KR101373447B1 - 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치는, 서로 밀착시 성형공간이 형성되는 고정금형과 이동금형, 및 상기 성형공간에 성형재료인 용융액을 주입하는 인젝션을 구비하는 사출부; 및 상기 성형공간 내의 잔류공기를 배출하도록, 상기 고정금형 또는 이동금형 내에 상기 성형공간을 외부와 연통시키는 배기런너를 구비하는 배기수단;을 포함한다. 이와 같이 본 발명은, 고정금형에 이동금형이 밀착시 형성되는 성형공간 내에 성형재료인 용융액을 주입하여 사출성형하는 과정에서, 상기 성형공간 내에 존재하는 잔류공기를 외부로 배출시키기 위해 배기런너가 구성됨에 따라, 사출성형되는 제품의 품질을 높일 수 있다. 구체적으로, 공기가 잔류되는 부위에 발생되는 번 현상, 블랙스트릭 현상 등의 불량현상을 방지함과 동시에, 잔류공기로 인하여 발생되는 제품의 재질 및 형상에 대한 전체적인 품질저하를 방지할 수 있다. 특히나, 그 크기가 소형이면서 복잡하고 정밀한 제품에 있어서 더 크게 영향을 미치는 상기와 같은 문제점을 사전에 차단할 수 있다.

Description

가스배기수단을 구비하는 사출성형장치{Apparatus for Injection Molding Comprising Gas Emitting Means}

본 발명은 사출성형장치로서, 성형공간 내에 존재하는 잔류공기를 외부로 배출시키도록 구성되는 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치에 관한 것이다.

일반적으로, 사출성형장치는 고온 상태의 용융수지를 고정금형과 이동금형으로 이루어지는 금형에 투입하고 일정시간이 경과한 후 냉각함으로써 원하는 형상의 제품을 얻는 장치이다.

종래의 사출성형장치를 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.

종래의 사출성형장치는 실린더(5)의 작동에 의해 이동되는 이동금형(1)과, 위치고정된 상태로 상기 이동금형(1)이 이동하여 밀착되는 고정금형(2), 및 상기 고정금형(2)의 주입런너(2a)에 수지 용융액을 주입하는 인젝션(4)으로 구성된다.

일측에 배치된 상기 이동금형(1)은 실린더(5)의 작동에 의해 타측으로 이동하게 되는데, 상기 실린더(5)의 로드(5a)가 신장하게 되면 로드(5a)의 단부에 장착된 구동링크(6)와, 상기 구동링크(6)에 순차적으로 연결된 상부크로스링크(7)와, 제1 연결링크(8)와, 이동다이플레이트(9)가 타측으로 이동하게 됨으로써, 상기 이동다이플레이트(9)에 고정된 이동금형(1)이 타측의 고정금형(2) 쪽으로 이동하게 된다.

이와 같이 이동된 이동금형(1)이 고정금형(2)에 밀착함에 따라, 고정금형(2)과 이동금형(1) 사이에 형성된 공간이 고정금형(2)과 이동금형(1)에 의해 밀폐되어 사출을 위한 밀폐된 성형공간(3)이 형성된다. 아울러 이때, 상기 성형공간(3)은 고정금형(2)의 주입런너(2a)와 연통하게 된다.

그런 다음, 인젝션(4)에 의해 고정금형(2)의 주입런너(2a)에 수지 용융액을 주입하면, 상기 성형공간(3)에 수지 용융액이 충전되며 적정 시간이 흘러 수지 용융액이 응고되면, 다시 이동금형(1)을 일측으로 이동시킨 후 사출된 성형품을 이젝트하여 사출성형을 완료하게 된다.

상기와 같이 구성되어 작동하는 종래의 사출성형장치는, 인젝션(4)을 통해 주입런너(2a)를 통하여 용융액을 주입하여 용융액이 성형공간(3)에 충전되는 과정에서, 성형공간(3) 내에 있던 공기가 인젝션(4)의 주입핀 틈새 등을 통하여 외부로 배출되게 되는데, 이때 미처 나오지 못한 공기는 성형공간(3) 내에 잔류하게 된다.

즉, 보스, 리브 등 제품의 깊은 곳이나 웰드부와 같이 공기가 빠져나오기 어려운 지점에서는 공기가 잔류하게 된다.

