KR20170133552A - 가스취출기능이 있는 웰드레스 방식의 사출금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웰드레스 방식의 사출금형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열차단부를 형성하여 사출금형의 냉각 및 가열시간을 단축시키고, 진공실린더의 피스톤 구동을 이용하여 캐비티 내의 가스를 취출할 수 있는 웰드레스방식의 사출금형장치에 관한 것이다.
본 발명의 가스취출기능이 있는 웰드레스방식의 사출금형장치는 사출성형시 사출금형의 캐비티 가장자리를 지속적으로 냉각시킬 수 있으므로 사출금형에 열이 축적되는 것을 방지할 수 있으며, 나아가서는 금형을 짧은 시간 내에 냉각 및 가열 할 수 있어, 제품의 성형에 따른 사이클 타임을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 가스취출기능이 있는 웰드레스 사출금형장치는 사출성형 과정중 발포수지 내의 가스나 캐비티 내에 발생하는 가스 및 공기를 제거함으로써 제품의 품질 및 표면 불량을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

Description

가스취출기능이 있는 웰드레스 방식의 사출금형장치 {Injection mold apparatus with weldless process having function ventilating gas}

본 발명은 웰드레스 방식의 사출금형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열차단부를 형성하여 사출금형의 냉각 및 가열시간을 단축시키고, 진공실린더의 피스톤 구동을 이용하여 발포수지 또는 사출성형과정 중에 캐비티 내에 발생되는 가스를 취출할 수 있는 웰드레스방식의 사출금형장치에 관한 것이다.

일반적인 사출금형은 상부금형과 하부금형이 상호 형합되어 성형하고자 하는 제품의 형상과 동일한 캐비티가 형성되도록 하고, 이 캐비티에 용융된 수지를 고압으로 주입하여 제품을 성형하게 된다. 이 과정에서 성형하고자 하는 제품의 형상이 복잡하여 언더컷이 있는 부분을 성형할 경우에는 슬라이드 코어를 설치하여 상하부 금형이 형분리 되도록하여 성형하고 있다.

이와 같은 사출 성형 방식에 따른 제품의 제조시 금형에 주입된 용융 수지 내에 존재하는 가스와 사출금형의 내부 공간에 있는 공기로 인해 최종적으로 생산된 플라스틱 수지 제품의 표면이 평탄하지 못하거나, 수지가 충진되지 않거나, 탄회되거나 웰드 등과 같이 제품 불량이 발생되는 문제점이 있다.

이러한 점을 감안하여 종래에는 사출금형에 별도의 공기 빼기 블록을 설치하여 왔다. 그러나 상기 공기빼기 블록은 캐비티 내벽의 일부를 이루게 되므로 제품의 외형에 좋지 않은 영향을 미친다.

대한민국 공개특허공보 제2002-0034733호에는 캐비티 내의 공기를 성형시 취출할 수 있는 플라스틱 금형의 공기 취출구조가 개시되어 있다.

특히, 수지 안에 가스를 혼합하여 성형제품 안에 미세한 크기의 많은 기포들이 생기도록 하는 발포기술을 이용한 성형제품은 더욱 그러하다.

발포수지를 이용한 성형제품은 일반성형제품보다 총열량이 적어 경량화 할 수 있다는 장점을 가지고 있지만, 발포성형으로 인해 제품 표면 상태가 좋지 않다는 단점을 가지고 있다. 초임계상태의 이산화탄소나 질소를 수지와 혼합한 미세한 발포상태의 플라스틱을 만드는 MuCell에서도 마찬가지이다.

상기와 같은 표면이 거친 성형제품의 표면을 매끄럽게 하고 광택효과를 주기 위하여 웰드레스 방식의 사출금형장치가 적용되고 있으나, 캐비티에 잔류하는 가스나 발포수지 내의 가스로 나타나는 플로우 마크 등을 완벽하게 해소할 수는 없다.

웰드레스방식의 사출금형장치는 용융된 수지가 사출금형 내부에서 만나면서 생기는 웰드라인 때문에 외관이 아름답지 못하고 그 표면의 광택성이 떨어지는 것을 개선하기 위한 방법이다.

웰드레스방식의 사출금형장치는 사출금형온도를 성형되는 고분자 수지의 용융보다 높게 설정해주는 가열성형방법이 널리 사용된다.

그 예로 일본공개특허 소45-22020호에 열풍에 의한 가열방법, 일본공개특허 소55-109639호에 고주파유도가열방법 등이 있다.

