KR19990006995A

KR19990006995A - 틀내 발포성형체의 제조장치, 발포입자 이송보조부재 및 틀내 발포성형체의 제조방법

Info

Publication number: KR19990006995A
Application number: KR1019980022312A
Authority: KR
Inventors: 마꼬또 가미야마; 히데오 이시까와
Original assignee: 아끼야마 히로유끼; 가부시끼가이샤 제이에스피; 이께다 아끼히꼬; 유겐가이샤 이께다까꼬; 나까다 시게오; 유겐가이샤 닛꾸
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 1999-01-25
Also published as: KR100352670B1; US6220842B1; US6547996B1; TW369475B; KR100350749B1

Abstract

본 발명은 발포입자 공급구와 성형틀을 향하여 개구한 압축에어 분출구를 갖는 발포입자 충전기가 성형틀에 장착되고, 상기 압축에어 분출구에서 압축에어를 분출시킴으로써 호퍼내에 수용된 발포입자를 상기 발포입자 공급구를 통하여 성형틀내로 충전한 후, 가열하여 발포입자를 발포시키고, 이어서 냉각함으로써 틀내 발포성형체를 제조하는 제조장치에 있어서, 상기 호퍼와 상기 발포입자 공급구를 연결하는 발포입자 공급경로상에 발포입자 충전측을 향하여 개구하는 압축에어 배출구를 장치하여 이루어지는 틀내 발포성형체의 제조장치에 관한 것이다. 또 본 발명은 이 틀내 발포성형체의 제조장치에 사용하는 발포입자 이송보조부재에 관한 것이다. 그리고, 본 발명은 이 장치를 사용한 틀내 발포성형체의 제조방법에 관한 것이다.

Description

틀내 발포성형체의 제조장치, 발포입자 이송보조부재 및 틀내 발포성형체의 제조방법

본 발명은 틀내 발포성형체의 제조장치, 특히 발포입자의 성형틀내에 대한 충전성을 효과적으로 높이기 위한 연구가 이루어진 틀내 발포성형체의 제조장치에 관한 것이다. 또 본 발명은 이 틀내 발포성형체의 제조장치에 사용하는 발포입자 이송보조부재에 관한 것이다. 나아가 본 발명은 이 장치를 사용하여 틀내 발포성형체를 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래, 발포입자를 성형틀내에서 성형할 때, 호퍼내에 저장되어 있는 발포입자를 성형틀까지 이송하여 틀내에 충전하는 방법으로는 다음의 방법이 알려져 있다.

① 충전시에 성형틀내를 진공흡인하여 공기의 흐름을 만들고, 이 공기의 흐름으로 발포입자를 성형틀까지 이송함과 동시에 틀내에 충전하는 방법 (일본 공개특허공보 소 53-43762 호).

② 성형틀에 장착된 발포입자 충전기의 압축에어 분출구에서 압축에어를 분출시켜 공기의 흐름을 만들고, 이 공기의 흐름으로 발포입자를 성형틀까지 이송함과 동시에 틀내에 충전하는 방법 (일본 공개특허공보 소 53-43762 호, 일본공개특허공보 소 62-46623 호, 일본 특허공고공보 평 5-77331 호).

③ 호퍼내의 발포입자를 가압하에 두고, 호퍼내 압력과 상기 ② 의 방법을 병용하여 공기의 흐름을 만들고, 이 공기의 흐름으로 호퍼내의 발포입자를 성형틀까지 이송함과 동시에 틀내에 충전하는 방법 (일본 공개특허공보 소 60-176747 호, 일본 공개특허공보 소 61-79625 호, 일본 공개특허공보 소 62-87327 호, 일본 특허공고공보 평 5-87364 호).

그러나, 상기 ① 의 방법에서는 최대 1 기압의 차압밖에 얻을 수 없기 때문에 발포입자를 높은 충전밀도로 성형틀내에 충전할 수 없다. 그래서, 얻어지는 틀내 발포성형체는 발포입자 사이에 융착불량이 존재하거나, 수축률이 커지기 쉬워 불량품 발생률이 높아지는 문제가 있다. 또 이 방법에서는 틀내에 충전되지 않은 잔여 발포입자를 호퍼방향으로 블로우백 (blow back) 할 수 없다.

발포입자의 블로우백이 완전하게 이루어지지 않으면 성형틀의 발포입자 충전구를 폐쇄하기 위하여 피스톤이 전진하는 동안에 피스톤의 후방의 간극에 발포입자가 체류할 우려가 있으며, 피스톤 후방의 간극에 체류한 발포입자에 의해 피스톤의 후퇴가 방해받아 다음 성형을 할 때에 발포입자의 틀내로의 충전이 충분하게 이루어지지 않을 우려가 있다.

또, 상기 ② 의 방법에서는 ① 과 비교하여 충전밀도가 높은 충전을 할 수는 있으나, 성형공간의 형상이 약간 복잡해지면 발포입자의 충전불량 등이 발생하고, 그 결과, 발포입자 사이에 융착불량이 발생한 틀내 발포성형체나, 수축률이 큰 틀내 발포성형체가 많이 생산되기 쉬우므로 불량품 발생률이 높아지는 문제가 있다.

성형공간의 형상이 복잡함으로써 발생하는 상기 발포입자의 충전불량은 성형틀에 충전기를 증설함으로써 어느 정도 개량할 수 있는 경우도 있으나, 충전기를 증설하기 위해서는 성형틀에 충전기 장착용 구멍을 새로 형성해야만 한다. 그러나, 새로 형성하는 충전기 장착용 구멍의 위치에 따라 성형틀의 강도가 현저하게 저하될 우려가 있거나, 충전기를 증설하면 얻어진 성형체의 표면에 충전기 선단형상의 전사 자국의 수가 증가하여 외관을 저하시키는 문제가 있기 때문에 모두 바람직하지 못하다. 또 충전기를 증설하는 것 자체가 불가능한 경우도 있다. 즉, 충전기를 증설하고자 하는 장소가 성형체표면에 충전구 자국이 남아서는 안되는 장소이거나, 성형장치의 배관 등의 존재로 충전기를 설치할 수 없는 경우도 있다. 결국, 충전기의 증설은 바람직한 해결수단이 될 수 없다.

그리고, 상기 ③ 의 방법에서는 호퍼내에서 가압하에 있는 발포입자는 충전시에 호퍼내보다 낮은 압력하에 처하므로 호퍼내 또는 그 출구 혹은 배관내 등에 있어서 발포입자에 체적팽창이 발생하고, 팽창한 발포입자가 배관내 등에 막히기 쉬운 문제가 있다. 그리고, 배관내 등에 발포입자가 막히면 성형틀내에 대한 발포입자의 충전불량이 발생하는 문제가 있다. 또 호퍼내는 가압되어 있으므로 충전종료후에 잔여 발포입자를 효율적으로 블로우백할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로서 종래의 결점을 해소시킴으로써, 충전불량에 수반되는 성형불량을 확실하게 저감시킬 수 있는 틀내 발포성형체의 제조장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또 본 발명은 이 틀내 발포성형체의 제조장치에 발포입자를 효과적으로 충전할 수 있는 발포입자 이송보조부재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 나아가 본 발명은 상기 틀내 발포성형체의 제조장치를 사용한 틀내 발포성형체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 본 발명의 틀내 발포성형체의 제조장치의 예를 도시한 개념도이다.

도 2 는 본 발명의 제조장치에서의 압축에어 배출구의 양태를 도시한 도면이다.

