KR102367830B1 - 정전에어를 이용하여 필름 이형이 가능한 판재 성형 경화 장치 - Google Patents

정전에어를 이용하여 필름 이형이 가능한 판재 성형 경화 장치 Download PDF

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Abstract

본 실시예의 정전에어를 이용하여 필름 이형이 가능한 판재 성형 경화 장치. 는, 이송되는 판재가 놓이도록 하는 성형 테이블과, 상기 판재 상에 도포된 도료의 성형을 위하여 상기 성형 테이블 상측에 배치되는 성형 필름과, 상기 성형 필름에 결합되고, 상하방향으로 이동이 가능하도록 구성된 필름 고정부와, 상기 성형 테이블 상측에 구비되고, 상기 성형 필름을 가압하기 위한 롤러가 구성된 가압 수단과, 상기 가압 수단과 함께 상기 성형 테이블 상측에 구비되고, 상기 도료의 경화가 이루어지도록 하는 UV 경화 수단과, 상기 성형 테이블 양측에서 소정 높이 상하 이동이 가능하도록 구성되고, 공기 이온을 분사하여 정전기 제거가 이루어지도록 정전 에어 송풍부를 포함한다.

Description

정전에어를 이용하여 필름 이형이 가능한 판재 성형 경화 장치{Board forming and drying apparatus capable of releasing film using electrostatic air}
본 발명은 정전에어를 이용한 UV 필름 이형 장치에 대한 것으로서, 판재 상부면에 대한 성형과 건조가 이루어진 뒤 성형용 필름을 판재로부터 분리하는 때에 정전에어를 이용하여 효과적으로 이형시킬 수 있는 장치에 대한 것이다.
MDF(Medium Density Fiberboard)란, 목질재료를 주원료로 하여 고온에서 해섬하여 얻은 목섬유(Wood Fiber)를 합성수지 접착제로 결합시켜 성형, 열압하여 만든 밀도 0.4-0.8g/cm 3의 목질판상 제품이며 3.0mm에서 30mm 두께 까지 생산이 가능하다.
이는 전 두께에 걸쳐 섬유분배가 균일하고 조직이 치밀하여 복잡한 기계가공작업을 면이나 측면의 파열없이 수 행할 수 있으며, 따라서 LPM는 측면 모울딩이나 표면가공을 하는 테이블상판, 문짝, 서랍정면 등에 사용된다.
또한, 면이 평활하고 견고하며 장식용필름이나 베니어 등을 오버레이 하거나 페인팅하는 데에도 매우 적합하다. 뛰어난 안정성과 기계가공성, 높은 강도 때문에 서랍측면이나 케비넷레일, 거울틀, 모울딩 등에 일반목재 대신 사용할 수 있다.
다만, 습기에 약하므로 필름 접착이나 도막 코팅 등의 방법으로 표면처리를 해 주어야 할 필요가 있다. 일반적으로, 이러한 LPM 판재의 표면도장방법으로는 폴리 필름을 코팅하는 방법과 커튼 코터 방식이 있으며, 최근에는 환경적인 요인 및 시간 경제적인 이유로 자외선 감응 도료를 사용하여 자외선 경화하는 방식이 주로 사 용되고 있다.
먼저, 자외선 경화 커튼 코터 방식은, 자외선 감응 도료를 커튼식으로 판재에 흘려 보내고 자외선을 조사하여 경화하는 방식이며, 친환경적이기는 하나, 용융된 도료가 계속해서 흘러 나와야 하며 중단될 시에는 굳어져서 작업을 다시 재개하기에는 많은 시간이 소요되고, 따라서 소량다품종의 생산에는 적합하지 않다는 한계를 갖는다.
반면, 폴리 필름 코팅 방식은, 판재에 불포화폴리에스터, 촉진재 및 경화재가 적절히 혼합된 도료를 바르고, 그 위에 폴리 필름을 얹은 다음, 롤러로 밀어서 평활화한 후, 가열 혹은 자외선으로 경화시키는 방식이다.
LPM 판재의 성형과 건조를 신속하게 이루어지도록 하는 장치가 개시된 바 있다.
(특허문헌 1) KR10-2148626 B
상기의 특허문헌 1은 판재 상에 도료를 코팅하는 때에 필름을 이용하고, 성형이 완료된 다음에 필름을 제거하는 때에 다단 행정 실린더를 사용하고 있다.
