KR20190013608A - 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 방법에 대한 것으로서, 하기의 작업 단계: a) 적어도 하나의 사출 몰딩 프레스(200)를 제공하는 단계; b) 탈습(dehumidification) 시스템을 제공하는 단계, 여기서, 탈습 시스템은: - 상기 과입 재료를 담기 위한 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100); - 상기 호퍼에 유동적으로 연결된 적어도 하나의 건조 공기의 발생기(20; 120, 130, 140, 150); 및 - 상기 건조 공기 흐름의 유량(Q)을 조절하도록 디자인된 전기 제어 유닛(300);를 포함함;를 포함한다. 상기 방법은 하기 단계: c) 담겨진 플라스틱 재료의 타입을 전기 제어 유닛에서 설정하는 단계; d) 플라스틱 재료를 사출 몰딩하는 단계; e) 상기 호퍼를 통한 건조 공기 흐름을 발생하는 단계; f) 상기 몰딩 단계 d) 동안 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량()에 비례하여 건조 공기의 유량(Q)을 조절하는 단계;를 더욱 포함한다. 본 발명에 따라, 상기 방법은 하기 단계: g) 프레스 자체에 의해 사용되는 몰드의 함수로서 미리 정해진 수의 몰딩 사이클로 또는 단일 몰딩 사이클로 상기 프레스에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M)을 전기 제어 유닛으로 설정하는 단계; h) 프레스와 전자 제어 유닛을 통신하도록 설정하여 프레스의 공정의 몰딩 사이클의 지속 시간(T)을 검출하는 단계; i) 적어도, - 단계 h)에서 검출된 공정의 몰딩 사이클의 지속 시간(T); 및, - 단계 g)에서 설정된, 미리 정해진 수의 몰딩 사이클 또는 단일 몰딩 사이클로 프레스에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M)을 이용하여, 몰딩 단계 d) 중 프레스에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량()을 산출하는 단계;를 더욱 포함한다. 본 발명은 또한 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 시스템과 탈습 시스템에 대한 것이다.
Description
본 발명의 목적은 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 방법 및 시스템이다.
본 발명의 목적은 또한 사출 몰딩 시스템에 통합되기 위한 탈습 플랜트이다.
일반적으로, 플라스틱 재료의 가공에서, 특히 플라스틱 재료의 사출 몰딩에서, 그 다음 공정에 대해 가동되는 작업인 용융 단계 전에 수행되는, 플라스틱 재료 과립의 탈습 처리는 매우 중요하다.
공지된 바와 같이, 과립 형태의 플라스틱은, 그 흡습성으로 인해, 물 분자를 함유한다. 용융 단계에서, 물 분자는 폴리머의 분자 사슬로 스며들어 이를 파괴할 수 있다. 이는 표면 결함, 충격 및 최종 제품의 구조적 및 컬러 불균형을 초래하여, 최종 제품의 품질의 손상을 야기한다. 이러한 이유로 인해, 과립 플라스틱 재료는 사출 몰딩 프레스와 같은 변형 기계로 공급되기 전에 탈습된다.
탈습될 과립 플라스틱 재료는 통상적으로 호퍼(hopper)에 저장되고, 상기 호퍼는, 호퍼에 고온 및 건조 공기를 제공하며, "건조기(dryer)"라는 용어로 불리는 하나 이상의 고온 및 건조 공기 발생기에 유체 밀봉 가능하게 연결된다. 고온 및 건조 공기는, 호퍼에 들어가면, 전부 또는 부분적으로 많은 탈습될 플라스틱 과립 들을 통과하며, 거기에 함유된 습기를 제거하고 적절한 배출관을 통해 호퍼에서 빠져나간다.
우수한 품질의 완제품을 보장하기 위해, 과립 재료의 단위 체적 또는 단위 질량 당 물의 양은, 건조를 위한 에너지 소비에 더해, 재료 폐기를 초래하는 재료의 품질 저하를 야기하는 플라스틱 과립의 과-건조를 생성하지 않는, 최소 수준으로 항상 유지된다.
공지된 바와 같이, 변형 기계에서 용융되는, 주어진 과립 플라스틱 재료에 대한 원하는 탈습 정도의 성취는 많은 요인에 달려있다. 특히: 탈습 호퍼 내에서의 과립 재료의 잔류 시간; 호퍼로 공급된 공정 공기의 비 유량; 처리 온도; 및 호퍼의 형태에 따른, 공정 공기 스트림(stream)과 과립 플라스틱 재료 사이의 상호 작용과 관련된 열-유체 역학적 거동;에 달려있다.
비 공기 유량(specific air flow)(k)은 주어진 플라스틱 재료의 단일 시간당 산출량을 과립 형태로 탈습하는데 필요한 건조 공기 유량이다. 이 값은 플라스틱 재료마다 다르다.
처리될 주어진 재료에 필요한 탈습의 정도에 따라, 재료의 과립은 예컨대, 과립의 내부로부터 외부로 물의 분자의 확산을 허용하도록, 미리 정해진 특정 시간 간격에 대해 호퍼 내부에, 주어진 공정 온도로, 있어야 한다.
공지된 바와 같이, 작동 관행은 처리될 과립 재료의 잔류 시간(τ)이 문헌에 표로 작성된 값에 기초하여 사전에 고정되며, 후자가 고정된 습도 값을 갖는다고 가정하면, 이는 재료의 유형에 따라 변할 수 있다.
따라서, 잔류 시간(τ)은 시스템 변수가 아니라 미리 정해진 매개 변수로 간주될 수 있다.
따라서, 과립 재료가 탈습 처리의 마지막에 갖는 잔류 습기의 정도를 변화시키기 위해, 공정 공기의 특성에 개입하여, 비 공기 유량(k) 및/또는 처리 온도 및/또는 공정 공기 이슬점 온도를 수정할 필요가 있다.
이슬점 온도는, 일정 압력에서, 공기 또는, 더욱 정확하게, 증기-공기 혼합물이 수증기로 포화되는 온도로서 정의된다. 이슬점 온도는 공기 유동의 상대적인 습도와 관련되며, 그러므로 탈습 능력과 관련된다.
통상적으로, 탈습 공정은 이후 처리될 플라스틱 재료의 상이한 유형에 대해 문헌에 제시된 표준 조건을 기초하여 관리된다.
제어 유닛은 하기 수식에 따라 호퍼에 필요한 유량(Q)을 계산한다:
여기서, Q는 계산된 공기 유량이며, 는 변형 기계에 필요하고 제어 유닛에서 설정된 시간당 산출량이며, k는 문헌에서 이용 가능한 값에 따라 재료의 유형에 따른 비 공기 유량이다.
통상적인 예시는 몰드 교체를 위한 사출 몰딩 프레스로 구성된 변형 기계의 비사용 시간이다. 이 상황에서, 시간당 산출량은 탈습 플랜트 제어 유닛에 설정되어 있고 시스템은 명백한 에너지 낭비와 함께 전술한 비례 관계에 따라 공기 유량을 계속해서 공급한다.
시간당 산출량의 실제 값의 변화는 처리된 플라스틱 재료의 특성에 기인한다. 처리될 재료의 유동학적 성질(rheological properties)은 사실상, 제품의 제조 중 로트(lot)마다 다를 수 있다. 이러한 상황에서, 사출 프레스의 몰딩 사이클의 시간(이후, 더 간단하게 "사이클 시간")은 증가될 수 있고 처리될 재료의 시간당 산출량은 결과적으로 감소될 수 있다. 또한, 이런 경우, 그러므로, 시간당 산출량 설정은 실제보다 더 높을 것이며, 결과적으로 또한 관계에 따라, 탈습 처리에 대한 불필요한 에너지 소비로, 공기 유동은 비례적으로, 더 높아질 것이다.
그러므로, 변형 기계의 조건의 변동성으로 인해, 탈습 공정은 완전히 만족스러울 수 없다.
