KR20060096344A - Extrusion apparatus, production method of extrudate and extrudate - Google Patents
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Abstract
과제assignment
성형품의 강도를 향상시킬 수 있는 압출 성형 장치를 제공하는 것이다. An extrusion molding apparatus capable of improving the strength of a molded article is provided.
해결 수단Resolution
보강용 섬유를 함유한 성형 재료를 다이 (1) 의 압출 구멍 (2) 으로부터 연속적으로 밀어내어, 상기 성형 재료를 성형품으로 성형하는 압출 성형 장치로서, 상기 압출 구멍 (2) 내 또는 압출 구멍 (2) 근방의 다이 (1) 내에 성형 재료를 교반하기 위한 교반 수단을 형성한 것이다. 교반 수단으로는, 압출 구멍 (2) 내 또는 그 근방의 다이 (1) 내에 위치하고 또한 회전하는 핀 (5) 의 외주에 형성한 선재 (7) 등이 사용된다. 이 압출 성형 장치에 의해, 상기 성형 재료를 성형하여 성형품을 제조한다. An extrusion molding apparatus for continuously molding a molding material containing reinforcing fibers from an extrusion hole 2 of a die 1 to mold the molding material into a molded article, wherein the molding material in the extrusion hole 2 or the extrusion hole 2 A stirring means for stirring the molding material in the die 1 in the vicinity thereof is formed. As a stirring means, the wire 7 etc. which were formed in the outer periphery of the pin 5 located in the die 1 of the extrusion hole 2 or its vicinity, and are rotating are used. By this extrusion molding apparatus, the said molding material is shape | molded and a molded article is manufactured.
압출, 압출 성형 장치, 교반 Extrusion, extrusion molding apparatus, stirring
Description
도 1 은 본 발명의 1 실시 형태인 압출 성형 장치의 주요부를 나타내는 개략 단면도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic sectional drawing which shows the principal part of the extrusion molding apparatus which is 1 Embodiment of this invention.
도 2 는 압출 성형 장치의 대략적인 전체 구성을 나타내는 개략 단면도이다. 2 is a schematic cross-sectional view showing a general overall configuration of an extrusion apparatus.
도 3의(a) 는 본 발명에서의 핀의 다른 예를 도시하는 측면도, (b) 는 그 정면도이다. (A) is a side view which shows the other example of the pin in this invention, (b) is the front view.
도 4의(a) 는 본 발명에서의 핀의 또 다른 예를 도시하는 측면도, (b)는 그 정면도이다. Fig. 4A is a side view showing still another example of the pin in the present invention, and Fig. 4B is a front view thereof.
도 5 는 실시예 1 에서 얻은 성형품에서의 압출 방향에 대한 보강용 섬유의 각도의 누적 도수를 나타내는 그래프이다. It is a graph which shows the cumulative frequency of the angle of the fiber for reinforcement with respect to the extrusion direction in the molded article obtained in Example 1. FIG.
도 6 은 실시예 2 에서 얻은 성형품에서의 압출 방향에 대한 보강용 섬유의 각도의 누적 도수를 나타내는 그래프이다. It is a graph which shows the cumulative frequency of the angle of the fiber for reinforcement with respect to the extrusion direction in the molded article obtained in Example 2. FIG.
도 7 은 실시예 3 에서 얻은 성형품에서의 압출 방향에 대한 보강용 섬유의 각도의 누적 도수를 나타내는 그래프이다. It is a graph which shows the cumulative frequency of the angle of the fiber for reinforcement with respect to the extrusion direction in the molded article obtained in Example 3. FIG.
도 8 은 비교예에서 얻은 성형품에서의 압출 방향에 대한 보강용 섬유의 각도의 누적 도수를 나타내는 그래프이다. It is a graph which shows the cumulative frequency of the angle of the fiber for reinforcement with respect to the extrusion direction in the molded article obtained by the comparative example.
부호의 설명Explanation of the sign
1 다이 2 압출 구멍1 die and 2 extrusion holes
3 유로 5 핀3 Euro 5 Pin
7 선재 26 선재7
27 돌기 51 핀27 turning 51 pin
52 핀52 pin
[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보2002-67020호[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-67020
[특허 문헌 2] 일본 공개특허공보2002-79568호[Patent Document 2] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-79568
본 발명은 기계적 강도가 향상된 성형품을 얻을 수 있는 압출 성형 장치 및 이것을 사용하는 성형품의 제조 방법, 및 기계적 강도가 향상된 압출 성형품에 관한 것이다. The present invention relates to an extrusion molding apparatus capable of obtaining a molded article with improved mechanical strength, a method for producing a molded article using the same, and an extruded molded article with improved mechanical strength.
