KR100335042B1 - 압출다이및이다이를통과하는유동조절방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 압출다이 및 유동 조절 방법에는 유동경로를 가로질러서 횡방향으로 뻗어있는 유동전환기 형태의 유동조절기가 포함되어 있다. 이 유동전환기는 다이단부의 상류에 창을 형성하고 있고 약간 테이퍼가 형성된 확대부를 제공하는데, 이러한 확대부는 창의 전체 횡단면적을 변화시키지 않고 창의 중앙으로 부터 양단부 쪽으로 비례적으로 유동을 전환시키도록 이 유동경로를 가로지르는 창을 따라서 한쪽면으로 부터 다른 한쪽면으로 이동할 수 있거나, 바람직하게는 중앙부로 부터 대칭적으로 외부로, 또는 그 반대로 이동할 수 있다. 이러한 창은 다이몸체 내에 오목하게 형성된 축방향으로 회전가능한 한쌍의 원통형의 바에 의해서 형성되어 있는데, 이러한 각가의 바들은 확대부를 형성하는 플랫을 갖추고 있다. 바람직한 실시형태에서는 이 플랫이 나선형이다. 바 들이 동시에 서로 역회전할때 이 확대부가 창을 가로질러서 이동하도록 나선형의 플랫들이 서로 맞은편에 위치하거나 매치되어 있다. 중앙 또는 축으로 부터 각각의 횡방향의 단부로 확대부가 대칭적으로 이동하는 지점에서, 나선형의 매치되는 플랫들이 각각의 바의 중앙부의 각각의 단부상에서 반대방향으로 회전한다. 확대부가 창의 횡방향의 한쪽단부로 부터 다른 한쪽단부로 이동하는 지점에서는 각쌍의 바가 반대방향으로 회전하더라도 각각의 나선형의 플랫의 회전은 바의 한쪽단부로 부터 다른 한쪽단부로 동일하다. 유동경로를 가로지르는 확대부의 이동은 바의 축방향의 회전에 의해서 수행된다. 바의 세로줄의 쌍은 개별적으로 또는 서로간에 공동으로 사용될 수 있고 축방향으로 기울어진 플랫을 가질 수 있다.

Description

압출다이 및 이 다이를 통과하는 유동 조절방법

발명의 분야

본 발명은 압출다이 및 이 압출다이를 통과하는 흐름을 조절하는 방법에 관한 것이며, 특히 압출되는 소재의 형상 또는 외형에 차례로 영향을 미치는 유동을 조절하는 방법에 관한 것이다.

발명의 배경

압출 공정에서, 플라스틱 또는 수지의 용융물이 열 및 압력하에서 형성된다. 이러한 용융물은 주로 수지 또는 플라스틱의 고체 빌릿(pellet)을 유동 가능한 용융물로 전환시키는 배럴(barrel)내의 회전 스크류에 의해서 연속으로 형성된다. 기포 제품용의 안료 또는 발포제와 같은 다양한 첨가물이 이러한 용융물 내에 혼합될 수 있다. 필요한 고압을 형성하기 위해서 안료의 노즐을 제한할 필요가 있다. 이러한 노즐로부터 다이 구멍의 폭으로 확장하는 플리넘 챔버(plenum chamber)를 포함하고 있는 다이내로 파이프를 통해서 용융물이 유동한다. 비교적 폭이 넓은 다이 구멍은 시트, 필름 또는 보드다이와 같은 조절가능한 다이 단부를 가질 수 있고, 또는 이 다이 구멍은 스탠드 다이와 같은 일련의 같은 원형의 고정구멍을 가질 수 있다. 이러한 다이들은 스스로 가열되거나 냉각되며 직선, 원형, 또는 활모양의 다이 구멍을 가질 수 있다. 그 밖에, 이 다이 구멍은 다이 단부를 가로질러서 비일정하게 형성될 수도 있다. 보우-타이 다이(bow-tie die)로 공지된 한 종류의 다이가 미합중국 특허 제 4,364,722호에 공개되어 있다. 이러한 다이중의 다른 하나는 미합중국 특허 제 3,871,812호 및 제 4,201,534호에 공개되어 있다.

압출시의 중요한 문제점 중의 하나는 완벽하게 균일한 용융물을 얻는 것이다. 이것은, 특히 온도의 균일성을 얻기가 어렵다. 물론, 온도는 점도에 영향을 준다. 압출공정 중에 약간의 점에서 일정한 점도를 얻는다 하더라도, 압출물이 다이단부를 빠져나가기 전에 이러한 점도가 상실될 수 있다. 점도가 낮을 수록, 그리고 유량이 빠를 수록, 체적의 처리량과 형성될 제품의 형상 또는 외형을 조절하기가 더욱 어렵다. 이러한 문제점은 다이의 구성으로 인해서 더 복잡하다. 압출물용의 유동경로는 항상 일정하지 않다. 예를 들면, 종래의 특허에 공개된 바와 같이 활 모양의 조절가능한 다이 단부를 갖춘 팬 형상 또는 코트 행거 다이(coat hanger die)에서는, 점도 또는 유동이 조절된 위치에서 있는 다이 단부보다 다이의 중앙에서 높게 나타난다. 물론, 이것은 그 중앙에 높게 나타난다. 물론, 이것은 그 중앙에 기포 보드와 같은 제품을 중간에서 부풀어 오르게 한다. 이러한 상황을 방지하기 위해서, 다이 단부를 중앙부와 가까워지도록, 그리고 측방향의 단부 또는 가장자리를 더 늘리도록 재조절할 필요가 있다. 이러한 작업은 다중 조정을 통해서 행해져야 하며, 다이가 진공챔버 내측에 있을 수 있다는 사실에 의해서 보다 어렵다. 바람직하게는, 다이 단부의 조절이 버니어 다이얼조절 또는 미세한 조절이기 때문에, 이러한 조절을 수행하는데 시간이 많이 들고, 그 결과 공차가 있는 제품이 제조되며 소정의 물품의 이상적인 설정으로부터 다이 단부가 이동된다. 다이의 중앙에서 소정의 물품의 이상적인 설정위치로부터 다이를 이동시키기 않고 전체의 조절에 의해서 다이의 중앙의 과도한 처리량을 대칭적으로 수정할 수 있는 것이 바람직하다.

