KR102085432B1 - Apparatus of supplying slurry and method of forming the slurry - Google Patents
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Abstract
슬러리를 활용하여 간단한 공정으로 성형품을 제작하고, 소결을 위한 후가공이 별도로 요구되지 않으며, 성형품질 및 성형속도를 높이면서 봉, 부싱, 파이프와 같이 긴 장축을 가진 성형품을 제작하기 위한 슬러리 공급장치 및 슬러리 성형방법을 제시한다. 그 장치 및 방법은 지지판을 중심으로 일측은 슬러리를 몰드에 주입하는 슬러리 주입부와 및 타측은 슬러리 주입부에 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부로 구분되고, 슬러리 주입부는 슬러리를 임시로 저장하는 슬러리 주입조와, 슬러리 주입조에 연결되며 몰드에 슬러리를 주입하는 유로를 제공하는 복수개의 주입관과, 지면에 대하여 수평하게 지지판에 고정된 선반 및 선반에 배치되어 주입관을 가압하여 슬러리의 주입을 차단하는 차단부를 포함한다. Slurry supply device for producing molded products with a long process, such as rods, bushings and pipes, while producing a molded product by using a slurry in a simple process, no post-processing for sintering is required, and increasing the molding quality and molding speed. Slurry molding method is presented. The apparatus and method are divided into a slurry injecting part in which one side injects a slurry into a mold, and a slurry supply part in which the slurry is supplied in a slurry injecting part, and the slurry injecting part includes a slurry injecting tank for temporarily storing the slurry. , A plurality of injection pipes that are connected to the slurry injection tank and provide a flow path for injecting slurry into the mold, and a blocking unit arranged on a shelf and a shelf fixed to a support plate horizontally to the ground to press the injection pipe to block the injection of slurry Includes.
Description
본 발명은 슬러리 공급장치 및 성형방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상온경화로 봉, 부싱, 파이프와 같은 형태의 성형품을 제조하기 위한 슬러리를 공급하는 장치 및 성형방법에 관한 것이다. The present invention relates to a slurry supply apparatus and a molding method, and more particularly, to an apparatus and a molding method for supplying a slurry for producing a molded article in the form of rods, bushings, and pipes at room temperature curing.
성형은 플라스틱이나 금속 등 소성을 가진 재료를 열이나 압력 등을 가하여 원하는 모양으로 만드는 것이다. 성형방법은 압축, 사출, 압출, 용융, 적층, 롤 성형법 등이 있으며, 재질, 용도 등에 따라 다양하게 존재한다. 또한, 금속의 분말이나 탄화물, 질화물 및 산화물 등의 분체는 융점이 높아서 앞에서 제시한 방식은 적용하기 어려워서, 그들의 융점 이하의 온도에서 각각의 조건에 적합한 분위기에서 구워 결합시키는 분말소결법이 활용된다. 일반적으로, 분말소결법은 과립 형태의 분말을 바인더와 함께 성형한 다음, 그린(green) 가공을 한 후에 이를 소결하는 방식이 채용된다. Molding is to make a material having plasticity such as plastic or metal into a desired shape by applying heat or pressure. Molding methods include compression, injection, extrusion, melting, lamination, and roll forming methods, and exist in various ways depending on materials and applications. In addition, powders of metal powders, carbides, nitrides and oxides, etc. have a high melting point, so the above-described method is difficult to apply, and a powder sintering method is used to bake and bond them in an atmosphere suitable for each condition at a temperature below their melting point. In general, the powder sintering method employs a method in which granular powder is molded together with a binder, and then sintered after green processing.
그런데, 분말소결법은 고온/고압, 별도의 금형, 소결 후에 후가공이 필요하는 등과 같이 공정이 복잡하고 정밀한 제어가 필요하다. 이를 해결하기 위하여 슬러리를 이용한 성형방법이 주목받고 있다. 국내등록특허 제10-1868736호는 상온에서의 경화를 활용한 슬러리 성형방법이 제시되었다. 상기 특허는 플레이트 형태의 성형품은 제조할 수 있으나, 봉(rod), 부싱(bushing), 파이프(pipe) 등과 같이 긴 장축을 가진 형태의 성형품은 제조하기 어렵다. 더불어, 상기 성형장치를 통하여 성형하는 과정에서 성형속도 및 성형품질을 높이는 방안도 함께 고려되어야 한다. However, in the powder sintering method, the process is complicated and requires precise control, such as high temperature / high pressure, a separate mold, and post-processing after sintering. In order to solve this, a molding method using a slurry has attracted attention. In Korean Patent Registration No. 10-1868736, a slurry forming method utilizing curing at room temperature was proposed. The patent may manufacture a plate-shaped molded article, but it is difficult to manufacture a molded article having a long long axis such as rods, bushings, and pipes. In addition, a method of increasing molding speed and molding quality in the molding process through the molding apparatus should also be considered.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 슬러리를 활용하여 간단한 공정으로 성형품을 제작하고, 소결을 위한 후가공이 별도로 요구되지 않으며, 성형품질 및 성형속도를 높이면서 봉, 부싱, 파이프와 같이 긴 장축을 가진 성형품을 제작하기 위한 슬러리 공급장치 및 슬러리 성형방법을 제공하는 데 있다. The problem to be solved by the present invention is to manufacture a molded product by using a slurry in a simple process, and post-processing for sintering is not required separately, and a molded product having a long long axis such as rods, bushings, and pipes while increasing molding quality and molding speed. It is to provide a slurry supply device and a slurry forming method for manufacturing a.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 슬러리 공급장치는 지지판을 중심으로 일측은 슬러리를 몰드에 주입하는 슬러리 주입부 및 타측은 상기 슬러리 주입부에 상기 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부로 구분된다. 이때, 상기 슬러리 주입부는 상기 슬러리를 임시로 저장하는 슬러리 주입조와, 상기 슬러리 주입조에 연결되며, 상기 몰드에 상기 슬러리를 주입하는 유로를 제공하는 복수개의 주입관과, 지면에 대하여 수평하게 상기 지지판에 고정된 선반 및 상기 선반에 배치되어, 상기 주입관을 가압하여 상기 슬러리의 주입을 차단하는 차단부를 포함한다. The slurry supply device for solving the problems of the present invention is divided into a slurry injection part for supplying the slurry to the mold, and a slurry supply part for supplying the slurry to the slurry injection part on the other side. At this time, the slurry injection unit is a slurry injection tank for temporarily storing the slurry, a plurality of injection pipes connected to the slurry injection tank and providing a flow path for injecting the slurry into the mold, and horizontally to the support plate It is arranged on a fixed shelf and the shelf, and includes a blocking portion that blocks the injection of the slurry by pressing the injection tube.
