KR20200026488A - 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치 및 제조방법 - Google Patents

Abstract

혼합이송부로 인하여 비중체와 합성수지가 내부에서 혼합되며, 작동부재의 구동에 의해 이송되어 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질의 제조 공정이 단순화할 수 있는, 합성수지 혼합물질 사출 장치 및 합성수지 혼합물질 제조방법을 제공한다.

Description

비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치 및 제조방법{Injection apparatus and manufacturing method for resin compound with weight body}

본 발명의 실시예들은 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 무게감의 균형을 맞추는 균형추(Counter Weight)는 콘크리트를 주원료로 하여 압출 방식으로 제조되는 밸런스 웨이트(Balance Weight)와 금속을 이용하여 주조 방식으로 제조되는 카운터 밸런스(Counter Balance)가 있다.

이러한 기존 제조 방법은 생산력이 저조하며, 또한 고단가의 원재료로 인한 제작비용이 많이 들고, 제작되어 시장에서 판매되고 있는 상품 또한 유해 물질이 검출된다는 것이다.

이에 내구성과 내약품성이 우수하며, 고온에도 잘 견디고, 기후와 조건에 따라 유해 물질 기준에 적합한 소재로서 균형추와 같은 상품을 생산하고자 한다.

상기 균형추 중 밸런스 웨이트는 세탁기, 식기세척기 등의 가전제품에 적용가능하고, 카운터 밸런스는 엘리베이터와 기중기, 지게차 기타 중장비 등에 사용되며, 건설, 건축자재(벽돌, 보도블럭, 타일, 천장재), 자동차 산업, 해양 산업(수산 양식업, 수산 어업 용품) 등 여러 산업에서 적용 및 사용이 가능하다.

이러한 밸런스 웨이트 및 카운터 밸런스에는 비중체가 포함되어 있으며, 비중체는 합성 수지 제품 등에 무게감을 주기 위하여 첨가되는 것이다.

또한, 녹색 산업을 모티브로 하여 폐자원의 대체 소재 개발 및 양산 배금함으로써 현재 사용 중인 산업에 각종 폐기 자원의 사용량을 줄이고, 배출을 줄여 환경 보호 정책과 국가 및 각 산업에서 발생되는 막대한 폐기 비용을 줄일 수 있다.

종래 합성수지와 비중체를 혼합하고, 이송 및 가열하는 혼합부, 이송부, 가열부가 별도로 각각 구성되어 사출 장치에 요구되는 공간이 증대되고, 공간 활용도가 저하되었다.

또한 각각의 과정이 독립적인 영역에서 단계별로 이루어짐으로 인하여 합성수지 제조물질의 제조 시간이 증가되고, 구성 및 공정 단계가 복잡해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 혼합이송부 및 가열부로 인하여 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질의 제조 공정을 단순화하고, 제조 비용을 절감시킬 수 있는 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치 및 제조방법을 제공하고자 한다.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 합성수지가 저장되는 수지탱크부와, 비중체가 저장되는 비중체탱크부와, 상기 수지탱크부 및 상기 비중체탱크부와 연통되며, 중공인 혼합이송부와, 구동부로부터 동력을 전달받아 상기 수지탱크부 및 상기 비중체탱크부로부터 공급받은 합성수지 및 비중체를 혼합 및 이송시키는 작동부재와, 상기 혼합이송부에 결합되며, 상기 혼합이송부 내에서 이송되는 합성수지 및 비중체의 혼합물질에 열을 전달하는 가열부를 포함하고, 상기 가열부는 상기 혼합이송부의 외측에 배치되며, 상기 혼합이송부의 길이 방향을 따라 연장 형성되는, 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 작동부재는 상기 혼합이송부 내에서 회전 가능하게 형성되며, 상기 작동부재의 회전 중심축은 상기 혼합이송부의 길이 방향 축과 동일하게 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 작동부재는 둘레를 따라 복수 개의 접촉면이 스크류 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 수지탱크부와 상기 혼합이송부 사이 및 상기 비중체탱크부와 상기 혼합이송부 사이 중 적어도 하나에 설치되며, 상기 수지탱크부 및 상기 비중체탱크부 중 적어도 하나로부터 상기 혼합이송부로 유동되는 합성수지 및 비중체 중 적어도 하나의 유로를 개폐하는 밸브부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 노즐부가 형성되고, 상기 혼합이송부와 연결되며, 상기 혼합이송부에서 혼합 및 가열되는 합성수지와 비중체의 혼합물질을 공급받아 상기 노즐부를 통해 외부로 사출하는 사출부; 및 상기 사출부의 내부에서 왕복 운동가능하며 상기 혼합물질을 상기 노즐부 측 방향으로 가압 가능한 피스톤부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 혼합이송부는, 길이 방향 축이 상기 사출부의 길이 방향 축과 소정 각도를 이루며 경사지게 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 합성 수지와 비중체를 혼합이송부에 투입하는 단계와, 상기 혼합이송부의 내부에서 합성수지와 비중체를 혼합하는 단계와, 상기 합성수지와 비중체의 혼합물질을 이송시키는 단계와, 상기 합성수지와 비중체의 혼합물질을 가열하는 단계와, 상기 혼합이송부에서 혼합되는 합성수지와 비중체를 사출부로 정량으로 배출하는 단계와, 비중체가 포함되어 있고, 용융된 상기 합성수지를 금형이 장착된 압출부에서 완제품 형상으로 성형하는 단계와, 상기 완제품을 냉각하는 단계를 포함하고, 상기 혼합이송부의 내부에서 합성수지와 비중체를 혼합, 이송 및 가열하는 단계가 동시에 이루어지는, 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 제조방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 비중체는, 합성수지 혼합물질 총 중량의 10~90%를 차지할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 완제품을 냉각하는 단계는, 상기 완제품 형상으로 성형된 성형물을 소결하는 단계를 포함할 수 있다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명에 따른 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치는, 혼합이송부로 인하여 비중체와 합성수지가 내부에서 혼합되며, 작동부재의 구동에 의해 이송되어 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질의 제조 공정이 단순화되는 효과가 있다.

