KR101356128B1 - 오리피스 부재 및, 이를 구비하는 발포체 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 오리피스 부재 및 이를 구비하는 발포체 제조장치는 오리피스 부재를 교체하는 것에 의해 압력 차이를 조절할 수 있기 때문에 셀 사이즈(cell size), 셀(cell) 밀도, 발포배율을 조절하기가 용이하고 시간 및 비용을 획기적으로 절감할 수 있다는 특징을 가진다.

Description

오리피스 부재 및, 이를 구비하는 발포체 제조장치{Orifice member and, manufacturing apparatus for foamed body having the same}

본 발명은 오리피스 부재에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 다이본체에 착탈 가능하게 설치되고 교체가 용이하기 때문에 셀 사이즈(cell size), 셀(cell) 밀도, 발포배율을 조절하기가 용이하고 시간 및 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 오리피스 부재에 대한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 오리피스 부재를 구비하는 발포체 제조장치에 대한 것이기도 하다.

일반적으로, 연속 압출 방식에 의한 발포체의 제조는 고압으로 가압된 용융 폴리머를 다이에 주입하여 용융 폴리머를 발포시킴으로써 이루어진다.

도 1에 나타난 바와 같이, 상기 연속 압출은 스크류(1)를 이용하여 용융 폴리머를 다이(3)의 중공(4)에 주입함으로써 이루어진다. 중공(4)은 입구(5)에서부터 그 단면적이 줄어들다가 넥킹부(6)에서 그 단면적이 가장 작으며 넥킹부(6)에서부터 확장부(7)까지는 그 단면적이 커지는데, 넥킹부(6)에서부터 그 단면적이 커지는 것에 의해 발포가 이루어진다. 도면의 참조부호 'a'는 상기 발포에 의해 생긴 기공을 나타낸다.

발포체의 셀 사이즈(cell size), 셀(cell) 밀도, 발포배율을 조절하기 위해서는 압출기(2)의 선단(또는 다이의 입구(5))과 다이(3) 내부의 압력차이가 중요하고, 이에 따라 발포체의 셀 사이즈(cell size), 셀(cell) 밀도, 발포배율에 따라 입구(5)의 단면적과 넥킹부(6)의 단면적 및 확장부(7)의 단면적 비율이 상이한 여러 개의 다이(3)를 구비해야 한다. 즉, 제조하고자 하는 발포체의 물성에 적합한 중공(4)을 가진 다이(3)를 각각 구비해야 하고 이에 따라, 다이(3)의 구입 비용 또는 제조비용이 증가한다는 문제점이 생긴다.

또한, 발포체를 제조할 때마다 적합한 다이(3)로 교체해야 하기 때문에 시간 및 비용이 많이 소모된다는 문제점도 있다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 다이본체에 착탈 가능하게 설치되고 교체가 용이하기 때문에 발포체의 셀 사이즈(cell size), 셀(cell) 밀도, 발포배율을 조절하기가 용이하고 시간 및 비용을 획기적으로 절감할 수 있는 오리피스 부재 및 이를 구비하는 발포체 제조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오리피스 부재는, 몸체; 및 몸체를 관통하는 관통공;을 구비한다. 상기 관통공의 입구 및 출구의 단면적 보다 중앙부의 단면적이 작다. 상기 오리피스 부재는 다이 본체에 착탈 가능하게 결합되는데, 압출에 의해 발포체를 제조하기 위해 용융 폴리머가 관통공을 통해 이동되면서 발포된다.

상기 오리피스 부재는 몸체를 다이 본체에 착탈 가능하게 결합시키기 위한 결합수단을 구비할 수 있다.

상기 결합수단은 몸체의 외주면에 형성된 나사산을 구비할 수 있다. 상기 나사산은 다이 본체에 형성된 나사산과 나사 결합할 수 있다.

상기 관통공은 원형 또는 사각형의 단면 형상을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 발포체 제조장치는 연속 압출에 의해 발포체를 제조한다. 상기 발포체 제조장치는 상기 오리피스 부재; 및 상기 오리피스 부재가 착탈 가능하게 결합되는 다이 본체;를 구비할 수 있다. 다이본체에는 오리피스 부재가 삽입되어 설치될 수 있는 요홈이 형성되고, 상기 요홈에는 관통공과 연통되는 중공이 형성된다.

본 발명에 따른 오리피스 부재는 다이본체에 착탈 가능하게 설치되고 교체가 용이하기 때문에 발포체의 셀 사이즈(cell size), 셀(cell) 밀도, 발포배율을 조절하기가 용이하고 시간 및 비용을 획기적으로 절감할 수 있다.

또한, 본 발명은 이러한 오리피스를 구비하는 발포체 제조장치를 제공한다.

도 1은 연속 압출방식에 의해 발포체를 제조하는 일반적인 장치를 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오리피스 부재를 구비하는 발포체 제조장치를 보여주는 단면도.
도 3은 도 2의 오리피스 부재를 보여주는 단면도.
도 4는 도 3의 A-A' 단면도로서, 오리피스 부재에 형성된 관통공이 원형의 단면 형상을 가진 것을 보여주는 단면도.
도 5는 도 3의 A-A' 단면도로서, 오리피스 부재에 형성된 관통공이 사각형의 단면 형상을 가진 것을 보여주는 단면도.

이하, 첨부된 도면들을 참조로 본 발명에 대해서 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예들에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오리피스 부재를 구비하는 발포체 제조장치를 보여주는 단면도이고, 도 3은 상기 오리피스 부재를 보여주는 단면도이다.

도면을 참조하면, 발포체 제조장치(100)는 압출기(2)와, 압출기(2)의 선단과 연통되는 오리피스 부재(30) 및, 오리피스 부재(30)가 착탈 가능하게 설치되는 다이본체(50)를 구비한다.

