KR20000008921A

KR20000008921A - 역류방지장치

Info

Publication number: KR20000008921A
Application number: KR1019980029017A
Authority: KR
Inventors: 히토시 하라
Original assignee: 오자와 미토시; 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
Priority date: 1998-07-18
Filing date: 1998-07-18
Publication date: 2000-02-15

Abstract

적어도 수지를 전방으로 이동시키기 위한 홈이 형성된 미터링부를 갖는 스크루와, 판형상의 폐쇄부재를 갖는다. 그리고, 그 폐쇄부재는 계량에 따라 후방에 발생하는 수지압에 의하여 개방상태에 놓여져 상기 스크루의 전방과 상기 홈을 통하게 하고, 탄성재료에 의한 복원력에 의하여 폐쇄상태에 놓여져 상기 스크루의 전방과 상기 홈을 차단한다. 계량공정이 완료되면 상기 폐쇄부재가 복원력에 의하여 폐쇄상태에 놓여져 스크루의 전방과 상기 홈이 차단된다. 따라서, 사출공정이 개시되기 전에 완전히 밀봉을 종료할 수 있다. 더욱이, 스크루의 전방과 상기 홈이 차단되는 타이밍이 변동되지 않기 때문에, 캐비티공간으로의 수지의 충전량을 안정시킬 수 있을 뿐만 아니라, 사출피크압의 불일치함을 억제할 수 있다. 그 결과, 버, 충전불량 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 성형품의 중량이 일정하지 않게 되는 것을 억제할 수 있다.

Description

역류방지장치

본 발명은 역류방지장치에 관한 것이다.

종래, 사출성형기는 사출장치를 갖추고, 그 사출장치의 가열실린더 내에 스크루가 자유롭게 회전 또는 전진·후퇴가능하도록 설치되며, 그 스크루를 구동수단에 의하여 회전시키거나, 전진·후퇴시킬 수 있도록 되어 있다. 그리고, 계량공정시에 스크루를 회전시키면서 후퇴시키고, 호퍼 내로부터 낙하된 수지를 용융시켜서 스크루의 전방에 축적하고, 사출공정시에 스크루를 전진시켜서 사출노즐로부터 용융된 수지를 사출하도록 하고 있다.

도 1은 종래의 사출장치의 요부단면도이다.

도면에서 11은 가열실린더이고, 그 가열실린더(11)는 전단(도면의 좌측)에 사출노즐(13)을 갖는다. 상기 가열실린더(11) 내에는 스크루(12)가 자유롭게 회전 또는 전진·후퇴가능하도록 설치되고, 그 스크루(12)를 도시되지 않은 구동수단에 의하여 회전시키거나 전진·후퇴시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 통상 상기 구동수단으로 사출실린더, 전동기 등이 사용된다.

상기 스크루(12)는 상기 가열실린더(11) 내의 후방(도면의 우측)으로 연장되고, 후단에서 상기 구동수단과 연결됨과 동시에, 전단에 스크루헤드(14)가 구비된다. 또한, 상기 스크루(12)의 미터링부(18)의 표면에는 나선형상의 플라이트(15)가 형성되고, 그 플라이트(15)의 사이에 홈(16)이 형성된다.

그리고, 상기 가열실린더(11) 후방의 소정 장소에 도시되지 않은 호퍼가 설치되고, 그 호퍼에 펠릿형상의 수지가 투입된다.

상기 구성의 사출장치에서 계량공정시에 상기 구동수단에 의하여 상기 스크루(12)를 회전시키면서 후퇴시키면, 상기 호퍼 내의 수지가 가열실린더(11) 내에 낙하되고, 홈(16) 내에서 전진(도면의 좌측으로 이동)시킬 수 있다.

또한, 상기 가열실린더(11)의 바깥둘레에는 도시되지 않은 히터가 설치되고, 그 히터에 의하여 가열실린더(11)를 가열하여 상기 홈(16) 내의 수지를 용융시킬 수 있도록 되어 있다. 따라서, 스크루(12)를 회전시키면서 소정의 양만 후퇴시키면 스크루(12)의 전방에 사출에 필요한 양의 용융된 수지가 축적된다.

이와 같이 하여 계량공정이 완료되면 사출노즐(13)의 전단으로부터 수지가 늘어져 떨어지지 않도록 석백(suc back)이 행해지고, 스크루(12)는 회전되지 않고 극소량만 다시 후퇴하게 된다.

다음에, 사출공정시에 상기 구동수단에 의하여 스크루(12)를 전진시키면 그 스크루(12)의 전방에 축적된 수지는 사출노즐(13)로부터 사출되어 도시되지 않은 금형장치의 캐비티공간에 충전된다.

그런데, 사출공정시에 상기 스크루(12)의 전방에 축적된 수지가 역류하지 않도록 역류방지장치가 설치된다.

그 때문에 상기 스크루헤드(14)는 앞부분에 원추형의 헤드본체(21)를, 뒷부분에 작은 직경부(19)를 갖고, 그 작은 직경부(19)는 후방으로 연장된, 도시되지 않은 수나사를 갖는다. 그리고, 그 수나사와 상기 스크루(12)의 전단에 형성된 도시되지 않은 암나사를 나사결합함으로써 스크루헤드(14)가 스크루(12)에 고정된다. 또한, 상기 작은 직경부(19)의 바깥둘레에 둥근 모양의 역류방지링(20)이 설치되고, 작은 직경부(19)와 역류방지링(20)의 사이에 수지유로(24)가 형성된다. 그리고, 상기 미터링부(18)의 전단에 상기 역류방지링(20)의 후단과 자유롭게 붙였다 떼었다하도록 실링(22)이 설치된다.

