KR100261048B1 - Injection type extrude mixing and molding machine - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An injection molding type extruding and mix-milling mechanism is provided to perform extrusion mix-milling and injection molding in a single mechanism at the same time without a manufacturing process of a pallet by extruding/mix-milling resin and molding the resin through injection method. CONSTITUTION: An injection molding type extruding and mix-milling mechanism consists of: a spiral grooved barrel type preheat feed unit(4-1) having a gear on a tapered shaft with a compression ratio of 1.2-1.5 and preheating/melting resin; a dulmage type melt unit(4-2) having round grooves with the same distance to melt the preheat molten resin regularly within a short time; a dispersion mixing unit(4-3) splitting relatively large particles into small particles and mix-milling the particles by applying high shear rate and high shear stress to the molten resin; a heat mix-milling unit(4-4) for treating the mixed molten resin, having plural grooves arranged with the same distance to supply the molten resin to a warm current. The molten resin is moved forward by rotation of a screw and filled in the grooves of the heat mix-milling unit. The screw is moved back. When the screw is moved forward, gas is exhausted.

Description

사출형 압출.혼련장치Injection molding and kneading apparatus

본 발명은 사출형 압출·혼련장치에 관한 것으로, 특히 일정량의 수지를 신속하게 압출·혼련하고 혼련물을 사출공법으로 성형 가공하므로써 펠렛 제조 공정 없이 하나의 장치에서 압출 혼련과 사출성형을 동시에 할 수 있도록 한 사출형 압출·혼련장치에 관한 것이다.The present invention relates to an injection-type extrusion and kneading apparatus, and in particular, by extruding and kneading a predetermined amount of resin and molding a kneaded product by an injection method, extrusion kneading and injection molding can be simultaneously performed in one apparatus without a pellet manufacturing process. An injection extrusion and kneading apparatus is provided.

플라스틱 성형물 제조에 있어서 단일의 고분자로서 요구하는 성능을 얻을 수 없을 경우에 서로 다른 고분자 재료를 혼합하여 각기 가지고 있는 특성을 살려 서로의 단점을 보완하기 위해서 블랜드물을 제조하고 있다. 고분자 블랜드물의 제조방법은 크게 열가소성 수지를 용매에 용해시켜 혼화하거나 열가소성 수지에 직접 열을 가하면서 용융 혼화시켜 제조하는 방법으로 대별된다.In the production of plastic moldings, when the performance required as a single polymer cannot be obtained, blends are prepared in order to make up for the drawbacks of each other by using different polymer materials. The method for producing a polymer blend is largely classified into a method of dissolving and blending a thermoplastic resin in a solvent or by melting and mixing the resin while applying heat directly to the thermoplastic resin.

상기한 두 방법 중에서 전자의 방법은 두 고분자의 용해도와 용매의 용해도가 유사한 경우에 용매에 대한 고분자의 용해성이 커지는 성질을 이용하여 두 고분자의 혼화성을 증진시킬 수 있으나, 블랜드물에 혼입된 용매를 제거해야 하기 때문에 실험적으로만 많이 이용되고 있을 뿐 대량 생산하는데는 적지 않은 문제점을 가지고 있다. 그러나 후자의 용융 블랜드법에서는 열가소성 수지의 용융 온도를 이용하기 때문에 두 고분자의 용융 온도차와 유동 특성인 점성의 차가 클 경우 두 고분자의 결정화 정도가 달라지게 되며, 또한 두 고분자의 화학적인 구조의 차이에 기인되는 극성 및 계면 장력이 상이하기 때문에 상분리 현상이 발생되고 있다. 이와 같은 상분리 현상을 방지하기 위하여 용융 블랜드법에서는 새로운 첨가제를 이용하는 가공 방법 등 여러 가지 고분자의 용융 가공 기술이 개발되어 왔다.Of the two methods described above, the former method may improve the miscibility of the two polymers by using the property of increasing the solubility of the polymer in the solvent when the solubility of the two polymers and the solvent are similar, but the solvent mixed in the blend Because it has to be removed, it is used only experimentally a lot, but there are many problems in mass production. However, in the latter melt blending method, since the melting temperature of the thermoplastic resin is used, the degree of crystallization of the two polymers is different when the difference between the melting temperature of the two polymers and the viscosity of the flow characteristics is large, and the chemical structure of the two polymers is different. Due to the different polarity and interfacial tension caused, phase separation occurs. In order to prevent such phase separation, a melt blending technique has been developed in the melt blending method such as a processing method using a new additive.

이와 같은 고분자의 용융 가공 방법은 크게 구조적으로 날회전에 의한 혼화 방법인 헨첼 믹서(henschel mixer)법, 스크류 방식에 의한 니더(kneader)법, 싱글 스크류(single screw)법, 트윈 스크류(twin screw)법으로 분류할 수 있다.Such a melt processing method of the polymer is largely structurally mixed with a rotating method of the Henschel mixer method, the kneader method by a screw method, a single screw method, a twin screw Can be classified by law.

이 중에서 헨첼 믹서법에서는 여러가지 형태의 날을 사용하도록 되어 있는 바, 용융 시의 이종 고분자 간의 점도차 및 고분자의 작용기에 따라 뉴톤니안 흐름(Newtonian flow)으로 층류가 발생하므로 블랜드물이 라멜라(lamellae) 구조를 가지게 되어 완전한 혼련이 불가능하고, 단지 사용하는 회전날의 형태를 변형시키는 것에 의해 혼련 효과를 다소간 증가시키고 있을 뿐이다. 사정이 이와 같아서 헨첼 믹서법에 따른 혼련기는 주로 용융 상의 혼련보다는 첨가제 등의 고른 분산성과 수지 표면에 첨가제 등의 부착을 보다 용이하게 하기 위한 목적으로 사용되고 있다.Among them, in Henschel mixer method, various types of blades are used. Since the laminar flow occurs in the Newtonian flow according to the viscosity difference between different polymers during melting and the functional groups of the polymers, the blend water is lamellar. Having a structure, complete kneading is impossible, and only by slightly modifying the shape of the rotary blade to be used, the kneading effect is slightly increased. As such, the kneader according to the Henschel mixer method is mainly used for the purpose of making the dispersion of additives and the like easier on the resin surface than the kneading of the molten phase.

용융 블랜드물을 제조하는데 있어서 헨첼 믹서로 가공이 곤란한 경우에 사용되는 일반적인 방식으로 실린더 내에 스크류가 장착되어 있는 스크류 방식이 있다. 이러한 스크류 방식 중에서 니더 방식은 일정 크기의 용기 내에서 혼련하는 방식인 바, 이 방식에 따르면 연속 공정이 곤란하기 때문에 연속 생산을 목적으로 할 경우에는 스크류의 치차비 및 다이에서의 수지 토출 압력을 상승시킴으로써 강제적으로 혼화시킬 수 있는 다른 스크류 방식이 개발되어 사용되고 있는데, 이 들이 바로 싱글 스크류 방식과 트윈 스크류 방식이다.There is a screw method in which a screw is mounted in a cylinder, which is a general method used when machining with a Henschel mixer in manufacturing a melt blend. Among these screw methods, the kneader method is a method of kneading in a container of a predetermined size, and according to this method, since the continuous process is difficult, when the purpose of the continuous production is to increase the gear ratio of the screw and the resin discharge pressure in the die By means of this, other screw methods that can be forcibly mixed are developed and used. These are the single screw method and the twin screw method.

