KR101451326B1 - 차단 칸막이를 갖는 발포체 성형장치의 코어 금형 구조 - Google Patents

Abstract

발포체 성형장치에서 캐비티 금형과 협력하여 발포체를 성형하는 코어 금형의 구조가 개시된다. 개시된 코어 금형의 구조는, 박스형 프레임과; 상기 박스형 프레임의 일측 개방부를 덮어, 상기 박스형 프레임 안쪽에 내부 구획 공간을 형성하는 커버 플레이트와; 상기 내부 구획 공간 내로 스팀을 공급하도록, 상기 박스형 프레임에 형성된 하나 이상의 스팀 유입구와; 상기 내부 구획 공간 내로 냉각수를 공급하도록, 상기 박스형 프레임에 형성된 하나 이상의 냉각수 유입구와; 상기 내부 구획 공간 내의 냉각수와 스팀을 배출하도록, 상기 박스형 프레임에 형성된 하나 이상의 유출구와; 상기 내부 구획 공간을 스팀 정체 공간과 스팀 차단 공간으로 분리 구획하는 차단 칸막이와; 상기 스팀 유입구와 접속된 채 상기 스팀 정체 공간에 제한되어 설치되는 스팀 파이프 유닛을 포함한다.

Description

차단 칸막이를 갖는 발포체 성형장치의 코어 금형 구조{CORE DIE STRUCTURE WITH CUT OFF PARTITIONS FOR FOAM FORMING EQUIPMENTS}

본 발명은 발포체 성형장치의 코어 금형 구조에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 차단 칸막이에 의해 코어 금형의 프레임 내 스팀 및/또는 냉각수 정체 공간을 크게 줄일 수 있는 발포체 성형장치의 코어 금형 구조에 관한 것이다.

발포 폴리프로필렌(Expanded Polypropylene) 또는 발포 폴리스틸렌(Expanded Poly-Styrene) 등과 같은 발포 수지 성형물(이하, "발포체"라 한다)은 다양한 산업분야에서 포장용기, 자동차 범퍼 등 다양한 용도로 이용되고 있다.

발포체는 발포체 성형장치에 의해 특정 형상을 갖도록 성형된다. 발포체 성형장치는 도 1에 도시된 바와 같이 코어 금형(3)과 캐비티 금형(4)을 포함한다. 통상, 코어 금형(3)은 이동 금형이 되고, 캐비티 금형(4)은 고정 금형이 된다. 그리고 코어 금형(3)과 캐비티 금형(4) 모두 사각 박스형의 프레임을 포함한다. 코어 금형(3)은 코어부(35)를 구비하고 캐비티 금형(4)은 코어부에 대응하는 캐비티(45)를 포함한다. 발포체 성형장치는 캐비티(45) 및 그 캐비티(45)에 수용된 코어부(35) 사이의 공간에서 발포체를 성형한다.

코어 금형(3)은 사각 박스형 프레임(31)과 그 사각 박스형 프레임(31)의 일측 개방부를 덮는 커버 플레이트(32)를 포함하며, 사각 박스형 프레임(31)의 일측면에는 스팀 유입구(3a, 3b)와 냉각수 유입구(3c 및 3d)가 구비된다. 도시되지는 않았지만, 사각 박스형 프레임(31)의 타측면에는 냉각수 및/또는 스팀이 유출되는 유출구가 구비된다.

커버 플레이트(32)에 의해 닫힌 코어 금형(3)의 사각 박스형 프레임(31) 내 구획 공간에는 스팀 파이프가 배치되되, 이 스팀 파이프는 스팀 유입구(3a, 3b)와 연결된다.

