KR102033095B1 - 합성수지 압출성형용 다이 플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 합성수지 압출성형용 다이플레이트는 소정의 두께를 가지는 원판상의 다이본체부와, 상기 다이본체부에 다이의 중심을 기준으로 소정의 폭으로 다수개의 레진투입구들이 형성된 압출부와,
상기 압출부와 대응되는 다이본체부이 전면에 접합되며 레진투입구와 대응되는 측에 노즐공이 형성된 다이면판부재를 구비하며,
상기 압출부의 레진투입구 사이에 형성되어 열교환매체에 의해 상기 레진투입구를 통하여 유동되는 레진을 가열하기 위한 히팅채널부와,
상기 히팅채널부와 대응되는 다이본체부 또는 다이면판부재와 다이본체부의 사이에 형성된 단열부를 구비한다.

Description

합성수지 압출성형용 다이 플레이트{Insulation die plate}

본 발명은 합성수지 압출성형용 다이플레이트에 관한 것으로, 더 상세하게는 합성수지의 압출을 위한 다이 패턴의 구조가 개선된 다이플레이트에 관한 것이다.

통상적으로 합성수지재는 산업전반 분야에 다양한 용도의 가공재료로 이용되고 있다. 이러한, 합성수지재는 보편적으로 다이 플레이트를 사용하여 일정직경의 봉 형상으로 압출되게 하는데, 다이 플레이트는 내부에 고온의 스팀을 이용하여 합성수지재를 반죽상태로 만든 후 다이 플레이트 압출노즐부를 통과시켜 일정직경의 봉 형상으로 압출한다. 이러한 합성수지재를 압출하는 과정에서 다이플레이트 전면 압출부에 근접하여 고속 회전되는 커터 나이프를 설치함으로써 봉의 형상으로 압출되는 합성수지재를 칩 형태로 절단하게 된다.

이 때, 절단에 사용되는 커터 나이프는 합성수지재가 압출되어 나오는 다이플레이트와 근접하여 고속으로 회전되기 때문에, 압출부의 마모나 파손이 되는 문제점이 있어 마모나 파손을 방지하기 위해 다수개의 합금판을 접합재를 이용하여 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 열처리되는 보강판을 포함한다.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 바디와 다수의 압출공이 형성된 보강판의 접합구조는 상대적으로 수지의 성형 시 상대적으로 높은 온도에서 작동되게 되므로 열팽창의 차이에 따른 반복적인 응력을 받게되어 접합부위에 크랙이 발생되는 문제점이 있다. 특히, 보강판은 히팅채널과 근접된 위치에 설치되어 있으므로 재질고유의 열팽창량의 차이에 의해 쉽게 크랙이 발생되는 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, 다이면판부재들과의 열전달을 차단하고, 다이면판부재와 다이플레이트와의 접합면적을 줄여 다이플레이트와 다이면판부재 사이의 팽창량의 차이를 최소화시킴으로써 다수의 노즐공이 형성된 하드메탈플레이트의 크랙을 방지할 수 있는 합성수지 압출성형용 다이 플레이트를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 다이플레이트에 형성된 히팅채널부와 다이면판부재와의 사이에 설치되어 열전달을 방지하는 단열층의 열적평형 상태를 최소화 할 수 있는 합성수지 압출성형용 다이플레이트를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 합성수지 압출성형용 다이플레이트는 소정의 두께를 가지는 원판상의 다이본체부와, 상기 다이본체부에 다이의 중심을 기준으로 소정의 폭으로 다수개의 레진투입구들이 형성된 압출부와,

