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KR20080102153A - 용융 수지 덩어리의 공급 방법 및 장치 - Google Patents

용융 수지 덩어리의 공급 방법 및 장치 Download PDF

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KR20080102153A
KR20080102153A KR1020087021577A KR20087021577A KR20080102153A KR 20080102153 A KR20080102153 A KR 20080102153A KR 1020087021577 A KR1020087021577 A KR 1020087021577A KR 20087021577 A KR20087021577 A KR 20087021577A KR 20080102153 A KR20080102153 A KR 20080102153A
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molten resin
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compression molding
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유타카 아사노
노리히사 히로타
조타로 나가오
가즈노부 와타나베
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도요 세이칸 가부시키가이샤
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Abstract

압출기의 다이 헤드로부터 압출되는 용융 수지의 일부를 절단하여 압축 성형용 암형(female mold)으로 이송하는 원통 형상의 이송 가이드로부터 타이밍 지연 없이 용융 수지 덩어리를 압축 성형용 암형 안으로 떨어뜨릴 수 있는 용융 수지 덩어리 공급 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다. 본 발명에 따르면, 용융 수지 덩어리의 공급 장치는, 압출기의 다이 헤드로부터 압출된 용융 수지의 소정량을 절단하여 얻어진 용융 수지 덩어리를 압축 성형용 암형으로 이송하는 통 형상의 이송 가이드를 가지며, 이 이송 가이드에 대하여 진동을 부여하는 진동 발생 수단이 설치된다. 또한, 본 발명에 따른 용융 수지 덩어리의 공급 방법에 따르면, 통 형상의 이송 가이드 내의 압력이 압축 성형용 암형 내의 압력보다도 높아지도록 설정된다.
Figure P1020087021577
압출기

Description

용융 수지 덩어리의 공급 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SUPPLYING MOLTEN RESIN MASS}
본 발명은 합성 고분자 재료의 용융 수지 덩어리의 공급 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 압출기의 다이 헤드로부터 압출되는 용융 수지의 소정량을 압축 성형용 암형(female mold) 안으로 떨어뜨리는 용융 수지 덩어리의 공급 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 열가소성 수지를 이용한 병, 캡, 컵 등의 용기를 제조하는 방법으로서 사출 성형법이나 압축 성형법이 알려져 있다. 이 중 압축 성형법에 있어서는, 압출기의 다이 헤드로부터 압출되는 용융 수지의 일부는 절단되어 소정량의 용융 수지 덩어리로 되고, 이것은 압축 성형용 암형 안으로 떨어진다. 이어서, 암형 내의 용융 수지 덩어리 위로부터 수형(male mold)을 밀어 넣어 압축 성형하여, 원하는 성형품을 얻을 수 있다. 병을 제조하는 경우에는, 우선, 전성형체(프리폼)를 압축 성형에 의해 제조하고, 이 프리폼을 블로우 성형한다(일본국 특허 공개 제2000-280248호 공보 참조).
본 출원인은, 먼저, 압출기의 다이 헤드로부터 압출되는 용융 수지의 소정량을 절단하여 용융 수지 덩어리로 하고, 이것을 압축 성형용 암형 안으로 이송하는 수단으로서, 원통 형상의 이송 가이드를 사용하는 기술을 제안하고 있다. 이 기술에 따르면, 용융 수지 덩어리는 국부적인 손상을 받지 않고서 압축 성형용 암형의 캐버티 안으로 떨어진다(일본국 특허 공개 제2005-343110호 공보 참조).
그러나, 종래의 용융 수지 덩어리 공급 장치에서는, 용융 수지 덩어리의 일부가, 원통 형상의 이송 가이드의 내주면에 부착되고, 이것이 원인이 되어, 압축 성형용 암형 안으로의 낙하 타이밍에 변동이 발생해서 생산 관리상 개선이 요구되고 있었다.
그래서, 본 발명의 목적은, 압출기의 다이 헤드로부터 압출되는 용융 수지의 소정량을 절단하여 용융 수지 덩어리로 하고, 압축 성형용 암형까지 이송하는 원통 형상의 이송 가이드로부터 타이밍 지연 없이 압축 성형용 암형 안으로 용융 수지 덩어리를 확실하게 떨어뜨릴 수 있는 용융 수지 덩어리의 공급 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 용융 수지 덩어리의 공급 장치는, 압출기의 다이 헤드로부터 압출된 용융 수지의 소정량을 절단하여 얻어진 용융 수지 덩어리를 압축 성형용 암형으로 이송하는 통 형상의 이송 가이드를 가지며, 이 이송 가이드에는, 이송 가이드에 대하여 진동을 부여하는 진동 발생 수단이 설치되어 있다.
상기 진동 발생 수단은, 고정 프레임과, 이 고정 프레임 내에 수용되어 미동 가능한 가동 부재와, 이 가동 부재에 부착되어 상기 고정 프레임과의 사이에 공기실을 형성하는 밸브 부재와, 이 밸브 부재를 고정 프레임에 대하여 가압하는 가압 스프링을 구비하고 있다.
또한, 상기 진동 발생 수단은, 급기 포트와 배기 포트를 갖는 공기실과, 이 공기실 내에 수용된 부동(浮動) 가능한 진동자를 구비하고 있다.
