KR101236096B1 - 발포성형방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 발포성형방법은 서로 다른 원료액들을 서로 다른 저장탱크에 각각 저장하는 단계와, 상기 각각의 저장탱크내에서 상기 원료액을 교반하는 단계와, 상기 교반된 서로 다른 원료액들이 상기 저장탱크로부터 압송되어 정량적으로 토출하는 단계와, 상기 정량적으로 토출되는 서로 다른 원료액들을 수용하고 혼합하여 혼합액을 만드는 단계와, 상기 혼합액을 성형수단의 하부몰드내에 주입하여 상기 하부몰드와 상부몰드를 합형하여 소정의 형상으로 성형하는 단계와, 상기 하부몰드와 상부몰드를 이형하여 소정의 형상으로 성형완료된 성형품을 외부로 배출시키는 단계를 포함하여 상기 각각의 단계들이 순차적으로 이루어지도록 구성되고, 상기와 같은 발포성형방법을 구현하기 위한 발포성형장치는 저장탱크와, 교반수단과, 정량토출수단과, 혼합수단과, 주입수단과, 성형수단 및 제어부를 포함하여 구성되며, 상기와 같은 발포성형방법 및 그 장치는 서로 다른 원료액들을 수용하여 일정압력으로 혼합하여 혼합액을 만들고 상기 혼합액을 하부몰드에 주입할 수 있으므로 성형과 동시에 표면처리가 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.

저장탱크, 교반수단, 정량토출수단, 혼합수단, 주입수단, 성형수단, 제어부

Description

발포성형방법 및 그 장치{FOAMING INJECTION MOLDING METHOD AND APPARATUS}

도 1은 종래의 발포성형장치를 도시한 단면도,

도 2는 종래의 발포액 주입장치를 도시한 개략적인 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 발포성형장치의 전체 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 발포성형장치에서 저장탱크와 교반수단을 도시한 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 발포성형장치에서 정량토출수단, 혼합수단 및 주입수단을 도시한 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 발포성형장치에서 정량토출수단을 도시한 것으로, 서로 다른 원료액들이 유입되어 토출구로 토출되는 상태를 도시한 평면도,

도 7은 도 6에서 서로 다른 원료액들이 유입되었다가 피드백되는 상태를 도시한 평면도,

도 8은 본 발명에 따른 발포성형장치에서 혼합수단과 주입수단을 도시한 사시도,

도 9는 도 8의 분해사시도,

도 10은 도 8의 단면도,

도 11은 본 발명에 따른 발포성형장치에서 주입수단을 도시한 단면도,

도 12는 본 발명에 따른 발포성형장치에서 성형수단을 도시한 평면도,

도 13은 본 발명에 따른 발포성형장치에서 이송장치부에 결합된 주입수단이 성형수단으로 이송되는 상태를 도시한 평면도,

도 14는 본 발명에 따른 발포성형장치에서 주입수단에 의해 하부몰드에 혼합액이 주입되는 상태를 도시한 사시도,

도 15는 본 발명에 따른 발포성형장치에서 회전테이블을 구동시키는 구동장치부를 도시한 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 저장탱크 20 : 교반수단

21 : 중심축 22 : 교반날개

30 : 정량토출수단 31,33 : 원료액A,B 유입관

32,34 : 원료액A,B 피드백관 35,36 : 플런저A,B

37 : 실린더 38 : 피스톤

39 : 토출구 40 : 혼합수단

41 : 유입측 혼합관 42 : 유출측 혼합관

43 : 혼합기 44 : 유압모터

45 : 냉매탱크 50 : 주입수단

51 : 중공관 52 : 주입기

60 : 이송장치부 70 : 성형수단

71 : 하부몰드 72 : 상부몰드

73 : 회전테이블 74 : 구동장치부

80 : 제어부 L1,L2 : 원료액A,원료액B

ML : 혼합액

본 발명은 발포성형방법 및 그 장치에 관한 것으로, 특히 서로 다른 원료액들을 혼합하여 발포성형을 함에 있어서, 상기 서로 다른 원료액들이 혼합되는 과정에서 응고되는 것을 지연시키고 상기 서로 다른 원료액들이 혼합되어 만들어진 혼합액을 하부몰드에 균일한 높이로 주입할 수 있는 발포성형방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 산업분야에 널리 사용되고 있는 발포성형품은, 요구되는 쿠션을 만족하기 위해 액상의 원료를 소정의 몰드에 주입하여 원료의 화학반응에 의해 다량의 기포를 발생시켜 내부에 무수한 완충공간을 형성한 것으로서 대부분 자동화 라인에 의해 대량생산되고 있다.

이러한 발포성형품은 성형이 완료된 후에 제품의 강도보강과 긁힘현상 등을 방지하기 위해 표면처리공정이 절대적으로 요구되고 있다.

이와 같은 표면처리공정은 발포성형품의 성형공정과는 별도의 공정으로 이루어지기 때문에 비용증가는 물론 작업성이 현저히 저하되는 문제점이 있고, 표면처리에 따른 코팅이 일정하지가 않고 불량품이 많이 발생되는 등의 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위해 등록실용신안공보 등록번호 제20-0314785호에 개시된 발포성형품의 성형장치는, 도 1에 도시된 바와 같이 펠릿형태의 재료가 가열실린더에서 가열용융된 후 발포제와 함께 투입되어 발포되는 압출부재(1)와, 상기 압출부재(1)의 전단에 설치되어 이송되는 재료를 통과시킴과 동시에 발포하도록 하는 보조금형부재(2)와, 상기 보조금형부재(2)의 전단에 결합되고 제품의 형상을 성형하도록 하는 금형부재(3)와, 상기 금형부재(3)의 전단에 설치되고 순환되는 냉각수에 의해 발포성형품의 표면을 급냉시킴으로써 표면처리하도록 하는 사이징부재(4)와, 상기 사이징부재(4)에서 급냉시킨 발포성형품을 재차 냉각하여 코팅처리한 것과 같은 표면처리를 하도록 하는 냉각기(5)를 포함하여 구성되어, 상기한 바와 같은 표면처리에 따른 문제점을 어느 정도 해소할 수 있었으나, 위의 발명 은 소정의 몰드내에 발포액이 뾰족한 형태를 가지는 발포구(2a)를 통해 발포되므로 상기 몰드내에 발포액이 국부적으로 불균일하게 발포되어 공동부분이 형성되어 상기 공동부분에 비례하여 쿠션이 저하되는 문제점이 있다.