또한, 가열부가 혼합이송부의 외측에 배치되며, 혼합이송부의 길이 방향을 따라 연장 형성됨으로 인하여 혼합, 이송에 더하여 합성수지를 용융하는 단계를 동시에 수행하여 혼합물질의 사출 공정을 신속하게 하고, 제조 공정을 단순화시키며, 제조 비용을 절감시킬 수 있다.

물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치를 도시한 측면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치를 도시한 부분측면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치를 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 비중체가 포함되는 함성수지 혼합물질 제조방법을 도시한 순서도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 막, 영역, 구성요소들 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. 예컨대, 본 명세서에서 막, 영역, 구성 요소 등이 전기적으로 연결되었다고 할 때, 막, 영역, 구성 요소 등이 직접 전기적으로 연결된 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 간접적으로 전기적 연결된 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치를 도시한 측면도이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치를 도시한 부분측면도이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치를 도시한 평면도이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치(1)(이하, '사출 장치'라 함)는 수지탱크부(10), 비중체탱크부(20), 혼합이송부(30), 작동부재(40), 가열부(50), 밸브부(60), 사출부(70), 피스톤부(80), 가이드레일부(90)를 포함할 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 수지탱크부(10)는 합성수지(R)가 저장되는 것으로, 합성수지(R)를 정량으로 배출할 수 있다. 수지탱크부(10)는 뒤에 설명할 혼합이송부(30)와 연통되며, 혼합이송부(30)로 합성수지(R)를 공급할 수 있다. 수지탱크부(10)는 혼합이송부(30)의 상측(도 2 기준)에 배치된다.

수지탱크부(10)와 혼합이송부(30) 사이에는 유로가 형성되며, 뒤에 설명할 밸브부(60)가 합성수지(R)의 이동 경로인 유로를 개폐하며, 혼합이송부(30)로 공급되는 합성수지(R)의 양을 제어할 수 있다. 합성수지(R)는 수지탱크부(10)에 의해 다수 회의 정량단계를 거치게 된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 비중체탱크부(20)는 비중체(W)가 저장되는 것으로, 비중체(W)를 정량으로 배출할 수 있다.

비중체탱크부(20)는 뒤에 설명할 혼합이송부(30)와 연통되며 혼합이송부(30)로 비중체(W)를 공급할 수 있다. 비중체탱크부(20)는 혼합이송부(30)의 상측(도 2 기준)에 배치된다.

