KR20110072080A

KR20110072080A - 밸브게이트식 3구형 핫런너노즐이 구비된 사출금형용 핫런너시스템

Info

Publication number: KR20110072080A
Application number: KR1020090128863A
Authority: KR
Inventors: 김수제
Original assignee: 주식회사 동명테크
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-06-29
Also published as: KR101154464B1

Abstract

본 발명은 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형하기 위한 사출금형용 핫런너시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 핫런너시스템에 구비된 매니폴드블록의 수지유로 출구측에 설치되는 핫런너노즐의 내부에 3개의 수지주입구를 정삼각형을 이루도록 배치형성하고 각 수지주입구의 내부에는 하나의 피스톤작동에 의해 각 수지주입구를 동시에 개폐하게 되는 3개의 밸브핀이 각각 삽입설치되도록 구성함으로써, 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 경우 3개의 밸브핀에 의해 동시에 개폐되는 3개의 수지주입구를 통해 사출금형에 형성된 원통형 캐비티의 내부로 용융수지를 정삼각 방향으로 균일하게 주입할 수 있게 하여 미성형 불량과 게이트의 막힘현상이나 흘러내림현상을 방지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 저압 및 적정한 성형온도에서 불필요한 스크랩의 발생없이 고품질의 사출제품을 생산할 수 있게 하여 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 밸브게이트식 3구형 핫런너노즐이 구비된 사출금형용 핫런너시스템에 관한 것이다.

사출성형, 금형, 핫런너, 시스템, 3구형, 노즐, 노즐팁, 밸브핀, 게이트, 유 리섬유강화 합성수지, PA66 G/F30%

Description

밸브게이트식 3구형 핫런너노즐이 구비된 사출금형용 핫런너시스템{Hot runner system with valved three-hole nozzle}

본 발명은 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 경우 3개의 밸브핀에 의해 동시에 개폐되는 3개의 수지주입구를 통해 사출금형에 형성된 원통형 캐비티의 내부로 용융수지를 정삼각 방향으로 균일하게 주입할 수 있게 하여 미성형 불량과 게이트의 막힘현상이나 흘러내림현상을 방지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 저압 및 적정한 성형온도에서 불필요한 스크랩의 발생없이 고품질의 사출제품을 생산할 수 있게 하여 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 밸브게이트식 3구형 핫런너노즐이 구비된 사출금형용 핫런너시스템에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형이란 분말이나 펠릿형태로 된 합성수지를 가열장치가 구비된 사출기 실린더 속에 투입하여 용융시킨 후 사출실린더의 내부에 설치된 이송스크류를 이용하여 사출금형의 캐비티 속으로 압입한 후 냉각ㆍ경화시킴으로써 제품을 성형하는 것으로서, 특히 합성수지로 된 제품을 대량생산하는 데 널리 이용되고 있다.

이러한 사출성형에 사용되고 있는 사출성형기에는 사출실린더에서 사출금형의 캐비티에 이르는 합성수지의 흐름부위에 열을 가하여 수지유로를 통과하는 합성수지가 용융된 상태를 계속 유지할 수 있도록 하는 사출금형용 핫런너시스템이 구비된다.

종래의 사출금형용 핫런너시스템은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 상면에 노즐삽입공(52)이 관통형성되고 하면에 노즐삽입공(52)과 연통되는 코어삽입홈(53)이 형성되는 상원판(51)이 구비되며, 상기 상원판(51)의 노즐삽입공(52)에는 내부에 수지주입구(55)가 형성되고 외주면에 히터(56)가 설치되며 수지주입구(55)의 하단부에 노즐팁(57)이 나사결합되는 핫런너노즐(54)이 삽입설치되고, 상기 상원판(51)의 코어삽입홈(53)에는 상면에 상기 핫런너노즐(54)의 노즐팁(57)이 각각 안착되는 노즐팁안착홈(59)이 형성되고 노즐팁안착홈(59)의 하측에는 게이트(60)가 관통형성되는 금형게이트 코어(58)가 삽입설치되며, 상기 상원판(51)의 상부에는 내부에 핫런너노즐(54)의 수지주입구(55)와 연통되는 수지유로(62)가 분기형성되며 수지유로(62)의 주변부에는 히터(63)가 매립설치되는 매니폴드블록(61)이 설치되고, 상기 매니폴드블록(61)의 상면중앙부에는 내부에 매니폴드블록(61)의 수지유로(62)와 연통되는 수지유입구(65)가 형성되고 외주면에 히터(66)가 설치되는 스프루부시(64)가 설치되며, 상기 매니폴드블록(61)의 상부에는 고정설치판(68)이 스페이서블록(67)를 개재한 상태로 설치되도록 구성된다.

