KR20220008211A - 고분자 재료와 발포제의 혼합물의 압출 시스템 및 압출 방법 - Google Patents

고분자 재료와 발포제의 혼합물의 압출 시스템 및 압출 방법 Download PDF

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mixture
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리앙-후이 예
칭-하오 천
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킹 스틸 머쉬너리 씨오., 엘티디.
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Abstract

혼합물의 압출 시스템과 압출 방법의 제공을 과제로 한다.
본 발명의 압출 시스템은, 고분자 재료를 발포제와 혼합하여, 혼합물을 형성하도록 구성되는 혼합 유닛과, 당해 혼합 유닛에 결합되어, 당해 혼합물을 사출하도록 구성되는 사출 유닛을 포함하고, 당해 혼합 유닛이 혼합 카트리지와, 제1 혼합 스크루와, 제2 혼합 스크루를 포함하고, 당해 제1 혼합 스크루와 제2 혼합 스크루가 당해 혼합 카트리지 내에 배치된다. 본 발명의 혼합물의 압출 방법은, 혼합 유닛의 혼합 카트리지 내에서 제1 혼합 스크루와 제2 혼합 스크루의 적어도 하나에 의해 고분자 재료와 발포제를 혼합하여, 당해 혼합물을 형성하는 공정과, 당해 혼합 유닛으로부터 사출 유닛으로 당해 혼합물을 수송하는 공정과, 당해 사출 유닛으로부터 성형 장치 내로 당해 혼합물을 토출하는 공정을 포함하고, 그 후 당해 혼합물이, 당해 제1 혼합 스크루 및 당해 제2 혼합 스크루와 순서대로 접촉한다.

Description

고분자 재료와 발포제의 혼합물의 압출 시스템 및 압출 방법{EXTRUDING SYSTEM AND METHOD OF EXTRUDING A MIXTURE OF A POLYMERIC MATERIAL AND A BLOWING AGENT}
(관련 출원의 상호 참조)
본 출원은, 2020년 7월 13일 출원된 미국 가특허 출원 제63/051,216호, 2020년 8월 9일 출원된 미국 가특허 출원 제63/063,425호, 2020년 11월 17일 출원된 미국 특허 출원 제16/950,680호에 대한 우선권을 주장하는 것이며, 상기 (가)특허 출원의 개시를 참조에 의해 본 명세서에 원용한다.
본 발명은 압출 시스템과 압출 방법에 관한 것으로서, 특히, 고분자 재료와 발포제의 혼합물의 압출 시스템과 압출 방법에 관한 것이다.
물질은, 그 임계 온도와 임계 압력을 초과하는 온도와 압력을 갖는 환경에 있을 때, 초임계 유체 상태로 된다. 이 초임계 유체는 성질이 기상과 액상의 사이에 있고, 기체와 유사한 표면 장력, 점성, 확산성과, 유체에 가까운 밀도와 용매화 능력을 갖는다. 이 때문에, 종래 기술에서는, 혼합 카트리지에 의해 제공되는 고온 고압 환경에서 고체 고분자 원료를 용융시킴으로써, 초임계 유체를 혼합물에 혼합할 수 있고, 혼합 카트리지와 금형 캐비티 간의 압력 강하를 이용하여, 초임계 유체가 캐비티에 들어간 후, 혼합물 내에 복수의 핵형성점이 형성되어서 기포가 되어, 혼합물이 발포 폴리머 성형품으로 성형된다.
전술을 근거로 하여, 혼합물의 품질은 발포 폴리머 성형품의 품질에 직접 영향을 미친다. 따라서, 혼합물의 품질을 개선할 필요가 있다.
본 발명의 목적은, 혼합물의 압출 시스템과 압출 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 압출 시스템이 개시된다. 당해 압출 시스템은, 고분자 재료를 발포제와 혼합하여, 고분자 재료와 발포제의 혼합물을 형성하도록 구성된 혼합 유닛을 포함하고, 그 중, 당해 혼합 유닛이, 혼합 카트리지와, 당해 혼합 카트리지 내에 설치된 제1 혼합 스크루와, 당해 혼합 카트리지 내에 설치된 제2 혼합 스크루를 포함한다. 당해 압출 시스템은 또한, 당해 혼합 유닛에 결합되어, 당해 혼합물을 사출하도록 구성된 사출 유닛을 포함한다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 고분자 재료와 발포제의 혼합물의 압출 방법이 개시된다. 당해 혼합물의 압출 방법은, 주입구로부터 혼합 유닛으로 당해 고분자 재료를 수송하는 공정과, 당해 발포제를 당해 혼합 유닛 내로 수송하는 공정과, 당해 혼합 유닛의 혼합 카트리지 내에서 제1 혼합 스크루와 제2 혼합 스크루에 의해 당해 고분자 재료를 당해 발포제와 혼합하여 당해 혼합물을 형성하는 공정을 포함한다. 당해 압출 방법은 또한, 당해 혼합 유닛으로부터 사출 유닛으로 당해 혼합물을 수송하는 공정과, 당해 사출 유닛으로부터 성형 장치 내로 당해 혼합물을 사출하는 공정을 포함한다. 그 후 당해 혼합물이, 당해 제1 혼합 스크루 및 당해 제2 혼합 스크루와 순서대로 접촉한다.
본 발명의 양태는 첨부의 도면과 이하의 상세한 설명으로부터 보다 이해될 것이다. 업계에 있어서의 표준적 관행에 따라서, 다양한 특징이 정확한 축척율은 아님에 주의해야 한다. 실제로, 다양한 특징의 치수는, 설명을 명확히 하기 위해서, 임의로 증감되어 있는 경우가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압출 시스템의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압출 시스템의 단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선을 따른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압출 시스템의 단면도이다.
도 5는 도 4의 B-B선을 따른 단면도이다.
도 6은 다른 실시 양태의 도 4의 B-B선을 따른 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압출 시스템의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 혼합 유닛의 입체 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 혼합 유닛의 입체 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 혼합 유닛의 입체 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압출 시스템의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 혼합 유닛의 입체 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 혼합 유닛의 입체 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 압출 시스템의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 형태에 의한 혼합 유닛의 입체 사시도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 고분자 재료와 발포제의 혼합물의 압출 방법의 흐름도이다.
이하에서, 본 발명의 다른 특징을 나타내기 위하여 다른 실시 형태 또는 실시예를 개시한다. 본 발명을 간이하게 나타내기 위해서, 부재와 배치의 구체예를 이하에 나타낸다. 당연, 그들은 예시적이며, 한정할 의도는 없다. 예를 들어, 이하의 설명에서, 제2 요소 상에 있어서의 제1 요소의 형성에는, 제1 요소와 제2 요소가 직접 접촉한 실시 형태를 포함하거나, 제1 요소와 제2 요소 사이에 다른 요소가 포함되고, 제1 요소와 제2 요소가 반드시 직접 접촉하고 있지는 않은 실시 형태를 포함하거나 하는 경우가 있을 수 있다. 또한, 본 발명은 다른 실시예에서 참조 부호(숫자 및(또는) 문자)를 반복하여 사용하는 경우가 있다. 이 반복은 간이성과 명확성을 목적으로 하고 있고, 그 자체가 논의되고 있는 다른 실시예 및(또는) 구성 간의 관계를 결정짖는 것은 아니다.
또한, 「의 바로 아래(beneath)」, 「의 아래(below)」, 「의 하방(lower)」, 「의 위(above)」, 「의 상방(upper)」 공간적 상대어(spatially relative term)는 도면에 도시되는 하나의 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징 간의 관계를 설명하기 위한 기술을 용이하게 하기 위해서, 본 명세서에서 사용되는 경우가 있다. 공간적 상대어는, 도면에 묘사된 방향 이외에 사용 또는 조작에 있어서의 장치의 다양한 방향을 포함하는 것을 의도한다. 장치는 다른 방향으로 향해져도(90도 회전되어 있거나, 또는 다른 방향으로 되어 있어도) 되고, 본 명세서에서 사용되는 공간적 상대 기술자는 그에 따라 해석되어야 한다.
본 발명의 광범위로 나타내는 수치적 범위 및 파라미터는 근사값이지만, 구체예에 기재된 수치는 가능한 한 정확하게 보고한다. 단, 어느 수치이든 그들 각 시험 측정값에 있어서 보이는 표준 편차로부터 필연적으로 발생하는 특정한 오차를 본질적으로 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 「약」이라고 하는 용어는, 통상 주어진 값 또는 범위의 10％, 5％, 1％ 또는 0.5％ 이내를 가리킨다. 또는, 「약」이라고 하는 용어는, 당업자에 의해 검토되었을 때 허용 가능한 표본 평균의 표준 오차 내를 가리킨다. 운용예/실시예를 제외하거나, 또는 기타 명시적으로 기재가 없는 한, 본 명세서에 개시되어 있는 재료의 수량, 시간의 길이, 온도, 동작 조건, 양의 비율 등에 관한 모든 수치적 범위, 수량, 값, 비율은, 모든 경우에 있어서 「약」이라고 하는 용어에 의해 수정된다고 이해되어야 한다. 따라서, 특별히 그렇지 않다는 것을 나타내지 않는 한, 본 발명 및 첨부된 특허 청구 범위에 기술되어 있는 수치 파라미터는, 목적에 따라 변동될 수 있다. 마지막으로, 각 수치적 파라미터는, 보고된 유효한 숫자의 수를 고려하고, 또한 통상의 개산 방법을 적용함으로써 해석되어야 한다. 본 명세서에 있어서 범위는 하나의 종점부터 또하나의 종점까지, 또는 2개의 종점의 사이로서 표현된다. 본 명세서에 개시되는 모든 범위는, 별도로 그렇지 않은 취지의 기재가 없는 한, 종점을 포함한다.
