KR20110101174A - 몰딩 시스템의 작동 방법 - Google Patents

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KR20110101174A
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티에모 디트마르 브랜드
더글라스 제임스 웨더럴
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허스키 인젝션 몰딩 시스템즈 리미티드
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Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 몰딩 시스템 작동 방법이 제공된다. 더욱 구체적으로, 몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법에서, 상류 위치에서 제1 용융물 유동 제어 장치를 포함하고 하류 위치에서 제2 용융물 유동 제어 장치를 포함하는 용융물 분배 네트워크가 제공된다. 이 방법은 용융물 분배 네트워크를 통해 몰딩 재료의 소스를 몰딩 캐비티와 연결하기 위해, 제1 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키고, 제2 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키는 단계와, 제2 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계와, 제1 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계를 포함하며, 상기 제2 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계와, 제1 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계는 몰딩 사이클 압력의 최종 가압된 부분과 사실상 동일한 포획 압력으로 몰딩 재료를 그 사이에서 포획시키며, 상기 포획 압력은 다음 사출 사이클이 개시될 때까지 유지된다.

Description

몰딩 시스템의 작동 방법{A METHOD OF OPERATING A MOLDING SYSTEM}
본 발명은 몰딩 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 몰딩 시스템의 작동 방법에 관한 것이지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.
몰딩은 몰딩 시스템을 사용하여 몰딩 재료로부터 몰딩 물품이 형성될 수 있는 공정이다. 사출 성형법과 같은 몰딩 공정을 사용하여 다양한 몰딩 물품이 형성될 수 있다. 예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로부터 형성될 수 있는 몰딩 물품의 일례로 병과 같은 음료 용기로 후속적으로 취입될 수 있는 프리폼(preform)이 있다.
설명으로서, PET 재료의 사출 성형은 균일한 용융 상태로 PET 재료를 가열하는 단계와, 주형의 코어 플레이트와 캐비티 플레이트에 각각 장착된 수형 코어 피스와 암형 캐비티 피스에 의해 적어도 부분적으로 형성된 몰딩 캐비티 안으로 이렇게 용융된 PET 재료를 압력하에서 사출하는 단계를 수반한다. 캐비티 플레이트와 코어 플레이트는 함께 가압되고 클램프 힘에 의해 함께 유지되며, 클램프 힘은 사출된 PET 재료의 압력에 대해 캐비티 및 코어 피스를 함께 유지하기에 충분하다. 몰딩 캐비티는 몰딩될 몰딩 물품의 최종 냉각 상태의 형상에 사실상 대응하는 형상을 갖는다. 다음, 이렇게 사출된 PET 재료는 주형으로부터 이렇게 형성된 몰딩 물품을 방출할 수 있는 충분한 온도로 냉각된다. 냉각될 때, 몰딩 물품은 몰딩 캐비티의 내부에서 수축하고, 캐비티 및 코어 플레이트가 따로 가압될 때, 몰딩 물품은 코어 피스와 함께 연결되어 남게 된다. 따라서, 코어 플레이트를 캐비티 플레이트로부터 멀어지게 가압함으로써, 몰딩 물품은 탈형, 즉 코어 피스로부터 방출될 수 있다. 코어 반부로부터 몰딩 물품의 제거를 보조하기 위한 방출 구조는 공지되어 있다. 방출 구조의 예는 스트리퍼 플레이트, 이젝터 핀, 로봇 등을 포함한다.
본 기술분야에 공지되어 있는 바와 같이, 다중-캐비티 주형 내의 핫 러너 시스템(hot runner system)은 (전술한 PET 등과 같은) 몰딩 재료를 가소화 유닛으로부터 다중-캐비티 주형 내에 형성된 몰딩 캐비티로 이송하기 위해 통상적으로 채용된다. 핫 러너 배열체의 몇몇 유형은 본 기술분야에 공지되어 있으며, 게이팅(gating) 기술에 관한 한 이러한 유형은 밸브-게이트형 및 열적-게이트형 핫 러너로 대략적으로 분류될 수 있다. 핫 러너의 특정 디자인으로 사출 성형 사이클의 특정 지점에서 핫 러너 내의 용융물 스트림을 감압하는 것이 공지되어 있다. 이는 늘어짐(stringing), 흘림(drooling), 및 다른 결함들을 완화하는 것과 같은 몇몇 목적을 달성하기 위해 실시되었다. 그러나 주기적(즉, 사이클마다)으로 실시되는 용융물 감압은 다음 사이클의 초기에 적어도 부분적으로 승압시킬 필요로 인해 상당한 에너지 및 잠재적으로 시간의 손실을 야기한다.
리즈(Rees) 등에게 허여된 1981년 6월 9일자 미국특허 4,272,236는 액화 플라스틱 재료를 주형 안으로 도입하기 위한 노즐을 개시하며, 이때 주형은, 일단부가 주입 오리피스 내에서 종결하고 타단부는 채널 내에서 주변 유격(all-around clearence)을 갖고 활주가능한 밸브 핀을 안내하는 축소된 보어와 인접하는 채널을 가지며, 핀은 가이드 보어로부터 돌출하는 후방 말단을 갖는다. 압력하에서 액화 몰딩 재료의 유입을 위한 통로는 채널 내에서의 추가적인 안내를 위해 그리고 유동 및 핀에 대한 상대적 회전 운동을 부여하기 위해 작용하는 핀의 일련의 스큐 휜(skew fin)의 후방으로 축소된 안내 보어와의 교차부에서 진입한다. 오리피스는 돌출하는 후방 말단 상에서 작용하는 푸셔(pusher)에 의해 사출 공정의 마지막에 차단되며, 푸셔의 회수시에 핀의 전방을 향한 고리형 견부상에서 채널 내의 몰딩 재료의 압력에 의해 차단해제된다.
갈트(Galt) 등에게 허여된 2003년 11월 18일자 미국특허 6,649,094는 사출 성형 슈팅 포트(shooting pot) 조립체의 개선된 세척(purging) 방법을 개시한다. 이전 용융물은 주입 실린더에 활주가능하게 수용되는 주입 플런저를 갖는 슈팅 포트로부터 세척된다. 플런저는 주입 플런저를 세척 위치로 이동시키는 동력 피스톤에 의해 이동된다. 다음, 플런저는 세척 위치에 속박된다. 충분한 새로운 용융물이 입구를 통해 주입되어, 새로운 용융물은 입구와 입구로부터 이격된 단일 출구 사이에서 유동할 때 주입 플런저 앞에서 사출 실린더의 전체 체적을 사실상 쓸어내린다.
