KR100807927B1

KR100807927B1 - 조립용 다이, 조립 장치, 및 발포성 열가소성 수지 입자의제조 방법

Info

Publication number: KR100807927B1
Application number: KR1020077013850A
Authority: KR
Inventors: 히데오 야마나카; 시게루 다케우치
Original assignee: 세키스이가세이힝코교가부시키가이샤
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2004-03-11
Publication date: 2008-02-28
Also published as: US20060204604A1; TWI238772B; WO2004080678A1; EP1607200A1; KR20070068490A; JPWO2004080678A1; JP4217241B2; CN1758994A; EP1607200A4; TW200427570A; US7294299B2; KR20050113642A; KR100775170B1

Abstract

이 조립용 다이 (B) 는 수류에 접촉하여 설치된 수지 토출면 (5a) 을 갖추며, 이 수지 토출면 (5a) 에는 압출기의 실린더와 연통하는 복수의 노즐 (8) 이 형성되어 있다. 이러한 노즐 (8) 은 수지 토출면 (5a) 가운데, 수류의 유입 방향 및 유출 방향에 해당하는 영역 (P), 및 수류의 유입 방향 및 유출 방향과 직교하는 방향에 해당하는 영역 (R) 의 적어도 어느 하나의 영역에는 형성되지 않고, 그 이외의 영역 (Q) 에만 형성되어 있다.

Description

조립용 다이, 조립 장치, 및 발포성 열가소성 수지 입자의 제조 방법 {GRANULATION DIE, GRANULATION APPARATUS AND PROCESS FOR PRODUCING EXPANDABLE THERMOPLASTIC RESIN GRANULE}

도 1 은 본 발명의 조립용 다이의 1 실시형태를 나타내는 단면도이다.

도 2 는 도 1 중 II-II 선의 단면도, 도 3 은 동일한 조립용 다이의 통 모양 유로부의 전개도이다.

도 4 는, 본 발명의 조립용 다이의 1 실시형태를 나타내는 단면도이다.

도 5 는 도 4 중 I-I 선의 단면도, 도 6 은 동일한 조립용 다이의 통 모양 유로부의 전개도이다.

본 발명은 핫 커트 (hot cut) 법에 의해 열가소성 수지의 입자를 성형하기 위한 조립 (造粒) 용 다이 (die) 및 조립 장치에 관한 것이며, 특히 노즐의 폐색을 막아 입경이 균일한 입자를 효율적으로 생산할 수 있는 조립용 다이 및 조립 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 다이를 이용한 발포성 열가소성 수지 입자의 제조 방법에 관한 것이다.

본 출원은 일본 특허 출원 특원2003-67016호를 기초로 하여, 그 내용을 취해 도입한 것이다.

열가소성 수지의 펠렛 (pellet) 을 성형하기 위한 장치 (펠레타이저 (pelletizer) 라고 불림) 는 종래 주지이며, 일반적으로 압출기와 이 압출기의 선단에 부착되어 있는 다이와 커터를 갖추어 구성되며, 압출기에 의해 용융 혼련된 수지 재료를 다이로부터 압출하고, 그것을 커터로 절단해 원하는 크기의 펠렛을 제조한다. 다이의 노즐로부터 압출되는 수지 재료의 커트법으로는 핫 커트법과 콜드 커트 (cold cut) 법이 알려져 있다. 콜드 커트법은 다이의 노즐로부터 압출된 수지 재료를 수조로 도입해 냉각하여 스트랜드 모양으로 만든 후 절단하는 방법이다. 한편, 핫 커트법은 복수 개의 노즐이 개구하고 있는 다이 선단면을 순환하는 수류와 접촉시켜, 수류 중에 압출된 직후의 고온 수지를 커터로 절단하는 방법이다.

핫 커트법에 따른 조립에서는 수지가 충분히 경화하고 있지 않은 상태로 절단되므로, 콜드 커트법의 결점인 수지의 분체화가 생기지 않는다. 또, 핫 커트법에 따른 조립에서는 공 모양의 입자를 얻을 수 있는 등의 이점이 있다.

