KR20160023402A

KR20160023402A - 스크랩 역류방지 펀칭금형

Info

Publication number: KR20160023402A
Application number: KR1020140109759A
Authority: KR
Inventors: 윤기철
Original assignee: 주식회사 세운하이테크
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2016-03-03
Also published as: KR101622210B1

Abstract

본 발명은 합성수지 중 특히 PET(Polyethylene terephthalate) 필름에 펀칭시 스크랩이 홀에 정지하지 않고, 상승하는 펀치와 함께 역류하여 다음 진행하는 펀칭작업에 간섭되지 않도록 펀치의 하단 끝날에 스크랩의 면적을 홀의 지름보다 늘리는 스크랩연신부를 형성시켜 펀칭 후, 스크랩이 홀에 걸려 역방향으로 상승하는 것을 방지하여 성형 불량률을 낮추도록 하는 스크랩 역류방지 펀칭금형에 관한 것으로서, 종래의 펀치의 하단 날끝이 "└┘"모양과 같이 평면형상으로 이루어져 펀칭시 PET 필름에 구멍을 뚫어 발생하는 스크랩과 더불어 작업다이에 형성된 홀로 진입하게 되고, 이후 상승하는 펀치와 홀에 정지되었던 스크랩 사이가 진공 상태와 더불어 작업시 발생하는 정전기에 의해서 상승하는 펀치를 따라 스크랩이 역방향으로 상승하여 작업다이 상면에 스크랩이 쌓이게 되어 다음 펀칭작업시 간섭하는 장애물이 되는 문제점이 있었던 바, 본 발명은 펀치의 하단에 스크랩을 늘려 "∨"형상을 이루도록 하는 스크랩연신부를 구성시켜 PET 필름에 다수의 구멍을 형성하는 작업도중 발생한 스크랩이 펀치의 상승과 함께 역방향으로 역류하지 않고 홀 내부에서 정지한 상태를 유지시켜, 다음 펀칭작업시 스크랩에 의한 간섭이 없도록 하여 PET 필름의 성형 불량률을 현저하게 낮출 수 있는 스크랩 역류방지 펀칭금형을 제공하는 것이다.

Description

스크랩 역류방지 펀칭금형{Punching mold for scrap backflow prevention}

본 발명은 스크랩 역류방지 펀칭금형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 합성수지 중 특히 PET(Polyethylene terephthalate) 필름에 펀칭시 스크랩이 홀에 정지하지 않고, 상승하는 펀치와 함께 역류하여 다음 진행하는 펀칭작업에 간섭되지 않도록 펀치의 하단 끝날에 스크랩의 면적을 홀의 지름보다 늘리는 스크랩연신부를 형성시켜 펀칭 후, 스크랩이 홀에 걸려 역방향으로 상승하는 것을 방지하여 성형 불량률을 낮추도록 하는 스크랩 역류방지 펀칭금형에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰 등의 전자제품의 소재로 사용하는 합성수지 필름 중에서 주로 사용하는 재료로 전자제품에서 발생하는 고열에도 안정성을 갖고 기계적 강도가 우수한 PET(Polyethylene terephthalate) 필름을 사용하고 있다.

이러한 PET 필름을 휴대폰 등의 전자제품에 사용하기 위해서는 길이방향으로 길게 펀칭기로 공급되는 PET 필름에 다수의 구멍을 펀칭하고, 이를 적절한 길이와 크기 그리고 모양을 갖도록 절단하여 사용하고 있다.

상기와 같이 PET 필름에 구멍을 형성하는 펀칭기의 구성은 대체로 PET 필름이 안착하는 작업다이와 승강동작으로 소재에 구멍을 뚫는 펀치와 그 펀치 날끝이 통과하도록 다이에 홀이 형성되어 펀칭 후, 발생하는 스크랩이 홀로 떨어짐으로써, PET 필름에 다수의 구멍이 일괄적으로 형성하도록 된다.

이와 같은 종래 펀칭기는 일례로 특허등록 제524693호(명칭: 자동차용 흡음재 및 그 성형장치)의 도면에서도 나타나듯이 다수의 펀치가 일괄적으로 승강동작을 통해 성형품에 구멍을 형성하고 있다.