본 발명의 장치에 있어서, 상기 몰드는 상기 지지판에 부착된 경사부에 탑재될 수 있다. 상기 경사부의 하단에는 상기 몰드에 주입된 슬러리의 중량을 측정하는 중량계가 부착될 수 있다. 상기 몰드에는 봉 형태 또는 부싱 형태의 성형품을 제작하기 위한 중공이 마련되어 있다. 상기 차단부는 상기 주입관을 직접 가압하는 돌출부를 포함한다. In the device of the present invention, the mold may be mounted on an inclined portion attached to the support plate. A weight scale for measuring the weight of the slurry injected into the mold may be attached to the bottom of the inclined portion. The mold is provided with a hollow for producing a rod-shaped or bushing-shaped molded article. The blocking portion includes a protrusion that directly presses the injection tube.
본 발명의 다른 과제를 해결하기 위한 성형방법은 먼저 성형 분말 및 상온경화 바인더를 포함한 슬러리를 제조하여 슬러리 저장조에 저장한다. 그후, 상기 슬러리 저장조에 저장된 상기 슬러리를 슬러리 주입조에 공급한다. 상기 슬러리 주입조의 슬러리를 주입관을 통하여 몰드에 주입한다. 상기 몰드에 주입된 상기 슬러리를 상온경화하여 성형체를 형성한다. 상기 상온경화된 성형체를 열수조에 투입하여, 열수경화를 시킨다. 상기 열수경화된 성형체를 건조하여 성형품을 완성한다.A molding method for solving another problem of the present invention first prepares a slurry including a molding powder and a room temperature curing binder and stores it in a slurry storage tank. Thereafter, the slurry stored in the slurry storage tank is supplied to the slurry injection tank. The slurry of the slurry injection tank is injected into a mold through an injection tube. The slurry injected into the mold is cured at room temperature to form a molded body. The molded body at room temperature is introduced into a hot water tank to cure hot water. The molded article is completed by drying the thermosetting body.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 슬러리는 성형분말 및 상온경화 바인더를 포함하고, 상기 성형 분말은 금속 또는 세라믹 또는 그 혼합물로 이루어질 수 있고, 상기 상온경화 바인더는 페놀계 수지를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 상온경화는 공기가 차단된 상태에서 수행된다. 상기 상온경화의 온도는 20~30℃이며, 상기 열수경화 온도는 50~90℃이 좋다. 상기 열수경화는 상기 상온경화된 성형체에 수분을 공급한다. 상기 열수경화를 거친 상기 성형체의 수축율은 2% 이하가 바람직하다. In the method of the present invention, the slurry includes a molding powder and a room temperature curing binder, the molding powder may be made of metal or ceramic or a mixture thereof, and the room temperature curing binder may be made of a phenolic resin. The room temperature curing is performed while the air is blocked. The temperature of the room temperature curing is 20 ~ 30 ℃, the hot water curing temperature is preferably 50 ~ 90 ℃. The hydrothermal curing supplies moisture to the room temperature cured molded body. The shrinkage ratio of the molded body that has undergone the hydrothermal curing is preferably 2% or less.
본 발명의 슬러리 공급장치 및 슬러리 성형방법에 의하면, 자유낙하 방식으로 슬러리를 몰드에 투입하고 상온경화 및 열수경화를 함으로써, 간단한 공정으로 성형품을 제작하고, 소결을 위한 후가공이 별도로 요구되지 않는다. 또한, 성형품질 및 성형속도를 높이면서 봉, 부싱, 파이프와 같이 긴 장축을 가진 성형품을 제작할 수 있다.According to the slurry supplying device and the slurry forming method of the present invention, a slurry is put into a mold by free-falling method, and curing is performed at room temperature and hot water to produce a molded product in a simple process, and post-processing for sintering is not required. In addition, it is possible to manufacture molded products having long long axes such as rods, bushings, and pipes while increasing the molding quality and molding speed.
