KR20100013271A

KR20100013271A - 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치 및 이것을 이용한 발포 성형 방법

Info

Publication number: KR20100013271A
Application number: KR1020090069366A
Authority: KR
Inventors: 스스무 우지하라
Original assignee: 세키스이가세이힝코교가부시키가이샤
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2010-02-09
Also published as: KR101564784B1; CN101637957B; JP5219292B2; TWI461280B; CN101637957A; JP2010052425A; TW201012622A

Abstract

<과제> 금형 교환시에 금형의 형상에 따른 전용의 냉각배관을 채용하는 일이 없이, 금형 설치 프레임 내에서의 금형 냉각배관을 금형 지주 등의 배치 개소를 피하면서 간단하게 배관할 수 있음과 동시에, 금형 전체의 균일한 냉각을 가능하게 한 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치를 제공한다.

<해결 수단> 금형 설치 프레임(1A)의 상측 프레임 부의 하면을 따라서 주관(7)을 배열설치함과 동시에 이 주관(7)에, 길이 방향으로 소 간격마다 냉각수 분출 구멍(9)을 마련하고 있는 가요성을 가지는 복수 개의 지관(8)을, 그 상단 개구부를 주관(7)에 연통시킨 상태에서 일정 간격마다 늘어뜨려서 설치하고, 냉각수 분출 구멍(9)으로부터 냉각수를 분출시켜 금형을 냉각할 때에, 그 분출압의 반력 등에 의해서 가요성을 갖는 지관(8)을 좌우로 진동시켜 금형 전면(全面)에 균일하게 분사시키고, 또, 금형 교환시에는 금형 지주(6)를 우회하도록 지관(8)을 만곡시켜 이 지주(6)의 선단 면을 백 플레이트(4)의 내면에 접촉지지하도록 구성하고 있다.

Description

금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치 및 이것을 이용한 발포 성형 방법{FOAM-MOLDING MACHINE WITH MOLD-COOLING PIPE AND FOAM-MOLDING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 형(型) 내에 충전한 예비 발포입자 등의 재료를 가열 발포시켜 성형품을 얻기 위한 발포 성형장치에 있어서, 성형품을 꺼내기에 앞서 금형을 냉각하기 위한 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치 및 이 발포 성형 장치를 이용한 발포 성형 방법에 관한 것이다.

발포 성형장치는, 고정 다이 플레이트와 이동 다이 플레이트에 각각 장착된 금형 설치 프레임 내의 증기실에 증기를 보내 형 내에 충전하고 있는 열가요성 수지 비즈(beads) 등의 재료를 가열 발포시킴으로써 성형하고, 성형 후에 증기실 내에 배열설치하고 있는 냉각관으로부터 냉각수를 금형에 분사하여 냉각하고, 그런 후에, 형을 개방하여 성형품을 꺼내도록 구성되며, 또, 다른 제품을 성형하는 경우에는, 다이 플레이트로부터 금형 설치 프레임을 떼어낸 후, 상기 금형 설치 프레임 내에 마련하고 있는 금형을 철거하여 그 제품의 형상에 따른 금형과 교환하는, 소위, 오프라인에서의 사전 준비작업(off-line setup)을 실시하도록 구성되어 있다.

이 오프라인에서의 사전 준비작업은, 단지 금형 설치 프레임에 대해서 금형을 탈착할 뿐만 아니라, 금형 설치 프레임에 부대(付帶)하는 패킹류 등의 부품의 점검 교환이나, 금형의 청소, 금형 설치 프레임 내에 배열설치되고 있는 일반적으로 동관제(銅管制)의 냉각관의 배열설치 상태의 조정작업, 불량 개소의 수리작업 등의 많은 공정수가 행해지고, 이 작업의 질이 제품의 질에 크게 영향을 주고 있다.

또한, 금형은, 가열 성형시의 내압에 의한 변형을 막기 위해서, 그 배면에 지주(支柱)를 돌출설치하여 이 지주를 금형 설치 프레임의 배면 개구단에 고정하고 있는 백 플레이트에 접촉지지시키고 있기 때문에, 금형 설치 프레임 내에 냉각관을 배치하는 경우에는, 상기 지주의 배열설치 위치를 피하면서 배치할 필요가 있고, 게다가, 이 냉각관의 배치 후에 있어서도, 금형 설치 프레임에 백 플레이트를 설치할 때에, 상기 백 플레이트와 지주에 의해서 냉각관을 끼워넣지 않도록 지주의 위치를 확인하면서 백 플레이트의 설치 작업을 실시하지 않으면 안 되고, 오프라인에서의 사전 준비작업에 대해서 이 백 플레이트의 탈착 작업에 필요로 하는 시간이 차지하는 비율이 많아지게 되어, 금형 교환의 작업 능률이 현저하게 저하한다.

더욱이, 금형 냉각 장치를 구성하고 있는 상기 냉각관의 주된 목적은, 금형 전면(全面)을 균일하게 수냉(水冷)하는 것에 있지만, 이 목적을 달성하기 위해서, 예를 들면, 금형 설치 프레임 내에 고정되어 각종의 금형에 공용하여 사용되는 굴곡이 가능한 냉각관의 경우에 있어서는, 백 플레이트를 떼어낸 시점에서, 금형 설치 프레임 내에 장착되는 금형의 크기나 형상 등에 따라 작업자가 경험과 감(勘)으 로 냉각관의 굽힘조정을 실시하고 있는 것이 현상이다.

