KR0149202B1 - 합성수지 제품 내부에 중공부를 형성하는 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명 두께가 두꺼운 합성수지 제품 내부에 중공부를 형성하여서 합성수지 제품의 무게를 경량화시키고 합성수지를 압축 형성하므로 강도를 높일 수 있도록 한 방법 및 밸브장치에 관한 것으로 , 두께가 두꺼운 제품을 성형하기 위한 종래의 방법은 수지가 필요이상으로 주입되어 수지의 낭비를 초래하였고 제품의 무게가 무거운 문제점이 발생되었으며 두개의 대칭되는 금형으로 제작시 제품자체의 충분한 강도를 유지하지 못하고 하나의 제품을 성형하기 위해서는 여러벌의 금형을 필요로 하며 제품을 열융착시켜야 하므로 제조원가의 상승과 복잡한 공정들을 거쳐야 하는 문제점이 발생되어 이를 해결하고자 밸브장치(1)가 하강된 상태에서 합성수지가 금형(16)의 커버티(17)내에 주입되어 수지의 충진이 완료되면 밸브장치(1)에 의하여 금형(16)의 커버티(17) 내부에 가스를 주입하므로 커버티(17)에 충진된 수지에 1차 압력을 가하고, 계속해서 실린더(18)의 보압(補壓)주입이 발생되어 수지에 2차 압력이 가하도록 하며, 실린더(18)의 보압(補壓)주입 완료되면 밸브장치(1)가 작동되어 커버티(17) 내부의 가스를 배출한 후, 제품의 성형을 위하여 밸브장치(1)가 상승하면서 제품이 성형되도록 하여 수지가 금형의 커버티 내부에 충진되면 가스를 주입시켜 중공부를 형성하는 간단한 방법으로서 두께가 두꺼운 합성수지 제품의 내부에 중공부가 형성될 수 있도록 하고, 중공부 형성시 수지가 압축되도록 하므로 제품의 강도를 높일 수 있으며 하나의 금형으로도 두께가 두꺼운 합성수지 제품의 내부에 중공부를 형성할 수 있는 발명이다.

Description

합성수지 제품 내부에 중공부를 형성하는 방법 및 밸브장치

제 1도는 본 발명의 실시방법을 나타낸 진행도.

제 2도는 본 발명의 밸브장치 분해 사시도.

제 3도는 (a), (b), (c)는 본 발명의 작동상태를 나타낸 단면도.

제 4도는 사출성형기를 나타낸 개략도.

제 5도는 종래의 가스주입노즐을 나타낸 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 밸브장치 2 : 몸체

3 : 노즐 4 : 핀

5 : 덮개 6, 6' : 피스톤

7 : 게이트 8, 8' : 삽입공

9 : 가스주입공 10 : 스냅링

11,12,13,14 : 압력공 15 : 유통로

16 : 금형 17 : 커버터

18 : 실린더

본 발명은 두께가 두꺼운 합성수지 제품 내부에 중공부를 형성하여서 합성수지 제품의 무게를 경량화시키고 합성수지를 압축 형성하므로 강도를 높일 수 있도록 한 방법 및 밸브장치에 관한 것으로 특히, 합성수지액이 금형에 1차 충진 상태에서 가스를 주입하여 내부에 중공부를 형성시킨 후 압력을 유지 한 상태에서 사출성형기의 수지공급 실린더에 보압주입작용이 발생된 후 보압을 유지한 상태에서 내부의 가스를 배출시켜 합성수지 제품의 내부에 중공부가 형성되도록 한 합성수지 제품 내부에 중공부를 형성하는 방법 및 밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형기로서 합성수지 제품을 사출하는 것은 주지된 바와같이 실린더에 의하여 수지가 매니폴드로 공급되고 매니폴드로 공급된 수지는 용융상태에서 주입노즐을 통해서 금형의 내부에 충진되는 1차 주입이 완료된 후 수지의 고화시 제품의 수축을 방지하기 위하여 실린더에서 보압(補壓)주입이 이루어진 상태에서 수지를 냉각시켜 제품을 성형하여 왔었다.

그러나, 상기와 같은 종래의 방법은 두께가 얇은 합성수지 제품을 성형하는 데에는 별반 문제점이 발생되지 않지만 두께가 두꺼운 제품을 성형할 때에는 수지가 필요이상으로 주입되어야 하므로 수지의 낭비를 초래하였고 제품표면에 수축이 발생되어 제품의 외관이 미려하지 못하는 문제점이 발생되었으며 용융상태의 수지가 고화되기 위하여서는 장시간 경과되어야 하는 폐단이 발생되었으며 제품의 무게가 무거운 문제점이 발생되었다.