상기 진동자는 원기둥체여도 좋고, 구체(球體)여도 좋다. 또한 상기 진동자를 링으로 구성할 수도 있으며, 그 외에 적절한 형상으로 설계할 수도 있다.
또한, 상기 진동자를 직접적으로 구동 모터를 사용하여 회전시킬 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 진동 발생 수단은, 고정 프레임에 대하여 부착된 전자석과, 이 전자석의 자극면에 근접해서 설치되며 가동 부재 측에 고정된 자성체와, 상기 가동 부재가 자극면으로부터 멀어지는 방향으로 압박하는 가압 스프링을 구비하고 있다.
상기 진동 발생 수단은, 상기 고정 프레임과 가동 부재 측에 각각 마주보게 해서 설치된 압전 소자에 의해 구성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 압축 성형 방법은, 압축 성형용 암형 위에 통 형상의 이송 가이드를 포개고, 이 이송 가이드 내의 용융 수지 덩어리를 상기 암형 안으로 떨어뜨리도록 한 압축 성형 방법에 있어서, 상기 통 형상의 이송 가이드 내의 압력이 압축 성형용 암형 내의 압력보다도 높아지도록 설정된다.
이 압축 성형 방법을 실시하는 하나의 실시형태는 상기 압축 성형용 암형 안을 감압하는 것이다. 또한, 다른 방법은, 상기 통 형상의 이송 가이드의 수용실 안을 가압하는 것이다. 또 다른 방법은 상기 이송 가이드의 수용실 안을 가압함과 아울러 상기 암형 안을 감압하는 것이다.
또한, 본 발명에 따른 압축 성형 장치는, 용융 수지 덩어리를 압축 성형하는 압축 성형용 암형과, 이 암형 위에 포개는 것이 가능하며 압출기의 다이 헤드로부터 압출되는 용융 수지 덩어리를 수용 가능한 통 형상의 이송 가이드와, 이 이송 가이드의 수용실 내의 압력이 상기 압축 성형 금형의 암형의 캐버티 내의 압력보다도 높아지도록 설정하는 압력차 부여 장치를 구비하고 있다.
또한, 본 발명에 따른 용융 수지 덩어리의 공급 방법은, 압축 성형용 암형 위에 통 형상의 이송 가이드를 포개고, 이 이송 가이드 내의 용융 수지 덩어리를 상기 암형 안으로 떨어뜨리도록 한 용융 수지 덩어리의 공급 방법에 있어서, 상기 이송 가이드의 상부에 부착된 노즐 헤드로부터 고압 기체를 이송 가이드의 수용실 내에 불어 넣어 용융 수지 덩어리를 낙하시키도록 하고 있다.
상기 고압 기체로서는 압축한 질소 가스 등의 불활성 가스가 적합하며, 압축한 공기를 사용할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 용융 수지 덩어리의 공급 장치는, 용융 수지 덩어리를 압축 성형하는 성형용 암형과, 이 암형 위에 포개는 것이 가능하며 압출기의 다이 헤드로부터 압출되는 용융 수지 덩어리를 수용 가능한 통 형상의 이송 가이드와, 이 이송 가이드의 꼭대기부에 부착되며, 내측에 노즐 구멍을 갖는 노즐 헤드를 구비하고 있고, 상기 노즐 헤드는 상기 이송 가이드의 수용실의 상방 영역에 개구하는 분기구를 구비하고 있다.
상기 노즐 헤드의 분기구는 1개 또는 2개 이상의 원형 구멍이어도 좋고, 환상(環狀)의 홈으로 할 수도 있는 것 외에 임의의 형상으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 용융 수지 덩어리의 공급 장치의 노즐 헤드는, 상기 이송 가이드의 상부에 부착된 고정 하우징과, 이 고정 하우징 내에서 회전 가능하게 지지되며 상기 이송 가이드의 수용실 내에 분기구를 개구하는 노즐 구멍을 갖는 선회 헤드를 구비할 수 있으며, 상기 노즐 구멍은, 그 구멍축이 선회 헤드의 회전 축선에 대하여 소정의 각도로 교차하고 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 용융 수지 덩어리의 공급 장치는, 회전 가능한 회전 테이블과, 압출기의 다이 헤드로부터 압출되는 용융 수지를 절단하는 위치와 성형용 수형(雄型)에 의한 압축 성형 위치 사이를, 회전 테이블의 반경선을 따라서 왕복 이동 가능한 성형용 암형과, 이 암형의 바로 위에 배치되어 용융 수지의 일부를 절단할 수 있는 이송 가이드와, 이 이송 가이드에 진동을 부여하는 진동 발생 수단을 구비하고 있다.
상기 성형용 암형은 상기 회전 테이블의 반경선(半徑線)을 따라서 부설된 안내 레일 위를 슬라이딩 가능한 슬라이드판(slide plate) 위에 설치되어 있다.
상기 용융 수지 덩어리의 이송 가이드는, 고정날과, 이 고정날에 힌지 결합되어 개폐 가능한 가동날로 이루어져 있다.
상기 용융 수지의 이송 가이드는, 상기 성형용 암형 바로 위이며 다이 헤드 바로 아래에 설치되어 있다.
상기 이송 가이드와 상기 성형용 암형 사이에 안내 스로트(throat)가 배치되어 있다.
