KR100465673B1 - 다층구조의 수지성형품 및 다층구조의 수지성형품의제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은, 수지성형품의 재이용을 도모하는 것이 가능한 다층구조 성형품을 제공하는 데 있다. 이 목적을 달성하기 위해, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품에 있어서, 코어층을 구성하는 수지재료로서 열가소성 수지재료로부터 성형가공한 성형품을 분쇄해서 형성한 분쇄수지재료를 이용하고, 스킨층을 구성하는 수지재료로서는 버진재료를 사용해서 성형가공하였다.
Description
본 발명은, 코어층을 구성하는 수지재료와 스킨층을 형성하는 수지재료로 이루어진 다층성형구조를 지닌 수지성형품에 관한 것이다.
특히, 본 발명은, 코어층 수지재료의 성형부분을 스킨층 수지재료의 성형부분으로 둘러싼(즉, 포위한) 구성의 소위 샌드위치구조의 성형품에 관한 것이다.
또, 본 발명은, 열가소성 수지재료로 이루어진 수지성형품인 수지재료를 재이용해서 형성된 수지성형품에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 열가소성 수지재료의 성형품을 분쇄처리해서, 해당 분쇄한 수지재료를 사출성형의 수지원료로서 이용하는 기술에 관한 것이다.
또, 본 발명은, 코어층을 구성하는 수지재료와 스킨층을 구성하는 수지재료를 사출성형해서 다층구조의 수지성형품을 형성하는 수지성형품의 제조방법에 있어서, 열가소성 수지성형품을 분쇄처리해서 얻어진 분쇄된 수지재료를 코어층을 구성하는 수지재료로서 사용하는 것을 특징으로 하는 수지성형품의 제조방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 복사기, 프린터 등의 화성형성장치, 팩시밀리장치나 컴퓨터 등의 정보통신기기, 가전기기 등에 사용되는 플라스틱수지재료의 리사이클링기술에 관한 것이다.
사출성형기술의 하나에, 소위 샌드위치구조의 사출성형이 있다. 이 사출성형에 있어서는, 2종류의 수지재료를 성형용 금형의 캐비티에 사출하여 코어층을 구성하는 수지성형부분과 스킨층을 구성하는 수지성형부분으로 이루어진 다층구조를 성형한다.
이 샌드위치성형에 관한 많은 종래 기술의 문헌이 입수가능하며, 이들은 국제특허분류 IPC B29C 45/16으로 구분되어, 예를 들면, 일본국 특허 제 3017052호, 일본국 공개특허 평8-224754호 공보 등이 있다.
또, 본 발명은, 성형가공된 플라스틱재료 및 수지재료를 재이용하는 기술에 관한 것이며, 이 수지재료의 재이용에 관한 종래 기술의 문헌의 예로서는, 일본국 공개특허 평 5-301222호 공보, 평 5-147036호 공보, 평 10-202694호 공보 등이 있다.
일본국 특허 제 3031357호에는, 재생재료를 샌드위치성형품의 심재로서 사용하고, 또 표면재료에도 재생재료를 사용하는 예가 기재되어 있다.
근년, 지구환경보호 및 자연자원의 유효활용의 관점에서 산업단체에서 각종 영향을 미치고 있고, 또한, 석유자원으로서의 플라스틱재료 및 수지재료의 재이용의 시도도 실용화가 요구되고 있다.
이러한 요구에 응답하는 의미에서, 수지성형품의 리사이클링기술의 개발활동이 활발해지고 있다.
특히, 그 중에서도, 복사기, 프린터 등의 화상형성장치, 팩시밀리장치 혹은 컴퓨터 등의 사무기기나 정보통신기기, 또, 에어컨, 비데오데크, 오디오컴포넌트 등의 가전제품을 시작으로 하는 각종의 전자기기군의 제품에는 비교적 대량의 대형의 열가소성 플라스틱재료가 다수 사용되고 있다.
이들 기기중 다쓴 제품으로부터 제거한 열가소성 플라스틱재료는 기계강도, 난연성, 외관색 등의 다양한 물성치가 열화되어 있다.
또, 표면에는 다양한 이물이 부착되어서 오염되어 있다.
따라서, 이들 재료에 대한 리사이클링방법으로서, 성형품을 분쇄, 세정 및 재펠릿화한 후, 미사용 수지재료(버진(virgin: 사용한 일이 없는)펠릿)와 상기 다쓴 수지재료를 일정 비율로 혼합해서 물성을 회복시키는 처리를 강구해서 사용하는 방법이 제안되어 있다.
그러나, 상기 방법에 있어서는, 열화된 다쓴 수지재료를 미사용 수지재료에 혼합하기 때문에, 제조된 재생재료는 기계강도, 난연성, 외관색 등의 점에서, 100%버진펠릿의 수지재료의 성형품에 비해서 열화되어 있다.
