KR102028035B1

KR102028035B1 - 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치

Info

Publication number: KR102028035B1
Application number: KR1020190022445A
Authority: KR
Inventors: 이봉규
Original assignee: (주)이스턴에프티씨
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-02-26
Publication date: 2019-11-04

Abstract

크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치를 제공한다.
본 발명은 주제와 경화제가 혼합되는 혼합챔버를 형성하고, 상기 주제와 경화제가 혼합된 혼합원료가 배출되는 토출파이프를 구비하는 헤드본체 ; 상기 혼합챔버와 연통되는 제1,2노즐공을 통하여 주제와 경하제를 토출하도록 상기 헤드본체에 구비되는 주제 및 경화제공급부; 상기 혼합챔버와 연통되는 연결통로를 따라 왕복이동되는 믹싱로드에 의해서 상기 제1,2노즐공을 선택적으로 개방하거나 차단하는 믹싱실린더 ; 상기 혼합챔버를 통하여 토출파이프까지 왕복이동되는 크리닝로드에 의해서 상기 혼합챔버와 토출파이프에 잔류하는 혼합원료를 청소하는 크리닝실린더 ; 및 상기 혼합챔버와 일단이 대응하는 크리닝로드의 타단위치를 감지하는 적어도 하나의 위치감지센서를 갖추고, 상기 혼합챔버로 공급되는 주제 및 경화제의 공급량을 근거로 하여 상기 크리닝로드와 연동하는 제2피스톤의 이동량을 제어하도록 제2실린더하우징에 공급되는 작동유의 공급량을 제어하는 작동유제어밸브를 갖추어 상기 혼합챔버의 입구단에 위치하여 상기 연결통로와 대응하는 크리닝로드의 단부위치를 제어하는 크리닝로드 위치제어부; 를 포함한다.

Description

크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치{Method of controlling the cleanibg rod in Foam Mixing Head device}

본 발명은 발포폼 믹싱헤드 장치에 관한 것으로, 혼합원료의 발포분사전 믹싱챔버에 작동대기하는 크리닝로드의 단부위치를 주제 및 경화제의 공급량에 맞추어 조절하여 혼합챔버에서 주제와 경화제간의 혼합효율을 높일 수 있는 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치에 관한 것이다.

일반적으로 발포 폴리우레탄 폼 제품을 제조하는 방법은 저압 발포방식과 고압 발포방식으로 대별되며 이중 고압 발포방식은 주제와 경화제로 이루어지는 원료를 노즐을 통하여 고압으로 분사하여 충돌력에 의해 혼합한 다음, 이를 몰드에 주입하여 몰드내에서 발포 성형하는 것이다.

이러한 고압 발포방식이 적용되는 발포기의 구성은 원료탱크(Tank) 및 펌프(Pump), 믹싱 헤드, 구동 유압 장치, 전기 전자 제어장치로 구성되며, 특히 믹싱 헤드는 원료를 혼합하여 주입하는 기구로 발포 제품의 품질을 결정하는 가장 핵심이 되는 제품이다.

한편, 발포 폴리우레탄 폼(이하, 발포폼)은 주제인 폴리올(POLYOL)과 경화제인 이소시아네이트(ISOCYANATE)간 반응을 통해 생성되는데 상기 폴리올은 활성수소(OH)를 2개 이상 가진 지방족 화합물이며, 상기 이소시아네이트는 이소시아네이트기(NCO)를 가지는 화합물인데 이러한 발포폼의 원료인 주제(폴리올)와 경화제(폴리이소시아네이트)의 혼합비는 대략 1:1 ~ 2:1 일 수 있다.

그리고 두 가지 이상의 원액을 혼합하여 발포하는 방법으로는 3가지 방법이 알려져있다.

첫 번째 방법은 스테이틱 믹서(STATIC MIXER)를 이용하여 관내 흐름을 이용하여 혼합하는 방법이고, 두 번째 방법은 다이나믹 믹서(DYNAMIC MIXER)를 이용하는 방법인데, 블레이드(BLADE)의 회전에 의해 기계적으로 혼합하는 방법이며, 세 번째 방법은 고압 분사를 이용하는 방법(HIGH SPEED OF THE STREAMS AND JETS)인데 유체의 고압 충돌을 이용하여 혼합하는 방법이다.

이중 발포 우레탄을 성형하는 공정에는 고압분사를 이용하여 주제와 경화제를 혼합하게 되는데, 그 이유는 원액인 이소시아네이트가 폴리올과 반응을 하지만 물과 반응을 하기도 하고, 자체적으로 반응을 하기도 하기 때문에 고압 분사를 이용하여 혼합 효율을 올려야 원하는 성능의 발포 폼을 얻을 수 있기 때문이다.

