KR101860871B1

KR101860871B1 - 복합 사출장치

Info

Publication number: KR101860871B1
Application number: KR1020180021004A
Authority: KR
Inventors: 이명효
Original assignee: 이명효
Priority date: 2018-02-22
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2018-05-24

Abstract

본 발명은 복합 사출장치에 관한 것으로, 제1컴프레서에서 공급되는 압축공기를 가열하는 공기가열기와, 상기 공기가열기에서 가열된 공기를 제1가열공기공급라인을 통해 금형으로 공급조절하여 상기 금형의 내측 표면 가열을 제어하는 제1가열공기제어밸브와, 냉수를 저장하는 제1탱크, 온수를 저장하는 제2탱크를 구성한 저장탱크부와, 순환펌프를 통해 제1탱크의 냉수를 공급받아 냉각시키는 열전소자를 구비한 냉각자켓, 상기 냉각자켓에서 냉각된 냉수를 냉수순환라인 또는 작동라인을 통해 제1탱크나 금형으로 공급제어하는 제1삼방밸브를 구성한 냉수공급부와, 상기 제2탱크와 작동라인을 서로 연결하는 온수공급라인, 제2탱크에서 공급되는 온수를 가열하도록 열전소자를 구비하여 상기 온수공급라인에 설치되는 가열자켓, 상기 가열자켓에서 가열된 온수를 작동라인을 통해 금형으로 공급제어하도록 온수공급라인에 설치되는 온수제어밸브를 구성한 온수공급부와, 상기 금형과 제1, 2탱크 사이에 연결되는 리턴라인, 상기 리턴라인에 설치되어 금형을 통과한 냉수 또는 온수를 온도에 따라 제1탱크 또는 제2탱크로 공급제어하는 제2삼방밸브를 구성한 리턴제어부와, 상기 공기가열기와 작동라인 사이에 설치되어 금형의 순환홀로 공급되는 가열공기를 제어하는 제2가열공기제어밸브를 구비한 제2가열공기공급라인과, 상기 금형에 연결설치되어 온수공급부에서 공급제어되는 온수와 제2가열공기공급라인을 통해 공급제어되는 가열공기를 혼합함으로써 금형의 순환홀로 온수와 가열공기가 혼합된 고온고압의 수증기를 분사하는 노즐과, 상기 금형을 통과한 고온고압의 수증기를 냉각하여 온수로 액화시키도록 상기 리턴제어부의 리턴라인에 구성되는 고온기체냉각수단을 포함하여 이루어진 공기가열사출부; 제2컴프레서로부터 압축공기를 공급받아 승압시키는 부스터, 상기 부스터에서 승압된 압축공기를 공급받아 저장하는 공기탱크와, 가압공기제어밸브의 조작을 통해 상기 공기탱크 내부의 압축공기를 금형으로 충전시키는 충전라인을 포함하여 이루어진 공기가압사출부;를 구비하여, 상기 공기가열사출부의 사용시에는, 금형이 닫힐 때에 제1가열공기제어밸브를 통해 상기 금형으로 가열공기를 공급함으로써 금형의 내측 표면을 가열한 다음, 상기 금형의 내부로의 수지 주입완료시 냉수공급부를 통해 냉수를 순환시켜 금형을 냉각함으로써 사출을 완료하고, 사출완료에 따라 금형이 열리면 제2가열공기제어밸브의 작동으로 가열공기와 온수의 공급이 이루어지게 하여 노즐을 통해 상기 금형의 순환홀로 가열공기와 온수가 혼합된 고온고압의 수증기를 분사함으로써 상기 금형을 일정한 온도로 예열할 수 있으며, 금형을 통과하는 수증기는 리턴라인에 설치된 고온기체냉각수단에 의해 온수로 변환되어 변환된 온수를 제2탱크로 순환시켜 가열사출을 연속반복적으로 이룰 수 있고, 상기 공기가압사출부의 사용시에는, 금형이 닫힐 때에 가압공기제어밸브를 통해 금형 내부로 가압공기를 공급함으로써, 상기 금형의 내부에 채워진 가압공기에 의해, 사출기를 통한 금형 내부로의 수지 주입시 수지의 균일한 충진을 유도하여 사출되는 제품에 웰드라인이 생기지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

복합 사출장치{Injection device with multiple functions}

본 발명은 복합 사출장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 가열사출이나 가압사출 및 진공사출을 선택적으로 이룰 수 있도록 함으로써 한대의 장비로 제품별 상황에 맞는 사출방법을 적용하여 손쉽게 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 공기가열사출부를 이용한 사출시 신속한 예열 및 냉각을 통해 웰드라인이 생기는 현상 없이 제품의 사출속도를 개선할 수 있음은 물론, 순환되는 냉, 온수의 온도를 열전소자를 통해 일정하게 유지시켜 반복적인 사출시에도 지연현상 없이 가열사출을 원활하게 이룰 수 있으며, 코일형상의 파이프에 수용된 가열공기를 통해 금형의 내측 표면을 항상 일정하게 예열할 수 할 수 있음과 더불어, 물 보충을 통해 제1, 2탱크 내의 수위 조절을 자동으로 이룰 수 있어 작업자의 편리성이 높아지게 되는 복합 사출장치에 관한 것이다.

사출성형(射出成形)은 다양한 수지를 원료로 제품을 생산하는 방법으로 높은 정밀도를 요하는 제품도 대량생산이 가능하도록 하는 장점으로 금형기술의 발전과 더불어 수요가 지속적으로 증가하고 있다.

이러한 사출성형은 합성수지에 안료, 안정제, 가소제, 충전제 등을 첨가한 원료를 고온으로 가열하여 용융상태로 만들고, 실린더와 스크류를 통해서 금형 내로 사출한 후 응고시키는 공정으로 이루어지게 된다.

이때, 원료가 고온의 가소화 과정을 거쳐 대기압 상태로 상대적으로 낮은 온도의 사출 캐비티로 주입됨에 따라 원료에 함유된 수분이 기화되거나 가스가 발생하면서 수지의 흐름 및 금형에 대한 밀착성을 저해하여 표면 불량 등의 품질을 떨어뜨리게 되며, 이러한 사출품의 외관 불량은 후 가공인 도장, 도금, 코팅, 증착에도 영향을 끼쳐 불량품을 유발시키게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위한 기술 중 일 예로는, 원료로 사용되는 수지를 용융시키기 전에 충분히 건조하는 방법이 있다. 하지만, 원료의 건조를 위한 별도의 장치가 구비되어야 하므로, 높은 초기비용과 구동에 따른 추가 전력의 소모 및 유지비용의 증가로 제품 원가가 상승한다는 단점이 있으며, 원료를 건조하더라도 여전히 미량의 수분이 남아 금형 내부에서 기화가 이루어짐과 더불어, 화학원료의 특성에 따라 발생하는 가스로 인해 제품의 표면품질을 저하되는 문제가 여전히 발생하였다.

한편, 근래에는 칠러 (chiller)를 도입하거나 금형 냉각구조 개선에 많은 노력을 하는 등과 같이 금형 내부에 냉각수를 순환시켜 고온, 고압으로 성형한 제품들을 급속 냉각하는 기술 및 사출압력 및 성형온도를 높게 설정하여 성형하는 기술이 개발되기도 하였으나, 이러한 성형방법에 의한 제품 성형시에는 사출압력 과다에 의해 금형의 파손 및 수명단축이 발생할 뿐만 아니라, 성형온도가 높게 설정되어 수지 열화가 초래되기도 하였다.

