발포 회전 성형에 의한 트랙터용 루프 및 그 제조방법(Tractor for loop using a foaming rotational molding and method for manufacturing the same)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2017년03월27일
(11) 등록번호 10-1720207
(24) 등록일자 2017년03월21일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
B62D 25/06 (2006.01) B29C 44/04 (2006.01)
B29C 44/06 (2006.01) B29C 44/08 (2006.01)
B29C 44/14 (2006.01) B29C 44/34 (2006.01)
B62D 29/04 (2006.01) B62D 49/00 (2006.01)
B62D 65/02 (2006.01)
(52) CPC특허분류
B62D 25/06 (2013.01)
B29C 44/04 (2013.01)
(21) 출원번호 10-2015-0147488
(22) 출원일자 2015년10월22일
심사청구일자 2015년10월22일
(56) 선행기술조사문헌
JP2000255270 A*
JP08509929 A*
KR1020050058246 A*
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
유한회사 가야미
전라북도 익산시 왕궁면 왕궁농공단지길 26
(72) 발명자
김학선
전라북도 익산시 뒤란길 46
(74) 대리인
김충호
전체 청구항 수 : 총 2 항 심사관 : 최진환
(54) 발명의 명칭 발포 회전 성형에 의한 트랙터용 루프 및 그 제조방법
(57) 요 약
발포 회전 성형에 의한 트랙터용 루프 및 그 제조방법에 대하여 개시한다. 금형(200)의 내부에 인서트 설치과정
을 포함하는 금형설치단계(S10); 상기 금형(200)의 내부에 외관성형용 폴리에틸렌(PE)소재를 투입하는 1차원료투
입단계(S20); 상기 1차원료투입단계(S20)가 이루어진 금형(200)을 200~280℃로 가열하면서 20~30분간 회전시키는
(뒷면에 계속)
대 표 도 - 도3
등록특허 10-1720207
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금형회전 및 가열단계(S30); 회전 및 가열된 금형 내부에서 폴리에틸렌소재의 용융 및 성형이 이루어져 외관골격
부를 성형하는 1차외관성형 및 냉각단계(S40); 상기 1차외관성형 및 냉각단계(S40)를 통하여 용융된 폴리에틸렌
소재가 금형 벽면에 증착 성형된 후 2차발포성형용 발포소재를 투입하는 2차원료투입단계(S50); 가스주입구를 통
한 가스주입으로 발포소재를 발포시켜 내부발포단열층을 형성하는 가스발포성형단계(S60); 가스발포성형이 완료
된 금형을 냉각시키는 냉각단계(S70); 상기 냉각단계(S70)를 거쳐 금형의 내측에서 트랙터 루프 형태로 제작된
성형물을 금형과 분리하는 탈형단계(S80); 를 포함하는 것으로, 1차 외관성형 및 2차 발포성형을 순차적으로 수
행할 수 있도록 중도 부분개폐가 가능한 발포 회전 성형 금형을 통하여 제조되는 고강도 경량화 구조의 샌드위치
형 트랙터 루프로서 단열 및 소음차단효과가 우수한 효과가 있다.
(52) CPC특허분류
B29C 44/043 (2013.01)
B29C 44/06 (2013.01)
B29C 44/08 (2013.01)
B29C 44/14 (2013.01)
B29C 44/3415 (2013.01)
B62D 29/04 (2013.01)
B62D 49/00 (2013.01)
B62D 65/024 (2013.01)
등록특허 10-1720207
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명 세 서
청구범위
청구항 1
삭제
청구항 2
트랙터 루프(100)에 있어서,
폴리에틸렌의 회전성형품으로, 외면부(111)와 내면부(112)가 일체로 성형되고 상기 외면부(111)와 내면부(112)
사이에 중공부(115)가 형성된 외관골격부(110);
상기 중공부(115)에는 발포 플라스틱폼(foam)으로 충진된 내부단열발포층(120); 및
상기 외관골격부(110)와 내부단열발포층(120)에 일체로 융착된 복수개의 결합부재(130);
를 포함하고,
상기 외관골격부(110)를 이루는 폴리에틸렌(PE)소재에는 내구성을 높이도록 산화방지제: 0.5~1.5%, 자외선차단
제: 0.5~ 1.5%가 혼합 투입되되,
상기 외관골격부(110)의 외면부(111) 표면에는 전후방향으로 다수의 골(113)이 형성된 것을 특징으로 하는 발포
회전 성형에 의한 트랙터용 루프.