당해 사출 성형 시스템(100)은 도 1 내지 도 15의 어느 것에 도시하는 바와 같이, 다양한 구성이어도 된다. 도 1, 도 2, 도 4, 도 7, 도 11, 도 14에, 다양한사출 성형 시스템(100)의 개략 단면도를 도시한다. 도 3에, 도 2의 혼합 카트리지(201), 제1 혼합 스크루(202a), 제2 혼합 스크루(202b)의 개략 단면도를 도시한다. 도 5에, 도 4의 당해 혼합 카트리지(201), 당해 제1 혼합 스크루(202a), 당해 제2 혼합 스크루(202b), 제3 혼합 스크루(202c)의 개략 단면도를 도시한다. 도 6에, 다른 배치에 있어서의 당해 혼합 유닛(200)의 개략 단면도를 도시한다. 도 8 내지 도 10, 도 12, 도 13, 도 15에, 다양한 혼합 유닛(200)의 개략 입체 사시도를 도시한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 양태에 있어서 제공되는, 고분자 재료와 발포제를 혼합하기 위한 압출 시스템(100)은 혼합 유닛(200)과, 사출 유닛(300)과, 성형 장치(400)를 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 사출 유닛(300)은 당해 혼합 유닛(200)에 결합되고, 당해 성형 장치(400)는 당해 사출 유닛(300)에 결합된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는, 혼합 카트리지(201)에 결합된 주입구(101)를 통하여 당해 혼합 유닛(200)으로 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 발포제는, 당해 혼합 카트리지(201)에 결합된 포트(204)를 통하여 당해 혼합 유닛(200)으로 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 혼합물은, 최종적으로 당해 혼합 유닛(200)에 결합된 토출구(102)를 통하여 당해 혼합 유닛(200)으로부터 토출된다. 당해 혼합 유닛(200)으로부터 토출된 후, 당해 혼합물은 당해 사출 유닛(300)의 주입 장치(301)를 통하여, 당해 성형 장치(400)의 금형 캐비티(401) 내로 사출된다. 당해 혼합물은, 당해 주입 장치(301)에 결합된 노즐(302)로부터 토출되고, 그 후 당해 성형 장치(400)의 공급로(402)를 통하여 당해 금형 캐비티(401) 내로 사출된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 고분자 원료가 가열되어서 유동 가능한 고분자 재료가 되고, 그 후 당해 유동 가능한 고분자 재료가 당해 주입구(101)를 통하여 당해 혼합 유닛(200) 내로 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 카트리지(201)는 중공의 원통형이며, 당해 유동 가능한 고분자 재료, 당해 발포제, 및 당해 유동 가능한 고분자 재료와 당해 발포제의 당해 혼합물을 수용할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 유동 가능한 고분자 재료는 핫 멜트 또는 기타 적합한 프로세스에 의해 형성된다. 핫 멜트의 기술적 상세는 종래 기술이기 때문에, 여기에서는 설명을 생략한다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는, 에틸렌아세트산비닐(EVA), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머(TPEE) 또는 유사한 것을 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 발포제는, 당업자에게 알려진 임의의 종류의 화학 또는 물리 발포제여도 된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 발포제는 초임계 유체이다. 당해 초임계 유체는, 초임계 상태의 이산화탄소나 질소 등의 불활성 가스를 포함하고 있어도 된다.
당해 혼합 유닛(200)은 다른 유체를 혼합하여 균일한 혼합물 등의 당해 혼합물을 형성하는 용융 혼합을 달성할 수 있는 혼합 장치이다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 유닛(200)은 당해 혼합 카트리지(201)와, 당해 혼합 카트리지(201) 내에 배치된 복수의 혼합 스크루(202)를 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 스크루(202)는 당해 고분자 재료와 당해 발포제를 혼합하는 혼합 시간을 증가시킨다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료가 압출력에 의해 당해 주입구(101)를 통하여 당해 혼합 카트리지(201) 내로 밀려 진행되고, 또한 당해 발포제도 당해 포트(204)를 통하여 당해 혼합 카트리지(201) 내로 수송되고, 당해 고분자 재료와 당해 발포제가 당해 혼합 카트리지(201) 내에서 당해 혼합 스크루(202)의 회전에 의해 교반·혼합되어서, 균일한 단일상의 혼합물을 형성한다. 당해 균일한 단일상의 혼합물은, 그 후 당해 토출구(102)를 통하여 당해 혼합 유닛(200)으로부터 당해 사출 유닛(300) 내로 유출할 수 있다.
복수의 당해 혼합 스크루(202)는 당해 혼합 카트리지(201) 내에 있어서 제1 방향 X1을 따라서 배치되어도 된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는, 당해 혼합 카트리지(201)와 대응하는 당해 혼합 스크루(202) 사이의 공간 내에서 당해 발포제와 혼합된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 유닛(200)은 당해 혼합 카트리지(201) 내에 배치된 제1 혼합 스크루(202a)와 제2 혼합 스크루(202b)를 포함한다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료가 당해 주입구(101)를 통하여 당해 혼합 카트리지(201) 내로 수송되고, 당해 발포제가 당해 포트(204)를 통하여 당해 혼합 카트리지(201) 내로 수송된 후, 당해 고분자 재료와 당해 발포제는 당해 혼합 카트리지(201)를 따라서 수송되고, 당해 혼합 카트리지(201) 내에서 당해 발포제와 혼합되고, 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 회전에 의해 순서대로 교반된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료, 당해 발포제, 및 얻어진 당해 혼합물은 당해 제1 방향 X1을 따라서 수송되고, 순서대로 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)에 접촉한다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 카트리지(201)의 일단부가 당해 주입구(101)에 연결되고, 당해 혼합 카트리지(201)의 반대측 타단부가 당해 토출구(102)에 연결된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 유닛(200)은 당해 주입구(101) 및 당해 토출구(102)와 연통 가능하다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는 핫 멜트 유닛(도시하지 않음)으로부터 당해 주입구(101)를 통하여 당해 혼합 카트리지(201) 내로 유입 가능하다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 발포제는 발포제 공급 유닛(도시하지 않음)으로부터 당해 포트(204)를 통하여 당해 혼합 카트리지(201) 내로 유입 가능하다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는 복수의 주입구(101)를 통하여 당해 혼합 카트리지(201) 내로 공급된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 주입구(101)의 수에는 제한되지 않고, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 이상적인 혼합을 달성할 수 있도록, 복수의 요인(예: 당해 고분자 재료의 종류, 당해 혼합 스크루(202)의 길이의 합계, 당해 혼합 카트리지(201) 내의 압력 등)에 기초하여 조정할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 각 당해 주입구(101)의 위치는, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 이상적인 혼합을 달성할 수 있도록, 복수의 요인(예: 당해 혼합 카트리지(201)를 따르는 당해 고분자 재료의 유량, 당해 혼합 카트리지(201) 내의 압력 등)에 기초하여 조정할 수 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 발포제는 복수의 포트(204)를 통하여 당해 혼합 카트리지(201) 내로 공급된다. 당해 포트(204)의 수에는 제한되지 않고, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 이상적인 혼합을 달성할 수 있도록, 복수의 요인(예: 당해 고분자 재료의 종류, 당해 혼합 스크루(202)의 길이의 합계, 당해 혼합 카트리지(201) 내의 압력 등)에 기초하여 조정할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 각 당해 포트(204)의 위치는, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 이상적인 혼합을 달성할 수 있도록, 복수의 요인(예: 당해 혼합 카트리지(201)를 따르는 당해 고분자 재료의 유량, 당해 혼합 카트리지(201) 내의 압력 등)에 기초하여 조정할 수 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 유닛(200)의 당해 혼합 카트리지(201)는 복수의 당해 혼합 스크루(202)를 포함한다. 복수의 당해 혼합 스크루(202)는 당해 혼합 카트리지(201) 내에 있어서 당해 제1 방향 X1을 따라서 배치되어도 된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 제1 혼합 스크루(202a)가 당해 주입구(101)에 인접하여 배치되고, 제2 혼합 스크루(202b)가 당해 토출구(102)에 인접하여 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)가 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 상방에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)가 수평 방향으로 배열된다. 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)는 당해 혼합 카트리지(201) 내에 배치되고, 또한 당해 혼합 카트리지(201)를 따라서 연장되어 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 각 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)는 당해 혼합 카트리지(201)에 대하여 회전 가능하다. 일부의 실시 양태에 있어서, 각 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)는 당해 혼합 카트리지(201) 내에 회전 가능하게 배치되고, 당해 주입구(101)와 당해 토출구(102) 사이에 위치한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)는 각각의 중심축의 주위를 회전할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 그들 당해 중심축은 공통이며, 또한 당해 제1 방향 X1에 평행하다. 도 1은 2개의 혼합 스크루(202)밖에 나타내지 않지만, 보다 많이 설치해도 되고, 그들 모두가 당해 제1 방향 X1을 따라서 하나씩 선형 또한 수평 방향으로 배치된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 각 당해 혼합 스크루(202)가 24:1 이상의 길이/직경(L:D)비를 갖고, 바람직하게는 25:1 이상, 보다 바람직하게는 50:1 이상, 가장 바람직하게는 75:1 이상이다. 각 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 길이는, 제1 방향 X1을 따라서 연장되어 있고, 그 중, 당해 고분자 재료와 당해 발포제가 당해 제1 방향 X1을 따라서 당해 주입구(101)와 해당 토출구(102) 사이에서 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)의 L:D비와 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 L:D비는, 서로 동일하거나, 유사하거나, 또는 다르다.
