KR101894746B1 - 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치 및 이를 이용한 제조방법 - Google Patents

폐합성수지를 이용한 주물 제조장치 및 이를 이용한 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폐합성수지 및 철이 포함된 주물재료를 이용하여 엘리비에터의 웨이트용 주물을 제조하는 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치 및 이를 이용한 제조방법이 개시된다. 본 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치는 주물재료가 주입되도록 하는 제1 호퍼부; 상기 주물재료와 혼합되어 제조되는 주물의 응집력과 결속력이 향상되도록 하는 고체 상태인 폐합성수지가 주입되도록 하는 제2 호퍼부; 상기 제2 호퍼부의 하측에 마련되어 상기 주입된 폐합성수지가 분쇄되는 분쇄부; 일측에 상기 주물재료와 상기 분쇄된 폐합성수지가 주입되도록 하는 주입구가 마련되고, 타측에 주입된 상기 주물재료와 상기 폐합성수지가 배출되도록 하는 배출구가 마련되며, 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지가 상기 일측에서 상기 타측을 향하는 이송경로를 따라 이송되되, 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지가 이송되는 상태에서 교반 및 가열이 함께 수행되도록 함으로써, 상기 주물재료와 상기 폐합성수지가 혼합된 혼합물이 상기 배출구를 통해 배출되도록 하는 교반부; 및 상기 교반부로부터 배출된 상기 혼합물이 내부에 주입되면, 주입된 상기 혼합물을 기반으로 주물을 1차 성형하는 제1 성형부;를 포함한다. 이에 의해, 저렴한 제조비용으로 엘리베이용 웨이트에 적합하도록 비중이 향상된 엘리베이터의 웨이트용 주물을 제조할 수 있다.

Description

폐합성수지를 이용한 주물 제조장치 및 이를 이용한 제조방법{Machine for casting using the waste synthetic resine and method using the same}
본 발명은 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐합성수지 및 철이 포함된 주물재료를 이용하여 엘리비에터의 웨이트용 주물을 제조하는 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 건물 내에 설치되어 승객이나 화물을 실어 나르는 엘리베이터 승강기에는 무게로 기능을 조정하는 웨이트가 설치되어 있다. 이러한 종래 엘리베이터의 웨이트는 일체형 케이스를 만들고, 이 케이스에 콘크리트와 모래. 비중이 있는 금속 및 금속 산화물을 혼합하여 만들어진다.
그러나 엘리베이터의 웨이트를 콘크리트와 모래, 금속 및 금속 산화물을 혼합하여 제조하는 종래의 기술은 엘리베이터의 웨이트의 내부에 충진되는 시멘트 혼합물을 기준 비중에 적합하도록 만들기 위해서는 고가의 재료를 사용해야 하므로 제조비용이 상승하여 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 분진 형태의 철이 포함된 금속은 가격이 저렴하고, 비중이 크기 때문에, 주물재료로 이용하여 엘리베이터의 웨이트를 구성하는 주물을 제조하는 방법으로 기준 비중에 적합하도록 하기 위해 금속을 완전히 녹이고, 이를 일정한 틀에 넣어 성형하는 방법 등이 연구되고 있지만, 이러한 방법 중 금속을 완전히 녹이는 과정에서 고비용이 발생한다는 문제점 때문에 널리 이용되지는 않고 있다.
다만, 한국등록특허 제10-1216047 "엘리베이터용 웨이트 및 이의 제조방법"와 같이 폐철 부산물을 이용하여 제조비용을 절감시키는 기술이 개시되었지만 이 역시 내부에 시멘트 혼합물이 충진되어 그 제조비용을 절감시키는 효과가 크지 못하다는 한계가 존재한다.
이에, 제조비용을 절감시키기 위해 철이 포함된 분진 형태의 주물재료를 이용하여 엘리베이터의 웨이트를 제조하는 주물 제조방법의 연구 개발이 요구된다.
