KR200299698Y1 - 펄프용기 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 각종의 펄프용기를 제작하는 장치에 관련되는 것이며, 특히 공정을 단축시키고 제작용기의 테두리부를 정리하는 별도의 트리밍공정이 필요없게됨을 주요한 특징으로 하는 것으로서, 이를 위해 본 고안은 기존의 열가압성형방식에 의한 펄프용기 제작장치에 있어서, 펄프가 공급되며 상하로 이동되는 제1하부금형과 그 직상방에서 승하강되며 히팅수단이 구비되어 상기 제1하부금형과 치합되어 펄프용기를 성형시키는 제1상부금형으로 구성되는 1차성형부와; 좌우로 이동되는 슬라이더 상면에 제2하부금형이 구비되며 상기 제2하부금형과 치합되는 제2상부금형 및 상기 슬라이더의 전방측에 물이 분사되는 샤워기와 코팅제가 분사되는 스프레이가 더 구비되는 2차성형부;를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하는 펄프용기 성형장치로서 콤팩트하게 설비를 구축할 수 있게되는 이점과 기존설비에 비해 전력소모를 줄이며 생산성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

펄프용기 성형장치{pulp vessel molding apparatus}

본 고안은 폐지등을 재생하여 각종의 펄프용기를 제작하는 성형장치에 관한 것으로서, 두번의 공정으로 완제품이 성형될 수 있도록 공정을 단축시키며 특히 성형과정에서 제작되는 용기의 테두리부를 매끄럽게 처리토록하며 또한 코팅제를 도포할 수 있도록함을 특징으로 하는 펄프용기 성형장치에 관한 것이다.

환경적인 문제등으로 재활용산업은 점차 산업분야에서 중요한 위치를 차지하고 있으며, 대표적인 재활용 품목의 하나가 폐지를 재생처리하는 것이다.

본 고안은 이러한 폐지의 재활용이라는 측면에서 중요한 위치를 차지하고 있는 분야이다.

이와 같은 목적으로 이미 다수의 관련되는 펄프용기 성형장치들이 제시된 바 있으나, 이러한 것들은 제조공정이 복잡하고 수작업이 병행되어야 하는 등의 문제점을 가지고 있었다.

일반적으로 펄프용기를 제작하기 위한 펄프용액은 펄프가 약 7%이고 용매가 약 93%로 혼합된 것이며 상기 펄프용액을 금형에 투입시켜 열과 압력으로 압착시켜 소정의 용기를 제작하게된다.

이하에서는 종래기술로서 실용신안등록번호 283194호의 펄프용기 성형장치에 대해 살펴보기로 한다. 첨부되는 도1은 상기 종래기술에 따른 펄프용기 성형장치의 개략적인 구조도를 도시하고 있다.

