KR20170030734A - 판재 코팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2중 압출 다이의 종단의 압출확산부와 조이너 사이에 코팅을 위한 균일확산수단을 구비함으로써 압출다이의 종단의 압출확산부에서 압출되는 기재 코팅을 위한 용융액의 두께가 균일화 및 균질화가 되도록 하여서 된 판재 코팅 방법 및 그 장치를 제안하기 위한 것이다.
이에 따라 본 발명은 메인 압출 스크류에 의한 용융물이 종단의 압출확산부에 도달하기 까지의 거리를 최소화하여 최적 온도로 압출되도록 할 수 있으면서도 균일 확산 수단에 의한 짧은 거리를 이동하는 동안 충분히 균일하게 공간적으로 확산되어 종단의 압출확산부에서 압출되는 기재의 모든 둘레에 고르게 확산 도포됨으로써 기재의 색상이 은폐되면서도 가장 얇은 두께로 코팅될 수 있는 것이어서 제품의 품질을 크게 개선할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

판재 코팅 방법 및 그 장치{Plate Material Coating Method and Apparatus Thereof}

본 발명은 각종 건자재나 각종 가구 제작을 위한 판재로 사용되는 판재의 표면에 균일한 두께로 균질한 코팅이 가능하도록 한 판재 코팅 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

종래에도 평면 기재 상에 균일한 코팅을 형성하기 위한 코팅 방법이 제안된 바 있다.

그 대표적인 예를 대한민국 공개특허 10-2009-0104745(발명의 명칭: 코팅 방법 및 코팅 장치; 이하 '인용발명1'이라 함)에 의하여 살펴 볼 수 있다.

이러한 인용발명1은 시트형 기재 위에 배치된 코팅바에 의해 코팅 두께를 제어하면서 연속 주행하는 시트형 기재의 표면에 공급 헤드로부터 코팅액을 연속적으로 공급하여 시트형 기재의 표면에 코팅을 형성하는 코팅 방법으로서,

소정의 코팅 두께를 형성하는 데 필요한 양의 코팅액이 시트형 기재의 표면의 대략 중앙부에 연속적으로 일정하게 공급되고, 코팅바의 직전에 형성된 코팅액의 홀드업 양의 증감에 기초하여 코팅바가 상승및 하강되어서, 코팅이 형성되도록 하는 코팅방법과,

연속 주행하는 시트형 기재의 표면에 코팅액이 연속적으로 공급되어서 시트형 기재의 표면에 코팅을 형성하는 코팅 장치로서,

연속 주행하는 시트형 기재를 유지하기 위한 백업 롤, 시트형 기재를 사이에 둔 채 상기 백업 롤과 대향하여 배치되는 코팅 바, 시트형 기재의 표면의 대략 중앙부에 코팅액을 연속적으로 일정하게 공급하기 위한 공급 헤드, 이렇게 공급된 코팅액을 홀드업으로서 유지하도록 시트형 기재의 주행 방향의 양측에서 코팅바에 직교하여 배치되는 사이드 댐,

코팅바의 직전에 형성되는, 코팅액의 홀드업의 양의 증감을 모니터링하기 위한 홀드업 센서, 및

홀드업 센서에 의해 모니터링된 홀드업의 양의 증감에 기초하여 코팅바를 상승 및 하강시키기 위한 수단을 포함하는 코팅 장치로 된 것이다.

이러한 인용발명1은 소정의 코팅 두께를 형성하는 데 필요한 양에 대응하는 양의 코팅액이 연속적으로 일정하게 공급되고, 코팅바의 직전에 형성된 코팅액의 홀드업의 양 (바람직하게는 레벨 또는 높이) 의 증감에 따라 코팅바가 상승 및 하강되는 간단한 방법에 의해, 시트형 기재에 보다 균일한 막두께의 코팅이 얻어질 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.

