KR102099542B1

KR102099542B1 - 점성재료 디스펜싱 장치

Info

Publication number: KR102099542B1
Application number: KR1020190167385A
Authority: KR
Inventors: 이상곤
Original assignee: (주)코스
Priority date: 2019-12-16
Filing date: 2019-12-16
Publication date: 2020-04-09

Abstract

본 발명은 점성재료 디스펜싱 장치에 관한 것으로, 점성재료를 수용하며 하방 개구된 배출구를 갖는 호퍼와, 배출구를 차단하며 점성재료가 통과 가능한 다수의 메시공이 형성된 망상의 고정스크린, 메시공과 같은 형상의 메시공을 가지고 고정스크린의 상부에 고정스크린의 판면방향을 따라 상대 이동가능하여 점성재료의 통과를 허용하는 정렬위치와 점성재료의 통과를 저지하는 차단위치 간을 위치이동할 수 있는 가동스크린을 갖는 스크린유니트를 포함한다.

Description

점성재료 디스펜싱 장치{Apparatus for dispensing viscous materiar}

본 발명은 점성재료를 분배하기 위한 디스펜싱 장치에 관한 것이다.

비교적 점성이 강한 소재를 얕고 넓은 성형트레이에 균일하게 디스펜싱한 다음, 이후의 성형 작업공정으로 넘겨야 하는 디스펜싱 장치가 있다. 예를 들어 용융상태의 폴리우레탄 등 열가소성 플라스틱 소재를 고형골재와 함께 혼합하여 목적하는 판상 토건재료를 제조하는 경우가 이에 해당한다.

고점성 소재는 유동성이 낮아 성형트레이에 신속히 분사되지 않아 작업 효율성이 낮고, 또 분산이 지연되면 국부적인 경화가 진행되기 때문에 균질한 품질의 제품을 방해한다.

따라서 본 발명의 목적은 고점성 재료를 신속하고 균일하게 분배하여 생산성과 품질 안정성을 향상시킬 수 있는 점성재료 디스펜싱 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 점성재료 디스펜싱 장치는 점성재료를 수용하며 하방 개구된 배출구를 갖는 호퍼와, 상기 배출구를 차단하며 상기 점성재료가 통과 가능한 다수의 메시공이 형성된 망상의 고정스크린, 상기 메시공과 같은 형상의 메시공을 가지고 상기 고정스크린의 상부에 상기 고정스크린의 판면방향을 따라 상대 이동가능하여 상기 점성재료의 통과를 허용하는 정렬위치와 상기 점성재료의 통과를 저지하는 차단위치 간을 위치이동할 수 있는 가동스크린을 갖는 스크린유니트를 포함한다.

또한, 상기 고정스크린의 메시공과 동일한 메시공을 가지고, 상기 고정스크린과 상기 가동스크린 사이에 위치되어 상기 고정스크린과 상기 가동스크린에 대해 평행한 평면 내에서 상대 이동 가능하도록 배치된 분배스크린을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분배스크린은 상기 가동스크린의 운동방향에 직교되는 방향으로 이동하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 가동스크린을 구동하는 가동스크린구동부와, 상기 분배스크린을 구동하는 분배스크린구동부와, 상기 가동스크린구동부와 상기 분배스크린구동부를 제어하는 제어부를 더 포함하며, 상기 제어부는 초기단계에서 상기 가동스크린을 차단위치에 위치시키고, 상기 분배스크린을 요동운동시켜 균등분배하고, 상기 가동스크린과 상기 분배스크린을 정렬위치로 이동하도록 상기 가동스크린구동부와 상기 분배스크린구동부를 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분배스크린의 이동방향 좌우측단에 배치된 메시공들 사이의 격벽바아는 상단으로부터 하단으로 갈수록 축소되는 사다리꼴 단면형상을 가지며, 내측으로부터 외측으로 갈수록 점차 단면형상이 축소되는 것이 바람직하다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 고점성 재료를 신속하고 균일하게 분배하여 생산성과 품질 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 점성재료 디스펜싱 장치를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 점성재료 디스펜싱 장치의 요부 측단면도.
도 3은 도 2에 도시된 승강부의 확대 단면도.
도 4는 도 2에 도시된 분배유니트의 확대 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 V-V 선의 단면도.
도 6은 도 4에 도시된 VI-VI 선의 단면도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 점성재료 디스펜싱 장치의 제어 관련 구성을 기능적으로 도시한 블록도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 분배유니트의 작동을 도시하는 작동도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 점성재료 디스펜싱 장치를 구체적으로 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 점성재료는 화강암과 화강편마암이 풍화에 의해 형성된 화강토와, 유해물질을 배출하지 않는 무독성 소재이며 수분저항성, 내유내화학성, 내후성이 뛰어나고 기계적 물성이 우수한 열가소성폴리우레탄 수지(TPU)가 혼합되어 이루어진다.