일반적으로, 촉매, 촉매 담체, 흡착재, 건조재, 조습재 등은 지름 2 ∼ 10mm, 길이 2 ∼ 20mm 정도의 원주형 또는 원통형의 성형품으로 성형되며, 이를 반응기에 충진하여 여러 가지 화학 반응 프로세스에 사용한다. 이러한 촉매 등의 성형품을 제조하기 위해서, 종래로부터 압출 성형법이 채용되어왔다. In general, catalysts, catalyst carriers, adsorbents, drying materials, and moisturizing materials are molded into cylindrical or cylindrical shaped articles having a diameter of 2 to 10 mm and a length of 2 to 20 mm, which are filled in a reactor and used in various chemical reaction processes. do. In order to manufacture molded articles, such as a catalyst, the extrusion molding method has been employ | adopted conventionally.
즉, 알루미나 등의 연질 점토상 재료를 다이로부터 연속적으로 밀어낸 성형 품을 작게 절단하여 성형품을 제조한다. 특허 문헌 1, 2 에는 이러한 성형품의 절단 치수 정밀도를 향상시킨 압출 성형 장치가 개시되어 있다. That is, a molded article is manufactured by cutting small the molded article which continuously pushed soft clay materials such as alumina from the die.
그런데, 성형품의 강도를 높여 성형품이 쉽게 파손되지 않도록 하기 위해서, 성형 재료에 섬유를 섞어 넣어 분산시키는 것이 행하여지고 있다. 그러나, 압출 성형으로 제조한 성형품은 가령 섬유가 분산되어 있더라도, 바닥에 떨어뜨리는 등에 의해 충격이 가해지는 경우, 쉽게 깨진다는 문제가 있었다. 특히 원주형 또는 원통형 성형품의 경우, 그 축 방향으로 깨지기 쉬웠다. By the way, in order to raise the intensity | strength of a molded article and to prevent a molded article from being easily damaged, mixing and dispersing fiber in a molding material is performed. However, the molded article produced by extrusion molding has a problem that even when the fibers are dispersed, when the impact is applied by dropping on the floor or the like, the molded article is easily broken. Especially in the case of columnar or cylindrical shaped articles, they were fragile in the axial direction.
본 발명의 과제는 성형품이 깨어지지 않도록, 성형품의 강도를 향상시킬 수 있는 압출 성형 장치 및 이를 사용하는 성형품의 제조 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an extrusion molding apparatus capable of improving the strength of a molded article so that the molded article is not broken, and a method for producing a molded article using the same.
본 발명의 다른 과제는 깨어짐에 대한 강도가 향상된 압출 성형품을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an extrusion molded article with improved strength against cracking.
본 발명자 등은 상기한 성형품이 그 축 방향, 즉 압출 방향으로 깨지기 쉬운 원인에 관해서 여러 가지 조사를 실시한 결과, 성형품 내의 섬유 방향이 압출 방향과 나란하기 때문이라는 것을 알게 되었다. 이것은 압출시에 성형 재료가 압출 구멍으로 향하는 흐름 안에서 섬유가 당해 흐름 방향에 대해 정렬되기 때문이라고 생각된다. 그래서, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 압출 성형 장치 내의 다이에 형성된 압출 구멍 내 또는 그 근방의 다이 내에 성형 재료를 교반하기 위한 교반 수단을 형성함으로써, 압출시 성형 재료 내의 섬유가 불규칙하게 분산되기 때 문에, 성형품의 강도가 향상된다는 새로운 사실을 발견하고, 본 발명의 완성에 이르렀다. The inventors of the present invention have found that the fiber direction in the molded article is parallel to the extrusion direction as a result of various investigations as to the cause of the above-mentioned molded article brittle in the axial direction, that is, the extrusion direction. This is considered to be because the fibers are aligned with respect to the flow direction in the flow in which the molding material is directed to the extrusion holes during extrusion. Thus, the present inventors have diligently studied to form stirring means for stirring the molding material in the extrusion holes formed in the die in the extrusion molding apparatus or in the dies thereof, whereby the fibers in the molding material are irregularly dispersed during extrusion. As a result, a new fact that the strength of the molded article is improved is found, and the present invention has been completed.
즉, 본 발명의 압출 성형 장치는 성형 재료를 다이의 압출 구멍으로부터 연속적으로 밀어내어, 상기 성형 재료를 성형품으로 성형하는 장치로서, 상기 압출 구멍 내 또는 압출 구멍 근방의 다이 내에 성형 재료를 교반하기 위한 교반 수단을 형성한 것을 특징으로 한다. That is, the extrusion molding apparatus of the present invention is a device which continuously pushes a molding material out of an extrusion hole of a die, and molds the molding material into a molded article, which is for stirring the molding material in the extrusion hole or in the die near the extrusion hole. It is characterized by forming a stirring means.