또한, 금형표면의 온도가 낮게 되면, 금형면에서 전이된 제품의 표면에는 외관상 수지 만남선 즉, 웰더라인(weld line)이나, 흐름 자국(flow mark), 불완벽한 금형 전사성(轉寫性) 등 다양한 결함이 발생되었으며, 금형표면과 금형 내층 사이의 수지 거동이 틀리게 되므로 응력이 발생하여 성형 후, 후 변형이 발생되는 문제도 있었다.

KR 제10-1269651호 (2013.05.24.) B1 "사출 금형의 냉각 및 가열시스템" - 유도썬스(주) KR 제10-1784358호 (2017.09.27.) B1 "사출성형을 위한 진공 및 가압 제어시스템" - 주식회사 케이태우

상술한 "사출 금형의 냉각 및 가열시스템"은 물을 고온고압으로 가열하여 금형을 예열한 후, 냉각을 통해 사출을 이루는 기술로서, 물의 가열 및 냉각에 따른 에너지 소모가 과다할 뿐만 아니라, 시간이 많이 소요되어 실제 사출에 적용이 되기 어려운 문제점이 있었다.

또한, 상술한 "사출 성형을 위한 진공 및 가압 제어시스템"은 금형 내부에 진공 또는 가압환경을 이루는 기술로서, 수분의 기화 억제를 통해 불량율을 감소시킬 수는 있었으나, 가열사출이 필요한 제품에는 적용이 불가하여 별도의 가열장치를 구비해야 하는 문제가 있었다.

그리하여 본 출원인은 하나의 장치를 통해 가열사출과 가압사출 및 진공사출을 선택적으로 이룰 수 있는 복합 사출장치를 개발하기에 이르렀다.

본 발명의 목적은 가열사출이나 가압사출 및 진공사출을 선택적으로 이룰 수 있도록 함으로써 한대의 장비로 제품별 상황에 맞는 사출방법을 적용하여 손쉽게 사용할 수 있는 복합 사출장치를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 공기가열사출부를 이용한 사출시 금형의 내부로 분사되는 가열공기 및 금형의 순환홀로 순환하는 고온고압의 수증기를 통해 상기 금형을 일정한 온도로 신속하게 예열할 수 있어 사출되는 제품에 웰드라인이 생기는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 수지 공급 후 상기 금형의 내부를 순환하는 냉수를 통해 금형의 신속한 냉각을 이룰 수 있어 제품의 사출속도를 개선할 수 있으며, 냉각자켓을 통해 금형을 통과하여 제1탱크로 순환되는 냉수의 온도를 열전소자를 통해 일정하게 유지시킬 수 있고, 금형을 통과하여 제2탱크로 순환되는 수증기를 고온기체냉각수단을 통해 온수로 변화시켜 제2탱크로 순환시킬 수 있음과 동시에, 제2탱크에 저장되어 가열공기와 함께 금형으로 공급되는 온수를 가열자켓에 구비된 열전소자를 통해 일정한 온도로 유지시키도록 함으로써 반복적인 사용에도 사출성형에 따른 지연시간 없이 가열사출을 원활하게 이룰 수 있는 가열공기를 이용한 복합 사출장치를 제공하려는 목적이 있다.

아울러 본 발명은 컴프레서의 압축공기를 금형의 순환홀로 공급할 수 있도록 함으로써 냉수 또는 온수를 이용한 금형의 냉각 및 예열시 저장탱크부로 리턴되는 냉수와 온수가 섞이는 현상을 방지하여 가열사출에 필요한 냉, 온수의 관리를 용이하게 할 수 있으며, 공기가열부를 코일형상의 파이프로 제작하여 내부에 가열된 공기가 수용되도록 하는 것을 통해 금형을 항상 일정한 온도로 예열할 수 있게 됨은 물론, 월류되는 냉수 또는 온수를 가열 또는 냉각시켜 보충하거나, 수위센서의 수위감지를 통해 상온의 물을 보충하는 것을 통해 제1, 2탱크 내의 수위 조절을 자동으로 이름으로써 작업자의 편리성이 높아지는 복합 사출장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1컴프레서에서 공급되는 압축공기를 가열하는 공기가열기와, 상기 공기가열기에서 가열된 공기를 제1가열공기공급라인을 통해 금형으로 공급조절하여 상기 금형의 내측 표면 가열을 제어하는 제1가열공기제어밸브와, 냉수를 저장하는 제1탱크, 온수를 저장하는 제2탱크를 구성한 저장탱크부와, 순환펌프를 통해 제1탱크의 냉수를 공급받아 냉각시키는 열전소자를 구비한 냉각자켓, 상기 냉각자켓에서 냉각된 냉수를 냉수순환라인 또는 작동라인을 통해 제1탱크나 금형으로 공급제어하는 제1삼방밸브를 구성한 냉수공급부와, 상기 제2탱크와 작동라인을 서로 연결하는 온수공급라인, 제2탱크에서 공급되는 온수를 가열하도록 열전소자를 구비하여 상기 온수공급라인에 설치되는 가열자켓, 상기 가열자켓에서 가열된 온수를 작동라인을 통해 금형으로 공급제어하도록 온수공급라인에 설치되는 온수제어밸브를 구성한 온수공급부와, 상기 금형과 제1, 2탱크 사이에 연결되는 리턴라인, 상기 리턴라인에 설치되어 금형을 통과한 냉수 또는 온수를 온도에 따라 제1탱크 또는 제2탱크로 공급제어하는 제2삼방밸브를 구성한 리턴제어부와, 상기 공기가열기와 작동라인 사이에 설치되어 금형의 순환홀로 공급되는 가열공기를 제어하는 제2가열공기제어밸브를 구비한 제2가열공기공급라인과, 상기 금형에 연결설치되어 온수공급부에서 공급제어되는 온수와 제2가열공기공급라인을 통해 공급제어되는 가열공기를 혼합함으로써 금형의 순환홀로 온수와 가열공기가 혼합된 고온고압의 수증기를 분사하는 노즐과, 상기 금형을 통과한 고온고압의 수증기를 냉각하여 온수로 액화시키도록 상기 리턴제어부의 리턴라인에 구성되는 고온기체냉각수단을 포함하여 이루어진 공기가열사출부; 제2컴프레서로부터 압축공기를 공급받아 승압시키는 부스터, 상기 부스터에서 승압된 압축공기를 공급받아 저장하는 공기탱크와, 가압공기제어밸브의 조작을 통해 상기 공기탱크 내부의 압축공기를 금형으로 충전시키는 충전라인을 포함하여 이루어진 공기가압사출부;를 구비하여, 상기 공기가열사출부의 사용시에는, 금형이 닫힐 때에 제1가열공기제어밸브를 통해 상기 금형으로 가열공기를 공급함으로써 금형의 내측 표면을 가열한 다음, 상기 금형의 내부로의 수지 주입완료시 냉수공급부를 통해 냉수를 순환시켜 금형을 냉각함으로써 사출을 완료하고, 사출완료에 따라 금형이 열리면 제2가열공기제어밸브의 작동으로 가열공기와 온수의 공급이 이루어지게 하여 노즐을 통해 상기 금형의 순환홀로 가열공기와 온수가 혼합된 고온고압의 수증기를 분사함으로써 상기 금형을 일정한 온도로 예열할 수 있으며, 금형을 통과하는 수증기는 리턴라인에 설치된 고온기체냉각수단에 의해 온수로 변환되어 변환된 온수를 제2탱크로 순환시켜 가열사출을 연속반복적으로 이룰 수 있고, 상기 공기가압사출부의 사용시에는, 금형이 닫힐 때에 가압공기제어밸브를 통해 금형 내부로 가압공기를 공급함으로써, 상기 금형의 내부에 채워진 가압공기에 의해, 사출기를 통한 금형 내부로의 수지 주입시 수지의 균일한 충진을 유도하여 사출되는 제품에 웰드라인이 생기지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 복합 사출장치를 제공한다.

