KR100260761B1 - 경화 플라스틱의 압착 방법, 그 방법에 있어 사용되는 구형의 압착보조물 및 그로부터 구성되는 플라스틱 압착용 호울더 - Google Patents

Abstract

반응에 의해 경화되는 플라스틱(6)을 치환실(4)로부터 적어도 하나의 주입채널(3)과 게이트(2)를 통해 모울드 공동내(1)로 압착하는 방법에 관한 것으로 치환실에서 소정량의 압착 보조물(7)로 상기 플라스틱(6)을 가압하는 단계, 상기 플라스틱(6)을 상기 모울드 공동내(1)로 압착하는 단계, 및 상기 플라스틱이 상기 모울드 공동내에서 압력 하에 경화되도록 하는 단계를 포함하며, 상기 압착보조물(7)은 압착 조건 하에서 플라스틱적으로 변형 가능하고 상기 압착 보조물의 양은 모울드 공동(1)의 게이트(2) 부근까지 압착되기에 충분한 양임을 특징으로 한다. 바람직하게는 상기 압착 보조물(7)은 열가소성이다.

Description

경화 플라스틱의 압착 방법, 그 방법에 있어 사용되는 구형의 압착보조물 및 그로부터 구성되는 플라스틱 압착용 호울더

제1(a)도 내지 제1(d)도는 본 발명에 따른 방법에 대한 실시예의 다양한 하위-단계들을 나타낸 개략도이다.

제2도는 반응에 의해 경화되는 구형의 플라스틱과 플라스틱적으로 변형가능한 구형의 압착 보조물에 대한 예이다.

제3도는 두꺼운 바닥을 가지는 플라스틱적으로 변형가능한 압착 보조물로 만들어지고 반응에 의해 경화되는 플라스틱으로 채워진 그릇 모양의 호울더를 도시한다.

제4도는 본 발명에 따른 압착 보조물로 만들어지고 반응에 의해 경화되는 플라스틱과 본 발명에 따른 압착 보조물 과립으로 채워진 가방 모양의 호울더를 도시한다.

제5도는 두 개의 분리된 플라스틱 소자와 플라스틱적으로 변형가능한 소정량의 압착 보조물로 구성되는 요소를 도시한다.

본 발명은 반응에 의해 경화되는 플라스틱을 치환실로부터 적어도 하나의 주입 채널과 게이트를 통하여 모울드 공동 내로 압착하기 위한 방법에 관한 것으로, 치환실에서 상기 모울드 공동의 게이트 부근까지 압착되기에 충분한 양의 압착 보조물(pressing auxiliary)로 상기 플라스틱을 가압하는 단계, 상기 플라스틱을 상기 모울드 공동내로 압착하는 단계, 및 상기 플라스틱이 상기 모울드 공동 내에서 압력 하에 경화되도록 하는 단계를 구성하는 방법에 관한 것이다.

본원 명세서를 통하여 “반응에 의해서 경화되는 플라스틱”이라 함은 예를 들면 열경화성(thermosetting) 플라스틱 및 광중합성(photopolymerisable) 플라스틱, 다중성분(multicomponent) 플라스틱 및 이와 같은 플라스틱들을 지칭하기 위해 사용된다.

이들은 열 또는 빛을 가함으로써, 또는 화학적 화합물과 혼합한 후 경화되는 플라스틱이며, 이와 같은 플라스틱의 실례는 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려져 있다. 또한 습기 또는 공기에 의해서 경화되는 플라스틱도 본원 명세서에서 언급될 수 있으나, 통상 열경화성 플라스틱이 언급될 것이다.

상술한 방법은 일반적으로 공지된 기술이며 반응에 의해서 경화되는 플라스틱으로부터 다양한 주조물을 생산하는데 사용된다. 열경화성 플라스틱으로 집적회로를 캡슐화하는 기술과 그와 같은 플라스틱으로부터 차량용 부품을 생산하는 기술등을 예로서 본원에서 고려할 수 있을 것이다.

