KR20080028411A - 압출가공 방법 및 압출가공 장치 - Google Patents

Abstract

압출가공장치는 제품을 성형하기 위하여 노즐(10)을 통해 재료를 압출가공하는데 사용된다. 노즐(10)내에서, 재료가 막대(9)의 둘레로 압축되고, 따라서 제품의 벽내에 튜브형상 공동(13)들이 형성된다. 막대(9)들은 속이 비어 있으며, 장치는 튜브형상 공동(13)내로의 유통이 가능하도록 속이 빈 막대(9)에 접속된 채널 (14)을 포함하여 구성된다.

Description

압출가공 방법 및 압출가공 장치 {EXTRUSION METHOD AND EXTRUSION APPARATUS}

본 발명은 노즐을 통하여 재료를 압출하고, 그에 의하여 그 재료가 노즐내의 막대둘레로 눌려짐으로써 관형상의 공동(空洞)들이 제품의 벽에 형성되는 것을 포함하여 구성되는 압출가공방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 재료를 공급하는 수단을 포함하여 구성되는 압출가공장치와, 제품을 성형하기 위한 노즐 및, 제품의 벽내에 관형상의 공동들을 형성하기 위하여 노즐과 관련하여 배치된 막대들에 관한 것이다.

미국특허 제 4,323,339 호는 그의 벽에 길게 연장된 공동들이 구비된 플래스틱관을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 이 제품은 그의 노즐이 한 개의 고리형상의 리테이너(retainer)을 포함하여 구성되는 압출기에 의하여 형성된다. 리테이너는 재료들의 그의 주위에서 압력을 받는 막대들을 구비하고, 그에 의하여 막대들이 재료의 벽내에 관형상의 공동을 형성하게 된다.

본 발명의 목적은 신규하고 개선된 압출가공방법 및 압출가공장치를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 방법은 막대들이 속이 비어 있고, 압출가공 장치내에 마련된 채널들에 연결되어 있어서, 관형상 공동과 속이 빈 막대 및 채널을 통하여 유통이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 장치는, 막대들이 속이 비고, 그 장치가 속이 빈 막대에 연결된 채널들을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 하나의 제품이 재료를 압출기 노즐을 통하여 공급함으로써 압출가공되고, 그 재료의 내부에는 막대들이 있어서, 압출가공된 대상물의 벽 내부에 관형상의 공동들이 형성된다는 생각에 기초한 것이다. 이렇게 함으로써 관형상 내부의 공동들 및 제품의 제조를 좋은 품질로 할 수 있도록 한다.

다른 실시예에 따르면, 냉각공기가 대상물의 벽 내부에서 관형상 공동 및 속이 빈 막대를 통하여 흡인된다. 이 경우에는, 매우 큰 냉각면이 달성되고, 제품의 냉각이 매우 효율적으로 이루어진다. 또한, 매우 급속한 냉각이 달성된다. 원한다면, 에너지가 흡인된 따뜻한 공기로부터 회수되어 이용될 수 있다. 부가적으로, 필요하다면 증기, 가스 또는 습기가 제품의 내부로부터 효율적으로 제거될 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에서 매우 상세하게 기술된다.

도 1은 압출성형장치의 일부의 모식적인 측단면도이다.

도 2는 그의 끝단으로부터 본 압출성형품의 모식적인 측단면도이다.

도 3은 도 1에 따른 장치의 끝단부품을 모식적으로 나타낸 도면이다.

도 1은 압출성형 장치를 도시한다. 압출성형장치는 내부 고정자(1) 및, 그 내부 고정자의 바깥쪽에 배치된 내부 회전자(2)를 포함하여 구성되며, 내부 회전자 (2)는 원뿔형상을 가진다. 내부 회전자(2)의 외부에는 중간 고정자(3)가 있으며, 중간 고정자(3)의 외부에는 원뿔형상을 가진 외부 회전자(4)가 있다. 외부 회전자 (4)의 외부에는 외부 고정자(5)가 있다. 각 회전자(2) 및 (4)와, 고정자(1), (3) 및 (5)의 사이에는 회전자(2) 및 (4)가 회전함에 따라 압출성형되는 재료들이 유통되는 공급간극이 있다.

내부 회전자(2)를 회전함으로써, 재료는 내부 재료채널(6)을 통하여 노즐 (10)로 반송된다. 따라서, 외부 회전자(4)를 회전함으로써 외부 재료채널(7)을 따라서 재료가 노즐(10)까지 반송된다.

명료성을 위하여, 도 1은 회전자(2) 및 (4)를 회전하기 위한 장치나, 재료를 공급하기 위한 장치들을 도시하지는 않았지만, 이들의 수단에 의하여 압출가공될 재료들이 회전자(2) 및 (4)의 안팎으로 공급된다. 또한, 명료성을 위하여 도 1에는 장치의 밖으로 재료가 흘러나올 수 있도록 하기 위하여 고정저(1),(3) 및 (5)나, 회전자(2) 및 (4)에 마련된 홈들을 도시하지 않았다.

