KR102338336B1 - 합성수지패널의 홀 형성 가이드봉 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지 압출 패널에 홀을 형성하기 위한 가이드 봉 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 합성수지패널에 홀을 성형할 수 있도록 설치된 다수의 가이드 봉을 열교환으로 냉각시킬 수 있도록 된 열교환장치 및
상기 열교환장치 일측에 형성되며 다수의 가이드 봉에 공기를 공급할 수 있도록 된 에어 공급장치를 포함하는 가이드 봉의 냉각장치가 합성수지 압출 다이스 내부 설치된 구성으로서, 본 발명은 합성수지를 압출하여 패널을 성형하는 다이스에 내에 냉각장치를 설치하여 가이드 봉을 냉매로 열교환 함으로 가이드 봉의 표면온도를 다운시킴으로 압출되는 합성수지가 가이드 봉에 달라붙지 않도록 하고, 또한 합성수지 패널에 형성되는 홀이 찌그러지지 않도록 하며, 압출되는 합성수지의 인출속도를 방해하지 않으므로 합성수지 패널의 생산성을 향상시키고 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 동시에 환경친화적인 제품을 생산할 수 있도록 한 합성수지패널의 홀 형성 가이드봉 냉각장치에 관한 것이다.

Description

합성수지패널의 홀 형성 가이드봉 냉각장치{Guide bar cooling device for forming a synthetic resin panel hole}

본 발명은 합성수지 압출 패널에 홀을 형성하기 위한 가이드 봉 냉각장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 합성수지를 압출하여 패널을 성형하는 다이스에 내에 냉각장치를 설치하여 가이드 봉을 냉매로 열교환 함으로 가이드 봉의 표면온도를 다운시킴으로 압출되는 합성수지가 가이드 봉에 달라붙지 않도록 하고, 또한 합성수지 패널에 형성되는 홀이 찌그러지지 않도록 하며, 압출되는 합성수지의 인출속도를 방해하지 않으므로 합성수지 패널의 생산성을 향상시키고 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 하는 동시에 환경친화적인 제품을 생산할 수 있도록 한 합성수지패널의 홀 형성 가이드봉 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지 패널은 압출기로부터 융용공급되는 수지를 다이스에서압출하여 합성수지 패널을 형성한다.

이와 같이 압출 성형되는 합성수지 패널은 한가지 원료만으로 이루어지는 단층 압출 패널이 있고 2가지 이상의 원료를 가지고 압출하여 합성수지 패널을 성형한다.

상기 2가지 이상의 원료를 가지고 합성수지 패널을 성형하는 압출 패널은 내부체와 외부체로 구성되며 통상 내부체는 폐합성수지를 이용하고 외부체는 신재합성수지 원료 또는 재생 합성수지원료를 사용하여 합성수지 이중 압출패널을 성형한다.

이때 한가지 신재합성수지 원료로 패널을 성형하는 경우에는 홀을 성형시 다이스에서 압출되면서 홀이 형성되도록 하더라도 찌그러지는 문제없이 잘 성형 된다.

그러나 합성수지 이중 압출패널에 있어서 폐합성수지의 내부체에 다수의 홀을 형성하기 위해 압출하면 압출시 홀의 형상이 무너져 원형 또는 사각형의 홀이 형성되지 않고 찌그러진 상태로 성형됨으로 압축강도가 떨어지고 상품의 가치 역시 떨어지는 문제점이 있다.

이와 같이 폐합성수지로 된 내부체에 홀을 형성하기 위해서는 홀 성형 가이드 봉을 다이스에 설치하여 압출시 내부체 중심에 다수의 홀을 형성하게 되는데 이때 발생되는 문제점이 폐합성수지를 압출기로 가열 압출하더라도 더 이상 액상으로 묽어지지 않고 물렁물렁한 떡과 같이 압출되면서 홀을 형성하는 가이드봉에 접촉하면 가이드봉과 압출되는 내부체가 모두 고온 상태이므로 내부체가 가이드봉 외면에 달라 붙어 홀이 형성되지 않을 뿐만 아니라 압출되는 패널의 인출 속도가 매우 느려져 생산속도가 떨어지는 문제점이 있다.

이 분야의 선행기술을 살펴보면 등록특허공보 제10-1188737호(등록일자 2012년09월28일)의 "폐합성수지를 이용한 이중 압출 패널 제조 장치, 방법 및 이중 압출 패널"(이하 "선행기술" 이라한다)은 폐합성수지를 내부체 원료로하고 신재수지를 외부체 원료로 하여 각각 발포 및 용융하는 제1 및 제2 압출기와; 상기 제1 및 제2 압출기에서 용융된 폐합성수지원료와 신재수지 원료를 내부체와 외부체로 이중압출 성형하는 금형과; 상기 금형으로부터 합성수지 패널을 싸이징 및 냉각하는 냉각장치와; 상기 냉각된 합성수지 패널을 인출하는 인출기와; 인출기로부터 인출되는 합성수지 패널을 절단하는 절단기로 이루어진 이중 압출장치에 있어서,