이와 같이 구성되는 종래의 사출금형용 핫런너시스템에 의하면, 사출실린더로부터 공급되는 용융상태의 합성수지가 매니폴드블록(61)의 상면중앙부에 결합되 는 스프루부시(64)의 수지유입구(65)를 통해 매니폴드블록(61)의 내부에 분기 형성된 수지유로(62)와 핫런너노즐(54)의 수지주입구(55)를 거쳐 사출금형(70)의 캐비티(71)로 주입되는 동안, 스프루부시(64)의 외주면에 설치된 히터(66)와 매니폴드블록(61)의 내부에 매립설치된 히터(63)와 핫런너노즐(54)의 외주면에 설치된 히터(63)에 의해 일정한 온도로 가열되어 용융상태를 계속 유지할 수 있게 되므로써, 런너(runner : 수지유로내의 합성수지가 경화되는 것)의 생성이 방지되어 지속적인 사출성형작업이 가능하게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 종래의 사출금형용 핫런너시스템을 이용하여 도 2에 도시된 자동차부품용 보빈(80)과 같은 원통형상의 소형 박막제품을 PA66 G/F30%(유리섬유가 30% 함유된 폴리아미드 66 수지)와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 경우 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 종래의 사출금형용 핫런너시스템은 핫런너노즐(54)의 몸체내부에 형성된 하나의 수지주입구(55)를 통해 사출금형(70)의 캐비티(71)의 내부에 용융수지를 주입하도록 구성되어 있기 때문에, 도 2에 도시된 보빈(80)과 같이 0.2mm이하의 두께를 가지는 원통형상의 소형 박막제품을 사출성형할 경우 핫런너노즐(54)의 몸체내부에 형성된 하나의 수지주입구(55)를 통해 토출되는 용융수지가 원통형상으로 된 사출금형(70)의 캐비티(71) 내부로 균일하게 주입되지 못하게 될 뿐만 아니라 사출성형되는 제품의 두께가 0.2mm이하의 박막이기 때문에 용융수지가 캐비티(71)의 내부로 먼저 주입되는 부분부터 급속하게 냉각ㆍ경화되는 현상이 발생하게 됨에 따라 원통형상으로 된 사출제품의 진원도 불량이나 미성형 불량 또는 충진 불균형이 빈 번하게 발생하게 되므로 이로 인해 생산성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 사출금형용 핫런너시스템은 핫런너노즐(54)의 하단부에 결합되는 노즐팁(57)이 베릴륨동(BeCu)재질로 구성되어 있기 때문에 PA66 G/F30% 등과 같이 수지내에 다량의 유리섬유가 포함되도록 구성된 유리섬유강화 합성수지의 사출성형시 사출재료의 특성에 따른 높은 성형온도, 성형압력, 고속사출로 인해 합성수지내에 포함되어 있는 유리섬유의 침식작용으로 마모가 급속도로 진행되어 사용수명이 현저히 단축되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 사출금형용 핫런너시스템은 핫런너노즐(54)의 하단부에 결합되는 노즐팁(57)이 금형게이트 코어(58)의 노즐팁안착홈(59)의 내측면에 밀착되도록 구성되어 있기 때문에, 사출성형시 용융수지의 열이 노즐팁(57)을 통해 금형쪽으로 전도됨에 따라 게이트부근의 수지온도가 떨어지게 되어 게이트의 고화현상이 빈번하게 발생하게 되는데, 이를 방지하기 위해 사출압 및 사출온도를 상승시킬 경우 용융수지의 분자사슬이 파괴되어 수지의 물성변화가 초래될 우려가 있을 뿐만 아니라 금형게이트 코어(58)의 노즐팁안착홈(59)과 노즐팁(57)사이의 틈새를 통해 용융수지가 누출되는 현상이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 사출금형용 핫런너시스템은 핫런너노즐(54)의 몸체내부에 형성된 수지주입구(55)가 항상 개방되도록 구성되어 있기 때문에 용융수지의 사출후 계량 공정에서의 잔여압에 의한 수지의 흐름현상으로 인하여 게이트 부위의 표면이 깨끗하게 절단되지 않고 실처럼 길게 늘어지는 부분이 생기거나 게이트형상의 돌출부가 생기게 됨에 따라 이를 제거하기 위한 2차 가공이 필요하게 되므로 생산성이 현저히 저하되는 문제점이 있었다.

