KR102234229B1 - 열경화성 합성수지 제품 제조 시스템 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 상부에 회전 가능하게 마련되는 원형 수평판 형태의 회전판과, 상기 베이스 프레임에 마련되어 상기 회전판을 회전 구동하는 회전판 구동부와, 상기 회전판에 고정되는 하부 금형과 상기 하부 금형에 힌지결합되는 상부 금형과 상기 상부 금형이 상기 하부 금형을 개방 또는 폐쇄시키도록 상기 상부 금형을 구동하는 금형 개폐 실린더를 구비하며 상기 회전판의 상면 가장자리를 따라 복수로 마련되는 성형 금형부를 포함하며, 상기 하부 금형은 그 중앙부에 하부로 오목한 성형용 공동이 형성된 성형용 상면과 도랑 형태로서 상기 성형용 상면을 감싸도록 형성되는 수지 수집용 도랑과 상기 성형용 상면의 높이보다 낮은 높이를 가지면서 상기 수지 수집용 도랑을 감싸도록 형성되는 진공 형성용 상면을 포함하며, 상기 하부 금형은 상기 하부 금형을 가열하기 위한 하부 금형용 금형 히팅부를 포함하는 로터리형 성형 장치 ; 상기 하부 금형의 성형용 공동에 이형제를 도포하기 위하여 상기 로터리형 성형 장치의 일측에 마련되며, 하부로 이형제를 분사하는 이형제 분사 노즐과, 상기 이형제 분사 노즐에 이형제를 공급하는 이형제 공급원과, 상기 이형제 분사 노즐이 장착되는 이형제 분사 노즐 장착대와, 상기 이형제 분사 노즐 장착대를 수평방향으로 이동하기 위한 이형제 분사 노즐 이동 구동원을 포함하는 이형제 도포 장치 ; 상기 이형제가 도포된 하부 금형의 성형용 공동에 액상의 열경화성 합성수지를 주입하기 위하여 상기 로터리형 성형 장치의 일측에 마련되는 수지 주입 장치 ; 상기 액상의 열경화성 합성수지가 주입된 하부 금형에서 상기 성형용 공동에 주입되고 남은 잉여 수지를 제거하기 위하여 상기 로터리형 성형 장치의 일측에 마련되며, 수평상의 일방향으로 연장되는 형태의 스크레이퍼와, 상기 스크레이퍼가 장착된 스크레이퍼 장착대와, 상기 스크레이퍼 장착대를 수평방향 및 수직방향으로 이동하기 위한 스크레이퍼 이동 구동원을 포함하는 잉여 수지 제거 장치 ; 상기 하부 금형의 상기 성형용 공동에 주입된 액상의 열경화성 합성수지에서 기포를 제거하기 위하여, 하부가 개방된 덮개 형태로서 하단에 상기 하부 금형의 진공 형성용 상면과 밀착되는 커버용 패킹을 구비한 진공 형성용 커버와, 상기 진공 형성용 커버를 상하로 이동 구동하기 위한 커버 이동 구동부와, 상기 진공 형성용 커버 내부를 진공 상태로 형성하고 유지하기 위한 진공 형성부를 포함하는 기포 제거 장치 ; 를 포함하며, 상기 이형제 도포 장치, 상기 수지 주입 장치, 상기 잉여 수지 제거 장치, 상기 기포 제거 장치는 상기 로터리형 성형 장치의 일측에 순차적으로 마련되는 것을 특징으로 한다.

Description

열경화성 합성수지 제품 제조 시스템 및 그 제조 방법{MANUFACTURING SYSTEM FOR THERMOSETTING RESIN PRODUCT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 열경화성 합성수지가 직물 등의 원단의 일면에 일체화된 열경화성 합성수지 제품을 제조하기 위한 제조 시스템 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명은 "부산광역시"의 "미래성장동력산업 육성사업" 중 "신발 갑피 side stripe용 친환경 액상 탄성체 소재 및 스마트 공정 기술 개발에 대한 제품 상용화" (과제수행기관 : 재단법인 부산테크노파크, 과제기간 : 2020.07.01 ~ 2020. 10. 31.)의 지원 결과물이다.
직물 등의 원단의 일면에 합성수지가 일체화된 합성수지 제품이 널리 사용되고 있다.
이러한 합성수지 제품은 신발 갑피를 비롯한 직물 등의 원단에 다양한 입체적인 문양과 색상을 표현할 수 있다는 점에서 각광받고 있다.
이와 같은 합성수지 제품은 신발은 물론이며 의류, 잡화 등의 다양한 분야에서 장식용 제품으로 응용되고 있으며, 신발의 갑피, 가방, 의류, 가전제품 등으로 그 사용범위가 점차적으로 증가하고 있다.
이와 같은 합성수지 제품의 합성수지로서는, 초기에는 연성 PVC를 사용하였으나 환경적인 문제로 연성 PVC 사용에 대한 규제가 있었고 최근에는 2액 경화형 폴리우레탄 방식과 TPU 시트 방식이 이를 대신하고 있다.
2액 경화형 폴리우레탄은, 주제와 경화제로 나누어서 기계적 혼합에 의해 열경화하는 방식으로서, 해외에서 많이 사용되고 있다.
2액 경화형 폴리우레탄 방식은, 공정이 열풍 경화를 통해 1차 열경화 후 트리밍 후 섬유를 올려 열프레스와 냉각프레스를 통해 작업이 마무리되는 복잡한 공정을 통하여 매우 낮은 생산량과 높은 불량률을 보이는 단점이 있다.