따라서, 사출공정시에 스크루(12)를 전진시키면 상기 스크루(12)의 전방에 축적된 수지는 역류하려고 하지만, 역류방지링(20)이 수지압에 의하여 스크루(12)에 대하여 상대적으로 후방으로 이동하여, 상기 역류방지링(20)의 후단이 실링(22)에 접촉되어 밀봉된다. 그 결과, 상기 스크루(12)의 전방에 축적된 수지가 역류되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 계량공정시에 스크루(12)를 회전시키면서 후퇴시키면 역류방지링(20)이 수지압에 의하여 스크루(12)에 대하여 상대적으로 전방으로 이동하여 상기 역류방지링(20)의 전단이 헤드본체(21)의 후단에 맞닿지만, 헤드본체(21) 주위의 다수의 장소에는 축방향으로 연장된 절단부(25)가 형성되어 있기 때문에 수지의 이동은 방해받지 않는다.

그렇지만, 상기 종래의 역류방지장치에서는 사출공정시에 스크루(12)를 전진시킴으로써 역류방지링(20)의 후단이 실링(22)에 맞닿게 하여 밀봉을 행하도록 하고 있기 때문에, 밀봉이 종료되기까지 스크루(12)가 전진한 양만큼 수지가 역류하여 버린다.

그리고, 계량공정에서 역류방지링(20)과 실링(22)의 사이로부터 수지유로(24)에 충분한 양의 수지가 흐르도록 작은 직경부(19)를 역류방지링(20)보다 충분히 길게 할 필요가 있기 때문에, 밀봉을 하기 위하여 역류방지링(20)이 이동하는 양이 그 만큼 커지고, 역류하는 수지의 양이 많게 된다.

또한, 밀봉이 종료되는 타이밍이 수지의 혼련상태, 분산상태, 점도, 온도 등 및 사출을 개시할 때의 사출속도의 초기값을 설정하기 위한 성형조건이 다르면 변동할 뿐만 아니라, 똑같은 성형조건에서도 변동하는 때가 있다.

따라서, 역류하는 수지의 양이 일정하지 않고, 사출피크압도 일정하지 않기 때문에, 성형품에 버(burr), 충전불량(short shot) 등이 발생한다.

그리고, 계량공정이 개시된 때에 밀봉을 해제하는 데에 필요한 시간이 길게 될 뿐만 아니라, 수지의 가소화에 따른 잉여발열이 발생한다.

그리하여, 계량공정이 완료되었을 때에 스크루(12)를 일단 역회전시킴으로써 역류방지링(20)의 후단을 실링(22)에 맞닿게 하여 밀봉하도록 한 역류방지장치가 제공되고 있다.

그러나, 이런 종류의 역류방지장치에서는 역류방지링(20)의 후단을 실링(22)에 맞붙게 하기 위한 기구를 설치할 필요가 있기 때문에, 스크루헤드(14)의 구조가 복잡하게 될 뿐만 아니라, 스크루(12)를 역회전시킬 필요가 있기 때문에 상기 구동수단의 제어가 번잡하게 된다.

그래서, 볼체크식의 역류방지밸브를 사용한 역류방지장치가 제공되고 있다.

도 2는 볼체크식의 역류방지밸브를 사용한 역류방지장치를 나타낸 도면이다.

도면에서 11은 가열실린더, 32는 스크루이고, 그 스크루(32)는 미터링부(33) 및 그 미터링부(33)에 나사결합되고, 미터링부(33)와 같은 바깥지름을 갖는 스크루헤드(34)로 구성된다. 상기 스크루(32)는 상기 가열실린더(11) 내의 후방(도면의 우측)으로 연장되고, 미터링부(33)의 표면에는, 나선형상의 플라이트(35)가 형성되며, 그 플라이트(35)의 사이에 홈(36)이 형성된다.

그리고, 상기 스크루헤드(34)는 전단(도면의 좌측)에서 개방되고 후방으로 연장되어 형성된 수지유로(41) 및 그 수지유로(41)의 후단에서 그 수지유로(41)와 통하게 하여 형성된 밸브실(43)을 갖는다. 또한, 상기 미터링부(33)는 전단에서 개방되고 후방으로 연장되어 형성된 수지유로(46) 및 그 수지유로(46)와 홈(36)을 통하도록 형성된 수지유로(47)를 갖는다. 그리고, 상기 수지유로(46)의 전단에는 밸브시트(45)가 형성되고, 그 밸브시트(45)에 역류방지밸브로서의 볼(49)을 코일스프링(50)의 탄성력에 의하여 설치한다.

상기 구성의 역류방지장치에서 계량공정시에 도시되지 않은 구동수단에 의하여 스크루(32)를 회전시키면서 후퇴시키면 볼(49)이 수지압에 의하여 코일스프링(50)의 탄성력에 대항하여 전진(도면의 좌측으로 이동)하게 된다. 따라서, 홈(36) 내를 전진하게 되는 수지는 수지유로(47)(46), 밸브실(43) 및 수지유로(41)를 순서대로 통과하여 상기 스크루(32)의 전방에 축적된다.

이어서, 사출공정시에 스크루(32)를 전진시키면 상기 스크루(32)의 전방에 축적된 수지는 역류하려고 하지만, 볼(49)이 코일스프링(50)의 탄성력에 의하여 밸브시트(45)에 눌려져서 밀봉되기 때문에, 상기 스크루(32)의 전방에 축적된 수지가 역류하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 충전하는 데 필요한 충전시간이 짧아지고, 충전중에 수지의 온도가 낮아지거나, 수지의 점도가 높아지지는 않는다. 또한, 상기 스크루헤드(34)에 작은 직경부를 형성할 필요가 없기 때문에, 수지의 가소화가 개시되는 초기상태에서 스크루헤드(34)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 계량공정이 개시되었을 때에 밀봉을 해제하는 데에 필요한 시간이 길지 않기 때문에, 수지의 가소화에 따른 잉여발열이 발생하지 않는다.

