KR102028181B1 - 수지 압출성형용 다이 플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 수지 압출성형용 다이플레이트는 소정의 두께를 가지는 원판상의 다이본체부와, 상기 다이본체부에 소정의 반경방향을 가지는 원호의 궤적을 따라 형성되며 소정의 깊이를 가지는 25 내지 30개의 가이드부가 형성되고, 이 가이드부의 바닥면에 용융된 수지의 압출을 위한 복수개의 압출가이드공들이 형성되어 이루어진 제 1차성형부와, 상기 다이본체부의 전면측에 접합재에 의해 접합되며 상기 제 1차 성형부의 압출가이드공들과 각각 대응되는 압출공들이 형성된 다이면판부재를 포함하는 압출부와, 상기 압출부와 조정간격 이격되는 외측의 다이본체부에 원주방향으로 다이본체부의 고정을 위한 복수개의 결합공들이 형성된다.

Description

수지 압출성형용 다이 플레이트{die plate for resin injection}

본 발명은 수지 압출성형용 다이플레이트에 관한 것으로, 더 상세하게는 합성수지의 압출저항을 최소화 시킬 수 있도록 압출부의 패턴 구조가 개선된 다이플레이트에 관한 것이다.

통상적으로 합성수지재는 산업전반 분야에 다양한 용도의 가공재료로 이용되고 있다. 제품의 성형등과 같이 가공재료로 이용되는 합성수지재는 고온의 스팀을 이용하여 합성수지재를 반죽상태로 만든 후 다이 플레이트의 압출부를 통과시켜 봉 형상으로 압출하고, 다이플레이트 전면 압출부에 근접하여 설치된 커터 나이프에 의해 칩 형태로 절단하게 된다.

이 때, 절단에 사용되는 커터 나이프는 합성수지재가 압출되어 나오는 다이플레이트와 근접하여 고속으로 회전되기 때문에, 압출부의 마모나 파손이 되는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위해서 접합재를 이용하여 다수개의 합금판 즉, 다이면판부재를 다이플레이트에 접합하고 있다.

그러나 합금판의 물질성질인 메짐성이 상대적으로 강하므로 합성수지재를 반죽상태로 만드는 고온의 스팀에 의한 열응력(열팽창)에 의해 다이플레이트가 변형되게 하거나, 합성수지재 압출과정에서 계속적으로 전달되는 충격 등에 접합재에 균열이 발생되어 합금판이 파손되는 문제점이 있다.

이와 같은 용융접합방법으로 다이플레이트와 합금판을 접합하는 접합재는 고온에서 오랜 시간 작업해야 하는 문제점과 필라멘탕을 주 원료로 하기 때문에 가격이 상승되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제 2002-0090801호에는 다이 플레이트 접합방법이 개시되어 있다. 게시된 다이플레이트 접합방법은 전, 후면을 관통하여 형성되는 다수개의 체결공과, 일정 직경을 갖는 다수개의 압출노즐이 형성된 압출부로 이루어진 다이 플레이트와 압출부 전면에 다수개의 TiC계 합금판으로 균등 분할되고, 각각의 상기 합금판(2)에는 상기 각 압출노즐과 대응되는 다수개의 관통홀이 형성된 합금판을 Ag 44~80중량부, Cu 13~40중량부, Zn 12~35중량부로 조성된 금속접합재를 이용하여 용융 접합시킨 것이다.

