KR100541055B1 - Ａｂｓ 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 개선된 압출기 - Google Patents

Ａｂｓ 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 개선된 압출기 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 압출기는 다이헤드 부위의 스케일 형성을 제거하기 위하여 종래의 다이헤드 및 스크린 체인저(screen changer)를 제거하고 퀵 오프닝 타입(quick opening type)의 다이헤드로 개선하고, 토출불량으로 인한 압출제품의 외관 품질불량을 해소하기 위하여 종래의 2단계 혼합부(2 stage kneading) 형상을 갖는 스크류 대신에 3단계 혼합부(3 stage kneading) 형상을 갖는 스크류를 사용하고, 브레이커 플레이트 가장자리 부위와 플레이트 구멍사이의 간격을 약 5.5mm로 넓히며 약 194mm의 장경과 약 104mm의 단경을 갖는 돗자리 형태의 메쉬를 사용하는 것을 그 특징으로 한다.
ABS 수지 조성물 펠렛, 압출기, 스크류, 다이헤드, 스크린체인저, 브레이커 플레이트

Description

ＡＢＳ 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 개선된 압출기{Improved Extruder for Preparing ABS Resion Pellts}
제1도는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 종래의 압출기의 개략적인 구성도이다.
제2도는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 본 발명에 따른 압출기의 개략적인 구성도이다.
제3도는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 종래의 압출기 스크류의 개략적인 구성도이다.
제4도는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 본 발명에 따른 압출기 스크류의 개략적인 구성도이다.
제5도는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 종래의 브레이커 플레이트(breaker plate)에 관한 도면으로, (가)도는 브레이커 플레이트의 개략적인 평면도이고, (나)도는 메쉬(mesh)의 개략적인 평면도이고, (다)도는 메쉬 형태를 나타낸 도면이다.
제6도는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 본 발명에 따른 브레이커 플레이트(breaker plate)에 관한 도면으로, (가)도는 브레이커 플레이트의 개략적인 평면도이고, (나)도는 메쉬(mesh)의 개략적인 평면도이고, (다)도는 메쉬 형태를 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *
1: 호퍼 2: 피더(feeder)
3: 모터 4: 기어박스
5: 압출기 6: 다이헤드(die head)
7: 스크린체인저(screen changer) 8: 바렐(barrel)
10: 스크류 21: 브레이커 플레이트
22: 메쉬
발명의 분야
본 발명은 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 압출기에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 압출기 다이헤드를 개선하여 생산량을 증가시키고, 교체시간을 단축시키며, 품질불량을 예방하고, 스크류의 형상을 개선하여 압출되는 제품의 외관품질불량을 예방하며, 브레이커 플레이트의 가장자리의 간격과 메쉬 사이 즈를 개선하여 제품의 품질불량을 개선하기 위한 압출기에 관한 것이다.
발명의 배경
종래의 압출기로부터 ABS 수지 펠렛을 제조하는 경우에는 압출기의 공급부에서 파우더 슬립(powder slip) 현상이 일어나기 때문에 생산량이 감소되고 있다. 동일한 압출기에서 ABS 수지를 작업하는 경우에 고충격 폴리스티렌(HIPS) 대비 약 20%에 달하는 양이 감소된다.
또한 종래의 압출기는 다이헤드(die head) 부위에서 스케일이 형성되어 생산량이 저하되고 제품의 품질불량을 야기시키고 있다. 다이헤드 내부에 용융된 수지가 장시간 체류함으로써 스케일(scale)이 형성되고 그 결과 벤트업(vent up)이 발생하고, 이 벤트업은 부하를 증가시키게 된다. 나아가 종래의 압출기는 스크류를 교체할 때 7시간 정도의 장시간이 소요된다. 스크류는 통상 1년에 5, 6회 정도 교체하는데, 교체로 인한 손실이 적지 않은 실정이다.
스크류의 형상은 제품의 품질에 직접적인 영향을 미치게 되는데, 종래의 스크류는 토출불량을 일으켜 압출된 제품의 품질을 저하시키는 요인이 되고 있다.
