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KR100822123B1 - 열적으로 분리된 용융물 채널을 구비한 핫 러너 동시사출노즐 - Google Patents

열적으로 분리된 용융물 채널을 구비한 핫 러너 동시사출노즐 Download PDF

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KR100822123B1
KR100822123B1 KR1020077002444A KR20077002444A KR100822123B1 KR 100822123 B1 KR100822123 B1 KR 100822123B1 KR 1020077002444 A KR1020077002444 A KR 1020077002444A KR 20077002444 A KR20077002444 A KR 20077002444A KR 100822123 B1 KR100822123 B1 KR 100822123B1
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KR
South Korea
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nozzle
nozzle body
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melt
distal end
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KR20070037629A (ko
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레이몬드 제이. 로즈너
Original Assignee
허스키 인젝션 몰딩 시스템즈 리미티드
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Publication date
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Abstract

본 발명의 동시사출 성형 노즐 장치(16) 및 방법은 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)을 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)로부터 열적으로 분리된 상태로 유지하는 구조 및/또는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 노즐 본체(200) 내의 홈(213, 214) 또는 분리된 노즐 파이프(103)가 제1 및 제2 노즐 본체 용융물 채널(202, 203)을 열적으로 분리된 상태로 유지한다. 바람직하게는, 열 전도성이 큰 노즐 팁(206)이 노즐 본체(200)에 탈착 가능하게 결합되며, 주형 게이트 전방에서 함께 통합되는 제1 및 제2 노즐 본체 용융물 채널(202, 203)을 포함한다.
동시사출 노즐, 핫 러너, 사출 성형, 사출 주형, 노즐 팁, 용융물 채널

Description

열적으로 분리된 용융물 채널을 구비한 핫 러너 동시사출 노즐 {HOT RUNNER COINJECTION NOZZLE WITH THERMALLY SEPARATED MELT CHANNELS}
본 발명은 전형적으로 사출 성형기의 핫 러너(hot runner) 시스템에 사용되는 열적으로 분리된 용융물 채널을 구비한 동시사출 노즐(coinjection nozzle)에 관한 것이다.
동시사출 성형은 전형적으로 적층된 벽 구조를 갖는 다층 플라스틱 패키징 제품을 성형하는데 사용된다. 각각의 층은 단일 노즐 구조 내의 상이한 환형 또는 원형 통로로 통과되며, 각각의 층은 동일한 성형 게이트를 통해 부분적이며 순차적으로 사출된다. 이러한 다중 재료 성형 응용에 있어서, 상이한 작동 온도 요구조건을 갖는 용융물(흔히 플라스틱 수지)은 전형적으로 전체 노즐을 가열하는 노즐 히터에 의해 제공되는 단일 또는 균일 온도 제어만을 갖는 동시사출 노즐을 통해 유동한다. 이는 각각의 다양한 수지가 특정한 성형 작업 중에 그의 최적 작동 온도에 있을 수 없기 때문에 부정확하거나 부적절하게 성형된 부분을 초래할 수도 있다. 또한, 성형 사이클 시간은 상이한 용융물들의 상이한 온도 요구조건을 허용하도록 연장되어야 할 수도 있다. 또한, 동시사출 노즐은 상이한 용융물 채널들 간의 소정의 최소 열 분리(thermal separation)를 제공하도록 보다 대형으로 제조되 어야 할 수도 있다.
스카드(Schad)의 미국 특허 제4,717,324호는, 각각 노즐 조립체를 형성하는 상이한 구성요소들 내에 배치되는 2개의 용융물 채널을 구비하는 밸브 게이트형(valve gated) 노즐 설계를 포함하는 동시사출 핫 러너 시스템을 개시한다. 이 특허는 2개의 수지가 핫 러너 매니폴드를 갖는 노즐의 경계면으로부터 주형 공동으로의 게이트까지 노즐 조립체를 통과하는 동안 상이한 작동 온도에서 유지하는 하나의 방법을 개시한다. '324 특허에서, 노즐 조립체는 노즐 길이의 대부분에 대하여 공기 간극에 의해 서로 분리된 동심의 구성요소들을 포함한다. 그러나, 노즐 팁에 외부 노즐 하우징 구성요소가 배치되고 주형 게이트 삽입체에 대항하여 밀봉되어, 결과적으로 그 경계면에서 불충분한 단열성을 갖게 된다. 이는 노즐 히터로부터의 상당한 열손실을 초래하여, 노즐 팁/게이트 경계면에서 열 처리 능력이 부족하게 된다.
오리모또(Orimoto)의 미국 특허 제5,030,077호는 다양한 수지를 위한 동심 용융물 채널을 구비한 동시사출 핫 러너 노즐을 개시하며, 중앙 채널은 수지가 이 중심 채널을 통해 유동할 때 주변 채널을 차단하는 가동 팁(movable tip)을 갖는다. 이러한 가동 팁은 제조 및 유지보수 비용을 증가시킨다. 노즐 조립체를 주형 공동 또는 그 주변으로부터 단열시키는 방법에 대한 개시물은 없다. 더욱이, 노즐 팁을 보수하기 위한 접근이 복잡하다.