그러나 이와 같은 방법은 높은 금형온도로 인해 냉각시간이 길어지게 되며 전체적인 성형 사이클이 길어지게 되어 생산효율이 떨어지게 된다. 특히 고분자 수지를 그 용융온도로 냉각시켜 금형에서 분리하는 것이 아니기 때문에 수축에 의한 변형이 일반사출에 비해서 커지게 된다는 문제가 있다.

이러한 점을 고려한 사출금형의 온도 자동 컨트롤 시스템이 대한민국 등록특허 제10-0470835호에는 금형온도 제어 시스템이 게시되어 있다. 하지만 상술한 바와 같은 문제점을 근본적으로 해결할 수 없으며, 특히 이러한 사출구조는 냉각과 가열을 위하여 많은 냉각라인과 열수공급라인이 형성되므로 금형의 구조가 상대적으로 약하여 반복되는 성형 작업시 금형이 변형되는 문제점이 있다.

특히, 종래의 웰드레스 방식의 사출금형은 가열원에 의한 가열 시 열이 캐비티와 대응되는 영역 이외의 영역(캐비티와 반대되는 측)으로 확산되어 금형의 전체가 가열되게 하고, 제품의 사출시간이 길어짐에 따라 사출을 위한 금형에 열이 축적되는 문제점이 있다.

따라서, 성형제품의 불량률을 낮추기 위해서는 상기와 같은 웰드레스 방식의 단점을 보완하면서, 성형 전 캐비티 내의 가스를 제거할 수 있는 웰드레스 방식의 사출금형장치가 요구된다.

대힌민국 공개특허공보 특2002-0034733호 : 플라스틱 금형의 에어 추출구조 일본공개특허 소45-22020호 : 열풍에 의한 가열방법, 일본공개특허 소55-109639호 : 고주파유도가열방법 대한민국 등록특허공보 제10-0470835호 : 금형온도제어시스템

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사출금형의 냉각 및 가열에 따른 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 사출금형으로부터 열 또는 냉기가 금형 베이스 또는 고정 플레이트로 전달되는 것을 방지할 수 있는 사출금형장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 사출금형에 의해 제품의 성형시 열이 축적되는 것을 방지할 수 있으며, 나아가서는 제품성형에 따른 사이클 타임을 줄일 수 있는 사출금형과 웰드레스 방식의 사출금형 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 사출금형에 의해 제품의 성형시 캐비티를 진공으로 유지시킴으로써 발포수지의 가스 또는 캐비티에 잔류하고 있는 공기 및 가스에 의한 성형제품의 불량을 근본적으로 해결할 수 있는 웰드레스 방식의 사출금형장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스취출기능이 있는 웰드레스방식의 사출금형장치는 상호 형합되어 소정의 적어도 하나의 캐비티를 형성하는 상,하부금형과, 상기 상,하부금형의 상기 캐비티와 인접한 일측에 형성되어 상기 캐비티로 주입되는 수지를 가열하기 위한 가열부와, 상기 상,하부금형의 적어도 일측에 설치되어 상기 상,하부금형이 과열되는 것을 방지하기 위한 제1냉각부와, 상기 가열부와 상기 제1냉각부 사이에 설치되어 상기 캐비티에 의해 성형되는 수지 및 상기 캐비티 주위를 냉각하기 위한 제2냉각부와, 상기 상,하부금형의 적어도 일측에 상기 캐비티와 연결되는 관로가 형성되어상기 캐비티 내의 가스를 빼내며 진공압을 공급하기 위한 취출부와, 상기 취출부와 연결되어 상기 취출부로 상기 캐비티 내의 잔류된 공기를 배출시키기 위한 진공압공급부를 구비하며, 상기 제1냉각부는 상기 하부금형의 하면으로부터 상기 캐비티 측으로 다수개의 제2유체통로가 형성되며, 상기 제2유체통로들은 연결통로에 의해 상호 연결되고, 상기 하부금형에는 제2유체통로에 냉각수를 공급 및 배출하기 위한 유입구와 유출구가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 진공압공급부는 상기 취출부의 관로와 연결되고, 내부에 설치된 피스톤에 의해 제1,2챔버로 구획되며 상기 피스톤의 구동에 의해 진공압이 형성되는 진공실린더와, 상기 취출부의 관로와 상기 진공실린더 사이에 설치되며, 상기 캐비티 내의 가스가 상기 진공실린더 방향으로 빠져나가도록 개폐되는 제1체크밸브가 마련되는 흡입관과, 상기 진공실린더에 연통되며, 상기 진공실린더로 들어온 상기 가스가 상기 진공실린더 외부로 빠져나가도록 제2체크밸브가 마련되는 토출관과, 상기 피스톤를 구동시키는 구동부를 구비하고, 상기 진공실린더는 상기 제1챔버가 확장되는 방향으로 상기 피스톤이 구동되면 상기 캐비티 내의 가스가 상기 제1챔버로 빠져나오며, 상기 피스톤이 상기 제1챔버가 축소되는 방향을 구동되면 상기 제1챔버 내로 들어온 상기 가스가 상기 토출관을 통해 빠져나가는 것을 특징으로 한다.

