KR20170090407A - 용융기, 및 이를 이용한 사출 장치, 그리고, 사출 성형품 및 그 제조 방법, 부재 간의 접합체의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

종래에 비해, 용융 효율을 향상시킬 수 있는 용융기, 및 사출 효율을 향상시킨 사출 장치를 제공하는 것. 본 발명에 있어서의 용융기(3)는, 관통공(10)을 갖고, 관통공(10)의 일방의 개구부가 유입구(10a)이고, 타방의 개구부가 유출구(10b)이며, 관통공(10)의 유입구(10a)로부터 유출구(10b)에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 관통공(10)의 내벽면이 경사면으로 형성되어 있으며, 유입구(10a)의 개구폭(T1)이, 4.1㎜∼10㎜이며, 유출구(10b)의 개구폭(T2)이 1.0㎜∼4.5㎜인 것을 특징으로 한다.

Description

용융기, 및 이를 이용한 사출 장치, 그리고, 사출 성형품 및 그 제조 방법, 부재 간의 접합체의 제조 방법 {MELTING VESSEL, INJECTION DEVICE USING SAME, INJECTION MOLDING AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING INTER-MEMBER JUNCTION MATERIAL}

본 발명은, 사출 재료를 용융시키기 위한 용융기, 및 이를 이용한 사출 장치, 그리고, 사출 성형품 및 그 제조 방법, 부재 간의 접합체의 제조 방법에 관한 것이다.

하기 특허문헌에 개시하는 바와 같이, 사출 장치 내에는 용융기가 마련되어 있다. 용융기에는 복수의 관통공(용융공)이 마련되어 있으며, 관통공을 통해 사출 재료가 용융된다.

용융기의 유출구측에는 노즐부가 배치되어 있으며, 용융기에서 용융된 사출 재료(용융 수지)는, 노즐부로부터 외부로 사출된다. 그리고, 노즐부로부터 사출된 용융 수지를 금형 내에 보냄으로써 사출 성형품을 제조할 수 있고, 혹은, 용융 수지에 따른 부재 간의 접합체를 형성할 수 있다.

특허문헌 1: 일본 특허공보 제5527706호 특허문헌 2: 일본 특허공보 제5527705호

그러나, 종래에 있어서는, 사출 재료가 녹고 남은 찌꺼기가 발생하고, 찌꺼기가 용융기 내에서 축적되면 관통공이 막히는 일이 발생하고, 혹은 찌꺼기가 그대로 노즐부로부터 외부로 사출되고, 사출 성형품의 품질 저하 등을 초래하는 경우가 있다는 문제가 있었다.

그래서 본 발명은, 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 점은, 종래에 비해, 용융 효율을 향상시킬 수 있는 용융기, 및 사출 효율을 향상시킨 사출 장치를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 사출 장치를 이용하여, 품질이 뛰어난 사출 성형품 및 그 제조 방법, 및, 부재 간의 접합체의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명자는 상기 목적을 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 용융 효율을 향상시키기 위해, 첫째로, 용융기에 형성되는 관통공의 유입구측과 유출구측의 수치를 적정화하는 것, 둘째로, 용융기에 형성되는 관통공의 내벽면의 경사 형상을 적정화하는 것을 도출하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉 본 발명에 있어서의 용융기는, 관통공을 갖고, 상기 관통공의 일방의 개구부가 유입구이고, 타방의 개구부가 유출구이고, 상기 관통공의 상기 유입구로부터 상기 유출구에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 상기 관통공의 내벽면이 경사면으로 형성되어 있으며, 상기 유입구의 개구폭이, 4.1㎜∼10㎜이며, 상기 유출구의 개구폭이 1.0㎜∼4.5㎜인 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 관통공의 유입구로부터 유출구에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 관통공의 내벽면이 경사면으로 형성되어 있다. 이와 같이 유입구가 유출구보다도 크게 개구하고 있기 때문에, 사출 재료를 관통공의 유입구 내로 인도하기 쉽다. 사출 재료는 용융기 내에서 용융되고, 유출구 방향으로 인도되지만, 이때 관통공의 내벽면은 경사면이기 때문에, 유출구 방향으로 원활하게 인도되기 쉽고, 또 유출구의 개구폭을 유입구의 개구폭보다도 좁게 함으로써, 유출구측에서의 열량, 기밀성 및 압출 압력을 높일 수 있고, 유출구로부터 용융된 사출 재료를 적절하게 유출시킬 수 있다. 그리고, 본 발명에서는, 유입구의 개구폭을, 4.1㎜∼10㎜로 하고, 유출구의 개구폭을 1.0㎜∼4.5㎜로 했다. 이와 같이, 관통공이 유입구로부터 유출구를 향해 경사되는 구성에 있어서, 유입구와 유출구의 각각의 개구폭 수치를 소정 범위 내로 규제함으로써, 사출 재료가 녹고 남은 찌꺼기를 종래에 비해 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 남은 찌꺼기에 따른 관통공의 막힘이나 남은 찌꺼기가 그대로 용융기를 통해 외부로 사출되는 고장을 억제할 수 있고, 용융 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또 남은 찌꺼기에 따른 관통공의 막힘을 억제할 수 있음으로써 장수명화를 도모할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 유입구의 개구폭이, 4.1㎜∼6㎜이고, 상기 유출구의 개구폭이 1.0㎜∼2.9㎜인 것이 바람직하다. 또, 상기 유출구의 개구폭의 하한값은, 1.6㎜인 것이 보다 바람직하다.

또 본 발명에서는, 상기 관통공의 상기 유입구로부터 상기 유출구까지의 길이 수치가, 30㎜∼200㎜인 것이 바람직하다. 이로 인해 뛰어난 용융 효율을 얻을 수 있다. 즉, 길이 수치가 너무 짧으면, 유입구로부터 유출구에 이르는 용융 경로가 짧아짐으로써, 사출 재료가 녹고 남은 찌꺼기가 생기기 쉬워진다. 또 길이 수치가 너무 길면, 내벽면이 수직면에 가까워져서 유출구측에서의 열량, 기밀성 및 압출 압력의, 유입구측에 대한 상대적인 상승은 저하되고, 용융 효율이 저하되기 쉬워진다. 또, 길이 수치가 너무 길면 용융기의 대형화로 이어진다. 이에 대해 본 발명에서는, 유입구의 개구폭을, 4.1㎜∼10㎜로 하고, 유출구의 개구폭을 1.0㎜∼4.5㎜로 하고, 그에 더해, 관통공의 길이 수치를 30㎜∼200㎜로 함으로써, 사출 재료가 녹고 남은 찌꺼기의 발생을 보다 한 층, 억제하는 것이 가능해지고, 용융 효율의 향상을 보다 효과적으로 도모하는 것이 가능해진다.