내부체(2)와 외부체(3)로 2중 압출할 수 있도록 내부체 가이드홀(42)과 외부체 가이드홀(43)로 형성하되, 상기 내부체 가이드홀(42) 전면에서 후방으로 들어간 위치에 다수의 격벽(45)을 형성하고, 상기 격벽 중앙부에는 착탈되도록 중공 성형부재(44)가 설치되며, 내부체 가이드홀(42) 테두리 전면에 가스배출공(46)이 다수 형성되어 후면 상하부로 배기될 수 있도록 한 금형(40)과 제1 진공부(510)와 제2 진공부(520)가 형성되도록 하단에 물이동공(517')이 구비된 칸막이(517)를 설치하되 상기 제1 진공부(510) 입구(518) 내측에 밀착되도록 상하면에 다수의 배기공(512)을 갖는 싸이징기(511)가 설치되며, 상기 싸이징기(511) 후면에는 합성수지 패널을 이송할 수 있도록 다수의 안내롤러가 설치되고, 상부 양측에 다수의 물 분사노즐(501)을 설치하며, 제1 및 제2 진공부 상부에는 뚜껑(505)을 설치하고 상기 각 뚜껑에는 진공흡입구(504) 및 진공압계기(503)와 물 분사압계기(502)로 이루어진 챔버형 진공기(500)와; 상기 챔버형 진공기에서 합성수지 패널이 이송될 수 있도록 다수의 지지롤러(63)가 설치되고, 상부 양측에 다수의 물 분사노즐(61)이 설치되어 합성수지 패널을 경화시킬 수 있도록 형성하고 전면과 후면 몸체에는 투시창(62)이 형성된 터널형 냉각기(60)로 구성된 것을 특징으로 하는 폐합성수지를 이용한 이중 압출 패널 제조장치가 개시되었다.

이와 같이 구성된 선행기술은 도심과 농촌에 버려지는 폐비닐과 폐합성수지를 재활용함으로 환경오염과 폐기물처리 비용을 절감하고, 또한 컨테이너바닥재, 학교 마루바닥, 건축물 내외장 바닥재를 목재에서 합성수지로 대체함으로 벌목으로 인한 오존층파기와 환경파기를 방지하고 목재패널을 대체할 수 있도록 한 폐합성수지를 이용한 이중 압출 패널 제조 장치, 방법 및 이중 압출 패널에 관한 것임을 알 수 있다.

상기 선행기술은 도 1 내지 도3에서 알 수 있는 바와 같이 금형(다이스)과 싸이징 사이에 봉 형태의 중공 성형부재를 설치하여 압출되는 패널에 중공부(홀)가 형성되도록하고 있다.

그러나 이중합성수지 압출패널은 폐합성수지로 된 내부체와 신재합성수지로 이루어지는 외부체로 패널이 구성되어지며, 이의 내부체 중앙에 다수의 에 홀(중공부)이 중공성형부재에 의해 성형되도록 된 것이다.

상기와 같이 금형 토출부 측에 중공성형부재를 설치하여 내부체가 압출되는 과정에서 중공부(홀)가 형성되도록 하고 있으나 이와 같이 형성되는 중공부는 원형 또는 정사각으로 형성되는 것이 아니라 중공성형부재와 내부체가 달라붙은 상태에서 패널이 압출됨으로 찌그러져 변형된 중공부가 형성되는 문제점이 있으며, 특히 압출되는 패널을 인출기로 잡아 당길 때 인출속도 저하로 인하여 생산성이 떨어지며, 인출기 속도를 높이면 압출되는 패널이 늘어나는 현상이 발생되는 문제점이 있다.

등록특허공보 제10-1188737호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 합성수지를 압출하여 패널을 성형하는 다이스에 가이드 봉을 설치하여 압출 성형되는 패널에 다수의 홀을 형성할 때 고온에 의해 가이드 봉에 합성수지가 달라붙는 것을 방지할 수 있도록 가이드 봉 냉각장치를 설치하여 변형 없는 홀을 형성할 수 있도록 하는 목적과,

다이스 내부의 가이드 봉 일측에 냉각장치를 설치함으로서 가이드 봉의 온도를 낮춰 폐합성수지의 내부체가 달라붙지 않도록 함으로 압출되는 합성수지 패널의 압출 속도와 인출 속도를 높여 생산성을 향상시킬 수 있도록 함으로 제품의 경쟁력을 갖도록 하고, 폐합성수지를 이용하여 합성수지 패널을 생산함으로 폐기물 처리비용을 절약하고 목재를 대체함으로 환경친화적인 합성수지 패널을 제공함을 함을 목적으로 한 합성수지패널 홀 형성 가이드 봉 냉각장치에 관한 것이다.

이와 같은 목적을 갖는 본 발명의 해결수단으로서, 합성수지패널에 홀을 성형할 수 있도록 설치된 다수의 가이드 봉을 열교환으로 냉각시킬 수 있도록 된 열교환장치 및

상기 열교환장치 일측에 형성되며 다수의 가이드 봉에 공기를 공급할 수 있도록 된 에어 공급장치를 포함하는 가이드 봉의 냉각장치가 합성수지 압출 다이스 내부 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 에어 공급장치는 내부에 챔버로 이루어진 에어 공급부를 형성하고 에어공급부 일측 또는 양측에 공기를 공급할 수 있도록 에어 주입관이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 열교환장치는 내부에 다수의 가이드 봉이 관통되고 일측에 냉매 공곱관이 형성되며, 타측에는 냉매 배출관이 설치되어 냉매 공급관으로부터 공급된 냉매에 의해 다수의 가이드 봉과 열교환이 이루어진 후 냉매 배출관으로 배출 순환되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 다수의 가이드 봉은 에어 공급장치의 에어 공급부와 연결되도록 일면에 설치되어 열교환장치의 냉각수 열교환부를 관통하여 가이드 봉 단부가 싸이징 입구까지 연장되도록 돌출된 것을 특징으로 한다.

