KR790001094B1 - 압출기 (押出機) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

압 출 기(押出機)

제1도-제3도는 종래 압출기의 3가지 형태의 사시도.

제4도는 본 발명의 압출기의 부분사시도.

제5도는 제4도 압출기의 내부에 결합된 스크류(screw)의 확대도.

제6도, 제7도는 제5도 스크류의 단편적 확대도.

제8도는 본 발명 압출기의 또다른 실시예.

본 발명은 압출성형기, 더욱 상세히 설명한다면 용융 또는 열가소성 성형용수지 또는 수지혼합물의 압출기에 관한 것이다. 압출성형과정에 있어서, 수지나 수지성혼합물은 홉퍼(hopper)로부터 공급되며, 압출기의 스크류 이송체(移送體)에 공급되며 여기에서 그 수지나 혼합물은 히터(heater)나 내부 마찰에 의해 가열된다. 이리하여 용융 또는 가열가소화된 수지는 다이(die)로부터 나온다.

주지되어 있는 바와 같이, 압출기의 배럴(Barrel)과 스크류 사이에는 고체 상부(固體狀部) 또는 공급대역과 상전환부(相轉換部) 또는 압축대역 및 액상부 또는 미터링대역의 3부분으로 구분되어 있다. 이들 부들은 스크류의 골경(root diameter)을 변경에 따라서 구성하게 되며, 공급부에 인접하여 스크류의 골경이 작은쪽이 배설되어 있다.

제1도와 같은 종래 압출기에 있어서, 스크류(10)은 배럴(Barrel)(11) 안에 삽입되고, 골경이 최소로 작은측 단부(端部)(12)가 컨티레버(cantilever)(12)로써 회전 가능하게 축지되어 있고, 이 단부측에서 스크류를 회전시킴으로 긴 켄티레버 스크류는 실린더나 배럴내에서 회전할 때는 그의 자유단의 진동으로, 스크류나사홈이 배럴의 내벽면을 물어 뜯는 경향이 있고, 켄티레버스크류의 강도가 저하된, 골경이 가느다랗게 된 부분을 회전함으로, 회전하는 동안 이 부분이 비틀려 끊키는 결점이 있다.

따라서 종래의 상기 스크류(10)는 감속기어를 통해서 회동되며, 예를 들어, 직경 35mm의 스크류를 사용했을 때에는 표준압출비는 100r. p. m하에서 12kg으로 설정되어 있다. 스크류를 저속으로 회전시키면 스크류이송체의 진동작용으로 인하여 재료의 공급이 고르지 못한 결점이 있었다.

그리하여 제2도에 예시한 바와 같은 수직형압출기가 사용되고 있으나, 수직스크류(13)의 하단부 골경이 큰 부분으로부터 회전시킴으로 스크류에 걸리는 응력(應力)이 증가되여, 켄티레버 스크류의 회전편차 및 회전진동은 여전히 미해결인채로 남아있고, 또한 이러한 긴 수직스크류는 분해 및 취급이 불편하며 그와 같이 대형의 수직압출기를 설치한다는 것은 공장 등의 건물에 많은 제한을 주게 된다. 더욱이, 제2도의 수직압출기는 회동장치(15) 압출수지가 가압되는 측에 접설됨으로 용융된 수지가 들어가지 않도록 밀폐시키기 위한 특별조치를 필요로 한다.

제3도는 스크류(16)가 중심부로부터 양단방향으로 그 골경이 점차로 작어진 스크류(16)를 적용한 종래의 압출기를 표시한다. 이러한 압출기는 한쌍의 홉퍼를 통하여 수지를 공급하도록 되어 있고, 중심노즐로 부터 용융 또는 혼합된 수지를 압출할 수 있게 고안되어 있다. 스크류(16)는 양단에서 회전가능하나 회동은 강도가 낮은 골경이 최소로 된 스크류 단부에서 한다.

그러므로 본 발명의 목적은 상술한 결점 및 미비점 등을 해결한 개량된 압출기를 제공하는데 있다.