2액 경화형 폴리우레탄 방식은, TPU 시트 방식에 비하여 우수한 물리적 특성을 가짐에도 불구하고 공정이 복잡하고 공정 중에 발생하는 접착불량, 기포 불량 등의 불량률이 60%에 육박하는 단점이 있다.
국내에서 많이 사용하는 TPU 시트(sheet) 방식의 경우, 프레스 방식에 의존하여 매우 낮은 생산성을 가지며, 시트 형태를 사용함으로 인한 표현력의 한계와 더불어 대체로 신발에서 요구되는 부드러운 느낌보다 다소 딱딱한 느낌의 갑피를 만들 수 밖에 없는 한계점이 있으며, 특히 열가소성 폴리우레탄이라는 본질적 특성으로 열에 약하여 신발 제조 공정에서 1차 갑피과정이 마무리된 제품을 2차 제화 과정에서 열이 주어질 경우 내열성 문제로 인하여 심각한 완제 불량이 발생하기도 하는 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0071412호 "열가소성 합성수지 제품의 제조방법"(2013년06월28일 공개)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 1액 경화형(주제와 경화제가 블록킹되어 혼합한 액을 가열을 통하여 열해리하는 방식) 폴리우레탄과 같은 액상의 열경화성 합성수지를 이용하여 높은 생산성과 낮은 불량률로 직물 등의 원단의 일면에 열경화성 합성수지가 일체화된 열경화성 합성수지 제품을 제조할 수 있는 열경화성 합성수지 제품 제조 시스템 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 상부에 회전 가능하게 마련되는 원형 수평판 형태의 회전판과, 상기 베이스 프레임에 마련되어 상기 회전판을 회전 구동하는 회전판 구동부와, 상기 회전판에 고정되는 하부 금형과 상기 하부 금형에 힌지결합되는 상부 금형과 상기 상부 금형이 상기 하부 금형을 개방 또는 폐쇄시키도록 상기 상부 금형을 구동하는 금형 개폐 실린더를 구비하며 상기 회전판의 상면 가장자리를 따라 복수로 마련되는 성형 금형부를 포함하며, 상기 하부 금형은 그 중앙부에 하부로 오목한 성형용 공동이 형성된 성형용 상면과 도랑 형태로서 상기 성형용 상면을 감싸도록 형성되는 수지 수집용 도랑과 상기 성형용 상면의 높이보다 낮은 높이를 가지면서 상기 수지 수집용 도랑을 감싸도록 형성되는 진공 형성용 상면을 포함하며, 상기 하부 금형은 상기 하부 금형을 가열하기 위한 하부 금형용 금형 히팅부를 포함하는 로터리형 성형 장치 ; 상기 하부 금형의 성형용 공동에 이형제를 도포하기 위하여 상기 로터리형 성형 장치의 일측에 마련되며, 하부로 이형제를 분사하는 이형제 분사 노즐과, 상기 이형제 분사 노즐에 이형제를 공급하는 이형제 공급원과, 상기 이형제 분사 노즐이 장착되는 이형제 분사 노즐 장착대와, 상기 이형제 분사 노즐 장착대를 수평방향으로 이동하기 위한 이형제 분사 노즐 이동 구동원을 포함하는 이형제 도포 장치 ; 상기 이형제가 도포된 하부 금형의 성형용 공동에 액상의 열경화성 합성수지를 주입하기 위하여 상기 로터리형 성형 장치의 일측에 마련되는 수지 주입 장치 ; 상기 액상의 열경화성 합성수지가 주입된 하부 금형에서 상기 성형용 공동에 주입되고 남은 잉여 수지를 제거하기 위하여 상기 로터리형 성형 장치의 일측에 마련되며, 수평상의 일방향으로 연장되는 형태의 스크레이퍼와, 상기 스크레이퍼가 장착된 스크레이퍼 장착대와, 상기 스크레이퍼 장착대를 수평방향 및 수직방향으로 이동하기 위한 스크레이퍼 이동 구동원을 포함하는 잉여 수지 제거 장치 ; 상기 하부 금형의 상기 성형용 공동에 주입된 액상의 열경화성 합성수지에서 기포를 제거하기 위하여, 하부가 개방된 덮개 형태로서 하단에 상기 하부 금형의 진공 형성용 상면과 밀착되는 커버용 패킹을 구비한 진공 형성용 커버와, 상기 진공 형성용 커버를 상하로 이동 구동하기 위한 커버 이동 구동부와, 상기 진공 형성용 커버 내부를 진공 상태로 형성하고 유지하기 위한 진공 형성부를 포함하는 기포 제거 장치 ; 를 포함하며, 상기 이형제 도포 장치, 상기 수지 주입 장치, 상기 잉여 수지 제거 장치, 상기 기포 제거 장치는 상기 로터리형 성형 장치의 일측에 순차적으로 마련되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 사상으로, 상기의 열경화성 합성수지 제품 제조 시스템을 이용한 열경화성 합성수지 제품 제조 방법에 있어서 : 상기 로터리형 성형 장치의 회전판 구동부에 의하여 상기 회전판이 간헐적으로 회전되며 상기 회전판의 간헐적 회전에 의하여 상기 성형 금형부가 상기 이형제 도포 장치, 상기 수지 주입 장치, 상기 잉여 수지 제거 장치, 상기 기포 제거 장치를 순차적으로 통과하며 ; 상기 이형제 도포 장치에서 상기 하부 금형의 성형용 공동에 이형제를 도포하며 ; 상기 수지 주입 장치에서 상기 이형제가 도포된 