그리고, 두께가 두꺼운 제품을 성형하기 위한 다른 방법으로서는 절반의 두께에 해당하는 금형을 별도로 제작하되 제품의 두께를 얇게 한 후 성형된 두 개의 합성수지제품을 서로 맞대은 상태에서 접합부를 고주파로 열융착시켜 제품을 성형하여 왔었으나, 이러한 방법은 제품의 무게를 경량화하고 수지의 낭비를 해소하는 장점을 지니고 있는 것에 반하여, 제품자체의 충분한 강도를 유지하지 못하고 하나의 제품을 성형하기 위해서는 여러벌의 금형을 필요로 하며 제품을 열융착시켜야 하므로 제조원가의 상승과 복잡한 공정들을 거쳐야 하는 문제점이 발생되며 제조기간이 장기간되는 폐단이 발생되었다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 제 5도에 도시된 바와같이 합성수지 주입노즐과는 별도의 노즐(101)을 금형의 일측에 구비하되, 노즐(101)의 중공부앙에는 가스주입공(102)을 형성하고 선단부 외주면으로는 가열히터(H)를 구비하며 가스주입공(102)의 선단부를 원뿔형으로 형성한 후 가스주입공 단부를 밀폐하는 볼(B)을 구비하고 노즐(101)의 선단부에는 일측에 ' +'자형의 주입공(103)을 가지는 노즐팁(104)을 결합하여 노즐의 가스주입공(102)으로 고압의 가스가 주입되면 가스가 주입되는 힘에 의하여 볼(B)이 밀려나가 노즐팁(104)의 '+'자형의 주입공(103) 중공부앙에 닿아져서 주입공(102)이 개방되므로 가스가 금형 내부에 주입되어 합성수지내에 중공부를 형성하고 가스의 주입이 완료되어 차단되면 상기와 반대로 금형내부에 고압이 발생되어 볼(B)이 노즐팁(104)에서 노즐(101)의 원뿔형 가스주입공(102)단부에 밀착되어 가스가 역류되는 것을 방지하도록 한 후 금형을 냉각시켜 제품을 취출하도록 하여 왔으나, 노즐(101)이 금형에 결합되어 합성수지의 주입이 이루어 질 때 금형의 커버티에 삽입된 합성수지가 고화되어 노즐팁의 주입공(103)을 차단하는 것을 방지하기 위하여 노즐(101)의 선단부에 구비된 히터(H)가 고열을 발생하여야 하므로 열소비가 높고, 가스를 금형 내부로 주입한 후 가스차단시 금형 내부에 발생된 고압의 가스압력에 의하여 볼(B)이 후퇴할 때 금형 내부에 주입된 용융상태의 합도 함께 배출되어 노즐팁(104)의 주입공에 삽입되므로 노즐팁(104)의 수명을 단축시켜 왔으며, 완성된 제품취출전 중공부를 형성하기 위하여 금형 내부에 충진된 고압의 가스를 배출하는 기능이 없어 제품취출시 금형이 열리면서 금형 내부의 가스압력이 배기되어 가스가 금형표면을 오염시켜 품질이 저하되는 단점을 가지고 있으며 고압의 가스가 외부로 배기되므로 안전사고가 발생되며 제품수명의 단축을 초래하고, 제품취출을 위하여 노즐을 후퇴시키는 별도의 후퇴장치를 필요로 하므로 규모가 커지며 장착이 어려운 문제점을 가지고 있으므로 실용화될 수 없는 것이다.