전술한 자원을 유효활용하여, 산업폐기물을 가능한 한 경감해서 환경문제를 해결하기 위해, 다쓴 수지재료를 수지성형품의 재료로서 활용하기 위한 수단의 하나로서, 다층구조성형, 소위, 샌드위치성형을 이용할 수 있다.
즉, 상기 다층성형품은, 코어층을 구성하는 수지재료와 스킨층을 구성하는 수지재료를 금형에 사출해서, 코어층을 스킨층으로 덮는 다층구조를 지닌 수지성형품으로 완성한 것이다.
상기 방법에서는, 상기 다층구조의 코어층 수지재료로서 상기 다쓴 수지재료를 이용한다.
상기 다층구조성형, 소위, 샌드위치성형가공의 원료로서 다쓴 수지재료를 재사용해서 수지재료의 리사이클률을 높이기 위해서는, 리사이클재료로서의 코어층 수지부분의 충전율이 중요하다.
코어층구조부분의 충전량을 증대해서, 해당 코어층구조부분의 주위에 스킨층 수지재료를 사출하면, 경우에 따라 스킨층부분으로 덮인 부분으로부터 코어층 수지가 비어져 나와버리는 일이 있다.
본 발명의 목적은, 성형품에 코어층 수지재료가 균일하게, 또, 가능한 한 다량으로 충전되고, 또한, 코어층 수지재료가 스킨층 수지재료로 완전히 덮여 있는 성형품 및 이 성형품의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 재이용할 수지성형품을 분쇄해서 형성한 재료를 사용함으로써, 코어층 수지재료의 열이력에 의한 물성열화를 피하는 동시에 재료비의장점을 도모하는 제조방법을 제공하는 데 있다.
또, 본 발명의 또다른 목적은, 재생재료를 샌드위치성형(다층성형구조)의 코어재료로서 사용해서, 상기 문제를 해결할 경우에 파생되는 부품강도의 저하를 방지하기 위한 것이다.
즉, 복사기, 프린터, 팩시밀리장치 등의 화상형성장치나 정보통신기기의 구성부품인 외장부재, 하우징체, 기구부품 등은, 평판구조에 부가해서, 다른 부품과의 연결작용을 행하는 나사부, 끼워맞춤부 등의 기능부를 구성하고 있다.
그리고, 이와 같은 기능부는 높은 기계적 강도를 보증할 필요가 있으나, 코어재료로서 재생재료를 사용하면, 이 재생재료의 물성치의 열화에 의한 이들 기능부의 기능보증을 얻는 것이 곤란해진다.
또, 본 발명의 또다른 목적은, 재생재료를 다층구조의 수지성형품의 코어재료로서 사용해서 외관구조부품의 성형품을 구성한 경우에 고품질을 보증하는 데 있다.
즉, 코어층으로서 명도가 낮은 색(짙은 색) 재생재료를 사용하고, 해당 코어층의 표면의 스킨층으로서 명도가 높은 색의 미사용 버진재료를 사용한 경우에, 코어층의 색이 미치는 외관상의 악영향을 방지할 대책이 필요해진다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품에 있어서, 상기 코어층을 구성하는 수지재료로서 열가소성 수지재료로부터 성형된 성형품을 분쇄해서 얻어진 분쇄수지재료를 사용하고, 상기 스킨층을 구성하는 수지재료로서 버진재료를 사용해서 성형한 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품을 제안한다.
상기 발명에는, 상기 수지성형품이 사무기기, 전기기기 또는 정보통신기기의 외장부품, 하우징부품 또는 구성부품인 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 형태가 있다.
또, 본 발명에는, 상기 코어층을 구성하는 수지재료가, 사무기기의 외장부품, 하우징부품 또는 구성부품의 수지성형품을 분쇄해서 얻어진 것임을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 형태가 있다.
본 발명의 일측면은, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품을 제조하는 방법에 있어서, 상기 수지성형품을 성형하는 금형의 캐비티내에 사출하는 상기 코어층을 구성하는 수지재료의 점성을 상기 스킨층을 구성하는 수지재료의 점성보다도 낮게 설정해서 성형하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법에 의해 상기 목적을 달성한다.
본 발명의 다른 측면은, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품을 제조하는 방법에 있어서, 상기 코어층을 구성하는 수지재료로서 열가소성 수지재료로부터 성형된 성형품을 분쇄해서 얻어진 분쇄수지재료를 사용하고, 상기 스킨층을 구성하는 수지재료로서 버진재료를 사용하고, 상기 코어층을 구성하는 수지재료의 수지온도를 스킨층을 구성하는 수지재료의 수지온도보다도 높게 설정해서 성형을 행하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법을 제안한다.
본 발명은, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품의 제조방법에 있어서, 상기 코어층을 구성하는 수지재료의 사출시의 단위시간당의 사출체적을 상기 스킨층을 구성하는 수지재료의 사출시의 단위시간당의 사출체적보다도 크게 설정해서 성형을 행하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법을 제안한다.