스팀 파이프는 다수의 스팀 분사노즐들을 구비하며, 내부 구획 공간을 영역적으로 덮도록 배치된다. 다수의 스팀 분사노즐들에 의해 분사된 스팀은 코어 금형(3)의 내부 구획 공간 전체로 퍼져 정체된다. 종래 발포체 성형장치에 있어서, 코어 금형(3)은 스팀 및 냉각수가 내부 구획 공간 전체에서 걸쳐 정체되므로, 열전달 및 냉각 효율이 떨어지고, 이는 스팀 및/또는 냉각수의 낭비를 초래한다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차단 칸막이에 의해 코어 금형 내 스팀 정체 공간의 부피를 줄여, 열전달 및 냉각 효율을 높이고, 스팀 및/또는 냉각수의 낭비를 줄인 발포체 성형장치의 코어 금형 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 일측면에 따라, 발포체 성형장치에서 캐비티 금형과 협력하여 발포체를 성형하는 코어 금형 구조가 제공되며, 상기 코어 금형 구조는, 박스형 프레임과; 상기 박스형 프레임의 일측 개방부를 덮어, 상기 박스형 프레임 안쪽에 내부 구획 공간을 형성하는 커버 플레이트와; 상기 내부 구획 공간 내로 스팀을 공급하도록, 상기 박스형 프레임에 형성된 하나 이상의 스팀 유입구와; 상기 내부 구획 공간 내로 냉각수를 공급하도록, 상기 박스형 프레임에 형성된 하나 이상의 냉각수 유입구와; 상기 내부 구획 공간 내의 냉각수와 스팀을 배출하도록, 상기 박스형 프레임에 형성된 하나 이상의 유출구와; 상기 내부 구획 공간을 스팀 정체 공간과 스팀 차단 공간으로 분리 구획하는 차단 칸막이와; 상기 스팀 유입구와 접속된 채 상기 스팀 정체 공간에 제한되어 설치되는 스팀 파이프 유닛을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 내부 구획 공간은 한 쌍의 차단 칸막이에 의해 하나의 스팀 정체 공간과 양측 한 쌍의 스팀 차단 공간으로 구획된다.

일 실시예에 따라, 상기 스팀 파이프 유닛은 상기 스팀 정체 공간 내에서 스팀 분사 영역을 한정하는 외곽 스팀 파이프 라인과, 다수의 지점에서 상기 외곽 스팀 파이프 라인에 접속된 채 상기 스팀 분사 영역으로 연장된 다수의 내부 스팀 파이프 라인과, 상기 내부 스팀 파이프 라인 각각에 하나 이상으로 설치된 스팀 분사 노즐을 포함한다.

일 실시예에 따라, 상기 코어 금형 구조는 상기 스팀 정체 공간 내에 배치된 공간 점유 블록을 더 포함하며, 상기 공간 점유 블록 상에는 상기 다수의 내부 스팀 파이프 라인을 수용하는 홈들이 형성된다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 발포체 성형장치에서 캐비티 금형과 협력하여 발포체를 성형하는 코어 금형 구조가 제공되며, 상기 코어 금형 구조는, 사각 박스형 프레임과; 상기 사각 박스형 프레임의 일측 개방부를 덮어, 상기 사각 박스형 프레임의 안쪽에 내부 구획 공간을 형성하는 커버 플레이트와; 상기 내부 구획 공간 내로 스팀을 공급하도록, 상기 사각 박스형 프레임의 제1 측면에 형성된 한 쌍의 스팀 유입구와; 상기 내부 구획 공간 내로 냉각수를 공급하도록, 상기 사각 박스형 프레임의 제1 측면에서 형성되되, 상기 한 쌍의 스팀 유입구 사이에 위치하는 한 쌍의 냉각수 유입구와; 상기 제1 측면과 대향하는 상기 사각 박스형 프레임의 제2 측면에 형성되며, 상기 내부 구획 공간 내의 냉각수와 스팀을 외부로 배출하는 한 쌍의 유출구와; 상기 내부 구획 공간을 중앙의 스팀 정체 공간과 양측 한 쌍의 스팀 차단 공간으로 분리 구획하는 한 쌍의 차단 칸막이와; 상기 스팀 유입구와 접속되고 상기 스팀 정체 공간 내에 상기 스팀 분사 영역을 한정하도록 사각형으로 둘러쳐져 배치된 외곽 스팀 파이프 라인과, 상기 외곽 스팀 파이프 라인에 다수의 지점에서 접속된 채 연장된 다수의 내부 스팀 파이프 라인과, 상기 다수의 내부 스팀 파이프 라인에 설치되는 다수의 스팀 분사 노즐을 포함하여, 상기 스팀 유입구를 통해 유입된 스팀을 상기 스팀 정체 공간으로 공급하는 스팀 파이프 유닛을 포함한다.