하부 금형의 성형용 공동에 액상의 열경화성 합성수지를 주입하며 ; 상기 잉여 수지 제거 장치에서 상기 스크레이퍼의 수평방향 이동에 의하여 상기 액상의 열경화성 합성수지가 주입된 하부 금형에서 상기 성형용 공동에 주입되고 남은 잉여 수지를 제거하며 ; 상기 기포 제거 장치에서 상기 진공 형성용 커버의 하부 이동 후 진공 형성부가 작동하여 상기 진공 형성용 커버의 내부를 진공 상태로 형성하여 상기 하부 금형의 상기 성형용 공동에 주입된 액상의 열경화성 합성수지에서 기포를 제거하며 ; 상기 기포 제거 장치를 지난 하부 금형의 액상의 열경화성 합성수지 위에 원단을 안치시키며 ; 상기 원단이 안치된 하부 금형을 상기 금형 개폐 실린더의 작동에 의하여 상기 상부 금형이 폐쇄시키며 ; 상기 상부 금형에 의하여 폐쇄된 하부 금형에서 상기 하부 금형용 금형 히팅부에 의하여 액상의 열경화성 합성수지가 경화되면서 상기 원단과 일체화되어 열경화성 합성수지 제품을 형성하며 ; 상기 열경화성 합성수지 제품이 형성된 하부 금형을 상기 금형 개폐 실린더의 작동에 의하여 상기 상부 금형을 개방시키며 ; 상기 상부 금형이 개방한 상기 하부 금형의 열경화성 합성수지 제품을 상기 하부 금형으로부터 취출하며 ; 상기 열경화성 합성수지 제품이 취출된 하부 금형이 다시 이형제 도포 장치로 도입되는 과정을 반복하는 것 ; 을 특징으로 한다.
상기와 같이 본 발명은, 액상의 열경화성 합성수지를 이용하여 높은 생산성과 낮은 불량률로 직물 등의 원단의 일면에 열경화성 합성수지가 일체화된 열경화성 합성수지 제품을 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 열경화성 합성수지 제품 제조 시스템의 개략 평면도,
도 2는 도 1의 로터리형 성형 장치의 정면 개념도,
도 3은 도 1의 이형제 도포 장치의 정면 개념도,
도 4는 도 1의 이형제 도포 장치의 평면 개념도,
도 5는 도 1의 이형제 도포 장치의 측면 개념도,
도 6은 도 1의 압축공기 분사 장치의 정면 개념도,
도 7은 도 1의 압축공기 분사 장치의 평면 개념도,
도 8은 도 1의 압축공기 분사 장치의 측면 개념도,
도 9는 도 1의 잉여 수지 제거 장치의 정면 개념도,
도 10은 도 1의 잉여 수지 제거 장치의 평면 개념도,
도 11은 도 1의 잉여 수지 제거 장치의 측면 개념도,
도 12는 도 1의 기포 제거 장치의 정면 개념도,
도 13은 도 1의 기포 제거 장치의 평면 개념도,
도 14는 도 1의 기포 제거 장치의 측면 개념도,
도 15 내지 도 21은 하나의 성형 금형부에서 열경화성 합성수지 제품이 제조되는 과정을 순서대로 도시한 도면.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 열경화성 합성수지 제품 제조 시스템의 개략 평면도이며, 도 2는 도 1의 로터리형 성형 장치의 정면 개념도이며, 도 3은 도 1의 이형제 도포 장치의 정면 개념도이며, 도 4는 도 1의 이형제 도포 장치의 평면 개념도이며, 도 5는 도 1의 이형제 도포 장치의 측면 개념도이며, 도 6은 도 1의 압축공기 분사 장치의 정면 개념도이며, 도 7은 도 1의 압축공기 분사 장치의 평면 개념도이며, 도 8은 도 1의 압축공기 분사 장치의 측면 개념도이며, 도 9는 도 1의 잉여 수지 제거 장치의 정면 개념도이며, 도 10은 도 1의 잉여 수지 제거 장치의 평면 개념도이며, 도 11은 도 1의 잉여 수지 제거 장치의 측면 개념도이며, 도 12는 도 1의 기포 제거 장치의 정면 개념도이며, 도 13은 도 1의 기포 제거 장치의 평면 개념도이며, 도 14는 도 1의 기포 제거 장치의 측면 개념도이며, 도 15 내지 도 21은 하나의 성형 금형부에서 열경화성 합성수지 제품이 제조되는 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
본 발명은 로터리형 성형 장치(100), 이형제 도포 장치(210), 압축공기 분사 장치(220), 수지 주입 장치(230), 잉여 수지 제거 장치(240A, 240B), 기포 제거 장치(250) 등을 포함하여 이루어진다.
로터리형 성형 장치(100)는, 베이스 프레임(110), 회전판(120), 회전판 구동부(130), 성형 금형부(140) 등을 포함하여 이루어진다.
베이스 프레임(110)은 그 상면이 지면으로부터 일정 높이에 위치된다.
베이스 프레임(110)의 상부에 회전판(120)이 마련된다.
회전판(120)은 베이스 프레임(110)의 상부에 회전 가능하게 마련된다.
회전판(120)의 회전을 지지하기 위하여 회전판(120)의 하부 가장자리를 따라 지면에 수직으로 설치되는 복수의 지지대(121)가 마련되며, 지지대(121)의 상단에는 회전판(120)의 회전을 지지하기 위한 지지롤러(121a)가 마련된다.
