KR101358336B1 - Eps/epp 포장재의 그레이징 성형 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

EPS/EPP블록을 성형함과 동시에 EPS/EPP 블록의 정해진 면을 그레이징하는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형장치가 개시된다. 상기 그레이징 성형장치는, 적어도 하나의 캐비티금형과; 상기 캐비티금형과 만나 비드수지가 충전되는 닫힌 성형 공간을 형성하는 적어도 하나의 코어금형과; 상기 캐비티금형 및 상기 코어금형의 주변으로 상기 캐비티금형 및 상기 코어금형의 가열 또는 냉각을 위한 공간을 형성하는 금형베이스들과; 상기 성형 공간 내에서 성형되는 EPS/EPP 블록의 정해진 면을 그레이징 하기 위해, 상기 캐비티금형 및 상기 코어금형 중 적어도 하나를 관통하도록 형성되고, 스팀 또는 냉각물질의 흐름을 허용하는 적어도 하나의 그레이징 관로를 포함한다.

Description

EPS/EPP 포장재의 그레이징 성형 장치 및 방법{GLAZING FORMING APPARATUS AND METHOD FOR EPS/EPP BLOCK}
본 발명은 EPS(Expanded Poly-styrene)/EPP(Expanded Poly-Propylene) 포장재 블록의 성형 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는, EPS/EPP 포장재 블록을 성형하는 중에 EPS/EPP블록의 특정 표면을 그레이징(glazing)하는 EPS/EPP 포장재 블록의 그레이징 성형 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 EPS/EPP 블록이 적용된 스티로폼 박스를 보인 사진이다.
도 1을 참조하면, 제품, 특히 가전제품의 포장을 위한 스티로폼 박스의 내측면에 대략 사각형을 갖는 EPS/EPP 블록(1)이 조립되어 있다. 스티로폼 박스의 내측면에는 EPS/EPP 블록의 조립을 위한 복수의 홈이 미리 형성되어 있고, 이 홈에 EPS/EPP 블록이 조립되어 돌출된다. 홈과 EPS/EPP 블록의 측면에는 조립을 위한 형상이 존재한다. 도 1과 같은 적용에 있어서, EPS/EPP 블록은 포장되는 제품에 대하여 충격을 흡수하여 해당 제품의 손상을 막는 기능을 하며, 더 나아가, 스티로폼 박스를 포함하는 포장용기와 해당 제품의 사이즈를 맞추는 기능을 할 수 있다.
도 2는 종래 기술로 제작된 EPS/EPP 블록의 예를 보여주는 사시도이다. 도 2의 (a) 및 (b)에 도시된 것과 같이, EPS/EPP 블록(1)은 적용의 차이에 따라 그 형상이나 크기가 달라질 수 있다. 또한 EPS/EPP 블록(1)이 포장 용기 내 제품과 접촉하는 특정 면에 우레탄 패드(2)가 부착되는데, 이 우레탄 패드(2)는 EPS/EPP 블록(1)과 제품의 직접 접촉으로 인한 손상을 막아주는 역할을 한다.
이와 EPS/EPP 블록(1)은 캐비티금형과 코어금형을 포함하는 성형장치에 의해 성형되고, 우레탄 패드(2)는 성형이 완료되어 성형장치로부터 분리된 EPS/EPP 블록에 별도의 공정을 통해 부착된다. 이와 같이, 종래기술은 EPS/EPP 블록(1)의 성형 후 우레탄 패드(2)를 별도로 제작하여 부착하여야 하므로 작업성과 경제성을 크게 떨어뜨린다.
특허등록 제10-1142301호(등록일자: 2012년04월18일)
한편, 종래 EPS/EPP 블록의 성형장치는 캐비티금형 및 코어금형을 포함하고, 캐비티금형 및 코어금형 사이에는 성형공간이 형성되며, 이 성형공간으로 구형의 비드수지(1차 발포된 고체형태)를 주입한 후에, 열을 가한 후에 냉각시켜 EPS/EPP 블록을 성형한다.
본 발명의 발명자(들)은 EPS/EPP 블록의 성형 과정에서 EPS/EPP 블록과 접촉하는 금형의 특정 영역에서의 집중적인 가열 및 냉각을 통해 그레이징을 행함으로써 EPS/EPP 블록의 특정 면에 우레탄 패드의 역할을 대신할 수 있는 그레이징 표면을 형성할 수 있음을 발견하였다.
