KR20070037626A - 사출 성형 기계 마개형 슈팅 포트 피스톤 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 동일 게이트에서 종료되는 적어도 두 개의 용탕 채널을 갖는 공사출 노즐과 함께 공사출 핫 러너에 설치되도록 구성된 사출 성형 슈팅 포트에 관한 것이다. 상기 사출 성형 슈팅 포트는 기단부와 말단부를 갖는 슈팅 포트 피스톤을 구비한다. 상기 슈팅 포트 피스톤의 말단부에는 슈팅 포트 피스톤 연장부가 배치되고, 상기 슈팅 포트 피스톤 연장부는 상기 슈팅 포트 피스톤의 배출 사이클 중에 체크 밸브 이동 요소를 제거하도록 구성된다.
슈팅 포트 피스톤, 슬롯, 용탕 채널, 체크 밸브, 공사출 노즐, 슈팅 포트 피스톤, 슈팅 포트 실린더
Description
본 발명은 사출 성형 기계에서의 공사출 핫러너(coinjection hot runner) 조립체의 슈팅 포트 실린더의 본체 내에 포함되는 마개형(spigotted) 슈팅 포트 피스톤에 관한 것이다.
공사출 성형은 통상 적층 벽 구조물을 갖는 다층 플라스틱 패키징 물품을 성형하는데 사용된다. 각각의 층은 통상 단일 노즐 구조물에서의 상이한 환형 또는 원형 통로를 통해서 이동되며, 각각의 층은 동일 게이트를 통해서 부분적으로, 순차적으로 사출된다. 일부 공사출 핫 러너 시스템은 하나의 플라스틱 수지의 재료를 다중-공동 몰드의 각 공동이 몰딩 사이클에서의 그 수지의 정확한 분량(dose)을 수용하도록 계량하기 위한 슈팅 포트를 구비한다. 일부 설계 형상은 슈팅 포트가 노즐을 통해서 수지를 배출할 때 수지의 역류를 방지하기 위해 체크 밸브를 사용한다.
Schad에 의한 미국 특허 제4,717,324호는 역류 방지를 위해 회전 밸브를 사용하는 슈팅 포트를 구비하는 공사출 핫 러너 시스템을 교시한다. Krishnakumar에 의한 미국 특허 제4,710,118호에 개시된 체크 밸브는 누설 문제를 저감하고, 비용 을 절감하며, 몰드내 공간을 절감하기 위해서는 회전 밸브인 것이 바람직할 수 있다.
종종, 이러한 체크 밸브는 플라스틱 수지에 의해 블로킹되거나 재밍(jam)되어 몰드의 정상 작동을 중단시킨다. 특히, 체크 밸브의 이동 요소(통상 볼 등)는, 이동 요소를 개방 또는 부분 개방 위치에서 체크 밸브 챔버 벽에 점착(stick)되게 하는 접착제처럼 작용할 수 있는 열화되고 부분 고화된 수지 파편(debris), 이물질 또는 탄화 수지를 픽업할 수 있다. 이는 수지가 용탕 입구 채널로 역류할 수 있게 하고, 몰드 내에 짧은 샷(short shot)이 사출되게 하며, 결국 결함있는 부분을 초래한다. 이동 요소가 개방 위치에서 점착되게 하는, 변형된 이동 요소, 수지내 입자, 부적절한 사출 압력 등과 같은 다른 원인이 있을 수 있다. 더욱이, 볼 주위에서의 수지 유동은 이를 변위시키기에 충분한 압력을 발생시키지 않는다. 이 기능장해는 사출 도중에 체크 밸브 볼 이동을 차단할 수 있다. 따라서, 체크 밸브에 의한 차단 문제가 미해결 상태로 남게 된다.