도일(Doyle) 등에게 허여된 2007년 9월 19일자 미국특허 7,270,537은 사출 성형 기계를 개시하며, 이 기계는 하나 이상의 주형 캐비티에 유체 재료를 전달하기 위해 상호 연통하는 상류 및 하류 채널과, 이 채널들로부터 하나 이상의 주형 캐비티로의 용융 재료의 전달을 제어하기 위한 장치를 구비하며, 각각의 채널은 일 축을 갖고, 하류 채널은 주형의 캐비티의 게이트와 교차하는 축을 가지며, 상류 채널은 이러한 게이트와 교차하지 않는 축을 가지며 상류 채널 내의 선택된 위치에 배치된 상류 용융물 유동 제어기에 상호연결된 상류 액추에이터와 연결되고, 상기 장치는 상류 용융물 유동 제어기의 하류 위치에서 용융 재료의 선택된 조건을 감지하기 위한 센서와, 상류 액추에이터에 상호연결된 액추에이터 제어기를 포함하며, 액추에이터 제어기는 센서에 의해 감지된 선택된 조건을 나타내는 신호를 수신하기 위해 센서에 상호연결된 컴퓨터를 포함하며, 컴퓨터는 상류 액추에이터의 제어 동작을 위한 변수로서 센서로부터 수신된 신호를 지시하는 값을 활용하는 알고리즘을 포함하고, 상류 용융물 유동 제어기는 알고리즘에 따라 상류 채널 내의 선택된 위치에서 유체 재료의 유량을 제어하기에 적합하다.
드와(Dewar) 등에게 허여된 2007년 12월 11일자 미국특허 7,306,455는 사출 성형 장치를 개시하며, 이 장치는 노즐 채널을 갖는 노즐과, 주형 게이트를 통해 노즐 채널로부터 성형가능한 재료의 용융물 스트림을 수용하기 위해 노즐의 노즐 채널과 소통하는 주형 캐비티와 밸브 핀을 포함하고, 이 밸브 핀은 노즐 채널과 주형 캐비티 사이에서 용융물 유동을 차단하기 위해 밸브 핀이 주형 게이트를 폐쇄하는 제1 후퇴 위치와, 밸브 핀의 단부가 주형 게이트를 통해 주형 캐비티 안으로 연장하는 전진 위치와, 노즐 핀의 단부가 주형 캐비티로부터 노즐 안으로 회수되고 주형 게이트로부터 이격됨으로써 주형 게이트가 개방되는 제3 후퇴 위치 사이에서 노즐의 노즐 채널을 통해 축방향으로 이동가능하다. 밸브 핀의 단부는 밸브 핀이 전진 위치에 있을 때 노즐 채널로부터 주형 캐비티로 용융물 스트림을 전달하기 위해 밸브 핀이 전진 위치에 있을 때 주형 게이트를 통해 연장하는 밸브 핀의 외부 표면 상에서 용융물 유로를 형성한다.
WO 07029184 A2의 공개번호로 2007년 3월 15일에 발간된 엔리에티(Enrietti)의 PCT 특허출원은 스위치의 측방향 원통형 표면(41) 상에서 개방하는 하나 이상의 통로(42, 43)를 갖는 원통형 스위치(40)를 개시한다. 전술한 채널들 사이에서 용융 플라스틱 재료의 유동을 선택적으로 허용, 차단 또는 전환하기 위해, 구멍(18) 상에서 개방하는 고온 플레이트 내의 2개 이상의 채널(15 내지 17)로부터 통로(42, 43)가 각도 정렬되거나 이격되도록, 스위치는 고온 플레이트(10) 내의 원통형 구멍(18)에 기밀하게 수용될 수 있다. 스위치는 유체를 냉각하기 위한 회로(50)를 포함한다.
섀드(Schad) 등에게 허여된 1998년 1월 5일자 미국특허 4,717,324는 재료 소스로부터 주형 캐비티로의 각각의 재료에 대해 개별적인 유로에서 최적 온도의 유지를 포함하여 서로 다른 최적 처리 온도를 갖는 열가소성 재료를 사용하여 적층식(layered) 벽 구조를 갖는 물품을 몰딩하기 위한 복수의 열가소성 재료의 동시사출(coinjecting) 장치를 교시한다.
두모티어(Dumortier)에게 허여된 1978년 3월 21일자 미국특허 4,080,147호는 코어 캐링 플레이트, 이중 주형 플레이트, 플라스틱 재료를 상기 주형 플레이트로 사출하기 위한 수단, 및 상기 3개의 플레이트를 적절한 시기에 서로에 대해 가압하기 위한 수단을 포함하며, 상기 주형 플레이트들 중 하나에 고정된 계측 플레이트는 물론 상기 계측 플레이트를 대면하는 유압식 계측 제어 플레이트를 더 포함하며, 상기 계측 플레이트 및 유압식 계측 제어 플레이트는, 상기 플레이트들을 함께 가압함으로써 야기되는 다이-가압(force-dieing) 이전에, 제1 단계로서 상기 계측 판에서 계측된 재료의 양을 도입하고, 제2 단계로서 이러한 재료의 양을 전송하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 플라스틱 중공체의 제조 장치를 교시한다.
코치(Koch) 에게 허여된 2000년 8월 8일자 미국특허 6,099,769호는, 제1 주형 캐비티가 제1 주형 캐비티와 결합된 공급 유닛을 통해 체적 팽창제를 포함하는 플라스틱으로 충전되고, 충전된 제1 주형 캐비티와 공급 유닛이 서로에 대해 멀리 이동되고 제2 주형 캐비티와 공급 유닛이 서로 결합되며, 제2 주형 캐비티가 공급 유닛을 통해 체적 팽창제를 포함하는 플라스틱으로 충전되고, 제2 주형 캐비티가 공급 유닛과 결합되어 있는 동안 제1 주형 캐비티 내의 플라스틱이 체적 팽창제를 통해 팽창되며, 팽창된 물품이 제1 주형 캐비티로부터 방출되는 공정을 교시한다.
그래츠(Graetz) 등에게 2008년 11월 6일자로 발간된 미국특허출원 2008/0274224는 노즐체의 내외로 작동 유체를 소통시키기 위해, 입구 채널, 출구 채널, 및 그 사이의 연결 채널을 형성하는 노즐체를 갖는 사출 노즐을 교시한다. 차단 핀(shut-off pin)은 노즐체 내에 활주가능하게 장착되며, 그에 장착된 마개를 갖는다. 차단 핀은 작동 유체가 입구 채널로부터 출구 채널로 유동하는 것이 실질적으로 차단되는 폐쇄 위치와, 마개가 회수되어 작동 유체가 입구 채널로부터 출구 채널로 유동하는 것을 차단하지 않는 개방 위치 사이에서 이동가능하다. 액추에이터는 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 차단 핀을 이동시키기 위해 차단 핀에 작동가능하게 연결된다. 개방 위치로부터 폐쇄 위치로 차단 핀을 이동시킴으로써, 마개를 따르는 작동 유체의 일부에서 작동 유체 내의 저압 영역이 생성된다.
본 발명의 광의의 제1 양태에 따르면, 몰딩 시스템 내에서 용융물 분배 네트워크의 작동 방법이 제공되며, 용융물 분배 네트워크는 상류 위치에서 제1 용융물 유동 제어 장치, 및 하류 위치에서 제2 용융물 유동 제어 장치를 포함한다. 이 방법은 용융물 분배 네트워크를 통해 몰딩 재료의 소스를 몰딩 캐비티와 연결하기 위해, 제1 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키고, 제2 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키는 단계와, 제2 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계와, 제1 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계를 포함하며, 상기 제2 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계와, 제1 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계는 몰딩 사이클 압력의 최종 가압된 부분과 사실상 동일한 포획 압력으로 몰딩 재료를 그 사이에서 포획시키며, 상기 포획 압력은 다음 사출 사이클이 개시될 때까지 유지된다.