당해 고분자 재료와 당해 발포제의 당해 혼합 카트리지(201) 내에 있어서의 균일한 혼합을 실현하기 위해서, 각 당해 혼합 스크루(202)는 당해 혼합 카트리지(201) 내에 회전할 수 있도록 배치된 직통상의 주상체(2021)를 포함한다. 각 당해 혼합 스크루(202)는 또한, 당해 주입구(101)에 인접하는 당해 주상체(2021)의 주연상의 일단부에, 환상으로 배치된 제1 홈부(2022)를 포함한다. 당해 토출구(102)에 인접하는 당해 주상체(2021)의 주연상의 타단부에, 제2 홈부(2023)가 환상으로 배치된다. 따라서, 당해 주상체(2021)가 회전할 때, 당해 고분자 재료와 당해 발포제가 당해 제1 홈부(2022)와 당해 제2 홈부(2023)에 의해 교반되어서, 원하는 혼합 효과를 실현할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 홈부(2022)와 당해 제2 홈부(2023)는 각각 다른 곡률의 복수의 홈을 가질 수 있고, 그에 의해 당해 혼합 카트리지(201) 내에서 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 보다 좋은 혼합 효과를 실현할 수 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 사출 유닛(300)은 당해 토출구(102)를 통하여 당해 혼합 유닛(200)과 연통 가능하다. 당해 발포제와 혼합된 당해 고분자 재료는, 당해 혼합 카트리지(201)로부터 당해 토출구(102)를 통하여 당해 사출 유닛(300) 내로 수송할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 토출구(102)는 당해 혼합 카트리지(201)가 당해 사출 유닛(300)과 연통 가능해지도록, 당해 혼합 카트리지(201)와 당해 사출 유닛(300) 사이에 배치된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 압출 시스템(100)은 또한, 당해 압출 시스템(100)을 실시간으로 감시하도록 구성된 모니터링 모듈(500)을 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 모니터링 모듈(500)은 당해 압출 시스템(100) 내에 배치된 센서(501)를 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 모니터링 모듈(500)은 실제의 필요성에 따라, 당해 압출 시스템(100)의 도처에 배치된 복수의 센서(501)를 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 센서(501)는 적어도 하나의 처리 조건(예: 당해 주입구(101)와 당해 혼합 유닛(200)을 따르는 당해 고분자 재료의 유량 또는 점성, 당해 사출 유닛(300)에 축적된 당해 혼합물의 양, 당해 혼합 카트리지(201) 내의 압력, 각 유닛의 온도, 당해 혼합 스크루(202)의 회전 속도, 당해 포트(204)를 통과하는 당해 발포제의 유속과 유량 등)을 당해 압출 시스템(100)의 소정의 위치에서 검출하고, 검출된 처리 조건에 기초하여 신호 또는 데이터를 당해 모니터링 모듈(500)에서의 더한층의 분석을 위하여 송신하도록 구성된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 모니터링 모듈(500)은 자동적으로 감시하고, 당해 센서(501)에 의해 검출된 당해 처리 조건에 기초하여, 얻어지는 당해 혼합물이 바람직한 소정의 성질을 갖도록, 당해 압출 시스템(100)의 대응하는 위치에서 당해 처리 조건을 즉시 조정할 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 유닛(200)의 당해 혼합 카트리지(201)는 U자형으로 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 카트리지(201)는 당해 U자형 혼합 카트리지(201)의 2단에 배치된 제1 단(2011)과 제2 단(2012), 및 당해 제1 단(2011)과 당해 제2 단(2012) 사이에 배치된 중간단(2013)을 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 단(2011)과 당해 제2 단(2012)은 당해 혼합 카트리지(201)의 동일한 측에 배치되고, 당해 중간단(2013)은 당해 제1 단(2011) 및 당해 제2 단(2012)의 반대측에 배치된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)는 당해 U자형 혼합 카트리지(201) 내에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)의 당해 제1 홈부(2022)가 당해 주입구(101)에 인접하고, 당해 제1 혼합 스크루(202a)의 당해 제2 홈부(2023)가 당해 혼합 카트리지(201)의 당해 중간단(2013)에 위치한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 당해 제1 홈부(2022)가 당해 혼합 카트리지(201)의 당해 중간단(2013)에 위치하고, 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 당해 제2 홈부(2023)가 당해 토출구(102)에 인접한다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)는 실질적으로 서로 평행하다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)는 당해 제1 방향 X1을 따라서 연신되고, 당해 제2 혼합 스크루(202b)는 당해 제1 방향과 다른 제2 방향 X2를 따라서 연신된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 방향 X1은 당해 제2 방향 X2와 다르다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 방향 X1은 당해 제2 방향 X2에 직교한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 방향 X1은 당해 제2 방향 X2와 대향하고 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는 순서대로 당해 제1 혼합 스크루(202a) 및 당해 제2 혼합 스크루(202b)와 접촉된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)는 당해 제2 혼합 스크루(202b)와 함께 수직 방향으로 배열된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 주입구(101)로부터 당해 고분자 재료를 수취하고, 당해 포트(204)로부터 당해 발포제를 수취한 후, 당해 고분자 재료와 당해 발포제는 당해 혼합 카트리지(201) 내로 수송되고, 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 회전에 의해 순서대로 교반되고, 최종적으로 당해 토출구(102)를 통하여 당해 혼합 유닛(200)으로부터 토출된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료, 당해 발포제, 및 얻어진 당해 혼합물은, 당해 제1 혼합 스크루(202a)의 회전에 의해 교반될 때 당해 제1 방향 X1을 따라서 수송되고, 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 회전에 의해 교반될 때 당해 제2 방향 X2를 따라서 수송된다.
도 4와 도 5에 도시한 바와 같이, 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 유닛(200)의 당해 혼합 카트리지(201)는 S자형으로 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 도 4에 도시한 바와 같이, 당해 혼합 카트리지(201)는 당해 주입구(101)에 인접한 제1 단(2011)과, 당해 제1 단(2011)의 반대측에 배치되고, 또한 당해 토출구(102)에 인접한 제2 단(2012)과, 당해 제1 단(2011)과 당해 제2 단(2012) 사이의 제1 중간단(2014)과, 당해 제1 중간단(2014)과 당해 제2 단(2012) 사이의 제2 중간단(2015)을 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 단(2011)과 당해 제2 중간단(2015)은 당해 혼합 카트리지(201)의 동일한 측에 배치되고, 당해 제1 중간단(2014)과 당해 제2 단(2012)은 당해 제1 단(2011) 및 당해 제2 중간단(2015)의 반대측에 배치된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 제1 혼합 스크루(202a), 제2 혼합 스크루(202b), 제3 혼합 스크루(202c) 등 복수의 당해 혼합 스크루(202)가 당해 혼합 카트리지(201) 내에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)는 당해 혼합 카트리지(201)의 당해 제1 단(2011)과 당해 제1 중간단(2014) 사이에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제2 혼합 스크루(202b)는 당해 혼합 카트리지(201)의 당해 제1 중간단(2014)과 당해 제2 중간단(2015) 사이에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제3 혼합 스크루(202c)는 당해 혼합 카트리지(201)의 당해 제2 중간단(2015)과 당해 제2 단(2012) 사이에 배치된다. 당해 제1 혼합 스크루(202a), 제2 혼합 스크루(202b), 제3 혼합 스크루(202c)는 각각 당해 제1 방향 X1 또는 제2 방향 X2를 따라서 배치되어도 된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a), 당해 제2 혼합 스크루(202b), 당해 제3 혼합 스크루(202c)는 실질적으로 서로 평행하다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제2 혼합 스크루(202b)는 당해 제1 혼합 스크루(202a) 및 당해 제3 혼합 스크루(202c)와 함께 수직 방향으로 배열된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 주입구(101)로부터 당해 고분자 재료를 수취하고, 당해 포트(204)로부터 당해 발포제를 수취한 후, 당해 고분자 재료와 당해 발포제는 당해 혼합 카트리지(201) 내로 수송되고, 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b), 당해 제3 혼합 스크루(202c)의 회전에 의해 순서대로 교반되고, 최종적으로 당해 토출구(102)를 통하여 당해 혼합 유닛(200)으로부터 토출된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료, 당해 발포제, 및 얻어진 당해 혼합물은, 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제3 혼합 스크루(202c)의 회전에 의해 교반되는 동안 당해 제1 방향 X1을 따라서 흐르고, 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 회전에 의해 교반되는 동안 당해 제2 방향 X2를 따라서 흐른다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a), 당해 제2 혼합 스크루(202b), 당해 제3 혼합 스크루(202c)는 서로 인접하고, 또한 서로 평행하게 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)는 당해 제2 혼합 스크루(202b)와 당해 제3 혼합 스크루(202c)의 상방에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제2 혼합 스크루(202b)는 당해 제1 혼합 스크루(202a) 및 당해 제3 혼합 스크루(202c) 사이에 배치된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 카트리지(201) 내에 있어서의 당해 제1 혼합 스크루(202a), 당해 제2 혼합 스크루(202b), 당해 제3 혼합 스크루(202c)의 배치에 제한은 없다. 예를 들어, 도 6에 도시하는 바와 같이, 당해 제1 혼합 스크루(202a), 당해 제2 혼합 스크루(202b), 당해 제3 혼합 스크루(202c)가 환상 배열(polar array)로 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)가 수평 방향으로 배열된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제3 혼합 스크루(202c)가 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 하방에 배치된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 도 7 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 당해 혼합 카트리지(201)는 복수의 혼합 챔버(205)를 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 복수의 혼합 스크루(202)가 당해 혼합 챔버(201) 내에 각각 배치되고, 복수의 접속 통로(203)가 당해 혼합 카트리지(201)의 인접하는 당해 혼합 챔버(205)를 접속한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 챔버(205)가 서로 동일하거나, 유사하거나, 또는 다른 구성을 갖는다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 스크루(202)가 서로 동일하거나, 유사하거나, 또는 다른 구성을 갖는다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 접속 통로(203)가 서로 동일하거나, 유사하거나, 또는 다른 구성을 갖는다. 일부의 실시 양태에 있어서, 복수의 센서(501)가 1개 이상의 당해 혼합 챔버(205) 및(또는) 1개 이상의 당해 접속 통로(203)에 배치된다.
