KR102397864B1 - 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치 - Google Patents

중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치 Download PDF

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유채정
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Abstract

본 발명은 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치에 관한 것으로, 그 구성은, 하면에 성형공간이 형성되고, 성형할 시트의 상방에 위치하는 제 1 금형과, 상기 제 1 금형의 하방에 위치하며, 상면에 성형공간이 형성되고, 상기 시트의 하방에 위치하는 제 1 금형과, 상기 제 1금형의 일단에 마련되어, 하면에 상기 제 1금형의 성형공간에 연장되는 성형공간이 마련되는 제 3금형과, 상기 제 2금형의 일단에 마련되어, 상면에 상기 제 2금형의 성형공간에 연장되고, 상기 제 3금형의 성형공간에 대응되는 성형공간이 마련되는 제 4금형을 포함하여 구성되고, 상기 제 1 금형은, 상기 제 1 금형의 바닥면 중앙에 홈이 마련되는 제 1 성형부와, 상기 제 1 성형부의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 1열압착부와, 상기 제 1 열압착부의 외주면에 형성되며, 하방으로 돌출되는 제 1절단부와, 상기 제 1 성형부 하면에 마련되는 제 1-1 열차단부와, 상기 제 1 금형 하면에 위치하며, 상기 제 1절단부 바깥쪽 하방으로 형성되는 제 1-2 열차단부를 포함하여 구성되며, 상기 제 2 금형은, 상기 제 2 금형의 상면 중앙에 홈이 마련되는 제 2 성형부와, 상기 제 2 성형부의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 2 열압착부와, 상기 제 2 열압착부의 외주면에 형성되며, 상기 제 1절단부와 대응되는 형상으로 홈이 형성되는 제 1홈부와, 상기 제 2 성형부 상면에 마련되는 제 2-1열차단부와, 상기 제 2 금형 상면에 위치하며, 상기 제 1홈부 바깥쪽 상방으로 형성되는 제 2-2 열차단부를 포함하여 구성되는 되는 것을 특징으로 한다.

Description

중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치{A Plastic Sheet Appratus with Hollow Structure}
본 발명은 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라스틱 시트의 중공 구조가 유지되게 하여 시트 고유의 특성을 잃지 않도록 하는 성형 장치에 관한 것이다.
자동차 내 외장재 및 건축 자재로 사용되는 플라스틱 시트에 중공 구조를 가지게 하면 수직 하중에 대한 저항성을 높일 수 있다.
등록특허 제 10-1386204호에서는 중공구조를 가지는 수지구성물을 제조하는 기술이 개시되어 있다.
그러나, 종래의 플라스틱 시트 압축 성형 공법에는 다음과 같은 문제점이 있었다.
성형장치와 절단장치가 분리되어 있어 작업이 번거롭고 작업비용이 증가되는 문제점이 있었다.
등록특허 제 10-1386204호
상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 중공구조를 가지는 성형물을 제조하고 바로 절단할 수 있는 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명인 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치는, 하면에 성형공간이 형성되고, 성형할 시트의 상방에 위치하는 제 1 금형과, 상기 제 1 금형의 하방에 위치하며, 상면에 성형공간이 형성되고, 상기 시트의 하방에 위치하는 제 2 금형과, 상기 제 1금형의 일단에 마련되어, 하면에 상기 제 1금형의 성형공간에 연장되는 성형공간이 마련되는 제 3금형과, 상기 제 2금형의 일단에 마련되어, 상면에 상기 제 2금형의 성형공간에 연장되고, 상기 제 3금형의 성형공간에 대응되는 성형공간이 마련되는 제 4금형을 포함하여 구성되고, 상기 제 1 금형은, 상기 제 1 금형의 바닥면 중앙에 홈이 마련되는 제 1 성형부와, 상기 제 1 성형부의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 1열압착부와, 상기 제 1 열압착부의 외주면에 형성되며, 하방으로 돌출되는 제 1절단부와, 상기 제 1 성형부 하면에 마련되는 제 1-1 열차단부와, 상기 제 1 금형 하면에 위치하며, 상기 제 1절단부 바깥쪽 하방으로 형성되는 제 1-2 열차단부;를 포함하여 구성되며, 상기 제 2 금형은, 상기 제 2 금형의 상면 중앙에 홈이 마련되는 제 2 성형부와, 상기 제 2 성형부의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 2 열압착부와, 상기 제 2 열압착부의 외주면에 형성되며, 상기 제 1절단부와 대응되는 형상으로 홈이 형성되는 제 1홈부와, 상기 제 2 성형부 상면에 마련되는 제 2-1열차단부와, 상기 제 2 금형 상면에 위치하며, 상기 제 1홈부 바깥쪽 상방으로 형성되는 제 2-2 열차단부를 포함하여 구성되는 되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 3금형은, 상기 제 3 금형의 바닥면에 홈이 마련되는 제 3 성형부와, 상기 제 3 성형부의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 3열압착부와, 상기 제 3 열압착부의 외주면에 형성되며, 하방으로 돌출되는 제 2절단부와, 상기 제 3 성형부 하면에 마련되는 제 3-1 열차단부와, 상기 제 3 금형 하면에 위치하며, 상기 제 2절단부 바깥쪽 하방으로 형성되는 제 3-2 열차단부를 포함하여 구성되며, 상기 제 4 금형은, 상기 제 4 금형의 상면에 홈이 마련되는 제 4 성형부와, 상기 제 4 성형부의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 4 열압착부와, 상기 제 4 열압착부의 외주면에 형성되며, 상기 제 2절단부와 대응되는 형상으로 홈이 형성되는 제 2홈부와, 상기 제 4 성형부 상면에 마련되는 제 4-1 열차단부와, 상기 제 4 금형 상면에 위치하며, 상기 제 2홈부 바깥쪽 상방으로 형성되는 제 4-2 열차단부를 포함하여 구성되는 되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 열압착부 및 상기 제 2 열압착부는, 열압착부의 온도를 60~70℃로 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 열차단부, 상기 제 2 열차단부, 상기 제 3 열차단부 및 상기 제 4 열차단부는, 탄화포, 유리섬유포, 질석포, 세라믹포, 실리카포 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 절단부는, 절단부의 칼날 온도를 130~140℃로 유지하며 절단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 시트 성형 장치에서는 다음과 같은 효과가 있다.
