36)을 성형한 상태의 금형(60)을 파우더 슬러쉬부(A 부)에서 금형 냉각부(C 부)로 이동시키고, 거기서, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 소정 온도로 냉각하는 공정이다.

여기서, 금형 냉각 공정을 실시하는데 있어서, 단일 냉각 공정으로 할 수도 있고 혹은 다단계 냉각 공정으로 할 수도 있다.

예를 들면, 단일 냉각 공정으로 한 경우, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 분무 장치(121)에 의해 물 또는 온수를 분무하여 80 ~ 100℃ 정도까지 비교적 마일드하게 금형(60)을 냉각하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 실시함으로써, 대형화 또한 복잡화된 금형이 불균일하게 가열되어 있는 경우에도 비교적 마일드하게 금형을 냉각하여, 금형의 열 손상 또는 균열 등의 발생을 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.

또한, 이러한 냉각 공정이라면 2 색 성형 시트에서의 복수 수지로 이루어지는 층간에서 박리 현상 등의 발생을 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.

한편, 2 단계 냉각 공정으로 한 경우, 제 1 냉각 단계로서, 도 10의 (a)에 도시한 바와 같이, 분무 장치(121)에 의해 물 또는 온수를 분무하여 120 ~ 150℃ 정도까지 비교적 마일드하게 금형(60)을 냉각하는 것이 바람직하다.

이어서, 제 2 냉각 단계로서, 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이, 샤워 장치(98)에 의해 물 또는 온수를 비교적 다량으로 분사하여, 증발 엔탈피(enthalpy)를 이용해 시트 형상물(35)을 박리할 수 있을 정도, 예를 들면 60 ~ 100℃ 정도의 온도까지 금형을 효율적으로 냉각하는 것이 바람직하다.

그 이유는, 이와 같이 실시함으로써, 금형의 열 손상 또는 균열 등의 발생을 효과적으로 방지할 수 있고, 냉각에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있기 때문이다.

또한, 이러한 다단계의 냉각 공정이라면 2 색 성형 시트에서의 복수 수지로 이루어지는 층간에서 박리 현상 등의 발생을 더 효과적으로 방지할 수 있기 때문이다.

5. 탈형 공정

탈형 공정은 금형 가공부에서 2 색 성형 시트 형상물을 탈형시키는 공정(이하, 탈형 공정이라고 칭하는 경우가 있음)이다.

즉, 금형 냉각부(C 부)에서 금형 가공부(E 부)로 이동하여 2 색 성형 시트 형상물(36)을 금형(60)으로부터 탈형시키는 공정이다.

또한, 이러한 탈형 공정은 로봇을 이용하여 자동적으로 행할 수도 있고 혹은 인적 작업으로 하여 2 색 성형 시트 형상물을 탈형시킬 수도 있다.

[제 3 실시예]

제 3 실시예는 제 1 실시예의 변형예로서, 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 수지 도포 장치(22)로서 제 1 수지 도포 장치(22a) 및 제 2 수지 도포 장치(22b)를 포함하고 있고, 금형 가공부(E 부)가 제 1 수지 도포 장치(22a)를 가지는 제 1 금형 가공부(37a), 제 2 수지 도포 장치(22b)를 가지는 제 2 금형 가공부(37b)와, 이들 제 1 금형 가공부(37a) 및 제 2 금형 가공부(37b) 사이의 금형 대기소(37c)를 구비하고 있으며, 제 1 금형 가공부(37a) 및 제 2 금형 가공부(37b)에서 각각 수지 도포 장치(22a, 22b)가 금형의 반전 장치(60b)를 개재하여 2 색 성형 시트 형상물(도시하지 않음)을 탈형시키는 측과 반대측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기(10')이다.

그리고, 도 14에 도시한 온도 제어 장치(70) 및 공기 건조 장치(71)가 압축 공기 등의 미스트화 에어를 생성하기 위한 컴프레서(도시하지 않음)와, 수지 도포 장치(22)에서의 미스트화 에어의 흡입구(도시하지 않음)와의 사이에 연결되어 있는 파우더 슬러쉬 성형기(10')의 구성이다.

이하, 제 1 실시예와 상이한 점을 중심으로 제 3 실시예의 파우더 슬러쉬 성형기에 대해 구체적으로 설명한다.

