KR19990035724A - 금형 내부에서 별도의 밀패공간을 형성시켜 발포성신발창을 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

● 명칭

금형 내부에 별도의 밀폐공간을 형성시켜 발포성 신발창을 제조하는 방법.

● 과제

종래에는 발포성 신발창을 제조하는 방법에 있어서 장치의 구성상 비경제적임은 물론이고 작업공정이 까다로우며 특히 재료의 낭비가 심한 폐단과 과다한 금형비와 생산성 저하로 인한 원가 상승 등의 폐단이 있었던 바 이를 해결코자 함.

● 해결수단

금형내부에 별도의 밀폐공간을 주고 그 내부에 발포성 재료를 넣고 발포성 재료가 내장된 밀폐박스가 고열과 고압을 전달받아 발포성형케하고 금형의 무게를 대폭 줄이면서 상하프레스 사이에 한족 분량의 금형만 위치시켜 제조하던 것을 프레스판을 면적을 넓게 하여 여러족 분량의 신발창을 한 금형속에서 제작하여 여러개의 돌출된 부위만 동시에 열과 압력을 가하여 제조할 수 있는 방법으로 해결하였음.

Description

금형 내부에서 별도의 밀폐공간을 형성시켜 발포성 신발창을 제조하는 방법

제1도 금형구조를 나타낸 단면도.

제2도 발포성 수지에 열과 압력을 가한 상태를 나타낸 단면도.

제3도 열과 압력을 해지하고 발포성 수지가 발포 팽창된 단면도.

제4도 냉각 프레스에서 발포 팽창된 수지가 냉각 성형되는 단면도.

제5도 완성된 신발창 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1. 압착치구15,16. 걸쇠

1a. 돌출부20. 중간금형

1b. 돌출턱21. 상부프레스판

2. 밀폐박스22. 하부프레스판

3. 분리된 밀폐박스 뚜껑23,24. 스팀 및 공기출입구멍

4. 재료삽입구멍30. 하부금형

5. 개방구31. 냉각 상부프레스판

6. 박스경사면32. 냉각 하부프레스판

7. 박스뚜껑걸림턱33,34. 냉각수출입구멍

8. 재료압착면50. 발포성재료

9. 걸림턱51. 압착된 발포성 재료

10. 상부금형52. 발포팽창된 재료

11,12,13,14. 돌출턱53. 냉각성형되는 신발창

54. 가공 완성된 신발창101. 압착걸림턱

100. 냉각용 압착 치구102. 압착돌출부

본 발명은 신발창 금형내부에 별도의 밀폐박스를 형성시켜 그 내부에 발포성 재료를 넣고 발포 팽창될 수 있는 조건이 되게 열과 압력을 가하여 발포 팽창될 수 있는 조건이 되게 한 후, 적정시간이 경과 후 열과 압력을 해지하면 재료의 팽창력에 의해 밀폐박스가 금형상면으로 밀려올가게끔 작동되면서 금형내부에 충진되도록 하는 발포성 신발창 제조방법에 관한 것으로서 재료 절감은 물론이고 간단한 장치로 고품질의 제품을 제조할 수 있으며 생산성을 향상시켜 원가절감을 하는데 목적이 있는 것이다.

종래의 E.V.A 발포성 재질로 신발창을 생산하는 방법은 미리 판상 상태로 몇 십족 분량의 크기로 발포성형 제작하여 얻고자 하는 치수의 크기보다 더 크게 재단을 하고 주위 밑면은 그라인다로 갈아내어 두께를 조절한 다음 예열을 가하고 비누물에 묻혀 금형내부로 강제로 밀어 넣고 상하가 있는 열판 프레스 중간에 금형을 넣고 열과 압력을 전달하여 발포물이 금형내부의 모양괴 치수에 맞게끔 재차성형이 되면서 냉각과정을 거쳐 신발창이 완성되었다.