도 3 은 압축에어 배출구를 형성하기 위하여 사용하는 발포입자 이송보조부재의 일례의 사시도이다.

도 4 는 도 3 의 A-A 선 절단 단면도이다.

도 5 는 압축에어 배출구를 형성하기 위하여 사용하는 발포입자 이송보조부재를 2 부재로 구성한 예를 도시한 분해 사시도이다.

도 6 은 도 5 의 A-A 선 절단 단면도이다.

도 7 은 도 5 에 도시한 보조부재를 연결 일체화시킨 상태를 도시한 종단면도이다.

도 8 은 보조부재의 복수개를 연결 일체화시킨 상태를 도시한 종단면도이다.

도 9 는 보조부재를 발포입자 공급배관에 접속하여 압축에어 배출구를 형성하는 예를 도시한 종단면도이다.

도 10 은 보조부재를 발포입자 공급배관에 접속하여 압축에어 배출구를 형성하는 다른 예를 도시한 종단면도이다.

도 11 은 보조부재를 발포입자 공급배관에 접속하여 압축에어 배출구를 형성하는 다른 예를 도시한 종단면도이다.

도 12 는 보조부재를 발포입자 공급배관에 접속하여 압축에어 배출구를 형성하는 다른 예를 도시한 종단면도이다.

도 13 은 압축에어의 분출과 배출, 및 피스톤이 전진하는 타이밍의 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.

도 14 는 압축에어의 분출과 배출, 및 피스톤이 전진하는 타이밍의 다른 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.

도 15 는 압축에어의 분출과 배출, 및 피스톤이 전진하는 타이밍의 또 다른 예에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 충전기 2 : 피스톤

3 : 발포입자 공급구 4 : 압축에어 분출구

5 : 성형틀 6 : 발포입자 도입구

7 : 호퍼 8 : 발포입자 출구 구멍

9 : 셔터 10 : 발포입자 공급배관

11 : 압축에어 배출구 16 : 발포입자 이송보조부재

17 : 관통 구멍 18 : 개구부

19 : 통기 구멍 20 : 제 1 부재

21 : 제 2 부재 36 : 압축에어 도입 구멍

본 발명의 틀내 발포성형체의 제조장치는 발포입자 공급구와 성형틀을 향하여 개구한 압축에어 분출구를 갖는 발포입자 충전기가 성형틀에 장착되고, 상기 압축에어 분출구에서 압축에어를 분출시킴으로써 호퍼내에 수용된 발포입자를 상기 발포입자 공급구를 통하여 성형틀내로 충전한 후, 가열하여 발포입자를 발포시키고, 이어서 냉각함으로써 틀내 발포성형체를 제조하는 제조장치에 있어서, 상기 호퍼와 상기 발포입자 공급구를 연결하는 발포입자 공급경로상에 발포입자 충전측을 향하여 개구하는 압축에어 배출구를 장치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 제조장치에서의 압축에어 배출구는 발포입자가 유통할 수 있는 관통 구멍과, 이 관통 구멍에 연통하고 또한 압축에어를 상기 관통 구멍의 연장방향의 한쪽으로 향하여 공급할 수 있도록 상기 관통 구멍내에 개구한 개구부를 갖는 통기 구멍을 구비한 발포입자 이송보조부재를 개구부에서 공급되는 압축에어의 방향이 충전기측으로 되도록 호퍼와 발포입자 공급구를 연결하는 발포입자 공급경로상의 발포입자 이송배관에 연결함으로써 형성할 수 있다. 또 압축에어 배출구는 호퍼 출구부근에 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 압축에어 배출구는 호퍼와 발포입자 공급구를 연결하는 발포입자 공급경로상에 복수 형성할 수도 있다. 또 압축에어 배출구의 호퍼측 개구가장자리부 및 그 부근은 발포입자 공급경로의 외주방향을 향하여 약간 내려간 형상으로 형성되고, 또한 내려간 개시부분이 곡면형상으로 매끄럽게 형성되는 것이 바람직하다.

또 본 발명의 발포입자 이송보조부재는 발포입자가 유통할 수 있는 관통 구멍과, 관통 구멍내의 발포입자의 이송을 보조하기 위한 압축에어를 관통 구멍에 공급하기 위한 관통 구멍과 연통한 통기 구멍을 가지며, 또한 통기 구멍의 관통 구멍내에서의 개구부가 압축에어를 상기 관통 구멍의 연장방향의 한쪽을 향하여 공급할 수 있도록 개구되어 있는 것을 특징으로 한다. 이 보조부재에서의 통기 구멍의 개구부에 의해 형성되는 압축에어 배출구는 호퍼측 개구가장자리부 및 그 부근이 발포입자 이송보조부재의 외주방향을 향하여 약간 내려간 형상으로 형성되고, 또한 내려간 개시부분이 곡면형상으로 매끄럽게 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 틀내 발포성형체의 제조방법은 발포입자 공급구와 성형틀을 향하여 개구한 압축에어 분출구를 갖는 발포입자 충전기가 장착된 성형틀을 사용하여 상기 압축에어 분출구에서 압축에어를 소정시간 분출시켜 호퍼내에 수용된 발포입자를 상기 발포입자 공급구를 통하여 성형틀내에 도입한 후, 압축에어 분출구로부터의 압축에어의 분출을 계속한 채로 충전기의 피스톤을 전진시켜 성형틀의 발포입자 도입구를 폐쇄하고, 성형틀내에 충전된 발포입자를 가열하여 발포시키고, 이어서 냉각함으로써 틀내 발포성형체를 제조하는 방법에 있어서, 발포입자를 성형틀내에 충전할 때에 상기 호퍼와 상기 발포입자 공급구를 연결하는 발포입자 공급경로상에 형성된 압축에어 배출구에서 발포입자 충전측을 향하여 압축에어를 공급하는 것을 특징으로 한다. 본 발명방법에 있어서, 압축에어 배출구로부터의 발포입자 공급경로도상으로의 압축에어의 공급시기는 압축에어 분출구에서 압축에어를 분출시킨 시점 내지는 압축에어를 분출하기 위한 압축에어의 공급개시시점을 개시점으로 하여, 충전기의 피스톤이 전진을 개시하는 시점과 동시이거나 그보다 전을 종료점으로 하는 것이 바람직하고, 특히 압축에어 분출구에서 압축에어를 분출시킨 시점 내지는 압축에어를 분출하기 위한 압축에어의 공급개시시점을 개시점으로 하여, 충전기의 피스톤이 전진을 개시하는 직전을 종료점으로 하는 것이 바람직하다. 또 압축에어 분출구측의 압축에어 압력을 1 ∼ 10 ㎏/㎠G 로 유지하고, 압축에어 배출구측의 압축에어압력을 압축에어 분출구측의 압축에어압력의 30 ∼ 95 % 로 유지하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 틀내 발포성형체의 제조장치에 대하여 도면을 바탕으로 상세하게 설명한다. 도 1 은 본 발명의 틀내 발포성형체의 제조장치에서의 호퍼, 발포입자 충전기, 성형틀, 이들에 연결된 에어배관 및 그 주변기기를 도시한 개략도이다. 성형틀 부근은 확대하여 나타낸다. 도 1 에서 압축에어 배출구 (11) 를 포함한 그 주변 (일점쇄선의 원의 범위) 의 확대도를 도면중 화살표 끝에 나타낸다.

