KR20030037484A - 팔렛트를 이용한 다단계 폐합성섬유 프레스 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

세절되고 타면된 후 소정크기로 절단된 폐합성섬유 소재를 공급하는 공급 컨베이어벨트; 상기 폐합성섬유 소재를 이송하여 투입하는 이송래커 및 이것과 결합된 피니언을 구동시키는 이송모터; 상기 이송래커 위에 하부 팔렛트를 로딩시키고 그 위에 상기 공급 컨베이어벨트에 의해 공급되는 상기 폐합성섬유 소재가 놓여지면 다시 그 위에 상부 팔렛트를 로딩시켜 팔렛트 유니트를 형성시키는 로딩수단; 상기 공급 컨베이어 벨트 상의 폐합성섬유 소재를 상기 하부 팔렛트 위로 로딩시키는 푸셔; 상기 이송래커에 의해 투입되는 팔렛트 유니트를 다단계로 가열 가압하여 상기 폐합성섬유 소재를 연화물 소재로 만들어 성형하도록 가열판을 구비한 복수의 가열가압프레스; 상기 가열가압프레스에 의해 가압된 팔렛트 유니트의 연화물 소재를 냉각 가압하는 복수의 냉각가압프레스; 및 상기 냉각가압프레스를 거쳐 나온 상기 팔렛트 유니트의 상부 팔렛트를 회수하고 가압 성형이 완료된 연화물 소재를 배출하고 다시 상기 하부 팔렛트를 회수하는 회수수단;을 포함하는 다단계 폐합성섬유 프레스 장치.

Description

팔렛트를 이용한 다단계 폐합성섬유 프레스 장치 및 그 방법 {apparatus and method for multi-pressing synthetic fiber scrap using pallets}

본 발명은 다단계 폐합성섬유 프레스 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가열 연화된 폐합성섬유 연화물을 팔렛트 상에 로딩시켜 이 팔렛트를 이송시키면서 다단계로 가압 성형하는 프레스 장치와 그러한 방법에 관한 것이다.

최근, 환경오염을 예방하고 부족 자원 문제를 해결하기 위해서 각종 폐기물을 재활용하는 기술이 끊임없이 연구 개발되고 있다. 그러한 기술 중의 하나로서, 폐합성섬유를 절단 및 분쇄한 뒤 이를 가열하여 연화시키고, 프레스와 같은 압착성형장치로 압착시켜 판재나 합판을 제조하여 재활용하는 기술이 소개되었다.

구체적으로, 폴리프로필렌, 나일론과 같은 저융점섬유(low melting fiber)와 폴리에스테르와 같은 고융점섬유(high melting fiber)를 작은 크기로 절단하고 절단된 폐합성섬유를 타면기로 타면하여 솜처럼 만들고 혼합기로 이송시켜 혼합한다.

그리고 정면기로 보내 일정 두께로 펼쳐서 정면한 후 절단기에 의해 소정 크기로 절단된 폐합성섬유는 가열가압프레스로 이송되어 가열과 동시에 압착되는데, 이때 상기 저융점섬유는 용융되고 고융점섬유는 용융되지 않는 정도의 온도로 가열된다. 그러면, 상기 저융점섬유가 용융되면서 고융점섬유의 솜처럼 형성된 조직사이로 침투하게 된다. 마지막으로, 가압성형된 판재를 냉각시키면 폐합성섬유로 된 판재가 완성된다.

이러한 폐합성섬유 판재는 기존의 목재와 매우 흡사한 특징으로 지니는데 그 이유는 고융점섬유는 완전히 용융되지 않아 마치 목재의 조직과 같은 섬유조직을형성하고 그들 사이에 저융점섬유가 용융되면서 침투한 뒤 응고되므로 이들 섬유조직들은 상호 단단히 연결되게 된다. 따라서, 폐합성섬유 판재는 고강도 특징을 지니는 한편 인성도 우수하여 못을 박더라도 깨지지 않으므로 기존의 건축용 목재를 대체할 수 있는 훌륭한 소재가 된다. 이러한 폐합성섬유는 플라스틱과 같은 합성수지를 용융시켜 사출성형하는 플라스틱 판재와 뚜렷하게 구별되는데, 상기 플라스틱 판재는 취성이 강하여 외부 충격에 쉽게 깨지는 성질을 가지고 있다.

상기 폐합성섬유 판재의 제조공정에 있어서, 저융점섬유가 고융점섬유의 조직 사이로 충분하게 침투하도록 하기 위해서는 프레스에서 가압하기에 앞서 예열을 하여야만 하는데, 현재는 폐합성섬유를 이송하는 망상의 콘베이어 벨트에 열풍을 송풍함으로써 이를 수행한다.

