KR100192018B1 - 열가소성 수지제의 벌집구조의 단면재, 단면재의 압출헤드 및 그 제조방법 - Google Patents

열가소성 수지제의 벌집구조의 단면재, 단면재의 압출헤드 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 벌집구조의 열가소성 수지제 단면재에 관한 것으로, 벌집은 단면재의 세로축에 거의 수직으로 배치되어 있다.
이 단면재는 압출헤드(1) 및 압출 용구(2)로 구성되어 있으며, 압출헤드는 거의 겹쳐진 3개의 도관 (3), (4) 및 (5)으로 분할되어 있으며, 이들은 압출용구에 대응하는 3개의 도관들과 거의 같은 수준까지 연장되어 있고 반대쪽에서는 적어도 하나의 압출기의 공급도관에 연결되어 있으며, 이들 2 개의 외측도관 (3) 및 (5)는 단면재 또는 튜브의 외부벽을 구성하는 물질의 통로로서 작용하며 중간 도관(4)은 벌집벽을 제조하는 물질의 통로로서 작용하며, 전술한 장치에서 각각의 외측 도관은 첨부 도관 (7) 및 (8)에의해 중간 도관과 분리되어 있으며, 이들 첨부 도관들은 그 출구가 다른 도관들의 정렬선까지 연결되어져 있으며, 그 입구는 장치의 말단에서 압력 변동의 수단과 연결되어져 있음을 특징으로 한다.
이 단면재는 첨부도관 (7) 및 (8)에서 압력의 교대 변동을 생성시킴으로서 얻어진다.

Description

열 가소성 수지제의 벌집 구조의 단면재, 단면재의 압출헤드 및 그 제조 방법
제 1,2 도는 본 발명의 한 장치의 단면도이다.
제 3 도는 본 발명에 따라 구현된 단면재 (profile)의 개략도이다.
제 4 도는 본 발명의 벌집구조의 간막이 형태들이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 압출헤드 2 : 압출 용구
2a : 압출 구금 ( nozzle ) 2b : 압출 만드렐 ( extrusion mandrel)
3,4,5,7,8 : 도관 9,10 : 조임쇠
11 : 관 14 : 검증장치
본 발명은 열가소성 수지로 제조되고 벌집구조를 갖는 일체형 단면재에 관한 것이다. 그것은 내부벽에 의해 서로 긴밀하게 연결되고, 벌집구조를 형성하며, 단면재의 새로축이 거의 수직으로 배치된 두개의 외부벽으로 구성된다.
더욱 상세하게로는, 본 발명은 벌집구조를 형성하는 공극(air space)에 의해 서로 분리된 내부벽들에 의해서 서로 연결된 두개의 내부벽으로 구성된 벌집 구조의 열가소성 수지제 단면재에 관한 것으로, 상기 벌집 구조는 단면재의 세로축에 겨의 수직으로 배치되어 있음을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 열가소성 수지의 통로용으로 겹쳐진 세개의 도관으로 분할된 압출분배헤드 또는 압출헤드에 관한 것으로, 중간 도관은 내부벽을 형성하는 물질의 통로로서 작용한다. 상기 분배장치는 압력의 교대변동을 유발하여 중간 도관의 플럭스 물질을 때로는 단면재의 상부벽을 형성하는 플럭스(flux) 물질을 통과시키는 도관쪽으로, 때로는 단면재의 내벽을 형성하는 플럭스 물질을 통과시키는 도관쪽으로 우회시킬 수 있는 수단을 그 출구에 갖는다.
본 발명에 따르면, 세 덩어리의 열가소성 수지를 처음에는 거의 평행하게 압출 또는 공압출시킨다. 외측의 두 덩어리는 벌집구조의 최종 단면재의 상부 및 하부벽을 형성하기 위한 것으로서, 중간의 세번째 덩어리를 둘러싸고 있으며, 다음으로 이것은 압출장치에서 교대로 우회되어져서 상부벽 위와 하부벽 위에 연속적으로 고착되게 된다.
