KR102011439B1

KR102011439B1 - 블로우 몰딩 또는 진공 성형체와 발포체를 결합한 부표와, 제조장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102011439B1
Application number: KR1020180016260A
Authority: KR
Inventors: 문시현
Original assignee: 문시현
Priority date: 2018-02-09
Filing date: 2018-02-09
Publication date: 2019-08-16

Abstract

본 발명은 발포성 소재의 표면 그레이징 성형장치(1)에 관한 것이다. 그러한 그레이징 성형장치(5)는, 베이스 프레임(3)과; 베이스 프레임(3)의 일측면에 상하방향(A)으로 이동 가능하게 장착되는 몰드 베이스(5)와; 몰드 베이스(5)의 일측면에 장착되어 몰드 베이스(5)가 상하방향(A)으로 이동할 때 같이 상하방향으로 이동하는 이동몰드(7)와; 몰드 베이스(5)의 일측면에서 이동몰드(7)로부터 일정 거리 떨어진 위치에 장착되어 상하방향(A)으로 이동 가능한 코어몰드(9)와; 그리고 베이스 프레임(3)의 몰드 베이스(5)로부터 떨어진 위치에 배치되어 전후진함으로써 이동몰드(7)에 결합 또는 분리되거나, 코어몰드(9)에 결합 또는 분리되며, 이동몰드(7)와 결합되는 경우에는 내부에 삽입된 블로우 몰딩된 중공구체(M)의 외부 및 내부를 관통하는 관통구(2)에 발포제 원료를 투입하여 1차적으로 부표 성형품(13)으로 성형하고, 코어몰드(9)와 결합되는 경우에는 부표 성형품(13)의 외면을 그레이징 처리하는 캐비티 몰드(11)를 포함한다.

Description

블로우 몰딩 또는 진공 성형체와 발포체를 결합한 부표와, 제조장치 및 그 제조방법{Buoy combining blow-molding or vacuum, apparatus and method for manufacturing thereof}

본 발명은 부표 제조장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부표를 제조할 때, 1차적으로는 블로우 몰딩 또는 진공성형에 의하여 중공구체를 형성하고, 중공구체의 외부에 2차적으로 발포체를 형성하고, 3차적으로 표면을 그레이징 처리함으로써 충격 및 부식에 강하고, 부력도 우수하고 친환경적인 부표를 제조하기 위한 기술에 관한 것이다.

일반적으로, 부표 및 부위(이하, 부표)는 배의 안전 항행을 위하여 설치하는 항로 표지의 하나이다. 이러한 부표는 수면에 부유하여야 하므로 충분한 부력을 발생시켜야 한다. 따라서, 부력 발생에 유리한 소재로 제조되는 바, EPE, EPP(Expanded Poly-Propylene), EPS(Expanded Polystyrene) 등 다양한 소재로 제조될 수 있다.

EPS는 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 물성의 특성상 알갱이 형태로 부스러지게 되므로 부표로 사용하였을 경우 전 세계적으로 심각한 해양오염이 발생하는 문제점이 있다. 또한, 충격으로 파손되어 침수될 수 있는 문제점이 있다.

따라서, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 EPP, EPE로 제조된 부표가 제안된다. EPP, EPE는 유연하고 깨짐성, 반복 완충성, 내약품성 등이 우수한 환경 친화적인 플라스틱 발포체이다.

이러한 EPP는 보통 발포성형되어 제조되는데, 이를테면 원료 내압충진, 금형내 원료충진, 스팀공급, 냉각수공급, 제품취출 공정을 거쳐 제품화되게 된다.

이때, 원료 내압충진공정은 내압탱크 설비를 이용해 정해진 배율의 비드(Beads)를 소정의 압력과 시간 동안 비드내 압력을 투입시키는 공정이다.

금형내 원료충진은 원료 내압 충진공정을 거친 비드를 발포수지 성형장치에 의하여 진행될 수 있다.

이러한 발포수지의 성형공정은 다양한 종류의 성형장치에 의하여 진행될 수 있는 바, 그 일 예로서 실용신안등록출원 제20-2007-0004761호(명칭:발포수지 성형기용 금형틀)에 제안된 성형장치에 의하여 이루어질 수 있다.

즉, 발포수지 성형장치는 발포수지가 공급되는 고정 금형틀 및 이동 몰드틀과, 냉각수 공급부, 증기 공급부, 원료 공급부로 구성된다.

이때, 이동 몰드틀은 실린더에 의하여 전후진 함으로써 고정 금형틀과 결합되거나 분리될 수 있다.

이러한 발포수지 성형장치는 금형의 캐비티(Cavity)측에 원료공급구인 피더 건(Feeder Gun)으로 원료를 충진하게 된다.

그리고, 스팀공급은 원료공급 후 원료를 융착시키도록 스팀을 소정의 압력으로 공급하여 캐비티측과, 코어측과, 양면을 순서대로 가열하게 된다.

냉각공급은 융착된 제품을 냉각하기 위해 소정 시간 동안 금형 내부를 냉각하는 것을 말하는데, 보통 금형 뒷면 배관에서 분사되어 금형 뒷면을 통해 직접 냉각수가 분사되는 냉각형태를 갖는다.

