KR20110024346A

KR20110024346A - 사출기용 가스배출 노즐기

Info

Publication number: KR20110024346A
Application number: KR1020090082298A
Authority: KR
Inventors: 김진상
Original assignee: 김진상
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-03-09

Abstract

본 발명은 사출성형 작업 시에 발생한 불필요한 가스를 외부로 배출을 위한 가장 간단하면서 효율적이고 안정적인 시스템의 구성으로 사출 불량률을 줄여서 사출 현장에서의 경쟁력을 확보할 수 있도록 사출시 사출기 실린더의 노즐 또는 금형 내의 노즐 내부에서 와류 현상과 포핏을 이용하여 가스배출의 효율성을 높일 수 있는 사출기용 가스배출 노즐기를 얻기 위한 것인 바,

사출기의 용융된 원료속에 남아 있는 가스를 배출하도록 노즐 내부에 포핏부와 가스배출링부와, 필터부와, 조립나사부 및 와류링부를 구성하고, 상기 와류링는 출구부의 내경을 입구부보다 줄이고 입구부와 출구부가 만나는 지점에 곡면을 주어서 용융된 원재료에서 와류가 발생하도록 와류곡면을 구성하고, 상기 와류링에서 원료가 뒤섞인 상태를 잘 유지하여 가스배출을 원활히 하도록 포핏부를 구성하고, 가스빼기링 간의 사이에 원료를 제외한 공기만을 배출토록 노즐부를 구성하여 달성하였다.

사출성형장치, 가스배출장치, 노즐기

Description

사출기용 가스배출 노즐기{Gas discharging divice of injection molding machine}

본 발명은 사출기용 가스배출 노즐기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사출성형 작업 시에 발생한 불필요한 가스를 외부로 배출을 위한 가장 간단하면서 효율적이고 안정적인 시스템의 구성으로 사출 불량률을 줄여서 사출 현장에서의 경쟁력을 확보할 수 있도록 사출시 노즐 내부에서 와류 현상과 포핏을 이용하여 가스를 배출할 수 있는 사출기용 가스배출 노즐기에 관한 것이다.

원료와 금형기술의 발전으로 사출성형(射出成形)의 기술은 날로 발전하고 있으며, 제품 역시 다양하고 높은 정밀도를 요하고 있다. 특히 원료의 발전으로 인하여 특수한 형태의 얼로이형(복합형태)이 많이 개발되어 금속을 대치하는 큰 효과를 발휘하고 있으나 특수 원료는 한결같이 많은 양의 가스를 배출하므로서 사출성형품 양산시에 많은 애로점과 가정과 생활에서 플라스틱 제품 사용시에 환경호르몬 배출로 인한 문제점으로 작용하고 있다.

사출성형 공정은 먼저, 플라스틱에 안료·안정제·가소제·충전제 등을 첨가하여 원통형 또는 사각형으로 된 수 mm의 칩으로 만든 것, 즉 컴파운드를 호퍼에 넣어두며, 금형으로의 투입구 바로 앞에 실린더의 가열실이 있어, 여기에서 전열·고압 등으로 가열하여 사출성형 하고자 하는 재료인 스티렌수지나 폴리염화비닐이, 폴리프로필렌 등을 용융상태로 만들고, 이후, 용융수지를 사출성형기 실린더 스크류 및 노즐을 통해서 금형 속으로 사출하여, 금형의 구석까지 용융수지가 흘러들어가 응고되면, 금형은 두 부분으로 분리되어, 금형 속에서 굳은 사출성형물을 밖으로 꺼내는 것을 반복하여 생산하고 있다.

사출성형(射出成形)을 통하여, 대량생산을 할 수 있는 사출성형기계가 사용되고 있으나 사출제품을 성형할 경우에 용융된 재료에서 발생된 가스는, 사출성형제품에 탄자국, 웰드라인, 기포 등이 생겨 제품의 외관 불량과 후가공인 도장, 도금, 코팅, 증착에도 많은 불량품을 유발시키는 문제점이 있다. 또한 원재료 내의 수분이 가스의 주원인이라서 수분을 제거하기 위한 많은 장치인 건조기들을 사출공장에서 설치를 하여 사용한다. 그러나 모든 건조기로는 100%의 수분을 제거하기는 어려운 상황이라서 원재료에 미세하게 남아 있는 수분은 성형품에 가스의 형태로 묻어 있어서 불량품을 유발시킨다.

사출성형기의 작동은 두 부분으로 나누어진 금형을 장착한 형반이 두 개가 있으며, 한쪽은 고정이며 다른 한 부분이 열리고 닫힌다. 즉 금형을 닫고 여는 것을 형개폐라 한다. 닫겨진 금형 내로 용융된 플라스틱 원재료를 사출기 실린더와 스크류를 통하여 투입하는 것을 사출이라하며, 사출성형기 실린더 내에서 스크류가 회 전하면서 플라스틱 원재료를 전단력인 마찰과 열로 녹이면서 다음 사출을 위한 원하는 양의 녹은 원재료를 준비하는 것을 계량이라 한다.

사출된 원재료는 금형 내로 투입되어서 일정의 모양을 가지는 사출제품이 성형되며, 소정의 냉각 시간을 소모한 후에 형개되고 이후에 금형 내에 있는 제품을 떼어내는 작업을 에젝팅이라 한다. 즉 사출성형기의 일반적 동작 순서는 형폐, 사출, 계량, 형개, 에젝팅의 순서로 반복하면서 양산 제품을 생산한다.