당해 혼합 챔버(205)의 수에 제한은 없고, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 이상적인 혼합을 달성할 수 있도록, 복수의 요인(예: 당해 혼합 챔버(205)를 따르는 당해 고분자 재료의 유량, 당해 혼합 카트리지(201) 내의 압력 등)에 기초하여 조정할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 혼합 기간이 증가하기 때문에, 보다 많은 혼합 챔버(205)가 바람직하다. 당해 고분자 재료는, 당해 토출구(102)로부터 토출되기 전에, 충분히 혼합할 수 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 도 7과 도 8에 도시하는 바와 같이, 당해 혼합 카트리지(201)는 제1 혼합 챔버(201a)와, 당해 제1 혼합 챔버(201a)에 결합된 제2 혼합 챔버(201b)를 포함하고, 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 제2 혼합 스크루(202b)가 각각 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 제2 혼합 챔버(201b) 내에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는 당해 주입구(101)를 통하여 당해 제1 혼합 챔버(201a)에 진입하고, 당해 혼합물은 당해 토출구(102)를 통하여 당해 제2 혼합 챔버(201b)로부터 토출된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)는 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b)에 대하여 각각 상대적으로 회전할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루(202a)는 당해 제1 혼합 스크루(202a)의 회전 중, 당해 제1 혼합 챔버(201a)에 대하여 가로 방향으로 상대적으로 이동할 수 없다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제2 혼합 스크루(202b)는 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 회전 중, 당해 제2 혼합 챔버(201b)에 대하여 가로 방향으로 상대적으로 이동할 수 없다.
일부의 실시 양태에 있어서, 제1 통로(203a)가 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b)를 중개하는 역할을 한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)는 당해 제1 통로(203a)를 통하여 당해 제2 혼합 챔버(201b)에 연통 가능하다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는 순서대로 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 회전에 의해 각각 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b)를 따라서 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)는 당해 제1 통로(203a)에 의해 당해 제2 혼합 챔버(201b)에 결합된다. 당해 고분자 재료는 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제1 통로(203a), 당해 제2 혼합 챔버(201b)를 따라서 흐를 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는, 당해 제1 혼합 챔버(201a) 내에서 당해 제1 방향 X1을 따르고, 당해 제2 혼합 챔버(201b) 내에서 당해 제2 방향 X2를 따라서 흐를 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는 순서대로 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b)를 따라서 수송된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은 순서대로 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b)를 따라서 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물이 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b)를 따라서 수송되는 동안에, 당해 고분자 재료가 당해 발포제와 혼합된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는, 당해 제1 혼합 챔버(201a) 및 당해 제2 혼합 챔버(201b)와 대응하는 당해 혼합 스크루(202) 사이의 당해 공간 내에서 당해 발포제와 혼합된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)는 당해 제2 혼합 챔버(201b) 상에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)는 당해 제2 혼합 챔버(201b)와 함께 수직 방향으로 배열된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제1 통로(203a), 당해 제2 혼합 챔버(201b)를 따르고, 당해 주입구(101)로부터 당해 토출구(102)로 아래 방향으로 유동할 수 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 유닛(200)은 또한 당해 제1 혼합 챔버(201a)에 결합된 제1 포트(204a)와, 당해 제2 혼합 챔버(201b)에 결합된 제2 포트(204b)를 포함하고, 그 중, 당해 제1 포트(204a)는 당해 제1 혼합 챔버(201a) 내에 당해 발포제를 공급하도록 구성되고, 당해 제2 포트(204b)는 당해 제2 혼합 챔버(201b) 내에 당해 발포제를 공급하도록 구성된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료가 당해 제1 혼합 챔버(201a)를 따라서 수송되는 동안에, 당해 발포제가 당해 제1 포트(204a)를 통하여 당해 제1 혼합 챔버(201a) 내로 공급된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료 및(또는) 당해 혼합물이 당해 제2 혼합 챔버(201b)를 따라서 수송되는 동안에, 당해 발포제가 당해 제2 포트(204b)를 통하여 당해 제2 혼합 챔버(201b) 내로 공급된다. 당해 제1 혼합 챔버(201a)에는 임의의 적절한 수의 당해 제1 포트(204a)를 마련할 수 있고, 당해 제2 혼합 챔버(201b)에는 임의의 적절한 수의 당해 제2 포트(204b)를 마련할 수 있다고 이해할 수 있다. 예를 들어, 당해 제1 혼합 챔버(201a)에 2개의 제1 포트(204a)가 마련되고, 당해 제2 혼합 챔버(201b)에 하나의 제2 포트(204b)가 마련된다. 당해 제1 포트(204a)는 당해 제1 혼합 챔버(201a)의 임의의 소정의 위치에 마련할 수 있고, 당해 제2 포트(204b)는 당해 제2 혼합 챔버(201b)의 임의의 소정의 위치에 마련할 수 있다고 이해할 수 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 제2 혼합 챔버(201b)는 동일하거나 또는 상이한 온도를 가질 수 있다. 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 제2 혼합 챔버(201b)의 각 온도는 복수의 요인(예: 당해 고분자 원재료의 종류, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 혼합 등)에 기초하여 조정할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)가 제1 온도를 갖고, 당해 제2 혼합 챔버(201b)가 당해 제1 온도와 다른 제2 온도를 갖는다.
일부의 실시 양태에 있어서, 수송과 혼합의 동안, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 제2 혼합 챔버(201b)는 서로 동일하거나 또는 다른 압력을 가질 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)가 제1 압력을 갖고, 당해 제2 혼합 챔버(201b)가 당해 제1 압력과 다른 제2 압력을 갖는다. 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 제2 혼합 챔버(201b)의 압력은 각각, 복수의 요인(예: 당해 고분자 원재료와 당해 발포제의 혼합, 당해 고분자 재료의 유량 등)에 기초하여 조정할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a) 내의 당해 제1 압력과 당해 제2 혼합 챔버(201b) 내의 당해 제2 압력 간의 압력차가, 당해 혼합 카트리지(201)와 당해 접속 통로(203)에 설치된 당해 센서(501)에 의해 검출된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료 또는 당해 혼합물의 바람직하지 않은 역류를 회피하기 위해서, 당해 혼합 유닛(200)은 또한, 개방 구성과 폐쇄 구성 간을 전환하도록 구성된 유량 제어 요소(206)를 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 유량 제어 요소(206)는 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 당해 혼합물이 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b) 간에 흐르는 것을 허가 또는 저지하도록 구성된다. 당해 개방 구성은, 당해 제1 혼합 챔버(201a)로부터 당해 제2 혼합 챔버(201b) 내로의 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 당해 혼합물의 유입을 가능하게 하고, 당해 폐쇄 구성은, 당해 제2 혼합 챔버(201b)로부터 당해 제1 혼합 챔버(201a)로의 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 당해 혼합물의 역류를 저지한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 유량 제어 요소(206)는 당해 유량 제어 요소(206)에 인접하고, 또는 당해 혼합 카트리지(201)와 당해 제1 통로(203a)를 따르고, 당해 고분자 재료 또는 당해 혼합물의 유량을 제어하도록 구성된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 제1 유량 제어 요소(206a)는 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b) 간의 압력차를 유지하도록 구성된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 유량 제어 요소(206)는 당해 접속 통로(203) 내에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 유량 제어 요소(206)는 역지 밸브(check valve)이다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 유량 제어 요소(206a)는 구상이다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 유량 제어 요소(206a)는 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b) 사이에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 유량 제어 요소(206a)는 당해 제1 통로(203a) 내에 배치된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 2개의 혼합 챔버(201a, 201b)와, 2개의 혼합 스크루(202a, 202b)와, 하나의 접속 통로(203)만이 도시되어 있지만, 임의의 적절한 수의 당해 혼합 챔버(201a, 201b), 당해 혼합 스크루(202a, 202b) 및 당해 접속 통로(203)를 구성할 수 있다고 이해해도 된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 챔버(201a, 201b)의 수는 2개에서 6개의 범위로 해도 된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 카트리지(201)의 수는 6개를 초과하고 있다. 당해 혼합 카트리지(201)는 복수의 혼합 챔버(201a, 201b)를 포함하기 때문에, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 연속한 효율적인 혼합을 제공할 수 있다. 또한, 혼합의 효율을 증가 또는 향상시킬 수 있도록, 혼합은 비교적 낮은 압력 하에서 실시할 수 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 도 9에 도시하는 바와 같이, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b)는 서로 평행하게 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(202b)가 수평 방향으로 배열된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제1 통로(203a), 당해 제2 혼합 챔버(201b)를 따르고, 당해 주입구(101)로부터 당해 토출구(102)로 수평 방향으로 유동 가능하다.
