KR102083678B1

KR102083678B1 - 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치

Info

Publication number: KR102083678B1
Application number: KR1020180045777A
Authority: KR
Inventors: 김천곤
Original assignee: 김천곤
Priority date: 2018-04-19
Filing date: 2018-04-19
Publication date: 2020-03-02
Also published as: KR20190122087A

Abstract

본 발명은 원료 정량 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라스틱(사출, 압출, 브로우) 성형시 주재료에 혼합하여 사용하는 색상용 펠렛 즉, 마스터 배치(master batch)를 정밀하게 계량할 수 있는 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치는, 믹서의 일측에 설치되며, 상부로부터 색상 펠렛이 공급되는 수직의 공급 통로가 형성되고 내부에 길이 방향으로 장착공이 관통 형성되어 믹서의 내부와 연통되는 하우징; 관 형상으로 이루어지고 상부 내주연에 길이 방향으로 요홈이 형성되며, 상기 하우징의 공급 통로 선단 장착공에 고정 설치되어 선단이 믹서의 내부로 돌출되는 실린더; 상기 실린더 내에 설치되어 회전함에 따라 축의 둘레에 형성된 나선형의 날개에 의해 색상 펠렛을 믹서로 이송시키는 스크류; 를 포함한다.

Description

균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치{FIXED QUANTITATIVE SUPPLY APPARATUS FOR RAW MATERIAL}

본 발명은 원료 정량 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라스틱(사출, 압출, 브로우) 성형시 주재료에 혼합하여 사용하는 색상용 펠렛 즉, 마스터 배치(master batch)를 정밀하게 계량할 수 있는 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치에 관한 것이다.

일반적으로 플라스틱 성형기는 도 1a에 도시된 바와 같이 원료가 이동하는 실린더(1)의 상부에 주재료를 공급하기 위한 주재료 호퍼(2)가 설치된다. 그리고 주재료 호퍼(2)와 실린더(1) 간에는 믹서(3)가 설치되고, 성형품의 색상을 결정하기 위해 색상 펠렛을 공급하는 마스터 배치 호퍼(4)가 믹서(3)와 연결되어 주재료와 색상 펠렛이 혼합되어 실린더(1)로 공급된다.

여기서 색상 펠렛의 공급은 스크류 피더(screw feeder)(5)에 의해 정해진 양만큼 공급이 이루어지는데, 상기 스크류 피더(5)는 도 1b에 도시된 바와 같이 관 형상으로 이루어진 수평의 실린더(5a)와, 실린더(5b) 내에 설치되어 회전함에 따라 나선형의 날개에 의해 색상 펠렛을 이송시키는 스크류(5b)와 스크류(5b)를 회전시키는 모터로 이루어진다.

이와 같은 구조로 이루어진 스크류 피더(5)는 상기 실린더(5a) 내주연과 스크류(5b)의 날개 외주연 사이의 틈새(G)가 좁으면 정량이 공급되나 색상 펠렛의 끼임 현상이 발생하여 모터에 부하를 발생시키고 모터의 고장을 일으키는 문제점이 있다.

따라서 도 1c에 도시된 바와 같이 실린더(5a) 내주연과 스크류(5b) 날개 외주연 사이의 틈새(G)를 색상 펠렛 크기와 비슷하도록 2mm ~ 5mm로 넓혀 색상 펠렛의 끼임 현상을 방지하였다. 하지만, 이러한 큰 틈새(G)로 인해 색상 펠렛은 정량이 공급되지 않아 색상의 변화가 극심하게 나타나는 색상불량 현상이 발생하는 문제점이 있다. 이러한 문제로 소량의 색소를 계량해야 하는 목적을 달성하기 어려웠다.