싱글 스크류 방식에서는 이종 고분자 간의 용융 점도차가 클 경우에 토출구에서의 수지의 흐름이 층류이기 때문에 잘 섞이지 않는 현상을 보완하기 위해 스크류 내에 백믹싱존(back mixing zone)을 설정하여 혼화성을 증진시킬 수 있다. 또한 트윈 스크류 방식에서는 이종 고분자가 용융 시 서로 섞이지 않으려고 하는 성질을 2개 스크류의 치차를 이용하여 강제로 혼련하므로써 층류 상태를 난류 상태로 변화시켜 균일하게 혼화시킬 수 있다.In the single screw method, when the difference in melt viscosity between different polymers is large, the flow of the resin at the discharge port is laminar, so that a back mixing zone can be set in the screw to improve miscibility. have. In addition, in the twin screw method, heterogeneous polymers are not mixed with each other when melted by forcibly kneading using the gears of two screws, so that the laminar state can be changed into a turbulent state and mixed uniformly.

그러나, 소량 다품종의 고기능성 블랜드물을 제조하는데는 트윈 스크류 방법을 사용하는 것이 효과적인 반면 제품 생산을 위한 대형 압출 장치를 사용하는 경우 다량의 수지가 필요하고 많은 시간과 인력이 소요된다. 특히 특정 고분자 블랜드물을 개발할 경우에 무수히 많은 시험을 되풀이 해야 하기 때문에 트윈 스크류 방법을 적용하기 어려운 실정이다. 또한 실험 완료 후에 다량의 폐기물이 발생하여 환경 문제를 야기하는 등의 단점이 있어서, 새로운 고분자 블랜드물의 개발 단계에 적합한 새로운 형태의 혼련 및 성형 장치의 개발이 시급한 실정이다.However, while the twin screw method is effective for producing small quantities of multifunctional high performance blends, a large amount of resin is required and a lot of time and manpower when using a large extrusion apparatus for producing a product. In particular, it is difficult to apply the twin screw method because numerous tests have to be repeated when developing a specific polymer blend. In addition, there is a disadvantage that a large amount of waste occurs after the completion of the experiment to cause environmental problems, it is urgent to develop a new type of kneading and molding apparatus suitable for the development stage of a new polymer blend.

한편, 고분자 블랜드물의 혼련 방식은 그 연속성의 여부에 따라 연속식(트윈 스크류 등)과 회분식(헨첼 믹서)으로도 구분된다. 연속식에서는 스크류 내에서 수지의 이동 시간과 체류 시간이 길어야만 혼화성이 증가되므로 실린더의 길이를 길게 해주어야 하며 용해도차, 밀도차, 점도차, 기능성 차이에 따라 블랜드물의 혼화성을 개선하기 위해 다이에 압력을 높여 주어야 하는 등의 단점이 있다. 회분식의 경우 용융수지가 공기와 접촉하여 수지의 산화 현상이 발생하고, 정체된 상태에서 장시간 사용함으로 물성 저하를 가져올 수 있는 등의 단점을 가지고 있다.On the other hand, the kneading method of the polymer blend is classified into continuous type (twin screw etc.) and batch type (Henzel mixer) depending on the continuity. In the continuous type, since the miscibility is increased only when the movement time and residence time of the resin in the screw are increased, the length of the cylinder must be increased. In order to improve the miscibility of the blend according to the solubility difference, density difference, viscosity difference, and functional difference, There are disadvantages such as the need to increase the pressure. In the case of the batch type, the melted resin is brought into contact with air to cause oxidation of the resin, and has a disadvantage in that physical properties may be degraded by using the resin for a long time in a stationary state.

또한 연속식이나 회분식 모두 용융수지의 냉각 공정과 펠렛트화 공정 및 건조 공정 등을 포함한 다단계 공정을 거쳐야만 한다. 즉 종래의 방식인 트윈 스크류를 이용하여 고분자 블랜드를 제조할 경우 고분자를 혼련한 다음 압출하고, 압출한 수지를 냉각한 다음 이를 펠렛트화한 후에 건조하고, 건조한 펠렛트를 사출기를 이용하여 시험편을 제조하여 특성을 평가하는 방법을 이용하고 있다. 이 때 사용되는 수지는 수 킬로그램 정도로 많은 양이 사용되고 있으며 따라서 혼련 시간도 장시간이 소요되며, 여러번 열을 가하기 때문에 수지의 열화가 일어난다. 특히, 특성 시험용 시험편을 제조할 때도 양산 공정과 같은 방법으로 압출 공정과 사출 공정은 물론이고 압출 수지의 냉각 공정과 펠렛트화 공정 및 건조 공정 등을 포함한 다단계 공정을 거쳐야 하는 불편이 있다. 따라서 압출 수지의 냉각 공정과 펠렛트화 공정과 건조 공정을 배제하고 혼련 공정과 시험편 성형 공정을 하나의 장치에서 연속적으로 수행할 수 있는 고분자 블랜드 제조 장치의 고안을 위해서 많은 연구가 진행되고 있다.In addition, both continuous and batchwise must undergo a multi-step process, including cooling the melt, pelletizing and drying. That is, when preparing a polymer blend using a conventional twin screw, the polymer is kneaded and extruded, the extruded resin is cooled, then pelletized and dried, and the dried pellet is manufactured by using an injection machine. Method of evaluating characteristics is used. The resin used at this time is used in a large amount of about several kilograms, and therefore, the kneading time takes a long time, and deterioration of the resin occurs because heat is applied several times. In particular, even when producing a test piece for the characteristic test, there is a inconvenience to go through a multi-step process including a extrusion process, an injection process, a cooling process, a pelletizing process, a drying process, etc., as well as an extrusion process and a mass production process. Therefore, many studies have been conducted for the design of a polymer blend manufacturing apparatus capable of continuously performing the kneading process and the test piece forming process in one apparatus, excluding the cooling process, pelletizing process, and drying process of the extruded resin.

그 일례로 제안된 미국 특허 No. 5,655,835호(Single screw extruder method and appartus)에서는 싱글 스크류의 압축비를 달리하여 혼화 공정이 충분하도록 하고, 또한 이종 고분자나 두 종류 이상의 고분자를 블랜드할 때 고분자의 비중 차이가 있어도 스크류의 압축비를 조절하여 원활하게 혼련 및 가공할 수 있는 기술이 개시되어 있다.As an example, proposed US Patent No. No. 5,655,835 (Single screw extruder method and appartus) allows the mixing process to be sufficient by varying the compression ratio of the single screw, and also adjusts the compression ratio of the screw even when there is a difference in specific gravity of the polymer when blending heterogeneous polymers or two or more kinds of polymers. A technique capable of kneading and processing is disclosed.

다른 예로 미국 특허 No. 5,540,495호(Injection assembly for an injection molding machine)에서는 싱글 스크류 압출기의 실린더를 여러 존으로 나누지 않고 실린더 내에 용융수지를 가득 채운 후에 혼련 및 사출하는 기술이 개시되어 있다. 미국 특허 No. 5,645,868호(Drive apparatus an injection unit)에서는 싱글 스크류에 수지 공급부와 볼 스크류를 동시에 적용하여 스크류의 회전이 시계 방향일 경우에는 수지가 공급되어 용융되도록 하고, 스크류의 회전이 반시계 방향일 경우에는 수지가 혼화되도록 하며, 다시 스크류의 회전이 시계 방향으로 되는 경우에 사출시키는 기술이 개시되어 있다. 이와 같은 미국 특허들에서 개시된 기술은 싱글 스르류를 사용하여 처리 용량을 증대시킨 장점이 있다.As another example, U.S. Patent No. No. 5,540,495 (Injection assembly for an injection molding machine) discloses a technique for kneading and injecting a cylinder of a single screw extruder after filling the molten resin in the cylinder without dividing the cylinder into several zones. U.S. Patent No. In 5,645,868 (Drive apparatus an injection unit), a resin supply part and a ball screw are applied to a single screw at the same time so that the resin is supplied and melted when the rotation of the screw is clockwise, and the resin is rotated when the rotation of the screw is counterclockwise. To allow the mixture to mix, and again to eject when the rotation of the screw is clockwise. The technique disclosed in these US patents has the advantage of increasing processing capacity by using a single through.