(특허문헌 1) KR10-1679486 B1

특허문헌 1에는 제1,2노즐니들의 각 후단과 제1,2스크류홀더사이에 형성되는 제1,2캐비티에 선택적으로 유체를 공급하여 제1,2노즐공 중 어느 하나를 차단하는 제1,2작동유 공급부를 포함하며, 제1,2노즐공 중 어느 하나를 차단한 상태에서 개방된 나머지 노즐공을 통하여 토출되는 주제 토출량 또는 경화제 토출량을 측정하여 셋팅함으로써, 주제 토출량에 대한 검증작업과 경화제 토출량에 대한 검증작업을 간편하고 정확하게 수행할 수 있는 발포폼 믹싱헤드장치를 개시하고 있다.

한편, 발포성형하고자 하는 발포성형제품의 변경에 의해서 주제와 경화제가 혼합된 혼합원료가 변경된 몰드의 내부로 1회 발포분사되는 혼합원료의 공급량은 몰드의 내부체적에 맞추어 적어지거나 많아질 수 있다.

이러한 몰드변경에 의하여 혼합원료의 발포분사 토출량이 변경되는 경우, 주제공급부 및 경화제공급부에서 헤드본체의 혼합챔버측으로 주제 및 경화제를 각각 공급하도록 혼합챔버와 연통되는 공급유로의 단면적은 항상 일정하기 때문에 전공정에 비하여 상대적으로 적은 양의 주제 및 경화제를 혼합챔버측으로 공급하는 경우 주제 및 경화제가 혼합챔버에서 혼합되고, 혼합원료가 토출파이프를 통하여 몰드측으로 발포분사되기까지 소요되는 혼합토출시간이 상대적으로 짧아지게 되는 반면에, 전공정에 비하여 상대적으로 많은 양의 주제 및 경화제를 혼합챔버측으로 공급하는 경우 주제 및 경화제가 혼합챔버에서 혼합되고, 혼합원료가 토출파이프를 통하여 몰드측으로 발포분사되기까지 소요되는 혼합토출시간이 상대적으로 길어지게 되는 것이다.

이에 따라, 특허문헌 1에서 몰드변경에 따른 혼합원료의 혼합토출시간의 변화에 맞추어 발포폼 믹싱헤드장치와 대응하도록 일방향 순차적으로 순환되는 몰드의 이동속도 및 시간을 변경해야만 하기 때문에 전체적인 발포성형 제어공정이 복잡해지고 몰드 이송속도의 작업전환을 라인정지에 의해서 작업생산성을 저하시키는 문제점이 발생하였다.

또한, 주제공급부 및 경화제공급부에서 헤드본체의 혼합챔버측으로 주제 및 경화제를 각각 공급하도록 혼합챔버와 연통되는 공급유로의 단면적은 항상 일정하면서 혼합챔버에서 주제 및 경화제간의 혼합시 난류발생이 미약하기 때문에 주제와 혼합제간의 혼합효율을 저하시키는 주요원인으로 작용하였다.

