WO2021132871A1 - 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법 및 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치 - Google Patents

플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법 및 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치 Download PDF

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plastic
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molten resin
inert gas
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설후근
문경환
김종욱
김정명
유제혁
최민섭
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주식회사 동희산업
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    • B29C48/14—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the particular extruding conditions, e.g. in a modified atmosphere or by using vibration
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    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling

Definitions

  • the present invention relates to a method for reducing carbonization of a plastic resin extruder capable of maximally preventing the generation of carbonized resin inside the extruder used when manufacturing a plastic fuel tank, and a technology related to a mixing device used in the carbonization reduction method.
  • a vehicle equipped with an engine is provided with a fuel tank capable of storing fuel, and the fuel tank is usually made of steel or plastic. Recently, weight reduction and fuel efficiency improvement have been achieved. The use of plastic fuel tanks is increasing.
  • a plastic fuel tank is largely manufactured through a melting process, an extrusion process, and a blow process.
  • the melting process is a process of melting a plastic material into a molten resin by heating it to a high temperature
  • the extrusion process converts the molten resin into a C-type, twin sheet ( twin sheet), a process of extrusion molding into a parison of a cylindrical shape, etc.
  • the blow process puts the parison into a mold and blows high-pressure air into the parison to mold the parison into the shape of a fuel tank is a process that
  • the material used as the material of the plastic fuel tank is HDPE (High Density Polyethylene) or LDPE (Low Density Polyethylene), and the plastic material is melted by high temperature heat in the melting process to become a plastic molten resin, and the plastic molten resin is used in the extrusion process It is supplied to an extruder that is used, and by extrusion of the extruder, the plastic melt is extruded into a parison of a specific shape (C-shaped, twin sheet, cylindrical).
  • HDPE High Density Polyethylene
  • LDPE Low Density Polyethylene
  • the present invention is a mixing device used in a carbonization reduction method and a carbonization reduction method of a plastic resin extruder capable of maximally suppressing the occurrence of carbonized resin inside the extruder used when manufacturing a plastic fuel tank, through which the extruder is The purpose is to improve the quality of the parison produced through
  • the method for reducing carbonization of the plastic resin extruder of the present invention for achieving the above object includes the steps of supplying an inert gas and a plastic molten resin to a mixing device to be mixed and then supplied to an extruder; and converting the internal atmosphere of the extruder from the active atmosphere to the fluorinated atmosphere by the inert gas supplied into the extruder together with the plastic molten resin; It is characterized in that the occurrence of carbonized resin inside the extruder is suppressed as the internal atmosphere of the extruder is changed to an inert atmosphere.
  • the inert gas is characterized in that it is supplied to the mixing device together with the plastic molten resin in a state contained in a capsule.
  • the capsule is characterized in that the inert gas and plastic molten resin are mixed in the mixing device as the film is broken in the process of passing through the mixing device.
  • the inert gas is characterized in that any one of nitrogen gas or argon gas.
  • the capsule film is characterized in that it is made of the same material as the plastic molten resin.
  • the mixing apparatus used in the carbonization reduction method of the plastic resin extruder according to the present invention includes: a hopper to which a capsule containing an inert gas and a plastic melt resin are supplied together; and a conveying pipe connecting the hopper and the extruder;
  • the capsule is characterized in that the film is broken in the process of passing through the transfer pipe, and as the film is broken, the inert gas and the plastic molten resin are mixed in the transfer pipe and then supplied to the extruder.
  • the lead screw is characterized in that the film of the capsule is broken during the rotation operation to mix the inert gas and the plastic molten resin contained in the capsule, and the mixture of the inert gas and the plastic molten resin is supplied to the extruder through a transfer pipe.
  • It is characterized in that it further comprises a; heater installed in the transfer pipe to generate heat to prevent curing of the plastic molten resin in the transfer pipe.
  • a plurality of the heaters are installed to be spaced apart along the longitudinal direction of the transfer pipe.
  • a capsule containing nitrogen gas and a plastic melt are mixed in a mixing device, and then supplied to the extruder passage of the extruder, and through this, the atmosphere of the extruder passage is changed to an inert atmosphere.
