KR100357910B1 - 삽입물 부착 통형상 물품, 그것의 성형 방법 및 성형 장치 - Google Patents

Abstract

얇은 통형상을 한 성형품 본체의 외주면에 필름 또는 그 외의 인쇄한 라벨 등의 시트 형상 삽입물을 부착하여 이루어진 합성수지 성형품을 삽입 성형법에 의해 사출 성형할 때, 사출하는 용융 수지가 삽입물의 표면과 외형면과의 사이로 돌아 들어가거나, 또는 삽입물을 아래쪽으로 밀어내는 것을 방지한다.

외형(11)과 코어(6)로 형성된 캐비티(7)의 외형 내면에 라벨 등의 삽입물(32)을 통형상으로 장착하여 밀착 유지시켜, 상기 코어에 설치한 복수의 사출 게이트 개구부(9a)로부터 상기 삽입물의 단부로부터 내측으로, 또한 라벨의 맞춤 단면(32a)을 피한 위치에 대하여 용융 수지를 사출하고, 용융 수지에 의해 삽입물을 외형면에 밀어붙이도록 하여 캐비티 내에 충전하여, 용융 수지와 삽입물을 일체화시켜 라벨 부착 통형상 물품(10)을 성형한다.

Description

삽입물 부착 통형상 물품, 그것의 성형 방법 및 성형 장치{INSERT PART STUCK CYLINDRICAL ARTICLE, ITS FORMING METHOD, AND ITS FORMING DEVICE}

합성수지로 이루어진 성형품의 표면에 라벨 등의 시트 형상 삽입물이 부착된 제품을 제조하는 방법으로서는, 성형품을 사출 성형이나 블로(blow) 성형 등에 의해 성형한 후, 성형 금형을 개방하여 성형품을 꺼내어, 상기 성형품의 외주면에 접착제가 붙은 라벨을 하나하나 수작업에 의해 부착하거나, 또는 라벨 부착기에 의해 자동체부착하는 방법이 널리 일반적으로 사용되고 있다.

그러나, 전자의 수작업에 의한 라벨 등의 부착 방법은, 사람의 손에 의한 것이기 때문에 작업성이 뒤떨어지며, 작업하는 사람에 따라 부착 정확도에도 산포가 생기기 쉽다는 결점이 있다. 후자와 같은 부착기에 의한 부착 방법은, 전자의 수작업에 의한 방법에 비하여 작업성이 향상되어, 산포를 없애 부착 정확도를 향상시킬수 있으나, 장치가 대규모로 되어 다액의 설비비를 요하기 때문에, 비용 면에서의 난점이 있다. 또한 이것들 부착 방법은 모두 합성수지 성형품을 성형한 후에 라벨의 부착 작업을 행하기 때문에, 부착 작업 자체가 번잡해진다는 결점이 있다.

그래서, 상기와 같은 제품을 성형한 후, 제품 면에 라벨 등을 부착한다는 번거로운 작업을 생략하여, 합성수지의 성형 공정에서 성형과 동시에 라벨의 부착을 행하는 방법이 일본 특개소63-242613호 또는 일본 특개평4-14420호 공보 등에 제안되어 있다. 상기 공보의 방법에서는, 성형 금형 내에 라벨 등을 미리 설치하여, 수지를 블로 성형 또는 사출 성형하여 성형물과 라벨 등을 일체화한다는 소위 삽입 성형을 행하고 있다.

그러나, 전자의 일본 특개소63-242613호 공보와 같은 블로 성형에 의한 삽입 성형체를 제조할 경우에는 그다지 문제로 되지 않으나, 후자의 일본 특개평4-14420호 공보와 같이 사출 성형에 의해 삽입 성형체를 제조할 경우에는 용융 수지가 라벨의 표면 측까지 침출(浸出)되거나, 라벨에 주름이 생긴다는 문제가 있어, 세심한 주의를 필요로 한다.

통상, 사출 성형에서 삽입 성형체를 제조할 경우에는 도 8a에 나타낸 바와 같이, 성형 금형 유니트(51, 52)를 개방한 상태에서 라벨 등의 삽입물(50)을 외형 내면(51)의 소정 위치에 삽입하여, 흡착 등에 의해 고정시킨 후, 도 8b에 나타낸 바와 같이, 성형 금형 유니트(51, 52)를 폐쇄한 후에 사출 성형기(53)로부터 용융 수지를 금형 내의 금형 캐비티에 사출함으로써 성형한다.

성형 금형 내의 성형 공간에 용융 수지를 사출할 때에는, 일반적으로 성형공간의 단부 위치에 설치한 게이트부(54)로부터 금형 캐비티 내에 사출한다. 이 경우, 라벨(50)이 완전하게 소정 위치에 밀착되어 있지 않거나, 라벨의 단부 형상 또는 수지의 흐름이나 압력 등의 관계와 같은 다양한 원인에 의해 용융 수지가 라벨의 표면에 유출되기도 한다.

도 9는 통형상의 얇은 성형품을 사출 성형에 의해 삽입 라벨 성형하는데 사용되는 종래의 라벨 부착 통형상 성형품을 제조하는 장치의 단면도를 나타낸다. 도면 중에서 61은 성형 금형 단반(端盤), 62는 통형상 성형체의 주둥이부를 형성하는 주둥이부 성형 금형, 63은 동체(body)부 성형 금형, 66은 코어, 67은 금형 캐비티, 68은 녹아웃(knock-out) 핀, 69는 사출 노즐이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 사출 노즐(69)로부터 금형 캐비티(67)의 상단부를 통하여 용융 수지가 사출되면, 용융 수지가 라벨(60)의 표면과 동체부 성형 금형(63) 면과의 사이로 돌아 들어가거나, 용융 수지가 라벨(60)을 밀어 내리기 쉽고, 이것에 의해 불량품이 발생하는 경우가 종종 있었다.