도 4 ~ 도 6 은 종래의 핫 커트법에 따른 조립에서 이용되고 있는 조립용 다이를 예시하는 도이며, 도 4 는 도시하지 않은 압출기의 선단에 부착된 조립용 다이 (A) 와 챔버 (12) (커터실) 부분의 단면도, 도 5 는 도 4 중 I-I 선의 단면도, 도 6 은 통 모양 유로 (流路) 의 배치를 나타내는 통 모양 유로부의 전개도이다.

이 조립용 다이 (A) 는 압출기의 선단에 고정되는 다이 홀더 (1) 와 이 다이 홀더 (1) 의 선단에 고정된 다이 본체 (5) 를 갖추고 있다. 통 모양을 이루는 다 이 홀더 (1) 의 내부는 압출기 선단과 연통하는 용융 수지 유로 (2) 로 되어 있다. 또 부호 (3) 는 다이 홀더부 히터, (4) 는 다이 본체 (5) 부착용 볼트이다. 다이 본체 (5) 내에는 용융 수지 유로 (2) 에 연통하면서, 다이 본체 (5) 의 수지 토출면 (5a) 으로 개구하는 복수의 노즐 (8) 에 연통하는 복수의 통 모양 유로 (7) 가, 수지 토출면 (5a) 상에 그려진 원주를 따라 설치되어 있다. 다이 본체 (5) 에는 복수의 막대 모양 히터 (6) 가 삽입되어 있다. 이 조립용 다이 (A) 는 압출기 선단으로부터 용융 수지 유로 (2) 및 통 모양 유로 (7) 를 통해 수지 토출면 (5a) 에 설치한 복수의 노즐 (8) 로부터 수지를 압출한다. 이 종래의 조립용 다이 (A) 에 있어서는, 도 6 에 나타내는 바와 같이 노즐 (8) 과 통 모양 유로 (7) 가 수지 토출면 (5a) 상에 그려진 원주를 따라 같은 간격마다 설치되어 있다.

이 조립용 다이 (A) 의 수지 토출면 (5a) 에 이어 설치된 챔버 (12) 에는 커터 회전축 (9) 과 커터칼 보유 도구 (10) 와 커트용 칼 (11) 을 갖춘 커터가 수용되어 있으면서, 처리수 입구 (13) 및 처리수 출구 (14) 가 설치되어 있다. 이 챔버 (12) 는 수류 중에서 커터를 회전 구동시켜, 수지 토출면 (5a) 으로부터 토출된 수지를 수중에서 직접 절단하고, 얻어진 입자를 흐르는 물과 함께 처리수 출구 (14) 로부터 반출할 수 있다.

그러나 핫 커트법에서는 다이의 수지 토출면이 수류와 접촉하고 있으므로, 여기로부터 열을 수류 측에 빼앗겨 다이의 내부가 부분적으로 수지의 융점 이하의 온도로 내려가는 일이 있다. 그 결과, 폐색을 일으키는 노즐 구멍이 생기고 생산성이 저하한다. 또, 폐색은 생기지 않아도 구경이 작아진 노즐이 생겨, 펠렛의 입 경이 고르지 않게 되고 품질을 떨어뜨리기도 한다. 또, 폐색이 많아지면 압출이 불가능하게 되면서 압력이 비정상으로 높아지고, 다이의 상류측 장치, 예를 들면 압출기 등에 악영향을 주기도 한다.

종래 핫 커트법에 따른 조립에 이용되는 조립용 다이에서, 노즐의 폐색을 막기 위한 기술로서, 예를 들면 다이 내의 각 유로의 중심에 막대 모양 히터를 설치하고 이러한 각 유로에 대응해 각각 복수의 노즐을 배설하여, 노즐을 균일 가열할 수 있도록 한 조립용 다이가 제안되어 있다 (예를 들면, 일본 특개평 7-178726 호 공보 참조).

또, 조립용 다이 내부의 온도 저하를 억제하기 위해서, 조립용 다이의 노즐이 개구하고 있는 근방을 열전도율이 작은 다공질 금속 재료로 덮은 조립용 다이가 제안되어 있다 (예를 들면, 일본 특개평 11-58374 호 공보 참조).

