KR101875105B1

KR101875105B1 - 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템

Info

Publication number: KR101875105B1
Application number: KR1020170030712A
Authority: KR
Inventors: 유성진
Original assignee: 주식회사 유도
Priority date: 2017-03-10
Filing date: 2017-03-10
Publication date: 2018-07-05

Abstract

본 발명은 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템은 용융 수지가 주입되는 노즐 로케이터 및 상기 노즐 로케이터와 연결되어 내부의 유로를 통해 용융 수지를 분배하는 매니폴드 블록을 포함하는 매니폴드 유닛를 포함하며, 상기 노즐 로케이터는 유로와 연통하는 배출구가 형성되어 용융 수지를 매니폴드 블록의 유로에 공급하는 제1 몸체 및 상기 배출구와 연통하는 주입구가 형성되고, 제1 몸체와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 제2 몸체를 포함한다. 따라서 핫 런너 시스템을 구성함에 있어서, 이종소재와 확산접합을 적용함으로써, 이종소재의 사용에 따른 구조나 부품 등의 추가 없이 열손실 및 과열방지를 통해 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템의 유동 및 온도 밸런스를 용이하게 향상시킬 수 있다.

Description

확산접합을 적용한 핫 런너 시스템{HOT RUNNER SYSTEM TO APPLY DIFFUSION BONDING}

본 발명은 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 사출금형의 내부에 용융된 수지를 주입하여 캐비티에 충진하는 형태의 플라스틱 제품을 양산하기 위한 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 관한 것이다.

핫 런너 시스템(Hot Runner System)이란 용융된 수지(이하 '용융 수지')를 금형의 캐비티(Cavity)로 주입시 용융 수지의 온도를 고온으로 유지하면서 상기 금형 내부에 고압으로 분사시키기 위한 장치를 지칭하는 것이 일반적이다.

이러한 핫 런너 시스템은 예컨대, 사출성형시 용용 수지가 용융된 상태로 여러 지점을 통해 사출금형 측에 안정적으로 공급될 수 있어 용융 수지의 온도가 낮거나 사출압력이 낮아도 정밀 성형이 가능한 장점이 있다.

한편, 핫 런너 시스템은 용융 수지가 흐르는 유로(Flow Channel)가 내부에 형성되어 상기 유로를 통해 용융 수지를 금형의 캐비티 측에 균일하게 공급하는 매니폴드 유닛(Manifold Unit), 용융 수지를 토출하는 노즐 유닛(Nozzle Unit) 및 실린더 유닛(Cylinder unit)을 포함하고 있다.

이에 부가하여 핫 런너 시스템과 함께 조립되어 동작 및 히터의 가열 등을 검증하는 금형 시스템 유닛(MODU System unit) 및 커넥팅 유닛(Connecting Unit) 등을 포함할 수 있다.

여기서 종래기술에 따른 핫 런너 시스템은 동(Cu)이나 스테인리스(Stainless steel) 등의 단일소재를 사용하여 예컨대, 매니폴드 유닛의 노즐 로케이터(Nozzle Locator)나 노즐 유닛의 노즐 팁(Nozzle Tip) 등을 제조하고 있다.

즉 일례로서, 상기 노즐 팁은 동 또는 동합금을 이용하여 제조하는 것이 일반적이다. 따라서 열전도가 우수하다는 장점은 있으나 내구성이 약한 문제점이 있다. 반대로 스테인리스를 이용하여 제조하면, 내구성 측면에서 효과가 있으나 낮은 열전도에 문제점이 있다.

다른 일례로서, 노즐 팁을 서로 다른 소재, 즉 이종(異種)소재를 사용하여 제조할 수 있다. 그러나 이 경우에도 이종소재의 체결을 위한 구조 및 부품 등이 필요하다는 측면에서 문제점이 있다.