비교적 폭이 넓은 다이에서는, 다이의 단부로부터 떨어져서 조절하도록 내부의 초커바(choker bar)가 제공되어 왔다. 이러한 초커바는 다소 가요성이 있거나 비틀림 가능하고 여러 개의 조절 스크류로 지지되어 있다. 이 스크류를 조작함으로써 다이내의 창 또는 그 안의 구멍의 단면을 조절할 수 있다. 각각의 스크류는 구멍을 제한하도록 국소적으로 연장될 수 있어야 하거나 이 구멍을 확대하도록 국소적으로 수축될 수 있어야 한다. 구동 또는 제어의 비용이 많이 들지 않고서도, 압출경로의 측면 방향으로 창을 확대 또는 축소 변경시킬 수 있고 창의 횡단면 구역을 일정하게 유지할 수 있다. 특히, 이것은 창의 확대 또는 축소가 분리되고 중앙으로부터 단부로 대칭적으로 이동해야 하는 경우나 그 반대의 경우에 가능하다.

또한, 공통적인 형태의 유동 조절은 다이 몸체 또는 부재의 플리넘 챔버내로 전환 값 또는 조절 값(diversion delta or comtrol)을 기계화하고, 그 다음 이 변수들이 바뀔 때 다이 몸체 또는 부재를 교체하는 것이다. 큰 압출라인에서의 다이 교환은 말할 것도 없이 비용이 많이 든다. 따라서, 간단하게 조절되는 여러 종류의 다이 플리넘을 복제하는 것이 바람직하다.

또한, 다이의 단부와 떨어져서 다이내에서 간단한 전체의 조절을 하는 것이 바람직한데, 이것은 다이내에서 창을 확대하고 이러한 확대로 하여금 한쪽 단부로부터 다른 한쪽 단부로, 또는 중앙으로부터 양쪽 단부로, 그리고 그 반대로 다이의 단부를 따라서 압출물용의 유동경로를 횡방향으로 이동가능해야 한다. 또한, 이러한 전체의 조절이 단일점 또는 동력원으로부터 신속하고 편리하게 이루어지는 것이 바람직하다. 그리고, 다이내에서 기포 공정중에 너무 이른 기포를 형성하는 원인이 되는 날카로운 단면 또는 과도한 압력의 강하를 배제하여 이러한 조절을 수행하여 완성할 수 있는 것이 바람직하다.

발명의 요지

압출다이 및 유동조절 방법에는 유동경로를 가로질러서 횡방향으로 뻗어있는 유동 전환기의 형태의 유동 조절 방법이 포함되어 있다. 이 전환기는 다이 단부의 창의 상류의 일부를 형성하고 약간 테이퍼가 형성된 확대부를 제공하는데, 이러한 확대부는 한쪽 면으로부터 다른 한쪽으로, 바람직하게는 중앙으로부터 대칭적인 외부로 또는 그 반대로 유동경로를 가로질러서 창을 따라서 이동할 수 있어서 창의 전체 횡단면 구역을 변화시키지 않고 중앙으로부터 양쪽 단부 쪽으로 균형적으로 유동을 전환시킬 수 있다. 이 창은 적어도 하나의 축방향으로 회전 가능한 원통형의 바에 의해서 형성되어 있는데, 이러한 원통형의 바는 확대부를 형성하는 플랫을 갖추고 다이 몸체 내에 리세스 형성되어 있다. 바람직한 형태에서는 이러한 플랫이 나선형이다. 바의 축방향의 회전에 의해서 유동 경로를 가로지르는 확장운동이 얻어진다.

바람직한 실시형태에서는, 2개의 서로 맞은편의 평행바가 제공되어서 보통 폭이 더 넓고 좁게 형성될 수 있는 창의 긴 횡방향의 단부를 형성한다. 이 폭은 다이 단부의 구멍의 폭과 일치할 수 있거나, 기계작동 방향 또는 압출축을 중심으로 이와 대칭될 수 있다. 바 들이 동시에 상호 역회전할 때 확대부가 창을 가로질려 이동하도록 나선형의 플랫들이 서로 마주보거나 정합되어 있다. 중앙 또는 축으로부터 각각의 횡방향의 단부로 그리고 그 반대로의 이동이 대칭을 이루는 지점에서, 각각의 바의 나선형의 정합 플랫은 각각의 바의 단부상에서 반대 방향으로 구부려지거나 뒤틀린다. 창의 하나의 횡방향의 단부로부터 다른 한쪽 단부로 확대되는 지점에서는, 각각의 플랫의 구부림은 각각 쌍에 대해서도 반대방향으로 바의 단부에서부터 단부까지 동일하다.

