KR20110040082A - 발포 수지제품 및 이를 제조하기 위한 발포 수지 제조금형 - Google Patents

발포 수지제품 및 이를 제조하기 위한 발포 수지 제조금형 Download PDF

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KR20110040082A
KR20110040082A KR1020090097216A KR20090097216A KR20110040082A KR 20110040082 A KR20110040082 A KR 20110040082A KR 1020090097216 A KR1020090097216 A KR 1020090097216A KR 20090097216 A KR20090097216 A KR 20090097216A KR 20110040082 A KR20110040082 A KR 20110040082A
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steam
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Abstract

본 발명은 사이에 캐비티가 형성된 제 1 금형 및 제 2 금형과, 이동 가능하게 설치되어 수지 입자들로 채워진 캐비티 내로 돌출되는 제 3 금형을 포함하는 발포 수지 제조금형에 관한 것으로, 이를 통해 상대적으로 높은 밀도 및 강도의 보강부와 상대적으로 낮은 밀도 및 강도의 완충부가 일체로 형성된 발포 수지제품을 용이하게 제조할 수 있다.

Description

발포 수지제품 및 이를 제조하기 위한 발포 수지 제조금형{EXPANDED POLYMER PRODUCT AND EXPANDED POLYMER MANUFACTURING MOLD FOR THE SAME}
본 발명은 발포 수지제품 및 이를 제조할 수 있는 발포 수지 제조금형에 관한 것이다.
일반적으로 발포 수지 제조금형은 스티로폼과 같은 제품을 제조하기 위한 장치로써, 예비 발포 공정을 통해 일정 직경을 갖는 수지 입자들을 제조한 후, 이들이 제조될 제품과 대응하는 형상의 캐비티가 마련된 발포 수지 제조금형 내에서 서로 융착되도록 함으로써 일정 형태를 갖는 발포 수지제품을 제조할 수 있다.
발포 수지 제조금형은 제 1 성형면이 마련된 제 1 금형과 제 1 성형면과 함께 캐비티를 형성하는 제 2 성형면이 마련된 제 2 금형과, 캐비티 내에 스팀을 공급하는 스팀공급장치를 포함한 것으로, 캐비티 내에 예비 발포된 수지 입자를 공급하여 캐비티 내부를 수지 입자들로 채우고, 이러한 상태에서 스팀공급장치에서 공급된 스팀이 캐비티를 관통하여 흐르도록 하면 스팀의 열에 의해 수지 입자들이 서로 융착되어 캐비티와 대응하는 형상의 발포 수지제품의 제조가 완료된다.
본 발명의 일 측면은 부위에 따라 다른 밀도를 갖는 발포 수지제품을 제조할 수 있는 발포 수지 제조금형을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 발포 수지 제조금형은 제 1 성형면이 마련된 제 1 금형과, 제 1 성형면과 함께 캐비티를 형성하는 제 2 성형면이 마련된 제 2 금형과, 이동 가능하게 설치되어 수지 입자들이 채워진 캐비티 내로 돌출되는 제 3 금형을 포함한다.
또한 캐비티 내로 스팀을 공급하기 위한 스팀 공급장치를 더 포함하며, 제 1 금형, 제 2 금형 및 제 3 금형 중 적어도 하나에는 스팀공급장치에서 공급된 스팀이 캐비티를 관통하여 흐를 수 있도록 하는 연통공이 마련된다.
또한 제 1 성형면과 제 2 성형면 중 어느 하나에는 오목 형성된 오목부가 마련되어, 오목부 내에 제 3 금형이 이동 가능하게 설치된다.
또한 제 3 금형은 제 3 금형에 마련된 성형면이 제 1 금형과 제 2 금형 중 오목부가 형성된 금형에 형성된 성형면과 대응하는 위치에 위치하도록 이동한다.
또한 제 3 금형을 진퇴 이동시키는 액추에이터를 더 포함한다.
또한 제 1 금형은 일정 위치에 고정 설치되며, 제 2 금형은 제 1 금형을 향하여 이동 가능하게 설치되어 이동하며 제 1 금형과 결합한다.
또한 제 1 금형과 제 2 금형 중 어느 하나에는 수지 입자들이 공급되는 수지 공급관이 설치된다.
또한 캐비티 내에 스팀을 공급하는 스팀공급장치를 더 포함한다.
