KR20070033387A - 성형기의 사출부재 및 성형방법 - Google Patents

Abstract

성형 사이클 및 유지보수시간을 짧게 할 수 있고, 실린더부재와 사출부재 사이에 마멸(galling)이 발생하는 것을 방지할 수 있는 성형기의 사출부재를 제공한다.

실린더부재의 성형재료 공급구를 통하여 성형재료가 공급되는 공급부(P1)와, 공급부(P1)로부터 공급된 성형재료를 용융시키고, 압축하는 압축부(P2)와, 압축부(P2)로부터 공급된 성형재료를 계량하는 계량부(P3)를 가진다. 공급부(P1)는, 전단(前端)으로부터 소정의 거리만큼 후방에 압력조정 전환점(q1)을 구비하고, 압력조정 전환점(q1)을 경계로 해서 분할된다. 공급부(P1)의 후단(後端)으로부터 압력조정 전환점(q1)까지의 압력체감(遞減)영역(AR1)에 있어서 성형재료의 압력이 체감된다. 압력조정 전환점(q1)으로부터 공급부(P1) 전단까지의 압력조정영역(AR2)에 있어서 성형재료의 압력이 조정된다.

Description

성형기의 사출부재 및 성형방법{Injection member of molding machine and molding method}

본 발명은, 성형기의 사출부재 및 성형방법에 관한 것이다.

종래, 성형기, 예컨대, 사출성형기에 있어서는, 실린더부재로서의 가열실린더 내에 있어서 가열되어 용융된 성형재료로서의 수지를, 고압으로 사출하여 금형장치의 캐비티 공간에 충전하고, 이 캐비티 공간 내에 있어서 냉각하여 고화시킴으로써 성형품을 얻을 수 있도록 되어 있다.

그를 위해서, 상기 사출성형기는 형체장치 및 사출장치를 가지며, 상기 형체장치는, 고정(固定)플래튼 및 가동(可動)플래튼을 구비하고, 형체용 실린더에 의해 가동플래튼을 진퇴시킴으로써 금형장치의 형폐(型閉), 형체(型締) 및 형개(型開)가 행하여진다.

한편, 상기 사출장치는, 호퍼로부터 공급된 수지를 가열해서 용융시키는 가열실린더, 및 용용된 수지를 사출하는 사출노즐을 구비하고, 상기 가열실린더 내에 사출부재로서의 스크루가 회전 가능하게, 또한, 진퇴 가능하게 설치된다. 그리고, 계량용 모터를 구동해서 스크루를 회전시키면, 수지의 계량이 행하여지고, 호퍼로부터 가열실린더 내에 공급된 수지는, 스크루에 형성된 홈을 따라 전진되고, 그 동 안에 용용된다. 계속해서, 사출용 모터를 구동하여, 스크루를 전진시키면, 용용된 수지가 사출노즐로부터 사출되어, 상기 캐비티 공간에 충전된다. 그를 위해서, 상기 스크루에, 호퍼로부터 가열실린더에 공급된 수지를 받는 공급부, 이 공급부보다 전방에 있어서, 공급부로부터 공급된 수지를 용융시키면서 압축하는 압축부, 및 이 압축부로부터 공급된 수지를 일정량씩 계량하는 계량부가 형성된다(예컨대, 특허문헌 1 참조. ).

[특허문헌 1] 일본국 특허공개 평09-052266호 공보

[발명의 개시]

[발명이 해결하고자 하는 과제]

그러나, 상기 종래의 사출장치에 있어서는, 성형 사이클을 짧게 하려고, 계량용 모터의 회전속도를 높게 하고, 스크루를 고속으로 회전시키면, 상기 압축부에 있어서의 가열실린더 내의 압력이 높아져서, 전단(剪斷) 발열에 의해 수지의 온도가 과잉으로 높아져 버린다. 그 결과, 캐비티 공간에 충전된 수지를 냉각하기 위한 시간, 즉, 냉각시간이 길어지고, 결과적으로 성형 사이클을 짧게 할 수 없다.

게다가, 수지의 온도가 과잉으로 높아지는 것에 수반하여, 수지에 버닝(burning)이 발생하여, 성형품에 이물(異物)이 혼입되어 버린다. 그리고, 버닝된 수지가 스크루에 부착되므로, 스크루를 보수ㆍ관리하기 위한 시간, 즉, 유지보수시간이 길어져 버린다.

또한, 가열실린더 내의 압력이 높아지는 것에 수반하여, 스크루를 가열실린더의 내주면에 밀어붙이는 힘이 커져서, 가열실린더와 스크루 사이에 마멸(galling)이 발생해 버린다.

본 발명은, 상기 종래의 사출장치의 문제점을 해결하여, 성형 사이클 및 유지보수시간을 짧게 할 수 있고, 실린더부재와 사출부재 사이에 마멸이 발생하는 것을 방지할 수 있는 성형기의 사출부재 및 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

이를 위해서, 본 발명의 성형기의 사출부재에 있어서는, 실린더부재의 성형재료 공급구를 통하여 성형재료가 공급되는 공급부와, 이 공급부보다 전방에 형성되고, 공급부로부터 공급된 성형재료를 용융시키고, 압축하는 압축부와, 이 압축부보다 전방에 형성되고, 압축부로부터 공급된 성형재료를 계량하는 계량부를 가진다.