한편, 교환되는 금형에 따라 항상 균일한 냉각이 가능해지도록, 금형마다 전용의 냉각관을 채용한 발포 성형 장치에 있어서의 금형 냉각 장치도 알려져 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재한 금형 냉각 장치에 있어서는, 금형 설치 프레임 내에 장착한 금형의 배면 형상에 따르도록, 증기실 내에 냉각관과 송기관(送氣管)을 배열설치하여 냉각관으로부터의 수냉과 송기관으로부터의 풍랭(風冷)을 번갈아 실시하도록 구성한 냉각 수단이 기재되고, 특허문헌 2에 기재된 발포 성형장치에 있어서는, 증기 실 내에 금형의 배면을 냉각하는 냉각관과 금형의 주벽(周壁)을 냉각하는 냉각관을 갖춘 냉각 장치가 개시되어 있다.

[선행기술 문헌]

[특허 문헌]

[특허 문헌 1] 일본국 특개소59-78819호 공보

[특허 문헌 2] 일본국 특개2003-71845호 공보

그렇지만, 상기의 어느 장치에 있어서도 금형을 대략 균일하게 냉각할 수 있는 효과를 가지지만, 전자의 냉각 수단에 의하면, 증기실 내에 냉각관과 함께 송기관을 배열설치하고 있기 때문에, 상기 오프라인에서의 사전 준비작업이 한층 번잡해지고, 후자의 냉각 수단에 의하면, 금형을 교환할 때마다 상기 금형의 형상에 따라서 전용의 냉각관을 증기실 내에 입체적으로 배열설치하지 않으면 안되며, 냉각관의 교환이나 조정 작업에 현저한 수고를 필요로 한다고 하는 문제점이 있다.

게다가, 어느 장치에 있어서도, 금형의 교환시에는 백 플레이트를 떼어내 금 형 설치 프레임 내에 금형의 지주 설치위치 등을 피하면서 금형의 형상 등에 따라 냉각관을 배열설치하지 않으면 안 되고, 상술한 것처럼, 오프라인에서의 사전 준비작업에 대해서 이 백 플레이트의 탈착 작업에 요하는 시간이 차지하는 비율이 많아지게 되며, 금형 교환의 작업 능률이 저하된다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 금형 교환시에, 금형의 형상에 따른 전용의 냉각배관을 채용하는 일이 없이, 또한, 금형 설치 프레임 내에서의 냉각배관의 배치 조정이 금형의 지주 등의 배치개소를 피하면서 아무런 숙련을 필요로 하는 일이 없이 간단하고 정확하게 실시할 수 있음과 동시에, 금형 전체의 균일한 냉각을 가능하게 하여 오프라인에서의 사전 준비작업의 공정수 삭감과 성형품의 품질 안정화를 도모할 수 있는 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치 및 이 발포 성형장치를 이용한 발포 성형 방법을 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치는, 금형 설치 프레임 내에 탈착이 가능하게 조립된 금형과, 금형 설치 프레임의 배면측의 개구단(開口端)에 설치되어 상기 금형의 배면에 돌출설치하고 있는 지주를 접촉지지하는 백 플레이트와, 이 백 플레이트와 금형 배면과의 사이 공간부에 의해 형성하고 있는 증기실과, 금형 배면에 대향한 백 플레이트측에 배열설치되고 있는 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형장치에 있어서, 상기 금형 냉각배관은 냉각수를 도입하는 주관과, 이 주관으로부터 늘어뜨려지며, 또한 금형 배면을 향하여 개구한 다수의 냉각수 분출 구멍을 마련하고 있는 복수 개의 지관으로 이루어짐과 동시에, 이 지관은 가요성(可撓性)을 갖는 튜브로 형성되고 있는 것을 특징으로 한 다.

이와 같이 구성한 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형장치에 있어서, 상단 개구부를 주관에 연결, 연통시키고 있는 복수 개의 지관에 있어서, 적어도 2개 이상의 지관의 하단을 서로 연결, 연통시키고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발포 성형장치에 있어서, 한 개의 긴 가요성 튜브에 있어서의 길이 방향의 중앙부를 U자 형상으로 만곡시키는 것에 의해서 하단이 이 U자 형상 만곡부를 통하여 상호 연통한 2개의 지관으로 형성하고, 이 2개의 지관을 1조(組)로 하여 복수 조, 각각의 지관의 상단 개구부를 주관에 연결, 연통시킨 구조로 하고 있다.

상기 발포 성형장치에 있어서, 상기 U자 형상의 만곡부에 강성을 갖는 U자 형상의 피복관을 피감(被嵌)시킨 구조를 가지고 있다.

상기 발포 성형장치에 있어서, 주관으로부터 늘어뜨려져 있는 복수 개의 지관에 있어서의 인접하는 2개의 지관을 1조로 하여 각 조의 지관의 개구 하단 사이를 U자 형상으로 만곡한 강성을 갖는 이음관에 의해서 접속하여 이루어지는 구조로 하고 있다.

또, 상기 발포 성형장치에 있어서, 복수 개의 지관의 상단 개구부를 주관에 연결, 연통시킨 상태로 모든 지관을 이 주관의 길이 방향으로 일정 간격마다 병설하고 있음과 동시에, 각 지관의 하단 개구부를 주관과 평행하게 배열설치한 중공의 접속관에 연결, 연통시켜서 이루어지는 구조를 가지고 있다.

상기 발포 성형장치에 있어서, 상기 지관을 구성하고 있는 가요성을 갖는 튜 브로서 불소 수지제 튜브를 사용하고 있다.

본 발명에 의하면, 금형 냉각배관은 냉각수를 도입하는 주관과, 이 주관으로부터 늘어뜨려지고, 또한, 금형 배면을 향하여 개구한 다수의 냉각수 분출 구멍을 마련하고 있는 복수 개의 지관으로 이루어짐과 동시에, 이 지관은 가요성을 갖는 튜브로 형성되고 있으므로, 금형의 교환시에는 금형지주나 이젝트 핀 등의 배열설치 개소를 우회하도록 하여 상기 지관을 만곡시킬 수 있고, 따라서, 아무런 숙련을 필요로 하는 일이 없이 냉각배관의 배치 조정이 이루어질 수 있음과 동시에, 금형의 형상에 따른 전용의 냉각배관을 필요로 하지 않고 교환되는 금형에 따른 냉각배관이 가능해지고, 금형 교환 작업을 포함하는 오프라인에서의 사전 준비작업의 공수(工數)를 큰 폭으로 삭감할 수 있다.