따라서 이러한 문제는 사출성형기 및 금형과의 조립시 접촉 및 가이드 구간에서 열전도가 발생하는 핫 런너 시스템의 온도 밸런스(Balance) 및 제품 품질 등에 악영향을 미치는 인자로 작용할 수 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2007-0022185호

본 발명의 일 측면은 예컨대, 사출성형제품을 양산하기 위한 용융 수지의 주입, 공급 및 분사 등을 위한 핫 런너 시스템을 구성함에 있어서, 이종소재와 확산접합을 적용함으로써, 이종소재의 사용에 따른 구조나 부품 등의 추가 없이 열손실 및 과열방지를 통해 유동 및 온도 밸런스를 용이하게 향상시킬 수 있도록 한 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 측면은 예컨대, 단열, 마모 및 변형 등의 내구성 문제가 발생할 수 있는 부품에 확산접합을 적용하여 내구성을 용이하게 향상시킬 수 있도록 한 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 달성하기 위하여,

본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템은 용융 수지가 주입되는 노즐 로케이터(Nozzle Locator) 및 상기 노즐 로케이터와 연결되어 내부의 유로(Flow Channel)를 통해 용융 수지를 분배하는 매니폴드 블록(Manifold Block)을 포함하는 매니폴드 유닛(Manifold Unit);

를 포함하며,

상기 노즐 로케이터는 유로와 연통하는 배출구가 형성되어 용융 수지를 매니폴드 블록의 유로에 공급하는 제1 몸체; 및

상기 배출구와 연통하는 주입구가 형성되고, 제1 몸체와 이종소재로 형성되어 확산접합(Diffusion Bonding)으로 일체화된 제2 몸체;

를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 제2 몸체는 제1 몸체보다 상대적으로 열전도율이 낮은 비금속 무기재료나 금속재료로 이루어진 소재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 제2 몸체는 제1 몸체의 내부에 삽입되어 일체화될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 매니폴드 유닛은 매니폴드 블록을 홀딩 플레이트(Holding Plate)에 결합시키기 위하여 상기 홀딩 플레이트와 매니폴드 블록에 각기 형성되어 일치되는 제1,2 홈에 삽입되는 다월 핀(Dowel pin); 및

상기 다월 핀에 체결되는 다월 패드(Dowel Pad);

를 더 포함하며,

상기 다월 핀은 홀딩 플레이트의 제1 홈에 삽입되는 제1 핀;

상기 매니폴드 블록의 제2 홈에 삽입되는 제2 핀; 및

상기 제1,2 핀 사이에 개재되며, 제1,2 핀과 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 제3 핀;

을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 제3 핀은 제1,2 핀보다 상대적으로 열전도율이 낮은 비금속 무기재료나 금속재료로 이루어진 소재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 다월 패드는 다월 핀에 체결되어 매니폴드 블록에 일면이 밀착된 제1 패드;

상기 다월 핀에 체결되어 홀딩 플레이트에 일면이 밀착된 제2 패드; 및

상기 제1,2 패드 사이에 개재되며, 제1,2 패드와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 제3 패드;

를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 제3 패드는 제1,2 패드보다 상대적으로 열전도율이 낮은 비금속 무기재료나 금속재료로 이루어진 소재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 제3 패드는 제3 핀과 동일선상으로 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 매니폴드 유닛은 매니폴드 블록과 클램핑 플레이트(Clamping Plate) 사이에 개재된 CPS 링(CPS Ring);

을 더 포함하며,

상기 CPS 링은 매니폴드 블록에 일면이 밀착된 제1 링; 및

상기 제1 링과 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화되며, 클램핑 플레이트에 일면이 밀착된 제2 링;

을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 제2 링은 제1 링보다 상대적으로 열전도율이 낮은 비금속 무기재료나 금속재료로 이루어진 소재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 매니폴드 유닛과 연결되어 매니폴드 블록으로부터 유입되는 용융 수지를 토출하는 노즐 몸체(Nozzle Body), 상기 노즐 몸체의 일단에 체결되어 매니폴드 블록과 홀딩 플레이트 사이에 배치된 노즐 플랜지 부시(Nozzle Flange bush)를 포함하는 노즐 유닛(Nozzle Unit);

을 더 포함하며,

상기 노즐 플랜지 부시는 노즐 몸체와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 노즐 플랜지 부시는 노즐 몸체보다 상대적으로 열전도율이 낮은 금속소재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 매니폴드 유닛과 연결되어 매니폴드 블록으로부터 유입되는 용융 수지를 토출하는 노즐 몸체, 상기 노즐 몸체와 일체로 형성되어 매니폴드 블록과 노즐 몸체 사이에 개재된 제1 노즐 플랜지 부시 및 제1 노즐 플랜지 부시와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화되어 홀딩 플레이트와 상기 제1 노즐 플랜지 부시 사이에 개재된 제2 노즐 플랜지 부시를 포함하는 노즐 유닛;

