KR100734949B1 - 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고온의 용융 수지 충진시 비접촉 고주파 유도 방식에 의해 분사노즐의 분사노즐 런너 영역만을 국부적으로 급속 가열함으로써 주입되는 용융 수지와 분사노즐 런너와의 온도차이를 줄여서 용융 수지의 공급 흐름을 원활하게 하고, 단시간에 분사 노즐의 온도의 오르내림을 반복할 수 있어 사출장치의 효율성을 향상하고 경제성과 품질을 동시에 만족할 수 있는 플라스틱 금형의 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치에 관한 것이다. 상기 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치는, 플라스틱 사출성형 금형에 용융 수지를 공급하는 용융 수지 사출기에 있어서, 상기 용융 수지 사출기의 일단에 장착되어 상기 플라스틱 사출성형 금형에 용융 수지를 주입하는 분사 노즐과, 상기 분사 노즐의 외연을 감싸는 유도 코일부와, 상기 유도 코일부에 고주파 전력을 공급하여 상기 유도 코일의 전자기력에 의해 상기 분사 노즐의 분사노즐 런너 영역을 급속 가열하도록 하는 고주파 전력 공급부로 이루어진다. 여기서, 상기 용융 수지 사출기의 일단과 상기 분사 노즐은 메니 폴드에 의해 상호 연결될 수 있다.
비접촉, 고주파 유도 가열, 사출기, 분사 노즐, 메니 폴드, 코일
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치의 결합 상태도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치의 결합 상태도이다.
도 3은 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 플라스틱 금형 가열 장치에 의한 자기장 형성을 나타내는 개략 평면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100, 200: 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치
10: 플라스틱 사출성형 금형 11: 코어 플레이트
12: 캐비티 플레이트 20: 분사 노즐
21: 유도 코일부 22: 분사 노즐 런너
30: 용융 수지 사출기 40: 메니 폴드(manifold)
41: 메니 폴드 런너 42: 가열 장치
본 발명은 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온의 용융 수지 충진시 비접촉 고주파 유도 방식에 의해 분사노즐의 분사노즐 런너 영역만을 국부적으로 급속 가열함으로써 주입되는 용융 수지와 분사노즐 런너와의 온도차이를 줄여서 용융 수지의 공급 흐름을 원활하게 하고, 단시간에 분사 노즐의 온도의 오르내림을 반복할 수 있어 사출장치의 효율성을 향상하고 경제성과 품질을 동시에 만족할 수 있는 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라스틱 제품을 사출성형하는 플라스틱 사출금형은 가동측과 고정측으로 구성되어 있고 이 가동측과 고정측이 상호결합 및 파팅 동작을 하면서 제품을 성형하도록 되어 있으며, 상기 가동측과 고정측 부품들이 상호 결합된 상태에서 제품 성형을 위한 고온의 용융 수지 원료가 런너를 따라 가동 및 고정코어 사이로 공급되고 상기 공급된 용융 수지가 상기 코어들 사이에서 제품으로 성형되며, 이를 취출하여 제품을 완성하도록 되어 있으며, 상기 런너의 구조는 사출금형에 있어서의 제품을 성형할 때 매우 중요한 통로가 되고 있다.
한편, 종래 런너의 게이트를 개폐하기 위한 분사 노즐로 용융 수지를 공급하는 메니 폴드의 구성을 보면, 금형플레이트에 피스톤이 내장된 실린더와 런너를 갖는 분사 노즐을 복수개 설치하고 이들의 일방에는 용융 수지물을 각각 공급하기 위한 런너를 갖는 메니 폴드를 설치하고 이 메니 폴드를 통하여 상기 용융 수 지를 상기 분사 노즐로 공급하도록 구성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래의 메니 폴드 구조에서는, 상기 용융 수지물을 공급하기 위한 메니 폴드의 런너내를 통과하는 용융 수지물이 원활하게 공급될 수 있도록 메니 폴드의 소정 위치에는 봉 히터나 매립형의 카트리지 히터 등과 같은 직접 접촉 방식의 가열 장치와 분사 노즐 부분에는 밴드 히터와 같은 가열 장치가 별도로 구비되어 있다.