한국등록특허 제10-1216047 "엘리베이터용 웨이트 및 이의 제조방법"
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 가격이 저렴한 철이 포함된 분진 형태의 주물재료를 이용하여 엘리베이터의 웨이트용 주물을 제조하되, 폐합성수지를 경화제로 이용하여 제조비용을 절감시키는 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치 및 이를 이용한 제조방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 1차 성형된 주물에 폐합성수지를 추가적으로 첨가하여 2차 성형함으로써, 엘리베이터용 웨이트에 적합하도록 주물의 비중을 향상시킬 수 있는 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치 및 이를 이용한 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치는 주물재료가 주입되도록 하는 제1 호퍼부; 상기 주물재료와 혼합되어 제조되는 주물의 응집력과 결속력이 향상되도록 하는 고체 상태인 폐합성수지가 주입되도록 하는 제2 호퍼부; 상기 제2 호퍼부의 하측에 마련되어 상기 주입된 폐합성수지가 분쇄되는 분쇄부; 일측에 상기 주물재료와 상기 분쇄된 폐합성수지가 주입되도록 하는 주입구가 마련되고, 타측에 주입된 상기 주물재료와 상기 폐합성수지가 배출되도록 하는 배출구가 마련되며, 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지가 상기 일측에서 상기 타측을 향하는 이송경로를 따라 이송되되, 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지가 이송되는 상태에서 교반 및 가열이 함께 수행되도록 함으로써, 상기 주물재료와 상기 폐합성수지가 혼합된 혼합물이 상기 배출구를 통해 배출되도록 하는 교반부; 및 상기 교반부로부터 배출된 상기 혼합물이 내부에 주입되면, 주입된 상기 혼합물을 기반으로 주물을 1차 성형하는 제1 성형부;를 포함한다.
또한, 여기서 상기 교반부는, 상기 이송경로를 따라 나란하게 연장형성되되, 상기 이송경로를 따라 외경이 확대되도록 형성되는 한 쌍의 교반 회전축; 상기 한 쌍의 교반 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 마련되어 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지의 이송 및 교반이 함께 수행되도록 하는 스크류; 및 상기 스크류에 의해 상기 주물재료과 함께 이송 및 교반되는 고체 상태인 상기 폐합성수지가 가열되어 융해(melting)되도록 하는 가열 모듈;을 포함할 수 있다.
그리고 상기 교반부는, 상기 주입된 주물재료가 분진 형태인 경우, 상기 주입된 주물재료 중량의 10중량%~30중량% 만큼의 상기 고체 상태의 폐합성수지가 주입되도록 하고, 상기 주입된 고체 상태의 폐합성수지가 상기 가열 모듈에 의해 융해되면, 상기 융해된 폐합성수지가 상기 스크류에 의해 상기 주물재료와 함께 이송 및 교반되어 상기 혼합물이 생성되며, 상기 생성된 혼합물이 상기 배출구를 통해 배출되도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1 성형부는, 상기 배출구로부터 배출된 상기 혼합물이 내부에 주입되면, 주입된 상기 혼합물을 가압하여 주물을 1차 성형할 수 있다.
그리고 본 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치는 상기 제1 성형부에 의해 성형된 상기 주물이 이송되면, 상기 이송된 주물이 내부에 수용되고, 상기 수용된 주물의 비중이 향상되도록, 상기 수용된 주물에 기설정된 양의 융해된 폐합성수지를 첨가하고, 가압하여 주물을 2차 성형하는 제2 성형부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치는 상기 제1 호퍼부를 통해 주입되는 상기 주물재료 및 상기 분쇄부를 통해 분쇄되어 주입되는 상기 폐합성수지가 주입경로를 따라 상기 주입구에 주입되도록 하되, 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지가 선택적으로 주입되도록 상기 주입경로가 변경 가능하도록 하는 주입경로부;를 더 포함할 수 있다.
그리고 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조방법은, 교반부에 주물재료가 주입되는 단계; 분쇄부에 의해 상기 주입된 주물재료 중량의 10중량%~30중량% 만큼의 폐합성수지가 분쇄되어 상기 교반부에 주입되는 단계; 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지가 주입되면, 주입된 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지가 이송경로를 따라 이송되되, 이송되는 상태에서 가열 및 교반되어 혼합물이 생성되는 단계; 및 상기 생성된 혼합물이 성형부에 주입되면, 주입된 상기 혼합물을 기반으로 주물이 성형되는 단계;를 포함한다.
이에 의해, 가격이 저렴한 철이 포함된 분진 형태의 주물재료를 이용하고, 폐합성수지를 경화제로 이용하여 엘리베이터의 웨이트용 성형물을 제조함으로써, 제조비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 1차 성형된 주물에 폐합성수지를 추가적으로 첨가하여 2차 성형함으로써, 엘리베이터용 웨이트에 적합하도록 주물의 비중을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 주입 경로부의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 교반부를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 제1 성형부를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 제2 성형부를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조방법을 더욱 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
이하에서는 도 1 내지 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 구성을 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치는, 철이 포함된 분진 형태의 주물재료를 이용하여 엘리베이터의 웨이트용 주물을 제조하되, 폐합성수지를 경화제로 이용하여 제조비용을 절감시키기 위해 마련된다.
