KR900003736B1 - 예비발포된 수지의 팽창성형법 및 성형주형 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

예비발포된 수지의 팽창성형법 및 성형주형

제 1 도는 본 발명에 따른 주형의 내부구조도.

제 2 도는 제 1 도의 주형에 대한 단면도.

제 3 도는 노즐부분에 대한 확대도.

제 4 도는 제 2 도의 단부에 대한 확대도.

제 5 도는 응축물 제거를 위한 다른 일예를 도시한 확대도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 주형 12,14 : 분리식 주형부품

18 : 주형공극벽 22 : 내표면

24 : 방 42 : 노즐

46 : 매니포울드 72 : 방

80 : 개구 82 : 부싱

84 : 경사노즐 86 : 노즐구

94,96,98,100 : 밸브 110 : 모세관 튜우브

본 발명은 예비발포된 수지비드를 팽창시켜 예정된 형상의 부품을 성형 제작하는 방법 및 그 성형용 주형에 관한 것이다.

팽창성 수지비드를 성형하는 기술은 상당히 다양하다. 팽창성 수지비드의 주요한 성분은 폴리스티렌이다. 팽창된 폴리스티렌의 높은 절연성과 그 부유성 때문에 여러가지 용도로 많은 제품이 생산되고 있다.

예비발포된 수지비드의 팽창기술에서, 분리식 주형부품에 의해 공극이 정의된다. 비교적 큰 구멍을 가진 공극내의 비드로 증기가 공급되도록 하는 코어벤트(core vent)를 통상적으로 이용하여 증기를 공극에 주입한다.

상기의 결과 팽창된 포말 제품은 코어렌트형상의 무수한 표면 결함을 갖는다.

팽창된 수지물질을 사용하여 제품을 성형하는 기술에서, 매끄러운 표면을 갖는 팽창된 포말 부품을 위한 중요한 조건이 있다.이와같은 조건에 대한 일예로서 캐나다 특허 제 597,175호에 게재된 "증발" 주조의 필요조건들이 있다.

상기 기술은 주물사에 팽창된 폴리스티렌부품을 매립하고, 그 부품에 용융금속을 주입하여 연소시킴으로써 부품으로 정의된 영역을 용융금속으로 대치시킨 다음, 냉각하여 부품의 형상을 성형하는 것이다. 상기금속은 포말부품 표면상의 모든 결함을 재현함으로 매끄러운 부품 표면을 필요로 하게 된다.

케나다 특허 제1,102,067호에 팽창 융합된 폴리스티렌비드구조의 매끄러운 표면을 얻기위한 방법이 게재되어 있다. 공극벽은 소결코어 금속재료와 같이 매끄러운 침투성 물질로써 구비된다. 팽창된 제품이 주형으로부터 제거되었을 때, 소결코어 금속재료의 침투성벽에 대단히 작은 통로에 의해 매끄러운 표면을 갖게 된다.

매끄러운 표면의 제품을 얻는 다른 기술로서 비드를 팽창시키기 위해 공극내의 비드에 증기를 주입하는 작은 핀호을 크기의 개구를 이용하는 "건조성형" 기술이 있다.

상기 건조 성형법에서 정교한 챔버 시스템은 내장된 수지비드에 주입된 증기로부터 공극벽을 가열하는데 사용된 증기를 고립시키기 위해 기계 가공된 채널을 구비해야 한다.

이러한 장치는, 특히 복잡한 형상을 만들때, 대단히 값비싼 주형구조가 되며, 이는 쉽게 개조할 수 없고,예비발포된 비드에 압축공기를 주입하기 위한 핀호울벤트의 위치가 제한된다. 사용되는 증기공급을 고립시키는 복잡하고 기계 가공된 주형구조의 일예가 미합중국 특허 제3,225,126호에 게재되어 있다.

형성된 팽창 스티로포움 비드부품에서 표면 결함을 제거시키기 위해, 미합중국 특허 제4,081,225호는 공극에 예비가열 및 예비팽창된 비드에 주입되는 증기를 공급하기 위한 자폐식 노즐을 발표하고 있다. 상기시스템의 난점은 증기공급 및 예비발포된 비드 공급에서 불순물이 체그밸브장치 아래에 누적되어 밸브가 완전히 닫히는 것을 방해함으로써 불필요한 표면 결함을 야기시킨다.

본 발명에 따른 주형구조는 상기한 문제점들과 극복하고, 예비발포된 수지비드용으로 경제적으로 쉽게 제작하는 주형을 제공한다.