본 발명의 장점은 슈팅 포트 방법 및 장치를 제공함으로써 체크 밸브가 적절한 작동을 보장하도록 기계적으로 작동되는 것이다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 동일 게이트에서 종료되는 적어도 두 개의 용탕 채널을 갖는 공사출 노즐과 함께 공사출 핫 러너에 설치되도록 구성된 사출 성형 슈팅 포트에 대해 구조 및/또는 단계의 독특한 조합이 제공된다. 바람직하게, 상기 사출 성형 슈팅 포트는 기단부와 말단부를 갖는 슈팅 포트 피스톤을 구비한다. 상기 슈팅 포트 피스톤의 말단부에는 슈팅 포트 피스톤 연장부가 배치되고, 이 연장부는 상기 슈팅 포트 피스톤의 배출 사이클 중에 체크 밸브 이동 요소를 제거하도록 구성된다.
본 발명의 제2 태양에 따르면, 동일 게이트에서 종료되는 적어도 두 개의 용탕 채널을 갖는 공사출 노즐에 결합되도록 구성되는 사출 성형 핫 러너 조립체에 대해 구조 및/또는 단계의 독특한 조합이 제공된다. 바람직하게, 상기 핫 러너 조립체는 입구 용탕 채널 및 출구 용탕 채널을 구비한다. 상기 입구 용탕 채널과 상기 출구 용탕 채널 사이에는 슈팅 포트 조립체가 배치된다. 상기 슈팅 포트 조립체는 슈팅 포트 실린더 및 슈팅 포트 피스톤을 구비한다. 상기 슈팅 포트 실린더 내에 또는 바로 근접하여 체크 밸브가 배치되며, 상기 체크 밸브는 가동 폐쇄체(movable occlusion)를 구비한다. 상기 슈팅 포트 피스톤의 말단부에는 연장부가 배치되고, 이 연장부는 상기 슈팅 포트 피스톤의 사출 작업 중에 상기 체크 밸브 폐쇄체와 접촉하여 이를 이동시키도록 구성된다.
본 발명의 제3 태양에 따르면, 몰드 공동, 및 상기 몰드 공동에 용탕을 사출하도록 구성된 노즐을 갖는 사출 성형 기계에 대해 구조물 및/또는 단계의 독특한 조합이 제공된다. 출구 용탕 채널은 용탕을 노즐까지 운반하도록 구성된다. 슈팅 포트 실린더는 상기 슈팅 포트 피스톤의 작동시에 용탕을 상기 출구 용탕 채널로 배출하도록 구성된다. 입구 용탕 채널은 용탕을 상기 슈팅 포트 실린더까지 운반하도록 구성된다. 상기 입구 용탕 채널과 상기 출구 용탕 채널 사이에는 체크 밸브가 배치되고, 이 체크 밸브는 체크 밸브 폐쇄체를 구비한다. 상기 슈팅 포트 피스톤의 말단부에는 연장부가 배치되고, 이 연장부는 상기 슈팅 포트 피스톤의 사출 작업 중에 상기 체크 밸브 폐쇄체와 접촉하여 이를 이동시키도록 구성된다.
본 발명의 제4 태양에 따르면, 몰드 공동, 및 상기 몰드 공동 내에 용탕을 사출하도록 구성되고, 동일 게이트에서 종료되는 적어도 두 개의 용탕 채널을 갖는 공사출 노즐을 구비하는 사출 몰드에 대해 단계들의 독특한 조합이 제공된다. 출구 용탕 채널은 용탕을 노즐까지 운반하도록 구성된다. 슈팅 포트 실린더는 상기 슈팅 포트 피스톤의 작동시에 용탕을 상기 출구 용탕 채널로 배출하도록 구성된다. 입구 용탕 채널은 용탕을 상기 슈팅 포트 실린더까지 운반하도록 구성되며, 상기 입구 용탕 채널과 상기 출구 용탕 채널 사이에는 체크 밸브가 배치되고, 이 체크 밸브는 체크 밸브 폐쇄체를 구비한다. 상기 슈팅 포트 피스톤의 말단부에는 연장부가 배치되고, 이 연장부는 상기 슈팅 포트 피스톤의 사출 작업 중에 상기 체크 밸브 폐쇄체와 접촉하여 이를 이동시키도록 구성된다.
본 발명의 바람직한 특징의 예시적인 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명할 것이다.