본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 EPS/EPP 블록의 성형 과정에 EPS/EPP 블록의 특정 표면에 대하여 그레이징을 하여 기존 우레탄 패드 부착의 공정을 삭제할 수 있도록 해주는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따라, EPS/EPP블록을 성형함과 동시에 EPS/EPP 블록의 정해진 면을 그레이징하는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형장치가 제공되며, 상기 그레이징 성형장치는, 적어도 하나의 캐비티금형과; 상기 캐비티금형과 만나 비드수지가 충전되는 닫힌 성형 공간을 형성하는 적어도 하나의 코어금형과; 상기 캐비티금형 및 상기 코어금형의 주변으로 상기 캐비티금형 및 상기 코어금형의 가열 또는 냉각을 위한 공간을 형성하는 금형베이스들과; 상기 성형 공간 내에서 성형되는 EPS/EPP 블록의 정해진 면을 그레이징 하기 위해, 상기 캐비티금형 및 상기 코어금형 중 적어도 하나를 관통하도록 형성되고, 스팀 또는 냉각물질의 흐름을 허용하는 적어도 하나의 그레이징 관로를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 금형베이스들은 상기 캐비티금형이 설치되는 고정측 금형베이스와, 상기 코어금형이 설치되며 상기 고정측 금형베이스에 대해 상하로 이동하는 이동측 금형베이스를 포함하며, 상기 고정측 금형베이스는 상기 캐비티금형의 주변에 배치된 채 상기 캐비티금형을 유지하는 고정측 프론트 플레이트와, 상기 고정측 프론트 플레이트의 후방에 평행하게 배치된 고정측 백 플레이트와, 상기 고정측 프론트 플레이트와 상기 고정측 백 플레이트의 가장자리에서 상기 고정측 프론트 플레이트와 상기 고정측 백 플레이트 사이를 마감하는 고정측 프레임을 포함하고, 상기 고정측 프론트 플레이트와 고정측 백 플레이트 사이에는 스팀 및 냉각수가 작용을 하는 공간이 형성되며, 상기 이동측 금형베이스는, 상기 코어금형의 주변에 배치된 채 상기 코어금형을 유지하는 이동측 프론트 플레이트와, 상기 이동측 프론트 플레이트의 후방에 평행하게 배치된 이동측 백 플레이트와, 상기 이동측 프론트 플레이트와 상기 이동측 백 플레이트의 가장자리에서 상기 이동측 프론트 플레이트와 상기 이동측 백 플레이트 사이를 마감하는 이동측 프레임을 포함하며, 상기 이동측 프론트 플레이트와 상기 이동측 백 플레이트 사이에는 스팀 및 냉각수가 작용을 하는 공간이 형성된다.
일 실시에 따라, 상기 적어도 하나의 그레이징 관로는 상기 캐비티금형과 상기 코어금형 중 적어도 하나에 마련된 복수의 그레이징 관로를 포함하고, 상기 복수의 그레이징 관로 각각은, 홀 가공 또는 관 삽입에 의해 형성 또는 설치되되, 일단은 스팀, 냉각수 및 에어 중 하나가 선택적으로 유입되는 인렛 라인과 접속되고, 타단은 스팀, 냉각수 및 에어 중 하나가 선택적으로 유출되는 아웃렛 라인과 접속된다.
일 실시예에 따라, 상기 캐비티금형은 복수의 금형파트가 조립되어 이루어지고, 상기 복수의 금형파트는 상기 그레이징 관로가 설치된 금형파트와 상기 그레이징 관로가 설치되지 않은 다른 금형파트를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 금형베이스들은 고정측 금형베이스와 상기 고정측 금형베이스에 대해 상하로 이동 가능한 이동측 금형베이스를 포함하고, 상기 적어도 하나의 캐비티금형은 서로 다른 형상을 가진 채 상기 고정측 금형베이스에 설치되는 복수의 캐비티금형을 포함하고, 상기 적어도 하나의 코어금형은 서로 다른 형상을 가진 채 상기 이동측 금형베이스에 설치되고 상기 복수의 캐비티금형 각각에 대응되는 복수의 코어금형을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 금형베이스들은 고정측 금형베이스와 상기 고정측 금형베이스에 대해 상하로 이동 가능한 이동측 금형베이스를 포함하며, 상기 적어도 하나의 코어금형은 상기 이동측 금형베이스에 설치된 복수의 단품 코어금형 및 통합형 코어금형를 포함하며, 상기 단품 코어금형들 각각은 홀 가공 또는 관을 삽입하여 구성된 그레이징 관로를 개별적으로 구비하고, 상기 단품 코어금형들 각각의 그레이징 관로는 인렛 그레이징 관로 및 아웃렛 그레이징 관로와, 상기 인렛 글레징 관로로부터 분기되고 상기 아웃렛 그레이징 관로에서 합류하는 복수의 주 그레이징 관로들을 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 통합형 코어금형은 복수의 코어금형 파트가 일체로 통합되어 이루어지고, 상기 통합형 코어금형에는 상기 복수의 코어금형 파트를 연속적으로 관통하는 그레이징 관로가 설치된다.
일 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 캐비티 금형은 상기 고정측 금형베이스에 설치된 채 상기 복수의 단품 코어금형들에 대응되는 복수의 조립형 캐비티금형을 포함하며, 상기 복수의 조립형 캐비티금형은 상기 복수의 조립형 캐비티금형 각각은 제1 금형 파트, 제2 금형 파트 및 제3 금형 파트들이 조립되어 이루어지고, 상기 제1 금형파트에는 복수의 그레이징 관로가 설치된다.
