KR20170111960A - 발포폼 성형 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발포폼 성형 금형에 관한 것으로, 특히 상부 성형틀과 하부 성형틀 중, 적어도 하나의 성형틀을 열전도율이 상대적으로 작은 구리 합금 재질로 형성함으로써, 상기 구리 합금 재질로 형성되는 성형틀에 접촉되어 성형되는 성형품의 부분에 대한 조도 및 융착성을 향상시킬 수 있는 발포폼 성형 금형에 관한 것이다.
본 발명인 발포폼 성형 금형을 이루는 구성수단은, 발포폼 성형 금형에 있어서, 상부 성형틀과, 상기 상부 성형틀이 삽입된 상태에서 성형품을 성형하기 위한 성형 공간을 형성시키는 하부 성형틀을 포함하여 구성되되, 상기 상부 성형틀과 상기 하부 성형틀 중, 적어도 하나의 성형틀은 구리 합금 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

발포폼 성형 금형{FOAM FORMING MOLD}

본 발명은 발포폼 성형 금형에 관한 것으로, 특히 상부 성형틀과 하부 성형틀 중, 적어도 하나의 성형틀을 열전도율이 상대적으로 작은 구리 합금 재질로 형성함으로써, 상기 구리 합금 재질로 형성되는 성형틀에 접촉되어 성형되는 성형품의 부분에 대한 조도 및 융착성을 향상시킬 수 있는 발포폼 성형 금형에 관한 것이다.

일반적으로 비드(Bead)형 발포체에 있어서 발포폴리스티렌(EPS:Expandable Polystyrene, 이하 'EPS'라 함) 제품이 현재 범용포장재로 가장 널리 사용되고 있으나 상품의 고급화, 정밀화가 진행됨에 따라 제품 포장의 고급화 및 안전성 향상 요구가 증가되고 있다.

이에 EPS 제품의 물리적(깨짐성, 반복 완충성) 취약성을 보강하는 대체 제품으로 PP(Polypropylene) 수지를 원료로 하여 EPS보다 깨짐성, 반복 완충성, 유연성 및 내약품성 등이 우수하여 제품 포장의 안정성 향상 및 포장 부피 소형화에 장점이 있는 발포폴리프로필렌(EPP:Expanded Polypropylene, 이하 'EPP'라 함)가 개발되었으며, 현재, 일반 완충용 포장용기에는 EPS가 사용되고, 전자 제품 포장, 자동차 부품 및 구조물 등에는 EPP가 사용되고 있는 실정이다.

상기와 같은 EPS, EPP 등과 같이 비드(Bead)를 원료로 하는 발포체는 양측으로부터 조립되는 상부 성형틀과 하부 성형틀의 사이에 마련되는 성형공간으로 공급된 상태에서 상기 상부 성형틀 및 하부 성형틀을 각각 관통하여 마련된 스팀유입공에 삽입된 스팀캡을 통해 성형공간으로 공급되는 스팀과 같은 가열물질에 의해 용융됨과 아울러, 상기 상부 성형틀과 하부 성형틀 중 적어도 하나의 성형틀이 대향하는 성형틀을 향해 이동하는 것에 의해 강하게 압착되면서 성형공간 내에서 소정형상의 성형품으로 만들어지게 된다.

또한 일반적으로, 발포 폴리 프로필렌(EPP), 발포 폴리스틸렌(EPS), 발포 폴리에틸렌(EPE), 하나세란 등의 제품 성형 금형은, 높은 압력의 스팀을 이용하여, EPP, EPS, EPE, 하나세란 등의 제품 성형 금형의 성형 공간에 채워진 EPP, EPS, EPE, 하나세란 등의 알갱이들을 융착시킴으로써, 일정 형상의 EPP, EPS, EPE, 하나세란 등의 제품을 성형시킨다.

이러한 EPP, EPS, EPE, 하나세란 제품은, 특히 우레탄과 같은 소재보다 친환경적이기 때문에 차량에 장착되는 핸들(Handle) 특히 림(Rim)용, 차량의 선바이저(Sun Viser)용, 안정용(PAD), 생활가전용 기능성 부품 및 포장용 상자 등으로 많이 사용되고 있다.

상기 EPP, EPS, EPE, 하나세란 제품 역시 비드(Bead)를 원료로 하는 발포체로 성형되고, 이 역시 양측으로부터 조립되는 상부 성형틀과 하부 성형틀의 사이에 마련되는 성형공간으로 공급된 상태에서 상기 상부 성형틀 및 하부 성형틀을 각각 관통하여 마련된 스팀유입공에 삽입된 스팀캡을 통해 성형공간으로 공급되는 스팀과 같은 가열물질에 의해 용융됨과 아울러, 상기 상부 성형틀과 하부 성형틀 중 적어도 하나의 성형틀이 대향하는 성형틀을 향해 이동하는 것에 의해 강하게 압착되면서 성형공간 내에서 소정형상의 성형물로 만들어지게 된다.

