KR100833347B1 - 다색사출기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다색사출기에 관한 것으로, 더 상세하게는 사출용융액을 일측으로 이송시키는 가압스크류를 갖는 주사출관에 보조사출관 또는 보조호퍼를 축방향으로 다수 장착하여 각각의 보조사출관과 보조호퍼에 내포되어 있는 다양한 색상의 사출용융액 및 색상가루를 선택하여 주사출관의 내부로 공급되도록 함으로써 원하는 색상을 갖도록 하는 사출성형물의 제조가 가능한 다색사출기에 관한 것이다.

본 발명의 다색사출기는 수지용융액을 사출하여 성형품을 제조하는 사출기에 있어서, 관형태 형성된 본체의 후미에 호퍼를 장착하여 원료를 본체내부로 공급하도록 하고, 상기 본체의 내주연에는 전열부가 형성되도록 하여 투입된 고체상의 원료가 액상으로 가열하도록 하고, 상기 가열된 사출용융액은 내장된 스크류에 의해 전방의 사출구로 배출되도록 하는 주사출관과; 상기 주사출관의 내부로 다양한 색상을 갖는 원료분말을 투입하는 다수개의 보조호퍼;를 포함하여 이루어진다.

사출기, 호퍼, 다색사출, 개폐밸브, 사출유로

Description

다색사출기{Many Colors Injection Machine}

도 1a은 본 발명의 실시일예에 따른 다색사출기의 전체구성을 도시한 단면도

도 1b는 도 1a에 표시된 A부분 확대도

도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 다색사출기의 구성도

도 3a는 본 발명의 제3실시예에 따른 다색사출기의 구성도

도 3b는 본 발명의 제3실시일예에 따른 다색사출기의 호퍼와 보조호퍼 부분을 도시한 횡단면도

도 3c는 본 발명의 주사출관과 보조사출관의 결합상태를 개략적으로 도시한 개략도

도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 다색사출기의 구성도

도 5는 본 발명의 다색사출관을 이용한 사출방법의 과정을 도시한 블록도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 다색사출기 20 : 주사출관

21 : 본체 22 : 호퍼

23 : 전열부 24 : 스크류

25 : 사출구 26 : 보조호퍼

30 : 보조사출관 31 : 보조스크류

32 : 사출유로 40 : 개폐밸브

S1 : 원료투입단계 S2 : 용융단계

S3 : 제1혼합단계 S4 : 제2혼합단계

S5 : 사출단계 M : 모터

본 발명은 다색사출기에 관한 것으로, 더 상세하게는 사출용융액을 일측으로 이송시키는 가압스크류를 갖는 주사출관에 보조사출관 또는 보조호퍼를 축방향으로 다수 장착하여 각각의 보조사출관과 보조호퍼에 내포되어 있는 다양한 색상의 사출용융액 및 색상가루를 선택하여 주사출관의 내부로 공급되도록 함으로써 원하는 색상을 갖도록 하는 사출성형물의 제조가 가능한 다색사출기에 관한 것이다.

일반적으로 합성수지인 플라스틱 사출기는 수지용액이 내장되는 사출실린더 또는 사출관을 구비하고, 상기 실린더 내에 장착된 피스톤이나 사출관에 장착된 스크류의 가압에 의해 사출용융액을 전방의 사출구로 이동되도록 하고, 상기 사출구는 금형에 접하도록 하여 이동된 사출용융액이 금형내로 사출되어 냉각을 통해 성 형품을 제조하고 있다. 이러한 사출기는 실린더나 사출관 내의 사출용융액이 응고되는 것을 방지하도록 전열수단을 설치하여 일정온도 이상을 유지하도록 하고 있으며, 전열수단의 발열량을 증가시켜 분말 또는 알갱이인 입자 상태로 투입되는 원료를 실린더 내에서 용융이 이루어진 후 사출하도록 하고 있다.

상술된 바와같이 종래 사출기는 크게 실린더 방식과 스크류 방식으로 분류되는 것으로, 하나의 수용부(실린더, 관)를 구비하여 단색의 사출성형물을 제조한다. 또한, 두가지 이상의 색을 갖는 사출물은 각 색상부위를 개별적으로 제조하고 이를 부착시켜 제조하고 있어 부가되는 색상에 따라 사출실린더의 수가 증가되어 시설비가 증가되는 단점이 있었다. 즉, 두가지색을 갖는 사출물을 제조하기 위해서는 별도의 노즐과 별도의 실린더를 요구하고 있는 것이다.

