KR20070096446A - 리브가 일체로 성형되는 관재 압출성형장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지 등 파이프형으로 구성되는 관재의 중공부내에 리브(힘살rib)을 일체로 성형하기 위한 관재 압출성형방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 관재의 휨강도와 지지력 증강, 보온력강화, 소음방지 등을 증대하기 위한 목적으로 관재내의 중공부에 일자형, 십자형 등으로 구성되는 힘살을 일체로 압출성형 할 수 있도록 한 리브가 일체로 성형되는 관재 압출성형장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명에서는 합성수지, 폐비닐, 폐플라스틱, 알미늄재 등 재질로 구성되는 원형, 사각, 다각형 등의 관재를 구성하고 그 내측 중공부내에 리브(rib)를 일체로 성형하기 위한 관재 압출성형방법 및 그 장치를 제공하되, 본 발명은 알미늄, 합성수지와 함께 폐비닐, 폐플라스틱 등 재생가능한 수지류를 각각 또는 혼합 공급하여 견고한 성형물을 얻을 수 있도록 한 폐자원의 재활용을 목적으로 함과, 공급원료를 고압력으로 압출성형하여 관재의 견고성을 증대함과, 상기 목적을 달성하기 위하여 수평으로 구성되는 용융압출기와 이 수평 용용압출기로부터 공급된 용융수지를 수직상태의 성형압출장치에서 압출성형함과,

상기 성형압출장치의 성형금형 끝단이 성형압출장치의 하부로 구성되는 냉각수조의 냉각수에 인입된 상태로 성형하여 성형물이 성형과 냉각이 함께 이루어지면서 고압축에 의한 견고성의 향상과 크랙 발생방지, 찌그러짐방지를 이룰 수 있고 성형된 성형물은 컷팅장치로 절단하여 일정길이의 성형물을 얻을 수 있도록 하는 것이다.

관재, 리브(힘살rib)

Description

리브가 일체로 성형되는 관재 압출성형장치 및 그 방법 {The making device a multiplex floor rib pipe and method}

도 1은 본 발명의 성형장치를 보인 설명도.

도 2는 본 발명 관재를 성형하기 위한 일실시예의 성형금형 사시도.

도 3의 (a)(b)(c)는 본 발명에 의해 성형되는 일실시예의 관재를 도시한 단면도.

도 4는 본 발명의 성형을 하기 위한 설명도.

* 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 *

100; 관재 110; 중공부 120; 리브

200; 이송관 300; 용융압출기 301; 홉퍼

400; 성형압출장치 401; 용융수지저장부 402; 압출실린더

403; 성형틀 500; 성형금형 601; 냉각수

600; 냉각수조 610; 컷팅장치

본 발명은 합성수지 등 파이프형으로 구성되는 관재의 중공부내에 리브(힘살 rib)를 일체로 성형하기 위한 관재 압출성형방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 관재의 휨강도와 지지력 증강, 보온력강화, 소음방지 등을 증대하기 위한 목적으로 관재내의 중공부에 일자형, 십자형 등으로 구성되는 힘살을 일체로 압출성형 할 수 있도록 한 리브가 일체로 성형되는 관재 압출성형장치 및 그 방법에 관한 것이다.

합성수지관 또는 알미늄관 등을 원료로 하는 압출성형관재는 사각재와 원형관재 또는 다각재를 이루고 그 내면이 빈상태의 중공부로 구성되어진다.

이러한 중공상태의 관재는 가볍고 적은 원료의 소모와 압출성형에 따른 생산의 용이성으로 대량생산성이 충족되는 한편 그 사용용도가 다양하여 많은 분야에서 대량으로 사용되고 있다.

이러한 관재는 상, 하수관, 전기, 통신 선로 등의 용도와 함께 이와 달리 많은 지지력이 요구되는 농촌의 비닐하우스 기초부재로서 사용되고 또는 사각 등의 각재로 구성되어 건축물의 기초부재와 건설현장에서의 토류벽 등에 이용되고 있다.