이를 위하여, 본 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치는, 제1 호퍼부(100), 제2 호퍼부(200), 분쇄부(300), 교반부(500) 및 제1 성형부(600)를 포함한다.
제1 호퍼부(100)는, 철이 포함된 분진 형태의 주물재료를 주입시키기 위해 마련된다.
제2 호퍼부(200)는, 고체 상태인 폐합성수지를 주입시키기 위해 마련된다.
참고로, 합성수지(Synthetic Resine)는 화학공업에서 만들어지는 고분자화합물 중 합성섬유와 합성 고무를 제외한 것으로, 도료 및 접착제의 원료로 이용될 수 있다.
분쇄부(300)는 제2 호퍼부(200)를 통해 주입된 폐합성수지를 일정한 크기로 분쇄하기 위해 마련된다.
구체적으로 예를 들면, 분쇄부(300)는 제2 호퍼부(200)의 하측에 마련되되 복수의 회전 칼날 부재가 구비되어 주입된 폐합성수지가 3mm 미만의 크기로 분쇄되도록 할 수 있다.
교반부(500)는 제1 호퍼부(100)를 통해 주입된 주물재료와 분쇄기를 통해 분쇄된 폐합성수지가 주입되면, 주입된 주물재료와 폐합성수지를 제1 성형부(600)로 이송되도록 하되, 주입된 주물재료와 폐합성수지가 이송되는 상태에서 교반 및 가열이 함께 수행되어 주물재료와 열에 의해 융해(melting)된 폐합성수지가 교반되어 혼합된 혼합물을 생성하기 위해 마련된다.
첨언하면, 교반(攪拌)은 물리적 또는 화학적 성질이 다른 2종 이상의 물질을 외부적인 기계 에너지를 사용하여 균일한 혼합상태로 만드는 일을 의미한다.
이때, 교반부(500)에 대한 더욱 상세한 설명은 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.
제1 성형부(600)는, 교반부(500)로부터 배출된 혼합물을 기반으로 주물을 1차 성형하기 위해 마련된다.
예를 들면, 제1 성형부(600)는, 내부에 제1 금형(610)이 마련되어 혼합물이 주입되면, 주입된 혼합물에 압력을 가하여 주물을 1차 성형할 수 있다.
여기서, 제1 성형부(600)에 대한 더욱 구체적인 설명은 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 본 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치는, 주물재료 및 폐합성수지가 선택적으로 주입되도록 하기 위해 전술한 제1 호퍼부(100), 제2 호퍼부(200), 분쇄부(300), 교반부(500) 및 제1 성형부(600) 이외에, 주입 경로부(400)를 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 주입 경로부(400)는, 제1 호퍼부(100)를 통해 주입되는 주물재료 및 분쇄부(300)를 통해 분쇄되어 주입되는 폐합성수지가 선택적으로 주입되도록 하기 위해, 제1 호퍼부(100)의 하단에서 분쇄부(300)의 하단까지 위치를 변경함으로써, 주입경로를 변경할 수 있다.
또한, 본 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치는, 엘리베이터용 웨이트에 적합하도록 1차 성형된 주물에 폐합성수지를 추가적으로 첨가하여 주물의 비중이 향상되도록 2차 성형하기 위해 전술한 제1 호퍼부(100), 제2 호퍼부(200), 분쇄부(300), 교반부(500) 및 제1 성형부(600) 이외에, 제2 성형부(700)를 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 제2 성형부(700)는, 내부에 제2 금형(710)이 마련되어 1차 성형된 주물이 수용되고, 융해된 폐합성수지가 첨가되면, 주물을 가압하여 2차 성형할 수 있다.
제2 성형부(700)에 대한 더욱 구체적인 설명은 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.
한편, 도 3a 내지 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 주입 경로부(400)의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 주입 경로부(400)는 전술한 바와 같이 주물재료 및 폐합성수지가 선택적으로 주입되도록 하기 위해 마련된다.
이를 위해, 주입 경로부(400)는, 주입 부재(410), 주입경로 변경 모듈(420), 위치 감지기(430) 및 주입경로 제어부(미도시)를 포함한다.
주입 부재(410)는 제1 호퍼부(100)를 통해 주입되는 주물재료 및 분쇄부(300)를 통해 분쇄되어 주입되는 폐합성수지에 주입경로를 제공하기 위해 마련된다.