또 완성 후 신발창에 묻은 비누물을 제거하기 위하여 별도의 물세탁 과정을 거치는 등 작업공정이 까다로울 뿐만 아니라 판상의 발포물을 치수에 맞게끔 재단을 하고 남은 재료의 소모율이 30∼40% 정도로서 비경제적임은 물론이고 복잡하고 까다로운 작업공정이 생산단가의 상승요인으로 작용되어 바람직하지 못하고 시간과 장비비 및 인력 등이 과다하게 소모되는 폐단이 있다. 그래서 어느 재질보다도 비중이 낮아 가벼우면서도 충격흡수력이 우수하고 장시간이 지나도 변색이 되지 않고 소각을 하여도 공해물질이 배출되지 않으며 재료비도 저렴하여 신발창으로서는 여러 가지 잇점이 있는 데도 파이론 신발창의 가격은 다른 재질의 발포물 신발창보다는 비싼 것이 큰 단점이었다. 또 다른 파이론신발창의 제작방법으로는 사출 또는 압출 발포성형방법이 있는데 이 방법은 얻고자 하는 신발창의 치수보다 훨씬 작게 금형을 제작한 다음 금형내부에 발포물의 발포비율을 계산하여 양을 조정하여 금형 내부에 강제로 주입시킨 후 주입구를 차단하고 열과 압력을 가해 적정한 시간이 경과 후 순간적으로 금형을 개방하면 재료가 발포팽창되면서 외부로 튀어나오고 금형 내부의 조각무늬와 똑같은 모양으로 확장되어 발포성형되게 된다.

이때 높은 열을 내포하고 있는 신발창은 대기중에 노출되어 냉각되면서 수축현상이 생기게 된다. 그러므로 수축의 편차가 일정하지 못해 균일한 치수의 신발창이 생산되지 못하는 폐단이 있고 불량 발생율이 과다하게 발생되어 원가상승 요인의 단점이 있으며 금형구조가 발포팽창비율을 계산하여 복잡하고 까다롭게 제작을 해야 하므로 금형비가 과다하게 지출되어 이 또한 경제적이지 못하다 하겠다.

또 다른 예는 본 출원인이 선출원한 신발창 발포물 성형제조 방법에 관한 것인데 이 방법은 금형내부에 발포성 재료를 내장시키고 고열을 가한 후 금형 내부의 발포성 재료가 발포팽창이 될려고 하는 팽창력을 압축된 공기의 압력으로 적정시간까지 억제시켰다가 순간적으로 공기압을 해지하면 억제되었던 발포물은 순간적으로 발포팽창되면서 금형 내부에 충진되고 충진된 상태에서 냉각수가 흐르는 상하프레스 중간에 금형을 넣어 냉각이 되게하여 치수가 정확하면서도 재료절약은 물론이고 시간과 장비비 작업인원 등이 절감되어 원가 절감에는 탁월한 효과가 있는데 비해 금형내부에서 압축된 고압의 공기압이 외부로 유출되지 못하도록 하는 장치적 조건을 갖추어야 목적을 달성할 수 있었고, 본 발명은 통상 사용되고 있는 상부금형 중앙부위를 개방하고 개방된 공간 내부에 작동이 될 수 있으며 분리가 된 밀폐박스를 삽설하여 그 내부에 발포성 수지를 넣고 독립된 밀폐박스에 열과 상하 프레스로 고압을 가하여 발포팽창되게하여 압력을 해지하였을 때 밀폐박스 내부의 발포성재료는 팽창 확장되면서 팽창력에 의해 자동으로 밀폐박스를 위로 밀어 올리고 금형 내부에 충진되게 함으로써 재료비가 절감이 되고 금형마다 밀폐박스를 설치할 필요없이 밀폐박스규격을 정하여 재사용이 가능하도록 하면 된다. 즉 다시 말해서 여러 문대치수의 금형 상부에 개방될 구멍이 크기는 신발치수에 맞추어 대·중·소 구분을 지어 개방을 하고 밀폐박스 역시 대·중·소로 제작하여 서로 약속된 치수에 의해 계속 반복 사용할 수 있는 장점이 있어 장치비를 크게 절감할 수 있는 것이다. 이때 밀폐박스의 규격은 정해져 있어도 신발창의 크기에 맞추어 중량 차이가 있으므로 중량을 책정하여 삽입하면 정확한 치수로 생산이 가능하고, 발포성 재료가 높은 열과 높은 압력을 받을 수 있도록 밀폐박스 상부압착치구(1)의 높이가 금형상부면보다 돌출되게하여 상면핫프레스(21) 밑면에 접촉되어 높은 압력을 받게 함으로서 발포성 재료가 높은 압력에 의해 팽창력이 억제되었다가 순간적으로 압력이 해지되어 발포팽창될 때 신속하게 금형내부로 충진되게 하고 발포물 재질의 조직도 압력이 높아야만 고탄성재질로 팽창성형될 수 있기 때문이다.

