KR100398078B1 - 열가소성 수지 사출성형용 액상물질주입 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열가소성 수지 사출성형용 액상물질을 주입하는 제어장치로서 열가소성 수지 성형시 발생하는 수축을 제거하고 제품의 중량을 감소시키기 위하여 제품 내부에 액상 재료를 주입하기 위한 장치이다. 호스나 배관을 따라 공급된 공기의 수분을 제거하기 위한 에어 필터, 에어 필터를 통과한 공기의 압력을 조절하는 레귤레이터, 레귤레이터로부터 배관을 따라 공급된 공기를 증압시키고 액상 물질 주입시 피스톤 역할을 하는 부스터, 레귤레이터와 부스터 사이에 설치되는 안전용 솔레노이드 밸브, 액상 물질을 저장하기 위한 탱크, 부스터의 전진, 후진을 위한 스피드 콘트롤 밸브, 부스터에서 투입되는 양을 조절하는 액량 제어장치, 부스터에 의해 투입되는 일정량의 액상 물질만을 통과시키고 차단하는 에어 파일롯 밸브, 케이싱의 제어패널부에 설치되어 액상 물질의 현재 수위를 확인할 수 있는 디지털 게이지로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

열가소성 수지 사출성형용 액상물질주입 제어장치{Liquid Injection Control System for Injection Molding of Thermoplastic Resin}

발명의 분야

본 발명은 열가소성 수지성형품을 사출하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 열가소성 수지 성형품의 표면에 수지의 수축에 의해 발생하는 씽크마크(sink mark)와 가스 사출성형시 발생되는 헤지테이션 마크(hesitation mark)등의 외관 결함을 방지하고 성형품내의 중공률을 높이고 균일한 중공을 형성하기 위해 성형품의 두꺼운 부위에 액상 물질을 주입하는 경우에 사용되는 제어 장치에 관한 것이다.

발명의 배경

일반적으로 열가소성 수지를 이용하여 사출성형을 할 경우, 두꺼운 부분의 냉각지연으로 인해 수축이나 변형 등의 불량이 발생하는 것을 방지하기 위해 성형중에 성형품 내부로 공기나 가스를 주입하는 성형법을 사용하기도 한다.

한편, 공기나 가스대신 기화가 용이한 액체를 주입하는 성형법을 사용하기도 하는데, 미국특허 제 5,139,714호에는 수지 노즐을 통해 액체를 주입한 후 기화에 의해 성형품을 중공시키는 액상가스성형 방법이 개시되었다. 또한 일본 특개평 6-128529, 유럽특허 제 94119061.3호, 및 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 국내특허출원 제 93-10803호에 의해 금형 내에 직접 액체를 주입하여 성형품을 중공시키는 성형방법이 개시되었다.

상기 특허에 의거하여 사출성형 중에 고압의 액체를 금형 내에 일정하게 주입하기 위해서는 일정량의 액상 물질을 주입하고 차단하는 제어가 필요하고 액상 물질을 금형 내에 주입하기 위한 공기 압력을 유지시키는 제어장치가 필요하다.

따라서 본 발명자는 정확한 양 조절을 위하여 액상 조절 프로세스를 자체 개발하여 상용화된 펌프의 맥동 현상에 의한 끊김이나 압력 손실, 정량 제어의 문제점을 개선한 새로운 열가소성 수지 사출성형용 액상물질 주입 제어장치를 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 사출성형 중 금형내에 액체를 원활하게 주입할 수 있는 제어 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 취급이 간편하고 장치의 제어가 용이하며 부피를 최소화하여 이동과 설치시 편리함을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

제 1 도는 본 발명에 따라 구성된 액상 물질 주입 제어장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다.

제 2 도는 본 발명의 액상 물질 주입 제어장치의 외관을 예시하는 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 에어 필터 2 : 레귤레이터

