KR0144467B1 - 벌집형 구조물의 압출금형 - Google Patents

Abstract

내용 없음

Description

벌집형 구조물의 압출 금형

제 1 도는 종래의 전형적인 압출 금형에서의 피드홀 및 이와 관련된 배출 슬럿 부분을 통한 경로에 있는 재료들의 구조체에 대한 투시도.

제 2 도는 본 발명의 단일화된 금형에 대한 피드홀 및 이와 관련된 배출 슬럿 부분에 있는 재료들의 구조체의 형태를 도시한 유사 투시도.

제 3c도는 제 2 도의 구조체를 형성하는 압출금형 부분의 종단면도.

제 3a 도는 제 3c 도의 3A-3A 부분의 단면도.

제 3b 도는 제 3c 도의 3B-3B 부분의 단면도.

제 4 도는 제 3c 도의 단일화된 압출금형의 배출 슬럿의 출구면의 저면도.

제 5 도는 제 3c 도 금형의 배출 말단 부위의 부분 투시도.

제 6 도는 피드홀의 입구 말단 형태를 수정한 제 2 도의 유사 투시도.

제 7 도는 5개의 제 6 도의 구조체 하부를 5개 도시한 투시도.

제 8 도는 금형이 수정된 구조체인 제 7 도의 구조체를 형성하는 단일화된 금형의 부분 절개도.

제 9 도는 피드홀 입구 말단이 삼각형이고 출구말단이 세점 접점형태로 수정된 제 2 도와 유사한 피드홀 구조체의 투시도.

제 10 도는 육각형의 벌집형 압출제를 형성하는 다수의 제 9 도의 피드홀 구조체를 도시한 투시도.

제 11 도는 제 10 도의 피드홀 구조체를 형성하는 금형의 부분절개도.

제 12 도는 피드홀의 입구 말단이 육각형이고 출구 말단이 여섯점 접점 형태이며, 상기 구조체를 제조하는 금형이 합성형 금형용 주 금형체이고, 배출 슬럿을 가진 분리된 표면판(face plate, 미표시)이 주 금형체의 배출 말단에 고정된 제 2 도와의 유사 투시도.

제 14 도는 제 13 도의 피드홀 구조체를 형성하는 금형의 부분 절개도.

제 15, 16, 17 도는 다양한 형태의 피드홀에의해 제조된 수정된 피드홀의 구조체로써, 상기 구조체를 제조하는 금형이 합성형의 금형이고 배출 슬럿을 가진 분리된 표면관(미표시)이 주 금형체의 배출 말단 부위에 고정된 제 2 도와의 유사 투시도.

제 18 도는 제 3c 도 및 제 4 도에서 금형들의 압출제를 도시한 사시도.

제 19 도는 그 하류나 배출 부분에서 용융을 형성하는 제 18 도에서의 다수의 피드홀 압출제에대한 사시도.

제 20 도는 제 19 도에 도시된 피드홀 압출 형태를 형성하는 금형의 부분 절개도.

본 발명은 유리, 유리-세라믹스, 세라믹스, 플라스틱, 금속, 서메트(cermets) 및 기타 재료와 같은 압출 가능한 재료들로부터 얇은 벽의 벌집형 구조물을 형성하는 압출 금형에 관한 것이며 특히 길이가 그 직경 또는 횡단 크기의 수배에 이르는 비교적 작은 피드홀(feed hole) 또는 채널(channel)을 통해 압출 될 수 있는 특수한 형태의 압출금형에 관한 것이다. 피드홀 외부 말단은 배출 슬럿을 형성하는 격자와 연결되며, 이 슬럿들은 벌집형 압출제의 셀벽을 형성한다.

본 발명에 속하는 기술분야에서 공지된 바와 같이 압출공정후에 벌집형 구조물은 처리되어 견고한 벌집형 구조물로 제조된다.

얇은 벽 벌집형 구조물은 다양한 기술에서 응용된다. 예를 들면 세라믹 재료로부터 형성된 얇은 벽 벌집형 구조물은 내부 연소 엔진의 배기부의 촉매 전환제에서의 촉매 담체로 사용된다. 또한 라지에타, 촉매 담체, 필터 및 열 교환기 등에 사용된다.

Bagley에 의한 제3,790,654호 Benbow에 의한 제3,824,196호 Reed에 의한 제4,235,583호 및 야마모도에 의한 제4,354,820호 등의 미합중극 특허에 개시되어 있듯이 얇은 벽 벌집형 구조를 형성하는 다수의 압출 금형의 형성법은 널리 공지되어 있다.

종래의 압출 금형 기술에서의 커다란 결점은 야마모도의 특허의 제1도 및 Reed의 특허의 제 1 도를 비교해 보면 잘 나타난다.

상기 특허에서의 두 구조물들은 금형의 입구 부분이 다수의 실린더형 피드홀로 제공되는데 그 하류 말단이 금형내의 피드홀과 잘 정렬되고 피드홀에 의해 직접 공급되는 각각 교차하는 배출 슬럿의 상류 또는 입구에서 종료된다.

우선 야마모도의 경우를 관찰해 보면, 압출되는 재료들은 피드홀로 들어가고 각각 숫자(2)로 표시 되어 있다.

각 피드홀의 하부 말단은 제 3c 도의 숫자(20)로 지시된 가늘어진 부분에 의해 방해를 받게 된다.