상기 펀칭기의 펀칭 작동을 살펴보면 첨부된 도면 도 1과 같이, 펀치(100)의 하단 날끝이 "└┘"모양과 같이 평면형상으로 이루어진 까닭에 펀칭시 PET 필름에 구멍을 뚫어 발생하는 스크랩(200)과 더불어 작업다이(300)에 형성된 홀(301)로 진입하게 되고, 이후 상승하는 펀치(100)와 홀(301)에 정지되었던 스크랩(200) 사이가 진공 상태와 더불어 작업시 발생하는 정전기에 의해서 상승하는 펀치(100)를 따라 스크랩(200)이 역방향으로 상승하여 작업다이(300) 상면에 스크랩(200)이 쌓이게 됨으로써, 다음 펀칭작업시 간섭하는 장애물이 되어 정밀한 펀칭작업을 수행하기가 곤란하게 되어 PET 필름의 불량률이 높아지고, 특히 무인으로 작동되는 펀칭기인 경우에는 작업다이(300) 상면에 쌓인 스크랩(200)을 제때에 제거할 수 없어서 불량률이 더 증가하게 되며, 불량작업을 계속해서 수행하면 정밀장치인 펀칭기의 오작동으로 인하여 파손되는 큰 문제점이 발생하게 되는 것이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 합성수지 필름 중에서, 특히 PET 필름에 펀칭금형으로 다수의 구멍을 형성하는 작업도중 발생한 스크랩이 펀치의 상승과 함께 역방향으로 역류하지 않고 홀 내부에서 정지한 상태를 유지시켜, 다음 펀칭작업시 스크랩에 의한 간섭이 없도록 하여 PET 필름의 성형 불량률을 현저하게 낮출 수 있는 스크랩 역류방지 펀칭금형을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같이 구성된다. 즉, 펀치를 홀로 진입시켜 PET 필름에 다수의 구멍을 펀칭하는 펀칭금형에 있어서, 상기 펀치의 하단에서 하방향으로 돌출되어, PET 필름의 펀칭 시 펀치가 하강하면서 하단 날끝이 먼저 접촉된 된 후, 홀 방향으로 PET 필름의 면적을 원뿔형으로 늘린 상태에서 펀칭하여 스크랩이 홀로 떨어지고, 펀치가 상승하면 스크랩은 복원력에 의해 중앙부분이 상승하면서 테두리가 홀의 내주연에 "∨" 상태로 걸려 역류를 방지하도록 스크랩을 형성시키는 스크랩연신부가 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스크랩연신부는 단면형상이 역삼각의 원뿔형상으로 형성되되, 최하부의 꼭지부분은 부드러운 곡면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또는, 상기 스크랩연신부는 만곡면으로 형성되거나 또는 외주연에 각도가 다른 다단면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 스크랩연신부의 외주연에 형성되어, 늘어나는 PET 필름의 량을 더 늘리는 보조연신돌부가 구성된 것을 특징으로 한다.

나아가, 펀치가 홀로 진입 후 상승할 때, 외부공기를 홀로 유입시켜 진공상태로 스크랩이 역방향으로 상승하는 것을 2차 방지하도록, 스크랩연신부 하단에서 펀치의 상부까지 연통형성되는 에어벤트가 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 펀칭금형을 구성하는 펀치의 하단 끝날에 스크랩연신부를 형성함으로써, 형성하고자 하는 구멍의 지름 즉, 홀의 지름보다 PET 필름을 원뿔형상으로 크게 늘린 상태로 뚫은 후, 홀로 진입시키면 펀치가 상승하더라도 원뿔형상의 스크랩이 자체 복원력에 의해 평면상태로 펴지면서 자연스럽게 테두리 부분이 홀의 내주연과 접촉되어 상승하지 못하고 정지상태를 유지할 수 있는 효과가 있으며, 그러함에 따라 기존 작업다이 상면으로 올라온 스크랩의 간섭으로 발생하던 불량률을 현저하게 낮출 수 있는 가장 큰 효과가 있다.

