KR20150003634U - 압출 및 사출용 믹싱 노즐 - Google Patents

Abstract

본 고안은 플라스틱 성형기와 결합되어 상기 플라스틱 성형기로부터 가열된 수지를 전달받는 본체; 상기 본체의 선단에 결합되고, 상기 본체 내부의 플라스틱 수지를 외부로 압출 또는 사출하는 출구를 구비한 헤드; 및 상기 본체의 내부에 장착되고, 서로 교차하는 복수의 믹싱 유로를 구비한 적어도 하나 이상의 믹싱 블록을 포함하고, 상기 믹싱 유로는 상기 믹싱 블록을 관통하여 형성되고, 압출 또는 사출 방향에 대해서 소정각도 경사진 복수의 제1 믹싱 유로와 상기 제1 믹싱 유로와 반대방향으로 소정각도 경사져서 상기 제1 믹싱 유로와 교차하는 복수의 제2 믹싱 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 및 사출용 믹싱 노즐에 관한 것이다.

Description

압출 및 사출용 믹싱 노즐{Mixing nozzle for extrusion and injection}

본 고안은 플라스틱 수지와 첨가 물질을 혼합하여 압출 또는 사출하는 압출 및 사출용 믹싱 노즐에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라스틱 수지와 첨가 물질을 균일하게 혼합하여 압출 또는 사출할 수 있는 압출 및 사출용 믹싱 노즐에 관한 것이다.

일반적으로, 플라스틱의 압출 또는 사출 성형 공정에서 색상을 첨가할 경우에, 특히 별도로 콤파운딩 작업을 거친 수지를 사용하지 않을 경우에는 색상의 혼합이 이루어지지 않아 색상이 한곳으로 몰리게 되는 현상이 발생한다. 따라서, 플라스틱 압출물 또는 사출물에 색상을 첨가하고자 하는 경우에는 별도로 가공비가 추가되는 콤파운딩된 수지를 사용해야하므로 제품의 원가 상승이 초래된다.

등록실용신안공보 제20-0353649호는 상기한 문제점에 착안하여 별도의 콤파운딩 작업을 하지 않고 플라스틱 수지와 안료나 착색제 등의 첨가 물질을 혼합할 수 있는 플라스틱 사출 성형용 노즐을 개시한다. 위 선행문헌에 개시된 플라스틱 사출 성형용 노즐은 플라스틱 성형기와 결합되는 노즐몸통과 캡으로 이루어진 노즐 본체 및 격자형상의 교차로와 교차로의 사이에서 일렬로 돌출된 돌출부를 구비한 헤드를 포함하여 구성된다. 위 선행문헌에 따른 플라스틱 사출 성형용 노즐은 상기한 구성에 의해 가열된 플라스틱 수지가 헤드에 형성된 교차로를 통과하면서 와류 현상이 발생되어 수지와 첨가 물질의 혼합이 이루어질 수 있다.

그런데, 위 선행문헌에 개시된 노즐은 교차로가 헤드의 외주면에 형성되어 수지와 첨가 물질이 헤드의 외주면을 따라 나선 형상으로 이동하면서 교차되기 때문에 수지와 첨가 물질이 어느 정도 혼합 가능하지만 균일하게 혼합되는 것은 불가능하였다.

본 고안은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 플라스틱 수지와 첨가 물질을 균일하게 혼합시킬 수 있는 압출 및 사출용 믹싱 노즐을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 형태에 따르면, 플라스틱 성형기와 결합되어 상기 플라스틱 성형기로부터 가열된 수지를 전달받는 본체; 상기 본체의 선단에 결합되고, 상기 본체 내부의 플라스틱 수지를 외부로 압출 또는 사출하는 출구를 구비한 헤드; 및 상기 본체의 내부에 장착되고, 서로 교차하는 복수의 믹싱 유로를 구비한 적어도 하나 이상의 믹싱 블록을 포함하고, 상기 믹싱 유로는 상기 믹싱 블록을 관통하여 형성되고, 압출 또는 사출 방향에 대해서 소정각도 경사진 복수의 제1 믹싱 유로와 상기 제1 믹싱 유로와 반대방향으로 소정각도 경사져서 상기 제1 믹싱 유로와 교차하는 복수의 제2 믹싱 유로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 압출 또는 사출 방향과 수직한 평면에 대하여, 상기 제1 믹싱 유로와 상기 제2 믹싱 유로는 제1 방향을 따라 복수개가 1열씩 교번적으로 배열되는 것을 특징으로 한다.