본 발명의 광의의 제2 양태에 따르면, 몰딩 시스템 내에서 용융물 분배 네트워크의 작동을 제어하기 위한 제어기가 제공되며, 용융물 분배 네트워크는 상류 위치에서 제1 용융물 유동 제어 장치, 및 하류 위치에서 제2 용융물 유동 제어 장치를 포함한다. 이 제어기는 용융물 분배 네트워크를 통해 몰딩 재료의 소스를 몰딩 캐비티와 연결시키기 위해 제1 용융물 유동 제어 장치를 개방 위치로 작동시키고 제2 용융물 유동 제어 장치를 개방 위치로 작동시키며,제2 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키고, 제1 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키며, 이로 인해 몰딩 재료가 몰딩 사이클 압력의 최종 가압된 부분과 사실상 동일한 포획 압력에서 포획되고, 포획 압력은 다음 사출 사이클이 개시될 때까지 유지된다.
이제 본 발명의 이러한 양태들 및 다른 양태들과 비제한적인 실시예들의 특징은 첨부 도면과 함께 본 발명의 특정한 비제한적인 실시예들의 이하의 설명을 리뷰함으로써 본 기술분야의 통상의 기술자에게 분명해질 것이다.
첨부 도면과 함께 예시적 실시예의 상세한 설명을 참조하여 본 발명의 실시예(본 발명의 대체예 및 변형예를 포함)를 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 비제한적인 실시예에 따라 실시되는 몰딩 시스템(100)의 개략도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 비제한적 실시예에 따라 실시되는 핫 러너(200), 몰딩 시스템(100)의 핫 러너(200)의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 비제한적 실시예에 따라 실시되는 방법(300)을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시예 및 종래 기술의 접근법에 따른 사출 성형 사이클의 특정 부분 동안에 용융물 압력 거동을 나타내는 그래프를 도시한다.
도 5a, 도 5b, 및 도 5c는 본 발명의 특정 실시예에 사용될 수 있는 밸브(502)의 비제한적 실시예를 도시한다.
도면은 반드시 실척이 아니며, 가상선, 모식도, 및 부분도로 표시될 수 있다. 특정 예에서, 예시적 실시예의 이해를 위해 꼭 필요하지 않거나 다른 사항들을 이해하기 어렵게 하는 사항들은 생략되었을 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예로 실시될 수 있는 몰딩 시스템(100)의 비제한적 실시예가 도시된다. 단지 설명을 위해서, 몰딩 시스템(100)은 압축성 중합체 재료와 같은 몰딩 재료를 처리하기 위한 사출 성형 시스템을 포함하는 것으로 가정될 것이다. 압축성 중합체 재료의 예는 PET, PP 등을 비제한적으로 포함한다. 그러나 비제한적인 대안 실시예에서, 몰딩 시스템(100)은 압축 몰딩 시스템, 이송 몰딩 시스템 등과 같은 다른 유형의 몰딩 시스템을 비제한적으로 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들은 PET 주형, 박육(thinwall) 물품 주형, 폐쇄(closure) 주형 등을 포함하는 임의의 다중 캐비테이션(multicavitation) 주형을 포함하는 몰딩 시스템(100)에 적용가능한 것으로 이해되어야 한다.
도 1의 비제한적 실시예 내에서, 몰딩 시스템(100)은 고정식 압반(102)과 이동성 압반(104)을 포함한다. 몰딩 시스템(100)은 몰딩 재료의 가소화 및 사출을 위한 사출 유닛(106)을 더 포함한다. 사출 유닛(106)은 단일-단(single-stage) 사출 유닛(즉, 왕복식 스크류 사출 유닛) 또는 2단 사출 유닛(즉, 전용 가소화 유닛 및 슈팅 포트를 구비)으로 실시될 수 있다. 작동시에, 이동성 압반(104)은 행정 실린더(미도시) 또는 임의의 다른 적절한 수단에 의해 고정식 압반(102)을 향해서, 그리고 그로부터 멀어지게 이동된다. [폐쇄 또는 주형 폐쇄 톤수(tonnage)라고도 하는] 클램프 힘은, 예컨대 타이 바(tie bar)(108, 110)(도 1에는 2개의 타이 바가 도시됨) 및 타이-바 클램핑 기구(112)는 물론 (통상적으로) 타이-바 클램핑 기구(112)와 (통상적으로) 연결되는 연계된 유압 시스템(미도시)을 사용함으로써, 몰딩 시스템(100) 내에서 형성될 수 있다. 클램프 톤수는, 예컨대 토글-클램프 배열체(미도시) 등을 사용하는 것과 같은 대안적인 수단을 사용하여 생성될 수도 있는 것으로 이해되어야 한다.
제1 주형 반부(114)는 고정식 압반(102)과 연결될 수 있으며, 제2 주형 반부(116)는 이동성 압반(104)과 연결될 수 있다. 도 1의 구체적인 비제한적 실시예에서, 제1 주형 반부(114)는 복수의 주형 캐비티(118)를 포함한다. 통상의 기술자에게 이해될 수 있는 바와 같이, 복수의 주형 캐비티(118)는 적절한 주형 인서트 또는 임의의 다른 적절한 수단을 사용함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 제1 주형 반부(114)는 일반적으로 "주형 캐비티 반부"로 여겨질 수 있다. 제2 주형 반부(116)는 복수의 주형 캐비티(118)와 상보적인 복수의 주형 코어(120)를 포함한다. 통상의 기술자에게 이해될 수 있는 바와 같이, 복수의 주형 코어(120)는 적절한 주형 인서트 또는 임의의 다른 적절한 수단을 사용함으로써 형성될 수 있다. 따라서, 제2 주형 반부(116)는 일반적으로 "주형 코어 반부"로 여겨질 수 있다.
제1 주형 반부(114)는 적절한 체결구(미도시) 등과 같은 임의의 적절한 수단에 의해 고정식 압반(102)에 커플링될 수 있다. 제2 주형 반부(116)는 적절한 체결구(미도시) 등과 같은 임의의 적절한 수단에 의해 이동성 압반(104)에 커플링될 수 있다. 본 발명의 비제한적인 대안 실시예에서, 제1 주형 반부(114)와 제2 주형 반부(116)의 위치는 역전될 수 있으며, 이로 인해 제1 주형 반부(114)가 이동성 압반(104)과 연결되고 제2 주형 반부(116)가 고정식 압반(102)과 연결될 수도 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 비제한적인 대안 실시예에서, 고정식 압반(102)은 정지상태일 필요는 없으며, 몰딩 시스템(100)의 다른 구성요소에 대해 이동될 수도 있다.