또한, 열풍으로 예열된 상기 폐합성섬유 소재를 가열가압프레스에서 가압시킴에 있어서 최초 10∼20cm 두께로 소재를 투입하여 이를 1∼2cm정도의 두께를 가진 판재로 압착시켜야 한다. 이때, 압착되는 두께가 상당하므로 한 번에 압착을 할 경우 열전달이 충분히 이루어지지 못하거나 조직 속에 기공이 포획되는 등으로 인해 전체적으로 균일한 판재를 얻는 것이 쉽지 않아 불량률이 매우 높다. 또한, 가열가압프레스에서 가압 성형된 판재를 취출하여 냉각시켜야 하는데, 상기 저융점섬유가 용융된 폐합성섬유 소재는 연화되어 이를 이송하기가 매우 곤란하다. 따라서, 종래에는 프레스에서 성형이 완료된 후에도 일정시간 냉각을 위해 대기하거나, 아니면 수작업으로 이를 일일히 취출시켰는데 이 과정에서 많은 불량품이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 폐합성섬유를 복수의 프레스로 단계적으로 이송하면서 점차적으로 가열압착시킴으로써 폐합성섬유 판재가 균일한 조직으로 압착될 수 있도록 하는 다단계 폐합성섬유 프레스 장치와 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 복수의 다단계 프레스를 이용하는 본 발명의 특징에 따라, 가열되어 연화된 폐합성섬유 연화물 소재를 팔렛트 상에 로딩시켜 후속 공정으로 이송함으로써 소재의 취급을 용이하게 하고 제조공정상에서 불량품의 발생을 줄여 제조 효율을 한층 더 높일 수 있는 프레스 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다단계 폐합성섬유 프레스 장치 개략적인 구성을 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 가압 프레스의 개략적인 구성을 도시한 정면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 가압 프레스의 개략적인 구성을 도시한 측면도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 다단계 폐합성섬유 프레스 공정을 설명하기 위해 도시한 평면도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 로딩수단을 도시한 도면이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이송래커와 피니언의 구조를 나타낸 일부 사시도이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투입수단의 예를 나타낸 주요 사시도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른, 다단계 프레스 장치는,고융점섬유와 저융점섬유가 절단되고 혼합되고 타면된 폐합성섬유 소재를 공급하는 공급 컨베이어벨트; 상기 공급 컨베이어벨트로부터 공급된 상기 폐합성섬유 소재를 이송하는 이송수단; 상기 이송수단 위에 하부 팔렛트를 로딩시키고, 그 위에 상기 공급 컨베이어벨트에 의해 공급되는 상기 폐합성섬유 소재가 투입되면 다시 그 위에 상부 팔렛트를 로딩시켜 팔렛트 유니트를 형성시키는 로딩수단; 상기 공급 컨베이어 벨트 상의 폐합성섬유 소재를 상기 이송수단에 로딩된 하부 팔렛트 위로 투입시키는 투입수단; 가열판을 구비하고, 상기 이송수단에 의해 이송되는 팔렛트 유니트를 다단계로 가열 가압하여 상기 폐합성섬유 소재를 연화물 소재로 만들어 성형하는 복수의 가열가압프레스; 상기 가열가압프레스에 의해 가압된 팔렛트 유니트의 연화물 소재를 냉각 가압하는 복수의 냉각가압프레스; 및 상기 냉각가압프레스를 거쳐 나온 상기 팔렛트 유니트의 상부 팔렛트를 회수하고 가압 성형이 완료된 연화물 소재를 배출하고 다시 상기 하부 팔렛트를 회수하는 회수수단;을 포함한다.

여기서, 상기 이송수단은, 상기 가압프레스를 따라 설치되는 한 쌍의 이송래커; 및 상기 이송래커의 기어치와 맞물려 회전함으로써 상기 이송래커를 왕복 주행시키는 피니언기어를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 이송래커를 선택적으로 승강시키는 승강수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 승강수단은, 상기 이송래커를 선택적으로 지지하는 써포트; 상기 써포트와 연결된 승강로드; 및 상기 승강로드의 단부와 접촉하여 이를 승강시키는 승강캠;을 포함한다.

본 발명은 또한, 상기 가압프레스에 투입된 팔렛트 유니트를 정렬시키는 정렬수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 정렬수단은, 상기 프레스에 고정된 정렬벽; 상기 팔레트 유니트를 상기 정렬벽 쪽으로 선택적으로 밀어 붙여 정렬시키는 정렬 플레이트; 상기 정렬 플레이트와 연결된 정렬로드; 및 상기 정렬로드와 연결되어 상기 정렬 플레이트를 왕복 운동시키는 정렬휠;을 포함한다.