특히, 설정 값에 대해 변형 기계에 의해 시간당 산출량의 증가가 있는 경우와 같이, 처리된 플라스틱 재료가 최대 수용치보다 더 높은 잔류 습도를 가질 수 있다. 이 경우, 공기 유량은 처리될 과립 재료를 필요한 정도로 탈습하기 충분치 않을 것이며, 변형 기계가 특정 요구에 질적으로 적합할 수 없는 제품을 제조하게 한다.
시스템 해법은 호퍼에서 측정된 시간당 산출량 값에 기초하여 탈습 플랜트의 공기 유동을 조절하는 것을 제안했다.
이러한 해법에 따라, 시간당 산출량은 호퍼의 베이스에 놓인 로드 셀(load cells)을 이용하여 모니터링된다.
이 시스템은, 탈습 공정의 관리를 개선하지만, 만족스럽지는 않다. 로드 셀의 사용은 실시간으로 처리된 재료의 시간당 산출량을 측정할 수 있게 하지만, 부정확한 측정을 제공한다.
이러한 유형의 플랜트에서, 진동은, 사실상, 호퍼의 중량에 부정적 영향을 미치며, 따라서, 시간당 산출량의 계산에 높은 오류를 야기할 수 있다.
더욱이, (호퍼 자체의 위에 배치된 공급기를 통해 수행된) 호퍼의 적재 중, 시스템은 시간당 산출량을 감지할 수 없을 것이다. 이 단계에서, 사실상, 산출량의 계산에 대한 호퍼 중량의 변화가 호퍼 내부에서 처리될 재료의 도입 동안 계산될 수 없기 때문에, 로드 셀의 신호를 적절히 필터링할 수 없다.
로드 셀의 사용에 대한 추가적인 한계는 이러한 장치의 비용이며, 이는 또한 매우 높다.
과립 형태의 플라스틱 처리 시스템의 분야에서, 특히 사출 몰딩 시스템에서, 공정의 에너지 효율을 증가시키기 위해, 처리 시스템의 실제 작업 조건에 따른 탈습 공기 유동의 조절에 대한 개선이 매우 필요하다.
그러므로, 본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 단점을 제거하거나 또는 적어도 완화시키는 것이며, 시스템의 에너지 효율을 증가시키기 위해, 시스템의 단일 몰딩 프레스의 시간당 산출량이 변함에 따라 탈습 공기 유량의 더욱 효과적인 조절을 할 수 있는, 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 제조가 단순하고 비용-효과적인, 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 시스템의 에너지 효율을 증가시키기 위해, 단일 몰딩 프레스의 시간당 산출량이 변함에 따라 탈습 공기 유량의 더욱 효과적인 조절을 허용하는, 동시에, 제조가 단순하고 비용-효과적인, 사출 몰딩 시스템으로 통합되도록 디자인된 탈습 플랜트를 제공하는 것이다.
전술한 목적에 따라, 본 발명의 기술적 특징은 하기의 청구 범위의 내용에서 명백하게 알 수 있으며, 그 이점은 첨부된 도면을 참조하는 하기의 상세한 설명에서 더욱 명백해질 것이며, 이는 하나 이상의 순수하게 예시적이고 비한정적인 실시예를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 시스템의 도표를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 시스템의 도표를 나타낸다.
도 3은 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 프레스의 작업 몰딩 사이클의 일반적인 시간 스케쥴을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 시스템의 도표를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 시스템의 도표를 나타낸다.
도 3은 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 프레스의 작업 몰딩 사이클의 일반적인 시간 스케쥴을 나타낸다.
본 발명은 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩에 대한 방법 및 시스템 모두에 대한 것이다. 본 발명은 또한 사출 몰딩 시스템으로 통합되기 위한 탈습 플랜트에 대한 것이다.
본원에서 그리고 하기 명세서 및 청구 범위에서, "과립"이란 용어는, 일반적으로, 어떤 형태의, 예를 들어, 과립, 분말, 또는 스케일(scale) 형태의 재료를 포함하는 것을 의미한다. 따라서, 시트, 호일(foil), 필름 등의 플라스틱 재료를 연삭 - 분쇄하여 제조된 얇은 조각(flakes), 작은 시트 또는 플레이트도 포함된다.
명세서 및 청구 범위에서, 과립 재료를 탈습하기 위한 공정 유체로서 공기 유동이 참조될 것이다. 이 표현은 단지 공기로만 사용하는 것을 의미하는 것이 아니라 이 목적에 적합한 다른 처리 유체의 사용을 포함하는 것을 의미하는 것으로 이해된다.
"호퍼"라는 용어를 통해, 호퍼는, 예를 들어, 원, 사각형, 또는 직사각형 단면으로 다양하게 구성되고, 아래쪽에 특별한 배출구가 형성된 테이퍼진 부분으로 마감되는, 또한 사일로(silo)라고도 불리는, 임의의 유형의 용기를 의미한다.
설명의 단순화를 위해, 본 발명에 따른 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 방법이 먼저 설명될 것이다. 다음으로, 본 발명에 따른 몰딩 시스템과 더불어 본 발명에 따른 탈습 플랜트가 이미 전술한 공통 부분을 참조하여, 설명될 것이다.
본 발명의 일반적인 실시예에 따라, 몰딩 방법은 하기의 두 개의 초기 작동 단계를 포함한다:
a) 플라스틱 재료의 공급구(201)가 제공된, 적어도 하나의 사출 몰딩 프레스(200)를 배치하는 단계; 및
b) 다음을 포함하는 플라스틱 재료의 탈습 플랜트를 배치하는 단계:
- 상기 적어도 하나의 프레스(200)로 공급되기 위해 탈습될 과립 재료를 담기 위한 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100), 여기서, 상기 호퍼는 상기 프레스(200) 자체의 공급구(201)에 연결되는 배출구(12)를 포함함;
- 상기 호퍼 내에 건조 공기의 흐름을 분배하기 위한 수단(30)을 통해 상기 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)에 유동적으로 연결된 건조 공기의 적어도 하나의 발생기(20; 120, 130, 140, 150); 및
- 상기 호퍼를 통해 건조 공기 유동의 유량(Q)을 조절하도록 디자인된, 전자 제어 유닛(300).
프레스(200)는 몰딩 사이클의 지속 시간에 따라 변할 수 있는, 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)에 의해 공급되는 플라스틱 재료의 유량()을 취급한다. 전술한 호퍼에 의해 공급된 플라스틱 재료의 유량()은 "시간당 산출량"으로서 당업계에 알려져 있다.
특히, 전술한 적어도 하나의 사출 몰딩 프레스(200) 및 플라스틱 재료의 탈습 플랜트는 사출 몰딩 시스템(1)을 형성하기 위해 함께 통합된다.
몰딩 방법은 하기 작업 단계를 더욱 포함한다:
c) 전자 제어 유닛(300)에 상기 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)에 담긴 플라스틱 재료의 유형을 설정하여, 재료의 공기의 비유량(k)을 정의하는 단계;
d) 프레스(200)를 통해 플라스틱 재료를 사출 몰딩하는 단계;
e) 상기 적어도 하나의 발생기(20; 120, 130, 140, 150)를 통해 상기 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)를 통과하는 건조 공기 유동을 발생하는 단계; 및
단계 f)에서, 건조 공기의 유량(Q)은 과 같이, 즉, 처리된 플라스틱 재료의 공기의 비유량(k) 및 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량()의 곱으로서, 전자 제어 유닛(300)에 의해 계산된 유량(Q)에 따라 조절된다.
바람직하게, 상기 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)에 담긴 플라스틱 재료의 유형을 전자 제어 유닛(300)에서 설정하는 단계 c)는 호퍼에 담긴 재료의 유형이 변경되는 경우 반복된다.
각각의 처리된 재료에 대한 공기 비유량(k)은 (당업계의 기술자에 의해 쉽게 발견될 수 있는) 문헌에서 이용 가능한 값에 기초하여 정의되고 또는 실험실 테스트로부터 얻을 수 있다. 바람직하게, 플라스틱 재료의 각 유형에 대한 공기 비유량(k)은 전자 제어 유닛(300)에 저장될 수 있다.