상기 발명에는, 상기 코어층을 구성하는 수지재료로서 열가소성 수지재료로부터 성형한 성형품을 분쇄해서 얻어진 분쇄수지재료를 사용한 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법의 형태가 있다.
본 발명의 다른 측면은, 코어층을 구성하는 수지재료와 스킨층을 구성하는 수지재료를 금형에 사출해서 다층구조의 수지성형품을 제조하는 방법에 있어서, 상기 코어층을 구성하는 수지재료로서, 열가소성 수지재료로부터 성형된 수지성형품을 분쇄하고, 해당 분쇄된 수지재료의 크기를 소정의 크기로 설정해서 얻어진 수지재료를 사용하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법을 제안한다.
상기 방법은, 상기 다층구조의 수지성형품이 화상형성장치의 외장부품, 하우징부품 및 구성부품으로 이루어진 군으로부터 선택된 부품인 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은, 상기 코어층 수지재료로서 사용되는 분쇄수지재료의 크기가 바람직하게는 10㎜이하, 특히 바람직하게는 4 내지 10㎜로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 형태를 제안한다.
또한, 본 발명은, 코어층을 구성하는 수지재료와 스킨층을 구성하는 수지재료를 금형에 사출해서 다층구조의 수지성형품을 제조하는 방법에 있어서, 상기 스킨층을 구성하는 수지재료를 소정 용량 사출한 후, 수지재료의 성형품을 분쇄해서얻어진 코어층을 구성하는 수지재료와 스킨층을 구성하는 버진의 수지재료를 동시에 사출하고, 그 후, 상기 스킨층을 구성하는 버진의 수지재료를 재차 사출하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법을 제안한다.
본 발명은, 코어층 수지재료로서, 열가소성 수지재료로부터 성형된 수지성형품을 분쇄해서 얻어진 재료를 이용하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법의 형태가 있다.
상기 코어층을 구성하는 수지재료로서 사용하는 분쇄수지재료는, 금형에 사출하는 용융상태로 하기 전의 공정에서는 가열하지 않은 상태이다.
본 발명의 또다른 측면은, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품에 있어서, 상기 코어층을 구성하는 수지재료로서 열가소성 수지재료로 이루어진 성형품을 분쇄해서 형성된 분쇄수지재료를 사용하고, 스킨층을 구성하는 수지재료로서 버진재료를 사용하고, 상기 스킨층을 구성하는 수지재료는 상기 분쇄수지재료와 동일한 종류의 수지재료를 사용해서 성형한 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품을 제안한다.
본 발명의 다른 측면은, 상기 목적중의 하나인 외관상의 문제점을 해소하기 위해서, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품에 있어서, 상기 수지성형품은 기기의 외장부품으로서 해당 기기에 장착하고, 상기 스킨층의 상기 기기표면으로부터의 두께를 상기 코어층 수지재료부분의 색의 투과를 억제하는 수치범위내로 규정한 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품을 제안한다.
상기 방법의 형태에는, 상기 수지성형품의 상기 스킨층의 두께가 0.3㎜이상인 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품이 있다.
본 발명의 또다른 측면은, 상기 다층구조의 수지성형품의 기능부의 강도를 보증하기 위해, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품에 있어서, 상기 수지성형품의 일부에 기능부를 부착하기 위한 부착개소를 갖추고, 상기 수지성형품의 전체는 상기 코어층과 상기 스킨층으로 이루어진 다층구조를 지니고, 상기 기능부부착개소를 스킨층 수지재료로 구성한 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품을 제안한다.
본 발명은, 상기 수지성형품을 기구구조부재로서 사용할 경우에, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품에 있어서, 상기 수지성형품의 일부에 다른 부품을 부착하기 위한 부착개소를 갖추고, 상기 수지성형품의 전체는 상기 코어층과 상기 스킨층으로 이루어진 다층구조를 지니고, 상기 부착개소를 스킨층 수지재료로 구성한 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품을 제안한다.
본 발명은, 상기 부착개소가 탄성을 지닌 결합부인 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 형태를 제안한다.
또, 본 발명은, 상기 부착개소가 나사결합부인 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 형태를 제안한다.
상기 다층구조의 수지성형품의 상기 코어층을 구성하는 수지재료는, 수지성형품을 분쇄해서 얻어진 재생수지재료인 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은, 코어층과 스킨층으로 이루어지고, 다른 부품에 연결하기 위한 결합부를 지닌 다층구조의 수지성형품의 제조방법에 있어서, 상기 수지성형품의상기 결합부주위에 얇은 두께부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법을 제안한다.
상기 목적과 이점은, 이하의 본 발명의 바람직한 실시예의 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 이하의 설명에 있어서, 참조번호는 본 발명의 예를 설명하는 첨부도면에 의거한 것이다. 그러나, 이러한 예는, 본 발명의 각종 실시형태를 제한하는 것은 아니므로, 그 기준은, 본 발명의 범위를 규정하는 하기 청구범위를 참조하기 바란다.