또한, 상기 로딩수단은, 상기 이송수단 상부로 형성된 가이드레일; 및 상기 가이드레일 위를 왕복 운동하면서 흡착판에 의해 진공으로 상기 팔렛트들을 흡착하여 상기 이송수단 위에 공급하는 흡착장치;를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 상기 투입수단은, 상기 공급 콘베이어 벨트 상의 폐합성섬유 소재를 밀어서 상기 이송수단 위에 공급된 하부 팔렛트 위로 투입하는 푸셔인 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 투입수단은 상기 공급 콘베이어벨트와 이송수단 사이에 상하 및 왕복운동가능하도록 설치되어, 압침이 형성되어 상기 폐합성섬유 소재를 찔러서 지지하는 압침지지수단; 및 상기 압침지지수단에 지지된 페합성섬유 소재를 상기 이송수단 위로 이송한 후 이를 분리시키기 위한 분리수단을 포함하는 것이 바람직하다.

바람직하게, 상기 투입수단은, 압입실린더; 상기 압입실린더의 실린더로드의 끝에 결합되어 승강운동하도록 되어 있으며 다수의 관통공이 형성되어 있는 승강부재; 및 상기 압입실린더와 일체로 결합되며 그 하면에는 상기 관통공을 통과하는 다수의 압침이 형성되어 있는 압입판;을 포함하는 압침투입장치이다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 하부 팔렛트를 이송수단 상에 로딩시키는 단계; 상기 하부 팔렛트 위에 폐합성섬유 소재를 투입하는 단계; 상기 폐합성섬유 소재 위에 상부 팔렛트를 로딩하여 팔렛트 유니트를 형성하는 단계; 상기 팔렛트 유니트를 상기 이송수단에 의해 복수의 가열가압프레스에 투입하여 단계적으로 가열하여 연화물 소재로 만들면서 가압 성형하는 단계; 상기 가열하여 가압 성형된 팔렛트 유니트의 연화물 소재를 냉각 가압하여 성형을 완료하는 단계; 상기 성형이 완료된 팔렛트 유니트의 상부 팔렛트를 회수하는 단계; 상기 성형이 완료된 폐합성섬유 연화물 소재를 배출하는 단계; 및 상기 팔렛트 유니트의 하부 팔렛트를 회수하는 단계;를 포함하는 다단계 폐합성섬유 프레스 방법이 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프레스 장치가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 본 발명의 프레스 장치는 폐합성섬유 소재가 투입되는 투입부(100)와, 상기 투입된 폐합성섬유 소재를 가압 성형하는 가압부(200)와, 상기 가압부에서 가압 성형된 소재가 배출되는 배출부(300)로 구성된다.

본 발명에 따르면, 상기 투입부(100)로 투입되는 폐합성섬유 소재(10')는 전술한 바와 같이 고융점섬유과 저융점섬유를 각각 가늘게 절단하고 이를 혼합한 후 타면기(미도시)에서 솜처럼 타면한 소재(이하 '폐합성섬유 소재'라고 함)이다. 이와 같은 폐합성섬유 소재(10)는 연속적인 덩어리 형태의 소재(10')로 공급 콘베이어벨트(101)를 통해 공급되며, 예컨대 커터(102)에 의해 소정 분량만큼 절단되어분리된다.

상기 절단 분리된 폐합성섬유 소재(10')는 본 발명에 따른 한 쌍의 상부 및 하부팔렛트(20a)(20b) 사이에 개재되어 팔렛트 유니트(20)를 형성하고, 이 상태로 이송수단에 의해 가압부(200)로 공급된다. 바람직하게, 상기 공급 콘베이어벨트(101)의 일측에는 상기 절단된 폐합성섬유 소재(10')를 상기 이송수단으로 투입하는 투입수단이 설치된다. 본 발명에 따르면, 상기 이송수단에는 하부팔렛트(20b)가 놓여지고, 그 하부 팔렛트(20b) 위로 상기 투입수단에 의해 폐합성섬유 소재(10')가 투입된다.