또한 제 1 금형은 제 1 성형면이 마련된 제 1 코어블록과, 제 1 코어블록이 설치되며 스팀공급장치로부터의 스팀이 전달되는 제 1 챔버가 마련된 제 1 마운트블록을 포함하며, 제 2 금형은 제 2 성형면이 마련된 제 2 코어블록과, 제 2 코어블록이 설치되며 스팀공급장치로부터의 스팀이 전달되는 제 2 챔버가 마련된 제 2 마운트블록을 포함한다.
또한 제 1 코어블록, 제 2 코어블록 및 제 3 금형에는 제 1 챔버 또는 제 2 챔버가 캐비티와 연통되도록 하는 복수의 연통공이 마련된다.
또한 본 발명의 일 측면에 따른 발포 수지제품은 수지 입자들이 서로 융착되어 형성되며, 상대적으로 낮은 밀도를 갖는 완충부와, 상대적으로 높은 밀도를 갖는 보강부가 일체로 형성된다.
또한 보강부는 원형 단면의 수지 입자들이 타원형 단면이 되도록 가압 변형되어 밀도가 높아진 상태로 서로 융착되어 형성된다.
또한 완충부는 원형 단면의 수지 입자들이 서로 융착되어 형성된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 발포 수지 제조금형은 캐비티 내에 수지 입자가 채워진 후 제 3 금형이 캐비티 내로 돌출되어 제 3 금형의 이동 방향 전방측 부위에 위치한 수지 입자들을 압축하여 부분적으로 밀도를 높이므로, 일회 성형으로 상대적으로 낮은 밀도 및 강도를 갖는 부위와 상대적으로 높은 밀도 및 강도를 갖는 부위가 일체로 성형된 발포 수지제품을 제조할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1과 도 2에 도시한 바와 같이 발포 수지 제조금형(100)은 제조될 발포 수지제품(E)의 일측면과 대응하는 형상의 제 1 성형면(11a)이 마련된 제 1 금형(10)과, 제조될 발포 수지제품(E)의 타측면과 대응하는 형상의 제 2 성형면(21a)이 제 1 성형면(11a)과 대향되게 마련되는 제 2 금형(20)과, 제 1 금형(10)과 제 2 금형(20)이 결합한 상태에서 제 1 성형면(11a)과 제 2 성형면(21a)에 의해 형성되는 캐비티(100a)에 고온의 스팀을 공급하기 위한 스팀공급장치(30)를 포함한다.
본 실시예에서 제 1 금형(10)은 일정 위치에 고정 설치되고 제 2 금형(20)은 제 1 금형(10)을 향하여 진퇴 이동 가능하게 설치되어 제 2 금형(20)이 이동하며 제 2 금형(20)과 결합하여 상술한 캐비티(100a)가 제 1 성형면(11a)과 제 2 성형면(21a) 사이에 형성된다. 제 1 금형(10)에는 예비 발포 공정을 통해 소정 직경을 갖는 구 형상으로 형성된 수지 입자들이 캐비티(100a) 내로 공급될 수 있도록 하는 수지 공급관(40)이 설치되어, 수지 입자들이 수지 공급관(40)을 통해 공압에 의해 캐비티(100a) 내로 공급되어 캐비티(100a) 내부를 채우게 된다.
제 1 금형(10)은 제 1 성형면(11a)을 형성하는 제 1 코어블록(11)과, 제 1 코어블록(11)을 지지하는 제 1 마운트블록(12)을 포함하며, 제 2 금형(20)은 제 2 성형면(21a)을 형성하는 제 2 코어블록(21)과, 제 2 마운트블록(22)을 포함한다.
제 1 마운트블록(12) 및 제 2 마운트블록(22)에는 스팀공급장치(30)로부터 스팀을 전달받는 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(22a)가 마련되며, 제 1 코어블록(11) 과 제 2 코어블록(21)에는 제 1 챔버(12a) 및 제 2 챔버(22a)와 캐비티(100a)가 연통되도록 함으로써 스팀이 제 1 챔버(12a) 또는 제 2 챔버(22a)에서 캐비티(100a) 내로 이동하거나 캐비티(100a)에서 제 1 챔버(12a) 또는 제 2 챔버(22a)로 이동할 수 있도록 하는 복수의 제 1 연통공(11b)과 복수의 제 2 연통공(21b)이 각각 마련되어 있다. 또한 제 1 마운트블록(12) 및 제 2 마운트블록(22)의 일측에는 스팀공급장치(30)로부터 스팀이 공급되는 스팀 공급관(31)이 각각 연결되며, 제 1 마운트블록(12) 및 제 2 마운트블록(22)의 타측에는 캐비티(100a)를 통과한 스팀이 외부로 배출될 수 있도록 하는 스팀 배출관(32)이 각각 연결된다.
