KR100926946B1

KR100926946B1 - 각층의 두께 조절 유로제어 시스템이 구비된 다층관 압출 장치 및 다층관

Info

Publication number: KR100926946B1
Application number: KR1020090060035A
Authority: KR
Inventors: 김용삼
Original assignee: 대림프라스틱 주식회사
Priority date: 2009-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2009-11-17
Anticipated expiration: 2029-07-02

Abstract

본 발명은 각층의 두께 조절 유로제어 시스템이 구비된 다층관 압출 장치에 관한 것으로서, 다층관의 성형제작시 각층의 두께조절이 용이하게 이루어질 수 있도록 하여 제품의 용도와 사양에 용이하게 대응하기 위한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 원통 형상을 이루는 가운데 외벽면을 따라 나선형태의 제1수지 안내홈(11)이 형성되어져 있는 제1스파이럴 다이스(10); 상기 제1스파이럴 다이스(10)를 감싸는 구조를 이루는 가운데 외벽면을 따라 나선형태의 제2수지 안내홈(21)이 형성되어져 있으며, 제1스파이럴 다이스(10)와의 사이에 내층수지(1)가 유동되어질 수 있도록 일정 이격간격(d)이 유지되어지는 제2스파이럴 다이스(20); 상기 제2스파이럴 다이스(20)를 감싸는 구조를 이루는 가운데 외벽면을 따라 나선형태의 제3수지 안내홈(31)이 형성되어져 있으며, 제2스파이럴 다이스(20)와의 사이에 중간층수지(2)가 유동되어질 수 있도록 일정 이격간격(d)이 유지되어지는 제3스파이럴 다이스(30); 상기 제3스파이럴 다이스(30)를 감싸는 형태를 이루는 가운데 제3스파이럴 다이스(30)와의 사이에 외층수지(3)가 유동되어질 수 있도록 일정 이격간격(d)이 유지되어지는 외부 하우징(40);의 구성을 이룬다.

다층관, 수지관, 압출, 성형, 두께, 조절

Description

각층의 두께 조절 유로제어 시스템이 구비된 다층관 압출 장치 및 다층관{A MULTI LAYER PIPE FORMING DEVICE AND PIPE}

본 발명은 다층관 압출 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 층을 달리하는 삼층 또는 다층구조의 관을 압출 성형함에 있어 각층의 두께 조절이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 압출장치 및 그에 의해 제작되어진 다층관에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 합성수지 다층관은 합성수지의 재료를 이용해 하수관, 배수관, 전기, 통신 선로 등의 용도로 압출 성형되어지는 합성수지 원형관 중 소음억제 및 휨강도, 보온력 등의 기능성을 부여하기 위한 2층 이상의 다층관이 제작되어지고 있다.

도 6은 이러한 다층관의 압출 제작을 위한 종래 압출 장치를 단면 구조로 나타낸 것으로서, 중피층 유로(100)와 내피층 유로(200)가 형성되며 중피층 유로(100)를 통하여 수지가 공급되는 미세 모공부(310)를 갖는 바스켓 다이스(300)와, 상기 바스켓 다이스(300)의 내피층 유로(200)와 연결되며 내측에 기능성 수지가 공급되는 스파이럴 홈부를 형성한 스파이럴 다이스(400)와, 상기 스파이럴 다이 스(400)의 일측에서 내피층의 내경에 설치되어 냉각 및 히팅이 가능하도록 하는 냉각 및 히팅장치(500)와, 상기 스파이럴 다이스(400)의 외부에 설치된 덮개(900)의 내부에서 내피층과 중피층이 형성되고 외피층 유로(800)를 통하여 공급되는 수지로 외피층을 이루는 삼중관이 성형되는 성형노즐(950)로 이루어지는 것을 확인할 수 있다.