본 발명의 다른 측면에 따라 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형방법이 제공되며, 상기 그레이징 성형방법은 (A) 캐비티금형과 코어금형 사이의 성형 공간에 비드수지를 주입하는 단계와; (B) 상기 성형 공간 내 비드수지를 압축하는 단계와; (C) 상기 캐비티금형 및 상기 코어금형 주변의 공간에 스팀을 가하여 상기 캐비티금형과 상기 코어금형을 가열하는 한편, 상기 캐비티금형과 상기 코어금형 중 적어도 하나에 설치된 적어도 하나의 그레이징 관로를 통해 스팀을 흐르게 하여, 상기 캐비티금형과 상기 코어금형 중 적어도 하나를 국부적으로 급속 가열하는 단계와; (D) 상기 캐비티금형 및 상기 코어금형을 냉각함과 동시에 상기 그레이징 관로를 통해 냉각물질을 흐르게 하여 상기 캐비티금형과 상기 코어금형 중 적어도 하나를 국부적으로 급속 냉각하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 (D) 단계는 상기 캐비티금형과 상기 코어금형에 냉각수를 스프레이 하는 한편 상기 그레이징 관로를 통해 냉각수를 흐르게 하는 단계와, 상기 그레이징 관로를 통해 에어를 흐르게 하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 방법은 상기 냉각수를 흐르게 하는 단계와 상기 에어를 흐르게 하는 단계 사이에 진공을 가하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 (A) 단계는 상기 캐비티금형과 상기 코어금형이 들뜬 상태로 닫힌 크래킹 상태에서 수지 주입부를 통해 상기 성형 공간 내로 비드 수지를 주입하며, 상기 (B) 단계는 상기 성형 공간의 체적을 줄인다.
본 발명에 따르면, EPS/EPP 블록의 성형 과정에서 EPS/EPP 블록과 접촉하는 금형의 특정 영역에서의 집중적인 가열 및 냉각을 통해 그레이징을 행함으로써 EPS/EPP 블록의 특정 면에 우레탄 패드의 역할을 대신할 수 있는 그레이징 표면을 형성할 수 있다. 이는 기존 우레탄 패드 부착의 공정을 삭제할 수 있도록 해주어, 생산성과 경제성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 EPS/EPP 블록이 적용된 스티로폼 박스를 보인 사진이다.
도 2는 종래 기술로 제작된 EPS/EPP 블록의 예를 보여주는 사시도이다.
도 3a 내지 도 3g는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형 장치를 이용하여 EPS/EPP 블록을 그레이징 성형하는 단계들을 차례로 보인 도면들이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 일 실시예예 따른 EPS/EPP 블록 그레이징 성형장치를 이동측과 고정측으로 나누어 설명하기 위한 사시도들이다.
도 5a는 도 4a 및 도 4b에 도시된 EPS/EPP 블록 그레이징 성형장치의 제1 캐비티금형을 도시한 투영사시도이다.
도 5b는 도 4a 및 도 4b에 도시된 EPS/EPP 블록 그레이징 성형장치의 제2 캐비티금형을 도시한 투영사시도이다.
도 6a는 제1 금형세트와, 제1 금형세트를 일부를 구성하는 제1 캐비티금형의 제1, 제2 및 제3 금형파트들 각각과, 제1 금형세트의 나머지 일부를 구성하는 제1 코어금형이 표 안에 도시한 도면이다.
도 6b는 제2 금형세트와, 제2 금형세트를 일부를 구성하는 제2 캐비티금형의 제1, 제2 및 제3 금형파트들 각각과, 제2 금형세트의 나머지 일부를 구성하는 제2 코어금형이 표 안에 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 EPS/EPP 블록 그레이징 성형장치의 이동측 금형베이스 측을 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 EPS/EPP 블록 그레이징 성형장치의 고정측 금형베이스 측을 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 EPS/EPP 블록이 적용된 스티로폼 박스를 보인 사진이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.
본 발명에서는 EPS(Expanded Poly-styrene) 포장재 블록 또는 EPP(Expanded Poly-Propylene) 포장재 블록을 편의상 EPP 블록으로 통칭하여 기재하는 경우도 있으나, EPP 블록으로 기재된 경우에도 EPS 블록이 포함될 수 있다.
도 3a 내지 도 3g는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형 장치를 이용하여 EPS/EPP 블록을 그레이징 성형하는 단계들을 차례로 보인 도면들이다.
도 3a 내지 도 3g에 도시된 바와 같이, EPS/EPP 블록의 그레이징 성형장치는 캐비티금형(30) 및 코어금형(40)을 포함한다. 캐비티금형(30)은 고정측 금형베이스(10)에 설치되며, 코어금형(40)은 이동측 금형베이스(20)에 설치된다. 이동측 금형베이스(20)는 고정측 금형베이스(10)에 대해 상하로 이동된다. 고정측 금형베이스(10)와 이동측 금형베이스(20)가 서로 만날 때, 캐비티금형(30)과 코어금형(40)도 서로 만나, 이들 사이에 EPS/EPP 블록의 성형 공간이 한정된다.