3 : 부스터 4 : 솔레노이드 밸브

5 : 저장 탱크 6 : 스피드 콘트롤 밸브

7 : 액량 제어장치 8 : 에어 파일롯 밸브

9 : 디지털 게이지 10,11 : 압력 게이지

12 : 디지털 콘트롤러 13,14 : 콘트롤러

15 : 작동램프 16 : 비정 정지 버튼

18 : 제어패널부 20: 케이싱

본 발명은 열가소성 수지 사출성형용 액상물질을 주입하는 제어장치로서 열가소성 수지 성형시 발생하는 수축을 제거하고 제품의 중량을 감소시키기 위하여 제품 내부에 액상 재료를 주입하기 위해 제작된 장치이다. 본 발명에 따른 열가소성 수지 사출성형용 액상물질 주입 제어장치는 콤프레서로부터 호스나 배관을 따라 공급된 공기의 수분을 제거하기 위한 에어 필터(1), 상기 에어 필터(1)를 통과한 공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(2), 상기 레귤레이터(2)로부터 배관을 따라 공급된 공기를 증압시키는 부스터(3), 상기 레귤레이터(2)와 상기 부스터(3) 사이에 설치되는 안전용 솔레노이드 밸브(4), 액상 물질을 저장하기 위한 탱크(5), 부스터(3)의 전진, 후진을 위한 스피드 콘트롤 밸브(6), 상기 부스터(3)에서 투입되는 양을 조절하는 액량 제어장치(7), 상기 부스터(3)에 의해 투입되는 일정량의 액상 물질만을 통과시키고 차단하는 에어 파일롯 밸브(8), 케이싱(20)의 제어패널부(18)에 설치되어 액상 물질의 현재 수위를 확인할 수 있는 디지털 게이지(9)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 액상 물질 주입 제어 장치를 그 기능상으로 분류하면, 본 발명의 주입 제어 장치는 공기를 공급받아 수분을 제거하고 공기 압력을 유지하는 유압 실린더 구동용 INPUT부, 액상 물질을 저장하고 주입량을 조절하는 정량 유압 실린더부, 조절된 정량을 주입하고 제어하는 정량 제어 단속 장치부로 구성된다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다. 제 1 도는 본 발명에 따라 구성된 액상 물질 주입 제어장치의 구성을 개략적으로 나타내는 블럭도이다. 일반 공장에서 이용 가능한 유틸리티 압축 공기는 배관 또는 호스가 연결된 에어 필터(1)를 통하여 수분을 제거하게 되고, 수분이 제거된 공기는 레귤레이터(2)에 의하여 일정 압력을 유지하게 된다. 레귤레이터(2)를 통과한 공기는 압력을 측정할 수 있는 압력게이지에 연결된다. 상기 레귤레이터(2)로부터 배관을 따라 공급된 공기는 부스터(3)에서 증압되고, 부스터(3)는 액상 물질이 주입될 때 피스톤 역할도 같이한다.

기존의 액상 펌프에서는 맥동 현상이 발생하여 액상 주입시 끊어지는 현상과 압력 손실, 정량의 제어가 불가능하다는 문제점이 있었다. 본 발명은 이런 문제를 개선하기 위한 주입 프로세서를 개발하였으며, 상기의 부스터(3)를 이용한 주입 방식을 발명한 것이다. 상기 레귤레이터(2)와 상기 부스터(3) 사이에는 안정용 솔레노이드 밸브(4)가 설치된다. 상기 부스터(3)에는 스피드 콘트롤 밸브(6)가 2개 설치되며, 상기 스피드 콘트롤 밸브(6)를 통하여 부스터(3)의 전진, 후진 속도를 조절한다. 상기 부스터(3)에는 액량 제어 장치(7)가 설치되어 일정량의 액상 물질을 주입하도록 한다. 상기 부스터(3)는 승압기능 및 액상 물질 주입시 공기 압력을 액상 주입 압력으로 전환하는 하이드로 컨버터(hydro-convertor) 기능을 하고 있다. 한편 상기 부스터(3)는 승압기능과 하이드로 컨버터 기능을 할 수 있는 다른 장치로 대체하는 것도 가능하다. 탱크(5)에는 최대 36 리터까지 액상 물질이 공급이 되며, 최대 공급량의 20% 미만이 남아 있는 경우에는 작동을 하지 않도록 설정되어 있다.

본 발명에 따른 장치는 상기 탱크(5)안에 남아 있는 액상 물질의 양을 확인할 수 있도록 케이싱(20)상부의 제어패널부(18)에 설치되어 디지털 게이지(9)를 설치하며, 액상 물질 주입시 가해지는 압력을 확인하기 위하여 부스터(3)와 에어 파일롯 밸브(8)사이에 압력 게이지(11)를 설치한다. 상기 액량 제어 장치(7)에 의해 조절된 액상 물질은 배관을 따라 금형에 주입되는데, 정확한 양만을 공급하기 위하여 에어 파일롯 밸브(8)를 2개 설치한다. 공급과 차단을 교대로 하며, 정량만큼 만을 통과하도록 설정이 되어 있다.

제 2 도는 본 발명의 액상 물질 주입 제어장치의 외관을 예시하는 사시도이다. 본 발명의 장치에 의하면, 케이싱(20)의 상부에는 조작하기 편리하도록 각종 콘트롤러, 게이지, 버튼 등이 집중 배치된 제어패널부(18)가 설치되어 있다. 케이싱(20)의 좌측면에는 외부의 콤프레서에 호스나 배관을 연결하여 압축공기가 공급되는 에어필터(1) 및 레귤레이터(2)가 설치된다. 케이싱(20)의 바닥면에는 이동 편리하도록 바퀴를 설치하고, 장치 사용후 보관 등의 편의를 위하여 케이싱(20)의 폭을 좁히고 내부 장치들을 세로방향으로 설치함으로써 좁은 공간에서도 사용이 가능하도록 구성되어 있다.