이렇게 하여, 냉각이 완료되면 부표 등의 제품을 이형하는 취출이 진행된다.

그런데, 이와 같은 방식으로 제조된 부표는 표면이 매끄럽지 못하여 상품성이 떨어지는 문제점이 있다.

즉, 부표의 표면에 눈에 보이지 않을 정도의 작은 세공이 존재하여 외부의 수분이 상기 세공을 통하여 내측으로 침투하여 침수됨으로써 부력이 저하되는 문제가 있다.

특히 겨울철에는 부표 내부에 주입된 공기체적의 감소로 부력이 더욱 떨어지게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 성형체의 표면에 방수층을 도포하거나 적층시켜서 세공을 막아서 수분이 침입되지 않게 하는 방법이 이용되고 있다.

하지만, 이러한 방수작업은 발포 성형공정과 별도의 공정에 의해 수행되는 것이어서 방수기능을 갖는 부표의 제조단가를 증대시키는 문제점을 가지고 있다.

실용신안등록출원 제20-2007-0004761호(명칭:발포수지 성형기용 금형틀) 특허출원 10-2014-7013042호(명칭:수지로 제조된 패널 및 성형방법)

본 발명의 목적은 부표를 성형하되, 1차적으로는 블로우 몰딩 또는 진공 성형공정(이하, 블로우 몰딩)에 의하여 중공구체를 형성하고, 중공구체의 표층에 2차적으로 EPE, EPP 발포체를 형성하고, 3차적으로 표면을 그레이징 처리함으로써 종래의 침수성으로 수명이 짧은 발포체, 파손 등으로 수명이 짧은 블로우 몰딩, 진공 성형품의 단점을 개선하여 부력도 우수하고 내침수성의 친환경적인 부표를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 부표의 구조를 개선하여 블로우 몰딩에 의하여 성형되는 중공구체에 관통구(2)를 형성함으로써 EPP, EPE 발포체의 성형을 위한 증기유로를 형성하여 중공구체의 표면 뿐만 아니라 이 관통구 내부에도 발포제를 충전하여 중공구체의 발포시 같이 발포시킴으로써 중공구체와 표면의 발포층을 일체로 성형하여 구조적 강성을 높이고 층분리가 발생하지 않는 부표를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 하나의 목적은 그레이징 처리시, 그레이징용 금형의 내부 표면은 스팀 공급홀을 형성하지 않음으로써 그레이징 처리를 원활하게 진행할 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 목적은 하나의 셔틀 그레이징 성형장치에 의하여 부표의 발포성형공정과 그레이징 공정이 모두 이루어질 수 있는 기술을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기한 과제를 달성하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명는,

캐비티 몰드(11)의 내부에 블로잉 성형됨으로써 통형상을 갖으며 내부를 관통하는 관통구(2) 및 공기 주입구가 형성된 중공구체(M)를 삽입하는 단계(S110)와;

몰드 베이스(5)가 베이스 프레임(3)상에서 상하방향(A)으로 이동함으로써 캐비티 몰드(11)와 동일 선상에 위치하여 발포성형을 준비하는 단계(S120)와;

캐비티 몰드(11)가 전진하여 이동몰드(7)와 결합하여 밀폐되고, 발포제 원료가 공급되고, 가열 및 냉각됨으로써 중공구체(M)의 표면 및 관통구(2) 내측 공간에 발포층(E)을 형성하는 단계(S130)와;

캐비티 몰드(11)가 후진하여 이동몰드(7)로부터 분리되고, 몰드 베이스(5)가 이동하여 코어 몰드가 캐비티 몰드(11)와 동일선상에 위치하고, 캐비티 몰드(11)가 전진하여 코어몰드(9)와 결합하여 밀폐되어 그레이징 준비를 하며, 코어몰드(9)의 이중몰드(15) 사이에 형성된 유로(17)에 보일러(19)로부터 공급된 열매체를 공급하여 부표 성형품(13)의 발포층(M)을 가열함으로써 미세공을 제거하는 그레이징 처리 단계(S140)와; 그리고

유로(17)에 냉각기(21)로부터 공급된 냉각매체를 공급하여 부표 성형품(13)을 냉각시키고, 캐비티 몰드(11)가 후진함으로써 부표 성형품(13)을 취출하는 단계(S150)를 포함하는 부표의 성형방법을 제공한다.

본 발명의 다른 목적은,

베이스 프레임(3)과;

베이스 프레임(3)의 일측면에 상하방향(A)으로 이동 가능하게 장착되는 몰드 베이스(5)와;

몰드 베이스(5)의 일측면에 장착되어 몰드 베이스(5)가 상하방향(A)으로 이동할 때 같이 상하방향으로 이동하는 이동몰드(7)와;