이러한 불량품의 발생 원인을 제거하는 수단으로서는, 라벨 등의 삽입물을 두껍게 형성하여 용융 수지의 흐름에 저항하는 힘을 부여하거나, 또는 도 8a 및 도 8b에 나타낸 바와 같이 성형 금형 부분에 진공 흡착 수단을 설치하여 삽입물을 금형 캐비티 내면에 강하게 밀착시킴으로써, 삽입물이 변형 및 이동하는 것을 방지하고 있다.

그러나, 삽입물을 두껍게 할 경우, 원료비가 증가한다. 한편, 성형 금형에 진공 흡인 수단을 부가하여, 라벨 등의 삽입물(50, 60)을 금형 캐비티 내면에 흡착시키도록 할 경우, 성형 금형 장치의 구조가 복잡해진다. 따라서, 모든 경우에서 제품 비용이 상승하게 된다.

또한 상기 삽입 성형에 사용하는 성형 금형의 구조를 간단한 것으로 하기 위해, 외형 부분을 분할 금형 구조로 한 것이 일반적으로 사용되고 있으나, 이러한 성형 금형에 의해 성형하면, 성형품의 표면에 성형 금형의 분할 라인이 발생하는 것을 회피할 수 없다.

본 발명은 합성수지로 성형한 통형상 성형 본체와 통형상 성형 본체의 외주면에 일체적으로 부착된 시트 형상 삽입물로 이루어진 삽입물 부착 통형상 물품 및 그것의 성형 방법 및 성형 장치에 관한 것이다. 특히, 라벨 등의 삽입물을 성형 금형의 성형 공간에 배치한 후, 성형 공간에 용융 수지를 사출 성형함으로써 얻어지는 삽입물 부착 통형상 물품, 그것의 성형 방법 및 성형 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 시트 형상 삽입물 부착 통형상 물품의 성형 방법 및 성형장치를 모식적으로 설명하는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 시트 형상 삽입물 부착 통형상 물품의 성형 장치의 바람직한 실시예를 나타낸 단면도.

도 3은 도 2에 나타낸 시트 형상 삽입물 부착 통형상 물품의 Ⅲ-Ⅲ 단면도.

도 4는 도 2의 성형 장치를 금형 개방한 상태에서 시트 형상 삽입물을 외형 내부 공간에 삽입하는 공정을 설명하는 단면도.

도 5는 도 2의 성형 장치를 금형 폐쇄한 후, 시트 형상 삽입물 부착 물품을 사출 성형하는 상태를 설명하는 단면도.

도 6은 도 2의 성형 장치를 금형 개방한 후, 시트 형상 삽입물 부착 물품을 이형시키는 상태를 설명하는 단면도.

도 7은 본 발명에 의해 성형된 시트 형상 삽입물 부착 물품의 사시도.

도 8의 a 및 b는 종래의 삽입 사출 성형 장치를 나타낸 단면도.

도 9는 도 8에 나타낸 종래의 삽입 사출 성형 장치를 사용하여 사출 성형을 행하는 경우를 설명하는 단면도.

본 발명은 얇은 통형상을 한 성형품 본체의 외주면에 필름 그 밖에 인쇄한 라벨 등의 시트 형상 삽입물을 부착하여 이루어진 합성수지 성형품을 삽입 성형법에 의해 사출 성형할 때에 사출하는 용융 수지가 삽입물의 표면과 외형면과의 사이로 돌아 들어가거나, 또는 삽입물을 아래쪽으로 밀어내는 것에 의해, 삽입물이 외형 내면에 미리 설치한 위치로부터 벗어나거나, 주름이 생김으로써 불량품으로 되는 경우가 없도록 하는 사출 성형 방법 및 그것을 위한 성형 장치를 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 상기 사출 성형 방법에 의해 얻어진 삽입물 부착 통형상 물품을 제공하는 것이다.

본 발명의 삽입물 부착 통형상 물품은 삽입 성형에 의해 성형한 시트 형상 삽입물 부착 통형상 물품으로서, 통형상 성형 본체와, 통형상 성형 본체의 동체부 외주면에 성형 시에 부착된 삽입물로 구성되고, 사출 게이트구의 마크가 통형상 성형 본체의 내주면에서 삽입물 상단부로부터 축방향 내측으로 멀어지며, 삽입물 양측 단부 폭방향 내측에 대응하도록 위치한다. 본 발명에서 "시트 형상 삽입물"은라벨 등을 가리키고, "부착"은 성형함으로써 삽입물이 통형상 성형 본체의 동체부 외주면에 일체화되는 것을 의미한다.

본 발명의 통형상 성형 본체와 통형상 성형 본체의 동체부 외주면에 일체적으로 부착하는 삽입물 부착 통형상 물품의 제조방법에 의하면, 한쪽 단부에 풀아웃(pull-out) 금형을 갖고 내부에 코어 삽입 공간을 갖는 외형과 상기 외형에 삽입하여 끼워 맞추는 코어로 이루어진 삽입 사출 성형 금형을 사용하여 시트 형상 삽입물 부착 통형상 물품을 삽입 성형하는 방법으로서, 외형과 코어와의 사이에서 사출 성형 금형 내부에 형성되는 금형 캐비티의 외형 내주면을 따라 삽입물을 장착하여 밀착 유지시킨 후, 코어에 설치한 사출 게이트구로부터 통형상 성형 본체의 내주면에서 삽입물 상단부로부터 축방향 내측으로 멀어지며, 삽입물 양측 단부 폭방향 내측에 대응하는 위치로 향하여 용융 수지를 사출하여, 용융 수지에 의해 삽입물을 외형 내주면에 밀어붙이면서 통형상 성형 본체를 경화 형성한다. 용융 수지를 금형 캐비티 내에 균일하고 신속하게 충전하기 위해, 게이트구는 방사상으로 복수 설치하는 것이 바람직하다.

