KR20170058711A - 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법을 제공한다. 이와 같은 본 발명에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법은 금형 내에서 발포가 완료되어 금형의 캐비티(cavity)와 동일한 형태와 치수를 갖는 MIF(molded in foamming) 공법에서의 솔리드 성형재료 상압(normal pressure) 발포성형이 압축공기에 의한 성형재료 가압 이후의 해압을 통해 수행되도록 함으로써 성형재료의 캐비티 100% 충진이 유도되면서 발포효율 증대와 성형성 향상이 도모되는 기술적 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법은 솔리드 성형재료(1)가 사출기(10)로 공급되어 수용되는 솔리드 성형재료 사출기 공급단계와; 사출기(10)의 솔리드 성형재료(1)가 금형(20) 내부의 캐비티(21)로 투입되되, 캐비티(21) 전체 부피에 대한 80% 이하의 설정 부피 비율로 솔리드 성형재료(1)가 투입되는 솔리드 성형재료 금형 투입단계와; 금형(20)의 캐비티(21)로 압축공기가 주입되어 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)가 상압(normal pressure)보다 큰 설정 가압력으로 가압되도록 하는 압축공기 금형 주입단계와; 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 작용하는 설정 가압력이 설정 유지시간 동안 유지되도록 하는 금형 내 솔리드 성형재료 가압력 유지단계와; 금형(20)의 캐비티(21)로부터 압축공기를 배출시켜 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 상압이 작용하도록 하는 금형 내 압축공기 배출단계와; 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 작용하는 상압이 설정 유지시간 동안 유지되도록 하는 금형 내 솔리드 성형재료 상압 유지단계와; 금형(20)을 개방시켜 캐비티(21)의 형상으로 발포성형된 발포체(2)를 탈형하는 발포체 탈형단계를 포함하는 구성으로 이루어진다.
본 발명에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법은 솔리드 성형재료(1)가 사출기(10)로 공급되어 수용되는 솔리드 성형재료 사출기 공급단계와; 사출기(10)의 솔리드 성형재료(1)가 금형(20) 내부의 캐비티(21)로 투입되되, 캐비티(21) 전체 부피에 대한 80% 이하의 설정 부피 비율로 솔리드 성형재료(1)가 투입되는 솔리드 성형재료 금형 투입단계와; 금형(20)의 캐비티(21)로 압축공기가 주입되어 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)가 상압(normal pressure)보다 큰 설정 가압력으로 가압되도록 하는 압축공기 금형 주입단계와; 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 작용하는 설정 가압력이 설정 유지시간 동안 유지되도록 하는 금형 내 솔리드 성형재료 가압력 유지단계와; 금형(20)의 캐비티(21)로부터 압축공기를 배출시켜 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 상압이 작용하도록 하는 금형 내 압축공기 배출단계와; 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 작용하는 상압이 설정 유지시간 동안 유지되도록 하는 금형 내 솔리드 성형재료 상압 유지단계와; 금형(20)을 개방시켜 캐비티(21)의 형상으로 발포성형된 발포체(2)를 탈형하는 발포체 탈형단계를 포함하는 구성으로 이루어진다.
Description
본 발명은 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 금형 내에서 발포가 완료되어 금형의 캐비티(cavity)와 동일한 형태와 치수를 갖는 MIF(molded in foamming) 공법에서의 솔리드 성형재료 상압(normal pressure) 발포성형이 압축공기에 의한 성형재료 가압 이후의 해압을 통해 수행되도록 함으로써 성형재료의 캐비티 100% 충진이 유도되면서 발포효율 증대와 성형성 향상이 도모되는 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법에 관한 것이다.
일반적인 발포성형은 팽창식 발포 공법으로 수행되는데, 팽창식 발포 공법은 금형 내 캐비티에 발포를 위한 배합물을 빈틈없이 채운 다음, 고온 고압 조건으로 일정시간동안 가교 후, 금형을 순간적으로 열면서 금형 내외부의 압력차에 의해 팽창 발포되도록 하는 것이다. 그러나 이와 같은 팽착식 발포 공법의 경우, 제품마다 팽창되는 정도가 다르고, 팽창 시 형태가 변형될 가능성이 높으며, 재가열시 수축이 심한 단점이 있다.