그런데, 상기 구성의 역류방지장치에서는, 밀봉하기 위하여 코일스프링(50)을 사용하고 있기 때문에, 코일스프링(50)에 발생하는 응력이 크게 될 뿐만 아니라, 고온 또는 고압의 수지가 코일스프링(50)에 접촉하게 된다. 따라서, 그 코일스프링(50)이 단기간에 열화되어 역류방지장치의 내구성이 저하된다. 또한, 각 수지유로(41)(46)(47)가 좁고, 또한 복잡하게 형성되어 있기 때문에, 수지가 각 수지유로(41)(46)(47)를 흐를 때에 전단(剪斷)발열이 발생한다.

본 발명은 상기 종래의 역류방지장치의 문제점을 해결하고, 성형품에 버, 충전불량 등이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 잉여발열 및 전단발열의 발생이 적고, 또한, 내구성을 높게 할 수 있는 역류방지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 사출장치의 요부단면도,

도 2는 볼체크식의 역류방지밸브를 사용한 역류방지장치를 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 제1실시형태의 역류방지장치의 개략도,

도 4는 도 3의 X-X선단면도,

도 5는 본 발명의 제2실시형태의 역류방지장치의 개략도,

도 6은 본 발명의 제3실시형태의 역류방지장치의 개략도,

도 7은 본 발명의 제3실시형태의 역류방지장치의 요부정면도,

도 8은 본 발명의 제4실시형태의 헤드본체의 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

51 : 가열실린더 52 : 스크루

54, 154 : 스크루헤드 58, 158 : 미터링부

59, 282 : 밀봉부 61, 161 : 수지구멍

63, 81, 163 : 판스프링 63a, 81a, 163a : 차단부

63b, 81b, 163b : 탄성지지부 159 : 실링

181 : 헤드본체

본 발명의 역류방지장치에서는 적어도 수지를 전방으로 이동시키기 위한 홈이 형성된 미터링부를 갖는 스크루와, 판형상의 폐쇄부재를 갖는다.

그리고, 그 폐쇄부재는 계량에 따라 후방에 발생하는 수지압에 의하여 개방상태에 놓여져 상기 스크루의 전방과 상기 홈을 통하게 하고, 탄성재료에 의한 복원력에 의하여 폐쇄상태에 놓여져 상기 스크루의 전방과 상기 홈을 차단한다.

이 경우, 계량공정이 완료되면 상기 폐쇄부재가 복원력에 의하여 폐쇄상태에 놓여 스크루의 전방과 상기 홈이 차단된다. 따라서, 사출공정이 개시되기 전에, 완전히 밀봉을 종료할 수 있다. 더욱이 스크루의 전방과 상기 홈이 차단되는 타이밍이 변동하지 않기 때문에, 캐비티공간으로의 수지의 충전량을 안정시킬 수 있을 뿐만 아니라, 사출피크압의 불일치함을 억제할 수 있다. 그 결과, 버, 충전불량 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또, 성형품의 중량이 일정하지 않게 되는 것을 억제할 수 있다.

그리고, 석백(suc back)시에 스크루를 종래의 1/3 정도 후퇴시키는 것만으로, 사출노즐 근방의 압력을 충분히 낮게 할 수 있기 때문에, 석백에 따라 공기가 유입되는 것을 충분히 억제할 수 있어 사출노즐로부터 수지가 늘어져 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

더욱이, 사출공정이 개시된 후 수 십 ㎲ 정도의 시간에 스크루 전방의 수지압을 충분히 높게 할 수 있기 때문에, 충전시간이 짧아지고, 충전중에 수지의 온도가 낮아지거나, 수지의 점도가 높아지는 일은 적다.

또, 계량공정이 개시되었을 때에 밀봉을 해제하는 데에 필요한 시간이 길어지지 않기 때문에, 수지의 가소화에 따른 잉여발열이 발생하는 일이 적게 된다.

그리고, 폐쇄부재가 판형상이기 때문에 폐쇄부재에 발생하는 응력을 작게 할 수 있다. 따라서, 폐쇄부재가 단기간에 열화되는 것을 방지할 수 있어 역류방지장치의 내구성을 높일 수 있다.

본 발명의 다른 역류방지장치에서 상기 폐쇄부재는 상기 미터링부의 단면에 설치된다.

이 경우, 상기 폐쇄부재는 미터링부에 의하여 지지되기 때문에, 사출공정시의 수지압에 의하여 폐쇄부재가 변형되지 않는다. 따라서, 역류방지장치의 내구성을 높일 수 있다. 또한, 수지유로를 넓게 할 수 있을 뿐만 아니라, 간소화할 수 있기 때문에, 수지가 흐를 때에 전단발열이 발생하지 않고, 색교체성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 역류방지장치에서는, 상기 미터링부의 전단에 스크루헤드가 설치된다.

본 발명의 다른 역류방지장치에서는, 상기 폐쇄부재는 상기 스크루헤드에 설치된다.

본 발명의 다른 역류방지장치에서는, 상기 폐쇄부재는 적어도 일부가 탄성재료에 의하여 형성되고, 상기 스크루의 전방과 상기 홈의 사이에 형성된 차단부 및 그 차단부와 일체적으로 형성되며 차단부를 폐쇄상태가 되도록 탄성지지하는 탄성지지부로 구성된다.

본 발명의 다른 역류방지장치에서는, 상기 폐쇄부재의 전체가 탄성재료에 의하여 형성된다.

본 발명의 다른 역류방지장치에서는, 상기 폐쇄부재는 판스프링이다.

본 발명의 다른 역류방지장치에서는, 상기 폐쇄부재는 폐쇄상태에서 상기 미터링부의 전단에 형성된 수지구멍을 덮는다.