몰드 베이스(5)의 일측면에서 이동몰드(7)로부터 일정 거리 떨어진 위치에 장착되어 상하방향(A)으로 이동 가능한 코어몰드(9)와; 그리고

베이스 프레임(3)의 몰드 베이스(5)로부터 떨어진 위치에 배치되어 전후진함으로써 이동몰드(7)에 결합 또는 분리되거나, 코어몰드(9)에 결합 또는 분리되며, 이동몰드(7)와 결합되는 경우에는 내부에 삽입된 블로우 몰딩된 중공구체(M)의 외부 및 내부를 관통하는 관통구(2)에 발포제 원료를 투입하여 1차적으로 부표 성형품(13)으로 성형하고, 코어몰드(9)와 결합되는 경우에는 부표 성형품(13)의 외면을 그레이징 처리하는 캐비티 몰드(11)를 포함하는 부표의 성형장치(1)를 제공한다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 부표를 성형하되, 1차적으로는 블로우 몰딩에 의하여 중공구체를 형성하고, 중공구체의 외부에 2차적으로 발포체를 형성하고, 3차적으로 표면을 그레이징 처리함으로써 종래의 침수성으로 수명이 짧은 발포체, 파손 등으로 수명이 짧은 블로우 몰딩, 진공 성형품의 단점을 개선하여 부력도 우수하고 친환경적인 부표를 제공할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 본 발명은 부표의 구조를 개선하여 블로우 몰딩되는 중공구체에 관통구를 형성함으로써 중공구체의 표면 뿐만 아니라 이 관통구 내부에도 발포제를 충전하여 중공구체의 발포시 같이 발포시킴으로써 중공구체와 표면의 발포층을 일체로 성형하여 구조적인 강도가 강화될 수 있고, 또한 중공구체와 발포층 간의 층분리가 발생하지 않는 장점이 있다.

셋째, 본 발명은 그레이징 처리시, 그레이징용 금형의 내부 표면은 스팀 공급홀을 형성하지 않음으로써 그레이징 처리를 원활하게 진행할 수 있는 장점이 있다.

넷째, 중공구체에 공기 주입밸브를 장착함으로써 필요시 공기를 추가로 주입하여 부력을 유지할 수 있는 장점이 있다.

다섯째, 부표 제조시, 하나의 그레이징 성형장치에 의하여 일반 발포성형 공정과 그레이징 공정이 모두 이루어짐으로써 공정이 간단하고 제조비용이 절감될 수 있는 장점이 있다.

여섯째, 고압의 스팀을 사용하지 않고 저압의 고온인 열매체를 사용하여 안전하고 에너지 절감을 통한 비용절감의 효과가 있다.

일곱째, 블로우 몰딩된 중공구체의 외부 및 관통홀 내부에 발포체를 형성하고, 표면을 그레이징 처리한 부표는 강도 및 미려한 외관으로 인하여 자동차용 러기지 박스(Luggage box), 자동차용 부품 등에 적용할 수 있다.

도 1(a)는 종래의 부표를 보여주는 사시도이고, 도 1(b)는 그레이징 처리가 되지 않은 부표를 보여주는 사시도이다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따라 그레이징 처리가 된 부표를 보여주는 사시도이고, 도 2(b)는 부표의 외부에 형성된 발포층과, 내부 구조 및 관통구를 보여주는 도면이며, 도 2(c)는 부표 내부에 배치되는 중공구체를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 부표 성형품을 발포 성형 및 그레이징 처리를 하기 위한 셔틀 그레이징 성형장치의 구조를 개략적으로 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 셔틀 그레이징 성형장치에 의하여 발포제 원료 주입, 가열, 냉각하는 과정을 보여주는 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 셔틀 그레이징 성형장치의 이동몰드와 캐비티 몰드가 분리된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 셔틀 그레이징 성형장치의 발포성형공정이 완료된 후 코어몰드가 상하방향으로 이동하여 캐비티 몰드와 동일 선상에 배치되어 그레이징 처리를 위하여 대기중인 상태를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 셔틀 그레이징 성형장치의 캐비티 몰드가 전진하여 코어몰드와 결합한 후, 가열, 냉각하는 과정을 보여주는 평면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 셔틀 그레이징 성형장치에 의하여 그레이징 공정이 완료된 후 캐비티 몰드가 코어몰드로부터 분리된 상태를 보여주는 평면도이다.
도 9는 도 8에 도시된 셔틀 그레이징 성형장치에 의하여 그레이징 공정이 완료된 후, 일반 발포성형공정을 위하여 이동 금형이 상하방향으로 이동하여 캐비티 몰드와 동일 선상에 대기중인 상태를 보여주는 평면도이다.
도 10은 도 7에 도시된 캐비티 몰드와 코어몰드의 내부 구조를 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예로서, 일반 발포성형장치에 의하여 발포가 이루어지기 전의 대기상태를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11에 도시된 일반 발포성형장치의 이동금형과 고정금형이 일체로 결합되어 발포제 원료 주입, 가열, 냉각되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 13은 도 12에 도시된 일반 발포성형장치에 의한 발포 성형공정이 완료된 후 이동 금형과 고정금형이 분리되고 부표 성형품이 취출되는 상태를 보여주는 도면이다.
도 14는 도 13에 의하여 발포 성형된 후 취출된 부표 성형품을 그레이징 처리하기 위한 그레이징 금형의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 그레이징 성형장치의 내부 구조를 보여주는 도면이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 부표의 성형방법을 보여주는 순서도이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 부표의 표면 그레이징 장치 및 방법을 상세하게 설명한다.