따라서 상기 하나의 사출기를 이용하여 부착공정없이 다색을 갖는 사출물을 제조하기 위해 주사출관/주실린더와 이에 근접하여 다수의 보조사출관/보조실린더를 구비하고, 상기 보조사출관/보조실린더의 사출유로를 주사출관/주실린더의 사출구 근방에 위치하도록 하여 주사출관/주실린더의 사출시 보조사출관/보조실린더로부터 유입된 색상을 갖는 사출용융액이 함께 사출되도록 한 것이다.

상기 개선된 사출기는 하나의 사출기를 이용하여 다양한 색상을 실현할 수 있는 장점이 있으나, 상기 정해진 형태 이외에 기형학적인 모양 및 일측으로 갈수록 점차적으로 색상이 변화하는 모양 등 색상 조절을 원활히 이루기 어려운 단점이 있다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,

주사출관에는 외주연과 축방향으로 다수의 보조사출관을 근접설치하고, 상기 주사출관과 보조사출관은 사출유로를 통해 연통되도록 하여 보조사출관에 내포된 다색의 사출용융액을 주사출관으로 사출하고 다색의 사출용융액은 주사출관에 내장된사출용융액과 혼합되면서 전방의 사출구를 통해 배출되도록 하는 등 혼합시점을 조절할 수 있는 장치의 제공을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 보조사출관의 사출유로상에는 개폐수단을 장착하여 원하는 색상을 갖는 사출용융액을 선택적으로 혼합할 수 있도록 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다색사출기는,

수지용융액을 사출하여 성형품을 제조하는 사출기에 있어서, 관형태로 형성된 본체의 후미에 호퍼를 장착하여 원료를 본체내부로 공급하도록 하고, 상기 본체의 내주연에는 전열부가 형성되도록 하여 투입된 고체상의 원료를 액상으로 가열하도록 하고, 상기 가열된 사출용융액은 내장된 스크류에 의해 전방의 사출구로 배출되도록 하는 주사출관과; 상기 주사출관의 내부로 다양한 색상을 갖는 원료를 투입하는 다수개의 보조호퍼;를 포함하여 이루어진다.

상기 보조호퍼는 주사출관 후미부분의 외주연이나 주사출관의 호퍼 일측에 각각 연통설치되거나 두부분 모두에 연통 설치될수 있다.

상기 주사출관의 사출구에 근접하여 외주연을 따라 다수의 보조사출관이 장착되고, 상기 보조사출관은 내설된 보조스크류의 가압력으로 다양한 색상의 사출용융액이 사출유로를 통해 주사출관의 내부로 투입되도록 한다.

상기 보조사출관에는 내주연에 전열부를 형성하고, 보조사출관의 후미에 보조호퍼를 장착하여 분말 또는 입자 상태의 고체 원료를 공급받을 수 있게 할 수 있다.

또한, 상기 보조호퍼의 일단과 보조사출관의 사출유로상에는 개폐밸브를 장착하여 다색의 원료분말 및 사출용융액을 선택적으로 주사출기에 투입되도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 사출기를 이용한 사출방법은, 상기 호퍼를 갖는 주사출관과, 상기 주사출관에 다색 원료와 사출용융액을 투입하는 다수의 보조호퍼와 보조사출관으로 이루어진 사출기를 이용한 사출방법에 있어서, 주사출관의 후미에 설치된 호퍼로 단색의 원료를 투입하는 원료투입단계와; 투입된 원료를 스크류 회전에 의해 전방으로 이송되면서 전열부의 고열에 의해 액상으로 용융되는 용융단계와; 상기 용융되는 과정에서 원하는 색상을 내포하는 보조호퍼의 개폐밸브를 선택개방하여 투입된 색상원료가 단색원료와 함께 이송되면서 점차적으로 확산되는 혼합이 이루어지도록 하는 제1혼합단계와; 상기 주사출관의 사출구와 인접된 부분에 설치된 보조사출관의 개폐밸브를 선택적으로 개방하여 보조사출관에 내포된 색상사출용융 액을 사출유로를 통해 주사출관에 투입하여 내부의 사출용융액과 명확한 색상구분이 이루어지게 혼합하는 제2혼합단계와; 혼합된 사출용융액을 전방의 사출구를 통해 배출하는 사출단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 다색사출기를 첨부된 도면을 참조로 상세하게 설명한다.