본 발명에 따른 용융 수지 덩어리의 공급 방법 및 장치에 따르면, 용융 수지 덩어리가 이송 가이드의 수용실의 내주면에 부착되지 않으며, 단시간에 원활하게 압축 성형용 암형 안으로 용융 수지 덩어리를 떨어뜨릴 수 있고, 낙하 시간의 타이밍의 변동이 없어 안정된 생산 관리가 용이해진다.
또한, 고압 기체의 온도를 소정의 온도로 제어하는 형태로서, 고압 기체를 가열한 경우에는 절단, 성형 시의 일그러짐의 완화나 용융 수지 덩어리의 외관을 좋게 할 수 있다. 또한, 고압 기체를 냉각한 경우에는, 용융 수지 덩어리의 접착성을 저감시킬 수 있어 반송 시의 취급성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용하는 압축 성형기를 도시한 평면도, 도 2는 개방 상태에 있는 이송 가이드를 도시한 평면도, 도 3은 폐쇄 상태에 있는 이송 가이드를 도시한 평면도, 도 4는 이송 가이드에 의한 용융 수지 덩어리의 절단 상황을 도시한 설명도, 도 5는 절단 종료 후의 이송 가이드를 도시한 설명도, 도 6은 본 발명의 원리를 나타내는 실시형태를 도시한 측면도, 도 7은 압력 상승 상태에 있는 공기 저장식(air reservoir-type) 진동 발생 수단을 도시한 종단면도, 도 8은 압력 개방 상태에 있는 공기 저장식 진동 발생 수단을 도시한 종단면도, 도 9는 추를 사용한 실시형태를 도시한 측단면도, 도 10은 추식(weight-type) 진동 발생 수단을 사용한 예를 도시한 종단면도, 도 11은 횡진동형의 진동 발생 수단을 사용한 예를 도시한 측단면도, 도 12는 절단 직후의 용융 수지 덩어리의 낙하 상태를 도시한 측단면도, 도 13은 링에 의한 진동 발생 수단을 사용한 예를 도시한 횡단면도, 도 14는 전자 솔레노이드에 의한 진동 발생 수단을 도시한 종단면도, 도 15는 전자 솔레노이드가 흡착 상태에 있는 상태를 도시한 측면도, 도 16은 압전 소자를 사용한 예를 도시한 측면도, 도 17은 절단 종료 후의 이송 가이드를 도시한 평면도, 도 18은 본 발명에 따른 압축 성형 방법의 일 실시형태를 도시한 종단면도, 도 19는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 압축 성형 방법을 도시한 종단면도, 도 20은 압축 성형 금형의 암형의 캐버티를 감압하는 실시형태를 도시한 종단면도, 도 21은 입구가 넓은 프리폼용의 금형에 본 발명을 적용한 예를 도시한 종단면도, 도 22는 압축 성형 금형의 암형을 감압하는 실시형태를 도시한 종단면도, 도 23은 이송 가이드와 가스 노즐 헤드를 도시한 종단면도, 도 24는 가스 노즐 헤드의 일 실시형태를 도시한 종단면도, 도 25는 가스 노즐 헤드의 정면도, 도 26은 다른 실시형태에 따른 가스 노즐 헤드의 정면도, 도 27은 다른 실시형태에 따른 가스 노즐 헤드의 정면도, 도 28은 다른 실시형태에 따른 가스 노즐 헤드의 정면도, 도 29는 가스 노즐 헤드의 일 실시형태를 도시한 종단면도, 도 30은 선회 헤드를 도시한 종단면도, 도 31은 선회 헤드를 도시한 정면도, 도 32는 회전 커넥터를 도시한 종단면도, 도 33은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축 성형기와 용융 수지 덩어리의 공급 장치를 도시한 평면도, 도 34는 동(同) 성형기의 측면도, 도 35는 개방 상태의 절단 커터를 도시한 평면도, 도 36은 폐쇄 상태의 절단 커터를 도시한 평면도이다.
이하 본 발명에 따른 용융 수지 덩어리 공급 장치의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 단층의 로터리식 압축 성형 장치의 평면도를 도시하고 있으며, 도면 부호 1은 압출기를 나타내고 있다. 이 압출기(1)는 스크류를 내장하고 있으며, 다이 헤드(2)로부터 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 열가소성 수지의 용융 수지를 하방을 향해서 누르도록 되어 있다. 이 실시형태는 단층의 압축 성형 장치에 본 발명을 적용한 것이지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 다층 용융 수지의 압축 성형 장치에 대해서도 적용 가능하다.
도면 부호 3은 로터리식의 압축 성형 금형 중 하부의 암형(female mold)을 나타내고 있으며, 다수의 압축 성형용 암형(3, 3, ‥3)이 회전 테이블(4)의 원주 상에 등간격을 두고 배치되어 있다.