흐름을 제한하거나 가늘어진 부분(20)을 축소시키지 않고 통과하여 배출 슬럿을 통한 최종 압출을 위해 금형의 출구 또는 배출 말단으로 압출된 재료들이 흐르게 된다.

따라서, 통상적으로 실린더형 피드홀의 하부 말단으로 흐르는 형태와 단면적의 돌변한 변화가 발생하며 상기 변화는 가늘어진 부분(20)에 의해 초래된다.

이러한 부분(20)들은 말단 부분이거나 배출부분일 수 있다.

Reed의 경우도 다소 유사 구조를 보여주고 있는데 이는 실린더형 피드홀(7)의 출구 부분이 배출 슬럿 입구에서 돌연히 축소되어 있는데 이는 숫자(9)로 표시하였다.

제 1 도를 야마모도 또는 리드(Reed)특허로 견주어 볼 때, 각 피드홀의 출구 말단에서 흐름을 제한하는 네 개의 배출부를 볼 수 있는데, 이 배출부는 결과적으로 피드홀의 단면적을 갑자기 감소 시킨다.

상기 배출부는 압출 재료의 흐르는 경로에 있는 배출 슬럿으로의 입구 부분의 코너들에 의해 결정된다.

각 이러한 배출부(서로 직교하여 절단하는 배출 슬럿의 네곳)는 압출 재료들의 지탱력 또는 각 배출부에 대항하여 흐르는 힘에 기인된 밴딩모멘트(bending moment)에 처하게 된다.

상기 금형의 피드홀 기하구조는 고 벤딩력을 금형의 상기배출 또는 캔틸리벌드(cantilevred)부분에 가하게 된다.

또한 이로 인해 더 큰 강도를 갖는 금형 재료들을 사용하고자 상당히 큰 강도를 갖는 금형재료들을 사용하거나 상당히 큰 강도를 갖는 재료로부터 형성된 금형의 피드홀 밀도를 제한시키게 된다. 또 압출되는 재료들은 마모되는 재료들을 함유하는 경우 상기 배출부분으로 인해 더 큰 손상을 입게 되고, 따라서 상기 부분이 제공되지 않을 때보다 금형의 열화 현상은 증가하게 된다. 상기의 결점은 단일화된 금형 뿐 아니라 복합형 및 박판형 금형에서도 나타난다.

본 발명의 실시에 따르면 배출 슬럿의 접점에 있는 피드홀의 단면적의 갑작스런 변화는 제외되었다.

그대신 피드홀의 입구에서 개시되고 피드홀의 출구에서 종료되는 흐름의 단면적과 형태의 완만하고 점진적인 전환이 있었으며 여기서 배출 슬럿을 통해 종적 및 횡적 흐름이 시작되었다. 피드홀의 길이를 따라 어떤 위치에서의 단면적도 관련된(배출 슬럿 부분으로 배출 되기 전까지) 그 상류의 어떤 위치에서의 단면적 보다는 적다. 이러한 형상은 금형의 고벤딩력을 제거시키며 또한 실질적으로 마모손상을 감소시킨다.

본 발명의 또 다른 실시에 의하면 입구 부분과 출구부분을 갖는 압출 금형을 제공하고,

상기 입구부분에서 상기 출구부분으로 연장된 적어도 하나의 세로로 연장된 피드홀을 갖고, 상기 하나의 피드홀은 가늘어지며 따라서 상기 최소한 하나의 피드홀의 입구로부터 출구 말단까지의 단면 형태의 변화 및 단면적의 점진적 감소가 발생한다. 또한 본 발명에 따르면 유동성 재료를 압출하여 구조물을 형성하는 방법을 제공하였는데, 이 방법은 하기 기술될 네가지 단계들을 포함한다.

(1) 다수의 피드홀을 통해 상기의 재료를 세로로 흐르게하고.

(2) 상기 피드홀로 부터 실질적으로 균일한 폭을 갖는 배출슬럿이 교차하는 최초의 격자부분으로 상기 재료를 이동시키고,

(3) 유동성 재료를 최초격자로부터 상기 최초 격자와 교차결합(interdigitated)된 실질적으로 동일한 폭을 갖는 배출 슬럿과 내부결합된 두 번째 격자로 이동시켜 두 번째 격자의 슬럿이 횡적으로는 최초 격자로 부터 그리고 종적으로는 상기 피드홀로부터 상기 재료를 제공받게 하며,

(4) 상기 최초와 두 번째 배출 슬럿으로 부터 종적으로 상기 재료를 배출시킨다.

제 1 도를 살펴보면, 숫자 (10)은 종래 기술에서의 전형적 금형의 피드홀 및 배출 슬럿부분을 통해 경유하는 재료들의(유동성 세라믹 같은 것) 구조체를 나타낸다. 숫자(10)으로 표시된 상기 재료의 구조체는 상기 특정한 피드홀 및 그와 관련된 배출 슬럿 부분을 결정하고 둘러싸고 있는 금형들이 갑자기 제거되고 재료만 남게 되며 유동성 재료가 붕괴되기전의 경우에 재료가 어떻게 형성되는가도 생각될 수 있다.