상기와 같은 효과를 얻기 위해서 스크랩연신부의 형상을 역삼각형상 또는 만곡진형상 또는 외주면을 다단면으로 형성시켜 PET 필름이 연신되는 량을 늘리고, 나아가 스크랩연신부에 홀과 접촉되는 테두리 량을 늘릴 수 있도록 보조연신돌부를 형성하여 스크랩과 펀치 사이에 진공압력이 발생하더라도 길게 형성된 중앙부분과 테두리부분의 반발력에 의하여 원뿔형상이 역방향으로 돌아가지 못하게 하는 효과가 있다.

나아가, 스크랩연신부에 외부공기가 홀의 내부로 유입될 수 있도록 하는 에어벤트를 형성함으로써, 펀칭 시 홀에 진입한 스크랩과 펀치 사이에 발생하는 진공상태를 외부공기로 제거하여 스크랩연신부에 의한 1차 역류방지와 더불어 2차로 스크랩의 역류를 정확히 방지하는 효과가 있는 것이다.

도 1은 종래 펀칭기의 펀치가 소재를 펀칭하는 작동상태를 도시한 단면도
도 2는 본 발명에 따른 펀칭금형을 도시한 정면도
도 3은 본 발명의 요부인 스크랩연신부가 구비된 펀치와 홀을 도시한 사시도
도 4는 본 발명에 따른 펀치가 작동되어 스크랩이 홀에 정지되는 상태를 도시한 단면도
도 5는 본 발명에 따른 스크랩연신부의 다양한 형상을 도시한 정면도
도 6은 본 발명에 따른 스크랩연신부에 보조연신돌부가 형성된 정면도
도 7은 도 6의 사시도
도 8은 본 발명에 따른 에어벤트가 형성된 펀치가 작동되어 스크랩이 홀에 정지되는 상태를 도시한 단면도

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 펀칭금형(10)은 첨부된 도면 도 2와 같이 공급된 소재가 안착되고, 내부에 홀(13)이 형성된 작업다이(12)와, 작업다이(12) 상방향에 배치되어 승강작동으로 소재를 펀칭하는 펀치(11)로 구성된다.

상기 소재는 두께가 비교적 얇은 합성수지 필름 중에서도, 전술한 바와 같이 열안정성과 기계적 강도가 우수하여 휴대폰 등의 전자기기에 주로 사용하고 있는 PET 필름(30)을 펀칭하는 것으로서, 이와 같은 PET 필름(30)은 재질은 복원력이 우수하여 형상이 변형되면 원래 상태로 되돌아가려는 성질이 있다. 즉, 펀칭한 스크랩(31)이 "∨" 의 원뿔로 형성되면 원래 상태인 "―" 평면상태로 복원력이 작용하게 된다.

특히, PET 필름(30)에 지름이 2mm 이하의 소형 구멍을 형성하는 경우 더욱 높은 복원력을 발휘하게 된다.

따라서, 본 발명의 펀칭금형(10)에서는 이러한 PET 필름(30)의 복원되는 성질을 이용하여 펀칭한 스크랩(31)이 작업다이(12) 상면으로 역류하는 것을 방지하도록 PET 필름(30)에 구멍(32) 형성시 발생하는 스크랩(31)을 늘려 변형시키도록 펀치(11)의 하단 끝날 부분에 스크랩연신부(20)가 구성된다.

상기 스크랩연신부(20)는 첨부된 도면 도 3 및 도 4와 같이, 펀치(11) 하단에서 하방향으로 연장형성되는 것으로서, 펀칭작업시 최초 하단부가 PET 필름(30)과 접촉하면 PET 필름(30)이 스크랩연신부(20)의 형상으로 기본 두께(T)를 줄이며 늘어나 두께(t)가 얇게 되고, 계속해서 하강하는 펀치(11)의 외경과 홀(13)의 내경이 일치되면 늘어난 스크랩(31)은 절단되어 PET 필름(30)에 구멍(32)이 형성되는 것이다.

즉, PET 필름(30)에 형성되는 구멍(32)을 형성하는 홀(13)의 지름보다 스크랩(31)을 펼친 지름이 더 크게 형성되어 그 스크랩(31)이 펀치(11)에 눌려 진입한 홀(13)에서는 "∨"의 원뿔형을 이루게 되는 것이다.