본 발명의 제1 필수 관점에 따라, 방법은 프레스 자체를 통해 사용된 몰드의 함수로서 단일 몰딩 사이클 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클에서 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M)을 전자 제어 유닛(300)에서 설정하는 작업 단계 g)를 포함한다.
상기 작업 단계 g)는 프레스(200)에 의해 사용된 몰드가 변경되는 경우 반복된다. 그렇지 않으면, 몰드의 변경이 없는 경우, 단계 g)는 반복될 필요가 없다.
작동 상, 단일 몰딩 사이클에서 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 전술한 질량(M)은 단일 몰딩 사이클로 프레스에 의해 즉, 사용시 몰드를 채움으로써, 제조된 완성품 또는 제품들의 무게에 상응한다. 프레스(200)는 동일한 몰딩 사이클 동안 채워질 수 있는 단일 캐비티(cavity) 또는 둘 이상의 캐비티가 제공될 수 있다.
전자 제어 유닛(300)에서, 단일 몰딩 사이클에서 처리된 질량(M)의 값을 직접 설정할 수 있으며, 또는 대안으로, 이 단일 값의 배수를 설정할 수 있고, 동시에 이 값이 참조하는 사이클의 수를 입력할 수 있다.
본 발명의 추가 필수 관점에 따라서, 방법은 하기 두 개의 추가 작업 단계를 포함한다:
h) 상기 적어도 하나의 프레스(200)와 통신하는 상기 전자 제어 유닛(300)을 설정하는 진행 중인 상기 적어도 하나의 프레스(200)의 몰딩 사이클의 지속 시간(T)을 검출하는 단계; 및
i) 상기 몰딩 단계 d) 동안, 적어도 하기 값을 이용하여 상기 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량()을 계산하는 단계: - 단계 h)에서 검출된 과정에서의 몰딩 사이클의 지속 시간(T); 및 - 단계 g)에서 설정된, 단일 몰딩 사이클 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클의 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M).
작동 상, 상기 몰딩 단계 d) 동안, 상기 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량()(즉, 시간당 산출량)은 작동 사이클의 지속 시간(T)에 대한 질량(M)의 비율로서 각각의 몰딩 사이클에서의 실제 시간으로 계산된다.
상기 조절 단계 f)에서 이미 언급한 바와 같이, 건조 공기 유량의 유량(Q)은상기 단계 d) 동안 적어도 하나의 프레스(200)에 의해 처리되는 플라스틱 재료의 유량()에 비례하여(즉, 시간당 산출량에 비례하여), 조절된다. 비례 요소는 처리된 재료의 공기 비유량(k)으로 구성된다.
종래 기술에서 고려된 것과는 달리, 시간당 산출량()은 (미리 정해진) 상수 매개변수로서 설정되거나 또는 호퍼를 나가는 유동의 측정에 기초하여 추정되지 않는다. 반대로, 본 발명에 따라, 시간당 산출량()은, 몰드가 변하지 않는 경우 단일 사이클에서 처리된 재료의 양이 일정하다고 가정하여, 사출 몰딩 프레스의 몰딩 사이클의 (변할 수 있는) 지속 시간을 검출하여 계산(또는 추정)된다.
본 발명에 따른 방법으로 인해, 호퍼에서 나오는 재료의 유량의 복잡하면서 부정확한 검출 장치(로드 셀)를 가진 탈습 플랜트를 제공할 필요 없이, 프레스의 시간당 산출량()이 간단하게 그리고 동시에 효과적인 방식으로 변하면서 탈습 공기 유량(Q)을 조절할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 사실상 사출 몰딩 프레스로부터 직접 얻어질 수 있는 몰딩 사이클에서의 정보를 이용한다.
그러므로, 프레스 및 탈습 플랜트의 에너지 효율을 증가시키기 위해, 실제 탈습 필요성에 대해 건조 공기 유량을 조정하여, 특정 프레스의 시간당 산출량()의 실시간 변화를 검출할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따라, 건조 공기 유량의 유량(Q)은, 계산 시 진행 중인 것 이전의 미리 정해진 수의 사이클로 계산된, 시간당 산출량()의 평균값에 기초하여 대신 조정될 수 있다. 평균 시간당 산출 값은 이동 평균에 의해, 즉, 계산 시 관찰된 것 이전의 미리 정해진 수의 몰딩 사이클을 고려하여 계산된다.
작동 상, 공기 유량(Q)의 계산 및 그 결과에 따른 조절에서, 시간당 산출량()의 평균값의 사용은, 즉각적인 값보다, 더욱 확실한 제어 시스템을 만들고, 불안정의 위험을 줄인다.
더욱 자세하게, 가설로서, 계산된 공기 유량(Q)의 변화가 조절 담당의 엑추에이터(특히, 하기 설명된 분압 밸브)의 움직임보다 더 빠른 경우, 시스템은 도달하지 않고 요구되는 값을 추구해야 하므로, 조절 시스템의 잠재적 불안정을 유발한다.
그렇지 않은 경우, 평균 시간당 산출량 값을 사용하여, 조절을 담당하는 액추에이터(분압 밸브)는 어떤 불안정성의 위험 없이 필요한 공기 유량(Q)을 조정할 것이다.
더욱이, 평균 시간당 산출 값을 이용하면, 평균을 계산하는데 사용된 몰딩 사이클의 수가 증가함에 따라 표준 편차가 감소하기 때문에 통계적 오류가 감소한다.
그러므로, 바람직하게, 상기 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량()의 계산 단계 i)에서, 계산시 관찰된 것 이전의 미리 정해진 수의 사이클의 지속 시간 값에 대해 평균이 되는, 몰딩 사이클의 지속 시간 값으로서 단계 h)에서 검출된 몰딩 사이클의 지속 시간 값이 사용된다.
바람직하게, 이를 위해, 본 발명에 따른 방법은 시간 경과에 따라 프레스에 의해 수행되는 몰딩 사이클의 지속 시간 값을 전자 제어 유닛(300)에 저장하는 단계 l)를 포함한다.
특히, 상기 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)는 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량()이 상기 플라스틱 재료의 미리 정해진 유량과 같은 경우, 미리 정해진 평균 잔류 시간(τ)을 그 안에 지나가는 플라스틱 재료에 도입하기 위해 그 크기가 정해진다. 상기 플라스틱 재료의 이러한 미리 정해진 유량 값은 시간당 산출량 크기 값이다.
바람직하게, 단계 h)에서 검출된 몰딩 사이클의 지속 시간 값(T)은 상기 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)에서의 플라스틱 재료의 평균 잔류 시간(τ)의 약수와 동일한 기간에 걸쳐 수행된, 관찰된 것 이전의 다수의 사이클에 걸쳐 평균이 된다.
작동 상, 호퍼에서의 재료의 평균 잔류 시간(τ)의 약수와 동일한 시간의 (이동하는) 기간에 걸친 몰딩 사이클의 지속 시간(T)의 평균값의 계산을 제한하는 것이 바람직하며, 호퍼 내부에서 처리된 재료의 잔류 습도의 변화를 시기 적절하게 변경시키기 위해, 호퍼 내부에 재료가 잔류하는 시간보다 더 짧은 시간에, 즉, 평균 잔류 시간(τ)에 작용할 필요가 있다. 그렇지 않으면, 호퍼 내부의 모든 재료가 필요한 사양에 적합하지 않은 제품을 제조하는 위험이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 프레스(200)는 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간과 관련될 수 있는 신호를 발생하기 적합한, 적어도 전기 출력 채널(202)이 제공된다. 작동 상, 상기 검출 단계 h)에서, 전자 제어 유닛(300)은 상기 전기 출력 채널(202)을 통해 프레스(200)와 통신하도록 설정된다. 이런 방식으로, 단일 몰딩 사이클에서 처리된 플라스틱 재료의 질량(M)이 불변함을 가정하여, 몰딩 사이클의 지속 시간의 변화에 기초한 실제 시간에서의 시간당 산출량의 변화를 검출할 수 있다.
