KR950005724B1 - 수지 성형 다이 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 본 발명에 따른 수지 성형 다이의 한 실시예에 대한 단면도.
제2도는 본 발명에 따른 수지 성형 다이의 또다른 실시예에 대한 측면도.
제3도는 다수의 노즐로 설치된 수지 성형 다이에서 한 실시예의 노즐 돌기구조에 대한 정면도.
제4도는 다수의 노즐로 설치된 수지 성형 다이에서 또다른 실시예의 노즐 돌기구조에 대한 정면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 다이 바디 2 : 다이 페이스(face)
3 : 노즐돌기 4 : 노즐 노즈(nose)
5 : 노즐팁(tip)
본 발명은 수지 성형 다이에 관한 것이며, 특히 수지 고무(gum)의 발생 및 탈색을 방지하는 면에서 개선된 수지 성형 다이에 관한 것이다.
수지가 성형하는 동안 펠레트로 잘라진 실이 압출될 때, 또는 압출 혹은 불어넣기 성형이 성형 펠레트를 사용하여 실시될 때, 의도한 생성물의 형태와 일치하는 노즐을 가지는 성형 다이를 만든다.
대부분의 성형 다이는 툴(tool)스틸 또는 SUS스틸과 같은 금속으로 만들어지며 노즈를 실질적로 평평하게 다이 페이스에 가지는 노즐이 있다.
수지가 다이와 같은 것을 통하여 성형될 때, 수지 고무라고 불리는 좋지 않은 현상이 노즐의 노즈 주변인 다이 페이스에 발생하고 이 수지 고무는 변색한다. 따라서 생성물의 칠과 외관을 저하시킨다.
다양한 목적을 위하여 여러가지의 안정제 또는 첨가제를 수지에 배합한다 할지라도, 이들은 좀처럼 완전하고 적합한 수지가 아니며, 따라서 용융수지가 노즐 노즈를 통하여 분출할 때 수지의 표면에 존재하는 첨가제 일부가 수지로부터 분리되며 다이의 표면을 향하여 이동되어 소위 "수지고무"라 불리는 물질로 축척한다. 더욱이, 가끔 성형열에 의하여 수지의 분해물로 형성된 저분자량을 가지는 분해 생성물이 노즐의 노즈에서 분리되고 다이 표면에 수지고무로 부착된다.
다이 표면에 형성된 수지고무는 다이에 부착된다. 다이표면에 형성된 수지고무는 다이에 가해진 열에 의하여 질이 저하하고 변색된다.
그리고 노즐로부터 방전되는 수지표면에 소량의 좋지않고 변색된 수지고무가 부착될 때 생성물의 외관은 현저하게 저하된다. 더욱이 노즐 노즈 주위의 다이 표면에 생성한 수지 고무 덩어리가 다이 표면으로부터 박리하여 노즐을 통하여 생성물이 방전하는 수지에 부착하며, 이것은 생성물의 질을 저하시키는 심한 문제를 야기시킨다.
본 발명은 상기 설명한 문제를 해결하기 위하여 집중적인 연구결과 다이 페이스로부터 노즐 노즈의 돌기를 통하여 수지 고무의 발생을 현저하게 방지할 수 있음을 발견하였고, 이것으로 본 발명이 성취되었다.
따라서, 본 발명은 다이 페이스로부터 돌출하는 노즈를 가지는 노즐로 구성된 수지 성형 다이에 관한 것이다.
본 발명은 수반한 도면을 참조로 하여 보다 상세히 설명될 것이며, 이들 실시예에만 제한되지 않는다.
제1도는 본 발명의 수지 성형 다이의 한 실시예를 보여주는 도식적인 다이어그램이다. 여기서 다이는 전체가 금속으로 만들어졌다. 도면에서 번호 1은 다이 바디를 나타내며, 번호 2는 다이 페이스이고, 번호 3은 다이 페이스로부터 노즐의 돌기이다. 돌기는 다이 바디와 돌기가 동일한 물질을 통하여 점차적으로 형성되는 방법과 돌기만이 분리하여 형성되며 용접등에 의하여 다이 페이스의 소정위치에 고정되는 바람직한 길이를 가지는 노즐이 도출될 수 있도록 형성된 노즐팁(tip)이 노즐팁을 세우는 구멍으로 고정시키거나 용접에 의하여 고정시키는 방법에 의하여 제공된다.