보다 상세한 구성을 보면,

수평에어실린더(2)에 의하여 수평 전후진 운동되는 하부프레임(200)에 결합되고 펄프탱크(8)에서 토출되는펄프용액을 정량수용하는 하부 제1금형(5)과; 수직에어실린더(11)에 의하여 상하 수직운동되는 상부프레임(100)에 결합되며 상기 하부프레임(200)의 후진시 상기 하부제1금형(5)의 직상방에 위치되어, 상기 하부 제1금형(5)과 함께 펄프용액을 압착성형시키며, 상기 압착성형시 펄프를 건조시키는 펄프건조용 히터가 내장되고, 압착성형후 펄프성형물을 흡착상승시키는 공기 흡입수단이 마련된 상부열금형(3)과; 상기 하부프레임(200)의 하부 제1금형(5) 후단에 일렬 결합되고 상기 하부프레임(200)의 전진시 상기 상부열금형(3)의 직하방에 위치되어, 상기 상부열금형(3)에 흡착된 펄프성형물을 상기 상부열금형(3)과 함께 가열압착시키는 2차건조용 히터가 내장되고, 2차건조 완료되어 상부프레임(100)이 상승할 때, 상기 상부열금형(3)의 흡착이 종료되면 펄프성형물을 흡착수용시키는 공기진공 흡입수단이 마련된 하부 제2금형(6)과; 상기 상부프레임(100)의 상부열금형(3) 후단에 일렬 결합되고 상기 하부프레임(200)의 후진시 상기 하부 제2금형(6)의 직상방에 위치되어, 상기 펄프성형물의 성형외곽 버(BURR)를 트리밍시키는 트리밍 날과 펄프성형물을 흡착상승 시키는 공기진공 흡입수단이 마련된 상부트리밍금형(4)과; 상기 하부프레임(200)의 하부 제2금형(6) 후단에 일렬 결합되고, 상기 하부프레임(200)의 전진시 상기 상부트리밍금형(4)의 직하방에 위치되며, 상기 상부트리밍금형(4)의 하강시 펄프성형물의 버(BURR)를 트리밍시키는 트리밍 날과 상기 상부트리밍금형(4)의 상승시 흡착종료되면 펄프성형물을 흡착수용시키는 공기진공 흡입수단이 마련된 하부 제3금형(7)과; 상기 상부프레임(100)의 상부트리밍금형(4) 후단에 일렬배열되고, 상기 하부프레임(200)의 후진시 상기 하부 제3금형(7)의 직하방에 위치되며, 상기 상부프레임(100)의 하강시 상기 하부 제3금형(7)에 수용된 펄프성형물을 흡착상승시키고 상부 하부프레임(200)의 전신후 하강되어 흡착중지시켜 펄프성형물을 취출판(10)에 거치시키는 공기진공 흡입수단이 마련된 상부흡입판(9)으로 구성되는 펄프용기 성형장치이다.

상기의 펄프용기 성형장치는 기본적으로 3단계로 이루어지는 금형들이 구비되어 연속적으로 성형, 건조, 트리밍 및 취출작업이 수행되도록 하고 있으나, 트리밍을 위한 금형의 추가로 설비가 커지게되고 제조시간도 많이 소요되는 등의 불합리한 요소들로 인한 문제점이 있었다.

또한, 상기의 성형장치를 포함하여 다른 기존설비들의 경우 용기의 내부에 대한 코팅작업은 기본적인 용기형상으로 제작한 이후에 수작업등에 의한 스프레이작업으로 코팅을 실시하게되어 제작원가가 높아지고 공정도 길어진다는 문제점을 가지고 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 고안에서는 별도의 트리밍 공정을 없게하여 설비를 콤팩트하게 하며 제조공정시간도 단축시키도록하고 또한, 용기 내부에 대한 코팅작업도 용기제작 과정중에 동시에 이루어지도록 하는 펄프용기 성형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 - 종래기술에 따른 펄프용기 성형장치의 개략적인 구조도

도 2 - 본 고안의 일 실시예에 의한 펄프용기 성형장치의 개략적인 구성도.

도 3 - 본 고안에 있어서의 하부금형의 개략적인 단면도.

도4a ∼4h - 본 고안에 따른 펄프용기 성형장치에 의한 펄프용기 성형시의 작업순서를 보여주는 개략적인 공정도.

<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>

100 : 1차성형부 110 : 제1하부금형

111 : 홀 112 : 유로

113 : 배출구 114 : 거름판

115 : 수평단부 120 : 제1상부금형

121 : 금형설치판 200 : 2차성형부

210 : 제2하부금형 220 : 제2상부금형

230 : 슬라이더 231 : 샤워기

232 : 스프레이

상기와 같은 목적달성을 위한 본 고안은, 기존의 열가압성형방식에 의한 펄프용기 제작장치에 있어서, 펄프가 공급되며 상하로 이동되는 제1하부금형과 그 직상방에서 승하강되며 히팅수단이 구비되어 상기 제1하부금형과 치합되어 펄프용기를 성형시키는 제1상부금형으로 구성되는 1차성형부와; 좌우로 이동되는 슬라이더 상면에 제2하부금형이 구비되며 상기 제2하부금형과 치합되는 제2상부금형 및 상기 슬라이더의 전방측에 물이 분사되는 샤워기와 코팅제가 분사되는 스프레이가 더 구비되는 2차성형부;를 포함하여 구성됨을 기술적 요지로 하는 펄프용기 성형장치에 관한 것이다.