본 발명은 부표 및 이를 제조하기 위한 성형장치와 방법에 관한 것으로서, 본 실시예의 부표(B)는 도 2(a) 내지 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 내부에는 중공구체(M)가 배치되고, 그 외부에는 발포층(E)이 형성되며, 발포층(E)의 표면은 그레이징 처리된 구조를 갖는다.

이때, 중공구체(M)는 통형상으로서 적어도 하나의 관통구(2) 및 공기 주입구(h)가 형성된다. 이 관통구(2)는 중공구체(M)를 일측에서 타측으로 관통하여 형성되며, 관통구(2)의 내측 공간에도 발포체가 충전된다. 따라서, 중공구체(M)의 외부면에 발포체를 도포하여 발포할 때 관통구(2) 내측 공간도 같이 발포될 수 있다.

또한, 공기 주입구(h)를 통하여 공기를 주입할 수 있어서, 필요시 공기를 주입함으로써 부력을 유지할 수 있다.

이러한 부표의 발포성형과정을 상세하게 설명하면, 1차적으로는 블로우 몰딩에 의하여 중공구체(M)를 형성하고, 중공구체의 외부에 2차적으로 발포층(E)을 형성하고, 3차적으로 표면을 그레이징 처리하게 된다.

이때, 중공구체(M)는 통형상을 갖는 바, 원통 형상, 육면체 형상 등 다양한 형상을 갖는다. 그리고, 중공구체(M)에는 상기한 바와 같이 일측에서 타측으로 관통구(2)가 적어도 하나 이상 형성된다.

그리고, 이러한 중공구체(M)를 성형장치에 투입하고 발포시킴으로써 외부면 및 관통구(2)의 내측 공간에 발포층(E)을 형성하게 된다.

이러한 과정은 일반적인 성형장치에 의하여 진행되거나 혹은 셔틀 그레이징 성형장치(Shuttle grazing)에 의하여 진행될 수 있다.

즉, 도 2 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 셔틀 그레이징 성형장치(1)는 베이스 프레임(3)과; 베이스 프레임(3)의 일측면에 상하방향(A)으로 이동 가능하게 장착되는 몰드 베이스(5)와; 몰드 베이스(5)의 하부에 장착되어 몰드 베이스(5)가 상하방향(A)으로 이동할 때 같이 상하방향(A)으로 이동하는 이동몰드(7)와; 몰드 베이스(5)의 일측면에서 이동몰드(7)로부터 일정 거리 떨어진 위치에 장착되어 상하방향(A)으로 이동 가능한 코어몰드(9)와; 그리고 베이스 프레임(3)의 몰드 베이스(5)로부터 떨어진 위치에 배치되어 전후진함으로써 이동몰드(7)에 결합 또는 분리되거나, 코어몰드(9)에 결합 또는 분리되며, 이동몰드(7)와 결합되는 경우에는 내부에 삽입된 블로우 몰딩 된 중공구체(M)의 외부 및 내부를 관통하는 관통구(2)에 발포제 원료를 투입하여 1차적으로 부표 성형품(13)으로 성형하고, 코어몰드(9)와 결합되는 경우에는 부표 성형품(13)의 외면을 그레이징 처리하는 캐비티 몰드(11)를 포함한다.

이러한 구조를 갖는 셔틀 그레이징 성형장치(1)에 있어서, 몰드 베이스(5)는 베이스 프레임(3)의 일측면에 상하방향으로 이동 가능하게 장착된다.

즉, 몰드 베이스(5)는 다양한 방식에 의하여 베이스 프레임(3)의 일측면에 상하방향으로 이동 가능하게 배치될 수 있는 바, 예를 들면 몰드 베이스(5)에 이송장치가 연결되고, 몰드 베이스(5)와 이동몰드(7)는 베이스 프레임(3)상의 레일을 따라 상하방향으로 이동하는 구조이다.

따라서, 이송장치가 작동하는 경우, 몰드 베이스(5)는 베이스 프레임(3)을 따라 상하방향으로 이동할 수 있다.

이때, 이송장치는 유압실린더, 공압 실린더 등 다양한 방식이 적용될 수 있으며, 몰드 베이스(5)를 상하방향으로 이동시킬 수 있는 것이면 모두 포함한다.

그리고, 이러한 몰드 베이스(5)의 측면에는 이동몰드(7)와 코어몰드(9)가 상하방향으로 각각 장착됨으로써 몰드 베이스(5)가 상하방향으로 이동할 때 같이 상하방향으로 이동하게 된다.

상기 이동몰드(7)는 캐비티 몰드(11)와 결합함으로써 블로우 몰딩 제품에 대한 1차 성형과정이 진행될 수 있다.

즉, 이동몰드(7) 및 캐비티 몰드(11)에 의하여 발포성형하여 부표 성형품(13)을 제조하는 공정은 통상적인 발포성형공정과 같이 원료 충전, 가열, 냉각 및 이형의 네 단계 공정을 거친다.

즉, 도 3 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 이동몰드(7) 및 캐비티 몰드(11)의 내부에 블로우 몰드 제품, 즉 중공구체(M)를 삽입하고, 발포제 원료 입자를 금형내에 주입한다. 이때, 이동몰드(7) 및 캐비티 몰드(11)의 내주면은 부표와 같은 반구형상을 갖는다.