일반적으로 플라스틱 사출 몰딩 프레스(200)는 지지 프레임에 장착되고 종래의 제어 수단에 의해 제어되는, 소성화 스크류(plastification screw)를 포함한다.
상기 소성화 스크류에는 공급 챔버가 제공된, 그 첫 번째 말단부 근처의, 탈습 플랜트 호퍼의 배출구(12)에서 나오는, 탈습된 과립 플라스틱 재료가 공급된다. 대향하는 말단부에서, 소성화 스크류는 용융된 플라스틱 재료가 사출되는 몰드로 연결된다. 몰드는 각 몰딩 사이클에서 성형될 수 있는 부품의 수에 기초하여, 하나 이상의 캐비티로 구성된 매트릭스이다.
프레스에는 몰드를 열고 닫기 위한 수단이 제공된다. 특히, 이 수단은 상기 소성화 스크류에 대해 대향하는 측에 몰드에 연결되고 몰드를 열고 닫기 위해 제공된 프레임에 미끄러질 수 있게 장착된 피스톤 부재로 구성될 수 있다.
일반적으로, 사출 몰딩 프레스의 몰딩 사이클은 첨부된 도 3의 도표를 참고하여 하기에서 설명되는 다수의 작업 단계를 포함할 수 있다.
도 3은 사출 조립체 및 사출 몰딩 프레스의 몰드 폐쇄 조립체의 배열을 순환 시간 순서로 개략적으로 나타낸다.
더욱 자세하게, 도 3의 도표는 3개의 동심원 링으로 구성된다.
도 3의 도표의 바깥쪽 링은 몰딩 공정의 작업 단계를 순서대로 설명한다:
- 캐비티 내에 용융된 과립 재료를 완전히 채우는 것으로 정의되는, 몰드를 채우는 단계;
- 응고 시간에 대한 속도를 올리기 위해 사출된 재료로부터 몰드로의 열을 제거하는 냉각 유체의 순환을 통해 수행되는, 냉각 단계.
- 냉각으로 인한 어떤 열 수축을 보상하기 위해 몰드로 다른 재료를 도입하는 압력을 유지하는 단계.
- 유동 없는 냉각 단계: 상기 응고 단계 이후 수행되며, 이 단계에서는, 재료의 유동이 없다.
- 추출: 부품이 변형을 막는 구조적 강성을 얻기 충분한 온도에 도달할 때이다.
도 3의 도표의 중간 링은 소성화 스크류의 움직임 단계를 나타낸다:
- 스크류 전진: 이 움직임은 역류 문제 없이 사출 방향을 따른 유동 진행을 허용한다.
- 회전: 물리적 공정은 유출 없는 냉각 단계에 상응하며, 게이트의 소성화로 인해, 몰드의 재료의 유동을 차단하며, 스크류가 다음 사출에 대한 새로운 소성화를 시작하게 한다.
- 멈춤: 스크류가 폴리머의 소성화를 완료하면, 생산 사이클이 완료될 때까지 멈춘채로 있는다.
마지막으로, 도 3의 도표의 내부 링은 특히 피스톤의 수단으로 작동되는, 몰드 폐쇄 유닛의 움직임을 나타낸다:
- 몰딩 사이클의 거의 전체 지속 시간 동안, 특히 채우는 단계로부터 제품의 완전 냉각 단계까지, 즉, 예컨대 추출기의 작용으로 인해 변형되지 않는 온도에 도달할 때까지, 몰드는 닫혀있다;
- 몰드 개방: 몰딩 성형된 부품이 냉각 단계가 완료되면, 특히 몰드에 설치된 특정 추출기로 인해 또는 보조 기계를 이용하여, 몰드는 추출을 허용하도록 개방된다.
- 몰드 폐쇄: 추출이 수행되고 나면, 몰드는 다음 생산 사이클의 사출을 허용하기 위해 닫힌다.
- A 및 C로 명시된 섹션은 몰드의 개방 및 폐쇄 시간에 대한 단계에 해당한다.
일반적으로, 몰딩 사이클의 지속 시간은 전술한 단일 단계의 시간의 합계에 상응한다.
바람직하게, 본 발명의 범주 내에서, 몰딩 사이클의 지속 시간(T)은 사출 몰딩 프레스(200)의 몰딩의 두 연이은 개방 또는 폐쇄 사이의 시간 간격에 상응한다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 전기 출력 채널은 클린 접촉자(202, clean contact)로 구성되며, 상기 클린 접촉자는 전기 전압이 가해질 때 몰드의 개방 상태 및 폐쇄 상태와 관련될 수 있는 이진 전기 신호를 발생하기 적합하다.
작동 상, 상기 검출 단계 h)에서, 전자 제어 유닛(300)은, 상기 이진 신호를 발생하기 위해, 전자 제어 유닛(300)에서 클린 접촉자로 전기 전압을 적용하여 프레스(200)와 통신하도록 설정된다.
바람직하게, 상기 클린 접촉자(202)는 릴레이(relay)의 보조 접촉자로 구성될 수 있다. 특히, 상기 보조 접촉자는 몰드의 개방 또는 폐쇄 상태에 따라 닫히거나 열리는 릴레이의 가동 접촉자(movable contact)이다.
특히, 상기 이진 신호는 몰드의 두 연이은 폐쇄 또는 개방 사이의 시간 간격에, 그러므로, 몰딩 사이클의 지속 시간(T)에 상응하는 기간을 가진 사각파(square wave)이다.
작동 상, 상기 전기 제어 유닛(300)은 사각파 기간의 값을 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간(T)에 할당함으로써 이러한 이진 신호를 분석한다.
클린 접촉자를 통한 단일 몰딩 사이클의 지속 시간에 대한 정보의 검출은 탈습 플랜트의 프레스와 전자 제어 유닛 사이의 임의의 특정 정보 통합을 필요로 하지 않기 때문에 특히 바람직하다. 이로 인해, 탈습 플랜트는 특정 정보 장치를 필요로 하지 않고 임의의 프레스에 연결될 수 있다. 상대적 통신 프로토콜을 알아야 하기 때문에, 이는 모드버스(modbus) 유형의 전자 채널이 사용된 경우 불가능할 수 있다.
그렇지 않으면, 클린 접촉자에 의해 발생된 이진 신호는 간단한 데이터 처리 프로그램을 통해 전자 제어 유닛에 의해 매우 쉽고 확실하게 분석될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에 따라, 본 발명에 따른 방법의 단계 b)에서 제공된 탈습 플랜트는 다음을 포함한다:
- 공급구(11) 및 배출구(12)를 가진 탈습될 과립 재료를 담기 위한 적어도 하나의 호퍼(10);
- 상기 호퍼(10) 내부에 건조 공기를 분배하기 위한 수단(30)에 유동적으로 연결된 적어도 하나의 건조 공기 발생기(20).
탈습 플랜트는 적어도 하나의 공급 또는 수용 장치(13)를 더욱 포함하며, 그를 통해 미리 정해진 수준까지 호퍼(10)로 과립 재료가 적재된다.
공급 장치(13)는 재료의 하나 이상의 저장 사일로(silo)에 연결된, 과립 재료의 공압 이송 시스템(예를 들어, 저압)의 터미널(terminal) 중 하나이다.
건조 공기 발생기(20)는 임의의 유형일 수 있다. 바람직하게, 건조 공기 발생기(20)는 예를 들어, 분자 여과기와 같은, 흡착 수단을 포함하는 형식이다. 발생기는 단일 타워 형식이거나 또는 공정 및 재생 단계 중 교차하는 흡착 수단을 가진 둘 이상의 타워(26)를 가진 형식, 또는 벌집 구조를 가진 휠 형식일 수 있다.
발생기는 탈습 후 호퍼 내부로 보내기 위해 흡착 수단을 통한 공기 유동을 발생할 수 있는 환기 수단(21)(예, 블로워)이 제공된다.
