KR101353362B1

KR101353362B1 - 사출성형 시스템용 인젝션 노즐에 부착되는 가열 실린더

Info

Publication number: KR101353362B1
Application number: KR1020060077580A
Authority: KR
Inventors: 유르겐 에미흐
Original assignee: 인코 코오포레이션
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2014-01-20
Also published as: KR20080016036A

Abstract

사출성형 시스템용 인젝션 노즐에 부착되는 중공형 가열 실린더에 관한 것이다. 상기 실린더의 외측에는 기다란 가열 카트리지가 나선형으로 감긴다. 상기 가열 카트리지는 전기적으로 서로 분리되며 상기 가열 카트리지의 길이방향에서 상이한 영역에 위치되는 2개의 전기적으로 가열될 수 있는 전열체를 포함한다. 하나의 전열체는 상기 노즐의 마우스 영역을 가열하도록 위치되며, 다른 하나의 전열체는 상기 노즐의 섕크 영역을 가열하도록 위치된다.

사출성형, 인젝션 노즐, 가열 실린더, 전열체, 나선형, 보호 재킷, 그루브

Description

사출성형 시스템용 인젝션 노즐에 부착되는 가열 실린더 {HEATING CYLINDER FOR ATTACHMENT TO AN INJECTION NOZZLE FOR AN INJECTION MOLDING SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 따른 사출성형 시스템을 나타내는 도면이다.

도 2는 종래 기술에 따른 2개의 분리된 가열 실린더를 구비하는 인젝션 노즐을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 가열 실린더를 구비하는 인젝션 노즐을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 가열 실린더용 가열 카트리지의 실시예를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 가열 실린더용 지지 실린더의 실시예를 나타내는 도면이다.

본 발명은 사출성형 시스템용 인젝션 노즐을 위한 가열 실린더에 관한 것이다.

본 발명과 관련하여 문제점을 이해하기 위해, 도 1 및 도 2를 참조하기로 한 다. 도 1은 사출성형 시스템을 개략적으로 나타낸다. 이송용 부싱(3)을 통해 연결된 사출성형기로부터 핫멜트(hot melt)(즉, 용융된 플라스틱재)가, 가열된 고온-채널 분배 블록(2)의 유동 채널(4)을 통해 2개 이상의 노즐(10)로 유도된다. 인젝션 노즐(10)은 몰드 툴(mold tool)(6)의 사출 측 부재(5A)의 수용공(8) 내에 위치된다. 인젝션 노즐은, 소위 마우스(mouth)(또는 오리피스)(13)를 통해 공동(7)에 연결되며, 공동(7) 내에서는 성형 부품이 형성되며, 공동(7)은 일반적으로 툴(6)의 사출 측 부품(5B)에서 볼 수 있다.

핫멜트에 요구되는 온도와 툴에 요구되는 온도 사이에는 상당한 차이가 있다. 예를 들어 핫멜트의 처리 온도는 250℃일 수 있으나, 툴의 온도는 50℃일 수 있다. 이러한 온도 차이는 노즐, 특히 노즐과 툴 사이의 접촉점에서 상당한 열 손실을 가져온다. 이러한 열 손실은 노즐을 항상 가열함으로써 보상되어야 한다. 이러한 가열은 노즐에 부착될 수 있는 가열 실린더에 의해 이루어지며, 본 발명과 관련되는 것이다. 핫멜트가 과냉각될 위험이 있는 가장 결정적인 지점은, 노즐 소재 주위의 열 흡수 능력이 노즐의 직경 감소에 따라 점차 감소되고 노즐과 툴이 긴밀하게 접촉하기 때문에, 마우스(13)이다.