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 혼합원료의 발포분사량의 변화에 맞추어 크리닝로드의 단부위치를 간편하고 정밀하게 가변제어함으로써 주제와 경화제가 혼합챔버에 공급되도록 혼합챔버와 연통되는 공급유로의 단면적을 가변시켜 원료의 공급량 변화에 관계없이 혼합챔버에서 혼합되어 발포분사되기까지 소요되는 혼합토출시간을 항상 일정하게 유지할 수 있고, 혼합챔버에서의 혼합효율을 높일 수 있는 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치를 제공하고자 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명의 바람직한 실시예는, 주제와 경화제가 혼합되는 혼합챔버를 형성하고, 상기 주제와 경화제가 혼합된 혼합원료가 배출되는 토출파이프를 구비하는 헤드본체 ; 상기 혼합챔버와 연통되는 제1노즐공을 통하여 주제를 토출하도록 상기 헤드본체에 구비되는 주제공급부; 상기 혼합챔버와 연통되는 제2노즐공을 통하여 경화제를 토출하도록 상기 헤드본체에 구비되는 경화제공급부 ; 상기 헤드본체와 조립되는 제1실린더하우징에서 왕복작동되는 제1피스톤으로부터 상기 혼합챔버측으로 일정길이 연장되는 믹싱로드를 갖추어 상기 혼합챔버와 연통되는 연결통로를 따라 왕복이동되는 믹싱로드에 의해서 상기 제1,2노즐공을 선택적으로 개방하거나 차단하는 믹싱실린더 ; 상기 헤드본체와 조립되는 제2실린더하우징에서 왕복작동되는 제2피스톤으로부터 상기 혼합챔버측으로 일정길이 연장되는 크리닝로드를 갖추어 상기 혼합챔버를 통하여 토출파이프까지 왕복이동되는 크리닝로드에 의해서 상기 혼합챔버와 토출파이프에 잔류하는 혼합원료를 청소하는 크리닝실린더 ; 및 상기 혼합챔버와 일단이 대응하는 크리닝로드의 타단위치를 감지하는 적어도 하나의 위치감지센서를 갖추고, 상기 혼합챔버로 공급되는 주제 및 경화제의 공급량을 근거로 하여 상기 크리닝로드와 연동하는 제2피스톤의 이동량을 제어하도록 상기 제2실린더하우징에 공급되는 작동유의 공급량을 제어하는 작동유제어밸브를 갖추어 상기 혼합챔버의 입구단에 위치하여 상기 연결통로와 대응하는 크리닝로드의 단부위치를 제어하는 크리닝로드 위치제어부; 를 포함하여, 상기 주제공급부 및 경화제공급부를 통하여 상기 혼합챔버로 공급되는 주제 및 경화제의 원료공급량의 변화에 맞추어 상기 연결통로와 대응하는 크리닝로드의 단부위치를 조절하여 상기 연결통로의 공급유로 면적을 가변시키는 것을 특징으로 하는 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 위치감지센서는 상기 제2실린더하우징의 개방된 일단을 밀폐하는 실린더덮개의 조립공에 상기 크리닝로드의 단부와의 접촉시 감지신호를 발생시키는 센서부재로 이루어질 수 있다.

바람직하게. 상기 작동유제어밸브는 상기 제2실린더하우징의 제1포트와 제1작동유공급라인을 매개로 연결되어 상기 제2피스톤과 크리닝로드를 후진작동시키도록 상기 제2실린더하우징에 작동유를 제어공급하고, 상기 제2실린더하우징의 제2포트와 제2작동유공급라인을 매개로 연결되어 상기 제2피스톤과 크리닝로드를 후진작동시키도록 작동유를 제어공급할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

몰드변경시 발포분사되는 혼합원료의 주제 및 경화제의 공급량이 전공정에 비하여 적어지거나 많아지면, 상기 작동유제어밸브를 통하여 공급되는 작동유의 공급량을 제어하면서 제2피스톤과 크리닝로드를 작동시킴으로써 상기 연결통로와 대응하여 부분적으로 중첩되는 크리닝로드의 선단위치를 혼합챔버측으로 하강이동시키거나 상승이동시켜 상기 연결통로의 개방된 공급유로의 통로면적을 축소시키거나 확대시킬수 있기 때문에 혼합원료가 토출파이프를 통하여 몰드측으로 발포분사되기까지 소요되는 혼합토출시간을 전공정과 동일하게 수행할 수 있고, 이로 인하여 콘베어를 통하여 순환되는 몰드의 순환이동속도를 변경할 필요없이 전공정과 동일하게 발포성형공정을 연속하여 수행할 수 있다.

주제 및 경화제가 공급되는 연결통로와 대응하여 부분적으로 중첩되는 크리닝로드의 단부에 혼합챔버에서 혼합되도록 공급되는 주제 및 경화제가 부딛히면서 인위적으로 난류를 발생시킬 수 있기 때문에 혼합챔버에서 주제와 경화제간의 혼합효율을 증대시키면서 몰드에서 발포성형되는 성형품의 발포효율을 높이고, 불량율을 낮출수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치를 도시한 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치의 주요부를 확대 도시한 단면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치에서 믹싱로드의 작동방향으로의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치에 적용되는 헤드본체, 믹싱실린더 및 크리닝실린더간의 결합상태를 도시한 단면도이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c 는 본 발명의 실시예에 따른 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치에서 믹싱실린더의 왕복작동에 맞추어 원료의 순환공정, 혼합원료의 발포분사공정 및 크리닝공정이 이루어지는 공정도이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c 는 본 발명의 실시예에 따른 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치에서 크리닝실린더의 왕복작동에 맞추어 원료의 순환공정, 혼합원료의 발포분사공정 및 크리닝공정이 이루어지는 공정도이다.
도 7a, 도 7b 및 도 7c 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치에서 크리닝로드 위치제어부에 의해서 크리닝로드의 단부를 위치변경하는 상태를 도시한 공정도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 구조 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치(100)는 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4 에 도시한 바와 같이, 헤드본체(110), 주제공급부(120), 경화제공급부(130), 믹싱실린더(140), 크리닝실린더(150) 및 크리닝로드 위치제어부(160)를 포함하여 몰드변경에 따른 발포원료의 공급량 변화에 관계없이 혼합챔버에서 혼합되어 발포분사되기까지 소요되는 혼합토출시간을 항상 일정하게 유지하면서 혼합챔버에서의 혼합효율을 높일 수 있는 것이다.