비중체탱크부(20)와 혼합이송부(30) 사이에는 유로가 형성되며, 밸브부(60)가 비중체(W)의 이동 경로인 유로를 개폐하며, 혼합이송부(30)로 공급되는 비중체(W)의 양을 제어할 수 있다. 비중체(W)는 비중체탱크부(20)에 의해 다수 회의 정량단계를 거치게 된다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 수지탱크부(10)는 단일로 형성되나, 이에 한정하는 것은 아니고 복수 개가 구비되어 각각 혼합이송부(30)와 연통되고, 위치를 달리하여 서로 이격 배치되는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.

도 2를 참조하면, 비중체탱크부(20A, 20B)는 복수 개가 구비되어 각각 혼합이송부(30)와 연통되고, 서로 다른 비중체(W1, W2)를 혼합이송부(30)로 공급하여, 비중체(W)가 합성수지(R)와 혼합, 이송 및 가열되도록 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수지탱크부(10)와 비중체탱크부(20)는 연직 방향으로 혼합이송부(30)에 결합되며, 중력에 의해 자연스럽게 합성수지(R), 비중체(W)가 혼합이송부(30)로 공급될 수 있도록 한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 혼합이송부(30)는 수지탱크부(10) 및 비중체탱크부(20)와 연통되는 것으로, 중공인 관 형상으로 형성될 수 있다.

혼합이송부(30)의 내부에는 뒤에 설명할 작동부재(40)가 회전가능하게 설치되며, 혼합이송부(30)의 일단부에는 작동부재(40)에 동력, 구체적으로 회전력을 제공하는 구동부(7)가 설치된다.

혼합이송부(30)는 길이 방향으로 연장 형성되며, 수지탱크부(10)와 비중체탱크부(20)와 서로 다른 지점에서 각각 연통되며, 수지탱크부(10)로부터 합성수지(R)를, 비중체탱크부(20)로부터 비중체(W)를 공급받아 혼합시키고, 작동부재(40)에 의해 혼합되는 합성수지(R)와 비중체(W)의 혼합물질(H)이 이송, 가열되도록 내부 공간을 제공할 수 있다.

혼합이송부(30)의 길이 방향 축은 사출 장치(1)가 설치되는 작업장 지면 또는 뒤에 설명할 사출부(70)와 소정 각도(

)를 이루며 형성될 수 있다. 구체적으로 혼합이송부(30)는 길이 방향을 따라 경사지게 연장 형성될 수 있다.

이로 인하여 작동부재(40)가 회전하며 혼합이송부(30)의 사출부(70), 구체적으로 배출부(75)와 연통되는 일단부(도 2 기준 좌측) 방향으로 비중체(W)와 합성수지(R)의 혼합물질(H)을 이송시킴에 있어, 혼합이송부(30) 자체가 경사지게 형성됨으로 인하여 원활하게 혼합물질(H)이 혼합이송부(30)에서 배출부(75)가 형성되는 사출부(70)를 통해 외부로 사출될 수 있다.

도 2를 참조하면, 혼합이송부(30)는 뒤에 설명할 가열부(50)와 면 접촉되고, 구체적으로 혼합이송부(30)의 외주면과 가열부(50)의 내주면이 면 접촉되며, 혼합이송부(30)의 내부에서 혼합 및 이송되는 비중체(W)와 합성수지(R)의 혼합물질(H)이 가열, 용융될 수 있도록 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 작동부재(40)는 혼합이송부(30)의 내부에 회전가능하게 설치되는 것으로, 구동부(7)로부터 동력을 전달받아 수지탱크부(10) 및 비중체탱크부(20)로부터 공급받은 합성수지(R) 및 비중체(W)를 혼합 및 이송시킬 수 있다.

도 2, 도 3을 참조하면, 작동부재(40)는 둘레를 따라 복수 개의 접촉면(41)이 스크류 또는 나선 형상으로 형성되고, 이로 인하여 복수 개의 각 접촉면(41) 사이에서, 수지탱크부(10)로부터 공급받은 합성수지(R), 비중체탱크부(20)로부터 공급받은 비중체(W)가 혼합될 수 있다.

이에 더하여 비중체(W)와 합성수지(R)가 혼합됨과 동시에 구동부(7)가 설치되는 혼합이송부(30)의 일단부(도 2 기준 우측 단부)에 대향되는 타단부(도 2 기준 좌측 단부)까지 혼합물질(H)을 이송시킬 수 있다.