주입경로 변경 모듈(420)은 주입 부재(410)의 위치가 제1 호퍼부(100)의 하단 및 분쇄부(300)의 하단 중 어느 한 곳으로 변경되도록 하기 위해 마련된다.
구체적으로, 주입경로 변경 모듈(420)은 주입 부재(410)의 위치가 제1 호퍼부(100)의 하단에서 분쇄부(300)의 하단으로 변경되거나, 분쇄부(300)의 하단에서 제1 호퍼부(100)의 하단으로 변경되도록 할 수 있다.
예를 들면, 주입경로 변경 모듈(420)은 주입 부재(410)의 위치를 변경시키기 위해 롤러로 구현될 수 있으며, 이 경우, 주입경로 변경 모듈(420)이 이동되도록 하는 가이드 레일(531)이 교반부(500)의 상측에 마련될 수 있다.
위치 감지기(430)는 주입경로 변경 모듈(420)이 분쇄부(300)의 하단에 위치된 것인지 여부를 감지하기 위해 마련된다.
구체적으로 위치 감지기(430)는 주입경로 변경 모듈(420)이 분쇄부(300)의 하단에 위치된 것으로 감지되면, 이를 주입경로 제어부에 전달할 수 있다.
주입경로 제어부는, 주입경로 변경 모듈(420)을 제어하여 주입 부재(410)가 제1 호퍼부(100)의 하단 및 분쇄부(300)의 하단 중 어느 한 곳으로 변경하도록 할 수 있다.
또한, 주입경로 제어부는, 위치 감지기(430)로부터 수신된 신호를 기반으로 주입경로 변경 모듈(420)이 분쇄부(300)의 하단에 위치된 것으로 판단되는 경우에만, 분쇄부(300)가 동작하도록 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치는 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 바와 동일하게 제1 호퍼부(100), 제2 호퍼부(200), 분쇄부(300), 교반부(500) 및 제1 성형부(600)를 포함한다.
다만, 본 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치는, 제2 호퍼부(200)가 가장 상단에 마련되어 고체 상태인 폐합성수지가 주입되도록 한다.
그리고 제2 호퍼부(200)의 하단에는 분쇄부(300)가 마련되어, 주입된 폐합성수지가 분쇄되도록 한다.
또한, 분쇄부(300)의 하단에는 제1 호퍼부(100)가 마련되어, 철이 포함된 분진 형태의 주물재료가 주입되도록 한다.
구체적으로, 제1 호퍼부(100)는 일측에 주입구가 마련되어 주입구를 통해 주물재료가 주입되면, 교반부(500)에 주입되도록 하되, 분쇄부(300)에서 분쇄된 폐합성수지가 배출되면, 배출된 폐합성수지도 교반부(500)에 주입되도록 할 수 있다.
한편, 교반부(500) 및 제1 성형부(600)에 대한 설명은 도 1 내지 도 3을 참조하여 상술한 바와 동일하므로, 이하에서는 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 교반부(500)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 교반부(500)는 전술한 바와 같이 주물재료와 분쇄된 폐합성수지가 주입되면, 주입된 주물재료와 폐합성수지를 제1 성형부(600)로 이송되도록 하되, 주입된 주물재료와 폐합성수지가 이송되는 상태에서 교반 및 가열이 함께 수행되어 주물재료와 열에 의해 융해(melting)된 폐합성수지가 교반되어 혼합된 혼합물을 생성하기 위해 마련된다.
이를 위해, 교반부(500)는, 주입구(503), 배출구(507), 구동 모듈(미도시), 교반 회전축(510), 스크류(520), 하우징(530) 및 가열 모듈(540)을 포함한다.
주입구(503)는 주물재료 및 분쇄된 폐합성수지가 주입되기 위해 일측에 마련되며, 배출구(507)는 주물재료 및 폐합성수지가 배출되기 위해 타측에 마련된다.
여기서 주입구(503)는 복수로 마련되어 주물재료 및 폐합성수지가 개별적으로 주입될 수 있다.
구동 모듈(미도시)은 교반 회전축(510)을 회전시킴으로써, 주입구에서 배출구까지 이송경로를 따라 주물재료 및 폐합성수지를 이송시키기 위해 마련된다. 구체적으로 구동 모듈은 구동 모터로 구현되어 교반 회전축(510)을 회전시킬 수 있다.
교반 회전축(510)은 구동 모듈에 의해 회전됨으로써, 이송경로를 따라 주물재료 및 폐합성수지를 이송시키기 위해 마련된다. 구체적으로 교반 회전축(510)은 주입구에서 배출구까지 이송경로를 따라 한 쌍이 나란하게 연장형성되되, 이송경로를 따라 외경이 확대되도록 형성된다.