상기 진공압공급부는 상기 상부금형과 상기 하부금형에 각각 로드와 실린더본체가 설치되며, 상기 실린더본체의 내부에 상기 로드와 연결된 피스톤에 의해 구획된 제1,2챔버를 가지는 진공실린더와, 상기 진공실린더의 상기 제1챔버와 상기 관로를 연결하는 제1연결관과, 상기 제2챔버와 관로를 연결하는 제2연결관과, 상기 제1,2연결관에 각각 설치되는 제1,2밸브가 마련되는 연결수단;을 구비한다.

본 발명의 가스취출기능이 있는 웰드레스방식의 사출금형장치는 사출성형시 사출금형의 캐비티 가장자리를 지속적으로 냉각시킬 수 있으므로 사출금형에 열이 축적되는 것을 방지할 수 있으며, 나아가서는 금형을 짧은 시간 내에 냉각 및 가열 할 수 있어, 제품의 성형에 따른 사이클 타임을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 가스취출기능이 있는 웰드레스 사출금형장치는 발포수지 내의 가스 또는 사출성형 과정 중에 캐비티에 발생되는 가스 및 공기를 제거함으로써 제품의 품질 및 표면 불량을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가스취출기능이 있는 웰드레스방식 사출금형장치를 도시한 도면이고,
도 2는 도 1에 적용된 사출금형장치의 일부절제사시도이고,
도 3은 도 1에 적용된 제1냉각부를 나타내보인 사출금형장치의 일부절제사시도이고,
도 4는 도 1에 적용된 사출금형장치의 진공압공급부를 확대한 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 사출금형장치의 진공압공급부를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스취출기능이 있는 웰드레스방식의 사출금형장치를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 가스취출기능이 있는 웰드레스방식 사출금형장치를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 적용된 사출금형장치의 일부절제사시도이고, 도 3은 도 1에 적용된 제1냉각부를 나타내보인 사출금형장치의 일부절제사시도이고, 도 4는 도 1에 적용된 사출금형장치의 진공압공급부를 확대한 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 가스취출기능이 있는 웰드레스 방식의 사출금형장치(10)는 하부고정판(31)에 지지되는 하부금형(30)과, 하부금형(30)과 형합되어 사출을 위한 캐비티(12)를 형성하며 상부고정판(21)에 설치되는 상부금형(20)과, 상부금형(20)에 장착된 취출부(80)와, 취출부(80)와 연결되는 진공압공급부(100)를 구비한다.

도시되지는 않았지만, 상부금형(20)에는 수지가 처음 주입되는 스프루와, 스프루와 연결되고 캐비티로 연통되어 스프루를 통해 들어온 수지가 캐비티(12) 내로 들어갈 수 있도록 하는 런너가 구비된다.

하부금형에는 도2 에 도시된 바와 같이 캐비티(12)와 인접되는 측에 설치되어 캐비티(12)의 주위와 캐비티(12)로 주입되는 수지를 가열하기 위한 가열부(40)와, 반복되는 사출로 하부금형(30)에 설치되어 하부금형(30)이 과열되는 것을 방지하며, 하부금형(30) 외부로의 열이 전달되는 것을 방지하기 위해 열차단부를 형성하는 제1냉각부(50)와, 가열부(40)와 제1냉각부(50)의 사이에 설치되어 캐비티(12)의 주위와 사출이 완료된 성형품을 냉각시키기 위한 제2냉각부(60)를 구비한다. 가열부(40)와 제1,2냉각부(50,60)는 하부금형(30)에 형성된 것으로 한정되지 않고, 상부금형(20)에도 동일하게 형성될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 웰드레스 방식의 사출금형과 이를 이용한 사출금형장치를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

웰드레스방식 사출금형의 하부금형(30)에 형성된 가열부(40)는 캐비티(12)의 궤적을 따라 제 1유체통로(41)가 형성되고, 제1유체통로(41)에는 스팀 또는 온수를 공급하기 위한 보일러(42)와 제1순환관(43)에 의해 연결된다. 그리고 제 1유체통로(41)의 출구는 보일러(42)와 제 2순환관(44)에 의해 연결되고, 제2순환관(44)은 응축된 물을 저장하기 위한 응축수 탱크(45)가 설치될 수 있다.

