KR20200080504A

KR20200080504A - 비닐대지의 엠보싱 성형장치

Info

Publication number: KR20200080504A
Application number: KR1020180169993A
Authority: KR
Inventors: 박경자; 김순중
Original assignee: (주)동화인더스트리
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2020-07-07

Abstract

본 발명은 자동차 타이어 제조공정에서 사용되는 비닐대지의 성형장치 및 성형방법에 관한 기술로서, 비닐지 원단에 엠보스 문양이 선명하고 균일하게 성형될 뿐만 아니라 냉각 후에도 엠보스 문양이 선명하게 유지되는 비닐대지의 엠보싱 성형장치 및 그 성형방법에 관한 기술이다.
이러한 본 발명의 주요 구성은, 비닐대지의 엠보싱 성형장치는, 합성수지 원료를 용융시켜 압출하는 압출기; 상기 압출되는 합성수지에 공기를 주입하여 비닐지를 튜브 형태로 성형하는 비닐지 성형기; 상기 튜브 형태로 성형된 비닐지를 두겹으로 모으는 가이더; 상기 가이더에서 비닐지를 상부로 끌어올리는 제1핀치; 상기 제1핀치에서 비닐지를 일정한 속도로 끌어당기는 제2핀치; 상기 제2핀치에서 이송되는 비닐지에 엠보스를 성형하는 엠보성형기; 상기 엠보성형기에서 비닐지를 일정한 속도로 끌어당기는 제3핀치; 및 상기 제3핀치에서 이송되는 비닐지를 일정한 속도로 감는 권취기;를 포함하여 구현된다.

Description

비닐대지의 엠보싱 성형장치 및 그 성형방법 {Embossing molding apparatus for plastic earth and method of molding the same}

본 발명은 자동차 타이어 제조공정에서 사용되는 비닐대지의 성형장치 및 성형방법에 관한 기술로서, 보다 상세하게 설명하면 압출공정과 비닐지 성형공정을 통해 비닐지 원단을 성형한 다음, 원적외선 히터를 적용하여 비닐지 원단을 충분히 가열하면서 엠보롤러로 엠보스를 성형하고, 이를 냉각하여 비닐대지를 제조함으로써, 비닐지 원단에 엠보스 문양이 선명하고 균일하게 성형될 뿐만 아니라 냉각 후에도 엠보스 문양이 선명하게 유지되는 비닐대지의 엠보싱 성형장치 및 그 성형방법에 관한 기술이다.

일반적으로, 자동차 타이어는 천연고무나 인조고무(합성고무)를 사용하여 소정의 두께와 폭을 가지는 고무판을 원재료로 성형한 다음, 고무판을 타이어의 생산라인에 직접 공급하는 경우도 있으나, 대부분은 고무판을 롤러에 권치시킨 후, 필요할 때 일정량을 생산라인에 공급하고 있다.

여기서, 타이어의 원재료가 되는 고무판을 롤러에 권취시킬 경우, 고무판의 표면 점성으로 인해 고무판이 서로 달라붙는 현상이 발생하므로, 롤러에 권취된 고무판을 풀기가 어려운 문제점이 있다.

따라서, 고무판이 서로 달라붙는 현상을 방지하고, 고무판의 표면에 이물질이 달라붙지 않도록 박리지의 역할을 하는 비닐대지를 고무판의 표면에 끼워서 고무판과 함께 롤러에 권취하게 된다.

종래 비닐대지의 양면에 엠보싱을 성형하는 대표적인 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0318197호(타이어 제조용 비닐대지의 양면 엠보스 성형장치 및 그성형방법)가 제시된 바 있다.

상기 선행기술은 비닐지 원단이 소정 길이만큼 권취되는 공급롤러가 설치되고, 공급롤러로부터 공급되는 비닐지 원단에 엠보스를 성형하는 엠보싱롤러가 설치된 것에 있어서, 상기의 엠보싱롤러는 상부 엠보싱롤러와 하부 엠보싱롤러로 이루어지며, 상기 상부 엠보싱롤러의 외주면에는 계란판 형태의 엠보스 성형돌기를 외주면 전체에 형성하고, 상기 상부 엠보싱롤러의 하측에는 상부 엠보싱롤러에 형성된 엠보스 성형돌기와 형합하는 엠보스 성형돌기를 외주면에 형성한 하부 엠보싱롤러를 설치하며, 상기 상부 엠보싱롤러와 하부 엠보싱롤러의 내부에는 수개의 가열히터를 일정 간격으로 삽입한 구성이다.

