KR101379284B1 - 다층 압출구조의 다이스를 갖는 압출성형장치 및 이를 이용한 합성수지 판재의 압출성형방법 - Google Patents
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Abstract
본원은 폐 합성수지류 등을 재활용하여 산업상 유용하게 활용할 수 있는 합성수지 판재로 목재와 같이 경량을 갖고 내구성과 내후성을 갖는 플라스틱 판재로 제공하고자 하는 분야의 발명이다.
본원은 압출성형기가 히터를 내장하고 재활용 대상 폐합성수지인 PE, PP, 톱밥, 왕겨, 글래스화이버, 발포제 중에서 선택되는 원료를 제1압출기로부터 압출시켜 내부층을 형성하고, 제2압출기에서는 재생수지로 PE, PP, 글래스화이버 원료를 혼합/압출시켜 외부층을 형성하고 내부층을 외부층이 상,하로 감싸는 구조로 합성수지 판재를 얻기 위한 수단으로, 제1압출기로부터 압출된 혼합원료수지가 압출다이스 금형 내측으로 유입된 후 양쪽으로 분할되어 내부층a 및 내부층b을 이루고, 제2압출기로부터 압출된 혼합원료수지는 압출다이스 금형 외측으로 유입된 후 양쪽으로 분할되어 내부층a의 외측에서 외부층a를 형성하여 외부층a + 내부층a의 제1결합구조를 이루며 동시에 내부층b의 외측에서 외부층b를 형성하여 외부층b + 내부층b의 제2결합구조를 이루도록 압출된 후 제1결합구조와 제2결합구조가 합치되기 전 압출금형다이스의 단부 바닥판에 기포배출부가 마련되어 내부층 및 외부층의 형성과정에서 발생된 기포나 수분이 기포배출부에서 제거된 후 사이징장치에서 일체로 압착시켜 합성수지 판재를 얻고자 하는 기술사상의 발명이다.
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Description
본원 발명은 농촌의 폐비닐 등의 폐 합성수지류를 이용하여 1차 용융 및 압출 공정을 거쳐 판재의 내부층으로 압출시키면서 동시에 재생수지를 이용 외부층으로 압출시켜 내부층을 감싼 구조의 폐 수지 재활용 기술분야에 관한 것이다.
최근 지구온난화 현상으로 세계 도처에서 이상기온 현상이 나타나고 지구온난화 방지를 위해 온실가스를 흡수할 수 있는 나무를 심자는 노력이 구체화되면서 시민단체와 지자체를 중심으로 학교 숲, 마을 숲, 가로수 조성 등 우리 생활공간 주변에 나무를 심는 도시 녹화운동이 확산되고 있다.
본원은 지구 생명체의 공동 재산이라할 수 있는 목재를 보호하고 목재판재를 합성수지 판재로 대체시키되, 특히 농어촌에서 발생되는 폐비닐과 폐 플라스틱류, 각종 산업현장에서 발생되는 폐 합성수지류 등을 재활용하여 산업상 유용하게 활용할 수 있는 합성수지 판재를 목재와 같이 경량이면서도 내구성과 내후성을 갖는 플라스틱 판재로 제공하고자 하는 것이다.
본원에서는 플라스틱 판재의 내구성과 내후성 및 경량성을 증가시키기 위해서 금형 내부에서 내부층과 외부층을 이루는 용융수지의 다중구조를 이루는 압출성형 공정을 다이스 금형 내부에서 완료 후 토출시키게 됨으로 플라스틱 판재의 휨성
이나 강성, 내구성과 내후성을 증가시키며, 가격면에서도 저렴하게 목재대용품으로 사용할 수 있는 플라스틱 판재를 제공하고자 하는 기술사상에 관한 것이다.
본원에서 제공되는 플라스틱 판재는 기존의 목재로 제공되는 건축용 내 외장 판재, 바닥재, 컨테이너 바닥재, 물류 적재장소의 받침대, 항공 및 선박의 바닥재, 화물차의 적재함 바닥재 등의 대체재로 제공될 뿐 아니라 목재보다도 우수한 물성을 갖는 플라스틱 판재를 제공할 수 있는 발명이다.