그리고, 상기 공급부는, 전단(前端)으로부터 소정의 거리만큼 후방에 압력조정 전환점을 구비하고, 이 압력조정 전환점을 경계로 해서 분할된다. 또한, 상기 공급부의 후단으로부터 압력조정 전환점까지의 압력체감(遞減)영역에 있어서 성형재료의 압력이 체감된다. 그리고, 상기 압력조정 전환점으로부터 공급부의 전단까지의 압력조정영역에 있어서 성형재료의 압력이 조정된다.

[발명의 효과]

본 발명에 의하면, 성형기의 사출부재에 있어서는, 실린더부재의 성형재료 공급구를 통하여 성형재료가 공급되는 공급부와, 이 공급부보다 전방에 형성되고, 공급부로부터 공급된 성형재료를 용융시키고, 압축하는 압축부와, 이 압축부보다 전방에 형성되고, 압축부로부터 공급된 성형재료를 계량하는 계량부를 가진다.

그리고, 상기 공급부는, 전단으로부터 소정의 거리만큼 후방에 압력조정 전환점을 구비하고, 이 압력조정 전환점을 경계로 해서 분할된다. 또한, 상기 공급부의 후단으로부터 압력조정 전환점까지의 압력체감영역에 있어서 성형재료의 압력이 체감된다. 그리고, 상기 압력조정 전환점으로부터 공급부의 전단까지의 압력조정영역에 있어서 성형재료의 압력이 조정된다.

이 경우, 상기 공급부에 있어서, 공급부의 후단으로부터 압력조정 전환점까지의 압력체감영역에 있어서 성형재료의 압력이 체감되고, 압력조정 전환점으로부터 공급부의 전단까지의 압력조정영역에 있어서 성형재료의 압력이 조정되므로, 압력체감영역 내를 전방으로 이동하는 성형재료의 밀도를 서서히 저하시킬 수 있다. 따라서, 압축부에 있어서의 실린더부재 내의 압력이 높아지는 것을 방지할 수 있다.

그 결과, 전단(剪斷) 발열에 의해 성형재료의 온도가 과잉으로 높아지지 않아, 캐비티 공간에 충전된 성형재료의 냉각시간을 짧게 할 수 있어서, 성형 사이클을 짧게 할 수 있다.

또한, 성형재료의 온도가 과잉으로 높아지는 것을 방지할 수 있으므로, 성형재료의 버닝이 발생하지 않아, 성형품에 이물(異物)이 혼입하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 버닝된 성형재료가 사출부재에 부착되지 않으므로, 사출부재를 보수ㆍ관리하기 위한 유지보수시간을 짧게 할 수 있다.

게다가, 실린더부재 내의 압력이 높아지는 것을 방지할 수 있으므로, 사출부재를 실린더부재의 내주면에 밀어붙이는 힘이 크게 되지 않아, 실린더부재와 사출부재 사이에 마멸이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 압력조정영역에 있어서 성형재료의 압력이 조정되므로, 압축부에 성형재료를 안정되게 하여 보낼 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 스크루의 본체부의 개략도이다.

도 2는, 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 사출장치의 개념도이다.

도 3은, 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 스크루의 본체부의 개략도이다.

도 4는, 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 혼련(混練)영역을 나타낸 제1 도이다.

도 5는, 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 혼련영역을 나타낸 제2 도이다.

도 6은, 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 혼련영역을 나타낸 제3 도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 가열실린더

14 : 스크루

23 : 플라이트

24 : 홈

25 : 수지공급구

34 : 서브 플라이트

AR1 : 압력체감(遞減)영역

AR2 : 압력조정영역

AR4 : 혼련(混練)영역

P1 : 공급부

P2 : 압축부

P3 : 계량부

q1 : 압력조정 전환점

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 다만, 이 경우, 성형기, 예컨대, 사출성형기에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 스크루의 본체부의 개략도, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 있어서의 사출장치의 개념도이다.

도면에 있어서, 11은 실린더부재로서의 가열실린더이며, 이 가열실린더(11)의 전단(前端)(도면에 있어서 좌단(左端))에 사출노즐(12)이 장착되고, 가열실린 더(11)의 외주(外周)에 복수의 가열 부재로서의 환상(環狀)의 히터(13)가 설치된다. 또한, 상기 가열실린더(11) 내에는, 사출부재로서의 스크루(14)가 회전 가능하게, 또한, 진퇴(도면에 있어서 좌우방향으로 이동) 가능하게 설치된다. 그리고, 이 스크루(14)는, 스크루(14)의 본체를 구성하는 본체부(15) 및 헤드부(16)로 이루어지고, 후단(後端)(도면에 있어서 우단(右端))에 있어서 축부(21)를 통하여 구동장치(22)와 연결된다. 이 구동장치(22)는, 계량용 구동부로서의 도시되지 않은 계량용 모터, 및 사출용 구동부로서의 도시되지 않은 사출용 모터로 이루어진다. 또한, 상기 본체부(15)의 주위에는, 나선상(螺旋狀)의 연속된 돌기에 의해 플라이트(23)가 형성되고, 이 플라이트(23)에 의해 홈(24)이 형성된다.