또 본 발명에서는, 상기 유입구측에는, 상기 경사면과 연속하여 상기 경사면보다도 완만한 경사의 완사(緩斜)면이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또 본 발명에 있어서의 용융기는, 관통공을 갖고, 상기 관통공의 일방의 개구부가 유입구이고, 타방의 개구부가 유출구이며, 상기 관통공의 상기 유입구로부터 상기 유출구에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 상기 관통공의 내벽면이 경사면으로 형성되어 있으며, 상기 유입구측에는, 상기 경사면과 연속하여 상기 경사면보다도 완만한 경사의 완사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는, 관통공의 유입구로부터 유출구에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 관통공의 내벽면이 경사면으로 형성되어 있다. 이와 같이 유입구가 유출구보다도 크게 개구하고 있기 때문에, 사출 재료를 관통공의 유입구 내로 인도하기 쉽다. 사출 재료는 용융기 내에서 용융되고, 유출구 방향으로 인도되지만, 이때 관통공의 내벽면은 경사면이기 때문에, 유출구 방향으로 원활하게 인도되기 쉽고, 또 유출구의 개구폭을 유입구의 개구폭보다도 좁게 함으로써, 유출구측에서의 열량, 기밀성 및 압출 압력을 높일 수 있고, 유출구로부터 용융된 사출 재료를 적절하게 유출시킬 수 있다. 그리고, 본 발명에서는, 유입구측을 완사면으로 했다. 이와 같이 유입구로부터 유출구에 걸쳐 완만한 경사에서 급한 경사로 변화하는 형태로 함으로써, 유입구측에서의 개구를 넓히기 쉽고, 보다 한 층, 사출 재료를 관통공의 유입구 내로 인도하기 쉬워지게 할 수 있음과 동시에, 유출구측에서의 용융 효율을 높일 수 있다. 또 유입구의 가장자리부에서 사출 재료가 세단(가늘게 자름)되는 등의 효과도 기대할 수 있고, 이 결과, 용융기의 유입구면 상에 머무는 사출 재료를 줄일 수 있음과 동시에, 사출 재료가 녹고 남은 찌꺼기를 억제하는 것이 가능해진다. 이상으로 인해 본 발명의 구성에 따르면, 용융 효율의 향상 및 장수명화를 도모할 수 있다.

본 발명에서는, 상기 경사면의 열림 각도를 θ1, 상기 완사면의 열림 각도를 θ2로 했을 때, θ1＜θ2≤≤120°의 관계를 만족시키는 것이 바람직하다. 또 본 발명에서는, 상기 θ2는, 30°∼120°인 것이 더욱 바람직하다. 또 본 발명에서는, 상기 θ2는, 30°∼90°인 것이 더욱 바람직하다. 또 본 발명에서는, θ2는, 30°∼60°인 것이 가장 바람직하다. 열림 각도(θ2)가 30°보다도 작아지면, 열림 각도(θ1)와의 차가 작아지고, 용융기의 유입구면 상에 머무는 사출 재료를 억제하는 효과나 사출 재료에 대한 세단 효과가 저하된다. 또, 열림 각도(θ2)가 적어도 120°보다도 커지면, 유입구측에 마련된 완사면이 너무 완만해서, 사출 재료가 유입구측의 완만한 경사면의 도중에서 퇴적되기 쉬워지고, 또 용융기의 대형화로 이어지기 쉽다. 이에 반해 본 발명과 같이, 열림 각도(θ2)를 상기 범위 내에서 규제함으로써, 용융기의 소형화를 확보하면서, 보다 효과적으로, 용융 효율을 향상시킬 수 있다.

또 본 발명에 있어서의 사출 장치는, 실린더와, 상기 실린더 내에 배치된 상기 어느 하나에 기재된 용융기와, 상기 용융기의 상기 유출구측에 배치되는 노즐부와, 상기 용융기를 가열하기 위한 가열 수단과, 상기 용융기에서 용융된 사출 재료를 상기 노즐부로부터 외부에 사출하기 위한 가압 수단을 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 사출 재료가 녹고 남은 찌꺼기의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 관통공 내에 녹고 남은 찌꺼기의 축적에 따른 막힘의 발생이나 용융기를 통해 빠져나와서 방출되는 찌꺼기를 억제할 수 있다. 이 결과, 용융기로부터 노즐부를 향해 적절하게 용융된 사출 재료를 보낼 수 있음과 동시에, 노즐부에 적당한 사출압을 가할 수 있고, 사출 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

또 본 발명에 있어서의 사출 장치는, 전자동으로 동작되는 것이 바람직하다.

또 본 발명에 있어서의 사출 성형품은, 상기에 기재된 사출 장치를 이용하여 형성된 것을 특징으로 한다. 또 본 발명에서는, 상기 사출 성형품은, 엔지니어링 플라스틱, 또는, 슈퍼 엔지니어링 플라스틱에서 선택되는 수지로 이루어지는 것이 바람직하다. 또 본 발명에서는, 상기 사출 성형품은, 폴리에테르에테르케톤으로 형성되는 것이 바람직하다.

또 본 발명에 있어서의 사출 성형품의 제조 방법은, 상기에 기재된 사출 장치를 이용하여 형성한 것을 특징으로 한다. 또 본 발명에 있어서의 부재 간의 접합체의 제조 방법은, 상기에 기재된 사출 장치를 이용하여 형성한 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 품질이 뛰어난 사출 성형품 및 부재 간의 접합체를 형성하는 것이 가능하다.

본 발명에 있어서의 제1 용융기는, 관통공을 갖고, 상기 관통공의 일방의 개구부가 유입구이고, 타방의 개구부가 유출구이며, 상기 관통공의 상기 유입구로부터 상기 유출구에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 상기 관통공의 내벽면이 경사면으로 형성되어 있으며, 상기 유입구의 개구폭이, 4.1㎜∼10㎜이며, 상기 유출구의 개구폭이 1.0㎜∼4.5㎜인 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 관통공이 유입구로부터 유출구를 향해 경사되는 구성에 있어서, 유입구와 유출구의 각각의 개구폭 수치를 소정 범위 내로 규제함으로써, 사출 재료가 녹고 남은 찌꺼기를 종래에 비해 억제하는 것이 가능해진다. 따라서, 남은 찌꺼기에 따른 관통공의 막힘이나, 용융기를 통해 빠져나가는 찌꺼기를 억제할 수 있으며, 용융 효율의 향상 및 장수명화를 도모할 수 있다.

또 본 발명에 있어서의 제2 용융기는, 관통공을 갖고, 상기 관통공의 일방의 개구부가 유입구이고, 타방의 개구부가 유출구이며, 상기 관통공의 상기 유입구로부터 상기 유출구에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 상기 관통공의 내벽면이 경사면으로 형성되어 있으며, 상기 유입구측에는, 상기 경사면과 연속하여 상기 경사면보다도 완만한 경사의 완사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 유입구측에 완사면을 마련함으로써, 유입구측에서의 개구를 넓히기 쉽고, 보다 한 층, 사출 재료를 관통공의 유입구 내로 인도하기 쉽게 할 수 있다. 또 용융기의 유입구면에 평탄한 부분이 형성되는 것을 억제할 수 있고, 각 유입구의 사이에 날카로운 엣지부를 형성할 수 있다. 따라서 유입구의 가장자리부에서 사출 재료가 세단(가늘게 자름)되는 등의 효과도 기대할 수 있고, 이 결과, 용융기의 유입구면 상에 머무는 사출 재료를 줄일 수 있다. 이상으로 본 발명의 구성에 따르면, 용융 효율의 향상 및 장수명화를 도모할 수 있다.

또 본 발명에 있어서의 사출 장치에서는, 상기의 용융기를 가짐으로써, 사출 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

또 본 발명에 있어서의 사출 성형품 및 부재 간의 접합체는 상기에 기재된 사출 장치를 이용하여 형성된 것이며, 이로 인해, 품질이 뛰어난 사출 성형품 및 부재 간의 접합체를 형성하는 것이 가능하다.