이에 반하여 금형의 캐비티 내에서 발포가 완료되어 금형의 캐비티와 동일한 형태와 치수의 발포체가 성형되도록 하는 MIF(molded in foamming) 공법이 현재 주목받고 있다. 그러나 이와 같은 MIF 공법은 성형재료가 금형의 캐비티 내부에 100% 충진되지 않고, 캐비티의 10-70% 공간에만 투입된 다음 발포에 의해 캐비티 내부를 채우도록 하는 원리임에 따라, 컴파운드의 발포 특성에 따라 금형의 캐비티와 동일한 형태와 치수의 발포체 성형 성공여부가 결정되었다.
그러나 대부분의 발포 컴파운드의 경우, 종래의 통상적인 MIF 공법 수행과정에서는 성형재료 발포 시 성형재료의 유동성이 현저히 저하되어 금형의 캐비티가 100% 채워지지 않는 현상이 종종 발생하였고, 이에 따라 발포효율과 성형성이 떨어지는 문제점이 있었다.
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1293923호 "자동차용 내장재 발포사출성형방법, 발포사출성형 금형 및 이의 가스 역압 제어장치"
(특허문헌 2) 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2012-0001534호 "일체형 피브이씨 발포신발의 제조방법"
(특허문헌 3) 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2002-0061658호 "발포 사출품의 표면 품위 향상을 위한 압력 제어 금형"
따라서 본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하여, 금형의 캐비티로 솔리드 성형재료를 투입한 다음, 압축공기를 주입하여 솔리드 성형재료에 일정크기의 가압력을 일정시간 작용시킨 후, 압축공기를 배출하여 다시 상압(normal pressure)이 작용하면서 발포성형이 이루지도록 함으로써 성형재료의 캐비티 100% 충진이 유도되고, 이를 통해 발포효율이 증대될 뿐만 아니라, 발포체가 금형과 동일한 형상으로 정밀하고 정확하게 성형되어 성형성이 향상되는 새로운 형태의 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 솔리드 성형재료(1)가 사출기(10)로 공급되어 수용되는 솔리드 성형재료 사출기 공급단계와; 사출기(10)의 솔리드 성형재료(1)가 금형(20) 내부의 캐비티(21)로 투입되되, 캐비티(21) 전체 부피에 대한 80% 이하의 설정 부피 비율로 솔리드 성형재료(1)가 투입되는 솔리드 성형재료 금형 투입단계와; 금형(20)의 캐비티(21)로 압축공기가 주입되어 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)가 상압(normal pressure)보다 큰 설정 가압력으로 가압되도록 하는 압축공기 금형 주입단계와; 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 작용하는 설정 가압력이 설정 유지시간 동안 유지되도록 하는 금형 내 솔리드 성형재료 가압력 유지단계와; 금형(20)의 캐비티(21)로부터 압축공기를 배출시켜 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 상압이 작용하도록 하는 금형 내 압축공기 배출단계와; 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 작용하는 상압이 설정 유지시간 동안 유지되도록 하는 금형 내 솔리드 성형재료 상압 유지단계와; 금형(20)을 개방시켜 캐비티(21)의 형상으로 발포성형된 발포체(2)를 탈형하는 발포체 탈형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법을 제공한다.