통형상 성형 본체와 통형상 성형 본체의 동체부 외주면에 일체적으로 부착된 삽입물로 이루어진 삽입물 부착 통형상 물품을 성형하는 본 발명의 성형 장치는, 풀아웃 금형을 갖고 코어 삽입 공간을 갖는 외형과, 외형의 코어 삽입 공간에 외형의 한쪽 단부로부터 삽입되어 그의 내주면과의 사이에 금형 캐비티를 형성하는 코어와, 얻어진 삽입물 부착 통형상 물품을 이형(離型)시키는 이형 도구로 구성되고, 외형이 상기 코어 삽입 공간을 갖는 동체부 성형 금형 유니트와, 동체부 성형 금형유니트의 다른 쪽 단부에 끼워 맞춰지면서 용융 수지의 사출구를 갖고 단부 외측으로 이동 가능하게 되어 있는 단부 성형 금형 유니트로 이루어져 있으며, 코어에는 상기 용융 수지 사출구에 한쪽 단부에서 연통(連通)하고 다른쪽 단부는 코어의 외주 측면에서 코어 삽입 공간의 외주면을 따라 장착되는 삽입물의 단부로부터 축방향 내측에서 삽입물 양측 단부 폭방향 내측에 대응하는 위치에 게이트구를 갖는다.

본 발명의 삽입물 부착 통형상 물품의 바람직한 형태에서는, 삽입물이 통형상 성형 본체의 동체부 외주면의 거의 전면(全面)에 부착되어 있고, 사출 게이트구의 마크가 삽입물의 양측 단부의 맞춤부를 회피한 위치에 있다.

또한 본 발명의 삽입물 부착 통형상 물품의 성형 방법의 바람직한 형태로서는 이하의 것을 들 수 있다. 이하의 (1) 내지 (3)의 임의로 조합한 특징도 특별한 모순이 없는 한, 본 발명의 성형 방법의 바람직한 형태라고 생각된다.

(1) 캐비티의 외형 내주면의 둘레 방향 거의 전면을 따라 삽입물을 장착하여 밀착 유지시켜, 삽입물의 양측 단부의 맞춤부를 피한 위치에 용융 수지를 사출한다.

(2) 코어 내에는 녹아웃 핀이 설치되어, 삽입 성형한 후, 외형을 위쪽으로 빼내고, 녹아웃 핀을 상승시킴으로써 사출 게이트구 내의 경화 수지와 통형상 성형 본체와의 연결을 절단하며, 통형상 물품의 저부(底部)를 밀어 올려 통형상 물품을 코어로부터 분리한다. 보다 바람직하게는, 녹아웃 핀을 상승시킴으로써 사출 게이트구 내의 경화 수지와 통형상 성형 본체와의 연결을 절단하는 동시에, 통형상 물품의 저부를 밀어 올려 통형상 물품을 코어로부터 분리한다.

(3) 사출 성형 금형의 코어를 외형으로부터 빼내어 금형 캐비티를 개방한 상태에서, 금형의 외형 내에 삽입물을 통형상으로 하여 일부 장착한 후, 코어를 외형 내에 전진시켜 코어와 삽입물 사이의 접촉 마찰력에 의해 삽입물을 사출 성형 금형의 성형 캐비티의 외형 내주면을 따라 통형상으로 장착하고, 밀착 유지한다.

본 발명의 성형 장치의 바람직한 형태로서는 다음의 것이 있다. 이하의 (1) 내지 (4)의 임의로 조합한 특징도 특별한 모순이 없는 한, 본 발명의 성형 장치의 바람직한 형태라고 생각된다.

(1) 상기 삽입물 부착 통형상 물품이 주둥이부를 갖고, 단부 성형 금형 유니트가 용융 수지의 사출구를 갖는 풀아웃 금형의 성형 금형 단반과 금형 단반에 결합되어 통형상 물품의 주둥이부를 형성하는 주둥이부 금형 유니트로 구성된다.

(2) 코어의 한쪽 단부와 단부 성형 금형 유니트와의 접합면에는 방사상의 용융 수지 러너(runner) 홈이 형성되고, 게이트구의 한쪽 단부 개구가 상기 러너 홈의 단부에 연통 가능으로 되어 있다.

(3) 외형은 통형상 성형 본체의 다른쪽 단부를 형성하는 폭방향으로 가동(可動)으로 된 스토퍼 금형을 갖고, 이형 도구가 상기 스토퍼 금형이다.

(4) 상기 이형 도구가 코어의 중앙부에 진퇴(進退) 가능하게 설치되어 녹아웃 핀을 갖고, 녹아웃 핀을 상승시킴으로써 사출 게이트구 내의 경화 수지와 통형상 성형 본체와의 연결을 절단한다.

이하, 본 발명의 가장 양호한 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 성형 방법 및 성형 장치를 도 1에 모식적으로 나타낸 시트 형상 삽입물 부착 통형상 물품 제조장치의 단면도에 의거하여 설명한다. 본 발명의 시트 형상 삽입물 부착 통형상 물품 성형 장치는 코어 삽입 공간을 갖는 외형(1)과, 외형(1)의 코어 삽입 공간에 외형의 한쪽 단부로부터 삽입되어 그의 내주면과의 사이에 금형 캐비티를 형성하는 코어(2)와, 얻어진 삽입물 부착 통형상 물품을 이형시키는 이형 도구로 구성된다.