한편, 등록특허공보 공고번호 제10-0184946호에 개시된 발포성형제품의 발포액 주입방법 및 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이 발포기(6)의 토출관(6a)에 연결되어 직물커버(8)내 발포액을 주입하는 주입부재(7)의 노즐(7a)직경을 상기 토출관(6a)의 직경보다 크게 하여, 상기 토출관(6a)을 통과한 발포액의 최초 토출속도가 주입부재(7)의 노즐(7a)을 통과하는 과정에서 저하되게 하고, 이에 따라 유속이 저하된 발포액이 직물커버(8)의 삽입구(8a)를 통해 금형(9)에 주입될 때에는 크림상태로 변화되어 주입 발포되게 하므로 양질의 발포성형제품을 저렴한 가격으로 제조 할 수 있게 하였으나, 상기와 같은 발포액을 주입하는 노즐(7a)을 가지는 발포성형장치에 고점도의 발포액을 사용하게 되면 일정시간 경과 후 고점도의 발포액이 응고되어 상기 노즐(7a)이 막히게 됨으로써 작업성이 현저히 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은, 서로 다른 원료액들을 혼합하여 소정의 몰드에 균일한 높이를 가지도록 주입함으로써 성형과 동시에 표면처리가 이루어지도록 할 수 있는 발포성형장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 원료액을 저장하고 있는 저장탱크내에서 상기 원료액의 온도가 균일하게 유지될 수 있는 발포성형장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 서로 다른 원료액들이 그 내압에 상관없이 항상 정량적으로 토출되어 혼합이 이루어지도록 할 수 있는 발포성형장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 서로 다른 원료액들을 혼합하여 발포성형을 함에 있어서 상기 서로 다른 원료액들이 혼합되는 과정에서 응고되는 것을 지연시킬수 있는 발포성형장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 혼합액이 주입되는 몰드를 자동화라인에 일정간격을 두고 다수개 배치하여 생산성 및 작업효율을 증대시킬 수 있는 발포성형장치 를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 장시간 동안 혼합액을 주입하는 경우 주입기내에 응고된 혼합액을 쉽게 제거하여 성형품의 품질을 향상시킬 수 있는 발포성형장치를 제공함에 있다.

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상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발포성형장치는, 서로 다른 원료액들을 각각 저장하기 위한 저장탱크; 상기 저장탱크내에 설치되어 상기 원료액의 온도가 균일하게 유지될 수 있도록 상기 원료액을 교반하기 위한 교반수단; 상기 교반수단에 의해 각각 교반된 상기 서로 다른 원료액들을 상기 각각의 저장탱크로부터 압송받아 정량적으로 토출하기 위한 정량토출수단; 상기 정량토출수단의 하방에 상기 정량토출수단과 탈착가능하게 설치되어 상기 정량토출수단으로부터 토출되는 상기 서로 다른 원료액들을 혼합하여 혼합액을 만들기 위한 혼합수단; 상기 혼합수단의 하부에 상기 혼합수단과 탈착가능하게 사방으로 직선왕복운동이 가능하게 설치되어 상기 혼합액을 주입하기 위한 주입수단; 상기 주입수단의 전방에 설치되어 상기 주입수단에 의해 주입되는 상기 혼합액을 수용하여 소정형상으로 성형하기 위한 성형수단; 및 상기 교반수단, 정량토출수단, 혼합수단, 주입수단 및 성형수단에 각각 전기적으로 연결되어 외부전원으로부터 전원을 인가받아 상기 각각의 수단들이 순차적으로 작동될 수 있도록 제어하기 위해 구비되는 제어부;를 포함하여 구성되고, 상기 정량토출수단은, 상기 저장탱크로부터 원료액이 유입되는 원료액 유입관과 연통되고 소정공간을 구비하여 상기 원료액을 유입하기 위한 원료액 유입공간과, 상기 원료액 유입공간내에서 직선운동을 하도록 설치되어 상기 원료액을 정량으로 토출하기 위한 플런저와, 상기 원료액 유입공간에서 토출되는 상기 원료액이 유입되도록 유입통로가 형성되어 있으며 상기 유입통로와 연통되고 상기 원료액을 상기 저장탱크로 피드백하는 원료액 피드백관과 연통되는 피드백통로가 형성되어 있는 실린더와, 상기 실린더내에서 직선 왕복운동을 하도록 설치되어 상기 원료액을 상기 혼합수단에 토출하지 않을 시에는 상기 유입통로와 피드백통로가 연통되도록 위치하고 상기 원료액을 상기 혼합수단에 토출시에는 상기 피드백통로가 차단되도록 위치하는 피스톤을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 교반수단은, 상기 저장탱크내에 종방향으로 회전가능하게 설치되는 중심축과, 상기 중심축에 일체로 끼워져 상기 원료액을 교반하기 위한 하나 이상의 교반날개를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

