KR102330644B1 - 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치에 관한 것으로서, 동일 수직선상에서 일정 간극을 이격하여 상하로 구비되는 상부롤러와 하부롤러로 이루어지는 압출롤러와; 각각의 상기 압출롤러의 일측에서 스팀 또는 냉각수가 선택적으로 공급되도록 구비되는 유체 공급관; 상기 유체 공급관에 일단이 연결되면서 상기 상부롤러와 하부롤러의 중앙을 각각 관통하여 길이 방향으로 구비되도록 하고, 상기 상부롤러와 하부롤러의 회전축과 베어링 결합에 의해 축지지되며, 상기 압출롤러들 내부에 위치하는 외주면에는 방사상으로 복수의 노즐이 형성되도록 하여 스팀 또는 냉각수가 방사상으로 분사되도록 하는 분사관; 상기 압출롤러들이 일정 온도를 유지하도록 상기 유체 공급관으로의 스팀 또는 냉각수의 공급을 단속 제어하도록 하는 컨트롤러로 이루어지게 함으로써 압출롤러의 온도 제어를 신속하고 정확하게 수행되도록 하여 공정 수행 효율 및 시트 제조 수율이 향상되도록 하는 특징이 있다.

Description

발포매트 제조용 압착시트의 성형장치{Forming apparatus of compressing seat for manufacturing forming mat}

본 발명은 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발포용 매트를 제조하기 위한 박막의 압착시트를 성형하면서 원하는 두께와 점도를 형성할 수 있도록 하기 위하여 시트를 압착시키게 되는 상하부의 압착롤러를 스팀과 냉각수에 의해서 온도가 조절되도록 하는 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로 체육관, 헬스장, 검도장, 유도장, 유치원 등의 바닥에는 바닥에 닿는 충격을 최소화하여 해당 시설을 안전하게 이용하고 신체의 부상을 방지할 수 있도록 탄성 재질의 발포매트(시트)를 깔게 된다.

이러한, 발포매트는 특히 운동시설에 설치하는 경우 매트의 탄성에 의해 일정한 반발력을 갖게 되므로 부상의 우려 또는 위험도를 크게 줄이게 되고, 이로 인해 관절이나 근육 등에 무리를 가하지 않으면서 최대의 운동효과를 발휘할 수 있게 된다.

이와 같은, 발포매트는 통상 수지나 고무 또는 혼합된 주원료에 발포제, 조제, 촉진제, 충전제 등을 포함한 다양한 첨가제를 혼합하고 이를 압착시켜 소정의 두께를 갖는 매트가 제조되도록 하고 있다.

발포매트를 제조하기 위해서는 다수의 발포시트지를 적층한 후 가압하여 발포되도록 하는 것이며, 이와 같은 발포시트지는 통상 일정 점도로 반죽한 원료가 상하로 구비되는 압착롤러를 통과하면서 압착되도록 하여 일정한 두께가 되도록 하고 있다.

반죽한 원료는 공정을 수행하면서 점도가 변하게 되고, 일정 두께의 발포시트가 압출되도록 하기 위해서는 점도의 유지를 위하여 압착 시 일정 온도의 유지가 반드시 필요하다.

발포시트를 성형하기 위하여 동일 수직선상에서 상하로 구비되는 한 쌍의 압착롤러를 반죽 원료가 통과되도록 하고, 이미 일정한 두께로 압착된 시트는 재차 압착되게 하여 원하는 두께로서 성형이 이루어지도록 해야만 한다.

이와 같은 압착시트의 성형을 위하여 별도의 가소재가 첨가되기도 하지만 압착롤러를 통과하는 시트가 일정 점도를 유지할 수 있도록 하기 위하여 압착롤러에는 일정 온도로 가열할 수 있도록 하는 히팅수단이 구비되도록 하고 있다.

압착롤러에 적용되는 히팅수단으로는 통상적으로 외부로부터 인가되는 전원에 의해 각 압착롤러의 내부에서 히터가 가열되도록 하여 압착롤러가 가열되도록 하는 구조로서 적용되도록 하고 있다.