이와 같은 본 발명에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법에서 상기 솔리드 성형재료 사출기 공급단계는 솔리드 성형재료(1)가 펠릿(pellet)(1a)으로 가공되어 사출기(10)로 공급되도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법에서 상기 솔리드 성형재료 금형 투입단계는 캐비티(21) 전체 부피에 대한 25% 내지 75%의 설정 부피 비율로 솔리드 성형재료(1)가 투입되도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법에서 상기 압축공기 금형 주입단계는 압축공기의 주입으로 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)가 2~100kgf/cm2의 설정 가압력으로 가압되도록 하고, 상기 금형 내 솔리드 성형재료 가압력 유지단계는 2~100kgf/cm2의 설정 가압력이 1~50분의 설정 유지시간 동안 유지되도록 하되, 압축공기는 일반 공기, 질소 가스, 이산화탄소 가스, 아르곤 가스, 수증기, 산소 가스 , 헬륨 가스 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법에서 상기 금형 내 솔리드 성형재료 상압 유지단계는 상압이 1~50분의 설정 유지시간 동안 유지되도록 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법에서 금형(20)은 설정형상의 캐비티(21)가 형성된 하형(20b), 하형(20b)과 결합되어 캐비티(21)를 밀폐시키는 상형(20a) 및, 캐비티(21)를 둘러싸는 하형(20b)의 상부 표면과 상형(20a)의 하부 표면에 밀착 배치되는 오링(27)을 포함하는 구성으로 이루어지되, 하형(20b)은, 캐비티(21) 일측 끝단부와 연통되는 틈새공간으로 이루어지는 역류방지공간(22)과; 압축공기가 유입되고, 역류방지공간(22)에 끝단부가 연통되는 'ㄴ'자 수직단면 형상으로 이루어지는 공기유입채널(23)과; 공기유입채널(23)로부터 이격된 위치에 배치되고, 압축공기가 배출되며, 역류방지공간(22)에 끝단부가 연통되는 'ㄴ'자 수직단면 형상으로 이루어지는 공기배출채널(24)을 형성하는 것일 수 있다.
본 발명에 의한 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법에 의하면, 금형의 캐비티로 투입된 솔리드 성형재료에 압축공기 주입에 의한 가압력이 일정시간 작용된 다음, 해압에 의해 다시 상압(normal pressure)이 작용되면서 발포성형이 이루지므로, 성형재료의 캐비티 100% 충진이 유도되고, 이를 통해 발포효율이 증대되고, 성형성이 향상하는 효과를 가지게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법의 개념도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법을 보여주기 위한 블록도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법의 각 단계별 공정 개념도;
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법에서 사용되는 금형의 구조를 보여주기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법을 보여주기 위한 블록도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법의 각 단계별 공정 개념도;
도 4와 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법에서 사용되는 금형의 구조를 보여주기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 도 1 내지 도 5에 의거하여 상세히 설명한다. 한편, 도면과 상세한 설명에서 일반적인 발포성형, 사출기, 펠릿(pellet), 금형, 공기압축기 등으로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다. 특히 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
본 발명에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법은 도 1에서와 같이 금형(20)의 캐비티(21) 일부 공간에 투입된 솔리드 성형재료(1)가 압축공기에 의해 설정 가압력{고압 조건}으로 가압된 다음, 해압{상압(normal pressure) 조건}과 동시에 솔리드 성형재료(1)의 발포가 진행되도록 하는 것으로, 상기와 같은 고압에서 상압으로의 가변압 과정에서 솔리드 성형재료(1)의 팽창이 충분히 발현되어 원활한 발포가 유도되고, 이를 통해 발포된 솔리드 성형재료(1)가 금형(20)의 캐비티(21) 전체 공간에 100% 충진되어 세밀한 형상 성형으로 발포체(2)가 제조되게 된다.
이를 위한 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법은 도 2와 도 3에서와 같이 솔리드 성형재료 사출기 공급단계, 솔리드 성형재료 금형 투입단계, 압축공기 금형 주입단계, 금형 내 솔리드 성형재료 가압력 유지단계, 금형 내 압축공기 배출단계, 금형 내 솔리드 성형재료 상압 유지단계, 발포체 탈형단계를 거쳐 수행된다.