이러한 점성재료를 이용해 성형된 성형품은 투수성 및 통기성이 우수하고, 환경호르몬 및 독성물질을 발생시키지 않아 안전성이 뛰어나 건축물의 내장재, 외장재 및 바닥 포장재로 사용된다.

그러나, 상술한 점성재료는 고온에서 고응력을 가지며 냉각시 급속 고형화(경화)되기 때문에 재료의 배분, 퍼짐(도포) 그리고 성형 등 작업성이 좋지 않아 압출성형 및 압축성형으로는 짧은 시간 내에 성형작업이 불가능하다.

따라서, 본 발명은 고점도의 점성재료를 적당한 크기로 성형틀(10)에 분배하고, 성형틀(10)에 분배된 점성재료에 전단력을 가해 펴지지도록 하여 평활도가 높으며 일정한 두께를 갖는 성형품을 연속적으로 제조할 수 있도록 점성재료를 분배하는 디스펜싱 장치를 제공하고자 한다.

도 1과 2를 참조하면, 실시예에 따른 점성재료 디스펜싱 장치(100)는 호퍼(110), 스크린유니트(120)를 갖는다.

호퍼(110)는 화강토와 열가소성폴리우레탄 수지가 혼합되어 이루어진 점성재료를 수용하며 하방 개구된 배출구(112)를 갖는다. 배출구(112)는 점성재료가 자중에 의해 배출되도록 안내하여 배출구(112)의 하부에 위치되는 성형틀(10)에 공급되게 한다. 이때, 배출구(112)를 통해 배출되는 점성재료는 덩어리(lump) 형태로 성형틀(10)에 공급된다.

그리고, 호퍼(110)는 가열수단(미도시)을 구비하는 것이 바람직하며, 가열수단은 호퍼(110)의 내부에 수용된 점성재료의 온도가 일정하게 유지될 수 있게 한다.

또한, 호퍼(110)의 하부에는 성형틀(10)을 이송하는 이송컨베이어(130)가 마련되고, 이송컨베이어(130)는 바디프레임(132)과, 바디프레임(132)의 길이방향을 따라 순환되는 이송벨트(134)로 구성된다. 이때, 이송벨트(134)는 한 쌍으로 이루어져 바디프레임(132)의 양측 가장자리 영역을 따라 나란하게 배치된다.

그리고, 이송컨베이어(130)는 가압롤러(136)를 더 포함한다. 가압롤러(136)는 점성재료가 내부에 채워진 성형틀(10)의 상부를 가압한다. 즉, 성형틀(10)의 내부에 채워진 점성재료의 상부면에는 후술하는 분배유니트(120)의 고정스크린(122)에 구비된 메시공(122a)의 형상에 대응하는 복수의 돌출부(미도시)가 형성되는데, 이 돌출부를 가압롤러(136)가 가압하여 성형틀(10)에 채워진 점성재료의 상부면이 평평하게 되도록 한다.

바디프레임(132)의 내부에는 성형틀(10)을 배출구(112)를 향해 승강시키는 승강부(140)가 배출구(112)와 마주보도록 설치된다.

승강부(140)는 도 3에 도시된 바와 같이 이송벨트(134)를 따라 이송되는 성형틀(10)을 승강시키는 것으로서, 적어도 하나의 승강실린더(142a)를 갖는 승강프레임(142)과, 승강프레임(142)의 상부에 승강실린더(142a)에 의해 승강가능하게 마련된 승강플레이트(144)로 이루어진다.

또한, 승강플레이트(144)에는 이송벨트(134)에 의해 이송되는 성형틀(10)의 이동을 저지하는 스토퍼(144a)가 구비되는 것이 바람직하다. 이때, 스토퍼(144a)는 별도의 엑츄에이터(미도시)를 통해 승강플레이트(144)의 판면에 대해 돌출되도록 위치되는 저지위치와 승강플레이트(144)의 판면에 대해 돌출되지 않은 해제위치 간을 이동가능하게 구비된다.

이와 달리, 스토퍼(144a)를 승강플레이트(144)의 판면에 대해 항상 돌출되도록 설치하고, 승강실린더(142a)의 작동을 제어하여 승강플레이트(144)의 승강 위치를 제어하는 것도 가능하다. 이경우 승강실린더는 다단실린더가 사용된다.

승강부(140)의 승강프레임(142)에는 이송벨트(134)에 의해 이송되는 성형틀(10)을 감지하는 감지센서(146)가 구비된다. 이와 달리 도면에 도시하지 않았지만, 이송컨베이어(130)의 바디프레임(132)에 감지센서가 구비되는 것도 가능하다.