그러나, 상기와 같은 직접 가열에 의한 가열 방식은 열 손실이 많고 가열 상태에 따라 상대적으로 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 국부 가열이 불가능함으로 제품의 성형시 성형 조건에 따라 온도의 오르내림이 반복되어야 하는 분사 노즐의 국분 영역 가열에는 적합하지 못한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 용융 수지 사출기로부터의 고온의 용융 수지를 금형의 런너 게이트로의 충진시에 분사 노즐만을 게재함으로써 사출장치를 단순화하고, 비접촉 고주파 유도 방식에 의해 분사 노즐의 분사노즐 런너 영역만을 급속 가열함으로써 주입되는 용융 수지와 분사노즐 런너와의 온도차이를 줄여서 용융 수지의 공급 흐름을 원활하게 하고, 단시간에 분사 노즐의 온도의 오르내림을 반복할 수 있음으로써 사출장치의 효율성을 제고할 수 있는 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 용융 수지 사출기와 다수의 분사 노즐을 메니 폴드에 의해 연결되는 경우에도 상기 메니 폴드는 기존의 직접 가열 방식을 그대로 유지하고 분사 노즐은 비접촉 고주파 유도 방식에 의한 인덕션 히터를 적용함으로써 경제성과 품질을 동시에 만족할 수 있는 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치를 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치는, 플라스틱 사출성형 금형에 용융 수지를 공급하는 용융 수지 사출기에 있어서, 상기 용융 수지 사출기의 일단에 장착되어 상기 플라스틱 사출성형 금형에 용융 수지를 주입하는 분사 노즐과, 상기 분사 노즐의 외연을 감싸는 유도 코일부와, 상기 유도 코일부에 고주파 전력을 공급하여 상기 유도 코일의 전자기력에 의해 상기 분사 노즐의 분사노즐 런너 영역을 급속 가열하도록 하는 고주파 전력 공급부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치.
여기서, 상기 용융 수지 사출기의 일단과 상기 분사 노즐은 메니 폴드에 의해 상호 연결될 수 있다.
또한, 상기 메니 폴드의 외측에는 그 내부의 메니 폴드 런너를 가열하기 위한 가열 수단이 더 설치됨이 바람직하다.
또한, 상기 메니 폴드의 가열 수단은 봉 히터 또는 카트리지 히터 등과 같은 직접 접촉 가열 수단일 수 있다.
또한, 상기 분사 노즐과 상기 메니 폴드는 탈부착이 가능함이 바람직하다. 또한, 상기한 급속 가열 시점은 고온의 용융 수지의 주입 전에 이루어짐이 바람직하다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서, 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도는 석탄, 석유 등의 화석연료를 사용하는 종래의 설비에 비해 에너지 효율이 높고 조업의 정밀 관리가 가능하므로 균질의 고품질 제품을 생산할 수 있으며 공해를 유발하지 않는 등의 많은 장점으로 인해 여러 산업 분야에 다양하게 응용 사용되고 있다. 이러한 고주파 유도의 원리는 전자 유도 작용을 이용하여 도너츠 형상의 코일에 고주파 전류를 흘려 고주파 자장이 발생하게 함으로서, 이 고주파 자장 내에 있는 가열물에 유도전류가 흐르도록 하는 것이다. 이 유도 전류는 물체 내에서 전류가 소용돌이치며 흐르는 와전류에 의해 생기는 손실과, 히스테리시스 손실에 의한 주울열이 발생하며 매우 단시간에 발열이 이루어진다. 이렇게 발생된 열로서 가열하는 것을 유도 가열이라하며 고주파전류를 이용한 것을 고주파 유도가열이라 한다. 주파수가 높은 고주파 전류를 사용하기 때문에 전류의 표피작용 및 근접 효과에 의해서 피가열물의 표면층에 자속 및 와전류가 집중하며 이때 발생하는 열손실(와전류손, 히스테리시스손)이 피가열물의 표면층을 가열하게 된다. 이러한 원리로서 피가열물의 필요한 부분에 에너지를 집중시켜 효율적인 급속가열이 가능하기 때문에 생산성, 작업성이 높은 장점이 발생하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치의 결합 상태도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치(100)는, 용융 수지 사출기(30)의 일단에 장착되어 플라스틱 사출성형 금형(10)에 용융 수지를 주입하는 분사노즐 런너(22)가 형성된 분사 노즐(20)과, 분사 노즐(20)의 분사노즐 런너(22)의 외연을 감싸는 비접촉 고주파 유도 가열 장치로서의 유도 코일부(21)로 이루어진다.
