KR20060126513A - 수평 진공 챔버 시일 제어 장치 - Google Patents

Abstract

발포 압출물의 압출 및 초기 팽창이 부분적으로 진공인 챔버에 주입될 때에 계속적인 발포 압출물 제품의 생산 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 발포 압출물 (110) 은 액체 배플 (108a, 108b) 내에서 침수되어 있는 구멍 (106) 을 통해 챔버 (102) 로부터 제거된다. 상기 발포 압출물의 치수는 압출물이 구멍에 접근할 때 측정되어, 필요하다면 구멍의 유효 크기를 발포 압출물의 크기와 구멍을 통해 들어오는 액체의 주입량에 맞게 외부 구멍에 설치된 측면 게이트 (124) 및 수직 게이트 (132) 의 운동을 통해 조절될 수 있다.

챔버, 시일 장치, 발포 압출물

Description

수평 진공 챔버 시일 제어 장치{HORIZONTAL VACUUM CHAMBER SEAL CONTROL DEVICE}

본 발명은 액체 배플로 시일된 수평 진공 챔버를 사용하는 폴리머 발포체를 제조하는 개선된 장치 및 특히 진공 챔버의 출구의 시일 제어를 개선시키는 간단한 구조를 제공하는 장치에 관한 것이다.

많은 제조 장치들이 저밀도의 압출 폴리머 발포체의 제조에 사용되어 왔다. 종래의 제조 시스템은 진공 챔버의 일 단부에 위치한 압출 다이가 있는 수평 진공 챔버와 진공 챔버를 시일하는데 사용되며, 일반적으로 물인 액체 배플이 있는 진공 챔버의 맞은편 단부에 설치된 출구가 있는 발포 압출 시스템을 포함하고 있다. 상기 진공 챔버에는 발포체를 형성하고 이송시키는데 필요한 다른 기계 구조, 예를 들어, 압출 다이, 크기 조절 및 측정 장치, 롤러 및/또는 상기 액체 배플 아래와 출구를 통해 압출 다이에서 압출된 발포체를 안내하는 다른 컨베이어를 포함한 여러 기계 구조가 포함될 수 있다.

미국 오하이오 오웬 코닝사의 PINK 와 FOAMULAR 제품으로 알려진 질이 우수하고, 저밀도 폴리스티렌 발포체 보드 제품에 관하여 기압 레그 진공 압출 라인이 사용되어 왔다. 전술한 바와 같이, 다이는 일반적으로 진공 챔버의 상부에, 반응조에 침수되어 진공 챔버로부터 침수된 구멍을 통해 반응조의 대기부로 제거되는 발포 압출물을 성형하는 성형기, 견인 장치 및/또는 계측 장치와 함께 설치되어 있다. 상기 발포 압출물은 진공 챔버 내에서 냉각 공기 지대와 반응조를 지나는 전체 처리 공정의 조합에 의해 냉각되며, 상기 반응조에서 추가적인 처리 그리고/또는 상용화 크기로 절단되도록 뽑아지게 된다. 그러나, 이러한 설비들은 기계적으로 복잡하여 그 결과 비용이 많이 들고, 특히 챔버의 상부가 수 미터를 넘고, 하부로부터 수평으로 실질적으로 떨어져있기 때문에, 작동시키기 어렵다.

이러한 장치의 하나로 Pagan 사의 미국 특허 4,783,291 에는 진공 챔버 내에서 고수위를 유지하고 챔버 외부에서 저수위를 유지하는 반응조가 있는 액체 배플이 개시되어 있다. 이러한 진공 챔버에 설치된 액체 배플의 수위는 진공 챔버의 출구단에 설치된 댐 플레이트와 시일 플레이트 사이에 형성된다. Pagan 사의 특허에 개시된 바와 같이, 상기 시일 플레이트는 발포 압출물이 통과하여 컨베이어를 통해 반응조 내부 영역으로 떨어지게 안내되도록 하는 적절한 크기의 창이 있으며, 시일 플레이트 또는 벌크 헤드에 제공되는 구멍을 통해, 곡면이 넓은 컨베이어를 사용하는 반응조의 외부 영역으로 올라가도록 안내된다.

또한, Pagan 사의 특허에는 반응조의 내부 영역에서 외부 영역으로 액체를 순환시켜 진공 챔버 내부에 유지되는 절대 압력에 반비례하는 액체 순환량을 통해 진공 챔버의 액체 수위를 제어하는 기술이 개시되어 있다. 압출물이 진공 챔버를 벗어나는 구멍의 크기는 구멍 위에 설치되어 진공 높이에 비례하여 위치하는 가동 셔터에 의해 제어된다. 이러한 방식으로 상기 셔터는 반응조의 대기 영역에서 진공 영역으로 이동하는 물의 전체 유량 제어 밸브 역할을 하게 된다.

다른 장치로는 Lightle et al 사의 미국 특허 5,753,161 에는 고정 벌크 헤드와 벌크 헤드 내부에 있는 다이, 압축 진공 챔버부 및 고정 챔버부가 있는 수평 진공 압출기가 개시되어 있다. 고정 챔버부에는 압출물의 침수 냉각을 위한 반응조를 형성하는 댐이 형성되어 있다. 진공 챔버 내부에는 트러스 (truss) 가 상기 댐에서 벌크헤드까지 신장되어 있고, 성형 및 계측 장치를 지지하기 위해 압축 진공 챔버부를 관통하여 신장되어 있다.