도면중, 1 은 발포입자의 충전기, 2 는 충전기 (1) 의 피스톤, 3 은 충전기 (1) 의 발포입자 공급구, 4 는 충전기의 압축에어 분출구, 5 는 성형틀, 6 은 충전기의 장착구멍으로서 성형틀 (5) 로의 발포입자 도입구이다. 또 7 은 호퍼, 8 은 호퍼의 발포입자 출구 구멍, 9 는 발포입자 출구 구멍 (8) 을 개폐할 수 있게 하는 셔터, 10 은 발포입자 공급경로가 되는 배관이다. 그리고, 11 은 발포입자 공급경로도상에 형성된 압축에어 배출구, 12 는 상기 압축에어 분출구 (4) 를 향하여 압축에어를 공급하는 에어공급장치, 13 은 발포입자 공급경로도상에 형성된 압축에어 배출구 (11) 를 향하여 압축에어를 공급하는 에어공급장치, 14, 15 는 압축에어 공급용 배관이다.

압축에어 공급장치 (12,13) 는 도시하지 않은 압축에어 발생장치, 전자밸브, 압력조절밸브, 헤더와 이들을 순서대로 연결하는 공기배관으로 통상 구성된다. 공급장치 (12) 의 헤더와 충전기 (1) 는 공급배관 (14) 으로 연결된다. 또 공급장치 (13) 의 헤더와 압축에어 배출구 (11) 는 공기배관 (15) 으로 연결된다. 그리고, 에어공급장치 (12,13) 에서의 압축에어 발생장치는 공용으로 하여도 된다.

도 1 에 도시한 바와 같이 발포입자 공급구 (3) 와 성형틀 (5) 을 향하여 개구한 압축에어 분출구 (4) 를 갖는 발포입자 충전기 (1) 는 그 피스톤 (2) 의 선단이 성형틀 (5) 의 발포입자 도입구 (6) 를 폐쇄할 수 있도록 성형틀 (5) 에 장착된다. 상기 압축에어 분출구 (4) 는 압축에어를 분출시킴으로써 공기의 흐름을 만들고, 이 흐름에 실어 호퍼 (7) 내의 발포입자를 상기 발포입자 공급구 (3) 를 통하여 성형틀 (5) 내로 충전하도록 구성된다. 성형틀 (5) 내에 충전된 발포입자는 가열된 후, 냉각되어 틀내 발포성형체가 얻어지는데, 이와 같은 틀내 발포성형체의 제조장치는 종래 공지된 것이다. 본 발명은 이와 같은 종래 공지의 제조장치에 있어서 상기 호퍼 (7) 와 상기 발포입자 공급구 (3) 를 연결하는 발포입자 공급경로에 발포입자 충전측을 향하여 개구하는 압축에어 배출구 (11) 를 장치한 것을 특징으로 한다.

그리고, 발포입자 공급경로란 구체적으로는 호퍼 (7) 의 발포입자 출구 구멍 (8) 의 가까운 주변, 배관 (10) 및 충전기 (1) 의 발포입자 공급구 (3) 의 가까운 주변 등을 말한다.

상기 압축에어 배출구 (11) 는 발포입자 공급경로상에 복수 형성되어 있어도 된다. 압축에어 배출구 (11) 의 개구형상·구조는 도 1 에 도시한 양태에 한정되지 않고 어떠한 형상·구조라도 된다. 구체적으로는 예컨대 도 2 의 (a) 에 도시한 바와 같은 발포입자 공급경로의 내주면을 따른 단면환상 (원환, 타원환 등 형상을 불문하는 링상), 도 2 의 (b) 에 도시한 바와 같은 발포입자 공급경로의 내주면을 따라 복수의 원관이 병렬한 양태, 도 2 의 (c) 에 도시한 바와 같은 1 개의 원관이 설치된 양태 등을 들 수 있다. 또 도 2 의 (a), (b), (c) 의 각 도면중, 좌측의 도면이 발포입자 공급경로를 따른 중앙종단면도이며 우방향이 발포입자 충전기 (1) 측이 된다. 또 각 도면 우측의 도면은 상기 각 좌측 도면의 A-A 선을 따른 단면도이다.

본 발명의 제조장치는 이하의 일련동작을 자동적으로 행할 수 있도록 프로그래밍된 제어장치를 구비하거나, 혹은 그와 같은 제어장치를 장치할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 이 제어장치는 제조장치의 각 부분의 작동주기 등을 외부에서 입력하여 설정할 수 있도록 되어 있다. 작동주기 등의 조건의 설정은 제어장치에 설치된 입력보턴을 조작함으로써 이루어지도록 하여도 되고, 혹은 자기카드 등을 사용하여 이루어지도록 하여도 된다. 이 제어장치를 틀내 발포성형체의 제조장치에 전기적으로 연결하고, 틀내 발포성형체의 제조장치의 각부의 작동 타이밍, 시간, 거리, 각도 등을 자유롭게 제어하여 발포입자 충전시의 압축에어의 압력, 발포입자의 유량, 충전밀도, 충전에 필요한 시간, 블로우백에 필요한 시간 등의 조건을 자유롭게 제어하도록 한다.

통상 제조장치의 각부의 동작이 이하의 순서에 따라 일련적으로 이루어지고, 이 일련의 사이클이 반복하여 이루어지도록 프로그래밍된다. 각부의 동작 개시시간, 종료시간, 및 동작의 계속시간 등의 시간적 조건은 세밀하게 설정할 수 있도록 구성된다.

(1) 성형틀 (5) 을 닫는다. 완전하게 닫는 경우와 약간의 간극 (크래킹) 을 남기고 닫는 경우가 있다.

(2) 충전기 (1) 의 피스톤 (2) 을 후퇴시킨다.

(3) 압축에어를 충전기 (1) 에 공급하고, 압축에어 분출구 (4) 로부터의 압축에어의 분출을 개시하여 발포입자 공급경로내를 부압으로 함과 동시에 공기의 흐름을 만든다.

(4) 압축에어를 압축에어 배출구 (11) 로 공급하고, 압축에어 배출구 (11) 에서 발포입자 공급경로도상으로 발포입자 공급구 (3) 를 향하여 압축에어를 공급한다.

(5) 호퍼 (7) 의 발포입자 출구 구멍 (8) 부근에 설치된 출구개폐셔터 (9) 를 폐쇄상태에서 개방상태로 하고, 호퍼 (7) 내의 발포입자를 배관 (10) 내로 흡인작용을 이용하여 도입하고, 충전기 (1) 의 압축에어 분출구 (4) 에서 끝의 성형틀 (5) 내로는 공기의 흐름에 실어 도입한다.

(6) 압축에어 배출구 (11) 에서 발포입자 공급경로도상으로의 압축에어의 공급을 정지시킨다.

(7) 충전기 (1) 의 피스톤 (2) 을 전진시켜 성형틀 (5) 의 발포입자 도입구 (6) 를 폐쇄하고 발포입자의 충전을 완료한다.

(8) 압축에어 분출구 (4) 로부터의 압축에어의 분출을 소정시간 계속하여 발포입자의 블로우백을 실시한다.

(9) 호퍼의 셔터 (9) 를 폐쇄하고, 그 직후에 압축에어 분출구 (4) 로부터의 압축에어의 분출을 정지시켜 블로우백을 완료한다.

(10) 상기 (1) 에서 성형틀 (5) 을 약간의 간극을 남기고 닫은 경우에는 성형틀 (5) 을 완전하게 닫는다.

(11) 성형틀 (5) 내의 발포입자를 가열후 냉각하여 발포성형체를 얻는다.