일부의 실시 양태에 있어서, 도 10에 도시하는 바와 같이, 당해 제1 혼합 챔버(201a)는 당해 제2 혼합 챔버(201b)의 상방에 배치되고, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b) 사이에는 위로부터 보아서 예각의 각도가 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료, 당해 발포제, 및 얻어진 당해 혼합물은, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제1 통로(203a), 당해 제2 혼합 챔버(201b)를 따라서 아래 방향으로 유동할 수 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 도 11 내지 도 13에 도시하는 바와 같이, 당해 혼합 카트리지(201)는 4개의 혼합 챔버(201a, 201b, 201c, 201d)를 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 도 11에 도시한 바와 같이, 당해 제1 혼합 챔버(201a)는 당해 제2 혼합 챔버(201b) 상에 배치되고, 당해 제2 혼합 챔버(201b)는 당해 제3 혼합 챔버(201c) 상에 배치되고, 당해 제3 혼합 챔버(201c)는 당해 제4 혼합 챔버(201d) 상에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제2 혼합 챔버(201b), 당해 제3 혼합 챔버(201c), 당해 제4 혼합 챔버(201d)는 수직 방향으로 배열된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료, 당해 발포제, 및 얻어진 당해 혼합물은, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제1 통로(203a), 당해 제2 혼합 챔버(201b), 당해 제2 통로(203b), 당해 제3 혼합 챔버(201c), 당해 제3 통로(203c), 당해 제4 혼합 챔버(201d)를 따라서 아래 방향으로 유동할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료, 당해 발포제, 및 얻어진 당해 혼합물은, 순서대로 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제2 혼합 챔버(201b), 당해 제3 혼합 챔버(201c), 당해 제4 혼합 챔버(201d)를 따라서 수송된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 제3 혼합 스크루(202c)와 제4 혼합 스크루(202d)는 당해 제3 혼합 챔버(201c)와 당해 제4 혼합 챔버(201d)에 대하여 각각 상대적으로 회전할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제3 혼합 스크루(202c)는 당해 제3 혼합 스크루(202c)의 회전 중, 당해 제3 혼합 챔버(201c)에 대하여 가로 방향으로 상대적으로 이동할 수 없다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제4 혼합 스크루(202d)는 당해 제4 혼합 스크루(202d)의 회전 중, 당해 제4 혼합 챔버(201d)에 대하여 가로 방향으로 상대적으로 이동할 수 없다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제3 혼합 챔버(201c) 내에서 당해 제1 방향 X1을 따라서 흐르고, 당해 제2 혼합 챔버(201b)와 당해 제4 혼합 챔버(201d) 내에서 당해 제2 방향 X2를 따라서 흐른다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 유닛(200)은 또한, 당해 제3 혼합 챔버(201c)에 결합된 제3 포트(204c)와, 당해 제4 혼합 챔버(201d)에 결합된 제4 포트(204d)를 포함하고, 그 중, 당해 제3 포트(204c)는 당해 제3 혼합 챔버(201c) 내에 당해 발포제를 공급하도록 구성되고, 당해 제4 포트(204d)는 당해 제4 혼합 챔버(201d) 내에 당해 발포제를 공급하도록 구성된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 제2 혼합 챔버(201b), 제3 혼합 챔버(201c), 제4 혼합 챔버(201d)는 동일하거나 또는 상이한 온도를 가질 수 있다. 당해 제1 혼합 챔버(201a), 제2 혼합 챔버(201b), 제3 혼합 챔버(201c), 제4 혼합 챔버(201d)의 각 온도는 복수의 요인(예: 당해 고분자 원재료의 종류, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 혼합 등)에 기초하여 조정할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 수송과 혼합하는 동안, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 제2 혼합 챔버(201b), 제3 혼합 챔버(201c), 제4 혼합 챔버(201d)는 서로 동일하거나 또는 다른 압력을 가질 수 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 제2 유량 제어 요소(206b)가 당해 제2 혼합 챔버(201b)와 당해 제3 혼합 챔버(201c) 사이에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제2 유량 제어 요소(206b)는 당해 제2 통로(203b) 내에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 제3 유량 제어 요소(206c)가 당해 제3 혼합 챔버(201c)와 당해 제4 혼합 챔버(201d) 사이에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제3 유량 제어 요소(206c)는 당해 제3 통로(203c) 내에 배치된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 도 12에 도시하는 바와 같이, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b)는 서로 평행하게 배치되고, 당해 제3 혼합 챔버(201c)와 당해 제4 혼합 챔버(201d)는 서로 평행하게 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제4 혼합 챔버(201d)가 수평 방향으로 배열된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제2 혼합 챔버(201b)와 당해 제3 혼합 챔버(201c)가 수평 방향으로 배열된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)가 당해 제4 혼합 챔버(201d) 상에 배치되고, 당해 제2 혼합 챔버(201b)가 당해 제3 혼합 챔버(201c) 상에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료, 당해 발포제, 및 얻어진 당해 혼합물은, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제1 통로(203a), 당해 제2 혼합 챔버(201b), 당해 제2 통로(203b), 당해 제3 혼합 챔버(201c), 당해 제3 통로(203c), 당해 제4 혼합 챔버(201d)를 따라서 수평 방향으로, 및(또는) 아래 방향으로 유동할 수 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 도 13에 도시하는 바와 같이, 당해 제1 혼합 챔버(201a)가 당해 제2 혼합 챔버(201b) 상에 배치되고, 당해 제3 혼합 챔버(201c)가 당해 제4 혼합 챔버(201d) 상에 배치되고, 당해 제2 혼합 챔버(201b)와 당해 제3 혼합 챔버(201c)가 서로 평행하게 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료, 당해 발포제, 및 얻어진 당해 혼합물은, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제1 통로(203a), 당해 제2 혼합 챔버(201b), 당해 제2 통로(203b), 당해 제3 혼합 챔버(201c), 당해 제3 통로(203c), 당해 제4 혼합 챔버(201d)를 따라서 수평 방향으로, 및(또는) 아래 방향으로 유동 가능하다.