Lightle 사의 특허에 개시된 바와 같이, 각 압축 진공부의 단부에는 압축부가 벌크헤드에 대해 밀폐되면서 압축 고정부가 함께 잠겨진 후에 작동되는 액체 압축 시일을 포함하는 장치가 개시되어 있다. 상기 압축 진공부의 용도는 좀 더 압축된 라인 구조를 형성하여 압출 다이의 하류에 설치된 장치로의 접근성이 개선된다.

상기 다이에서 나온 압출물은 반응조 아래로 향하게 되고, 챔버로부터 진공 챔버의 외부로 신장되는 반응조의 하부 수위로 후드 (hood) 돌출된 구멍을 지나게 된다. 또한, 상기 후드는 수중 구멍을 통해 압출물을 밀어내는 견인 구동기와 댐의 하류로 진공 챔버의 반응조의 고수위를 제어하는 수단을 포함한다.

또 다른 장치로는 Sandinski 사의 미국 특허 6,116,882 에 진공 챔버에 설치된 다이를 통해 발포 가능한 압출물을 압출하는 하나 또는 직렬 압출기 및 혼합 냉각기를 포함하는 압출 시스템이 개시되어 있다. 상기 혼합 냉각기는 용융액이 다이를 통해 압출되기 전에 좁은 범위의 용융 점성도를 갖는데 유용하다. 상기 압출물은 진공 챔버 내부에서 성형되고 계측되어 저밀도의 발포 제품을 생산하게 된다.

상기 압출물은 액체 배플 수중 시일에 침수되어 있는 구멍을 통해 연속적으로 균일하게 진공 챔버에서 제거된다. 상기 압출물은 압출물의 크기 차이를 계속해서 보상하도록 되어 있는 구멍의 구조를 통해 구멍의 상류에 설치된 자유 선회운동 가이드 시스템이 설치된 침수 구멍으로 안내된다. 상기 압출물이 액체 배플 시일을 통과하기 전에 압출물은 부유 댄서롤을 지나가게 되고, 진공 챔버 내의 압출물을 가압하거나 다른 작동이 필요하지 않게 구멍의 하부에 설치된 진공 벨트와 같은 이송 장치를 제어하는 위치로 이동하게 된다.

또 다른 장치로는 Sandinski 사의 미국 특허 6,213,752 에는 라인 일 단부에 압출기가 있는 진공 챔버와 다른 단부에 대기로 압출물을 팽창하기 위한 액체 배플 침수 냉각기가 결합된 진공 압출 라인이 개시되어 있다. 상기 진공 챔버는 다이 하부에 설치된 압출물 성형기와 분류기, 반경이 큰 고정 벌크 헤드, 성형기와 분류기를 둘러싸고 있는 두 배의 직경을 가진 가동부 및 작은 챔버의 고정부를 포함하고 있다.

상기 제 1, 제 2 가동부의 위치는 고정부 및/또는 고정 벌크헤드 및 진공 챔버 전체를 시일하도록 조절될 수 있으며, 진공 챔버의 개폐를 용이하게 하는 단순 잠금 구조가 있는 하부 장치를 제공할 수 있는 진입 공극을 개방하도록 움직이도록 조절될 수 있다.

본 발명은 연속적인 압출물 제품을 생산하는 장치에 있어서, 압출물 (110) 을 성형하는 압출기와, 제 1 액체 수위를 가지는 내부 액체 저장소 (108a) 와, 내부 액체 저장소에 부분적으로 침수된 벌크헤드 (104) 와, 제 2 액체 수위를 가지는 외부 액체 저장소 (108b) 가 있으며, 상기 벌크헤드에 형성되며 제 1 액체 수위와 제 2 액체 수위 아래에 위치하고, 상기 내부 액체 저장소와 상기 외부 액체 저장소 사이를 연결하는 구멍 (106) 이 있는 진공 챔버 (102) 를 포함한다.

두 저장소에 있는 액체 수위는 항상 발포체 압출물 생산시 상기 구멍이 배플 액체에 완전히 침수되도록 유지된다. 또한 상기 압출물을 압출기에서 내부 액체 저장소로 안내하고 이어서 구멍을 통해 외부 액체 저장소로 이동시키며, 상기 압출물이 상기 벌크헤드로 규정된 면에 실질적으로 수직한 방향으로 상기 구멍을 통해 이동하게 하는 이동 수단이 설치되어 있다. 상기 구멍 외부에서 그에 인접하여 설치되며, 이 구멍의 유효 폭 및 수평 위치를 제어하도록 작동되는 한 쌍의 측면 게이트 조립체와, 상기 측면 게이트 조립체의 외부에서 그에 인접하여 설치되어 상기 구멍의 유효 하부면을 한정하도록 형성된 롤러 조립체 및 상기 측면 게이트 조립체의 외부에서 그에 인접하여 설치되며, 상기 롤러 조립체와 함께 구멍의 유효 높이를 제어하도록 형성된 수직 게이트 조립체가 형성되어 있다.

각 측면 게이트 조립체는 발포 제품의 주면에 대해 기울어진 제 1 축을 따라 움직일 수 있는 측면 게이트와, 상기 수직 게이트 조립체는 발포 제품의 주면에 실질적으로 수직인 제 2 축을 따라 움직일 수 있는 수직 게이트를 포함한다.