도 1은 본 발명에 의한 다층수지성형품의 사시도
도 2는 도 1의 A-A방향을 따른 단면도
도 3은 본 발명에 의한 수지성형품의 성형가공에 사용하는 성형기의 주요부품의 구성의 설명도
도 4는 본 발명에 사용하는 코어층 수지재료로서 사용되는 재생수지재료의 분쇄처리공정의 설명도
도 5는 다층구조의 수지성형품의 제조공정의 설명도
도 6은 스킨층 수지재료와 코어층 수지재료의 사출공정의 설명도
도 7은 스킨층 수지재료와 코어층 수지재료의 금형캐비티내의 상태의 설명도
도 8은 다층구조의 수지성형품의 기판면상에 다른 부품과의 연결을 위한 기능부를 형성한 구조의 설명도
도 9는 나사결합용 구조의 설명도
도 10은 캐비티내로의 수지재료의 유동상태의 설명도
도 11은 다른 예의 설명도
도 12는 도 11의 b-b방향을 따른 단면도
도 13은 또다른 예의 설명도
도 14는 도 13의 C-C방향을 따른 단면도
도 15는 또다른 예의 설명도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 다층구조의 수지성형품 2: 고정판
4: 가동 유지판 6: 앞면 캐비티 판부재
8: 후면 캐비티 판부재 10: 캐비티
12: 앞면 클램핑판 14: 후면 클램핑판
16: 돌출 고정판 18: 돌출판
20: 스페이서 블록 22: 돌출핀
24: 스프링 이젝터 26: 러너 록 핀
28: 로케이팅 링 30: 노즐받이부
32: 노즐 34: 스프루(sprue)
36: 러너 38: 게이트
40: 안내핀 42: 가소화 수단
50: 분쇄기 52: 반송장치
54: 진동즐(振動櫛) 56: 회수탱크
58: 미분말 회수탱크 60: 자기 분별기
62: 호퍼 64: 피더
66: 세정기 68: 세정/탈수기
70: 공기송풍기 72: 사이클론
76: 순환장치 78: 풍력분급기
84: 자기선별기 86: 송풍기
88: 저장탱크 90: 금속분리기
92: 회수탱크 94: 회수용기
100, 108: 기판부 100A: 홈부
102: 탄성돌기부 104: (나사결합용)돌기부
106: 보스부
이하, 첨부도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.
(제 1실시예)
도 1은 본 발명의 대상으로서의 다층성형구조의 수지성형품인 외장부품(1)의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A방향을 따라 자른 주요부품의 설명도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 표시한 다층성형구조부재(1)를 사출성형하는 성형기의 주요성분을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, (2)는 고정판; (4)는 가동유지판; (6)은 고정판(2)에 부착된 앞면 캐비티 판부재; (8)은 가동유지판(4)에 부착된 후면 캐비티 판부재; (10)은 상기 앞면 캐비티 판부재(6)와 후면 캐비티판부재(8)사이에 형성된 성형품의 모양을 표시하는 캐비티이다.
(12)는 앞면 클램핑판; (14)는 후면 클램핑판이다.
(16)은 돌출 고정판; (18)은 돌출판; (20)은 스페이서 블록; (22)는 돌출핀이다.
(24)는 스프링 이젝터; (26)은 러너 록 핀(runner lock pin); (28)은 로케이팅 링(locationg ring); (30)은 사출 실린더(도시생략)의 노즐받이부; (32)는 노즐; (34)는 스프루(sprue); (36)은 러너; (38)은 게이트이다.
(40)은 안내핀이다.
(42)는 노즐에 접속시켜서 코어층 수지재료와 스킨층 수지재료를 사출하는 사출수단이다. 이 사출수단으로서는, 예를 들면, 일본국 특허 제 3017052호, 일본국 공개특허 평8-224754호, 일본국 공개특허 평 9-52256호 공보 등에 개시되어 있는 장치를 채용하는 것이 가능하다.
본 발명에 관한 수지재료의 원료로 되는 코어층구조부분의 재료는, 예를 들면, 복사기나 레이저프린터의 다쓴 회수제품의 분해과정에서, 상기 외장부품(1) 또는 해당 외장부품(1)과 동일한 수지재료의 성형부품을 집적하고, 해당 집적된 성형부품(1)을 분해, 분쇄, 세정 및 분급처리해서 얻어진 재생재료이다.
스킨층 수지재료로서는 미사용의 버진수지재료를 사용한다.
도 4는 본 발명의 원료로 되는 코어층 수지재료를 재생하는 시스템의 구성을 표시한 도면이다.
상기 회수된 복사기나 레이저프린터의 외장부품(1)을 분쇄기(50)에 의해 소정의 크기로 분쇄한다.
상기 외장부품(1)의 수지재료로서는 폴리카보네이트수지(PC)와, 아크릴로니트릴, 부타디엔 및 스티렌(ABS)의 알로이성형수지재료를 사용하고 있다. 본 실시예에 있어서는, 분쇄치수는 4 내지 10㎜로 설정하였다.