청구항 3
삭제
청구항 4
발포 회전 성형에 의한 트랙터 루프의 제작방법으로서,
금형(200)의 내부에 결합부재(130)를 구성하기 위한 인서트 설치과정을 포함하는 금형설치단계(S10);
상기 금형(200)의 내부에 외관성형용 폴리에틸렌(PE)소재를 투입하는 1차원료투입단계(S20);
상기 1차원료투입단계(S20)가 이루어진 금형(200)을 200~280℃로 가열하면서 20~30분간 회전시키는 금형회전 및
가열단계(S30);
회전 및 가열된 금형(200) 내부에서 폴리에틸렌소재의 용융 및 성형이 이루어져 외관골격부(110)를 성형하는 1
차외관성형 및 냉각단계(S40);
상기 1차외관성형 및 냉각단계(S40)를 통하여 용융된 폴리에틸렌소재가 금형 벽면에 증착 성형된 후 2차발포성
형용 발포소재를 투입하는 2차원료투입단계(S50);
가스주입구(230)를 통한 가스주입으로 발포소재를 발포시켜 내부발포단열층(120)을 형성하는 가스발포성형단계
(S60);
가스발포성형이 완료된 금형(200)을 냉각시키는 냉각단계(S70);
상기 냉각단계(S70)를 거쳐 금형(200)의 내측에서 트랙터 루프(100) 형태로 제작된 성형물을 금형(200)과 분리
하는 탈형단계(S80);
를 포함하고,
상기 2차원료투입단계(S50)는, 금형(200)의 일측면에 구비된 발포소재투입구(240)를 통하여 발포소재가 투입되
며, 상기 발포소재는 범용 플라스틱[EPP(Expanded Polypropylene)]이고,
등록특허 10-1720207
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상기 가스발포성형단계(S60)는, 금형(200) 내부표면에 증착된 폴리에틸렌소재 위에 2차발포성형용 발포소재가
증착되어 내부발포단열층(120)을 형성하며, 회전성형 금형(200)을 정지시킨 상태에서 이루어지고,
상기 가열단계(S30)에서 금형의 가열방법은 열매체유 순환방식이되,
상기 외관골격부(110)를 성형하는 1차외관성형 및 냉각단계(S40)는 상기 외관골격부(110)의 외면부(111) 표면에
전후방향으로 다수의 골(113)을 형성시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발포 회전 성형에 의한 트랙터
용 루프의 제조방법.
청구항 5
삭제
청구항 6
삭제
청구항 7
삭제
발명의 설명
기 술 분 야
본 발명은 발포 회전 성형에 의한 트랙터용 루프 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 1차 외관성[0001]
형 및 2차 발포성형을 순차적으로 수행할 수 있도록 중도 부분개폐가 가능한 발포 회전 성형 금형을 통하여 고
강도 경량화 구조의 균일화된 두께와 형상을 이루는 발포 회전 성형에 의한 트랙터용 루프 및 그 제조방법에 관
한 것이다.
배 경 기 술
농업의 기계화로 트랙터의 보급율은 증가하고 있으나 최근 대두되고 있는 환경문제와 이로 인한 환경규제 강화[0002]
로 농업용 기계인 트랙터 역시 환경규제 문제를 해결하고 연비 효율을 증대시키기 위한 프레임, 바디의 경량화
가 요구되고 있다.
장비의 경량화는 환경문제를 해결하기 위한 방안으로써 매연 저감 배출엔진의 개발과 더불어 장비에 대한 큰 변[0003]
화를 주지 않으면서 에너지 효율 증가 뿐만 아니라 환경규제 문제를 극복할 수 있는 방법 중의 하나이다.
따라서, 종래의 트랙터에 있어 중량을 최소화하기 위하여 트랙터의 루프에는 도 1에 도시된 바와 같은 경량 재[0004]
질의 FRP가 적용되고 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 트랙터용 FRP루프의 구성을 보인 배면사진이고, 도 2는 종래의 트랙터용 FRP루프가[0005]
갖는 문제점인 충격으로 파손된 부분의 확대사진이다.
