KR101528717B1 - 스크류 쌍 및 스크류 쌍이 제공된 동방향 교합용 2축-스크류 압출기 - Google Patents

스크류 쌍 및 스크류 쌍이 제공된 동방향 교합용 2축-스크류 압출기 Download PDF

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Abstract

스크류 쌍(screw pair)은 홈(groove, 8)이 나선형으로 형성되는 외주면(9)을 가지고 각각의 축 중심들을 따라 X1 방향으로 원료를 수송하는 제1 및 제2 스크류들을 포함한다. 상기 스크류들(14a, 14b) 각각의 상기 홈(8)의 내면은, 상기 X1 방향으로 향하고 상기 스크류들(14a, 14b)이 서로 맞물린 상태에서 상기 스크류들(14a, 14b)의 상기 외주면들(9)이 틈새 없이 서로 합치하도록 형성되는 제1 면(8a), 및 상기 X1 방향에 대립되는 X2 방향으로 향하고 상기 스크류들(14a, 14b)이 서로 맞물린 상태에서 상기 스크류들(14a, 14b)의 상기 외주면들(9) 사이에 틈새를 형성하는 제2 면(8b)을 포함한다.

Description

스크류 쌍 및 스크류 쌍이 제공된 동방향 교합용 2축-스크류 압출기 {SCREW PAIR AND CO-ROTATING INTERMESHING TWIN-SCREW EXTRUDER PROVIDED WITH SCREW PAIR}
본 발명은 액체 성분을 포함한 열가소성 합성수지 원료(thermoplastic synthetic resin raw material)로부터 액체 성분을 제거하는 동방향 교합형 2축-스크류 압출기(co-rotating intermeshing type twin-screew extruder)를 위한 스크류 쌍(screw pair)에 관한 것이다.
예를 들면, 수분과 같은 액체 성분을 포함한 플라스틱(plastic)이나 고무(rubber)와 같은 열가소성 합성수지 원료(이하, 간단히 합성수지 원료라 함)에서, 상기 합성수지 원료는 상기 액체 성분이 제거된 후 합성수지 성형 제품으로 성형된다. 상기 액체 성분이 상기 합성수지 원료로부터 제거될 때, 종래 기술에서는, 동방향 교합형 2축-스크류 압출기(co-rotating intermeshing type twin-screw extruder)(이하, 간단히 압출기라 함)가 사용되었다.
상기 액체 성분이 상기 합성수지 원료로부터 제거될 때 사용된 상기 압출기는 도 17(a) 및 17(b)를 참조하여 설명된다. 도 17(a) 및 17(b)는 일반적인 압출기의 외관을 나타내는 상단면도 및 측단면도이다.
도 17(a) 및 17(b)에 나타나는 것처럼, 압출기(1)는 원통형 형상을 갖는 실린더(cylinder, 2)와, 상기 실린더(2)의 하나의 종단에 제공된 다이(die, 3)를 포함한다. 상기 실린더(2)는 합성수지 원료를 상기 실린더(2)로 투입하기 위한 원료 공급포트(raw material supply port, 4)와, 상기 합성수지 원료로부터 제거된 액체 성분을 상기 실린더(2)의 내부로부터 배출하기 위한 액체 배출포트(liquid discharge port, 5)를 포함한다.
또한, 상기 압출기(1)는 상기 실린더(2) 내에 회동가능하게 수용된 한 쌍의 스크류들(6)을 포함한다. 상기 한 쌍의 스크류들(6)은 상기 스크류들(6)의 회전축들(R)이 서로 평행하게 배치된다.
각각의 스크류(6)는 상기 실린더(2) 내의 상기 합성수지 원료를 원료 공급포트(4)로부터 상기 다이(3)를 향해 X1 방향으로 수송하는 수송부(6a), 및 상기 합성수지 원료를 혼련(knead)하여 상기 합성수지 원료로부터 상기 액체 성분을 제거하는 조절부(throttling portion, 6b)를 포함한다. 상기 수송부(6a)와 상기 조절부(6b)는 상기 X1 방향으로 교대로 배치되고, 상기 원료 공급포트(4)로부터 공급된 상기 합성수지 원료가 상기 수송부(6a)에 의해 상기 조절부(6b)로 수송되어 상기 조절부(6b)를 통과하여 상기 다이(3)로 수송된다.
상기 합성수지 원료의 상기 액체 성분이 상기 조절부(6b)를 통과할 때, 상기 액체 성분은 상기 합성수지 원료로부터 제거된다. 상기 액체 성분이 제거된 상기 합성수지 원료는 상기 조절부(6b)로부터 상기 다이(3)를 향하여 수송되고, 상기 다이(3)에 의해서 기결정된 형상으로 성형되는 동시에 상기 실린더(2)의 내부로부터 밀려나온다.
상기 합성수지 원료로부터 제거된 상기 액체 성분은 상기 조절부(6b)로부터 상기 X1 방향에 대립되는 X2 방향으로 상기 수송부(6a)를 통하여 흐른다. 상기 액체 배출포트(5)는 상기 조절부(6b)의 상기 X2 방향 측에 형성되고, 상기 합성수지 원료로부터 제거된 상기 액체 성분은 상기 액체 배출포트(5)를 통하여 상기 실린더(2)의 내부로부터 배출된다.
상기 스크류(6)의 상기 합성수지 원료를 상기 X1 방향으로 수송하기 위한 능력(이하, 수송 능력이라고도 함)이나, 상기 합성수지 원료로부터 제거된 상기 액체 성분을 상기 X2 방향으로 흐르게 하는 능력(이하, 배수 능력이라고도 함)을 결정하는 요인들 중 하나로서, 상기 수송부(6a)의 구조가 있다. 상기 스크류(6)의 상기 수송 능력 또는 상기 배수 능력을 개선할 수 있는 다양한 수송부들(6a)의 구조가 제안되고 있다(예를 들어, PTL 1(특허문헌 1)).
특허문헌 1에서 개시된 모서리 플라이트 스크류 조각으로 언급되는 수송부의 구조가 도 18(a) 및 18(b)를 사용하여 설명될 것이다. 도 18(a)는 한 쌍의 모서리 플라이트 스크류 조각들의 외관도이고, 도 18(b)는 도 18(a)의 선 A-A를 따라 얻어진 횡단면도이다.
도 18(a) 및 18(b)에 나타나는 것처럼, 상기 모서리 플라이트 스크류 조각(7)은 홈(groove, 8)이 나선형으로 형성된 외주면(9)을 포함한다. 상기 홈(8)의 내면에서, 상기 X1 방향으로 향하는 제1 면(8a)과 상기 X2 방향으로 향하는 제2 면(8b)은 상기 홈(8)의 바닥면(8c)으로부터 상기 모서리 플라이트 스크류 조각(7)의 축 중심에 대해 대략 수직하게 세워진다.