고정측 금형베이스(10)는 캐비티금형(30)의 주변에 배치된 채 캐비티금형(30)을 유지하는 고정측 프론트 플레이트(11)와, 고정측 프론트 플레이트(11)의 후방에 평행하게 배치된 고정측 백 플레이트(13)와, 고정측 프론트 플레이트(11)와 고정측 백 플레이트(13)의 가장자리에서 고정측 프론트 플레이트(11)와 고정측 백 플레이트(13) 사이를 마감하는 고정측 프레임(14)을 포함한다. 고정측 프론트 플레이트(11) 및 고정측 백 플레이트(13) 사이에는 스팀 및 냉각수가 작용을 하는 공간(15)이 형성된다.
또한 고정측 금형베이스(10)에는 수지 주입부(16)와 이젝터 핀(17)이 제공된다. 상기 수지 주입부(16)는 고정측 백 플레이트(13)를 관통하여 상기 캐비티금형(30)의 리세스와 접속하는 관을 포함하고, 상기 이젝터 핀(17)은 상기 고정측 백 플레이트(13)와 상기 캐비티금형(30)을 연속적으로 관통하도록 배치된 채 상하로 이동 가능하게 구성된다. 상기 이젝터 핀(17)은 캐비티금형(30)과 코어금형(40)이 분리된 상태에서, 성형이 완료되어 캐비티금형(30)의 리세스에 놓여 있는 EPS/EPP 블록 성형품을 위로 밀어 취출하는 기능을 한다.
이동측 금형베이스(20)는, 코어금형(40)의 주변에 배치된 채 상기 코어금형(40)을 유지하는 이동측 프론트 플레이트(21)와, 이동측 프론트 플레이트(21)의 후방에 평행하게 배치된 이동측 백 플레이트(23)와, 이동측 프론트 플레이트(21)와 이동측 백 플레이트(23)의 가장자리에서 이동측 프론트 플레이트(21)와 이동측 백 플레이트(23) 사이를 마감하는 이동측 프레임(24)을 포함한다. 이동측 프론트 플레이트(21) 및 이동측 백 플레이트(23) 사이에는 스팀 및 냉각수가 작용을 하는 공간(25)이 형성된다.
한편, 캐비티금형(30)에는 복수의 그레이징 관로(32)가 설치 또는 형성된다. 상기 그레이징 관로(32)의 일단은 고정측 금형베이스(10)의 외부로부터 도입된 인렛 라인과 접속되고 상기 그레이징 관로(32)의 타단은 고정측 금형베이스(10)의 외부로까지 연장된 아웃렛 라인과 접속된다. 단계에 따라, 스팀, 냉각수 및/또는 에어가 상기 그레이징 관로(32)를 흐르며, 이를 통해, 캐비티(30)의 특정면은 급속 가열 또는 급속 냉각될 수 있다. 본 실시예에 있어서는 캐비티금형(30)에만 그레이징 관로가 제공되지만, 필요에 따라, 코어금형(40)에 다른 그레이징 관로를 추가로 더 설치하는 것도 고려될 수 있다.
또한, 고정측 금형베이스(10)와 이동측 금형베이스(20)에는 금형 주변의 공간(15, 25)으로 냉각수를 스프레이하는 냉각수 스프레이 유닛(18, 28)이 설치된다. 또한 도시하지 않았지만 상기 공간(15, 25)으로 스팀을 공급하기 위한 스팀 공급유닛이 추가로 제공된다. EPS/EPP 블록 제품 성형을 위한 금형 가열시, 스팀 공급유닛을 통해 스팀이 상기 공간(15, 25) 내로 공급되며, 이에 뒤 이은 금형 냉각시, 냉각수 스프레이 유닛(18, 28)을 통해 상기 공간(15, 25) 내에서 냉각수가 스프레이된다.
도 3a는 캐비티금형(30)과 코어금형(40)이 약간 들뜬 상태로 닫힌 크래킹 상태에서 비드수지가 수지 주입부(16)를 통해 캐비티금형(30)과 코어금형(40) 사이의 성형 공간 내로 충전되는 단계를 보여준다. 크래킹 상태에서 비드수지를 충전하는 것은 그 다음 단계에서 성형 공간의 체적을 줄임으로써 성형되는 EPS/EPP 블록의 재료를 압축하여 밀도를 높이기 위함이다. 이와 같은 비드수지의 충전시, 고정측 금형베이스(10)과 이동측 금형베이스(20)은 서로 만나지 않을 수 있다.