더욱이, 주관에 공급되는 냉각수를, 이 주관으로부터 발(簾) 형상으로 늘어뜨려지고 있는 상기 복수 개의 지관에 균등하게 분류(分流)시키고, 이들 지관에 금형 배면을 향하여 돌출설치하고 있는 다수의 냉각수 분출 구멍으로부터 효율 좋게 금형에 분사시킬 수 있을 뿐만 아니라, 지관은 가요성을 가지고 있으므로, 이들 지관에 마련하고 있는 다수의 분출 구멍으로부터의 냉각수의 분출 방향의 상위(相違) 등에 의해서, 그 냉각수 분출시에 있어서의 반력으로 주관을 지점으로 하여 지관을 백 플레이트의 면(面) 방향, 즉, 좌우 방향으로 미세 진동시킬 수 있고, 따라서, 각 지관의 다수의 분출 구멍으로부터 분사하는 냉각수를 금형 배면의 소정 부분에 집중시키는 일이 없이 분산시켜, 금형 전면을 균등하게 냉각시킬 수 있어 성형품의 품질 안정화를 도모할 수 있다.

또한, 상기 발포 성형장치에 있어서, 상단 개구부를 주관에 연결, 연통시키고 있는 복수 개의 지관에 있어서의 적어도 2개 이상의 지관의 하단을 서로 연결, 연통시키고 있는 경우, 이들 지관 가운데, 한 개의 지관에 있어서의 1 내지 수개의 냉각수 분출 구멍이 막혀도, 다른 지관을 통해서 이 지관 내로 냉각수를 공급할 수 있고, 상기 막혔던 냉각수 분출 구멍 이외의 냉각수 분출 구멍으로부터 냉각수를 금형을 향하여 확실히 분출시킬 수 있다.

상기 발포 성형장치에 있어서, 상기 지관은, 한 개의 긴 가요성 튜브에 있어서의 길이 방향의 중앙부를 U 자 형상으로 만곡시키는 것에 의해서 하단이 이 U 자 형상의 만곡부를 통하여 상호 연통한 2개의 지관에 형성되어 있고, 이 2개의 지관을 1조로 하여 복수 조, 각각의 지관의 상단 개구부를 주관에 연결, 연통시키고 있는 경우, 구조가 간단하여 제작이 용이하고, 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치를 염가로 제공할 수 있음과 동시에 금형 설치 프레임 내로의 배관 작업을 용이하게 실시할 수 있으며, 게다가, 각 조의 지관에 있어서, 한편의 지관에 있어서의 1 내지 수개의 냉각수 분출 구멍이 막혀도, 주관과 다른 지관을 통해서 이 지관 내에 냉각수를 공급하여 상기 막혔던 냉각수 분출 구멍 이외의 냉각수 분출 구멍으로부터 냉각수를 금형을 향하여 균일한 분출압으로 분출시킬 수 있다. 더욱이, 지관이 손상하거나 냉각수 분출 구멍이 막히거나 하여 사용할 수 없게 되었을 경우에는, 다른 조의 지관을 그대로 사용하고 그 지관만을 바꾸면 되기 때문에, 간소하여 경제적인 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치를 제공할 수 있다.

상기 발포 성형장치에 있어서, U 자 형상의 만곡부에 강성을 가지는 U자 형상의 피복관을 피감(被嵌) 시키고 있는 경우, 이 U자 형상의 피복관에 의해서 2개의 지관을 서로 안정된 병행 상태로 보유지지할 수 있고, 따라서, 금형 설치 프레임 내로의 배관 작업을 원활히 실시할 수 있음과 동시에, 이들 지관에 마련되어 있는 복수 개의 분출 구멍으로부터 냉각수가 분출할 때에 발생하는 반력 등에 의해서, 각 지관은 그 상하(上下) 단(端)을 주관과 이 U 자 형상의 피복관을 지점으로 하여 마치 현(弦)과 같이 좌우 방향으로 미세 진동시킬 수 있고, 따라서, 각 지관의 다수의 분출 구멍으로부터 분사하는 냉각수를 금형 배면 전면에 분산시키도록 유돌(流突)시켜 금형을 효율 좋게 균등하게 냉각시킬 수 있다.

상기 발포 성형장치에 있어서, 각 냉각관은 일정 길이를 갖는 1개의 가요성 튜브로 구성되며, 인접하는 2개의 지관을 1조로 하여 각 조의 지관의 개구 하단간을 U 자 형상으로 만곡한 강성을 갖는 이음관에 의해서 접속하고 있는 경우, 주관에 상단부를 연결, 연통시키고 있는 인접하는 지관의 간격에 따른 만곡도를 갖는 U자 형상의 이음관을 사용하는 것에 의해, 복수 개의 지관을 주관의 길이 방향으로 일정 간격마다 발 형상으로 병설, 보유지지하여 구성되는 금형 냉각배관을 용이하게 또한 정확하게 제작할 수 있으며, 금형 설치 프레임 내로의 배관 작업도 능률 좋게 실시할 수 있음과 동시에, 금형을 효율 좋게 균등하게 냉각시킬 수 있어 오프라인에서의 사전 준비작업의 공정수 삭감과 성형품의 품질 안정화를 도모할 수 있다.

