KR100671216B1 - 합성수지시트 제조장치 및 그에 사용되는 롤러 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 합성수지시트 제조장치 및 그에 사용되는 롤러에 관한 것으로서 열가소성을 갖는 합성수지로 이루어진 성형재료를 용해시켜 성형기의 압출구를 통해 시트 형상으로 압출한 후 제 1 롤러 및 제 2 롤러 사이를 통과시켜 소정 두께의 합성수지시트를 제조하는 합성수지시트 제조장치에 있어서, 상기 제 1 롤러 또는 제2롤러가 회전축에 연결되는 내부관과, 상기 내부관의 외부에 밀착되어 에워싸도록 설치되는 탄성관와, 상기 탄성관의 외부에 밀착되어 에워싸도록 설치되는 표면관를 포함한다. 따라서, 제 2 롤러와 제 1 롤러 사이에 합성수지가 축적되는 것이 방지되므로 합성수지시트를 얇게 제조할 수 있다.
합성수지시트, 열가소성, 압출, 렌티큘러롤러, 냉각롤러
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 합성수지시트 제조장치의 개략도.
도 2는 도 1에 도시된 제 2 롤러의 횡단면도.
도 3는 도 1에 도시된 제 1 롤러와 제 2 롤러 사이에 합성수지시트가 통과할 때의 상태를 개략적으로 도시한 상태도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 믹서 13 : 압출기
15 : 구동부 17 : 스크린 체인지바
19 : 성형기 21 : 압출구
23 : 합성수지시트 25 : 제 1 롤러
27 : 제 2 롤러 31 : 내부관
33 : 탄성관 35 : 표면관
본 발명은 합성수지시트 제조장치 및 그에 사용되는 롤러에 관한 것으로서, 특히, 합성수지로 이루어진 성형재료를 용융시켜 압출구에서 압출되는 시트 형상을 다수 개의 롤러에 의해 냉각시키면서 두께를 조절하여 합성수지시트를 제조할 수 있는 합성수지시트 제조장치 및 그에 사용되는 롤러에 관한 것이다.
일반적으로 합성수지시트(plastic sheet)의 제조장치는 열가소성을 갖는 합성수지로 이루어진 성형재료를 가열하여 용해시킨 후에 압출구를 통해 시트 형상으로 압출하고, 이를 다수 개의 롤러에 의해 원하는 두께로 만들고 표면을 폴리싱시키면서 냉각하여 응고시켜 합성수지시트를 제조한다. 상기에서 합성수지시트의 성형재료로 PVC, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 연질 염화비닐, 나일론, 메타크릴 수지, 에폭시, 합성 고무 및 ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymer) 등의 사용될 수 있다.
종래의 합성수지시트 제조장치는 대한민국 등록실용신안 제 20-0219667 호(고안의 명칭 : 폴리프로필렌 입체시트 제조장치)에 개시되어 있다.
종래 기술에 따른 합성수지시트 제조장치는 스크류와 열선이 권취된 실린더로 구성되어 시트를 제조하기 위한 성형재료를 용융시키도록 230℃로 온도가 유지되는 압출기와, 압출기로부터 제공되는 용융물을 수평으로 분출하는 압출구를 갖는 성형기와, 압출구의 전방에 그 상부면이 위치되며 냉각기(chiller)로부터 냉각된 물이 내부를 순환되어 12-21℃로 온도가 유지되는 냉각롤러(chill roller)와, 외주에 입체성형용 호상 요홈들이 형성되어 하부면이 냉각롤러와 접하며 내부를 흐르는 물에 의하여 70-80℃로 온도가 유지되는 렌티큘러롤러(lenticular roller)와, 렌티큘러롤러 상부에 설치되어 70-80℃로 온도가 유지되는 히팅롤러(heating roller) 와, 히팅롤러 전방에 설치되어 40-50℃로 온도가 유지되는 다수개의 어닐링롤러(annealing roller)로 구성된다.