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또한, 상기 혼합수단은, 그 내부가 중공으로 이루어져 상기 정량토출수단으로부터 서로 다른 원료액이 유입되도록 하기 위한 유입측 혼합관과, 상기 유입측 혼합관과 탈착가능하게 결합하고 그 내부가 중공으로 이루어져 상기 서로 다른 원료액이 혼합되어 상기 주입수단으로 배출되도록 하기 위한 유출측 혼합관과, 상기 유입측 혼합관과 유출측 혼합관의 내부에 회전가능하게 설치되어 상기 서로 다른 원료액을 혼합하여 혼합액을 만들기 위한 혼합기를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 유입측 혼합관은, 그 외면에 상기 정량토출수단으로부터 토출되는 서로 다른 원료액을 유입하기 위한 유입관이 형성되어 있고, 상기 유입관의 일측에는 냉매통공이 형성되어 있으며, 그 내측면에는 상기 냉매통공과 연통된 하나 이상의 냉매순환공이 형성되어 있고, 상기 유출측 혼합관은, 그 외면에 상기 유입측 혼합관에서 유입된 서로 다른 원료액들이 혼합되어 유출되도록 유출관이 형성되어 있고, 상기 유출관의 일측에는 냉매통공이 형성되어 있으며, 그 내측면에는 상기 유입측 혼합관의 내측면에 형성된 냉매순환공과 대응되도록 상기 냉매통공과 연통된 하나 이상의 냉매순환공이 형성되어 있고, 상기 유입측 혼합관에 형성된 냉매통공에는 상기 서로 다른 원료액이 혼합되어 만들어진 상기 혼합액이 응고되는 것을 지연시키기 위해 냉매를 공급할 수 있도록 되어 있는 것이 효과적이다.

또한, 상기 주입수단은, 상기 혼합수단에 그 일단부가 결합되어 상기 혼합수단으로부터 배출되는 혼합액을 수용하는 중공관과, 상기 중공관의 타단에서 중공형태로 하방으로 연장되어 전면측부 및 후면측부로 분리가능하게 구비되고 그 하단면에 주입공이 형성되어 있어 상기 혼합액이 주입되도록 하기 위한 주입기를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 성형수단은, 상기 주입수단에 의해 상기 혼합액이 주입되는 하부몰드와, 상기 하부몰드를 개폐하도록 설치되어 상기 하부몰드와 합형되는 상부몰드와, 다수개의 상기 상부몰드 및 하부몰드가 원주방향을 따라 소정거리 이격져서 설치되는 회전테이블과, 상기 회전테이블에 결합되어 상기 회전테이블을 회전시키기 위한 구동장치부를 포함하여 이루어지는 것이 효과적이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발포성형방법 및 그 장치를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 15는 본 발명에 따른 발포성형방법 및 그 장치를 도시한 도면들로서, 도 3은 본 발명에 따른 발포성형장치의 전체 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 발포성형장치에서 저장탱크와 교반수단을 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 발포성형장치에서 정량토출수단, 혼합수단 및 주입수단을 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 발포성형장치에서 정량토출수단을 도시한 것으로 서로 다른 원료액들이 유입되어 토출구로 토출되는 상태를 도시한 평면도이며, 도 7은 도 6에서 서로 다른 원료액들이 유입되었다가 피드백되는 상태를 도시한 평면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 발포성형장치에서 혼합수단과 주입수단을 도시한 사시도이며, 도 9는 도 8의 분해사시도이고, 도 10은 도 8의 단면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 발포성형장치에서 주입수단을 도시한 단면도이고, 도 12는 본 발명에 따른 발포성형장치에서 성형수단을 도시한 평면도이며, 도 13은 본 발명에 따른 발포성형장치에서 이송장치부에 결합된 주입수단이 성형수단으로 이송되는 상태를 도시한 평면도이고, 도 14는 본 발명에 따른 발포성형장치에서 주입수단에 의해 하부몰드에 혼합액이 주입되는 상태를 도시한 사시도이며, 도 15는 본 발명에 따른 발포성형장치에서 회전테이블을 구동시키는 구동장치부를 도시한 평면도이다.

본 발명에 따른 발포성형방법은, 도 3에 도시된 바와 같이 서로 다른 원료액A(L1)와 원료액B(L2)를 각각의 펌프(P1,P2)로 서로 다른 저장탱크(11,12)에 각각 저장하는 단계와, 상기 각각의 저장탱크(11,12)내에서 상기 원료액(L1,L2)의 온도가 균일하게 유지되도록 상기 원료액(L1,L2)을 교반하는 단계와, 상기 교반된 서로 다른 원료액들(L1,L2)이 상기 저장탱크(11,12)로부터 압송되어 정량적으로 토출하는 단계와, 상기 정량적으로 토출되는 서로 다른 원료액들(L1,L2)을 수용하고 혼합하여 혼합액(ML)을 만드는 단계와, 상기 혼합액(ML)을 성형수단(70)의 하부몰드(71)내에 주입하여 상기 하부몰드(71)와 상부몰드(72)를 합형하여 소정의 형상으로 성형하는 단계와, 상기 하부몰드(71)와 상부몰드(72)를 이형하여 소정의 형상으로 성형완료된 성형품을 외부로 배출시키는 단계를 포함하여 상기 각각의 단계들이 순차적으로 이루어지도록 구성된다.