상기 종래의 FRP루프는 주로 농로를 주행하는 트랙터의 특성상 불규칙한 노면에 의한 진동과 충격으로 파손되어[0006]
도 2에 의해 확인할 수 있는 바와 같이 모서리부분에 쉽게 균열이 발생하며, 이를 유지 보수하기 위한 비용지
출이 농민들에게 부담이 되고 있다.
또한, 트랙터 운용시 발생되는 진동에 의해 종래의 얇은 트랙터 루프에서 발생되는 소음으로 작업환경을 열악하[0007]
게 하며, 특히 일부분이 파손된 상태에서는 진동으로 인하여 파손부위가 서로 부딪히면서 소음이 배가되므로 작
업자의 피로도를 상승시키고 작업능률을 저해하는 요인이 되었다.
아울러 뜨거운 태양볕 아래서 장시간 동안 작업을 수행하여야만 하는 농기계의 특성상 태양복사열을 차단하기[0008]
위한 단열작용이 매우 중요한데 종래의 FRP는 단열효과가 미비하여 열기가 운전석으로 전달되어 장시간 태양 볕
아래에서 작업을 수행하는 작업자를 보호하는데 미흡하다는 문제점이 있다.
또한 FRP는 재활용이 불가능하며 폐기시 자연에서 분해되는 데 100년 이상 걸리는 매우 반환경적 특성이 있어[0009]
자연환경을 오염시키는 문제점이 있다.
등록특허 10-1720207
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선행기술문헌
특허문헌
(특허문헌 0001) 1. 대한민국 공개특허10-2003-0088670호(2003. 11. 20.) [0010]
발명의 내용
해결하려는 과제
상기의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은 부식이 전혀 되지 않아 수명이 길고 위생성이 매우 우수한[0011]
폴리에틸렌(PE) 재질을 이용한 샌드위치 구조로서 고강도 경량화를 구현하는 발포 회전 성형에 의한 트랙터용
루프 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 트랙터 운전석 상부에 설치되는 루프의 기능을 고려한 단열효과와 소음발생방지 및 소[0012]
음유입 방지 기능을 갖도록 플라스틱에 의한 발포성형체로서 다층구조를 이루도록 하는 발포 회전 성형에 의한
트랙터용 루프 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
아울러, 본 발명의 목적은 발포 회전 성형에 의하여 형상이 복잡한 대형의 성형물인 트랙터용 루프를 용이하게[0013]
제조할 수 있는 발포 회전 성형에 의한 트랙터용 루프 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.
과제의 해결 수단
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명 실시예에 따른 발포 회전 성형에 의한 트랙터 루프는, 외측의 폴리에틸렌[0014]
(PE)소재의 외관골격부; 상기 외관골격부의 내측에 증착된 발포 플라스틱폼(foam)의 내부단열발포층; 및 상기
외관골격부와 내부단열발포층과 일체로 융착된 복수개의 결합부재;를 포함한다.
본 발명 실시예에 따른 발포 회전 성형에 의한 트랙터 루프는, 폴리에틸렌의 회전성형품으로, 외면부와 내면부[0015]
가 일체로 성형되고 외면부와 내면부 사이에 중공부가 형성된 외관골격부; 상기 중공부에는 발포 플라스틱폼
(foam)으로 충진된 내부단열발포층; 및 상기 외관골격부와 내부단열발포층에 일체로 융착된 복수개의 결합부
재;를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 외관골격부를 이루는 폴리에틸렌(PE)소재에는 내구성을 높이도록 산화방지제:[0016]
0.5~1.5%, 자외선차단제: 0.5~ 1.5%가 혼합 투입된 것을 특징으로 한다.