그러나 비닐하우스 기초부재 또는 건설현장의 토류벽 등에서 사용될 때에는 중공상태의 관재가 쉽게 휨되는 문제와 그 지지력이 약해 쉽게 부러지거나 휘어지는 문제가 발생되고 있다.

이에 의하여 농촌에서 비닐하우스의 기초부재로 사용 될 때 하절기의 강우량이 많거나 또는 동절기의 폭설로 눈 무게를 지지하지 못하므로 휨되거나 절단 등으로 하우스가 내려 앉아 하우스농사의 폐농과 피해를 입히는 재해가 매년 발생되고 있어 사회문제로서 또는 농촌의 고소득 사업에 지대한 피해를 입히고 있고 이와 달 리 건설비용을 줄이기 위한 건설현장에서는 토류벽이 터지는 문제 등이 발생된다.

이에 따라 상기한 폐단을 개선하기 위하여 중공상태의 관재내에 일체로 구성되는 리브를 십자형 등으로 더 구성시켜 관재의 견고성을 증대하도록 한 선행기술들이 다수 알려진바 있다.

일예로 대한민국 특허 10-0463215호는 압출 방향으로 관재를 압출 성형하기 위한 다이스에 제1구멍과 제2구멍으로 분할되어 관재 내에 하나 이상의 리브가 형성되는 선행기술의 다이스에 의한 관재의 내측 공간에 중간벽이 성형되는 관재의 압출 성형 방법과, 또 다른 특허 등록특허 10-0484617호에서는 코아커버와 연결된 원통형 본체에 코아가 끼워져 고정되고 1 압출기에서 공급되는 성형수지가 이송되는 이송통로와 코아의 중심에 제 2압출기와 연결된 중심보강재 압출관이 배치되는 압출성형기용 압출다이 및 공개특허 10-2004-0052944호의 융융한 재료를 다이스 양측으로 공급하는 압출기로 관의 외벽면을 형성하는 외경 사이싱과 관의 내벽면을 형성하는 내경 사이싱구비하는 다층관의 일체화 압출성형장치가 알려진바 있다.

이상의 기술들은 중공부로 형성되는 관재에 그 휨방지와 지지력의 강화를 위하여 중공부내세 리브를 구성하기 위한 것이나, 그 구성의 방법과 장치에서 압출금형에 외경과 내경 및 리브가 압출되도록 하기 위한 금형 및 그 방법에 관한 것이다.

이러한 선행기술들에서의 문제는 그 성형장치가 수평으로 구성됨으로서 공지와 같이 압출금형에서 성형되는 부재를 다시 진공압 등에 한 당김과 함께 냉각장치를 거치도록 구성되어지고 이때 냉각속도와 당김에 의한 찌그러짐과 크랙 및 접하 부의 요입부 발생과 그 두께가 일률적이지 못하면서 강도가 극히 약한 단점이 발생하게 되는 것이다.

또한 상기한 선행장치들은 그 이론상 성형이 가능한 것으로 기재하고 있으나 실질적인 성형에서는 발명자의 의도한 강도 또는 사용가능한 강도를 이룰 수 없는 상태의 성형과 재생원료를 사용할 수 없는 폐단으로 고가의 생산원가를 요구하게 되고 또한 폐비닐 등을 이용할 수 없어 수지와 혼합된 재료를 이용할 수 없으므로 고가의 원료를 사용하여야 하는 문제도 함께 가지고 있다.