또한 종래 타이어 제조용 비닐대지의 대표적인 선행기술로서, 대한민국 등록실용신안 제20-0178524호(타이어 제조용 비닐대지)가 제시된 바 있다.

상기 선행기술은 타이어 제조용 고무판의 박리를 위하여 고무판 사이에 개재되는 비닐대지에 있어서, 상기 비닐대지는 비닐지 원단의 양면에 산과 골이 동일한 높이를 가지는 계란판 형태로 상하로 돌출되는 엠보싱 돌기를 성형하므로서, 고무판 사이에 비닐대지를 개재시 엠보싱 돌기의 상하 산 부분이 고무판과 점접촉 상태로 접촉하여 비닐대지의 박리가 용이한 구성이다.

이러한 선행기술은 고무판을 롤러에 권취시켜 장시간 동안 보관하더라도 고무판의 표면으로부터 비닐대지의 양면이 용이하게 박리되게 하므로서, 비닐대지의 제거에 소요되는 작업시간을 현저하게 단축시킬 수 있으며, 또한 비닐지 원단에 엠보스를 용이하게 성형하므로서, 비닐대지의 생산원가를 절감하게 된다.

그러나, 종래 선행기술은 비닐지 원단에 단순한 가열처리만으로 엠보스를 성형하게 되면, 비닐지의 냉각시 성형된 엠보스 형상이 원상태로 복원되는 문제점이 발생하기 때문에 엠보스를 성형하기 이전에 비닐지 원단을 가열 연신시키고, 엠보스의 성형과정에서 비닐지 원단을 별도로 냉각시켜야 하는 문제점이 있다.

또한 종래 선행기술은 일반적인 열풍 히터를 이용하여 비닐지 원단을 가열하면서 엠보스를 성형하므로, 비닐지 원단이 충분히 가열 연신되지 못함에 따라 엠보스 문양이 균일하고 선명하게 성형되지 못하는 한편 냉각 후, 엠보스 문양이 풀리면서 복원되는 문제점이 있다.

대한민국 등록특허 제10-0297004호. 대한민국 등록특허 제10-0318197호. 대한민국 등록특허 제10-0643266호. 대한민국 등록실용신안 제20-0178524호.

본 발명은 종래 비닐대지의 엠보싱 성형장치 및 그 성형방법에서 엠보스 문양이 선명하고 균일하게 성형되지 못하는 한편 냉각 후, 엠보스 문양이 풀리면서 복원되는 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 압출공정과 비닐지 성형공정을 통해 비닐지 원단을 성형한 다음, 원적외선 히터를 적용하여 비닐지 원단을 충분히 가열하면서 엠보롤러로 엠보스를 성형하고, 이를 냉각하여 비닐대지를 제조하는 비닐대지의 엠보싱 성형장치 및 그 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 원적외선 히터를 이용하여 비닐지 원단을 충분히 가열함으로써, 비닐지 원단에 엠보스 문양이 선명하고 균일하게 성형될 뿐만 아니라 냉각 후에도 엠보스 문양이 선명하게 유지되는 비닐대지의 엠보싱 성형장치 및 그 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,

비닐대지의 엠보싱 성형장치는, 합성수지 원료를 용융시켜 압출하는 압출기; 상기 압출되는 합성수지에 공기를 주입하여 비닐지를 튜브 형태로 성형하는 비닐지 성형기; 상기 튜브 형태로 성형된 비닐지를 두겹으로 모으는 가이더; 상기 가이더에서 비닐지를 상부로 끌어올리는 제1핀치; 상기 제1핀치에서 비닐지를 일정한 속도로 끌어당기는 제2핀치; 상기 제2핀치에서 이송되는 비닐지에 엠보스를 성형하는 엠보성형기; 상기 엠보성형기에서 비닐지를 일정한 속도로 끌어당기는 제3핀치; 및 상기 제3핀치에서 이송되는 비닐지를 일정한 속도로 감는 권취기;를 포함하여 구현된다.

또한 비닐대지의 엠보싱 성형방법은, 압출기에서 합성수지 원료를 용융시켜 압출하는 압출공정; 상기 압출되는 합성수지에 공기를 주입하여 비닐지를 두겹의 튜브 형태로 성형하는 비닐지 성형공정; 상기 두겹으로 성형된 비닐지를 절개하여 한겹으로 분리하는 절취공정; 상기 한겹으로 분리된 비닐지를 히터로 가열하는 가열공정; 상기 가열된 비닐지에 엠보스 문양을 각인하는 엠보스 성형공정; 상기 엠보스 문양이 성형된 비닐지를 냉각시키는 냉각공정; 및 상기 냉각된 비닐지를 일정한 속도로 감는 권취공정;을 포함하여 구현된다.