이러한 발포 수지 제조금형(100)에 의해 제조되는 발포 수지제품(E)은 도 5에 도시한 바와 같이 각종 제품(P)의 포장재로 사용되어 제품의 운송이나 외부 충격으로부터 제품(P)을 보호하도록 되어 있는데, 이와 같이 발포 수지제품(E)이 제품(P)의 포장재나 완충재로 사용될 경우, 제품(P)의 하중이 직접적으로 가해지는 발포 수지제품(E)의 일정 부위는 다른 부위에 비하여 상대적으로 높은 강도를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 실시예에 따른 발포 수지 제조금형(100)은 상대적으로 낮은 강도를 갖는 부위와 상대적으로 높은 강도를 갖는 부위가 일체로 형성된 발포 수지제품(E)을 제조할 수 있도록 되어 있다.
이를 위해 제 1 금형(10)에는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이 이동 가능하게 설치되며, 캐비티(100a) 내에 수지 입자들이 채워져 있는 상태에서 캐비티(100a) 내로 돌출되는 제 3 금형(50)이 설치된다. 제 3 금형(50)에는 제조될 발 포 수지제품(E)에 있어서 높은 강도가 필요한 부위의 일측면과 대응하는 형상의 제 3 성형면(50a)이 형성되며, 스팀이 관통하여 흐를 수 있도록 하는 복수의 제 3 연통공(50b)이 마련된다.
제 1 금형(10)의 제 1 성형면(11a)에는 오목 형성된 오목부(11c)가 마련되어 오목부(11c) 내에 제 3 금형(50)이 상하로 이동 가능하게 설치되며, 제 1 금형(10)에는 공압에 의해 동작하는 액추에이터(60)가 설치되어 액추에이터(60)에 의해 제 3 금형(50)이 상하로 이동한다.
따라서, 액추에이터(60)에 의해 제 3 금형(50)이 상측으로 이동하여 오목부(11c)에 의해 형성된 캐비티(100a)의 일부 영역 내로 돌출되며 제 3 금형(50) 상측에 위치한 캐비티(100a) 내부의 수지 입자들을 가압한다.
본 실시예에서 제 3 금형(50)에 형성된 제 3 성형면(50a)은 제 1 성형면(11a)과 대응하는 위치, 즉 제 3 성형면(50a)이 제 1 성형면(11a)과 동일한 평면에 위치하도록 제 3 금형(50)은 이동한다. 따라서, 제조된 발포 수지제품(E)에 있어서, 제 2 성형면(21a)에 의해 형성된 면과 제 3 성형면(50a)에 의해 형성된 면이 서로 대응하도록 성형된다. 즉, 제 2 성형면(21a)에 의해 형성된 면과 제 3 성형면(50a)에 의해 형성된 면은 동일 평면 상에 존재하게 되는데, 이는 발포 수지제품(E)의 제 2 성형면(21a)에 의해 형성된 면과 제 3 성형면(50a)에 의해 형성된 면이 지면이나 제품의 외면에 동시에 지지될 수 있도록 하기 위한 것이다.
다음은 이와 같이 구성된 발포 수지 제조금형(100)의 동작을 도면을 참조하여 살펴본다.
도 2에 도시한 바와 같이 제 1 금형(10)과 제 2 금형이 결합한 상태에서 수지 입자들이 수지 공급관(40)을 통해 캐비티(100a)로 공급되어 도 3에 도시한 바와 같이 캐비티(100a)내에 수지 입자들이 채워진다. 이와 같이 캐비티(100a) 내에 수지 입자들로 채워질 때, 제 3 금형(50)은 하측으로 이동한 상태를 유지하여 오목부(11c) 내측에도 수지 입자들이 채워진다.