도 1에는 상기 투입수단의 일 예로서 푸셔(103)가 도시되어 있다. 바람직하게, 상기 푸셔(103)는 상하로 승강되거나 그 푸셔바가 회동가능하도록 되어 있다. 따라서, 상기 푸셔바가 승강된 상태에서 상기 폐합성섬유 소재(10')가 공급 콘베이어벨트(101)에 의해 공급되면 이어서 푸셔바가 하강하여 상기 폐합성섬유 소재(10')의 후면과 접촉한 다음 소재를 밀어서 상기 팔렛트 위로 투입한다. 또한, 상기 폐합성섬유 소재(10')가 푸셔(103)에 의해 공급될 때 소정 위치에서 멈춤이 되도록 푸셔(103)의 반대측에는 스토퍼(104)가 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 투입수단으로서 푸셔(103) 대신에 도 7에 도시된 바와 같은 압침투입장치(130)가 구비될 수 있다. 상기 압침투입장치(130)는 공급 콘베이어벨트(101)와 이송수단 사이에 상하 및 왕복운동가능하도록 설치되는 것으로서, 압침이 형성되어 상기 폐합성섬유 소재(10')를 찔러서 지지하는 압침지지수단과 상기 압침지지수단에 지지된 페합성섬유 소재(10')를 상기 이송수단 위로 이송한 후 이를 분리시키기 위한 분리수단으로 구성될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 상기 압침투입장치(130)는 압입실린더(131)와, 상기 압입실린더(131)의 실린더로드(132)의 끝에 결합되어 승강운동하도록 되어 있으며 다수의 관통공(133a)이 형성되어 있는 승강부재(133)와, 상기 압입실린더(131)와 일체로 결합되어 고정된 압입판(134)을 포함하며, 상기 압입판(134)의 하면에는 상기 관통공(133a)을 통과하도록 다수의 압침(134a)이 형성되어 있다. 여기에서, 압침지지수단으로서 상기 압침(134a)이 형성된 압입판(134)이 구비되고, 분리수단으로서 승강부재(133)가 구비된다.

동작에 있어서, 상기 승강부재(133)가 상승한 상태에서 압침이송장치(130) 전체가 하강하여 공급 콘베이어벨트(101) 상에 놓인 폐합성섬유 소재(10')를 압침(134a)으로 찔러 지지한 후 이를 끌거나 또는 들어서 상기 이송수단 상부로 옮긴 뒤, 상기 압입실린더(131)의 동작으로 상승부재(133)가 하강하면 폐합성섬유 소재(10')가 압침(134a)으로부터 분리된다.

상기 가압부(200)에는 복수의 가압프레스(210)(250)가 연속적으로 설치되는데, 이 중에서 참조부호 210으로 표시된 것은 가열 가압프레스이며 참조번호 250으로 표시된 것은 냉각 가압프레스이다.

상기 가압프레스(210)는 상부 및 하부팔렛트(20a)(20b) 사이에 개재되어 투입되는 폐합성섬유 소재(10')를 가압하면서 가열하여 이를 연화시킴으로써 연화물 형태로 만든다(이하 '연화물 소재'라 함). 이러한 가압프레스(210)의 구체적인 예가 도 2 및 도 3에 각각 정면도와 측면도로 상세히 도시되어 있다. 이들 도면들을 참조하면, 프레임(211) 상에는 가압하는 구동력을 제공하는 실린더(212)가 설치되고, 이 실린더(212)와 결합된 실린더로드(213)의 단부에는 상부 가압 플레이트(214)가 설치되며, 이 상부 가압 플레이트(214)와 대향하는 하부에는 하부 베이스 플레이트(215)가 프레임(211) 상에 고정 설치된다.

또한, 상기 상부 가압 플레이트(214)와 하부 베이스 플레이트(215) 사이의 대향면에는 소재를 가열하기 위한 가열판(216)이 각각 설치되어 있다. 이러한 가열판(216)의 가열구조로서 히팅코일을 비롯하여 이미 알려진 통상적인 구성이 모두 채택가능하므로 상세한 설명은 생략한다.

상기 냉각 가압프레스(250)는 가압부(200)의 마지막 가압공정에 설치되며 바람직하게 2∼4대 정도 설치되어 상기 성형된 연화물 소재를 가압한 상태에서 냉각시키게 된다. 따라서, 폐합성섬유 판재는 냉각시 변형되거나 왜곡되는 것이 방지된다.

상기 폐합성섬유 소재(10')는 팔렛트 유니트(20) 형태로 이송수단에 의해 일측의 가압프레스에서 타측의 가압 프레스로 이송된다. 상기 이송수단의 예가 도 6에 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 상기 이송수단은 상기 가압프레스(210)들 사이의 경로상에 왕복이동가능하도록 설치되는 이송래커(201)와 상기 이송래커(201)의 기어치와 맞물려 이송모터(203)의 구동에 따라 회전함으로써 이송래커를 이동시키는 피니언기어(202)를 포함한다. 상기 이송래커(201)는 이송되는 팔렛트 유니트(20)의 폭에 상응하는 거리만큼 이격되어 한 쌍으로 구비된다.