1. 금형 가공부

(1) 제 1 금형 가공부

도 13에 도시된 바와 같이, 제 1 금형 가공부(37a)는 복수의 수지 도포 장치(22) 중 제 1 수지 도포 장치(22a)를 포함하여 구성되어 있고, 기본적으로는 금형(60)으로부터의 2 색 성형 시트 형상물의 탈형 작업과 제 1 수지 도포 장치(22a)에 의한 금형(60)에 대한 도포 작업을 각각 행하기 위한 부위이며, 제 1 실시예의 금형 가공부와 동일한 태양이다.

단, 제 3 실시예의 제 1 금형 가공부에서는 제 1 수지 도포 장치(22a)가 금형의 반전 장치(60b)를 개재하여 2 색 성형 시트 형상물을 탈형시키는 측과 반대측에 설치되어 있는 것이 특징이다.

즉, 이와 같이 구성함으로써, 수지 도포 장치의 동작과 2 색 성형 시트 형상물의 탈형 등을 하는 작업자의 동작 사이의 간섭을 완전히 없애고 각각 독립적인 동작을 행할 수 있다.

따라서, 금형의 반전 장치를 개재하여 금형을 수직 방향으로 세운 상태에서, 그 양측에서 동일 시기에 소정 동작을 실시하거나 혹은 작업 장소 확보를 위한 셔터 또는 그 구동부 등을 생략할 수 있다.

또한, 금형의 반전 장치로는, 예를 들면 금형을 동일 방향 혹은 그 반대 방향을 포함하여 회전 혹은 반회전(半回轉)시키기 위한 회전축이며, 전기식 구동 부재 또는 기계식 구동 부재 등에 연결되어 있다. 그리고, 금형의 반전 장치로는 프레임 부재의 일부를 구성하고 있어도 좋으며, 금형을 소정 위치에 정지시키기 위한 스토퍼를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

(2) 제 2 금형 가공부

도 13에 도시된 바와 같이, 제 2 금형 가공부(37b)는 복수의 수지 도포 장치(22) 중 제 2 수지 도포 장치(22b)를 포함하여 구성되어 있고, 제 1 금형 가공부(37a)와 병렬 배치되어 있으나, 기본적으로는 금형(60)으로부터의 2 색 성형 시트 형상물의 탈형 작업과 제 2 수지 도포 장치(22b)에 의한 금형(60)에 대한 도포 작업을 각각 행하기 위한 부위이며, 제 1 실시예의 금형 가공부와 동일한 태양이다.

그리고, 제 2 금형 가공부(37b)에서도 제 2 수지 도포 장치(22b)가 금형의 반전 장치(60b)를 개재하여 2 색 성형 시트 형상물을 탈형시키는 측과 반대측에 설치되어 있는 것이 특징이다.

(3) 금형 대기소

또한, 금형 대기소(37c)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 제 1 금형 가공부(E 부)(37a) 및 제 2 금형 가공부(E 부)(37b)에서 각각 수지 도포 장치(22a, 22b)에 의한 제 1 수지의 도포 작업을 완료한 금형(60)이 다음 공정의 가열 공정 개소인 금형 가열부(B 부)로 이동할 때까지의 동안 혹은 냉각 공정 개소인 금형 냉각부(C 부)를 거친 금형(60)이 제 1 금형 가공부(37a) 및 제 2 금형 가공부(37b)로 이동할 때까지의 동안의 시간 조정 등을 하기 위한 대기소이다.

따라서, 이러한 금형 대기소가 설치되어 있으므로, 복수의 금형의 동시 이동이 순조롭게 될 뿐만 아니라, 제 1 금형 가공부 및 제 2 금형 가공부의 도포 상황 혹은 금형의 냉각 공정 등에 맞춰 소정의 시간 조정을 실시 가능하다.

2. 미스트화 에어의 온도 제어 장치

(1) 온도 제어 장치

도 14에 도시한 온도 제어 장치(70)는 이른바 에어라인 히터로서, 화살표(A)로 도시된 컴프레서 등으로부터의 공기를 소정 온도로 가열하고, 이를 화살표(B)로 도시된 방향으로 흐르게 하여 미스트화 에어로서 사용하기 위한 장치이다.

구체적으로, 압축 공기 등의 취입구(70c) 및 출구(70b)를 구비하고 있으며, 그 사이에 배관(70e)이 설치되어 있다. 그리고, 배관(70e) 내를 통과하는 압축 공기 등을 배관(70e)의 관벽을 거쳐 열원으로서의 히터(70g)를 이용하여 간접적으로 가열하는 구성이다. 따라서, 이러한 온도 제어 장치(70)라면 상당히 소형이어도 압축 공기 등을 균일하게 가열할 수 있고, 간접 가열이라는 점에서 히터 등의 열원 수명을 늘리는 것이 가능하다. 또한, 배관(70e) 내에는 실리카 입자, 실리카겔, 알루미나, 지르코니아 등의 무기 다공질 재료(70f)가 충전되어 있으며, 압축 공기 등과의 접촉 면적이 커지도록 구성되어 있다. 따라서, 온도 제어 장치(70)가 상당히 소형이고, 이에 포함되는 배관(70e)이 상당히 짧은 경우에도 압축 공기 등을 더 신속하고 균일하게 가열 가능하다.

