KR100443136B1 - 플라스틱 재료의 동시 압출 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출 성형 공동을 위하여 다수의 플라스틱 스트림 동시 압출기 및 동시 압출 방법에 관한 것으로서, 압출기는 결합된 플라스틱 재료 스트림을 강제하는 리스트릭터 또는 스로틀 핀, 로드 또는 요소를 그 내부에 일체로 구비하며, 이것에는 외부 및 내부 흐름 층 내에 피복되는 내부 코어 흐름이 형성되어, 최종적으로 압출기로 개방된 공동 안으로 양 횡방향으로 분할되는 상응하는 동심 환상 흐름 스트름 층으로 에워싸이며, 이 코어 흐름은 압출기 및 공동 내에서 제로 구배의 측방향 흐름 속도 프로파일을 갖는다.

Description

플라스틱 재료의 동시 압출 방법 및 장치{METHOD OF THROTTLE-VALVING CONTROL FOR THE CO-EXTRUSION OF PLASTIC MATERIALS AS FOR MOLDING AND THE LIKE, AND APPARATUS THEREFOR}

동시 사출 성형 분야에서의 일반적인 문제점은 코어(내부)층의 선단을 두께에 있어서 금형 공동에 들어가는 코어(내부)층의 후미부와 동일한 정도로 균일하게 유지할 필요가 있다는 점이다. 선단이 테이퍼지면, 내부층의 가장 안쪽에 있는 부근의 성질이 균일하지 않은 성형품이 제조된다.

통상, 코어(내부)층의 선단은, 노즐의 결합 영역의 하류에 배치되는 종래 기술의 동시 주입 노즐의 원통형 중앙 채널을 통해 흐르고, 금형 공동의 원통형 게이트 부분을 통해 흐름에 따라 테이퍼진다. 그러한 노즐의 전형적인 것은 예컨대 미국 특허 제4,895,504 및 4,892,699호에 개시되어 있다.

테이퍼의 양은 결합된 흐름의 속도 프로파일에 의존하는데, 이 속도 프로파일은 선단의 반경 방향 최내측 부분과 반경 방향 최외측 부분 사이의 속도 구배를 야기한다. 테이퍼의 양은 원통형 게이트의 공동측 단부와 결합 영역 사이의 원통형 흐름의 전체 축방향 거리에도 의존한다.

선단의 테이퍼를 최소화하기 위해, 그러한 종래 기술의 노즐은 원통형 게이트의 공동측 단부와 결합 영역 사이의 축방향 흐름 거리가 짧게 구성되어 왔다. 전형적으로, 이러한 축방향 흐름 거리는 대략 5 mm 내지 25 mm 사이이며, 결과적인 선단의 테이퍼 길이는 보다 짧은 축방향 흐름 거리에 대해서는 대략 1.8 mm보다 크고, 보다 긴 축방향 흐름 거리에 대해서는 9 mm 보다 크다. 이러한 짧은 축방향 흐름 거리로 인하여, 결합 수단을 노즐의 일부로 할 필요가 있다.

현재의 기술에 대한 다른 문제는 게이트에 밀접한 동시 주입 노즐의 최외측 직경이 단일 재료의 사출 성형에 사용되는 노즐의 직경보다 크다는 것이다. 이와 같이 큰 치수는 금형 내에 커다란 틈새 구멍(clearance bore)을 필요로 하는데, 이는 게이트 부근에서 금형 공동의 적절한 냉각을 어렵게 한다. 현재 기술의 몇 가지 구조에서는 게이트 부근의 최외측 직경을 최소화하도록 원추형 또는 절두 원추형 부분이 있는 결합 수단이 사용되는데, 그렇게 하더라도, 게이트 부근의 이러한 노즐의 직경은 단일 재료용 노즐 크기의 2배일 수 있다.

본 발명은 성형 장치 내로의 도입 또는 이에 유사한 용도를 위하여 둘 이상의 플라스틱 재료 등의 스트림을 동시 압출하는 것에 관한 것으로, 보다 구체적으로 말하면, 광범위하게 상이한 사용 재료, 압출 온도 및 기타 조건을 보다 신축적으로 사용하여, 그러한 동시 압출을 보다 양호하게 제어하고 피압출 재료를 보다 균일하게 성형할 수 있도록 하는 문제에 관한 것이다.

적어도 2개의 재료를 동시 주입하기 위한 사출 시스템에 있어서, 본 발명은 재료의 상이한 유동 스트림을 결합하기 위한 개선된 기술 및 장치에 관한 것으로, 사출 금형 공동(空洞) 내의 결합된 스트림의 속도 프로파일과 유사하게 결합된 스트림의 속도 프로파일이 용융물 이송 시스템 내에 생성되어, 결과로서의 성형품의 균일성이 보장된다.

이하 첨부한 도면과 관련하여 본 발명을 설명하도록 한다.

도 1은 재료의 공급원, 재료 분배 및 결합 시스템 및 금형 공동을 포함하는 전체 시스템의 횡단면도이고,

도 2는 재료 결합 영역으로부터 금형 공동에 이르는 흐름의 횡단면도로서, 코어(내부)층이 본 발명의 기술 및 구성에 따라 제로 구배(zero-gradient)의 속도 프로파일을 따라 흐르는 것을 보여주며,

도 3은 이러한 구성의 환상 흐름 채널의 횡단면도로서, 제로 구배의 속도 프로파일을 따른 코어(내부)층을 보여주며,

도 4는 도 3과 같은 환상 흐름 채널의 횡단면도이지만, 불량하게 분포된 외부 및 내부 흐름 층으로 인하여 코어(내부)층이 환상 직경의 중간(median)으로부터 편심되어 있는 것을 보여주며,

도 5는 도 3 및 4에 나타낸 바와 같은 본 발명의 조건과 대조되는 속도 구배가 높은 영역 내의 코어(내부)층을 보여주는 종래 기술의 원통형 흐름의 횡단면도이고,

도 6은 도 5와 유사한 도면이지만, 외부 및 내부 층의 분포가 불량한 종래 기술의 원통형 흐름을 보여주며,

도 7은 환상 흐름 노즐 영역, 환상 흐름 게이트 영역 및 공동 내의 코어(내부)층의 속도 프로파일을 나타내는 횡단면도이고,

도 8은 도 7과 유사한 도면이지만, 금형 공동 내의 코어(내부)층의 선단의 상대 위치에서 외부 및 내부층의 흐름이 불량하게 분포된 영향을 나타내며,

