KR101746171B1 - 발포수지 성형장치 및 발포수지 성형체 제작방법 - Google Patents

Abstract

발포수지 성형장치 및 발포수지 성형체, 발포수지 성형방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 발포수지 성형장치는, 공기와 함께 성형공간으로 주입한 후 열을 가해 발포 융착시켜 발포수지 성형체를 성형하는 발포수지 성형장치로서, 제1 성형부가 형성된 가동금형과, 제1 성형부와 대응되는 제2 성형부가 형성된 고정금형으로 이루어진 금형부; 가동금형의 제1 성형부 또는 상기 고정금형의 제2 성형부에 설치되며, 발포 성형 후 발포수지 성형체와 함께 금형부에서 분리되고, 다시 발포수지 성형체로부터 슬라이드 분리되어 발포수지 성형체에 하나 이상의 보강재 홀을 형성시키는 보강재 홀 성형툴;을 포함한다.

Description

발포수지 성형장치 및 발포수지 성형체 제작방법{Expanded resin molding device and Expanded resin mold production method using the same}

본 발명은 발포수지 성형장치 및 발포수지 성형체 제작방법에 관한한 것으로, 보다 상세하게는 발포성 수지 알갱이를 공기와 함께 금형으로 주입한 후 열을 가해 발포 융착시켜 성형하는 발포수지 성형장치 및 발포수지 성형체 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로, 경량화 소재는 자동차 부품, 전자 부품 등의 포장재, 단열재 등으로 널리 사용되고 있는 소재이다. 이러한 소재로는 보통 EPP(Expanded Poly-Propylene), EPS(Expanded Polystyrene) 등이 사용되고 있는데, 이는 경량화, 충격흡수, 단열, 보온 등의 요구 특성에 부합되기 때문이다.

특히, EPP는 유연하고 깨짐성, 반복 완충성, 내약품성 등이 우수한 환경 친화적인 합성수지 발포체로서, 주로 자동차산업 분야에서 에너지업소버(Energy Absorber), 쿠션(Cushion), 패킹(Packing) 등 다양한 형태로 사용되고 있으며, 또한 전자산업 분야에서도 전자제품의 포장재로도 널리 쓰이고 있다.

도 1에는 발포수지를 사용하여 성형체를 제작하는 종래 기술에 따른 발포수지 성형장치가 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 종래 발포수지 성형장치는, 고정 다이 플레이트(fixed side die plate, 1)에 백 플레이트(back plate, 3) 및 프레임(frame, 5)이 결합된 구성을 이룬다. 프레임(6)에는, 중앙 플레이트(71)를 통해 오목한 다이가 부착되며, 백 플레이트(3), 프레임(6), 중앙 플레이트(71) 및 오목한 다이(7)는 함께 증기실(9)을 구성한다.

백 플레이트(3)에는 그 배면으로부터 증기실(9)로 관통하는 원료 충진 장치(raw material-filling machine, 11) 및 이젝터 핀(ejector pin, 12)이 설치된다. 프레임(6) 위에는 냉각수 도입부(13) 및 증기 도입부(15)가 설치되며, 냉각수 도입부(13)에는 냉각수 파이프(17)가 연결된다.

이동가능 다이 플레이트(2)에는 백 플레이트(4) 및 프레임(6)이 결합된다. 프레임(6)에는 중앙플레이트(81)를 통해 볼록한 다이(protruded die, 8)가 결합된다. 이러한 백 플레이트(4), 프레임(6), 중앙 플레이트(81), 및 볼록한 다이(8)는 함께 증기실(10)을 구성한다.

프레임(6)에는, 냉각수 도입부(14) 및 증기 도입부(16)가 설치되며, 냉각수 도입부(14)에는 냉각수 파이프(18)가 연결된다. 오목한 다이(7)와 볼록한 다이(8)는 단일 유닛으로 맞춰져서 캐비티(cavity, 19)를 형성한다.

전술한 바와 같은 종래의 발포수지 성형장치에 의해 성형체(molded body)를 형성하기 위해서는, 먼저 원료 충진 장치(11)를 이용하여 발포 수지로 이루어진 원료를 캐비티(19)로 주입한다.

