KR20080032068A - 압출가공 방법 및 압출가공 장치 - Google Patents

Abstract

하나가 다른 하나의 안에 있는 적어도 2개의 고정자(1,2)와, 이들의 사이에서, 원추형 형상의 회전자(3)를 포함하여 구성되는 압출가공 장치에 의하여, 회전자(3)를 회전함으로써 재료가 압출가공되어 장치의 외부로 나오게 된다. 회전자 (3)는 개구(9)를 포함하여 구성되며, 그를 통하여 재료가 도출된다. 고정자(1,2)는 재료를 장치의 외부로 반송하기 위하여 연속적인 홈(8)들을 포함하여 구성된다. 고정자의 홈(8)은 교호로 얕고 깊게 되며, 내부 고정자(1)의 홈이 얕을 때에는, 대응하는 지점에서의 회전자(3)의 다른 측상의 외부 고정자(2)의 홈의 지점이 깊고, 그 반대의 경우도 마찬가지로 성립한다.

Description

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

본 발명은, 하나가 다른 하나의 내부에 있는 적어도 2개의 고정자와, 이들 사이에 위치하며 원추형 형상의 회전자를 포함하여 구성되며, 그 물질은 회전자를 회전함으로써 장치로부터 압출가공되는 장치로 재료를 압출가공하는 방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은 하나가 다른 하나의 내부에 있는 적어도 2개의 고정자와, 이들 사이에 위치하는, 원추형 형상의 회전자를 포함하여 구성되는 압출가공장치에 관한 것이다.

국제출원공보 WO 99/11374 호는, 폐자원의 처리에 관한 해결방법을 개시하고 있다. 폐자원은 고정자들 사이에 놓여진 원추형의 회전가능한 회전자를 포함하여 구성되는 장치내에서 처리된다. 고정자들은 회전자가 회전할 때 장치로부터 압출가공되는 수단인 홈들이 구비되어 있다. 회전자는 그를 통하여 재료들이 유통하게 되는 개구를 포함하여 구성된다. 이들 홈과 개구의 모서리들은 매우 날카로워서 장치내로 들어가는 폐자원들이 개구내로 들어갈 때 그 날카로운 모서리의 작용에 의하여 마쇄된다.

국제출원공보 WO 01/70486 호는, 재료를 압출가공하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 적어도 한개의 회전가능한 회전자와 적어도 한개의 고정자를 포함하여 구성되는 장치에서 압출가공이 일어난다. 회전자와 고정자들에는, 회전자가 회전할 때 장치를 통하여 재료를 이동시키는 홈이 구비되어 있다. 회전자와 고정자들에는 상호간에 마주보며 파도형상의 단면을 가지는 면들이 구비되어 있다. 이들 홈들은, 한 홈의 깊이가 한 파형의 마루에서 최대로 되고 한 홈의 깊이가 한 파형의 바닥에서 최저로 되도록 배치된다. 또한, 회전자내의 한 파형의 바닥은 고정자내에서 한 파형의 마루에 있게 되고, 그 반대도 성립한다. 이는, 재료가 회전자의 홈으로부터 고정자의 홈으로 교호적으로 이동이 가능하도록 한다.

국제공개공보 WO 03/000393 호는 재료를 처리하기 위한 방법 및 장치를 개시한다. 재료는, 한 개가 다른 하나내에 배치되는 적어도 2개의 원형 공급간극을 포함하여 구성되는 장치내에서 처리된다. 각 공급간극의 처음에는 마쇄부가 마련된다. 마쇄부들 다음에는 혼합부가 온다. 마쇄부내에는, 회전자와 고정자의 면들이 상호간에 면하고 파형의 단면을 가진다. 마쇄부에 뒤따르는 혼합부내에서, 회전자를 통하여 구멍들이 배치된다.