이와 관련하여, 미합중국 특허 제US-A-2 911 075호를 참조한다. 상기 특허 명세서에서는 제1열경화성 중합체 물질이 반응에 의해서 경화되는 플라스틱으로 사용되고, 가격이 저렴한 제2열경화성 중합체 물질이 압착보조물로 사용된다. 상기 두 중합체 물질들을 치환실로부터 주입 채널과 게이트를 통하여 모울드 공동내로 압착함으로써 상기 게이트까지 통로가 비교적 저렴한 열경화성 중합체 물질로 채워진다.

반응에 의해서 경화되는 플라스틱을 모울드 공동내로 압착하는 기술은 이러한 플라스틱들의 특성 때문에 통상적으로 일괄방식(batchwise method)을 채용하는데, 그 이유는 경화반응이 종종 발열성이며 동시에 완료(completion)반응이기 때문이다. 예를 들면, 열경화성 플라스틱은 열을 가함에 따라 용융된 후 발열성 반응에 의해서 경화된다. 그 때문에, 열경화성 플라스틱은 비교적 짧은 보관시간을 가지며 서늘한 곳에 보관되어야 한다. 빛, 공기 또는 습기에 의해서 경화되는 플라스틱의 경우에 이와 같은 보관의 문제가 발생하게 된다. 다양한 성분을 서로 합성하여 경화되는 다중성분 플라스틱은 보관의 문제가 덜 발생하지만, 상기 경화반응은 통상적으로 합성공정 후 완료된다.

반응에 의해 경화되는 플라스틱들은 소정량이 예컨데 구형(pill form)으로 열경화성 압착보조물과 함께 주입채널을 통하여 모울드 공동의 게이트에 연결된 치환실 내에 통상적으로 위치하게된다. 그후, 플라스틱과 압착보조물이 플런저(plunger) 등의 도움으로 주입채널 및 게이트를 통하여 모울드 공동 내로 압착된다.

이러한 방법을 사용하면, 예를 들어 열경화성 플라스틱의 경우 플런저 또는 치환실을 가열하는데 있어 유리한 점이 있으며, 플라스틱 자체도 또한 예열될 수 있다.

일단 상기 모울드 공동이 플라스틱으로 채워지면, 존재할지도 모르는 공기포집 또는 습기포집으로 인해 거품이 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 공동은 상기 플라스틱이 경화되는 동안 소정의 압력하에 유지되어야 하며, 이는 압착보조물을 가압함으로써 수행된다.

압착보조물을 사용함으로써 반응에 의해 경화되는 플라스틱만을 사용하는 경우의 중요한 단점들이 극복된다. 또한, 경화공정 후 상기 채널 및 치환실 내에 잔존하게 되는 상당히 많은 양의 경화 플라스틱이 절약된다.

압착보조물로 사용되는 물질들은 통상의 기술로서는 열경화성 플라스틱에 한정된다(예를 들면, 미합중국 특허 제US-A-3 911 075호). 이러한 플라스틱은 많은 중요한 문제점들을 지니고 있지만 상당히 유용한 것으로 밝혀졌다. 열경화성 물질은 통상 경화 공정 후 모울드(모울드 공동내, 주입 채널 및 치환실)에 대해 특히 강한 접착력을 가지게 된다. 지금까지 이러한 접착력을 낮추기 위해 릴리스(release) 왁스 등과 같은 릴리스제가 상기 플라스틱에 첨가되었는데, 이러한 첨가물들은 예를 들어 집적 회로와 같은 것이 플라스틱으로 씌워진다면 릴리스제가 상기 집적 회로에 대한 접착력을 저하시킬 것이므로 이롭지 못하다.

열경화성 플라스틱은 항상 완료반응으로 재사용이 불가능하며, 이로 인해 열경화성 플라스틱은 가격이 비싸게 되고 환경적으로 비바람직한 플라스틱이라는 문제점이 있다.

더욱이, 다른 열경화성 플라스틱으로 모울드 공동내를 채우는 동안 열경화성 플라스틱으로 이루어진 압착 보조물을 사용할 경우 혼합을 막기란 어렵다. 열경화성 플라스틱은 경화공정 전에 상대적으로 적은 점성의 차이로써 완전히 용융된다.