상기 이송모터(203)는 정역회전을 번갈아하는 것으로서 이송래커(201) 위에 놓인 팔렛트 유니트(20)가 인접하는 다음 공정의 가압프레스까지 이송될 수 있을 만큼 정회전하여 이송래커(201)를 전진시킨 뒤, 후술하는 승강수단에 의해 이송래커(201)가 하강하면서 팔렛트 유니트(20)가 가압프레스에 로딩된 후에는 다시 역회전하여 원래 위치로 복귀하게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 이송래커(201)는 승강수단에 의해 간헐적, 선택적으로 승강되는데, 이러한 승강수단의 예를 설명하기로 한다. 상기 이송래커(201)는 프레스의 가압 플레이트(214)(215) 전,후방에 각각 일렬씩 설치되어 주행하면서 상기 승강수단에 의해 팔렛트 유니트(20)를 선택적으로 들어서 이송하게 된다. 승강수단의 예로서, 상기 이송래커(201)의 하부에는 이송래커(201)를 선택적으로 들어서 지지하는 써포트(217)가 주행방향으로 설치되고, 이 써포트(217)는 승강로드(218)와 연결되며, 이 승강로드(218)의 끝에는 승강캠(219)이 구비된다. 상기 승강캠(219)의 회전축(220)은 구동모터(221)와 연결된 기어트레인(222)에 결합되어 회전하게 되므로, 결국 상기 써포트(217)가 이송래커(201)를 선택적으로 들어 올리게 된다.

본 발명에 따르면, 상기 팔렛트 유니트(20)가 가압 프레스(210)로 진입하면 이것을 정렬시키는 정렬수단이 구비된다. 구체적으로, 상기 정렬수단은 가압 플레이트(214)(215)들의 후방에 고정 설치되는 정렬벽(223)과, 이것과 대향하도록 상기 가압 플레이트(214)(215)들의 전방에 설치되어 왕복운동하면서 상기 팔렛트 유니트(20)를 밀어서 정렬시키는 정렬 플레이트(224)를 포함한다.

상기 정렬 플레이트(224)는 정렬로드(225)의 일단에 결합되며, 이 정렬로드(225)의 타단은 정렬휠(226)에 연결된다. 또한, 상기 정렬휠(226)의 회전축(227)은 역시 구동모터(221)의 기어트레인(222)에 결합되어 회전함으로써 상기 정렬로드(225)와 정렬 플레이트(224)가 왕복 운동함으로써 상기 팔렛트 유니트(20)를 정렬벽(223) 방향으로 밀어 붙여 정렬시키게 된다. 또 다른 대안으로서, 상기 정렬휠(226) 대신에 편심캠을 채용하는 것도 가능하다.

비록 본 발명에서 상기 이송래커(201)를 선택적으로 들어올려서 지지하는 승강수단과 팔렛트 유니트를 정렬시키는 정렬수단을 구체적인 도면을 들어 예시하였으나 본 발명은 이러한 실시예로 한정되지 않으며, 본 출원시점에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 구성들이 변형 채용가능한 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 상기 이송래커 대신에 이송체인이나 벨트가 채용되고 이러한 이송체인이나 벨트는 간헐적으로 주행하면서 상기 승강수단에 의해 역시 선택적으로 승강될 수 있다.

본 발명에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 투입부(100)에서는 하부 팔렛트(20b)가 이송래커(201) 상에 먼저 로딩되고 그 위에 폐합성섬유 소재(10')가 투입된 후 다시 그 위에 상부 팔렛트(20a)가 놓여짐으로써 팔렛트 유니트(20)를 형성한다. 이때, 상기 팔렛트(20a)(20b)들은 로딩수단에 의해 이송래커(201) 상으로 로딩된다.

도 5에는 상기 로딩수단(500)의 예가 도시되어 있다. 상기 로딩수단(500)은 회수 컨베이어벨트(400)로부터 이송수단인 이송래커(201) 상부로 설치되는 가이드레일(501)과 상기 가이드레일(501)을 따라 왕복 이동하면서 상기 팔렛트(20a)(20b)들을 진공 흡착하여 이송시키는 흡착장치를 포함한다.

상기 흡착장치는 미도시된 컴프레셔의 고압분사로 벤츄리효과를 이용한 진공밸브를 사용해 발생한 진공에 의해 흡착판(502)으로 팔렛트(20a)(20b)들을 흡착하여 이송시킨 뒤 지정된 위치에 로딩시킨다.