제4도에 표시한 본 발명의 압출기는 배럴(22)을 통하여 회전가능하게 관통된 스크류(21)는 제4도의 우측에 있어서의 스크류(21)는 골경이 최소로 작고 베아링(23)에 의해 지지되며, 좌측은 스크류 생크(screw shank)(24)가 베아링(26), (27)에 의하여 회전 가능하게 지지되어 있는 슬리브(sleeve)(25)에 의해 보지되어 있다.

플리(pulley)(28)는 모우터(도시되어 있지 않음)에 연결되어 있고, 스크류(21)를 회전시키기 위한 슬리브(25)의 외단에 설치되어 있다, (29)는 스러스트 베아링(thrust bearing)이다. 홉퍼(30)로 부터의 수지나 수지성 혼합물은 스크류공급기(31)를 사용하여 예정된 공급비로써 배럴(22)내의 골경이 작은쪽 스크류(21)의 공급부로 공급된다.

(32), (33)은 모우터와 변속기어이며, 이들은 스크류공급기(31)의 회동을 조절한다. 배럴(22)에는 히터(34), 냉각수입구(35), 냉각수배출구(36), 배럴의 온도를 조절하기 위한 열전대(熱電對)(37)들이 설치되어 있다.

스크류(21)는 공급대역(38), 압축대역(39), 미터링대역(40)가 설치되어 있고, 스크류(21)의 최소골경은 공급대역(38)에, 최대골경은 미터링대역(40)에 위치하고 있다.

수지는 스크류(21)에 의해 운반, 가열, 용융 또는 열가소성화되며, 예정된 용융수지량은 연속적으로 다이(die)(41)로부터 나오게 된다.

스크류(21)는 다이(41) 입구와 직면하고 있는 부분에 복수개의 X자형 홈을 표면상에 설치하고 있어서, 다이에 용융된 수지를 공급하기 전에 용융수지를 혼합하는 혼합부(42)를 설치하고, 이 혼합부(42)의 옆에 있는 스크류(21)에는 나사홈(43)이 설치되어 있고, 이 나사홈은 스크류(21)의 나사홈과 역방향으로 되어 있다. 이 역나사홈(43)은 용융된 수지를 혼합부(42)쪽으로 밀어내며, 그렇지 않은 경우에 스크류생크(24) 후방에서 누출될 수도 있다.

(44) 및 (45)는 입구 및 출구를 표시하며, 특히 배럴(22)의 온도를 조절하기 위한 적합한 매체이며 스크류생크(24)가 위치하는 부분에서 용융된 수지는 적합한 온도를 유지하고 있는 역 나사홈(43)에 머므르며 용융된 수지의 누출량을 적절히 조절한다. 또 1개의 나사홈(46)은 공급부(38)와 베어링(23) 사이에 있는 스크류(21) 위에 있으며 이 나사홈은 스크류(21)의 나사홈과 같은 방향이지만 피치(pitch)가 작게 되어 있기 때문에 베아링(23)이 스크류공급기(31)로부터 공급되는 재료에 의해서 오탁되는 것을 막을 수 있다.

제4도의 기계는 시험용으로 만들어 졌으며 고압폴리에칠렌을 원료로 한다.

이 시험용 기계는 직경 35mm의 스크류가 1,500r. p. m의 속도로써 회전할 수 있고 135kg/h의 생산량을 낼 수 있다. 스크류속도가 100r. p. m으로 제한되어 있는 종래의 압출기로써 그러한 높은 압출비를 얻기 위해서는 스크류의 직경이 90mm 내지 100mm의 큰 것을 사용해야 할 필요가 있다.

그러나 본 발명에 따르면 그러한 대형의 스크류를 사용할 필요가 없고, 종래와 같은 직경 35mm의 가는 스크류를 사용함으로써 기계제작비를

로 줄이며, 다른 한편, 위에서 실험한 바와 같은 기계의 고속회전은 종래기계에 비하여 효율을 5배로 증가 시킬 수 있다.

본 발명에 의한 압출기의 스크류는 양단이 지지되어 있고, 회동력은 골경이 큰쪽의 스크류에 주어지기 때문에 스크류가 고속으로 회전한다 하더라도 배럴내의 스크류홈이 비틀리거나 물리어서 스크류가 손상되는 일이 없다.