솔리드 성형재료 사출기 공급단계는 솔리드 성형재료(1)가 사출기(10)로 공급되어 수용되는 단계이다. 여기서 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료 사출기 공급단계는 솔리드 성형재료(1)가 펠릿(pellet)(1a)으로 가공되어 사출기(10)로 공급되도록 한다. 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료(1)는 아래의 [표 1]과 같은 배합표에 따라 EVA 발포배합물을 니더(kneader), 롤(roll) 등으로 혼합한 후, 압출기를 통해 펠릿(1a)으로 가공한 것이나, 본 발명에 따른 솔리드 성형재료(1)가 이에 한정되는 것은 아니다.
| 소재 | 함량(part) |
| EVA250 | 100 |
| DCP | 4 |
| TAC | 2 |
| AC1000 | 12.5 |
| ZnO | 7.5 |
| TiO2 | 0.8 |
| St/a | 0.6 |
| CaCO3 | 5 |
| 합계 | 132.4 |
솔리드 성형재료 금형 투입단계는 사출기(10)의 솔리드 성형재료(1)가 금형(20) 내부의 캐비티(21)로 투입되는 단계이다. 솔리드 성형재료(1)는 캐비티(21) 전체 부피에 대한 80% 이하의 설정 부피 비율로 투입될 수 있는데, 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료 금형 투입단계는 캐비티(21) 전체 부피에 대한 25% 내지 75%의 설정 부피 비율로 솔리드 성형재료(1)가 투입되도록 한다.
여기서 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료 금형 투입단계는 금형(20)의 온도가 160~180℃로 설정되도록 하고, 사출기(10)의 배럴 온도가 90~110℃, 사출속도가 140~160mm/sec, 사출압력이 40~60MPa로 설정되도록 한다.
압축공기 금형 주입단계는 금형(20)의 캐비티(21)로 압축공기가 주입되어 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)가 상압(normal pressure)보다 큰 설정 가압력으로 가압되도록 하는 단계이다. 압축공기는 금형(20)에 연결된 공기 압축기(compressor)(30)로부터 공급되어 금형(20)에 형성된 공기유입채널(23)을 통해 캐비티(21)로 주입될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 압축공기 금형 주입단계는 압축공기의 주입으로 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)가 2~100kgf/cm2의 설정 가압력으로 가압되도록 한다. 압축공기로는 일반 공기, 질소 가스, 이산화탄소 가스, 아르곤 가스, 수증기, 산소 가스 , 헬륨 가스 등이 사용될 수 있다.
금형 내 솔리드 성형재료 가압력 유지단계는 금형 내 솔리드 성형재료 가압력 유지단계는 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 작용하는 설정 가압력이 설정 유지시간 동안 유지되도록 하는 단계이다. 본 발명의 실시예에 따른 금형 내 솔리드 성형재료 가압력 유지단계는 2~100kgf/cm2의 설정 가압력이 1~50분의 설정 유지시간 동안 유지되도록 한다.
여기서 본 발명의 실시예에 따른 압축공기 금형 주입단계와 금형 내 솔리드 성형재료 가압력 유지단계에서도 금형(20)의 온도가 160~180℃를 유지하도록 한다.
금형 내 압축공기 배출단계는 금형(20)의 캐비티(21)로부터 압축공기를 배출시켜 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 상압(normal pressure)이 작용하도록 하는 단계이다. 이와 같은 금형 내 압축공기 배출단계는 금형(20)의 캐비티(21)에서 발포가 일어날 시점에 신속하게 압축공기가 배출되도록 한다. 압축공기의 배출은 금형(20)에 형성된 공기배출채널(24)의 개방을 통해 수행될 수 있다.
금형 내 솔리드 성형재료 상압 유지단계는 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 작용하는 상압이 설정 유지시간 동안 유지되도록 하는 단계이다. 본 발명의 실시예에 따른 금형 내 솔리드 성형재료 상압 유지단계는 상압이 1~50분의 설정 유지시간 동안 유지되도록 한다. 이와 같은 금형 내 솔리드 성형재료 상압 유지단계에서 솔리드 성형재료(1)의 발포가 진행되면서 발포체(2)가 성형된다. 발포체(2)는 금형(20)의 캐비티(21) 전체 공간을 100% 충진한 세밀한 형상 성형으로 형성된다.
