KR100339289B1 - 열가소성수지성형체의제조방법 - Google Patents

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Abstract

암수 한 쌍의 금형으로 이루어지고, 그 어느 하나의 금형에, 캐비티면으로 통하도록 열리는, 개폐가 자유로운 수지공급 게이트를 2개 이상 가지며, 또한 각 수지공급 게이트로부터의 공급수지의 양 및 수지 공급개시의 타이밍을 제어하는 기구를 갖는 금형장치를 사용하여 용융상 수지를 그의 공급개시의 타이밍을 조절하여 공급함으로써 수지의 왜곡이 거의 없고, 변형이 생기기 어렵고, 또한 표면에 접합 무늬선을 가지지 않는 외관이 양호한 열가소성 수지 성형체를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 방법에 의하면 전술한 성능을 구비한 열가소성 수지 성형체를 짧은 성형 사이클로 제조할 수 있다.

Description

열가소성 수지 성형체의 제조방법
본 발명은 열가소성 수지 성형체의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 수지의 왜곡이 거의 없고, 변형이 생기기 어렵고, 또한 외관이 양호한 열가소성 수지 성형체를 짧은 성형 사이클로 제조할 수 있는 방법을 제공한다.
열가소성 수지 성형체는 필요에 따라 그의 표면에 전면적으로 혹은 부분적으로 표피재가 접합되고 자동차 내장 부품(예컨대 도어트림, 리어트림, 인스트루먼트패널), 가전제품의 내외장 부품, 잡화 그외의 다양한 분야에서 많이 사용되고 있으며, 이와같은 열가소성 수지 성형체의 대표적인 제조방법으로서 사출성형법이나 프레스성형법 등이 알려져 있다.
그러나 사출성형법에 의한 경우에는 용융가소화된 열가소성 수지 (이하, 단순히 수지라고 기재하는 경우가 있다)를 밀폐된 금형 캐비티 내에 고압으로 충전하기 때문에 수지에 배향이 생기고, 성형체에 뒤틀림이나 왜곡 등의 변형이 생기기 쉽고, 또 수지공급 게이트 근방에서는 수지의 왜곡이 강하고 이것이 물성적인 약점으로 된다는 문제가 있었다.
한편 종래의 프레스 성형법에 의한 경우에는 개방상태의 암수 금형간에 공급된 용융상 수지를 형 조임에 의해 금형면상을 고르게 유동시켜서 부형시키기 때문에 수지에 왜곡이 거의 없고, 성형체에 변형이 생기기 어렵다는 이점이 있으나 그 한편으로 성형에 있어서 통상 복수의 수지 공급 게이트로부터 용융상 수지가 공급되기 때문에 수득되는 성형체는 표면의 접합 무늬선이 두드러져서 외관이 불량하게 될 뿐만 아니라 성형체의 강도면에도 문제가 생긴다. 성형시에 금형온도를 높게하면 접합 무늬선은 거의 발생하지 않으나 이 경우에는 용융상 수지를 냉각하여 고화시키는데 오랜시간을 요하기 때문에 성형 사이클이 길어진다는 문제가 생긴다.
본 발명자들은 수지의 왜곡이 거의 없고, 변형이 생기기 어려운 성형체가 수득된다는 종래의 프레스성형법의 이점을 살리면서 외관이 양호한 성형체를 짧은 성형사이클로 제조할 수 있는 방법에 관하여 검토를 하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 수지의 왜곡이 거의 없고, 변형이 생기기 어렵고, 외관이 양호한 성형체를 짧은 성형 사이클로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 수지의 왜곡이 거의 없고, 변형이 생기기 어렵고, 외관이 양호한 성형체로서, 그의 표면에 전면적으로 혹은 부분적으로 표피재가 일체적으로 적층된 성형체를 짧은 성형사이클로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
제 1 의 발명은 암수 한 쌍의 금형으로 이루어지고 그의 어느 하나의 금형에, 캐비티면으로 통하도록 열리는, 개폐가 자유로운 수지공급 게이트 (이하, 게이트라고 기재한다)를 2개 이상 가지며, 또한 각 게이 트로부터의 공급 수지의 양 및수지 공급 개시의 타이밍을 제어하는 기구를 갖는 금형장치를 사용하고, 하기의 공정을 실시하여 수지를 성형함으로써 이루어지는 열가소성 수지 성형체의 제조방법을 제공한다.
공정 1
개방상태에 있는 암수 양 금형 사이로, 캐비티면으로 통하도록 열리는 게이트중의 일부의 게이트 (이하, 제 1 의 게이트라고 기재한다)로부터 공급할 전용융상 수지중의 일부의 공급을 개시하는 공정.
공정 2
캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께보다도 큰 상태를 유지하는 조건하에 암수 양 금형을 닫으므로써 공급한 용융상 수지가 캐비티내로 밀려 퍼지도록 하는 공정.
공정 3
밀려 퍼진 용융상 수지의 유동 선단이 용융상 수지의 공급을 실시한 게이트에 인접하는, 아직 수지의 공급을 하지 않은 게이트 (이하, 인접 미공급 게이트라고 기재한다)를 통과한 시점에서 그의 인접 미공급 게이트로부터 공급하여야 할 전용융상 열가소성 수지의 일부의 공급을 개시하는 공정.