이와 같이 수지 용융액의 금형 내 유입속도에 비해 금형 내 공기의 유출속도가 늦어서 공기가 미처 빠져나가지 못하여 잔류하게 되는 경우, 잔류공기가 존재하는 부분이 순간적으로 단열압축을 받아 수지가 타버리는 현상인 번(burn) 현상이 나타나거나, 사출성형제품에 검은 줄이 생기는 불량현상인 블랙스트릭(black streak) 현상이 나타나게 된다. 그리고 이에 더하여 미성형 부분이 존재하거나, 블리스터링 현상이 발생하거나, 웰드라인 강도가 약화되거나, 성형품의 표면 광택 품질에서 저하가 발생하는 현상도 나타난다.

이러한 불량현상과 함께, 사출성형되는 제품의 품질적인 측면에 있어서, 잔류공기로 인하여 발생되는 제품의 재질 및 형상에 대한 문제가 발생하게 된다.

특히나, 그 크기가 소형이면서 복잡하고 정밀한 제품에 있어서는 상기와 같은 문제는 더욱 큰 영향을 미치게 된다.

대한민국 특허청 등록특허공보 제10-0157226호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 성형공간 내에 존재하는 잔류공기를 외부로 배출시키기 위해서 배기런너가 구비되는 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 성형공간을 형성하는 고정금형과 이동금형, 성형공간에 성형재료인 용융액을 주입하는 인젝션을 구비하는 사출부와; 일측이 상기 성형공간과 연결되며 타측은 배출유로에 연결되도록 상기 고정금형 또는 이동금형에 형성된 통로인 배기런너와, 상기 고정금형 또는 이동금형에 형성되며 양단이 개구되며 상기 배기런너의 타측이 연결되고 일단으로 유동발생수단이 연결된 통로인 배출유로로 이루어진 배기수단;을 포함하여 구성되는 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치를 제공한다.

상기에서, 배출유로는 2개 이상의 직선부와 직선부를 연결하는 연결부로 이루어지며, 2개 이상의 직선부 중 어느 하나에 배기런너가 연결되며, 배기런너가 연결되지 않은 직선부는 배기런너가 배출유로에 연결되는 부분과 배기런너가 성형공간에 연결되는 부분 사이에 위치는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 배출유로는 배기런너가 연결되는 부분에 벤투리부가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기에서, 배출유로는 외부에 튜브로서 형성되며, 배기런너의 단부는 배관인 연장부로 배출유로에 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 배기런너는 배기런너가 배출유로에 연결되는 부분과 배기런너가 성형공간에 연결되는 부분에 사이에 위치하는 배출유로 부분으로부터 이격되며 감싸도록 형성된 냉각부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 배기런너는 상기 성형공간으로부터 단부 사이에서 단부로 갈수록 단면적이 감소하는 부분을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 배기런너는 상기 성형공간으로부터 단부 사이에서 굴곡된 부분을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기에서, 배기런너는 성형공간으로 연결된 단부에 성형공간으로부터 유동하여 온 용융액이 응고되는 단면적이 증가한 확관부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치는, 고정금형에 이동금형이 밀착시 형성되는 성형공간 내에 성형재료인 용융액을 주입하여 사출성형하는 과정에서, 상기 성형공간 내에 존재하는 잔류공기를 외부로 배출시키기 위해 배기런너가 구성됨에 따라, 사출성형되는 제품의 품질을 높일 수 있는 효과를 가진다.

구체적으로, 공기가 잔류되는 부위에 발생되는 번 현상, 블랙스트릭 현상, 미성형, 블리스터링 현상 등의 불량현상을 방지함과 동시에, 잔류공기로 인하여 발생되는 제품의 재질 및 형상에 대한 전체적인 품질저하를 방지할 수 있으며, 웰드라인의 강도가 향상된다.

특히나, 대형 제품은 물론 그 크기가 소형이면서 복잡하고 정밀한 제품에 있어서 더 크게 영향을 미치는 상기와 같은 문제점을 사전에 차단할 수 있으며, 배기런더의 단부에 구비된 확관부로 용용액이 유동하도록 하고 확관부에서 응고되도록 함으로써 미성형 문제를 해결할 수 있으며 확관부에서 응고된 용융액에 의하여 성형 품질을 판단할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술에 따른 사출성형장치를 설명하기 위하여 도시한 것이며,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치를 나타낸 개략적인 사시도이며,
도 3은 도 2의 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치에서 이동금형이 이동하여 고정금형에 밀착되어 성형공간이 형성된 상태를 도시한 사시도이며,
도 4는 도 2의 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치에서 배기런너와 연결되는 배출유로 부분을 확대 도시한 단면도이며,
도 5는 도 2의 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치에서 배출유로가 외부에 배치된 것을 도시한 사시도이며,
도 6은 도 2의 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치에서 배기런너를 확대 도시한 단면도이며,
도 7은 도 3의 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치에 의한 사출성형과정에서 잔류공기가 배출되는 과정을 설명하기 위하여 도시한 사시도이다.