KR 등록실용신안공보 제20-0372456호(2004.12.30)

본 발명은 종래와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 실린더 내경과 스크류 외경 사이의 틈새를 0.25 ~ 0.3mm로 최소화하여 정량이 공급되도록 하면서 실린더 내벽 상부에 넓이 6 ~ 7mm, 깊이 3mm의 요홈을 길이 방향으로 형성하여 색상 펠렛의 끼임 현상이 발생하지 않음으로써 색상 펠렛을 균일하고 안정되게 공급하여 균일한 색상 및 안정된 성형을 실현하는 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치는,

믹서의 일측에 설치되며, 상부로부터 색상 펠렛이 공급되는 수직의 공급 통로가 형성되고 내부에 길이 방향으로 장착공이 관통 형성되어 믹서의 내부와 연통되는 하우징;

관 형상으로 이루어지고 상부 내주연에 길이 방향으로 요홈이 형성되며, 상기 하우징의 공급 통로 선단 장착공에 고정 설치되어 선단이 믹서의 내부로 돌출되는 실린더;

상기 실린더 내에 설치되어 회전함에 따라 축의 둘레에 형성된 나선형의 날개에 의해 색상 펠렛을 믹서로 이송시키는 스크류; 를 포함함을 특징으로 한다.

또한, 상기 요홈은 실린더의 내경이 18.5mm 일때, 넓이 6 ~ 7mm, 깊이 3mm로 형성하며, 실린더 내경과 스크류 날개 사이의 틈새를 0.25 ~ 0.3mm로 하되, 실린더 내경과 스크류의 치수 변경에 따라 요홈의 넓이와 깊이는 변경될 수 있음을 특징으로 한다.

또한, 상기 믹서는 그 내부에 가림판을 설치하되, 가림판은 상부가 뾰족하고 내부에 공간이 형성되고, 가림판의 일측으로부터 실린더가 말단이 삽입되어 공간에 위치하도록 하여 주원료와 부원료인 마스터 배치의 혼합이 용이토록 함을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징의 공급 통로 후방의 장착공에는 두 개의 베어링 및 오일 시일이 설치된 베어링 블록이 설치되어 스크류의 축 일단이 두 개의 베어링에 의해 고정 및 지지되며, 베어링을 관통한 축 말단은 하우징의 후방에 설치된 모터와 연결됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치는 실린더에 형성된 요홈에 색상 펠렛이 유입됨에 따라 실린더 내경과 스크류 외경 간의 틈새를 최소화하여 원료의 정량 공급이 이루어져 성형 시 균일한 색상의 제품을 실현한다.

또한, 색상 펠렛의 끼임이 발생하지 않아 모터의 부하 및 정지되는 현상을 방지하는 효과가 있다.

도 1a는 종래에 따른 원료 정량 공급장치를 도시한 단면도.
도 1b는 종래에 따른 원료 정량 공급장치를 도시한 요부 확대 단면도.
도 1c는 종래에 따른 원료 정량 공급장치를 도시한 측단면도.
도 2는 본 발명에 따른 원료 정량 공급장치의 구조를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 원료 정량 공급장치의 구조를 도시한 요부 확대 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 원료 정량 공급장치의 구조를 도시한 요부 확대 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 원료 정량 공급장치의 구조를 도시한 측 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 원료 정량 공급장치의 사용상태를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 원료 정량 공급장치의 사용상태를 도시한 측단면도.

이하, 본 발명에 따른 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 원료 정량 공급장치의 구조를 도시한 단면도이고, 도 3은 원료 정량 공급장치의 구조를 도시한 요부 확대 단면도, 도 4는 원료 정량 공급장치의 구조를 도시한 요부 확대 단면도, 도 5는 원료 정량 공급장치의 구조를 도시한 측 단면도, 도 6은 원료 정량 공급장치의 사용상태를 도시한 단면도, 도 7은 원료 정량 공급장치의 사용상태를 도시한 측단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치(100)는 믹서(3)의 일측에 설치되며, 상부로부터 색상 펠렛(P)이 공급되는 수직의 공급 통로(11)가 형성되고 내부에 길이 방향으로 장착공(12)이 관통 형성되어 믹서(3)의 내부와 연통되는 하우징(10); 관 형상으로 이루어지고 상부 내주연에 길이 방향으로 요홈(21)이 형성되며, 상기 하우징(10)의 공급 통로(11) 선단 장착공(12)에 고정 설치되어 선단이 믹서(3)의 내부로 돌출되는 실린더(20); 상기 실린더(20) 내에 설치되어 회전함에 따라 축(31)의 둘레에 형성된 나선형의 날개(32)에 의해 색상 펠렛(P)을 믹서(3)로 이송시키는 스크류(30); 를 포함한다.