본 발명의 일 특징에 따르면, 예비발포된 수지비드를 가열팽창하여 예정된 형상의 부품을 형성하는 주형은 예정된 부품형상을 정의하는 공극을 구성한다. 공극은 마주보는 분리식 주형벽 부분에 의해 제공되고 벽부분의 내표면에 의해서 정의된다. 상기 주형은 각 벽부분에 수반되어 그 외부에 정의된 방을 구비하고 있다.

또한 상기 각 방에 가열매체를 공급하여 대응하는 벽부분을 가열시키는 수단과, 가열이 끝난후 상기 방에 냉각매체를 공급하여 대응하는 벽부분을 냉각시키는 수단도 구비하고 있다.

다수의 노즐이 벽부분의 적어도 하나에 구비되어 있으며, 대응하는 다수의 튜우브가 대응하는 방에 위치할 매니포울드에 노즐을 상호 연결시켜 각각의 노즐과 매니포울드를 유체 유통시킨다. 압축 가열매체가 매니포울드에 공급되어 가열매체가 공극에 주입됨으로써 공극의 예비발포된 수지비드를 팽창시킨다. 매니포울드와 유체 유통된 수단이 있어 상기 매니포울드로부터 증기와 응축물을 제어방출시킨다. 노즐은 각 노즐구멍에 인접하여 성형된 부품상의 명확한 표면결함이 형성되지 않도록 충분히 작은 단면적의 구멍을 갖는 크기이다.

예비발포된 수지비드의 팽창에 사용하는 증기를 고립시키며, 압축증기가 공극에 주입되는 시간을 제어하기 위한 상기 장치로서 제품의 성형과 그 습분함량을 우수하게 제어할 수 있다. 노즐 위치를 주형부품에서 쉽게 변화시킬 수 있는 간단한 방법으로 노즐을 선택적으로 위치시키고 그에 압축 증기를 부여할 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 예정된 형상의 팽창된 발포 수지부품을 성형하는 방법이 예정된 형상의 일부 개방된 주형공극으로 예비발포된 수지비드를 공급하는 단계를 구성한다. 수지비드는 주형의 공극으로 개입된다. 가열매체가 벽부분을 가열시킨다. 주형공극을 밀봉하고 노즐을 통해 압축 가열매체는 순간적으로 공극에 주입하여 그들이 융합하여 소정의 부품을 형성할때까지 수지비드를 팽창시킨다. 적어도 노즐을 통해 가열매체를 주입하는 단계중에 매니포울드에 형성된 응축물이 연속적으로 제거된다. 냉각매체가 방으로 공급되어 적어도 성형된 부품을 제거하기에 충분히 냉각될때까지 벽부분을 냉각시킨다. 주형을 개봉하여 형성된 부품을 제거한다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적이고 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제 1 도에 도시된 바와같이 본 발명의 바람직한 일 구현예에 따르면 주형(10)은 예정된 형상의 부품(16)을 성형하기 위한 분리식 주형부품(12,14)으로 구성된다. 주형부품(12)은 공극벽(18)를 구성하며, 그 밑면은 주형부품(14)에서 20으로 도시되어 있다. 주형공극은 각 주형공극벽(18,20)의 내표면으로 정의된다. 분리식 주형부품(12,14)을 서로 밀착시키면, 주형공극벽(18,20)의 내표면(22)으로 정의된 공극은 부품(16)과 같은형상을 이루게 된다.

주형부품(12)에서 주형공극벽(18)의 외부에는 방(24)이 구비되어 있고, 이 방(24)은 외측 수직벽(28)으로 둘러싸인 주형의 평벽(26)으로 형성된다. 주형부품(12)에는 도시되지 않은 판부분이 상부 플랜지(30)에 고정되어 방(24)을 밀폐시켜 준다.

개방단부(34)가 있는 튜우브(32)가 외측 수직벽(28)을 관통하여 뻗어있으며, 이 튜우브(32)은 가열매체를 방(24)으로 주입하는 수단으로 되어 예비발포된 수지비드를 공극에 주입하기 전과 주입중에 주형공극벽(18)을 가열시킬 수 있다.

외측 수직벽(28)을 관통하여 방(24)으로 뻗어있는 튜우브(36)는 밀봉단부(38)를 갖추고 있으며, 그 길이를 따라 다수의 개구(40)가 구비되어 있다. 물과 같은 압축 냉각매체가 튜우브(36)로 공급되어 개구(40)를 통해 주형공극벽(18)에 분사됨으로써 주형으로부터 팽창된 부품(16)을 제거하기 전에 상기 공극벽(18)을 냉각하게 된다.