또한, 상기 압출기(1)와 회전 테이블(4) 사이에는, 압출기(1)의 다이 헤드(2)로부터 압출된 용융 수지의 소정량을 절단하여 용융 수지 덩어리로 하고, 이 용융 수지 덩어리를 상기 압축 성형용 암형(3) 안으로 떨어뜨리기 위한 로터리식의 커터 장치(5)가 설치되어 있다. 이 커터 장치(5)는 원반 형상의 허브(hub; 6)를 가지며, 이 허브(6)로부터 아암(7, 7, ‥7)이 원주 방향으로 등간격을 두고 방사상으로 연장되어 있다. 각 아암(7)의 선단에는, 본 발명의 주요부를 구성하는 이송 가이드(8)가 부착되어 있다. 또한, 도 1 중 도면 부호 90은 압축 성형된 전성형품(프리폼)을 다음 공정으로 배출하기 위한 배출 장치를 나타내고 있다.
상기 이송 가이드(8)는, 도 2 및 도 3에 도시되는 바와 같이, 고정 이송 가이드(9)와, 이 고정 이송 가이드(9)에 대하여 힌지축(10) 주위를 개폐 가능하게 피벗 부착된 가동 홀더(11)로 구성되어 있다. 이 가동 홀더(11)가 상기 고정 이송 가이드(9)에 대하여 폐쇄되었을 때에, 도 3으로부터 명백하듯이, 양자 사이에 원통 형상의 수용실(12)이 형성되고, 이 수용실(12) 내에 절단된 용융 수지 덩어리(13)가 수용된다. 또한, 상기 고정 이송 가이드(9)와 가동 홀더(11)의 상단부에는 용융 수지의 소정량을 절단하기 위한 고정날(14)과 가동날(15)이 일체적으로 형성되어 있다.
도 4는 다이 헤드(2)로부터 압출된 용융 수지가, 고정 이송 가이드(9)의 상측 가장자리의 고정날(14)과 가동 홀더(11)의 상측 가장자리의 가동날(15)에 의해 절단되기 직전의 상태를 도시하고 있으며, 절단된 용융 수지 덩어리(13)는, 도 5로부터 명백하듯이, 이송 가이드(8)의 수용실(12) 내를 하방으로 낙하해서, 이송 가이드(8) 바로 아래에 배치된 압축 성형용 암형(3) 안으로 떨어진다.
도 6은 본 발명에 따른 용융 수지 덩어리 공급 장치의 기본 원리를 나타낸 것으로, 이송 가이드를 구성하는 고정 이송 가이드(9)에 대하여 전체를 도면 부호 16으로 나타내는 진동 발생 수단이 부착되고, 이송 가이드(8)에 대하여 미세 진동을 부여하도록 되어 있다.
진동 발생 수단(16)으로서는 여러 가지의 실시형태가 고려되며, 다음으로 이들 실시형태에 대해서 설명한다.
도 7 및 도 8에 도시한 예는 공기 저장식(air reservoir-type) 진동 발생 수단이다.
도 7에 있어서, 도면 부호 20은 고정 프레임을 나타내며, 이 고정 프레임(20)에 대하여 가동 부재(21)가 가압 스프링(22)을 통해 탄성적으로 현가(懸架) 되어 있다. 또한, 상기 가동 부재(21)는, 한 쌍의 안내축(23, 24)에 의해 상하 방향으로 안내 이동되도록 되어 있다. 또한, 상기 가동 부재(21)에는 밸브실(25)을 형성하는 밸브 부재(26)가 편입되며, 이 밸브 부재(26)의 밸브 통로(27)는 급기 포트(28)와 연통(連通)되어 있다. 또한, 밸브 부재(26)의 상단면은 고정 프레임(20) 측에 설치된 밸브 시트(29)와 접촉하며, 협동해서 상기 밸브실(25)이 형성되어 있다. 이 실시형태에 따르면, 급기 포트(28)로부터 압축 공기가 밸브 통로(27)를 통해 밸브실(25) 내에 공급되고, 이 밸브실(25) 내의 압력이 소정값 이상으로 높아지면, 도 8에 도시되는 바와 같이, 가압 스프링(22)을 압축하여 밸브 부재(26)가 약간 하강한다. 그러면, 밸브실(25) 내의 공기가 배기되어 감압되고, 가압 스프링(22)의 스프링력으로 복원되며, 이것을 반복함으로써 이송 가이드(8)에 대하여 진동을 부여하게 된다.
도 9 및 도 10은 추를 사용한 진동 발생 수단의 다른 실시형태를 도시하고 있다.
이 실시형태에서는 고정 프레임(20)에 대하여 가동 부재(21)가 안내축(23, 24)을 따라서 상하 방향으로 안내 이동되고, 가동 부재(21) 내에는 공기실(30)이 형성되며, 이 공기실(30)은 급기 포트(31) 및 배기 포트(32)와 연통되어 있다. 또한, 상기 공기실(30) 내에는 진동자로서의 추(33)가 편입되어 있다. 이 추(33)는 원기둥 형상의 부재이지만, 구체(球體)나 링 등의 적절한 형상이어도 좋다.
이 실시형태에 따르면, 급기 포트(31)로부터 공기실(30) 안으로 압축 공기가 도입되고, 추(33)에 작용하여 추(33)를 진동 공기실(30) 내에서 추의 무게 중심과 회전 중심을 편심해서 회전시켜 배기 포트(32)로부터 배기된다. 이 사이에 추(33)가 가동 이송 가이드(21)에 대하여 충격을 주어, 이것을 진동시켜, 결과로서 이송 가이드(8)에 대하여 진동을 부여하게 된다.
