KR20050076290A - 저발열 고유량 압출스크류 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발열이 크지 않으면서 압출량을 많이 얻을 수 있는 구조의 저발열 고유량 압출스크류에 관한 것으로, 이를 위해 호퍼로 투입되는 열가소성수지가 용융되어 일측으로 안내할 수 있도록 고체공급부와, 용융부와, 미터링부로 구성되는 선형의 몸체와, 상기 수지가 용융되어 일측으로 강제 압송될 수 있도록 상기 몸체의 고체공급부에서부터 미터링부까지 연속되게 나선으로 감겨진 주플레이트 및 상기 미터링부 내의 수지가 소정시간 동안 머물러 완전 용융될 수 있도록 미터링부에 감겨진 주플레이트와 더불어 혼제되게 감겨진 보조플레이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

저발열 고유량 압출스크류{Extrusive Screw For Low Viscous Dissipation And High Flow Rate}

본 발명은 발열이 크지 않으면서 압출량을 많이 얻을 수 있는 압출스크류에 관한 것으로, 보다 상세하게는 호퍼로 투입되는 열가소성수지가 용융되어 일측으로 안내할 수 있도록 고체공급부와, 용융부와, 미터링부로 구성되는 선형의 몸체와, 상기 수지가 용융되어 일측으로 강제 압송될 수 있도록 상기 몸체의 고체공급부에서부터 미터링부까지 연속되게 나선으로 감겨진 주플레이트 및 상기 미터링부 내의 수지가 소정시간 동안 머물러 완전 용융될 수 있도록 미터링부에 감겨진 주플레이트와 더불어 혼제되게 감겨진 보조플레이트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저발열 고유량 압출스크류에 관한 것이다.

일반적으로 압출스크류는 호퍼를 통해 투입된 열가소성수지를 배럴에 장착된 가열기를 통해 용융하면서 일단부에 형성된 배출구로 강제 압출시키는 기능을 한다.

이러한 압출스크류는 압출기의 배럴 내부에 축설되어 투입되는 열가소성수지를 용융상태에 따라 압송하는데, 이는 압출스크류에 나선으로 감겨있는 플레이트로 가능하다.

고분자 물질을 성형하는 방법으로는 압출을 가장 흔하게 사용하는데, 최근들어 화재에 대한 문제와 환경에 대한 문제가 같이 요구되면서 고분자 물질에 산화아연이나 산화 마그네슘등을 다량으로 첨가하게 되었다. 이에 따라 용융수지의 점도가 급격이 증가하여 압출시 고점도에 의한 용융수지의 발열이 증가되고 압출량이 작아지는 단점이 발생되었다.

특히 고속을 요구하는 압출시에는 이러한 발열 현상이 더욱 증가되어 압출스크류의 작업 속도에 제한을 주게 되었다.

이를 방지하기 위해서 종래에는 압축스크류가 축설된 배럴의 외부에 강력한 냉각장치를 장착하였으나, 이 또한 에너지의 소비가 증가되는 문제점은 물론 압출물 간의 온도차가 발생되어 품질이 매우 떨어지는 단점이 발생되었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 발열이 크지 않으면서 압출량을 많이 얻을 수 있는 저발열 고유량 압출스크류를 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 제 2목적은, 미터링부 내의 수지가 소정시간 동안 머물러 완전 용융될 수 있도록 상기 미터링부에는 주플레이트와 더불어 보조플레이트가 혼제되게 감겨져 구성되는 저발열 고유량 압축스크류를 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적들은, 호퍼(300)에 투입된 열가소성 수지를 배럴(200)을 통해 용융하면서 일단부로 강제 압출될 수 있도록 배럴의 내부에 설치되는 압출스크류(100)에 있어서,

상기 수지의 용융상태에 따라 일측으로 안내할 수 있도록 소정직경을 갖는 고체공급부(111)와, 상기 고체공급부(111)에 대해 일체로 연장되며 일측으로 갈수록 직경이 점진적으로 증가되는 테이퍼형태를 갖는 용융부(112)와, 상기 용융부(112)에 대해 일체로 연장되어 상기 고체공급부(111)에 비해 상대적으로 큰 직경을 갖는 미터링부(113)로 구성되는 선형의 몸체(110)와, 상기 수지가 용융되어 일측으로 강제 압송될 수 있도록 상기 몸체(110)의 고체공급부(111)에서부터 미터링부(113)까지 연속되게 나선으로 감겨진 주플레이트(110a) 및 상기 미터링부(113) 내의 상기 수지가 소정시간 동안 머물러 완전 용융될 수 있도록 미터링부(113)에 감겨진 주플레이트(110a)와 더불어 혼제되게 감겨진 보조플레이트(113a);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저발열 고유량 압출스크류 구성되는 것을 특징으로 하는 저발열 고유량 압출스크류에 의해서 달성된다.