본 발명의 복합 사출장치는 가열사출이나 가압사출 및 진공사출을 선택적으로 이룰 수 있으므로 한대의 장비로 제품별 상황에 맞는 사출방법을 적용하여 손쉽게 사용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 공기가열사출부를 이용한 사출시 금형의 내부로 분사되는 가열공기 및 금형의 순환홀로 순환하는 고온고압의 수증기를 통해 상기 금형을 일정한 온도로 신속하게 예열할 수 있어 사출되는 제품에 웰드라인이 생기는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 수지 공급 후 상기 금형의 내부를 순환하는 냉수를 통해 금형의 신속한 냉각을 이룰 수 있어 제품의 사출속도를 개선할 수 있으며, 냉각자켓을 통해 금형을 통과하여 제1탱크로 순환되는 냉수의 온도를 열전소자를 통해 일정하게 유지시킬 수 있고, 금형을 통과하여 제2탱크로 순환되는 수증기는 고온기체냉각수단을 통해 온수로 변환시켜 제2탱크로 순환시킬 수 있음과 동시에, 제2탱크에 저장되어 가열공기와 함께 금형으로 공급되는 온수는 가열자켓에 구비된 열전소자를 통해 일정한 온도로 유지시킬 수 있게 되므로 반복적인 사용에도 사출성형에 따른 지연시간 없이 가열사출을 원활하게 이룰 수 있는 장점이 있다.

아울러 본 발명은 컴프레서의 압축공기를 금형의 순환홀로 공급할 수 있으므로 냉수 또는 온수를 이용한 금형의 냉각 및 예열시 저장탱크부로 리턴되는 냉수와 온수가 섞이는 현상을 방지하여 가열사출에 필요한 냉, 온수의 관리를 용이하게 할 수 있으며, 공기가열부를 코일형상의 파이프로 제작하여 내부에 가열된 공기가 수용되도록 하는 것을 통해 금형을 항상 일정한 온도로 예열할 수 있게 됨은 물론, 월류되는 냉수 또는 온수를 가열 또는 냉각시켜 보충하거나, 수위센서의 수위감지를 통해 상온의 물을 보충하는 것을 통해 제1, 2탱크 내의 수위 조절을 자동으로 이룰 수 있으므로 작업자의 편리성이 높아지는 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 복합 사출장치를 이용하여 가열사출과, 가압사출 및 진공사출을 수행하는 상태도.
도 2는 본 발명의 공기가열사출부를 도시한 개념도.
도 3은 본 발명의 저장탱크부의 제1, 2탱크에 냉, 온수를 보충하도록 하는 상태를 도시한 개념도.
도 4는 본 발명의 공기가압사출부를 도시한 개념도.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 제품에 따른 사출 성형방법을 선택적으로 적용하여 사용할 수 있는 복합 사출장치(500)에 관한 것으로, 제1컴프레서(111)에서 공급되는 압축공기를 가열하는 공기가열기(110)와, 상기 공기가열기(110)에서 가열된 공기를 제1가열공기공급라인(121)을 통해 금형(1)으로 공급조절하여 상기 금형(1)의 내측 표면 가열을 제어하는 제1가열공기제어밸브(120)와, 냉수를 저장하는 제1탱크(131), 온수를 저장하는 제2탱크(132)를 구성한 저장탱크부(130)와, 순환펌프(141)를 통해 제1탱크(131)의 냉수를 공급받아 냉각시키는 열전소자(142)를 구비한 냉각자켓(143), 상기 냉각자켓(143)에서 냉각된 냉수를 냉수순환라인(145) 또는 작동라인(147)을 통해 제1탱크(131)나 금형(1)으로 공급제어하는 제1삼방밸브(149)를 구성한 냉수공급부(140)와, 상기 제2탱크(132)와 작동라인(147)을 서로 연결하는 온수공급라인(151), 제2탱크(132)에서 공급되는 온수를 가열하도록 열전소자(152)를 구비하여 상기 온수공급라인(151)에 설치되는 가열자켓(153), 상기 가열자켓(153)에서 가열된 온수를 작동라인(147)을 통해 금형(1)으로 공급제어하도록 온수공급라인(151)에 설치되는 온수제어밸브(155)를 구성한 온수공급부(150)와, 상기 금형(1)과 제1, 2탱크(131, 132) 사이에 연결되는 리턴라인(161), 상기 리턴라인(161)에 설치되어 금형(1)을 통과한 냉수 또는 온수를 온도에 따라 제1탱크(131) 또는 제2탱크(132)로 공급제어하는 제2삼방밸브(163)를 구성한 리턴제어부(160)와, 상기 공기가열기(110)와 작동라인(147) 사이에 설치되어 금형(1)의 순환홀(1a)로 공급되는 가열공기를 제어하는 제2가열공기제어밸브(171)를 구비한 제2가열공기공급라인(170)과, 상기 금형(1)에 연결설치되어 온수공급부(150)에서 공급제어되는 온수와 제2가열공기공급라인(170)을 통해 공급제어되는 가열공기를 혼합함으로써 금형(1)의 순환홀(1a)로 온수와 가열공기가 혼합된 고온고압의 수증기를 분사하는 노즐(180)과, 상기 금형(1)을 통과한 고온고압의 수증기를 냉각하여 온수로 액화시키도록 상기 리턴제어부(160)의 리턴라인(161)에 구성되는 고온기체냉각수단(190)을 포함하여 이루어진 공기가열사출부(100); 제2컴프레서(211)로부터 압축공기를 공급받아 승압시키는 부스터(210), 상기 부스터(210)에서 승압된 압축공기를 공급받아 저장하는 공기탱크(220)와, 가압공기제어밸브(230)의 조작을 통해 상기 공기탱크(220) 내부의 압축공기를 금형(1)으로 충전시키는 충전라인(240)을 포함하여 이루어진 공기가압사출부(200);를 구비하여, 상기 공기가열사출부(100)의 사용시에는, 금형(1)이 닫힐 때에 제1가열공기제어밸브(120)를 통해 상기 금형(1)으로 가열공기를 공급함으로써 금형(1)의 내측 표면을 가열한 다음, 상기 금형(1)의 내부로의 수지 주입완료시 냉수공급부(140)를 통해 냉수를 순환시켜 금형(1)을 냉각함으로써 사출을 완료하고, 사출완료에 따라 금형(1)이 열리면 제2가열공기제어밸브(171)의 작동으로 가열공기와 온수의 공급이 이루어지게 하여 노즐(180)을 통해 상기 금형(1)의 순환홀(1a)로 가열공기와 온수가 혼합된 고온고압의 수증기를 분사함으로써 상기 금형(1)을 일정한 온도로 예열할 수 있으며, 금형(1)을 통과하는 수증기는 리턴라인(161)에 설치된 고온기체냉각수단(190)에 의해 온수로 변환되어 변환된 온수를 제2탱크(132)로 순환시켜 가열사출을 연속반복적으로 이룰 수 있고, 상기 공기가압사출부(200)의 사용시에는, 금형(1)이 닫힐 때에 가압공기제어밸브(230)를 통해 금형(1) 내부로 가압공기를 공급함으로써, 상기 금형(1)의 내부에 채워진 가압공기에 의해, 사출기(3)를 통한 금형(1) 내부로의 수지 주입시 수지의 균일한 충진을 유도하여 사출되는 제품에 웰드라인이 생기지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 도 1 내지 도 3을 참고하여 공기가열기(110)와, 제1가열공기제어밸브(120)와, 저장탱크부(130)와, 냉수공급부(140)와, 온수공급부(150)와, 리턴제어부(160)와, 제2가열공기공급라인(170)과, 노즐(180)과, 고온기체냉각수단(190)을 포함하여 이루어져, 사출기(3)를 통해 제품을 가열사출하는 공기가열사출부(100)에 대해 보다 상세히 설명한다.