도 3b는 이동측 금형베이스(20)의 이동에 의해 이동측 금형베이스(20)와 고정측 금형베이스(10)가 합치되고 캐비티금형(30)과 코어금형(40)이 전술한 크래킹 상태를 벋어나 완전히 닫힌 상태를 보여준다. 또한, 도 3b는 이동측 금형베이스(20)와 고정측 금형베이스(10)의 금형 주변 공간(15, 25)으로 스팀이 충전되어 캐비티금형(30)과 코어금형(40) 사이의 비드수지를 가열 성형하는 상태를 보여준다. 이 상태에서, 캐비티금형(30)에 형성된 그레이징 관로(32)에 높은 온도의 스팀이 직접 흘러 그레이징 관로(32)와 인접한 캐비티금형(30)의 일 영역을 국부적으로 급속 가열한다. 이에 의해, 그레이징을 위한 국부 가열이 도 3b에 도시된 상태에서 수행될 수 있다. 이때, 스팀은 전술한 금형 주변 공간(15, 25)으로 도입되는 일부 스팀을 상기 그레이징 관로(32) 내로 유도한 것일 수 있다.
도 3b에 도시된 것과 같은 금형에 대한 스팀 가열 후, 도 3c에 도시된 것과 같이 수냉 공정이 수행된다. 수냉 공정에 있어서는, 이동측 금형베이스(20)와 고정측 금형베이스(10)의 금형 주변 공간(15, 25)으로 냉각수가 스프레이 되어 캐비티금형(30)과 코어금형(40) 사이의 비드수지를 냉각하는 상태를 보여준다. 이 상태에서, 캐비티금형(30)에 형성된 그레이징 관로(32)에 냉각수가 직접 흘러 그레이징 관로(32)와 인접한 캐비티금형(30)의 일 영역을 국부적으로 급속 냉각한다. 이에 의해, 그레이징을 위한 국부적 급속 냉각이 이루어질 수 있다.
다음 3d에 도시된 것과 같이, 진공 상태로 캐비티금형(30)과 코어금형(40)을 냉각하고 그레이징 관로(32) 내로 에어를 공급하여 그레이징 관로(32) 내 물기를 제거하는 공정이 수행된다. 또한 캐비티금형(30)과 코어금형(40) 주변으로 에어를 분사하여 캐비티금형(30)과 코어금형(40)의 물기(또는, 수분)를 제거할 수 있다.
다음 3e에 도시된 것과 같이, 이동측 금형베이스(20)가 상승하여 고정측 금형베이스(10)로부터 멀리 분리되고, 이에 의해, 캐비티금형(30)과 코어금형(40) 사이의 성형 공간이 개방된다.
다음 도 3f에 도시된 것과 같이, 캐비티금형(30)과 코어금형(40)이 분리된 상태에서, 이젝터 핀(17)이 상승하여 캐비티금형(30)의 리세스에 놓여 있는 EPS/EPP 블록(1)을 위로 밀어 취출한다.
이때, EPS/EPP 블록(1)은 도 3g의(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 전술한 금형의 국부적 급속 가열 및 급속 냉각을 포함하는 그레이징에 의해 그레이징 표면(또는,그레이징 층; 1a)을 갖게 된다.
상술한 과정에 의해 성형된 EPS/EPP 블록(1)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 스티로폼 박스의 내측면에 형성된 홈에 조립되어 돌출되어 포장되는 제품에 대하여 충격을 흡수하여 해당 제품의 손상을 막는 기능 및 스티로폼 박스를 포함하는 포장용기와 해당 제품의 사이즈를 맞추는 기능을 할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 바람직한 일 실시예예 따른 EPS/EPP 블록 성형장치를 이동측과 고정측으로 나누어 설명하기 위한 사시도들이다.
도 4a에는 이동측 금형 베이스(20)와 이에 설치된 제1, 제2, 제3 및 제4 코어금형(40a, 40b, 40c, 40d; 통칭하여 40)가 도시되어 있으며, 도 4b에는 이동측 금형 베이스(20)에 대응하는 고정측 금형 베이스(10)와 이에 설치되고 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 코어금형(40a, 40b, 40c, 40d) 각각에 대응하여 쌍을 이루는, 제1, 제2, 제3 및 제4 캐비티금형(30a, 30b, 30c, 30d)가 도시되어 있다. 이때, 도 4b는 이해의 편의를 위해 고정측 프론트 플레이트가 생략된 상태로 도시되어 있다.
제1 코어금형(40a)과 제1 캐비티금형(30a)로 구성된 제1 금형세트와, 제2 코어금형(40b)과 제1 캐비티금형(30b)로 구성된 제2 금형세트와, 제3 코어금형(40c)과 제3 캐비티금형(30c)으로 구성된 제3 금형세트와, 제4 코어금형(40d)과 제4 캐비티금형(40d)로 구성된 제4 금형세트는 서로 다른 형상을 가짐으로써, 하나의 성형장치 내에서 서로 다른 형상을 갖는 4종류의 EPS/EPP 블록을 성형한다. 이와 달리 필요에 따라 제1 내지 제4금형세트 중 일부 금형세트들은 동일한 형상을 가지는 EPS/EPP블록을 성형하도록 동일한 형상을 가질 수 있다.
제1, 제2, 제3 및 제4 금형 세트들은, 모두 그레이징을 수행할 수 있는, 그레이징 관로 등의 구성을 포함함으로써, 그레이징 표면을 갖는 EPS/EPP 블록(1; 도 3g 참조)을 제작할 수 있다.