또한, 각 측면 게이트 조립체는 제 1 축과 평행하게 상기 벌크 헤드의 외부면에 설치되며, 상기 측면 게이트를 적어도 부분적으로 포함하는 궤도 조립체와, 상기 궤도 조립체를 따라 상기 측면 게이트를 진퇴시키기 위해 측면 게이트에 기계적으로 연결된 가역 모터 (128) 와, 상기 압출물의 치수에 대응하여 가역 모터의 운동 방향, 속도, 기간을 결정하는 제 1 모터 제어기를 포함한다.

상기 수직 게이트 조립체는 수직 게이트를 적어도 부분적으로 포함하는 제 2 궤도 조립체와, 제 2 궤도 조립체를 따라 상기 수직 게이트를 진퇴시키기 위해 수직 게이트의 주변부에 기계적으로 각각 연결된 한 쌍의 동기 가역 모터와, 상기 압출물의 치수에 대응하여 가역 모터의 운동 방향, 속도, 기간을 결정하는 제 2 모터 제어기를 포함하게 된다. 또한, 압출물이 구멍에 들어가기 전에 벌크헤드에 의해 규정된 면에 실질적으로 수직인 방향으로 압출물의 폭 및 높이를 측정하도록 상기 벌크헤드의 내부면에 인접하여 설치된 측정 수단과, 상기 측정 수단에 의해 발생된 압출물의 폭 및 높이에 대응하는 하나 이상의 신호를 제 1, 2 모터 제어기에 전달하는 수단을 포함한다.

본 발명의 장치는 분출 작용제를 포함하는 폴리머 용융액을 성형하여 다이를 통해 챔버 안으로 폴리머 용융액을 압출함으로써 계속적인 저밀도 발포 제품을 형성하는 방법에 사용될 수 있으며, 상기 챔버는 바람직하게 발포 압출물을 형성하도록 대기압 보다 낮은 압력으로 유지되고, 상기 발포 압출물을 챔버에 설치된 액체 배플의 아래부분을 지나 챔버에 형성된 구멍을 통해 챔버 외부에 설치된 액체 배플로 이송시킨다. 상기 발포체 압출물이 구멍에 근접할 때, 발포체 압출물의 면적 및 수평 위치에 가까운 유효 구멍 크기를 형성하도록 조절되는 측면 게이트 및 수직 게이트 쌍의 위치 및 압출물의 치수가 측정될 것이다. 구멍의 능동 시일은 액체를 구멍을 통해 챔버로 주입하는 동안 발포 압출물에 발생할 수 있는 충격을 감소시킨다.

본 발명의 이점은 하기의 바람직한 실시형태 및 도면을 통해 더욱 더 분명하게 될 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 진공 챔버 및 외부 저장소의 하단부의 단면도이다.

도 2 은 도 1 의 진공 챔버 및 외부 저장소의 정면도이다.

도 3 은 본 발명의 실시형태에서 침수된 개구부의 유효 폭을 제어하는데 사용되는 측면 게이트 조립체의 설치 모습이다.

도 4 은 본 발명의 실시형태에서 침수된 구멍을 유효 높이를 제어하는데 사용되는 수직 게이트 조립체의 설치 모습이다.

도 5 은 진공 챔버의 하부를 지나, 액체 배플에 침수된 구멍을 지나, 외부 저장소를 지나는 압출 흐름의 단면도이다.

위의 도면은 도시하기 위한 목적일 뿐이고, 크기를 한정하기 위한 것이 아니다. 상대적인 크기 및 다양한 구성 요소의 설치는 하기의 설명들과 대응하여 도면을 좀 더 명확히 이해하도록 대형화, 간단화 및/또는 개량될 수 있으며, 본 발명의 영역을 과도하게 제한하여 해석되어서는 안된다.

도 1 에 나타난 바와 같이, 본 발명 장치의 바람직한 실시형태는 벌크헤드 (104) 에서 끝나는 이어진 진공 챔버 (102) 를 포함하고 있으며, 이 벌크헤드 (104) 에는진공 챔버 내부에 설치된 내부 저장소 (108a) 에서 대기압으로 유지되는 외부 저장소 (108a) 로 개방되어 있는 개구부, 윈도우 또는 구멍 (106) 이 존재한다. 상기 내부 저장소 (108a) 및 외부 저장소 (108b) 는 일반적으로 물인 액체 배플을 포함하며, 이러한 액체 배플은 진공 챔버에 진공이 가해지거나 또는 그렇지 않은 상태에서 구멍 (106) 을 완전하게 덮을 수 있을 만큼 충분한 수위로 유지된다.

진공 챔버의 압력이 감소하면 상기 구멍을 통해 내부 저장소로 액체가 이동하기 때문에, 내부 저장소의 액체 수위가 증가하고, 이에 따라 외부 저장소의 액체 수위는 감소하게 된다. 두 저장소의 상대 부피, 압력차 및 펌프, 밸브, 수위 제어기 등의 작용은 두 저장소의 액체 수위의 변화가 모든 예상 작동 조건하에서 상기 구멍이 완전히 침수되고, 또한 액체가 진공 챔버의 다른 부분 또는 공장 바닥으로 흘러 넘치지 않을 정도로 제어되게끔 선택된다.

액체 배플 수위는 내부 저장소 (108a) 에서 액체를 빼내서 외부 저장소 (108b) 로 이동시키도록 되어 있는 수위 제어기, 펌프 및 밸브로 이루어진 시스템을 통해 유지된다. 전술한 바와 같이, 압출기, 다이, 성형기, 정립기, 이송기, 측정 장치, 댐 및 통로 등을 포함하는 장치들은 도시된 구멍 (106) 의 상류에서 진공 챔버 (102) 내부에 설치될 수 있다.

