KR19980063163A - 이형제의 자동 분사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바닥재 생산용 프레스에서의 분사장치에 관한 것으로 실제작업에 사용가능하도록 하기 위하여 분산 및 온도 구배를 고려하여 이를 허용오차내에 들어오도록 프레스의 양옆에 위아래로 노즐이 달린 관을 설치한 후 이를 조절함으로써 실리콘 오일의 분산 정도와 양이 일정하여 탄화 현상이 일어나지 않는 이형제의 자동 분사관을 제공한다.

Description

이형제의 자동 분사 장치

본 발명은 바닥재 생산용 프레스에 관한 것으로, 특히 프레스에서의 이형제의 자동 분시 장치에 관한 것이다.

바닥재 프레스 공정은 도 1과 같이 믹서(mixer)와 밀(mill) 등을 통해 혼합된 고무 컴파운드를 가황시켜 성형하는 공정으로, 미가황 고무 컴파운드를 프레스내에 놓고 제품 성형 후 분리의 용이를 위해 이형제를 아랫면은 프레스(10) 내에, 윗면은 고무 컴파운드 위로 직접 분사하게 된다. 이때의 이형제로는 고무 타일의 경우 일반적으로 실리콘 오일을 사용하며, 도 2와 같이 작업자가 프레스(10) 옆에 설치해 넣은 분사기(12)를 통해 수동으로 분사한다. 상기의 방법은 이형제의 고른 분사가 어렵게 되고, 실리콘 오일이 소모되는 양도 자동분사에 비해 상대적으로 크게 된다.

종래의 수동 분사식 프레스에서는 실리콘 오일이 분산되는 양이 프레스내에서의 영역별로 다르게 되는 것을 피할 수 없다. 이는 고무 가황물과 금형 사이의 흡착 정도를 몰드 영역별로 다르게 하는 효과를 가져오게 되어 균일한 분산이 이루어지지 않게 된다. 또한 실리콘 오일이 과다하게 분사된 영역의 경우에는 이에 따른 시료의 오염을 초래하게 되는 결과를 가져온다. 이렇게 과다하게 분사된 실리콘 오일은 금형내에서 잔류 오염물질로 작용하게 되어 프레스의 반복 공정에 따라 탄화되는 현상이 일어나게 된다. 이런 현상 때문에 수시로 프레스를 청소해 주어야 하는데 그럼에도 불구하고 국부적인 제품의 탄화현상은 피할 수 없게 된다. 비효율적으로 분사된 실리콘 오일은 물성의 저하를 가져올 뿐만 아니라 낭비되어 결국 재료비의 증가에도 영향을 미치게 된다.

따라서 본 발명의 이형제의 자동 분사 장치에서는 상기와 같은 문제점을 해결하고, 실제작업에 사용가능하도록 하기 위하여 분산 및 온도 구배를 고려하여 이를 허용오차내에 들어오도록 프레스의 양옆에 위아래로 노즐이 달린 관을 설치한 후, 이를 조절함으로써 실리콘 오일의 분산 정도와 양이 일정하여 탄화 현상이 일어나지 않는 이형제의 자동 분사관을 제공하기 위하여 핫 프레스에서 노즐을 사용하여 이형제를 자동 분사하고 상기 노즐은 구멍 개수와 간격으로 조절하는 것을 특징으로 하는 이형제의 자동분사장치를 제공한다.

도 1은 종래 발명의 바닥재 프레스 공정을 나타낸 도면.

도 2는 종래의 이형제의 분사 장치를 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 이형제의 자동 분사 장치를 나타낸 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10: 프레스 12: 분사기

