KR100517596B1 - 플라스틱 발포 사출 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 가변 캐비티를 갖는 압력 제어 금형은 발포제를 포함한 용융 고분자 물질이 채움되는 캐비티가 형성된 고정 금형과; 상기 고정 금형에 이동 가능하게 설치되어 상기 캐비티를 전진 또는 후진시키는 가변 금형과; 상기 가변 금형을 이동시키는 구동수단과; 상기 캐비티로 가스를 공급하는 가스 공급기와; 상기 캐비티의 가스를 배출하는 가스 배출수단을 포함하여 구성되고, 기포 생성 전에 캐비티 내에 가스를 공급하여 기포 발생을 억제하고 기포의 생성과 동시에 캐비티를 확장시켜 발포 배율을 높이면서도 고른 물성을 갖는 발포 플라스틱을 형성할 수 있는 효과가 있다.

Description

플라스틱 발포 사출 방법{A plastic promulgating injection method}

본 발명은 플라스틱 발포 사출 방법에 관한 것으로서, 특히 초미세 발포 플라스틱 성형 공법 등과 같은 발포 사출 성형 공법에서 발포 배율을 높이면서도 플라스틱 완성품이 전체적으로 고른 물성을 갖도록 캐비티 내의 압력을 조절하는 플라스틱 발포 사출 방법에 관한 것이다.

종래의 가변 캐비티를 갖는 금형은 사출기에서 사출된 발포제가 포함된 용융 고분자 물질의 발포 배율을 높일 목적으로 캐비티 크기를 확장 또는 압축시키는 것으로, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 희망하는 플라스틱 형상의 캐비티(2)가 형성되고 일측에 사출물 투입구(미도시)가 형성된 고정 금형(4,6)과, 상기 고정 금형(4,6) 내에 이동 가능하게 설치되어 상기 캐비티(2)를 가변시키는 가변 금형(8,10)과, 상기 가변 금형(8,10)을 이동시키는 유압 실린더(12)와, 상기 유압실린더(12)에 유압을 공급/해제시키는 유압 공급기(14)와, 상기 고정 금형(4,6)의 접촉면 사이에 설치된 오링(16)을 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 종래의 가변 캐비티를 갖는 금형은 발포제가 포함된 용융 고분자물질(18)이 상기 캐비티(2)에 사출되어 기포가 생성된 이후에 상기 가변 금형(8,10)이 상기 캐비티(2)를 확장시켜 기포의 배율을 높이고, 기포가 형성된 고분자 물질은 소정 시간 응고된 후 취출된다.

그러나, 종래의 가변 캐비티를 갖는 금형은 플라스틱 완성품(18)의 단면이 도 4에 도시된 바와 같이, 겉부분(18a)과 속부분(18b)의 기포 형태에 큰 차이가 생겨 동일한 재료 물성을 기대할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 기포 생성 전에 캐비티 내에 가스를 공급하여 기포 발생을 억제하고 기포의 생성과 동시에 캐비티를 확장시켜 고른 물성을 갖는 발포 플라스틱을 형성하는 플라스틱 발포 사출 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 발포제를 포함한 용융 고분자 물질을 금형의 캐비티로 사출하여 플라스틱을 성형하는 플라스틱 발포 사출 방법에 있어서, 상기 캐비티를 폐쇄하는 폐쇄 단계와; 상기 폐쇄 단계 이후에 상기 발포제가 포함된 용융 고분자 물질의 발포를 억제하기 위한 가스를 상기 캐비티로 공급하는 발포 억제 단계와; 상기 가스의 공급이 완료된 이후에, 상기 캐비티로 상기 발포제가 포함된 용융 고분자 물질을 사출하는 사출 단계와; 상기 사출 단계 이후에 상기 발포제가 포함된 용융 고분자 물질의 발포가 이루어지도록 상기 캐비티를 확장시키면서 상기 캐비티 내의 가스를 외부로 배출하는 가스 배출 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.상기 발포 억제 단계는 상기 캐비티의 내부 압력이 상기 발포제가 포함된 용융 고분자 물질의 발포가 발생되는 압력보다 높되, 상기 발포제가 포함된 용융 고분자 물질의 사출 압력보다 낮도록 가스를 공급하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형 내부에 발포 플라스틱이 사출되기 전에 가스가 공급되는 상태가 도시된 개략도이고, 도 6은 본 발명에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형 내부에 가스 출입이 밀폐된 상태에서 발포제를 포함한 용융 고분자물질이 사출된 금형 개략도이며, 도 7은 본 발명에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형 내부에 사출물이 충진된 후 유압을 이용하여 캐비티의 크기를 확장시키는 금형의 개략도이고, 도 8은 본 발명에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형에서 플라스틱 완성품이 취출된 개략도이다.

본 발명에 의한 가변 캐비티를 갖는 압력 제어 금형은 도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 발포제를 포함한 용융 고분자 물질(51)이 채움되는 캐비티(52)가 형성된 고정 금형(54,56)과; 상기 고정 금형(54,56)에 이동 가능하게 설치되어 상기 캐비티(52)를 전진 또는 후진시켜 가변시키는 가변 금형(58,60)과; 상기 가변 금형(58,60)을 이동시키는 구동수단(60)과; 상기 캐비티(52)로 가스를 공급하는 가스 공급기(66)와; 상기 캐비티(52)의 가스를 배출하는 가스 배출수단(70)을 포함하여 구성된다. 상기 고정 금형(54,56)은 두 개의 금형(54,56) 접촉면에 O 링(55)이 게재되어 성형이 진행되는 도중 외부에서 밀폐되게 결합된다.