공정 4
캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께보다도 큰 조건하에서, 공급할 전용융상 수지의 공급을 완료할 때까지 필요에 따라 공정 2 및 공정 3을 반복하는 공정
공정 5
캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께와 같게 될때까지 암수 양 금형을 닫는 공정.
공정 6
가압상태에서 용융상 수지를 냉각시키는 공정.
공정 7
암수 양 금형을 열어서 고화된 최종제품을 꺼내는 공정.
상기 각 공정으로 이루어지는 방법에 의하면 수지의 왜곡이 거의 없고, 변형이 생기기 어렵고, 또한 표면에 접합 무늬선이 없는 외관이 양호한 수지 성형체를 짧은 성형사이클로 제조할 수 있다. 또 본 발명에 있어서 용융상 수지의 공급전에 금형의 캐비티면상에 전면적으로 또는 부분적으로 표피재를 배치함으로써 전술한 성능을 구비한, 표면에 전면적으로 또는 부분적으로 표피재가 접합된 열가소성 수지 성형체를 제조할 수 있다.
제 2 의 발명은 암수 한 쌍의 금형으로 이루어지고 그의 어느 하나의 금형에, 캐비티면으로 통하도록 열리는, 개폐가 자유로운 게이트를 2 개이상 가지며, 또한 각 게이트로부터의 공급 수지의 양 및 수지 공급 개시의 타이밍을 제어하는 기구를 갖는 금형장치를 사용하고, 하기의 공정을 실시하여 수지를 성형함으로써 이루어지는 열가소성 수지 성형체의 제조방법을 제공한다.
공정 1
캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께 이하로 될때까지 암수 양 금 형을 닫는 공정.
공정 2
암수 양 금형을 열기 시작하는 공정.
공정 3
캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께 이하인 상태에서, 제 1 의 게이트로부터 공급할 전용융상 수지중의 일부의 공급을 개시하는 공정.
공정 4
형 열기와 용융상 수지의 공급을 계속하여 캐비티 클리어런스를 최종 제품의 두께 보다도 크게하는 공정.
공정 5
캐비티 클리어런스가 최종제품의 두께보다도 큰 상태를 유지하는 조건하에 암수 양 금형을 닫으므로써 공급한 용융상 수지가 캐비티내로 밀려 퍼지도록 하는 공정.
공정 6
밀려 퍼진 용융상 수지의 유동 선단이 용융상 수지의 공급을 실시한 게이트의 인접 미공급 게이트를 통과한 시점에서 그의 인접 미공급 게이트로부터 공급할 전용융상 수지의 일부의 공급을 개시하는 공정.
공정 7
캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께보다도 큰 조건하에서 공급할 전용융상 수지의 공급을 완료할 때까지 필요에 따라 공정 5 및 공정 6을 반복하는 공정.
공정 8
캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께와 같게 될때까지 암수 양 금 형을 닫는 공정.
공정 9
가압상태에서 용융상 수지를 냉각시키는 공정.
공정 10
암수 양 금형을 열어서 고화된 최종 제품을 꺼내는 공정.
상기 각 공정으로 이루어지는 방법에 의하면 수지의 왜곡이 거의 없고, 변형이 생기기 어려운 동시에 극히 양호한 외관을 갖는 열가소성수지 성형체를 짧은 성형 사이클로 제조할 수 있다.
본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하겠으나 이러한 설명은 본 발명의 방법의 한 예일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 방법에 사용하는 금형장치 (제 1 도)에 있어서, 형 조임장치는 주지의 승강기구 (도시하지 않음) 에 의해 상하로 이동가능한 상부 플래튼 (도시하지 않음)과 고정된 하부 플래튼 (도시하지 않음)으로 이루어지고 상부 플래튼에는 수금형 (1) 이, 하부 플래튼에는 암금형 (2) 이 각각 부착되어 있다.
수금형 (1) 에는 캐비티면으로 통하도록 열리는, 개폐가 자유로운 2 개 이상의 게이트가 설치되어 있으며 이 게이트는 용융상 수지통로 (4) 를 통하여 장치외의 수지 가소화 장치 (도시하지 않음) 에 접속되어 있다. 전술한 게이트는 제조하는 성형체의 형상, 크기 및 사용하는 열가소성 수지의 종류 등을 고려하여 수 및 설치위치가 결정된다.
각 게이트에는, 캐비티에 용융상 수지를 공급할 때에는 개방되어 있고, 공급하지 않을 때에는 폐쇄되어 있는 밸브 (도시하지 않음)가 설치되어있으며 또 이것들의 각 게이트에는 예컨대 밸브의 개방시간이나 개방의 상태를 조절한 용융상 수지의 주입량을 제어하거나 용융상 수지의 유동 선단이 게이트를 통과한 것을 온도센서 (7) 등으로 감지하거나 해서 용융상 수지공급 개시의 타이밍을 제어하는 제어기구 (도시하지 않음)가 설치되어 있다.
제 1 의 발명에 관하여 설명한다.