상기 압출부와 대응되는 다이본체부이 전면에 접합되며 상기 레진투입구와 대응되는 측에 노즐공이 형성된 다이면판부재를 구비하며,

상기 압출부의 레진투입구 사이에 형성되어 연교매체에 의해 상기 레진투입구를 통하여 유동되는 레진을 가열하기 위한 히팅채널부와,

상기 히팅채널부와 대응되는 다이본체부 또는 다이면판부재와 다이본체부의 사이에 형성된 단열부를 구비한 것을 그 특징으로 한다

본 발명에 있어서, 상기 압출부의 양측가장자리에는 다이면판부재를 지지하기 위한 환형의 내측지지부 및 외측지지부가 형성되고, 상기 압출부에 형성된 레진투입구는 다이본체부로부터 전면측으로 형성된 제 1레진유동부와, 상기 제1레진유동부보다 상대적으로 작은 직경으로 형성되며 상기 다이본체부의 전면측으로 관통된 제 2레진유동부를 구비한다.

그리고 상기 다이면판부재는 티아늄(titanium)과 탄소가 결합된 합금으로 이루어지진다.

상기 단열부는 상기 압출부의 표면에 형성된 인입부들이 형성되고, 이 인입부가 상기 다이면판부가 압출부의 표면에 부착되어 인입부의 밀폐됨으로서 단열을 위한 진공공간이 형성된다.

상기 인입부는 상기 제 2레진유동부들의 사이에 압출부의 표면으로부터 인입되며 상기 제 1레진유동부의 출구보다 상대적으로 직경이 크게 형성된 된다. 그리고 상기 압출부의 제2레진유동부는 내측으로부터 외측방향으로 소정간격 이격되는 인라인상으로 형성되고, 상기 단열부를 형성하기 위한 인입부는 상기 제 2레진유동부와 나란한 방향으로 연속되는 장공의 형상으로 형성된다.

본 발명에 따른 합성수지 압출성형용 다이플레이트는 다수의 합성수지가 압출되는 노즐공들이 형성된 다이면판부재가 과도하게 가열됨으로써 다이본체부와의 열팽창량 차이에 의한 손상 및 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 상기 다이면판부재가 가열되는 것이 방지됨으로써 이를 통과하면서 컷팅되는 합성수지펠릿들이 상호 부착되는 것을 방지할 수 있다.

도 1의 본 발명에 따른 합성수지 압출성형용 다이플레이트의 일부절제 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 합성수지 압출성형용 다이플레이트의 일부절제 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 합성수지 압출성형용 다이플레이트의 단열부를 나타내 보인 단면도,
도 4는 합성수지 압출성형용 다이플레이트의 단열부의 다른 실시예를 나타내 보인 단면도.

본 발명에 따른 합성수지 압출성형용 다이플레이트에 관한 것으로, 그 일 실시예를 도 1 내지 도 4에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 합성수지 압출성형용 다이플레이트(10)는 소정의 두께를 가지는 원판상의 다이본체부(20)와, 다이본체부(20)의 중앙부로부터 소정의 반경의 궤적을 따라 설치되는 내측고정부(21)와 상기 다이본체부(20)의 가장자리와 소정간격 이격되며 가장자리를 따라 형성되는 외측고정부(25)와, 상기 내측고정부(21)와 외측고정부(25)의 사이에 원주방향으로 소정의 폭으로 형성되며 복수개의 레진투입구(31)가 형성된 압출부(30)를 구비한다. 그리고 상기 압출부(30)의 표면에 접합되는 것으로, 상기 레진투입구(31)와 대응되는 측에 노즐공(51)들이 형성된 다이면판부재(50)들을 구비한다. 그리고 상기 다이본체부(20)에 형성된 히팅채널부(70)와 대응되는 다이본체부(20) 또는 다이면판부재(50)와 다이본체부(20)의 사이에 형성된 단열부(60)를 구비한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 합성수지 압출성형용 다이플레이트(10)를 구성요소별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 합성수지 압출성형용 다이플레이트(10)의 다이본체부(20)는 원판상으로 형성되며, 사출기에 장착 시 충분한 구조적 강도를 가질 수 있는 두께를 가진다. 그리고 상기 내측고정부(21)와 외측고정부(25)를 이용하여 고정할 수 있는 것으로, 각각 소정반경의 궤적을 따라 볼트가 결합되는 다수개의 결합공들이 원주방향으로 형성되어 이루어진다.