외형(1)은 상기 코어 삽입 공간을 갖는 동체부 성형 금형 유니트(1-1)와, 동체부 성형 금형 유니트(1-1)의 다른쪽 단부에 착탈(着脫)가능하게 끼워 맞춰지면서 용융 수지의 사출구(3)를 갖고 단부 외측으로 이동 가능하게 되어 있는 단부 성형 금형 유니트(1-2)로 되어 있다. 코어(2)는 상기 용융 수지 사출구(3)에 한쪽 단부에서 연통하고 다른쪽 단부는 코어의 외주 측면에서 코어 삽입 공간의 내주면을 따라 장착되는 삽입물의 단부로부터 축방향 내측에 위치하는 게이트구(4)를 갖는다. 이형 도구는 코어의 중앙부에 설치되고, 용융 수지 사출구(3)의 한쪽 단부에 연통한 관통구 내에 진퇴 가능하게 설치된 녹아웃 핀(5)을 포함한다. 6은 단부 성형 금형 유니트(1-2)의 용융 수지의 사출구(3)에 용융 수지를 공급하는 사출 장치의 사출 노즐을 나타낸다. 도 1은 성형 장치를 금형 폐쇄한 상태를 나타낸다.

먼저, 얇은 통형상 물품을 성형하는 사출 성형 금형의 내형인 코어(2)를 외형(1)으로부터 빼내어 금형을 개방한다. 이 상태에서, 사출 성형 금형의 외형(1) 내부의 내주면을 따라 삽입물을 둥글게 하여 삽입 및 장착한다. 통형상으로 둥글게 된 삽입물을 금형 캐비티 내에 장착하면, 삽입물은 반경(半徑) 외측 방향으로 개방되어 금형 캐비티 내에 밀착 유지된다. 통형상으로 둥글게 한 삽입물을 삽입할 때에는, 외형(1)의 캐비티 형성면의 적당한 위치까지 삽입물을 통형상으로 하여 삽입한 후, 코어(2)를 외형(1) 내에 전진시킴으로써 삽입물과 코어(1)와의 접촉 마찰력에 의해 금형 캐비티 내의 소정 위치까지 삽입물이 삽입된다. 코어를 완전하게 외형에 장착함으로써 성형 금형 장치를 금형 폐쇄하고, 상기 통형상 물품을 성형 가능한 금형 캐비티가 외형과 코어와의 사이에 형성된다.

성형 장치를 금형 폐쇄한 후, 사출 장치의 사출 노즐(6)을 외형(1)의 단부 성형 금형 유니트(1-2)의 용융 수지 사출구(3) 상부에 연결하고, 용융 수지를 사출 장치의 사출 노즐(6)로부터 단부 성형 유니트(1-2)의 용융 수지 사출구(3) 및 코어(2)에 설치한 사출 게이트구(4)를 통하여 삽입물의 내면으로 향하여 용융 수지를 사출한다. 이것에 의해, 용융 수지는 삽입물을 외형 내주면에 밀어붙이도록 하면서 금형 캐비티에 사출되고, 통형상 성형 본체가 경화 형성된다. 그 결과, 통형상 성형 본체와 통형상 성형 본체의 동체부 외주면에 일체적으로 부착된 삽입물로 이루어진 삽입물 부착 통형상 물품이 성형된다. 이 경우, "삽입물의 내면으로 향하여 용융 수지를 사출한다"는 것은, 코어(2)의 선단부로부터 약간 축방향 내측에서 삽입물의 양측 단부의 내측 위치에 설치된 게이트 개구부로부터 삽입물의 단부로부터 내측으로 들어간 내면 위치에 용융 수지를 사출하는 것을 의미한다. 이와 같이 함으로써, 사출된 용융 수지가 금형 캐비티의 외형 내주면과 삽입물과의 사이에 들어가는 것을 방지한다.

또한 삽입물의 크기, 배치 위치, 사출 게이트구의 위치, 용융 수지의 사출 속도 및 압력 등을 적절히 설정함으로써 사출된 용융 수지가 금형 캐비티의 외형 내주면과 삽입물과의 사이에 들어가는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한 캐비티의 외형 내주면의 거의 전면을 따라 삽입물을 장착하여 밀착 유지시켜, 삽입물의 단부로부터 축방향 내측에서 삽입물의 양측 단부의 맞춤부를 피한 위치에 용융 수지를 사출함으로써, 보다 확실하게 사출된 용융 수지가 금형 캐비티의 외형 내주면과 삽입물과의 사이에 들어가는 것을 방지할 수 있다.

그후, 사출 장치의 사출 노즐을 용융 수지 사출구로부터 떼어내고, 단부 성형 금형 유니트(1-2)와 동체부 성형 금형 성형 장치(1-1)를 위쪽으로 제거하여 성형 장치를 금형 개방한다. 다음으로, 녹아웃 핀(7)을 위쪽으로 찔러 올려, 삽입물 부착 통형상 물품의 내면에 부착되어 있는 사출 게이트구 내의 경화 수지를 분리하고, 도시하지 않은 적당한 수단에 의해 코어의 외주면 상에 형성된 삽입물 부착 통형상 물품을 떼어낸다.

이하, 삽입 성형법을 사용한 사출 성형에 의한 본 발명의 라벨 부착 통형상 물품의 성형 방법 및 성형 장치의 가장 양호한 일 실시예에 대해서 도 2 내지 도 6을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 삽입물 부착 통형상 물품 사출 성형 금형은, 한쪽 단부에 주둥이부(10a)를 갖는 시트 형상 삽입물 부착 통형상 물품(10)을 사출 성형에 의해 삽입 성형하기 위한 것이다(도 7 참조). 성형 금형은, 상술한 바와 같이 외형과, 코어와, 이형 도구로 구성되나, 도 2에 나타낸 바와 같이, 외형의 단부 성형 금형 유니트(1-2)는 사출 성형기의 노즐(6)이 끼워 맞춰지는 사출구(11a)를 설치한 상부 성형 금형의 단반(11)과, 상기 단반을 둘러싸도록 끼워 맞추어 통형상 물품(10)의 주둥이부(10a)를 성형하기 위한 좌우 분할 금형 타입의 주둥이부 성형 금형(12)으로 형성되어 있다.