숫자 (14)는 균일한 직경의 피드홀에서 유동성 재료를 나타낸다. 숫자 (16)은 방사상으로 내부에 위치한 네 부분을 나타내며, 이들 (16)은 야마모도 특허에서 지적된 배출부분(20)을 보완한다. 숫자 (18)은 상기 유동성 재료의 네 직사각형 형태의 휜(fin) 또는 렉(leg) 부분 중에 하나를 통상적으로 나타내며 상기 부분들은 금형의 배출 슬럿의 하부나 배출 말단 부분에서 종료되며 그 하부 표면은 숫자(20)로 표시한다. 따라서 피드홀과 배출 슬럿의 접합점에서 횡단면 형태 및 단면적의 갑작스런 변화가 발생하게 된다.

이제 제 2 도를 언급해보면 본 발명에 다른 피드홀 금형과 이와 관련된 배출 슬럿을 통해 경유하는 유동성 재료들의 구조체의 상응되는 것이 어떤 일순간에 도시되어 있는데 숫자(30)로 표시하였다. 상기 피드홀 구조체의 입구 말단 부분은 숫자 (32)로 표시되어있고, 그 입구 말단의 횡단면은 근본적으로는 정방형인데 절단되 코너 (34)를 갖고 있어 휜의 모서리 (36)와 렉 (38)을 결정한다. 유동성 구조체의 단면형태는 근본적으로 정방형인 입구 (32)로 부터 연결된 배출 슬럿 부분의 (적합한)입구에 상응하는 배출 말단이나 출구까지 완만하게 변화한다. 압출제의 단면 형태의 각 렉의 배출 부분의 표면을 숫자 (40)로 표시하였다.

숫자 (42)는 구조체 (30)의 상당히 오목한 네 그로브(groove)중의 가장 하부중의 하나를 표시한 것이다. 입구 표면(32)으로 부터 거리가 증가되어 가면 상당히 오목한 네 그로브가 피드홀을 따라 형성 또는 성장된다. 구조체 (30)의 길이를 따라 횡단면적과 형태는 모두 변하지만 (56)과 (40) 상이의 하부 유동부위는 제외된다. 상기 하류에 있어서 축 부위는 배출 슬럿 부분에 의해 결정되는데, 압출된 구조체의 면적과 형태는 변하지 않고 그로브 (42)의 길이도 또한 동일하게 변하지 않는다. 따라서 숫자 (56)는 일정한 단일화된 금형의 배출 슬럿에 의해 결정된 벌집형 구조물 벽이 최초 형성되는 개시점을 나타내며 배출 슬럿은 일정한 폭을 가지게 된다.

이제 도면의 제 3c 도를 살펴보면 숫자 (50)은 본 발명의 한 실시예에 따라 형성된 금형을 표시하며 제 2 도의 입구 표면 (32)에 대응하는 입구부위(52)를 갖는 다수의 세로로 연장된 피드홀(51)을 함유한다. 금형의 입구 표면 (53)은 입구 또는 상류 표면이며 통상적인 배출부 또는 하류 배출 슬럿을 갖는 배출 표면을 갖고 있다. 각 피드홀 (51)은 제 2 도에 도시한 구조체를 형성한다.

숫자(54)는 각 피드홀 (51)의 길고 좁은 평탄한 표면을 표시하는데 제 2 도에 도시한 휘(38)의 평탄한 모서리(36)에 대등된다. 평탄한 표면(54)의 폭은 모서리(36)의 폭과 동일하다. 숫자(44)는 각 피드홀(51)의 표면(41)과 휜(38)의 측면을 형성하는 금형 표면(41)이 교차하는 네 모서리 중의 하나를 표시한다. 각 모서리 (44)는 제 2 도에 도시된 구조체의 각각의 하부 그로브 부분 (42)을 형성한다.

각 피드홀(51)은 상부 모서리를 제외하고는 결국 여덟 개의 표면(41)을 갖으며, 쌍으로 각을 이뤄 배열하고, 각쌍의 표면 교차점은 각자의 모서리(44)를 형성한다.

여덟 개의 표면(41)은 네 개의 휜(38)의 여덟 측면을 형성한다. 각 모서리(44)는 그 반대쪽으로부터 각 피드홀로 방사상이고 내부 쪽으로 연장되며, 방사되는 정도는 피드홀의 최고점 또는 상류에서 0이고 배출 슬럿의 개시점(58)에서 최대 이어야 한다.

상기 구조는 제 3a 도 및 3b도에서 또 도시되어 있고, 이들은 피드홀(51)의 축상으로 격설된 단면부위를 나타내고 있다.

모서리(44)의 기울기의 변화는 영역(58)에서 발생하는데, 여기서 기울기는 수직으로 변하여 하기에서 기술될 배출 슬럿의 입구를 결정하게 된다.

숫자(66)는 통상적으로 배출부, 배출 영역 또는 압출 금형(51)의 표면을 표시하며 다수의 직교 교차형 또는 십자형 배출 슬럿(68) 및 (70)에 의해 제공되는데 제 4 도에 도시되어 있다.

배출 표면(66)은 합성물의 금형의 종류에 따라 금형 구조물(50)에 통합적이거나 또는 반대로 분리될 수도 있다.

상기의 분리된 표면판을 금형의 하류 부위에 부착시키는 장착 수단(본 발명이 속하는 기술분야에서 공지되어 있음)을 제외하고는 제 3c 도를 합성 금형의 단면도로 간주할 수 있다.