나선형의 플랫은 바가 비교적 조금 회전할 때 창을 따라서 전체의 범위로 확대부가 이동 되도록 비교적 작은 나선형의 각을 가지고 있다. 원형의 바는 다이의 플리넘 내로 조금만 돌출하도록 원형 구멍에서 다이 몸체내에 리세스 형성되어 있다. 각각의 바에는 바의 하나의 회전 위치에서 플리넘의 선형의 연속성을 형성하는 선형 플랫이 제공되어 있다. 그 다음에 바가 플리넘으로부터 효율적으로 리세스 형성되어 있다. 각각의 바는 회전을 촉진하고 점도에 반대의 영향을 미치지 않도록 전기 히터를 수용하기 위한 축방향의 공동재가 될 수 있다. 동시에 또는 개별적으로 다이내의 전체적 유동 조절기로 사용되도록 여러 쌍의 바가 플리넘 내에 세로로 위치될 수 있다. 다양한 조절을 완성하기 위해서 여러 쌍의 바가 개별적으로 또는 서로간에 연결되어 사용될 수 있다. 특히, 기울어진 플랫을 가진 바가 세로줄의 배열에 유용하다.

앞서 언급한 내용 및 관련된 목적을 달성하기 위해서 본 발명에는 지금부터 상세히 설명되고, 특히 청구범위에 언급되어 있는 특징들이 포함되어 있고, 다음의 명세서와 첨부된 도면은 본 발명의 임의의 도시적 실시예를 나타내는 것이지만, 이들은 본 발명이 이용되는 다양한 방식중의 소수만을 나타낸다.

양호한 실시예의 설명

제 1도 및 제 2도를 참조하면, 압출 다이(30)가 도시되어 있다. 이러한 다이는 상부 리테이너(33) 및 하부 리테이너(34) 사이에 고정되어 있는 상부 다이 몸체(31) 및 하부 다이 몸체(32)를 포함하고 있다. 상부 및 하부 다이 몸체(31,32)들은 코트 행거 모양의 플리넘(plenum)(37)내에 뻗어있는 상당한 크기의 흡입구(36)가 형성되어 있다. 플리넘(37)은 단부 캡(39,40)에 의해서 횡방향의 양쪽 단부가 폐쇄되어 있다. 또한, 이 플리넘은 단부 캡(39,40)의 사이에 비교적 폭이 넓고 수직으로 좁은 플리넘용의 챔버를 제공하는 수평방향의 상부벽 및 하부벽(42,43)을 포함하고 있다. 이러한 플리넘 챔버는 종종 Y축으로 언급되는 수평 또는 횡방향으로 연장되어 있다. 또, 이 챔버는 수직방향 또는 Z축 방향으로는 비교적 폭이 좁다. 기계 작동방향 또는 기계 작동축이 종종 압출축 또는 X축으로 언급된다. 플리넘 챔버(37)는 상부 다이 단부(45) 및 하부 다이 단부(46) 사이에 있는 비슷한 챔버와 연결되어 있다. 가요성의 다이 단부(45,46)는 잠금기(48)에 의해서 다이 몸체(31,32)의 정면에 장착되어 있다. 그 밖의 다이 단부의 구조 및 설치에 대해서는 미합중국 특허 제 4,364,722호에 공개되어 있다.

도시된 바와 같이, 상부 및 하부 리테이너는 각각 다이 단부(45,46)의 위와 아래로 뻗도록 다이 몸체부의 넘어로 돌출해 있다. 상부 및 하부 리테이너의 정면 단부는 다이 단부의 정면 단부에서와 같이 활모양(50)으로 형성되어 있다. 다이 리테이너(33,34)의 외팔보의 전방 돌출부는 각각 3개의 다이 조절기, 즉 상부의 조절기(53,54,55)를 지지한다. 도면부호 57로 도시한 바와 같은, 리테이너내에 나사 연결된 중공형의 외부로 기어 형성되어 있는 너트들에 의해서 조절작업이 완성된다. 이러한 너트들은 구형의 조절너트(59)내에서 나사 연결되어 있는 조절볼트(58)를 지지하고, 이러한 조절너트(59)는 다이 단부로 도시된 구형의 와셔 조립체에 의해서 고정되어 있다. 너트를 조일 때, 다이 단부들을 가깝게 하도록 먼 위치로부터너트를 회전시킬 수 있고, 또는 가요성의 다이 단부를 분리하는 용융물의 압력으로 너트가 풀리 면, 다이 단부들을 보다 멀리 이동하도록 너트를 회전시킬 수 있다.

본 발명이 이용될 수 있는 많은 응용 중의 하나로서 기포 보드 다이의 환경을 위한 종래의 미합중국 특허 제 4,211,739호 및 제 4,234,529호를 참조할 수 있다. 지시된 바와 같이, 다이 단부의 조절은 비록 추가의 조절점이 제공될 수 있다 하더라도 상부 및 하부에 각각 세개씩 적어도 6개의 조절점을 가진 다소 복잡한 조절이다. 주어진 물품 변수에 대한 다이 단부의 조절은 물품의 형상 또는 외형을 차례로 조절하는 다이 단부를 통한 흐름을 조절하도록 설계되어 있다. 과다한 처리량 또는 다이 단부의 구멍의 중앙에서의 유동을 감당하는 어려움 때문에, 전체 유동 조절기(62)가 제공되어 있다. 이 전체 유동 조절기(62)는 각각 상부 및 하부 다이 몸체(31,32)에서 원형의 원통형 리세스(65,66)에 장착된 원통형 바(63,64)를 포함하고 있다. 도시된 바와 같이, 원통형 바(63,64)들의 외부는 플리넘내로 조금만 돌출해 있다. 이 원통형 바(63,64)들은 기계 작동방향의 횡방향으로 뻗어있는 평행하고 긴 치수의 장방향의 창이 다이 구멍의 횡방향의 폭과 동일한 폭을 가지고 있다. 이 창은 적어도 기계축을 중심으로 다이 구멍과 균형을 이루어야 한다.