스크류(520)는 교반 회전축(510)의 길이방향을 따라 나선형으로 마련되어 주물재료 및 폐합성수지의 이송 및 교반이 함께 수행되도록 할 수 있다.
하우징(530)은 교반부(500)를 외부의 충격으로부터 보호하기 위해 마련된다.
또한, 하우징(530)은 주입경로 변경 모듈(420)이 롤러로 구현되는 경우, 상측에 주입경로 변경 모듈(420)이 이동되도록 하는 가이드 레일(531)을 마련할 수 있다.
가열 모듈(540)은 고체 상태인 폐합성수지를 가열하여 융해시키기 위해 마련된다.
구체적으로, 가열 모듈(540)은 고체 상태인 폐합성수지를 가열하여 융해시키기 위해 하우징(530)부의 외주연 또는 내주연을 따라 열선이 권취되는 형태로 구현될 수 있다.
다른 예를 들면, 가열 모듈(540)은 연속로로 구현되어 스크류(520)에 의해 이송 및 교반이 함께 수행되는 상태에서 고체 상태인 폐합성수지를 가열하여 융해시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 제1 성형부(600)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 제1 성형부(600)는 전술한 바와 같이 교반부(500)로부터 배출된 혼합물을 기반으로 주물을 1차 성형하기 위해 마련된다.
이를 위해, 제1 성형부(600)는 내부에 제1 금형(610)이 마련되어, 혼합물이 주입되면, 가압하여 제1 금형(610)의 형상으로 주물을 1차 성형할 수 있다.
이때, 제1 성형부(600)는, 공기층이 형성되어 비중이 감소하는 것을 방지하기 위해 제1 금형(610)에 주입된 혼합물에 3MPa 내지 5MPa의 압력으로 가압할 수 있다.
여기서, 제1 성형부(600)는, 3MPa 미만의 압력으로 가압하는 경우, 성형물의 내부에 공기층이 과도하게 형성되어 엘리베이터용 웨이트를 제조하기에 적합한 비중을 얻을 수 없으며, 5MPa을 초과하는 압력으로 가압하는 경우, 5MPa을 초과하는 압력으로 가압되도록 하기 위해 발생되는 비용이 5MPa의 압력으로 가압되도록 하기 위해 발생되는 비용보다 과도하게 발생되어 제조비용이 상승되는 문제가 발생할 수 있다.
여기서, 1차 성형된 주물은 적층이 가능하도록 상측 및 하측이 평평하게 형성될 수 있다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 제2 성형부(700)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
구체적으로 도 7a는 제2 성형부의 제2 금형(710)에 1차 성형된 주물(α) 및 폐합성수지(β)가 수용된 모습을 도시한 사시도이고, 도 7b는 제2 금형(710)에 1차 성형된 주물(α) 및 폐합성수지(β)가 수용된 모습을 도시한 단면도이다.
본 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치의 제2 성형부(700)는 전술한 바와 같이 엘리베이터용 웨이트에 적합하도록 1차 성형된 주물에 폐합성수지를 추가적으로 첨가하여 주물의 비중이 향상되도록 2차 성형하기 위해 마련된다.
이를 위해, 제2 성형부(700)는 내부에 제2 금형(710)이 마련된다.
구체적으로 예를 들면, 제2 성형부(700)는, 제2 금형(710)에 융해된 폐합성수지(β-1)를 첨가하고, 1차 성형된 주물(α)을 제2 금형(710)에 수용하고, 다시 1차 성형된 주물 위에 융해된 폐합성수지(β-2)를 첨가하면, 3MPa 내지 5MPa의 압력으로 가압하여 2차 성형함으로써, 1차 성형된 주물의 비중보다 향상된 주물을 제조할 수 있다.
한편, 다른 예를 들면, 제2 성형부(700)는, 1차 성형된 주물(α)을 제2 금형(710)에 수용하고, 고체 상태인 폐합성수지(β)를 첨가하면, 3MPa 내지 5MPa의 압력으로 가압하되, 고체 상태인 폐합성수지(β)가 충분히 융해되도록 기설정된 온도로 가열하여 2차 성형할 수 있다.
이때, 제2 성형부(700)는 기설정된 온도로 가열하는 과정에서, 1차 성형된 주물(α) 또는 융해된 폐합성수지(β)가 제2 성형부(700)에 들러붙는 것을 방지하기 위해 표면을 코팅할 수 있다.
또한, 여기서 기설정된 온도는 폐합성수지의 융용점(Melting point) 이상의 온도를 의미한다.