도 1은 이동성 압반(104)이 전반적으로 고정식 압반(102)으로부터 멀리 위치해 있고, 따라서 제1 주형 반부(114)가 제2 주형 반부(116)로부터 전반적으로 멀리 위치되어 있는, 소위 "주형 개방 위치"의 제1 주형 반부(114)와 제2 주형 반부(116)를 도시한다. 예를 들어, 주형 개방 위치에서, 몰딩된 물품(미도시)은 제1 주형 반부(114) 및/또는 제2 주형 반부(116)로부터 제거될 수 있다.
소위 "주형 폐쇄 위치"(미도시)에서, 제1 주형 반부(114)와 제2 주형 반부(116)는 [고정식 압반(102)을 향한 이동성 압반(104)의 이동에 의해] 서로 압박되고, 통상의 기술자에게 공지된 바와 같이 용융 플라스틱(또는 다른 적절한 몰딩 재료)이 그 안으로 사출될 수 있는 복수의 몰딩 캐비티(미도시)를 적어도 부분적으로 형성하기 위해 상호작용한다. 제1 주형 반부(114)와 제2 주형 반부(116) 중 하나는, 예컨대, 통상의 기술자에게 공지된 바와 같이, 하나 이상의 리더 핀(미도시) 및 하나 이상의 리더 부싱(미도시), 제1 주형 반부(114)와 제2 주형 반부(116)의 정렬을 보조하기 위해 하나 이상의 리더 부싱과 협력하는 하나 이상의 리더 핀과 같은 다수의 추가적인 주형 요소와 함께 연결될 수도 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예 내에서, 제1 주형 반부(114)는 (도 1에 별도로 도시되거나 부호로 표시되지 않는) 핫 러너와 연결될 수 있는데, 핫 러너는 사출 유닛(106)으로부터 [사용시에, 복수의 주형 캐비티(118)와 복수의 주형 코어(120) 사이에 형성되는] 복수의 몰딩 캐비티 각각으로 몰딩 재료를 이송하도록 구성된다. 이제, 도 2를 참조하여 제1 주형 반부(114)와 함께 사용될 수 있는 핫 러너(200)의 예를 더욱 상세하게 설명될 것이다. 도 2는 핫 러너(200)의 개략도를 도시한다. 핫 러너(200)는 통상적으로 하나 이상의 플레이트(미도시) 내에 내장된다.
핫 러너(200)는 용융물 입구(202)와 복수의 용융물 출구(204)를 포함한다. 용융물 입구(202)는 통상의 기술자에 의해 "스프루 부싱(sprue bushing)"으로도 불리며, 핫 러너(200) 안으로의 용융물 유동에 대한 유입 지점을 제공하기 위해 사용시에 사출 유닛(106)의 기계 노즐(미도시)과 협동하도록 구성된다. 통상의 기술자가 이해할 수 있는 바와 같이, 용융물 입구(202)는 용융물의 유출을 사실상 방지하기 위해 효과적인 밀봉을 제공하기 위해 기계 노즐(미도시)과 협력한다.
복수의 용융물 출구(204) 각각은 이하에서 용융물 출구(204)로 언급되지만, 통상의 기술자는 용융물 출구(204)를 종종 "드롭(drop)" 이라고도 언급한다. 복수의 용융물 출구(204) 각각은 사용시에 용융물에 대한 핫 러너(200)로부터의 유출 지점을 제공하기 위해 [사용시에 복수의 주형 캐비티(118)와 복수의 주형 코어(120) 사이에 적어도 부분적으로 형성된] 몰딩 캐비티와 협력하도록 구성된다. 도 2에서 보이지는 않지만, 복수의 용융물 출구(204) 각각은 용융물에 대한 내부 유동 채널(미도시)을 형성하고 노즐 팁(222)의 (별도의 도면부호가 없는) 오리피스에서 종결된다.
도 2에 도시된 구체적인 비제한적 실시예에서, 복수의 용융물 출구(204) 각각은 내부 유동 채널(미도시) 내에 적어도 부분적으로 배치된 밸브 스템(220)과도 연결된다. 밸브 스템(220)은 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 작동가능하다. 폐쇄 위치에서, 밸브 스템(220)은 몰딩 재료의 유동을 사실상 방지하기 위해 노즐 팁(222)과 연결된 (별도의 도면부호가 없는) 오리피스를 사실상 막는다. 개방 위치에서, 밸브 스템(220)은 몰딩 재료의 유동을 허용하기 위해 노즐 팁(222)과 연결된 (별도의 도면부호가 없는) 오리피스를 사실상 막지 않는다. 도 2에 도시되지는 않았지만, 밸브 스템(220)은 피스톤-형 액추에이터 등과 같은 임의의 공지된 액추에이터에 의해 작동될 수 있다. 본 발명의 비제한적인 대안 실시예에서, 노즐 팁(222)은 "열적으로 개폐(thermally gated)"될 수 있으며, 본 발명의 이러한 실시예 내에서 밸브 스템(220)(및 연결된 액추에이터)은 생략될 수 있다.
용융물 입구(202)는 러너(206)의 네트워크를 통해 복수의 용융물 출구(204)에 유체 커플링된다. 도 2에 도시된 구체적인 비제한적 실시예에서, 러너(206)의 네트워크는 제1 레벨 서브-네트워크(208) 및 제2 레벨 서브-네트워크(210)를 포함한다. 제1 레벨 서브-네트워크(208)는 용융물 입구(202)에 유체 커플링된다. 제2 레벨 서브-네트워크(210)는 제1 레벨 서브-네트워크(208) 및 복수의 용융물 출구(204)에 유체 연결된다.
히터 리셉터클(224)이 또한 제공되며, 설명의 편의를 위해 도 2에는 이들 중 일부만 도면부호가 표시되어 있다. 더욱 구체적으로, 복수의 히터 리셉터클(224) 중 일부는 제1 레벨 서브-네트워크(208) 내에 위치되며, 복수의 히터 리셉터클(224) 중 일부는 제2 레벨 서브-네트워크(210) 내에 위치된다. 복수의 히터 리셉터클(224)은 사용시에 러너(206)의 네트워크를 통해 유동하는 몰딩 재료와 관련된 목표 온도를 유지하기 위해 가열하도록 구성된 복수의 히터(미도시)를 수용하도록 구성된다.
본 발명의 실시예 내에서, 몰딩 재료를 이송하는 사출 유닛(106), 핫 러너(200) 및 제1 주형 반부(114)의 부분은 몰딩 재료를 이송하기 위한 용융물 분배 네트워크의 일부로 여겨질 수 있다고도 말할 수 있다. 용융물 분배 네트워크는 상류 위치 및 하류 위치를 갖는 것으로 말할 수 있으며, 용어 "상류" 및 "하류"는 [통상적으로, 사출 유닛(106)으로부터 복수의 주형 코어(120)와 복수의 주형 캐비티(118) 사이에 형성된 몰딩 캐비티로의] 몰딩 재료의 유동 방향을 일컷는다.