제 9도에 도시된 바와 같이, 각각의 바(63,64)는 한쪽 단부에 각각 지름이 축소된 돌출부(70,71)들을 갖추고 있다. 제 3도에 도시된 바와 같이, 이 돌출부들은 단부 캡(40)의 외부에 장착된 헬리컬 기어(73,74)들에 각각 키이 연결되어 있다. 이 헬리컬 기어들은 축(75)에 장착된 각각의 오른편 워엄(worm)(73) 및 왼편 워엄(74)에 의해서 구동된다. 축(75)이 회전함으로써 이 기어(73,74)들이 구동되고, 이에 따라서 원통형의 바들이 이와 반대 방향으로 회전한다. 이 축(75)은 각각의 브라켓(78,79)에 의해서 단부 캡(40)의 외부에 고정되어 있는 부싱(76,77)내에 장착되어 있다. 축(75)을 구동시키기 위한 모터가 다이로부터 멀리 설치될 수 있다. 이 축과 모터는 원통형의 바(63,64)들을 위한 단일 조절점을 구성하고 있다.

다시 제 9도를 참조하면, 원통형 바(63,64)들이 중공형 또는 개방된 내부(82,83)를 각각 갖추고 있는데, 이러한 개방된 내부(82,83)는 구동 연결기로서 작용하는 돌출부(70,71)의 맞은편의 단부들(84,85)에 대해서 개방되어 있다. 전기 히터가 각각의 원통형 실린더 바의 중공형 내부에 위치할 수 있고, 이러한 전기히터 용의 전기연결기(86)가 제 1도에서는 단부 캡(39)의 외부상에 도시되어 있다.

이러한 바(63,64)들은 각각 미러상이고 하나의 바(64)만이 제 5도 내지 제 8도에 도시된 바와 같이 상세히 설명되어 이다. 제 5도와 제 7도를 비교할 때, 제 7도의 평면도는 제 5도의 바가 관찰자 쪽으로 이동하는 상부와 함께 그 축을 중심으로 90˚회전한 것임을 주목할수 있다. 제 6도와 제 8도를 비교하면, 바 자체가 제 6도로부터 제 8도로 반시계 방향으로 90˚회전해 있다.

이 바는 한쪽 단부로부터 다른 한쪽 단부로 뻗어 있는 2개의 플랫을 갖추고 있는 것으로 도시되어 있다. 제 6도 및 제 8도에 도시된 하나의 플랫(88)은 선형이고 축방향으로 회전하지 않는다. 바의 회전 위치에서, 바가 플리넘내로 돌출하지 않도록 플랫이 플리넘(37)의 표면과 일렬로 정렬될 수 있다.

다른 하나의 플랫(90)은 바의 중심점(92) 쪽으로 한쪽 방향으로 구부려져 있거나 비틀려져 있으며, 그 다음 그 반대 방향으로 회전하거나 비틀려져 있다. 물론, 이러한 플랫은 바의 중심점에 대해서 대칭을 이루고, 플랫의 각각의 단부는 매우 낮지만 서로 반대의 나선형의 각을 가지고 있다. 이 중심점의 중심으로 플랫의 맞은편의 비틀림 단부들이 참조부호(93,94)로 도시되어 있다.

이때, 플랫(90)은 침하부(depression)(95) 형태의 단면 치우침을 제공한다. 따라서, 지면의 오른편 또는 왼편으로부터 바의 평면단부를 관찰할 때, 제 5도의 상부를 따라서 단면의 침하부를 관찰할 수 있다. 이러한 침하부는 중앙(96)이 가장 길고, 도면의 좌측상의 지점(97)으로부터 우측상의 지점(98)으로 뻗어 있다. 제 7도에 도시된 바와 같이 상부가 관찰자 쪽으로 이동하면서 바가 90˚회전할 때,단부로부터 침하가 사라진다. 이러한 침하부는 플랫의 나선에 의해서 형성된 매우 완만하게 테이퍼가 형성된 침하부이다. 예를 들면, 이러한 바의 직경은 약 1.125인치인 반면, 플랫(90)의 깊이는 약 0,10인치이다.

2개의 바(63,64) 사이에 창(100)을 형성하기 위해서, 제 9도에 도시된 바와 같이 이러한 바(63,64)들이 위치해 있을 때, 각각의 바의 나선형 플랫(90)은 창의 확대부(102)를 형성한다. 이러한 확대부(102)는 다이의 중앙을 통해서 뻗어 있는 기계축과 대칭을 이루며 중심이 맞추어져 있다.

그 밖에 제 15도 내지 제 18도를 참조하면, 제 16도 내지 제 17도에 지시된 화살표들의 방향으로 바들을 역회전시킴으로써 이러한 확대부가 동일하게 분할되어 있고, 이 확대부가 창의 외부 단부 쪽으로 이동하는 상태가 도시되어 있다. 제 15도에서는, 바가 플리넘 내로 전혀 돌출하지 않도록 선형플랫(88)들이 서로 맞은편에 위치해서 플리넘의 벽과 같은 높이로 도시되어 있다. 제 16도에는, 기계축 상의창의 중앙에 확대부(102)를 형성하도록 바들이 회전되어 있다. 바들을 화살표(104,105)의 방향으로 계속 회전시키면, 이 확대부가 제 18도에서 도면부호 108,109로 도시된 횡방향의 창(100)의 양쪽 단부들 쪽으로 이동한다. 도시된 바와 같이 반대 방향으로 바들을 계속 회전시키면, 이 확대부가 모두 사라진다. 제 16도로부터 제 18도의 위치로의 이동시에, 대조되는 나선형 플랫들이 창을 중앙으로부터 단부로 이동하는 지점에서, 바들이 68˚만 회전한다는 것을 주목할 수 있다. 따라서, 바들을 비교적 작은 호를 통해서 회전시킴으로써, 이 확대부가 중앙으로부터 창의 양 단부 쪽으로 일정하고 대칭적으로 이동한다.