상기 다이스 내부의 공간부에 설치되는 냉각장치는 다이스의 토출구 측으로 근접설치되도록 몸체 전면 상 하부에 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 다이스 내부에 설치되는 가이드 봉의 냉각장치는 다이스 내면에 형성된 공간부에 설치되고 공간부와 냉각장치 사이의 이격부에는 단열부재가 지지되도록 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 다이스 내부에 설치되는 가이드 봉의 냉각장치는 가이드 봉과 연결되도록 다이스 내면에 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 봉 냉각장치는 냉매 공급관과 냉매 토출관 외부 사이에 증발기가 설치되어 냉매 열교환부에서 뜨거워진 냉매를 쿨링시켜 냉매 공급관을 통하여 냉매 열교환부로 순환 공급할 수 있도록된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 발명은 다수의 홀을 갖는 합성수지 압출 패널 형성시 다이스 내부에 설치된 냉각장치에 의해 가이드 봉이 냉각되어 압출 성형되는 합성수지패널의 내부체와 가이드 봉의 온도차에 의해 가이드 봉 표면에 합성수지가 달라붙지 않고 압출시 원활하게 슬라이딩 됨으로 합성수지 패널 내부체 중심에 횡으로 형성되는 다수의 홀이 변형되지 않고 정 원형 또는 정 사각형을 유지함으로 제품의 강도와 품질을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 합성수지 패널 성형 압출 다이스에 가이드 봉을 냉각시킬 수 있는 냉각장치를 형성함으로서 폐합성수지를 이용한 이중 압출 패널을 성형시 패널에 다수의 홀을 용이하게 형성함으로 합성수지 패널의 강도를 향상시키고 무게를 줄일 수 있도록 하는 효과를 가지며, 또한 합성수지 패널에 다수의 홀을 성형시 압출되는 수지와 가이드 봉이 열에 의해 달라붙는 것을 방지함으로 합성수지 패널의 압출 속도를 높여 패널의 생산성을 증대하는 동시에 패널에 형성되는 홀의 형상이 찌그러지지 않고 형성됨으로 외관이 미려하고 제품의 품질을 향상시키는 효과가 있다. 또한 본 발명은 합성수지패널에 홀을 정확한 형상으로 형성함으로 하중에 의한 내구성을 가지므로 건축바닥재, 컨테이너 바닥재, 토목 및 건축용부재, 항공및 선박 바닥재, 화물차 적재함, 물류 적재장의 바닥재로 사용되는 목재를 대체 사용함으로 벌목으로 인한 환경파괴를 방지하고 폐기되는 합성수지 패널을 재활용할 수 있도록 함으로 환경친화적인 녹색기술을 제공하는 효과가 있다.

도1은 종래의 합성수지 패널 성형장치에 있어서 다이스와 싸이징 사이에 가이드 봉이 설치되어 합성수지가 압출되는 상태를 나타낸 단면도이며,
도2는 상기 도1의 단면도에 있어서 다이스와 가이드 봉의 발췌단면도이며,
도3은 상기 도1 및 도2에 의해 홍이형성된 상태의 합성수지 패널을 나타낸 것이며,
도4는 본 발명의 합성수지 압출 다이스 내부에 설치되는 냉각장치 외형도이며,
도5는 본 발명의 다이스내부에 설치되는 냉각장치 횡단면도이며,
도6은 본 발명의 냉각장치에 있어서 가이드봉과 냉각장치의 결합상태를 일부 발췌한 단면도이며,
도7은 본 발명의 실시예로서 내부체와 외부체가 내부에서 결합되는 다이스의 내부에 냉각장치가 설치된 상태의 종 단면도 이며,
도8은 본 발명의 실시예로서 내부체와 외부체가 토출구 외부에서 결합되는 다이스의 냉각장치가 설치된 상태의 종 단면도이며,
도9는 본 발명의 냉각장치가 다이스 내부 공간부에 설치된 상태를 발췌한 단면도이며,
도10은 본 발명의 다른 실시 예로서 에어 공급부는 다이스에 직접 설치되고 냉각장치는 다이스 공간부에 설치한 상태를 나타낸 단면도이며,
도11 및 도12는 본 발명의 냉각장치를 이용하여 압출 성형한 합성수지 패널에 다수의 홀이 형성된 상태를 나타낸 것이며,
도13은 본 발명의 가이드 봉 냉각장치의 열교환상태를 나타낸 원리도 이며,
도14는 본 발명의 냉각장치로서 물 1ℓ로 가이드 봉을 열교환 후 가이드봉(노즐) 표면 온도를 나타낸 그래프이며,
도15는 본 발명의 냉각장치로서 물 3ℓ로 가이드봉을 열교환 후 가이드봉(노즐) 표면 온도를 나타낸 그래프이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 의거하여 구체적으로 설명하면 다음과같다.

본 발명은 폐합성수지로 된 내부체와 신재합성수지 또는 재생합성수지로된 외부체로 이루어진 이중 합성수지 패널 제조를 위한 홀 성형 냉각장치에 관한 것이다.

특히 본 발명은 합성수지 이중 압출 패널 제조에 있어서 하중에 대한 내구성과 중량을 경량화하기 위해 합성수지 패널의 중심부에 횡으로 다수의 중공부를 갖는 홀을 찌그러짐 없이 형성하기 위함이다.