첫째, 공기가열기(110)는 금형(1)의 내측 표면으로 가열된 공기를 공급할 수 있도록 제1컴프레셔(111)에서 공급되는 압축공기를 300℃ 내외로 가열하는 구성으로, 공지된 통상의 것과 같이 순간가열을 통해 이룰 수도 있으나, 압축공기의 안정적인 가열을 위하여 가열된 공기를 수용하는 수용수단을 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 공기가열기(110)의 구성을 열선이 내장된 코일형상의 파이프로 구성함으로써 가열된 공기가 파이프의 내부에 수용되도록 하는 것이 바람직하며, 이때에는, 코일형상으로 형성된 상기 파이프의 길이가 금형(1)의 내측 표면을 적정온도 즉, 가열공기를 통해 금형(1)의 내측 표면온도를 120℃ 내외의 온도로 충분히 가열시킬 수 있을 정도의 길이로 형성되어야 하는 것이 더욱 바람직하다.

둘째, 제1가열공기제어밸브(120)는 상기 공기가열기(110)에서 가열된 공기가 금형(1)으로 공급되는 것을 제어하여 상기 금형(1)의 내측 표면을 가열하도록 하는 구성으로, 이를 위하여 상기 제1가열공기제어밸브(120)는 공기가열기(110)와 금형(1)을 연결하는 제1가열공기공급라인(121)에 설치되며, 상기 제1가열공기제어밸브(120)는 공지된 통상의 제어밸브를 통해 이룰 수 있을 것이다.

그리고 상기 금형(1)에는 제1가열공기공급라인(121)을 통해 공급되는 가열공기가 금형(1)의 내측 표면에 전체적으로 확산되어 분포될 수 있도록 하는 노즐(123)이 더 포함되어 구비되는 것이 바람직하며, 상기 노즐(123)은 분무 노즐인 오토마이징 노즐(atomizing nozzle)을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

셋째, 저장탱크부(130)는 상기 금형(1)의 냉각과 예열을 위하여 냉수 및 온수를 저장하는 구성으로, 냉수가 저장되는 제1탱크(133)와, 온수가 저장되는 제2탱크(137)를 구성한다.

넷째, 냉수공급부(140)는 상기 제1탱크(131)에 저장되어 있는 냉수의 온도를 일정하게 유지시킴과 더불어, 금형(1)의 냉각을 위하여 상기 금형(1)의 순환홀(1a)로 냉수를 공급제어하는 구성으로, 냉수의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 순환펌프(141)를 통해 제1탱크(131)의 냉수를 공급받아 냉각시키는 열전소자(142)를 복수 구비한 냉각자켓(143)을 구성한 것을 특징으로 하며, 여기서 상기 냉각자켓(143)은 방열판 등으로 용이하게 이룰 수 있다.

또한, 상기 냉수공급부(140)에는 냉각자켓(143)에서 냉각된 냉수를 제1탱크(131)로 순환시키거나, 금형(1)으로 공급하는 제1삼방밸브(149)가 더 포함되어 구비된다.

따라서 상기 제1삼방밸브(149)의 공급제어를 통해 금형(1)에 냉수가 필요하지 않을 때에는 제1삼방밸브(149)와 제1탱크(131)를 연결하는 냉수순환라인(145)으로 냉수가 순환되는 작동이 지속되고, 금형(1)의 냉각을 위해 냉수가 필요할 때에는 제1삼방밸브(149)와 금형(1)을 연결하는 작동라인(147)을 통해 냉수의 공급제어가 이루어지게 된다.

아울러 상기 냉수순환라인(145)을 통한 제1탱크(131)로의 냉수 순환모드에서는 상기 냉수공급부(140)에 구성된 순환펌프(141)가 냉수의 온도에 따라 구동되게 하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제1탱크(131)에 통상의 온도센서를 추가로 구비하여 상기 제1탱크(131)에 저장된 냉수의 온도가 20℃, 바람직하게는 15℃를 넘어설 때에만 순환펌프(141)의 구동에 의한 냉수의 순환이 이루어지게 하는 것이며, 이에 따르면, 냉수 냉각에 쓰이는 불필요한 전력소모를 방지할 수 있게 될 뿐만 아니라, 금형(1)으로의 냉수 공급시 상기 금형(1)으로 공급되는 냉수가 과도하게 차가워지는 것을 막을 수 있어 금형(1)에 생기는 손상을 예방할 수 있게 되는 장점도 가지게 된다.

다섯째, 온수공급부(150)는 상기 제2탱크(132)에 저장되어 있는 온수의 온도를 일정하게 유지시킴과 더불어, 안정적이면서도 신속한 금형(1)의 예열을 위하여 상기 금형(1)의 순환홀(1a)로 온수를 공급제어하는 구성이다.

이를 위하여 상기 온수공급부(150)에는 제2탱크(132)와 작동라인(147)을 서로 연결하여 온수를 금형(1)의 순환홀(1a)로 공급하는 온수공급라인(151)과, 상기 제2탱크(132)에서 공급되는 온수를 가열하도록 열전소자(152)를 복수 구비하여 상기 온수공급라인(151)에 설치되는 가열자켓(153)을 구성한 것을 특징으로 하며,

여기서 상기 열전소자(152)는 제2탱크(132)에 저장된 온수의 온도를 감지하는 온도센서에 의해 가열이 필요할 때에만 작동 즉, 90℃ 이하의 온도에서만 작동하도록 하는 것이 바람직하며, 상기 가열자켓(153)은 발열판 등으로 용이하게 이룰 수 있을 것이다.

아울러 상기 온수공급라인(151)에는 가열자켓(153)에서 가열된 온수를 작동라인(147)을 통해 금형(1)의 순환홀(1a)로 공급제어하도록 하는 온수제어밸브(155)가 더 포함되어 구비됨으로써 금형으로 온수 공급의 유무를 제어할 수 있는데, 실질적으로 제2탱크(132)에 저장된 온수를 금형(1)으로 공급하는 작용은 제2가열공기공급라인(170)에서 금형(1)으로 공급되는 가열공기를 이용한 코안다 원리에 의해 이루어진다.

여섯째, 리턴제어부(160)는 상기 금형(1)과 저장탱크부(130) 사이에 설치되어 금형(1)을 통과하는 냉수 또는 온수를 온도에 따라 제1탱크(131) 또는 제2탱크(132)로 리턴제어하는 구성으로, 금형(1)과 저장탱크부(130)에 구성된 제1, 2탱크(131, 132) 사이에 연결되는 리턴라인(161)과, 상기 리턴라인(161)에 설치되어 금형(1)을 통과한 냉수 또는 온수를 온도에 따라 제1탱크(131) 또는 제2탱크(132)로 공급제어하는 제2삼방밸브(163)를 구성한 것을 특징으로 한다.

여기서 냉, 온수의 온도에 따라 제1탱크(131) 또는 제2탱크(132)로 리턴시키는 작용을 하는 제2삼방밸브(147)의 냉, 온수 방향제어는 타이머를 통해 자동으로 작동되게 하는 것을 통해 이룰 수 있다. 즉, 가열사출 성형의 테스트시 금형을 통과하여 제1, 2탱크(131, 132)로 리턴되는 냉, 온수의 순환시간을 체크하여 통상의 타이머를 통해 상기 제2삼방밸브(147)의 제어가 자동으로 이루어지도록 하는 것을 통해 용이하게 이룰 수 있는 것이다.