다음으로, 증기를 증기 도입부(15, 16)로부터 증기실(9, 10)로 유입시키며, 또한 오목한 다이(7) 및 볼록한 다이(8)에 뚫려 있는 증기 홀(steam hole, 도시되지 않음)을 통해 증기를 캐비티(19)로 유입시킨다. 이와 같이 증기에 의해 가열되는 원료는 발포되어 목적하는 성형체로 형성된다. 이때, 다이(7, 8) 및 프레임(5, 6)은 약 120℃의 고온까지 가열된다.

이후에는, 냉각수 파이프(17, 18)를 통해 냉각수 도입부(13, 14)로부터 냉각수가 공급되도록 한다. 노즐(21, 22)을 통해 오목한 다이(7)의 배면 및 볼록한 다이(8)의 배면에 냉각수가 뿌려져서 캐비티(19) 내의 성형체(20)는 냉각되며, 이때 다이(7, 8) 및 프레임(5, 6)은 약 40℃의 저온으로 냉각된다.

냉각이 종료된 후에는, 오목한 다이(7)와 볼록한 다이(8)를 분리하여 개방한 후, 성형체(20)를 이젝터 핀(12)을 이용해서 밀어내 다이로부터 분리함으로써 성형이 완료된다.

이러한 종래의 발포수지 성형장치를 통해 성형되는 발포수지 성형체에는 최근, 문자나 도형 또는 문자와 도형을 조합한 로고(LOGO)를 이색(異色)으로 성형하여 성형체에 결합함으로써, 제품 명칭이나 제품 생산자의 식별 표시가 표출되도록 하는 동시에, 종래 밋밋하던 제품 표면에 심미감을 가미하여 디자인 측면에서도 수요자의 요구를 충족할 수 있도록 하고 있다.

이색(異色)의 로고가 제품 표면에 표출되도록 로고판재를 결합한 형태의 성형체 제작은, 로고판재가 결합될 음각의 성형부(로고판재에 대응되는 크기와 모양으로 형성)를 형성시키는 볼록 금형을 성형면에 일체로 형성한 금형을 통해 성형체를 성형하고, 성형 후 상기 볼록 금형에 의한 음각 성형부에 별도 공정을 통해 로고 등이 양각 성형된 로고판재를 조립하는 방식으로 제작되고 있다.

그러나 이와 같은 제작방식에 의하면, 동일 제품이라도 제품의 로고가 바뀔 때마다 금형을 새로 제작해야만 하는 불합리한 문제가 있다. 즉 이색의 로고를 갖는 성형체 제작을 위한 금형 제작에 많은 비용이 소요되고, 특히 소량 생산인 경우 수익성을 맞추기 어려워 현실적으로 수요자의 요구를 충족시키기 어렵다는 문제가 있다.

대한민국 특허출원 제10-2012-0044679호

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 이색의 로고를 갖는 성형체 제작에 있어, 성형몰드만 단순히 교체함으로써 로고가 바뀔 때마다 금형 전체를 교체하는 일 없이 바뀐 로고에 대응하는 음각의 성형부를 성형할 수 있는 발포수지 성형장치 및 발포수지 성형체 제작방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 로고판재가 될 성형몰드를 발포수지로 성형한 후 성형체에 이중사출을 통해 일체로 성형하여, 로고판재를 결합한 형태의 성형체 제작 시 제작공정의 간소화와 더불어, 생산의 효율성을 증대시킬 수 있는 발포수지 성형장치 및 발포수지 성형체 제작방법을 제공하고자 하는 것이다.

과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면,

발포수지를 공기와 함께 성형공간으로 주입한 후 열을 가해 발포 융착시켜 발포수지 성형체를 성형하는 발포수지 성형장치로서,

성형면이 형성된 가동금형과, 가동금형의 성형면에 대응되는 성형면이 형성된 고정금형으로 구성된 금형부;

상기 가동금형의 성형면 또는 고정금형의 성형면 이면의 착자부에 부착되는 마그넷(MAGNET); 및

자성체 실장부에 자성체가 실장되어 있으며, 자성체와 상기 마그넷 사이에 작용하는 인력(引力)을 통해 마그넷이 설치된 금형의 성형면에 선택적 부착되어 고정되는 성형몰드(MOLD);를 포함하는 발포수지 성형장치를 제공한다.

또한, 상기 가동금형 또는 고정금형 성형면의 상기 성형몰드가 부착될 위치에 소정 패턴의 마킹(MARKING)이 더 형성될 수 있다.

일 실시 예로서 상기 성형몰드는, 목재 또는 합성수지 재질의 판재를 칼 금형을 이용하여 목적하는 크기와 형상으로 재단하여 형성된 것일 수 있다.