상기 교반 수단으로는 압출 구멍 내 또는 그 근방의 다이 내에 위치여 회전하는 핀의 외주에 형성한 돌기물을 들 수 있다. As said stirring means, the protrusion formed in the outer periphery of the pin rotated in the die of the extrusion hole or its vicinity is mentioned.
또한, 본 발명에 관한 성형품의 제조 방법은 상기 압출 성형 장치에 의해, 보강용 섬유를 함유한 성형 재료를 성형하는 것을 특징으로 한다. Moreover, the manufacturing method of the molded article which concerns on this invention is characterized by shape | molding the molding material containing the fiber for reinforcement by the said extrusion molding apparatus.
더욱이, 본 발명의 압출 성형품은 보강용 섬유를 함유한 것으로, 상기 보강용 섬유는 압출 방향에 대한 50% 누적 도수의 각도가 20°이상이고, 또한 90% 누적 도수의 각도와 10% 누적 도수의 각도의 차가 40°이상인 것을 특징으로 한다. 바람직하게는 상기 보강용 섬유는 압출 방향에 대한 50% 누적 도수의 각도가 30°이상이고, 또한 90% 누적 도수의 각도와 10% 누적 도수의 각도의 차가 50°이상이다.Furthermore, the extruded article of the present invention contains reinforcing fibers, wherein the reinforcing fibers have an angle of 50% cumulative frequency with respect to the extrusion direction of 20 ° or more, and an angle of 90% cumulative frequency and 10% cumulative frequency. The difference in angle is characterized by more than 40 °. Preferably, the reinforcing fiber has an angle of 50% cumulative frequency with respect to the extrusion direction of 30 ° or more, and a difference between an angle of 90% cumulative frequency and an angle of 10% cumulative frequency of 50 ° or more.
발명을 실시하기To practice the invention 위한 최선의 형태 Best form for
본 발명의 1 실시 형태를 도 1 및 도 2 에 나타낸다. 도 1 은 이 실시 형태에 관한 압출 성형 장치의 주요부인 압출 구멍과 그 주변의 구조를 나타내고 있다. 1 and 2 show one embodiment of the present invention. FIG. 1: has shown the extrusion hole which is a principal part of the extrusion apparatus which concerns on this embodiment, and the structure of the periphery.
다이 (1) 는 성형 장치 (10) 의 전면 (前面) 에 부착되고, 성형 재료가 연속적으로 밀어내어지는 압출 구멍 (2) 을 갖고 있다. 압출 구멍 (2) 의 후방에는 성형 재료가 압출 구멍 (2) 을 향하여 흐르는 유로 (3) 가 형성되어 있다. 압출 구멍 (2) 후방의 유로 (3) 내에는 스크류 (4) 가 형성되어 있다. 이 스크류 (4) 는 플런저식 압출 장치나 스크류식 압출 장치 등 (도시생략) 에 의해 유로 (3) 를 통하여 압송되는 성형 재료가 일정한 유량으로 압출 구멍 (2) 으로부터 압출되도록 한 것이다. The die 1 is attached to the front face of the
스크류 축 (40) 의 선단에는 핀 (5) 이 배치되어 있고, 이 핀 (5) 은 압출 구멍 (2) 내에 삽입되어 있다. 스크류 축 (40) 은 통형으로 구성되고, 그 외주면에 스크류 (4) 가 형성되어 있다. 이 스크류 축 (40) 의 내부에 핀 (5) 을 회전시키기 위한 회전축 (6) 이 수용된다. 스크류 축 (40) 의 내면과 회전축 (6) 의 외주면 사이에는 롤러 베어링(니들 롤러 베어링 등) (도시생략) 을 삽입하여, 회전축 (6) 이 스크류 축 (40) 과는 별개로 독립하여 회전할 수 있도록 구성된다. The pin 5 is arrange | positioned at the front-end | tip of the