압출기(2)는 초임계 유체가 녹아 있는 용융 폴리머를 오리피스 부재(30)에 주입한다. 압출기(2)는 그 내부가 비어 있는 본체(8)와, 본체(8)의 내부에 설치된 스크류(1)를 구비한다. 상기 용융 폴리머는 스크류(1)의 회전에 의해 가압되어 본체(8)의 선단을 통해 배출된다. 이러한 압출기(2)의 구성은 통상적인 것이므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.

오리피스 부재(30)는 몸체(31)와, 몸체(31)를 관통하도록 형성된 관통공(32)을 구비한다.

몸체(31)는 다이본체(50)에 착탈 가능하게 설치된다. 이에 따라, 제조하고자 하는 발포체의 물성에 적합한 관통공(32) 구조를 가진 오리피스 부재(30)를 다이 본체(50)에 설치하기가 용이하다.

상기 착탈 가능한 결합은 결합수단에 의해서 이루어질 수 있다. 상기 결합수단은, 예를 들어, 몸체(31)의 외주면에 형성된 나사산(도면에 미도시)과, 상기 나사산과 형합하도록 요홈(52)의 내주면에 형성된 나사산을 포함할 수 있다. 상기 결합수단은 이러한 나사결합에 한정되지 않고, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자가 본 명세서를 참조하였을 경우에 생각할 수 있는 수단을 포함한다.

한편, 몸체(31)는 다이 본체(50)에 형성된 요홈(52)에 설치될 수 있는데, 이 점은 아래에서 설명될 것이다.

관통공(32)은 몸체(31)를 관통하도록 형성된다. 압출기(2)의 선단에서 배출된 용융 폴리머는 관통공(32)을 통해서 다이본체(50)로 이동된다.

관통공(32)은 입구(33)와, 출구(34) 및, 입구(33)와 출구(34) 사이의 중앙부(35)를 구비한다. 중앙부(35)의 단면적은 입구(33)의 단면적 및 출구(34)의 단면적에 비해 작다. 이에 따라, 입구(33)에서부터 중앙부(35)까지 단면적이 점차로 줄어들다가 중앙부(35)에서부터 출구(34)까지 단면적이 점차로 증가한다.

따라서, 고압으로 가압된 용융 폴리머는 중앙부(35)를 통과하면서 팽창하여 발포된다. 도면은 중앙부(35)를 통과하면서 생긴 기공(a)들을 보여준다.

관통공(32)의 구조 즉, 출구(34)의 단면적과 중앙부(35)의 단면적의 비율 등은 제조하고자 하는 발포체의 물성에 따라 적합하여야 한다. 즉, L1과 L2의 비율은 제조하고자 하는 발포체의 물성에 따라 적합하여야 하는데, 본 발명은 오리피스 부재(30)를 다이본체(50)에 착탈 가능하게 설치할 수 있기 때문에 제조하고자 하는 발포체의 물성 즉, 발포체의 셀 사이즈(cell size), 셀(cell) 밀도, 발포배율에 적합한 관통공(32)을 가진 오리피스 부재(30)를 다이 본체(50)에 설치할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 발포체 제조장치는 여러 개의 다이를 구비할 필요가 없기 때문에 다이의 구입 비용 또는 제조비용을 획기적으로 절감할 수 있다.

관통공(32)은 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 4에 나타난 바와 같이 관통공(32)이 원형의 단면형상을 가지거나, 도 5에 나타난 바와 같이 관통공(32a)이 사각형상을 가질 수 있다.

다이본체(50)는 오리피스 부재(30)가 설치되는 요홈(52)과, 요홈(52)과 연통되도록 형성된 중공(54)을 구비한다.

요흠(52)의 내주면에는 몸체(31)의 외주면에 형성된 나사산(도면에 미도시)과 나사결합될 수 있는 나사산(도면에 미도시)이 형성될 수 있다.

중공(54)은 출구(34)와 연통된다. 따라서, 관통공(32)을 통해 배출된 용융 폴리머는 중공(54)을 통해 이동된다.

1 : 스크류 2 : 압출기
30 : 오리피스 부재 50 : 다이 본체
100 : 발포체 제조장치.

Claims (5)

1. 용융 폴리머를 가압하여 배출하는 압출기;
   일측에 마련되는 요홈, 및 상기 요홈과 연통되는 중공을 가지며, 상기 압출기로부터 상기 용융 폴리머를 공급받는 다이 본체; 및
   상기 압출기와 상기 다이 본체 사이에 설치되어 상기 압출기와 상기 다이 본체를 연결하는 오리피스 부재를 포함하며,
   상기 오리피스 부재는,
   상기 요홈에 착탈 가능하게 결합되는 몸체;
   상기 압출기와 연결되는 입구, 상기 입구보다 단면적이 작은 중앙부, 및 상기 중앙부보다 단면적이 크며 상기 중공과 연결되는 출구를 가지는 관통공을 포함하며;
   상기 용융 폴리머는 상기 중앙부를 통과하면서 발포되어 상기 중공으로 공급되며, 상기 중앙부와 상기 출구의 단면적의 비율은 상기 용융 폴리머의 발포배율에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 발포체 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 오리피스 부재는,
   상기 몸체를 상기 요홈에 착탈 가능하게 결합시키는 결합수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 제조장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 결합수단은,
   상기 몸체의 외주면에 형성된 나사산을 포함하고,
   상기 다이 본체는,
   상기 요홈의 내주면에 형성되어 상기 몸체에 형성된 상기 나사산과 나사 결합하는 나사산을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발포체 제조장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 관통공은,
   원형 또는 사각형의 단면 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 발포체 제조장치.
5. 삭제

Images