반 마넨(Van Manen)의 미국 특허 제5,897,822호는 단일 수지를 위한 동심 용융물 채널을 구비한 밸브 게이트형 동시사출 핫 러너 노즐을 개시한다. 게이트 영 역에서의 단열성이 충분하지 못하며, 노즐은 팁과 게이트 영역을 보수하기 위해 완전히 분해되어야 한다.
겔러트(Gellert)의 미국 특허 제5,935,615호는 하나의 수지를 위한 동심 용융물 채널을 구비한 동시사출 핫 러너 노즐을 개시한다. 용융물 채널 및 팁을 보수하기 위한 접근이 어렵다.
리(Lee)의 미국 특허 제6,261,075호는 밸브 스템의 어느 한 측면 상에 2개의 수지를 위한 별도로 드릴링된 채널을 구비한 밸브 게이트형 동시사출 핫 러너 노즐을 개시한다. 용융물 채널 및 팁을 보수하기 위한 접근이 어렵다.
따라서, 상이한 작동 온도 요구조건을 가진 용융물이 동일한 노즐을 통해 처리될 수 있으며, 주형 공동을 근접하게 이격시킬 수 있고, 상이한 용융물 채널의 개별적인 보수가 가능한 상태에서 탈착 가능한 팁을 제공하며, 효율적 열 전달을 위해 높은 열 전도성 팁을 제공하고, 설계, 설치 및 유지보수가 비교적 저렴한 핫 러너 동시사출 성형 노즐 구조물이 필요하다.
관련 기술의 문제점을 극복하고 상이한 작동 온도에서 효율적으로 사출되며 또한 설치와 유지보수가 용이한 동시사출 노즐을 제공하는 것이 본 발명의 장점이다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 종축, 기단부 및 말단부를 갖는 노즐 본체를 포함하는 동시사출 성형 노즐을 위한 구조 및/또는 단계의 신규한 조합이 제공된다. 제1 노즐 본체 용융물 채널은 노즐 본체 내에 배치되며, 기단부와 말단부를 갖고, 제1 용융물을 운반하도록 구성된다. 제2 노즐 본체 용융물 채널은 제1 노즐 본체 용융물 채널과 사실상 평행하게 노즐 본체 내에 배치되며, 기단부와 말단부를 갖고, 제2 용융물을 운반하도록 구성된다. 열 전도성 노즐 팁은 노즐 본체의 말단부에 배치된다. 제1 노즐 팁 용융물 채널은 상기 노즐 팁 내에 배치되며, 제1 노즐 본체 용융물 채널로부터 제1 용융물을 운반하도록 구성된다. 제1 노즐 팁 용융물 채널은 기단부와 말단부를 갖는다. 제2 노즐 팁 용융물 채널은 노즐 팁 내에 배치되며, 제2 노즐 본체 용융물 채널로부터 제2 용융물을 운반하도록 구성된다. 제2 노즐 팁 용융물 채널은 기단부와 말단부를 가지며, 제2 노즐 팁 용융물 채널의 말단부는 제1 노즐 팁 용융물 채널의 말단부 내로 통합된다.
본 발명의 제2 태양에 따르면, 노즐 본체와, 노즐 본체에 탈착 가능하게 결합될 수 있는 노즐 팁을 포함하는 동시사출 노즐을 위한 구조 및/또는 단계의 신규한 조합이 제공된다. 노즐 팁은 노즐 본체보다 열 전도성이 큰 재료를 포함한다. 제1 노즐 본체 용융물 채널은 노즐 본체 내에 배치되며, 제1 용융물을 노즐 팁으로 운반하도록 구성된다. 제2 노즐 본체 용융물 채널은 노즐 본체 내에 배치되며, 제1 노즐 본체 용융물 채널과 동일한 위치에서 제2 용융물을 노즐 팁으로 운반하도록 구성된다. 제1 및 제2 열 분리 홈은 제2 노즐 본체 용융물 채널과 사실상 평행하게 이의 각각의 대향하는 측면들 상에서 노즐 본체 내에 배치된다.
본 발명의 제3 태양에 따르면, 주형 공동과, 제1 용융물을 운반하도록 구성된 제1 핫 러너 매니폴드와, 제2 용융물을 운반하도록 구성된 제2 핫 러너 매니폴드를 포함하는 사출 주형을 위한 구조 및/또는 단계의 신규한 조합이 제공된다. 동시사출 노즐은 종축, 기단부 및 말단부를 갖는 노즐 본체를 포함한다. 제1 노즐 본체 용융물 채널은 노즐 본체 내에 배치되며, 기단부와 말단부를 갖고, 제1 핫 러너 매니폴드로부터 제1 용융물을 운반하도록 구성된다. 제2 노즐 본체 용융물 채널은 제1 노즐 본체 용융물 채널과 사실상 평행하게 노즐 본체 내에 배치되며, 기단부와 말단부를 갖고, 제2 핫 러너 매니폴드로부터 제2 용융물을 운반하도록 구성된다. 열 전도성 노즐 팁은 노즐 본체의 말단부에 배치된다. 제1 노즐 팁 용융물 채널은 노즐 팁 내에 배치되며, 제1 노즐 본체 용융물 채널로부터 주형 공동으로 제1 용융물을 운반하도록 구성되고, 제1 노즐 팁 용융물 채널은 기단부와 말단부를 갖는다. 제2 노즐 팁 용융물 채널은 노즐 팁 내에 배치되며, 제2 노즐 본체 용융물 채널로부터 주형 공동으로 제2 용융물을 운반하도록 구성되고, 제2 노즐 팁 용융물 채널은 기단부와 말단부를 갖는다. 제2 노즐 팁 용융물 채널의 말단부는 제1 노즐 팁 용융물 채널의 말단부 내로 통합된다.
