KR200268844Y1 - 사출 성형금형 핫 런너 노즐 - Google Patents

Abstract

본 고안은 사출 성형금형 핫 런너 노즐을 개시한다.

이러한 사출 성형금형 핫 런너 노즐은 런너의 내부에 설치되는 매니폴드의 하면에 위치되어 런너의 설치홀에 삽입되고, 중심에는 상기 매니폴드에 형성된 제1유로와 연통되는 제2유로가 구비되며 선단부에 구비된 팁은 설치홀에 형성된 토출구에 위치되는 노즐에 있어서,

상기 노즐의 제2유로의 내주연에 삽입되는 중공의 관형상의 부재로 외주연에 나선형의 홈이 소정깊이로 형성되는 발열관과, 상기 나선형의 홈의 내주연에 소정두께로 코팅되는 제1절연층과, 상기 제1절연층이 형성된 발열관의 나선형 홈을 따라 권선되며 컨트롤러의 제어를 받아 소정온도로 발열하는 히터선과, 상기 히터선의 외주연에 소정두께로 코팅되어 나선형 홈을 매립하는 제2절연층을 포함하여 이루어진다.

Description

사출 성형금형 핫 런너 노즐{nozzle}

본 고안은 플라스틱을 용융상태로 하여 금형속으로 사출하는 사출 성형금형핫 런너 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노즐의 내부에 히팅수단을 구비하여 발열을 용이하게 하면서 열방출을 저감시킨 사출 성형금형 핫 런너 노즐에 관한 것이다.

일반적으로 사출 성형기에 사용되는 노즐은 수지가 유동성을 가진 상태에서 토출될 수 있도록 하기 위하여 소정의 온도의 열을 발생시키는 히터가 구비된다.

이때의 히터는 대개 노즐의 외주면에 히터선이 코일 형태로 감겨져 구성되며, 이때의 히터선은 금형의 외부에 구비된 컨트롤러의 제어를 받아 노즐을 가열함으로써 노즐이 일정한 온도를 유지하게 하여 수지가 노즐을 통과할 때 노즐내에서 고화되는 것을 방지하게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 사출 성형금형 핫 런너 노즐을 나타낸 단면도로서, 이에 나타내 보인 바와 같이 노즐(120)은 런너(100)의 일측에 형성된 설치홀(101)에 삽입 구성되며, 상기 런너(100)의 내부에는 매니폴드(110)가 장착되어진다.

이때, 상기 노즐(120)은 도면에서 바라보면 매니폴드(110)의 하면에 구성된 것으로서, 상기 매니폴드(110)의 내부에 형성된 제1유로(111)와 노즐(120)에 형성된 제2유로(121)가 일치되게 구비된다. 그리고 상기 노즐(120)의 팁(122)은 런너(100)의 토출구(102)와 일치되게 위치된다.

한편, 상기 노즐(120)은 합성수지를 용융상태로 유지하기 위하여 외주면에 히터선(130)이 코일 형태로 감겨지며, 이때의 히터선(130)은 컨트롤러의 제어를 받아 노즐(120)을 소정온도로 가열하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 사출 성형금형 핫 런너 노즐(120)에 있어서는히터선(130)이 노즐(120)의 외주면에 감겨져 있는 형태이므로 노즐(120)의 온도를 상승시키는데 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 히터선(130)이 노즐(120)의 외주면에 단순히 감겨져 외부에 노출된 상태이므로 자연히 누설열이 많게 되어 효율성이 저하되는 단점이 있으며,

둘째, 노즐(120)은 합성수지의 용융온도보다 높아야 하므로 합성수지가 용융되는 온도(대략 250℃)보다 더 높은 온도(약 500℃)를 유지해야 하는 단점이 있다. 즉, 노즐(120)의 온도가 고온을 유지하기 위해서는 고열량의 히터선(130)을 필요로 할 뿐만 아니라 히터선(130)이 항상 고온의 열을 발생해야 하므로 단선이 잦은 문제점을 초래한다. 아울러 노즐(120)의 외주면 온도가 높은 것에 의해 런너(100)의 설치홀(101) 주변 온도가 상승되어 결과적으로 런너(100)와 접하는 금형의 온도상승을 초래하여 금형 내부에 주입된 합성수지의 경화성이 저하되어 제품 성형이 불량하게 되는 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 노즐의 내주면에 히터선을 권선한 발열수단을 구비하여 저용량의 히터선을 사용하면서 노즐의 온도를 안정되게 유지시킬 수 있는 사출 성형용 노즐을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 사출 성형금형 핫 런너 노즐을 나타낸 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 사출 성형금형 핫 런너 노즐을 나타낸 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 사출 성형금형 핫 런너 노즐의 분해 사시도.