도 9 및 10은 각각 도 7 및 8과 유사한 도면이지만, 노즐 게이트 및 공동 내의 종래 기술의 원통형 흐름을 보여주고,

도 11은 본 발명의 구성에 의해 형성된 성형품의 횡단면도로서, 내부 및 외부의 분량한 분포가 10%일 때, 결합 영역으로부터 게이트의 공동 측면까지 75 mm의 도 8의 환상 흐름 길이에 의해 야기된 선단의 테이퍼 정도를 나타내며,

도 12는 도 11과 유사한 도면이지만, 도 10의 종래 기술의 원통형 노즐에 의해 이루어진 성형품의 도면으로서, 원통형 흐름의 내부 및 외부의 불량한 분포가 10%인 경우에 야기되는 선단 테이퍼의 정도을 나타내고,

도 13은 본 발명에 따라 구성된 변형 압출기의 횡단면도로서, 매니폴드로부터의 흐름이 고정 스로틀 밸브 수단을 갖춘 평탄한 디스크형 결합 수단을 통과하여, 환상 흐름 노즐 및 게이트를 통해 공동으로 흐르는 것을 나타내며,

도 14는 축방향 결합 수단이 마련되고, 고정 스로틀 밸브 수단이 노즐 자체의 일부로서 마련된 다른 변형례의 횡단면도이고,

도 15는 도 14의 고정 스로틀 밸브 수단을 갖춘 축방향 결합 수단의 보다 완전한 횡단면도로서, 결합 영역, 별개 노즐 및 게이트를 통하여 금형 안으로 연장되는 중앙의 고정된 스로틀 밸브 수단 둘레에 3개의 동심의 축방향 실린더로 이루어진 결합 수단의 횡단면을 나타내며,

도 16은 도 13과 유사한 도면이지만, 가동 스로틀 밸브 수단을 나타내고,

도 17은 도 16의 결합 수단 및 가동 스로틀 밸브의 확대된 횡단면도이며,

도 18 및 19는 밸브가 중립 위치에 있는 상태를 보여주는 도 17과 유사한 도면이지만, 내부 층의 유량을 감소 및 증가시키기 위한 스로틀 위치의 각 상태를 나태며,

도 20은 공동 안으로의 노즐 단부 및 게이트의 상대적 배치를 나타내는 확대도로서, 스로틀 밸브가 공동으로의 원하는 환상 흐름을 유지하는 것을 나타내며,

도 21은 도 20과 유사한 도면이지만, 성형품 상에 감소된 게이트 마크(gate mark)를 형성하도록 원추형 게이트에 상응하는 원추형 밸브를 제공하는 것을 도시하며,

도 22는 도 20과 유사한 도면이지만, 개방 게이트를 필요로 하는 플라스틱의 성형이 가능하도록 스로틀 밸브가 게이트보다 앞에서 종단되는 것을 도시하며,

도 23은 도 20 및 22와 유사한 도면이지만, 게이트 밸브로서 작동하도록 조절되는 스로틀 밸브가 개방 위치로 도시되어 있으며,

도 24는 스로틀 밸브가 폐쇄 위치에 있는 것을 도시한 도면이며,

도 25는 본 발명의 노즐 단부와, 게이트와 부분적으로 충전된 공동의 횡단면도로서, 외부층과 코어(내부)층이 동일 온도에서 작동되는 것을 나타내며,

도 26은 외부층이 코어(내부)층보다 훨씬 높은 온도에서 주입되는 것을 나타내는 도면이며,

도 27(a)-(d)는 성형품 전체에 걸쳐 균일하게 분배된 코어(내부)층의 충전 시퀀스를 나타내는 도면이고,

도 28(a)-(d)는 도 27(a)-(d)와 유사한 도면이지만, 고정 스로틀 밸브를 이용하여 성형품으로 최대량의 코어가 주입되는 코어(내부)층의 충전 시퀀스를 나타내며,

도 29(a)-(d)는 도 27(a)-(d) 및 28(a)-(d)와 유사한 도면이지만, 성형품의 게이트측에 있어서 외부층이 보다 두껍게 되도록 하기 위하여 내부 환상 층에 비해 더 큰 유량의 외부층 흐름을 형성하게 구성된 결합 수단을 이용하여 성형품 안에 최대량의 코어를 주입하는 코어(외부) 층의 충전 시퀀스를 나타내며,

도 30(a)-(d)는 도29(a)-(d)의 역을 나타내는 도면이며,

도 31(a)-(d)는 게이트 및 공동 영역의 횡단면도로서, 가동 스로틀 밸브를 이용하고, 도 31(b)에 도시된 흐름 중에 외부 환상 층에 대해 내부 환상 층의 흐름을 증가시킴으로써, 보다 많은 코어(내부) 층의 재료를 성형품의 게이트측으로 주입하는 충전 시퀀스를 나타내며,

도 32(a)-(d)는 게이트 및 공동 영역의 횡단면도로서, 스로틀 밸브가 도 32(b)에 도시된 흐름 중에 외부 환상 층의 흐름(즉, 도 31의 흐름에 대해 반대의 흐름)에 대해 내부 환상 층 흐름을 감소시키도록 스로틀 밸브가 이동되고, 그에 의하여 더 많은 코어(내부)층 재료를 게이트와 대향하는 성형품 측으로 주입하는 충전 시퀀스를 나타내며,

도 33은 환상 채널 및 공동 내의 속도/평균 속도와 흐름 분율을 표시한 그래프이며,

도 34는 도 33의 결과와 비교하기 위해 종래의 원통형 채널 내의 속도/평균 속도와 흐름 분율을 표시한 그래프이다.

본 발명의 목적은, 종래 기술의 전술한 단점 및 그외의 단점을 갖지 않으며, 그와 달리, 노즐을 스로틀 제어 압출기로 근본적으로 변경하는 것을 통하여, 현저하게 개선되고, 보다 균일하며, 보다 신축적인 조작을 제공하는 동시 압출용의 신규하고 개선된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 압출 재료의 결합 영역의 내부 및 하류에서, 코어(내부)층의 선단을 가로질러 실질적으로 제로 구배의 속도 프로파일을 갖는 결합된 흐름이 형성되는 신규한 압출 장치를 제공하는 것으로, 그러한 속도 프로파일로 인해 코어(내부)층의 선단은 결합 영역으로부터 금형 게이트의 공동측 단부로 흐름에 따라 종래 기술의 노즐과는 다르게 테이퍼지지 않게 된다.