본 발명의 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치는 고정금형에 이동금형이 밀착시 형성되는 성형공간 내에 성형재료인 용융액을 주입하여 사출성형을 하도록 구성되는 사출부에, 상기 성형공간 내에 존재하는 잔류공기를 외부로 배출시키기 위해서 배기런너가 구성되는 것을 기술적인 특징으로 한다. 본 발명의 설명에서 잔류공기는 성형공간에 잔류하고 있는 공기와 용융액에서 발생하는 가스를 포함하는 개념이다.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 본 발명의 설명에서 이동금형을 이동시키는데 관련된 구성인 실린더(5), 링크부재, 이동다이플레이트에 대한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치를 나타낸 개략적인 사시도이며, 도 3은 도 2의 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치에서 이동금형이 이동하여 고정금형에 밀착되어 성형공간이 형성된 상태를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 2의 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치에서 배기런너와 연결되는 배출유로 부분을 확대 도시한 단면도이며, 도 5는 도 2의 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치에서 배출유로가 외부에 구비된 것을 도시한 사시도이며, 도 6은 도 2의 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치에서 배기런너를 확대 도시한 단면도이며, 도 7은 도 3의 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치에 의한 사출성형과정에서 잔류공기가 배출되는 과정을 설명하기 위하여 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명은 서로 밀착시 성형공간(40)이 형성되는 고정금형(30)과 이동금형(20) 및 인젝션을 구비하는 사출부와, 상기 고정금형(30) 또는 이동금형(20) 내에 배기런너(60)를 구비하는 배기수단을 포함한다. 인젝션은 고정금형(30)으로 연결된다.

상기 사출부는 위치 고정된 고정금형(30)과, 상기 고정금형(30)의 일면에 선택적으로 접하도록 이동되는 이동금형(20)과, 고정금형(30)에 연결되며 상기 이동금형(20)이 고정금형(30)에 밀착하여 형성되는 성형공간(40)에 성형재료인 용융액을 주입하는 인젝션(미도시)으로 이루어진다.

상기 사출부에서 고정금형(30)을 고정시키고 이동금형(20)을 이동시키는 구성, 및 상기 고정금형(30)의 메인런너(31)에 플라스틱 수지용액과 같은 용융액을 주입시키는 인젝션은, 본 발명에 의해 한정되지 않고 종래의 어떠한 구성도 활용될 수 있으며, 나아가 사출부 전체의 구체적인 구성도 본 발명에 의해 한정되지 않음은 물론이다.

아울러, 상기 성형재료인 용융액은 플라스틱 수지 용융액뿐만 아니라 금속 용융액 등 사출을 위한 어떠한 성형재료일 수 있다.

한편, 상기 사출부에서 고정금형(30)에 이동금형(20)이 이동하여 밀착되면서 형성되는 성형공간(40)은 고정금형(30)과 이동금형(20) 사이에서 형성된다.

구체적인 일례로서, 상기 성형공간(40)은 고정금형(30)에 성형홈이 형성되며, 이러한 고정금형(30)으로 이동되는 이동금형(20)은 성형홈이 없이 단순히 고정금형(30)의 성형홈(30a)을 밀폐하는 역할만 수행할 수 있다.

이와 반대로, 상기 성형공간(40)은 이동금형(20)에 성형홈(20a)이 형성되며, 이러한 이동금형(20)이 이동함에 따라 밀착되는 고정금형(30)은 성형홈이 없이 단순히 이동금형(20)의 성형홈(20a)을 밀폐하는 역할만 수행할 수 있다.

그런데, 일반적으로 제조하고자 하는 제품의 전후 또는 양측에 일정 정도의 외형을 지님에 따라, 고정금형(30)과 이동금형(20) 각각에 제품의 외형과 대응되는 성형홈(20a, 30a)이 형성될 수 있다.