환기 (가압 또는 공기 펌핑) 수단은, 예를 들어, 임의의 적합한 유형, 바람직하게 전기 형식의, 예를 들어, 발생된 건조 공기 유동의 유량을 조절할 수 있기 위해, 블로워(21)의 모터에 공급 주파수를 변조하도록 설계된, 임의의 적합한 타입의 인버터와 같은, 회전 속도 변경 수단(22)이 제공된, 하나 이상의 블로워(21)로 구성된다.
발생기(20)는 호퍼(10) 내부에 위치한 (상기 공기 분배 수단을 구성하는) 디퓨저 삽입물(30, diffuser insert)로 흐르는 이송관(23)에 의해 호퍼(10)에 유동적으로 연결된다.
더욱 자세하게, 이 디퓨저 삽입물(30)은 한쪽 말단에서 이송관(23)과 연결되고 다른 말단에서 호퍼 자체의 하부 영역에 배치된 디퓨저 콘(23, diffuser cone)이 구비된 배관(31)으로 구성될 수 있다. 상기 디퓨저는 다수의 구멍이 제공되고, 이를 통해 건조하고 고온의 공기가 호퍼로 공급되고, 호퍼 내부에 저장된 과립 재료 모두에 영향을 주고 탈습하기 위해 다양한 방향으로 확산된다. 공기 유동은 호퍼 밖으로 나오는 과립 재료의 유동에 대해 반대 방향이며, 공정을 위해 의도된 재료에 대해 가능한 가장 높은 정도의 탈습을 보장한다.
바람직하게, 가열 조립체(24)는 이송관(23)을 따라 배치되고, 공기의 유동을 의도된 공정 온도에 이르도록 설계된다.
공기 유동이 과립 플라스틱 재료를 통하여 지나가고(바닥에서 정상으로), 호퍼(10)의 정상에 도달하며, 배기 공기(즉, 재료로부터 흡수된 습기가 포함된)는 회수관(25)으로 들어가고, 이후 건조 공기 발생기(20)로 다시 되돌아간다.
도 1에 도시된 탈습 플랜트의 실시예에 따르면, 건조 공기 발생기(20)는 호퍼(10) 근처에 배치될 수 있으며, 결과적으로 사출 몰딩 프레스(200)에 배치된다.
일반적으로, 전술한 것처럼, 플라스틱 사출 몰딩 프레스(200)는 지지 프레임에 장착되고 종래의 제어 수단으로 제어되는 소성화 스크류를 포함한다.
상기 소성화 스크류에는 공급 챔버가 제공된 첫 번째 말단부의 근처에서 탈습 플랜트 호퍼의 배출구로부터 나온 탈습된 과립 플라스틱 재료가 공급된다. 반대쪽 말단에서, 소성화 스크류는 용융된 플라스틱 재료가 사출되는 몰드에 연결된다. 몰드는 각 몰딩 사이클에서 몰드 성형될 수 있는 부품의 수에 따라서, 하나 이상의 캐비티로 구성된 매트릭스이다.
프레스에는 몰드를 개방하고 폐쇄하기 위한 수단이 제공된다. 특히, 이러한 수단은 소성화 스크류에 대해 반대 측에 몰드와 연결되고 몰드를 열고 닫도록 프레임에 미끄러질 수 있게 장착된 피스톤 부재로 구성될 수 있다.
바람직하게, 프레스(200)는 몰드 주위에 폐쇄된 봉쇄 캐빈(containment cabin)을 포함한다.
본 발명에 따라, 프레스(200)는 사출 몰딩 공정의 실시간 모니터링을 위해, 바람직하게 프레스의 제어 유닛(60)에 위치한, 적어도 하나의 전기 출력 채널(202)을 포함한다.
특히, 이 전기 출력 채널(202)은 전위차가 없는 접점으로서, 전자 용어로 정의된 클린 접촉자이다.
다시 말해서, 상기 접점을 간단히 열거나 닫아서 이진 신호를 교환하는 접점이다.
이러한 클린 접촉자(202)는 프레스(200)의 작동 상태와 연관되며, 특히 몰드가 열리고 닫힐 때 연관되며, 탈습 플랜트의 전자 제어 유닛(300)에 전기로 연결된다.
클린 접촉자는 모드버스와 같은 통신 프로토콜과 작동하는 다른 유형의 신호를 위해 사용되기에 더 간단하다.
작동 상, 사용자 인터페이스(301)를 통해, 프레스 자체에 의해 사용된 몰드의 함수로서, 단일 몰딩 사이클에서 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클에서 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M)을 전자 제어 유닛(300)에 저장할 수 있다. 작동 상, 특히 단일 제품의 중량 및 그 각각이 단일 제품을 정의하는 몰드의 캐비티의 수를 저장할 수 있다.
작동 상, 본 발명에 따른 방법에 의해 고려된 것에 따르면, 전자 제어 유닛(300)은 전술한 바와 같이, 프레스 자체의 상태로부터 얻어진 신호와 전술한 데이터에 기초히여 프레스(200)의 시간당 산출량을 계산한다.
시간당 산출량()을 계산하면, 전자 제어 유닛(300)은 고온 및 탈습된 공기 발생기(20)의 작동을 조정하여, 바람직하게 에너지 절약 논리에 따라, 호퍼로 보내진 공기 유량(Q)의 값과 및/또는 상기 건조 공기의 온도 및/또는 상기 건조 공기의 수분 함유량을 변경한다.
(이슬점 온도 센서로 측정된, Tdew) 건조 공기 유동의 수분 함유량은 흡착 수단을 통해 지나가는 공기 유동을 적절하게 변화시킴으로써, 예를 들어, 공기 흐름의 일부를 분자 여과기 탈습 타워를 우회시킴으로써 조정될 수 있다. 공기 유동 온도는 가열 유닛에서 작동하여 조정될 수 있다.
도 2에 개략적으로 도시된 대안 실시예에 따르면, 탈습 플랜트(1)는 건조 공기 발생기가 플랜트의 전용 구역에 집중되어 배치될 수 있다.
특히, 탈습 플랜트는 다수의 호퍼(70, 80, 90, 100)를 포함할 수 있으며, 그 각각은 사출 몰딩 프레스(200)에 의해 제어될 수 있다.
바람직하게, 도 2에 도시된 탈습 플랜트(1)는 호퍼에서의 공기 유량을 조정하기 위한 시스템이 제공되며, 이는 바람직한 작동 실시예를 나타냄으로써 하기에서 설명될 것이다.
작동 상, 탈습 플랜트는 사용자 인터페이스(301)를 통해, 모든 단일 호퍼에 대해, 탈습될 과립 재료의 특성 및/또는 호퍼 자체의 체적 및/또는 추정된 시간당 산출량을 전자 제어 유닛(300)에 저장하는 조작자에 의해 초기에 구성된다.
본 발명에 따른 방법에 따르면, 조작자는 또한 호퍼와 연관된 각 프레스에 관련된 데이터를 저장하며, 특히 제품의 중량 및 캐비티의 수를 저장한다.
다음으로, 전자 제어 유닛(300)은, 호퍼 내부의 재료가 탈습되고, 프레스로 상기 재료를 이송하지 않는 단계에 상응하는 것으로 알려진, 고정상 상태(static bed phase)에 대해, 내부에 저장된 재료를 충분히 탈습하는 것과 같이, 특별한 알고리즘을 이용하여, 각각의 개별 호퍼에 대해 특별한 공정 공기 유량을 계산한다.
각각의 개별 호퍼에 필요한 유량의 값이 계산되고 나면, 전자 제어 유닛(300)은, 에너지 효율 논리를 적용하여, 각각의 작동 간격에 따라 건조 공기 발생기가 작동될 수 있는지를 식별하고, 특히, 최대 공급 가능한 공기 유량(환기 수단의 특징에 연결된) 및 각 타워에 대한 흡착 능력을 평가한다.