이를 통하여, 2차 성형한 주물의 경우, 주물의 폭, 길이 및 두께가 각각 125㎜, 710㎜ 및 55㎜인 경우, 10kg 내지 25kg의 중량을 갖도록 제조할 수 있다.
이때, 2차 성형한 주물의 중량은 주물재료에 포함된 금속(예를 들어 철)의 함유량에 따라 달라지게 되는데 금속의 함유량이 증가할수록 중량도 증가한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
우선, 주물재료가 제1 호퍼부(100)에 주입된다(S810).
또한, 고체 상태인 폐합성수지가 제2 호퍼부(200)에 주입되면(S820), 분쇄기에 의해 폐합성수지가 분쇄될 수 있다(S830).
이때, 폐합성수지는 주물재료 중량의 10중량%~30중량% 만큼 주입되도록 한다.
교반부(500)에 주물재료 및 분쇄된 폐합성수지가 주입되면(S840), 교반부(500)에 의해 주물재료 및 폐합성수지가 이송경로를 따라 이송되되, 가열 및 교반이 함께 수행되어 혼합물이 생성될 수 있다(S850).
생성된 혼합물이 제1 성형부(600)의 내부에 주입되면, 제1 성형부(600)에 의해 주입된 혼합물이 가압되어 주물이 1차 성형될 수 있다(S860).
또한, 1차 성형된 주물의 비중의 향상이 필요한 경우, 1차 성형된 주물의 비중이 향상되도록, 주물을 제2 성형부(700)의 내부에 수용시키고, 융해된 폐합성수지를 첨가하고, 가압하여 주물이 2차 성형될 수 있다(S870).
이를 통하여, 철이 포함된 분진 형태의 주물재료를 이용하고, 폐합성수지를 경화제로 이용하여 엘리베이터의 웨이트용 성형물을 제조함으로써, 제조비용을 절감시킬 수 있으며, 1차 성형된 주물에 폐합성수지를 추가적으로 첨가하여 2차 성형함으로써, 엘리베이터용 웨이트에 적합하도록 주물의 비중을 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조방법을 더욱 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.
본 실시예에 따른 폐합성수지를 이용한 주물 제조방법은 주물재료가 제1 호퍼부(100)에 주입되고(S910), 고체 상태인 폐합성수지가 제2 호퍼부(200)에 주입될 수 있다(S920).
고체 상태인 폐합성수지가 제2 호퍼부(200)에 주입되면, 주입경로 제어부는, 위치 감지기(430)를 이용하여 주입 경로부(400)가 분쇄부(300)의 하단에 위치된 것인지 여부를 판단할 수 있다(S930).
구체적으로 설명하면, 주입경로 제어부는, 위치감지기를 이용하여 주입경로 변경 모듈(420)이 분쇄부(300)의 하단에 위치된 것인지 여부를 판단할 수 있다.
주입 경로부(400)가 제1 호퍼부(100)의 하단에 위치되면, 주입 경로부(400)가 분쇄부(300)의 하단에 위치되지 않은 것으로 판단되어(S930-N), 주물재료가 교반부(500)에 주입될 수 있다(S940).
그리고 주입 경로부(400)가 분쇄부(300)의 하단에 위치된 것으로 판단되면(S930-Y), 주입경로 제어부가, 분쇄부(300)가 동작하도록 제어함으로써, 분쇄기가 폐합성수지를 분쇄할 수 있다(S950).
교반부(500)에 주물재료 및 분쇄된 폐합성수지가 주입되면(S960), 교반부(500)에 의해 주물재료 및 폐합성수지가 이송경로를 따라 이송되되, 가열 및 교반이 함께 수행되어 혼합물이 생성될 수 있다(S970).
생성된 혼합물이 제1 성형부(600)의 내부에 주입되면, 제1 성형부(600)에 의해 주입된 혼합물이 가압되어 주물이 1차 성형될 수 있다(S980).
또한, 1차 성형된 주물의 비중의 향상이 필요한 경우, 1차 성형된 주물의 비중이 향상되도록, 주물을 제2 성형부(700)의 내부에 수용시키고, 융해된 폐합성수지를 첨가하고, 가압하여 주물이 2차 성형될 수 있다(S990).
