KR20120078528A - 사출성형용 노즐장치 - Google Patents

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KR20120078528A
KR20120078528A KR1020110000778A KR20110000778A KR20120078528A KR 20120078528 A KR20120078528 A KR 20120078528A KR 1020110000778 A KR1020110000778 A KR 1020110000778A KR 20110000778 A KR20110000778 A KR 20110000778A KR 20120078528 A KR20120078528 A KR 20120078528A
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허남욱
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/20—Injection nozzles
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Abstract

용융 상태의 수지가 주입되는 매니폴드와, 매니폴드의 하부에 결합되어 매니폴드로 주입된 수지를 금형의 캐비티로 주입시키는 하나 이상의 노즐을 포함하고, 매니폴드의 내부에는 매니폴드로 주입된 수지를 노즐 측으로 안내하는 러너가 형성되되, 러너의 적어도 일부는 나선홈이 형성된 몸체를 포함하는 난류형성부재를 장착함에 따라 러너를 통해 노즐 측으로 유동되는 수지의 흐름이 난류를 형성하도록 안내하는 사출성형용 노즐장치를 개시한다.

Description

사출성형용 노즐장치{Nozzle device for injection molding}
본 발명은 사출성형용 노즐장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 러너를 통해 유동되는 수지가 층류로 인해 러너의 벽면에 수지가 눌러 붙는 것을 방지하는 사출성형용 노즐장치에 관한 것이다.
일반적으로, 플라스틱 제품을 성형하는 사출성형용 노즐장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 용융 상태의 수지(R)가 주입되는 매니폴드(1)와, 이 매니폴드(1)의 하부에 결합되어 매니폴드(1)로 주입된 수지(R)를 제품 성형틀인 금형의 캐비티(미도시)로 주입시키는 하나 이상의 노즐(3)을 포함한다.
상기의 매니폴드(1)의 내부에는 스프루 부쉬(2)를 통해 주입된 수지(R)를 균등하게 분배시켜 노즐(3)로 각각 공급되게 하기 위한 러너(5)가 분기 형성된다.
한편, 종래의 매니폴드(1)에서 러너(5)를 통해 유동되는 수지(R)는 러너(5)의 벽면의 마찰저항력으로 인해 층류(laminar flow)를 이루면서 유동된다. 즉, 러너(5)의 벽면에서는 이 벽면의 마찰저항력으로 인해 수지(R)가 도시된 바와 같이 러너(5)의 중간 부분 보다 상대적으로 느리게 유동된다.
상기와 같이 수지(R)가 러너(5)의 벽면의 마찰저항력으로 인해 층류를 이루면서 유동되면, 러너(5)의 벽면과 그 중앙부분의 수지(R)의 유동이 서로 상이하므로 수지(R)의 유동이 완료된 후 러너(5)의 벽면에 수지(R)가 고화되어 눌러 붙은 잔존물이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또, 상기와 같이 러너(5)의 벽면에 수지(R)가 고화되어 눌러 붙으면 하나의 공정이 끝나고 다음 공정을 수행할 경우 고화된 잔존물에 의해 사출물의 불량이 발생될 수 있는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 러너를 통해 안내되는 수지가 층류를 이루어 러너의 벽면에 잔존물이 발생되는 것을 방지할 수 있는 사출성형용 노즐장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사출성형용 노즐장치는, 용융 상태의 수지가 주입되는 매니폴드와, 상기 매니폴드의 하부에 결합되어 상기 매니폴드로 주입된 수지를 금형의 캐비티로 주입시키는 하나 이상의 노즐을 포함하며,
상기 매니폴드의 내부에는 상기 매니폴드로 주입된 수지를 상기 노즐 측으로 안내하는 러너가 형성되고,
상기 러너의 일측에는 상기 러너로 주입된 수지의 흐름이 난류가 되게 하는 난류형성부재가 장착되고,
상기 난류형성부재는 상기 러너에 대응되는 형상으로 마련되어 상기 러너의 내벽에 밀착되는 몸체를 포함하며, 상기 몸체에는 수지의 흐름이 난류가 되도록 수지를 안내하는 나선홈이 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 몸체는 상기 러너 중 상기 매니폴드의 내부에서 다수의 방향으로 분기되는 부분의 입구단 측에 배치된 것을 특징으로 한다.