본 발명에 따르면, 하나 이상의 차단 칸막이에 의해 코어 금형 내 스팀 정체 공간의 부피를 줄여, 열전달 및 냉각 효율을 높이고, 스팀 및/또는 냉각수의 낭비를 줄일 수 있으며, 이에 의해, 발포체 성형시간을 대폭 줄일 수 있다.

도 1은 발포체 성형장치의 일반적인 구조를 설명하기 위한 정면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발포체 성형장치의 코어 금형을 도시한 평면도이고,
도 3은 차단 칸막이에 의해 도 2에 도시된 코어 금형의 사각 박스형 프레임의 내부 구획 공간이 분리된 구조를 설명하기 위한 사시도이고,
도 4는 도 2에 도시된 발포체 성형장치의 코어 금형을 커버 플레이트가 제거된 상태로 도시한 사시도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위해 과장되어 표현될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발포체 성형장치의 코어 금형을 도시한 평면도이고, 도 3은 차단 칸막이에 의해 도 2에 도시된 코어 금형의 사각 박스형 프레임의 내부 구획 공간이 분리된 구조를 설명하기 위한 사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 발포체 성형장치의 코어 금형을 커버 플레이트가 제거된 상태로 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 코어 금형(1)은 일측에 개방부를 갖는 사각 박스형의 프레임(10)과, 상기 사각 박스형 프레임(10)의 일측 개방부를 덮는 커버 플레이트(20)를 포함한다.

상기 코어 금형(1)은, 이동 금형으로서, 미도시된 고정 금형인 캐비티 금형과 협력하여, 예컨대, 발포 폴리프로필렌(Expanded Polypropylene) 또는 발포 폴리스틸렌(Expanded Poly-Styrene) 등과 같은 발포체를 성형한다. 이를 위해, 상기 코어 금형(1)과 이에 대응하는 캐비티 금형 각각은 자신들의 코어부와 캐비티가 만날 때 그 사이에 발포체 성형 공간을 형성한다.

위와 같은 사항들은 당해 기술 분야에서 잘 알려진 것이므로 그 구체적인 설명 및 도시를 생략하기로 한다.

도 3을 참조하면, 커버 플레이트(20; 도 1 참조)이 제거된 채 도시된 코어 금형의 사각 박스형 프레임(10)을 볼 수 있다. 또한, 사각 박스형 프레임(10) 내에 설치된 한 쌍의 차단 칸막이(17a, 17b)를 볼 수 있다. 상기 한 쌍의 차단 칸막이(17a, 17b)는 사각 박스형 프레임(10)의 내부 구획 공간(14)을 3개의 공간, 즉, 중앙의 스팀 정체 공간(14c)과, 한 쌍의 스팀 차단 공간(14b, 14c)로 분리 구획된다.

상기 한 쌍의 칸막이(17a, 17b)에 의해 새롭게 생긴 한 쌍의 스팀 차단 공간(14b, 14c)에 의해, 상기 코어 금형의 내부 구획 공간(14b, 14c) 내에서 스팀이 정체되는 공간은 14c로 표시한 중앙의 스팀 정체 공간(14c)로 제한될 수 있다. 상기 스팀 정체 공간(14c)에는 이하 자세히 설명되는 스팀 파이프 유닛(15; 도 3 참조)이 배치된다. 그리고 스팀과 함께 공급되는 냉각수도 상기 스팀 파이프 유닛이 배치된 스팀 정체 공간(14c) 내로 제한된 채 정체한다.

