• 한국정밀공학회지
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• 제20권7호
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• pp.217-226
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• 2003

Twin screw extruders are the heart of the polymer processing industry. They are used at some stage in nearly all polymer processing operations. This paper is concerned with the basic elements of the extruder design. The proper design of the geometry of the extruder screw is of crucial importance to the proper functioning of the extruder. If the material transport instabilities occur as a result of improper screw geometry, even the most sophisticated computerized control system cannot solve the problem. For this purpose, a characteristic design on the screw flights shape of the closely intermeshing co-rotating twin screw extruder. This paper presents design parameters of double flighted screw and triple flighted screw elements, and characteristics of various screw channel area versus screw diameter ratio, K value, in the barrel of screw extruder.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1426-1429
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• 2003

This paper describes screw tool design and machining method witch is able to design tool profile and 3-dimensional geometry for screws in self-wiping co-rotating twin screw extruder. The geometric features of screws for co-rotating twin screw extruders are developed from kinematic principles. Closely self-wiping screw segments are manufactured in universal milling machine by using designed screw tools. It is shown that experimental results verified the closely intermeshing condition in twin screw.

• Elastomers and Composites
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• 제42권3호
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• pp.151-158
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• 2007

최근 들어 전기적, 기계적 성질이 우수한 다중벽탄소나노튜브(Multi-Walled Carbon Nanotubes)/고분자 복합재료에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 모듈라 치합형 동방형 회전 이축 압출기(Modular Intermeshing Co-Rotating Twin Screw Extruder, L/D=42)를 이용하여 PMMA/MWNT 복합체를 제조하였다. 이렇게 제조된 PMMA/MWNT 복합체의 표면저항을 측정한 결과 MWNT의 함량이 4 wt% 일 때 $10^4{\Omega}/sq$를 나타내어 전자파차폐(Electronic Magnetic Interference) 물질로 응용할 수 있는 가능성을 확인하였다. 그리고 열중량 분석기 (Thermogravimetric Analysis), 시차주사열량계(Differential Scanning Calorimeter)를 이용한 열적특성, 주사전자현미경(Scanning Electron Microscopy)을 통하여 형태학적 변화를 분석하였다. 또한 유변학적 특성을 알아보기 위해 용융흐름지수(Melt Flow Index)를 측정하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제39권2호
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• pp.131-141
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• 2004

본 연구에서는 폐기되는 고전압용 전선으로부터 얻어질 수 있는 XLPE(crosslinked polyethylene)의 재활용에 관하여 고찰하였다. XLPE 스크랩 및 폐기물의 분쇄를 위해 약 $100{\mu}m$ 이하부터 약 $1000{\mu}m$까지 입자크기의 조절이 가능한 두 종류의 분쇄기를 사용하였다. 모듈라 치합형 동방향회전 이축 스크류식 압출기(modular intermeshing co-rotating twin screw extruder)를 이용하여 폐 XLPE의 조성, 폐 XLPE의 입자크기 및 종류, 스크류 조합, 매트릭스 수지의 종류(LDPE, HDPE, PP, PS) 조건을 변화시키면서 배합물을 제조하고 그들의 기계적 및 유변학적 특성과 파단면을 조사하였다. 일반적으로 내외 전도층을 포함한 폐 XLPE 배합물의 충격강도는 내외 전도층을 제외한 배합물보다 충격강도가 작은 것으로 나타났다. 또한, XLPE의 함량이 증가하고 입자크기가 작아 질수록 배합물의 충격강도가 증가하였다. 특히, LDPF의 경우 XLPE를 약 80 wt%까지 충전하여도 정상조건의 압출공정이 가능하였다. 스크류조합에 따른 배합물의 충격강도는 니딩디스크 블록(kneading disc block)의 수가 많을수록 높은 값을 나타내었다. 전체적으로 XLPE의 양이 증가할수록 배합물의 용융점도가 증가하였으나, 압출 전단속도 범위에서 shear thinning 경향을 나타내었다. 폐 XLPE를 범용 고분자수지와 혼합할 경우, LDPE, HDPE, PP 및 PS 모든 배합물에서 충격강도가 증가하였다. 특히, PS/XLPE 배합물의 경우에는 충격강도가 2 배정도 향상되는 효과를 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.305-315
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• 2021

교합형 동방향이축압출기는 고분자재료의 컴파운딩에 주로 사용되는 기계이다. 이축압출기는 가공하는 재료와 생산제품에 적합한 스크류 조합을 설계하여 품질과 생산성이 양호한 컴파운딩공정을 구축할 수 있다. 스크류조합을 구성하는 스크류와 니딩 엘리먼트의 종류, 형상 및 사양에 대하여 정리하였고, 각각의 엘리먼트가 조합될 때 고분자 수지의 가공성에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 범용수지의 대량생산에 보편적으로 적용되는 스크류 조합의 원리를 설명하였고, 피딩, 용융혼련 및 미터링영역에 적합한 스크류조합의 방향과 사례를 나열하였다. 액상첨가제나 무기필러의 사이드피딩, 반응압출, 탈기공정, 밝은 색상과 투명도가 요구되는 제품의 생산 및 겉보기비중이 낮은 재료의 가공 등 각각의 경우에 맞는 스크류조합의 방향과 원리를 제시하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제51권2호
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• pp.147-153
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• 2016