이에 더하여 합성수지(R)와 비중체(W)의 혼합으로 형성되는 혼합물질(H)이 혼합이송부(30) 내에서 혼합, 이송됨과 동시에, 혼합이송부(30)의 외측에 배치되고 혼합이송부(30)의 내부로 열을 가하는 가열부(50)에 의해 용융, 가열될 수 있는 효과가 있다.

이로 인하여 혼합, 이송, 용융이 혼합이송부(30)의 단일 공간에서 이루어지며, 비중체(W)를 포함하는 합성수지(R) 혼합물질(H)의 제조 시간이 단축되고, 종래 사출 장치(1)와 같이 혼합을 시키는 공간, 이송시키는 공간, 가열시키는 공간을 독립적으로 가지게 되어 구조가 복잡해지고, 사출 장치(1)가 차지하는 공간이 커지는 문제점을 방지할 수 있다.

도 3을 참조하면, 작동부재(40)의 회전 중심축은 혼합이송부(30)의 길이 방향 축과 동일하게 형성된다.

이로 인하여 수지탱크부(10)와 비중체탱크부(20)에서 혼합이송부(30)로 각각 합성수지(R), 비중체(W)가 공급되며, 구동부(7)로부터 동력을 전달받은 작동부재(40), 구체적으로 복수의 접촉면(41)에 접촉하면서 혼합됨과 동시에 이송될 수 있는 효과가 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열부(50)는 혼합이송부(30)에 결합되는 것으로, 혼합이송부(30) 내에서 이송되는 합성수지(R) 및 비중체(W)의 혼합물질(H)에 열을 전달할 수 있다.

도 2를 참조하면, 가열부(50)는 혼합이송부(30)의 외측에 배치되며, 혼합이송부(30)의 길이 방향을 따라 연장 형성될 수 있다.

이로 인하여 수지탱크부(10)와 연통되어 합성수지(R)를 공급받는 혼합이송부(30)의 일 지점 및 비중체탱크부(20)와 연통되어 비중체(W)를 공급받는 혼합이송부(30)의 타 지점을 따라 합성수지(R)와 비중체(W)가 혼합되는 혼합물질(H)에 균일하게 열을 가할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가열부(50)는 혼합이송부(30)의 내부에서 혼합, 이송되는 합성수지(R), 비중체(W)를 고주파로 가열하여 합성수지(R)를 액상의 상태로 용융시킬 수 있다.

가열부(50)에서는 내부 온도가 300~400℃가 되도록 가열하기 때문에 금속재인 비중체(W)는 용융되지 않고 합성수지(R)만이 용융될 수 있다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 밸브부(60)는 수지탱크부(10) 및 비중체탱크부(20)와 혼합이송부(30) 사이에 설치되는 것으로, 수지탱크부(10) 및 비중체탱크부(20)로부터 혼합이송부(30)로 유동되는 합성수지(R) 또는 비중체(W)의 유로를 개폐할 수 있다.

도면에 도시하지는 않았지만, 밸브부(60)는 제어부(도면 미도시)로부터 전기적 신호를 전달받아, 수지탱크부(10), 비중체탱크부(20)로부터 미리 정해진 양만큼만 혼합이송부(30)로 공급될 수 있도록 수지탱크부(10)와 혼합이송부(30) 사이, 비중체탱크부(20)와 혼합이송부(30)를 연통하는 유로를 개폐할 수 있다.

도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사출부(70)는 노즐부(71)가 형성되는 것으로, 혼합이송부(30)와 연결되며, 혼합이송부(30)에서 혼합 및 가열되는 합성수지(R)와 비중체(W)의 혼합물질(H)을 공급받아 노즐부(71)를 통해 외부로 사출할 수 있다.

사출부(70)에는 혼합이송부(30)와 연결되는 부분에 배출부(75)가 형성되고, 혼합이송부(30)로부터 합성수지(R)와 비중체의 혼합물질(H)을 공급받을 수 있다.

배출부(75)를 통해 이동되는 혼합물질(H)은 사출부(70)에 형성되는 내부 공간으로 유입되고, 상기 내부 공간에서 뒤에 설명할 피스톤부(80)가 혼합물질(H)을 가압하여, 노즐부(71)를 통해 외부로 혼합물질(H)을 사출하게 된다.