외형은 상기 주둥이부 성형 금형(12)이 착탈 가능하게 맞닿아 접하여 통형상물품의 동체부를 형성하는 동체부 성형 금형(13)과, 그 아래쪽에 상기 동체부 성형 금형(13)의 단부에 맞닿아 접하는 스토퍼 금형(14)으로 구성되고, 동체부 성형 금형(13) 및 스토퍼 금형(14)은 각각 통형상 물품의 동체부 및 저단면(底端面)을 형성하도록 되어 있다. 동체부 성형 금형(13)과 스토퍼 금형(14)은 성형 금형 저반(底盤)(15)에 의해 고정 지지되어 있다. 성형 금형 저반(15)의 바로 아래의 부재는 녹아웃 핀이 관통되는 고정판이다. 동체부 성형 금형(13)과 스토퍼 금형(14)과 성형 금형 저반(15)에는 코어(6)를 아래쪽으로부터 진퇴 가능하게 도입하는 금형 내강(內腔)(13a, 14a, 15a)이 동심원상으로 설치되어 있다.

스토퍼 금형(14)의 금형 내강(14a)은 아래쪽 외측으로 경사지는 단면(斷面) 테이퍼 형상의 면으로 되고, 코어(16)가 대응하는 경사면과 긴밀하게 맞닿아 접하도록 되어 있다. 코어의 하단부에는 플랜지(16a)가 설치되고, 플랜지(16a)와 성형 금형 저반(15)의 아래쪽 내단부의 오목부(15b)가 끼워 맞춰짐으로써 코어(16)의 상승을 정지시키도록 되어 있다. 코어(16)가 금형 내강(13a, 14a, 15a) 내에 완전하게 삽입된 상태에서, 코어의 상단부는 상부 성형 금형의 단반(11)과 주둥이부 성형 금형(12)에 긴밀하게 맞닿아 접하고, 코어(16)와 주둥이부 성형 금형(12)과의 사이에 통형상 물품의 주둥이부(10a)를 성형하기 위한 금형 캐비티 부 및 코어(16)와 동체부 성형 금형(13)의 금형 내강(13a)의 내주면 사이에 통형상 물품의 동체부를 성형하기 위한 금형 캐비티 부가 형성된다. 용융 수지를 성형할 때의 내열성 및 내마모성 등을 고려하여, 주둥이부 성형 금형(12), 동체부 성형 금형(13), 스토퍼 금형(14), 코어(16)의 각각은 내열성 및 내마모성 합금으로 이루어진 표층부(12-1,13-1, 14-1, 16-1)와 본체부(12-2, 13-2, 14-2, 16-2)로 되어 있다.

코어(16)의 상단면과 상부 성형 금형의 단반(11)의 하면이 접하는 면에는 사출 성형기의 노즐(6)로부터 사출된 용융 수지가 분배되는 러너 홈(18)이 방사상으로 형성되며, 코어의 선단 내부에는 상기 러너 홈(18)으로부터 성형 금형 캐비티(17)에 연통하는 테이퍼 형상으로 끝이 가늘게 형성된 게이트구(19)가 설치되어 있다(도 2의 Ⅲ-Ⅲ의 단면도인 도 3 참조). 게이트구(19)는 통형상 물품(10)의 주둥이부(10a)의 성형 금형 캐비티 부의 아래쪽 위치에서, 금형 캐비티의 내주면에 배치된 삽입물(32)의 상단 에지로부터 축방향 내측으로 멀어진 부분에 개구한 게이트 개구부(19a)에 도달하도록 경사지게 설치되어 있다.

코어(16)의 중앙부 축방향에는 핀 구멍이 하단으로부터 상단에 걸쳐 설치되고, 상단부는 단반(11)의 사출구(11a)에 연통하고 있다. 핀 구멍은 위에서부터 아래로 차례로 소경, 중경, 대경의 구멍부로 이루어지고, 상기 핀 구멍에 소경부(23a)와 대경부(23b)로 이루어진 녹아웃 핀(23)이 소경부(23a) 및 대경부(23b)가 각각 소경 구멍부 및 대경 구멍부에 위치한 상태에서 핀 구멍에 위치하여 긴밀하고 슬라이딩 가능하게 삽입되어 있다.

상기와 같이 구성된 성형 금형을 사용하여, 얇은 원통형상 물품(10)의 표면에 라벨 등의 삽입물(32)이 삽입 성형된 제품을 얻기 위해서는, 다음과 같이 하여 사출 성형에 의해 성형된다.

먼저, 내면이 원통형상을 한 풀아웃 금형인 동체부 성형 금형(13)의 상단면에 대하여 원통형상 물품(10)의 주둥이부(10a)를 성형하는 분할 금형인 주둥이부성형 금형(12)을 좌우로부터 폐쇄하여 연결하고, 이어서 사출 성형기의 노즐에 끼워 맞춰지는 상부 성형 금형의 단반(11)을 상기 주둥이부 금형 부분에 끼워 맞추는 동시에, 상기 동체부 성형 금형(13)의 하단부에 통형상의 스토퍼 금형(14)을 결합시켜 성형 금형의 외형(1)을 형성한다.

다음으로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 통형상 또는 원추형상으로 둥글게 한 라벨 등의 얇은 삽입물(32)을 손 또는 그 이외의 수단에 의해 상기 스토퍼 금형(14)의 아래쪽 개구부로부터 외형(1)의 동체부 성형 금형(13) 부분의 적당한 위치까지 삽입하고 나서 해제하면, 스토퍼 금형(14)의 내면에는 완만한 바깥쪽의 테이퍼 면이 형성되어 있기 때문에, 상기 삽입물(32)은 상기 테이퍼 면을 따라 바깥쪽으로 약간 나팔형상으로 확장된 상태에서 외형(1)의 내면에 유지된다.

이때, 라벨 등의 삽입물(32)은 그의 양단의 접합 단면(12a)이 코어(16)의 상단으로 향한 게이트구(9)의 게이트 개구부(9a) 부분과 합치하지 않는 위치에 오도록 삽입된다.

