KR970009038B1 - 합성수지펠리타이징기계 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

합성수지 펠리타이징 기계

제1도는 본 발명의 제1구체예에 따른 합성수지 미소 펠리타이징 기계의 일반구조를 요부는 단면으로 나타낸 정면도.

제2도는 펠리타이징 기계의 냉각 유니트를 확대하여 나타낸 사시도.

제3도는 본 발명의 제2구체예에 따른 합성수지 미소 펠리타이징 기계의 일반구조를 요부는 단면으로 나타낸 정면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압축유니트 2 : 냉각유니트

3 : 기계의 프레임 4 : 절단유니트

5 : 타이로드 6 : 제어판넬

10 : 압출실린더 11 : 압출스크류

12 : 구동부재 13 : 원료장입호퍼

14 : 다이헤드 15 : 공급관

20 : 이중냉각조 21 : 제1냉각조

22 : 제2냉각조 23 : 홈형성된 가이드롤러

24 : 배수파이프 25 : 급수관

26 : 물저장탱크 27 : 급수펌프

31 : 상부지지플레이트 32 : 중간지지플레이트

41 : 공급롤러쌍 42 : 고정커터

43 : 회전커터 44 : 방출슈트

45 : 펠릿수집케이스 46 : 스트랜드가이드부재

본 발명은 합성수지분말, 입자 또는 펠릿같은 원료를 압출하여 연속적인 형태의 압출물로 성형하고 이 연속압출물을 냉각한 후에 작은 펠릿으로 절단하는 합성수지 펠리타이징 기계 또는 펠리타이저에 관한 것이다.

합성수지의 몰딩공업에 있어서 원하는 특성의 몰딩제품을 형성하기 위해 여러성질의 다수의 합성수지재료를 혼합하는 것이 통상적이다. 이 경우 혼합이 균일하게 되지 않는다면 최종 제품은 바람직하지 못한 특성을 갖게 된다. 이런 문제점을 피하기 위해 일본국 특허공보 제63-32604호에 제시한 바와같이 여러 가지 합성수지가 각기 압출유니트에 공급되고 여기서 각 종류의 수지들이 가열용융되고 냉각수조속으로 스트랜드로서 압출된다. 냉각된 스트랜드는 미소입자 또는 펠릿으로 절단된다. 이렇게 제조된 미소펠릿은 그후 여러 가지 종류의 합성수지의 유사펠릿과 혼합되어 몰딩 물품을 형성한다.

일반적으로 관련된 형태의 종래의 펠리타이징 기계는 상기 일본국 특허공보에도 언급한 바와같이 대량 생산시스템에 대체하기 위한 대형기계이다. 따라서, 이런 대형 펠리타이징 기계에 이용되는 압출유니트는 반드시 크기가 크며, 유지문제를 고려하여 기계프레임에 수평으로 장착된 압출실린더를 갖는 수평형 압출유니트로 구성된다.

상기 구조의 공지된 펠리타이징 기게는 수평방향으로 많은 공간을 차지하므로 공간을 비효율적으로 사용한다. 또한 공지된 펠리타이징 기계는 여러 가지 몰딩물품에 대하여 최근에 요구되는 다중제품, 소량생산 시스템에 적용할 수 없다. 다중제품, 소량생산에서 종래의 펠리타이징 기계를 사용하면 지나친 스톡의 몰딩물품이 만들어져 복잡한 스톡제어동작이 요구된다. 따라서 크기에서 컴팩트하고 다중제품, 소량 제조시스템에 쉽게 적용될 수 있는 펠리타이징 기계가 강하게 요구된다. 또한 원료수지가 압출스크류의 축에 대하여 직각으로 수평형 압출실린더에 공급되기 때문에 원료수지는 압출실린더의입구에서 막히기쉽다, 또한 스트랜드는 수평형 압출실린더로부터 냉각조속으로 압출됨에 따라서 측방 휨력을 받아 압출된 스트랜드로 만들어진 펠릿의 질에 나쁜영향을 미치게 될 것이다.