먼저 전술한 암수 양 금형을 개방상태로 하고 양 금형간에 모든 게이트중의 일부의 게이트(제 1 의 게이트)로부터 공급할 전용융상 수지중의 일부를 공급하기 시작한다. 이때 수지 공급 압력이 게이트와 마주보는 캐비티면에 작용하여 금형을 밀어서 캐비티 클리어런스가 약간 벌어지는 일이 있으나 본 발명은 이와같은 태양을 포함한다 (이하의 용융상 수지의 공급에 있어서도 동일하다). 본 발명에 있어서 『개방상태』 란 암수 양 금형간의 캐비티 클리어런스의 두께가 최종 제품의 두께보다도 큰 상태를 의미하며, 특별한 경우를 제외하고 통상을 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께보다도 크고 또한 이 두께의 약 7배 이하, 바람직하기는 약 5배 이하에 있는 상태이다. 제 1 의 게이트는 모든 게이트 중에서 최종 제품의 형상, 게이트의 배치상태 등에 따라 적절하게 선택되는 적어도 1개의 게이트이다. 본 발명에 있어서는 통상 제 1 의 게이트로서 하나의 수지공급 게이트가 선택된다. 성형체가, 사용할 때에 뛰어난 외관이 요구되지 않는 부분 또는 기계적 강도가 필요하지 않은 부분을 갖고 있는 경우에는 이들 부분에만 접합 무늬선이 생기는 조건하에복수의 수지공급 게이트가 제 1 의 게이트로서 사용될 수도 있다. 제 2 도는 3개의 게이트 (5a, 5b, 5c)중 제 1 의 게이트 (5a)로부터 용융상 수지의 공급을 실시하고 있는 상태를 나타내고 있다. 제 1 의 게이트로부터 공급되는 용융상 수지의 양은 특별히 한정 되지 않으나, 통상은 다음 공정에 있어서 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께보다도 큰 상태를 유지하는 조건하에 암수 양 금형을 닫으므로써 공급한 용융상 수지가 캐비티내로 밀려 퍼지도록 하였을 때에 제 1 의 게이트의 인접 미공급게이트 (제 2 의 게이트)를 용융상 수지의 유동 선단이 통과하는 정도의 양을 기준으로하여 결정된다. 제 2 의 게이트가 복수인 경우에는 제 1 의 게이트로부터 가장 먼 제 2 의 게이트를 용융상수지의 유동 선단이 통과하는 정도의 양을 기준으로하여 결정된다. 이 양은 용융상 수지의 공급 개시시의 캐비티 클리어런스와 형 조임의 속도나 제 1 의 게이트와 제 2 의 게이트와의 간격등의 조건에 의존한다.
공급한 용융상 수지는 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께보다도 큰 상태를 유지하는 조건하에 암수 양 금형을 닫으므로써 캐비티 내로 밀려 퍼진다 (제 3 도). 형 조임의 개시시기 (암금형 (2) 의 강하개시시기)는 제 1 의 게이트에 있어서의 소정량의 용융상 수지의 공급 완료 후라도 좋고, 또한 용융상 수지의 공급개시 시기와 동시라도, 용융상 수지의 공급중이라도 좋다.
밀려 퍼진 용융상 수지의 유동 선단이 제 2 의 게이트 (5b)를 통과한 시점에서 (제 4 도) 이 게이트 (5b)로부터 공급할 전용융상 수지의 일부를 공급하기 시작하여 전술한 것과 동일하게 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께 보다도 큰 상태를 유지하는 조건하에 암수 양 금형을 닫으므로써 캐비티 내에서 밀려서 퍼지도록 한다 (제 5 도). 『용융상 수지의 유동 선단이 게이트를 통과한 시점』이란 유동 선단이 게이트를 통과한 순간부터 그후에 유동 선단이 그 게이트로부터 그 게이트의 미공급 게이트까지의 거리의 50 %, 바람직하기는 40 %, 보다 바람직하기는 30 %의 지점에 도달한 순간까지의 시간적 폭을 갖는 것이며, 반드시 엄밀하게 유동 선단이 게이트를 통과한 순간적인 시점만을 의미하는 것은 아니다. 또 유동 선단이 통과한 게이트에 있어서 인접미공급 게이트가 복수인 경우에는 상기한 『시점』은 유동 선단이 통과한 게이트의 인접 미공급게이트 중에서 유동 선단이 통과한 게이트에 가장 가까운 것과, 그의 유동 선단이 통과한 게이트와의 간격에 의거하여 정의된다. 또한 유동 선단이 통과한 게이트가 캐비티의 말단부에 가깝고, 그 게이트의 인접 미공급게이트가 없는 경우에는 상기 『시점』은 전술한 게이트간의 거리를 게이트와 캐비티의 말단부와의 간격으로 바꾸어 정의한다. 제 2 의 게이트로부터 공급되는 용융상 수지의 양은 그의 제 2 의 게이트에 인접 미공급 게이트 (제 3 의 게이트)가 있는 경우에는 제 1 의 게이트로부터 공급되는 용융상 수지의 양의 경우에 준하여, 용융상 수지의 공급 개시시의 캐비티 클리어런스와 형 조임 속도나 제 2 의 게이트와 제 3 의 게이트와의 간격등의 조건을 고려하여 결정된다. 제 2 의 게이트가 캐비티의 말단부에 가깝고 그 게이트의 인접 미공급 게이트가 없는 경우에는 대개 제 2 의 게이트와 캐비티의 말단부와의 사이의 영역이 충전될 수 있는 양으로 된다. 나머지의 게이트로부터의 용융상 수지 공급량도 동일하게 하여 결정된다.