그리고 통상 사용하고 있는 고열과 냉각수가 흐르는 상판과 하판이 구비된 기존 프레스의 규격이 450mm×450mm×50mm 크기에 유압으로 작동되는 시린다의 직경은 300mm고 금형에 가해지는 압력의 힘은 1㎠당 60kg∼80kg 정도의 압력이 가해지도록 제작되어 있다. 그러므로 통상 사용하고 있는 금형은 규격이 평균 320mm×400mm×90mm 크기로 높은 압력에 견딜 수 있도록 견고하게 제작되어야 하고 중량도 무겁고 열전도가 좋은 알미늄으로 제작되므로 금형비가 과다하게 지출되는 폐단이 있다.

그래서 본 고안은 압력을 받는 면적이 발포성형 시킬 수 있는 밀폐박스 상부에만 압력을 가하게 되면, 압력받은 면적이 종전 금형 면적에 비해 1/10정도밖에 되지 않아 고열과 냉각수가 흐르는 상판과 하판의 크기를 더 넓은 면적으로 하고 시린다의 크기가 같다고 할 때 여러 족의 신발창을 한 금형속에 수평으로 제작하여 놓고 동시에 압력을 가해도 높은 압력에서 발포성형하여 생산성을 향상시키는 장점이 있고, 금형 자체도 중량을 가볍게 제작해도 제품에는 아무 이상이 없으므로 금형비가 대폭 절감되어 종전의 상하프레스 사이에 한족 분량의 금형을 넣어 생산하는 방법보다는 몇 배의 생산성을 향상시킬 수 있는 것이 특징이라 하겠다.

이렇게 제작된 신발창은 재료절감은 물론이고, 생산성은 종전의 프레스 작업방법에 비해 몇 배의 능률을 올릴 수 있어 값싸고 질좋은 신발창을 대량생산할 수 있는 특징이 있다 하겠다.

[실시예]

하부금형(30)과 중간금형(20), 상부금형(10)이 치합이 되어 있고 상부금형(10) 중앙에 개방구(5)를 설치하되, 그 개방구(5) 크기가 신발창 면적보다는 30∼60% 정도 작게 개방하여 중앙에 위치하게 하고 발포성재료(50)를 삽입을 한다. 이때 재료의 크기는 개방구의 크기보다는 훨씬 작게하여 위로 높게 쌓여 밀폐박스뚜껑저면(8)과 맞닿을 수 있도록 하고 분리가 된 밀폐박스 뚜껑(2)을 포개 얻어 놓고 밑바닥이 없는 밀폐박스(2)를 밑면이 하부금형(30) 상면에 닫도록 상부금형개방구(5) 속으로 밀어 넣게 되면 내부의 발포성 재료가 외부로 유출되지 못하게 되면서, 밀폐공간이 형성된다.

그리고 밀폐박스(2) 상면으로는 압착치구(1)을 포개어 얻어 놓으면 저면의 발포성 재료(50)의 부피에 의해 상부금형(110) 중앙이 부풀어진 상태로 금형에 치합되게 된다.

이렇게 발포성 수지가 내장이 되고, 조립된 금형자체를 스팀 및 공기출입구멍(23)(24)이 형성된 상부핫프레스(21), 하부핫프레스(22) 사이에 금형을 넣고 열과 압력을 가하게 되면 도면 제2도에 도시한 상태가 되는 것이다.