종래에도 폐합성수지를 이용하여 목재 대용의 바닥재 및 건축자재가 제공되어오고 있었으나, 폐 합성수지류를 이용한 제품이 처음에는 양질의 상태로 보이나 봄, 여름, 가을, 겨울의 4계절 변화가 극심한 국내에서 여름의 혹서더위와 겨울의 혹한 추위를 지나면서 플라스틱 판재의 비틀림현상, 결합부의 격리현상 등의 문제점이 발생하게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 인식을 갖고 개시된 발명으로 본원과 유사한 구성을 갖는 종래 합성수지판재 관련 선행기술을 살펴보면, 등록특허 제818342호에 개시된 기술은 건축용 내 외장 패널, 바닥재 등으로 사용되는 합성수지패널을 압출할 수 있도록 한 압출성형장치로서, 제1압출기로부터 압출되는 원료를 내부수지체로 형성하고, 제2압출기로부터 압출되는 원료를 외부수지체로 형성하여 이중압출 합성수지 패널을 성형할 수 있도록 한 성형장치가 개시되어 있으나, 상기 기술은 제1압출기에서 압출되는 내부수지체 내용물이 압출금형을 벗어나 외부로 노출된 후 제2압출기에서 압출되는 외부수지체 내용물이 내부수지체를 감싸주도록 제공됨으로 내,외층 간의 온도차이가 발생하여 플라스틱 판재의 비틀림현상, 내,외층 적층부위에 융착이 원만히 이루어지지 않는 문제점이 발생하였다.
또한, 종래의 플라스틱 판재에서도 비중을 낮춰주고자 플라스틱 판재 제조시에 발포제나 톱밥(목분)을 넣어 비중을 낮춰주고자 하는 시도가 여러 번 있었으나 압출 및 발포과정에서 발생하는 미세 공기기포를 처리하는 수단이 구비되지 못하여 플라스틱 판재 표면이 매끄럽지 못한 문제점, 적층부위가 완전하게 결합하지 못하고 탈리되며 뒤틀리는 현상이 생기거나 간격이 벌어지는 문제점 등을 갖고 있어서 이의 해결책이 필요하였다.
본원은 최근 지구온난화 현상으로 세계 도처에서 이상기온 현상이 나타나고 지구온난화 방지를 위해 온실가스를 흡수할 수 있는 나무를 심고자 하는 노력이 구체화되면서 시민단체와 지자체를 중심으로 학교 숲, 마을 숲, 가로수 조성 등 우리 생활공간 주변에서 나무심기를 구체화하는 도시 녹화운동이 확산되고 있는 상황에서 종래에 목재로 이용되는 판재를 합성수지 판재로 대체시키고자 하는 과제를 갖고 시작된 발명이다.
본원에서 제공되는 합성수지 판재는 농어촌에서 발생되는 재활용 대상 폐합성수지, PE, PP, 톱밥, 왕겨, 글래스화이버, 발포제 등을 이용하여 산업상 유용하게 활용할 수 있는 합성수지 판재로 목재와 같이 경량을 갖고 내구성과 내후성을 갖는 플라스틱 판재로 제공하고자 목적을 갖는 발명이다
더욱 구체적으로 본원의 압출성형기는 재활용 대상 폐 합성수지류를 제1압출기로부터 압출시켜 내부층을 형성하고, 제2압출기에서는 재생수지 원료를 압출시켜 외부층을 형성하여 내부층을 상,하로 감싸는 구조로 합성수지 판재를 얻을 때 이용되는 압출성형장치에서, 외부층a + 내부층a + 내부층b + 외부층b 의 4개층이 합쳐지는 압출금형다이스의 배출부 단부에 기포배출수단을 마련하여 외부층a + 내부층a + 내부층b + 외부층b 형성과정에서 생기는 기포를 배출시켜 합성수지 판재 간의 결합력을 높인 합성수지 판재를 제공하고자 하는 목적을 갖는 발명이다.
본원에서 합성수지 판재를 얻기 위해 압출성형기가 히터를 내장하고 재활용 대상 폐 합성수지류를 제1압출기로부터 압출시켜 내부층을 형성하고, 제2압출기에서는 재생수지 원료를 압출시켜 외부층을 형성하여 내부층을 상,하로 감싸는 구조로 합성수지 판재를 얻도록 제공되는 통상의 압출성형장치의 기본구성은 종래에 개시된 기술이 그대로 적용될 수 있다.
본원의 특징부를 이루는 구성은 압출성형기가 히터를 내장하고 재활용 대상 폐합성수지인 PE, PP, 톱밥, 왕겨, 글래스화이버, 발포제 중에서 선택되는 원료를 제1압출기로부터 압출시켜 내부층을 형성하고, 제2압출기에서는 재생수지로 PE, PP, 글래스화이버 원료를 혼합/압출시켜 외부층을 형성하고 내부층을 외부층이 상,하로 감싸는 구조로 합성수지 판재를 얻도록 제공되는 압출성형장치에 의해 구현될 수 있는바, 제1압출기로부터 압출된 혼합원료수지가 압출다이스 금형 내측으로 유입된 후 양쪽으로 분할되어 내부층a 및 내부층b을 이루고, 제2압출기로부터 압출된 혼합원료수지가 압출다이스 금형 외측으로 유입된 후 양쪽으로 분할되어 내부층a의 외측에서 외부층a를 형성하여 외부층a + 내부층a의 제1결합구조를 이루도록 제공되고, 동시에 내부층b의 외측에서 외부층b를 형성하여 외부층b + 내부층b의 제2결합구조를 이루도록 압출된 후 제1결합구조와 제2결합구조가 합치되기 전 압출금형다이스의 단부 바닥판에 기포배출부가 마련되어 내부층 및 외부층의 형성과정에서 발생된 기포나 수분이 기포배출부에서 제거된 후 사이징장치에서 일체로 압착시켜 합성수지 판재를 얻는 구성으로 적용될 수 있는 기술사상의 발명이다.