그러므로 본 발명의 목적은 컴팩트하며 다중제품 소량생산시스템에 쉽게 적용될 수 있으며, 원료수지를 압출유니트에 원활하게 공급할 수 있을 뿐만아니라 압출된 스트랜드가 냉각조를 통해 원활하게 통과할 수 있는 합성수지 펠리타이징 기계를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면 합성수지, 색소 및 여러 첨가제를 포함한 원료가 용융 및 혼합된 후 압출에 의해 스트랜드로 성형되고 압출된 스트랜드가 냉각되는 몰딩부를 갖는 형태의 합성수지 펠리타이징 기계에 있어서, 하단부가 다이헤드를 갖는 압출실린더가 수평면에 대해 0-90˚의 설치각 θ를 형성하며, 원료 공급통로가 압출실린더의 종축에 대하여 소정 각도로 상기 압출실린더로부터 상부로 연장되며, 냉각유니트는 스트랜드를 냉각하기 위해 다이헤드 뒤에 배치되며, 상기 냉각유니트는 제1냉각조와 제1냉각조 속에 배치된 제2냉각조로 구성된 이중조 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 합성수지 펠리타이징 기계가 제공된다.

압출실린더는 일반적으로 수평이 아니라 수직하게 정렬되므로 펠리타이징 기계는 전체적으로 크기가 컴팩트하고 수평방향으로 비교적 작은 공간을 차지한다. 원료는 원료공급 통로로부터 압출유니트 속으로 비스듬히 공급되어 압출방향으로 들어가기 때문에 압출실린더는 압출실린더의 입구에서 생길 수 있는 막힘문제가 없다.

펠리타이징 기계는 보통 스트랜드를 소정크기의 펠릿으로 절단하기 위해 냉각유니트 속의 스트랜드 공급로의 하류측 단부에 배치된 절단유니트를 구비한다.

수평면에 대한 압출실린더의 설치각도 θ는 45-90°가 바람직하다. 설치각도 θ와 관련하여 합성수지-칩 공급통로와 압출실린더의 종축사이의 각도는 0-45°로 설정된다.

또한, 제1 및 제2 냉각조는 냉각수를 담고 있으며, 냉각수는 펌프에 의해 제1 및 제2 냉각조를 통해 순환된다. 이 순환으로 냉각수가 효과적으로 사용될 수 있다. 압출실린더로부터 냉각유니트쪽으로 압출되는 스트랜드는 측방 휨력을 받지않으며 자체중량에 의해 냉각유니트속으로 들어갈 수 있다.

본 발명의 상기 및 다른 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 원리를 이용한 바람직한 구체예를 예로서 도시한 첨부도면과 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백히 이해될 것이다.

제1도와 제2도에는 본 발명의 제1구체예에 따른 합성수지 펠리타이징 기계가 되시되어 있다. 이 펠리타이징 기계는 전체기계 크기를 줄이도록 구성되어 있다. 이 때문에 수평으로 배열되어야 할 펠리타이징 기계의 부품들이 초소화되어 수직구조를 갖는 부품들이 증대된다. 수직하게 배열된 부품의 전형적인 예는 압출유니트(1)이다. 제1도에 도시한 바와같이 펠리타이징 기계의 압출유니트(1)은 압출실린더(10)과, 압출스크류(11)과, 압출스크류(11)의 구동부재(12)와, 원료장입호퍼(13)으로 구성된다. 압출유니트(1)의 이들 부품(10)-(13)은 종래의 압출유니트와 구조 및 기능적으로 동일하다.

본 구체예의 압출유니트(1)은 전체적으로 압출유니트(1)이 수직하게 배치되는 것이 종래의 것과 다르다. 그 결과 구동부재(12)는 압출실린더(10)의 바로위에 배치되고, 다이헤드(14)는 압출실린더(10)의 하단부에 부착되며, 원료장입호퍼(13)은 압출실린더(10)의 원료입구(10a)로부터 비스듬하게 상방으로 연장되는 원료공급파이프(15)를 개재하여 압출실린더(10)에 평행하게 배치된다. 공급파이프(15)는 그 속에 원료공급 통로를 형성한다. 도시한 구체예에서 압출유니트(1)은 직립상태다. 그러나, 압출유니트(1)은 수평면에 대하여 각도 θ로 경사질 수 있으며, 이 각도는 θ는 0-90°의 범위에 있다. 공간의 효율적인 사용과 압출유니트(1)의 기능을 고려할 때 각도 θ는 45-90°가 바람직하다.