상기 핀 (5) 은 후단에 회전축 (6) 에 접속하기 위한 부착시트 (50) 를 갖는다. 이 부착시트 (50) 에는 복수 개의 선재 (7) (예를 들어 철사 등의 금속선) 가 교반 수단으로 부착되어 있다. 선재 (7) 의 선단은 핀 (5) 의 외주로부터 직경 방향으로 돌출되도록 구부려져 있다. 선재 (7) 는 핀 (5) 과 거의 평행하게 부착하여도 되고, 또는 핀 (5) 에 대하여 비스듬히 감듯이 설치해도 된다. 또한, 1개의 핀 (5) 에 대한 선재 (7) 의 설치 개수는 성형 재료의 교반 효과가 얻 어지는 한, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 1 ∼ 5개 정도가 적당하다. The pin 5 has an
도 2 는 이 실시 형태에 관한 압출 성형 장치의 전체 구성을 나타내고 있다. 성형 장치 (10) 는 본체가 통상으로 구성되고, 선단면에 다이 (1) 가 고정된다. 다이 (1) 에는 성형 장치 (10) 의 중심축을 중심으로 하여, 그 중심의 주위에 복수 (통상, 2 ∼ 8개) 의 압출 구멍 (2,2…) 이 배치되어 있다. 따라서, 성형 장치 (10) 의 선단에는 복수로 분기되어 압출 구멍 (2,2…) 으로 통하는 각 유로 (3) 가 형성된다. 2 has shown the whole structure of the extrusion molding apparatus which concerns on this embodiment. As for the shaping |
여기서, 복수의 핀 (5) 을 회전시키는 기구는 이하와 같다. 즉, 핀 (5) 이 각각 고정된 복수의 회전축 (6) 중 1개에는 뒤쪽에 풀리 (8) 가 부착되며, 이 풀리 (8) 와 모터 (9) 의 축 (10) 의 풀리 (11) 와의 사이에 벨트 (12) (예를 들어 타이밍 벨트) 를 걸고, 모터 (9) 의 회전 구동력으로 회전축 (6) 중 1개를 회전시킨다. Here, the mechanism for rotating the plurality of pins 5 is as follows. That is, a
이 회전축 (6) 의 외주면에는 톱니 바퀴 (13) 가 부착되어 있고, 이 톱니 바퀴 (13) 와 서로 맞물리는 톱니 바퀴 (14) 로부터 구동 샤프트 (15) 를 통하여 구동 풀리 (16) 를 회전시킨다. 한편, 다른 회전축 (6) 에는 상기 회전축 (6) 과 동일하게 톱니 바퀴 (13,14) 가 형성되는 것 외에도, 종동 샤프트 (115) 및 종동 풀리 (116) 가 장착된다. 그리고, 모든 풀리 (16, 116) 사이에 벨트 (17) (예를 들어 타이밍 벨트) 를 걸고, 모든 회전축 (6,6…) 을 등속도로 회전시켜, 이것에 의해서 선단의 각 핀 (5) 을 회전시켜, 선재 (7) 로 각 압출 구멍 (2) 내의 성형 재료를 교반한다. A
이 때, 인접하는 각 풀리 (16, 116) 사이의 벨트 (17) 에는 스프링 (18) 이 장착된 이젝터 세트 (19) 가 맞닿아, 벨트 (17) 의 장력을 일정하게 유지하고 있다. 이렇게하여, 복수의 회전축 (6,6…) 은 등속도로 회전하기 때문에, 각 압출 구멍 (2) 내의 성형 재료를 선재 (7) 로 동일하게 교반할 수 있어, 성형품의 균열을 방지하고 있다. 회전축 (6), 따라서 핀 (5) 의 회전 속도는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 성형 재료가 10㎜ 이동하는 사이에 2 ∼ 20회전, 바람직하게는 5 ∼ 15회전하도록 구성하는 것이 교반 효과를 얻는 데에 적당하다. At this time, the ejector set 19 with the
또, 이 실시 형태에서는 톱니 바퀴 (13, 14), 샤프트 (15, 115) 및 풀리 (16, 116) 를 사용하여, 모든 회전축 (6) 을 회전시키도록 하였지만, 이것은 회전축 (6) 과 성형 장치의 통형 본체와의 사이에 공간이 없기 때문이다. 공간을 확보할 수 있는 경우에는 상기한 바와 같은 톱니 바퀴 (13, 14), 샤프트 (15, 115) 및 풀리 (16, 116) 를 사용하지 않고, 각 회전축 (6) 에 직접 벨트를 걸어 회전시키도록 하면 된다. Moreover, in this embodiment, all the
한편, 스크류 (4) 의 회전은 아래와 같이 하여 실시한다. 즉, 회전축 (6) 을 삽입한 스크류 축 (40) 의 외주에 평톱니바퀴 (20) 가 고정되어 있다. 이 평톱니바퀴 (20) 는 평톱니바퀴 (21) 를 사이에 두고, 모터 (22) 의 샤프트에 설치한 평톱니바퀴 (23) 와 서로 맞물려 있다. 이 때문에, 모터 (22) 을 구동시킴으로써, 각각 대응하는 스크류 (4) 의 회전을 회전시킬 수 있다. In addition, rotation of the
도 2 에 나타내는 바와 같이, 스크류 (4) 마다 각각 모터 (22) 가 배치되어, 각 압출 구멍 (2) 으로의 성형 재료의 유량 제어를 각각 독립적으로 행하고 있다. 이에 의해, 압출 구멍 (2) 마다 다른 성형 재료의 압출 유량을 조정할 수 있게 된다. As shown in FIG. 2, the
이렇게 하여, 스크류 (4) 와 핀 (5) 을 서로 독립적으로 회전시켜, 스크류 (4) 로 성형 재료를 일정한 속도로 밀어내면서, 핀 (5) 에 형성한 선재 (7) 로 성형 재료를 교반한다. 이에 의해서, 성형 재료에 함유되는 섬유의 방향이 불규칙하게 되어, 얻어지는 성형품의 강도가 향상된다. In this way, the