제조하는 성형체의 형상이나 치수에 따라서는 상기와 같이 제 1 및 제 2 의 게이트로부터의 용융상 수지의 공급에 의해 필요한 모든 용융상 수지의 공급을 완료할 수가 있으나 복잡한 형상의 성형체나 큰 성형체를 제조하는 경우에는 필요에 따라 상기와 동일하게 해서 용융상 수지의 공급과 밀려 퍼지도록하는 것을 반복하여 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께보다도 큰 조건하에 용융상 수지의 공급을 완료한다 (제 6 도).
용융상 수지의 공급이 완료된 후, 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께와 같게 될때까지 암수 양 금형을 닫고 가압 상태에서 용융상 수지를 냉각하고, 그후 암수 양 금형을 열어서 고화된 최종 제품을 꺼낸다.
본 발명에 있어서는 어느 게이트로부터 공급된 용융상 수지가 그 게이트의 인접 미공급 게이트를 통과한 시점에서 그의 인접 미공급 게이트로부터의 용융상 수지의 공급을 개시하는 것이 중요하다. 이 요건이 충족되는한 용융상 수지의 공급 중에 형 조임을 실시할 것인가의 여부는 특별히 한정되지 않는다. 예컨대 게이트로부터의 용융상수지의 공급중에 형 조임을 중지하고, 그의 게이트로부터의 용융상 수지의 공급 종료 후에 형 조임을 재개할 수가 있다. 또 형 조임 속도를 제어하여 모든 용융수지의 공급이 완료될 때까지 형 조임을 연속하여 실시할 수도 있다. 또 이들 방법을 적절히 조합하여 실시할 수도 있다. 예컨대 제 1 의 게이트 (5a)로부터 소정량의 용융상 수지를 공급한 후에 형 조임을 개시하고 공급된 용융상수지가 캐비티내로 밀려 퍼지도록하여 그의 유동 선단이 게이트(5a)의 인접 미공급게이트(5b)를 통과하였을 때에 형 조임을 일단 정지하고 그 상태에서 게이트(5b)로부터 소정량의 용융상 수지의 공급을 개시하여도 좋고, 게이트(5a)로부터 소정량의 용융상 수지의 공급을 실시하면서 형 조임을 개시하고, 공급되는 용융상 수지의 유동 선단이 인접 미공급 게이트 (5b)를 통과하여도 형 조임을 계속하면서 게이트 (5b)로부터 용융상 수지의 공급을 개시하여도 좋다.
어느 게이트로부터 공급되고 캐비티 내에서 밀려서 퍼진 용융상 수지의 유동 선단이 그 게이트의 인접 미공급게이트에 도달하기 전에 그의 인접 미공급 게이트로부터의 용융상 수지의 공급을 개시하면 용융상 수지의 표면에 접합 무늬선이 발생하고 양호한 외관을 갖는 제품을 수득할 수가 없다. 따라서 어느 게이트로부터 공급되고 밀려서 퍼진 용융상 수지의 유동 선단이 그 게이트의 인접 미공급 게이트를 통과한 시점에서 그의 인접 미공급 게이트로부터 용융상 수지의 공급을 개시하도록 용융상 수지 공급 개시의 타이명을 제어하는 것이 중요하다.
용융상 수지공급 개시의 타이밍의 제어방법으로서는 임의의 방법을 채용할 수가 있으나 예컨대 온도 센서 (7) 를 각 게이트의 근방의 금형의 부분에, 바람직하기는 용융상 수지의 유동 방향측의 캐비티면 아래에 매립하고 캐비티 내에서 밀려 퍼진 용융상 수지의 유동 선단이 이 온도센서 매실부에 도달하여 온도 센서가 소정의 온도를 감지하였을 때에 게이트를 열어서 용융상 수지의 공급을 개시하는 방법을 들수 있다. 또 각 게이트로부터 공급되는 수지량이 특정되고, 또한 형 조임 속도도 특정되어 용융상 수지의 캐비티내에서의 유동속도가 정하여지는 경우에는 각 게이트를 여는 타이밍을 타이머 등을 사용하여 시간적으로 제어할 수도 있다. 각 게이트로부터의 공급 수지량의 콘트롤은 예컨대 각 게이트에 설치한 밸브의개방시간이나 개방의 상태를 조절함으로써 실시할수가 있다.
각 게이트로부터의 용융상 수지의 공급 완료시기는 공급할 용융상 수지 전부의 공급이 캐비티 클리어런스가 최종제품의 두께보다도 큰 상태에 있는 조건하에 완료되는 한, 특별히 한정되지 않는다. 예컨대 제 1 의 게이트로부터의 용융상 수지의 공급은 공급된 용융상 수지의 유동 선단이 제 2 의 게이트에 도달하기 전에 완료할 수도 있고, 제 2 의 게이트를 통과한 후에 완료할 수도 있다.
본 발명의 방법에 있어서는 용융상 수지의 공급전에 금형의 캐비티면상에 전면적 또는 부분적으로 표피재를 배치함으로써 수지 성형체의 표면에 전면적으로 또는 부분적으로 표피재를 일체적으로 적층한 표피재 접합수지 성형체를 제조할 수가 있다. 특히 부분적으로 표피재를 적층한 성형체를 제조하는 경우에는 표피재 표면의 외관이 뛰어난 표피재 부분 접합수지 성형체를 수득할 수가 있다.