합성수지 이중 압출패널에 다수의 홀을 형성함으로써 홀이 없는 것이 비하여 냉각과정에서 발생하는 비틀림을 방지하고 또한 상부에서 가해지는 하중에 대한 내구성을 증진시키고 하중을 줄일 수 있도록 함으로써 건축바닥재, 컨테이너 바닥재, 토목 및 건축용부재, 항공및 선박 바닥재, 화물차 적재함, 물류 적재장의 바닥재로 사용되는 목재를 대체 사용함으로 벌목으로 인한 환경파괴를 방지하고 폐기되는 합성수지 패널을 재활용할 수 있도록 함으로 환경친화적인 합성수지 패널을 제공할 수 있도록 한 것이다.

상기 배경기술에서 설명한 바와 같이 합성수지 이중 압출 패널은 폐합성수지로 이루어진 내부체와 신재합성수지 또는 재생합성수지로 이루어진 외부체로 구성된다.

합성수지 이중 압출 패널을 성형시 내부체와 외부체로 구성하는 것은 원료절감과 합성수지폐기물을 재생하여 환경오염 등을 방지할 수 있도록 한 것이다.

본 발명에서 설명되는 내부체의 폐합성수지는 농촌에서 경작용으로 사용되는 폐비닐과 사업현장에서 사용 후 폐기되는 비닐과 패트병 등의 합성수지, 과자봉지등을 이용한 것이다.

즉, 과자봉지와 농촌의 경작용으로 사용된 폐비닐은 수거도 잘 이루어지지 않을 뿐만 아니라 농민들에 의해 산이나 계곡에 버려지고 있으며 이로 인하여 토양오염이 발생된다.

또한 폐비닐을 수거시에는 수거하는 인건비용이 발생되어 지방자치단체의 경제적 부담이 발생되는 동시에 수거된 폐비닐을 소각장에서 소각하는 과정에서 대기오염을 발생시키는 문제점이 있다.

본 발명에서는 이러한 문제점이 있는 폐기물을 별도 세척 없이 흙이 묻은 상태로 용융시켜 펠릿으로 성형하여 내부체 원료로 사용한다.

이와 같이 폐합성수지를 이용한 펠릿은 압출기에서 용융하여 다이스 측으로 압출하게 되는데 폐비닐 등으로 이루어진 내부체의 폐합성수지 펠릿은 용융상태가 물렁물렁한 엿같이 융용되어 액상으로 만들 수 없으며 액상으로 만들기 위해 용융온도를 올리면 용융되는 것이 아니라 탄화되는 특성을 갖는다.

따라서 본 발명에서는 환경오염을 방지하고 대책없이 발생되는 폐비닐, 폐과자봉지, 폐 합성수지 등을 이용하여 합성수지 패널을 성형하여 공급함으로 폐합성수로 인한 환경파괴를 방지하는 동시에 목재를 대체하여 사용할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명은 환경오염 방지와 목재 대체용으로 합성수지 패널을 공급함에 있어서 제품의 품질을 향상시키고, 내구성이 증진되도록 하고, 중량이 경량화된 합성수지패널을 공급할 수 있도록 한 것이다.

이하 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도4는 본 발명의 합성수지 다이스 내부에 설치되는 가이드 봉의 냉각장치 외형도이며, 도5는 본 발명의 가이드 봉의 냉각장치 횡단면도이고, 도6은 본 발명의 냉각장치에 있어서 가이드 봉과 냉각장치의 결합상태를 일부 발췌한 단면도를 나타낸 것이다.

본 발명의 냉각장치(20)는 가이드 봉(50) 내부로 이동되는 공기를 냉각시켜 패널성형을 위해 합성수지를 압출시 가이드 봉(50)의 온도를 다운시켜 압출되는 고온의 합성수지가 가이드 봉(50) 표면에 달라붙는 것을 방지하도록 열교환하는 것이다.

본 발명의 냉각장치(20)는 다이스(10)에서 압출되는 내부체(3)가 이동하는 상하 사이에 위치되도록 하며 최대한 다이스(10) 토출구에 근접되도록 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 냉각장치(20)는 열교환장치(30)와 에어 공급장치(40)로 구성되며, 상기 에어 공급장치(40)는 내부에 챔버 형태의 에어 공급부(41)가 형성되고 일측 또는 양측에 에어 주입관(42)이 형성되어 에어를 가이드 봉(50) 내부로 공급할 수 있다.

상기 에어 공급장치(40)에 설치되는 에어 주입관(42)은 가이드 봉(50)으로 공급하는 에어 양과 다수의 가이드 봉(50)으로 에어가 균일하게 공급되도록 하기 위해 일측 또는 양측에 설치되어 에어를 주입 충진할 수 있다.

또한 상기 에어 주입관(42)은 에어 공급부(41)로부터 공급된 에어가 에어 주입관(42)으로 역류되지 않도록 통상의 가스 체크밸브(도시없음)가 설치된다.

상기 에어 공급장치(40)와 열교환장치(30)는 일체형 또는 분리형으로 제작할 수 있으며 결합시 볼트로 체결하여 하나의 냉각장치(20)가 구성되도록 결합 된다.

본 발명의 도4 및 도5에서는 에어 공급장치(40)와 열교 환장치(30)를 결합하기 위한 볼트는 도시를 생략하였다.