상기 헤드부(16)는, 원추형(圓錐形)의 형상을 가지는 스크루헤드(41), 이 스크루헤드(41)와 본체부(15)를 연결하는 로드(42), 이 로드(42)의 외주에 설치된 환상의 역지(逆止) 링(check ring; 43), 및 이 역지 링(43)과 접촉 가능하게 설치되고, 본체부(15)에 장착된 실 링(seal ring; 44)으로 이루어진다. 다만, 역지 링(43) 및 실 링(44)은, 계량공정시에 상기 본체부(15)에 있어서 용용된 성형재료로서의 수지를 스크루헤드(41)의 전방(도면에 있어서 좌측)으로 흐르는 것을 허용하고, 사출공정시에 스크루헤드(41)의 전방에 축적된 수지가 역류하는 것을 방지하는 역류방지수단으로서 기능한다.

그리고, 상기 가열실린더(11)의 후단(後端) 근방의 소정의 위치에는 성형재료 공급구로서의 수지공급구(25)가 형성되고, 이 수지공급구(25)에 성형재료 공급장치로서의 수지공급장치(71)가 설치된다. 이 수지공급장치(71)는, 상기 수지공급 구(25)에 향하도록 하여, 또한, 수지공급구(25)를 통하여 가열실린더(11) 내와 연결되어 통하도록 하여 설치되고, 수지를 저장하는 통형상의 저장통(29), 이 저장통(29)의 하단(下端)에 연결되고, 통형상이고, 이중관(二重管)구조를 가지는 흡기부(72), 상기 저장통(29)의 상단(上端)에 연결되고, 일정량의 수지를 저장통(29)에 공급하는 성형재료 공급기로서의 수지공급기(30), 및 이 수지공급기(30)의 상측에 설치되고, 또한, 상기 수지공급기(30)의 상단에 연결된 깔때기(漏斗) 형상의 호퍼(31)로 이루어지고, 이 호퍼(31)에 수용된 펠릿 형상의 수지는, 수지공급구(25)를 통하여 가열실린더(11) 내에 공급된다.

이를 위해서, 상기 수지공급기(30)는, 케이스(51), 및 이 케이스(51) 내에 있어서 회전 가능하게 설치된 밸브(52)로 이루어지고, 상기 케이스(51)의 상단부에 성형재료 입구로서의 수지입구(54)가, 하단부에 성형재료 출구로서의 수지출구(55)가 형성됨과 함께, 상기 밸브(52)에 포켓(53)이 형성된다. 또한, 상기 저장통(29)의 높이방향에 있어서의 소정의 개소, 본 실시예에 있어서는, 저장통(29)의 하부에는 레벨 센서(57)가 설치되고, 이 레벨 센서(57)는, 상기 저장통(29) 내의 수지의 레벨(상단의 높이)을 검출하고, 검출신호를 도시되지 않은 제어장치에 보낸다. 이 제어장치는, 검출신호를 받으면, 저장통(29) 내에 소정량의 수지가 저장되어 있는 지 여부를 판단하고, 저장통(29) 내의 수지가 적어지면, 수지공급용 구동부로서의 도시되지 않은 수지공급모터를 구동함으로써 상기 밸브(52)를 회전시켜서, 포켓(53)과 수지입구(54) 및 수지출구(55)를 선택적으로 연결되어 통하게 함으로써, 호퍼(31) 내의 수지를 포켓(53)에 공급하고, 포켓(53) 내의 수지를 흡기부(72) 내 의 수지유로를 통하여 저장통(29)에 공급한다. 그리고, 저장통(29)에 있어서 저장된 수지는, 수지공급구(25)를 통하여 가열실린더(11) 내에 공급된다.

상기 수지공급구(25)는, 스크루(14)를 가열실린더(11) 내에 있어서의 가장 전방의 위치에 놓은 상태에 있어서, 상기 홈(24)의 후단부(도면에 있어서 우단부)와 대향하는 개소(個所)에 형성된다. 그리고, 상기 본체부(15)에는, 후방(도면에 있어서 우측)에서 전방에 걸쳐서, 수지공급구(25)를 통하여 수지가 공급되는 공급부(P1), 이 공급부(P1)로부터 공급된 수지를 용융시키면서 압축하는 압축부(P2), 및 이 압축부(P2)로부터 공급된 수지를 일정량씩 계량하는 계량부(P3)가 차례로 형성된다. 다만, 상기 계량부(P3)는, 본체부(15)의 전체 길이에 차지하는 비율이 거의 5∼20〔％〕로 된다.

