KR102073818B1

KR102073818B1 - 압출 금형용 자석 히터 및 이를 이용한 압출 성형물의 제조 방법

Info

Publication number: KR102073818B1
Application number: KR1020180005643A
Authority: KR
Inventors: 박병로
Original assignee: (유)원테크
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2020-02-25
Also published as: KR20190087182A

Abstract

본 발명은 압출 금형용 자석 히터 및 이를 이용한 압출 성형물의 제조 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 특수하게 설계된 히터 자석을 사용하여 금형 히터의 조립의 용이성과 히터의 내구성을 높임과 동시에 압출 성형물의 제조 생산성을 높일 수 있는 압출 금형용 히터 자석 및 이를 이용한 압출 성형물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 히터를 조립하기 위한 볼트가 압출 금형에 직접 접촉하지 않음으로써 극히 간단한 방식으로 금형에 대한 히터의 밀착 조립이 가능하여 고도의 숙련도가 필요하지 않고 작업 공정의 시간이 단축되며 히터의 내구성을 높임과 동시에 압출 성형물의 제조 생산성을 높일 수 있다.

Description

압출 금형용 자석 히터 및 이를 이용한 압출 성형물의 제조 방법{Heater magnet for extrusion die and process for extruding production}

본 발명은 압출 금형용 자석 히터 및 이를 이용한 압출 성형물의 제조 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 특수하게 설계된 히터 자석을 사용하여 금형 히터의 조립의 용이성과 히터의 내구성을 높임과 동시에 압출 성형물의 제조 생산성을 높일 수 있는 압출 금형용 히터 자석 및 이를 이용한 압출 성형물의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 압출 성형물을 제조하는 압출 장치에 적용되는 압출물은 압출기의 선단에 압출물의 형태를 결정짓는 금형을 용융상태로 통과하면서 원하는 일정한 형태로 성형되면서 순차적으로 사이징 수단과 냉각수가 담겨진 냉각조로 구성되는 냉각수단을 거치면서 냉각되어 압출된 단면 형태를 안정되게 고정시키게 되며 냉각된 압출물은 별도의 인출수단를 통해 일정한 속도로 인출되어 최종적으로 절단장치를 거쳐 적정한 규격으로 커팅되는 일련의 공정을 연속적으로 거치게 된다.

이러한 압출 장치에서 금형은 소재의 종류 등에 따라 적정하게 설정된 온도로 가열되어 금형 내에서의 압출물의 온도 편차 발생을 방지하여 원활한 토출과 성형성을 유지할 수 있도록 구성된다.

이와 같이 압출용 금형을 가열하기 위한 금형가열장치(히터)는 대개 금형의 외면에 밀착되는 다수의 판상 가열체를 연결하여 구성되고 있으며, 상기 가열체는 내측에 위치되어 금형과 직접 접촉함으로써 히터를 통해 전도되는 열을 금형으로 전도시켜 주기위한 열전도판과, 상기 히터의 외측에 밀착 구성되어 가압력을 통해 히터와 열전도판의 접촉효율을 좋게 하여 열전도성이 우수하도록 하는 가압판으로 구성된다.

압출 금형에 열을 올리기 위해 외주면에 밀착 설치되는 히터는 볼트와 너트로 조립되어 금형을 설정된 온도로 가열시킴으로써 금형 내에서의 압출물의 온도편차 발생을 방지하여 원활한 토출과 성형성을 유지할 수 있다.

그러나, 이러한 히터는 볼트와 너트로 직접 조립되기 때문에 작업 공정상 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 히터 조립에 숙련도를 요구하고 있으며, 금형에 직접 접촉되어 고정되므로 금형의 표면이 손상될 뿐만 아니라 압출 성형물의 생산성이 낮다는 문제점들이 있다.