대부분의 불필요한 가스는 원재료를 녹이는 계량과정과 계량과정 이후 용융된 상태에서 사출성형기의 실린더 및 금형 내의 하트런러 등에서 지속적으로 열이 가해지면서 발생이 된다.

종래의 가스 배출장치는 사출기 실린더 출구부인 노즐에 포핏 형태의 특수한 장치를 하여 가스를 배출토록하거나, 실린더 입구부에서는 헝그리몰드 이론을 적용한 원재료 밀도조절방식이나 내부관을 이용하여서 내부에 공기압을 가하여 밀려나오는 가스를 배출하는 형태 등으로 다양하게 시도되고 있다. 실린더 입구부에서의 스크류나 로터리밸브를 사용하여 스크류 내로 원재료 투입량을 조절하는 기계식 헝그리몰드 방식은 가스배출효과에는 효과가 있으나 원재료공급 조절에 있어서 기계적인 마찰 요소가 있어서 고장 발생빈도가 높고, 복잡함으로 장비 판매가가 높으며, 상시 점검요소가 많아서 불편하며, 원재료가 낙하하는 거리가 길어서 응답속도가 빠른 고속 사출성형기에는 적당치 않으며, 무엇보다가 금형교환시 마다 공급스크류나 로타리밸브 속도를 재 조정해야하는 불편함이 많다. 공기압으로서 가스를 배출하는 시스템은 헝그리몰드 이론이 적용되지 않은 초기 단계의 배출원리이며 가 스배출 효율이 현저히 떨어진다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 실린더 노즐에서 시도되는 다양한 방법들은 주로 노즐 내부에 포핏을 삽입하고 가스를 외부로 잘 배출되도록 유도하고 있다. 포핏의 모양을 다양하게 변화를 주어서 가스가 잘 배출되도록 하고 있기에 효과들은 점점 증가되고 있는 추세이나 효과가 증대되면 노즐 내부 압력이 증대가 되고 속도가 떨어지도록 구성해야기에 사출속도가 빠른 것을 요구하는 제품이나 초대형 및 고난도의 엔지니어링 플라스틱의 경우에는 아직 미흡한 점이 많음도 사실이다. 또 실린더 노즐 이후에 존재하는 금형에서는 원재료 절감 및 성형 편리를 위해서 런너가 히터로 제어되는 하트런너 형태로 많이 바뀌는 실정이다. 히터가 가열되므로서 콜드런너에서는 발생치 않던 문제점들이 발생되는 바 그 중 한가지가 열가열에 의한 가스의 발생이다. 이를 해결키 위해서 본 발명에는 금형속의 노즐에도 적용이 가능토록 한 사출기용 가스배출 노즐기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 과제를 해결하기 위한 수단은

가스배출을 금형 또는 실린더스크류의 노즐부에 구성하여서 가스를 배출하여 효율을 높혀, 사출 불량률을 줄일 수 있는 사출성형기 가스배출장치를 제공하는 데 있다. 특히 노즐부는 사출성형기 실린더스크류 끝부분에도 노즐부라 호칭하지만 금형 내에도 오픈노즐 또는 게이트밸브라 호칭되는 노즐이 있다.

또 사출기 실린더 입구부에서만 가스를 빼내면, 실린더의 공급부분과 압축부분에서 발생된 가스는 배출할 수 있으나 멜팅부분에서 열가열에 의해 발생되는 가스는 사출시 그대로 금형내로 주입되어서 생산품에 가스의 흔적이 남아서 효과가 떨어지므로 사출성형기 실린더스크류 출구부인 노즐이나 금형 내에 있는 노즐에서도 장착하여 쉽게 가스를 배출할 수 있도록 가스빼기링부와 와류링부 및 포핏부를 구성한 사출기용 가스배출 노즐기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 과제 해결 수단은 사출기용 가스배출 노즐기에 있어서,

본 발명인 사출기용 가스배출 노즐기는 성형품 작업 시에 발생한 악성가스를 외부로 배출시키는 배출효율이 뛰어나면서 가장 간단한 시스템을 구현한 효과가 있 다.

사출기실린더 출구부의 노즐 또는 금형 내의 노즐에 가스배출 장치를 구성하여 가스배출의 효율을 높혀서 불량품을 줄이고 생산성을 높이며 사출 현장에서의 큰 효과를 발휘한다. 또한 구조가 매우 간단하여 설비를 최소화하여 사용자의 부담을 줄이고, 사출현장에서 인건비 절감, 금형의 세척주기를 늘리면서 파손사고는 줄이며, 플라스틱 생활제품의 유해성 가스 배출을 줄여서 인체를 보호하며, 기계적인 움직임이 없어서 고장의 원인이 거의 없으며 장비의 간단화를 이룩하였으며 사용상의 편리성 등의 사출성형기 산업상 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 사출 불량률을 줄일 수 있는 사출성형기용 가스배출 노즐기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 사출성형기 실린더의 출구부인 노즐부나 금형 내의 노즐부에 있어서, 사출성형기의 계량동작이 끝난 후에 사출실린더 외부에 있는 가열장치 또는 금형 내의 하트런너 등에서 용융된 원재료에 가열되는 열이 스모그성 가스를 발생시키며 본 가스 제거 필요성이 사출성형품 생산에 더욱 중요한 요인으로 작용하고 있다. 즉 실린더 외부로부터 내부로 가해지는 열이나 금형 내의 하트런너에서도 용융상태의 원재료는 계속적으로 열가열을 받게 된다. 이때에도 열에 의하여 30%~40% 가량 스모그성 가스가 발생이 된다. 그래서 도 1~5에 도시한 본 발명의 사출 불량률을 줄일 수 있는 사출기용 가스배출 노즐기는 사출기실린더 스크류의 전방면 또는 금형 내부의 마지막 부분에 장 착하는 노즐부를 구성하였다.

