KR102379514B1

KR102379514B1 - 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기

Info

Publication number: KR102379514B1
Application number: KR1020210051969A
Authority: KR
Inventors: 조명호
Original assignee: 원일유압 주식회사
Priority date: 2021-04-21
Filing date: 2021-04-21
Publication date: 2022-03-29

Abstract

본 발명은 실린더헤드에 가스배출수단을 구비하여 플라스틱 원료를 용융할 때 발생되는 가스 및 수분을 제거할 수 있도록 개선된 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기를 개시한다.

Description

가스 제거 기능이 구비된 사출성형기{Injection molding machine with improved degassing function}

본 발명은 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실린더헤드에 가스배출수단을 구비하여 플라스틱 원료를 용융할 때 발생되는 가스 및 수분을 제거할 수 있도록 개선된 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기에 관한 것이다.

일반적으로, 사출성형기는 알갱이 형태의 플라스틱 원료를 녹인 용융 수지를 금형에 주입시켜 제품을 성형하는 장치이다.

이러한 사출성형기에 사용되는 플라스틱 원료에는 제조 또는 보관할 때 원료의 표면에 수분이 흡착된 상태를 유지하게 된다. 따라서 이러한 원료를 넣고 제품을 성형하게 되면, 압출기의 실린더에서 용융 과정중에 가스(기포)를 발생하게 되고, 이로 인해 제품의 표면에 탄 자국뿐만 아니라 미성형, 취약한 웰드라인, 충격에 약한 부분, 싱크마크, 거칠은 표면, 플로우 마크, 및 보이드 등의 제품 불량률을 증가시켜, 결국 제품의 품질을 저하시키는 문제점이 있다.

이를 개선하기 위해, 대한민국 등록특허 제10-1968149호, 제10-1697902호에는 가스배기장치가 구비된 사출성형기의 일례가 개시되어 있다.

그러나 상기 특허에 개시된 사출성형기는 가스배기장치가 사출성형기와 별도로 설치되기 때문에 사출성형기의 전체적인 부피가 커지고 설비 비용이 많이 상승하는 문제점이 있다.

1) 대한민국 등록특허 제10-1968149호(등록일: 2019년04월05일), 발명의 명칭: "사출성형기의 가스빼기장치 및 그 가스빼기장치를 통해 배출된 오염가스의 정화시스템" 2) 대한민국 등록특허 제10-1697902호(등록일: 2017년01월12일), 발명의 명칭: "압출성형기의 가스배기장치" 3) 대한민국 등록특허 제10-1242130호(등록일: 10-1242130), 발명의 명칭: " 사출기용 스크루실린더의 가스배출장치" 4) 대한민국 등록특허 제10-0709576호(등록일: 2007년04월13일), 발명의 명칭: "실린더 가스배출장치"

본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은 실린더와 노즐을 연결하는 실린더헤드에 가스배출수단을 구비하여 플라스틱 원료를 용융할 때 발생되는 가스 및 수분을 제거할 수 있도록 함으로 사출품의 품질을 향상시킨 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기를 제공하는 데 있다.