또한, 상기 서로 다른 원료액들(L1,L2)이 상기 서로 다른 저장탱크(11,12)내에서 각각 교반된 다음 상기 저장탱크(11,12)로부터 압송되어 정량적으로 토출되기 전에 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 서로 다른 원료액들(L1,L2)이 서로 다른 필터 (F1,F2)를 통과되도록 하여 불순물들을 제거해주는 단계가 더 포함되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따른 발포성형방법을 구현하기 위한 발포성형장치는, 도 3에 도시된 바와 같이 서로 다른 원료액들(L1,L2)을 각각 저장하기 위한 저장탱크(11,12)와, 상기 저장탱크(11,12)내에 설치되어 상기 원료액들(L1,L2)을 교반하기 위한 교반수단(20)과, 상기 교반수단(20)에 의해 교반된 상기 서로 다른 원료액들(L1,L2)을 상기 각각의 저장탱크(11,12)로부터 압송받아 정량적으로 토출하기 위한 정량토출수단(30)과, 상기 정량토출수단(30)으로부터 토출되는 서로 다른 원료액들을 혼합하여 혼합액(ML)을 만들기 위한 혼합수단(40)과, 상기 혼합액(ML)을 주입하기 위한 주입수단(50)과, 상기 주입수단(50)에 의해 주입되는 혼합액(ML)을 수용하여 성형하기 위한 성형수단(70)과, 상기 교반수단(20), 정량토출수단(30), 혼합수단(40), 주입수단(50) 및 성형수단(70)들이 순차적으로 작동될 수 있도록 제어하기 위한 제어부(80)를 포함하여 구성된다.

상기 저장탱크(10)는 원료액(L1,L2)을 저장하기 위한 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 그 내부에 일정 수용공간이 구비되고 그 하부에는 원료액(L1,L2)을 주입하거나 빼낼 수 있도록 하나이상의 송유관(14)이 구비되며 그 일측에는 온도조절장치(미도시)가 설치되어 있다.

상기 교반수단(20)은 상기 저장탱크(10)내에 설치되어 상기 원료액(L1,L2)의 온도가 균일하게 유지되도록 상기 원료액(L1,L2)을 교반하기 위한 것으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 저장탱크(10)내에 종방향으로 설치되어 그 일단은 상기 저장탱크(10)의 상부에 일정부분 돌출되는 중심축(21)과, 상기 중심축(21)의 타단에 일체로 끼워져 상기 원료액(L1,L2)을 교반하기 위한 다수개의 교반날개(22)를 포함하여 이루어진다.

상기 저장탱크(10)의 상부에 일정부분 돌출된 상기 중심축(21)의 일단은, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 저장탱크(10)의 상부에 장착된 유압모터(13)에 결합되어 상기 유압모터(13)에서 발생되는 동력에 의해 상기 중심축(21)이 회전을 하게 되고 이에 따라 상기 교반날개(22)가 회전을 함으로써 상기 저장탱크(10)내의 원료액(L1,L2)이 교반되는 것이다.

상기 각각의 저장탱크(11,12)내에서 교반되어진 서로 다른 원료액들(L1,L2)은, 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 필터(F1,F2)를 통과하게 되는데, 이때 상기 원료액(L1,L2)내에 함유되어 있는 불순물들이 걸러지게 되는 것이다.

상기 각각의 필터(F1,F2)에서 불순물이 걸러진 서로 다른 원료액들(L1,L2)은, 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 정압정량펌프(CP1,CP2)에 의해 일정압력으로 일정한 양만큼 후술할 정량토출수단(30)으로 압송되어진다.

상기 정량토출수단(30)은 상기 교반수단(20)에 의해 각각 교반되고 상기 필터(F1,F2)에 의해 불순물이 걸러진 상기 서로 다른 원료액들(L1,L2)을 상기 각각의 정압정량펌프(CP1,CP2)에 의해 압송받아 정량적으로 토출하기 위한 것으로서, 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 저장탱크(미도시)로부터 원료액(L1,L2)이 유입되는 원료액 유입관(31,33)과 연통되고 소정공간을 구비하여 상기 원료액(L1,L2)을 유입하기 위한 원료액 유입공간(35a,36a)과, 상기 원료액 유입공간 (35a,36a)내에서 직선운동을 하도록 설치되어 상기 원료액(L1,L2)을 정량으로 토출하도록 하기 위한 플런저(35,36)와, 상기 원료액 유입공간(35a,36a)에서 토출되는 상기 원료액(L1,L2)이 유입되도록 유입통로(37a,37b)가 형성되어 있으며 상기 유입통로(37a,37b)와 연통되고 상기 원료액(L1,L2)을 상기 저장탱크(미도시)로 피드백하는 원료액 피드백관(32,34)과 연통되는 피드백통로(37c,37d)가 형성되어 있는 실린더(37)와, 상기 실린더(37)내에서 직선 왕복운동을 하도록 설치되어 상기 원료액(L1,L2)을 상기 혼합수단(40)에 토출하지 않을 시에는 상기 유입통로(37a,37b)와 피드백통로(37c,37d)가 연통되도록 위치하고 상기 원료액(L1,L2)을 상기 혼합수단(40)에 토출시에는 상기 피드백통로(37c,37d)가 차단되도록 위치하는 피스톤(38)을 포함하여 구성된다.

상기 플런저(35,36)의 전방에는 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 원료액(L1,L2)이 토출되어 유입되도록 실린더(37)에 형성된 유입통로(37a,37b)가 형성되어 있고, 상기 플런저(35,36)의 후방에는 상기 플런저(35,36)의 직선운동을 조정하기 위한 조정핸들(35b,36b)이 구비되어 있다.

이때, 상기 실린더(37)의 유입통로(37a,37b)가 상기 플런저(35,36)에 의해 개폐되는 양을 조정함으로써 토출되는 원료액(L1,L2)의 양을 조절할 수가 있는 것이다.

