KR20150106533A - 노즐과 노즐 히터 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노즐 및 노즐 히터 장치에 관한 것으로, 용융수지를 외부로 사출시키기 위한 노즐유로가 형성된 노즐, 수지 공급기로부터 공급받은 용융수지가 저장되는 캐비티가 마련되고, 상기 용융수지를 상기 노즐에 공급하는 매니폴드 유로가 형성되며, 상기 노즐이 맞춰 끼워질 수 있는 소정의 홈부가 마련되는 매니폴드 및 상기 노즐의 외측면을 감싸며 상기 노즐로 열을 가하는 히터를 포함하며, 상기 메니폴드의 홈부에 상기 노즐이 지지될 수 있도록, 상기 노즐의 상부에 단턱부가 돌출형성되고 상기 단턱부의 측부면에서 하방으로 지지부분이 연장형성되어 상기 노즐과 상기 지지부분의 내측면 사이에 열전도부재가 끼워진 것을 특징으로 하는 노즐 히터 장치에 관한 것으로, 열이 잘 전달되지 않는 매뉴폴드 및 노즐 사이의 위치까지 열을 전달할 수 있도록 마련됨으로써, 상기의 위치에서 용융수지가 고화되지 게되어 용융수지의 충전 불균형으로 인해 유발되는 미성형 또는 오버랩(Burr)의 불량 없이 고품질로 사출품을 대량생산할 수 있게 됨에 따라 생산성을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 효과를 기대할 수 있다..

Description

노즐과 노즐 히터 장치 {Nozzle and Nozzle Heater Apparatus}

본 발명은 노즐과 노즐 히터 장치에 관한 것이다.

사출성형이란 일반적으로 분말이나 펠릿형태로 된 합성수지 혹은 열가소성수지와 같은 성형재료를 금형 내에 형성된 제품형태의 캐비티(Cavity)에 용융하여 충전한 후, 이것을 냉각하여 고화시킴으로써 다양한 형태의 제품을 제조하는 것을 말한다.

여기서, 사출성형장치는 사출성형을 위한 장치로서, 성형재료가 유입되는 스프루와, 유입된 성형재료가 주입되어 사출품이 성형되는 상코어 및 하코어와, 본 상코어를 안착시키는 상형판과, 상기 하코어를 안착시키는 하형판을 포함한다.

여기서, 상기 상코어 및 하코어는 내부에 용융된 수지가 주입되어 사출품이 성형되도록 내부가 제품형태의 금형틀로 마련된다.

이러한 사출성형에 사용되는 사출금형은 캐비티의 수에 따라 싱글 캐비티금형(Single cavity mold), 멀티 캐비티금형(Multi cavity mold), 패밀리금형(Family mold) 등으로 구분되는데, 이 중 패밀리금형(Family mold)은 하나의 금형에 서로 다른 체적과 형상을 가지는 복수개의 캐비티가 구비되어 한 번의 사출성형작업으로 하나의 제품을 조립하는 데 필요한 복수개의 플라스틱부품을 동시에 생산할 수 있는 특징이 있다.

한편, 이러한 사출성형에 사용되고 있는 사출성형기에는 사출실린더에서 사출금형에 구비된 복수개의 캐비티에 이르는 합성수지의 흐름부위에 열을 가하여 수지유로를 통과하는 합성수지가 용융된 상태를 계속 유지할 수 있도록 하는 사출성형용 핫런너시스템을 구비하게 되는데, 이와 같은 사출성형용 핫런너시스템으로는 게이트가 항상 개방되어 있는 오픈게이트식 핫런너시스템과 게이트를 개폐시킬 수 있는 밸브게이트식 핫런너시스템이 있으나, 최근의 추세로는 오픈게이트식 핫런너시스템보다 밸브게이트식 핫런너시스템의 적용이 널리 확산되고 있다.

이러한 사출성형기로는 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0039214호(사출 성형기)에 기재되어 있다.