그렇지만, 조립용 다이의 폐색을 방지하기 위해서 상술한 종래 기술을 이용했다고 해도, 그 폐색 방지 효과는 불충분했다. 특히, 열가소성 수지에 발포제를 첨가해 발포 성형체의 제조에 이용되는 발포성 수지 입자를 핫 커트법에 따라 제조하는 경우, 통상의 비발포성 수지 입자를 제조할 때의 수온 (통상 60~80℃ 정도) 으로 압출하면 수지가 발포해 버리기 때문에 수온을 통상보다 낮게 설정하지 않으면 안되고, 그 결과 노즐의 폐색이 특히 생기기 쉬워져 생산성이 낮아지고, 제품의 입경이 불안정하게 되는 문제가 있었다.

본 발명자는 핫 커트법에 따른 조립에 이용되는 조립용 다이에서 노즐의 폐색을 막기 위해서 열심히 연구를 거듭한 결과, 폐색을 일으키기 쉬운 노즐과 수류 의 방향 사이에 관계가 있는 것, 또 다이 본체에 열매 (熱媒) 를 흘려 물과의 접촉에 의해서 없어진 열 에너지를 보급하는 것이 노즐의 폐색 방지에 유효한 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시켰다.

본 발명은 상기 사정에 감안하여 이루어진 것으로서, 핫 커트법에 따른 조립용 다이에서 노즐의 폐색을 막아 균일한 입경의 입자를 효율적으로 생산할 수 있는 조립용 다이의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 조립용 다이는 수류에 접촉해서 설치된 수지 토출면과 압출기의 실린더에 연통해 상기 수지 토출면에 개구하는 복수의 노즐을 갖추며, 상기 노즐이 상기 수지 토출면의 상기 수류의 유입 방향 및 유출 방향에 해당하는 위치 및 상기 수류의 유입 방향 및 유출 방향과 직교하는 방향에 해당하는 위치의 적어도 어느 하나의 위치에는 설치되지 않는다.

상기 조립용 다이에 의하면, 폐색을 일으키기 쉬운 수류의 유입 방향 및 유출 방향에 해당하는 위치, 및 수류의 유입 방향 및 유출 방향과 직교하는 방향에 해당하는 위치의 적어도 어느 하나의 위치의 수지 토출면에는 노즐을 설치하지 않은 구성으로 했으므로, 노즐의 폐색이 생기기 어려워진다. 따라서 상기 조립용 다이에 의하면, 폐색에 의한 생산 효율의 저하를 개선해 균일한 입경의 고품질 입자를 제조할 수 있다.

상기 복수의 노즐은 상기 수지 토출면 상에 그려진 원주를 따라 배치되어 있 어도 된다.

조립용 다이의 내부에는 상기 실린더 및 상기 노즐에 연통하는 수지 유로가 형성되어 있으면서, 이 수지 유로 내의 수지를 가열하는 열매 유로가 설치되어 있어도 된다. 이 경우, 노즐에 연통하는 수지 유로 내의 수지를 가열하는 열매 유로를 다이 본체의 내부에 설치함으로써, 노즐의 폐색 방지 효과를 보다 높일 수 있다. 따라서 상기 조립용 다이에 의하면, 특히 수온을 낮게 설정하는 발포성 수지 입자의 제조에서도 노즐의 폐색을 막고, 균일한 입경의 입자를 효율적으로 생산할 수 있다.

상기 열매 유로의 입구 및 출구는 상기 수지 토출면의 상기 노즐이 설치되어 있지 않은 위치의 근방에 설치되어 있어도 된다.

상기 조립용 다이는 수류의 유입 방향 및 유출 방향에 해당하는 위치, 및 수류의 유입 방향 및 유출 방향과 직교하는 방향에 해당하는 위치의 양쪽 모두에 노즐을 설치하지 않은 구성이어도 된다. 이 경우, 수류의 유입 방향 및 유출 방향에 이어 폐색을 일으키기 쉬운 수류의 유입 방향 및 유출 방향과 직교하는 방향에 해당하는 수지 토출면에도 노즐을 설치하지 않기 때문에, 노즐의 폐색 방지 효과를 한층 더 높일 수 있다.