그리고 상기 내측고정부(21)과 외측고정부(25)의 사이에 형성되는 압출부(30)는 다이본체부(20)의 중앙부로부터 반경방향으로 인라인상으로 형성된 다수개의 용융된 합성수지 즉, 용융된 레진의 압출을 위한 레진투입구(31)들을 포함한다. 상기 레진투입구(31)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 다이본체부(20)의 후면으로부터 소정의 깊이로 형성되며 직경을 가지는 제 1렌지유동부(32)와, 상기 제 1레진유동부(32)의 단부로부터 이의 직경보다 상대적으로 작은 직경을 가지며 상기 압출부(30)의 표면측으로 관통되는 제 2레진유동부(33)를 구비한다. 상기 레진투입구(31)들은 다이본체부(20)의 중앙부측으로부터 외측방향으로 인라인 상으로 배열된다. 이와 같이 인라인 상으로 배열된 열들은 상호 소정간격 이격된 구조를 가진다.

그리고 압출부(30)는 다이본체부(20)의 상면에 각 레진투입구(31)의 제 2레진유동부(32)의 출구와 대응되는 노즐공(51)이 형성된 다이면판부재(50)들이 면접합된다. 상기 다이면판부재(50)은 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 다이면판부재는 는 TiC계 금속재질로 이루어지는데, TiC-128 로 이루어진다. 그러나 이에 한정되지 않고, 열팽창량이 상대적으로 작은 재질로 이루어질 수 있다. 상기 다이판부재(50)은 다수개로 분할 될 수도 있다.

상기 다이플레이트의 전체형상을 성형한 후 상기 압출부(50)의 레진투입구(31)과 TiC계 다이판부재(50)의 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.

한편, 상기 압출부(31)에 형성된 제 2레진유동부(32)들의 사이에는 상호 연통되어 열유체가 공급됨으로써 제 2진동유동부(32)를 따라 유동되는 레진을 가열하기 위한 히팅채널부(70)가 형성된다. 상기 히팅채널부(70)은 양측에 설치되는 열유체공급 및 배출관과 각각 연결되어 가열된 열유체가 상기 히팅채널부(70)를 따라 유동하게 된다. 상기 열유체는 열교환매체를 가열하여 증발시킨 기화기체로 이루어질 수 있는데, 상기 열유체는 스팀으로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 단열부(60)는 다이면판부재(50)과 다이본체부(20)의 사이에 진공단열공간을 형성하거나 상기 히팅채널부(70)와, 상기 다이면판부재(50)의 사이에 진공단열공간을 형성함으로써 이루어질 수 있다.

상기 단열부(60)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 압출부(30)을 이루는 다이본체부(20)의 상면에 상기 레진투입구(32)의 배열방향과 나란한 방향으로 인입부(61)들이 형성되고, 이 다이본체부(20)의 상면과 다이면판부재(50)가 접합됨으로써 인입부(61)에 의해 형성된 공간이 밀폐되어 이루어진다. 상기 다이본체부(20)의 상면에 형성된 인입부(61)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제 2레진유동부(33)의 직경보다 큰 직경으로 형성된다. 상기 인입부(61)들의 원형으로 형성되거나 도 4에 도시된 바와 같이 레진투입구(31)의 배열방향과 나란한 방향으로 길이가 상대적으로 길게 형성될 수 있다. 즉, 상기 단열부를 형성하기 위한 인입부는 상기 제 2레진유동부와 나란한 방향으로 연속되며 폭보다 길이가 긴 형태로 이루어진다.

