KR101252465B1 - 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명인 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치는 내부에 용융 수지가 통과하는 수지 통과공이 관통 형성되어 있는 사출기 노즐, 내부에 가스 통과공이 관통 형성되어 있으며, 일단이 상기 사출기 노즐의 적어도 일부에 결합되어 있는 가스 배출관, 그리고 일단은 상기 가스 배출관의 타단에 연결되어 상기 가스 통과공을 통해 상기 용융 수지 내에 존재하는 가스가 유입되며, 다른 일단은 외부로부터의 고압 기체가 유입되며, 또 다른 일단은 유입된 상기 가스 및 상기 고압 기체가 배출되는 가스 및 고압 기체 통과공이 내부에 관통 형성되어 있는 가스 배출기를 포함한다. 이에 의해 사출 성형 방식에 따른 플라스틱 수지 제품의 제조시 사출 성형기 즉 금형에 주입되는 용용 수지 내에 존재하는 가스를 용이하게 배출하여 품질 좋은 플라스틱 수지 제품을 대량으로 생산할 수 있으며, 사출기의 노즐에 간단히 결합되는 크기가 작은 가스 배출부를 마련하여 사출 성형기 즉 금형으로의 용융 수지의 주입과 동시에 주입되는 용융 수지에 존재하는 가스의 배출이 이루어질 수 있어 플라스틱 수지 제품 생산을 위한 설비 구축 비용 및 노력이 절약되며, 별도의 가스 제거 공정을 요하지 않아 플라스틱 수지 제품의 제조 시간 및 공정이 절약되어 생산 효율이 우수하다.

Description

사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치{RESIN INJECTION AND GAS EXHAUSTING DEVICE OF INJECTION MOLDING INSIDE}

본 발명은 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 용융된 수지를 주입하여 소정 형상의 사출 성형품을 제조하는 동시에 주입되는 용융 수지 내에 포함된 가스를 외부로 배출하는 일체화된 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치에 관한 것이다.

최근 사출 성형 방식을 통해 플라스틱 수지 제품을 많이 생산하여 사용하고 있다.

이러한 사출 성형 방식은 제품의 형상에 대응하는 내부 공간이 마련된 상하또는 좌우 한 쌍으로 마련된 성형기 즉 금형을 결합한 후 그 내부 공간에 사출기를 이용하여 용융된 수지를 주입하고 냉각 과정을 거친 다음 한 쌍의 금형을 상호 분리하여 내부에 냉각 성형된 수지를 꺼낸 후 최종 형상 가공을 거쳐 플라스틱 수지 제품을 생산하는 것이다.

그런데 이러한 종래 사출 성형 방식에 따른 플라스틱 수지 제품의 제조 시 금형에 주입된 용용 수지 내에 존재하는 가스로 인해 최종적으로 생산된 플라스틱 수지 제품의 표면이 평탄하지 못하고 거칠어 제품 불량이 발생하는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해서 한 쌍의 금형의 결합 부분에 미세한 틈을만들어 금형에 주입된 용융 수지에 포함된 가스가 이 틈을 이용해 외부로 빠져나가도록 하는 방법이 개발되었으나 반복 사출 성형 시 틈의 두께를 항상 일정하게 유지하는 것이 곤란하기 때문에 가스 배출량의 균일화를 도모할 수 없어 균일하고 품질 좋은 플라스틱 수지 제품을 얻기 곤란하고 가스 배출에 시간이 많이 걸려 생산 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 금형 내부의 용융 수지에 포함된 가스를 배출하기 위해 금형을 진공 장치 내에 위치시키거나 부피가 큰 진공 장치를 연결하여 가스를 제거하는 방법이 개발되었으나 사출기와 별도로 부피가 큰 진공 장치를 구비하여야 하기 때문에 설치 및 운용에 많은 시간과 장소적 제약이 따르는 문제점이 있다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기의 문제점을 해결하여 사출 성형 방식에 따른 플라스틱 수지 제품의 제조 시 사출 성형기 즉 금형에 주입되는 용용 수지 내에 존재하는 가스를 용이하게 배출하여 품질 좋은 플라스틱 수지 제품을 생산하기 위한 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상기의 문제점을 해결하여 사출기의 노즐에 간단히 결합되는 크기가 작은 가스 배출부를 마련하여 사출 성형기 즉 금형으로의 용융 수지의 주입과 동시에 주입되는 용융 수지에 존재하는 가스의 배출이 이루어질 수 있어 플라스틱 수지 제품 생산을 위한 설비 구축 비용 및 노력이 절약되며, 별도의 가스 제거 공정을 요하지 않아 플라스틱 수지 제품의 제조 시간 및 공정이 절약되어 생산 효율이 우수한 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제 해결을 위한 본 발명에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치는 내부에 용융 수지가 통과하는 수지 통과공이 관통 형성되어 있는 사출기 노즐, 내부에 가스 통과공이 관통 형성되어 있으며, 일단이 상기 사출기 노즐의 적어도 일부에 결합되어 있는 가스 배출관, 그리고 일단은 상기 가스 배출관의 타단에 연결되어 상기 가스 통과공을 통해 상기 용융 수지 내에 존재하는 가스가 유입되며, 다른 일단은 외부로부터의 고압 기체가 유입되며, 또 다른 일단은 유입된 상기 가스 및 상기 고압 기체가 배출되는 가스 및 고압 기체 통과공이 내부에 관통 형성되어 있는 가스 배출기를 포함한다.