유사하게도, 진공 챔버 (102) 의 상류부에는 발포 제품 형성 및 처리 장치를 둘러 싸고 보수관리를 위한 개선된 접근을 제공하도록 되어 있는 동일하거나 다른 크기의 다중 상호 협력 요소 (도시되지 않음) 가 있을 수 있다. 수위 제어 기, 펌프, 밸브 및 열 교환기 등의 부가 장치 (도시되지 않음) 가 진공 챔버 및/또는 외부 저장소 내에 유지되는 각 액체 수위 및/또는 온도를 제어하도록 제공될 수 있다.

상기 압출물은 재생 및/또는 순수 폴리머 재료로 만들어질 수 있으며, 연소 지연제, 염료, 충전재, 강화 섬유, 자외선 안정제 및 블로잉 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 원하는 성분을 포함하는 용융물을 준비하여 일반적으로 다이 및/또는 성형기 (도시되지 않음) 를 통해 압출시켜, 연속적이고 일반적으로 평평한 패널 또는 보드 형상으로 만들고, 이는 미리 지정된 범위의 두께 및 평탄도로 보정 및 제어된다. 진공 상태에서 용융물을 압출함으로서, 압출물의 팽창도가 증가하여 저밀도 발포 제품이 얻어지도록 증가될 수 있다.

도 5 에 나타난 바와 같이, 성형 및 측정 장치를 지난 후에 압출물 (110) 은 고정되어 있거나 일정 범위에서 수직 운동을 할 수 있는 롤러 (120a) 위를 지나, 다수의 상부 롤러 컨베이어 (116a) 와 하부 롤러 컨베이어 (106b) 사이에 형성된 채널 (104) 안으로 들어가게 된다. 이들 롤러 컨베이어는 압출물을 진공 챔버 (102) 내에 위치한 내부 저장소 (108a) 안으로 유도하는 역할을 한다. 롤러 (120a) 위에는 고정되거나 움직일 수 있는 다른 롤러 (120b) 가 설치될 수 있는데, 이 다른 롤러는 롤러 컨베이어 (116a, 116b) 를 통해 압출물을 전진시키기 위해 롤러 (120a) 와 함께 개시 작업 동안 압출물 (110) 과 접촉하여 압출물을 이 동시키는데 사용될 수 있다. 압출물 (110) 의 크기 및 경도, 채널 (114) 의 길이와 채널을 지나가는 압출물의 전진을 방해하는 부력 또는 마찰력에 따라, 롤러 (120a, 120b) 중 어느 하나 또는 둘 모두가 구동될 수 있고, 압출물을 전진시키는 능력을 증대시키는 표면 구조가 제공될 수 있다. 그러나, 압출물 (110) 시트 또는 패널의 선두가 상기 진공 챔버 (102) 를 벗어나고 하류의 견인 기구 (도시되지 않음) 와 결합하게 되는 경우, 상기 하나 또는 두 개의 롤러 (120a, 120b) 는 뒤로 물러나거나 및/또는 압출물의 표면에서 분리되거나, 접촉한 상태를 유지하더라도 공회전을 하여 부가 롤러 컨베이어 역할을 하게 된다.

압출물이 롤러 (112) 를 지나, 롤러 컨베이어 (116a, 116b) 사이에 규정된 채널 (114) 로 안내된다. 압출물이 뜨는 성질을 가지고 있기 때문에, 상부 롤러 컨베이어 (116a) 의 침수된 부분은 일반적으로 하부 롤러 컨베이어 (116b) 에 제공된 롤러보다 더 많고 더 가까이 인접한 롤러를 포함하게 된다. 롤러 컨베이어 내의 여러 롤러들은 압출물이 진공 챔버 (102) 의 하류 부분에 위치한 내부 저장소 (108a) 의 상부로 점진적으로 하방으로 편향되도록 위치 및 설치된다.

상기 내부 저장소는 진공 챔버 (102) 의 측면, 벌크헤드 (104) 및 진공 챔버 내에 설치된 다른 지지 구조물 또는 댐 (107) 에 의해 규정될 수 있다. 채널 (114) 는 일반적으로 내부 저장소 (108a) 안으로 신장되는 바인드 (bind) 또는 킹크 (kink) 의 발생 없이 압출물 (110) 이 따를 수 있는 점진적인 곡선 경로를 제공한다. 채널 (114) 을 따라 압출물 (110) 은 내부 저장소 (108a) 에 있는 액체에 완전히 담가지게 되고 벌크헤드 (104) 에 형성된 구멍 (106) 으로 안내되어 이를 통과하게 된다. 상기 채널 (114) 은 바람직하게 상기 압출물 (110) 이 벌크헤드에 일반적으로 수직인 방향으로 구멍 (106) 에 접근하여 그 구멍 안으로 들어가는 것을 보장하도록 구성되어 있다.

진공 챔버 (102) 내의 압력이 감소되면, 외부 저장소 (108b) 의 액체가 구멍 (106) 을 통해 빠져나와 내부 저장소 (108a) 로 들어간다. 제조 작업 중에, 구멍 (106) 의 개구 영역의 대부분은 구멍을 통과하는 압출물 (110) 에 의해 막히게 된다. 그러나, 상기 구멍 (106) 의 크기는 압출물 (110) 혼자서는 외부 저장소 (108b) 에서 내부 저장소 (108a) 로의 현저한 흐름을 방지하기에는 부족하도록 되어 있다.