호퍼에 필요한 공기 유량의 합을 기초로 하여, 각 호퍼(70, 80, 90, 100)에 담긴 재료의 탈습을 위해 추정된 정확한 공기 유량을 이송하기 위한 방식으로, 전자 제어 유닛은 발생기(120, 130, 140, 150) 및 호퍼의 공기 포트에 배치된 분할 밸브(121, 122, 123, 124)로 신호를 보낸다.
각 호퍼의 정확한 공기 유량은 임의의 적합한 유형의 공기 유량계(131, 132, 133, 134)의 수단에 의해 측정된다.
바람직하게, 공기 유량계는 벤추리계 노즐이며, 이는 노즐의 콤팩트함 특성을 벤추리계의 감소된 부하 손실과 결합하는 장점을 갖는다.
고정상 상태가 완료되면, 동적상 상태(dynamic bed phase), 즉, 플라스틱 재료가 호퍼를 통해 흐르는 동안 탈습되는 탈습 단계가 시작된다. 동적상 상태로의 통행은 처리된 재료를 상응하는 프레스(200)로 이송하기 위해 각 호퍼의 배출구에 배치된 게이트(141, 142, 143, 144)를 개방하여 이루어진다.
본 발명에 따른 방법에 따르면, 동적상 상태 동안, 전자 제어 유닛(300)은 각 변형 기계의 시간당 산출량을 계산한다.
특히, 전자 제어 유닛(300)은 각 프레스의 클린 접촉자에서 나온 신호를 이용하여 그리고 조작자에 의해 앞서 저장된 데이터, 즉, 제품의 중량 및 몰드 캐비티 수를 기초하여 각 프레스(200)의 몰딩 사이클의 지속 시간(T)을 계산한다.
이후, 전자 제어 유닛(300)은 탈습에 실제 필요한 에너지의 함수로서 각 호퍼에서의 공기 유량을 최적화하기 위해 건조 공기 발생기 및 분할 밸브로 신호를 보낸다.
바람직하게, 전술한 바와 같이, 시간당 산출량()은 즉각적으로 계산되는 것이 아니라, 평균 사이클 시간에서, 예를 들어, τ/4의 시간 평균에서, 계산될 수 있으며, 여기서 τ는 처리된 재료의 잔류 시간이다.
본 발명에 따른 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 시스템(1)은 다음에서 설명될 것이다.
본 발명의 일반적인 실시예에 따라, 몰딩 시스템(1)은 다음을 포함한다:
- 플라스틱 재료의 공급구(201)가 제공된, 적어도 하나의 사출 몰딩 프레스(200); 및
- 상기 적어도 하나의 호퍼로 공급된 플라스틱 재료에 대한 탈습 플랜트.
특히, 본 발명에 따른 상기 시스템(1)의 상기 적어도 하나의 사출 몰딩 프레스(200)는 전술한 방법의 단계 a)에 제공된 프레스에 상응한다. 설명의 간략화를 위해, 이미 앞서 설명된 프레스의 설명을 참조하며, 다시 반복되지 않을 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 시스템(1)의 상기 적어도 하나의 프레스(200)는 진행중인 몰딩 사이클의 지속 시간에 상관되는 신호를 생성하기에 적합한, 적어도 전기적 출력 채널(202)이 제공된다.
특히, 본 발명에 따른 몰딩 시스템(1)의 탈습 플랜트는 전술한 방법의 단계 b)에 제공된 탈습 플랜트에 상응한다. 설명의 간략화를 위해, 이미 앞서 설명된 프레스의 설명을 참조하며, 다시 반복되지 않을 것이다.
본 발명에 따르면, 시스템(1)의 탈습 플랜트는 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)를 통해 건조 공기의 유량(Q)을 조절하도록 디자인되고 작동 매개변수를 입력하기 위한 적어도 하나의 사용자 인터페이스(301)가 제공된 적어도 하나의 전자 제어 유닛(300)을 포함한다. 더욱이, 이러한 전자 제어 유닛은:
- 프레스 자체에 의해 사용된 몰드의 함수로서 단일 몰딩 사이클 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클에서 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M)을 사용자 인터페이스(301)를 통해 입력으로 받아 들이고;
- 프레스(200) 진행 중의 몰딩 사이클의 지속 시간(T)을 검출하기 위해 전기 채널(202)에 의해 발생된 신호를 분석하며;
- 적어도, 몰딩 사이클의 지속 시간(T); 및 단일 몰딩 사이클 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클에서 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M) 값을 사용하여, 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량(Q)(즉, 시간당 산출량)을 계산하도록; 구성된다.
이미 앞서 설명한 것처럼, 바람직하게 프레스의 전기 출력 채널은 클린 접촉자(202)로 구성되며, 상기 클린 접촉자는 전기 전압을 받을 때 몰드의 열린 상태와 닫힌 상태와 관련될 수 있는 이진 전기 신호를 발생하기 적합하다. 바람직하게, 전기 제어 유닛(300)은 상기 이진 신호를 발생하기 위해, 전자 제어 유닛(300)에서 클린 접촉자로 전기 전압을 적용하여 프레스(200)와 통신하도록 설정된다.
특히, 상기 이진 신호는 두 연이은 몰드의 폐쇄 또는 개방 사이의 시간 간격에 상응하고, 따라서 몰딩 사이클의 지속 시간(T)에 상응하는 기간을 가진 사각파이다. 바람직하게, 전자 제어 유닛(300)은 사각파 주기의 값을 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간(T)에 할당하여 상기 이진 신호를 분석하도록 구성된다.
바람직하게, 전자 제어 유닛(300)은 시간 경과에 따라 프레스에 의해 수행되는 몰딩 사이클의 지속 시간 값을 적어도 하나의 메모리에 저장하도록 구성된다. 바람직하게, 전자 제어 유닛(300)은 계산 시 관찰된 것 이전의 미리 정해진 수의 사이클의 지속 시간 값의 평균이 되는, 검출된 몰딩 사이클의 지속 시간 값을 몰딩 사이클의 지속 시간 값으로서 이용하여 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량()을 계산하도록 구성된다.
바람직하게, 전자 제어 유닛(300)은 호퍼에서의 플라스틱 재료의 평균 잔류 시간(τ)의 약수와 동일한 기간에 걸쳐 수행된, 관찰된 것 이전의 사이클 수에 대해 평균이 되는, 검출된 몰딩 사이클의 지속 시간의 값(T)을 계산하도록 구성된다.
본 발명에 따른 과립 형태의 플라스틱 재료의 탈습 플랜트가 이제 설명될 것이다.
본 발명에 따른 탈습 플랜트는 플라스틱 재료의 공급구(201)가 제공된, 적어도 하나의 사출 몰딩 프레스(200)로 탈습된 플라스틱 재료를 공급하기 위한 것이다.
특히, 본 발명에 따른 탈습 플랜트는 전술한 방법의 단계 b)에서 제공되고 또한 전술한 사출 몰딩 시스템(1)이 제공된 탈습 플랜트에 상응한다.
설명의 간략화를 위해, 이미 앞선 설명을 참조하며, 다시 반복되지 않을 것이다.
본 발명에 따르면, 탈습 플랜트는 작동 조건으로 들어가기 위한 적어도 하나의 사용자 인터페이스(301)가 제공되는 적어도 하나의 전자 제어 유닛(300)을 포함하며, 이는:
- 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간(T)에 관련된 신호를 발생하기 적합한, 프레스의 적어도 하나의 전기 출력 채널(202)을 통해 적어도 하나의 프레스(200)와 통신하도록 설정되고;
- 프레스 자체에 의해 사용된 몰드의 함수로서 단일 몰딩 사이클 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클로 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M)을 사용자 인터페이스(301)를 통한 입력으로 받고;
- 프레스(200)의 진행 중의 몰딩 사이클의 지속 시간(T)을 검출하기 위해 전기 채널(202)에 의해 발생된 신호를 분석하며;
- 적어도, 몰딩 사이클의 지속 시간(T); 및 단일 몰딩 사이클 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클에서 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M); 값을 사용하여, 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량(Q)을 계산하도록; 구성된다.