본 발명의 냉각장치(20)에 설치되는 가이드 봉(50)은 공기가 유입되는 일측단부가 에어 공급장치(40)의 에어 공급부(41) 일측 벽에 횡으로 배열 설치된다.

상기 에어 공급장치(40)의 에어 공급부(41) 일측 벽에 횡으로 배열 설치된 가이드 봉(50)은 열교환장치(30)의 냉매 열교환부(31)의 양측 벽을 관통하여 타단부가 노출되도록 설치된다.

상기 열교환장치(30)는 내부에 챔버 형태의 냉매열교환부(31)가 형성되고, 상기 냉매열교환부(31) 일측에는 냉매 공급관(32)이 설치되며 대향되는 타측에는 냉매 배출관(33)을 설치한다. 이때 냉매가 인입되는 냉매 공급관(32)과 타측에 설치되는 냉매 배출관(33)은 설치 위치의 높낮이가 서로 다르게 함으로서 냉매열교환부(31)에서 냉매가 체류되면서 열교환이 더 효율적으로 이루어지도록 함으로 가이드 봉(50)의 중공부(51)로 이동되는 에어를 냉각시켜 분출되도록 한다.

상기 냉각장치(20)의 냉매열교환부(31)에 공급되는 냉매는 냉수, 냉매가스 등의 유체 또는 가스로 이루어진 열교환 매체가 공급되며 냉매는 어느 하나를 한정하는 것이 아니라 열교환 효율이 높은 것을 선태하여 사용할 수 있다.

상기 가이드 봉 냉각장치는 냉매 공급관과 냉매 토출관 외부 사이에 증발기가 설치되어 냉매 열교환부에서 뜨거워진 냉매를 쿨링시켜 냉매 공급관을 통하여 냉매 열교환부로 순환 공급할 수 있도록할 수있다.

또한 냉매열교환부(31)에는 다수의 가이드 봉(50)이 배열관통되고 가이드 봉(50)은 다이스(10)의 토출구 측으로 연장 돌출되어 싸이징(60) 입구측에 위치되도록 하여 합성수지가 다이스(10) 토출부에서 압출되면서 다수의 가이드 봉(50)을 상하에서 감싼 상태로 싸이징(60)으로 인입되어 진공처리 성형된 합성수지 이중 압출패널(1)은 외면이 평활하게 된다.

이와 같이 성형된 합성수지 이중 압출패널(1)은 싸이징(60)을 지나 냉각수조로된 냉각장치 및 인출기, 절단기 등을 거쳐 완제품으로 이루어지며 이렇게 성형된 합성수지 이중 압출패널(1)은 중심부에 횡으로 다수의 홀(2)이 형성된다.

상기 가이드 봉(50)은 내부에 중공부(51)가 형성되어 파이프 형태를 이루며 외면은 매끄럽게 연마하거나 또는 열에 강한 코팅을 하여 압출되는 합성수지가 슬라이딩되도록 한다.

상기 열교환장치(30)를 관통하는 가이드 봉(50)은 고정볼트(52)에 의해 각각 열교환장치의 내 외벽에 체결고정되고 고정볼트(52)는 패킹으로 기밀 처리되어 냉매열교환부(31)의 냉매가 외부로 누출되는 것을 방지한다.

상기 가이드 봉(50)을 체결하는 고정볼트(52)는 시중에서 유통되는 고정볼트를 구입하여 사용한 것으로 가이드 봉(50)은 에어 공급장치(40)의 에어공급부(41)에서 부터 열교환장치(30)의 냉매 열교환부(31)를 관통하여 싸이징(60) 입구까지 일체로 연결된 상태로 설치된다.

즉 가이드 봉(50)을 설치하기 위해 절단하여 연결하는 경우에는 냉매의 열전도성이 떨어져 가이드 봉의 냉각 효과가 떨어지므로 도6과 같이 가이드 봉(50)은 반드시 에어 공급부에서부터 싸이징(60) 입구까지 일체로 연결하여 냉매의 열교환 전도가 잘 이루어지도록 함으로서 가이드 봉의 온도를 다운시켜 접촉되는 합성수지가 달라붙어 인출 속도를 방해하고 형성되는 홀의 형상이 무너지는 것을 방지한다.

본 발명의 첨부된 도7 내지 도10을 설명하기에 앞서 합성수지 이중 압출패널 성형장치를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 가이드 봉의 냉각장치가 적용되는 합성수지 이중 압출장치는 폐합성수지를 내부체 원료로하고 신재합성수지 또는 재생합성수지를 외부체 원료로 하여 이를 각각 펠릿으로 성형한다.

물론 펠릿으로 성형하는 성형장치는 별도로 준비하여 제조된다. 이와 같이 준비된 신재합성수지 펠릿은 외부체로 사용되고, 폐합성수지로 이루어진 펠릿은 내부체로 사용된다.

따라서 각각의 내부체 원료와 외부체 원료는 별도의 사일로에 각각 담겨져 내부체는 내부체 수지를 용융 압출하는 제1 압출기의 호퍼와 연결되고, 외부체 수지는 외부체를 용융 압출하는 제2 압출기의 호퍼와 연결된다.

상기와 같이 연결된 제1 압출기와 제2 압출기는 각각의 원료수지를 용융시켜 다이스(10)로 압출 공급한다.

상기 다이스는 내부 중앙에 내부체 압출로가 형성되어 내부체 수지가 이동되도록하고, 내부체 압출로 상하부에 외부체수지 압출로가 형성되어 용융된 외부체 수지가 이동되도록 한다.