해당 분쇄치수의 설정수치범위는 분쇄처리한 코어층 수지재료의 원료를 가소화기의 호퍼에 공급한 때의 호퍼의 막힘 또는 반송/공급과정에서의 막힘을 고려해서 규정하였다.
분쇄된 재료는 반송장치(52)에 의해서 소정량씩 진동즐(振動櫛)(54)에 보낸다.
회수탱크(56)는 분쇄되지 않은 재료를 분쇄기에 돌려보낸다.
(58)은 미분말 회수탱크이다.
진동즐(54)을 통과한 분쇄재료는 자기 분별기(60)에 의해 금속부분의 제거작업이 행해진다.
자기 분별기(60)를 통과한 재료는 호퍼(62) 및 피더(64)를 경유해서 세정기(66)에 공급된다.
세정기(66)에서 세정된 분쇄수지재료는 세정/탈수기(68)를 경유해서 공기송풍기(70)에 의해 사이클론(72)에 공급된다.
(74)는 세정액의 농도조정공정이고; (76)은 순환장치이다.
사이클론(72)에 공급된 분쇄수지재료는 풍력 분급기(78)에 의해 분급되어, 비교적 작은 비중의 이물은 송풍기(80)에 의해 회수탱크(82)로 배출된다.
이와 같이 해서 분급된 분쇄수지재료는 재차 자기 선별기(84)를 통과해서 송풍기(86)에 의해 저장탱크(88)에 공급된다.
그 후, 금속분리기(90)에 의해 분리된 금속류는 회수탱크(92)에 공급된다.
금속 등의 불순물이 제거된 분쇄수지재료는, 재생플라스틱재료로서 회수용기(94)에 회수된다.
(성형조작의 설명)
다음에, 본 발명에 의한 다층수지성형품의 제조방법에 대해서 도 5를 참조해서 설명한다.
제 1실시예의 성형조건은 다음과 같다. 즉, 상기 앞면 캐비티 판부재(6) 및 후면 캐비티 판부재(8)의 캐비티 표면온도는 가열수단(도시생략)에 의해 60℃±1℃로 설정된다.
스킨층 수지재료의 사출온도는 250℃이다.
코어층 수지재료의 사출온도는 270℃이다.
스킨층 수지재료의 사출속도는 10㎜/sec이다.
코어층 수지재료의 사출속도는 20㎜/sec이다.
상기 설정조건에 있어서는, 코어층 수지재료의 사출온도를 스킨층 수지재료의 사출온도보다도 높게 설정해서, 코어층 수지재료의 점성을 스킨층 수지재료의 점성보다도 낮게 설정하고 있다.
스킨층 수지재료로서의 PC + ABS수지재료는 가소화 수단(즉, 사출수단)(42)(도 3)의 제 1실린더내에서 가열용융상태로 되고, 또, 코어층 수지재료의 상기 도 4에 표시한 처리공정에서 분쇄처리된 재생수지재료도 제 2실린더내에서 가열용융상태로 된다.
도 5에 표시한 바와 같이, 제 1사출공정에 있어서는, 소정 수지량(Q1)의 스킨층 수지재료가, 가소화 수단(42)으로부터 소정 시간(T1)내에 사출된다.
이어서, 제 2사출공정에서는, 스킨층 수지재료의 용량(Q2)과 코어층 수지재료의 용량(P1)이 소정 시간(T2)내에 동시에 사출된다.
이 제 2사출공정에 있어서는, 제 1사출공정에서 미리 캐비티내에 사출된 스킨층 수지재료가 제 2사출공정에서 사출된 스킨층 수지재료와 코어층 수지재료에 의해 밀리도록 해서 캐비티내의 주위벽을 따라 캐비티내를 진행한다(도 7).
상기 제 2사출공정에 이어서, 소정량(Q3)의 스킨층 수지재료가 제 3공정에서 소정 시간(T3)내에 사출된다.
전술한 바와 같이, 스킨층 수지재료의 사출온도는 코어층 수지재료의 사출온도보다도 낮게 설정되어 있으므로, 미리 캐비티내로 사출된 스킨층 수지재료의 뒤쪽을 제 2사출공정에서 사출된 코어층 수지재료가 밀면서 캐비티내를 진행함으로써, 캐비티표면에는 스킨층 수지재료가 고르게 퍼지게 된다.
도 6은 개별의 사출공정에서 캐비티내로 사출된 수지재료의 상태를 개략적으로 표시한 도면이다. 제 1사출공정에서 스킨층 수지재료만이 사출되고, 제 2공정에서 스킨층 수지재료와 코어층 수지재료가 동시에 사출되므로, 도 6에 표시한 바와 같이, 캐비티내에 코어층 수지재료를 스킨층 수지재료가 포위하도록 사출된다.