본 발명의 제4 태양에 따르면, 동시사출 성형 방법을 위한 단계의 신규한 조합이 제공되며, 이 방법은 (i) 동일한 게이트에서 종료하는 제1 및 제2 노즐 용융물 채널을 갖는 동시사출 노즐 내에서 제1 노즐 용융물 채널을 통해 주형 공동 내부로 제1 수지를 사출하는 단계와, (ii) 제2 노즐 용융물 채널을 통해 주형 공동 내부로 제2 수지를 사출하는 단계와, (iii) 제2 노즐 용융물 채널과 상이한 온도로 제1 노즐 용융물 채널을 가열하는 단계와, (iv) 제1 및 제2 노즐 용융물 채널을 열적으로 분리된 상태로 유지하는 단계를 포함한다.
이제, 본 발명의 양호한 특징의 예시적 실시예가 첨부 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 노즐 조립체를 포함하는 동시사출 핫 러너 노즐의 개략도이다.
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐 조립체의 개략적인 단면도이다.
도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐 조립체의 개략적인 단면도이다.
도4는 도3의 실시예에 따른 노즐 조립체의 사시도이다.
도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 노즐 조립체의 개략도이다.
도6은 도5의 선 6-6을 따라 취한 도5의 실시예의 개략도이다.
1. 도입
이제, 본 발명은 플라스틱 수지 동시사출 성형기가 상이한 동시사출 노즐 용융물 채널을 통해 주형 공동 내부로 "A" 및 "C" 수지를 사출하는 몇몇 실시예와 관련하여 설명될 것이다. 본 발명은 3개 이상의 상이한 용융물 채널을 통해 3개 이상의 용융물을 사출하는 동시사출 노즐에 사용될 수 있다.
간략하게는, 본 발명의 양호한 실시예는 상이한 용융물 채널에 대한 개별적인 열 제어를 제공하도록 가능한 최대의 정도로 (제1 용융물을 운반하는) 주 용융물 채널로부터 열적으로 분리된 (제2 용융물을 운반하는) 적어도 하나의 동시사출 노즐 용융물 채널을 제공한다.
2. 제1 실시예의 구조
도1은 그의 분리된 매니폴드로부터 주형 공동의 게이트까지 2개의 플라스틱 수지를 이송하기 위한 밸브 게이트형 노즐 조립체를 가진 동시사출 핫 러너 주형의 전체 단면도를 도시한다. 주형은 코어 블록(10), 공동 블록(11), 제1 핫 러너 매니폴드(12), 제2 핫 러너 매니폴드(13), 매니폴드 판(14), 매니폴드 지지판(15) 및 노즐 조립체(16)를 포함한다. 제1 매니폴드(12)는 노즐 조립체(16)의 기단부에 그의 공급원을 연결하는 제1 용융물 채널(17)을 구비한다. 제2 매니폴드(13)는 노즐 조립체(16)의 기단부에 그의 공급원을 연결하는 제2 용융물 채널(18)을 구비한다.
노즐 조립체(16)는 2개의 노즐 본체 용융물 채널(21, 22)을 내장한 노즐 본체(20)를 포함하고, 제1 노즐 본체 용융물 채널(21)은 제1 매니폴드(12)의 제1 용융물 채널(17)과 정렬되며 제2 노즐 본체 용융물 채널(22)은 제2 매니폴드(13)의 제2 용융물 채널(18)과 정렬된다. 노즐 조립체(16)는 또한 노즐 팁(23), 노즐 팁 단열체(24), 노즐 본체 단열체(25), 스프링 팩(26), 노즐 히터(27) 및 공지된 방식으로 실린더(30)에 의해 유압식으로 작동되는 밸브 게이트 스템 피스톤(29)에 의해 왕복운동되는 밸브 스템(28)을 포함한다. 노즐 조립체(16)의 말단부에서의 노즐 팁(23)은 밸브 게이트를 통해 주형 공동(31) 내부로 제1 및 제2 수지를 사출하도록 구성된다.