이 실시 형태에서는 핀 (5) 에 복수 개의 선재 (7) 를 부착하여 돌기물로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 교반할 수 있는 한, 여러 돌기물을 사용할 수 있다. 이러한 다른 돌기물을 형성한 핀의 예를 도 3 및 도 4 에 나타낸다. In this embodiment, although the some
도 3 은 핀 (51) 에 소정 각도 (예를 들어 90°나 45°) 씩 어긋나게 하여 뚫은 관통 구멍 (25) 에 돌기물로서 선재 (26) 를 끼워 맞춘 것이다. 관통 구멍 (25) 은 1 ∼ 5개 형성되어 있는 것이 적당하다. 핀 (51) 의 부착시트 (53) 에는 회전축 (6) 에 접속하기 위한 수나사부 (54) 가 형성되어 있다. FIG. 3 fits the
도 4 는 핀 (52) 에 돌기 (27) 를 갖는 링 (28) 을 끼워 넣어, 스폿 용접 등으로 고정시킨 것이다. 돌기 (27) 는 도시하는 것과 같은 십자형으로 제한되지 않으며, 각종 형상이 가능하다 (예를 들어 1개의 돌기를 갖는 링이어도 된다). 그 밖에는 도 3 에 나타내는 핀 (51) 과 마찬가지이다. Fig. 4 inserts a
이러한 핀 (51, 52) 을 사용하더라도, 선재 (7) 를 사용한 핀 (5) 과 동일한 효과가 얻어진다. Even when
또, 이상의 실시 형태에서는 얻어지는 성형품이 중공의 통형이지만, 핀 (5) 의 선단을 압출 구멍 (2) 의 출구로부터 안쪽에 위치시키는 것 등에 의해, 기둥 형상의 성형품을 얻을 수도 있다. 또한, 교반 효과가 얻어지는 한, 돌기물이 반드시 압출 구멍 (2) 내에 존재할 필요는 없고, 압출 구멍 (2) 근방의 다이 내에 돌기물이 위치해도 된다. Moreover, although the molded article obtained is hollow cylindrical form in the above embodiment, a columnar molded article can also be obtained by positioning the tip end of the pin 5 inward from the exit of the
다음으로, 상기의 성형 장치를 사용하여 얻어지는 본 발명의 압출 성형품을 설명한다. 이 압출 성형품은 상기한 바와 같이 보강용 섬유를 함유한다. 보강용 섬유로는 예를 들어 유리 섬유, 탄소 섬유, 탄화 규소 섬유, 알루미나 섬유 등의 무기 섬유, 폴리에스테르 섬유, 폴리아미드 섬유 (나일론 섬유 등), 폴리이미드 섬유 등의 합성 섬유를 들 수 있다. Next, the extrusion molded product of the present invention obtained using the above molding apparatus will be described. This extrusion molded product contains reinforcing fibers as described above. Examples of the reinforcing fibers include inorganic fibers such as glass fibers, carbon fibers, silicon carbide fibers, and alumina fibers, synthetic fibers such as polyester fibers, polyamide fibers (such as nylon fibers), and polyimide fibers.
보강용 섬유의 섬유 길이는 성형품의 크기 등에 따라서 결정되기 때문에, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 평균 섬유 길이가 0.01 ∼ 1㎜, 바람직하게는 0.1 ∼ 0.8㎜ 인 것이 좋다. 또한, 평균 섬유 직경은 1∼10㎛, 바람직하게는 1.5 ∼ 5㎛ 인 것이 좋다. 추가로, 보강용 섬유의 함유량은 성형 재료 (건조 중량) 에 대하여 3 ∼ 30질량%, 바람직하게는 5 ∼ 20질량% 인 것이 좋다. Since the fiber length of the fiber for reinforcement is determined according to the size of a molded article, etc., it is not specifically limited, It is good that average fiber length is 0.01-1 mm, Preferably it is 0.1-0.8 mm. Moreover, the average fiber diameter is 1-10 micrometers, Preferably it is 1.5-5 micrometers. Furthermore, content of the fiber for reinforcement is 3-30 mass% with respect to a molding material (dry weight), Preferably it is 5-20 mass%.