도 1은 본 실시형태에 있어서의 사출 장치의 단면 모식도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 사출 장치에 수지 펠렛을 공급한 상태를 나타내는 사출 장치의 단면 모식도이다.
도 3은 본 실시형태에 있어서의 사출 장치를 이용하여 부재 간을 접합하는 접합 공정을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 4는 본 실시형태에 있어서의 사출 장치를 이용한 사출 성형 공정에 의해 제조된 사출 성형품을 설명하기 위한 단면 모식도이다.
도 5는 본 실시형태에 있어서의 용융기의 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시하는 A-A 선에 따라 높이 방향으로 절단하여 나타나는, 제1 실시형태로서의 용융기의 종단면도이다.
도 7은 도 5에 도시하는 A-A 선에 따라 높이 방향으로 절단하여 나타나는, 제2 실시형태로서의 용융기의 종단면도이다.
도 8은 도 1과는 다른 실시형태에 있어서의 사출 장치의 단면 모식도이며, 수지 펠렛을 공급한 상태를 나타낸다.
도 9는 도 8의 상태에서 상하 이동(왕복 이동) 가능한 용융기를 상방으로 이동시킨 상태를 나타내는 사출 장치의 단면 모식도이다.
도 10은 도 9의 상태에서 용융기를 하방으로 이동시키고, 노즐부로부터 용융 수지가 외부로 사출된 상태를 나타내는 사출 장치의 단면 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 있어서의 사출 장치의 단면 모식도이다. 도 2는, 도 1에 도시하는 사출 장치에 수지 펠렛을 공급한 상태를 나타내는 사출 장치의 단면 모식도이다. 도 3은, 본 실시형태에 있어서의 사출 장치를 이용하여 부재 간을 접합하는 접합 공정을 설명하기 위한 단면 모식도이다.

사출 장치(1)는, 실린더(2)와, 실린더(2) 내에 배치된 용융기(3)와, 사출 장치(1)의 선단에 위치하는 노즐부(4)와, 용융기(3)를 가열하기 위한 가열 수단과, 용융 수지를 가압하여 노즐부(4)로부터 외부로 사출하기 위한 가압 수단을 갖고 구성된다.

도 1에 도시하는 용융기(3)는 실린더(2) 내에 고정되어 있다. 용융기(3)는 실린더(2)의 선단(2a)측(도 1의 하방측)에 배치되어 있다. 또 실린더(2) 내에는, 가압 수단으로서의 플런저(5)가 마련되어 있다. 도 1에서는, 플런저(5)는, 용융기(3)보다도 실린더(2)의 후단(2b)측(도 1의 상방측)에 배치되어 있다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 용융기(3)와 플런저(5)와의 사이에는 소정의 간격이 생겨 있다. 플런저(5)는, 구동 수단으로 상하 이동(왕복 이동)이 가능하게 지지되어 있다. 상하 이동이 가능한 플런저(5)는, 도 1, 도 2에서는, 실린더(2)의 후단 방향으로 가장 후퇴한 위치에 있으며, 도 3은, 도 2의 상태로부터 실린더(2)의 선단 방향(도 1의 하방향)으로 이동한 상태를 나타내고 있다.

실린더(2)는 선단(2a)으로부터 후단(2b)을 향해 대략 일정한 내경 및 외경을 갖는 가늘고 긴 원통 형상으로 형성되어 있으나, 특별히 형상을 한정하는 것이 아니다. 즉 실린더(2) 내에서 용융기(3)를 고정할 수 있고, 가압 수단으로서의 플런저(5)를 상하 이동시키는 것이 가능한 형태의 실린더(2)라면 특별히 형상을 한정하지 않는다. 예를 들면 실린더(2)를 내부가 공동인 각형으로 할 수도 있다.

또 실린더(2)의 재질을 특별히 한정하는 것이 아니지만, 가열이 신속하게 수행될 필요성에서, 철 또는 철의 함유량이 많은 스테인리스 등을 이용하는 것이 바람직하다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 실린더(2)에는, 펠렛 공급구(2c)가 마련되어 있다. 펠렛 공급구(2c)는, 실린더(2)의 선단(2a)측에 고정된 용융기(3)와, 실린더(2)의 후단(2b) 방향(도시 윗방향)으로 후퇴한 상태의 플런저(5)와의 사이에 위치하도록, 실린더 내부의 공간에 연통(連通)하는 구멍 형상으로 형성된다. 그리고, 펠렛 공급구(2c)에는, 관 형상의 공급관(12)이 접속되어 있다.

공급관(12)의 상단은, 다수의 수지 펠렛(사출 재료)을 보관하는 보관부(18)와 연통하고 있으며, 수지 펠렛은, 보관부(18)로부터 공급관(12)을 통해 펠렛 공급구(2c)로 공급된다. 보관부(18)는 예를 들면 호퍼이다. 또 보관부(18)에는, 스크류 반송이나 공기압 장치가 구비되어 있으며, 수지 펠렛을 강제적으로 공급관(12)으로 투입할 수도 있다. 또한 보관부를 마련하지 않고, 스크류 반송이나 공기 압송에 의해 먼 곳에서부터 파이프로 공급할 수도 있다.

플런저(5)는, 압압부(5a)와, 압압부(5a)의 주위에 마련되고, 실린더(2)의 후단(2b) 방향을 향해 형성된 통형상의 외주측면부(5b)를 갖고 구성된다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 압압부(5a)의 크기는, 실린더(2)의 내경에 일치하고 있으며, 압압부(5a)로부터 실린더(2)의 후단(2b)에 걸친 실린더(2)의 공간 영역이 플런저(5)에 의해 막힌 상태가 되어 있다. 또한, 압압부(5a)의 전면(도시 하면측)에는, 경질 내열성의 합성 수지가 필요에 따라 고착되어 있다. 이로 인해, 용융기(3)와 플런저(5)와의 사이를 단열하여 용융기(3)의 열이 플런저(5)에 빼앗기지 않도록, 또, 플런저(5)가 가열하여 구동부(8)에 열이 전도되지 않도록 할 수 있다.

플런저(5)는 구동부(8)와 접속되어 있으며, 구동부(8)의 구동력에 의해, 플런저(5)는 실린더(2) 내를 상하 이동(왕복 이동)할 수 있도록 지지되어 있다. 또한 도 1에 도시하는 바와 같이, 구동부(8)와 플런저(5)와의 사이에는 구동 전달축(장대)(9)이 배치되어 있으며, 구동부(8)와 구동 전달축(9)을 포함시켜 '구동 수단'을 구성하고 있다. 예를 들면, 구동부(8)는 모터 구동부, 구동 전달축(9)은 랙 축이며, 모터 구동부와 랙 축과의 사이에 피니언 기어(미도시)가 배치되어 있으며 구동 수단이, 모터 구동부, 랙 축 및 피니언 기어를 갖고 구성되어 있다. 또한 구동 전달축(장대)(9)의 단면 형상은 예를 들면 원형이지만 형상을 한정하는 것이 아니다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 실린더(2)의 외주에는 용융기(3)를 가열하기 위한 가열 수단(6)이 마련되어 있다. 이와 같이 가열 수단(6)은, 실린더(2)의 외주면으로부터 용융기(3)를 가열하는 구성 부재이며, 용융기(3)로의 열전도성이 양호해지도록 통형상으로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 가열 수단(6)은, 용융기(3)와 서로 대향하는 위치에(용융기(3)의 외주를 감싸도록) 마련된다.