한편, 연화물 소재(10)에 대한 가압 성형이 완료된 후, 상기 배출부(300)에서는 상부 팔렛트(20a)를 회수하고 가압 성형된 연화물 소재(10)를 배출시키고 다시 하부 팔렛트(20b)를 회수하는데, 이러한 팔렛트(20a)(20b)의 회수는 회수수단에 의해 이루어진다. 상기 회수된 팔렛트(20a)(20b)들은 회수 컨베이어벨트(400)에 의해 투입부(100)로 이송되어 다시 사용된다.

이러한 회수수단의 구성 또한 로딩수단과 동일하며 단지 이송래커 상의 팔렛트 유니트(20a)(20b)를 흡착하여 회수 컨베이어벨트(400) 상으로 이송시키는 것에서 차이가 있다.

그러면, 상기와 같은 구성을 가진 본 발명에 따른 다단계 프레스 장치의 작동 과정에 대해서 설명하기로 한다.

도 1에서 보는 바와 같이, 저융점섬유와 고융점섬유로 이루어진 폐합성섬유 소재(10')는 전술한 바와 같이 가늘게 세절되고 타면기에 의해 타면된 후 공급 콘베이어벨트(101) 상으로 공급되어, 커터(102)에 의해 적정한 크기로 절단된다.

한편, 로딩수단(도 5의 500)에 의해 회수 컨베이어벨트(도 4의 400) 상에 있던 하부 팔렛트(20b)가 흡착되어 이송래커(201) 상에 로딩된다. 이어서, 상기 공급 컨베이어벨트(101)의 진행에 의해 절단된 폐합성섬유 소재(10')가 하부 팔렛트(20b)에 가까이 접근하고 이와 동시에 푸셔(103)가 동작하여 상기 절단된 폐합성섬유 소재(10')를 밀어서 상기 하부 팔렛트(20b) 위에 로딩시킨다. 상기 푸셔(103)에 의해 하부 팔렛트(20b) 위로 밀려 로딩되는 소재(10')는 스토퍼(104)에 닿아 정지하게 된다.

본 발명의 다른 실시예에 따라서, 전술한 바와 같이 압침투입장치(도 7의 130)에 의해 폐합성섬유 소재(10')를 압침(134a)으로 찔러 이를 이송래커(201)의 팔렛트(20b) 위로 옮기고, 승강부재(133)를 하강시켜 분리시킬 수도 있다.

본 발명의 프레스 장치와 방법에 따르면, 가압프레스에 폐합성섬유 소재를 투입하기 전에 미리 예열할 필요가 없다. 이것은 다단계로 설치된 복수의 프레스가 예열과 주가열을 기능을 수행하기 때문이다. 따라서, 상기와 같이 예열되지 않은 폐합성섬유 소재를 푸셔(103) 또는 압침투입장치(130)에 의해 용이하게 팔렛트 위로 투입할 수 있는 것이다.

일단, 상기와 같은 투입수단에 의해 하부 팔렛트(20b) 상에 폐합성섬유 소재(10)가 로딩되면, 이어서 상기 로딩수단(500)에 의해 상부 팔렛트(20a)가 흡착된 후 상기 폐합성섬유 소재(10) 위에 포개져 팔렛트 유니트(20)가 형성된다. 따라서, 그 이후의 공정은 상기 팔렛트 유니트(20)의 이송에 따라 진행된다.

이어서, 상기 스토퍼(104)가 제거되고 이송모터(203)가 정회전하여 이송래커(201)를 가압프레스(210) 방향으로 주행시키게 된다. 따라서, 상기 팔렛트 유니트(20)가 가압프레스(210) 방향으로 진행하다가 도 2에 도시된 바와 같이가압프레스(210)로 진입하면 이송모터(203)가 정지하고, 이어서 구동모터(221)가 작동하여 승강캠(219)을 회전시키고 이러한 동작에 의해 승강로드(218)와 써포트(217)가 하강하게 된다(하강한 상태의 그림은 도 3에 도시됨). 그러면, 상기 팔렛트 유니트(20)는 가압프레스(210)의 하부 베이스 플레이트(215) 위에 놓이게 된다. 이때, 이송모터(203)가 다시 역회전하여 자유로와진 이송래커(201)를 원위치로 복귀시키게 된다.

이때, 상기 구동모터(221)가 계속 작동하면서 정렬휠(226)이 회전하여 정렬로드(225)와 정렬 플레이트(224)를 운동시킴으로써, 상기 정렬 플레이트(224)가 팔렛트 유니트(20)를 정렬벽(223) 방향으로 밀어 붙여 정렬시키게 된다.

그런 다음, 상부 가압 플레이트(214)가 하강하여 팔렛트 유니트(20)를 가압한다. 이때, 상기 가열판(216)에 의해 팔렛트(20a)(20b) 및 그 내부의 소재가 가열되면 저융점섬유가 용융되어 연화되면서 연화물 소재(10)로 변형되고 따라서 성형이 이루어진다.