또, 상기 발포 성형 장치에 있어서, 복수 개의 지관이, 그 상단 개구부를 주 관에 연결, 연통시킨 상태로 이 주관의 길이 방향으로 일정 간격마다 병설되고 있음과 동시에, 각 지관의 하단 개구부를 주관과 평행하게 배열설치한 중공의 접속관에 연결, 연통시키고 있는 경우, 접속관의 중량에 의해서 모든 지관에 균일한 긴장력을 부여할 수 있어 주관의 길이 방향으로 일정 간격마다 정확히 병설시킬 수 있음과 동시에, 모든 지관의 상 하단이 이들 주관과 접속관에 연결, 연통시키고 있으므로, 일부의 지관이 주관을 지점으로 하여 요동(搖動)할 우려는 전혀 없고, 그 때문에, 금형 부착 프레임 내로의 시공 작업이 원활히 또한 정확히 실시할 수 있어 금형 교환의 작업 능률을 현저하게 향상시킬 수 있다.

게다가, 예를 들면, 인접하는 2개의 지관의 냉각수 분출 구멍이 막혀도, 주관측으로부터 이들 지관의 상단 개구부에 냉각수를 공급하고, 막혀 있는 분출 구멍 이외의 상측 편의 분출 구멍으로부터 냉각수를 분출하게 할 수 있는 한편, 다른 지관으로부터 접속관을 통해서 막혀 있는 분출 구멍 이외의 상측 편의 분출 구멍에 냉각수를 공급할 수 있어, 효율 좋게 금형의 냉각을 실시할 수 있다. 더욱이, 주관과 접속관 사이에 복수 개의 지관을 발 형상으로 배열설치해서 구성하므로, 구조가 간단하고 염가로 제공할 수 있는 것은 물론, 금형 설치 프레임 내로의 시공도 능률 좋게 실시할 수 있음과 동시에, 오프라인에서의 사전 준비작업의 공정수 삭감과 성형품의 품질 안정화를 도모할 수 있는 등의 작용 효과를 나타낸다.

상기 발포 성형장치에 있어서, 상기 지관이 불소 수지제 튜브로 형성되어 있는 경우, 장기간의 사용에 견딜 수 있음과 동시에 배관 작업시나 시공시 등에 있어서 불측(不測)으로 다른 물건에 충돌하더라도, 그 충격력을 휨 및 탄성 변형에 의 해서 효과적으로 흡수하여 파손하는 것을 방지할 수 있고, 게다가, 금형 지주의 배열설치 개소를 우회하도록 하여 상기 지관을 만곡시키면서 배관했을 때에, 금형 지주에 탄성적으로 맞닿아, 접촉지지시킬 수 있고, 별도로 고정부품을 사용하는 일 없이 안정된 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치를 제공할 수 있다.

다음에, 본 발명의 구체적인 실시의 형태를 도면에 관하여 설명하면, 도 1은 수평 방향으로 형 개방을 실시하도록 구성하고 있는 발포 성형 장치의 주요부의 종단 측면도로서, 정면 직사각형 프레임 형상으로 형성되어 있는 한 쌍의 금형 설치 프레임(1A,1B)을 구비하고 있고, 이들 금형 설치 프레임(lA,lB)의 대향하는 개구 단부에는 암수의 금형(2A,2B)(이하, 단순히 금형(2A,2B)으로 한다)이 각각 탈착 가능하게 조립되어 있고, 이들 금형(2A,2B)의 볼록부(2a)와 오목부(2b)와의 사이에 캐비티(성형 공간)(3)가 형성되도록 구성하고 있다.

또한, 상기 금형 설치 프레임(lA,1B)에 있어서의 배면측의 개구단에는, 상기 개구단을 밀폐한 직사각형 모양의 백 플레이트(4,4)가 각각 개구단에 대해서 탈착이 가능하게 설치되어 있고, 금형 설치 프레임(1A,1B) 내에 있어서의 이들 백 플레이트(4,4)의 내면과 금형(2A,2B)의 배면과의 사이의 밀폐 공간부에 의해서 형성된 증기실(5)에 외부로부터 증기관(도시하지 않음)을 통하여 가열 성형용의 증기를 공급하도록 구성하고 있음과 동시에, 금형(2A,2B)의 배면에 각각 백 플레이트(4,4)를 향하여 복수 개의 지주(6)를 돌출설치하고 있고, 이들 지주(6)의 돌출 단면(端面)(6a)을 금형(2A,2B)의 배면에 대향하고 있는 백 플레이트(4,4)의 상기 내면에 접촉지지시키고 있다.

또, 백 플레이트(4,4)의 내면을 따라서, 금형(2A,2B)의 금형 냉각배관(A,A)을 각각 부설하고 있다. 이 금형 냉각배관(A)의 구조를 도 2, 도 3에 기초하여 상술하면, 도 2는 금형 설치 프레임(1A)과 한쪽 금형(2A)(도면에 있어서는 수형)과 금형 냉각배관(A)과 백 플레이트(4)를 분해한 상태의 사시도, 도 3은 금형 냉각배관(A)의 정면도로서, 금형 냉각배관(A)은, 길이가 백 플레이트(4)의 횡 폭보다도 조금 짧게 형성되고 있는 강직성을 갖는 주관(7)과, 이 주관(7)의 길이 방향으로 일정간격마다, 그 상단 개구부를 주관(7)에 연결, 연통시킨 상태에서 주관(7)으로부터 발(簾) 형상으로 늘어뜨려져 있는 복수 개의 지관(8, 8 … 8)으로 구성되어 있고, 이들 지관(8)은 가요성과 탄성 복원력, 및 내열성을 갖는 합성 수지제 튜브로 구성되고, 금형(2A)의 배면을 향해 있는 관벽 부분에, 길이 방향, 즉, 상하 방향으로 소 간격마다 관벽을 관통한 다수의 냉각수 분출 구멍(9,9 … 9)을 천설(穿設)하고 있다.

