KR20160047718A - 압출 성형장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수의 다이스에 동일한 양의 압출원료를 균등 분배할 수 있도록 함으로써, 복수의 다이스로부터 동시에 압출물을 생산할 수 있게 되어 생산성이 향상되도록 개선된 압출 성형장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 압출 성형장치는, 본체와, 상기 본체의 상부에 배치된 공급관 내에 배치되고 모터의 회전력에 의해 회전 구동되며 회전 구동시 외부에서 공급되는 압출원료를 종방향으로 이송시키기 위한 이송스크류축과, 상기 공급관(110)에 대해 좌,우측에 분기되고 이송스크류축으로부터 이송되는 압출원료를 횡방향으로 분배시키는 좌,우측 분배관과, 상기 좌,우측 분배관의 각 단부에 종방향으로 분기되어 좌,우측 분배관을 통해 공급되는 압출원료를 전,후 종방향으로 분배시키는 제1,2종방향 분배관과, 상기 제1,2종방향 분배관의 양측 단부 하측에 각각 배치되어 제1,2종방향 분배관을 통해 공급되는 압출원료들로 압출 성형하는 다이스와, 상기 각각의 다이스로 압출원료를 균등 분배하는 원료분배수단으로 구성된다.

Description

압출 성형장치{EXTRUSION MOLDING DEVICE}
본 발명은 압출 성형장치에 관한 것으로, 특히 하나의 이송축으로부터 이송된 압출원료를 종방향 및 횡방향의 복수 공급경로를 통해 공급하는 과정에서 히터 열을 이용하여 복수개로 배치된 다이스에 균일한 양의 압출원료를 공급할 수 있도록 그 구조가 개선된 압출 성형장치에 관한 것이다.
일반적으로 압출장치, 특히 스티로폼이나 합성수지재 제품 등의 재생을 위한 압출장치는 남은 발포 스티로폼이나 합성수지재 제품을 분쇄한 후 압출장치에 투입하고, 가열하여 용융 수지를 다이스의 배출공을 통하여 압출시켜 재생원료를 생산하게 된다.
한편 비닐하우스 등에 적용되는 합성수지 튜브를 복수겹으로 겹쳐 하우스 골조에 덮어 씌워 결합하고 있으며, 이와 같이 시공 현장에서 합성수지 튜브를 겹쳐서 설치하는 것이 불편할 뿐만 아니라, 균일한 두께로 설치하기 어려운 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-0615921호 "압출성형기용 압출다이 및 나선관 제조용 압출성형관, 이의 제조방법"(등록일자 : 2006.08.18)에 기재된 바와 같이, 압출성형기용 압출다이는 코아커버와 연결된 원통형 본체에 코아가 끼워져 고정됨으로서, 코아커버 및 본체와 코아 사이에 압출기 제1Line에서 공급되는 성형수지가 이송되는 이송통로가 형성되고, 상기 코아의 중심에 압출기 제2Line과 연결된 중심보강재 압출관이 배치된 것이다.
종래 압출 성형장치와 관련된 다른 선행기술로는 한국 등록특허공보 10-1166899호 "다층 압출구조의 다이스를 갖는 압출 성형장치 및 이를 이용한 합성수지 판재의 압출성형방법"(등록일자 : 2012.07.12)에 기재된 바와 같이, 압출성형기가 히터를 내장하고 재활용 대상 폐합성수지, PE,PP, 톱밥, 왕겨, 글래스화이버, 발포제 중에서 선택되는 원료를 제1압출기로부터 압출시켜 내부층을 형성하고, 제2압출기에서는 재생수지로 PE,PP,글래스화이버 원료를 혼합/압출시켜 외부층을 형성하여 내부층을 상,하로 감싸는 구조로 합성수지 판재를 얻도록 제공하되, 압출다이스 금형이 6개의 다이스로 제공되되, 제1다이스금형과 제2다이스금형 사이에는 외부층a를 압출시키고 제2다이스금형과 제3다이스금형 사이에는 내부층a를 압출시켜 외부층a+내부층a의 제1결합구조를 이루도록 제공되고, 제4다이스금형과 제5다이스금형 사이에는 내부층b를 압출시키고, 제5다이스금형과 제6다이스금형 사이에는 외부층b를 압출시켜 제2결합구조를 이루도록 압출된 후 제1결합구조 및 제2결합구조가 사이징장치에서 일체로 압착되어 합성수지 판재를 얻는 구성을 포함한 것이다.
