KR100341549B1 - 이축형압출기 - Google Patents

Abstract

1. 청구의 범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

이축형 압출기

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

본 발명의 목적은 반죽물질에 정체되어 있는 기체를 실린더로부터 안정적으로 방출할 수 있는 동시에 처리용량을 증대시킨 이축형압출기를 제공하는 것이다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명에 따른 이축형압출기는 물질공급부, 이송부, 반죽부, 탈기부, 방출부가 연속적으로 배치된 실린더와, 실린더의 내부구멍에서 상호 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 스크류와, 상기 내부구멍을 형성하면서 상기 실린더의 단면에서 볼 때 2개의 원호형 벽에 형성되어 축방향으로 뻗는 다수의 홈을 구비한 것을 그 구성적 특징으로 한다.

4. 발명의 중요한 용도.

분말형 수지물질 또는 분말형 또는 입상형 수지물질과 분말물질의 혼합물을 용융 및 반죽하는데 이용된다.

Description

이축형압출기

본 발명은 이축형압출기에 관한 것으로, 특히 분말형 수지물질 또는 분말형 및 입상형 수지물질과 분말물질의 혼합물을 용융 및 반죽하는 처리량을 증대시킨 이축형압출기에 관한 것이다.

종래의 이축형압출기에는 물질공급부, 이송부, 반죽부, 탈기부, 방출부 및 실린더의 내부 구멍에서 상호 회전 가능하게 결합한 2개의 스크류가 설치되어 있다. 이러한 이축형압출기에 있어서 수질물질은 물질공급부의 물질 공급구를 통해 실린더로 공급되며, 이때 실린더의 온도는 외부에서 소정치로 제어되고, 스크류는 실린더 내에서 회전을 유지한다. 이와 같이 공급되는 수지물질은 실린더의 열과, 이송부를 통해 이송되는 동안 실린더의 스크류에 의한 반죽작용으로 생성되는 마찰에 의해 반죽부에서 용융되고, 이후 탈기부로 이동되며, 여기서 수지물질로부터 휘발성 등의 기체가 제거된다. 이와 같이 처리된 수지물질은 방출부로 이동되며, 여기서 방출압력을 받아 실린더 밖으로 배출된다. 반죽될 물질 중 전체 또는 수십% 이상이 평균입자 10미크론 이하의 분말일 경우, 분말물질에 그 입자에 의해 유지되는 기체(공기)는 용이하게 분리되지 않는다.

통상의 이축형압출기에 있어서, 반죽될 물질(이하 반죽물질 이라 함)은 기체를 유지한 채로 이송 및 용융된다. 따라서, 실린더의 내부구멍과 스크류의 홈 사이에서 반죽물질에 정체된 기체는 반죽물질의 온도가 증대함에 따라 팽창하여 반죽물질 내에서 공동부를 형성한다. 실린더의 하류단부로 기체가 흐르는 것은 어려운데 그 이유는 이 하류단부가 용융된 반죽물질로 채워지기 때문이다. 따라서, 이와 같이 정체되는 기체는 간헐적으로나 순간적으로 물질공급부로 역류하여 흐르며, 이 물질공급부에서는 반죽물질이 아직 용융되지 않은 상태로 변형되므로 기체가 상대적으로 용이하게 흐른다.

그 결과, 반죽물질의 공급량은 불안정하게 변화하여 이축형압출기가 그 동작을 안정적으로 행하는 것을 어렵게 한다. 즉, 압출기는 반죽물질을 처리하는 용량 및 그 처리효율이 낮아진다.

반죽물질로부터 기체의 배출과 관련한 기술이 일본국 실용신안공개 제17321/1990호, 제76023/1990호, 제90732/1982호에 개시되어 있으며, 그 내용은 다음과 같다.

제17321/1990호에 개시된 이축형압출기의 경우 물질공급부 및 이송부에 있어서 그 실린더의 내부구멍은 단면이 다각형으로 되어 있다.

압출기에 있어서, 물질공급부를 통해 이송부로 이송되는 반죽물질은 가열, 압축, 용융된다. 이러한 동작중 기체는 반죽물질로부터 분리되어 단면형상이 다각형인 실린더의 내부구멍의 벽과 스크류의 외측회전주변 사이에 형성된 간격을 통해 물질공급부로 역류한다. 이와 같은 역류기체는 실린더의 물질공급구를 통해 방출된다.