또한 종래의 압출기는 브레이커 플레이트의 가장자리와 구멍사이의 간격이 좁고 메쉬 사이즈가 적절하지 못하여 미용융으로 인한 품질불량이 발생하고 있다.
상기와 같은 종래의 압출기가 갖는 문제점을 해결하고자, 본 발명자는 압출기 다이헤드, 스크류 및 브레이커 플레이트를 개선한 본 발명의 압출기를 개발하기 에 이른 것이다.
본 발명의 목적은 종래의 압출기 다이헤드(die head) 부위에 스케일이 형성되는 것을 방지하기 위하여 개선된 퀵 오프닝 타입(quick opening type)의 다이헤드(die head)를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 압출기의 스크류가 2 단계 혼합부(2 stage kneading) 형상을 가짐으로써 토출불량으로 인한 압출제품의 외관 품질불량을 해소하기 위하여 개선된 3 단계 혼합부(3 stage kneading) 형상을 가지는 스크류를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 종래의 압출기의 브레이커 플레이트의 가장자리 부위와 플레이트 구멍 사이의 간격이 좁고 메쉬 사이즈가 적절하지 못하여 미용융으로 인한 품질불량이 발생하는 것을 막기 위하여 브레이커 플레이트 가장자리 부위와 플레이트 구멍사이의 간격이 넓은 돗자리 형태의 개선된 메쉬를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명에 따른 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 압출기는 다이헤드 부위의 스케일 형성을 제거하기 위하여 종래의 다이헤드 및 스크린 체인저(screen changer)를 제거하고 퀵 오프닝 타입(quick opening type)의 다이헤드로 개선하고, 토출불량으로 인한 압출제품의 외관 품질불량을 해소하기 위하여 종래의 2단계 혼합부(2 stage kneading) 형상을 갖는 스크류 대신에 3단계 혼합부(3 stage kneading) 형상을 갖는 스크류를 사용하고, 브레이커 플레이트 가장자리 부위와 플레이트 구멍사이의 간격을 약 5.5mm로 넓히며 약 194mm의 장경과 약 104mm의 단경을 갖는 돗자리 형태의 메쉬를 사용하는 것을 그 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
제1도는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 종래의 압출기를 개략적으로 도시하고 있다.
종래의 압출기의 경우에는 스크류를 통과한 유동상태의 플라스틱이 성형을 위하여 다이(die) 내부로 유입되는 과정에서 다이헤드(die head) 부분을 통과하게 되는데, 이처럼 유동상태의 플라스틱이 이동하면서 다이헤드(die head) 부위에 일정시간 머무르게 된다. 그런데, 이처럼 다이헤드(die head) 부분에 유동상태의 플라스틱이 머무르는 과정에서 플라스틱의 일부가 경화되어 다이헤드(die head) 부분에 스케일(scale)을 형성하는 일이 많으며, 결국 이러한 스케일(scale)로 인하여 바렐(barrel) 부분의 벤트(vent) 압력이 증가할 수 밖에 없었다. 또한, 이러한 바렐(barrel) 부분의 벤트(vent) 압력의 증가는 바렐(barrel)로 유입되어야 하는 플라스틱의 양을 점차 감소시키게 되어 결과적으로 생산량을 감소시키는 결과를 가져 오게 되었다. 더욱이 다이헤드(die head) 부위의 스케일(scale)은 다이(die)로 이동되는 플라스틱을 균질치 못하게 함으로써 생산물의 품질저하를 가져오게 된다. 따라서, 종래 압출기에서 사용되었던 다이헤드(die head)는 사용시간의 경과에 따라 점차 품질저하 및 생산량 저하라는 결과를 낳을 수 밖에 없었다. 물론, 이러한 단점들을 보완하기 위하여 용융되지 아니한 플라스틱이나 불량품 등을 제거하기 위한 스크린(screen, 도면에는 도시되지 아니함) 및 스크린체인저(screen changer) 등을 설치하여 운용하여 왔으나, 그에 따른 비용이나 시간, 인력 등에 있어서 상당한 손실이 감수하여야 했다.