대각선으로 교대로 교차하는 배출 슬럿(68)은 각 피드홀(51)의 중심부분에 각기 배열되어 있다.

제 3c 도에 도시된 바와같이 피드홀(51)의 내부 말단 부위와 영역(58)에 있는 슬럿(68)의 내부 말단 사이에 상당한 겹쳐짐이 있었다. 상기 관계는 본 발령에서 참고로 인용되고 있는 미합중국 특허 제3,790,654호의 제 2도에 나타난 특징과 유사한 것이다. 점선(32), (52)은 통상적으로 피드홀의 입구를 지적해 준다. 제 3c 도 및 제 4 도에서 도시되었듯이 배출 슬럿은 피드홀(51)과 교차 배열된 점에서 좀 더 격설된 부위(70)를 함유한다.

제 2 도에 도식되어 있는 압출 재료들의 각 네 교차된 렉들은 이에 상응하는 배출 슬럿(68)의 각각에 해당하는 네 교차부분으로 연장되며, 이는 제 4 도에 도시되어 있다.

제 4 도에 피드홀(51) 점선 윤곽내에 있는 슬럿 부분(68)은 종적으로 공급되고(피드홀과 일렬로 배열되어 있음) 반면에 대부분의 배출 슬럿(70)(피드홀과 일렬로 배열되어 있지 않음)들은 횡적으로 공급된다. 단지 슬럿(70)의 영역(73)에서만 종적으로 공급된다.

슬럿(68)들은 최초 배출 슬럿으로 슬럿(70)들은 두 번째 배출 슬럿으로 호칭하였다. 슬럿(68)은 최초 격자를 형성하고 반면에 슬럿(70)은 두 번째 격자를 형성하는데 상기 격자들은 서로 교차한다. 슬럿(68)의 어떤 교차 부분들은 각각의 피드홀(51)에 의해 종적으로 공급되는 수도 있지만, 슬럿(70)의 어떤 교차부분도 피드홀(51)에 의해 종적으로 공급되지 않는다.

제 2 도의 영역(56)은 제 3c 도의 금형영역(58)에 대응된다.

실제로 제 2 도의 휜(38)들은 하류 영역(56)으로 전개되거나 횡적으로(방사상 외부쪽으로) 유동하기 시작하여 인접한 배출 슬럿(68), (70)으로 부터 횡적으로 흐르는 다른 압출부분과 결합된다.

상기 횡적 흐름은 정확하게 묘사될 수가 없어서 전체를 도시하지는 않았다. 제 1 도의 휜(18)의 경우도 동일하다.

제 4 도 및 제 5 도에 도시된 바와 같이, 배출 슬럿(68) 및 (70)이 서로 직교로 교차되어 핀, 코아(core) 또는 랜드(land)(72)들을 결정한다.

제 4 도에서와 같이 제 2 도의 구조물(30)의 각 배출 슬럿 렉(40)의 방사상 최외곽으로 연장되어 방사상의 거리가 핀(72)의 측면 길이보다 길게한다.

이 렉(40)의 배출되는 정도는 슬럿(70)의 부분(73)이 피드홀(51)로 부터 종적으로 공급되는 결과를 초래한다.

제 2 도 내지 제 4 도 까지에 도시되어 있듯이 점선윤곽부분(32)내에 있는 배출 슬럿(68)의 모든 부분이 각 피드홀(51)로 부터 종적으로 공급된다.

그러나 본 발명이 상기 특정 배열에 의해 제한을 받지는 않는다. 예를들면, 제 2 도의 정반대의 하부 휜 부분(38)의 끝과 끝사이의 거리가 모든 종적 또는 횡적으로 작동하는 한쌍의 슬럿(70)의 거리보다 상대적으로 작아질 수 있어 슬럿(70)의 모든 부분은 횡적으로만 공급된다.

금형(50)내의 피드홀(51) 및 최초 슬럿과 두 번째 배출 슬럿의 형성은 아크로늄(acronym) EDM이라 일컬어지는 공지의 전기적 배출 기계방식 방법에 의해 수행되는 것이 양호하다.

상기 방법 또는 기술은 이미 공지되어 있고 Ullman 등에 의해 등록된 미합중국 특허 제3,731,034호, Cunningham 등에 의해 등로된 제4,403,131호, Bachrach 등에 의해 등록된 제4,250,865호, Moracz 등에 의해 등록된 제3,851,135호, Lodetti 등에 의해 등록된 제4,431,896호 및 Hamasaki 등에 의해 등록된 제4,485,287호 등에 개시되어 있다.

한가지 방법으로는 피드홀(51) 모서리(44)는 EDM에 의해 금형 구조물(50)의 입구부터 출구 표면까지 균일하게 가늘어져서 초기에 형성되며, 가장 하부에 인접한 모서리(44) 사이의 거리 간격이 어떤 피드홀의 평탄한 부분(54)의 폭보다도 작으며, 상기 후자의 폭은 배출 슬럿의 폭과 동일하게 한다.

그후 각 피드홀의 가장 하부 부분에 있는 모서리(44)가 가늘어져서 배출 슬럿(68) 및 (70)이 형성되게 되면 자동으로 제거된다. 영역(58)에서 개시되는 피드홀의 하류 또는 배출 말단에서의 모서리(44)가 가늘어지는데 대한 손실이 제 3c 도에 도시되어 있으며, 상기에서 언급된 바와 같이 제2도의 부분(56)이 생성되게 된다.