상기 나선홈은 상기 몸체의 외면에 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 매니폴드는,
제1러너 형성홈이 마련된 제1매니폴드와, 상기 제1매니폴드와 볼트 체결되며 상기 제1러너 형성홈에 대응되는 제2러너 형성홈이 마련된 제2매니폴드를 포함하고,
상기 제1,2러너 형성홈은,
상기 제1,2매니폴드가 체결될 때 상기 난류형성부재가 장착되는 다수의 방향으로 분기되는 부분을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사출성형용 노즐장치는, 용융 상태의 수지가 주입되는 매니폴드와, 상기 매니폴드의 하부에 결합되어 상기 매니폴드로 주입된 수지를 금형의 캐비티로 주입시키는 하나 이상의 노즐을 포함하며,
상기 매니폴드의 내부에는 상기 매니폴드로 주입된 수지를 상기 노즐 측으로 안내하는 러너가 형성되고,
상기 러너는 상기 매니폴드의 상부에 장착되는 스프루 부쉬와 연결되는 제1러너와, 상기 제1러너로부터 다수의 방향으로 분기되는 다수의 제2러너와, 상기 각 제2러너와 상기 노즐을 연결하는 다수의 제3러너를 포함하고,
상기 제2러너에는 상기 제2러너로 주입된 수지의 흐름이 난류가 되도록 하는 난류형성유로가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 난류형성유로는 상기 제2러너의 입구단 측에 장착되는 난류형성부재에 의해 형성되고,
상기 난류형성부재는 상기 제2러너에 장착되어 수지의 난류형성을 안내하는 나선홈이 형성된 몸체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성을 가진 본 발명의 사출성형용 노즐장치는 러너 중 매니폴드의 수평방향으로 분기되는 부분의 입구단 측에 나선홈이 형성된 몸체를 포함하는 난류형성부재를 장착함에 따라 러너를 통해 노즐 측으로 유동되는 수지의 흐름이 난류를 형성하도록 안내하는 효과가 있다.
그리고 본 발명의 사출성형용 노즐장치는 난류형성부재에 의해 수지의 흐름이 난류를 형성하도록 안내함에 따라 러너의 벽면에 수지가 고화되어 눌러 붙는 현상을 방지할 수 있다.
그리고 본 발명의 사출성형용 노즐장치는 난류형성부재에 의해 수지의 흐름이 난류를 형성하도록 안내하여 러너의 벽면에 수지가 눌러 붙는 것을 방지함에 따라 지속적인 사출물의 제조 시 수지가 눌러 붙는 잔존물로 인해 성형불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 사출성형용 노즐장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 사출성형용 노즐장치가 구비된 금형설비를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 사출성형용 노즐장치의 매니폴드를 도시한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 사출성형용 노즐장치의 매니폴드를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선을 따라 절개한 모습의 단면도이다.
도 6은 도 4의 난류형성부재를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 사출성형용 노즐장치의 매니폴드의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 수지유동성을 향상시킨 사출성형용 노즐장치에 대해 상세히 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사출성형용 노즐장치는 다수의 평판형 플레이트가 적층된 금형의 내부에 설치된다. 이러한 금형은 상측으로부터 클램핑 플레이트(11), 스페이스 플레이트(12), 백업 플레이트(13), 캐비티 플레이트(14)를 포함하며, 별도의 가공공정을 거친 후 각각 분리 가능한 상태로 적층 결합된다. 여기서, 캐비티 플레이트(14)에는 성형품을 사출 성형하기 위한 캐비티(15)가 형성되어 있다.
상기의 사출성형용 노즐장치는 용융 상태의 수지가 주입되는 매니폴드(20)와, 매니폴드(20)의 하부에 결합되어 매니폴드(20)로 주입된 수지를 금형의 캐비티(15)로 주입시키는 하나 이상의 노즐(40)을 포함한다.
매니폴드(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 클램핑 플레이트(11)와 백업 플레이트(13)의 사이에 개재되는 스페이스 플레이트(12)의 내측에 설치되며, 이러한 매니폴드(20)의 중앙부 상측에는 용융된 수지가 이 매니폴드(20)의 내부로 유입되도록 클램핑 플레이트(11)에 장착되는 스프루 부쉬(30)가 설치된다.