이러한 냉각수 분출 구멍(9)의 지름은, 작으면 냉각수 중에 포함되는 불순분으로 막힐 우려가 있어, 이와 같은 소경 구멍은 천설이 곤란한 한편, 크면 지관(8) 내의 상단부와 하단부와의 압력이 같게 되도록 유지하는 것이 곤란해지므로, 0.5mm ~ l.5 mm가 바람직하다. 또한, 모든 지관(8)에 천설되고 있는 냉각수 분출 구멍(9)의 총개공(開孔) 면적을 주관(7) 내의 관로의 단면적의 0.9 ~ 1.l로 하여 필요한 수량(水量)을 확보함과 동시에 원래의 압력을 확실히 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 각 지관(8)에 있어서는, 천설되어 있는 냉각수 분출 구멍(9,9)간의 간격(間隔)을, 지관(8)의 상단으로부터 상기 지관(8)의 길이의 1/3 에 상당하는 길이 부분에 있어서는 20 mm 간격으로 하여 냉각수 분출 구멍(9)의 배설 밀도를 조밀하게 하고, 이 부분으로부터 하방의 1/3에 상당하는 길이 부분, 즉, 중앙부분에 있어서는 50 mm 간격마다 천설하고, 더욱이, 이 부분보다도 하방의 1/3 에 상당하는 길이 부분에 있어서는 l00mm 간격마다 천설하여 냉각수 분출 구멍(9)의 배열설치 밀도를 낮게 하고 있고, 이와 같이 구성한 것에 의해서, 암수의 금형(2A,2B)의 상부에 분사한 냉각수의 흘러내림에 의해서 금형 하부가 과냉각이 되지 않도록 하고 있다. 또한, 모든 냉각수 분출 구멍(9)은 냉각수를 약간 기울여 위쪽으로 향한 상태로 분출하도록 천설되고 있다.

또한, 지관(8)을 형성하고 있는 상기 가요성과 탄성 복원력, 및 내열성을 갖는 합성 수지제 튜브로는 구체적으로는 외경이 8 mm이고, 성형시에 있어서의 증기실(5) 내의 최고 온도(약 120℃)에 견뎌낼 수 있는 내열 온도 200℃의 불소 수지 로 이루어진 튜브를 채용하고 있지만, 불소 수지 이외에 폴리에스테르계 수지, 폴리올레핀계 수지, 실리콘계 수지 등의 합성 수지제 튜브를 채용할 수 있다. 한편, 상기 주관(7)은, 구체적으로는 외경이 22 mm의 구리관을 채용하고 있다.

상기 주관(7)에는 냉각수 분출 구멍은 마련되지 않고, 그 내부를 유통하는 냉각수를 모든 지관(8)에 균등하게 분류(分流)시키도록 구성하고 있음과 동시에, 이 주관(7)의 관벽 윗 둘레부에 소정 간격을 두고 하단이 관내에 연통한 2개(3개 이상이어도 좋음)의 호스 접속용 단관(10,10)을 위쪽으로 향하게 돌출설치 하고, 이들 호스 접속용 단관(10,10)을 상기 금형 설치 프레임(lA)의 상측 프레임 부에 좌우 방향으로 이들 호스 접속용 단관(10,10)과 동일한 간격을 두어 관통형성하고 있는 삽통구멍(1l,11)에 각각 실 패킹(도시되지 않음)을 통하여 수밀(水密)적으로 삽통하여 금형 설치 프레임(1A)으로부터 돌출한 상단부에 냉각수 공급 호스(12,12)를 접속시키고 있다.

주관(7)은, 금형 설치 프레임(1A)의 개구 단부에 있어서의 상측 프레임 부의 하면을 따라서 백 플레이트(4)의 상단부 내면에 근접시킨 상태에서 수평 형태로 장착되어 있고, 주관(7)으로부터 발 형상으로 늘어뜨려져 있는 상기 복수 개의 지관(8)은, 백 플레이트(4)의 내면을 따라서 그 하단이 백 플레이트(4)의 하단 근방부에 이르는 위치까지 배열설치되고 있다.

이들 지관(8)은, 일정 길이의 한 개의 합성수지제 튜브로 이루어진 지관의 상단 개구부를 상기 주관(7)에 연결, 연통시킴과 동시에 하단 개구부를 마개 부재 등에 의해 폐색해 두어도 괜찮지만, 도 5에 나타내는 바와 같이, 가요성, 내열성, 탄성 복원성을 갖는 한 개의 긴 합성수지제 튜브를, 그 길이 방향의 중앙부를 U자 형상으로 만곡시키는 것에 의해서 하단이 이 U자 모양 만곡부(8a)를 통하여 서로 연통한 2개의 서로 평행한 지관에 형성하고 있고, 이 2개의 지관(8,8)을 1조로 하여 복수 조, 각각의 지관(8,8)의 상단 개구부를 주관(7)에 연결, 연통시키고 있다.

또한, 각 조의 지관(8,8)의 U자 형상의 만곡부(8a)를 도 2 ~ 도 4에 나타내는 바와 같이, 곡률반경이 지관(8,8)간의 간격의 1/2 인 치수로 하여 U 자 형상으로 만곡하고 있는 동제(銅製)의 피복관(13)에 삽통하고 이 피복관(13)에 의해 U 자 형상의 만곡부(8a)를 피복한 구조로 해두는 것이 바람직하고, 이와 같이 구성한 것에 의해서, 각 조의 지관(8,8)끼리를 연통시키고 있는 상기 U 자 형상의 만곡부(8a)가 이 피복관(13)에 의해서 그 만곡 형태를 보유지지함과 동시에, 피복관(13)의 중량에 의해서 지관(8,8)이 서로 평행으로 병렬한 안정된 형태를 유지하고, 주관(7)에 이들 복수 조의 지관(8,8)을 늘어뜨려 설치하여 이루어진 금형 냉각배관(A)의 취급성이 향상하는 것과 동시에, 금형 설치 프레임(1A) 내로의 조립 작업을 원활히 행할 수 있고, 또한, 지관(8)의 배열설치 상태의 조정작업 등의 오프라인에서의 사전 준비작업을 능률 좋게 실시할 수 있다.