본 발명은 모든 유형의 단면재에 관한 것이지만, 특히 상기 정의된 바와같은 벌집구조를 갖는 단면재에 적용된다.
벌집구조를 갖는 단면재, 즉 공극을 두어 간격이 있는 내부벽들로 서로 결합된 두 표면으로 형성된 단면재는 공지되어 있으며, 거의 동등한 성질을 가지므로 경질의 견고한 재료의 구현에 필요한 양의 물질로 인하여 무겁고 과중한 속이 찬 단면재를 대체한다. 실제로 시판되고 있는 열가소성 수지제의 벌집구조 단면재는 격벽을 형성하며, 단면재의 축에 길이방향으로(세로로) 배치된 내부벽들로 서로 연결된 두개의 벽으로만 오로지 구성되어 있다. 원형 또는 장방형 단면을 갖는 이들 종단 벌집 단면재들은 표준(기준)에 부응한다. 그러나, 특별하게 튜브의 경우에는 유체의 통로를 벽돌 사이의 통로에 생성시키며, 여기에서 특수 연결폼 또는 특별한 조인트 장치로서 고쳐진다.
본 발명에 따른 단면재는 그 중에서도, 이러한 벌집이 종단이 아닌 횡단으로 배치되어 새지 않으므로 상기 단점들을 개선할 수 있다.
이러한 단면재를 구현할 수 있는 장치는 열가소성 재료의 세가지 플럭스를 용융상태로 통과시킬 수 있는 가열되고 조절된 압출 헤드를 포함한다. 적어도 하나의 공급 압출기에서 유래하는 이러한 열가소성 재료의 플럭스들은 거의 겹쳐진 방식으로 배치된다.
이들 플럭스들 사이에 첨부 도관과 같은 압력 변동 수단이 준비되는데, 이들은 공기 또는 기체를 순환시킬 수 있거나 또는 진공을 생성시킬 수 있다.
이 장치는 또한 압출용구를 포함하는데, 여기에서 3개의 플럭스들이 집중되며 집중 지점에서 2개의 외측 플럭스들은 최종 단면재의 상부 및 하부 표면을 구성하며 반면에 중간 플럭스는 이들 표면 각각과 교대로 접촉하게 된다.
중간 플럭스와 두 표면과의 상기 접촉은 벌집을 이것만으로는 생성시키기지 못하지만, 최종 단면재의 냉각까지 상부 표면 및 하부 표면 사이의 간격을 유지시킨다. 중간 플럭스와 다른 두 플럭스와의 교대 접촉은 한편으로는 중간 플럭스와 상부 표면 플럭스 사이 및 다른 한편으로는 중간 플럭스와 하부 플럭스 사이에서 야기되는 교대 압력 변동에 의해서 야기된다. 중간 플럭스의 이러한 교대 편차는 압출 헤드에 배치된 적어도 2개의 첨부 도관내에서 공기 또는 기체의 도입 또는 흡인에 의해 야기되는데, 이들 첨부 도관은 압출구금까지 연장되며, 한편으로는 중간 플럭스와 상부 표면 플럭스 사이 및 다른 한편으로는 중간 플럭스와 하부 표면 플럭스 사이에서 플럭스의 집중지점까지 연장되어 있다.
첨부된 도면은 본 발명의 장치 및 방법을 잘 설명하며 그리고 구현된 단면재를 설명한다.
제1도는 벌집의 벽이 상부 및 하부 표면을 결합시키는 벌집 구조의 판넬을 구현할 수 있는 장치의 단면도이며, 전술한 판넬은 판넬의 종단축에 거의 수직으로 배치되어 있다. 이 장치는 종래의 수단에 의해 각각 고정되어 있는 두개의 요소인 압출헤드(1) 및 압출구금(2)으로 표현되는 압출용구(2)로 구성된다. 압출헤드는 세개의 겹쳐진 도관 (3), (4) 및 (5)로 분할되어 있으며, 이들은 압출구금에 해당하는 세개의 도관과 거의 같은 수준까지 연장되어 있다. 판넬의 상부 및 하부벽을 구성하는 물질의 통로로서 작용하는 두개의 도관 (3) 및 (5)와 판넬의 즐기(vein) 또는 벌집 벽을 제조하기 위한 물질의 통로로서 작용하는 중간 도관 (4)은 그 장치가 단일 압출기에 의해 공급된다면 공급 도관 (6)의 상류에 재연결될 수 있다.