본 발명의 다른 역류방지장치에서는, 상기 폐쇄부재는 폐쇄상태에서 상기 미터링부의 전단의 홈을 덮는다.

본 발명의 다른 역류방지장치에서는, 상기 스크루헤드는 상기 폐쇄부재의 후방에서 상기 스크루의 전방과 상기 홈을 밀봉하는 밀봉부를 갖는다.

본 발명의 다른 역류방지장치에서는, 상기 스크루헤드는 끼워맞춤부를 갖는 헤드본체 및 상기 끼워맞춤부의 바깥둘레에 끼워지고, 상기 밀봉부가 되는 실링으로 이루어짐과 동시에, 축방향으로 상기 실링과 헤드본체의 사이에 10μ 이상 0.5㎜ 이하의 빈틈이 형성된다.

이 경우, 사출공정시에 스크루를 전진시킴에 따라 발생하는 스크루의 편심이 상기 빈틈에 의하여 흡수될 뿐만 아니라, 편심이 흡수된 후는 실링에 의하여 그 이상의 편심이 방지된다. 따라서, 스크루가 가열실린더의 내벽에 억눌리게 되는 것을 방지하여 달라붙음이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 스크루헤드의 바깥둘레부에 마모가 발생하는 것을 억제할 수도 있다.

본 발명의 다른 역류방지장치에서는, 상기 탄성재료의 담금질 후의 열처리 온도는 400℃ 이상이다.

이 경우, 고온의 수지에 의하여 폐쇄부재가 열화되지 않기 때문에, 역류방지장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 역류방지장치에서는, 상기 밀봉부의 외부표면에 래버린스(labyrinth)가 형성된다.

이 경우, 그 래버린스에 의하여 밀봉부와 가열실린더의 내벽이 원활하게 미끄러져 움직이게 된다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명의 제1실시형태의 역류방지장치의 개략도, 도 4는 도 3의 X-X선단면도이다.

도면에서, 51은 가열실린더이고, 그 가열실린더(51)는 전단(도면의 좌측)에 도시되지 않은 사출노즐을 갖는다. 상기 가열실린더(51) 내에는 스크루(52)가 자유롭게 회전 또는 전진·후퇴가능하도록 설치되고, 그 스크루(52)를 도시되지 않은 구동수단에 의하여 회전시키거나, 전진·후퇴시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 통상 상기 구동수단으로서 사출실린더, 전동기 등이 사용된다.

상기 스크루(52)는 상기 가열실린더(51) 내의 후방(도면의 우측)으로 연장되, 후단에서 상기 구동수단과 연결됨과 동시에, 스크루헤드(54) 및 미터링부(58)를 갖는다. 이 경우, 상기 스크루헤드(54)의 후단에 도시되지 않은 수나사를 형성하고, 그 수나사와 상기 미터링부(58)의 전단에 형성된 도시되지 않은 암나사를 나사결합함으로써 스크루헤드(54)를 미터링부(58)에 고정할 수 있다. 또한, 스크루헤드(54)를 미터링부(58)와 일체로 형성할 수도 있다.

또한, 그 미터링부(58)의 표면에는 나선형상의 플라이트(55)가 형성되고, 그 플라이트(55)의 사이에 홈(56)이 형성된다.

그리고, 상기 가열실린더(51) 후방의 소정 장소에 도시되지 않은 호퍼가 설치되고, 그 호퍼에 펠릿형상의 수지가 투입된다. 또한, 상기 미터링부(58)의 전단에는 바깥둘레를 따라서 상기 플라이트(55)와 동일한 바깥지름을 갖는 밀봉부(59)가 형성된다. 또한, 필요에 따라서 상기 미터링부(58)의 전단에 도시되지 않은 실링을 끼울 수도 있다.

그리고, 상기 밀봉부(59)의 원주방향의 소정 장소에 밀봉부(59)의 전방과 홈(56)이 통하게 하기 위한 부채형상의 수지구멍(61)이 한 개 이상 형성된다. 또, 그 수지구멍(61)을 덮기 위하여 미터링부(58)의 전단에 폐쇄부재로서의 부채형상의 판스프링(63)이 설치되고, 그 판스프링(63)의 한쪽 끝이 나사(64)에 의하여 상기 밀봉부(59)에 고정된다. 그 때문에 그 밀봉부(59)에 홈(71)이 형성되고, 상기 판스프링(63)의 한쪽 끝이 홈(71) 내에 삽입되도록 되어 있다.

또한, 상기 판스프링(63)은, 스크루(52)의 전방과 상기 미터링부(58)의 사이에 상기 수지구멍(61)에 대응시켜 형성된 차단부(63a) 및 차단부(63a)와 일체로 형성되고 차단부(63a)를 폐쇄상태가 되도록 탄성지지하는 탄성지지부(63b)로 구성된다. 본 실시형태에서는 판형상의 폐쇄부재로서 판스프링(63)을 사용하고, 차단부(63a) 및 탄성지지부(63b)의 양쪽을 탄성재료에 의하여 형성하고 있는데, 폐쇄부재의 적어도 한쪽만을 탄성재료에 의하여 형성할 수도 있다.

그 경우, 탄성지지부(63b)만이 탄성재료에 의하여 형성되고, 차단부(63a)는 비탄성재료에 의하여 형성된다.

따라서, 상기 판스프링(63)은 통상 도 3의 실선으로 나타낸 폐쇄상태에 놓여 져 스크루(52)의 전방과 홈(56)을 직접 차단하고, 그 홈(56) 내의 수지압이 스크루(52) 전방의 수지압보다 높아지면 구부러져 도 3의 파선으로 나타낸 개방상태에 놓여 스크루(52)의 전방과 홈(56)이 통하게 한다.