상기 사출기 노즐은 다공질 금속 재질로 이루어질 수 있다.

상기 다공질 금속 재질은 다공성 경질 크롬 합금, 소결 금속 합금 및 포세락스(pocerax) Ⅱ 중 어느 하나일 수 있다.

상기 수지 통과공과 상기 가스 통과공은 상호 연결되지 않고 분리되어 있으며, 상기 수지 통과공 내에 존재하는 용융 수지 내의 가스는 상기 사출기 노즐의 기공을 통해 상기 가스 통과공으로 유입될 수 있다.

상기 사출기 노즐은 외부 표면에 외부로부터의 공기의 유입을 차단하기 위한 코팅막 또는 표면 피막층이 더 형성되어 있을 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치에 의하면 사출 성형 방식에 따른 플라스틱 수지 제품의 제조 시 사출 성형기 즉 금형에 주입되는 용용 수지 내에 존재하는 가스를 용이하게 배출하여 품질 좋은 플라스틱 수지 제품을 대량으로 생산할 수 있는 유리한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치에 의하면 사출기의 노즐에 간단히 결합되는 크기가 작은 가스 배출부를 마련하여 사출 성형기 즉 금형으로의 용융 수지의 주입과 동시에 주입되는 용융 수지에 존재하는 가스의 배출이 이루어질 수 있어 플라스틱 수지 제품 생산을 위한 설비 구축 비용 및 노력이 절약되며, 별도의 가스 제거 공정을 요하지 않아 플라스틱 수지 제품의 제조 시간 및 공정이 절약되어 생산 효율이 우수한 유리한 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치의 결합 사시도,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치의 분해 사시도,
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라 도시한 본 발명의 한 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치의 사출기 노즐의 단면도, 그리고
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치의 사출기 노즐의 단면도이다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 기술하는 실시예는 본 발명의 이상적인 결합 사시도, 분해 사시도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치의 결합 사시도, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치의 분해 사시도, 그리고 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선을 따라 잘라 도시한 본 발명의 한 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치의 사출기 노즐의 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 한 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치는 사출기 노즐(10), 가스 배출관(20) 및 가스 배출기(30)를 포함한다.

사출기 노즐(10)은 사출기 본체(미도시)로부터 유입된 용융 수지를 사출 성형기(미도시)로 주입하며, 이를 위해 내부에 일체로 수지 통과공(11)이 관통 형성되어 있는 노즐 본체(12), 수지 유입부(14) 및 수지 토출부(16)를 포함한다.

사출기 노즐(10)은 내부에 미세 기공이 형성된 다공질 금속 재질 예를 들어 다공성 경질 크롬 합금, 소결 금속 합금 및 포세락스(pocerax) Ⅱ 중 어느 하나일 수 있으며 본 실시예에서는 포세락스(pocerax) Ⅱ를 이용하여 제조되었다.

수지 통과공(11)은 도 3에 도시한 바와 같이 그 단면적이 수지 유입부(14)로부터 수지 토출부(16)로 향할수록 직경이 줄어들도록 형성되어 있다.