도 4는 본 고안에 따른 사출 성형금형 핫 런너 노즐에서 발열관을 나타낸 단면도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 런너 11 : 설치홀

12 : 토출구 20 : 매니폴드

21 : 제1유로 30 : 노즐

31 : 제2유로 32 : 팁

40 : 히터선 50 : 발열관

51 : 나선형 홈 60,61 : 절연층

상기의 목적을 실현하기 위한 본 고안에 따른 사출 성형용 노즐은 런너의 내부에 설치되는 매니폴드의 하면에 위치되면서 런너의 설치홀에 삽입되며, 중심에는상기 매니폴드에 형성된 제1유로와 연통되는 제2유로가 구비되고 선단부에 구비된 팁은 설치홀에 형성된 토출구에 위치되는 노즐에 있어서, 상기 노즐의 제2유로의 내주연에 삽입되는 중공의 관형상의 부재로 외주연에 나선형의 홈이 소정깊이로 형성되는 발열관과, 상기 나선형의 홈의 내주연에 소정두께로 코팅되는 제1절연층과, 상기 제1절연층이 형성된 발열관의 나선형 홈을 따라 권선되며 컨트롤러의 제어를 받아 소정온도로 발열하는 히터선과, 상기 히터선의 외주연에 소정두께로 코팅되어 나선형 홈을 매립하는 제2절연층을 포함하여 이루어지는 것을 그 특징으로 한다.

본 고안의 상기 제1,2절연층은 세라믹을 소정두께로 코팅시켜 형성되어지는 것에 특징이 있다.

본 고안의 상기 히터선은 세락믹 코팅된 것에 특징이 있다.

이하 본 고안에 따른 사출 성형용 노즐의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안에 따른 사출 성형금형 핫 런너 노즐을 나타낸 단면도이고, 도 3은 본 고안에 따른 사출 성형금형 핫 런너 노즐의 분해 사시도이다. 그리고, 도 4는 본 고안에 따른 사출 성형금형 핫 런너 노즐에서 발열관을 나타낸 단면도이다.

이에 나타내 보인 바와 같이 런너(10)의 내부에는 매니폴드(20)가 설치되며, 이 매니폴드(20)의 하면으로는 노즐(30)이 구비되는 구조이다. 이때, 상기 노즐(30)은 런너(10)의 설치홀(11)에 삽입되어 구성된다.

여기서 상기 런너(10)의 설치홀(11)은 대략 노즐(30)을 수용할 수 있을 정도의 크기를 갖는 홈 형태로 마련되며, 내주면 일단에는 용융상태의 합성수지가 금형으로 흘러들어가게 하는 토출구(12)가 형성되는 구조이다.

한편, 상기 매니폴드(20)는 내부에 합성수지가 용융상태로 유동되는 경로인 제1유로(21)가 형성되는 바, 이때의 상기 제1유로(21)는 매니폴드(20)의 하면 즉, 노즐(30)과 연결되는 부분에 형성되는 구조이다.

상기 노즐(30)은 중심에 상기 매니폴드(20)의 제1유로(21)와 연통되는 소정지름을 갖는 제2유로(31)가 형성되며, 이 제2유로(31)의 하단측에는 팁(32)이 형성되는 구조이다. 여기서 상기 팁(32)은 런너(10)의 설치홀(11)에 형성된 토출구(12)에 위치된다.

이와 같은 구성은 종전의 사출 성형금형 핫 런너 노즐의 구조와 대동소이하다. 다만 본 고안은 노즐(30)의 내주연에 히터선(40)을 내장한 발열관(50)을 구비시켜 노즐(30)의 온도특성을 안정되게 보장할 수 있도록 하는데 그 특징이 있다.

즉, 도면에서 보는 바와 같이 상기 노즐(30)의 중심을 관통하는 제2유로(31)의 내주면으로 소정의 길이를 가지며 속이 빈 관형상의 발열관(50)이 삽입되도록 구성되는 바, 이때의 발열관(50)은 외주연에 소정 깊이로 나선형의 홈(51)을 형성한 부재로서, 상기 제2유로(31)에 원활하게 삽입 가능한 지름을 갖는 것이 바람직하다.