상기 설명한 바와 같이, 제 2사출공정에서, 코어층 수지재료가 스킨층 수지재료에 의해 포위되도록 사출되므로, 코어층 수지재료가 스킨층 수지재료를 돌파하는 것을 피할 수 있다.
도 7은 본 실시예의 상기 사출조작에 의해 얻어진 성형품을 표시한 것이다. 즉, 도 7은, 스킨층 수지재료와 코어층 수지재료가 사출되어 충전된 상태를 표시한 단면도이다.
(제 2실시예)
이하, 도 8 내지 도 15를 참조해서 본 발명의 제 2실시예를 설명한다.
본 실시예에서는, 수지성형품의 기능부가 형성된다. 이 기능부는 다른 부품과 연결하는 기능을 지닌다.
복사기, 프린터, 레이저빔프린터(LBP) 등의 화상형성장치, 팩시밀리장치, 컴퓨터, 통신회선기기, 휴대용 통신기기 등의 정보/통신장치의 외장부재나 구성부재의 고강도화와 경량화에 대응하기 위해 플라스틱수지재료의 성형품으로 하는 경우가 있으나, 이들 외장부재나 구성부재에는 다른 부품과 연결하는 부착부를 형성할 경우가 있다.
예를 들면, 도 8 및 도 9에 표시한 나사결합을 위한 다층구조의 수지성형품의 기판부(100)로부터 일체로 성형된 탄성돌기부(손톱모양부)(102)나 나사결합을 위한 돌기부(104)가 있다.
이들 탄성돌기부(102) 및 돌기부(104)는, 상대방의 결합부재에 기계적으로 결합하기 위해 탄성 및 인성이 요구된다.
이미 설명한 바와 같이, 본 발명의 목적이 수지재료의 재사용 및 유효활용이나, 코어층 수지재료로서 수지성형품을 분쇄해서 얻어진 재생원료를 사용할 경우,이 재생원료는 미사용의 버진수지재료에 비해서 기계적 특성, 특히 인성이 열등하다.
따라서, 상기와 같은 다층구조의 수지성형품에 다른 부재와의 결합을 위한 기능부를 갖춘 구조부재를 형성하는 것은 부적당하다.
도 8을 참조하면, 탄성돌기부(102)의 두께(t1)를 기판부(100)의 두께(T1)보다도 얇게 함으로써, 탄성돌기부(102)를 구성하는 캐비티내로 스킨층 수지재료만을 유입시켜, 코어층 수지재료의 유입을 방지한다. 이것에 의해, 분쇄된 원료에 의해 초래되는 코어층 수지재료의 인성의 열화에 의한 영향을 회피하는 것이 가능하다.
도 9를 참조하면, 나사결합을 위한 돌기부(104)의 두께(t2)를 기판부(100)의 두께(T2)보다도 얇게 함으로써, 돌기부(104)의 구성수지재료를 스킨층 수지재료만으로 성형할 수 있으므로, 돌기부의 인성 및 탄성을 높게 확보할 수 있다.
도 10은 평판형상의 다층구조의 수지성형품을 성형할 때에, 게이트위치를 해당 평판을 형성하는 캐비티의 대략 중심위치에 설정한 경우의 사출수지재료의 유동상태를 개략적으로 표시한 도면이다.
도 2에 표시한 바와 같이, 다층구조의 수지성형품의 표면층은, 스킨층 수지재료를 먼저 사출하고, 이어서 코어층 수지재료를 사출함으로써 구성하고 있으나, 본 실시예에 있어서는, 상기 연결기능부를 캐비티내의 수지재료의 유동말단위치에 설정함으로써, 이들 기능부에 스킨층 수지재료만이 유입되도록 하고 있다.
도 11 및 도 12는 상기 기능부의 탄성작용을 발휘하는 스프링돌기부(102)의탄성기능을 더욱 보증하기 위한 수지성형품(100)의 구조를 표시한 것이다.
도 11 및 도 12에 있어서, 상기 스프링돌기부가 뻗는 기판평면(100)의 일부주위의 근방부분에 홈부(100A)를 형성함으로써, 해당 홈부근방의 평판을 형성하는 캐비티부분의 간극이 좁게 되므로, 코어층 수지재료의 유동성이 저하하고, 그 결과, 스프링돌기부(102)에는 스킨층 수지재료만이 흐르게 되어, 코어층 수지재료의 유입은 방지된다.
도 12는 도 11의 b-b방향을 따른 단면도이다. 기판부(100)의 두께(T3)에 대해서 홈부의 깊이(t3)를 규정함으로써 코어층 수지재료의 유입량의 조정이 도모된다.
도 13 및 도 14는 나사결합부(104)를 예시한 것이다.
이 경우에도, 나사결합부(104)가 뻗는 기판평면의 일부주위의 근방부분의 두께를 저감하기 위해, 기판부(100)를 형성하는 캐비티를 좁게 해서 코어층 수지재료의 유입을 방지하고 있다.