제 10도 및 제 11도를 참조하면, 제 1도 및 제 2도에 도시된 다이(30)와 가장 동일한 관계에 있는 다이 조립체(120)가 도시되어 있다. 기계방향으로 또는 X축으로 연장되어 있는 플리넘(120)을 형성하기 위해서, 상부 및 하부 다이 몸체(122,123)는 다소 연장된 상부 및 하부 리테이너(124,125)를 갖추고 있다. 단부 캡(128,129) 역시 다소 연장되어 있다.

플리넘(126)이 연장되어 있는 이유는 세로의 유동 조절 바세트(130,131,132)를 제공하기 위해서다. 이러한 바세트는 앞서 언급한 유동의 조절과 동일한 방식으로 역회전하도록 장착되어 있다. 각각의 바세트의 바들은 이 바들을 플리넘의 표면과 같은 높이로 설치될 수 있게 하는 선형 플랫을 각각 갖추고 있다. 또한, 각각의 바들은 이 바세트가 서로간에 공동으로 또는 개별적으로 작동될 수 있게 함으로써 다양한 유동 조절 특성을 얻도록 서로 다른 형상의 플랫 또는 플랫들을 갖추고 있다.

제 12도 내지 제 14도 및 제 19도 내지 제 22도를 참조하면, 유동 조절을 형성하도록 나선형의 플랫을 갖춘 다른 형태의 바 및 미러상의 플랫을 갖춘 한 쌍의 바들이 도시되어 있으며, 여기서 확대부가 창의 한쪽 단부로부터 다른 한쪽 단부로 이동하지만, 양쪽 모두가 아니고 대칭적으로 이동하지 않게 이동될 수 있다.

제 14도를 참조하면, 양 대향 방향의 바(140,142)가 그 사이에 창(144)을 형성하고 있는 상태를 도시하고 있다. 각각의 바에는 나선형의 플랫(145,146)이 제공되어 있다. 이러한 각각의 나선형의 플랫은 제 7도에 도시된 작은 나선형의 각과 같은 각을 가지고 있지만, 구부림 또는 비틀림 방향을 바꾸는 대신에 바의 중앙 또는 중심점에서 이 나선형의 각이 바의 한쪽 단부로부터 다른 한쪽 단부로 연속되어 있다. 제 12도에 도시된 바와 같이, 플랫(145)은 침하부의 중앙의 각각의 측면에 대칭적인 단면의 침하부(148)를 형성하고 있다. 이 침하부(148)는 중앙(149)으로부터 단부(150 또는 151)쪽으로 뻗어 있다. 바를 다시 회전시키면 침하부가 바의 한쪽 단면으로부터 다른 한쪽 단면으로 이동한다. 창(144)의 단부들을 길게 형성하기 위해서 미러상의 플랫(145,146)을 가진 서로 반대방향의 바들이 위치해 있을 때, 도시된 위치에서 이 확대부(153)가 창의 중앙에 형성되어 있다. 바와 플랫의 치수를 동일하게 함으로써, 창(153)이 제 9도에 도시된 창(102)과 동일한 형태가 된다. 그런데, 바(140,142)들이 동시에 역회전할 때, 확대부가 창을 가로질러서 이동하지만, 대칭적으로 분할되어 이동하지는 않는다. 따라서, 이 확대부(153)가 중앙부내에 또는 창의 길이를 따라서 어느 곳이든지 위치할 수 있다.

제 9도의 플랫의 바의 중심에서의 역회전으로 인해서, 플랫에 의해서 취해진원통형 바의 전체의 호는 68˚의 각으로만 형성되어 있다. 제 14도의 나선형이 연속되어 있기 때문에, 나선형의 플랫에 의해서 취해진 전체의 호는 제 9도의 2배 또는 136˚로 형성되어 있다. 따라서, 바(140,142)들이 창의 한쪽 단부로부터 다른 한쪽 단부로 확대부를 이동시키도록 136˚회전해야 한다. 제 14도에서는, 조절각이 180˚이하인 반면, 제 9도의 조절각은 90˚이하이고, 바람직하게는 75˚이하이다. 도시된 2가지 경우의 나선형 플랫의 실시형태의 경우에, 이 나선형의 각은 5˚이하이고, 바람직하게는 10˚이하이다.

또한, 이 바(140,142)들에는 나선형 플랫의 맞은편에 선형 플랫이 제공되어 있다. 이러한 선형 플랫은 플리넘 벽과 바의 표면이 같은 높이가 되도록 설계되어 있다. 이러한 선형 플랫은 제 19도에 참조부호 155 및 156으로 도시되어 있다. 여기에서, 유동 조절 바가 효율적으로 되풀이되어 있다. 그런데, 화살표 158,159로 도시한 바와 같이, 바의 역회전으로 인해서, 확대부(153)가 제 20도에 도시된 바와 같이 창의 한쪽 단부에 처음 나타났다. 바를 화살표 방향으로 계속 회전시키면 창의 확대부가 제 21도에 도시된 중앙부로 이동해서 그 다음 제 22도에 도시된 맞은편 단부 쪽으로 이동한다.