즉, 다단 행정 실린더를 통한 필름의 기울어짐을 유도하고, 필름과 판재 사이의 분리를 유도하고 있으나, 결국은 필름과 판재 사이의 분리/이형이 필름을 들어올리는 힘에 의존하고 있으며, 이러한 분리는 여전히 도료가 필름에 묻어나온다거나 필름을 제거하는 때에 코팅된 도료에 변형이 가해지는 문제점이 여전히 존재한다.
본 발명은 LPM 판재의 성형 후 분리시켜야 하는 필름을 보다 효과적으로 이형시킬 수 있도록 정전에어를 사용하는 장치를 제안하고자 한다.
본 실시예의 정전에어를 이용하여 필름 이형이 가능한 판재 성형 경화 장치. 는, 이송되는 판재가 놓이도록 하는 성형 테이블과, 상기 판재 상에 도포된 도료의 성형을 위하여 상기 성형 테이블 상측에 배치되는 성형 필름과, 상기 성형 필름에 결합되고, 상하방향으로 이동이 가능하도록 구성된 필름 고정부와, 상기 성형 테이블 상측에 구비되고, 상기 성형 필름을 가압하기 위한 롤러가 구성된 가압 수단과, 상기 가압 수단과 함께 상기 성형 테이블 상측에 구비되고, 상기 도료의 경화가 이루어지도록 하는 UV 경화 수단과, 상기 성형 테이블 양측에서 소정 높이 상하 이동이 가능하도록 구성되고, 공기 이온을 분사하여 정전기 제거가 이루어지도록 정전 제어 송풍부를 포함한다.
그리고, 상기 가압 수단 및 UV 경화 수단에 의한 상기 판재의 도료 성형이 이루어진 다음에, 상기 성형 필름의 일부만이 상기 판재로부터 분리되도록 하기 위하여, 상기 정전 에어 송풍부가 기설정된 높이만큼 상승하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 정전 에어 송풍부는 상기의 기설정된 높이만큼 상승한 다음에 정전기 제거 및 이형을 위한 공기 이온을 분사하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 정전 에어 송풍부에 의한 공기 이온의 분사가 종료된 다음에, 상기 필름 고정부가 제 1 높이까지 상승하도록 구성되고, 상기 제 1 높이까지 상승한 다음에는 상기 필름 고정부의 일측만이 제 1 높이보다 더 높은 제 2 높이까지 상승한 다음 하강하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 가압 수단은 상기 롤러의 후방에 마련되어 정전기 제거가 가능하도록 하는 제전바를 더 포함하고, 상기 UV 경화 수단은 UV를 조사하는 UV 조사부와, 상기 UV 조사부 후방에 마련되어 먼지를 빨아들이도록 구성된 포집기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
제안되는 바와 같은 본 발명의 실시예에 의해서, LPM 판재에 필름에 형성된 패턴에 대응되는 패턴을 성형한 뒤, 안정적으로 상기 필름을 판재로부터 분리/이형시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 도료를 도장하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 성형 경화 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 성형 수단에서 판재에 필름 성형을 하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 성형 수단의 제작한 모습을 보여주는 사진이다.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 도료를 도장하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1을 참조하여 실시예에 따라 도료를 도장하는 흐름을 설명하면, 테이블 리프터(1)에서 LPM 합판이나 PB 합판 등의 판재를 들어올리고, 투입 컨베이어(2)에서는 판재의 표면 먼지와 이물질을 추가적으로 제거하기 위한 브러쉬 머신(3)으로 이동시킨다.
이물질 제거된 판재는 예열 컨베이어(4)로 이동되고, 예열 컨베이어(4)에서 판재에 대한 예열 과정이 이루어지도록 하여, 겨울철과 같이 기온이 낮은 시기에 판재 표면의 온도를 올리는 과정이 수행된다.
판재는 하도 UV 코터(5)로 이동되고, 상기 하도 UV 코터(5)의 롤러 코터를 이용해 판재 상에 하도를 도포하고, UV 조사장치(6)에서 하도 도료의 도포 후 UV 건조가 수행된다.
그 다음, 리버스 코터(7)에서 상도 도료가 하도 도료 상에 도포되며, 전술한 하도 UV 코터(5)에서와 같이 도료를 롤러를 이용하여 도포한다.
그리고, 컨베이어(8)를 통해 상도 도료에 대한 신속한 이송과 경화 및 건조가 이루어지는 성형 경화 장치(10)로 판재가 이동된다.