그렇지만, 각각의 도관은 판넬이 예를들면 3개의 다른 재료 또는 다른 색채로 구성될 경우에는 공지된 방법에서처럼 압출기에 개별적으로 연결된다는 것을 배제하지 않는다. 또한 공지된 방법에서 처럼 오로지 두개의 도관만이 압출기의 공급 도관에 재연결되며 세번째 것은 두번째 압출기의 공급 도관으로 통해 있다는 것도 배제하지 않는데, 이 경우에는 두개의 다른 열가소성 수지들을 사용하여 판넬을 구현할 수 있다.
판넬의 상부 및 하부벽을 구성하는 물질의 통로로서 작용하는 각각의 도관 (3) 및 (5)는 첨부 도관 (7) 및 (8)에 의해 중간 도관 (4)과 분리되어 있으며, 이들은 이 장치의 외부에서 몇몇의 가압 또는 감압 시스템을 경우에 따라 고칠 수 있게 하는 관 (11)과 연결되어 있다. 다른 도관들 사이에 배치된 상기 첨부 도관들은 전술한 다른 도관의 것과 거의 동일한 수준까지 그들 말단중의 하나가 연장되어 있다. 도관 (3) 및 (5)의 출구의 두께는 예를 들어 축상 또는 방사상 변경에 의해서 이들을 다소 개폐할 수 있는 상기 도관의 출구의 통기 단면에 작용하는 이동가능한 굄서(9) 및 (10)으로 인해 개별적으로 조절할 수 있다.
냉각 및 형태화는 종래의 검증장치(14)를 사용하여 할 수 있다.
제2도는 벌집구조의 튜브를 구현할 수 있는 장치의 단면도로서, 상부 및 하부표면, 또는 튜브의 외측 표면 및 튜브의 내측표면을 연결하는 벌집 벽은 튜브의 종단측에 거의 수직으로 배치되어 있다. 이 도면은 본 발명의 바람직한 양상을 표현한다. 튜브란 주어진 방향을 따라 일정한 기하학적 단면의 모든 공동체(속이빈 물체)를 의미하지만, 회전 대칭을 필수적으로 나타내지는 않는다. 이 장치는 종래의 수단으로 서로 결착된 두개의 요소인, 압출헤드(1) 및 그 자체로는 압출구금(2a) 및 압출 만드렐(2b)로 구성된 압출용구(2)를 포함한다. 압출헤드는 환형인 3개의 겹쳐진 도관 (3), (4) 및 (5)로 분할되어 있으며, 이들은 압출구금에 대응하는 3개의 도관과 거의 같은 수준까지 연장되어 있다. 튜브의 상부 및 하부벽을 구성하는 물질의 통로로서 작용하는 두개의 도관 (3) 및 (5)와 튜브의 내부줄기 또는 벌집 벽을 제조하기 위한 물질의 통로로서 작용하는 중간 도관(4)은, 그 장치가 단일 압출기에 의해 공급된다면 공급도관(6)에 있는 3개의 플럭스 재분배기의 상류에서 재연결될 수 있다. 그렇지만, 도관들의 각각의 플럭스 재분배기는 예를들면 튜브가 3개의 다른 재료 또는 다른 색채로 구성될 경우에는 공지된 방법에서처럼 압출기에 개별적으로 연결된다는 것을 배제하지 않는다. 또한 공지된 방법에서처럼 오로지 두개의 도관만이 압출기의 공급 도관에 있는 플럭스 재분배기의 상류에 재연결되며 후자의 도관의 세번째 플럭스 재분배기는 2차 압출기로부터 공급되는 것도 배제하지 않는데, 이 경우에는 튜브를 구성하는 두개의 열가소성 수지들은 다를 수도 이있다. 튜브의 내부 및 외부벽을 구성하는 물질의 통로로서 작용하는 각각의 도관 (3) 및 (5)는 환형인 첨부 중간도관 (7) 및 (8)에 의해 중간도관 (4)과 분리되어 있으며, 이들은 이 장치의 외부에서 몇몇의 가압 또는 감압 시스템을 경우에 따라 고칠 수 있게 하는 관 (11)과 연결되어 있다. 다른 도관들 사이에 배치된 상기 첨부 도관들은 전술한 다른 도관의 것과 거의 동일한 수준까지 그들 말단중의 하나가 연장되어 있다. 도관 (3) 및 (5)의 출구의 두께는 예를들어, 축상 또는 방사상 변경에 의해서 이들을 다소 개폐할 수 있는 상기 도관의 출구의 통기 단면에 작용하는 이동가능한 굄쇠(9) 및 (10)으로 인해 개별적으로 조절할 수 있다.