도 15는 셀프탭보스(self-tap boss)부(106)의 예를 표시한 것이다.
이 경우에도, 보스부(106)를 스킨층 수지재료만으로 성형함으로써 나사결합의 기계적 강도를 높게 확보할 수 있다.
특히, 치수적으로는 보스부(106)의 높이(H2)를 기판부(108)의 두께(T6)의 3배이상으로 설정하면, 코어층 수지재료의 유입이 방지되는 동시에 스킨층만으로 보스부(106)를 구성하는 것이 가능하였다.
(제 3실시예)
본 발명의 주목적은, 코어층 수지재료의 원료로서 성형품을 분쇄해서 얻어진 재료를 재펠릿화에 의해 물성치를 열화시키지 않고 재이용함으로써 리사이클효율 및 환경자원대책에 기여하는 동시에 코어층 수지로서 짙은 색의 재료를 이용한 경우에 외관상의 색의 부자유스러움을 방지하는 데 있다.
코어층 수지성형부분을 스킨층 수지성형부로 포위한 다층구조의 성형품으로 형성하고자 할 경우, 코어층 수지성형부분의 색, 특히, 코어층 수지재료의 색이 짙어, 스킨층 수지재료의 색의 농도와 다른 경우에, 그 색의 상황이 스킨층 수지성형부분의 투과율과의 관계에서 표면에 나타나, 외관상의 문제를 일으키게 된다.
본 실시예는 이 문제에 대한 해결책을 강구한 것이다.
색의 성질은 색의 순서인 색상, 색의 선명도인 채도 및 명암의 3개의 속성을 지닌다. 본 실시예에서 취급하는 제품은, 복사기, 프린터 등의 사무기기제품이나, 이들 제품의 외장부품의 색은 사용환경에 악영향을 미치지 않는 명도로 제어되어 있어, 본 실시예에서 사용하는 제품의 경우는, 백색계통이다.
본 실시예에 있어서, 캐논사제품인 2 내지 7년 사용된 복사기의 플라스틱수지성형품(PC + ABS 알로이수지)으로부터 내장제품을 제거하였다.
상기 수지의 색은 짙은 회색이었다.
제 1실시예와 마찬가지로, 이들 내장부품을 분쇄해서 코어층 수지재료의 원료로서 재사용한다.
스킨층 수지재료로서, PC + ABS 알로이수지의 버진펠릿을 사용해서, 도 1과 마찬가지의 외장부품으로서 성형하였다.
판의 두께는 2.0㎜이다.
상기 각 성형품을 수개소 절단하여, 각각의 단면을 공구광학현미경으로 관찰하였다.
그 결과, 스킨층 수지재료로 이루어진 성형부분의 두께는 0.55 내지 0.40㎜였다. 이 성형품의 스킨층의 0.40㎜두께부분의 외관색을 그레타맥베스사제품인 적분-구분광광도계(CE-7000A)로 측정하였다.
측정결과를 JIS Z 8729에 의거해서, L*a*b*색도계로 표시하면,
(L*, a*, b*) =(77.59, 0.53, 4.44)였다.
또, 스킨층 수지성형부만으로 이루어진 부분을 측정한 바, 그 측정결과는
(L*, a*, b*) =(77.72, 0.60, 4.38)이었다.
또한, 다른 성형부분의 측정편을 측정하였다.
스킨층 수지성형부분의 두께는 0.48 내지 0.30㎜였다.
스킨층 수지성형부분의 0.30㎜두께부분의 외관색을 측정한 바, 그 측정결과는,
(L*, a*, b*) =(77.42, 0.51, 4.24)였다.
또, 성형의 스킨층 수지부분의 두께를 얇게 해서, 코어층 수지재료의 충전량을 증가시켰다. 즉, 스킨층 수지부분의 두께를 0.26 내지 0.20㎜로 설정해서 성형을 행한 바, 코어층 수지재료의 수지의 색은 표면을 통해 보였다.
외관색을 측정한 바, 그 결과는,
(L*, a*, b*) =(71.32, -1.02, 0.35)였다.
상기 각 실시예에 의하면, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품에 있어서, 상기 코어층을 구성하는 수지재료로서 열가소성 수지재료로부터 성형된 성형품을 분쇄해서 얻어진 분쇄수지재료를 사용하고, 상기 스킨층을 구성하는 수지재료로서 버진재료를 사용해서 성형한 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품이 제공되고, 이 수지성형품에 의해 코어층 수지재료의 재이용을 도모하는 것이 가능하다.
또, 상기 수지성형품을, 예를 들면, 사무기기, 전기기기, 정보통신기기의 외장부품 혹은 하우징부품으로 사용함으로써 환경문제를 해결할 수 있다.
또한, 상기 각 실시예는, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품의 제조방법에 있어서, 상기 수지성형품을 성형하는 금형의 캐비티내에 사출하는 상기 코어층을 구성하는 수지재료의 성형유동성을, 상기 스킨층을 구성하는 수지재료의 성형유동성보다도 낮게 설정해서 성형을 행하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법을 제안함으로써, 샌드위치성형기술의 다양성을 전개하는 것이 가능하다.
