KR20100090450A - 발포 폴리스티렌 사출성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가동기대가 프레임과 플레이트로 분리될 수 있도록 한 발포 폴리스티렌 사출성형장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 발포 폴리스티렌 사출성형장치는, 구조물에 고정되게 설치되는 고정기대(10)와, 상기 고정기대(10)에 개폐가능하게 구비되고 상기 고정기대(10)를 폐쇄하여 공간을 형성하는 가동기대(30)와, 상기 고정기대(10)의 내부에 장착되는 고정금형(20)과, 상기 가동기대(30)의 내부에 장착되고 상기 고정금형(20)의 전면을 폐쇄하여 발포공간을 형성하는 가동금형(40)을 포함하는 발포 폴리스티렌 사출성형장치에 있어서, 상기 가동기대는, 고정기대(10)의 둘레에 밀착될 수 있는 프레임(31)과, 간격을 두고 냉각수 파이프(11)가 삽입될 수 있는 복수의 파이프홈(32a)이 간격을 두고 서로 평행하게 형성되고, 상기 프레임(31)에 둘레가 결합되는 플레이트(32)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

발포 폴리스티렌, 수지, 금형, 기대, 파이프 홈

Description

발포 폴리스티렌 사출성형장치 {MOLD FOR EXPANDED POLYSTYRENE}

본 발명은 발포 폴리스티렌을 제조하는 발포 폴리스티렌 사출성형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가동기대가 프레임과 플레이트로 분리될 수 있도록 한 발포 폴리스티렌 사출성형장치에 관한 것이다.

통상 스티로폴, 스티로폼 등으로 불리고, 보온재, 포장재 등으로 많이 사용되는 발포 폴리스티렌은 사출성형장치의 내부로 원재료를 주입하고, 발포과정을 거친 후 외부로 배출되는 과정을 통해서 제조되고 있다.

발포 폴리스티렌 사출성형장치의 개략적인 구조를 살펴보면, 서로 기밀될 수 있도록 구비되는 고정기대 및 가동기대와, 상기 고정기대 및 가동기대의 내부에 각각 구비되고 서로 맞닿을 때 발포 폴리스티렌의 형상을 갖는 공간이 형성되는 고정금형 및 가동금형과, 상기 고정기대와 가동기대에 각각 설치되는 수증기투입구와 냉각수 파이프를 포함한다.

이러한, 발포 폴리스티렌 사출성형장치에서는 고정기대에 가동기대를 밀폐시키고 수증기를 분사하여 고정금형과 가동금형을 예열시키고, 고정금형과 가동금형의 사이에 형성된 공간에 고정금형에 연결된 수지투입구로 수지를 주입하여 발포시 킨다. 수지가 발포되면 냉각수를 공급하여 냉각시킨 후에 가동기대를 개방하고, 고정기대 및 고정금형을 관통하여 신장되는 플런저로 완성된 발포 폴리스티렌을 이형시켜 배출시킨다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 발포 폴리스티렌 사출성형장치에서는 기대, 특히 가동기대가 일체로 형성되는 바, 가동기대의 제작이 용이하지 않고, 가동기대의 두께가 두꺼워서 가열에 많은 열량이 필요하므로, 가동기대를 가열하는데 많은 시간이 필요하게 된다.

또한, 일부분이 파손되거나 변형되는 경우, 가동기대 전체를 바꿔야 하고, 이때 가동기대가 고정기대와 밀폐가 완벽하지 않아서 일부 기밀이 누설되는 문제점이 있다.