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 공사출 핫 러너 조립체의 일부의 개략 도시도이다.
도2 및 도3은 도1에 도시된 슈팅 포트 조립체의 일부의 상세도 및 사시도로서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 체크 밸브를 도시하는 도면이다.
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 슈팅 포트 조립체의 일부의 상세도이다.
1. 서론
본 발명은 이제, 플라스틱 수지, 다층, 공사출 성형 기계에서 마개형 슈팅 포트 피스톤이 체크 밸브와 함께 사용되는 여러 실시예를 참조하여 설명될 것이다.
도1은 공사출 핫 러너 조립체의 일부를 도시한다. 슈팅 포트 조립체(10)는 "C" 수지 핫 러너 매니폴드(11)에 장착된 것으로 도시된다. 이는 슈팅 포트 실린더(12), 슈팅 포트 피스톤(13), 볼 체크 밸브(14), 플러그(15), 및 시일(16)을 포함한다. 바람직하게, 체크 밸브 조립체(볼(14)과 체크 밸브 챔버(29)를 포함)는 슈팅 포트 실린더(12) 내에 (그와 일체로) 전체적으로 또는 부분적으로 배치되거나, 슈팅 포트 실린더(12)에 바로 근접하여 배치된다. 수지는 입구 용탕 채널(17)을 통해서 슈팅 포트 실린더(12)에 공급되고, 출구 용탕 채널(19)을 통해서 노즐 조립체(9)로 가는 도중에 슈팅 포트를 떠난다.
체크 밸브(14)는 계량 시에 입구 용탕 채널(17)에서 슈팅 포트 실린더(12)로의 수지 유동을 제어하고 사출 중에 슈팅 포트 실린더(12)에서 노즐(9)로의 수지 유동을 제어하는데 사용된다. 전술했듯이, 일부 경우에 체크 밸브 폐쇄체(예를 들면, 볼)(14)는 개방 위치에서 재밍되거나 점착되고, 폐쇄 위치로 돌아오지 않으며 따라서 슈팅 포트 피스톤(13)이 전진하여 슈팅 포트 실린더(12)의 내용물을 배출할 때 체크 밸브(14)가 신속히 폐쇄되지 않고, 이로인해 수지가 핫 러너 매니폴드(11)의 입구 용탕 채널(17) 내로 역류할 수 있다. 그 결과, 감소된 양의 수지가 몰드 공동 내로 사출되어 부적절한 주입 및 결함있는 성형 부품을 초래한다.
2. 제1 실시예
도2 및 도3은 본 발명에 따른 제1 실시예를 도시한다. 특히, 원통형 슈팅 포트 피스톤(13)의, 기단부와 대향하는 말단부에는 짧은 원통형 마개 연장부 (또는 제거 구조물)(20)가 동축적으로 배치된다. 마개 연장부(20)는 슈팅 포트 피스톤(13)과 원피스 구조인 것이 바람직하지만, 슈팅 포트 피스톤(13)의 말단부에 볼트연결, 아교접착, 납땜 또는 다른 방식으로 고정되는 상이한 재료를 포함할 수 있다. 바람직하게, 마개 연장부(20)는 슈팅 포트 피스톤(13)보다 작은 외경을 갖고 종방향으로는 보다 짧은 원통형 형상을 갖는다. 마개 연장부(20)의 외경은 전이 채널(22) 내에서 실린더로부터 체크 밸브 챔버(볼 하우징)(9)로의 자유 이동을 가능하게 한다. 마개가 전이 채널(22)에 진입할 때 수지의 일체의 역류를 허용하기 위해 축방향 홈(21)이 제공된다. 바람직하게, 마개 연장부(20)는 체크 밸브 볼(14)보다 작은 외경을 갖는다. 일 예로서, 슈팅 포트 피스톤(13)과 마개 연장부(20)는 H-13 스틸로 제작된 일체형 피스이다. 슈팅 포트 피스톤은 70 mm의 길이와 10 mm의 외경을 갖는다. 마개 연장부(20)는 6 mm의 길이와 4 mm의 외경을 갖는다. 물론, 슈팅 포트 피스톤(13) 및 마개 연장부(20)의 형상, 크기, 및 치수는 성형되는 재료 및 채택되는 성형 방법에 따라서 달라질 수 있다.