상기한 플라스틱 사출성형 금형(10)은 대략 평판상의 베이스(미도시) 상에 코어 플레이트(11)가 위치하고 있으며, 상기 코어 플레이트(11)에는 플라스틱 사출물의 외형을 제조하기 위한 캐비티 플레이트(12)가 상호 계합될 수 있도록 되어 있다. 여기서, 도시되어 있지는 않지만, 플라스틱 사출성형 금형(10)은 고정측 금형과 가동측 금형으로 이루어져 제품의 취출시에 이동되어 분리할 수 있도록 되어 있다. 물론, 본 발명에서는 플라스틱 사출물(플라스틱 클립 등)을 중심으로 설명하고 있지만, 본 발명은 이를 한정하는 것은 아니며, 모든 사출물에 적용될 수 있다.
또한, 도시되어 있지는 않지만, 상기한 유도 코일부(21)에 전기적으로 연결되어 고주파 전력을 공급하는 고주파 전력 공급부가 더 설치되어 유도 코일부(21)의 전자기력에 의해 용융 수지 사출기(30)와 플라스틱 사출성형 금형(10)을 연결해주는 분사 노즐(20)의 분사노즐 런너(22) 영역을 급속 가열할 수 있도록 되어 있다.
또한, 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 가열 장치로서의 유도 코일부(21)는 분사 노즐(20)의 분사노즐 런너(22)의 외측 둘레를 따라 다수회 감겨서 코일 형태로 이루어져 유도 고주파 자장에 의해 분사노즐 런너(22) 영역을 국부적으로 급속 가열하도록 하며 플라스틱 제품을 위한 용융 수지의 주입후에는 그 주입구(도면 번호 미부여)를 이형하도록 바로 냉각되어 고화될 수 있도록 한다.
여기서, 상기한 유도 코일부(21)에 의한 급속 가열은, 용융 수지 사출기(30)로부터의 고온의 용융 수지가 분사노즐 런너(22)를 통해 플라스틱 사출성형 금형(10)으로 주입되기 전(대략 1-5초전; 제품의 종류나 공급 전력 크기에 따라 변경될 수 있음)에 분사노즐 런너(22) 영역을 국부적으로 급속 가열하도록 하여 분사노즐 런너(22)와 고온의 용융 수지간의 온도를 최소화하여 용융 수지가 잘 흘러갈 수 있도록 함으로써 분사노즐 런너(22)에서 수지가 굳어지는 것을 방지할 수 있게 된다.
이러한 비접촉 고주파 유도 가열 장치로서의 유도 코일부(21)는 고주파 전력(대략 1KHz-300KHz)을 공급하는 고주파 전력 공급부(미도시)에 전기적으로 연결되어 고주파 전력 공급을 제어하도록 되어 있다. 실제로 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 플라스틱 금형 가열 장치(50)를 이용하여 국부 가열하는 경우, 대략 300KHz에서 10kw의 출력이면 충분히 가열되며 그 가열 시간은 대략 3내지 10초면 약 100-150도 이상이 가열될 수 있으나, 본 발명은 당업자라면 그 가열 시간 또는 가열 온도를 임의적으로 선택하여 변경할 수 있으며, 그 가열 시간이나 온도를 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치(100)에는 별도의 메니 폴드를 형성시키지 않고 분사 노즐(20)에 의한 직접적인 용융 수지 주입이 이루어짐으로 사출 장치가 단순해지고 이로 인해 경제적으로 비용 이 저렴한 장점이 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치의 결합 상태도이다.