도 1a은 본 발명의 실시일예에 따른 다색사출기의 전체구성을 도시한 단면도이고, 도 1b는 도 1a에 표시된 A부분 확대도이고, 도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 다색사출기의 구성도이고, 도 3a는 본 발명의 제3실시예에 따른 다색사출기의 구성도이고, 도 3b는 본 발명의 제3실시일예에 따른 다색사출기의 호퍼와 보조호퍼 부분을 도시한 횡단면도이고, 도 3c는 본 발명의 주사출관과 보조사출관의 결합상태를 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 4는 본 발명의 제4실시예에 따른 다색사출기의 구성도이고, 도 5는 본 발명의 다색사출관을 이용한 사출방법의 과정을 도시한 블록도이다.

도시된 바와같이 본 발명에 따른 다색사출기(10)는 호퍼(22)가 장착된 주사출관(20)과, 상기 주사출관(20)에 다수 설치된 보조호퍼(26)로 구성된다.

상기 주사출관(20)은 관형태의 본체(21)와, 상기 본체의 후미부분에 설치되어 외부로부터 원료를 유입받는 호퍼(22)와, 상기 본체 내부에 장착되어 모터에 의해 회전하여 투입된 원료를 전방에 형성된 사출구(25)로 이송시키는 스크류(24)로 구성된다.

상기 본체(21)는 내부의 스크류(24) 이송에 의해 투입물을 전방으로 용이하게 이송되도록 원형의 관체로 사용되며, 내주연에는 전열부(23)를 설치하여 투입되는 원료가 용융될 수 있도록 하거나, 사출용융액이 응고되는 것을 방지하도록 하는 것이며, 상기 원료는 분말의 형태나 일정크기의 덩어리 형태를 포함한다.

특히 상기 전열부(23)는 효율성을 증가시키기 위해 원료가 투입되는 호퍼부분에는 강한 열이 발생되도록 하여 고체원료의 용융이 용이하게 이루어지도록 하고, 사출구 부분에는 상대적으로 저열이 발생되도록 하여 응고를 방지하도록 하는등 이원화된 시스템을 적용할 수 있다.

또한, 상기 호퍼(22)는 일반적으로 외부로부터 주사출관(20)으로 투입될 물질을 공급받는 부분으로 고체 원료를 공급받거나, 사출용융액을 공급받을 수 있게 할 수 있다. 상기 사출용융액을 공급받을 경우에는 호퍼의 내벽에도 전열부를 설치하여 응고를 방지하도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 주사출관(20)에는 투입된 물질을 일측방향인 사출구(25) 방향으로 이송시키는 이송수단이 장착되어 있다. 상기 이송수단으로는 도시된 바와같이 모터의 동력으로 구동되는 스크류(24)나 유압장치에 의해 이동되는 피스톤으로 구성될 수 있으나, 작업의 연속성을 부여하기 위해서는 스크류 방식을 적용하는 것이 바람직하다.

이와같이 구성된 주사출관(20)에는 다수의 보조호퍼(26)가 더 설치된다. 상기 보조호퍼는 각각이 서로 다른 색상을 갖는 입자상의 원료, 착색제 또는 사출용융액이 내포되도록 하는 것으로, 주사출관(20)으로 연결되는 유로상에는 개폐밸 브(40)가 장착되어 원하는 색상을 선택하여 사용할 수 있도록 한다. 즉, 상기 개폐밸브(40)를 솔레노이드밸브로 구성하고 사출기를 작동을 시키면 제어부를 통해 각 보조호퍼(26)의 개폐밸브를 조절하여 주사출관에 투입되는 색상과 혼합량을 조절할 수 있게 한 것이다. 상기 보조호퍼는 도 1a에 도시된 바와같이 주사출관의 호퍼(22) 일측에 연통설치되거나, 도 2에 도시된 바와같이 주사출관의 본체(21) 외주연에 연통설치될 수 있으며, 도 3a와 같이 두 부분 모두에 설치되는 구조를 가질수 있다.