본 발명의 또다른 목적은, 금형의 구조 및 금형의 냉각이 악화되지 않도록 결합 수단을 노즐의 게이트 영역으로부터 원거리에 위치시킨 신규한 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 종래 기술의 원통형 노즐 구조를 스로틀 또는 리스트릭터(restrictor) 니들, 로드 또는 스템 등의 환상 압출을 강제하는 것을 포함하는 압출기 구성으로 근본적으로 변경함으로써 그러한 신규한 결과를 달성하고, 또한 내부 코어 성형의 경우에는, 동심의 내부 및 외부 환상 압출 스트림을 발생시키고, 환상의 동시 압출된 내부 및 외부 스트림 층 내에 코어 형성용 환상 스트림을 수용하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 단일 재료 성형 시스템에 의해 달성될 수 있는 정도로 작은 게이트 흔적(gate vestige)이 성형품 상에 남는 신규한 압출기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 결합 영역 하류의 플라스틱 재료의 결합된 스트림의 속도 프로파일이 공동 내의 결합된 스트림의 속도 프로파일과 실질적으로 동일하게 되어, 개선된 부품 특성 및 개선된 사이클 타임이 가능한 신규한 동시 압출 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

기타 다른 목적은 후술하며, 첨부한 청구범위에 보다 상세하게 기재한다.

그러나, 요약하면, 보다 많은 측면중 하나에 있어서, 본 발명은 성형품을 제조하도록 게이트 영역을 통해 금형 공동 안으로 주입되는 것과 같은 다수의 플라스틱 재료를 동시 압출하는 방법을 포함하며, 이 방법은 최종의 플라스틱 성형품의 내부 코어로서 작용하는 하나 이상의 내부 스트림이 피복용 플라스틱 재료 층으로 작용하는 플라스틱 재료의 내부 및 외부 스트림 내에 있도록 전술한 흐름 플라스틱 재료의 스트림을 결합하는 단계와; 환상의 코어 스트림이 내부 및 외부의 환상 피복용 플라스틱 재료의 스트림 층에 의해 수용되는 상태로, 종방향으로 연장되는 관형 압출기의 내부를 따라 공동 게이트 영역으로의 동심의 환상 흐름 경로를 따라 흐르도록 결합된 스트림을 제한하는 단계와; 게이트 영역에서, 동심의 환상 스트림을 양 횡방향을 따라 분할하여 공동(cavity)의 상응하는 양 횡방향 섹션 안으로 주입하는 단계를 포함한다.

본 발명의 신규한 방법을 실행하기 위한 양호한 최선의 실시예 및 장치의 구성을 이하에 더 상세히 기재한다.

도 1을 참고하면, 금형의 공동(空洞) 안으로 적어도 2가지 재료를 주입하게 되어 있는 (PET, EVOH, 폴리카보네이트 등과 같은) 플라스틱 동시 사출 성형 시스템에 적용되는 것인 본 발명의 실시예에 있어서, 이 시스템은 각 재료를 위한 각각의 공급원(S₁, S₂)과, 각 재료 스트림을 금형의 각 게이트(gate) 상류의 결합 수단(C)으로 이송하기 위한 매니폴드(D)와 같은 수단과, 결합된 스트림을 게이트를 통하여 금형(M)으로 이송하기 위한 신규한 스로틀 밸브 제어식 압출기 노즐 수단(E)을 갖추고 있다. 각 재료를 위한 공급원(S₁, S₂)은 왕복형 스크루 사출 유닛으로서 도시되며, 재료의 스트림을 이송하기 위한 수단은 매니폴드 블록(D)이고, 각 재료를 위한 각각의 흐름 채널(C₁, C₂)은 흐름이 서로 동일하게 평형을 이루도록 배치되어 있으며, 결합 수단(C)은 결합된 스트림을 금형(M)의 각 게이트 영역(G)으로 이송하는 내부의 동일 정도로 연장하는 스로틀 니들(T)을 갖춘 스로틀 노즐 수단(E)의 상류에 배치된다. 도 2에 개시된 실시예에 있어서, 성형품의 각 층(L)을 형성하는 스트림은, 이하에 보다 상세하게 설명하는 바와 같이, 코어(내부)층(I)의 선단이 결합된 유동 스트림의 속도 구배가 제로인 부분에 배치되도록 결합 수단(C)의 환상 채널(A) 내에서 합쳐진다. 그 중앙의 종방향 스로틀 니들 또는 흐름 리스트릭터(T)가 결합 수단(C)의 하류에 있는 상태로 종방향으로 연장된 압출기 노즐 수단(E)은 결합 수단 안에서 발생된 환상 흐름을 중단없이 지속적으로 제공한다.

도 2에 도시된 3층의 결합된 유동 스트림의 실시예에 있어서, 2가지 재료(L, I)가 자체의 공급원으로부터 각각 제공되며, 성형품의 외부 또는 피복 층(OL₁, IL₁)을 형성하는 제1 재료(L)는 중앙 스로틀(T)의 존재에 의해 형성된 환상 흐름 결합 스트림(A)의 내부층(IL) 및 외부층(OL)을 형성하며, 성형품의 코어(내부)층(I₁)을 형성하는 제2 재료(I)는 환상 흐름 결합 스트림(A)의 중간 또는 내측, 즉 내부 환상 층(IA)을 형성한다. 제1 재료(L)는 그것의 흐름 채널을 통해 결합 수단(C)으로 이송되고, 이 제1 재료(L)는 단일 스트림으로부터 2개의 스트림으로 분할되는데, 그 중 하나는 전술한 결합된 환상의 유동 스트림의 내부 환상 층(IL)을 형성하고, 다른 하나는 전술한 외부 환상 층(OL)을 형성한다. 제2 재료(I)는 그것의 흐름 채널을 통해 결합 수단(C)으로 이송되고, 도 3의 환상 흐름 채널의 횡단면에도 도시된 바와 같이, 이 제2 재료(I)는 동심의 환상 흐름 결합 스트림의 중간 또는 내부 환상 층(IA)을 형성하도록 배치된다. 바람직하게는, 도시된 바와 같이, 스로틀 니들 또는 중앙의 리스트릭터는 노즐의 공동 게이트 주입 단부에 있는 압출기 개방 말단에 축소된 직경(T')을 갖는다. 따라서, 노즐 수단은 스로틀 밸브 핀을 에워싸서 환상 채널을 형성하는 내부 보어를 포함하여, 전술한 속도 프로파일을 유지하면서 결합된 유동 스트림을 게이트로 이송한다. 속도 프로파일(VP₁)의 구배가 제로가 되도록 코어(내부)층 재료를 배치함으로써, 코어(내부)층의 선단은 결합 수단과 공동으로의 게이트 사이의 축방향 흐름 거리에 관계 없이 테이퍼지지 않게 된다. 따라서, 종래 기술의 노즐과는 상이하게, 노즐의 축방향 길이는 양호한 금형 냉각을 제공하는 데 필요한 길이 만큼으로 될 수 있다. 노즐의 최외측 직경은 전형적으로 단일 재료 성형에 필요한 것보다 크지 않으므로, 금형의 구조 또는 금형의 냉각에 악영향을 미치지 않는다. 또한, 이 실시예에서도, 역시 단일 재료 성형용으로 구성된 금형은 동시 주입에 사용되도록 전환하는 것이 용이하다. 리스트릭터 또는 스로틀 니들, 로드 또는 요소(T')의 인접 말단 부근의 게이트 영역(G)에서, 환상의 유동 스트림은 측방향으로 분할되고, 흐름은 도 2에 화살표로 도시된 바와 같이, 금형 공동의 상응하는 개방 섹션으로 횡방향 양측으로 주입된다.