본원에서 합성수지 판재의 내부층a 및 내부층b를 형성하는 용융수지는 제1압출기의 호퍼를 통하여 폐합성수지, PE, PP, 톱밥, 왕겨, 글래스화이버 중에서 선택되는 원료에 발포제가 혼합되어 최종 판재제품의 강도 및 중량을 조절하게 되는바, 이들의 혼합원료를 고온으로 가열/용융시키면서 압축스크류를 통해 고온/고압상태로 압출다이스로 보내져서 합성수지 판재의 내부층을 형성하면서 발포가 이루어지는바, 종래의 압출성형장치에서는 발포제나 톱밥을 넣을 경우 압출 및 발포과정에서 발생하는 수분이나 가스가 배출될 공간을 확보하지 못하므로 수분이나 가스가 직접 합성수지 판재에 투영되어 판재 표면에 울퉁불퉁 기포가 형성되거나 내부층 및 외부층 적층부위에 기포공간이 생겨서 완전하게 결합하지 못하는 문제점을 야기하고, 판재제품으로 현장에 사용된 후에는 내부층과 외부층과의 분리/박리 현상이 발생하여 하자발생 원인이 되는 문제점을 갖고 있었으나, 본원에서는 내부층을 형성하는 혼합원료 용융수지를 금형 내부에서 상,하나 또는 좌,우로 2개 층으로 구분시켜 내부층a 및 내부층b로 구분시켜 2중층으로 압출시키면서 내부층a 및 내부층b을 형성하고 또한 외부층을 형성하는 용융수지도 내부층을 형성하는 외측에서 상,하나 또는 좌,우로 2개 층으로 구분시켜 내부층a의 외측으로 외부층a를 형성하여 제1결합구조를 이루고, 동시에 내부층b의 외측으로 외부층b를 형성하여 제2결합구조를 이루게 되고, 이들을 압착시켜 합류시키기 직전에 내부층의 압출 및 발포과정에서 생성되는 수분이나 가스를 먼저 제거하기 위한 수단으로 압출다이스의 단면 바닥부에 미세기공홀 및 기포배출수단이 마련되어 미세기공홀 및 기포배출수단을 통하여 진공으로 흡착/배출될 수 있도록 제공되어 내부층의 형성에 폐 합성수지류에 발포제나 톱밥의 사용이 가능하도록 하여 합성수지 판재의 경량화를 가능케 할 수 있는 판재를 제공토록 한 부분에 발명의 특징부를 이룬다.
따라서 본원은 압출성형기가 히터를 내장하고 재활용 대상 폐합성수지인 PE, PP, 톱밥, 왕겨, 글래스화이버, 발포제 중에서 선택되는 원료를 제1압출기로부터 압출시켜 내부층을 형성하고, 제2압출기에서는 재생수지로 PE, PP, 글래스화이버 원료를 혼합/압출시켜 외부층을 형성하면서 내부층을 외부층이 상,하로 감싸는 구조로 합성수지 판재를 만들기 위한 압출성형방법으로, 제1압출기로부터 압출된 원료가 압출다이스 금형 내측으로 유입된 후 양쪽으로 분할되어 내부층a 및 내부층b을 이루도록 압출되고, 제2압출기로부터 압출된 원료가 압출다이스 금형 외측으로 유입된 후 양쪽으로 분할되어 내부층a의 외측에서 외부층a를 형성하여 외부층a + 내부층a의 제1결합구조를 이루도록 제공되고, 내부층b의 외측에서 외부층b를 형성하여 외부층b + 내부층b의 제2결합구조를 이루도록 압출된 후, 제1결합구조와 제2결합구조가 합치되기 전 압출금형다이스의 단부 바닥판에 기포배출부가 마련되어 내부층 및 외부층의 형성과정에서 발생된 기포나 수분이 기포배출부에서 제거된 후 사이징장치에서 일체로 압착시켜 합성수지 판재를 얻는 공정을 포함하여 이루어지는 압출성형방법에 관한 기술사상을 포함한다.
이하 본원발명의 구체적인 기술사상을 구현하기 위한 발명의 실시형태는 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'란 기재에서 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본원은 농촌의 폐비닐 등 재활용 대상 폐합성수지, PE, PP, 톱밥, 왕겨, 글래스화이버, 발포제 중에서 선택되는 원료를 혼합하여 1차 용융 및 압출 공정을 거쳐 판재의 내층재료로 두껍게 압출시키면서 동시에 그 상하를 재생수지로 PE, PP, 글래스화이버 중에서 선택되는 원료를 용융 외층재료로 얇게 압출시켜 내층재료를 감싼 구조의 합성수지 판재를 제공하고 목재 대용의 건축용 내 외장 판재, 바닥재, 컨테이너 바닥재, 물류 적재장의 받침대, 항공 및 선박의 바닥재, 화물차의 적재함 바닥재 등으로 제공하는 효과를 갖는다.