특히, 자동차부품의 중량감소화의 일환으로서 자동차의 금속부품을 합성수지재질로 교체하고 있는 추세에 따라 금속부품과 대등한 충격강도를 가진 유리섬유 강화 합성수지의 적용범위가 더욱 더 확대되고 있는데, 이러한 유리섬유강화 합성수지를 이용한 사출성형제품의 가공을 원활하게 하기 위해서는 상기한 바와 같은 종래의 사출금형용 핫런너시스템이 안고 있는 치명적인 문제점을 해소할 수 있는 새로운 핫런너시스템의 개발이 절실한 실정이었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 핫런너시스템에 구비된 매니폴드블록의 수지유로 출구측에 설치되는 핫런너노즐의 내부에 3개의 수지주입구를 정삼각형을 이루도록 배치형성하고 각 수지주입구의 내부에는 하나의 피스톤작동에 의해 각 수지주입구를 동시에 개폐하게 되는 3개의 밸브핀이 각각 삽입설치되도록 구성함으로써, 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 경우 3개의 밸브핀에 의해 동시에 개폐되는 3개의 수지주입구를 통해 사출금형에 형성된 원통형 캐비티의 내부로 용융수지를 정삼각 방향으로 균일하게 주입할 수 있게 하여 미성형 불량과 게이트의 막힘현상이나 흘러내림현상을 방지할 수 있도록 할 뿐만 아니라 저압 및 적정한 성형온도에서 불필요한 스크랩의 발생없이 고품질의 사출제품을 생산할 수 있게 하여 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 상면에 노즐삽입공이 관통형성되고 하면에 노즐삽입공과 연통되는 코어삽입홈이 형성되는 상원판이 구비되며, 상기 상원판의 상부에는 내부에 분기형성된 수지유로의 주변부에 히터가 매립설치되는 매니폴드블록이 설치되고, 상기 매니폴드블록의 상면중앙부에는 내부에 매니폴드블록의 수지유로와 연통되는 수지유입구가 형성되고 외주면에 히터가 설치되는 스프루부시가 설치되며, 상기 매니폴드블록의 상부에는 커버에 의해 개폐되는 실린 더홀이 관통형성된 고정설치판이 스페이서블록과 지지구를 개재한 상태로 설치되고, 상기 고정설치판에 형성된 실린더홀의 내부에는 실린더홀의 일측에 형성된 유출입구를 통해 공급되는 유체의 압력에 의해 승하강하게 되는 피스톤이 삽입설치되도록 구성된 사출금형용 핫런너시스템에 있어서, 상기 상원판의 노즐삽입공에는 상면중앙부에 매니폴드블록의 수지유로와 연통되는 수지유입부가 형성되고 외주면에 히터가 설치되는 노즐몸체의 내부에 수지유입부와 연통되는 3개의 수지주입구가 정삼각형을 이루도록 배치형성되며 각 수지주입구의 상단부에는 밸브핀가이드부싱이 삽입되고 각 수지주입구의 하단부에는 노즐팁이 나사결합되도록 구성된 3구형 핫런너노즐이 보조판을 개재한 상태로 삽입설치되고, 상기 상원판의 코어삽입홈에는 상면에 상기 3구형 핫런너노즐의 각 수지주입구의 하단부에 결합된 노즐팁에 대응되는 노즐팁안착홈이 형성되고 각 노즐팁안착홈의 하측에는 게이트가 관통형성되는 금형게이트 코어가 삽입설치되며, 상기 고정설치판의 실린더홀의 내부에 삽입설치되는 피스톤의 내측하부에는 상기 3구형 핫런너노즐의 수지주입구에 각각 대응되는 3개의 핀삽입공이 관통형성된 밸브핀홀더가 결합되고, 상기 밸브핀홀더에 형성된 3개의 핀삽입공에는 지지구와 매니폴드블록을 관통하여 3구형 핫런너노즐에 형성된 수지주입구의 내부로 삽입되어 실린더홀의 내부에 삽입설치된 피스톤의 승하강에 따라 금형게이트 코어의 각 노즐팁안착홈에 형성된 게이트를 동시에 개폐하게 되는 3개의 밸브핀이 각각 삽입설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 3구형 핫런너노즐의 내부에 형성된 각 수지주입구의 하단부에 결합된 노즐팁이 몰드막스재질로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 3구형 핫런너노즐의 내부에 형성된 각 수지주입구의 하단부에 결합된 노즐팁의 외측면에는 노즐팁의 외측면과 금형게이트 코어의 노즐팁안착홈의 내측면사이를 이격시켜 노즐팁과 금형게이트 코어간의 열전달을 차단하는 단열링이 삽입설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 금형게이트 코어의 내부에 노즐팁안착홈의 주변부를 가열하는 히터가 매립설치되는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 의한 밸브게이트식 3구형 핫런너노즐이 구비된 사출금형용 핫런너시스템은 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 경우 3개의 밸브핀에 의해 동시에 개폐되는 3개의 수지주입구를 통해 사출금형에 형성된 원통형 캐비티의 내부로 용융수지를 정삼각 방향으로 균일하게 주입할 수 있게 되어 미성형 불량과 게이트의 막힘현상이나 흘러내림현상을 방지할 수 있게 될 뿐만 아니라 저압 및 적정한 성형온도에서 불필요한 스크랩의 발생없이 고품질의 사출제품을 생산할 수 있게 되므로 생산성을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 도 3 내지 도 7을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 사출금형용 핫런너시스템을 나타내는 설명도이며, 도 4는 본 발명에 의한 사출금형용 핫런너시스템의 요부구성을 나타내는 설명도이고, 도 5는 도 4의 A-A선 단면도이며, 도 6은 도 4의 B-B선 단면도이고, 도 7은 도 4의 C부 확대도이다.