그러나, 전술한 바와 같이 싱글 스크류 방식은 혼화성이 좋지 않기 때문에 이종 수지의 혼련에 의한 블랜드물의 제조에는 적합하지 않다는 문제점이 있다.However, as described above, the single screw method has a problem in that it is not suitable for the preparation of blended products by kneading heterogeneous resins because of poor compatibility.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 일정량의 수지를 신속하게 압출·혼련하고 혼련물을 사출공법으로 성형 가공하므로써 압출·혼련과 사출성형을 펠렛 제조 공정 없이 하나의 장치에서 동시에 할 수 있도록 한 사출형 압출·혼련장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the extrusion, kneading and injection molding can be simultaneously performed in one apparatus without a pellet manufacturing process by rapidly extruding and kneading a certain amount of resin and molding the kneaded product by an injection method. An object of the present invention is to provide an injection extrusion and kneading apparatus.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사출형 압출·혼련장치는 금형 내부로 사출된 수지를 성형하는 성형수단, 성형수단의 후단에 배치되어 수지 공급원으로부터 공급된 수지를 혼련하는 스크류를 포함한 혼련수단, 혼련된 수지를 금형을 향하여 토출시키는 토출다이, 혼련수단의 내부 온도를 원하는 온도로 설정하고 유지시키는 온도조절수단 및 성형수단에 필요한 동력과 스크류의 회전에 필요한 동력을 제공하는 유압수단을 포함하여 이루어진 사출형 압출·혼련장치에서, 혼련수단의 스크류는 압축비가 1.2∼1.5가 되도록 테이퍼진 축 상에 동일 간격의 치차가 형성되어 수지 공급원으로부터 공급된 수지를 예열 용융하는 스파이럴 그루브드 배럴 형태의 예열 공급부; 예열 용융된 수지를 신속하게 균질화하면서 용융할 수 있도록 등간격으로 곡선형의 홈으로 이루어진 덜메이지 형태의 용융부; 용융부에서 용융된 수지에 고전단율 및 고전단응력을 주어 상대적으로 큰 입자를 상대적으로 작은 입자들로 쪼개어 혼련이 잘 되게 하는 분산 믹싱부; 분산 믹싱된 용융수지를 가압하여 혼련하는 가압 혼련부; 및 가압 혼련부의 전면에는 용융수지가 난류 상으로 공급될 수 있도록 등간격의 다수의 홈이 형성되어 이루어지며, 스크류의 회전에 의해 용융수지가 전진 방향으로 이송되어 가압 혼련부의 홈에 채워지면 스크류는 후진하고, 유압에 의해 스크류가 전진하면 가스가 배출될 수 있도록 한 것이다.Injection-type extrusion and kneading apparatus of the present invention for achieving the above object is a kneading means including a molding means for molding the resin injected into the mold, a screw disposed at the rear end of the molding means to knead the resin supplied from the resin source And a discharge die for discharging the kneaded resin toward the mold, a temperature adjusting means for setting and maintaining the internal temperature of the kneading means at a desired temperature, and hydraulic means for providing the power necessary for the molding means and the rotation of the screw. In the injection molding and kneading apparatus, the screw of the kneading means is preheated in the form of a spiral grooved barrel in which teeth of equal intervals are formed on the tapered shaft so that the compression ratio is 1.2 to 1.5, and preheating and melting the resin supplied from the resin source. Supply unit; A pre-molten molten portion made of a curved groove at equal intervals to melt the preheated molten resin quickly and homogenously; A dispersion mixing part which gives high melt rate and high shear stress to the resin melted in the melt part to break relatively large particles into relatively small particles so as to knead well; A pressurized kneading unit for kneading by kneading the dispersion mixed melt resin; And a plurality of grooves at equal intervals are formed on the front surface of the pressure kneading portion so that the molten resin can be supplied into the turbulent phase. When the molten resin is transferred in the forward direction by the rotation of the screw, the screw is filled in the groove of the pressure kneading portion. When the screw is moved backwards by hydraulic pressure, the gas is discharged.

제1도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 사출형 압출·혼련장치의 전체 구성도.1 is an overall configuration diagram of an injection-type extrusion and kneading apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

제2도는 제1도에서 혼련 스크류를 확대하여 도시한 정면도.2 is an enlarged front view of the kneading screw in FIG.

제3(a)도는 제1도에서 금형의 일부분에서 스크류의 가압 혼련부 까지의 구조를 확대 도시한 분해 단면도.Figure 3 (a) is an exploded cross-sectional view showing a structure from a portion of the mold to the pressure kneading portion of the screw in FIG.

제3(b)도는 제3(a)도에서 스크류의 좌측면도.FIG. 3 (b) is a left side view of the screw in FIG. 3 (a).

제3(c)도는 제3(b)도에서 A-A′선을 절개하여 본 단면도.3 (c) is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in FIG. 3 (b).

제4(a)도는 혼련 중의 층류 상을 보인 도.4 (a) is a view showing a laminar flow phase during kneading.

제4(b)도는 혼련 중의 난류 상을 보인 도.4 (b) shows a turbulent phase during kneading.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 금형 2 : 호퍼1: mold 2: hopper

3 : 실린더 4 : 스크류3: cylinder 4: screw

4-1 : 예열 공급부 4-2 : 용융부4-1: preheat supply part 4-2: melting part

4-3 : 분산 믹싱부 4-4 : 가열 혼련부4-3: dispersion mixing part 4-4: heating kneading part

5 : 토출다이 6 : 스토퍼5: discharge die 6: stopper

12 : 스크류 속도 조절 노브 13 : 히터 온/오프 스위치12: screw speed adjustment knob 13: heater on / off switch

5,15A-15E : 온도 조절기 16 : 모터5,15A-15E: Thermostat 16: Motor

17,17A,17B : 유압 펌프 18,18A,18B : 솔레노이드 밸브17,17A, 17B: Hydraulic Pump 18,18A, 18B: Solenoid Valve

22A,22B,22C : 유압 실린더 23 : 가열판22A, 22B, 22C: Hydraulic cylinder 23: Heating plate

24 : 수평 막대 25 : 수직 막대24: horizontal bar 25: vertical bar

26 : 스프링 27 : 스크류 회전수 표시기26: spring 27: screw speed indicator

28 : 자동/수동 절환 스위치 29 : 자동 온/오프 스위치28: auto / manual switch 29: auto on / off switch

30 : 유압 펌프 온/오프 스위치 31 : 모터 온/오프 스위치30: hydraulic pump on / off switch 31: motor on / off switch

33 : 부져 35 : 상하 스위치33: buzzer 35: up and down switch

36 : 전후 스위치 37 : 타이머36: switch before and after 37: timer

38 : 혼합 회수 설정기38: Mix Recovery Setter

먼저 본 발명의 사출형 압출·혼련장치의 기술 사상을 개괄적으로 설명한다.First, the technical idea of the injection-type extrusion and kneading apparatus of this invention is demonstrated generally.