본 발명에서는 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 발명된 것으로 특히, 합성수지, 폐비닐, 폐플라스틱, 알미늄재 등 재질로 구성되는 원형, 사각, 다각형 등의 관재를 구성하고 그 내측 중공부내에 리브(rib)을 일체로 성형하기 위한 관재 압출성형방법 및 그 장치를 제공하되, 본 발명은 알미늄, 합성수지와 함께 폐비닐, 폐플라스틱 등 재생가능한 수지류를 각각 또는 혼합 공급하여 견고한 성형물을 얻을 수 있도록 한 폐자원의 재활용을 목적으로 함과, 공급원료를 고압력으로 압출성형하여 관재의 견고성을 증대함과, 상기 목적을 달성하기 위하여 수평으로 구성되는 용융압출기와 이 수평 용용압출기로부터 공급된 용융수지를 수직상태의 성형압출장치에서 압출성형함과,

상기 성형압출장치의 성형금형 끝단이 성형압출장치의 하부로 구성되는 냉각수조의 냉각수에 인입된 상태로 성형하여 성형물이 성형과 냉각이 함께 이루어지면서 고압축에 의한 견고성의 향상과 크랙 발생방지, 찌그러짐방지를 이룰 수 있고 성형된 성형물은 컷팅장치로 절단하여 일정길이의 성형물을 얻을 수 있도록 하는 것이다.

상기에서 성형된 성형물은 고열의 압출성형과 함께 냉각되고 수직하강으로 인출됨으로써 고압축에 의한 성형물의 고압축에 의한 견고성을 향상시킬 수 있고 수직 하강성형으로 휨, 찌그러짐 방지로 상품성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 성형물은 관재의 중공부내에 리브가 구성되어 관재의 휨강도와 지지력 증강, 보온력강화, 소음방지 등을 증대하기 위하여 관재내의 중공부에 일자형, 십자형 등으로 구성되는 리브를 일체로 구성한다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위한 구성을 첨부 도면에 의해 그 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 성형장치를 보인 설명도이고 도 2는 본 발명 관재를 성형하기 위한 일실시예의 성형금형 사시도이며 도 3의 (a)(b)(c)는 본 발명에 의해 성형되는 일실시예의 관재를 도시한 단면도. 그리고 도 4는 본 발명의 성형을 하기 위한 설명도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이 원통, 사각, 다각형 등의 관재(100)내 중공부(110)에 하나이상의 복수개 리브(120)를 성형하기 위한 성형금형(300)과 용융압출기(300)로 구성되는 통상의 압출성형기에 있어서,

본 발명은 수지 등의 원료를 공급하기 위한 홉퍼(301)와 공급된 원료를 고열로 용융시켜 이송하는 수평상태로 구성되는 용융압출기(300)와

상기 용융압출기(300)의 이송관(200)으로부터 공급된 잴 상태의 용융수지를 저장하는 용융수지저장부(401)를 구비하고 수직방향의 상단에 구성되는 압출실린더(402)와 하단에 성형틀(403)을 구비하여 복수의 리브(120)가 형성되는 성형금형(500)을 구성하는 수직상태의 성형압출장치(400)를 구성한다.

상기 성형금형(500)은 수직으로 기다란 형태를 이루고 상부로부터 고, 중, 저열을 제공하는 히터를 구비하여 성형물이 성형을 이룰 수 있도록 한다.

그리고 상기 수직 상태의 성형압출장치(400) 하부로 냉각수(601)가 충진되는 냉각수조(600)를 구비하되, 상기 길이방향으로 구성되는 성형금형(500)의 끝단부가 냉각수(601)에 잠기도록 냉각수(601)를 충진시켜 구성된다.

상기 냉각수조(600)에는 성형금형(500)으로부터 성형되어 인출되는 성형물관재(100)을 절단 가능한 컷팅장치(610)가 더 구성되는 것이 바람직하다.

냉각수조(600)는 지면에 깊이로 구성하거나 또는 기체를 높이 구성하여 그 하부로 구성할 수 있으며, 또한 성형물 관재(100)의 크기에 따라 그 깊이가 설정되는 것이 바람직하다.

그리고 냉각수조(600)의 상중하점부에 미도시된 온도센서를 구비시켜 가열히터를 제어하여 냉각수(601)의 온도를 제어함으로 성형물 관재(100)의 냉각속도와 크랙방지, 비틀림방지 등 효과를 이루도록 함과 함께 성형금형(500)의 끝단부가 냉각수(601)에 잠수되도록 미도시된 수위센서와 냉각수공급펌프를 더 구성시켜 냉각수 수위가 일정한 높이로 유지되도록 한다.