또한, 상기와 같이 형성되는 성형공간(40)에 인젝션으로 용융액이 주입되어 충전되는데, 이때 용융액이 상기 성형공간(40)에 이르는 통로인 메인런너(main runner)도 고정금형(30) 또는 이동금형(20)에 형성될 수 있다. 이때, 런너(runner)는 인젝션에 의하여 주입되는 유체가 성형공간(40)으로 유동하는 통로인 유로를 지칭한다. 도면에서는 고정금형(30)에 메인런너(31)가 형성된 것을 도시하고 있다.

여기에서는 대표적인 일례로서, 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 고정금형(30)과 이동금형(20)에 성형홈(20a, 30a)이 각각 형성되고 고정금형(30) 내에 메인런너(31)가 형성된 사출부의 구성을 전제로 본 발명의 배기수단에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

본 명세서에서의 상기 성형공간(40)은 고정금형(30)과 이동금형(20)이 서로 밀착되면서 각각에 형성된 성형홈(20a, 30a)에 의해 이루어지는 공간을 의미하는데, 대표적으로 사출성형제품 형상을 지닌 제품성형공간(40a)을 지칭하며, 나아가 상기 제품성형공간(40a)이 복수 개인 경우 메인런너(31)로부터 복수 개의 제품성형공간(40a)으로 연결하는 연결런너(40b)를 포함하여 지칭한다.

이에 따라 성형공간(40)에 연통되는 상기 배기런너(60)는 성형공간(40) 중에서 상기 제품성형공간(40a)과 연통될 수 있고, 또는 상기 연결런너(40b)와 연통될 수도 있다. 물론 메인런너(31)와 연결될 수도 있다.

상기 배기런너(60)가 제품성형공간(40a)에 직접 연결되는 경우, 배기런너(60)는 미성형이 발생하는 부위로 연결되어, 용융액이 미성형부로 연결된 배기런너(60)로 유동하여 미성형이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과도 발생한다. 성형공간(40)에 연결되는 배기런너(60)의 단부에는 단면적이 증가한 확관부가 구비될 수 있다. 배기런너(60)가 미성형이 발생하는 부위로 연결되고, 단부에 확관부를 구비하며, 용융액이 확관부로 유동하여 응고되도록 함으로써, 성형 후 확관부에서 응고된 상태를 확인함으로써 성형 품질을 판단할 수 있다.

일례로서 본 발명의 도면에서는 상기 배기런너(60)가 연결런너(40b)의 여러 지점 가운데 메인런너(31)로부터 복수 개의 제품성형공간(40a)으로 분기되기 전의 지점에서 연통되어 구성된 것을 도시하고 있다.

상기 배기런너(60)는 성형공간(40)에 연통되도록 상기 고정금형(30) 또는 이동금형(20) 내에 형성될 수 있는데, 바람직한 일례로서 상기 배기런너(60)는 고정금형(30) 내에 형성될 수 있다. 상기 배기런너(60)의 단부의 일부는 고정금형(30) 또는 이동금형(20)에 오목한 홈으로 형성되어, 고정금형(30)과 이동금형(20)이 접촉할 때 통로로 형성될 수 있다.

이와 같은 배기런너(60)는 일측으로 성형공간(40)에 연결되고 타측으로 후술하는 배출유로(70)에 연결된 통로로서, 성형공간(40) 내의 잔류기체가 외부로 배출되는 유로로서 역할을 수행한다. 배기런너(60)는 고정금형(30)이나 이동금형(20)에 형성될 수 있다.

기존의 사출성형장치에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 인젝션(4)을 통해 주입런너(2a)로 용융액을 주입하여 용융액이 성형공간(40)에 충전되는 과정에서, 성형공간(3) 내에 있던 공기가 인젝션(4)의 주입핀 틈새 등으로 외부로 나오게 되는데, 이때 미처 나오지 못한 공기는 성형공간(3) 내에 잔류하게 된다.

즉, 보스, 리브 등 제품의 깊은 곳이나 웰드부와 같이 공기가 빠져나오기 어려운 지점에서는 공기가 잔류하게 되는데, 이와 같이 용융액의 금형 내 유입속도에 비해 금형 내 공기의 유출속도가 느려서 공기가 미처 빠져나가지 못하여 잔류하게 되는 경우, 잔류공기가 존재하는 부분이 순간적으로 단열압축을 받아 수지가 타버리는 현상인 번(burn) 현상이 나타나거나, 사출성형제품에 검은 줄이 생기는 불량현상인 블랙스트릭(black streak), 블리스터링, 미성형 현상이 나타나게 되며, 웰드라인의 강도도 저하된다.