상기 헤드본체(110)는 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이,대략 몸체 중앙에 주제와 경화제가 일정비율로 혼합되는 일정크기의 내부공간을 형성하도록 일직선상의 혼합챔버(112)를 관통형성하고, 이러한 혼합챔버(112)와 일단이 연통되는 토출파이프(114)를 상기 헤드본체(110)에 갖추어 상기 혼합챔버에서 주제와 경화제가 혼합된 혼합원료는 상기 토출파이프(114)를 통하여 미도시된 콘베어에 의해서 순차적으로 순환되면서 일시정지되는 몰드(미도시)측으로 발포분사되고, 상기 몰드에 채워져 발포성형되는 혼합원료에 의해서 발포 성형품을 제조하게 된다.

상기 주제공급부(120)는 도 1, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 혼합챔버(112)와 연통되는 제1노즐공(121)을 통하여 주제를 공급하도록 상기 헤드본체(110)에 구비되는 것이다.

이러한 주제공급부(120)는 상기 제1노즐공(121)에 배치된 제1노즐콘(122)에 선단이 위치하여 상기 제1노즐공(121)의 개구크기를 조절하도록 제1노즐홀더(125)내에서 전후진 왕복이동이 가능한 일정길이의 제1노즐니들(123)을 포함한다.

상기 제1노즐홀더(125)는 상기 제1노즐공을 형성하면서 상기 혼합챔버와 연통하도록 상기 헤드본체에 형성되는 제1장착공(129)에 착탈가능하게 조립되는 중공원통체로 이루어질 수 있다.

상기 헤드본체(110)에는 상기 제1노즐홀더(125)내에 왕복이동이 가능하게 조립되는 제1노즐니들(123)의 후단과 선단이 접하는 제1조절스크류(124)가 나사결합되는 나사공을 몸체 중앙에 형성한 제1스크류홀더(127)를 포함할 수 있다.

상기 제1스크류홀더(127)는 상기 헤드본체(110)의 외부면으로 돌출되는 제1노즐홀더(125)의 후단과 끼움결합되는 결합공을 갖추어 상기 헤드본체의 외부면에 고정설치된다.

상기 경화제공급부(130)는 도 1, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 주제공급부와 마찬가지로 상기 혼합챔버(112)와 연통되는 제2노즐공(131)을 통하여 액상의 경화제를 공급하도록 상기 헤드본체(110)에 구비되는 것이다.

이러한 경화제공급부(130)는 상기 제2노즐공(131)에 배치된 제2노즐콘(132)에 선단이 위치하여 상기 제2노즐공(131)의 개구크기를 조절하도록 제2노즐홀더(135)내에서 전후진 왕복이동이 가능한 일정길이의 제2노즐니들(133)을 포함한다.

상기 제2노즐홀더(135)는 상기 제2노즐공을 형성하면서 상기 혼합챔버와 연통하도록 상기 헤드본체에 형성되는 제2장착공(139)에 착탈가능하게 조립되는 중공원통체로 이루어질 수 있다.

상기 헤드본체(110)에는 상기 제2노즐홀더(135)내에 왕복이동이 가능하게 조립되는 제2노즐니들(133)의 후단과 선단이 접하는 제2조절스크류(134)가 나사결합되는 나사공을 몸체 중앙에 형성한 제2스크류홀더(137)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 주제공급부와 경화제공급부의 각 제1,2스크류홀더(127,137)는 상기 헤드본체의 외부면으로 돌출되는 제1,2노즐홀더(125,135)의 각 후단과 끼움결합되는 결합공을 갖추어 상기 헤드본체의 외부면에 고정설치된다.

