KR20040015831A - 재활용부재가 혼합된 혼합합성수지의 사출장치 - Google Patents

Abstract

다양한 용도로 사용과 함께 특히 대형 판재로 구성되는 건축용 판재는 합성수지재만으로 구성될 때 무겁고 성형중 수축에 따른 변형과 함께 비틀림이 발생되어 커다란 판재로서의 상품성을 잃은 문제와 원재료의 대량 사용에 따른 생산비의 증가라는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 합성수지와 왕겨, 벼짚, 톱밥 등의 재활용부재를 각각의 홉퍼로 공급하고, 공급된 원료를 혼합과 압출하는 스크류는 합성수지 용융 압출스크류와 재활용부재의 혼합 및 압출스크류를 선후로 구성하되, 상기 스크류의 선단은 소구경 지름에서 순차적으로 넓어지는 형상의 원뿔형상의 혼합부를 일정 길이로 형성되고 평행의 압출부로 구성되는 스크류로 형성되는 혼합 및 압출장치와, 상기 원료 합성수지를 1차로 수지홉퍼에 투입시켜 실린더 내의 고온에 의한 용융과 압송하며 상기 용융된 수지의 압송에서의 자연냉각과 혼합 및 압출스크류의 혼합부로 공급과 함께 2차 재활용부재를 재활용홉퍼로 공급하여 상기 압송된 용융수지와 혼합하고 혼합된 수지를 압송시켜 성형기로 압출하여 공지와 같이 판재 및 성형물을 성형하도록 함으로 재활용부재가 고온에 의해 타는 것을 방지하고 또한 고른 혼합을 이룰 수 있도록 하여 가볍고 견고한 합성수지물을 얻기 위한 것이다.

Description

재활용부재가 혼합된 혼합합성수지의 사출장치{Injection apparatus of a mixed synthetic resin for using recycle materials}

본 발명은 합성수지에 왕겨, 벼짚, 톱밥 등 재활용부재를 혼합시켜 가볍고 견고하며 수축에 따른 비틀림이 없는 건축 및 산업용 판재 또는 배관 등의 성형물을 제공할 수 있는 재활용부재가 혼합된 혼합합성수지의 사출장치에 관한 것이다.

합성수지는 성형성과 견고성이 우수하면 마모성이 적고 또한 색채를 자유롭게 형성시킬 수 있어 여러 용도에서 많은 사용이 이루어지고 있다.

즉, 각종 생활도구와 기계부품 등에서의 사용과 함께 목재사용에 따른 환경파괴와 비용 절감의 목적으로 최근에는 건축현장에서 벽면을 구축하기 위하여 사용되는 거푸집, 건축물의 내장을 위한 판넬, 일반 산업체에서 물품 운반이 용이하도록 적재하는 파렛트 등 대형판넬로 이용하려는 시도를 하고 있는 실정이다.

상기와 같이 다양한 용도로 사용과 함께 특히 대형 판재로 구성되는 건축용 판재는 합성수지재만으로 구성될 때 무겁고 성형 중 수축에 따른 변형과 함께 비틀림이 발생되어 커다란 판재로서의 상품성을 잃은 문제와 원재료의 대량 사용에 따른 생산비의 증가라는 단점을 가지고 있다.

이에 따라 실용신안등록 제20-0260186호에서는 왕겨 합성수지 판재를 제공하기 위하여 합성수지에 왕겨를 30∼70% 정도로 고르게 혼합 분포시켜 일정한 두께를 갖는 합성수지판재를 구성하고 상기 합성수지 판재의 상,하면에 열접합되는 상,하부 보강망사와 상기 보강망사를 덮어주고 접착하는 수지코팅층이 형성시킨 바 있다.

이러한 선고안은 왕겨혼합 합성수지판재를 압출성형(extrusion molding)기에서 수지와 함께 왕겨를 혼합 또는 혼합상태로 투입하게 되나, 이때에 고온에서 융해(融解 ; melting)되는 수지와 함께 투입된 왕겨가 고온에 의해 타게나 시커먼 상태로 변화와 냄새로 상품성이 결여하게 된다.