본 발명에서는 종래의 문제점을 보완하기 위해서 연속식과 회분식이 혼합된 반회분식 방법을 응용하여 장치의 소형화가 가능하도록 하고 있으며, 수지 혼련 효과를 최대한 증진시킬 수 있도록 토출다이에 스토퍼를 설정하여 일정 압력 하에서 혼련될 수 있도록 하고 있다. 특히 일정 압력 하에서 혼련 시 혼련의 효과를 높히기 위해 믹싱부의 다이면과 스크류면에 후술하는 바와 같이 홈을 만들어 용융수지가 난류 상으로 공급될 수 있도록 이차 흐름존(secondary flow zone)을 만들고 있다. 이와 같은 이차 흐름존이 없는 경우에는 콘플레이트와 평면 사이에서 용융된 수지가 동일 방향으로 회전할 때 회전 시간이 길어지기 때문에 블랜드물 중 서로 다른 수지의 작용기, 점도차, 밀도차에 의해서 2개의 상으로 미세 분리되는 현상이 발생하게 되어 만족스러운 혼련이 이루어지지 않게 된다.In the present invention, in order to compensate for the conventional problems, it is possible to reduce the size of the device by applying a semi-batch method of mixing the continuous and the batch type, and by setting a stopper in the discharge die under a certain pressure so as to maximize the resin kneading effect. It can be kneaded. In particular, in order to increase the effect of kneading when kneading under a certain pressure, as described below, grooves are formed in the die surface and the screw surface of the mixing portion to make secondary flow zones so that molten resin can be supplied to the turbulent phase. In the absence of such a secondary flow zone, the rotation time becomes longer when the molten resin is rotated in the same direction between the cone plate and the plane, so that the two phases are different due to functional groups, viscosity differences, and density differences of different resins in the blend. As a result, fine separation occurs and satisfactory kneading is not achieved.

이와 같이 본 발명에서는 스크류 회전시 두 종류 이상의 용융수지의 흐름이 층류 상태에서 난류 상태로 바뀜으로써 단 시간에 서로 다른 두 종류 이상의 수지가 효율적으로 혼련되고, 이종 수지가 충분하게 혼련된 상태에서 스토퍼를 열어 사출이 되도록 하고 있다. 즉, 일정량의 원료를 공급하면 용융수지가 토출다이 면에 공급되면서 일정한 용량, 즉 사출하고자 하는 제품의 용량까지 채워진 후에 일정한 압력 하에서 1∼5분간 혼련되면 스토퍼를 열어 용융수지 혼합물을 금형에 사출한다. 이를 연속 공정으로 할 경우에는 사출과 동시에 호퍼로부터 일정량의 원료가 다시 공급되어 예열 공급부에서의 예열 과정을 거쳐 부피가 축소된 다음, 사출 시마다 용융부와 가압 혼련부로 수지가 단계적으로 이송되게 된다.As described above, in the present invention, when the flow of two or more kinds of molten resins is changed from a laminar state to a turbulent state during screw rotation, two or more different kinds of resins are efficiently kneaded in a short time, and the stopper is sufficiently kneaded with different kinds of resins. It is opened to make injection. That is, when a certain amount of raw material is supplied, the molten resin is supplied to the discharge die surface and filled to a certain capacity, that is, the capacity of the product to be injected, and then kneaded under constant pressure for 1 to 5 minutes to open the stopper to inject the molten resin mixture into the mold. . In the case of the continuous process, a certain amount of raw material is supplied again from the hopper at the same time as the injection, and the volume is reduced through the preheating process in the preheating supply unit, and then the resin is gradually transferred to the melting unit and the pressure kneading unit every time the injection is performed.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 양호한 실시예에 따른 사출형 압출·혼련장치에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an injection-type extrusion and kneading apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

제1도는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 사출형 압출·혼련장치의 전체 구성도이다. 제1도에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 사출형 압출·혼련장치는 기능적으로 유압부, 온도 조절부, 혼련부 및 성형부로 크게 나눌 수 있다. 유압부에는 동력원으로서의 모터(16)와 이 모터(16)의 좌우에 부착된 두 개의 유압 펌프(17A),(17B)가 포함된다. 이 중에서 유압 펌프(17B)는 스크류(4)를 회전시키는데 사용되는데, 혼련이 완료된 다음에는 사출을 위해 스크류(4)를 전후진시키게 된다. 이 과정에서, 스크류(4)의 회전수는 성형 수지의 특성에 따라 예를 들어 0∼200[rpm]으로 조절할 수 있는데, 유량 조절 노브(12)를 시계 방향으로 돌리면 회전수가 증가되고 반시계 방향으로 돌리면 회전수가 감소되도록 구성될 수 있다. 참조 부호 27은 이러한 스크류(4)의 회전수를 나타내는 표시기이다.1 is an overall configuration diagram of an injection-type extrusion and kneading apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the injection type extrusion / kneading apparatus according to the present invention can be largely divided into a hydraulic part, a temperature control part, a kneading part, and a molding part. The hydraulic unit includes a motor 16 as a power source and two hydraulic pumps 17A and 17B attached to the left and right sides of the motor 16. Among these, the hydraulic pump 17B is used to rotate the screw 4, and after kneading is completed, the screw 4 is advanced back and forth for injection. In this process, the rotation speed of the screw 4 can be adjusted, for example, from 0 to 200 [rpm] according to the characteristics of the molding resin. When the flow control knob 12 is turned clockwise, the rotation speed is increased and the counterclockwise direction is increased. Can be configured to reduce the speed of rotation. Reference numeral 27 is an indicator indicating the rotation speed of such a screw 4.

다른 하나의 유압 펌프(17A)는 금형(1)의 합체 및 이체 시와 금형(1)과 토출다이(5)를 접착 및 탈착하는데 사용된다. 이 과정에서 금형(1)의 압력 조정은 상하 솔레노이드 밸브(18A)에 의해 수행될 수 있고, 금형(1)과 토출다이(5)의 접착 및 탈착에 필요한 압력 조정은 솔레노이드 밸브(18B)에 의해 수행될 수 있다. 참조 번호 35는 솔레노이드 밸브(18A)를 조작하는 스위치를 나타내고, 36은 솔레노이드 밸브(18B)를 조작하는 스위치를 나타낸다.The other hydraulic pump 17A is used to coalesce and transfer the mold 1 and to bond and detach the mold 1 and the discharge die 5. In this process, the pressure adjustment of the mold 1 may be performed by the upper and lower solenoid valves 18A, and the pressure adjustment necessary for the adhesion and detachment of the mold 1 and the discharge die 5 may be performed by the solenoid valve 18B. Can be performed. Reference numeral 35 denotes a switch for operating the solenoid valve 18A, and 36 denotes a switch for operating the solenoid valve 18B.

