KR20110067669A - 사출성형 금형 가열 장치 - Google Patents

사출성형 금형 가열 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상부 금형 또는 하부 금형의 적어도 어느 일측에 캐비티에 인접되도록 냉각 장치를 구비한 별도의 사출성형 금형 가열 장치를 구비함으로써, 상기 캐비티의 가열 또는 냉각이 신속히 이루어져 사출 성형에 나타나는 웰드라인를 제거할 뿐만 아니라 급격한 온도 상승으로 인한 열무늬 발생을 제거하고 금형의 박형화를 이룰 수 있는 사출성형 금형 가열 장치에 관한 것이다. 상기 사출성형 금형 가열 장치는, 상하부 금형과 캐비티로 이루어진 사출성형 금형에 있어서, 상기 상부 금형 또는 하부 금형의 적어도 어느 일측에 상기 캐비티에 인접되도록 고정설치되는 사각판상의 본체와, 상기 사각판상의 본체의 내측면에 다수개가 이격되어 형성된 발열선 삽입홈과, 상기 발열선 삽입홈을 따라 배선되어 상기 캐비티 영역을 가열하기 위한 발열선으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 본체의 내측면 내부에는 복수개의 라인형상의 냉각홀이 형성되어 상기 냉각홀을 따라 순환하는 냉각수에 의해 상기 캐비티 영역을 냉각하도록 할 수 있다.
금형, 가열

Description

사출성형 금형 가열 장치{INJECTION MOLD HEATING APPARATUS}
본 발명은 사출성형 금형 가열 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 상부 금형 또는 하부 금형의 적어도 어느 일측에 캐비티에 인접되도록 냉각 장치를 구비한 별도의 사출성형 금형 가열 장치를 구비함으로써, 상기 캐비티의 가열 또는 냉각이 신속히 이루어져 사출 성형에 나타나는 웰드라인를 제거할 뿐만 아니라 급격한 온도 상승으로 인한 열무늬 발생을 제거하고 금형의 박형화를 이룰 수 있는 사출성형 금형 가열 장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라스틱 등과 같은 고분자수지의 성형은 용융된 수지가 사출금형 내부에서 만나면서 생기는 웰드라인(weld line) 때문에, 외관이 아름답지 못하고, 그 표면의 광택성 또한 뛰어나지 못하다는 문제점이 있다. 이러한 점을 개선하기 위하여 사출금형의 온도를 성형되는 고분자 수지의 용융온도 보다 높게 설정해주는 가열 성형방법이 널리 사용되는데, 그 예로는 일본공개특허 소45-22020호(열풍에 의한 가열방법), 특개소51-22759호(전기히터에 의한 가열 방법과 수냉각법), 특개 소55- 109639호(고주파유도가열방법), 특개 소57-165229호(캐비티 내에 증기 를 불어서 가열하는 방법), 특개 소 61-79614호 (캐비티와 코어 사이에 열판을 끼우는 방법), 특개 평4-265720호(전기전도층에 의한 금형 표면 가열 방법) 등이 있다.
그러나 이와 같이 금형을 고분자수지의 용융온도보다 높게 설정하여 고분자 수지를 성형할 경우 웰드라인이 생기지 않고 광택성과 같이 외관품질 측면에서는 개선이 되지만 급격히 높은 금형 온도로 인해 열무늬가 발생되어 사출성형의 외관상의 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 고온의 수지를 주입한 후에는 금형을 냉각하여 수지를 경화시켜야 하는데, 이 경우 금형 자체에 직접 히트 카트리지를 삽입하기 위한 복수개의 히터 카트리지 삽입홀과 냉각을 위한 냉각홀을 복수개를 이격하여 형성시켜 급속 가열과 냉각을 수행하게 되는데, 이때, 히터 카트리지 삽입홀 자체에 삽입 공차가 발생할 수밖에 없고, 또한, 삽입된 히터 카드리지 사이사이에 냉각라인이 설치되어야 함으로, 금형 전체 크기가 커질 수밖에 없는 한계점이 있을 뿐만 아니라, 전체적인 온도 제어를 수행하기 어려운 문제점이 있었다.