일곱째, 제2가열공기공급라인(170)은 온수를 이용한 금형의 예열시, 예열이 보다 효과적으로 이루어도록 하는 구성으로, 상기 공기가열기(110)와 작동라인(147) 사이에 설치되어 금형(1)의 순환홀(1a)로 가열공기를 공급하는 작용을 하며, 상기 제2가열공기공급라인(170)에는 금형(1)으로 공급되는 가열공기를 공급제어하기 위한 제2가열공기제어밸브(171)가 구비되는 것을 특징으로 한다.

따라서, 제2가열공기제어밸브(171)가 작동되어 공기가열기(110)에서 가열된 가열공기가 제2가열공기공급라인(170)을 통해 금형(1)의 순환홀(1a)로 공급될 때에는, 코안다 원리에 의해 제2탱크(132)에 저장된 온수가 온수공급부(150)와 작동라인(147)을 거쳐 금형(1)의 순환홀(1a)로 공급되는 작동이 연동되며, 이로 인해 금형(1)의 예열이 보다 효과적으로 이루어지게 된다.

여덟째, 노즐(180)은 금형(1)의 예열시 제2가열공기공급라인(170)을 통해 공급제어되는 가열공기와, 상기 가열공기에 의해 제2탱크(132)에서 온수공급부(150)를 거쳐 공급제어되는 온수를 혼합시킴으로써, 상기 금형(1)의 순환홀(1a)로 고온고압의 수증기를 분사시키는 작용을 하는 구성으로, 금형(1)에 연결되어 설치된다.

그리고 상기 노즐(180)은 분무 노즐인 오토마이징 노즐(atomizing nozzle)을 사용함으로써 온수와 가열공기가 수증기 형태로 혼합되어 금형(1)의 순환홀(1a)로 분사되게 하는 것이 바람직하며, 이때 상기 제1삼방밸브(149)와 공기공급라인(170) 사이에 위치한 작동라인(147)에는 금형(1)으로 공급제어되는 가열공기가 제1탱크(131) 또는 냉수공급부(140)로 역류하는 현상이 방지되도록 하는 통상의 제어밸브(148)가 더 포함되어 구비되는 것이 더욱 바람직하다.

더하여 위에서는 상기 노즐(180)을 이용하여 가열공기와 온수만을 혼합시켜 분사함으로써 금형(1)의 예열을 더욱 가속화시킬 수 있게 하는 것으로만 설명하였으나, 냉수를 이용한 금형(1)의 냉각 시에도 냉수와 압축공기와의 혼합 분사를 통해 금형(1)의 냉각도 가속화할 수 있을 것이며, 이로 인해 사출성형의 생산성이 더욱 증대되게 된다.

아홉째, 고온기체냉각수단(190)은 금형의 예열시, 상기 금형(1)을 통과하여 리턴제어부(160)의 리턴라인(161)으로 순환되는 고온고압의 수증기에서 열을 빼앗아 온수로 액화시키는 작용을 하는 구성으로, 통상의 방열핀으로 구성할 수 있을 것이다.

그리고 상기 고온기체냉각수단(190)은 상술한 냉수공급부(140)의 냉각자켓(143)과 마찬가지로 열전소자를 더 포함하여 구비함으로써 고온고압의 수증기에서 열을 신속히 흡수할 수 있게 하는 것이 바람직하며, 이때 고온고압의 수증기 즉, 스팀은 아주 작은 체적을 가진 물방울로 이루어져 있으므로 위 구성만으로도 쉽게 온도를 낮추어 온수로 변환시킬 수 있게 된다.

따라서 상기와 같은 구성으로 이루어진 공기가열사출부(100)를 사용하게 되면, 금형(1)이 닫힐 때에 공기가열기(110)에서 가열된 공기를 가열공기제어밸브(120)를 통해 금형(1)으로 공급할 수 있게 되므로, 상기 금형(1)의 내측 표면을 110℃ ~ 130℃로 가열하여 금형(1)의 신속한 예열을 이룰 수 있게 될 뿐만 아니라, 상기 금형(1) 내부로 공급된 가열공기로 인해 사출기(3)를 이용한 수지 주입이 원활하게 이루어져 사출된 제품에 웰더라인이나 흐름자국 등의 결함이 생기는 것이 방지되게 된다.

아울러 상기 과정을 통해 금형(1) 내부로의 수지 주입이 완료된 후에는 냉수공급부(140)에 구성된 순환펌프(141)의 구동 및 제1삼방밸브(149)의 조절을 통해 제1탱크(131)에 저장된 냉수가 금형(1)의 순환홀(1a)로 순환되는 작용이 이루어져 상기 금형(1)의 냉각을 통해 가열사출을 신속하게 완료할 수 있으며, 사출완료에 따라 금형(1)이 열리면 제2가열공기제어밸브(171)의 작동으로 가열공기와 온수의 공급이 이루어지게 하여 노즐(180)을 통해 상기 금형(1)의 순환홀(1a)로 가열공기와 온수가 혼합된 고온고압의 수증기를 분사함으로써 상기 금형(1)을 일정한 온도로 예열할 수 있으며, 금형(1)을 통과하는 수증기는 리턴라인(161)에 설치된 고온기체냉각수단(190)에 의해 온수로 변환되어 변환된 온수를 제2탱크(132)로 안전하게 순환시킬 수 있게 된다.

그러므로 본 발명의 공기가열사출부(100)를 이용하면, 사출완료 후, 상기 금형(1)을 일정한 온도로 예열할 수 있고, 이로 인해 위 과정이 연속반복적으로 이루어지는 가열사출을 보다 신속하고 안정적으로 할 수 있게 되는 작용효과를 가지게 된다.

한편, 공기가열사출부(100)에서는 금형(1)으로 공급제어되어 순환되는 냉수 및 고온고압의 수증기를 보다 용이하게 분리제어함으로써 제1, 2탱크(131, 132)로 리턴되는 냉수 및 수증기가 섞이는 현상을 최소화하는 것이 바람직한데, 이는 상기 공기가열기(110)에 구성된 컴프레서(111)와 작동라인(147)을 서로 연결하는 공기공급라인(114)을 더 포함하여 구성한 다음, 상기 공기공급라인(114)에 압축공기의 공급을 제어하는 압축공기제어밸브(113)를 추가 구성하는 것을 통해 이룰 수 있다.

따라서 상술한 압축공기제어밸브(113)가 구비된 공기공급라인(114)을 사용하면, 냉수를 이용한 금형(1)의 냉각 또는 가열공기와 온수 즉, 고온고압의 수증기를 이용한 금형(1)의 예열시, 상기 금형(1)의 순환홀(1a)로 컴프레서(111)의 압축공기를 분사하는 것을 통해, 상기 금형(1)의 순환홀(1a)에 채워져 있는 고온고압의 수증기 및 냉수를 저장탱크부(130)로 빠르게 리턴시킬 수 있게 되므로, 추 후 금형(1)으로 공급되는 냉수 또는 고온고압의 수증기가 기존에 금형(1)에 채워져 있던 수증기 및 냉수와 서로 섞이는 현상이 방지되어 제1, 2탱크(131, 132)에 저장되는 냉, 온수의 관리가 용이해지는 장점을 가지게 되며, 제2탱크(132)로 순환되는 고온고압의 수증기는 리턴라인(161)에 설치된 고온기체냉각수단(190)에 의해 온수로 변환된 상태로 제2탱크로 순환되므로 연속반복적인 가열 사출성형시에도 오작동이 방지되게 된다.