펠리타이징 기계는 또한 다이헤드(14)의 바로 아래에 배치되는 냉각유니트(2)를 갖는다. 제1도와 제2도에 명확히 도시한 바와같이 냉각유니트(2)는 사각형의 제1냉각조(21)과 제1냉각조(21)속에 수용된 사각형의 제2냉각조(22)를 구비한다. 제2냉각조(22)속에는 한쌍의 자유회전하는 홈형성 가이드롤러(23),(23)이 배치된다. 가이드롤러(23)은 스트랜드(S)가 진행하는 스트랜드 공급로의 주부를 이루기 위해 전후방단부(제1도에서 좌측 및 우측단부)에 각각 위치한다. 배수관(24)는 방출공(지시하지 않음)을 통해 제1냉각조(21)의 전방단부(제1도에서 좌측단부)의 바닥면에 연결된다. 마찬가지로 급수관(24)는 공급공(제2도에 도시하였지만 지시하지 않음)을 통해 제2냉각조(22)의 후방단부(제1도에서 우측단부)의 측벽에 연결된다. 급수관(25)는 급수펌프(27)(제1도 참조)에 연결된 수용단부를 갖는다. 급수관(24)는 급수펌프(27)뿐만 아니라 물저장탱크(26)속에 배치된 방출단부를 갖는다. 물저장탱크(26)은 이중냉각조(20) 아래에 배치되며 기계의 프레임(3)에 장착된다.

기계의 프레임(3)은 상부 지지플레이트(31)과 중간 지지플레이트(32)를 갖는 테이블로 구성된다. 압출유니트(1)과 이중 냉각조(20)은 상부 지지플레이트(31)에 장착되고, 물 저장탱크는 중간 지지플레이트(32)에 장착된다.

제1구체예에 따르면 절단유니트(4)가 냉각유니트(2)를 통해 연장되는 스트랜드 공급로의 하류측 단부에 위치하도록 기계프레임(3)의 전방단부벽(제1도에서 좌측단부벽)을 따라서 절단유니트(4)가 배치된다. 펠리타이징 기게의 전체크기를 용이하게 줄이기 위해 기계의 프레임(3)의 전방단부로부터 돌출하는 절단유니트(4)의 종방향길이가 가능한 감소되어 절단유니트(4)는 수평방향으로 축소되고 수직방향으로 기다란 구조를 갖는다. 제1도에 도시한 바와같이 상부 지지플레이트(31)의 전방단부상에는 한쌍의 상호 작용 공급롤러(41)이 장착된다. 고정커터(42)는 공급롤러 쌍(41)의 스트랜드 방출측에 인접배치되고, 회전커터(43)은 고정커터(42)에 직면하여 배치된다. 고정커터(42)와 회전커터(43)은 수직하게 연장되는 사각 튜브형상의 방출슈트(44)속에 위치한다. 슈트(44)는 상부 뚜껑 또는 커버를 갖는다. 펠릿수집케이스(45)는 스트랜드(S)를 절단하여 생긴 입자 또는 펠릿을 속에 수용하기 위하여 방출슈트(44)의 아래에 배치된다. 발포 플라스틱 플레이트같은 탄성재료로 만들어진 스트랜드 가이드부재(46)은 스트랜드(S)를 안내하기 위해 공급롤러쌍(41)의 상류측에 배치된다. 스트랜드 가이드부재(46)은 또한 스트랜드(S)가 냉각되는 동안 스트랜드(S)에 부착된 물을 제거하는 기능을 갖는다. 제1도에서 부호(5)는 타이로드를 나타내고 부호(6a)는 제어판넬을 나타낸다.

절단유니트(4)의 구조는 도시한 구체예에 한정되지 않음은 명확한 것이다. 또한 절단유니트(4)는 기계프레임(3)의 단부벽과 연속상태가 아닐 수 있다. 다른 방법으로서 상기 구체예의 절단유니트(4)는 속에 압출된 스트랜드(S)를 수용하기 위해 스트랜드케이스 또는 컨테이너와 교체될 수 있는데, 이때 절단유니트는 기계프레임(3)과는 별도로 제공된다.