따라서, 예를 들면 500 ~ 1000 NL / min의 처리 유량으로서 20℃의 압축 공기여도 온도 50 ~ 80℃로 신속하게 가열할 수 있다.

(2) 공기 건조 장치

또한, 컴프레서와 온도 제어 장치 사이에, 도 14에 도시한 바와 같이, 압축 공기 등에 포함되는 수분을 저감시키기 위한 공기 건조 장치(71)를 설치하는 것이 바람직하다.

즉, 도 14에 도시한 바와 같이, 하우징(71a) 내에 실리카겔 등의 흡착제(71b)가 충전되어 있고, 그 중을 압축 공기 등을 통과시킴으로써, 포함되는 수분을 효율적으로 흡착 제거하는 구성이다.

따라서, 이러한 공기 건조 장치(71)를 병용함으로써, 온도 제어 장치(70)에 의한 온도 제어를 더 용이하고 신속하게 행할 수 있다.

[실험예]

[실험예 1]

1. 시트 형상물의 제조

(1) 금형의 준비 공정

도 6의 (a)에 도시한 바와 같이, 금형 가공부(E 부)에 소정의 금형을 준비하였다.

(2) 도포 공정

이어서, 금형 가공부(E 부)에서, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 금형에 마스킹 부재를 장착한 후, 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 수지 도포 장치를 이용하여 소정 개소에 대해 제 1 수지로서 내열성 염화 비닐 수지(N - 말레이미드그라프트 중합 염화 비닐 수지 100 중량부, 경화제 10 중량부, 가소제 5 중량부, 3 염기성 황산납 2 중량부, 스테아린산납 2 중량부)를 이용하여 두께 20 μm의 도포층을 성형하였다.

(3) 가열 공정

이어서, 금형 가공부(E 부)에서부터 금형 가열부(C 부)로 금형을 이동시켜, 도 6의 (d)에 도시한 바와 같이, 마스킹 부재를 탈착시킨 후, 도 1에 도시한 바와 같은 가열로를 이용하여 소정의 도포층이 형성된 금형의 표면 온도가 300℃가 되도록 가열하였다.

(4) 파우더 슬러쉬 공정

이어서, 금형 가열부(B 부)에서부터 파우더 슬러쉬부(A 부)로 금형을 이동시켜, 도 6의 (e)에 도시한 바와 같이, 파우더 슬러쉬 성형기를 이용하여 소정의 도포층이 형성된 금형에 대해 B 스테이지의 에폭시 수지로 이루어지는 파우더를 파우더 슬러쉬 성형하였다.

(5) 냉각 공정

이어서, 파우더 슬러쉬부(A 부)에서 금형 냉각부(C 부)로 금형을 이동시켜, 2 색 성형 시트 형상물의 표면 온도가 100℃가 될 때까지 금형을 샤워 냉각하였다.

(6) 탈형 공정

이어서, 금형 냉각부(C 부)에서 금형 가공부(E 부)로 금형을 이동시켜, 2 색 성형 시트 형상물을 인적 작업에 의해 탈형시켜 실험예 1의 2 색 성형 시트 형상물로 하였다.

2. 2 색 성형 시트 형상물의 평가

(1) 박리성(평가 1)

2 색 성형 시트 형상물에서의 이탈 방법으로부터, 이하의 기준에 준하여 박리성을 평가하였다.

◎ : 2 색 성형 시트 형상물을 1 분 미만으로 박리할 수 있다.

○ : 2 색 성형 시트 형상물을 박리할 수 있으나, 1 분 이상 시간이 걸린다.

△ : 2 색 성형 시트 형상물을 박리할 수 있으나, 도포층이 일부 손상되는 경우가 있다.

× : 2 색 성형 시트 형상물을 박리하는 것이 곤란하다.

(2) 밀착성 평가(평가 2)

2 색 성형 시트 형상물에서의 시트 형상물과 도포층과의 사이의 밀착성을 시트 형상물 / 도포층과의 사이의 90° 박리 접착력으로서 측정하고, 이하의 기준에 준하여 밀착성을 평가하였다.