더구나, 종래에는 사출성형 금형의 상부 금형 또는 하부 금형의 적어도 어느 일측에 캐비티에 인접되도록 냉각 장치를 구비한 사출성형 금형 가열 장치를 별도로 구비하여 제어하는 것은 전혀 제안된 바가 없다.
따라서 본 발명의 목적은, 상부 금형 또는 하부 금형의 적어도 어느 일측에 캐비티에 인접되도록 냉각 장치를 구비한 별도의 사출성형 금형 가열 장치를 구비함으로써, 상기 캐비티의 가열 또는 냉각이 신속히 이루어져 캐비티 영역을 국부(순간) 가열하도록 하여 캐비티와 고온의 용융 수지간의 온도차를 최소화하여 캐비티 표면 온도와 플라스틱 수지간의 큰 온도차로 인해 발생되는 웰드 라인 뿐만 아니라 급격한 온도 상승으로 인한 열무늬 발생 등과 같은 성형 제품의 각종 외관 불량을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 금형 전체의 박형화를 이룰 수 있는 신개념의 사출성형 금형 가열 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 종래와 같이 금형 자체내에 냉각홀과 히터 카트리지 삽입홀을 형성하지 않아도 됨으로 삽입 공차로 인해 금형의 사이즈가 커지는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 빠른 시간에 가열 및 냉각 순환이 이뤄지게 해서 기존 시스템보다 50% 이상 줄어든 가열 냉각 시간이 소요되므로 생산성 향상에 기여할 수 있고, 또한 전체적인 온도 제어가 용이하고, 사출 금형으로부터 착탈이 가능한 사출성형 금형 가열 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 원활히 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출성형 금형 가열 장치는, 상하부 금형과 캐비티로 이루어진 사출성형 금형에 있어서, 상기 상부 금형 또는 하부 금형의 적어도 어느 일측에 상기 캐비티에 인접되도록 고정설치되는 사각판상의 본체와, 상기 사각판상의 본체의 내측면에 다수개가 이격되어 형성된 발열선 삽입홈과, 상기 발열선 삽입홈을 따라 배선되어 상기 캐비티 영역을 가열하기 위한 발열선으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 다수개의 발열선 삽입홈의 사이사이의 상기 본체의 내측면에는 라인형상의 복수개의 냉각홀이 형성되어 상기 냉각홀을 따라 순환하는 냉각수에 의해 상기 캐비티 영역을 냉각함이 바람직하다.
또한, 상기 본체의 상기 발열선 삽입홈이 지그재그형태로 이격되어 형성되는 "ㄷ" 자 또는 "U" 자 함(函) 형상이며, 상기 발열선으로부터 발생된 열을 전방의 상기 캐비티 영역으로만 전달하기 위해 상기 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체의 내측 전체 공간으로 끼워져 상기 지그재그 형태로 배선된 발열선 부분을 상측에서 압압하는 사각 열차폐판이 더 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 본체의 상기 발열선 삽입홈이 복수개가 이격되어 "ㄷ" 자 라인 형상으로 형성되며, 상기 발열선으로부터 발생된 열을 상기 캐비티 영역 쪽으로만 전달하기 위해 상기 각 라인형상의 발열선 삽입홈에 끼워져 각 하측 단부가 상기 발열선 삽입홈 내에 배선된 각 발열선을 압입 고정되도록 하는 복수개의 사각판형상의 열차폐판(熱遮蔽板)이 더 구비됨이 바람직하다.
또한, 상기 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체의 후측을 커버하여 고정하는 사각 커버판이 더 구비될 수 있다.
또한, 복수개의 열차폐판과 사각 커버판 사이에 가열 시 발생되는 열 팽창에 대한 흡수 및 반복 가열 냉각에서 발생될 수 있는 이격을 완충할 수 있는 판스프링이 삽입 설치될 수도 있다.