발포체 탈형단계는 발포성형의 완료로 발포체(2)가 형성되면, 금형(20)을 개방시켜 캐비티(21)의 형상으로 발포성형된 발포체(2)를 탈형하는 단계이다.
여기서 상기의 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법을 구현하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 발포성형용 금형(20)은 도 4에서와 같이 하형(20b), 상형(20a), 오링(27)을 포함하는 구성으로 이루어진다.
하형(20b)은 설정형상의 캐비티(21)가 형성된 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 하형(20b)에는 도 5에서와 같이 역류방지공간(22), 공기유입채널(23), 공기배출채널(24), 게이트(25)가 형성된다.
역류방지공간(22)은 캐비티(21) 일측 끝단부와 연통되는 미세한 틈새공간으로 이루어지는 것으로, 공기유입채널(23)과 공기배출채널(24)이 각각 연결된다. 이와 같은 역류방지공간(22)의 형성에 의해 캐비티(21) 내부에서의 솔리드 성형재료(1) 발포시 재료의 역류에 의해 공기유입채널(23)과 공기배출채널(24)이 막히는 것이 방지된다.
공기유입채널(23)는 공기 압축기(30)에 연결된 압축공기 공급 케이블이나 파이프가 접속되어 압축공기가 유입되는 통로로서, 역류방지공간(22)에 끝단부가 연통되는 'ㄴ'자 수직단면 형상으로 이루어진다. 공기배출채널(24)는 공기유입채널(23)로부터 이격된 위치에 배치되는 것으로, 압축공기가 배출되는 통로로서, 역류방지공간(22)에 끝단부가 연통되는 'ㄴ'자 수직단면 형상으로 이루어진다.
공기유입채널(23)과 공기배출채널(24)에는 개폐밸브가 설치되어 공기유입채널(23)과 공기배출채널(24)가 개폐동작하도록 한다.
게이트(25)는 사출기(10)로부터 공급되는 솔리드 성형재료(1)를 금형(20)의 캐비티(21)로 전달하는 통로이다.
상형(20a)은 하형(20b)과 결합되어 캐비티(21)를 밀폐시키게 된다. 이와 같은 상형(20a)의 하부 표면에 오링(27)이 고정되는 오링 고정홈(26)이 원형으로 형성될 수 있다.
오링(27)은 캐비티(21)를 둘러싸는 하형(20b)의 상부 표면과 상형(20a)의 하부 표면에 밀착 배치되는 것으로, 압축공기 금형 주입단계와 금형 내 솔리드 성형재료 가압력 유지단계에서 금형(20)의 캐비티(21)로 주입된 압축공기가 누출되지 않도록 함으로써 솔리드 성형재료(1)에 작용하는 설정 가압력이 일정하게 유지될 수 있도록 한다. 이를 위하여 오링(27)은 고내구성 실리콘 소재로 이루어지거나 불소고무 재질로 이루어질 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법의 효과를 검증하기 위하여 아래의 [표 2]에서와 같은 가공조건표에 따라 다양한 가공조건으로 발포성형을 수행하고, 발포체(2)를 탈형한 다음 발포체(2)의 탈형 직후 치수 및 상온으로 식었을 때의 치수를 각각 측정하여 수축율을 계산하였다. 그리고 제조된 발포체(2)는 금형(20)의 캐비티(21)의 형상과 비교하여 성형 정도를 평가하였다. 아래의 [표 3]은 발포체(2)와 금형(20)의 캐비티(21) 치수와의 일치성 및 형상 유사성, 식었을 때의 수축율을 측정하여 비교한 것이다.