본 실시예와, 성형품의 코어(내부)층을 형성하는 재료가 결합된 유동 스트림의 중간 층이 되게 배치되는 후술하는 실시예에 있어서는, 일부를 그것의 코어(내부)층이 성형품의 외부층보다 용융 온도가 낮도록 용이하게 성형할 수 있다. 다른 한편으로, 단일 층 성형의 경우, 공급원에서 제공되는 재료의 온도는 1) 사출 공동의 벽 사이의 흐름이 용이하도록 점도를 낮추고, 2) 성형품의 외부면에 미적으로 양호한 외관을 형성하도록 충분히 높아야 한다. 단일 층 성형품의 재료는 단일의 재료 공급원에 의해 제공되므로, 그 내부층의 온도는 공동 흐름의 용이성과 표면 외관에 필요한 온도이며, 성형품의 내부를 냉각하는 데 필요한 냉각 시간은 공급원에 의해 제공되는 용융 온도에 의존한다. 그러나, 본 발명을 이용하면, 코어(내부)층은 외부층 재료의 온도와 상당히 상이한 온도로 제공될 수 있으므로, 단일 층 성형과 비교하여 여러 예상치 못한 개선이 이루어진다. 다른 몇 가지 종래 기술의 시스템도 이러한 효과가 가능하지만, 본 발명의 기술 및 구성에 의해 특히 간단하고 효율적으로 달성된다.

외부층을 정상 온도 또는 그 이상의 온도로 제공하고, 코어(내부)층을 상응하는 저온으로 제공함으로써 발생될 수 있는 개선으로는,

1) 외부층의 점도가 정상보다 낮아짐으로 인하여 공동 충전 압력이 낮아지는 것과,

2) 외부층 용융 온도가 보다 높아짐으로 인하여 부품의 표면 외관이 개선되는 것과,

3) 외부층 용융 온도의 상대적 증가가 이에 상응하는 코어(내부)층 용융 온도의 감소보다 작으면 냉각 시간 및 그에 따른 사이클 타임이 감소되어, 결합된 용융물의 전체 열 함량(heat content)은 단일 재료 성형에 대해 통상적인 것보다 작다는 것과,

4) 그것이 성형품에 대하여 원하는 특성이면, 코어(내부)층의 증가된 용융 점도에 의하여 코어(내부)층 용적을 감소된 외부층 용적에 비하여 증가시킬 수 있는 것과,

5) 과도한 잔류 성형 응력(molded-in stress)을 유발하지 않으면서 외부층의 열팽창 계수보다 높은 열팽창 계수를 갖는 코어(내부)층 재료가 사용될 수 있는 것 등이 있다.

그 외의 개선은 코어(내부)층 및 외부층 재료의 상대적인 용융 온도를 다르게 제공함으로써 이루어질 수 있다. 이러한 한 가지 이유는 코어(내부)층이 외부층 재료와 상이한 열팽창 계수를 가질 때 이들 층 사이의 상대적인 수축을 제어할 수 있는 것에 있다. 다른 이유는, 성형품 표면 외관에 영향을 주지 않으면서 코어(내부) 및 외부층 사이의 상대적 수축을 감소시키도록 온도차를 이용하여 잔류 성형 응력이 낮은 성형품을 제조하는 것에 있다.

도 2 및 3에 도시된 흐름의 분배를 다시 참고하면, 본 발명의 압출기 구조는 불량한 분포를 갖는 경우, 즉 외부 및 내부 환상 흐름 층이 비대칭인 경우에 대하여 대처할 수 있는데, 이는 도 4에 도시된 바와 같이 코어(내부) 환상 층(IA)을 수용하는 내부층(IL) 및 외부층(OL)의 환상 직경의 중간으로부터 그 코어(내부) 환상 층을 편심되게 할 수 있기 때문이다. 도 4의 속도 프로파일(VP₁')에 따르면, 코어는 비록 편심된 경우에도 제로 구배의 속도 프로파일에 근접하고, 여전히 개선된 결과를 갖는 것으로 관찰된다. 이것은 대칭형 및 비대칭형 조건에 대하여 도 5 및 도 6에 도시된 종래 기술의 노즐(E')에서의 원통형 흐름과는 대조적인데, 이 종래의 원통형 흐름에서 코어 층은 프로파일(VP₁", VP₁"')에 있어 높은 속도 구배 영역에 있으며, 전술한 제한점 및 단점이 수반된다.

압출기(E)가 환상 흐름 게이트(G') 및 공동에 연결된 것으로 도시되어 있는 도 7의 스로틀링되거나 중앙이 제한된 동시 압출기에 있어서, 환상 압출기 영역(VP₂), 환상 흐름 게이트 영역(VP₃) 및 공동(VP₃) 내에서의 환상 코어 층(IA)의 속도 프로파일은 모두 본 발명의 공동 사출 공정 및 흐름 전체에 걸쳐 제로 구배가 유지되는 것을 보여준다. 실질적으로, 이들 장점은 외부 및 내부층 흐름의 정렬 불량 또는 분포 불량의 경우에도 얻어지는데, 도 8에는 금형 공동 내에서 코어(내부)층 선단의 상대 위치(Δl)에서의 분포 불량의 외부 및 내부층 흐름의 영향이 도시되어 있다.

도 9 및 10은 도 7 및 8에 도시된 본 발명의 압출기에 각각 상응하는 종래 기술의 원통형 노즐을 도시하는데, 이들 도면은 노즐 E'(VP₂') 및 게이트(VP₃')에서의 코어(내부)층의 흐름에 대하여는 바람직하지 않게 높은 속도 구배를 나타내고, 제로 구배의 속도 프로파일은 단지 공동(VP₄) 내에서만 달성되는 것을 도시한다.

도 10은 코어 선단이 압출기(E')를 통해 흐름에 따라 불량하게 분포된 코어 선단을 가로지르는 속도차의 영향에 의해 발생되는 코어 선단의 테이퍼의 발생을 나타낸다. 선단의 유선(streamline)(IA'1)이 IA'3보다 고속으로 흐르므로, 코어가 게이트(G')를 통해 공동에 진입하는 시점에 Δℓ 테이퍼의 결과가 생긴다. 코어 층(I₁)이 공동의 중심 유선으로부터 편심되게 남아 있는 경우에도, 공동 내의 테이퍼진 선단을 가로지르는 속도차는 작게 유지되므로, 공동 내에서의 Δℓ의 증가는 종래 기술의 압출기(E')에서 발생하는 Δℓ에 비해 작다.