이와 같이, 사출성형되는 제품의 품질적인 측면에 있어서, 잔류공기로 인하여 발생되는 제품의 재질 및 형상에 대한 문제가 발생하게 된다.

특히나, 대형 제품이거나 그 크기가 소형이면서 복잡하고 정밀한 제품에 있어서는 상기와 같은 문제가 더욱 큰 영향을 미치게 되는데, 이러한 문제점을 방지하기 위해, 본 발명에서는 성형공간(40)과 연통되는 통로인 배기런너(60)가 구비된다.

또한, 상기 배기수단은 외기의 유동 유로로서 상기 배기런너(60)와 연결된 배출유로(70)를 더 구비한다. 이와 같은 배출유로(70)는 유동발생수단(80)으로부터 공급되는 외기가 유동하는 통로로서, 배기런너(60)와 연통되는 구조를 취함에 따라, 배기런너(60)를 통하여 성형공간(40) 내의 잔류공기에 대한 배기력을 제공한다.

상기 배출유로(70)는 배기런너(60)의 타측이 연결된 통로로서, 고정금형(30)이나 이동금형(20)에 형성될 수 있다. 상기 배출유로(70)의 일측으로는 배관(도시하지 않음)을 통하여 유동발생수단(80)이 연결되고, 상기 유동발생수단(80)과 배출유로(70) 사이에는 유동을 개폐하는 솔레노이드밸브(90)가 구비된다. 상기 유동발생수단(80)은 배출유로(70)로 공기 등을 공급하는 작용을 하는 구성으로 송풍기나 컴프레서가 될 수 있다. 상기 솔레노이드밸브(90)는 제어부(미도시)와 전기적으로 연결되어 사용자에 의해 배출유로(70)의 기체유동을 제어하는 역할을 수행하게 된다. 물론, 이때 상기 유동발생수단(80)도 제어부와 전기적으로 연계되어 솔레노이드밸브(90)와 함께 작동제어될 수 있다.

상기 배출유로(70)는 고정금형(30)이나 이동금형(20)에 형성된 통로로서, 양단이 개구되며, 일측으로 유동발생수단(80)이 연결되며, 상기 배출유로(70)의 양단 사이에서 배기런너(60)가 연결된다. 유동발생수단(80)은 배관을 통하여 배출유로(70)에 연결된다.

상기 배출유로(70)는 그 내부에서 유동발생수단(80)에 의하여 공급되는 외기가 유동함에 따라, 고정금형(30) 내의 성형공간(40)에 비해 상대적으로 낮은 압력이 형성되어, 일측은 성형공간(40)에 연결되고 타측은 배출유로(70)에 연결된 배기런너(60)를 통하여 성형공간(40) 내의 잔류공기를 흡입하여 외부로 배출되도록 한다. 따라서 배출유로(70)에서는 일측에서 유동발생수단(80)에 의하여 외기가 공급되고, 타측에서는 성형공간(40) 내의 잔류공기와 유동발생수단(80)에 의하여 공급되는 외기가 함께 토출된다.

상기 배출유로(70)는 바람직하게 배기런너(60)가 연결되는 부위에 음압이 형성되도록 벤투리부(70a)가 형성될 수 있다. 상기 벤투리부(70a)는 배출유로(70)에서 다른 부위보다 단면적이 작은 부위로서, 그 내부를 흐르는 기체의 유속이 상대적으로 빨라지도록 하는 구조를 지닌다.

상기 배출유로(70)의 내부 통로에서 단면적이 점차적으로 좁아지다가 다시 넓어지도록 구성되는 상기 벤투리부(70a)의 구조에 의해, 그 부분을 유동하는 기체의 유속이 빨라짐으로써, 그 부분에서의 기체에 작용하는 압력은 낮아지게 된다.

상기 배출유로(70)의 상기 벤투리부(70a)에는 대기압보다 낮은 음압이 형성됨에 따라, 성형공간(40) 내의 잔류공기를 보다 효과적으로 흡입하여 외부로 배출시키게 된다.

이에 따라, 성형공간(40)에 용융액을 주입시 상기 유동발생수단(80)와 솔레노이드밸브(90)가 작동됨으로써, 배출유로(70)로 외기를 공급하여, 성형공간(40) 내의 잔류공기를 효율적으로 외부로 배출시킬 수 있다.

한편, 상술된 배출유로(70)는 고정금형(30) 또는 이동금형(20)에 내에 통로로 형성되거나 외부에 튜브(tube)로서 형성할 수 있다.