분쇄 또는 톱질과 같은 다른방법들이 사용될 수도 있지만, 배출 슬럿들은 EDM에 의해 형성된다. 균일한 폭을 갖는 배출 슬럿과 분리된 표면판을 갖는 합성 금형의 경우 각 피드홀(51)내의 모서리(44)가 가늘어지는 표면관의 입구 표면에 접촉할 때 주된 금형의 입구 표면으로 부터 그 배출 표면까지 균일하게 된다.

제 2 도 내지 제 4 도에서 도시된 예에서는 배출 슬럿의 폭이 어떤 피드홀의 평탄면(54)의 폭과도 동일하다.

그러나 본 발명이 상기 관계에 의해 제한을 받지는 않는다. 예를 들면 피드홀의 입구 형태는 정방형 또는 등팔각형일 수도 있다.

상기 피드홀의 각 측면에는 균일하게 가늘어진 모서리(44)가 제공되고(제 3c 도, 제 3a 도, 제 3b 도와 유사함) 잔여의 네 평탄한 내부 피드홀 부분은 금형의 배출 말단쪽으로 균일하게 좁혀진다. 제 3c 도의 (54)에 대응되는 영역에서 상기 평탄한 부분의 폭은 배출 슬럿의 폭과 동일하다.

제 5 도를 살펴보면 금형의 돌출된 외곽 부위의 상부는 제 3c 도의 영역(58)에 대응되며 여기서 배출 슬럿(70)은 개시되고 피드홀의 가늘어짐은 종료되게 된다.

제 6 도를 살펴보면, 수정된 형태의 금형 피드홀과 수정된 금형을 통해 경유하는 구조물이 도시되었다. 숫자(80)는 재료 구조체를 표시하며, 숫자(82)는 그 최상부 표면을 지시하며 금형의 입구 또는 입구 표면에 위치하고, 숫자(84)는 네 개의 내부로 만곡된 측면중의 하나를 표시한다.

따라서 다각형 형태의 상부 말단의 가장 긴 네 렉들이 각기 직선이 아니고 곡선이라는 점만 제외하고는 입구말단이 제 2 도의 입구말단에 상응된다. 구조체의 형태는 제 2 도의 것과 동일하며 동일한 참고 숫자들이 잔여의 구조체에 사용되었다.

제 7 도는 제 6 도와 유사하며 제 6 도의 다수의 압출재료들의 구조체를 도시하였다. 금형 피드홀과 렉(40)의 첨단부분을 통해 구조체의 하류 말단 부위는 벌집형 압출체의 막힌 셀을 형성하도록 측면에서 함께 융합된다.

압출재료의 하류 말단 부위는 또한 종료 또는 하류 표면부위(400)를 갖는 렉(380)으로 측면으로 연장된다.

렉(380)은 도한 벌집형 압출제의 벽이 되고, 금형의 배출 슬럿 부분(68)으로 부터 형성되며, 제 3 도 및 제 4 도의 것과 유사하고, 피드홀(51)과 직접적으로 일렬로 배열되어 있지는 않는다. (측면으로 제공됨)

제 8 도는 제 7 도의 구조체를 생성하는 단일화된 금형을 도시하고 있다. 상기 금형은 다른 도면에 도시한 것과 같이 벌집형 압출제의 상업적 제조에 대한 피드홀의 수를 전체 규모로 나타낸 것은 아니다. 제 8 도에서 숫자(90)는 제 3 도의 피드홀(51)과 유사한 다수의 피드홀을 갖는 금형을 표시한다.

제 3 도의 구체적인 설명대로 숫자(68)는 교차 배출 슬럿을 표시한다. 그러나 제 3 도 및 제 4 도에서의 (70)과 같은 슬럿은 없다. 숫자(58)는 피드홀이 가늘어지는 말단 및 배출 슬럿의 시작을 표시한다.

도면의 제 9 도를 살펴 보면, 숫자(94)는 수정된 피드홀 형태에 의해 제조된 피드홀 구조체를 표시하며, 삼각형 입구 또는 상류 부분(96)과 세걔의 렉 부분(98)을 갖고 있으며, 각기 방사상으로 최외곽 모서리(100)를 갖고 있고, 이는 세개의 지정된 접점을 결정하는 세 표면 부분(102)에서 종료된다.

상기 구조체는 계속적으로 점차 가늘어지기 때문에 제 2 도에서와 같은 영역(56)을 갖지는 않는다. 그러나 상기 영역(56)은 구조체(94)를 제조하는 금형이 상류 또는 주금형이고 렉(98)의 하부 모서리가 표면판의 상류 말단으로 들어간다는 것을 보여준다.

제 10 도는 육각형 셀모양의 벌집형 압출체를 형성하는 다수의 제 9 도의 구조체를 도시하고 있다. 렉(98)의 방사상 최외곽 부분이 금형 피드홀을 경유하여 측면으로 흐르고 다수의 벽(106)을 형성하도록 융합하며, 상기 벽(106)은 육각형의 막힌 셀을 결정한다.

인접한 구조체의 렉(98)의 말단 부분의 초기 결합은 (105)로 표시된다. 이는 측면 결합이 방전 슬럿의 상류에서 발생할 수 있음을 도시하고 있다.