다른 실시 예로서 상기 성형몰드는, 발포 성형된 발포수지(Expanded Polypropylene) 재질의 판재를 칼 금형을 이용하여 목적하는 크기와 형상으로 재단하여 형성된 것일 수 있다.

발포수지 재질의 판재를 재단하여 형성된 성형몰드인 경우, 상기 성형몰드는 금형 부착 전 가압 탱크에서 3 ~ 3.5 bar의 압으로 가압 처리되어 재발포 가능한 상태로 제공될 수 있다.

또한, 발포수지 재질의 성형몰드인 경우, 발포 성형 시 고온의 열이 발산되는 상기 성형면에 직접 접촉하여 표면이 손상되는 것이 방지될 수 있도록, 상기 가동금형 또는 고정금형 성형면과, 상기 성형면에 접하는 성형몰드의 면 사이에 테프론 수지 재질의 시트(SHEET)가 개재될 수 있다.

과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,

일 측면에 따른 상기한 발포수지 성형장치를 이용하여 발포수지를 성형하는 방법으로서,

가동금형 또는 고정금형의 성형면에 성형몰드를 부착하는 단계;

상기 두 금형의 합형에 의한 성형공간에 발포수지를 충전한 후 열을 가해 발포수지 성형체를 성형하는 단계;

상기 성형 완료된 발포수지 성형체를 상기 성형몰드와 함께 금형부에서 분리시키는 단계; 및

상기 발포수지 성형체로부터 성형몰드를 분리하고, 상기 성형몰드에 의해 상기 발포수지 성형체에 음각 성형된 성형부에 대응되는 모양의 로고판재를 상기 성형부에 조립하는 단계;를 포함하는 발포수지 성형체 제작방법을 제공한다.

과제 해결을 위한 수단으로서 본 발명의 다른 측면의 바람직한 다른 예로서,

일 측면에 따른 상기한 발포수지 성형장치를 이용하여 발포수지를 성형하는 방법으로서,

가동금형 또는 고정금형의 성형면에 가압 탱크에서 3 ~ 3.5 bar의 압으로 가압 처리되어 재발포 가능한 발포수지 재질의 성형몰드를 부착하는 단계;

상기 두 금형의 합형에 의한 성형공간에 발포수지를 충전한 후 열을 가해 발포수지 성형체를 성형하는 단계; 및

상기 성형 완료된 발포수지 성형체를 상기 성형몰드와 함께 금형부에서 분리시키는 단계;를 포함하는 발포수지 성형체 제작방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 발포수지 성형장치 및 제작방법에 의하면, 이색(異色)의 로고 등이 새겨진 성형체 제작에 있어, 종래와 같이 로고가 바뀔 때마다 금형 전체를 교체하는 일 없이 성형몰드만 단순히 교체하여 바뀐 로고에 대응하는 음각의 성형부를 성형할 수 있게 됨으로써, 다품종 소량 생산인 경우에도 보다 저렴한 비용으로 수요자의 요구에 부합하는 발포수지 성형체를 제작할 수 있다.

또한, 로고판재가 될 성형몰드를 발포수지로 성형한 후 성형체에 이중사출을 통해 일체로 성형하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성형장치 및 제작방법에 의하면, 로고판재를 결합시킨 형태의 성형체 제작 시 로고판재가 결합될 성형부를 성형하고 여기에 로고판재를 결합하는 중간과정이 생략되므로, 제작공정의 간소화와 더불어 비용절감, 생산의 효율성 증대를 달성할 수 있다.

도 1은 종래 발포수지 성형장치의 개략 단면도.
도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 발포수지 성형장치의 단면도.
도 3은 성형몰드가 고정금형에 착탈 가능하게 구비된 성형장치를 예시한 도면.
도 4는 성형몰드와 고정금형의 성형면 사이에 시트(SHEET)를 개재시킨 실시 예를 나타낸 도면.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 측면에 따른 발포수지 성형장치에 의해 발포수지 성형체가 제조되는 과정을 순서대로 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 일 측면에 따른 성형장치에 의해 성형된 성형체의 단면도.
도 10은 본 발명의 일 측면에 따른 성형장치에 의해 성형된 성형체의 다른 예를 나타낸 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하며, 또한 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 소지가 있는 구성에 대해서도 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 동일한 부재에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 측면에 따른 발포수지 성형장치의 단면도이며, 도 3은 성형몰드가 고정금형에 착탈 가능하게 구비된 성형장치를 예시한 도면이다. 그리고 도 4는 성형몰드와 고정금형의 성형면 사이에 시트(SHEET)를 개재시킨 실시 예를 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 발포수지 성형장치는, 발포성 수지 알갱이(f)가 공급되어 발포수지 성형체(200)를 형성할 수 있도록 성형공간(112)을 형성하는 금형부(105)와, 발포수지 성형체(200) 성형 시 상기 금형부(105)를 구성하는 가동금형 또는 고정금형의 성형면(111a or 111b)에 작업자의 선택에 의해 부착되는 성형몰드(MOLD, 120)를 포함한다.