도 3 에서와 같이, 구멍 (106) 의 유효 면적을 줄이기 위해 외부 저장소 (108b) 로의 개구부의 유효 폭을 제어하기 위한 한 쌍의 측면 게이트 조립체 (122) 구멍의 양 측에 설치될 수 있다. 각 측면 게이트 조립체 (122) 는 구멍 (106) 을 빠져 나가는 압출물 (110) 의 부 표면에 근접하여 위치하는 전연부 (126) 가 있는 측면 셔터 또는 게이트 (124) 를 포함한다. 상기 게이트 (124) 의 전연부 (126) 는 압출물 (110) 을 안내하거나 그리고/또는 게이트와의 접촉으로 인한 압출물의 손상을 줄이기 위해 둥글거나, 테이퍼 형이거나 또는 다른 형태로 되어 있다.

상기 게이트 (124) 는 게이트의 운동을 안내하고 상기 게이트와 벌크헤드 (104) 의 외부면 사이의 간격을 가깝게 유지시키기 위해 평행 트랙 (도시되지 않음) 에 설치될 수 있다. 상기 트랙 및 게이트 (124) 의 운동은 바람직하게는 약 30 - 40°의 각으로 압출물의 주면에 대해 기울어질 수 있으며, 구멍 (106) 의 유효 폭을 조절하기 위해 개별적으로 또는 동기적으로 움직인다. 상기 측면 게이트 조립체 (122) 는 조립체를 지지하고 구멍 (106) 에 대한 방향을 유지시키는 적절한 브래킷 또는 고정구 (도시되지 않음) 를 사용하여 진공 챔버, 외부 저장소 또는 다른 구조물에 설치될 수 있다.

상기 게이트 조립체 (122) 는 측면 게이트 (124) 의 위치를 조절하는 가역 모터 (128) 또는 공압, 유압 또는 전기 작동식 수단을 포함할 수 있다. 작동 수단으로서 가역 모터 (128) 를 사용할때, 이 모터는 측면 게이트 (124) 에 기계적으로 연결된 스크류 액츄에이터를 구동하도록 구성될 수 있다. 이와 유사하게, 공압 액츄에이터를 사용할때에는 측면 게이트의 위치를 조절하기 위해 공압 실린더에 의해 구동되는 피스톤 로드가 측면 게이트 (124) 에 기계적으로 연결된다.

도 4 에서와 같이, 수직 게이트 (132) 를 포함하는 수직 게이트 조립체 (130) 가 측면 게이트 (124) 에 인접하여 위치하고 있으며, 상기 수직 게이트는 구멍 (106) 개방도의 유효 상한을 규정하기 위해 한 쌍의 액츄에이터 (134), 바람직하게는 두 개의 동기 구동 서보에 의해 움직이고 위치 된다. 비록 여기에서는 두 개의 액츄에이터가 나타나 있지만, 당업자라면 수직 게이트 (132) 는 샤프트, 기어 또는 다른 전달 요소의 조합을 통해 수직 게이트 상의 하나 이상의 부착 위치에 기계적으로 연결되는 하나의 액츄에이터에 의해 움직이고 위치가 결정될 수 있으며, 또는 셋 이상의 액츄에이터에 의해 움직이고 위치가 결정될 수 있음을 이 해할 수 있을 것이다. 액츄에이터의 조합과 수직 게이트 (132) 를 움직이고 위치를 결정하는 기계적인 결합은 바람직하게 수직축을 따라 수직 게이트의 움직임을 부드럽게 제어하도록 선택되고 제공된다. 상기 수직 게이트 (132) 는 압출물 (11) 의 주면에 대한 손상을 줄이고 없애면서, 상기 압출물을 안내할 수 있도록 하부 모서리 위에 롤러 (136) 또는 다른 적절한 구조를 포함한다. 상기 수직 게이트는 롤러 (138) 와 동기적으로 작동하거나, 바람직하게 구멍 (106) 의 유효 높이를 규정하는 다른 적절한 구조와 동기적으로 작동된다. 롤러 (136, 138) 의 일 또는 두 표면은 스테인리스 강철, 아연도금 금속 및 바람직하게 우레탄과 같은 폴리머 재료로 만들어질 수 있다.

측면 게이트 (124) 및 수직 게이트 (132) 의 위치 결정은 모서리 센서 장치 (도시되지 않음) 또는 구멍(106) 을 막 지나는 압출물 (110) 의 면적을 결정하도록 일반적으로 벌크헤드 (104) 의 젖은 표면에 인접하여 위치하는 다른 측정 장치에 대응하여 연속적으로 조절된다. 측면 게이트 (124) 의 위치 결정은 구멍 (106) 의 유효 폭을 조절하도록 측면 게이트가 서로를 향하여 또는 반대 방향으로 움직이는 과정, 개구부의 수평 위치를 변경하도록 두 측면 게이트가 단일 방향으로 움직이는 과정 및 이러한 두 유형의 움직임의 조합을 포함한다. 이러한 위치 설계는 측면 게이트 (124) 가 압출물의 크기 차이 및/또는 채널 (114) 과 구멍 (106) 에 있는 압출물의 수평 위치의 차이를 보상하도록 한다. 롤러 컨베이어 (116a, 116b) 가 채널 (114) 을 규정하도록 하여 벌크헤드의 표면에 실질적으로 수직한 방향을 이루게 하여 측정의 정확도를 개선할 수 있다.