14: 분사장치 16: 노즐

18: 프레스 20: 레일

이형제의 자동 분사장치(14)는 프레스(18)의 양 옆에 위치하며 분사장치에는 다수의 노즐(16)이 형성되어 있다. 상기한 분사장치에는 바퀴가 달린 레일(20)을 설치하여 스위치의 온, 오프에 의해서 분사장치(14)의 레일(20)이 좌에서 우로, 우에서 좌로 이동가능하게 설치한다. 프레스(18) 아랫판의 가운데 지점을 기준으로 하여 바깥쪽에 분사장치(14)가 위치하여 마찬가지로 스위치의 온, 오프에 의해 좌에서 우로, 우에서 좌로 이동 가능하게 설치한다. 프레스(18)의 윗판이 내려올때의 충돌을 막기 위해 자동 분사장치(14)는 이형제의 분무가 끝난 시점에서 프레스(18)의 아랫판 쪽으로 내려와 있다. 이리하여 한번 좌에서 우로 이동한 분사 장치(14)는, 그 다음 이형제의 분무시에는 우에서 좌로 이동하게 되는 것이다. 프레스(18) 내에서의 온도 구배를 생각해볼때, 냉각이 이루어지지 않은 몰드의 경우 열의 이동은 단방향의 흐름으로 가정할 수 있다. 그리하여 열의 흐름 속도는 다음 식으로 나타낼 수 있다.

q= -k(T₁-T₂)

여기서 T₁은 고무의 평균온도, T₂는 비등점, 그리고 L은 열흐름 방향에서의 몰드의 두께이다. 이로부터 만약 T₁이 균일하다고 가정할 경우 열의 흐름 속도 역시 균일하다고 할 수 있으므로, 이에 따른 고무의 국부적인 흐름성 역시 균일하다고 가정할 수 있다(실제적으로 프레스 내에서의 온도구배가 몰드 내에서의 위치별로 약간 다르기는 하나 제품의 물성이나 본 발명과 관련하여 미치는 영향은 경미하므로 무시하기로 한다.)

따라서 노즐(16)에서의 분사되는 이형제의 양은 균일한 양과 균일한 속도로 분사되며, 분사위치는 노즐(16)의 위아래이다. 즉, 프레스(18)의 좌우를 오가며 분사해주며 분사작업은 프레스내에 미가황 고무 조성물을 삽입하기 전에 시행한다. 노즐(16)은 고온에 견디고 내유성이 강한 황동으로 제작하였고, 자동분사 노즐(16)은 열 개로 일렬로 배열한다. 또한 분사관당 노즐(16) 구멍의 개수는 직경 1cm당 20-30개로 구성되며 이때 구멍간의 간격은 0.1-0.2mm로 구성된다. 노즐(16)의 형태는 타원 형태의 것을 사용한다. 노즐(16) 구멍의 개수와 구멍의 간격간의 조합이 상기 내용에서 벗어나는 경우에는 고른 분산이 이루어지지 않거나 많은 양의 실리콘 오일이 소모되는 현상을 가지게 된다. 분사압은 실리콘 오일의 경우 2-3기압으로 규정되나 이형제의 종류에 따라 변화될 수 있다.

본 실험에서는 동양 실리콘의 10리터들이 실리콘 오일(실리콘 고형분 54%)을 사용하였고, 이때 물과 실리콘 오일과의 비는 15내지 20: 1로 구성된다. 이러한 실리콘 오일 혼합액은 이형제의 수동 분사식 프레스 공정의 경우 180리터당(실리콘 오일 10리터 + 물 150내지 200리터) 약 1300-1500장의 비율로 고무 타일을 제직하는데 사용되는 것으로 확인되었다.

자동 분사 장치를 이용하는 경우 같은 양의 실리콘 오일 혼합액으로 약 1700-2000장의 고무 타일을 생신할 수 있게 되어 30%이상이 개선되는 것으로 확인되었다. 또한, 이형제의 국부적인 집중 부위에서 발생되는 함몰 발생과 같은 불량 현상을 줄이게 되어 10% 이상의 생산성 향상을 가져왔다. 이어한 결과의 원인은 수동 분사시 수반하게 되는 이형제의 날림, 이형제의 국부적인 집중과 같은 낭비 요인들이 개선된 데 따른 것이라고 보여지고, 결과적으로 이형제의 절감 효과를 가져왔다. 이를 통해 본 자동 분사 장치는 프레스 몰드 내에서의 이형제의 고른 분산을 가져오고 이형제의 수동 분사에 따른 낭비를 막아주며, 또한 자동화에 따른 부수적 파급효과도 가져오리라 기대된다.

Claims (2)

1. 핫 프레스(18)에서 노즐(16)을 사용하여 이형제를 자동 분사하는 이형제의 자동분사장치.
2. 제 1 항에 있어서, 노즐(16)은 구멍 개수와 간격으로 조절하는 것을 특징으로 하는 이형제의 자동분사장치.