이러한 본 발명의 구성은 공급된 수지를 용융시킨 용융압출기(300)로부터 공 급된 용융수지가 수직방향으로 구성되는 성형압출장치(400)에서 강제적으로 하강 압출하여 압축강도를 높이게 된다.

강제적인 압출은 폐비닐 등에서 인입된 불순물이 고압력으로 압축되어져 성형물 관재(100)내의 기포방지와 기밀(氣密)한 성형물 관재(100)를 형성하여 견고성을 증대하게 되는 것이다.

즉, 용융수지가 압축실린더(402)의 피스톤으로 압축되어 성형금형(500)을 통과하면서 성형될 때, 성형금형(500)의 끝단부에서 성형물 관재(100)가 1차 냉각되어짐으로 이 성형물 관재(100)는 성형금형(500)에서 인출이 억제되고 이때 상부의 성형압출장치(400)의 압축실린더(402) 피스톤이 강제적으로 압축 하강하여 성형물 관재(100)내의 기포제거와 고압력으로의 압축으로 성형물 관재(100)의 강도를 증강시키게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명의 작용효과를 보다 상세히 설명하면, 도 4의 본 발명의 성형을 하기 위한 설명도에서와 같이 농어촌에서 사용 후 폐기되는 각종 폐비닐, 음료수용기, 생활용품의 사용 후 폐기되는 각종 폐플라스틱과 재생가능한 수지를 수거하여 본 발명의 재생원료로서 사용하게 된다.

즉, 수거된 재생원료는 압축과정과 컷팅과정을 거처 용융압출기(300)로 공급가능하도록 가공하여 용융압출기(300)의 홉퍼(301)를 통해 공급시킨다.

홉퍼(301)로 공급된 재생원료는 상기 용융압출기(300)에서 공지된 바와 같이 고열로 용융되고 이송스크류를 통해 이동하여 도 1도에서 표기된 성형압출장치(400)의 용융수지저장부(401)로 이송된다.

용용수지저장부(401)로 이송된 재생원료가 일정량 충진되면 상부의 압축실린더(402)의 피스톤이 하강하여 상기 용융수지저장부(401)내의 재생원료를 하강으로 가압시켜 이 재생원료는 성형틀(403)에 고정된 성형금형(500)을 통해 성형물 관재(100)를 형성하게 된다.

이때 성형물 관재(100)는 상부로부터 고, 중, 저열 상태의 성형금형(500)을 통과하면서 서서히 냉각된 후 냉각수(601)에 잠수된 끝단부의 저온에서 급냉각되어 성형물 관재(100)의 견고성을 유지하여 인출을 억제시키게 된다.

이와 같이 인출이 억제된 상태에서 상부의 피스톤은 계속 하강되어 성형물을 고압축하게 되고 고압축으로 성형물내의 기포제거와 기밀성을 한층 높여 성형물의 견고성을 유지하게 되는 것이다.

상기 성형금형(500)을 통과한 성형물 관재(100)는 다시 냉각수조(600)의 냉각수(601)에 의해 상온상태로 냉각되며 성형물 관재(100)의 인출 길이가 충족되면 컷팅장치(610)가 가동되어 절단하게 되는 것이며 절단된 성형물 관재(100)는 크레인등의 인출장치에 의해 인출하게 된다.

그리고 성형물 관재(100)의 급냉각 또는 저속냉각을 인한 크랙과 휨 등을 방지하기 위하여 냉각수(601)온도를 제어하고 냉각수(601)가 성형금형(500)을 일정한 깊이로 잠수시키기 위한 수위센서와 냉각수 공급펌프가 구비되어 냉각수온도와 수위를 조절한다.

