KR200473571Y1

KR200473571Y1 - 사출성형 금형의 냉각장치

Info

Publication number: KR200473571Y1
Application number: KR2020130009425U
Authority: KR
Inventors: 장신주
Original assignee: (주)아모레퍼시픽
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2014-07-11
Also published as: KR20130007310U

Abstract

본 고안은 사출성형 금형의 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금형을 냉각시키는 냉각수가 이동하는 냉각관에 와류를 발생시켜 냉각 효율을 향상시키므로 사출 성형물의 품질을 향상시키고 생산성을 향상시킬 수 있는 사출성형 금형의 냉각장치에 관한 것이다.
상부금형(10)과 하부금형(20) 사이의 캐비티(30)에 사출물(40)이 성형되며, 상기 하부금형(20)에는 냉각수가 유입되는 입구(51)와 냉각수가 빠져 나가는 출구(52)가 포함된 하부냉각관(50)이 형성된 사출성형 금형의 냉각장치에 있어서;
상기 상부금형(10)에는 입, 출구(61)(62)를 갖는 상부냉각관(60);
상기 하부냉각관(50)과 상부냉각관(60)에는 냉각수의 층류흐름에서 와류흐름으로 전환시켜 열교환 효율이 극대화 할 수 있도록 와류발생부(70)가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

사출성형 금형의 냉각장치{The cooling system of injection molding}

본 고안은 사출성형 금형의 냉각장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금형을 냉각시키는 냉각수가 이동하는 냉각관에 와류를 발생시켜 냉각 효율을 향상시키므로 사출 성형물의 품질을 향상시키고 생산성을 향상시킬 수 있는 사출성형 금형의 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로, 금형은 플라스틱 제품을 생산하는 사출 금형, 철판을 이용하여 제품을 만들어내는 프레스 금형, 금속을 녹여 플라스틱과 같이 만들어 내는 다이캐스팅 금형 등 여러 가지로 나눌 수 있으며 이러한 금형은 제품의 원활한 생산을 위하여 통상 가동형과 고정형으로 나뉘어 제작하고 있다.

또한, 사출 금형에서 플라스틱 제품은 고온으로 용융된 재료가 높은 압력에 의해 각각의 금형사이로 충진 됨으로써 금형의 내부 형상을 따라 제품이 생산되는 것이다.

상기한 플라스틱 사출 공정은, 크게 원재료 투입공정과, 건조공정, 사출기 원료 투입공정, 사출 성형, 제품 취출공정, 그리고 후가공 및 포장 공정으로 이루어지는데, 상기한 사출 성형의 공정은 금형내의 용융된 수지(Resin)를 충전시키는 사출공정(Injection) 이후에 수지를 고화시키기 위한 냉각(Cooling)공정을 포함하게 된다.

상기한 냉각 공정에서 사용되는 냉각 방식중에서, 금형의 열 전도를 균일하게 하고 제품의 모양을 양호하게 하기 위하여 금형의 내부에 냉각수의 순환을 원활하게 하는 냉각관이 마련되어 있다.

이러한 냉각을 이용한 종래 사출성형 금형의 냉각장치는 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같이, 금형의 틀을 형성하도록 상부금형(1)과 하부금형(2)이 형성되고, 제품의 형상을 위해 상부금형(1)과 하부금형(2) 사이에는 캐비티(3)가 형성되어 사출물(4)이 성형된다.

상기 하부금형(2) 내측에는 금형을 냉각시키기 위하여 냉각관(5)이 직선 형상으로 되어있다.

그러나, 상기와 같이 사출성형 금형의 냉각방법은 냉각관(5)이 직선 형상으로 되어 있었기 때문에 냉각수가 유입되는 입구서부터 냉각수가 빠져나가는 출구까지 빠른 속도로 이동하여 금형의 냉각 효율이 낮아져 냉각관이 수단으로 볼 수 있는 금형의 열전도를 균일하게 하는 것과, 제품의 모양을 양호하게 하기 위한 면에서는 비효율적으로 구조로 볼 수밖에 없는 것이다.

대한민국 특허등록 제10-0652261호 "사출성형 금형의 냉각장치"

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 그 목적으로는 상, 하부금형에 복수개의 냉각관을 마련하되 각각의 냉각관에는 일정한 간격마다 복수개의 오리피스가 설치되어 유입되는 냉각수의 이동 속도가 늦어짐에 따라 금형의 열 전도율을 높여 제품의 모양을 양호하게 하기 것을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은 상부금형(10)과 하부금형(20) 사이의 캐비티(30)에 사출물(40)이 성형되며, 상기 하부금형(20)에는 냉각수가 유입되는 유입구(51)와 냉각수가 빠져 나가는 출구(52)가 포함된 하부냉각관(50)이 형성된 사출성형 금형의 냉각장치에 있어서,

상기 상부금형(10)에는 입, 출구(61)(62)를 갖는 상부냉각관(60);

상기 하부냉각관(50)과 상부냉각관(60) 각각에는 냉각수의 층류흐름에서 와류흐름으로 전환시켜 금형의 열 교환 효율을 극대화시킬 수 있도록 와류발생부(70)가 형성되며, 상기 와류발생부(70)에는 냉각관의 직경보다 작은 복수개의 오리피스부재(71)가 마련되어 달성된다.