중공형상을 가지는 성형물을 성형과 동시에 안전하게 절단하여 전체적인 가공공정이 단순해지는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 의한 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치의 바람직한 실시예를 보인 측면도.
도 2는 본 발명에 의한 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치의 바람직한 실시예의 제 1동작을 보인 동작상태도.
도 3은 본 발명에 의한 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치의 바람직한 실시예의 제 2동작을 보인 동작상태도.
도 4는 본 발명에 의한 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치의 바람직한 실시예의 제 3동작을 보인 동작상태도.
이하, 본 발명에 의한 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 하면에 성형공간이 형성되고, 성형할 시트의 상방에 위치하는 제 1 금형(100)과, 상기 제 1 금형(100)의 하방에 위치하며 상면에 성형공간이 형성되고, 상기 시트의 하방에 위치하는 제 2 금형(200)과, 상기 제 1금형(100)의 일단에 마련되어, 하면에 상기 제 1금형(100)의 성형공간에 연장되는 성형공간이 마련되는 제 3금형(300)과, 상기 제 2금형(200)의 일단에 마련되어, 상면에 상기 제 2금형(200)의 성형공간에 연장되고, 상기 제 3금형(300)의 성형공간에 대응되는 성형공간이 마련되는 제 4금형(400)을 포함하여 구성된다.
먼저, 본 발명에 의한 중공 구조를 가지는 시트의 성형장치에는 제 1 금형(100)이 마련된다. 상기 제 1 금형(100)은 성형할 중공 구조를 가지는 상기 시트가 적재될 공간의 상방에 위치한다. 또한, 상기 제 1 금형(100)의 하면에는 성형공간이 형성된다.
상기 제 1금형(300)은 외부의 동력원인 실린더 및 모터 등에 의하여 승하강할 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 제 1 금형(100)은 상기 제 1 금형(100)의 바닥면 중앙에 홈이 마련되는 제 1 성형부(110)와, 상기 제 1 성형부(110)의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 1열압착부(120)와, 상기 제 1 열압착부(120)의 외주면에 형성되며, 하방으로 돌출되는 제 1절단부(130)와, 상기 제 1 성형부(110) 하면에 마련되는 제 1-1 열차단부(150)와, 상기 제 1 금형(100) 하면에 위치하며, 상기 제 1절단부(130) 바깥쪽 하방으로 형성되는 제 1-2 열차단부(160)를 포함하여 구성된다.
상기 제 1 성형부(110)는 상기 제 1 금형(100)의 바닥면 중앙에 홈으로 마련된다. 상기 제 1 성형부(110)는 시트 내부의 중공이 압축되지 않게 하여 상기 시트의 중공 구조를 유지시키는 역할을 한다.
다음으로, 상기 제 1 열압착부(120)는 상기 제 1 성형부(110)의 외주면에 형성된다. 상기 제 1 열압착부(120)는 상기 시트가 압축되어 성형될 수 있도록 하는 역할을 한다. 상기 제 1열압착부(120)에는 히터가 마련되어 상기 제 1열압착부(120) 하방의 2개의 시트가 열과 압력에 의하여 고정되도록 한다.
다음으로, 상기 제 1절단부(130)는 상기 제 1 열압착부(120)의 외주면에 형성된다. 상기 제 1절단부(130)는 하방으로 돌출되는 칼날로 이뤄진다. 상기 재 1절단부(130)는 상기 시트를 절단하거나 성형을 위한 형상 구현을 실시하는 역할을 한다.
상기 제 1절단부(130)의 상기 칼날은 승하강할 수 있도록 구성된다. 상기 제 1절단부(130)의 칼날은 아래에서 설명될 제 1홈부(230)에 맞물려 삽입되면서 시트를 절단하는 역할을 한다.