즉, 상기와 같은 종래 삼중관 성형을 위한 압출 장치는, 삼중관의 내피층에만 숯, 항균제, 탈취제 등이 함유된 고가인 기능성 수지를 제공하여 내압에 잘 견디는 기능성 수지를 절약할 수 있도록 하기 위한 것이다.

그러나, 이러한 종래 압출장치는 압출 성형되는 다층관에서 각 층의 두께 조절이 용이하게 이루어질 수 없기 때문에 각기 다른 기능성을 갖는 각 층에 투입되는 수지원료의 양 및 두께를 조절할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 각 층 사용용도 및 필요에 맞는 압출장치를 개별적으로 구비해야 하는 불편이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술에서의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 기능성을 갖는 다층관의 압출 성형시 각 층의 두께 조절이 용이하게 이루어질 수 있도록 하는 압출 다이스 구조의 유로 제어장치를 제공함으로서 투입되는 기능성 수지원료의 투입량 조절이 가능하도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 장치는, 원통 형상을 이루는 가운데 외벽면을 따라 나선형태의 제1수지 안내홈이 형성되어져 있는 제1스파이럴 다이스; 상기 제1스파이럴 다이스를 감싸는 구조를 이루는 가운데 외벽면을 따라 나선형태의 제2수지 안내홈이 형성되어져 있으며, 제1스파이럴 다이스와의 사이에 내층수지가 유동되어질 수 있도록 일정 이격간격이 유지되어지는 제2스파이럴 다이스; 상기 제2스파이럴 다이스를 감싸는 구조를 이루는 가운데 외벽면을 따라 나선형태의 제3수지 안내홈이 형성되어져 있으며, 제2스파이럴 다이스와의 사이에 중간층수지가 유동되어질 수 있도록 일정 이격간격이 유지되어지는 제3스파이럴 다이스; 상기 제3스파이럴 다이스를 감싸는 형태를 이루는 가운데 제2스파이럴 다이스와의 사이에 외층수지가 유동되어질 수 있도록 일정 이격간격이 유지되어지는 외부 하우징; 상기 내층수지와 중간층수지 그리고 외층수지를 각각 주입시키기 위해 장치 일측에 개별 구성되어진 복수의 주입구;를 포함하는 구성을 이룸을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 압출장치는, 하나의 압출장치를 이용하여 다층관의 성형제작시 각층의 두께조절이 용이하게 이루어질 수 있게 되어 제품의 용도와 사양에 용이하게 대응할 수 있는 효과를 나타낸다.

특히, 하나의 스파이럴 다이스가 아닌 다수개의 스파이럴 다이스 적층구조를 이루도록 압출장치를 구성시킴으로서 내부에서 수지원료의 압출공급이 안정적으로 이루어질 수 있게 되며, 외층 갭조절링의 위치 조절을 통해 두께차이가 발생하는 현상을 방지할 수 있게 된다.

또한, 각 층에 선택적으로 기능성 또는 색상을 부여하는 경우 첨가 원료의 혼합량을 조절할 수 있게 되어 작업효율을 향상시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

<제1 실시예>

먼저, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 압출장치의 전체적인 구조를 도 1 및 도 2를 통해 살펴보면, 원통형상을 이루는 하우징은 크게 선단하우징(60)과 외부하우징(40) 그리고 후단하우징(50)의 결합체로 이루어지며, 그중 중단에 위치하는 외부하우징(40) 내에는 3개의 제1,2,3 스파이럴 다이스(10,20,30)가 상호 구경을 달리하여 결합된 상태를 이루게 된다.

특히, 각각의 스파이럴 다이스(10,20,30)는 외벽면을 따라 나선형태의 안내홈(11,21,31)이 형성되어져 있어 공급되는 수지가 나선형태로 유동 공급되어지도록 하였으며, 스파이럴 다이스(10,20,30) 및 외부하우징(40) 상호간에는 일정 이격간격(d)이 유지되어짐으로 내층수지(1)와 중간층수지(2) 그리고 외층수지(3)가 각각 공급되어질 수 있는 3층의 유로를 형성함으로서 개별적인 수지 공급이 이루어질 수 있도록 하였다.