다만, 일부에서는 가열 유체인 물을 외부에서 가열되게 하여 압착롤러의 내부를 순환하도록 하는 구성을 적용하기도 하지만 이와 같은 가열 구조는 대단히 복잡한 내부 구성을 갖는 압착롤러를 구비하여야만 하므로 실질적으로 사용은 곤란한 어려움이 있다.

하지만 전기 히터를 이용하는 압착롤러의 경우 온도의 과열을 방지하기 위하여 특정한 가소제를 사용하여야 하는데 이러한 가소제는 첨가 시 원료의 성질에 미치는 영향을 고려해야만 할 뿐만 아니라 가열 온도의 조절이 쉽지 않은 문제점이 있다.

특허등록 제1446093호(2014.09.24)

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 일정 간극을 이격하여 상하로 구비되는 압착롤러에 각각 스팀과 냉각수가 선택적으로 공급될 수 있도록 함으로써 압착롤러의 온도 조절이 보다 쉽고 정확하게 제어될 수 있도록 하는 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치를 제공하는데 주된 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스팀과 냉각수에 의한 온도 조절에 의해 과열이 방지되게 함으로써 과열방지를 위해 첨가되는 가소재의 첨가량을 최소화하여 친환경적이면서도 필요로 하는 경도와 경량화를 이룰 수 있도록 하는 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치는, 동일 수직선상에서 일정 간극을 이격하여 상하로 구비되는 상부롤러와 하부롤러로 이루어지는 압출롤러와; 각각의 상기 압출롤러의 일측에서 스팀 또는 냉각수가 선택적으로 공급되도록 구비되는 유체 공급관; 상기 유체 공급관에 일단이 연결되면서 상기 상부롤러와 하부롤러의 중앙을 각각 관통하여 길이 방향으로 구비되도록 하고, 상기 상부롤러와 하부롤러의 회전축과 베어링 결합에 의해 축지지되며, 상기 압출롤러들 내부에 위치하는 외주면에는 방사상으로 복수의 노즐이 형성되도록 하여 스팀 또는 냉각수가 방사상으로 분사되도록 하는 분사관; 상기 압출롤러들이 일정 온도를 유지하도록 상기 유체 공급관으로의 스팀 또는 냉각수의 공급을 단속 제어하도록 하는 컨트롤러로 이루어지는 구성이다.

상기 압출롤러의 상부롤러와 하부롤러에는 각각 하부면의 일측으로 냉각수가 배출되는 배출구가 형성되도록 한다.

상기 압출롤러의 상부롤러와 하부롤러는 일정 간극을 이격하여 상호 반대방향으로 회전하도록 한다.

상기 유체 공급관은 스팀을 공급하는 스팀 공급관과 냉각수를 공급하는 냉각수 공급관으로 이루어지고, 상기 스팀 공급관과 상기 냉각수 공급관은 상기 상부롤러와 하부롤러의 외측에서 각각 하나의 분사관에 연결되도록 한다.

상기 스팀 공급관과 상기 냉각수 공급관은 컨트롤러의 제어에 의해 스팀 또는 냉각수의 공급을 선택적으로 단속하도록 한다.

상기한 구성에 따른 본 발명의 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치는 일정 간극을 이격하여 상부와 하부에 구비되는 상부롤러와 하부롤러에는 각각 선택적으로 스팀 또는 냉각수가 공급되게 함으로써 각 롤러들의 온도를 보다 신속하고 정확하게 제어할 수 있도록 하여 필요로 하는 점도와 두께를 갖는 압착시트가 압출될 수 있도록 한다.