그리고 대한민국 실용신안등록 제 20-0221943호에는 다이 플레이트가 게시되어 있으며, 대한민국 공개특허 제 2012-0114073호에는 보강판이 구비된 다이 플레이트가 게시되어 있다. 게시된 제조방법은 상하방향으로 관통된 고정공이 형성된 바디와; 티탄카바이드(TiC) 소재로 이루어져 상기 보강판안착홈에 대응되는 형상으로 가공된 판부재로, 상기 압출공에 대응되는 패턴으로 상하방향으로 관통된 관통홀이 형성되어, 상기 보강판 안착홈에 안착된 상태로 상기 바디와 접합되고, 상기 바디와 일체로 열처리된 보강판을 포함한다.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 바디와 다수의 압출공이 형성된 보강판인 다이면판부재의 접합구조는 상대적으로 수지의 성형 시 상대적으로 높은 온도에서 작동되게 되므로 열팽창의 차이에 따른 반복적인 응력을 받게며, 나아가서는 접합부위에 크랙이 발생되는 문제점이 있다. 특히, 다이면판부재의 내측은 상대적으로 온도가 높은 용융된 수지에 의해 소정의 압력을 받게 되고, 압출이 이루어진 보강판의 전면은 압출되어 절단되는 수지들이 상호 부착되는 것을 방지하기 위하여 공급되는 냉각수에 노출되므로 열응력이 상대적으로 커지게 된다. 이는 바디에 대한 보강판의 접합력이 약화되고, 나아가서는 수지의 압출저항에 의해 바디로부터 분리되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제 2002-0090801호 대한민국 실용신안등록 제 20-0221943호 대한민국 공개특허 제 2012-0114073호

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다이플레이트에 접합되며 다수개의 압출공이 형성된 다이면판부재에 작용하는 압출압력을 줄여 다이면판부재의 변형 및 접합불량을 줄일 수 있는 수지 압출성형용 다이 플레이트를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수지 압출성형용 다이플레이트는 소정의 두께를 가지는 원판상의 다이본체부와, 상기 다이본체부에 소정의 반경방향을 가지는 원호의 궤적을 따라 형성되며 소정의 깊이를 가지는 25 내지 30개의 가이드부가 형성되고, 각 가이드부의 바닥면에 용융된 수지의 압출을 위한 복수개의 압출가이드공들이 형성되어 이루어진 제1차 성형부와, 상기 다이본체부의 전면측에 접합재에 의해 접합되며 상기 제 1차 성형부의 압출가이드공들과 각각 대응되는 압출공들이 형성된 다이면판부재를 포함하는 압출부와,

상기 압출부와 조정간격 이격되는 외측의 다이본체부에 원주방향으로 다이본체부의 고정을 위한 복수개의 결합공들으로 이루어진 고정부를 포함한 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 압출부의 제1차 성형부를 이루는 가이드부는 디이본체부의 중심으로부터 조정의 반경을 가지는 원주를 따라 타원형의 형상으로 형성되며 상기 다이본체부의 중앙에는 다이본체부의 고정을 위한 센터결합공이 형성된다.

본 발명에 따른 수지 압출성형용 다이플레이트는 수지의 압출성형압을 줄여 제1차 성형부의 변형을 최소화 할 수 있으며, 나아가서는 다이본체부의 제1차 성형부와 대응되도록 부착되는 다이면판부재의 접합부가 손상되거나 약화되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 수지압출성형용 다이플레이트는 압출부를 이루는 가이드부 및 제 1차 성형부의 가열을 위한 가공성 및 조립성을 향상시켜 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

도 1의 본 발명에 따른 수지 압출성형용 다이플레이트의 평면도,
도 2는 도 1에 도시된 A-A선 단면도,
도 3은 본 발명에 다른 수지 압출성형용 다이 플레이트의 다른 실시예를 도시한 분리 사시도,
도 4는 도 3에 도시된 다이플레이트의 단면도,
도 5는 도 3에 도시된 다이플레이트의 평면도.

본 발명에 따른 수지 압출성형용 다이플레이트에 관한 것으로, 그 일 실시예들을 도 1 내지 도 5에 나타내 보였다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 수지 압출성형용 다이플레이트(10)는 소정의 두께를 가지는 원판상의 다이본체부(20)와, 용융된 합성수지를 압출하기 위한 압출부(30)와, 상기 다이본체부(20)를 사출기에 고정하기 위한 고정부(40)를 포함한다.

이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 다이본체부(20)는 용융된 수지를 공급하기 위한 사출기에 장착되는 것으로, 사출기에 장착 시 충분한 구조적 강도를 가질 수 있는 두께를 가진다. 상기 다이본체부(20)는 직경이 200 내지 1500 mm 이며 두께는 70mm 이내의 원판으로 이루어질 수 있다. 그러나 바람직하게는 다이본체부의 직경은 194mm로 함이 바람직다. 그러나 이에 한정되지는 않는다.