제 11 도는 제 10 도의 압출제를 형성하는 단일화된 금형(110)을 도시하고 있다. 숫자(103)는 서로로 부터 공동(空同)을 형성하는 다수의 피드홀 원을 분리시키는 금형내의 벽의 하부 모서리를 표시한다. 상기 분리는 상부 금형 배출 표면에서 종료되며, 이는 제 10 도에 도시되어 있듯이 영역(105)에서 개시되는 각 휜 또는 렉을 결합하도록 한다.

도면의 제 12 도를 살펴보면, 숫자(112)는 통상적으로 그 입구에서 육각형 형태(114)를 갖고 수정된 형태의 피드홀에 의해서 형성되는 피드홀 구조체를 표시한다. 숫자(116)는 각 렉(118)의 방사상 최외곽 부분은 표시하고, 부분(116)은 도시된 바와같이 가늘어지며, 다수의 렉(118)은 구조체의 하부 말단에 있는 표면(120)에서 종료된다. 숫자(56)는 표면판의 배출 슬럿의 입구에서 휜의 (가늘어짐) 종료를 의미한다.

제 13 도는 표면판의 배출 슬럿으로 들어가기 전에 삼각형 셀형의 벌집형 형태를 형성하는 다수의 제 12 도의 구조체를 도시하고 있다. 금형을 경유하자마자 렉 또는 휜(118)의 최하부 부위가 측면으로 흐르고 세 연속적인 벽(122)에 의해 결속되고 결정된 삼각형 셀을 결정하도록 융합한다.

렉(118)의 초기 측면 결합 방식은 영역(121)에서 발생하며 제 14 도의 금형의 하류 말단(133)에 바로 인접하게 위치한다.

제 14 도는 제 13 도의 압출제를 제조하는 단일화된 금형을 도시하고 있다. 숫자(130)는 금형을 표시하며, 제 3c 도의 피드홀(51)과 유사하게 실질적으로 평행인 다수의 피드홀을 갖는 금형이다. 각 피드홀은 다수의 슬럿(132)들을 함유한다. 숫자(333)는 (제11도의 (103)에 해당하는) 피드홀을 분리시키는 금형내의 내부 피드홀 벽의 하부 모서리를 표시한다.

상기 모서리들은 제 13 도의 영역(121)을 형성한다.

제 15 도를 살펴보면, 또 다른 구조체가 압출되는데, 제 9 도의 것과 유사하며, 숫자(140)에 의해 표시된다. 금형 입력 표면에서의 입구 말단은 각 측면(142)이 가늘어지는 정방형이며, 그로브가 생겨남에 따라 휜 또는 렉(144)을 결정하게 된다. 피드홀 구조체의 최하부 부위는 숫자(146)로 표시된다.

또, 숫자(42)는 립(rib) 도는 렉(144)의 교차 표면사이의 결합선을 표시한다. 숫자(56)는 (제 16 도 및 제 17도에 도시되어 있듯이) 표면판의 배출 슬럿으로 공급되는 최하부 부위를 지적하고 있다.

제 16 도에서, 숫자(150)는 또다른 피드홀 구조체를 표시하며, 그 하루 말단에 삼각형 입구 말단 형태 및 세 개의 렉 접점 형태를 갖고 있다. 휜9152)은 모서리(154)를 함유하며 하부 표면(156)에서 종료된다.

제 17 도를 살펴보면, 숫자(160)는 구조체의 상부 말단이 실질적으로 육각형이고, 육각형 측면이 접하는 코너가 비교적 적은 양의 줄(chord, 34)로 대체되고, 구조체 전체 길이에 균등한 폭을 갖는 모서리(36)를 결정시키는 피드홀 구조체를 표시한다. 방사상으로 배열된 휜(162)은 통상적으로 여섯점 접점 형태를 결정하도록 표면(164)에서 종료된다.

제 16 도에서와 같이 숫자(42)는 인접한 휜의 교차 표면사이의 결합선을 표시한다.

제 18 도는 제 2 도와 유사한 도면으로써 제 3c 도의 피드홀(51)과 같은 피드홀내의 단일 구조체를 도시하고 있으며, 제 3c 도에 도시된 슬럿(70)에 의해 제조된 부가적인 셀벽의 형성을 도시하고 있다. 제 18 도에서 숫자(170)는 피드홀내의재료의 구조체를 표시하며, 숫자(172)는 피드홀의 배출부의 형태를 표시하고, 이 형태는 제 6 도에 도시된 것과 유사하다. 숫자(34)는 각 렉(174)의 모서리를 표시하고, 입구로 부터 구조체의 하류 또는 하부 쪽으로의 완만한 전환에 의해 결정된다. 또, 숫자(42)는 렉(174)의 인접 벽 사이의 결합선을 표시한다. 배출 슬럿(70)에 의해 압출된 재료의 구조체는 숫자(184)로 표시된다.

제 19 도를 살펴보면, 다수의 제 18 도의 구조체가 도시되어 있고, 그 하부 부위가 함께 융합하여 벌집형 구조물을 형성한다. 숫자(184)는 또 제 3c도에 도시된 슬럿(70)에 의해 형성된 압출제 부위를 표시한다. 숫자(184a)는 직접적으로 공급되는 (피드홀(51)과 일렬로 배열되어 종적으로 공급되는 배출 슬럿(68)에 의해 형성된 배출 슬럿에서의 구조체 부분을 표시한다.