일부의 실시 양태에 있어서, 도 14 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 당해 혼합 카트리지(201)는 6개의 혼합 챔버(201a, 201b, 201c, 201d, 201e, 201f)를 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 도 14에 도시하는 바와 같이, 당해 제1 혼합 챔버(201a)가 당해 제2 혼합 챔버(201b) 상에 배치되고, 당해 제2 혼합 챔버(201b)가 당해 제3 혼합 챔버(201c) 상에 배치되고, 당해 제3 혼합 챔버(201c)가 당해 제4 혼합 챔버(201d) 상에 배치되고, 당해 제4 혼합 챔버(201d)가 당해 제5 혼합 챔버(201e) 상에 배치되고, 당해 제5 혼합 챔버(201e)가 당해 제6 혼합 챔버(201f) 상에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제2 혼합 챔버(201b), 당해 제3 혼합 챔버(201c), 당해 제4 혼합 챔버(201d), 당해 제5 혼합 챔버(201e), 당해 제6 혼합 챔버(201f)는, 수직 방향으로 배열된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료, 당해 발포제, 및 얻어진 당해 혼합물은, 당해 주입구(101)로부터 당해 토출구(102)로, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제1 통로(203a), 당해 제2 혼합 챔버(201b), 당해 제2 통로(203b), 당해 제3 혼합 챔버(201c), 당해 제3 통로(203c), 당해 제4 혼합 챔버(201d), 당해 제4 통로(203d), 당해 제5 혼합 챔버(201e), 당해 제5 통로(203e), 당해 제6 혼합 챔버(201f)를 따라서 아래 방향으로 유동할 수 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 제5 혼합 스크루(202e)와 제6 혼합 스크루(202f)는, 당해 제5 혼합 챔버(201e)와 당해 제6 혼합 챔버(201f)에 대하여 각각 상대적으로 회전할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제5 혼합 스크루(202e)는 당해 제5 혼합 스크루(202e)의 회전 중, 당해 제5 혼합 챔버(201e)에 대하여 가로 방향으로 상대적으로 이동할 수 없다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제6 혼합 스크루(202f)는 당해 제6 혼합 스크루(202f)의 회전 중, 당해 제6 혼합 챔버(201f)에 대하여 가로 방향으로 상대적으로 이동할 수 없다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료는 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제3 혼합 챔버(201c), 당해 제5 혼합 챔버 내에서 당해 제1 방향 X1을 따라서 흐르고, 당해 제2 혼합 챔버(201b), 당해 제4 혼합 챔버(201d), 당해 제6 혼합 챔버(201f) 내에서 당해 제2 방향 X2를 따라서 흐른다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 유닛(200)은 또한, 당해 제5 혼합 챔버(201e)에 결합된 제5 포트(204e)와, 당해 제6 혼합 챔버(201f)에 결합된 제6 포트(204f)를 포함하고, 그 중, 당해 제5 포트(204e)는 당해 제5 혼합 챔버(201e) 내에 당해 발포제를 공급하도록 구성되고, 당해 제6 포트(204f)는 당해 제6 혼합 챔버(201f)내에 당해 발포제를 공급하도록 구성된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 제2 혼합 챔버(201b), 제3 혼합 챔버(201c), 제4 혼합 챔버(201d), 제5 혼합 챔버(201e), 제6 혼합 챔버(201f)는 동일하거나 또는 상이한 온도를 가질 수 있다. 당해 제1 혼합 챔버(201a), 제2 혼합 챔버(201b), 제3 혼합 챔버(201c), 제4 혼합 챔버(201d), 제5 혼합 챔버(201e), 제6 혼합 챔버(201f)의 각 온도는 복수의 요인(예: 당해 고분자 원재료의 종류, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 혼합 등)에 기초하여 조정할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 수송과 혼합의 동안, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 제2 혼합 챔버(201b), 제3 혼합 챔버(201c), 제4 혼합 챔버(201d), 제5 혼합 챔버(201e), 제6 혼합 챔버(201f)는 서로 동일하거나 또는 다른 압력을 가질 수 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 도 15에 도시하는 바와 같이, 당해 제1 혼합 챔버(201a)는 당해 제2 혼합 챔버(201b) 상에 배치되고, 당해 제3 혼합 챔버(201c)는 당해 제4 혼합 챔버(201d) 상에 배치되고, 당해 제5 혼합 챔버(201e)는 당해 제6 혼합 챔버(201f) 상에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제2 혼합 챔버(201b)와 당해 제3 혼합 챔버(201c)는 서로 평행하게 배치되고, 당해 제4 혼합 챔버(201d)와 당해 제5 혼합 챔버(201e)는 서로 평행하게 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료, 당해 발포제, 및 얻어진 당해 혼합물은, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 당해 제1 통로(203a), 당해 제2 혼합 챔버(201b), 당해 제2 통로(203b), 당해 제3 혼합 챔버(201c), 당해 제3 통로(203c), 당해 제4 혼합 챔버(201d), 당해 제4 통로(203d), 당해 제5 혼합 챔버(201e), 당해 제5 통로(203e), 당해 제6 혼합 챔버(201f)를 따라서 수평 방향으로, 및(또는) 아래 방향으로 유동할 수 있다.
본 발명에 있어서, 고분자 재료와 발포제의 혼합물의 압출 방법이 개시된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 압출 성형이 당해 방법에 의해 실시된다. 당해 방법은, 복수의 조작을 포함하고, 설명과 도면은 당해 조작의 순서를 한정한다고 간주되지 않는다. 도 16은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 고분자 재료와 발포제의 혼합물의 압출 방법의 흐름도이다. 일부의 실시 양태에 있어서, 도 16에 도시하는 바와 같이, 당해 사출 성형 방법(1600)은 다음 공정을 포함한다.
공정(1601)은 주입구로부터 혼합 유닛으로 당해 고분자 재료를 수송하는 공정을 포함한다.
공정(1602)은 당해 발포제를 당해 혼합 유닛 내로 수송하는 공정을 포함한다.
공정(1603)은 당해 혼합 유닛의 혼합 카트리지 내에서 제1 혼합 스크루와 제2 혼합 스크루에 의해 당해 고분자 재료를 당해 발포제와 혼합하여, 당해 혼합물을 형성하는 공정을 포함한다.
공정(1604)은 당해 혼합 유닛으로부터 사출 유닛으로 당해 혼합물을 수송하는 공정을 포함한다.
공정(1605)은 당해 사출 유닛으로부터 성형 장치 내에 당해 혼합물을 토출하는 공정을 포함한다.
당해 혼합물이, 당해 제1 혼합 스크루 및 당해 제2 혼합 스크루와 순서대로 접촉한다.
당해 방법(1600)은 상술한 실시 양태에 한정되지 않는다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 방법(1600)은 도 1 내지 도 10에 도시하는 상술한 압출 시스템(100)의 어느 것을 사용한다.
일부의 실시 양태에 있어서, 고분자 재료와 발포제의 혼합물을 압출하는 당해 방법(1600)은 공정(1601)을 포함하고, 당해 공정이, 주입구(101)로부터 혼합 유닛(200)에 당해 고분자 재료를 수송하는 공정을 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 도 1 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 당해 고분자 재료는 당해 주입구(101)로부터 당해 혼합 유닛(200)의 혼합 카트리지(201)로 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 도 7 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 당해 고분자 재료는 당해 주입구(101)로부터 당해 혼합 유닛(200)의 제1 혼합 챔버(201a)로 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 방법(1600)은 또한, 당해 주입구(101)와 당해 혼합 유닛(200)을 실시간으로 감시하는 공정을 포함한다.
일부의 실시 양태에 있어서, 모니터링 모듈(500)의 센서(501)는 당해 고분자 재료가 당해 주입구(101)로부터 당해 혼합 유닛(200)으로 수송되는 것을 검출한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 센서(501)는 당해 혼합 유닛(200) 내의 온도와 압력 등의 처리 조건을 계속적으로 검출하고, 검출된 처리 조건에 기초하여 신호 또는 데이터를 당해 모니터링 모듈(500)로 송신하고, 더한층 분석에 제공한다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 방법(1600)은 공정(1602)을 포함하고, 당해 공정(1602)이 당해 발포제를 당해 혼합 유닛(200) 내로 수송하는 공정을 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 발포제는 포트(204)로부터 당해 혼합 유닛(200)의 당해 혼합 카트리지(201)로 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 도 1 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 당해 발포제는 당해 포트(204)로부터 당해 혼합 유닛(200)의 당해 제1 혼합 챔버(201a)로 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 도 7 내지 도 15에 도시하는 바와 같이, 당해 발포제는 포트(204)로부터 당해 혼합 유닛(200)의 당해 혼합 챔버(201a, 201b, 201c, 201d, 201e, 201f)로 수송된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 도 1 내지 도 3과 도 7 내지 도 10에 도시하는 바와 같이, 당해 방법(1600)은 공정(1603)을 포함하고, 당해 공정(1603)은 당해 혼합 유닛(200)의 당해 혼합 카트리지(201) 내에서 제1 혼합 스크루(202a)와 제2 혼합 스크루(202b)에 의해 당해 고분자 재료를 당해 발포제와 혼합하여, 당해 혼합물을 형성하는 공정을 포함한다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 고분자 재료와 당해 발포제는, 당해 혼합 스크루(202)의 회전에 의해 혼합되고, 그 중, 각 당해 혼합 스크루(202)는 24:1 이상의 L:D비를 갖고, 바람직하게는 25:1 이상, 보다 바람직하게는 50:1 이상, 보다 바람직하게는 75:1 이상이다. 일부의 실시 양태에 있어서, 각 당해 혼합 스크루(202)는 당해 혼합 카트리지(201)의 긴 변 방향의 축에 평행의 방향에 있어서 이동할 수 없다.
일부의 실시 양태에 있어서, 도 7 내지 도 10에 도시하는 바와 같이, 당해 혼합물은 당해 혼합 카트리지(201)의 당해 제1 혼합 챔버(201a)로부터 당해 제2 혼합 챔버(201b)로 수송되고, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 제2 혼합 챔버(201b) 내에 각각 배치된 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 제2 혼합 스크루(202b)에 의해 혼합된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물의 수송은, 당해 제1 혼합 스크루(202a)에 의해 제1 방향 X1을 따라서 당해 혼합물을 수송하는 것과, 당해 제2 혼합 스크루(202b)에 의해 당해 제1 방향 X1과 대향하고 있는 제2 방향 X2를 따라서 당해 혼합물을 수송하는 것을 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은 순서대로 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b)에 접촉한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은 당해 제1 혼합 스크루(202a)의 회전 시에 당해 제1 방향 X1을 따라서 수송되고, 당해 혼합물은 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 회전 시에 당해 제2 방향 X2를 따라서 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b) 내에서 동시에 혼합된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b) 사이에 위치하고, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b)를 접속하는 제1 통로(203a)를 통하여 당해 제1 혼합 챔버(201a)로부터 당해 제2 혼합 챔버(201b)로 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물이 당해 접속 통로(203a)를 통과할 때, 당해 접속 통로(203a)에 배치된 유량 제어 요소(206)가 개방 구성이다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물이 당해 제1 통로(203a)를 통과할 때, 당해 제1 통로(203a)에 배치된 제1 유량 제어 요소(206a)가 개방 구성이다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 카트리지(201) 내의 당해 혼합물은, 당해 제1 혼합 스크루(202a)와 당해 제2 혼합 스크루(202b)의 회전에 의해 순서대로 당해 토출구(102)로 수송된다. 당해 혼합물은 당해 제1 혼합 스크루(202a)를 따라서 반송되어, 그 후 당해 제2 혼합 스크루(202b)를 따라서 반송된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 제2 혼합 챔버(201b) 간에 압력차가 생성된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)가 제1 압력을 갖고, 당해 제2 혼합 챔버(201b)가 당해 제1 압력과 다른 제2 압력을 갖는다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은 당해 제1 압력과 당해 제2 압력 간의 압력차에 의해, 당해 제1 혼합 챔버(201a)로부터 당해 제1 통로(203a)를 통하여 당해 제2 혼합 챔버(201b)로 수송 및(또는) 도입된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 유량 제어 요소(206)가 당해 혼합 카트리지(201) 내의 당해 압력차를 유지한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 유량 제어 요소(206a)는 당해 제1 압력이 당해 제2 압력과 유사할 때, 폐쇄 구성의 상태에 있다.