또한, 상기 이격간격(d)은 후단에서 선단측으로 갈수록 점차 감소되는 형태로 구비함으로서 공급수지에 작용하는 압력이 증대되어 기포발생을 방지토록 함이 바람직하다.

그리고, 후단하우징(50) 내부에는 상기 제1,2,3 스파이럴 다이스(10,20,30) 사이에 형성된 유로로 내층,중간층,외층수지(1,2,3)를 공급하기 위한 공급유로(52a,53a',53b')가 각각 형성되어져 있으며, 후단하우징(50) 일측에는 주압출 주입구(52)와, 제1보조압출 주입구(53a) 및 제2보조압출 주입구(53b)가 구성되어져 있다.

한편, 외부하우징(40)의 선단측에는 일정 구경을 이루며 외층수지(3)의 안내를 위한 링 형상의 외층 갭조절링(41)이 장착되어져 있으며, 상기 외층 갭조절링(41)의 위치 조정을 위한 다수개의 조절나사(42)가 외부 하우징(40)의 둘레를 따라 일정 간격으로 구비되었고, 외부 하우징(40)에는 조절나사(42)가 나사결합되어지는 나사공(42')이 형성되어져 있다. 따라서, 조절나사(42)의 선단이 외층 갭조절링(41)의 외주면과 접촉된 상태에서 조절나사(42)의 조절을 통해 외층 갭조절링(41)의 위치을 유동시킴으로서 센터 조정 및 외층수지(3)의 두께 조절이 가능하도록 하였다.

또한, 가장 내측에 구비된 제1 스파이럴 다이스(10)의 선단측에는 제2 스파이럴 다이스(20)와의 사이 유로를 통해 유동되는 수지의 안내를 위한 내층안내구(43)가 구성되어져 있다.

이와 같은 구조를 이루는 본 발명 다중관 압출성형장치에 의한 다중관 압출성형 과정을 살펴보기로 한다.

먼저, 각기 색상을 달리하는 내층수지(1)와 중간층수지(2) 그리고 외층수지(3)를 각각 주압출주입구(52) 및 2개의 보조압출주입구(53a,53b)를 통해 고압으로 주입하게 되는데, 이때 외층수지(3)는 외피의 산화방지 기능을 제공하며, 중간층수지(2)는 내압에 잘 견디는 기능을 유지시키고, 내층수지(1)는 기능성 순수기능인 항균, 스케일제거, 냄새제거 등의 목적을 달성하기 위한 재료를 포함시킴이 바람직하다.

이와 같이 주입된 각각의 수지는 압출장치의 후단하우징(50)내에 형성되어져 있는 공급유로(52a,53a',53b')를 통해 스파이럴 다이스(10,20,30)측으로 공급되어지게 된다.

그리고, 이와 같이 공급되어진 수지재료는 각각의 스파이럴 다이스(10,20,30)에 형성된 수지안내홈(11,21,31)을 통해 소용돌이 형태로 계속적인 압출 공급이 이루어지게 되고, 스파이럴 다이스(10,20,30)의 출구측에서 3개의 수지(1,2,3)가 만나면서 3층 형태를 이루게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 3개 즉 내층수지(1)와 중간층수지(2) 그리고 외층수지(3)가 각각 스파이럴 다이스(10,20,30)로 부터 소용돌이 형태로 압출되어 진 후 외층수지(3)는 외층 갭조절링(41)에 의해 안내되어지고 내층수지(1)는 내측안내구(43)에 의해 안내되어짐으로서 3층 원형관 형태를 이루게 된다.

이때, 전체적인 관두께가 균일하지 못하고 한쪽으로 치우친 편심 형태를 이루게 되면 조절나사(42)를 이용하여 외층 갭조절링(41)의 위치를 조절함으로서 균일한 관두께가 유지되어질 수 있도록 하게 된다.