사출성형기는 사출기의 실린더 및 스크류는 기능적으로 크게 3등분 되어 있다. 원재료가 투입되는 실린더 입구부로부터 공급부분, 압축부분, 멜팅부분으로 나누어진다. 공급부분은 사출성형기 실린더 및 스크류 내로 원재료를 원활히 공급하는 곳이며 사출기 스크류는 홈을 깊게 하여 원재료를 다음의 압축부분으로 잘 공급되게 한다.

압축부분은 공급부분과 멜팅부분의 중간에 위치하며 스크류 홈의 깊이를 서서히 줄여 공급되는 원재료가 사출성형기의 스크류가 회전하는 계량동작 중에 전단력(마찰력)과 열에 의하여 고체인 원재료를 용융상태인 반액체 상태로 만든다. 이 압축부분에서 불필요한 가스가 약 60~70% 정도가 발생이 된다. 열풍식 건조기를 시작으로 최근에는 제습, 진공, 냉간 등 고성능의 다양한 건조기들이 개발되어 시판되면서 원재료내에 수분함유랑을 0.005% 까지 줄일 수가 있어서 압축부분에서의 전단력(마찰력)에 의한 가스발생 요인을 대폭 줄일 수가 있음은 사실이다.

본 발명은 도 1~12에 도시한 노즐에 구성하여, 사출성형기의 용융된 원료속에 남아 있는 가스를 배출하도록 포핏부와 와류링부 및 가스빼기링부를 구성한 특징이 있다. 포핏부 외부에 가스빼기링부를 구성하고 미세한 가스배출 통로를 가공하여서 용융 원료는 통과치 못하고 가스성분인 공기만을 배출토록 구성한 특징이 있다.

도 13의 실용신안공고번호 제 1990-0004225호(이하 “인용공고”라 칭함)와 본 출원의 발명자 대한민국 특허출원번호 10-2007-0095708에 의하여 노즐부의 가스 배출장치로 제안된바 있다. 인용공고의 사출기 노즐은 헤드(1), 바디(2), 노즐토피도(3), 나선홈(4), 가스배출와셔(5), 가스배출공(8)을 포함 한다. 인용공고에 의하면 노즐토피도(3) 상에 길이방향으로 나선형의 홈(4)를 수개 이상 구성하였으며, 나선홈(4)의 일측 선단은 막힌 것과 개방된 것이 있다. 용융 압송된 플라스틱 원액이 토피도(3)의 일측 선단으로부터 요홈인 각 나선홈(4)에 진입되면 일측 막힌 선단 및 회전력에 의하여 원액은 그 옆의 나선홈(4)으로 넘어가게 되며 개방된 나선홈(4)를 통하여서 전방으로 진행토록하였다. 넘어가는 간격 틈새가 좁아서 이물질은 막힌 선단에 남게 되며 용융 원액만 넘어 갈 시에 얇게 퍼져서 넘어가게 되며 이 때 가스배출와셔(5)에 구성된 미세한 틈새를 통하여서 가스가 배출토록 구성하였다. 인용공고의 배출방식은 토피도(3)가 바디(2) 내부에서 같이 회전되므로서 와류를 발생시키는 효과는 있으나 기계적인 마찰로 인하여서 항상 일정한 회전속도를 유지하기는 어렵다. 또 가스배출와셔(5)를 빠져나온 가스가 외부로 배출되는 통로 확보가 어려운 구성이다.

본 발명의 사출기성형기용 가스배출 노즐기는

도 1에 도시한 본 발명의 기본도는 사출성형기 실린더의 끝부분인 노즐 전방에 장착하여 용융된 원료가 지속적인 열가열에 의하여 발생되는 가스를 배출키위하여 노즐부(40), 노즐팁(30), 조립나사부(50), 포핏부(100), 가스빼기링부(110), 와류링부(130), 필터부(150), 제1,2가스배출부(160,170) 및 가스외부배출부(180)의 조립구성도를 나타 내었다.