상기 실린더(2)(도 17(a) 및 17(b) 참조) 내에 투입된 상기 합성수지 재료는 상기 홈(8)의 상기 내부로 진입한다. 상기 모서리 플라이트 스크류 조각(7)의 회동에 따라, 상기 제1 면(8a)이 상기 합성수지 원료를 상기 X1 방향으로 압축한다. 그 결과, 상기 합성수지 원료가 상기 X1 방향으로 수송된다. 상기 합성수지 원료로부터 제거된 상기 액체 성분은 상기 합성수지 원료가 없는 상기 홈(8) 내의 공간을 지나 상기 X2 방향으로 흐른다.
상기 제1 면 및 상기 제2 면(8a, 8b)이 상기 모서리 플라이트 스크류 조각(7) 내에서 서로 평행하기 때문에, 상기 홈(8)의 용량이 상대적으로 크다. 따라서, 상기 합성수지 원료 또는 상기 액체 성분이 이동하는 충분한 공간이 쉽게 확보된다. 그 결과, 상기 액체 성분은 상기 X2 방향으로 쉽게 흐르고, 상기 스크류(6))도 17(a) 및 17(b) 참조)의 배수 능력이 개선된다.
그러나, 상기 모서리 플라이트 스크류 조각(7)에서, 상기 합성수지 원료가 수송될 때, 상기 합성수지 원료의 일부가 상기 제1 면(8a)에 부착할 수 있다. 상기 제1 면(8a)에 부착한 상기 합성수지 원료는 상기 X1 방향으로 쉽게 전송되지 않고, 이에 따라, 상기 스크류(6)(도 17(a) 및 17(b) 참조)의 상기 수송 능력이 저하된다. 특허문헌 1에서는, 상기 모서리 플라이트 스크류 조각보다 더 높은 수송 능력을 가지는 볼 플라이트 스크류 조각(ball flight screw piece)으로 언급되는 수송부의 구조도 개시된다.
도 19(a)는 한 쌍의 볼 플라이트 스크류 조각들의 외관도이고, 도 19(b)는 도 19(a)의 선 B-B를 따라 얻어진 횡단면도이다. 또한, 동일한 도면부호들이 도 18(a)와 18(b)에서 나타나는 것과 동일한 구성요소들에 할당되고, 상기 구성요소들은 간단하게 설명된다.
하나의 볼 플라이트 스크류 조각(10)의 상기 제1 및 2 면들(8a, 8b)과 다른 볼 플라이트 스크류 조각(10)의 상기 외주면(9)이 서로 접촉하도록 만곡된다. 따라서, 상기 한 쌍의 볼 플라이트 스크류 조각들(10)이 같은 방향으로 회동되고, 상기 하나의 볼 플라이트 스크류 조각(10)의 상기 제1 및 2 면들(8a, 8b)은 상기 다른 볼 플라이트 스크류 조각(10)의 상기 외주면(9)에 슬라이드-접촉(slide-contact)한다.
상기 한 쌍의 볼 플라이트 스크류 조각들(10)에서, 상기 다른 볼 플라이트 스크류 조각(10)의 상기 외주면(9)은 상기 하나의 볼 플라이트 스크류 조각(10)의 상기 제1 면(8a)에 슬라이드-접촉한다. 따라서, 상기 하나의 볼 플라이트 스크류 조각(10)의 상기 제1 면(8a)에 부착한 상기 합성수지 원료가 벗겨진다.
상기 다른 볼 플라이트 스크류 조각(10)은 또한 상기 하나의 볼 플라이트 스크류 조각(10)과 유사한 구성을 가진다. 즉, 상기 한 쌍의 볼 플라이트 스크류 조각들(10)은 각각의 볼 플라이트 스크류 조각(10)의 상기 제1 면(8a) 상에 상기 합성수지 원료를 부착하지 않고 상기 합성수지 원료를 수송할 수 있다. 따라서, 상기 볼 플라이트 스크류 조각들(10)에서, 상대적으로 높은 수송 능력이 획득될 수 있다.
JP 2007-326232 A
그러나, 도 19(a)와 19(b)에서 나타나는 것처럼, 상기 볼 플라이트 스크류 조각(10)의 상기 홈(8)의 상기 X1 방향으로의 폭은 상기 홈(8)의 개구측(opening side)으로부터 상기 홈(8)의 상기 바닥면(8c)을 향하여 점진적으로 감소한다. 따라서, 상기 볼 플라이트 스크류 조각(10)의 상기 홈(8)의 용량은 도 18(a)와 18(b)에 나타나는 상기 모서리 플라이트 스크류 조각(7)의 상기 홈(8)의 것보다 작다. 그러므로, 상기 볼 플라이트 스크류 조각(10)에서, 많은 합성수지 원료들이 상기 실린더(2)(도 17(a) 및 17(b) 참조) 내로 투입될 때, 상기 홈(8)은 상기 합성수지 원료들로 채워지고, 상기 액체 성분이 흐르는 공간이 충분히 확보될 수 없으며, 배수 능력이 저하될 우려가 있다.
예를 들어, 상기 배수 능력이 저하되면, 상기 합성수지 원료로부터 제거된 상기 액체 성분이 상기 조절부(6b)(도 17(a) 및 17(b) 참조)에 의해 배출될 수 없고, 상기 액체 성분이 상기 조절부(6b)를 통과한 상기 합성수지 원료로 재투입된다. 이 경우에, 상기 다이(3)(도 17(a) 및 17(b) 참조)로부터 밀려나온 상기 합성수지 원료가 상기 액체 성분을 포함하므로, 상기 합성수지 성형품이 성형될 때 불량품이 쉽게 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점들을 고려하여 만들어졌고, 그 목적은 상기 스크류의 수송 능력을 저하하지 않고 스크류의 배수 능력을 개선하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 하나의 예시된 양상에 따르면, 동방향 교합형 2축-스크류 압출기(co-rotating intermeshing type twin-screw extruder)를 위한 제1 및 제2 스크류들로서, 홈(groove)이 나선형으로 형성되는 외주면을 가지는 상기 제1 및 제2 스크류들을 포함하고, 상기 제1 및 제2 스크류들이 서로 맞물린 상태에서 각 스크류의 축 중심에 대해 회동하여 상기 축 중심을 따라 기결정된 방향으로 원료를 수송하도록 상기 제1 및 제2 스크류들이 구성되고, 상기 제1 및 제2 스크류들 각각의 상기 홈의 내면은, 상기 제1 및 제2 스크류들이 서로 맞물린 상태에서 상기 제1 및 제2 스크류들의 외주면들이 그 사이에 틈새없이 서로 합치하도록 형성된 상기 기결정된 방향을 향하는 제1 면, 및 상기 제1 및 제2 스크류들이 서로 맞물린 상태에서 상기 제1 및 제2 스크류들의 상기 외주면들 사이에 틈새를 형성하는 상기 기결정된 방향과 대립되는 방향으로 향하는 제2 면을 포함한다.
