KR100827251B1 - 사출성형기의 사출스크류 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라스틱을 원료로 하여 제품을 사출 성형하는 사출성형기의 사출스크류에 관한 것으로, 공급부와 압축부 및 게량부로 구분 형성되며, 상기 각 부분에 나선형으로 형성된 주나선날개로 수지원료를 강제 이송시키는 사출성형기의 사출스크류에 있어서,

상기 사출스크류의 압축부에는 주나선날개 사이에 한 줄 나선상태로 형성된 보조나선날개가 형성되어 있으며, 상기 계량부에는 주나선날개 사이에 세 줄 나선상태로 형성된 제1 내지 제3 보조나선날개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 발명이다.

사출성형기, 사출스크류, 공급부, 압축부, 계량부, 주나선날개, 보조나선날개,

Description

사출성형기의 사출스크류{Screw of injection machine}

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 사출스크류의 전체 구성도.

도 2는 본 발명 사출스크류의 압축부 확대도.

도 3의 (A)(B)는 도 2의 A-A선 및 B-B선 단면도.

도 4는 본 발명 사출스크류의 압축부 전개도로 나타낸 수지원료의 흐름도.

도 5는 본 발명 사출스크류의 계량부 확대도.

도 6은 본 발명 사출스크류의 계량부 전개도로 나타낸 수지원료의 흐름도.

도 7은 종래 기술

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 사출스크류 2 : 공급부

3 : 압축부 4 : 계량부

5 : 주나선날개 6 : 보조나선날개

7 : 스크류축 8 : 축나선부

9a,9b,9c : 제1 내지 제3 보조나선날개

본 발명은 플라스틱을 원료로 하여 제품을 사출 성형하는 사출성형기의 사출스크류에 관한 것이다.

일반적으로 플라스틱 제품을 성형하는 사출성형기는 호퍼에 저장된 고체상태로 된 작은 크기의 수지원료를 가열실린더로 연속 공급하면서 사출스크류로 이송시키고, 이와 동시에 히터로 가열하여 용융시켜서 압출시키게 되면 사출노즐이 용융된 원료를 성형금형안으로 사출하여 제품을 성형하게 된다.

기존의 사출성형기에서 수지원료를 이송시킴과 동시에 액상으로 용융된 원료를 사출하는 사출스크류는 도 7의 도시와 같이 고체상태의 수지원료를 이송하는 공급부(100)와 액상으로 용융되는 원료를 압축하는 압축부(200), 그리고 용융된 원료를 단위시간당 계량하여 압출하는 계량부(300)로 구분되어 있다.

그리고 상기와 같이 3부분으로 구분된 사출스크류의 축은 상기한 공급부(100)의 축 직경이 가장 작고 상기한 압축부(200)와 계량부(300)의 직경은 공급부(100)와 압축부(200)의 경계부위에서부터 상기 계량부(300)의 끝부분까지 점차적으로 커지는 직경으로 형성되어 있다.

상기한 종래 기술의 사출스크류는 회전작동시 호퍼에서 가열실린더로 공급되는 수지원료를 공급부(100)가 압축부(200) 쪽으로 이송시키게 되는데, 상기 공급부(100)의 끝부분에서부터는 히터의 가열작동에 의해 고체상태의 수지원료가 용융되기 시작하면서 압축부(200) 및 계량부(300)로 이송되는 동안 완전히 용융되어 가열실린더의 끝부분에 장착되어 있는 사출노즐을 통해 사출금형의 캐비티로 용융된 액상원료를 사출하게 되는 것이다.

그러나 상기와 같이 구성된 종래 기술의 사출스크류는 가열실린더로 공급된 수지원료를 이송 및 압축시키면서 용융된 액상원료를 계량하여 사출토록 하는 단순한 작동은 원활하게 진행될 수는 있겠으나, 가열실린더에서 용융되면서 이송 및 압축되는 용융된 액상원료를 혼합 내지 교반하는 작동은 기대할 수 없다.

그렇기 때문에 종래 기술의 사출스크류로서는 유색안료가 혼합된 수지원료를 이용하여 유색의 플라스틱 제품을 사출 성형하게 될 때 그 제품의 색상이 얼룩진 상태로 성형되는 경우가 종종 발생된다.