본 발명의 실시예는 압출공정과 비닐지 성형공정을 통해 비닐지 원단을 성형하고, 원적외선 히터가 비닐지 원단에 원적외선을 방출하여 비닐지 원단을 충분히 가열한 다음, 엠보롤러와 냉각롤러 사이로 통과시켜 비닐지 원단에 엠보스 문양을 성형함으로써, 비닐지 원단에 엠보스 문양이 선명하고 균일하게 성형되는 한편 냉각 후에도 엠보스 문양이 선명하게 유지되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에서 엠보싱 성형장치를 나타낸 설치상태도.
도 2는 본 발명에서 제2핀치를 나타낸 설치상태도.
도 3과 도 4는 본 발명에서 엠보성형기를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명에서 엠보성형기를 나타낸 평면도.
도 6은 본 발명에서 엠보성형기를 나타낸 구성도.
도 7은 본 발명에서 권취기를 나타낸 측면도.
도 8은 본 발명에서 비닐대지를 나타낸 평면도.
도 9는 본 발명에서 비닐대지의 제조공정을 나타낸 블럭도.

본 발명의 실시예에 따른 비닐대지의 엠보싱 성형장치를 살펴보면, 합성수지 원료를 용융시켜 압출하는 압출기(10); 상기 압출되는 합성수지에 공기를 주입하여 비닐지(P)를 튜브 형태로 성형하는 비닐지 성형기(20); 상기 튜브 형태로 성형된 비닐지(P)를 두겹으로 모으는 가이더(30); 상기 가이더(30)에서 비닐지(P)를 상부로 끌어올리는 제1핀치(40); 상기 제1핀치(40)에서 비닐지(P)를 일정한 속도로 끌어당기는 제2핀치(50); 상기 제2핀치(50)에서 이송되는 비닐지(P)에 엠보스를 성형하는 엠보성형기(60); 상기 엠보성형기(60)에서 비닐지(P)를 일정한 속도로 끌어당기는 제3핀치(70); 및 상기 제3핀치(70)에서 이송되는 비닐지(P)를 일정한 속도로 감는 권취기(70);를 포함하여 이루어진다.

자동차의 타이어 제조공정에서 사용되는 비닐대지(100)는 인플레이션 성형( inflation molding)으로 제조된 비닐지(P) 원단에 엠보스 문양을 각인하여 성형하는 것으로서, 우선 도면에서 도 1과 같이, 압출기(10)에서 펠렛 형태의 합성수지 원료를 용융시켜 압출하고, 비닐지 성형기(20)에서 압출되는 합성수지에 공기를 주입하여 튜브 형태로 비닐지(P)를 성형하게 된다.

다음은, 비닐지 성형기(20)의 상부에 설치된 가이더(30)가 튜브 형태로 성형되는 비닐지(P)를 두겹으로 모으는 한편 가이더(30)의 상부에서 제1핀치(40)가 비닐지(P)를 상부로 끌어올리며, 상기 가이더(30)와 제1핀치(40)는 프레임(31)에 고정 설치된다.

상기에서 제1핀치(40)는 모터의 구동으로 한쌍의 인취롤러가 회전하고, 상기 한쌍의 인취롤러 사이에 비닐지(P)가 감겨 가이더(30)에서 비닐지(P)를 상부로 끌어올리며, 상기 한쌍의 인취롤러는 일정한 속도로 회전하여 비닐지(P)를 끌어올리게 된다.

또한 제1핀치(40)를 통해 상부로 끌어올려진 두겹의 비닐지(P)는 아래로 향하여 다수개의 아이들롤러(51)에 감기는 한편 제2핀치(50)의 인취롤러에 감겨 일정한 속도로 끌어 당겨진다.

상기에서 제2핀치(50)의 상부에 두겹의 비닐지(P)를 절개하여 분리하는 절취기(52)가 설치되며, 상기 절취기(52)는 도면에서 도 2와 같이, 수직상으로 커터(53)가 설치되고, 상기 커터(53)가 비닐지(P)의 양측 단부를 절개하여 두겹의 비닐지(P)를 각각 한겹으로 분리하게 된다.