한국 공개특허공보 제10-1993-0016220호(1993년08월26일) 한국 공개특허공보 제10-2008-0100866호(2008년11월21일) 한국 등록실용신안공보 제20-0330814호(2003년10월10일) 한국 등록실용신안공보 제20-0402362호(2005년11월23일)

본 발명자들은 위와 같은 종래의 문제점들이 해소되고, 보다 효율적인 금형 히터를 개발하기 위하여 예의 연구한 결과, 후술하는 바와 같이 히터 자석을 이용하여 압출 금형을 조립할 경우, 위와 같은 종래 기술의 문제점들이 해소될 수 있을 뿐만 아니라, 간단한 방식으로 금형에 대한 히터의 조립이 가능하여 고도의 숙련도가 필요하지 않고 작업 공정의 시간이 단축되며 히터의 내구성을 높임과 동시에 압출 성형물의 제조 생산성을 높일 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명의 목적은 히터를 조립하기 위한 볼트가 압출 금형에 직접 접촉하지 않음으로써 간단한 방식으로 금형에 대한 히터의 조립이 가능하여 고도의 숙련도가 필요하지 않고 작업 공정의 시간이 단축되며 히터의 내구성을 높임과 동시에 압출 성형물의 제조 생산성을 높일 수 있는 압출 금형용 히터 자석 및 이를 이용한 압출 성형물의 제조 방법를 제공하는 것에 있다.

위와 같은 본 발명의 목적은

압출 금형(10)의 외측에서 밀착 조립되어 압출 금형(10)과 직접 접촉하여 열을 전달시키는 금형 히터(20)에 있어서,

상기 금형 히터(20)는 사각 판 형상의 열전도판과 그 내부에 히터선이 설치되어 이루어지고,

히터선이 설치되지 않는 열전도판 영역의 외부 일면에 히터 자석 수용 홀(30)이 금형 히터(20)를 관통하여 형성되며,

상기 자석 수용 홀(30)에는 자석(80)을 수용하는 홀더(60)와 고정쇠(70)가 밀착된 상태로 수용되어 상기 자석(80)이 자력에 의해 압출 금형(10)의 표면에서 결합되어 히터(20)가 압출 금형(10)에 자력에 의해 밀착 조립되는 것을 특징으로 하는 압출 금형의 온도를 유지하기 위한 압출 금형용 자석 히터에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따르면 히터를 조립하기 위한 볼트가 압출 금형에 직접 접촉하지 않음으로써 극히 간단한 방식으로 금형에 대한 히터의 밀착 조립이 가능하여 고도의 숙련도가 필요하지 않고 작업 공정의 시간이 단축되며 히터의 내구성을 높임과 동시에 압출 성형물의 제조 생산성을 높일 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 압출 금형의 히터 조립 상태를 설명하는 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 압출 금형용 압출 금형용 자석 히터의 압출 금형에 대한 결합을 설명하는 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 압출 금형용 압출 금형용 자석 히터의 측면 결합 상태를 설명하는 도면이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 압출 금형용 압출 금형용 자석 히터의 측면 결합 상태를 설명하는 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 압출 금형용 압출 금형용 자석 히터의 홀더의 측면 결합 상태를 설명하는 도면이다.

본 발명은, 일면에 있어서,

상기 자석 수용 홀(30)에는 자석(80)을 수용하는 홀더(60)와 고정쇠(70)가 밀착된 상태로 수용되어 상기 자석(80)이 자력에 의해 압출 금형(10)의 표면에서 결합되어 히터(20)가 압출 금형(10)에 자력에 의해 밀착 조립되는 것을 특징으로 하는 압출 금형의 온도를 유지하기 위한 압출 금형용 자석 히터를 제공한다.

본 발명은, 다른 일면에 있어서,

볼트(40)가 고정쇠(70)을 관통하여 홀더(60)와 결합되고,

상기 홀더(60)는 히터 자석 수용 홀(30) 내에 고정쇠(70)에 일면이 접촉한 상태로 삽입되며 히터 자석(80)은 상기 홀더(60) 내에 수용되고,

상기 고정쇠(70)의 일부는 히터자석 수용 홀(30)에 삽입되고, 다른 일부는 단턱이 돌출 형성되어 열전도판의 외측 표면에 걸림 결합되며, 외측에서 너트(50)가 조임 결합되고, 중심부에는 볼트(40가 관통되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 압출 금형용 자석 히터를 제공한다.