(12) 성형틀 (5) 을 열고 발포성형체를 꺼낸다.

이상, 상기한 (1) ∼ (12) 의 일련의 동작을 1 사이클로 하고 이 사이클을 반복하여 실시함으로써 연속적으로 일정주기로 발포성형체를 제조한다.

연속하는 공정 상호의 타이밍은 다음과 같다.

상기 (2) 는 발포입자의 충전개시전이면 성형틀 (5) 을 닫기 전이라도 상관없으나 통상은 상기 (1) 과 동시에 진행한다.

상기 (3) 과 (4) 에서의 압축에어의 공급개시시기는 거의 동시인 것이 바람직하다.

상기 (5) 에서의 셔터 (9) 의 개방은 상기 (3) 과 (4) 에서의 압축에어의 공급개시시기와 동시이거나 또는 상기 (3) 과 (4) 에서의 압축에어 공급개시시기보다 약간 늦게 개시되는 것이 바람직하다.

상기 (6) 은 성형틀 (5) 내로 발포입자가 균일하고 적당한 밀도로 가득 충전된 후에 이루어질 필요가 있으며, 또한 충전기 (1) 의 피스톤 (2) 을 전진시키기 직전에 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 (7) 은 (6) 에서의 압축에어 배출구 (11) 로부터의 압축에어의 공급을정지시킨 직후에 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

상기 (9) 는 (8) 에서의 발포입자의 블로우백 조작을 소정시간 실시하여 발포입자가 배관 (10) 내에서 호퍼 (7) 내로 완전하게 되돌려진 후에 실시한다.

상기 (10) 은 (9) 의 다음공정뿐 아니라 (8) 의 개시에서 (9) 의 완료까지의 사이에 동시진행으로 실시하도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서는 압축에어 배출구 (11) 는 도 3, 도 4 에 도시한 바와 같은 발포입자 이송보조부재 (이하, 단지 보조부재라 함) (16) 를 발포입자 공급경로에 장착함으로써 형성하여도 된다. 도 4 는 도 3 의 보조부재 (16) 의 A-A 선 절단단면도이다. 상기 보조부재 (16) 는 발포입자가 유통할 수 있는 관통 구멍 (17) 과, 이 관통 구멍 (17) 에 연통하여 압축에어를 관통 구멍 (17) 의 연장방향의 한쪽을 향하여 배출할 수 있도록 관통 구멍 (17) 내에 개구한 개구부 (18) 를 갖는 통기 구멍 (19) 을 구비하고, 상기 관통 구멍 (17) 이 발포입자 유통경로가 되고, 상기 통기 구멍 (19) 의 개구부 (18) 가 압축에어 배출구 (11) 가 되도록 구성된다.

통기 구멍 (19) 에서 관통 구멍 (17) 으로 공급되는 압축에어가 관통 구멍 (17) 의 연장방향의 한쪽을 향하여 배출되도록 관통 구멍 (19) 의 개구부 (18) 부근은 통상 경사지어 형성된다. 통기 구멍 (19) 에는 압축에어 공급용 배관을 연결하기 쉽도록 암나사 (42) 가 형성된다.

도 4 에서는 개구부 (18) 를 관통 구멍 (17) 의 내벽을 따른 단면원환상으로 구성한 예를 나타내었으나, 보조부재 (16) 에서의 개구부 (18) 는 도 4 에 도시한 양태에 한정되지 않고 상기한 바와 같은 압축에어 배출구 (11) 로서 가능한 여러 형상, 구조로 할 수 있다. 보조부재 (16) 의 관통 구멍 (17) 을 따른 양단부에는 수나사 (40) 와 암나사 (41) 가 각각 형성되며, 배관 (10) 의 도중 등에 형성할 때에 배관과의 연결이 용이하도록 된다.

상기 보조부재 (16) 는 호퍼 (7) 와 발포입자 공급구 (3) 를 연결하는 예컨대 발포입자 공급배관 (10) 도중에 보조부재 (16) 의 개구부 (18) 로부터 관통 구멍 (17) 으로의 압축에어 배출방향이 발포입자 공급방향과 일치하도록 연결하고, 또한 통기 구멍 (19) 에 압축에어 공급용 배관을 연결한다. 이렇게 하여, 발포입자 공급경로도상에 발포입자 충전측을 향하여 개구하는 압축에어 배출구 (11) 가 형성된다. 이와 같은 보조부재 (16) 를 사용하여 압축에어 배출구 (11) 를 형성한 경우, 발포입자가 발포입자 공급배관 (10) 내 등에 막히는 등의 트러블이 발생하여도 보조부재 (16) 의 장착, 탈리가 용이하므로 막힌 발포입자의 제거가 용이해진다. 더욱이 새로운 구조의 배관을 부설할 필요가 없고, 이미 설치되어 있는 배관의 도중을 분단하여 그 사이에 보조부재 (16) 를 장착하면 되므로 기존의 장치도 간단하게 개조할 수 있다. 또 보조부재 (16) 는 간단하게 제조할 수 있다.

상기 보조부재 (16) 는 일체구조로 제조된 것이라도 되고, 2 개 이상의 부재를 조합하여 구성한 것이라도 된다. 예컨대 도 5 ∼ 도 7 에 도시한 바와 같이 제 1 부재 (20) 와 이와 끼워맞출 수 있는 제 2 부재 (21) 로 구성할 수 있다. 도 6 은 도 5 의 A-A 선을 따른 종단면도, 도 7 은 도 5 에 도시한 제 1 부재 (20) 와 제 2 부재 (21) 를 끼워 부착시켜 일체화시킨 상태를 도시한 종단면도이다.

제 1 부재 (20) 는 원통상 관체 (22) 의 외주에 칼라부 (23) 가 설치되어 구성된다. 제 1 부재 (20) 의 관체 (22) 의 한쪽의 개구단 (24) 부근의 두께는 개구단 (24) 측을 향하여 점차 얇아지도록 형성된다. 또 칼라부 (23) 의 개구단 (24) 측의 기부에는 두꺼운 두께부 (27) 가 형성되어 있다. 칼라부 (23) 에는 이 칼라부 (23) 를 칼라의 두께방향으로 관통하는 비스구멍 (28) 이 형성되어 있다.

제 2 부재 (21) 는 제 1 부재 (20) 의 관체 (22) 의 두꺼운 두께부 (27) 에서 개구단 (24) 까지의 사이의 부분 (29) 이 삽입됨과 동시에 두꺼운 두께부 (27) 가 끼워맞춰질 수 있게 구성된 원통상 관체 (30) 가 사용된다. 이 관체 (30) 는 도 7 에 도시한 바와 같이 제 1 부재 (20) 의 관체 (22) 를 끼워넣었을 때, 관체 (22) 의 개구단 (24) 의 위치보다 앞쪽의 소정범위의 부분 (31) 의 내주벽 (32) 이 관체 (22) 의 내주벽 (25) 과 거의 동일연장선상에 위치하도록 이 부분 (31) 의 두께가 두껍게 되어 있다. 또 제 1 부재 (20) 의 관체 (22) 를 끼워넣은 상태에 있어서, 제 2 부재 (21) 의 관체 (22) 의 개구단 (24) 부근의 점차 얇은 두께로 되는 부분과 대응하는 부분 (33) 의 내주벽 (34) 과, 관체 (22) 의 선단 및 이 선단 부근의 외주벽 (26) 사이에 소정 간격의 간극 (G₁) 이 형성되도록 제 2 부재 (21) 의 상기 뚜꺼운 두께로 형성된 부분 (31) 으로부터 관체 (22) 의 얇은 두께부분과 대응하는 부분 (33) 으로 점차 두께가 얇아지도록 형성된다.