이러한 상태에서는 마우스 영역(12)에서의 노즐의 가열이 섕크 영역(11)에서의 노즐의 가열보다 더 커야 할 필요가 있다. 마우스 영역(12)에서 필요한 열 공급은 작동 조건, 핫멜트와 툴의 재질, 및 마우스(13)의 형상에 따라 크게 좌우된다. 또한, 열 공급은, 일부 핫멜트의 처리 온도 범위가 매우 좁기 때문에, 효과적으로 조절되어야 한다. 또한, 툴이 저온인 상태에서는, 예를 들어 마우스 영 역(12)에 보다 많은 양의 열이 공급되어야 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 노즐에는 2개의 분리된 가열 실린더(20A, 20B)가 구비될 수 있다는 것이 이미 공지되어 있다. 이들 가열 실린더 중 하나는 마우스 영역(12)에, 그리고 다른 하나는 섕크 영역(11)에 구비된다. 2개의 가열 실린더의 전열체는 서로 독립적으로 제어 및/또는 조절 가능하다. 가열 실린더는 일반적으로 가열 카트리지를 수용하는 나선형 그루브가 제공되며 전열체가 매립되는 중공형 지지 실린더로 이루어진다. 마우스 영역(12)에 대한 가열 실린더의 지지 실린더 상의 나선형 그루브의 피치는 일반적으로 섕크 영역(11)에 대한 지지 실린더 상의 나선형 그루브의 피치보다 작다. 가열 실린더의 외측에는 금속성 보호 재킷(23)이 제공된다. 도 2에는, 노즐 외에 툴의 수용공(8)도 도시되어 있다.

이러한 공지된 시스템의 한 가지 단점은, 2개의 분리된 가열 실린더(20A, 20B)가 필요하다는 것이다. 또 다른 단점은, 마우스 영역에 대한 가열 실린더(20A)의 전기적 접속부(34)가 마우스의 방향으로 상당히 앞쪽에 놓여서, 툴의 사출 측 부재(5A)의 수용공(8)에 수용되도록, 대응되는 길이방향 그루브(9)(도 2)가 제공되어야 한다는 것이다. 이러한 조건은, 추가의 비용은 물론, 일부 툴에 대하여 공간적인 문제를 야기할 수 있다. 또한, 노즐을 툴의 수용공(8)에 수용시킬 때 전기적 접속부(34)에 대한 상당한 파손 위험이 존재한다. 도 2에서, 참조부호 35A는 가열 실린더(20B)용 온도 센서에 대한 전기적 접속부를 나타낸다. 가열 실린더(20A)에 대한 대응되는 온도 센서는 도시되지 않았다.

본 발명의 목적은, 사출기 노즐을 위한 개선된 가열 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 시스템은 공지된 종래의 시스템에서와 같은 2개의 분리된 가열 실린더 대신에 오직 1개의 가열 실린더를 이용한다. 본 발명에 의하면, 중공형 가열 실린더의 외측에 기다란 가열 카트리지가 나선형으로 감긴다. 가열 카트리지는 전기적으로 가열될 수 있고 전기적으로 서로 분리되며 가열 카트리지의 길이방향에서 본질적으로 상이한 영역에 위치되는 2개의 전열체를 포함한다. 하나의 전열체는 노즐의 마우스(오리피스) 영역을 가열하도록 위치되며, 다른 하나의 전열체는 노즐의 섕크 영역을 가열하도록 위치된다. 따라서, 종래 기술에서 마우스 영역에서 가열 실린더의 원통형 부재로부터 마우스 영역의 반경방향 외측으로 돌출되는 전기적 접속부(34)가 생략된다. 결과적으로, 툴의 노즐 수용공(8)에서의 이러한 접속부를 위한 수용 그루브(9)가 생략될 수 있다. 또한, 2개의 가열 접속부에 대하여 하나의 ISO 케이블만이 필요하기 때문에, 시스템의 케이블 채널에 필요한 공간이 감소된다.