왜냐하면, 유색의 색상으로 플라스틱 제품을 성형할 때에는 무색의 수지원료에다 적정비율의 유색안료를 첨가한 다음 상기한 수지원료와 유색안료를 고르게 혼합시킨 상태에서 사출성형기로 사출 성형하게 되는데, 이때 무색의 수지원료와 유색안료는 모두 고체로 된 작은 크기의 입자상태로 혼합되어 가열실린더에 투입된 후 사출스크류의 회전작동에 따라 공급부(100)에서 압축부(200)와 계량부(300)로 강제 이송되는 과정에서 무색의 수지원료와 유색안료들이 용융됨과 동시에 융합되지 아니한 상태에서 사출노즐을 통해 사출되기 때문에 사출금형의 캐비티에서 사출 성형되는 제품이 얼룩진 색상을 띠게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 사출스크류의 압축부와 계량부에 형성되는 스크류날개의 구조를 개선 하여 가열실린더로 공급된 수지원료와 유색안료를 용융시키면서 강제 이송시키는 과정에서 용융되는 수지원료와 유색안료가 상기한 압축부 및 계량부에서 자체적으로 혼합 및 교반되면서 이송되어 사출노즐을 통해 사출되도록 하므로써 수지원료와 유색안료를 적정비율로 혼합하여 플라스틱 제품을 성형할 때 성형된 제품은 그 전체가 유색안료의 혼합비율로 나타내고자 하는 컬러 색상을 띠도록 제품을 성형할 수 있도록 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 구현하기 위한 수단으로서,

공급부와 압축부 및 게량부로 구분 형성되며, 상기 각 부분에 나선형으로 형성된 주나선날개로 수지원료를 강제 이송시키는 사출성형기의 사출스크류에 있어서,

상기 사출스크류의 압축부에는 주나선날개 사이에 한 줄 나선상태로 형성된 보조나선날개가 형성되어 있으며, 상기 계량부에는 주나선날개 사이에 세 줄 나선상태로 형성된 제1 내지 제3 보조나선날개가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압축부에 형성된 주나선날개는 초기부분에서부터 종점부분까지 동일한 나선피치로 형성되어 있으며, 또한 보조나선날개는 시작부분에서부터 끝부분까지 동일한 나선피치로 형성되어 있되, 그 시작부분은 주나선날개의 초기부분에 대하여 좁은 간격을 가지도록 형성되는 한편, 그 끝부분은 주나선날개의 종점부분에 대하여 좁은 간격을 가지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압축부에 두 줄 나선상으로 형성된 주나선날개와 보조나선날개 사이의 축나선부 시작점에서부터 축나선부 종점까지 나선상으로 형성되는 축나선부는 압축부의 스크류축보다 큰 직경으로 형성되어 있되, 상기한 축나선부 시작점의 직경이 가장 크고 상기한 축나선부 종점으로 갈수록 점차로 작아져 스크류축과 같은 직경을 갖도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 계량부에 형성된 주나선날개는 초기부분에서부터 종점부분까지 동일한 나선피치로 형성되어 있으며, 상기 주나선날개 사이에 세 줄 상태의 나선형으로 형성된 제1 내지 제3 보조나선날개 각각은 일정간격으로 끊어진 상태로 형성되어 있되, 상기한 제1 내지 제3 보조나선날개들 각각은 서로 이웃하는 것끼리 서로 지그재그 엇갈린 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 압축부의 보조나선날개와 계량부의 제1 내지 제3 보조나선날개는 주나선날개보다 낮은 높이로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 사출스크류의 전체 구성도이며, 도 2는 본 발명 사출스크류의 압축부 확대도이고, 도 3의 (A)(B)는 도 2의 A-A선 및 B-B선 단면도이며, 도 4는 본 발명 사출스크류의 압축부 전개도로 나타낸 수지원료의 흐름도이고, 도 5는 본 발명 사출스크류의 계량부 확대도이며, 도 6은 본 발명 사출스크류의 계량부 전개도로 나타낸 수지원료의 흐름도를 도시한 것이다.