구체적으로, 상기 칼날 온도는 130~140℃를 유지하는 것을 특징으로 한다. 상기 칼날의 온도는 상기 플라스틱의 유리전이온도를 기준으로 제어한다. 유리전이온도란 고분자 재료가 액체에서 고체로 전이되거나, 고체에서 액체로 전이될 때 비정질과 결정이 혼재하게 되면서 진동이 일어나는 온도이다. 유리전이온도에서는 상온에서 딱딱했던 플라스틱이 유연하고 부드러워지는 특성이 나타나게 된다. 따라서 상기 칼날 온도가 130℃미만이 되면, 상기 플라스틱 시트의 녹는점보다 현저히 낮은 온도로 인해 절단 등의 성형이 어려울 수 있고, 상기 칼날 온도가 140℃을 초과하면 상기 플라스틱 시트의 유리전이온도보다 비교적 높은 온도로 상기 플라스틱 시트의 형상이 무너지는 현상이 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 제 1-1 열차단부(150)는 상기 제 1 성형부(110) 하면에 마련된다. 상기 제 1-1열차단부(150)는 상기 1 성형부(110) 홈의 내면을 덮게끔 위치한다. 상기 제 1-1 열차단부(150)는 상기 시트의 중공 부분이 열에 의한 영향을 받지 않도록 보호하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 제 1-1 열차단부(150)는 열 전도가 일어나지 않는 차단제를 사용하는데, 탄화포, 유리섬유포, 질석포, 세라믹포, 실리카포 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 탄화포는 부드럽고 유연한 카본 소재로 유리섬유의 피부 자극을 제거할 수 있다. 우수한 인장 강도와 유연성을 가지며 항복온도 450℃, 순간온도 760℃이다. 주로 불꽃에 의한 화재방지, 열차단커튼, 절연커버, 단열커버, 보온커버, 고온패킹, 천장 및 지하 매설, 방화 피복 등에 사용된다.
상기 유리섬유포는 유리 섬유로 제작한 섬유포이다. 최고사용온도는 300~500℃이며, 과열 증기, 배기가스 등의 내열성 기계적 강도가 요구되는 개소에 광범위하게 사용된다.
상기 질석포는 불연소재의 조합으로 유리섬유포에 불연성이 매우 뛰어난 질석을 코팅하여 분진과 피부자극이 없는 최적의 절연성을 지닌다. 항복온도는 550℃이며, 용접포, 방화포, 슬러그 방지 및 용접불꽃, 비산방지포로 널리 사용된다.
상기 세라믹포는 고온불연소재인 세라믹화이바에 소량의 유기섬유를 혼입하여 직조한 불연제품이며 산업전반에 사용되는 고온용팽창조인트이다. 온도는 1260℃이며, 용접 불티방지포, 로의 열차단막 커튼용, 절연용 열차단제, 연소가스, 배기구의 단열재 등으로 널리 사용된다.
상기 실리카포는 내열성, 내약품성, 전기절연성 등이 뛰어나 용접작업시 최적의 불티받이 용접포로 SiO2 순도 96% 이상의 고규산 유리섬유이다. 항복온도가 800℃이며, 고온단열 및 열흡수재료, 용접용 커튼, 제철소 로커튼, 고온부위 전선보호 및 배관단열, 고온가스, 금속 용탕의 필터, 선박, 자동차의 단열흡음제, 철제방셔터대용, 가스켓등 고온완충제 등에 널리 사용된다.
다음으로, 상기 제 1-2 열차단부(160)는 상기 제 1 금형(100)의 하면에 위치하며, 상기 제 1절단부(130) 바깥쪽 하방으로 형성된다. 구체적으로, 상기 제 1절단부(130) 바깥쪽 하면을 덮는 형태로 위치한다. 상기 제 1-2 열차단부(160)는 상기 시트의 중공과 열압착부위를 제외한 부위가 열에 의한 영향을 받지 않도록 보호하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 제 1-2 열차단부(160)는 열 전도가 일어나지 않는 차단제를 사용하는데, 탄화포, 유리섬유포, 질석포, 세라믹포, 실리카포 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1금형(100)에는 제 1진공흡착부(170)가 마련된다. 상기 제 1진공흡착부(170)는 상기 제 1금형(100)의 성형공간의 내벽을 관통하여 외부의 진공펌프(미도시)와 연통되어, 상기 제 1금형(100)의 성형공간 내부에 시트가 진입할 때, 상기 제 1금형(100)의 성형공간 내벽에 밀착되도록 상기 시트를 흡착하는 역할을 한다.
그리고, 상기 제 1 금형(100)의 하방에는 제 2 금형(200)이 위치한다. 상기 제 2 금형(200)은 상기 시트가 적재될 공간의 하방에 위치한다. 또한, 상기 제 2 금형(200)의 상면에는 성형공간이 형성된다.
상기 제 2금형(200)은 외부의 동력원인 실린더 및 모터 등에 의하여 승하강할 수 있도록 구성된다.
상기 제 2 금형(200)은 상기 제 2 금형(200)의 상면 중앙에 홈이 마련되는 제 2 성형부(210)와, 상기 제 2 성형부(210)의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 2 열압착부(220)와, 상기 제 2 열압착부(220)의 외주면에 형성되며, 상기 제 1절단부(130)와 대응되는 형상으로 홈이 형성되는 제 1홈부(230)와, 상기 제 2 성형부(210) 상면에 마련되는 제 2-1 열차단부(250)와, 상기 제 2 금형(200) 상면에 위치하며, 상기 제 1홈부(230) 외주면에 상방으로 형성되는 제 2-2 열차단부(260)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 2 성형부(210)는 상기 제 2 금형(200)의 상면 중앙에 홈이 마련된다. 해당 홈은 중공이 압축되지 않게 하여 상기 시트의 중공 구조를 유지시키는 역할을 한다.