금형부(105)는 성형면(111b)이 형성된 가동금형(107)과, 상기 성형면(111b)에 대응되는 성형면(111a)을 갖는 고정금형(106)으로 구성된다. 가동금형(107)은 상기 고정금형(106)에 대해 상대적인 직선 운동을 하고, 가동금형(107)이 상기 고정금형(106) 측으로 이동되어 두 금형이 합형된 때 상기 성형면(111a)(111b)에 의해 성형공간(112)이 형성된다.

가동금형(107)과 고정금형(106)은 그 내부에 증기실(115)이 형성된다. 증기실(115)에는 증기 공급부(150)와 연결된 증기 공급관(151)을 통해 고온 발포성형을 위한 증기가 공급되며, 각 금형의 증기실(115)과 두 금형이 합형된 때 형성되는 상기 성형공간(112)을 증기가 자유로이 이동 가능하도록 각 금형의 성형면(111a)(111b)에는 증기 홀(113)이 형성된다.

금형부(105)에는 상기 발포수지(f)를 성형면(111a)(111b)에 의해 구획되는 성형공간(112)에 공급하는 발포수지 공급부(140)가 설치된다. 발포수지 공급부(140)는 발포수지(f)의 유동경로에 벤투리(142)를 형성한 발포수지 공급관(141)과, 발포수지가 벤투리(142)를 통과하도록 발포수지 공급관(141)에 연결되는 발포수지의 저장용기(145)를 포함한다.

발포수지(f)가 벤투리(142)에 의해 성형공간(112)으로 유입되도록 벤투리(142) 측에 가압공기를 컴프레셔(146)가 공급하며, 이때 벤투리 효과에 의해 벤투리(142)의 출구 측에 압력강하가 발생하고, 이에 따른 진공압에 의해 발포수지 저장용기(145)의 발포수지(f)가 벤투리(142)를 통과하여 공기와 함께 소정의 압력을 가지고 성형공간(112)으로 유입될 수 있다.

가동금형(107)과 고정금형(106)의 증기실(115)에 증기를 공급하는 증기 공급부(150)는, 각 금형의 증기실(115)의 유입구와 유출구에 연결되는 증기 공급관(151)과 증기 배출관(153), 증기 공급관(151)과 배출관(153)에 하나씩 설치되는 밸브(152)를 포함한다. 각각의 밸브(152)는 효율적인 발포와 발포수지 간 결합을 위해 증기의 유동방향이 소정 주기로 바뀌도록 개폐 작동된다.

예로서, 증기가 고정금형(106)과 가동금형(107) 내부를 각각 통과하도록 밸브(152)가 모두 개방될 수 있다. 또한 가동금형(107)으로 유입된 증기가 성형공간(112)을 통과해 고정금형(106)의 증기 배출관(153)을 통해 배기될 수 있도록 밸브(152) 개폐 상태가 전환될 수 있고, 반대로 고정금형(106)으로 증기가 유입되고 가동금형(107)을 통해 배기되는 증기유동도 가능하다.

도 2에서 도면부호 160은 증기를 이용한 발포 성형 후 발포수지 성형체(200)를 냉각시키기 위해, 각 금형의 증기실(115)에 냉각수를 공급할 수 있도록 구비된 냉각수 공급부(160)를 가리킨다.

본 발명의 실시 예에 적용된 상기 냉각수 공급부(160)는, 도면의 예시(도 2 참조)와 같이 냉각수 분사관(161)을 포함하며, 상기 냉각수 분사관(161)을 통해 냉각수를 금형에 직접 분사하여 금형을 냉각시키는 직접 방식 또는 구체적인 예시는 없으나 진공흡입을 통해 성형공간(112) 내부 압력을 낮추는 간접 냉각방식이 고려될 수 있다.