또한, 상기 발열선은 은(銀) 충진 에폭시를 사용하여 상기 발열선 삽입홈내에 고정하여 발열선으로부터 발생된 열을 금형의 케비티로 원활히 전달하여 열 전이 효과를 극대화 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 사출성형 금형 가열 장치에 의하면, 상부 금형 또는 하부 금형의 적어도 어느 일측에 캐비티에 인접되도록 냉각 장치를 구비한 사출성형 금형 가열 장치를 별도로 분리하여 구비함으로써, 상기 캐비티의 가열 또는 냉각이 신속히 이루어져 사출 성형에 나타나는 웰드라인를 제거할 뿐만 아니라 급격한 온도 상승으로 인한 열무늬 발생을 제거하고 금형 전체의 두께를 줄여 박형화를 이룰 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 사출성형 금형 가열 장치에 이용되는 사출성형 금형의 평면도이고, 도 2는 도 1의 금형부의 확대 단면도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발 명에 따른 사출성형 금형 가열 장치의 개략적인 분해사시도 및 결합단면도로서, 편의상 함께 설명하기로 한다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사출성형 금형(100)은, 대략 평판상의 베이스(1) 상의 중앙부에는 본 발명에 따른 별도의 사출성형 금형 가열 장치(10)가 부착된 금형부(2)가 위치하고 있으며, 상기 금형부(2) 내에는 플라스틱 사출물의 외형을 제조하기 위한 캐비티(3)(cavity)가 위치되어 있다.
즉, 상기한 금형부(2)는 상부 금형(4)과 하부 금형(5)(도 2 참조)으로 이루어져 제품의 취출시에 이동되어 분리할 수 있도록 되어 있다. 물론, 본 발명에서는 플라스틱 사출물을 중심으로 설명하고 있지만, 본 발명은 이를 한정하는 것은 아니며, 모든 사출물에 적용될 수 있다.
도시된 예에서는 금형부(2)내에 1개의 캐비티(3)가 형성되어 중앙에서 런너 게이트 및 런너(4)를 통해 고온의 용융수지가 주입될 수 있도록 되어 있으나, 두 개 이상의 캐비티(3)가 형성될 수 있으며, 본 발명에서 그 캐비티의 개수를 한정하는 것은 아니다.
여기서, 라인 형상의 다수의 냉각홀(60)을 갖는 본 발명에 따른 별도의 사출성형 금형 가열 장치(10)를 금형부(2)의 상부 금형(4)의 일측(상부)에 상기 캐비티(3)에 인접되도록 볼트 및 너트(11) 등과 체결 수단을 통해 고정 설치함으로써, 캐비티 영역쪽의 금형부(상부 금형(4) 및 하부 금형(5))의 두께를 다른 영역보다 박형화를 이룰 수 있으며, 이에 의해 사출성형 금형 가열 장치(10)의 간단 제어에 의해 고온의 용융 수지의 주입 전(대략 10초∼15초 전) 제품의 종류나 공급 전력 크기에 따라 변경될 수 있음)에 캐비티(3) 영역을 국부(순간) 가열하도록 하여 캐비티와 고온의 용융 수지간의 온도차를 최소화하여 캐비티 표면 온도와 플라스틱 수지간의 큰 온도차로 인해 발생되는 웰드라인 뿐만 아니라 급격한 온도 상승으로 인한 열무늬 발생 등과 같은 성형 제품의 각종 외관 불량을 억제할 수 있게 된다.
더구나, 본 발명은 금형 자체내에 냉각홀과 히터 카트리지 삽입홀을 형성하지 않아도 됨으로, 종래와 같이 삽입 공차로 인해 금형의 사이즈가 커지는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 사출성형 금형 가열 장치(10)의 전체적인 온도 제어가 용이하다.
또한, 도시된 예에서는 본 발명에 따른 별도의 사출성형 금형 가열 장치(10)가 금형부(2)의 상부 금형(4)의 상부에 형성된 예를 나타내고 있으나, 하부 금형(5)의 하측이나, 상부 금형(4) 및 하부 금형(5)의 양측 모두에도 형성가능함은 물론이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 별도의 사출성형 금형 가열 장치(10)는, 내측면에 피복재(도면 번호 미부여)로 피복된 발열선(30)이 지그재그 형태로 배선된 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(20)와, 상기 발열선(30)으로부터 발생된 열이 전방의 상기 캐비티(3) 영역으로만 전달되도록 발열선(30)의 후방쪽으로 열을 차폐하기 위한 사각통 형상의 열차폐판(40)과, 상기 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(20)를 커버하기 위한 사각 커버판(50)으로 크게 이루어진다.