최종 압출체의 전형적인 셀 벽 부위는 렉 또는 휜(174)의 하부에 의해 형성되며, 이는 피드홀로부터 배출 슬럿 부위로 직접 공급된다. 다음 측면 벽 부위(184)는 연속된 렉(174)에 의해 결정되며, 제 3c 도의 슬럿(70) 때문에 발생된다. 구조체 부분(184)의 바로 인접한 곳이 (184a)인데, 이는 제 3c 도의 측면으로 공급되는 슬럿(68)에 대응된다. 슬럿(70)에 대응되는 또다른 구조체 부분(184)이 바로 인접해 있고, 렉 또는 휜(174)으로 부터의 벽 부위가 피드홀로 부터 직접적으로 공급된다.

제 19 도와 제 7 도를 비교하여 보면 제 7 도는 측면적으로 공급되는 슬럿(68)에 대응되는 부위(380)를 갖고 있지만, 슬럿(70)에 대응되는 어떠한 부위도 없고, 즉 후자는 존재하지 않는다.

반면에 제 19 도는 직접적으로(세로로) 공급되는 배출 슬럿, 측면적으로 공급되는 배출 슬럿(68) 및 배출 슬럿(70)으로 부터 발생된 벌집형 벽 부위를 도시하고 있다.

도면의 제 20 도를 살펴보면, 숫자(190)는 제 19 도에 도시된 구조체를 제조하는 피드홀 및 최초 슬럿과 둘째 배출 슬럿 배열을 갖는 금형을 표시한다. 제 20 도에서 숫자(174s)는 직접적으로 공급되는 최초 배출 슬럿의 부위를 표시하며, 예를 들면 제 19 도의 렉 또는 휜(174)의 하부 부위를 수용한다.

숫자(184s)는 제 19 도의 구조체 부분(184)을 생성하는 배출 슬럿을 표시한다.

제 3c 도의 (70)과 같은 둘째 배출 슬럿의 함유는 제 3c 도의 최초 배출 슬럿(68)을 간접적으로 공급하는 것과 같이 선택적이다.

따라서, 누구나 각 피드홀의 배출부 또는 하부가 최초 배출 슬럿(68)에 의해 결정된 격자를 모드 차단함으로써 본 발명을 실시할 수도 있다.

본 발명에서는 단일화된 통합적 또는 한 개의 금형을 사용할 수 있으며, 합성 또는 조성체 금형 또는 박판형 금형을 사용할 수도 있다.

즉, 슬럿이 피드홀과 통합적 또는 분리적으로 배열되든지 간에 재료의 경로에 어떤 굴곡없이 피드홀을 통해 배출 슬럿으로 공급되는 효과를 발휘하게 된다.

약간의 대량 제조공정의 어려움이 제시된 반면에, 피드홀(51)은 그 상부 부위가 (배출 슬럿 부분을 포함하지 않음) 서로로 부터 분기되고, 피드홀은 직선적이거나 굴곡지게 되도록 형성될 수도 있다. 상기 제조에 있어서 금형의 입구 표면적은 분기되기 위해 배출면의 면적보다 커야 한다.

단일화된 금형, 합성혐 금형 또는 박판형 금형으로도 상기의 변형이 실시될 수 있다. 또 피드홀(51)의 가늘어짐은 직선으로 도시되었다. 이는 완만한 이송에 꼭 필요한 것은 아니며, 각 피드홀의 입구 말단의 최대 직경이 배출부 말단의 것보다 크게 되도록 피드홀은 굴곡될 수도 있다. 제 2도에서 상기 직경들은 동일하며, 단면 형태의 변화 홀로 유동성 재료에 압력을 가하게 된다.

압출 금형에 관한 기술에 있어서, 통상적으로 금형 피드홀과 배출 슬럿들은 최초 사용에 선행하여 코팅된다.

종종 금형의 모든 표면이 코팅되기도 한다. 이러한 코팅 조성물과 금형 코팅 기술은 리드에 의해 등록된 미합중국 특허 제4,235,583호 및 피터스에 의해 등록된 제4,574,459호에서 언급되어 있는바 공지되어 있다.

Claims (19)