따라서, 금형내에 주입된 발포제 입자는 중공구체(M)의 외부 공간을 채우게 되며, 중공구체(M)의 관통구(2) 내측 공간도 채우게 된다.

이 상태에서, 이동몰드(7) 및 캐비티 몰드(11)의 내부에 스팀을 공급하여 발포 입자들을 융착시키고, 가열된 금형을 일정 온도로 유지하면서 냉각시키고, 냉각된 후에는 형틀을 분리한 다음 성형물을 탈형하여 건조시키는 순서로 진행된다.

이때 발포제는 다양한 종류의 발포제가 적용될 수 있으며, 예를 들면 발포폴리 프로필렌(EPP;expanded polypropylene), EPE를 포함한다.

보다 상세하게 설명하면,

도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 캐비티 몰드(11)를 이동몰드(7)에 대하여 대기위치로 이동시킨다. 이때, 이동몰드(7)로부터 일정거리 떨어진 위치에는 코어몰드(9)가 배치된 상태이다. 이때, 캐비티 몰드(11)의 내측에는 별도의 공정에서 블로우 성형에 의하여 성형된 중공구체(M)가 삽입된 상태이다.

그 다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 캐비티 몰드(11)를 전진시켜서 이동몰드(7)와 결합시킴으로써 밀폐한다.

이와 같이, 이동몰드(7) 및 캐비티 몰드(11)의 내측에 중공구체(M)가 삽입된 후, 캐비티 몰드(11)와 이동몰드(7)의 사이 공간에 EPP 원료 입자들을 주입한다. 바람직하게는 EPP를 충전한다.

이때, 원료 충전은 4~5bar 정도의 압력으로 3~10초 동안 급속 충진하는 것이 바람직하고, 크래킹(cracking)은 1~15mm 정도 오픈 유지한 후 원료공급이 완료되면 크래킹을 제로로 하여 금형을 완전히 닫도록 함이 바람직하다.

이때, 금형내에 주입된 발포제 입자는 중공구체(M)의 외부 공간을 채우게 되며, 중공구체(M)의 관통구(2) 내측 공간도 채우게 된다.

이 상태에서 2 내지 3초간 상기 금형에 스팀을 주입하여 예비가열을 실시한다. 즉, 스팀 공급 밸브를 개방함으로써 보일러(19)로부터 공급된 140~150℃, 3~4 bar로 유지되는 스팀이 15~20초 동안 금형내로 공급됨으로써 중공구체(M)의 외주면 및 관통구(2) 내측 공간에 밀착적으로 위치한 발포입자들을 융착시킨다.

이와 같이, 중공구체(M) 및 발포입자들을 가열한 후, 캐비티 몰드(11)와 이동몰드(7)에 냉각수 공급 밸브를 열어 부표 성형품(13)을 냉각시킨다.

이때, 전체적인 냉각에 걸리는 시간은 80~120초내의 범위이다.

그리고, 중공구체(M) 및 발포입자들이 전체적으로 수축되므로, 상기 부표 성형품(13) 가열단계에서 캐비티 몰드(11)의 내면과 밀착되어 있는 중공구체(M)의 일그러진 일측 표면은 자연스럽게 상기 캐비티 몰드(11)의 내면과 분리될 수 있는 상태가 된다.

이렇게 하여, 냉각이 완료되면 도 5에 도시된 바와 같이, 캐비티 몰드(11)가 후진함으로써 성형공정이 완료되어 1차로 중공구체(M)의 외면 및 관통구(2)의 내측 공간에 발포층이 형성된 부표 성형품(13)을 제조할 수 있다.

상기한 바와 같이 1차적으로 부표 성형품(13)을 성형한 후, 이 부표 성형품(13)을 2차적으로 코어몰드(9) 및 캐비티 몰드(11)에 의하여 그레이징 처리를 진행하게 된다.

보다 상세하게 설명하면,

1차 성형공정이 완료된 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 캐비티 몰드(11)는 내부에 부표 성형품(13)이 잔류한 상태로 후진하여 원위치로 복귀하고, 몰드 베이스(5)는 상부방향으로 이동하게 된다.

그리고, 코어몰드(9)가 캐비티 몰드(11) 위치에 도달하면 상승을 멈추고 그레이징 공정을 진행한다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 원위치로 복귀한 캐비티 몰드(11)는 전진함으로써 코어몰드(9)와 결합하여 금형은 밀폐상태가 된다.

이때, 코어몰드(9) 및 캐비티 몰드(11)의 내면은 반구형상을 갖음으로써 부표 성형품(13)이 삽입될 수 있다. 또한, 코어몰드(9) 및 캐비티 몰드(11)의 내주면에는 스팀 공급홀이 형성되지 않음으로써 표면이 매끄럽게 형성된다.

이러한 코어몰드(9)는 내부가 이중 구조로 형성된다. 즉, 코어몰드(9)의 내부에 이중몰드(15;도10)가 추가로 배치되고, 이중몰드(15)와 코어몰드(9)의 사이 공간(이하, 유로;17)에 열매체와 냉각매체가 교대로 흐르면서 부표 성형품(13)의 표면을 가열하거나 냉각시킴으로써 그레이징 처리할 수 있다.