  • the atmosphere of the extruder passage is changed to an inert atmosphere.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram for explaining a method for reducing carbonization of a plastic resin extruder according to the present invention
  • FIG. 2 is a view for explaining the process of manufacturing a capsule containing an inert gas according to the present invention
  • FIG. 3 is a view for explaining a mixing device used in the carbonization reduction method of the plastic resin extruder according to the present invention
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a moving pipe in which a hopper and a lead screw are installed in FIG. 3;
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view for showing the inside of the extruder in FIG.
  • first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another, for example, without departing from the scope of rights according to the inventive concept, a first component may be termed a second component, and similarly The second component may also be referred to as the first component.
  • a method for reducing carbonization of a plastic resin extruder includes the steps of manufacturing a capsule containing an inert gas as shown in FIG. 1 (S1); supplying the capsule containing the inert gas and the plastic molten resin to a mixing device (S2); A step of mixing the inert gas and the plastic molten resin contained in the capsule in a mixing device (S3); While the inert gas and the plastic molten resin are mixed in the mixing device, the operation of the mixing device is supplied to the extruder (S4); And the internal atmosphere of the extruder is changed from an active atmosphere to a fluorinated atmosphere by the inert gas supplied into the extruder together with the plastic molten resin, and as the internal atmosphere of the extruder is changed to an inert atmosphere, a phenomenon in which a carbonized resin is generated inside the extruder This includes the step S5 being suppressed.
  • the material used as the material of the plastic fuel tank is HDPE (High Density Polyethylene) or LDPE (Low Density Polyethylene), and the plastic material is melted by high-temperature heat in the melting process to become a plastic molten resin, and the plastic molten resin is used in the extrusion process It is supplied to the extruder used in the company, and by extrusion of the extruder, the plastic melt is extruded into a parison of a specific shape (C-shaped, twin sheet, cylindrical).
  • HDPE High Density Polyethylene
  • LDPE Low Density Polyethylene
  • the parison extruded through the extruder is put into a mold used in the blow process, and high-pressure air is blown into the parison to shape the parison into the shape of a fuel tank.
  • the embodiment according to the present invention blocks the high temperature plastic molten resin from contacting oxygen by changing the atmosphere inside the extruder, that is, the extruder passage from an active atmosphere to an inert atmosphere, and through this, the oxidation reaction of the plastic molten resin is inhibited.
  • the generation of carbonized resin is blocked as much as possible, and as a result, the quality of the parison extruded through the extruder can be improved.
  • an inert gas nitrogen, argon, etc.
  • the price is low. It is based on the use of inexpensive nitrogen.
  • the inert gas (nitrogen) contained in the cylinder 1 is transferred to the capsule making machine 3 through the hose 2, and the inert gas A plurality of capsules 10 containing (G, nitrogen) are produced.
  • the film 11 forming the capsule 10 is preferably made of the same material (HDPE or LDPE) as the plastic molten resin in order to prevent the physical properties of the plastic molten resin from changing when mixed with the plastic molten resin, but limited to this it's not going to be
  • a plurality of capsules 10 containing an inert gas (G, nitrogen) and the plastic molten resin 20 are supplied to the mixing device 100 together. , is supplied through the hopper 110 constituting the mixing device (100).
  • the hopper 110 of the mixing apparatus 100 is connected to the transfer pipe 120 , and the transfer pipe 120 has a structure connected to the extruder 200 .
  • a lead screw 130 is rotatably installed in the transfer pipe 120 , and the lead screw 130 is configured to rotate by receiving power from the motor 140 .
  • Mixing apparatus 100 is a hopper 110, hopper 110 and extruder 200 to which a plurality of capsules 10 containing inert gas (G, nitrogen) and the plastic molten resin 20 are supplied together.
  • the pipe 120 , the lead screw 130 rotatably installed in the transfer pipe 120 , the motor 140 providing rotational power to the lead screw 130 , and the transfer pipe 120 are arranged along the longitudinal direction of the pipe 120 .