다음으로, 상기 제 2 열압착부(220)는 상기 제 2 성형부(210)의 외주면에 형성된다. 상기 제 2열압착부는 상기 시트가 압축되어 성형될 수 있도록 하는 역할을 한다. 상기 제 2열압착부(220)에는 히터가 마련되어 상기 제 2열압착부(220) 상방의 2개의 시트가 열과 압력에 의하여 고정되도록 한다.
다음으로, 상기 제 1홈부(230)는 상기 제 2 열압착부(220)의 외주면에 형성된다. 상기 제 1홈부(230)는 상기 제 1절단부(130)와 대응되는 형상으로 홈이 형성된다. 구체적으로, 상기 제 1홈부(230)는 압축성형을 진행할 때, 상기 제 1절단부(130)의 칼날이 들어갈 수 있는 공간의 역할을 한다. 또한 상기 제 1절단부(130)가 상기 제 2금형(200)에 위치하는 경우, 상기 제 1홈부(230)는 상기 제 1 금형(100)에 위치할 수 있다.
다음으로, 상기 제 2-1 열차단부(250)는 상기 제 2 성형부(210) 상면에 마련된다. 상기 제 2-1 열차단부(250)는 상기 제 2 성형부(210) 홈의 내면을 덮게끔 위치한다. 상기 제 2-1 열차단부(250)는 상기 시트의 중공 부분이 열에 의한 영향을 받지 않도록 보호하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 제 2-1 열차단부(250)는 열 전도가 일어나지 않는 차단제를 사용하는데, 탄화포, 유리섬유포, 질석포, 세라믹포, 실리카포 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 상기 제 2-2 열차단부(260)는 상기 제 2 금형(200)의 상면에 위치하며, 상기 제 1홈부(230) 바깥쪽 하방으로 형성된다. 구체적으로, 상기 제 1절단부(130) 바깥쪽 상면을 덮는 형태로 위치한다. 상기 제 2-2 열차단부(260)는 상기 시트의 열압착부 바깥부위가 열에 의한 영향을 받지 않도록 보호하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 제 2-2 열차단부(260)는 열 전도가 일어나지 않는 차단제를 사용하는데, 탄화포, 유리섬유포, 질석포, 세라믹포, 실리카포 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 홈부(230)가 제 1 금형(100)에 위치한다면, 상기 제 2-2 열차단부(260) 또한 제 1 금형(100)에 위치할 수 있다. 또한, 상기 홈부(230)가 제 1 금형(100)에 위치한다면, 상기 제 1절단부(130), 상기 제 1-2 열차단부(160)는 제 2 금형(200)에 위치하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 1 열압착부(120)와 상기 제 2 열압착부(220)는 60~70℃를 유지하는 것을 특징으로 한다. 상기 제 1 열압착부(120)와 상기 제 2 열압착부(220)의 온도가 60℃ 미만이 되면 낮은 온도로 인해 상기 시트의 압축성형이 어려울 수 있다. 또한 상기 1 열압착부(120)와 상기 제 2 열압착부(220)의 온도가 70℃를 초과하면, 상기 플라스틱 시트의 외곽부가 녹아서 형상유지가 어려울 수 있다.
그리고, 상기 시트는 자동차 내 외장재 및 건축 자재로 사용되는 플라스틱 시트이며, 열가소성 플라스틱을 사용하는 것을 특징으로 한다. 일정한 패턴을 통해 중공 구조를 가지며 샌드위치 구조 또는 단독 구조로 생성된다. 이는 플라스틱의 수직 하중에 대한 저항성을 높일 수 있는 구조라고 볼 수 있다.
그리고, 본 발명에 의한 중공 구조를 가지는 시트의 성형장치에는 제 3 금형(300)이 마련된다. 상기 제 3 금형(300)은 성형할 중공 구조를 가지는 상기 시트가 적재될 공간의 상방에 위치한다. 또한, 상기 제 3 금형(300)의 하면에는 성형공간이 형성된다.
보다 구체적으로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 3금형(300)은 상기 제 1금형(100)의 일측에 형성되어, 제 1금형(100)과 상기 제 3금형(300)이 같은 높이에 위치될 때, 각각의 성형공간이 연결되어 전체적인 성형공간이 만들어진다.
그리고, 상기 제 3 금형(300)은 상기 제 3 금형(300)의 바닥면에 홈이 마련되는 제 3 성형부(310)와, 상기 제 3 성형부(310)의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 3열압착부(320)와, 상기 제 3 열압착부(320)의 외주면에 형성되며, 하방으로 돌출되는 제 2절단부(330)와, 상기 제 3 성형부(310) 하면에 마련되는 제 3-1 열차단부(350)와, 상기 제 3 금형(300) 하면에 위치하며, 상기 제 2절단부(330) 바깥쪽 하방으로 형성되는 제 3-2 열차단부(360)를 포함하여 구성된다.
상기 제 3 성형부(310)는 상기 제 3 금형(300)의 바닥면에 홈으로 마련된다. 상기 제 3 성형부(310)는 상기 제 1금형(100)의 성형부와 연장되어 상기 시트의 중공 구조를 유지시키는 역할을 한다.
다음으로, 상기 제 3 열압착부(320)는 상기 제 3 성형부(310)의 외주면에 형성된다. 상기 제 3 열압착부(320)는 상기 시트가 압축되어 성형될 수 있도록 하는 역할을 한다. 상기 제 3열압착부(320)에는 히터가 마련되어 상기 제 3열압착부(320) 하방의 2개의 시트가 열과 압력에 의하여 고정되도록 한다.