상기의 매니폴드(20)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 볼트 체결에 의해 상호 결합되는 제1매니폴드(21)와 제2매니폴드(23)를 포함하며, 이러한 매니폴드(20)의 내부에는 스프루 부쉬(30)를 통해 유입되는 수지를 노즐(40) 측으로 안내하는 러너(25)가 형성된다.
러너(25)는 스프루 부쉬(30)의 관통공(31)과 연결되는 제1러너(26)와, 제1러너(26)로부터 다수의 방향으로 분기되는 다수의 제2러너(27)와, 제2러너(27)와 노즐(40)을 연결하는 다수의 제3러너(28)를 포함한다.
구체적으로, 제1러너(26)는 도시된 바와 같이 스프루 부쉬(30)의 관통공(31)과 연결되되, 제1매니폴드(21)의 중앙에서 수직(하측)방향으로 형성된다.
제2러너(27)는 도시된 바와 같이 제1러너(26)의 출구단으로부터 다수의 방향으로 분기되되, 매니폴드(20)의 수평방향으로 연장되도록 마련된다. 이러한 제2러너(27)의 형성을 위해 제1매니폴드(21)의 하면에는 제1러너 형성홈(22)이 제1매니폴드(21)의 수평방향으로 형성되고, 제2매니폴드(23)의 상면에는 제1러너 형성홈(22)과 대응되는 형상으로 제2러너 형성홈(24)이 형성된다. 즉, 제2러너(27)는 제1러너 형성홈(22)이 형성된 제1매니폴드(21)와 제2러너 형성홈(24)이 형성된 제2매니폴드(23)의 결합에 의해 이루어진다.
한편, 상기와 같은 제2러너(27)에는 이 제2러너(27)를 통해 유동되는 수지의 흐름을 층류(laminar flow)가 아닌 난류(turbulent flow)로 만들어 수지의 유동이 완료된 후 러너(25) 특히, 제2러너(27)의 벽면에 수지가 고화되어 눌러 붙는 현상을 사전에 방지하도록 난류형성유로를 형성시키는 난류형성부재(50)가 장착된다.
난류형성부재(50)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1,2러너 형성홈(22,24)이 형성된 제1,2매니폴드(21,23)의 결합에 의해 이루어지는 제2러너(27)와 대응되는 형상을 가지는 몸체(51)를 포함하며, 이러한 몸체(51)에는 수지의 흐름이 난류를 형성하도록 안내하는 나선홈(53)이 형성된다.
이때, 몸체(51)는 상술한 바와 같이 제2러너(27) 대응되는 형상을 가지되, 제2러너(27)의 입구단 측에서 제2러너(27)의 내면에 밀착 배치된다. 즉, 제2러너(27)는 도시된 바와 같이 노즐(40) 측으로 갈수록 점차 그 직경이 커지는 테이퍼진 형상을 가지거나, 도시되지는 않았지만 노즐(40) 측으로 갈수록 점차 그 직경이 작아지는 테이퍼진 형상을 가지거나 도 7에 도시된 바와 같이 일정한 직경을 가질 수도 있는데, 이때의 몸체(51)는 다양한 형상으로 이루어질 수 있는 제2러너(27)의 입구단 측에서 내면에 밀착된다.
나선홈(53)은 상술한 바와 같이 수지의 흐름이 난류를 형성하도록 수지를 안내하는데, 이러한 나선홈(53)은 도시된 바와 같이 몸체(51)의 외면에 적어도 하나가 나선형상으로 형성된다.
즉, 스프루 부쉬(30)를 통해 제1러너(26)로 공급된 수지는 제2러너(27)로 유입되는데, 이와 같이 제2러너(27)로 유입된 수지는 제2러너(27)의 입구단 측에 배치되는 난류형성부재(50)에 의해 난류를 형성하여 노즐(40) 측으로 유동된다.
또한, 제2러너(27)는 제1,2러너 형성홈(22,24)의 표면의 마찰저항에 의해 수지유동성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 제1,2러너 형성홈(22,24)의 표면이 연마되고, 이와 같이 연마된 제1,2러너 형성홈(22,24)에 내열성이 강한 코팅재(35)가 코팅된다. 이때의 코팅재(35)는 내열성이 강한 Ti재질로 이루어질 수 있다.
또, 제1,2매니폴드(21,23) 중 적어도 하나에는 다시 도 3에 도시된 바와 같이 제2러너(27)를 통해 유동되는 수지의 가스를 제1,2매니폴드(21,23)의 외부로 배출하기 위한 벤트홈(29)이 형성된다.