압출헤드에서의 플럭스 재분배기는 그 자체로 공지되어 있다. 그것은 장치의 출구에서 일정한 물질의 플럭스를 얻을 것이다. 재분배 도관 (3), (4) 및 (5)의 형태는 사용할 열가소성 재료의 함수일 수 있다.
제3도는 본 발명에 따라 얻어진 벌집튜브를 발췌하여 묘사한다.
본 발명의 벌집구조의 단면재는 적어도 하나의 열가소성 재료를 압출 또는 공압출시킴으로써 얻어진다. 하나 이상의 압출기로 시작하여, 열가소성 재료를 그 장치에 이송하고, 단면재는 압출 또는 공압출의 통상적이거나 공지된 조건하에서 압출용구의 출구에서 수집한다. 벌집의 내부벽이 단면재의 세로축에 거의 수직으로 배치된 벌집구조의 단면재를 구현할 수 있는 이 방법의 특징은 실질적으로는 벌집의 벽들을 형성하도록 하는 플럭스 물질의 처리에 있다.
본 발명의 방법은 압출헤드에서 배출되는 중간 플럭스 물질이 용융 상태로 있는한, 한편으로는 상부 또는 외부표면을 형성시키기 위한 열 가소성 플럭스 물질 및 중간 플럭스 사이에 그리고 다른 한편으로는 하부 또는 내부 표면을 형성하기 위한 열가소성 플럭스 물질 및 중간 플럭스 사이에서 중간 줄기의 열가소성 물질의 압출 또는 공압출의 축에 거의 수직인 파동을 생성시키도록 압력 변동을 교대로 야기시킴을 특징으로 한다.
전술한 압력 변동에 의해 생성된 상기의 파동은 예를들면 중간 줄기의 양쪽에서 기체 또는 공기를 교대로 주입함으로써, 상기 동일한 줄기의 양쪽에서 진공을 교대로 생성시킴에 의한 감압에 의해서, 또는 다른 두개의 것보다 탁월한 중간 줄기의 유출 속도에 의해서 야기된다.
이러한 압력의 교대 변동의 중요성은 벌집의 벽의 경사각을 두드러지게 또는 없게할 수 있다. 동일하게, 각 압력 변동 사이의 반복 시간은 벌집의 부피를 조절할 수 있게 한다. 이러한 압력의 교대 변동의 중요성은 다수의 파라메터들에 의존하는데 특별하게로는 다음과 같다 : 중간 줄기의 두께, 사용되는 열가소성 재료, 원하는 벽의 경사각, 바람직한 벌집의 부피, 제조업자는 이런 모든 것을 고려하여 그의 목적에 따라 압력 변동을 채택할 수 있다.
공정을 잘 진행시키기 위한 오로지 명백한 조건들은, 압력의 교대 변동이 한편으로는 중간 플럭스가 단면재의 다른 2개의 벽을 형성하는 용융상태의 플럭스와 접촉하기에 충분해야 하며, 다른 한편으로는 중간 플럭스의 열화를 방지하기 위하여 지나치게 격렬하지 않아야 한다는 것이다.