도 2는 기본 포핏부(100)로서 제1포핏지지대(101), 제2포핏지지대(102), 제1 원재료통로부(103), 제2원재료통로부(104), 제3원재료통로부(105),포핏내부지지대(106)로 구성된다. 포핏부(100)는 가스빼기링부(110)의 내부에 삽입되며 제1,2포핏지지대(101,102)는 포핏부(100)가 노즐부(40)의 가스빼기링부(110) 내부에 길이 방향으로 끼워지게 되므로서 포핏부(100)를 고정시키는 역할을 한다. 또 제1포핏지지대부(101)은 포핏부(100)과 나사형태로 구성하여서 탈부착이 가능하며, 제2포핏지지대부(102)는 가스빼기링부(110)의 내주면과 닿도록하여서 포핏부(100)를 고정함과 아울러 길이방향으로 중심을 잡도록 구성된다. 제1포핏지지대부(101)에는 원재료가 지나가는 제1원재료통과부(103)을 2개 이상 구성하며 그 사이에 남는 부분을 포핏내부지지대(106)라 칭한다. 제2포핏지지대(102)의 방사형 및 길이 방향으로 V홈 또는 U홈을 2개소 이상 가공하여서 포핏부(100)의 마지막 원재료가 지나가도록 제3원재료통과부(105)를 구성하였다. 본 2-1도의 기본 포핏부(100)의 특징은 제2원재료통과부(104)의 형상이 제1원재료통과부(103) 측으로는 지름이 작고, 제3원재료통과부(105) 측으로는 지름의 크게 한, 즉 데이퍼 가공을 하여서 원재료 통과시 내부 압력을 점점 높게한 것이 특징이다. 상기와 같이 구성된 포핏부(100)에 의하여 포핏부(100)의 외주면을 타고 지나가는 원재료의 안과 밖이 한번 더 뒤집어지게 되므로 와류링(130)에 의해 발생된 가스를 더욱 효과적으로 배출할 수가 있다.

도 3은 다른 포핏의 구성으로서, 도2-1의 포핏부(100)와 달리 제2원재료통과부(104)의 모양을 길이방향으로 수평인 직선 형태 및 제2포핏지지대부(102)을 없애서 내부 압력 손실을 작게한 것으로 도2-1의 기본도 보다는 고속이나 사출률이 높 은 사출기계에 적용하여서 원재료의 흐름을 좋게 한 것이 특징이다. 상기와 같이 구성된 포핏부(100)에 의하여 포핏부(100)의 외주면을 타고 지나가는 원재료의 안과 밖이 한번 더 뒤집어지게 되므로 와류링(130)에 의해 발생된 가스를 더욱 효과적으로 배출할 수가 있다.

도 4는 다른 포핏의 구성으로서, 제2원재료통과부(104) 상에 나사 형태의 플라이트부(120)를 가공하며, 길이 방향으로 포핏부(100)와 플라이트부(120)은 일정한 각도를 주어서 와류링부(130)에서 한번 재료를 뒤집지만, 계속적으로 와류를 발생 시켜서 가스배출의 효율을 높기기 위함이나 내부 압력과 마찰력이 증가되는 단점이 있으므로 저속이나 사출률이 낮은 사출기계에 적당하도록 구성되었다.

도 5는 다른 포핏으로서, 제1원재료통과부(103)를 포핏부(100)의 내부에 길이 방향으로 더 구성한 것이 특징이다. 제1포핏지지대(101) 및 포핏부(100)의 내부에 우측선단에서 좌측의 길이 방향으로 일정 길이의 구멍을 내어서 기본도에 더하여 제1원재료통과부(103)을 구성하고 포핏부(100)의 외측에서 제1원재료통과부(103)인 내측 방향으로 관통된 구멍을 다수 내어서 제4원재료통과부(103-1)을 구성하였다. 제4원재료통과부(103-1)의 구멍 직경을 작게하므로서 원재료에 섞여있는 금속성 이물질들을 걸러주는 필터 역할도 겸하도록 구성이 가능하다.

도 6은 다른 포핏으로서, 도 6과 같이 제1원재료통로부(103)을 포핏부(100) 내부에 우측선단에서 좌측의 길이 방향으로 길게 가공하고, 포핏부(100) 외측으로부터 제1원재료통로부(103) 방향으로 관통된 제4원재료통로부(103-1)을 구성하였다. 포핏부(100)는 외부에 길이 방향으로 요홈을 다수 가공하되, 일측은 제4원재료 통로부(103-1)를 길이 방향으로 묶어주는 요홈을 구성하여서 제2원재료통로부(104)가 되도록 하되 좌측선단은 막혀 있도록 하였다. 또 일측은 우측선단이 개방되도록하여서 제3원재료통로부(105)를 구성하여서 원재료가 직선 방향으로 진행토록 하였다. 제2,4원재료통로부(104,103-1)을 통과한 용융 원재료는 막힌 선단에 의하여서 제3원재료통로부(105)로 넘어가게 되며 제3원재료통로부(105)의 양방향으로 흘러온 원재료는 서로 부딧혀서 와류를 형성하게 된다. 인용공고처럼 다른 요홈으로 넘어가는 현상이지만 제2원재료통로부(104) 전체에서 가스빼기링부(110)의 내측면으로 강한 압력이나 힘이 작용되어서 가스배출에 더욱 효과적이다. 또 제4원재료통과부(103-1)의 구멍 직경을 작게하므로서 원재료에 섞여있는 금속성 이물질들을 걸러주는 필터 역할도 겸하도록 구성이 가능하다.

도 7은 와류링부(130)로서 원재료 통로의 입구부(131), 출구부(132) 및 와류곡면부(133)로 구성된다.

와류링부(130)는 포핏부(100)의 외측에 제1포핏지지대(101)의 좌우측 어느 한 곳에 닿도록하여 고정된다. 본 발명의 노즐부(40)에서 중요한 요소로서, 와류링부(130)의 입구부(131)내로 들어온 원재료가 와류곡면부(133)을 타고 내측 방향으로 원형으로 뒤집어지면서 원재료 내부의 가스들 더욱 끓게하여서 가스배출을 유도하게 된다. 와류곡면부(133)를 만들어 주기 위해서는 입구부(131)보다 출구부(132)를 좁게함이 특징이다. 와류곡면부(133)의 곡면은 보통 최대의 와류 값을 가지도록 하나 속도가 빠른 기계나 초대형의 기계는 조금 완화를 해준다.