도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피스톤부(80)는 사출부(70)의 내부에서 왕복 운동가능한 것으로, 혼합이송부(30)로부터 유입되는 비중체(W), 합성수지(R)의 혼합물질(H)을 노즐부(71) 측 방향으로 가압하도록 형성될 수 있다.

피스톤부(80)는 피스톤본체(81), 피스톤구동부(83)를 포함할 수 있다. 피스톤본체(81)는 사출부(70)에 형성되는 내부 공간에서 왕복 운동되며, 혼합물질(H)을 접촉 가압하는 것이고, 피스톤구동부(83)는 피스톤부(80)에 동력을 전달하는 것으로, 모터(Motor) 방식, 유압 또는 공압 실린더 방식으로 형성될 수 있는 등 다양한 변형 실시가 가능하다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드레일부(90)는 사출부(70)와 결합되는 것으로, 사출부(70)의 이동 경로를 제공할 수 있다.

도 4, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가이드레일부(90)는 복수 개의 레일본체(91)를 포함하고, 사출부(70) 또는 피스톤부(80)에 설치되는 롤러(도면 미도시)가 레일본체(91)와 접촉되며, 레일본체(91) 상에서 사출부(70) 또는 피스톤부(80)가 이동되도록 한다.

이로 인하여 서로 다른 금형이 장착되는 압출부(5A, 5B) 중 의도하고자 하는 형상의 금형이 장착되는 압출부(5)로 사출부(70), 피스톤부(80)가 이동될 수 있도록 한다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치(1)의 구성원리 및 효과를 설명한다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 장치(1)는, 수지탱크부(10), 비중체탱크부(20), 혼합이송부(30), 작동부재(40), 가열부(50), 밸브부(60), 사출부(70), 피스톤부(80), 가이드레일부(90)를 포함할 수 있다.

수지탱크부(10)에는 합성수지(R)가 저장되고, 이 때 합성수지(R)는 재생폴리프로필렌(Polypropylen, PP)과 재생 폴리에틸렌(Polyethylene, PE)과 재상 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 중 어느 하나를 택일하여 사용할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 사출 가능한 합성수지는 어떠한 것이라도 적용 가능하다.

합성수지(R) 680~890중량부에 대하여 착색제 3~5중량부, 충진제 100~200중량부, 가공조제 2~10중량부, 산화방지제 2~5중량부, 컴파운드 3~50중량부로 혼합되는 것이다. 상기 비중체(W)는 합성수지 혼합물질(H) 총중량의 10~90%를 차지할 수 있다.

상기 비중체(W)는 산화철 또는 산화알루미나 중 어느 하나를 사용할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 텅스텐 및 그 화합물, 나무 또는 돌 등 비중이 나가는 다양한 재질이 사용될 수 있다.

착색제, 충진제, 가공조제, 산화방지제, 컴파운드는 PP, PC 또는 PE 재질용의 것을 사용할 수 있다.

착색제는 피착색물(플라스틱, 고무, 종이, 섬유, 가죽 등)을 착색하는데 사용하는 물질이고, 충진제는 주로 비용을 절감하고 합성수지(R)의 점도 조성, 경화수지의 균열 방지 등의 목적으로 접착제에 첨가하는 화학적으로 불활성 물질로서 접착력에는 기여하지 않는다.

합성수지(R) 680~890중량부 기준으로 착색제가 3중량부 미만으로 첨가되면 착색이 잘되지 않으며, 50중량부를 초과하여 첨가되면 착색의 효과가 크지 않으므로 경제적으로 효율이 떨어지게 된다.

착색을 위하여 안료 및 염료가 사용되며 안료로는 카본 블랙, 티탄 화이트, 크롬 열로 등이 쓰이고, 염료에는 오일 옐로, 오일 블루, 오일 레드 같은 유용성 염료가 사용된다.

일반적으로 마스터 배치 형태의 착색제가 가장 많이 이용된다.

가공조제는 합성수지(R)의 가공성을 향상시키고, 혼합 성형 등의 공정을 원활히 행할 수 있도록 하는 것으로, 2중량부 미만으로 첨가되면 가공성이 떨어지고 1중량부를 초과하여 첨가되면 첨가되는 양에 비해 효과가 떨어진다는 것이다.

일반적으로 가공조제로는 실리카(SiO2)와 실리콘의 혼합물이 사용된다.

충진제는 성형되는 제품의 물성을 좋게 하기 위하여 첨가되는 것으로, 100중량부 미만으로 첨가되면 효과가 미비하고, 200중량부를 초과하여 첨가되면 원래의 물성이 변하게 된다.

