KR20230033416A - 쿨링 기능을 포함하는 발포성형 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 쿨링 기능을 포함하는 발포성형 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 상부 금형부, 상부 금형부의 하부에 위치되는 하부 금형부, 상부 금형부의 상부에 수직 방향으로 연장되어 형성되는 성형물 저장부, 상부 금형부의 내면에 형성되는 복수 개의 상부 분사구, 하부 금형부의 내면에 형성되는 복수 개의 하부 분사구를 포함하고, 상부 금형부가 하방으로 이동하면, 성형물이 상부 분사구와 하부 분사구로부터 동시에 분사되어 성형 작업을 진행하는 것이 더욱 용이한 발포성형 장치에 대한 발명이다.
Description
본 발명은 쿨링 기능을 포함하는 발포성형 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 상부 금형부, 상부 금형부의 하부에 위치되는 하부 금형부, 상부 금형부의 상부에 수직 방향으로 연장되어 형성되는 성형물 저장부, 상부 금형부의 내면에 형성되는 복수 개의 상부 분사구, 하부 금형부의 내면에 형성되는 복수 개의 하부 분사구를 포함하고, 상부 금형부가 하방으로 이동하면, 성형물이 상부 분사구와 하부 분사구로부터 동시에 분사되어 성형 작업을 진행하는 것이 더욱 용이한 발포성형 장치에 대한 발명이다.
발포성형장치는 고정 다이 플레이트와 이동 다이 플레이트(die plate)에 각각 장착된 금형장착 프레임 내의 증기실에 증기를 송입하여 형틀 내에 충전하고 있는 예비발포입자 등의 발포성 수지입자를 가열발포시키는 것에 의해 발포 성형한다.
발포성형 후에 증기실 내에 배치되어 있는 냉각관으로부터 냉각수를 금형에 분사하여 냉각 하며, 그 후, 형틀을 개방하여 성형품을 취출하도록 구성되고, 또, 다른 제품을 발포 성형하는 경우에는 다이 플레이트로부터 금형장착 프레임을 떼어낸 후, 상기 금형장착 프레임에 장착되어 있는 금형을 철거하여 그 제품의 형상에 따른 금형으로 교환하는, 소위, 오프라인에서의 사전준비작업(off-line setup)을 실시하도록 구성되어 있다.
이 오프라인에서의 사전준비작업은 단지 금형장착 프레임에 대해서 금형을 탈착할 뿐만 아니라, 금형장착 프레임에 부대(附帶)되는 패킹류 등의 부품의 점검교환이나, 금형의 청소, 금형장착 프레임 내에 배치되어 있는 일반적으로 동관(銅管)제의 냉각관의 배치상태의 조정작업, 불량 개소의 수리작업 등의 많은 공수가 행해져, 이 작업의 질이 제품의 질에 크게 영향을 주고 있다.
또, 금형은 가열 성형 시에서의 내압에 의한 변형을 방지하기 위해서, 그 배면에 지주(支柱)를 돌출 형성하여 이 지주를 금형장착 프레임의 배면 개구단에 고정하고 있는 백 플레이트(back plate)에 접촉지지하고 있기 때문에, 금형 장착 프레임 내에 냉각관을 배치하는 경우에는 상기 지주의 배치위치를 회피하면서 배치할 필요가 있다.
또한, 이 냉각관의 배치 후에도 금형장착 프레임에 백 플레이트를 장착할 때에 이 백 플레이트와 지주에 의해서 냉각관을 끼워 넣지 않도록 주의하면서 백 플레이트의 장착작업을 실시해야 하며, 오프라인에서의 사전준비작업 에 대해서 이 백 플레이트의 탈착 작업에 필요로 하는 시간이 차지하는 비율이 높아져 금형 교환의 작업능률이 현 저하게 저하한다.
또한, 금형 냉각장치를 구성하고 있는 상기 냉각관의 주된 목적은 금형 전면(全面)을 균일하게 수냉(水冷)하는 것이지만, 이 목적을 달성하기 위해서, 예를 들면, 금형장착 프레임 내에 고정되어 각종 금형에 공용(共用)으로 사용되는 굴곡 가능한 냉각관의 경우에서는, 백 플레이트를 제외한 시점에서 금형장착 프레임 내에 장착되는 금 형의 크기나 형상 등에 따라서 작업자가 경험과 감(勘)으로 냉각관의 굽힘조정을 실시하고 있는 것이 현상(現狀)이다.
한편, 교환되는 금형에 따라서 항상 균일한 냉각이 가능하게 되도록 금형마다 전용(專用) 냉각관을 채용한 발포 성형장치에서의 금형냉각장치도 알려져 있다.