또한, 상기 제1,2노즐니들(123,133)의 외부면과 상기 제1,2노즐홀더(125,135)의 내부면과의 사이에 제1,2공간(S1,S2)을 각각 형성하고, 상기 제1,2공간(S1,S2)은 주제공급유로(113)와 경화제공급유로(115)와 각각 연통되어 액상의 주제와 경화제가 각각 공급되어 채워지게 되고, 상기 제1,2공간에 각각 채워지는 주제와 경화제는 공급압력에 의해서 상기 제1,2노즐공의 개방시 혼합챔버(112)로 동시에 분사되어 혼합된다.

상기 제1,2노즐니들(123,133)과 제1,2조절스크류(124,134)의 몸체에는 액상의 주제와 경화제가 외부로 유출되지 않도록 오링부재를 각각 구비하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 제1,2노즐공을 통하여 각각 토출되는 주제와 경화제의 토출량은 상기 제1,2조절스크류의 정방향 회전조작에 의해 회전이동되면서 상기 제1,2노즐니들을 상기 혼합챔버측으로 전진이동시키면, 상기 제1,2노즐니들의 선단과 상기 제1,2노즐공에 배치되는 제1,2노즐콘간의 간격이 좁아지면서 상기 제1,2노즐공을 통한 토출공의 크기를 줄일 수 있기 때문에 주제와 경화제의 토출공급량을 조절할 수 있는 것이다.

반대로, 상기 제1,2조절스크류의 역방향 회전조작에 의해 회전이동되면서 상기 제1,2조절스크류의 선단은 제1,2노즐니들의 후단과 이격되고, 이러한 상태에서 상기 제1,2공간으로 주제와 경화제가 유입되면, 상기 주제와 경화제의 공급압력에 의해서 상기 제1,2노즐니들은 상기와 반대로 후진이동되면서 상기 제1,2노즐니들의 선단과 상기 제1,2노즐공에 배치되는 제1,2노즐콘간의 간격이 벌어지게 되어 상기 제1,2노즐공을 통한 토출공의 크기를 늘릴 수 있기 때문에 주제와 경화제의 토출량을 조절할 수 있는 것이다.

상기 믹싱실린더(140)는 도 1, 도 2, 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 혼합챔버(112)와 연통되도록 헤드본체(110)에 형성되는 연결통로(141)를 따라 왕복작동되면서 상기 주제공급부 및 경화제공급부의 각 제1,2노즐공(121,131)을 선택적으로 개방하거나 차단하는 것이다.

이러한 믹싱실린더(140)는 상기 헤드본체(110)에 조립되고 작동유와 같은 작동유체가 공급되고 배출되는 제1실린더하우징(142)의 내부에서 왕복작동되는 제1피스톤(143)을 갖추고, 상기 제1피스톤(143)에 일단이 연결되어 상기 제1피스톤으로부터 상기 혼합챔버(112)까지 타단이 일정길이 연장되어 상기 혼합챔버와 연통연결된 연결통로(141)를 통하여 선단이 왕복이동가능하게 조립되는 믹싱로드(144)를 포함한다.

여기서, 상기 연결통로(141)는 상기 헤드본체(110)의 몸체 중앙에 직선상으로 관통형성되는 혼합챔버(112)의 길이중간에 단부가 대략 직각으로 접하여 연통연결됨으로써, 상기 믹싱로드(144)가 왕복이동되면서 개방되는 제1,2노즐공을 통하여 각각 공급되는 액상의 주제와 경화제를 상기 혼합챔버(112)에서 각각 공급하는 직선상의 공급유로이다.

상기 제1실린더하우징(142)에 공급되는 작동유의 공급에 의해서 제1피스톤과 더불어 왕복작동되는 믹싱로드(144)의 선단 외부면에는 상기 제1,2노즐공(121,131)을 통하여 각각 토출되는 주제와 경화제를 상기 헤드본체에 형성되는 주제리턴유로(117)와 경화제리턴유로(119)를 통하여 바이패스 순환시킬 수 있도록 제1,2바이패스홈(144a,144b)을 함몰형성한다.

이에 따라, 도 5a, 도 5b 및 도 5c 에 도시한 바와 같이, 상기 믹싱실린더(140)의 후진작동에 의해서 상기 제1피스톤축(143)과 믹싱로드(144)가 도면상 상방으로 상승되는 후진작동시에는 상기 제1,2노즐공(121,131)의 개방에 의해서 액상의 주제와 경화제가 동시에 연결통로(141)와 연통연결되는 혼합챔버측으로 토출되어 혼합된 다음 몰드측으로 분사되어 발포되는 발포분사공정이 수행되고, 상기 믹싱실린더(140)의 전진작동에 의해서 제1피스톤축(143)과 믹싱로드(144)가 도면상 하방으로 하강되는 전진작동시에는 상기 제1,2노즐공(121,131)이 상기 제1,2바이패스홈(144a,144b)을 매개로 하여 상기 주제리턴유로(117)와 경화제리턴유로(119)와 각각 연통연결됨으로써 액상의 주제와 경화제를 헤드본체 외부로 각각 순환시키는 순환공정이 수행된다.