상술한 목적은, 중앙에 원료안내공간이 길이방향을 따라 관통 형성되고, 전방 일부분에는 원료안내공간보다 직경이 작은 수지공급공간이 관통 형성되어 원료안내공간과 수지공급공간의 사이에는 걸림턱이 형성되는 실린더; 상기 실린더의 후방 일부분에 설치되어 원료안내공간으로 플라스틱 원료를 공급하는 호퍼; 상기 실린더의 외면에 설치되어 원료안내공간으로 안내되는 원료에 열을 가해 용융시키는 히터; 상기 실린더의 원료안내공간에 삽입되게 설치되고, 외주면에 스크류가 형성되어 회전하게 되면 호퍼를 통해 공급되는 원료를 수지공급공간으로 밀어내게 작동되고, 선택적으로 전진 또는 후진 작동을 하게 설치되어 전진하면 선단부가 걸림턱에 밀착되어 수지공급공간을 밀폐시켜 연료가 수지공급공간 내로 공급되지 않도록 하고 후진하면 선단부가 걸림턱에서 떨어져 그 사이로 수지공급공간에 연료를 공급되도록 하는 이송스크류; 상기 이송스크류의 선단부에 결합되고 외주면에 다수의 수지안내홈이 형성된 원뿔 형상의 이송스크류헤드; 상기 실린더의 후방에 설치되어 이송스크류를 선택적으로 회전 및 전후진시키는 구동수단; 상기 실린더의 전방에 연결되게 설치되고, 중앙에는 수지공급공간과 연통되는 수지주입통로가 관통 형성되되, 수지주입통로의 후방은 이송스크류헤드가 삽입될 수 있게 형성된 실린더헤드; 및 상기 실린더헤드의 전방에 연결되게 설치되고, 중앙에는 수지주입통로와 연통되는 노즐공이 관통 형성되어 노즐공을 통해 원료를 금형으로 공급하는 노즐;로 구성된 사출성형기에 있어서, 상기 실린더헤드에는 가스배출수단이 추가로 설치되되, 상기 가스배출수단은 상기 실린더헤드의 후면에 수지주입통로보다 큰 직경으로 형성된 안내링삽입홈과, 상기 안내링삽입홈의 안쪽과 실린더헤드의 전방 일부분을 관통하여 가스가 배출될 수 있는 통로를 형성하는 가스배출통로와, 상기 가스배출통로를 선택적으로 개방 또는 밀폐시키는 통로개폐수단과, 상기 안내링삽입홈에 삽입되게 설치되는 것으로, 순차적으로 삽입되는 기본가스배출안내링, 중간가스배출안내링, 마감가스배출안내링으로 이루어지며, 기본가스배출안내링, 중간가스배출안내링, 마감가스배출안내링이 조립되었을 때 내부에는 수지주입통로로 공급되는 원료에서 발생되는 가스를 가스배출통로로 안내 배출하는 가스안내통로가 형성된 가스배출안내링조립체로 구성되어, 상기 원료가 용융되면서 발생되는 가스가 수지주입통로로 안내될 때 가스배출안내링조립체의 가스안내통로를 통해 가스배출통로로 안내되어 외부로 배출되면서 제거되게 구성되며, 상기 가스배출통로는 안내링삽입홈의 안쪽과 연통되게 수직으로 천공된 수직안내부와, 수직안내부의 단부에서 실린더헤드의 전방으로 절곡되어 관통되게 천공된 수평안내부와, 수직안내부의 단부에서 실린더헤드의 상부로 관통되게 천공된 강제안내부로 구성되고, 상기 통로개폐수단은 수평안내부에 설치되어 수평안내부를 선택적으로 개방 또는 밀폐시키게 구성되며, 상기 강제안내부는 강제밀봉구를 조립하여 밀폐시키되, 상기 강제밀봉구는 선택적으로 강제안내부에서 분리될 수 있게 조립되어 필요할 때는 강제밀봉구를 분리해서 강제안내부가 외부로 노출되면서 가스가 강제 배출될 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기에 의해 달성된다.

삭제

그리고 상기 통로개폐수단은 상기 수평안내부보다 큰 직경으로 수평안내부와 수평으로 연통되게 천공된 스프링설치공과, 상기 스프링설치공에 삽입되어 수평안내부의 출구를 선택적으로 막는 차단볼과, 상기 스프링설치공에 삽입되어 차단볼을 수평안내부의 출구로 탄성 가압하는 가압스프링과, 상기 스프링설치공의 입구를 막아서 가압스프링이 스프링설치공 내에서 탄성 가압된 상태를 유지하도록 설치되고, 일부분에는 최종가스배출공이 스프링설치공과 연통되게 관통 형성된 설치공마감구로 구성되어, 상기 원료가 용융되면서 발생되는 가스가 가스배출통로로 안내되면 그 힘에 의해 차단볼이 밀리면서 가압스프링이 압축되어 가스가 스프링설치공을 통해 최종가스배출공으로 배출 제거되고, 가스가 배출된 후에는 가압스프링이 복원되면서 차단볼이 가스배출통로의 수평안내부의 출구를 막아 외부 공기가 역으로 가스배출통로를 통해 원료 내로 유입되는 것을 차단하게 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 기본가스배출안내링의 중앙에는 이송스크류헤드가 삽입되는 기본삽입공이 관통 형성되고, 후면에는 십자 형상으로 기본삽입공과 연통되는 기본가스안내홈이 형성되어 수지주입통로 및 이송스크류헤드의 수지안내홈으로 안내되는 가스가 기본가스안내홈으로 안내될 수 있게 형성되며, 후면 중간에는 링 형태의 기본가스연통홈이 기본가스안내홈과 연통되게 형성되어 가스가 기본가스연통홈으로 안내되게 형성되고, 기본가스연통홈의 상하좌우에는 각각 전방으로 관통되는 기본가스배출공이 관통 형성되며, 기본가스배출공의 일부분에는 가스배출통로와 연통되는 가스배출통로연통공이 관통 형성되어 가스가 가스배출통로로 배출되는 구조로 이루어지고, 상기 중간가스배출안내링은 다수개가 설치되되, 중앙에는 이송스크류헤드가 삽입되는 중간삽입공이 관통 형성되고, 후면에는 십자 형상으로 중간삽입공과 연통되는 중간가스안내홈이 형성되어 수지주입통로 및 이송스크류헤드의 수지안내홈으로 안내되는 가스가 중간가스안내홈으로 안내될 수 있게 형성되며, 후면 중간에는 링 형태의 중간가스연통홈이 중간가스안내홈과 연통되게 형성되어 가스가 중간가스연통홈으로 안내되게 형성되고, 중간가스연통홈의 상하좌우에는 각각 전방으로 관통되는 중간가스배출공이 관통 형성되어 중간가스연통홈으로 안내된 가스가 중간가스배출공을 통해 기본가스배출안내링의 기본가스연통홈으로 안내되는 구조로 이루어지며, 상기 마감가스배출안내링의 중앙에는 이송스크류헤드가 삽입되는 마감삽입공이 관통 형성되고, 전면과 후면은 밀폐되어 있는 구조로 이루어지게 구성되는 바, 상기 안내링삽입홈에 기본가스배출안내링, 다수의 중간가스배출안내링, 마감가스배출안내링이 순차적으로 조립되었을 때 수지주입통로로 공급되는 원료에서 발생되는 가스가 중간가스배출안내링의 중간가스안내홈을 통해 중간가스연통홈을 거쳐 중간가스배출공을 통해 기본가스배출안내링의 기본가스연통홈으로 안내되고, 기본가스배출안내링은 중간가스배출공에서 안내된 가스와 기본가스배출안내링의 기본가스안내홈을 통해 기본가스연통홈로 안내된 가스가 함께 기본가스배출공을 통해 가스배출통로연통공을 거쳐 가스배출통로로 안내 배출되게 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기는 실린더와 노즐을 연결하는 실린더헤드에 가스배출수단을 구비하였기 때문에 플라스틱 원료를 용융할 때 발생되는 가스 및 수분이 자연스럽게 제거되며, 이로 인해 사출품의 품질이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기를 전체적으로 나타낸 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기의 일부분을 확대해서 나타낸 단면도,
도 3은 본 발명에 적용되는 기본가스배출안내링, 중간가스배출안내링, 마감가스배출안내링만을 발췌해서 나타낸 정면도,
도 4는 도 2에서 금형으로 원료 공급을 차단하기 위해 이송스크류의 작동 상태를 나타낸 작동도,
도 5는 도 2에서 통로개폐수단의 작동 상태를 나타낸 작동도.

첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기는 실린더(10), 호퍼(20), 히터(30), 이송스크류(40), 이송스크류헤드(42), 구동수단(50), 실린더헤드(60), 노즐(70)를 포함하여 구성된다.

먼저, 실린더(10)는 중앙에 원료안내공간(12)이 길이방향을 따라 관통 형성되고, 전방 일부분에는 원료안내공간(12)보다 직경이 작은 수지공급공간(14)이 관통 형성되어 원료안내공간(12)과 수지공급공간(14)의 사이에는 걸림턱(16)이 형성되게 구성된다. 이때, 수지공급공간(14)과 걸림턱(16)은 체크링(15)을 끼워서 형성하게 된다.

다음으로, 호퍼(20)는 실린더(10)의 후방 일부분에 설치되어 원료안내공간(12)으로 플라스틱 원료를 공급하게 구성된다.

다음으로, 히터(30)는 실린더(10)의 외면에 설치되어 전원이 공급되면 발열되면서 원료안내공간(12)으로 안내되는 원료에 열을 가해 용융시키게 구성된다.

다음으로, 이송스크류(40)는 실린더(10)의 원료안내공간(12)에 삽입되게 설치되고, 외주면에 스크류가 형성되어 회전하게 되면 호퍼(20)를 통해 공급되는 원료를 수지공급공간(14)으로 밀어내게 작동되고, 선택적으로 전진 또는 후진 작동을 하게 설치되어 전진하면 선단부가 걸림턱(16)에 밀착되어 수지공급공간(14)을 밀폐시켜 연료가 수지공급공간 내로 공급되지 않도록 하고 후진하면 선단부가 걸림턱(16)에서 떨어져 그 사이로 수지공급공간(14)에 연료를 공급할 수 있도록 구성된다.

다음으로, 이송스크류헤드(42)는 이송스크류(40)의 선단부에 결합되고 외주면에 다수의 수지안내홈(44)이 형성된 원뿔 형상으로 구성된다.

다음으로, 구동수단(50)은 실린더(10)의 후방에 설치되어 이송스크류(40)를 선택적으로 회전 및 전후진시키게 구성되는 것으로, 그 기술은 공지 기술이기 때문에 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 실린더헤드(60)는 실린더(10)의 전방에 연결되게 설치되고, 중앙에는 수지공급공간(14)과 연통되는 수지주입통로(62)가 관통 형성되되, 수지주입통로(62)의 후방은 이송스크류헤드(42)가 삽입될 수 있게 구성된다.

다음으로, 노즐(70)은 실린더헤드(60)의 전방에 연결되게 설치되고, 중앙에는 수지주입통로(62)와 연통되는 노즐공(72)이 관통 형성되어 노즐공(72)을 통해 원료를 금형(M)으로 공급하게 구성된다.

이러한 기본적인 구성에 더해, 본 발명은 실린더헤드(60)에 가스배출수단이 추가로 설치된다.