을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 제2 노즐 플랜지 부시는 제1 노즐 플랜지 부시보다 상대적으로 열전도율이 낮은 금속소재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 노즐 유닛은 노즐 몸체와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 노즐 유니온(Nozzle Union);

을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 노즐 유니온은 노즐 몸체보다 상대적으로 열전도율이 낮은 소재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 노즐 유닛은 노즐 몸체의 타단에 삽입되어 개구부를 통해 용융 수지를 토출하는 노즐 팁(Nozzle Tip);

을 더 포함하며,

상기 노즐 팁은 노즐 몸체에 삽입된 제1 팁; 및

상기 제1 팁과 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화되어 노즐 몸체의 외부로 노출된 제2 팁;

을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 제2 팁은 제1 팁보다 상대적으로 내구성이 강한 소재로 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템에 있어서, 상기 노즐 팁은 실린더 유닛에 의해 승, 하강하는 밸브 핀을 통해 용융 수지를 토출량을 제어하는 밸브 타입(Valve type)이거나 상기 밸브 핀이 없는 오픈 타입(Open type)일 수 있다.

이러한 해결 수단은 첨부된 도면에 의거한 다음의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로부터 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 일실시 예에 따르면, 이종소재와 확산접합을 적용하여 매니폴드 유닛이나 노즐 유닛을 구성함으로써, 이종소재의 사용에 따른 구조나 부품 등의 추가 없이 열손실 및 과열방지를 통해 핫 런너 시스템의 유동 및 온도 밸런스를 용이하게 향상시킬 수 있다.

따라서 예컨대, 전단속도(Shear rate) 개선을 통한 변형을 방지하고, 용융 수지의 스트레스 감소를 통한 사출성형제품의 품질향상이 가능하다.

또한, 본 발명의 일실시 예에 따르면, 핫 런너 시스템의 전체적인 내구성을 용이하게 향상시킬 수 있어 예컨대, 부품의 교체주기를 연장하고 있고, 이에 따라 사출성형공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템을 전체적으로 나타내 보인 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템의 노즐 로케이터를 나타내 보인 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템의 다월 핀과 다월 패드를 분리하여 나타내 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템의 CPS 링을 나타내 보인 사시도.
도 5는 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템의 노즐 유닛을 분해하여 나타내 보인 사시도.
도 6 내지 7은 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템의 노즐 팁을 나타내 보인 사시도.
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합장치를 이용하여 확산접합하는 과정을 나타내 보인 정면도.

본 발명의 특이한 관점, 특정한 기술적 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 구체적인 내용과 일실시 예로부터 더욱 명백해 질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 일실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 본 발명의 일실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 2에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템은 예컨대, 예컨대 외부의 사출기 노즐과 스프루 부시(Sprue bush)를 통해 연결됨으로써, 용융 수지(Resin)가 주입되고, 이를 용융 수지가 흐르는 일종의 통로인 유로(21)를 통해 분배하기 위한 매니폴드 유닛(4)을 포함한다.

상기 매니폴드 유닛(4)은 용융 수지가 주입되는 노즐 로케이터(10) 및 상기 노즐 로케이터(10)와 게이트(Gate)를 통해 연결되어 내부에 형성된 유로(21)를 통해 용융 수지를 분배하는 매니폴드 블록(20)을 포함한다.

즉 사출기 노즐을 통해 주입되는 용융 수지는 노즐 로케이터(10)를 거쳐 매니폴드 블록(20)에 공급되고, 상기 매니폴드 블록(20)의 내부에 형성된 유로(21)를 따라 유동하면서 노즐 유닛(5)으로 이송된 후 예컨대, 금형의 캐비티(Cavity) 측으로 토출됨으로써, 사출성형제품을 양산할 수 있게 된다.

상기 노즐 로케이터(10)는 유로(21)와 연통하는 배출구(11a)가 형성되어 용융 수지를 매니폴드 블록(20)의 유로(21)에 공급하는 제1 몸체(11) 및 상기 배출구(11a)와 연통하는 주입구(12a)가 형성되고, 제1 몸체(11)와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 제2 몸체(12)를 포함한다.

