KR20000012935A - 인조석 판재의 성형기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인조석 판재의 성형기의 관한 것으로 0.5kg/㎠미만의 비교적 작은 성형압력과 짧은 압축거리에서도 충전물이 고밀도로 균일하게 충전된 인조석 판재를 성형할 수 있도록 하기 위해서 받침판(10)위에 올려 놓여지는 성형틀(12)주의를 진공커버(14)로 덮고, 진공커버(14)위에는 압축판(16)을 탄성부재(18)(18′)와 안내판(19),(19′)으로 연결하며, 압축판(16)에는 진공커버(14)의 천정(28)에 고정된 패킹부재(29),(29′)를 관통하는 고정실린더(26),(26′)의 윗쪽끝을 고정하고, 고정실린더(26),(26′)속에는 피스턴(30),(30′)을 가진 작동축(32),(32′)을 끼우며, 작동축(32),(32′)의 아래쪽끝에는 진동기(22)가 달린 가압진동판(24)을 고정하고, 작동축(32),(32′)의 상측부에는 제 1 압촉코일스프링(38),(38′)을 탄설하며, 작동축(32),(32′)의 하측부에는 제 2 압축코일스프링(40),(40′)을 탄설한 인조석 판재의 성형기임.
본 발명은 성형틀에 담겨진 충전물를 작은 진폭과 빠른 진동주기로 운동하는 가압진동판으로 다져주는 것이어서 0.5kg/㎠미만의 가압력을 가진 통상적인 프레스를 사용하면서도 표면이 매끄럽고 기공이 없는 고품질의 인조석 판재를 저렴한 비용으로 대량생산할 수 있다.

Description

인조석 판재의 성형기
본 발명은 인조석 판재의 성형기에 관한 것으로서 보다 구체적으로는 천연석을 파쇄한 무기질 입자와 바인더 수지로 인조석 판재를 성형함에 있어서 진공하에서 진동을 부여하고 가압시키면서 고밀도로 충전된 인조석판재를 제조할 수 있는 성형기에 관한 것이다.
미국 특허 제 4,204,822 호에는 2중 동작 유압실린더와 진공장치 그리고 성형물을 넣고 뺄 수 있는 자동이송판이 부착되어 있으며, 이형지를 위, 아래에 끼운 상태에서 진공하에서 진동하는 프레스판으로 눌러 성형하는 성형기가 제시되어있고, 미국 특허 제 4,698,010 호에는 성형틀에 충전되는 원료를 진공, 진동 및 가압시켜서 대형블록을 성형하는 장치와, 성형된 블록을 절단, 연마하여서 인조석판재를 제조하는 방법이 제시되어있다.
이와같은 종래의 성형기들은 성형틀에 원료를 충전할 때 발생하기 마련인 원료의 충전밀도구배와, 프레스판으로 눌러주었을 때 발생하는 압력차이에 의해서 성형물의 윗부분과 모서리부분이 아래부분에 비하여서 상대적으로 충전밀도가 낮아지게 되었었고, 또 충전밀도가 높은 아래부분은 큰 압축력을 받는 반면에 충전밀도가 낮은 윗부분과 모서리부분은 상대적으로 작은 압축력을 받게 되어서 성형틀과 동일한 외관을 가진 성형물을 제조하기가 어려웠었고, 성형물의 윗부분과 모서리부분이 충격이나 하중에 취약해질 수밖에 없었으며, 절단, 연마와 같은 후가공할 때 성형물속에 있는 기공에 의해서 재료의 손실이 커졌었을 뿐만아니라 원료의 균일한 충전과 고밀도충전을 위해서는 큰 진동과 0.5kg/㎠ 이상의 높은 가압력이 요구되었었기 때문에 진동장치와 가압장치가 커질 수밖에 없는 것이어서 전체성형기의 설비규모가 커지게 되어서 성형물의 제조비용이 많이드는 등의 문제점이 있었다.
본 발명자는 이와같은 종래기술의 제반문제점을 해결하기 위하여 0.5kg/㎠ 미만의 가압력을 가진 기존의 프레스를 이용하여서 충전물이 고밀도로 균일하게 충전된 인조석판재를 만들 수만 있다면 저렴한 비용으로 고품질의 인조석 판재를 대량생산할 수 있는 것임을 알게 되어서 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
따라서 본 발명의 목적은 비교적 작은 성형압력과 짧은 압축거리에서도 충전물이 고밀도로 균일하게 충전된 인조석 판재를 성형할 수 있는 성형기를 제공하는데 있다.
도 1 은 본 발명에 의한 성형기의 일부를 단면으로 표시하여
내부구조를 보인 정면도.
도 2 는 본 발명에 의한 성형기를 프레스에 장착한 상태를
보인 정면도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 >
10 : 받침판, 12 : 성형틀, 14 : 진공커버, 16 : 압축판,
22 : 진동기, 24 : 가압진동판, 26,26´: 고정실린더,
32, 32´:작동축, 38,38´: 제 1 압축코일스프링,
40, 40´: 제 2 압축코일스프링.