그리고 제 1순환관에는 제1유체통로(41)로의 스팀공급을 단속하기 위한 제 1컨트롤 밸브(46)가 설치된다.

가열부(40)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고, 캐비티(12)와 인접된 측에 설치되는 히터로 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 히터의 주위에 별도의 제 1유체통로(41)가 형성될 수 있다.

그리고 캐비티의 형상이 상대적으로 복잡하여 가열부가 히터로 이루어진 경우, 캐비티(12)와 인접되는 형상과 동일한 형상으로 저면(캐비티와 대응되는 면)을 가지는 코어홈이 형성되고, 이 코어홈에는 상기 저면의 형상과 동일한 상면을 가지는 코어 플레이트가 설치된다. 그리고 코어 플레이트의 상면에는 상기 캐비티의 주위 및 사출 성형되는 수지를 가열하기 위한 가열히터가 설치되는데, 이 가열히터는 밴드히터를 사용함이 바람직하다. 코어 플레이트의 상면 및 코어플레이트의 상면과 대응되는 코어홈의 저면은 대응되는 캐비티(12)의 형상을 따라 동일하게 형성하여 열전달효율을 향상시킴이 바람직하다. 상기 코어플레이트에는 후술하는 제 1냉각부(50)의 제 2유체통로가 형성된다.

제 1냉각부(50)는 반복되는 사출성형으로 인하여 사출금형의 전체가 가열되는 것을 방지하고, 가열된 사출금형의 열이 이를 지지하는 고정플레이트 및 주변장비로 전달되어 열용량이 증가되는 것을 방지하기 위한 것을, 상하부 금형에 설치될 수 있다.

도 1 내지 도 3에는 제1냉각부(50)가 하부금형에 형성된 실시 예들을 나타내 보였다.

도면을 참조하면 하부금형(30)의 하면으로부터 캐비티(12) 측으로 소정간격 이격되는 제 2유체통로(51)들이 수직으로 형성되고, 이 제2유체통로(51)들은 연통공(52)들에 의해 상호 연결된다. 그리고 제 2유체통로(51)는 하부금형(30)과 결합되는 차단플레이트(53)에 의해 밀폐되는데, 차단플레이트(53)에는 수직으로 형성된 상기 제 2유체통로(51)에 삽입되는 구획판(54)들이 설치되어 제 2유체통로(51)의 유체흐름 궤적을 길게함이 바람직하다. 여기에서 구획판(54)의 길이는 상기 제 2유체통로(51)의 형성깊이보다 짧게 형성된다.

한편, 제 1냉각부(50)는 제 2유체통로(51)에 냉각수를 지속적으로 공급하기 위한 냉각수 공급유닛(55)을 구비한다. 냉각수 공급유닛(55)은 냉각수 또는 냉각오일로 이루어진 냉각매체(56)가 저장되는 냉각매체탱크(57)와, 냉각매체탱크(57)와 제2유체통로(51)를 연결하며 제 1펌프(58)가 냉각매체 제 3순환관(59)을 구비한다.

냉각매채탱크(57)는 손실된 냉각매체(56)를 보충하기 위한 보충수탱크(57a)와 연결된다. 그리고 냉각매체탱크(57)에는 냉각매체를 냉각시키기 위한 냉각 매체 냉각 시스템이 설치될 수 있다. 이 냉각매체를 냉각시키기 위한 시스템은 증발기와 응축기 및 압축기를 가지는 통상적인 냉동 사이클에 의해 구동되는 시스템으로 이루어질 수 있다.

제 1냉각부의 제 1냉각수 공급유닛은 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 금형을 짧은 시간 내에 냉각시킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. 예컨대, 상기 제2유체통로에 질소를 공급하여 냉각시킬 수 있는데, 이를 위하여 질소탱크와, 질소를 단속하기 위한 밸브수단이 구비될 수 있다.

제 2냉각부(60)는 가열부(40)와 제 1냉각부(50)의 사이에 설치되어 캐비티의 주위와 캐비티(12)에 주입되는 수지를 냉각시키기 위한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1유체통로(41)와 제 2유체통로(51)의 사이에 제 3유체통로(61)가 형성된다. 제 3유체통로(61)는 제 1유체통로(41)들의 사이에 위치된다.

그리고 제 3유체통로(61)에는 냉각 매체를 공급하는 제 2냉각매체 공급유닛(65)이 설치된다. 제 2냉각매체 공급유닛(65)은 상기 제 1 냉각매체 공급유닛과 실질적으로 동일한 구조를 가진다.