노즐 본체(12)의 외부에는 사출 성형기로의 수지 주입시 사출기 노즐(10)의 유동에 따른 수지 주입 불량을 방지하기 위해 외부 고정 장치(미도시)와 나사 결합 방식 또는 기타 공지의 방법에 의해 결합되는 제1 추가 결합부(12a) 또는 제2 추가 결합부(12b)가 각각 선택적으로 더 마련될 수 있다.

수지 유입부(14)의 외곽에는 사출기 본체의 일단에 나사 결합 방식으로 결합되어 사출기 본체로부터 용융 수지를 유입 받기 위한 사출기 본체 결합부(14c)가 형성되어 있으나, 사출기 본체 결합부(14c)는 본 실시예와 달리 다른 공지의 방법에 의해 사출기 본체와 결합되어도 무방하다.

수지 토출부(16)에는 수지 통과공(11)의 끝단인 직경이 작은 수지 토출공(16a)이 형성되어 있어서 사출 성형기로 용융된 수지를 고압으로 주입이 가능하다.

가스 배출관(20)은 고강도, 내부식성 및 내열성 금속으로 마련되며, 본 실시예에서는 무게가 상대적으로 가벼운 알루미늄이나 스테인레스 재질을 사용하였다. 가스 배출관(20)은 내부에 관통 형성된 가스 통과공(21)이 도 3에 도시된 바와 같이 수지 통과공(11)의 일측과 상호 연결되지 않고 분리된 체로 노즐 본체(12)의 일측에 연결되어 있다.

가스 배출기(30)는 사출기 노즐(10)로부터 수지 통과공(11) 내의 용융된 수지 내에 존재하는 가스만을 사출기 노즐(10)과의 압력 차이를 이용하여 다공성 금속 재질로 이루어진 사출기 노즐(10) 내부에 형성된 기공을 통해 사출기 노즐(10)로부터 강제로 유입하여 외부로 배출하며, 이를 위해 배출기 본체(32), 연결 캡(34), 접속관 결합 부재(36) 및 접속관(38)을 포함한다.

배출기 본체(32)는 사각통 형상의 강도가 있는 금속 또는 플라스틱으로 만들어지며, 상부에 형성된 가스 유입부(32a)와 일측에 형성된 고압 기체 유입부(32b) 및 타측에 형성된 가스 및 고압 기체 배출부(32d)와 각각 연결되도록 내부에 가스 및 고압 기체 통과공(32c)이 역 ‘T’자 형태로 관통 형성되어 있다.

가스 유입부(32a)는 내부에 관통공(미도시)이 형성되어 있으며‘ㄱ’자 형상으로 마련된 연결 캡(34)과 나사 결합 방식을 통해 연결 캡(34)과 마찬가지로 나사 결합 방식으로 결합된 가스 배출관(20)과 상호 연결된다. 이에 따라 가스 배출관(20)을 통해 사출기 노즐(10)의 수지 통과공(11)으로부터 유입되는 가스는 가스 및 고압 기체 통과공(32c)으로 주입되게 된다.

연결 캡(34)은 가스 배출관(20)과 가스 배출기(30)가 상호 평행하도록 결합 각도를 변경하여 주며 가스 유입부(32a)와 가스 배출관(20)의 결합을 용이하게 하기 위해 사용되나 필요에 따라 생략되어도 무방하다.

고압 기체 유입부(32b)는 접속관 결합 부재(36)와 나사 결합 방식을 통해 접속관 결합 부재(36)에 마찬가지도 나사 결합 방식으로 결합된 접속관(38)과 상호 연결되어 접속관(38)을 통해 외부로부터 유입되는 고압 기체를 가스 및 고압 기체 통과공(32c)으로 주입한다.

접속관 결합 부재(36)는 내부에 고압 기체 통과공(36a)이 관통 형성되어 있으며, 일측에 고압 기체 유입부(32b)와 나사 결합을 하기 위한 결합 나사산(36c)이 형성되어 있을 수 잇다.