더 바람직하게는, 상기 제1 믹싱 유로와 상기 제2 믹싱 유로는 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 대해서 서로 어긋나게 배열되고, 상기 믹싱 블록의 내부에서 서로 연통되어 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 믹싱 블록은 그 양측면이 오목부와 돌출부로 이루어진 물결 형상부를 구비하여, 2개의 믹싱 블록이 결합될 때, 믹싱 블록들 사이에 소정의 혼합 공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 믹싱 블록은 일측면의 단부에 결합 돌기를 구비하고, 타측면의 단부에 결합 홈을 구비하며, 상기 결합 돌기와 상기 결합 홈은 압출 또는 사출 방향에 대하여 동일 선상에 놓이지 않고 서로 어긋나게 배열된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 압출 및 사출용 믹싱 노즐의 본체 및 헤드를 도시한 분해 사시도,
도 2는 본 고안에 따른 압출 및 사출용 믹싱 노즐의 믹싱 블록을 도시한 사시도,
도 3은 본 고안에 따른 압출 및 사출용 믹싱 노즐을 도시한 측면 구성도,
도 4는 본 고안에 따른 압출 및 사출용 믹싱 노즐의 믹싱 블록의 믹싱 유로를 측면에서 도시한 개략적인 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 압출 및 사출용 믹싱 노즐의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 아래에서 본 고안을 설명함에 있어서, 본 고안의 구성요소를 지칭하는 용어들은 각각의 구성 요소들의 기능을 고려하여 명명된 것이므로, 본 고안의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 안 될 것이다.

도 1 내지 4를 참조하면, 본 고안에 따른 압출 및 사출용 믹싱 노즐은 플라스틱 성형기(미도시)에 결합되는 본체(100), 본체(100)의 선단에 결합되어 성형기로부터 전달된 수지를 본체(100) 외부로 압출 또는 사출하는 헤드(200) 및 본체(100)의 내부에 장착되어 플라스틱 성형기로부터 전달된 수지를 혼합시키는 믹싱 블록(300)을 포함하여 구성된다.

본체(100)는 원통형상의 부재로서, 일단이 플라스틱 성형기와 결합되어 플라스틱 성형기로부터 가열된 플라스틱 수지 및 첨가 물질(예를 들면 착색제나 안료 등)을 전달받는다. 이 본체(100)는 일단의 외주에 나사 결합부(110)를 구비하고 타단의 내주에 역시 나사 결합부(120)를 구비하며, 나사 결합부(110)를 통해 플라스틱 성형기와 나사 결합되고, 나사 결합부(120)를 통해 후술하는 헤드(200)와 나사 결합된다.

헤드(200)는 본체(100)의 선단, 즉 나사 결합부(120)와 결합되는 나사 결합부(210)를 구비하여, 본체(100) 및 플라스틱 성형기의 결합과 마찬가지로, 본체(100) 및 헤드(200)가 나사 결합된다. 그리고, 헤드(200)는 그 선단의 중심에 플라스틱 수지가 압출 또는 사출되는 출구(220)를 구비한다.

믹싱 블록(300)은 소정 크기의 원기둥 형태로 형성되고, 본체(100)의 내부에는 복수의 믹싱 노즐(300)이 서로 이격되거나 인접하게 위치되도록 장착된다. 이 믹싱 노즐(300)은 서로 교차하는 복수의 믹싱 유로(310)를 구비한다.