도 11, 도 12 및 도 13에 도시된 실시형태는, 짧은 원기둥의 추(33)를 대신하여 링 형상의 추를 사용한 예를 나타내고 있다. 즉, 고정 프레임(20)의 내측에 공기실(30)이 형성되고, 이 공기실(30)의 내측에 링(34)이 편입되어 있다.
이 실시형태에 따르면, 급기 포트(31)로부터 압축 공기가 공급되고, 배기 포트(32)로부터 배기되지만, 이 사이에 링(34)에 대하여 압축 공기가 작용해서 링(34)을 회전시킨다. 이 회전 중의 링(34)이 진동력을 가해서, 이송 가이드(8)에 대하여 진동을 부여하게 된다.
또한, 상기 실시형태에 있어서의 추(33)는, 압축 공기에 의한 공기압의 작용으로 공기실(30)의 내측에서 회전하였으나, 추(33)를 직접적으로 구동 모터로 회전구동시킬 수도 있다.
도 14 및 도 15에 도시한 실시형태는 전자 솔레노이드의 예를 나타내고 있으며, 고정 프레임(20)에 대하여 가압 스프링(22, 22)을 통해 가동 부재(21)가 탄성적으로 현가되어 있다. 또한, 상기 고정 프레임(20)에는 전자 솔레노이드(35)가 설치되고, 이 전자 솔레노이드(35)의 자극면에 근접해서 자성체(36)가 가동 부재(21) 측에 부착되어 있다. 이 실시형태에 따르면, 전자 솔레노이드(35)에 통전(通電)하여 가압하면, 자성체(36)와의 사이에 흡착 반발이 반복해서 일어나, 가동 부재(21)에 진동이 가해지고, 이에 따라 이송 가이드(8)에 대하여 진동이 가해진 다.
도 16에 도시한 실시형태는 진동 발생 수단으로서 압전 소자를 사용한 예를 나타내고 있으며, 고정 프레임(20)과 가동 부재(21)는 한 쌍의 연결 부재(38, 39)로 연결되어 있다. 또한, 고정 프레임(20) 측에는 부재(40)를 통해 압전 소자(41)가 설치되는 한편, 가동 부재(21) 측에는 부재(42)를 통해 압전 소자(43)가 설치되어 있다.
이 실시형태에 따르면 압전 소자(41, 43)에 통전하면 진동이 발생하고, 부재(40, 42)를 통해 가동 부재(21)에 대하여 진동이 부여되어, 그 결과, 이송 가이드(8)를 진동시킬 수 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 구성하였기 때문에, 진동 발생 수단에 의해 이송 가이드(8)에 대하여 진동을 가해서, 다이 헤드(2)로부터 압출된 용융 수지의 소정량을 절단하여 용융 수지 덩어리로 하고, 이송 가이드(8)의 수용실(12) 내의 내주면에 부착시키지 않고서, 안정된 타이밍에서 압축 성형용 암형 안으로 떨어뜨릴 수 있다.
다음으로 압력차를 이용한 본 발명에 따른 용융 수지 덩어리의 공급 방법을 도 17을 참조하여 설명한다.
이 실시형태에 따르면, 고정 이송 가이드(9)의 꼭대기면에는 개폐 뚜껑(43)이 부착되어 있고, 이송 가이드(8)의 내측에 상단이 폐색되고 하방을 개구한 수용실(12)이 형성되며, 수용실(12) 내의 압력을 제어할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 고정 이송 가이드(9)와 가동 홀더(11)에는, 각각 미세한 공기 구 멍(45, 45, …45)의 다수가 천공되어 있으며, 이들 공기 구멍(45, 45, …45)은 도시를 생략한 압축 공기원에 접속되어 있어 압축 공기를 수용실(12) 안으로 분출할 수 있도록 구성되어 있다.
다음으로 본 발명에 따른 압축 성형 방법의 기본적인 실시형태를 도 18을 참조하여 설명한다.
상기 이송 가이드(8)를 구성하는 고정 이송 가이드(9)에 대하여 가동 홀더(11)를 폐쇄했을 때에 양자 사이에 형성된 수용실(12)의 압력을 P1으로 하는 한편, 압축 성형용 암형(3)의 내압을 P2로 했을 때, 본 발명은 내압 P1이 내압 P2보다 커지도록, 즉, P1＞P2의 조건을 만족시키도록 제어된다.
이와 같이, 압력 부여 장치를 사용함으로써, 용융 수지 덩어리(13)의 상하에 압력차가 발생하기 때문에, 이송 가이드(8)의 수용실(12) 안으로 떨어지는 용융 수지 덩어리(13)는 단시간 동안에 타이밍의 변동 없이 압축 성형용 암형(3) 안으로 확실하게 떨어뜨릴 수 있다.
또한, 도 19에 도시한 실시형태에 따르면, 성형용 암형(3) 내의 캐버티(3a) 내의 압력은, 저부(底部)에 뚫어 형성된 진공 흡인 통로(46, 46)로부터 진공 흡인되어 감압되어 있다. 이 실시형태에 따르면, P1＞P2의 관계를 확실하고 용이하게 설정할 수 있으며 용융 수지 덩어리(13)를 고정 이송 가이드(9)와 가동 홀더(11)의 내주벽에 전혀 부착시키지 않고 암형(3)의 캐버티(3a) 안으로 떨어뜨릴 수 있다.