또한, 공기가열사출부(100)에서는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 리턴제어부(160)를 통해 제1, 2탱크(131, 132)로 리턴되는 냉, 온수의 수위를 자동으로 조절하도록 하는 구성이 더 포함되어 구비됨으로써 반복적으로 행해지는 가열사출에도 금형(1)의 냉각 및 예열에 방해가 생기지 않도록 하는 것이 바람직한데, 이러한 구성은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1, 2탱크(131, 132)에 설치되어 저장된 냉수 및 온수의 수위를 감지하는 각각의 수위센서(133)와, 상기 수위센서(133)에 의해 작동하여 제1, 2탱크(131, 132)로 상온의 물을 각각 공급하는 원수공급수단(135)과, 제1, 2탱크(131, 132)에서 월류되는 물을 외부로 배출하는 제1, 2배출부(137, 139)를 포함하는 것으로 용이하게 이룰 수 있을 것이며, 이때 상기 제1, 2탱크(131, 132)에는 냉수 및 온수의 온도를 체크하는 온도센서가 더 포함되어 구비될 수 있다.

더불어 공기가열사출부(100)에서는 위 과정에서 제1, 2배출부(137, 139)를 통해 월류되는 냉수 또는 온수를 재사용하는 수단이 더 포함되어 구비될 수도 있는데, 이와 같은 수단은 상기 제1배출부(137)를 제1탱크(131)에서 월류되는 냉수는 배출하는 제1배출라인(137a)과, 상기 제1배출라인(137a)을 통해 제1탱크(131)에서 월류되는 냉수를 공급받아 가열함으로써 온수로 변환시키는 가열부(137b)와, 제1보충라인(137c)을 통해 상기 가열부(137b)에서 가열된 온수를 제2탱크(132)로 보충공급하는 제1보충펌프(137d)로 구성하고, 상기 제2배출부(139)는 제2탱크(132)에서 월류되는 온수를 배출하는 제2배출라인(139a)과, 상기 제2배출라인(139a)을 통해 제2탱크(132)에서 월류되는 온수를 공급받아 냉각시킴으로써 냉수로 변환시키는 냉각부(139b)와, 제2보충라인(139c)을 통해 상기 냉각부(139b)에서 냉각된 냉수를 제1탱크(131)로 보충공급하는 제2보충펌프(139d)로 구성하는 것으로 용이하게 이룰 수 있으며, 이에 따르면, 열전소자(142)가 구비된 냉각자켓(143) 및 열전소자(152)가 구비된 가열자켓(153)을 통해 일정온도를 유지하는 제1, 2탱크(131, 132)의 냉, 온수 보충에도 금형(1)의 냉각 및 예열에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있게 되는 장점을 가지게 된다.

그리고 상기 가열부(137b)와 냉각부(139b)는 제1, 2배출라인(137a, 139a)을 통과하는 냉수 또는 온수를 순간가열 또는 순간냉각 하는 방식으로 사용될 수 있으며, 이외에도 제1, 2배출라인(137a, 139a)을 통해 배출된 냉수 또는 온수를 별도의 챔버에서 가열 또는 냉각시키는 방식으로 구성할 수도 있는 바와 같이 다양한 방법으로 적용하여 사용할 수 있을 것이다.

이하에서는 도 1 또는 도 4를 참고하여 부스터(210)와 공기탱크(220)와, 충전라인(240)을 통합하여 이루어진 공기가압사출부(200)의 구성에 대해 보다 상세히 설명한다.

첫째, 부스터(210)는 제2컴프레서(211)를 통해 공급된 공기를 가압하여 승압시키는 작동을 하는 구성으로 공지된 바와 같이 제2컴프레서(211)로부터 공급받는 공기를 승압부와, 공기의 승압을 위한 압력을 충전하는 충전부로 구성될 수 있다.

그리고 상기 승압부와 충전부로 공기를 공급하는 라인에는, 압력을 일정하게 조정하기 위한 레귤레이터와, 공기에 포함된 불순물을 제거하기 위한 필터부 및 수분 제거를 위한 선드라이어가 더 포함되어 구비되어야 한다.

둘째, 공기탱크(220)는 금형으로 압축공기를 공급하여 충전할 수 있도록 상기 부스터를 통해 승압된 압축공기를 공급받아 저장하는 구성으로, 공지된 바와 같이 응축수 배출을 위한 구성이 추가 구비될 수 있다.

셋째, 충전라인(240)은 상기 공기탱크에 저장되어 있는 압축공기를 가압공기제어밸브의 조작을 통해 금형 내부로 충전하기 위한 구성으로, 통상의 제어밸브와 게이지 및 압력센서 등을 구비한다.

따라서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 공기가압사출부(200)를 사용하게 되면, 금형(1)이 닫힐 때에 부스터(210)에서 승압된 상태로 공기탱크(220)에 저장된 가압공기를 가압공기제어밸브(230)를 통해 금형으로 공급할 수 있게 되므로, 상기 금형(1) 내부로 공급된 가압공기에 의해 사출기(3)를 이용한 수지의 충진이 균일하게 유도되어 지며, 이로 인해 두께 차기 상대적으로 큰 복잡한 사출성형품에서도 씽크마크나 웰더라인 및 발포 가스의 흐름 자국이 생기는 문제를 예방할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서는 도 1에 도시된 바와 같이 상술한 공기가열사출부(100)를 이용한 가열사출이나, 공기가압사출부(200)를 이용한 가압사출 외에도, 상기 금형(1)의 내부를 진공으로 형성시키는 진공사출부(300)가 더 포함되어 구비됨으로써, 사출할 제품에 따라 공기가열사출부(100)를 이용한 가열사출이나, 공기가압사출부(200)를 이용한 가압사출 및 진공사출부(300)를 이용한 진공사출 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택적으로 적용하여 사출할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 바람직한 구성에 따른 작용을 살펴보면 다음과 같다.

본 발명은 사출을 이룰 제품에 따라 본 발명의 복합 사출장치(500)의 공기가열사출부(100)와 공기가압사출부(200) 및 진공사출부(300) 중 어느 하나를 금형(1)에 연결한 후, 사출기(3)를 이용하여 수지를 금형(1)에 충진하는 것으로 사출을 이룰 수 있으며, 본 발명에서는 상기 공기가열사출부(100)와 공기가압사출부(200) 및 진공사출부(300)가 별도 구성되어 개별작동하도록 되어 있으므로, 3대의 사출기(3)를 이용하여 가열사출과 가압사출 및 진공사출을 동시에 진행할 수도 있다.

먼저, 공기가열사출부(100)를 이용한 가열사출은 금형(1)이 열린 상태에서 상기 금형(1)의 예열을 이룬 다음 시작되는데, 이처럼 금형(1)이 열린 상태에서는 제2가열공기제어밸브(171)의 작동을 통해 공기가열기(110)의 가열공기가 제2가열공기공급라인(170)을 거쳐 금형(1)으로 공급제어됨과 동시에, 금형(1)으로 공급되는 가열공기에 의한 코안다 원리로 인해 제2탱크(132)에 저장된 온수가 온수공급부(150)를 거쳐 금형(1)으로 자동 공급되며, 위와 같이 금형(1)으로 공급되는 가열공기와 온수는 오토마이징 노즐(180)을 거치는 과정에서 서로 혼합된다.