또한, 주관(7)에 지관(8)의 상단 개구부를 연결, 연통 상태로 장착하려면, 주관(7)의 관벽의 아래 둘레부에 드릴 구멍을 지관(8)의 배열설치 간격마다 천설하여 이들 드릴 구멍에 외주면에 나사를 각설(刻設)하고 있는 접속금구를 고착하는 한편, 이 접속금구에 맞댐 상태로 연통시키는 금구를 각 지관(8)의 상단 개구부에 고정하여 상기 금구를 캡 너트에 의해서 상기 접속금구에 착탈 가능하게 연결하는 구조를 채용하고 있지만, 그 외, 니플에 의한 접속 구조 등을 채용해도 된다.

이와 같이 구성한 금형 냉각배관(A)은, 다른 쪽의 금형 설치 프레임(lB)측에 있어서도, 그 주관(7)을 도 1에 나타내는 바와 같이, 금형 설치 프레임(1B)의 개구 단부에 있어서의 상측 프레임부의 하면을 따라서 다른 쪽의 백 플레이트(4)의 상단부 내면에 근접시킨 상태에서, 수평 형상으로 장착되어 있고, 주관(7)으로부터 발 형상으로 늘어뜨려져 있는 상기 복수 개의 지관(8)을, 백 플레이트(4)의 내면을 따라서 그 하단이 백 플레이트(4)의 하단 근방부에 이르는 위치까지 배열설치되고 있 음과 동시에, 주관(7)의 관벽 윗 둘레부에 소정 간격을 두고 하단이 관내로 연통한 2개(3개 이상이어도 좋음)의 호스 접속용 단관(l0,10)을 위쪽으로 향해 돌출설치하고 있고, 이 호스 접속용 단관(l0,10)을 상기 금형 설치 프레임(1B)의 상측 프레임 부에 좌우 방향으로 이들 호스 접속용 단관(l0,10)과 동일 간격을 두고 관통형성하고 있는 삽통구멍(11,11)에 각각 실 패킹(도시하지 않음)을 통하여 수밀적으로 삽통하여 금형 설치 프레임(1B)으로부터 돌출한 상단부에 냉각수 공급 호스(12,12)를 접속시키고 있다.

또한, 백 플레이트(4,4)를 각각 금형 설치 프레임(1A,1B)에 착탈 가능하게 장착하는 수단으로는, 백 플레이트(4)의 외주부 복수 개소에 볼트 장착구멍을 마련해 두는 한편, 금형 설치 프레임(1A,1B)의 배면측의 개구단 면에 나사 구멍을 마련해 두고, 이 나사구멍에 볼트 장착구멍을 통해서 볼트를 나사결합시키도록 구성한 수단을 채용하고 있지만, 그 외의 수단을 채용해도 좋다.

상기 좌우 한 쌍의 금형 설치 프레임(1A,1B)은 각각 고정 다이 플레이트와 가동 다이 플레이트에 탈착 가능하게 부착되고, 발포 성형시에는 공지와 같이 형 체결한 후, 암수의 금형(2A,2B)의 볼록부(2a)와 오목부(2b)에 의해서 형성되는 캐피티(3) 내에 예비 발포입자 등의 발포성 수지 입자를 충전한 후, 증기실(5,5)에 증기를 공급하여 가열해서 2차 발포시키고, 그 다음에, 냉각수 공급 호스(12)를 통해서 금형 냉각배관(A,A)의 주관(7,7)에 냉각수를 공급하고, 주관(7,7)으로부터 백 플레이트(4,4)의 내면을 따라서 늘어뜨려져 있는 복수 개의 지관(8,8 … 8)에 분류시켜 이들 지관(8)의 냉각수 분출 구멍(9)으로부터 금형(2A,2B)에 냉각수를 분사하 는 것으로써 냉각한다.

이때, 복수 개의 지관(8)은 수평 형상으로 배열설치하고 있는 주관(7)으로부터 늘어뜨려진 상태로 배관되고, 또한 이들 지관(8)은 가요성을 가지고 있음과 동시에 지관(8)에 마련하고 있는 다수의 분출 구멍(9)의 냉각수 분출 방향의 편위(偏位)에 의해서, 분출 구멍(9)으로부터의 분출압의 반력으로, 지관(8)이 주관(7)을 지점으로 하여 혹은, 주관(7)과 하부의 피복관(13)을 지점으로 하여 지관(8)이 좌우 방향으로 요동하도록 미세진동하면서 분출 구멍(9)으로부터 냉각수를 금형 배면을 향하여 분사하고, 금형 배면에 유돌(流突) 시키는 위치를 좌우 방향으로 변동시키면서 금형 전면(全面)을 균등하게 냉각시켜 성형품의 품질 안정화를 도모할 수 있는 것이다. 사용한 냉각수 등은, 금형 설치 프레임(1A, 1B)의 하측 프레임 부에 연결, 연통시키고 있는 배출구(14)를 통해서 배출시킨 후, 형을 개방하여 발포 성형품을 꺼낸다.

또한, 발포성 수지 입자는, 합성수지 입자에 물리형 발포제를 함침시켜서 이루어지고, 가열에 의해서 발포하는 것이며, 예비 발포시켜서 이루어지는 예비 발포입자도 포함된다. 또한, 본원발명에서는, 예비 발포시킨, 소위, 예비발포 입자를 주로 사용한다.