도 20에 도시한 실시형태는 압축 성형용 암형(3)의 내측에 소결재로 이루어지는 다공질재(porous material)로 제조한 내측 금형(50)을 편입시키고, 그 외주에 진공원에 연결되는 진공 흡인 통로(50 및 51)를 연통시킨 예이다.
도 21에 도시한 실시형태는, 입구가 넓은 프리폼 금형에 본 발명을 적용하는 예를 나타내고 있으며, 압축 성형용 암형(3)과 이송 가이드(8) 사이에 중간 안내체(52)가 배치되어 있다. 이 중간 안내체(52)는 상기 이송 가이드(8)의 수용실(12)과 동일한 직경의 중간 통로(53)를 가지며, 이 통로(53)는 압축 성형용 암형(3)의 캐버티(3a) 안과 연통되어 있고, 도 22에 도시하는 바와 같이 진공 흡인 통로(54)로부터 진공 흡인된다. 이 실시형태에 따르면, 이송 가이드(8)의 수용실(12) 내의 압력 P1에 대하여 입구가 넓은 프리폼용의 암형(3)의 캐버티(3a) 내의 압력 P2를 P1＞P2로 설정하여, 용융 수지 덩어리(13)를 안정된 타이밍에서 암형 안으로 떨어뜨릴 수 있다.
또한, 도 23에 도시된 본 발명에 따르면, 상기 이송 가이드(8)의 꼭대기면에는 가스 노즐 헤드(55)가 부착되어 있으며, 상세 내용을 후술하는 바와 같이, 수용실(12)의 상부 영역으로부터 하방의 용융 수지 덩어리(13)를 향해서 분기구로부터 고압 기체를 분출할 수 있도록 되어 있다. 고압 기체로서는 질소 가스 등의 불활성 가스나 압축 공기가 적합하다. 또한, 고압 기체의 온도는 임의로 제어할 수 있다.
그래서, 이들 고압 기체를 상기 이송 가이드(8)의 수용실(12) 내에 불어넣기 위하여 상기 가스 노즐 헤드(55) 내에는, 도 24로부터 명백하듯이, 노즐 구멍(56)이 형성되고, 그 출구측이 수용실(12)의 상부 영역에 개구하는 분기구(57)가 되는 한쪽 입구측에 급기 포트(58)가 형성되어 있다.
이 급기 포트(58)는 도시를 생략한 압축 공기원에 접속되어 있다.
도 25에 도시한 실시형태에 따르면, 분기구(57)는, 가스 노즐 헤드(55)의 중심선 상에 개구하는 원형 구멍이다.
또한, 도 26에 도시한 실시형태에서는 원주 방향으로 120도의 위상차를 가지고 뚫어 형성된 3개의 원형의 분기구(57A, 57B, 57C)로 구성되어 있다.
또한, 도 27에 도시된 실시형태에 따르면, 원주 방향으로 60도의 위상차를 가지고 뚫어 형성된 6개의 분기구(57A, 57B …57F)로 구성되어 있다.
또한, 도 28 및 도 29에 도시된 실시형태에 따르면, 분기구(57)는 환상의 홈으로서 형성되어 있다. 이 실시형태에 따르면, 이송 가이드(8)의 수용실(12) 안으로 원환상(圓環狀)의 고압 기체를 분출할 수 있다.
이상 서술한 각 실시형태에 따르면, 이송 가이드(8)의 수용실(12) 안으로 분기구(57)를 통해 고압 기체가 분출되고, 이 고압 기체가 용융 수지 덩어리(13)에 작용하여 용융 수지 덩어리(13)를 적극적으로 하방으로 밀어내려 암형 안으로 확실하게 떨어뜨리는 것이 가능해진다.
이들 실시형태는 모두 가스 노즐 헤드(55)의 분기구(57)로부터 고압 기체가 수용실(12) 안으로 똑바로 분출되는 것이지만, 수용실(12) 안으로 분출되는 고압 기체에 선회 운동을 부여하여 수용실(12) 내의 고압 기체류의 불균일을 없앨 수 있다.
다음으로 이 고압 기체에 선회 운동을 부여하는 실시형태를 도 30 내지 도 32를 참조하여 설명한다.
도 30에 있어서, 도면 부호 60은 고정 하우징을 나타내고 있으며, 이 고정 하우징(60)은 가스 노즐 헤드(61)에 대하여 일체적으로 부착되어 있다. 이 고정 하우징(60)의 내측에는 볼베어링(62)을 통해 선회 헤드(63)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 이 선회 헤드(63)는 리테이너 부재(retainer member; 64)와 노즐 부재(65)로 구성되어 있으며, 리테이너 부재(64)는 회전 커넥터(66)에 대하여 나사 결합되어 있다. 즉, 리테이너 부재(64)의 중심에는 암나사 구멍(67)이 형성되고, 이 암나사 구멍(67)이 회전 커넥터(66)의 수나사부에 나사 결합되어 있다.