본 발명의 목적은 상기 문제점들에 대한 해결책을 마련하는 것이며, 이러한 목적으로 본 발명은 압착 조건하에서 플라스틱적으로 변형가능한 물질이 압착 보조물로 사용됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 놀랍게도, 두 개의 다른 물질을 동시에 압착하는 동안, 반응에 경화되는 플라스틱으로 모울드 공동 내를 완전히 채우는 한편, 나머지 공간, 즉 치환실 및 주입 채널에 있는 공간을 게이트 부근까지 플라스틱적으로 변형가능한 압착 보조물로 혼합작용이 없이 완전하게 채우는 것이 가능한 것으로 발견되었다. 더욱이, 본 발명에 의한 방법은 압착 보조물이 재사용 가능하며 환경적으로 친숙한 물질로부터 선택될 수 있다는 이점을 가진다.

바람직하게는 이러한 조건하에서 압착 보조물로 사용된 플라스틱적으로 변형가능한 상기 물질은 열가소성 물질(thermoplastic)이다.

압착 후 어떤 방법으로든 가역적으로 응고 또는 경화하는 압착보조물이 바람직하다는 것은 명백할 것이다.

압착보조물로 사용된 상기 플라스틱적으로 변형가능한 물질은 열가소성 물질이며, 적합한 열가소성 물질들에는, 예를 들어 폴리에스테르(polyesters), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리프로필렌(polypropylene) 등이 바람직하다. 열가소성 물질의 장점은 재사용이 가능하고 또한 모울드(모울드 공동내, 주입 채널 등)에 대해 비교적 낮은 접착력을 가진다는 것이다. 또한 압착 보조물에 릴리스제를 첨가하는 것은 모울딩을 만드는데 아무런 영향도 주지 않으므로 릴리스제의 첨가는 가능하다. 열가소성 물질들은 온도 상승에 의해 가역적으로 유연해진다.

플라스틱적으로 변형가능한 압착보조물은 사용되는 반응에 의해 경화되는 플라스틱과 그것이 사용되는 형태에 의존하면서 수많은 다른 방법으로 치환실에 압착되어질 수 있다. 만약, 예를 들어, 구형의 플라스틱이 사용된다면, 플라스틱적으로 변형가능한 구형의 압착 보조물을 열경화성 플라스틱으로 치환실에 압착하는 것 역시 바람직하다.

그러나, 반응에 의해 경화되는 플라스틱을 호울더(holder)에 미리, 선택적으로 진공상태에 놓아두는 것도 역시 가능하다고 알려져 왔다. 이런 경우 플라스틱적으로 변형가능한 압착보조물로부터 호울더를 만들어내는 것이 유리한데, 이 호울더는 플라스틱으로 채운 후 처리될 수 있다. 호울더는 모울드 공동과 치환실 사이의 용적을 채우는데 필요한 플라스틱적으로 변형가능한 압착 보조물의 양을 제공할 수 있도록 하기 위하여, 필요하다면 부분적으로 두꺼운 부분을 가질 수도 있다. 물론, 플라스틱적으로 변형가능한 구형의 압착 보조물을 호울더와 나란히 치환실에 삽입하거나, 반응에 의해 경화되는 플라스틱과 나란히 플라스틱적으로 변형가능한 실충적인 압착 보조물을 호울더에 혼합하는 것 또한 가능하다.

형태 압착 및 캡슐화를 위해 경화가능한 액체를 사출성형(injection moulding)하기 위한 방법을 기술하는 독일특허 제DE-A-1812217호를 참고한다. 여기서는 치환실에 경화가능한 액체를 채우는 것이 사실상 사출성형법의 속도를 감소시키며, 모울드 공동 내를 완전히 채우기 전에 치환실이나 주입 채널에서 이미 액체가 경화되는 위험이 존재한다는 것이 문제로 되고, 이것의 해결책이 제시된다. 이것의 해결책은 액체 덩어리를 포함하는 패키지를 사용하는 것이며 상기 패키지는 알루미늄박이나 마일라-폴리에스테르박(Mylar-Polyester foil)으로 만들어질 수 있다. 그러나 압착보조물의 그러한 사용에 대해 개시되지는 않았다.

본 발명은 압착 조건하에서 플라스틱적으로 변형가능한 물질로 만들어진 구형의 압착 보조물을 더 제공한다.