상기 발포성 수지입자를 구성하는 합성수지로서는, 예를 들면, 폴리스티렌, 하이 임펙트 폴리스티렌, 스티렌-에틸렌 공중합체, 스티렌 개질 폴리에틸렌계 수지, 스티렌-무수 말레산(maleic acid) 공중합체, 스티렌-아크릴로 니트릴(acrylonitrile) 공중합체 등의 폴리스티렌계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-아세트산 비닐 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(terephthalate) 등의 폴리에스테르계 수지 등을 들 수 있다.

그리고, 상기 물리형 발포제로서는, 예를 들면, 프로판, 부탄, 펜탄, 헥산 등의 지방족 탄화수소류 ; 사이클로펜탄(cyclopentane), 사이클로부탄(cyclobutane) 등의 지방족 환화(環化) 수소류 ; 트리클로로플루오로메탄(trichlorofluoromethane), 디클로로디플루오로메탄(dichlorodifluoromethane), 디클로로테트라플루오로메탄(dichlorotetrafluoromethane), 트리클로로트리플루오로에탄(trichlorotrifluoroethane), 메틸클로라이드(methyl chloride), 메틸렌크롤라이드(methylene chloride), 에틸클로라이드(ethyl chloride) 등의 할로겐화 탄화수소류 등을 들 수 있다.

또, 금형 교환을 실시하는 경우에는, 금형 냉각배관(A)을 장착하고 있는 좌우 한 쌍의 금형 설치 프레임(lA, 1B)으로부터 금형(2A,2B)을 떼어낸 후, 새로운 금형을 이들 금형 설치 프레임(1A,1B)에 장착하면 된다. 이때, 새로운 금형을 장착할 때에, 이들 금형으로부터 돌출설치하고 있는 지주(6)나 이젝트 핀(도시하지 않음) 등이 금형 설치 프레임(1A,lB)에 배열설치하고 있는 금형 냉각배관(A,A)의 주관(7)으로부터 늘어뜨려져 있는 지관(8)에 맞닿는 경우에는 도 6에 나타내는 바와 같이, 지주(6) 등을 우회하도록 지관(8)을 사람 손에 의해서 측방향으로 굴곡시켜 그 굴곡부를 지주(6) 등의 주위 면에 접촉지지시킨 상태로 하고, 이 상태로 하여 백 플레이트(4,4)를 금형 설치 프레임(1A,1B)에 장착하여 그 내면에서 상기 모든 지주(6)의 선단면(6a)을 접촉지지시키면 좋고, 아무런 숙련을 필요로 하는 일 없이 금형 교환 작업을 능률 좋게 실시할 수 있다.

또한, 상기 금형 냉각배관(A)에 있어서는, 주관(7)으로부터 늘어뜨려져 있는 복수 개의 지관(8)으로서 한 개의 긴 합성수지제 튜브를, 그 길이 방향의 중앙부를 U자 형상으로 만곡시키는 것에 의해서 하단이 이 U자 형상의 만곡부(8a)를 통하여 상호 연통한 2개의 서로 평행한 지관으로 형성하고, 이 2개의 지관(8,8)을 1조로 하여, 복수 조, 각각의 지관(8,8)의 상단 개구부를 주관(7)에 착탈 가능하게 연결, 연통시키고 있지만, 상기 긴 합성수지제 튜브의 약 1/2 정도의 길이를 갖는 한 개의 합성수지제 튜브로 이루어진 지관(8)을 복수 개, 그 상단 개구부를 주관(7)에 길이 방향으로 일정간격마다 착탈 가능하게 연결, 연통시킴과 동시에, 인접하는 2개의 지관(8,8)을 1조로 하여 각 조의 지관(8,8)의 하단 개구부를 도 7에 나타내는 바와 같이, U자 형상으로 만곡한 동관(銅管) 등의 강성을 갖는 이음관(l5)에 의해서 떼어내기 가능하게 접속한 구조로 해두어도 괜찮다. 또한, 2개의 지관을 1조로 하는 일이 없이, 2개 이상의 지관(8)의 하단을 적당한 이음 금구를 통하여 서로 연결, 연통시킨 구조로 해두어도 괜찮다.

도 8은 금형 냉각배관(A´)의 다른 실시 형태를 나타내는 것으로, 상기와 같이 2개의 지관(8, 8)을 1조로 한 구조로 하는 일 없이, 일정 길이를 갖는 복수 개의 지관(8, 8 … 8)을 각각 단독적으로 주관(7)에, 이 주관(7)의 길이 방향으로 일정 간격마다 착탈 가능하게 연결, 연통시키고 있음과 동시에, 하단 개구부를 주관(7)과 대략 같은 길이로 또한, 주관(7)에 평행으로 배열설치한 양단이 폐색하고 있는 중공의 접속관(16)에, 상기 주관(7)에 대한 연결 피치와 동일 피치로 착탈 가 능하게 연결, 연통시킨 구조로 하고 있다.

이와 같이 구성한 금형 냉각배관에 의하면, 하단 측에 마련하고 있는 접속관(16)의 중량에 의해서 모든 지관(8)을 균일한 긴장력으로 주관(7)으로부터 늘어뜨린 상태를 보유유지시켜 금형 설치 프레임(1A,1B) 내로의 배관 작업이 원활히 또한 정확하게 실시할 수 있음과 동시에, 주관(7)에 도입되는 냉각수를 모든 지관(8)을 통해서 접속관(16) 내에 충만시킨 상태로 하여 지관(8)에 마련하고 있는 모든 냉각수 분출 구멍(9)으로부터 균등한 압력으로 금형(2A,2B)을 향하여 분출시킬 수 있고, 또한, 상기 도 7에서 도시한 지관(8)과 같이, 한 개의 지관(8)이 손상하거나 냉각수 분출 구멍(9)이 막히거나 하여 사용할 수 없게 되었을 경우에는, 다른 지관(8)을 그대로 사용하여 그 지관(8)만을 교체해도 좋고, 구조가 간단하고 염가의 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치를 제공할 수 있다.