제 23도 및 24도에는 본 발명의 다른 실시형태가 도시되어 있다. 바 세트(160,161)에는 서로 맞은편의 선형 플랫(162,163)이 제공되어 있다(제23도 참조). 이 선형 플랫들로부터 바(160)에 대해 축방향으로 기울어져 있는 플랫(164,165)이 있고, 다른 바(161)에 대해 축방향으로 기울어져 있는 플랫(166,167)이 있다(제 24도 참조). 이 바들이 화살표(168,169)의 방향으로 서로역회전할 때, 창(172)에 확대부(170)를 형성한다. 플랫(164 내지 167)들은 중앙점에서 각각의 바의 축과 가깝도록 축방향으로 기울어져 있다. 제23도 및 제 24도에서는, 이 창(170)이 점차로 나타났다가 사라지도록 형성될 수 있고 창을 따라서 횡방향으로는 이동될 수 없다.

제 25도 내지 제 27도에서는, 창을 형성하는 바(180,181)들이 제 25도에 도시된 선형 플랫(182,183)을 갖추고 있다. 하나의 바(180)에 대해 기울어져 있는 플랫(184,185) 및 다른 하나의 바(181)에 대해서도 기울어져 있는 플랫(186,187)이 선형 플랫으로부터 오프셋되어 있다. 제 24도에 도시된 플랫들과는 달리, 제 26도의 플랫들의 단부가 각각의 바의 축과 가장 가깝게 위치해 있다. 이러한 플랫들은 제 27도에 도시된 포물선의 형태를 형성하고 있다.

바들을 화살표(188,189)의 방향으로 서로 역회전시키면, 확대부(192,193)들이 창(194)의 각각의 횡방향의 단부에 형성될 수 있다. 이 바들을 서로 역회전시키면 확대부들이 점차적으로 나라났다가 사라질 수 있다. 이들은 창의 세로방향으로는 이동할 수 없다. 그런데, 제 11도의 세로 배열에서 제 24도 및 26도의 실시예에 도시된 바세트를 사용하고, 바세트를 서로 간에 공동으로 조작하면 창의 중앙부의 확대부가 창의 각각의 단부에 있는 대칭 확대부로 전환될 수 있다. 도시된 바세트 플랫의 다양한 형태중의 하나가 세로 배열 또는 단일 바세트의 배열에서 사용될 수 있다. 세로의 배열에서, 다이를 통한 용융물의 유동을 조절하기 위해서 바세트들이 개별적으로 또는 공동으로 사용될 수 있다.

창의 긴쪽을 따라서 확대부를 갖춘 장방형의 창을 형성하고 있는 돌출부가제공되어 있고, 조절에 의해서 이 확대부가 돌출부의 유동 경로를 가로질러서 일정하게 이동할 수 있다. 본 발명의 방법은 다이 단부의 상류 또는 구멍 및 다이 구멍과 대칭을 이루는 유동경로의 창을 제공하고, 이 창내에 확대부를 제공하며, 이런 창의 위치는 다이 단부를 통한 유동을 조절하기에 적합하다.

본 발명에 의해서 다이의 교체 또는 복잡한 설치시간 또는 시도 및 에러손실을 배제하고 바라는 물품의 형상을 완성하여 유지한다.

본 발명은 임의의 바람직한 실시형태들에 대해서 도시되고 언급되었지만, 본 발명의 명세서를 검토한 후에 당해 분야의 전문가에 의해서 동일한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다. 본 발명은 이와 같은 모든 동일한 변경 및 수정된 범위를 포함하고 있고, 특허청구의 범위에 의해서만 한정된다.

제 1도는 본 발명에 따른 다이의 단면을 일부 절단한 평면도.

제 2도는 제 1도의 선 2-2를 따라서 절단한 수직 단면도.

제 3도는 다이의 한쪽 면의 유동 제어 조절기를 확대한 측면도.

제 4도는 제 3도의 선 4-4로부터 본 단일 구동점의 횡방향의 단면도.

제 5도는 제 1도 및 제 2도에 도시된 다이의 회전가능한 유동 제어바 중 하나의 측면도.

제 6도는 제 5도의 오른편 단부로부터 본 바의 단면도.

제 7도는 바의 상부로부터 본 제 5도의 바의 평면도.

제 8도는 바의 오른편 단부로부터 본 제 7도의 바의 단면도.

제 9도는 창의 횡방향 단부를 형성하며 이 창의 중심을 확대한 것을 도시한 제 5도 및 제 7도에 도시된 것과 같은 한 쌍의 바의 측면도.

제 10도는 제 1도와 유사하지만 다이내의 3세트의 유동 제어바를 도시한 평면도.

제 11도는 제 2도와 유사하지만 세로의 배열을 도시한 것으로서 제 10도의 선 11-11을 따라서 절단한 수직 단면도.

제 12도는 바의 다른 형태의 측면도.

제 13도는 제 12도의 바의 평면도.

제 14도는 제 9도와 비슷하지만, 창의 횡방향의 단부를 형성한 제 12도 및 13도에 도시된 것과 같은 한 쌍의 바를 도시한 측면도.

제 15도 내지 제 18도는 수축위치의 바로부터 중심위치의 확대부로 그리고 단부에 대칭적으로 이동하여 최종적으로 단부에 놓여지게 되는, 제 9도에 도시된 바 세트의 여러 가지의 회전 위치를 다소 과장되게 도시한 연속도면.

제 19도 내지 제 22도는 수축위치의 바로부터 한쪽 단부의 확대부로, 중간 위치의 확대부로, 그리고 최종적으로 반대 단부에 있는 확대부로 진행하는 제 14도에 도시된 바 세트의 여러 가지의 회전 위치를 다소 과장되게 도시한 연속 도면.