마지막으로, 본 발명은 압착 조건하에서 플라스틱적으로 변형가능한 물질로 제조되고, 반응에 의해 경화되는 플라스틱으로 채워지거나 채워지도록 의도된 호울더를 제공한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도에 있어서, 1은 모울드 공동, 2는 게이트, 3은 주입 채널 그리고 4는 치환실을 나타낸다. I과 Ⅱ는 개략적으로 모울드의 두 개의 반쪽면들을 보여준다. 개략적으로 도시된 플런저 5와 열경화성 플라스틱으로 구성된 필(pill) 6은 치환실 4에 위치한다. 예를 들어 폴리에스테르로 이루어진 - 이 경우에는 폴리에틸렌 테레프살레이트(polyethylene terephthalate)로 이루어진- 압착보조물은 필과 플런저 사이에 짜넣어진다. 압착 보조물이 치환실 4에 존재하는 방식은 이 경우 그리 중요하지 않다.

몇 개의 작은 필들을 제공하는 것도 가능하며, 치환실 4는 통상 공지된 방식으로 몇 개의 모울드 공동들 1과 연결될 수 있다.

만약 모울드의 반쪽면을 Ⅰ 및 Ⅱ가 가열되어 플런저 5가 열경화성 플라스틱필 6의 방향으로 압착된다면, 제1(b)도와 제1(c)도에서 단계적으로 도시되었듯이 필은 꼭 대기 부분과 바닥 표면이 녹아 주입 채널 3과 게이트 2를 통하여 모울드 공동 1 내로 압착될 것이다.

두 모울드의 한쪽면들 Ⅰ 및 Ⅱ와 열경화성 플라스틱의 경화 반응에 대한 반응열로 인한 온도 상승의 결과로, 폴리에틸렌 테레프살레이트 필은 유연하게 되어 제1(d)도에 도시되었듯이 열경화성 플라스틱 뒤에서 주입 채널 3으로 압착될 수 있다.

당 기술에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 주입 채널 3에 있는 공간 및 치환실 4에 있는 여백을 채우기에 충분한 정도의 폴리에틸렌 테레프살레이트의 양을 선택할 수 있다. 열경화성 플라스틱 6과 압착보조물 7 사이의 계면은 물론 바람직하게도 게이트 2에 있거나, 또는 다소 상류 부분인 주입 채널 3 내에 있거나, 또는 다소 하류 부분인 모울드 공동 1 내에 있을 수도 있다. 특정 조건들은 관련 응용분야에 의존한다.

제1(d)도에 도시된 상태에서, 열경화성 플라스틱 6으로 채워진 모울드 공동 1은 폴리에틸렌 테레프살레이트 7이 있음으로 해서 계속해서 압력을 받을 수 있으며, 따라서 모울딩시 거품이 형성되는 것을 막을 수 있다. 모울드 Ⅰ 및 Ⅱ를 경화하고 개봉한 후에, 모울딩은 게이트 2의 위치에서 깨어질 수 있고 대체로 폴리에틸렌 테레프살레이트로 이루어진 잉여 잔유물들은 재사용될 수 있다.

본 발명에 따른 압착 보조물의 사용은 또한 주입 채널 3 및 치환실 4에 있는 사용불가한 잔유부분을 모울드 부분 Ⅰ 및 Ⅱ로부터 쉽게 분리할 수 있다는 이점을 가진다.

본 발명에 따른 방법은 유사한 문제가 제기되는 다른 분양에서도 사용될 수 있다는 것은 자명하다.

제2도는 반응에 의해 경화되는 구형의 플라스틱 9와 압착 조건하에서 플라스티적으로 변형가능한 물질로 만들어진 구형의 압착보조물 8의 투시도이다.

제3도는 뚜껑 11과 두꺼운 바닥 12를 포함하며 반응에 의해 경화되는 플라스틱 13으로 채워진 그릇 모양의 호울더 10의 횡단면에 대한 개략도이다. 호울더 10은 공기나 습기의 흡입을 막기 위해, 예를 들어, 진공에 놓여질 수 있다. 상기 플라스틱으로 채워진 이러한 형의 호울더 10은 압착에 의해 뚜껑이 깨어져 모울드 공동 내로 비워질 수 있도록 하기 위해 전체로 치환실에 놓여질 수 있다. 호울더 10이 비워지게 되면, 압착 조건하에서 플라스틱적으로 변형가능한 물질로 이루어진 호울더 자체는 모울드 공동과 치환실 사이에 공간을 채워 모울드 공동 내의 압력이 계속하여 유지되도록 하기 위해서 압착될 것이다.