본 발명의 목적은 신규한 방식의 압출가공 방법 및 압출가공 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 방법은 고정자가 연속적인 홈을 포함하여 구성되며, 그에 의하여 재료가 장치의 밖으로 반송되고, 그 홈들은 교호로 얕아지거나 깊어지며, 상기 고정자의 홈들은, 내부 고정자의 한 개의 홈이 얕을 때에는, 대응하는 지점에서의 회전자의 다른 측부상의 외부 고정자의 홈의 지점이 깊게 되고, 그 반대도 성립한다. 그리고, 개구를 통하여 얕아지게 되는 고정자 홈들의 수단에 의하여 유도되는 재료의 일부가 회전자내에 마련된다.

본 발명의 장치는, 고정자가 그 장치의 밖으로 재료를 반송하기 위한 연속적인 홈들을 포함하여 구성되고, 그 홈들은 교호로 얕아지고 깊어지며, 상기 고정자의 홈들은, 내부 고정자의 한 개의 홈이 얕을 때에, 대응하는 지점에서의 회전자의 다른 측부상의 외부 고정자의 홈의 지점이 깊게 되고, 그 반대가 성립하며, 회전자는, 그를 통하여 재료의 일부가 유도되는 개구를 포함하여 구성된다.

본 발명의 개념은, 적어도 2개의 고정자와, 이들의 사이에, 적어도 한 개의 원추형 회전가능한 회전자를 포함하여 구성되는 장치로 재료를 압출가공하는 것이다. 회전자에는 구멍들이 마련되며, 그를 통하여 재료가 유도된다. 고정자에는 연속적인 나선형 홈들이 마련되며, 이는 교호로 깊어지고 얕아지며, 바람직하게는 더 깊어질 때는 더 넓어지고, 얕아질 때는 좁아진다. 나선형 홈들이 연속적일 때는, 모든 재료가 회전자내의 구멍을 통하여 유도되는 것은 아니며, 유통이 분할된다. 이는, 재료의 혼합을 개선한다. 회전자 구멍에 의하여, 압력이 회전자의 상이한 면상에서 발휘된다. 또한, 내부 고정자내의 홈이 가장 얕게 위치할 때, 외부고정자의 대응하는 지점에서의 홈들은 가장 깊게 있게 되고, 따라서 광범위한 압력변동이 회피된다.

본 발명의 개념은, 회전자내의 개구들이 길게 연장되고 고정자 홈들에 대하여 열십자로 대각선 위치에 배열되는 것이다. 이는, 장치의 압력발생능력이 극도로 양호하며 장치의 혼합성능 또한 좋은 것을 의미한다. 따라서, 이는 극도로 양호한 혼합특성과 그 장치내에서의 양호한 유통발생능력의 혼합이 가능하게 하는데, 이는, 모든 회전자 개구 및 고정자의 개구들이 흐름을 앞으로 유도하기 때문이다.

다른 실시예의 개념은, 회전자의 개구들이 유통채널과 상호연결되는 것인데, 즉, 홈들이 회전자내에서 하나의 개구로부터 다른 개구까지 배치된다. 이 홈들은 바람직하게는 회전자의 상이한 측면상에서 교호로 있게 된다. 회전자내의 유통채널 때문에, 유통의 연속성이 유지되고, 유통은 장치내에서 정지하지 않게 된다.

본 발명은 이하의 첨부도면을 참조하여 상술된다.

도 1은 압출가공장치의 모식적 측단면도이다.

도 2는 압출가공장치의 내부 고정자를 모식적으로 나타낸다.

도 3은 압출가공장치의 회전자를 모식적으로 나타낸다.

도 4는 압출가공장치내의 재료의 통로를 모식적으로 나타낸다.

명확성을 위하여, 본 발명의 일부 실시예들은 단순화된 방식으로 기술된다. 유사한 부분에 대한 도면의 부호는 함께 사용된다.