본 발명에 의한 사출금형용 핫런너시스템은 도 3 내지 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 상면에 노즐삽입공(2)이 관통형성되고, 하면에 노즐삽입공(2)과 연통되는 코어삽입홈(3)이 형성된 상원판(1)이 구비된다.

상기 상원판(1)의 노즐삽입공(2)에는 3구형 핫런너노즐(4)이 보조판(10)을 개재한 상태로 삽입설치되는데, 상기 3구형 핫런너노즐(4)은 상면중앙부에 매니폴드블록(14)의 수지유로(15)와 연통되는 수지유입부(6)가 형성되고 외주면에 히터(7)가 설치되는 노즐몸체(5)의 내부에 수지유입부(6)와 연통되는 3개의 수지주입구(6a)(6b)(6c)가 정삼각형을 이루도록 배치형성되며, 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 상단부에는 밸브핀가이드부싱(8)이 삽입되고, 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 하단부에는 노즐팁(9)이 나사결합되도록 구성된다.

이 때, 상기 3구형 핫런너노즐(4)은 노즐몸체(5)의 내부에 3개의 수지주입구(6a)(6b)(6c)가 정삼각형을 이루도록 형성됨에 따라, 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 때 노즐몸체(5)의 상면중앙부에 형성된 수지유입부(6)로 유입된 용융수지를 3개의 수지주입구(6a)(6b)(6c)를 통해 사출금형(70)에 형성된 원통형 캐비티(71)에 정삼각방향으로 균일하게 주입할 수 있게 되므로 원통형상으로 된 사출제품의 진원도 불량이나 미성형 불량 또는 충전 불균형으로 인한 불량을 방지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 3구형 핫런너노즐(4)의 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 하단부에 결합되는 노즐팁(9)은 경도가 높고 열전도율이 우수한 몰드막스(MOLDMAX)재질로 형성하는 것이 바람직하다.

상기 몰드막스(MOLDMAX)는 ASSAB이라는 철강회사에서 제조되는 합금제품의 상표명으로서, 구리(Cu)에 1.9%의 베릴륨(Be)과 0.25%의 코발트(Co)와 니켈(Ni)을 첨가하여 만든 합금으로 알려져 있다.

이와 같이 상기 3구형 핫런너노즐(4)의 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 하단부에 결합되는 노즐팁(9)을 경도가 높고 열전도율이 우수한 몰드막스재질로 형성하게 되면, PA66 G/F30% 등과 같이 수지내에 다량의 유리섬유가 포함되도록 구성된 유리섬유강화 합성수지를 이용하여 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 사출성형할 경우, 노즐몸체(5)의 외주면에 장착된 히터(7)의 열이 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 끝단부까지 더욱 더 원활하게 전달됨에 따라 게이트의 고화현상을 효과적으로 방지할 수 있게 될 뿐만 아니라 합성수지내에 포함되어 있는 유리섬유의 침식작용에 의한 마모를 방지할 수 있게 되므로 사용수명을 대폭 연장시킬 수 있게 된다.