베이스 프레임(110)에는 회전판(120)을 회전 구동하는 회전판 구동부(130)가 마련된다.
회전판 구동부(130)는, 베이스 프레임(110)의 일측면에 마련되고 구동축이 수직 상부로 연장되며 구동축에 구동기어(132)가 결합된 구동모터(131)를 포함하여 이루어진다.
아울러 회전지지용 내륜(133)이 베이스 프레임(110)의 상면에 고정되고, 외측 가장자리에 외접기어가 형성되며 회전판(120)의 하면에 고정된 기어결합용 외륜(134)이 회전지지용 내륜(133)의 외측에 회전가능하게 결합되며, 기어결합용 외륜(134)의 외접기어가 구동모터(131)의 구동기어(132)에 기어결합된다.
따라서 구동모터(131)의 회전력에 의하여 구동기어(132)가 회전되면, 구동기어(132)에 기어결합된 기어결합용 외륜(134)이 회전되며, 기어결합용 외륜(134)과 함께 회전판(120)이 회전된다.
또한 구동모터(131)는 제어부에 의하여 제어되면서 간헐적으로 회전된다.
회전판(120)의 상면 가장자리를 따라 성형 금형부(140)가 복수로 마련된다.
각각의 성형 금형부(140)는, 회전판(120)에 고정되는 하부 금형(141)과, 하부 금형(141)에 힌지결합되는 상부 금형(142)과, 상부 금형(142)이 하부 금형(141)을 개방 또는 폐쇄시키도록 상부 금형(142)을 구동하는 금형 개폐 실린더(143)를 포함하여 이루어진다.
도 15에 도시된 바와 같이, 하부 금형(141)은 그 중앙부에 하부로 오목한 성형용 공동(141b)이 형성된 성형용 상면(141a)과, 도랑 형태로서 성형용 상면(141a)을 감싸도록 형성되는 수지 수집용 도랑(141c)과, 성형용 상면(141a)의 높이보다 낮은 높이를 가지면서 수지 수집용 도랑(141c)을 감싸도록 형성되는 진공 형성용 상면(141d)을 포함하여 이루어진다.
나아가 하부 금형(141)에는 하부 금형(141)을 가열하기 위한 열판 또는 전열선 등과 같은 하부 금형용 금형 히팅부(미도시)를 구비한다.
실시예에 따라서는 상부 금형(142)에도 상부 금형(142)을 가열하기 위한 열판 또는 전열선 등과 같은 상부 금형용 금형 히팅부(미도시)가 구비될 수 있다.
하부 금형(141)과 상부 금형(142)의 힌지결합을 위하여, 하부 금형(141)은 힌지브라켓(141e)를 구비하며, 상부 금형(142)는 힌지브라켓(141e)에 핀결합되는 힌지브라켓(142a)를 더 구비할 수 있다.
또한 금형 개폐 실린더(143)의 일측이, 회전판(120)에 고정된 고정브라켓(143b)에 힌지결합되고, 금형 개폐 실린더(143)의 개폐 로드(143a)는 그 선단이 상부 금형(142)의 힌지브라켓(142b)에 힌지결합되어 상부 금형(142)을 각운동시킬 수 있다.
상기와 같은 로터리형 성형 장치(100)의 일측에 이형제 도포 장치(210), 압축공기 분사 장치(220), 수지 주입 장치(230), 잉여 수지 제거 장치(240A, 240B), 기포 제거 장치(250)가 순차적으로 마련된다.
이형제 도포 장치(210)는 열경화성 합성수지 제품이 취출된 하부 금형(141)의 성형용 공동(141b)에 이형제를 도포하기 위한 것이다.
이형제는, 제조된 열경화성 합성수지 제품을 하부 금형(141)으로부터 분리하기 쉽도록 하부 금형(141)의 성형용 공동(141b)에 미리 도포되는 것이다.
이형제 도포 장치(210)는 하부로 이형제를 분사하는 한 쌍의 이형제 분사 노즐(211)과, 상기 이형제 분사 노즐에 이형제를 공급하는 이형제 공급원(미도시)과, 상기 한 쌍의 이형제 분사 노즐(211)이 장착된 이형제 분사 노즐 장착대(212)와, 상기 이형제 분사 노즐 장착대(212)를 수평방향으로 이동하기 위한 이형제 분사 노즐 이동용 에어실린더(213) 등의 이형제 분사 노즐 이동 구동원을 포함하여 이루어진다.
압축공기 분사 장치(220)는, 이형제가 도포된 하부 금형(141)의 성형용 공동(141b)에 압축공기를 분사하기 위한 것이다.
이에 의하여 이형제 도포 장치(210)에 의하여 도포된 이형제가, 성형용 공동(141b)에 매우 얇고 균등한 두께로 도포된다.
압축공기 분사 장치(220)는, 압축공기를 분사하는 한 쌍의 압축공기 분사 노즐(221)과, 압축공기 분사 노즐(221)에 압축공기를 공급하는 압축공기 공급원(미도시)과, 한 쌍의 압축공기 분사 노즐(221)이 장착된 압축공기 분사 노즐 장착대(222)와, 상기 압축공기 분사 노즐 장착대(222)를 수평방향으로 이동하기 위한 압축공기 분사 노즐 이동용 에어실린더(223) 등을 포함하는 압축공기 분사 노즐 이동 구동원을 포함하는 이루어진다.