종래 압출 성형장치는 복수의 다이스금형이 감싸는 구조로 하나의 다이스를 구성하고 있으나, 이 경우 하나의 합성수지 판재를 압출 성형할 수 있으므로 생산성이 저하되는 단점이 있다.
이를 해결하기 위해 복수의 다이스를 구비할 경우 압출원료의 공급경로가 복잡해지고 동일한 양의 압출원료를 균등하게 분배하기 어려운 문제점이 있다.
한국 등록특허공보 제10-0615921호 "압출성형기용 압출다이 및 나선관 제조용 압출성형관, 이의 제조방법"(등록일자 : 2006.08.18) 한국 등록특허공보 10-1166899호 "다층 압출구조의 다이스를 갖는 압출 성형장치 및 이를 이용한 합성수지 판재의 압출성형방법"(등록일자 : 2012.07.12)
본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 그 목적은 복수의 다이스를 배치하여 동시에 복수의 압출물을 얻게 되어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 단순 구성으로 복수의 다이스에 동일한 양의 압출원료를 균등하게 분배할 수 있도록 그 구조가 개선된 압출 성형장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본체와, 상기 본체의 상부에 배치된 공급관 내에 배치되고 모터의 회전력에 의해 회전 구동되며 회전 구동시 외부에서 공급되는 압출원료를 종방향으로 이송시키기 위한 이송스크류축과, 상기 공급관에 대해 좌,우측에 분기되고 이송스크류축으로부터 이송되는 압출원료를 횡방향으로 분배시키는 좌,우측 분배관과, 상기 좌,우측 분배관의 각 단부에 종방향으로 분기되어 좌,우측 분배관을 통해 공급되는 압출원료를 전,후 종방향으로 분배시키는 제1,2종방향 분배관과, 상기 제1,2종방향 분배관의 하측에 복수개로 각각 배치되어 제1,2종방향 분배관을 통해 공급되는 압출원료들로 압출 성형하는 다이스와, 상기 각각의 다이스로 압출원료를 균등 분배하는 원료분배수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 원료분배수단은 상기 좌,우측 분배관 및 제1,2종방향 분배관에 각각 구비되어 이송되는 압출원료량을 감지하고 감지된 정보를 제어부측으로 출력하는 압출원료 감지센서와, 상기 공급관과 좌,우측 분배관 및 제1,2종방향 분배관의 외주면을 각각 감싸도록 구비되고 외부 전원이 인가됨에 따라 발열되는 히터와, 상기 각각의 압출원료 감지센서로부터 전달된 신호를 근거로 각각의 히터 동작을 제어하는 제어부를 구비한다.
상기 본체에 탑재되어 상기 다이스에 냉각을 위한 에어를 공급하는 에어 블로워를 더 구비한다.
상기 다이스는 내부에 공기를 주입하여 원통형 압출물의 직경 크기를 제어하는 공압주입부를 더 구비한다.
본 발명은 복수의 다이스를 서로 이격되게 배치시키고, 하나의 이송스크류축으로 압출원료를 이송시켜 복수의 종방향 및 횡방향 이동 경로를 통해 각 다이스들에 분배하는 과정에서 히터 및 압출원료 감지센서 및 제어부를 이용한 단순 구성으로 각각의 다이스에 균등한 양의 압출원료를 공급할 수 있는 유용한 이점을 갖는다.
또한, 본 발명은 복수의 다이스를 통해 하측으로 압출물을 동시에 복수 압출시킬 수 있으므로, 작업 생산성이 증대되고 하향 압출방식을 적용함으로써 불량율을 최소화할 수 있는 이점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 압출 성형장치의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 본 발명 다이스를 나타낸 사시도.
도 4는 도 1의 정면도.
도 5는 본 발명의 사용상태도.