또한 본 발명은 압출롤러의 과열 방지를 위해 첨가하는 가소제의 사용을 최소화할 수 있도록 함으로써 보다 친환경적인 제품 생산이 가능하도록 하는 동시에 보다 소프트한 경량의 제품 제조를 가능하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치를 개략적으로 예시한 정면도
도 2는 본 발명에 따른 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치에서 롤러의 내부 구조를 예시한 평단면도
도 3은 본 발명에 따른 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치에서 압출롤러의 수직 단면도
도 4는 본 발명에 따른 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치에 의한 압출롤러를 이용하여 시트를 성형하는 과정을 예시한 개략도
도 5는 발명에 따른 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치에 의한 압출롤러를 이용하여 시트를 성형하는 과정을 예시한 개략도

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

또한 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니기 때문에 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 실시예의 설명 중 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하며, 경우에 따라 동일한 참조부호에 대한 설명은 생략하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치를 개략적으로 예시한 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치에서 롤러의 내부 구조를 예시한 평단면도이다.

예시한 바와 같이 본 발명의 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치는 크게 압출롤러(10)와 유체 공급관(20)과 분사관(30)과 컨트롤러(40)로 이루어지는 구성이다.

본 발명의 압출롤러(10)는 동일 수직선상에서 일정 간극을 이격하여 상호로 구비되는 상부롤러(11)와 하부롤러(12)로 이루어지는 구성이다.

이들 상부롤러(11)와 하부롤러(12)는 내부가 빈 통형으로 이루어지고, 이들 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 각각은 양단부 중 일단부는 벨트 또는 기어 연결에 의해 회전축(13)으로 연결하여 상부롤러(11)와 하부롤러(12)가 상호 반대방향으로 회전하도록 한다.

다시 말해 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 양단부에는 각각 회전축(13)이 축고정되도록 하고, 이들 회전축(13)은 양측에서 각각 지지대(14)에 베어링 결합에 의해 회전 가능하게 축지지되도록 한다.

지지대(14)에 축지지되는 양측의 회전축(13)들 중 일측의 회전축(13)에는 각각 스프로켓 또는 기어가 연결되도록 하고, 모터(미도시)의 구동축에 축고정된 스프로켓 또는 기어와 벨트 또는 기어 결합되도록 한다.

이러한 양측의 회전축(13)들 중 타측의 회전축(13)에는 유체 공급관(20)이 연결되도록 한다.

유체 공급관(20)은 스팀을 공급하는 스팀 공급관(21)과 냉각수를 공급하는 냉각수 공급관(22)으로 이루어지며, 이들 유체 공급관(20)은 압출롤러(10)의 상부롤러(11)와 하부롤러(12)에 각각 구비된다.

즉 스팀 공급관(21)과 냉각수 공급관(22)으로 이루어지는 유체 공급관(20)은 이들 스팀 공급관(21)과 냉각수 공급관(22)에 의해 스팀 또는 냉각수가 공급되도록 하며, 이렇게 선택적으로 공급되는 스팀 또는 냉각수는 하나의 관을 통해 상부롤러(11)와 하부롤러(12)에 연결된다.

한편, 상부롤러(11)와 하부롤러(12)에는 각각 분사관(30)이 구비되도록 하며, 분사관(30)은 회전축(13)을 통해 내부로 관통 삽입되어 회전하는 상부롤러(11)와 하부롤러(12)에 대해서 회전하지 않도록 고정 설치되는 구성이다.

즉, 분사관(30)은 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 각 일측에서 지지대(14)의 일측에 베어링 결합에 의해 회전 가능하게 축지지되는 회전축(13)을 관통하여 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 중심을 관통하도록 한다.

다만, 분사관(30)은 일단이 일측의 지지대(14)에 고정되고, 타단은 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 타단부에서 베어링 결합에 의해 축지지되도록 하는 구성이다.

따라서 양측의 지지대(14)에 회전축(13)이 베어링 결합에 의해 회전 가능하도록 축지지되는 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 내부에서 상대적으로 회전하지 않도록 일측의 지지대(14)에 일단이 고정 결합되고, 타단은 그와 대응되는 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 단부에서 베어링 결합에 의해 회전 가능하게 축지지되게 함으로써 상부롤러(11)와 하부롤러(12)가 회전하더라도 분사관(30)은 회전하지 않고 고정된 상태가 안정되게 유지되도록 한다.