상기의 종래의 사출성형기는 히터가 노즐의 전체에 대해 열을 가할 수가 없는 문제점이 있다.

다시 말해서, 용융수지를 주입할 때에 그 용융수지주입장치의 열 발산이 골고루 이루어지지 못해 용융수지의 유동이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있으며 그에 따른 코어 내부로의 용융수지 주입이 정상적으로 이루어지지 못하여 사출물의 성형불량 원인이 발생할 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 고상의 수지가 공급되어 용융되고, 용융된 수지를 사출하기 위한 노즐에서 용융수지가 고화되지 않도록 하기 위함이며, 노즐에 설치된 히터에서 발생된 열을 노즐 전역에 효과적으로 공급할 수 있도록 한 노즐과 노즐 히터 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 후술한 내용으로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이해될 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 태양으로, 수지 주입기로부터 용융된 수지를 공급받아 외부로 유동될 수 있도록 내부에 길이방향으로 중공부분이 형성된 원통형의 몸체부, 상기 몸체부와 일체로 형성되며, 상기 몸체부의 직경보다 큰 직경으로 마련되는 단턱부를 포함하며, 상기 단턱부의 내측 및 상기 몸체부의 외측 사이에 링 형태의 삽입공간이 마련되는 것을 특징으로 한다.

상기 단턱부는, 상기 몸체부의 외경보다 큰 외경으로 형성되고, 중앙에 상기 중공부분이 형성되는 원통부분 및 상기 원통부분의 측부면에서 하방으로 연장형성되되, 상기 몸체부의 외경보다 더 큰 내경을 가지는 지지부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 지지부분의 내측과 상기 몸체부 상부의 외측 사이에 상기 삽입공간이 형성되며, 상기 삽입공간에 열전도율이 150㎉/mㆍhㆍ℃ 이상인 링 형태의 열전도부재가 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 태양으로, 용융수지를 외부로 사출시키기 위한 노즐유로가 형성된 노즐, 수지 공급기로부터 공급받은 용융수지가 저장되는 캐비티가 마련되고, 상기 용융수지를 상기 노즐에 공급하는 매니폴드 유로가 형성되며, 상기 노즐이 맞춰 끼워질 수 있는 소정의 홈부가 마련되는 매니폴드 및 상기 노즐의 외측면을 감싸며 상기 노즐로 열을 가하는 히터를 포함하며, 상기 메니폴드의 홈부에 상기 노즐이 지지될 수 있도록, 상기 노즐의 상부에 단턱부가 돌출형성되고 상기 단턱부의 측부면에서 하방으로 지지부분이 연장형성되어 상기 노즐과 상기 지지부분의 내측면 사이에 열전도부재가 끼워진 것을 특징으로 한다.

상기 열전도부재는 열전도율이 150㎉/mㆍhㆍ℃ 이상인 링 형태인 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 열이 잘 전달되지 않는 매뉴폴드 및 노즐 사이의 위치까지 열을 전달할 수 있도록 마련됨으로써, 상기의 위치에서 용융수지가 고화되지 게되어 용융수지의 충전 불균형으로 인해 유발되는 미성형 또는 오버랩(Burr)의 불량 없이 고품질로 사출품을 대량생산할 수 있게 됨에 따라 생산성을 대폭 향상시킬 수 있게 되는 효과를 기대할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 노즐의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 노즐의 저면도이다.
도 3은 본 발명의 노즐의 저면사시도이다.
도 4는 본 발명의 노즐 히터 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 노즐 히터 장치의 열전도를 나타낸 설명도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

1. 본 발명의 노즐 히터 장치(100)에 대한 설명

도 1 내지 도 3을 참조하여 노즐(100)을 설명하면, 노즐(100)은 용융수지를 외부로 유동되어 사출되도록, 중앙에 길이방향으로 형성된 중공부분, (이하, 노즐유로(111))가 형성된 것으로, 몸체부(110) 및 단턱부(120)를 포함하여 마련된다.