제2도는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 본 발명에 따른 압출기를 나타내고 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 압출기는 종래의 스크린(screen) 및 스크린 체인저(screen changer)를 제거하고, 다이헤드(die head)를 퀵 오프닝 타입(quick opening type)으로 개선하였다.
즉, 다이헤드(die head)를 용이하게 열고 닫을 수 있는 퀵 오프닝 타입(quick opening type)으로 개선함으로써, 작업자의 판단에 따라 일정시간 간격으로 다이헤드(die head)를 열어 그 내부에 생성된 스케일(scale)을 직접 제거해낼 수 있도록 하였다. 따라서, 다이헤드(die head) 내부에 스케일(scale)이 쌓이지 않게 되어 바렐(barrel) 내부의 벤트(vent) 압력도 일정 수준으로 유지할 수가 있게 되며, 바렐(barrel)로 유입되는 플라스틱의 양도 일정하게 유지할 수 있게 되어 생산량 감소라는 문제를 해결할 수 있게 된다. 또한, 유동상태의 플라스틱이 스케일(scale)이 끼어 있지 아니한 깨끗한 다이헤드(die head)를 통과함에 따라 품질저하라는 문제도 해결될 수가 있게 된다. 더욱이, 다이헤드(die head) 부위의 스케일(scale)을 직접 용이하게 제거할 수 있게 됨에 따라, 이러한 역할을 위하여 종래에 설치되었던 스크린(screen) 및 스크린체인저(screen changer)가 필요 없게 되고, 그에 따른 비용, 인력, 시간 등의 손실을 방지할 수 있게 된다.
제3도는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 종래의 압출기 스크류를 개략적으로 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 종래의 스크류는 공급부(feeding) 다음의 혼합부(kneading)가 2단계로 형성되어 있다(세밀하게 수선이 그려져 있는 두 부분). 통상적으로 이러한 혼합부(kneading)는 스크류의 공급부(feeding)를 통과한 유동상태의 플라스틱을 균질화시키기 위하여 혼합시키는 역할을 하고 있는데, 종래의 스크류는 2단계 혼합부(2 stage kneading) 형상을 가지는 스크류를 사용하고 있었다. 그런데, 상기 종래의 스크류의 경우에는 미용융된 플라스틱이 발생하거나 토출불량 등의 문제가 발생하여 이로 인한 제품불량, 제품의 질 저하 등의 결과가 발생하곤 했다.
제4도는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 본 발명에 따른 압출기 스크류를 개략적으로 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스크류는 혼합부(kneading)가 3단계로 이루어져 있다. 즉, 스크류의 혼합부(kneading)를 3단계로 증가시켜 사용하였는데, 이러한 3단계 혼합부(3 stage kneading) 형상을 가지는 스크류를 사용한 결과, 종 래 스크류 사용시에 발생하였던 미용융된 플라스틱이나 토출불량 등의 문제가 감소하게 되었고, 따라서, 제품불량, 품질 저하 등의 결과를 해소할 수 있게 되었다.
제5도는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 종래의 브레이커 플레이트(breaker plate)를 도시하고 있다. 제5도에서 (가)도는 브레이커 플레이트의 개략적인 평면도이고, (나)도는 메쉬(mesh)의 개략적인 평면도이고, (다)도는 메쉬 형태를 나타낸 도면이다.
브레이커 플레이트(breaker plate)는 용융상태의 플라스틱 재료의 흐름을 제한함으로써 바렐(barrel) 내의 압력을 높여 재료의 혼합상태를 향상시키고, 바렐(barrel) 내의 스크류에 의해 비틀어져 압출되어 오는 재료의 흐름을 바르게 정류하는 기능을 하고 있었다.