일본 실용신안공개 제76023/1990호의 이축형압출기의 경우는 그 물질 공급부, 이송부에 기공부재가 배치되어 실린더의 내부구멍이 형성되고, 기공부재의 외측면과 실린더 사이에는 기체방출용 공간이 형성되어 있다.

물질공급부 및 이송부에 있어서, 반죽물질로부터 분리된 기계는 기공부재의 기공을 통과하므로 기체방출공간을 통해 전술한 경우와 유사하게 실린더 밖으로 배출된다.

일본국 실용신안공개 제90731/1982호의 이축형압출기의 경우는 물질공급부 및 이송부에 있어서, 그 실린더의 내부구멍에 상부벽에서 축방향으로 뻗는 홈이 형성되어 있으며, 그 홈의 단부에 그리고 물질공급부의 물질공급구 바로 뒤에 기체방출용 벤트구멍이 형성되어 있다.

전술한 경우와 유사하게, 물질공급부 및 이송부에 있어서 반죽물질로부터 분리된 기체는 홈을 통해 이동되며, 이후 실린더 밖의 벤트구멍을 통해 방출된다.

종래 대부분의 이축형압출기에 있어서는 반죽물질로부터 분리된 기체가 물질공급부로 역류하는 것이 가능하도록 기체통로가 형성되어 있으므로 기체는 연속적으로 또는 원활하게 실린더로부터 방출되며, 이러한 구성은 동작의 안정도 및 그 처리용량에 있어서 이축형압출기의 개선을 가능하게 한다.

그러나, 실린더 내측에 형성된 통로는 실린더의 내부구멍의 일부이며, 통로를 따라 역류하는 기계는 반죽물질의 일부와 접촉하는 동안 이동하여 분말물질의 도입중 역류한다. 즉, 기체는 도입된 분말물질과 함께 이동한다.

따라서, 이와 같이 분리된 기체를 방출하기 위한 기체방출부는 기체로부터의 분말물질을 추출 및 수용할 수 있는 별도의 수단을 필요로 하게 된다.

이송부에서는 반죽물질이 용융된다. 즉 반죽물질이 고상(固相)으로부터 액상(液相)으로 변화한다.

고상의 반죽물질은 유동성이 높다. 따라서, 분말 또는 과립상의 반죽물질은 실린더의 내부구멍에 형성된 홈에 쉽게 채워진다. 특히 반죽물질이 유기분말물질인 경우 이것은 부분적으로 용융되어 홈에 고착되므로 홈을 점차적으로 채우게 되며, 이러한 현상은 기체의 흐름을 차단할 수도 있다.

한편, 반죽물질이 분말 또는 과립의 형태이든 어떻게 용융되든, 실린더 내부구멍중 다각형단면의 모서리에 안착되거나 실린더 내부구멍에 형성되어 축방향으로 뻗는 홈의 바닥에 안착되며, 여기서 반죽물질은 고착된다.

물질공급부 및 이송부에 있어서 그 실린더의 내부구멍이 다공성물질로 제조되면, 다공성물질의 구멍은 분말물질로 점차 막히게 된다. 이 경우 반죽물질로부터 분리된 기체를 방출하는 것이 불가능하게 될 수도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 이축형압출기가 수반하는 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 특히 반죽물질에 정체되어 있는 기체를 실린더로부터 안정적으로 방출할 수 있는 동시에 처리용량을 향상시킨 이축형압출기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 이축형압출기는 물질공급부, 이송부, 반죽부, 탈기부, 방출부가 연속적으로 배치된 실린더와, 실린더의 내부구멍에서 상호 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 스크류와, 상기 내부구멍을 형성하면서 상기 실린더의 축 직각 단면에서 볼 때 2개의 원호형 벽에 형성되어 축방향으로 뻗는 다수의 홈을 구비한다.

바람직하게는 상기 각 홈과 상기 스크류의 각 외측회전주변 사이의 거리가 그 회전방향으로 점차 감소한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 이축형압출기는 물질공급부, 이송부, 반죽부, 탈기부, 방출부가 연속적으로 배치된 실린더와, 실린더의 내부 구멍에서 상호 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 스크류와, 상기 이송부의 내부구멍 및 상기 반죽부의 내부구멍을 형성하면서 상기 실린더의 축 직각 단면에서 볼 때 2개의 원호형 벽의 접합부에 형성된 절결부를 구비한다.