Polyvinyl chloride (PVC) has been used as a general-purpose polymer because of its lower cost, good durability and mechanical properties compared to other materials. However, PVC is vulnerable to heat deformation and generates a toxic gas like hydrogen chloride. Therefore, it is important to delay or prevent the flame retardancy and thermal degradation of the PVC during the processing. It was reported that aluminum trihydroxide (ATH) improved flame retardancy as well as smoke inhibition of the virgin polymer. In this study, PVC composites by addition of ATH were compounded in a modular intermeshing co-rotating twin screw extruder. The PVC composites with different concentrations of ATH (0~5 phr) were analyzed. Flame retardancy of the PVC composite significantly increased depending on the ATH concentration. LOI of the composite also increased with the concentration of ATH. There were no significant differences for the thermal properties of the PVC composites with ATH.

• 폴리머
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• 제35권2호
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• pp.99-105
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• 2011

컴파운드의 물성을 최적화하기 위해서는 충전제 입자들의 분배와 분산이 잘 일어나도록 효율적으로 훈련하는 것이 중요하다. 혼련 효용을 향상시키고자 다양한 종류의 혼련 요소들이 이축압출기에 이용되고 있다. 본 연구에서는 탄산칼슘이 충전된 폴리스티렌을 대상으로 충전제 분산에 대한 이축압출기의 스크루 조합 영향을 알아보았다. 충전제의 분산 상태는 포토다이오드가 장착된 광학현미경으로 조사하였다. 실험 결과는 충전제의 분산 정도가 혼련 요소들의 형태 및 위치에 주로 영향을 받는다는 것을 보여주었다.

• Elastomers and Composites
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• 제51권1호
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• pp.17-23
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• 2016

In this study, the reclaimed polypropylene (RPP) and waste ground rubber tire (WGRT) were used to simulate the thermoplastic vulcanizate (TPV) for cost reduction and resources recycling. Also, we examined the effects of dicumyl peroxide (DCP) and 2,5-dimethyl-2,5-di-(tert-butylperoxy)-hexane (DTBPH) as peroxide type cross-linking agents to enhance the properties of TPV's. The components of RPP and WGRT were fixed at 30 and 70 wt%, and DCP and DTBPH were added in the concentrations from 0.5 to 1.5 phr, respectively. RPP/WGRT composites with different contents of DCP and DTBPH were prepared by a modular intermeshing co-rotating twin screw extruder. The Young's modulus of composites were decreased with increasing peroxides contents. On the other hand, tensile strength, elongation at break, and impact strength of the composites were increased with peroxide contents. We also confirmed that interfacial adhesion between RPP and WGRT was considerably improved by adding the peroxides. Taken together, DTBPH added RPP/WGRT composites exhibited better mechanical properties rather than those of DCP added composites.

• Elastomers and Composites
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• 제54권4호
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• pp.345-350
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• 2019

In this study, aliphatic polyketone (PK)/chopped carbon fiber (CCF) composites with various CCF contents were prepared using a modular intermeshing co-rotating twin screw extruder, and their mechanical and thermal properties such as tensile, flexural, and impact strength and thermal conductivity were investigated. The amount of CCF was increased from 0 to 50 wt%. The tensile and flexural strength of the PK/CCF composites increased as the CCF content increased, but the elongation at break and impact strength was lower than that of pure PK. Thermal properties such as heat distortion temperature and thermal conductivity increased as the CCF content increased. Morphological observations revealed that fiber orientation and interface adhesion between the PK and the CCF in the PK/CCF composites were formed due to the twin screw extrusion, which contributed to improving the mechanical and thermal properties of the composites.

• Elastomers and Composites
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• 제54권1호
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• pp.7-13
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• 2019

Recycling of waste polyvinyl chloride plastics has attracted much attention due to environmental problems, but the poor mechanical properties, low thermal stability, frequent breakage of strands, and melt cracking of the waste plastics have limited their widespread use. To overcome these disadvantages of waste PVC (W-PVC), recycled PVC powder blend was prepared by adding high-density polyethylene (HDPE) and ethylene vinyl acetate (EVA) as a heat stabilizer and compatibilizer, respectively. An intermeshing co-rotating twin screw extruder was used to prepare the blend, and the characteristics of the blend were analyzed by SEM and TGA, and by using a UTM and Izod impact tester. The impact strength was improved as the EVA content increased for the W-PVC/HDPE (80/20 wt%) blend. As the HDPE and EVA contents increased in the W-PVC/HDPE/EVA blend, the impact strength increased. SEM observations also revealed the improved interfacial adhesion for the EVA-containing blend.