예를 들면, 종래의 금형 냉각장치에서는 금형장착 프레임 내에 장착한 금형의 배면 형상에 따르도록 증기실 내에 냉각관과 송기관(送氣管)을 배치하여 냉각관으로부터의 수냉과 송기관으로부터의 풍랭(風冷)을 교호(交互)로 실시하도록 구성한 냉각수단이 기재되어 있다.
그렇지만, 상기의 어느 장치에서도 금형을 균일하게 냉각할 수 있는 효과를 가지지만, 전자(前者)의 냉각수단에 의하면, 증기실 내에 냉각관과 함께 송기관을 배치하고 있기 때문에 상기 오프라인에서의 사전준비작업이 한층 번잡화되며, 후자의 냉각수단에 의하면, 금형을 교환할 때마다 이 금형의 형상에 따라 냉각관을 증기실 내에 입 체적으로 배치해야 하므로, 냉각관의 교환이나 조정작업에 현저한 시간과 노력을 필요로 한다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 성형물을 균일하게 발포성형 및 냉각시킬 수 있는 성형장치가 필요한 실정이다.
본 발명은 쿨링 기능을 포함하는 발포성형 장치에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 상부 금형부, 상부 금형부의 하부에 위치되는 하부 금형부, 상부 금형부의 상부에 수직 방향으로 연장되어 형성되는 성형물 저장부, 상부 금형부의 내면에 형성되는 복수 개의 상부 분사구, 하부 금형부의 내면에 형성되는 복수 개의 하부 분사구를 포함하고, 상부 금형부가 하방으로 이동하면, 성형물이 상부 분사구와 하부 분사구로부터 동시에 분사되어 성형 작업을 진행하는 것이 더욱 용이한 발포성형 장치에 대한 발명이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 상부 금형부; 상기 상부 금형부의 하부에 위치되는 하부 금형부; 상기 상부 금형부의 상부에 수직 방향으로 연장되어 형성되는 성형물 저장부; 상기 상부 금형부의 내면에 형성되는 복수 개의 상부 분사구; 및 상기 상부 금형부와 상기 하부 금형부의 사이에 위치되되, 상기 상부 금형부와 상기 하부 금형부의 일측 및 타측에 수직 방향으로 삽입되어 형성되는 한 쌍의 지지부;를 포함하고, 상기 상부 금형부가 상기 지지부를 통해 상방 및 하방으로 이동하면, 상기 분사구를 통해 성형물이 상기 상부 금형부와 상기 하부 금형부의 사이에 발포된다.
또한, 본 발명에 따른 상기 한 쌍의 지지부는 상기 한 쌍의 지지부의 내부에 삽입되는 베어링부;를 더 포함하고, 상기 상부 금형부가 상기 베어링부를 통해 상방 및 하방으로 이동할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 하부 금형부는 상기 하부 금형부의 내면에 형성되는 하부 분사구; 및 상기 하부 금형부의 하부에 수직 방향으로 형성되는 성형물 저장부;를 포함하고, 상기 성형물이 상기 상부 분사구 및 상기 하부 분사구를 통해 상기 상부 금형부 및 상기 하부 금형부의 내부에 동시에 발포된다.
또한, 본 발명에 따른 상기 상부 분사구는 상기 상부 금형부의 내면에 삽입되어 형성되고, 상기 하부 분사구는 상기 하부 금형부의 내면에 삽입되어 형성된다.
또한, 본 발명에 따른 상기 하부 금형부는 열풍을 발생시키는 송풍 팬; 상기 열풍이 이동하는 공급관; 상기 열풍을 상기 공급관으로 이동시키는 열공급부;를 더 포함하고, 상기 열풍이 상기 공급관을 통해 이동하면, 상기 열풍으로 상기 성형물의 성형이 진행된다.
본 발명은 상부 분사구와 하부 분사구는 각각 상부 금형부 및 하부 금형부의 내부에 삽입되어 있으며, 상부 분사구와 하부 분사구가 돌출되어 형성될 시 상부 분사구와 상부 금형부 사이에 이물질들이 걸리는 것을 방지할 수 있다.
제1 받침부는 제1 슬라이딩부와 제2 슬라이딩부의 상부에 결합되어 고정되어 있는 상태이고, 상부 금형부가 상방으로 이동하면서 제2 받침부도 따라서 상방으로 이동하게 된다.
이후, 상부 금형부가 하방으로 이동하면, 성형물이 상부 분사구와 하부 분사구로부터 동시에 분사되어 성형 작업을 진행하는 것이 더욱 용이하다.
도 1은 본 발명에 따른 쿨링 기능을 포함하는 발포성형 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 상부 금형부가 하방으로 이동한 형상을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 상부 분사구와 하부 분사구를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 열풍부(400)를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 세척부를 도시한 것이다.
도 6을 본 발명에 따른 상부 금형부가 하부 금형부로부터 분리될 때 다른 실시예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 상부 금형부가 하방으로 이동한 형상을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 상부 분사구와 하부 분사구를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 열풍부(400)를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 세척부를 도시한 것이다.