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 제1 호퍼부 110 : 제1 프레임
200 : 제2 호퍼부 210 : 제2 프레임
300 : 분쇄부 400 : 주입 경로부
410 : 주입 부재 420 : 주입경로 변경 모듈
430 : 위치 감지기 500 : 교반부
503 : 주입구 507 : 배출구
510 : 교반 회전축 520 : 스크류
530 : 하우징 531 : 가이드 레일
540 : 가열 모듈
600 : 제1 성형부 610 : 제1 금형
700 : 제2 성형부 710 : 제2 금형
α : 1차 성형된 주물 β : 폐합성수지

Claims (7)

  1. 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치에 있어서,
    주물재료가 주입되도록 하는 제1 호퍼부;
    상기 주물재료와 혼합되어 제조되는 주물의 응집력과 결속력이 향상되도록 하는 고체 상태인 폐합성수지가 주입되도록 하는 제2 호퍼부;
    상기 제2 호퍼부의 하측에 마련되어 상기 주입된 폐합성수지가 분쇄되는 분쇄부;
    일측에 상기 주물재료와 상기 분쇄된 폐합성수지가 주입되도록 하는 주입구가 마련되고, 타측에 주입된 상기 주물재료와 상기 폐합성수지가 배출되도록 하는 배출구가 마련되며, 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지가 상기 일측에서 상기 타측을 향하는 이송경로를 따라 이송되되, 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지가 이송되는 상태에서 교반 및 가열이 함께 수행되도록 함으로써, 상기 주물재료와 상기 폐합성수지가 혼합된 혼합물이 상기 배출구를 통해 배출되도록 하는 교반부; 및
    상기 교반부로부터 배출된 상기 혼합물이 내부에 주입되면, 주입된 상기 혼합물을 가압하여 주물을 1차 성형하는 제1 성형부;를 포함하고,
    상기 교반부는,
    상기 이송경로를 따라 나란하게 연장형성되되, 상기 이송경로를 따라 외경이 확대되도록 형성되는 한 쌍의 교반 회전축;
    상기 한 쌍의 교반 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 마련되어 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지의 이송 및 교반이 함께 수행되도록 하는 스크류; 및
    상기 스크류에 의해 상기 주물재료과 함께 이송 및 교반되는 고체 상태인 상기 폐합성수지가 가열되어 융해(melting)되도록 하는 가열 모듈;을 포함하며,
    상기 제조장치는,
    상기 성형된 주물이 이송되면, 상기 이송된 주물이 내부에 수용되고, 상기 수용된 주물의 비중이 향상되도록, 상기 수용된 주물에 기설정된 양의 융해된 폐합성수지가 첨가되되, 상기 첨가된 폐합성수지가 고체 상태인 경우, 상기 수용된 주물과 상기 첨가된 고체 상태의 폐합성수지를 기설정된 온도로 가열하는 동시에 기설정된 압력으로 가압하여 2차 성형하는 제2 성형부; 및
    상기 제1 호퍼부를 통해 주입되는 상기 주물재료 및 상기 분쇄부를 통해 분쇄되어 주입되는 상기 폐합성수지가 주입경로를 따라 상기 주입구에 주입되도록 하되, 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지가 선택적으로 주입되도록 상기 주입경로가 변경 가능하도록 하는 주입경로부;를 더 포함하고,
    상기 분쇄부는,
    복수의 회전 칼날 부재가 구비되어 상기 주입된 폐합성수지가 3mm 미만의 크기로 분쇄되도록 하고,
    상기 교반부는,
    외부의 충력으로부터 보호되도록 하는 하우징부;를 더 포함하고,
    상기 가열 모듈은,
    상기 스크류에 의해 상기 주물재료과 함께 이송 및 교반되는 고체 상태인 상기 폐합성수지가 가열되어 융해되도록, 상기 하우징부의 내주연을 따라 열선이 권취되는 형태로 구현되며,
    상기 주입경로부는,
    상기 주물재료 및 상기 폐합성수지에 주입경로가 제공되도록 하는 주입 부재;
    상기 주입 부재의 위치가 상기 제1 호퍼부의 하단 및 상기 분쇄부의 하단 중 어느 한 곳으로 변경되도록 하는 주입경로 변경 모듈;
    상기 주입경로 변경 모듈이 상기 분쇄부의 하단에 위치된 것인지 여부가 감지되도록 하는 위치 감지기; 및
    상기 위치 감지기로부터 수신된 신호를 기반으로 상기 분쇄부가 동작하도록 제어하는 주입경로 제어부;를 포함하고,