상기 혼합수단(40)은, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 정량토출수단(30)의 하방에 상기 정량토출수단(30)과 탈착가능하게 설치되어 상기 정량토출수단(30)으로부터 토출되는 서로 다른 원료액들(L1,L2)을 혼합하여 혼합액(ML)을 만들기 위한 것으로서, 도 8에 도시된 바와 같이 그 내부가 중공으로 이루어져 상기 정량토출수단(30)으로부터 서로 다른 원료액(L1,L2)이 유입되도록 하기 위한 유입측 혼합관(41)과, 상기 유입측 혼합관(41)과 탈착가능하게 결합하고 그 내부가 중공으로 이루어져 상기 서로 다른 원료액(미도시)이 혼합되어 상기 주입수단(50)으로 배출되도록 하기 위한 유출측 혼합관(42)과, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 유입측 혼합관(41)과 유출측 혼합관(42)의 내부에 회전가능하게 설치되어 상기 서로 다른 원료액(미도시)을 혼합하여 혼합액(ML)을 만들기 위한 혼합기(43)를 포함하여 이루어진다.

상기 유입측 혼합관(41)은, 도 9에 도시된 바와 같이 그 외면에 상기 정량토출수단(30)으로부터 토출되는 서로 다른 원료액을 유입하기 위한 유입관(41c)이 형성되어 있고, 상기 유입관(41c)의 일측에는 냉매통공(41a)이 형성되어 있으며, 그 내측면에는 상기 냉매통공(41a)과 연통된 하나 이상의 냉매순환공(41b)이 형성되어 있다.

상기 유입관(41c)의 외주에는 도 9 또는 도 10에 도시된 바와 같이 나사산이 형성된 관통홀(41d)이 형성되어 있어, 상기 관통홀(41d)에는 상기 원료액들이 토출되는 상기 정량토출수단(30)의 토출관(미도시)이 상기 유입관(41c)에 결합되어 고정되도록 스톱볼트(41e)가 체결된다.

또한, 상기 유출측 혼합관(42)은, 도 9에 도시된 바와 같이 그 외면에 상기 유입측 혼합관(41)에서 유입된 서로 다른 원료액들이 혼합되어 유출되도록 유출관(42c)이 형성되어 있고, 상기 유출관(42c)의 일측에는 냉매통공(42a)이 형성되어 있으며, 그 내측면에는 상기 유입측 혼합관(41)의 내측면에 형성된 냉매순환공(41b)과 대응되도록 상기 냉매통공(42a)과 연통된 하나 이상의 냉매순환공(42b)이 형성되어 있다.

아울러, 상기 혼합기(43)에는 도 5에 도시된 바와 같이 모터(44)가 결합되어 있어, 상기 모터(44)에서 발생되는 동력에 의해 상기 혼합기(43)가 상기 유입측 혼합관(41)과 유출측 혼합관(42)의 내부에서 회전을 함으로써 상기 유입측 혼합관(41)의 유입관(41c)을 통해 유입되는 서로 다른 원료액들을 혼합하게 되는 것이다.

상기와 같은 유입측 혼합관(41)에 형성된 냉매통공(41a)에는 상기 서로 다른 원료액이 혼합되어 만들어진 상기 혼합액(ML)이 응고되는 것을 지연시키기 위해 냉매를 공급할 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이 냉매탱크(45)가 연결되는 것이 바람직하다.

상기 주입수단(50)은 상기 혼합액(ML)을 후술할 하부몰드(71)에 주입하기 위한 것으로서, 도 8 또는 도 9에 도시된 바와 같이 상기 혼합수단(40)의 하부에 상기 혼합수단(40)과 탈착가능하게 설치되어 있고, 상기 혼합수단(40)에 그 일단부가 결합되어 상기 혼합수단(40)으로부터 배출되는 혼합액(ML)을 수용하는 중공관(51)과, 상기 중공관(51)의 타단에서 중공형태로 하방으로 연장되어 전면측부(52a) 및 후면측부(52b)로 분리가능하게 구비되고 도 11에 도시된 바와 같이 그 하단면에 주입공(52c)이 형성되어 있어 도 14에 도시된 바와 같이 상기 혼합액(ML)이 주입되도록 하기 위한 주입기(52)를 포함하여 이루어진다.

상기 중공관(51)의 외주에는 도 9에 도시된 바와 같이 나사산이 형성된 관통홀(51a)이 형성되어 있어, 상기 관통홀(51a)에는 상기 혼합수단(40)이 결합되어 고정되도록 스톱볼트(51b)가 체결되어진다.

또한, 상기 주입기(52)는 도 9에 도시된 바와 같이 전면측부(52a)과 후면측부(52b)로 분리가 가능하게 되어 있고, 상기 주입기(52)의 전면측부(52a)의 가장자리에는 다수개의 관통홀(52f)이 형성되어 있으며 상기 주입기(52)의 후면측부(52b)의 가장자리에는 상기 전면측부(52a)에 형성된 관통홀(52f)과 대응되는 위치에 다수개의 관통홀(52g)이 형성되어 있어서, 상기 주입수단(50)으로 혼합액(ML)을 후술할 하부몰드(71)에 주입할 때는 상기 관통홀(52f,52g)에 체결볼트(52d)를 끼우고 상기 전면측부(52a)와 후면측부(52b)를 관통한 상기 체결볼트(52d)의 단부에 체결너트(52e)를 체결하여 상기 전면측부(52a)과 후면측부(52b)를 결합하여 사용하게 된다.