반면에 이러한 인용발명에 의하면 단면 코팅은 가능하나 양면코팅이 불가능하여 양면 코팅이 필요한 용도로는 활용하기 어려운 한계가 있는 것이며, 홀드업 센서 및 코팅바의 승강 제어 기구가 필요하게 되어 제작비용과 유지, 보수 비용이 상승되는 문제점이 있는 것이다.

그러므로, 이러한 문제점을 감안하여 대한민국 등록특허 10-0761883(발명의 명칭: 가전용품용 장식 부재 제조 방법; 이하 '인용발명2'라 함)이 제안된 바 있으며, 이는 메인 압출 스크류(2)에 의한 용융물(5)은 메인 압출기 조이너(6)로 연결된 관로를 통해 내층을 형성하기 위한 2중 압출 다이(4)의 내층 성형 유도로(7)로 압출되고,

보조 압출 스크류(3)에 의한 용융물(5)은 보조 압출기 조이너(6')로 연결된 관로를 통해 외층을 형성하기 위한 외층 성형 유도로(8)로 토출되도록 하며, 전술한 내층 성형 유도로(7)와 외층 성형 유도로(8)가 구비된 2중 압출 다이(4)를 통하여 내층과 외층으로 구성된 압출물이 토출되면서 교정부(9)(SIZER)를 통과하여 규격의 정도(精度)가 교정된 후, 냉각수조(12)에서 냉각됨으로써 원하는 규격으로 된 압출물이 성형되도록 한 공지의 가전용품용 장식 부재 제조 방법에 있어서,

전술한 메인 압출 스크류(2)의 호퍼(1)에는 ABS수지(acrylonitrile butadiene styrene copolymer)에 그라스 파이버가 20wt% 내지 25wt% 함유된 소재를 투입하고, 전술한 보조 압출 스크류(3)의 호퍼(1')에는 필요한 색상을 내기 위한 안료를 배합하여서 된 ABS수지를 투입하도록 하여서 된 가전용품용 장식 부재 제조 방법으로 된 것이다.

이와 같이 된 인용발명2는 메인 압출 스크류(2)에 의한 용융물(5)이 메인 압출기 조이너(6)로 연결된 관로를 통해 내층을 형성하기 위한 2중 압출 다이(4)의 내층 성형 유도로(7)로 압출되고,

보조 압출 스크류(3)에 의한 용융물(5)은 보조 압출기 조이너(6')로 연결된 관로를 통해 외층을 형성하기 위한 외층 성형 유도로(8)로 토출되면서 상기 메인 압출 스크류(2)에 의한 용융물(5)을 코팅하도록 한 것이다.

그러므로 인용발명2에 의하면 압출되는 기재의 둘레에 용융물을 코팅할 수 있게 되는 것이어서 판재등 각종의 압출 소재 코팅을 위하여 널리 활용할 수 있게 되는 것이다.

반면에 이러한 인용발명2에 의하면 상기 외측성형 유도로에서 2중 압출다이의 종단의 압출확산부에서 확산된 후 바로 기재의 둘레면에 코팅되도록 하는 것이므로 도 4로 보인 바와 같이 기재의 둘레면에 형성된 코팅 두께를 얇게 하는 경우 코팅이 불균일하게 되어 기재의 색상이 일부 노출되는 상태가 되므로 부분적인 색상 불균일 현상을 피할 수 없게 되는 문제점을 발생시킨다.

1. 대한민국 공개특허 10-2009-0104745(발명의 명칭: 코팅 방법 및 코팅 장치) 2. 대한민국 등록특허 10-0761883(발명의 명칭: 가전용품용 장식 부재 제조 방법)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 2중 압출 다이의 종단의 압출확산부와 조이너 사이에 코팅을 위한 균일확산수단을 구비함으로써 압출다이의 종단의 압출확산부에서 압출되는 기재 코팅을 위한 용융액의 두께가 균일화 및 균질화가 되도록 하여서 된 판재 코팅 방법 및 그 장치를 제안하기 위한 것이다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 메인 압출 스크류에 의한 용융물은 메인 압출기 조이너로 연결된 관로를 통해 내층을 형성하기 위한 2중 압출 다이의 내층 성형 유도로로 압출되고,