이 경우에도 용융상 수지의 공급전에 암수 양 금형을 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께보다도 큰 개방상태로 하지만 이 경우의 『개방상태』란 통상 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께 보다도 크고이 두께의 약 50배 이하인 상태를 말하고 캐비티 클리어런스는 사용하는 표피재의 두께 등을 고려하여 이 범위 내에서 적절히 설정된다.
부분적으로 표피재가 접합된 성형체를 제조하는 경우에 있어서도 통상 제 1 의 게이트로서 하나의 수지공급 게이트가 선택된다. 성형체가, 사용할 때에 뛰어난 외관이 요구되지 않는 부분 또는 기계적 강도가 필요하지 않은 부분을 갖고 있는 경우에는 이들 부분에만 접합 무늬선이 생기는 조건하에, 복수의 수지공급 게이트가 제 1 의 게이트로서 사용될 수도 있다. 또 성형체의 표피재의 접합부에 생긴 접합 무늬선은 표피재에 의해서 감추어지므로 이 부분에 접합 무늬선이 생기는 조건하에 복수의 수지공급 게이트가 제 1 의 게이트로서 선택될 수도 있다.
전면적으로 표피재가 접합된 성형체의 제조에 있어서도 부분적으로 표피재가 접합된 성형체의 제조의 경우와 동일하게 해서 제 1 의 게이트가 선백될 수 있다.
표피재 접합 수지 성형체를 제조하는 경우, 표피재 (6) 는 게이트를 갖는 금형의 캐비티면 (상기 예에서는 수금형 (1) 의 캐비티면)과 마주보는 금형의 캐비티면 (상기 예에서는 암금형 (2) 의 캐비티면)에 접하도록 배치되나, 부분적으로 표피재를 접합하는 경우에는 제 12 도에 표시된 바와 같이, 표피재를 배치하는 위치와 마주보는 위치, 특히 배치한 표피재의 중앙부분과 마주보는 위치에 제 1 의 게이트를 매치하는것이 바람직하다.
표피재의 고정방법으로서는 종래 공지의 여러가지의 방법을 채용할 수가 있으나 통상은 금형내에 설치된 진공 흡인관 (8) 사이로 표피재를 진공흡인하는 진공 흡착법이 채용되고, 이 경우에는 표피재의 전면에 걸쳐서 진공 흡인하여도 좋고 접합하는 표피재의 크기에 따라서는 표피재의 주연 부분만을 진공흡인하여도 좋다.
표피재의 재료는 통상 수지성형체의 표피재로서 사용필 수 있는 재료라면 특별히 제한되지 않고 예컨대 각종의 소재로 이루어지는 직포, 편포, 부직포, 열가소성 수지나 열가소성 엘라스토머의 시이트 혹은 필름 혹은 폴리올레핀계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리우레탄수지 등의 각종 수지로 이루어지는 발포체를 들 수 있다. 이것들은 각각 단독으로 혹은 2 종류 이상을 조합한 적층 표피재로서 사용된다. 특히 열가소성 수지나 열가소성 엘라스토머의 시이트 또는 필름에 발포수지 시이트를 적층한 적층 표피재는 성형체 표면에 쿠션성을 부여하는 것으로 이용되는 일이 많다. 또 이것들의 표피재에는 필요에 따라 그의 표면에 오글오글한 잔주름 등의 무늬가 형성되어 있어도 좋다.
제 2 의 발명에 관해서 설명한다.
본 발명의 방법에서는 용융상 수지의 공급을 개시하기 전에 캐비티 클리어런스가 최종제품의 두께 이하로 될때까지 미리 암수 양 금형을 닫고 (제 8 도), 그후, 암수 양 금형을 열기 시작하여 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께 이하인 상태에서, 일부의 게이트 (5a, 제 1 의 게이트) 로부터 공급할 전용융상수지중의 일부의 공급을 개시하고(제 9 도), 형 열기와 용융상 수지의 공급을 계속하여 캐비티 클리어런스를 최종제품의 두께보다도 크고(제 10 도), 그후 캐비티 클리어런스가 최종제품의 두께 보다도 큰 상태를 유지하는 조건하에, 형 조임을 함으로써 용융상 수지가 밀려 퍼지도록하여, 용융상 수지의 유동 선단이 제 1 의 게이트의 인접 미공급 게이트 (5b, 제 2 의 게이트)를 통과한 시점에서 이 게이트(5b)로 부터, 공급할 전용융상 수지의 일부의 공급을 개시한다. 그후 필요에 따라서 앞서 기술한 것과 동일하게 형 조임에 의한 용융상 수지의 밀려 퍼짐과 용융상 수지의 공급을 실시하여 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께 보다도 큰 상태로 소정량의 용융상 수지 전부의 공급을 완료하고 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께와 같게 될때까지 암수 양 금형을 닫고 그후 가압상태에서 용융상 수지를 냉각하여 최후로 암수 양 금형을 열어서 고화된 최종제품을 꺼내므로써 보다 양호한 외관을 갖는 열가소성 수지 성형체를 제조할 수가 있다. 이 경우 형 열기는 통상 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께 보다도 크고, 또한 이 두께의 약 7배 이하, 바람직하기는 5배 이하의 범위에서 실시한다.