본 발명은 상기와 같이 두께가 두꺼운 합성수지 제품을 성형하는데 발생되는 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로 금형 내부에 실린더에서 공급된 합성수지가 충진되면 밸브장치에 의하여 금형 내부로 고압가스를 주입하여 수지 내부에 중공부를 형성하고 실린더의 보압(補壓)공급수단이 완료되면 수지 내부의 주입된 고압가스를 배출시켜 성형을 완료하게 하므로 높은 강도를 유지하면서 합성수지 제품의 내부에 중공부가 형성되어 무게를 경량화시킬 수 있으며 안전하고도 간편하게 사용할 수 있도록 하는 방법 및 밸브장치에 관한 것으로 이하, 본 발명의 방법 및 장치를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1도에 도시된 바와 같이, 밸브장치(1)가 하강된 상태에서 합성수지가 금형(16)의 커버티(17)내에 주입되어 수지의 충진이 완료되면 밸브장치(1)에 의하여 금형(16)의 커버티(17) 내부에 고압가스를 주입하므로 커버티(17)에 충진된 수지에 1차 압력을 가하고, 계속해서 실린더(18)의 보압(補壓)주입이 발생되어 수지에 2차 압력이 가하도록 하며, 보압(補壓)주입 상태에서 수지의 고화가 완료되면 밸브장치(1)가 작동되어 커버티(17) 내부의 가스를 배출한 후, 제품의 취출을 위하여 밸브장치(1)가 상승하면서 제춤이 취출되도록 하는 방법으로서,

상기 방법을 수행하기 위한 밸브장치(1)의 구성은 제 2도에 도시된 바와 같이, 주연부에 유압 및 공압의 압력이 발생되는 압력공(11)(12)(13)이 다수개 형성되고 중앙에는 분리판(2')이 형성되어 상,하로 각각의 삽입공(8)(8')이 천공된 몸체(2)의 하부 삽입공(8)에는 압력공(12)(13)을 통해서 압력이 발생될 때 승,하강하는 피스톤(6)이 상부에 형성되고 하단부에 게이트(7)가 형성된 노즐(3)이 결합되며, 몸체(2)의 상부 삽입공(8')에는 압력공(11)을 통해서 압력이 발생될 때 승강하는 피스톤(6')이 삽입되고 피스톤(6')의 중앙에 가스주입공(9)을 가지며 단부가 노즐(3)의 게이트(7)를 개폐시키는 핀(4)이 스냅링(10)에 의하여 피스톤(6')과 결합되어 삽입되며, 일측에 피스톤(6')을 하강시키는 압력공(14)을 가지고 중앙에는 핀(4)의 상단부가 왕복 이송되는 유통로(15)가 형서된 덮개(5)를 몸체(2)의 상부에 결합하고 중앙일측에 노즐(3)의 피스톤(6)을 상승시키는 압력공(13)과 접하는 삽입홈(13')이 형성되고 중앙에는 노즐(3)이 승하강할 수 있도록 유통로(15')가 형성된 하부판(5')이 몸체(2)의 하부에 결합된 구성으로 이루어진 것으로,

미설명부호 19는 압력발생시 기밀을 발생시키는 O -링이고, 20은 밸브장치가 위치하는 금형의 주입공이다.

상기와 같은 본 발명의 작용과 효과를 첨부된 도면 제 3도 및 제 4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

두께가 두꺼운 합성수지 제품을 성형하기 위하여 금형(16)의 커버티(17) 내부로 수지를 주입하는 주입노즐(도시되지 않음)이외에 별도의 밸브장치(1)를 구비할 수 있도록 커버티(17)와 관통되는 주입공(20)을 형성한 상태에서 밸브장치(1)를 주입공(20) 위치에 구비하여 제 3도의 (가)에 도시된 바와 같이 금형(16)의 커버티(17) 내부에 수지의 충진작용이 시작되기 전 몸체(2)와 덮개(5)에 형성된 압력공(12)(14)를 통해서 피스톤(6)(6')을 몸체(2)의 상,하부 삽입공(8)(8')에서 하강시키어 노즐(3)과 핀(4)이 피스톤(6)(6')에 의하여 하강하도록 하므로 노즐(3)의 게이트(7)가 금형의 주입공(20)에 삽입되어 커버티(17)에 돌출되도록 하고 노즐(3)의 게이트(7)는 핀(4)에 의하여 막힌 상태가 되도록 한다.

이와같은 상태에서 제 4도에 도시된 사출기의 실린더(18)가 작동하여 금형의 커버티(17)내부로 수지의 주입이 시작되고 계속적인 주입으로 커버티(17)의 내부에 수지가 충진되면 제 3도의 (b)에 도시된 바와 같이 몸체(2)의 일측 압력공(11)에 압력을 발생시키어 피스톤(6')이 몸체(2)의 격벽(1')으로 분리된 상부 삽입공(8')에서 상승하도록 하고 스냅링(10)에 의하여 피스톤(6')과 결합된 핀(4)이 상승하도록 핀(4)의 단부가 노즐(3)의 게이트(7)를 개방시키게 되고 게이트(7)가 개방되었을 때 핀(4)의 중앙에 형성된 가스주입공(9)으로 가스가 주입되어 커버티(17)에 충진된 수지 내부로 중공부가 발생되도록 한다.