본 발명에 따른 가스배출수단은 실린더헤드(60)의 후면에 수지주입통로(62)보다 큰 직경으로 형성된 안내링삽입홈(100)과, 안내링삽입홈(100)의 안쪽과 실린더헤드(60)의 전방 일부분을 관통하여 가스가 배출될 수 있는 통로를 형성하는 가스배출통로(200)와, 가스배출통로(200)를 선택적으로 개방 또는 밀폐시키는 통로개폐수단(300)과, 안내링삽입홈(100)에 삽입되게 설치되어 수지주입통로(62)로 공급되는 원료에서 발생되는 가스를 가스배출통로(200)로 안내하는 가스배출안내링조립체(400)로 구성된다. 그리고 가스배출안내링조립체(400)는 순차적으로 삽입되는 기본가스배출안내링(410), 중간가스배출안내링(420), 마감가스배출안내링(430)으로 이루어지며, 기본가스배출안내링(410), 중간가스배출안내링(420), 마감가스배출안내링(430)이 조립되었을 때 내부에는 수지주입통로(62)로 공급되는 원료에서 발생되는 가스를 가스배출통로(200)로 안내 배출하는 가스안내통로가 형성되게 구성된다.

여기서, 가스배출통로(200)는 안내링삽입홈(100)의 안쪽과 연통되게 수직으로 천공된 수직안내부(210)와, 수직안내부(210)의 단부에서 실린더헤드(60)의 전방으로 절곡되어 관통되게 천공된 수평안내부(220)와, 수직안내부(210)의 단부에서 실린더헤드(60)의 상부로 관통되게 천공된 강제안내부(230)로 구성된다.

그리고 통로개폐수단(300)은 수평안내부에 설치되어 수평안내부를 선택적으로 개방 또는 밀폐시키게 구성되는 것으로, 수평안내부(220)보다 큰 직경으로 수평안내부(220)와 수평으로 연통되게 천공된 스프링설치공(310)과, 스프링설치공(310)에 삽입되어 수평안내부(220)의 출구를 선택적으로 막는 차단볼(320)과, 스프링설치공(310)에 삽입되어 차단볼(320)을 수평안내부(220)의 출구로 탄성 가압하는 가압스프링(330)과, 스프링설치공(310)의 입구를 막아서 가압스프링(330)이 스프링설치공(310) 내에서 탄성 가압된 상태를 유지하도록 설치되고 일부분에는 최종가스배출공(342)이 스프링설치공(310)과 연통되게 관통 형성된 설치공마감구(340)로 구성된다.

따라서 원료가 용융되면서 발생되는 가스가 가스배출통로(200)로 안내되면 그 힘에 의해 차단볼(320)이 밀리면서 가압스프링(330)이 압축되어 가스가 스프링설치공(310)을 통해 최종가스배출공(342)으로 배출 제거되고, 가스가 배출된 후에는 가압스프링(330)이 복원되면서 차단볼(320)이 가스배출통로(200)의 수평안내부(220)의 출구를 막아 외부 공기가 역으로 가스배출통로(200)를 통해 원료 내로 유입되는 것을 차단하게 구성된다.

그리고 강제안내부(230)는 강제밀봉구(350)를 조립하여 밀폐시키게 구성되되, 강제밀봉구(350)는 선택적으로 강제안내부(230)에서 분리될 수 있게 조립되어 필요할 때는 강제밀봉구(350)를 분리해서 강제안내부(230)가 외부로 노출되면서 가스가 강제 배출될 수 있게 구성된다.

본 발명에 따르면, 가스배출안내링조립체(400)는 원료를 용융할 때 발생되는 가스를 가스배출통로(200)로 안내하기 위한 가스안내통로가 형성되도록 다음과 같이 구성된다.

먼저, 기본가스배출안내링(410)은 중앙에 이송스크류헤드(42)가 삽입되는 기본삽입공(411)이 경사지게 관통 형성되고, 후면에는 십자 형상으로 기본삽입공(411)과 연통되는 기본가스안내홈(412)이 형성되어 수지주입통로(62) 및 이송스크류헤드(42)의 수지안내홈(44)으로 안내되는 가스가 기본가스안내홈(412)으로 안내될 수 있게 형성된다. 그리고 후면 중간에는 링 형태의 기본가스연통홈(413)이 기본가스안내홈(412)과 연통되게 형성되어 가스가 기본가스연통홈(413)으로 안내되게 형성되고, 기본가스연통홈(413)의 상하좌우에는 각각 전방으로 관통되는 기본가스배출공(414)이 관통 형성되며, 기본가스배출공(414)의 일부분에는 가스배출통로(200)와 연통되는 가스배출통로연통공(415)이 관통 형성되어 가스가 가스배출통로(200)로 배출되는 구조로 이루어진다.