예를 들면, 가열 수단(6)은, IH 히터 등이 권선 형상으로 구성된 것이다. 구체적으로는, 가열 수단(6)은, 전자 유도 장치 즉 IH(인덕션 히팅; induction heating) 코일이 바람직하며, 수지 또는 세라믹제의 단열재 코일보빈에 IH 코일을 말은 것이다. 또한, 보빈을 사용하지 않고 양단을 단열재의 홀더로 유지해도 좋다. 또 가열 수단(6)의 다른 타입으로서, 밴드히터가 사용되는 경우도 있다. 또한, 가열 수단(6)은, 상기한 것에 한정되는 것이 아니며, 그 외의 본 발명에 사용 가능한 가열 장치라면 어떠한 것이 사용되어도 상관없다. 또한 실린더(2)에는, 열전대가 설치되어 있으며, 실린더(2)의 온도를 설정값으로 조정할 수 있는 것이 바람직하다.

용융기(3)에 대해서는 나중에 상세하게 설명하지만, 용융기(3)에는 높이 방향으로 복수의 관통공(용융공)(10)이 마련되어 있다. 또, 용융기(3)의 외주면 전체는, 실린더(2)의 내벽면에 접하도록, 용융기(3)의 외주면의 형상과, 실린더(2)의 내벽면의 형상이 일치하고 있다. 따라서 예를 들면, 실린더(2)의 내벽면(중공부)이 원주 형상이라면, 용융기(3)의 외주면도 같은 지름으로 이루어지는 원주 형상으로 형성된다.

도 1에 도시하는 바와 같이 각 관통공(10)의 용융기(3)의 상면측의 개구부가 유입구이며, 각 관통공(10)의 용융기(3)의 하면측의 개구부가 유출구이다.

용융기(3)의 재질은, 열용량이 크고, 그리고 열전도가 좋은 것, 혹은 내열성이 뛰어난 금속이 바람직하다. 구체적으로는, 동, 베릴륨 동, 놋쇠, 스테인리스강, 금, 크롬강, 니켈크롬강, 몰리브덴강, 텅스텐강 등이 사용되지만 특별히 재질을 한정하는 것이 아니다. 그리고 용융기(3)를 후술하는 수치로 형성함으로써 수지 펠렛(P)(사출 재료)이 녹고 남은 찌꺼기를 효과적으로 억제하는 것이 가능해진다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 실린더(2)의 선단(2a)에는, 노즐부(4)를 구비하는 헤드부(11)가 마련되어 있다. 헤드부(11)는, 노즐부(4)와, 누두(깔때기)부(13)와, 접속부(14)로 구성되어 있다. 헤드부(11)는 접속부(14)를 통해 실린더(2)에 접속되어 있다. 헤드부(11)의 재질은, 열전도가 좋은 것이 바람직하고, 구체적으로는, 베릴륨 동 혹은 동이 바람직하다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 다수의 고체 형상의 수지 펠렛(사출 재료)(P)이 보관부(18)로부터 공급관(12)을 통해 실린더(2) 내에 공급된다.

수지 펠렛(P)의 재질을 특별히 한정하는 것은 아니지만, 폴리프로필렌(PP), ABS, 폴리카보네이트(PC)／ABS, 폴리아세탈(POM), 염화 비닐, 폴리오레핀, 나일론 등의 각종 수지가 바람직하게 적용된다. 또 본 발명에서는, 수지 펠렛(P)의 수지로서, 엔지니어링 플라스틱, 또는, 슈퍼 엔지니어링 플라스틱을 이용할 수 있다. 또한 수지 펠렛(P)은 예를 들면, 1∼1.5㎜ 정도인 지름, 혹은 긴 변을 갖는 크기이다.

수지 펠렛(P)이 용융기(3) 상에 도달하면, 수지 펠렛(P)은, 용융기(3)의 각 관통공(용융공) 내에 유입구(도면 상면)로부터 들어간다. 각 관통공(10) 내에 들어간 수지 펠렛(P)은, 나중에 유입하는 수지 펠렛(P)에 의해, 각 관통공(10)의 유출구측(도면 하면측)에 압압된다. 이때, 용융기(3)는, 가열 수단(6)을 통해 수지 펠렛(P)을 용융하는 온도로 유지되어 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 각 관통공(10)에 유입한 수지 펠렛(P)은, 용융기(3)로부터의 열로 인해 일부 연화된다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 구동 수단을 구동시켜 가압 수단으로서의 플런저(5)를 노즐부(4)의 방향(도면 하방향)으로 구동시킨다. 이로 인해 용융기(3)의 유입구측면(도시 상면)과 플런저(5)의 압압부(5a)의 하면과의 사이에 위치하는 다수의 수지 펠렛(P) 전체가 상호 압압된다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 플런저(5)의 하방향으로의 이동으로 인해 펠렛 공급구(2c)는 플런저(5)에 의해 덮어진 상태가 된다.

플런저(5)의 이동으로 용융기(3)의 각 관통공(10) 내에 유입한 수지 펠렛(P)도 가압된다. 이와 같이 수지 펠렛(P)은, 각 관통공(10) 내에서 가압되어 기밀 상태가 되고, 또한 용융기(3)로부터의 열로 인해 용융하고, 용융 수지(q)가, 용융기(3)의 유출구(하면측)로부터 헤드부(11) 내로 흘러 들어간다. 그리고 용융 수지(q)는 높은 기밀 상태를 유지하면서 가압되고, 노즐부(4)로부터 외부에 사출된다.

도 3에서는, 예를 들면 노즐부(4)가, 부재(21, 22) 사이에 마련된 접속 공간부(23)에 위치하고 있으며, 노즐부(4)로부터 사출된 용융 수지(q)가 접속 공간부(23) 내에 충전된다. 충전된 용융 수지(q)는, 그 후, 식혀져 고체 형상이 되고, 부재(21, 22) 사이를 접합하는 접합 수지(24)가 된다. 이와 같이 본 실시형태의 사출 장치(1)를 이용함으로써, 부재(21, 22) 사이를 접합하는 접합 수지(24)를 구비한 부재 사이의 접합체(25)를 얻을 수 있다. 사출 장치(1)에 따른 용융 수지(q)의 사출 시간은 수백 밀리 초에서 수 초(예를 들면 1초 정도)이다. 또, 도시하지 않지만, 접합체(24)의 형성 시에는, 어댑터라 칭하는 틀을 이용하여 부재(21, 22) 사이에 적절하게 용융 수지(q)를 충전시킨다.

혹은 본 실시형태의 사출 장치(1)를 이용하여, 도 4에 도시하는 바와 같이, 용융 수지를 금형, 실리콘형, 혹은, 수지형 등의 상형(30) 및 하형(31) 내에 주입하여 사출 성형품(32)을 제조할 수 있다.

다음으로, 본 실시형태에 있어서의 용융기(3)에 대해 설명한다. 이미 설명한 바와 같이, 용융기(3)에는 복수의 관통공(10)이 마련되어 있다. 용융기(3)는, 수지 펠렛(P)을 각 관통공(10)에 통해, 수지 펠렛(P)을 용융시키기 위한 기능을 구비한다. 이때, 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 발생하면, 관통공(10)의 막힘이 발생하기 쉬워진다. 또, 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 용융기(3)로부터 방출되면, 용융기(3)의 선단측에 위치하는 노즐부(4)에서의 막힘이나 부재 간의 접합체 및 수지 성형품의 품질에 영향을 끼치는 결과가 된다. 이 때문에, 용융기(3)에는, 용융 수지를 생성할 때에 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있는 형태가 요구된다.

도 5는, 본 실시형태에 있어서의 용융기의 사시도이다. 도 6은, 도 5에 도시하는 A-A 선에 따라 높이 방향으로 절단하여 나타나는, 제1 실시형태로서의 용융기의 종단면도이다.

도 5에 도시하는 바와 같이 용융기(3)는 원주 형상이지만, 이미 설명한 바와 같이, 실린더(2)의 내벽면의 형상에 맞춰 용융기(3)의 외주면 형상을 적절하게 변경할 수 있다.