상기 상원판(1)의 코어삽입홈(3)에는 상면에 상기 3구형 핫런너노즐(4)의 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 하단부에 결합된 노즐팁(9)에 대응되는 노즐팁안착홈 (12)이 형성되고 각 노즐팁안착홈(12)의 하측에는 게이트(13)가 관통형성된 금형게이트 코어(11)가 삽입설치된다.

이 때, 상기 금형게이트 코어(11)의 노즐팁안착홈(12)에 안착되는 3구형 핫런너노즐(4)의 노즐팁(9)의 외측면에는 노즐팁(9)의 외측면과 금형게이트 코어(11) 의 노즐팁안착홈(12)의 내측면사이를 이격시켜 노즐팁(9)과 금형게이트 코어(11)간의 열전달을 차단하는 단열링(9a)을 삽입설치하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 단열링(9a)은 열전도율이 낮고 강도가 우수한 티타늄재질로 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 3구형 핫런너노즐(4)의 노즐팁(9)의 외측면에 노즐팁(9)의 외측면과 금형게이트 코어(11)의 노즐팁안착홈(12)의 내측면사이를 이격시키는 단열링(9a)을 삽입설치하게 되면, 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 때 핫런너노즐(4)의 노즐팁(9)과 금형게이트 코어(11)사이의 열전달을 최대한 억제할 수 있게 되므로 게이트의 고화현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

그리고, 상기 금형게이트 코어(11)의 내부에는 노즐팁안착홈(12)의 주변부를 가열하는 히터(11a)를 매립설치하는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 금형게이트 코어(11)의 내부에 노즐팁안착홈(12)의 주변부를 가열하는 히터(11a)를 매립설치하게 되면, 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 때 금형게이트 코어(11)에 형성된 노즐팁안착홈(12)의 주변부의 온도를 상승시켜 3구형 핫런너노즐(4)의 노즐팁(9)의 열이 금형게이트 코어(11)에 전달되는 것을 방지할 수 있게 되므로 게이트(13)의 고화없이 더욱 더 용이하게 사출성형을 할 수 있게 된다.

상기 상원판(1)의 상부에는 내부에 분기형성된 수지유로(15)의 주변부에 히터(16)가 매립설치되는 매니폴드블록(14)이 설치되고, 상기 매니폴드블록(14)의 상 면중앙부에는 내부에 매니폴드블록(14)의 수지유로(15)와 연통되는 수지유입구(18)가 형성되고 외주면에 히터(19)가 설치되는 스프루부시(17)가 설치된다.

상기 매니폴드블록(14)의 상부에는 커버(23)에 의해 개폐되는 실린더홀(24)이 관통형성된 고정설치판(22)이 스페이서블록(20)과 지지구(21)를 개재한 상태로 설치되고, 상기 고정설치판(22)에 형성된 실린더홀(24)의 내부에는 실린더홀(24)의 일측에 형성된 유출입구(24a)(24b)를 통해 공급되는 유체의 압력에 의해 승하강하게 되는 피스톤(25)이 삽입설치된다.

그리고, 상기 고정설치판(22)의 실린더홀(24)의 내부에 삽입설치되는 피스톤(25)의 내측하부에는 상기 3구형 핫런너노즐(4)의 수지주입구(6a)(6b)(6c)에 각각 대응되는 3개의 핀삽입공(27)이 관통형성된 밸브핀홀더(26)가 결합되고, 상기 밸브핀홀더(26)에 형성된 3개의 핀삽입공(27)에는 3개의 밸브핀(28a)(28b)(28c)이 각각 삽입설치된다.

이 때, 상기 밸브핀홀더(26)에 형성된 3개의 핀삽입공(27)에 각각 삽입설치되는 3개의 밸브핀(28a)(28b)(28c)은 상기 지지구(21)와 매니폴드블록(14)을 관통하여 3구형 핫런너노즐(4)에 형성된 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 내부로 삽입되어 사출신호에 따라 고정설치판(22)의 실린더홀(24)의 일측에 형성된 유출입구(24a) (24b)를 통해 공급되는 유체의 압력에 의해 작동하게 되는 피스톤(25)과 함께 승하강하면서 금형게이트 코어(11)의 각 노즐팁안착홈(12)에 형성된 게이트(13)를 동시에 개폐하게 된다.