본 발명의 실시예에 따르면, 용융물 분배 네트워크 내에서 상류 위치에 제1 용융물 유동 제어 장치가 제공되며, 하류 위치에 제2 용융물 유동 제어 장치가 제공된다. 이하 설명될 예에서, 제1 용융물 유동 제어 장치와 제2 용융물 유동 제어 장치는 핫 러너(200) 내에서 각각 상류 위치 및 하류 위치에 배치되는 것으로 가정될 수 있다. 그러나, 이하에 나타난 바와 같이, 본 발명의 모든 실시예에서 이러할 필요는 없다.
일반적으로, 제1 용융물 유동 제어 장치와 제2 용융물 유동 제어 장치의 목적은 용융물 분배 네트워크를 통해 몰딩 재료의 유동을 선택적으로 제한(따라서, 선택적으로 허용)하는 것이다. 이하에 나타난 바와 같이, 제1 용융물 유동 제어 장치와 제2 용융물 유동 제어 장치는 (두 목록 사이에서 생각할 수 있는 모든 조합을 포함하여) 다음과 같이 실시될 수 있는 것으로 고려된다.
제1 용융물 유동 제어 장치(즉, 상류 위치)
­ 밸브,
­ 사출 유닛이 단일-단 사출 유닛으로 실시되는 실시예의 경우, 사출 유닛(106)의 스크류,
­ 사출 유닛이 2단 사출 유닛으로 실시되는 실시예의 경우, 사출 유닛(106)의 슈팅 포트의 플런저 및/또는 분배기.
제2 용융물 유동 제어 장치(즉, 하류 위치)
­ 밸브,
­ 노즐 팁(222)의 밸브-게이트식(valve-gated) 실시예의 경우 밸브 스템(220).
제2 용융물 유동 제어 장치를 실시하기 위해 밸브가 사용되는 본 발명의 실시예들 내에서, 밸브는 다음으로부터 선택된 소정의 하류 위치에 배치될 수 있다.
­ 복수의 용융물 출구(204)와 제2 레벨 서브-네트워크(210) 사이,
­ 제2 레벨 서브-네트워크(210) 내,
­ 제2 레벨 서브-네트워크(210)와 제1 레벨 서브-네트워크(208) 사이,
­ 제1 레벨 서브-네트워크(208) 내,
­ 제1 레벨 서브-네트워크(208)와 몰딩 기계 노즐(미도시) 사이.
본 발명의 몇몇 실시예에서 사용되는 밸브는 스톱 밸브일 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 기성품인 (off-the-shelf) 밸브가 사용될 수 있다.
당연히, 전술한 예들의 조합 및 치환이 가능하다. 비제한적인 예로서, 이하 제공되는 설명은 예시적으로만 사용된다.
­ 제2 용융물 유동 제어 장치는 복수의 제2 용융물 유동 제어 장치로 실시되며, 더욱 구체적으로 복수의 제2 용융물 유동 제어 장치 각각이 복수의 용융물 출구(204)와 연결된 복수의 밸브 스템(220) 중 소정의 하나로 실현되고,
­ 제1 용융물 유동 제어 장치는 예컨대 도 2의 280으로 도시된 위치에서 용융물 입구(202)와 바로 인접한 러너(206)의 네트워크 내에 배치된 밸브로 실시된다.
도 1의 설명으로 되돌아오면, 몰딩 시스템(100)은 제어기(180)를 더 포함하며, 제어기는 몰딩 시스템(100)에 의해 실행되는 하나 이상의 절차(routine)를 제어하도록 구성된다. 제어기(180)는 범용 또는 전용 연산 장치로 실시될 수 있다. 제어기(180)에 의해 제어될 수 있는 절차의 몇몇 예는 제1 주형 반부(114)와 제2 주형 반부(116)의 개방 및 폐쇄, 사출 유닛(106)의 속도 변화, 사용시에 복수의 히터 리셉터클(224) 내에 수용된 히터(미도시)의 일부 또는 전부와 관련된 온도의 전달 및 유지, 복수의 밸브 스템(220)의 개방 및 폐쇄, 그리고 이하 설명될 기능은 물론 통상의 기술자에게 공지된 다른 기능들을 비제한적으로 포함한다.
몰딩 시스템(100)은 제거(take-out) 장치, 후-성형 처리 장치, 제습기 등과 같은 다수의 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있으며, 이들 모두는 통상의 기술자에게 공지된 것이기 때문에 본 설명에서 생략되었다. 몰딩 시스템(100)은 다른 구성을 가질 수 있으며, 전술한 설명은 예시적일 뿐 임의의 형태로 제한하고자 하는 것이 아님을 분명하게 이해하여야 한다. 본 발명의 다른 비제한적 실시예에서, 몰딩 시스템(100)은 더 많거나 더 적은 구성요소를 구비한 다른 구성을 가질 수 있다.
이러한 구성을 가정하여, 본 발명의 비제한적 실시예에 따른 용융물 분배 네트워크의 작동 방법을 실시하는 것도 가능하다. 이제, 도 3을 참조하여 방법(300)의 비제한적 실시예가 더욱 상세하게 설명될 것이다. 방법(300)은 제어기(180)에 의해 간편하게 실행될 수 있다.
단계(310) - 용융물 분배 네트워크를 통해 몰딩 재료의 소스를 몰딩 캐비티 와 연결하기 위해, 상류측 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키고, 하 류측 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키는 단계
방법(300)은 용융물 분배 네트워크를 통해 몰딩 재료의 소스를 몰딩 캐비티와 연결하기 위해, 제어기(180)가 상류측 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키고, 하류측 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키는 단계(310)에서 개시된다. 여기서 고려되는 예에서, 하류측 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키는 것은 복수의 밸브 스템(220)을 개방 구성으로 작동시키는 것을 포함한다. 유사하게, 상류측 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키는 것은 용융물 입구(202)에 바로 근접한 러너(206)의 네트워크 내[즉, 위치(280)]에 배치된 밸브를 개방 구성으로 작동시키는 것을 포함한다.
이 단계가 실행되면, 몰딩 재료의 소스[즉, 사출 유닛(106)]는 복수의 주형 코어(120)와 복수의 주형 캐비티(118) 사이에 형성된 몰딩 캐비티에 유체 연결된다. 이 시점에서, 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이, 몰딩 재료의 사출이 실시된다.
단계(320) - 하류측 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계
다음으로, 방법(300)은 제어기(180)가 하류측 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계(320)로 진행된다. 여기서 고려되는 예에서, 하류측 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 것은 복수의 밸브 스템(220)을 차단 구성으로 작동시키는 것을 포함한다.
단계(330) - 상류측 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계
다음으로, 방법(300)은 제어기(180)가 상류측 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계(330)로 진행된다. 여기서 고려되는 예의 범위에서, 상류측 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 것은 용융물 입구(202)에 바로 근접한 러너(206)의 네트워크 내에 배치된 밸브를 차단 구성으로 작동시키는 것을 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 단계(320)와 단계(330)는 사실상 동시에 실행될 수 있다는 것을 주목할 필요가 있다. 이하 설명되는 다른 예에서, 단계(320)가 먼저 실행된 다음 단계(330)가 실행될 수 있으며, 본 발명의 대안적인 실시예와 관련하여 이하에서 더욱 상세하게 설명하는 바와 같이, 특정한 부가적인 선택적 단계들이 그 사이에 실행될 수도 있다.