또한, 특수한 고온수지를 제외하고는, 통상의 수지는 융점이 200~380℃이기 때문에, 상기 탄성재료로서 고온하에서도 탄성을 잃지 않도록 담금질한 금속을 강도를 높이기 위해 다시 적당히 열처리하는 온도가 수지의 융점보다 높은 것, 예컨대, 400℃ 이상의 것이 사용된다. 본 실시형태에서는 탄성재료로서 담금질 후의 열처리 온도가 514℃ 이상의 인코넬이 사용된다. 또한, 융점이 높은 수지를 사용하는 사출성형기에서는 판스프링(63)을 지르코니어세라믹 등의 탄성재료에 의하여 형성할 수도 있다.

이와 같이, 판스프링(63)이 사용되기 때문에, 판스프링(63)에 발생하는 응력을 작게 할 수 있음과 동시에, 상기 탄성재료로서 담금질 후의 열처리 온도가 수지의 융점보다 높은 것이 사용되기 때문에, 상기 판스프링(63)이 단기간에 열화되지 않아 역류방지장치의 내구성을 높게 할 수 있다. 또, 상기 판스프링(63)이 스크루(52)의 전방과 홈(56)을 직접 차단하기 때문에, 역류방지장치의 응답성을 높일 수 있다.

또한, 판스프링(63)에는 구부러지기 쉽도록 나사(64)에 의한 고정부분에 인접하여 오목부(72)가 형성된다.

상기 구성의 역류방지장치에서 계량공정시에 상기 구동수단에 의하여 상기 스크루(52)를 화살표 M방향으로 회전시키면서 후퇴시키면 상기 호퍼 내의 펠릿형상의 수지가 가열실린더(51) 내에 낙하되고, 홈(56) 내에서 전진하게 된다.

또, 상기 가열실린더(51)의 바깥둘레에는 도시되지 않은 히터가 설치되고, 그 히터에 의하여 가열실린더(51)가 가열된다. 따라서, 수지는 홈(56) 내에서 전진하면서 용융되고, 수지구멍(61)을 통과하며 판스프링(63)을 구부려서 개방상태에 두고, 밀봉부(59)의 전방으로 유출된다. 이와 같이 하여, 스크루(52)를 회전시키면서, 소정의 양만 후퇴시키면 스크루(52)의 전방에 사출에 필요한 양의 용융된 수지가 축적된다.

그리고, 계량공정이 완료되면 스크루(52)의 회전은 정지하게 되는데, 이 때 홈(56) 내의 수지압은 저하되고, 그 홈(56) 내의 수지압과 스크루(52) 전방의 수지압은 거의 같아진다. 따라서, 상기 판스프링(63)은 탄성지지부(63b)의 복원력에 의하여 복귀하고, 폐쇄상태에 놓여 수지구멍(61)을 폐쇄하여 밀봉한다.

그리고, 상기 사출노즐의 선단으로부터 수지가 늘어져 떨어지지 않도록 석백이 행해지고, 스크루(52)는 회전되지 않고 극소량만이 다시 후퇴하게 된다.

다음에, 사출공정시에 상기 구동수단에 의하여 스크루(52)를 전진시키면 그 스크루(52)의 전방에 축적된 수지는 상기 사출노즐로부터 사출되고, 도시되지 않은 금형의 캐비티공간에 충전된다. 이 때 상기 스크루(52)의 전방에 축적된 수지는 역류하려고 하지만, 판스프링(63)이 이미 폐쇄상태에 놓여 수지구멍(61)이 폐쇄되어 있기 때문에, 상기 스크루(52)의 전방에 축적된 수지가 역류하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 사출공정이 개시되기 전에 상기 판스프링(63)이 폐쇄상태에 놓여 밀봉을 종료하기 때문에, 밀봉이 종료되는 타이밍이 변동되지 않는다. 따라서, 캐비티공간으로의 수지의 충전량을 안정시킬 수 있을 뿐만 아니라, 버가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

더욱이, 사출공정이 개시된 후, 수 십 ㎲ 정도의 시간에 스크루(52) 전방의 수지압을 충분히 높게 할 수 있기 때문에, 충전시간이 짧아지고, 충전중에 수지의 온도가 낮아지거나, 수지의 점도가 높아지지 않는다.

또, 상기 스크루헤드(54)에 작은 직경부를 형성할 필요가 없기 때문에, 스크루헤드(54)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 사출공정시에 상기 판스프링(63)은 밀봉부(59)에 의하여 지지되기 때문에, 수지압에 의하여 판스프링(63)이 변형되지 않는다. 따라서, 역류방지장치의 내구성을 높일 수 있다. 또한, 수지구멍(61)을 넓게 할 수 있을 뿐만 아니라, 간소화할 수 있기 때문에, 수지가 수지구멍(61)을 흐를 때에 전단발열이 발생하지 않고, 색교체성을 향상시킬 수 있다.

또, 계량공정이 개시된 때에 밀봉을 해제하는 데에 필요한 시간이 길어지지 않기 때문에, 수지의 가소화에 따른 잉여발열이 발생하는 일이 없어진다.

다음에, 본 발명의 제2실시형태에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제2실시형태의 역류방지장치의 개략도이다. 또한, 제1실시형태와 같은 구조인 것에 대해서는, 같은 부호를 붙임으로써 그 설명을 생략한다.

이 경우 스크루(52)의 미터링부(158)의 전단에 오목면(80)이 형성되고, 그 오목면(80)에 판형상의 폐쇄부재로서의 식기형상의 판스프링(81)이 맞닿게 되고, 그 판스프링(81)의 탄성지지부(81b)가 나사(82)에 의하여 상기 미터링부(158)에 고정된다. 그리고, 판스프링(81)의 바깥둘레 가장자리에 형성된 차단부(81a)에 의하여 상기 미터링부(158) 전단의 홈(56)이 덮인다.