즉, 배출유로(70)는 고정금형(30) 또는 이동금형(20) 내에 형성될 수 있는데, 일례로서 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 고정금형(30) 내에 통로를 형성하여 구비될 수 있다.

다른 실시예로서, 상기 배출유로(70)는 고정금형(30) 또는 이동금형(20)에 형성되지 않고 외부에 배치될 수 있는데, 도 5에 도시된 바와 같이, 고정금형(30)과 일정 간격을 두고 외부에 튜브와 같은 관 부재에 의해 형성될 수 있다.

물론, 상기 배출유로(70)가 외부에 배치된 경우 상기 배기런너(60)는 배출유로(70)까지 연결된 배관인 연장부(60a)를 더 구비할 수 있다.

이와 같이, 상기 배출유로(70)는 외기의 유동통로이며 배기런너(60)와 연통되는 구조로서 성형공간(40)의 잔류공기에 대한 배기력을 제공하도록 구성되면 될 뿐, 그 위치 및 구체적인 형상에 대해서는 본 발명에 의해 한정되지 않으며 어떠한 위치 및 형상도 취할 수 있음은 물론이다.

상기 배출유로(70)는 하나 이상의 연결부와 2개 이상의 직선부를 가지도록 형성될 수 있으며, 따라서 배출유로(70)는 'U'자형이나 '

'자형으로 형성될 수 있다. 상기에서 2개 이상의 직선부를 연결하는 연결부는 굴곡된 형태로 형성할 수도 있고 직선으로 형성할 수도 있다. 상기 2개 이상의 직선부는 서로 평행하게 형성될 수도 있고, 경사지게 형성될 수도 있다. 2개 이상의 직선부가 경사지게 형성될 때 서로 예각을 가지도록 형성될 수 있다.

상기 배출유로(70)로 연결된 상기 배기런너(60)로는 성형공간(40) 내의 잔류기체도 배출되지만, 용융액도 배기런너(60)를 통하여 유동되므로, 배기런너(60)로 유동 되어온 용융액이 신속하게 응고되어 과다한 용융액이 배출되는 것을 방지하기 위하여 유입시 응고되도록, 배기런너(60)가 배출유로(70)에 연결되는 부위보다 하류의 배출유로(70) 부분은 배기런너(60)와 인접하게 위치하도록 형성된다.

상기 배기런너(60)는 성형공간(40)으로 연결된 단부에 단면적이 증가한 확관부를 구비한다. 배기런너(60)로 유동하여 온 용융액은 배기런너(60)의 단부에 구비된 상기 확관부에서 응고되어 더 이상 배기런너(60)를 따라 유동하지 않게 된다.

배출유로(70)를 'U'자형으로 형성하고, 일측의 직선 부분(이하에서 '제1 직선 부분'이라 한다)에 배기런너(60)가 연결되도록 하고, 타측의 직선 부분(이하에서 '제2 직선 부분'이라 한다)은 배출유로(70)와 배기런너(60)가 연결되는 부분과 배기런너(60)가 성형공간(40)에 연결되는 부분 사이에 위치되도록 하여, 배기런너(60)가 배출유로(70)에 인접하게 위치하도록 형성할 수 있다. 상기 배출유로(70)를 배기런너(60)의 확관부에 인접하게 위치하도록 하여, 즉 배출유로(70)와 배기런너(60)의 확관부 사이의 거리를 가능한 한 작게 하여 배출유로(70)로 외기가 유동하면서 확관부를 효과적으로 냉각시켜 용융액이 확관부에서 응고된다.

배출유로(70)가 '

'자형으로 형성되는 경우, 양측 중 어느 일측 직선 부분(이하에서 '제1 직선 부분'이라 한다)에 배기런너(60)가 연결되도록 하고, 나머지 직선 부분(이하에서 '제2 직선 부분'이라 한다)은 배출유로(70)와 배기런너(60)가 연결되는 부분과 배기런너(60)가 성형공간(40)에 연결되는 부분 사이에 위치되도록 하여, 배기런너(60)가 배출유로(70)에 인접하게 위치하도록 형성할 수 있다.

또한 상기 배기런너(60)는 상기 배출유로(70)와 인접하게 위치하도록 형성되어 배출유로(70)와 이격되어 배출유로(70)를 감싸는 부위인 냉각부(60b)를 구비할 수 있다. 상기 배출유로(70)를 'U'자형으로 형성하는 경우, 배기런너(60)의 냉각부(60b)은 배출유로(70)의 제2 직선 부분을 감싸면서 연장되어 배출유로(70)의 제1 직선부분으로 연결된다.