즉, 제 2냉각매체 공급유닛(65)은 냉각수 또는 냉각오일로 이루어진 냉각매체(66)가 저장되는 제 2냉각매체탱크(67)와, 제 2 냉각매체탱크(67)와 제3유체통로(61)를 연결하며 제 2펌프(68)가 냉각매체순환관(69)을 구비한다. 냉각매체탱크(67)에는 냉각매체를 냉각시키기 위한 냉각 매체 냉각 시스템이 설치될 수 있다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 제 2냉각유체 공급유닛은 제 1냉각유체 공급유닛(55)의 제 3순환관(59)으로부터 분리된 분기관(71)을 상기 제 3유체통로(61)에 연결하여 냉각시킬 수 있다. 이 경우 분기관(71)에는 제3유체통로(61)로의 냉매 공급을 단속하는 제 2컨트롤 밸브(72)를 더 구비한다. 제 3유체 통로(61)와 분기관(71)은 스팀보일러의 제 1순환관과 퍼지관(73)에 의해 연결되어 가열부(40)에 의한 가열 시 제 3유체통로(61)의 냉각매체를 배출시킬 수 있다. 제 2컨트롤 밸브는 퍼지관(73)과 분기관(71)의 연결부위에 설치되는 쓰리웨이 밸브로 이루어져 스팀과 냉각수를 공급할 수 있도록 함이 바람직하다.

먼저, 상하부 금형(20)(30)의 온도를 상승시키려면 가열부(40)의 보일러(42)로부터 제 1순환관(43)을 통하여 제1유체통로(41)에 스팀을 공급하거나 밴드히터(미도시)에 전원을 공급하여 밴드히터를 발열시킨다. 이때에 밴드히터는 캐비티(12)의 형상을 따라 형성된 코어 플레이트의 상면에 형성되어 있으므로 사출금형의 캐비티(12)를 짧은 시간내에 가열할 수 있다.

이 상태에서 상하부금형(20)(30)이 형합된 상태로 캐비티(12)에는 수지가 주입되어 제품을 성형하게 된다. 이 과정에서 상기 제 1냉각부(50)의 제 2유체통로(51)에는 지속적으로 냉각유체가 공급되어 하부금형(30) 또는 상부금형의 하부를 냉각시킨다. 이와 같은 냉각은 사출 시 상부금형(20)과 하부금형(30)에 열이 축적되는 것을 방지할 수 있다.

상기와 같이 성형이 완료되면, 상기 제 1유체통로(41)에 스팀의 공급 차단 또는 밴드히터에 전원공급되는 것이 차단되고, 제 3유체통로(61)에 냉각수가 공급되어 캐비티(12)의 주위와 성형된 수지를 냉각시킨다.

그리고 금형이 형분리되어 제품의 취출된 후, 후속사출을 위하여 형합된 후 사출금형, 즉 상부금형과 하부금형에 형성된 제 1유체통로에 스팀이 공급되어 금형을 가열하게된다.

이 과정에서 상기 제 2유체통로(51)에는 스팀 또는 별도의 공압수단에 의해 공기가 공급되어 제 2유체통로(51)에 채워진 냉각 매체를 배출하게 된다. 가열부에 의해 가열되는 과정에서 제 2유체통로(51)에는 별도의 스팀이 공급될 수도 있다.

상기와 같이 성형이 이루어지는 과정에서 상부금형(20) 또는 하부금형(30)에는 열이 축적되는 것을 방지하기 위하여 제 1냉각부가 형성되어 있으므로 반복되는 사출로 금형에 열이 축적되는 것을 방지할 수 있다.

이제, 취출부(80)와 진공압공급부(100)를 이용하여 캐비티를 진공상태로 만드는 과정을 상세하게 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 취출부(80)는 상부금형(20)의 일측에 형성되는 부분으로서, 관로(81)와 수지차단부재(85)를 구비한다.

관로(81)는 일측단부가 캐비티(12)에 연결되며 타측단부가 후술되는 진공압공급부와 연결된다.

수지차단부재(85)는 캐비티(12) 측의 관로(81) 입구에 장착되는 것으로서, 복수 개의 관통이 형성된 다공성부재로서, 공기나 가스는 통과하나 용융된 수지는 통과하지않는 구조를 가진다.

진공압공급부(100)는 취출부(80)에 연결되어 캐비티(12) 내의 잔류 공기를 배출시키는 역할을 한다.

진공압공급부(100)는 진공실린더(110), 흡입관(120), 제1체크밸브(140), 토출관(130), 제2체크밸브(150), 구동부(170), 제어부(미도시)를 구비한다.