단계(320)와 단계(330)의 실행(즉, 상류측 용융물 유동 제어 장치 및 하류측 용융물 유동 제어 장치를 각각 차단 구성으로 작동시키는 단계)은 포획 압력에서 몰딩 재료를 그 사이에 포획되게 한다. 본 발명의 실시예 내에서, "포획 압력"은 몰딩 사이클 압력의 최종 가압된 부분과 사실상 동일하다. 본 발명의 몇몇 실시예 내에서, 단계(320)와 단계(330)는 사출 성형 사이클의 충전 단계 후에 실행된다. 이러한 실시예 내에서, 몰딩 사이클 압력의 최종 가압된 부분은 사출 압력과 동일하며, 이에 따라, 이러한 실시예 내에서, 포획 압력은 사출 압력과 사실상 동일하다. 다른 실시예 내에서, 단계(320)와 단계(330)는 사출 성형 사이클의 유지(holding) 단계 후에 실행된다. 이러한 실시예 내에서, 몰딩 사이클 압력의 최종 가압된 부분은 유지 압력과 동일하며, 이에 따라, 이러한 실시예 내에서, 포획 압력은 유지 압력과 사실상 동일하다.
비제한적인 예로서, 몰딩 사이클의 다양한 부분 동안의 압력의 예가 제공될 것이다. 우선적으로 프리폼 주형과 관련하여, 기계 노즐에서의 통상적인 압력은 충전 단계의 말미에서 대략적으로 400 Bar로 관찰되었으며, 유지 단계의 말미에서 대략적으로 220 Bar로 관찰되었다. 유사하게, 제1 레벨 서브-네트워크(208) 내의 통상적인 압력은 충전 단계의 말미에서 대략적으로 220 Bar로 관찰되었으며, 유지 단계의 말미에서 대략적으로 200 Bar로 관찰되었다. 이러한 작업 동안 프리폼 몰딩에 대한 압력은 통상적으로 충전 속도 구배로 인해 변한다는 것을 주목할 필요가 있다.
통상적인 박육 용기 몰딩 작업에 대해서는 다음의 통상적인 압력이 관찰되었다. 기계 노즐에서의 통상적인 압력은 충전 단계의 말미에서 대략적으로 1600 Bar로 관찰되었으며, 유지 단계의 말미에서 대략적으로 800 Bar로 관찰되었다.
또한, 포획 압력은 다음 사출 사이클이 개시될 때까지 사실상 유지되었는데, 환언하면 포획 압력은 실질적인 압력 감쇠가 방지된다. 환언하면, 방법(300)은 몰딩 재료 포획 동안 용융물 압력 감쇠를 사실상 방지하는 단계를 더 포함한다. 본 발명의 실시예는 포획 압력이 일정 수준으로 유지되는 한, 어느 정도의 압력 감쇠를 고려한다고도 말할 수 있는데, 이는 사실상 제1 주형 반부(114)와 제2 주형 반부(116)에 관련된 전술한 소위 "주형 감압 압력(mold decompression pressure)"이다. 주형 감압 압력은 본 명세서의 배경기술 부분에서 설명되었고 이하 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 용융물 분배 네트워크를 감압하기 위해 충전 단계 또는 유지 단계 후에 몰딩 재료가 통상적으로 낮아질 수 있는 압력이다.
제어기(180)가 단계(320)와 단계(330)를 실행하면, 방법은 단계(310)의 실행으로 복귀하는데, 환언하면 사출 성형 단계가 반복되는 것이다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 단계(320)와 단계(330)가 순차적으로, 즉 한 단계 이후 한 단계가 실행될 수 있다는 것이 상기될 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 몇몇 이러한 실시예 내에서, 제어기(180)는 단계(320)를 먼저 실행한다. 다음으로, 제어기(180)는 하류측 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동[즉, 단계(320)]시킨 후, 하지만 상류측 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동[즉, 단계(330)]시키기 전, 환언하면 몰딩 재료가 포획 압력으로 포획되기 전에, 추가적인 용융물 압력을 생성하는 선택적인 단계를 실행할 수 있다. 추가적인 용융물 압력을 생성하는 단계는, 예컨대 사출 유닛이 단일-단 사출 유닛으로 실시되는 실시예의 경우에는 사출 유닛(106)의 스크류의 회전 속도를 증가시키거나, 또는 사출 유닛이 2단 사출 유닛으로 실시되는 실시예의 경우에는 사출 유닛(106)의 슈팅 포트의 플런저를 전진시키는 것과 같은 종래의 방법으로 실행될 수 있다.
단계(320)와 단계(330)가 사출 성형 사이클의 충전 단계의 말미에서 실행되는 본 발명의 이러한 실시예는 비제한적인 특정한 기술적 특징을 갖는다. 어떤 의미에서, 이러한 선택적 단계를 실시함으로써 핫 러너(200)를 재가압한 다음 그 레벨에서 포획 압력을 재가압하는 것이 가능하며, 이로써 다음 사출 사이클이 개시될 때 압력을 형성할 필요성이 본질적으로 경감된다.
이제, X축이 시간을 나타내고, Y축이 압력을 나타내는, 시간에 따른 압력을 도시한 도 4를 참조하여, 종래 기술 접근법과 본 발명의 실시예에 따른 몰딩 재료 압력의 거동이 상세하게 설명된다. 압력 곡선(410)이 도시된다. 압력 곡선(410)은 사출 몰딩 사이클의 충전 단계 동안 압력 축적을 나타내는 제1 부분(412)을 갖는다. 압력 곡선(410)은 사출 몰딩 사이클의 유지 단계 동안의 압력을 나타내는 제2 부분(414)을 갖는다. 압력 곡선(410)의 부분(416)은 몰딩 재료 압력이 주형 감압 압력(418)으로 감쇠되고, 특정 시간(그 길이는 소정의 용례에 대해 요구되는 냉각 시간에 일차적으로 의존함) 후에 다음 사출 성형 사이클(412a)의 부분으로 압력이 증가되도록 허용되는 전통적인 접근법 동안의 압력 감쇠를 나타낸다. 압력 곡선(410)의 부분(420)은 [단계(320)와 단계(330)가 유지 단계의 말미에 실행되는] 본 발명의 특정 실시예의 압력 거동을 나타내며, 압력은 유지 단계 동안의 압력과 사실상 동일한 포획 압력 레벨로 유지된다. 압력 곡선(410)의 부분(422)은 포획되기 전에 몰딩 재료 압력이 형성될 수 있는 본 발명의 특정 실시예의 압력 거동을 나타낸다.
도 4의 도시로부터, 본 발명의 기술적 효과는 각각의 몰딩 사이클이 개시될 때 주형 감압 압력으로부터 충전 압력으로 주기적으로 축압해야하는 필요성을 적어도 경감시키는 것이 명백하다. 따라서, 본 발명의 실시예는 에너지 절감의 기술적 효과를 갖는다고도 말할 수 있다.