아울러, 상기와 같이 전면측부(52a)와 후면측부(52b)로 분리가능하도록 형성된 상기 주입기(52)내에 혼합액(ML)이 응고되거나 기타 불순물들이 끼게 되면 상기 전면측부(52a)와 후면측부(52b)를 분리하여 응고된 혼합액(ML) 또는 기타 불순물들을 제거하면 된다.

한편, 상기 주입수단(50)은 사방으로 직선왕복운동을 하여 후술할 하부몰드(71)에 상기 혼합액(ML)을 주입하기 위해서, 도 12 또는 도 13에 도시된 바와 같이 사방으로 직선왕복운동이 가능하게 구성된 이송장치부(60)에 장착되어진다.

상기 이송장치부(60)는 도 12 또는 도 13에 도시된 바와 같이 그 전방에 상 기 주입수단(50)이 장착되는 몸체부(63)와, 상기 몸체부(63)가 좌우로 직선왕복운동할 수 있도록 안내하는 제1가이드부(61)와, 상기 몸체부(63)가 전후방으로 직선왕복운동할 수 있도록 안내하는 제2가이드부(62)와, 상기 몸체부(63)에 장착되어 동력을 발생시키는 이송모터(64)를 포함하여 이루어진다.

이와 같이 직선왕복운동을 할 수 있도록 상기 몸체부(63)에 장착된 상기 주입수단(50)은 도 13에 도시된 바와 같이, 후술할 하부몰드(71)에 위치하여 전후좌우로 이동하면서 후술할 하부몰드(71)에 혼합액(ML)을 주입하게 되는 것이다.

상기 성형수단(70)은 상기 주입수단(50)에 의해 주입되는 상기 혼합액(ML)을 수용하여 소정형상으로 성형하기 위한 것으로서, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 주입수단(50)의 전방에 설치되고 그 내부에 상기 혼합액(ML)이 주입되어 성형이 되도록 하기 위한 몰드캐리어(70a)와, 도 12에 도시된 바와 같이 다수개의 몰드캐리어(70a)가 원주방향을 따라 소정거리 이격져서 설치되는 회전테이블(73)과, 상기 회전테이블(73)에 결합되어 상기 회전테이블(73)을 회전시키기 위한 구동장치부(74)를 포함하여 이루어진다.

상기 몰드캐리어(70a)는 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 주입수단(50)에 의해 상기 혼합액(ML)이 주입되는 하부몰드(71)와, 상기 하부몰드(71)를 개폐하도록 설치되어 상기 하부몰드(71)와 합형되는 상부몰드(72)를 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 몰드캐리어(70a)의 상부몰드(72)와 하부몰드(71)를 안정적으로 클램핑할 수 있도록 하는 구성들은 본 출원인에 의해 출원된 공개특허공보 공개번 호 제10-2002-0070411호에 제안된 바가 있고, 상기 몰드캐리어(70a)의 클램핑 구조에 대한 것은 본 발명의 요지가 아니므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

한편, 상기 회전테이블(73)이 회전을 하도록 하기 위해서는 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 회전테이블(73)의 측면에 형성된 다수개의 치형(73a)이 상기 회전테이블(73)의 일측에 구비된 구동장치부(74)와 결합되도록 하면 되는데, 상기 구동장치부(74)는 동력을 발생시키는 구동모터(74a)와, 상기 구동모터(74a)에 결합되어 회전하는 구동스프로킷휠(74b)과, 상기 구동스프로킷휠(74b)과 소정거리 이격져서 설치되고 제1체인(74d)에 의해 회전력을 전달받는 제1종동스프로킷휠(미도시)과, 상기 제1종동스프로킷휠(미도시)의 중심에 그 일단이 일체로 고정되고 소정길이를 갖는 고정축(미도시)의 타단에 일체로 고정되는 제2종동스프로킷휠(74e)과, 상기 제2종동스프로킷휠(74e)과 소정거리 이격져서 설치되고 제2체인(74g)에 의해 회전력을 전달받는 제3종동스프로킷휠(74f)을 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 회전테이블(73)의 치형(73a)이 상기 모터(74a)로부터 발생되는 동력에 의해 상기 제2종동스프로킷휠(74e)과 제3종동스프로킷휠(74f)이 회전하는 방향으로 회전하는 상기 제2체인(74g)에 끼워져서 회전하게 되는 것이다.

상기와 같은 구동장치부(74)를 상기 체인전동장치 이외에 다른 전동장치로 대체할 수 있음은 당연한 일일 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 발포성형장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

원료액A(L1)를 도 3에 도시된 바와 같이, 저장탱크A(11)에 압송하기 위해서 먼저 제어부(80)의 스위치를 온 상태로 하고, 이때 상기 제어부(80)로부터 신호를 받은 펌프(P1)는 상기 원료액A(L1)를 저장탱크A(11)로 압송하게 되며, 상기 저장탱크A(11)로 일정량 만큼 압송된 원료액A(L1)는 일정온도로 설정된 상기 저장탱크A(11)내에서 제어부(80)의 신호를 받은 교반수단(20)에 의해 교반되어진다.

상기 저장탱크A(11)에서 교반되어진 원료액A(L1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(80)의 신호에 따라 저장탱크A(11)에 송유관으로 연결된 필터A(F1)로 이송되어 원료액A(L1)에 함유된 불순물들이 제거되게 된다.

상기 필터A(F1)에서 불순물이 제거된 원료액A(L1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(80)의 신호대로 정압정량펌프A(CP1)에 의해 정량토출수단(30)으로 이송되어진다.