또한 상기와 같이 하나의 홉퍼와 함께 공급과 하나의 일률적인 스크류 압송에 따라 왕겨와 수지는 실린더 내에서 스크류에 의한 혼합성이 매우 불량하여 판재의 평균적인 견고성을 유지할 수 없는 등 상품성을 구비하지 못하고 있다.

따라서 선고안에서는 이러한 폐단을 개선하기 위하여 판재 양측면에 보강망과 코팅층으로 견고성과 평활성을 충족시키고 있음에도 불구하고 그 상품성이 결여되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 단점을 개선하기 위하여 안출된 것으로 특히 합성수지와 왕겨, 벼짚, 톱밥 등의 재활용부재(이하 재활용부재)를 각각의 홉퍼로 공급하고,

공급된 원료를 혼합과 압출하는 스크류는 합성수지 용융 압출스크류와 재활용부재의 혼합 및 압출스크류를 선후로 구성하되,

상기 스크류의 선단은 소구경 지름에서 순차적으로 넓어지는 형상의 원뿔형상의 혼합부를 일정 길이로 형성되고 평행의 압출부로 구성되는 스크류로 형성되는 혼합압출장치와,

상기 원료 합성수지를 1차로 수지홉퍼에 투입시켜 실린더 내의 고온에 의한 용융과 압송하며 상기 용융된 수지의 압송에서의 자연냉각과 혼합 및 압출스크류의 혼합부로 공급과 함께 2차 재활용부재를 재활용홉퍼로 공급하여 상기 압송된 용융수지와 혼합하고 혼합된 수지를 압송시켜 성형기로 압출하여 공지와 같이 판재 및 성형물을 성형하도록 함으로 재활용부재가 고온에 의해 타는 것을 방지하고 또한 고른 혼합을 이룰 수 있도록 함을 목적으로 한 발명이다.

도 1은 본 발명의 중요부분을 절개한 실시예의 압출기 정면도.

도 2는 도 1의 중요부분에 대한 확대단면도.

도 3은 본 발명의 실시로 성형된 판재단면도.

도 4는 본 발명의 공정설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10; 압출성형기 20; 실린더 21; 수지공급홉퍼

22; 부재공급홉퍼 23; 수지압출스크류 24; 혼합스크류

25; 투입공 26; 습기제거스크류 27; 습기제거기

28; 일시저장탱크 29; 공급관 30; 구동부

50; 성형장치 100; 합성수지 200; 재활용부재

M; 혼합구간 S; 압출구간

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 왕겨 등의 재활용부재와 합성수지를 혼합한 판재 및 성형물을 얻기 위한 합성 수지재와,

상기 수지재를 얻기 위하여 수지투입홉퍼 및 재활용부재 투입홉퍼에 의한 각각의 투입과 원뿔형의 혼합부를 일정길이 구성하고 압출부를 가지는 각각의 스크류로 구성되며 실린더에는 습기제거기와 저장탱크를 구성하는 합성수지혼합장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명을 실시예를 첨부 도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 중요부분을 절개한 실시예의 압출기정면도. 도 2는 도 1의 중요부분에 대한 확대단면도. 도 3은 본 발명의 실시로 성형된 판재단면도를 도시한 것을 상기 도 1에서와 같이 통상의 압출성형기(10)는 기다란 실린더(20)와 일측의 구동부(30)로부터의 동력으로 회전되는 스크류가 실린더(20) 내에서 회전되어 원료를 투입하는 호퍼에 의해 공급된 원료를 끝단의 노즐로 밀어내도록 구성된다.

본 발명은 상기 종래의 구동부(30)측 실린더(20)에 수지공급홉퍼(21)를 구성하고 일정거리를 두고 재활용 부재공급홉퍼(22)를 구성시켜 합성수지(100)와 재활용부재(200)를 각기 공급하도록 한다.