본 발명의 환상 흐름 구성에 따라 달성 가능한 현저하게 개선된 성형 결과 및 공차를 종래 기술의 원통형 노즐과 더욱 비교하면, 도 11은 결합 영역(C)으로부터 게이트(G)의 공동측까지의 길이가 75 mm인 환상 흐름에 대해서, 본 발명에 따른 구성의 환상 흐름(도 8)에 있어서 내부 및 외부 흐름에 10%의 불량 분포가 있는 경우에 성형품 내에 행해지는 선단 테이퍼의 최소 허용량을 나타내는 반면; 도 12는 결합 영역으로부터 게이트의 공동측까지의 거리가 75 mm인 원통형 흐름에 대해서 동일하게 10%의 불량 분포가 있는 경우 종래의 원통형 흐름 노즐(도 10)에서 수용해야 하는 성형품 내의 훨씬 큰 선단 테이퍼를 나타낸다.

도 11에 도시된 바와 같이, 선단 테이퍼의 최소 허용량(6 내지 6 mm)을 달성하기 위하여 종래 기술을 이용하는 경우에는, 결합 영역으로부터 성형품의 표면까지의 중앙 채널 내의 결합된 흐름의 길이는 내부 및 외부 흐름의 불량한 분포가 도 6 및 도 34에 도시된 것과 같은 경우에는 약 11 mm를 초과해서는 안된다. 게이트 부근의 최소량의 금형 냉각을 제공하기 위해서, 종래 기술의 중앙 채널의 짧은 길이에 의하여 결합 수단의 형태는 원추형 또는 절두 원추형으로 될 필요가 있다. 그러한 형태에서는 노즐의 말단부가 단일 재료 노즐의 외부 직경의 2배 가량이 되는데, 이는 게이트 부근에서의 부분 냉각에 악영향을 미친다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예를 도시하는데, 여기서 3층 결합 수단은, 결합된 유동 스트림의 내부층을 위한 내부 흐름 채널 벽을 형성하는 중앙의 고정 스로틀 밸브 핀(T-T')을 에워싸는 4개의 평 디스크(FD)로 이루어진다. 흐름 채널(C₁', C₂' 등)은 디스크(FD)의 3개의 결합 평면(mating planar surfaces) 사이에 균일하게 형성되어 각 흐름 층을 배치하고, 각 채널로부터 결합 영역(C)으로 흐르는 각 재료의 균일한 흐름을 형성하며, 그에 따라 결합된 유동 스트림의 각 층은 결합 수단으로부터 압출 제한되거나 스로틀링된 노즐 수단(E) 및 게이트(G)를 통해 공동으로 흐름에 따라 환상으로 균일하게 배치된다.

또한, 매니폴드 결합 수단은 예컨대 도 14에 도시된 바와 같이 압출기 노즐 구조 자체의 일부로서 합체될 수 있으며, 축방향 결합 채널(C1", C2" 등)은 압출기(E) 자체의 상부에 마련되며, 고정 스로틀 밸브(T)는 압출 노즐 내부를 따라 연장된다.

다른 실시예(도 15에 도시)는 결합된 유동 스트림의 내부층을 위한 내부 흐름 채널 벽을 형성하는 중앙의 스로틀 핀(T)을 에워싸는 3개의 동심 셸(S₁', S₂', S₃')을 이용한다. 이들 셸 사이 및 최내측 셸과 스로틀 밸브 핀 사이에 형성되는 흐름 채널은 각 채널로부터 결합 영역으로 흐르는 각 재료의 균일한 흐름을 발생시키도록 구성되어, 결합된 유동 스트림의 각 층은 결합 수단으로부터 노즐 수단을 통하여 공동으로 흐를 때에 환상으로 균일하게 배치된다. 이 실시예에서, 결합 수단(C)은 이송 매니폴드(D)와 압출기 노즐(E) 사이에 끼워진 별개의 조립체이다. 이로 인하여, 압출기 노즐은 단일 재료 성형에 사용된 노즐과 구성이 동일하게 될 수 있다. 결합 수단은 압출기 노즐에 대해 동축이므로, 스로틀 핀(T)과 압출기 노즐의 원통형 벽은 균일한 환상 채널(A)을 형성한다.

이제까지 설명한 중앙에서 종방향으로 연장된 리스트릭터 또는 스로틀 핀은, 예컨대 도 13의 실시예에서 고정된 것으로 도시되어 있지만, 이들은 도 16의 조정 로드(R) 등에 의해 다수의 유용한 스로틀 밸브 동작 또는 조절 목적으로 이동될 수 있어서, 종래 기술의 원통형 노즐에는 없는 융통성을 더욱 제공한다.

가동 스로틀 또는 리스트릭터 밸브 핀(T-T')은 결합 영역 하류의 결합된 유동 스트림에 있어서, 내부 환상 흐름 층 중의 외부 층 재료의 비율을 외부 환상 흐름 층에 대하여 변경시킬 수 있다. 외부층의 상대적인 용적을 변경시키면, 금형 공동 내에서의 코어(내부)층의 위치가 변위되어, 성형품의 양 표면에 제어된 두께의 외부층을 갖는 부분이 형성된다. 내부 환상 흐름 층과 외부 환상 흐름 층 사이에 외부층 흐름이 균일하게 분배되면, 외부층의 두께는 성형품의 양 표면에서 유사하게 된다. 외부층 흐름이 내부 또는 외부 환상 흐름 층 중 어느 하나를 향해 편심되면, 성형품의 외부층 두께는 편심된 환상 층으로부터 성형되는 상응하는 면에서 유사하게 편심된다. 내부 환상 흐름 층으로부터의 재료는 공동 내로의 게이트에 대향하는 공동 벽에 의해 성형되는 부분의 외부층을 형성하며, 외부 환상 흐름 층으로부터의 재료는 게이트에 인접한 공동 벽에 의해 성형되는 부분의 외부층을 형성한다.

가동 스로틀 밸브 핀을 사용하는 것은, 각 주입 중에 내부 환상 흐름 내의 외부층 재료의 상대적인 비율을 외부 환상 흐름 층에 대하여 변경하는 것이 유리한 경우에 통상적으로 적합하다. 가동 스로틀 핀은 임의의 층을 위한 임의의 재료의 흐름을 개시하거나 종료하는 데 이용되지는 않는다. 성형품의 양 표면 상의 외부층의 상대 두께가 서로 고정된 비율로 유지될 수 있는 경우에, 본 실시예는 이동하지 않는 스로틀 밸브 핀을 사용한다.