성형몰드(MOLD, 120)는 로고판재가 형성될 위치의 금형 성형면(111a or 111b)에 작업자에 의해 선택적으로 부착된다. 성형몰드(MOLD, 120)의 선택적 부착을 위해, 상기 가동금형(107) 또는 고정금형(106)의 성형면(111a or 111b) 이면의 착자부(116)에 마그넷(MAGNET, 114)이 부착되며, 상기 성형몰드(MOLD, 120)에는 자성체 실장부(122)가 형성되고 자성체(124)가 실장된다.

성형몰드(MOLD, 120)에 실장된 상기 자성체(124)와 금형에 설치된 상기 마그넷(114) 사이에 작용하는 인력(引力)으로 인하여, 상기 성형몰드(MOLD, 120)는 마그넷(114)이 설치된 위치의 성형면(111a or 111b)에 부착되어 고정될 수 있는 것이며, 이때 마그넷(114) 위치에 대응한 성형면(111a or 111b)에는 상기 성형몰드(120)가 정확한 위치에 부착될 수 있도록 소정 패턴의 마킹(MARKING, 미도시)이 형성될 수 있다.

일 실시 예로서, 본 발명에 적용된 상기 성형몰드(120-1)는, 목재 또는 내열성 합성수지 재질의 판재를 칼 금형을 이용하여 목적하는 크기와 형상으로 재단하여 형성된 것일 수 있다. 이 경우 성형몰드(120-1)는 제품성형 후 발포수지 성형체(200)로부터 분리되며, 성형몰드(120)가 있던 자리에 이색의 로고판재(300)를 결합함으로써 최종 제품이 완성될 수 있다(후술하는 도 9 참조).

성형몰드(120)는 수요자가 요청하는 로고의 형태나 크기, 배치 위치 등에 따라 그 크기나 형태, 배치 위치 및 개수 등이 달라질 수 있으므로, 특정 형태나 크기, 위치 및 개수로 국한되는 것은 아니며, 성형몰드(120)에 실장되는 자성체(124)는 자기장 안에서 자화하는 성질의 금속체이면서 높은 내열성과 내부식성을 갖는 금속, 바람직하게는 SUS 3이나 SUS 4계열의 금속편일 수 있다.

다른 실시 예로서, 본 발명에 적용된 상기 성형몰드(120-2)는, 발포 성형된 발포수지(EPP: Expanded Polypropylene) 재질의 판재를 칼 금형을 이용하여 목적하는 크기와 형상으로 재단하여 형성된 것일 수 있다. 이 경우 성형몰드(120-2)는 일 실시 예와는 다르게 제품 발포 성형 후 발포수지 성형체(200)로부터 분리되는 일 없이 성형몰드(120) 자체가 로고판재가 되는 것이다.

즉 발포수지(EPP: Expanded Polypropylene) 재질의 판재를 성형몰드(120)로 사용하는 다른 실시 예는, 이색(異色)의 사출물을 일체로 성형하는 공지의 이중사출 성형방식을 이용한 성형의 일종으로, 성형몰드(120) 자체가 로고판재가 되어 금형을 통한 발포 성형 시 발포수지 성형체 일면에 성형몰드(120)가 일체형으로 성형되는 것이다(후술하는 도 10 참조).

다른 실시 예와 같이, 성형몰드로서 발포수지 재질의 판재를 원하는 문자나 도형 등으로 재단하여 형성된 것을 이중사출 성형을 통해 발포수지 성형체(200)에 일체가 되도록 성형하는 경우, 상기 성형몰드(120-2)는 금형의 성형면에 부착 전 가압 탱크에서 3 ~ 3.5 bar의 압으로 가압하는 전처리를 통해 내부에 압력을 형성토록 함으로써 재발포 가능한 상태로 제공될 수 있다.

즉 발포수지 성형몰드(120-2)를 이중사출 방식으로 발포수지 성형체에 일체형으로 성형함에 있어 상기 성형몰드(120)를 소정의 압으로 가압하는 전처리를 수행하면, 성형몰드(120-2) 내부에 재발포 가능할 정도의 압력이 형성되며, 이에 따라 성형과정에서 재발포가 이루어져 성형몰드(120-2) 자체의 발포수지는 더욱 단단한 결합을 이루고, 발포수지 성형체(200)와의 결합력은 더욱 증대될 수 있다.