여기서, 믹싱 유로(310)는 믹싱 블록(300)을 관통하여 형성되고, 플라스틱 수지의 압출 또는 사출 방향(본체(100)의 길이방향)에 대해서, 소정각도 경사진 제1 믹싱 유로(311)와 제2 믹싱 유로(312)를 구비한다. 제1 믹싱 유로(311)와 제2 믹싱 유로(312)는 서로 반대방향의 경사각을 구비하고, 이 둘 사이의 각도는 대략 45°이다.

이러한 구성에 의해, 본 고안에 따른 압출 및 사출용 믹싱 노즐은 플라스틱 성형기로부터 전달된 플라스틱 수지와 첨가 물질이 제1 믹싱 유로(311)와 제2 믹싱 유로(312)를 통과하면서 믹싱 블록(300)의 중심 방향과 반경 방향으로 교번적으로 교차될 수 있다. 따라서, 복수의 믹싱 블록(300)을 통과한 플라스틱 수지와 첨가 물질이 헤드(200)에 도달하기 전에 균일하게 혼합될 수 있다.

바람직하게는, 제1 믹싱 유로(311)와 제2 믹싱 유로(312)는, 플라스틱 수지의 압출 또는 사출 방향과 수직한 평면에 대하여, 제1 방향(도 4에서 수직 방향)을 따라 복수개가 1열씩 교번적으로 배열된다. 즉, 복수의 제1 믹싱 유로(311)가 1열로 배열되고, 그 아래에 복수의 제2 믹싱 유로(312)가 2열로 배열되는 식으로 제1 믹싱 유로(311)와 제2 믹싱 유로(312)가 제1 방향을 따라 교번적으로 배열된다.

여기서, 제1 믹싱 유로(311)와 제2 믹싱 유로(312)는, 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 대해서, 서로 어긋나게 배열된다. 즉, 제1 믹싱 유로(311)와 제2 믹싱 유로(312)는 제1 방향을 따라 동일 선상에 놓이지 않는다. 그리고, 제1 믹싱 유로(311)와 제2 믹싱 유로(312)는 믹싱 블록(300)의 내부에서 측방향으로 서로 연통되어 있다.

이에 따라, 제1 믹싱 유로(311) 및 제2 믹싱 유로(312)로 전달된 첨가 물질을 포함한 수지는 압출 또는 사출 방향을 따라 믹싱 블록(300)을 통과하면서 연속적으로 제1 믹싱 유로(311)와 제2 믹싱 유로(312)를 교차하여 혼합될 수 있다. 따라서, 플라스틱 수지와 첨가 물질의 균일한 혼합이 가능하다.

도 4를 참조하면, 도면의 좌측의 믹싱 유로들(310)로 주입된 플라스틱 수지와 첨가 물질은 이동하면서 먼저 2개의 분기점 A에서 교차되고, 그 다음에 3개의 분기점 B에서 교차되고, 그리고 나서 2개의 분기점 C에서 교차된다. 즉, 플라스틱 수지와 첨가 물질은 도 4는 측면 구성에서 7개의 분기점을 지나면서 교차되어 혼합된다. 따라서, 1열에 구비된 믹싱 유로의 개수(n)에 따라 1개의 믹싱 블록(300)에서는 7 × n개의 분기점이 형성되고, 본체(100)에 구비된 믹싱 블록(300)의 개수에 따라 분기점들은 더욱 증가된다.

따라서, 플라스틱 성형기로부터 전달된 플라스틱 수지와 첨가 물질은 본체(100) 내부의 믹싱 블록들(300)을 통과하면서 거의 균일하게 혼합될 수 있다.

바람직하게는, 믹싱 블록(300)은 도 4에서 볼 때, 그 양측면이 오목부(321)와 돌출부(322)로 이루어진 물결 형상부(320)를 구비한다. 물결 형상부(320)는 본체(100) 내부에서 2개의 믹싱 블록(300)이 결합되어 배열될 때, 이 2개의 믹싱 블록들 사이에 소정의 혼합 공간이 형성되도록 한다.