한편 상기에서 커터(53)로 절개된 비닐지(P)는 제2핀치(50)를 통해 일정한 속도로 당겨지고, 상기 제2핀치(50)의 하부 양측에 대칭으로 배치된 아이들롤러에 각각 한겹이 감겨서 분리된 다음, 양측에 대칭으로 배치된 엠보성형기(60)로 이송 투입된다.

상기에서 대칭으로 배치된 엠보성형기(60)는 도면에서 도 3 내지 도 5와 같이, 엠보롤러(61)와 냉각롤러(62) 및 다수개의 아이들롤러(64)가 각각 설치되며, 여기서 엠보롤러(61)는 외주면에 엠보스 문양이 각인되고, 냉각롤러(62)는 내부에 냉매(62a)가 수용된다.

상기에서 엠보롤러(61)는 모터(63)의 구동으로 일정한 속도로 회전하여 비닐지(P)에 엠보스 문양을 성형하고, 냉각롤러(62)는 엠보롤러(61)에 밀착되어 자유 회전하며, 칠러냉각기에서 냉각롤러(62)의 내부로 냉매(62a)가 순환된다.

여기서, 냉각롤러(62)는 합성수지 고무 재질로 제작됨이 바람직하고, 별도로 설치된 칠러냉각기에서 차가운 냉매(62a)가 순환되어 엠보스 문양이 성형된 비닐지(P)를 20~30℃로 냉각시킨다.

결과적으로, 비닐지(P)가 엠보스 문양이 각인된 엠보롤러(61)와 냉각롤러(62) 사이에 감기면서 엠보스 문양이 성형되는 한편 냉각되어 도면에서 도 8과 같이, 엠보스 문양이 성형된 비닐대지(100)가 제조된다.

한편 엠보롤러(61)와 냉각롤러(62) 사이에서 엠보스 문양이 성형된 비닐지(P)는 제3핀치(70)의 인취롤러에 감겨 일정한 속도로 끌어 당겨지고, 도면에서 도 6과 같이, 권취기(80)의 보빈(81)에 일정한 속도로 감기게 된다.

또한 본 발명의 실시예는 비닐지(P) 원단에 엠보스 문양을 선명하고 균일하게 성형하기 위한 방법으로서, 도면에서 도 3 내지 도 5와 같이, 엠보성형기(60)에서 엠보롤러(61)와 냉각롤러(62)의 전방측 아래에 원적외선 히터(90)를 설치할 수 있다.

상기에서 원적외선 히터(90)는 엠보롤러(61)와 냉각롤러(62)의 전방측에 길이 방향으로 배치되며, 상기 원적외선 히터(90)가 방출하는 원적외선은 파장이 25㎛ 이상인 적외선으로, 열작용과 침투력이 강하고, 유기화합물 분자에 대한 공진 및 공명 작용이 강한 것으로 알려져 있다.

따라서, 원적외선 히터(90)가 비닐지(P)에 원적외선을 방출하여 300~320℃로 비닐지(P)를 충분히 가열하며, 여기서 가열된 비닐지(P)가 엠보롤러(61)와 냉각롤러(62) 사이에 감기면서 엠보스 문양이 선명하고 균일하게 성형되는 한편 냉각 후에도 엠보스 문양이 선명하게 유지된다.

다음은, 본 발명의 실시예에 따른 비닐대지의 엠보싱 성형방법에 대해 설명하기로 한다.

ⅰ) 압출기에서 합성수지 원료를 용융시켜 압출하는 압출공정과,

ⅱ) 압출되는 합성수지에 공기를 주입하여 비닐지(P)를 두겹의 튜브 형태로 성형하는 비닐지 성형공정과,

ⅲ) 두겹으로 성형된 비닐지(P)를 절개하여 한겹으로 분리하는 절취공정과,

ⅳ) 한겹으로 분리된 비닐지(P)를 히터로 가열하는 가열공정과,

ⅴ) 가열된 비닐지(P)에 엠보스 문양을 각인하는 엠보스 성형공정과,

ⅵ) 엠보스 문양이 성형된 비닐지(P)를 냉각시키는 냉각공정 및

ⅶ) 냉각된 비닐지(P)를 일정한 속도로 감는 권취공정으로 이루어진다.

상기에서 압출공정은 일반적인 압출기에서 펠렛 형태의 합성수지 원료를 용융시켜 압출하고, 상기 비닐지 성형공정은 압출기에서 압출되는 합성수지에 공기를 주입하여 두겹의 튜브 형태로 비닐지(P)를 성형한다.