한편, 이와 같이 내부에서 3층 형태를 이루는 수지는 선단하우징(60) 내의 유로를 통해 안내되어지게 되고, 이에 따라 색상을 달리하는 3층구조를 이루는 도 4에서와 같이 내부에 중공부(4)를 형성하는 가운데 내층수지(1)와 중간층수지(2) 그리고 외층수지(3)로 이루어진 원형관의 압출 성형이 이루어지게 되는 것이다.

그리고, 상기 성형 과정에서 작업자가 각 주입구(52,53a,53b)를 통해 주입되어지는 수지의 공급량을 조절하게 되면 각 수지층의 두께를 용이하게 가변 조절할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 압출장치를 사용하게 되면 하나의 다이스 구조체를 이용하여 다양한 두께 및 색상을 갖는 다층관 제작이 가능하게 됨을 알 수 있다.

<제2 실시예>

한편, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압출장치의 단면 구조를 나타낸 것이다.

즉, 상기 제1 실시예에서는 보조압출 주입구(53a,53b)가 2개로 구비되어져 있으나, 본 실시예에서는 도시된 바와 같이 보조압출 주입구(53)가 단일개로 구비 되어져 있음을 알 수 있다.

그리고, 보조압출 주입구(53)는 내부에서 분기되는 2개의 공급유로(53a',53b')를 형성하여 내층수지(1)와 외층수지(3)가 분기 공급되어질 수 있도록 구비되었으며, 각각의 공급유로(53a',53b')에는 공급되는 수지량을 조절 내지는 유로 개/폐를 위한 압출량 조절밸브(A,B)가 설치되어져 있다.

특히, 일측 공급유로(53b')에는 외부로 부터 별도의 내층수지(1)가 공급되어질 수 있도록 하는 제2보조압출 주입구(53b)가 구성되어져 있다.

따라서, 내층수지(1)와 외층수지(3)를 동일 재료로 압출 공급코자 하는 경우에는 압출량 조절밸브(A,B)를 개방시킨 상태에서 보조압출 주입구(53)를 통해 수지를 압출 공급하게 되면, 각각의 공급유로(53a',53b')를 통해 동일한 재료의 수지가 공급되어지게 됨으로서 내층과 외층이 동일한 재료로 이루어진 다층관이 성형 제작되어지게 된다.

한편, 내층과 외층을 상이한 재료 또는 색상으로 제작코자 하는 경우에는 일측 압출량 조절밸브(B)를 폐쇄시킨 후 제2보조압출 주입구(53b)를 통해 별도의 수지재료를 외부로 부터 공급하게 되면, 각각의 공급유로(53a',53b')를 통해 상이한 재료의 내층수지(1)와 외층수지(3)가 공급되어지게 됨을 알 수 있다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 다층관 압출장치의 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있음은 자명한 일이다.

예를 들면, 상기 실시 예에서는 3층관 성형을 위한 압출장치가 설명 및 도시되었으나, 스파이럴 다이스의 갯수를 증가 시킴으로서 4층관 또는 5층관도 압출 성형이 가능하게 된다.

또한, 선택적으로 하나의 공급유로를 폐쇄시킴으로서 2층관으로의 성형제작 또한 가능하게 된다.

따라서, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 범위로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 내에 포함된다 해야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 압출장치의 단면 구조도.

도 2는 본 발명 압출장치의 개략적인 스파이럴 다이스 결합상태 사시도.

도 3은 도 1의 A부에서의 외측 갭조절링 조절에 따른 수지원료 공급 상태도.

도 4는 본 발명 장치에 의해 압출 제작되어진 다층관 단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압출장치의 단면 구조도.