보조 압출 스크류에 의한 용융물은 보조 압출기 조이너로 연결된 관로를 통해 외층을 형성하기 위한 외층 성형 유도로로 토출되도록 하며, 전술한 내층 성형 유도로와 외층 성형 유도로가 구비된 2중 압출 다이를 통하여 내층과 외층으로 구성된 압출물이 토출되면서 교정부(SIZER)를 통과하여 규격의 정도(精度)가 교정된 후, 냉각수조에서 냉각됨으로써 원하는 규격으로 된 압출물이 성형되도록 한 판재 제조 방법에 있어서,

전술한 메인 압출 관로상에 설치된 2중압출다이의 조이너와 종단 압출확산부 사이에 균일확산수단을 설치하여서 된 판재 코팅 방법 및 그 장치를 제공하여서 된 것이다.

이와 같이 하여 본 발명은 메인 압출 스크류에 의한 용융물이 종단의 압출확산부에 도달하기까지의 거리를 최소화하여 최적 온도로 압출되도록 할 수 있으면서도 균일 확산 수단에 의한 짧은 거리를 이동하는 동안 충분히 균일하게 공간적으로 확산되어 종단의 압출확산부에서 압출되는 기재의 모든 둘레에 고르게 확산 도포됨으로써 기재의 색상이 은폐되면서도 가장 얇은 두께로 코팅될 수 있는 것이어서 제품의 품질을 크게 개선할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 균일 확산 수단의 내부 구조를 하나의 통공에서 필요한 개수의 통공으로 확산되도록 할 수 있게 되어 균일한 분포도를 확보할 수 있을 뿐만 아니라 균일 확산 수단을 구성하는 복수개의 다이플레이트에 종공과 횡공을 형성하여 줌으로써 제작이 용이하게 됨은 물론 종공과 횡공 그리고 다이플레이트 사이에 배치된 채널을 통하여 용융액이 확산됨과 아울러 고르게 혼합되는 효과를 제공하여 확산과 혼합에 의한 균일한 코팅 및 균질화까지 도모하여 코팅 품질의 안정화 및 개선 효과가 탁월하게 되는 유용한 효과가 있다.

도1은 일반적인 종래의 코팅 장치를 보인 설명도.
도2는 종래의 가전용품용 장식 부재 제조를 위한 2중 압출 장치 전반을 보인 설명도.
도3은 종래의 가전용품용 장식 부재 제조를 위한 2중 압출 장치에서 2중 압출 다이를 보인 종단면도.
도4는 본 발명에 의한 판재 코팅을 위한 2중 압출 다이를 보인 종단면도.
도5는 본 발명에 사용되는 2중 압출 다이의 구조를 보인 확대 단면도.
도6은 본 발명에 사용되는 2중 압출 다이의 일부를 보인 사시도.
도7은 본 발명에 사용되는 2중 압출 다이의 제1다이플레이트 측면도.
도8은 본 발명에 사용되는 2중 압출 다이의 제1다이플레이트 평면도.
도9는 본 발명에 사용되는 2중 압출 다이의 제1다이플레이트 이면도.
도10은 본 발명에 사용되는 2중 압출 다이의 제2다이플레이트 측면도.
도11은 본 발명에 사용되는 2중 압출 다이의 제2다이플레이트 평면도.
도12는 본 발명에 사용되는 2중 압출 다이의 제2다이플레이트 이면도.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 판재 코팅 장치의 구체적인 실시예를 도2로 보인 종래의 설비를 활용하여 도4이하로 보인 형태의 2중압출다이로 실시하였다.