중간 고정자(3)는 그의 끝단에 착탈가능하게 부착된 끝단부품(8)을 포함하여 구성된다. 이 끝단부붚(8)은 노즐(10)의 내부로 연장되는 막대(9)를 포함하여 구성된다. 압출가공될 재료는 막대(9) 주위에서 재료 채널(6) 및 (7)을 통하여 힘을 받게 된다.

도 2에 따른 제품은 도 1에 따른 장치에 의하여 제조된다. 이 제품은 파이프(11)이다. 파이프(11)의 벽(12)은 관형상의 공동(13)들을 포함하여 구성된다. 그러한 제품은 비교적 경량이면서도 다소 양호한 강도를 가진다.

막대(9)들은 속이 비어 있다. 흡인덕트(14)는 막대(9)로부터 끝단부품 및 중간 고정자(3)를 통하여 인도된다. 흡인덕트(14)는 펌프(15)로 인도되며, 그에 의하여 공기가 흡인된다. 다시 말하면, 공기는 제품내의 관형상 공동(13)들을 통하여 속이 빈 막대(9)들로 흡인되고, 흡인덕트(14)를 따라서 그로부터 흡인된다.

흡인덕트(14)는 끝단부품(8)을 통하여 각 속이 빈 막대(9)로 이어진다. 접속채널(16)이 끝단부품(8)과 중간 고정자(3)의 접합점에 형성된다. 속이 빈 막대(9)로부터의 이어지는 흡인덕트(14)로부터의 흐름이 접속채널(16)내에서 연결된다. 하나 이상의 흡인덕트(14)들이 다시 접속채널(16)로부터 펌프(15)로 이어진다. 도 3에서 도시된 경우와 같이 속이 빈 막대(9)가 32개가 있다면, 32개의 흡인덕트(14)들이 끝단부품(8)을 통하여 인도된다. 접속채널(16)의 뒤에는, 예를 들면 4개의 흡인덕트들이 중간 고정자(3)를 통하여 배열된다. 필요하다면, 이들 흡인덕트들은 펌프(15)의 앞에서 연결된다. 중간 고정자(3)내에 마련된 흡인덕트(14)들은 바람직하게는 대칭으로 배치된다. 또한, 접속채널(16)은 바람직하게는 고리형상이며, 이 경우에는 끝단부품(8)의 모든 흡인덕트(14)와, 중간 고정자(3)의 모든 흡인덕트 (14)들을 연결하게 된다. 접속채널(16)은 예를 들어 끝단부품(8)의 8개의 흡인덕트(14)를 중간 고정자(3)의 한개의 흡인덕트(14)에 접속함으로서 불연속적으로 만들어질 수 있다. 접속채널(16)은 상이한 흡인덕트(14) 사이의 압력차를 균등하게 한다.

제품의 벽 내부에 마련된 관형상의 공동(13)을 통하여 공기를 흡인함으로써, 압출성형된 제품들이 매우 효과적으로 냉각될 수 있는데, 냉각면이 크게 될 수 있기 때문이다. 냉각속도 또한 양호해진다. 또한, 흡인이 제품의 벽내부에서 일어나기 때문에, 제품의 재료로부터 방출되는 증기, 가스 또는 습기등이 흡인될 수 있다.

제품 벽내부로부터 흡인된 공기는 다소 따뜻하기 때문에, 필요한 경우에는, 이 따뜻한 공기는 예를 들어 압출기내로 공급되는 재료를 가열하는데에도 사용될 수 있다. 흡인이 압출방향과 반대방향으로 일어나기 때문에 열은 효과적으로 회수될 수 있으며, 따라서 본 발명은 상호 역방향 열교환기로서 기능하게 된다.

도 3은 끝단부품(8)의 구조를 도시한다. 끝단부품(8)은 슬리이브와 같은 물건으로서, 중간 고정자(3)에 부착된다. 필요하다면, 끝단부품(8)과 중간 고정자 (8)들은 하나의 부품으로 결합될 수도 있다. 한편, 중간 고정자(3) 및 다른 압출가공장치의 구조가 여러개의 상이한 부품으로부터 형성될 수도 있다. 예를 들어, 만약 중간 고정자(3)가 2개의 부품으로 만들어진다면, 흡인덕트(14)는 이들 부품의 사이를 이동하도록 배치될 수 있다.

막대(9)는 용융된 재료가 막대의 끝단 앞쪽에서 경직되 시간을 가지도록 충분히 길며, 이 경우에 튜브형상 공동(13)들이 원하는 방식으로 형성된다. 필요하다면, 막대(9)는 노즐의 외부로까지 연장될 수 있거나, 노즐(10)의 끝단 앞쪽에서 끝날 수도 있다.

어떤 경우에는, 본 출원에 있어서 개시된 특징들이 다른 특징들과는 관계없이 이용될 수도 있다. 한편, 본 출원에 있어서 개시된 특징들은, 필요하다면 다양한 조합을 형성하도록 결합될 수도 있다.