작동 시에, 체크 밸브의 이동 요소(볼(14))는 각각의 사출 사이클의 종점을 향하여 기계적으로 제거될 수 있으며, 따라서 이동 요소의 재밍이나 점착을 감소 및/또는 방지한다. 각각의 사이클에서, 슈팅 포트 피스톤이 슈팅 포트 실린더(12) 아래로 전진함에 따라, 마개 연장부(20)는 볼(14)이 유동 용탕의 힘에 의해 아직 이동되지 않았다면 볼(14)을 이동시킨다. 마개 연장부(20)가 슈팅 포트 피스톤(13)보다 작은 외경을 갖기 때문에, 슈팅 포트 피스톤이 전진함에 따라, 수지 용탕은 마개 연장부(20) 주위에서 출구 용탕 채널(19) 내로 유동할 수 있다. 종방향-연장 슬롯 또는 채널(21)은 연장부(20)가 체크 밸브 챔버(29)의 개구(22)에 진입할 때 용탕이 슈팅 포트에 유입 또는 유출될 때 그 측부를 따라서 자유롭게 이동할 수 있게 한다. 마개 연장부(20)의 길이는 배출 사이클의 절대 종료 이전에 볼(14)이 물리적으로 이동될 수 있도록 설계되며, 따라서 다음 사이클 도중에 최소 용탕이 입구 용탕 채널(17) 내로 역류할 것이다.
3. 제2 실시예
도4는 체크 밸브 이동 요소가 조형(shaped) 삽입체(30)를 포함하고, 상기 삽입체는 유입 용탕이 체크 밸브 볼의 표면보다 쉽게 체크 밸브 챔버(33) 내로 유동할 수 있도록 원추형 말단부를 갖는 대체 실시예를 도시한다. 바람직하게, 조형 삽입체(30)는, 유입 수지가 조형 삽입체(30)를 통과할 수 있기에는 충분히 깊지만 피스톤(32)의 사출 스트로크 중의 역류를 방지하기에는 충분히 얕은 측부 슬롯(31)을 갖는다. 예를 들어 조형 삽입체(30) 및 그 슬롯(31)의 치수는 9 mm의 길이와 8 mm의 직경, 및 1 mm의 깊이를 갖는다.
4. 결론
따라서, 전술된 것은 사출 성형 기계의 슈팅 포트에서 체크 밸브의 재밍이나 차단을 감소 및/또는 제거하기 위한 방법 및 장치이다.
첨부도면에서 개략 도시되거나 블록으로 지정되는 개별 부품들은 모드 사출 성형 분야에서 주지되어 있으며, 그 특정한 구조와 작동은 본 발명을 실시하기 위한 작동 또는 최선의 양태에 있어서 중요하지 않다.
본 발명은 바람직한 실시예로 간주되는 것에 대해 설명했지만, 본 발명이 전술한 실시예에 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 오히려, 본 발명은 청구범위의 정신 및 범위에 포함되는 다양한 변형예 및 균등예를 커버하는 것으로 이해되어야 한다. 하기 청구범위의 범위는 이러한 모든 변형예 및 균등한 구조와 기능을 망라하도록 최광의로 해석되어야 한다.
Claims (20)
- 동일 게이트에서 종료되는 적어도 두 개의 용탕 채널을 갖는 공사출 노즐과 함께 공사출 핫 러너에 설치되도록 구성된 사출 성형 슈팅 포트이며,기단부와 말단부를 갖는 슈팅 포트 피스톤과,상기 슈팅 포트 피스톤의 말단부에 배치되고, 상기 슈팅 포트 피스톤의 배출 사이클 중에 체크 밸브 이동 요소를 제거하도록 구성되는 슈팅 포트 피스톤 연장부를 포함하는 사출 성형 슈팅 포트.