본 발명은 복수의 다이스에 동일한 양의 압출원료를 균등 분배할 수 있도록 함으로써, 복수의 다이스로부터 동시에 압출물을 생산할 수 있게 되어 생산성이 향상되도록 한다.
본 발명에 따른 압출 성형장치는, 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본체(100)와, 상기 본체(100)의 상부에 배치된 공급관(110) 내에 배치되고 모터의 회전력에 의해 회전 구동되며 회전 구동시 외부에서 공급되는 압출원료를 종방향으로 이송시키기 위한 이송스크류축(150)과, 상기 공급관(110)에 대해 좌,우측에 분기되고 이송스크류축(150)으로부터 이송되는 압출원료를 횡방향으로 분배시키는 좌,우측 분배관(210A,210B)과, 상기 좌,우측 분배관(210A,210B)의 각 단부에 종방향으로 분기되어 좌,우측 분배관(210A,210B)을 통해 공급되는 압출원료를 전,후 종방향으로 분배시키는 제1,2종방향 분배관(310,320)과, 상기 제1,2종방향 분배관(310,320)의 양측 단부 하측에 각각 배치되어 제1,2종방향 분배관(310,320)을 통해 공급되는 압출원료들로 압출 성형하는 다이스(400)와, 상기 각각의 다이스(400)로 압출원료를 균등 분배하는 원료분배수단(500)으로 구성된다.
더 상세히 설명하면, 공급관(110)은 본체(100)의 상부에 종방향으로 배치되어 있으며, 내부에 이송스크류축(150)이 길이방향으로 배치된다.
좌,우측 분배관(210A,210B)은 공급관(110)의 좌,우측 횡방향으로 분기되어 압출원료를 공급관(110)에서 좌,우측으로 분배시키는 기능을 수행하게 된다.
제1,2종방향 분배관(310,320)은 좌,우측 분배관(210A,210B)의 단부에 종방향으로 연통되도록 연결되어 좌,우측 분배관(210A,210B)으로부터 전달되는 압출원료를 전,후 방향으로 분배시키는 기능을 수행하게 된다.
여기서 압출원료는 폴리 프로필렌(PE) 또는 폴리 에틸린(PE) 및 LDPE, HDPE등의 소재가 채용될 수 있다.
다이스(400)는 제1,2종방향 분배관(310,320)의 양측 단부 하측에 각각 배치되어 총 4개의 다이스(400)로 구성된 것으로 도면에 도시되어 있으나, 굳이 4개에 한정되지 아니하고 2,6,8개 등의 복수개로 구성될 수 있다.
원료분배수단(500)은 공급관(110)과 좌,우측 분배관(210A,210B) 및 제1,2종방향 분배관(310,320)에 각각 구비되어 이송되는 압출원료량을 감지하고 감지된 정보를 제어부(550)측으로 출력하는 압출원료 감지센서(510)와, 상기 공급관(110)과 좌,우측 분배관(210A,210B) 및 제1,2종방향 분배관(310,320)의 외주면을 각각 감싸도록 구비되어 열을 가하기 위한 밴드 타입의 히터(520)와, 상기 각각의 압출원료 감지센서(510)로부터 전달된 신호를 근거로 각각의 히터(520) 동작을 개별 제어하기 위한 제어부(550)로 구성된다.
압출원료 감지센서(510)는 단부가 공급관(110)과 좌,우측 분배관(210A,210B) 및 제1,2종방향 분배관(310,320)의 복수군데에 배치되어 압출원료가 이송되는 양을 계측하여 제어부(550)측으로 계측된 정보를 출력하게 된다.
또한, 히터(520)들은 제어부(550)로부터 전달되는 신호에 의해 자체 발열되어 감싼 부위에 해당하는 공급관(110)과 좌,우측 분배관(210A,210B) 및 제1,2종방향 분배관(310,320)의 외주면을 가열함으로써, 압출원료의 이송시 압출원료가 냉각됨에 따라 고체화되는 것을 예방함과 아울러, 이송량 및 이송속도를 조절할 수 있게 된다.
즉, 히터(520)들은 제어부(550)로부터 출력되는 제어신호에 의해 동작이 제어되어 감싸진 부위에 열을 가하여 압출원료의 원활한 이동을 보조하고 있다.