다음으로, 중간가스배출안내링(420)은 다수개가 설치되되, 중앙에는 이송스크류헤드(42)가 삽입되는 중간삽입공(421)이 경사지게 관통 형성되고, 후면에는 십자 형상으로 중간삽입공(421)과 연통되는 중간가스안내홈(422)이 형성되어 수지주입통로(62) 및 이송스크류헤드(42)의 수지안내홈(44)으로 안내되는 가스가 중간가스안내홈(422)으로 안내될 수 있게 형성된다. 그리고 후면 중간에는 링 형태의 중간가스연통홈(423)이 중간가스안내홈(422)과 연통되게 형성되어 가스가 중간가스연통홈(423)으로 안내되게 형성되고, 중간가스연통홈(423)의 상하좌우에는 각각 전방으로 관통되는 중간가스배출공(424)이 관통 형성되어 중간가스연통홈(423)으로 안내된 가스가 중간가스배출공(424)을 통해 기본가스배출안내링(410)의 기본가스연통홈(413)으로 안내되는 구조로 이루어진다. 물론, 다수개의 중간가스배출안내링(420)은 조립되는 위치에 따라 중간삽입공(421)의 직경을 달라진다.

다음으로, 마감가스배출안내링(430)의 중앙에는 이송스크류헤드(42)가 삽입되는 마감삽입공(431)이 경사지게 관통 형성되고, 전면과 후면은 밀폐되어 있는 구조로 이루어지져 중간가스배출안내링(420)에 밀착되었을 때 중간가스안내홈(422)과 중간가스연통홈(423)의 후면을 밀폐시키게 구성된다.

따라서 실린더헤드(60)의 안내링삽입홈(100)에 기본가스배출안내링(410), 다수의 중간가스배출안내링(420), 마감가스배출안내링(430)이 순차적으로 조립되었을 때 수지주입통로(62)로 공급되는 원료에서 발생되는 가스가 중간가스배출안내링(420)의 중간가스안내홈(422)을 통해 중간가스연통홈(423)을 거쳐 중간가스배출공(424)을 통해 기본가스배출안내링(410)의 기본가스연통홈(413)으로 안내되고, 기본가스배출안내링(410)은 중간가스배출공(424)에서 안내된 가스와 기본가스배출안내링(410)의 기본가스안내홈(412)을 통해 기본가스연통홈(413)로 안내된 가스가 함께 기본가스배출공(414)을 통해 가스배출통로연통공(415)을 거쳐 가스배출통로(200)로 안내 배출되게 구성된다. 이러한 가스 배출 구조를 가스안내통로라 한다.

한편, 본 발명은 실린더헤드(60)의 정면에는 중앙에 수지주입통로(62)와 연통되는 노즐결합홈(64)이 형성되고, 노즐결합홈(64)에는 노즐(70)의 후단부가 끼워져 결합되게 구성된다. 그리고 노즐(70)의 후면에는 수지주입통로(62)와 연통되는 2차가스제거슬릿(74)이 파이게 형성되고, 2차가스제거슬릿(74)의 일부분에는 노즐(70)의 외측 일부분으로 관통되는 2차가스제거통로(76)가 형성되어, 가스배출수단에서 배출되지 않은 잔여 가스가 2차가스제거슬릿(74)과 2차가스제거통로(76)를 통해 제거될 수 있게 구성되는 것이 좋다. 이때, 2차가스제거통로(76)에는 상술한 통로개폐수단과 동일한 개폐수단이 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

이제, 이와 같이 구성된 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기의 작동 관계를 설명한다.

도 1과 도 2를 참조하면, 호퍼(20)를 통해 실린더(10)로 공급된 플라스틱 원료가 실린더(10) 내에서 용융되면서 실린더헤드(60)를 통해 노즐(70)로 안내되고, 노즐(70)을 통해 금형(M)으로 공급된다. 이때, 공급되는 원료가 금형(M)에 전부 충진되면 도 4와 같이 이송스크류(40)가 전진하면서 이송스크류(40)의 선단부가 걸림턱(16)에 걸려 수지주입통로(62)를 차단하여 수지주입통로(62)로 연료가 안내되는 것을 막는 것과 아울러 이송스크류헤드(42)가 금형(M)으로 공급되는 원료를 밀어내어 확실하게 충전되도록 한다.

이때, 원료가 이송스크류헤드(42)의 수지안내홈(44)과 실린더헤드(60)의 수지주입통로(62)를 통해 안내될 때 가스배출수단이 작동하면서 원료에 포함되어 있는 가스를 안내 배출하여 제거하게 된다.

즉, 원료가 수지안내홈(44)과 수지주입통로(62)를 통해 안내될 때 가스배출안내링조립체(400)에 형성된 가스안내통로를 통해 가스배출통로(200)로 안내되고, 가스가 통로개폐수단(300)을 작동시켜 외부로 배출된다.

여기서, 통로개폐수단(300)은 도 5에 도시된 바와 같이 원료가 용융되면서 발생되는 가스가 가스배출통로(200)로 안내되면 그 힘에 의해 차단볼(320)이 밀리면서 가압스프링(330)이 압축되어 가스가 스프링설치공(310)을 통해 최종가스배출공(342)으로 배출 제거된다. 물론, 가스가 배출된 후에는 가압스프링(330)이 복원되면서 차단볼(320)이 가스배출통로(200)의 수평안내부(220)의 출구를 막아 외부 공기가 역으로 가스배출통로(200)를 통해 원료 내로 유입되는 것을 차단하게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기는 가스배출수단을 구비하였기 때문에 플라스틱 원료를 용융할 때 발생되는 가스 및 수분이 자연스럽게 제거되며, 이로 인해 사출품의 품질이 향상되는 특징이 있다.