충진제는 유리섬유, 탄산칼슘, 탈크, 미카, 규석, 목분, 쵸크 등이 있으며, 최근에는 수산화마그네슘(Mg(OH)2)이 사용되고 있다. 그리고 산화방지제는 높은 온도에서 산화 반응을 일으키는 여러 가지 물질에 대하여 산소의 작용을 막아주는 성질을 가진 물질이다.

산화방지제가 2중량부 미만으로 첨가되면 산화반응이 잘 일어나며, 5중량부를 초과로 첨가되면 산화 방지의 효과가 크지 않으므로 비용대비 효과가 떨어지게 된다.

산화방지제로는 주로 폐놀계, 유황계, 인계가 주로 사용되고, 주로 BHT로 대표되는 FDA 인가의 폐놀계 산화방지제가 사용되고 있다.

또한, 컴파운드는 합성수지(R)와 철광석이 잘 섞일 수 있도록 도와주는 윤활유 역할을 하는 물질로서, 3중량부 미만으로 첨가되면 합성수지(R)와 철광석이 잘 섞이지 않으며, 5중량부를 초과하여 첨가되면 너무 묽게 된다.

일반적으로 컴파운드는 석회가루로 만든 것으로, 실리카 첨가된 것을 사용하기도 한다.

도 2, 도 3을 참조하면, 수지탱크부(10)에 저장되는 합성수지(R)와 비중체탱크부(20)에 저장되는 비중체(W)가 혼합이송부(30)로 공급되며, 혼합이송부(30)의 내부에서 혼합된다.

이때 수지탱크부(10)와 비중체탱크부(20)에 설치되는 밸브부(60)로 인하여 유로를 개폐하고, 혼합이송부(30)로 이동하는 합성수지(R)와 비중체(W)의 공급량을 정량 조절할 수 있다.

혼합이송부(30)의 내부에는 구동부(7)로부터 동력을 전달받아 회전되는 작동부재(40)가 설치되고, 둘레를 따라 스크류 형상으로 형성되는 복수 개의 접촉면(41)이 비중체(W), 합성수지(R)와 접촉되면서, 혼합시킴과 동시에 사출부(70) 측(도 3 기준 우측에서 좌측 방향)으로 이송시킨다.

혼합이송부(30)의 길이 방향 축(X₁)이 사출부(70)의 길이 방향 축(X₂)과 소정 각도(

)를 이루며 경사지게 형성됨으로 인하여 혼합이송부(30)의 내부에서 혼합되는 합성수지(R)와 비중체(W)의 혼합물질(H)이 원활하게 이송될 수 있도록 한다.

도 3을 참조하면, 혼합이송부(30)에서 작동부재(40)의 회전에 의하여 혼합, 이송되는 합성수지(R)와 비중체(W)의 혼합물질(H)에 가열부(50)가 열을 가해주며, 이때 비중체(W)가 아닌 합성수지(R)만이 가열, 용융된다.

혼합물질(H)의 사출부(70) 측으로의 이동은 구동부(7)로부터 동력을 전달받는 작동부재(40)의 구동에 따라 다르며, 제어부(도면 미도시)로부터 전기적 신호를 전달받아 정량의 합성수지(R), 비중체(W)가 혼합되는 혼합물질(H)이 이송, 사출부(70)로 공급, 외부로 사출되도록 작동부재(40)의 구동을 제어할 수 있다.

도 3을 참조하면, 사출부(70)로부터 공급받은 비중체(W)를 포함하는 합성수지(R) 혼합물질(H)은 피스톤부(80), 구체적으로 피스톤구동부(83)로부터 동력을 전달받아 사출부(70)의 내부에서 왕복 운동하는 피스톤본체(81)가, 사출부(70)에 형성되는 노즐부(71) 측으로 혼합물질(H)을 가압하고, 금형이 설치되는 압출부(5)로 배출시킨다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사출 장치(1)에서, 가열부(50)는 혼합이송부(30)의 외측에 배치되며, 혼합이송부(30)의 길이 방향을 따라 연장 형성됨으로 인하여 비중체(W)와 합성수지(R)의 혼합, 이송, 가열되는 과정이 혼합이송부(30) 단일의 공간에서 수행될 수 있다.