본 발명의 압출기의 수지성물질에 대한 스크류의 작용은 미는 것이라기 보다는 끌어 당기는데 있다. 이 경우에 스크류에 작용하는 힘은 장력이며, 이 장력은 재료강도의 최대 이용을 허용한다. 잘 알려진 바와 같이, 수지성물질의 정확한 혼합은 생성물의 물리적 성질을 향상시킨다.

우수한 생성물을 얻기 위하여 종래의 압출기에 있어서는 스크류의 L/D비(길이와 직경의 비율)와 압축비를 높이기 위한 시도를 하였다. 그러나 종래의 스크류에 있어서 L/D비를 증대한다는 것은, 스크류의 켄티레버구조면에서나 스크류의 골경이 작은 쪽에서 회전한다는 점 때문에 곤란하였다.

그러나 본 발명에 의하면, 스크류의 구조가 강화되었으므로 L/D비를 증대시킬 수 있다.

그러한 스크류의 높은 L/D비는 고속에서 회전되므로 이것은 수지의 혼합효과를 증가시킨다.

그것은 또한 고속회전과 더불어 본 발명에 의한 스크류의 끌어당기는 작용으로 인하여 수지물질의 공급이 고르지 못하게 되는 일이 거의 없다는 것을 주의하여야 한다. 본 발명에 의한 스크류는 그 양단이 지지되어 있기 때문에 고속회전동안 스크류에 편차 현상이 결코 발생하는 일도 없다.

이것은 스크류동체내에 비교적 큰 직경의 구멍을 뚫을 수 있게 하며 온도조절실(47)을 설치할 수 있도록 미터링부(40)까지 뻗쳐 있다. 그리하여 용융된 수지의 온도는 다이(die)(41)로 들어가기 직전에 열전대(48)에 의하여 정확히 측정되며 경우에 따라 적당한 열매체(heat medium)를 용융된 수지의 온도를 상승 및 강하시키기 위하여 온도조절실(47) 내에 넣을 수도 있다. 이러한 온도조절은 종래의 켄티레버스크류에서는 그것의 편의 및 물질강도의 제약 때문에 전혀 불가능했다.

제8도는 본 발명의 수정형(修正型)으로써, 스크류(49)는 배럴(50)을 통하여 뻗어있고 베아링(51), (52)에 의하여 양단에서 지지되어 있다. 스크류(49)는 동기 모우터(53), (54)를 사용하여 각각 플리(55), (56)를 거처 양측에서 회전시킨다.

수지 또는 수지성혼합물은 홉퍼(57)로부터 공급되며 한쌍의 다이(58), (59)로부터 배출된다. 이 점에 있어서, 스크류(49)는 최소의 골경을 가진 공급부의 중심부에 형성된다.

스크류(49)의 골경은 스크류의 양단을 향하여 양쪽으로 커지며, 스크류(49)의 회동은 도면에서 알 수 있는 바와 같이 골경이 큰쪽에서 한다.

Claims (1)

1. 배럴(22)을 관통한 제1단(端)및 제2단이 잇는 테이퍼형 피이드 스크류(feed screw)(21)의 일부에 나사홈(46)이 있고, 배럴(22)내에서 피이드 스크류(21)의 양단이 축수(23), (26), (27)로 지지되고, 홉퍼(30)에 인접된 제1단측의 골경은 작고, 다이(die)(41)에 인접한 제2단측의 골경은 크게되어 있으며, 다이(41)에 인접하여 피이드 스크류(21) 표면에 X자형 홈을 설치하여 혼합면(42)를 형성하고, 상기 다이(41)에 인접한 혼합면(42)에 인접하여 피이드 스크류(21) 상에 나사홈(43)을 설치하고, 상기 나사홈(43)은 제1단측 나사홈표면(46)과 역방향의 나사홈을 이루고 있고, 제1단측 나사홈(46)과 나사홈(43) 사이에서 나사홈(43)에 인접하여 혼합면(42)이 위치하여, 상기 나사홈(43)은 용융프라스틱이 스크류 생크(shank)로 부터 누출됨을 방지하면서, 테이퍼형 피이드 스크류(21)가 혼합표면(42)에 인접한 다이(41)로부터 용융푸라스틱을 강력히 압출하도록 구성된 압출기.

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