한편, 본 발명은 히터(30)에서 발생되는 열이 실린더로만 집중해서 공급될 수 있도록 히터(30)의 외면에 차열층이 추가로 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 차열층은 단열과 차열 성능을 구현하는 코팅조성물로 일정두께 도포되어 형성된다.

이 경우, 상기 코팅조성물은 무기바인더와 비스페놀계 에폭시수지가 1.5:1의 중량비로 혼합된 혼합원료 1ℓ에 경량 단열충진제 0.25~0.5ℓ를 첨가한 주원료; 상기 주원료 90-95중량%와 물 5-10중량%를 혼합하여 조성된다.

여기에서, 상기 무기바인더는 고로슬래그미분이 사용되는데, 이는 내구성과 기능성 향상에 기여하기 때문이다.

그리고, 상기 비스페놀계 에폭시수지를 사용하는 이유는 자외선(UV)에 대한 안정성이 뛰어나 차열성능을 높일 수 있기 때문이다. 특히, 적외선 영역까지 차단하여 단열, 차열 성능을 더 높일 수 있도록 세슘주석산화물(CsSnO) 25g, 탄산스트론튬(SrCO₃) 20g을 나노분말 형태로 분쇄하여 더 첨가할 수 있다. 이때, 세슘주석산화물은 적외선 차단율을 60%까지 증대시키며, 탄산스트론튬은 코팅면의 분말 평활도를 증대시켜 복굴절에 의한 반사능력을 높임으로써 차열, 단열 기능을 강화시킨다.

한편, 상기 경량 단열충진제는 다공성세라믹 알루미나를 사용한다. 이러한 다공성세라믹 알루미나는 종래 무정형 실리카, 발포펄라이트 및 고령토 등 보다 수용성 단열재로서 열전도율은 0.037 W/mK여서 단열성능이 뛰어나며, 열반사 및 열저항성이 뛰어난다. 특히, 주성분인 인슐래드(INSULADD)는 미세한 원형 중공체의 세라믹 분말 형태로 표면에 세라믹 단열층을 형성하여 높은 열반사 및 열저항 성능을 발휘하며, 열을 차단하여 단열 성능을 높이게 된다.

또한, 무기성분을 주로 사용하여 불에 타지 않는 불연단열재로 히터에 코팅하였을 경우 화재시 불꽃이 확산되는 것을 방지하는데 일조할 수 있으며, 이 밖에 주요 특성으로는 경량성, 시공편의성, 친환경성, 발수성 등이 있다.

한편, 본 발명은 실린더(10)의 외면에 미려함을 위해 분체도료 조성물로 항균 분체도장 될 수 있다.

이때, 상기 분체도료 조성물은 비스페놀F형 에폭시수지 100중량부에 대해, 에폭시 경화제 10-50중량부, 경화촉진제 0.1-5중량부, 고로슬래그 미분말 50-60중량부, 안료 5-10중량부, 은과 제올라이트가 1:1의 중량비로 혼합된 무기항균제 1-2중량부로 이루어지며, 이 분체도료 조성물은 스틸로 이루어진 지지구조물 표면에 정전스프레이 방식으로 분체도장된다.

여기에서, 에폭시 경화제는 폴리아미드 폴리아민이 바람직하고, 경화촉진제는 경화제와 함께 경화속도를 조절하여 전단강도를 높일 수 있도록 1-벤질-2-메틸이미다졸을 사용함이 바람직하다. 그리고, 에폭시수지는 분체도장면을 치밀하고 견고하게 수밀화시켜 주는 것으로 불투수성 방수피막을 만들게 되어 방수능력도 높이게 된다. 나아가, 안료는 유무기 상관없이 색상을 구현할 수 있는 공지의 안료를 사용하면 된다. 또한, 고로슬래그 미분말Ground Granulated Blast Furnace Slag)은 철을 생산하는 용광로 속에서 철광석의 암석성분이 녹아 쇳물 위에 떠 있게 되는데, 이것을 흘러내리게 하여 물(공기)로 급격히 냉각시켜 작은 모래 입자 모양으로 만든 다음 이것을 미분쇄기(Roller Mill)로 미분말이 되도록 분쇄하여 제조한 것을 말한다. 아울러, 은과 제올라이트가 1:1의 중량비로 혼합된 무기항균제는 자체적인 미생물, 바이러스 활성 억제력이 있어 항균성을 강화시키며, 주로 신체와 접촉이 많이 일어나는 지지구조물의 표면에서 항균성을 강화시키게 된다.