제 1 부재 (20) 와 제 2 부재 (21) 를 끼워 부착시켰을 때, 제 1 부재 (20) 의 두꺼운 두께부 (27) 와 개구단 (24) 사이의 부분과 대응하는 부분 (35) 의 소정위치에는 관체 (30) 의 내외벽을 관통하는 압축에어 도입 구멍 (36) 이 제 2 부재 (21) 에 형성되어 있고, 이 도입 구멍 (36) 에는 암나사 (42) 가 잘려져 있어 압축에어 공급배관의 선단을 죌 수 있게 되어 있다. 상기 부분 (35) 의 압축에어 도입 구멍 (36) 에서 상기 부분 (33) 까지의 사이에도 제 2 부재 (21) 의 내주벽 (34) 과, 제 1 부재 (20) 의 관체 (22) 의 외주벽 (26) 사이에 소정간격의 간극 (G₂) 이 형성되도록 되어 있다. 압축에어 도입 구멍 (36) 은 간극 (G₂) 과 연통하고, 간극 (G₂) 은 간극 (G₁) 과 연통한다. 또, 간극 (G₁) 은 관체 (30) 의 내공부 (37) 와 연통하고, 관체 (30) 의 내공부 (37) 와 관체 (22) 의 내공부 (38) 도 연통하도록 되어 있다. 간극 (G₁,G₂) 은 0.1 ∼ 0.5 ㎜ 가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.2 ∼ 0.4 ㎜ 이다.

관체 (30) 에도 도 5 에 도시한 바와 같이 관의 방향을 따라 관통하는 비스구멍 (39) 이 형성되어 있고, 이 비스구멍 (39) 은 제 1 부재 (20) 의 칼라부 (23) 에 형성된 비스구멍 (28) 과 대응위치에 있다.

상기와 같이 구성된 제 1 부재 (20) 와 제 2 부재 (21) 를 끼워맞추고, 비스구멍 (28 과 39) 을 맞춰서 비스를 통하여 도 7 에 도시한 바와 같이 연결하여 일체화시킴으로써 상기한 보조부재 (16) 가 형성된다. 개구부 (18) 는 관체 (22) 의 개구단 (24) 에서의 외주벽 (26) 과, 그 주위에 위치하는 관체 (30) 의 내주벽 (32) 과 내주벽 (34) 의 경계부 사이에 형성된다. 이 개구부 (18) 의 간극은 상기 G₁에 상당한다. 상기한 바와 같이 보조부재 (16) 는 비교적 복잡한 형상을 갖는 것이지만 우수한 발포입자 충전효과를 올릴 수 있으므로 효과적이다. 이와 같이, 보조부재 (16) 를 2 이상의 부재의 조합으로 구성함으로써 비교적 복잡한 형상의 것이라도 용이하게 제조할 수 있는 이점이 있다.

도 1, 도 2 에 도시한 바와 같이 압축에어 배출구 (11) 의 선단이 배관 (10) 내에 돌출되어 있으면 블로우백할 때에 발포입자의 이송을 방해하여 효율적인 블로우백이 이루어지지 않을 우려가 있거나, 발포입자가 상기 돌출부분 (도 2 중, a 로 나타냄) 에 강하게 접촉하면 발포입자가 파손될 우려가 있다. 따라서, 압축에어 배출구 (11) 를 발포입자 공급배관 (10) 내에 돌출된 상태로 형성시키는 것은 가급적 피하는 것이 바람직하다.

또, 압축에어 배출구 (11) 의 선단부분이 배관 (10) 내로 돌출하지 않도록 도 2 의 이점쇄선을 따른 위치에 압축에어 배출구 (11) 의 개구가장자리부가 위치하도록 구성한 경우 (이 경우의 개구가장자리부를 도면중, b 로 나타냄), 블로우백할 때에 발포입자의 이송을 방해하는 일은 없으나, 발포입자가 파손될 우려가 있다. 즉, 공기배관 (15) 은 배관 (10) 에 대하여 통상 경사진 방향으로부터 침입 내지 접합하는 형태로 형성되고, 공기배관 (15) 의 공기통로 또는 그 연장상의 공기통로 (c) 는 배관 (10) 의 발포입자통로 (d) 와 경사지게 교차하도록 구성되는데, 이와 같은 양태에 있어서, 통상 압축에어 배출구 (11) 의 개구가장자리부 (b) 의 호퍼측 부분 (e) 은 예리하게 형성된다. 즉, 압축에어 배출구 (11) 는 예리한 칼의 칼끝과 같은 개구가장자리부 (e) 를 충전기측을 향하여 지닌 형태가 된다. 그래서, 블로우백할 때에 발포입자가 상기 호퍼측 개구가장자리부 (e) 에 강하게 접촉한 경우에 발포입자가 파손될 우려가 있다.

이에 비하여 도 3 ∼ 도 7 에 도시한 바와 같은 보조부재 (16) 에서는 압축에어 배출구 (11) 의 호퍼측 개구가장자리부 및 그 부근이 발포입자 공급배관의 외측방향을 향하여 약간 내려간 형상으로 형성되고, 또한 내려가는 개시부분이 곡면형상으로 매끄럽게 형성되어 있으므로 상기와 같이 발포입자가 파손될 우려는 없어진다. 나아가, 도 3 ∼ 도 7 에 도시한 바와 같은 압축에어 배출구 (11) 에서는 압축에어 배출구의 발포입자 충전기측의 개구가장자리부도 곡면형상으로 형성되어 있으므로 발포입자 충전시에 발포입자가 손상받을 우려도 없다.

상기 보조부재 (16) 는 복수개를 연속할 수 있도록 도 4, 도 7 에 도시한 바와 같이 관통 구멍 (17) 의 양단측의 단면에 수나사 (40) 와 암나사 (41) 를 각각 설치해 두는 것이 바람직하다. 도 8 은 이와 같이 구성된 동형상의 보조부재 (16) 의 복수개를 연결한 양태를 나타낸다. 이와 같이 복수개의 보조부재를 연결한 것을 발포입자의 공급경로상에 설치하여 복수의 압축에어 배출구를 발포입자 공급경로도상에 형성함으로써 발포입자의 이송을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서는 압축에어 배출구 (11) 는 발포입자 공급경로상이라면 어느 위치에 형성되어도 된다. 도 9 ∼ 도 12 는 상기한 보조부재 (16) 를 사용하여 압축에어 배출구 (11) 를 형성한 일례를 나타내고, 도 9 는 호퍼 (7) 와 충전기 (1) 를 연결하는 배관 (10) 의 도중에 형성한 예를, 도 10 은 충전기 (1) 에 접한 위치에 형성한 예를, 도 11 은 호퍼 (7) 에 접한 위치에 형성한 예를 나타낸다. 또 배관 (10) 이 호퍼 (7) 의 내부에 까지 들어가 있는 경우에는 도 12 에 도시한 바와 같이 호퍼 (7) 의 내부에 위치하도록 형성하여도 된다. 이와 같이 압축에어 배출구 (11) 는 발포입자 공급경로상이라면 어느 위치에 형성하여도 된다.