상기에서 압출구는 압출기의 열선에 의해 용융되고 스크류에 의해 이동된 성형재료를 시트 형상으로 성형 및 압출한다. 압출구에서 압출된 시트는 열이 제거되지 않아 변형 가능한 상태로 소정 간격으로 이격되면서 서로 마주하면서 회전하는 냉각롤러와 렌티큘러롤러에 의해 인출되어 사이를 통과하는 것에 의해 냉각되면서 두께를 조절하여 합성수지시트를 제조한다. 상기에서 냉각롤러와 렌티큘러롤러가 손상되어 있는 경우 이 손상이 합성수지시트에 전사된다. 그러므로, 냉각롤러와 렌티큘러롤러는 손상되는 것을 방지하기 위해 WC-Co, WC-TiC-TaC-Co 또는 CrC-Ni 등의 초경합금이나 스테인레스 금속으로 형성되는 것이 바람직하다.
그러나, 상술한 구성의 합성수지시트 제조장치는 초경합금이나 스테인레스 금속으로 형성되어 인가되는 힘에 의해 변형되지 않으므로 압출구에서 변형 가능한 상태로 압출되는 성형재료로 이루어진 시트를 냉각롤러와 렌티큘러롤러 사이를 통과시켜 두께를 조절할 때 합성수지의 량을 기준으로 압출량과 통과량이 일치되지 않으면, 즉, 압출량이 통과량 보다 많으면 통과되지 않고 축적되는 량이 증가된다. 이에 의해, 합성수지시트를 얇게 형성하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 합성수지 시트 제조 장치에서 사용되는 한쌍의 롤러 즉 제1롤러와 제2롤러 사이를 통과시켜 두께를 조절할 때 압출되는 량의 변화에도 불구하고 원할한 작업이 이루어질 수 있도록 하는 합성수지시트 제조장치를 제 공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 한 쌍의 롤러 즉 제1또는 제2롤러 사이에 합성수지시트를 통과시킬 때 적어도 하나의 롤러의 표면이 탄성 변형에 의해 합성수지시트를 얇게 형성할 수 있는 합성수지시트 제조 장치용 롤러를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 합성수지시트 제조장치는 열가소성을 갖는 합성수지로 이루어진 성형재료를 용해시켜 성형기의 압출구를 통해 시트 형상으로 압출한 후 제 1 롤러 및 제 2 롤러 사이를 통과시켜 소정 두께의 합성수지시트를 제조하는 합성수지시트 제조장치에 있어서, 상기 제 1 롤러 또는 제 2 롤러가, 내부에 냉각수가 흐르며 회전축에 결합되어 회전력을 받는 내부관과, 상기 내부관의 외부에 밀착되어 설치되는 탄성재질로 된 탄성관과, 상기 탄성관의 외부에 밀착되어 설치되는 표면관을 포함한다.
탄성관은 내열 특성을 갖는 실리콘 고무 또는 합성 고무로 형성되고, 표면관은 스테인레스 금속 또는 초경합금으로 거울면상으로 이음부가 없이 형성된다.
또 본 발명에 따른 합성수지시트 제조장치용 롤러는 회전축에 결합되어 회전력을 받는 내부관과, 내부관의 외부에 밀착되어 설치되는 탄성재질로 된 탄성관과, 탄성관의 외부에 밀착되어 설치되는 표면관을 포함한다.
탄성관은 내열 특성을 갖는 실리콘 고무 또는 합성 고무로 형성되고, 바람직스럽기로는 그 두께가 0.5 내지 10 mm로 형성하는 것이 좋다. 표면관은 스테인레스 금속 또는 초경합금으로 만들어 지고, 바람직하게 그 두께가 0.2 내지 2mm로 형성하는 것이 좋다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 합성수지시트 제조장치의 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 냉각롤러의 횡단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 합성수지시트 제조장치는 믹서(mixer : 11), 압출기(13), 구동부(15), 스크린 체인지바(17), 압출구(21)를 갖는 성형기(19), 제 1 롤러(25) 및 제 2 롤러(27)를 포함하는데, 상기 제 2 롤러(27)는 내부관(31), 탄성관(33) 및 표면관(35)으로 포함하여 이루어지는 것이다.