도 2에 도시된 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치(200)에서는 용융 수지 사출기(30)와 분사 노즐(20)이 메니 폴드(40)에 의해 연결되는 점을 제외하고는 실질적으로 동일하며, 이하, 동일 구성에 대해서는 도 1과 동일한 부호를 들어 그 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치(200)에는 용융 수지 사출기(30)와 분사 노즐(20)의 수지 연결 구로서 메니 폴드(40)가 형성되어 있다. 이러한 메니 폴드(40)는 최소 2 개 이상의 복수개의 노즐이 설치되는 경우에 바람직하다.
상기한 메니 폴드(40)는 플라스틱 제품의 생산시 용융 수지 사출기(30)에서 넘어온 고온의 용융 수지가 메니 폴드 런너(41)를 통해 분사 노즐(20)에 전달되어 플라스틱 사출성형 금형에서 제품으로 성형되기 전까지 메니 폴드 런너(41)내에서 용융된 상태로 계속 유지된다. 즉, 메니 폴드(40)의 외측에는 직접 가열 방식의 가열 장치(42)가 설치되어 있어, 플라스틱 제품의 계속적인 생산을 위해 고온의 용융 수지 주입시에는 메니 폴드 런너(41)내에 있는 용융 수지 원료의 보온을 역할만 수행하게 된다.
이러한, 직접적인 열 가열 방식 구조로는 일반적인 봉 히터 또는 카트리지 히터 등일 수 있으나, 본 발명은 그 가열 방식 구조를 한정하는 것은 아니다.
한편, 플라스틱 사출 금형(10)의 런너 게이트(도면 번호 미부여)에 용융 수지를 주입하여 성형하기 위한 분사 노즐(20)은 최단시간의 가열과 함께 이형을 위해 바로 냉각하여 고형화하는 것이 요구됨으로, 메니 폴드(40)의 직접 가열 방식을 이용하는 가열 장치(42)와는 달리 분사 노즐(20)의 분사노즐 런너(22)의 외측 둘레를 따라 코일 형태로 감은 비접촉 고주파 유도 가열 장치로서의 유도 코일부(21)를 형성하도록 되어 있다.
이와 같은 비접촉 고주파 유도 방식을 이용하는 유도 코일부(21)의 형성에 의해 분사노즐(20)의 분사노즐 런너(22) 영역을 국부적으로 급속 가열하도록 하고 플라스틱 제품을 위한 용융 수지의 주입후에는 그 주입구(도면 번호 미부여)를 이형하도록 바로 냉각되어 고화될 수 있도록 한다.
또한, 분사 노즐(20)과 메니 폴드(40)는 나사체결 방식 등과 같이 탈부착이 가능한 구조로 형성되어 다양한 형태의 메니 폴드(40)에 부합되게 형성할 수 있어 그 부착 효율성을 제고할 수가 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치(200)에 의해 메니 폴드(40)는 기존의 직접 가열 방식을 유지하면서도 분사 노즐(20)은 자장에 의한 인덕션 히터를 적용하여 신개념의 핫 런너(hot runner) 구조를 제시함으로서 경제성과 품질을 동시에 만족할 수 있게 되는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 플라스틱 금형 가열 장치에 의한 자기장 형성을 나타내는 개략 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 분사 노즐(20)의 분사노즐 런너(22)의 외측 둘레를 따라 코일 형태로 감은 비접촉 고주파 유도 가열 장치로서의 유도 코일부(21)에 고주파 전력 공급부(미도시)로부터의 고주파 전류를 통전하는 것에 의해 자장(도면 번호 미부여)이 발생되어 지고 이러한 자장에 의한 유도 전류가 분사노즐(20)의 분사노즐 런너(22) 영역을 국부적으로 급속 가열하도록 하고 플라스틱 제품을 위한 용융 수지의 주입후에는 그 주입구(도면 번호 미부여)를 이형하도록 바로 냉각되어 실제 플라스틱 금형에 의한 제품의 계속적인 성형시에 온도의 오르내림을 단시간에 반복적으로 수행할 수 있게 되는 것이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치에 의하면, 용융 수지 사출기로부터의 고온의 용융 수지를 금형의 런너 게이트로의 충진시에 분사 노즐만을 게재함으로써 사출장치를 단순화하고, 비접촉 고주파 유도 방식에 의해 분사 노즐의 런너 영역만을 급속 가열함으로써 주입되는 용융 수지와 런너와의 온도차이를 줄여서 용융 수지의 공급 흐름을 원활하게 하고, 단시간에 분사 노즐의 온도의 오르내림을 반복할 수 있음으로써 사출장치의 효율성을 제고할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 용융 수지 사출기와 다수의 분사 노즐을 메니 폴드에 의해 연결되는 경우에도 상기 메니 폴드는 기존의 직접 가열 방식을 그대로 유지하지만 분사 노즐은 비접촉 고주파 유도 방식에 의한 국부 영역 급속 가열 히터를 적용함으로써 경제성과 품질을 동시에 만족할 수 있는 효과가 있다.