상기와 같은 특징을 가지는 기존의 발포폼 성형 금형은 도 1에 도시된 바와 같이 상부 성형틀(10)과 하부 성형틀(30)이 결합하여 구성되고, 상기 상부 성형틀(10)이 상기 하부 성형틀(30)에 삽입되어 성형 공간(s)이 형성된다.

상기 기존의 발포폼 성형 금형을 구성하는 상기 상부 성형틀(10)과 하부 성형틀(30)은 성형틀의 경량화 목적을 위하여 모두 현재까지 알루미늄 재질 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 것이 일반적이다. 따라서 상기 기존의 발포폼 성형 금형에 의하여 성형된 성형품은 모든 부분이 일괄적으로 비슷한 조도, 즉 비슷한 매끄러움(거칠기)을 가진다.

그런데, 성형품은 특정 부분 또는 면(제품의 외부면 또는 내부면 등)이 특정 기능을 가지는 경우가 있을 수 있다. 예를 들어 성형품의 특정 부분은 다른 부분에 비하여 더 매끄럽거나 깨끗한 표면이 되도록 요청되는 경우가 있고, 또한 방수 기능이 요청되는 경우도 있다. 예를 들어, 상기 성형품이 상자라면, 외관을 고려하여 외부면이 매끄럽고 깨끗한 표면을 가질 필요가 있고, 경우에 따라서는 방수 기능을 위하여 내부면이 눌러붙어서 융착성이 좋게 형성될 필요가 있다.

그러나, 기존의 발포폼 성형 금형은 성형품의 특정 부분이 다른 부분에 비하여 조도(거칠기, 매끄러움)가 향상되도록 할 수 없고, 방수 기능 등을 가질 수 있도록 할 수 없다. 더 구체적으로, 기존의 발포폼 성형 금형은 상부 성형틀 및 하부 성형틀 모두 알루미늄 재질로 형성되고, 이 알루미늄은 열전도율이 우수하기 때문에, 성형 과정에서 열보전력이 떨어진다. 즉 상기 성형틀은 신속한 냉각이 이루어진다. 결과적으로 상기 성형틀에 접촉되어 성형되는 성형품의 표면은 거칠기가 상당하고, 표면의 입자 알갱이가 조밀하지 못하기 때문에 방수 기능도 기대하기 힘든 문제점이 있다.

대한민국 등록실용신안공보 제20-0465226호(2013. 02. 07. 공고, 고안의 명칭 : 경량형 금형 장치)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 상부 성형틀과 하부 성형틀 중, 적어도 하나의 성형틀을 열전도율이 상대적으로 작은 구리 합금 재질로 형성함으로써, 상기 구리 합금 재질로 형성되는 성형틀에 접촉되어 성형되는 성형품의 부분에 대한 조도 및 융착성을 향상시킬 수 있는 발포폼 성형 금형을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한 본 발명은 조도와 융착성이 향상된 성형품을 성형할 수 있어서, 외관이 우수하고 방수 기능 등 기능성 표면을 가지는 성형품을 제작할 수 있으며, 이로 인하여 외관을 좋게 하거나 또는 기능성 표면을 형성하기 위해 추가적으로 소요되는 시간, 노력 및 비용을 절감할 수 있도록 하는 발포폼 성형 금형을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 발포폼 성형 금형을 이루는 구성수단은, 발포폼 성형 금형에 있어서, 상부 성형틀과, 상기 상부 성형틀이 삽입된 상태에서 성형품을 성형하기 위한 성형 공간을 형성시키는 하부 성형틀을 포함하여 구성되되, 상기 상부 성형틀과 상기 하부 성형틀 중, 적어도 하나의 성형틀은 구리 합금 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 상부 성형틀과 상기 하부 성형틀 중, 어느 하나의 성형틀은 구리 합금 재질로 형성되고, 나머지 하나의 성형틀은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되며, 상기 상부 성형틀의 슬라이딩 면과 상기 하부 성형틀의 슬라이딩 면이 접촉된 상태로 슬라이딩되어 상기 성형 공간을 형성시키되, 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 상기 성형틀의 슬라이딩 면에는 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질보다 상대적으로 내마모성이 큰 내마모편이 매입되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 상부 성형틀과 하부 성형틀 중, 적어도 하나의 성형틀에는 상기 성형 공간 내로 스팀을 공급하기 위한 스팀캡이 삽입 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제 및 해결수단을 가지는 본 발명인 발포폼 성형 금형에 의하면, 상부 성형틀과 하부 성형틀 중, 적어도 하나의 성형틀을 열전도율이 상대적으로 작은 구리 합금 재질로 형성하기 때문에, 상기 구리 합금 재질로 형성되는 성형틀에 접촉되어 성형되는 성형품의 부분에 대한 조도 및 융착성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 구리 합금 재질로 형성되는 성형틀에 접촉되어 성형되는 상기 성형품의 부분은 다른 부분에 비하여 더 천천히 냉각되어 형성되는 부분이기 때문에, 표면 입자 밀도가 높아져서 방수 기능을 가질 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 조도와 융착성이 향상된 성형품을 성형할 수 있기 때문에, 외관이 우수하고 방수 기능 등 기능성 표면을 가지는 성형품을 제작할 수 있으며, 이로 인하여 외관을 좋게 하거나 또는 기능성 표면을 형성하기 위해 추가적으로 소요되는 시간, 노력 및 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 발포폼 성형 금형의 개략적인 분리 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발포폼 성형 금형의 제1 타입에 대한 개략적인 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발포폼 성형 금형의 제2 타입에 대한 개략적인 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발포폼 성형 금형의 제3 타입에 대한 개략적인 사시도이다.
도 5는 발명의 실시예에 따른 발포폼 성형 금형의 제1 타입에 적용되는 상부 성형틀의 상측에 보는 사시도이다.
도 6은 발명의 실시예에 따른 발포폼 성형 금형의 제1 타입에 적용되는 상부 성형틀의 하측에 보는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 발포폼 성형 금형의 제1 타입에 적용되는 하부 성형틀의 사시도이다.
도 8은 발명의 실시예에 따른 발포폼 성형 금형의 제2 타입에 적용되는 상부 성형틀의 상측에 보는 사시도이다.
제9는 본 발명의 실시예에 따른 발포폼 성형 금형의 제2 타입에 적용되는 하부 성형틀의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 과제, 해결수단 및 효과를 가지는 본 발명인 발포폼 성형 금형에 관한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발포폼 성형 금형의 1 형태에 따른 구성 사시도이고, 도 3은 제2 형태에 따른 구성 사시도이며, 도 4는 제3 형태에 따른 구성 사시도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발포폼 성형 금형(100)은 일반적인 발포폼 성형 금형과 유사하게 상부 성형틀(10) 및 상기 상부 성형틀(10)이 삽입된 상태에서 성형품을 성형하기 위한 성형 공간(s)을 형성시키는 하부 성형틀(30)을 포함하여 구성된다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 발포폼 성형 금형(100)에 의하여 성형 제조되는 상기 성형품은 일부분이 다른 부분에 비하여 표면 조도가 향상되거나 기존 종래의 발포폼 성형 금형에 의하여 성형되는 성형품에 비하여 표면 조도가 향상된다.