도 1은 본 발명에 의한 슬러리 공급장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 공급장치에서 슬러리의 공급이 차단되는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 공급장치에서 차단부를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 공급장치에 적용되는 몰드를 사례적으로 제시한 단면도들이다.
도 6은 본 발명에 의한 슬러리 공급장치를 이용하여 슬러리를 성형하는 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a view schematically showing a slurry supply apparatus according to the present invention.
2 is a view schematically showing a process in which the supply of slurry is blocked in the supply device according to the present invention.
3 is a perspective view for explaining a blocking unit in the supply device according to the present invention.
4 and 5 are cross-sectional views showing an example of a mold applied to the supply device according to the present invention.
6 is a flowchart showing a method of forming a slurry using the slurry supply device according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 한편, 상부, 하부, 정면 등과 같이 위치를 지적하는 용어들은 도면에 나타낸 것과 관련될 뿐이다. 실제로, 성형장치는 임의의 선택적인 방향으로 사용될 수 있으며, 실제 사용할 때 공간적인 방향은 성형장치의 방향 및 회전에 따라 변한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. On the other hand, terms indicating the location, such as upper, lower, front, etc., are only related to those shown in the drawings. Indeed, the molding apparatus can be used in any optional direction, and in actual use, the spatial direction varies depending on the direction and rotation of the molding apparatus.
본 발명의 실시예는 자유낙하 방식으로 슬러리를 몰드에 투입하고 상온경화 및 열수경화를 함으로써, 간단한 공정으로 성형품을 제작하고, 소결을 위한 후가공이 별도로 요구되지 않으며, 성형품질 및 성형속도를 높이면서 봉, 부싱, 파이프, 세라믹 빔과 같이 긴 장축을 가진 성형품을 제조하는 슬러리 공급장치 및 성형방법을 제시한다. 이를 위해, 자유낙하 방식으로 슬러리를 몰드에 공급하는 장치에 대하여 구체적으로 알아보고, 몰드에 투입된 슬러리를 경화한 후에 성형품을 완성하는 과정을 상세하게 설명하기로 한다. In the embodiment of the present invention, a slurry is introduced into a mold in a free-falling manner, and curing is performed at room temperature and hydrothermal to produce a molded product in a simple process, and post-processing for sintering is not required separately, while increasing the molding quality and molding speed. We present a slurry supply device and a molding method for manufacturing molded products with long long axes such as rods, bushings, pipes, and ceramic beams. To this end, the apparatus for supplying the slurry to the mold in a free-falling manner will be described in detail, and the process of completing the molded article after curing the slurry injected into the mold will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 슬러리 공급장치를 개략적으로 나타내는 도면이다. 다만, 엄밀한 의미의 도면을 표현한 것이 아니며, 설명의 편의를 위하여 도면에 나타나지 않은 구성요소가 있을 수 있다. 여기서, 공급이란 슬러리가 몰드(M)에 주입되는 것을 말한다. 1 is a view schematically showing a slurry supply apparatus according to an embodiment of the present invention. However, the drawings are not expressed in a strict sense, and for convenience of description, there may be components not shown in the drawings. Here, the supply means that the slurry is injected into the mold (M).