두겹으로 성형된 비닐지(P)를 제1핀치와 제2핀치를 통해 끌어 당기면서 커터를 이용해 비닐지(P)의 양측 단부를 절개하여 두겹의 비닐지(P)를 각각 한겹으로 분리하는 절취공정이 수행된다.

상기에서 한겹으로 분리된 비닐지(P)를 300~320℃로 가열하여 가열공정을 실시하며, 여기서 가열공정은 원적외선을 방출하는 원적외선 히터를 적용함이 바람직하다.

원적외선 히터로 가열된 비닐지(P)를 엠보롤러와 냉각롤러 사이로 통과시켜 비닐지(P)에 엠보스 문양을 성형하는 엠보스 성형공정이 수행되며, 이와 동시에 냉각롤러에서 비닐지(P)를 20~30℃로 냉각시켜 냉각공정이 실시된다.

상기에서 냉각된 비닐지(P)를 권취기의 보빈에 일정한 속도로 감아 권취공정이 수행됨으로써, 비닐대지의 엠보싱 제조공정이 완료된다.

이러한 본 발명의 실시예는 원적외선 히터가 비닐지 원단에 원적외선을 방출하여 비닐지 원단을 충분히 가열한 다음, 엠보성형기에서 엠보롤러와 냉각롤러 사이로 통과시켜 비닐지 원단에 엠보스 문양을 성형함으로써, 비닐지 원단에 엠보스 문양이 선명하고 균일하게 성형되는 한편 냉각 후에도 엠보스 문양이 선명하게 유지된다.

상기에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명 하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.

10: 압출기 20: 비닐지 성형기
30: 가이더 31: 프레임
40: 제1핀치 50: 제2핀치
51: 아이들롤러 60: 엠보성형기
61: 엠보롤러 62: 냉각롤러
63: 모터 70: 제3핀치
80: 권취기 81: 보빈
90: 원적외선 히터 100: 비닐대지
P: 비닐지

Claims

합성수지 원료를 용융시켜 압출하는 압출기(10);
상기 압출되는 합성수지에 공기를 주입하여 비닐지(P)를 튜브 형태로 성형하는 비닐지 성형기(20);
상기 튜브 형태로 성형된 비닐지(P)를 두겹으로 모으는 가이더(30);
상기 가이더(30)에서 비닐지(P)를 상부로 끌어올리는 제1핀치(40);
상기 제1핀치(40)에서 비닐지(P)를 일정한 속도로 끌어당기는 제2핀치(50);
상기 제2핀치(50)에서 이송되는 비닐지(P)에 엠보스를 성형하는 엠보성형기(60);
상기 엠보성형기(60)에서 비닐지(P)를 일정한 속도로 끌어당기는 제3핀치(70); 및
상기 제3핀치(70)에서 이송되는 비닐지(P)를 일정한 속도로 감는 권취기(70);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 비닐대지의 엠보싱 성형장치.
제1항에 있어서,
엠보성형기(60)는,
엠보롤러(61)와 냉각롤러(62) 및 다수개의 아이들롤러(64)가 설치되며, 상기 엠보롤러(61)는 외주면에 엠보스 문양이 각인되고, 상기 냉각롤러(62)는 내부에 냉매(62a)가 수용되는 것을 특징으로 하는 비닐대지의 엠보싱 성형장치.
제1항에 있어서,
제2핀치(50)의 상부에 절취기(52)가 설치되며, 상기 절취기(52)는 수직상으로 커터(53)가 설치되고, 상기 커터(53)가 비닐지(P)의 양측 단부를 절개하여 두겹의 비닐지(P)를 각각 한겹으로 분리하는 것을 특징으로 하는 비닐대지의 엠보싱 성형장치.
비닐대지의 엠보싱 성형방법에 있어서,
ⅰ) 압출기(10)에서 합성수지 원료를 용융시켜 압출하는 압출공정과,
ⅱ) 압출되는 합성수지에 공기를 주입하여 비닐지(P)를 두겹의 튜브 형태로 성형하는 비닐지 성형공정과,
ⅲ) 두겹으로 성형된 비닐지(P)를 절개하여 한겹으로 분리하는 절취공정과,
ⅳ) 한겹으로 분리된 비닐지(P)를 히터로 가열하는 가열공정과,
ⅴ) 가열된 비닐지(P)에 엠보스 문양을 각인하는 엠보스 성형공정과,
ⅵ) 엠보스 문양이 성형된 비닐지(P)를 냉각시키는 냉각공정과,
ⅶ) 냉각된 비닐지(P)를 일정한 속도로 감는 권취공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 비닐대지의 엠보싱 성형방법.