이를 위하여 본 발명은 상기 상부 성형틀(10)과 상기 하부 성형틀(30) 중, 적어도 하나의 성형틀은 구리 합금 재질로 형성되는 것을 핵심적 특징으로 채택하였다. 즉, 본 발명에 따른 발포폼 성형 금형(100)은 상부 성형틀(10)과, 상기 상부 성형틀(10)이 삽입된 상태에서 성형품을 성형하기 위한 성형 공간(s)을 형성시키는 하부 성형틀(30)을 포함하여 구성되되, 상기 상부 성형틀(10)과 상기 하부 성형틀(30) 중, 적어도 하나의 성형틀은 구리 합금 재질로 형성된다.

따라서, 본 발명에 따른 발포폼 성형 금형(100)은 상부 성형틀(10)만 구리 합금 재질로 형성하거나, 하부 성형틀(30)만 구리 합금 재질로 형성하거나 또는 상부 성형틀(10) 및 하부 성형틀(30) 모두 구리 합금 재질로 형성하여 구성될 수 있다.

일반적으로 기존의 발포폼 성형 금형은 상부 성형틀 및 하부 성형틀 모두 알루미늄 재질로 형성된다. 이 알루미늄 재질은 열전도율이 매우 뛰어난 반면, 반대로 열 보존력이 상대적으로 작은 편이다. 이와 같이 상기 알루미늄 재질은 열 보전력이 상대적으로 작기 때문에, 접촉되어 성형되는 성형품을 빠르게 냉각시킨다. 이로 인하여 상기 성형품의 표면은 거칠고 매끄럽지 못한 경우가 있다.

반대로, 상기 구리 합금 재질은 상기 알루미늄 재질에 비하여 상대적으로 열전도율이 낮지만 열 보전력이 상대적으로 크다. 따라서 상기 구리 합금 재질로 형성되는 상기 금형틀은 접촉되는 성형품을 천천히 냉각시킨다.

결과적으로, 상기 구리 합금 재질의 성형틀에 접촉되는 상기 성형품의 접촉 부분은 상기 알루미늄 재질로 형성되는 성형틀에 접촉되는 성형품의 접촉 부분에 비하여 상대적으로 더 매끄럽고, 눌어붙어서 융착력이 향상된다. 즉 성형품의 접촉 부분에 대한 표면 조도가 향상되고 방수 기능이 향상된다.

도 2에 도시된 발포폼 성형 금형(100)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성된 상부 성형틀(10)과 구리 합금 재질로 형성된 하부 성형틀(30)로 구성된 형태를 보여주고 있다.

상기 발포폼 성형 금형(100)의 성형 공간(s)에서 성형되는 성형품이 상자라면, 도 2에 도시된 발포폼 성형 금형(100)에 의하여 성형되는 성형품인 상자는 외부면이 상기 구리 합금 재질로 형성된 하부 성형틀(30)에 접촉된다.