상세히, 상기 판재는 상도 도료 도포 후 컨베이어(8)에서 대기 후 신속하게 성형 경화 장치(10)로 이송되는데, 상기 성형 경화 장치에서는 상도 도료에 원하는 패턴이나 무늬를 새기기 위한 성형과 함께 신속한 이송이 이루어지는데, 성형 패턴이 새겨져 있는 필름을 상기 상도 도료에 접촉 및 가압시킴으로써 도료 상에 해당 성형 패턴이 성형되도록 하는 가압 수단(10a)에 의한 성형과, UV 경화 수단(10b)에 의하여 건조가 신속하게 이루어진다. 특히, 상기 필름의 성형 패턴을 도료에 형성시킨 다음에는, 상기 필름을 안정적으로 이형시키는 것이 매우 중요하며, 이에 대해서는 본 실시예에 따라 정전에어를 이용한 공정이 수행되며, 이에 대해서는 첨부되는 도면과 함께 아래에서 상술하기로 한다.
성형 및 경화가 이루어진 판재는 UV 램프가 설치된 UV 조사장치(11)에서 완전한 건조가 이루어지고, 롤 컨베이어(12)에서 불량 제품 선별이 이루어지고, 랩 포장기(13)에서 제품 표면 보호 작업이 이루어진 뒤 대기 컨베이어(14)로 이동한 다음 자동 적재기(15)에서 제품 포장이 이루어진다.
도 2는 본 발명에 따른 성형 경화 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 판재(B)상에 도료가 도포된 상태에서 컨베이어를 통해 성형 경화 장치(10)측으로 이동되는데, 정확히는 성형 테이블과 성형 필름 사이로 판재(B)가 이동된다.
실시예의 성형 경화 장치(10)는, 가압 수단(10a)과 UV 경화 수단(10b)이 성형 테이블이 구성된 성형 수단(200) 상측을 이동할 수 있도록 지면과 평행하게 배치된 가이드 레일(120)과, 상기 가이드 레일(120)이 지면으로부터 고정된 위치를 유지할 수 있도록 지지하는 가이드 프레임(130)을 포함한다.
상기 가압 수단(10a)은, 상기 가이드 레일(120)을 따라 이동하는 이동부(114)와, 상기 이동부(114) 하측에 구성되는 가압 본체(113)와, 상기 가압 본체(113)의 상하 이동이 이루어지도록 길이조절이 가능한 길이 조절부(115)와, 상기 가압 본체(113) 하부에 구성되어 성형 수단(200)의 성형 필름을 판재측으로 가압하기 위한 롤러(111)와, 상기 롤러(111)가 필름에 접촉함으로써 발생되는 정전기를 제거하기 위한 무풍의 제전바(112)를 포함한다.
상기 제전바(112)는 정전기 제거를 위한 것으로서, 롤러(111)의 회전과 가압 수단(10a)의 이동에 방해되지 않도록 구성되며, 통상의 알려진 정전기 제전바를 사용하여도 좋다.
상기 UV 경화 수단(10b)은 상기 가이드 레일(120)을 따라 이동하는 이동부(124)와, 상기 이동부(124)의 하측에 구성되는 경화 본체(123)와, 상기 경화 본체(123)의 상하 이동이 이루어지도록 길이조절이 가능한 길이 조절부(125)와, 상기 경화 본체(123) 하부에 구성되어 상기 롤러(111)가 필름을 가압하면서 이동한 뒤에 필름측으로 UV를 조사하는 UV 조사부(121)와, 상기 UV 조사부(121) 후방에서 필름과 판재측에 발생할 수 있는 먼지를 빨아들여 분진제거가 이루어지도록 하는 포집부(122)를 포함한다.
다음으로, 본 실시예에 따라 도료가 도포된 판재 상에 성형 필름을 접촉 및 가압시킨 뒤 상기 성형 필름을 제거하는 과정에 대해서 상기 성형 수단(200)을 중심으로 상세히 설명하여 본다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 성형 수단에서 판재에 필름 성형을 하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 내지 도 9에 도시된 도면은 도 2에 도시된 도면의 좌측에서 장치를 바라본 경우이며, 도 3 내지 도 9의 도면에서는 도료가 도포된 판재(B)가 도면 후방에서부터 이동하여 전방으로 이동해나가게 된다.