몸체부(110)는 중앙에 길이방향으로 노즐유로(111)가 마련되어 매니폴드(200)로부터 공급받은 용융수지가 유동될 수 있는 경로이다.

또한, 일 실시예로, 본 발명의 노즐(100)의 하부에 게이트가 형성될 수 있어, 노즐유로(111) 상에 상기 게이트를 개폐할 수 있는 밸브 핀이 더 마련될 수 있다.

단턱부(120)는 원통부분(121)과 지지부분(122)이 분리된 것이 아닌, 일체로 형성되는 것으로 간결한 설명을 위해 크게 원통부분(121)과 지지부분(122)으로 나누어 설명하도록 한다.

원통부분(121)은 몸체부(110)의 외경보다 큰 외경으로 형성되고, 중앙에 노즐유로(111)가 형성된다.

반면, 지지부분(122)은 원통부분(121)의 측부면에서 하방으로 연장형성되되, 몸체부(110)의 외경보다 더 큰 내경을 가지도록 형성된다.

노즐(100)이 상기와 같이 형성됨으로써, 지지부분(122)의 내측과 몸체부(110) 상부의 외측 사이에 소정의 삽입공간(H)이 형성된다.

도 2를 참조하여 상세하게 설명하면 단턱부(120)의 외경을 R1, 몸체부(110)의 외경을 R2, 지지부분(122)의 내경을 R3이라 할 때, R3는 R2보다 크며, R1보다 작다. (R2 < R3 < R1)

R3는 지지부분(122)을 어떻게 형성하느냐에 따라 조금씩 달라질 수 있다.

따라서 상기와 같이 몸체부(110)와 지지부분(122)의 사이에 R3 - R1 만큼의 두께를 지니는 링 형태의 삽입공간(H), 즉 외경이 R3, 내경이 R1인 링 형태의 삽입공간(H)이 형성되는 것이다.

본 발명의 노즐(100)의 단면도인 도 1를 참조하여 보면 T 모양으로 형성되는 것을 확인할 수 있다.

2. 본 발명의 노즐 히터 장치(1)에 대한 설명

도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 노즐 히터 장치(1)는 노즐(100), 매니폴드(200), 히터(300) 및 열전도부재(400)을 포함하여 마련된다.

노즐(100)은 용융수지를 외부로 사출시키기 위한 노즐유로가 형성된 것으로, 상기에서 설명한 노즐(100)과 동일하므로, 설명을 생략하도록 한다.

매니폴드(200)는 소정의 두께를 갖는 직사각형의 판(板)형 금속재로서, 상원판과 하원판 사이에 수지 공급기로부터 공급받은 용융수지가 저장되는 캐비티가 적어도 하나 이상 마련되고, 상기 용융수지를 노즐(100)에 공급하는 매니폴드 유로가 형성된다.

특히, 도 4를 참조하면, 매니폴드(200)는 노즐(100)이 맞춰져 끼워질 수 있는 소정의 홈부(210)가 마련된다.

홈부(210)는 몸체부(110)의 외경인 R2보다 크되, 원통부분(121) 혹은 지지부분(122)의 외경인 R1보다 작도록 형성됨으로써, 노즐(100)의 원통부분(121)이 매니폴드(200)의 홈부(210)에 걸리게 되어 노즐(100)에 매니폴드(200)에 지지된다.

도 4 내지 도 5을 참조하여 히터(300)를 설명하면, 히터(300)는 용융수지가 노즐(100)의 노즐유로 상에서 고화되지 않도록 노즐(100)의 외측면을 감싸며 마련된다.

열전도부재(400)는 외경이 지지부분(122)의 내경인 R3이며, 내경이 몸체부(110)의 외경인 R2인 링 형태로 마련되며, 노즐(100)에 형성된 삽입공간(H)에 삽입되어 히터(300)에서 발생된 열을 매니폴드(200)에 접하는 몸체부(110)의 상부에 열을 전달하기 위한 구성요소이다.