물결 형상부(320)에 의해 형성된 혼합 공간은 이전의 믹싱 블록의 분기점들을 통해 혼합된 플라스틱 수지와 첨가 물질이 한꺼번에 수용된 후에 다시 다음의 믹싱 블록으로 이동되어 혼합되도록 하는 역할을 한다.

한편, 믹싱 블록(300)은 일측면의 단부에 결합 돌기(330)를 구비하고, 타측면의 단부에 결합 홈(340)을 구비한다. 그리고, 이 결합 돌기(330)와 결합 홈(340)은 압출 또는 사출 방향에 대하여 동일 선상에 놓이지 않는다. 즉, 결합 돌기(330)와 결합 홈(340)은 압출 또는 사출 방향에 대하여 어긋나게 배열된다.

이로 인해, 본체(100) 내부의 복수의 믹싱 블록(300)이 배열될 때, 하나의 믹싱 블록의 결합 돌기(330)와 다른 하나의 믹싱 블록의 결합 홈(340)이 맞물려 결합되고, 이때 맞물려 결합된 2개의 믹싱 블록들은 각자의 믹싱 유로들(310)의 방향이 서로 어긋나게 배열된다. 따라서, 믹싱 블록들(300)을 통과하는 플라스틱 수지와 첨가 물질은 더욱 균일하게 혼합될 수 있다.

이상에서 설명된 본 고안의 실시예들은 본 고안의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 고안의 보호 범위는 이하 청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 고안과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100: 본체 110, 120: 나사 결합부
200: 헤드 210: 나사 결합부
220: 출구 300: 믹싱 블록
310: 믹싱 유로 311: 제1 믹싱 유로
312: 제2 믹싱 유로 320: 물결 형상부
321: 오목부 322: 돌출부
330: 결합 돌기 340: 결합 홈

Claims (5)

1. 플라스틱 성형기와 결합되어 상기 플라스틱 성형기로부터 가열된 수지를 전달받는 본체;
   상기 본체의 선단에 결합되고, 상기 본체 내부의 플라스틱 수지를 외부로 압출 또는 사출하는 출구를 구비한 헤드; 및
   상기 본체의 내부에 장착되고, 서로 교차하는 복수의 믹싱 유로를 구비한 적어도 하나 이상의 믹싱 블록을 포함하고,
   상기 믹싱 유로는 상기 믹싱 블록을 관통하여 형성되고, 압출 또는 사출 방향에 대해서 소정각도 경사진 복수의 제1 믹싱 유로와 상기 제1 믹싱 유로와 반대방향으로 소정각도 경사져서 상기 제1 믹싱 유로와 교차하는 복수의 제2 믹싱 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 압출 및 사출용 믹싱 노즐.
   
2. 제1항에 있어서,
   압출 또는 사출 방향과 수직한 평면에 대하여, 상기 제1 믹싱 유로와 상기 제2 믹싱 유로는 제1 방향을 따라 복수개가 1열씩 교번적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 압출 및 사출용 믹싱 노즐.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 제1 믹싱 유로와 상기 제2 믹싱 유로는 상기 제1 방향과 수직인 제2 방향에 대해서 서로 어긋나게 배열되고, 상기 믹싱 블록의 내부에서 서로 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 압출 및 사출용 믹싱 노즐.
   
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 믹싱 블록은 그 양측면이 오목부와 돌출부로 이루어진 물결 형상부를 구비하여, 2개의 믹싱 블록이 결합될 때, 믹싱 블록들 사이에 소정의 혼합 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 압출 및 사출용 믹싱 노즐.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 믹싱 블록은 일측면의 단부에 결합 돌기를 구비하고, 타측면의 단부에 결합 홈을 구비하며, 상기 결합 돌기와 상기 결합 홈은 압출 또는 사출 방향에 대하여 동일 선상에 놓이지 않고 서로 어긋나게 배열된 것을 특징으로 하는 압출 및 사출용 믹싱 노즐.

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