이상과 같은 본 발명은 종래의 저압축으로 인한 성형물내의 기포발생과 기밀성이 없어 그 강도가 약한 문제점을 개선하고 압출 성형물을 인출하기 위하여 외측 면과 내측면에 각각 대칭방향으로 진공흡입과 냉각을 동시에 실시하여 발생되는 장치의 복잡성과 성형물 외주면에서 진공흡착에 의한 요철발생 및 인출과정에서의 절단등의 문제점을 간단히 개선하는 효과를 가진다.

또한 수평인출에서는 기다란 성형물의 휨으로 직선상태의 성형물을 얻을수 없는 폐단도 함께 방지할 수 있으며 그구성이 간단하여 제작이 용이하고 고장이 없는 장점을 발휘하게 되는 것이다.

본 발명은 합성수지등의 관재 중공부에 리브를 구성하여 관재의 견고성과 휨성을 증강시켜 농어촌의 비닐하우스 기초부재와 건축현장에서의 토류방지벽 또는 각종 건축자재로서 사용가능하도록 관재의 견고성을 충족시키기 위한 것이며 이러한 본 발명은 각종 이물질이 포함된 폐비닐, 폐플라스틱 등의 재생자원을 이용하여 원형, 사각, 다각형 등의 관재를 구성함과 함께 그 내측 중공부내에 리브(rib)을 일체로 성형하되, 수평으로 구성되는 용융압출기와 이 수평 용용압출기로부터 공급된 용융수지를 수직상태의 성형압출장치에서 압출성형함과, 성형금형이 성형압출장치의 하부로 구성되는 냉각수조의 냉각수에 인입된 상태로 성형하여 고압축에 의한 견고성의 향상과 크랙 발생방지, 찌그러짐 방지를 이룰 수 있는 특징과 관재의 중공부내에 리브를 일체로 성형하는 효과 및 재생자원을 이용함으로써 환경오염방지 및 원가절감을 효과를 창출할 수 있는 유용한 발명이다.

Claims (4)

1. 원통, 사각, 다각형 등의 성형물 관재내의 중공부에 하나이상의 복수개 리브를 성형하기 위한 성형금형과 용융압출기로 구성되는 통상의 압출성형기에 있어서,

   원료를 공급하기 위한 홉퍼와 공급된 원료를 고열로 용융시켜 이송하는 수평상태로 구성되는 용융압출기;

   용융압출기로부터 공급된 용융수지를 저장하는 용융수지저장부를 구비하고 수직방향의 상단에 구성되는 압출실린더와, 하단에 성형틀을 구비하여 복수의 리브가 형성되는 성형금형을 수직상태로 구성하는 수직의 성형압출장치와, 성형압출장치 하부로 냉각수가 충진되는 냉각수조와, 이 냉각수조에는 성형물 관재를 절단 가능한 컷팅장치, 그리고 가열히터를 제어하는 온도센서 및 냉각수 수위센서와 냉각수공급펌프를 더 구성하여서 됨을 특징으로 하는 리브가 일체로 성형되는 관재 압출성형장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 용융압출기로부터 공급된 용융수지를 압축시켜 성형금형으로 압송하는 성형압출장치가 수직으로 구성됨과 함께 성형압출장치 하부에 냉각수조를 더 구성함을 특징으로 하는 리브가 일체로 성형되는 관재 압출성형장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 성형금형은 수직으로 기다란 형태를 이루고 상부로부터 고, 중, 저열을 제공하는 히터와 성형압출장치 하부의 냉각수에 성형금형의 끝단부가 잠기도록 기다란 성형금형으로 구성됨을 특징으로 하는 리브가 일체로 성형되는 관재 압출성형장치.
4. 공급되는 재생자원을 수평 구성된 용융압출기로 용융시켜 이송함과, 용융 이송된 용융수지를 수직방향으로 구성되는 성형압출장치에서 강제적으로 하강 압출함과 성형금형을 통과하면서 성형금형의 끝단에서 성형물 관재가 1차 냉각되고 성형금형을 통과한 성형물 관재는 냉각수조의 냉각수에 의해 상온상태로 냉각되도록 하여 압축강도가 증강되도록 함을 특징으로 하는 리브가 일체로 성형되는 관재 압출성형방법.

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