바람직하게는 상기 각 절결부와 상기 스크류의 각 외측회전주변 사이의 간격이 그 회전방향으로 점차 감소한다.

더욱 바람직하게는 상기 다수의 홈이 상기 이송부의 내부구멍과 상기 반죽부의 내부구멍을 형성하면서 상기 실린더의 단면에서 볼 때 2개의 원호형벽에 형성되어 축방향으로 연속해서 뻗는다.

이축형압출기에 있어서, 분말의 혼합물질이 물질공급부의 물질공급구를 통해 실린더로 공급되며, 이와 같이 공급된 반죽물질은 스크류에 의해 이송부, 반죽부, 탈기부를 통해서 방출부로 이동되며, 여기서 단면으로 볼 때 원호형으로서 내부구멍을 형성하는 2개의 벽을 따라 스크류가 회전하게 된다.

이러한 동작에 있어서, 반죽물질은 용융 및 반죽되고, 기체는 반죽물질로부터 분리되어 탈기부의 기체방출구를 통해 실린더 밖으로 나가게 된다. 따라서 균일하게 반죽된 용융수지가 방출부, 즉 실린더의 하류단부를 통해 방출된다.

용융될 때 상대적으로 점도가 큰 용융수지는 상대적으로 변형속도가 낮다. 그러므로 용융수지의 유동방향으로 통로의 단면적이 급격히 확대될 경우 용융수지는 단면적의 증대에 신속히 대응하지 못하여 단면적의 증대가 시작되는 곳에 공간이 형성된다.

내부구멍을 이루는 2개의 원호형 벽에 형성된 홈은 2개의 원호형 부분을 따라 흐르는 용융수지의 통로에 대해 그 단면적의 급격한 확대작용을 하며, 이에 이송부 및 반죽부의 축방향을 따라 홈에 전술한 공간이 형성된다.

이송부 및 반죽부에서 반죽물질로부터 분리된 기체는 이송부 및 반죽부의 홈에 형성된 상기 축방향으로 뻗는 공간을 통해 저압의 탈기부로 흐를 수 있게 되며, 여기서 기체는 기체방출구를 통해 실린더 밖으로 방출된다.

각 홈은 단면으로 볼 때 그 깊이가 각 스크류의 회전방향을 따라 급격히 증대하다가 점차 감소하는 형태로 원활히 만곡되어 있으며, 이것은 통로의 단면영역이 효율적으로 변화하는 것을 나타낸다. 또한, 홈에 위치하려는 반죽물질은 용해시 그 높은 점도의 응고로 인해 실린더 내부구멍과 스크류 사이의 공간으로 용이하게 도입된다.

동일한 방향으로 스크류가 회전하는 실린더에 있어서 그 단면이 원호형인 2개의 벽을 연결하는 접합부에 형성된 각 절결부는 실린더의 2개의 벽을 따라 흐르는 용융수지를 위해 통로의 단면이 급격히 증대하여 이송부 및 반죽부에서 축방항을 따라 절결부에 공간이 형성된다.

이송부 및 반죽부에서 반죽물질로부터 분리된 기체는 저압의 절결부를 따라형성된 공간을 통해 탈기부로 흐르며, 여기서 기체는 기체방출구를 통해 실린더 밖으로 배출된다.

각 절결부는 각 스크류의 외측회전 주변이 스크류의 회전방향을 따라 점차 감소하는 형태로 구성된다. 즉 절결부의 바닥과 스크류의 외측회전주변 사이의 거리가 내부구멍의 공간으로부터 원호형 벽들 사이의 접합부로 진행하면서 점차 감소되는 형상으로 절결부가 형성되어 있다. 따라서, 단면으로 볼 때 원호형인 벽을 따라 동일방향으로 회전하는 다른 스크류는 절결부에서 내부구멍의 공간으로 이동할 경우 통로의 단면적상의 변화가 효과적으로 발생한다.