감지센서(146)는 이송벨트(134)에 의해 이송되는 성형틀(10)를 감지한 후, 감지신호를 후술하는 제어부(150)에 전달하여 성형틀(10)이 스토퍼(144a)에 의해 이송되는 것을 저지한다.

스크린유니트(120)는 배출구(112)를 통해 성형틀(10)로 공급되는 점성재료를 공급 또는 차단한다.

도 4를 참조하면, 스크린유니트(120)는 배출구(112)를 차단하며 점성재료가 통과 가능한 다수의 메시공(122a)이 형성된 망상의 고정스크린(122)과, 고정스크린(122)에 형성된 메시공(122a)과 같은 형상의 메시공(124a)을 가지고 고정스크린(122)의 상부에 고정스크린(122)의 판면방향을 따라 상대 이동가능하여 점성재료의 통과를 허용하는 정렬위치와 점성재료의 통과를 저지하는 차단위치 간을 위치이동할 수 있는 가동스크린(124)을 갖는다. 그러나, 이에 한정되지 않고 가동스크린(124)이 고정스크린(122)의 하부에 고정스크린(122)이 판면방향을 따라 상대 이동가능하게 위치될 수 있다.

또한, 스크린유니트(120)는 성형틀(10)에 공급된 점성재료에 전단력을 가해 점성재료가 성형틀(10)에 내에서 골고루 펴지도록 하는 분배스크린(16)를 더 포함한다.

분배스크린(126)은 고정스크린(122)의 메시공(122a)과 동일한 메시공(126a)을 가지고, 고정스크린(122)과 가동스크린(124) 사이에 위치되어 고정스크린(122)과 가동스크린(124)에 대해 평행한 평면 내에서 상대 이동 가능하도록 배치된다. 이때, 분배스크린(126)은 가동스크린(124)의 운동방향에 직교되는 방향으로 이동된다.

그리고, 고정스크린(122)과 분배스크린(126)은 각각 그 내부에 가열수단(미도시)이 구비되는 것이 바람직하며, 가열수단은 고정스크린(122)과 분배스크린(126)과 접촉되는 점성재료가 냉각되지 않도록 점성재료를 가열하여 온도가 유지되도록 한다.

도 5는 도 4에 도시된 V-V 선의 단면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 VI-VI 선의 단면도이다.

도 5와 도 6을 참조하면, 분배스크린(126)의 이동방향 좌우측단에 배치된 메시공(126a)들 사이의 격벽바아(126b)는 상단으로부터 하단으로 갈수록 축소되는 사다리꼴 단면형상을 가지며, 내측으로부터 외측으로 갈수록 점차 단면형상이 축소된다.

이는 분배스크린(126)이 이동할 때 고정스크린(122)의 상부에 존재하고 있는 점성재료가 고정스크린(122)의 중심영역에서 가장자리영역으로 펴지도록 하여 점성재료가 성형틀(10)의 가장자리영역 및 모서리영역까지 균일하게 공급되게 한다.

이와 더불어, 분배스크린(126)의 이동방향 좌우측단에 배치된 메시공들을 제외한 나머지 메시공들 사이의 격벽바아는 상단으로부터 하단으로 갈수록 축소되는 사다리꼴 단면형상을 가진다.

또한, 스크린유니트(120)는 가동스크린(124)을 구동하는 가동스크린구동부(125)와, 분배스크린(126)을 구동하는 분배스크린구동부(127)와, 가동스크린구동부(125)와 분배스크린구동부(127)를 제어하는 제어부(150)를 더 포함한다.

제어부(150)는 초기단계(점성재료가 덩어리 형태로 일정량 성형틀에 공급된 상태)에서 가동스크린(124)을 차단위치에 위치시켜 점성재료가 성형틀(10)에 공급되지 않게 한다.

이후, 제어부(150)는 분배스크린(126)이 요동운동하도록 분배스크린구동부(127)를 구동시켜 성형틀(10)에 내부에 점성재료가 균등분배되도록 한다.

분배스크린(126)의 요동운동에 의해 점성재료가 성형틀(10)의 내부에 균등분배되면 제어부(150)는 배출구(112)를 통해 일정량의 점성재료 다른 성형틀에 공급되도록 가동스크린(124)과 분배스크린(126)을 정렬위치로 이동하도록 가동스크린구동부(125)와 분배스크린구동부(126)를 제어한다.

도 8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 스크린유니트의 작동을 설명하기로 한다.