다음으로 혼련부의 구성을 설명하면, 소정 형상의 실린더(3) 내에 스크류(4) 및 혼련 기구가 설치된다. 제2도는 제1도에서 혼련 스크류를 확대하여 도시한 정면도이다. 제2도에 도시한 바와 같이, 토출다이(5)에서부터 호퍼(2)에 이르기 까지의 스크류(4)의 전 부분은 4개의 존으로 구분될 수 있다. 먼저, 스크류(4)의 앞부분인 예열 공급부(4-1)는 수지 공급용 호퍼(2)를 통해 제공된 수지를 실린더(3) 내로 공급할 수 있어야 하고 또한 수지의 부피를 축소시켜 공극율을 낮추어주어야 하기 때문에 수지를 압축할 수 있도록 스파이럴 그루브드 배럴(spiral grooved barrel) 형태로 하는 것이 바람직하다. 그리고, 기어의 치차 간격(1)은 동일하게 하고 그 축에는 테이퍼(4-1a)를 형성하여 압축비가 1.2∼1.5로 되도록 구성하고 있다. 다음, 스크류(4)의 중앙에 위치한 용융부(4-2)는 덜메이지(dulmage)의 형태로 하여 예열 공급부(4-1)에서 예열된 수지가 공급되면 이를 신속하게 균질화시키면서 용융할 수 있도록 구성되어 있다. 용융부(4-2)의 앞부분은 분산 믹싱부(4-3), 즉 용융된 수지가 고전단율 및 고전단 응력을 받는 영역으로서 비교적 큰 입자들이 작은 입자들로 쪼개져서 혼합 혼련이 잘 될 수 있도록 구성되어 있다.Next, the structure of a kneading part is demonstrated, The screw 4 and the kneading mechanism are provided in the cylinder 3 of a predetermined shape. FIG. 2 is an enlarged front view of the kneading screw in FIG. As shown in FIG. 2, the entire portion of the screw 4 from the discharge die 5 to the hopper 2 may be divided into four zones. First, the preheat supply part 4-1, which is the front part of the screw 4, should be able to supply the resin provided through the resin supply hopper 2 into the cylinder 3 and reduce the volume of the resin to lower the porosity. Therefore, it is preferable to form a spiral grooved barrel so as to compress the resin. And the gear space | interval 1 of a gear is made the same, and the taper 4-1a is formed in the axis | shaft, and it is comprised so that compression ratio may be set to 1.2-1.5. Next, the molten portion 4-2 located at the center of the screw 4 is in the form of a dulmage so that when the preheated resin is supplied from the preheat supply portion 4-1, the molten portion 4-2 can be quickly homogenized and melted. Consists of. The front part of the molten portion 4-2 is a dispersion mixing portion 4-3, that is, a region in which the molten resin is subjected to high shear rate and high shear stress, so that relatively large particles can be broken into small particles so that mixing and kneading can be performed well. It is configured to.

제3(a)도는 제1도에서 금형의 일부분에서 스크류의 가열 혼련부 까지의 구조를 확대 도시한 분해 단면도이고, 제3(b)도는 제3(a)도에서 스크류의 좌측면도이고, 제3(c)도는 제3(b)도에서 A-A′선을 절개하여 본 단면도이다. 제4(a)도는 혼련 중의 층류 상을 보인 도, 제4(b)도는 혼련 중의 난류 상을 보인도이다. 제3도에 도시한 바와 같이 스크류(4)의 맨 뒷 부분인 가압 혼련부(4-4)의 단면이 실린더(3)의 종단면(終端面)(3-a)과 평행이 되도록 하여 결과적으로 평행면(parallel plate) 혼련이 되도록 구성되어 있고, 평행면 혼련을 하더라도 혼화성을 증진시킬수 있도록 가열 혼련부(4-4)의 종단면(終端面)에 홈(4-4a)을 만들어서 수지의 흐름을 제4(a)도의 층류에서 제4(b)도의 난류로 변경시킬 수 있도록 구성하고 있다.FIG. 3 (a) is an exploded cross-sectional view showing the structure from a part of the mold to the heating kneading portion of the screw in FIG. 1, and FIG. 3 (b) is a left side view of the screw in FIG. 3 (c) is a sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 3 (b). 4 (a) shows the laminar phase during kneading, and FIG. 4 (b) shows the turbulent phase during kneading. As shown in FIG. 3, the end face of the pressure kneading part 4-4, which is the rearmost part of the screw 4, is parallel to the longitudinal section 3-a of the cylinder 3, and as a result. It is configured to be parallel plate kneading. In order to improve the miscibility even when parallel plane kneading, grooves 4-4a are made in the end surface of the heating kneading section 4-4 to remove the flow of resin. It is comprised so that it may be changed into the turbulence of FIG. 4 (b) from laminar flow of FIG. 4 (a).

또한 앞서 설명한 바와 같이 예열 공급부(4-1)는 스파이럴 그루브드 배럴 형태로 되어 있기 때문에 회전수가 증가함에 따라 수지가 전진되면서 가압 혼련부(4-4)의 압력을 상승시키고, 이에 따라 사출 시 수지의 밀림 현상이 줄어들게 된다. 가압 혼련부(4-4)에는 앞서 설명한 바와 같이 팔랑개비와 같은 홈(4-4a)이 형성되어 스크류의 회전 시 홈(4-4a)에 유입된 수지가 이차 흐름을 형성할 수 있도록 하고 있다. 이러한 홈(4-4a)의 윤곽면과 가열 혼련부(4-4)의 종단면 사이의 각도(θ)는 3° ∼12°, 바람직하게는 5° ∼8°로 하여 사출 시에 수지가 토출다이(5)로 집결할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 참조 번호 6은 토출다이(5)의 토출구를 막기 위한 스토퍼를 나타내고, 참조 번호 5a는 상기 스토퍼(6)가 출입하는 출입공을 나타낸다. 이러한 스토퍼(6)가 개방되면 토출다이(5)와 스크류(4)가 비로소 결합될 수 있게 된다.In addition, as described above, since the preheat supply part 4-1 is in the form of a spiral grooved barrel, the pressure of the pressure kneading part 4-4 is increased while the resin is advanced as the number of revolutions increases, and thus the resin during injection. The jungle of the will be reduced. As described above, the pressure kneading unit 4-4 is provided with a groove 4-4a such as a flute, so that resin introduced into the groove 4-4a can form a secondary flow when the screw is rotated. The angle θ between the contour surface of the groove 4-4a and the longitudinal cross section of the heating kneading portion 4-4 is 3 ° to 12 °, preferably 5 ° to 8 ° so that the resin is ejected at the time of injection. It is desirable to be able to collect in the die 5. Reference numeral 6 denotes a stopper for blocking the discharge port of the discharge die 5, and reference numeral 5a denotes an access hole through which the stopper 6 enters and exits. When the stopper 6 is opened, the discharge die 5 and the screw 4 can be combined.

다음, 금형(1)과 실린더(3) 내의 온도 조절은 토출다이(5)를 포함하여 총 5개 부분으로 분리하여 조절할 수 있도록 구성하였는 바, 참조 번호 15E는 금형(1)의 온도를 조절하기 위한 노브를, 15D는 토출다이(5)의 온도를 조절하기 위한 노브를, 15A-l5C는 실린더 내의 각 부의 온도를 조절하기 위한 노브를 각각 나타낸다. 온도는 0∼350[℃]의 범위에서 적절히 조절할 수 있다.Next, the temperature control in the mold (1) and the cylinder (3) was configured to be separately controlled in a total of five parts including the discharge die (5), reference number 15E to adjust the temperature of the mold (1) Is a knob for adjusting the temperature of the discharge die 5, and 15A-1C is a knob for adjusting the temperature of each part in the cylinder. Temperature can be suitably adjusted in the range of 0-350 [degreeC].