제2도는 본 발명에 따른 수지 성형 다이의 또다른 실시예를 보여주는 도식적인 다이어그램 이 실시예에서 노즐의 돌기는 세라믹으로 만들어졌다. 수지고무의 발생 및 변색을 방지하는 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 내마멸성이 우수하기 때문에 노즐의 돌기가 세라믹으로 구성되는 것이 특히 바람직하다.
세라믹을 사용한 노즐의 돌기 형성은 제2도에서 보여주는 것처럼 다이 페이스로부터 바람직한 길이로 돌출하기 위한 충분한 길이를 가지는 세라믹 노즐팁을 형성하여 실시된다. 그리고 바람직한 구성으로 용융수지의 형체를 만들고 다이 바디에 제공된 노즐팁 세우는 구멍으로 노즐팁을 접합하고 수축 접합부에 의하여 노즐팁을 고정하기 위한 노즐 구멍으로 제공된다. 수축 접합부는 금속의 열팽창 계수보다 세라믹의 열팽창 계수가 더작은 유리한 점을 가지는 고정 방법이다. 예를들면, 본 발명에 있어서 단단한 접속이 고온 고압력에서 노즐팁을 세우는 구멍에 세라믹 노즐팁을 접합하는 금속 다이 바디를 가열하므로 또는 생성물을 냉각하여 얻어질 수 있다. 수축이 접합에 의하여 형성된 다이에 있어서 열은 금속과 세라믹 사이의 열팽창 계수의 차이로 인하여 수축 접합 한계를 감소시킨다. 따라서, 노즐팁의 고정력은 약해진다.
다이 바디로부터 노즐팁의 분리 및 이들 경계선 밑으로 수지의 누출등을 방지하기 위하여 다이 안쪽(수지 입구쪽)으로부터 노즐팁을 수축 접합하는 것이 바람직하다.
더욱이 구조는 노즐팁이 밀폐효과로 인한 수지 압력으로 다이바디에 대하여 압출되도록 노즐팁의 외부표면이 부분적으로 점점 가늘어지는 것이 바람직하다. 적합한 쿠션물질층이 다이 바디와 노즐팁 사이에 제공될 수도 있다. 사용되는 세라믹으로 특정한 제한이 있는 것은 아니며, 지르코니아, 질화실리콘, 탄화실리콘 그리고 알루미나 또는 이들 물질이 주로 구성된 고용체등과 같이 공지된 세라믹의 재료로 사용될 수 있다.
질화 실리콘으로 구성된 세라믹은 내충격성 면에서 우수하므로 특히 바람직하다. 노즐팁은 이들 세라믹을 탕화하여 형성된다.
제1도 또는 제2도에서 보여주는 바와 같이 본 발명의 수지 성형 다이에서 다이 페스트로부터 노즐의 돌기길이는 바람직하게는 2 내지 100㎜이고, 특히 바람직하게는 3 내지 50㎜이다. 이 경우에 수지고무의 발생 및 변색을 방지하는 효과는 작다.
다이 바디 1로부터 열전도와 열방사의 적당한 조절을 통하여 수지의 충분한 유동성을 유지하면서 노즐의 노즐에서 형성되는 수지고무의 변색을 막기 위하여 노즐의 돌기의 평균 벽두께는 1 내지 10㎜가 바람직하다. 제1도와 제2도에서 보여주는 바와 같이 수지고무의 발생을 막기 위하여 노즐 노즈의 구성이 노즈에서 벽두께가 노즈의 표면적 최소로 감소되는 것이 바람직하며, 노즐 노즈에서 열린 존(zone)의 면적(S1)과 열린존과 평행한 노즐 노즈에서 닫힌 존의 면적(S2)의 비, 즉 S2/S1는 2 이하가 되는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에서 다이가 다수의 노즐로 제공될 때 노즐팁은 제3도처럼 각각의 노즐로 형성될 수 있으며, 하나의 노즐 팁은 제4도처럼 두 개 이상의 노즐로 형성될 수 있다.