아울러, 냉각수 파이프가 고정금형과 가동금형의 배면에 형성된 지지기둥의 선단에 눌려서 안전사고를 유발하고, 냉각수가 고르게 분사되지 않아서 제품의 품질이 고르지 못한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 신속하게 가열시킬 수 있고, 유지 및 보수가 용이하도록 프레임과 플레이트가 분리될 수 있도록 가동기대가 구성되는 발포 폴리스티렌 사출성형장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 고정금형과 가동금형의 배면에 형성된 지지기둥이 냉각수 파이프를 누르지 않아 냉각수 파이프가 손상되는 것을 방지하는 발포 폴리스티렌 사출성형장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발포 폴리스티렌 사출성형장치는, 구조물에 고정되게 설치되는 고정기대와, 상기 고정기대에 개폐가능하게 구비되고 상기 고정기대를 폐쇄하여 공간을 형성하는 가동기대와, 상기 고정기대의 내부에 장착되는 고정금형과, 상기 가동기대의 내부에 장착되고 상기 고정금형의 전면을 폐쇄하여 발포공간을 형성하는 가동금형을 포함하는 발포 폴리스티렌 사출성형장치에 있어서, 상기 가동기대는, 고정기대의 둘레에 밀착될 수 있는 프레임과, 간격을 두고 냉각수 파이프가 삽입될 수 있는 복수의 파이프홈이 간격을 두고 서로 평행하게 형성되고, 상기 프레임에 둘레가 결합되는 플레이트가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 플레이트는 분할되어 제작되고 용접으로 서로 결합되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 프레임과 플레이트의 결합면에는 패킹이 구비되는 것이 바람직하다.

아울러, 복수로 형성된 상기 파이프홈 중에는 일부 파이프홈에 선택적으로 냉각수 파이프가 설치될 수 있다.

또한, 상기 고정금형 및 가동금형의 배면이 형성된 지지기둥의 선단에는 상기 고정기대와 가동기대의 접촉하는 플랜지부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 발포 폴리스티렌 사출성형장치에 따르면, 가동기대의 프레임과 플레이트가 분리될 수 있는 구조이므로, 적은 열량으로도 가동기대를 가열할 수 있으므로, 예열시간이 줄어들게 되고, 예열시간을 단축으로 인하여 작업 반복횟수가 증가한다.

또한, 프레임에 대하여 플레이트를 분리할 수 있으므로, 가동기대가 파손되거나 변형되는 경우에 프레임을 제외한 플레이트만 교환함으로써 가동기대의 유지보수가 용이해지는 효과가 있다.

아울러, 고정금형과 가동금형의 배면에 형성된 지지기둥의 선단 플랜지부로 지지되어 냉각수파이프를 누르지 않으므로, 지지기둥의 선단이 냉각수 파이프를 눌러서 발생하는 안전사고와 냉각수의 불균일한 살포로 인한 제품불량을 사전에 방지할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 발포 폴리스티렌 사출성형장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 발포 폴르스티렌 사출성형장치는 구조물에 고정되게 설치되는 고정기대(10)와, 상기 고정기대(10)에 개폐가능하게 구비되고 상기 고정기대(10)를 폐쇄하여 공간을 형성하는 가동기대(30)와, 상기 고정기대(10)의 내부에 장착되는 고정금형(20)과, 상기 가동기대(30)의 내부에 장착되고 상기 고정금형(20)의 전면을 폐쇄하여 발포공간(S)을 형성하는 가동금형(40)을 포함한다.

고정기대(10)는 구조물에 고정되게 설치되고, 내부에는 공간이 형성되어 고정금형(20)을 수용한다. 상기 고정기대(10)에는 상기 고정금형(20)을 냉각시키기 위한 냉각수 파이프(11)가 구비되어 있고, 상기 고정기대(10)의 내부로 수증기를 공급하여 고정금형(20)을 예열시키기 위한 수증기투입구(12)가 구비된다. 상기 고정기대(10)의 배면에는 고정기대커버(13)가 구비된다.

고정금형(20)은 전면에 수지가 발포되기 위한 공간이 형성되어 있고, 상기 고정금형(20)은 고정기대(10)의 내부에 수용되고, 상기 고정금형(20)의 둘레가 상기 고정기대(10)의 안착홈(10a)에 위치하여 상기 고정기대(10)에 체결된다.

가동기대(30)는 상기 고정기대(10)의 전면을 폐쇄할 수 있도록 하여, 수지를 발포하여 발포 폴리스티렌을 성형하는 도중에는 상기 가동기대(30)가 고정기대(10)를 폐쇄하도록 한다.

가동금형(40)은 상기 가동기대(30)의 내부에 수용되고, 상기 고정금형(20)에 맞닿았을 때, 원하는 용기의 형태로 수지가 발포될 수 있도록 발포공간을 형성한다.

상기 가동기대(30)에도 가동금형(40)을 냉각시키기 위한 냉각수 파이프(33)가 구비되고, 상기 가동금형(40)을 예열하기 위한 수증기투입구(34)가 형성된다.