뿐만 아니라, 본 발명에서는 이러한 분체도료 조성물이 분체도장되었을 때 도료면에서의 단열성, 차열성을 높이기 위해 적외선 영역까지 차단하는 세슘주석산화물(CsSnO) 25중량부, 탄산스트론튬(SrCO₃) 20중량부를 나노분말 형태로 분쇄하여 분체도료 조성물 100중량부에 대해 더 첨가할 수 있다. 이때, 세슘주석산화물은 적외선 차단율을 60%까지 증대시키며, 탄산스트론튬은 코팅면의 분말 평활도를 증대시켜 복굴절에 의한 반사능력을 높임으로써 차열, 단열 기능을 강화시킨다.

이상에서와같이 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

10: 실린더 12: 원료안내공간
14: 수지공급공간 16: 걸림턱
20: 호퍼 30: 히터
40: 이송스크류 42: 이송스크류헤드
50: 구동수단 60: 실린더헤드
62: 수지주입통로 70: 노즐
100: 안내링삽입홈 200: 가스배출통로
210: 수직안내부 220: 수평안내부
230: 강제안내부 300: 통로개폐수단
310: 스프링설치공 320: 차단볼
330: 가압스프링 340: 설치공마감구
342: 최종가스배출공 400: 가스배출안내링조립체
410: 기본가스배출안내링 420: 중간가스배출안내링
430: 마감가스배출안내링