본 발명의 수지 성형 다이는 수지고무가 발생하기 어렵고 발생한다해도 변색되기 어려운 상기 구조와 형태를 가진다. 더욱이 노즐의 돌기가 세라믹으로 만들어질 때 다이는 우수한 내마멸성과 내부식성으로 인하여 수명이 긴 형태를 가지며 따라서 수지 성형의 다양한 형태를 위한 성형 다이로 광범위하게 사용될 수 있다.
즉, 압출에 의한 성형 팔레트의 돌기, 로드의 압출, 파이프동 용기의 불어넣기 성형, 밀어내기, 와이어커버링, 시크성형 필름의 인플레이션 성형등이다. 이들 성형에서 사용 가능한 수지의 형태가 특정하게 제한되지 않는다. 그리고 공지의 열가소성 수지와 열경화성 수지(특히 전구폴리머)가 사용된다. 본 발명의 다이는 수지고무가 쉽게 발생하고 형성된 수지고무가 쉽게 변색하거나 다이가 쉽게 벗겨지는 응용품, 즉 150℃ 이상의 온도에서의 성형품, 둘이상의 수지 혼합물의 성형품, 유기 또는 무기 충전재의 다양을 함유하는 수지성형품, 특히 섬유충전재(유기충전재의 경우 1중량%이상이며, 무기충전재인 경우 10중량%)를 함유하는 수지성형품 등에 사용될 때 종래 다이와 비교하면 충분한 모양과 현저한 효과를 나타낼 수 있다. 더욱이 본 발명의 다이가 열에 의한 변색, 노즐 주위에 발생한 수지고무의 심한 변색 그리고 생성물의 질적 저하가 매우 쉬운 수지로 구성된 수지 성형물, 즉 황화 폴리페닐렌 수지, 높은 결정성, 불량한 화학적 활동도와 많은 첨가제와 매우 불량한 적합성을 가지는 수지, 즉 폴리아세탈수지, 고온에서 가수분해 또는 에스테르 반응으로 인하여 저하하기 쉬운 폴리에스테르 수지 등에 사용될 때 특정하게 긴 효과가 관찰할 수 있다.
전술한 것으로부터 분명한 것처럼 노즐 노즈가 다이 페이스로부터 돌출한 본 발명의 수지 성형 다이의 현저한 개선으로 인하여 수지고무의 발생, 형성된 수지고무의 변색 그리고 수지성형동안 수지고무를 지닌 생성물의 오염과 같은 문제의 해결을 얻을 수 있다. 특히, 다이페이스로부터 노즐의 돌기가 세라믹으로 제조된 다이는 문제를 해결할 뿐만 아니라 우수한 내마멸성과 내부식성으로 인하여 다이의 긴 수명 때문에 더 유익하며, 실제적인 응용면에서 매우 다양한 본 발명의 수지 성형 다이를 제공한다.
[실시예]
본 발명은 이들 실시예에만 한정되지 않으며 다음 실시예로 참조하여 보다 상세히 설명할 것이다.
[실시예 1 내지 4 및 비교실시예 1 내지 2]
처음에, 실시예 1 내지 4와 비교실시예 1 내지 2에서 사용되는 다이는 다음과 같이 제조된다. 마지막 다이 각각은 노즐 직경이 3㎜이다.
[실시예 1 및 3에서 사용되는 다이 :]
제1도에서 보여주는 바와 같이 금속다이의 노즐 노즈는 다이 페이스로부터 9㎜로 돌출한다. 노즐의 돌기는 약 3㎜의 평균 벽두께를 가지며, 그것의 노즈에서 벽두께는 1㎜로 감소한다.