상기 구성의 사출장치에 있어서, 계량공정시에, 상기 계량용 모터를 구동함으로써, 상기 스크루(14)를 회전시키고, 그에 수반하여 후퇴(도면에 있어서 우방향으로 이동)시키면, 수지공급장치(71)에 의해 가열실린더(11) 내에 공급된 수지는, 상기 홈(24)을 따라 전진(도면에 있어서 좌방향으로 이동)됨과 함께, 상기 히터(13)에 의해 가열되어, 용용된다. 그리고, 상기 스크루(14)가 후퇴되는 것에 수반하여, 상기 역지 링(43)은 로드(42)에 대하여 전방으로 이동되므로, 본체부(15)의 전단에 도달한 수지는 로드(42)와 역지 링(43) 사이의 수지유로를 지나서, 스크루헤드(41)의 전방으로 보내진다. 따라서, 스크루헤드(41)의 전방에 1숏(shot) 분량의 용융된 수지가 축적된다.

다음으로, 사출공정시에, 상기 사출용 모터를 구동하여, 스크루(14)를 전진 시키면, 상기 스크루헤드(41)의 전방에 축적된 수지는, 상기 사출노즐(12)로부터 사출되어, 도시되지 않은 금형장치의 캐비티 공간에 충전된다.

다만, 상기 계량공정에 있어서, 수지가, 가열되고, 용융되는 것에 수반하여 가스가 발생하고, 이 가스가 혼입된 수지가 캐비티 공간에 충전되면, 보이드(void), 수지에 버닝 등이 발생해서 성형품의 품질을 저하시켜 버린다. 그래서, 상기 흡기부(72)에 환상의 슬릿(76)이 형성되고, 이 슬릿(76)을 통하여 가열실린더(11) 내 및 저장통(29) 내의 가스가 흡인되고, 흡인된 가스는, 연통관(連通管)(77)을 통하여 도시되지 않은 흡기원(吸氣源)에 보내진다.

그런데, 상기 구성의 사출장치에 있어서, 성형 사이클을 짧게 하기 위해서, 계량용 모터의 회전속도를 높게 하여, 스크루(14)를 고속으로 회전시키도록 하고 있다. 이 경우, 상기 압축부(P2)에 있어서의 가열실린더(11) 내의 압력이 높아져서, 전단(剪斷) 발열에 의해 수지의 온도가 과잉으로 높아지면, 캐비티 공간에 충전된 수지의 냉각시간이 길어지고, 결과적으로 성형 사이클을 짧게 할 수 없다.

또한, 수지의 온도가 과잉으로 높아지는 것에 수반하여, 수지에 버닝이 발생하고, 성형품에 이물이 혼입되어 버린다. 또한, 버닝된 수지가 스크루(14)에 부착되므로, 스크루(14)를 보수ㆍ관리하기 위한 유지보수시간이 길어져 버린다.

게다가, 가열실린더(11) 내의 압력이 높아지는 것에 수반하여, 수지가 스크루(14)를 가열실린더(11)의 내주면에 밀어붙이는 힘이 커져서, 가열실린더(11)와 스크루(14) 사이에 마멸이 발생해 버린다.

그래서, 본 실시예에 있어서는, 상기 공급부(P1)의 전단으로부터 소정의 거 리만큼 후방의 점을 압력조정 전환점(q1)으로서 설정하고, 이 압력조정 전환점(q1)을 경계로 해서 상기 공급부(P1)를 분할하여, 공급부(P1)의 후단으로부터 압력조정 전환점(q1)까지를 제1 영역으로서의 압력체감(遞減)영역(AR1)으로 하고, 압력조정 전환점(q1)으로부터 공급부(P1)의 전단까지를 제2 영역으로서의 압력조정영역(AR2)으로 한다. 본 실시예에 있어서는, 상기 압력체감영역(AR1)을 공급부(P1) 길이의 80∼95〔％〕만큼의 거리로 하고, 압력조정영역(AR2)을 공급부(P1) 길이의 5∼20〔％〕만큼의 거리로 한다.

그리고, 상기 압력체감영역(AR1)에 있어서, 공급부(P1)의 후단으로부터 압력조정 전환점(q1)까지의 플라이트(23)의 각 리드 만큼의 구간의 용적이 단계적으로 크게 된다. 그 때문에, 상기 압력체감영역(AR1)에 있어서, 후단에서 전단에 걸쳐서 각 리드길이(di)(i＝1, 2,…, n)가 서서히 길게 된다. 또한, 상기 압력체감영역(AR1)에 있어서, 홈(24)의 깊이가 일정하게 되어, 홈(24)의 바닥에 의해 형성되는 스크루(14) 축부(32)의 외경(外徑)이 일정하게 된다.

그리고, 공급부(P1)의 후단으로부터 전방을 향해서 플라이트(23)의 1리드 만큼의 구간의 홈(24)의 용적을 Qb라고 하고, 압력조정 전환점(q1)으로부터 후방을 향해서 플라이트(23)의 1리드 만큼의 구간의 홈(24)의 용적을 Qf라 했을 때,

Qf ＞ Qb

로 되어, 용적(Qb)에 대한 용적(Qf)의 비율, 즉, 용적비(ε)

ε ＝ Qf / Qb

를,

1.05 ≤ ε ≤ 2.00

의 범위에 들도록 설정한다.