본 발명은, 추가의 일면에 있어서,

상기 자석(80)은 고온에서도 자성을 잃지 않는 시마륨인 것을 특징으로 하는 압출 금형용 자석 히터를 제공한다.

본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서,

상기 홀더(60)는 외측에 걸림부(64)가 구비된 것을 특징으로 하는 압출 금형용 자석 히터를 제공한다.

본 발명은, 다른 추가의 일면에 있어서,

압출기의 선단에 압출물의 형태를 결정하는 금형을 설치하는 단계;

상기 자석을 함유하는 히터를 금형의 외측 사면에서 조립하는 단계;

압출기에 전기를 연결하여 금형의 온도를 승온시키는 단계;

압출물을 용융 상태로 금형을 통과하게 하여 일정한 형태로 성형하는 단계;

성형물을 순차적으로 사이징 수단과 냉각수가 담겨진 냉각조로 구성되는 냉각수단을 거치게 하여 성형물을 냉각시키는 단계; 및

상기 성형물을 일정한 속도로 인출하여 정해진 규격으로 절단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 금형용 자석 히터를 이용한 압출 성형물의 제조 방법을 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 또한, 설명을 용이하게 위하여 전기 배선 등은 생략한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명에 따른 금형 히터(20)는 압출 금형(10)의 외측의 상하좌우의 사면에서 밀착 조립되어 압출 금형(10)과 직접 접촉하여 열을 전달시키는 부재로서 종래 히터를 다이금형에 설치시 볼트와 너트로 연결하는 방법을 발상을 전환하여 힘들이지 않고 간단한 방식으로 밀착 접촉시키기 위해 착상한 것으로서, 일반 자석은 열을 올리면 자성이 없어지지만 고온에 견디는 특수 자석의 일종인 시마륨은 자성에 영향을 받지 않으므로 이러한 자석을 이용하여 압출금형용 히터의 위치를 조절하는 것이 가능하다는 것에 발명을 기초하고 있다.

상기 금형 히터(20)는 일반적으로 이용되는 사각 판 형상의 열전도판과 그 내부에 히터선이 지그재그로 설치되어 이루어지는 기본 구조를 갖는다.

자석 수용 홀(30)은 자석(80)이 안정된 상태로 수용되게 하기 위하여 형성된 홀로서 상기 열전도판의 내부에 히터선이 설치되지 않는 영역의 외부 일면에 금형 히터(20)를 관통하여 형성된다. 물론, 히터(20)가 금형(10)에 부착되는 위치에는 금형의 온도를 감지하는 센서의 삽입구(90)가 형성된다.

상기 자석 수용 홀(30)에는 자석(80)을 수용하는 홀더(60)와 고정쇠(70)가 밀착된 상태로 수용되어 상기 자석(80)이 자력에 의해 압출 금형(10)의 표면에서 결합되어 히터(20)가 압출 금형(10)에 자력에 의해 밀착 조립되게 된다.

좀 더, 구체적으로 설명하자면, 상기 홀더(60)는 히터 자석(80)을 그 내부에 수용하기 위한 것으로서 대체적으로 원통형 형상으로 이루어지되, 일측에 볼트(40) 결합을 위한 홈(62)이 중앙에 형성되고, 가장자리에는 암나사산(61)이 형성되어 볼트(40)의 숫나사산(41)과 유격 결합되고, 타측에는 자석(80)을 수용하는 공간이 형성되고, 자석(80)과 접촉되는 경계면에는 고온에 견디는 탄성 부재(63)를 게재하여 자석(80)을 보호할 수 있게 하고 그 외측에는 자석(80)이 이탈되거나 밀리지 않도록 하는 걸림부(64)가 구비된 것이 더욱 바람직할 수 있다. 이러한 걸림부(64)는 가급적 두께가 얇은 것이 바람직하고 탄성을 갖거나 가지지 않을 수 있는데, 탄성을 갖지 않는 경우에는 자석(80)의 직접 삽입이 용이하지 않을 수 있으므로 측면에 자석(80)의 삽입공간을 확보하여 옆으로 밀어서 고정시킬 수 있고, 이러한 예는 원형 건전지의 삽입 형태와 유사하게 설명될 수 있다.