여기서 상기 제2 몸체(12)는 예컨대, 열전달을 균일하게 유지하기 위하여 열전도율이 높은 소재로 형성된 제1 몸체(11)보다 상대적으로 열전도율이 낮은 비금속 무기재료나 금속재료로 이루어진 소재로 형성되어 이종소재인 상기 제1 몸체(11)의 내부, 즉 사출기 노즐과 접하게 되는 도면상 상부에 삽입되어 확산접합으로 일체화됨으로써, 전단속도(Shear rate) 개선을 통한 변형을 방지할 수 있고, 열손실의 최소화가 가능하여 예컨대 매니폴드 블록(20)의 온도 밸런스 및 수지 유동성 개선으로 용융 수지의 스트레스 감소를 통한 사출성형제품의 품질향상이 가능하다.

또한, 상기 배출구(11a)는 주입구(12a)보다 직경이 크게 형성되어 매니폴드 블록(20)으로의 용융 수지 공급이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다. 즉 사출기 퍼징(Purging) 시 낮은 압력으로 퍼징이 가능하고, 용융 수지의 유동시 압력 전달이 용이하게 이루어져 매니폴드 블록(20)으로 용융 수지를 용이하게 공급할 수 있게 된다.

한편, 노즐 로케이터(10)는 전술한 바와 같이, 제1,2 몸체(11)(12)를 확산접합하여 일체화하게 되는데, 이는 확산접합으로 일체화 가능한 금속, 즉 예컨대 내구성이 우수한 스테인리스(Stainless steel)나 열전도율이 우수한 동 계열 합금소재 또는 열전도율이 낮은 세라믹(Ceramics) 등을 모재(Parent metal)로 하여 서로 마주보는 접합 면(Conjugation Face)을 확산접합하여 일체화하게 된다.

여기서 확산접합의 원리는 다음과 같다. 확산은 가열이나 교반 등 인위적으로 에너지를 부가함으로써 촉진된다. 예컨대, 확산의 속도는 고체보다 액체, 액체보다 기체가 빠르며, 저온에서 고온으로 갈수록 빨라지게 된다.

확산접합의 방법은 예컨대, 모재의 융점 이하의 온도에서 소성변형이 발생하지 않을 정도로 가압하여 접합 면 사이에 생기는 원자의 확산을 이용하여 접합하는 방법이 일반적이다.

일례로서, 도 8에서 보듯이, 일반적인 확산접합방법은 확산접합장치(130)를 이용하여 동일 또는 이종소재인 제1,2 모재(110)(111)를 융점 이하의 온도에서 가압함으로써, 제1,2 접합 면(110a)(111a) 사이에 생기는 원자의 확산을 이용하여 확산접합으로 일체화하게 된다.

즉 상기 확산접합장치(130)의 내부에 형성된 진공공간(131)에 설치된 가열 챔버(132)의 중심부에 제1,2 모재(110)(111)를 진입시킨 후 상부실린더(133) 및 하부실린더(134)를 이용하여 상기 제1,2 모재(110)(111)를 위치시키고, 상기 가열 챔버(132)의 도면상 좌우에 설치된 가열히터(135)를 이용하여 제1,2 모재(110)(111)를 융점 이하의 온도에서 가열하면서 상기 상부실린더(133)와 하부실린더(134)를 통해 가압하게 된다.

따라서 제1,2 접합 면(110a)(111a) 사이에 생기는 원자의 확산을 이용하여 확산접합함으로써, 이종소재인 제1,2 모재(110)(111)를 용이하게 일체화할 수 있게 된다. 여기서 이러한 확산접합방법은 확산접합을 설명하기 위한 하나의 예에 불과하므로, 확산접합을 반드시 이로 한정하는 것은 아님을 사전에 밝혀둔다.

도 1, 3에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 매니폴드 유닛(4)은 매니폴드 블록(20)을 홀딩 플레이트(2)에 결합시키기 위하여 상기 홀딩 플레이트(2)와 매니폴드 블록(20)에 각기 형성되어 일치되는 제1,2 홈(2a)(20a)에 삽입되는 다월 핀(30) 및 상기 다월 핀(30)에 체결되는 다월 패드(31)를 더 포함할 수 있다.

예컨대, 핫 런너 시스템은 도면상 상부의 클램핑 플레이트(1)와 하부의 홀딩 플레이트(2) 사이에 매니폴드 유닛(4)이 배치된 양태가 일반적이며, 상기 클램핑 플레이트(1)와 홀딩 플레이트(2) 사이에 스페이서 플레이트(3)가 개재될 수 있다.