상기한 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(20)는 그 내측 바닥면에는 상기 발열선(30)이 지그재그 형태로 배선되도록 지그재그 형태로 배열된 발열선 삽입 홈(21)이 형성된다.
여기서, 상기한 발열선 삽입홈(21)의 단면 형상의 "ㄷ" 자 또는 "U" 자 함(函) 형태일 수 있다.
여기서, 상기한 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(20)의 재질은 철(Fe), 스테인레스(SUS) 또는 탄소강으로 이루어짐이 바람직하다.
상기한 지그재그 형태로 배열된 발열선 삽입홈(21)을 따라 지그재그 형태로 배선된 발열선(30)은 실리콘 피복재로 피복되며 그 양단에는 통상의 + 전원선(31)과 - 전원선(32)으로 연결되어 컨트롤러(70)에서 전원의 공급/차단과 온도를 제어할 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기한 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(20)의 발열선 삽입홈(21)에 삽입되어 지그재그 형태로 배선된 발열선(30)은 공지의 은(銀) 충진 에폭시를 사용하여 상기 발열선 삽입홈(21)내에 고정하여 발열선으로부터 발생된 열을 금형의 케비티(3)로 원활히 전달하여 열 전이(轉移) 효과를 극대화 할 수 있다.
상기한 사각통 형상의 열차폐판(40)은 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(20)의 내측 공간으로 끼워져 발열선 삽입홈(21)에 삽입되어 지그재그 형태로 배선된 발열선(30) 부분을 압압(壓押)함과 아울러, 상기 발열선(30)으로부터 발생된 열을 발열선(30)의 후방쪽으로는 완전 차단하고, 그 전방의 상기 캐비티(3) 영역 쪽으로만 열을 효율적으로 전달하는 역할을 수행한다.
이러한 사각통 형상의 열차폐판(40)의 재질은 열차폐성이 우수한 세라믹, 흑연, 비정질 석영, 몰리브덴 등으로 이루어짐이 바람직하나, 열차폐성(熱遮蔽性) 재 질이라면 본 발명에 있어 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기한 사각 커버판(50)은 지그재그 형태의 발열선(30) 및 사각통 형상의 열차폐판(40)이 삽입 및 고정된 상기 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(20)의 후측을 커버하여 고정하는 역할을 수행하며, 체결 볼트 및 너트(미도시) 등과 같은 체결수단을 통해 본체(20)에 체결고정함이 바람직하나, 그 체결수단을 한정하는 것은 아니다. 여기서, 이러한 사각 커버판(50)은 선택적 사항이며, 필수적인 사항은 아니다.
한편, 도시되어 있지는 않지만, 상기 열차폐판(40)과 사각 커버판(50) 사이에 발연선(30)의 가열 시 발생되는 열 팽창에 대한 흡수 및 반복 가열 냉각(후술하는 냉각홀(60))에서 발생될 수 있는 이격을 완충할 수 있는 적어도 하나 이상의 판스프링 등과 같은 탄성 부재가 삽입 설치될 수도 있다.
또한, 상기한 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(20)의 지그재그 형태의 발열선 삽입홈(21)의 사이사이에는 냉각수 공급 방식을 이용하는 복수개의 금형 냉각수단(미도시)이 더 설치된다. 즉, 상기 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(20)의 지그재그 형태의 발열선 삽입홈(21)의 사이사이에는 라인 형상으로 길게 형성되는 복수개의 냉각홀(60)과, 상기 냉각홀(60)을 따라 순환하는 냉각수를 공급하는 냉각수 공급원(미도시)으로 이루어지며 이러한 냉각수의 공급을 별도의 제어부에서 제어하도록 되어 있다. 이러한 별도의 제어부에 의해, 상기 냉각수가 수지의 충진 완료후 일정시간이 경과한 시점에서부터 소정의 경화시간동안 공급되고 제품 취출을 위하여 상부 금형(4)이 분리되는 시점에서 공급이 중단되도록 자동적으로 조절되어 진다. 물론, 이러한 별도의 제어부는 상술한 바와 같은 컨트롤러(70)와 함께 연계함으로써 케비티(3)의 국부 영역의 순간 가열 및 급속 냉각이 미리 설정된 프로그램에 의해 자동적으로 통합 제어가 가능하게 된다.