먼저, 도 3을 참조하면, 성형 수단(200)은 판재(B)가 안착되는 성형 테이블(210)과, 상기 성형 테이블(210) 상측에 위치하여 판재(B)에 성형시키고자 하는 패턴이 미리 형성되어 있는 성형 필름(F)을 포함한다.
그리고, 상기 성형 테이블(210)의 양측에는 이온블러워(이오나이저)와 같이 이온 효과가 부여된 공기 이온을 발생시켜 정전기를 제거하기 위한 정전 에어 송풍부(230,231)가 구성된다.
한편, 도시되어 있지는 않지만, 상기 성형 필름(F)과 소정 간격을 두면서 결합끈 등으로 연결/결합된 사각틀 형상의 필름 고정부(220)를 지지하면서 상하로 이동시키기 위한 실린더의 구성과, 상기 정전 에어 송풍부(230,231)를 지지하면서 상하로 이동시키기 위한 실린더의 구성은 포함될 수 있으며, 이러한 지지 및 상하 이동을 위한 실린더의 구성은 통상의 실린더들을 이용할 수 있다. 그리고, 최초 위치로부터 제 1 높이와 제 2 높이와 같이 서로 다른 높이로 필름 고정부를 이동시킬 필요가 있으며, 이 경우, 1단계 상승과, 2단계 상승이 가능한 다단 행정 실린더를 이용하거나, 1단계 상승만이 가능하지만 서로 다른 높이로 상승하는 단단 행정 실린더를 복수개 구비하는 것도 가능하다. 이러한 높이 조절을 위한 실린더의 구성은 종래의 다단 행정 실린더 또는 복수의 단당 행정 실린더를 사용하면 충분하며, 본 발명의 특징을 명확히 설명하기 위해 생략하기로 한다.
다음으로, 도 4를 참조하면, 도 3에서와 같이 판재(B)가 성형 테이블(210)의 정해진 위치에 안착된 다음에는, 상기 필름 고정부(220)가 아래로 하강하여 성형 필름(F)과 판재(B)의 접촉이 이루어지도록 구성된다.
상기 성형 필름(F)이 판재(B)에 접촉한 상태에서는, 앞서 설명한 바와 같이, 가압 수단(10a)과 UV 경화 수단(10b)이 동시에 성형 필름(F)의 일측으로부터 타측(예를 들면, 도 4의 후방에서 전방)으로 이동하게 되는데, 상기 가압 수단(10a)에 의하여 성형 필름(F)이 판재(B)측으로 가압되어 성형 필름(F)에 형성된 성형 패턴이 판재(B) 상에 도포된 도료에 형성된다. 상기 가압 수단(10a)에 의한 이동과 함께 UV 경화 수단(10b)이 함께 이동되므로, 패턴 성형과 함께 경화가 동시에 이루어진다.
그 다음, 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따라 상기 성형 필름(F)을 판재(B)로부터, 좀 더 정확히는, 상기 성형 필름(F)을 판재(B)상에 경화된 도료로부터 이형시키기 위한 과정이 수행된다.
상세히, 판재(B)에 도포된 도료의 성형과 경화가 완료된 이후에는, 성형 테이블(210) 양측에 구비된 정전 에어 송풍부(230,231)들이 소정 높이 상승하도록 구성된다.
즉, 상기 정전 에어 송풍부(230,231)는 상기 성형 필름(F)이 판재(B)에 접촉하고 있는 때에는 상기 성형 필름(F) 아래에 위치하고 있다가 상기 성형 필름(F)에 접촉하여 상기 성형 필름(F)을 소정 높이 밀어올릴 수 있을 정도로 상기 정전 에어 송풍부(230,231)가 상승한다.
이와 같이, 상기 정전 에어 송풍부(230,231)가 소정 높이 상승하는 것에 의해 성형 필름(F)중 양측 가장자리 일부가 판재(B)로부터 분리된다. 다만, 기존의 기술과는 다르게, 성형 필름(F)의 일부(가장자리)만이 판재(B)로부터 분리되도록 하여, 성형 필름(F)과 판재(B)의 가장 자리 영역에 들뜸 영역(A1,A2)이 형성된다.
그 다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 들뜸 영역(A1,A2)을 향하여 상기 정전 에어 송풍부(230,231)가 공기 이온을 불어 넣음으로써 발생된 정전기의 제어와 함께 이형 과정이 수행된다. 즉, 성형 필름(F)과 판재(B) 사이에 형성된 양극 또는 음극의 극성에 반대되는 극성의 전하를 보충함으로써 정전기 제거하면서, 점차 들뜸 영역(A1,A2)이 확장됨으로써 결국 성형 필름(F)과 판재(B)사이의 이형이 이루어지도록 한다.