도 6을 본 발명에 따른 상부 금형부가 하부 금형부로부터 분리될 때 다른 실시예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 통상의 실시자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장될 수 있다.
본 발명에서 '길이 방향'이라 함은 도 3을 기준으로 X축 방향이고, '폭 방’'이라 함은 도 2를 기준으로 Y축 방향이다. '수직 방향'이라 함은 도 2를 기준으로 Z축 방향이다. '일측'이라 함은 제1 지지부(211)가 형성된 부분이고, '타측'이라 함은 제2 지지부(212)가 형성된 부분이다.
본 발명에 따른 쿨링 기능을 포함하는 발포성형 장치는 상부 금형부(100), 하부 금형부(200), 슬라이딩부(300), 열풍부(400), 세척부(500) 및 결합부(600)로 구성된다.
상부 금형부(100)는 제1 상부 홈(110), 제2 상부 홈(120), 복수 개의 상부 분사구(130) 및 상부 유입구(140)를 포함하고, 제1 상부 홈(110)은 상부 금형부(100)의 일측에 수직 방향으로 연장되어 형성되며, 제2 상부 홈(120)은 상부 금형부(100)의 타측에 수직 방향으로 연장되어 형성된다.
상부 금형부(100)의 내면은 라운드진 형상이며, 각진 형상일 수도 있으며 이에 국한되지 않는다.
복수 개의 상부 분사구(130)는 상부 금형부(100)의 내면에 방사형으로 형성되되, 소정의 간격을 가지고 이격되어 형성된다.
즉, 상부 분사구(130)는 상부 금형부(100)의 내부에서 외부로 성형물이 분사되도록 형성된다.
또한, 상부 금형부(100)의 중심의 내부에는 상부 유입구(140)가 수직 방향으로 연장되어 형성되고, 성형물이 상부 유입구(140)를 따라 이동하여 복수 개의 상부 분사구(130)를 통해 상부 금형부(100)의 내부로 성형물이 분사된다.
금형부의 상부에는 슬라이딩부(300)가 형성되며 슬라이딩부(300)는 제1 슬라이딩부(310), 제2 슬라이딩부(320), 제1 받침부(330), 제2 받침부(340), 상부 성형물 저장부(350) 및 고정부(360)를 포함한다.
제2 받침부(340)는 상부 금형부(100)의 상부에 맞닿아 결합되고, 제1 받침부(330)는 제2 받침부(340)의 상부에 소정의 간격을 두고 이격되어 형성된다.
또한, 제1 슬라이딩부(310)는 제1 받침부(330)와 제2 받침부(340)의 사이에 위치되되, 제2 받침부(340)의 일측에 수직 방향으로 연장되어 형성되고, 제2 슬라이딩부(320)는 제1 받침부(330)와 제2 받침부(340)의 사이에 위치되되, 제2 받침부(340)의 타측에 수직 방향으로 연장되어 형성된다.
즉, 제1 슬라이딩부(310)와 제2 슬라이딩부(320)의 상부에 제1 받침부(330)가 결합되고, 하부에 제2 받침부(340)가 결합된다.
제1 받침부(330)의 일측과 타측에 결합된 제1 슬라이딩부(310) 및 제2 슬라이딩부(320)를 고정시키기 위해 고정부(360)가 결합된다.
제1 받침부(330)의 중심에는 상부 성형물 저장부(350)가 수직 방향으로 연장되어 형성되고, 상부 성형물 저장부(350)의 내부에는 성형 작업을 실시할 성형물이 저장되어 있으며, 성형물이 상부 유입구(140)를 따라 이동하면 복수 개의 상부 분사구(130)를 통해 성형물이 상부 금형부(100)의 내부로 분사된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상부 금형부(100)의 일측면에는 LED 센서(150)가 형성되고, LED 센서(150)를 통해 상부 금형부(100)의 작동 중 여부와 상부 금형부(100)의 작동 완료 여부를 알 수 있다.
이때, 상부 금형부(100)의 작동이란 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)의 사이에 성형물이 위치되면 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)의 내부에서 발포성형이 진행되는 것을 의미한다.
예를 들어, 상부 금형부(100)가 작동 중일 때는 LED 센서(150)가 붉은색으로 점등되고, 상부 금형부(100)의 작동이 완료되었을 때는 LED 센서(150)가 초록색으로 점등된다.
또한, 도면에 도시되어 있지 않지만, 상부 금형부(100)의 내부에 온도 감지 센서(미도시)가 구성된다.
성형물이 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)의 사이에 위치될 때, 온도 감지 센서가 성형물을 감지하여 감지 정보를 생성한다.
이러한 온도 감지 센서는 성형물에 의해 발생한 열이나 움직임을 감지하여 감지 정보를 생성하며, 성형물에 의해 발생되는 열을 감지하는 적외선 센서일 수 있다.