본 발명에 따르면, 스크류의 수송 능력을 저하시키지 않고 상기 스크류의 배수 능력을 개선시킬 수 있다.
[도 1] 도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 압출기(extruder)의 예시의 외관을 나타내는 측단면도이다.
[도 2] 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 상기 압출기의 다른 예시의 외관을 나타내는 측단면도이다.
[도 3] 도 3은 본 발명의 예시에 따른 스크류 쌍(screw pair)의 수송부들이 서로 맞물린 상태의 외관의 사진이다.
[도 4] 도 4는 본 발명의 예시에 따른 상기 스크류 쌍의 상기 수송부들이 서로 맞물린 상태의 사시도이다.
[도 5] 도 5는 본 발명의 상기 예시에 따른 상기 스크류의 상기 수송부의 측면도이다.
[도 6] 도 6은 도 5에 나타나는 상기 스크류의 상기 수송부에서의 합성수지 원료와 액체 성분의 흐름을 도시하는 도면이다.
[도 7] 도 7은 도 6에 나타나는 상기 스크류의 선 C-C를 따라 얻어진 횡단면도이다.
[도 8] 도 8(a) 내지 8(g)는 본 발명의 실시예에 따른 상기 스크류 쌍에서 X1 방향에 수직인 단면들이 X2 방향으로 보여질 때의 횡단면도이고, 도 8(a)는 기결정된 시점에서의 횡단면도이고, 도 8(b) 내지 8(g)는 상기 제1 및 제2 스크류들이 도 8(a)에서 나타나는 상태에서 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 및 180°회동될 때의 횡단면도이다.
[도 9] 도 9는 본 발명의 다른 예시에 따른 스크류의 횡단면도이다.
[도 10] 도 10은 비교예에 따른 스크류 쌍의 수송부들이 서로 맞물린 상태에서의 외관의 사진이다.
[도 11] 도 11은 상기 비교예에 따른 상기 스크류 쌍의 상기 수송부들이 서로 맞물린 상태의 사시도이다.
[도 12] 도 12는 상기 비교예에 따른 상기 스크류의 상기 수송부의 측면도이다.
[도 13] 도 13은 도 12에 나타나는 상기 스크류의 상기 수송부에서의 합성수지 원료와 액체 성분의 흐름을 도시하는 도면이다.
[도 14] 도 14는 도 13에 나타나는 상기 스크류의 선 D-D를 따라 얻어진 횡단면도이다.
[도 15] 도 15(a) 내지 도 15(g)는 상기 비교예에 따른 상기 스크류 쌍에서 상기 X1 방향에 수직한 단면이 상기 X2 방향으로 보여질 때의 횡단면도들이고, 도 15(a)는 기결정된 시점에서의 횡단면도이고, 도 15(b) 내지 15(g)는 상기 제1 및 제2 스크류들이 도 15(a)에서 나타나는 상태에서 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 및 180°회동될 때의 횡단면도이다.
[도 16] 도 16은 본 발명의 상기 예시의 상기 스크류의 배수 능력과 종래 기술의 상기 스크류의 상기 배수 능력이 서로 비교되는 그래프이다.
[도 17] 도 17(a)는 상기 종래 기술의 압출기의 상단면도이고, 도 17(b)는 상기 종래 기술의 상기 압출기의 측단면도이다.
[도 18] 도 18(a)는 모서리 플라이트 스크류 조각(angle flight screw piece)의 외관도이고, 도 18(b)는 상기 모서리 플라이트 스크류 조각의 횡단면도이다.
[도 19] 도 19(a)는 볼 플라이트 스크류 조각(ball flight screw piece)의 외관도이고, 도 19(b)는 상기 볼 플라이트 스크류 조각의 횡단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예가 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 부수적으로, 동일한 도면부호가 도 17(a) 내지 19(b)에 나타나는 것들과 동일한 구성요소에 할당되고, 상기 구성요소들은 간단히 설명된다.
(예시)
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 동방향 교합형 2축-스크류 압출기(co-rotating intermeshing type twin-screw extruder)(이하, 압출기라 함)의 예시의 외관을 나타내는 측단면도이다. 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 상기 압출기의 다른 예시의 외관을 나타내는 측단면도이다.
액체 성분이 상기 압출기를 사용하여 합성수지 원료로부터 제거될 때, 휘발성 성분이 발생할 수 있다. 도 1에 나타나는 상기 압출기에서, 상기 휘발성 성분을 배출하기 위한 벤트(vent, 11)가 실린더(cylinder, 2) 상에 형성된다. 상기 압출기는 벤트를 갖는 동방향 교합형 2축-스크류 압출기(이하, 벤트를 갖는 압출기(12)라 함)로 언급된다.
도 2에 나타나는 상기 압출기에서, 상기 벤트는 상기 실린더(2) 상에 제공되지 않는다. 상기 압출기는 벤트가 없는 동방향 교합형 2축-스크류 압출기(이하, 벤트가 없는 압출기(13)라 함)로 언급된다.
상기 벤트를 갖는 압출기(12)가 사용되거나 상기 벤트가 없는 압출기(13)가 사용되는지 여부는 상기 액체 성분이 제거된 상기 합성수지 원료에 요구되는 특성들에 의해 결정된다.
예를 들어, 상기 벤트를 갖는 압출기(12)에서, 상기 액체 성분은 상기 합성수지 원료로부터 제거되고 상기 휘발성 성분이 상기 벤트(11)로부터 배출된다. 따라서, 상기 벤트를 갖는 압출기(12)에서는, 기포들(bubbles)을 포함하지 않는 합성수지 원료가 획득된다.
반면에, 상기 벤트가 없는 압출기(13)에서, 상기 합성수지 원료가 혼련(kneaded)될 때 생성되는 휘발성 성분이 상기 실린더(2)의 내부로부터 거의 배출되지 않는다. 따라서, 상기 벤트가 없는 압출기(13)에서, 상기 합성수지 원료가 상기 휘발성 성분과 함께 상기 실린더(2)로부터 밀려나오고, 상기 기포들을 포함하는 합성수지 원료가 획득된다.