다른 실시 예와 같이 발포수지 재질의 성형몰드(120-2)를 사용하는 경우, 발포 성형 시 고온의 증기가 공급되는 금형의 성형면에 성형몰드(120-2)가 직접 접촉함에 따른 국부적 용융과 같이 표면 손상의 우려가 있다. 따라서 가동금형(107)의 성형면(111a) 및 성형면(111a)에 접하는 성형몰드(120)의 면 사이에는 표면 손상 방지를 위해 도 4와 같이, 테프론 수지 재질의 시트(SHEET, 130)가 개재될 수도 있다.

도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 측면에 따른 발포수지 성형장치에 의해 발포수지 성형체가 제조되는 과정을 순서대로 나타낸 작동 상태도이다.

먼저 도 5의 (a)와 같이, 금형부(105)를 구성하는 가동금형(107)과 고정금형(106)을 서로 이격시킨 상태에서 상기 가동금형(107)의 성형면(111b) 또는 상기 고정금형(106)의 성형면(111a)에 성형몰드(MOLD, 120)를 배치한다(본 발명의 실시 예에서는 고정금형(106)의 성형면(111a)에 성형몰드(120)를 배치한 구성을 예를 들어 설명하기로 한다).

다음 도 5의 (b)와 같이, 가동금형(107)을 고정금형(106) 측에 이동시켜 두 금형이 합형되도록 한 후, 두 금형의 합형에 의해 상기 가동금형(107)의 성형면(111b)과 고정금형(106)의 성형면(111a)에 의해 구획되는 성형공간(112)에 발포수지 성형체의 원료가 되는 작은 구슬 모양의 발포수지(f)를 충전한다.

발포수지(f) 충전이 완료되며, 도 6과 같이, 증기 공급부(150)를 통해 상기 성형공간(112)에 증기를 공급하여 발포수지(f)에 열을 가하고 상기 발포수지(f)들 사이의 공기가 증기로 치환되도록 하여 발포수지를 성형한다. 이때 증기는 각 금형(106)(107)의 성형면(111a)(111b)에 형성된 증기 홀(113)을 통해 성형공간(112)으로 유입되어 발포수지(f)를 가열 및 팽창시키게 된다.

증기에 의해 부피가 팽창되는 작은 구슬모양의 발포수지(f)는, 표면이 소정의 온도로 가열됨과 동시에 이웃하는 발포수지가 서로 압착에 의해 접촉면이 상호 융착되어 견고한 구조로 결합된다. 즉 증기에 의해 각 발포수지의 표면이 용융됨과 동시에, 내부의 발포제로 인하여 팽창함으로써 발포수지는 서로 단단한 결합을 이루게 되는 것이다.

성형공간(112)에서 발포로 단단한 결합을 이룬 발포수지는, 상기 성형공간(112)에 대응되는 모양의 발포수지 성형체(200)로 성형되며, 이후 도 7과 같이 냉각수 공급부(160)를 통한 냉각과정을 거치고, 고정금형(106)으로부터 가동금형(107)의 분리 후, 도 8과 같이 이젝터유닛(170)의 작동에 의해 성형몰드(120)와 함께 금형으로부터 분리될 수 있다.

목재 또는 합성수지 재질의 성형몰드(120-1)를 사용하는 일 실시 예의 경우에는, 도 9와 같이 금형에서 분리된 발포수지 성형체(200)로부터 성형몰드(120-1)를 분리하고, 그 자리(성형몰드(120)에 의해 발포수지 성형체(200)에 음각 성형된 성형부)에 상기 성형몰드(120)에 대응되는 모양으로 미리 발포 성형된 로고판재(300)를 조립함으로써 발포수지 성형체(200)가 완성될 수 있다.

즉 목재 또는 합성수지 재질의 성형몰드(120-1)를 금형의 성형면에 부착하여 발포수지 성형체를 성형함에 있어서는,

(a) 가동금형(107) 또는 고정금형(106)의 성형면에 성형몰드(120)를 부착하는 단계;

(b) 상기 두 금형의 합형에 의한 성형공간에 발포수지를 충전한 후 열을 가해 발포수지 성형체를 성형하는 단계;

(c) 상기 성형 완료된 발포수지 성형체를 상기 성형몰드(120)와 함께 금형부에서 분리시키는 단계; 및

(d) 상기 발포수지 성형체로부터 성형몰드(120)를 분리하고, 상기 성형몰드(120)에 의해 상기 발포수지 성형체에 표면에 음각 성형된 성형부에 상기 성형몰드(120)에 대응되는 모양으로 미리 발포 성형된 로고판재를 조립하는 단계;를 통해 제작될 수 있다.