제 23도 및 제 24도는 한쪽에는 선형의 플랫(flat)을 갖추고 있고 다른 한쪽에는 포물선형 또는 축방향으로 기울어진 플랫을 갖추고 있는 바세트의 서로 유사한 도면으로서, 제 24도의 바가 제 23도의 위치로부터 역회전하는 것을 도시되어 있는 도면.

제 25도 및 제 26도는 포물선형이지만 반대방향의 축방향으로 기울어져 있는 플랫을 갖추고 있는 바세트의 2개의 위치를 도시한 도면.

제 27도는 제 26도의 선 27-27로부터 본 제 26도의 바세트 중의 하나를 도시한 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 다이 31,22 : 상부 다이 몸체

32,123 : 하부 다이 몸체 33,124 : 상부 다이 리테이너

36 : 흡입구 37,126 : 플리넘

39,40,128,129 : 단부 캡 42,43 : (플리넘의) 벽

45,46 : (다이의) 단부 48 : 잠금기

50 : 활모양 53,54,55 : (상부의) 조절기

57 : 리테이너(retainer) 58 : 조절볼트

59 : 조절너트 62 : 유동 조절기

63,64 : (원통형의) 바 65,66 : (원통형의) 리세스

70,71 : (바의) 단부 73,74 : 헬리컬 기어

75 :축 76,77 ; 부싱

78,79 : 브라켓 82,83 : (개방된) 내부

84,85 : (맞은편의) 단부 86 : 전기 연결기

88,90,145,146 : 플랫(flat) 95,148 : 침하부

96,149 : 중앙 100,102,144,153,170 : 창

102,153,170,192,193 : 확대부 120 : 다이 조립체

130,131,132 : 유동 조절 바세트 182,183 : 선형 플랫

Claims (33)

1. 압출 다이로서,

   상기 다이내의 유동 경로를 가로질러서 횡방향으로 뻗어있는 구멍을 가지고 있고 창의 긴쪽을 따라서 내부에 확대부를 가지고 있는 좁은 장방형의 창을 형성하고 있는 유동 조절기와, 그리고

   상기 유동 경로를 가로질러서 상기 창의 긴쪽을 따라서 상기 확대부를 균일하게 이동시키기 위한 조절수단을 포함하고 있는 압출 다이.
2. 제 1항에 있어서, 상기 창의 긴쪽을 따라서 상기 확대부가 이동할 때 상기 확대부의 면적을 일정하게 유지하기 위한 수단을 포함하고 있는 압출 다이.
3. 제 1항에 있어서, 상기 좁은 장방형의 창의 중앙으로부터 양 대향 단부들 쪽으로 대칭적으로 상기 확대부를 이동시키고 그 반대로도 이동시키기 위한 수단을 포함하고 있는 압출 다이.
4. 제 1항에 있어서, 상기 유동 조절기는 상기 창의 한쪽 면을 형성하는 축방향으로 회전가능한 바를 포함하고 있는 압출 다이.
5. 제 4항에 있어서, 상기 바는 그 위에 상기 확대부를 형성하는 나선형의 플랫을 갖추고 있는 압출 다이.
6. 제 5항에 있어서, 상기 창의 맞은편을 형성하는 제 2 바로서 상기 확대부의 일부를 형성하는 나선형의 플랫을 갖추고 있는 제 2 바를 포함하고 있고, 상기 바들은 동시에 회전하도록 장착되어 있으며, 상기 각각의 플랫들은 상기 확대부를 형성하도록 상호 작용하는 압출 다이.
7. 제 4항에 있어서, 상기 창의 맞은편을 형성하는 축방향으로 회전가능한 제 2 바를 포함하고 있고, 상기 바들은 쌍으로 이루어져서 단일점으로부터 서로 역회전하며, 그리고 상기 쌍으로 이루어지는 바들은 서로간에 미러상으로 이루어져 있는 압출 다이.
8. 제 7항에 있어서, 상기 쌍으로 이루어진 바가 나선형의 플랫을 포함하고 있는 압출 다이.
9. 제 8항에 있어서, 상기 쌍으로 이루어진 바가 상기 바의 중심점에 대해서 대칭적인 축방향으로 기울어진 플랫을 포함하고 있는 압출 다이.
10. 제 7항에 있어서, 상기 쌍으로 이루어진 바가 상기 바의 중심점에 대해서 대칭적인 축방향으로 기울어진 플랫을 포함하고 있는 압출 다이.
11. 제 10항에 있어서, 상기 플랫들이 단부에서 상기 바의 축에 보다 가깝게 형성되어 있는 압출다이.
12. 제 10항에 있어서, 상기 플랫들이 상기 중심점에서 상기 바의 축에 보다 가깝게 형성되어 있는 압출 다이.
13. 제 7항에 있어서, 상기 각각의 나선형의 플랫이 작은 헬리컬 각을 가지고 있는 압출다이.
14. 제 7항에 있어서, 다이 몸체내의 원통형의 홈들은 상기 다이 몸체내의 유동경로의 플리넘 쪽으로 개방되어 있고 상기 각각의 바가 상기 원통형의 홈내에 장착되어 있으며, 그리고 상기 각각의 바는 한번의 회전 위치에서 상기 플리넘과 같은 높이가 되는 선형 플랫을 포함하고 있는 압출 다이.
15. 제 7항에 있어서, 상기 다이의 상기 유동 경로에서 세로줄로 배열된 여러 쌍의 서로 반대편의 바를 포함하고 있고, 상기 유동을 조절하도록 동시에 또는 개별적으로 상기 각 쌍의 바들을 작동하기 위한 수단을 포함하고 있는 압출 다이.
16. 제 7항에 있어서, 상기 다이가 조절가능한 다이 단부를 포함하고 있고, 상기다이 단부를 조절하지 않은 채 상기 다이 단부를 통한 전체의 유동 조절을 제공하도록 상기 바들을 서로 역회전시키기 위한 수단을 포함하고 있는 압출 다이.
17. 압출물의 형상을 조절하는 방법으로서,