전술한 설명은 몰딩 재료가 (i) 주형 감압 압력을 초과하는 압력과 (ii) 제1 주형 반부(114) 및 제2 주형 반부(116)(환언하면, 용융물 분배 네트워크를 수용하는 주형)와 관련된 피크 사출 압력 사이의 범위 내인 포획 압력에서 포획되는 것을 분명하게 해준다는 것을 주목하여야 한다.
본 발명의 비제한적인 대안 실시예에서, 제1 용융물 유동 제어 장치(즉, 상류 위치에서)는, 사출 유닛(106)이 단일-단 사출 유닛으로 실시되는 경우 실시예의 경우 사출 유닛(106)의 스크류로 실시되거나, 사출 유닛(106)이 2단 사출 유닛으로 실시되는 경우 사출 유닛(106)의 슈팅 포트의 분배기로 실시될 수 있다고 고려된다는 것이 상기될 것이다. 본 발명의 이러한 비제한적인 대안 실시예를 완성하기 위해, 이제 방법(300)에 대한 변형, 특히 방법(300)의 단계(310)와 단계(330)에 대한 변형을 더욱 상세하게 설명할 것이다.
먼저, 우리는 사출 유닛(106)이 단일-단 사출 유닛으로 실시되는 실시예에서 제1 용융물 유동 제어 장치가 사출 유닛(106)의 스크류로 실시되는 방법의 실시에 대한 변형을 설명해야 한다. 본 발명의 이러한 실시예 내에서, 단계(310)의 실행의 일부로서, 사출 유닛(106)의 스크류는 사출 몰딩 사이클의 충전 단계와 유지 단계가 종래의 방식으로 작동하는 것을 허용한다. 단계(310)의 실행의 일부로서, 사출 유닛(106)의 스크류는 사출 유닛(106)의 스크류와 하류측 용융물 유동 제어 장치 사이에서 압력을 포획하도록 하는 것과 같이 작동된다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 이는 사출 유닛(106)의 스크류의 회전 속도를 증가시킨다. 특히, 본 발명의 이러한 실시예 내에서, 몰딩 사이클의 회복 부분(recovery portion)의 일부로서, 회복은 몰딩 사이클 압력의 최종 가압된 부분(즉, 충전 압력 또는 유지 압력)과 사실상 동일한 배압으로 실행된다. 이는 회복을 위한 종래 기술 접근에 비해 스크류의 더 높은 회전 속도를 요구할 수 있다. 회복이 완료될 때, 스크류와 연결된 체크 밸브가 폐쇄되어, 용융물 분배 네크워크 내의 압력을 효과적으로 포획한다. 스크류가 체크 밸브를 갖지 않는 실시예에서, 몰딩 사이클 압력 레벨의 최종 가압된 부분으로 포획된 압력을 유지하기 위해 스크류는 적절한 속도로 회전될 수 있다.
이제 사출 유닛(106)이 2단 사출 유닛으로 실시되는 실시예에서 제1 용융물 유동 제어 장치가 사출 유닛(106)의 슈팅 포트의 플런저 및/또는 분배기로 실시되는 방법의 실시에 대한 변형으로 우리의 관심을 돌린다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 단계(310)의 실행의 일부로서, 슈팅 포트의 플런저 및/또는 분배기는 사출 성형 사이클의 충전 단계와 유지 단계가 종래의 방식으로 실시되는 것을 허용한다. 단계(310)의 일부로서, 슈팅 포트는 사출 유닛(106)의 스크류와 하류측 용융물 유동 제어 장치 사이에서 압력을 포획하도록 하는 것과 같이 작동된다.
특히, 본 발명의 이러한 실시예에서, 몰딩 사이클의 회복 부분을 실행하는 것의 일부로서, 분배기 밸브는 용융물 분배 네트워크를 감압하기 위해, 환언하면 용융물 분배 네트워크 내의 압력을 완화하기 위해 슈팅 포트의 플런저를 우선적으로 복귀시키지 않고 몰딩 재료를 슈팅 포트로 이송하기에 적합한 구성으로 동작된다. 본 발명의 이러한 실시예 내에서, 슈팅 포트는 분배기 밸브를 작동시키기 전에 분배기 밸브의 양 측에서 압력의 균형을 맞추기 위한 스크류 이동 및 회전으로 재가압될 수 있다.
하류측 용융물 유동 제어 장치가 밸브로 실시되는 본 발명의 이러한 실시예 내에서, 하류측 용융물 유동 제어 장치의 하류측에서 용융물 감압이 실행되는 선택적 단계가 선택적으로 실행될 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예 내에서, 하류측 용융물 유동 제어 장치는 밸브(502)로 실시될 수 있으며, 밸브의 비제한적 실시예는 도 5a, 도 5b, 및 도 5c에 도시된다. 먼저, 밸브(502)의 개방 구성을 도시한 도 5a를 참조하면, 밸브(502)는 본체(504)를 구비하며, 본체(504)는 입구(506)와 출구(508)를 갖는다. 입구(506)와 출구(508) 사이에는 감압 챔버(505)와 제한된 유동 채널(507)이 배치된다. 밸브(502)는 밸브 스템(510)을 더 포함한다. 밸브 스템은 밸브 스템 본체(512), 제한부(514), 및 밸브 스템 본체(512)와 제한부(514) 사이에 배치된 유동 채널 부재(516)를 갖는다. 도 5a는 개방 구성의 밸브(502)를 도시하며, 제한된 유동 채널(507)과 유동 채널 부재(516)가 협력하여 입구(506)와 출구(508) 사이에서 몰딩 재료에 대한 통로를 제공한다. 도 5b는 차단 구성의 밸브(502)를 도시하며, 제한부(514)와 제한된 유동 채널(507)이 협력하여 입구(506)와 출구(508) 사이에서 몰딩 재료에 대한 통로를 차단한다. 이를 위해, 제한부(514)와 제한된 유동 채널(507)은 차단된 구성을 통해 몰딩 재료가 통과하는 것을 사실상 제한하면서 제한부(514)가 제한된 유동 채널(507) 내에서 활주할 수 있도록 치수설정된다.
마지막으로, 도 5c는 차단 및 감압 구성(즉, 감압 구성)의 밸브(502)를 도시하며, 제한부(514)와 제한된 유동 채널(507)은 입구(506)와 출구(508) 사이에서 몰딩 재료에 대한 통로를 차단하기 위해 여전히 협력하고 있지만, 동시에 (도 5c에 보이는 바와 같이) 본질적으로 제한부(514)의 폭과 동일한 거리로의 우측-방향 이동(right-bound movement)은 재료의 추가적인 체적을 감압 챔버(505) 안으로 효과적으로 끌어들임으로써 밸브(502)의 하류측에서 몰딩 재료의 압력을 감압시킨다.