다음으로, 상기 제 2절단부(330)는 상기 제 3 열압착부(320)의 외주면에 형성된다. 상기 제 2절단부(330)는 하방으로 돌출되는 칼날로 이뤄진다. 상기 제 2절단부(330)는 상기 시트를 절단하거나 성형을 위한 형상 구현을 실시하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 칼날 온도는 130~140℃를 유지하는 것을 특징으로 한다. 상기 칼날의 온도는 상기 플라스틱의 유리전이온도를 기준으로 제어한다. 유리전이온도란 고분자 재료가 액체에서 고체로 전이되거나, 고체에서 액체로 전이될 때 비정질과 결정이 혼재하게 되면서 진동이 일어나는 온도이다. 유리전이온도에서는 상온에서 딱딱했던 플라스틱이 유연하고 부드러워지는 특성이 나타나게 된다. 따라서 상기 칼날 온도가 130℃미만이 되면, 상기 플라스틱 시트의 녹는점보다 현저히 낮은 온도로 인해 절단 등의 성형이 어려울 수 있고, 상기 칼날 온도가 140℃을 초과하면 상기 플라스틱 시트의 유리전이온도보다 비교적 높은 온도로 상기 플라스틱 시트의 형상이 무너지는 현상이 발생할 수 있다.
다음으로, 상기 제 3-1 열차단부(350)는 상기 제 3 성형부(310) 하면에 마련된다. 상기 제 3-1열차단부(350)는 상기 3 성형부(310) 홈의 내면을 덮게끔 위치한다. 상기 제 3-1 열차단부(350)는 상기 시트의 중공 부분이 열에 의한 영향을 받지 않도록 보호하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 제 3-1 열차단부(350)는 열 전도가 일어나지 않는 차단제를 사용하는데, 탄화포, 유리섬유포, 질석포, 세라믹포, 실리카포 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 탄화포는 부드럽고 유연한 카본 소재로 유리섬유의 피부 자극을 제거할 수 있다. 우수한 인장 강도와 유연성을 가지며 항복온도 450℃, 순간온도 760℃이다. 주로 불꽃에 의한 화재방지, 열차단커튼, 절연커버, 단열커버, 보온커버, 고온패킹, 천장 및 지하 매설, 방화 피복 등에 사용된다.
상기 유리섬유포는 유리 섬유로 제작한 섬유포이다. 최고사용온도는 300~500℃이며, 과열 증기, 배기가스 등의 내열성 기계적 강도가 요구되는 개소에 광범위하게 사용된다.
상기 질석포는 불연소재의 조합으로 유리섬유포에 불연성이 매우 뛰어난 질석을 코팅하여 분진과 피부자극이 없는 최적의 절연성을 지닌다. 항복온도는 550℃이며, 용접포, 방화포, 슬러그 방지 및 용접불꽃, 비산방지포로 널리 사용된다.
상기 세라믹포는 고온불연소재인 세라믹화이바에 소량의 유기섬유를 혼입하여 직조한 불연제품이며 산업전반에 사용되는 고온용팽창조인트이다. 항복온도는 1260℃이며, 용접 불티방지포, 로의 열차단막 커튼용, 절연용 열차단제, 연소가스, 배기구의 단열재 등으로 널리 사용된다.
상기 실리카포는 내열성, 내약품성, 전기절연성 등이 뛰어나 용접작업시 최적의 불티받이 용접포로 SiO2 순도 96% 이상의 고규산 유리섬유이다. 항복온도가 800℃이며, 고온단열 및 열흡수재료, 용접용 커튼, 제철소 로커튼, 고온부위 전선보호 및 배관단열, 고온가스, 금속 용탕의 필터, 선박, 자동차의 단열흡음제, 철제방셔터대용, 가스켓등 고온완충제 등에 널리 사용된다.
다음으로, 상기 제 3-2 열차단부(360)는 상기 제 3 금형(300)의 하면에 위치하며, 상기 제 2절단부(330) 바깥쪽 하방으로 형성된다. 구체적으로, 상기 제 2절단부(330) 바깥쪽 하면을 덮는 형태로 위치한다. 상기 제 3-2 열차단부(360)는 상기 시트의 중공과 열압착부위를 제외한 부위가 열에 의한 영향을 받지 않도록 보호하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 제 3-2 열차단부(360)는 열 전도가 일어나지 않는 차단제를 사용하는데, 탄화포, 유리섬유포, 질석포, 세라믹포, 실리카포 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3금형(300)에는 제 3진공흡착부(370)가 마련된다. 상기 제 3진공흡착부(370)는 상기 제 3금형(300)의 성형공간의 내벽을 관통하여 외부의 진공펌프(미도시)와 연통되어, 상기 제 3금형(300)의 성형공간 내부에 시트가 진입할 때, 상기 제 3금형(300)의 성형공간 내벽에 밀착되도록 상기 시트를 흡착하는 역할을 한다.
그리고, 상기 제 3 금형(300)의 하방에는 제 4 금형(400)이 위치한다. 상기 제 4 금형(400)은 상기 시트가 적재될 공간의 하방에 위치한다. 또한, 상기 제 4 금형(400)의 상면에는 성형공간이 형성된다.