따라서, 상기 성형품인 상자는 외부면의 표면 조도가 매끄럽게 조도가 향상되기 때문에, 외관이 더 좋아진다. 따라서, 외관을 고려하여 성형품을 제작하고자 할 때는 도 2에 도시된 구성의 발포폼 성형 금형을 이용하면 바람직하다.

도 3에 도시된 발포폼 성형 금형(100)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성된 하부 성형틀(30)과 구리 합금 재질로 형성된 상부 성형틀(10)로 구성된 형태를 보여주고 있다.

상기 발포폼 성형 금형(100)의 성형 공간(s)에서 성형되는 성형품이 상자라면, 도 3에 도시된 발포폼 성형 금형(100)에 의하여 성형되는 성형품인 상자는 내부면이 상기 구리 합금 재질로 형성된 상부 성형틀(10)에 접촉된다.

따라서, 상기 성형품인 상자는 내부면의 표면 조도가 매끄럽게 조도가 향상되고 열 보전력이 좋은 결과로 접촉 표면이 눌어붙어서 융착성이 향상되기 때문에, 상자의 내부면의 방수 기능이 더 좋아진다. 따라서, 방수 기능을 고려하여 성형품을 제작하고자 할 때는 도 3에 도시된 구성의 발포폼 성형 금형을 이용하면 바람직하다.

도 4에 도시된 발포폼 성형 금형(100)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질을 전혀 사용하지 않고 구리 합금 재질로 형성된 상부 형성틀(10) 및 하부 성형틀(30)로 구성된 형태를 보여주고 있다. 즉, 상부 성형틀(10) 및 하부 성형틀(30) 모두 구리 합금 재질로 형성된 형태이다.

상기 발포폼 성형 금형(100)의 성형 공간(s)에서 성형되는 성형품이 상자라면, 도 4에 도시된 발포폼 성형 금형(100)에 의하여 성형되는 성형품인 상자는 외부면이 상기 구리 합금 재질로 형성된 하부 성형틀(30)에 접촉되고, 내부면이 상기 구리 합금 재질로 형성된 상부 성형틀(10)에 접촉된다.

따라서, 상기 성형품인 상자는 외부면의 표면 조도가 매끄럽게 조도가 향상되기 때문에, 외관이 더 좋아진다. 또한 상기 성형품인 상자는 내부면의 표면 조도가 매끄럽게 조도가 향상되고 열 보전력이 좋은 결과로 접촉 표면이 눌어붙어서 융착성이 향상되기 때문에, 상자의 내부면의 방수 기능이 더 좋아진다. 따라서, 외관뿐만 아니라 방수 기능을 고려하여 성형품을 제작하고자 할 때는 도 4에 도시된 구성의 발포폼 성형 금형을 이용하면 바람직하다.

상술한 바와 같이, 상기 상부 성형틀(10) 및 하부 성형틀(30) 모두 구리 합금 재질로 형성될 수도 있고, 둘 중, 어느 하나의 성형틀만 구리 합금 재질로 형성될 수도 있다.

후자의 경우, 구체적으로 상기 상부 성형틀(10)과 상기 하부 성형틀(30) 중, 어느 하나의 성형틀은 구리 합금 재질로 형성되고, 나머지 하나의 성형틀은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성된다. 도 2 및 도 3의 경우에 해당된다.

한편, 상기 상부 성형틀(10)은 상기 하부 성형틀(30)에 슬라이딩 삽입되어 상기 하부 성형틀(30)과의 사이에 상기 성형품을 형성하기 위한 성형 공간(s)을 형성시킨다. 결국 상기 상부 성형틀(10)과 하부 성형틀(30)은 서로 슬라이딩되어 접촉되는 슬라이딩 면이 존재한다. 즉, 상기 상부 성형틀(10)의 슬라이딩 면과 상기 하부 성형틀(30)의 슬라이딩 면이 접촉된 상태로 슬라이딩되어 상기 성형 공간(s)을 형성시킨다.

여기서 상기 알루미늄 재질로 형성되는 성형틀을 형성하기 위한 상기 알루미늄은 열전도율이 196(kcal/℃)이다. 반면 상기 구리 합금은 상기 알루미늄에 비하여 열전도율이 작기 때문에, 상기 구리 합금 재질로 형성되는 상기 성형틀은 상기 알루미늄 재질로 형성되는 성형틀에 비하여 천천히 냉각된다. 따라서, 상기 구리 합금 재질로 형성되는 성형틀에 접촉 대응되는 상기 성형품의 접촉 부분(예를 들어 상자의 외부면)은 상기 알루미늄 재질로 형성되는 성형틀에 접촉되는 상기 성형품의 다른 부분(예를 들어 상자의 내부면)에 비하여 표면 조도가 향상되고 표면 입자 밀도가 조밀하고 높다.