도 1에 의하면, 본 발명의 공급장치는 지면에 대하여 수직하게 세워진 지지판(20)을 중심으로 일측은 슬러리를 몰드(M)에 주입하는 슬러리 주입부(A) 및 타측은 주입부(A)에 공급하는 상기 슬러리를 공급하는 슬러리 공급부(B)로 구분된다. 슬러리 주입부(A)는 주입부 지지대(10) 상에 위치하며, 지지대(10)에 의해 지지된다. 지지판(20)에는 슬러리를 몰드(M)에 주입하기 위하여, 상기 슬러리를 임시로 저장하는 슬러리 주입조(30)가 부착되어 있다. 주입조(30)에는 슬러리를 몰드(M)에 주입하는 유로를 제공하는 주입관(31)이 연결되어 있다. 주입관(31)은 유연성이 있어서, 가압하면 형상이 변화하는 플라스틱으로 이루어진다. 주입관(31)은 슬러리의 단위시간 당 주입량을 조절할 수 있는 주입밸브(32)가 설치되어 있다. 즉, 주입밸브(32)를 최대로 열면 단위시간 당 최대량의 슬러리가 몰드(M)에 주입된다.According to FIG. 1, the supply device of the present invention is provided with a slurry injection part (A) for injecting slurry into a mold (M) and a injection part (A) for the other side with a support plate (20) standing vertically against the ground. It is divided into a slurry supply part (B) for supplying the supplied slurry. The slurry injection part (A) is located on the injection part support (10), and is supported by the support (10). In order to inject the slurry into the mold M, a
몰드(M)는 지지판(20)에 부착된 경사부(21)에 탑재되는 것이 좋다. 경사부(21)의 하단에는 스토퍼(22)가 있어서, 몰드(M)가 경사부(21)를 이탈하지 않도록 한다. 몰드(M)를 경사부(21)에 경사지게 탑재함으로써, 몰드(M)에 슬러리가 원활하게 주입된다. 왜냐하면, 상기 슬러리는 경사진 몰드(M)의 내부로 흘러들어가기 때문이다. 필요에 따라, 경사부(21)의 하부 및 주입부 지지대(10) 사이에는 중량계(23)가 배치되어, 중량에 의해 몰드(M)에 주입된 상기 슬러리의 양을 측정할 수 있다. 이를 위해, 경사부(21)는 지지판(20)에 완전하게 고착되어 움직일 수 없는 것이 아니라, 몰드(M)에 주입된 슬러리의 중량을 측정할 수 있는 정도의 움직임을 갖도록 부착된다. The mold M is preferably mounted on the
지지판(20)에는 지면에 대하여 수평하게 고정된 선반(24)이 장착되어 있다. 선반(24)에는 주입관(31)을 가압하여 슬러리의 주입을 차단하는 차단부(40)가 배치된다. 차단부(40)는 차단부 몸체(41), 이동부(42) 및 돌출부(43)를 포함하여 구성된다. 차단부(40)의 역할에 대해서는 이하에서 상세하게 설명하기로 한다.The
슬러리 공급부(B)는 슬러리 저장조(50) 및 슬러리 디스펜서(52)를 포함한다. 슬러리 저장조(50) 및 슬러리 디스펜서(52)는 제1 공급관(51)에 연결되어 있고, 슬러리 디스펜서(52) 및 슬러리 주입조(30)는 제2 공급관(53)에 연결된다. 제2 공급관(53)은 지지판(20)을 관통하여 슬러리 주입조(30)에 연통된다. 한편, 슬러리 디스펜서(52)에는 상기 슬러리의 유량을 파악할 수 있는 유량계가 설치될 수 있다. 슬러리 공급부(B)로부터 공급받은 슬러리는 슬러리 주입조(30)에 임시로 저장되어, 주입밸브(32)를 개방하면 상기 슬러리는 몰드(M)에 자유낙하에 의해 주입된다.The slurry supply part B includes a
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 공급장치에서 슬러리의 공급이 차단되는 과정을 개략적으로 나타내는 도면이다. 이때, 슬러리 공급장치는 도 1을 참조하기로 한다.2 is a view schematically showing a process in which the supply of slurry is blocked in the supply device according to the embodiment of the present invention. At this time, the slurry supply device will be referred to FIG. 1.
도 2에 의하면, 차단부(40)는 차단부 몸체(41), 이동부(42) 및 돌출부(43)에 이동축(44)이 포함되어 있다. 이동축(44)은 차단부 몸체(41) 및 이동부(42)와 연결되어 있다. 이동축(44)의 움직임은 다양한 방식으로 가능하며, 예컨대 공기압 방식으로 진행할 수 있다. 구체적으로, 이동축(44)에 의해 이동부(42)를 주입관(31) 방향으로 움직이면, 이동부(42)에 부착된 돌출부(43)는 주입관(31)을 가압하여 주입관(31)의 형태를 변형시킨다. 구체적으로, 돌출부(43)가 주입관(31)을 가압하면, 주입관(31)은 눌린 상태(C)가 되어 상기 슬러리의 이동이 차단된다. 이렇게 되면, 상기 슬러리가 몰드(M) 쪽으로 자유낙하되는 유로가 차단된다.According to FIG. 2, the blocking
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 공급장치에서 차단부를 설명하기 위한 사시도이다. 이때, 슬러리 공급장치는 도 1을 참조하기로 한다.Figure 3 is a perspective view for explaining the blocking portion in the supply device according to an embodiment of the present invention. At this time, the slurry supply device will be referred to FIG. 1.
도 3에 의하면, 차단부(40)는 선반(24) 상에 놓이며, 차단부 몸체(41), 이동부(42), 돌출부(43) 및 이동축(44)을 포함하여 이루어진다. 차단부(40)는 복수개의 주입관(31)을 동시에 차단할 수 있다. 이에 따라, 복수개의 주입관(31)을 차단하면, 하부에 연결된 복수개의 몰드(M)에 슬러리가 주입되지 않도록 한다. 차단부(40)에 의한 슬러리의 차단이 해제되면, 하부에 연결된 복수개의 몰드(M)에 슬러리를 동시에 주입할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 공급장치는 복수개의 몰드(M)를 통하여 복수개의 성형품을 제조할 수 있도록 한다. According to FIG. 3, the blocking
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 의한 공급장치에 적용되는 몰드(M)를 사례적으로 제시한 단면도들이다. 이때, 몰드(M)에 관한 상세한 설명은 도 1을 참조하기로 한다.4 and 5 are cross-sectional views showing an example mold (M) applied to the supply device according to an embodiment of the present invention. At this time, a detailed description of the mold M will be made with reference to FIG. 1.