상기 제 4 금형(400)은 상기 제 4 금형(400)의 상면에 홈이 마련되는 제 4 성형부(410)와, 상기 제 4 성형부(410)의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 4 열압착부(420)와, 상기 제 4 열압착부(420)의 외주면에 형성되며, 상기 제 2절단부(330)와 대응되는 형상으로 홈이 형성되는 제 2홈부(430)와, 상기 제 4 성형부(410) 상면에 마련되는 제 4-1 열차단부(450)와, 상기 제 4 금형(400) 상면에 위치하며, 상기 제 2홈부(430) 외주면에 상방으로 형성되는 제 4-2 열차단부(460)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제 4 성형부(410)는 상기 제 4 금형(400)의 상면 중앙에 홈이 마련된다. 해당 홈은 중공이 압축되지 않게 하여 상기 시트의 중공 구조를 유지시키는 역할을 한다.
다음으로, 상기 제 4 열압착부(420)는 상기 제 4 성형부(410)의 외주면에 형성된다. 상기 제 4열압착부(420)는 상기 시트가 압축되어 성형될 수 있도록 하는 역할을 한다. 상기 제 4열압착부(420)에는 히터가 마련되어 상기 제 4열압착부(420) 상방의 2개의 시트가 열과 압력에 의하여 고정되도록 한다.
다음으로, 상기 제 2홈부(430)는 상기 제 4 열압착부(420)의 외주면에 형성된다. 상기 제 2홈부(430)는 상기 제 2절단부(330)와 대응되는 형상으로 홈이 형성된다. 구체적으로, 상기 제 2홈부(430)는 압축성형을 진행할 때, 상기 제 2절단부(330)의 칼날이 들어갈 수 있는 공간의 역할을 한다. 물론, 상기 제 2절단부(330)가 상기 제 4금형(400)에 위치되면, 상기 제 2홈부(430)는 상기 제 3 금형(300)에 위치할 수 있다.
다음으로, 상기 제 4-1 열차단부(450)는 상기 제 4 성형부(410) 상면에 마련된다. 상기 제 4-1 열차단부(450)는 상기 제 4 성형부(410) 홈의 내면을 덮게끔 위치한다. 상기 제 4-1 열차단부(450)는 상기 시트의 중공 부분이 열에 의한 영향을 받지 않도록 보호하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 제 4-1 열차단부(450)는 열 전도가 일어나지 않는 차단제를 사용하는데, 탄화포, 유리섬유포, 질석포, 세라믹포, 실리카포 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 상기 제 4-2 열차단부(460)는 상기 제 4 금형(400)의 상면에 위치하며, 상기 제 2홈부(430) 바깥쪽 하방으로 형성된다. 상기 제 4-2 열차단부(460)는 상기 시트의 열압착부 바깥부위가 열에 의한 영향을 받지 않도록 보호하는 역할을 한다. 구체적으로, 상기 제 4-2 열차단부(460)는 열 전도가 일어나지 않는 차단제를 사용하는데, 탄화포, 유리섬유포, 질석포, 세라믹포, 실리카포 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제 3 열압착부(320)와 상기 제 4 열압착부(420)는 60~70℃를 유지하는 것을 특징으로 한다. 상기 제 3 열압착부(320)와 상기 제 4 열압착부(420)의 온도가 60℃ 미만이 되면 낮은 온도로 인해 상기 시트의 압축성형이 어려울 수 있다. 또한 상기 3 열압착부(320)와 상기 제 4 열압착부(420)의 온도가 70℃를 초과하면, 상기 플라스틱 시트의 외곽부가 녹아서 형상유지가 어려울 수 있다.
그리고, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제 3금형(300)과 상기 제 4금형(400)의 일측에는 공기노즐(500)이 더 마련될 수 있다. 상기 공기노즐(500)은 상기 제 3금형(300)과 상기 제 4금형(400) 사이로 유입되는 시트 내부로 공기를 강제로 주입하여 각각의 시트가 상기 제 1금형(100) 내지 제 4금형(400) 내의 성형공간 벽에 말착되도록 하기 위함이다.
한편, 본 발명인 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치의 작용을 설명한다.
먼저, 제 1금형(100)과 제 2금형(200) 사이에 성형을 위한 두 장의 시트가 진입된다. 상기 시트가 상기 제 1금형(100)과 제 2금형(200) 사이의 소정의 위치에 위치되면, 상기 제 1금형(100)과 상기 제 2금형(200)의 제 1진공흡착부(170)와 제 2진공흡착부(270)가 동작을 하여, 상기 시트를 각각 제 1금형(100) 및 제 2금형(200)의 성형공간에 밀착시킨다. 이 때 공기노즐(500)에서 상기 시트 사이의 공간에 공기를 강제로 주입시켜, 상기 제 1금형(100) 및 제 2금형(200)의 성형공간에 쉽게 밀착되도록 한다.
다음으로, 상기 제 1금형(100)이 상기 제 2금형(200) 방향으로 하강하여 접근하여 밀착된 후 제 3금형(300)이 상기 제 4금형(400) 방향으로 접근하여 도 3에 도시된 바와 같이 각각의 금형들이 위치된다.
그리고, 히터가 구동하여 각각의 금형의 열압착부가 구동하여 상기 두개의 시트는 융착된다.
다음으로, 제 1절단부(130)와 제 2절단부(330)가 동작하여 상기 시트를 절단한다. 그리고, 상기 제 1금형(100) 내지 제 4금형(400)이 해제하면서 성형물을 외부로 반출할 수 있게 된다.
하기에서는 본 발명의 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치에 따른 시트 실험 내용을 상세히 설명한다.