한편, 발포수지 재질의 성형몰드(120-2)를 사용하는 경우에는, 도 10과 같이 성형과정에서 성형몰드(120-2) 자체가 로고판재가 되어 금형을 통한 발포 성형 시 발포수지 성형체(200) 일면에 일체형으로 형성되며, 이에 따라 상기한 일 실시 예와 같이, 제품 성형 후 성형몰드(120)를 발포수지 성형체로부터 분리한 뒤 별도 공정에서 로고판재를 성형부에 결합시키는 등의 과정이 생략될 수 있다.

이처럼 성형몰드(120-2)로서 발포수지 재질의 판재를 원하는 문자나 도형 등으로 재단하여 형성된 것을 이중사출 성형을 통해 발포수지 성형체에 일체가 되도록 성형함에 있어서는, 앞서도 언급했듯이 금형의 성형면에 부착 전 가압 탱크에서 3 ~ 3.5 bar의 압으로 성형몰드(120-2)를 가압하는 전처리를 통해 내부에 압력을 형성토록 함으로써 재발포 가능한 상태로 제공될 수 있다.

즉 발포수지 재질의 성형몰드(120-2)를 금형의 성형면에 부착하여 발포수지 성형체를 성형함에 있어서는,

(a) 가동금형(107) 또는 고정금형(106)의 성형면에 가압 탱크에서 3 ~ 3.5 bar의 압으로 가압 처리되어 재발포 가능한 발포수지 재질의 성형몰드(120-2)를 부착하는 단계;

(b) 상기 두 금형의 합형에 의한 성형공간에 발포수지를 충전한 후 열을 가해 발포수지 성형체를 성형하는 단계;

(c) 성형 완료된 발포수지 성형체를 상기 성형몰드(120)와 함께 금형부에서 분리시키는 단계;를 통해 제작될 수 있다.

이상의 본 발명의 실시 예에 따른 발포수지 성형장치 및 제작방법에 의하면, 이색(異色)의 로고 등이 새겨진 성형체 제작에 있어, 종래와 같이 로고가 바뀔 때마다 금형 전체를 교체하는 일 없이 탈착 가능한 성형몰드만 단순히 교체하여 바뀐 로고에 대응하는 음각의 성형부를 성형할 수 있게 됨으로써, 다품종 소량 생산인 경우에도 보다 저렴한 비용으로 수요자의 요구에 부합하는 발포수지 성형체를 제작할 수 있다.

또한, 로고판재가 될 성형몰드를 발포수지로 성형한 후 성형체에 이중사출을 통해 일체로 성형하는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성형장치 및 제작방법에 의하면, 로고판재를 결합시킨 형태의 성형체 제작 시 로고판재가 결합될 성형부를 성형하고 여기에 로고판재를 따로 결합하는 중간과정이 생략되므로, 제작공정의 간소화와 비용절감을 도모할 수 있다.

이상 본 발명을 설명함에 있어서는 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

105 : 금형부 106 : 고정금형
107 : 가동금형 111a, 111b : 성형면
112 : 성형공간 114 : 마그넷(MAGNET)
115 : 증기실 120, 120-1, 120-2 : 성형몰드
122 : 자성체 실장부 124 : 자성체
130 : 시트(SHEET)
140 : 발포수지 공급부 141 : 발포수지 공급관
145 : 발포수지 저장용기 150 : 증기 공급부
151 : 증기 공급관 152 : 밸브
153 : 증기 배출관 160 : 냉각수 공급부
161 : 냉각수 분사관 170 : 이젝터유닛
200 : 발포수지 성형체 300 : 로고판재

Claims (8)