스크류의 회전방향으로 절결부의 깊이가 점차 감소하므로 절결부에 위치하고자 하는 반죽물질은 용해시 나타나는 높은 정도로 인해 실린더의 내부구멍과 스크류 사이의 공간으로 용이하게 도입된다.

스크류가 동일방향으로 회전하는 실린더에 있어서 그 내부구멍을 형성하면서 단면으로 볼 때 원호형인 2개의 벽에 형성된 홈과, 이 2개의 벽을 연결하는 접합부에 형성된 절결부는 실린더의 2개의 벽을 따라 흐르는 용융 수지를 위해 통로 단면적을 급격히 증대시키며, 그 효과는 전술한 바와 같다.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 이축형압출기의 구성을 나타내는 도면(평단면도), 제2도 내지 제5도는 본 발명에 따른 이축형압출기에 있어 각각의 실시예에 따른 실린더 단면의 예를 도시하는 도면, 제6도는 실린더의 내면에 형성된 홈의 형상을 도시하는 확대단면도, 제7도는 실린더의 내면에 형성된 절결부의 형상을 도시하는 확대단면도, 제8도는 홈에서의 반죽물질의 흐름을 설명하기 위한 단면도, 제9도는 절결부에 있어서 그 반죽물질의 흐름을 설명하기 위한 단면도를 각각 나타낸다.

제1도에 있어서, 부호 1은 본 발명에 따른 이축형압출기를 나타내며, 이 이축형압출기(1)는 실린더(2), 이 실린더(2)의 내부구멍(2H)과 회전 가능하게 결합하는 2개의 스크류(3a, 3b)를 구비한다.

이축형압출기(1)는 물질공급부(A), 이송부(B1,B2), 반죽부(C), 탈기부(D), 방출부(E)가 차례로 연속하는 구조이며, 이 순서를 따라 반죽물질(P)이 이동한다.

이들 각 (A-E)에 대응하여 실린더(2)는 물질공급구(4)가 배치된 물질공급실린더(2a), 2개의 이송실린더(2b1,2b2), 반죽실린더(2c) 탈기구(5)가 배치된 탈기 실린더(2d), 방출실린더(2e)를 구비한다.

각 실린더(2a-2e)에는 가열장치 및 냉각장치(도시하지 않음)가 배치되어 반죽물질(P)의 온도를 반죽조건에 따라 적절히 제어한다.

2개의 스크류(3a,3b)는 물질공급부(A), 이송부(B1,B2), 탈기부(D), 방출부(E)에 위치하는 풀플라이트(full-flight) 스크류(3F) 및 반죽부(C)에 위치하는 반죽용 디스크(3D)로 구성된다. 물질공급실린더(2a)의 단부에 배치된 구동부(도시하지 않음)에 의해 2개의 스크류(3a,3b)는 동일한 속도로 회전한다. 제1도에 도시한 이축형압출기에 있어서 스크류는 동일한 방향으로 회전하지만 반대방향으로 회전하는 스크류를 사용할 수도 있으며, 2개의 스크류(3a,3b)는 상호 교체가 자유로운 다수의 스크류피스(screw piece)로 구성되어 반죽물질(P)의 반죽특성에 따라그 반죽조건을 변경시킬 수 있다.

본 발명의 제1실시예를 제2도 및 제3도에 도시하며, 여기서 2개의 스크류(3a,3b)가 동일한 방향으로 회전할 경우 2개의 이송실린더(2bl,2b2) 및 반죽시린더(2c)는 제2도에 도시한 바와 같은 형태가 되고, 반대방향으로 회전할 경우 스크류(3a,3b)는 제3도에 도시한 바와 같은 형태로 되며, 2가지 모든 경우에 있어 다수의 홈(2M)이 실린더(2)의 내부구멍(2H)을 이루면서 축방향으로 뻗는 2개의 원호형 벽에 배치된다.

홈(2M)은 회전하면서 내부구멍(2H)을 따라 흐르는 반죽용 물질(P)이 통과하는 통로를 확대하는 작용을 한다. 각 홈(2M)은 축의 수직단면 방향으로 홈의 저부와 스크류(3a 또는 3b)의 외주(플라이트외주) 사이의 간격이 스크류(3a 또는 3b)의 회전방향을 따라 점차 감소하는 형태로 원활하게 만곡되어 있다.