도 1은 압출장치의 측단면도이다. 이 장치는 내부 고정자(1) 및 그의 외부에 배치된 외부 고정자(2)를 포함하여 구성된다. 적어도 내부 고정자(1)의 외부면과 외부 고정자(2)의 내부면들은 원추형으로 형성된다. 원추형상의 회전자(3)은 내부 고정자(1)와 외부 고정자(2)의 사이에 배치된다. 회전자(3)는 내부 고정자(1) 와 외부 고정자(2)의 사이에서 회전가능하게 이동하도록 배치된다. 회전자(3)는 모우터(5)와 함께 회전한다. 모우터(5)는, 예를 들면 유압모우터, 전자모우터 또는 기타 그 목적에 합당한 다른 공지의 모우터들이다. 모우터(5)는 기어시스템(4)을 통하여 회전자(3)를 회전하도록 배치된다. 회전자(3)의 회전속도는 기어시스템(4)의 수단에 의하여 원하는 방식으로 조정될 수 있다. 한편, 예를 들어 전자모우터가 사용될 때는, 기어시스템(4)이 불필요한데, 회전자(3)의 회전속도가 공지의 방법으로 모우터(5)의 회전속도를 조정함으로써 용이하게 조정될 수 있기 때문이다.

또한, 이 장치에는 공급채널(6)이 마련되어 있으며, 이것을 따라서 처리될 재료들이 장치로 공급된다. 공급채널(6)로 공급되는 재료들은 공급장치(7)로 공급된다. 공급장치(7)는, 예를 들면 공급나사, 공급기 펌프 또는 기타 공지의 장치이다. 상기 공급장치는, 공급채널로 공급되는 재료들의 유량의 조정을 가능하게 한다. 재료는 도 1에서 나타낸 바와 같이 상이한 공급채널(6)들을 통하여 회전자(3)의 내부 및 외부로 공급될 수 있다. 한편, 회전자(3)에는 공급개구를 마련하는 것이 가능하며, 또한 회전자의 외부로 재료를 공급하거나, 재료의 일부를 공급개구를 통하여 회전자의 내부로 반송하는 것도 가능하다.

명료성을 위하여, 도 1에는 고정자(1) 및 (2)의 홈이나 회전자(3)의 개구 및 홈을 도시하지 않았다.

도 2는, 내부 고정자(1)를 나타낸다. 내부 고정자(1)에는 고정자(3)가 회전 함에 따라 장치로부터 재료를 외부로 내보내는 연속적인 홈(8)들이 마련된다. 이 홈(8)들은 교호로 얕아졌다 깊어졌다 하도록 배치된다. 동시에, 홈(8)이 얕아지게 되면, 이들은 또한 좁아지고, 이들이 깊어지면, 동시에 폭이 넓어져서, 그에 의하여 고정자에 대한 홈(8)들의 가공이 단순해진다. 참조부호(8a)는 홈의 좁고 얕은 지점을 나타내고, 참조부호(8b)는 홈의 깊고 넓은 지점을 나타낸다.

외부 고정자(2)도 유사하게 배치되는 것으로서, 즉 외부 고정자(2)에 있어서, 홈들은 내부 고정자(1)내에서와 같은 동일한 방향으로 있다. 더우기, 외부 고정자(2)의 홈들은, 내부 고정자(1)에서의 얕고 좁은 홈(8a)로 되도록 배치되고, 이부고정자에는 깊고 넓은 홈들이 구비된다. 유사하게, 내부 고정자(1)내의 깊고 넓은 홈들은 외부 고정자내의 홈의 얕고 좁은 홈이다.

도 3은 회전자(3)를 나타낸다. 회전자(3)는 관통개구(9)를 포함하여 구성된다. 개구(9)는 도 3과 관련하여 수평면에 대해 길게 연장되고 대각선으로 배치된다. 또한, 회전자(3)는 개구(9)가 재료들을 장치로부터 외부로 유도하도록 회전한다.

개구(9)들은 유통채널(10)과 상호연결된다. 유통채널(10)은 회전자(3)의 표면상의 홈으로서, 하나의 개구로부터 다른 개구로 이어진다. 유통채널(10)은 회전자의 안팎측에 교호적으로 배치된다. 도 3에 있어서, 회전자(3)의 안쪽의 유통채널(10)에는 파선으로 표시되어 있다. 명료성을 위하여, 도 3에는 회전자(3)의 개구의 일부만을 나타내었다. 개구(9)들은 전체 회전자(3)에 걸쳐서 모든 곳에 배치된다.