  • the heater 150 generates heat and serves to prevent curing of the plastic molten resin 20 present in the transfer pipe 120 .
  • a plurality of heaters 150 are installed to be spaced apart along the longitudinal direction of the transfer pipe 120 , and through this, it is possible to evenly heat the entire section of the transfer pipe 120 .
  • the plastic molten resin 20 mixed with the inert gas (G, nitrogen) is supplied to the extruder passage 210 formed in the extruder 200 as shown in FIG. 5 by the rotation of the lead screw 130 .
  • the extruder passage 210 is exposed to the atmosphere, so that oxygen is present in the extruder passage 210, which causes the atmosphere of the extruder passage 210 to exist as an active atmosphere.
  • the inert gas (G, nitrogen) fills the extruder passage 210, thereby causing the extruder passage 210
  • the active atmosphere is changed to an inactive atmosphere.
  • the atmosphere of the extruder passage 210 is changed to an inert atmosphere, the high-temperature plastic molten resin 20 is blocked from contacting oxygen, thereby blocking the oxidation reaction of the plastic molten resin 20, thereby preventing the extruder passage. It is possible to suppress the occurrence of the carbonized resin in the 210 as much as possible, and as a result, it is possible to improve the quality of the parison extruded through the extruder 200 .
  • the atmosphere of the extruder passage can be changed to an inert atmosphere by supplying nitrogen gas directly from the cylinder containing nitrogen gas to the extruder passage of the extruder, but in general, the internal pressure of the extruder is much higher than the pressure of the cylinder containing nitrogen gas. It is large, and due to this, there is a problem that it is practically impossible to directly supply the nitrogen gas of the cylinder to the extruder passage.
  • the embodiment according to the present invention makes a capsule 10 containing nitrogen gas (G), and after mixing the capsule 10 and the plastic molten resin 20 in the mixing device 100, the extruder of the extruder 200 In the configuration of supplying to the passage 210 , there is an advantage that nitrogen gas (G), which is an inert gas, can be more smoothly supplied to the extruder passage 210 through this.
  • nitrogen gas (G) which is an inert gas
  • the extruder passage 210 of the extruder 200 By changing the atmosphere of the extruder passage 210 to an inert atmosphere, the high-temperature plastic molten resin 20 is blocked from contacting oxygen, thereby blocking the oxidation reaction of the plastic molten resin 20. It is possible to suppress the occurrence of carbonized resin in the extruder passage 210 as much as possible, and as a result, there is an advantage in that the quality of the parison extruded through the extruder 200 can be improved.

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Abstract

본 발명은 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법 및 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치에 관한 것으로, 질소가스(G)가 담겨진 캡슐(10)과 플라스틱 용융수지(20)를 믹싱장치(100)에서 혼합한 후 압출기(200)의 압출기통로(210)로 공급하고, 이를 통해 압출기통로(210)의 분위기를 불활성분위기로 바꾸어줌으로써 플라스틱 용융수지(20)의 산화반응을 차단하여 압출기통로(210)에 탄화수지가 발생하는 현상을 최대한 억제할 수 있도록 된 것이다.

Description

플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법 및 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치
본 발명은 플라스틱 연료탱크를 제작할 때에 사용하는 압출기의 내부에 탄화수지가 생성되는 것을 최대한 방지할 수 있는 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법 및 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치에 관한 기술이다.
일반적으로 엔진을 구비한 차량은 연료를 보관할 수 있는 연료탱크가 구비되어 있는 바, 연료탱크는 보통 그 재질이 스틸(steel)인 것과 플라스틱(plastic) 인 것이 있으며, 최근에는 중량감소 및 연비향상을 위해 플라스틱 연료탱크의 사용이 증가하고 있다.
플라스틱 연료탱크는 크게 용융 공정, 압출 공정, 블로우 공정을 통해서 제작되는 바, 상기 용융 공정은 플라스틱 소재를 고온으로 가열해서 용융수지로 녹이는 공정이고, 상기 압출 공정은 용융수지를 C형, 트윈 시트(twin sheet), 원통모양 등의 패리슨(parison)으로 압출 성형하는 공정이며, 상기 블로우 공정은 패리슨을 금형에 넣고 패리슨의 내부로 고압의 에어를 불어넣어서 패리슨을 연료탱크의 형상으로 성형하는 공정이다.