◎ : 90° 박리 접착력이 1000 gf / 인치 이상이다.

○ : 90° 박리 접착력이 500 ~ 1000 gf / 인치 미만이다.

△ : 90° 박리 접착력이 100 ~ 500 gf / 인치 미만이다.

× : 90° 박리 접착력이 100 gf / 인치 미만이다.

(3) 막 두께의 불균일(평가 3)

2 색 성형 시트 형상물에서의 도포층이 형성된 개소의 두께를 10 점 측정하고, 최대치와 최소치의 차이로부터 이하의 기준에 준하여 막 두께의 불균일로서 평가하였다.

◎ : 최대치와 최소치의 차이가 10 μm 미만이다.

○ : 최대치와 최소치의 차이가 10 μm ~ 50 μm 미만이다.

△ : 최대치와 최소치의 차이가 50 μm ~ 100 μm 미만이다.

× : 최대치와 최소치의 차이가 100 μm 이상이다.

[실험예 2 ~ 4]

실험예 2 ~ 4에서는 도포층의 두께를 변경한 것 외에는 실험예 1과 동일하게 2 색 성형 시트 형상물을 제조하여 평가하였다.

[실험예 5 ~ 8]

실험예 5 ~ 8에서는 제 1 수지로부터 열 안정제로서의 3 염기성 황산납 및 스테아린산납을 제외한 것 외에는 실험예 1 ~ 4와 동일하게 2 색 성형 시트 형상물을 제조하여 평가하였다.

[비교예 1 ~ 2]

비교예 1 ~ 2에서는 도포층의 두께를 각각 500, 1000 μm로 한 것 외에는 실험예 5 혹은 실험예 1과 동일하게 2 색 성형 시트 형상물을 제조하여 평가하였다.

표 1

	도포층		슬러쉬층	평가 1	평가 2	평가 3
	두께(μm)	열 안정제	슬러쉬층	평가 1	평가 2	평가 3
실험예 1	20	있음	500	◎	◎	◎
실험예 2	10	있음	500	◎	◎	◎
실험예 3	30	있음	500	◎	◎	◎
실험예 4	80	있음	500	◎	○	○
실험예 5	20	없음	500	△	○	○
실험예 6	10	없음	500	△	○	○
실험예 7	30	없음	500	△	○	○
실험예 8	80	없음	500	△	△	○
비교예 1	500	없음	500	△	×	×
비교예 2	1000	있음	500	×	×	×

[실험예 9 ~ 16]

도 12 및 도 13에 도시한 파우더 슬러쉬 성형기를 이용하여 실험예 1 ~ 8에 준해 2 색 성형 시트 형상물을 제조하여 평가하였다.

단, 미스트화 에어홀에서의 에어 흡입구에 도 14에 도시한 온도 제어 장치 및 공기 건조 장치를 개재하여 컴프레서가 연결되어 있는 파우더 슬러쉬 성형기를 이용하였다. 즉, 실험예 1 ~ 8에서는 상온(약 20℃)의 미스트화 에어를 이용하였으나, 실험예 9 ~ 16에서는 온도 40℃로 가온된 미스트화 에어를 이용하였다. 또한, 실험예 13 ~ 16에서는 슬러쉬층의 두께를 800 μm로 하였다. 각각 얻어진 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2

	도포층		슬러쉬층	평가 1	평가 2	평가 3
	두께(μm)	열 안정제	(μm)
실험예 9	20	있음	500	◎	◎	◎
실험예 10	10	있음	500	◎	◎	◎
실험예 11	30	있음	500	◎	◎	◎
실험예 12	80	있음	500	◎	◎	◎
실험예 13	20	없음	800	○	◎	◎
실험예 14	10	없음	800	○	○	◎
실험예 15	30	없음	800	○	◎	◎
실험예 16	80	없음	800	○	○	◎

산업상의 이용 가능성

본 발명의 파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형 방법에 따르면, 제 1 수지에 대해서는 수지 도포 장치를 이용하여 금형의 소정 개소에 적용하고, 이어서 제 1 수지로 이루어지는 소정 두께의 도포층 상 또는 인접하여 제 2 수지를 파우더 슬러쉬 성형함으로써, 도포층과 파우더 슬러쉬 성형하여 이루어지는 수지층과의 사이의 밀착성이 양호해져, 결과적으로 내구성이 우수한 2 색 성형 시트 형상물을 신속하고 안정적으로 얻을 수 있게 되었다.