그리고 본 고안의 펄프용기 성형장치에서는 승하강되어 하부금형과 결합되는 상부금형의 정확한 이동이 이루어지도록 상부금형이 결합되는 금형설치판의 네모서리부에 가이드바를 설치하여 이동되도록 한다.

또한, 하부금형에는 신속한 건조가 이루어질 수 있도록 금형에 다수의 통공을 형성시켜 물이 배출되도록하고 펄프의 배출은 방지되도록 그물망을 결합시키도록 함을 또한 특징으로 한다.

본 고안의 펄프용기 성형장치는 크게 1차성형부와 2차성형부로 구성이 되며 1차성형이 이루어지기에 앞서 하부금형에 투입되는 펄프에 대한 테두리부의 트리밍이 이루어지도록하며 이와 함께 코팅제를 분사시켜 별도의 트리밍 공정과 코팅공정이 필요없도록 한다.

이하에서 본 고안의 바람직한 실시예를 통해서 상기 펄프용기 성형장치에 대한 보다 상세한 설명을 하고자 한다. 도2는 본 고안의 일 실시예에 의한 펄프용기 성형장치의 개략적인 구성도를 나타내며, 도3은 본 고안에 있어서의 하부금형의 개략적인 단면도를 나타낸다.

도시된 것처럼, 상기 펄프용기 성형장치는 1차성형부(100)와 2차성형부(200)가 연속하여 배치되며 각 성형부는 하나씩의 하부금형과 상부금형으로 구성된다. 먼저 1차성형부에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

상기 1차성형부(100)는 제1하부금형(110)과 제1상부금형(120)으로 구성되며 제1하부금형으로는 펄프용액이 공급되고 이후 상승하여 상기 제1상부금형과 결합하여 반제품 상태의 용기를 성형하게 된다. 보다 상세하게로는 상기 제1하부금형(110)은 펄프용액 저장조(101)에 설치되며 실린더와 같은 수단과 연결되어 승하강되면서 펄프용액 저장조에 침적되거나 대기중에 노출된다. 한편, 상기 펄프용액 저장조(101)로는 펄프용액이 공급되며 저장조에 잠긴 제1하부금형으로 펄프용액이 투입된다. 적정량의 펄프용액이 제1하부금형으로 투입된 후에는 잔류 펄프용액은 재차 배출된다. 이러한 구조 및 작동원리는 공지의 기술이며 더 이상의 상세한 설명은 생략키로 한다.

한편, 본 고안에 의한 펄프용기 성형장치에서는 펄프용액이 투입되는 상기 제1하부금형(110)의 상면에 다수의 홀(111)이 형성되며 상기 홀들은 금형 내부에 구비되는 유로(112)와 통하도록 제작된다. 그리고 상기 유로(112)들은 금형 하부로 형성되는 배출구(113)와 연결되는 구조이며, 따라서 상기 제1하부금형으로 투입되는 펄프용액중 펄프를 제외한 용매는 상기 홀을 통하여 배출구로 자연배출이 이루어진다. 또한, 제1상부금형과 결합되어 압착되면 여분의 용매도 홀을 통하여 원활히 배출되고 고온에 의한 건조시에 발생되는 수증기도 홀을 통하여 배출되어 신속한 건조가 이루어지게되는 특징을 가지게 된다.

그리고 더욱 바람직하게로는 펄프용액이 투입되는 제1하부금형(110) 상면부에는 미세한 구멍이 형성되는 그물망구조의 거름판(114)을 설치토록 한다. 상기 거름판(114)은 금속망으로 이루어지며 펄프용액이 투입됨에 의해 펄프는 거름판을 통과하지 못하고 용매만이 홀을 통하여 배수되도록 기능하게 된다.