최초 가동스크린(124)과 분배스크린(126)은 도 8a에 도시된 바와 같이, 호퍼(110)에 수용된 점성재료가 배출구(112)를 통해 성형틀(10)로 배출되지 않도록 가동스크린(124)과 분배스크린(126)의 각각의 메시공(124a, 126a)들 사이의 격벽바아는 고정스크린(122)의 단위 메시공에 대해 상호 교차되도록 배치된다. 즉, 가동스크린(124)과 분배스크린(126)의 각각의 메시공(124a, 126a)들 사이의 격벽바아가 고정스크린(122)의 단위 메시공에 대해 상호 교차되도록 배치(차단위치)되면 점성재료가 가지는 점성으로 인해 점성재료를 성형틀(10)로 공급되지 않는다.

그러나, 이에 한정되지 않고, 분배스크린(126)의 메시공(126a)들이 고정스크린(122)의 메시공(122a)들과 연통되게 배치하고, 가동스크린(124)의 메시공(124a)들 사이의 격벽바아가 고정스크린(122)의 메시공(122a)을 가로지르도록 배치하여도 점성재료는 점성재료가 가지는 점성으로 인해 성형틀(10)로 공급되지 않는다.

이후, 도 8b에 도시된 바와 같이, 가동스크린구동부(125)와 분배스크린구동부(127)를 구동시켜 가동스크린(124)과 분배스크린(126)에 각각 구비된 메시공(124a, 126a)들이 고정스크린(122)의 메시공(122a)들과 연통(정렬위치)되게 하면 호퍼(110)의 내부에 저장된 점성재료는 자중에 의해 배출구(112)를 통해 성형틀(10)로 공급된다.

점성재료가 일정량 성형틀(10)로 공급된 후 도 8c에 도시된 바와 같이 가동스크린구동부(125)를 구동시켜 가동스크린(124)의 메시공(124a)들 사이의 격벽바아가 고정스크린(122)의 메시공(122a)을 가로지르도록 배치시키면 점성재료가 성형틀(10)로 공급되지 않게 된다.

이후, 도 8d 내지 도 8f에 도시된 바와 같이, 분배스크린(126)이 가동스크린(124)의 운동방향에 직교되는 방향으로 요동운동되도록 분배스크린구동부(127)를 구동시키면, 분배스크린(126)의 메시공(126a)들 사이에 형성된 격벽바아들이 점성재료에 전단력을 가하게 되고, 점성재료는 전단력에 의해 성형틀(10)에 내에 골고루 균일하게 펴지게 된다.

이상 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110; 호퍼
112; 배출구
120; 스크린유니트
122; 고정스크린
124; 가동스크린
126; 분배스크린
125; 가동스크린구동부
127; 분배스크린구동부
130; 이송컨베이어
132; 바디프레임
134; 이송벨트
136; 가압롤러
140; 승강부
142; 승강프레임
144; 승강플레이트
146; 감지센서
150; 제어부

Claims

점성재료를 수용하며 하방 개구된 배출구를 갖는 호퍼와,
상기 배출구를 차단하며 상기 점성재료가 통과 가능한 다수의 메시공이 형성된 망상의 고정스크린, 상기 메시공과 같은 형상의 메시공을 가지고 상기 고정스크린의 상부에 상기 고정스크린의 판면방향을 따라 상대 이동가능하여 상기 점성재료의 통과를 허용하는 정렬위치와 상기 점성재료의 통과를 저지하는 차단위치 간을 위치이동할 수 있는 가동스크린을 갖는 스크린유니트를 포함하고,
상기 스크린유니트는 상기 고정스크린의 메시공과 동일한 메시공을 가지고, 상기 고정스크린과 상기 가동스크린 사이에 위치되어 상기 고정스크린과 상기 가동스크린에 대해 평행한 평면 내에서 상대 이동 가능하도록 배치된 분배스크린을 더 포함하는 점성재료 디스펜싱 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 분배스크린은 상기 가동스크린의 운동방향에 직교되는 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 점성재료 디스펜싱 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 가동스크린을 구동하는 가동스크린구동부와, 상기 분배스크린을 구동하는 분배스크린구동부와, 상기 가동스크린구동부와 상기 분배스크린구동부를 제어하는 제어부를 더 포함하며,
상기 제어부는 초기단계에서 상기 가동스크린을 차단위치에 위치시키고, 상기 분배스크린을 요동운동시켜 균등분배하고, 상기 가동스크린과 상기 분배스크린을 정렬위치로 이동하도록 상기 가동스크린구동부와 상기 분배스크린구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 점성재료 디스펜싱 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 분배스크린의 이동방향 좌우측단에 배치된 메시공들 사이의 격벽바아는 상단으로부터 하단으로 갈수록 축소되는 사다리꼴 단면형상을 가지며, 내측으로부터 외측으로 갈수록 점차 단면형상이 축소되는 것을 특징으로 하는 점성재료 디스펜싱 장치.