본 발명은 상기 벤트를 갖는 압출기(12) 또는 상기 벤트가 없는 압출기(13) 어느 쪽에도 적용될 수 있다. 이하, 상기 벤트를 갖는 압출기(12) 및 상기 벤트가 없는 압출기(13)는 구별되지 않고 압출기로서 설명될 것이다.
도 1 및 2에 나타나는 것처럼, 상기 압출기는, 상기 실린더(2), 및 상기 실린더(2) 내에 회동가능하게 수용되는 한 쌍의 스크류들(14), 및 상기 실린더(2)의 하나의 종단에 제공되는 다이(die, 3)를 포함한다. 상기 한 쌍의 스크류들(14)은 상기 스크류들(14)의 회동 축들(R)이 서로 평행하게 되도록 배치된다.
각각의 스크류(14)는, 상기 다이(3)를 향하여 상기 원료 공급포트(raw material supply port, 4)로부터 기결정된 방향(이하, X1 방향이라 함)으로 상기 실린더(2) 내의 상기 합성수지 원료를 수송하도록 구성된 수송부(transport portion, 15a); 및 상기 합성수지 원료를 혼련(knead)하여 상기 합성수지 원료로부터 상기 액체 성분을 제거하도록 구성된 조절부(throttling portion, 15b)를 포함한다. 상기 수송부(15a)와 상기 조절부(15b)는 상기 X1 방향으로 교대로 배치된다. 따라서, 상기 원료 공급포트(4)로부터 상기 실린더(2) 내로 투입되는 상기 합성수지 원료는 상기 수송부(15a)에 의해 상기 조절부(15b)로 수송되고, 상기 조절부(15b)를 통과하여 상기 다이(3)로 수송된다.
액체 배출포트(liquid discharge port, 5)는 상기 실린더(2) 내의 상기 조절부(15b)의 상기 X1 방향에 대립되는 X2 방향측 상에 형성된다. 상기 조절부(15b)에 의해 상기 합성수지 원료로부터 제거되는 상기 액체 성분은 상기 X2 방향으로 상기 조절부(15b)로부터 상기 수송부(15a)를 통해 흐르고, 상기 액체 배출포트(5)로부터 배출된다.
상기 액체 배출포트들(5)과 상기 조절부들(15b)의 개수는 특별히 한정되지 않는다. 즉, 하나의 액체 배출포트(5)와 하나의 조절부(15b)가 제공될 수 있으며, 복수의 액체 배출포트들(5)과 복수의 조절부들(15b)이 제공될 수 있다. 가능하다면, 바람직하게, 상기 액체 배출포트들(5)과 상기 조절부들(15b)의 개수는 상기 실린더 내에 투입된 상기 합성수지 원료 내의 상기 액체 성분의 함량에 따라 최적화된다. 이는, 상기 합성수지 원료로부터 상기 액체 성분을 제거하는 능력은 상기 액체 배출포트들(5)과 상기 조절부들(15b)의 개수의 증가에 대한 개선되지만, 상기 압출기의 제조 비용은 증가하기 때문이다.
예를 들어, 상기 합성수지 원료 내의 상기 액체 성분의 함량이 상대적으로 크면, 상기 액체 배출포트들(5)과 상기 조절부들(15b)의 개수가 증가한다. 상기 합성수지 원료 내의 상기 액체 성분의 함량이 상대적으로 적으면, 하나의 액체 배출포트(5)와 하나의 조절부(156)가 제공된다. 상기 합성수지 원료 내의 상기 액체 성분의 함량에 따라 상기 액체 배출포트들(5)과 상기 조절부들(15b)의 개수를 최적화하는 것에 의해, 상기 액체 성분은 상기 합성수지 원료로부터 충분히 제거될 수 있으며, 상기 압출기의 제조 비용의 증가가 억제될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 상기 한 쌍의 스크류들(14)은 도 3 내지 7을 참조하여 설명될 것이다. 도 3 및 4는 상기 한 쌍의 스크류들(14)의 수송부들(15a)이 서로 맞물린 상태에서의 외관의 사진 및 사시도이다. 도 5는 상기 수송부(15a)의 측면도이다. 도 6은 도 5에 나타나는 상기 스크류(14)의 상기 수송부(15a) 내의 합성수지 원료와 액체 성분의 흐름을 도시하기 위한 도면이다. 도 7은 도 6에 나타나는 상기 스크류(14)의 선 C-C를 따라 얻어진 횡단면도이다.
도 3 내지 7에 나타나는 것처럼, 상기 스크류(14)의 상기 수송부(15a)는 상기 홈(groove, 8)이 나선형으로 형성되는 외주면(9)을 포함한다. 상기 홈(8)의 내면은, 상기 X1 방향으로 향하는 제1 면(8a), 및 상기 X2 방향으로 향하는 제2 면(8b)을 포함한다.
상기 제1 및 제2 스크류들(14)이 상기 압출기에 설치된 상태에서, 상기 제1 및 제2 스크류들은 하나의 스크류(14)(이하, 제1 스크류(14a)라 함)의 외주면(9)의 일부가 다른 스크류(14)(이하, 제2 스크류(14b)라 함)의 상기 홈(8)의 일부에 진입하도록 서로 맞물린다.
상기 실린더(2) 내에 투입된 합성수지 원료(M)은 상기 홈(8)의 내부에 진입하고, 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)의 회동에 따라 상기 홈(8)의 상기 제1 면(8a)에 의해 상기 X1 방향으로 수송된다. 상기 조절부(15b)(도 1 및 2 참조)에 의해 상기 합성수지 원료(M)로부터 제거된 액체 성분(W)은 상기 합성수지 원료(M)가 상기 홈(8) 내에 존재하지 않는 공간을 통하여 상기 X2 방향으로 흐른다.
상기 제1 스크류(14a)의 상기 제1 면(8a)은, 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)이 서로 맞물린 상태에서 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9)이 상기 제1 스크류의 상기 제1 면과 틈새 없이 합치하도록 형성된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)이 동일한 방향으로 회동될 때, 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9)은 상기 제1 스크류(14a)의 상기 제1 면(8a)에 슬라이드-접촉(slide-contact)한다.
상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)의 상기 수송부들(15a)이 상기 합성수지 원료(M)를 수송할 때, 상기 합성수지 원료(M)는 상기 홈(8)의 상기 제1 면(8a)에 부착될 수 있다. 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9)이 상기 제1 스크류(14a)의 상기 제1 면(8a)에 슬라이드-접촉할 때, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 제1 면(8a)에 부착한 상기 합성수지 원료(M)가 벗겨진다. 따라서, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 홈(8) 내의 상기 합성수지 원료(M)가 효과적으로 수송되고, 상기 제1 스크류(14a)의 수송 능력이 개선된다.