(ㄱ) 온도 실험
하기 실험은 본 발명의 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치에 따른 평가이다.
(ㄱ)-1. 절단부 온도에 따른 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 절단 상태 비교
[실험예 1]
실험예 1은 상기 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치를 바탕으로,
절단부의 온도를 120℃로 유지하여 성형을 진행하였음.
[실험예 2]
실험예 2는 상기 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치를 바탕으로,
절단부의 온도를 130℃로 유지하여 성형을 진행하였음.
[실험예 3]
실험예 3은 상기 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치를 바탕으로,
절단부의 온도를 140℃로 유지하여 성형을 진행하였음.
[실험예 4]
실험예 4는 상기 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치를 바탕으로,
절단부의 온도를 150℃로 유지하여 성형을 진행하였음.
구분 절단 상태
실험예 1 불량
실험예 2 양호
실험예 3 양호
실험예 4 불량
상술한 표 1에서와 같이, 실험예 2, 실험예 3에서 절단 상태가 양호한 것을 알 수 있었다. 본 발명에 따른 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치에서 절단부의 온도가 130℃ 미만인 실험예 1 의 경우, 상기 플라스틱 시트가 절단될 만큼의 온도에 도달하지 않아 절단이 깔끔하게 이뤄지지 않은 불량이었으며, 절단부의 온도가 140℃를 초과하는 경우에는 상기 플라스틱 시트가 녹아버리는 듯한 현상이 나타나면서 깔끔하게 절단되지 않아 불량이었다. 따라서 본 발명에 따른 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치에서 절단부의 온도는 130~140℃가 되도록 한다.
(ㄱ)-2. 제 1 열압착부, 제 2 열압착부 온도에 따른 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 상태 비교
[실험예 5]
실험예 5는 상기 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치를 바탕으로,
제 1 열압착부, 제 2 열압착부의 온도를 50℃로 유지하여 성형을 진행하였음.
[실험예 6]
실험예 6은 상기 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치를 바탕으로,
제 1 열압착부, 제 2 열압착부의 온도를 60℃로 유지하여 성형을 진행하였음.
[실험예 7]
실험예 7은 상기 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치를 바탕으로,
제 1 열압착부, 제 2 열압착부의 온도를 70℃로 유지하여 성형을 진행하였음.
[실험예 8]
실험예 8은 상기 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치를 바탕으로,
제 1 열압착부, 제 2 열압착부의 온도를 80℃로 유지하여 성형을 진행하였음.
구분 절단 상태
실험예 5 불량
실험예 6 양호
실험예 7 양호
실험예 8 불량
상술한 표 2에서와 같이, 실험예 6, 실험예 7에서 절단 상태가 양호한 것을 알 수 있었다. 본 발명에 따른 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치에서 제 1 열압착부, 제 2 열압착부의 온도가 60℃ 미만인 실험예 1 의 경우, 낮은 온도로 인해 상기 플라스틱 시트의 압축성형이 진행되지 않았을 수 있다. 하여 실험예 5의 경우 불량이였고, 제 1 열압착부, 제 2 열압착부의 온도가 70℃를 초과하는 경우에는 상기 플라스틱 시트의 외곽부가 녹아서 형상이 유지되지 않아 불량이었다. 따라서 본 발명에 따른 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치에서 절단부의 온도는 60~70℃가 되도록 한다.
이하, 발명에 의한 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형장치의 작용에 대해 설명한다.
*플라스틱 시트의 성형장치의 전원을 켜고, 사용자가 조작을 하면, 제 1 열압착부(120), 제 2 열압착부(220) 및 절단부(130)의 온도가 올라가기 시작하며, 우측에서 시트가 공급되어 제 1 금형(100), 제 2 금형(200) 사이로 이동하여 안착된다.
상기 제 1 열압착부(120)와 제 2 열압착부(220)의 온도가 60~70℃에 도달하고, 상기 절단부(130)의 온도가 130~140℃에 도달하면, 상기 제 1 성형부(110)와 상기 제 2 성형부(210)의 홈에 중공이 안착하면서 성형이 시작된다.
상기 제 1 금형(100)과 상기 제 2 금형(200) 사이가 좁아지면서 상기 시트를 누르게 되고, 상기 제 1 열압착부(120), 상기 제 2 열압착부(220)에 의해 압축 성형이 된다.