한편, 분사관(30)의 단부에는 스팀 공급관(21)과 냉각수 공급관(22)이 동시에 만나도록 한다.

다만, 이러한 스팀 공급관(21)과 냉각수 공급관(22)은 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 분사관(30)에 각각 연결되도록 하여 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 온도 제어가 각각 이루어지게 할 수도 있다.

상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 내부에 각각 구비되는 분사관(30)에는 도 3에서와 같이 외주면을 따라 방사상으로 노즐(31)이 형성되도록 하여 각 노즐(31)을 통해서 스팀 또는 냉각수가 분사되게 함으로써 이들 분사되는 스팀 또는 냉각수에 의하여 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 온도가 조절될 수 있도록 한다.

분사관(30)의 외주면에 형성되는 노즐(31)은 외주면에서 일정 간격을 따라 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 내주면을 향해 분사되게 함으로써 상부롤러(11)와 하부롤러(12)가 과열되지 않도록 일정한 온도를 유지할 수 있도록 하는 것이다.

한편 본 발명의 컨트롤러(40)는 압출롤러(10)의 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 온도를 체크하여 유체 공급관(20)을 통해 공급되는 스팀 또는 냉각수의 공급을 단속 제어하도록 하는 구성이다.

즉, 유체 공급관(20)의 스팀 공급관(21)과 냉각수 공급관(22)은 스팀 또는 냉각수가 분사관(30)으로 선택적으로 공급되게 함으로써 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 온도를 일정 범위로서 유지되도록 하는 것이다.

따라서 컨트롤러(40)는 스팀 공급관(21)을 통해 가열된 스팀을 공급하여 압출롤러(10)를 통해 압출되는 반죽이 롤링에 의해 일정 점도를 유지하면서 일정 두께로 펼쳐지도록 하는 것이다.

상부롤러(11)와 하부롤러(12)가 지나치게 과열되려고 하면 스팀 공급을 차단하고, 냉각수 공급관(22)을 통하여 냉각수가 공급되게 함으로써 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 온도를 신속하게 냉각시켜 과열이 방지되도록 한다.

다만, 상부롤러(11)와 하부롤러(12)에는 각각 하부면의 일측으로 냉각수가 배출되는 배출구(15)가 형성되도록 한다.

상기의 구성에 따른 본 발명의 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치는 우선 유체 공급관(20)의 냉각수 공급관(22)측 냉각수 공급은 차단되도록 한 상태에서 스팀 공급관(21)을 통해 압출롤러(10)의 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 분사관(30)으로 가열된 스팀이 공급되도록 한다.

가열된 스팀에 의해 상부롤러(11)와 하부롤러(12)는 매우 빠르게 원하는 온도에 도달하게 되고, 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 간극 사이로 도 4에서와 같이 원료를 혼합하여 믹싱에 의해 만들어진 반죽(50)을 밀어넣어 롤링에 의해 일정 두께로 시트(60)가 성형되도록 한다.

스팀 공급에 의해 일정 온도로 가열된 상부롤러(11)와 하부롤러(12)의 사이를 통과하는 반죽(50)이 원하는 두께로 압착되게 하면서 반죽을 적합한 점도가 되도록 하는 동시에 압착시킨 이후에도 쉽게 경화되지 않도록 한다.

스팀열에 의해 가열되는 상부롤러(11)와 하부롤러(12)는 컨트롤러(40)에 의해 온도가 체크되도록 하여 체크되는 온도가 일정 범위를 넘어가게 되면 자동으로 스팀 공급은 차단되도록 하면서 냉각수가 공급되도록 하여 신속하게 냉각되게 함으로써 압출롤러(10)는 항상 일정 범위의 온도를 유지할 수 있도록 한다.

즉, 스팀과 냉각수를 이용한 압출롤러(10)의 온도 제어는 매우 빠르게 이루어지게 될 뿐만 아니라 온도를 안정적으로 유지할 수 있도록 한다.