도면 및 그와 관련된 기술내용들은 본 발명개념을 예시하기 위한 목적만을 의도한 것이다. 본 발명의 상세한 내용은 특허청구의 범위내에서 변형될 수 있다. 따라서, 기술된 해결방법에 의하여 달성되는 제품은 도 2에서 나타낸 바와 같은 튜브형상의 공동(13)을 포함하여 구성되는 파이프(11)일 수 있다. 또한, 제품은, 예를 들면 튜브형상 공동이 마련되는 판형상의 물건이거나 또는 기타 대응하는 제품일 수도 있다. 제품들의 구조 및 형상은 끝단부품의 구조 및 그의 막대와 노즐의 구조에 의하여 결정된다. 또한, 공기는 반드시 펌프(15)에 의하여 제품내의 튜브형상 공동(13)을 통하여 흡인될 필요는 없다. 펌프(15)는 공기, 도는 기타 적절한 기체 또는 기체 혼합물을 흡인덕트(14), 속이 빈 막대(9) 및 튜브형상 공동(13)을 통하여 불어내도록 배치될 수도 있다. 부가적으로, 모든 실시형태들은 반드시 채널, 속이 빈 막대 및 튜브형상 공동을 통한 어떠한 흡인이나 불어냄을 필요로 하는 것은 아니다. 또한, 그 경우에, 채널, 속이 빈 막대 및 튜브형상 공동들은 하나의 개방된 연결을 형성하며, 이 경우에 튜브형상 공동내의 압력은 예를 들어 균일할 수 있으며, 제품들은 균일한 품질을 가지게 된다. 개시된 장치는, 폴리올레핀과 같은 플래스틱을 압출가공하는데 적용될 수 있다. 이 장치는, 합성수지 제품을 압출가공하는 데에도 적용될 수 있으며, 이 경우에는 예를 들어 톱밥과 같은 수지재 료, 플래스틱과 같은 바인더들이 장치내로 공급된다. 부가적으로, 다양한 첨가제 및 보조제들이 동시에 장치내로 공급될 수 있다. 재활용 재료들도 본 장치에 의하여 압출가공될 수 있다. 예를 들어, 합성수지 제품들이 압출가공되고, 습기 및/또는 기체 및/또는 증기가 흡인에 의하여 제품의 내부로부터 제거될 수 있다.

Claims (9)

1. 노즐(10)을 통하여 재료를 압출하고, 그에 의하여 그 재료가 노즐(10)내의 막대(9)둘레로 눌려짐으로써 관형상의 공동(13)들이 제품의 벽에 형성되며, 막대(9)들은 속이 비어 있고, 압출가공 장치내에 마련된 채널(14)들에 연결되어 있어서, 관형상 공동(13), 속이 빈 막대(9) 및 채널(14)을 통하여 유통이 가능하도록 된 압출가공방법에 있어서,

   재료들은 중간 고정자(3)와, 그의 외부의 적어도 한개의 공급간극과, 그의 내부의 적어도 한개의 공급간극을 포함하여 구성되는 장치에 의하여 압출가공되고, 한개의 끝단부품(8)이 중간 고정자(3)에 접속되며, 막대(9)는 그 끝단부품내에 배치되는 것을 특징으로 하는 압출가공방법.
2. 제 1 항에 있어서, 제품을 냉각시키기 위하여, 제품의 벽내부로부터 제품내의 관형상 공동(13) 및 속이 빈 막대(9)를 통하여 공기가 흡인되는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 채널(14)들은 중간 고정자(3)를 통하여 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 상기 항중의 어느 한 항에 있어서, 공급간극들은 원뿔형상을 가지는 것을 특 징으로 하는 방법.
5. 재료를 공급하는 수단과, 제품을 성형하기 위한 노즐(10) 및, 튜브형상 공동 (13)을 성형하기 위하여 노즐(10)과 연결하여 배치된 막대(9)를 포함하여 구성되며, 막대(9)들은 속이 비어 있고, 그 속이 빈 막대(9)에 접속된 채널(14)들을 포함하여 구성되는 압출가공장치에 있어서,

   중간고정자와, 중간고정자(3)의 외부에 배치된 적어도 한개의 공급간극 및, 중간 고정자(3)에 접속되는 한개의 끝단부품(8)을 포함하여 구성되며, 막대(9)는 끝단부품(8)내에 배치되는 것을 특징으로 하는 압출가공장치.
6. 제 5 항에 있어서, 제품내의 관형상 공동(13), 속이 빈 막대(9) 및 채널(14)을 통하여 냉각공기를 흡인하기 위한 흡인수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압출가공장치.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 채널(14)들이 중간 고정자(3)내에 마련되는 것을 특징으로 하는 압출가공장치.
8. 제 5 항 내지 제 7 항중의 어느 한 항에 있어서, 공급간극들이 원뿔형상을 가지는 것을 특징으로 하는 압출가공장치.
9. 제 5 항 내지 제 8 항중의 어느 한항에 있어서, 속이 빈 막대(9)에 접속된 채널(14)의 흐름을 결합하기 위한 접속채널(16)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압출가공장치.

Images