믹서(11)는 PVC, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 연질 염화비닐, 나일론, 메타크릴 수지, 에폭시, 합성 고무 및 ABS 등의 열가소성 합성수지로 이루어진 성형재료를 공급받아 혼합한다.
압출기(13)는 내부에 설치된 스크류(도시되지 않음)와 히터(도시되지 않음)를 가지고 있다. 스크류는 구동부(15)에 의해 회전되는 것에 의해 믹서(11)로 부터 공급되는 성형재료를 이동시키며, 히터는 성형재료를 용융시킨다.
스크린 체인지바(17)는 눈의 크기가 작은 그물 형상으로 형성되어 히터에 의해 용융된 성형재료에 포함되어 있는 불순물을 걸러 제거한다.
성형기(19)는 압출구(21)를 통해 용해된 성형재료를 압출하여 시트 형상으로 압출한다. 성형기(19)의 압출구(21)를 통해 압출된 시트는 가열되어 있어서 변형이 가능한 상태가 된다.
제 1 롤러(25)는 압출구(21)를 통해 압출되는 시트를 제 2 롤러(27)와 서로 반대 방향으로 회전하면서 통과시켜 두께를 압축하거나 표면의 손상 등을 제거한다. 제 1 롤러(25)는 WC-Co, WC-TiC-TaC-Co 또는 CrC-Ni 등의 초경합금이나 스테인레스 금속으로 형성되며 외주면이 아주 평탄하게 형성되는데, 다르게 표현하면 거울면 상으로 형성되거나, 또는, 합성수지시트(23)에 입체 무늬가 형성될 수 있도록 요홈(도시되지 않음)이 형성될 수도 있다. 그러므로, 제 1 롤러(25)는 변형이 가능한 상태인 합성수지시트(23)의 일측 표면이 거울면 상태 또는 입체 무늬를 갖도록 할 수 있다.
제 2 롤러(27)는 내부관(31), 탄성관(33) 및 표면관(35)으로 구성되어 제 1 롤러(25)와 소정 간격 이격되면서 마주하며 압출되는 시트를 인출할 수 있도록 압출구(21) 쪽에서 접촉되게 제1롤로와는 서로 반대 방향으로 회전되도록 설치된다.
내부관(31)은 회전축(도시되지 않음)에 결합되어 회전력을 받는다. 내부관 내에는 압출된 가열된 상태의 시트를 냉각시키는 냉각수를 흐르게 할 수도 있고, 냉각수가 흐르지 아니하도록 제작할 수도 있다. 내부관(31)의 내부에 흐르는 냉각수는 압출구(21)를 통해 압출되어 가열된 시트를 냉각시키는 역할을 하게 된다.
탄성관(33)은 탄성 및 내열 특성을 갖는 실리콘 고무, 합성 고무 또는 합성수지가 0.5 ∼ 10㎜ 정도의 두께로 형성되어 내부관(31)의 외부면에 밀착되어 에워싸도록 설치된다. 이 탄성관은 표면관이 필요한 굴곡을 할 때 이를 흡수하고 다시 원위치되도록 하는 역할을 한다.
그리고, 표면관(35)은 WC-Co, WC-TiC-TaC-Co 또는 CrC-Ni 등의 초경합금이나 스테인레스 금속으로 0.2 ∼ 2㎜ 정도의 두께로 형성되어 탄성관(33)의 외부면에 밀착되어 에워싸도록 설치된다. 표면관(35)은 이음부가 없이 외주면이 거울면 상으로 형성된다. 이 표면관은 제1롤러와의 압력에 의하여 제1롤러와 접촉되는 부위가 제1롤러의 곡률에 따라서 굴곡된다.