제6도는 홈(2M)의 전형적인 단면구성을 도시하며, 각 홈(2M)의 저부 단면은 작은 곡률반경(R1)을 갖는 원호와 큰 곡률반경(R2)을 갖는 원호를 스크류(3a 또는 3b)의 회전방향으로 연결한 형태이다.

제6도의 경우, 각 홈(2M)의 저부 단면 구성은 원호들을 연결하여 형성되지만 본 발명은 이에 한하지 않는다. 즉, 하나이상의 직선을 연결하거나, 직선과 원호를 포함하는 곡선을 연결하거나, 곡선들만을 연결하여 형성할 수도 있다.

과립형 또는 분말형 수지물질로서 분말물질 중 전체양의 10% 이상이 평균 10미크론 이하이거나, 전체가 분말수지 물질인 반죽물질(P)이 물질공급 실린더(2a)의 물질공급구(4)를 통해 스크류(3a,3b)가 회전하는 이축형압출기(1)에 공급된다. 이와 같이 공급된 반죽물질은 스크류(3a,3b)를 통해 실린더(2)의 내부구멍(2H)을 따라 하류단부로 이송되며, 스크류(3a,34)는 내부구멍(2H)을 이루는 동시에 실린더(2)의 축 직각 단면에서 볼 때 원호형상인벽을 따라 회전하게 된다.

이러한 동작에 있어서, 반죽물질(P)은 실린더(2)에 배치된 가열수단에 의해 외적으로 가열되면서, 회전하는 스크류(3a,3b)의 반죽작용 및 마찰을 받게 되며, 그 결과 수지물질의 온도가 상승하여 용융된다.

수지물질의 용융은 반죽부(C)와 이송부(Bl,B2) 사이의 경계부, 즉 물질전이영역에서 시작된다. 따라서, 물질전이영역의 하류에서 반죽물질(P)은 용융상태로 반죽된다.

이와 같이 용융된 수지, 즉 반죽물질(P)은 점도가 높고 변형속도가 낮은 유동물질이 된다.

따라서, 이와 같이 용융된 반죽물질(P)이 제8도에 도시한 바와 같이 실린더(2)의 내부구멍(2H)을 따라 홈(2M)의 에지에서 흐를 경우, 통로의 단면에서 볼 때 급격확대부에 즉시 채워지지 않으며, 이에 따라 확대부가 시작되는 곳(이하 "확대시작선" 이라 함)에 공간(Q)이 형성된다. 이 공간(Q)은 각 홈(2M)의 확대시작선을 따라 형성되며, 보다 구체적으로는 반죽실린더(2c)의 하류단부에 축방향으로 뻗어있다.

분말물질의 입자는 기체(일반적으로 공기)를 유지하며, 이 기체는 반죽물질의 밖으로 용이하게 배출되지는 않는다. 따라서, 반죽물질(P)과 함께 가스는 실린더(2) 아래로 이동하며, 이러한 동작에 있어서 반죽물질(P)이 가열됨에 따라 기체의 부피가 증대하여 압력의 증대를 유발한다.

이와 같이 증대된 기체가 단면으로 볼 때 그 통로가 증대하고, 내압이 하강하는 홈(2M)에 이르는 경우 반죽물질(P) 밖으로 나오는 것이 가능하게 되며, 기체는 공간(Q)을 통해 흘러 하부압력영역, 즉 그 하류측에 위치하는 탈기실린더(2d)로 이동하게 되므로 실린더(2) 밖으로 탈기구(5)를 통해 배출된다.

홈(2M)은 반죽실린더(2c)의 하류단부에까지 걸쳐 있으나 탈기실린더(2d)에는 형성되어 있지 않으며, 반죽실린더(2c)에서의 스크류(3a,3b)는 전술한 바와 같이 반죽용 디스크(3D)로 구성된다. 이와 같이 부압(負壓)이 플라이트의 후방공간에 형성되므로 반죽용 디스크(3D)의 공간(Q)을 통해 흐르는 기체가 탈기실린더(2d)로 흐르는 것이 가능하게 된다.

탈기부(D)에 있어서, 스크류(3a,3b)의 홈은 반죽물질(P)로 재워지지 않는다. 즉 풀플라이트(full-flight) 스크류(3F)의 플라이트 후방에는 공간이 형성되므로 반죽부(C)로부터 흐르는 기체는 이 공간을 통해 탈기구(5)에 용이하게 도달한다.