그러나, 본 발명에 있어서는, 상기 압축에어 분출구 (11) 는 상기 도 11 이나 도 12 에 도시한 바와 같이 호퍼 (7) 의 출구 부근에 형성하는 것이 가장 바람직하다. 이 가장 바람직한 양태에서는 가장 적은 압축에어 사용량으로 효율적으로 발포입자의 이송을 보조할 수 있으며, 발포입자의 성형틀내에 대한 충전을 효율적으로 충분하게 또한 확실하게 실시할 수 있는 이점이 있다.

이어서, 본 발명의 틀내 발포성형체의 제조방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 틀내 발포성형체의 제조방법은 예컨대 상기한 바와 같이 보조부재 (16) 를 발포입자 공급경로상에, 통기 구멍 (19) 의 개구부 (18) 로부터 압축에어가 발포입자 충전측 (충전기 1 측) 을 향하여 배출되도록 장착하고, 상기 개구부 (18) 를 압축에어 배출구 (11) 로 한 틀내 발포성형체의 제조장치를 사용하여 성형하는데, 발포입자를 성형틀내에 충전할 때에, 호퍼에서 성형틀내로 발포입자를 충전하고 있는 시간, 혹은 발포입자를 충전하고 있는 시간내의 소정시간, 상기 압축에어 배출구 (11) 를 통하여 발포입자 공급경로상으로 발포입자 충전측을 향하는 압축에어를 공급하는 것이다.

보다 구체적으로는 압축에어 공급장치 (12) 에서 공급되는 압축에어를 압축에어 분출구 (4) 에서 분출하면서, 내지는 압축에어의 분출을 행하고 있는 시간내의 소정시간, 압축에어 공급장치 (13) 에서 공급되는 압축에어를 압축에어 배출구 (11) 를 통하여 발포입자 공급배관내로 공급하고, 발포입자 공급경로내를 부압으로 함과 동시에 공기의 흐름을 만든다. 이어서, 호퍼의 발포입자 출구부근에 설치된 출구개폐 셔터를 폐쇄상태에서 개방상태로 하고, 호퍼내의 발포입자를 배관내로 흡인작용을 이용하여 도입한다.

충전기 (1) 내에 형성한 압축에어 분출구 (4) 에서 압축에어를 분출시킴으로써 배관 (10) 내에 발생한 부압과 공기의 흐름에 의해 호퍼 (7) 내에서 발포입자 공급배관 (10) 내로 도입된 발포입자는 충전기 (1) 의 발포입자 공급구 (3) 측으로 흡인되고, 충전기 (1) 를 통하여 성형틀 (5) 내에 충전된다.

호퍼 (7) 안은 통상 대기압하에 놓여져 있으나, 필요에 따라 가압하여도 된다. 호퍼 (7) 안을 가압하는 경우에는 그 압력이 3.0 ㎏/㎠G 이하가 되도록 한다.

성형틀 (5) 내에 발포입자가 균일하고 적당한 밀도로 충전된 후, 충전기 (1) 의 피스톤 (2) 을 전진시켜 성형틀 (5) 의 발포입자 도입구 (6) 를 폐쇄함으로써 성형틀 (5) 내로의 발포입자의 충전이 완료된다. 그 동안 충전기 (1) 의 압축에어 분출구 (4) 로부터의 압축에어의 분출은 계속하여 이루어진다. 본 발명에 있어서는, 발포입자 충전시에 발포입자 공급경로상에 형성된 압축에어 배출구 (11) 로부터 발포입자 충전측으로 향하여 압축에어를 더 공급하므로, 발포입자는 성형틀 (5) 내에 균일하고 적당한 충전밀도로 가득 충전된다. 발포입자가 성형틀 (5) 내에 가득 충전되면 그 이상은 충전되지 않고, 잔여 발포입자는 압축에어 분출구 (4) 에서 계속 분출되고 있는 압축에어에 의해 발포입자 공급구 (3) 방향으로 되돌아간다. 이 때 피스톤 (2) 이 전진하여 성형틀 (5) 의 발포입자 도입구 (6) 를 폐쇄한다.

성형틀 (5) 의 발포입자 도입구 (6) 가 폐쇄된 후에도 계속하여 충전기 (1) 내로 압축에어 분출구 (4) 에서 압축에어를 분출시키고, 이 에어에 의해 충전기 (1) 내의 잔여 발포입자를 호퍼 (7) 로 되돌린다. 이것을 블로우백이라 한다. 블로우백은 잔여 발포입자가 호퍼 (7) 로 되돌아간 후, 호퍼 (7) 의 셔터 (9) 를 폐쇄함으로써 완료된다. 그리고, 압축에어 배출구 (11) 로부터의 압축에어의 발포입자 공급배관 (10) 내로의 압축에어의 공급은, 통상 충전기 (1) 의 피스톤이 전진하기 전에 종료시키지만 이에 한정되지 않는다. 블로우백을 종료시킨 후, 성형틀 (5) 내에 충전된 발포입자를 가열하여 발포시키고, 냉각하여 발포성형체가 얻어진다.

이상 설명한 압축에어 분출구 (4) 로부터의 압축에어의 분출과, 압축에어 배출구 (11) 로부터의 압축에어의 배출과, 호퍼 (7) 의 셔터 (9) 의 개폐동작과, 충전기 (1) 의 피스톤 (2) 의 전진·후퇴의 동작과의 타이밍의 3 예를 도 13 ∼ 도 15 에 나타낸다. 도 13 은 상기한 예의 경우의 타이밍을 나타내고, 도 14, 도 15 는 다른 예를 나타낸다. 도면의 횡축은 시간의 경과를 나타낸다.

본 발명에 있어서는 압축에어 배출구 (11) 에서 압축에어를 배출시키는 시기와, 압축에어 분출구 (4) 에서 압축에어를 분출시키는 시기를 일치시키고, 또 도 13, 도 14 에 나타낸 바와 같이 충전기 (1) 의 피스톤 (2) 의 전진을 개시하는 시기와 동시나 그보다 전에 압축에어 배출구 (11) 로부터의 압축에어의 배출을 종료하도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 압축에어 배출구 (11) 에서 배관 (10) 내로 공급되는 압축에어를 허비하지 않고 효율좋게 목적을 달성할 수 있다.

그 중에서도 도 13 에 나타낸 바와 같이 압축에어 배출구 (11) 로부터의 압축에어의 배출을 피스톤 (2) 의 전진이 개시하기 직전에 종료시키도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 상기 효과 외에 성형 사이클에서의 로스 타임이 없어지며 또한 발포입자의 블로우백이 방해받을 우려가 해소되는 등의 이점이 있다.

또 본 발명에 있어서는 압축에어 분출구 (4) 에서 분출시키는 압축에어 압력을 1 ∼ 10 ㎏/㎠G 로 유지시키고, 압축에어 배출구 (11) 에서 배출시키는 압축에어 압력을 압축에어 분출구 (4) 에서 분출시키는 압축에어 압력의 30 ∼ 95 % 로 유지하는 것이 바람직하다. 상기 압력은 모두 압축에어를 공급하는 공급장치에서 공급할 때의 본래 압력으로서의 값이다. 이와 같이 하면 충전불량을 발생시키지 않고 발포입자를 성형틀내에 충전할 수 있으므로 충전불량에 따른 성형불량을 한층 더 확실하게 해소 혹은 저감할 수 있으며 안정된 품질의 성형품을 얻을 수 있다. 또한 압축에어를 허비하는 일도 방지할 수 있다.

(실시예)

이어서, 본 발명의 틀내 발포성형체의 제조방법을 구체적인 실시예로 설명한다. 그리고, 이하의 각 실시예에서 사용한 제조장치는 도 7 에 나타낸 보조부재 (16) 를 도 11 에 나타낸 바와 같이 발포입자 공급배관 (10) 의 호퍼 (7) 의 출구 부근에 장착한 장치이다.