그런데, 상기 상부 성형틀(10) 및 하부 성형틀(30)은 모두 주물에 의하여 용이하게 제조될 필요가 있다. 즉, 상기 구리 합금 재질로 형성되는 상기 성형틀 역시 알루미늄 재질로 형성되는 성형틀과 같이 역시 주물 가공이 용이한 재질인 것이 유리하다.

즉 본 발명에 적용되는 구리 합금 재질은 상기 알루미늄보다 열전달율이 작을 뿐 아니라 주물 가공이 용이한 재질인 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 상기 구리 합금 재질은 황동, 청동 등 다양하지만, 열전도율이 낮고 주물 가공이 더 용이한 황동 재질인 것이 바람직하다. 상기 황동은 열전도율이 95(kcal/℃)이고, 주물 가공에 유리한 장점이 있다.

이와 같이 상기 구리 합금 재질로 형성되는 성형틀은 황동 재질로 형성되는 것이 가장 바람직하고, 나머지 하나의 성형틀은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성될 수 있다. 상기와 같은 재질로 형성되는 상기 상부 성형틀(10)과 하부 성형틀(30)은 지속적으로 슬라이딩이 반복되면 상호 슬라이딩 면이 마모되는 문제점일 발생할 수 있다.

구체적으로, 상기 상부 성형틀(10)이 상기 성형 공간(s)을 밀폐시키는 경우, 상부 성형틀(10)의 슬라이딩 면, 즉 상부 성형틀의 외부 접촉면(11)이 상기 하부 성형틀(30)의 성형 공간(s)의 슬라이딩 면, 즉 하부 성형틀의 내부 접촉면(도 7 및 도 9에서 도면 부호 31로 표기됨)에 맞닿아 슬라이딩 되므로, 상기 슬라이딩 면에 해당하는 상기 상부 성형틀의 외부 접촉면(11) 및 하부 성형틀의 내부 접촉면(31)이 마모되어 틈새가 생기게 되며, 상기 성형 공간에 채워지는 원료가 이 틈새로 삐져나가서 완성된 성형품에는 버(burr)가 생기게 된다.

따라서 이러한 버(burr)를 제거하기 위한 별도의 사상공정이 필요하게 되므로, 성형제품의 제작시간이 오래 걸려서 생산성이 떨어지는 문제가 있다. 그리고, 이러한 별도의 사상공정에 많은 인원이 투입되어 인건비가 상승된다.

한편, 이렇게 상부 성형틀(10)과 하부 성형틀(30)이 마모되어 계속적으로 사용되지 못하므로, 다시 발포폼 성형 금형을 제작해야 하기 때문에 생산비가 상승하는 문제가 있다. 이때, 이러한 마모된 부분을 용접으로 메워서 다시 사용할 수도 있으나, 이는 작업이 매우 번거로울 뿐만 아니라 금형의 내구성을 저하시키게 되며 또한 성형품의 제작이 중단되므로, 성형품이 생산성이 떨어지기는 마찬가지이며, 이 성형품이 일 부품으로 투입되는 완성품의 생산성도 함께 떨어지는 문제점이 있다.

이를 위하여 상기 상부 성형틀(10) 및(또는) 상기 하부 성형틀(30)에는 슬라이딩 면에 마모를 방지하기 위한 내마모편(15, 35)이 매입 장착되는 것이 바람직하다. 즉 상기 상부 성형틀과 하부 성형틀 중, 적어도 어느 하나의 성형틀에는 슬라이딩 면에 내마모편이 매입 장착될 수 있다.

그런데, 황동인 구리 합금 재질보다 알루미늄 또는 알루미늄 재질의 마모가 더 쉽게 발생하기 때문에, 상기 내마모편(15, 35)은 알루미늄 또는 알루미늄 재질로 형성되는 성형틀의 슬라이딩 면에 매입 장착되는 것이 바람직하다.

정리하면, 상기 상부 성형틀(10)과 상기 하부 성형틀(30) 중, 어느 하나의 성형틀은 구리 합금 재질로 형성되고, 나머지 하나의 성형틀은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되며, 상기 상부 성형틀(10)의 슬라이딩 면과 상기 하부 성형틀(30)의 슬라이딩 면이 접촉된 상태로 슬라이딩되어 상기 성형 공간(s)을 형성시키되, 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 상기 성형틀의 슬라이딩 면에는 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질보다 상대적으로 내마모성이 큰 내마모편(15, 35)이 매입된다.

도 5 및 도 6은 도 2에 도시된 발포폼 성형 금형(100)에서의 상부 성형틀(10)을 보여주고, 도 7은 하부 성형틀을 보여준다. 여기서 상기 상부 성형틀(10)(도 5 및 도 6에서 보여주는 성형틀)이 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되기 때문에, 상기 내마모편(15)은 상기 상부 성형틀(10)의 외부 접촉면(11)에 매입 장착된다.

도 8은 도 3에 도시된 발포폼 형성 금형(100)에서의 상부 성형틀(10)을 보여주고, 도 9는 하부 성형틀을 보여준다. 여기서 상기 하부 성형틀(30)(도 9에서 보여주는 성형틀)이 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되기 때문에, 상기 내마모편(15)은 상기 하부 성형틀(30)의 내부 접촉면(31)에 매입 장착된다.