도 8은 다른 모양의 와류링부(130)이며, 다수의 구멍을 와류링부(130)에 가 공하며 각각의 구멍들을 입구부(131), 출구부(132) 및 와류곡면부(133)으로 구성하였다. 와류링부(130)의 입구부(131)내로 들어온 원재료가 와류곡면부(133)을 타고 내측 방향으로 원형으로 뒤집어지면서 원재료 내부의 가스들 더욱 끓게하여서 가스배출을 유도하게 된다.

도 9는 가스빼기링부(110)를 나타내며, 인용특허출원과 달리 노즐부(40)의 내부이며 포핏부(100)의 외측에 다수가 끼워지게 되며, 제1가스통로부(111), 제2가스통로부(112), 제3가스통로부(113), 제1 링간지지부(114) 및 제2링간지지부(115)로 구성된다. 가스빼기링부(110) 내외부는 원형으로 가공되며 내부에 포핏부(100)가 적당한 이격 공간을 가지고 삽입된다. 본 이격공간으로 원재료가 흘러가게 되며 이격의 거리는 기계의 용량에 따라 달리한다. 즉 큰 용량의 기계는 이격공간을 크게하며 작은 용량의 기계는 작게 한다. 제1가스통로부(111)는 인용특허출원과 같이 가스빼기링부(110)의 외주면으로부터 내주면 방향으로 일정 넓이와 다수의 방사형으로 가공하며 가스는 배출되고 원재료는 통과치 못하는 미세한 틈새면이 되도록하며, 방사형으로 가공하면 일부면이 삼각형 모양으로 남게되며 본 방사형으로 가공된 틈새면을 제1가스통로부(111)라 한다. 가스빼기링부(110)의 외경측과 내경측의 사이에 원형으로 된 홈을 가공하여서 제1변형방지홈(116)이라 하며, 가스빼기링부(110)의 외경측으로부터 제1가스통로부(111)와 겹치게 더 깊게 제1변형방지홈(116)까지 홈을 가공하여서 제2변형방지홈(116-1)이라 한다. 제1가스통로부(111) 및 제1변형방지홈(116)의 가공으로 삼각형은 내외측에 두부분으로 갈라지게되며 외측의 삼각형을 제1링간지지부(114), 내측의 삼각형 제2링간지지부(115)라 한다. 도1에서 가스빼기링부(110)는 다수개가 포핏부(100)의 외부에 끼워지게 되며 마지막으로 조립나사부(50)과 노즐팁(30)의 나사에 의하여 강하게 압착식으로 조립된다. 압착되는 힘은 링간지지대(114) 들과 가스빼기링부(110)의 뒷면이 서로 닿게 되며, 링간지지대(114) 사이의 제1가스통로부(111)을 통하여서 가스가 외부로 배출되는 것이다. 조립나사부(50)을 나사 쪼임 공구로 강하게 압착하면 링간지지대(114)는 일정부분 눌리는 현상이 발생된다. 본 눌리는 부분은 링간지지대(114)의 주변에서는 미세하다 해도 거리가 멀어진 곳인, 링간지지대 사이는 상당한 변화가 예상된다. 즉 압착에 의하여서 제1가스통로부(111)에 볼록한 현상을 발생시켜서 가스배출 효과를 저하시키는 결과를 만든다. 이를 방지하기 위해서 변형방지홈(116,116-1)의 가공 및 제1,2링간지지대(114,115)의 높이를 달리하여, 즉 제1링간지지대(114)의 높이 보다 약간 낮게 제2링간지지대(115)를 구성한다. 상세하게는, 노즐팁(30)을 강하게 압착하면은 제2링간지지대(115)의 높이를 낮게 하였으므로 우선은 제1링간지지대(114)와 가스빼기링부(110)의 후면이 부딧히게 된다. 강한 힘으로 쪼임을하므로 제1링간지지대(114) 사이의 제1가스통로부(111)는 볼록한 현상을 나타낼려고 할 것이다. 이때 제2변형방지홈(116-1)에 의하여서 볼록한 현상은 줄어들게 된다. 또 미세한 볼록한 현상은 제1변형방지홈(116)에 의하여서 제2링간지지대(115)사이의 제1가스통로부(111)로 전달되는 볼록한 현상을 완전히 차단케 된다. 수치를 예를 들어서 설명하면, 제1링간지지대(114)의 높이를 기준면인 0이라하고, 제1가스통로부(111)를 기준면 보다 0.02mm 낮게 가공하며, 제2링간지지대(115)를 기준면 보다 0.01mm 낮게 하며, 압착되어서 눌리는 량이 0.01mm라 가정 한다. 노즐팁(30)을 토르크렌치를 사용하여서 강한힘으로 돌리면 우선 제1링간지지대(114) 와 가스빼기링부(110)의 후면이 닿을 것이다. 닿는 순간이 제1가스통로부(111)의 틈세는 0.02mm가 될 것이다. 이후 더 강하게 쪼여서 각각의 제1링간지지대(114)가 0.01mm 압착이 되면 제2링간지지대(115)와 가스빼기링부(110)의 후면이 막 닿게 되며 이때 토르크렌치에 전달되는 힘은 가중되어서 멈추게 되며 제1가스통로부(111)의 틈세는 0.01mm를 유지하게 된다. 본 방법으로 가공을 하므로서 제1가스통로부(111)의 치수는 힘에 의한 변형을 없애고 당 업자가 원하는 많큼 정확하게 치수를 남길 수가 있어서 더욱 가스배출에 효과적이다. 또 제1,2변형방지홈(116,116-1)은 제1가스통로부(111)의 미세한 틈세의 변형을 방지함과 아울러 가스의 이동경로가 된다. 가스빼기링부(110)의 외주 양면에 모따기와 같이 가공하여서 제2가스통로부(112)를 구성한다. 본 통로부는 제1가스통로부(111)을 빠져나온 가스가 각 링간을 자유롭게 이동이 되도록하는 1단계 구성이다. 또 가스빼기링부(110)의 원형의 외주면에 길이방향으로 다수의 직선 가공을 하여서 제3가스통로부(113)를 구성한다. 가스빼기링부(110)의 제1가스통로부(111)을 통하여 나온 가스는 제2가스통로부(112) 및 제3가스통로부(113)을 통하여서 각 링간의 외주면을 타고 이동이 자유롭게 된다. 인용공고와 달리 제2,3가스통로부(112,113)를 통하여서 각 가스빼기링부(110) 간의 이동이 더욱 자연스럽다. 가스빼기링부(110)의 내주면을 타고 원재료 및 발생된 가스가 함께 통과하다가 제1가스통로부(111)를 만나게 되며 가스는 제1가스통로부(111)를 빠져나오게 된다. 제1가스통로부(111)의 미세한 틈세면은 원재료에 따라 다르며, 보통 원재료는 통과치 못하나 가스는 통과토록 0.005mm에서 0.05mm 내에서 구성된다. 제1가스통로부(111)를 나온 가스는 제2가스통로부(112) 및 제3가스통로부(113)에 의하여 가스빼기링부(110)의 외주면을 타고 이동이 자유롭게 되도록 구성되며 노즐(40)의 외부로 배출키위한 준비를 하게 된다.