1. 발포수지를 공기와 함께 성형공간으로 주입한 후 열을 가해 발포 융착시켜 발포수지 성형체를 성형하는 발포수지 성형장치로서,
   성형면이 형성된 가동금형과, 가동금형의 성형면에 대응되는 성형면이 형성된 고정금형으로 구성된 금형부;
   상기 가동금형의 성형면 또는 고정금형의 성형면 이면의 착자부에 부착되는 마그넷(MAGNET);
   자성체가 실장되는 자성체 실장부가 형성되고, 상기 자성체 실장부에 실장된 자성체와 상기 마그넷 사이에 작용하는 인력(引力)에 의해 마그넷이 설치된 금형의 성형면에 부착되며, 목재 또는 합성수지 재질의 판재를 칼 금형을 이용하여 목적하는 크기와 형상으로 재단되어 성형 후 발포수지 성형체로부터 분리되는 성형몰드(MOLD); 및
   상기 성형몰드에 의해 발포수지 성형체 표면에 음각 성형된 성형부에 결합되는 로고 판재;를 포함하는 발포수지 성형장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 가동금형 또는 고정금형 성형면의 상기 성형몰드가 부착될 위치에 소정 패턴의 마킹(MARKING)이 형성된 것을 특징으로 하는 발포수지 성형장치.
   
3. 삭제
4. 발포수지를 공기와 함께 성형공간으로 주입한 후 열을 가해 발포 융착시켜 발포수지 성형체를 성형하는 발포수지 성형장치로서,
   성형면이 형성된 가동금형과, 가동금형의 성형면에 대응되는 성형면이 형성된 고정금형으로 구성된 금형부;
   상기 가동금형의 성형면 또는 고정금형의 성형면 이면의 착자부에 부착되는 마그넷(MAGNET); 및
   자성체가 실장되는 자성체 실장부가 형성되고, 상기 자성체 실장부에 실장된 자성체와 상기 마그넷 사이에 작용하는 인력(引力)에 의해 마그넷이 설치된 금형의 성형면에 부착되며, 성형과정에서 발포수지 성형체에 결합되는 성형몰드(MOLD);를 포함하며,
   상기 성형몰드는, 발포 성형된 발포수지(Expanded Polypropylene) 재질의 판재를 칼 금형을 이용하여 목적하는 크기와 형상으로 재단하여 형성되되, 상기 발포수지 재질의 성형몰드는, 금형 부착 전 가압 탱크에서 3 ~ 3.5 bar의 압력으로 가압 처리되어 재발포 가능한 상태로 제공되며,
   상기 가동금형 또는 고정금형 성형면과, 상기 성형면에 접하는 성형몰드의 면 사이에 테프론 수지 재질의 시트(SHEET)가 개재되는 것을 특징으로 하는 발포수지 성형장치.
   
5. 삭제
6. 삭제
7. 제 1 항에 기재된 발포수지 성형장치를 이용하여 발포수지 성형체를 제작하는 방법으로서,
   자성체가 실장되는 자성체 실장부가 형성되고, 상기 자성체 실장부에 실장된 자성체와 상기 마그넷 사이에 작용하는 인력(引力)에 의해 마그넷이 설치된 금형의 성형면에 부착되며, 목재 또는 합성수지 재질의 판재를 칼 금형을 이용하여 목적하는 크기와 형상으로 재단되어 성형 후 발포수지 성형체로부터 분리되는 성형몰드를 가동금형 또는 고정금형의 성형면에 부착하는 단계;
   상기 두 금형의 합형에 의한 성형공간에 발포수지를 충전한 후 열을 가해 발포수지 성형체를 성형하는 단계;
   상기 성형 완료된 발포수지 성형체를 상기 성형몰드와 함께 금형부에서 분리시키는 단계; 및
   상기 발포수지 성형체로부터 성형몰드를 분리하고, 상기 성형몰드에 의해 상기 발포수지 성형체에 표면에 음각 성형된 성형부에 상기 성형몰드에 대응되는 모양으로 미리 발포 성형된 로고판재를 조립하는 단계;를 포함하는 발포수지 성형체 제작방법.
   
8. 제 4 항에 기재된 발포수지 성형장치를 이용하여 발포수지 성형체를 제작하는 방법으로서,
   가동금형 또는 고정금형의 성형면에 가압 탱크에서 3 ~ 3.5 bar의 압으로 가압 처리되어 재발포 가능한 상태의 발포수지 재질의 성형몰드를 부착하는 단계;
   상기 두 금형의 합형에 의한 성형공간에 발포수지를 충전한 후 열을 가해 발포수지 성형체를 성형하는 단계; 및
   상기 성형 완료된 발포수지 성형체를 상기 성형몰드와 함께 금형부에서 분리시키는 단계;를 포함하는 발포수지 성형체 제작방법.

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