플라스틱 연료탱크의 재료로서 사용되는 소재는 HDPE(High Density Polyethylene) 또는 LDPE(Low Density Polyethylene)이고, 플라스틱 소재가 용융 공정에서 고온의 열에 의해 녹아서 플라스틱 용융수지로 되고, 플라스틱 용융수지는 압출 공정에서 사용되는 압출기로 공급되며, 압출기의 압출에 의해 플라스틱 용융수지는 특정 형상(C형, 트윈 시트, 원통형)의 패리슨으로 압출 성형되는 것이다.
한편, 고온의 플라스틱 용융수지가 공기 중의 산소와 접촉하게 되면, 산화반응에 의해 탄소덩어리로 변하는 탄화현상이 발생하고, 탄화현상으로 인해 압출기의 내부에는 탄화수지가 발생해서 쌓이게 되며, 압출기에 발생한 탄화수지로 인해 압출 성형된 패리슨의 품질이 나빠지는 단점이 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
이에 관한 종래기술로는 KR 10-2009-0060809 A가 있다.
본 발명은, 플라스틱 연료탱크를 제작할 때에 사용하는 압출기의 내부에 탄화수지가 발생하는 현상을 최대한 억제시킬 수 있는 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법 및 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치로서, 이를 통해 압출기를 통해 제작된 패리슨의 품질을 개선할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법은, 불활성기체와 플라스틱 용융수지가 믹싱장치로 공급되어서 혼합된 후 압출기로 공급되는 단계; 및 상기 플라스틱 용융수지와 함께 압출기 내부로 공급된 불활성기체에 의해 압출기의 내부분위기가 활성분위기에서 불화성분위기로 변환되는 단계를 포함하고; 상기 압출기의 내부분위기가 불활성분위기로 바뀜에 따라 압출기 내부에 탄화수지가 발생하는 현상이 억제되는 것을 특징으로 한다.
상기 불활성기체는 캡슐에 담겨진 상태로 플라스틱 용융수지와 함께 믹싱장치로 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 캡슐은 믹싱장치를 통과하는 과정에서 피막이 파손됨에 따라 불활성기체와 플라스틱 용융수지와 믹싱장치에서 혼합되는 것을 특징으로 한다.
상기 불활성기체는 질소가스 또는 아르곤가스 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 캡슐의 피막은 플라스틱 용융수지와 동일재질인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따른 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치는, 불활성기체가 담겨진 캡슐과 플라스틱 용융수지가 함께 공급되는 호퍼; 및 상기 호퍼와 압출기를 연결하는 이송파이프를 포함하고; 상기 캡슐은 이송파이프를 통과하는 과정에서 피막이 파손되고, 피막이 파손됨에 따라 불활성기체와 플라스틱 용융수지가 이송파이프에서 혼합된 후 압출기로 공급되는 것을 특징으로 한다.
상기 이송파이프내에 회전 가능하게 설치된 리드스크루를 더 포함하고; 상기 리드스크루는 회전 작동시 캡슐의 피막을 파손시켜서 캡슐에 담겨진 불활성기체와 플라스틱 용융수지를 혼합시키고, 불활성기체와 플라스틱 용융수지의 혼합물을 이송파이프를 통해 압출기로 공급하는 것을 특징으로 한다.