본 고안에 적용되는 제1하부금형(110)의 또 다른 특징으로는 펄프용기를 이루는 금형 테두리부의 수평단부(115)의 외측은 수직하게 급격한 경사를 이루며 내측은 오목한 라운드를 이루는 구조를 이루고 있다. 금형 테두리부에 형성된 수평단부(115)에는 투입된 펄프가 너저분하게 엉겨있게되며 이 상태로 성형할 시에는 테두리부가 매끄럽지 못하여 별도의 트리밍작업이 필요하게된다. 따라서, 본 고안에서는 후술하겠지만 샤워기로 물을 분사시켜 상기 수평단부에 엉겨붙은 불필요한 펄프를 떨어지게 한다. 이를 위해 수평단부의 외측은 수직하게 단차를 주어 샤워기로부터 분사되는 물에 의해 펄프가 쉽게 떨어질 수 있도록 한 것이다.

그리고 상기 수평단부의 내측은 오목하게 라운드를 주어 단부의 두께를 두껍게 형성될 수 있도록한다. 이와같이 펄프용기의 단부를 두껍게 성형함으로서 용기에 가해지는 외력등에 의해 용기가 쉽게 변형되거나 파손되는것을 억제할 수 있게 된다.

그리고 제1상부금형에는 히팅수단(미도시)이 내장되어 금형을 적절한 온도로 가열시키게 되고 상기 제1상부금형(120)은 금형설치판(121)에 설치되고 상기 금형설치판(121)은 그 네모서리부에 수직하게 설치되는 가이드바(102)와 결합되어 상기 가이드바를 따라 승하강된다. 상하금형의 결합시에 그 위치에 변화가 생기게되면정확한 금형간의 치합이 이루어지지 않으며 이로인한 금형손상 및 제품불량을 유발하게 되는바, 본 실시예에서는 제1상부금형의 정확한 승하강이 이루어지도록 금형설치판을 4개의 가이드바로 구속시키도록 한 것이다.

또한, 상기 제1상부금형에는 히팅수단 외에 제1하부금형과 결합하여 용기를 성형,건조후 반제품의 용기를 흡착시키는 흡착수단(미도시)이 구비된다. 상기 흡착수단은 반제품의 용기를 진공흡착 되도록하여 제1상부금형에 부착되게하는 것으로서 공지의 기술로서 수행될 수 있다.

다음으로 2차성형부에 대해 설명하기로 한다.

2차성형부(200)는 제2하부금형(210)과 제2상부금형(220)으로 구성이 되며 상기 제2하부금형은 좌우로 슬라이딩되는 슬라이더(230)의 상면에 설치된다. 제2상부금형(220)은 상기 제1상부금형과 동일한 구조를 갖추고 있는 바, 여기에서는 설명을 생략키로 한다.

상기 제2하부금형이 결합된 슬라이더(230)는 유,공압실린더등에 의해 작동되어 상기 제1상부금형 하부까지 전진되어 1차성형부에서 성형된 반제품을 전달받은 후 다시 원래로 위치로 복귀되는 동작을 반복하게 된다.

특히, 본 고안에서는 상기 슬라이더(230)의 전방측 단부에 샤워기(231)와 스프레이(232)가 더 갖추어지도록 하고 있다. 슬라이더의 슬라이딩 동작은 일반적인 엘엠가이드등을 사용하여 작동되도록할 수 있다.

상기 도2에 도시된 것처럼, 상기 슬라이더의 일측 단부에 스프레이와 샤워기가 이격거리를 두고 설치되며 상기 샤워기(231)에서는 물과 같은 액상물질이 분사되고 스프레이(232)에서는 액상의 코팅재가 상기 슬라이더의 하부에 놓인 제1하부금형을 향해 분사된다.

