KR101958594B1 - 플라스틱 재료의 인젝션 몰딩 장치를 위한 인젝터 - Google Patents

Abstract

플라스틱 재료의 몰딩 장치를 위한 인젝터가 완전히 폐쇄된 전진 위치 및 최대한 개방된 후퇴 위치사이에서 축방향으로 이동가능한 원통형 핀 형상 밸브(6)를 가지고 핀 형상 밸브(6)의 원위 단부(9)와 근접한 위치에 배열되고 감소된 직경의 원통형 부분(8)을 가지며, 상기 원통형 부분은 노즐 터미널(2)의 팁(3)의 유출구 단부(5)와 함께 일정한 횡 단면을 가진 원통형통로(10)를 형성한다. 상기 핀 밸브(6)가 완전히 폐쇄된 위치 및 최대한 개방된 위치사이에 위치할 때 감소된 직경을 가진 원통형 부분(8)은 선택적으로 중간 위치에 배열될 수 있어서 상기 원형 통로(10)의 축방향 연장부를 변화시키고 주입된 플라스틱 재료의 압력 강하를 조정할 수 있다.

Description

플라스틱 재료의 인젝션 몰딩 장치를 위한 인젝터{INJECTOR FOR PLASTIC MATERIAL INJECTION MOLDING APPARATUS}

본 방법은 일반적으로, 플라스틱 재료의 인젝션 몰딩(injection molding)을 위한 장치에 관한 것이다. 특히, 본 방법은, 원통형 내부 표면을 가진 유출구 단부를 가진 중공 터미널(hollow terminal)을 가지는 노즐 및, 전진 폐쇄 위치(advanced closed position)와 인젝터(injector)를 개방하기 위한 후퇴 개방 위치 사이에서 상기 노즐을 따라 축방향으로 이동할 수 있는 핀 형상의 밸브를 포함하는 형태로 제조되는 몰딩 장치용 인젝터에 관한 것이다.

예를 들어, 출원인의 미국 특허 제US 6,960,073 B2호 및 문헌 제WO-2006/123237A1호에 도시되고 설명된 바와 같이, 상기 형태의 인젝터 내에서 상기 핀 밸브는 예를 들어, 원추대 형상 또는 심지어 원통 형상 요소를 형성하도록 테이퍼 구조를 가지며 몰드의 인젝션 통로("게이트(gate)")를 폐쇄하기 위해 노즐 터미널의 유출구 단부에 의해 이동할 수 있는 원위 단부를 갖는다.

상기 폐쇄 위치 및 개방 위치 사이에서 상기 인젝터의 핀 밸브의 변위(displacement)와 관련하여, 상기 몰딩 장치의 작동 시스템(actuation system)은 최근에 - 종래 기술의 유체 액추에이터 대신에 - 상기 핀 밸브의 위치 및 변위 속도를 최대 정밀도로 변화시킬 수 있는 전자 제어식 전기 액추에이터를 이용한다. 상기 전자 작동식 인젝터의 예가 예를 들어, 출원인의 유럽특허 제EP-267937A1호에 도시되고 설명된다.

본 방법의 목적은, 상기 형태의 인젝터 특히, 전자제어식 전기 모터에 의해 작동되는 핀 밸브를 가지고 주입하는 동안 상기 완전히 폐쇄된 위치 및 완전히 개방된 위치 사이에 상기 전기 모터에 의해 주입되는 플라스틱 재료의 유동이 더욱 정밀하게 제어될 수 있는 인젝터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 방법에 의하면 청구항 제1항의 전제부에 청구된 형태의 인젝터에 대하여, 상기 핀 밸브는 상기 원위 단부와 근접한 위치에서 감소된 직경의 원통형 부분을 가지고, 상기 원통형 부분은 상기 노즐의 팁의 상기 유출구 단부를 통해 이동하며 유출구 단부와 함께 일정한 횡단면을 가진 원형 통로를 형성하고, 상기 핀 밸브가 상기 완전히 폐쇄된 위치 및 상기 최대한 개방된 위치 사이에 배열될 때 상기 전자 제어식 액추에이터 수단이 상기 감소된 직경의 원통형 부분을 축방향으로 중간 위치에 배열하여 상기 원형 통로의 축방향 연장부를 선택적으로 변화시키고 주입된 플라스틱 재료의 압력 강하를 조정하는 특징을 가진다.

상기 해결 방법에 의하면, 본 방법의 인젝터는 미리 정해진 공정 매개변수의 함수로서 주입 과정 동안 플라스틱 재료의 유동을 극도로 정밀하게 제어하여 몰딩된 제품의 최종 품질은 개선된다.