진공실린더(110)는 취출부(80)의 관로(81)와 연결되는 부분으로서, 실린더본체(111)와, 실린더본체(111) 내부에 진퇴가능하게 설치되며 실린더본체 내부공간을 제1챔버(114)와 제2챔버(116)로 구획하는 피스톤(113)을 구비한다.

도시되지는 않았지만, 진공실린더(110)의 실린더본체(111)는 상부금형(20)이나 상부고정판(21)에 고정되게 설치될 수 있다.

진공실린더(110)는 피스톤 한쪽에만 유압이 작용하여 출력이 한 방향으로만 발생되며, 복원은 자중이나 스프링 및 외력에 의해서 이루어질 수 있는 단동실린더이다.

진공실린더(110)의 제1챔버(114)는 후술되는 흡입관(120)과 토출관(130)이 연통된다.

흡입관(120)은 취출부(80)의 관로(81)와 진공실린더(110)의 제1챔버(114) 사이에 설치되는 부분이다.

흡입관(120) 상에는 캐비티(12) 내의 가스가 진공실린더(110) 방향으로 빠져나가도록 개폐되는 제1체크밸브(140)가 설치된다.

제1체크밸브(140)는 캐비티(12)와 제1챔버(114)의 압력차로 열릴 수도 있으며, 제어부의 제어에 의해 개폐될 수도 있다.

토출관(130)은 제1챔버(114)와 연통되는 부분으로서, 제1챔버(114)로 들어오는 가스나 공기가 외부로 빠져나가도록 제2체크밸브(150)가 설치된다.

제2체크밸브(150)는 제1챔버(114)와 외부의 압력차로 개폐될 수 있으며, 제어부의 제어에 의해 개폐될 수도 있다.

구동부(170)는 진공실린더를 구동시키는 부분으로서, 유압펌프(173), 유체공급관(171), 유체저장탱크(175)를 구비한다.

유체공급관(171)은 일측이 진공실린더(110)의 제2챔버(116)와 연결되며, 타측이 유체저장탱크(175)와 연결된다.

유압펌프(173)는 제어부의 제어에 따라 토출 및 흡입 방향을 전환할 수 있는 펌프로서, 유체공급관(171) 상에 설치된다.

상기와 같은 취출부(80)와 진공압공급부(100)를 이용하여 캐비티(12)의 잔류한 공기나 가스가 빠져나오는 과정은 다음과 같다.

발포수지를 사용하는 경우 발포수지 내의 가스로 인해 캐비티(12) 내에 가스가 채워질 수 있으며, 상·하부금형 형 합 또는 형 분리시 또는 수지 주입시 캐비티(12) 내에 가스가 채워질 수 있다.

상하부금형이 형 분리된 상태에서, 제어부의 명령에 따라 작동된 유압펌프(173)에 의해 유체저장탱크(175)에 저장된 유체가 유체공급관(171)을 타고 제2챔버(116) 내로 유입된다.

유체가 제2챔버(116) 내로 유입되면서 피스톤(113)이 상승되어 제1챔버(114)가 축소되고, 제2챔버(116)가 확장된 상태가 된다.

피스톤(113)이 상승하면서 제1챔버(114)내에 있던 가스나 공기는 제2체크밸브(150)를 통해 외부로 빠져나간다.

실린더본체(111) 내에 피스톤(113)이 상승된 상태에서 상하부금형(20, 30)이 형합된다. 상하부금형(20,30)을 형 합 시킨 후 실린더본체(111) 내의 피스톤(113)을 상승시킬 수도 있다.

이제, 상하부금형(20, 30)이 형합되면서 캐비티(12)에 남아있는 가스나 공기를 제거하기 위하여, 제2챔버(116) 내에 유입된 유체를 유압펌프(173)를 통해 유체저장탱크(175)로 배출시킨다. 제2챔버(116) 내에 유체가 빠져나가면서 상승되어 있던 피스톤(113)이 하강하게 된다.

이때, 피스톤(113)의 하강은 유체가 제2챔버(116)에서 빠져나가면서 자중에 의해서 하강될 수도 있으며, 로드(115)와 실린더 본체(111) 사이에 마련된 스프링(미도시)에 의해 하강 되는 힘을 받을 수도 있다.

피스톤(113)이 하강하게 되면서 제1챔버(114)는 대기보다 낮은 압력상태인 감압상태 또는 진공상태가 된다.

피스톤(113)이 하강하면서 캐비티(12) 내의 가스나 공기가 캐비티(12)와 제1챔버(114)간 압력차에 의해서 제1체크밸브(140)가 열린다. 제1체크밸브(140)는 캐비티(12)와 제1챔버(114)간 압력차에 의해 열릴 수도 있으며, 제어부의 제어에 의해 개폐될 수도 있다.