특히, 본 발명에 따른 발포 폴리스티렌 사출성형장치에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가동기대(30)가 상기 고정기대(10)의 둘레에 밀착되는 프레임(31)과, 상기 프레임(31)에 결합되는 플레이트(32)를 구비하도록 한다.

프레임(31)은 상기 고정기대(10)의 둘레와 밀착된다. 상기 프레임(31)은 고정기대(10)의 둘레에 대응하도록 형성되어, 발포 폴리스티렌을 성형하는 동안에는 일측이 고정기대(10)에 밀착되고, 성형이 완료된 발포 폴리스티렌을 배출하도록 개방된다. 상기 프레임(31)의 내측 둘레에는 가동금형(40)이 안착될 수 있도록 안치턱(31a)이 형성되어 가동금형(40)의 둘레가 안착되어 체결되도록 하고, 상기 프레임(31)을 관통하여 수증기가 유입되는 수증기 투입구(34)가 형성된다.

플레이트(32)는 프레임(31)의 타측, 즉 고정기대(10)와 맞닿는 곳의 반대쪽에 체결된다. 상기 플레이트(32)에는 복수의 파이프홈(32a)이 형성된다. 상기 플레이트(32)는 판상(板狀)으로 형성되는 바, 상기 파이프홈(32a)은 냉각수 파이프(33)를 수용할 뿐만 아니라, 파이프홈(32a)의 형성으로 인한 굴곡에 의해 발포 폴리스티렌의 성형중 고정금형(20)과 가동금형(40) 사이의 공간으로 가해지는 압력을 지지하도록 한다.

상기 파이프홈(32a)은 냉각수 파이프(33)가 용이하게 삽입될 수 있도록 하기 위해서, 서로 평행하게 형성되는 것이 바람직하고, 도 3에 도시된 바와 같이, 파이프홈(32a)의 형성에 의해서 상대적으로 높게 형성된 부분은 지지면(32b)이 된다.

한편, 상기 플레이트(32)에 상기 파이프홈(32a)이 형성되도록 하는 제조방법에는 프레스를 사용하거나, 압출 또는 인발에 의해서 형성되도록 할 수 있고, 도 4에 도시된 바와 같이, 파이프홈(32a)과 지지면(32b)이 형성되는 부분과 테두리(32c)를 각각 몇 개의 부분으로 분할하여 제작한 후, 이를 용접으로 접합하여 일체가 되도록 할 수 있다.

즉, 금속판재를 프레스로 가압하여 파이프홈(32a)이 연속적으로 형성된 플레이트(32)를 완성할 수 있다. 상기 플레이트(32)를 하나의 금속판재를 프레스가공하여 완성할 수도 있으나, 한 번에 제작하려면 프레스의 크기가 커져야 하는 문제점이 있으므로, 상기 플레이트(32)는 분할제작되는 것이 바람직하다.

또는, 압출 또는 인발을 통하여 플레이트(32)를 가공하는 과정을 설명하면, 다이스를 통하여 파이프홈(32a)이 형성되는 플레이트(32)를 일정한 폭으로 제조하고, 이를 폭방향으로 배열하고, 테두리(32c)를 용접함으로써 플레이트(32)의 형태가 되도록 할 수 있다. 압출 또는 인발은 작업특성상 압출, 인발 방향으로 단면이 일정하므로, 파이프홈(32a)과 지지면(32b)이 형성되는 부분을 압출 또는 인발을 통하여 분할제작하고, 이를 테두리(32c)와 용접하여 플레이트(32)를 완성시키도록 한다. 특히, 도 5에 도시된 바와 같이, 파이프홈(32a)이 형성되는 플레이트(32) 중에서 외곽에 위치하는 부분은 테두리(32c)와 일체로 압출 또는 인발로 가공한 후, 나 머지 부분과 용접하여 플레이트(32)로 제작할 수 있다.

상기 플레이트(32)는 플레이트(32)의 둘레가 상기 프레임(31)의 둘레에 체결시킨다. 상기 플레이트(32)의 둘레가 상기 프레임(31)의 둘레에 맞닿도록 위치시키고, 배면에서 체결볼트를 이용하여 플레이트(32)를 프레임(31)에 체결시켜 가동기대(30)가 된다.