상기 압축 성형이 진행됨과 동시에 상기 절단부(130)에 의해 상기 시트의 재단 및 성형이 진행된다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
삭제
100: 제 1금형 110: 제 1성형부
120: 제 1열압착부 130: 제 1절단부
150: 제 1-1열차단부 160: 제 1-2열차단부
170: 제 1진공흡착부 200: 제 2금형
210: 제 2성형부 220: 제 2열압착부
230: 제 1홈부 250: 제 2-1열차단부
260: 제 2-2열차단부 270: 제 2진공흡착부
300: 제 3금형 310: 제 3성형부
320: 제 3열압착부 330: 제 2절단부
350: 제 3-1열차단부 360: 제 3-2열차단부
370: 제 3진공흡착부 400: 제 4금형
410: 제 4성형부 420: 제 4열압착부
430: 제 2홈부 450: 제 4-1열차단부
460: 제 4-2열차단부 470: 제 4진공흡착부

Claims (5)

  1. 하면에 성형공간이 형성되고, 성형할 시트의 상방에 위치하는 제 1 금형;
    상기 제 1 금형의 하방에 위치하며, 상면에 성형공간이 형성되고, 상기 시트의 하방에 위치하는 제 2 금형;
    상기 제 1금형의 일단에 마련되어, 하면에 상기 제 1금형의 성형공간에 연장되는 성형공간이 마련되는 제 3금형;
    상기 제 2금형의 일단에 마련되어, 상면에 상기 제 2금형의 성형공간에 연장되고, 상기 제 3금형의 성형공간에 대응되는 성형공간이 마련되는 제 4금형;을 포함하고,
    상기 제 1 금형은,
    상기 제 1 금형의 바닥면 중앙에 홈이 마련되는 제 1 성형부;
    상기 제 1 성형부의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 1열압착부;
    상기 제 1 열압착부의 외주면에 형성되며, 하방으로 돌출되는 제 1절단부;
    상기 제 1 성형부 하면에 마련되는 제 1-1 열차단부;
    상기 제 1 금형 하면에 위치하며, 상기 제 1절단부 바깥쪽 하방으로 형성되는 제 1-2 열차단부;를 포함하며
    상기 제 2 금형은,
    상기 제 2 금형의 상면 중앙에 홈이 마련되는 제 2 성형부;
    상기 제 2 성형부의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 2 열압착부;
    상기 제 2 열압착부의 외주면에 형성되며, 상기 제 1절단부와 대응되는 형상으로 홈이 형성되는 제 1홈부;
    상기 제 2 성형부 상면에 마련되는 제 2-1열차단부;
    상기 제 2 금형 상면에 위치하며, 상기 제 1홈부 바깥쪽 상방으로 형성되는 제 2-2 열차단부;를 포함하고,
    상기 제 1금형에는 성형공간의 내벽을 관통하여 외부의 진공펌프와 연통되는 제 1진공흡착부가 마련되고,
    상기 제 2금형에는 성형공간의 내벽을 관통하여 외부의 진공펌프와 연통되는 제 2진공흡착부가 마련되며,
    상기 제 3금형과 상기 제 4금형 사이에 마련되어 외부의 공기가 유입되는 공기노즐이 마련되고,
    상기 제 1금형과 제 2금형 사이에 성형을 위한 두 장의 시트가 진입되고, 상기 제 1금형과 상기 제 2금형의 제 1진공흡착부와 제 2진공흡착부가 동작을 하여, 상기 시트를 각각 제 1금형 및 제 2금형의 성형공간에 밀착시키고, 이 때 상기 공기노즐에서 상기 시트 사이의 공간에 공기를 강제로 주입시켜, 상기 제 1금형 및 제 2금형의 성형공간에 밀착되도록 하는 중공 구조를 가지고,
    상기 제 3금형은,
    상기 제 3 금형의 바닥면에 홈이 마련되는 제 3 성형부;
    상기 제 3 성형부의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 3열압착부;
    상기 제 3 열압착부의 외주면에 형성되며, 하방으로 돌출되는 제 2절단부;
    상기 제 3 성형부 하면에 마련되는 제 3-1 열차단부;
    상기 제 3 금형 하면에 위치하며, 상기 제 2절단부 바깥쪽 하방으로 형성되는 제 3-2 열차단부;를 포함하며
    상기 제 4 금형은,
    상기 제 4 금형의 상면에 홈이 마련되는 제 4 성형부;
    상기 제 4 성형부의 외주면에 형성되며, 상기 시트를 압축하는 제 4 열압착부;
    상기 제 4 열압착부의 외주면에 형성되며, 상기 제 2절단부와 대응되는 형상으로 홈이 형성되는 제 2홈부;
    상기 제 4 성형부 상면에 마련되는 제 4-1 열차단부;
    상기 제 4 금형 상면에 위치하며, 상기 제 2홈부 바깥쪽 상방으로 형성되는 제 4-2 열차단부;를 포함하고,
    상기 제 1 열압착부 및 상기 제 2 열압착부는,
    열압착부의 온도를 60~70℃로 유지하며,
    상기 제 1-1 열차단부, 제 1-2 열차단부, 상기 제 2-1 열차단부, 제 2-2열차단부, 상기 제 3-1 열차단부, 상기 제 3-2열차단부, 상기 제 4-1 열차단부 및 상기 제 4-2열차단부는,
    탄화포, 유리섬유포, 질석포, 세라믹포, 실리카포 중 어느 하나를 사용하며,
    상기 제 1절단부 및 제 2절단부는,
    각각의 절단부의 칼날 온도를 상기 시트의 소재의 유리전이온도인 130~140℃로 유지하며 절단하는 것을 특징으로 하는 중공 구조를 가지는 플라스틱 시트의 성형 장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0952281A (ja) * 1995-08-11 1997-02-25 Ube Ind Ltd 貼り合わせブロー成形方法
JP2000263648A (ja) * 1999-03-19 2000-09-26 Nishikawa Rubber Co Ltd 押出成形品又は型成形品の接合方法
JP4334075B2 (ja) * 1999-08-10 2009-09-16 盟和産業株式会社 合成樹脂シートの成形装置
KR101386204B1 (ko) 2012-07-19 2014-04-17 영보화학 주식회사 두 개의 시트를 이용하여 내부에 중공부를 갖는 성형물을 제조하기 위한 성형 장치, 및 이를 이용한 성형방법

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