상기 핀 밸브에 형성된 감소된 직경의 원통형 부분의 적응(conformation)이 선택되어 주입되는 플라스틱 재료의 형태의 함수로서 특히 압력 강하를 계산하기 위한 기본 매개변수로서 플라스틱 재료의 점성을 고려하여 상기 원형 통로를 최적화할 수 있다. 따라서 인젝터의 설계, 제조 및 정비단계가 상당히 단순화되는 데, 핀 밸브가 가지는 감소된 직경의 원통형 부분이 서로 다른 치수를 가져서 상기 원형 통로의 축방향 연장부 및 반경 방향 폭을 변화시키고 상기 핀 밸브는 인젝터의 다른 부품들을 수정할 필요없이 주입되는 재료의 점성의 함수로서 관련 노즐과 관련되기 때문이다.

본 방법은 첨부된 도면들을 참고하여 상세하게 설명된다.

도 1은, 본 방법을 따르는 플라스틱 재료의 몰딩 장치를 위한 인젝터를 부분적으로 개략적으로 도시한 축방향 단면도.
도 2는 도 1의 세부구조를 확대한 도면.
도 3은 도 2의 선 III-III을 따라 본 횡 단면도.
도 4는, 종래기술의 인젝터와 비교하여 본 방법을 따르는 인젝터의 핀 밸브의 개방 위치의 함수로서 압력강하 또는 손실의 변화를 도시한 차트.

도 1 내지 도 3을 참고할 때 본 방법의 인젝터는 일반적으로 종래 기술에 따라, 주입될 유체 플라스틱 재료의 디스펜서(dispenser)와 연결되고 종래 기술에 따라 몰드의 유입구 통로("게이트")에 연결되는 중공 노즐 터미널(2)을 가진 관형 노즐 몸체(1)를 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 상기 노즐 터미널(2)은 팁(tip, 3) 및 상기 팁(3)을 상기 노즐 몸체(1)에 고정시키기 위한 링 너트(ring nut, 4)를 포함한다. 상기 팁(3)은 원통형 내부 표면을 갖는 유출구 단부(5)를 갖는다.

예를 들어, 액추에이터, 특히 상기 문헌 제EP-2679374A1호에 도시되고 설명된 로터리(rotary) 형태의 전기 모터를 통해 상기 노즐 몸체(1)를 따라 축방향으로 이동할 수 있는 핀 밸브(6)가 도시된다. 계속해서 당업자에게 일반적으로 공지되어 상세하게 도시되거나 설명되지 않고 본 방법의 원리에 따라 작동하도록 구성된 전자 제어식 유닛에 의해 상기 전기 모터가 작동한다.

핀 밸브(6)는 원통형 몸체(7)를 가지고, 상기 원통형 몸체는 원통 형상을 가지며 상기 원통형 몸체의 직경보다 작은 감소된 직경을 가진 단부 부분(8)을 가지며, 상기 단부 부분은 전형적으로 원추대 형상 또는 원통 형상을 가지고 짝을 이루는 형상의 주입 통로(11)와 함께 작동하도록 적응되는 원위 단부(9)에서 말단을 이루고, 도시된 실시예에서 상기 주입 통로는 상기 링 너트(4)내에 형성된다.

상기 전기 모터 및 관련 전자 제어에 의해 상기 핀 밸브(6)는, 인젝터의 최대 폐쇄된 전진 위치와 최대 개방된 후퇴 위치 사이에서 축방향으로 이동할 수 있고, 상기 최대 폐쇄된 전진 위치에서 상기 원위 단부(9)가 상기 인젝션 통로(11)를 폐쇄하며, 도 1에 도시된 상기 최대한 개방된 후퇴 위치에 의해 상기 노즐 몸체(1)내로 공급된 플라스틱 재료는 상기 인젝션 통로(11)를 통해 유동할 수 있다. 상기 전자 제어에 의해, 상기 최대 폐쇄된 위치 및 최대 개방된 위치 사이에서 상기 핀 밸브(6)의 축방향 위치와 변위 속도가 변화되고 조정될 수 있어서 핀 밸브는 공정 매개변수(process parameters)의 함수에 따라 결정된 모든 중간 위치에 배열될 수 있다. 도 2는, 주입된 플라스틱 재료의 유동을 부분 개방하는 중간 위치들 중 하나를 도시한다. 확인할 수 있듯이, 상기 팁(3)의 원통형 내부 표면(5)을 가진 단부 및 상기 핀 밸브(6)의 원통형 부분(8)사이에서 일정한 횡단면을 가진 원형 통로(10)가 형성되고, 상기 원형 통로의 반경 방향 치수는 주입되는 재료의 점도를 특히 고려하여 상기 재료의 형태에 관한 함수로서 서로 다른 직경을 가진 원통형 부분(8)들을 가진 핀 밸브(6)를 상기 노즐(1)과 연관시켜서 선택될 수 있다.