이와 같이 하여, 외형의 동체부 성형 금형(13)의 내면에 삽입물(32)이 유지된 상태에서, 내형인 코어(16)를 스토퍼 금형(14)의 아래쪽 개구로부터 상기 외형의 동체부 성형 금형(13) 내에 진입시킬 때, 코어(16)는 나팔형상을 한 삽입물(32)의 내면에 밀착하여, 삽입물을 동체부 성형 금형(13) 내에 밀어 넣는다. 코어(16)의 선단부(16a)가 상기 상부 성형 금형의 단반(11)에 접할 때까지 진입하면, 삽입물(32)은 외형의 내면에 밀착하도록 확장되고, 외형(1)과 코어(16)와의 사이에 얇은 통체(10)를 성형하기 위한 좁은 틈으로 이루어진 금형 캐비티(17)가 형성되며,도 2에 나타낸 바와 같이 성형 금형은 폐쇄된 상태로 된다.

상기와 같이 하여, 삽입물(32)은 코어(16)의 외주면과 접하는 마찰력에 의해 금형 내면을 따라 밀려 들어가고, 코어(16)의 선단부(16a)가 원통체(10)의 주둥이부(10a)를 형성하는 금형부(12)의 통형상체 머리부 형성부에 맞닿아 접한다. 이것과 동시에, 하단부가 스토퍼 금형(14)의 단부에 맞닿아 접함으로써, 코어(16)가 외형(1)에 끼워 맞추어져 성형 금형이 폐쇄된다. 따라서, 나팔형상으로 한 라벨 등의 얇은 삽입물일지라도, 꺽이거나 주름지지 않고 도 2 또는 도 5에 나타낸 바와 같이 정확하게 세트되어, 사출 삽입 성형이 가능한 상태로 된다.

이와 같이 하여 성형 금형이 폐쇄된 상태에서 녹아웃 핀(23)을 도 2에 나타낸 위치에 위치시킨 상태에서, 사출 성형기의 노즐(6)을 성형 금형의 단반(11)의 사출구(11a)에 결합시키고, 사출 성형기(도시 생략)의 사출 스크류(2)를 구동하여 노즐(6)로부터 용융 수지를 성형 금형 캐비티(17) 내에 사출한다. 이때, 사출된 용융 수지는 러너 홈(18)을 통하여 게이트구(19)를 흐르고, 게이트 개구부(19a)로부터 성형 금형의 캐비티(17) 내에 사출된다.

보다 상세하게 설명하면, 용융 수지는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 통형상 물품(10)의 주둥이부(10a)로부터 아래쪽 위치의 삽입물(32)의 상단 에지(12a)로부터 축방향 내측으로 멀어진 부분으로 개구된 게이트 개구부(19a)로부터 캐비티 내에 유입되고, 용융 수지는 캐비티 내에 세트된 삽입물(32)을 외형의 동체부 성형 금형(13)의 내면에 밀어붙이도록 하여, 위쪽의 주둥이부 측과 하단부 측으로 분배되어 캐비티 내에 충전되고 삽입물과 일체로 성형되기 때문에, 용융 수지는삽입물(32)의 표면 측으로 유입되지 않는다.

사출 성형이 종료되어 용융 수지가 냉각 및 경화되면, 다음과 같이 하여 성형 금형을 개방하여 제품을 꺼낸다.

먼저, 사출 성형기가 금형으로부터 후퇴하는 동시에, 상부 성형 금형의 단반(11)을 후퇴시켜 코어(16) 및 주둥이부 성형 금형(12)과의 결합을 해제하고, 이어서, 주둥이부 성형 금형(12)의 분할 금형을 좌우로 개방한 후, 풀아웃 금형인 동체부 성형 금형(13)을 위쪽으로 이동시켜 통형상 물품(10)의 외면을 노출시킨다(도 6 참조).

다음으로, 도 6에 나타낸 바와 같이, 녹아웃 핀(23)을 위쪽으로 이동시켜 러너 단부(18b)를 노크(knock)하고, 그 충격력에 의해 게이트구 내의 경화 수지 조각은 코어(16)에 설치된 게이트구(19)로부터 분리되어 밀어젖혀진다. 이것과 동시에, 스토퍼 금형(14)을 위쪽으로 이동시켜 원통 물품(10)의 하단부(10c)를 밀어 올린다. 이것에 의해, 통형상 물품은 코어의 외측 표면으로부터 분리하여, 도 7에 나타낸 바와 같은 삽입물 부착 통형상 성형품으로 되어 성형 금형의 외측으로 방출된다.

상기 성형품은, 도 7에 나타낸 바와 같이, 통형상 물품의 주둥이부(10a)를 제외한 동체부 전체의 표면에는 라벨(32)이 부착되어 있다. 라벨 표면에는 수지가 전혀 부착되어 있지 않고, 주름의 발생도 확인되지 않으며, 통형상 물품(20)의 뒤쪽에서 라벨의 맞춤 단면(32b)을 벗어난 위치에 게이트 개구부의 마크(10b)가 약간 인정되는 것에 지나지 않는다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 이스케이프(escape) 테이퍼 면이 거의 설치되어 있지 않은 얇은 통형상 제품에 라벨 등의 삽입물을 사출 삽입 성형법에 의해 일체 성형하는 것에 있어서, 삽입물의 단부로부터 약간 내측으로 멀어지며, 양측 단부의 내측 위치의 통형상체 형성부에 성형 금형의 사출 게이트구를 설치하여, 상기 게이트구로부터 용융 수지를 캐비티 내에 사출하여 삽입 성형한다. 이것에 의해, 수지압에 의해 라벨 등의 삽입물이 외형 내면에 밀착하도록 밀어붙여진 상태에서 삽입 성형되기 때문에, 용융 수지가 라벨의 표면에 돌아 들어가는 것을 방지할 수 있다.