또한 본원은 농어촌에서 발생되는 폐비닐과 폐플라스틱류, 각종 산업현장에서 발생되는 폐합성수지류 등을 재활용하여 산업상 유용하게 활용할 수 있는 합성수지 판재를 제공함으로 폐 합성수지류를 재활용함과 동시에 폐기물 방기에 의한 환경오염을 저감시키는 효과를 제공한다.
특히, 본원에서는 압출다이스 금형에서 폐 합성수지류에 발포제나 톱밥(목분)을 넣어 비중을 낮춰주고자 하는 시도가 여러 번 있었으나 압출 및 발포과정에서 발생하는 가스나 공기기포를 처리하는 수단이 구비되지 못하여 플라스틱 판재 표면이 매끄럽지 못한 문제점, 적층부위가 완전하게 결합하지 못하고 탈리 현상이 발생하는 문제점을 해소하기 위한 수단으로 압출다이스의 바닥면 단부에 마련되는 미세기공홀 및 기포배출부를 통하여 압출 및 발포과정에서 발생하는 가스나 공기기포를 진공으로 흡착/배출될 수 있는 구성을 통하여 합성수지 판재 표면에 울퉁불퉁 기포가 형성되거나 내부층 및 외부층 적층부위가 완전하게 결합하지 못하는 문제점, 판재제품이 사용된 후에는 내부층과 외부층과의 격리현상이 발생하여 하자처리의 문제점을 해소할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1 : 본원에서 제공되는 합성수지 판재의 내부구조를 보여주기 위한 단면 적층구조 예시도.
도 2 : 본원에서 합성수지 판재를 얻기 위한 성형장치의 개략도.
도 3 : 도 2에 나타난 성형장치의 상부 평면/투시도.
도 4 : 도 2에 나타난 성형장치의 측면/투시도.
도 2 : 본원에서 합성수지 판재를 얻기 위한 성형장치의 개략도.
도 3 : 도 2에 나타난 성형장치의 상부 평면/투시도.
도 4 : 도 2에 나타난 성형장치의 측면/투시도.
이하 본원 발명의 기술사상을 바람직하게 구현하기 위한 실시양태를 설명하고자 하는바, 도면을 참조하여 설명하기에 앞서, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있다는 원칙에 입각하여 기술한 것으로 본원의 보호범위는 본원발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 포괄적으로 해석되어야만 할 것이다.
출원인의 선출원 등록특허 제0897836호의 등록특허공보에는 금형 내부에서 다층구조를 이루어 토출시키는 압출성형장치에 관한 기술구성이 상세하게 개시되어 있으며, 또한 3층구조의 플라스틱 판재를 얻는 제조방법도 등록특허 제0645935호 등에 상세하게 개시되어 있다.
본원의 기술구성에서 다층구조의 플라스틱 판재를 얻기 위한 압출성형장치에서 상세하게 설명되지 않은 부분은 상기의 기술구성 또는 공지의 압출성형장치에서 이미 공개/개시된 기술들이 선택적으로 적용될 수 있음은 물론이며, 본원에서는 본 발명에서 개시되는 기술구성의 특징부를 중심으로 이하에 제시되는 도면을 참조하여 설명하고자 한다.
도 1은 본원에서 구현하고자 하는 기술사상을 이용하여 완성되는 합성수지 판재(10)의 내부 단면 적층구조를 나타내고자 한 것으로서, 도 1a는 내부층 a(11)와 내부층 b(11')의 상부와 하부를 각각 외부층 a(12)와 외부층 b(12')로 압출한 형태의 4중층 압출물이 하나로 결합된 합성수지 판재(10)를 나타내고 있는 것으로 내부층 a(11) 및 내부층 b(11')는 폐합성수지로 PE나 PP에 톱밥, 왕겨, 글래스화이버 중에서 선택되는 원료에 발포제가 혼합되어 최종 판재제품의 강도 및 중량을 조절하도록 외부층 a(12) 및 외부층 b(12')의 2~3배 두께로 압출되어 제공될 수 있고, 외부층 a(12) 및 외부층 b(12')는 재생수지에 PE, PP, 글래스화이버 중에서 선택되는 원료를 용융시켜 외층재료로 얇게 압출시켜 내층재료인 내부층 a(11) 및 내부층 b(11')를 감싼 구조로 경량이면서 높은 강도를 갖는 합성수지 판재로 제공될 수 있다.