- 제1항에 있어서, 상기 슈팅 포트 피스톤 연장부는 상기 슈팅 포트 피스톤과 일체로 형성되는 사출 성형 슈팅 포트 피스톤.
- 제1항에 있어서, 상기 슈팅 포트 피스톤 연장부는 (i) 상기 슈팅 포트 피스톤보다 짧은 길이와 (ⅱ) 상기 슈팅 포트 피스톤보다 작은 외경을 갖는 사출 성형 슈팅 포트 피스톤.
- 제1항에 있어서, 상기 슈팅 포트 피스톤 연장부의 외부면에는 용탕 유입 사이클 중에 용탕이 이를 통해서 이동하도록 구성되는 적어도 하나의 종방향-연장 슬롯이 형성되는 사출 성형 슈팅 포트 피스톤.
- 제1항에 있어서, 체크 밸브 이동 요소를 더 포함하는 사출 성형 슈팅 포트 피스톤.
- 제1항에 있어서, 상기 사출 성형 슈팅 포트 피스톤은 플라스틱 수지 공사출 핫 러너에 배치되도록 구성되는 사출 성형 슈팅 포트 피스톤.
- 동일 게이트에서 종료되는 적어도 두 개의 용탕 채널을 갖는 공사출 노즐에 결합되도록 구성되는 사출 성형 핫 러너 조립체이며,입구 용탕 채널과,출구 용탕 채널과,상기 입구 용탕 채널과 상기 출구 용탕 채널 사이에 배치되고, 슈팅 포트 실린더 및 슈팅 포트 피스톤을 포함하는 슈팅 포트 조립체와,상기 슈팅 포트 실린더 내에 또는 바로 근접하여 배치되며, 가동 폐쇄체를 구비하는 체크 밸브와,상기 슈팅 포트 피스톤의 말단부에 배치되고, 상기 슈팅 포트 피스톤의 사출 작업 중에 상기 체크 밸브 폐쇄체와 접촉하여 이를 이동시키도록 구성되는 연장부를 포함하는 사출 성형 핫 러너 조립체.
- 제7항에 있어서, 상기 연장부는 (i) 상기 슈팅 포트 피스톤보다 짧은 길이와 (ⅱ) 상기 슈팅 포트 피스톤보다 작은 외경을 갖는 사출 성형 핫 러너 조립체.
- 제7항에 있어서, 상기 체크 밸브 폐쇄체는 볼을 포함하는 사출 성형 핫 러너 조립체.
- 제7항에 있어서, 상기 체크 밸브 폐쇄체는 (i) 상기 입구 용탕 채널과 대면하도록 배치되는 원추형 단부와 (ⅱ) 그 외부면에 종방향으로 배치되는 적어도 하나의 슬롯을 갖는 실린더를 포함하는 사출 성형 핫 러너 조립체.
- 제10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 체크 밸브 실린더 슬롯은 (i) 유입되는 용탕이 슬롯을 통해서 이동하게 하고 (ⅱ) 상기 슈팅 포트 피스톤의 사출 작업 중에 용탕 역류를 방지하도록 구성되는 사출 성형 핫 러너 조립체.
- 제7항에 있어서, 상기 연장부는 체크 밸브 폐쇄체보다 작은 외경을 갖는 사출 성형 핫 러너 조립체.
- 제7항에 있어서, 상기 연장부의 외부면에는 용탕 유입 사이클 중에 용탕이 이를 통해서 이동하도록 구성되는 적어도 하나의 종방향-연장 슬롯이 형성되는 사출 성형 핫 러너 조립체.
- 제7항에 있어서,제2 입구 용탕 채널과,제2 출구 용탕 채널과,상기 제2 입구 용탕 채널과 상기 제2 출구 용탕 채널 사이에 배치되고, 제2 슈팅 포트 실린더 및 제2 슈팅 포트 피스톤을 포함하는 제2 슈팅 포트 조립체와,상기 제2 슈팅 포트 실린더 내에 또는 바로 근접하여 배치되며, 제2 가동 폐쇄체를 구비하는 제2 체크 밸브와,상기 제2 슈팅 포트 피스톤의 말단부에 배치되고, 상기 제2 슈팅 포트 피스톤의 사출 작업 중에 상기 제2 체크 밸브 폐쇄체와 접촉하여 이를 이동시키도록 구성되는 제2 연장부를 더 포함하는 사출 성형 핫 러너 조립체.