도 17, 18 및 19의 확대도에서, 스로틀 밸브(T)는 로드(R)에 의하여, 외부층 흐름에 대해 내부층 흐름이 균형을 이루도록 디스크 채널(C₁', C₂' 등)이 개방된 중립 위치와, 내부층 유량을 외부층 유량에 대해 감소시키는 하부 위치(도 18)와, 내부층 유량을 외부층 유량에 대해 증가시키는 상승 위치(도 19)에서 위치 결정되는 것으로 도시되어 있다.

이제, 스로틀 핀의 위치를 조정하는 기능을 하는 압출기 노즐 구조의 말단 또는 게이트 단부에 대해 설명하면, 도 20에 도시된 위치에서는 스로틀 밸브 핀이 전술한 바와 같이 공동으로의 환상 흐름을 유지할 수 있다. 게이트의 흔적 높이(vestige height)를 감소시키기 위해, 스로틀 밸브 핀(T')의 말단은 도 21에서와 같이 게이트(G)의 공동 단부에 근접함에 따라 T"에서 원추형으로 더 테이퍼진다. 게이트의 길이, 테이퍼 및 직경과 관련한 이 말단의 형상은 단일 재료의 성형품에 게이트의 흔적 높이를 감소시키도록 사용되는 것과 동일한데, 이는 각 사이클의 개시 및 종료 시에 게이트 영역에서의 재료가 단지 외부층의 재료이기 때문이다.

그러나, PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 등의 일부 성형 재료는 게이트 흐름이 환상이 아니고 원통형일 것을 요구한다. 그러한 재료에 맞게 조절된 도 22의 실시예에서, 스로틀 밸브 핀은 원통형 흐름이 단지 게이트(G)를 통해서만 발생되도록 노즐 수단의 단부에서 종결되고, 그에 의하여 코어(내부)층 선단에 있을 수 있는 불리한 영향이 최소화된다.

높이가 영(0)인 게이트 흔적을 생성하기 위하여, 가동 스로틀 밸브 핀은 단일 재료 성형에서 높이가 영인 게이트 흔적을 형성하는 데 사용되는 것과 유사하게 게이트의 길이, 테이퍼 및 직경과 관련하여 형상화된 말단을 포함할 수 있다.

또한, 스로틀 밸브는, 필요에 따라, 공동 영역으로의 게이트에서 게이트 밸브로서도 기능하도록 조정될 있으며, 이것은 도 23의 개방 위치와 도 24의 폐쇄 위치로 도시되어 있다.

본 발명의 신규한 구성이 유사하거나 상이한 온도에서 매우 융통성 있게 사용되는 것은 이미 설명하였다. 전술한 도 2와 유사하게 도 25에 도시된 공동으로의 압출에 있어서, 이 시스템은 수평으로 흐르는 환상의 외부층(OL) 및 내부층(IL)이, 공동으로의 대향 측방향으로 횡단 분할되는 중에 예컨대 ABS형의 플라스틱에 대해 약 500℉의 동일한 용융 온도에서, 그들의 내부에 수용되는 코어재(I')를 포함하도록 작용하여, 코어재(I')를 수용하거나 에워싸는 외부층(OL) 및 내부층(IL)의 공동을 동일 온도로 충전한다. 다른 한편으로, 도 26에 있어서, 이 시스템은 전술한 이유에서와 같이, 플라스틱 재료의 성질 및 원하는 성형 효과에 따라 임의의 원하는 변화를 얻도록, 예컨대 400℉의 보다 저온의 코어재(I')가 예컨대 500℉의 보다 고온의 외부층(OL₁, IL₁)과 함께 용이하게 압출 및 성형될 수 있게 한다.

다음 순서는, 도 27(a),(b),(c),(d)에 연속적으로 도시된 바와 같이 내부 코어 층(I)(예컨대 EVOH)에 대하여 금형 공동 내에서 환상으로 압출된 재료의 충전 시퀀스를 시험하는 것이며, 동심의 환상 플라스틱 스트림이 스로틀 또는 리스트릭터 요소(T')의 양측으로 분할되어 금형 공동의 양측으로 주입될 때에 본 발명의 구성으로 얻을 수 있는 현저하게 균일한 분포를 나타내는데, 비교적 두꺼운 외부층은 예컨대 PET이다. 도 28(a),(b),(c),(d)에 있어서는, 성형품(예컨대 폴리카보네이트) 내에 최대량의 코어재(I')를 주입하기 위한 동일한 충전 시퀀스가 도시되어 있는데, 이것은 도시된 바와 같이, 고정 스로틀 밸브 핀(T')에 의해 달성되고, 내부 및 외부 환상 층(IL, OL) 사이에 균일하게 분배된 외부층 흐름(예컨대 재순환된 폴리카보네이트 플라스틱)을 생성한다.

본 발명의 조정 가능한 스로틀 구조의 융통성은 도 29(a),(b),(c),(d)에 추가로 예시되어 있는데, 여기서는 성형품 내의 내부 코어재를 최대량으로 하기 위한 공동 충전 시퀀스를 다시 보여주고 있지만, 외부층 흐름(OL)을 내부 환상 층(IL)에 비해 보다 큰 유량으로 형성하는 스로틀 밸브를 이용하여, 성형품의 게이트측에 내부층(IL₁)보다 두꺼운 외부층(OL₁)을 형성한다〔도 29(d) 참고〕. 도 30(a),(b), (c),(d)의 조작은 역으로 되는데, 다시 말하면 내부층(IL₁)이 성형품의 게이트측의 외부층(OL₁)보다 두껍게 형성된다. 도 20에 도시된 가동 스로틀 핀(R)의 위치로 인하여 도 29의 증가된 OL 및 OL₁이 형성된다. 도 19에 도시된 가동 스로틀 핀의 위치로 인하여 도 30의 증가된 IL 및 IL₁이 형성된다. 예컨대 도 15의 것과 같은 고정 스로틀 핀(T)을 사용하는 실시예에 있어서, OL₁과 IL₁의 상대적인 두께차는 도 13의 결합 수단의 채널(C₁' 및 C₃')과 도 14 및 15의 채널(C₁")의 적절하게 상응하는 구성에 의해 발생될 수 있다.

도 31(a)-(d) 및 도 32(a)-(d)는 가동 스로틀 밸브 요소를 이용하는 공동 충전 시퀀스의 유사한 횡단면도이며, 성형품의 각각의 게이트측 및 게이트 반대측으로 각각 더 많은 코어(내부)층(I')을 주입하기 위해 내부 환상 층 흐름 및 외부 환상 층 흐름을 각각 증가시킨다.