종래 비중체와 합성수지를 별도의 공간에서 혼합하고, 이송관을 통해 다른 공간에서 이송되고, 또 다른 공간에서 용융되며, 상기 과정이 독립적으로 이루어지는 것에 비하여 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질의 사출, 제조 공정이 단순화되는 효과가 있다.

이에 더하여 제조 시간이 단축되어 생산성이 향상될 수 있는 효과 및 사출 장치(1) 구조 복잡화 및 혼합물질 제조 시간 증가로 인한 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 도면에 도시하지 않았지만, 상기 사출 장치(1)는 압출부(5)에 인접하게 위치하는 소결부를 더 포함할 수 있다.

상기 소결부는 압출부(5)에 의해 압출 성형된 성형물을 소결한다. 상기 소결부에 의해 성형된 성형물에서 합성수지를 일부 태울 수 있으며, 이에 따라 성형물의 무게 및/또는 형태를 조절할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 제조방법에 관하여 설명한다.

도 1, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 제조방법(이하, '혼합물질 제조방법'이라 함)은 합성수지와 비중체를 혼합이송부에 투입하는 단계(S10), 혼합이송부의 내부에서 합성수지와 비중체를 혼합하는 단계(S20), 합성수지와 비중체의 혼합물질을 이송시키는 단계(S30), 합성수지와 비중체의 혼합물질을 가열하는 단계(S40), 합성수지와 비중체를 사출부로 정량으로 배출하는 단계(S50), 합성수지와 비중체의 혼합물질을 금형이 장착된 압출부에서 완제품 형상으로 성형하는 단계(S60), 완제품 형상으로 성형된 웨이트 밸런스를 냉각하는 단계(S70)를 포함할 수 있다.

비중체를 혼합이송부에 투입하는 단계(S10)에서는 혼합이송부(30)와 연통되는 수지탱크부(10), 비중체탱크부(20)로부터 각각 합성수지(R), 비중체(W)가 혼합이송부(30)로 투입된다.

상기한 사출 장치(1)에 기재된 바와 같이 수지탱크부(10), 비중체탱크부(20)에 설치되는 밸브부(60)가 유로를 개폐하며, 혼합이송부(30)로 유입되는 합성수지(R), 비중체(W)를 정량 조절할 수 있는 효과가 있다.

혼합이송부의 내부에서 합성수지와 비중체를 혼합하는 단계(S20), 합성수지와 비중체가 이송되는단계(S30), 합성수지와 비중체의 혼합물질을 가열하는 단계(S40)에서는 길이 방향으로 연장 형성되는 혼합이송부(30)로 유입되는 합성수지(R), 비중체(W)가 작동부재(40)에 의해 사출부(70) 측 방향(도 3 기준 우측에서 좌측 방향)으로 이송되면서, 동시에 혼합되고, 혼합이송부(30)의 외측에 배치되며, 혼합이송부(30)의 길이 방향을 따라 연장 형성되는 가열부(50)에 의해 혼합물질(H), 구체적으로 합성수지(R)가 용용될 수 있다.

혼합이송부(30) 및 혼합이송부(30)의 외측에 배치되며 길이 방향을 따라 연장 형성되는 가열부(50)로 인하여 비중체(W)와 합성수지(R)의 혼합, 이송, 용융 과정이 단일의 과정으로 이루어지며, 각각 독립적인 공간에서 별도로 이루어지는 것에 비하여 비중체(W)가 포함되는 합성수지 혼합물질(H) 제조 공정이 단순화됨으로써 제조비용, 제조시간이 절감되는 효과가 있다.

합성수지와 비중체를 사출부로 정량 배출하는 단계(S50)에서는 작동부재(40)의 구동에 의해 혼합이송부(30)와 연결되는 배출부(75)를 통해 사출부(70)의 내부로 혼합물질(H)이 정량 배출된다.

합성수지와 비중체의 혼합물질을 금형이 장착된 압출부에서 완제품 형상으로 성형하는 단계(S60)에서는 피스톤구동부(83)로부터 동력을 전달받은 피스톤본체(81)가 사출부(70)의 내부에서 왕복 운동하면서 사출부(70)에 유입되는 혼합물질(H)을 노즐부(71) 측 방향으로 가압하게 된다.

혼합물질(H)은 노즐부(71)를 통해 외부로 사출되고, 금형이 장착되는 압출부(5)에서 완제품 형상으로 성형된다.