벤트홈(29)은 제1,2러너 형성홈(22,24)의 일측에서 제1,2러너 형성홈(22,24)에 의해 형성되는 제2러너(27)와 제1,2매니폴드(21,23)의 외부가 연통되도록 형성된다. 이때의 벤트홈(29)은 도 3에서 과장되게 도시되었지만 마이크로미터 단위의 높이를 가지도록 형성되며, 제1,2매니폴드(21,23)를 결합시키는 체결부재의 조임 정도에 따라 그 높이를 조절할 수 있다.
제3러너(28)는 제2러너(27)의 출구단으로부터 제2매니폴드(23)의 수직방향으로 연장되어 노즐(40)과 연결된다.
노즐(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 사출성형용 노즐장치에 채택되는 통상의 노즐이며, 이러한 노즐에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 사출성형용 노즐장치의 매니폴드를 제조하는 과정에 대해 설명한다.
매니폴드(20)를 제조하기 위해서는 가장 먼저 제1매니폴드(21)와 제2매니폴드(23)를 분리 제조한다.
이후 제1매니폴드(21)의 하면에 제1러너 형성홈(22)을 밀링 가공하고, 제2매니폴드(23)의 상면에 제1러너 형성홈(22)과 대응되는 제2러너 형성홈(24)을 밀링 가공하는 과정을 통해 제2러너(27)를 형성한다. 여기서, 제2러너(27)는 노즐(40) 측으로 갈수록 점차 직경이 확장되거나 축소되는 테이퍼진 형상을 가지거나 일정한 크기의 직경을 가질 수 있다.
다음으로 상기와 같이 제1,2매니폴드(21,23)에 제1,2러너 형성홈(22,24)을 형성한 후에는 제1,2러너 형성홈(22,24)의 표면을 연마하고, 제1,2러너 형성홈(22,24)의 표면을 연마한 후에는 내열성이 강한 코팅재(35)에 의해 제1,2러너 형성홈(22,24)의 표면을 코팅한다.
이후 상기와 같이 제1,2매니폴드(21,23)에 제2러너(27)의 형성을 완료한 후에는 제1,2매니폴드(21,23) 각각에 제1,3러너(26,28)를 형성한다. 여기서, 상기에서는 제2러너(27)를 먼저 형성한 후 제1,3러너(26,28)를 형성하였는데, 제1,3러너(26,28)를 형성한 후 제2러너(27)를 형성하여도 무방하다.
다음으로 나선홈(53)이 형성된 몸체(51)를 가진 난류형성부재(50)를제2러너(27)의 입구단 측에 배치시킨 후 제1,2매니폴드(21,23)를 체결볼트에 의해 체결시키면 매니폴드(20)의 제조가 완성된다.
따라서, 본 발명에서 상기와 같은 과정을 통해 제조되는 매니폴드(20)는 제2러너(27)의 입구단 측에 나선홈(53)이 형성된 몸체(51)를 가지는 난류형성부재(50)를 장착함에 따라, 러너(25)를 통해 노즐(40) 측으로 유동되는 수지의 흐름이 난류를 형성하도록 안내한다.
그리고 본 발명은 난류형성부재(50)에 의해 러너(25)를 통해 노즐(40) 측으로 유동되는 수지의 흐름이 난류를 형성하도록 안내함에 따라 종래와 같이 수지의 흐름이 층류를 형성하여 러너의 벽면에 수지가 고화되어 눌러 붙는 현상을 사전에 방지할 수 있다.
그리고 본 발명은 상술한 바와 같이 수지의 흐름이 난류를 형성하도록 안내하여 러너의 벽면에 수지가 고화되어 눌러 붙는 잔존물의 발생을 사전에 방지함에 따라 지속적인 사출물의 제조 시 수지의 잔존물로 인해 성형불량이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
그리고 본 발명은 제1,2매니폴드(21,23)를 분리하여 러너(25)를 세척할 수 있으므로 러너(25)의 세척이 용이한 장점이 있다.