상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)이 서로 맞물린 상태에서, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 제2 면(8b)과 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9) 사이에 틈새가 형성된다.
예를 들어, 본 예시에서, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 제2 면(8b)은, 상기 제1 스크류(14a)와 방사 방향(상기 축 중심에 수직인 가상 평면이 상기 축 중심으로부터 방사형으로 연장하는 방향을 의미)으로 거의 평행하도록 상기 홈(8)의 상기 바닥면(8c)으로부터 세워진다. 따라서, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 제2 면(8b)이 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9)와 접촉할 때와 비교하면, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 홈(8)의 상기 X1 방향으로의 단면 폭이 증가될 수 있다. 그 결과, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 홈(8)의 용량이 증가될 수 있다.
상기 합성수지 원료(M)가 상기 홈(8) 내에 존재하지 않는 공간은 상기 홈(8)의 용량이 증가함에 따라 증가하고, 그에 따라, 상기 액체 성분(W)은 상기 수송부(15a) 내에서 상기 X2 방향으로 쉽게 흐른다. 그 결과, 상기 제1 스크류(14a)의 배수 능력이 개선된다.
본 실시예에서, 상기 제2 스크류(14b)의 상기 제1 및 제2 면들(8a, 8b)은 상기 제1 스크류(14a)의 상기 제1 및 제2 면들(8a, 8b)과 유사하게 형성될 수도 있다. 따라서, 상기 제2 스크류(14b)의 상기 제1 면(8a)에 부착한 상기 합성수지 원료(M)는 상기 제1 스크류(14a)의 상기 외주면(9)에 의해 벗겨진다. 또한, 상기 제2 스크류(14b)의 상기 홈(8)의 상기 X1 방향으로의 단면 폭이 상대적으로 크고, 상기 제2 스크류(14b)의 상기 홈(8)의 용량이 증가된다.
여기서, 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)이 회동될 때, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 제1 및 제2 면들(8a, 8b)과 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9) 간의 위치 관계와, 상기 제2 스크류(14b)의 상기 제1 및 제2 면들(8a, 8b)과 상기 제1 스크류(14a)의 상기 외주면(9) 간의 위치 관계가 도 8을 참조하여 설명될 것이다.
도 8(a) 내지 8(g)는 맞물린 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)의 상기 X1 방향에 수직인 단면들이 상기 X2 방향으로 보여질 때의 횡단면도들이다. 도 8(a)는 기결정된 시점에서의 횡단면도이고, 도 8(b) 내지 8(g)는 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)이 도 8(a)에서 나타나는 상태에서 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 및 180°회동될 때의 횡단면도들이다.
부수적으로, 도 8(a) 내지 8(g)에 대한 설명에서, 상기 제1 및 제2 면들(8a, 8b)과 상기 바닥면(8c)은 도 8(a) 내지 8(g)에서의 상기 단면들에 의해 나타나는 위치들만을 의미하고, 상기 외주면들(9)은 도 8(a) 내지 8(g)에서의 상기 단면들에 의해 나타나는 상기 위치들 중 상기 홈들(8)의 내면들 이외의 표면들을 의미한다.
도 8(a)에 나타나는 상태에서, 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9)은 상기 제1 스크류(14a)의 상기 홈(8)의 상기 바닥면(8c)와 접촉한다. 도 8(a)에서 나타나는 상태로부터 도 8(b)에 나타나는 상태까지, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 제1 면(8a)은 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9)에 슬라이드-접촉한다. 그 후, 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9)은 상기 제1 스크류(14a)로부터 분리된다.
도 8(b)에 나타나는 상태로부터 도 8(c)에 나타나는 상태를 거쳐 도 8(d)에 나타나는 상태까지, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 외주면(9)은 상기 제2 스크류(14b)의 상기 홈(8)의 상기 바닥면(8c)에 접근한다. 상기 제2 스크류(14b)의 상기 제2 면(8b)은 상기 제2 스크류(14b)의 상기 방사 방향에 거의 평행하도록 상기 홈(8)의 상기 바닥면(8c)으로부터 세워지므로, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 외주면(9)은 상기 제2 스크류(14b)에 접촉하지 않는다.
도 8(d)에 나타나는 상태에 도달할 때, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 외주면(9)은 상기 제2 스크류(14b)의 상기 홈(8)의 상기 바닥면(8c)에 접촉한다. 도 8(d)에 나타나는 상태로부터 도 8(e)에 나타나는 상태까지, 상기 제2 스크류(14b)의 상기 제1 면(8a)은 상기 제1 스크류(14a)의 상기 외주면(9)에 슬라이드-접촉한다. 그 후, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 외주면(9)은 상기 제2 스크류(14b)로부터 분리된다.
도 8(e)에 나타나는 상태로부터 도 8(f)에 나타나는 상태를 거쳐 도 8(g)에 나타나는 상태까지, 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9)은 상기 제1 스크류(14a)의 상기 홈(8)의 상기 바닥면(8c)에 접근한다. 상기 제1 스크류(14a)의 상기 제2 면(8b)은 상기 제1 스크류(14a)의 상기 방사 방향에 거의 평행하도록 상기 홈(8)의 상기 바닥면(8c)으로부터 세워지므로, 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9)은 상기 제1 스크류(14a)에 접촉하지 않는다.
상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)은 상기-설명된 위치 관계를 가진다.
도 9에 나타나는 것처럼, 상기 제2 면(8b)은 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)의 각각의 홈(8)의 개구측(opening side)으로부터 상기 홈(8)의 상기 바닥면(8c)을 향하여 상기 X1 방향으로 돌출하도록 만곡될 수 있다. 도 9는 본 발명의 다른 예시에 따른 스크류(16)의 횡단면도이다.
도 9에 나타나는 상기 스크류(16)의 용량은 도 8(a) 내지 8(g)에 나타나는 각 스크류(14)의 상기 홈(8)의 것보다 크다. 따라서, 도 9에 나타나는 상기 스크류(16)의 배수 능력이 더욱 개선된다.
부수적으로, 도 3 내지 도 8(g)에 나타나는 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)에서, 상기 제1 및 제2 스크류들이 서로 맞물린 상태에서 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)이 동일한 방향으로 회동될 때조차, 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9)은 상기 제1 스크류(14a)의 상기 제2 면(8b)에 슬라이드-접촉하지 않는다. 따라서, 상기 제1 스크류(14a)의 수송 능력이 저하될 우려가 있다.