도2는 본 발명의 제1 실시예의 구조를 더욱 상세하게 도시한다. 여기서, 노즐 조립체(16)는 외부 노즐 본체(40)를 포함하며, 이 노즐 본체는 외부 노즐 본체(40)의 외부면에 부착된 외부 히터(47)에 의해 가열된다. 외부 노즐 본체(40)는 제1 노즐 본체 용융물 채널(48)을 구비한 내부 노즐(42)과, 공기 간극(43)에 의해 외부 노즐 본체(40)로부터 동축으로 이격되고 그에 사실상 평행한 외부 제2 노즐 본체 용융물 채널(41)을 내장한다. 바람직하게, 제1 노즐 본체 용융물 채널(48)은 직경이 약 11 mm이고, 제2 노즐 본체 용융물 채널(41)은 직경이 약 3 mm이며 제1 노즐 본체 용융물 채널(48)로부터 약 7 mm 이격된다. 바람직하게, 공기 간극(43)은 환형으로 형성되고 폭이 1.5 mm이며 제1 노즐 본체 용융물 채널(48) 및 제2 노즐 본체 용융물 채널(41)로부터 각각 7 mm 및 1.5 mm만큼 이격된다.
바람직하게, 제2 노즐 본체 용융물 채널(41)은 노즐(16)의 팁(58)까지 연장하는 내부 노즐 팁 용융물 채널(53)로 연장하는 경사진 용융물 채널 연장부(56)를 구비한다. 내부 노즐(42)은 내부 노즐(42)의 외부면 상의 나선형 홈 내에 배치된 (도시 안된) 저항형 히터에 의해 가열되는 것이 바람직하다. 노즐 조립체(16)는 노즐 본체 단열체(45) 및 스프링 팩(46)을 또한 포함한다. 내부 노즐(42)은 헤드 직경부(57)와 팁 직경부(50)에 의해 외부 노즐 본체(40) 내에서 정렬되어, 내부 노즐(42)과 외부 노즐 본체(40)는 동축의 중심선(51)을 갖는다. 내부 노즐 팁 직경부(50)는 팁에서 노즐 본체의 보어(52) 내에서 밀봉하도록 구성되어, 제2 노즐 본체 용융물 채널(41) 및 외부 노즐 본체(40) 내의 그의 연장부로부터 내부 노즐 팁(58) 내의 용융물 채널 연장부(53)까지 이송되는 제2 수지가 외부 노즐 본체(40)와 내부 노즐(42) 사이의 경계면을 가로질러 통과할 때 누출되지 않는다.
외부 노즐 본체(40)와 내부 노즐(42)은 그들 개개의 히터(47, 44)에 의해 각각 개별적인 온도로 가열될 수 있어서, 이들이 이송하는 수지는 그들의 최적(가능하게는 상이한) 처리 온도에서 유지될 수 있다. 내부 노즐(42)은 노즐 본체 보어(52) 내에서 종방향으로 팽창될 수 있고, 그럼으로써 그의 기단부(54)가 외부 노즐 본체(40)의 대응하는 기단부(55)와 동일 평면 상에서 유지될 수 있어, 매니폴드(12, 13)에 의해 밀봉하기 위한 편평한 경계면을 유지한다. 내부 노즐 팁에서 용융물 채널 연장부(53)는, 외부 노즐 본체(40)와 내부 노즐(42) 모두의 종방향으로의 열 팽창이 발생되고 두 구성요소 모두가 그들 각각의 수지를 위한 그들의 작동 온도(예를 들어, PET와 같은 제1 수지의 경우에 280℃, 그리고 EVOH와 같은 제2 수지의 경우에는 220℃)에 도달한 후, 용융물 채널 연장부(56)와 정렬되도록 구성된다. 2개의 구성요소는 그 기단부(54)에서 내부 노즐(42) 내로 가압되는 도웰(dowel)(49)에 의해 반경방향으로 정렬되는 것이 바람직하다. (도2에 도시되지 않은) 밸브 스템(28)을 수용하기 위해 내부 노즐(42)의 제1 용융물 채널(48) 내에 공간이 제공된다. 노즐 조립체의 이러한 설계(개별적으로 가열되는 내부 노즐 본체와 노즐 본체 사이의 공기 간극)는 상이한 재료를 취급하는 구성요소들 간의 우수한 열 분리를 제공한다.
3. 제2 실시예의 구조
도3 및 도4는 대응하는 홈(들)(101) 내에 외부 저항 히터(들)(147)에 의해 가열되는 노즐 본체(100)를 포함하고, 제1 노즐 본체 용융물 채널(102)과 제2 노즐 본체 용융물 채널(105)을 내장하는 노즐 조립체의 제2 실시예를 도시한다. 히터(들)(147)는 도4에 도시된 바와 같이 제2 노즐 본체 용융물 채널(105)과 노즐 파이프(103)에 인접하지 않은 노즐 본체(100)의 표면 상에만 제공되는 것이 바람직하다. 노즐 용융물 파이프 용융물 채널(104)을 내장하는 노즐 파이프(103)는 제2 노즐 본체 용융물 채널(105)을 노즐 본체(100)의 외부면 측을 따라 외부로 연장하도 록 노즐 본체(100)의 상단부 내로 삽입된다. 따라서, 노즐 파이프 용융물 채널(104)은 노즐 본체(100)로부터 공기 간극에 의해 열적으로 분리된다. 바람직하게, 노즐 파이프(103)는 길이가 65 mm이고 외경이 6 mm이며 내경이 3 mm이고, 노즐 본체(100)의 인접한 외부면으로부터 0.5 mm만큼 분리된다.