이 경우, 상기 용적(Qb)을 산출함에 있어서, 공급부(P1)의 후단을 산출개시점(s1)으로 하고, 공급부(P1)의 후단으로부터 1리드 만큼 전방의 점을 산출종료점(e1)으로 하여, 산출개시점(s1)으로부터 산출종료점(e1)까지의 홈(24)의 단면적을 적분함으로써 용적(Qb)을 산출할 수 있다. 또한, 산출개시점(s1)으로부터 산출종료점(e1)까지의 구간에 있어서의 소정의 점, 예컨대, 중간점에 있어서의 단면적에, 산출개시점(s1)으로부터 산출종료점(e1)까지의 거리(1리드 만큼의 길이), 즉, 리드길이(d1)를 승산(乘算)함으로써 용적(Qb)을 산출할 수 있다. 그리고, 마찬가지로, 상기 용적(Qf)을 산출함에 있어서, 압력조정 전환점(q1)으로부터 1리드 만큼 후방의 점을 산출개시점(sn)으로 하고, 압력조정 전환점(q1)을 산출종료점(en)으로 하여, 산출개시점(sn)으로부터 산출종료점(en)까지의 홈(24)의 단면적을 적분함으로써 산출하거나, 산출개시점(sn)으로부터 산출종료점(en)까지의 소정의 점, 예컨대, 중간점에 있어서의 단면적에 리드길이(dn)를 승산함으로써 산출하거나 할 수 있다.

한편, 압력조정영역(AR2)에 있어서는, 압력조정 전환점(q1)으로부터 공급부(P1) 전단(前端)까지의 플라이트(23)의 각 리드 만큼의 구간의 용적이 일정하게 된다. 그 때문에, 압력조정영역(AR2)의 후단(後端)에서 전단에 걸쳐서 각 리드길이(dj)는, 상기 리드길이(dn)와 같게 되어, 일정하게 된다. 또한, 압력조정영역(AR2)에 있어서, 홈(24)의 깊이가 일정하게 되고, 홈(24)의 바닥에 의해 형성되 는 스크루(14)의 축부(32)의 외경(外徑)은 일정하게 된다.

다만, 상기 플라이트(23)는, 스크루(14)를 깎아 내는 공작기계의 컷터에 의해 가공되고, 스크루(14)를 1리드 깍을 때마다, 상기 컷터의 각도를 변화시켜서, 깍아냄 각도를 변화시킴으로써, 플라이트(23)의 피치가 1리드마다 단계적으로 변화된다.

이와 같이, 압력체감영역(AR1)에 있어서, 공급부(P1)의 후단으로부터 압력조정 전환점(q1)까지의 플라이트(23)의 각 리드 만큼의 구간의 용적이 서서히 크게 되고, 용적비(ε)가 1보다 크게 되므로, 압력체감영역(AR1) 내를 전방으로 이동하는 수지의 밀도를 서서히 저하시킬 수 있다. 따라서, 압축부(P2)에 있어서의 가열실린더(11) 내의 압력이 높아지는 것을 방지할 수 있다.

그 결과, 전단 발열에 의해 수지의 온도가 과잉으로 높아지지 않아, 캐비티 공간에 충전된 수지의 냉각시간을 짧게 할 수 있어, 성형 사이클을 짧게 할 수 있다. 또한, 수지로부터 발생하는 가스의 양을 적게 할 수 있으므로, 금형장치가 오염됨을 방지할 수 있다. 따라서, 금형장치의 보수ㆍ관리를 용이하게 행할 수 있다.

또한, 수지의 온도가 과잉으로 높아지는 것을 방지할 수 있으므로, 수지에 버닝이 발생하지 않고, 성형품에 이물이 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 버닝된 수지가 스크루(14)에 부착되지 않으므로, 스크루(14)를 보수ㆍ관리하기 위한 유지보수시간을 짧게 할 수 있다.

게다가, 가열실린더(11) 내의 압력이 높아지는 것을 방지할 수 있으므로, 수지가 스크루(14)를 가열실린더(11)의 내주면에 밀어붙이는 힘이 크게 되지 않아, 가열실린더(11)와 스크루(14) 사이에 마멸이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 압력체감영역(AR1)에 있어서 밀도가 낮아진 수지가 압력조정영역(AR2)에 진입하면, 압력조정 전환점(q1)으로부터 공급부(P1) 전단까지의 플라이트(23)의 각 리드 만큼의 구간의 홈(24) 용적이 일정하게 되고, 수지의 압력이 조정되므로, 그 사이에 수지의 밀도를 균일하게 할 수 있어, 압축부(P2)에 수지를 안정되게 하여 보낼 수 있다.