본 발명에 따른 탈습 플랜트(1)에 의해 공급될 수 있는 사출 몰딩 프레스(200)는 전술한 방법의 단계 b)에 제공되고, 또한 전술한 사출 몰딩 시스템(1)이 제공된 프레스에 상응한다. 설명의 간략화를 위해, 이미 앞서 설명된 프레스의 설명을 참조하며, 다시 반복되지 않을 것이다.
바람직하게, 상기 프레스의 전기 출력 채널(202)은 클린 접촉자로 구성되며, 상기 클린 접촉자는 전기 전압을 받을 때 몰드의 열린 상태와 닫힌 상태에 관련될 수 있는 이진 전기 신호를 발생하기 적합하다.
바람직하게, 탈습 플랜트의 전자 제어 유닛(300)은 상기 이진 신호를 발생하기 위해, 전자 제어 유닛(300)에서 클린 접촉자로 전기 전압을 적용함으로써 프레스(200)와 통신하도록 설정되도록 구성된다.
상기 이진 신호는 몰드의 두 연이은 폐쇄 사이의 시간 간격에, 따라서 몰딩 사이클의 지속 시간(T)에 상응하는 기간을 가진 사각파이다. 바람직하게, 전자 제어 유닛(300)은 사각파 기간의 값을 진행중인 몰딩 사이클의 지속 시간(T)에 할당함으로써 상기 이진 신호를 분석하도록 구성된다.
바람직하게, 전자 제어 유닛(300)은 시간 경과에 따라 프레스에 의해 수행된 몰딩 사이클의 지속 시간 값을 적어도 하나의 메모리 유닛에 저장하도록 구성된다. 전자 제어 유닛(300)은, 계산시 관찰된 것 이전의 미리 정해진 수의 사이클의 지속 시간 값에 평균이 되는, 그로 인해 검출된 몰딩 사이클의 지속 시간 값을 몰딩 사이클의 지속 시간 값으로서 사용하여 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량()을 계산하도록 구성된다.
바람직하게, 상기 전자 제어 유닛(300)은 호퍼의 플라스틱 재료의 평균 잔류 시간(τ)의 약수와 동일한 기간에 걸쳐 수행된, 관찰된 것 이전의 사이클 수에 대해 평균이 되는, 검출된 몰딩 사이클의 지속 시간의 값(T)을 계산하도록 구성된다.
본 발명은 몇몇 이점들이 달성되게 하는데, 그 중 일부는 이미 설명되었다.
본 발명에 따른 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 방법 및 시스템은 시스템의 에너지 효율을 높이기 위해, 시스템의 단일 몰딩 프레스의 시간당 산출량이 변함에 따라 탈습 공기 유량을 더 효과적으로 조절하게 한다.
상기 조절은 단일 몰딩 사이클에서 프레스에 의해 처리된 재료의 일정함에 대한 가정에 기초하고 단일 몰딩 사이클의 지속 시간의 검출 또는 그 평균값에 초점을 맞추기 때문에 종래 기술의 해법보다 더욱 효과적이며 견고하다.
그러므로, 무엇보다 몰딩 사이클의 지속 시간에 대한 정보의 검출이 클린 접촉자로 구성된 프레스의 전기 출력 채널을 이용함으로써 수행되는 경우, 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 방법 및 시스템은 구현되기 간단하고 비용 효율적이다.
같은 이유로, 또한 본 발명에 따른 탈습 플랜트는 시스템의 시간당 산출량이 변함에 따라 탈습 공기 유량의 더욱 효과적인 조절을 허용하며, 그 에너지 효율을 증가시키고, 동시에 간단하고 비용 효율적인 구현을 가능하게 한다.
따라서, 계획된 본 발명은 의도된 목적을 달성한다.
물론, 실제적인 실시예에서, 또한 본 보호 범주를 벗어나지 않으면서, 상기와 다른 형태와 구성을 취할 수 있다.
또한, 모든 세부 사항은 기술적으로 동등한 요소로 대체될 수 있고, 사용되는 치수, 형상 및 재료는 필요에 따라 임의로 선택될 수 있다.
Claims (23)
- 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 방법으로서,
a) 플라스틱 재료의 공급구(201)가 제공된, 적어도 하나의 사출 몰딩 프레스(200)를 배치하는 단계;
b) 다음을 포함하는 상기 플라스틱 재료의 탈습 시스템을 배치하는 단계,
- 상기 적어도 하나의 프레스(200)로 공급되기 위해 탈습될 과립 재료를 담기 위한 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100), 여기서, 상기 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)는 상기 프레스(200)의 공급구(201)에 연결되는 배출구(12)를 포함함;
- 상기 호퍼(10; 70, 80, 90, 100) 내에 건조 공기의 유동을 분배하기 위한 수단(30)을 통해 상기 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)에 유동적으로 연결된 적어도 하나의 건조 공기 발생기(20; 120, 130, 140, 150); 및
- 상기 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)를 통해 건조 공기 유동의 유량(Q)을 조절하도록 디자인된, 전자 제어 유닛(300);
c) 상기 전자 제어 유닛(300)에 상기 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)에 담긴 플라스틱 재료의 유형을 설정하여, 상기 재료의 공기의 비유량(k)을 정의하는 단계;
d) 상기 적어도 하나의 프레스(200)를 이용하여 상기 플라스틱 재료를 사출 몰딩하는 단계, 여기서 상기 프레스(200)는 몰딩 사이클의 지속 시간에 따라 변할 수 있는, 상기 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)에 의해 공급된 플라스틱 재료의 유량()을 처리함;
e) 상기 적어도 하나의 발생기(20; 120, 130, 140, 150)를 통해 상기 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)를 통과하는 건조 공기 유동을 발생하는 단계;
f) 상기 몰딩 단계 d)동안, 상기 적어도 하나의 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량()에 비례하여 건조 공기 유량의 유량(Q)을 조절하는 단계, 여기서, 상기 건조 공기의 유량(Q)은 상기 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량()과 처리된 플라스틱 재료의 공기의 비유량(k)의 곱으로서 전자 제어 유닛(300)에 의해 계산됨;
g) 상기 프레스 자체에 의해 사용된 몰드의 함수로서 단일 몰딩 사이클 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클에서 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M)을 상기 전자 제어 유닛(300)에 설정하는 단계;
h) 상기 적어도 하나의 프레스(200)와 통신하는 상기 전자 제어 유닛(300)을 설정하는 진행 중인 상기 적어도 하나의 프레스(200)의 몰딩 사이클의 지속 시간(T)을 검출하는 단계; 및
i) 상기 몰딩 단계 d) 동안, 적어도 다음 값을 이용하여 상기 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량()을 계산하는 단계,
- 단계 h)에서 검출된 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간(T); 및
- 단계 g)에서 설정된, 단일 몰딩 사이클 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클에서의 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M);를 포함하는 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 적어도 하나의 프레스(200)는 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간과 관련될 수 있는 신호를 발생하기 적합한, 적어도 하나의 전기 출력 채널(202)을 포함하며, 상기 검출 단계 h)에서, 상기 전자 제어 유닛(300)은 상기 전기 출력 채널(202)을 통해 상기 프레스(200)와 통신하도록 설정되는, 방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 몰딩 사이클의 지속 시간(T)은 상기 사출 몰딩 프레스(200)의 몰딩의 두 연이은 개방 또는 폐쇄 사이의 시간 간격에 상응하며, 상기 적어도 하나의 전기 출력 채널은 클린 접촉자(202)로 구성되고, 상기 클린 접촉자는 전지 전압을 받으면 몰드의 열린 상태 및 닫힌 상태와 관련될 수 있는 이진 전기 신호를 발생하기 적합하고, 상기 검출 단계 h)에서 전자 제어 유닛(300)은 상기 이진 신호를 발생하기 위해 상기 전자 제어 유닛(300)으로부터 상기 클린 접촉자(202)으로 전기 전압을 적용함으로써 상기 프레스(200)와 통신하도록 설정되는, 방법. - 청구항 3에 있어서,