상기 다이본체부(20)이 형성된 압출부(30)는 사출기로부터 공급되는 수지를 소정직경의 봉상으로 압출하는 것으로, 다이본체부(20)의 후면으로부터 전면측으로 소정의 깊이를 가지는 가이드부(31)와, 이 가이드부(31)의 바닥면에 상기 가이드부와 연통될 수 있도록 전면측으로 관통되는 복수개의 압출가이드공(32)으로 이루어진 제 1차 성형부(35)들을 포함한다. 상기 제 1차 성형부(35)들은 다이본체부(20)의 중심으로부터 소정의 반경을 가지는 원호의 궤적을 따라 25 내지 30개가 형성된다. 그러나 바람직하게는 25개를 형성하는 것이 바람직하다. 25개 이하로 형성하는 상기 수지의 사출압력이 상대적으로 커져 1차 형성부(35)의 변형이 이루어지는 문제점이 있으며, 30개 이상의 형성하는 경우, 상기 가이드부(31)의 직경이 상대적으로 작게 형성되므로 제 1차 성형부(35)에 압출가이드공(32)을 충분히 형성할 수 없게 된다.

그리고 상기 압출부(30)는 상기 제 1차 성형부(35)의 표면측에 접합재에 의해 접합되는 것으로, 상기 제1차 성형부(35)에 형성된 압출가이드공(32)과 대응되는 압출공(36)들이 형성된 다이면판부재(38)들을 구비한다.

상기 다이면판부재(38)는 합성수지재가 고온의 스팀에 의해 반죽상태로 배출되도록 하는 것으로 압출부(30)가 연속적으로 공급되는 고온의 스팀에 의한 열응력이나 충격에 견딜 수 있도록 보강하는 역할을 한다. 상기 압출부(30)를 보강하는 다이면판부재(38)는 TiC계 금속재질로 이루어지는데, TiC-128 로 이루어진다. 그러나 이에 한정되지 않고, 열팽창량이 상대적으로 작은 재질로 이루어질 수 있다. 상기 다이면판부재(38)는 제1차 성형부(35)의 수와 같은 수로 형성된다. 그러나 이에 한정되지 않고, 접합력을 감안하여 제1차 성형부의 수보다 작은 수로 분할되어 부착될 수 있다.

상기 TiC계 다이면판부재(38)는 다이플레이트의 제1차 성형부(35)와의 사이에 접합용제를 게재한 후 다단계의 공정을 거쳐 접합한다.

1단계로, 접합용제를 접합대상물들 사이에 게재한 상태에서 8시간의 시간범위 내에서 450℃ 정도까지 열하고, 그 온도를 60분간 유지시킨다. 2단계로, 역시 8시간의 시간범위 내에서 950℃ 정도까지 가열하고, 그 온도를 30분간 유지시킨다. 3단계로, 2시간의 범위 내에서 1200℃ 정도까지 가열하고, 그 온도를 30분간 유지시킨다. 4단계로, 1시간의 범위 내에서 냉각시킨다. 5단계로, 진공상태를 해제하고, 질소가스로 담금질(Quenching)을 함으로써 5단계의 접합공정단계가 마무리 된다. 상기와 같은 접합공정을 거친 후 다시 진공상태에서 6시간동안 530℃까지 서서히 가열하고, 역시 서서히 냉각하는 일종의 진공상태 뜨임(Tempering) 열처리를 하여 접합공정을 마무리 한다. 상기 다이본체부(20)와 다이면판부재(38)의 접합은 상술한 실시예에 의하 한정되지 않는다.

상기와 같이 다이본체부(20)에 접합된 다이면판부재(38)는 상호 접촉되지 않고 독립적으로 부착된다.

그리고 상기 다이본체부(20)에 형성된 고정부(40)는 상기 압출부와 조정간격 이격되는 외측의 다이본체부(20)에 원주방향으로 다이본체부(20)의 고정을 위한 복수개의 결합공(41)으로 이루어진다. 그리고 상기 다이본체부(20)의 중앙부에는 센터결합공(42)가 형성될 수 있다.