제1체크밸브(140)가 열리면 캐비티(12) 내의 가스나 공기는 압력이 낮은 제1챔버(114)로 빠져 나오게된다.

제1챔버(114)로 빠져나온 가스나 공기가 빠져나오면, 피스톤을 제1챔버가 축소되게 상승시킨다.

피스톤(113)이 상승되면서 제1챔버(114)가 축소되면서 발생하는 압력에 의해 제1챔버(114) 내의 가스나 공기는 토출관(130) 및 제2체크밸브(150)를 통해 외부로 빠져나간다.

이렇게 캐비티(112)는 가스나 공기가 제1챔버로 빠져나와 진공상태가 되며, 제1챔버(114)로 이동된 가스나 공기는 피스톤(113)이 상승되면서 외부로 빠져나간다.

종래와 같이 발포수지 내의 가스나 사출성형과정 중에 캐비티(20)의 내부에 가스가 채워지는 있는 경우, 가스가 가스 배출구가 형성되어 있다 하여도 가스 취출구 측에 수지가 덮인 상태에서 가스가 배출되지 않게 된다.

본 발명에 따른 사출금형장치는 캐비티의 내부가 진공상태를 유지함으로써 최종적으로 유입되는 부위까지 수지의 유입이 원활하게 이루어지게 된다.

도 5 및 도 6에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 사출금형장치의 진공압공급부를 나타낸 단면도가 도시되어있다.

앞서 도시된 도면에서와 동일 기능을 하는 요소는 동일참조부호로 표기한다.

도면을 참조하면, 진공압공급부(100)는 상부금형(20)과 하부금형(30)의 형분리 및 형합에 따른 상부금형(30) 또는 하부금형(30)의 이송력을 이용한 것이다.

진공압공급부(100)는 상부금형(20)과 하부금형(30)의 측면에 각각 제1,2브라켓(210)(220)이 설치되고, 이 제1,2브라켓(210)(220)에는 진공실린더(100)가 설치된다.

제1,2브라켓(210)(220)에 대한 진공실린더(200)의 설치는 제1,2브라켓(210)(220)에 각각 로드(115)와, 이 로드(115)와 연결된 피스톤(113)이 슬라이딩 가능하게 설치되어 제1,2챔버(114)(116)를 가지는 실린더 본체(111)에 설치된다.

그리고 상기 제1,2챔버(114)(116)에 각각 발생되는 진공압과 높은 압력은 연결수단(230)에 의해 취출부(80)와 연결된다. 이 연결수단(230)은 실린더 본체(111)의 제1챔버(114)와 취출부(80)의 관로(81)을 연결하는 제1연결관(231)과, 제2챔버(116)와 관로(81)를 연결하는 제2연결관(232)과, 제1,2연결관(231)(232)에 각각 설치되는 제1,2밸브(233)(234)를 포함한다.

상술한 바와 같이 구성된 본 고안에 따른 사출금형(10)은 연결수단(230)의 제1,2밸브(233)(234)가 닫혀 있는 상태에서 상, 하부금형(11)(12)이 형합되면, 진공압공급부(100)의 진공실린더(110)의 피스톤(113)이 하강하여 제2챔버(116) 내의 공기가 압축되어 높은 압력이 발생되고, 제1챔버(114)의 내부에는 진공압이 발생된다.

이 상태에서 상부금형(20)과 하부금형(30)의 형합이 완료되면, 제1챔버(114)와 관로(81)를 연결하는 제1연결관(231)에 설치된 제1밸브(233)를 작동시 켜 제1챔버(114) 내부의 진공압이 관로(81)와 다공성부재(85)를 통하여 캐비티(12)에 작용하도록 한다. 이와 같이 하면 캐비티(20) 내의 가스나 공기가 상기 취출부(30)의 다공성부재(85)와 관로(81)를 통하여 배출됨으로써 캐비티(12)의 내부는 진공상태를 유지하게 된다.

이 상태에서 스프루(미도시)를 주입구에 밀착시킨 후 용융된 수지를 캐비티(12)에 주입한다. 상기와 같이 주입되는 수지는 진공상태인 캐비티(20) 내부로의 주입이 원활하게 이루어지고, 특히 최종적으로 주입되는 부위가 종래와 같이 캐비티의 내부공기에 의해 방해되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다.

즉, 종래와 같이 발포수지의 경우 발포수지 내의 가스나 사출성형과정 중 캐비티의 내부에 가스가 채워지는 있는 경우, 가스가 가스 배출구가 형성되어 있다 하여도 가스 취출구 측에 수지가 덮인 상태에서 가스가 배출되지 않게 된다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 사출금형장치는 캐비티(12)의 내부가 진공상태를 유지함으로써 최종적으로 유입되는 부위까지 수지의 유입이 원활하게 이루어지게 된다.