상기 리드스크루와 연결되어서 리드스크루의 회전작동을 위해 동력을 제공하는 모터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 이송파이프에 설치되어서 이송파이프내의 플라스틱 용융수지의 경화를 방지하도록 열을 발생하는 히터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 히터는 이송파이프의 길이방향을 따라 다수개가 이격되게 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 실시예는, 질소가스가 담겨진 캡슐과 플라스틱 용융수지를 믹싱장치에서 혼합한 후 압출기의 압출기통로로 공급하고, 이를 통해 압출기통로의 분위기를 불활성분위기로 바꾸어줌으로써 고온의 플라스틱 용융수지가 산소와 접촉하는 것을 차단하고, 이로 인해 플라스틱 용융수지의 산화반응이 차단됨으로써 압출기통로에 탄화수지가 발생하는 현상을 최대한 억제할 수 있으며, 이 결과 압출기를 통해 압출 성형된 패리슨의 품질 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법을 설명하기 위한 개략적인 블록도,
도 2는 본 발명에 따라 불활성기체가 담겨진 캡슐을 제작하는 과정을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치를 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 3에서 호퍼 및 리드스크루가 설치된 이동파이프의 확대 단면도,
도 5는 도 3에서 압출기의 내부를 보여주기 위한 확대 단면도이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예를 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법 및 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 불활성기체가 담겨진 캡슐을 제작하는 단계(S1); 상기 불활성기체가 담겨진 캡슐과 플라스틱 용융수지가 믹싱장치로 공급되는 단계(S2); 상기 캡슐에 담겨진 불활성기체와 플라스틱 용융수지가 믹싱장치에서 혼합되는 단계(S3); 불활성기체와 플라스틱 용융수지가 믹싱장치에서 혼합되면서 믹싱장치의 작동으로 압출기로 공급되는 단계(S4); 및 상기 플라스틱 용융수지와 함께 압출기 내부로 공급된 불활성기체에 의해 압출기의 내부분위기가 활성분위기에서 불화성분위기로 바뀌고, 압출기의 내부분위기가 불활성분위기로 바뀜에 따라 압출기 내부에 탄화수지가 발생하는 현상이 억제되는 단계(S5)를 포함한다.
즉, 플라스틱 연료탱크의 재료로서 사용되는 소재는 HDPE(High Density Polyethylene) 또는 LDPE(Low Density Polyethylene)이고, 플라스틱 소재가 용융 공정에서 고온의 열에 의해 녹아서 플라스틱 용융수지로 되고, 플라스틱 용융수지는 압출 공정에서 사용되는 압출기로 공급되며, 압출기의 압출에 의해 플라스틱 용융수지는 특정 형상(C형, 트윈 시트, 원통형)의 패리슨으로 압출 성형된다.
그리고, 압출기를 통해 압출 성형된 패리슨은 블로우 공정에서 사용하는 금형에 넣고 패리슨의 내부로 고압의 에어를 불어넣어서 패리슨을 연료탱크의 형상으로 성형한다.
한편, 고온의 플라스틱 용융수지가 공기 중의 산소와 접촉하게 되면, 산화반응에 의해 탄소덩어리로 변하는 탄화현상이 발생하게 되는데, 탄화현상으로 인해 발생된 탄화수지가 압출기의 내부(플라스틱 용융수지가 패리슨으로 압출 성형되는 압출기통로)에 쌓이게 되며, 압출기의 압출기통로에 쌓인 탄화수지로 인해 압출 성형된 패리슨의 품질이 나빠지는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명에 따른 실시예는 압출기의 내부, 즉 압출기통로의 분위기를 활성분위기에서 불활성분위기로 바꾸어 줌으로써 고온의 플라스틱 용융수지가 산소와 접촉하는 것을 차단하고, 이를 통해 플라스틱 용융수지의 산화반응을 차단함으로써 탄화수지의 발생을 최대한 차단하며, 이 결과 압출기를 통해 압출 성형된 패리슨의 품질 향상을 도모할 수 있도록 하는 것이다.
압출기의 내부는 대기로 노출된 상태이므로 압출기통로에는 산소가 존재하고, 이로 인해 압출기통로의 분위기는 활성분위기로 존재하게 된다.
압출기통로의 활성분위기를 불활성분위기로 바꾸기 위해서는 압출기통로에 존재하는 산소를 없애고 대신에 불활성기체(질소, 아르곤 등)를 채워주면 되는 바, 본 발명에 따른 실시예에서 사용하는 불활성기체로는 가격이 저렴한 질소를 사용하는 것을 기본으로 한다.