본 발명 실시예에 따른 발포 회전 성형에 의한 트랙터 루프의 제작방법으로서, 금형의 내부에 인서트 설치과정[0017]
을 포함하는 금형설치단계(S10); 상기 금형의 내부에 외관성형용 폴리에틸렌(PE)소재를 투입하는 1차원료투입단
계(S20); 상기 1차원료투입단계(S20)가 이루어진 금형을 200~280℃로 가열하면서 20~30분간 회전시키는 금형회
전 및 가열단계(S30); 회전 및 가열된 금형 내부에서 폴리에틸렌소재의 용융 및 성형이 이루어져 외관골격부를
성형하는 1차외관성형 및 냉각단계(S40); 상기 1차외관성형 및 냉각단계(S40)를 통하여 용융된 폴리에틸렌소재
가 금형 벽면에 증착 성형된 후 2차발포성형용 발포소재를 투입하는 2차원료투입단계(S50); 가스주입구를 통한
가스주입으로 발포소재를 발포시켜 내부발포단열층을 형성하는 가스발포성형단계(S60); 가스발포성형이 완료된
금형을 냉각시키는 냉각단계(S70); 상기 냉각단계(S70)를 거쳐 금형의 내측에서 트랙터 루프 형태로 제작된 성
형물을 금형과 분리하는 탈형단계(S80);를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 2차원료투입단계(S50)는, 금형의 일측면에 구비된 발포소재투입구를 통하여 발포소재가[0018]
투입되며, 상기 발포소재는 범용 플라스틱[EPP(Expanded Polypropylene)]인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 가스발포성형단계(S60)는, 금형 내부표면에 증착된 폴리에틸렌소재 위에 2차발포성형용[0019]
발포소재가 증착되어 내부발포단열층을 형성하며, 회전성형 금형을 정지시킨 상태에서 이루어지는 것을 특징으
로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 가열단계(S30)에서 금형의 가열방법은, 열매체유 순환방식인 것을 특징으로 한다.[0020]
발명의 효과
본 발명은 플라스틱과 발포체가 다층 구조로 이루어져 단열기능이 우수하고, 소음이나 진동의 차단효과가 뛰어[0021]
등록특허 10-1720207
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나 강렬한 햇볕 아래에서 장시간 트랙터 작업을 하는 농부들의 작업환경을 개선하는 효과가 있다.
또한 본 발명은 플라스틱과 샌드위치 구조의 발포체를 적용함에 따라 고강도 및 경량화된 부품의 생산이 가능하[0022]
며, 형상이 복잡한 대형의 부품을 하나의 몸체로 구성하도록 하는 효과가 있다.
도면의 간단한 설명
도 1은 종래의 기술에 따른 트랙터용 FRP루프의 구성을 보인 배면사진.[0023]
도 2는 도 1의 트랙터용 FRP루프가 충격으로 파손된 부분의 확대사진.
도 3은 본 발명 실시예에 따른 트랙터 루프의 사시도.
도 4는 도 3의 A-A'선 단면도.
도 5는 본 발명 다른 실시예에 따른 트랙터 루프의 단면도,
도 6은 본 발명 실시예에 따른 회전금형의 개략구성도.
도 7은 본 발명 실시예에 따른 회전금형의 요부확대 단면도.
도 8은 본 발명 실시예에 따른 제조공정 블록도.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
본 발명은 회전 발포 성형에 의한 트랙터용 루프의 바람직한 실시예에 대하여 설명하는 것이며, 이에 의하여 본[0024]
발명의 기술적 사상과 그 구성 및 작용이 제한되지는 아니하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 도면
또는 도면을 참조한 설명에 의해 한정／제한되지는 아니하는 것이다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.[0025]
도 3은 본 발명 실시예에 따른 트랙터 루프의 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A'선 단면도이다.[0026]
본 발명 실시예에 따른 트랙터 루프(100)는 외관골격부(110), 내부단열발포층(120) 및 복수개의 결합부재(130)[0027]
로 구성된다.
상기 외관골격부(110)는 본 발명 실시예에 따른 트랙터 루프(100)의 외관형상을 이루는 것으로 폴리에틸렌(PE)[0028]
소재에 의해 적정 두께를 갖도록 성형된 것이다.
본 발명 실시예에 따른 트랙터 루프 제조를 위한 폴리에틸렌(PE)의 종류는 저밀도폴리에틸렌(LDPE), 고밀도폴리[0029]
에틸렌(HDPE), 선형저밀도폴리에틸렌(LLDPE)가 사용될 수 있다.