상기 도 1에 제시되는 적층구조는 도 4에서 제시되는 제1다이스금형(40a)과 제2다이스금형(40b) 사이에서는 외부층 a(12)를 압출시키고, 제2다이스금형(40b)에서는 내부층 a(11)를 압출시켜 외부층a(12) + 내부층a(11)의 제1결합구조를 이루게 되며, 제3다이스금형(40c)에서는 내부층b(11')를 압출시키고, 제3다이스금형(40c)과 제4다이스금형(40d) 사이에서 외부층b(12')를 압출시켜 내부층b(11') + 외부층b(12')의 제2결합구조를 이루도록 압출되어 제공될 수 있다.
도 2는 본원 발명의 기술사상이 구현되기 위한 바람직한 실시형태의 압출성형방법의 일 실시예를 제시한 것으로, 본원에서 제공하는 압출성형방법의 전체적인 구성을 나타내는 평면도이다.
본원에서 제공하는 압출성형방법은 폐 합성수지 원료와 재생수지 원료가 각각 투입되는 투입호퍼(20, 20')와, 상기 폐 합성수지 원료 및 재생수지 원료를 이송시키면서 교반/가열하는 교반/가열장치(30, 30')와, 상기 교반/가열기로부터 교반/가열된 원료를 각각 투입받아 압출성형하여 합성수지 판재를 생산하는 압출성형장치(40)와, 상기 압출성형장치에서 생산된 합성수지 판재를 일정 압력으로 압착하는 사이징장치(50)와, 상기 합성수지 판재를 이송하는 롤러이송장치(60)를 포함하는 구성으로 제공될 수 있고, 도시되지는 않았으나 원하는 크기로 컷팅시키는 절단장치를 포함하는 구성으로 제공될 수 있다.
상기 투입호퍼(20, 20')에는 폐 합성수지 원료와 재생수지 원료가 각각 투입되는바, 한측의 투입호퍼(20)에는 합성수지 판재의 내부층a(11)와 내부층b(11')를 이루는 폐 합성수지로 PE나 PP에 톱밥, 왕겨, 글라스화이버 중에서 선택되는 원료에 발포제 원료가 추가되어 투입되고 외부에 고온의 히터가 내장된 교반/가열장치(30)의 압송스크류에 의해 압출성형장치(40)의 후면부로 투입되어 2갈래로 분할되어 한쪽은 내부층a(11)를 압출하고 타쪽은 내부층b(11')를 압출하도록 제공되고, 타측 투입호퍼(20')에는 합성수지 판재의 외부층을 이루는 재생수지 원료에 PE, PP, 글래스화이버 중에서 선택되는 원료가 압출성형장치(40)의 전면부로 투입되어 2갈래로 분할되어 한쪽은 외부층 a(12)를 압출하고 타쪽은 외부층 b(12')를 압출하도록 제공된다.
상기 압출성형장치(40)에서 투입호퍼(20, 20')로 투입된 원료를 교반/가열장치(30)에서 교반/가열하면서 투입원료를 용융시키면서 균등한 매질을 이루도록 교반/가열장치(30)의 외연으로는 고온의 히터가 내장되고 중심부로는 고압으로 압송시키기 위한 이송스크류에 의해 압출성형장치(40)로 투입되어 합성수지 판재를(10)를 얻는 구성은 기존의 압출성형장치와 크게 다를 것이 없는 것이나, 종래의 압출성형장치(40)에서는 교반/가열장치(30) 에 투입된 원료 및 발포제가 고온의 열에 의해 용융되면서 생기는 수분이나 가스가 빠져 나갈 곳을 찾지 못하고 압출성형장치를 거치며 최종제품인 합성수지 판재(10)가 만들어지면서 합성수지 판재 자체제품에 불규칙한 기포를 만들어 불량품을 만들거나 표면이나 내부 면이 거칠게 형성되는 문제점을 해소하기 위한 수단으로, 본원에서는 합성수지 판재의 제1결합구조(외부층a + 내부층a) 및 제2결합구조(내부층b + 외부층b)가 각각 압출성형장치 내부에서 압출되며 제1결합구조와 제2결합구조가 만나 결합되기 전 단계에서 압출 및 발포과정에서 생성된 수분이나 가스를 제1결합구조 및 제2결합구조가 지나는 압출다이스의 단면 바닥부에 미세기공홀 및 기포배출수단이 마련되어 수분이나 가스를 진공으로 흡착/배출된 후 안정화된 제1결합구조 및 제2결합구조가 사이징 장치(50)에 유입되어 합쳐지면서 압착결합되어 롤러이송장치(60)를 거쳐 완성되는 구성에 차이를 갖는바, 이에 대한 구성은 도 4를 통하여 상세하게 설명된다.
도 3은 폐 합성수지 원료와 재생수지 원료가 각각 투입호퍼(20, 20')로 투입되어 교반장치(30, 30')를 거쳐 압출성형장치(40)로 이송되는 과정을 나타낸 평단면도이다.