이때, 프레임(31)과 플레이트(32)를 용접으로 결합시킬 수도 있으나, 프레임(31)에 대하여 플레이트(32)를 용이하게 분해할 수 있도록 체결볼트로서 프레임(31)과 플레이트(32)를 체결시킨다.

또한, 상기 가동기대(30) 내부의 기밀을 위하여, 상기 프레임(31)과 플레이트(32)의 결합면에는 패킹(도면부호 미부여)가 구비되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 가동기대(30)를 냉각시키는 냉각수 파이프(33)는 상기 플레이트(32)의 파이프홈(32a)에 수용되도록 구비된다. 이때, 냉각수 파이프(33)는 플레이트(32)에 형성된 모든 파이프홈(32a)에 냉각수 파이프(33)가 구비될 수도 있으나, 요구되는 냉각성능에 따라 설치되는 냉각수 파이프(33)의 수를 결정하여 일부 파이프홈(32a)에 냉각수 파이프(33)가 설치되도록 한다. 즉, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 플레이트(32)에 형성된 파이프홈(32a) 중에서 몇 개의 파이프홈(32a)마다 선택적으로 냉각수 파이프(33)가 설치되도록 한다.

아울러, 본 발명의 발포 폴리스티렌 사출성형장치에 따르면, 상기 고정금형(10)과 가동금형(30)의 배면에 형성된 지지기둥(41)의 선단에는 플랜지부(41a)가 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 지지기둥(41)의 선단에 지지기둥(41)의 직경보다 크게 직경이 형성되는 플랜지부(41a)를 형성한다. 플랜지부(41a)의 직경이 지지기둥(41)의 직경보다 크게 형성됨으로써, 발포 폴리스티렌을 성형하는 동안, 냉각수 파이프(11)(33)를 손상시키지 않고 상기 고정금형(20)과 가동금형(40)이 고정기대(10)와 가동기대(30)의 내측면에 지지될 수 있다.

만약, 플랜지부(41a)가 없다면, 지지기둥(41)의 단부가 경우에 따라서 고정기대(10) 또는 가동기대(30)의 설치되는 냉각수 파이프(11)(33)를 눌러 냉각수 파이프(11)(33)를 파손시킬 수 있다. 예컨대, 고정금형(20)과 가동금형(40)을 교체시 지지기둥(41)의 선단이 냉각수 파이프(11)(33)를 누르도록 냉각수 파이프(11)(33)가 배치될 수 있는데, 이는 작업자의 안전을 위협할 뿐만 아니라 고정금형(20)과 가동금형(40)으로 분사되는 냉각수의 양에 편차가 생기므로, 성형된 발포 폴리스티렌의 모양이 일정하지 않은 문제점이 생길 수 있다. 그러나, 상기 지지기둥(41)의 단부에 플랜지부(41a)가 형성됨으로써, 지지기둥의 단부가 냉각수 파이프(11)(33)를 가압하지 않으므로 냉각수 파이프(11)(33)를 보호할 수 있다. 도 1에는 가동금형(40)의 배면에 형성된 지지기둥(41)의 플랜지부(41a)가 형성된 것이 도시되어 있으나, 고정금형(20)의 배면에 형성된 지지기둥(41)의 선단에도 플랜지부(41a)가 형성되어 있다.

특히, 상기 플랜지부(41a)는 상기 플레이트(32)의 지지면(32b)에 접촉됨으로써 가해지는 압력이 고르게 분산되도록 하고, 냉각수 파이프(33)의 손상을 방지하도록 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 발포 폴리스티렌 성형장치를 이용하여 발포 폴리스티렌을 성형하는 과정은 다음과 같다.

고정기대(10)와 가동기대(30)가 서로 맞물림에 따라, 상기 고정기대(10)와 가동기대(30)의 내부에 구비된 고정금형(20)과 가동금형(40)고 발포를 위한 공간을 제외하고는 맞물린다.

상기 수증기 투입구(12)(34)를 통하여 고정기대(10)와 가동기대(30)의 내부로 수증기를 주입하여 상기 고정금형(20)과 가동금형(40)이 발포에 적당한 온도로 예열되도록 한다. 이때, 상기 가동기대(30) 측은 프레임(31)과 플레이트(32)로 되어 있어서 적은 열량으로도 신속하게 발포에 적당한 온도로 예열시킬 수 있다.