또한, 감지 센서는 성형물의 열을 감지하여 감지 정보를 생성하며, 감지 센서가 성형물을 감지하여 감지 정보를 제어부(미도시)로 전송할 수 있고, 여기서, 제어부는 센서와 구성들을 제어하기 위한 프로세서(미도시), 데이터를 저장하기 위한 메모리(미도시), 외부와 무선통신 가능한 통신부(미도시)를 더 포함한다.
여기서 무선통신이란, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
프로세서는 전술한 구성에서 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
프로세서란, ASICs (application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다.
따라서, 감지 센서가 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)의 내부에 있는 성형물의 온도를 감지하면, 감지 정보가 제어부로 전달되고 제어부가 LED 센서(150)에 감지 정보를 전달하게 된다.
이후, 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)에 의해 성형물의 압착이 가동 중인 경우와 성형물의 압착이 완료되었을 경우에 나타나는 LED 센서(150)의 색깔이 상이하게 표시된다.
이러한 LED 센서(150)의 구성으로 성형물의 성형 완료 여부를 간편하게 확인할 수 있어 성형 작업을 하는데 있어서 용이하다.
하부 금형부(200)는 지지부(210), 하부 분사구(220), 하부 성형물 저장부(230) 및 하부 유입구(231)를 포함하고, 지지부(210)는 제1 지지부(211), 제2 지지부(212), 제1 지지부 홈(213), 제2 지지부 홈(214), 제1 이동부(215) 및 제2 이동부(216)로 구성된다.
제1 지지부(211)는 상부 금형부(100)의 일측에 형성되되, 제1 지지부(211)의 일단은 제1 상부 홈(110)의 내부에 삽입되고, 타단은 제1 지지부 홈(213)의 내부에 삽입된다.
제1 지지부(211)의 타단은 폭 방향으로의 길이가 상이하여 단턱이 형성되고, 제1 지지부(211)의 하부에는 제1 이동부(215)가 수직 방향으로 연장되어 형성된다.
제2 지지부(212)는 상부 금형부(100)의 타측에 형성되되, 제2 지지부(212)의 일단은 제2 상부 홈(120)의 내부에 삽입되고, 타단은 제2 지지부 홈(214)의 내부에 삽입된다.
제2 지지부(212)의 구성은 제1 지지부(211)의 구성과 동일하므로 중복 설명을 방지한다.
하부 금형부(200)의 내면은 라운드진 형상이며, 각진 형상일 수도 있으며 이에 국한되지 않는다.
하부 성형부의 하부에는 하부 유입구(231)가 수직 방향으로 연장되어 형성되고, 하부 유입구(231)의 일단에는 하부 성형물 저장부(230)가 형성된다.
복수 개의 하부 분사구(220)는 하부 금형부(200)의 내면에 방사형으로 형성되되, 소정의 간격을 가지고 이격되어 형성된다.
도 3을 참고하면, 복수 개의 하부 분사구(220)가 하부 금형부(200)의 내면에 소정의 간격을 가지고 이격되어 형성되고, 복수 개의 상부 분사구(130)가 상부 금형부(100)의 내면에 소정의 간격을 가지고 이격되어 형성된다.
상부 분사구(130)와 하부 분사구(220)는 각각 상부 금형부(100) 및 하부 금형부(200)의 내부에 삽입되어 있으며, 상부 분사구(130)와 하부 분사구(220)가 돌출되어 형성될 시 상부 분사구(130)와 상부 금형부(100) 사이에 이물질들이 걸리는 것을 방지할 수 있다.
상부 분사구(130)는 분사구 틀(131) 내부에 위치되며, 이는 성형물이 분사구의 외부로 튀어 나가지 않게 한다.
이하, 상부 금형부(100)가 하방으로 이동하는 과정을 구체적으로 설명하며, 도 1에 도시된 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)의 형상이 처음의 형상이라고 가정한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)의 내면은 상호 반대방향으로 형성되므로, 상부 금형부(100)가 하방으로 이동하여 하부 금형부(200)와 맞닿으면 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)의 내면이 원 형상으로 형성된다.
상부 금형부(100)가 상방으로 이동하면, 제1 지지부(211)는 제1 이동부(215)를 따라 상방으로 이동하고 제2 지지부(212)는 제2 이동부(216)를 따라 상방으로 이동한다.
이때, 제2 받침부(340)가 제1 슬라이딩부(310)와 제2 슬라이딩부(320)를 통해 상방으로 이동하며, 제2 받침부(340)가 상방으로 이동하면 제2 받침부(340)의 상면은 제1 받침부(330)의 하면과 맞닿게 된다.