또한 상기 주사출관(20)에는 다수의 보조사출관(30)이 더 설치될 수 있다. 상기 보조사출관은 내부에 보조스크류(24)가 장착되어 외부로부터 공급받은 사출용융액을 보조스크류의 가압으로 사출유로(32)를 통해 주사출관(20)으로 투입되도록 할 수 있는 것이다. 상기 보조사출관과 일단이 연통된 사출유로(32)는 주사출관의 사출구(25) 부분에 근접설치되는 것으로 상술된 보조호퍼(26)가 입자 및 분말상의 원료와 사출용융액 모두 사용할 수 있는 것에 반하여 상기 보조사출관(30)은 사출용융액만 사용이 가능하다. 이는 주사출관에 형성된 사출구(25)와 사출유로(32)의 거리가 근접됨으로 보조사출관을 통해 고체원료가 투입될 경우 이를 용융시킬 시간과 장치가 미비함으로 상기 사출구와 근접되는 부분의 보조사출관은 사출용융액을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 보조사출관(30)의 경우에는 사출유로(32)상에 개폐밸브(40)를 장착하여 상기 보조호퍼와 동일하게 투입여부와 투입량을 조절할 수 있다.

상기한 바와같이 주사출관(20)에는 길이방향으로 다수의 보조호퍼(26) 및 보 조사출관(30)이 연통되어 있다. 즉, 주사출관의 호퍼(22)에 장착된 보조호퍼(26)의 경우에는 최초발생 사출용융액 전체의 색상을 결정하는 것으로, 호퍼(22)에 투입되는 원료분말과 호퍼에 장착된 보조호퍼(26)의 원료분말이 혼합된 형태의 사출용융액이 제조되도록 하는 것이다. 물론 두 색의 원료분말을 함께 투입하는 것과 동일한 효과를 얻지만 본 발명의 경우에는 인위적으로 조절이 가능한 장점이 있는 것이다.

아울러 주사출관(20)에서 사출구(25) 방향으로 진행되는 부분에 설치된 다수의 보조호퍼(26)는 이전에 진행된 사출용융액에 추가로 첨가되는 것으로, 진행길이가 짧으므로, 전체적으로 혼합되기 보다는 부분적으로 색이 가미되도록 하는 것이다. 이때 혼합되는 색상은 인접된 색상과 확연하게 구분되기 보다는 점진적으로 색상이 변화되도록 혼합되는 것이다.

마지막으로 사출구에 근접설치된 보조사출관(30)에서는 사출용융액이 직접 투입되도록 한다. 투입된 사출용융액은 앞서서 투입된 사출용융액과는 다르게 진행되는 길이가 짧게 형성되어 배출이 이루어짐으로 인접된 다른 색상과 혼합되지 않고 급작스런 색상의 변화가 이루어지도록 한 것이다.

도 4를 참조한 바와같이 상기 보조사출관(30)의 후미에는 보조호퍼(26)를 더 장착하여 고체 원료(분말상, 입자상)를 유입하도록 할수 있으며, 이 때 보조사출관의 내주연에는 전열부를 형성하여 유입된 고체원료를 용융하도록 한다.

또한, 상기 보조사출관(30)에 장착된 보조호퍼(26)에는 다른 보조호퍼를 더 장착하여 다양한 색상을 주사출관(20)으로 유입되도록 할 수 있으며, 상술된 바와 같이 각 보조호퍼에는 각각 개폐밸브(40)를 장착하여 고체원료 및 착색제의 투입량을 용이하게 조절하도록 할 수 있다. 여기서 상기 보조사출관(30)의 보조스크류(31)를 구동시키는 모터는 계량유압모터를 사용하여 일정량씩 투입이 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명의 다색사출기(10)를 이용한 사출과정을 도 5를 참조하여 다시 설명하면, 본 발명은 주사출관의 후미의 호퍼로 원료분말을 투입하는 원료투입단계(S1)가 이루어진다. 이때 상기 호퍼에 설치된 보조호퍼를 개방하여 다른 색상을 갖는 원료분말을 혼합하여 최초진행 사출용융액의 색상을 호퍼와 보조호퍼로 투입되는 색상의 혼합생으로 이루어지게 할 수 있다.

상기 원료가 투입되면 스크류의 구동에 의해 원료분말은 사출구인 전방으로 이동되면서 주사출관의 내주연에 설치된 전열부로부터 고열을 전달받아 용융되는 용융단계(S2)가 이루어진다.

또한 상기 용융과정에서 주사출관과 인접된 부분에는 보조호퍼를 이용하여 다른 색상을 갖는 원료분말을 더 혼합하는 제1혼합단계(S3)가 이루어진다. 이때 혼합되는 혼합분말은 전방으로 이송되면서 용융과 혼합이 동시에 이루어지며, 이송되는 길이가 짧으므로 전체적인 물질의 혼합보다는 부분적인 혼합에 의한 색상이 띄게 된다. 즉, 초기생성 사출용융액과의 경계면은 두색상의 구분이 명확하지 않고 점진적으로 색상이 변화하는 패턴으로 색이 형성된다.