제 3 도에 상세히 도시된 다수의 노즐(42)이 주형공극벽(18)에 구비되어 있다. 각 노즐(42)에 있어서, 가요성 튜우브(44)가 방(24)에 구비되어 뻗어있는 매니포울드(46)와 노즐을 상호 연결시킨다. 매니포울드(46)의 연장인 튜우브(48)는 주형부품(12)의 외측 수직벽(28)을 관통하여 연장되어 있다. 튜우브(48)를 경유하여 압축가열매체가 매니포울드(46)에 공급되고, 따라서 노즐(42)을 통해 공극의 소정위치에 가열매체가 주입되어 공극내에서 예비발포된 수지비드를 팽창시킨다.

주형부품(14)은 주형부품(12)과 유사한 구조를 하고 있다. 주형공극벽(20)의 외부 방은 외측 수직벽(52)와 판(50)에 정의된다. 판(54)은 플랜지(56)에 고정되어 방을 밀폐시킨다. 주형부품(14)에 있어서, 벽(52)을 관통하여 연장되어 있는 튜우브(58)를 통해 필요에 따라 가열매체를 방으로 공급한다. 벽(52)을 관통하여 방으로 뻗어있는 튜우브(60)는 다수의 개구를 갖추고 있으며, 이 튜우브(60)를 통해 냉각매체가 공급되어 개구를 통해 주형공극벽(20)에 분사됨으로써 필요에 따라 공극벽을 냉각시켜 준다. 튜우브(48,58)는 벽(52)을 관통하여 각각의 매니포울드를 형성한다. 주형공극벽(20)에는 다수의 노즐이 위치되어 있다. 제 2 도에 상세히 도시된 바와같이 가요성인 다수의 튜우브가 매니포울드와 노즐을 상호 연결한다.

제 1 도에서 쉽게 알 수 있는 바와같이 본 발명에 따른 장치는 공극에 주입된 압축 가열매체가 공극벽의 가열에 사용된 가열매체로부터 완전히 독립하여 언제든지 예비발포된 수지비드를 팽창시키는 주형구조를 제공한다. 이는 종래의 코어벤트 장치에 비하여 상당히 건조되고 치수가 보다 안정된 월등히 우수한 성형 제품(16)을 제공한다.

가요성 튜우브 접속을 갖는 매니포울드와 개개 노즐의 배치에 따라 주형공극벽의 회망하는 지정에 노즐을 위치시킬 수 있다. 이로써 공극내의 예비발포된 수지비드에 가열매체를 선택적으로 주입하여 수지비드를 팽창함에 있어서 열효과를 최적 상태로 유지할 수 있다. 이점은 복잡한 형상의 부품의 성형에 특히 편리하다.

사용되는 수지비드는 일부 발포된 형의 것이나, 부가적인 열을 가하면 계속 팽창하여 수지비드가 공급되어 있는 주형공극벽의 형상으로 융합될 것이다. 바람직하기는 1∼10Ib/ft²의 밀도로 예비발포된 폴리스티렌비드이다.

상기 예비발포된 폴리스티렌비드는 아르코폴리머(Arco Polymer)사의 상품 271T 바스프 캐나다 리미티드(BASF Canada Ltd)사의 상품 BASF #620과 TEXSTYRENE T BEAD 및 HUECHT #1401이 있다.

전술한 매니포울드 배열을 이용함으로써 공극에 독립적으로 냉각매체를 가하여 아무런 어려움 없이 공극에 대한 복잡한 형상을 구성할 수 있다. 또한 이러한 배열로 인하여 제품형상의 변화에 따라 주형공극벽에 변화를 가할 수도 있다. 상기 변화로 인한 필요에 따라 노즐을 제거할 수 있으며, 이는 주형벽의 광범위한 기계가공을 삭감시켜 준다.

제 2 도를 참조하여 접속된 주형부품(l2,14)간의 상호 관계를 설명한다. 주형부품(12)의 공극벽(18)내부에서 상방으로 연장된 다수의 공동 코어삽입벽(64)이 구비되어 있으며, 이는 주형부품(14)의 리세스(66)로 뻗어 있다.

이렇게 하여 공극부(68)가 정의된다. 삽입코어는 균일한 두께의 코어 삽입벽(64)을 부여할 수 있는 형상이다. 공극벽부분(64) 균일함 벽두께가 방에서 가열매체로부터의 균일한 열전달을 보장해준다. 판(26,50)의기계 가공된 표면이 주형 분리선(70)에서 서로 접촉하여 밀봉됨으로써 주형공극이 정의된다.