| 가공 조건 항목 | A | B | C | D | Ref. | ||
| 재료 투입량 (금형 캐비티 부피 대비 투입 성형재료 부피비, %) |
40 | 40 | 40 | 40 | 100 | ||
| 압력 변화 |
가압 | 압력(kgf/cm2) | 7 | 7 | 7 | 7 | - |
| 유지 시간(min) | 0 | 2 | 4 | 10 | - | ||
| 상압 | 유지 시간(min) | 10 | 8 | 6 | 0 | - | |
| 특징 | 가변압 발포 | 기존 발포 |
|||||
| 캐비티 크기 | A | B | C | D | Ref. | |||
| 치수 |
가로 | 150 | 123 | 148 | 151 | 133 | 323 | |
| 세로 | 120 | 95 | 118 | 120 | 108 | 250 | ||
| 두께 | 10 | 8 | 9.5 | 10 | 9 | 21 | ||
| 캐비티 대비 크기(%) | 82.0 | 98.7 | 100.7 | 88.7 | 215.3 | |||
| 금형의 캐비티 대비 발포체 형상 |
미성형 | 캐비티와 유사 |
캐비티와 유사 |
미성형 | 양호 | |||
| 1 | 1 | 2 | 1 | 15 | ||||
상기의 [표 3]을 기반으로 가공조건 별 발포체를 평가하면 다음과 같다.
먼저 치수 형상 및 수축률을 비교해보면, 금형(20)의 캐비티(21)에 성형재료를 30% 투입한 후, 7 kgf/cm2 의 압력으로 4 분(min) 간 가압력을 유지한 다음, 상압으로 가변압 발포시킨 발포체인 "C" 시편이, 금형(20)의 캐비티(21) 대비 100.7%의 치수로 가장 유사한 치수 일치성을 보였으며, 형상도 금형의 캐비티(21)와 유사하며, 수축률이 2%로 낮아 우수한 발포특성을 나타냄이 확인되었다.
이에 반하여 기존 발포공정으로 발포된 발포체인 "Ref." 시편은 금형(20)의 캐비티(21) 대비 205%에서 230% 수준으로 발포체 치수의 편차가 컸으며, 탈형 직후보다 상온으로 식은 후 발포체 치수가 15% 이상 수축하였다.
다음으로, 발포체의 물성을 비교 평가해 보면, 아래의 [표 4]에서와 같이 가변압 발포공정으로 측정된 발포체 "C"는 기존 발포공정으로 제조된 시편인 "Ref."과 유사한 물성을 확보되었으며, 시편 "A", "B", "D"는 물성저하가 확인되었다.
| 물성 항목 | A | B | C | D | E |
| 경도 | 45 | 39 | 40 | 43 | 38 |
| 비중 | 0.35 | 0.21 | 0.25 | 0.32 | 0.2 |
| 인장강도 | 26.3 | 20.6 | 23.6 | 25.3 | 22.4 |
| 신장율 | 150 | 210 | 270 | 130 | 260 |
| CS | 54 | 51 | 38 | 59 | 35 |
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법은 금형(20)의 캐비티(21)로 솔리드 성형재료(1)를 투입한 다음, 압축공기를 주입하여 솔리드 성형재료(1)에 일정크기의 가압력을 일정시간 작용시킨 후, 압축공기를 배출하여 다시 상압(normal pressure)이 작용하면서 발포성형이 이루지도록 하므로, 솔리드 성형재료(1)의 캐비티 100% 충진이 유도되도록 하고, 이를 통해 발포효율이 증대되도록 하는 동시에, 발포체(2)가 금형(20)과 동일한 형상으로 정밀하고 정확하게 성형되어 성형성도 향상되도록 한다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 실시예에 따른 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
1 : 솔리드 성형재료
1a : 펠릿
2 : 발포체
10 : 사출기
20 : 금형
20a : 상형
20b : 하형
21 : 캐비티
22 : 역류방지공간
23 : 공기유입채널
24 : 공기배출채널
25 : 게이트
26 : 오링 고정홈
27 : 오링
30 : 공기 압축기
1a : 펠릿
2 : 발포체
10 : 사출기
20 : 금형
20a : 상형
20b : 하형
21 : 캐비티
22 : 역류방지공간
23 : 공기유입채널
24 : 공기배출채널
25 : 게이트
26 : 오링 고정홈
27 : 오링
30 : 공기 압축기
Claims (6)
- 솔리드 성형재료(1)가 사출기(10)로 공급되어 수용되는 솔리드 성형재료 사출기 공급단계와;
사출기(10)의 솔리드 성형재료(1)가 금형(20) 내부의 캐비티(21)로 투입되되, 캐비티(21) 전체 부피에 대한 80% 이하의 설정 부피 비율로 솔리드 성형재료(1)가 투입되는 솔리드 성형재료 금형 투입단계와;