상기 정량토출수단(30)의 원료액A 유입관(31)으로 유입된 원료액A(L1)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 원료액A(L1)를 상기 혼합수단(40)에 토출하지 않을 시에는 실린더(37)로 유입되는 유입통로(37a)로 토출되고 이 토출된 원료액A(L1)는 원료액A 피드백관(32)과 연통된 피드백통로(37c)로 피드백되게 되는데, 이때 상기 정량토출수단(30)의 피스톤(38)은 실린더(37)의 유입통로(37a)와 피드백통로(37c)가 연통되는 위치에 위치하게 된다.

또한, 상기 원료액A 유입관(31)으로 유입된 원료액A(L1)가 상기 혼합수단(40)으로 토출시에는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 유입통로(37a)와 유출통로 (37c)를 차단하는 위치에 피스톤(38)이 위치하게 되어 상기 원료액A(L1)는 상기 실린더(37)로 유입되어 상기 혼합수단(40)으로 토출되어지는 것이다.

이때, 상기 플런저A(35)의 전방에는 도 6 또는 도 7에 도시된 바와 같이 실린더(37)로 상기 원료액A(L1)를 토출하도록 유입통로(37a)가 형성되어 있고, 상기 플런저A(35)의 후방에 장착되는 조정핸들(35b)을 조정하여 상기 원료액 유입공간A(35a)에서 토출되어지는 양을 조절할 수가 있는 것이다.

원료액B(L2)도 상기 원료액A(L1)와 동일한 과정으로 상기 혼합수단(40)으로 토출되어진다.

상기 정량토출수단(30)으로부터 토출되어진 원료액A(L1)와 원료액B(L2)는 도 10에 도시된 바와 같이, 유입측 혼합관(41)의 유입관(41c)을 통해 유입되어 상기 혼합기(43)가 제어부의 신호에 의해 회전됨에 따라 혼합액(ML)으로 만들어지고 상기 혼합액(ML)은 유출측 혼합관(42)의 유출관(42c) 통해 주입수단(50)으로 이송되어진다.

이때, 상기 혼합수단(40)의 유입측 혼합관(41)에 형성된 냉매통공(41a)에는 냉매가 공급되고, 상기 냉매는 상기 유입측 혼합관(41)과 유출측 혼합관(42)에 서로 대응되게 형성된 냉매순환공(41b,42b)를 통해 순환을 하고 유출측 혼합관(42)에 형성된 냉매통공(42a)을 통해 외부로 배출됨으로써, 서로 다른 원료액A(L1)와 원료액B(L2)가 혼합되는 과정에서 응고되는 것을 지연시켜 줄 수 있다.

한편, 상기 주입수단(50)의 중공관(51)으로 유입된 혼합액(ML)은 도 14에 도시된 바와 같이 주입기(52)를 통해 하부몰드(71)에 주입되게 되는데, 작업자가 몰 드캐리어(70a)의 상부몰드(72)를 개방하여 소정의 준비를 완료하게 되면 제어부의 신호에 따라 그 전방에 주입수단(50)을 장착한 이송장치부(60)가 도 13에 도시된 바와 같이 전방으로 직선운동을 하여 상기 주입수단(50)은 상기 하부몰드(71)의 직상방에 위치하게 된다.

상기 주입수단(50)의 주입기(52)를 통해 배출되는 혼합액(ML)을 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 주입기(52)가 상기 하부몰드(71)의 상방에서 좌우 및 전후방으로 이송하면서 주입을 하고, 주입이 완료되면 제어부의 신호를 따라 상기 이송장치부(60)는 원위치로 복귀하게 된다.

혼합액(ML)이 주입된 하부몰드(71)를 제어부(80)의 신호대로 상부몰드(72)가 폐쇄하게 되면 도 12에 도시된 바와 같이, 회전테이블(73)이 일정각도 회전하게 되고 상기 회전테이블(73)에 다수개로 설치된 하부몰드(71)에 상기와 같은 과정대로 상기 혼합액(ML)이 주입되게 된다.

회전테이블(73)의 원주방향을 따라 일정시간 간격으로 일정각도 만큼 회전하면서 성형이 되는 몰드캐리어(70a)가 소정의 시간이 경과하여 소정의 위치에 위치하게 되면 작업자는 상기 하부몰드(71)를 폐쇄하고 있는 상기 상부몰드(72)를 위로 개방하여 성형이 완료된 성형품을 상기 하부몰드(71)로부터 분리시킨 다음, 간단한 마무리 작업을 통해 성형품을 완성할 수가 있는 것이다.

본 발명의 발포성형방법 및 그 장치에 의하면, 서로 다른 원료액들을 수용하여 일정압력으로 혼합하여 혼합액을 만들 수 있는 혼합수단을 구비하고 상기 혼합수단에 탈착가능하게 결합된 주입수단의 하단면에 주입공이 형성되어 있어 상기 혼합액을 하부몰드에 주입할 수 있으므로 성형과 동시에 표면처리가 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 원료액을 저장하고 있는 저장탱크내에 교반수단을 구비함으로써 상기 저장탱크내에서 상기 원료액의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 정량토출수단을 구비함으로써 서로 다른 원료액들이 그 내압에 상관없이 항상 정량적으로 토출되어 혼합이 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 혼합수단에 냉매를 공급할 수 있도록 하여 서로 다른 원료액들이 혼합되는 과정에서 응고되는 것을 지연시킬 수 있는 효과가 있다.

아울러, 주입기를 전면측부과 후면측부로 분리가능하게 구비함으로써 장시간 동안 혼합액을 하부몰드에 주입하는 경우 상기 주입기내에 응고된 혼합액을 용이하게 제거하여 성형품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 혼합액이 주입되어 성형되는 몰드캐리어를 자동화라인에 일정간격을 두고 다수개 배치하여 생산성 및 작업효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 기준하여 설명되어 있으나 이는 예시적인 것이라 할 수 있고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로 부터 다양한 변형 및 균등한 실시예들을 생각해 낼 수 있으므로 이러한 균등한 실시예들 또한 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 보아야 함은 극히 당연한 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 결정되어야 할 것이다.