상기 구성의 역류방지장치에서 계량공정시에 도시되지 않은 구동수단에 의하여 상기 스크루(52)를 회전시키면서 후퇴시키면 수지가 홈(56)에서 전진하면서 용융하게 되고, 판스프링(81)을 구부려 개방상태에 놓이며, 상기 차단부(81a)와 가열실린더(51)의 사이를 통하여 판스프링(81)의 전방으로 유출된다. 이와 같이 하여 스크루(52)의 전방에 사출에 필요한 양의 용융된 수지가 축적된다. 또한, 상기 판스프링(81)은 개방상태에 놓여지면 바깥둘레 가장자리가 플레어형상으로 물결치듯이 되어 있다.

그리고, 계량공정이 완료되면 스크루(52)의 회전은 정지하게 되지만, 이 때 홈(56) 내의 수지압은 저하되고, 홈(56) 내의 수지압과 스크루(52) 전방의 수지압은 거의 같아진다. 따라서, 상기 판스프링(81)은 탄성지지부(81b)의 복원력에 의하여 복귀되고, 폐쇄상태에 놓여 밀봉한다.

다음에 본 발명의 제3실시형태에 대하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 제3실시형태의 역류방지장치의 개략도, 도 7은 본 발명의 제3실시형태의 역류방지장치의 요부정면도이다.

도면에서 51은 가열실린더이고, 그 가열실린더(51)는 전단(도면의 좌측)에 도시되지 않은 사출노즐을 갖는다. 상기 가열실린더(51) 내에는 스크루(52)가 자유롭게 회전하고 또한 전진·후퇴가능하도록 설치되고, 그 스크루(52)를 도시되지 않은 구동수단에 의하여 회전시키거나, 전진·후퇴시킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 통상 상기 구동수단으로서 사출실린더, 전동기 등이 사용된다.

상기 스크루(52)는 상기 가열실린더(51) 내의 후방(도면의 우측)으로 연장되고, 후단에서 상기 구동수단과 연결됨과 동시에, 스크루헤드(154) 및 미터링부(58)를 갖는다. 그리고, 상기 스크루헤드(154)의 후단에 수나사(154a)가 형성되고, 그 수나사(154a)와 상기 미터링부(58)의 전단에 형성된 암나사(52a)를 나사결합함으로써 스크루헤드(154)가 미터링부(58)에 고정된다. 또한, 스크루헤드(154)를 미터링부(58)와 일체로 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 가열실린더(51) 후방의 소정 장소에 도시되지 않은 호퍼가 설치되고, 그 호퍼에 펠릿형상의 수지가 투입된다.

또한, 상기 스크루헤드(154)는 헤드본체(181), 그 헤드본체(181)의 중앙에 설치되어 가열실린더(51)의 내벽 사이에서 미끄러져 움직이게 되어 스크루(52)의 전방과 홈(56)을 밀봉하는 밀봉부로서의 실링(159), 그 실링(159)의 전방에서 실링(159)의 떨어짐을 방지하는 링형상의 스토퍼(185) 및 상기 헤드본체(181)의 전단에 설치된 판형상의 폐쇄부재로서의 한 쌍의 판스프링(163)을 갖는다. 그리고, 상기 헤드본체(181)는 전단부에 상기 스토퍼(185)를 나사결합하기 위한 작은 직경의 나사결합부(182), 중앙부에 상기 실링(159)이 바깥둘레에 끼워지는 중간 직경의 끼워맞춤부(83) 및 후단부에 큰 직경의 플랜지부(84)를 갖는다. 상기 실링(159)은 끼워맞춤부(83)의 바깥둘레에 끼운 후, 상기 스토퍼(185)를 나사결합부(182)에 결합함으로써 헤드본체(181)에 설치된다. 또한, 상기 실링(159)과 상기 스토퍼(185), 끼워맞춤부(83) 및 플랜지부(84)의 사이에는, 직경방향 및 축방향으로 아주 작은 빈틈(86)이 형성된다. 따라서, 스크루(52)의 회전에 따라 실링(159)과 헤드본체(181)의 사이에서 마모가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 직경방향의 빈틈(86)은 직경방향의 합계로 0.2㎜ 이상이 되고, 축방향의 빈틈(86)은 전후 합쳐서 10μ 이상 0.5㎜ 이하, 바람직하게는 50μ 이상 0.2㎜ 이하가 된다.

그리고, 상기 헤드본체(181)의 원주방향의 두 곳에 스크루(52)의 전방과 홈(56)을 통하게 하기 위한 수지구멍(161)이 형성된다. 그 수지구멍(161)은 상기 플랜지부(84)의 바깥둘레 가장자리부에서 미터링부(58)를 향하여 개방되고, 상기 플랜지부(84) 내에서 중심을 향하여 경사지게 연장된 후, 상기 끼워맞춤부(83) 및 나사결합부(182) 내에서 축방향으로 전방으로 연장되고, 나사결합부(182)의 전단면에서 개방된다. 또한, 상기 나사결합부(182)의 전단면에 수지구멍(161)을 덮기 위하여 상기 판스프링(163)이 설치되고, 그 판스프링(163)의 한쪽 끝이 나사(164)에 의하여 상기 스토퍼(185)에 고정된다.