Claims

중앙에 원료안내공간이 길이방향을 따라 관통 형성되고, 전방 일부분에는 원료안내공간보다 직경이 작은 수지공급공간이 관통 형성되어 원료안내공간과 수지공급공간의 사이에는 걸림턱이 형성되는 실린더; 상기 실린더의 후방 일부분에 설치되어 원료안내공간으로 플라스틱 원료를 공급하는 호퍼; 상기 실린더의 외면에 설치되어 원료안내공간으로 안내되는 원료에 열을 가해 용융시키는 히터; 상기 실린더의 원료안내공간에 삽입되게 설치되고, 외주면에 스크류가 형성되어 회전하게 되면 호퍼를 통해 공급되는 원료를 수지공급공간으로 밀어내게 작동되고, 선택적으로 전진 또는 후진 작동을 하게 설치되어 전진하면 선단부가 걸림턱에 밀착되어 수지공급공간을 밀폐시켜 연료가 수지공급공간 내로 공급되지 않도록 하고 후진하면 선단부가 걸림턱에서 떨어져 그 사이로 수지공급공간에 연료를 공급되도록 하는 이송스크류; 상기 이송스크류의 선단부에 결합되고 외주면에 다수의 수지안내홈이 형성된 원뿔 형상의 이송스크류헤드; 상기 실린더의 후방에 설치되어 이송스크류를 선택적으로 회전 및 전후진시키는 구동수단; 상기 실린더의 전방에 연결되게 설치되고, 중앙에는 수지공급공간과 연통되는 수지주입통로가 관통 형성되되, 수지주입통로의 후방은 이송스크류헤드가 삽입될 수 있게 형성된 실린더헤드; 및 상기 실린더헤드의 전방에 연결되게 설치되고, 중앙에는 수지주입통로와 연통되는 노즐공이 관통 형성되어 노즐공을 통해 원료를 금형으로 공급하는 노즐;로 구성된 사출성형기에 있어서,
상기 실린더헤드에는 가스배출수단이 추가로 설치되되,
상기 가스배출수단은,
상기 실린더헤드의 후면에 수지주입통로보다 큰 직경으로 형성된 안내링삽입홈과,
상기 안내링삽입홈의 안쪽과 실린더헤드의 전방 일부분을 관통하여 가스가 배출될 수 있는 통로를 형성하는 가스배출통로와,
상기 가스배출통로를 선택적으로 개방 또는 밀폐시키는 통로개폐수단과,
상기 안내링삽입홈에 삽입되게 설치되는 것으로, 순차적으로 삽입되는 기본가스배출안내링, 중간가스배출안내링, 마감가스배출안내링으로 이루어지며, 기본가스배출안내링, 중간가스배출안내링, 마감가스배출안내링이 조립되었을 때 내부에는 수지주입통로로 공급되는 원료에서 발생되는 가스를 가스배출통로로 안내 배출하는 가스안내통로가 형성된 가스배출안내링조립체로 구성되어,
상기 원료가 용융되면서 발생되는 가스가 수지주입통로로 안내될 때 가스배출안내링조립체의 가스안내통로를 통해 가스배출통로로 안내되어 외부로 배출되면서 제거되게 구성되며,
상기 가스배출통로는 안내링삽입홈의 안쪽과 연통되게 수직으로 천공된 수직안내부와, 수직안내부의 단부에서 실린더헤드의 전방으로 절곡되어 관통되게 천공된 수평안내부와, 수직안내부의 단부에서 실린더헤드의 상부로 관통되게 천공된 강제안내부로 구성되고,
상기 통로개폐수단은 수평안내부에 설치되어 수평안내부를 선택적으로 개방 또는 밀폐시키게 구성되며,
상기 강제안내부는 강제밀봉구를 조립하여 밀폐시키되,
상기 강제밀봉구는 선택적으로 강제안내부에서 분리될 수 있게 조립되어 필요할 때는 강제밀봉구를 분리해서 강제안내부가 외부로 노출되면서 가스가 강제 배출될 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 통로개폐수단은,
상기 수평안내부보다 큰 직경으로 수평안내부와 수평으로 연통되게 천공된 스프링설치공과,
상기 스프링설치공에 삽입되어 수평안내부의 출구를 선택적으로 막는 차단볼과,
상기 스프링설치공에 삽입되어 차단볼을 수평안내부의 출구로 탄성 가압하는 가압스프링과,
상기 스프링설치공의 입구를 막아서 가압스프링이 스프링설치공 내에서 탄성 가압된 상태를 유지하도록 설치되고, 일부분에는 최종가스배출공이 스프링설치공과 연통되게 관통 형성된 설치공마감구로 구성되어,
상기 원료가 용융되면서 발생되는 가스가 가스배출통로로 안내되면 그 힘에 의해 차단볼이 밀리면서 가압스프링이 압축되어 가스가 스프링설치공을 통해 최종가스배출공으로 배출 제거되고, 가스가 배출된 후에는 가압스프링이 복원되면서 차단볼이 가스배출통로의 수평안내부의 출구를 막아 외부 공기가 역으로 가스배출통로를 통해 원료 내로 유입되는 것을 차단하게 구성된 것을 특징으로 하는 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기.
제1항에 있어서,
상기 기본가스배출안내링의 중앙에는 이송스크류헤드가 삽입되는 기본삽입공이 관통 형성되고, 후면에는 십자 형상으로 기본삽입공과 연통되는 기본가스안내홈이 형성되어 수지주입통로 및 이송스크류헤드의 수지안내홈으로 안내되는 가스가 기본가스안내홈으로 안내될 수 있게 형성되며, 후면 중간에는 링 형태의 기본가스연통홈이 기본가스안내홈과 연통되게 형성되어 가스가 기본가스연통홈으로 안내되게 형성되고, 기본가스연통홈의 상하좌우에는 각각 전방으로 관통되는 기본가스배출공이 관통 형성되며, 기본가스배출공의 일부분에는 가스배출통로와 연통되는 가스배출통로연통공이 관통 형성되어 가스가 가스배출통로로 배출되는 구조로 이루어지고,
상기 중간가스배출안내링은 다수개가 설치되되, 중앙에는 이송스크류헤드가 삽입되는 중간삽입공이 관통 형성되고, 후면에는 십자 형상으로 중간삽입공과 연통되는 중간가스안내홈이 형성되어 수지주입통로 및 이송스크류헤드의 수지안내홈으로 안내되는 가스가 중간가스안내홈으로 안내될 수 있게 형성되며, 후면 중간에는 링 형태의 중간가스연통홈이 중간가스안내홈과 연통되게 형성되어 가스가 중간가스연통홈으로 안내되게 형성되고, 중간가스연통홈의 상하좌우에는 각각 전방으로 관통되는 중간가스배출공이 관통 형성되어 중간가스연통홈으로 안내된 가스가 중간가스배출공을 통해 기본가스배출안내링의 기본가스연통홈으로 안내되는 구조로 이루어지며,
상기 마감가스배출안내링의 중앙에는 이송스크류헤드가 삽입되는 마감삽입공이 관통 형성되고, 전면과 후면은 밀폐되어 있는 구조로 이루어지게 구성되는 바,
상기 안내링삽입홈에 기본가스배출안내링, 다수의 중간가스배출안내링, 마감가스배출안내링이 순차적으로 조립되었을 때 수지주입통로로 공급되는 원료에서 발생되는 가스가 중간가스배출안내링의 중간가스안내홈을 통해 중간가스연통홈을 거쳐 중간가스배출공을 통해 기본가스배출안내링의 기본가스연통홈으로 안내되고, 기본가스배출안내링은 중간가스배출공에서 안내된 가스와 기본가스배출안내링의 기본가스안내홈을 통해 기본가스연통홈로 안내된 가스가 함께 기본가스배출공을 통해 가스배출통로연통공을 거쳐 가스배출통로로 안내 배출되게 구성된 것을 특징으로 하는 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기.
제1항에 있어서,
상기 실린더헤드의 정면에는 중앙에 수지주입통로와 연통되는 노즐결합홈이 형성되고, 노즐결합홈에는 노즐의 후단부가 끼워져 결합되되,
상기 노즐의 후면에는 수지주입통로와 연통되는 2차가스제거슬릿이 파이게 형성되고, 2차가스제거슬릿의 일부분에는 노즐의 외측 일부분으로 관통되는 2차가스제거통로가 형성되어 상기 가스배출수단에서 배출되지 않은 잔여 가스가 2차가스제거슬릿과 2차가스제거통로를 통해 제거될 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 가스 제거 기능이 구비된 사출성형기.