이들 발명에 사용되는 열가소성 수지로서는 압축성형, 사출성형, 압출성형 등으로 통상 사용되고 있는 열가소성 수지를 적용할 수가 있고, 예컨대 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 아크릴로니트릴 - 스티렌 - 부타디엔 공중합체, 폴리스티렌, 나일론 등의 폴리아미드, 폴리염화비닐, 폴리카아보네이트, 아크릴수지, 스티렌 -부타디엔 공중합체 등의 일반적인 열가소성수지, EPM이나 EPDM등의 열가소성 엘라스토머, 이들의 혼합물, 혹은 이들을 사용한 폴리머 -알로이 등을 들 수가 있다. 또 이들 열가소성 수지는 필요에 따라 수지 성형체의 제조에 통상 사용되는 유리섬유, 각종의 무기 또는 유기 충전제 등의 충전제를 함유하고 있어도 좋고, 물론 통상 사용되는 각종의 안료, 활제, 대전 방지제, 안정제, 발포제 등의 각종 첨가제가 배합되어 있어도 좋다.
실시예
이하에, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠으나 본 발명은 이것에 의해 제한되지 않는다.
또한 이하의 예에 있어서는 열가소성 수지로서 폴리프로필렌수지 (스미또모가가꾸고교 (주) 제, 스미또모 노오불렌 BPZ 5077) 를 사용하였다.
실시예 1
개략 단면이 제 1 도에 표시된 바와 같은 금형 장치를 사용하여 제 2 도 내지 제 7 도에 표시된 공정에따라 상자형상의 성형체를 제조하였다. 성형체의 치수는 길이 = 800 mm, 폭 = 550 mm, 높이 = 10 mm, 두께 = 2.5 mm 이었다.
이때의 수지 공급게이트는, 각 게이트의 중심이 금형 캐비티의 폭방향의 중심선상에, 또한 길이 방향의 양단으로부터 균등한 거리에 3점 (5a, 5b, 5c)배치하였다. 또, 온도센서는 게이트 (5b) 및 (5c)에 인접하여 용융상 수지의 유동방향으로 2점 (7a, 7b)에 설치하였다.
캐비티 클리어런스가 최종제품의 두께의 3배가 되도록 암수 양 금형을 열고, 암금형 (2)을 강하시키면서 수지공급 게이트 (5a)로부터 이 게이트의 하부에 설치한 밸브의 개방시간을 제어함으로써 모든 공급 수지량의 42중량 %의 용융상 폴리프로필렌 수지 (수지온도 200℃, 이하 같음) 를 공급하였다.
수지 공급 완료후에 형 조임을 계속하여 용융상 폴리프로펼렌 수지가 캐비티내로 밀려 퍼지도록 하여, 온도센서 (7a)가 그 부근의 온도가 80℃에 도달한 것을 감지한 시점에서 수지공급 게이트 (5b)의 하부에 설치한 밸브를 열고, 이 게이트로부터 모든 공급 수지량의 33증량 % 의 용융상 폴리프로필렌 수지를 공급하였다.
위와 동일하게 온도 센서 (7b)가, 그 부근의 온도가 80℃ 에 달한 것을 감지한 시점에서 수지공급 게이트 (5c)로부터 모든 공급 수지량의 25 중량 % 의 용융상 폴리프로필렌 수지를 공급하였다.
용융상 폴리프로필렌 수지의 공급 완료 후에 계속 암금형 (2)을 강하시키고, 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께와 같게 될때까지 형을 조였다. 이 사이에, 금형온도는 50℃ 로 유지하였다.
가압상태 (최종 형 조임 압력 : 400 톤) 에서 30 초간 냉각하고, 그후 금형을 열어서 성형체를 꺼냈다.
수득된 성형체의 표면에는 게이트에 접하고 있었던 부분의 주변에 약간의 차아지 마아크가 확인되었으나 접합 무늬선은 확인되지 않고 그 외관은 양호하였다.
실시예 2
또 암금형 (2)내에 진공 흡인관 (8) 을 갖고 있는 것 이외는 실시예 1에서 사용한 것과 동일한, 개략단면이 제 8 도에서 표시되어 있는 바와같은 금형을 사용하고, 표피재를 부분 접합한 것 이외는 실시예 1 과 동일하게 실시하고 실시예 1에서 제조한 것과 동일한 형상(상자형)의 표피재 부분 접합성형체를 제조하였다.
이 예에 있어서는 성형 조작에 앞서서, 오글오글한 줄무늬가 형성된 폴리염화비닐시이트 (두께 : 0.6 mm) 의 이면에 폴리프로필렌 발포 시이트(발포배율 : 15배, 두께 : 3.0 mm) 를 적층한 적층 표피재를, 이 표피재의 중심이 수지 공급 게이트와 마주보도록, 또한 이 표피재의 각 변이 캐비티면의 각 변과 평행하게 되도록, 또한 오글오글한 줄무늬가 형성된 면이 암금형의 캐비티면에 접하도록 배치하고, 이 표피재를 진공흡인관(8)으로부터 흡인하여 캐비티면에 흡착시켰다.
또한 용융상 폴리프로필렌수지를 공급하기 전의 암수 양 금형의 캐비티 클리어런스는 최종 제품의 두께의 20 배로 하였다.
수득된 성형체의 표피재 비접합부의 표면에는 접합 무늬선은 확인되지 않고 이 성형체는 양호한 외관을 갖고 있었다.