또한, 상기 판스프링(163)은 상기 수지구멍(161)에 대응하여 형성된 차단부(163a)와, 그 차단부(163a)와 일체로 형성되고 차단부(163a)를 폐쇄상태가 되도록 탄성지지하는 탄성지지부(163b) 및 그 탄성지지부(163b)와 일체로 형성되고 판스프링(163)을 스토퍼(185)에 고정하기 위한 고정부(163c)로 구성된다. 본 실시형태에 서는 판형상의 폐쇄부재로서 판스프링(163)을 사용하고, 차단부(163a), 탄성지지부(163b) 및 고정부(163c) 모두를 탄성재료에 의하여 형성하고 있지만, 폐쇄부재의 일부만을 탄성재료에 의하여 형성할 수도 있다. 그 경우, 탄성지지부(163b)만이 탄성재료에 의하여 형성되고, 차단부(163a) 및 고정부(163c)는 비탄성재료에 의하여 형성된다. 또, 판스프링(163)에는 구부러지기 쉽도록 탄성지지부(163b)와 고정부(163c)의 사이에 오목부(17)가 형성된다.

따라서, 상기 판스프링(163)은 통상 도 6의 실선으로 나타낸 폐쇄상태에 놓여 스크루(52)의 전방과 홈(56)을 직접 차단하고, 그 홈(56) 내의 수지압이 스크루(52) 전방의 수지압보다 높아지면 구부러져 도 6의 파선으로 나타낸 개방상태에 놓여 스크루(52)의 전방과 홈(56)을 통하게 한다.

또한, 특수한 고온수지를 제외하고는, 통상의 수지는 융점이 200~380℃이기 때문에, 상기 탄성재료로서 고온하에 있어서도 탄성을 잃지 않도록 담금질 후의 열처리 온도가 수지의 융점보다 높은 것, 예컨대 400℃ 이상의 것이 사용된다. 본 실시형태에서는 탄성재료로서 담금질한 금속을 강도를 높이기 위해 다시 적당히 열처리하는 온도가 514℃ 이상의 인코넬이 사용된다. 또한, 융점이 높은 수지를 사용하는 사출성형기에서는, 판스프링(163)을 지르코니어세라믹 등의 탄성재료에 의하여 형성할 수도 있다.

이와 같이, 판스프링(163)이 사용되기 때문에, 판스프링(163)에 발생하는 응력을 작게 할 수 있음과 동시에, 상기 탄성재료로서 담금질 후의 열처리 온도가 수지의 융점보다 높은 것이 사용되기 때문에, 상기 판스프링(163)이 단기간에 열화되지 않아 역류방지장치의 내구성을 높게 할 수 있다. 또, 상기 판스프링(163)이 스크루(52)의 전방과 홈(56)을 직접 차단하기 때문에 역류방지장치의 응답성을 높게 할 수 있다.

상기 구성의 역류방지장치에서 계량공정시에 상기 구동수단에 의하여 상기 스크루(52)를 회전시키면서 후퇴시키면 상기 호퍼 내의 펠릿형상의 수지가 가열실린더(51) 내에 낙하되어 홈(56) 내에서 전진(도 6의 좌측으로 이동)하게 된다. 상기 가열실린더(51)의 바깥둘레에는 도시되지 않은 히터가 설치되고, 그 히터에 의하여 가열실린더(51)가 가열된다. 따라서, 수지는 홈(56) 내에서 전진하면서 용융되고, 수지구멍(161)을 통과하여 판스프링(163)을 구부려 개방상태가 되어 스크루(52)의 전방으로 유출된다. 이와 같이 하여 스크루(52)를 회전시키면서 소정량만 후퇴시키면 스크루(52)의 전방에 사출에 필요한 양의 용융된 수지가 축적된다. 또한 계량공정시에 상기 홈(56) 내의 수지압은 최대로 150kgf/㎠ 정도가 된다.

그리고, 계량공정이 완료되면 스크루(52)의 회전은 정지되지만, 이 때 홈(56) 내의 수지압은 저하되고, 그 홈(56) 내의 수지압과 스크루(52) 전방의 수지압은 거의 같아진다. 따라서, 상기 판스프링(163)은 탄성지지부(163b)의 복원력에 의하여 복귀되어 폐쇄상태에 놓여 수지구멍(161)을 폐쇄하며, 스크루(52)의 전방과 홈(56)을 차단한다. 즉, 사출공정이 개시되기 전에 밀봉을 완전히 종료할 수 있다.

그리고, 상기 사출노즐의 선단으로부터 수지가 늘어져 떨어지지 않도록 석백이 행하여지고, 스크루(52)는 회전되지 않고, 극소량만이 다시 후퇴하게 된다.

다음에 사출공정시에 상기 구동수단에 의하여 스크루(52)를 전진시키면 상기 스크루(52)의 전방에 축적된 수지는 상기 사출노즐로부터 사출되어 도시되지 않은 금형장치의 캐비티공간에 충전된다. 이 때, 상기 스크루(52)의 전방에 축적된 수지는 역류하려고 하지만, 판스프링(163)이 이미 폐쇄상태에 놓여 수지구멍(161)이 폐쇄되어 스크루(52)의 전방과 홈(56)이 차단되어 있기 때문에, 상기 스크루(52)의 전방에 축적된 수지가 역류하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이, 계량공정이 완료되면 상기 판스프링(163)이 복원력에 의하여 폐쇄상태에 놓여 스크루(52)의 전방과 상기 홈(56)이 차단되기 때문에, 사출공정이 개시되기 전에 완전히 밀봉을 종료할 수 있고, 스크루(52)의 전방과 홈(56)이 차단되는 타이밍이 변동하지 않는다.

따라서, 캐비티공간으로의 수지의 충전량을 안정시킬 수 있을 뿐만 아니라, 사출피크압의 불일치함을 종래의 1/2로 저하시킬 수 있고, 버, 충전불량 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 수지로서 폴리에틸렌을 사용한 경우, 성형품의 중량에 발생하는 흩어짐δ/X(x의 평균치)을 0.17%에서 0.03%의 사이로 할 수 있다.