상기 냉각부(60b)는 잔류공기가 배출유로(70)로 배출되면서 성형공간(40) 내의 용융액도 연이어 배출되는 것을 차단하는 역할을 수행한다.

배출유로(70)와 배기런너(60)를 서로 인접하게 형성함으로써, 또는 배기런너(60)에 냉각부(60b)를 구비함으로써, 외기가 유동하는 저온의 배출유로(70)와 배기런너(60) 사이의 열교환이 더욱 활성화되어 배기런너(60)의 냉각을 효과적으로 할 수 있다.

다시 말해, 성형공간(40) 내의 잔류공기를 배기런너(60)와 배출유로(70)를 통해 외부로 배출하는 과정에서, 성형공간(40) 내에 충전된 용융액도 따라서 배출될 수 있는데, 용용액이 과다하게 배출되는 것을 방지하기 위해 상기 냉각부(60b)가 구성된다.

이를 위해 상기 냉각부(60b)는 배출유로(70)를 감싸는 구조를 취함으로써, 외부공기의 유동으로 인하여 상대적으로 온도가 낮은 배출유로(70)와 열교환되어 냉각됨에 따라, 배기런너(60)를 따라 유동하는 용융액을 응고시킬 수 있다.

물론, 상기 배출유로(70)가 외부에 배치된 경우에는, 배기런너(60)의 연장부(60a) 중 배출유로(70)를 감싸는 구간이 상기 냉각부(60b)에 해당하게 된다.

그리고, 상기 배기런너(60)는 상기와 같은 용융액의 배출을 방지하기 위해, 성형공간(40)으로부터 유입되는 용융액의 유동저항을 높이도록 구성될 수 있다.

바람직한 일례로서, 배기런너(60)는 도 6에 도시된 바와 같이, 성형공간(40)으로부터 연장되면서 성형공간(40)에 연결되는 부분과 단부 사이에서 단면적이 감소되는 구조를 지닐 수 있다. 상기 배기런너(60)는 성형공간(40)에 연결되는 부분으로부터 단부로 갈수록 단면적이 감소하는 형태로 형성할 수도 있다.

이와 같이 배기런너(60)는 단면적이 점차적으로 감소함에 따라, 잔류공기 배기기능은 유지한 상태로 용융액이 유동할 수 있는 단면적이 줄어들게 됨으로써, 점성질의 용융액에 대한 유동을 더더욱 어렵게 한다.

아울러, 상기 배기런너(60)는 성형공간(40)으로부터 연장되면서 굴곡진 형상을 취할 수 있다. 직선방향이 아니라 여러 차례 방향 전환을 이루는 골곡진 구조에 의해 용융액의 유동이 원활하지 않음에 따라, 용융액의 유동저항을 더욱더 높일 수 있다.

상기 배기런너(60)의 단면은 원형으로 형성될 수 있으며, 유동저항을 증가시키기 위하여 삼각형, 사각형 등 다각형 형태로 형성될 수도 있다.

물론, 상기 배기런너(60)의 굴곡진 구조의 구체적인 형상은, 다른 구성요소와 간섭되지 않는 범위 내에서 적정한 형상을 취하면 될 뿐, 본 발명에 의해 한정되지 않는다.

그러면, 여기에서 성형공간(40)에 성형재료인 용융액(11)을 충전 시, 상기 성형공간(40) 내에 잔류하는 공기의 배출과정을, 도 7을 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 성형공간(40) 내의 용융액(11) 충전에 앞서, 고정금형(30)에 이동금형(20)을 밀착함으로써 밀폐된 성형공간(40)을 형성시킨다.

다음으로, 인젝션(미도시)을 작동시켜 성형재료인 용융액(11)을 메인런너(31)를 통해 주입시킴에 따라, 성형공간(40) 내에 상기 용융액(11)이 충전하게 된다.

이와 같이 성형공간(40)에 성형재료인 용융액(11)을 충전할 때 또는 충전하기 전에 미리, 배출유로(70)에 외부공기를 유동시키는데 이를 위해 솔레노이드밸브(90)를 개방제어하고 유동발생수단(80)을 작동시킨다.