용융기(3)는, 상면(3a)과, 하면(3b)과, 상면(3a)과 하면(3b)과의 사이에 위치하는 외주면(3c)을 갖는다. 상면(3a)과 하면(3b)은, 서로 대향하고 서로 평행한 면이다.

도 5에 도시하는 바와 같이 용융기(3)에는 상면(3a)으로부터 하면(3b)에 걸쳐(높이 방향(Z)을 향해) 마련된 관통공(10)이 복수, 형성되어 있다. 각 관통공(10)의 상면(3a)에서의 개구부는, 유입구(10a)이며, 하면(3b)에서의 개구부는, 유출구(10b)(도 6 참조)이다.

관통공(10)의 수는 임의로 설정할 수 있으나, 관통공(10)은 복수인 것이 바람직하다. 또 예를 들면, 용융기(3)의 상면(3a)(유입구면)의 면적에 대해, 각 관통공(10)의 유입구(10a)의 합계 면적의 비율이, 50％ 이상이 되도록, 관통공(10)의 수를 설정하는 것이 바람직하다.

또, 복수의 관통공(10)은 규칙적으로 배치되어도 좋으며 랜덤으로 배치되어도 좋으나, 상면(유입구면)(3a) 전체 및 하면(유출구면)(3b) 전체에, 빈틈없이 각 관통공(10)을 산재시킴으로써 용융 효율을 올릴 수 있다.

도 6은, 도 5에 도시하는 A-A 선에 따라 높이 방향으로 절단하여 나타나는, 제1 실시형태로서의 용융기의 종단면도이다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 각 관통공(용융공)(10)은, 유입구(10a)로부터 유출구(10b)에 걸쳐 개구폭이 서서히 좁아지도록, 관통공(10)의 내벽면(10c)이 경사면으로 형성되어 있다. 각 관통공(10)은, 유입구(10a)로부터 유출구(10b)에 걸쳐 높이 방향(Z)과 평행인 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 각 관통공(10)은, 절두체(frustum)의 형상인 것이 바람직하고, 구체적으로 원뿔대나 각뿔대를 제시할 수 있다. 도 5, 도 6에서는, 각 관통공(10)은 원뿔대 형상이다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 각 관통공(10)의 유입구(10a)의 개구폭은 T1이며, 각 관통공(10)의 유출구(10b)의 개구폭은 T2이다. 그리고, 개구폭(T1)은 개구폭(T2)보다도 커져 있다. 각 관통공(10)의 원뿔대 형상일 때, 개구폭(T1) 및 개구폭(T2)은, 개구경으로서 구할 수 있다. 또, 관통공(10)이 각뿔대 형상일 때, 개구폭(T1) 및 개구폭(T2)은, 변 혹은 대각성 중 가장 긴 직선폭을 가리킨다.

도 6에서는, 개구폭(T1)은, 4.1㎜∼10㎜의 범위 내에서 조정되고, 개구폭(T2)은, 1.0㎜∼4.5㎜의 범위 내에서 조정된다. 또한 본 명세서에 있어서 '하한값∼상한값'의 표기는, 하한값 및 상한값을 포함하는 것으로 한다.

도 6에 도시하는 용융기(3)의 각 관통공(10)의 유입구(10a)로부터 수지 펠렛(P)이 용융기(3) 내에 유입되고, 가열 그리고 가압되어 용융 상태가 되고, 용융 수지가 각 관통공(10)의 유출구(10b)로부터 유출된다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 각 관통공(10)의 유입구(10a)는 유출구(10b)보다도 크게 개구하고 있다. 이 때문에, 수지 펠렛(P)(사출 재료)을 관통공(10)의 유입구(10a) 내에 인도하기 쉽다. 유입구(10a)의 개구폭(T1)을 4.1㎜∼10㎜의 범위 내에서 조정함으로써, 시판되고 있는 다양한 수지 펠렛의 사이즈를 거의 커버할 수 있고, 적절하게 수지 펠렛(P)을 유입구(10a) 내에 인도할 수 있다. 또 수지 펠렛(P)은 용융기(3) 내에서 용융되고, 유출구(10b)로부터 외부로 방출되지만, 관통공(10)의 내벽면(10c)은 경사면이기 때문에, 용융 수지를 유출구(10b) 방향으로 원활하게 인도할 수 있고, 또 유출구(10b)의 개구폭(T2)을 유입구(10a)의 개구폭(T1)보다도 좁게 함으로써, 유출구(10b)측에서의 열량 및 압출 압력을 높일 수 있고, 유출구(10b)로부터 용융 수지를 적절하게 유출시킬 수 있다. 그리고 도 6에 도시하는 실시형태에서는, 유입구(10a)의 개구폭(T1)을, 4.1㎜∼10㎜로 하고, 유출구(10b)의 개구폭(T2)을 1.0㎜∼4.5㎜로 했다. 이와 같이, 관통공(10)이 유입구(10a)로부터 유출구(10b)를 향해 경사하는 구성에 있어서, 유입구(10a)과 유출구(10b)의 각각의 개구폭 수치를 소정 범위 내로 규제함으로써, 수지 펠렛(P)(사출 재료)이 녹고 남은 찌꺼기를 종래에 비래 억제하는 것이 가능해진다.

이상과 같이, 수지 펠렛이 녹고 남은 찌꺼기에 따른 관통공(10)의 막힘 등을 억제할 수 있고, 용융 효율의 향상 및 용융기(3) 나아가서는 사출 장치(1)의 장수면화를 도모할 수 있다. 여기서 '용융 효율'이란, 예를 들면, 사출 장치(1)의 노즐부(4)로부터의 사출량으로 규정할 수 있고, 일정 기간, 일정한 사출량을 얻을 수 있는 상태는, 용융 효율이 뛰어난 상태라고 할 수 있다. 혹은 용융기(3) 내에 축적되는 수지 펠렛의 녹고 남은 찌꺼기나 용융기(3)로부터 유출하는 찌꺼기를 일정 기간 측정하고, 찌꺼기량이 일정값 이내(혹은 0)로 줄인 상태를 가리킨다.

본 발명자는, 개구폭(T1, T2)을 상기 범위 내에서 조정하고, 수지 펠렛(P)에 폴리프로필렌(PP)을 이용하여, 실린더 온도를 약 230°로 하고 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 발생하는지 여부를 측정했다. 그 결과, 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 발생하지 않는 것이 확인되었다. 또, 사출 장치(1)의 노즐부(4)로부터의 사출량이 연속 사용에 있어서 수 g／sec 정도로 거의 일정한 것을 알 수 있다. 또한 실린더 온도를 약 190°로 한 경우라도 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 생기지 않는 것을 확인했다.

또 수지 펠렛(P)으로서, 폴리프로필렌(PP) 이외에, ABS, 폴리카보네이트(PC)／ABS, 폴리아세탈(POM), 염화 비닐, 폴리오레핀, 나일론을 이용하여 동일한 실험을 시도한 결과, 폴리프로필렌(PP)의 경우와 마찬가지로, 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 없고, 적절하게 용융 수지를 생성할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

또, 관통공(10)의 유입구(10a)로부터 유출구(10b)까지의 길이 수치(H1)가, 30㎜∼200㎜인 것이 바람직하다. 길이 수치(H1)는, 유입구(10a)로부터 유출구(10b)에 이르는 높이 방향(Z)과 평행인 방향으로의 수치로 결정된다. 상기 실험에서도, 각 관통공(10)의 길이 수치(H1)를 30㎜∼200㎜의 범위 내로서 실시했다. 이로 인해 뛰어난 용융 효율을 얻을 수 있다. 즉, 길이 수치가 너무 짧으면, 유입구로부터 유출구에 이르는 용융 경로가 짧아짐으로써, 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 생기기 쉬워진다. 또 관통공(10)의 길이 수치가 너무 길면, 관통공(10)의 내벽면이 경사면으로부터 수직면에 가까워져 유출구(10b)측에서의 열량 및 압출 압력의, 유입구측에 대한 상대적인 상승은 저하되기 쉬워진다. 또, 길이 수치가 너무 길면 용융기(3)의 대형화로 이어진다. 길이 수치(H1)는, 70㎜∼150㎜인 것이 더욱 바람직하다.