상기 크리닝실린더(150)는 도 1과 도 4 에 도시한 바와 같이, 상기 혼합챔버(112)를 통하여 상기 토출파이프(114)까지 선단이 왕복작동되는 크리닝로드(154)에 의해서 상기 혼합챔버(112) 및 토출파이프(114)에 잔류하는 혼합원료를 외부로 배출하도록 청소하는 것이다.

이러한 크리닝실린더(150)는 상기 헤드본체(110)에 조립되고 작동유와 같은 작동유체가 내부로 공급되고 공급량만큼 외부로 배출되는 제2실린더하우징(152)에서 왕복작동되는 제2피스톤(153)을 갖추고, 상기 제2피스톤(153)에 일단이 연결되어 상기 혼합챔버(112)를 통하여 토출파이프(114)측으로 타단이 일정길이 연장되는 크리닝로드(154)를 포함한다.

이때, 상기 토출파이프(114)와 대응하는 크리닝로드(154)의 선단은 혼합원료를 토출파이프를 통하여 발포분사하는 공정이나 주제와 경화제를 헤드본체의 외부로 순환하는 공정시 상기 혼합챔버(112)의 입구단(112a)에 상기 주제와 경화제가 공급되는 공급유로인 연결통로(141)와 대응하도록 위치됨으로써 발포분사공정시 혼합원료가 크리닝실린더측으로 역류하는 것을 방지하면서 발포공정후 후속하는 크리닝공정을 수행할 수 있도록 위치대기하는 것이 바람직하다.

이에 따라, 도 6a, 도 6b 및 도 6c 에 도시한 바와 같이, 상기 믹싱실린더의 후진작동시 개방되는 제1,2노즐공(121,131)을 통한 주제와 경화제의 토출공급시 혼합챔버에서 혼합되는 혼합원료가 토출파이프를 통하여 몰드측으로 발포분사된 다음, 상기 크리닝실린더의 전진작동에 의해서 크리닝로드(154)가 작동되어 상기 혼합챔버(112)를 경유하여 토출파이프(114)까지 진입되는 크리닝로드(144)의 선단에 의해서 상기 혼합챔버(112) 및 토출파이프(114)에 잔류하는 혼합원료를 제거하여 청결하게 크리닝하는 것이다.

한편, 상기 크리닝로드 위치제어부(160)는 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 혼합챔버(112)와 하단이 선단이 대응하는 크리닝로드(154)의 상단인 타단위치를 감지하는 적어도 하나의 위치감지센서(161)를 포함하고, 상기 혼합챔버(112)로 공급되는 주제 및 경화제의 공급량을 근거로 하여 상기 크리닝로드(154)와 연동하는 제2피스톤(153)의 도면상 상하 이동량을 제어하도록 상기 제2실린더하우징(152)에 공급되는 작동유의 공급량을 제어하는 작동유제어밸브(162)를 포함한다.

상기 위치감지센서(161)는 상기 제2실린더하우징(152)의 개방된 일단을 밀폐하는 실린더덮개(155)의 조립공에 상기 제2피스톤과 결합되는 크리닝로드(154)와의 접촉시 연결통로와 대응하는 크리닝로드의 단부위치를 감지하는 신호를 발생시키는 센서부재로 이루어질 수 있다.

이때, 상기 위치감지센서(161)는 상기 조립공에 형성되는 암나사부와 나사결합되는 수나사부재(161a)의 하부단에 구비됨으로써, 상기 조립공에 나사결합되는 수나사부재(161a)의 회전조작에 의해서 왕복작동되는 크리닝로드(154)의 단부와의 접촉위치를 조절할 수 있다.

또한, 상기 수나사부재(161a)의 단부에 구비되는 위치감지센서(161)는 상기 크리닝로드(154)의 단부에 탄력적으로 접하여 상기 크리닝로드(154)의 이동량을 실시간으로 측정하여 확인할 수 있는 프로브로 이루어질 수 있다.