제 2 도에 도시된 본 발명의 제어장치에 따르면, 제어 패널부(18)에는 본 발명의 장치를 용이하게 조작하기 위한 각종 게이지들과 버튼들이 배치되는데, 그 상부에는 상기 레귤레이터(2)를 통해 공급되는 공기의 압력을 확인할 수 있는 게이지(10)와 액상 물질 주입시 가해지는 압력을 확인하는 게이지(11)가 배치되어 있다. 그 하부에는 액상 물질의 주입량을 정하는 디지털 콘트롤러(12)가 배치되어 있고, 탱크에 저장되어 있는 액상 물질의 양을 확인하는 디지털 게이지(9)와 지연시간(delay time)을 설정하는 콘트롤러(13), 액상 물질 주입 시간을 설정할 수 있는 콘트롤러(14)가 2개 배치되어 있다. 그리고 상기 부스터(3)의 작동을 확인하는램프(15)와 비상 정지 버튼(16)이 배치되어 있다. 이와 같이 제어 패널부(18)에 조작기구를 집중시켜 배치함으로써 본 발명의 장치를 제어하기가 매우 용이하다.

본 발명의 액상 물질 주입 제어 장치는 액상 물질의 주입량과 지연시간 만을 조절하도록 설치되어 제어가 용이하고 기존의 액상 펌프의 맥동 현상을 개선하여 제작하였기 때문에 정량 제어가 가능하도록 하였으며, 장치의 구조가 간단하고 제작 비용이 저렴하며, 부피를 최소화함으로써 적은 공간을 차지하는 등의 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (5)

1. 공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(2), 상기 레귤레이터(2)로부터 배관을 따라 공급된 공기를 증압시키고 액상 물질 주입시 피스톤 역할을 하는 부스터(3), 상기 레귤레이터(2)와 상기 부스터(3) 사이에 설치되는 안전용 솔레노이드 밸브(4), 액상 물질을 저장하기 위한 탱크(5), 부스터의 전진, 후진을 위한 스피드 콘트롤 밸브(6), 상기 부스터(3)에서 투입되는 양을 조절하는 액량 제어장치(7), 상기 부스터(3)에 의해 투입되는 일정량의 액상 물질만을 통과시키고 차단하는 에어 파일롯 밸브(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 사출 성형용 액상 물질 주입 제어장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 장치는 호스나 배관을 따라 공급된 공기의 수분을 제거하기 위한 에어 필터(1)와, 케이싱(20)의 제어패널부(18)에 설치되어 액상 물질의 현재 수위를 확인할 수 있는 디지털 게이지(9)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 성형용 액상 물질 주입 제어장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 에어 파일롯 밸브(8)와 부스터(3)사이에 액상 물질 주입시 가해지는 압력을 측정하기 위한 압력 게이지(11)가 연결되는 것을 특징으로하는 열가소성 수지 성형용 액상 물질 주입 제어장치.
4. 공기의 압력을 조절하는 레귤레이터(2), 상기 레귤레이터(2)로부터 배관을 따라 공급된 공기를 승압시키고 승압된 공기 압력을 액상 주입 압력으로 컨버터하기 위한 수단, 상기 레귤레이터(2)와 상기 수단 사이에 설치되는 안전용 솔레노이드 밸브(4), 액상 물질을 저장하기 위한 탱크(5), 상기 수단의 전진, 후진을 위한 스피드 콘트롤 밸브(6), 상기 수단에서 투입되는 양을 조절하는 액량 제어장치(7), 및 상기 수단에 의해 투입되는 일정량의 액상 물질만을 통과시키고 차단하는 에어 파일롯 밸브(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 사출 성형용 액상 물질 주입 제어장치.
5. 제 2항에 있어서, 상기 케이싱(20)의 제어패널부(18)에는 레귤레이터(2)를 통해 공급되는 공기의 압력을 확인할 수 있는 게이지(10), 액상 물질 주입시 가해지는 압력을 확인하는 게이지(11), 액상 물질의 주입량을 정하는 디지털 콘트롤러(12), 지연시간을 설정하는 콘트롤러(13), 액상 물질 주입 시간을 설정할 수 있는 콘트롤러(14), 부스터(3)의 작동을 확인하는 램프(15), 및 비상 정지 버튼(16)이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 열가소성 수지 성형용 액상 물질 주입 제어장치.