본 실시형태에서는, 관통공(10)의 유입구(10a) 및 유출구(10b)의 각 개구폭 모두, 관통공(10)의 길이 수치도 적절하게 조정함으로써, 보다 효과적으로, 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기가 없어지고, 용융 효율의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에서는, 유입구(10a)의 개구폭(T1)이, 4.1㎜∼6㎜인 것이 바람직하다. 또, 유출구(10b)의 개구폭(T2)이 1.0㎜∼2.9㎜인 것이 바람직하다. 또, 유출구(10b)의 개구폭(T2)의 하한값은, 1.6㎜인 것이 보다 바람직하다.

유출구(10b)의 개구폭(T2)을 3㎜로 실험한 결과, 수지 펠렛(P)의 찌꺼기가 조금 보이는 경우가 있었다. 이 때문에, 유출구(10b)의 개구폭(T2)은 2.9㎜ 이하로 하는 것이 찌꺼기를 억제하는 데에 있어서 바람직하다.

또 각 관통공(10)의 유입구(10a)의 개구폭(T1), 및 유출구(10b)의 개구폭(T2)이 각각 일정하지 않고, 상기한 수치 범위 내라면 다소의 불규칙함이 있어도 좋으나, 일정하게 한 편이, 각 관통공(10)을 통과하는 수지 펠렛(P)의 용융 조건을 일률적으로 할 수 있고, 안정되어 높은 용융 효율을 얻는 것이 가능하다. 여기서 '일정'이란, 각 유입구(10a)의 개구폭(T1)의 평균값, 및 각 유출구(10b)의 개구폭(T2)의 평균값에 대해, 각각, ± 10％ 이내의 불규칙함 범위 내를 가리킨다.

도 7은, 도 5에 도시하는 A-A 선에 따라 높이 방향으로 절단하여 나타나는, 제2 실시형태로서의 용융기의 종단면도이다.

도 7에 도시하는 실시형태에서도, 도 6과 마찬가지로, 용융기(3)를 구성하는 각 관통공(용융공)(10)은, 유입구(10a)로부터 유출구(10b)에 걸쳐 개구폭이 서서히 좁아지도록, 관통공(10)의 내벽면(10c)이 경사면으로 형성되어 있다.

도 7에 도시하는 실시형태에서는, 유입구(10a)측에, 각 관통공(10)을 구성하는 경사면과 연속하여 상기 경사면보다도 완만한 경사의 완사면이 형성되어 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 각 관통공(10)은, 열림 각도(θ1)의 경사면(제1 경사면)(35)으로 형성되고, 유입구(10a)측에 열림 각도(θ2)의 완사면(제2 경사면)(36)이 형성되어 있다. 그리고, θ1＜θ2≤≤120°의 관계를 만족시키고 있다. 또한 열림 각도(θ1)는, 도 6에서도 동일한 열림 각도를 갖고 있으며, 열림 각도(θ1)는, 유입구(10a)와 유출구(10b)와의 관계에 의해 결정된다.

여기서 '열림 각도'란, 도 7에 도시하는 단면에서 서로 대향하는 경사면 사이의 각도를 가리키고, 각 경사면의 기울림 각도를 높이 방향(Z)으로부터의 각도로 규정했을 때, 열림 각도는 기울림 각도의 대략 2배가 된다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 인접하는 관통공(10)의 유입구(10a)의 가장자리부(10d)가 가까워져서 가장자리부(10d)끼리 접촉하고, 혹은 근접촉한 형상 부분에서는, 가장자리부(10d)가 칼 형상, 혹은 칼 형상에 가까운 형상이 되고, 수지 펠렛(P)이 가장자리부(10d) 상에 위치했을 때는, 수지 펠렛(P)이 파쇄되고, 잘게 분리되어 관통공(10) 내로 한 층, 들어가기 쉽고, 그리고, 관통공(10) 내에서의 막힘이 억제된다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 경사가 급한 경사면(35)은 유출구(10b)로부터 유입구(10a)에 가까운 위치까지 형성되어 있으며, 유입구(10a) 부근에만 경사가 완만한 완사면(36)이 형성되어 있다.

또한, 경사면은, 3단 이상으로 형성되어도 좋다. 또한, 관통공의 대부분은 경사가 급한 경사면(35)으로 형성되고, 유입구(10a) 부근만 완사면(36)이 형성된 2단 경사 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

이상과 같이 도 7에서는 먼저, 관통공(10)의 유입구(10a)로부터 유출구(10b)에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 관통공(10)의 내벽면이 경사면으로 형성되어 있다. 이와 같이 유입구(10a)가 유출구(10b)보다도 크게 개구하고 있기 때문에, 수지 펠렛(P)을 관통공(10)의 유입구(10a) 내로 인도하기 쉽다. 그리고 수지 팰렛(P)은 용융기(3) 내에서 용융되고, 유출구(10b)로부터 유출되지만, 이때 관통공(10)의 내벽면은 경사면이기 때문에, 유출구 방향으로 원활하게 인도되기 쉽고, 또 유출구(10b)의 개구폭을 유입구(10a)의 개구폭보다도 좁게 함으로써, 유출구측에서의 열량 및 압출 압력을 높일 수 있고, 유출구(10b)로부터 용융 수지를 적절하게 외부로 유출시킬 수 있다. 그리고, 도 7에 도시하는 실시형태에서는, 유입구(10a)측에 완사면(36)을 형성했다. 이로 인해, 보다 한 층, 수지 펠렛(P)을 관통공(10)의 유입구(10a) 내에 인도하기 쉽게 할 수 있다. 또 용융기의 유입구면에 평탄한 부분이 형성되는 것을 억제할 수 있고, 각 유입구의 사이에 날카로운 엣지부를 형성할 수 있다(도 7 참조). 따라서 유입구(10a)의 가장자리부(10d)에서 수지 펠렛(P)이 세단되는 등의 효과도 기대할 수 있고, 이 결과, 용융기(3)의 상면(유입구면)(3a) 상에 머무는 수지 펠렛(P)을 줄일 수 있다.

또한 종래에서는, 용융기(3)의 분야에 있어서, 도 7에 도시하는 바와 같은 기울기가 다른 다단의 경사면을 구비하는 관통공을 구비한 용융기(3)는 존재하지 않았다. 예를 들면, 관통공의 내벽면을 수직면(높이 방향(Z)에 따른 면)으로 형성하고, 유입구 부분을 깎아서 경사면을 만든 구성은 종래 존재했지만, 이와 같은 구성의 경우, 관통공(10)의 내벽면 전체를 경사면으로 해서 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기를 줄이는 효과가 저하되기 쉽다. 이에 대해 본 실시형태에서는, 어디까지나 관통공(10)의 내벽면 전체를 경사면으로 구성하지만, 이때, 일률적인 기울기 각도로 경사면을 형성하는 것이 아니라, 유입구(10a)측을 완만한 경사면으로 함으로써, 수지 펠렛(P)의 유입구(10a)로의 도입 효과나 세단 효과를 높이면서, 수지 펠렛(P)이 녹고 남은 찌꺼기를 억제하는 것이 가능해지는 것이다.