비교예 1
3 개소의 수지 공급 게이트 (5a, 5b, 5c)로부터 소정량의 용융상 폴리프로필렌 수지를 동시에 공급하는 것 이외는 실시예 1 과 동일하게 하여 성형체를 제조하였다. 수득된 성형체는 표면애 접합무늬선을 가지며, 외관은 양호하지 아니하였다.
비교예 2
3 개소의 수지공급 게이트 (5a, 5b, 5c)로부터 소정량의 용융상 폴리프로필렌 수지를 동시에 공급하는 것 이외는 실시예 2와 동일하게 하여 성형체를 제조하였다. 수득된 성형체는 표피재 비접합부의 표면에 접합 무늬선을 가지며 그의 성형체의 외관은 양호하지 아니하였다.
실시예 3
실시예 1에서 사용한 것과 같은 금형장치를 사용하여 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께보다도 작게 될때까지 금형을 닫았다.
형열기를 개시하는 동시에 수지공급 게이트 (5a)로부터 용융상 폴리프로필렌수지의 공급을 개시하고, 모든 공급 수지량의 42중량 %의 수지를 공급한 시점에서 게이트 하부에 설치한 밸브를 닫고, 게이트 (5a) 로부터의 수지 공급을 정지하는 동시에 형조임을 개시하였다. 또한 형 조임 개시시 (수지공급 정지시)의 캐비티 클리어런스는 최종 제품의 두께보다도 약 3 mm 만큼 크게 설정하였다.
형 조임 함으로써 용융상 폴리프로필렌 수지가 캐비티내에 밀려 퍼지도록하고, 이하 실시예 1과 동일하게 해서 게이트 (5b), (5c)로부터 순차로 용융상 폴리프로필렌 수지를 공급하고, 캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께와 같게 될때까지 형을 조이고, 가압상태 (최종형 조임 압력 : 400 톤) 로 30 초간 냉각하고, 그후 금형을 열어서 성형체를 꺼냈다.
수득된 성형체는 표면에 접합무늬선도, 차아지 마아크도 없고, 극히 양호한 외관을 갖고 있었다.
제 1 도는 본 발명의 방법에 사용하는 금형 장치의 단면 개략도이다.
제 2 도는 제 1 도의 금형 장치를 사용한 본 발명의 공정의 하나의 상태 (제 1 의 게이트로부터 용융상 수지의 일부를 공급하고 있는 상태)를 나타낸 것이다.
제 3 도는 제 1 도의 금형 장치를 사용한 본 발명의 공정의 하나의 상태 (형 조임에 의해 제 1 의 게이트로부터 공급된 용융상 수지가 밀려퍼져가고 있는 상태) 를 나타낸 것이다.
제 4 도는 제 1 도의 금형 장치를 사용한 본 발명의 공정의 하나의 상태 {제 1 도의 게이트로부터 공급된 용융상 수지가 눌려 퍼져서 용융상 수지의 유동 선단이 제 1 의 게이트의 인접 미공급게이트(이하, 제 2 의 게이트라고 기재한다) 에 도달한 상태} 를 나타낸 것이다.
제 5 도는 제 1 도의 금형 장치를 사용한 본 발명의 공정의 하나의 상태{제 1 및 제 2의 게이트로부터 공급된 용융상 수지가 형 조임에 의해 밀려 퍼져서, 용융상 수지의 유동 선단이 제 2 의 게이트의 인접 미공급게이트 (이하, 제 3 의 게이트라고 기재한다) 에 도달한 상태}를 나타낸 것이다.
제 6 도는 제 1 도의 금형 장치를 사용한 본 발명의 공정의 하나의 상태(제 1, 제 2 및 제 3 의 게이트로부터 공급된 용융상 수지가 형 조임에 의해 밀려 퍼져가고 있는 상태) 를 나타낸 것이다.
제 7 도는 제 1 도의 금형장치를 사용한 본 발명의 공정의 하나의 상태 (캐비티내에 충전된 용융상 수지가 가압상태로 냉각되어 있는 상태) 를 나타낸 것이다.
제 8 도는 제 1 도의 금형장치를 사용한 본 발명의 공정의 하나의 상태 (용융상 수지의 공급이 개시되기 전에 캐비터 클리어런스가 최종 제품의 두께 이하로 될때까지 암수 양 금형이 닫혀진 상태) 를 나타낸 것이다.
제 9 도는 제 1 도의 금형장치를 사용한 본 발명의 공정의 하나의 상태 (캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께 이하인 상태에서 제 1 의 게이트로부터 전(全)용융상 수지중의 일부의 공급이 개시된 상태)를 나타낸 것이다.
제 10 도는 제 1 도의 금형장치를 사용한 본 발명의 공정의 하나의 상태 (형 열기와 용융상 수지의 공급을 계속하여 캐비티 클리어런스를 최종 제품의 두께 보다도 크게한 상태) 를 나타낸 것이다.
제 11 도는 제 1 도의 금형장치를 사용한 본 발명의 공정의 하나의 상태 (캐비티내에 충전된 용융상 수지가 가압상태에서 냉각되어 있는 상태)를 나타낸 것이다.