공간(Q)을 제외한 홈(2M)을 채우는 용융물질(P)은 스크류(3a,3b)와 함께 회전하는 인근 반죽물질(P)에 이끌리므로 홈의 저부로부터 용이하게 제거될 수 있으며, 이 홈은 점차 낮아지면서 내부구멍(2H)과 일체로 되는 형태로서 이후 용융물질을 유지하지 않는다.

스크류(3a,3b)에 의해 실린더(2)의 내부구멍(2H)을 따라 이송하는 동안 반죽물질(P)은 홈(2M), 이송부(B1,B2), 반죽부(C)를 반복하여 지나게 되므로 기체가 반죽물질(P)로부터 분리된다. 즉, 반죽물질(P)은 탈기과정중에 반죽된다.

본 발명의 제2실시예에 있어서는 2개의 스크류(3a,3b)가 동일한 방향으로 회전하며, 제4도에 도시한 바와 같이 이송실린더(2b1,2b2) 및 반죽실린더(2c)에서 실린더(2)의 내부구멍(2H)을 형성하는 2개의 원호형 벽의 접합부에는 2개의 절결부(2K)가 위치하고, 이 절결부(2K)는 실린더(2)의 축방향으로 연속하여 뻗어있다.

이와 같은 형태의 절결부(2K)는 회전중 내부구멍(2Hl) 아래로 이동하는 반죽물질(P)의 유동방향에 대해 그 통로의 단면적을 증대시키는 작용을 한다. 각 절결부(2K)는 단면형상에 있어서 절결부의 바닥과 스크류(3a 또는 3b)의 외측회전주변(또는 플라이트주변) 사이가 스크류의 회전방향을 따라 점차 감소하는 형태로 되어 있다. 즉, 각 절결부(2K)는 단면형상이 원활한 곡선 또는 직선으로 되어 절결부(2K)의 바닥과 스크류(3a 또는 3b)의 외측회전주변 사이의 거리가 원호형 벽을 따라 회전방향으로 점차 감소하면서 내부구멍(2H)의 공간으로부터 원호의 접합부에 접근한다.

제7도는 절결부(2K)의 대표적인 예를 도시하는 것으로, 그 단면형상은 곡률반경(R3)에 의해 결정되지만 본 발명은 이에 한하는 것은 아니다. 즉, 한 개 이상의 곡선을 평활하게 연결하여 형성할 수도 있고, 직선으로만 형성할 수도 있다.

스크류(3a,3b)가 동일한 방향으로 회전하는 이축형압출기(1)에 있어서, 물질공급실린더(2a)의 물질공급구(4)를 통해 투입되는 분말성 반죽물질(P)은 제1실시예의 경우와 유사하게 용융 및 반죽된다.

이와 같이 용융된 반죽물질(P)은 실린더(2) 내부구멍(2H) 아래로 이동 한다.내부구멍에 원호형 벽을 따라 이동하는 반죽물질(P)이 원호형 벽의 접합부에 위치하는 절결부(2K)에 이르면 통로의 단면으로 볼 때 그 급격한 확대부에 접하지 않으므로 제9도에 도시한 바와 같이 확대부가 시작되는 부분에 공간(Q')이 형성된다.

이 공간 (Q')은 각 절결부(2K)의 선단을 따라 축방향으로 뻗어 반죽실린더(2c)의 하류단부에 이른다.

제1실시예의 경우와 유사하게, 반죽물질(P)에서의 기체는 공간(Q')을 통해 흐르면서 탈기실린더(2d)의 탈기구(5)로 방출된다.

공간(Q')을 제외하고 절결부(2K)에 채워지는 반죽물질(P)은 제1실시예와 유사하게 절결부(2K)로부터 용이하게 제거가 가능하다. 즉, 반죽물질이 공간에 유지되지 않는다.

보다 상세하게 설명하면 반죽물질(P)이 회전하는 동안 스크류(3a,3b)에 의해 실린더(2)의 내부구멍(2H) 아래로 이동한다. 이러한 동작에 있어서, 반죽물질(P)은 반죽부(C)의 절결부(2K)를 반복해서 횡단하게 되어 기체가 반죽물질(P)로부터 분리된다. 즉 반죽물질(P)은 탈기체화 하면서 반죽된다.