접속관(38)은 외부의 고압 기체 발생 장치(미도시) 또는 진공 흡/배기 장치(미도시)에 연결되어 외부로부터 고압 기체를 유입하여 고압 기체 유입부(32b)를 통해 고압 기체를 가스 및 고압 기체 통과공(32c)으로 주입한다. 이를 위해 접속관(38)은 내부에 고압 기체 통과공(38a)이 관통 형성되어 있으며, 일측에 외부의 고압 기체 발생 장치 또는 진공 흡/배기 장치로부터 고압 기체를 유입하기 위해 튜브 등으로 기체 발생 장치 또는 진공 흡/배기 장치와 연결되는 고압 기체 유입단(38b)이 형성되어 있으며, 타측에는 접속관 결합 부재(36)와 나사 결합을 하는 결합 나사산(38c)이 형성되어 있다.

한편, 접속관 결합 부재(36)는 고압 기체 유입부(32b)와 접속관(38)의 상호 결합을 용이하게 하기 위해 사용되나 본 실시예와 달리 필요에 따라 접속관 결합 부재(36)는 생략되고 접속관(38)이 바로 고압 기체 유입부(32b)와 나사 결합 방식을 통해 결합되어도 무방하다.

가스 및 고압 기체 배출부(32d)는 가스 배출 작업을 하지 않을 시에는 가스 및 고압 기체 통과공(32c)으로의 이물질 유입을 막기 위해 나사 결합되는 보호캡(39)에 의해 차단되나 가스 배출 작업시에는 보호캡(39)이 개방되며 배출되는 가스 및 고압 기체를 회수하기 위한 튜브와 상호 연결되어 사용될 수도 있다.

이하에서는, 본 발명의 한 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치의 작동 방법을 중심으로 도 1 내지 도 3을 참조하여 다시 한번 설명한다.

사출 작업은 먼저 사출기 본체 결합부(14c)를 사출기 본체에 결합하고 사출 성형기에 수지 토출공(16a)을 인접시키고 접속관(38)의 고압 기체 유입단(38b)에 고압 기체를 주입하기 위한 튜브를 결합시키며 보호 캡(39)을 가스 및 고압 기체 배출부(32d)로부터 제거한다.

이 후 도 1 및 도 3에 도시한 실선 화살표 방향으로 수지 통과공(11)을 통해 용융 수지를 사출기 본체로부터 사출 성형기로 주입하게 된다.

이때 도 1에 도시한 1점 쇄선 방향으로 고압 기체를 고압 기체 유입단(38b)을 통해 고압 기체 유입부(32b)로 주입하여 가스 및 고압 기체 통과공(32c)를 경유한 후 가스 및 고압 기체 배출부(32d)로 고압 기체가 빠져 나가게 하면 수지 통과공(11)에 대해 가스 및 고압 기체 통과공(32c)이 빠른 기체의 유속 때문에 상대적으로 저압이 형성되게 된다. 따라서 도 1 및 도 3에 도시한 점선 화살표 방향으로 수지 통과공(11) 내에 존재하는 용융 수지 내의 가스가 압력 차에 의해 다공질 금속 재질의 사출기 노즐(10)의 내부에 형성된 기공을 따라 가스 배출관(20)의 가스 통과공(21)의 일단으로 유입된 후 가스 통과공(21)을 통해 가스 유입부(32a)로 유입된 후 가스 및 고압 기체 통과공(32c)을 통과하여 가스 및 고압 기체 배출부(32d)로 배출되게 된다. 이때, 용융 수지는 미세 기공을 통과하지 못하므로 가스만이 외부로 배출되게 된다.

한편, 수지 통과공(11)에 존재하는 용융 수지뿐만 아니라 사출 성형기 내부에 주입된 용융 수지가 수지 통과공(11)에 존재하는 용융 수지와 연결되어 있는 경우에는 사출 성형기 내부에 주입된 용융 수지에 존재하는 가스도 상기와 동일한 방식으로 외부로 배출될 수 있다.

또한, 본 실시예와 달리 가스 배출 작업은 사출 성형기로의 용융 수지 주입과 동시에 이루어지지 않고 사출 성형기로의 용융 수지 주입 전 수지 통과공(11) 내부에 존재하는 용융 수지 내에 존재하는 가스를 제거하여 가스가 제거된 용융 수지를 사출 성형기로 주입할 수도 있으며, 반대로 사출 성형기로 용융 수지를 주입 한 후 가스 제거 작업을 시행할 수 도 있다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치를 도 4를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치와의 차이점을 중심으로 설명한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치의 사출기 노즐의 단면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치는 상기 사출기 노즐(10)은 외부 표면에 외부로부터의 공기의 유입을 차단하기 위한 코팅막(18)이 더 형성되어 있다. 코팅막(180)은 내부에 기공이 없이 조밀한 조직을 갖는 티타늄 코팅막 또는 크롬 도금 코팅막인 것이 바람직하다.