상기 클린 접촉자(202)은 릴레이의 보조 접촉자로 구성되는, 방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 보조 접촉자는 몰드의 개방 또는 폐쇄 상태에 따라 닫히거나 열리는 릴레이의 가동 접촉자인, 방법. - 청구항 3, 4, 또는 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이진 신호는 몰드의 두 연이은 개방 또는 폐쇄 사이의 시간 간격에, 그리고 몰딩 사이클의 지속 시간(T)에 상응하는 기간을 가진 사각파이며, 상기 전자 제어 유닛(300)은 상기 사각파의 기간의 값을 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간(T)으로 간주함으로써 상기 이진 신호를 분석하는, 방법. - 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레스 자체에 의해 사용되는 몰드가 변경되는 경우, 상기 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M)을 전자 제어 유닛(300)에 설정하는 단계 g)가 반복되는, 방법. - - 플라스틱 재료의 공급구(201)가 제공된, 적어도 하나의 사출 몰딩 프레스(200); 및
- 결과적으로 다음을 포함하는 상기 플라스틱 재료의 탈습 시스템,
- 상기 프레스(200)로 공급되기 위한 탈습될 과립 재료를 담기 위한 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100), 여기서, 상기 호퍼는 프레스(200) 자체의 공급구(201)와 연결된 배출구(12)를 포함함;
- 상기 호퍼(10; 70, 80, 90, 100) 내에 건조 공기의 유동을 분배하기 위한 수단(30)을 통해 상기 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)에 유동적으로 연결된 적어도 하나의 건조 공기 발생기(20; 120, 130, 140, 150); 및
- 상기 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)를 통과하는 건조 공기의 유량(Q)을 조절하도록 설계되고 작동 매개변수를 입력하기 위한 적어도 하나의 사용자 인터페이스(301)가 제공된, 전자 제어 유닛(300);을 포함하는 과립 형태의 플라스틱 재료의 사출 몰딩 시스템으로서,
상기 적어도 하나의 프레스(200)는 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간과 관련될 수 있는 신호를 발생하기 적합한, 적어도 하나의 전기 출력 채널(202)이 제공되고,
상기 전자 제어 유닛(300)은 상기 적어도 하나의 전기 출력 채널(202)을 통해 적어도 하나의 프레스(200)와 통신하도록 설정되고,
상기 전자 제어 유닛(300)은,
- 프레스 자체에 의해 사용된 몰드의 함수로서 단일 몰딩 사이클 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클에서 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M)을 사용자 인터페이스(301)를 통해 입력으로 받아들이고;
- 프레스(200)의 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간(T)을 검출하기 위해 전기 채널(202)에 의해 발생된 신호를 분석하며; 및
- 적어도, 검출된 몰딩 사이클의 지속 시간(T) 및 단일 몰딩 사이클 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클에서 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M) 값을 사용하여, 상기 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량(Q)을 계산하도록; 구성되는, 시스템. - 청구항 10에 있어서,
상기 적어도 하나의 전기 출력 채널은 클린 접촉자(202)로 구성되며, 상기 클린 접촉자(202)는 전기 전압을 받을 때 몰드의 열린 상태와 닫힌 상태와 관련될 수 있는 이진 전기 신호를 발생하기 적합하고, 상기 전자 제어 유닛(300)은 상기 이진 신호를 발생하기 위해 상기 전자 제어 유닛(300)으로부터 상기 클린 접촉자(202)로 전기 전압을 적용함으로써 상기 프레스(200)와 통신하도록 설정되는, 시스템. - 청구항 11에 있어서,
상기 클린 접촉자(202)는 릴레이의 보조 접촉자로 구성되는, 시스템. - 청구항 12에 있어서,
상기 보조 접촉자는 몰드의 개방 또는 폐쇄 상태에 따라 닫히거나 열리는 릴레이의 가동 접촉자인, 시스템. - 청구항 11, 12, 또는 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 이진 신호는 몰드의 두 연이은 개방 또는 폐쇄 사이의 시간 간격에, 그리고 몰딩 사이클의 지속 시간(T)에 상응하는 기간을 가진 사각파이며, 상기 전자 제어 유닛(300)은 상기 사각파의 기간의 값을 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간(T)으로 간주함으로써 상기 이진 신호를 분석하는, 시스템. - 플라스틱 재료의 공급구(201)가 제공된, 적어도 하나의 사출 몰딩 프레스(200)로 탈습된 플라스틱 재료를 공급하기 위한, 과립 형태의 플라스틱 재료의 탈습 플랜트로서,
- 적어도 하나의 프레스(200)로 공급되기 위한 탈습될 과립 재료를 담기 위한 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100), 여기서, 상기 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)는 프레스(200)의 공급구(201)와 연결된 배출구(12)를 포함함;
- 상기 호퍼(10; 70, 80, 90, 100) 내에 건조 공기의 유동을 분배하기 위한 수단(30)을 통해 상기 적어도 하나의 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)에 유동적으로 연결된 적어도 하나의 건조 공기 발생기(20; 120, 130, 140, 150); 및
- 상기 호퍼(10; 70, 80, 90, 100)를 통과하는 건조 공기의 유량(Q)을 조절하도록 설계되고 작동 매개변수를 입력하기 위한 적어도 하나의 사용자 인터페이스(301)가 제공된, 전자 제어 유닛(300);을 포함하고,
상기 적어도 하나의 프레스(200)는 적어도 하나의 전기 출력 채널(202)이 제공되고,
상기 전자 제어 유닛은,
- 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간(T)과 관련될 수 있는 신호를 발생하기 적합한, 상기 프레스의 적어도 하나의 전기 출력 채널(202)을 통해 상기 적어도 하나의 프레스(200)와 통신하도록 설정되고;
- 프레스 자체에 의해 사용된 몰드의 함수로서 단일 몰딩 사이클 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클에서 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M)을 사용자 인터페이스(301)를 통해 입력으로 받아들이고;
- 상기 프레스(200)의 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간(T)을 검출하기 위해 전기 채널(202)에 의해 발생된 신호를 분석하며;
- 적어도, 검출된 몰딩 사이클의 지속 시간(T) 및 단일 몰딩 사이클 또는 미리 정해진 수의 몰딩 사이클에서 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 질량(M) 값을 사용하여, 상기 프레스(200)에 의해 처리된 플라스틱 재료의 유량(Q)을 계산하도록; 구성되는, 탈습 플랜트. - 청구항 17에 있어서,
상기 적어도 하나의 전기 출력 채널은 클린 접촉자(202)로 구성되며, 상기 클린 접촉자(202)는 전기 전압을 받을 때 몰드의 열린 상태와 닫힌 상태와 관련될 수 있는 이진 전기 신호를 발생하기 적합하고, 상기 전자 제어 유닛(300)은 상기 이진 신호를 발생하기 위해 상기 전자 제어 유닛(300)으로부터 상기 클린 접촉자(202)로 전기 전압을 적용함으로써 상기 프레스(200)와 통신하도록 설정되는, 탈습 플랜트. - 청구항 18에 있어서,
상기 클린 접촉자(202)는 릴레이의 보조 접촉자로 구성되는, 탈습 플랜트. - 청구항 19에 있어서,
상기 보조 접촉자는 몰드의 개방 또는 폐쇄 상태에 따라 닫히거나 열리는 릴레이의 가동 접촉자인, 탈습 플랜트. - 청구항 18에 있어서,
상기 이진 신호는 몰드의 두 연이은 폐쇄 사이의 시간 간격에, 그리고 몰딩 사이클의 지속 시간(T)에 상응하는 기간을 가진 사각파이며, 상기 전자 제어 유닛(300)은 상기 사각파의 기간의 값을 진행 중인 몰딩 사이클의 지속 시간(T)으로 간주함으로써 상기 이진 신호를 분석하도록 구성된, 탈습 플랜트.
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