본 발명에 따른 가스취출기능이 있는 웰드레스방식의 사출금형장치는 사출성형시 사출금형의 캐비티 가장자리를 지속적으로 냉각시킬 수 있으므로 사출금형에 열이 축적되는 것을 방지할 수 있으며, 나아가서는 금형을 짧은 시간 내에 냉각 및 가열 할 수 있어, 제품의 성형에 따른 사이클 타임을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 가스취출기능이 있는 웰드레스 사출금형장치는 발포수지 내의 가스 또는 사출성형 과정 중에 캐비티 내에 발생하는 가스 및 공기를 제거함으로써 제품의 품질 및 표면 불량을 줄일 수 있다는 이점이 있다.

이상에서 본 발명에 따른 가스취출기능이 있는 웰드레스 사출금형장치는 도면에 도시된 일 예를 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

10 : 사출금형장치 12 : 캐비티
20 : 상부금형 30 : 하부금형
40 : 가열부 41 : 제1유체통로
42 : 보일러 43 : 제1순환관
44 : 제2순환관 45 : 탱크
50 : 제1냉각부 51 : 제2유체통로
52 : 연통공 53 : 차단플레이트
54 : 구획판 55: 제1냉각매체공급유닛
56 : 냉각매체 57 : 냉각매체탱크
60 : 제2냉각부 61 : 제3유체통로
65 : 제2냉각매체공급유닛 71 : 분기관
80 : 취출부 81 : 관로
85 : 수지차단부재 100 : 진공압공급부
110 : 진공실린더

Claims (2)

1. 상호 형합되어 소정의 적어도 하나의 캐비티를 형성하는 상,하부금형과;
   상기 상,하부금형의 상기 캐비티와 인접한 일측에 형성되어 상기 캐비티로 주입되는 수지를 가열하기 위한 가열부와;
   상기 하부금형에 설치되어 상기 상,하부금형이 과열되는 것을 방지하기 위한 것으로, 하부금형의 하면으로부터 캐비티 측으로 소정간격 이격되는 제 2유체통로들이 수직으로 형성되고, 이 제2유체통로들은 연통공들에 의해 상호 연결되며, 제 2유체통로는 하부금형과 결합되는 차단플레이트에 의해 밀폐되는데, 차단플레이트에는 수직으로 형성된 상기 제 2유체통로에 삽입되는 구획판들이 설치되어 제 2유체통로의 유체흐름 궤적을 길게하며, 구획판의 길이는 상기 제 2유체통로의 형성깊이보다 짧게 형성된 제1냉각부와;
   상기 가열부와 상기 제1냉각부 사이에 설치되어 상기 캐비티에 의해 성형되는 수지 및 상기 캐비티 주위를 냉각하기 위한 제2냉각부와;
   상기 상,하부금형의 적어도 일측에 상기 캐비티와 연결되는 관로가 형성되어상기 캐비티 내의 가스를 빼내며 진공압을 공급하기 위한 취출부와;
   상기 취출부와 연결되어 상기 취출부로 상기 캐비티 내의 잔류된 공기를 배출시키기 위한 진공압공급부;를 구비한 것을 특징으로 하는 가스취출기능이 있는 웰드레스 방식의 사출금형장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 진공압공급부는
   상기 취출부의 관로와 연결되고, 내부에 설치된 피스톤에 의해 제1,2챔버로 구획되며 상기 피스톤의 구동에 의해 진공압이 형성되는 진공실린더와;
   상기 취출부의 관로와 상기 진공실린더 사이에 설치되며, 상기 캐비티 내의 가스가 상기 진공실린더 방향으로 빠져나가도록 개폐되는 제1체크밸브가 마련되는 흡입관과;
   상기 진공실린더에 연통되며, 상기 진공실린더로 들어온 상기 가스가 상기 진공실린더 외부로 빠져나가도록 제2체크밸브가 마련되는 토출관과;
   상기 피스톤를 구동을 시키는 구동부;를 구비하고,
   상기 진공실린더는 상기 제1챔버가 확장되는 방향으로 상기 피스톤이 구동되면 상기 캐비티 내의 가스가 상기 제1챔버로 빠져나오며, 상기 피스톤이 상기 제1챔버가 축소되는 방향을 구동되면 상기 제1챔버 내로 들어온 상기 가스가 상기 토출관을 통해 빠져나가는 것을 특징으로 하는 가스 취출기능이 있는 웰드레스 방식의 사출금형장치.

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