- 사출 몰드이며,몰드 공동과,상기 몰드 공동 내에 용탕을 사출하도록 구성되고, 동일 게이트에서 종료되는 적어도 두 개의 용탕 채널을 갖는 공사출 노즐과,용탕을 상기 노즐까지 운반하도록 구성되는 출구 용탕 채널과,슈팅 포트 피스톤과,상기 슈팅 포트 피스톤의 작동시에 용탕을 상기 출구 용탕 채널로 배출하도록 구성되는 슈팅 포트 실린더와,용탕을 상기 슈팅 포트 실린더까지 운반하도록 구성되는 입구 용탕 채널과,상기 입구 용탕 채널과 상기 출구 용탕 채널 사이에 배치되고, 체크 밸브 폐 쇄체를 구비하는 체크 밸브와,상기 슈팅 포트 피스톤의 말단부에 배치되고, 상기 슈팅 포트 피스톤의 사출 작업 중에 상기 체크 밸브 폐쇄체와 접촉하여 이를 이동시키도록 구성되는 연장부를 포함하는 사출 몰드.
- 제15항에 있어서, 상기 연장부는 상기 슈팅 포트 피스톤과 일체로 형성되는 사출 몰드.
- 제15항에 있어서, 상기 연장부는 (i) 상기 슈팅 포트 피스톤보다 짧은 길이와 (ⅱ) 상기 슈팅 포트 피스톤보다 작은 외경을 갖는 사출 몰드.
- 제15항에 있어서, 상기 연장부의 외부면에는 용탕 유입 사이클 중에 용탕이 이를 통해서 이동하도록 구성되는 적어도 하나의 종방향-연장 슬롯이 형성되는 사출 몰드.
- 동일 게이트에서 종료되는 적어도 두 개의 용탕 채널을 갖는 공사출 노즐과 함께 공사출 핫 러너에 설치되도록 구성된 사출 성형 슈팅 포트 조립체이며,공사출 핫 러너 내에 적어도 부분적으로 배치되도록 구성되는 슈팅 포트 실린더와,상기 슈팅 포트 실린더 내에 배치되는 슈팅 포트 피스톤과,상기 슈팅 포트 실린더와 유체 연통하는 체크 밸브 챔버와,상기 체크 밸브 챔버 내에 배치되는 체크 밸브 폐쇄체와,상기 슈팅 포트 피스톤의 사출 작업 중에 상기 체크 밸브 폐쇄체와 접촉하여 이를 이동시키도록 상기 슈팅 포트 피스톤의 말단부에 배치되는 제거 구조물을 포함하는 사출 성형 슈팅 포트 조립체.
- 동일 게이트에서 종료되는 적어도 두 개의 용탕 채널을 갖는 공사출 노즐과 함께 공사출 핫 러너에 설치되도록 구성된 사출 성형 슈팅 포트 조립체이며,슈팅 포트 실린더와,상기 슈팅 포트 실린더와 일체로 또는 바로 인접하여 배치되는 체크 밸브 챔버 내에서 이동하도록 구성되는 체크 밸브 폐쇄체와,상기 슈팅 포트 실린더 내에 배치되고, 용탕을 슈팅 포트 실린더로부터 용탕 출구 채널을 통해서 또한 공사출 노즐을 통해서 몰드 공동 내로 배출하도록 구성되는 슈팅 포트 피스톤과,용탕-배출 중에 상기 체크 밸브 폐쇄체와 접촉하여 이를 이동시키도록 슈팅 포트 피스톤의 말단부에 배치되는 연장부를 포함하는 사출 성형 슈팅 포트 조립체.
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