또한, 히터(520)는 각각의 다이스(400) 외주면에도 배치되어 압출물의 온도를 조절할 수 있다.
다이스(400)는 내부에 공기를 주입하여 원통형 압출물의 직경 크기를 제어하는 공압주입부(650)를 더 구비한다.
공압주입부(650)는 다이스(400)의 내부에 수직으로 압축공기가 원통형 압출물의 내부에 주입되도록 함으로써, 다이스(400) 내로 주입된 공압에 의해 원통형으로 압출되는 압출물의 직경 크기를 조절할 수 있다.
또한, 본체(100)에는 상부에 탑재되어 상기 다이스(400)에 냉각을 위한 에어를 공급하는 에어 블로워(600)를 더 구비한다.
다이스(400)는 에어 블로워(600)의 에어를 내부로 공급하도록 복수의 에어 주입구(410)가 마련되어 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명은 이송스크류축(150)의 회전시 외부의 압출원료가 공급관(110) 내에 공급된 후에 이송스크류축(150)에 의해 종방향으로 이송되고, 종방향으로 이송된 압출원료는 횡방향으로 연결된 좌,우측 분배관(210A,210B)에서 좌,우 횡방향으로 분배되고, 이어서 좌,우측 분배관(210A,210B)의 단부에 전,후방향으로 연결된 제1,2종방향 분배관(310,320)에서 전,후 양측 종방향으로 분배된다.
이후에 제1,2종방향 분배관(310,320)에서 분배된 압출원료는 제1,2종방향 분배관(310,320)의 하측에 배치된 다이스(400)들에 각각 액상 상태로 공급된 후에, 다이스 금형을 통과하여 외부로 압출되는 과정에서 원통형 압출물로 성형된다.
상기한 다이스(400)의 압출과정은 액상의 압출원료가 다이스 금형을 통과하는 중에 에어 블로워(600)로부터 공급된 에어에 의해 다이스(400)가 냉각됨에 따라 액상의 압출원료가 고체로 경화되어 원형의 압출경로를 통과하면서 원통형 압출물로 성형되는 과정을 갖는다.
한편, 상기한 다이스(400)들에 액상의 압출원료가 공급될 경우, 각각 균일한 압출원료량이 공급되도록 공급관(110)과 좌,우측 분배관(210A,210B) 및 제1,2종방향 분배관(310,320)의 부위별 온도를 각각 제어하여 압출원료의 이송속도 및 이송량을 조절할 수 있다.
본 발명은 압출원료 감지센서(510)가 좌,우측 분배관(210A,210B) 및 제1,2종방향 분배관(310,320)의 분기 부위에 각각 배치되어 있으므로, 분기된 압출원료의 이송량을 각각 계측한 후에 제어부(550)에서 각 부위별 압출원료의 이송량에 차이가 발생할 경우, 이에 대한 보상으로 각 부위별 히터(520)의 온도 차를 부여하게 된다.
예를 들어, 좌,우측 분배관(210A,210B)에 분배되는 압출원료들 중 좌측 분배관(210A)에 분배된 압출원료의 양이 우측 분배관(210B)에 분배된 압출원료의 양보다 더 클 경우, 제어부(550)는 좌측 분배관(210A)에 감겨진 히터(520)를 오프동작시키고 우측 분배관(210B)에 감겨진 히터(520)를 온동작시켜 우측 분배관(210B)의 외주면을 가열함으로써, 우측 분배관(210B)으로 분배되는 압출원료의 이송량 및 이송속도를 증가시켜 좌측 분배관(210A)과 동일한 압출원료를 분배시키도록 제어한다.
제1,2종방향 분배관(310,320)에도 앞서 설명한 제어부(550)를 이용한 히터(520) 제어방식으로 각각의 히터(520)를 제어함으로써, 4개의 다이스(400)에 균등한 압출원료가 공급되도록 한다.
이후에 앞서 설명한 바와 같이 균등한 양의 압출원료들이 각각의 다이스(400)에 공급됨에 따라 압출 경로를 따라 하측 방향으로 압출시킴으로써, 압출물이 원형의 압출경로를 통과하는 중에 원통형 압출물이 다이스(400)의 하측으로 연속적으로 압출된다.