또한, 상기 노즐 부재(65)는 리테이너 부재(64)에 대하여 스크류로 고정되어 있다. 또한 중심에 통기 구멍(68)을 형성할 수도 있다. 또한, 노즐 부재(65)에는, 도 31로부터 명백하듯이, 4개의 노즐 구멍(66A, 66B, 66C, 66D)이 원주 방향으로 등간격을 두고 형성되어 있다. 이들 노즐 구멍(66A 내지 66D)의 구멍축은 선회 헤드(63)의 회전 중심 축선에 대하여 소정의 각도로 교차하고 있다. 또한, 이들 노즐 구멍(66A 내지 66D)으로 고압 기체를 유도하기 위해서, 리테이너 부재(64)와 노즐 부재(65) 사이에는 통기로(69)가 형성되어 있다.
또한, 상기 회전 커넥터(66)는, 도 32에 상세히 도시되어 있는 바와 같이, 압축 공기원에 접속되는 급기 포트(71)를 갖는 고정 부재(72)와, 이 고정 부재(72)에 대하여 볼베어링(73)을 통해 회전 가능한 부재(74)로 구성되어 있다.
본 발명은 이와 같이 구성되어 있기 때문에, 가스 노즐 헤드(61)의 노즐 구멍으로부터 이송 가이드(8)의 수용실(12) 안으로 공급된 고압 기체는 용융 수지 덩어리(13)의 상면에 작용하여, 용융 수지 덩어리(13)를 성형용 암형 안으로 확실하 게 떨어뜨릴 수 있다.
상술한 실시예는, 본 발명을 로터리식의 커터 장치(5)에 대하여 적용한 예를 설명하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 도 33에 도시한 바와 같이 레시프로식(reciprocal type) 커터 장치에 대해서도 적용할 수 있다.
즉, 도 33에 있어서, 도면 부호 4는 회전 테이블을 나타내며, 이 회전 테이블(4)의 외주 영역에는 12개의 성형용 암형(3, 3, ‥3)이 원주 방향으로 동일한 피치를 두고 설치되어 있다. 또한, 도 1에 도시한 것과 마찬가지로, 용융 수지의 공급 스테이션에는 압출기(1)가 설치되고, 다이 헤드(2)로부터 하방을 향해서 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등의 열가소성 수지의 용융 수지를 하방을 향해서 압출하도록 되어 있다.
상기 성형용 암형(3)은, 도 1에 도시한 실시예와 달리, 다이 헤드(2) 바로 아래의 절단 위치와 수형에 의한 성형 위치 사이를, 회전 테이블(4)의 반경선을 따라서 왕복 이동할 수 있도록 되어 있다. 그 때문에, 성형용 암형(3)은 슬라이드대(75) 위에 설치되어 있다. 슬라이드대(75)는 반경선 상에 부설되며, 안내 레일(76) 위를 반경선을 따라서 슬라이드할 수 있도록, 슬라이드대(75) 위에 고착되어 있다. 또한, 안내 레일(76)은 기대(基臺; 77) 위에 고정되어 설치되어 있다. 또한, 성형용 암형(3)의 캐버티(3a)와 연통하도록, 암형(3) 위에는, 통 형상의 안내 스로트(78)가 설치되어 있다.
또한, 이 안내 스로트(78) 위에, 이송 가이드(79)가 설치되어 있다. 이 이송 가이드(79)는, 도 35 및 도 36으로부터 명백하듯이, 반원환상(半圓環狀)의 고정 날(80)과 힌지(81)를 통해 피벗 부착된 반원환상의 가동날(82)로 구성되어 있다.
이들 고정날(80) 및 가동날(82)은 상단면이 원뿔면의 일부로서 구성되며, 그 내주 가장자리가 날끝(80a, 82a)으로 되어 있다.
또한, 도 34에 있어서, 기대(77) 위에는 지지 칼럼(support column; 83)이 수직으로 세워져서 설치되고, 그 위에 성형 금형의 수형(84)이 장착되어 있다. 이 수형(84)은 피스톤 로드(86)를 통해 유압 실린더 장치(85)에 의해서 상하로 구동되도록 되어 있다. 본 발명에 따르면, 이 실시형태에 있어서도, 이송 가이드를 구성하는 고정날(80)에 대하여 진동 발생 수단이 설치되어 있다.

Claims (28)

  1. 압출기의 다이 헤드로부터 압출된 용융 수지의 소정량을 절단하여 얻어진 용융 수지 덩어리를 압축 성형 금형으로 이송하는 통 형상의 이송 가이드를 가지며, 이 이송 가이드에 대하여 진동을 부여하는 진동 발생 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진동 발생 수단은, 고정 프레임과, 이 고정 프레임 내에 수용되어 미동(微動) 가능한 가동 부재와, 이 가동 부재에 부착되어 상기 고정 프레임과의 사이에 공기실을 형성하는 밸브 부재와, 이 밸브 부재를 고정 프레임에 대하여 가압하는 가압 스프링을 구비한 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 진동 발생 수단은, 급기 포트와 배기 포트를 갖는 공기실과, 이 공기실 내에 수용된 부동(浮動) 가능한 진동자를 구비한 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리 공급 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 진동자는 원기둥체인 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리 공급 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 진동자는 구체(球體)인 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리 공급 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 진동자는 링인 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리 공급 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 진동 발생 수단은, 로터실과, 이 로터실 내에 수용되어 편심 회전 가능한 진동자와, 이 진동자를 회전 구동시키는 구동 모터를 구비한 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리 공급 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 진동 발생 수단은, 고정 프레임에 대하여 부착된 전자석과, 이 전자석의 자극면에 근접해서 설치되며, 가동 부재측에 고정된 자성체와, 상기 가동 부재를 자극면으로부터 멀어지는 방향으로 가압하는 가압 스프링을 구비한 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리 공급 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 진동 발생 수단은, 상기 고정 프레임과 가동 부재측에 각각 마주보게 해서 설치된 압전 소자에 의해 구성된 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리 공급 장치.