    플라스틱 용융물을 형성하는 단계와,

    다이 단부를 가진 다이를 통해서 상기 용융물을 압출하는 단계와,

    상기 다이 단부의 상류에 상기 다이 단부의 횡방향의 치수와 대칭을 이루는 폭이 좁고 연장된 유동 경로의 창을 제공하는 단계와,

    상기 창의 긴쪽에 확대부를 제공하는 단계와, 그리고

    상기 다이의 단부를 통한 유동을 조절하도록 상기 유동 경로를 가로질러서 상기 확대부의 위치를 조절하는 단계를 포함하고 있는 방법.
18. 제 17항에 있어서, 상기 확대부가 상기 유동 경로를 가로질러서 조절될 때 상기 확대부의 외형의 사이즈를 균일하게 유지하는 단계를 포함하고 있는 방법.
19. 제 18항에 있어서, 상기 창의 중앙부로부터 양단부 쪽으로 그리고 그 반대로의 범위내에서 상기 확대부를 대칭적으로 조절하는 단계를 포함하고 있는 방법.
20. 제 17항에 있어서, 상기 창의 긴 양쪽 단부들을 따라서 상기 확대부를 형성하는 단계를 포함하고 있는 방법.
21. 제 20항에 있어서, 상기 창의 긴 단부들을 따라서 상기 확대부를 대칭적으로 형성하는 단계를 포함하고 있는 방법.
22. 제 17항에 있어서, 상기 창의 긴 단부중 하나 이상이 축방향으로 회전가능한 바에 의해서 형성되어 있고, 상기 확대부의 위치를 조절하기 위해서 상기 바를 회전시키는 단계를 포함하고 있는 방법.
23. 제 22항에 있어서, 상기 창의 긴 양쪽 단부들이 축방향으로 회전가능한 바에 의해서 형성되어 있고, 상기 확대부의 위치를 조절하기 위해서 상기 양 바들을 모두 회전시키는 단계를 포함하고 있는 방법.
24. 제 22항에 있어서,

    상기 바의 외형내에 리세스를 형성하는 나선형의 플랫을 상기 바위에 제공하는 단계와,

    상기 창의 긴쪽 단부를 따라서 상기 리세스의 위치를 바꾸도록 상기 바를 회전시키는 단계를 포함하고 있는 방법.
25. 제 23항에 있어서, 상기 바위에 배치되는 나선형의 플랫을 제공하는 단계와, 상기 창의 긴쪽 단부를 따라서 상기 리세스의 위치를 바꾸도록 상기 바들을 회전시키는 단계와, 상기 확대부를 상기 유동 경로의 중앙부로부터 상기 양쪽 단부 쪽으로 균일하고 대칭적으로 이동하고 그 반대로도 이동시키도록 상기 나선형의 플랫을 상기 바의 각각의 단부에서 반대방향으로 회전시키는 단계를 포함하고 있는 방법.
26. 제 25항에 있어서, 상기 확대부를 대칭적으로 이동시키기 위해서 상기 바들을 단일점으로부터 균일하게 역회전시키는 단계를 포함하고 있는 방법.
27. 제 23항에 있어서, 상기 유동경로에 횡방향으로 뻗어서 세로로 배열된 여러 쌍의 바들을 제공하는 단계와, 상기 다이에 전체의 유동조절을 제공하도록 상기 각 쌍의 바를 개별적으로 또는 공동으로 조작하는 단계를 포함하고 있는 방법.
28. 제 23항에 있어서, 상기 각각의 바의 단면이 원형이고 상기 바의 원이 상기 유동 경로의 플리넘내로 조금 돌출하도록 상기 다이의 몸체 내에 원통형의 리세스가 형성되어 있으며, 상기 각각의 바에는 상기 바의 한번의 회전 위치에서 상기 플리넘과 같은 높이가 되는 선형의 플랫을 제공하는 단계를 포함하고 있는 방법.
29. 제 23항에 있어서, 상기 각각의 바 중 하나가 다른 하나에 대해서 미러상으로 형성되어 있는 상기 바 각각에 작은 각의 나선형 플랫을 제공하는 단계를 포함하고 있는 방법.
30. 제 29항에 있어서, 상기 작은 각이 상기 바의 한쪽 단부로부터 다른 한쪽 단부까지 일정하게 형성되어 있는 방법.
31. 제 29항에 있어서, 상기 작은 각의 나선형 플랫이 상기 바들의 중심점의 각각의 면에서 서로 반대 방향으로 회전하는 방법.
32. 제 23항에 있어서, 상기 각각의 바에는 축방향으로 기울어진 플랫들이 제공되어 있는 방법.
33. 제 32항에 있어서, 한 쌍의 바를 서로간에 인접하게 세로줄로 제공하는 단계를 포함하며, 상기 기울어진 플랫이 대칭을 이루고, 한 쌍의 바가 양단부에서 바의 축과 가까운 반면 다른 한 쌍의 바는 중앙부에서 바의 축과 가까우며, 이에 따라서 상기 유동 경로의 횡방향으로 전체의 유동 조절을 제공하도록 상기 각쌍의 바들이 서로간에 공동으로 역회전될 수 있는 방법.