확대도인 제 4 도에 도시된 바와같이, 매니포울드(46,78)가 주형벽을 관통하여 연장되어 있으며, 각각은 밸브 장치를 구비하고 있다. 매니포울드(46)는 다단밸브(98,100)를 갖추고 있으며, 마찬가지로 매니포울드(78)는 다단 밸브(94,96)를 구비하고 있다. 이러한 밸브 장치는 가열된 주형공극에서 예비발포된 비드를 팽창시키는 과정중에 매니포울드에 생긴 응축물을 제거하기 위해 사용되는 것이다. 일단 냉각매체가 각각의 방에 공급되면, 보통은 매니포울드(46,78)에 응축물이 모아질 것이다.

냉각매체가 매니포울드에 있는 증기를 응축시킨다. 이러한 응측물, 특히 큰 물방울일 경우 튜우브(42)를 통과하여 예비발포된 비드를 팽창시키기 위한 증기를 함께 주입되면 문제가 될 수 있다. 물이 존재하게 되면 팽창 발포된 부품에 표면결함을 야기시킬 수 있다. 각각의 밸브창치(94,96,98,100)는 전자식으로 제어하여 증기가 노즐을 통해 공극으로 주입되는 중에 매니포울드로부터 증기와 응축물의 방출 속도를 결정하게할 수도 있다. 밸브장치는 완전개방, 제한개방 및 완전 폐쇄위치를 갖는 3단 밸브의 형태를 가질 수 있다. 성형장치의 공정 제어장치를 프로그램화시켜서 부품을 성형하는 사이클의 상황에 따라 밸브(94, 96, 98, 100)에 대한 적절한 개방을 선정 및 작동하게 할 수 있다. 3단 밸브(98,100)는 주형공극으로는 반드시 "건조" 증기를 주입하고, 이어서 매니포울드의 어떠한 응축물도 제거할 수 있도록 공정 제거장치에 의해 조성된다.

주형을 가열하기 위해 중기를 방에 주입하고, 튜우브(36,60)를 통해 냉각체를 분사시킨 후, 각 방의 출구(102,104)를 통해 냉각매체와 증기 응축물을 제거한다. 각 출구는 각각 밸브(106,l08)를 구비하고 있다. 이들 밸브(106,108) 역시 성형장치의 공정 제어장치에 의해 조성되어 성형 사이클의 냉각상황이 끝난 후 밸브를 개방시키게 할 수도 있다.

제 5 도는 매니포울드로부터 응축물을 제거하기 위한 다른 구조의 장치를 도시한 것이다. 매니포울드(46)를 예로들어 구체적으로 설명하면, 주형벽 외부의 매니포울드(46)의 끝단부에 모세관 튜우브(110)를 포함한다. 모세관 튜우브의 오리피스는 적절한 역압을 제공하는 크기이고 그 핀호울 크기의 노즐이 공극으로 충분한 양의 증기를 주입되도록 하는 동시에, 모세관 튜우브는 응축물로 경감시키는 데에도 효과적이다.

본 예에서 특히 방으로부터 응축물을 제거하기 위한 출구에 관해서는, 성형기계에 주형이 사용될때, 모세관 튜우브 및 응축물 출구가 주형의 최하부에 위치하도록 주형이 위치한다. 이와같이 매니포울드에 수집된 어떠한 응축물도 각 매니포울드의 모세관 튜우브를 통해 배출될 것이다. 잔존 응축물이 있으면, 노즐을 통한 증기의 주입과 뒤이은 압축공기의 사용중에 모세관 튜우브를 통해 불어낼 수 있다. 모세관 튜우브 또는

제 4 도의 다른 장치를 이용함으로써 매니포울드로부터 응축물이 방출되어 증기와 함께 물이 폴리스티렌비드로 주입되는 것이 방지된다.

주형벽은 충분한 인장강도 및 압축강도와, 가열매체로부터 주형공극내의 예비발포된 물질에 급속히 열전달시키기에 필요한 열전도성이 있는 여러가지 적절한 재료를 이용할 수 있다. 적절한 주형벽 재료의 몇가지 예로서 알루미늄합금, 마그네슘합금, 청동, 황동 및 니켈등이 있다. 주형벽은 두께를 균일하게 하여 가열매체로부터 공극내의 물질로의 균일한 열전달을 보장하도록 하는 것이 바람직하다. 알루미늄 합금으로된 주형에 대해서는 그 벽두께는 3/8가 적절하다.

바람직하게는 매니포울드와 노즐을 연결하는데 사용하는 튜우브는 가요성으로 하여 노즐을 여러 각도에 위치시키는 것을 용이하게 한다. 가요성 튜우브는 매니포울드보다 상당히 좁고, 코일모양으로 하여 주형의 가열 및 냉각사이클중 튜우브의 팽창 및 수축에 부응하게 할 수 있다. 매니포울드와 튜우브를 설계하는데에는 메니포울드의 단면적이 매니포울드로 이어지는 모든 튜우브의 단면적의 합보다 크도록 하여야 한다.