본 고안은 상, 하부금형에 복수개의 냉각관을 마련하되 각각의 냉각관에는 일정한 간격마다 복수개의 오리피스가 설치되어 유입되는 냉각수의 이동 속도가 늦어짐에 따라 금형의 열 전도율을 높여 제품의 모양을 양호하게 생산할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 사출성형 금형의 냉각장치를 도시한 도면.
도 2는 본 고안의 사출성형 금형의 냉각장치를 도시한 평면도.
도 3은 본 고안의 사출성형 금형의 냉각장치를 도시한 측면도.
도 4는 도 3의 요부발췌 확대도.
도 5는 본 고안의 냉각관에 적용된 오리피스부재의 사시도.
도 6의 (a)(b)(c)는 본 고안의 오리피스부재의 다른 실시예의 사시도 및 반단면 사시도.

이하, 본 고안은 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부도면 도 2 내지 5에 도시된 바와 같이 상부금형(10)과 하부금형(20) 사이의 캐비티(30)에 사출물(40)이 성형되며, 상기 하부금형(20)에는 냉각수가 유입되는 입구(51)와 냉각수가 빠져 나가는 출구(52)가 포함된 하부냉각관(50)이 형성된 사출성형 금형의 냉각장치에 있어서;

상기 하부냉각관(50)과 상부냉각관(60)에는 냉각수의 층류흐름에서 와류흐름으로 전환시켜 열교환 효율이 극대화 할 수 있도록 와류발생부(70)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 와류발생부(70)에는 냉각관의 직경보다 작은 복수개의 오리피스부재(71)가 마련되어 있다.

그리고, 상기 오리피스부재(71)의 내주연부에는 복수개의 양각 직선날개(71a)로 형성되어 있다.

그리고, 첨부도면 도 6(a)에 도시된 바와 같이 상기 오리피스부재(71)의 내주연부에는 복수개의 양각 회전날개(71b)로 형성되어 있다.

그리고, 첨부도면 도 6(c)에 도시된 바와 같이 상기 오리피스부재(71)의 내주연부에는 복수개의 음각 직선날개(71c)로 형성되어 있다.

그리고, 첨부도면 도 6(b)에 도시된 바와 같이 상기 오리피스부재(71)의 내주연부에는 복수개의 음각 회전날개(71d)로 형성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용은 다음과 같다.

먼저, 냉각수가 하부냉각관(50)과 상부냉각관(60)의 각각의 입구(51)(61)를 통하여 유입되어 하부냉각관(50)과 상부냉각관(60)에서 층류흐름(80)으로 흐르다가 와류발생부(70) 마련된 오리피스부재(71)에서 냉각수가 도달되면 하부냉각관(50)과 상부냉각관(60) 보다 직경이 작기 때문에 속도의 저항을 받으면서 입구에서 잠시 와류가 발생되고 이어서 오리피스부재(71)를 통과하여 배출되면 와류로 회전하게 된다.

특히 오리피스부재(71) 내주연부에 형성된 양각 직선날개(71a)는 유입되는 냉각수를 다수의 갈래로 분산시키게 되는 것이다.

따라서, 상기와 같이 오리피스부재(71)와 그 내주연부에 형성된 양각직선날개(71a)에 의해 냉각수가 통과하면 첨부도면 도 3 내지 4에 도시된 바와 같이 층류흐름에서 와류 흐름으로 전환되고, 그 와류 위치가 상, 하부금형(10)(20)에 열전달 계수가 높아지게 되어 냉각이 요구되는 사출물(40)에 냉각 효율이 상승하게 된다.

또한, 하부냉각관(50)과 상부냉각관(60)의 반경 방향으로 질량 전달에 의한 열전도와 대류 열전달이 동시에 발생됨으로 열전달이 급격히 증가하게 된다.

상기와 같은 본 고안의 실시예는 본 고안의 권리범위를 한정하는 것이 아니라, 단지 예시로 제시된 것이며, 본 고안의 기술 사상 안에서 다양한 실시예가 적용될 수 있다.

10: 상부금형 20: 하부금형
30: 캐비티 40: 사출물
50: 하부냉각관 51: 입구
52: 출구 60: 상부냉각관
61: 입구 62: 출구
70: 와류발생부

Claims

상부금형(10)과 하부금형(20) 사이의 캐비티(30)에 사출물(40)이 성형되며, 상기 하부금형(20)에는 냉각수가 유입되는 입구(51)와 냉각수가 빠져 나가는 출구(52)가 포함된 하부냉각관(50)이 형성된 사출성형 금형의 냉각장치에 있어서;
상기 상부금형(10)에는 입, 출구(61)(62)를 갖는 상부냉각관(60);
상기 하부냉각관(50)과 상부냉각관(60)에는 냉각수의 층류흐름에서 와류흐름으로 전환시켜 열교환 효율이 극대화 할 수 있도록 와류발생부(70)가 형성되되,
상기 와류발생부(70)에는 냉각관의 직경보다 작은 복수개의 오리피스부재(71)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 사출성형 금형의 냉각장치.