도면부호 1은 사출스크류를 나타내는 것으로, 상기 사출스크류(1)는 도면에 도시되어 있는 바와 같이 호퍼에서 공급되는 수지원료를 이송시키는 공급부(2)를 비롯하여 용융되는 액상원료를 압축시키는 압축부(3) 그리고 용융된 액상원료를 계량하여 압송시키는 계량부(4)로 구분되어 있다.

상기 공급부(2)는 동일한 피치를 갖는 주나선날개(5)가 나선형으로 형성되어 있는데, 상기 주나선날개(5)는 압축부(3) 및 계량부(4)에 이르기까지 동일한 피치의 나선상으로 형성된다.

상기 압축부(3)에는 공급부(2)에서 나선상으로 연장되는 주나선날개(5)와 함께 또 한 줄의 보조나선날개(6)가 형성되어 있다.

상기 보조나선날개(6)는 시작부분(61)에서부터 끝부분(62)까지 동일한 나선피치로 형성되어 있되, 도 2의 도시와 같이 상기 보조나선날개(6)의 시작부분(61)은 주나선날개(5)의 초기부분(51)에 좁은 간격을 갖는 위치에 형성되고, 끝부분(62)은 주나선날개(5)의 종점부분(52)에 좁은 간격을 갖는 위치에 형성되도록 나선상으로 형성되어 있다.

또한 상기 압축부(3)는 주나선날개(5)와 보조나선날개(6) 사이의 축나선부(8)는 압축부(3)의 스크류축(7)보다 큰 직경으로 형성되는데, 상기 주나선날개(5)의 초기부분(51)과 보조나선날개(6)의 시작부분(61) 사이에 형성된 축나선부 시작점(81)은 가장 큰 직경으로 형성되어 있으며, 상기한 축나선부 시작점(81)에서부터 축나선부 종점(82)으로 갈수록 직경이 점차로 작아져 상기한 축나선부 종점(82)의 끝단은 스크류축(7)과 같은 직경으로 형성된다.(도 3 참조)

상기 계량부(4)에도 공급부(2)에서부터 압축부(3)에 나선상으로 형성된 주나 선날개(5)가 형성되어 있으며, 상기 계량부(4)의 주나선날개(5) 사이에는 세 줄 나선상태의 제1 내지 제3 보조나선날개(9a,9b,9c)가 형성되어 있다.

상기한 제1 내지 제3 보조나선날개들 각각은 같은 피치를 갖도록 형성된 채 일정간격으로 끊어진 상태에서 나선형으로 형성되어 있으며, 또한 상기한 제1 내지 제3 보조나선날개(9a,9b,9c)들 각각은 서로 이웃하는 것끼리 지그재그상으로 엇갈리게 돌출 형성되어 있다.(도 5 및 도 6 참조)

그리고 상기와 같이 사출스크류(1)의 압축부(3)와 계량부(4) 각각의 스크류축(7)(41) 각각에 형성된 각 보조나선날개(6)(9a,9b,9c)들은 주나선날개(5)보다 낮은 높이로 돌출되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 설명하기로 한다.