(베릴륨 구리와 같은) 높은 열 전도성 재료로 제조된 노즐 팁(106)은 (볼트와 같은) 복수의 탈착 가능한 체결구(107)에 의해 노즐 파이프(103)와 노즐 본체(100)의 단부에 체결되고, 그럼으로써 주형이 기계 내에 있고 핫 러너 시스템의 분해를 요구하지 않으면서 팁(106)의 제거와 보수를 가능하게 한다. 노즐 본체(100) 내의 제1 노즐 본체 용융물 채널(102)은 노즐 팁(106) 내의 제1 노즐 팁 용융물 채널(108)로 연장되고, 노즐 파이프 용융물 채널(104)은 노즐 팁(106) 내의 제2 노즐 팁 용융물 채널(109)로 연장되어, 결과적으로 도면 부호 110으로 나타낸 팁의 말단부 부근에서 제1 노즐 팁 용융물 채널(108) 내부로 이어져 이와 합류된다. (티타늄과 같은) 비교적 단열성 재료로 제조된 단열체(111)는 게이트 설치시 정렬 및 밀봉을 제공하도록 노즐 팁(106)에 부착된다.
가열되지 않은 노즐 파이프(103)는 노즐 파이프 용융물 채널(104)의 부분이 가열된 노즐 본체(100) 내에 완전히 있는 제1 노즐 본체 용융물 채널(102)보다 낮은 온도 환경을 제공하게 한다. 노즐 본체(100)와 노즐 파이프(103) 사이에 발생하는 차이를 나타내는 종방향 열 팽창은 노즐 조립체가 작동 온도에 있을 때 노즐 파이프(103)가 점유하는 작동 위치에 관계 없이 밀봉하기 위해 큰 결합 직경부(112)를 제공함으로써 노즐 팁(106)의 형상 내에서 수용된다.
4. 제3 실시예의 구조
도5 및 도6은 홈(들)(201) 내의 (도시 안된) 외부 저항 히터(들)에 의해 가열되는 단일 본체(200)를 포함하고, 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)과 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)을 내장하는 노즐 조립체의 (현재, 가장 바람직한) 제3 실시예를 도시한다. 제2 실시예와 같이, 히터(들)는 도5에 도시된 바와 같이 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)에 인접하지 않은 노즐 본체(100)의 표면 상에만 제공되는 것이 바람직하다. 도6은 도5의 단면 6-6을 통한 단면도를 도시하고, 노즐 본체(200) 내부로 절단 또는 성형된 제1 열 분리/단열 홈(213) 및 제2 열 분리/단열 홈(214)을 도시한다. 하나 이상의 홈(213, 214)은 노즐 본체(200)의 사실상 전체 길이로 연장하지만, 노즐 헤드부(215) 내부로 또는 이를 통과하게 절단되지 않는 것이 바람직하다.
홈(213, 214)은 제1 노즐 본체 용융물 채널 및 제2 노즐 본체 용융물 채널(202, 203)을 내장하는 노즐 본체의 부분들 간의 효과적인 열 분리를 제공하며, 제2 용융물로 전도되는 열량이 제2 노즐 본체 용융물 채널(203) 내에서 이동하는 것을 억제하여, 2개의 용융물이 상이한 온도에서 취급되게 한다. 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)을 내장하는 노즐 본체(200)의 부분의 외부면(216)은 가열되지 않을 수도 있는 반면, 노즐 본체(200)의 나머지 표면 영역은 예컨대 홈(들)(201) 내에 배치된 하나 이상의 저항 히터에 의해 또는 상기 표면에 직접 적용된 필름 히터에 의해 가열된다. 바람직하게, 홈(213, 214)은 도6에 도시된 바와 같이, 노즐 본체의 외부면으로부터 내향으로 노즐 본체의 18 mm인 반경의 절반을 초과하는 9.5 mm의 반경 거리(또는 홈 깊이)로 연장한다. 따라서, 홈(213, 214)의 가장 깊은 부분은 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)보다 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)에 근접한다. 바람직하게, 홈(213, 214)은 길이가 각각 70 mm이고 노즐 본체(200)의 종축과 사실상 평행하다. 또한, 바람직하게 각각의 홈(213, 214)의 폭은 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)보다 작지만 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)의 직경보다 크다. 물론, 홈(213, 214)의 구성, 크기, 형상 또는 치수 범위는 특정 사출 응용에 따라 달리 사용될 수 있다.
노즐 팁(206)은 바람직하게 (베릴륨 구리와 같은) 열 전도성 재료로 제조되며, (볼트와 같은) 체결구(207)에 의해 노즐 본체(200)의 단부에 체결된다. 제1 노즐 본체 용융물 채널 및 제2 노즐 본체 용융물 채널(202, 203)은 노즐 팁(206) 내의 제1 노즐 팁 용융물 채널(208)과 제2 노즐 팁 용융물 채널(209)로 각각 연장되어, 결과적으로 채널(209)은 도면 부호 210으로 나타낸 노즐 팁의 말단부 부근에서 제1 노즐 팁 용융물 채널(208) 내부로 이어져 이와 합류된다. (티타늄과 같은 단열성 재료로 제조된) 단열체(211)가 게이트 설치시 정렬과 밀봉을 제공하도록 팁(206)에 부착된다. 관형 밀봉 도웰(212)이 노즐 본체(200)와 노즐 팁(206)을 회전식으로 정렬시키고 용융물 채널 경계면을 밀봉하는 것을 돕는다.