성형품 내에서의 보강용 섬유의 분산 정도를 평가하는 척도로서, 본 발명에서는 압출 방향에 대한 50% 누적 도수의 각도 (A50) 와, 90% 누적 도수의 각도와 10% 누적 도수의 각도의 차 (A90 - A10) 를 사용한다. As a measure for evaluating the degree of dispersion of reinforcing fibers in a molded article, in the present invention, the difference between the angle A50 of the 50% cumulative frequency with respect to the extrusion direction, and the difference between the angle of the 90% cumulative frequency and the 10% cumulative frequency ( A90-A10) are used.
50% 누적 도수의 각도 (A50) 는 압출 방향에 대한 보강용 섬유의 길이 방향 평균 각도를 말한다. The angle A50 of the 50% cumulative frequency refers to the longitudinal average angle of the reinforcing fiber relative to the extrusion direction.
또한, 90% 누적 도수의 각도와 10% 누적 도수의 각도의 차 (A90 - A10) 는 90% 누적 도수의 보강용 섬유 분산 각도와 10% 누적 도수의 보강용 섬유 분산 각도의 차를 나타낸다. 이 차가 클수록, 보강용 섬유가 잘 분산되어 있음을 나타낸다. 이들의 측정 방법은 후술하는 실시예에 기재된 대로이다. Further, the difference between the angle of 90% cumulative frequency and the angle of 10% cumulative frequency (A90-A10) represents the difference between the fiber dispersion angle for reinforcement of 90% cumulative frequency and the fiber dispersion angle for reinforcement of 10% cumulative frequency. The larger this difference, the better the dispersion of reinforcing fibers. These measuring methods are as having described in the Example mentioned later.
본 발명에서는 상기 50% 누적 도수의 각도 (A50) 가 20 ∼ 70°, 바람직하게는 30 ∼ 60°인 것이 좋다. In the present invention, the angle A50 of the 50% cumulative frequency is 20 to 70 °, and preferably 30 to 60 °.
또한, 90% 누적 도수의 각도와 10% 누적 도수의 각도의 차 (A90 - A10) 는 40°이상, 바람직하게는 50°이상인 것이 좋다. Further, the difference between the angle of 90% cumulative frequency and the angle of 10% cumulative frequency (A90-A10) is preferably 40 ° or more, preferably 50 ° or more.
상기 A50 이 20°보다 작을 때 및/또는 상기 (A90 - Al0) 가 40°보다 작을 때는 보강용 섬유의 분산 정도가 충분하지 않기 때문에, 균열에 대한 강도가 저하될 우려가 있다. When A50 is smaller than 20 ° and / or when (A90-Al0) is smaller than 40 °, the degree of dispersion of the reinforcing fiber is not sufficient, so that the strength against cracking may be lowered.
본 발명에 있어서의 성형품의 구체예로는 예를 들어 촉매, 촉매 담체, 흡착재, 건조재, 조습재 등을 들 수 있다. 또한, 성형품의 재료는 무기 재료에 한정되는 것이 아니며, 여러 플라스틱 재료 등에 대하여도 본 발명의 압출 성형 장치는 적용 가능하다. As a specific example of the molded article in this invention, a catalyst, a catalyst carrier, an adsorption | suction material, a drying material, a humidity control material, etc. are mentioned, for example. In addition, the material of a molded article is not limited to an inorganic material, The extrusion molding apparatus of this invention is applicable also to various plastic materials.
이하, 실시예를 들어 본 발명의 압출 성형 장치를 설명한다. Hereinafter, the extrusion molding apparatus of this invention is demonstrated to an Example.
실시예Example 1 One
도 1, 도 2 에 나타내는 압출 성형 장치를 사용하여, 점토상의 알루미나 촉매 성형 재료를 압출 성형하여, 그 성형품을 제조하였다. 알루미나 성형 재료는 촉매 가루 100중량부에 대하여 평균 섬유 길이 0.4㎜ 의 알루미나 섬유를 6중량부, 물을 38중량부 함유하고 있다. The clay-shaped alumina catalyst molding material was extrusion-molded using the extrusion molding apparatus shown in FIG. 1, FIG. 2, and the molded article was manufactured. The alumina molding material contains 6 parts by weight of alumina fibers having an average fiber length of 0.4 mm and 38 parts by weight of water based on 100 parts by weight of catalyst powder.