또, 상기 각 실시예에 있어서는, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품을 제조하는 방법에 있어서, 상기 코어층을 구성하는 수지재료로서 열가소성 수지재료로부터 성형된 성형품을 분쇄해서 형성된 분쇄수지재료를 사용하고, 상기 스킨층을 구성하는 수지재료로서 버진재료를 사용하고, 상기 코어층을 구성하는 수지재료의 수지온도를 스킨층을 구성하는 수지재료의 수지온도보다도 높게 설정해서 성형을 행하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법을 제안함으로써, 수지재료의 재이용의 영향을 피할 수 있다.
또한, 코어층을 구성하는 수지재료와 스킨층을 구성하는 수지재료를 금형에 사출해서 다층구조의 수지성형품을 제조하는 방법에 있어서, 상기 스킨층을 구성하는 수지재료를 소정 용량 사출한 후, 수지재료의 성형품을 분쇄해서 얻어진 코어층을 구성하는 수지재료와 스킨층을 구성하는 버진의 수지재료를 동시에 사출하고, 그 후, 상기 스킨층을 구성하는 버진의 수지재료를 재차 사출하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법을 제안함으로써, 재이용수지재료의 이용효율의 향상을 도모하는 것이 가능하다.
상기 실시예의 하나인, 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품에 있어서, 상기 수지성형품의 일부에 다른 부품을 부착하기 위한 부착개소를 갖추고, 상기 수지성형품의 전체는 상기 코어층과 상기 스킨층으로 이루어진 다층구조를 지니고, 상기 부착개소를 스킨층 수지재료로 구성한 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품을 제안함으로써, 다층구조의 수지성형품의 기능적 용도의 확대를 도모하는 것이 가능하다.
본 발명은, 상기 실시예로 제한되지 않고, 본 발명의 정신과 범주내에서 각종 변형과 변경이 가능하므로, 본 발명의 범위를 공중에게 알리기 위해, 이하의 청구범위를 작성하였다.
Claims (27)
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- 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품의 제조방법에 있어서, 상기 코어층을 구성하는 수지재료의 사출시의 단위시간당의 사출체적을, 상기 스킨층을 구성하는 수지재료의 사출시의 단위시간당의 사출체적보다도 크게 설정해서 성형을 행하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 코어층을 구성하는 수지재료는, 열가소성 수지재료로부터 성형한 성형품을 분쇄해서 얻어진 분쇄수지재료를 원료로서 사용해서 형성한 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법.
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- 코어층을 구성하는 수지재료와 스킨층을 구성하는 수지재료를 금형에 사출해서 다층구조의 수지성형품을 제조하는 방법에 있어서, 상기 스킨층을 구성하는 수지재료를 소정 용량 사출한 후, 수지재료의 성형품을 분쇄해서 얻어진 코어층을 구성하는 수지재료와 스킨층을 구성하는 버진의 수지재료를 동시에 사출하고, 그 후, 상기 스킨층을 구성하는 버진의 수지재료를 재차 사출하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법.
- 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품의 제조방법에 있어서, 상기 코어층을 구성하는 수지재료와 스킨층을 구성하는 수지재료를 동시에 사출할 경우, 코어층 수지재료의 사출시의 단위시간당의 사출체적을 스킨층 수지재료의 사출시의 단위시간당의 사출체적보다도 크게 설정해서 성형을 행하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법.
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- 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품에 있어서, 상기 스킨층의 수지성형부분의 명도 L*이 77.42이상이고, 상기 스킨층 수지성형부분의 두께가 0.3㎜이상으로 규정되어 있는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품.
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- 코어층과 스킨층으로 이루어진 다층구조의 수지성형품에 있어서, 상기 수지성형품의 일부에 다른 부품을 부착하기 위한 부착개소를 갖추고, 상기 수지성형품의 전체는 상기 코어층과 상기 스킨층으로 이루어진 다층구조를 지니고, 상기 부착개소를 스킨층 수지재료로 구성한 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품.
- 제 21항에 있어서, 상기 부착개소는 탄성을 지닌 결합부인 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품.
- 제 21항에 있어서, 상기 부착개소는 나사결합부인 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품.
- 제 21항에 있어서, 상기 다층구조의 수지성형품의 상기 코어층을 구성하는 수지재료는, 수지성형품을 분쇄해서 얻어진 재생수지재료인 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품.
- 제 21항에 있어서, 상기 결합부의 두께는 상기 수지성형품의 기판부의 두께보다도 얇게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품.
- 코어층과 스킨층으로 이루어지고, 다른 부품에 연결하기 위한 결합부를 지닌 다층구조의 수지성형품의 제조방법에 있어서, 상기 수지성형품의 상기 결합부주위에 얇은 두께부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 다층구조의 수지성형품의 제조방법.
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