제5도는 본 발명의 제3실시예를 도시한다. 동일한 방향으로 2개의 스크류(3a,3b)가 회전하는 이축형압출기(1)에 있어서, 이송실린더(2b1, 2b2) 및 반죽실린더(2c)는 제1실시예의 홈(2M) 및 제2실시예의 절결부(2K)를 구비한다.

이와 같이 구성된 이축형압출기에 있어서, 홈(2M)은 제1실시예와 동일한 방법으로 작용하고, 절결부(2K)는 제2실시예와 동일한 방법으로 작용한다.

본 실시예에 있어서, 실린더(2)의 내부구멍(2H)은 다수의 홈(2M) 또는 2개의절결부(2K)를 가지며, 이에 따라 회전하면서 내부구멍(2H) 아래로 이동하는 반죽물질(P)을 위해 통로의 단면적이 반복적으로 증감하고 이 반죽물질(P)이 여러 방향으로 분리된다. 따라서, 반죽물질(P)은 충분히 혼합 및 분산된다. 즉 균일하게 반죽된다.

통로의 단면적 중 그 확대부에서는 반죽물질(P)의 절단력이 감소하며, 이러한 현상은 온도상승을 억제하는 역할을 하므로 반죽물질(P)에서의 과도한 온도상승이 방지된다.

경계부가 물질공급실린더(2a)와 이송실린더(2b1) 사이에 배치되고, 또다른 경계부가 반죽실린더(2c)와 탈기실린더(2d) 사이에 배치된다. 각 경계부는 내부구멍(2H)의 단면구성이 홈(2M) 또는 절결부(2K)의 단면구성과 합치하는 단면구성 전이영역을 가진다.

이러한 단면구성 전이영역에 따라 내부구멍(2H)에는 모서리가 없으며, 이는 반죽물질(P)이 정체되는 현상을 방지한다.

실험

본 발명의 이축형압출기에 대한 실험을 실시하여 그 결과를 다음표 1에 나타내었다.

1 실험에 사용된 장치

이축형압출기 TEX 44-31.5AW-2V(JSW 주식회사 제조)

실린더내직경 = 44mm

실린더길이 = 1386mm{(실린더길이)/(실린더내직경)=31.5}

탈기동작 및 고효율의 반죽동작을 이루기 위하여 이축형압출기는 2개의 반죽부(C) 및 2개의 탈기부(D)를 구비한다. 즉, 이축형압출기에 있어서는 물질공급부(A), 이송부(B1,B2), 반죽부(C), 탈기부(D), 이송부(B2), 반죽부(C), 탈기부(D), 배출부(E)가 열거된 순서대로 반죽물질의 이송방향을 따라 배치된다.

이송부(B1,B2) 및 반죽부(C)에 있어서, 실린더(2)의 내부구멍(2H)은 원호형 벽에 4개의 홈(2M)을 구비하며, 2개의 스크류가 동일한 방향으로 회전한다.

2. 반죽물질

폴리프로필렌 펠릿 멜트 인덱스(Melt index) = 8

활석 (무기질 필러)

평균입자치수 = 2-3㎛

원료는 자체공급 수단을 통해 이축형압출기로 공급된다.

전술한 바와 같이 설계된 본 발명의 이축형방출기는 다음과 같은 이점이 있다.

(1) 이송부 및 반죽부에 있어서, 실린더의 내부구멍에는 홈 또는 축방향으로 뻗는 절결부가 형성되므로 반죽되는 물질에 의해 유지되는 기체가 홈 또는 절결부를 따라 형성된 공간을 통해 탈기부로 흐르게 되며, 이에 기체가 반죽물질로부터 용이하게 분리되어 압출기에서 외부로 방출된다.

(2) 반죽물질에 함유된 기체는 실린더의 상류단부로 역류하지 않는다. 이에 반죽물질이 안정적으로 공급되어 압출기의 처리(방출능력)가 현저히 증대된다.

(3) 이축형압출기에 있어 그 일정작업이 안정적으로 실행되어 에너지의 비경제적인 소모를 제거할 수 있다.