도 5a는 제1 캐비티금형(30a)을 도시한 투영사시도이고, 도 5b는 제2 캐비티금형(30b)을 도시한 투영사시도이다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 것과 같이, 제1 및 제2 캐비티금형(30a, 30b) 각각은 자신을 관통하는 그레이징 관로(32)를 구비한다. 그레이징 관로(32)는 스팀, 냉각수 또는 에어가 제1 및 제2 캐비티금형(30a, 30b)을 관통적으로 흘러 제1 및 제2 캐비티금형(30a, 30b)을 급속 가열 또는 급속 냉각하도록 제공된다. 그레이징 관로(32)는 도시된 것과 같이, 제1 및 제2 캐비티금형(30a, 30b)에 관통홀을 설치하고 그 관통홀에 관을 설치하여 구성될 수 있다. 대안적으로 관통홀 그 자체를 그레이징 관로로 이용하는 것도 가능할 것이다.
본 실시예에 있어서는 관통홀에 관, 특히, 동관을 삽입 설치하여 그레이징 관로(32)를 구성하였으며, 그레이징 관로(32)의 양단에는 제1 및 제 2조인트 커넥터(321, 322)가 마련되어 있다. 제1 조인트 커넥터(321)는 스팀, 냉각수 또는 에어의 인렛 라인(I; 도 4b 참조)과 접속되고 제2 조인트 커넥터(322)는 스팀, 냉각수 또는 에어의 아웃렛라인(O; 도 4b 참조)과 접속된다. 도시된 것과 같이, 각 캐비티금형에는 그레이징 관로(32) 및 이를 구현하기 위한 관통홀이 각각 복수개로 마련되는 것이 좋다.
또한, 전술한 캐비티금형들은 그레이징 처리될 부분이 상이하므로, EPS/EPP블록의 원하는 부분을 그레이징 처리하기 위해서는, 그레이징 관로(32)들 또는 이 그레이징 관로(32)들이 구현을 위한 관통홀들이 형성 위치가 달라져야 한다. 그레이징 관로(32)들의 형성 위치를 용이하게 바꾸기 위해, 캐비티금형은 분할된 복수의 금형파트들을 조립하여 구성될 수 있다.
예컨대, 제1 캐비티금형(30a)은 제1 금형파트(301a), 제2 금형파트(302a) 및 제3 금형파트(303a)를 조립하여 구성되며, 이때, 그레이징 관로(32)들은 제1 금형파트(301a)에 형성되어 있다. 그레이징 관로(32)들의 형성 위치가 다른 제1 금형 파트(301a)를 교체하는 것에 의해 EPS/EPP 블록의 그레이징 표면 형성 위치를 달리할 수 있다. 또한, 제2 캐비티금형(30b)은 제1 금형파트(301b), 제2 금형파트(302b) 및 제3 금형파트(303b)를 조립하여 구성되며, 이때, 그레이징 관로(32)들은 제1 금형파트(301b)에 형성되어 있다. 그레이징 관로(32)들의 형성 위치가 다른 제1 금형 파트(301b)를 교체하는 것에 의해 EPS/EPP 블록의 그레이징 표면 형성 위치를 달리할 수 있다.
도 6a에는 제1 금형세트와, 제1 금형세트를 일부를 구성하는 제1 캐비티금형의 제1, 제2 및 제3 금형파트들(301a, 302a, 303a) 각각과, 제1 금형세트의 나머지 일부를 구성하는 제1 코어금형(40a)이 표 안에로 도시되어 있으며, 도 6b에는 제2 금형세트와, 제2 금형세트를 일부를 구성하는 제2 캐비티금형의 제1, 제2 및 제3 금형파트들 각각과, 제2 금형세트의 나머지 일부를 구성하는 제2 코어금형이 표 안에 도시되어 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형장치를 설명하기 위한 도면들로서, 도 7은 단품 코어금형들과 통합형 코어금형이 설치된 이동측 금형베이스를 도시한 사시도이고, 도 8은 단품 캐비티금형들과 통합형 캐비티금형이 설치된 고정측 금형베이스를 도시한 사시도이다.
도 7을 참조하면, 하나의 이동측 금형베이스(20) 내에 복수의 단품 코어금형(40)들과 하나의 통합형 코어금형(40')가 설치되어 있다. 단품 코어금형(40)들 각각은 홀 가공 및/또는 관을 삽입하여 구성된 그레이징 관로(42)를 개별적으로 구비하며, 이 그레이징 관로(42)의 일단은 스팀, 냉각수 또는 에어가 유입되는 인렛 라인과 연결되고 이 그레이징 관로(42)의 타단은 스팀, 냉각수 또는 에어가 유출되는 아웃렛라인과 연결된다.
이때, 단품 코어금형(40)들 각각에 있어서, 그레이징 관로(42)는 그레이징 표면에 대응되게 구성되는데, 본 실시예에 있어서는, 하나의 그레이징 관로(42)가 수직의 인렛 그레이징 관로(421) 및 수직의 아웃렛 그레이징 관로(422)와, 인렛 그레이징 관로(421)로부터 분기되고 아웃렛 그레이징 관로(422)에서 합류하는 복수의 주 그레이징 관로(423)들을 포함하고 있다. 주 그레이징 관로(423)들은 수평을 이루고 있다.