또한, 상기 외관골격부(110)는 강렬한 태양볕에 직접적으로 노출되는 부분이므로 내구성을 높이도록 하기 위하[0030]
여 상기 외관골격부(110)를 이루는 폴리에틸렌(PE)소재에는 산화방지제: 0.5~1.5%, 자외선차단제: 0.5~ 1.5%를
혼합하여 투입함으로써 더욱 더 내구성을 갖도록 하였다.
상기 외관골격부(110)의 외면부(111) 표면에는 전후방향으로 다수의 골(113)을 형성하여 우천시 빗물이 모아져[0031]
후측방향으로 흘러내리도록 함으로써 우천시 작업환경을 더욱 양호하게 하도록 하였다.
즉, 상기 트랙터 루프(100)를 설치시 후방으로 경사지게 설치되도록 함으로써 상기 골(113)을 따라 빗물이 흘러[0032]
내려 후측으로 흘러내리게 함으로써 작업자의 시야를 가리지 않도록 한 것이다.
상기 내부단열발포층(120)은 상기 외관골격부(110)의 내측에 증착되어 일체를 이루도록 하였다.[0033]
상기 내부단열발포층(120)은 발포 플라스틱폼(foam)으로써 적정의 두께를 갖도록 하여 단열효과를 극대화하도록[0034]
하였다.
따라서, 장시간 태양볕 아래에서 작업을 하더라도 태양볕의 열기가 하부로 전달되지 않도록 함으로써 작업자를[0035]
보호하도록 한 것이다.
상기 결합부재(130)는 본 발명의 성형시 금형(200) 내에 인서트되어 상기 외관골격부(110)와 내부단열발포층[0036]
(120)에 일체로 융착된 것으로 양측 모서리부분에 복수개가 구비되어 있다.
상기 결합부재(130)는 트랙터의 운전석 주변에 설치되는 기둥이나 벽면에 용이하게 결합시킬 수 있도록 하는 다[0037]
등록특허 10-1720207
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양한 형상의 부품으로써 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명 다른 실시예에 따른 트랙터 루프(100)의 단면도로서, 외관골격부(110)의 형상을 이중으로 형성[0038]
되도록 한 것이다.
즉, 상기 외관골격부(110)는 폴리에틸렌의 회전성형품으로, 외면부(111)와 내면부(112)가 일체로 성형되고 사이[0039]
에 중공부(115)가 형성되도록 한 것이다.
상기 중공부(115)에는 발포 플라스틱폼(foam)으로 충진되어 내부단열발포층(120)을 형성하도록 하였으며, 상기[0040]
외관골격부(110)와 내부단열발포층(120)에 일체로 융착된 복수개의 결합부재(130)가 구비되어 있다.
이와 같은 구조로 이루어진 상기 트랙터 루프(100)는 형상이 균일하지 않고 복잡한 구조이면서도 규격이 매우[0041]
큰 성형물로서, 골격을 이루는 상기 외관골격부(110)를 용이하게 성형하기 위하여 본 발명에서는 발포 회전 성
형 금형을 적용한 것이다.
도 6은 본 발명 실시예에 따른 회전금형의 개략구성도이다.[0042]
상기한 바와 같이 상기 트랙터 루프(100)는 형상이 균일하지 않고 복잡한 구조이면서도 규격이 매우 큰 성형물[0043]
이므로 정지상태의 금형에 의해서 성형하기에는 매우 부적합한 구조적 특성이 있다.
즉, 외관골격부(110)와 내부단열발포층(120)을 일체로 성형함에 있어 상기 외관골격부(110)를 균일한 두께를 갖[0044]
도록 하기 위해서는 금형의 내벽면에 폴리에틸렌 수지가 균일하게 분포되어 균일한 두께로 증착되도록 하여야
한다.
따라서, 금형의 내부에 폴리에틸렌소재를 투입한 다음 용융온도 이상으로 가열하면서 금형을 회전하여 금형의[0045]
내벽면에 골고루 확산되어 증착시킨 다음 냉각 고형화하여 외관골격부(110)를 형성하도록 하는 것이다.
이와 같은 본 발명 실시예의 트랙터용 루프의 생산에 적용되는 회전성형법은 대형성형, 이형성형, 복합가공, 표[0046]
면처리, 인서트성형, 중공체이중벽성형, 그래픽