    상기 주입경로 제어부는,
    상기 위치 감지기로부터 수신된 신호에 따라 상기 주입경로 변경 모듈이 상기 분쇄부의 하단에 위치된 것으로 판단되면, 상기 분쇄부가 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 교반부는,
    상기 주입된 주물재료가 분진 형태인 경우, 상기 주입된 주물재료 중량의 10중량%~30중량% 만큼의 상기 고체 상태의 폐합성수지가 주입되도록 하고,
    상기 주입된 고체 상태의 폐합성수지가 상기 가열 모듈에 의해 융해되면, 상기 융해된 폐합성수지가 상기 스크류에 의해 상기 주물재료와 함께 이송 및 교반되어 상기 혼합물이 생성되며, 상기 생성된 혼합물이 상기 배출구를 통해 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 주물 제조장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 교반부에 주물재료가 주입되는 단계;
    분쇄부에 의해 상기 주입된 주물재료 중량의 10중량%~30중량% 만큼의 폐합성수지가 분쇄되어 상기 교반부에 주입되는 단계;
    상기 주물재료 및 폐합성수지가 주입되면, 상기 주입된 주물재료 및 폐합성수지가 이송경로를 따라 이송되되, 이송되는 상태에서 가열 및 교반되어 혼합물이 생성되는 단계; 및
    상기 생성된 혼합물이 1차 성형부에 주입되고, 상기 주입된 혼합물을 가압하여 주물이 1차 성형되는 제1 성형단계;를 포함하고,
    상기 교반부는,
    상기 이송경로를 따라 나란하게 연장형성되되, 상기 이송경로를 따라 외경이 확대되도록 형성되는 한 쌍의 교반 회전축;
    상기 한 쌍의 교반 회전축의 길이방향을 따라 나선형으로 마련되어 상기 주물재료 및 상기 폐합성수지의 이송 및 교반이 함께 수행되도록 하는 스크류; 및
    상기 스크류에 의해 상기 주물재료과 함께 이송 및 교반되는 고체 상태인 상기 폐합성수지가 가열되어 융해(melting)되도록 하는 가열 모듈;을 포함하고,
    2차 성형부에 상기 1차 성형된 주물이 이송되면, 수용된 주물의 비중이 향상되도록, 상기 이송된 주물이 상기 2차 성형부의 내부에 수용되고, 상기 수용된 주물에 기설정된 양의 고체 상태인 폐합성수지가 첨가되도록 하여, 상기 수용된 주물과 상기 첨가된 고체 상태의 폐합성수지가 기설정된 온도로 가열되는 동시에, 기설정된 압력으로 가압되어, 2차 성형되는 제2 성형단계;를 더 포함하며,
    상기 주물재료가 주입되는 단계 및 폐합성수지가 주입되는 단계가 수행되기 이전에, 상기 주물재료 및 폐합성수지가 선택적으로 주입되도록, 주입경로부에 의해 상기 주물재료의 주입경로와 상기 폐합성수지의 주입경로 중 어느 하나의 주입경로가 선택적으로 제공되는 단계;를 더 포함하며,
    상기 폐합성수지가 분쇄되어 교반부에 주입되는 단계는,
    상기 분쇄부에 의해, 복수의 회전 칼날 부재가 구비되어 상기 주입된 폐합성수지가 3mm 미만의 크기로 분쇄되도록 하고,
    상기 교반부는,
    외부의 충력으로부터 보호되도록 하는 하우징부;를 더 포함하고,
    상기 혼합물이 생성되는 단계는,
    상기 가열 모듈이, 상기 스크류에 의해 상기 주물재료과 함께 이송 및 교반되는 고체 상태인 상기 폐합성수지가 가열되어 융해되도록, 상기 하우징부의 내주연을 따라 열선이 권취되는 형태로 구현되며,
    상기 주입경로부는,
    상기 주물재료 및 상기 폐합성수지에 주입경로가 제공되도록 하는 주입 부재;
    상기 주입 부재의 위치가 제1 호퍼부의 하단 및 상기 분쇄부의 하단 중 어느 한 곳으로 변경되도록 하는 주입경로 변경 모듈;
    상기 주입경로 변경 모듈이 상기 분쇄부의 하단에 위치된 것인지 여부가 감지되도록 하는 위치 감지기; 및
    상기 위치 감지기로부터 수신된 신호를 기반으로 상기 분쇄부가 동작하도록 제어하는 주입경로 제어부;를 포함하고,
    상기 어느 하나의 주입경로가 선택적으로 제공되는 단계는,
    상기 위치 감지기로부터 수신된 신호에 따라 상기 주입경로 변경 모듈이 상기 분쇄부의 하단에 위치된 것으로 판단되면, 상기 주입경로 제어부가, 상기 분쇄부가 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 주물 제조방법.
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