그리고, 상기 위치감지센서(161)는 상기 조립공에 나사결합되는 수나사부재(161a)에 구비되는 것으로 도시하고 설명하였지만 이에 한정되는 것은 상기 조립공에 왕복이동가능하게 조립되는 작동바의 단부에 구비되고, 이러한 작동바를 직접적으로 왕복작동시키는 실린더부재 또는 모터와 같은 엑추에이터를 구비함으로써, 상기 작동유제어밸브의 사용없이 상기 작동바의 단부와 직접적으로 접하는 크리닝로드를 직접적으로 왕복작동시켜 상기 크리닝로드(154)의 전후진 이동량을 제어할 수 있다.

상기 작동유제어밸브(162)는 상기 제2실린더하우징(152)의 제1포트(156a)와 제1작동유공급라인(162a)을 매개로 연결되어 상기 제2실린더하우징(152)에 구비된 제2피스톤(153)을 도면상 하방으로 전진작동시키도록 작동유를 제어공급하고, 상기 제2실린더하우징(152)의 제2포트(156b)와 제2작동유공급라인(162b)을 매개로 연결되어상기 제2피스톤(153)을 도면상 상방으로 후진작동시키도록 상기 작동유를 제어공급하는 것이다.

이러한 작동유제어밸브(162)는 발포분사후 잔류하는 혼합원료를 제거하도록 상기 혼합챔버를 경유하여 토출파이프까지 크리닝로드의 선단을 전진작동시킨 후 후진복귀시키는 크리닝공정을 수행하기 위해서, 상기 제1,2포트를 통하여 제2실린더하우징의 내부로 작동유를 공급하는 것을 제어하는 것이다.

이와 동시에, 발포성형품을 제조하고자 하는 몰드의 변경시 상기 혼합챔버(112)에서 혼합되어 발포분사되는 주제 및 경화제의 공급량을 근거로 하여 상기 연결통로(141)와 대응하도록 혼합챔버(112)의 입구단(112a)에서 대기하는 크리닝로드(154)의 선단위치를 조절하기 위해서, 상기 제2실린더하우징의 제1,2포트(156a,156b)를 통하여 공급되는 작동유의 공급량을 정밀하고 미세하게 제어하여 제2피스톤의 위치이동을 제어하는 것이다.

이에 따라, 발포성형품을 제조하고자 하는 몰드의 변경시 상기 혼합챔버(112)에서 혼합되어 발포분사되는 주제 및 경화제의 공급량이 전공정에 비하여 적어지거나 많아지도록 변경되면, 도 7a, 도 7b 및 도 7c 에 도시한 바와 같이, 상기 주제공급부 및 경화제공급부를 통하여 상기 혼합챔버로 공급되는 주제 및 경화제의 원료공급량의 변화에 맞추어 상기 혼합챔버(112)의 입구단에 대기하고 있던 크리닝로드(154)의 선단이 상기 연결통로(141)의 출구단과 대응하여 부분적으로 중첩되는 돌출길이(h1,h2,h3)를 가변시키도록 상기 작동유제어밸브에 의해서 크리닝로드의 전후진 이동량을 제어함으로써, 주제 및 경화제의 원료공급량의 변화에 맞추어 실시간으로 상기 혼합챔버(112)와 연통되는 연결통로(141)의 공급유로 통로면적을 변경시킬 수 있는 것이다.

즉, 변경된 몰드측으로 발포분사되는 혼합원료의 주제 및 경화제의 공급량이 전공정에 비하여 적어지거나 많아지면, 상기 작동유제어밸브를 통하여 공급되는 작동유의 공급량을 제어하면서 제2피스톤과 크리닝로드를 작동시킴으로써 상기 연결통로와 대응하는 크리닝로드의 선단위치를 전공정에 비하여 혼합챔버측으로 하강이동시키거나 상승이동시켜 상기 연결통로의 개방된 공급유로의 통로면적을 축소시키거나 확대시킬수 있기 때문에 혼합원료가 토출파이프를 통하여 몰드측으로 발포분사되기까지 소요되는 혼합토출시간을 전공정과 동일하게 수행할 수 있기 때문에 콘베어를 통하여 순환되는 몰드의 순환이동속도를 변경하지 않으면서 전공정과 동일하게 발포성형공정을 수행할 수 있는 것이다.