즉, 제1 받침부(330)는 제1 슬라이딩부와 제2 슬라이딩부(320)의 상부에 결합되어 고정되어 있는 상태이고, 상부 금형부(100)가 상방으로 이동하면서 제2 받침부도 따라서 상방으로 이동하게 된다.
이후, 상부 금형부(100)가 하방으로 이동하면, 성형물이 상부 분사구(130)와 하부 분사구(220)로부터 동시에 분사되어 성형 작업을 진행하는 것이 더욱 용이하다.
도 2를 참고하여 제1 지지부(211)의 다른 실시예를 설명하도록 한다.
제1 지지부(211)의 일단에 제1 베어링(217)이 결합될 수 있고, 제2 지지부(212)의 일단에 제2 베어링(218)이 결합될 수 있다.
제1 베어링(217)과 제2 베어링(218)을 통해 상부 금형부(100)가 상방 및 하방으로 이동할 수 있으며, 제1 베어링(217)과 제2 베어링(218)은 볼 베어링인 것이 바람직하다.
볼 베어링은 베어링 중에서 가장 대표적인 베어링이며 사용 용도가 광범위하다.
볼 베어링은 경방향 하중과 축방향 하중 그리고 합성 하중 등 어느 방향의 하중도 받을 수 있으며 마찰 토크가 적어 고속 회전과 저소음 및 저진동이 요구되는 용도에 가장 적합하다.
제1 베어링(217)과 제2 베어링(218)은 볼 베어링으로 형성되어 있어, 상부 금형부(100)가 상방 및 하방으로 이동 시, 제1 지지부(211)와 제2 지지부(212)의 마찰저항과 흔들림이 작고 내구성이 높기 때문에 상부 금형부(100)의 이동 반경이 이탈되는 것을 방지하는 효과가 있다.
도 4는 하부 금형부(200)의 내부에 삽입되는 열풍부(400)에 대해서 구체적으로 설명하도록 한다.
열풍부(400)는 송풍 팬(410), 열 공급부(420), 공급관(430) 및 이동관(440)으로 구성되며, 송풍 팬(410)은 하부 금형부(200)의 일측의 내부에 형성된다.
송풍 팬(410)을 통해 열풍을 발생시킬 수 있고, 송풍 팬(410)의 하부에는 송풍 팬(410)으로부터 발생한 열풍을 공급하는 열 공급부(420)가 형성된다.
열 공급부(420)의 일단에는 공급관(430)이 폭 방향으로 연장되어 형성되고, 이동관(440)은 공급관(430)의 외면을 둘러싼 형상으로 형성된다.
열 공급부(420)에서 공급관(430)으로 열풍이 공급되면 공급관(430)에서 이동관(440)으로 순환하게 되고, 이동관(440)의 일단은 열 공급부(420)와 관통되어 형성되므로 열풍이 열 공급부(420), 공급관(430) 및 이동관(440)의 순서대로 순환되게 된다.
상부 금형부(100)가 하방으로 이동한 후, 성형물이 상부 분사구(130)와 하부 분사구(220)를 통해 상부 금형부(100)의 내부로 분사되면 송풍 팬(410)에 의해 열풍이 발생된다.
이후, 열풍이 열 공급부(420)를 통해 이동관(440)으로 이동하고, 공급관(430)을 통해 열풍이 순환하게 된다.
이 때 도면에 도시되어 있지 않지만, 송풍 팬(410)은 나선형 블레이드로 형성되어 있으며, 나선형 블레이드의 폭을 크게 증가시키지 않고도 고풍량 및 고풍압의 공기 유동 특성을 얻을 수 있으며, 공기가 축방향을 따라 유동하므로 송풍 팬(410)의 설치 위치의 제약을 적게 받고 따라서 시스템 전체의 크기를 다양화할 수 있는 효과도 있다.
또한, 송풍 팬(410)은 나선형 송풍 팬(410)을 역방향으로 회전할 경우에도 정방향으로 회전 시와 동일한 풍량 및 풍압을 얻을 수 있으므로 시스템의 기능을 다양화할 수 있는 효과가 있다.
도 5는 하부 금형부(200)의 내부에 구성되는 세척부(500)를 도시한 것이다.
세척부(500)는 세척수 케이스(510), 세척구(520) 및 배출구(530)를 포함하고, 세척수 케이스(510)의 하부 금형부(200)의 하부에 위치되되, 세척수 케이스(510)의 내부에는 세척수가 삽입된다.
세척수 케이스(510)의 상부에는 세척관(512)이 수직 방향으로 연장되어 형성되고, 세척관(512)은 하부 금형부(200)의 내부에 형성된 하부 공간(513)과 관통되어 형성된다.
세척관(512)에는 밸브(511)가 형성되고, 밸브(511)는 세척수의 유속을 조절할 수 있으며, 세척수 저장부의 개폐 또한 조절가능하다.
세척수가 세척관(512)을 따라 이동하여 하부 공간(513)에 위치되고, 세척구(520)는 하부 금형부(200)의 내면에 복수 개로 형성된다.