또한, 도 5에서와 같이 압출롤러(10)의 상부롤러(11)와 하부롤러(12)간 간극이 점차 좁아지게 형성되게 함으로써 앞서 성형한 시트(60)의 두께를 더욱 얇게 성형할 수 있도록 한다.

이와 같이 발포매트를 제조하기 위한 과정에서 제작하게 되는 박판의 시트를 원하는 두께로 제작하기 위해서는 한번의 롤링에 의해서는 성형이 곤란하므로 상부롤러(11)와 하부롤러(12)간 간극이 점차 좁아지게 하는 롤링이 복수 회 반복해야만 하므로 원하는 두께와 경도를 갖는 시트 성형을 위해서는 압출롤러(10)의 온도 제어가 매우 중요하나 이러한 온도 제어를 스팀열과 냉각수에 의해 수행되게 함으로써 공정 수행 중에도 신속하고 정확한 제어가 가능하게 함으로써 시트 제조 수율을 대폭 향상시킬 수가 있게 된다

따라서 본 발명의 발포매트 제조를 위한 박판의 시트 성형을 위하여 구비되는 압출롤러(10)를 고온의 스팀 또는 냉각수의 선택적인 공급에 의해 온도 제어가 매우 신속하게 이루어지게 함으로써 압출롤러(10)의 과열에 따른 공정 수행 중단과 같은 사고를 방지하여 안정적인 공정 수행이 가능하도록 한다.

이같은 안정된 온도 제어에 의해서 원료가 타지 않도록 하기 위해 첨가하게 되는 환경에 유해한 가소제의 용량을 최소화할 수가 있게 되므로 보다 친환경적인 제조가 가능하도록 한다.

또한, 가소제의 용량을 최소화함으로써 더욱 경량의 시트 성형이 가능하게 되므로 발포매트를 보다 경량으로 제조할 수가 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 압출롤러 11 : 상부롤러
12 : 하부롤러 13 : 회전축
14 : 지지대 15 : 배출구
20 : 유체 공급관 21 : 스팀 공급관
22 : 냉각수 공급관 30 : 분배관
31 : 노즐 40 : 컨트롤러
50 : 반죽 60 : 시트

Claims (5)

1. 동일 수직선상에서 일정 간극을 이격하여 상하로 구비되고 내부가 빈 통 형으로 이루어지며 양단부의 회전축에 의해 회전 가능하게 지지되면서 상호 반대방향으로 회전하는 상부롤러와 하부롤러로 이루어지는 압출롤러;
   상기 압출롤러의 상부롤러 및 하부롤러의 일측에서 스팀 또는 냉각수가 선택적으로 공급되도록 구비되고 스팀을 공급하는 스팀 공급관과 냉각수를 공급하는 냉각수 공급관으로 이루어지는 유체 공급관;
   상기 유체 공급관에 일단이 연결되면서 회전축을 관통하는 동시에 상부롤러와 하부롤러의 중심을 각각 관통하여 길이 방향으로 구비되도록 하고, 상기 상부롤러와 하부롤러의 회전축과 베어링 결합에 의해 축지지되며, 상기 압출롤러들 내부에 위치하는 외주면에는 방사상으로 복수의 노즐이 형성되도록 하여 스팀 또는 냉각수가 상부롤러와 하부롤러의 내주면을 향해 방사상으로 분사되도록 하는 분사관;
   상기 압출롤러들이 일정 온도를 유지하도록 상기 유체 공급관으로의 스팀 또는 냉각수의 공급을 단속 제어하도록 하는 컨트롤러;
   로 이루어지는 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 압출롤러의 상부롤러와 하부롤러에는 각각 하부면의 일측으로 냉각수가 배출되는 배출구를 형성하는 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 스팀 공급관과 상기 냉각수 공급관은 컨트롤러의 제어에 의해 스팀 또는 냉각수의 공급을 선택적으로 단속하도록 하는 발포매트 제조용 압착시트의 성형장치.

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