압출기의 압출기통로에 불활성기체(질소)를 채워주기 위해서는 먼저 도 2에 도시된 바와 같이 봄베(1)에 담겨진 불활성기체(질소)를 호스(2)를 통해 캡슐제작기(3)로 전달해서 불활성기체(G,질소)가 담겨진 다수개의 캡슐(10)을 제작한다.
이때, 캡슐(10)을 형성하는 피막(11)은 플라스틱 용융수지와의 혼합시 플라스틱 용융수지의 물성치가 변하는 것을 방지하기 위해 플라스틱 용융수지와 동일재질(HDPE 또는 LDPE)인 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
캡슐(10)의 제작이 완료되고 나면 도 2에 도시된 바와 같이 불활성기체(G,질소)가 담겨진 다수개의 캡슐(10)과 플라스틱 용융수지(20)는 함께 믹싱장치(100)로 공급되는 바, 믹싱장치(100)를 구성하는 호퍼(110)를 통해 공급된다.
믹싱장치(100)의 호퍼(110)는 이송파이프(120)와 연결되고, 이송파이프(120)는 압출기(200)와 연결된 구조를 갖는다.
이송파이프(120)내에는 리드스크루(130)가 회전 가능하게 설치되고, 리드스크루(130)는 모터(140)의 동력을 전달받아서 회전하는 구성을 갖는다.
믹싱장치(100)는 불활성기체(G,질소)가 담겨진 다수개의 캡슐(10)과 플라스틱 용융수지(20)가 함께 공급되는 호퍼(110), 호퍼(110)와 압출기(200)를 연결하는 이송파이프(120), 이송파이프(120)내에 회전 가능하게 설치된 리드스크루(130), 리드스크루(130)에 회전 동력을 제공하는 모터(140), 및 이송파이프(120)의 길이방향을 따라 배치되게 설치된 히터(150)를 포함하는 구성으로, 히터(150)는 열을 발생해서 이송파이프(120)내에 존재하는 플라스틱 용융수지(20)의 경화를 방지하는 역할을 한다.
히터(150)는 이송파이프(120)의 길이방향을 따라 다수개가 이격되게 설치되며, 이를 통해 이송파이프(120)의 전체 구간을 골르게 히팅시킬 수가 있게 된다.
불활성기체(G,질소)가 담겨진 다수개의 캡슐(10)과 플라스틱 용융수지(20)가 호퍼(110)를 통해 믹싱장치(100)로 공급되면, 리드스크루(130)가 있는 이송파이프(120)로 이동하고, 리드스크루(130)의 회전마찰에 의해 캡슐(10)의 피막(11)이 깨지면서 캡슐(10)에 담겨진 불활성기체(G,질소)가 플라스틱 용융수지(20)와 혼합된다.
불활성기체(G,질소)가 혼합된 플라스틱 용융수지(20)는 리드스크루(130)의 회전에 의해 이동해서 도 5와 같이 압출기(200)에 형성된 압출기통로(210)로 공급된다.
평상시 압출기통로(210)는 대기로 노출되어서 압출기통로(210)에는 산소가 존재하고, 이로 인해 압출기통로(210)의 분위기는 활성분위기로 존재하게 된다.
압출기통로(210)에 불활성기체(G,질소)가 혼합된 플라스틱 용융수지(20)가 공급되면, 불활성기체(G,질소)가 압출기통로(210)를 채우게 되고, 이로 인해 압출기통로(210)의 활성분위기는 불활성분위기로 바뀌게 된다.
이와 같이, 압출기통로(210)의 분위기가 불활성분위기로 바뀌게 되면, 고온의 플라스틱 용융수지(20)가 산소와 접촉하는 것이 차단되고, 이로 인해 플라스틱 용융수지(20)의 산화반응이 차단됨으로써 압출기통로(210)에 탄화수지가 발생하는 현상을 최대한 억제할 수 있게 되는 바, 이 결과 압출기(200)를 통해 압출 성형된 패리슨(parison)의 품질 향상을 도모할 수 있게 되는 것이다.