즉, 세척구(520)는 인접하는 한 쌍의 분사구의 사이에 위치되고, 세척수 케이스(510)의 내부에 삽입된 세척수가 세척관(512)을 따라 하부 공간(513)으로 이동하면 세척구(520)를 통해 하부 금형부(200)의 내면에 세척수가 분사된다.
세척수로 하부 금형부(200)의 내면을 세척한 후, 세척수에 포함된 불순물은 배출구(530)로 이동하여 배출된다.
즉, 세척수로 하부 금형부(200)의 내면을 세척함으로써 지속적으로 발포 성형을 실행할 시 보다 쾌적한 환경에서 작업할 수 있어 성형 작업효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 6은 본 발명에 따른 상부 금형부(100)가 하부 금형부(200)로부터 분리되는 다른 실시예를 도시한 것이다.
결합부(600)의 자바라 형상으로 형성되고, 일단은 상부 금형부(100)의 일측면에 형성된 상부 결합부 홈(610)의 내부에 삽입되고, 타단은 하부 금형부(200)의 일측면에 형성된 하부 결합부 홈(620)의 내부에 삽입된다.
또한, 상부 금형부(100)의 하부 금형부(200)의 사이의 일측에는 제1 흡수부(700) 및 제2 흡수부(710)가 형성되며, 제1 흡수부(700)와 제2 흡수부(710)는 소정의 간격을 두고 이격되어 형성되어 있다.
제1 흡수부(700)와 제2 흡수부(710)는 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)의 사이의 일측에 위치되되, 자바라 형상으로 형성된다.
상부 금형부(100)가 하부 금형부(200)로부터 분리될 때, 상부 금형부(100)와 하부 금형부(200)의 일측이 고정되어 있고, 타측은 고정되어 있지 않는다.
즉. 상부 금형부(100)의 일측은 제1 지지부(211)에서 완전히 분리되지 않고, 상부 금형부(100)가 하방으로 이동하면 제1 흡수부(700)와 제2 흡수부(710)가 압축되며, 상부 금형부(100)가 상방으로 이동하면 제1 흡수부(700)와 제2 흡수부(710)가 이완된다.
따라서, 결합부(600)와 제1 흡수부(700) 및 제2 흡수부(710)는 자바라 형상으로 형성되므로 상부 금형부(100)가 하방으로 이동하면 제1 흡수부(700) 및 제2 흡수부(710)도 압축되고, 상부 금형부(100)가 상방 및 하방으로 이동하였을 때 충격을 흡수시킬 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 상부 금형부(100)는 지속적으로 전방 및 후방으로 이동하는 경우 상부 금형부(100)의 일측이 마모되는 문제점이 발생할 수 있다.
즉, 표면이 접하는 환경 중에 습기의 작용으로 인한 부식현상으로 상온의 공기 중에서 녹스는 대기부식이 발생할 수 있다.
이에, 본 발명의 상부 금형부(100)의 표면에는 부식을 방지하고자 부식방지 코팅을 통해 코팅층이 형성된다.
상기 코팅층(미도시)은 코팅 조성물을 이용하여 코팅되는 것으로, 상기 코팅 조성물을 이용한 코팅층은 부식방지 효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 코팅층에 의해 상부 금형부(100)의 표면에 코팅층을 형성하여, 상부 금형부(100)의 외부 노출을 방지하고, 상부 금형부(100)보다 이온화 경향이 높은 금속을 포함하고 있어, 상부 금형부(100)의 부식을 방지할 수 있다.
구체적으로 본 발명의 코팅 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 유기 용매, 금속 화합물 및 아민 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.
본 발명의 코팅 조성물을 이용하여 상부 금형부(100)의 표면에 코팅층을 형성하는 경우, 상부 금형부(100)와의 접착력이 우수하여, 외력에 의해 쉽게 코팅층이 벗겨지지 않고, 상부 금형부(100)보다 이온화 경향이 높은 금속 화합물을 포함함에 따라, 우수한 부식 방지 효과를 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 화합물이 포함하고 있는 특정 작용기 및 구조적 특성으로 인해 상부 금형부(100)와의 우수한 접착력을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 코팅 조성물의 점도를 일정 수준으로 유지하여 성형성을 높이고, 안정성을 높일 수 있다.
상기 금속 화합물은 수분, 염분 또는 산소와 접하는 것을 차단하는 침식 및 부식 억제제로서의 역할을 수행한다. 여기서, 금속 화합물은 침식 및 부식 억제제의 역할을 하기 위하여 철보다 이온화 경향이 높은 금속을 사용할 수 있다. 즉, 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 아연(Zn) 등의 금속 또는 합금을 이용할 수 있고, 주로 아연(Zn)이 많이 사용된다.