중간 줄기 또는 덩어리와 다른 줄기 또는 덩어리의 접촉은 내부 또는 외부 벽을 형성하는 플럭스보다 더 큰 중간 플럭스 유출 속도에 의해 확실하게 될 수 있다. 이러한 속도의 차이는 중간 플럭스의 물질을 접합될 벽의 플럭스 물질과 접촉되게 만든다. 이 여분의 물질은 중간 플럭스의 압출 속도에 기인하며 접합할 또 다른 벽쪽으로 역류하게 되는데, 이런 현상이 교대로 재현된다. 압력 변동은 이런 경우에 조절될 수 있거나 또는 자유롭게 되며, 중간 벽의 이동은 벌집을 채우는데 필요한 양의 공기 또는 기체를 흡인한다. 그렇지만, 벌집의 빈도 및 정규화를 제어하기 위해서는 압출 또는 공압출 도중에 압력 변동을 조절하는 것이 바람직하다.
더 잘 명시하기 위해서, 이 방법은 제 1 및 2 도를 참조하여 기술하는데, 즉 이들 도면들은 단일 압출기에 의해 공급되는 장치를 설명하자만, 이 방법은 그 장치가 도관 (3), (4) 및 (5) 중의 적어도 하나의 우회 통과 후에 압출기에 의해 공급될 때 마찬가지로 적절하다.
압출기에서 나오는 열가소성 물질은, 표현되지 않았지만, 압출기에 연결된 일반 동급 도관에 의해 공급되는 장치의 도관 (3), (4) 및 (5) 으로 분산된다.
늦어도 이 뜨거운 용구의 출구에서, 그리고 플럭스 물질이 용융 상태로 있기만 한다면 일반적으로는 중간 플럭스(4)의 파동은 압출용구내의 집중지점에서 플럭스들 사이에 위치하는 대역 (12) 및 (13)에서 압력의 교대 변동에 의해 생성된다. 이들 대역에서의 압력의 교대변동은 단면재 압출의 진행 정도에 따라 압출기에 연결된 첨부 도관 (7) 및 (8)에 의한 가압 또는 감압에 의해 야기된다. 이러한 외부의 부착물은 가압 또는 감압을 장치 내에서 생성시킬 수 있는 모든 수단과 연결될 수 있다. 실제로, 벌집 별들의 형성을 개선하기 위하여 중간 도관에 가압 및 다른 중간 도관에 감압을 한번씩 교대로 생성시키는 것도 배제되지 않는다. 장치에서 가압 또는 감압을 교대로 야기하는 외부의 수단들은 공지이며, 예를들면 진공펌프 또는 압축기에 연결된 전기식 밸브를 사용할 수 있다. 이미 명시된 바처럼, 이들 외부의 부착물은 또한 경우에 따라서는 유리된 공기에 둘 수 있다.
단면재의 두게는 뜨거운 용구의 출구에 위치한 열가소성 재료의 냉각장치에 의해 주어지는 외부 및 내부의 2개의 벽의 상대 유출에 의해 결정된다. 예를들면, 종래의 내부 냉각장치는 압출 만드렐의 말단에 위치하여 튜브의 내부 직경을 일정하게 한다. 단면재의 외부벽의 냉각은 압출시에 냉각된 검증장치에 의해 행해진다.
외부 및 내부의 두 벽들의 상대적인 접근 정도는 제4도에서 도시하는 것처럼 벌집의 간막이 형태를 변경시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 단면재 또는 튜브의 세로축에 거의 수직으로 배치된 벌집구조를 형성하며 공극으로 서로 분리된 내부벽들로 서로 결합된 내부벽 및 외부벽으로 구성된 벌집구조의 열가소성 수지제 단면재 또는 튜브의 압출장치에 이용가능한 압출헤드에 있어서, 전술한 압출헤드는 적어도 일종의 열가소성 수지의 통로용인 거의 겹쳐진 3개의 도관으로 나누어져 있으며, 중간 도관은 단면재 또는 튜브의 내벽을 형성하는 물질의 통로로서 작용하며, 중간 도관의 플럭스 물질을 때로는 표면의 벽들을 형성하는 플럭스를 통과시킬 수 있는 도관쪽으로 때로는 또다른 표면벽들을 형성하는 플럭스를 통과시킬 수 있는 도관쪽으로 우회시킬 수 있는 압력변동을 교대로 유발할 수 있는 수단을 그의 출구에 가짐을 특징으로 하는 압출 헤드.