이때, 상기 냉각홀(60)에 있던 냉각수를 발열선(30)의 가열 동작 직전에는 퍼지(purge)하여 냉각홀(60)내의 냉각수를 비워 둠으로써, 발연선(3)을 통한 순간 가열시 냉각홀(60)내의 냉각수가 끓어서 발생되는 열손실을 최소화할 수 있다. 이러한 가열-퍼지-냉각-가열의 순환적인 구현은 상기한 컨트롤러(70)에 미리 설정된 로직 구현 프로그램 등을 통해 이루어질 수 있다.
이와 같이 라인 형상의 복수개의 냉각홀(60)에 의한 냉각 수단을 갖춘 별도의 사출성형 금형 가열 장치(10)를 금형부(2)의 상부 금형(4)의 일측(상부)에 상기 캐비티(3)에 인접되도록 체결 볼트 및 너트(11) 등과 체결 수단을 통해 고정 설치함으로써, 종래와 같이 금형부에 히트 카트리지 삽입홀과 냉각홀을 형성하는 것과 비교해서 금형부(2)의 전체 두께를 혁신적으로 소형화할 수 있게 된다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형 금형 가열 장치의 개략적인 분해사시도 및 결합단면도로서 편의상 함께 설명하기로 한다.
여기서, 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 별도의 사출성형 금형 가열 장치(110)도, 도 1에 도시된 바와 같이, 사출성형 금형(100)의 상부 금형(4) 또는 하부 금형(5)의 일측에 캐비티(3)에 인접되도록 체결 볼트 및 너트(11) 등과 체결 수단을 통해 고정 설치된다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 별도의 사출성형 금형 가열 장치(110)는, 내측면에 이격되어 복수개(도면상에는 3개)의 라인형상의 발열선 삽입홈(121)이 형성된 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(120)와, 상기 복수개의 라인형상의 발열선 삽입홈(121)에 삽입 배선되어 열을 발생시키는 복수개의 발열선(130)과, 하측 단부가 상기 각 발열선 삽입홈(121) 내에 배선된 각 발열선(130)을 그 삽입홈(121)내에서 압입 고정되도록 하는 복수개의 사각판 형상의 열차폐판(140)과, 상기 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(120)를 커버하기 위한 사각 커버판(150)으로 크게 이루어진다.
상기한 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(120)는 그 내측 바닥면에는 세로 방향으로 이격된 3개의 발연선 삽입홈(121)이 형성되어 3개의 발열선(130)이 각각 삽입되어 배선될 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기한 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(120)의 양측의 돌출된 돌출부(도면번호 미부여)의 상면에는 두 개의 고정홀(122)이 형성되어 상기 사각 커버판(150)의 다른 두 개의 고정홀(151)에 대응되어 볼트 및 너트 등과 같은 체결 수단(미도시)을 통해 상호 체결될 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기 사각 커버판(150)의 일측에는 발열선 인출 장홀(152)이 형성되어 3개의 발연선(130)이 묶여진 형태로 외부로 인출되어 후술하는 컨트롤러(170)에 전기적으로 연결된다.
여기서, 상기한 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(120)의 재질도 철(Fe), 스테인레스(SUS) 또는 탄소강으로 이루어짐이 바람직하다.
상기 각 라인형상의 발열선 삽입홈(121)에 삽입 배선되어 열을 발생시키는 각 발열선(130)은 실리콘 피복재(도면 번호 미부여)로 피복되며 두 개의 통상의 + 전원선(131)과 - 전원선(132)으로 함께 묶여서 상기한 발열선 인출 장홀(152)을 통해 외부로 인출되어 컨트롤러(170)로 연결되어 전원의 공급/차단과 온도를 제어할 수 있도록 되어 있다.