이와같이 함으로써 매니포울드에서 압력유체가 모든 노즐에 동일하게 분산되어 분출하게 된다. 매니포울드로부터 응축물을 제거하기 위한 수단을 구비하고, 따라서 튜우브의 응축물을 극소화시킴으로써 예비발포된 비드내로 주입되는 가열중기가 동일하게 분산하게 된다.

주형(l0)에 적용되는 방법은 주형부품(l2,14)을 정렬시키고, 접촉하는 주형표면(26,50)의 주형분리선(70)에 작은 간격이 남도록 두 부품을 일부 밀폐시킨다. 충전장치(도시 안했음)를 구멍(74)에 연결하여 튜우브(76)를 거쳐 예비발포된 폴리스티렌비드를 공극(68)에 공급한다. 비다는 건(gun)으로써 그 내부의 모든 공기가 빠지고 공극이 채워질때까지 주입한다. 공기는 분리선(70)에서 두 주형부품사이의 좁은 구멍으로 빠진다.

비드를 공급하기 전에 튜우브(32,62)를 통해 가열매체를 각 주형부품의 방(27,72)으로 공급한다. 가열매체는 약 15∼20psig의 압력까지 높일 수 있는 증기형태가 바람직하다. 이때에는 방의 응축물 출구인 밸브(106,108)는 닫혀 있게 된다. 밸브는 주형의 외부에 구비되어 주형벽의 가열사이클중 방(24,72)에의 증기공급을 조절한다. 이는 주형공극벽(18,20)을 비교적 안정온도인 약 110∼120℃까지 가열하여 공급된 비드가 벽 부분에 접촉하여 적어도 비드를 연화시키며 비드의 융합을 개시한다. 비드는 벽온도의 상승중이나 또는 벽이 가열된 후에 공극으 로 공급할 수 있다.

비드를 팽창시켜 부품(16)을 성형하기 위해서는 노즐(42)을 거쳐 압축 가열매체 바람직하게는 중기를 주입한다. 주형 외부에서 튜우브(48,58)에 구비된 밸브가 매니포울드(46,78)로 공급되는 압축 증기를 조정한다. 증기는 부품의 형상, 그 벽두께 및 원료에 따라 1∼5초동안 노즐을거쳐 공극에 주입된다. 이와같이 압축 증기를 순간적으로 공극에 주입함으로써 예비발포된 폴리스티렌비드를 즉각적으로 팽창시켜 공극의 형상을 복제하게 된다.

제 5 도에 도시된 구조의 장치로서는 압축증기를 매니포울드에 순간적으로 공급하는 동안 모세관 튜우브(110)는 각각의 매니포울드(46,78)내의 응측물을 연속적으로 배출 또는 방출시킨다. 그러나 설명된 바와같이 모세관 튜우브의 오리피스의 크기는 매니포울드 내부에 충분한 역압이 걸리게 하여 노즐을 통해 주형공극으로 주입되는 증기를 동등하게 분산시키도록 되어 있다. 매니포울드(46,78)에 대한 밸브장치(94,96,98,100)의 밸브들을 일부 개방된 위치에 설정시킴으로써 매니포울드로부터 응축물을 연속적으로 방출시킬 수있다. 이것은 밸브상의 서어보장치를 제어하는 성형장치의 프로그램식 제어장치를 써서 수행할 수 있다. 결과적으로 공극내부로의 증기주입 상황중에, 통상 중기주입전에 매니포울드에 형성된 응축물이 연속적으로 방출된다.

공극으로 증기를 단시간 주입후, 사이클의 다음상황은 주형벽을 냉각시키는 것이다. 공극내로의 중기 주입중 미처 제거되지 않았다면, 방(24,72)에 공급된 증기가 제거된다. 튜우브(36,60)에 냉각매체를 공급함으로써 주형벽(18,20)이 냉각된다. 튜우브의 개구(40)가 물과 같은 냉각매체를 분사시키면 주형벽에서 부품(16)의 전도냉각이 개시된다. 부품의 벽두께와 주형벽의 열전도성에 따라, 부품을 제거시키기 위해 주형을 개방하기 전에 어느곳에 대해서도 5초에서 필요한 시간동안 부품을 냉각시킬 수 있다. 냉각 사이클중, 밸브(106,108)를 개방시켜 방(24,72)로부터 증기 응축물 및 냉각매체를 중력방출시킬 수 있다.