폐 합성수지 원료는 도면에서 윗쪽에 위치한 투입호퍼(20)를 통해 교반장치(30)로 투입되고 교반장치 내부에 있는 별도의 가열장치(미도시)에 의해 가열되면서 압축스크류(31)를 통해 압출성형장치로 교반되면서 이송되는바, 교반이 끝난 원료는 압출성형장치의 전면부로 투입관(32)을 통해 압출될 수지를 압출성형장치(40)의 압출이송공 1(41)으로 압송하여 내부층a 및 내부층b를 형성하게 되고, 재생수지 원료는 도면에서 좌쪽에 위치한 투입호퍼(20')를 통해 교반장치(30')로 투입되고 교반장치 내부에 있는 별도의 가열장치(미도시)에 의해 가열되어 용융되면서 압출성형장치의 전면부 투입관(33)을 통해 압출될 수지를 압출성형장치(40)의 압출이송공 2(42)로 압송하여 외부층a 및 외부층b를 형성하면서 각각 내부층a 및 내부층b를 감싸도록 압출되는 구성으로 적용될 수 있음을 나타낸 것이다.
도 4는 도 3에서 제시된 압출성형장치(40)에 원료가 투입되어 합성수지 판재를 얻게 되는 단계를 이해하기 쉽도록 설명하기 위해 압출성형장치(40)를 측 단면도 형태로 수지의 압출 흐름을 중심으로 나타내고자 한 것으로, 본원에서 제공하는 압출성형장치(40)는 발명의 구성을 단순화시켜 크게 중앙선을 중심으로 4개의 다이스금형(40a, 40b, 40c, 40d)으로 구분하여 설명될 수 있는바, 제1 다이스금형(40a)와 제2 다이스금형(40b) 사이로는 외부층 a를 압출하는 공간인 압출이송공 2(42a)가 압출로 2(44a)를 갖는 구조로 제공되고, 제2 다이스금형(40b)에는 내부층 a를 압출하는 공간인 압출이송공 1(41a)와 압출로 1(43a)를 갖는 구조로 제공되며, 제3 다이스 금형(40c)에는 내부층 b를 압출하는 공간인 압출이송공 1'(41b)와 압출로 1'(43b)를 갖는 구조로 제공되며, 제3 다이스금형(40c)과 제4 다이스금형(40d) 사이로는 외부층 b를 압출하는 공간인 압출이송공 2'(42b)가 압출로 2'(44b)를 갖는 구조로 제공될 수 있음을 나타낸 것이다.
상기의 구성으로부터 압출이송공 2(42a)로부터 압출로 2(44a)를 거치며 외부층 a을 얻고, 압출이송공 1(41a)로부터 압출로 1(43a)을 거치며 내부층 a가 만나면서 제1결합구조를 이루게 되고, 또한 압출이송공 2'(42b)로부터 압출로 2'(44b)를 거치며 외부층 b를 얻고, 압출이송공 1'(41b)로부터 압출로 1'(43b)을 거치며 내부층 b가 만나서 제2결합구조를 이룰 때 [외부층 a + 내부층 a] + [외부층 b + 내부층 b]가 만나는 결합부를 이루는 금형다이스의 단부 바닥판(45a, 45b)에 미세기공홀(46a, 46b)이 중앙의 기포배출공(47)까지 관통되어 연결되는 구성을 이루고 기포배출공(47)의 일측 단부는 진공펌프와 연결된 진공흡입라인(48)과 연결되는 구성을 이루어서, 금형 내에서 내층부a 및 내층부b 형성과정에서 원료 중에 포함된 수분이 기화되어 생겨나는 수분이나 원료중에 포함된 발포제의 발포가스를 외부로 인출시켜주는 구성이 추가된 압출성형장치(40)로 제공되어 종래 합성수지 판재제품이 표면에 울퉁불퉁 기포가 형성되거나 내부층 및 외부층 적층부위가 벌어지는 문제점, 판재제품이 사용된 후에는 내부층과 외부층과의 격리현상이 발생하는 문제점 등을 해소한 발명의 특징부를 이룬다.