캐비티(100a) 내에 수지 입자들로 완전히 채워진 후에는 수지 공급관(40)은 폐쇄되고 스팀 공급관(31)을 통해 제 1 챔버(12a) 및 제 2 챔버(22a)에는 스팀이 공급된다. 챔버(12a, 22a)에 공급된 스팀은 제 1 코어블록(11) 제 2코어블록(21) 및 제 3 금형(50)에 형성된 연통공(11b, 21b, 50b)들을 통해 캐비티(100a)를 통과하여 스팀 배출관(32)을 통해 외부로 배출된다. 스팀이 캐비티(100a)를 통과하는 과정에서 스팀의 열에 의해 수지 입자들은 서로 융착되어, 캐비티(100a)와 대응하는 형태의 발포 수지제품(E)이 제조된다.
또한 상기와 같이 스팀이 캐비티(100a)에 공급되어 수지 입자들이 서로 융착되는 과정과 동시에 제 3 금형(50)은 도 4에 도시한 바와 같이 액추에이터(60)에 의해 상측으로 이동하여 오목부(11c)에 의해 형성되는 캐비티(100a)의 일부 영역 내로 제 3 금형(50)이 돌출된다. 이때, 캐비티(100a) 내부는 수지 입자들에 의해 채워져 있는 상태이므로 제 3 금형(50)의 상측, 즉, 제 3 금형(50)의 이동 방향 전방측에 위치한 수지 입자들은 제 3 금형(50)을 이동 시키기 위해 작용하는 힘에 의해 가압되어 원형 단면에서 타원형 단면을 갖도록 변형되므로, 제 3 금형(50) 전방측의 밀도만이 부분적으로 높아진다.
이에 따라 제 3 금형(50)의 이동 방향 전방측을 제외한 나머지 부위의 수지 입자들은 대략 원형 단면을 가진 상태를 그대로 유지하고, 제 3 금형(50)의 이동 방향 전방측에 위치한 수지 입자들은 타원형 단면을 갖도록 변형된 상태가 되며, 이러한 상태에서 수지 입자들은 스팀의 열에 의해 서로 융착된다.
상기와 같은 공정을 통해 발포 수지 제조금형(100)을 통해 제조된 발포 수지제품(E)은 도 5에 도시한 바와 같이 제 3 금형의 이동 방향 전방측에 형성된 수지 입자들이 타원형 단면을 갖는 부위와, 수지 입자들이 원형 단면을 갖는 그 나머지 부위로 나누어져, 제 3 금형(50)의 이동 방향 전방측에 위치한 부위가 상대적으로 높은 밀도 및 강도를 가져 발포 수지제품(E)의 강도를 증가시키는 보강부(E1)를 형성하고, 제 3 금형(50)의 이동 방향 전방측을 제외한 나머지 부위는 상대적으로 낮은 밀도 및 강도를 가져 용이하게 탄성변형 할 수 있는 완충부(E2)를 형성한다.
그러므로 서로 다른 강도를 갖는 부위가 일체로 형성된 발포 수지제품(E)을 제조하기 위해서 종래에는 밀도 또는 강도가 다른 두 종류의 수지 입자들을 사용하거나 두 번 이상의 성형 공정을 거쳐야만 하나, 본 실시예에서와 같은 발포 수지 제조금형(100)은 한 종류의 수지 입자들을 일회 성형하면서도 상대적으로 높은 밀도 및 강도의 보강부(E1)와, 상대적으로 낮은 밀도 및 강도의 완충부(E2)를 갖는 발포 수지제품(E)을 용이하게 제조할 수 있다.
본 실시예에서는 오목부(11c)가 형성되어 제 3 금형(50)의 제 3 성형면(50a)이 제 1 성형면(11a)와 대응하는 위치로 이동하도록 되어 있으나, 이는 제 1 성형면(11a)에 의해 형성되는 면과 제 3 성형면(50a)에 의해 성형되는 면이 동일한 평 면 상에 위치하도록 하기 위한 것으로, 제 3 금형(50)의 제 3 성형면(50a)이 제 1 성형면(11a)으로부터 돌출되도록 함으로써, 제조된 발포 수지제품(E)의 제 3 성형면(50a)에 의해 형성되는 면이 제 1 성형면(11a)에 의해 성형되는 면에 대하여 오목 형성되도록 하는 것도 가능하다.