사이클의 냉각상황이 종료되고, 주형을 개방시키기에 부품이 충분히 냉각된 후, 매니포울드의 노즐장치는 주형공극으로부터 제거 및 부분적으로는 그대로 둘 수 있는 장점이 있다. 주형이 이형시키기 전이나 또는 이형중에 매니포울드(46 또는 78)의 하나에 압축공기를 공급하여 공극주형벽 노즐에 인접한 부품표면에 공기압력을 줄 수 있다. 매니포울드에 압축공기가 공급됨으로서 대응하는 공극주형벽으로부터 부품이 이형되어 주형이 개방될 때 부품을 다른 공극에 그대로 남겨둘 수 있게 된다. 각각의 매니포울드에 공급되는 압축공기는 노즐을 통한 고압 분사에 의해 야기될 수 있는 부품표면의 균열이 일어나지 않도록 조성한다. 냉각과정중에 알 수 있는 바와같이 매니포울드와 튜우브내에 잔존하는 대부분의 증기는 응축될 것이나, 매니포울드에 압축공기를 공급함으로써 응축물 방출을 위한 각각의 제어장치는 그것이 제 4 도의 구조이든 또는 제 5 도의 구조이든, 일부 개방되어 압축공기에 의해 매니포울드의 어떠한 응축물도 제어밸브장치외로 방출시킨다. 가요성 튜우브에 가라 앉은 응축물은 압축공기에 실려서 대응하는 노출을 통해 외부로 배출한다. 핀호울크기의 노즐은 압축공기에 실린 응축물을 즉시 분사시킨다. 가열된 공극의 벽으로 인하여 분사된 응축물을 증기화시켜서 주형벽 표면상의 응축물을 극소화시킨다. 이렇게 하여 "건조성형" 원리가 유지되는 동시에 힘든 기계가공 구조를 필요로 하는 미합중국 특허 제3,225,l26호와 같은 종래 기술보다 훨씬 경계적이다.

부품이 다른 공극벽에 그대로 둔채로 주형은 완전히 개방시킨 후, 다른 매니포울드에 압축공기를 공급할수 있다. 이것은 주형공극벽으로부터 부품을 이탈시키는 데에 도움이 되며, 필요하면 기계적 이탈기를 사용하여 주형으로부터 부품을 완전히 이탈시킴으로써 주형기계의 다음 행정을 진행시킬 수 있다. 이때 다음 사이클을 위해 매니포울드와 튜우브내부의 모든 응축물을 미리 제거하여야 한다.

또한 튜우브내부의 웅축물을 분사시키는 핀호을 노즐은 그것을 즉각 증발시킴으로서 주형벽의 면상에 응측물이 남지 않도록 한다. 이렇케 하여 새로운 예비발포된 비드가 주형공극에 공급될 때, 주형공극내의 응축물 방울을 배제시킨다.

제 2 도의 주형은 팽창된 폴리스티렌 부품을 성형하는 데에 사용하는 어떠한 종래 장치로서 사용될 수 있음을 알 수 있다. 장치를 전산화시켜서 성형사이클의 여러가지 방법 단계 또는 상황을 부여할 수 있다.

제 3 도에 주형벽(l8)에 위치된 노즐(42)이 상세히 도시되어 있다. 주형벽에는 공극(6)의 내부로 관통하는 개구(80)가 형성되어 있다. 개구(80)에는 부싱(82)이 밀착삽입되어 있다. 부싱(82)에는 경사 노즐(84)이 기계 가공되어 있어 노즐구멍(86)을 형성한다. 노즐(84)과 매니포울드(46)를 상호 연결하는 튜우브(44)가 88에서 밀착 삽입되어 노즐(84)과 유체 밀폐시킨다. 튜우브(44)의 다른쪽 단부는 매니포울드 튜우브(46)에 용접시킬 수 있다. 튜우브(44)는 가요성을 부여하기 위해 여러가지 다른 구조로 할 수 있다.

상기 튜우브는 매니포울드를 특정 노즐에 연결하기 의해 필요한 각도를 부여하기 위해 가요성 엘보우부분과 함께 강성부분을 가질 수 있다.

더욱 편리한 방법은 그 길이를 따라 고유의 가요성을 가지는 동함금튜우브를 사용하는 것이다. 또한 매니포울드를 동함금으로 하면, 튜우브를 매니포울드에 납땜시킬 수 있다. 부싱(90)의 하단부분은 주형부품의 벽표면(22)과 동일 평면이 되도록 기계 가공한다.