도 3 내지 도 5에는 본 발명에 따른 수지 압출성형용 다이 플레이트의 다른 실시예를 나타내 보였다. 본 실시예에 있어서, 상기 실시예와 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 가리킨다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 수지 압출성형용 다이 플레이트(10)는 다 이본체부(50)와 용융된 합성수지를 압출하기 위한 압출부(30)와, 상기 다이본체부(20)에 형성되어 압출부(30)의 제1차 성형부(35)를 가열하기 위한 가열부(60)를 구비한다. 그리고 상기 다이본체부(50)에는 이를 사출기에 고정하기 위한 고정부(40)이 구비된다.

상기 다이본체부(50)는 중심부위에 중공부(52)를 가지는 제1다이본체부재(51)와, 상기 제1다이본체부재(51)의 중공부(52)에 결합되어 상기 가열부(60)를 구성하는 제 2다이본체부재(55)로 이루어진다.

상기 제 2다이본체부재(55)에는 압출부(30)가 설치되는데, 이 압출부(30)는 상기 실시예의 구성과 실질적으로 동일한 구성을 가지고 있으므로 다시 설명하지 않기로 한다. 상기 제 1,2다이본체부재(51)(55)의 결합에 의해 형성된 가열부(60)은 다음과 같이 구성된다.

상기 가열부(60)는 상기 제 2다이본체부재(55)의 외주면에 상기 제1차 성형부(32)의 가이드부(31)와 근접될 수 있도록 환형의 제1인입부(61)가 형성되어 제 1다이본체부재(51)와 결합됨으로써 구획된 제 1열유체유동챔버(62)가 형성되고, 상기 제 2다이본체부재(55)에는 압출부(30)의 내측과 인접되는 측에 제 2다이본체부재(55)의 전면측으로부터 후면측으로 인입된 제 2인입부(65)가 형성되고, 제 2인입부(65)의 입구측이 궤적을 따라 밀폐됨으로써 제 2열유체유동챔버(66)가 형성된다. 상기 제 2열유체유동챔버(66)의 입구측 밀폐는 상기 제 2인입부(65)의 형상과 유사한 형상으로 형성된 커버부재에 의해 이루어질 수 있다. 그리고 상기 제 2다이본체부재(55)에는 상기 제 1,2열유체유동챔버(62)(66)를 상호 연결하는 연결통로(67)가 형성된다. 상기 연결통로(67)는 제 1,2열유체유동챔버(62)(66)를 상호 연결하는 복수개의 연통공(67a)으로 이루어질 수 있다. 상기 제 1다이본체부재(51)의 외주면에는 상기 제1열유체유동챔버(62)에 스팀과 같은 열유체를 공급하기 위한 열유체 공급부(67)가 형성되고 이와 대응되는 측에는 열유체를 배출하기 위한 열유체배출부(68)가 형성된다.

그리고 상기 제 1,2다이본체부재(55)로 이루어진 다이본체부(20)에는 상기 사출기에 이를 고정하기 위한 고정부(40)가 더 구비된다. 상기 고정부(40)는 상기 실시예와 같이 제 1다이본체부재(51)의 가장자리부에 원주방향을 따라 소정의 피치로 형성된 다수개의 결합공(41)의 결합공이 형성되고, 제 2다이본체부재(55)의 중앙부에는 센터결합공(42)이 형성된다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 수지 압출성형용 다이 플레이트는 사출기에 장착된 상태에서 사출기에 의해 압출되는 용융된 수지가 압출부(30)를 통하여 배출되면서 성형이 이루어지고, 도면에는 도시되어 있지 않으나 컷터유닛에 의해 절단된다.

상기 사출기에 의해 융융(또는 반죽)된 수지는 압출부(30)의 가이드부(31)에 의해 안내되어 제1차 성형부(35)의 압출가이드공(32)과 다이면판부재(38)의 압출공(36)을 통과하면서 봉상으로 연속압출이 이루어지게 된다. 이러한 과정에서 상기 제1차 성형부(35)는 복수개로 분할 즉, 원주방향으로 25개 내지 30개가 배열되어 있으므로 과도한 사출압이 특정부위에 집중되어 제1차 성형부(35)의 압출가이드공(32)의 형성부위가 변형되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 제1차 성형부(35)의 압출가이드공(32)과 대응되는 압출공(36)이 형성된 다이면판부재(38)의 변형이 근본적으로 방지될 수 있으므로 접합부위의 손상을 방지할 수 있다.