한편, 질소가스가 담겨진 봄베로부터 질소가스를 바로 압출기의 압출기통로로 공급해서 압출기통로의 분위기를 불활성분위기로 바꿀 수도 있지만, 통상의 경우는 질소가스가 담겨진 봄베의 압력보다 압출기의 내부압력이 훨씬 더 크고, 이로 인해 봄베의 질소가스를 압출기통로로 직접 공급하는 것이 현실적으로는 거의 불가능한 문제가 있다.
따라서, 본 발명에 따른 실시예는 질소가스(G)가 담겨진 캡슐(10)을 만들어서, 캡슐(10)과 플라스틱 용융수지(20)를 믹싱장치(100)에서 혼합한 후 압출기(200)의 압출기통로(210)로 공급하는 구성으로, 이를 통해 압출기통로(210)로 불활성기체인 질소가스(G)를 보다 원활히 공급할 수 있는 장점이 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 질소가스(G)가 담겨진 캡슐(10)과 플라스틱 용융수지(20)를 믹싱장치(100)에서 혼합한 후 압출기(200)의 압출기통로(210)로 공급하고, 이를 통해 압출기통로(210)의 분위기를 불활성분위기로 바꾸어줌으로써 고온의 플라스틱 용융수지(20)가 산소와 접촉하는 것을 차단하고, 이로 인해 플라스틱 용융수지(20)의 산화반응이 차단됨으로써 압출기통로(210)에 탄화수지가 발생하는 현상을 최대한 억제할 수 있으며, 이 결과 압출기(200)를 통해 압출 성형된 패리슨(parison)의 품질 향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[부호의 설명]
1 - 봄베 2 - 호스
3 - 캡슐제작기 10 - 캡슐
11 - 피막 20 - 플라스틱 용융수지
100 - 믹싱장치 110 - 호퍼
120 - 이송파이프 130 - 리드스크루
140 - 모터 150 - 히터
200 - 압출기 210 - 압출기통로
G - 불활성기체

Claims (10)

  1. 불활성기체와 플라스틱 용융수지가 믹싱장치로 공급되어서 혼합된 후 압출기로 공급되는 단계; 및
    상기 플라스틱 용융수지와 함께 압출기 내부로 공급된 불활성기체에 의해 압출기의 내부분위기가 활성분위기에서 불화성분위기로 변환되는 단계를 포함하고;
    상기 압출기의 내부분위기가 불활성분위기로 바뀜에 따라 압출기 내부에 탄화수지가 발생하는 현상이 억제되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 불활성기체는 캡슐에 담겨진 상태로 플라스틱 용융수지와 함께 믹싱장치로 공급되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 캡슐은 믹싱장치를 통과하는 과정에서 피막이 파손됨에 따라 불활성기체와 플라스틱 용융수지와 믹싱장치에서 혼합되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 불활성기체는 질소가스 또는 아르곤가스 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 캡슐의 피막은 플라스틱 용융수지와 동일재질인 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법.
  6. 불활성기체가 담겨진 캡슐과 플라스틱 용융수지가 함께 공급되는 호퍼; 및
    상기 호퍼와 압출기를 연결하는 이송파이프를 포함하고;
    상기 캡슐은 이송파이프를 통과하는 과정에서 피막이 파손되고, 피막이 파손됨에 따라 불활성기체와 플라스틱 용융수지가 이송파이프에서 혼합된 후 압출기로 공급되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 이송파이프내에 회전 가능하게 설치된 리드스크루를 더 포함하고;
    상기 리드스크루는 회전 작동시 캡슐의 피막을 파손시켜서 캡슐에 담겨진 불활성기체와 플라스틱 용융수지를 혼합시키고, 불활성기체와 플라스틱 용융수지의 혼합물을 이송파이프를 통해 압출기로 공급하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 리드스크루와 연결되어서 리드스크루의 회전작동을 위해 동력을 제공하는 모터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 이송파이프에 설치되어서 이송파이프내의 플라스틱 용융수지의 경화를 방지하도록 열을 발생하는 히터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 히터는 이송파이프의 길이방향을 따라 다수개가 이격되게 설치된 것을 특징으로 하는 플라스틱 수지 압출기의 탄화 저감방법에 사용되는 믹싱장치.
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