수지 주입 장치(230)는, 이형제가 압축공기에 의하여 매우 얇고 균등한 두께로 도포된 후 하부 금형(141)의 성형용 공동(141b)에 액상의 열경화성 합성수지(10)를 주입하기 위한 것이다.
본 실시예에서 액상의 열경화성 합성수지(10)는 액상의 1액형 열경화성 폴리우레탄 수지이다.
잉여 수지 제거 장치(240A, 240B)는, 액상의 열경화성 합성수지(10)가 주입된 하부 금형(141)에서 성형용 공동(141b)에 주입되고 남은 잉여 수지를 제거하기 위한 것이다.
즉 하부 금형(141)에 주입되는 액상의 열경화성 합성수지(10)의 부피는 성형용 공동(141b)의 부피보다 크게 주입되며, 따라서 성형용 공동(141b)에 주입되고 남은 잉여 수지가 하부 금형(141)의 성형용 상면(141a) 위에 존재하며, 이 잉여 수지가 그대로 남을 경우 제품 불량의 원인이 되므로 이 잉여 수지를 제거하게 된다.
본 실시예에서 잉여 수지 제거 장치(240A, 240B)는 제1잉여 수지 제거 장치(240A)와 제2잉여 수지 제거 장치(240B)로 이루어지며, 제1잉여 수지 제거 장치(240A)와 제2잉여 수지 제거 장치(240B)는 서로 동일한 것이며, 따라서 실질적으로는 2회에 걸쳐 잉여 수지를 제거하는 것으로 볼 수 있다.
각각의 잉여 수지 제거 장치(240A, 240B)는, 수평상의 일방향으로 연장되는 형태의 스크레이퍼(241, scraper)와, 스크레이퍼(241)가 장착된 스크레이퍼 장착대(242)와, 스크레이퍼 장착대(242)를 수평방향 및 수직방향으로 이동하기 위한 스크레이퍼 이동 구동원을 포함하여 이루어진다.
본 실시예에서 스크레이퍼 이동 구동원은, 스크레이퍼 장착대(242)를 상하로 이동시키기 위한 수직 이동용 실린더(243)와, 수직 이동용 실린더(243)가 장착되는 실린더 장착대(244)와, 실린더 장착대(244)를 수평상으로 이동시키기 위한 수평 이동용 실린더(245)를 포함하여 이루어진다.
본 실시예에서 2개의 수평 이동용 실린더(245)에 의하여 스크레이퍼(241)의 수평 이동 범위를 매우 넓게 확보한다.
이와 같은 구조에 의하여 스크레이퍼(241)가 하부 금형(141)의 성형용 상면(141a) 위에서 수평방향으로 이동하면서 하부 금형(141)의 성형용 상면(141a) 위에 존재하는 잉여 수지를 긁어내게 된다.
스크레이퍼(241)가 잉여 수지를 긁어낼 때 잉여 수지가 성형용 상면(141a)에서 가장자리로 밀려나가는 경우에도 잉여 수지는 수지 수집용 도랑(141c)으로 흘러내리며, 또한 스크레이퍼(241)는 하부 금형(141)의 성형용 상면(141a) 위를 따라 이동하므로 스크레이퍼(241)에 묻은 잉여 수지가 성형용 상면(141a)보다 낮은 높이에 위치한 진공 형성용 상면(141d)에 접촉할 위험이 없다.
즉 스크레이퍼(241)의 잉여 수지 제거 과정에서, 하부 금형(141)의 진공 형성용 상면(141d)은 잉여 수지와 완전히 분리될 수 있으며, 따라서 진공 형성용 상면(141d)이 잉여 수지에 의하여 훼손될 위험이 없다.
한편 잉여 수지 제거 장치(240A, 240B)에는, 스크레이퍼(241)에 묻은 잉여 수지를 제거하기 위하여 초음파 세척기 등이 마련될 수 있다.
하부 금형(141)의 성형용 공동(141b)에 주입된 액상의 열경화성 합성수지에서 기포를 제거하기 위하여 기포 제거 장치(250)가 마련된다.
수지 주입 장치(230)에서 수지를 주입하거나 혹은 스크레이퍼(241)가 잉여 수지를 긁어내는 과정에서 액상의 열경화성 합성수지에 기포가 녹아들어갈 수 있으며, 이는 제품 불량의 원인이 된다.
따라서 액상의 열경화성 합성수지가 경화되기 이전에 기포 제거 작업을 수행한다.
기포 제거 장치(250)는, 진공 형성용 커버(251)와, 커버 이동 구동부(252)와 진공 형성부(253)를 포함하여 이루어진다.
진공 형성용 커버(251)는, 하부가 개방된 덮개 형태이다.
진공 형성용 커버(251)의 하단에는 하부 금형(141)의 진공 형성용 상면(141d)과 밀착되는 커버용 패킹(251a)을 구비한다.
진공 형성용 커버(251)는, 커버 이동 구동부(252)에 의하여 상하로 이동 구동된다.
또한 진공 형성용 커버(251)에는 진공 형성용 커버(251) 내부를 진공 상태로 형성하고 유지하기 위한 진공펌프 등의 진공 형성부(253)를 포함한다.
상기와 같은 제조 시스템의 작동을 설명한다.
도 15 내지 도 21은 하나의 성형 금형부에서 열경화성 합성수지 제품이 제조되는 과정을 순서대로 도시한 도면이다.