참조 번호 28은 자동/수동 절환 스위치를 나타내는 바, 본 발명의 장치는 자동 또는 수동으로 동작할 수 있도록 구성되어 있으며, 수동 동작은 이종 수지 블랜드물의 가공 조건을 검토하여 최적 조건을 확립하고자 하는 경우에 주로 이용할 수 있다. 즉, 사출 조건을 모르는 미지의 수지의 블랜드물인 경우에는 스위치(28)를 ‘수동’ 위치에 둔 상태에서 성형 조건을 검토하고, 사출 조건을 알게 되면 이 때부터 스위치(28)를 ‘자동’ 위치로 전환하여 성형 제품이나 시험편을 연속적으로 생산할 수 있다. 참조 번호 13은 히터 온/오프 스위치를 나타내고, 31은 모터(16)의 온/오프 스위치를 나타낸다. 참조 번호 26은 스크류(4)가 전진 상태에서의 압력을 유지할 수 있도록 하기 위한 스프링을 나타낸다. 참조 번호 29는 자동 온/오프 스위치를, 30은 유압 펌프 온/오프 스위치를, 37은 혼련 시간 설정용 타이머를, 23은 가열판을, 33은 설정 시간의 도달을 알리는 부저를 각각 나타낸다. 참조 번호 38은 자동 동작 시의 혼합 회수를 설정하기 위한 혼합 회수 설정기를 나타낸다. 참조 번호 22A는 금형 이송용 유압 실린더를, 22B는 금형 상하 이체용 유압 실린더를, 22C는 사출용 유압 실린더를 각각 나타내고, 24는 수평 막대를, 25는 수직 막대를 각각 나타낸다.Reference numeral 28 denotes an automatic / manual switching switch, and the apparatus of the present invention is configured to operate automatically or manually, and manual operation is performed when the optimum conditions are to be established by examining the processing conditions of the heterogeneous resin blend. Mainly available. That is, in the case of an unknown resin blend which does not know the injection condition, the molding condition is examined with the switch 28 in the 'manual' position, and when the injection condition is known, the switch 28 is in the 'automatic' position from this point on. Can be used to continuously produce molded products or test specimens. Reference numeral 13 denotes a heater on / off switch, and 31 denotes an on / off switch of the motor 16. Reference numeral 26 denotes a spring for allowing the screw 4 to maintain the pressure in the forward state. Reference numeral 29 denotes an automatic on / off switch, 30 denotes a hydraulic pump on / off switch, 37 denotes a kneading time setting timer, 23 denotes a heating plate, and 33 denotes a buzzer indicating the arrival of the set time. Reference numeral 38 denotes a mixing number setter for setting the mixing number in automatic operation. Reference numeral 22A denotes a hydraulic cylinder for metal mold transfer, 22B denotes a hydraulic cylinder for upper and lower molds, 22C denotes a hydraulic cylinder for injection, 24 denote horizontal bars, and 25 denote vertical bars.

이하에서는 본 발명의 사출형 압출·혼련장치의 동작에 대해서 상세하게 설명한다.Hereinafter, the operation of the injection molding and kneading apparatus of the present invention will be described in detail.

먼저, 사출 조건을 모르는 미지의 수지의 블랜드물인 경우에는 스위치(28)의 상태를 ‘수동’으로 하여야 하는데, 이후에 각각의 온도 조절 노브(15A-l5E)를 조작하여 가공 수지의 특성에 알맞는 금형(1) 및 실린더(3)의 각 구역의 온도를 설정하고, 히터 온/오프 스위치(13)를 온시켜서 상기 각 구역의 온도를 설정 온도까지 상승시킨다. 이렇게 하여 각 구역의 온도가 설정 온도까지 상승되면 유압 펌프 작동 스위치, 즉 모터 온/오프 스위치(31)를 온시켜서 유압 펌프(17B)를 작동시키게 되는데, 유압 펌프(17B)를 작동시키면 스크류(4)가 회전한다. 이 때, 유량 조절 노브(12)를 조작하여 스크류(4)의 회전수를 가공 수지 조성물에 알맞게 고정시킨 다음 1회 사출 물량을 호퍼(2)를 통해 공급한다. 다음 이렇게 투입된 수지는 실린더(3) 내의 예열 공급부(4-1)에서 예열 과정을 거쳐 부피가 축소되면서 용융부(4-2)로 이송된다.First, in the case of a blend of an unknown resin that does not know the injection conditions, the state of the switch 28 should be 'manual'. After that, the respective temperature adjusting knobs 15A-l5E are operated to meet the characteristics of the processed resin. The temperature of each zone of the mold 1 and the cylinder 3 is set, and the heater on / off switch 13 is turned on to raise the temperature of each zone to the set temperature. In this way, when the temperature of each zone is raised to the set temperature, the hydraulic pump operating switch, that is, the motor on / off switch 31 is turned on to operate the hydraulic pump 17B. When the hydraulic pump 17B is operated, the screw 4 ) Rotates. At this time, by operating the flow rate adjusting knob 12 to fix the rotational speed of the screw (4) appropriately to the processing resin composition, one injection amount is supplied through the hopper (2). Next, the injected resin is transferred to the melting part 4-2 while the volume is reduced through the preheating process in the preheating supply part 4-1 in the cylinder 3.

이렇게 하여 일차로 투입된 수지가 용융부(4-2)로 이송 공급될 때, 다음 회차의 1회 사출량이 예열 공급부(4-1)에 재차 공급되고, 이와 동시에 일차로 투입된 수지는 용융부(4-2)를 거쳐 가압 혼련부(4-4)로 이송 공급된다. 가압 혼련부(4-4)에서는 일정한 압력, 즉 스크류(4)가 전진한 상태에서의 압력(보압)을 유지할 수 있도록 하기 위한 스프링 압력, 예를 들어 150[Kg/cm2]이 걸린 상태에서 스크류(4)가 회전되면서 용융수지가 혼련면에 접촉되도록 한다.In this way, when the primary injected resin is fed and supplied to the molten portion 4-2, the next injection amount of the next round is supplied to the preheat supply portion 4-1 again, and at the same time, the primary injected resin is melted portion 4 It is conveyed and supplied to the pressure kneading part 4-4 via -2). In the pressure kneading section 4-4, a spring pressure, for example 150 [Kg / cm 2 ], is applied to maintain a constant pressure, that is, a pressure (holding pressure) in a state where the screw 4 is advanced. As the screw 4 is rotated, the molten resin is brought into contact with the kneading surface.

이렇게 하여 가압 혼련부(4-4)에 채워진 수지가 충분히 혼련된 후에, 금형 작동 스위치(35)를 조작하여 금형(1)을 합치시킨 다음 전진 스위치(36)를 조작하여 금형(1)을 토출다이(5)의 끝 부분까지 전진시켜서 접촉시킨 후에 스토퍼(7)를 열고 스크류(4)를 전진시켜 가압 혼련부(4-4)에 채워진 수지를 금형(1)에 사출 주입한다. 이렇게 하여 일차 사출물에 대한 사출이 완료된 후에는 스크류(7)의 연속 회전으로 수지가 전진하는 힘과 스프링(26) 압력에 의해 보압이 걸리게 되고, 이러한 보압에 의해 뒤를 이어 용융부(4-2)에서 공급되는 수지가 가압 혼련부(4-4)에 이송되어 채워진다.After the resin filled in the pressure kneading portion 4-4 is sufficiently kneaded, the mold operation switch 35 is operated to engage the mold 1, and then the advance switch 36 is operated to eject the mold 1. After contacting by advancing to the end of the die 5, the stopper 7 is opened, the screw 4 is advanced, and the resin filled in the pressure kneading portion 4-4 is injected into the mold 1. In this way, after the injection to the primary injection is completed, the holding pressure is applied by the force of the resin advance and the pressure of the spring 26 by the continuous rotation of the screw (7), followed by the holding pressure to the molten portion (4-2) Resin supplied from is transferred to the pressure kneading part 4-4, and is filled.