샤워기에서 분사되는 물은 제1하부금형에 투입되어 금형의 형상대로 개략적인 용기형태를 갖춘 것의 테두리부에 엉겨붙은 불필요한 부분을 제거시키는 역할을 하게된다. 즉, 언급한 제1하부금형의 수평단부에 붙은 펄프를 제거시켜 펄프용기의 테두리부가 매끄럽게 성형될 수 있도록 하는 것이다.

상기 샤워기는 금형의 크기나 형태등에 따라 그 갯수나 설치위치를 적절히 조절토록 하며 또한 각 샤워기에서의 분사 타이밍등은 CPU에 의해 제어되도록 할 수 있다.

도면상 샤워기(231)의 왼편으로 스프레이(232)가 설치되는데 샤워기의 작동후 2-3초의 시간간격을 두고 작동되어 코팅제를 분사하게 된다. 상기 코팅제는 액상이며 용기의 용도에 따라 적절한 코팅제를 선정하면 된다. 스프레이에 의해 분사되는 코팅제는 용기 상면 전체에 걸쳐 고르게 뿌려져 도포된다.

2차성형부를 구성하는 제2하부금형의 구조 또한 제1하부금형과 동일하게 잔류 수분이 배출될 수 있는 홀과 배출구등이 갖추어지는 바, 상세한 설명은 않도록 한다.

이상에서 본 고안에 따른 펄프용기 성형장치의 구성에 대해 설명하였으며 이하에서는 상기 펄프용기 성형장치의 작동원리에 대해 설명하기로 한다.

첨부되는 도4a ∼ 도4h는 상기 펄프용기 성형장치에 의한 펄프용기 성형시의 작업순서를 보여주는 개략적인 공정도에 해당된다. 상기 도2 내지 도4에 도시된것처럼, 1차성형부와 2차성형부가 연이어 구비되며 슬라이더(230)의 우측으로 최종 성형된 용기가 배출되는 취출판(300)이 설치되어져 있다.

상기 도4a 로부터 최초 펄프용액이 공급되고 이어서 연속적인 성형작업이 이루어지게된다. 에이(a) 단계에서는 제1하부금형(110)은 펄프용액 저장조(101)에 완전히 담겨져 펄프용액이 금형에 투입되어진다. 적정량의 펄프용액이 제1하부금형에 투입된 후에는 상기 저장조에 잔류하는 나머지 펄프용액은 저장조의 외부로 배출된다. 이어서 슬라이더(230)가 1차성형부로 최대 전진되며 제1상부금형(120)과 제2상부금형(220)은 하강되어 일시정지된 상태로 각 금형에 부착된 용기를 낙하되도록한다(b). 하지만, 최초 성형시에는 공회전상태이므로 낙하되는 용기는 없게된다.

이어서 두개의 상부금형은 원래 위치로 상승되며 상기 슬라이더(230)는 후진하게된다. 상기 슬라이더(230)가 후진중에 슬라이더에 설치된 샤워기(231)와 스프레이(232)가 작동되어 물과 코팅제가 분사된다.

먼저 샤워기가 작동되어 물이 분사되며 슬라이더의 하부에 위치된 제1하부금형의 테두리부에 잔존하는 불필요한 펄프를 제거시키게 된다. 상기 샤워기가 작동된 후 2-3초 후에 스프레이가 작동되어 코팅제를 분사하게 된다.(c)

상기 슬라이더(230)가 후진시에 기 성형되어 상판(235)에 놓인 제품을 취출판(300)으로 밀어내게 되지만, 여기에서는 최초 작동시인 바 한번의 공회전을 하게된다.