도 4b를 통하여 상기의 압출성형장치(40)에서 금형다이스의 단부 바닥판(45a, 45b)에 미세기공홀(46a, 46b)이 마련되고 기포배출공(47)과 연결되는 구성을 별도로 분리시켜 도시하고자 하였으나 이를 도 4a의 도면과 연계시켜 압출성형과정에서 생성되는 기포를 배출시켜 합성수지 판재 간의 결합력을 높이는 원리를 상술하여 보면, 제2 다이스금형(40b)의 압출이송공 1(41a)로부터 압출로 1(43a)을 경유하여 형성된 내부층 a와 제3 다이스금형(40c)의 압출이송공 1'(41b)로부터 압출로 1'(43b)을 경유하여 형성된 내부층 b는 폐 합성수지 원료에 발포제 원료가 투입되어 사용될 때 압출로가 고온 상태이므로 원료 중에 수분이 포함되어 있으면 기화되어 수증가 생기고, 발포제를 사용하면 발포되면서 압출되는데 이 때 생성되는 수증기나 발포가스는 다른 배출로가 없으므로 제2 다이스금형(40b) 및 제3 다이스금형(40c)의 단부 바닥판(45a, 45b)까지 이르게 되는바, 상기 바닥판(45a, 45b)에는 미세기공홀(46a, 46b)이 마련되고 미세기공홀은 기포배출공(47)까지 관통되는 구조를 이루고, 기포배출공(47)의 일측 단부는 진공펌프와 연결된 진공흡입라인(48)과 연결되는 구성을 이루어서 금형 내에서 내층부a 및 내층부b를 형성하면서 생겨난 수분이나 발포 가스를 외부로 인출시켜주면서 제1결합구조로 [외부층a + 내부층a]을 형성하고 또한 제2결합구조로 [내부층b + 외부층b]을 각각 형성하고 사이징 장치(50)를 거치면서 제1결합구조와 제2결합구조가 하나로 압착되어 결합되는 구성을 통하여 합성수지 판재의 제조과정에서 발생하는 판재 표면이 매끄럽지 못하게 생산되는 문제점, 적층부위가 완전하게 결합하지 못하고 탈리되며 뒤틀리거나 건조후 간격이 벌어지는 문제점 등을 해결할 수 있다.
이후 제1결합구조와 제2결합구조가 하나로 압착/결합되어 롤러이송장치(60)를 통해 배출시키고 컷터에 의해 절단시키는 구성은 이미 공지 공용의 기술이므로 별도의 자세한 설명은 생략하도록 하며, 본원의 구성에서는 사이징 장치(50)에서 분사장치(51)를 마련하여 합성수지 판재에 공기 또는 물을 분사하여 신속하게 식혀주는 공정도입으로 적용될 수 있다.
상기의 압출성형장치(40)에서 4개의 다이스금형(40a, 40b, 40c, 40d)을 결합시키기 위한 체결볼트 등의 구성은 도면의 복잡성을 위해 생략하였으며, 예를 들면 제2 다이스금형(40b)에서 내부층 a(11)의 압출 두께는 간극조절바1(49a) 및 간격조절볼트 1(49b)를 통하여 압출수지의 두께를 제어할 수 있으며, 외부층a(12)의 압출 두께는 간극조절바2(49c) 및 간격조절볼트 2(49d)를 통하여 압출수지의 두께를 제어하는 구성으로 적용할 수 있는바, 이러한 압출수지의 두께를 조절하는 구성은 이미 공지공용의 기술이므로 이에 대한 세부 설명은 생략하기로 한다.
10 : 합성수지 판재 11 : 내부층 a
11' : 내부층 b 12 : 외부층 a
12' : 외부층 b 20 : 투입호퍼
30 : 교반/가열장치 31 : 압축스크류
32 : 재생수지 용융원료 이송관 33 : 폐수지 용융원료 이송관
40 : 압출성형장치 41 : 압출이송공 1
42 : 압출이송공 2 43 : 압출로 1
44 : 압출로 2 45 : 금형다이스의 단부 바닥판
46 : 미세기공홀 47 : 기포배출공
48 : 진공흡입라인 49a, 49c : 간극조절바
49b, 49d : 간격조절볼트 50 : 사이징 장치
51 : 분사장치 60 : 롤러이송장치
11' : 내부층 b 12 : 외부층 a
12' : 외부층 b 20 : 투입호퍼
30 : 교반/가열장치 31 : 압축스크류
32 : 재생수지 용융원료 이송관 33 : 폐수지 용융원료 이송관
40 : 압출성형장치 41 : 압출이송공 1
42 : 압출이송공 2 43 : 압출로 1
44 : 압출로 2 45 : 금형다이스의 단부 바닥판
46 : 미세기공홀 47 : 기포배출공
48 : 진공흡입라인 49a, 49c : 간극조절바
49b, 49d : 간격조절볼트 50 : 사이징 장치
51 : 분사장치 60 : 롤러이송장치
Claims (4)
- 히터를 내장한 2개의 압출성형기를 이용하여 합성수지 판재의 내부층과 외부층을 얻을 때 제1압출기는 재활용 대상 폐합성수지로 PE나 PP에 톱밥, 왕겨, 글래스화이버, 중에서 선택되는 원료와 발포제가 혼합/압출시켜 내부층(a,b)를 형성하고, 제2압출기는 재생수지에 PE, PP, 글래스화이버 중에서 선택되는 원료를 혼합/압출시켜 외부층(a,b)을 형성하며, 제1압출기를 통하여 얻은 내부층을 제2압출기를 통하여 얻은 외부층이 상,하로 감싸는 구조로 합성수지 판재를 얻도록 제공되는 압출성형장치(40)에 있어서,
상기 압출성형장치(40)가 4개의 다이스금형(40a, 40b, 40c, 40d)를 갖되, 제1다이스금형(40a)와 제2다이스금형(40b) 사이로는 외부층 a를 압출하는 공간인 압출이송공 및 압출로를 갖고, 제2다이스금형(40b)에는 내부층 a를 압출하는 공간인 압출이송공 및 압출로를 가지며, 제3다이스 금형(40c)에는 내부층 b를 압출하는 공간인 압출이송공 및 압출로를 갖고, 제3다이스금형(40c)과 제4다이스금형(40d) 사이로는 외부층 b를 압출하는 공간인 압출이송공 및 압출로를 갖는 구조를 이루고,