이와 같이 상기 피스톤(25)의 내측하부에 밸브핀홀더(26)를 이용하여 3개의 밸브핀(28a)(28b)(28c)을 설치하게 되면, 하나의 피스톤(25)으로 3개의 밸브핀 (28a)(28b)(28c)을 작동시켜 3구형 핫런너노즐(4)의 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)와 연통되는 금형게이트 코어(11)의 게이트(13)를 동시에 개폐할 수 있게 되므로, 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 때 사출공정이 완료된 후 계량공정시 잔여 사출압에 의해 핫런너노즐(4)의 내부에 남아 있는 용융수지가 게이트(13)의 외부로 흘러나옴으로 인해 2차 사출공정시 게이트가 고화되어 막히는 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 되어 더욱 더 원활한 사출성형이 가능하게 된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 사출금형용 핫런너시스템의 조립 및 작용관계를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 사출금형용 핫런너시스템을 조립하기 위해서는 도 3 내지 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 먼저 사출금형(70)에 안착된 금형게이트 코어(11)의 상부에 상원판(1)을 안착한 후 상원판(1)의 상면에 형성된 노즐삽입공(2)에 보조판(10)을 개재한 상태로 3구형 핫런너노즐(4)을 끼워맞춤식으로 삽입설치하게 된다.

이어서, 상기 보조판(10)의 상부에는 하면이 상원판(1)의 노즐삽입공(2)에 삽입설치된 3구형 핫런너노즐(4)의 상단부에 밀착되도록 매니폴드블록(14)을 설치하게 되는데, 상기 매니폴드블록(14)은 매니폴드블록(14)을 관통하여 보조판(10)에 형성된 볼트체결공에 체결되는 복수개의 고정볼트에 의해 견고하게 고정된다.

이어서, 상기 매니폴드블록(14)의 상부에는 하면이 상원판(1)의 상면에 안착 된 스페이서블록(20)과 매니폴드블록(14)의 상면에 안착된 지지구(21)에 밀착되도록 고정설치판(22)을 설치하게 되는데, 상기 고정설치판(22)은 고정설치판(22)과 스페이서블록(20)을 관통하여 상원판(1)에 형성된 볼트체결공에 체결되는 복수개의 고정볼트에 의해 견고하게 고정된다.

이어서, 상기 고정설치판(22)의 상면중앙부에는 매니폴드블록(14)의 상면중앙부에 결합되는 스프루부시(17)을 설치하고 상기 고정설치판(22)에 형성된 실린더홀(24)에는 내측하부에 밸브핀홀더(26)가 스냅링에 의해 결합되는 피스톤(25)을 삽입설치하게 되는데, 이때 상기 피스톤(25)의 내측하부에 결합되는 밸브핀홀더(26)에는 지지구(21)와 매니폴드블록(14)을 관통하여 3구형 핫런너노즐(4)에 형성된 3개의 수지주입구(6a)(6b)(6c)에 각각 삽입되는 3개의 밸브핀(28a)(28b)(28c)가 삽입설치된다.

이어서, 상기 피스톤(25)이 삽입설치된 고정설치판(22)의 실린더홀(24)의 상부에 실린더홀(24)을 밀폐시키기 위한 커버(23)를 고정볼트로 결합함으로써 조립을 완료하게 된다.