이러한 본 발명은 도2로 보인 바와 같이, 내층을 성형하기 위한 레진을 호퍼(1)로 투입하여 메인 압출 스크류(2)에 의한 용융물(5)이 메인 압출기 조이너(6)로 연결된 관로를 통해 내층을 형성하기 위한 2중 압출 다이(4)의 내층 성형 유도로(7)로 압출되고, 코팅층을 형성하기 위한 레진을 호퍼(1')로 투입하여 보조 압출 스크류(3)에 의한 용융물(5)은 보조 압출기 조이너(6')로 연결된 관로를 통해 외층을 형성하기 위한 외층 성형 유도로(8)로 토출되도록 하며, 전술한 내층 성형 유도로(7)와 외층 성형 유도로(8)가 구비된 2중 압출 다이(4)를 통하여 내층과 외층으로 구성된 압출물이 토출되면서 교정부(9)(SIZER)를 통과하여 규격의 정도(精度)가 교정된 후, 냉각수조(12)에서 냉각됨으로써 원하는 규격으로 된 압출물이 성형되도록 한 공지의 제조 방법에 있어서,

전술한 2중압출다이(4)의 메인 압출기 조이너(6) 및 보조 압출기 조이너(6')와 종단의 압출확산부(10) 사이에 균일 확산수단(11)을 설치하여서 된 것이다.

이러한 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

본 발명에 의한 2중압출다이(4)의 메인 압출기 조이너(6) 및 보조 압출기 조이너(6')와 종단의 압출확산부(10) 사이에 균일 확산수단(11)이 결합된 전체 구조를 도4로 보였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명은 메인 압출 스크류(2)와 보조 압출 스크류(3)가 각각 용융물(5)을 메인 압출기 조이너(6) 및 보조 압출기 조이너(6')가 각각 내층성형유도로(7) 및 외층성형 유도로(8)로 진입하며, 외층성형유도로(8)로 진입한 용융물(5)은 압출다이(4)를 이루는 복수개의 다이플레이트(110)에 형성된 통공(115)을 통하여 종단의 압출확산부(10)로 압출되는 과정에서 혼합되고 분산, 확산되어 내층성형유도로(7)에서 종단의 압출확산부(10)로 압출되는 내층의 용융물을 감싸주면서 코팅을 실시하는 것이다.

즉, 본 발명은 도4로 도시한 바와 같이, 일예로 제1 내지 제4까지 4개의 다이플레이트(110)로 구성할 수 있으며, 이중에 제1다이플레이트(1101)의 외관과 단면 그리고 평면과 이면을 도6 내지 도9로 보였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 외층 성형 유도로(8)로 진입한 용융물(5)이 제1다이플레이트(1101)로 진입하여 도8의 종공(113)과 횡공(114)을 경유하여 분산되면서 도9로 보인 바와 같이, 두 개의 통공(115)으로 압출되며, 도10의 단면도로 보인 바와 같이, 하나의 통공(115)이 횡공(114) 및 종공(115)에 의하여 혼합되어 균질화되면서 각각 2개의 통공으로 나뉘면서 분산된다. 또한, 이와 같이 2개의 통공(115)으로 분산된 상태에서 채널(116)로 이들 통공(115)이 연결되어 있는 것이므로 채널(116)에서 용융물(5)이 균질화될 수 있음은 물론이다.

이러한 제2플레이트(1102)의 평면과 이면을 도11과 도12로 도시하였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명은 1개의 통공(115)이 종공(113)과 횡공(114)에 의하여 다이플레이트(110)의 중간층에서 연통되며, 이어서 각각 2개씩 합계 4개의 통공(115)으로 분리되면서 채널(116)을 통하여 재차 상호 균질화되면서 확산, 분산되는 것이다.

같은 구조인 제3다이플레이트(1103)는 8개의 제2플레이트(1102)의 통공(115) 및 채널(116)에 의하여 균질화되고 분산되면서 8개의 통공(115)으로 외층 용융액(5)이 들어오고 중간층의 횡공(114) 및 종공(113)에 의하여 16개의 통공(115)으로 분산되어 재차 채널(116)에서 균질화되면서 확산, 분산되며 제4플레이트(1104)는 상기 제3플레이트(1103)의 채널(116)에 밀접되어 설치된 32개의 통공(115)으로 들어온 용융액(5)이 제4플레이트(1104)의 내층에 형성된 횡공(114) 및 종공(113)을 통하여 64개의 통공(115)으로 배출되는 것이므로 더욱 균질화되면서 확산분산되도록 할 수 있는 것이다.