OL, IA 및 IL의 상대 유량의 조정은 각각의 압출 중에 수행된다. 코어 층 및 피복 층의 상대 용적 및 유량은 S₁및 S₂에 의해 제어되며, 한편 피복 층들 사이의 상대 유량은 예컨대 도 17의 가동 스로틀(R)을 조절함으로써 제어된다. 각각의 압출 중에, S₁, S₂및 R은 유선을 따라 흐르는 선단(LE₁)이 있는 코어 층(I')을 형성하도록 제어되는데, 이 유선은 LE₁가 피복 층의 흐름 전방(FF)을 돌파하는 것을 방지하는를 갖는다. FF가 게이트(G)로부터 멀어지게 공동으로 더욱 진행한 후에, 코어 층(IA)의 유속은 피복 층(OL, IL)의 흐름에 비해 증가되며, OL 및 IL의 상대 유량은 코어 선단(LE₂)이 공동의 최대 속도 유선을 따라 생성되도록 R의 중립 위치에 더욱 근접하게 조절된다. LE₁보다 고속으로 흐르는 LE₂는 압출 중에 S₁, S₂및 R의 조절 타이밍에 따라 LE₁보다 더 얕거나, 동일하거나 또는 더 깊게 공동으로 관통한다. 가동 스로틀 핀은 LE₂의 생성 전에 LE₁이 생성될 수 있게 하므로, 각 압출 사이클에서 단지 하나의 코어 선단만을 생성할 수 있는 종래 기술보다도 큰 용적의 코어 층이 공동으로 주입될 수 있다.

본 발명의 스로틀링된 환상 채널 흐름과 종래 기술의 원통형 채널 흐름에 대한 도 33 및 34의 흐름 분율(flow fraction)과 속도 프로파일 플롯(plot)을 각각 비교하면, 본 발명에 의해 얻어지는 현저히 개선된 특징이 도식적으로 표현된다.

도 33은 스로틀 밸브 핀에 의해 형성된 채널과 압출기 본체의 원통형 벽 사이의 환상 흐름의 속도 프로파일() 및 용적 분율을 그래프의 수평축 상에 각각 -50% 및 +50%로 표시한다. 흐름의 평균 직경은 수평 축 상에 "0"으로 표시된다. 속도 프로파일 및 흐름 분율은 비뉴턴 유체에 대한 지수 법칙(Power Law) 모델에 기초한다〔J.S. Brydson의폴리머 용융물의 흐름 성질(Flow Properties of Polymer Melts) 제2판(George Godwin Limited 및 Plastic and Rubber Institute 제휴) 참조〕.

도 13 등에 도시된 바와 같이, 결합 수단 내의 채널(C₁', C₂' 등)의 구성 및 구조가 내부 및 외부 환상 층의 완전한 환상 흐름을 생성하는 경우, 코어 선단의 유선은 흐름의 평균 직경에 집중되며, 따라서 결합된 환상 흐름의 평균 속도()의 1.44배와 동일한 속도(Vm)을 갖는다.

실제의 설비 구조 및 작동에 있어서, 내부 및 외부 환상 층의 환상 분포는 완전하지 않으며, 채널 제조 시의 정상 오차, 처리 온도 분포 및 플라스틱 용융 특성 편차 내에서 10%의 분포 불량이 예기된다. 그러한 분포 불량의 영향은 코어 환상 층(IA)이 환상 채널의 평균 직경으로부터 편심되는 도 4에 도시되어 있다. 도 33의 3개의 유선(IA1, IA2, IA3)은 도 4에 IA1, IA2, IA3로서 도시된 코어 환상 층의 세 지점에 상응한다. 코어 선단의 이들 점 사이의 최대 속도차는 유선 IA1과 IA2 사이의 값이다. 선단 테이퍼는 다음 식으로 산출될 수 있다:

여기서,

L = 결합된 흐름의 전체 길이.

전술한 분포 불량에 있어서는,

L = 75mm(도 11에 도시된 예에 대해)

따라서,

(도 11에 도시).

전술한 바와 같이 실제적으로 완전한 환상 흐름은 불가능하므로, 코어 층이 흐름의 평균 직경으로부터 편심된 도 6에 도시된 바와 같은 10%의 분포 불량의 영향에 의해, 도 6 및 도 34의 IA'1 및 IA'3에 상응하는 코어 선단의 고속 및 저속을 갖는 흐름이 발생된다. 앞의 계산을 이용하면, 게이트의 공동측과 결합 영역 사이의 원통형 채널의 길이가 75mm인 경우 선단의 고속 및 저속 사이의 차인 0.53는 도 12에 도시된 바와 같이 공동 내에 39.8mm 테이퍼를 생성한다. 이 크기는 대다수 용례에서 허용 가능한 최소한의 테이퍼보다 거의 10배나 크다.

명백하게, 종래 기술에서는 결합된 흐름의 길이를 단축하도록 금형 공동의 냉각을 절충하였다. 도 11에 도시된 바와 같이 6mm의 동일한 테이퍼를 달성하기 위하여, 종래 기술의 흐름 길이는 10%의 분포 불량에 대하여 대략 11mm여야 했다. 이 길이는 기존 성형 시스템에 사용되는 것이다.

6mm의 선단 테이퍼는 PET 컨테이너의 예비 성형품에서 가스 장벽 층으로서 사용되는 코어 층에 대해 최대로 허용 가능한 테이퍼와 대략 같다. 따라서, 결합 수단 하류에서는 공동의 게이트와 결합 영역 사이에 75mm에 이르는 길이의 환상의 결합된 흐름이 허용된다. 이에 따라, 금형의 게이트 영역 둘레에서 정상량의 금형 냉각이 이루어질 수 있다.

도 34는 종래 기술에서 공동으로의 게이트와 결합 영역 사이에 사용되는 원형 흐름 채널에 대한 속도 프로파일 및 용적 분율이다. 흐름 채널의 벽은 수평축 상에서 -100% 및 +100%로 표시된다. 흐름의 평균 직경, 즉 흐름 용적의 50%가 이 직경 내에서 흐르고, 50%가 이 직경과 채널의 벽 사이에 흐르는 것이 도 5 및 도 34에 IA'로서 도시되어 있다. 코어 층(IA')이 사이로 흐르고 내부 원통형 층(IL')이 도 5의 외부 환상 층(OL')과 동일한 용적 유량을 갖는 흐름에 있어서, 코어 층의 선단은 흐름의 평균 직경에서 유선을 따라 흐른다. 결합 수단에 의해 발생된 흐름이 완전히 환상인 경우, 선단이 게이트로부터 나와서 공동으로 들어갈 때 코어 선단은 테이퍼지지 않는다.