상기 홀더(60)는 히터 자석 수용 홀(30) 내에 고정쇠(70)와 일면이 접촉한 상태로 삽입된다.

상기 고정쇠(70)는 중공형 마개의 형상을 가지되, 중앙에 볼트(40)가 관통하는 홀이 형성된 구조로서, 히터자석 수용 홀(30)에 삽입되고, 다른 일부는 단턱이 돌출 형성되어 열전도판의 외측 표면에 걸림 결합되며, 외측에서 너트(50)가 조임 결합되고, 중심부에는 볼트(40가 관통되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 따라서, 볼트(40)는 고정쇠(70)을 관통하여 홀더(60)와 유격 결합된다.

상기 자석(80)은 고온에서도 자성을 잃지 않는 시마륨인 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 압출 금형용 압출 금형용 자석 히터의 측면 결합 상태를 설명하는 도면으로서, 고정쇠(70)와 너트를 사용하지 않고, 볼트(45)가 히터(20)의 관통 홀(32)을 통하여 홀더(60)의 홈(62)에 나사 결합되게 할 수도 있다.

이러한 결합에 적합한 히터(20)의 단면 구조는 일측에 홀(32)가 형성되고, 타측은 홀더(60)을 수용하기 위한 홈(31)이 구비된 구조를 갖는 것이 바람직할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 압출 금형용 자석 히터를 이용한 압출 성형물의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 압출 금형용 자석 히터를 이용한 압출 성형물의 제조 방법은 먼저, 압출기의 선단에 압출물의 형태를 결정하는 금형을 설치함으로써 시작한다.

이어서, 앞서 설명한 본 발명에 따른 히터를 금형의 외측 사면에서 조립하게 되는데 볼트나 너트를 사용하지 않고 미리 조립된 형태의 자석 히터를 사용함으로써 밀착 조립이 극히 간단하다.

그 다음은 통상적인 공정으로서, 압출기에 전기를 연결하여 금형의 온도를 승온시키고, 압출물을 호퍼에 유입시킨 후 용융 상태로 금형을 가압 통과하게 하여 일정한 형태로 성형한 후, 성형물을 순차적으로 사이징 수단과 냉각수가 담겨진 냉각조로 구성되는 냉각수단을 거치게 하여 성형물을 냉각시키고 얻어진 상기 성형물을 일정한 속도로 인출하여 정해진 규격으로 절단하여 압출 성형물을 제조한다.

이와 같이 간단한 조작에 의해 히터(20)를 압출 금형에 밀착 조립시킴으로써 공정이 단축되고 압출 성형물의 제조 생산성이 향상될 수 있으며, 금형(10) 또한 볼트 결합에 의한 자국이나 흠집이 형성되지 않으므로 내구성 있게 사용할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 아래에 기재된 특허 청구 범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 금형
20: 히터
30: 홀
40: 볼트
50: 너트
60: 홀더
70: 고정쇠
80: 자석
90: 센서 삽입구