상기 다월 핀(30)과 다월 패드(31)는 홀딩 플레이트(2)에 대하여 매니폴드 블록(20)과 노즐 유닛(5)의 위치를 설정하기 위해 통상적으로 사용하는 구성요소로서, 다만, 본 발명의 일실시 예에 따른 다월 핀(30)의 경우, 상기 홀딩 플레이트(2)의 제1 홈(2a)에 삽입되는 제1 핀(30a), 상기 매니폴드 블록(20)의 제2 홈(20a)에 삽입되는 제2 핀(30b) 및 상기 제1,2 핀(30a)(30b) 사이에 개재되며, 제1,2 핀(30a)(30b)과 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 제3 핀(30c)을 포함한다.

또한, 상기 다월 패드(31)는 다월 핀(30)에 체결되어 매니폴드 블록(20)에 일면이 밀착되는 제1 패드(31a), 상기 다월 핀(30)에 체결되어 홀딩 플레이트(2)에 일면이 밀착되는 제2 패드(31b) 및 상기 제1,2 패드(31a)(31b) 사이에 개재되며, 제1,2 패드(31a)(31b)와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 제3 패드(31c)를 포함한다.

여기서 상기 제3 핀(30c)은 제1,2 핀(30a)(30b)보다 상대적으로 열전도율이 낮은 비금속 무기재료나 금속재료로 이루어진 소재로 형성될 수 있고, 상기 제3 패드(31c) 역시 제1,2 패드(31a)(31b)보다 상대적으로 열전도율이 낮은 비금속 무기재료나 금속재료로 이루어진 소재로 형성될 수 있다. 그리고 상기 제3 패드(31c)와 제3 핀(30c)이 예컨대, 동일선상으로 배치되도록 다월 핀(30)과 다월 패드(31)를 구성할 수 있다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 이종소재의 사용에 따른 구조나 부품 등의 추가 없이 다월 핀(30)과 다월 패드(31)를 용이하게 구성 가능함으로써, 예컨대 핫 런너 시스템의 열이 상기 다월 핀(30)과 다월 패드(31)를 통해 열 전도되는 것을 최소화할 수 있다.

여기서 이러한 다월 핀(30)과 다월 패드(31)의 확산접합방법은 앞서 구체적으로 설명한 노즐 로케이터(10)의 확산접합방법을 이용 가능하므로, 상기 노즐 로케이터(10)의 확산접합방법으로 그 설명을 대신함을 사전에 밝혀둔다.

도 1, 4에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 매니폴드 유닛(4)은 매니폴드 블록(20)과 클램핑 플레이트(1) 사이에 개재된 CPS 링(40)을 더 포함한다. 상기 CPS 링(40)은 실린더 유닛(6)의 밸브 핀(6a)의 승, 하강을 안내하는 CPS 핀 가이드 부시(41)의 외부에 설치되어 상기 매니폴드 블록(20)과 클램핑 플레이트(1) 사이에 개재되고 있다.

여기서 상기 CPS 링(40)은 도면상 매니폴드 블록(20)의 상면에 하단이 삽입되어 밀착된 제1 링(40a) 및 상기 제1 링(40a)과 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화되며, 클램핑 플레이트(1)에 상면이 밀착된 제2 링(40b)을 포함한다.

상기 제2 링(40b)은 제1 링(40a)보다 상대적으로 열전도율이 낮은 비금속 무기재료나 금속재료로 이루어진 소재로 형성되고, 상면에 접촉면적을 줄이기 위한 홈이 형성된 양태로 구성되어 이종소재인 상기 제1 링(40a)의 상부에 확산접합으로 일체화됨으로써, 이종소재의 사용에 따른 구조나 부품 등의 추가 없이 CPS 링(40)을 용이하게 구성 가능함으로써, 예컨대 핫 런너 시스템의 열손실, 과열방지 및 실린더 유닛(6)의 보호 측면에서 효과가 있다.

이러한 CPS 링(40)의 확산접합방법은 앞서 구체적으로 설명한 노즐 로케이터(10)의 확산접합방법을 이용 가능하므로, 상기 노즐 로케이터(10)의 확산접합방법으로 그 설명을 대신함을 사전에 밝혀둔다.

도 1, 5에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템은 매니폴드 유닛(4)과 연결되어 매니폴드 블록(20)으로부터 유입되는 용융 수지를 토출하는 노즐 유닛(5)을 포함한다.