특히 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제 1,2다이본체부재(51)(55)가 상호 결합되어 가열부(60)가 형성된 경우, 상기 열유체공급부(67)를 통하여 공급된 열유체 즉, 스팀과 같은 열유체는 상기 제1열유체유동챔버(62)로 공급됨과 아울려 연결통로(67)를 통하여 제 2열유채유동챔버(66)로 공급된다. 이와 같이 공급된 열유체를 제 1차 성형부(35)를 양측에서 가열 즉, 가이드부(31)를 통과하는 수지를 가열하게 되므로 수지의 유동성을 향상시킬 수 있으며, 수지가 압출가이드공(32)와 압출공(36)을 통하여 압출되는 수지의 압출저항을 최소화 할 수 있다.

또한 상기 다이본체부(20)는 용융된 수지(합성수지)와 가열부(60)를 따라 흐르는 열유체에 의해 가열되고, 상기 다이면판부재(38)의 전면은 대기중에 노출되어 상대적으로 온도가 낮게 되는데, 가열부에 의한 다이본체부(50)의 지속적인 가열은 다이본체부(50) 즉, 제 1,2다이본체부재(51)(55)에서의 온도편차를 상대적으로 줄일 수 있다. 따라서 다이면판부재(50)의 열응력을 줄여 크랙의 발생 및 접합부의 손상을 방지할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 소정의 두께를 가지는 원판상의 다이본체부(50)와, 상기 다이본체부 (50)에 소정의 반경방향을 가지는 원호의 궤적을 따라 소정의 깊이를 가지는 25 내지 30개의 가이드부가 형성되고, 상기 가이드부의 바닥면에 용융된 수지의 압출을 위한 복수개의 압출가이드공(32)들이 형성되어 이루어진 제 1차성형부 (35)와, 상기 다이본체부(50)의 전면측에 접합재에 의해 접합되며 상기 제 1차 성형부(35)의 압출가이드공(32)들과 각각 대응되는 압출공(36)들이 형성된 다이면판부재(38)를 포함하는 압출부(30)를 구비하고,
   상기 압출부(30)와 소정간격 이격되는 외측의 다이본체부(50)에 원주방향으로 다이본체부(50)의 고정을 위한 복수개의 결합공(41)이 형성되고, 다이본체부의 중앙부에 센터결합공(42)이 형성되며,
   상기 다이본체부(50)는 중심부위에 중공부(52)를 가지는 제1다이본체부재(51)와, 상기 제1다이본체부재(51)의 중공부(52)에 결합되어 가열부(60)를 구성하는 제 2다이본체부재(55)로 이루어지며,
   상기 가열부(60)는 상기 제 2다이본체부재(55)의 외주면에 상기 제 1차 성형부(35)의 가이드부(31)와 근접될 수 있도록 환형의 제1인입부(61)가 형성되어 제 1다이본체부재(51)와 결합됨으로써 구획된 제 1열유체유동챔버(62)가 형성되고, 상기 제 2다이본체부재(55)에는 압출부(30)의 내측과 인접되는 측에 제 2다이본체부재(55)의 전면측으로부터 후면측으로 인입된 제 2인입부(65)가 형성되고, 제 2인입부(65)의 입구측이 궤적을 따라 밀폐됨으로써 제 2열유체유동챔버(66)가 형성되며,
   상기 제 2다이본체부재(55)에는 상기 제 1,2열유체유동챔버(62)(66)를 상호 연결하는 연결통로(67)가 형성되는데, 상기 연결통로(67)는 제 1,2열유체유동챔버(62)(66)를 상호 연결하는 복수개의 연통공(67a)으로 이루어지고, 상기 제 1다이본체부재(51)의 외주면에는 상기 제1열유체유동챔버(62)에 열유체를 공급하기 위한 열유체 공급부(67)와 열유체를 배출하기 위한 열유체배출부(68)가 형성된 것을 특징으로 하는 수지 압출성형용 다이플레이트.
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
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