모서리 센서 장치로 나온 신호에 대응하여, 측면 게이트 (124) 와 수직 게이트 (132) 의 현재 위치는 압출물 (110) 의 예상되는 경로의 적합성과 관련하여 결정될 것이다. 만일, 상기 측면 게이트 (124) 와 수직 게이트 (132) 의 현재 위치 설정이 너무 좁거나 너무 작은 크기의 유효 구멍 개구도를 갖도록 설정된다면, 적절한 액츄에이터가 바람직한 구멍 구성이 되는 측면 게이트 (124) 및/또는 수직 게이트 (132) 를 당기도록 결합될 것이다. 반대로, 만일 상기 측면 게이트 (124) 와 수직 게이트 (132) 의 현재 위치 설정이 너무 넓거나 너무 큰 크기로 구멍이 설정된다면, 적절한 액츄에이터가 바람직한 구멍 크기가 되게하는 측면 게이트 (124) 및/또는 수직 게이트 (132) 를 밀도록 작동될 것이다. 이와 유사하게, 만일 측면 게이트 (124) 의 현재 위치 설정이 압출물을 받아들이는 정확한 위치가 되지 않는 유효 구멍 크기로 되어 있다면, 유효 구멍 크기가 되도록 한쪽 측면 게이트를 밀고 한쪽 측면 게이트를 끌어당기면 된다.

상기 액츄에이터 (128, 130) 는 하나 이상의 동작 제어 장치 (도시되지 않음) 에 의해 제어될 수 있으며, 바람직하게는 내부 영역 센서와 측면 게이트 (124) 및 수직 게이트 (132) 의 위치차를 보정하는데 사용되는 디지털 PID (proportional integral-derivative) 형 동작 제어장치가 사용된다. 상기 PID 제어 장치는 기본적으로 위치로 압출물 (110) 의 측정부가 게이트에 도달할 때까지 게 게이트 (124, 132) 의 위치 설정을 지연시키거나 재설정하는 프로그램 변수를 작동시키도록 구성되어 있다. 이러한 PID 제어 장치는 처리 제어 정도를 증가시키기 위해 중앙 처리 제어 장치에 연결될 수도 있다.

압출물 (110) 이 정확하게 게이트 (124, 130) 에 통과한 후에, 일반적으로 압출물을 외부 저장소 (108b) 를 통해 배플 액체 외부로 안내하도록 되어 있는 상부 및 하부 롤러 컨베이어 (142a, 142b) 의 다른 배열로 규정되는 채널 (140) 에 압출물이 들어가게 된다. 상기 압출물 (110) 이 외부 저장소 (108b) 에서 빠져 나오기 때문에, 압출물과 함께 전방으로 많은 액체가 딸려오는 것을 막도록, 압출물은 분사 장치 (도시되지 않음) 를 지나가게 된다. 일반적인 분사 장치에 있어서, 압출물로부터 과잉 수분을 제거하도록 압출물의 표면에 직접 분사된다. 분사 장치로부터, 상기 압출물 (110) 은 외부 저장소 (108b) 에서 압출물을 끌어내도록 진공 컨베이어와 같은 이송 장치 (도시되지 않음) 또는 견인 장치 또는 다른 운반 장치와 연결된다.

견인 장치 (도시되지 않음) 가 연결되어 압출물 (110) 의 하류 부분을 끌어내기 때문에, 상기 압출물이 통과하는 채널 (114, 140) 은 바람직하게 비구동 또는 공회전 롤러에 의해 전체적으로 작동된다. 그러나 작업이 개시되는 동안에는 진공 챔버 (102) 에서 압출물 (110) 을 구멍 (106) 을 통해 채널 (114) 로 전진시키기 위해 견인 장치 또는 구동 장치 (114a, 114b) 가 일시적으로 상기 롤러 (120a, 120b) 하나 또는 둘의 위치를 설정하고 구동하도록 결합될 수 있다. 상기 압출물 (110) 이 채널 (114, 140) 을 지나 견인 장치 (도시되지 않음) 와 결합되는 경우, 구동 장치 (144a, 144b) 및 롤러 (120a, 120b) 는 불필요하게 되어 해제될 수 있다.

상기 장치가 연속적인 작동 중에 진공 챔버 (102) 내부에 결합된 계측 장치 와 외부 저장소 (108b) 의 하류에 결합된 운반 또는 이송 장치 사이의 어느 한 지점에서 상기 압출물 (110) 을 밀거나 당길 필요가 없도록 결합되어 있는 것이 바람직하다. 여러 롤러 컨베이어 (116a, 116b, 142a, 142b) 에서 작동되는 롤러는 일반적으로 공회전을 할 것이고, 스테인리스 강 또는 아연 도금 강과 같은 매끈한 금속 표면을 갖게 된다. 그러나, 특정 용도에서는 하나 이상의 롤러에 직조면 또는 바람직하게 우레탄과 같은 폴리머 재료로 된 접촉면이 형성될 수도 있다. 채널 (114, 140) 을 형성하는 롤러는 일반적으로 이격되어 있으며, 압출물 (110) 표면에 작용하는 압력이 어느 정도로 압출물을 변형시키거나 압착시키지 않도록 형성되어 있다. 압출물 (110) 하부에 형성된 댄서롤과 같은 진공 챔버 (102) 내에 형성된 센서 장치는 하류 견인 장치 또는 다른 운반 장치에 의해 발생하는 장력을 제어하도록 되어 있어서, 압출물이 계측 장치, 구멍 (106) 및 게이트 (124, 132) 를 지날때, 압출물에서 발생하는 신장 및 이에 의한 모세화를 방지한다.