노즐-매니포울드 장치의 부가적인 특징은 노즐 부싱(82)이 공극(68)에 대해 어떠한 방향으로도 위치할수 있다는 점이다. 부품의 형상과 크기에 따라 공극(68)에 대한 어떤 각도로 증기를 주입할 필요가 있다.이는 구멍(80)에 밀착 삽입되어 있으며 공극벽의 내표면(22)과 같은 평면으로 기계 가공된 부싱으로 용이하게 성취할 수 있다. 나중에 주형의 형상을 변화시켜야 한다면, 주형을 해체하고 새로운 주형을 준비할 필요없이 구멍(80)을 밀폐시키고 원하는 각도로 변화시켜 부싱(82)을 재위치시킬 수 있다.

바람직한 구현예에 따르면, 노즐 구멍(86)의 크기를 제한하여 공극(68)내의 비드(92)가 팽창될 때, 구멍(86)으로 인하여 부품(16)에 표면 결함이 형성되지 않도록 한다. 원형 구멍의 직경이 0.010∼0.026의 범위에 해당하는 단면적의 노즐구멍이 만족스러운 부품을 제공하는 동시에, 예비발포된 폴리스티렌비드를 팽창시키기에 충분한 증기를 공급할 수 있음이 밝혀졌다.

일련의 가요성 튜우브를 통하여 각각의 반주형의 각 방내부에 위치된 공동 매니포울드에 연결된 핀호울 노즐을 사용함으로써 공극과 그에 수반된 방사이에 주형벽의 일체성이 유지된다. 이렇게 하여 보다 얇은 공극벽 부분에서도 가열매체로부터 주형공극내부에 위치한 예비발포된 비드로의 열전도율이 높다. 가요성 튜우브 구조는 본 주형구조에 의해 수행되는 공정의 금속가열 및 냉각상황중 주형과 각 부품의 기계적 팽창 및 수축을 용이하게 된다.

이와같은 형태의 주형구조는 증발 주조기술 및 그와 얇은벽 성형분야에서 요구되는 바와같이 소정의 표면 마무리된 성형 폴리스티렌 부품을 제작하는 대단히 경제적이고 효과적인 방법을 제공한다.

Claims (15)