상기 노즐 유닛(5)은 금형의 캐비티 측으로 용융 수지를 토출함으로써, 사출성형제품을 양산할 수 있도록 하게 된다. 이를 위하여 노즐 유닛(5)은 용융 수지를 토출하는 노즐 몸체(50) 및 상기 노즐 몸체(50)의 도면상 상단에 체결되어 매니폴드 블록(20)과 홀딩 플레이트(2) 사이에 배치된 노즐 플랜지 부시(51)를 포함한다.

상기 노즐 몸체(50)는 홀딩 플레이트(2)에 설치되어 매니폴드 블록(20)의 유로(21)와 연결됨으로써, 상기 유로(21)에서 투입되는 용융 수지를 공급하게 된다. 그리고 노즐 플랜지 부시(51)는 상기 홀딩 플레이트(2)와 매니폴드 블록(20) 사이에 개재됨으로써, 노즐 몸체(50)를 고정하게 된다.

이러한 노즐 몸체(50)와 노즐 플랜지 부시(51)는 도면상 노즐 유닛(5)의 상부에 배치된 실린더 유닛(6)을 따라 승, 하강하는 밸브 핀(6a)을 내부에 수용할 수 있도록 원통형으로 형성되어 내부에 서로 연통하는 제1,2 유동통로(50a)(51a)가 형성된다.

여기서 상기 노즐 플랜지 부시(51)는 예컨대, 열전달을 균일하게 유지하기 위하여 열전도율이 높은 소재로 형성된 노즐 몸체(50)보다 상대적으로 열전도율이 낮은 금속소재로 형성되어 이종소재인 상기 노즐 몸체(50)의 도면상 상단에 확산접합으로 일체화됨으로써, 예컨대 금형 쪽으로의 열손실 최소화가 가능하여 매니폴드 블록(20)의 온도 밸런스 및 수지 유동성 개선이 가능하다.

이러한 노즐 플랜지 부시(51)와 노즐 몸체(50)의 확산접합방법은 앞서 구체적으로 설명한 노즐 로케이터(10)의 확산접합방법을 이용 가능하므로, 상기 노즐 로케이터(10)의 확산접합방법으로 그 설명을 대신함을 사전에 밝혀둔다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 노즐 유닛(5)은 용융 수지를 토출하는 노즐 몸체(50) 및 상기 노즐 몸체(50)의 도면상 상부에 일체로 형성되어 매니폴드 블록(20)과 노즐 몸체(50) 사이에 개재되는 제1 노즐 플랜지 부시(51b) 및 상기 제1 노즐 플랜지 부시(51b)와 이종소재로 형성되고 확산접합으로 일체화되어 홀딩 플레이트(2)와 제1 노즐 플랜지 부시(51b) 사이에 개재된 제2 노즐 플랜지 부시(51c)를 포함한다.

즉 상기 제2 노즐 플랜지 부시(51c)는 열전달을 균일하게 유지하기 위하여 열전도율이 높은 소재로 형성된 노즐 몸체(50)와 일체로 형성된 제1 노즐 플랜지 부시(51b)보다 상대적으로 열전도율이 낮은 금속소재로 형성되어 이종소재인 상기 제1 노즐 플랜지 부시(51b)의 도면상 하단에 확산접합으로 일체화됨으로써, 예컨대 금형 쪽으로의 열손실 최소화가 가능하여 매니폴드 블록(20)의 온도 밸런스 및 수지 유동성 개선이 가능하다.

이러한 제1,2 노즐 플랜지 부시(51b)(51c)의 확산접합방법은 앞서 구체적으로 설명한 노즐 로케이터(10)의 확산접합방법을 이용 가능하므로, 상기 노즐 로케이터(10)의 확산접합방법으로 그 설명을 대신함을 사전에 밝혀둔다.

한편, 본 발명의 일실시 예에 따른 노즐 유닛(5)은 노즐 몸체(50)와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 노즐 유니온(52)을 포함한다.

상기 노즐 유니온(52)은 예컨대, 노즐 유닛(5)을 금형 가공도 내부에 안착시 가이드 역할 및 실링(Sealing) 등의 목적으로 노즐 몸체(50)의 하단에 설치되는 통상의 구성으로서, 다만, 노즐 몸체(50)와 이종소재로 이루어져 도면상 하단에 확산접합으로 일체화하게 된다.