따라서 상기 노즐(180)을 통해 금형(1)의 순환홀(1a)로 고온고압의 수증기가 분사됨으로써 금형(1)이 신속하게 예열 되게 되고, 상기 금형(1)로 통과하여 리턴라인(161)으로 순환되는 고온고압의 수증기는 고온기체냉각수단(190)을 통과하는 과정에서 열을 빼앗기게 되어 온수로 변환되며, 변환된 온수는 리턴제어부(160)의 제2삼방밸브(163)를 통해 제2탱크(132)로 순환되는 작동이 지속적으로 이루어진다.

이와 같은 상태에서 금형(1)이 닫히면, 제1가열공기제어밸브(120)의 작동에 의해 공기가열기(110)에서 가열된 공기가 제1가열공기공급라인(121)을 통과하여 노즐(123)을 통해 금형(1)의 에어홀(미도시)로 공급됨으로써, 상기 금형(1)의 내측 표면을 110℃ ~ 130℃로 신속히 가열하고, 상기 금형(1)의 표면 가열이 완료된 시점에는 제1가열공기제어밸브(120) 작동을 통해 금형(1)의 내측 표면으로 공급되는 가열공기의 공급을 정지한다.

그 후에는 사출기(3)를 이용하여 금형(1)의 내부로 수지를 공급함으로써 상기 금형(1)의 내부에 수지의 충진을 이루는데, 이때 상기 금형(1)의 내부에는 채워진 가열공기에 의해 사출기(3)를 이용한 수지의 원활한 충진이 이루어져 사출된 제품에 웰더라인이나 흐름자국 등의 결함이 생기는 것이 방지되어 지며, 수지의 충진에 따라 금형(1) 내부에 채워졌던 가열공기는 이젝트핀홀(미도시)을 통해 외부로 서서히 배출되는 작동이 이루어진다.

또한, 수지의 충진이 완료되면 온수제어밸브(156)와 제2가열공기제어밸브(171)의 동시 작동으로 금형(1)의 순환홀(1a)로 공급되던 온수 및 가열공기의 공급을 정지시킨 상태에서, 압축공기제어밸브(113)의 일시작동으로 컴프레서(111)의 압축공기를 금형(1)의 순환홀(1a)로 일시적으로 공급함으로써, 상기 금형(1) 및 리턴라인(161)에 채워져 있던 고온고압의 수증기를 고온기체냉각수단(190)을 거치게 하여 온수로 변환시킨 상태로 제2탱크(132)로 리턴시키는 작용을 한다.

이후, 냉수공급부(140)에 구성된 순환펌프(141)의 구동으로 제1탱크(131)에 저장된 냉수를 금형(1)을 통과시켜 제2삼방밸브(163)를 통해 제1탱크(131)로 리턴시킴으로써 금형(1)의 냉각을 이루는데, 이때에는 압축공기제어밸브(113)의 작동을 통해 제1컴프레셔(11)의 압축공기를 노즐(180)로 추가 공급함으로써 상기 노즐(180)에서 냉수와 압축공기를 혼합 분사하는 것을 통해 금형(1)의 냉각속도를 더욱 가속화 할 수도 있다.

따라서 본 발명의 공기가열사출부(100)를 이용하면, 수지의 신속한 냉각을 통해 사출작업을 빠르게 완료할 수 있게 되는데, 가열사출이 완료되는 시점에는 냉각공급부(140)의 순환펌프(141)의 구동이 정지됨과 동시에, 일시적으로 작동하여 공기공급라인(170)으로 공급되는 컴프레서(111)의 압축공기로 인해 금형(1) 및 리턴라인(161)에 채워져 있던 냉수가 제1탱크(131)로 리턴되는 작용이 이루어지고, 이와 동시에 금형(1)이 열리게 되어 상술한 작동이 연속 반복적으로 이루어지게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 공기가열공급부(100)를 이용한 가열사출을 하면, 가열공기 및 냉, 온수의 순환제어를 통해 가열사출을 연속 반복적으로 할 수 있음은 물론, 이 과정에서 조금씩 섞이는 냉, 온수를 냉, 온수공급부(140, 150)에 각각 설치된 열전소자(142, 152)를 통해 냉각 및 예열에 필요한 적정온도로 신속해 변화시킬 수 있어 반복적인 가열사출에도 문제가 생기지 않게 되고, 지속적인 사용으로 인해 제1, 2탱크(131, 132)의 수위가 부족할 때에는 수위센서(133)와 원수공급수단(135)을 통해 상온의 물을 공급받아 냉각 및 가열할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 제1, 2탱크(131, 132)에서 월류되는 물을 가열 또는 냉각시켜 제1, 2탱크(131, 132)로 보충할 수 있으므로 가열사출을 위한 금형(1)의 냉각 및 예열을 보다 안정적으로 이룰 수 있게 된다.

또한, 공기가압사출부(200)를 이용한 가압사출은 금형(1)이 닫힘과 동시에, 부스터(210)에 의해 가압된 상태로 저장된 공기탱크(220)의 가압공기를 가압공기제어밸브(230)의 조작으로 금형(1)의 내부에 공급시키는 것을 통해 이룰 수 있는데, 위와 같이 가압공기가 채워진 금형(1)의 내부로 사출기(3)의 수지가 공급되면, 상기 수지가 가압공기의 압력에 의해 금형(1)의 내부 공간에 순차적으로 균일하게 충진되는 작용이 이루어진다.

따라서 본 발명의 공기가압사출부(200)을 이용한 가압사출을 하면, 사출기(3)와의 거리 및 사출되는 제품의 두께 차에 따른 미성형이 발생하지 않게 될 뿐만 아니라, 사출되는 제품에 웰딩라인 등의 결함이 생기는 것이 방지되어 진다.

또한, 진공사출부(300)를 이용한 진공사출은 금형(1)이 닫힘과 동시에, 금형(1) 내부의 공기를 통상의 진공펌프를 이용하여 외부로 끌고 나옴으로써 상기 금형(1)의 내부를 진공의 상태로 변환시킨 상태로, 사출기(3)의 수지를 충진하는 방법으로, 종래에 공지된 방법이므로 자세한 설명은 생략한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 복합 사출장치를 이용하면, 가열사출이나 가압사출 및 진공사출을 선택적으로 이룰 수 있도록 함으로써 한대의 장비로 제품별 상황에 맞는 사출방법을 적용하여 손쉽게 사용할 수 있게 된다.

더하여 위에서는 한정된 실시 예와 도면으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적인 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태로 변경하여 실시할 수도 있을 것이다.

1 : 금형 1a : 순환홀 3 : 사출기
100 : 공기가열사출부
110 : 공기가열기 111 : 컴프레서 113 : 압축공기제어밸브 114 : 공기공급라인
120 : 제1가열공기제어밸브 121 : 제1가열공기공급라인 123 : 노즐
130 : 저장탱크부 131, 132 : 제1, 2탱크 133 : 수위센서 135 : 원수공급수단 137, 139 : 제1, 2배출부 137a, 139a : 제1, 2배출라인 137b : 가열부 137c, 139c : 제1, 2보충라인 139b : 냉각부 137d, 139d : 제1, 2보충펌프
140 : 냉수공급부 141 : 순환펌프 142 : 열전소자 143 : 냉각자켓 145 : 냉수순환라인 147 : 작동라인 148 : 제어밸브 149 : 제1삼방밸브
150 : 온수공급부 151 : 온수공급라인 152 : 열전소자 153 : 가열자켓 155 : 온수제어밸브
160 : 리턴제어부 161 : 리턴라인 163 : 제2삼방밸브
170 : 제2가열공기공급라인 171 : 제2가열공기제어밸브
180 : 노즐 190 : 고온기체냉각수단
200 : 공기가압사출부
210 : 부스터 220 : 공기탱크 230 : 가압공기제어밸브 240 : 충전라인
300 : 진공사출부
500 : 복합 사출장치