1. 예비발포된 수지비드를 가열 팽창시켜 정해진 형상의 부품을 형성하는 주형으로서, 상기 주형이 정해진 형상의 부품을 정의하는 공극을 구성하고 있으며, 상기 공극은 상기 주형의 분리식 벽부분에 의해 부여되며 상기 벽부분의 내표면에 의해 정의되고, 상기 주형은 상기 각 벽부분에 수반하여 그 외부에 정의된 방과, 상기 각 방에 가열매체를 공급하여 대응하는 벽부분을 가열시키기 위한 수단과, 상기 각방에 냉각 매체를 공급하여 필요에 따라 대응하는 벽부분을 냉각시키는 수단과, 상기 각 방으로부터 증기와 응축물 및 냉각수를 제거하기 위한 수단 및 상기 벽부분의 적어도 하나에 구비되어 있는 다수의 노즐을 구비하고 있으며, 대응하는 다수의 튜우브가 대응하는 방에 위치한 매니포울드에 상기 노즐을 상호 연결시켜 각 노즐과 매니포울드를 유체유통시키고, 상기 노즐의 각각은 각각의 벽부분의 대응하는 내표면과 같은 평면상에 있고 그 노즐 구멍의 단면적은 각 노즐구멍에 인접하여 성형된 부품상에 명확한 표면 결함을 배제하기에 충분히 작으며, 상기 매니포울드의 단부로 압축 가열매체를 공급하여 가열매체가 상기 공극으로 주입됨으로서 공극내애 존재하는 애비발포된 수지비드를 팽창시키는 수단과 상기 매니포울드로부터 증기와 응축물을 제어방출시키기 위해 상기 매니포울드와 유체유통된 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 예비발포된 수지의 팽창 성형주형.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 노즐구멍이 직경 0.010∼0.028인치의 원형구멍과 같은 표면적을 갖는 것이특징인 예비발포된 수지의 팽창 성형주형.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 튜우브가 가요성인 것을 특징으로 하는 예비발포된 수지의 팽창 성형주형.
4. 제 1 항 또는 제 2 항애 있어서, 상기 매니포울드의 단면적이 상기 튜우브의 단면적의 총합보다 큰 것을 특징으로 하는 예비발포된 수지의 팽창 성형주형.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 선정된 하나 또는 그 이상의 노즐이 상기 공극을 형성하는 상기 내표면에 대해 각도를 이루고 있어 원하는 각도에서 압축 가열매체를 공급에 주입하는 것을 특징으로 하는 예비발포된 수지의 팽창 성형주형.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 매니포울드가 상기 매니포울드 방출수단을 한쪽단부에 구비한 동튜우브이며, 상기 각 가요성 튜우브가 동(銅)으로되어 그 한쪽은 상기 노즐에 그리고 나머지 한쪽이 상기 동매니포울드에 연결된 것을 특징으로 하는 예비발포된 수지의 팽창 성형주형.
7. 제 1 항또는 제 3 항에 있어서, 상기 주형의 사용시 상기 매니포울드 방출수단이 매니포울드의 최하단부에 구비되며, 상기 매니포울드 방출수단에는 그 개방 및 폐쇄위치 사이에서 조정되는 밸브장치가 구성된것을 특징으로 하는 예비발포된 수지의 팽창 성형주형.
8. 제 1 항 또는 제3 항에 있어서, 상기 매니포울드에 압축공기를 공급하는 수단이 구비된 것을 특징으로 하는 예비발포된 수지의 팽창 성형주형.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 주형의 사용시 상기 매니포울드 방출수단이 매니포울드의 최하단부에 구비되며, 상기 매니포울드 방출수단이 상기 매니포울드로부터 이어지는 모세관 튜우브를 구성하고, 상기 모세관 튜우브는 상기 매니포울드에 공급되는 압축 유체에 역압을 일으키며 상기 매니포울드로부터 유체의 배수를 허용하는 크기의 출구 오리피스를 갖는 것이 특징인 예비발포된 수지의 팽창 성형주형.
10. 예정된 형상의 팽창 플레스틱 부품을 성형하기 위한 것으로서, 상기 예정된 형상의 일부 개방된 주형공극에 예비발포된 수지비드를 공급하며, 상기 공극은 분리식 주형 벽부분의 내표면에 의해 형성되고, 상기주형은 상기 각 벽부분에 수반되어 그 외부에 형성된 방과 상기 벽부분의 적어도 하나에 구비된 다수의 노즐을 가지며, 대응하는 다수의 튜우브가 대응하는 방에 위치된 매니포울드에 상기 노즐을 상호 연결시켜 각각의 노줄과 매니포울드를 유체유통시키고, 상기 각 노즐은 각 노즐구멍에 인접하여 형성된 부품상에 명확한 포면 결함이 형성되지 않도록 충분히 작은 단면적의 구멍을 가지며, 상기 방에 가열매체를 공급하여 적어도 상기 공극에 수지비드가 채워질때까지 상기 벽부분을 가열시키고, 상기 주형 공극을 밀봉한후, 상기 매니포울드로부터 상기 노즐을 통하여 압축 가열매체를 상기 공극에 순간적으로 주입하여 수지비드가 융합하여 소정의 부품을 형성할때까지 수지비드를 팽창시키는 동시에 상기 가열매체의 주입으로 인하여 매니포울드에 형성된 응축물의 매니포울드로부터 연속적으로 제거되며, 상기 방으로부터 가열매체를 제거하고 냉각매체를 공급하여 적어도 성형된 부품을 제거하기에 충분히 냉각될때까지 상기 벽부분을 냉각시킨 다음,상기 주형을 개봉하여 상기 주형 벽부분을 분리함으로써 공극으로부터 성형된 부품을 제거하는 것을 특징으로 하는 예비발포된 수지의 팽창 성형법.
11. 제10항에 있어서, 상기 부품의 냉각후, 상기 주형의 개봉시 상기 매니포울드중 하나에 압축 공기를 주입하여 상기 주형 벽부분의 하나로부터 상기 부품의 제거를 용이하게 하며, 이어서 상기 매니포울드의 다른 하나에 압축공기를 주입하여 다른 주형 벽부분으로부터 상기 부품의 이탈을 촉진하고, 상기 매니포울드에 압축공기를 공급하는 단계가 상기 튜우브로부터 응축물을 제거하는 것이 특징인 예비발포된 수지의 팽창성형법.
12. 제 10항에 있어서, 상기 노즐을 상기 벽부분에 선택적으로 위치시켜 주입된 가열매체가 수지비드의 팽창에 미치는 효과를 최적으로 하는 것이 특징인 예비발포된 수지의 팽창 성형법.
13. 제 10 항에 있어서, 수지비드를 상기 공극에 공급하기 전에 가열매체를 상기 방에 주입하여 대응하는 벽부분을 예열하는 것이 특징인 예비발포된 수지의 팽창 성형법.
14. 제10항에 있어서, 직경이 0.010∼0.028인치인 원형구멍과 같은 단면적의 구멍을 갖는 노즐을 통해 상기 가열매체가 주입되는 것을 특징으로 하는 예비발포된 수지의 팽창 성형법.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 예비발포된 팽창성 수지비드가 예비발포된 폴리스티렌비드인 것을 특징으로 하는 예비발포된 수지의 팽창 성형법.

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