상기 압출물 (110) 이 견인 장치 또는 하류 운반 장치 (도시되지 않음) 로부터 나올때, 연속적인 압출물을 정해진 길이로 절단하고 압출물의 측면을 정돈 처리하는 절단 및/또는 정돈 장치 (도시되지 않음) 로 압출물이 지나가게 된다. 절단 및 정돈 작업 동안 발생된 부스러기는 저장 및/또는 선적을 위해 모아지고 포장되는 동안 일정 크기의 패널과 보드로 처리 및 재활용 된다. 일정 크기의 패널 또는 보드는 얇은 층의 패널 또는 겹치는 구조와 같은 제 2 제품 형태로 부가 처리되도록 되어 있다.

상기 상세한 설명 및 첨부 도면에 나타난 장치는 질이 우수하고, 저밀도의 압출 성형 제품을 생산하는데 유용하다. 본 발명은 바람직한 실시형태를 통해 설명되고 나타내었지만, 당업자라면 하기 청구 범위에 나타난 본 발명의 본질을 벗어나지 않게 형상과 세부사항을 변경시킬 수 있을 것이다.

본 발명을 통해 액체 배플로 시일된 수평 진공 챔버를 사용하는 폴리머 발포체를 제조하는 개선된 장치 및 특히 진공 챔버의 출구의 시일 제어를 개선시키는 간단한 구조를 제공하는 장치를 제공할 수 있다.

Claims (14)

1. 연속적인 압출물 제품을 생산하는 장치에 있어서,

   압출물 (110) 을 성형하는 압출기와, 제 1 액체 수위를 가지는 내부 액체 저장소 (108a) 와, 내부 액체 저장소에 부분적으로 침수된 벌크헤드 (104) 와, 제 2 액체 수위를 가지는 외부 액체 저장소 (108b) 가 있으며, 상기 벌크헤드에 형성되며 제 1 액체 수위와 제 2 액체 수위 아래에 위치하고, 상기 내부 액체 저장소와 상기 외부 액체 저장소 사이를 연결하는 구멍 (106) 이 있는 진공 챔버 (102) 와,

   상기 압출물을 압출기에서 내부 액체 저장소로 안내하고 이어서 구멍을 통해 외부 액체 저장소로 이동시키며, 상기 압출물이 상기 벌크헤드로 규정된 면에 실질적으로 수직한 방향으로 상기 구멍을 통해 이동하게 하는 이동 수단과,

   상기 구멍 외부에서 그에 인접하여 설치되며, 이 구멍의 유효 폭 및 수평 위치를 제어하도록 작동되는 한 쌍의 측면 게이트 조립체 (122) 와,

   상기 측면 게이트 조립체의 외부에서 그에 인접하여 설치되어 상기 구멍의 유효 하부면을 한정하도록 형성된 롤러 조립체 (120a) 및;

   상기 측면 게이트 조립체의 외부에서 그에 인접하여 설치되며, 상기 롤러 조립체와 함께 구멍의 유효 높이를 제어하도록 형성된 수직 게이트 조립체

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속적인 압출물 제품의 생산 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 각 측면 게이트 조립체는 발포 제품의 주면에 대해 기울 어진 제 1 축을 따라 움직일 수 있는 측면 게이트 (124) 와,

   상기 수직 게이트 조립체 (130) 는 발포 제품의 주면에 실질적으로 수직인 제 2 축을 따라 움직일 수 있는 수직 게이트 (132) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속적인 압출물 제품의 생산 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 각 측면 게이트 조립체는

   제 1 축과 평행하게 상기 벌크 헤드의 외부면에 설치되며, 상기 측면 게이트를 적어도 부분적으로 포함하는 궤도 조립체와,

   상기 궤도 조립체를 따라 상기 측면 게이트를 진퇴시키기 위해 측면 게이트에 기계적으로 연결된 가역 모터 (128) 와,

   상기 압출물의 치수에 대응하여 가역 모터의 운동 방향, 속도, 기간을 결정하는 제 1 모터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속적인 압출물 제품의 생산 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 수직 게이트 조립체는

   수직 게이트를 적어도 부분적으로 포함하는 제 2 궤도 조립체와,

   제 2 궤도 조립체를 따라 상기 수직 게이트를 진퇴시키기 위해 수직 게이트의 주변부에 기계적으로 각각 연결된 한 쌍의 동기 가역 모터와,

   상기 압출물의 치수에 대응하여 가역 모터의 운동 방향, 속도, 기간을 결정하는 제 2 모터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속적인 압출물 제품의 생 산 장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 수직 게이트 조립체는

   상기 수직 게이트를 적어도 부분적으로 포함하는 제 2 궤도 조립체와,

   제 2 궤도 조립체를 따라 상기 수직 게이트를 진퇴시키기 위해 수직 게이트의 일부에 기계적으로 연결된 가역 모터와,

   상기 압출물의 치수에 대응하여 가역 모터의 운동 방향, 속도, 기간을 결정하는 제 2 모터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속적인 압출물 제품의 생산 장치.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 수직 게이트 조립체는

   상기 수직 게이트를 적어도 부분적으로 포함하는 제 2 궤도 조립체와,

   제 2 궤도 조립체를 따라 상기 수직 게이트를 진퇴시키기 위해 수직 게이트의 두 주변부에 기계적으로 연결된 가역 모터와,

   상기 압출물의 치수에 대응하여 가역 모터의 운동 방향, 속도, 기간을 결정하는 제 2 모터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속적인 압출물 제품의 생산 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 압출물이 구멍에 들어가기 전에 벌크헤드에 의해 규정된 면에 실질적으로 수직인 방향으로 압출물의 폭 및 높이를 측정하도록 상기 벌크헤 드의 내부면에 인접하여 설치된 측정 수단과,