상기에서 보조플레이트(113a)는 배럴(200)과의 간격이 0.1mm ~ 1.0mm인 것이 바람직하다.

상기에서 미터링부(113)의 길이는 주플레이트(110a) 지름의 3배 이상 10배 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 저발열 고유량 압출스크류에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 저발열 고유량 압출스크류가 적용된 압출기를 도시한 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 압출기(1000)의 압출스크류(100)는 호퍼(300)를 통해 투입된 열가소성수지를 금형 내의 성형조건에 적합한 압력과 속도로 압송시키는 기능을 한다.

이러한 압출스크류(100)는 압출기(1000)의 배럴(200) 내부에 축설되어 투입되는 열가소성수지를 용융상태에 따라 압송하는 기능을 하게 되는데, 이는 압출스크류(100)의 외주연에 나선으로 감겨있는 주플레이트(100a)로 가능하다.

이렇게 나선으로 감긴 주플레이트(100a)는 호퍼(300)를 통해 투입된 용융수지를 압송하여 배럴(200)의 일측으로 충진시킨다. 이 때 소망하는 량만큼 충진된 용융수지는 충진압력이 발생되는데, 이러한 충진압력이 미리 설정된 압출스크류(100)의 배압 보다 크게 되면 압출스크류(100)는 호퍼방향 즉, 타측으로 이동하게 된다. 이 후 압출스크류(100)는 회전을 멈추고 성형조건에 적합한 압력과 속도로 일측으로 다시 재이송되여 용융수지를 금형으로 압출하게 된다.

한편 배럴(200)의 내부로 투입되는 열가소성수지는 배럴(200)의 외주연에 장착된 다수의 히터기(400)에 의해서 용융이 가능하다.

도 2는 본 발명에 따른 저발열 고유량 압출스크류를 도시한 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 압출스크류(100)는 크게 2부분으로 나뉘어지는데, 이는 선형의 몸체(110)와, 몸체(110)의 외주연을 따라 나선으로 감겨진 주플레이트(110a)로 구성된다.

먼저 본 발명에 따른 저발열 고유량 압출스크류(100)에 대한 설명에 앞서, 호퍼(300)를 통해 배럴(200) 내부로 투입되는 고체성 열가소성수지는 배럴(200)의 외부로 압출되기까지 완전용융되기에는 약간 불충분하게 미용융되는 것을 조건으로 한다.

여기서 몸체(110)는 열가소성수지 원료의 용융정도에 따라 일측으로 안내할 수 있도록 소정직경을 갖는 고체공급부(111)와, 상기 고체공급부(111)에 일체로 연결되어 일측으로 갈수록 직경이 점진적으로 증가되는 테이퍼형태를 갖는 용융부(112)와, 용융부(112)에 일체로 연결되어 상기 고체공급부(111)에 비해 상대적으로 큰 직경을 갖는 미터링부(113)로 구성된다. 이 때 주플레이트(110a)는 고체공급부(111)에서 부터 미터링부(113)까지 균일하게 나선으로 감겨 구성된다.

고체공급부(111)는 몸체(110)의 타측에 해당하는 부위로 호퍼(300)로 투입되는 고체성 열가소성수지를 이송하는 기능을 한다. 이 때 직경은 용융부(112) 및 미터링부(113)에 비해 상대적으로 작은 직경을 갖게 형성되어 배럴(200)과의 사이에서 비교적 많은 공간이 형성되는 구조이다.

용융부(112)는 몸체(110)의 중앙에 해당하는 부위로 축방향으로 진행하면서 배럴(200)과의 공간이 점차 협소되도록 일측으로 갈수록 직경이 점진적으로 증가되는 테이퍼형태를 갖는다. 이러한 용융부(112)의 형태는 고체공급부(111)에서 용융된 열가소성수지의 입자 크기에 따라 일측으로 압송될 수 있는 구조이다.

그리고 미터링부(113)는 몸체(110)의 일측에 해당하는 부위로 일정크기 만큼 용융된 열가소성수지만 배럴(200)를 통해 외부의 금형으로 배출될 수 있도록 고체공급부(111) 및 용융부(112) 보다 상대적으로 큰 직경을 갖는다. 따라서 미터링부(113)는 배럴(200)과의 내경과 매우 근접하게 되므로 용융수지가 일측으로 압송되기 위해서는 완전용융이 요구된다.