상기 금속 화합물의 입자 크기는 0.1 내지 10㎛일 수 있다. 금속화합물의 입자가 0.1㎛ 이상이면 금속화합물의 제조 비용을 감소시킬 수 있으며, 금속화합물의 입자가 10㎛ 이하이면 금속 입자가 균일하게 분산될 수 있다.
상기 유기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다.
상기 아민 화합물은 변성 지방족 아민 또는 제3급 아민류를 포함할 수 있고, 구체적으로 트리메틸아민 또는 아닐린을 사용할 수 있다. 상기 아민 화합물은 코팅 조성물 내 포함되어, 코팅막의 균열 또는 박리를 방지할 수 있다. 즉 코팅층의 접착력을 높여, 사용에 따른 코팅막의 균열 또는 박리를 방지하는 효과가 우수하다.
상기 코팅 조성물은 기타 첨가제로 안정화제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 안정화제는 자외선 흡수제, 산화방지제 등을 포함할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.
상기 코팅층을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 유기 용매, 금속 화합물 및 아민 화합물를 포함할 수 있다.
상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 30 내지 50 중량부, 금속 화합물 20 내지 40 중량부 및 아민 화합물 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 발수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.
보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 상부 금형부(100) 표면에 도포하면, 흘러내려 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.
[
제조예
1: 코팅층의 제조]
1. 코팅 조성물의 제조
메틸에틸케톤에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 아연 및 트리메틸아민를 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다:
[화학식 1]
여기서 n은 1 내지 100의 정수이다.
상기 코팅 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 1과 같다.
| TX1 | TX2 | TX3 | TX4 | TX5 | |
| 유기용매 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 화학식 1로 표시되는 화합물 | 25 | 30 | 40 | 50 | 55 |
| 금속 화합물 | 15 | 20 | 30 | 40 | 45 |
| 아민 화합물 | 1 | 5 | 10 | 15 | 20 |
(단위 중량부)2. 코팅층의 제조
대표적으로 부식이 쉽게 일어나는 금속 소재인 알루미늄을 상부 금형부(100) 대신 사용하여 실험을 진행하였다.
10×10cm의 알루미늄 일면에 상기 TX1 내지 TX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층을 형성하였다.
실험예
1. 표면
외관에 대한 평가
코팅 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다.
×: 불균일한 코팅층의 형성
| TX1 | TX2 | TX3 | TX4 | TX5 | |
| 관능 평가 | × | ○ | ○ | ○ | × |
코팅층을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 상부 금형부(100)의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층의 형성이 불가하였다.
2. 부식 특성의 측정
부식 특성을 확인하기 위해, 대조군으로 코팅층이 형성되지 않은 알루미늄 판을 사용하고, TX1 내지 TX5의 코팅층이 형성된 알루미늄 판을 이용하여 내부식성 실험을 진행하였다.
10 중량%의 CuCl2 수용액이 담긴 비커에 상기 알루미늄 판을 담궈놓고, 시간의 경과에 따라 부식 정도를 확인하였다.
수소 기체의 발생이 육안으로 확인되는 경우, 부식이 발생함을 의미한다고 할 것이며, 24시간 경과 시까지 부식 발생 여부를 확인하였다.
○: 부식 발생
×: 부식 발생하지 않음
| TX1 | TX2 | TX3 | TX4 | TX5 | 대조군 | |
| 부식 발생 | ○ | × | × | × | × | ○ |
상기 실험의 진행 결과, 대조군인 알루미늄판은 비커에 담고 얼마 지나지 않아 수소 기체가 발생하고, 1시간 미만으로 구리가 석출되는 것을 확인하였다. TX1의 경우 3시간 경과 시점에서 수소 기체가 발생하고, 6시간 경과 시점에 구리 석출이 확인되었다.
그 외의 코팅층의 경우에는 24시간 경과 시점에도 부식이 발생하지 않아, 부식 방지에 우수한 효과가 있음을 확인하였다.
설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100 : 상부 금형부,
110 : 제1 상부 홈,
120 : 제2 상부 홈,
130 : 상부 분사구,
131 : 분사구 틀,
140 : 상부 유입구,
150 : LED 센서,
200 : 하부 금형부,
210 : 지지부,
211 : 제1 지지부,
212 : 제2 지지부,
213 : 제1 지지부 홈,
214 : 제2 지지부홈,
215 : 제1 이동부,
216 : 제2 이동부,
217 : 제1 베어링,
218 : 제2 베어링,
220 : 하부 분사구,
230 : 하부 성형물 저장부,
231 : 하부 유입구,
300 : 슬라이딩부,
310 : 제1 슬라이딩부,
320 : 제2 슬라이딩부,
330 : 제1 받침부,
340 : 제2 받침부,
350 : 상부 성형물 저장부,
360 : 고정부,
400 : 열풍부,
410 : 송풍 팬,
420 : 열 공급부,
430 : 공급관,
440 : 이동관,
500 : 세척부,
510 : 세척수 케이스,
511 : 밸브,
512 : 세척관,
513 : 하부 공간,
520 : 세척구,
530 : 배출구,
600 : 결합부,
610 : 상부 결합부 홈,
620 : 하부 결합부 홈,
700 : 제1 흡수부,
710 : 제2 흡수부.