이와 같이 조립되는 본 발명의 사출금형용 핫런너시스템에 의하면, 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 경우, 매니폴드블록(14)의 상면중앙부에 결합되는 스프루부시(17)의 수지유입구(18)를 통해 매니폴드블록(14)의 내부에 분기 형성된 수지유로(15)에 유입된 용융수지를 3구형 핫런너노즐(4)의 내부에 정삼각형을 이루도록 배치된 3개의 수지주입구(6a)(6b)(6c)를 통해 사출금형(70)의 캐비티(71)로 균일하 게 주입할 수 있게 되므로 미성형 불량과 게이트의 막힘현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 사출금형용 핫런너시스템에 의하면, 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 경우, 사출신호에 따라 고정설치판(22)의 실린더홀(24)의 내부에 삽입설치된 피스톤(25)이 실린더홀(24)의 일측에 형성된 유출입구(24a)(24b)를 통해 공급되는 유체의 압력에 의해 승하강하게 되면서 피스톤(25)의 내측하부에 밸브핀홀더(26)에 의해 결합된 3개의 밸브핀(28a)(28b)(28c)을 작동시켜 금형게이트 코어(11)의 각 노즐팁안착홈(12)에 형성된 게이트(13)를 동시에 개폐하게 되므로, 사출제품의 게이트 부위에 실이 생기거나 사출제품의 표면에 게이트형상의 돌출부가 전혀 생기지 않게 되어 사출제품에 대한 2차 가공을 생략할 수 있게 됨에 따라 사출제품의 생산공정을 줄일 수 있게 될 뿐만 아니라 사출공정 후 계량공정시 잠압에 의한 수지의 흘림현상으로 인한 게이트의 고화나 금형게이트 코어(11)의 잔류수지로 인한 손상을 완전히 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 의한 사출금형용 핫런너시스템은 상기 3구형 핫런너노즐(4)의 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 하단부에 결합되는 노즐팁(9)을 경도가 높고 열전도율이 우수한 몰드막스재질로 형성할 경우, PA66 G/F30% 등과 같이 수지내에 다량의 유리섬유가 포함되도록 구성된 유리섬유강화 합성수지를 이용하여 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 사출성형할 때 노즐몸체(5)의 외주면에 장착된 히터(7)의 열이 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 끝단부까지 더욱 더 원활하게 전 달될 수 있게 됨에 따라 게이트의 고화현상을 방지할 수 있게 될 뿐만 아니라 합성수지내에 포함되어 있는 유리섬유의 침식작용에 의한 마모를 방지할 수 있게 되므로 사용수명을 대폭 연장시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명에 의한 사출금형용 핫런너시스템은 상기 3구형 핫런너노즐(4)의 노즐팁(9)의 외측면에 노즐팁(9)의 외측면과 금형게이트 코어(11)의 노즐팁안착홈(12)의 내측면사이를 이격시키는 단열링(9a)을 삽입설치할 경우, 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 때 핫런너노즐(4)의 노즐팁(9)과 금형게이트 코어(11)사이의 열전달을 최대한 억제할 수 있게 되므로 게이트의 고화현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에 의한 사출금형용 핫런너시스템은 상기 금형게이트 코어(11)의 내부에 노즐팁안착홈(12)의 주변부를 가열하는 히터(11a)를 매립설치할 경우, 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 때 금형게이트 코어(11)에 형성된 노즐팁안착홈(12)의 주변부의 온도를 상승시켜 3구형 핫런너노즐(4)의 노즐팁(9)의 열이 금형게이트 코어(11)에 전달되는 것을 방지할 수 있게 되므로 게이트(13)의 고화없이 용이하게 사출성형을 할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 사출금형용 핫런너시스템은 보빈 등과 같이 원통형상으로 된 소형 박막제품을 PA66 G/F30%와 같은 유리섬유강화 합성수지로 사출성형할 경우, 3개의 밸브핀(28a)(28b)(28c)에 의해 동시에 개폐되는 3개의 수 지주입구(6a)(6b)(6c)를 통해 사출금형(70)에 형성된 원통형 캐비티(71)의 내부로 용융수지를 정삼각 방향으로 균일하게 주입할 수 있게 되므로, 사출성형시 미성형 불량과 게이트의 막힘현상이나 흘러내림현상을 방지할 수 있게 될 뿐만 아니라, 저압 및 적정한 성형온도에서 불필요한 스크랩의 발생없이 고품질의 사출제품을 생산할 수 있게 되므로 생산성을 대폭 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래의 사출금형용 핫런너시스템을 나타내는 설명도.

도 2는 자동차부품용 보빈을 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 사출금형용 핫런너시스템을 나타내는 설명도.

도 4는 본 발명에 의한 사출금형용 핫런너시스템의 요부구성을 나타내는 설명도.

도 5는 도 4의 A-A선 단면도.

도 6은 도 4의 B-B선 단면도.

도 7은 도 4의 C부 확대도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 상원판 2 : 노즐삽입공 3 : 코어삽입홈