이와 같이 하여, 수지가 압축부(P2)에 보내지면, 압축부(P2)에 있어서, 수지는 용융되면서 압축된다. 상기 압축부(P2)에 있어서는, 후단으로부터 전단까지의 플라이트(23)의 각 리드 만큼의 구간의 홈(24)의 용적이 서서히 작게 된다. 그 때문에, 압축부(P2)의 후단에서 전단에 걸쳐서 홈(24)의 깊이가 서서히 작게 되고, 상기 축부(32)의 외경이 서서히 크게 된다. 또한, 압축부(P2)에 있어서, 각 리드길이(dp2)는 상기 압력체감영역(AR1)의 리드길이(dn)와 같고, 또한, 일정하게 된다.

이와 같이, 압축부(P2)에 있어서, 플라이트(23)의 각 리드 만큼의 구간의 홈(24)의 용적이 서서히 작게 되므로, 수지를, 충분히 용융시키면서 압축시켜서, 계량부(P3)에 안정되게 하여 보낼 수 있다. 게다가, 압축부(P2)에 있어서, 상기 수지의 온도가 과잉으로 높아지지 않으므로, 적정한 온도의 수지를 계량부(P3)에 보낼 수 있다.

이와 같이 하여, 수지가 계량부(P3)에 보내지면, 계량부(P3)에 있어서는, 용용된 수지가 일정량씩 계량된다. 상기 계량부(P3)에 있어서는, 후단으로부터 전단까지의 플라이트(23)의 각 리드 만큼의 구간의 홈(24)의 용적이 일정하게 된다. 그 때문에, 계량부(P3)의 후단에서 전단에 걸쳐서 홈(24)의 깊이가 일정하게 되고, 상기 축부(32)의 외경이 일정하게 된다. 또한, 계량부(P3)에 있어서, 각 리드길이(dp3)는 상기 압력체감영역(AR1)의 리드길이(dn)와 같고, 또한, 일정하게 된다.

그런데, 상기 압축부(P2)에 있어서는, 가열실린더(11) 내의 압력이 높아지는 것이 방지되지만, 계량부(P3)에 있어서는, 그 만큼 수지를 충분히 혼련(混練)할 수 없게 되어 버린다. 그래서, 상기 계량부(P3)의 전단보다 소정의 거리만큼 후방의 점을 혼련조정 개시점(q2)으로서 설정하고, 이 혼련조정 개시점(q2)을 경계로 해서 상기 계량부(P3)를 분할하여, 계량부(P3)의 후단으로부터 혼련조정 개시점(q2)까지를 제1 영역으로서의 통상계량영역(AR3)이라 하고, 혼련조정 개시점(q2)으로부터 계량부(P3) 전단까지를 제2 영역으로서의 혼련영역(AR4)으로 한다. 본 실시예에 있어서는, 상기 통상계량영역(AR3)을 계량부(P3) 길이의 50〔％〕 미만 만큼의 거리로 하고, 혼련영역(AR4)을 계량부(P3) 길이의 50〔％〕 이상의 거리로 한다.

그리고, 상기 혼련영역(AR4)에 혼련부위로서, 상기 플라이트(23)의 외주 둘레에, 소정의 피치로 복수의 혼련용 컷(cut; 33)이 형성된다. 이 컷(33)은 축방향으로 뻗게 하고, 또한, 플라이트(23)를 관통하도록 형성된다.

따라서, 용융된 수지는, 상기 홈(24)을 따라 전진되고, 컷(33)을 통과해서 후방의 홈(24) 내에 이동한다. 그 결과, 컷(33)이 형성된 플라이트(23)를 사이에 끼우는 홈(24) 사이에 있어서 수지가 순환되므로, 수지를 충분히 혼련될 수 있다.

이와 같이, 상기 혼련영역(AR4)에서 압축부(P2)로부터 보내진 수지가 혼련 되므로, 적정한 온도로 용융되고, 충분히 혼련된 저온의 수지를 형성하여, 스크루 헤드(41)의 전방에 축적할 수 있다.

본 실시예에 있어서는, 압력체감영역(AR1)에 있어서, 후단에서 전단에 걸쳐서 각 리드길이(di)가 서서히 길게 되고, 홈(24)의 깊이가 일정하게 되고, 홈(24)의 바닥에 의해 형성되는 스크루(14) 축부(32)의 외경은 일정하게 되도록 되어 있지만, 압력체감영역(AR1)에 있어서, 후단에서 전단에 걸쳐서 각 리드길이(di)를 일정하게 하고, 홈(24)의 깊이를 서서히 크게 하고, 축부(32)의 외경을 서서히 작게 할 수도 있다.

또한, 본 실시예에 있어서는, 상술된 바와 같이, 상기 계량공정에 있어서, 수지로부터 발생된 가스를 흡인하기 위해서, 상기 흡기부(72)에 환상(環狀)의 슬릿(76)이 형성되고, 이 슬릿(76)을 통하여 가열실린더(11) 내 및 저장통(29) 내의 가스가 흡인되도록 되어 있지만, 상기 흡기부(72)를 설치해서 적극적으로 가스 제거를 행하지 않고도, 수동적으로 호퍼(31)을 통해서 상측으로 가스 제거를 행하도록 할 수도 있다.