상기 사출스크류(1)는 플라스틱 제품을 성형하는 사출성형기의 가열실린더에 장착되어 고체상태로 수지원료를 강제 이송시키는 것인데, 상기 사출스크류(1)가 장착된 가열실린더로 공급되는 수지원료는 사출스크류(1)의 공급부(2)로 투입되며, 상기 공급부(2)로 투입되는 고체상태의 수지원료는 사출스크류(1)의 회전작동시 공급부(2)에 나선형으로 형성된 주나선날개(5)에 의해 압축부(3) 및 계량부(4)를 향해 강제 이송됨과 동시에 이송되는 과정에서 가열실린더에 설치된 히터의 가열작동에 의하여 용융되기 시작하면서 압축부(3)로 이송되는데, 상기 공급부(2)와의 경계부위에 형성된 주나선날개(5)의 초기부분(51)과 보조나선날개(6)의 시작부분(61)은 좁은 간격으로 형성되어 있고, 또한 상기한 초기부분(51)과 시작부분(61) 사이의 축나선부(8)의 축나선부 시작점(81)은 압축부(3)의 스크류축(7)보다 큰 직경으로 형성되어 있으므로, 이에 따라 도 3의 (A) 도시와 같이 주나선날개의 초기부분(51)과 보조나선날개(6)의 시작부분(61)의 간격은 좁고 또 상기한 축나선부 시작점(81)이 스크류축(7)보다 높게 형성되어 있기 때문에 상기 공급부(2)에서 압축부(3)의 주나선날개의 초기부분(51)으로 이송되는 수지원료의 대부분은 주나선날개(5)와 보조나선날개(6) 사이의 폭이 넓고 낮은 높이의 스크류축(7) 부분으로 흘러들어가 강제 이송되는 상태가 되며, 나머지 일부는 완전히 용융된 상태에서 주나선날개의 초기부분(51)과 보조나선날개의 시작부분(61) 사이의 축나선부 시작점(51)로 흘러들어가 강제 이송되는 상태가 되는데, 이와 같이 용융되는 수지원료를 강제 이송하게 되는 압축부(3)에 형성된 보조나선날개(6)는 주나선날개(5)보다 큰 피치를 가지고 있으므로 그 시작부분(61)은 주나선날개의 초기부분(51)에서는 좁은 간격으로 형성되어 있지만 그 끝부분(62)은 주나선날개의 종점부분(52)에 좁은 간격으로 인접하는 상태로 형성되어 있으므로 결국 상기 압축부(3)의 주나선날개(5)와 보조나선날개(6)와의 관계는 도 4의 도시와 같이 축나선부 시작점(81)의 주나선날개의 초기부분(51)과 보조나선날개의 시작부분(61) 사이의 간격은 좁은 상태이고, 축나선부 종점(82)의 주나선날개(5)와 보조나선날개의 끝부분(62) 사이의 간격은 넓은 상태이며, 이와 반대로 보조나선날개의 시작부분(61)과 주나선날개(5) 사이의 간격(F)은 넓고 보조나선날개의 끝부분(62)과 주나선날개의 종점부분(52) 사이의 간격(f)은 좁은 상태가 된다.

따라서 상기 공급부(2)에서 압축부(3)로 이송되는 수지원료의 대부분은 넓게 형성된 간격(F)으로 흘러들어간 상태에서 보조나선날개(6)에 의해 강제 이송되는 상태가 되며, 일단 넓은 간격(F)에서 강제 이송되면서 가열작용으로 용용되는 액상원료는 주나선날개의 종점부분(52)으로 갈수록 점차로 좁아지는 보조나선날개(6)와 주나선날개(5) 사이로 집중되면서 강제 이송되는데, 상기 보조나선날개(6)는 주나선날개(5)보다 낮은 높이로 형성되어 있으므로 좁은 간격(f) 쪽으로 강제 이송되는 액상원료는 낮은 높이의 보조나선날개(6) 위로 넘쳐 흐르게 되며(도 4에서 보조나선날개 위로 표시된 화살표 참조), 이와 같이 보조나선날개(6) 위로 넘쳐 흐르는 액상원료는 축나선부 시작점(81)부분에서 축나선부 종점(82)부분을 향해 흐르는 액상원료와 혼합 및 교반되면서 강제 이송되는 것이다.

그리고 상기 계량부(4)는 압축부(3)에서 혼합 및 교반되면서 강제 이송되는 액상원료를 다시 한번 더 혼합 및 교반하면서 강제 이송하게 된다.

상기 계량부(4)는 주나선날개(5) 사이에 세 줄로 된 제1 내지 제3 보조나선날개(9a,9b,9c)들이 각각 일정간격으로 끊어진 상태에서 나선모양을 이루도록 형성되어 있되, 서로 이웃하는 것끼리 지그재그상으로 엊갈리게 끊어진 상태로 형성되어 있으므로 주나선날개 사이에서 제1 내지 제3 보조나선날개(9a,9b,9c)에 의해 강제 이송되는 액상원료는 각 보조나선날개들의 회전방향으로 강제 이송되는 과정에서 혼합 및 교반되는 작용이 나타나게 된다. 즉, 도 6의 도시와 같이 도면상 우측에 위치한 제1 보조나선날개(9a)에 의해 강제 이송되는 액상원료는 회전방향으로 강제 이송되는 과정에서 일부는 이송방향의 반대쪽을 향해 제1 보조나선날개(9a)들을 넘거나 또는 끊어진 간격 사이를 통해 도면상 우측으로 이송되면서 주나선날개(5)에 의해 이송되는 액상원료와 혼합 교반되는 상태가 되며, 또 가운데 위치한 제2 보조나선날개(9b)에 의해 강제 이송되는 액상원료의 일부도 이송방향의 반대쪽을 향해 제1 보조나선날개(9b) 위를 넘거나 또는 끊어진 사이의 간격을 통해 도면상 우측(도 6의 회살표 참조)으로 흘러들어가 상기 제1 보조나선날개(9a)에 의해 이송되는 액상원료와 혼합 교반되는 것이며, 또한 도면상 좌측에 위치한 제3 보조나선날개(9c)에 의해 강제 이송되는 액상원료도 앞에서 설명한 제1 및 제2 보조나선날개(9a,9b)와 같이 일부는 제1 보조나선날개(9b)에 의해 이송되는 액상원료와 혼합 교반되면서 강제 이송되는 것이다.