본 발명의 조립 장치는 상기 조립용 다이와, 상기 조립용 다이를 선단에 부착한 압출기와, 상기 조립용 다이의 노즐로부터 토출되는 수지를 절단하는 커터가 수용되면서, 조립용 다이의 수지 토출면에 수류를 접촉시키는 챔버를 포함한다.

이 조립 장치에서, 상기 조립용 다이의 내부에는 상기 실린더 및 상기 노즐 에 연통하는 수지 유로가 형성되어 있으면서, 이 수지 유로 내의 수지를 가열하는 열매 유로가 설치되어 있어도 된다.

상기 조립 장치에서, 상기 열매 유로의 입구와 출구가 상기 수지 토출면의 상기 노즐이 설치되지 않은 위치의 근방에 설치되어 있어도 된다.

본 발명의 발포성 열가소성 수지 입자의 제조 방법은 상기 조립용 다이를 부착한 압출기에 열가소성 수지를 공급해 용융 혼련시키는 공정과, 상기 열가소성 수지를 상기 조립용 다이를 향해서 이동시키면서 상기 열가소성 수지에 발포제를 주입해 발포제 함유 수지를 형성하는 공정과, 상기 조립용 다이의 노즐로부터 토출된 상기 발포제 함유 수지를 커터에 의해 수류 중에서 절단하는 공정을 포함한다.

이 방법에 의하면, 폐색을 일으키기 쉬운 수류의 유입 방향 및 유출 방향에 해당하는 위치, 및 수류의 유입 방향 및 유출 방향과 직교하는 방향에 해당하는 위치의 적어도 어느 하나의 위치의 수지 토출면에 노즐이 형성되어 있지 않기 때문에, 노즐의 폐색이 생기기 어려워진다. 따라서, 폐색에 의한 발포제 함유 수지의 생산 효율 저하를 개선해, 균일한 입경을 가지는 고품질 발포제 함유 수지 입자를 제조할 수 있다.

이 방법에서, 상기 조립용 다이의 내부에 상기 실린더 및 상기 노즐에 연통하는 수지 유로가 형성되어 있고, 상기 열매 유로에 열매를 흘려 이 수지 유로 내의 수지를 가열해도 된다.

또한 상기 방법에서, 상기 열매 유로의 입구와 출구가 상기 수지 토출면의 상기 노즐이 설치되지 않은 위치의 근방에 설치되어 있어도 된다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 도면을 참조해 본 발명을 설명한다.

도 1~도 3 은 본 발명의 조립용 다이를 예시하는 도이다. 본 발명의 조립용 다이 (B) 는 압출기에서 용융 혼련한 열가소성 수지를 노즐로부터 수중에 압출하면서 절단해 입자 (펠렛) 를 제작하는 핫 커트법에 따른 조립에 이용된다. 도 1 은 도시하지 않은 압출기의 선단에 부착된 조립용 다이 (B) 와 챔버 (12) (커터실) 부분의 단면도, 도 2 는 도 1 중 II-II 선의 단면도, 도 3 은 통 모양 유로의 배치를 나타내는 통 모양 유로부의 전개도이다.

이 조립용 다이 (B) 는 압출기 (도시 생략) 의 선단에 고정된 다이 홀더 (1) 와, 이 다이 홀더 (1) 의 선단에 고정된 다이 본체 (5) 를 갖추고 있다. 통 모양을 이루는 다이 홀더 (1) 의 내부는 압출기 선단에 연통하는 용융 수지 유로 (2) 로 되어 있다. 부호 (3) 은 다이 홀더부 히터, (4) 는 다이 본체 (5) 부착용 볼트이다. 다이 본체 (5) 에는 복수의 막대 모양 히터 (6) 가 삽입되어 있다. 이 조립용 다이 (B) 는 압출기 선단으로부터 용융 수지 유로 (2) 및 통 모양 유로 (7) 를 통해 수지 토출면 (5a) 에 설치한 복수의 노즐 (8) 로부터 수지를 압출한다. 예시한 예에서는 통 모양 유로 (7) 의 각각에 단독 구멍을 가지는 노즐 (8) 을 나타내지만, 노즐 (8) 의 구멍 모양은, 예를 들면 연근의 단면 형상과 같은 복수 구멍으로 되어도 된다.