본 발명에 따르면 공정 초기의 1차 가열가압프레스(210a)는 예열기능을 동시에 수행하는 것으로서, 여기에서 어느 정도 가압 성형이 이루어지면, 상부 가압 플레이트(214)가 상승함과 동시에 구동모터(221)가 계속 구동하여 승강캠(219)을 회전시키고 이에 따라 승강로드(218) 및 써포트(217)가 상승하여 이송래커(201)를 들어올려 지지한다. 따라서, 이송래커(201)가 상승하면서 팔렛트 유니트(20)를 들어올리게 되고 따라서 이송모터(203)가 다시 정회전하면 인접하는 2차 가열가압프레스(210b) 방향으로 팔렛트 유니트(20)가 이송된다. 이와 동시에, 투입부(100)로부터 새로운 팔렛트 유니트(10)가 1차 가열가압프레스(210a)로 투입될 것이다. 이때, 본 발명에 따르면 연화물 소재(10)가 팔렛트에 의해 단위체로 이송되므로 연화물 소재(10)의 누설이나 손상없이 간단하게 이송과정이 수행될 수 있다. 다음의 2차 가열가압프레스(210b)에서의 동작 과정은 전술한 바와 동일하다.

상기 가열가압프레스(210)의 갯수는 본 발명에 의해 한정되지 않으며, 연화물 소재와 성형을 목적으로 하는 제품의 두께와 밀도 등에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 또한, 상기 가열가압프레스(210)는 실린더 스트로크(stroke)의 길이가 서로 상이하게 설정될 수 있는데, 예를 들어 1차 가열가압프레스(210a)는 300mm, 2차 가열가압프레스(210b)는 200mm, 그리고 3차 가열가압프레스(210c)부터는 100mm로 설정될 수 있다. 이렇게 다단계적으로 스트로크를 조절하여 가압 성형하게 되면, 연화물 소재가 균일하게 가압되어 전체적으로 균질한 조직의 성품을 얻을 수 있다.

상기 가압부(200)의 마지막 공정에는 냉각가압프레스(250)가 설치되는데, 이 냉각가압프레스(250)에는 전술한 가열판의 기능이 구비되어 있지 않다. 따라서, 상기 연화물 소재를 가압하는 동시에 냉각시키게 되는데, 이러한 공정은 만약 가압하지 않은 상태에서 냉각을 시킬 경우 상기 성형된 연화물이 변형되거나 왜곡될 가능성이 있기 때문이다. 또한, 냉각공정에서 연화물 소재는 자연스럽게 팔렛트(20a)(20b)로부터 떨어져 후속공정인 배출을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.

상기 냉각프레스를 거쳐 성품이 제조되면, 배출부(300)의 회수수단에 의해성형된 연화물이 배출된다. 구체적으로, 회수수단은 흡착판에 의해 상부 팔렛트(20a)를 들어 회수 컨베이어벨트(400) 위로 이송시키고, 이어서 가압 성형된 연화물 판재를 역시 진공흡착하여 별도의 적재 팔렛트(미도시) 위로 이송시킨다. 그런 다음, 역시 하부 팔렛트(20b)를 흡착하여 회수 컨베이어벨트(400) 상으로 이송시켜, 상기 투입부(100)로 회수될 수 있도록 한다. 상기 가압 성형된 연화물 판재는 이후 절단 등의 공정을 거쳐 최종 완성품으로 된다.

본 발명의 다단계 프레스 장치에 따르면, 가열 연화되어 다루기가 용이하지 않은 소재를 팔렛트 상에 로딩시킴으로써 직접적인 연화물 소재 자체를 취급하는 대신 팔렛트 유니트를 이송시켜 작업을 진행하므로 작업 공정 효율이 극대화 될 수 있다. 아울러, 종래에 큰 폭으로 두께를 줄여 가압하여야 하는 연화물 소재를 복수의 프레스에 의해 순차적으로 압착시키게 되므로 별도의 예열공정이 필요치 않으며, 가압이 균일하게 이루어지고 최종 제품의 조직 밀도도 균질하게 되어 성품의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 고융점섬유와 저융점섬유가 절단되고 혼합되고 타면된 폐합성섬유 소재를 공급하는 공급 컨베이어벨트;

   상기 공급 컨베이어벨트로부터 공급된 상기 폐합성섬유 소재를 이송하는 이송수단;

   상기 이송수단 위에 하부 팔렛트를 로딩시키고, 그 위에 상기 공급 컨베이어벨트에 의해 공급되는 상기 폐합성섬유 소재가 투입되면 다시 그 위에 상부 팔렛트를 로딩시켜 팔렛트 유니트를 형성시키는 로딩수단;