로터리형 성형 장치(100)에서, 회전판 구동부(130)에 의하여 회전판(120)이 간헐적으로 회전한다.
회전판(120)의 간헐적 회전에 따라 각각의 성형 금형부(140)는 이형제 도포 장치(210), 압축공기 분사 장치(220), 수지 주입 장치(230), 제1잉여 수지 제거 장치(240A), 제2잉여 수지 제거 장치(240B), 기포 제거 장치(250)를 순차적으로 지나게 된다.
회전판(120)의 간헐적 회전에 의하여 어느 하나의 성형 금형부(140)가 다음 단계로 이동하여 정지하도록 하고, 그 단계에 위치한 성형 금형부(140)는 일정 시간 정지한 후 다시 회전판(120)의 간헐적 회전에 의하여 다음 단계로 이동하여 정지하는 과정을 반복한다.
어느 하나의 성형 금형부(140)를 기준으로 이 과정을 설명한다.
이형제 도포 장치(210)에 도입되기 전에 성형 금형부(140)는 금형 개폐 실린더(143)에 의하여 상부 금형(142)이 하부 금형(141)을 개방시킨 상태이다.
이형제 도포 장치(210)가 위치한 부위에 성형 금형부(140)가 잠시 정지하여 위치한다.
이형제 도포 장치(210)에서, 이형제 분사 노즐 이동용 에어실린더(213)의 구동에 의하여 이형제 분사 노즐 장착대(212)가 수평방향으로 이동하며 그 이동 과정에 한 쌍의 이형제 분사 노즐(211)에서 이형제가 하부로 분사되어 하부 금형(141)의 성형용 공동(141b)에 이형제가 도포된다.
이와 같이 이형제가 도포된 후 회전판(120)의 회전에 의하여 성형 금형부(140)는 압축공기 분사 장치(220)가 위치한 부위로 이동한다.
압축공기 분사 장치(220)가 위치한 부위에 성형 금형부(140)가 잠시 정지하여 위치한다.
압축공기 분사 장치(220)에서, 압축공기 분사 노즐 이동용 에어실린더(223)의 구동에 의하여 압축공기 분사 노즐 장착대(222)가 수평방향으로 이동하며 그 이동 과정에 한 쌍의 압축공기 분사 노즐(221)에서 압축공기가 하부로 분사되어 하부 금형(141)의 성형용 공동(141b)에 도포된 이형제가 더욱 얇고 균등한 두께로 도포되도록 한다.
이와 같이 압축공기가 분사된 후 회전판(120)의 회전에 의하여 성형 금형부(140)는 수지 주입 장치(230)가 위치한 부위로 이동한다.
수지 주입 장치(230)가 위치한 부위에 성형 금형부(140)가 잠시 정지하여 위치한다.
수지 주입 장치(230)가 하부 금형(141)의 성형용 공동(141b)에 액상의 열경화성 합성수지(10)를 주입한다.
이와 같이 액상의 열경화성 합성수지가 주입된 후 회전판(120)의 회전에 의하여 성형 금형부(140)는 제1잉여 수지 제거 장치(240A)가 위치한 부위로 이동한다.
제1잉여 수지 제거 장치(240A)가 위치한 부위에 성형 금형부(140)가 잠시 정지하여 위치한다.
제1잉여 수지 제거 장치(240A)에서 스크레이퍼 이동 구동원(수직 이동용 실린더(243))에 의하여 스크레이퍼(241)가 수직 하부로 내려온 후 스크레이퍼 이동 구동원(수평 이동용 실린더(245))에 의하여 하부 금형(141)의 성형용 상면(141a) 위에서 수평방향으로 이동하면서 하부 금형(141)의 성형용 상면(141a) 위에 존재하는 잉여 수지를 긁어내게 된다.
스크레이퍼(241)가 잉여 수지를 긁어낼 때 잉여 수지가 성형용 상면(141a)에서 가장자리로 밀려나가는 경우에도 잉여 수지는 수지 수집용 도랑(141c)으로 흘러내려 수집되어 진공 형성용 상면(141d)에 도달하지 않으며, 또한 스크레이퍼(241)는 하부 금형(141)의 성형용 상면(141a) 위를 따라 이동하므로 스크레이퍼(241)에 묻은 잉여 수지가 성형용 상면(141a)보다 낮은 높이에 위치한 진공 형성용 상면(141d)에 접촉할 위험이 없다.
이와 같이 스크레이퍼(241)가 수평방향 이동을 완료하면 수직 상부로 이동한 후 수평방향 반대방향으로 이동하여 원래의 위치로 복귀하게 된다.
이와 같이 제1잉여 수지 제거 장치(240A)의 잉여 수지 제거가 완료된 후 회전판(120)의 회전에 의하여 성형 금형부(140)는 제2잉여 수지 제거 장치(240B)가 위치한 부위로 이동한다.
제2잉여 수지 제거 장치(240B)가 위치한 부위에 성형 금형부(140)가 잠시 정지하여 위치한다.
제2잉여 수지 제거 장치(240B)의 잉여 수지 제거가, 제1잉여 수지 제거 장치(240A)와 마찬가지로 수행된다.
이와 같이 제2잉여 수지 제거 장치(240B)의 잉여 수지 제거가 완료된 후 회전판(120)의 회전에 의하여 성형 금형부(140)는 기포 제거 장치(250)가 위치한 부위로 이동한다.
기포 제거 장치(250)가 위치한 부위에 성형 금형부(140)가 잠시 정지하여 위치한다.