도 4는 장치내에서 재료가 유통하는 것을 설명한다. 고정자의 홈(8)들이 연속적이기 때문에, 재료의 일부만이 개구(9)를 통하여 지나가고, 이들 부분은 고정자와 회전자의 사이에서 앞으로 나아간다. 이는, 매우 효과적인 혼합을 가능하게 한다. 한편, 개구(9)는 회전자(3)의 상이한 측면들상에 압력을 준다. 또한, 내부 고정자(1)의 홈들과 외부 고정자(2)의 홈들은, 내부 고정자의 홈들이 가장 작을 때, 외부 고정자의 홈들은 가장 크게 되도록 배치되며, 그 반대도 성립한다. 따라서, 재료는 장치내로 원활하게 흘러가게 된다. 이 부분에 있어서, 개구(9) 사이의 유통채널(10)은 연속적인 유통을 보장한다. 유통채널(10)을 회전자의 안팎에 교호로 배치함으로써, 장치의 혼합효율을 증가시킨다.

또한, 개구(9)의 끝단 모서리들은 경사지게 배치된다. 그렇게 함으로써, 원활한 재료의 유통이 달성되고, 재료가 축적되는 사각지대가, 예를 들어 개구(9)의 측면상에 형성되지 않는다. 경사진 부분들은, 예를 들면 도 3에서 나타낸 개구열중의 하나와 같이 배치될 수 있는데, 경사진 부분들은 동일한 방향에 있게 되고, 다음의 인접한 개구열에 있어서는, 경사부들이 반대방향으로 있게 된다. 경사부분들은 도 4와 관련하여, 고정자 홈(8)들의 깊이에 있어서의 변화를 관찰하도록 배치될 수도 있다.

회전자(3)의 개구(9)의 모서리 및/또는 회전자의 유통채널(10) 및/또는 고정자의 홈(8)들은, 바람직하게는 날카롭게 가공되어 있어서, 이들은 재료를 자르게 되며, 따라서 재료의 마쇄를 증진시킨다. 개구(9)의 모서리 및/또는 홈(8)들도 재료를 절단 및 마쇄하게 된다.

개시된 장치는, 예를 들어 폴리올레핀과 같은 플래스틱의 압출가공에 적절하다. 또한, 이 장치는, 합성수지 제품을 압출가공하는 데에도 적용될 수 있으며, 이 경우에는 예를 들어 톱밥과 같은 수지재료, 플래스틱과 같은 바인더들이 장치내로 공급된다. 부가적으로, 다양한 첨가제 및 보조제들이 동시에 장치내로 공급될 수 있다. 재활용 재료들도 본 장치에 의하여 압출가공될 수 있다. 이 장치는 특히 압출가공장치내에서 재료들이 유효하게 혼합되어야 하는 적용분야의 사용에 적절하다.

어떤 경우에는, 본 출원에서 개시된 특성들은 다른 특성들에 관계없이 사용될 수 있다. 한편, 본 출원에서 개시된 특성들은 필요하다면 상이한 조합을 발생하도록 결합될 수 있다.

도면 및 관련된 기술내용은 오직 본 발명의 개념을 예시할 것을 목적으로 한 것이다. 본 발명의 상세한 내용은 첨부된 특허청구의 범위내에서 변형이 가능하다. 회전자(3)는 유통을 앞으로 이루어지게 하는 홈을 포함할 수도 있으며; 홈의 모서리들도 재료의 절단 및 마쇄를 위하여 예리하게 가공될 수 있다.