(도3 및 도4의 실시예와 비교하여) 이러한 구성에 의하면, 용융물 채널 본체의 차이를 나타내는 종방향 열 팽창이 거의 발생하지 않으며, 결과적으로 누출의 위험이 크게 감소되거나 제거된다. (마찬가지로, 도3 및 도4의 실시예와 비교하여) 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)과 제2 노즐 본체 용융물 채널(203) 간의 열적 차이의 결여는 바람직한 플라스틱 사출 성형 응용에서 처리되는 특정 플라스틱 수지의 경우에 중요하지 않다. 노즐 팁(206)을 고정하는 탈착 가능한 체결구(207)에 의해 기계의 보수 가능성의 용이함이 유지된다. (도5에 도시되지 않은) 밸브 스템(28)을 수용하기 위해 본체(200)의 제1 노즐 본체 용융물 채널(202) 내에 공간이 제공된다.
5. 결론
본 발명에 따른 유리한 특징은 하기를 포함한다.
ㆍ 두 용융물 채널 모두가 탈착 가능한 체결구에 의해 노즐 본체에 체결된 단일 채널 및 출구 내로 결합되는 분리된 고 전도성 팁을 구비한 동시사출 노즐 조립체.
ㆍ 인접한 채널로부터 열적으로 분리된 노즐 본체를 부분적으로 내장하는 적어도 2개의 용융물 채널을 구비한 동시사출 노즐 본체.
따라서, 상술된 것은 상이한 작동 온도를 갖는 수지들이 열적으로 구별되는 방식으로 제어되는 노즐 용융물 채널을 통해 사출되는 동시사출 성형 노즐이다.
첨부 도면에서 개략적으로 도시되며 총괄적으로 나타낸 개별적인 구성요소들은 사출 성형 기술 분야에서 주지되어 있으며, 이들의 특정 구성 및 작동은 본 발명을 수행하기 위한 최상의 모드 또는 작동에 중요하지 않다.
본 발명은 현재 양호한 실시예인 것으로 간주되는 것과 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 제한되지 않는다. 반대로, 본 발명은 첨부된 청구의 범위의 범주 내에 포함되는 다양한 수정 및 등가의 장치를 포함하고자 한다. 하기의 청구의 범위의 범주는 모든 이러한 수정 및 등가의 구조와 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석에 부합되어야 한다.

Claims (25)

  1. 동시사출 성형 노즐(16)이며,
    종축, 기단부 및 말단부를 갖는 노즐 본체(100, 200)와,
    상기 노즐 본체(100, 200) 내에 배치되며, 기단부와 말단부를 갖고, 제1 용융물을 운반하도록 구성된 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)과,
    상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)과 평행하게 상기 노즐 본체(100, 200) 내에 배치되며, 기단부와 말단부를 갖고, 제2 용융물을 운반하도록 구성된 제2 노즐 본체 용융물 채널(105, 203)과,
    상기 노즐 본체(100, 200)의 말단부에 배치된 열 전도성 노즐 팁(106, 206)과,
    상기 노즐 팁(106, 206) 내에 배치되며, 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)로부터 제1 용융물을 운반하도록 구성되고, 기단부와 말단부를 갖는 제1 노즐 팁 용융물 채널(208)과,
    상기 노즐 팁(106, 206) 내에 배치되며, 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(105, 203)로부터 제2 용융물을 운반하도록 구성되고, 기단부와 말단부를 가지며, 그의 말단부가 상기 제1 노즐 팁 용융물 채널(208)의 말단부 내로 통합되는 제2 노즐 팁 용융물 채널(53, 109, 209)을 포함하고,
    상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202) 및 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(105, 203)은 열적으로 분리된 동시사출 성형 노즐.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노즐 팁(206)을 상기 노즐 본체(200)에 탈착 가능하게 결합시키도록 구성된 결합 구조물(207)을 더 포함하는 동시사출 성형 노즐.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)의 대향하는 측면들 상에서 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)과 평행하게 상기 노즐 본체(200) 내에 배치되어, 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)을 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)로부터 열적으로 분리시키도록 구성된 제1 및 제2 단열 홈(213, 214)을 더 포함하는 동시사출 성형 노즐.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 단열 홈은 상기 노즐 본체의 외부면으로부터 내향으로 상기 노즐 본체의 반경의 절반을 초과하는 반경방향 거리만큼 연장하는 동시사출 성형 노즐.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 홈(213, 214)의 가장 깊은 부분이 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203) 보다 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)에 근접하도록 상기 제1 및 제2 홈(213, 214)이 상기 노즐 본체(200)의 외부면으로부터 내향으로 연장하는 동시사출 성형 노즐.
  6. 제3항에 있어서, 상기 노즐 본체(200) 중에서 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)에 인접한 부분은 가열하도록 구성되고, 상기 노즐 본체(200) 중에서 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)에 인접한 부분은 단열되도록 구성된 가열 구조물을 더 포함하는 동시사출 성형 노즐.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제2 노즐 팁 용융물 채널(209)의 말단부는 노즐 팁(206)의 말단부에 앞서 상기 제1 노즐 팁 용융물 채널(208)의 말단부 부근에서 합류하는 동시사출 성형 노즐.