실시예 1, 비교예 1

발포입자로서 에틸렌 성분 4.0 중량% 의 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체수지입자를 가교하지 않고 발포시켜 얻어진 부피밀도 0.015 g/㎤ 의 발포입자를 사용하여 4 대의 충전기를 구비한 성형틀에 충전기의 압축에어 분출구에서 분출시키는 압축에어의 압력을 7.0 ㎏/㎠G 로 설정하여 충전하고, 목표 사이즈가 길이 910 ㎜× 폭 263 ㎜× 두께 80 ㎜ (길이방향의 양단부 각 45 ㎜ 부분은 두께 60 ㎜) 의 발포성형체를 성형한다.

실시예 1 은 발포입자 공급시에 발포입자 공급배관에 형성한 압축에어 배출구에서 충전기측을 향하여 압력 4.5 ㎏/㎠G 의 압축에어를 배출시킨다. 압축에어의 배출시기는 충전기의 압축에어 분출구에서 압축에어를 분출시킨 시점에서 시작하여 충전기의 피스톤이 전진을 개시하는 시점 (직전) 까지로 한다.

이와 같이 하여 제조한 발포성형체 100 개를 제조후 바로 55 ℃ 로 설정된 대기압하의 양생실에 옮겨, 이 양생실내에서 24 시간 양생하고, 양생실에서 꺼내어 상온의 대기압하에서 24 시간 방치하여 더 양생한 후, 발포성형체의 길이, 폭, 두께를 측정한다. 상기 목표로 하는 사이즈를 100 % 로 하였을 때, 발포성형체 100 개중의 최소치수는 99.9 % 이고, 최대치수는 100.3 % 로서 매우 높은 치수정확도를 달성하였다.

한편, 비교예 1 은 실시예 1 과 동일한 성형틀, 동일한 충전기를 구비한 성형장치를 사용하여 동일한 발포입자를 압축에어 배출구에서 압축에어를 배출시키지 않고 성형틀내로 충전하여 성형한다. 이와 같이 하여 제조한 발포성형체 100 개를 상기 실시예 1 과 동일하게 양생실내에서 24 시간, 상온의 대기압하의 양생실외에서 24 시간 방치하여 양생한 후, 동일하게 하여 발포성형체의 사이즈를 측정한다. 상기 성형체의 목표 사이즈를 100 % 로 하였을 때, 발포성형체 100 개중의 최소치수는 98.0 % 이고, 최대치수는 101.5 % 로서 실시예 1 에 비하여 뒤떨어지는 치수정확도를 도시한 데 그쳤다.

실시예 2, 비교예 2

발포입자로서 밀도 0.925 g/㎤ 의 직쇄상 저밀도 폴리에틸렌 수지입자를 가교하지 않고 발포시켜 얻어진 부피밀도 0.024 g/㎤ 의 발포입자를 사용하여 4 대의 충전기를 구비한 성형틀에 충전기의 압축에어 분출구에서 분출시키는 압축에어의 압력을 7.0 ㎏/㎠G 로 충전하여, 목표 사이즈가 직경 700 ㎜ × 높이 900 ㎜ 인 거의 원주형상 성형체를 성형한다.

실시예 2 는 발포입자 공급시에 발포입자 공급배관에 형성한 압축에어 배출구에서 충전기측을 향하여 압력 5.5 ㎏/㎠G 의 압축에어를 배출시킨다. 압축에어의 배출시기는 충전기의 압축에어 분출구에서 압축에어를 분출시킨 시점에서 시작하여 충전기의 피스톤이 전진을 개시하는 시점 (직전) 까지로 한다.

이와 같이 하여 제조한 발포성형체 100 개를 제조후 바로 80 ℃ 로 설정된 대기압하의 양생실에 옮겨, 이 양생실내에서 24 시간 양생한 후, 양생실에서 꺼내어 상온의 대기압하에서 24 시간 방치한 후, 발포성형체의 직경, 높이를 측정한다. 상기 성형체의 목표로 하는 사이즈를 100 % 로 하였을 때, 발포성형체 100 개중의 최소치수는 99.6 % 이고, 최대치수는 100.5 % 로서 매우 높은 치수정확도를 달성하였다.

한편, 비교예 2 는 실시예 2 와 동일한 성형틀, 동일한 충전기를 구비한 성형장치를 사용하여 동일한 발포입자를 압축에어 배출구에서 압축에어를 배출시키지 않고 성형틀내로 충전하여 성형한다. 이와 같이 하여 제조한 발포성형체 100 개를 상기 실시예 2 와 동일하게 양생한 후, 동일하게 하여 발포성형체의 사이즈를 측정한다. 상기 목표로 하는 사이즈를 100 % 로 하였을 때, 발포성형체 100 개중의 최소치수는 96.8 % 이고, 최대치수는 101.0 % 로서 실시예 2 에 비하여 뒤떨어지는 치수정확도를 도시한 데 그쳤다.

실시예 3, 비교예 3

발포입자로서 밀도 0.923 g/㎤ 의 분기저밀도 폴리에틸렌 수지입자를 겔분율 53 중량% 로 가교한 후에 발포시켜 얻어진 부피밀도 0.035 g/㎤ 의 발포입자를 사용하여 이 발포입자를 1 대의 충전기를 구비한 금형에 충전기의 압축에어 분출구에서 분출시키는 압축에어의 압력을 7.0 ㎏/㎠G 로 하여 충전하고, 목표 사이즈가 길이 360 ㎜ × 폭 110 ㎜ × 두께 10 ㎜ (폭방향의 양단부에 높이 20 ㎜, 폭 10 ㎜ 의 수직벽 있음) 의 발포성형체를 성형하였다.

실시예 3 은 발포입자 공급시에 발포입자 공급배관에 형성한 압축에어 배출구에서 충전기측을 향하여 압력 4.0 ㎏/㎠G 의 압축에어를 배출시킨다. 압축에어의 배출시기는 충전기의 압축에어 분출구에서 압축에어를 분출시킨 시점에서 시작하여 충전기의 피스톤이 전진을 개시하는 시점 (직전) 까지로 한다.

성형후에 얻어진 발포성형체의 수직벽 부분의 발포입자 결여에 의한 불량품 발생률은 0.3 % 이었다.

한편, 비교예 3 은 압축에어 배출구에서 압축에어를 배출시키지 않고 성형틀내로 발포입자를 충전하여 성형한다. 성형후에 얻어진 발포성형체의 수직벽 부분의 발포입자 결여에 의한 불량품 발생률은 19.6 % 였다.

실시예 4, 비교예 4

발포입자로서 밀도 0.923 g/㎤ 의 분기저밀도 폴리에틸렌 수지입자를 겔분율 53 중량% 로 가교한 후에 발포시켜 얻어진 부피밀도 0.035 g/㎤ 의 발포입자를 사용하여 이 발포입자를 충전기의 압축에어 분출구에서 분출시키는 압축에어의 압력을 7.0 ㎏/㎠G 로 하여 성형틀에 충전하고, 목표 사이즈가 길이 700 ㎜ × 폭 700 ㎜ × 두께 200 ㎜ (부분적으로 높이 20 ㎜, 폭 12 ㎜ 의 수직벽 있음) 의 발포성형체를 성형한다.