이 조립용 다이 (B) 의 수지 토출면 (5a) 에 이어 설치된 챔버 (12) 에는 커터 회전축 (9) 과 커터칼 보유 도구 (10) 와 커트용 칼 (11) 을 갖춘 커터가 수용 되면서, 처리수 입구 (13) 및 처리수 출구 (14) 가 설치되어 있다. 이 챔버 (12) 는 처리 수류 중에서 커터를 회전 구동시켜, 수지 토출면 (5a) 으로부터 토출된 수지를 수중에서 직접 절단하고, 얻어진 입자를 흐르는 물과 함께 처리수 출구 (14) 로부터 반출한다.

다이 본체 (5) 내에는 용융 수지 유로 (2) 에 연통하면서 다이 본체 (5) 의 수지 토출면 (5a) 에 개구하는 복수의 노즐 (8) 에 연통하는 복수의 통 모양 유로 (7) 를 수지 토출면 (5a) 상에 그려진 원주를 따라 설치하고 있지만, 수지 토출면 (5a) 의 수류의 유입 방향 및 유출 방향에 해당하는 위치 (P), 및 그것과 직교하는 위치 (R) 에는 노즐 (8) 및 통 모양 유로 (7) 를 설치하지 않았다. 그 이외의 영역 (Q) 에만 노즐 (8) 이 형성되어 있다. 도 2 에 나타내는 예시에 따라 설명하면, 이 다이 본체 (5) 의 수지 토출면 (5a) 은 원환형을 이루고 있고, 노즐 (8) 은 원환의 중심으로부터 봐서 상하 좌우의 각 영역 (P, R) 을 제외한 영역 (Q) 에만 수지 토출면 (5a) 의 외주보다 소경으로, 또한 수지 토출면 (5a) 과 동심을 이루는 가상적인 원주를 따라 설치되어 있다.

수지 토출면 (5a) 의 아래쪽은 처리수 입구 (13) 의 방향과 일치하며, 수지 토출면 (5a) 의 위쪽은 처리수 출구 (14) 의 방향과 일치하고, 또 수지 토출면 (5a) 의 좌우 방향은 처리수 입구 (13) 와 처리수 출구 (14) 를 결합하는 방향과 직교하는 방향에 해당한다.

보다 구체적으로 말하면, 이 실시예에서는 수지 토출면 (5a) 가운데, 처리수 입구 (13) 및 처리수 출구 (14) 의 각각에 근접하는 중심각 10~50°의 영역 (P), 및 처리수 입구 (13) 와 처리수 출구 (14) 를 결합하는 방향과 직교하는 방향에 해당하는 중심각 10~50°의 영역 (R) 을 제외한 영역 (Q) 에만 노즐 (8) 이 형성되어 있다. 덧붙여 이 실시예에서는 같은 영역 (Q) 내의 노즐 (8) 끼리의 사이에는 일정한 간격이 되도록 하고 있다.

상기 중심각이 10°미만이라면, 노즐의 폐색이 생기기 쉬워질 우려가 있고, 중심각이 50°를 넘으면 노즐 형성 위치가 좁아져, 생산성이 저하할 우려가 있다. 영역 (P) 또는 (R) 의 중심각은 보다 바람직하게는 10~30°이며, 더욱 바람직하게는 15~25°이다.

수지 토출면 (5a) 에 노즐 (8) 을 설치하지 않은 영역 가운데 처리수 입구 (13) 및 처리수 출구 (14) 에 근접하는 영역 (P) 에는, 특히 노즐의 폐색을 일으키기 쉬워, 이 양쪽 모두에 노즐 (8) 및 통 모양 유로 (7) 를 설치하지 않은 구성으로 함으로써, 어느 정도의 폐색 방지 효과를 얻을 수 있다.

본 실시형태에서는 또한 처리수의 수류와 직교하는 수지 토출면 (5a) 의 좌우 방향에 해당하는 영역 (R) 에도 노즐 (8) 및 통 모양 유로 (7) 를 설치하지 않은 구성으로 하고 있다. 수지 토출면 (5a) 의 좌우 방향은 처리수 입구 (13) 및 처리수 출구 (14) 의 방향인 수지 토출면 (5a) 의 상하 방향에 이어, 폐색을 일으키기 쉬운 것이 확인되어 있다. 따라서, 수지 토출면 (5a) 의 좌우 영역 (R) 에도 노즐 (8) 및 통 모양 유로 (7) 를 설치하지 않음으로써, 더욱 양호한 폐색 방지 효과가 얻어진다.