상기 실린더(20)에는 수지압출스크류(23)와, 이 수지압출스크류(23)와 끼워마춤되는 혼합스크류(24)를 각기 구성하되,

선단(구동부측)으로부터 지름이 순차적으로 넓어지는 원뿔형상의 혼합구간 (M)을 일정 길이 형성하고 평행의 압출구간(S)으로 구성되며 상기 혼합구간(M)은 호퍼의 투입공(25) 하단측에 형성되어 일정한 혼합공간을 형성하여 공급된 합성수지(100)의 혼합과 가열용융하여 압출구간(S)에서 압송하면서 일정온도의 자연냉각을 이루고 혼합스크류(24)의 혼합구간(M)으로 공급하며 부재공급홉퍼(22)로 투입되는 재활용부재(200)가 혼합스크류(24)의 혼합구간(M)에서 혼합되어 압송되도록 하여 한다.

이와 함께 상기 혼합스크류(24)에는 동일형상의 습기제거스크류(26)와 습기제거기(27)를 실린더(20)에 구성하고 실린더(20) 끝단부에는 피스톤을 구성한 일시저장탱크(28)와 공급관(29)을 구성시켜 공급관(29)에 성형장치(50)인 유압프레스, 압출다이, 이형압출, 사출기 등을 구성하게 되는 것이다.

이러한 본 발명은 도 4에 도시된 공정도에 도시된 바와 같이 상기 장치에 의해 합성수지를 홉퍼로 투입과 투입된 수지의 가열용융하고 혼합시켜 압송하는 용융 압송공정과, 압송되는 용융수지를 자연냉각시켜 일정온도로 냉각하는 냉각공정을 거처 압송되며 압송되는 용융수지에 재활용부재를 투입하는 부재투입공정으로 재활용부재가 용융수지에 투입된다.

상기에서 투입되는 재활용부재는 용융수지와 혼합스크류의 혼합구간에서 혼합되고 혼합과 함께 압송되는 혼합 및 압송공정을 거쳐 압송되면서 습기제기를 지나면서 습기를 제거하고 실린더 상부로 구성된 일시저장하는 저장탱크에 저장되는 일시저장공정으로 저장된다.

그리고 저장된 혼합수지는 실린더에 의해 성형장치(50)로 공급되는 혼합수지 공급공정으로 상하금형의 프레스공정으로 성형물을 얻게 되는 것이며 본 발명의 재활용부재의 투입에서 재활용부재와 함께 황토, 맥반석, 옥, 숯 등의 원적외선 방출물 등의 인체자극물질을 함께 투입시켜 인체에 유익한 합성수지물을 얻을 수 있다.

상기 도면에서의 미설명부호 31은 가열장치를 도시한 것이다.

이상과 같은 본 발명은 중요부분을 절개한 실시예의 압출기 정면도를 도시한 도 1을 참조하여 실시예를 설명한다.

본 발명을 실시하기에 앞서 혼합할 공지의 합성수지(200) 원료와 왕겨, 볍짚 또는 톱밥 등의 재활용부재(200)를 일정한 크기와 건조하여 준비하고 본 발명의 압출성형기를 작동시켜 예열 과정을 거친다.

그리고 준비된 원료를 본 발명의 수지공급홉퍼(21)에 합성수지(100)를 공급시키게 되며 합성수지는 수지공급홉퍼(21)를 거쳐 실린더(20) 내의 수지압출스크류 (23)의 혼합구간(M)으로 공급된다.

상기 혼합구간(M)은 원뿔형 스크류로 실린더(20) 내주면과 일정한 공간이 형성되어 있다.

상기 공간으로 공급된 합성수지(100)는 혼합구간(M)에서 회전되는 스크류 날개에 의해 회전 및 교반되고 실린더(20) 주면에 구성된 통상의 가열장치(31)에서 발생되는 고열(수지의 용해를 위해 약 250~300℃의 고열을 발휘하게 되면 날씨 등에 따라 용해온도는 변화될 수 있다)에 의해 용융되어 스크류에 의해 실린더 전면부로 압송된다.

압송되는 용융수지는 상기 가열장치(31)가 종료되는 위치에서부터는 열을 받지 않아 상온에 노출된 실린더(20)가 일정온도의 냉각효과를 발휘하게 된다.

상기에서 압송된 용융수지는 다시 혼합스크류(24)의 혼합구간(M)으로 공급되고 이때에 재활용 부재공급홉퍼(22)로 볍집, 톱밥, 왕겨 등의 재활용부재(200)를 투입시켜 상기에서 공급된 용융수지에 공급하게 된다.