상기한 각 사각판 형상의 열차폐판(140)은, 그 하측의 단부가 각 발열선 삽입홈(121) 내에 삽입되어 각 발열선(130)을 그 삽입홈 저면으로 압입 고정하여 완전 밀폐시킴과 동시에, 상기 발열선(130)으로부터 발생된 열을 발열선(130)의 후방쪽으로는 완전 차단하고, 그 전방의 상기 캐비티(3) 영역 쪽으로만 열을 효율적으로 전달하는 역할을 수행하여 열손실의 최대한 억제할 수 있다.
이러한 사각판 형상의 열차폐판(40)의 재질은 열차폐성이 우수한 세라믹, 흑연, 비정질 석영, 몰리브덴 등으로 이루어짐이 바람직하나, 열차폐성(熱遮蔽性) 재질이라면 본 발명에 있어 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
상기한 사각 커버판(150)은 발열선(130) 및 사각판 형상의 열차폐판(140)이 삽입 및 고정된 상기 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(120)의 후측을 커버하여 고정하는 역할을 수행하며, 본체(120)의 두 개의 고정홀(122)과 사각 커버판(150)의 다른 두 개의 고정홀(151)을 통해 체결 볼트나 너트(미도시) 등과 같은 체결수단을 통해 체결고정된다.
한편, 도시되어 있지는 않지만, 상기 열차폐판(140)과 사각 커버판(150) 사이에 발연선(130)의 가열 시 발생되는 열 팽창에 대한 흡수 및 반복 가열 냉각(후술하는 냉각홀(160))에서 발생될 수 있는 이격을 완충할 수 있는 적어도 하나 이상의 판스프링이 삽입 설치될 수도 있다.
또한, 상기한 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(120)의 복수개의 라인 형상의 발열선 삽입홈(121)의 사이사이에도 냉각수 공급 방식을 이용하는 복수개의 금형 냉각수단(미도시)이 더 설치된다. 즉, 상기 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(120)의 각 라인 형상의 발열선 삽입홈(121)의 사이사이(최외측의 발연선 삽입홈(121)의 길이 방향의 외측 포함)에 형성된 복수의 냉각홀(160)과, 상기 냉각홀(160)을 따라 순환하는 냉각수를 공급하는 냉각수 공급원(미도시)으로 이루어지며 이러한 냉각수의 공급을 별도의 제어부에서 제어하도록 되어 있다. 이러한 별도의 제어부에 의해, 상기 냉각수가 수지의 충진 완료후 일정시간이 경과한 시점에서부터 소정의 경화시간동안 공급되고 제품 취출을 위하여 상부 금형(4)이 분리되는 시점에서 공급이 중단되도록 자동적으로 조절되어 진다. 물론, 이러한 별도의 제어부는 상술한 바와 같은 컨트롤러(10)와 함께 연계함으로써 케비티(3)의 국부 영역의 순간 가열 및 급속 냉각이 미리 설정된 프로그램에 의해 자동적으로 통합 제어가 가능하게 된다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사출성형 금형 가열 장치의 개략적인 분해사시도 및 결합단면도로서 편의상 함께 설명하기로 한다.
여기서, 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 별도의 사출성형 금형 가열 장치(210)도, 도 1에 도시된 바와 같이, 사출성형 금형(100)의 상부 금형(4) 또는 하부 금형(5)의 일측에 캐비티(3)에 인접되도록 체결 볼트 및 너트(11) 등과 체결 수단을 통해 고정 설치된다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 별도의 사출성형 금형 가열 장치(210)는, 내측면에 이격되어 복수개(도면상에는 3개)의 "ㄷ" 자(字) 라인형상의 발열선 삽입홈(221)이 형성된 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(220)와, 상기 복수개의 "ㄷ" 자(字) 라인형상의 발열선 삽입홈(221)에 삽입 배선되어 열을 발생시키는 복수개의 발열선(230)과, 상기 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(220)를 커버하되, 그 내측면에 길이 방향으로 이격되어 각 하측 단부(일부)가 상기 발열선 삽입홈(221) 내에 배선된 각 발열선(230)을 그 삽입홈(221)내에서 압입 고정하는 복수개의 사각판형상의 열차폐판(240)이 일체로 형성된 사각 커버판(250)으로 크게 이루어진다.