Claims (29)

1. 성형품을 제조하도록 게이트 영역을 통해 금형 공동 안으로 주입되는 것과 같은 복수의 플라스틱 재료를 동시 압출하는 방법으로서,

   최종의 플라스틱 성형품의 내부 코어로서 작용하는 하나 이상의 내부 스트림이 피복용 플라스틱 재료 층으로 작용하는 플라스틱 재료의 내부 및 외부 스트림 내에 있도록 전술한 유동하는 플라스틱 재료의 스트림을 결합하는 단계와;

   환상의 코어 스트림이 내부 및 외부의 환상 피복용 플라스틱 재료의 스트림 층에 의해 수용되는 상태로, 축방향으로 연장되는 관형 흐름 채널의 내부를 따른 환상 흐름 경로를 따라 공동 게이트 영역으로 흐르도록 결합된 스트림을 제한하는 단계와;

   게이트 영역에서, 동심의 환상 스트림을 양 횡방향을 따라 분할하여 공동(cavity)의 상응하는 양 횡방향 섹션 안으로 주입하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제한 단계는 압출기 내부를 따라 중앙에서 축방향으로 연장되는 스로틀 핀을 게이트 영역에서 개방되는 말단을 향해 삽입함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 스로틀 핀은 위치상으로 고정되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 스로틀 핀은 핀의 말단부와 압출기 게이트 영역의 개구의 위치를 변경하도록 종방향으로 이동 가능하게 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
5. 제2항에 있어서, 흐름은 환상 내부 코어 층이 압출기의 횡방향 흐름 속도 프로파일의 실질적으로 제로 구배의 경로를 따라 흐르도록 조정되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 게이트 영역을 통한 공동 내부에서의 흐름은 내부 코어 층의 경로를 그 횡방향 흐름 속도 프로파일의 실질적으로 제로 구배로 유지하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
7. 제1항에 있어서, 유동 코어와 외부 및 내부 플라스틱 스트림의 온도는 공동 내에서 실질적으로 동일한 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
8. 제1항에 있어서, 유동 코어와 외부 및 내부 플라스틱 스트림의 온도는 공동 내부에서 상이한 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
9. 제8항에 있어서, 코어 플라스틱 스트림의 온도는 외부 및 내부 플라스틱 스트림의 온도보다 낮은 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
10. 제2항에 있어서, 상기 스트림 결합 단계는 평행한 평면 사이의 연속하는 통로에 따라 흐흠에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
11. 제4항에 있어서, 상기 스로틀 핀은 그 말단에서 테이퍼져 있는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
12. 제1항에 있어서, 흐름은 외부 스트림에 대하여 보다 많거나 보다 적은 흐름을 내부 스트림에 제공하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
13. 제2항에 있어서, 환상 흐름은 동심의 원통형 셸 사이에서 압출기를 따라 제한되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 방법.
14. 성형품을 제조하도록 게이트 영역을 통해 금형 공동 안으로 주입되는 것과 같은 복수의 플라스틱 재료를 동시 압출하는 장치로서,

    플라스틱 재료의 유동 스트림 공급원과;

    최종의 플라스틱 성형물의 내부 코어로서 작용하는 하나 이상의 내부 스트림이 피복용 플라스틱 재료 층으로서 작용하는 플라스틱 재료의 내부 및 외부 스트림 내에 있도록 유동 플라스틱 재료의 스트림을 결합하는 결합 수단과;

    상기 내부 및 외부 스트림을 수용하도록 상기 결합 수단에 연결되는 종방향으로 연장되는 중공의 압출기와;

    압출기를 따라 그 내부에 배치되며, 환상의 코어 스트림이 내부 및 외부의 환상 피복용 플라스틱 재료의 스트림 층에 의해 수용되는 상태로, 종방향으로 연장되는 관형 압출기의 내부를 따라 공동의 게이트 영역으로의 동심의 환상 흐름 경로를 따라 결합된 스트림이 흐르게 강제하는 흐름 제한 수단과;

    게이트 영역에 배치되며, 동심의 환상 스트림을 양 횡방향을 따라 분할하여 공동의 상응하는 양 횡방향 섹션 안으로 주입하는 수단

    을 구비하는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 흐름 제한 수단은 상기 압출기 따라 그 내부에서 게이트 영역으로 개방되는 말단을 향해 중앙에서 종방향으로 연장되는 스로틀 핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 스로틀 핀은 위치상으로 고정되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
17. 제15항에 있어서, 상기 스로틀 핀은 핀의 말단과 압출기 게이트 영역의 개구의 위치를 변경하도록 종방향으로 이동 가능하게 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
18. 제15항에 있어서, 상기 환상 내부 코어 층이 압출기의 횡방향 흐름 속도 프로파일의 실질적으로 제로 구배의 경로를 따라 흐르도록 상기 흐름을 조정하는 수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 게이트 영역을 통한 공동 내부에서의 흐름은 내부 코어 층의 경로를 그 횡방향 흐름 속도 프로파일의 실질적으로 제로 구배로 유지하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
20. 제14항에 있어서, 유동 코어와 외부 및 내부 플라스틱 스트림의 온도를 공동 내에서 실질적으로 동일한 값으로 조정하는 조정 수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
21. 제14항에 있어서, 유동 코어와 외부 및 내부 플라스틱 스트림의 온도는 공동 내부에서 상이한 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
22. 제21항에 있어서, 상기 코어 플라스틱 스트림의 온도는 상기 내부 및 외부 플라스틱 스트림의 온도보다 낮은 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
23. 제17항에 있어서, 상기 스트림 결합 단계는 평행한 평면 사이의 연속적인 통로를 따라 흐름에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
24. 제15항에 있어서, 상기 스로틀 핀은 그 말단에서 테이퍼져 있는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
25. 제14항에 있어서, 상기 흐름은 외부 스트림에 대하여 보다 많거나 보다 적은 흐름을 내부 스트림에 제공하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
26. 제15항에 있어서, 상기 환상 흐름은 동심의 원통형 셸 사이에서 압출기를 따라 제한되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
27. 제18항에 있어서, 상기 코어 층은 상기 게이트 영역의 바로 상류와 그 게이트 영역을 통해서는 제로 구배의 경로로 흐르지 않는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
28. 제18항에 있어서, 상기 스로틀 핀은 상기 게이트 영역의 공동측의 바로 상류에서 종단되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.
29. 제18항에 있어서, 다른 층의 선단이 제로 구배 경로로부터 편심되어 흐르기 전 또는 후에 코어 층의 선단이 제로 구배를 따라 흐르도록 흐름을 조정하는 수단이 마련되는 것을 특징으로 하는 동시 압출 장치.