다음으로는 보조사출관에 의한 제2혼합단계(S4)가 이루어지게 되는데 상기 보조사출관은 주사출관 내에서 진행되는 길이가 짧음으로 분말보다는 액상의 사출용융액을 사용하여 혼합이 이루어지도록 한다.

이때 상기 투입되는 사출용융액은 앞선 사출용융액과 혼합되어 비교적 단시간내에 사출구를 통해 배출되는 사출단계(S5)가 이루어짐으로 투입되기 전의 사출용융액과 보조사출관을 통해 투입되는 사출용융액의 경계는 확연하게 구분되도록 하는 것이다.

상기 제조방법에서 주사출관에 투입되는 물질은 호퍼(22)와, 호퍼(22)에 장착된 보조호퍼(26), 주사출관의 본체(21)에 설치된 보조호퍼(26), 주사출관의 사출구(25)와 근접된 보조사출관(30)을 통해 재료의 투입이 이루어진다. 호퍼에 장착되는 보조호퍼로 원료가 투입되면 전체 사출물의 색상이 변화되고, 주사출관의 본체(21)에 설치된 보조호퍼에서 원료가 투입되면 부분적으로 점진적으로 색상의 변화가 이루어지며, 사출구(25)와 근접된 보조사출관(30)으로 원료가 투입되면 색상이 급변하는 팬턴의 무늬를 얻을 수 있는 것이다. 또한, 본 발명은 각 보조호퍼(26)와 보조사출관(30)에 장착된 개폐밸브(40)를 전자식으로 조절하여 원하는 색을 즉시 조절하여 투입할 수 있는 장치 및 제조방법을 제공하는 것이다.

이상에서 상세히 기술한 바와 같이 본 발명의 사출기는,

주사출관에는 외주연과 축방향으로 다수의 보조사출관을 근접설치하고, 상기 주사출관과 보조사출관은 사출유로를 통해 연통되도록 하여 보조사출관에 내포된 다색의 사출용융액을 주사출관으로 사출하고 다색의 사출용융액은 주사출관에 내장된사출용융액과 혼합되면서 전방의 사출구를 통해 배출되도록 한 것이다.

또한, 상기 보조사출관의 사출유로상에는 개폐수단을 장착하여 원하는 색상을 갖는 사출용융액을 선택적으로 혼합할 수 있도록 함으로써, 혼합색과 혼합시점을 선택하여 다양한 모양과 색상을 연출할 수 있도록 한 장치의 제공이 가능하게 된 것이다.

한편, 상기 서술한 예는, 본 발명을 설명하고자하는 예일 뿐이다. 따라서 본 발명이 속하는 기술분야의 통상적인 전문가가 본 상세한 설명을 참조하여 부분변경 사용한 것도 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연한 것이다.

Claims (7)

1. 수지용융액을 사출하여 성형품을 제조하는 사출기에 있어서,

   관형태로 형성된 본체(21)의 후미에 호퍼(22)를 장착하여 원료를 본체내부로 공급하도록 하고, 상기 본체의 내주연에는 전열부(23)가 형성되도록 하여 투입된 원료를 액상으로 가열하도록 하고, 상기 가열된 사출용융액은 내장된 스크류(24)에 의해 전방의 사출구로 배출되도록 하는 주사출관(20)과; 상기 주사출관(20)의 내부로 다양한 색상을 갖는 원료를 투입하고, 주사출관의 후미부분의 외주연과 주사출관의 호퍼(22) 일측에 연통설치된 다수개의 보조호퍼(26);를 포함하여 이루어지되;

   상기 주사출관의 사출구(25)에는 이에 근접하여 외주연을 따라 다수의 보조사출관(30)이 장착되고, 상기 보조사출관은 내설된 보조스크류(24)의 가압력으로 다양한 색상의 사출용융액이 사출유로(32)를 통해 주사출관의 내부로 투입되도록 하고, 내주연에 전열부가 형성된 보조사출관의 후미에 보조호퍼(26)를 장착하여 분말 또는 입자 상태의 고체 원료를 공급받을 수 있도록하고, 상기 보조호퍼(26)의 일단과 보조사출관의 사출유로(32)상에는 개폐밸브(40)를 장착하여 다색의 고체 원료 및 사출용융액을 선택적으로 주사출기(10)에 투입되도록 한 것을 특징으로 하는 다색사출기.
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