이때, 상기 유로(17)의 사이 공간은 열매체 보일러(19)와 냉각기(21)에 각각 연결된다.

따라서, 그레이징 성형공정시, 가열할 때에는 열매체 보일러(19)로부터 열매체가 공급되어 유로(17)를 통과함으로써 부표 성형품(13)을 가열시킬 수 있다.

또한, 냉각시에는 냉각기(21)로부터 공급된 냉각매체가 유로(17)를 통과함으로써 부표 성형품(13)을 냉각시킬 수 있다.

이러한 그레이징 공정을 보다 상세하게 설명하면, 먼저 가열공정이 진행된다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 캐비티 몰드(11)의 내부에 부표 성형품(13)이 잔류한 상태에서, 코어몰드(9)와 결합함으로써 금형을 밀폐시킨다. 그리고, 열매체 보일러(19)로부터 공급된 열매체를 유로(17)를 통과시킨다.

유로(17)를 통과하는 열매체로 인하여 1차 발포성형공정에서 발포력으로 인하여 부표 성형품(13)의 표면에 형성된 발포층(E)이 불균일할 수 있는 바, 이 발포층(E)의 표면이 캐비티 몰드(11)의 내면과 밀착되어 매끈하게 처리될 수 있다. 이때, 부표 성형품(13)의 발포층(E) 표면에 형성될 수 있는 미세공이 제거됨으로써 표면이 방수기능을 갖게 된다.

그리고, 상기 캐비티 몰드(11)는 부표 성형품(13)을 일정 압력으로 가압함으로써 부표 성형품(13)이 가열되는 동안 표면이 압력에 의하여 매끈하게 형성될 수 있도록 한다.

이와 같이 가열공정이 완료되면, 냉각공정이 진행될 수 있다.

즉, 코어몰드(9)의 유로(17)에 냉각기(21)로부터 공급된 냉각매체가 유로(17)를 통과함으로써 부표 성형품(13)을 냉각시키게 된다.

이와 같이, 냉각된 부표 성형품(13)은 도 8에 도시된 바와 같이, 캐비티 몰드(11)으로부터 인출되는 이형과정을 거침으로써 제품으로 제조될 수 있다.

이형과정이 완료되면, 도 9에 도시된 바와 같이, 이동몰드(7)를 다시 상하방향으로 이동시켜서 캐비티 몰드(11)와 동일 선상에 위치시키고 블로우 몰딩 된 중공구체(M)를 삽입하고 1차 발포하는 공정을 다시 진행하게 된다.

이러한 과정을 반복함으로써 발포제를 발포 성형하여 부표 성형품(13)을 제조하고, 제조된 부표 성형품(13)을 그레이징 처리하게 된다.

그리고, 본 발명에서는 그레이징 처리를 부표 성형품의 일측면 뿐만 아니라 반대면에 대하여도 실시하는 양면 그레이징도 가능하다.

이러한 공정에 의하여 제조된 부표는 1차적으로는 블로우 몰딩에 의하여 소정 강도를 갖는 중공구체(M)를 형성하고, 중공구체의 외부에 2차적으로 발포층(E)을 형성하고, 3차적으로 표면을 그레이징 처리한 구조를 갖는 바, 표면이 그레이징 처리됨으로써 물의 침입이 방지되어 부력을 장기간 유지할 수 있다.

한편, 상기에서는 하나의 그레이징 성형장치(1)에 의하여 발포 성형과정과 그레이징 공정이 모두 진행되는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 일반 발포 성형기에 의하여 중공구체(M)를 발포한 후, 이 부표 성형품(13)을 별도의 그레이징 성형장치(1)에 투입하여 표면을 그레이징 처리를 할 수도 있다.

즉, 도 11 내지 도 16에 도시된 바와 같이, 1차적으로 일반 발포 성형기(22)를 이용하여 부표 성형품(13)을 제조하게 된다.

이때, 이동금형(25)과 고정금형(23)은 일반적인 금형과 동일한 구조를 갖으며, 일반적인 발포성형 공정과 동일한 공정이 진행될 수 있다.

즉, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 고정금형(23)의 내측에 별도의 공정에서 블로우 몰딩된 중공구체(M)를 삽입하고, 이동금형(25)을 전진시켜서 고정금형(23)과 결합시켜서 밀폐한다. 그리고, EPP 입자들을 주입하되, 바람직하게는 EPP를 충전한다. 이때, 금형내에 주입된 발포제 입자는 중공구체(M)의 외부 공간을 채우게 되며, 중공구체(M)의 관통구(2) 내측 공간도 채우게 된다.

이 상태에서 금형에 스팀을 주입함으로써 발포입자들을 가열하여 융착시킨다. 이러한 공정을 통하여 중공구체(M)의 표면에 발포층(E)을 형성한다.

그리고, 부표 성형품(13)의 가열 후, 이동 금형(25)과 고정금형(23)에 냉각수 공급 밸브를 열어 냉각수를 공급하여 부표 성형품(13)을 냉각시킨다.