제4도는 바람직하게는 본 발명에 따른 압착보조물로 구성되고 반응에 의해 경화되는 플라스틱 14와 본 발명에 따른 압착 보조물의 과립 15로 채워진 가방 모양의 호울더 13을 도시한다.

마지막으로, 제5도는 본 발명에 따른 소정량의 압착보조물 18 및 두 개의 구성요소들을 포함하는 두 개의 구획들 16 및 17을 가지는 이성분(two-component) 플라스틱 요소를 개략적으로 도시한다. 두 개의 구획들 16 및 17은 깨어지기 쉬운 칸막이 부분 19에 의해 분리된다. 압착 보조물 18 쪽으로 치환실에 압력이 가해지면, 칸막이 부분 19는 깨어지고 두 구성요소들은 서로 접촉하게 될 것이며 경화 반응이 일어나는 모울드 공동 내로 압착될 것이다..

Claims (7)

1. 반응에 의해 경화되는 플라스틱을 치환실로부터 적얻 하나의 주입 채널과 게이트를 통해 모울드 공동 내로 압착하는 방법으로써, - 치환실에서, 상기 모울드 공동의 게이트 부근까지 압착되기에 충분한 양의 압착 보조물로 상기 플라스틱을 가압하는 단계; - 상기 플라스틱을 상기 모울드 공동 내로 압착하는 단계; 및 - 상기 플라스틱이 상기 모울드 공동 내에서 압력 하에 경화되도록 하는 단계를 적어도 포함하는 경화 플라스틱의 압착 방법에 있어서, 압착 조건하에서 플라스틱적으로 변형가능한 물질이 압착보조물로 사용됨을 특징으로 하는 경화 플라스틱의 압착 방법.
2. 제1항에 있어서, 압착 조건하에 상기 압착 보조물은 반응에 의해 경화되는 상기 플라스틱보다 더 높은 점성(viscosity)을 가짐을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 압착보조물로 사용된 플라스틱적으로 변형가능한 상기 물질은 열가소성(thermoplastic)임을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 플라스틱적으로 변형가능한 상기 물질은 치환실에서 구형(pill form)으로 압착됨을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 플라스틱적으로 변형가능한 상기 물질은 반응에 의해 경화되는 플라스틱을 위한 호울더 모양으로 만들어지며, 이 호울더는 상기 플라스틱으로 채워진 후에 처리될 수 있음을 특징으로 하는 방법.
6. 치환실에서 상기 모울드 공동의 게이트 부근까지 압착되기에 충분한 양의 압착 보조물로 상기 플라스틱을 가압하는 단계와 상기 플라스틱을 상기 모울드 공동 내로 압착하는 단계와 상기 플라스틱이 상기 모울드 공동 내에서 압력하에 경화되도록 하는 단계를 적어도 포함하며 반응에 의해 경화되는 플라스틱을 치환실로부터 적어도 하나의 주입 채널과 게이트를 통해 모울드 공동 내로 압착하는 방법에 사용되기 위하여, 압착 조건하에서 플라스틱적으로 변형가능하고 압착후에 가역적으로 응고하거나 경화되는 재질로 만들어진 구형의 압착보조물.
7. 치환실에서 상기 모울드 공동의 게이트 부근까지 압착되기에 충분한 양의 압착 보조물로 상기 플라스틱을 가압하는 단계와 상기 플라스틱을 상기 모울드 공동 내로 압착하는 단계와 상기 플라스틱이 상기 모울드 공동 내에서 압력하에 경화되도록 하는 단계를 적어도 포함하며 반응에 의해 경화되는 플라스틱을 치환실로부터 적어도 하나의 주입 채널과 게이트를 통해 모울드 공동 내로 압착하는 방법에 사용되기 위하여, 압착 조건하에서 플라스틱적으로 변형가능하고 압착후에 가역적으로 응고하거나 경화되는 압착보조물로 구성되며 반응에 의해 경화되는 플라스틱으로 채워진 플라스틱 압착용 호울더.