Claims (8)

1. 삭제
2. 서로 다른 원료액들을 각각 저장하기 위한 저장탱크;

   상기 저장탱크내에 설치되어 상기 원료액의 온도가 균일하게 유지되도록 상기 원료액을 교반하기 위한 교반수단;

   상기 교반수단에 의해 각각 교반된 상기 서로 다른 원료액들을 상기 각각의 저장탱크로부터 압송받아 정량적으로 토출하기 위한 정량토출수단;

   상기 정량토출수단의 하방에 상기 정량토출수단과 탈착가능하게 설치되어 상기 정량토출수단으로부터 토출되는 상기 서로 다른 원료액들을 혼합하여 혼합액을 만들기 위한 혼합수단;

   상기 혼합수단의 하부에 상기 혼합수단과 탈착가능하게 사방으로 직선왕복운동이 가능하게 설치되어 상기 혼합액을 주입하기 위한 주입수단;

   상기 주입수단의 전방에 설치되어 상기 주입수단에 의해 주입되는 상기 혼합액을 수용하여 소정형상으로 성형하기 위한 성형수단; 및

   상기 교반수단, 정량토출수단, 혼합수단, 주입수단 및 성형수단에 각각 전기적으로 연결되어 외부전원으로부터 전원을 인가받아 상기 각각의 수단들이 순차적으로 작동될 수 있도록 제어하기 위해 구비되는 제어부;를 포함하여 이루어지고,

   상기 정량토출수단은,

   상기 저장탱크로부터 원료액이 유입되는 원료액 유입관과 연통되고 소정공간을 구비하여 상기 원료액을 유입하기 위한 원료액 유입공간과, 상기 원료액 유입공간내에서 직선운동을 하도록 설치되어 상기 원료액을 정량으로 토출하기 위한 플런저와, 상기 원료액 유입공간에서 유출되는 상기 원료액이 유입되도록 유입통로가 형성되어 있으며 상기 유입통로와 연통되고 상기 원료액을 상기 저장탱크로 피드백하는 원료액 피드백관과 연통되는 피드백통로가 형성되어 있는 실린더와, 상기 실린더내에서 직선 왕복운동을 하도록 설치되어 상기 원료액을 상기 혼합수단에 토출하지 않을 시에는 상기 유입통로와 피드백통로가 연통되도록 위치하고 상기 원료액을 상기 혼합수단에 토출시에는 상기 피드백통로가 차단되도록 위치하는 피스톤을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발포성형장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 교반수단은,

   상기 저장탱크내에 종방향으로 회전가능하게 설치되는 중심축과, 상기 중심축에 일체로 끼워져 상기 원료액을 교반하기 위한 하나 이상의 교반날개를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발포성형장치.
4. 삭제
5. 제2항에 있어서, 상기 혼합수단은,

   그 내부가 중공으로 이루어져 상기 정량토출수단으로부터 서로 다른 원료액이 유입되도록 하기 위한 유입측 혼합관과, 상기 유입측 혼합관과 탈착가능하게 결합하고 그 내부가 중공으로 이루어져 상기 서로 다른 원료액이 혼합되어 상기 주입수단으로 배출되도록 하기 위한 유출측 혼합관과, 상기 유입측 혼합관과 유출측 혼합관의 내부에 회전가능하게 설치되어 상기 서로 다른 원료액을 혼합하여 혼합액을 만들기 위한 혼합기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발포성형장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 유입측 혼합관은, 그 외면에 상기 정량토출수단으로부터 토출되는 서로 다른 원료액을 유입하기 위한 유입관이 형성되어 있고, 상기 유입관의 일측에는 냉매통공이 형성되어 있으며, 그 내측면에는 상기 냉매통공과 연통된 하나 이상의 냉매순환공이 형성되어 있고,

   상기 유출측 혼합관은, 그 외면에 상기 유입측 혼합관에서 유입된 서로 다른 원료액들이 혼합되어 유출되도록 유출관이 형성되어 있고, 상기 유출관의 일측에는 냉매통공이 형성되어 있으며, 그 내측면에는 상기 유입측 혼합관의 내측면에 형성된 냉매순환공과 대응되도록 상기 냉매통공과 연통된 하나 이상의 냉매순환공이 형성되어 있고,

   상기 유입측 혼합관에 형성된 냉매통공에는 상기 서로 다른 원료액이 혼합되어 만들어진 상기 혼합액이 응고되는 것을 지연시키기 위해 냉매를 공급할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 발포성형장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 주입수단은,

   상기 혼합수단에 그 일단부가 결합되어 상기 혼합수단으로부터 배출되는 혼합액을 수용하는 중공관과, 상기 중공관의 타단에서 중공형태로 하방으로 연장되어 전면측부 및 후면측부로 분리가능하게 구비되고 그 하단면에 주입공이 형성되어 있어 상기 혼합액이 주입되도록 하기 위한 주입기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발포성형장치.
8. 제2항에 있어서, 상기 성형수단은,

   상기 주입수단에 의해 상기 혼합액이 주입되는 하부몰드와, 상기 하부몰드를 개폐하도록 설치되어 상기 하부몰드와 합형되는 상부몰드와, 다수개의 상기 상부몰드 및 하부몰드가 원주방향을 따라 소정거리 이격져서 설치되는 회전테이블과, 상기 회전테이블에 결합되어 상기 회전테이블을 회전시키기 위한 구동장치부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발포성형장치.

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