이 경우, 상기 가스는 주로 압축부(P2)에 있어서 발생하고, 후방에 보내지게 되지만, 상술된 바와 같이, 공급부(P1)에 있어서의 수지의 밀도가 낮게 되므로, 가스를 후방에 원활하게 보낼 수 있다.

다음으로, 용용된 수지로부터 가스를 원활하게 분리시키고, 한층 원활하게 후방에 보낼 수 있도록 한 본 발명의 제2 실시예에 대해서 설명한다. 다만, 제1 실시예와 동일 구조를 가지는 것에 대해서는, 동일 부호를 부여함으로써 그 설명을 생략하고, 동일 구조를 가지는 것에 의한 발명의 효과에 대해서는 동(同)실시예의 효과를 원용한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 있어서의 스크루의 본체부의 개략도이다.

이 경우, 상기 압축부(P2)의 전단(도면에 있어서 좌단)으로부터 소정의 거리만큼 후방(도면에 있어서 우측)의 점을 가스제거 조정 개시점(q3)으로서 설정하고, 이 가스제거 조정 개시점(q3)을 경계로 해서 상기 압축부(P2)를 분할하여, 압축부(P2)의 후단(도면에 있어서 우단)으로부터 가스제거 조정 개시점(q3)까지를 제1 영역으로서의 통상압축영역(AR5)이라 하고, 가스제거 조정 개시점(q3)으로부터 압축부(P2) 전단까지를 제2 영역으로서의 가스제거 조정영역(AR6)으로 한다. 본 실시예에 있어서, 이 가스제거 조정영역(AR6)은, 성형재료로서의 도시되지 않은 수지에 기계 에너지 및 열 에너지가 가해지며, 또한, 수지의 고체 및 액체가 혼재하는 영역에 형성되고, 또한, 상기 통상압축영역(AR5)을 압축부(P2) 길이의 50〔％〕 미만 만큼의 거리로 하고, 가스제거 조정영역(AR6)을 압축부(P2) 길이의 50〔％〕 이상의 거리로 하는데, 압축부(P2) 전체를 가스제거 조정영역(AR6)으로 할 수도 있다.

그리고, 이 가스제거 조정영역(AR6)에, 상기 플라이트(23)와는 별도로, 나선상(螺旋狀)의 연속하는 돌기에 의해 가스제거 조정부재로서의 서브 플라이트(34)가 형성된다. 이 서브 플라이트(34)는, 압축부(P2)의 각 리드길이(dp2)보다 큰 일정한 리드길이(dm)를 가지고, 상기 서브 플라이트(34)의 외경은 플라이트(23)의 외경보다 작게 된다.

그런데, 상기 서브 플라이트(34)는, 상기 가스제거 조정 개시점(q3)에 있어서 플라이트(23)의 전측면(前側面)과 접촉되고, 상기 가스제거 조정 개시점(q3)으 로부터 압축부(P2)의 전단에 걸쳐서 플라이트(23)의 전측면으로부터 떨어지며, 압축부(P2)의 전단에 있어서 플라이트(23)의 후측면(後側面)과 접촉된다. 다시 말해, 서브 플라이트(34)는, 홈(24)을 구획해서 뻗게 되고, 플라이트(23)의 전측면과 서브 플라이트(34)의 후측면의 사이에, 가스제거 조정 개시점(q3)으로부터 압축부(P2)의 전단에 걸쳐서 서서히 단면적이 넓어지는 제1 구획 홈부(35)를, 플라이트(23)의 후측면과 서브 플라이트(34)의 전측면의 사이에 가스제거 조정 개시점(q3)으로부터 압축부(P2)의 전단에 걸쳐서 서서히 단면적이 좁아지는 제2 구획 홈부(36)를 형성한다.

따라서, 제2 구획 홈부(36)가 서서히 좁아지는 것에 수반하여, 가스제거 조정영역(AR6)에 있어서의 수지의 압력 구배(勾配)가 커지므로, 상기 홈(24) 내를 전진(도면에 있어서 좌방향으로 이동)되는 수지로부터 발생된 가스는, 충분히 용용된 수지로부터 분리된다. 그 결과, 용용된 수지로부터 가스를 원활하게 분리시킬 수 있고, 상기 가스를 한층 원활하게 후방으로 보낼 수 있다.

다만, 상기 홈(24) 내를 전진하게 되는 수지 중, 충분히 용융되어 있는 수지는 서브 플라이트(34)를 용이하게 넘어서 제1 구획 홈부(35)를 따라 전진되고, 충분히 용융되어 있지 않은 수지는, 제2 구획 홈부(36)가 서서히 좁아지는 것에 수반하여, 전진되는 것이 저지된다. 그리고, 서브 플라이트(34)를 넘어설 때에 수지에 전단력(剪斷力)이 가하여지므로, 수지는 더욱 충분히 용융되며, 또한, 예비적으로 혼련된다.