4 : 3구형 핫런너노즐 5 : 노즐몸체 6 : 수지유입부

6a, 6b , 6c : 수지주입구 7 : 히터 8 : 밸브핀가이드부싱

9 : 노즐팁 9a : 단열링 10 : 보조판

11 : 금형게이트 코어 11a : 히터 12 : 노즐팁안착홈

13 : 게이트 14 : 매니폴드블록 15 : 수지유로

16 : 히터 17 : 스프루부시 18 : 수지유입구

19 : 히터 20 : 스페이서블록 21 : 지지구

22 : 고정설치판 23 : 커버 24 : 실린더홀

24a, 24b : 유출입구 25 : 피스톤 26 : 밸브핀홀더

27 : 핀삽입공 28a, 28b, 28c : 밸브핀

Claims

상면에 노즐삽입공(2)이 관통형성되고 하면에 노즐삽입공(2)과 연통되는 코어삽입홈(3)이 형성되는 상원판(1)이 구비되며, 상기 상원판(1)의 상부에는 내부에 분기형성된 수지유로(15)의 주변부에 히터(16)가 매립설치되는 매니폴드블록(14)이 설치되고, 상기 매니폴드블록(14)의 상면중앙부에는 내부에 매니폴드블록(14)의 수지유로(15)와 연통되는 수지유입구(18)가 형성되고 외주면에 히터(19)가 설치되는 스프루부시(17)가 설치되며, 상기 매니폴드블록(14)의 상부에는 커버(23)에 의해 개폐되는 실린더홀(24)이 관통형성된 고정설치판(22)이 스페이서블록(20)과 지지구(21)를 개재한 상태로 설치되고, 상기 고정설치판(22)에 형성된 실린더홀(24)의 내부에는 실린더홀(24)의 일측에 형성된 유출입구(24a)(24b)를 통해 공급되는 유체의 압력에 의해 승하강하게 되는 피스톤(25)이 삽입설치되도록 구성된 사출금형용 핫런너시스템에 있어서,

상기 상원판(1)의 노즐삽입공(2)에는 상면중앙부에 매니폴드블록(14)의 수지유로(15)와 연통되는 수지유입부(6)가 형성되고 외주면에 히터(7)가 설치되는 노즐몸체(5)의 내부에 수지유입부(6)와 연통되는 3개의 수지주입구(6a)(6b)(6c)가 정삼각형을 이루도록 배치형성되며 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 상단부에는 밸브핀가이드부싱(8)이 삽입되고 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 하단부에는 노즐팁(9)이 나사결합되도록 구성된 3구형 핫런너노즐(4)이 보조판(10)을 개재한 상태로 삽입설치되고,

상기 상원판(1)의 코어삽입홈(3)에는 상면에 상기 3구형 핫런너노즐(4)의 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 하단부에 결합된 노즐팁(9)에 대응되는 노즐팁안착홈 (12)이 형성되고 각 노즐팁안착홈(12)의 하측에는 게이트(13)가 관통형성되는 금형게이트 코어(11)가 삽입설치되며,

상기 고정설치판(22)의 실린더홀(24)의 내부에 삽입설치되는 피스톤(25)의 내측하부에는 상기 3구형 핫런너노즐(4)의 수지주입구(6a)(6b)(6c)에 각각 대응되는 3개의 핀삽입공(27)이 관통형성된 밸브핀홀더(26)가 결합되고,

상기 밸브핀홀더(26)에 형성된 3개의 핀삽입공(27)에는 지지구(21)와 매니폴드블록(14)을 관통하여 3구형 핫런너노즐(4)에 형성된 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 내부로 삽입되어 실린더홀(24)의 내부에 삽입설치된 피스톤(25)의 승하강에 따라 금형게이트 코어(11)의 각 노즐팁안착홈(12)에 형성된 게이트(13)를 동시에 개폐하게 되는 3개의 밸브핀(28a)(28b)(28c)이 각각 삽입설치되는 것을 특징으로 하는 밸브게이트식 3구형 핫런너노즐이 구비된 사출금형용 핫런너시스템.
제 1항에 있어서, 상기 3구형 핫런너노즐(4)의 내부에 형성된 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 하단부에 결합된 노즐팁(9)은 몰드막스재질로 형성된 것을 특징으로 하는 밸브게이트식 3구형 핫런너노즐이 구비된 사출금형용 핫런너시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 3구형 핫런너노즐(4)의 내부에 형성된 각 수지주입구(6a)(6b)(6c)의 하단부에 결합된 노즐팁(9)의 외측면에는 노즐팁(9) 의 외측면과 금형게이트 코어(11)의 노즐팁안착홈(12)의 내측면사이를 이격시켜 노즐팁(9)과 금형게이트 코어(11)간의 열전달을 차단하는 단열링(9a)이 삽입설치되는 것을 특징으로 하는 밸브게이트식 3구형 핫런너노즐이 구비된 사출금형용 핫런너시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 금형게이트 코어(11)의 내부에는 노즐팁안착홈(12)의 주변부를 가열하는 히터(11a)가 매립설치되는 것을 특징으로 하는 밸브게이트식 3구형 핫런너노즐이 구비된 사출금형용 핫런너시스템.
제 3항에 있어서, 상기 금형게이트 코어(11)의 내부에는 노즐팁안착홈(12)의 주변부를 가열하는 히터(11a)가 매립설치되는 것을 특징으로 하는 밸브게이트식 3구형 핫런너노즐이 구비된 사출금형용 핫런너시스템.