그러나 다이본체부(20)의 압출부(30)의 상면에 형성된 인입부(61)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 상기 레진투입구(31)가 형성되지 않은 영역의 다이본체부(20)의 상면에 임의의 형상으로 인입형성될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 상기 다이본체부(20)와 다이판부재(50)에 의해 구획되어 인입부(61)에 의해 형성된 단열부는 단열효과를 극대화 시키기 위해 진공상태를 유지할 수 있도록 함이 바람직하다. 이를 위해 상기 단이본체부(20)과 다이면판부재(50)의 접합이 진공분위기에서 이루어질 수 있도록 함이 바람직하다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 합성수지 압출성형용 다이 플레이트는 고온의 스팀을 외부로 히팅채널부(70)을 따라 흐르게 되고, 이 스팀에 의해 운반된 열에 의해 반죽상태로 유동화된 레진(합성수지재)가 상기 다이플레이트 후면에서부터 고압으로 유입되어 레진투입구(31)의 제 1,2레진유동부(32)(33)를 따라 다이본체부(20) 전면측으로 유동된 후 다이면판부재(50)에 형성된 노즐공(51)을 통해 상기 다이플레이트 전면으로 배출된다. 즉, 상기 유동화된 레진은 제1레진유동부의 출구 측 내경을 보강하기 위해 접합용제에 의해 접합되어진 다이면판부재(50)의 노즐공(51)를 최종 통과하여 전면으로 배출된다.

여기서, 상기 유동화된 레진 즉, 합성수지재는 일정직경의 레진투입구(31)을 통해 압출되기 때문에, 일정직경의봉 형상으로 압출되어 나오게 되는데, 상기 히팅채널부(70)와 다이면판부재(50)의 사이에는 단열부(60)가 형성되어 있으므로 고온의 수지에 의해 상기 다이면판부재(50)에 열응력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 안정적이고도 계속적인 생산이 가능하다.

이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 다이본체부(20)은 용융된 레진(합성수지)와 히팅채널부(70)를 따라 흐르는 열유체에 의해 가열되고, 상기 다이면판부재(50)의 전면은 대기중에 노출되어 상대적으로 온도가 낮다. 이러한 온도차이는 상기 압출부(30)의 다이본체부(20)와 다이면판부재(50)의 사이에 형성된 단열부(61) 즉, 진공단열공간에 의해 상호간의 열전달이 차단되어 접합면부위의 온도편를 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 (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 소정의 두께를 가지는 원판상의 다이본체부와, 상기 다이본체부의 중앙부로부터 소정의 반경의 궤적을 따라 설치되는 내측고정부와, 상기 다이본체부의 가장자리와 소정간격 이격되며 가장자리를 따라 형성되는 외측고정부와, 상기 내측고정부와 상기 외측고정부 사이에 원주 방향으로 소정의 폭으로 형성되며 복수 개의 레진투입구가 형성된 압출부와, 상기 압출부의 상면에 접합되는 것으로 상기 레진투입구와 대응되는 측에 노즐공이 형성된 다이면판부재를 구비하며,
   상기 압출부의 상기 레진투입구들 사이에 형성되어 열교환매체에 의해 상기 레진투입구를 통하여 유동되는 레진을 가열하기 위한 히팅채널부와, 상기 히팅채널부와 대응되는 상기 다이본체부 또는 상기 다이면판부재와 상기 다이본체부의 사이에 형성된 단열부를 구비하고,
   복수의 상기 레진투입구들은
   상기 다이본체부의 중앙부측으로부터 외측 방향으로 인라인상으로 배열되는 다수의 열을 형성하고, 인라인상으로 배열될 열들은 상호 소정간격 이격되며,
   상기 단열부는
   상기 압출부의 표면에 형성된 인입부들이 상기 다이면판부재가 상기 압출부의 표면에 부착되면서 밀폐됨으로서 단열을 위한 단열 진공공간이 형성된 것이며,
   상기 인입부는
   상기 레진투입구들이 인라인상으로 배열된 방향에 나란한 방향으로 길게 형성된 것을 특징으로 하는 합성수지 압출성형용 다이플레이트.

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