도 10은 다른 모양의 가스빼기링부(110)이며 4-1과는 달리 제1링간지지대(114)를 넓게 남긴 것이다. 기준면인 제1링간지지대부(114)가 넓기 때문에 힘에 의한 변형을 더욱 줄일 수가 있는 것이 4-1의 방법과는 다른 것이다. 가스빼기링부(110)의 외부로의 가스배출은 기본도에서 설명토록한다.

도 11는 본 발명의 사출기용 가스배출 노즐기의 필터부(150)로서 원료통과부(151)로 구성된다. 본 필터부(150)에는 아주 작은 원형의 구멍을 많이 내어서 원료통과부(151)를 만들며 원재료 내에 포함된 이물질이 노즐 내부로 들어가지 못함과 아울러서 청소를 편리하게 함이다. 또 필터부(150)의 외주면에는 나사를 가공하여서 노즐부(40)에 탈부착이 가능토록 하였다.

도 12는 본 발명의 사출기용 가스배출 노즐기의 조립나사부(50)로서 2개소 이상의 공구용홈(51)으로 구성된다. 포핏부(100)와 와류링부(130), 가스빼기링부(110)을 노즐부(40) 내부에 삽입한 다음에 조립나사부(50)를 나사의 원리로 쪼임을 하므로서 각각의 부품들을 노즐부(40) 내부에 단단히 고정하는 역할을 한다. 공구용홈(51)은 별도로 제작된 공구를 이용하여서 회전시키면서 조립이 가능하도록 하였으며 특히 일정한 힘으로 쪼임이 가능하도록 토르크렌찌와 함께 사용된다.

도 1의 기본도로 돌아가서, 사출기실린더의 전방면 또는 금형 내에 장착하는 노즐부(40)의 가스배출시스템에서, 포핏부(100)는 노즐부(40) 내부의 후방 또는 전방에서 삽입될 수 있으나 본 도에서는 전방에서 장착되는 것으로 설명한다. 노즐부(40) 내부에 포핏부(100)를 삽입하고 와류링부(130) 및 가스빼기링부(110)를 노즐(40)의 내부, 포핏부(100)의 외부에 넣어서 조립된다. 와류링부(130)은 1개이나 가스빼기링부(110)는 길이 방향으로 삽입되므로 다수개가 된다. 이후에 조립나사부(50) 및 노즐팁부(30)을 체결하므로 구성된다. 필터부(150)는 후방면에 나사식으로 장착된다. 다른 방법으로 와류링부(130)를 먼저 삽입하고 포핏부(100)을 다음에 넣어서도 구성이 가능하다.