110 : 제1 상부 홈,
120 : 제2 상부 홈,
130 : 상부 분사구,
131 : 분사구 틀,
140 : 상부 유입구,
150 : LED 센서,
200 : 하부 금형부,
210 : 지지부,
211 : 제1 지지부,
212 : 제2 지지부,
213 : 제1 지지부 홈,
214 : 제2 지지부홈,
215 : 제1 이동부,
216 : 제2 이동부,
217 : 제1 베어링,
218 : 제2 베어링,
220 : 하부 분사구,
230 : 하부 성형물 저장부,
231 : 하부 유입구,
300 : 슬라이딩부,
310 : 제1 슬라이딩부,
320 : 제2 슬라이딩부,
330 : 제1 받침부,
340 : 제2 받침부,
350 : 상부 성형물 저장부,
360 : 고정부,
400 : 열풍부,
410 : 송풍 팬,
420 : 열 공급부,
430 : 공급관,
440 : 이동관,
500 : 세척부,
510 : 세척수 케이스,
511 : 밸브,
512 : 세척관,
513 : 하부 공간,
520 : 세척구,
530 : 배출구,
600 : 결합부,
610 : 상부 결합부 홈,
620 : 하부 결합부 홈,
700 : 제1 흡수부,
710 : 제2 흡수부.
Claims (5)
- 상부 금형부;
상기 상부 금형부의 하부에 위치되는 하부 금형부;
상기 상부 금형부의 상부에 수직 방향으로 연장되어 형성되는 성형물 저장부;
상기 상부 금형부의 내면에 형성되는 복수 개의 상부 분사구; 및
상기 상부 금형부와 상기 하부 금형부의 사이에 위치되되, 상기 상부 금형부와 상기 하부 금형부의 일측 및 타측에 수직 방향으로 삽입되어 형성되는 한 쌍의 지지부;를 포함하고,
상기 상부 금형부가 상기 지지부를 통해 상방 및 하방으로 이동하면, 상기 분사구를 통해 성형물이 상기 상부 금형부와 상기 하부 금형부의 사이에 발포되는 것인
쿨링 기능을 포함하는 발포성형장치.
- 제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 지지부는,
상기 한 쌍의 지지부의 내부에 삽입되는 베어링부;를 더 포함하고,
상기 상부 금형부가 상기 베어링부를 통해 상방 및 하방으로 이동할 수 있는 것인
쿨링 기능을 포함하는 발포성형장치.
- 제2항에 있어서,
상기 하부 금형부는,
상기 하부 금형부의 내면에 형성되는 하부 분사구; 및
상기 하부 금형부의 하부에 수직 방향으로 형성되는 성형물 저장부;를 포함하고,
상기 성형물이 상기 상부 분사구 및 상기 하부 분사구를 통해 상기 상부 금형부 및 상기 하부 금형부의 내부에 동시에 발포되는 것인
쿨링 기능을 포함하는 발포성형장치.
- 제3항에 있어서,
상기 상부 분사구는 상기 상부 금형부의 내면에 삽입되어 형성되고,
상기 하부 분사구는 상기 하부 금형부의 내면에 삽입되어 형성되는 것인
쿨링 기능을 포함하는 발포성형장치.
- 제4항에 있어서,
상기 하부 금형부는,
열풍을 발생시키는 송풍 팬;
상기 열풍이 이동하는 공급관;
상기 열풍을 상기 공급관으로 이동시키는 열공급부;를 더 포함하고,
상기 열풍이 상기 공급관을 통해 이동하면, 상기 열풍으로 상기 성형물의 성형이 진행되는 것인
쿨링 기능을 포함하는 발포성형장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210116348A KR20230033416A (ko) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 쿨링 기능을 포함하는 발포성형 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210116348A KR20230033416A (ko) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 쿨링 기능을 포함하는 발포성형 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230033416A true KR20230033416A (ko) | 2023-03-08 |
Family
ID=85508095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210116348A KR20230033416A (ko) | 2021-09-01 | 2021-09-01 | 쿨링 기능을 포함하는 발포성형 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230033416A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080004164U (ko) | 2007-03-23 | 2008-09-26 | 이경철 | 발포 수지 성형기용 금형틀 |
-
2021
- 2021-09-01 KR KR1020210116348A patent/KR20230033416A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080004164U (ko) | 2007-03-23 | 2008-09-26 | 이경철 | 발포 수지 성형기용 금형틀 |
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