도 6은 종래 일 예에 따른 수지관 압출장치 단면 구조도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 내층수지 2 : 중간층수지

3 : 외층수지 4 : 중공부

10 : 제1 스파이럴 다이스 11 : 제1 수지안내홈

20 : 제2 스파이럴 다이스 21 : 제2 수지안내홈

30 : 제3 스파이럴 다이스 31 : 제3 수지안내홈

40 : 외부하우징 41 : 외층 갭조절링

42 : 조절나사 43 : 내측안내구

50 : 후단하우징 52 : 주압출 주입구

53 : 보조압출 주입구 53a: 제1보조압출 주입구

53b: 제2보조압출 주입구 53a',53b': 공급유로

60 : 선단하우징 A,B: 압출량 조절밸브

Claims

원통 형상을 이루는 가운데 외벽면을 따라 나선형태의 제1수지 안내홈(11)이 형성되어져 있는 제1스파이럴 다이스(10);

상기 제1스파이럴 다이스(10)를 감싸는 구조를 이루는 가운데 외벽면을 따라 나선형태의 제2수지 안내홈(21)이 형성되어져 있으며, 제1스파이럴 다이스(10)와의 사이에 내층수지(1)가 유동되어질 수 있도록 일정 이격간격(d)이 유지되어지는 제2스파이럴 다이스(20);

상기 제2스파이럴 다이스(20)를 감싸는 구조를 이루는 가운데 외벽면을 따라 나선형태의 제3수지 안내홈(31)이 형성되어져 있으며, 제2스파이럴 다이스(20)와의 사이에 중간층수지(2)가 유동되어질 수 있도록 일정 이격간격(d)이 유지되어지는 제3스파이럴 다이스(30);

상기 제3스파이럴 다이스(30)를 감싸는 형태를 이루는 가운데 제3스파이럴 다이스(30)와의 사이에 외층수지(3)가 유동되어질 수 있도록 일정 이격간격(d)이 유지되어지는 외부 하우징(40);

상기 중간층 수지(2)를 제2스파이럴 다이스(20)와 제3스파이럴 다이스(30) 사이로 주입하기 위해 장치 일측에 구성되어진 주압출 주입구(52);

상기 내층수지(1)를 제1스파이럴 다이스(10)와 제2스파이럴 다이스(20) 사이로 주입하기 위해 장치 일측에 구성되어진 제1보조압출 주입구(53a);

상기 외층수지(3)를 제3스파이럴 다이스(30)와 외부 하우징(40) 사이로 주입하기 위해 장치 일측에 구성되어진 제2보조압출 주입구(53b);

상기 각 주입구(52,53a,53b)를 통해 주입되어진 각각의 수지재료를 상기 제1,2,3스파이럴 다이스(30) 및 외부 하우징(40) 각각의 상호간 이격간격으로 안내 공급하기 위한 공급유로(52a,53a',53b');를 포함하는 구성을 이루며,

상기 스파이럴 다이스(10,20,30) 상호간의 이격간격(d)은 후단에서 선단측으로 갈수록 점차 감소되도록 구비된 것을 특징으로 하는 각층의 두께 조절 유로제어 시스템이 구비된 다층관 압출 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 외부 하우징(40) 선단에는 외층수지(3)의 두께 조절을 위한 외층 갭조절링(41)이 장착되어져 있으며;

상기 외층 갭조절링(41)의 위치 조정을 위한 다수개의 조절나사(42)가 외부 하우징(40)의 둘레를 따라 일정 간격으로 관통 구성되고;

상기 조절나사(42)가 나사결합되어질 수 있도록 외부 하우징(40) 둘레를 따라 나사공(42')이 일정 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 각층의 두께 조절 유로제어 시스템이 구비된 다층관 압출 장치.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 제1 스파이럴 다이스(10)의 선단측에는 제2 스파이럴 다이스(20)와의 사이 유로를 통해 유동되는 수지의 안내를 위한 내층안내구(43)가 구성되어진 것을 특징으로 하는 각층의 두께 조절 유로제어 시스템이 구비된 다층관 압출장치.
삭제
청구항 1, 청구항 2, 청구항 4 중 어느 한 항의 압출 장치에 의해 성형 제작되어진 다층관.