일부의 실시 양태에 있어서, 모니터링 모듈(500)의 센서(501)는 당해 제1 압력이 당해 제2 압력보다 크다는 것을 검출한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 센서(501)는 당해 혼합 유닛(200)의 전체에 걸쳐 당해 압력을 계속적으로 검출하고, 검출된 처리 조건에 기초하여 신호 또는 데이터를 당해 모니터링 모듈(500)로 송신하고, 더한층 분석에 제공한다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 제2 혼합 챔버(201b) 간에 온도차가 생성된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a)가 제1 온도를 갖고, 당해 제2 혼합 챔버(201b)가 당해 제1 온도와 다른 제2 온도를 갖는다.
마찬가지로, 일부의 실시 양태에 있어서, 도 11 내지 도 13에 도시하는 바와 같이, 당해 혼합물은 당해 혼합 카트리지(201)의 당해 제1 혼합 챔버(201a), 제2 혼합 챔버(201b), 제3 혼합 챔버(201c), 제4 혼합 챔버(201d) 내에서 혼합되어, 당해 제1 혼합 스크루(202a), 제2 혼합 스크루(202b), 제3 혼합 스크루(202c), 제4 혼합 스크루(202d)가 당해 제1 혼합 챔버(201a), 제2 혼합 챔버(201b), 제3 혼합 챔버(201c), 제4 혼합 챔버(201d) 내에 각각 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은 순서대로 당해 제1 혼합 스크루(202a), 제2 혼합 스크루(202b), 제3 혼합 스크루(202c), 제4 혼합 스크루(202d)에 접촉한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은 동시에 당해 제1 혼합 챔버(201a), 제2 혼합 챔버(201b), 제3 혼합 챔버(201c), 제4 혼합 챔버(201d) 내에서 혼합된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b) 사이에 위치하고, 당해 제1 혼합 챔버(201a)와 당해 제2 혼합 챔버(201b)를 접속하는 제1 통로(203a)를 통하여 당해 제1 혼합 챔버(201a)로부터 당해 제2 혼합 챔버(201b)로 수송되어, 그 후 당해 제2 혼합 챔버(201b)와 당해 제3 혼합 챔버(201c) 사이에 위치하고, 당해 제2 혼합 챔버(201b)와 당해 제3 혼합 챔버(201c)를 접속하는 제2 통로(203b)를 통하여 당해 제2 혼합 챔버(201b)로부터 당해 제3 혼합 챔버(201c)로 수송되고, 또한 당해 제3 혼합 챔버(201c)와 당해 제4 혼합 챔버(201d) 사이에 위치하고, 당해 제3 혼합 챔버(201c)와 당해 제4 혼합 챔버(201d)를 접속하는 제3 통로(203c)를 통하여 당해 제3 혼합 챔버(201c)로부터 당해 제4 혼합 챔버(201d)로 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제2 통로(203b)에 제2 유량 제어 요소(206b)가 배치되고, 당해 혼합물이 당해 제2 통로(203b)를 통과할 때, 당해 제2 유량 제어 요소(206b)가 개방 구성이다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제3 통로(203c)에 제3 유량 제어 요소(206c)가 배치되고, 당해 혼합물이 당해 제3 통로(203c)를 통과할 때, 당해 제3 유량 제어 요소(206c)가 개방 구성이다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 카트리지(201) 내의 당해 혼합물은, 당해 제1 혼합 스크루(202a), 당해 제2 혼합 스크루(202b), 당해 제3 혼합 스크루(202c), 당해 제4 혼합 스크루(202d)의 회전에 의해 순서대로 당해 토출구(102)로 수송된다. 당해 혼합물은, 당해 제1 혼합 스크루(202a), 당해 제2 혼합 스크루(202b), 당해 제3 혼합 스크루(202c), 그리고 당해 제4 혼합 스크루(202d)를 따라서 반송된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 제2 혼합 챔버(201b), 제3 혼합 챔버(201c), 제4 혼합 챔버(201d) 간에 압력차가 생성된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버(201a), 제2 혼합 챔버(201b), 제3 혼합 챔버(201c), 제4 혼합 챔버(201d) 간에 온도차가 생성된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 방법(1600)은 공정(1604)을 포함하고, 당해 공정(1604)은 당해 혼합 유닛(200)으로부터 사출 유닛(300)으로 당해 혼합물을 수송하는 공정을 포함한다.
일부의 실시 양태에 있어서, 도 1, 도 2, 도 4, 도 7, 도 11, 도 14에 도시하는 바와 같이, 당해 혼합물은 당해 혼합 카트리지(201)로부터 당해 사출 유닛(300)의 주입 장치(301) 내로 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은 당해 사출 유닛(300)의 당해 주입 장치(301) 내에 축적된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은, 당해 혼합 카트리지(201) 내에 배치된 당해 혼합 스크루(202)의 회전에 의해 토출구(102)를 통하여 당해 혼합 유닛(200)의 당해 혼합 카트리지(201)로부터 당해 사출 유닛(300)의 당해 주입 장치(301)로 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 토출구(102)는 당해 혼합 카트리지(201)의 일단부에 배치된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 방법(1600)은 공정(1605)을 포함하고, 당해 공정(1605)은 당해 사출 유닛(300)으로부터 성형 장치(400) 내에 당해 혼합물을 토출하는 공정을 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물의 소정의 양이 당해 사출 유닛(300)으로부터 당해 성형 장치(400) 내에 토출된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은, 당해 주입 장치(301)에 결합된 노즐(302)로부터 토출되고, 그 후 당해 성형 장치(400)의 공급로(402)를 통하여 당해 금형 캐비티(401) 내로 사출된다.
도 1, 도 2, 도 4, 도 7, 도 11, 도 14에 도시하는 바와 같이, 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 노즐(302)을 향하여 가해지는 압출력에 의해, 당해 혼합물의 소정의 양이 당해 사출 유닛(300)의 밖으로 압출된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은 당해 사출 유닛(300)으로부터 당해 노즐(302)에 밀려 진행된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물이 당해 사출 유닛(300)으로부터 밀려 진행되기 전에, 당해 노즐(302)이 당해 성형 장치(400)의 당해 공급로(402)에 걸림 결합되고, 당해 혼합물이 당해 사출 유닛(300)으로부터 토출된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물의 당해 소정의 양은 모니터링 모듈(500)에 의해 결정된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 센서(501)가 당해 사출 유닛(300) 내의 처리 조건을 계속적으로 검출하고, 검출된 처리 조건에 기초하여 신호 또는 데이터를 당해 모니터링 모듈(500)로 송신하고, 당해 혼합물의 양이나 사출하는 기간의 결정 등의 더한층 분석에 제공한다.
본 발명의 일측면은 압출 시스템에 관한 것이다. 당해 압출 시스템은, 고분자 재료를 발포제와 혼합하여, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 혼합물을 형성하도록 구성되는 혼합 유닛과, 당해 혼합 유닛에 결합되어, 당해 혼합물을 사출하도록 구성되는 사출 유닛을 포함한다. 당해 혼합 유닛이 혼합 카트리지와, 제1 혼합 스크루와, 제2 혼합 스크루를 포함하고, 당해 제1 혼합 스크루와 제2 혼합 스크루가 당해 혼합 카트리지 내에 배치된다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루가 당해 제2 혼합 스크루의 상방에 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루와 당해 제2 혼합 스크루가 수평 방향으로 배열된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 카트리지가 제1 혼합 챔버와 제2 혼합 챔버를 포함하고, 당해 제1 혼합 스크루와 제2 혼합 스크루가 당해 제1 혼합 챔버와 제2 혼합 챔버 내에 각각 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 유닛이 또한 당해 제1 혼합 챔버와 당해 제2 혼합 챔버에 연통되는 접속 통로를 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버가 제1 압력을 갖고, 당해 제2 혼합 챔버가 당해 제1 압력과 다른 제2 압력을 갖는다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 챔버가 제1 온도를 갖고, 당해 제2 혼합 챔버가 당해 제1 온도와 다른 제2 온도를 갖는다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합 유닛이 또한, 당해 고분자 재료와 당해 발포제의 당해 혼합물이 당해 제1 혼합 챔버와 당해 제2 혼합 챔버 간에 흐르는 것을 허가 또는 저지하도록 구성된 유량 제어 요소를 포함한다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 유량 제어 요소가 당해 제1 혼합 챔버와 당해 제2 혼합 챔버 간의 압력차를 유지하도록 구성된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루와 당해 제2 혼합 스크루가 당해 혼합 카트리지에 대하여 회전할 수 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루와 당해 제2 혼합 스크루가 각각 25:1 이상의 길이/직경비를 갖는다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 혼합 스크루는 제1 방향을 따라서 연신되고, 당해 제2 혼합 스크루는 당해 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라서 연신된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 제1 방향과 당해 제2 방향은 서로 대향하고 있다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 압출 시스템은 또한, 당해 압출 시스템을 실시간으로 감시하도록 구성된 모니터링 모듈을 포함하고, 그 중, 당해 모니터링 모듈이 당해 압출 시스템 내에 배치되는 센서를 포함한다.