[실시예 2 및 4에서 사용되는 다이 :]
제2도에서 보여주는 바와 같이 세라믹(질화실리콘)으로 제조되고 다이 표면으로부터 9㎜ 정도 돌출되도록 형성한 노즈를 가지는 노즐팁은 수축접합에 의하여 다이의 내부표면으로부터 금속다이 바디의 노즐 팁 세우는 구멍위에 새겨진다. 노즐팁은 약 3㎜의 평균 벽두께를 가지며 그것의 노즈에서 벽두께가 1㎜로 감소한다.
[비교실시예 1과 2에서 사용된 다이 :]
노즐을 함유하는 다이 전체가 금속으로 만들어졌고 노즐 노즈가 다이 표면과 평행하게 되도록 형성된다.
실시예 1과 2 그리고 비교실시예 1의 경우에, 황화 폴리페닐렌 수지(PPS) 60중량%와 유리섬유(GF) 40중량%의 혼합물과 실시예 3과 실시예 4 그리고 비교실시예 2의 경우에 폴리아세틸 수지(POM) 95중량%와 폴리에틸렌(PE) 5중량%의 혼합물은 150kg/hr의 속도로 공급되고 내부직경이 63㎜인 이중 스크류 압출기로 용융 반죽하여 상기 설명된 다이로 실시하여 실형태로 한다. 실은 당겨지고 펠레트화된다.
이 경우에, 노즐 노즈에서 분리된 수지(수지고무)와 다이에 부착된 수지고무를 측정하고 시간경과에 따라 수지고무의 변색, 외관이나 수지 고무로 인한 생성물 펠리트의 오염등을 관찰하여 평가를 실시한다. 펠레트의 결과는 표 1에 나타난다.
[표 1]
* : 형성된 수지고무는 노즐 노즈로부터 쉽게 박리하고 떨어지기 때문.
** : 정량측정은 매우 소량의 수지고무가 생성물의 오염을 발생시키기 때문에 측정할 수 없다.
Claims (12)
- 다이 페이스로부터 돌출하는 노즈를 가지는 노즐을 구성하는 수지 형성 다이.
- 제1항에 있어서, 노즐의 노즈가 다이 페이스로부터 2 내지 100㎜로 돌출한 수지 성형 다이.
- 제1항에 있어서, 사이 페이스로부터 노즐의 돌기가 1 내지 10㎜의 평균 벽두께를 가지는 수지형 다이.
- 제1항에 있어서, 노즐 노즈에서 열린 존(zone)의 면적(S1)과 열린존과 평평하게 노즐 노즈에서 열리지 않은 존의 면적(S2)의 비, 즉 S2/S1가 2 이하인 수지 성형 다이.
- 제1항에 있어서, 다이 페이스로부터의 노즐의 돌기가 세라믹으로 제조된 수지 성형다이.
- 제1항에 있어서, 다이 페이스로부터의 노즐 돌기가 노즐팁을 접합 및 고정하여 형성되며, 세라믹으로 제조되고 다이 페이스로부터 돌출 가는 길이를 지닌 노즈를 가지며, 바람직한 구성인 금속 다이 바디에 설치된 노즐팁을 세우는 구성인 용융수지의 형태를 만들기 위한 노즐구멍이 설치되어 있는 수비 성형 다이.
- 제6항에 있어서, 노즐팁이 수축접합에 의하여 다이 바디에 고정된 수지 성형 다이.
- 제1항에 있어서, 수지온도가 150℃ 이상에서 성형하는데 사용되는 수지 성형 다이.
- 제1항에 있어서, 배합된 무기 충전재를 함유하는 열가소성 수지를 성형하는데 사용되는 수지 성형 다이.
- 제1항에 있어서, 섬유충전재가 함유된 열가소성 수지를 성형하는데 사용되는 수지 성형 다이.
- 제1항에 있어서, 불량한 적합성을 가지는 첨가제를 함유하는 열가소성 수지를 성형하는데 사용되는 수지 성형 다이.
- 제1항에 있어서, 폴리아세탈 수지, 폴리에스테르 수지 또는 황화 폴리페닐렌 수지로 주로 이루어진 수지를 성형하는데 사용되는 수지 성형 다이.
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