  8. 제1항에 있어서, 상기 노즐 본체(200)는 내부 노즐 본체(42)와 외부 노즐 본체(40)를 포함하며, 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)은 상기 내부 노즐 본체(42) 내에 배치되고 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)은 상기 외부 노즐 본체(40) 내에 배치되며,
    상기 내부 노즐 본체(42)와 상기 외부 노즐 본체(40) 사이에 배치되어 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)을 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)로부터 열적으로 분리하도록 구성된 공기 간극 구조물(43)을 더 포함하는 동시사출 성형 노즐.
  9. 제8항에 있어서, 상기 공기 간극 구조물(43)의 반경 방향 내측에서 상기 내부 노즐 본체(42)의 외부면 상에 배치되어, 상기 노즐 본체(200) 중에서 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)에 인접한 부분은 가열하도록 구성되고, 상기 외부 노즐 본체(40) 중에서 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(41)에 인접한 부분은 단열되도록 구성된 가열 구조물을 더 포함하는 동시사출 성형 노즐.
  10. 제9항에 있어서, 상기 외부 노즐 본체(40)의 외부면 상에 배치되어, 상기 외부 노즐 본체(40) 중에서 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(41)에 인접한 부분을 가열하도록 구성된 가열 구조물(47)을 더 포함하는 동시사출 성형 노즐.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제2 노즐 팁 용융물 채널(53)은 상기 내부 노즐 본체(42) 내에 배치되는 동시사출 성형 노즐.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)은 상기 내부 노즐 본체(42)와 상기 외부 노즐 본체(40)가 작동 온도에 있을 때 상기 제2 노즐 팁 용융물 채널(209)과 유체 연통하도록 구성된 연장부를 포함하는 동시사출 성형 노즐.
  13. 제1항에 있어서, 기단부, 말단부 및 외부면을 갖는 노즐 파이프(103)를 더 포함하며,
    상기 노즐 파이프(103)는 상기 노즐 파이프(103) 기단부 및 말단부에 의해 상기 노즐 본체(100)에 연결되고, 상기 노즐 파이프(103)의 외부면은 상기 노즐 본체(100)로부터 단열되도록 구성된 동시사출 성형 노즐.
  14. 제13항에 있어서, 상기 노즐 파이프(103) 내측에 배치되어, 제2 용융물을 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(105)로부터 상기 제2 노즐 팁 용융물 채널(109)로 운반하도록 구성된 노즐 파이프 용융물 채널(104)을 더 포함하는 동시사출 성형 노즐.
  15. 제14항에 있어서, 상기 노즐 파이프 용융물 채널(104)을 상기 제2 노즐 팁 용융물 채널(109)에 탈착 가능하게 결합시키도록 구성된 결합 구조물을 더 포함하는 동시사출 성형 노즐.
  16. 제14항에 있어서, 상기 노즐 팁(106)을 상기 노즐 본체(100)에 탈착 가능하게 결합시키도록 구성된 결합 구조물(107)을 더 포함하는 동시사출 성형 노즐.
  17. 제14항에 있어서, 상기 노즐 본체 중에서 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널에 인접한 부분은 가열하도록 구성되고, 상기 노즐 본체(100) 중에서 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널에 인접한 부분은 단열되도록 구성된 가열 구조물을 더 포함하는 동시사출 성형 노즐.
  18. 동시사출 노즐(16)이며,
    노즐 본체(200)와,
    상기 노즐 본체(200)에 탈착 가능하게 결합될 수 있으며, 상기 노즐 본체(200)보다 열 전도성이 큰 재료를 포함하는 노즐 팁(206)과,
    상기 노즐 본체(200) 내에 배치되며, 제1 용융물을 상기 노즐 팁(206)으로 운반하도록 구성된 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)과,
    상기 노즐 본체(200) 내에 배치되며, 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)과 동일한 위치에서 제2 용융물을 상기 노즐 팁(206)으로 운반하도록 구성된 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)과,
    상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)의 대향하는 측면들 상에서 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)과 평행하게 상기 노즐 본체(200) 내에 배치된 제1 및 제2 열 분리 홈(213, 214)을 포함하는 동시사출 노즐.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 및 제2 열 분리 홈(213, 214)은 상기 노즐 본체(200)의 외부면으로부터 내향으로 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)보다 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)에 근접한 각각의 위치로 연장하며, 상기 제1 및 제2 열 분리 홈(213, 214)은 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)을 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)로부터 열적으로 분리시키도록 구성된 동시사출 노즐.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 노즐 팁(206) 내에 배치되며, 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)로부터 제1 용융물을 운반하도록 구성되고, 기단부와 말단부를 갖는 제1 노즐 팁 용융물 채널(208)과,
    상기 노즐 팁(206) 내에 배치되며, 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)로부터 제2 용융물을 운반하도록 구성되고, 기단부와 말단부를 가지며, 그의 말단부가 상기 제1 노즐 팁 용융물 채널(208)의 말단부 내로 통합되는 제2 노즐 팁 용융물 채널(209)을 더 포함하는 동시사출 노즐.