이어서, 제1하부금형(110)은 상승되며 제1 및 제2상부금형은 하강되어 각각제1 및 제2하부금형과 결합되어 열가압하게 된다. 공회전 상태에서는 상기 제2하부금형에는 펄프가 공급되어있지 않은 상태이며 1차성형부에서만 펄프용기가 1차로 성형된다.(d)

열가압되어 성형된 펄프용기는 상기 제1 및 제2 상부금형에서의 진공흡입으로 각 상부금형에 부착되며 제1하부금형(110)은 하강되고 각 상부금형은 펄프용기를 부착한채로 상승하게 된다.(e)

다음으로 하강되어 펄프용액 저장조(101)에 안착된 제1하부금형(110)으로는 다시 펄프용액이 공급되며 여분의 펄프용액들은 배출된다.(f)

이어서는 재차 상기 슬라이더(230)는 전진되며 상기 제1 및 제2 상부금형은 하강되어 일시정지한 상태에서 성형된 각 펄프용기를 배출하게 된다. 즉, 제1상부금형에 부착되어있던 반제품은 제2하부금형으로 낙하되며 제2상부금형에 부착되어있던 최종제품은 상기 슬라이더(230)가 이동되는 상판(235)으로 떨어지게 된다.(g)

다음으로 각각의 상금형은 상승되고 슬라이더는 후진되면서 상판에 놓인 제품을 취출판으로 밀어내게된다. 이 과정중에 상기 스프레이와 샤워기는 작동된다(h).

이후 공정은 앞서 설명한 것과 동일하게 반복수행되며 공회전없이 연속적인 성형과 취출이 이루어지게 된다.

설명한 것처럼, 상기 제1 및 제2상금형은 반복하여 승하강되면서 각 하부금형과 결합되는 바, 항상 일정한 위치를 유지해야 할 필요가 있다. 따라서, 상기금형이 설치되는 금형설치판의 네모서리부를 가이드바로 구속시켜 수직하게 금형이 이동될 수 있도록 한다.

그리고 각 하부금형에 형성되는 배출구는 특정의 배관을 이용하여 배출되는 물을 수집토록해야 한다.

상술한 바와 같은 구성에 의한 본 고안은, 설비를 콤팩트하게 제작할 수 있는 이점이 있으며 제조공정의 단축으로 전력소모를 줄일 수 있고 별도의 트리밍 공정없이도 용기의 테두리가 매끄러운 제품 생산이 가능하다는 이점과 코팅작업이 동시에 수행됨으로 인해 후처리작업이 필요없게되어 비용절감 및 생산성이 향상된다는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 기존의 열가압성형방식에 의한 펄프용기 제작장치에 있어서,

   펄프가 공급되며 상하로 이동되는 제1하부금형과 그 직상방에서 승하강되며 히팅수단이 구비되어 상기 제1하부금형과 치합되어 펄프용기를 성형시키는 제1상부금형으로 구성되는 1차성형부(100)와;

   좌우로 이동되는 슬라이더 상면에 제2하부금형이 구비되며 상기 제2하부금형과 치합되는 제2상부금형 및 상기 슬라이더의 전방측에 물이 분사되는 샤워기와 코팅제가 분사되는 스프레이가 더 구비되는 2차성형부(200);를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 펄프용기 성형장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1상부금형과 제2상부금형은,

   금형설치판의 4모서리부에 상하로 길게 고정설치되는 가이드바(102)에 의해 안내되어 오차없이 정확하게 상하로 이동되어짐을 특징으로 하는 펄프용기 성형장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제1하부금형(110)과 제2하부금형(210)은,

   펄프가 투입되는 금형 상면에 다수의 홀(111)이 형성되며 상기 홀들은 금형 내부에 형성되는 유로(112)와 통하고 하부에는 배출구(113)가 구비됨을 특징으로하는 펄프용기 성형장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 제1하부금형과 제2하부금형은,

   펄프가 공급되는 금형 상면에 그물망구조의 거름판(114)이 더 갖추어짐을 특징으로 하는 펄프용기 성형장치.
5. 제 3항에 있어서, 상기 제1하부금형은,

   금형 상면 가장자리부에 돌출된 수평단부(115)가 형성되며 그 내측으로는 하부로 오목한 라운드부가 갖추어짐을 특징으로 하는 펄프용기 성형장치.