또한, 복수의 코어금형 파트(41')들이 일체로 통합되어 있는 통합형 코어금형(40')에 있어서, 그레이징 관로(42')는 코어금형 파트(41')들을 연속적으로 관통하도록 구성된다. 이때, 그레이징 관로(42')는 홀 가공 및/또는 관 삽입에 의해 코어금형 파트(41')에 형성된 복수의 그레이징 관로 파트(421')들과 이 그레이징 관로 파트(421')를 연결하는 연결 관로 파트(422')들을 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 하나의 고정측 금형베이스(10) 내에 복수의 단품 코어금형(40)들에 대응되는 복수의 조립형 캐비티금형(30)들과, 상기 통합형 코어금형(40')에 대응되는 하나의 통합형 캐비티금형(30')이 설치되어 있다.
복수의 조립형 캐비티금형(30)들 각각은 제1 금형 파트(301), 제2 금형 파트(302) 및 제3 금형 파트(303)를 포함하는 복수의 금형 파트들이 조립되어 이루어지고, 상기 복수의 금형파트들 중 일부 금형 파트, 본 실시예서는, 제1 금형파트(301)에는 복수개의 그레이징 관로(32)가 일렬로 매립 설치된다.
상기 복수개의 그레이징 관로(32)들 각각은 제1 금형파트(301)에 홀 가공 및/또는 관 삽입하여 제1 금형파트(301)에 제공된다. 앞선 실시예와 마찬가지로, 조립형 캐비티금형(30)이 복수의 금형파트들이 조립되어 구성되고 그 금형파트들 중 하나의 금형파트에 그레이징 관로(32)들이 설치됨으로써, 상기 그레이징 관로들이 설치된 금형파트를 교체하는 것에 의해, EPS/EPP 블록의 원하는 위치에 그레이징 표면을 형성하는 것이 가능해진다.
본 발명에 따라 제조되는 EPS/EPP 블록에서 그레이징 되는 면은 고정될 수도 있지만 다른면으로 이동시키는 것이 가능하며, 원하는 면 어느면에나 그레이징 성형이 가능하다. 즉 EPS/EPP 블록에서 그레이징 되는 면은 필요에 따라 다양하게 변경가능하다.
본 발명에 따라 제조된 EPS/EPP 블록은 뜯김 없이 균일한 그레이징 표면을 갖는데 반하여, 기존 성형기술에 의해 성형된 EPS/EPP블록은 뜯김이나 공구 자국이 있는 표면을 갖는다.
10: 고정측 금형베이스 20: 이동측 금형베이스
30: 캐비티금형 40: 코어금형
32: 그레이징 관로

Claims (12)

  1. EPS(Expanded Poly-styrene)/EPP(Expanded Poly-Propylene) 블록을 성형하는 장치로서,
    적어도 하나의 캐비티금형;
    상기 캐비티금형과 만나 비드수지가 충전되는 닫힌 성형 공간을 형성하는 적어도 하나의 코어금형;
    상기 캐비티금형 및 상기 코어금형의 주변으로 상기 캐비티금형 및 상기 코어금형의 가열 또는 냉각을 위한 공간을 형성하는 금형베이스들; 및
    상기 성형 공간 내에서 성형되는 EPS/EPP 블록의 정해진 면을 그레이징 하기 위해, 상기 캐비티금형 및 상기 코어금형 중 적어도 하나를 관통하도록 형성되고, 스팀 또는 냉각물질의 흐름을 허용하는 적어도 하나의 그레이징 관로를 포함하되,
    상기 캐비티금형은 복수의 금형파트가 조립되어 이루어지고, 상기 복수의 금형파트는 상기 그레이징 관로가 설치된 금형파트와 상기 그레이징 관로가 설치되지 않은 다른 금형파트를 포함하는 것을 특징으로 하는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 금형베이스들은 상기 캐비티금형이 설치되는 고정측 금형베이스와, 상기 코어금형이 설치되며 상기 고정측 금형베이스에 대해 상하로 이동하는 이동측 금형베이스를 포함하며,
    상기 고정측 금형베이스는 상기 캐비티금형의 주변에 배치된 채 상기 캐비티금형을 유지하는 고정측 프론트 플레이트와, 상기 고정측 프론트 플레이트의 후방에 평행하게 배치된 고정측 백 플레이트와, 상기 고정측 프론트 플레이트와 상기 고정측 백 플레이트의 가장자리에서 상기 고정측 프론트 플레이트와 상기 고정측 백 플레이트 사이를 마감하는 고정측 프레임을 포함하고,
    상기 고정측 프론트 플레이트와 고정측 백 플레이트 사이에는 스팀 및 냉각수가 작용을 하는 공간이 형성되며,
    상기 이동측 금형베이스는, 상기 코어금형의 주변에 배치된 채 상기 코어금형을 유지하는 이동측 프론트 플레이트와, 상기 이동측 프론트 플레이트의 후방에 평행하게 배치된 이동측 백 플레이트와, 상기 이동측 프론트 플레이트와 상기 이동측 백 플레이트의 가장자리에서 상기 이동측 프론트 플레이트와 상기 이동측 백 플레이트 사이를 마감하는 이동측 프레임을 포함하며,