상기 원형 통로(10)의 축방향 연장부에 따라서 상기 핀 밸브(6)의 작동 모터를 제어하기 위한 전자적 시스템에 의해 변화되거나 조정될 수 있어서, 주입된 재료의 유동을 상당히 정밀하고 미세하게 제어한다. 이는, 상기 원형 통로의 축방향 연장부가 증가할 때, 인젝터로부터 유출하는 플라스틱 재료의 압력 강하가 증가하여 상기 몰드 내로 유입되는 플라스틱 재료의 압력감소를 가져오기 때문이다.

도 4의 차트에 의하면, 본 방법을 따르는 인젝션에 있어서 핀 밸브의 개방 위치의 함수로서 형성하는 압력강하 추세 (라인 (A)) 및, 상기 핀 밸브가 완전히 폐쇄된 위치로 접근함에 따라 핀 밸브의 원위 단부 및 팁사이에 형성된 원형 통로 섹션은 일정하지 않고 감소하는 반경 방향 폭(radial width)을 가지는 종래기술의 인젝터가 형성하는 추세(라인 (B))가 도시된다. 확인할 수 있듯이, 상기 라인(A)는 훨씬 더 정규적(regular)이고 완만하다.

반경 방향 및 축방향 치수와 관련하여 상기 핀 밸브(6)의 원통형 부분(8)이 가지는 구조는 주입될 플라스틱 재료의 형태에 관한 함수로서 설계될 수 있다. 따라서, 인젝터를 적응하는 동안 상당한 단순화가 이루어질 수 있어서 유리한 데, 상기 팁(3) 또는 노즐 터미널(2)을 단순화할 필요없이, 주입되어야 하는 플라스틱 재료가 가지는 특성의 함수로서 원형 통로(10)의 기하학적 형상을 수정하기 위해 서로 다른 핀 밸브(6)들이 노즐(1)과 연관되기 때문이다.

세부 구조 및 실시예들은, 하기 청구범위에 청구된 방법의 보호 범위내에서 상기 설명 및 도시된 것과 상당히 변화될 수 있다.

1......노즐
3.....팁
2.....중공 터미널
5.....유출구 단부
9.....원위 단부
6.....핀 밸브
8.....원통형 부분
10.....원형 통로

Claims (2)

1. 플라스틱 재료의 유동을 제어하고 주입 몰딩 장치에 주입된 플라스틱 재료의 압력 강하를 조정하기 위한 방법으로서,
   상기 주입 몰딩 장치는
   팁(3)을 가진 중공 터미널(2)을 가지는 노즐(1) - 상기 팁은 원통형 내부 표면을 가진 유출구 단부(5)를 가짐 - ,
   상기 노즐(1)을 따라 축방향으로 이동가능하고 원위 단부(9)를 가지며 원통형 형상을 갖는 핀 밸브(6), 및
   상기 원위 단부(9)에 의해 인젝터의 완전 폐쇄된 전진 위치와 최대 개방된 후퇴 위치 사이에서 핀 밸브(6)의 변위시키기 위한 전자 제어식 액추에이터 수단을 포함하고,
   상기 핀 밸브(6)는 상기 원위 단부(9)에 근접한 위치에 감소된 직경의 원통형 부분(8)을 가지고, 상기 원통형 부분은 노즐(1)의 팁(3)의 상기 유출구 단부(5)를 통해 이동가능하고 유출구 단부와 함께 일정한 횡단면을 가진 원형 통로(10)를 형성하고,
   핀 밸브(6)가 완전 폐쇄된 위치 및 최대 개방된 위치 사이에 배열될 때 전자 제어식 액추에이터 수단이 상기 감소된 직경의 원통형 부분(8)을 축방향으로 중간 위치에 배열하여 상기 원형 통로(10)의 축방향 연장부를 선택적으로 변화시키고 주입된 플라스틱 재료의 압력 강하를 조정하고,
   상이한 형상의 핀 밸브(6)가 선택적으로 노즐(1)에 적용될 수 있고, 상기 핀 밸브의 감소된 직경을 가진 원통형 부분(8)은 노즐(1)을 수정하지 않고 주입될 플라스틱 재료의 점성의 함수로서 원형 통로(10)의 반경방향 크기를 변화시키도록 상이한 직경들을 갖는 방법.
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