또한, 석백시에 스크루(52)를 종래의 1/3 정도 후퇴시키는 것만으로 사출노즐 근방의 압력을 충분히 낮게 할 수 있기 때문에, 석백에 따라서 공기가 유입되는 것을 충분히 억제할 수 있어 사출노즐로부터 수지가 늘어져 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 계량공정이 개시된 때에 밀봉을 해제하는 데 필요한 시간이 길지 않기 때문에, 수지의 가소화에 따른 잉여발열이 발생하지 않게 된다.

그리고, 사출공정시에 스크루(52)를 전진시킴에 따라 수지에 의한 반력이 스크루헤드(154)에 부가되고, 상기 반력에 의하여 스크루(52)가 편심된다. 이에 따라 스크루(52)가 가열실린더(51)의 내벽에 억눌려져 달라붙음이 발생하기 쉬워 진다. 그런데, 상기 실링(159)과 스토퍼(185), 끼워맞춤부(83) 및 플랜지부(84)의 사이에 빈틈(86)이 형성되기 때문에, 상기 스크루(52)의 편심이 흡수될 뿐만 아니라, 편심이 흡수된 후는 실링(159)에 의하여 더 이상의 편심이 방지된다. 따라서, 스크루(52)가 가열실린더(51)의 내벽에 눌려지는 것을 방지하고, 달라붙음이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또, 스크루헤드(154)의 바깥둘레부에 마모가 발생하는 것을 억제할 수도 있다. 또한, 상기 실링(159)의 외부표면에 미끄러져 움직이는 성질을 향상시키기 위하여 래버린스를 형성할 수 있다.

다음에 본 발명의 제4실시형태에 대하여 설명한다.

도 8은 본 발명의 제4실시형태의 헤드본체의 개략도이다.

이 경우, 281은 헤드본체이고, 그 헤드본체(281)의 전단부(도면의 좌단부)에는 가열실린더(51)(도 6)의 내벽과 미끄러져 움직이게 되고, 스크루(52)의 전방과 홈(56)을 밀봉하는 밀봉부(282)가 형성되며, 그 밀봉부(282)의 표면에 미끄러져 움직이는 성질을 향상시키기 위하여 래버린스(283)가 형성된다.

따라서, 밀봉부(282)와 가열실린더(51)의 내벽이 원활하게 미끄러져 움직이게 된다.

또한, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지에 의거하여 다양하게 변형시킬 수 있으며, 그들을 본 발명의 범위로부터 배제하지 않는다.

본 발명에 의하면, 사출공정이 개시되기 전에 완전히 밀봉을 종료할 수 있다. 더욱이, 스크루의 전방과 상기 홈이 차단되는 타이밍이 변동되지 않기 때문에, 캐비티공간으로의 수지의 충전량을 안정시킬 수 있을 뿐만 아니라, 사출피크압의 불일치함을 억제할 수 있다. 그 결과, 버, 충전불량 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 성형품의 중량이 일정하지 않게 되는 것을 억제할 수 있다.

Claims

적어도 수지를 전방으로 이동시키기 위한 홈이 형성된 미터링부를 갖는 스크루와, 판형상의 폐쇄부재로 이루어짐과 동시에, 그 폐쇄부재는 계량에 따라 후방에 발생하는 수지압에 의하여 개방상태에 놓여져 상기 스크루의 전방과 상기 홈을 통하게 하고, 탄성재료에 의한 복원력에 의하여 폐쇄상태에 놓여져 상기 스크루의 전방과 상기 홈을 차단하는 것을 특징으로 하는 역류방지장치.
제 1항에 있어서, 상기 폐쇄부재는 상기 미터링부의 단면에 설치된 역류방지장치.
제 1항에 있어서, 상기 미터링부의 전단에 상기 판형상의 폐쇄부재를 갖는 스크루헤드가 설치된 역류방지장치.
제 1항에 있어서, 상기 폐쇄부재는 적어도 일부가 탄성재료에 의하여 형성되고, 상기 스크루의 전방과 상기 홈 사이에 형성된 차단부 및 그 차단부와 일체적으로 형성되며 차단부를 폐쇄상태가 되도록 탄성지지하는 탄성지지부로 구성된 역류방지장치.
제 1항에 있어서, 상기 폐쇄부재의 전체가 탄성재료에 의하여 형성된 역류방지장치.
제 5항에 있어서, 상기 폐쇄부재는 판스프링인 역류방지장치.
제 2항에 있어서, 상기 폐쇄부재는 폐쇄상태에서 상기 미터링부의 전단에 형성된 수지구멍을 덮는 역류방지장치.
제 2항에 있어서, 상기 폐쇄부재는 폐쇄상태에서 상기 미터링부의 전단의 홈을 덮는 역류방지장치.
제 3항에 있어서, 상기 폐쇄부재는 폐쇄상태에서 상기 스크루헤드의 전단에 형성된 수지구멍을 덮는 역류방지장치.
제 3항에 있어서, 상기 스크루헤드는 상기 폐쇄부재의 후방에서 상기 스크루의 전방과 상기 홈을 밀봉하는 밀봉부를 갖는 역류방지장치.
제 10항에 있어서, 상기 스크루헤드는 끼워맞춤부를 갖는 헤드본체 및 상기 끼워맞춤부의 바깥에 끼워지며, 상기 밀봉부로 되는 실링으로 이루어짐과 동시에, 축방향으로 상기 실링과 헤드본체의 사이에 10μ 이상 0.5㎜ 이하의 빈틈이 형성된 역류방지장치.
제 1항에 있어서, 상기 탄성재료의 담금질 후의 열처리 온도는 400℃ 이상인 역류방지장치.
제 10항에 있어서, 상기 밀봉부의 바깥 표면에 래버린스가 형성된 역류방지장치.