필터부(150)를 통과한 용융된 원재료는 와류링부(130)을 통과시 뒤집어지면서 원재료 내부에 있는 가스 성분들이 가스빼기링부(110)의 내주면으로 이동하게 되며, 가스빼기링부(110)에 구성된 제1,2,3가스통로부(111,112,113)를 통하여서 가스빼기링부(110) 외부로 방출케된다. 가스빼기링부(110)의 외부로 나온 가스는 노즐 외부에서 내부로 수개 이상 가공된 제1가스배출부(160) 및 가스외부배출부(180)로 나오도록 구성한다. 노즐(40)의 전방에서 후방으로 길이 방향으로 2개소 이상 길게 구멍을 내어서 제1가스배출부(160) 및 가스외부배출부(180)와 만나도록 하는 제2가스배출부(170)를 구성하였다. 제1가스배출부(160)의 외측은 작은 나사로 막음을 하되 제2가스배출부(170)를 통과하여 막지 않도록 한다. 가스빼기링부(110)를 빠져나온 가스는 제1가스배출부(160)를 통하여 제2가스배출부(170)과 만나게 되며, 제1가스배출부(160)의 외부는 막혀있기에 가스외부배출부(180) 측으로 향하게 되어 가스외부배출부(180)을 통하여서 최종적으로 외부로 배출케된다. 가스외부배출 부(180)로 나온 가스를 자연 상태로 배출도 가능하나 이후에 진공펌프나 공압식 이젝터를 사용하여서 강제배출도 가능하다. 또한 금형내의 노즐도 위치만 달리하지 원리는 사출성형기실린더 끝부분에 있는 노즐과 같으므로 상기의 포핏부(100), 가스빼기링부(110), 와류링부(130)등을 이용하여 동일한 기술을 적용하는 것이 가능하다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 모양의 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적인 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예로서 사출기용 가스배출노즐기를 조립한 조립도.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 사출기용 가스배출노즐기의 내부의 포핏부를 도시한 구성도.

도 7과 도 8은 본 발명의 사출기용 가스배출노즐기의 내의 와류링부를 도시한 구성도.

도 9와 도 10은 본 발명의 사출기용 가스배출노즐기의 가스빼기링부를 도시한 단면도.

도 11은 본 발명의 사출기용 가스배출노즐기의 필터부의 상태도.

도 12는 본 발명의 사출기용 가스배출노즐기의 조립나사부를 도시한 상태도.

도 13은 종래의 기술의 사출기 노즐기를 도시한 조립도.

* 도면의 주요부호에 대한 부호의 설명 *

30 : 노즐팁 40 : 노즐

100 : 포핏 110 : 가스빼기링부

120 : 플라이트부 130 : 와류링부

150 : 필터부 160 : 제1가스배출부

170 : 제2가스배출부 180 : 외부가스배출부

Claims

사출기용 가스배출 노즐기에 있어서,

사출기의 용융된 원료속에 남아 있는 가스를 배출하도록 노즐 내부에 포핏부와 가스배출링부와, 필터부와, 조립나사부 및 와류링부를 구성하고,

상기 와류링는 출구부의 내경을 입구부보다 줄이고 입구부와 출구부가 만나는 지점에 곡면을 주어서 용융된 원재료에서 와류가 발생하도록 와류곡면을 구성하고, 상기 와류링에서 원료가 뒤섞인 상태를 잘 유지하여 가스배출을 원활히 하도록 포핏부를 구성하고, 가스빼기링 간의 사이에 원료를 제외한 공기만을 배출토록 노즐부를 구성한 것을 한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 와류링부는

사출성형기의 용융된 원료속에 남아 있는 가스를 배출하도록 노즐 내부에 출구부의 내경을 입구부보다 줄이고 적절한 곡면 R값 형태로 와류 곡면을 만들어서 와류발생부를 구성하고, 노즐 내부에 가스빼기링부를 구성하여 공기만을 배출토록 구성한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 포핏부는

노즐부 및 가스빼기링부의 내부에 길이방향으로 장착되며 제1포핏지지대와 제2포핏지지대와 제1원재료통로부와 제2원재료통로부와 제3원재료통로부 및 포핏내부지지대로 구성되고, 상기 제2포핏지지대부는 가스빼기링부의 내주면과 닿도록하여서 포핏부를 고정함과 아울러 길이방향으로 중심을 잡도록 구성하고, 제1포핏지지대부에는 원재료가 지나가는 제1원재료통과부을 2개 이상 구성하고, 그 사이에 남는 부분을 내부지지대를 구성하고, 또 포핏부의 외주면과 가스빼기링부의 내주면을 타고 원재료가 지나가는 통로인 제2원재료통과부를 구성하고, 상기 제2포핏지지대(102)에는 길이 방향으로 V홈 또는 U홈을 2개소 이상 가공하여서 포핏부의 마지 막 원재료가 지나가도록 제3원재료통과부를 구성하여, 와류링부에서 발생되어 원재료 속에 포함된 가스를 포핏부의 외주면을 타고 전방으로 진행되는 과정에서 용융된 원재료의 안과 밖을 뒤집어 주어서 가스를 배출토록한 구성한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 포핏부는

노즐부 및 가스빼기링부의 내부에 길이방향으로 장착되며 제1포핏지지대와 제1원재료통로부와 제2원재료통로부와 제3원재료통로부 및 포핏내부지지대로 구성되고, 청구항 3과는 달리 제2포핏지지대부가 없는 것으로, 제1포핏지지대부에는 원재료가 지나가는 제1원재료통과부를 2개 이상 구성하고, 그 사이에 남는 부분을 내부지지대를 구성하고, 또 포핏부의 외주면과 가스빼기링부의 내주면을 타고 원재료가 지나가는 통로인 제2원재료통과부를 구성하고, 상기 제2포핏지지대(102)에는 길이 방향으로 V홈 또는 U홈을 2개소 이상 가공하여서 포핏부의 마지막 원재료가 지나가도록 제3원재료통과부를 구성하여, 와류링부에서 발생되어 원재료 속에 포함된 가스를 포핏부의 외주면을 타고 전방으로 진행되는 과정에서 용융된 원재료의 안과 밖을 뒤집어 주어서 가스를 배출토록한 구성한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 포핏부는