상기 내마모편(15, 35)은 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 상기 상부 또는 하부 성형틀의 마모를 방지하기 위한 것으로, 상기 상부 또는 하부 성형틀을 이루는 알루미늄 또는 알루미늄 합금보다 내마모성이 큰 SUS(Steel Use Stainless) 또는 철이나 청동 또는 황동 재질로 형성될 수 있는데, SUS는 강도가 높아서 가공이 쉽지 않고, 철은 쉽게 부식되므로, 가공이 쉽고 내식성이 강한 청동 또는 황동 재질이 사용된다.

더 나아가 대응되는 구리 합금의 재질로 형성되는 성형틀이 황동으로 형성되는 경우, 일방의 마모를 방지하기 위하여 상기 내마모편 역시 황동 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

다만, 청동은 인 청동이나 티타늄 청동 또는 니켈 청동이나 알루미늄 청동 등 특수청동을 포함하는 것이다. 특히, 일반 청동에 비해 내식성, 내열성, 내마멸성 등이 우수하며 표면 평활도가 비교적 높고, 상기 내마편이 매입 장착되는 상기 상부 또는 하부 성형틀의 원료인 알루미늄 또는 알루미늄합금과의 이질감이 없어서 금형의 성형시에 상부 또는 하부 성형틀에서 쉽게 떨어지지 않는 알루미늄 청동을 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 내마모편(15, 35)의 둘레부에 홈(미도시)이 형성되어 내마모편(15, 35)이 상기 상부 성형틀의 외부 접촉면(11) 또는 하부 성형틀의 내부 접촉면(31)에 좀 더 견고하게 매입될 수 있도록 한다. 즉, 상기 내마모편(15, 35)의 둘레부의 소정 부분에 홈(미도시)을 형성시키고, 상기 내마모편(40)이 매입되는 상기 상부 성형틀의 외부 접촉면(11) 또는 하부 성형틀의 내부 접촉면(31)의 대응되는 부분에 상기 홈에 삽입될 수 있는 삽입 돌기(미도시)를 형성시킴으로써, 상기 내마모편(15, 35)이 상기 상부 성형틀의 외부 접촉면(11) 또는 하부 성형틀의 내부 접촉면(31)에 견고하게 삽입고정될 수 있다.

그리고, 상기 내마모편(40)은 상기 상부 성형틀(10)이 하부 성형틀(30)의 성형 공간으로 하강될 때, 상기 상부 성형틀(20)의 외부 접촉면(11)과 하부 성형틀(30)의 내부 접촉면(31) 중, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 성형틀의 접촉면의 일부 또는 전부에 매입되며, 상기 내마모편(15, 35)의 외주면은 원활한 슬라이딩을 보장하기 위하여 상기 상부 성형틀의 외부 접촉면(11)과 상기 하부 성형틀의 내부 접촉면(31)과 동일면을 형성한다.

도 5 및 도 6은 도 2에 도시된 발포폼 성형 금형(100)의 상부 성형틀(10)을 보여주는데, 도 5는 상측에서 바라본 상부 성형틀(10)의 사시도이고, 도 6은 하측에서 바라본 상부 성형틀(10)의 사시도이다. 이때 상기 상부 성형틀(10)은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되고, 상기 하부 성형틀(도 7에 도시됨)(30)은 구리 합금 재질로 형성된다.

상기 도 5 및 도 6에 도시된 상부 성형틀(10)은 도 7에 도시된 하부 성형틀(30)에 삽입되어 성형 공간을 형성하는데, 이때 상호 슬라이딩 면은 서로 접촉된 상태로 슬라이딩된다. 구체적으로, 상기 상부 성형틀의 외부 접촉면(11)과 상기 하부 성형틀의 내부 접촉면(31)이 서로 슬라이딩된다.

이때, 상기 상부 성형틀(10)은 알루미늄 재질로 형성되기 때문에, 상술한 바와 같이 상기 상부 성형틀(10)의 외부 접촉면(11)에는 상부 성형틀의 내마모편(15)이 매입 장착된다. 도 5 및 도 6에서는 상기 상부 성형틀의 외부 접촉면(11) 일부에만 상기 내마모편(15)이 매입 장착된 것을 예시하고 있지만, 경우에 따라서는 최적의 마모 방지를 위하여 상기 상부 성형틀의 외부 접촉면(11) 전체에 걸쳐 상기 내마모편(15)이 매입 장착될 수도 있다.

도 8은 도 3에 도시된 발포폼 성형 금형(100)의 상부 성형틀(10)을 보여주는 사시도이고 도 9는 하부 성형틀(30)을 보여주는 사시도이다. 이때 상기 상부 성형틀(10)은 구리 합금 재질로 형성되고, 상기 하부 성형틀(30)은 구리 합금 재질로 형성된다.