이때 성형되는 합성수지 이중 압출 패널(1)의 중심부에 횡으로 다수의 홀(2)이 형성되도록 다이스 토출구 중앙에 횡으로 가이드 봉(50)을 설치하여 싸이징(60) 입구까지 연결되도록 설치 한다.

이때 가이드 봉은 다이스에서 압출되는 상하 내부체 사이에 위치하게 되면 외부체는 내부체 상하 외면에 중첩되도록 압출된다.

상기 가이드 봉을 중심에 두고 압출되는 내부체와 외부체는 토출구 입구 또는 토출구 전방에서 합쳐져 싸이징으로 인입된 후 진공처리되어 패널로 형성된다.

상기 진공처리 된 패널은 인출기에 당겨지면서 수조로 이루어진 냉각장치와 인출기를 지나 절단기에서 정해진 규격으로 절단됨으로 합성수지 패 널이 완성된다.

이와 같이 형성되는 합성수지 이중 압출패널(1)은 다수의 홀(2)이 형성되나 합성수지 이중 압출패널의 경우에는 내부체가 농촌에서 멀칭 비닐로 사용된 폐비닐과 과자봉지 등으로 이루어진 것이므로 신재합성수지와 같이 용융시 물은 액체로 이루어지는 것이 아니라 짠득찐득하고 물렁물렁한 엿과 같이 형성되므로 압출시 인출속도가 느리고, 고온상태에서 인출됨으로 내부에 위치한 가이드 봉의 온도가 고온으로 가열된 상태이므로 내부체 수지와 가이드봉의 표면이 서로 달라붙어 인출이 원활하게 이루어지지 않게 됨으로 본 발명에서는 상하 내부체가 지나가는 사이의 토출구 내부에 가이드 봉 냉각장치를 설치하여 가이드 봉의 온도를 80℃ 이하로 냉각시켜 줌으로 내부체외 가이드봉이 접촉시 온도차에 의해 달라붙지 않도록한 것이다.

즉 본 발명의 가이드 봉(50)은 냉각된다 하더라고 80℃∼50℃의 온도가 유지됨으로 200℃의 내부체가 달라붙지 않게 된다. 다시 말해서 뜨거운 고온을 갖는 내부체가 갑자기 0℃ 이하의 가이드 봉과 접촉되면 순간적으로 달라 붙는 경우가 발생하겠지만 가이드 봉은 다이스의 열과 압출되는 합성수지의 열에 의해 달궈진 상태이므로 이를 냉각장치로 냉각시켜 80℃∼50℃ 범위로 온도를 낮추게 됨으로 서로 달라 붙지 않고 내부체와 가이드 봉의 온도 편차에 의해 슬라이딩이 원활하게 이루어져 홀(2)이 형성되는 동시에 인출 속도는 방해를 받지 않는다.

따라서 본 발명의 첨부도면 도7 내지 도10은 다이스(10)의 토출구 내측에 가이드 봉의 냉각장치가 매설된 실시예를 내타낸 것이다.

도7은 본 발명의 실시예로서 내부체와 외부체가 내부에서 결합되는 다이스의 내부에 가이드 봉 냉각장치가 설치된 상태의 종 단면도 이며, 도8은 본 발명의 실시예로서 내부체와 외부체가 압출구 외부에서 결합되는 다이스의 가이드 봉의 냉각장치가 설치된 상태의 종 단면도이며, 도9는 본 발명의 가이드 봉의 냉각장치가 다이스 내부에 설치된 상태를 발췌한 단면도이며, 도10은 본 발명의 다른 실시 예의 냉각장치를 다이스에 설치한 상태를 나타낸 단면도를 나타낸 것이다.

상기 도7은 본 발명의 실시예로서 내부체와 외부체가 내부에서 결합되는 다이스의 내부에 가이드 봉 냉각장치가 설치된 상태의 종 단면도로서 다이스 일측에서 내부체가 유입되어 다이스 내측에서 상하로 형성된 내부체 압출로를 따라서 폐합성수지로된 내부체가 다이스의 토출구측으로 압출된 후 싸이징으로 유입되어 진공된다. 이때 다이스(10)의 토출구 내측에는 공간부(11) 가 형성되어 가이드 봉(50)의 냉각장치(20)가 설치된다.

상기 냉각장치(20)는 다이스(10) 내부에 형성된 공간부(11)에 설치되되 공간부(11)와 냉각장치(20) 사이에는 이격부가 형성되고 이의 이격부에는 내열성을 갖는 단열부재(12)가 지지되도록 설치된다.

상기 단열부재(12)는 열전도가 않되는 광물, 세라믹 등의 소재를 사용한 것으로 냉각장치 외면과 공간부(11) 사이의 이격부에 군데군데 다수 설치하여 냉각장치(20)를 지지할 수 있다.

상기 이격부에 설치된 단열부재(12)는 금속으로 이루어진 냉각장치(20)의 몸체(21)를 지지함으로 다이스(10)에 가해지는 열에 의해 부풀어 올라오거나 변형되는 것을 방지토록 지지하는 역할도 겸하게 된다.

또한 전방으로 돌출되도록 설치된 가이드 봉을 지지한 냉각장치(20) 몸체(21) 전면은 상하부 전면으로 경사면(22)을 형성하여 냉각장치(20)가 최대한 토출구 측에 근접되도록 설치된다.