이와 같이 하여 제4다이플레이트(1104)의 채널에 도달한 외층 용융액은 종단의 압출확산부(10)에 도달하며, 종단의 압출확산부(10)에 형성된 예를 들면 0.1mm에 불과한 좁은 외층압출공(13)을 지나면서 압출되므로 내층성형유도로(7)를 통과한 내층 용융물을 감싸면서 함께 압출되는 것이다.

이어서 본 발명에 의하여 압출된 내,외층 용융물은 교정부(9)를 거치고 냉각수조(12)를 통과하여 냉각되어 판재로 완성되는 것이다.

이에 따라 압출 성형된 본 발명에 의한 판재는 그 내층을 감싸고 있는 코팅된 외층 용융물의 두께가 전체면에 걸쳐서 고르게 되는 것이므로 내층의 색상이 은폐되며 안정적인 품질을 제공할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 본 발명에서 도4로 예시한 도면에서는 제1다이플레이트(1101)에서 제4다이플레이트(1104)까지 1~64개의 통공이 형성되는 예를 보였으나 용융액의 두께 및 재질을 감안하여 통공의 수를 이보다 감소시키거나 통공의 수를 증가시켜 최적화할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명에서는 상기 제1다이플레이트(1101) 내지 제4다이플레이트(1104) 내층에서 종공(113)과 횡공(114)을 경유하여 표면(111)과 이면(112)의 통공(115)을 연통시켜 줌으로써 균등화와 확산에 기여할 수 있도록 함과 동시에 제작이 용이하도록 하기 위하여 도8, 도9 그리고 도11, 도12에 보인 바와 같이, 종공(113)과 횡공(114)을 직각으로 드릴링하는 방법으로 용이하게 제작될 수 있는 것이다.

이러한 종공(113)과 횡공(114)은 표면(111)의 통공(115)과 이면(112)의 통공(115)을 이어 줌과 아울러 확산이 가능하도록 하는 것으로 단순한 드릴링에 의하여 제작 가능하므로 능률적인 제작이 가능하며, 이러한 종공(113)과 횡공(114)은 도시되지 않은 플러그를 끼워 외부로 용융액이 유출되지 않도록 하여야 함은 물론이다.

또한, 이러한 종공(113)과 횡공(114)은제1다이플레이트(1101)에서 제4다이플레이트(1104)의 두께 중심 내층에 형성되도록 함으로써 얇은 두께의 다이플레이트에도 용이하게 적용가능하게 된다.

아울러, 본 발명에서는 제1다이플레이트(1101)에서 제4다이플레이트(1104) 까지 4개의 다이플레이트로 구성된 균일확산수단(11)을 사용하여 외층 용융액의 균질화 및 확산이 가능하도록 한 예를 도시하였으나, 필요에 따라 다이플레이트의 수를 증감할 수 있음은 물론이다.

아울러, 이러한 본 발명에서는 상기한 2중압출다이(4)를 구성하는 다이플레이트들과 종단의 압출확산부(10)가 모두 도시되지 않은 볼트등 관용적인 체결수단으로 체결되어야 함은 당연한 것이어서 도시를 생략하였다.

이상에서, 본 발명은 판재 코팅 방법 및 그 장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범위를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이며 이러한 변형 및 모방은 본 발명의 기술 사상의 범위에 포함된다.

이상과 같이, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명이 의도하는 요지 및 개념 내에서 다양하게 변화시켜 실시하는 것이 가능하다.