상기 구조의 합성수지 펠리타이징 기계는 다음과 같이 작동한다. 원료 장입호퍼(13)에는 합성수지와 이 합성수지와 소정비율로 혼합되는 소정색의 색소와 소성화제같은 여러 가지 첨가제로 구성된 원료가 장입된다. 원료장입 호퍼(13)속에 장입된 원료는 원료공급관(15)를 통과한 후 원료입구로부터 압출스크류(11)의 축에 대해 소정의 각도를 갖도록 압출방향으로 압출실린더(10)속으로 공급된다.

종래의 압출유니트의 경우에 원료는 압출실린더의 축에 대해 직각으로 압출실린더속으로 공급되는 반면에 본 발명의 경우에 원료는 압출실린더(10)의 종축에 대해 소정의 각도로 압출스크류(11)의 압출방향으로 압출실린더(10)속으로 비스듬히 공급됨을 알아야 한다. 따라서, 본 발명의 펠리타이징 기계에서 압출실린더(10)의 원료입구(10a)의 막힘없이 압출스크류(11)에 의해 원료가 압출방향으로 원활하게 추진된다. 원료는 압출실린더(10)속에서 진행하는 동안 용융되고 균일하게 혼합되므로 최종 제품으로서 형성된 미세입자 또는 펠릿은 질적으로 매우 균일하게 된다.

압출실린더(10)의 내부온도가 적절히 제어되므로 압출실린더(10)속에 공급된 원료는 압출스크류(11)의 회전에 의해 서서히 다이헤드쪽으로 진행함에 따라서 소성화되고 혼합된다. 압출실린더(10)의 하단에 부착된 다이헤드로부터 원료는 소정두께를 갖는 스트랜드(S)의 형태의 제2냉각조(22)속으로 하부로 압출된다. 이 경우 스트랜드(S)의 압출방향은 스트랜드(S)에 작용하는 자체중량방향과 같기 때문에 종래의 수평형 압출유니트에 의해 형성된 스트랜드과는 달리 압출된 스트랜드(S)는 축방향 휨력을 받지않고 자체중량에 의해 제2냉각조(22)속으로 들어갈 수 있다.

스트랜드(S)는 홈형성된 가이드롤러(23)에 의해 안내되는 동안 제2냉각조(22) 속의 냉각수(W)를 통과한다. 따라서, 스트랜드(S)는 냉각수(W)로 냉각된다. 그후 냉각된 스트랜드(S)는 스트랜드의 표면에 붙은 물이 제거되는 시간동안 스트랜드 가이드부재(46)을 통과한다. 이후 스트랜드(S)는 공기롤러쌍(41)에 의하여 고정커터(42)와 회전커터(43)쪽으로 계속 진행한다. 고정커터(42)와 회전커터(43)사이에서 스트랜드(S)는 소정 크기의 입자 또는 펠릿으로 절단된다. 이렇게 만들어진 펠릿은 방출슈트(44)내에 떨어진 후 방출슈트(44)의 아래에 배치된 수집케이스(45)속에 수용된다.

냉각유니트(2)에 있어서 물저장탱크(26)속에 배치된 급수펌프(27)은 저장탱크(26)으로부터 급수관(25)를 통해 제2냉각조(22)로 냉각수(W)를 공급한다. 그후 냉각수(W)는 제2냉각조(22)로부터 넘쳐 제1냉각조(21)속으로 들어가고 이 냉각조로부터 냉각수(W)는 배수관(24)를 통해 물저장탱크(26)속으로 방출되어 냉각수(W)가 저장된다. 이런 순환으로 냉각수(W)는 효과적으로 사용된다.

제3도는 본 발명의 제2구체예를 나타낸다. 본 구체예에서 압출실린더(10)은 약 45°의 각도로 비스듬히 배치되며 원료장입호퍼(13)과 원료공급관(15)는 수직하게 배치된다. 또한 본 구체예에서 원료공급관(15)는 약 45°의 각도로 교차방식으로 압출실린더(10)과 연결된다. 마찬가지로 다이헤드(14)는 동일각도(즉, 45°)로 비스듬히 냉각유니트(2)로 향하므로 압출된 스트랜드(S)는 제2냉각조(22)속으로 비스듬히 들어간다. 이 경우 스트랜드(S)는 스트랜드(S)를 휘게 하려는 휨력을 받는다. 그러나, 이 휨력은 종래의 수평형 압출유니트에서 만들어진 것 보다 상당히 작으며 스트랜드(S)의 질에 무시할 수 있을 정도의 영향만을 미친다. 제2구체예의 다른 구조 및 기능적으로 세부사항은 전술한 제1구체예와 대체로 동일하다.