상기와 같이 사출스크류(1)는 공급부(2)에서 강제 이송됨과 동시에 가열 용융되는 액상원료를 압축부(3)와 계량부(4) 각각에서 강제 이송시키면서 다시 한번 더 혼합 및 교반시키는 작용을 하게 되어 상기 계량부(4)를 벗어나는 액상원료는 유색안료가 정밀하고 고르게 혼합된 상태에서 사출노즐을 통해 사출되므로써 사출성형기로서 컬러 색상을 띠는 양질의 제품을 성형할 수 있도록 하는 것이다.

상기와 같은 본 발명에 의하면 사출성형기의 가열실린더에서 가열 용융되는 수지원료를 강제 이송시키는 사출스크류는 가열 용융된 액상원료를 강제 이송시키는 과정에서 자체적으로 재차 교반하므로써 수지원료에 적정비율로 혼합된 유색안료를 용융되는 액상원료에 정밀하게 혼합시킬 수 있도록 하므로서 보다 양질의 컬러 제품을 성형할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 공급부와 압축부 및 게량부로 구분 형성되며, 상기 각 부분에 나선형으로 형성된 주나선날개로 수지원료를 강제 이송시키는 사출성형기의 사출스크류에 있어서,

   상기 사출스크류의 압축부에는 주나선날개 사이에 한 줄 나선상태로 형성된 보조나선날개가 형성되어 있으며, 상기 계량부에는 주나선날개 사이에 세 줄 나선상태로 형성된 제1 내지 제3 보조나선날개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 사출스크류.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축부에 형성된 주나선날개는 초기부분에서부터 종점부분까지 동일한 나선피치로 형성되어 있으며, 또한 보조나선날개는 시작부분에서부터 끝부분까지 동일한 나선피치로 형성되어 있되, 그 시작부분은 주나선날개의 초기부분에 대하여 좁은 간격을 가지도록 형성되는 한편, 그 끝부분은 주나선날개의 종점부분에 대하여 좁은 간격을 가지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 사출스크류.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 압축부에 두 줄 나선상으로 형성된 주나선날개와 보조나선날개 사이의 축나선부 시작점에서부터 축나선부 종점까지 나선상으로 형성되는 축나선부는 압축부의 스크류축보다 큰 직경으로 형성되어 있되, 상기한 축나선부 시작점의 직경이 가장 크고 상기한 축나선부 종점으로 갈수록 점차로 작아져 스크류축과 같은 직경을 갖도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 사출스크류.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 계량부에 형성된 주나선날개는 초기부분에서부터 종점부분까지 동일한 나선피치로 형성되어 있으며, 상기 주나선날개 사이에 세 줄 상태의 나선형으로 형성된 제1 내지 제3 보조나선날개 각각은 일정간격으로 끊어진 상태로 형성되어 있되, 상기한 제1 내지 제3 보조나선날개들 각각은 서로 이웃하는 것끼리 서로 지그재그 엇갈린 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 사출성형기의 사출스크류.
5. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 압축부의 보조나선날개와 계량부의 제1 내지 제3 보조나선날개는 스크류축 외주에서 주나선날개보다 낮은 높이로 나선상으로 돌출 형성되어 있는 것을 특징으로 사출성형기의 사출스크류.

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