1. 입구 부위와 배출 부위를 가지고 있고, 상기 입구 부위로 부터 상기 배출 부위로 세로로 연장되는 다수의 피드홀을 가지며, 각 가늘어지는 피드홀의 입구로부터 출구 말단까지 단면 형태의 변화와 단면적의 축소 변화가 이루어지도록 상기 피드홀이 가늘어지는 것을 특징으로 하는 압출 금형.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가늘어지는 피드홀이 서로 평행인 것을 특징으로 하는 압출 금형.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 가늘어지는 피드홀의 각 가늘어지는 정도가 균일한 것을 특징으로 하는 압출 금형.
4. 제 3 항에 있어서, 가늘어지는 피드홀의 횡단면이 그 배출 부위 말단에서 교차 형태인 것을 특징으로 하는 압출 금형.
5. 제 3 항에 있어서, 각 가늘어지는 피드홀의 입구 말단 부위가 코너가 잘린 정방형의 횡단면이어서 결국 팔각형 형태를 이루게 되는 것을 특징으로 하는 압출 금형
6. 제 5 항에 있어서, 잘려진 코너가 모두 동일한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 압출 금형.
7. 제 6 항에 있어서, 각각의 상기 가늘어진 피드홀의 상기 교차 형태의 배출 말단의 각 렉의 방사상의 최외곽 부위의 폭이 상기 잘려진 코너의 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 압출 금혐.
8. 제 3 항에 있어서, 가늘어진 피드홀의 횡단면이 그 배출부 말단에서 접점 형태인 것을 특징으로 하는 압출 금형.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 배출 말단 부위가 세 개의 렉 접점 형태인 것을 특징으로 하는 압출 금형.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 배출 말단 부위가 여섯 개의 렉 접점 형태인 것을 특징으로 하는 압출 금형.
11. 제 1 항에 있어서, 다수의 교차 십자형 배출 슬럿이 함유되며, 그 입구 말단 부위가 가늘어지는 피드홀 또는 피드홀들의 각 배출 말단 부위와 일렬로 배열되고, 동일한 형태와 크기를 갖게 되어 각 가늘어지는 피드홀의 배출 말단 부분으로 부터 각 배출 슬럿 부분의 입구 말단 부분까지의 전환이 완만하고, 금형의 벤딩 모멘트가 제거되며 각 배출 슬럿과 가늘어진 피드홀의 배출 말단 부분의 결합점에서 금형을 마모 손상시키는 금형의 가늘어지는 피드홀로부터 압출되는 재료에 의해 야기되는 마모, 손상 경향이 감소되는 것을 특징으로 하는 압출 금형.
12. 제 2 항에 있어서, 다수의 교차 십자형 배출 슬럿이 함유되며, 그 입구 말단 부위가 가늘어지는 피드홀 또는 피드홀들의 각 배출 말단 부위와 일렬로 배열되고, 동일한 형태와 크기를 갖게 되어 각 가늘어지는 피드홀의 배출 말단 부분으로 부터 각 배출 슬럿 부분의 입구 말단 부분까지의 전환이 완만하고, 금형의 벤딩 모멘트가 제거되며 각 배출 슬럿과 가늘어진 피드홀의 배출 말단 부분의 결합점에서 금형을 마모 손상시키는 금형의 가늘어지는 피드홀로 부터 압출되는 재료에 의해 야기되는 마모, 손상 경향이 감소되는 것을 특징으로 하는 압출 금형.
13. 제 3 항에 있어서, 다수의 교차 십자형 배출 슬럿이 함유되며, 그 입구 말단 부위가 가늘어지는 피드홀 또는 피드홀들의 각 배출 말단 부위와 일렬로 배열되고, 동일한 형태와 크기를 갖게 되어 각 가늘어지는 피드홀의 배출 말단 부분으로 부터 각 배출 슬럿 부분의 입구 말단 부분까지의 전환이 완만하고, 금형의 벤딩 모멘트가 제거되고 각 배출 슬럿과 가늘어진 피드홀의 배출 말단 부분의 결합점에서 금형을 마모 손상시키는 금형의 가늘어지는 피드홀로 부터 압출되는 재료에 의해 야기되는 마모, 손상 경향이 감소되는 것을 특징으로 하는 압출 금형.
14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배출 슬럿의 세로 길이가 상기 피드홀의 세로 길이보다 짧아서 상기 최초 배출 슬럿에 의해 경계지워지고 결정되는 다수의 산정된 다각형 핀들을 결정하게 되고, 각 피드홀은 그 길이를 따라 균일하게 가늘어져서 각 피드홀의 입구부터 출구 말단까지의 단면적의 전환과 단면 형태의 변화가 균일하게 감소되어지는 것을 특징으로 하는 압출 금형.
15. (1) 유동성 재료가 다수의 피드홀을 통해 종적으로 흐르고,

    (2) 상기 피드홀로부터 균일한 폭을 갖는 교차 배출 슬럿의 최초 격자 부분으로 상기 재료를 이동시키고,

    (3) 상기 최초 격자로 부터 상기 최초 격자와 교차 결합되고, 균일한 폭을 갖는 배출 슬럿과 내부 결합되어 있는 두 번째 격자로 상기 재료의 흐름 부분을 이동시키고, 상기 두 번째 격자의 스럿이 상기 재료를 최초 격자의 슬럿으로부터 측면적으로 그리고 상기 피드홀로부터는 종적으로 받으며,

    (4) 상기 최초 및 두 번째 배출 슬럿으로부터 상기 재료를 종적으로 배출시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 구조체 형성용 유동성 재료의 압출 금형법.
16. 제 15 항에 있어서, (2) 단계가 상기 재료를 상기 최초 격자의 슬럿의 교차 부분으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 압출 금형법.
17. 제 15 항에 있어서, (1) 단계가 상기 피드홀을 통해 상기 배출 슬럿으로 유동성 재료가 흐르면서 유료의 단면적 형태가 완만히 변하도록 하여 유동성 재료의 단면적을 완만히 축소시켜 유동성 재료를 점진적으로 가압하도록 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압출 금형법.
18. 제 15 항에 있어서, 유동성 재료가 세라믹 재료인 것을 특징으로 하는 압출 금형법.
19. 제 15 항에 있어서, 상기 구조체가 벌집형인 것을 특징으로 하는 압출 금형법.

Images