상기 발포 성형 장치에서는 금형 설치 프레임(1A, 1B)에 탈착이 가능하게 설치된 백 플레이트(4, 4)의 쌍방의 내면을 따라서 금형 냉각배관(A, A)을 상술한 바와 같이 부설한 경우를 설명했지만, 상술한 금형 냉각배관(A)은 금형 설치 프레임(1A, 1B)에 탈착이 가능하게 설치된 백 플레이트(4, 4) 중 어느 하나의 백 플레이트(4)의 내면을 따라서 부설되어 있으면 된다.

도 1은 발포 성형 장치의 주요부의 종단 측면도.

도 2는 그 한편의 금형측의 분해 사시도.

도 3은 금형 냉각배관의 정면도.

도 4는 한 조의 지관의 하단부의 확대 정면도.

도 5는 U자 형상 만곡부에 피복관을 마련하지 않은 금형 냉각배관의 정면도.

도 6은 금형 지주를 우회하도록 배관한 지관의 배관 상태를 나타내는 사시도.

도 7은 금형 냉각배관의 변형 예를 나타내는 주요부의 일부 종단 정면도.

도 8은 냉각배관의 다른 실시 형태를 나타내는 정면도.

[부호의 설명]

A 금형 냉각배관

1A, 1B 금형 설치 프레임

2A, 2B 암수의 금형

3 캐비티

4 백 플레이트

5 증기실

6 금형 지주(支柱)

7 주관(主管)

8 지관(枝管)

9 냉각수 분출 구멍

13 피복관

15 이음관

16 접속관

Claims

금형 설치 프레임 내에 탈착 가능하게 조립된 금형과, 금형 설치 프레임의 배면측의 개구단에 설치되어 상기 금형의 배면에 돌출설치하고 있는 지주를 접촉지지하는 백 플레이트와, 이 백 플레이트와 금형 배면과의 사이의 공간부에 의해서 형성하고 있는 증기실과, 금형 배면에 대향한 백 플레이트 측에 배열설치되고 있는 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치에 있어서, 상기 금형 냉각배관은 냉각수를 도입하는 주관과, 이 주관으로부터 늘어뜨려지고, 또한 금형 배면을 향하여 개구한 다수의 냉각수 분출 구멍을 마련하고 있는 복수 개의 지관으로 이루어지는 것과 동시에, 이 지관은 가요성을 갖는 튜브로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치.
청구항 1 에 있어서,

상기 적어도 2개 이상의 지관의 하단을 서로 연결, 연통시키고 있는 것을 특징으로 하는 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치.
청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,

상기 지관은, 한 개의 긴 가요성 튜브에 있어서의 길이 방향의 중앙부를 U자 형상으로 만곡시키는 것에 의해 하단이 이 U자 형상 만곡부를 통하여 서로 연통한 2개의 지관으로 형성되어 있고, 이 2개의 지관을 1조로 하여 복수 조, 각각의 지관 의 상단 개구부를 상기 주관에 연결, 연통시키고 있는 것을 특징으로 하는 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치.
청구항 3 에 있어서,

상기 U자 형상 만곡부에 강성을 갖는 U자 형상의 피복관을 피감(被嵌) 하는 것을 특징으로 하는 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 주관으로부터 늘어뜨려져 있는 상기 복수 개의 지관은, 인접하는 2개의 지관을 1조로 하여 각 조의 지관의 개구 하단간을 U자 형상으로 만곡한 강성을 갖는 이음관에 의해 접속하고 있는 것을 특징으로 하는 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 복수 개의 지관은, 그 상단 개구부를 상기 주관에 연결, 연통시킨 상태에서 이 주관의 길이 방향으로 일정 간격마다 병렬설치되어 있는 것과 동시에, 각 지관의 하단 개구부를 상기 주관과 평행하게 배열설치한 중공의 접속관에 연결, 연통시키고 있는 것을 특징으로 하는 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치.
청구항 1 내지 청구항 3, 또는 청구항 5, 청구항 6중 어느 한 항에 있어서,

상기 지관은, 불소 수지제 튜브로 이루어진 것을 특징으로 하는 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치.
1 쌍의 금형 설치 프레임 내에 각각 탈착 가능하게 조립된 암수의 금형과, 각 금형 설치 프레임의 배면측의 개구단에 설치되어 상기 암수의 금형의 배면에 돌출설치하고 있는 지주를 접촉지지하는 백 플레이트와, 이 백 플레이트와 상기 암수의 금형의 배면과의 사이의 공간부에 의해 형성하고 있는 증기실과, 상기 암수의 금형 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 배면에 대향한 백 플레이트 측에 배열설치되어 있고, 냉각수를 도입하는 주관과, 이 주관으로부터 늘어뜨려지고, 또한 금형 배면을 향하여 개구한 다수의 냉각수 분출 구멍을 마련하고 있는 복수 개의 지관으로 이루어지는 것과 동시에, 이 지관은 가요성을 갖는 튜브로 형성되고 있는 금형 냉각배관을 갖춘 발포 성형 장치의 상기 암수의 금형을 형 체결하여 상기 암수의 금형 사이에 형성된 캐피티 내에 발포성 수지입자를 충전한 후, 상기 증기실 내에 증기를 공급하여 상기 발포성 수지 입자를 가열하여 발포시키고, 그런 후, 상기 금형 냉각배관의 상기 냉각수 분출 구멍으로부터 냉각수를 상기 금형 냉각배관에 대향하는 상기 금형 배면을 향하여 분사하여 상기 금형을 냉각하는 것을 특징으로 하는 발포 성형 방법.