본 발명은 도 1 에 예시한 바와같이 받침판(10)위에는 성형틀(12)이 올려 놓여져 있고, 이 성형틀(12)주위를 덮는 진공커버(14)위에는 진공커버압축판(16)이 압축코일스프링과 같은 탄성부재(18), (18´)와 안내핀(19), (19´)으로 연결되어 있어서 진공커버(14)의 아래쪽테두리(20)와 받침판(10)을 밀착시켜줄 수 있도록 되어있으며, 압축판(16)에는 진동기(22)가 달린 가압진동판(24)이 매달려지는 고정실린더(26),(26´)의 윗쪽끝이 고정되어있다.
고정실린더(26),(26´)는 윗쪽끝이 진공커버압축판(16)에 고정된 상태에서 아래쪽이 진공커버(14)의 천정(28)에 고정된 패킹부재(29),(29´)를 관통하여 가압진동판(24)쪽으로 뻗혀져있다.
고정실린더(26),(26´)에 끼워진 피스턴(30),(30´)의 중앙에는 작동축(32),(32´)의 윗쪽끝이 고정되어있고, 작동축(32),(32´)은 고정실린더(26), (26´)의 아래쪽을 폐쇄시켜주는 캡(34),(34´)에 형성된 구멍(36),(36´)을 관통하여서 가압진동판(24)쪽으로 길게 뻗혀진 상태에서 작동축(32),(32´)의 아래쪽 끝이 가압진동판(24)과 고정되어있다.
피스턴(30),(30´)과 캡(34),(34´)사이에 있는 작동축(32),(32´)의 윗부분에는 가압진동판(24)을 지지해주는 제 1 압축코일스프링(38),(38´)이 끼워져있고, 가압진동판(24)과 캡(34),(34´)사이에 있는 작동축(32),(32´)의 아래부분에는 가압진동판(24)을 눌러주는 제 2 압축코일스프링(40),(40´)이 끼워져있다.
진공커버(14)에는 진공커버(14)내부의 공기를 외부로 뽑아 내주는 진공도관(42)이 연결되어있다.
성형틀(12)은 측벽판(44)과 바닥판(46)으로 분리시켜줄 수 있는 조립식으로 되어있다.
측벽판(44)의 내측 아래쪽 테두리에는 성형틀(12)이 수평방향으로 이동될 때 변형되지 않도록 바닥판(46)이 끼워맞춤되는 요입부(48)가 형성되어있다.
본 발명에 있어서, 제 1 압축코일스프링(38),(38´)과 제 2 압축코일스프링(40),(40´)은 힘의 평형을 이루는 상태에서 이들 스프링의 압축력이 진동기(22)와 가압진동판(24)의 무게를 합한 것보다 크게 작용될 수 있도록 스프링의 크기를 선정하는 것이 바람직한데 그 이유는 종래의 성형기에서 요구되었던 0.5kg/㎠이상의 가압력보다 작은 성형압력이 가압진동판(24)에 작용하더라도 가압진동판(24)이 작은 진폭과 매우 빠른 진동주기로 운동을 하도록 하여서 성형틀(12)에 담겨진 충전물을 성형틀(12)의 어느 부위에서나 균일하면서도 미충전기공이 발생하지 않도록 치밀하게 고밀도로 충전시켜줄 수 있도록 하기 위한 것이다.
그리고 성형틀(12)의 측벽판(44)은 열전도성이 우수한 알루미늄합금이나 스테인레스 스틸로 만들어주는 것이 바람직하고, 바닥판(46)은 가볍고 열전도성이 우수한 알루미늄합금으로 만들어주는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 바닥판(46)의 표면에 고무판(50)을 붙여서 사용하는 것이 좋은데 그 이유는 성형틀(12)내로 충전되는 충전물을 효과적으로 진동, 가압성형시켜 줄 수 있기 때문이다.
이와같은 본 발명에 의한 성형기는 도 2 에 예시한 바와같이 통상의 프레스(104)의 하부이동판(100)과 상부고정판(102)사이에 장착한 상태에서 압축판(16)을 눌러주게 되면 탄성부재(18)(18´)가 압축되면서 진공커버(14)의 아래쪽테두리(20)를 받침판(10)과 밀착된다.