포핏부에 플라이트부를 구성하고, 상기 플라이트부는 한 줄 또는 두 줄 이상의 나사와 같이 포핏부의 외경 측에 길이 방향으로 일정 깊이로 가공하고, 상기 플라이트부는 길이방향의 포핏부와 일정 각도를 가지며, 깊이는 사출성형기 용량에 따라 달리하도록 구성되고, 제1원재료통로부을 통하여 포핏부의 외경측으로 들어온 원재료는 플라이트부에 의하여 직진 이동이 불가하며 플라이트부의 각도 만큼 꺽어져서 전진 방향인 노즐팁부로 이동하도록 구성하고, 와류링부에서 발생되어 원재료 속에 포함된 가스를 포핏부와 플라이트부를 타고 전방으로 진행되는 과정에서 용융된 원재료의 안과 밖을 뒤집어 주어서 가스를 배출토록한 구성한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 포핏부는

청구항 3항과 같은 포핏부에 더하여 포핏부의 내측에 길이 방향으로 우측 선단에서 좌측 일정 구간까지 홀을 내어서 제1원재료통로부를 포핏부의 외측에서 내측방향으로 2방향 이상, 다수의 홀을 내어 제4원재료통로부를 구성하고, 제4원재료통로부의 구멍이 이 물질을 걸러 주는 필터 역할을 겸하며 와류링부에서 발생되어 원재료 속에 포함된 가스를 포핏부를 타고 전방으로 진행되는 과정에서 용융된 원재료의 안과 밖을 뒤집어 주어서 가스를 배출토록한 구성한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 포핏부는

포핏부의 내측에 길이 방향으로 우측 선단에서 좌측 일정 구간까지 홀을 내어서 제1원재료통로부를 포핏부의 외측에서 내측방향으로 2방향 이상 다수의 홀을 내어 제4원재료통로부를 구성하며, 포핏부 외부에 길이 방향으로 요홈을 다수 가공하고, 일측은 제4원재료통로부를 길이 방향으로 묶어주는 요홈을 구성하여서 제2원재료통로부가 되도록 하되 우측선단은 막혀 있도록 구성하고, 일측은 좌측선단이 개방되도록하여 제3원재료통로부를 구성하여서 원재료가 직선 방향으로 진행토록 하였다. 제2,4원재료통로부을 통과한 용융 원재료는 막힌 선단에 의하여서 제3원재료통로부로 넘어가게 되며 제3원재료통로부의 양방향으로 흘러온 원재료는 서로 부딧혀서 와류를 형성하도록 구성하고, 제4원재료통로부의 구멍이 이 물질을 걸러 주는 필터 역할을 함과 아울러 특히 포핏부 내부에서 외부 방향으로 원재료 분출을 하여서 압력과 힘이 가스빼기링부 방향으로 향하도록 유도하여 가스를 배출토록 구성한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 가스빼기링부는

노즐부의 내측, 포핏부의 외측 길이 방향으로 다수개가 삽입되며, 제1,2,3가스통로부와, 제1,2변형방지홈과, 제1,2링간지지대부를 구성하여서 가스를 배출토록 한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 가스빼기링부는

가스빼기링부의 외경에서 내경방향으로 미세한 틈세의 방사형 가공부인 제1가스통로부, 가스빼기링부의 외경 양면에 모따기 형태의 가공부인 제2가스통로부와, 가스빼기링부의 외경 길이 방향으로 다수 가공한 제3가스통로부를 구성하여 가스를 배출토록한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 가스빼기링부는

제1가스통로부를 방사형으로 가공하고 남는 삼각형 모양의 부분인 제1,2링간지지부를 구성하여 가스를 배출토록한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 가스빼기링부는

제1,2링간지지부 중에서 외측의 제1링간지지부가 각 링간에 닿는 곳이되며 내측의 제2링간지지부 높이를 제1링간지지부 보다 낮게하여서 제1가스통로부의 미세한 틈세 간격을 결정토록 구성하여 가스를 배출토록한 것을 특징으로 하는 사출 기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 가스빼기링부는

가스빼기링부의 내외경 사이에 원형으로 가공된 제1변형방지홈과 제1변형방지홈에서 외경측 방사형으로 구성된 제2변형방지홈을 구성하여 가스를 배출토록한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 가스빼기링부에서

제1,2변형방지홈이란 궁극적으로 힘에 의한 변형을 방지하여서 제1가스통로부의 내경측의 틈세를 유지하는 것이기에 원형의 뿐만아니라 다각형으로 구성하여 가스를 배출토록한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 가스빼기링부에서

제1,2변형방지홈은 힘에 의한 변형을 방지하여서 제1가스통로부의 내경측의 틈세를 유지하는 것 외에, 가스빼기링부의 외경측 방향으로 가스의 이동 경로가 되도록 구성하여 가스를 배출토록한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 필터부는

노즐부의 원재료 입구측에 조립되는 필터부는 원료통과부로 구성되며 작은 원형의 구멍을 많이 내어서 원료통과부를 만들며 원재료 내에 포함된 이물질이 노즐 내부로 들어가지 못함과 아울러서 청소를 편리하게 한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.
제 1항에 있어서, 상기 조립나사부는

노즐부의 원재료 출구측에 조립되는 조립나사부는 내즐부 내부에 포핏부, 와류링부, 가스빼기링부를 고정하는 역할을 하며 나사 쪼임을 위해 공구용 홈을 구성한 것을 특징으로 하는 사출기용 가스배출 노즐기.