이와 같이 부표 성형품(13)을 냉각시키는 경우, 부표 성형품(13)이 전체적으로 수축되므로, 상기 부표 성형품(13) 가열단계에서 부표 성형품(13)의 일그러진 일측 표면은 자연스럽게 분리될 수 있는 상태가 된다.

이렇게 하여, 냉각이 완료되면 도 13에 도시된 바와 같이, 부표 성형품(13)을 이동금형(25)으로부터 분리하여 취출하게 된다.

그리고, 도 14에 도시된 바와 같이, 부표 성형품(13)을 별도의 그레이징 성형장치(30)에 투입하여 2차적으로 그레이징 처리를 진행하게 된다.

즉, 1차 성형공정이 완료된 후, 발포층(E)이 형성된 부표 성형품(13)을 그레이징 성형장치(30)의 내부에 삽입한다.

이때 그레이징 성형장치(30)는 고정측 금형과, 이동측 금형으로 구성되며, 고정측 금형과 이동측 금형의 내측에 부표 성형품(13)이 위치한다.

그리고, 이동측 금형이 전진하여 고정측 금형과 결합함으로써 금형 내부는 밀폐상태가 된다.

이때, 이동측 금형은 내부에 이중몰드가 추가로 배치됨으로써 이중 구조로 형성된다. 따라서, 이동측 금형과 이중몰드의 사이 공간에 유로가 형성되고, 이 유로에 열매체와 냉각매체가 교대로 흐르면서 부표 성형품(13)을 가열하거나 냉각시킬 수 있다.

이러한 공정을 보다 상세하게 설명하면, 먼저 가열공정이 진행된다.

즉, 열매체 보일러(19)로부터 공급된 열매체를 유로를 통과시킨다.

유로를 통과하는 열매체로 인하여 1차 발포성형공정에서 발포력으로 인하여 부표 성형품(13)의 표면이 불균일할 수 있는 발포층(E)이 이동측 금형 및 고정측 금형의 표면과 밀착되어 매끈하게 처리될 수 있다. 이때, 부표 성형품(13)의 발포층(E) 표면에 형성될 수 있는 미세공이 제거됨으로써 표면이 방수기능을 갖게 되며 표면의 강도도 높아진다.

즉, 유로에 냉각기(21)로부터 공급된 냉각매체가 유로를 통과함으로써 부표 성형품(13)을 냉각시키게 된다.

이와 같이, 냉각된 부표 성형품(13)은 그레이징 성형장치(11)로부터 인출되는 이형과정을 거침으로써 제품으로 제조될 수 있다.

한편, 그레이징 처리된 부표 성형품(13)은 부표 성형품(13)의 표면에 패턴을 형성할 수도 있다.

즉, 코어몰드(9)의 표면에 패턴을 형성함으로써, 가열된 부표 성형품(13)의 표면을 코어몰드(9)가 일정 압력으로 가압할 때 부표 성형품(13)의 표면에 패턴이 형성될 수 있도록 하는 방식이다.

이와 같이 부표 성형품(13)의 표면에 소정의 패턴을 형성함으로써 부표 성형품(13)의 표면을 보다 미려하게 제조할 수 있다.

상기에서는 코어몰드(9)에 의하여 부표 성형품(13)의 표면에 패턴을 형성하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 다른 방식으로 패턴을 형성하는 것도 가능하다.

예를 들면, 그레이징 성형장치(1)에 의하여 표면 처리된 부표 성형품(13)를 인출한 후, 에칭(Etching) 등의 방식에 의하여 표면처리함으로써 패턴을 형성할 수도 있다.

이와 같이 부표 성형품(13)의 표면에 패턴을 형성하는 것은 다양한 방식으로 가능하다.

한편, 도 16에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 부표의 성형방법이 제시된다. 즉, 부표의 성형방법은, 캐비티 몰드(11)의 내부에 블로잉 성형됨으로써 통형상을 갖으며 내부를 관통하는 관통구(2) 및 공기 주입구가 형성된 중공구체(M)를 삽입하는 단계(S110)와; 몰드 베이스(5)가 베이스 프레임(3)상에서 상하방향(A)으로 이동함으로써 캐비티 몰드(11)와 동일 선상에 위치하여 발포성형을 준비하는 단계(S120)와; 캐비티 몰드(11)가 전진하여 이동몰드(7)와 결합하여 밀폐되고, 발포제 원료가 공급되고, 가열 및 냉각됨으로써 중공구체(M)의 표면 및 관통구(2) 내측 공간에 발포층(E)을 형성하는 단계(S130)와; 캐비티 몰드(11)가 후진하여 이동몰드(7)로부터 분리되고, 몰드 베이스(5)가 이동하여 코어 몰드(9)가 캐비티 몰드(11)와 동일선상에 위치하고, 캐비티 몰드(11)가 전진하여 코어몰드(9)와 결합하여 밀폐되어 그레이징 준비를 하며, 코어몰드(9)의 이중몰드(15) 사이에 형성된 유로(17)에 보일러(19)로부터 공급된 열매체를 공급하여 부표 성형품(13)의 발포층(M)을 가열함으로써 미세공을 제거하는 그레이징 처리 단계(S140)와; 그리고 유로(17)에 냉각기(21)로부터 공급된 냉각매체를 공급하여 부표 성형품(13)을 냉각시키고, 캐비티 몰드(11)가 후진함으로써 부표 성형품(13)을 취출하는 단계(S150)를 포함한다.