  10. 압축 성형용 암형(female mold) 위에 통 형상의 이송 가이드를 포개고, 이 이송 가이드 내의 용융 수지 덩어리를 상기 암형 안으로 떨어뜨리도록 한 압축 성형 방법으로서, 상기 통 형상의 이송 가이드 내의 압력이 압축 성형용 암형 내의 압력보다도 높아지도록 설정한 것을 특징으로 하는 압축 성형 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 압축 성형용 암형 내를 감압하도록 한 것을 특징으로 하는 압축 성형 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 통 형상의 이송 가이드의 수용실 내를 가압하도록 한 것을 특징으로 하는 압축 성형 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 이송 가이드의 수용실 내를 가압함과 아울러 상기 암형 내를 감압하도록 한 것을 특징으로 하는 압축 성형 방법.
  14. 용융 수지 덩어리를 압축 성형하는 압축 성형용 암형과, 이 암형 위에 포개는 것이 가능하며 압출기의 다이 헤드로부터 토출되는 용융 수지 덩어리를 수용 가능한 통 형상의 이송 가이드와, 이 이송 가이드의 수용실 내의 압력을 상기 압축 성형용 암형 내의 압력보다도 높아지도록 설정하는 압력차 부여 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 압축 성형 장치.
  15. 압축 성형용 암형 위에 통 형상의 이송 가이드를 포개고, 이 이송 가이드 내 의 용융 수지 덩어리를 상기 암형 안으로 떨어뜨리도록 한 용융 수지 덩어리의 공급 방법으로서, 상기 이송 가이드의 상부에 부착된 노즐 헤드로부터 고압 기체를 상기 이송 가이드의 수용실 내에 불어 넣어 용융 수지 덩어리를 상기 성형용 암형 안으로 낙하시키도록 한 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 고압 기체는 압축된 불활성 가스인 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 고압 기체는 압축된 공기인 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고압 기체는, 그 온도를 소정의 온도로 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 방법.
  19. 용융 수지 덩어리를 압축 성형하는 성형용 암형과, 이 암형 위에 포개는 것이 가능하며 압출기의 다이 헤드로부터 토출되는 용융 수지의 소정량을 절단하여 얻어진 용융 수지 덩어리를 수용 가능한 통 형상의 이송 가이드와, 이 이송 가이드의 꼭대기부에 부착되며, 내측에 노즐 구멍을 갖는 가스 노즐 헤드를 구비하며, 상기 노즐 구멍은 상기 이송 가이드의 수용실의 상방 영역에 개구하는 분기구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 노즐 구멍의 분기구는 1개 또는 2개 이상의 원형 구멍인 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 노즐 구멍의 분기구는 환상(環狀)의 홈인 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 장치.
  22. 제19항에 있어서, 상기 노즐 헤드는, 상기 이송 가이드의 상부에 부착된 고정 하우징과, 이 고정 하우징 내에서 회전 가능하게 지지되며 상기 이송 가이드의 수용실 내에 분기구를 개구하는 노즐 구멍을 갖는 선회 헤드를 구비한 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 장치.
  23. 제19항에 있어서, 상기 노즐 구멍은, 그 구멍축이 상기 선회 헤드의 회전축선에 대하여 소정의 각도로 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 장치.
  24. 회전 가능한 회전 테이블과, 압출기의 다이 헤드로부터 압출되는 용융 수지를 절단하는 위치와 성형 금형의 수형(male mold) 로드(rod)에 의한 압축 성형 위치 사이를, 회전 테이블의 반경선(半徑線)을 따라서 왕복 이동 가능한 성형용 암형과, 이 암형의 바로 위에 배치되어 용융 수지의 일부를 절단 가능한 이송 가이드 와, 이 이송 가이드에 대하여 진동을 부여하는 진동 발생 수단을 구비한 용융 수지 덩어리의 공급 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 성형용 암형은 상기 반경선을 따라서 부설된 가이드 레일 위를 슬라이드 가능한 슬라이드판(slide plate) 위에 설치된 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 장치.
  26. 제24항에 있어서, 상기 용융 수지 덩어리의 이송 가이드는, 대략 반원환상(半圓環狀)의 고정날과, 이 고정날에 힌지 결합되어 개폐 가능한 반원환상의 가동날로 이루어지는 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 장치.
  27. 제24항에 있어서, 상기 용융 수지의 이송 가이드는, 상기 성형용 암형의 바로 위이며 다이 헤드의 바로 아래에 설치된 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 장치.
  28. 제24항에 있어서, 상기 이송 가이드와 상기 성형용 암형 사이에 안내 스로트(throat)가 배치된 것을 특징으로 하는 용융 수지 덩어리의 공급 장치.
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