따라서, 상기 스크랩(31)을 늘리기 위한 스크랩연신부(20)의 형상은 첨부된 도면 도 5와 같이, 역삼각의 원뿔형상(20a)으로 형성될 수 있고, 또는 곡면으로 형성되는 만곡면(20b)으로 형성될 수도 있으며, 또는 외주연에 각도가 다른 다단면(20c)으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 스크랩연신부(20)의 최하부는 최초 PET 필름(30)과 접촉되는 부분으로써, PET 필름(30)에 펀치(11)의 하중이 가해지면 응력의 한계점을 넘어 찢어지지 않도록 부드러운 곡면(R)으로 형성되어야 할 뿐만 아니라, 하강하는 펀치(11)의 적정한 속도가 고려되어야 할 것은 자명할 것이다.

여기서, 상기 스크랩연신부(20)가의 형상이 원뿔형상(20a)이 적용되는 경우, PET 필름(30)과 접촉시 찢어지는 것을 방지하도록 원뿔의 각도(θ)는 100°~ 170°범위로 형성되는 것이고, 이러한 원뿔의 각도(θ)가 작을수록 PET 필름(30)을 늘리는 길이가 길어짐으로써, 홀(13)에 걸려지는 복원력이 크게 발휘할 수 있는 효과가 있으며, 각도(θ)가 클수록 최하부가 둔각으로 이루어짐으로써, PET 필름(30)의 찢어짐을 방지하는 효과가 있는 것으로서, PET 필름(30)의 응력을 조절하는 두께(T) 따라서 작업자가 고려하여 적절하게 각도(θ)를 선택할 수 있는 것이다.

나아가, 상기 스크랩연신부(20)의 외주연에는 PET 필름(30)의 늘려지는 량을 넓게 하여 홀(13)로 떨어진 스크랩(31)을 이루는 테두리(31a)의 복원력이 증가하도록 보조연신돌부(21)가 형성된다.

상기 보조연신돌부(21)는 첨부된 도면도 도 6 및 도 7과 같이, 외주연에 복수의 부채꼴 또는 사각형상 등으로 외방향으로 돌출형성되어, 스크랩연신부(20)의 부피를 증가시켜, PET 필름(30)의 늘림 량을 스크랩연신부(20)와 더불어 크게 넓힐 수 있다.

한편, PET 필름(30)에 구멍(32)을 뚫은 후, 펀치(11)가 상승할 때 스크랩(31)과 펀치(11) 사이에 진공상태가 발생하는데 이러한 진공상태는 스크랩(31)을 역방향으로 끌어올리는 힘으로 작용함으로써, 외부공기를 유입시켜 전공상태를 방지하도록 스크랩연신부(20)에 펀치(11)의 상부까지 연통 형성되는 에어벤트(22)가 형성된다.

상기 에어벤트(22)는 첨부된 도면 도 8과 같이, 스크랩연신부(20)의 하부에서 펀치(11)의 상부 즉, 펀치(11)가 최하부를 하강한 상태에서 홀(13)과 벗어난 위치까지 연통시켜 외부공기가 원활하게 유입될 수 있도록 형성되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 펀칭금형(10)의 작동 및 작용상태는 다음과 같다.

최초, 첨부된 도면 도 4와 같이, 작업다이(12)에 PET 필름(30)이 공급되어 안착하고, 펀치(11)가 구멍(32)을 뚫기 위해서 하강을 시작한다.

이렇게 펀치가 하강하게 되면 펀치(11)에 하단에 구성되는 스크랩연신부(20)와 PET 필름(30)이 접촉되게 되고, 스크랩연신부(20)의 형상을 따라 PET 필름(30)의 기본 두께(T)를 줄여 스크랩(31)이 늘어나면서 그 두께(t)도 얇게 된다.

이후, 계속해서 하강한 펀치(11)의 지름과 홀(13)의 지름이 일치하게 되면 스크랩(31)은 "∨" 형상으로 절단되어 PET 필름(30)에 요구되는 구멍(32)이 형성된다.

다음, 펀치(11)가 상승하게 되어 스크랩(31)을 벗어나면 "∨"의 형상으로 변형된 스크랩(31)은 자체 복원력에 중앙은 상승하려 하고, 테두리(31a)는 하강하려 하여 "―"의 상태로 되돌아 가려할 때, 테두리(31a) 부분과 홀(13)의 내경이 서로 접하면서 정지상태가 되어 역방향으로 역류하지 않게 되는 것이다.