상기 냉각장치(20)의 몸체(21) 전면 상하부에 경사면(22)이 형성되도록 한 것은 다이스(10)의 구조에 따라서 냉각장치(20)의 몸체(21) 전면 상하부에 경사면(22)이 형성될 수도 있고 경사면이 형성되지 않을 수도 있다.

도8은 본 발명의 실시예로서 내부체와 외부체가 압출구 외부에서 결합되는 다이스의 가이드 봉의 냉각장치가 설치된 상태의 종 단면도로서 상기 도7과 동일한 구조로 냉각장치가 설치된다.

상기 도8은 다이스에서 압출되는 내부체와 외부체의 결합이 다이스 토출구 외면 전방에서 결합된 구조를 나타낸 것이다.

도9는 본 발명의 가이드봉의 냉각장치가 다이스 내부에 설치된 상태를 발췌한 단면도로서, 도9는 상기 도7과 도8에서 다이스 내부 공간부(11)에 설치되는 냉각 장치(20)를 구체적으로 설명하기 위해 발췌한 것으로서, 다이스(10)의 공간부(11에 설치되는 냉각장치(20)는 공간부(11) 내벽과 냉각장치 사이에 이격부가 형성되며 이격부에 다수의 단열부재(12)가 설치되어 다이스(10)에서 발생되는 열이 냉각장치(20)에 전달되는 온도를 최대 한 낮출수 있도록 한 것이다.

도9에 도시된 바와 같이 다이스 내부에 형성되는 공간부(11)는 냉각장치의 외형과 대응되는 형상으로 형성되어 냉각장치와의 사이가 이격되어 열이 전달되는 것을 최소화한 것이다.

이와 같이 공간부(11)와 냉각장치(20) 사이에 이격부가 형성되도록 하면 에어 공급장치(40)에 공급된 에어에 가해지는 열을 다운시킴으로 에어 공급부(41)에서 가이드 봉(50)의 중공부(51)로 주입된 공기가 냉매열교환부(31)에서 열교환이 이루어지므로 가이드 봉(50)의 중공부(51)를 통과하는 에어가 토출구와 싸이징(60) 입구 사이에 위한 가이드 봉을 냉각시켜 줌으로 압출 되는 내부체 수지가 가이드봉에 달라붙니 않고 슬라이딩되면서 싸이징 측으로 이동된다.

도10은 본 발명의 다른 실시 예의 냉각장치를 다이스에 설치한 상태를 나타낸 단면도를 나타낸 것으로서 본 발명의 가이드봉 냉각장치를 구성함에 있어서 열교환장치(30)와 에어 공급장치(40)를 각각 구분하여 별개로 형성하되 열교환장치(30)는 다이스(10) 내부에 공간부(11)를 형성하여 설치하고 공간부(11) 후면에 드릴공과 같이 횡으로 관 형태의 구멍을 형성하여 에어 공급부(41)를 형성한 것이다.

도10에 설치된 냉각장치 역시 상기에서 설명한 냉각기능과 동일한 작용효과를 갖는 것으로 단지 냉각장치중 열교환장치(30)부분을 별도 몸체로 형성하여 다이스 내부에 형성된 공간부(11)에 설치하고 그 후방에 에어 공급장치(40)인 에어 공급부(41)를 형성한 것으로 가이드 봉(50)은 에어 공급부(41)에서 공기가 주입되어 열교환장치(30)의 냉매 열교환부(31)를 지나 다이스(10)의 토출구와 싸이징(60) 입구까지 연장되도록 설치한 것이다.

따라서 도10의 에어 공급장치는 에어공급부가 다이스에 일체로 형성된 것이다.

도11 및 도12는 본 발명의 냉각장치를 이용하여 압출성형한 합성수지 이중 압출 패널에 다수의 홀이 형성된 상태를 나타낸 것으로서, 이는 상기에서 설명된 본원 발명의 가이드 봉의 냉각장치(20)를 이용하여 합성수지 이중 압출 패널을 형성한 것을 나타낸 것이다.

이와 같이 형성된 합성수지 이중 압출패널(1)에 다수의 홀(2)이 형성된 상태를 보여 주도록 도시된 것이다.

본 발명의 도11은 합성수지 이중압출 패널에 원형의 홀이 형성된 것이고 도12는 사각형 홀이 형성된 것을 도시한 것이다.

본 발명의 도11의 원형 홀과 도12의 사각홀은 다이스의 토출구와 싸이징 입구와 연결되도록 설치된 가이드 봉의 형상에 따라서 대응 형성된다.

도13은 본 발명의 가이드봉 냉각장치의 열교환상태를 나타낸 원리도로서, 본 발명의 냉각장치에 있어서 냉매 열교환의 원리를 간략하게 나타낸 것으로 에어노즐이라 설명된 것은 본 발명의 가이드봉(50)을 지칭하는 것이며 냉매열교환부(31)를 중심으로 일측에 설치된 가이드 봉(50)으로 에어가 주입되어 타측으로 배출되도록하고 가이드 봉과 교차되는 방양의 일측에서 냉매(물)를 주입하여 내부의 냉매열교환부(31)에서 가이드 봉(50)과 열교환이 이루어지도록 한 후 반대측으로 냉매가 배출되도록 한 것이다.