제 2 롤러(27)는 제 1 롤러(25)와 사이에 시트를 통과시켜 합성수지시트(23)를 형성할 때 표면관이 탄력적으로 변형될때 탄성관(33)도 도 3에 도시된 바와 같이 변형된다. 제 2 롤러(27)는 표면관(33)이 굴곡되면 탄성관(33)이 변형되는 것에 의해 제 1 롤러(25)와의 접촉면적이 증가하게 될 수 있다. 그러므로, 제 1 롤러(25)와 제 2 롤러(27) 사이를 통과하는 시트의 두께가 신축적으로 다소간 변화될 수가 있고 이러한 작동으로 인하여 합성수지시트(23)를 더욱 얇게 형성하기 용이하다.
이러한 합성수지시트 제조장치는 제 2 롤러(27) 및 제 1 롤러(25) 이외에도 다수 개의 롤러(도시되지 않음)이 설치될 수도 있다.
상술한 구성의 합성수지시트 제조장치의 동작을 설명한다.
믹서(11)에 PVC, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 연질 염화비닐, 나일론, 메타크릴 수지, 에폭시, 합성 고무 및 ABS 등의 열가소성을 갖는 합성수지로 이루어진 성형재료를 혼합하여 압출기(13)로 공급한다. 이에, 압출기(13)는 공급된 성형재료를 구동부(15)에 의해 회전되는 스크류에 의해 성형기(19) 쪽으로 이동하면서 히터에 의해 용융시킨다. 그리고, 용융된 성형재료는 스크린 체인지바(17)를 통과하며, 이에 의해, 용융된 성형재료에 포함되어 있는 불순물이 걸러져 제거된다.
용해되고 불순물이 제거된 성형재료를 성형기(19)는 압출구(21)를 통해 시트를 형성한다. 상기에서 성형기(19)의 압출구(21)를 통해 압출되는 시트는 가열되어 변형이 가능한 상태이다.
그리고, 제 2 롤러(27)와 제 1 롤러(25)는 압출구(21) 쪽에서 접촉되도록 서로 반대 방향으로 회전하여 압출구(21)에서 압출되는 시트를 인출하면서 통과시켜 원하는 두께 및 표면 상태를 갖도록 변형시켜 합성수지시트(23)를 형성한다.
시트가 제 2 롤러(27)와 제 1 롤러(25) 사이를 통과할 때 제 2 롤러(27)는 탄성관(33)이 탄성에 의해 압축되어 두께가 변하는 것에 의해 표면관(35)도 변곡된다. 그러므로, 시트를 구성하는 합성수지는 제 2 롤러(27)와 제 1 롤러(25)가 접촉되는 사이 부분을 통과할 때 두께의 변화에 여유가 있게 되므로 합성수지시트(23)는 용이하게 두께 조절될 뿐만 아니라 얇게 형성될 수 있다. 표면관(35)은 초경합금 또는 스테인레스 금속으로 형성되므로 두께가 변화되지 않고 탄성관이 이러한 변화를 흡수한다.
또한, 압출구(21)에서 압출된 시트가 제 2 롤러(27)와 제 1 롤러(25) 사이를 통과하여 형성된 합성수지시트(23)는 제 1 롤러(25)와 접촉되는 일측 표면은 거울면 상태 또는 입체 무늬를 갖게 되며, 제 2 롤러(27)와 접촉되는 타측 표면은 거울면 상태가 되면서 내부관(31) 내부를 흐르는 냉각수에 의해 냉각된다.
그리고, 제 2 롤러(27)와 제 1 롤러(25) 사이를 통과한 합성수지시트(23)는 별도로 설치된 다수 개의 롤러를 통할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 제 2 롤러에 냉각수를 흘려서 성형기에서 나오 는 떠거운 플라스틱시트를 냉각시키는 냉각롤러로 사용할 수도 있고, 그렇지 아니할 수도 있다.