도 4에 잘 도시된 바와 같이, 상기 코어 금형(1)은 상기 사각 박스형 프레임(10)의 제1 측면에 한 쌍의 스팀 유입구(11a, 11b)와 한 쌍의 냉각수 유입구(12a, 12b)를 포함한다. 본 실시예에서는, 상기 한 쌍의 스팀 유입구(11a, 11b)가 외곽에 위치하고 상기 한 쌍의 냉각수 유입구(12a, 12b)는 안쪽, 즉, 상기 한 쌍의 스팀 유입구(11a, 11b) 사이에 위치한다.

또한 상기 코어 금형(1)은 상기 제1 측면과 대향하는 제2 측면에 한 쌍의 냉각수 및 스팀 유출구(13a, 13b)가 형성된다. 앞에서 언급한 바와 같이, 상기 코어 금형(1)의 내부 구획 공간(14)은 상기 사각 박스형 프레임(10)과 상기 커버 플레이트(20; 도 2 참조) 사이에 구획 형성되고, 상기 내부 구획 공간(14)은 상기 한 쌍의 차단 칸막이(17a, 17b)에 의해 중앙의 스팀 정체 공간(14c)과 그 양측에 있는 한 쌍의 스팀 차단 공간(14a, 14b)로 분리 구획된다.

또한 상기 코어 금형(1)은 상기 한 쌍의 스팀 유입구(11a, 11b)와 접속된 채 상기 스팀 유입구(11a. 11b)을 통해 들어온 스팀을 상기 스팀 정체 공간(14c)으로 공급하는 스팀 파이프 유닛(15)을 포함한다.

본 실시예에서, 상기 스팀 파이프 유닛(15)은 외곽을 한정하는 외곽 스팀 파이프 라인(151)을 포함한다. 상기 외곽 스팀 파이프 라인(151)은 상기 스팀 유입구(11a, 11b)와 접속된 채, 상기 스팀 정체 공간(14c) 내에서 대략 사각형으로 둘러쳐져 있다. 상기 외곽 스팀 파이프 라인(151) 안쪽으로 스팀 분사 영역이 한정된다.

또한 상기 스팀 파이프 유닛(15)은 다수의 내부 스팀 파이프 라인(152)을 포함하며, 상기 다수의 내부 스팀 파이프 라인(152)은 각각은 상기 외곽 스팀 파이프 라인(151)보다 작은 직경을 가진 채로 상기 외곽 스팀 파이프 라인(151)에 접속된다. 또한 상기 다수의 내부 스팀 파이프 라인(152)은 상기 외곽 스팀 파이프 라인(151)와 접속점으로부터 안쪽을 향해, 즉, 상기 스팀 분사 영역을 향해 직선 형태로 연장된다.

또한 상기 스팀 파이프 유닛(15)은 상기 다수의 내부 스팀 파이프 라인(152)에 형성된 다수의 스팀 분사 노즐(154)은 포함한다. 상기 다수의 스팀 분사 노즐(154)을 통해 상기 외곽 스팀 파이프 라인(151)에 의해 한정된 스팀 분사 영역 전반에 걸쳐 스팀이 분사된다.

앞에서 언급한 바와 같이, 상기 코어 금형(1)의 내부 구획 공간(14) 중 스팀 및 냉각수가 정체되는 공간, 즉, 스팀 정체 공간(14c)은 전술한 한 쌍의 칸막이(17a, 17b) 안쪽으로 제한되어, 기존에 비해, 스팀이 정체되는 공간이 대폭 감소된다. 스팀 정체 공간(14c)의 부피를 줄임으로써, 열전달 및 냉각 효율을 높일 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 코어 금형(1)은, 상기 스팀 정체 공간(14c)을 더욱 줄이도록, 상기 스팀 정체 공간(14c)에 배치된 공간 점유 블록(16)을 포함한다.

상기 공간 점유 블록(16)은, 특정 형성을 갖도록 주물로 형성되는 것으로서, 상기 스팀 정체 공간(14c)의 부피를 더욱 축소시킨다. 상기 축소에 의해, 상기 스팀 및 상기 냉각수에 의한, 열전달 및 냉각 효율을 높이고, 스팀 및/또는 냉각수의 낭비를 줄이는데 크게 기여한다.