그러나, 상기 홈(8) 내의 상기 합성수지 원료(M)는 상기 제1 면(8a)으로 압축되어 상기 X1 방향으로 수송된다. 즉, 상기 합성수지 원료(M)는 상기 제2 면(8b)에 실질적으로 접촉하지 않으며, 이에 따라, 상기 합성수지 원료(M)가 상기 제2 면(8b)에 부착되지 않는다. 따라서, 상기 제1 스크류(14a)의 상기 제2 면(8b)이 상기 제2 스크류(14b)의 상기 외주면(9)에 슬라이드-접촉하지 않을 때조차, 상기 제1 스크류(14a)의 수송 능력이 거의 저하되지 않는다.
유사하게, 상기 제2 스크류(14b)의 수송 능력이 거의 저하되지 않는다.
이하, 본 발명의 효과를 검증하기 위해서, 본 발명의 예시에 따른 상기 스크류(14)와 종래 기술의 스크류에 대한 배수 능력의 비교가 설명될 것이다.
(비교 예시)
상기 비교 예시로서 사용된 스크류가 도 10 내지 14를 참조하여 설명될 것이다. 도 10 및 11은 상기 비교 예시에 따른 한 쌍의 스크류들의 수송부들이 서로 맞물린 상태에서의 외관의 사진 및 사시도이다. 도 12는 상기 수송부의 측면도이다. 도 13은 도 12에 나타나는 상기 스크류의 상기 수송부에서의 합성수지 원료와 액체 성분의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 14는 도 13에 나타나는 상기 스크류의 선 D-D를 따라 얻어진 횡단면도이다.
도 10 내지 14에 나타나는 것처럼, 상기 비교 예시에 따른 상기 제1 스크류(17a)의 상기 제1 및 제2 면들(8a, 8b)은, 상기 제1 및 제2 스크류들(17a, 17b)이 서로 맞물린 상태에서 상기 제1 및 제2 스크류들(17a, 17b)의 상기 외주면들(9)이 그 사이에 틈새 없이 서로 합치하도록 형성된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 스크류들(17a, 17b)이 동일한 방향으로 회동되면, 상기 제2 스크류(17b)의 상기 외주면(9)은 상기 제1 스크류(17a)의 상기 제1 및 제2 면들(8a, 8b)에 슬라이드-접촉한다.
상기 비교 예시에 따른 상기 제1 스크류(17a)의 상기 제2 면(8b)이 이같은 방식으로 형성되는 것처럼, 상기 제1 스크류(17a)의 상기 홈(8)의 용량은 상기 예시에 따른 상기 제1 스크류(14a)의 상기 홈(8)의 것보다 작다.
상기 비교 예시에 따른 상기 제2 스크류(17b)는 상기 비교 예시에 따른 상기 제1 스크류(17a)와 유사하게 형성될 수도 있고, 상기 비교 예시에 따른 상기 제2 스크류(17b)의 상기 홈(8)의 용량은 상기 예시에 따른 상기 제2 스크류(17b)의 상기 홈(8)의 것보다 작다.
여기서, 상기 제1 및 제2 스크류들(17a, 17b)이 회동될 때, 상기 제1 스크류(17a)의 상기 제1 및 제2 면들(8a, 8b)와 상기 제2 스크류(17b)의 상기 외주면(9) 간의 위치 관계와, 상기 제2 스크류(17b)의 상기 제1 및 제2 면들(8a, 8b)과 상기 제1 스크류(17a)의 상기 외주면(9) 간의 위치 관계가 도 15를 참조하여 설명될 것이다.
도 15(a) 내지 15(g)는 서로 맞물린 상기 제1 및 제2 스크류들(17a, 17b)의 상기 X1 방향에 수직한 단면들이 상기 X2 방향에서 보여질 때의 횡단면도들이다. 도 15(a)는 기결정된 시점에서의 횡단면도이고, 도 15(b) 내지 15(g)는 상기 제1 및 제2 스크류들(17a, 17b)이 도 15(a)에서 나타나는 상태에서 30°, 60°, 90°, 120°, 150°, 및 180°회동될 때의 횡단면도들이다.
부수적으로, 도 15(a) 내지 15(g)에 대한 설명에서, 상기 제1 및 제2 면들(8a, 8b)은 도 15(a) 내지 15(g)에서의 상기 단면들에 의해 나타나는 위치들만 의미하고, 상기 외주면들(9)은 도 15(a) 내지 15(g)에서의 상기 단면들에 의해 나타나는 상기 위치들 중 상기 홈들(8)의 상기 내면들 이외의 표면들을 의미한다.
도 15(a)에 나타나는 상태에서, 상기 제2 스크류(17b)의 상기 외주면(9)은 상기 제1 스크류(17a)의 상기 제1 면(8a)에 접촉한다. 도 15(a)에 나타나는 상태로부터 도 15(b)에 나타나는 상태까지, 상기 제1 스크류(17a)의 상기 제1 면(8a)이 상기 제2 스크류(17b)의 상기 외주면(9)에 슬라이드-접촉한다. 그 후, 상기 제2 스크류(17b)의 상기 외주면(9)이 상기 제1 스크류(17a)로부터 분리된다.
도 15(c)에 나타나는 상태에 도달할 때, 상기 제1 스크류(17a)의 상기 외주면(9)은 상기 제2 스크류(17b)의 상기 제2 면(8b)에 접촉한다. 도 15(c)에 나타나는 상태로부터 도 15(d)에 나타나는 상태까지, 상기 제2 스크류(17b)의 상기 제2 면(8b)은 상기 제1 스크류(17a)의 상기 외주면(9)에 슬라이드-접촉한다.
도 15(d)에 나타나는 상태에 도달할 때, 상기 제1 스크류(17a)의 상기 외주면(9)은 상기 제2 스크류(17b)의 상기 제1 면(8a)에 접촉한다. 도 15(d)에 나타나는 상태로부터 도 15(e)에 나타나는 상태까지, 상기 제2 스크류(17b)의 상기 제1 면(8a)은 상기 제1 스크류(17a)의 상기 외주면(9)에 슬라이드-접촉한다. 그 후, 상기 제1 스크류(17a)의 상기 외주면(9)이 상기 제2 스크류(17b)로부터 분리된다.
도 15(f)에 나타나는 상태에 도달할 때, 상기 제2 스크류(17b)의 상기 외주면(9)은 상기 제1 스크류(17a)의 상기 제2 면(8b)에 접촉한다. 도 15(f)에 나타나는 상태로부터 도 15(g)에 나타나는 상태까지, 상기 제1 스크류(17a)의 상기 제2 면(8b)은 상기 제2 스크류(17b)의 상기 외주면(9)에 슬라이드-접촉한다.