즉 노즐 유니온(52)은 예컨대, 금형 가공도와 가이드 역할 시 접촉에 의한 열손실이 발생함으로써, 노즐 유니온(52)에서 금형 쪽으로 빠져나가는 열을 최소화할 목적으로 노즐 몸체(50)보다 상대적으로 열전도율이 낮은 소재를 적용하여 확산접합으로 일체화하게 된다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 핫 런너 시스템의 열손실 방지를 통해 수지 유동성 개선 및 온도 밸런스를 용이하게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이러한 노즐 유니온(52)과 노즐 몸체(50)의 확산접합방법은 앞서 구체적으로 설명한 노즐 로케이터(10)의 확산접합방법을 이용 가능하므로, 상기 노즐 로케이터(10)의 확산접합방법으로 그 설명을 대신함을 밝혀둔다.

도 1, 6 내지 7에서 보듯이, 본 발명의 일실시 예에 따른 노즐 유닛(5)은 도면상 노즐 몸체(50)의 하단에 삽입되어 용융 수지를 토출하는 노즐 팁(53)(63)을 포함한다. 그리고 상기 노즐 팁(53)(63)은 노즐 몸체(50)에 삽입된 제1 팁(53a)(63a) 및 상기 제1 팁(53a)(63a)과 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화되어 노즐 몸체(50)의 외부로 노출된 제2 팁(53b)(63b)을 포함한다.

여기서 상기 노즐 팁(53)(63)은 실린더 유닛(6)에 의해 승, 하강하는 밸브 핀(6a)을 통해 용융 수지를 토출량을 제어하는 밸브 타입 노즐 팁(53)이거나 상기 밸브 핀(6a) 없이 용융 수지를 토출하는 오픈 타입 노즐 팁(63)일 수 있으며, 타입에 따라 그 형상이 상이하다.

즉 상기 밸브 타입 노즐 팁(53)은 밸브 핀(6a)을 승, 하강 가능하게 수용할 수 있도록 내부에 제3 유동통로(53c)가 관통 형성되고, 도면상 하단에 용융 수지를 토출하는 개구부(53d)가 형성된 구성으로서, 상기 밸브 핀(6a) 및 용융 수지 등에 의해 개구부(53d)의 마모 및 변형이 초래될 수 있으므로, 상기 개구부(53d)가 형성된 제2 팁(53b)을 예컨대, 열전달을 균일하게 유지하기 위하여 열전도율이 높은 소재로 형성된 제1 팁(53a)보다 상대적으로 내구성이 강한 스테인리스를 사용하여 확산접합으로 일체화될 수 있다.

상기 오픈 타입 노즐 팁(63)은 도면상 하부에 용융 수지를 토출하는 개구부(63d)가 방사상으로 형성된 구성으로서, 상기 개구부(63d)를 통해 토출되는 용융 수지 및 강화재(Reinforcement) 등에 의해 도면상 하단에 형성된 제2 팁(63d)의 마모나 변형이 초래될 수 있으므로, 상기 제2 팁(63b)을 예컨대, 열전달을 균일하게 유지하기 위하여 열전도율이 높은 동 계열 합금소재로 형성된 제1 팁(63a)보다 상대적으로 내구성이 강한 스테인리스를 사용하여 확산접합으로 일체화될 수 있다.

따라서 본 발명의 일실시 예에 따르면, 타입에 상관없이 노즐 팁(53)(63)의 내구성을 용이하게 향상시킬 수 있어 예컨대, 핫 런너 시스템의 부품의 교체주기를 연장하고 있고, 이에 따라 사출성형공정의 생산성을 향상시킬 수 있어 신뢰성 측면에서도 향상된 효과가 있다.

이러한 노즐 팁(53)(63)의 확산접합방법은 앞서 구체적으로 설명한 노즐 로케이터(10)의 확산접합방법을 이용 가능하므로, 상기 노즐 로케이터(10)의 확산접합방법으로 그 설명을 대신함을 밝혀둔다.

이상 본 발명을 일실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템은 이에 한정되지 않는다. 그리고 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다", 또는 "가지다", 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 해당 구성요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