그 다음에 완제품 형상으로 성형된 웨이트 밸런스를 냉각하는 단계(S70)를 거치게 된다.

선택적으로, 상기 냉각하는 단계(S70)는 성형된 웨이트 밸런스를 소결하는 단계를 더 포함할 수 있다. 성형된 웨이트 밸런스의 소결에 의해 성형물에서 합성수지를 일부 태울 수 있으며, 이에 따라 성형물의 무게 및/또는 형태를 조절할 수 있다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1: 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치
R: 합성수지 W1, W2: 비중체
H: 혼합물질 5, 5A, 5B: 압출부
7: 구동부 10: 수지탱크부
20, 20A, 20B: 비중체탱크부
30: 혼합이송부
40: 작동부재 41: 접촉면
50: 가열부 60: 밸브부
70: 사출부 71: 노즐부
75: 배출부 80: 피스톤부
81: 피스톤본체 83: 피스톤구동부
90: 가이드레일부 91: 레일본체

Claims (9)

1. 합성수지가 저장되는 수지탱크부;
   비중체가 저장되는 비중체탱크부;
   상기 수지탱크부 및 상기 비중체탱크부와 연통되며, 중공인 혼합이송부;
   구동부로부터 동력을 전달받아 상기 수지탱크부 및 상기 비중체탱크부로부터 공급받은 합성수지 및 비중체를 혼합 및 이송시키는 작동부재; 및
   상기 혼합이송부에 결합되며, 상기 혼합이송부 내에서 이송되는 합성수지 및 비중체의 혼합물질에 열을 전달하는 가열부;를 포함하고,
   상기 가열부는 상기 혼합이송부의 외측에 배치되며, 상기 혼합이송부의 길이 방향을 따라 연장 형성되는, 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 작동부재는 상기 혼합이송부 내에서 회전 가능하게 형성되며, 상기 작동부재의 회전 중심축은 상기 혼합이송부의 길이 방향 축과 동일하게 형성되는, 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 작동부재는 둘레를 따라 복수 개의 접촉면이 스크류 형상으로 형성되는, 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 수지탱크부와 상기 혼합이송부 사이 및 상기 비중체탱크부와 상기 혼합이송부 사이 중 적어도 하나에 설치되며, 상기 수지탱크부 및 상기 비중체탱크부 중 적어도 하나로부터 상기 혼합이송부로 유동되는 합성수지 및 비중체 중 적어도 하나의 유로를 개폐하는 밸브부;를 더 포함하는, 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치.
5. 제1항에 있어서,
   노즐부가 형성되고, 상기 혼합이송부와 연결되며, 상기 혼합이송부에서 혼합 및 가열되는 합성수지와 비중체의 혼합물질을 공급받아 상기 노즐부를 통해 외부로 사출하는 사출부; 및
   상기 사출부의 내부에서 왕복 운동가능하며 상기 혼합물질을 상기 노즐부 측 방향으로 가압가능한 피스톤부;를 더 포함하는 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 혼합이송부는, 길이 방향 축이 상기 사출부의 길이 방향 축과 소정 각도를 이루며 경사지게 형성되는, 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 사출 장치.
7. 합성 수지와 비중체를 혼합이송부에 투입하는 단계;
   상기 혼합이송부의 내부에서 합성수지와 비중체를 혼합하는 단계;
   상기 합성수지와 비중체의 혼합물질을 이송시키는 단계;
   상기 합성수지와 비중체의 혼합물질을 가열하는 단계;
   상기 혼합이송부에서 혼합되는 합성수지와 비중체를 사출부로 정량으로 배출하는 단계;
   비중체가 포함되어 있고, 가열된 상기 합성수지를 금형이 장착된 압출부에서 완제품 형상으로 성형하는 단계; 및
   상기 완제품을 냉각하는 단계;를 포함하고,
   상기 혼합이송부의 내부에서 합성수지와 비중체를 혼합, 이송 및 가열하는 단계가 동시에 이루어지는, 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 제조방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 비중체는, 합성수지 혼합물질 총 중량의 10~90%를 차지하는, 비중체가 포함되는 합성수지 혼합물질 제조방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 완제품을 냉각하는 단계는, 상기 완제품 형상으로 성형된 성형물을 소결하는 단계를 포함하는 합성수지 혼합물질 제조방법.

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