도 4 및 도 5를 참조하면, 몰드(M)의 사례 중의 하나(도 4)는 몰드(M1)의 중공(60a)에 봉(rod) 형태의 성형품을 위하여 슬러리(S1)를 채우도록 형틀(60)을 구비한다. 몰드(M1)의 일측에는 덮개(61)를 끼워 슬러리(S1)가 빠져나가지 않도록 폐쇄할 수 있다. 몰드(M)의 사례 중의 다른 하나(도 5)는 중공(62a)에 부싱(bushing), 파이프(pipe) 형태의 성형품을 위하여 슬러리(S2)를 채우도록 형틀(62)을 구비한다. 몰드(M2)의 일측에는 덮개(61)를 끼워 슬러리(S2)가 빠져나가지 않도록 폐쇄할 수 있다. 부싱(bushing)은 상기 봉이 삽입되는 구조물을 말한다. 몰드(M1)은 봉 형태, 몰드(M2)는 부싱, 파이프와 같이 중공이 있는 형태를 제작할 수 있다. 예컨대 미세전자소자를 생산하기 위한 노광기용 가이드, 에어 슬라이드 빔(beam), 계측기의 측정용 빔(beam) 등과 같이 정밀한 세라믹 성형품에 적용할 수 있다. 이와 같이, 봉, 부싱, 파이프 등을 긴 장축을 가진 성형품이라고 할 수 있다. Referring to Figures 4 and 5, one of the examples of the mold (M) (Figure 4) is a mold (M1) hollow (60a) of the rod (rod) for the molded article to fill the mold (S1) to form a mold ( 60). On one side of the mold M1, a
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 슬러리 공급장치를 이용하여 슬러리를 성형하는 방법을 나타내는 흐름도이다. 이때, 슬러리 공급장치는 앞에서 설명하였으므로, 이를 참조하기로 한다.6 is a flowchart illustrating a method of forming a slurry using a slurry supply device according to an embodiment of the present invention. At this time, since the slurry supply device was described above, this will be referred to.
도 6에 의하면, 본 발명의 슬러리 성형방법은 먼저, 성형 분말 및 상온경화 바인더를 포함하는 슬러리를 제조하여 슬러리 저장조(50)에 저장한다(S10). 상기 슬러리는 성형 분말과 상온에서 경화되는 바인더가 포함되어 혼합된 것이다. 상기 성형 분말은 세라믹 분말 또는 금속 분말 또는 그들의 혼합물을 포함한다. 상기 성형 분말은 볼밀(ball mill) 등을 통하여 제작된다. 상온에서 경화되는 바인더는 가열하지 않아도 경화하는 접착제로써, 통상적으로 20~30℃의 상온에서 경화된다. 일반적으로, 상기 바인더는 상온에서 작업할 수 있기 때문에 경화촉진제를 가하여 상온경화 접착제로서 사용되고 있다.According to Figure 6, the slurry forming method of the present invention, first, to prepare a slurry containing a molding powder and a room temperature curing binder is stored in the slurry storage tank 50 (S10). The slurry is a mixture of a molding powder and a binder that is cured at room temperature. The molding powder includes ceramic powder or metal powder or mixtures thereof. The molding powder is produced through a ball mill or the like. The binder cured at room temperature is an adhesive that cures without heating, and is usually cured at room temperature of 20 to 30 ° C. In general, since the binder can work at room temperature, it is used as a room temperature curing adhesive by adding a curing accelerator.
상온경화 바인더는 예를 들어, 페놀과 포름알데히드의 알칼리 촉매에 의한 축합물에 산성 경화촉진제를 첨가하여 사용되는 페놀 수지가 있다. 구체적으로, 페놀과 포름알데히드를 알칼리 촉매(보통 수산화나트륨)를 사용하여 가열 축합시켜 레졸형의 수지를 만들고 에탄올로 묽게 하여 액상의 수지이다. 사용할 때에는 산성 경화촉진제를 첨가하면 상온에서 하루 이내에 경화된다. 경화촉진제로 주로 방향족 술폰산이 사용되며 그 외에 인산, 염산, 황산 등의 무기산도 사용된다. 페놀 수지는 유기재료로서 뛰어난 내열성과 내연소성을 갖고 있어 각국의 소화기준을 만족한다. 또한 페놀 수지는 설령 탄다고 해도 연기나 유해가스의 발생이 적기 때문에 화염에 안전한 유일한 플라스틱이다. 페놀 수지는 고온에 두어도 연화해서 강도가 저하되는 일이 없고, 고온에 장기간 노출시켜도 눈에 띄게 높은 잔류 탄소화율을 보이기 때문에 다른 플라스틱에 비해 강도열화가 적다.The room temperature curing binder is, for example, a phenol resin used by adding an acidic curing accelerator to a condensation product of an alkali catalyst of phenol and formaldehyde. Specifically, phenol and formaldehyde are heat-condensed using an alkali catalyst (usually sodium hydroxide) to make a resin of a resol type and diluted with ethanol to form a liquid resin. When used, if an acid curing accelerator is added, it cures within a day at room temperature. Aromatic sulfonic acid is mainly used as a curing accelerator, and inorganic acids such as phosphoric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid are also used. Phenolic resin is an organic material and has excellent heat resistance and combustion resistance, so it satisfies the fire extinguishing standards of each country. In addition, phenolic resin is the only plastic that is safe from flames because it generates less smoke and noxious gases, even if burnt. The phenolic resin softens even when placed at high temperatures, and does not deteriorate in strength, and exhibits a remarkably high residual carbonation rate even after prolonged exposure to high temperatures, resulting in less strength degradation than other plastics.