상기 재활용부재는 중량비를 기준으로 하여 재활용부재(200)와 합성수지 (100)를 적당한 비율로 선택시켜 공급한다.

이때에 합성수지의 사용용도에 따라 재활용부재와 함께 맥반석, 황토, 숯 또는 옥, 수정 및 자석분말 등의 인체에 유익한 물질을 함께 투입하여 수지성형물에서 원적외선의 방출로 인체에 유익함과 함께 수지재에 의한 독성을 줄일 수 있도록 한다.

그리고 본 발명은 합성수지와 재활용부재를 각각의 홉퍼로 공급되어 상기 혼합비를 자유로이 조절가능한 효과가 있어 혼합수지의 사용용도에 따른 혼합비를 조절가능한 것이다.

용융수지가 압송되면서 실린더의 자연냉각에 의해 온도저하를 가짐으로서 투입되는 재활용부재(200)는 고열에 의해 타거나 검게 변형되지 않고 왕겨의 형상을 유지시켜 분포된 상태로 혼합된다.

압출기의 가열온도는 합성수지의 성분특성(용융온도의 차이)에 따라 다소 차이가 있지만 모든 종류의 열가소성 합성수지를 용융시킬 수 있는 온도 내에서 가열하는 것이 바람직하다.

이에 따라 용융수지에 재활용부재(200)가 공급되면서 혼합스크류(24)의 혼합구간(M)의 스크류날개는 회전으로 공급된 용융수지와 재활용부재(200)를 혼합시키게 되며 혼합구간(M)의 혼합스크류날은 실린더(20) 내주면과 공간이 형성되어 투입된 부재를 교반으로 균형적인 분포가 이루어지도록 혼합시키게 되는 것이다.

상기에 의해 혼합된 부재는 혼합스크류(24)의 압송구간(S) 스크류날에 의한 압송으로 압송과 함께 실린더에 구성된 습기제거기(27)에 의한 습기 제거를 거쳐 압송되고 끝단부의 피스톤을 구성한 일시저장탱크(28)로 압송되어 일시저장된다.

상기 일시저장은 연속된 프레스작업을 하기 위하여 일시저장되며 하기에서 설명되며 성형장치(50)의 사용에 따라 일시저장을 하거나 또는 노즐 및 공급관(29)으로 바로 성형장치(50)에 공급시킬 수 있다.

즉, 도면에 도시된 실시예는 건축용 판재를 사출하기 위한 성형장치로 공급된 본 발명에 의한 혼합수지부재가 상하 금형 내로 공급되고 상기 금형의 성형시간동안 본 발명에 의해 연속적으로 압송되는 혼합수지부재는 계속 압송됨으로 상기 성형시간동안 일시적으로 일시저장탱크(28)에 저장하고 상기 성형장치(50)에서 성형 완료후 다시 일시저장된 혼합수지부재를 금형에 공급하게 됨으로 연속되는 성형을 이룰 수 있으며 계속 압송되는 혼합수지부재는 정지없이 연속하여 압송시킬 수 있게 되는 것이다.

이러한 본 발명은 합성수지를 홉퍼로 투입과 투입된 합성수지를 가열용융하고 압송하는 용융압송공정과, 압송되는 용융수지를 자연냉각시켜 일정온도로 냉각하는 냉각공정을 거쳐 압송하며 상기에서 압송되는 용융수지에 재활용부재를 투입하는 부재투입공정으로 재활용부재가 용융수지에 투입되어 교반에 의한 혼합을 이루게 되며,

상기에서 투입되어 혼합되는 용융수지와 재활용부재는 혼합스크류의 혼합구간에서 충분하고 고르게 혼합되고 혼합과 함께 압송되는 혼합 및 압송공정을 거처 압송되며 또한 압송중 습기제기와 실린더 상부로 구성된 일시저장탱크에 일시 저장된다.

그리고 저장된 혼합수지는 실린더에 의해 성형프레스로 공급되고 이에 따른 프레스공정으로 성형물을 얻게 되는 것이다.