본 발명의 일측면은, 고분자 재료와 발포제의 혼합물의 압출 방법에 관한 것이다. 당해 방법은, 주입구로부터 혼합 유닛으로 당해 고분자 재료를 수송하는 공정과, 당해 발포제를 당해 혼합 유닛 내로 수송하는 공정과, 당해 혼합 유닛의 혼합 카트리지 내에서 제1 혼합 스크루와 제2 혼합 스크루의 적어도 하나에 의해 당해 고분자 재료를 당해 발포제와 혼합하여 당해 혼합물을 형성하는 공정과, 당해 혼합 유닛으로부터 사출 유닛으로 당해 혼합물을 수송하는 공정과, 당해 사출 유닛으로부터 성형 장치 내로 당해 혼합물을 사출하는 공정을 포함한다. 그 후 당해 혼합물이, 당해 제1 혼합 스크루 및 당해 제2 혼합 스크루와 순서대로 접촉한다.
일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은 당해 혼합 카트리지의 제1 혼합 챔버와 제2 혼합 챔버 내에서 혼합되고, 당해 제1 혼합 스크루와 제2 혼합 스크루가 당해 제1 혼합 챔버와 제2 혼합 챔버 내에 각각 배치된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은 당해 제1 혼합 챔버와 당해 제2 혼합 챔버 내에서 동시에 혼합된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물의 수송은, 당해 제1 혼합 스크루에 의해 제1 방향을 따라서 당해 혼합물을 수송하는 것과, 당해 제2 혼합 스크루에 의해 당해 제1 방향과 대향하고 있는 제2 방향을 따라서 당해 혼합물을 수송하는 것을 포함한다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 혼합물은 당해 제1 혼합 스크루의 회전 시에 당해 제1 방향을 따라서 수송되고, 당해 혼합물은 당해 제2 혼합 스크루의 회전 시에 당해 제2 방향을 따라서 수송된다. 일부의 실시 양태에 있어서, 당해 방법은 또한, 당해 제1 혼합 챔버와 제2 혼합 챔버 간에 압력차를 생성하는 것을 포함한다.
전술한 설명은 당업자가 본 발명의 양태를 보다 이해할 수 있도록 몇 가지의 실시 양태의 특징을 개략적으로 설명한 것이다. 당업자는 본 발명을 기초로 하여 사용하여, 여기서 설명한 실시 양태와 같은 목적을 실행하는, 및(또는) 동일한 이점을 달성하기 위해서, 다른 프로세스 및 구조의 설계 또는 변경을 행할 수 있을 것이다. 또한, 당업자는 그러한 동등한 구조가 본 발명의 요지와 범위를 일탈하지 않고, 또한 본 발명의 요지와 범위로부터 일탈하지 않고, 본 발명의 다양한 변경, 치환, 및 개변이 가능한 것을 이해해야 할 것이다.
또한, 본 발명의 범위는, 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법, 및 본 명세서에 기재된 스텝이 특정한 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 당업자이면 본 발명의 개시로부터 용이하게 이해되는 바와 같이, 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법, 또는 스텝은, 현재 기존의 또는 후에 개발되는, 실질적으로 동일한 기능을 하거나, 본 발명에 따라서 이용할 수 있는 본 명세서에 기재된 대응하는 실시 형태와 같이, 실질적으로 동일한 결과를 달성한다. 따라서, 첨부의 특허 청구 범위는, 그 범위 내에 그러한 프로세스, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법, 및 스텝을 포함하는 것을 의도하고 있다.
100: 압출 시스템
101: 주입구
102: 토출구
200: 혼합 유닛
201: 혼합 카트리지
201a: 제1 혼합 챔버
201b: 제2 혼합 챔버
201c: 제3 혼합 챔버
201d: 제4 혼합 챔버
201e: 제5 혼합 챔버
201f: 제6 혼합 챔버
2011: 제1 단
2012: 제2 단
2013: 중간단
2014: 제1 중간단
2015: 제2 중간단
300: 사출 유닛
400: 성형 장치
202: 혼합 스크루
202a: 제1 혼합 스크루
202b: 제2 혼합 스크루
202c: 제3 혼합 스크루
202d: 제4 혼합 스크루
202e: 제5 혼합 스크루
202f: 제6 혼합 스크루
2021: 주상체
2022: 제1 홈부
2023: 제2 홈부
203: 접속 통로
203a: 제1 통로
203b: 제2 통로
203c: 제3 통로
203d: 제4 통로
203e: 제5 통로
204: 포트
204a: 제1 포트
204b: 제2 포트
204c: 제3 포트
204d: 제4 포트
204e: 제5 포트
204f: 제6 포트
205: 혼합 챔버
206: 유량 제어 요소
206a: 제1 유량 제어 요소
206b: 제2 유량 제어 요소
206c: 제3 유량 제어 요소
301: 주입 장치
302: 노즐
401: 금형 캐비티
402: 공급로
500: 모니터링 모듈
501: 센서
X1: 제1 방향
X2: 제2 방향
1600: 방법
1601 내지 1605: 공정

Claims (10)

  1. 압출 시스템이며,
    고분자 재료와 발포제를 혼합하여, 상기 고분자 재료와 상기 발포제의 혼합물을 형성하도록 구성되는 혼합 유닛과,
    상기 혼합 유닛에 결합되어, 상기 혼합물을 사출하도록 구성되는 사출 유닛
    을 포함하고,
    그 중, 상기 혼합 유닛이 혼합 카트리지와, 제1 혼합 스크루와, 제2 혼합 스크루를 포함하고, 상기 제1 혼합 스크루와 상기 제2 혼합 스크루가 상기 혼합 카트리지 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 압출 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 혼합 카트리지가, 제1 혼합 챔버와 제2 혼합 챔버를 포함하고, 상기 제1 혼합 스크루와 상기 제2 혼합 스크루가 상기 제1 혼합 챔버와 상기 제2 혼합 챔버 내에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는, 압출 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 혼합 유닛이 또한, 상기 제1 혼합 챔버와 상기 제2 혼합 챔버에 연통되는 접속 통로를 포함하는 것을 특징으로 하는, 압출 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 상기 혼합 유닛이 또한, 상기 고분자 재료와 상기 발포제의 상기 혼합물이, 상기 제1 혼합 챔버와 상기 제2 혼합 챔버 간에 흐르는 것을 허가 또는 저지하도록 구성된 유량 제어 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 압출 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 혼합 스크루와 상기 제2 혼합 스크루가 각각 25:1 이상의 길이/직경비를 갖는 것을 특징으로 하는, 압출 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 혼합 스크루가 제1 방향을 따라서 연신되고, 상기 제2 혼합 스크루가 상기 제1 방향과 다른 제2 방향을 따라서 연신되는 것을 특징으로 하는, 압출 시스템.
  7. 고분자 재료와 발포제의 혼합물의 압출 방법이며,
    주입구로부터 혼합 유닛 내로 상기 고분자 재료를 수송하는 공정과,
    상기 혼합 유닛 내로 상기 발포제를 수송하는 공정과,
    상기 혼합 유닛의 혼합 카트리지 내에서 제1 혼합 스크루와 제2 혼합 스크루의 적어도 하나에 의해 상기 고분자 재료를 상기 발포제와 혼합하여, 상기 혼합물을 형성하는 공정과,
    상기 혼합 유닛으로부터 사출 유닛으로 상기 혼합물을 수송하는 공정과,
    상기 사출 유닛으로부터 성형 장치 내로 상기 혼합물을 토출하는 공정을 포함하고,
    그 중, 상기 혼합물이, 상기 제1 혼합 스크루 및 상기 제2 혼합 스크루와 순서대로 접촉하는 것을 특징으로 하는, 압출 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 혼합물이, 상기 혼합 카트리지의 제1 혼합 챔버와 제2 혼합 챔버 내에서 혼합되고, 상기 제1 혼합 스크루와 상기 제2 혼합 스크루가 상기 제1 혼합 챔버와 상기 제2 혼합 챔버 내에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는, 압출 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 혼합물이, 상기 제1 혼합 챔버와 상기 제2 혼합 챔버 내에서 동시에 혼합되는 것을 특징으로 하는, 압출 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 혼합 챔버와 상기 제2 혼합 챔버 간에 압력차를 생성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 압출 방법.
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