압착치구(1)는 주위의 금형높이보다는 5mm∼10mm 정도 두껍게 제작되어 높은 압력을 받게 하면 압력을 전달받은 저면의 밀폐박스 뚜껑(3)은 밑면의 발포성 재료를 강제로 짖눌리면서 압력을 가하게 된다. 또 밀폐박스(2)는 밑면이 하부금형(30) 상면과 밀착이 되면서 내부의 압력으로 퍼져나오는 발포성 수지가 금형 내부로 퍼져나가지 못하게 칸막이 역할을 함으로써, 고열과 고압을 받은 발포성 재료는 적정시간까지 밀폐박스(2) 내부에서 짖눌려 강압상태에서 발포팽창을 하려고 애를 쓰고 있다가 열을 차단하고 프레스 압력을 해지하여 금형을 끄집어 내면 강압에 의해 억제되어 있던 팽창력이 순간적으로 팽창되면서 팽창력에 의해 밀폐박스 뚜껑(3)을 자동적으로 위로 밀어올리고 밀려 올라가는 밀폐박스 뚜껑 턱(7)이 위면의 밀폐박스 걸림턱(9)을 같이 밀어 올리게 된다.

이때, 밀폐박스 경사면(6)은 내부의 발포팽창된 발포물이 신속하게 이탈하여 금형내부로 충진될 수 있도록 하기 위하여 경사각을 주는 것이다.

이렇게 부풀어진 발포물은 치합된 금형 내부에 신속하게 충진되면서 상부금형(10), 중간금형(20), 하부금형(30) 조립된 틈새로 삐져나오게 된다. 이때 발포배율을 조정할 수 있게끔 돌출턱(11)(12)(13)(14)에 연결된 걸쇠(15)(16)가 높낮이를 조정하게 된다. 제3도에 도시된 바와 같이 된다.

이렇게 발포팽창(52) 상태에서 압착치구(1)를 들어내고 금형과 수평을 이루면서 밀폐뚜껑(3)을 고정시킬 수 있는 냉각용 압착치구(100)로 교체하여 냉각수가 흐르는 상부프레스(31)와 하부프레스(32)사이에 금형자체를 또 다시 집어 넣고 압력을 가하게 되면 열을 받은 금형전체가 제4도에 도시된 바와 같이 성형이 되고, 이때 냉각용 압착치구(100) 밑면의 돌출부(102)는 저면의 밀폐뚜껑(3)이 압착을 하면서 높낮이를 조정하고 발포팽창된 신발창의 규격이 찌그러들지 않도록 돌출부(102) 높이도 조정되게 냉각용 압착치구 규격을 조정하여야 하고 돌출턱(101)은 밀폐박스가 발포물 표면에 얻히도록 하여야 한다. 냉각압착치구(100)와 상부금형(10)이 수평을 이루어 냉각프레스상면(31)에 접촉되어야 한다. 제4도에 도시된 바와 같다.

이런 과정을 거친 금형 내부의 발포팽창된 신발창을 사상재단 과정을 거쳐 완성된 신발창을 얻게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 상부금형 중앙에 개방구를 형성하고 금형 내부로 밀폐박스를 삽설하고 금형내부에서 발포 팽창되게 함으로써 기존이 프레스 방법으로 상하프레스 사이에 한 개의 금형을 넣는 방법보다는 프레스판을 크게하여 여러 개의 금형을 동시에 넣어 압력을 가할 수 있고 금형 중량도 대폭 줄어 들어 금형비도 절약되는 효과와 생산성이 탁월함을 물론 재료가 대폭 절약되어 경제적일 뿐만 아니라, 종전의 제조방법에 비해 많은 인원이 투입될 필요가 없었음이 실시예를 통해 확인되었다.

Claims (1)

1. 상부금형(10), 중간금형(20), 하부금형(30)이 치합된 신발창 금형에 있어서 상부금형(10) 중앙을 개방시켜 밑바닥이 없고 뚜껑이 분리된 밀폐박스를 넣고 밀폐박스 저면이 하부금형(30), 상면 내부에 위치되게 하고 발포성 수지(50)를 넣어 밀폐박스(2) 상면으로 압착치구(1)를 얻어 조립후, 스팀 및 공기출입구멍(23)(24)이 형성된 상부핫프레스(21)와 하부핫프레스(22) 사이에 위치시켜 고열을 가하면서 압착치구(1) 상면만 상부핫프레스(21)에 맞달아 열과 압력을 받게 함으로서 발포성 재료가 발포팽창되게 하고 열과 압력을 해지하고, 압착치구(1)를 제거한 후, 냉각용 압착치구(100)로 교체한 다음 냉각수가 흐르는 상부프레스(31)와 하부프레스(32) 사이에 금형을 위치시켜 냉각과정을 거쳐서, 발포팽창 성형된 신발창을 제조하는 방법.