상기 제1 및 제2 스크류들(17a, 17b)은 상기-설명된 위치 관계를 가진다.
(비교 결과)
다음으로, 비교 결과가 설명될 것이다. 상기 예시에 따른 상기 스크류(14)와 상기 비교 예시에 따른 상기 스크류(17)는 일본 제강소(Japan Steel Works, Ltd.)에 의해 제조된 동방향 교합형 2축-스크류 압출기 TEX65에 적용되었고, 이에 따라, 배수량의 비교 실험이 수행되었다. 게다가, 상기 비교 실험에서의 상기 스크류의 직경은 69mm로 설정되었다.
합성수지로서, 에틸렌-프로필렌-디엔 터폴리머(Ethylene-Propylene-diene terpolymer: EPDM)가 사용되었다. 또한, 상기 실린더(2)(도 1 참조)에 투입된 상기 합성수지 원료로서, 주량 비율 50%의 수분을 포함하는 합성수지 원료가 사용되었다. 수분을 포함하는 상기 합성수지 원료의 상기 실린더(2) 내로의 투입량은 1000 kg/h로 설정되었고, 상기 스크류의 회전 속도는 500 rpm으로 설정되었다.
상기 비교 실험에서, 상기 스크류의 리드(lead)(상기 홈(8)의 간격과 상기 플라이트의 스레드(threads)의 개수의 곱)를 상기 스크류의 직경으로 나누어 획득되는 값이 0.1부터 0.6까지 단계적으로 변화된다. 상기 비교 실험의 결과는 표 1에 나타난다.
리드/스크류
직경		 배출된
수분량
kg/h		 잔여 수분량
kg/h		 배출된
수분의 비율
%		 잔여 수분의 비율
%
예시 0.1
0.25
0.5
0.75
1
1.5
2
3
4
6		 200
270
425
450
450
430
400
370
330
250		 300
230
75
50
50
70
100
130
170
250		 40.0
54.0
85.0
90.0
90.0
86.0
80.0
74.0
66.0
50.0		 37.5
31.5
13.0
9.1
9.1
12.3
16.7
20.6
25.4
33.3
비교
예시		 0.1
0.25
0.5
0.75
1
1.5
2
3
4
6		 200
250
400
425
425
400
350
330
300
250		 300
250
100
75
75
100
150
170
200
250		 40.0
50.0
80.0
85.0
85.0
80.0
70.0
66.0
60.0
50.0		 37.5
33.3
16.7
13.0
13.0
16.7
23.1
25.4
28.6
33.3
표 1에서, 상기 배출된 수분의 양은 상기 액체 배출포트(5)(도 1 참조)로부터 배출된 수분의 양이고, 상기 잔여 수분의 양은 상기 다이(3)(도 1 참조)로부터 밀려나온 상기 합성수지 원료 내에 포함된 상기 수분의 양이다. 또한, 상기 배출된 수분의 비율은 상기 배출된 수분의 양을 상기 실린더(2) 내에 투입되기 전의 상기 합성수지 원료 내에 포함된 상기 수분으로 나누어 계산된 값이고, 상기 잔여 수분의 비율은 상기 다이(3)로부터 밀려나온 상기 합성수지 원료 내에 포함된 상기 수분의 중량 비율이다.
도 16은 수평축이 상기 스크류의 리드를 상기 스크류 직경으로 나누어 획득된 값을 나타내고, 수직축이 배수율을 나타내는 상기 비교 실험의 결과를 나타내는 그래프이다. 도 16에서, 원형 플롯들(circular plots)은 상기 예시에 따른 상기 스크류(14)에 대한 결과이고, 사각 플롯들은 상기 비교 예시에 따른 상기 스크류(17)에 대한 결과이다.
표 1 및 도 16으로부터 명백하게, 상기 예시의 상기 스크류(14)에서의 상기 배수율은 상기 비교 예시의 상기 스크류(17)에서의 상기 배수율보다 높다. 이로부터, 상기 예시에 따른 상기 스크류(14)를 사용하는 것에 의해 상기 스크류(14)의 배수 능력이 개선되는 것으로 이해된다.
특히, 상기 리드를 상기 스크류 직경으로 나누어 획득된 값이 0.5 내지 3.0일 때, 상기 예시에 따른 상기 스크류(14)의 배수율은 상기 비교 예시에 따른 상기 스크류(17)의 배수율보다 훨씬 높다. 이는 다음의 이유로 인한 것이다.
즉, 상기 리드를 상기 스크류 직경으로 나누어 획든된 값은 0.5 이상이고, 이에 따라, 상기 합성수지 원료로부터 제거된 수분이 흐르는 공간이 상기 홈(8) 내에 충분히 확보된다. 따라서, 상기 조절부(15b)(도 1 참조)에 의해 상기 합성수지 원료로부터 제거된 상기 수분은 쉽게 배출된다.
또한, 상기 리드를 상기 스크류 직경으로 나누어 획득된 값은 0.3 이하이고, 이에 따라, 합성수지 원료의 충분한 양이 상기 홈(8)에 진입하고, 상기 합성수지 원료는 상기 조절부(15b)(도 1 참조)에 쉽게 수송된다. 따라서, 상기 합성수지 원료는 더 강한 힘으로 상기 조절부(15b)로 압축되고, 상기 조절부(15b) 내의 상기 합성수지 원료로부터 더 많은 수분이 제거된다.
이러한 이유에 따라, 상기 예시에 따른 상기 스크류(14)의 배수율이 증가된다. 그러므로, 더 많은 액체 성분이 상기 합성수지 원료로부터 제거되므로, 상기 상기 예시에 따른 상기 스크류(14)의 상기 리드를 상기 스크류 직경에 의해 나누어 획득된 값은 0.5 내지 3.0인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 설명된 실시예들로 한정되지 않고, 수정, 개선 등이 적절하게 수행될 수 있다. 또한, 상기 설명된 실시예들에서의 각 구성요소의 재료, 치수, 값, 양상, 수, 배치 위치 등은 본 발명이 달성될 수 있는 한 임의적으로 선택될 수 있고, 한정되지 않는다.
본 발명은 특정 실시예들을 참조하여 상세히 설명되었다. 그러나, 당해 기술분야에서 숙련된 기술자들이 본 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경과 수정을 본 발명에 적용할 수 있음은 명확하다.
본 출원은 2012년 3월 1일에 제출된 일본특허출원번호 2012-045573에 기초하고, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.