그 다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 필름 고정부(220)의 양측 모두를 제 1 높이까지 상승시키켜 성형 필름과 판재 사이의 간격이 멀어지도록 한다. 이때, 소정 높이 상승하였던 정전 에어 송풍부(230,231)는 원래의 높이까지 다시 하강하여 다음 순서의 성형을 대기하도록 구성된다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 사각틀 형상의 필름 고정부(220)의 어느 일측만을 상기 제 1 높이보다 더 높은 위치인 제 2 높이까지 상승시키는 공정이 더 수행될 수 있으며, 이것은 상기 필름 고정부들의 위치를 재정렬시키기 위하여 제 2 높이까지 상기 제 1 필름 고정부(230)가 상승된 다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 빠른 속도로 하강시키면 오히려 필름 고정부들의 위치가 원래의 위치에 놓여질 수 있기 때문이다.
즉, 첨부된 도면들은 측면에서 바라본 도면이지만, 실제 장치의 도 10의 경우처럼, 상기 필름 고정부는 사각틀의 형상으로 이루어지고, 상기 필름 고정부들은 상기 성형 테이블(210) 측면에 구성된 걸림 고리(안착될 수 있는 홈이 형성된 걸림홈)에 안착되기 때문에, 상기 제 1 필름 고정부(230)가 서서히 하강하게 된다면 오히려 상기 걸림 고리를 벗어난 위치로 천천히 하강할 수 있기 때문이다.
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의해서, 성형 필름에 형성되어 있는 패턴을 판재 상에 도포된 도료에 형성시키기 위한 성형 공정에서, 성형 필름과 판재 사이의 이형이 보다 안정적으로 이루어질 수 있으며, 이러한 이형 과정 중에 성형 필름이나 판재에 발생된 정전기도 제거함으로써 도료 일부가 성형 필름에 남게되고 이로 인해 후속되는 다음 성형 공정에서 필름에 묻어있는 도료로 인해 완벽한 성형이 이루어지지 않는 것을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 이송되는 판재가 놓이도록 하는 성형 테이블과,
    상기 판재 상에 도포된 도료의 성형을 위하여 상기 성형 테이블 상측에 배치되는 성형 필름과,
    상기 성형 필름에 결합되고, 상하방향으로 이동이 가능하도록 구성된 필름 고정부와,
    상기 성형 테이블 상측에 구비되고, 상기 성형 필름을 가압하기 위한 롤러가 구성된 가압 수단과,
    상기 가압 수단과 함께 상기 성형 테이블 상측에 구비되고, 상기 도료의 경화가 이루어지도록 하는 UV 경화 수단과,
    상기 성형 테이블 양측에서 소정 높이 상하 이동이 가능하도록 구성되고, 공기 이온을 분사하여 정전기 제거가 이루어지도록 정전 에어 송풍부를 포함하고,
    상기 가압 수단 및 UV 경화 수단에 의한 상기 판재의 도료 성형이 이루어진 다음에, 상기 성형 필름의 일부만이 상기 판재로부터 분리되도록 하기 위하여, 상기 정전 에어 송풍부가 기설정된 높이만큼 상승하도록 구성되고,
    상기 정전 에어 송풍부는 상기의 기설정된 높이만큼 상승한 다음에 정전기 제거 및 이형을 위한 공기 이온을 분사하도록 구성되고,
    상기 정전 에어 송풍부에 의한 공기 이온의 분사가 종료된 다음에, 상기 필름 고정부가 제 1 높이까지 상승하도록 구성되고, 상기 제 1 높이까지 상승한 다음에는 상기 필름 고정부의 일측만이 제 1 높이보다 더 높은 제 2 높이까지 상승한 다음 하강하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 정전에어를 이용하여 필름 이형이 가능한 판재 성형 경화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가압 수단은 상기 롤러의 후방에 마련되어 정전기 제거가 가능하도록 하는 제전바를 더 포함하고,
    상기 UV 경화 수단은 UV를 조사하는 UV 조사부와, 상기 UV 조사부 후방에 마련되어 먼지를 빨아들이도록 구성된 포집기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전에어를 이용하여 필름 이형이 가능한 판재 성형 경화 장치.
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