제1압출기로부터 압출된 혼합원료수지가 압출다이스 금형 내측으로 유입된 후 양쪽으로 분할되어 내부층a 및 내부층b을 형성하고, 제2압출기로부터 압출된 혼합원료수지는 압출다이스 금형 외측으로 유입된 후 양쪽으로 분할되어 내부층a의 외측에서 외부층a를 형성하여 외부층a + 내부층a의 제1결합구조를 형성함과 동시에 내부층b의 외측에서 외부층b를 형성하여 외부층b + 내부층b의 제2결합구조를 형성하도록 압출된 후 제1결합구조와 제2결합구조가 합치되기 전 압출금형다이스의 단부 바닥판(45)에 미세기공홀(46) 및 기포배출공(47)이 마련되고 미세기공홀(46)은 기포배출공(47)까지 관통되는 구조를 이루고 기포배출공(47)의 일측 단부는 진공펌프와 연결된 진공흡입라인과 연결되는 구조를 이루어서 내부층 및 외부층의 형성과정에서 발생된 기포나 수분이 제거된 후 사이징장치(50)에서 일체로 압착시켜 외부층a + 내부층a + 내부층b + 외부층b의 결합구조를 이룬 합성수지 판재를 얻도록 적용되는 것을 특징으로 하는 압출성형장치. - 삭제
- 압출성형기가 히터를 내장하고 재활용 대상 폐합성수지로 PE나 PP에 톱밥, 왕겨, 글래스화이버, 발포제 중에서 선택되는 원료를 제1압출기로부터 압출시켜 내부층을 형성하고, 제2압출기에서는 재생수지에 PE, PP, 글래스화이버 중에서 선택되는 원료를 용융/압출시켜 외부층을 형성하고 내부층을 외부층이 상,하로 감싸는 구조로 합성수지 판재를 얻도록 제공되는 압출성형방법에 있어서,
제1압출기로부터 압출된 원료가 압출다이스 금형 내측으로 유입된 후 양쪽으로 분할되어 내부층a 및 내부층b을 이루도록 압출되고, 제2압출기로부터 압출된 원료가 압출다이스 금형 외측으로 유입된 후 양쪽으로 분할되어 내부층a의 외측에서 외부층a를 형성하여 외부층a + 내부층a의 제1결합구조를 이루도록 제공되고, 내부층b의 외측에서 외부층b를 형성하여 외부층b + 내부층b의 제2결합구조를 이루도록 압출된 후 제1결합구조와 제2결합구조가 합치되기 전 압출금형다이스의 단부 바닥판에 기포배출부가 마련되어 내부층 및 외부층의 형성과정에서 발생된 기포나 수분이 기포배출부에서 제거된 후 사이징 장치에서 일체로 압착시켜 합성수지 판재를 얻는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압출성형방법. - 제3항에 있어서,
상기의 기포배출부는 압출금형다이스의 바닥판에 미세기공홀이 마련되고 미세기공홀은 기포배출공까지 관통되는 구조를 이루고, 기포배출공의 일측 단부는 진공펌프와 연결된 진공흡입라인과 연결되어 기포나 수분을 배출하는 구성을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 압출성형방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110114590A KR101379284B1 (ko) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 다층 압출구조의 다이스를 갖는 압출성형장치 및 이를 이용한 합성수지 판재의 압출성형방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110114590A KR101379284B1 (ko) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 다층 압출구조의 다이스를 갖는 압출성형장치 및 이를 이용한 합성수지 판재의 압출성형방법 |
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| KR20130049511A KR20130049511A (ko) | 2013-05-14 |
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| KR1020110114590A KR101379284B1 (ko) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | 다층 압출구조의 다이스를 갖는 압출성형장치 및 이를 이용한 합성수지 판재의 압출성형방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR100789957B1 (ko) | 2007-03-28 | 2008-01-02 | 주식회사 제이한 | 폐합성수지를 이용한 이중 압출 패널 제조 장치 및 방법 |
| KR100897836B1 (ko) | 2008-06-20 | 2009-05-19 | 양명주 | 금형 내부에서 다층구조를 이루어 토출시키는 압출성형장치및 이를 이용한 압출성형방법 |
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2011
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