상온경화 바인더의 다른 예는 불포화 폴리에스테르수지 및 비닐에스테르 수지의 경화제가 있다. 상기 경화제는 통상적으로 메틸 에틸 케톤퍼옥사이드(MEKP)이나 아세틸아세톤퍼옥사이드(AAP) 등의 케톤퍼옥사이드류 또는 쿠멘히드로퍼옥시드(CHP) 등의 하이드로퍼옥사이드류와 나프텐산 코발트 등의 금속 비누에 의한 레독스계나 벤조일 퍼옥사이드(BPO)과 N,N-디메틸아닐린 등의 방향족 3급 아민류를 병용한다. 또한, 고무계 상온 경화성 접착제로서 클로로프렌 고무와 점착 부여 수지를 주제(용제 용액)로 하는 2액형 고무계 상온 경화성 접착제가 있고, 이것에는 이소시아네이트계 경화제(폴리이소시아네이트 화합물 또는 그 알코올 아닥트체)가 이용되고 있다. Other examples of the room temperature curing binder include curing agents of unsaturated polyester resins and vinyl ester resins. The curing agent is typically a metal soap such as ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide (MEKP) or acetylacetone peroxide (AAP) or hydroperoxides such as cumene hydroperoxide (CHP) and cobalt naphthenate. Redox-based benzoyl peroxide (BPO) and aromatic tertiary amines such as N, N-dimethylaniline are used in combination. In addition, as a rubber-based room temperature curable adhesive, there is a two-component rubber-based room temperature curable adhesive composed of a chloroprene rubber and a tackifying resin as the main material (solvent solution), and an isocyanate-based curing agent (polyisocyanate compound or alcohol adduct thereof) is used. .
이어서, 슬러리 저장조(50)에 저장된 슬러리를 슬러리 주입조(30)에 공급한다(S12). 슬러리 주입조(30)에 슬러리를 공급은 슬러리 디스펜서(52)가 담당한다. 그후, 상기 슬러리를 몰드(M)에 주입한다(S14). 여기서, 몰드(M)는 봉(rod), 부싱(bushing), 파이프(pipe) 등의 제작하기 위한 것이다. 이때, 몰드(M)의 내면에는 접촉각을 늘려서 소수성을 갖게 하는 소수성 코팅층을 포함할 수 있다. 상기 소수성 코팅층은 상기 슬러리 내의 상온경화 바인더와 몰드가 달라붙는 현상을 방지한다. 상기 소수성 코팅층은 통상적으로 습식 또는 건식방법으로 불소계 수지 또는 실리콘계 수지를 코팅하고, 특히 건식 증착방법으로, 실리카로 이루어진 증착층 및 상기 증착층 상에 불소계 수지 또는 실리콘계 수지가 코팅하여 형성한다. Subsequently, the slurry stored in the
다음에, 몰드(M)에 주입된 슬러리를 상온경화시켜 성형체를 형성한다(S16). 상온경화는 몰드(M)를 공기가 차단된 분위기에서 일정한 시간동안 방치하는 것이다. 몰드(M) 외부의 공기를 차단하기 위해, 몰드(M)의 입구를 밀봉한다. 왜냐하면, 상온경화 바인더가 공기와 접촉하면 경화되는 과정에서 크랙이 발생하기 때문이다. 앞에서 설명한 바와 같이, 상온에서 경화되는 바인더는 가열하지 않아도 경화하는 접착제로써, 통상적으로 20~30℃의 상온에서 경화된다. 일반적으로, 상기 바인더는 상온에서 작업할 수 있기 때문에 경화촉진제를 가하여 상온경화 접착제로서 사용되고 있다. Next, the slurry injected into the mold M is cured at room temperature to form a molded body (S16). Room temperature curing is to leave the mold (M) for a certain period of time in an atmosphere where air is blocked. In order to block the air outside the mold M, the inlet of the mold M is sealed. This is because cracks are generated in the process of curing when the room temperature curing binder contacts air. As described above, the binder cured at room temperature is an adhesive that cures without heating, and is usually cured at room temperature of 20 to 30 ° C. In general, since the binder can work at room temperature, it is used as a room temperature curing adhesive by adding a curing accelerator.
상온경화는 추후에 열수경화를 할 때, 상온경화 바인더의 가교결합에 의하여 급격한 수축을 방지하기 위함이다. 즉, 상온경화는 열수경화를 위한 사전처리와 같은 역할을 한다. 실질적으로 열수경화를 거친 성형체의 수축율은 2% 이하이다. 본 발명의 실시예에 의한 상온경화는 약 0.5% 정도의 수축율로 경화되도록 조절된다. 상온경화 시간은 2~24시간이 바람직하며, 상온경화 시간은 슬러리를 이루는 성형 분말, 상온경화 바인더, 경화촉진제, 성형체의 크기, 성형체의 형상, 수축율 등에 따라서 달라질 수 있다.The room temperature curing is to prevent rapid contraction by crosslinking of the room temperature curing binder when hydrothermal curing is performed later. In other words, room temperature curing serves as a pretreatment for hydrothermal curing. The shrinkage rate of the molded body that has undergone hydrothermal curing is substantially 2% or less. Room temperature curing according to an embodiment of the present invention is adjusted to cure at a shrinkage of about 0.5%. The room temperature curing time is preferably 2 to 24 hours, and the room temperature curing time may vary depending on the molding powder forming the slurry, the room temperature curing binder, the curing accelerator, the size of the molded body, the shape of the molded body, and the shrinkage rate.