기포 제거 장치(250)에서, 커버 이동 구동부(252)에 의하여 진공 형성용 커버(251)가 하부로 이동하며 이에 의하여 커버용 패킹(251a)이 하부 금형(141)의 진공 형성용 상면(141d)에 밀착되며, 이후 진공 형성부(253)의 작동에 의하여 진공 형성용 커버(251)가 진공 상태로 되며 이에 의하여 하부 금형(141)의 성형용 공동(141b)에 주입된 액상의 열경화성 합성수지(10)로부터 기포가 제거된다.
기포 제거 장치(250)의 기포 제거가 완료된 후 회전판(120)의 회전에 의하여 성형 금형부(140)는 다음 위치로 이동한다.
다음 위치로 이동한 후 성형 금형부(140)가 잠시 정지하여 위치한다.
작업자가 하부 금형(141)의 상면에 직물 등의 원단(20)을 안치한다.
이때 원단(20)은 하부 금형(141)의 성형용 상면(141a)의 성형용 공동(141b)을 덮도록 위치되며, 따라서 원단(20)은 액상의 열경화성 합성수지(10) 위에 배치되어 액상의 열경화성 합성수지(10)와 접촉된다.
원단(20)이 안치된 후 회전판(120)의 회전에 의하여 성형 금형부(140)는 다음 위치로 이동한다.
다음 위치로 이동한 후 성형 금형부(140)가 잠시 정지하여 위치한다.
금형 개폐 실린더(143)가 작동하여 상부 금형(142)이 하부 금형(141)을 폐쇄시킨다.
위와 같은 하부 금형 폐쇄 후 혹은 하부 금형 폐쇄 이전에 하부 금형(141)의 하부 금형용 금형 히팅부(열판 또는 전열선 등)가 구동되어 하부 금형(141)이 액상의 열경화성 합성수지(10)의 열경화에 필요한 온도로 가열된다.
이와 같이 하부 금형(141)이 상부 금형(142)에 의하여 닫힌 상태에서 액상의 열경화성 합성수지(10)는 원단(20)의 하면과 접촉된 상태에서 열경화되면서 회전판(120)의 수차례의 간헐적 회전에 의하여 적절한 열경화 시간이 도과되며, 경화된 열경화성 합성수지(10)는 원단(20)과 함께 열경화성 합성수지 제품을 이루게 된다.
즉 하부 금형(141) 내부에서 열경화성 합성수지(10)는 원단(20)의 일면에 일체화되어 열경화성 합성수지 제품을 형성하게 된다.
이와 같이 적절한 열경화 시간이 도과한 후(즉 회전판(120)이 수차례 간헐적 회전한 후) 금형 개폐 실린더(143)가 작동하여 상부 금형(142)이 하부 금형(141)을 개방시킨다.
하부 금형(141)이 개방된 후 회전판(120)의 회전에 의하여 성형 금형부(140)는 다음 위치로 이동한 후 일시 정지한다.
작업자가 열경화성 합성수지 제품을 하부 금형(141)으로부터 취출한다.
이와 같이 열경화성 합성수지 제품이 취출된 후 회전판(120)의 회전에 의하여 성형 금형부(140)는 다시 이형제 도포 장치(210)가 위치한 위치로 도입되며, 이후에는 앞서 설명한 과정이 반복된다.
상기와 같이 본 발명은, 액상의 열경화성 합성수지(10)를 이용하여 높은 생산성과 낮은 불량률로 직물 등의 원단(20)의 일면에 열경화성 합성수지가 일체화된 열경화성 합성수지 제품을 제조할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 열경화성 합성수지
20 : 원단 (직물)
100 : 로터리형 성형 장치
110 : 베이스 프레임
120 : 회전판 121 : 지지대
121a : 지지롤러
130 : 회전판 구동부 131 : 구동모터
132 : 구동기어 133 : 회전지지용 내륜
134 : 기어결합용 외륜
140 : 성형 금형부
141 : 하부 금형 141a : 성형용 상면
141b : 성형용 공동 141c : 수지 수집용 도랑
141d : 진공 형성용 상면
142 : 상부 금형
143 : 금형 개폐 실린더
210 : 이형제 도포 장치
211 : 이형제 분사 노즐 212 : 이형제 분사 노즐 장착대
213 : 이형제 분사 노즐 이동 구동원
220 : 압축공기 분사 장치
221 : 압축공기 분사 노즐 222 : 압축공기 분사 노즐 장착대
223 : 압축공기 분사 노즐 이동 구동원
230 : 수지 주입 장치
240A, 240B : 잉여 수지 제거 장치
241 : 스크레이퍼 242 : 스크레이퍼 장착대
243 : 수직 이동용 실린더 244 : 실린더 장착대
245 : 수평 이동용 실린더
250 : 기포 제거 장치
251 : 진공 형성용 커버 251a : 커버용 패킹
252 : 커버 이동 구동부 253 : 진공 형성부

Claims (2)