이렇게 성형공간(40)에 용융액(11)이 충전되는 과정에서, 성형공간(40) 내에 잔류하는 잔류공기를 배기런너(60)와 배출유로(70)를 통해 외부로 배출시킨다.

다음으로, 성형공간(40)에 용융액(11)이 충전되면 유동발생수단(80)을 작동중지시키고 솔레노이드밸브(90)를 폐쇄제어한다.

이러한 과정에서, 성형공간(40) 내에 충전된 용융액(11)이 성형공간(40)으로부터 배기런너(60)를 통해 외부로 유동할 수 있는데, 이때 배출유로(70)를 감싸는 배기런너(60)의 냉각부(60b)에 의해 배기런너(60)에 유입된 용융액(11)이 냉각응고됨에 따라, 외부로의 배출을 차단하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은, 고정금형(30)에 이동금형(20)이 밀착시 형성되는 성형공간(40) 내에 성형재료인 용융액을 주입하여 사출성형하는 과정에서, 상기 성형공간(40) 내에 존재하는 잔류공기를 외부로 배출시키기 위해 배기런너(60)가 구성됨에 따라, 사출성형되는 제품의 품질을 높일 수 있다.

구체적으로, 공기가 잔류되는 부위에 발생되는 번 현상, 블랙스트릭 현상 등의 불량현상을 방지함과 동시에, 잔류공기로 인하여 발생되는 제품의 재질 및 형상에 대한 전체적인 품질저하를 방지할 수 있다.

특히나, 그 크기가 소형이면서 복잡하고 정밀한 제품에 있어서 더 크게 영향을 미치는 상기와 같은 문제점을 사전에 차단할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

20 : 이동금형 30 : 고정금형
20a, 30a : 성형홈 31 : 메인런너
40 : 성형공간 40a : 제품성형공간
40b : 연결런너 60 : 배기런너
60a : 연장부 60b : 냉각부
70 : 배출유로 70a : 벤투리부
80 : 유동발생수단 90 : 솔레노이드밸브

Claims (8)

1. 성형공간(40)을 형성하는 고정금형(30)과 이동금형(20), 성형공간(40)에 성형재료인 용융액을 주입하는 인젝션을 구비하는 사출부와; 일측이 상기 성형공간(40)과 연결되며 타측은 배출유로(70)에 연결되도록 상기 고정금형(30) 또는 이동금형(20)에 형성된 통로인 배기런너(60)와, 상기 고정금형(30) 또는 이동금형(20)에 형성되며 양단이 개구되며 상기 배기런너(60)의 타측이 연결되고 일단으로 유동발생수단(80)이 연결된 통로인 배출유로(70)로 이루어진 배기수단을 포함하며; 상기 배출유로(70)는 배기런너(60)가 연결되는 부분에 벤투리부(70a)가 형성된 것을 특징으로 하는 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 배출유로(70)는 2개 이상의 직선부와 직선부를 연결하는 연결부로 이루어지며, 2개 이상의 직선부 중 어느 하나에 배기런너(60)가 연결되며, 배기런너(60)가 연결되지 않은 직선부는 배기런너(60)가 배출유로(70)에 연결되는 부분과 배기런너(60)가 성형공간(40)에 연결되는 부분 사이에 위치는 것을 특징으로 하는 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치.
3. 삭제
4. 제1 항에 있어서, 상기 배출유로(70)는 외부에 튜브로서 형성되며, 배기런너(60)의 단부는 배관인 연장부(60a)로 배출유로(70)에 연결되는 것을 특징으로 하는 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치.
5. 제2 항에 있어서, 상기 배기런너(60)는 배기런너(60)가 배출유로(70)에 연결되는 부분과 배기런너(60)가 성형공간(40)에 연결되는 부분에 사이에 위치하는 배출유로(70) 부분으로부터 이격되며 감싸도록 형성된 냉각부(60b)를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치.
6. 제1 항, 제2 항, 제4 항, 제5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배기런너(60)는 상기 성형공간(40)으로부터 단부 사이에서 단부로 갈수록 단면적이 감소하는 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치.
7. 제6 항에 있어서, 상기 배기런너(60)는 상기 성형공간(40)으로부터 단부 사이에서 굴곡된 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치.
8. 제2 항에 있어서, 상기 배기런너(60)는 성형공간(40)으로 연결된 단부에 성형공간(40)으로부터 유동하여 온 용융액이 응고되는 단면적이 증가한 확관부를 구비하는 것을 특징으로 하는 가스배기수단을 구비하는 사출성형장치.

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