    상기 이동측 프론트 플레이트와 상기 이동측 백 플레이트 사이에는 스팀 및 냉각수가 작용을 하는 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 그레이징 관로는 상기 캐비티금형과 상기 코어금형 중 적어도 하나에 마련된 복수의 그레이징 관로를 포함하고, 상기 복수의 그레이징 관로 각각은, 홀 가공 또는 관 삽입에 의해 형성 또는 설치되되, 일단은 스팀, 냉각수 및 에어 중 하나가 선택적으로 유입되는 인렛 라인과 접속되고, 타단은 스팀, 냉각수 및 에어 중 하나가 선택적으로 유출되는 아웃렛 라인과 접속된 것을 특징으로 하는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 금형베이스들은 고정측 금형베이스와 상기 고정측 금형베이스에 대해 상하로 이동 가능한 이동측 금형베이스를 포함하고, 상기 적어도 하나의 캐비티금형은 서로 다른 형상을 가진 채 상기 고정측 금형베이스에 설치되는 복수의 캐비티금형을 포함하고, 상기 적어도 하나의 코어금형은 서로 다른 형상을 가진 채 상기 이동측 금형베이스에 설치되고 상기 복수의 캐비티금형 각각에 대응되는 복수의 코어금형을 포함하는 것을 특징으로 하는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 금형베이스들은 고정측 금형베이스와 상기 고정측 금형베이스에 대해 상하로 이동 가능한 이동측 금형베이스를 포함하며, 상기 적어도 하나의 코어금형은 상기 이동측 금형베이스에 설치된 복수의 단품 코어금형 및 통합형 코어금형를 포함하며, 상기 단품 코어금형들 각각은 홀 가공 또는 관을 삽입하여 구성된 그레이징 관로를 개별적으로 구비하고, 상기 단품 코어금형들 각각의 그레이징 관로는 인렛 그레이징 관로 및 아웃렛 그레이징 관로와, 상기 인렛 그레이징 관로로부터 분기되고 상기 아웃렛 그레이징 관로에서 합류하는 복수의 주 그레이징 관로들을 포함하는 것을 특징으로 하는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 통합형 코어금형은 복수의 코어금형 파트가 일체로 통합되어 이루어지고, 상기 통합형 코어금형에는 상기 복수의 코어금형 파트를 연속적으로 관통하는 그레이징 관로가 설치된 것을 특징으로 하는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 적어도 하나의 캐비티금형은 상기 고정측 금형베이스에 설치된 채 상기 복수의 단품 코어금형들에 대응되는 복수의 조립형 캐비티금형을 포함하며, 상기 복수의 조립형 캐비티금형 각각은 제1 금형 파트, 제2 금형 파트 및 제3 금형 파트들이 조립되어 이루어지고, 상기 제1 금형파트에는 복수의 그레이징 관로가 설치된 것을 특징으로 하는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형장치.
  9. (A) 캐비티금형과 코어금형 사이의 성형 공간에 비드수지를 주입하는 단계;
    (B) 상기 성형 공간 내 비드수지를 압축하는 단계;
    (C) 상기 캐비티금형 및 상기 코어금형 주변의 공간에 스팀을 가하여 상기 캐비티금형과 상기 코어금형을 가열하는 한편, 상기 캐비티금형과 상기 코어금형 중 적어도 하나에 설치된 적어도 하나의 그레이징 관로를 통해 스팀을 흐르게 하여, 상기 캐비티금형과 상기 코어금형 중 적어도 하나를 국부적으로 급속 가열하는 단계; 및
    (D) 상기 캐비티금형 및 상기 코어금형을 냉각함과 동시에 상기 그레이징 관로를 통해 냉각물질을 흐르게 하여 상기 캐비티금형과 상기 코어금형 중 적어도 하나를 국부적으로 급속 냉각하는 단계를 포함하되,
    상기 (D) 단계는 상기 캐비티금형과 상기 코어금형에 냉각수를 스프레이 하는 한편 상기 그레이징 관로를 통해 냉각수를 흐르게 하는 단계와, 상기 그레이징 관로를 통해 에어를 흐르게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형방법.
  10. 삭제
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 냉각수를 흐르게 하는 단계와 상기 에어를 흐르게 하는 단계 사이에 진공을 가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 (A) 단계는 상기 캐비티금형과 상기 코어금형이 들뜬 상태로 닫힌 크래킹 상태에서 수지 주입부를 통해 상기 성형 공간 내로 비드 수지를 주입하며, 상기 (B) 단계는 상기 성형 공간의 체적을 줄이는 것을 특징으로 하는 EPS/EPP 블록의 그레이징 성형방법.
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