고정금형(20)과 가동금형(40)이 예열되면, 고정금형(20)과 가동금형(40)의 사이에 형성된 발포공간(S)으로 비드(bead)형태의 폴리스티렌 수지를 주입시킨다. 상기 발포공간(S)으로 주입된 폴리스티렌 수지는 발포제를 함유하고 있는 상태로, 가열된 고정금형(20)과 가동금형(40)의 내부에서 폴리스티렌 수지의 연화와 동시에 증기가 침투하여 발포공간(S)의 형상으로 발포된다.

상기 고정금형(20)과 가동금형(40)의 내부에서 수지가 발포되면, 냉각수 파이프(11)(33)를 통하여 냉각수를 분사한다. 상기 냉각수 파이프(11)(33)에는 간격을 두고 분사노즐이 구비되어 있으므로, 고정금형(20)과 가동금형(40)을 신속하게 냉각시킬 수 있다.

발포 성형이 완료되면, 상기 가동기대(30)를 개방시키고, 상기 고정기대(10)의 후방에서 플런저로 성형이 완료된 발포 폴리스티렌을 밀어서 이형시켜 외부로 배출시킨다.

상기와 같은 과정을 반복함으로써, 발포 폴리스티렌을 성형하게된다.

한편, 반복적인 사용으로 인하여, 가동기대(30)가 파손되거나 변형되는 경우에는 프레임(31)으로부터 플레이트(32)를 분해한 후, 새로운 플레이트를 다시 체결시킴으로써, 프레임(31)은 재사용할 수 있게 된다. 상기 가동기대(30)는 성형작업을 위해서 반복적으로 개폐되는 부분이므로, 쉽게 변형되거나 파손될 수 있는데, 이를 용이하게 교환할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 발포 폴리스티렌 성형장치의 분해사시도.

도 2는 도 1에서 가동기대의 분해사시도.

도 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 발포 폴리스티렌 성형장치에서 플레이트를 제조하는 과정을 도시한 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *

10 : 고정기대 10a : 안치턱

11 : 냉각수 파이프 12 : 수증기투입구

20 : 고정금형 30 : 가동기대

31 : 프레임 31a : 안치턱

32 : 플레이트 32a : 파이프홈

32b : 지지면 32c : 테두리

33 : 냉각수 파이프 34 : 수증기 투입구

40 : 가동금형 41 : 지지기둥

41a : 플랜지부

Claims (5)

1. 구조물에 고정되게 설치되는 고정기대(10)와, 상기 고정기대(10)에 개폐가능하게 구비되고 상기 고정기대(10)를 폐쇄하여 공간을 형성하는 가동기대(30)와, 상기 고정기대(10)의 내부에 장착되는 고정금형(20)과, 상기 가동기대(30)의 내부에 장착되고 상기 고정금형(20)의 전면을 폐쇄하여 발포공간을 형성하는 가동금형(40)을 포함하는 발포 폴리스티렌 사출성형장치에 있어서,

   상기 가동기대는,

   고정기대(10)의 둘레에 밀착될 수 있는 프레임(31)과,

   간격을 두고 냉각수 파이프(11)가 삽입될 수 있는 복수의 파이프홈(32a)이 간격을 두고 서로 평행하게 형성되고, 상기 프레임(31)에 둘레가 결합되는 플레이트(32)가 구비되는 것을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌 사출성형장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 플레이트(32)는 분할되어 제작되고 용접으로 서로 결합되는 것을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌 사출성형장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 프레임(31)과 플레이트(32)의 결합면에는 패킹이 구비되는 것을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌 사출성형장치.
4. 제1항에 있어서,

   복수로 형성된 상기 파이프홈(32a) 중에는 일부 파이프홈(32a)에 선택적으로 냉각수 파이프(11)가 설치되는 것을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌 사출성형장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 고정금형(10) 및 가동금형(30)의 배면이 형성된 지지기둥(41)의 선단에는 상기 고정기대(10)와 가동기대(30)의 접촉하는 플랜지부(41a)가 형성되는 것을 특징으로 하는 발포 폴리스티렌 사출성형장치.

Images