상기 하우징(10)은 믹서(3)의 일측벽에 수평으로 고정 설치되는 것으로, 내부에 수평 방향의 장착공(12)이 길이 방향으로 관통 형성되어 믹서(3)의 내부와 연통된다. 하우징(10)의 후방 쪽에는 수직의 공급 통로(11)가 형성되고, 그 상부에 마스터 배치 호퍼(4)가 설치됨으로써 마스터 배치 호퍼(4)의 색상 펠렛(P)이 공급 통로(11)를 통해 공급된다. 공급 통로(11)는 장착공(12)의 경로 상에 형성되어 서로 연통된다. 그리고 공급 통로(11)의 하부에는 수평의 개폐판(13)이 설치되어 개방된 공급 통로(11)의 하부를 선택적으로 개방할 수 있도록 한다.

상기 실린더(20)는 관 형상으로 이루어지며 하우징(10)의 공급 통로(11) 선단 장착공(12)에 삽입된다. 이러한 실린더(20)는 그 선단이 하우징(10)의 장착공(12)으로부터 돌출되어 믹서(3)의 내부에 위치하도록 한다. 상기 실린더(20)는 하우징(10)에 일측으로부터 관통하여 나선 체결되는 고정 볼트(미도시)에 의해 그 위치가 결정 및 고정된다. 또한, 상기 실린더(20)는 내주연 상부에 길이 방향으로 요홈(21)이 길게 형성된다. 여기서 요홈(21)은 실린더(20)의 내경이 18.5mm 일때, 넓이 6 ~ 7mm, 깊이 3mm로 형성한다. 아울러 상기 실린더(20)는 외주연에 다수의 플랜지(22)를 형성하되 소정의 간격을 두고 형성한다. 이 플랜지(22)의 외주연이 하우징(10)의 장착공(12)에 밀착되어 설치된다.

상기 스크류(30)는 수평의 축(31)과 축(31)의 둘레에 나선형으로 형성되는 날개(32)로 이루어진다. 여기서 날개(32)의 외경은 실린더(20)의 내경보다 약간 작게 형성하여 실린더(20)의 내주연과 스크류(30)의 날개(32) 외주연 사이의 틈새(G)를 최소화한다. 여기서 틈새(G)는 실린더(20)의 내경이 18.5mm 일때, 실린더(20) 내경과 스크류(30) 날개(32) 사이의 틈새(G)를 0.25 ~ 0.3mm로 함이 바람직하다.

한편, 상기 하우징(10)의 공급 통로(11) 후방에 위치한 장착공(12)에는 베어링(B) 및 오일 시일(S)을 내장한 베어링 블록(40)이 고정 설치된다. 여기서 베어링(B)은 두 개를 내장하고, 두 개의 베어링(B)에 스크류(30) 축(31) 일단이 고정 및 지지됨으로써 흔들림 없이 안정된 수평 상태를 유지하며 회전한다. 베어링(B)을 관통한 축(31)의 말단은 모터(M)와 연결되어 모터(M)의 동력을 전달받아 회전한다.

또한, 상기 믹서(3)의 내부 중앙에는 상부가 뾰족하면서 내부에 공간(3a)을 형성한 가림판(3b)이 설치된다. 가림판(3b)은 일측에는 삽입공(3c)이 형성되어 실린더(20)의 말단이 삽입된다. 따라서 스크류(30)에 의해 공급되는 색상 펠렛(P)은 믹서(3)의 상부로부터 공급되어 낙하하는 주재료와의 간섭이 발생하지 않아 실린더(20)로부터 원활하게 배출된다. 이러한 가림판(3b)의 하부에는 교반 날개(3d)가 설치되어 주재료와 색상 펠렛(P)이 혼합된다.