진공커버(14)와 받침판(10)사이가 밀봉된 상태에서 진공커버(14)에 연결된 진공도관(42)을 통해서 진공커버(14)내부의 공기를 뽑아내어 진공커버(14)내부의 진공도를 약 15mbar 정도로 유지시키면서 진동기(22)를 작동시켜주면 가압진동판(24)이 압축판(16)으로부터 전해지는 가압력을 고정실린더(26),(26´)속에서 제 1 코일스프링(38),(38´)으로 탄설된 작동축(32),(32´)을 통해서 전달받으면서 성형틀(12)에 담겨진 충전물(200)을 진동시켜주면서 가압시켜준다. 이때 고정실린더(26),(26´)와 가압진동판(24)사이에 탄설된 제 2 코일스프링(40),(40´)이 수축하면서 가압진동판(24)이 성형틀(12)에 충전된 충전물(200)을 보다 큰힘으로 가압시켜 줄 수 있도록 해주고, 작동축(32),(32´)의 위, 아래쪽에 탄설된 제 1 코일스프링(38),(38´)과 제 2 코일스프링(40),(40´)을 번갈아 가면서 수축과 팽창시켜주게 되어서 작동축(32),(32´)의 맨아래쪽에 매달려진 가압진동판(24)이 작은 진폭과 매우 빠른 주기로 진동을 하게 된다.
따라서 가압진동판(24)을 눌러주는 압축력 즉, 성형압력이 0.5kg/㎠미만이라고 하더라도, 가압진동판(24)이 고정실린더(26),(26´)에 끼워진 작동축(32),(32´)의 위, 아래쪽에 각각 탄설된 제 1 코일스프링(38),(38´)과 제 2 코일스프링(40),(40´)의 탄성력에 의해서 작은 진폭과 빠른 진동주기를 가지면서 성형틀(12)에 담겨진 충전물(200)을 가압진동시켜주게 되어서 충전물(200)을 성형틀(12)의 어느부위에서나 균일하면서도 미충전기공이 발생하지 않도록 치밀하게 충전되도록 해줌으로서 충전물(200)이 성형틀(12)전체에 고밀도로 충전될 수 있도록 해준다.
그리고 본 발명에 사용된 성형틀(12)은 측벽판(44)과 바닥판(46)이 조립식으로 된 것이므로 성형물을 성형틀(12)로부터 꺼낼 때 측벽판(44)과 바닥판(46)을 분리시켜줄 수 있기 때문에 성형틀이 한몸체로 되어있고 측벽부위가 테이퍼질 수밖에 없는 종래것에 비하여 성형물의 모서리를 손상시킬 우려없이 쉽게 꺼낼 수 있고, 위, 아래면과 측면이 정확하게 직각을 이루는 성형물을 얻을 수 있도록 해준다.
본 발명은 성형틀(12)에 담겨지는 충전물(200)을 작은진폭과 빠른 진동주기로 운동하는 가압진동판(24)으로 다져주는 것이므로 0.5kg/㎠이상의 성형압력이 요구되었던 종래의 성형기에 비하여 0.15 ∼ 0.2kg/㎠ 정도의 성형압력만으로도 충전물이 고밀도로 균일하게 충전된 인조석 판재를 성형할 수 있는 것이기 때문에 0.5kg/㎠미만의 가압력을 가진 통상적인 프레스를 사용하면서도 고품질의 인조석 판재를 저렴한 비용으로 대량생산할 수 있고, 표면이 매끄럽고 기공이 없으며 측면에 기울기가 없어서 연마 및 절단할 때 재료의 손실을 감소시켜줄 수 있는 인조석 판재를 성형할 수 있는 등의 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 성형틀(12)이 올려놓여지는 받침판(10)위에는 성형틀(12)주위를 덮는 진공커버(14)가 놓여져 있고, 진공커버(14)위에는 압축판(16)이 탄성부재(18), (18´)와 안내핀(19),(19´)으로 연결되어있으며, 압축판(16)에는 진공커버(14)의 천정(28)에 고정된 패킹부재(29),(29´)를 관통하는 고정실린더(26),(26´)의 윗쪽끝이 고정되어있고, 고정실린더(26),(26´)속에는 피스턴(30),(30´)을 가진 작동축(32),(32´)이 끼워져있으며, 작동축(32),(32´)의 아래쪽끝에는 진동기(22)가 달린 가압진동판(24)이 고정되어있고, 작동축(32),(32´)의 상측부에는 제 1 압축코일스프링(38),(38´)이, 작동축(32),(32´)의 하측부에는 제 2 압축코일스프링(40),(40´)이 탄설되어 있는 것을 특징으로 하는 인조석 판재의 성형기.
  2. 제 1 항에 있어서, 성형틀(12)이 측벽판(44)과 바닥(46)으로 분리, 결합시켜줄 수 있도록 된 것임을 특징으로 하는 인조석 판재의 성형기.
  3. 제 2 항에 있어서, 측판(44)의 내측 아래쪽 테두리에는 바닥판(46)이 끼워맞춤되는 요입부(48)가 형성된 것임을 특징으로 하는 인조석판재의 성형기.
  4. 제 2 항에 있어서, 바닥판(46)의 표면에 고무판(50)이 부착된 것임을 특징으로 하는 인조석판재의 성형기.
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