도 4에는 본 발명에 다른 가열 카트리지의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 카트리지(30)는 나선형 가열 코일을 형성하도록 감기는 2개의 전열체(32, 33)를 포함한다. 가열 코일은 금속 슬리브(31)에 수용되어 종래의 절연 컴파운드(40)에 매립된다. 가열 코일(32)은 슬리브(31)의 전방(툴 쪽) 부분(B1)에 위치되고, 가열 코일(32)과 공간적 및 전기적으로 분리된 가열 코일(33)은 슬리브(31)의 나머 지 부분(B2)에 위치된다. 2개의 가열 코일의 전기적 접속부(34, 35)는 가열 코일(32)의 반대쪽 단부에서 금속 슬리브(31)로부터 도출된다.

가열 카트리지(30)는 그 직경에 비해 길다. 도 4에는 이러한 것이 명확하게 도시되지는 않았으며 가열 카트리지의 구조만이 개략적으로 도시되었다. 실질적으로, 카트리지(30)는 소성변형 가능한 기다란 로드 또는 와이어 형태이며, 도 5에 도시된 실린더(21)와 같은 중공형 지지 실린더 상에 감긴다. 가열 카트리지가 감기도록 가이드하기 위해, 지지 실린더(21)의 외측에는 나선형 그루브(22)가 제공되며, 마우스 영역(B1)은 섕크 영역(B2)보다 상당히 작은 피치를 갖는다. 가열 코일(32, 33)의 길이는 지지 실린더에 대하여 조절되어, 마우스 영역(B1)에서는 근접하게 놓이는 나선형 그루브(22)의 감김부에 가열 코일(32)이 실질적으로 수용되고, 섕크 영역(B2)의 피치가 커다란 나선형 그루브(22)의 감김부에 가열 코일(33)이 실질적으로 수용된다. 2개의 가열 코일의 접속부(34, 35)는 도 5의 A 위치에서 가열 실린더(20)로부터 도출된다. 가열 카트리지(30)가 제공되는 지지 실린더(21)의 반경방향 외측에는 보호 재킷(23)(도 3)이 제공된다.

도 3에는 본 발명에 따른 중공형 가열 실린더(20)가 부착되는 인젝션 노즐(100)이 도시되어 있다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 전체적인 인젝션 노즐(100)은, 도 2의 공지된 인젝션 노즐(10)과는 달리, 전체 길이에 걸쳐 반경방향으로 돌출되는 어떠한 부품도 갖지 않는다. 또한, 툴의 수용공(8)은 종래 기술과 달리 그루브(9)를 필요로 하지 않는다. 2개의 가열 코일의 전기적 접속부(34, 35)는 툴에서 멀리 떨어진 노즐의 단부에 있으며 수용공(8)의 외측에 있다. 마우스 영역 및 섕크 영역에는 각각 온도 센서를 위한 얇은 접속 라인이 보호 재킷(23)의 길이방향 작은 그루브(24, 25) 내에 놓이며, 이로 인해 반경방향으로 확장이 일어나지 않는다.

종래 기술에서와 마찬가지로, 가열은 노즐의 마우스 영역 및 섕크 영역에서 별도로 제어 또는 조절될 수 있다. 마우스 영역(B1)의 지지 실린더(21) 상의 가열 카트리지(30)의 감김부 두께는 두꺼운 것이 바람직하지만, 본 발명의 요구사항은 아니다. 그러나, 양쪽 영역에서의 피치가 유사하다면, 가열 코일(32)의 전류 수송 능력은 가열 코일(33)의 전류 수송 능력보다 커야 하기 때문에, 양쪽 영역의 가열 코일의 규격은 전기적으로 상이한 것이 바람직하다.

이상, 본 발명의 여러 실시예를 설명하였으나, 당업자들은 이들에 대하여 여러 가지의 변형 및 대안적인 실시예를 적용시킬 수 있다. 따라서, 본 발명은 특허청구범위에만 한정되도록 의도된 것이다.