특히 본 실시형태에서는, θ1＜θ2≤≤120°의 관계를 만족시키고 있다. 또, θ2는, 30°∼120°인 것이 바람직하다. 또, θ2는, 30°∼90°인 것이 보다 바람직하다. 또, θ2는, 30°∼60°인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 열림 각도(θ1)는, 유입구(10a)와 유출구(10b)의 사이즈로 결정되고, 적어도 열림 각도(θ1)보다도 작은 각도가 된다. 구체적으로는 θ1은 0°∼20° 정도, 혹은 0°∼10° 정도이다. θ2가 30°보다도 작아지면, 열림 각도(θ1)와의 차가 작아지고, 용융기(3)의 상면(유입구면)(3a) 상에 머무는 수지 펠렛(P)을 억제하는 효과나 수지 펠렛(P)에 대한 세단 효과가 저하된다. 또, 열림 각도(θ2)가 적어도 120°보다도 커지면, 유입구측의 완사면(36)이 너무 완만해서, 수지 펠렛(P)이 유입구측의 완만한 경사면의 도중에서 퇴적되기 쉬워지고, 또 용융기(3)의 대형화로 이어지기 쉽다. 이에 대해 본 실시형태와 같이, 열림 각도(θ2)를 상기 범위 내에서 규제함으로써, 용융기(3)의 소형화를 확보하면서, 보다 효과적으로, 용융 효율을 향상시킬 수 있다.

도 7에 도시하는 실시형태에 있어서, 도 6에 도시한 유입구(10a) 및 유출구(10b)의 개구폭(T1, T2)을 채용하는 것이 바람직하다. 즉, 유입구(10a)의 개구폭(T1)은, 4.1㎜∼10㎜이며, 유출구(10b)의 개구폭(T2)은, 1.0㎜∼4.5㎜인 것이 바람직하다. 또, 유입구(10a)의 개구폭(T1)은, 4.1㎜∼6㎜이며, 유출구(10b)의 개구폭(T2)은 1.0㎜∼2.9㎜인 것이 보다 바람직하다. 또 개구폭(T2)의 하한값은 1.6㎜인 것이 더욱 바람직하다.

또 실시형태에서는, 관통공(10)의 유입구(10a)로부터 유출구(10b)까지의 길이 수치(H1)가, 30㎜∼200㎜인 것이 바람직하다. 또 길이 수치(H1)는, 70㎜∼150㎜인 것이 보다 바람직하다.

또 본 실시형태에 있어서의 용융기(3)는, 도 1에 도시하는 바와 같이 사출 장치(1) 내에서 고정되어 이용하는 외에, 다음으로 설명하는 바와 같이 실린더 내를 상하 이동(왕복 이동)하는 구성으로 할 수도 있다.

도 8은, 도 1과는 다른 실시형태에 있어서의 사출 장치의 단면 모식도이며, 수지 펠렛을 공급한 상태를 나타낸다. 도 9는, 도 8의 상태에서 상하 이동(왕복 이동) 가능한 용융기를 상방으로 이동시킨 상태를 나타내는 사출 장치의 단면 모식도이다. 도 10은, 도 9의 상태에서 용융기를 하방으로 이동시켜, 노즐부로부터 용융 수지가 외부로 사출되는 상태를 나타내는 사출 장치의 단면 모식도이다.

도 8 내지 도 10에 있어서, 도 1 내지 도 3과 같은 부분은 같은 부호를 달았다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 용융기(3)와 구동부(8)가, 구동 전달축(9)을 통해 접속되어 있다. 도 8에 도시하는 바와 같이, 용융기(3)보다도 실린더(2)의 후단(2b)측에는 막음 부재(40)가 마련되어 있다. 막음 부재(40)의 평면 면적은, 실린더(2) 내의 내벽면으로 둘러싸인 공간의 평면 면적과 일치하고 있다. 막음 부재(40)는 실린더(2) 내에 고정되어 있다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 구동 전달축(9)은, 막음 부재(40)를 관통하여, 용융기(3)에 접속되어 있다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 용융기(3)의 중앙 부분에 구동 전달축(9)이 관통하고, 용융기(3)와 구동 전달축(9)이 고정 접속되어 있다.

또 도 8에 도시하는 바와 같이 용융기(30)의 하면(유출구면)(3b)측에는 개폐 부재(41)가 마련되어 있다. 개폐 부재(41)는, 용융기(3)의 상하 이동에 기초하여, 용융기(30)의 각 관통공(10)의 유출구를 막거나 해방하도록 지지되어 있다. 예를 들면 미도시의 탄성 부재를 이용하여 항상 개폐 부재(41)가 용융기(3)의 하면(유출구면)에 부세(付勢; energize)되어 있다. 그리고, 구동부(8) 및 구동 전달축(9)의 작용으로, 개폐 부재(41)를 용융기(3)의 하면(3b)으로부터 해방하는 것을 가능하게 한다.

개폐 부재(41)는, 용융기(3)보다도 작은 면적으로 형성되어 있다. 또, 개폐 부재(41)에는 관통공이 형성되어 있어도 좋다. 이때, 개폐 부재(41)에 형성된 관통공은, 용융기(3)의 각 관통공(10)의 유출구(10b)와는 겹치지 않도록 위치 및 크기가 규제되고 있다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 용융기(3)가 실린더(2)의 선단(2a)측에 위치하고 있으며, 도 8의 초기 상태에서는, 다수의 고체 형상의 수지 펠렛(사출 재료)(P)이 보관부(18)로부터 공급관(12)을 통해 실린더(2) 내에 공급된다.

수지 펠렛(P)은, 용융기(3)의 각 관통공(용융공)(10) 내에 유입구(도시 상면)로부터 들어간다. 각 관통공(10) 내에 들어간 수지 펠렛(P)은, 나중에 유입하는 수지 펠렛(P)에 의해, 각 관통공(10)의 유출구측(도시 하면측)에 압압된다. 이때, 용융기(3)는, 가열 수단(6)을 통해 수지 펠렛(P)을 용융하는 온도로 유지되고 있다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 각 관통공(10)에 유입한 수지 펠렛(P)은, 용융기(3)로부터의 열로 인해 일부 연화된다.

다음으로, 도 9에 도시하는 바와 같이, 구동 수단을 구동시켜 용융기(3)를 막음 부재(40)의 방향(도시 상방향)으로 구동시킨다(용융 공정). 이로 인해 용융기(3)의 유입구측면(도시 상면)과 막음 부재(40)의 하면과의 사이에 위치하는 다수의 수지 펠렛(P) 전체가 상호 압압된다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 가열 수단(6)은, 실린더(2)의 외주에 고정되어 있지만, 용융기(3)의 열용량적으로는, 구동 수단으로 상하 방향으로 왕복 이동시켜도, 충분히 열원을 유지하게 할 수 있다. 또한 용융기(3)의 열이 구동 전달축(9)으로 전달되지 않도록, 용융기(3)와 구동 전달축(9)과의 사이에 단열 구조가 마련되어 있는 것이 바람직하다.