   상기 공급 컨베이어 벨트 상의 폐합성섬유 소재를 상기 이송수단에 로딩된 하부 팔렛트 위로 투입시키는 투입수단;

   가열판을 구비하고, 상기 이송수단에 의해 이송되는 팔렛트 유니트를 다단계로 가열 가압하여 상기 폐합성섬유 소재를 연화물 소재로 만들어 성형하는 복수의 가열가압프레스;

   상기 가열가압프레스에 의해 가압된 팔렛트 유니트의 연화물 소재를 냉각 가압하는 복수의 냉각가압프레스; 및

   상기 냉각가압프레스를 거쳐 나온 상기 팔렛트 유니트의 상부 팔렛트를 회수하고 가압 성형이 완료된 연화물 소재를 배출하고 다시 상기 하부 팔렛트를 회수하는 회수수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계 폐합성섬유 프레스 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 이송수단은,

   상기 가압프레스를 따라 설치되는 한 쌍의 이송래커; 및

   상기 이송래커의 기어치와 맞물려 회전함으로써 상기 이송래커를 왕복 주행시키는 피니언기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계 폐합성섬유 프레스 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 이송래커를 선택적으로 승강시키는 승강수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계 폐합성섬유 프레스 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 승강수단은,

   상기 이송래커를 선택적으로 지지하는 써포트;

   상기 써포트와 연결된 승강로드; 및

   상기 승강로드의 단부와 접촉하여 이를 승강시키는 승강캠;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계 폐합성섬유 프레스 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 가압프레스에 투입된 팔렛트 유니트를 정렬시키는 정렬수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계 폐합성섬유 프레스 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 정렬수단은,

   상기 프레스에 고정된 정렬벽;

   상기 팔레트 유니트를 상기 정렬벽 쪽으로 선택적으로 밀어 붙여 정렬시키는 정렬 플레이트;

   상기 정렬 플레이트와 연결된 정렬로드; 및

   상기 정렬로드와 연결되어 상기 정렬 플레이트를 왕복 운동시키는 정렬휠;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계 폐합성섬유 프레스 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 로딩수단은,

   상기 이송수단 상부로 형성된 가이드레일; 및

   상기 가이드레일 위를 왕복 운동하면서 흡착판에 의해 진공으로 상기 팔렛트들을 흡착하여 상기 이송수단 위에 공급하는 흡착장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계 폐합성섬유 프레스 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 투입수단은, 상기 공급 콘베이어 벨트 상의 폐합성섬유 소재를 밀어서 상기 이송수단 위에 공급된 하부 팔렛트 위로 투입하는 푸셔인 것을 특징으로 하는 다단계 폐합성섬유 프레스 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 투입수단은 상기 공급 콘베이어벨트와 이송수단 사이에 상하 및 왕복운동가능하도록 설치되어,

   압침이 형성되어 상기 폐합성섬유 소재를 찔러서 지지하는 압침지지수단; 및

   상기 압침지지수단에 지지된 페합성섬유 소재를 상기 이송수단 위로 이송한후 이를 분리시키기 위한 분리수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계 폐합성섬유 프레스 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 투입수단은,

    압입실린더;

    상기 압입실린더의 실린더로드의 끝에 결합되어 승강운동하도록 되어 있으며 다수의 관통공이 형성되어 있는 승강부재; 및

    상기 압입실린더와 일체로 결합되며 그 하면에는 상기 관통공을 통과하는 다수의 압침이 형성되어 있는 압입판;을 포함하는 압침투입장치인 것을 특징으로 하는 다단계 폐합성섬유 프레스 장치.
11. 하부 팔렛트를 이송수단 상에 로딩시키는 단계;

    상기 하부 팔렛트 위에 폐합성섬유 소재를 투입하는 단계;

    상기 폐합성섬유 소재 위에 상부 팔렛트를 로딩하여 팔렛트 유니트를 형성하는 단계;

    상기 팔렛트 유니트를 상기 이송수단에 의해 복수의 가열가압프레스에 투입하여 단계적으로 가열하여 연화물 소재로 만들면서 가압 성형하는 단계;

    상기 가열하여 가압 성형된 팔렛트 유니트의 연화물 소재를 냉각 가압하여 성형을 완료하는 단계;

    상기 성형이 완료된 팔렛트 유니트의 상부 팔렛트를 회수하는 단계;

    상기 성형이 완료된 폐합성섬유 연화물 소재를 배출하는 단계; 및

    상기 팔렛트 유니트의 하부 팔렛트를 회수하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단계 폐합성섬유 프레스 방법.