이때, 금형의 커버티(17) 내부에는 이미 수지가 충진된 상태이므로 가스가 주입되면 충진된 수지를 외측으로 밀어내는 작용이 이루어져 수지에 1차 압축작용이 발생되면서 중공부가 형성되며 일정량의 가스주입이 완료되면 덮개(5)의 압력공(14)를 통해서 압력이 발생되어 피스톤(6')을 하강시켜 (a)에 도시된 바와 같이 핀(4)의 단부가 노즐(3)의 게이트(7)를 폐쇄시키고 사출성형기의 실린더(18)가 보압(補壓)작용 수행하여 커버티(17) 내부로 수지를 재주입시켜 고압가스에 의하여 1차 압출된 수지를 재압축시키는 2차 압축작용이 발생되며 이러한 실린더(18)의 보압(補壓)작용이 완료되면 수지의 고화가 완료되는 일정시간 경과후 본체(2)의 압력공(11)에 압력을 발생시켜 (b)에 도시된 바와 같이 피스톤(6')을 상승시키어 노즐(3)의 게이트(7)를 개방시키어 커버티(17)에 형성된 중공부에 주입된 가스를 배출한 후 가스의 배출이 완료되면 압력공(13)에 압력을 발생시켜 (c)에 도시된 바와 같이 본체(2)의 하부 삽입공(8)(8')에 삽입된 피스톤(6)을 상승시켜 노즐(3)과 핀(4)이 금형의 커버티(17)에서 이탈상태가 되도록 밸브장치(1)를 금형(16)에서 이탈시켜 제품이 취출되는데 간섭이 없도록 하면 두께가 두꺼운 합성수지 제품의 내부에 중공부가 형성되는 것이다.

이와같이 본 발명은 수지가 금형의 커버티 내부에 충진되면 가스를 주입시켜 중공부를 형성하고 제품이 완성되면 주입된 가스를 밸브장치가 배출하는 간단한 방법으로서 두께가 두꺼운 합성수지 제품의 내부에 중공부가 형성될 수 있도록 하고, 가스의 주입 및 가스의 배출이 하나의 밸브장치에서 이루어지므로 안전사고를 예방하며 밸브장치의 설치가 간단하고 중공부 형성시 수지가 압축되도록 하므로 제품의 강도를 높일 수 있으며 하나의 금형으로도 두께가 두꺼운 합성수지 제품의 내부에 중공부를 형성할 수 있는 발명이다.

Claims (1)

1. 고압가스를 금형(16)의 캐비터(Cavity) 내부로 주입하여 합성수지 제품이 중공부를 형성하는 장치에 있어서, 주연부로 다수개의 압력공(11)(12)(13)이 뚫리고 그 중앙으로 형성된 분리판(2')의 상하로 삽입공(8)(8')을 천공하되 몸체(2)의 하부삽입공(8)에는 상기의 압력공(12)(13)을 통하는 압력에 의해 승강작동을 하는 피스톤(6)이 상부로 구성되고 하단부는 게이트(7)가 형성된 노즐(3)이 결합되며 또한 몸체(2)의 상부삽입공(8')에는 압력공(11)을 통하는 압력에 의해 승강하는 피스톤(6')이 삽입됨과 동시에 상기 피스톤(6')의 중앙에 가스주입공(9)을 갖고 단부로 상기 노즐(3)의 게이트(7)를 개폐시키는 핀(4)이 스냅링(Snap ring)에 의하여 피스톤(6')과 결합구성되고 그 일측에는 상기의 피스톤(6')을 하강시키는 압력공(14)을 가지며 중앙에는 핀(4)의 상단부가 왕복 이송되는 유통로(15)가 형성된 덮개(5)가 몸체(2)의 상부로 결합되며 중앙 일측에는 노즐(3)의 피스톤(6)을 상승시키는 압력공(13)과 접하는 삽입홈(13')을 요설하여 중앙으로 노즐(3)이 승강할 수 있도록 유통로(15')가 마련된 하부판(5')이 몸체(2)의 하부로 결합 구성된 것을 특징으로 하는 합성수지 제품 내부에 중공부를 형성하는 밸브장치.