(4) 이축형압출기에 있어 그 반죽물질이 홈 또는 절결부를 반복적으로 횡단한다. 즉, 반죽물용 통로의 단면영역이 변하여 반죽물질이 반복적으로 증감한다. 따라서, 높은 효율로, 다시 말하면 균일하게 물질이 반죽된다.

또한 반죽물질의 온도상승이 억제되고, 에너지소비가 그만큼 감소된다.

제1도는 본 발명에 따른 이축형압출기의 구성을 도시하는 도면(평단면도).

제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 이축형압출기에 있어서 홈이 배치된 실린더의 내부구멍을 도시하는 단면도.

제3도는 본 발명의 제1실시예에 따른 또다른 이축형압출기에 있어서, 홈이 배치된 실린더의 내부 구멍을 도시하는 단면도.

제4도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이축형압출기에 있어서, 내부 구멍에 절결부가 배치되는 동시에 스크류가 동일 방향으로 회전하는 상태를 도시하는 실린더의 횡단면도.

제5도는 본 발명의 제3 실시예에 따른 이축형압출기에 있어서, 내부구멍에 홈 및 절결부가 배치되는 동시에 스크류가 동일방향으로 회전하는 상태를 도시하는 실린더의 횡단면도.

제6도는 본 발명에 따른 이축형압출기에 있어서, 그 실린더에 형성된 홈에 관한 구성을 설명하기 위한 단면도.

제7도는 본 발명에 따른 이축형압출기에 있어서 그 실린더에 형성된 절결부에 관한 구성을 설명하기 위한 단면도.

제8도는 본 발명에 따른 이축형압출기에 있어서, 그 실린더의 각 홈에서 반죽물질의 흐름을 설명하기 위한 단면도.

제9도는 본 발명에 따른 이축형압출기에 있어서, 그 실린더의 각 절결부에서 반죽물질의 흐름을 설명하기 위한 단면도.

Claims (6)

1. 물질공급부, 이송부, 반죽부, 탈기부, 방출부가 배치된 실린더와,

   실린더의 내부구멍에서 상호 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 스크류와,

   상기 이송부 및 상기 반죽부의 내부구멍을 형성하면서 상기 실린더의 축 직각 단면에서 볼 때 2 개의 원호형 벽에 형성되어 축방향으로 연속하여 뻗는 다수의 홈(2M)을

   구비하는 것을 특징으로 하는 이축형압출기.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 홈(2M)과 상기 스크류의 각 외측회전주변 사이의 거리는 그 회전방향으로 점차 감소하는 것을 특징으로 하는 이축형압출기.
3. 물질공급부, 이송부, 반죽부, 탈기부, 방출부가 배치된 실린더와,

   실린더의 내부구멍에서 상호 동일방향으로 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 스크류와,

   상기 이송부의 내부구멍 및 상기 반죽부의 내부구멍을 형성하면서 상기 실린더의 축 직각 단면에서 볼 때 2개의 원호형 벽의 접합부에 절결부(2K)를

   구비하는 것을 특징으로 하는 이축형압출기.
4. 제3항에 있어서,상기 각 절결부(2K)와 상기 스크류의 각 외측회전 주변 사이의 간격이 그 회전방향으로 점차 감소하는 것을 특징으로 하는 이축형압출기.
5. 물질공급부, 이송부, 반죽부, 탈기부, 방출부가 연속적으로 배치된 실린더와,

   실린더의 내부구멍에서 상호 동일방향으로 회전 가능하게 결합된 한 쌍의 스크류와, 상기 내부구멍을 형성하면서 상기 실린더의 축 직각 단면에서 볼 때 2개의 원호형 벽에 형성되어 축방향으로 뻗는 다수의 홈(2M)과,

   상기 이송부의 내부구멍 및 상기 반죽부의 내부구멍을 형성하면서 상기 실린더의 축 직각 단면에서 볼 때 2개의 원호형 벽의 접합부에 절결부(2K)를 구비하는 것을 특징으로 하는 이축형압출기.
6. 제5항에 있어서, 상기 각 홈(2K)과 상기 스크류의 각 외측회전주변 사이의 간격, 그리고 상기 각 절결부(2K)와 상기 스크류의 각 외측회전 주변 사이의 간격은 그 회전방향으로 점차 감소되는 것을 특징으로 하는 이축형압출기.