이때, 공압주입부(650)는 원통형 압출물의 압출중에 압출경로의 내부에서 공압이 주입되어 압출물의 직경을 일정 크기로 유지시키는 기능을 수행하게 된다.
다이스(400)로부터 하측방향으로 압출된 압출물은 도 5에 도시된 바와 같이, 가이드(20) 및 압착롤러(30)를 통과하는 중에 복수겹의 평판 형태로 압착된 후에, 권취롤러(미도시)에 권취되어 롤 형태로 감기게 된다.
권취롤러에 의해 권취되어 롤 형태로 감겨진 압출물은 비닐 하우스 등의 비닐 등에 사용될 수 있다.
상기한 바와 같이 설명한 본 발명은 복수의 다이스(400)를 서로 이격되게 배치시키고, 복수의 종방향 및 횡방향 이동 경로를 통해 각 다이스(400)들에 분배하는 과정에서 히터(520) 및 압출원료 감지센서(510) 및 제어부(550)를 이용한 단순 구성으로 각각의 다이스(400)에 균등한 양의 압출원료를 공급할 수 있는 유용한 이점을 갖는다.
또한, 본 발명은 복수의 다이스(400)를 통해 하측으로 압출물을 동시에 복수 압출시킬 수 있으므로, 작업 생산성이 증대되고 하향 압출방식을 적용함으로써 불량율을 최소화할 수 있는 이점을 갖는다.
100 : 본체 110 : 공급관
150 : 이송스크류축 210A,210B : 좌,우측 분배관
310 : 제1종방향 분배관 320 : 제2종방향 분배관
400 : 다이스 410 : 에어 주입구
500 : 원료분배수단 510 : 압출원료 감지센서
520 : 히터 550 : 제어부
600 : 에어 블로워 650 : 공압주입부

Claims (4)

  1. 본체(100)와,
    상기 본체(100)의 상부에 배치된 공급관(110) 내에 배치되고 모터의 회전력에 의해 회전 구동되며 회전 구동시 외부에서 공급되는 압출원료를 종방향으로 이송시키기 위한 이송스크류축(150)과,
    상기 공급관(110)에 대해 좌,우측에 분기되고 이송스크류축(150)으로부터 이송되는 압출원료를 횡방향으로 분배시키는 좌,우측 분배관(210A,210B)과,
    상기 좌,우측 분배관(210A,210B)의 각 단부에 종방향으로 분기되어 좌,우측 분배관(210A,210B)을 통해 공급되는 압출원료를 전,후 종방향으로 분배시키는 제1,2종방향 분배관(310,320)과,
    상기 제1,2종방향 분배관(310,320)의 하측에 복수개로 각각 배치되어 제1,2종방향 분배관(310,320)을 통해 공급되는 압출원료들로 압출 성형하는 다이스(400)와,
    상기 각각의 다이스(400)로 압출원료를 균등 분배하는 원료분배수단(500)을 구비한 것을 특징으로 하는 압출 성형장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원료분배수단(500)은 상기 좌,우측 분배관(210A,210B) 및 제1,2종방향 분배관(310,320)에 각각 구비되어 이송되는 압출원료량을 감지하고 감지된 정보를 제어부(550)측으로 출력하는 압출원료 감지센서(510)와,
    상기 공급관(110)과 좌,우측 분배관(210A,210B) 및 제1,2종방향 분배관(310,320)의 외주면을 각각 감싸도록 구비되고 외부 전원이 인가됨에 따라 발열되는 히터(520)와,
    상기 각각의 압출원료 감지센서(510)로부터 전달된 신호를 근거로 각각의 히터(520) 동작을 제어하는 제어부(550)를 구비한 것을 특징으로 하는 압출 성형장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체(100)에 탑재되어 상기 다이스(400)에 냉각을 위한 에어를 공급하는 에어 블로워(600)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 압출 성형장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 다이스(400)는 내부에 공기를 주입하여 원통형 압출물의 직경 크기를 제어하는 공압주입부(650)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 압출 성형기.
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