Claims

제1컴프레서(111)에서 공급되는 압축공기를 가열하는 공기가열기(110)와,
상기 공기가열기(110)에서 가열된 공기를 제1가열공기공급라인(121)을 통해 금형(1)으로 공급조절하여 상기 금형(1)의 내측 표면 가열을 제어하는 제1가열공기제어밸브(120)와,
냉수를 저장하는 제1탱크(131), 온수를 저장하는 제2탱크(132)를 구성한 저장탱크부(130)와,
순환펌프(141)를 통해 제1탱크(131)의 냉수를 공급받아 냉각시키는 열전소자(142)를 구비한 냉각자켓(143), 상기 냉각자켓(143)에서 냉각된 냉수를 냉수순환라인(145) 또는 작동라인(147)을 통해 제1탱크(131)나 금형(1)으로 공급제어하는 제1삼방밸브(149)를 구성한 냉수공급부(140)와,
상기 제2탱크(132)와 작동라인(147)을 서로 연결하는 온수공급라인(151), 제2탱크(132)에서 공급되는 온수를 가열하도록 열전소자(152)를 구비하여 상기 온수공급라인(151)에 설치되는 가열자켓(153), 상기 가열자켓(153)에서 가열된 온수를 작동라인(147)을 통해 금형(1)으로 공급제어하도록 온수공급라인(151)에 설치되는 온수제어밸브(155)를 구성한 온수공급부(150)와,
상기 금형(1)과 제1, 2탱크(131, 132) 사이에 연결되는 리턴라인(161), 상기 리턴라인(161)에 설치되어 금형(1)을 통과한 냉수 또는 온수를 온도에 따라 제1탱크(131) 또는 제2탱크(132)로 공급제어하는 제2삼방밸브(163)를 구성한 리턴제어부(160)와,
상기 공기가열기(110)와 작동라인(147) 사이에 설치되어 금형(1)의 순환홀(1a)로 공급되는 가열공기를 제어하는 제2가열공기제어밸브(171)를 구비한 제2가열공기공급라인(170)과,
상기 금형(1)에 연결설치되어 온수공급부(150)에서 공급제어되는 온수와 제2가열공기공급라인(170)을 통해 공급제어되는 가열공기를 혼합함으로써 금형(1)의 순환홀(1a)로 온수와 가열공기가 혼합된 고온고압의 수증기를 분사하는 노즐(180)과,
상기 금형(1)을 통과한 고온고압의 수증기를 냉각하여 온수로 액화시키도록 상기 리턴제어부(160)의 리턴라인(161)에 구성되는 고온기체냉각수단(190)을 포함하여 이루어진 공기가열사출부(100);
제2컴프레서(211)로부터 압축공기를 공급받아 승압시키는 부스터(210), 상기 부스터(210)에서 승압된 압축공기를 공급받아 저장하는 공기탱크(220)와, 가압공기제어밸브(230)의 조작을 통해 상기 공기탱크(220) 내부의 압축공기를 금형(1)으로 충전시키는 충전라인(240)을 포함하여 이루어진 공기가압사출부(200);를 구비하여,
상기 공기가열사출부(100)의 사용시에는, 금형(1)이 닫힐 때에 제1가열공기제어밸브(120)를 통해 상기 금형(1)으로 가열공기를 공급함으로써 금형(1)의 내측 표면을 가열한 다음, 상기 금형(1)의 내부로의 수지 주입완료시 냉수공급부(140)를 통해 냉수를 순환시켜 금형(1)을 냉각함으로써 사출을 완료하고, 사출완료에 따라 금형(1)이 열리면 제2가열공기제어밸브(171)의 작동으로 가열공기와 온수의 공급이 이루어지게 하여 노즐(180)을 통해 상기 금형(1)의 순환홀(1a)로 가열공기와 온수가 혼합된 고온고압의 수증기를 분사함으로써 상기 금형(1)을 일정한 온도로 예열할 수 있으며, 금형(1)을 통과하는 수증기는 리턴라인(161)에 설치된 고온기체냉각수단(190)에 의해 온수로 변환되어 변환된 온수를 제2탱크(132)로 순환시켜 가열사출을 연속반복적으로 이룰 수 있고,
상기 공기가압사출부(200)의 사용시에는, 금형(1)이 닫힐 때에 가압공기제어밸브(230)를 통해 금형(1) 내부로 가압공기를 공급함으로써, 상기 금형(1)의 내부에 채워진 가압공기에 의해, 사출기(3)를 통한 금형(1) 내부로의 수지 주입시 수지의 균일한 충진을 유도하여 사출되는 제품에 웰드라인이 생기지 않도록 할 수 있으며,
상기 금형(1)의 내부를 진공으로 형성시키는 진공사출부(30)가 더 포함되어 구비됨으로써, 사출할 제품에 따라 공기가열사출부(100)를 이용한 가열사출이나, 공기가압사출부(200)를 이용한 가압사출 및 진공사출부(300)를 이용한 진공사출 중 어느 하나 또는 둘 이상을 선택적으로 이룰 수 있는 것을 특징으로 하는 복합 사출장치.
제1항에 있어서, 상기 공기가열기(110)에 구성된 제1컴프레서(111)와 제2가열공기공급라인(170) 사이에는 금형(1)으로 공급되는 압축공기를 제어하는 압축공기제어밸브(113)가 구비된 공기공급라인(114)이 더 포함되어 구성되어,
상기 냉수 또는 고온고압의 수증기를 이용한 금형(1)의 냉각 및 예열시, 상기 금형(1)의 순환홀(1a)로 압축공기를 분사하는 것을 통해, 냉수와 수증기가 섞이는 현상 없이 금형(1) 내부에 채워져 있는 수증기 및 냉수를 저장탱크부로(130)로 리턴시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 복합 사출장치.
제1항에 있어서, 상기 공기가열사출부(100)에 구성된 리턴제어부(160)의 제2삼방밸브(147)는 타이머를 통해 자동 작동하여 순환되는 냉, 온수를 온도에 따라 제1, 2탱크(131, 132)로 리턴시키는 작용을 하되,
상기 제1, 2탱크(131, 132)에는 수위감지를 위한 수위센서(133)와, 상기 수위센서(133)에 의해 작동하여 제1, 2탱크(131, 132)로 상온의 물을 공급하는 원수공급수단(135)와, 제1, 2탱크(131, 132)에서 월류되는 물을 배출하는 제1, 2배출부(137, 139)가 더 포함되어 구비되어 제1, 2탱크(131, 131) 내의 수위를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 복합 사출장치.
제3항에 있어서, 상기 제1배출부(137)는 제1배출라인(137a)을 통해 제1탱크(131)에서 월류되는 냉수를 공급받아 가열함으로써 온수로 변환시키는 가열부(137b)와, 제1보충라인(137c)을 통해 상기 가열부(137b)에서 가열된 온수를 제2탱크(132)로 보충공급하는 제1보충펌프(137d)로 구성되고,
상기 제2배출부(139)는 제2배출라인(139a)을 통해 제2탱크(132)에서 월류되는 온수를 공급받아 냉각시킴으로써 냉수로 변환시키는 냉각부(139b), 제2보충라인(139c)을 통해 상기 냉각부(139b)에서 냉각된 냉수를 제1탱크(131)로 보충공급하는 제2보충펌프(139d)로 구성된 것을 특징으로 하는 복합 사출장치.
삭제