이어서, 상온경화된 성형체를 열수조에 투입한다(S18). 상기 열수조는 50~90℃의 온도를 가지는 열수(hot-water)가 담긴 수조로써, 적어도 하나 이상의 상기 성형체가 충분히 담길 정도의 크기를 가진다. 상기 열수조의 온도는 상기 상온경화된 성형체에 수분을 전달하는 정도의 증기압을 가지면 충분하다. 상기 열수조는 직육면체, 원통 등과 같이 다양한 형상을 가질 수 있으며, 상기 성형체가 담긴 후에는 외부와 차단하는 상부덮개를 구비하는 것이 좋다. 이때, 상기 열수조에는 상기 성형체의 넓은 면이 열수조의 바닥에 밀착되지 않도록 하는 별도의 구조물이 설치될 수 있다. Subsequently, the molded body at room temperature is introduced into a hot water tank (S18). The hot water tank is a water tank containing hot-water having a temperature of 50 to 90 ° C, and has a size sufficient to sufficiently contain at least one of the molded bodies. It is sufficient if the temperature of the hot water tank has a vapor pressure sufficient to transfer moisture to the room-temperature-cured molded body. The hot water tank may have various shapes such as a rectangular parallelepiped, a cylinder, and the like, and after the molded body is contained, it is preferable to provide an upper cover to block the exterior. At this time, a separate structure may be installed in the hot water tank so that the wide surface of the molded body does not adhere to the bottom of the hot water tank.
그후, 상기 성형체를 상기 열수조에서 열수경화시킨다(S20). 상기 열수경화는 상기 열수조에 담긴 성형체를 가열 및 정수압(hydrostatic pressure)을 가하여 성형한다. 상기 정수압은 정지해 있는 물이 채워진 열수조 속에서는 상대적인 마찰운동이 없기 때문에 마찰력이 작용하지 않는 상태이며, 내부에 담지된 성형체의 어떤 면에도 마찰력이 작용하지 않는다. 또한, 성형체의 표면을 제외하고는 인장력에 저항하지 않기 때문에 정지해 있는 물의 내부에 작용하는 힘은 압력뿐이다. 상기 정수압에 의해, 상온경화된 성형체에는 모든 방향으로 균일한 압력이 작용하여, 보다 정밀한 성형품을 얻을 수 있다.Thereafter, the molded body is hydrolyzed in the hot water tank (S20). The hydrothermal curing is performed by heating and molding the molded body contained in the hot water tank by applying hydrostatic pressure. In the hydrostatic pressure, there is no relative frictional motion in the hot water tank filled with stationary water, so that the frictional force does not act, and the frictional force does not act on any surface of the molded body supported therein. In addition, since it does not resist the tensile force except the surface of the molded body, only the force acting inside the stationary water is pressure. By the hydrostatic pressure, a uniform pressure is applied to the molded body at room temperature in all directions to obtain a more precise molded article.
또한, 상기 열수는 50~90℃의 온도를 가지므로, 상온경화에서 완전하게 경화되지 않은 부분이 빠르게 경화된다. 성형품의 부피가 크거나 형상이 복잡하면, 상온에서의 상온경화가 완료되는 시간이 매우 길어질 수 있다. 그런데, 열수경화를 실시하면, 열수의 수분이 성형체에 전달되므로, 상온경화가 완료되지 않은 부분을 상온경화보다도 빠른 속도로 경화시킬 수 있다. 또한, 열수조는 정수압이 작용하므로, 열수경화가 일어나는 과정에서 발생할 수 있는 성형품의 크랙(crack)을 방지할 수 있다. 열수경화된 성형체를 건조하면, 성형품이 완성된다(S22).In addition, since the hot water has a temperature of 50 to 90 ° C, a portion that is not completely cured at room temperature curing is rapidly cured. If the volume of the molded article is large or the shape is complicated, the time at which room temperature curing at room temperature is completed may be very long. By the way, when the hydrothermal curing is performed, the moisture of the hot water is transferred to the molded body, so that the portion at which room temperature curing is not completed can be cured at a faster rate than room temperature curing. In addition, since the hydrothermal pressure is applied to the hot water tank, it is possible to prevent cracking of a molded product that may occur in the course of hydrothermal curing. When the hydrothermal molded body is dried, the molded article is completed (S22).