본 실시예에서는 고정 설치된 제 1 금형(10)에 제 3 금형(50)이 설치되도록 되어 있으나, 이에 한정하지 않고 이동 가능하게 설치된 제 2 금형(20)에 제 3 금형(50)이 설치되도록 하는 것도 가능하다.
본 발명은 상기에서 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 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 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발포 수지 제조금형의 개략도이다.
도 2 내지 도 는 본 발명의 일 실시예에 따른 발포 수지 제조금형의 동작을 순차적으로 보인 개략도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 발포 수지 제조금형 100a: 캐비티
10: 제 1 금형 11: 제 1 코어블록
11a: 제 1 성형면 11b: 제 1 연통공
11c: 오목부 12: 제 1 마운트블록
12a: 제 1 챔버 21: 제 2 코어블록
21a: 제 2 성형면 21b: 제 2 연통공
22: 제 2 마운트블록 22a: 제 2 챔버
30: 스팀공급장치 40: 수지 공급관
50: 제 3 금형 50a: 제 3 성형면
50b: 제 3 연통공 60: 액추에이터

Claims (13)

  1. 제 1 성형면이 마련된 제 1 금형과,
    상기 제 1 성형면과 함께 캐비티를 형성하는 제 2 성형면이 마련된 제 2 금형과,
    이동 가능하게 설치되어 수지 입자들이 채워진 상기 캐비티 내로 돌출되는 제 3 금형을 포함하는 발포 수지 제조금형.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐비티 내로 스팀을 공급하기 위한 스팀 공급장치를 더 포함하며,
    상기 제 1 금형, 상기 제 2 금형 및 상기 제 3 금형 중 적어도 하나에는 상기 스팀공급장치에서 공급된 스팀이 상기 캐비티를 관통하여 흐를 수 있도록 하는 연통공이 마련되는 발포 수지 제조금형.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 성형면과 상기 제 2 성형면 중 어느 하나에는 오목 형성된 오목부가 마련되어, 상기 오목부 내에 상기 제 3 금형이 이동 가능하게 설치되는 발포 수지 제조금형.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 금형은 상기 제 3 금형에 마련된 성형면이 상기 제 1 금형과 상기 제 2 금형 중 상기 오목부가 형성된 금형에 형성된 성형면과 대응하는 위치에 위치하도록 이동하는 발포 수지 제조금형.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 금형을 진퇴 이동시키는 액추에이터를 더 포함하는 발포 수지 제조금형.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 금형은 일정 위치에 고정 설치되며,
    상기 제 2 금형은 상기 제 1 금형을 향하여 이동 가능하게 설치되어 이동하며 상기 제 1 금형과 결합하는 발포 수지 제조금형.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 금형과 상기 제 2 금형 중 어느 하나에는 상기 수지 입자들이 공급되는 수지 공급관이 설치되는 발포 수지 제조금형.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 캐비티 내에 스팀을 공급하는 스팀공급장치를 더 포함하는 발포 수지 제조금형.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 금형은 상기 제 1 성형면이 마련된 제 1 코어블록과, 상기 제 1 코어블록이 설치되며 상기 스팀공급장치로부터의 스팀이 전달되는 제 1 챔버가 마련된 제 1 마운트블록을 포함하며,
    상기 제 2 금형은 상기 제 2 성형면이 마련된 제 2 코어블록과, 상기 제 2 코어블록이 설치되며 상기 스팀공급장치로부터의 스팀이 전달되는 제 2 챔버가 마련된 제 2 마운트블록을 포함하는 발포 수지 제조금형.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 코어블록, 상기 제 2 코어블록 및 상기 제 3 금형에는 상기 제 1 챔버 또는 상기 제 2 챔버가 상기 캐비티와 연통되도록 하는 복수의 연통공이 마련되는 발포 수지 제조금형.
  11. 수지 입자들이 서로 융착되어 형성되며,
    상대적으로 낮은 밀도를 갖는 완충부와, 상대적으로 높은 밀도를 갖는 보강부가 일체로 형성된 발포 수지제품.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 보강부는 원형 단면의 상기 수지 입자들이 타원형 단면이 되도록 가압 변형되어 밀도가 높아진 상태로 서로 융착되어 형성되는 발포 수지제품.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 완충부는 원형 단면의 상기 수지 입자들이 서로 융착되어 형성되는 발포 수지제품.
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