도14는 본 발명의 냉각장치를 실험에 있어서 물 1ℓ로 가이드 봉을 열교환 후 가이드봉(노즐) 단부 온도를 나타낸 그래프로서, 도14는 도13의 원리에서 일측 에어공급에서 가이드 봉으로 에어를 1분당 5ℓ를 공급하고 다른 일측에서는 냉매열교환부 측으로 물로된 냉매를 1분당 1ℓ를 흘러가듯이 통과시키면서 열교환을 실시한 결과 토출구 외부로 돌출된 가이드 봉의 온도가 119.371℃를 나타내었다.

도14도와 같은 방식으로 가이드 봉을 열교환 할 경우 온도의 저하가 극히 미미한 것을 알 수 있다.

도15는 본 발명의 냉각장치를 시험에 있어서 물 3ℓ로 가이드 봉을 열교환 후 가이드 봉(노즐) 단부 온도를 나타낸 그래프로서, 도15는 도13의 원리에서 일측 에어 공급부에서 가이드 봉으로 에어를 1분당 5ℓ를 공급하고 다른 일측에서는 냉매열교환부측으로 물로된 냉매를 1분당 3ℓ를 흘러가듯이 통과시키면서 열교환을 실시한 결과 토출구 외부로 돌출된 가이드 봉의 표면 온도가 72.89℃를 나타내었다.

도15에서 알 수 있듯이 가이드 봉의 표면온도를 더 낮추기 위해서는 1분당 3ℓ 이상의 물을 흘려서 열교환시키면 가능하다는 결론을 얻을 수 있다.

이상의 도14와 도15에서 알 수 있듯이 본 발명의 가이드 봉의 냉각장치(20)는 에어공급부(41)에서 에어를 1분당 5ℓ를 공급하여 가이드 봉 말단부로 분출되도록 하면서 열교환장치의 냉매 열교환부(31)로 냉수를 일측에서 타측으로 흘러 배출되도록 하되 냉매로 사용되는 물의 양을 1분당 3ℓ 이상으로 공급하여 배출시키면 가이드 봉의 표면온도를 70℃ 이하로 다운시킬 수 있으므로 다이스에서 압출되는 내부체 수지와 가이드 봉은 달라붙지 않게 됨으로 홀이 정확하게 형성되고, 특히 패널성형시 압출되는 패널수지의 인출속도에 전혀 문제가 없음을 할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 합성수지 패널을 성형시 압출 다이스에 가이드 봉의 냉각장치를 형성 함으로서 패널에 다수의 홀을 정확하게 형성함으로 합성수지 패널의 강도를 향상시키고 무게를 줄일 수 있도록 하는 잇점을 가지며, 또한 합성수지 이중 압출 패널에 다수의 홀을 성형시 압출되는 내부체 수지와 가이드 봉이 열에 의해 접착되는 것을 방지함으로 합성수지 이준 압출패널의 압출 속도에 방해를 주지 않으므로 패널의 생산성을 증대하는 동시에 형성되는 홀의 형상이 변형되지 않고 형성됨으로 외관이 미려하고 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록한 것이다.

1:합성수지 이중 압출패널 2:홀
3:내부체 4:외부체
10:다이스 11:공간부
12:단열부재 20:냉각장치
21:몸체 22:경사면
30:열교환장치 31:냉매 열교환부
32:냉매 공급관 33:냉매 배출관
40:에어 공급장치 41:에어 공급부
42:에어 주입관
50:가이드 봉 51:중공부
52:고정볼트 60:싸이징

Claims (8)

1. 합성수지패널에 홀을 성형할 수 있도록 설치된 다수의 가이드 봉을 열교환으로 냉각시킬 수 있도록 된 열교환장치 및
   상기 열교환장치 일측에 형성되며 다수의 가이드 봉에 공기를 공급할 수 있도록 된 에어 공급장치를 포함하는 가이드 봉의 냉각장치가 합성수지 압출 다이스 내부에 설치된 합성수지패널의 홀 형성 가이드봉 냉각장치에 있어서,
   상기 에어 공급장치는 내부에 챔버로 이루어진 에어 공급부를 형성하고 에어공급부 일측 또는 양측에 공기를 공급할 수 있도록 에어 주입관을 포함하고,
   상기 다이스 내부에 설치되는 가이드 봉의 냉각장치는 다이스 내면에 형성된 공간부에 설치되고 공간부와 냉각장치 사이의 이격부에는 단열부재가 지지되도록 설치된 것을 특징으로 하는 합성수지패널의 홀 형성 가이드봉 냉각장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 열교환장치는 내부에 다수의 가이드 봉이 관통되고 일측에 냉매 공곱관이 형성되며, 타측에는 냉매 배출관이 설치되어 냉매 공급관으로부터 공급된 냉매에 의해 다수의 가이드 봉과 열교환이 이루어진 후 냉매 배출관으로 배출 순환되도록 구성된 것을 특징으로 하는 합성수지패널의 홀 형성 가이드봉 냉각장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 가이드 봉은 에어 공급장치의 에어 공급부와 연결되도록 일면에 설치되어 열교환장치의 냉각수 열교환부를 관통하여 가이드 봉 단부가 싸이징 입구까지 연장되도록 돌출된 것을 특징으로 하는 합성수지패널의 홀 형성 가이드봉 냉각장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 다이스 내부의 공간부에 설치되는 냉각장치는 다이스의 토출구 측으로 근접설치되도록 몸체 전면 상 하부에 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 합성수지패널의 홀 형성 가이드봉 냉각장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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