  21. 제18항에 있어서, 상기 노즐 본체(200) 중에서 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)에 인접한 부분은 가열하도록 구성되고, 상기 노즐 본체(200) 중에서 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)에 인접한 부분은 단열되도록 구성된 가열 구조물을 더 포함하는 동시사출 노즐.
  22. 핫 러너 조립체이며,
    제1 용융물을 운반하도록 구성된 제1 핫 러너 매니폴드와,
    제2 용융물을 운반하도록 구성된 제2 핫 러너 매니폴드와,
    동시사출 노즐(16)을 포함하며,
    상기 동시사출 노즐은,
    노즐 본체(200)와,
    상기 노즐 본체(200)의 말단부에 배치되며, 상기 노즐 본체(200)보다 열 전도성이 큰 재료를 포함하는 노즐 팁(206)과,
    상기 노즐 본체(200) 내에 배치되며, 상기 제1 핫 러너 매니폴드로부터 상기 노즐 팁(206)으로 제1 용융물을 운반하도록 구성된 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)과,
    상기 노즐 본체(200) 내에 배치되며, 상기 제2 핫 러너 매니폴드로부터 상기 노즐 팁(206)으로 제2 용융물을 운반하도록 구성된 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)과,
    상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)의 대향하는 측면들 상에서 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)과 평행하게 상기 노즐 본체(200) 내에 배치되어, 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)을 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)로부터 열적으로 분리시키도록 구성된 제1 및 제2 단열 홈(213, 214)을 포함하는 핫 러너 조립체.
  23. 핫 러너 조립체이며,
    제1 용융물을 운반하도록 구성된 제1 핫 러너 매니폴드와,
    제2 용융물을 운반하도록 구성된 제2 핫 러너 매니폴드와,
    동시사출 노즐(16)을 포함하며,
    상기 동시사출 노즐은,
    종축, 기단부 및 말단부를 갖는 노즐 본체(200)와,
    상기 노즐 본체(200) 내에 배치되며, 기단부와 말단부를 갖고, 상기 제1 핫 러너 매니폴드로부터 제1 용융물을 운반하도록 구성된 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)과,
    상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)과 평행하게 상기 노즐 본체(200) 내에 배치되며, 기단부와 말단부를 갖고, 상기 제2 핫 러너 매니폴드로부터 제2 용융물을 운반하도록 구성된 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)과,
    상기 노즐 본체(200)의 말단부에 배치된 열 전도성 노즐 팁(206)과,
    상기 노즐 팁(206) 내에 배치되며, 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)로부터 제1 용융물을 운반하도록 구성되고, 기단부와 말단부를 갖는 제1 노즐 팁 용융물 채널(208)과,
    상기 노즐 팁(206) 내에 배치되며, 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)로부터 제2 용융물을 운반하도록 구성되고, 기단부와 말단부를 가지며, 그의 말단부가 상기 제1 노즐 팁 용융물 채널(208)의 말단부 내로 통합되는 제2 노즐 팁 용융물 채널(209)을 포함하고,
    상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202) 및 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)은 열적으로 분리되는 핫 러너 조립체.
  24. 사출 주형이며,
    주형 공동과,
    제1 용융물을 운반하도록 구성된 제1 핫 러너 매니폴드와,
    제2 용융물을 운반하도록 구성된 제2 핫 러너 매니폴드와,
    동시사출 노즐(16)을 포함하며,
    상기 동시사출 노즐은,
    종축, 기단부 및 말단부를 갖는 노즐 본체(200)와,
    상기 노즐 본체(200) 내에 배치되며, 기단부와 말단부를 갖고, 상기 제1 핫 러너 매니폴드로부터 제1 용융물을 운반하도록 구성된 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)과,
    상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)과 평행하게 상기 노즐 본체(200) 내에 배치되며, 기단부와 말단부를 갖고, 상기 제2 핫 러너 매니폴드로부터 제2 용융물을 운반하도록 구성된 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)과,
    상기 노즐 본체(200)의 말단부에 배치된 열 전도성 노즐 팁(206)과,
    상기 노즐 팁(206) 내에 배치되며, 상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202)로부터 상기 주형 공동으로 제1 용융물을 운반하도록 구성되고, 기단부와 말단부를 갖는 제1 노즐 팁 용융물 채널(208)과,
    상기 노즐 팁(206) 내에 배치되며, 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)로부터 상기 주형 공동으로 제2 용융물을 운반하도록 구성되고, 기단부와 말단부를 가지며, 그의 말단부가 상기 제1 노즐 팁 용융물 채널(208)의 말단부 내로 통합되는 제2 노즐 팁 용융물 채널(209)을 포함하고,
    상기 제1 노즐 본체 용융물 채널(202) 및 상기 제2 노즐 본체 용융물 채널(203)은 열적으로 분리되는 사출 주형.
  25. 삭제
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US10/880,494 US7207796B2 (en) 2004-07-01 2004-07-01 Hot runner coinjection nozzle with thermally separated melt channels

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