15 : 캐비티 20 : 매니폴드
21 : 제1매니폴드 22 : 제1러너 형성홈
23 : 제2매니폴드 24 : 제2러너 형성홈
25 : 러너 26 : 제1러너
27 : 제2러너 28 : 제3러너
29 : 벤트홈 30 : 스프루 부쉬
31 : 스프루 부쉬의 관통공 35 : 코팅재
40 : 노즐 50 : 난류형성부재
51 : 몸체 53 : 나선홈

Claims (10)

  1. 용융 상태의 수지가 주입되는 매니폴드(20)와, 상기 매니폴드(20)의 하부에 결합되어 상기 매니폴드(20)로 주입된 수지를 금형의 캐비티(15)로 주입시키는 하나 이상의 노즐(40)을 포함하는 사출성형용 노즐장치에 있어서,
    상기 매니폴드(20)의 내부에는 상기 매니폴드(20)로 주입된 수지를 상기 노즐(40) 측으로 안내하는 러너(25)가 형성되고,
    상기 러너(25)의 일측에는 상기 러너(25)로 주입된 수지의 흐름이 난류가 되게 하는 난류형성부재(50)가 장착되고,
    상기 난류형성부재(50)는 상기 러너(25)에 대응되는 형상으로 마련되는 몸체(51)를 포함하며, 상기 몸체(51)에는 수지의 흐름이 난류가 되도록 수지를 안내하는 나선홈(53)이 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형용 노즐장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체(51)는 상기 러너(25) 중 상기 매니폴드(20)의 내부에서 다수의 방향으로 분기되는 부분의 입구단 측에 배치된 것을 특징으로 하는 사출성형용 노즐장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 난류형성부재(50)의 몸체(51)가 설치되는 러너(25)는 상기 노즐(40) 측으로 갈수록 그 직경이 확장되는 것을 특징으로 하는 사출성형용 노즐장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 난류형성부재(50)의 몸체(51)가 설치되는 러너(25)는 일정한 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 사출성형용 노즐장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 나선홈(53)은 상기 몸체(51)의 외면에 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형용 노즐장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 매니폴드(20)는,
    제1러너 형성홈(22)이 마련된 제1매니폴드(21)와, 상기 제1매니폴드(21)와 볼트 체결되며 상기 제1러너 형성홈(22)에 대응되는 제2러너 형성홈(24)이 마련된 제2매니폴드(23)를 포함하고,
    상기 제1,2러너 형성홈(22,24)은,
    상기 제1,2매니폴드(21,23)가 체결될 때 상기 난류형성부재(50)가 장착되는 다수의 방향으로 분기되는 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 사출성형용 노즐장치.
  7. 용융 상태의 수지가 주입되는 매니폴드(20)와, 상기 매니폴드(20)의 하부에 결합되어 상기 매니폴드(20)로 주입된 수지를 금형의 캐비티(15)로 주입시키는 하나 이상의 노즐(40)을 포함하는 사출성형용 노즐장치에 있어서,
    상기 매니폴드(20)의 내부에는 상기 매니폴드(20)로 주입된 수지를 상기 노즐(40) 측으로 안내하는 러너(25)가 형성되고,
    상기 러너(25)는 상기 매니폴드(20)의 상부에 장착되는 스프루 부쉬(30)의 관통공(31)과 연결되는 제1러너(26)와, 상기 제1러너(26)로부터 다수의 방향으로 분기되는 다수의 제2러너(27)와, 상기 각 제2러너(27)와 상기 노즐(40)을 연결하는 다수의 제3러너(28)를 포함하고,
    상기 제2러너(27)에는 상기 제2러너(27)로 주입된 수지의 흐름이 난류가 되도록 하는 난류형성유로가 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형용 노즐장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 난류형성유로는 상기 제2러너(27)의 입구단 측에 장착되는 난류형성부재(50)에 의해 형성되고,
    상기 난류형성부재(50)는 상기 제2러너(27)에 장착되어 수지의 난류형성을 안내하는 나선홈(53)이 형성된 몸체(51)를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형용 노즐장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2러너(27)는 상기 노즐 측으로 갈수록 그 직경이 확장되는 것을 특징으로 하는 사출성형용 노즐장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2러너(27)는 일정한 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 사출성형용 노즐장치.
KR1020110000778A 2010-12-31 2011-01-05 사출성형용 노즐장치 KR20120078528A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN106239839A (zh) * 2016-08-30 2016-12-21 健大电业制品（昆山）有限公司 一种防拉丝浇口套
CN114953361A (zh) * 2022-04-24 2022-08-30 浙江恒道科技有限公司 热流道模具的螺旋型混料进浇机构

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