상기한 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(220)는 그 내측 바닥면에는 길이방향을 따라 이격된 3개의 "ㄷ" 자(字) 라인형상의 발연선 삽입홈(221)이 형성되어 3개의 발열선(230)이 각각 삽입되어 배선될 수 있도록 되어 있다.
또한, 상기한 이격된 3개의 "ㄷ" 자(字) 라인형상의 발연선 삽입홈(221) 사이의 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(220)의 내측면에는 대칭되게 총 4개의 고정홀(222)이 형성되어 상기 사각 커버판(250)의 다른 4 개의 고정홀(251)에 대응되어 볼트 및 너트 등과 같은 체결 수단(미도시)을 통해 상호 체결될 수 있도록 되어 있다.
여기서, 상기한 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(220)의 재질도 철(Fe), 스테인레스(SUS) 또는 탄소강으로 이루어짐이 바람직하다.
상기 "ㄷ" 자(字) 라인형상의 발연선 삽입홈(221)에 삽입 배선되어 열을 발생시키는 각 발열선(230)은 실리콘 피복재(도면 번호 미부여)로 피복되며 두 개의 통상의 + 전원선(231)과 - 전원선(232)으로 함께 묶여서 연결되어 컨트롤러(270)에서 전원의 공급/차단과 온도를 제어할 수 있도록 되어 있다.
상기한 사각 커버판(250)은 상기 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(220)의 후측을 커버하여 고정하는 역할을 수행하되, 그 내측면에는 길이 방향으로 이격된 복수개의 사각판형상의 열차폐판(240)이 대략 수직으로 돌출형성되어 각 사각판형상의 열차폐판(240)의 하측 단부가 각 발열선 삽입홈(221) 내에 삽입되어 각 발열선(230)을 그 삽입홈 저면으로 압입 고정하여 완전 밀폐시킴과 동시에, 상기 발열선(230)으로부터 발생된 열을 발열선(230)의 후방쪽으로는 완전 차단하고, 그 전방의 상기 캐비티(3) 영역 쪽으로만 열을 효율적으로 전달하는 역할을 수행한다.
여기서, 본체(220)의 4 개의 고정홀(222)과 사각 커버판(250)의 다른 4 개의 고정홀(251)을 통해 체결 볼트나 너트(미도시) 등과 같은 체결수단을 통해 상호 체결고정된다.
또한, 상기한 대략 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(220)의 "ㄷ" 자(字)라인 형상의 발열선 삽입홈(221)의 사이사이의 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(220)의 내측면에도 냉각수 공급 방식을 이용하는 복수개의 금형 냉각수단(미도시)이 더 설치된다. 즉, 상기 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체(220)의 라인 형상의 발열선 삽입홈(221)의 사이사이에 형성된 라인 형상의 복수개의 냉각홀(260)과, 상기 냉각홀(260)을 따라 순환하는 냉각수를 공급하는 냉각수 공급원(미도시)으로 이루어지며 이러한 냉각수의 공급을 별도의 제어부에서 제어하도록 되어 있다. 이러한 별도의 제어부에 의해, 상기 냉각수가 수지의 충진 완료후 일정시간이 경과한 시점에서부터 소정 의 경화시간동안 공급되고 제품 취출을 위하여 상부 금형(4)이 분리되는 시점에서 공급이 중단되도록 자동적으로 조절되어 진다. 물론, 이러한 별도의 제어부는 상술한 바와 같은 컨트롤러(270)와 함께 연계함으로써 케비티(3)의 국부 영역의 순간 가열 및 급속 냉각이 미리 설정된 프로그램에 의해 자동적으로 통합 제어가 가능하게 된다.