다음에 일정 시간, 예를 들어 30초 내지 3분이 경과하면 사출된 수지가 금형(1)의 입구에서부터 고화되게 되는데, 이후에는 스토퍼(6)를 막고 금형(1)을 탈리(이체 시간 30초∼1분)시켜 샘플을 채취할 수 있다. 스토퍼(6)를 막을 경우 앞의 용융부(4-2)로부터 공급되는 수지에 의해 가압 혼련부(4-4)에 수지가 연속적으로 채워지는데, 이 때 스크류(4)를 일정 거리 만큼 후진시킨 다음 스프링(26)의 보압에 의해 수지가 채워지도록 한다. 이렇게 채워진 수지가 완전히 혼련되면 동일한 방법으로 연속으로 사출할 수 있다.Next, after a predetermined time, for example, 30 seconds to 3 minutes, the injected resin is solidified from the inlet of the mold 1, after which the stopper 6 is blocked and the mold 1 is detached (transfer time 30 seconds to 1 minute) to obtain a sample. When the stopper 6 is blocked, the resin is continuously filled in the pressure kneading portion 4-4 by the resin supplied from the preceding melting portion 4-2. At this time, the screw 4 is reversed by a predetermined distance. Next, the resin is filled by the holding pressure of the spring 26. When the resin thus filled is completely kneaded, it can be injected continuously in the same manner.

이와 같이 본 발명의 사출형 압출 ·혼련장치를 수지 조성물의 혼련 상태에 대한 제반 조건, 즉 사출 압력, 회전 조건이나 온도 조건 등을 검토하기 위해서거나 또는 압출하여 펠렛 제조를 주목적으로 사용할 때에는 ‘수동’ 상태로 설정하여 동작시킬 수 있다. 이 때, 스크류(4)를 토출다이(5) 쪽으로 전진시킨 다음 수지 조성물을 계속적으로 공급하면 토출다이(5)에서 토출되는 수지가 펠렛화되는데, 이렇게 제조된 펠렛은 트윈 스크류 방식의 압출 장치에서 가공한 것과 마찬가지로 상태로 잘 혼련되게 된다.As described above, the injection-type extrusion and kneading apparatus of the present invention is used to examine all the conditions for the kneading state of the resin composition, that is, injection pressure, rotation conditions or temperature conditions, or by extrusion, when using pellet production as a main purpose, 'manual' It can be set and operated. At this time, if the screw 4 is advanced toward the discharge die 5 and then the resin composition is continuously supplied, the resin discharged from the discharge die 5 is pelletized. It is kneaded well as it was processed.

본 발명의 장치를 ‘자동’으로 전환한 경우에는 각각의 온도 조절 노브(15A-15E)를 조작하여 금형(1) 및 실린더(3) 내의 온도를 당해 수지 조성물의 사출성형에 적당한 온도로 설정하게 되는데, 이 상태에서 가열판(23)이 상기 설정 온도에 도달하게 되면 유압 펌프 온/오프 스위치(30)가 자동으로 작동된다. 다음, 사출 조건을 입력하게 되는데, 먼저 혼합 회수 설정기(38)를 조작하여 원하는 혼합 회수를 입력하고, 타이머(37)를 조작하여 혼련 시간(37)을 입력한 후에 유압 펌프(30)를 작동시키면 스크류(4)가 회전하기 시작한다. 스크류(4)의 회전수는 전술한 바와 같이 유량 조절 노브(12)를 조작하여 변경할 수 있다. 이렇게 스크류(4)의 회전수를 조절한 후에 자동 온/오프 스위치(29)의 상태를 ‘온’으로 절환하면 ‘수동’에서와 동일한 순서에 의해 자동으로 작동된다. 이 과정에서 금형(1)의 합치 시에는 안전성을 고려하여 부저(33)가 울리게 된다. 자동으로 작동 시에는 가스 빼기를 여러번 해주면서 혼련하는 동안에 스크류(4)의 전진·후진을 일정 회수 만큼 작동한 후에 설정 시간 동안 연속으로 믹싱하게 되는데, 이렇게 하여 상기 설정 시간이 완료되면 부저(33)가 울리게 된다. 다음 이렇게 부저(33)가 울린 후에는 스토퍼(6)가 열리게 되는데, 이 때 ‘자동’ 위치에 있는 스위치(28)를 ‘수동’으로 절환하고 스위치(36)를 ‘전진’ 위치에 놓으면 스크류(4)가 전진하여 혼련된 수지 조성물이 금형(1) 내로 사출된다. 이후에는 ‘수동’ 동작 시와 동일한 방법으로 연속적으로 사출이 수행된다.When the apparatus of the present invention is switched to 'automatic', each of the temperature adjusting knobs 15A-15E is operated to set the temperature in the mold 1 and the cylinder 3 to a temperature suitable for injection molding of the resin composition. In this state, when the heating plate 23 reaches the set temperature, the hydraulic pump on / off switch 30 is automatically activated. Next, the injection condition is input. First, the desired mixing number is input by operating the mixing number setter 38 and the kneading time 37 is input by operating the timer 37 to operate the hydraulic pump 30. The screw 4 starts to rotate. The rotation speed of the screw 4 can be changed by operating the flow control knob 12 as mentioned above. After adjusting the rotation speed of the screw (4) in this way by switching the state of the automatic on / off switch 29 to "on" is automatically operated in the same order as in the "manual". In this process, when the mold 1 is matched, the buzzer 33 sounds in consideration of safety. In the case of automatic operation, the mixing of the screw 4 is carried out for a predetermined number of times during the kneading while the gas is removed several times, and then mixed continuously for a set time. When the set time is completed, the buzzer 33 is completed. It will ring. Next, after the buzzer 33 rings, the stopper 6 is opened. At this time, the switch 28 in the 'auto' position is switched to 'manual' and the switch 36 is placed in the 'forward' position. 4) advances and the kneaded resin composition is injected into the mold 1. Thereafter, injection is continuously performed in the same manner as in the 'manual' operation.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 사출형 압출·혼련장치에서는 일정량의 이종 수지를 혼합하여 신속하게 블랜드물을 제조하여 그 특성을 평가할수 있도록 하고 있는 바, 수지 사용량 20[g] 이상 1,000[g]까지 사용할 수 있으며, 30[g] 내지 40[g] 정도의 소량의 수지를 사용해서도 재료의 혼련 조건 및 사출성형 평가가 가능하므로 원료 사용량 및 평가 시간을 절감할 수 있다. 특히 새로운 첨가제를 개발하기 위해서 고분자 블랜드에 첨가제를 혼화하여 시험하는 경우 미량의 첨가제로도 신속하게 그 효과를 평가하여 검토할 수 있다.In the injection-type extrusion and kneading apparatus of the present invention as described above, it is possible to quickly prepare blends by mixing a certain amount of heterogeneous resins and to evaluate the characteristics thereof. The amount of resin used is 20 [g] or more and 1,000 [g]. It can be used to, and even the use of a small amount of the resin of about 30 [g] to 40 [g] can be kneaded conditions and injection molding evaluation of the material can reduce the amount of raw materials used and evaluation time. In particular, in the case of blending and testing additives in polymer blends in order to develop new additives, the effect can be quickly evaluated and examined even with a small amount of additives.