   상기 측정 수단에 의해 발생된 압출물의 폭 및 높이에 대응하는 하나 이상의 신호를 제 1, 2 모터 제어기에 전달하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속적인 압출물 제품의 생산 장치.
8. 재료가 밀폐된 챔버에서 나갈 때 통과하는 구멍의 유효 크기를 제어하는 장치에 있어서,

   밀폐된 챔버의 하류 경계를 규정하는 벌크 헤드 (104) 와,

   상기 벌크 헤드에 형성된 구멍 (106) 과,

   상기 구멍의 외부에서 그에 인접하여 설치되어, 이 구멍의 유효 폭을 제어하는 한 쌍의 측면 게이트 조립체 (122) 와,

   상기 측면 게이트 조립체의 외부에서 그에 인접하여 설치되어 상기 구멍의 유효 하부면을 한정하도록 형성된 롤러 조립체 (120a) 와,

   상기 측면 게이트 조합체의 외부에서 그에 인접하여 설치되며, 상기 롤러 조립체와 함께 구멍의 유효 높이를 제어하도록 형성된 수직 게이트 조립체 (130) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 구멍의 유효 크기를 제어하는 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 각 측면 게이트 조립체는

   제 1 축과 평행하게 상기 벌크 헤드의 외부면에 설치되며, 상기 측면 게이트를 적어도 부분적으로 포함하는 궤도 조립체와,

   상기 궤도 조립체를 따라 상기 측면 게이트를 진퇴시키기 위해 측면 게이트에 기계적으로 연결된 가역 모터 (128) 와,

   상기 압출물의 치수에 대응하여 가역 모터의 운동 방향, 속도, 기간을 결정하는 제 1 모터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 구멍의 유효 크기를 제어하는 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 수직 게이트 조립체는

    수직 게이트를 적어도 부분적으로 포함하는 제 2 궤도 조립체와,

    제 2 궤도 조립체를 따라 상기 수직 게이트를 진퇴시키기 위해 수직 게이트의 주변부에 기계적으로 각각 연결된 한 쌍의 동기 가역 모터와,

    상기 압출물의 치수에 대응하여 가역 모터의 운동 방향, 속도, 기간을 결정하는 제 2 모터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 구멍의 유효 크기를 제어하는 장치.
11. 제 9 항에 있어서, 상기 수직 게이트 조립체는

    상기 수직 게이트를 적어도 부분적으로 포함하는 제 2 궤도 조립체와,

    제 2 궤도 조립체를 따라 상기 수직 게이트를 진퇴시키기 위해 수직 게이트의 두 주변부에 기계적으로 연결된 가역 모터와,

    상기 압출물의 치수에 대응하여 가역 모터의 운동 방향, 속도, 기간을 결정하는 제 2 모터 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 구멍의 유효 크기를 제어하 는 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 제 상기 1, 2 모터 제어기가 설치되어 있는 단일 모터 제어 유닛과,

    밀폐된 챔버 내에서 압출물이 구멍에 들어가기 전에 벌크헤드에 의해 규정된 면에 실질적으로 수직인 방향으로 재료의 주축에 있는 물질의 치수를 측정하기 위한 측정 수단과,

    상기 측정 수단을 이용하여 측정한 수치에 대응하는 신호를 상기 모터 제어 유닛에 전달하기 위한 전달 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 구멍의 유효 크기를 제어하는 장치.
13. 연속적인 저밀도 발포 제품을 형성하는 방법에 있어서,

    블로잉제를 포함하는 폴리머 용융물을 형성하는 단계와,

    폴리머 용융물을 다이에 통과시켜 대기압 아래의 압력으로 유지되는 챔버 (102) 안으로 압출시켜 발포 압출물 (110) 을 형성하는 단계와

    상기 발포 압출물을 챔버 안에 있는 액체 배플 (108a) 의 표면 아래로 보내고, 챔버에 제공된 구멍에 통과시켜, 상기 챔버 외부에 있는 액체 배플 (108b) 안으로 이송하는 단계와,

    상기 발포 압출물이 구멍에 접근하였을때 그 압출물의 치수 및 위치를 측정하는 단계와,

    상기 발포 압출물 주위로 능동적 시일을 형성하여 챔버 안으로 액체가 흘러 들어가지 못하도록 하기 위해 발포 압출물의 치수 및 위치에 대응하는 유효 구멍 크기를 형성하도록 상기 챔버의 외부에서 상기 구멍에 인접하여 설치된 한 쌍의 측면 게이트 (124) 와 수직 게이트 (132) 의 위치를 조정하는 단계를 포함하는 연속적인 저밀도 발포 제품의 형성 방법.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 발포 압출물은 일반적으로 직사각형의 단면을 가지고,

    상기 측면 게이트는 실질적으로 수직 전연부를 가지며, 이 전연부 뒤에 위치한 구멍의 어느 부분도 덮을 수 있는 크기로 되어 있으며,

    수직 게이트는 상기 구멍의 위쪽에 위치하며 실질적으로 수평인 전연부를 포함하고, 상기 전연부 위에 위치한 구멍의 어느 부분도 덮을 수 있는 크기로 되어 있는 것을 특징으로 하는 연속적인 저밀도 발포 제품의 형성 방법.

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