열전도부재(400)는 열전도율이 150㎉/mㆍhㆍ℃ 이상으로 구비되는 것이 바람직하다.

이러한 예로 열전도부재(400)의 재질로는 구리(Cu), 베릴륨(Br)-동(Cu)합금, 텅스텐(W) 등이 있으며, 열전도부재(400)는 구리(Cu)로 구비되는 것이 가장 바람직하다.

열전도부재(400)는 히터(300)와 맞닿도록 마련되거나, 히터(400)와 길이방향으로 소정의 거리(약 5~10mm)를 두고 노즐(100)의 삽입공간(H)에 열전도부재(400)가 끼워지지는 것이 바람직하다.

이러한 이유는, 히터(300) 혹은 열전도부재(400)가 열을 받음으로써 열팽창하여 휘거나 굽어지는 등의 문제를 미연에 방지하기 위함이다.

도 6을 참조하여 열이 전도되는 것을 살펴보면, 몸체부(110)를 감싼 히터(300)가 가동되면, 노즐유로(111)로 열을 가한다.

히터(300)의 상측으로 발산되는 열은 히터(300)의 상측에 위치한 열전도부재(400)로 전달되고, 전달받은 열은 열전도부재(400)를 통해 히터(300)가 닿지 않는 노즐유로(111)의 상부 및 매니폴드(200)의 하부까지 열을 전달한다.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1 : 노즐 히터 장치
100 : 노즐
110 : 몸체부
111 : 노즐유로
120 : 단턱부
121 : 원통부분 122 : 지지부분
H : 삽입공간
200 : 매니폴드
210 : 홈
300 : 히터
400 : 열전도부재

Claims (5)

1. 수지 주입기로부터 용융된 수지를 공급받아 외부로 유동될 수 있도록 내부에 길이방향으로 중공부분이 형성된 원통형의 몸체부;
   상기 몸체부와 일체로 형성되며, 상기 몸체부의 직경보다 큰 직경으로 마련되는 단턱부;를 포함하며,
   상기 단턱부의 내측 및 상기 몸체부의 외측 사이에 링 형태의 삽입공간이 마련되는 것을 특징으로 하는 노즐.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 단턱부는,
   상기 몸체부의 외경보다 큰 외경으로 형성되고, 중앙에 상기 중공부분이 형성되는 원통부분; 및
   상기 원통부분의 측부면에서 하방으로 연장형성되되, 상기 몸체부의 외경보다 더 큰 내경을 가지는 지지부분;을 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 지지부분의 내측과 상기 몸체부 상부의 외측 사이에 상기 삽입공간이 형성되며, 상기 삽입공간에 열전도율이 150㎉/mㆍhㆍ℃ 이상인 링 형태의 열전도부재가 위치하는 것을 특징으로 하는 노즐.
   
4. 용융수지를 외부로 사출시키기 위한 노즐유로가 형성된 노즐;
   수지 공급기로부터 공급받은 용융수지가 저장되는 캐비티가 마련되고, 상기 용융수지를 상기 노즐에 공급하는 매니폴드 유로가 형성되며, 상기 노즐이 맞춰 끼워질 수 있는 소정의 홈부가 마련되는 매니폴드; 및
   상기 노즐의 외측면을 감싸며 상기 노즐로 열을 가하는 히터;를 포함하며,
   상기 메니폴드의 홈부에 상기 노즐이 지지될 수 있도록, 상기 노즐의 상부에 단턱부가 돌출형성되고 상기 단턱부의 측부면에서 하방으로 지지부분이 연장형성되어 상기 노즐과 상기 지지부분의 내측면 사이에 열전도부재가 끼워진 것을 특징으로 하는 노즐 히터 장치.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 열전도부재는 열전도율이 150㎉/mㆍhㆍ℃ 이상인 링 형태인 것을 특징으로 하는 노즐 히터 장치.

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