또한, 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능하다. 따라서, 본 발명에 개시된 일실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 일실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 - 클램핑 플레이트 2 - 홀딩 플레이트
2a - 제1 홈 3 - 스페이서 플레이트
4 - 매니폴드 유닛 5 - 노즐 유닛
6 - 실린더 유닛 6a - 밸브 핀
10 - 노즐 로케이터 11 - 제1 몸체
11a - 배출구 12 - 제2 몸체
12a - 주입구 20 - 매니폴드 블록
20a - 제2 홈 21 - 유로
30c - 다월 핀 30a - 제1 핀
30b - 제2 핀 30c - 제3 핀
31 - 다월 패드 31a - 제1 패드
31b - 제2 패드 31c - 제3 패드
40 - CPS 링 40a - 제1 링
40b - 제2 링 41 - CPS 핀 가이드 부시
50 - 노즐 몸체 50a - 제1 유동통로
51 - 노즐 플랜지 부시 51a - 제2 유동통로
51b - 제1 노즐 플랜지 부시 51c - 제2 노즐 플랜지 부시
52 - 노즐 유니온 53 - 밸브 타입 노즐 팁
53a, 63a - 제1 팁 53b, 63b - 제2 팁
53c - 제3 유동통로 53d, 63d - 개구부
63 - 오픈 타입 노즐 팁

Claims

용융 수지가 주입되는 노즐 로케이터 및 상기 노즐 로케이터와 연결되어 내부의 유로를 통해 용융 수지를 분배하는 매니폴드 블록을 포함하는 매니폴드 유닛;
를 포함하며,
상기 노즐 로케이터는 유로와 연통하는 배출구가 형성되어 용융 수지를 매니폴드 블록의 유로에 공급하는 제1 몸체; 및
상기 배출구와 연통하는 주입구가 형성되고, 제1 몸체와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 제2 몸체;
를 포함하며,
상기 매니폴드 유닛은 매니폴드 블록을 홀딩 플레이트에 결합시키기 위하여 상기 홀딩 플레이트와 매니폴드 블록에 각기 형성되어 일치되는 제1,2 홈에 삽입되는 다월 핀; 및
상기 다월 핀에 체결되는 다월 패드;
를 더 포함하며,
상기 다월 핀은 홀딩 플레이트의 제1 홈에 삽입되는 제1 핀;
상기 매니폴드 블록의 제2 홈에 삽입되는 제2 핀; 및
상기 제1,2 핀 사이에 개재되며, 제1,2 핀과 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 제3 핀;
을 포함하는 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 몸체는 제1 몸체의 내부에 삽입되어 일체화된 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 다월 패드는 다월 핀에 체결되어 매니폴드 블록에 일면이 밀착된 제1 패드;
상기 다월 핀에 체결되어 홀딩 플레이트에 일면이 밀착된 제2 패드; 및
상기 제1,2 패드 사이에 개재되며, 제1,2 패드와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 제3 패드;
를 포함하는 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 제3 패드는 제3 핀과 동일선상으로 배치된 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 매니폴드 유닛은 매니폴드 블록과 클램핑 플레이트 사이에 개재된 CPS 링;
을 더 포함하며,
상기 CPS 링은 매니폴드 블록에 일면이 밀착된 제1 링; 및
상기 제1 링과 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화되며, 클램핑 플레이트에 일면이 밀착된 제2 링;
을 포함하는 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 매니폴드 유닛과 연결되어 매니폴드 블록으로부터 유입되는 용융 수지를 토출하는 노즐 몸체 및 상기 노즐 몸체의 일단에 체결되어 매니폴드 블록과 홀딩 플레이트 사이에 배치된 노즐 플랜지 부시를 포함하는 노즐 유닛;
을 더 포함하며,
상기 노즐 플랜지 부시는 노즐 몸체와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 매니폴드 유닛과 연결되어 매니폴드 블록으로부터 유입되는 용융 수지를 토출하는 노즐 몸체, 상기 노즐 몸체와 일체로 형성되어 매니폴드 블록과 노즐 몸체 사이에 개재된 제1 노즐 플랜지 부시 및 제1 노즐 플랜지 부시와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화되어 홀딩 플레이트와 상기 제1 노즐 플랜지 부시 사이에 개재된 제2 노즐 플랜지 부시를 포함하는 노즐 유닛;
을 더 포함하는 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 노즐 유닛은 노즐 몸체와 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화된 노즐 유니온;
을 더 포함하는 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 노즐 유닛은 노즐 몸체의 타단에 삽입되어 개구부를 통해 용융 수지를 토출하는 노즐 팁;
을 더 포함하며,
상기 노즐 팁은 노즐 몸체에 삽입된 제1 팁; 및
상기 제1 팁과 이종소재로 형성되어 확산접합으로 일체화되어 노즐 몸체의 외부로 노출된 제2 팁;
을 포함하는 확산접합을 적용한 핫 런너 시스템.