또 본 실시형태에서는 다이 본체 (5) 의 내부에 노즐 (8) 에 연통하는 통 모 양 유로 (7) 내의 수지를 가열하는 열매 유로 (17) 를 설치한 구성으로 하고 있다. 이 열매 유로 (17) 에 흘리는 열매는 가열 온도 등에 따라 적당히 선택되며, 예를 들면 200℃ 정도의 열매를 흘리는 경우에는 합성유 등이 매우 적합하게 이용된다. 이 열매의 온도는, 예를 들면 압출기 내의 수지 가열 온도 혹은 용융 수지 유로 (2) 의 수지 온도와 일치시켜도 되고, 각각 별개로 온도 설정해도 된다. 또 열매의 유량은 수지 토출면 (5a) 과 물의 접촉에 의해서 없어지는 열 에너지를 보급할 수 있는 정도이면 된다. 열매의 온도와 유량은 노즐 (8) 의 폐색 상태에 따라 증감할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 또 열매는 도시하지 않은 열매 공급 수단에 의해서 열매 유로 (17) 에 순환 공급되며, 열매 유로 (17) 에 공급되기 전에 소정 온도로 가온되는 것이 바람직하다.

또한 본 실시형태에서는 수지 토출면 (5a) 의 노즐 (8) 을 설치하지 않은 영역 (P) 의 근방에 열매 입구 (15a) 와 열매 출구 (16a) 를 설치하고 있다. 도 2 에 나타내는 예시에서는, 수지 토출면 (5a) 의 위쪽과 아래쪽 영역 (P) 에 다이 본체 (5) 내에 설치된 열매 유로 (17) 에 연통하는 열매 입구 (15a) 를 설치하고, 수지 토출면 (5a) 의 우측과 좌측의 영역 (R) 에 열매 유로 (17) 에 연통하는 열매 출구 (16a) 를 설치하고 있다. 이와 같이 구성함으로써, 소정 온도로 가온된 열매가 처리수의 유통에 의해서 열 손실이 큰 수지 토출면 (5a) 의 상부 및 하부를 향해서 공급되므로, 수지 토출면 (5a) 의 온도 분포의 균일성을 높일 수 있다.

이 조립용 다이 (B) 는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 다이 홀더 (1) 를 통해 압출기의 선단에 부착된다. 압출기 내에서 용융 혼련된 수지는 용융 수지 유로 (2) 를 통해 통 모양 유로 (7) 에 유입된다. 통 모양 유로 (7) 의 선단은 구경이 좁혀지며, 선단은 수지 토출면 (5a) 에 개구한 노즐 (8) 로 형성되어 있다. 다이 본체 (5) 내를 흐르는 수지는 다이 홀더부 히터 (3) 및 막대 모양 히터 (6) 에 의해서 가열되어 용융 상태를 유지하고 있다. 노즐 (8) 로부터 토출된 수지는 챔버 (12) 내를 흐르는 처리수와 접촉해, 수중에서 커터의 커트용 칼 (11) 에 의해 절단된다. 절단되어 공 모양으로 굳어진 입자는 냉각되면서 처리수와 함께 챔버 (12) 로부터 반출되고 탈수, 건조되어 수지 입자로 된다. 분리된 처리수는 챔버 (12) 에 순환 공급된다.

이 핫 커트법에 따른 조립 처리에서, 조립용 다이 (B) 의 수지 토출면 (5a) 은 처리수와 접촉하고 있기 때문에 열 손실이 생기기 쉽다. 특히 처리수 입구 (13) 와 처리수 출구 (14) 에 가까운 수지 토출면 (5a) 은 국부적인 온도 저하를 일으키기 쉽다. 이 조립용 다이 (B) 는 국부적인 온도 저하를 일으키기 쉬운 처리수 입구 (13) 와 처리수 출구 (14) 에 가까운 수지 토출면 (5a) 에 노즐 (8) 을 설치하지 않기 때문에, 그 이외의 수지 토출면 (5a) 에 설치한 노즐 (8) 의 폐색을 방지할 수 있고, 폐색에 의한 생산 효율의 저하를 개선해 균일한 입경의 고품질 입자를 제조할 수 있다.