코팅막(18)은 고압 기체를 이용한 용융 수지에 존재하는 가스를 제거하는 과정에서 다공질 금속 재질의 사출기 노즐(10)의 내부에 형성된 기공으로 압력차에 의해 외부의 공기가 유입될 수 있기 때문에 이를 차단하여 용융 수지 내에 존재하는 가스의 배출 효율을 증대시키기 위해 적용된다. 사출기 노즐(10) 중 사출기 본체 결합부(14c)는 사출기 본체와의 나사 결합의 용이성을 위해 코팅막(18)을 형성하지 않는 것이 바람직하다.

한편, 사출기 노즐(10)은 외부 표면에 코팅막(18) 대신 공지의 표면 피막층으로 대체되어도 무방하다.

한편, 상기의 실시예와 달리 사출기 노즐(10)은 다공질 금속 재질 대신 고강도, 내열성 및 내부식성 금속으로 제조될 수 도 있으며, 이 경우 수지 통과공(11)과 가스 통과공(21)을 상호 연결하여 수지 통과공(11)에 존재하는 가스를 바로 수지 통과공을 통해 배출하도록 사출기 노즐(10)과 가스 배출관(20)과의 연결 방식을 변경할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태의 공정 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10 : 사출기 노즐 11 : 수지 통과공
12 : 노즐 본체 12a : 제 1 추가 결합부
12b : 제2 추가 결합부 14 : 수지 유입부
14c : 사출기 본체 결합부 16 : 수지 토출부
16a : 수지 토출공 18 : 코팅막
20 : 가스 배출관 21 : 가스 통과공
30 : 가스 배출기
32 : 배출기 본체 32a : 가스 유입부
32b : 고압 기체 유입부 32c : 가스 및 고압 기체 통과공
32d : 가스 및 고압 기체 배출부 34 : 연결캡
36 : 접속관 결합 부재 36a, 38a : 고압 기체 통과공
36c, 38c : 결합 나사산 38 : 접속관
38b : 고압 기체 유입단 39 : 보호캡

Claims (5)

1. 사출기 본체 전단에 착탈 가능하게 결합되며, 내부에 용융 수지가 통과하는 수지 통과공이 관통 형성되어 있으며, 내부 전체가 미세 기공을 갖는 다공질 금속 재질로 이루어진 사출기 노즐,
   내부에 가스 통과공이 관통 형성되어 있으며, 일단이 상기 사출기 노즐의 적어도 일부에 결합되어 있는 가스 배출관, 그리고
   일단에 형성된 가스 유입부를 통해 상기 가스 배출관의 타단에 연결되어 상기 가스 통과공을 통해 상기 용융 수지 내에 존재하는 가스가 유입되며, 다른 일단에 형성된 고압 기체 유입부를 통해 외부로부터의 고압 기체가 유입되며, 또 다른 일단에 형성된 가스 및 고압 기체 배출부를 통해 유입된 상기 가스 및 상기 고압 기체가 배출되는 가스 및 고압 기체 통과공이 내부에 관통 형성되어 있는 배출기 본체를 포함하는 가스 배출기
   를 포함하며,
   상기 수지 통과공과 상기 가스 통과공은 상호 연결되지 않고 분리되어 있으며, 상기 수지 통과공 내에 존재하는 용융 수지 내의 가스는 상기 사출기 노즐의 상기 미세 기공을 통해 상기 가스 통과공으로 유입되며,
   상기 사출기 노즐은
   외부 표면에 외부로부터의 공기의 유입을 차단하기 위한 코팅막 또는 표면피막층이 더 형성되어 있는
   사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치.
2. 삭제
3. 제1항에서,
   상기 다공질 금속 재질은 다공성 경질 크롬 합금 또는 소결 금속 합금인
   사출 성형기 내부의 수지 주입 및 가스 배출 장치.
4. 삭제
5. 삭제

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