Claims

압출 금형(10)의 외측에서 밀착 조립되어 압출 금형(10)과 직접 접촉하여 열을 전달시키는 금형 히터(20)에 있어서,
상기 금형 히터(20)는 사각 판 형상의 열전도판과 그 내부에 히터선이 설치되어 이루어지고,
히터선이 설치되지 않는 열전도판 영역의 외부 일면에 히터 자석 수용 홀(30)이 금형 히터(20)를 관통하여 형성되며,
상기 자석 수용 홀(30)에는 자석(80)을 수용하는 홀더(60)와 고정쇠(70)가 밀착된 상태로 수용되어 상기 자석(80)이 자력에 의해 압출 금형(10)의 표면에서 결합되어 히터(20)가 압출 금형(10)에 자력에 의해 밀착 조립되는 것과,
볼트(40)가 고정쇠(70)을 관통하여 홀더(60)와 결합되고,
상기 홀더(60)는 히터 자석 수용 홀(30) 내에 고정쇠(70)에 일면이 접촉한 상태로 삽입되며 히터 자석(80)은 상기 홀더(60) 내에 수용되고,
상기 고정쇠(70)의 일부는 히터자석 수용 홀(30)에 삽입되고, 다른 일부는 단턱이 돌출 형성되어 열전도판의 외측 표면에 걸림 결합되며, 외측에서 너트(50)가 조임 결합되고, 중심부에는 볼트(40)가 관통되는 구조로 이루어진 것과,
상기 자석(80)은 고온에서도 자성을 잃지 않는 시마륨인 것과,
상기 홀더(60)는 외측에 걸림부(64)가 구비된 것과,
자석(80)과 접촉되는 경계면에는 고온에 견디는 탄성 부재(63)가 설치되는 것을 특징으로 하며,
상기 자석(80)이 미리 조립된 상기 금형 히터(20)를 상기 압출 금형(10)의 외측 사면에 별도의 볼트를 사용하지 않고 자력으로 밀착 조립함으로써 상기 압출 금형(10)에 대한 상기 금형 히터(20)의 조립이 극히 간단하고,
상기 압출 금형(10) 또한 볼트 결합에 의한 자국이나 흠집이 형성되지 않으므로 내구성 있게 사용할 수 있는
압출 금형용 자석 히터.
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압출 금형(10)의 외측에서 밀착 조립되어 압출 금형(10)과 직접 접촉하여 열을 전달시키는 금형 히터(20)는 사각 판 형상의 열전도판과 그 내부에 히터선이 설치되어 이루어지고, 히터선이 설치되지 않는 열전도판 영역의 외부 일면에 히터 자석 수용 홀(30)이 금형 히터(20)를 관통하여 형성되며, 상기 자석 수용 홀(30)에는 자석(80)을 수용하는 홀더(60)와 고정쇠(70)가 밀착된 상태로 수용되어 상기 자석(80)이 자력에 의해 압출 금형(10)의 표면에서 결합되어 히터(20)가 압출 금형(10)에 자력에 의해 밀착 조립되는 것과, 볼트(40)가 고정쇠(70)을 관통하여 홀더(60)와 결합되고, 상기 홀더(60)는 히터 자석 수용 홀(30) 내에 고정쇠(70)에 일면이 접촉한 상태로 삽입되며 히터 자석(80)은 상기 홀더(60) 내에 수용되고, 상기 고정쇠(70)의 일부는 히터자석 수용 홀(30)에 삽입되고, 다른 일부는 단턱이 돌출 형성되어 열전도판의 외측 표면에 걸림 결합되며, 외측에서 너트(50)가 조임 결합되고, 중심부에는 볼트(40)가 관통되는 구조로 이루어진 것과, 상기 자석(80)은 고온에서도 자성을 잃지 않는 시마륨인 것과, 상기 홀더(60)는 외측에 걸림부(64)가 구비된 것과, 자석(80)과 접촉되는 경계면에는 고온에 견디는 탄성 부재(63)가 설치되며,
상기 자석(80)이 미리 조립된 상기 금형 히터(20)를 상기 압출 금형(10)의 외측 사면에 별도의 볼트를 사용하지 않고 자력으로 밀착 조립함으로써 상기 압출 금형(10)에 대한 상기 금형 히터(20)의 조립이 극히 간단하고,
상기 압출 금형(10) 또한 볼트 결합에 의한 자국이나 흠집이 형성되지 않으므로 내구성 있게 사용할 수 있는
압출 금형용 자석 히터를 이용한 압출 성형물의 제조방법에 있어서,
압출기의 선단에 압출물의 형태를 결정하는 금형을 설치하는 단계;
제1항에 따른 압출 금형용 자석 히터를 금형의 외측 사면에서 별도의 볼트를 사용하지 않고 자력으로 밀착 조립하는 단계;
압출기에 전기를 연결하여 압출 금형의 온도를 승온시키는 단계;
압출물을 용융 상태로 압출 금형을 통과하게 하여 일정한 형태로 성형하는 단계;
성형물을 순차적으로 사이징 수단과 냉각수가 담겨진 냉각조로 구성되는 냉각수단을 거치게 하여 성형물을 냉각시키는 단계; 및
상기 성형물을 일정한 속도로 인출하여 정해진 규격으로 절단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 금형용 자석 히터를 이용한 압출 성형물의 제조 방법.