또, 이 조립용 다이 (B) 는 처리수 입구 (13) 와 처리수 출구 (14) 에 이어 폐색을 일으키기 쉽고, 처리수 입구 (13) 와 처리수 출구 (14) 를 결합하는 선과 직교하는 방향의 수지 토출면 (5a) 에도 노즐 (8) 을 설치하지 않기 때문에, 노즐의 폐색 방지 효과가 뛰어나다.

게다가 이 조립 다이 (B) 는 다이 본체 (5) 의 내부에 노즐 (8) 에 연통하는 수지 유로 내의 수지를 가열하는 열매 유로 (17) 을 설치함으로써, 노즐 (8) 의 폐색 방지 효과를 보다 높일 수 있다. 따라서, 특히 수온을 낮게 설정할 필요가 있는 발포성 수지 입자의 제조에서도 노즐의 폐색을 방지하고, 균일한 입경의 입자를 효율적으로 생산할 수 있다.

이 조립용 다이 (B) 는 조립용 다이를 선단에 부착한 압출기와 상기 조립용 다이의 노즐로부터 토출되는 수지를 절단하는 커터가 수용되면서 조립용 다이의 수지 토출면에 수류를 접촉시키는 챔버를 갖추어 구성되는, 종래 주지의 각종 조립 장치에 적용할 수 있다. 게다가 상술한 조립용 다이 (B) 를 갖춘 조립 장치도 제공할 수 있다. 이 조립 장치를 구성하는 압출기는 수지 성형 분야에서 종래 주지의 각종 압출기 중에서 조립하는 수지의 종류 등에 따라 적당히 선택해 사용할 수 있고, 예를 들면 단축 압출기, 2 축 압출기, 텐덤형 압출기 등이 바람직하다. 또 커터를 수용한 챔버도 핫 커트법에서 이용되고 있는 종래 주지의 것을 이용할 수 있다.

본 발명에서, 열가소성 수지의 종류는 한정되지 않지만, 예를 들면 폴리스티렌계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지, 폴리에스테르계 수지, 염화비닐계 수지, ABS 수지, AS 수지 등을 단독 혹은 2 종 이상 혼합해 사용할 수 있다. 또한 수지 제품으로서 일단 사용되고 나서 회수해 얻어지는 열가소성 수지의 회수 수지를 사용할 수도 있다. 특히 폴리스티렌 (GPPS), 하이 임펙트 폴리스티렌 (HIPS) 등의 폴리스티렌계 수지가 매우 적합하게 이용된다.

상기 조립 장치를 이용하여 발포성 열가소성 수지 입자를 제조하는 경우에는, 조립용 다이 (B) 를 선단에 부착한 압출기에 열가소성 수지를 공급해, 그것을 용융하고 혼련한다. 다음에, 조립용 다이 (B) 를 향해서 열가소성 수지를 이동시키면서, 이 열가소성 수지에 발포제를 주입해 발포제 함유 수지를 형성한다. 나아가, 조립용 다이 (B) 의 각 노즐 (8) 로부터 발포제 함유 수지를 토출하면서, 커터의 커트용 칼 (11) 에 의해 수류 중에서 직접 절단한다. 조립용 다이 (B) 의 수지 토출면 (5a) 을 포위하도록 챔버 (12) 가 배치되며, 상기 커터는 이 챔버 (12) 내에 배치되어 있다.

이 방법에서도, 조립용 다이 (B) 의 내부에 노즐 (8) 에 연통하는 수지 유로 (2) 가 형성되며, 열매 유로 (17) 에 열매를 흘려 수지 유로 (2) 내의 수지를 가열하는 것이 바람직하다.

또한 이 방법에서도, 열매 유로 (17) 의 입구 (15a) 와 출구 (16a) 가 수지 토출면 (5a) 의 노즐 (8) 이 설치되지 않은 영역 (P, R) 의 근방에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 발포제는 한정되지 않지만, 예를 들면 노말펜탄, 이소펜탄, 사이클로펜탄, 사이클로펜타디엔 등을 단독 혹은 2 종 이상 혼합해 사용할 수 있다. 또, 상기 펜탄류를 주성분으로, 노말부탄, 이소부탄, 프로판 등을 혼합해 사용할 수도 있다. 특히 펜탄류가 매우 적합하게 이용된다.