상기와 같은 혼합비율로 일예의 합성수지 판재를 구성하며 재활용부재(200)가 왕겨일 때에 공지의 합성수지판재에 비하여 중량이 훨씬 가벼운 특징을 발휘하며 판재 내에는 왕겨가 일정하게 분포되는 구조이며 이러한 왕겨는 판재의 수축을 방지 또는 크게 제한시켜 커다란 판재의 성형이 용이하고 성형후 수축에 의한 휨성이 방지되며 고가의 합성수지량을 줄여 경비절감 및 환경오염을 줄일 수 있는 것이다.

그러나 상기 왕겨의 분포 밀도가 기준치보다 많거나 또는 적을 때에는 상기 효과를 저하시키게 됨으로 혼합비를 성형물의 사용용도에 따라 설정하는 것이 바람직하다.

그리고 상기와 같은 왕겨의 혼합에서도 판재의 상하면은 수지층이 일정한 두께로 코팅층을 형성하여 매끄럽고 왕겨의 노출이 없어 건축용 및 생활부재로 사용이 가능한 판재를 구성하게 되는 것이다.

본 발명은 농산물의 부산물 및 폐기물 등의 왕겨, 톱밥, 볏짚 등의 재활용부재와 또는 인체에 유익한 황토, 숯 등의 자극물을 합성수지에 중량비 기준으로 적당량 혼합시켜 혼합수지를 얻고 상기 혼합수지를 이용하여 건축용 판재 및 대형 합성수지재를 성형함으로 원료절감에 따른 생산원가를 낮출 수 있는 효과와 대형 성형물이 수축에 의한 변형 방지와 가벼운 특징 및 방음 단열효과를 증대하며 특히 배합율의 조절이 용이하여 용도에 따른 성형물을 제조가능하고 수지의 사용량을 줄여 외화낭비와 함께 환경오염을 크게 줄일 수 있는 자원절약과 환경보호에 매우 유용한 발명이다.

Claims (3)

1. 구동부(30)의 동력으로 회전되는 스크류가 실린더(20) 내에서 회전되어 호퍼로 공급된 원료를 가열용융하여 끝단의 노즐로 밀어내도록 구성되는 통상의 압출성형기에 있어서,

   상기 구동부(30)측 실린더(20)에 수지공급홉퍼(21)를 구성하고 일정거리를 두고 재활용 부재공급홉퍼(22)를 구성시켜 합성수지(100)와 재활용부재(200)를 각기 공급하도록 함과,

   상기 실린더(20)는 수지압출스크류(23)와, 이 수지압출스크류(23)와 끼워마춤되는 혼합스크류(24)를 각기 구성하되,

   지름이 순차적으로 넓어지는 원뿔형상의 혼합구간(M)을 일정길이 형성하고 평행의 압출구간(S)으로 구성되며 상기 혼합구간(M)은 호퍼의 투입공(25) 하단측에 형성되어 일정한 혼합공간을 형성함과,

   상기 혼합스크류(24)와 함께 습기제거스크류(26)와 습기제거기(27)를 실린더 (20)에 구성하고 실린더(20) 끝단부에는 피스톤을 구성한 일시저장탱크(28)와 공급관(29)을 구성시켜 성형장치(50)에 혼합수지를 공급하도록 하여 재활용부재가 혼합된 혼합합성수지의 사출장치.
2. 합성수지를 홉퍼로 투입과 투입된 합성수지를 가열용융하고 혼합시켜 압송하는 용융 압송공정과, 압송되는 용융수지를 자연냉각시켜 일정온도로 냉각하는 냉각공정으로 일정온도로 냉각되어 압송되는 용융수지에 재활용부재를 투입하는 부재투입공정과,

   상기에서 투입되는 재활용부재는 용융수지와 혼합스크류의 혼합구간에서 혼합되고 혼합과 함께 압송되는 혼합 및 압송공정 및 압송되면서 습기제거와 저장탱크에 일시 저장되는 일시저장공을 거쳐 혼합수지 공급공정으로 성형장치로 공급되도록 하는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 재활용부재가 혼합된 혼합합성수지의 사출장치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 재활용부재와 함께 인체에 유익한 자극물이 투입되는 공정을 결합함을 특징으로 하는 재활용부재가 혼합된 합성수지의 사출장치.