또한, 상기 혼합원료의 발포분사시 혼합챔버의 입구단에 대기하면서 연결통로와 대응하는 크리닝로드의 단부에 상기 연결통로를 통하여 혼합챔버측으로 각각 공급되는 주제 및 경화제가 부딛히면서 난류를 발생시킬 수 있기 때문에 상기 주제와 경화제의 혼합효율을 증대시켜 발포성형품의 불량율을 낮출 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

110 : 헤드본체
112 : 혼합챔버
114 : 토출파이프
113,115 : 주제, 경화제 공급유로
117,119 : 주제, 경화제 리턴유로
120,130 : 주제, 경화제 공급부
121,131 : 제1,2노즐공
122,132 : 제1,2 노즐콘
123,133 : 제1,2노즐니들
124,134 : 제1,2조절스크류
125,135 : 제1,2노즐홀더
126,136 : 제1,2고정링
127,137 : 제1,2스크류홀더
140 : 믹싱실린더
141 : 연결통로
142 : 제1실린더하우징
143 :제1피스톤
144 : 믹싱로드
144a,144b : 제1,2바이패스홈
150 : 크리닝실린더
152 : 제2실린더하우징
153 : 제2피스톤
154 : 크리닝로드
160 : 크리닝로드 위치제어부
161 : 위치감지센서
162 : 작동유제어밸브

Claims

주제와 경화제가 혼합되는 혼합챔버를 형성하고, 상기 주제와 경화제가 혼합된 혼합원료가 배출되는 토출파이프를 구비하는 헤드본체 ;,
상기 혼합챔버와 연통되는 제1노즐공을 통하여 주제를 토출하도록 상기 헤드본체에 구비되는 주제공급부 ;
상기 혼합챔버와 연통되는 제2노즐공을 통하여 경화제를 토출하도록 상기 헤드본체에 구비되는 경화제공급부 ;
상기 헤드본체와 조립되는 제1실린더하우징에서 왕복작동되는 제1피스톤으로부터 상기 혼합챔버측으로 일정길이 연장되는 믹싱로드를 갖추어 상기 혼합챔버와 연통되는 연결통로를 따라 왕복이동되는 믹싱로드에 의해서 상기 제1,2노즐공을 선택적으로 개방하거나 차단하는 믹싱실린더 ;
상기 헤드본체와 조립되는 제2실린더하우징에서 왕복작동되는 제2피스톤으로부터 상기 혼합챔버측으로 일정길이 연장되는 크리닝로드를 갖추어 상기 혼합챔버를 통하여 토출파이프까지 왕복이동되는 크리닝로드에 의해서 상기 혼합챔버와 토출파이프에 잔류하는 혼합원료를 청소하는 크리닝실린더 ; 및
상기 혼합챔버와 일단이 대응하는 크리닝로드과의 접촉시 상기 연결통로와 대응하는 크리닝로드의 단부위치를 감지하는 적어도 하나의 위치감지센서를 갖추고, 상기 혼합챔버로 공급되는 주제 및 경화제의 공급량을 근거로 하여 상기 크리닝로드와 연동하는 제2피스톤의 이동량을 제어하도록 상기 제2실린더하우징에 공급되는 작동유의 공급량을 제어하는 작동유제어밸브를 갖추어 상기 혼합챔버의 입구단에 위치하여 상기 연결통로와 대응하는 크리닝로드의 단부위치를 제어하는 크리닝로드 위치제어부; 를 포함하여,
상기 위치감지센서는 상기 제2실린더하우징의 개방된 일단을 밀폐하는 실린더덮개의 조립공에 구비되어 상기 크리닝로드와의 접촉시 상기 연결통로와 대응하는 크리닝로드의 단부위치를 감지하는 신호를 발생시키는 센서부재로 이루어지며,
상기 작동유제어밸브는 상기 제2실린더하우징의 제1포트와 제1작동유공급라인을 매개로 연결되어 상기 제2피스톤과 크리닝로드를 전진작동시키도록 상기 제2실린더하우징에 작동유를 제어공급하고, 상기 제2실린더하우징의 제2포트와 제2작동유공급라인을 매개로 연결되어 상기 제2피스톤과 크리닝로드를 후진작동시키도록 상기 제2실린더하우징에 작동유를 제어공급하며,
발포성형품을 제조하고자 하는 몰드의 변경시 상기 주제공급부 및 경화제공급부를 통하여 상기 혼합챔버로 공급되는 주제 및 경화제의 원료공급량의 변화에 맞추어 상기 연결통로와 대응하는 크리닝로드의 단부가 상기 연결통로의 출구단과 대응하여 부분적으로 중첩되는 돌출길이를 가변시키도록 상기 작동유제어밸브에 의해서 상기 크리닝로드의 전후진이동량을 제어함으로써 상기 연결통로의 공급유로 면적을 실시간으로 가변시키는 것을 특징으로 하는 크리닝로드 제어기능을 갖는 발포폼 믹싱헤드장치.
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