상기 도 8에 도시된 상부 성형틀(10)은 도 9에 도시된 하부 성형틀(30)에 삽입되어 성형 공간을 형성하는데, 이때 상호 슬라이딩 면은 서로 접촉된 상태로 슬라이딩된다. 구체적으로, 상기 상부 성형틀의 외부 접촉면(11)과 상기 하부 성형틀의 내부 접촉면(31)이 서로 슬라이딩된다.

이때, 상기 하부 성형틀(30)은 알루미늄 재질로 형성되기 때문에, 상술한 바와 같이 상기 하부 성형틀(30)의 내부 접촉면(31)에는 하부 성형틀의 내마모편(35)이 매입 장착된다. 도 9에서는 상기 하부 성형틀의 내부 접촉면(31) 일부에만 상기 내마모편(35)이 매입 장착된 것을 예시하고 있지만, 경우에 따라서는 최적의 마모 방지를 위하여 상기 하부 성형틀의 내부 접촉면(31) 전체에 걸쳐 상기 내마모편(35)이 매입 장착될 수도 있다.

이상에서는 알루미늄 재질로 형성되는 성형틀에만 내마모편이 매입 장착되는 것을 설명하고 있지만, 구리 합금 재질의 성형틀에도 필요에 따라 내마모편이 매입 장착될 수 있다. 결국, 본 발명에서는 하부 성형틀 및 상부 성형틀 중, 적어도 하나의 성형틀의 슬라이딩 면에 내마모편이 매입 장착될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 발포폼 성형 금형(100)은 성형 효율을 향상시키기 위하여 상기 성형 공간(s) 내로 스팀을 유입시킨다. 이를 위하여 상기 상부 성형틀(10) 및 하부 성형틀((30) 중 적어도 어느 하나의 성형틀에는 스팀캡(17, 37)이 삽입 장착되는 바람직하다.

즉, 본 발명에 따른 발포폼 성형 금형(100)은 상기 상부 성형틀(10)과 하부 성형틀(30) 중, 적어도 하나의 성형틀에는 상기 성형 공간 내로 스팀을 공급하기 위한 스팀캡이 삽입 장착되는 것을 특징으로 한다. 이를 통하여 본 발명에 따른 발포폼 성형 금형(100)은 성형 공간(s) 내로 스팀을 유입시켜, 성형품의 성형 효율을 향상시킬 수 있고, 더 나아가 조도가 더 향상되고 융착성을 더 좋게 하여 방수 기능이 좀 더 향상된 성형품을 성형할 수 있다.

다만, 상기 스팀캡(17, 37)은 가공 및 장착 용이성을 고려하여 상기 황동과 같은 구리 합금보다 더 가공이 용이한 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 성형틀에 삽입 장착되는 것이 바람직하다. 더 나아가 상기 구리 합금 재질의 성형틀은 성형품의 표면 조도를 향상시켜 외관을 좋게하는 기능을 수행하는 측면이 있기 때문에, 성형 효율이 보장되는 조건에서 상기 구리 합금 재질의 성형틀이 아닌 상기 알루미늄 합금 재질로 형성되는 성형틀에만 상기 스팀캡이 삽입 장착되는 것이 바람직하다.

정리하면, 상기 상부 성형틀(10)과 하부 성형틀(30) 중, 적어도 하나의 성형틀에 상기 스팀캡이 삽입 장착되는 것이 원칙이지만, 성형품의 성형 효율이 보장되고, 조도 향상 및 방수 기능 등의 기능성 향상이 보장될 수 있다면, 상기 상부 성형틀(10)과 하부 성형틀(30) 중, 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 성형틀에만 상기 성형 공간(s) 내로 스팀을 공급하기 위한 스팀캡(17, 37)이 삽입 장착될 수 있다. 이 경우에는, 상기 구리 합금 재질로 형성되는 성형틀에는 상기 스팀캡이 삽입 장착되지 않고, 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 성형틀에만 상기 스팀캡(17, 37이 삽입 장착된다.

상기 도 5 및 도 6은 상술한 바와 같이 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 상부 성형틀(10)을 보여준다. 여기서 스팀캡(17)이 상기 상부 성형틀(10)에만 삽입 장착된 것을 보여주고 있다. 이때, 상기 스팀캡(17)은 상기 상부 성형틀의 바닥면(13)에 걸쳐 복수개의 스팀캡(17)이 소정 간격 이격되어 삽입 배치된다.

도 9는 상술한 바와 같이 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 하부 성형틀(30)을 보여준다. 여기서 상기 스팀캡(37)이 상기 하부 성형틀(30)에만 삽입 장착된 것을 보여주고 있다. 이때 상기 스팀캡(37)은 상기 하부 성형틀의 바닥면(33)과 하부 성형틀의 내부 접촉면(31)에 걸쳐 복수개의 스팀캡(37)이 소정 간격 이격되어 삽입 배치된다.