이를 위해 미터링부(113)는 용융수지가 소정시간 동안 머물러 완전 용융될 수 있도록 보조플레이트(113a)를 포함하고 있는데, 이러한 보조플레이트(113a)는 미터링부(113)에 감겨진 주플레이트(110a)와 혼제되게 감겨져 구성된다.

여기서 보조플레이트(113a)는 미용융된 열가소성수지가 일측으로 압송되지 못하도록 배럴(200)과 약 0.1mm ~ 1.0mm 이하의 간격을 갖으며, 미용융수지가 충분한 열을 흡수 할 수 있도록 압송속도는 낮춰주는 기능을 한다.

이렇게 구성된 미터링부(113)는 열가소성수지를 소정시간 동안 머물게 하여 미용융수지와 완전용융수지의 균질화가 실시되도록 한다. 이러한 균질화된 용융수지는 배럴(200)의 일측에 형성된 배출구를 통해 일정량씩 금형으로 압출하게 된다.

이렇듯 미터링부(113)의 열가소성수지는 균일하게 완전용융되어 비교적 많은 량의 용융수지가 일정량씩 압출되므로, 비교적 발열이 높지 않으면서도 많은 량의 용융수지를 압출할 수 있다.

한편 미터링부(113)의 길이는 주플레이트(110a) 지름의 3배 이상 10배 이하로 구성되는 것이 바람직하다. 이는 미터링부(113)의 길이가 주플레이트(110a) 지름의 3배 이하일 경우, 미용융수지의 충분한 용융이 이루어지지 못하여 이로 인한 미용융수지와 완전용융수지의 불균일화의 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다.

아울러 미터링부(113)의 길이가 주플레이트(110a) 지름의 10배 이상일 경우에는, 배럴(200)에 장착된 히터기(400)의 연속되는 가열에 따른 용융수지의 고발열에 대한 원인이 되며, 이에 따른 에너지의 낭비가 되는 원인이 되기 때문에 적절치 않다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 저발열 고유량 압출스크류(100)에서 미터링부(113)에 혼제되게 감긴 보조플레이트(113a)는 배럴(200)의 크기 또는 주플레이트(110a)의 직경에 따라 감긴 횟수가 달리 할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 저발열 고유량 압출스크류는, 용융수지가 균일하게 완전용융되어 비교적 많은 량의 용융수지가 일정량씩 압출되므로, 비교적 발열이 높지 않으면서도 많은 량의 용융수지를 압출할 수 있는 특징이 있다.

이에 따라 균일한 압출물을 얻을 수 있어 압출물의 불량에 따른 손실을 방지할 수 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

도 1은 본 발명에 따른 저발열 고유량 압출스크류가 적용된 압출기를 도시한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 저발열 고유량 압출스크류를 도시한 사시도이다.

< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 >

100: 압출스크류 110: 몸체

110a: 주플레이트 111: 고체공급부

112: 용융부 113: 미터링부

113a: 보조플레이트 200: 배럴

300: 호퍼 400: 히터기

1000: 압출기

Claims (3)

1. 호퍼(300)에 투입된 열가소성 수지를 배럴(200)을 통해 용융하면서 일단부로 강제 압출될 수 있도록 배럴의 내부에 설치되는 압출스크류(100)에 있어서,

   상기 수지의 용융상태에 따라 일측으로 안내할 수 있도록 소정직경을 갖는 고체공급부(111)와, 상기 고체공급부(111)에 대해 일체로 연장되며 일측으로 갈수록 직경이 점진적으로 증가되는 테이퍼형태를 갖는 용융부(112)와, 상기 용융부(112)에 대해 일체로 연장되어 상기 고체공급부(111)에 비해 상대적으로 큰 직경을 갖는 미터링부(113)로 구성되는 선형의 몸체(110);

   상기 수지가 용융되어 일측으로 강제 압송될 수 있도록 상기 몸체(110)의 고체공급부(111)에서부터 미터링부(113)까지 연속되게 나선으로 감겨진 주플레이트(110a); 및

   상기 미터링부(113) 내의 상기 수지가 소정시간 동안 머물러 완전 용융될 수 있도록 미터링부(113)에 감겨진 주플레이트(110a)와 더불어 혼제되게 감겨진 보조플레이트(113a);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저발열 고유량 압출스크류.
2. 제 1항에 있어서, 상기 보조플레이트(113a)는 배럴(200)과의 간격이 0.1mm ~ 1.0mm인 것을 특징으로 하는 저발열 고유량 압출스크류.
3. 제 1항에 있어서, 상기 미터링부(113)의 길이는 주플레이트(110a) 지름의 3배 이상 10배 이하인 것을 특징으로 하는 저발열 고유량 압출스크류.