지금까지 본 발명에 따른 바람직한 구체예를 들어 본 발명을 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐 본 발명을 제한하려는 것은 아니며, 당업자라면 본 발명의 영역으로부터 일탈하는 일 없이도 다양한 변화 및 수정이 가능함은 물론이나 이 또한 본 발명의 영역 내임을 유의하여야만 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 사출성형 금형 가열 장치에 이용되는 사출성형 금형의 평면도이다.
도 2는 도 1의 금형부의 확대 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 사출성형 금형 가열 장치의 개략적인 분해사시도 및 결합단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형 금형 가열 장치의 개략적인 분해사시도 및 결합단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사출성형 금형 가열 장치의 개략적인 분해사시도 및 결합단면도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10, 110, 210: 본 발명에 따른 사출성형 금형 가열 장치
1: 베이스 2: 금형부
3: 캐비티 20, 120, 220: 상부 금형
21, 121, 221: 발열선 삽입홈 30, 130, 230: 발열선
31, 131, 231: + 전원선 32, 132, 232: - 전원선
40, 140, 240: 사각 열차폐판 50, 150, 250: 사각 커버판
60, 160, 260: 냉각홀

Claims (9)

  1. 상하부 금형과 캐비티로 이루어진 사출성형 금형에 있어서,
    상기 상부 금형 또는 하부 금형의 적어도 어느 일측에 상기 캐비티에 인접되도록 고정설치되는 사각판상의 본체와,
    상기 사각판상의 본체의 내측면에 다수개가 이격되어 형성된 발열선 삽입홈과,
    상기 발열선 삽입홈을 따라 배선되어 상기 캐비티 영역을 가열하기 위한 발열선으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사출성형 금형 가열 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수개의 발열선 삽입홈의 사이사이의 상기 본체의 내측면에는 라인형상의 복수개의 냉각홀이 형성되어 상기 냉각홀을 따라 순환하는 냉각수에 의해 상기 캐비티 영역을 냉각하는 것을 특징으로 하는 사출성형 금형 가열 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉각홀에 있는 냉각수는 상기 발열선의 가열 동작 직전에는 퍼지(purge)되어 상기 냉각홀내의 상기 냉각수를 비워두는 것을 특징으로 하는 사출성형 금형 가열 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체의 상기 발열선 삽입홈이 지그재그형태로 이격되어 형성되는 "ㄷ" 자 또는 "U" 자 함(函) 형상이며, 상기 발열선으로부터 발생된 열을 전방의 상기 캐비티 영역으로만 전달하기 위해 상기 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체의 내측 전체 공간으로 끼워져 상기 지그재그 형태로 배선된 발열선 부분을 상측에서 압압하는 사각 열차폐판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 사출성형 금형 가열 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체의 상기 발열선 삽입홈이 복수개가 이격되어 "ㄷ" 자 라인 형상으로 형성되며, 상기 발열선으로부터 발생된 열을 전방의 상기 캐비티 영역으로만 전달하기 위해 상기 각 라인형상의 발열선 삽입홈에 끼워져 각 하측 단부가 상기 발열선 삽입홈 내에 배선된 각 발열선을 압입 고정되도록 하는 복수개의 사각판형상의 열차폐판 (熱遮蔽板)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 사출성형 금형 가열 장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 "ㄷ" 자 함(函) 형상의 본체의 후측을 커버하여 고정하는 사각 커버판이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 사출성형 금형 가열 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 열차폐판과 상기 사각 커버판 사이에 가열 시 발생되는 열 팽창에 대한 흡수 및 반복 가열 냉각에서 발생될 수 있는 이격을 완충할 수 있는 판스프링이 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 사출성형 금형 가열 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 발열선은 은(銀) 충진 에폭시를 사용하여 상기 발열선 삽입홈내에 고정하여 발열선으로부터 발생된 열을 금형의 케비티로 원활히 전달하는 것을 특징으로 하는 사출성형 금형 가열 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 본체의 재질은 철(Fe), 스테인레스(SUS) 또는 탄소강으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사출성형 금형 가열 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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