또한, 제 1 수지로 이루어지는 소정 두께의 도포층을 파우더 슬러쉬 성형이 아닌 소정의 수지 도포 장치를 이용하여 형성하므로, 경계가 선명해져 박리되기 어려워지고 또한 장식성이 우수한 2 색 성형 시트 형상물을 얻을 수 있게 되었다.

따라서, 얻어진 2 색 성형 시트 형상물에 따르면 자동차 등의 내장재 또는 범퍼로서 적합하게 사용될 것이 기대된다.

Claims

파우더 슬러쉬부와, 금형 가열부와, 금형 냉각부와, 금형 가공부를 구비하고, 2 색 성형 시트 형상물을 성형하기 위한 파우더 슬러쉬 성형기로서,
상기 금형 가공부에서 제 1 수지를 금형의 일부에 도포하여 두께 1 ~ 200 μm의 도포층을 형성하기 위한 수지 도포 장치와,
상기 파우더 슬러쉬부에서 상기 제 1 수지로 이루어지는 도포층 상 또는 인접하여 상기 제 1 수지와는 상이한 제 2 수지로 이루어지는 시트 형상물을 파우더 슬러쉬 성형하기 위한 파우더 슬러쉬 장치
를 구비하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
제 1 항에 있어서,
상기 금형 가공부에 설치되어 있는 수지 도포 장치가 스프레이 수지 도포 장치인 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
제 2 항에 있어서,
상기 스프레이 수지 도포 장치의 선단부에 수지 도포홀과 미스트화 에어홀과 패턴 에어홀을 가지는 스프레이 노즐이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
제 3 항에 있어서,
상기 스프레이 노즐의 선단부가 L 자 형상인 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스프레이 수지 도포 장치가, 상기 제 1 수지를 저장하는 제 1 탱크와, 상기 스프레이 수지 도포 장치를 자동 세정하기 위한 세정액을 저장하는 제 2 탱크를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 미스트화 에어홀에서의 에어 흡입구에 온도 제어 장치 또는 온도 제어 장치 및 공기 건조 장치를 개재하여 컴프레서가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금형 가공부에서 상기 수지 도포 장치가 동작 위치와 정지 위치와의 사이에서 이동 가능하게 설치되어 있고, 상기 수지 도포 장치가 동작 위치에 있는 경우, 상기 수지 도포 장치의 동작 영역을 분리 형성하기 위한 셔터가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금형 가공부에서 상기 수지 도포 장치가 상기 2 색 성형 시트 형상물을 탈형시키는 측과 동일측 또는 금형 반전 장치를 개재하여 상기 2 색 성형 시트 형상물을 탈형시키는 측과 반대측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 도포 장치가 제 1 수지 도포 장치 및 제 2 수지 도포 장치를 포함하고 있고,
상기 금형 가공부가 제 1 수지 도포 장치를 가지는 제 1 금형 가공부와 제 2 수지 도포 장치를 가지는 제 2 금형 가공부를 구비하고 있고,
상기 제 1 금형 가공부와 제 2 금형 가공부 사이에 상기 금형을 일시적으로 대기시키기 위한 소정 공간을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금형 가공부에서 상기 제 1 수지를 상기 금형의 소정 개소 이외에 도포하지 않기 위한 마스킹 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금형 가공부에서 상기 금형에 대해 이형제를 도포하기 위한 이형제 수지 도포 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
파우더 슬러쉬부와, 금형 가열부와, 금형 냉각부와, 금형 가공부를 구비한 파우더 슬러쉬 성형기를 이용하여 이루어지는 2 색 성형 시트 형상물을 성형하기 위한 파우더 슬러쉬 성형 방법으로서,
상기 금형 가공부에서 제 1 수지를 금형의 일부에 도포하여 두께 1 ~ 200 μm의 도포층을 형성하는 수지 도포 공정과,
상기 금형 가열부에서 상기 제 1 수지를 도포한 금형을 가열하는 공정과,
상기 파우더 슬러쉬부에서 상기 제 1 수지로 이루어지는 도포층 상 또는 인접하여 상기 제 1 수지와는 상이한 제 2 수지를 이용하여 시트 형상물을 파우더 슬러쉬 성형하는 파우더 슬러쉬 공정과,
상기 금형 냉각부에서 상기 시트 형상물을 성형한 채인 상태로 상기 금형을 냉각하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형 방법.
제 12 항에 있어서,
상기 금형을 냉각한 후, 상기 금형 가공부로 이동하여 상기 시트 형상물을 탈형시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형 방법.