경화바인더가 가교결합을 할 때, 발열이 일어나 상기 성형체 온도가 30℃ 이상이 된다. 이러한 온도에서 상기 성형체가 공기 중에 노출되면 성형체 내부 및 표면에서 수분의 불균일이 발생한다. 즉, 상기 표면은 급격히 건조되고 내부는 수분이 존재하여 성형체에서의 수분 분포가 불균일하게 된다. 이러한 현상은 성형체의 표피 크랙을 유발한다. 상기 열수경화는 이러한 표피 크랙을 방지하기 위한 것이다. 구체적으로, 상기 성형체의 내부 및 외부의 수분을 일정하게 하면서, 경화바인더의 가교결합을 빠르게 하고, 성형체의 크랙을 방지한다. 열수경화 시간은 2~24시간이 바람직하며, 열수경화 시간은 슬러리를 이루는 성형 분말, 상온경화 바인더, 경화촉진제, 성형체의 크기, 성형체의 형상, 수축율 등에 따라서 달라질 수 있다. When the curing binder cross-links, heat is generated and the molded body temperature becomes 30 ° C or higher. When the molded body is exposed to air at such a temperature, moisture non-uniformity occurs inside and on the molded body. That is, the surface is rapidly dried and moisture is present inside, resulting in non-uniform moisture distribution in the molded body. This phenomenon causes cracking of the epidermis of the molded body. The hydrothermal curing is intended to prevent such cracking of the epidermis. Specifically, while maintaining constant moisture inside and outside the molded body, crosslinking of the curing binder is accelerated and cracks of the molded body are prevented. The hydrothermal curing time is preferably 2 to 24 hours, and the hydrothermal curing time may vary depending on the molding powder forming the slurry, the room temperature curing binder, the curing accelerator, the size of the molded body, the shape of the molded body, and the shrinkage rate.
만일, 열수경화를 거치지 않고 상온경화하여 경화바인더를 완전히 가교결합을 시키려면, 열수경화보다 훨씬 긴 시간, 예컨대 수일의 시간이 필요하다. 이에 따라, 본 발명의 실시예는 경화시간을 줄여 생산성을 높이기 위하여, 상온경화 후에 열수경화를 거치는 것이다.If the curing binder is to be completely crosslinked by curing at room temperature without undergoing hydrothermal curing, a much longer period of time than hydrothermal curing, such as several days, is required. Accordingly, in an embodiment of the present invention, in order to increase the productivity by reducing the curing time, it is subjected to hydrothermal curing after room temperature curing.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. Above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical spirit of the present invention. It is possible.
10; 주입부 지지대 20; 지지판
21; 경사부 22; 스토퍼
23; 중량계 24; 선반
30; 슬러리 주입조 31; 주입관
32; 주입밸브 40; 차단부
41; 차단부 몸체 42; 이동부
43; 돌출부 44; 이동축
50; 슬러리 저장조 52; 슬러리 디스펜서10;
21;
23;
30;
32;
41;
43;
50;
Claims (12)
상기 슬러리 주입부는,
상기 슬러리를 임시로 저장하는 슬러리 주입조;
상기 슬러리 주입조에 연결되며, 상기 몰드에 상기 슬러리를 주입하는 유로를 제공하는 복수개의 주입관;
지면에 대하여 수평하게 상기 지지판에 고정된 선반; 및
상기 슬러리가 자유낙하하여 상기 몰드로 주입되지 않도록 상기 선반에 배치되는 복수개의 주입관을 가압하여 동시에 차단하는 차단부를 포함하는 슬러리 공급장치.One side of the support plate is divided into a slurry injection part for injecting the slurry into the mold and the other side is a slurry supply part for supplying the slurry to the slurry injection part,
The slurry injection unit,
A slurry injection tank for temporarily storing the slurry;
A plurality of injection pipes connected to the slurry injection tank and providing a flow path for injecting the slurry into the mold;
A shelf fixed to the support plate horizontally with respect to the ground; And
Slurry supply device including a blocking unit for simultaneously pressing and blocking a plurality of injection pipes disposed on the shelf so that the slurry is not freely dropped and injected into the mold.
상기 슬러리 저장조에 저장된 상기 슬러리를 슬러리 주입조에 공급하는 단계;
상기 슬러리 주입조의 슬러리를 복수개의 주입관을 통하여 몰드에 주입하는 단계;
상기 몰드에 주입된 상기 슬러리를 상온경화하여 성형체를 형성하는 단계;
차단부에 의해 상기 복수개의 주입관을 가압하여 상기 슬러리가 자유낙하하여 상기 몰드로 주입되지 않도록 상기 복수개의 주입관을 동시에 차단시키는 단계;
상기 상온경화된 성형체를 열수조에 투입하여, 열수경화를 시키는 단계; 및
상기 열수경화된 성형체를 건조하여 성형품을 완성시키는 단계를 포함하는 슬러리 성형방법.Preparing a slurry including a molding powder and a room temperature curing binder and storing it in a slurry storage tank;
Supplying the slurry stored in the slurry storage tank to a slurry injection tank;
Injecting a slurry of the slurry injection tank into a mold through a plurality of injection pipes;
Forming a molded body by curing the slurry injected into the mold at room temperature;
Pressing the plurality of injection pipes by a blocking unit to simultaneously block the plurality of injection pipes so that the slurry does not freely fall and be injected into the mold;
Putting the room temperature-cured molded body into a hot water tank to perform hot water curing; And
Slurry forming method comprising the step of completing the molded article by drying the thermosetting body.
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| KR20200009576A (en) | 2020-01-30 |
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