밸브(502)의 비제한적 실시예는 밸브(502)의 하류에서 용융물 감압의 선택적 단계를 실시하기에 특히 적합하다. 그러나 용융물 감압의 선택적 단계를 실행할 수 있는 하류측 용융물 유동 제어 장치에 대한 다른 실시예도 가능하다는 것을 분명하게 이해하여야 한다. 이러한 대안적인 구성의 예는 예컨대 드와(Dewar) 등에게 허여된 2008년 12월 11일자 미국특허 7,306,455에 개시되어 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 제어기(180)는 선택적인 안전 수단(security measure)을 더 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어기(180)는 초과 용융 압력 완화를 실행하도록 구성된 수 있다. 예를 들어, 초과 용융 압력 완화 절차는 기술자가 작동 동안 제1 주형 반부(114) 및/또는 제2 주형 반부(116)를 수리(service)할 필요가 있을 때 실행될 수 있다. 초과 용융 압력 완화 절차는 상류측 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키고, 상류측 용융물 유동 제어 장치와 하류측 용융물 유동 제어 장치 사이에 포획되는 압력을 완화시킨다. 용융물 압력 완화 중단 루틴은 예컨대 제어기(180)의 휴먼-머신 인터페이스(Human-Machine Interface)를 사용하여, 또는 몇몇 다른 트리거에 의해 [예컨대, 몰딩 시스템(100)의 보호성 인클로져의 개방 등에 의해] 촉발될 수 있다.
본 발명의 실시예의 설명은 본 발명의 예시들을 제공하며, 이러한 예시들은 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해서만 제한된다는 것을 분명하게 이해하여야 한다. 전술한 개념들은 구체적인 조건 및/또는 기능에 적합할 수 있으며, 본 발명의 범위에 속하는 다양한 다른 용례로 더욱 확장될 수 있다. 본 발명의 실시예들을 위에서 설명하였기 때문에, 설명된 개념의 범위 내에서 개조 및 개선이 가능함은 자명할 것이다. 따라서, 특허증에 의해 보호되어야 하는 것은 이어지는 특허청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 몰딩 시스템(100) 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300)으로서, 용융물 분배 네트워크는 상류 위치에서 제1 용융물 유동 제어 장치를 포함하고 하류 위치에서 제2 용융물 유동 제어 장치를 포함하는 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300)이며,
    용융물 분배 네트워크를 통해 몰딩 재료의 소스를 몰딩 캐비티와 연결하기 위해, 제1 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키고, 제2 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키는 단계(310)와,
    제2 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계(320)와,
    제1 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계(330)를 포함하며,
    상기 제2 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계(320)와, 제1 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계(330)는 몰딩 사이클 압력의 최종 가압된 부분과 사실상 동일한 포획 압력으로 몰딩 재료를 그 사이에서 포획시키며, 상기 포획 압력은 다음 사출 사이클이 개시될 때까지 유지되는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  2. 제1항에 있어서,
    제2 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계(320)는 사실상 몰딩 사이클의 최종 가압된 부분의 말미에서 실행되는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 몰딩 사이클의 최종 가압된 부분은 충전 단계의 말미이며, 몰딩 사이클 압력의 최종 가압된 부분은 사출 압력인
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  4. 제2항에 있어서,
    상기 몰딩 사이클의 최종 가압된 부분은 유지 단계의 말미이며, 몰딩 사이클 압력의 최종 가압된 부분은 유지 압력인
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  5. 제1항에 있어서,
    몰딩 재료가 포획 압력으로 포획된 후 사실상 다음 사출 사이클이 개시될 때,
    제1 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키고, 제2 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키는 단계를 더 포함하는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 용융물 유동 제어 장치는 밸브를 포함하는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  7. 제6항에 있어서,
    상기 밸브는 용융물 분배 네크워크 내의 위치에 배치되며, 상기 위치는
    복수의 용융물 출구(204)와 제2 레벨 서브-네트워크(210) 사이와,
    제2 레벨 서브-네트워크(210) 내와,
    제2 레벨 서브-네트워크(210)와 제1 레벨 서브-네트워크(208) 사이와,
    제1 레벨 서브-네트워크(208) 내와,
    제1 레벨 서브-네트워크(208)와 몰딩 기계 노즐 사이 중 하나인
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 용융물 유동 제어 장치는 용융물 출구(204)의 밸브 스템(220)을 포함하는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 용융물 유동 제어 장치는 복수의 제2 용융물 유동 제어 장치를 포함하는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 용융물 유동 제어 장치는 밸브를 포함하는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 용융물 유동 제어 장치는 사출 유닛(106)의 왕복식 스크류를 포함하는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 용융물 유동 제어 장치는 슈팅 포트의 플런저 및 분배기를 포함하는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  13. 제1항에 있어서,
    몰딩 재료가 포획 압력으로 포획되는 동안 용융물 압력 감쇠를 사실상 방지하는 단계를 더 포함하는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계(320) 및 상기 제2 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계(330)는 사실상 동시에 실행되는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  15. 제1항에 있어서,
    몰딩 재료가 포획 압력으로 포획되기 전 그리고 상기 제2 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키는 단계(330) 후에,
    포획 압력으로부터 포획 압력보다 높고 피크 사출 압력보다 낮은 압력으로 용융물 압력을 증가시키기 위해 추가적인 용융물 압력을 생성하는 단계를 더 포함하는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  16. 제1항에 있어서,
    상기 용융물 분배 네트워크 및 상기 몰딩 시스템(100)은 압축성 중합체 재료를 처리하도록 구성되는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  17. 제1항에 있어서,
    상기 포획 압력은 용융물 분배 네트워크를 수용하는 주형에 대한 피크 사출 압력과 주형 감압 압력보다 높은 압력 사이의 범위 내인
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  18. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩 재료가 포획 압력으로 포획되는 동안,
    상기 제2 용융물 유동 제어 장치로부터 하류 위치에서 용융물 감압을 실행하는 단계를 더 포함하는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  19. 제18항에 있어서,
    상기 실행하는 단계는 제2 용융물 유동 제어 장치를 감압 구성으로 작동시키는 단계를 포함하는
    몰딩 시스템 내의 용융물 분배 네트워크의 작동 방법(300).
  20. 몰딩 시스템(100) 내의 용융물 분배 네트워크의 작동을 제어하기 위한 제어기(180)이며,
    용융물 분배 네트워크는 상류 위치에서 제1 용융물 유동 제어 장치를 포함하고, 하류 위치에서 제2 용융물 유동 제어 장치를 포함하며,
    상기 제어기는
    용융물 분배 네트워크를 통해 몰딩 재료의 소스를 몰딩 캐비티와 연결하기 위해, 제1 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키고, 제2 용융물 유동 제어 장치를 개방 구성으로 작동시키고,
    제2 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키며,
    제1 용융물 유동 제어 장치를 차단 구성으로 작동시키도록 구성되어,
    몰딩 재료는 몰딩 사이클 압력의 최종 가압된 부분과 사실상 동일한 포획 압력으로 포획되며, 상기 포획 압력은 다음 사출 사이클이 개시될 때까지 유지되는
    몰딩 시스템(100) 내의 용융물 분배 네트워크의 작동을 제어하기 위한 제어기(180).
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