사용한 다이 (1) 는 표면이 크롬 도금된 것으로, 압출 구멍 (2) 을 동심원상으로 8개 배치한 원반 형상을 갖는다. 압출 구멍 (2) 은 내경 6.6㎜, 길이10㎜ 이다. The used die 1 is chromium plated, and has a disk shape in which eight
압출 구멍 (2) 내에는 내경 2.5㎜, 길이 22㎜ 의 핀 (5) 이 삽입되어 있다. 핀 (5) 에는 3개의 철사 후단을 도 1 에 나타내는 바와 같이하여 고정하여, 핀 (5) 에 비스듬히 감음과 함께, 선단을 핀 (5) 으로부터 약간 일으켜 세웠다. The pin 5 of internal diameter 2.5mm and length 22mm is inserted in the
이 압출 성형 장치를 사용하여, 압출 속도 10㎜/분으로 상기 알루미나 촉매 성형 재료를 압출 성형하였다. 이 때, 상기 핀은 성형 재료가 압출 구멍 (2) 내를 6㎜ 진행하는 사이에 6회 회전하도록 회전 속도를 조정하였다. Using this extrusion apparatus, the alumina catalyst molding material was extruded at an extrusion rate of 10 mm / minute. At this time, the pin adjusted the rotation speed so that the molding material may rotate 6 times while the molding material travels 6 mm in the
실시예Example 2 2
도 1 에 나타내는 핀 (5) 대신에, 도 3 에 나타내는 핀 (51) 을 사용한 것 외에는 실시예 1 과 마찬가지로 하여 압출 성형하였다. 단, 핀 (51) 의 관통 구멍에 끼워 맞춘 선재 (26) 는 2개이고, 두 선재 (26) 의 각도는 90°이다. Instead of the pin 5 shown in FIG. 1, it extrusion-molded similarly to Example 1 except having used the
실시예Example 3 3
도 1 에 나타내는 핀 (5) 대신에, 도 4 에 나타내는 핀 (52) 을 사용한 것 외에는 실시예 1 과 마찬가지로 하여 압출 성형하였다. 단, 십자형 링 (28) 의 수는 1개이다. Instead of the pin 5 shown in FIG. 1, it extrusion-molded similarly to Example 1 except having used the
[비교예][Comparative Example]
돌기물을 갖지 않는 핀을 사용한 것 외는 실시예 1 과 동일하게 하여 압출 성형하였다. Extrusion molding was carried out in the same manner as in Example 1 except that a pin having no projections was used.
이들 실시예 및 비교예에서 얻은 성형품의 강도를, 하기에 나타내는 낙하 강도 시험 및 내압 강도 시험에 의해 조사하였다. The strength of the molded article obtained by these Examples and the comparative example was investigated by the drop strength test and the breakdown voltage test shown below.
(내압 강도 시험)(Pressure strength test)
6.6㎜ 길이로 절단한 성형품에 대하여, 그 두께 방향 (직경 방향) 으로 점차 압력을 가했을 때, 성형품이 균열된 압력을 측정하여, 이것을 내압 강도로 하였다. When a pressure was gradually applied to the molded article cut to a length of 6.6 mm in the thickness direction (diameter direction), the pressure at which the molded article was cracked was measured, and this was taken as the breakdown strength.
(낙하 강도 시험)(Falling strength test)
6.6㎜ 길이로 절단한 성형품을 25℃, 80%RH 에서 15시간 동안 건조시키고, 550℃ 에서 소성한 뒤, 연직으로 세워지고 하단에 높이 30㎜ 의 실리콘 고무제의 마개를 한 내경 25.4㎜, 길이 5m 의 쇠 파이프를 위단으로부터 낙하시켰을 때의 성형품의 분화율 (粉化率) 을 측정하였다. 즉, 낙하된 성형품을 체질(seiving)하여, 분쇄품, 반분쇄품 및 양품의 비율을 이하의 기준으로 평가하였다. The molded article cut to a length of 6.6 mm was dried at 25 ° C. and 80% RH for 15 hours, calcined at 550 ° C., and then vertically erected with a silicone rubber stopper having a height of 30 mm at the bottom of a length of 25.4 mm and a length thereof. The differentiation rate of the molded article when the 5-meter iron pipe fell from the upper end was measured. That is, the molded products which fell were sieved, and the ratio of the crushed product, the crushed product, and the good product was evaluated based on the following criteria.