이렇게 구성된 본 발명은 펠리타이징 기계의 전체크기를 줄일 수 있으므로 펠리타이징 기계가 종래의 펠리타이징 기계와 같은 제조능력을 갖는다면 공간을 효율적으로 사용할 수 있다. 특히 펠리타이징 기계의 전체크기가 다중제품, 소량 생산시스템에 대처하도록 감소될때 여러 유지작업이 쉽게 이루어질 수 있도록 압출유니트(1)은 수직형이다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명의 합성수지 펠리타이징 기계는 전체적으로 컴팩트하므로 공간을 효과적으로 사용할 수 있다. 또한 본 펠리타이징 기계는 소형화요구에 대처할 수 있고 수직형 압출유니트가 사용되더라도 골치아픈 유지문제를 피할 수 있으며, 다중제품, 소량생산시스템에 적용할 수 있다. 수직형 압출유니트는 용융된 수지의 원활한 압출기구를 제공한다. 구체적으로 말해 원료는 압출방향으로 압출실린더속으로 비스듬히 공급되기 때문에 압출실린더의 입구가 막힘이 없이 원료가 압출스크류에 의해 원활하게 진행된다. 원료는 압출실린더속으로 진행하는 동안 소성화되고 균일하게 혼합된다. 다이헤드로부터 압출된 스트랜드는 자체중량에 의해 냉각유니트에 도달하므로 압출되어 불완전하게 응고된 스트랜드는 무리한 휨력을 받지않는다. 따라서, 이 스트랜드로 제조된 펠릿은 높은 치수정밀도를 갖는다.

상기 기술에 비추어볼때 본 발명의 여러 가지 작은 변화 및 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명은 상술한 설명 보다는 첨부하는 특허청구의 범위내에서 실시되어야 함을 알아야 한다.

Claims (5)

1. 합성수지, 색소 및 여러 첨가제를 포함하는 원료가 용융 혼합된 후 압출에 의해 스트랜드(S)로 성형되고, 압출된 스트랜드(S)가 냉각되는 몰딩부를 갖는 형태의 합성수지 펠리타이징 기계에 있어서, 하단부가 다이헤드(14)를 갖는 압출실린더(10)은 수평면에 대해 0-90°의 설치각도 θ를 형성하며, 원료공급통로(15)는 상기 압출실린더(10)의 종축에 대하여 소정 각도로 상기 압출실린더(10)으로부터 상부로 연장되며, 스트랜드(S)를 냉각하기 위해 상기 다이헤드(14)의 아래에는 냉각유니트(2)가 배치되며, 상기 냉각유니트(2)는 제1냉각조(21)과 상기 제1냉각조(21)속에 배치된 제2냉각조(22)로 구성된 이중조 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 합성수지 펠리타이징 기계.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉각유니트(2)는 스트랜드(S)가 통과하는 공급로를 가지며, 상기 기계는 또한 스트랜드(S)를 소정 크기의 펠릿으로 절단하기 위해 상기 공급로의 하류측 단부에 배치된 절단유니트(4)를 구비하는 것을 특징으로 하는 합성수지 펠리타이징 기계.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 수평면에 대한 상기 압출실린더(10)이 상기 설치각도 θ는 45-90°인 것을 특징으로 하는 합성수지 펠리타이징 기계.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원료공급통로(15)와 상기 압출실린더(10)의 종축 사이의 상기 소정 각도는 0-45°인 것을 특징으로 하는 합성수지 펠리타이징 기계.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2냉각조(21,22)는 냉각수(W)를 담고 있으며, 상기 냉각수(W)는 펌프(27)에 의하여 상기 제1 및 제2 냉각조(21,22)를 통해 순환되는 것을 특징으로 하는 합성수지 펠리타이징 기계.