한편, 도 4에 도시된 발포폼 성형 금형(100)은 상부 성형틀(10) 및 하부 성형틀(30) 모두 황동과 같은 구리 합금 재질로 형성된다. 따라서 상기 상부 성형틀(10) 및 하부 성형틀(30)은 알루미늄 재질의 성형틀에 비하여 상당히 강하고 내마모성을 유지할 수 있다. 따라서 상기 도 4에 도시된 발포폼 성형 금형(상부 및 하부 성형틀 모두 구리 합금 재질로 형성된 금형)에는 도 2 및 도 3과 달리 내마모편이 적용되지 않아도 무방하다. 다만 상술한 바와 같이 이 경우에도 필요에 따라 내마모편이 상부 성형틀과 하부 성형틀 중, 적어도 하나의 성형틀에 삽입 장착될 수 있다.

또한, 상기 도 4에 도시된 발포폼 성형 금형(100)은 상부 성형틀(10) 및 하부 성형틀(30) 모두 황동과 같은 구리 합금 재질로 형성되기 때문에, 도 5, 도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이 알루미늄 재질 성형틀에 삽입 장착하는 스팀캡의 장착이 상대적으로 용이하지 않고, 더 나아가 조도 향상 및 외관을 좋게하기 위하여 구리 합금 재질의 성형틀을 채택하기 때문에, 가능한 이 구리 합금 재질의 성형틀에 스팀캡을 장착하는 것을 피하는 것이 좋을 수 있다. 다만, 이 경우에도 성형 공간 내에서의 성형 효율을 향상시키고, 조도 및 융착성 향상을 위한 스팀 공급을 가능하게 하기 위하여 상부 성형틀 및 하부 성형틀 중 적어도 하나의 성형틀에 상기 스팀캡을 삽입 장착할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 발포폼 성형 금형(100)은 적어도 하나의 성형틀을 구리 합금 재질로 형성한다. 상기 구리 합금 재질로 형성된 성형틀에 접촉되는 성형품의 대응 접촉면은 상기 성형품의 다른 부분(알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성된 성형틀에 접촉되는 성형품의 대응 접촉면)에 비하여 표면 조도가 향상되고 더 매끄러운 표면을 가진다. 따라서, 상기 구리 합금 재질로 형성된 성형틀에 접촉되는 성형품의 대응 접촉면은 상기 성형품의 다른 부분보다 표면이 깨끗하고 미관이 우수하다.

상기 구리 합금 재질로 형성된 성형틀에 접촉되는 성형품의 대응 접촉면은 성형 과정에서 상기 성형품의 다른 부분 비하여 더 천천히 냉각되는 부분이다. 구체적으로, 상기 구리 합금 재질로 형성된 성형틀은 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성된 성형틀에 비하여 더 천천히 냉각된다.

따라서, 상기 구리 합금 재질로 형성된 성형틀에 접촉된 상태에 있는 상기 구리 합금 재질로 형성된 성형틀에 접촉되는 성형품의 대응 접촉면은 알루미늄 재질로 형성된 성형틀에 접촉되는 성형품의 대응 접촉면에 비하여 상대적으로 오랫동안 열에 노출되고 냉각 속도가 늦쳐진다. 따라서, 상기 구리 합금 재질로 형성된 성형틀에 접촉되는 성형품의 대응 접촉면은 표면 입자 밀도가 높고 조밀하여 표면 조도가 향상되고, 더 나아가 방수 기능을 가지게 된다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

s : 성형 공간 10 : 상부 성형틀
11 : 상부 성형틀의 외부 접촉면 13 : 상부 성형틀의 바닥면
15 : 상부 성형틀의 내마모편 17 : 상부 성형틀의 스팀캡
30 : 하부 성형틀 31 : 하부 성형틀의 내부 접촉면
33 : 하부 성형틀의 바닥면 35 : 하부 성형틀의 내마모편
37 : 하부 성형틀의 스팀캡 100 : 발포폼 성형 금형

Claims (3)

1. 발포폼 성형 금형에 있어서,
   상부 성형틀과;
   상기 상부 성형틀이 삽입된 상태에서 성형품을 성형하기 위한 성형 공간을 형성시키는 하부 성형틀을 포함하여 구성되되,
   상기 상부 성형틀과 상기 하부 성형틀 중, 적어도 하나의 성형틀은 구리 합금 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 발포폼 성형 금형.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 상부 성형틀과 상기 하부 성형틀 중, 어느 하나의 성형틀은 구리 합금 재질로 형성되고, 나머지 하나의 성형틀은 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되며, 상기 상부 성형틀의 슬라이딩 면과 상기 하부 성형틀의 슬라이딩 면이 접촉된 상태로 슬라이딩되어 상기 성형 공간을 형성시키되, 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질로 형성되는 상기 성형틀의 슬라이딩 면에는 상기 알루미늄 또는 알루미늄 합금 재질보다 상대적으로 내마모성이 큰 내마모편이 매입되는 것을 특징으로 하는 발포폼 성형 금형.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 상부 성형틀과 하부 성형틀 중, 적어도 하나의 성형틀에는 상기 성형 공간 내로 스팀을 공급하기 위한 스팀캡이 삽입 장착되는 것을 특징으로 하는 발포폼 성형 금형.
   

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