지금까지 본 발명에 따른 바람직한 구체예를 들어 본 발명을 상세히 설명하 였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하려는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 영역으로부터 일탈하는 일 없이도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이나 이 또한 본 발명의 영역 내임을 유의하여야만 할 것이다.
Claims (6)
- 플라스틱 사출성형 금형에 용융 수지를 공급하는 용융 수지 사출기에 있어서,상기 용융 수지 사출기의 일단에 장착되어 상기 플라스틱 사출성형 금형에 용융 수지를 주입하는 분사 노즐과,상기 분사 노즐의 외연을 감싸는 유도 코일부와,상기 유도 코일부에 고주파 전력을 공급하여 상기 유도 코일의 전자기력에 의해 상기 분사 노즐의 분사노즐 런너 영역을 급속 가열하도록 하는 고주파 전력 공급부와,상기 용융 수지 사출기의 일단과 상기 분사 노즐을 연결하는 메니 폴드와,상기 메니 폴드의 외측에 그 내부의 메니 폴드 런너를 가열하기 위해 설치되는 가열 수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,상기 메니 폴드의 가열 수단은 봉 히터 및 카트리지 히터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 분사 노즐과 상기 메니 폴드는 탈부착이 가능한 것을 특징으로 하는 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치.
- 제 1 항에 있어서,상기한 급속 가열 시점은 고온의 용융 수지의 주입 전에 이루어지는 것을 특징으로 하는 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치.
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| KR1020060020285A KR100734949B1 (ko) | 2006-03-03 | 2006-03-03 | 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치 |
| US12/224,100 US20090014439A1 (en) | 2006-03-03 | 2007-03-02 | Non-Contact High-Frequency Induction Heating Apparatus for Plastic Mold and Injection Nozzle Thereof |
| PCT/KR2007/001044 WO2007100222A1 (en) | 2006-03-03 | 2007-03-02 | Non-contact high-frequency induction heating apparatus for plastic mold and injection nozzle thereof |
| JP2008557214A JP4784948B2 (ja) | 2006-03-03 | 2007-03-02 | プラスチック射出ノズル用非接触高周波誘導加熱装置 |
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|---|---|---|---|
| KR1020060020285A KR100734949B1 (ko) | 2006-03-03 | 2006-03-03 | 비접촉 고주파 유도 용융 수지 사출장치 |
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|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100989914B1 (ko) | 2008-08-27 | 2010-10-26 | 주식회사 우전앤한단 | 분사 노즐의 고주파 유도 가열용 권선 성형체 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000141011A (ja) * | 1998-11-13 | 2000-05-23 | Sharp Corp | ホットランナ射出成形方法及びホットランナ射出成形装置 |
| WO2005046962A1 (ja) * | 2003-11-14 | 2005-05-26 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | 射出装置及び射出装置の加熱方法 |
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2006
- 2006-03-03 KR KR1020060020285A patent/KR100734949B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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