본 발명의 사출형 압출·혼련장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다.The injection-type extrusion and kneading apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified and implemented within the range permitted by the technical idea of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 사출형 압출·혼련장치에 따르면, 이종 고분자 재료를 혼련하거나 첨가제를 혼합하는데 있어서 혼련 과정에서 와류를 발생시켜 혼화성이 향상되도록 한 다음 금형에 사출하여 시험편을 제조할 수 있기 때문에 소량의 수지 재료를 가지고 블랜드물의 특성을 신속히 평가할 수 있을 뿐만 아니라 비상용성 고분자 블랜드물을 혼련 공정 및 사출성형 공정을 거쳐서 제조할 수 있기 때문에 종래와 같이 압출 수지의 냉각 공정, 펠렛 공정, 건조 공정 및 별도의 사출 공정 등을 거치지 않아도 되고, 이에 따라 비용을 절감하고 작업 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.According to the injection-type extrusion and kneading apparatus of the present invention as described above, in kneading different polymer materials or mixing additives, vortices are generated during the kneading process to improve miscibility, and then injection into a mold to prepare test pieces. As a result, it is possible to quickly evaluate the properties of the blends with a small amount of resin material, and to prepare incompatible polymer blends through a kneading process and an injection molding process. There is no need to go through a drying process and a separate injection process, thereby reducing costs and working time.

또한 압출 장치 자체에서 사출 공정이 가능하기 때문에 작업의 효율성이 배가되고 설치 공간을 줄일 수 있으며, 소량의 수지 원료만을 사용하기 때문에 원료 비용이 절감될 뿐만 아니라 이에 의하여 환경 오염 정도가 줄어드는 효과가 있다.In addition, since the injection process is possible in the extrusion device itself, the efficiency of the work can be doubled and the installation space can be reduced, and since only a small amount of resin raw material is used, raw material cost is reduced, thereby reducing the degree of environmental pollution.

Claims (6)

금형 내부로 사출된 수지를 성형하는 성형수단, 상기 성형수단의 후단에 배치되어 수지 공급원으로부터 공급된 수지를 혼련하는 스크류를 포함한 혼련수단, 혼련된 수지를 상기 금형을 향하여 토출시키는 토출다이, 상기 혼련수단의 내부 온도를 원하는 온도로 설정하고 유지시키는 온도조절수단 및 상기 성형수단에 필요한 동력 및 상기 스크류의 회전에 필요한 동력을 제공하는 유압수단을 포함하여 이루어진 사출형 압출·혼련장치에 있어서, 상기 혼련수단의 스크류는 압축비가 1.2∼1.5가 되도록 테이퍼진 축 상에 동일 간격의 치차가 형성되어 상기 수지 공급원으로부터 공급된 수지를 예열 용융하는 스파이럴 그루부드 배럴 형태의 예열 공급부; 상기 예열 용융된 수지를 신속하게 균질화하면서 용융할 수 있도록 등간격으로 곡선형의 홈으로 이루어진 덜메이지 형태의 용융부; 상기 용융부에서 용융된 수지에 고전단율 및 고전단응력을 주어 상대적으로 큰 입자를 상대적으로 작은 입자들로 쪼개어 혼련이 잘 되게 하는 분산 믹싱부; 상기 분산 믹싱된 용융수지를 가압하여 혼련하는 가압 혼련부; 및 상기 가압 혼련부의 전면에는 용융수지가 난류 상으로 공급될 수 있도록 등간격의 다수의 홈이 형성되어 이루어지며, 상기 스크류의 회전에 의해 용융수지가 전진 방향으로 이송되어 상기 가압 혼련부의 홈에 채워지면 상기 스크류는 후진하고, 유압에 의해 상기 스크류가 전진하면 가스가 배출될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 사출형 압출·혼련장치.Molding means for molding the resin injected into the mold, kneading means including a screw disposed at a rear end of the molding means for kneading the resin supplied from the resin source, a discharge die for discharging the kneaded resin toward the mold, and the kneading An injection-type extrusion and kneading apparatus comprising: temperature control means for setting and maintaining an internal temperature of the means at a desired temperature; and hydraulic means for providing power required for the molding means and power for rotation of the screw. The screw of the means comprises: a preheat supply in the form of a spiral grooved barrel in which teeth of equal intervals are formed on the tapered shaft so as to have a compression ratio of 1.2 to 1.5 so as to preheat and melt the resin supplied from the resin source; A dulgeme-shaped molten portion made of curved grooves at equal intervals so that the preheated and molten resin can be rapidly homogenized and melted; A dispersion mixing unit which gives high melt rate and high shear stress to the resin melted in the melter so as to break relatively large particles into relatively small particles and mix well; A pressure kneading unit configured to pressurize and knead the dispersion-mixed molten resin; And a plurality of grooves at equal intervals are formed on the front surface of the pressure kneading unit so that the molten resin can be supplied in a turbulent phase, and the molten resin is transferred in the forward direction by the rotation of the screw to fill the grooves of the pressure kneading unit. The screw is retracted, the injection-type extrusion and kneading apparatus characterized in that the gas is discharged when the screw is advanced by the hydraulic pressure. 제1항에 있어서, 상기 유압수단은 모터와 상기 모터에 의해 회전하는 두 개의 유압 펌프로 이루어지되 상기 하나의 유압 펌프는 상기 혼련수단의 스크류를 가변 속도로 회전시키는데 사용되고, 상기 다른 하나의 유압 펌프는 금형의 합체 및 이체, 상기 금형과 토출다이를 접촉 및 분리시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 사출형 압출·혼련장치.The hydraulic pump of claim 1, wherein the hydraulic means comprises a motor and two hydraulic pumps rotated by the motor, the one hydraulic pump being used to rotate the screw of the kneading means at a variable speed, and the other hydraulic pump. Is an injection type extrusion and kneading apparatus, which is used for contacting and separating the mold and the transfer die, and the mold and the discharge die. 제2항에 있어서, 평행면 혼련이 될 수 있도록 상기 실린더의 종단면과 상기 가압 혼련부의 종단면은 평행한 면으로 되고, 상기 예열 공급부는 스파이럴 그루브드 배럴 형태로 하여 상기 스크류의 회전에 의해 용융수지를 사출하거나, 상기 용융수지의 사출 후 상기 스크류의 회전에 의해 일정 압력을 상승시켜 보압을 유지시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 사출형 압출·혼련장치.3. The method of claim 2, wherein the end face of the cylinder and the end face of the pressurized kneading portion are parallel to each other so that parallel kneading may be possible. Or, injection molding extrusion and kneading apparatus characterized in that after the injection of the molten resin to maintain a holding pressure by raising a predetermined pressure by the rotation of the screw. 제3항에 있어서, 상기 가압 혼련부의 종단면과 상기 홈의 윤곽면 사이를 3°∼12° 사이의 각으로 하여 사출시 용융수지가 상기 토출다이로 집결될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 사출형 압출·혼련장치.The injection type extrusion method according to claim 3, wherein the molten resin is collected in the discharge die during injection by using an angle between 3 ° and 12 ° between the longitudinal cross section of the pressure kneading unit and the contour of the groove. Kneading device. 제4항에 있어서, 상기 온조조절수단은 상기 금형과 상기 실린더의 온도를 0[℃]∼350[℃]의 범위 내에서 4부분으로 분리하여 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 사출형 압출·혼련장치.The injection molding extrusion and kneading according to claim 4, wherein the temperature adjusting means is configured to separate and adjust the temperature of the mold and the cylinder into four parts within a range of 0 [deg.] C to 350 [deg.] C. Device. 제1 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 자동 및 수동으로 동작이 가능하고, 또한 연속 공정이 가능하게 한 것을 특징으로 하는 사출형 압출·혼련장치.The injection type extrusion and kneading apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the apparatus is capable of automatically and manually operating, and also enables a continuous process.
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