Claims (13)

1. 하나가 다른 하나의 안에 있는 적어도 2개의 고정자(1,2)와, 이들의 사이에서, 원추형 형상의 회전자(3)를 포함하여 구성되는 장치로 재료를 압출가공하고, 그 재료는 회전자(3)를 회전함으로써 장치로부터 압출가공되는 압출가공방법에 있어서,

   고정자(1,2)는 연속적인 홈(8)들을 포함하여 구성되며, 이 홈들에 의하여 재료가 장치의 외부로 반송되고, 이 홈(8)들은 교호적으로 얕아지고 깊어지며, 상기 고정자(1,2)의 홈(8)들은, 내부 고정자(1)의 홈이 얕을 때에는, 대응하는 지점에서의 회전자(3)의 다른 측상의 외부 고정자(2)의 홈의 지점이 깊고, 그 반대의 경우도 마찬가지로 성립하며, 고정자(8)의 수단에 의하여 재료의 일부를 회전자(3)내에 마련된 관통개구(9)를 통하여 도입하는 것을 특징으로 하는 방법
2. 제 1 항에 있어서, 고정자(1,2)의 홈(8)이 얕아지면, 홈은 좁게 되고, 홈이 깊어지면, 홈은 넓어지는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 회전자(3)의 개구(9)는 길게 연장되고 고정자(1,2)의 홈(8)들에 대하여 대각선으로 열십자형상으로 배치되며, 그에 의하여, 회전자(3)가 회전할 때, 고정자(1,2)의 홈(8) 및 회전자(3)의 개구(9)들은 재료들을 장치로부터 외부로 유도하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 상기 항중의 어느 한 항에 있어서, 회전자(3)의 개구(9)는 유통채널(10)과 접속되며, 그에 의하여 재료는 회전자내에서 하나의 개구(9)로부터 다른 개구로 유통채널(10)을 따라 순방향으로 반송되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 상기 항중의 어느 한 항에 있어서, 회전자(3)의 개구(9) 및/또는 고정자의 홈(8)들의 모서리를 예리하게 가공해 놓음으로서, 이들이 재료를 절단 및 마쇄하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 상기 항중의 어느 한 항에 있어서, 개구(9)의 끝단들은 경사지게 배치되며, 그에 의하여 이들이 재료를 순방향으로 원활하게 유도하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 하나가 다른 하나의 안에 있는 적어도 2개의 고정자(1,2)와, 이들의 사이에서, 원추형 형상의 회전자(3)를 포함하여 구성되는 압출가공 장치에 있어서,

   고정자(1,2)는 재료를 장치의 외부로 반송하기 위한 연속적인 홈(8)들을 포함하여 구성되며, 이 홈(8)들은 교호적으로 얕아지고 깊어지며, 상기 고정자(1,2)의 홈(8)들은, 내부 고정자(1)의 홈이 얕을 때에는, 대응하는 지점에서의 회전자 (3)의 다른 측상의 외부 고정자(2)의 홈의 지점이 깊고, 그 반대의 경우도 마찬가지로 성립하며, 회전자(3)는 그를 통하여 재료의 일부가 도입되는 개구(9)를 포함 하여 구성되는 것을 특징으로 하는 압출가공 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 고정자(1,2)의 홈(8)이 얕아지면, 홈은 좁게 되고, 홈이 깊어지면, 홈은 넓어지는 것을 특징으로 하는 압출가공 장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 회전자(3)의 개구는 길게 연장되고 고정자 (1,2)의 홈(8)들에 대하여 대각선으로 열십자형상으로 배치되며, 그에 의하여, 회전자(3)가 회전할 때, 고정자(1,2)의 홈(8) 및 회전자(3)의 개구(9)들은 재료들을 장치로부터 외부로 유도하는 것을 특징으로 하는 압출가공 장치.
10. 제 7 항 내지 제 9 항중의 어느 한 항에 있어서, 회전자(3)의 표면에는 하나의 개구(9)로부터 다른 개구로 유통채널(10)이 마련되는 것을 특징으로 하는 압출가공 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 유통채널(10)들은 회전자의 내부 및 외부에 교호로 배치되는 것을 특징으로 하는 압출가공 장치.
12. 제 7 항 내지 제 11 항중의 어느 한 항에 있어서, 재료를 절단하고 마쇄하기 위하여, 회전자(3)의 개구(9) 및/또는 고정자의 홈(8)들의 모서리를 예리하게 가공된 것을 특징으로 하는 압출가공 장치.
13. 제 7 항 내지 제 12 항중의 어느 한 항에 있어서, 개구(9)의 끝단들은 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 압출가공 장치.

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