제 12 도는 본 발명의 방법중의 표피재 부분 접합의 경우에 사용하는 금형 장치의 단면 개략도이다. 본 도면은 최초로 용융상 수지를 공급하는 게이트와 표피재가 마주보고 있는 경우이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 수 금형 2 : 암금형
3 : 용융상 수지 4 : 용융상 수지 통로
5a, 5b, 5c : 게이트 6 : 표피재
7a, 7b : 온도 센서 8 : 진공 흡인관

Claims (6)

  1. 암수 한 쌍의 금형으로 이루어지고, 그의 어느 하나의금형에, 캐비티면으로 통하도록 열리는, 개폐가 자유로운 수지공급 게이트를 2 개 이상 가지며, 또한 각 수지공급 게이트로부터의 공급 수지의 양 및 수지 공급 개시의 타이밍을 제어하는 기구를 갖는 금형장치를 사용하고, 하기의 공정을 실시하여 열가소성 수지를 성형하는 것으로 이루어지는 열가소성 수지 성형체의 제조방법 :
    공정 1
    개방상태에 있는 암수 양 금형 사이로, 캐비티면으로 통하도록 열리는 수지 공급 게이트중의 일부의 게이트로부터, 공급할 전(全)용융상 수지중의 일부의 공급을 개시하는 공정,
    공정 2
    캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께보다도 큰 상태를 유지하는 조건하에 암수 양 금형을 닫으므로써 공급한 용융상 수지가 캐비티내로 밀려 퍼지도록 하는 공정,
    공정 3
    밀려 퍼진 용융상 수지의 유동 선단이, 용융상 수지의 공급을 실시한 게이트에 인접하는, 아직 수지의 공급을 하고 있지 않은 수지공급 게이트를 통과한 시점에서, 그 아직 수지의 공급을 하고 있지 않은 게이트로부터 공급하여야 할 전용융상 열가소성수지의 일부의 공급을 개시하는 공정,
    공정 4
    캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께보다도 큰 조건하에서, 공급할 전용융상 수지의 공급을 완료할 때까지 필요에 따라 공정 2 및 공정 3을 반복하는 공정,
    공정 5
    캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께와 같게 될때까지 암수 양 금형을 닫는 공정,
    공정 6
    가압상태에서 용융상 수지를 냉각시키는 공정,
    공정 7
    암수 양 금형을 열어서 고화된 최종제품을 꺼내는 공정.
  2. 암수 한 쌍의 금형으로 이루어지고, 그의 어느 하나의 금형에, 캐비티면으로 통하도록 열리는, 개폐가 자유로운 수지 공급 게이트를 2개 이상 가지며, 또한 각 수지 공급 게이트로부터의 공급 수지의 양 및 수지 공급 개시의 타이밍을 제어하는 기구를 갖는 금형 장치를 사용하고 하기의 공정을 실시하여 열가소성수지를 성형하는 것으로 이루어지는 열가소성 수지 성형체의 제조방법 :
    공정 1
    캐비티 클리어런스가 최종제품의 두께 이하로 될 때까지 암수 양 금형을 닫는 공정,
    공정 2
    암수 양 금형을 열기 시작하는 공정,
    공정 3
    캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께 이하인 상태에서, 캐비티면으로 통하도록 열리는 수지 공급 게이트중의 일부의 게이트로부터 공급할 전용융상 수지중의 일부의 공급을 개시하는 공정,
    공정 4
    형 열기와 용융상 수지의 공급을 계속하여, 캐비티 클리어런스를 최종 제품의 두께보다도 크게하는 공정,
    공정 5
    캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께 체적보다도 큰 상태를 유지하는 조건하에서, 암수 양 금형을 닫으므로써 공급한 용융상 수지가 캐비티내로 밀려 퍼지도록 하는 공정,
    공정 6
    밀려 퍼진 용융상 수지의 유동 선단이, 용융상 수지의 공급을 실시한 게이트에 인접하는, 아직 수지의 공급을 하지 않은 수지공급 게이트를 통과한 시점에서, 그 아직 수지의 공급을 하고 있지 않은 게이트로부터 공급할 전용융상 수지의 일부의 공급을 개시하는 공정,
    공정 7
    캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께 보다도 큰 조건하에서, 공급할 전용융상 수지의 공급을 완료할 때까지 필요에 따라 공정 5 및 공정 6 을 반복하는 공정,
    공정 8
    캐비티 클리어런스가 최종 제품의 두께와 같게 될때까지 암수 양 금형을 닫는 공정,
    공정 9
    가압상태에서 용융상 수지를 냉각시키는 공정,
    공정 10
    암수 양 금형을 열어서 고화된 최종 제품을 꺼내는 공정.
  3. 제 1항에 있어서, 용융상 열가소성 수지의 공급 개시전에 금형의 캐비티면상에 전면적으로 또는 부분적으로 표피재를 배치하는 열가소성 수지 성형체의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 수지공급 게이트를 갖는 금형의 캐비티면과 마주보는 금형의 캐비티면상에 표피재를 배치하는 열가소성 수지 성형체의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 표피재를 금형의 캐비티면상에 부분적으로 배치하는 경우에 있어서, 표피재를 배치하는 위치와 마주보는 위치에 최초로 용융상 열가소성 수지의 공급을 행하는 수지공급 게이트를 배치한 금형 장치를 사용하는 열가소성 수지 성형체의 제조방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 표피재를 진공 흡인에 의해 고정시키는 열가소성 수지 성형체의 제조방법.
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