또한 상기 공간 점유 블록(16)에는 상기 직선형을 갖는 상기 내부 스팀 파이프 라인(152)들을 수용하도록 횡방향 파이프 홈(161)과 복수의 종방향 파이프 홈(162)이 형성된다. 상기 복수의 횡방향 파이프 홈(161)과 상기 복수의 종방향 파이프 홈(162)은 상기 내부 스팀 파이프 라인(152)에 대응되게 여러 위치에서 교차한다.

한편, 상기 한 쌍의 차단 칸막이(17a, 17b)는 상기 외곽 스팀 파이프 라인(151)에 의해 한정된 사각형의 스팀 분사 영역의 양측 모서리들에 인접하게 그리고 나란하게 설치된다. 상기 한 쌍의 차단 칸막이(17a, 17b) 각각의 양단은 상기 사각 박스형 프레임(10)의 마주하는 양 측벽과 결합된다.

앞에서 언급한 바와 같이, 상기 한 쌍의 차단 칸막이(17a, 17b)에 의해, 상기 코어 금형(1)의 내부 구획 공간(14)은 상기 스팀 파이프 유닛(15)이 존재하는 스팀 정체 공간(14c)과 상기 스팀 파이프 유닛(15)이 없는 외곽의 스팀 차단 공간(14a, 14b)로 분리, 구획된다.

위에서 열거한 방식에 의한 스팀 정체 공간(14c)의 축소에 의해, 상기 코어 금형(1) 내에는 열전달 및 냉각이 필요한 공간의 부피가 축소된다. 이는 발포체 성형 시간을 줄여, 발포체 생산 시간을 단축시키는데 기여한다.

1: 코어 금형 10: 박스형 프레임
11a, 11b: 스팀 유입구 12a, 12b: 냉각수 유입구
13a, 13b: 냉각수/스팀 유출구 14: 내부 구획 공간
15: 스팀 파이프 유닛 16: 공간 점유 블록
17a, 17b: 차단 칸막이

Claims (5)

1. 발포체 성형장치에서 캐비티 금형과 협력하여 발포체를 성형하는 코어 금형의 구조에 있어서,
   박스형 프레임;
   상기 박스형 프레임의 일측 개방부를 덮어, 상기 박스형 프레임 안쪽에 내부 구획 공간을 형성하는 커버 플레이트;
   상기 내부 구획 공간 내로 스팀을 공급하도록, 상기 박스형 프레임에 형성된 하나 이상의 스팀 유입구;
   상기 내부 구획 공간 내로 냉각수를 공급하도록, 상기 박스형 프레임에 형성된 하나 이상의 냉각수 유입구;
   상기 내부 구획 공간 내의 냉각수와 스팀을 배출하도록, 상기 박스형 프레임에 형성된 하나 이상의 유출구;
   상기 내부 구획 공간을 스팀 정체 공간과 스팀 차단 공간으로 분리 구획하는 차단 칸막이; 및
   상기 스팀 유입구와 접속된 채 상기 스팀 정체 공간에 제한되어 설치되는 스팀 파이프 유닛을 포함하되,
   상기 내부 구획 공간은 한 쌍의 차단 칸막이에 의해 하나의 스팀 정체 공간과 양측 한 쌍의 스팀 차단 공간으로 구획되고,
   상기 스팀 파이프 유닛은 상기 스팀 정체 공간 내에서 스팀 분사 영역을 한정하는 외곽 스팀 파이프 라인과, 다수의 지점에서 상기 외곽 스팀 파이프 라인에 접속된 채 상기 스팀 분사 영역으로 연장된 다수의 내부 스팀 파이프 라인과, 상기 내부 스팀 파이프 라인 각각에 하나 이상으로 설치된 스팀 분사 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 성형장치의 코어 금형 구조.
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4. 청구항 1에 있어서, 상기 스팀 정체 공간 내에 배치된 공간 점유 블록을 더 포함하며, 상기 공간 점유 블록 상에는 상기 다수의 내부 스팀 파이프 라인을 수용하는 홈들이 형성된 것을 특징으로 하는 발포체 성형자치의 코어 금형 구조.
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