금형(20)의 캐비티(21)로 압축공기가 주입되어 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)가 상압(normal pressure)보다 큰 설정 가압력으로 가압되도록 하는 압축공기 금형 주입단계와;
캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 작용하는 설정 가압력이 설정 유지시간 동안 유지되도록 하는 금형 내 솔리드 성형재료 가압력 유지단계와;
금형(20)의 캐비티(21)로부터 압축공기를 배출시켜 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 상압이 작용하도록 하는 금형 내 압축공기 배출단계와;
캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)에 작용하는 상압이 설정 유지시간 동안 유지되도록 하는 금형 내 솔리드 성형재료 상압 유지단계와;
금형(20)을 개방시켜 캐비티(21)의 형상으로 발포성형된 발포체(2)를 탈형하는 발포체 탈형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법. - 제 1항에 있어서,
상기 솔리드 성형재료 사출기 공급단계는 솔리드 성형재료(1)가 펠릿(pellet)(1a)으로 가공되어 사출기(10)로 공급되도록 하는 것을 특징으로 하는 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법. - 제 1항에 있어서,
상기 솔리드 성형재료 금형 투입단계는 캐비티(21) 전체 부피에 대한 25% 내지 75%의 설정 부피 비율로 솔리드 성형재료(1)가 투입되도록 하는 것을 특징으로 하는 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법. - 제 1항에 있어서,
상기 압축공기 금형 주입단계는 압축공기의 주입으로 캐비티(21)의 솔리드 성형재료(1)가 2~100kgf/cm2의 설정 가압력으로 가압되도록 하고,
상기 금형 내 솔리드 성형재료 가압력 유지단계는 2~100kgf/cm2의 설정 가압력이 1~50분의 설정 유지시간 동안 유지되도록 하되,
압축공기는 일반 공기, 질소 가스, 이산화탄소 가스, 아르곤 가스, 수증기, 산소 가스 , 헬륨 가스 군 중에서 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법. - 제 1항에 있어서,
상기 금형 내 솔리드 성형재료 상압 유지단계는 상압이 1~50분의 설정 유지시간 동안 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법. - 제 1항에 있어서,
금형(20)은 설정형상의 캐비티(21)가 형성된 하형(20b), 하형(20b)과 결합되어 캐비티(21)를 밀폐시키는 상형(20a) 및, 캐비티(21)를 둘러싸는 하형(20b)의 상부 표면과 상형(20a)의 하부 표면에 밀착 배치되는 오링(27)을 포함하는 구성으로 이루어지되,
하형(20b)은, 캐비티(21) 일측 끝단부와 연통되는 틈새공간으로 이루어지는 역류방지공간(22)과; 압축공기가 유입되고, 역류방지공간(22)에 끝단부가 연통되는 'ㄴ'자 수직단면 형상으로 이루어지는 공기유입채널(23)과; 공기유입채널(23)로부터 이격된 위치에 배치되고, 압축공기가 배출되며, 역류방지공간(22)에 끝단부가 연통되는 'ㄴ'자 수직단면 형상으로 이루어지는 공기배출채널(24)을 형성하는 것을 특징으로 하는 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법.
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| KR1020150162652A KR101771653B1 (ko) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | 솔리드 성형재료의 가변압 발포 성형방법 |
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Family Cites Families (3)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2023158120A1 (ko) * | 2022-02-18 | 2023-08-24 | 한화솔루션 주식회사 | 발포용 몰드 장치 및 이를 이용한 물리 발포 공정 |
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