Claims

캐비티 몰드(11)의 내부에 블로잉 성형됨으로써 통형상을 갖으며 내부를 관통하는 관통구(2) 및 공기 주입구(h)가 형성된 중공구체(M)를 삽입하는 단계(S110)와;
몰드 베이스(5)가 베이스 프레임(3)상에서 상하방향(A)으로 이동함으로써 캐비티 몰드(11)와 동일 선상에 위치하여 발포성형을 준비하는 단계(S120)와;
캐비티 몰드(11)가 전진하여 이동몰드(7)와 결합하여 밀폐되고, 발포제 원료가 공급되어 중공구체(M)의 외부공간과 관통구(2)의 내측을 채우게 되고, 가열 및 냉각됨으로써 중공구체(M)의 표면 및 관통구(2) 내측 공간에 위치한 발포입자들을 융착시켜서 발포층(E)을 형성하는 단계(S130)와;
캐비티 몰드(11)가 후진하여 이동몰드(7)로부터 분리되고, 몰드 베이스(5)가 이동하여 코어몰드(9)가 캐비티 몰드(11)와 동일선상에 위치하고, 캐비티 몰드(11)가 전진하여 코어몰드(9)와 결합하여 밀폐되어 그레이징 준비를 하며, 코어몰드(9)의 이중몰드(15) 사이에 형성된 유로(17)에 보일러(19)로부터 공급된 열매체를 공급하여 부표 성형품(13)의 발포층(M)을 가열함으로써 미세공을 제거하는 그레이징 처리 단계(S140)와; 그리고
유로(17)에 냉각기(21)로부터 공급된 냉각매체를 공급하여 부표 성형품(13)을 냉각시키고, 캐비티 몰드(11)가 후진함으로써 부표 성형품(13)을 취출하는 단계(S150)를 포함하며,
코어몰드(9) 및 캐비티 몰드(11)의 내주면에는 스팀 공급홀이 생략됨으로써 발포층(E)의 표면이 밀착 접촉되어 균일하게 형성되는 부표의 성형방법.
제 1항의 각 단계에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 부표.
베이스 프레임(3)과;
베이스 프레임(3)의 일측면에 상하방향(A)으로 이동 가능하게 장착되는 몰드 베이스(5)와;
몰드 베이스(5)의 일측면에 장착되어 몰드 베이스(5)가 상하방향(A)으로 이동할 때 같이 상하방향으로 이동하는 이동몰드(7)와;
몰드 베이스(5)의 일측면에서 이동몰드(7)로부터 일정 거리 떨어진 위치에 장착되어 상하방향(A)으로 이동 가능하며, 내부가 이중 구조로 형성되고 유로(17)에 열매체와 냉각매체가 교대로 흐르는 이중몰드(15)와, 유로(17)에 열매체를 공급하는 보일러(19)와, 유로(17)에 냉각매체를 공급하는 냉각기(21)를 포함하는 코어몰드(9)와; 그리고
베이스 프레임(3)의 몰드 베이스(5)로부터 떨어진 위치에 배치되어 전후진함으로써 이동몰드(7)에 결합 또는 분리되거나, 코어몰드(9)에 결합 또는 분리되는 캐비티 몰드(11)를 포함하며,
캐비티 몰드(11)가 전진하여 이동몰드(7)와 결합되는 경우에는, 캐비티 몰드(11)와 이동몰드(7)의 내부에 삽입되며, 블로우 몰딩되어 통형상을 갖으며 내부를 관통하는 관통구(2) 및 공기 주입구(h)가 형성된 중공구체(M)의 외부 및 관통구(2)에 발포제 원료가 투입되어 중공구체(M)의 표면 및 관통구(2) 내측 공간에 위치한 발포입자들을 융착시켜서 발포층(E)을 형성하여 부표 성형품(13)으로 성형하고,
캐비티 몰드(11)가 코어몰드(9)와 결합되는 경우에는, 코어몰드(9)의 이중몰드(15) 사이에 형성된 유로(17)에 보일러(19)로부터 공급된 열매체를 공급하여 부표 성형품(13)의 발포층(M)을 가열함으로써 미세공을 제거하는 그레이징 처리를 실시하며,
코어몰드(9) 및 캐비티 몰드(11)의 내주면에는 스팀 공급홀이 생략됨으로써 발포층(E)의 표면이 밀착 접촉되어 균일하게 형성되는 부표의 성형장치(1).
제 3항에 있어서,
몰드 베이스(5)는 베이스 프레임(3)에 레일을 따라 결합되고, 이송장치에 연결됨으로써, 이송장치가 작동하는 경우 베이스 프레임(3)을 따라 상하방향(A)으로 이동하는 것을 특징으로 하는 부표의 성형장치(1).
삭제
제 3항에 있어서,
코어몰드(9)의 표면에 패턴을 형성함으로써 그레이징 과정에서 부표 성형품(13)의 표면에 패턴을 형성하거나, 부표 성형품(13)의 표면을 에칭에 의하여 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 부표의 성형장치(1).