이와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치(100)는 마스터 배치 호퍼(4)로부터 색상 펠렛(P)이 공급되면 공급된 색상 펠렛(P)은 공급 통로(11)로 유입되어 스크류(30)에 의해 믹서(3) 방향으로 이송된다. 여기서 모터(M)의 동력을 전달받은 스크류(30)가 회전함에 따라 나선형 날개(32)가 색상 펠렛(P)을 전진시켜 믹서(3) 방향으로 이동시킨다.

이 과정에서 이동하는 색상 펠렛(P)은 회전하는 날개(32)와 접촉하여 날개(32)를 따라 이동하게 되는데, 날개(32) 주위에 위치한 색상 펠렛(P)은 날개(32)의 외주연과 실린더(20)의 내주연 사이의 틈새(G)로 들어가려는 현상이 발생한다. 이때, 색상 펠렛(P)은 날개(32)를 따라 같이 회전하며 이동하다가 실린더(20)의 상부에 위치한 요홈(21)에 위치하는 순간 요홈(21)으로 삽입되어 끼임상태가 해제된다. 끼임상태가 해제된 색상 펠렛(P)은 자중에 의해 다시 하강하여 날개(32)와 날개(32) 사이의 공간으로 유입되어 회전하는 후속 날개(32)에 의해 또다시 전진 이동하게 된다.

이와 같이 스크류(30)의 날개(32)와 실린더(20) 사이의 틈새(G)에 위치한 색상 펠렛(P)은 날개(32)를 따라 한 바퀴 돌기 전에 요홈(21)에 위치하여 끼임상태가 해제되므로 스크류(30)를 원활하게 회전하고 모터(M)의 부하를 방지하게 된다.

또한, 실린더(20)와 스크류(30)의 틈새(G)가 좁으므로 색상 펠렛(P)은 그만큼 정량으로 공급될 수밖에 없다.

3 : 믹서 3a : 공간
3b : 가림판 3c : 삽입공
3d : 교반 날개 10 : 하우징
11 : 공급 통로 12 : 장착공
13 : 개폐판 20 : 실린더
21 : 요홈 22 : 플랜지
30 : 스크류 31 : 축
32 : 날개 40 : 베어링 블록
B : 베어링 G : 틈새
M : 모터 P : 색상 펠렛

Claims

믹서(3)의 일측에 설치되며, 상부로부터 색상 펠렛(P)이 공급되는 수직의 공급 통로(11)가 형성되고 내부에 길이 방향으로 장착공(12)이 관통 형성되어 믹서(3)의 내부와 연통되는 하우징(10);
관 형상으로 이루어지고 상부 내주연에 길이 방향으로 요홈(21)이 형성되어 색상 펠렛(P)의 끼임 현상을 방지하며, 상기 하우징(10)의 공급 통로(11) 선단 장착공(12)에 고정 설치되어 선단이 믹서(3)의 내부로 돌출되는 실린더(20);
상기 실린더(20) 내에 설치되어 회전함에 따라 축(31)의 둘레에 형성된 나선형의 날개(32)에 의해 색상 펠렛(P)을 믹서(3)로 이송시키는 스크류(30); 를 포함함을 특징으로 하는 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치.
제1 항에 있어서, 상기 하우징(10)의 공급 통로(11) 후방의 장착공에는 두 개의 베어링(B) 및 오일 시일이 설치된 베어링 블록(40)이 설치되어 스크류(30)의 축(31) 일단이 두 개의 베어링(B)에 의해 고정 및 지지되어 스크류 축(31)의 흔들림을 최소화함으로써 계량의 정밀성을 확보함을 특징으로 하는 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치.
제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 믹서(3)는 그 내부에 가림판(3b)을 설치하되, 가림판(3b)은 상부가 뾰족하고 내부에 공간(3a)이 형성되며, 가림판(3b)의 일측으로부터 실린더(20) 말단이 삽입되어 공간(3a)에 위치하도록 함으로써 주원료와 부원료의 균일한 혼합이 이루어짐을 특징으로 하는 균일한 색상 성형을 위한 플라스틱 성형기의 원료 투입부 상단에 설치되는 원료 정량 공급장치.