  1. 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임의 상부에 회전 가능하게 마련되는 원형 수평판 형태의 회전판과, 상기 베이스 프레임에 마련되어 상기 회전판을 회전 구동하는 회전판 구동부와, 상기 회전판에 고정되는 하부 금형과 상기 하부 금형에 힌지결합되는 상부 금형과 상기 상부 금형이 상기 하부 금형을 개방 또는 폐쇄시키도록 상기 상부 금형을 구동하는 금형 개폐 실린더를 구비하며 상기 회전판의 상면 가장자리를 따라 복수로 마련되는 성형 금형부를 포함하며, 상기 하부 금형은 그 중앙부에 하부로 오목한 성형용 공동이 형성된 성형용 상면과 도랑 형태로서 상기 성형용 상면을 감싸도록 형성되는 수지 수집용 도랑과 상기 성형용 상면의 높이보다 낮은 높이를 가지면서 상기 수지 수집용 도랑을 감싸도록 형성되는 진공 형성용 상면을 포함하며, 상기 하부 금형은 상기 하부 금형을 가열하기 위한 하부 금형용 금형 히팅부를 포함하는 로터리형 성형 장치 ;
    상기 하부 금형의 성형용 공동에 이형제를 도포하기 위하여 상기 로터리형 성형 장치의 일측에 마련되며, 하부로 이형제를 분사하는 이형제 분사 노즐과, 상기 이형제 분사 노즐에 이형제를 공급하는 이형제 공급원과, 상기 이형제 분사 노즐이 장착되는 이형제 분사 노즐 장착대와, 상기 이형제 분사 노즐 장착대를 수평방향으로 이동하기 위한 이형제 분사 노즐 이동 구동원을 포함하는 이형제 도포 장치 ;
    상기 이형제가 도포된 하부 금형의 성형용 공동에 액상의 열경화성 합성수지를 주입하기 위하여 상기 로터리형 성형 장치의 일측에 마련되는 수지 주입 장치 ;
    상기 액상의 열경화성 합성수지가 주입된 하부 금형에서 상기 성형용 공동에 주입되고 남은 잉여 수지를 제거하기 위하여 상기 로터리형 성형 장치의 일측에 마련되며, 수평상의 일방향으로 연장되는 형태의 스크레이퍼와, 상기 스크레이퍼가 장착된 스크레이퍼 장착대와, 상기 스크레이퍼 장착대를 수평방향 및 수직방향으로 이동하기 위한 스크레이퍼 이동 구동원을 포함하는 잉여 수지 제거 장치 ;
    상기 하부 금형의 상기 성형용 공동에 주입된 액상의 열경화성 합성수지에서 기포를 제거하기 위하여, 하부가 개방된 덮개 형태로서 하단에 상기 하부 금형의 진공 형성용 상면과 밀착되는 커버용 패킹을 구비한 진공 형성용 커버와, 상기 진공 형성용 커버를 상하로 이동 구동하기 위한 커버 이동 구동부와, 상기 진공 형성용 커버 내부를 진공 상태로 형성하고 유지하기 위한 진공 형성부를 포함하는 기포 제거 장치 ;
    를 포함하며,
    상기 이형제 도포 장치, 상기 수지 주입 장치, 상기 잉여 수지 제거 장치, 상기 기포 제거 장치는 상기 로터리형 성형 장치의 일측에 순차적으로 마련되는 것을 특징으로 하는 열경화성 합성수지 제품 제조 시스템.
  2. 제1항의 열경화성 합성수지 제품 제조 시스템을 이용한 열경화성 합성수지 제품 제조 방법에 있어서 :
    상기 로터리형 성형 장치의 회전판 구동부에 의하여 상기 회전판이 간헐적으로 회전되며 상기 회전판의 간헐적 회전에 의하여 상기 성형 금형부가 상기 이형제 도포 장치, 상기 수지 주입 장치, 상기 잉여 수지 제거 장치, 상기 기포 제거 장치를 순차적으로 통과하며 ;
    상기 이형제 도포 장치에서 상기 하부 금형의 성형용 공동에 이형제를 도포하며 ;
    상기 수지 주입 장치에서 상기 이형제가 도포된 하부 금형의 성형용 공동에 액상의 열경화성 합성수지를 주입하며 ;
    상기 잉여 수지 제거 장치에서 상기 스크레이퍼의 수평방향 이동에 의하여 상기 액상의 열경화성 합성수지가 주입된 하부 금형에서 상기 성형용 공동에 주입되고 남은 잉여 수지를 제거하며 ;
    상기 기포 제거 장치에서 상기 진공 형성용 커버의 하부 이동 후 진공 형성부가 작동하여 상기 진공 형성용 커버의 내부를 진공 상태로 형성하여 상기 하부 금형의 상기 성형용 공동에 주입된 액상의 열경화성 합성수지에서 기포를 제거하며 ;
    상기 기포 제거 장치를 지난 하부 금형의 액상의 열경화성 합성수지 위에 원단을 안치시키며 ;
    상기 원단이 안치된 하부 금형을 상기 금형 개폐 실린더의 작동에 의하여 상기 상부 금형이 폐쇄시키며 ;
    상기 상부 금형에 의하여 폐쇄된 하부 금형에서 상기 하부 금형용 금형 히팅부에 의하여 액상의 열경화성 합성수지가 경화되면서 상기 원단과 일체화되어 열경화성 합성수지 제품을 형성하며 ;
    상기 열경화성 합성수지 제품이 형성된 하부 금형을 상기 금형 개폐 실린더의 작동에 의하여 상기 상부 금형을 개방시키며 ;
    상기 상부 금형이 개방한 상기 하부 금형의 열경화성 합성수지 제품을 상기 하부 금형으로부터 취출하며 ;
    상기 열경화성 합성수지 제품이 취출된 하부 금형이 다시 이형제 도포 장치로 도입되는 과정을 반복하는 것 ;
    을 특징으로 하는 열경화성 합성수지 제품 제조 방법.
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