상기 발포성 열가소성 수지 입자란, 상기 열가소성 수지에 상기 발포제를 함유시켜 입자 모양, 바람직하게는 작은 공 모양으로 형성된 수지 입자를 말한다. 이 발포성 열가소성 수지 입자는 자유 공간내에서 가열해 예비 발포하고, 이 예비 발포 입자를 원하는 모양의 캐비티 (cavity) 를 가지는 성형형 캐비티 내에 넣고, 증기 가열해 예비 발포 입자 끼리를 융착시킨 후 틀에서 박리해 원하는 형상의 발포 수지 성형품을 제조하는데 이용할 수 있다.

본 발명의 조립용 다이에 의하면, 폐색을 일으키기 쉬운 수류의 유입 방향 및 유출 방향에 해당하는 위치, 및 수류의 유입 방향 및 유출 방향과 직교하는 방향에 해당하는 위치의 적어도 어느 하나의 위치의 수지 토출면에는 노즐을 설치하지 않은 구성으로 했으므로, 노즐의 폐색이 생기기 어려워져 폐색에 의한 생산 효율의 저하를 개선해, 균일한 입경의 고품질 입자를 제조하는 것이 가능해진다.

Claims

조립용 다이로서,

수류에 접촉해서 설치된 수지 토출면과;

내부에 형성된 수지 유로와;

상기 수지 유로를 통해 압출기의 실린더에 연통해 상기 수지 토출면에 개구하는 복수의 노즐과;

내부에 형성되고, 상기 수지 유로 내의 수지를 가열하는 열매 유로를 구비하고,

상기 수지 토출면이 상기 수류의 유입 방향에 해당하는 중심각 10~50°의 제 1 영역과; 상기 수류의 유출 방향에 해당하는 중심각 10~50°의 제 2 영역과; 상기 수류의 유입·유출 방향과 직교하는 방향에 해당하는 중심각 10~50°의 2 개의 제 3 영역과; 상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 상기 제 3 영역을 제외한 나머지인 제 4 영역으로 이루어지며,

상기 노즐이 상기 제 4 영역에 설치되고,

상기 열매 유로의 상기 유입구가 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역 각각에 설치되며,

상기 열매 유로의 상기 유출구가 상기 제 3 영역에 설치되는 것을 특징으로 하는 조립용 다이.
제 1 항에 있어서,

복수의 상기 노즐이 상기 수지 토출면 상에 그려진 원주를 따라 배치되어 있 는 조립용 다이.
제 1 항에 있어서,

상기 노즐이 상기 제 4 영역에 더하여, 상기 제 1 영역 또는 상기 제 2 영역의 어느 한쪽에만 설치되어 있는 조립용 다이.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 상기 제 3 영역의 각 중심각이 10~30°인 조립용 다이.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 영역, 상기 제 2 영역 및 상기 제 3 영역의 각 중심각이 15~25°인 조립용 다이.
제 1 항에 기재된 조립용 다이와,

상기 조립용 다이를 선단에 부착한 압출기와,

상기 조립용 다이의 노즐로부터 토출되는 수지를 절단하는 커터가 수용되면서 수류를 유입시키는 수류 입구 및 유출시키는 유출구를 갖고, 조립용 다이의 수지 토출면에 수류를 접촉시키는 챔버를 포함하는 조립 장치.
제 1 항에 기재된 조립용 다이를 부착한 압출기에 열가소성 수지를 공급하여 용융 혼련시키는 공정과,

상기 열가소성 수지를 상기 조립용 다이를 향해서 이동시키면서 상기 열가소성 수지에 발포제를 주입해 발포제 함유 수지를 형성하는 공정과,

상기 조립용 다이의 노즐로부터 토출되는 상기 발포제 함유 수지를 커터에 의해 수류 중에서 절단하는 공정을 포함하는 발포성 열가소성 수지 입자의 제조 방법.