1,1': 호퍼 2: 메인압출스크류 5: 용융물
6: 메인압출기 조이너 4: 2중압출다이 7: 내층성형유도로
8: 외측성형유도로 3: 보조압출스크류 6': 보조압출기 조이너
9: 교정부 10: 압출확산부 11: 균일확산수단
12:냉각수조 13: 외층압출공 1101:제1다이플레이트
1102:제2다이플레이트 1103:제3다이플레이트 1104:제4다이플레이트
111:다이플레이트의 표면 112:다이플레이트의 이면 113: 다이플레이트 내부의 종공
114: 다이플레이트 내부의 횡공 115: 다이플레이트의 표면과 이면에 형성된 통공
116: 다이플레이트 이면의 채널

Claims (6)

1. 메인 압출 스크류에 의한 용융물은 메인 압출기 조이너로 연결된 관로를 통해 내층을 형성하기 위한 2중 압출 다이의 내층 성형 유도로로 압출되고,
   보조 압출 스크류에 의한 용융물은 보조 압출기 조이너로 연결된 관로를 통해 외층을 형성하기 위한 외층 성형 유도로로 토출되도록 하며, 상기 내층 성형 유도로와 외층 성형 유도로가 구비된 2중 압출 다이를 통하여 내층과 외층으로 구성된 압출물이 토출되면서 교정부(SIZER)를 통과하여 규격의 정도(精度)가 교정된 후, 냉각수조에서 냉각됨으로써 압출물이 성형되되,
   상기 메인 압출기 조이너로 연결된 관로상에 설치된 메인 압출기 조이너와 관로 종단의 압출확산부 사이에 복수개의 다이플레이트가 배치되며, 상기 다이플레이트의 표면으로 진입한 융융액이 이면으로 배출되는 과정에서 내부의 종공과 횡공에 의하여 혼합, 분산되어 균일화 및 분산화 단계를 거치도록 하며, 이면에서는 채널에 의하여 재차 균일화 및 분산화 단계가 실시되도록 하는 과정을 상기 다이플레이트의 배열 수 만큼 반복하도록 함을 특징으로 하는 균일 확산 단계를 구비함을 특징으로 하는 판재 코팅 방법.
2. 용융물이 메인 압출기 조이너로 연결된 관로를 통해 내층을 형성하기 위한 2중 압출 다이의 내층 성형 유도로로 압출되도록 하는 메인 압출 스크류와,
   코팅을 위한 용융물이 보조 압출기 조이너로 연결된 관로를 통해 외층을 형성하기 위한 외층 성형 유도로로 토출되도록 하는 보조 압출 스크류와,
   상기 내층 성형 유도로와 외층 성형 유도로가 구비된 2중 압출 다이를 통하여 내층과 외층으로 구성된 압출물이 토출되면서 정도가 교정되도록 하기 위한 교정부(SIZER)와,
   상기 토출되는 압출물이 냉각됨으로써 원하는 규격으로 된 압출물이 성형되도록 한 냉각수조를 구비하여서 된 판재 코팅 장치에 있어서,
   메인 압출 관로상에 설치된 2중압출다이의 조이너와 종단의 압출확산부 사이에 표면과 이면에 통공을 형성하고 상기 통공 사이가 종공과 횡공에 의하여 연통되도록 하며 이면에 추가적인 균일화 및 분산화를 도모하기 위한 채널이 구비되도록 하여서 된 다이플레이트를 복수개 중첩하여서 된 균일확산수단이 설치됨으로써 다단계로 균일화 및 분산화가 도모되도록 함을 특징으로 하는 판재 코팅 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 균일확산수단은 제1다이플레이트 내지 제4다이플레이트로 구성됨을 특징으로 하는 판재 코팅 장치.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 다이플레이트는 드릴링에 의하여 형성된 종공과 횡공이 통공과 연통되도록 함과 아울러 플러그로 일측이 폐쇄되도록 한 구조임을 특징으로 하는 판재 코팅 장치.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 종공과 횡공은 다이플레이트의 두께 중심 내층에 형성됨을 특징으로 하는 판재 코팅 장치.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 다이플레이트의 이면에 형성된 채널에 의하여 통공이 모두 연동통됨을 특징으로 하는 판재 코팅 장치.

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