본 발명에 따른 시스템은 공지된 종래의 시스템에서와 같은 2개의 분리된 가열 실린더 대신에 오직 1개의 가열 실린더를 이용하므로, 마우스 영역에서 가열 실린더의 원통형 부재로부터 마우스 영역의 반경방향 외측으로 돌출되는 전기적 접속부가 생략될 수 있으며, 툴의 노즐 수용공에서의 이러한 접속부를 위한 수용 그루브가 생략될 수 있다. 또한, 2개의 가열 접속부에 대하여 하나의 ISO 케이블만이 필요하기 때문에, 시스템의 케이블 채널에 필요한 공간이 감소된다.

Claims

사출성형 시스템용 인젝션 노즐에 부착되는 중공형 가열 실린더에 있어서,

상기 가열 실린더의 외측 둘레에 기다란 가열 카트리지가 나선형으로 감겨 있고,

상기 가열 카트리지는 전기적으로 가열될 수 있는 제1 전열체 및 제2 전열체를 가지고 있으며,

상기 전열체는 전기적으로 서로 분리되어 상기 가열 카트리지의 길이방향으로 실질적으로 서로 상이한 영역에 위치되고,

상기 제1 전열체는 상기 인젝션 노즐의 마우스 영역을 가열하도록 위치되며 상기 제2 전열체는 상기 인젝션 노즐의 섕크(shank) 영역을 가열하도록 위치되는

중공형 가열 실린더.
제1항에 있어서,

상기 제1 전열체 및 상기 제2 전열체는 상기 가열 카트리지의 상기 제1 전열체의 반대쪽 단부에 위치되는 전기적 접속부를 가지는 것을 특징으로 하는 중공형 가열 실린더.
제1항에 있어서,

상기 전열체는 나선형 가열 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 가 열 실린더.
제1항에 있어서,

상기 가열 카트리지는 상기 가열 실린더의 외측면 상의 나선형 그루브에 위치되는 것을 특징으로 하는 중공형 가열 실린더.
제4항에 있어서,

상기 제1 전열체 부근 영역의 상기 나선형 그루브의 피치는 나머지 영역의 나선형 그루브의 피치보다 작은 것을 특징으로 하는 중공형 가열 실린더.
제1항에 있어서,

상기 가열 실린더를 둘러싸는 외측 보호 재킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 가열 실린더.
제6항에 있어서,

상기 보호 재킷은, 상기 노즐의 마우스 영역 및 섕크 영역용 온도 센서를 위치시키기 위한 길이방향 그루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공형 가열 실린더.
하나 이상의 몰드 툴(mold tool) 및 하나 이상의 인젝션 노즐(injection nozzle)을 포함하는 사출성형 시스템에 있어서,

상기 인젝션 노즐에 위치되는 중공형 가열 실린더를 포함하고,

상기 중공형 가열 실린더는 몸체 부재, 및 상기 몸체 부재 둘레에 나선형으로 감겨 있는 기다란 가열 카트리지를 갖고,

상기 가열 카트리지에는 제1 전열체 및 제2 전열체가 위치되고,

상기 제1 전열체 및 상기 제2 전열체는 상기 몸체 부재의 길이방향으로 서로 상이한 영역에 위치되는

사출성형 시스템.
제8항에 있어서,

상기 몸체 부재는 외측면 상에 나선형 그루브를 가지며, 상기 기다란 가열 카트리지는 상기 나선형 그루브에 위치되는 것을 특징으로 하는 사출성형 시스템.
제9항에 있어서,

상기 나선형 그루브는 상기 제1 전열체를 위치시키기 위한 제1 피치, 및 상기 제2 전열체를 위치시키기 위한, 상기 제1 피치와는 상이한 제2 피치를 가지는 것을 특징으로 하는 사출성형 시스템.
제9항에 있어서,

상기 제1 전열체 및 상기 제2 전열체는 각각 나선형 가열 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형 시스템.
제8항에 있어서,

상기 중공형 가열 실린더 위에 위치하는 재킷 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형 시스템.
제12항에 있어서,

상기 재킷 부재에 위치되는 온도 센서 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형 시스템.