제 2 롤러와 제 1 롤러가 성형기의 압출구에서 압출되는 합성수지시트를 인출하도록 서로 반대 방향으로 회전하면서 이 합성수지시트를 통과시킬 때 제 2 롤러는 변형되어 제 1 롤러와 제 2 롤러 사이에 합성수지가 축적되는 것을 방지한다.
제 2 롤러와 제 1 롤러 사이에 가하여 지는 압력이 동일하다고 할 때, 이 사이를 통과하는 시트의 두께에 대하여 제2롤러가 탄력적으로 적응한다. 그래서 롤러 사이를 통과하는 합성수지의 량이 탄력적으로 변화될 수가 있고, 또 통과되는 시트가 롤러와 접촉되는 면적이 넓으므로 같은 압력을 오래동안 받게 되므로 두께의 균일성이 증진되고 더욱 얇게 된다.
또한, 다수의 시트를 제 2 롤러와 제 1 롤러로 합착하여 다층의 합성수지시트를 제조하는 경우에 각각의 시트를 이루는 합성수지가 제 2 롤러와 제 1 롤러 사이에 축적되지 아니하고 용이하게 작업이 이루어 지게 할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
따라서, 본 발명은 제 2 롤러와 제 1 롤러 사이를 통과하는 시트의 두께에 대하여 탄력적으로 적응하기 때문에 합성수지가 롤러사이를 통과하지 못하고 축적되는 것이 방지되고, 시트가 롤러와 접촉되는 면적을 크게 할 수가 있어서 두께의 균일성이 증진어서 합성수지시트를 더욱 얇게 제조할 수 있는 잇점이 있다.
Claims (9)
- 열가소성을 갖는 합성수지로 이루어진 성형재료를 용해시켜 성형기의 압출구를 통해 시트 형상으로 압출한 후 제 1 롤러 및 제 2 롤러 사이를 통과시켜 소정 두께의 합성수지시트를 제조하는 합성수지시트 제조장치에 있어서,상기 제 1 롤러 또는 제 2 롤러가,내부에 냉각수가 흐르며 회전축에 결합되어 회전력을 받는 내부관과,상기 내부관의 외부에 밀착되어 설치되는 탄성재질로 된 탄성관과,상기 탄성관의 외부에 밀착되어 설치되는 표면관을 포함하는 것이 특징인 합성수지시트 제조장치.
- 청구항 1에 있어서 상기 탄성관는 내열 특성을 갖는 실리콘 고무 또는 합성 고무로 형성된 것이 특징인 합성수지시트 제조장치.
- 청구항 1에 있어서 상기 표면관은 스테인레스 금속 또는 초경합금으로 만들어진 것이 특징인 합성수지시트 제조장치.
- 청구항 3에 있어서 상기 표면관은 이음부가 없이 형성된 것이 특징인 합성수지시트 제조장치.
- 합성수지시트 제조장치에서 사용하는 롤러에 있어서,내부에 냉각수가 흐르며 회전축에 결합되어 회전력을 받는 내부관과,상기 내부관의 외부에 밀착되어 설치되는 탄성재질로 된 탄성관과,상기 탄성관의 외부에 밀착되어 설치되는 표면관을 포함하는 것이 특징인 합성수지시트 제조장치용 롤러.
- 청구항 5에 있어서 상기 탄성관는 내열 특성을 갖는 실리콘 고무 또는 합성 고무로 형성된 것이 특징인 합성수지시트 제조장치.
- 청구항 5에 있어서, 상기 표면관은 스테인레스 금속 또는 초경합금으로 만들어진 것이 특징인 합성수지시트 제조장치.
- 청구항 5에 있어서, 상기 탄성관은 내열 특성을 갖는 실리콘 고무 또는 합성 고무로 형성되고, 그 두께가 0.5 내지 10 mm 되는 것이 특징인 합성수지시트 제조장치.
- 청구항 5에 있어서 상기 표면관은 스테인레스 금속 또는 초경합금으로 만들어 지고, 그 두께가 0.2 내지 2mm 인 것이 특징인 합성수지시트 제조장치.
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