캐비티 내에 라벨 등을 설정함에 있어서는, 통형상 라벨 등의 삽입물의 단면 또는 양측 단부의 맞춤면이 상기 코어의 게이트구와 일치하지 않도록 설치하는 것이 매우 중요하다. 라벨 등의 단면 또는 양측 단부의 맞춤면이 코어의 게이트구에 일치한 상태에서 삽입물을 세트하면, 사출된 용융 수지가 삽입물의 단면으로부터 라벨 표면과 외형의 내면과의 사이에 침입하여 불량품의 발생 원인으로 되기 쉽다.

또한 본 발명의 성형 금형은 통형상체의 동체부를 형성하는 외형 및 코어를 통형상의 풀아웃 금형으로 구성했기 때문에, 성형품의 표면에 성형 금형의 분할 라인이 형성되지 않는다. 또한 원통형상의 외형 내에 원주형상의 코어를 삽입하여 얇은 원통체를 성형하기 위한 금형 캐비티를 형성하고 있기 때문에, 라벨 등의 얇은 삽입물은 통형상으로 둥글게 한 상태로 한 것을 외형 내에 중간 정도 삽입해 두고 나서 코어를 외형 내에 삽입시키면, 상기 삽입물은 코어 표면에 접촉 유지되어 캐비티 내에 밀려 들어가고, 소정 위치에 세트된다. 따라서, 종래와 같이 특별한 라벨 등의 공급수단을 사용하여 세트할 필요가 없어, 간단하게 삽입물을 세트하는 것이 가능하다.

또한 본 발명의 성형 방법을 사용하면, 라벨 등의 삽입물로서 필름 등에 별도로 인쇄하여 둔 것을 사용할 수 있다. 따라서, 미리 삽입물에 오프셋 인쇄나 그라비어(gravure) 인쇄 등을 행할 수 있다. 또한 본 발명은 금은 등의 금속 가공에 의한 표면 처리를 조합하여 사용할 경우에도 적합하고, 성형품에 직접 인쇄한 것에 비하여, 표시 위치 어긋남 등이 거의 발생하지 않는다.

본 발명은 상술한 바와 같이 다음의 효과를 갖는다.

본 발명의 시트 형상 삽입물 부착 통형상 물품은 통형상 성형 본체와, 통형상 성형 본체의 동체부 외주면에 성형 시에 부착된 삽입물로 구성되고, 사출 게이트구의 마크가 통형상 성형 본체의 내주면에서 삽입물 상단부로부터 축방향 내측으로 멀어지며, 삽입물 양측 단부 축방향 내측에 대응하는 위치에 있도록 성형되어 있기 때문에, 외관 형상이 우수하다. 또한 삽입물로서 필름이 적층화된 것을 사용함으로써, 차광성이나 가스 배리어(barrier)성이 우수한 삽입물 부착 통형상 성형체를 제조하는 것이 가능하다.

본 발명의 삽입물 부착 통형상 성형체의 성형 방법에 의하면, 통형상의 풀아웃 금형을 갖는 외형과 코어와의 사이에서 사출 성형 금형 내부에 형성되는 금형 캐비티의 외형 내주면을 따라 삽입물을 장착하여 밀착 유지시킨 후, 코어에 설치한 사출 게이트구로부터 통형상 성형 본체의 내주면에서 삽입물 상단부로부터 축방향내측으로 멀어지며, 삽입물 양측 단부 축방향 내측에 대응하는 위치로 향하여 용융 수지를 사출하여, 용융 수지에 의해 삽입물을 외형 내주면에 밀어붙이면서 통형상 성형 본체를 경화 형성하기 때문에, 종래와 같이 삽입물을 캐비티 면에 강하게 진공 흡착하지 않아도, 용융 수지가 삽입물의 외측 표면에 유출되지 않으며, 삽입물이 주름지는 경우도 없다. 따라서, 얇은 삽입물의 삽입 성형이 가능하다.

본 발명의 삽입물 부착 통형상 물품을 성형하는 장치는, 통형상의 풀아웃 금형을 갖고 내부에 코어 삽입 공간을 갖는 외형과, 외형의 코어 삽입 공간에 외형의 한쪽 단부로부터 삽입되고 그의 내주면과의 사이에 금형 캐비티를 형성하는 코어와, 얻어진 삽입 부착 통형상 물품을 이형시키는 이형 도구로 구성되고, 외형이 상기 코어 삽입 공간을 갖는 동체부 성형 금형 유니트와, 동체부 성형 금형 유니트의 다른쪽 단부에 끼워 맞춰지면서 용융 수지의 사출구를 갖고 단부 외측으로 이동 가능하게 되어 있는 단부 성형 금형 유니트로 되어 있으며, 코어에는 상기 용융 수지 사출구에 한쪽 단부에서 연통하고 다른쪽 단부는 코어의 외주 측면에서 코어 삽입 공간의 외주면을 따라 장착되는 삽입물의 단부로부터 축방향 내측에서 삽입물 양측 단부 축방향 내측에 대응하는 위치에 게이트구를 갖는 통형상 성형 본체와 통형상 성형 본체의 동체부 외주면에 일체적으로 부착된 삽입물로 이루어진다. 따라서, 본 발명의 성형 장치는 상기 효과에 더하여, 성형 금형의 외형을 분할 금형으로 하지 않고, 통형상의 풀아웃 금형을 기본 구조로 하여 라벨 등의 삽입물을 삽입 성형하기 때문에, 제품의 제품 표면에 분할 라인이 나타나지도 않아, 깨끗한 외관을 갖는 제품을 얻을 수 있으며, 성형품의 강성(剛性)이 증대되는 동시에, 수지 재료의 감량화가 도모된다.