다음으로, 본 발명의 제3 실시예에 대해서 설명한다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 혼련영역을 나타낸 제1 도, 도 5는 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 혼련영역을 나타낸 제2 도, 도 6은 본 발명의 제3 실시예에 있어서의 혼련영역을 나타낸 제3 도이다.

도 4에 있어서, 제2 영역으로서의 혼련영역(AR4)(도 3)에 플라이트(23) 대신에, 혼련부위로서의 혼련용 플라이트(61)가 형성된다. 이 혼련용 플라이트(61)는, 나선상의 연속하는 돌기에 의해 형성되고, 혼련용 플라이트(61)의 리드길이(dw)는, 제1 영역으로서의 통상계량영역(AR3)에 있어서의 플라이트(23)의 리드길이(dp3) 및 압축부(P2)에 있어서의 플라이트(23)의 리드길이(dp2)보다 짧게 된다. 여기서, 64는 혼련용 플라이트(61)를 따라 형성되는 홈이다.

또한, 도 5에 있어서, 혼련영역(AR4)에, 홈(24)에 있어서의 원주방향으로 혼련부위로서의 복수의 돌기(37)가 소정의 피치로 돌출시켜서 형성되고, 도 6에 있어서, 혼련영역(AR4)에, 전단(도면에 있어서 좌단)에서 후단(도면에 있어서 우단)에 걸쳐서, 메독형(Maddock-type)의 혼련부위가 형성된다. 이 혼련부위는, 축방향에 대하여 소정의 각도로 형성된 제1, 제2 돌기(38, 39)로 이루어진다. 이 제1, 제2 돌기(38, 39)는, 서로 평행하게, 또한, 번갈아 전단 및 후단에 틈(clearance)을 남기고 형성된다.

다만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지에 근거해서 다양하게 변형시키는 것이 가능하며, 그들을 본 발명의 범위에서 배제하는 것이 아니다.

본 발명을 성형품을 성형하기 위한 사출성형기에 적용할 수 있다.

Claims (8)

1. ⒜ 실린더부재의 성형재료 공급구를 통하여 성형재료가 공급되는 공급부와,

   ⒝ 이 공급부보다 전방에 형성되고, 공급부로부터 공급된 성형재료를 용융시키고, 압축하는 압축부와,

   ⒞ 이 압축부보다 전방에 형성되고, 압축부로부터 공급된 성형재료를 계량하는 계량부를 가짐과 함께,

   ⒟ 상기 공급부는, 전단(前端)으로부터 소정의 거리만큼 후방에 압력조정 전환점을 구비하고, 이 압력조정 전환점을 경계로 해서 분할되고,

   ⒠ 상기 공급부의 후단(後端)으로부터 압력조정 전환점까지의 압력체감(遞減)영역에 있어서 성형재료의 압력이 체감되고,

   ⒡ 상기 압력조정 전환점으로부터 공급부의 전단까지의 압력조정영역에 있어서 성형재료의 압력이 조정되는 것을 특징으로 하는 성형기의 사출부재.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 공급부의 후단으로부터 전방을 향해서 플라이트의 1리드 만큼 구간의 홈의 용적을 Qb라 하고, 압력조정 전환점으로부터 후방을 향해서 플라이트의 1리드 만큼 구간의 홈의 용적을 Qf라 했을 때,

   Qf ＞ Qb

   로 되는 것을 특징으로 하는 성형기의 사출부재.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 용적(Qb)에 대한 용적(Qf)의 용적비(ε)은,

   1.05 ≤ ε ≤ 2.00

   의 범위에 들도록 설정되는 것을 특징으로 하는 성형기의 사출부재.
4. 청구항 2에 있어서,

   상기 용적(Qb, Qf)은, 플라이트의 리드길이(lead length)에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 성형기의 사출부재.
5. 청구항 2에 있어서,

   상기 용적(Qb, Qf)은, 홈의 깊이에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 성형기의 사출부재.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 계량부에 혼련(混練)영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 성형기의 사출부재.
7. 청구항 1에 있어서,

   상기 압축부에 소정의 리드길이의 서브 플라이트가 형성되는 것을 특징으로 하는 성형기의 사출부재.
8. 실린더부재의 성형재료 공급구를 통하여 성형재료가 공급되는 공급부, 이 공급부보다 전방에 형성되고, 공급부로부터 공급된 성형재료를 용융시키고, 압축하는 압축부, 및 이 압축부보다 전방에 형성되고, 압축부로부터 공급된 성형재료를 계량하는 계량부를 가지고, 상기 공급부가, 전단으로부터 소정의 거리만큼 후방에 압력조정 전환점을 구비하고, 이 압력조정 전환점을 경계로 해서 분할된 사출부재를 사용해서 계량을 행하는 성형방법에 있어서,

   ⒜ 상기 공급부의 후단으로부터 압력조정 전환점까지의 압력체감영역에 있어서 성형재료의 압력이 체감되고,

   ⒝ 상기 압력조정 전환점으로부터 공급부의 전단까지의 압력조정영역에 있어서 성형재료의 압력이 조정되는 것을 특징으로 하는 성형기의 성형방법.

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