그러나, (가)에 도시된 종래의 브레이커 플레이트(breaker plate)의 경우에는 브레이커 플레이트(breaker plate)의 가장부위와 플레이트 구멍 사이의 간격이 좁고(4 mm), (나)에 도시된 종래의 메쉬(mesh)의 사이즈가 적절하지 못하여(가로 184 mm, 세로 100 mm) 다이(die)로 이동되어지는 플라스틱 재료 중에 미용융 상태의 플라스틱 재료들이 발생하는 경우가 많았고, 이에 따른 품질불량의 문제가 발생하고는 하였다.
제6도는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 본 발명에 따른 브레이커 플레이트(breaker plate)에 관한 도면이다. 제6도에서 (가)도는 브레이커 플레이트의 개략적인 평면도이고, (나)도는 메쉬(mesh)의 개략적인 평면도이고, (다)도는 메쉬 형태를 나타낸 도면이다.
(가)에 도시된 본 발명에 따른 브레이커 플레이트(breaker plate)는 종래의 브레이커 플레이트(breaker plate)에 비해 브레이커 플레이트(breaker plate)의 가장자리 부위와 플레이트 구멍 사이의 간격을 5.5 mm로 늘이고, (나)에 도시된 본 발명에 따른 메쉬(mesh)의 사이즈를 가로 194 mm, 세로 104 mm로 개선함으로써 종래의 브레이커 플레이트(breaker plate)를 사용하였을 때에 발생하였던 문제점들을 개선 및 보완하게 되었다.
상기 본 발명에 따른 개선된 압출기를 사용한 결과, 일 9.3톤의 생산량 증가가 있었으며, 연간 약 3,000 톤의 생산량 증대를 가져왔다.
본 발명은 종래의 압출기 다이헤드(die head) 부위에 스케일이 형성되는 것을 방지하기 위하여 개선된 퀵 오프닝 타입(quick opening type)의 다이헤드(die head)를 제공하는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 종래의 압출기의 스크류가 2 단계 혼합부(2 stage kneading) 형상을 가짐으로써 토출불량으로 인한 압출제품의 외관 품질불량을 해소하기 위하여 개선된 3 단계 혼합부(3 stage kneading) 형상을 가지는 스크류를 제공하는 효과를 가진다. 또한, 본 발명은 종래의 압출기의 브레이커 플레이트의 가장자리 부위와 플레이트 구멍 사이의 간격이 좁고 메쉬 사이즈가 적절하지 못하여 미용융으로 인한 품질불량이 발생하는 것을 막기 위하여 브레이커 플레이트 가장자리 부위와 플레이트 구멍사이의 간격이 넓은 돗자리 형태의 개선된 메쉬를 제공하는 효과를 가진다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (3)

  1. ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 종래의 압출기 설비에 있어서, 다이헤드(die head) 부위에 용융상태의 플라스틱 재료들이 장시간 머무름으로 인하여 스케일(scale)이 생성되는 것을 막기 위하여 종래의 다이헤드(die head) 대신에 퀵 오프닝 타입(quick opening type)의 다이헤드(die head)로 이루어지고, 종래의 스크린(screen) 및 스크린체인저(screen changer)를 포함하지 아니하며,
    상기 압출기는 미용융된 플라스틱의 발생 및 토출불량의 발생을 방지하기 위하여 종래의 2단계 혼합부(2 stage kneading) 형상을 가지는 스크루 대신에 3단계 혼합부(3 stage kneading) 형상을 가지는 스크루를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 개선된 압출기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 압출기는 미용융상태의 플라스틱 재료들이 발생하는 것을 방지하기 위하여 종래의 브레이커 플레이트(breaker plate) 대신에 브레이커 플레이트(breaker plate)의 가장자리 부위와 플레이트 구멍 사이의 간격이 5.5 mm 이고, 메쉬(mesh)의 사이즈를 가로 194 mm, 세로 104 mm인 브레이커 플레이트(breaker plate)를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 ABS 수지 조성물 펠렛을 제조하기 위한 개선된 압출기.
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