Claims (11)

1. 삽입 성형에 의해 성형한 시트 형상 삽입물 부착 통형상 물품으로서,

   통형상 성형 본체와, 통형상 성형 본체의 동체부 외주면에 성형 시에 부착된 삽입물로 구성되고, 사출 게이트구의 마크가 통형상 성형 본체의 내주면에서 삽입물 상단부로부터 축방향 내측으로 멀어지며, 삽입물 양측 단부 폭방향 내측에 대응하는 위치에 있도록 성형된 것을 특징으로 하는 삽입물 부착 통형상 물품.
2. 제 1 항에 있어서,

   삽입물이 통형상 성형 본체의 동체부 외주면의 둘레 방향 거의 전면에 부착되어 있고, 사출 게이트구의 마크가 삽입물의 양측 단부의 맞춤부를 회피한 위치에 있는 것을 특징으로 하는 라벨 부착 통형상 물품.
3. 풀아웃(pull-out) 금형을 갖고 내부에 코어 삽입 공간을 갖는 외형과 상기 외형에 삽입하여 끼워 맞추는 코어로 이루어진 삽입 사출 성형 금형을 사용하여 시트 형상 삽입물 부착 통형상 물품을 삽입 성형하는 방법으로서,

   외형과 코어와의 사이에서 사출 성형 금형 내부에 형성되는 금형 캐비티의 외형 내주면을 따라 삽입물을 장착하여 밀착 유지시킨 후, 코어에 설치한 사출 게이트구로부터 통형상 성형 본체의 내주면에서 삽입물 상단부로부터 축방향 내측으로 멀어지며, 삽입물 양측 단부 폭방향 내측에 대응하는 위치로 향하여 용융 수지를 사출하여, 용융 수지에 의해 삽입물을 외형 내주면에 밀어붙이면서 통형상 성형 본체를 경화 형성함으로써, 통형상 성형 본체와 통형상 성형 본체의 동체부 외주면에 일체적으로 부착된 삽입물로 이루어진 삽입물 부착 통형상 물품의 성형 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   캐비티의 외형 내주면의 둘레 방향 거의 전면을 따라 삽입물을 장착하여 밀착 유지시켜, 삽입물의 양측 단부의 맞춤부를 피한 위치에 용융 수지를 사출하는 것을 특징으로 하는 삽입물 부착 통형상 물품의 성형 방법.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   코어 내에는 녹아웃 핀이 설치되어, 삽입 성형한 후, 외형의 풀아웃 금형을 위쪽으로 빼내고, 녹아웃 핀을 상승시킴으로써 사출 게이트구 내의 경화 수지와 통형상 성형 본체와의 연결을 절단하며, 통형상 물품의 저부를 밀어 올려 통형상 물품을 코어로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 삽입물 부착 통형상 물품의 성형 방법.
6. 제 3 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,

   사출 성형 금형의 코어를 외형으로부터 빼내어 금형 캐비티를 개방한 상태에서, 금형의 외형 내에 삽입물을 통형상으로 하여 일부 장착한 후, 코어를 외형 내에 전진시켜 코어와 삽입물 사이의 접촉 마찰력에 의해 삽입물을 사출 성형 금형의성형 캐비티의 외형 내주면을 따라 통형상으로 장착하고, 밀착 유지하는 것을 특징으로 하는 삽입물 부착 통형상 물품의 성형 방법.
7. 통형상의 풀아웃 금형을 갖고 코어 삽입 공간을 갖는 외형과, 외형의 코어 삽입 공간에 외형의 한쪽 단부로부터 삽입되어 그의 내주면과의 사이에 금형 캐비티를 형성하는 코어와, 얻어진 삽입물 부착 통형상 물품을 이형시키는 이형 도구로 구성되고, 외형이 상기 코어 삽입 공간을 갖는 동체부 성형 금형 유니트와, 동체부 성형 금형 유니트의 다른쪽 단부에 끼워 맞춰지면서 용융 수지의 사출구를 갖고 단부 외측으로 이동 가능하게 되어 있는 단부 성형 금형 유니트로 이루어져 있으며, 코어에는 상기 용융 수지 사출구에 한쪽 단부에서 연통하고 다른쪽 단부는 코어의 외주 측면에서 코어 삽입 공간의 외주면을 따라 장착되는 삽입물의 단부로부터 축방향 내측에서 삽입물 양측 단부 폭방향 내측에 대응하는 위치에 게이트구를 갖는 통형상 성형 본체와 통형상 성형 본체의 동체부 외주면에 일체적으로 부착된 삽입물로 이루어진 삽입물 부착 통형상 물품의 성형 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 삽입물 부착 통형상 물품이 주둥이부를 갖고, 단부 성형 금형 유니트가 용융 수지의 사출구를 갖는 풀아웃 금형의 성형 금형 단반과 금형 단반에 결합되어 통형상 물품의 주둥이부를 형성하는 주둥이부 금형 유니트로 구성되는 것을 특징으로 하는 삽입물 부착 통형상 물품의 성형 장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   코어의 한쪽 단부와 단부 성형 금형 유니트와의 접합면에는 방사상의 용융 수지 러너 홈이 형성되고, 게이트구의 한쪽 단부 개구가 상기 러너 홈의 단부에 연통 가능으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 삽입물 부착 통형상 물품의 성형 장치.
10. 제 7 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,

    외형은 통형상 성형 본체의 다른쪽 단부를 형성하는 축방향으로 가동으로 된 스토퍼 금형을 갖고, 이형 도구가 상기 스토퍼 금형인 것을 특징으로 하는 삽입물 부착 통형상 물품의 성형 장치.
11. 제 7 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,

    상기 이형 도구가 코어의 중앙부에 진퇴 가능하게 설치되어 녹아웃 핀을 갖고, 녹아웃 핀을 상승시킴으로써 사출 게이트구 내의 경화 수지와 통형상 성형 본체와의 연결을 절단하는 것을 특징으로 하는 삽입물 부착 통형상 물품의 성형 장치.