여기서, 홀(13)의 내경에 정지된 스크랩(31)은 원뿔의 길이가 길수록 복원하려는 반발력이 커짐으로써, 보조연신돌부(21)를 이용하여 그 길이를 길게 형성할 수 있는 것이다.

또한, 펀치(11)가 상승할 때 스크랩(31) 사이에 발생하는 진공상태는 펀치(11)가 상승할 때, 외부의 공기가 에어벤트(22)로 유입 공급되어 진공상태가 되는 것을 방지하여 스크랩(31)이 역류하는 것을 "∨"의 원뿔형으로 변형된 스크랩(31)과 더불어 완벽하게 방지할 수 있는 것이고, 이러한 원뿔형상은 홀의 하방향으로는 이동이 가능함으로써, 작업한 다른 스크랩(31)이 지속적으로 적층 되면서 홀(13)의 하방향으로 밀려 배출되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명의 펀칭금형(10)은 작업 후 발생하는 스크랩(31)이 작업다이(12)로 역류하는 것을 방지함으로써, 신속하고 지속적으로 작동되는 펀칭금형(10)을 무인기로 사용할 수 있으며, 또한 PET 필름(30)의 성형 불량률을 현저하게 낮춰 생산원가를 절감할 수 있는 아주 유용한 스크랩 역류방지 펀칭금형을 제공할 수 있는 것이다.

본 발명은 전술한 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.

펀칭금형: 10 펀치: 11
작업다이: 12 홀: 13
스크랩연신부: 20 보조연신돌부: 21
에어벤트: 22 PET 필름: 30
스크랩: 31 테두리: 31a
구멍: 32 곡면: R

Claims

펀치(10)를 홀(13)로 진입시켜 PET 필름(30)에 다수의 구멍(32)을 펀칭하는 펀칭금형(10)에 있어서,
상기 펀치(11)의 하단에서 하방향으로 돌출되어, PET 필름(30)의 펀칭 시 펀치(11)가 하강하면서 하단 날끝이 먼저 접촉된 된 후, 홀(13) 방향으로 PET 필름(30)의 면적을 원뿔형으로 늘린 상태에서 펀칭하여 스크랩(31)이 홀(13)로 떨어지고, 펀치(11)가 상승하면 스크랩(31)은 복원력에 의해 중앙부분이 상승하면서 테두리(31a)가 홀()의 내주연에 "∨" 상태로 걸려 역류를 방지하도록 스크랩(31)을 형성시키는 스크랩연신부(20)가 구성된 것을 특징으로 하는 스크랩 역류방지 펀칭금형.
제 1항에 있어서,
상기 스크랩연신부(20)는 단면형상이 역삼각의 원뿔형상(20a)으로 형성되되, PET 필름(30)과 접촉시 찢어지지 않고 면적을 늘릴 수 있도록, 최하부의 꼭지부분은 부드러운 곡면(R)으로 형성된 것을 특징으로 하는 스크랩 역류방지 펀칭금형.
제 1항에 있어서,
상기 스크랩연신부(20)는 PET 필름(30)과 접촉시 찢어지지 않고 면적을 늘릴 수 있도록, 만곡면(20b)으로 형성되거나 또는 외주연에 각도가 다른 다단면(20c)으로 형성된 것을 특징으로 하는 스크랩 역류방지 펀칭금형.
제 1항에 있어서,
상기 스크랩연신부(20)의 외주연에 형성되어, 늘어나는 PET 필름(30)의 량을 더 늘려 "∨"형상의 중앙부분이 상승하려는 복원력에 의해 테두리(31a) 부분의 하강하려는 반발력을 증대시켜 홀(13) 내부에 걸려지도록 하는 보조연신돌부(21)가 구성된 것을 특징으로 하는 스크랩 역류방지 펀칭금형.
제 1항에 있어서,
상기 펀치(11)가 홀(13)로 진입 후 상승할 때, 외부공기를 홀로 유입시켜 진공상태로 스크랩(31)이 역방향으로 상승하는 것을 2차 방지하도록, 스크랩연신부(20) 하단에서 펀치(11)의 상부까지 연통형성되는 에어벤트(22)가 구성된 것을 특징으로 하는 스크랩 역류방지 펀칭금형.