용융기(3)의 각 관통공(용융공)(10)에 충전된 수지 펠렛(P)은 가열됨과 동시에 기밀 상태가 되면서 가압도 되어 용융을 개시한다. 이때 용융기(3)의 하면(유출구)(3b)측에 위치하는 개폐 부재(41)는, 용융기(3)로부터 해방된 상태에 있다. 이로 인해, 용융기(3)로부터 하방향으로 유출한 용융 수지(q)는, 용융기(3)와 노즐부(4)와의 사이에 쌓인다.

이어서, 도 10에서는, 구동 수단을 작용시켜 용융기(3)를 노즐부(4)의 방향(도시 하방향)으로 이동시킨다(사출 공정). 이때, 개폐 부재(41)는 용융기(3)의 하면(3b)에 당접하고, 용융기(3)의 각 관통공(10)의 유출구(10b)를 막은 상태가 된다. 이로 인해, 용융기(3)와 노즐부(4)와의 사이에 모인 용융 수지(q)는 기밀 상태를 유지하면서 가압되어 노즐부(4)로부터 사출된다. 그리고 용융 수지(q)로 인해, 도 3에서 설명한 부재 간의 접합체(25)를 형성할 수 있고, 혹은, 도 4에 도시한 사출 성형품(32)을 형성할 수 있다.

도 8 내지 도 10에 도시한 사출 장치에 있어서도, 도 6에 도시한 유입구(10a)의 개구폭(T1)이, 4.1㎜∼10㎜이며, 유출구(10b)의 개구폭(T2)이 1.0㎜∼4.5㎜인 용융기(3)를 이용하여, 혹은, 도 7에 도시한 각 관통공(10)의 유입구(10a)측을 완사면으로 형성한 용융기(3)를 이용함으로써, 종래에 비해 효과적으로, 용융 효율을 향상시키는 것이 가능하다.

본 실시형태에서는, 사출 장치의 전 동작의 자동화를 도모할 수 있다. 예를 들면 테이블 톱형 로봇을 이용하여, 사출 장치의 XYZ축 방향(X축, Y축 및 Z축은 서로 직교하는 방향)에 대한 전자동화를 도모할 수 있다. 여기서 전자동이란, 사출 동작과 함께 스테이지 상에서의 사출 장치의 이동을 포함한다. 또한, 사출 장치측은 고정으로 스테이지측이 이동하는 경우도 '전자동화'에 포함된다. 또, 이때, 사출 성형품을 금형으로 성형하는 형태 외에, 금형을 이용하지 않고 자연 냉각으로 인해 입체 조형할 수 있고, 3D 프린터과 같은 사용법이 가능하다.

또 본 실시형태에서는, 사출 성형품은, 엔지니어링 플라스틱, 또는, 슈퍼 엔지니어링 플라스틱에서 선택되는 수지로 성형할 수 있다. 엔지니어링 플라스틱은, 폴리아미드, 폴리아세탈(POM), 폴리(에틸렌)부틸렌 텔레프탈레이트(PBT) 등이 선택된다. 또, 슈퍼 엔지니어링 플라스틱에는, 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 등이 선택된다. 본 실시형태에서는, 사출 성형품에 열화물이 들어가지 않고, 성형하는 것이 가능하다. 특히 본 실시형태에서는, 사출 성형품을, 폴리에테르에테르케톤(PEEK)으로 성형하는 것이 가능하다.

종래의 사출 성형품을 이용하여 PEEK으로 이루어진 사출 성형품을 성형했을 때, 노즐 내부에 수지 등의 열화물이 침착하고, 이 열화물이 성형품(용융 수지가 고화된 상태의 것)에 섞이는 것을 알 수 있었다. 또한 종래의 사출 장치로서는, 노즐이 철／크롬계로 형성된 것을 이용했다.

이에 대해, 본 실시형태에서는, 용융기 및 노즐을 동 혹은 놋쇠로 형성한 사출 장치를 이용하여 PEEK로 이루어지는 사출 성형품을 성형했을 때, 종래와 같이 열화물이 성형품 내부에 들어가지 않고, 이물 혼입을 방지할 수 있는 것을 알 수 있었다. 이는, 용융 수지에 대한 용매 작용의 차이나 장치 내부의 환경(예를 들면 산소 농도)의 차이 등에 기인하는 것이라고 추측된다.

이와 같이 본 실시형태에서는, PEEK로 이루어지는 사출 성형품을 이물 혼입 없이 성형할 수 있고, 본 실시형태의 사출 장치를 이용함으로써, 소망의 PEEK 성형품을 안정적으로 성형할 수 있다.

Claims (17)

1. 관통공을 갖고, 상기 관통공의 일방의 개구부가 유입구이고, 타방의 개구부가 유출구이고, 상기 관통공의 상기 유입구로부터 상기 유출구에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 상기 관통공의 내벽면이 경사면으로 형성되어 있으며,
   상기 유입구의 개구폭이, 4.1㎜∼10㎜이며, 상기 유출구의 개구폭이 1.0㎜∼4.5㎜인 것을 특징으로 하는 용융기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 유입구의 개구폭이, 4.1㎜∼6㎜이고, 상기 유출구의 개구폭이 1.0㎜∼2.9㎜인 것을 특징으로 하는 용융기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 유출구의 개구폭의 하한값은, 1.6㎜인 것을 특징으로 하는 용융기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 관통공의 상기 유입구로부터 상기 유출구까지의 길이 수치가, 30㎜∼200㎜인 것을 특징으로 하는 용융기.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 유입구측에는, 상기 경사면과 연속하여 상기 경사면보다도 완만한 경사의 완사(緩斜)면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용융기.
6. 관통공을 갖고, 상기 관통공의 일방의 개구부가 유입구이고, 타방의 개구부가 유출구이며, 상기 관통공의 상기 유입구로부터 상기 유출구에 걸쳐 개구폭이 좁아지도록, 상기 관통공의 내벽면이 경사면으로 형성되어 있으며,
   상기 경사면은, 상기 유입구측에는, 상기 경사면과 연속하여 상기 경사면보다도 완만한 경사의 완사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용융기.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 경사면의 열림 각도를 θ1, 상기 완사면의 열림 각도를 θ2로 했을 때, θ1＜θ2≤≤120°의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 용융기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 θ2는, 30°∼120°인 것을 특징으로 하는 용융기.
9. 제7항에 있어서,
   상기 θ2는, 30°∼90°인 것을 특징으로 하는 용융기.
10. 제7항에 있어서,
    상기 θ2는, 30°∼60°인 것을 특징으로 하는 용융기.
11. 실린더와, 상기 실린더 내에 배치된 제1항 내지 제10항 중 어느 하나에 기재된 용융기와, 상기 용융기의 상기 유출구측에 배치되는 노즐부와, 상기 용융기를 가열하기 위한 가열 수단과, 상기 용융기에서 용융된 사출 재료를 상기 노즐부로부터 외부에 사출하기 위한 가압 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 사출 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 사출 장치는 전자동으로 동작되는 것을 특징으로 하는 사출 장치.
13. 제11항 또는 제12항에 기재된 사출 장치를 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 사출 성형품.
14. 제13항에 있어서,
    상기 사출 성형품은, 엔지니어링 플라스틱, 또는, 슈퍼 엔지니어링 플라스틱에서 선택되는 수지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 사출 성형품.
15. 제14항에 있어서,
    상기 사출 성형품은, 폴리에테르에테르케톤으로 형성되는 것을 특징으로 하는 사출 성형품.
16. 제11항 또는 제12항에 기재된 사출 장치를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 사출 성형품의 제조 방법.
17. 제11항 또는 제12항에 기재된 사출 장치를 이용하여 형성한 것을 특징으로 하는 부재 간의 접합체의 제조 방법.
    

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