이러한 발열관(50)의 내주연은 실질적으로 상기 매니폴드(20)를 통해 합성수지가 유입되게 되며, 이렇게 유입된 합성수지는 노즐(30)의 팁(32)을 통해 토출구(12)로 유동되는 유로를 형성하게 된다. 이와 같이 구성되는 발열관(50)은통상 열전도성이 우수한 동계열의 합금이 사용되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 발열관(50)의 나선형 홈(51)에는 세라믹 또는 화이바 분말 등과 같은 절연물이 소정두께로 코팅되어 제1절연층(60)을 형성하게 된다.

상기와 같이 제1절연층(60)이 형성된 나선형 홈(51)에는 히터선(40)이 완전 수용되는 형태로 권선되는 바, 이때의 히터선(40)은 저용량의 경우에는 단선이 사용되고, 고용량의 경우에는 코일선 형태가 사용될 수 있다. 그리고 상기의 히터선(40)은 도시하지는 않았으나 금형의 외부에 구비된 컨트롤러의 제어를 받아 발열하도록 구성되는 구조이다.

이어서, 상기 히터선(40)의 외주연으로는 다시 세라믹 또는 화이바 분말 등과 같은 절연물이 소정두께로 코팅되어 제2절연층(61)을 형성하게 되며, 이때의 제2절연층(61)은 나선형 홈(51)을 매립하여 발열관(50)의 표면이 전체적으로 고른 상태가 되도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 고안에서는 히터선(40)의 절연을 위하여 발열관(50)의 나선형 홈(51)을 절연물로 코팅시킨 것을 제안하였으나, 본 고안은 이에 제한하지 않고 히터선(40) 자체를 절연물로 코팅시켜도 무방하다.

상기와 같이 구성되는 본 고안에 따른 사출 성형금형 핫 런너 노즐의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도시되지 않은 실린더내에서 용융된 합성수지는 매니폴드(20)의 제1유로(21)를 통해 노즐(30)의 제2유로(31)내에 삽입된 발열관(50)의 내부로 유입되며, 이렇게 유입된 합성수지는 노즐(30)의 팁(32)을 통해 설치홀(11)에 형성된 토출구(12)로 토출되어진다.

이때, 상기 발열관(50)의 외주연으로 히터선(40)이 구비되는 구조이므로, 상기 히터선(40)이 낮은 온도(대략 300℃)에서 발열하여도 합성수지의 용융 온도점보다 높아 합성수지의 용융상태가 양호해지게 된다.

또한, 발열관(50)이 노즐(30)의 내부에 구비되는 구조에 의해 외부로 누설되는 열을 크게 저감시킬 수 있게 되므로 런너(10)의 설치홀(11)의 온도상승을 억제할 수 있게 되고, 금형이 저온을 유지하여 합성수지의 경화가 단축되어 제품성형 시간을 단축시키면서 그 불량률을 저감시키게 된다.

본 고안은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다. 따라서, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 고안의 실용신안등록청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 사출 성형용 노즐은 히터선을 내설한 발열수단이 삽입되는 구조에 의해 저용량의 히터선의 사용을 가능하게 하여 제조생산가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 종전에 비하여 히터선의 발열온도를 낮출 수 있게 되므로 단선에 의한 제품불량을 저감할 수 있게 되므로 결과적으로 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 유용한 효과를 제공한다.

Claims (3)

1. 런너의 내부에 설치되는 매니폴드의 하면에 위치되어 런너의 설치홀에 삽입되고, 중심에는 상기 매니폴드에 형성된 제1유로와 연통되는 제2유로가 구비되며 선단부에 구비된 팁은 설치홀에 형성된 토출구에 위치되는 노즐에 있어서,

   상기 노즐의 제2유로의 내주연에 삽입되는 중공의 관형상의 부재로 외주연에 나선형의 홈이 소정깊이로 형성되는 발열관과;

   상기 나선형의 홈의 내주연에 소정두께로 코팅되는 제1절연층과;

   상기 제1절연층이 형성된 발열관의 나선형 홈을 따라 권선되며 컨트롤러의 제어를 받아 소정온도로 발열하는 히터선과;

   상기 히터선의 외주연에 소정두께로 코팅되어 나선형 홈을 매립하는 제2절연층;

   을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 사출 성형금형 핫 런너 노즐.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1,2절연층은 세라믹을 소정두께로 코팅시켜 형성되어지는 것을 특징으로 하는 사출 성형금형 핫 런너 노즐.
3. 제 1항에 있어서, 상기 히터선은 세라믹 코팅이 된 것을 특징으로 하는 사출 성형금형 핫 런너 노즐.