·분쇄품 : 8 메시 하 (-8#) [8 메시의 체 (눈금 2.36㎜) 를 통과한 것의 비율 (질량%)]Grinded product: 8 meshes below (-8 #) [ratio of mass (mass%) which passed through 8 mesh sieve (scale 2.36 mm)]
·반분쇄품 : 8 메시 상 4 메시 하 (+8# ∼ -4#) [4 메시의 체 (눈금 4.75㎜) 를 통과하고, 8 메시의 체 (눈금 2.36㎜) 를 통과하지 않는 것의 비율 (질량%)]Half-grinded product: 8 mesh upper 4 mesh lower (+ 8 #--4 #) [ratio of passing through 4 mesh sieve (scale 4.75mm) and not passing 8 mesh sieve (scale 2.36mm) ( mass%)]
·양품 : 4 메시 상 (+4#) [4 메시의 체 (눈금 4.75㎜) 를 통과하지 않는 것의 비율 (질량%)]· Goods: 4 mesh image (+ 4 #) [Ratio of mass not passing through 4 mesh sieves (4.75 mm)] (mass%)
또한, 성형품 중의 보강용 섬유의 분산 상태를 이하 방법에 의해서 평가하였다. 우선, 성형품을 압출 방향에 평행하도록 쪼개고, 그 파단면을 주사 전자 현미경 (SEM) 으로 관찰하여, 배율이 500배인 SEM 사진을 촬영한다. 다음으로, 얻어진 SEM 사진으로부터 성형품의 압출 방향에 대한 보강용 섬유의 각도를 측정한다. 즉, SEM 사진에 성형품의 압출 방향에 평행한 세선을 임의 간격으로 기입하여, 이 세선에 대한 섬유의 각도를 분도기로 측정한다. In addition, the dispersion | distribution state of the fiber for reinforcement in a molded article was evaluated by the following method. First, the molded article is split so as to be parallel to the extrusion direction, the fracture surface is observed with a scanning electron microscope (SEM), and a SEM photograph with a magnification of 500 times is taken. Next, the angle of the fiber for reinforcement with respect to the extrusion direction of a molded article is measured from the obtained SEM photograph. That is, the fine wire parallel to the extrusion direction of a molded article is written in a SEM photograph at arbitrary intervals, and the angle of the fiber with respect to this fine wire is measured with a protractor.
실시예 1 ∼ 3 및 비교예에서 얻어진 성형품에 관해서, 이상과 같이 하여 복수의 보강용 섬유의 각도를 측정하였다. 그 측정 결과 (각도 분포) 를 나타내는 그래프를 도 5 ∼ 도 8 에 나타낸다 (도에서, n은 섬유의 수를 나타낸다). 또한, 이들 각도 측정의 결과로부터 10% 및 90% 누적 도수의 각도를 구하고, 그것들의 차로부터 (9)0% 누적 도수의 각도와 10% 누적 도수의 각도의 차 (A90 - A10) 를 구하였다. 50% 누적 도수의 각도 (A50) 도 마찬가지로 하여 구하였다. About the molded article obtained in Examples 1-3 and the comparative example, the angle of the some fiber for reinforcement was measured as mentioned above. The graph which shows the measurement result (angle distribution) is shown to FIGS. 5-8 (in figure, n represents the number of fibers). From the results of these angle measurements, the angles of 10% and 90% cumulative frequency were obtained, and from these differences, the difference (A90-A10) between the angles of (9) 0% cumulative frequency and 10% cumulative frequency was determined. . The angle A50 of 50% cumulative frequency was also obtained in the same manner.
이들 시험 결과를 표 1 에 나타낸다. These test results are shown in Table 1.
표 1 및 도 5 ∼ 8 로부터, 실시예에서 얻은 성형품은 비교예의 성형품에 비하여, 보강용 섬유의 분산도가 높기 때문에, 길이 방향으로 깨지는 이른바 반분쇄품이 적고, 또한 내압 강도도 향상되었다는 것을 알 수 있다. Tables 1 and 5 to 8 show that the molded article obtained in the Example has a higher dispersion degree of reinforcing fibers than the molded article of the comparative example, so that there are fewer so-called semi-crushed articles broken in the longitudinal direction and the pressure resistance is also improved. Can be.
본 발명의 압출 성형 장치에 의하면, 상기 교반 수단에 의해서 압출 구멍으로부터 압출되기 직전의 성형 재료를 교반함으로써, 성형 재료가 잘 혼합된 상태로 밀어내어지기 때문에, 성형품의 강도가 향상되며, 성형품의 균열 등을 억제할 수 있다. According to the extrusion apparatus of the present invention, since the molding material is pushed out in a well-mixed state by stirring the molding material immediately before being extruded from the extrusion hole by the stirring means, the strength of the molded article is improved, and the molded article is cracked. Etc. can be suppressed.
특히, 본 발명의 압출 성형 장치에 의해, 보강용 섬유를 함유한 성형 재료를 성형함으로써, 성형 재료 내의 섬유 방향을 불규칙하게 분산시킬 수 있기 때문에, 성형품이 그 압출 방향으로 깨지는 일이 적어지며, 성형품의 강도가 향상된다. Particularly, by molding the molding material containing the reinforcing fibers by the extrusion molding apparatus of the present invention, since the fiber direction in the molding material can be irregularly dispersed, the molded article is less likely to be broken in the extrusion direction. Its strength is improved.
구체적으로는 본 발명의 압출 성형품은 압출 방향에 대한 보강용 섬유의 각도가 널리 분산되어 있기 때문에, 균열에 대한 강도가 향상된다는 효과가 있다. Specifically, since the angle of the fiber for reinforcement with respect to an extrusion direction is widely disperse | distributed to the extrusion molded article of this invention, there exists an effect that the intensity | strength to a crack improves.
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