여기서, 상기 설명된 본 발명에 따른 상기 스크류 쌍과 상기 스크류 쌍을 갖는 동방향 교합형 2축-스크류 압출기의 상기 실시예들의 특징들이 다음의 [1] 내지 [6]에 간단히 집약하여 열거된다.
[1] 스크류(14) 쌍으로서,
동방향 교합형 2축-스크류 압출기(co-rotating intermeshing type twin-screw extruder)를 위한 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)로서, 홈(groove, 8)이 나선형으로 형성되는 외주면(9)을 가지는 상기 제1 및 제2 스크류들을 포함하고,
상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)은 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)이 서로 맞물린 상태에서 각 스크류(14a, 14b)의 축 중심에 대해 회동하여 상기 축 중심을 따라 기결정된 방향(X1)으로 원료를 수송하도록 구성되고,
상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b) 각각의 상기 홈의 내면은,
상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)이 서로 맞물린 상태에서 그 사이에 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)의 외주면들(9)이 틈새없이 서로 합치하도록 형성된 상기 기결정된 방향(X1)을 향하는 제1 면(8a); 및
상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)이 서로 맞물린 상태에서 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)의 상기 외주면들(9) 사이에 틈새를 형성하는 상기 기결정된 방향(X1)과 대립되는 방향(X2)으로 향하는 제2 면(8b)을 포함하는, 스크류 쌍.
[2] 상기 [1]에 따른 상기 스크류(14) 쌍으로서,
상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b) 각각의 상기 제1 면(8a)은 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b) 각각의 홈(8)의 개구측(opening side)으로부터 상기 홈(8)의 바닥면(8c)을 향하여 상기 기결정된 방향(X1)으로 돌출하도록 만곡되고,
상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b) 각각의 상기 제2 면(8b)은 상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b) 각각의 방사 방향에 평행하도록 형성되는, 스크류 쌍.
[3] 상기 [1]에 따른 상기 스크류(14) 쌍으로서,
상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b) 각각의 상기 제1 면(8a)과 상기 제2 면(8b)은 상기 제1 및 제2 스크류들 각각의 홈(8)의 개구측으로부터 상기 홈(8)의 바닥면(8c)을 향하여 상기 기결정된 방향(X1)으로 돌출하도록 만곡되는, 스크류 쌍.
[4] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 따른 상기 스크류(14) 쌍으로서,
상기 기결정된 방향으로 인접한 상기 홈들의 간격과 플라이트(flight)의 쓰레드들(threads)의 수의 곱인 리드(lead)를 스크류 직경으로 나누어 획득되는 값이 0.5 내지 3.0인, 스크류 쌍.
[5] 상기 [1]에 따른 상기 스크류(14) 쌍으로서,
상기 제1 및 제2 스크류들(14a, 14b)은, 상기 원료로부터 액체 성분을 제거하도록 구성되어 상기 홈(8)이 형성되는 부분으로부터 상기 기결정된 방향(X1) 측에 제공되는 조절부(throttling portion, 15b)를 더 포함하는, 스크류 쌍.
[6] 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 하나에 따른 상기 스크류(14) 쌍을 포함하는 동방향 교합형 2축-스크류 압출기(12, 13).
본 발명에 따르면, 스크류의 수송 능력을 저하시키지 않고 상기 스크류의 배수 능력을 개선시키는 것이 가능하다.
상기 효과를 포함하는 본 발명은 동방향 교합형 2축-스크류 압출기 분야에서 효과적으로 사용된다.
2: 실린더
3: 다이
4: 원료 공급포트
5: 액체 배출포트
8: 홈
8a: 제1 면
8b: 제2 면
8c: 바닥면
9: 외주면
11: 벤트
12: 벤트를 갖는 압출기
13: 벤트가 없는 압출기
14, 16, 17: 스크류
14a, 17a: 제1 스크류
14b, 17b: 제2 스크류
15a: 수송부
15b: 조절부

Claims (6)

  1. 스크류(screw pair) 쌍으로서,
    동방향 교합형 2축-스크류 압출기(co-rotating intermeshing type twin-screw extruder)를 위한 제1 및 제2 스크류들로서, 홈(groove)이 나선형으로 형성되는 외주면을 가지는 상기 제1 및 제2 스크류들을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 스크류들은 상기 제1 및 제2 스크류들이 서로 맞물린 상태에서 각 스크류의 축 중심에 대해 회동하여 상기 축 중심을 따라 기결정된 방향으로 액체 성분을 포함하는 열가소성 합성수지 원료(thermoplastic synthetic resin raw material)를 수송하고 상기 원료로부터 상기 액체 성분을 제거하도록 구성되고,
    상기 제1 및 제2 스크류들 각각의 상기 홈의 내면은 상기 기결정된 방향으로 향하는 제1 면과, 상기 기결정된 방향에 대립되는 방향으로 향하는 제2 면을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 스크류들의 상기 제1 면들은, 상기 제1 및 제2 스크류들이 서로 맞물린 상태에서 각자 그 사이에 틈새 없이 상기 제2 및 제1 스크류들의 상기 외주면들에 합치하도록 형성되고,
    상기 제1 및 제2 스크류들의 상기 제 2 면들은, 상기 제1 및 제2 스크류가 서로 맞물린 상태에서 각자 상기 제2 및 제1 스크류의 외주면들 사이에 틈새를 형성하는, 스크류 쌍.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스크류들 각각의 상기 제1 면은 상기 제1 및 제2 스크류들 각각의 홈의 개구측(opening side)으로부터 상기 홈의 바닥면을 향하여 상기 기결정된 방향으로 돌출하도록 만곡되고,
    상기 제1 및 제2 스크류들 각각의 상기 제2 면은 상기 제1 및 제2 스크류들 각각의 방사 방향에 평행하도록 형성되는, 스크류 쌍.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스크류들 각각의 상기 제1 면과 상기 제2 면은 상기 제1 및 제2 스크류들 각각의 홈의 개구측으로부터 상기 홈의 바닥면을 향하여 상기 기결정된 방향으로 돌출하도록 만곡되는, 스크류 쌍.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기결정된 방향으로 인접한 상기 홈들의 간격과 플라이트(flight)의 쓰레드들(threads)의 수의 곱인 리드(lead)를 스크류 직경으로 나누어 획득되는 값이 0.5 내지 3.0인, 스크류 쌍.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 스크류들은, 상기 원료로부터 액체 성분을 제거하도록 구성되어 상기 홈이 형성되는 부분으로부터 상기 기결정된 방향 측에 제공되는 조절부(throttling portion)를 더 포함하는, 스크류 쌍.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 하나에 따른 상기 스크류 쌍을 포함하는 동방향 교합형 2축-스크류 압출기.
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