실시예 4 는 발포입자 공급시에 발포입자 공급배관에 형성한 압축에어 배출구에서 충전기측을 향하여 압력 6.0 ㎏/㎠G 의 압축에어를 배출시킨다. 압축에어의 배출시기는 충전기의 압축에어 분출구에서 압축에어를 분출시킨 시점에서 시작하여 충전기의 피스톤이 전진을 개시하는 시점 (직전) 까지로 한다. 1 금형 (성형품 1 개) 당 장착하는 충전기의 수를 변경하여 성형하고, 얻어진 발포성형체의 수직벽 부분의 발포입자 결여에 의한 불량품 발생률을 0.5 % 이내로 하기 위하여 필요한 충전기의 수를 조사한 결과, 1 금형 당 4 대의 충전기가 필요하였다.

한편, 비교예 4 는 압축에어 배출구에서 배출에어를 배출시키지 않고 성형틀내로 발포입자를 충전하여 성형한다. 1 금형 (성형품 1 개) 당 장착하는 충전기의 수를 변경하여 성형하고, 얻어진 발포성형체의 수직벽 부분의 발포입자 결여에 의한 불량품 발생률을 0.5 % 이내로 하기 위하여 필요한 충전기의 수를 조사한 결과, 1 금형 당 11 대의 충전기가 필요하였다.

본 발명의 틀내 발포성형체의 제조장치는 이상과 같이 구성되어 있으므로 성형틀에 발포입자를 충전할 때, 외부에서 발포입자 공급경로에 압출에어를 공급하는 것만으로 발포입자의 충전율을 향상시킬 수 있으며, 그 결과 성형불량을 대폭 저감할 수 있다.

또, 본 발명의 틀내 발포성형체의 제조방법에 의하면 발포입자를 성형틀내로 충전불량없이 충전할 수 있으므로, 성형체의 결여나, 성형후의 성형체의 수축의 문제를 해결하여 치수정확도가 뛰어난 발포성형체를 얻을 수 있다. 따라서, 성형체의 결여나, 수축·변형 등에 의한 치수정확도 악화 등의 성형불량을 대폭 저감할 수 있다. 그리고, 충전기를 증설하지 않고 충전율을 대폭 향상시킬 수 있으므로 성형체 표면에 형성되는 충전기 선단형상의 전사 자국의 수가 증가하여 성형체의 외관을 저하시키는 문제도 해소할 수 있다.

Claims

발포입자 공급구와 성형틀을 향하여 개구한 압축에어 분출구를 갖는 발포입자 충전기가 성형틀에 장착되고, 상기 압축에어 분출구에서 압축에어를 분출시킴으로써 호퍼내에 수용된 발포입자를 상기 발포입자 공급구를 통하여 성형틀내로 충전한 후, 가열하여 발포입자를 발포시키고, 이어서 냉각함으로써 틀내 발포성형체를 제조하는 제조장치에 있어서, 상기 호퍼와 상기 발포입자 공급구를 연결하는 발포입자 공급경로상에 발포입자 충전측을 향하여 개구하는 압축에어 배출구를 장치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 틀내 발포성형체의 제조장치.
제 1 항에 있어서, 발포입자가 유통할 수 있는 관통 구멍과, 이 관통 구멍에 연통하고 또한 압축에어를 상기 관통 구멍의 연장방향의 한쪽으로 향하여 공급할 수 있도록 상기 관통 구멍내에 개구한 개구부를 갖는 통기 구멍을 구비한 발포입자 이송보조부재를 개구부에서 공급되는 압축에어의 방향이 충전기측으로 되도록 호퍼와 발포입자 공급구를 연결하는 발포입자 공급경로상의 발포입자 이송배관에 연결하여 압축에어 배출구를 형성한 것을 특징으로 하는 틀내 발포성형체의 제조장치.
제 1 항에 있어서, 압축에어 배출구를 호퍼 출구부근에 형성하는 것을 특징으로 하는 틀내 발포성형체의 제조장치.
제 1 항에 있어서, 호퍼와 발포입자 공급구를 연결하는 발포입자 공급경로상에 복수의 압축에어 배출구를 형성한 것을 특징으로 하는 틀내 발포성형체의 제조장치.
제 1 항에 있어서, 압축에어 배출구의 호퍼측 개구가장자리부 및 그 부근이 발포입자 공급경로의 외주방향을 향하여 약간 내려간 형상으로 형성되고, 또한 내려간 개시부분이 곡면형상으로 매끄럽게 형성되는 것을 특징으로 하는 틀내 발포성형체의 제조장치.
발포입자가 유통할 수 있는 관통 구멍과, 관통 구멍내의 발포입자의 이송을 보조하기 위한 압축에어를 관통 구멍에 공급하기 위하여 관통 구멍과 연통한 통기 구멍을 가지며, 또한 통기 구멍의 관통 구멍내에서의 개구부가 압축에어를 상기 관통 구멍의 연장방향의 한쪽을 향하여 공급할 수 있도록 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 발포입자 이송보조부재.
제 6 항에 있어서, 통기 구멍의 개구부에 의해 형성되는 압축에어 배출구의 호퍼측 개구가장자리부 및 그 부근이 발포입자 이송보조부재의 외주방향을 향하여 약간 내려간 형상으로 형성되고, 또한 내려간 개시부분이 곡면형상으로 매끄럽게 형성되는 것을 특징으로 하는 발포입자 이송보조부재.
발포입자 공급구와 성형틀을 향하여 개구한 압축에어 분출구를 갖는 발포입자 충전기가 장착된 성형틀을 사용하여 상기 압축에어 분출구에서 압축에어를 소정시간 분출시켜 호퍼내에 수용된 발포입자를 상기 발포입자 공급구를 통하여 성형틀내에 도입한 후, 압축에어 분출구로부터의 압축에어의 분출을 계속한 채로 충전기의 피스톤을 전진시켜 성형틀의 발포입자 도입구를 폐쇄하고, 성형틀내에 충전된 발포입자를 가열하여 발포시키고, 이어서 냉각함으로써 틀내 발포성형체를 제조하는 방법에 있어서, 발포입자를 성형틀내에 충전할 때에 상기 호퍼와 상기 발포입자 공급구를 연결하는 발포입자 공급경로상에 형성된 압축에어 배출구에서 발포입자 충전측을 향하여 압축에어를 공급하는 것을 특징으로 하는 틀내 발포성형체의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 압축에어 배출구로부터의 발포입자 공급경로도상으로의 압축에어의 공급시기가, 압축에어 분출구에서 압축에어를 분출시킨 시점 내지는 압축에어를 분출하기 위한 압축에어의 공급개시시점을 개시점으로 하여, 충전기의 피스톤이 전진을 개시하는 시점과 동시이거나 그보다 전을 종료점으로 하는 것을 특징으로 하는 틀내 발포성형체의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 압축에어 배출구로부터의 발포입자 공급경로도상으로의 압축에어의 공급시기가, 압축에어 분출구에서 압축에어를 분출시킨 시점 내지는 압축에어를 분출하기 위한 압축에어의 공급개시시점을 개시점으로 하여, 충전기의 피스톤이 전진을 개시하는 직전을 종료점으로 하는 것을 특징으로 하는 틀내 발포성형체의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 압축에어 분출구측의 압축에어 압력을 1 ∼ 10 ㎏/㎠G 로 유지하고, 압축에어 배출구측의 압축에어압력을 압축에어 분출구측의 압축에어압력의 30 ∼ 95 % 로 유지하는 것을 특징으로 하는 틀내 발포성형체의 제조방법.