  2. 압출헤드(1) 및 압출용구(2)로 구성된 압출장치에 있어서, 제1항에 따른 압출헤드(1)는 압출용구에 대응하는 3개의 도관과 같은 수준에서 겹쳐진 3개의 도관 (3), (4) 및 (5)로 분할되어 있고 반대쪽에서 적어도 하나의 압출기의 공급도관에 연결되어 있으며, 두개의 도관 (3) 및 (5)는 단면재의 외부벽 또는 튜브의 외부 및 내부벽을 구성하는 물질의 통로로서 작용하며, 중간 도관 (4)은 벌집 벽을 제조하기 위한 물질의 통로로서 작용하며, 벽들을 구성하는 물질의 통로로서 작용하는 각각의 도관은 첨부 도관 (7) 및 (8)에 의하여 중간 도관과 분리되어 있고, 이들 첨부 도관 (7) 및 (8)은 관 (11)에 의해 장치의 외부와 연결되고, 이들 말단 중의 하나로 벽들을 구성하는 물질의 통로서 작용하는 전술한 도관들의 것과 거의 동일한 수준으로 연장되어 있음을 특징으로 하는 압출 장치.
  3. 제2항에 있어서, 압출 용구는 압출구금(2a) 및 압출 만드렐(2b)로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  4. 제2 또는 3항에 있어서, 두개의 외측 도관의 출구의 두께는 전술한 도관의 출구의 단면재에 작용할 수 있는 이동가능한 굄쇠 (9) 및 (10)의 수단으로 조절됨을 특징으로 하는 장치.
  5. 단면재 또는 튜브의 세로축에 거의 수직으로 배치된 벌집구조를 형성하는 공극으로 서로 분리되어 있는 내부벽들에 의해 서로 결합된 내부 표면 및 외부 표면으로 구성된 벌집구조의 열가소성 수지제 단면재 또는 튜브의 제조 방법에 있어서, 거의 평행한 3개의 열가소성 플럭스 물질로부터 3개의 덩어리를 형성할 수 있도록 압출용구의 3개의 도관에 연결되어 있는 거의 겹쳐진 3개의 도관으로 분할된 압출헤드를 공급하는 적어도 하나의 압출기를 이용하여 압출 또는 공압출에 의한 이 제조방법은 압출헤드에서 나오는 중간 플럭스 물질이 용융상태로 있으며, 다른 한편으로는 하부 또는 내부 표면을 형성하기 위한 열가소성 플럭스 물질과 중간 플럭스 사이에서 압력 변동을 교대로 야기하며, 열가소성 중간 덩어리 물질의 압출의 측에 거의 평행인 파동을 생성시켜서, 이 덩어리를 상기의 또 다른 두개 위에 교대로 부착시킴을 특징으로 하는 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 압출헤드(1) 및 압출용구(2)로 형성된 장치의 3개의 도관 (3), (4) 및 (5)에 열가소성 물질을 공급하는 것으로 구성되며, 압출 용구(12) 및 (13)내의 그들의 집합점에서 플럭스들 사이에 위치하는 대역에서 압력을 교대로 변동시킴으로써 중간 플럭스(4)의 파동을 생성시킴을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5 또는 6항에 있어서, 압출 장치의 첨부 도관 (7) 및 (8)에서 가압 또는 감압을 교대로 함으로써 압력 변동을 야기함을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5 또는 6항에 있어서, 중간 덩어리를 형성하는 중간 플럭스의 유출 속도가 또다른 2개의 덩어리를 형성하는 또 다른 2개의 플럭스보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
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