상기 가변 금형(58,60)은 경사면이 대향 접촉되는 제 1,2 가변 금형(58,60)으로 구성되고, 발포제를 포함한 용융 고분자 물질(51)이 상기 캐비티(52)에 사출된 후 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 가변 금형(58)을 직선 이동시키면 상기 제 2 가변 금형(60)이 발포제가 포함된 용융 고분자 물질(51)에 의해 밀려 이동되면서 캐비티(52)를 크기를 확장시킨다. 상기 구동수단(60)은 상기 제 1 가변 금형(58)을 직선 이동시키는 유압 실린더(61)와, 상기 유압실린더(61)에 유압을 공급/해제시키는 유압 공급기(62)로 구성된다.

상기 가스 공급기(66)는 상기 발포제를 포함한 용융 고분자 물질(51)이 상기 캐비티(52)에 사출되기 전에 상기 캐비티(52) 내로 이산화탄소 또는 질소 가스를 공급하여, 공급된 가스가 발포제가 포함된 용융 고분자 물질(51)의 가스 발포를 지연시킨다.

상기 가스 공급기(66)와 제 1 고정 금형(54)의 캐비티(52) 사이에는 가스를 공급하기 위한 가스 공급로(66a)가 배치되고, 상기 가스 공급로(66a) 일측에는 공급되는 가스를 단속하는 개폐밸브(66b)가 설치된다.

이 때, 상기 가스 공급기(66)에서 공급된 가스의 압력은 발포제를 포함한 용융 고분자물질(51)에서 가스가 발포되는 발포 압력보다는 높고, 상기 캐비티(52) 내로 사출되는 발포제를 포함하는 용융 고분자 물질(51)의 압력보다 낮게 설정되어야 한다. 상기 가스 배출수단(70)은 상기 고정 금형(54)에 설치되어 가스를 외부로 배출하는 조절밸브로서, 상기 조절밸브는 발포제가 포함된 용융 고분자물질(51)의 사출이 어느 정도 이루어진 후에 캐비티(52) 내의 가스를 배출하여 발포 공정이 이루어지도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 고정 금형(54,56)은 닫혀지고 가스 공급기(66)로부터 가스가 공급되어 상기 캐비티(52)의 내부에 공급된다. 그런 다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 발포제가 포함된 용융 고분자 물질(51)이 가스 출입이 밀폐된 상태에서 상기 캐비티(52)의 내부에 충전되나 상기 가스 공급기(66)에 의해 미리 공급된 가스에 의해 발포가 억제된다. 그런 다음, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 유압 실린더(61)의 구동에 의해 상기 제 1 가변 금형(58)이 직선 이동되면, 상기 제 2 가변 금형(60)은 상기 캐비티(52)에 충전된 발포제가 포함된 용융 고분자물질(51)에 의해 밀리면서 상기 캐비티(52)를 확장시키고, 상기 캐비티(52) 내의 발포제가 포함된 용융 고분자물질(51)은 발포배율이 높아지면서 체적이 증가하게 된다.

이때, 상기 조절밸브(70)는 상기 캐비티(52) 내의 가스를 외부로 배출하여 가스의 발포를 용이토록 한다.

그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 고정 금형(54,56)이 분리되고 플라스틱 완성품(51)이 상기 캐비티에서 취출되면 동일한 물성을 갖고 발포 배율이 향상된 플라스틱 완성품(51)이 완성된다.

도 9는 본 발명에 따른 가변 캐비티를 갖는 압력 제어 금형에 의해 성형된 플라스틱의 단면도로서, 상기의 압력 제어 금형에 의해 성형된 플라스틱 완성품은 기포의 생성이 가스 공급기(66)에서 공급된 가스에 의해 억제되었다가 캐비티(52)가 넓어질 때 이루어져서 도 9에 도시된 바와 같이, 겉부분(51a)과 속부분(51b)에 균일한 구형 기포가 형성된다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 플라스틱 발포 사출 방법은 발포제를 포함한 고분자 물질이 캐비티 내로 사출될 때 기포발생이 억제될 수 있도록 가스 공급기에서 캐비티 내로 가스를 공급하고, 발포제가 포함된 용융 고분자 물질의 사출이 진행된 후에 가스 배출수단이 가스를 외부로 배출하면서 기포의 생성과 캐비티의 확장이 동시에 이루어지도록 하여 발포 배율을 높이면서도 고른 물성을 갖는 발포 플라스틱을 형성할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형에 발포제가 포함된 플라스틱이 사출되기 전의 금형 개략도,

도 2는 종래 기술에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형에 발포제가 포함된 플라스틱이 사출된 후 유압실린더를 이용하여 캐비티를 확장시키는 금형 개략도,

도 3은 종래 기술에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형에서 플라스틱 완성품이 취출된 금형 개략도,

도 4는 종래 기술에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형에 의해 성형된 플라스틱의 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형 내부에 발포 플라스틱이 사출되기 전에 가스가 공급되는 상태가 도시된 개략도,

도 6은 본 발명에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형 내부에 가스 출입이 밀폐된 상태에서 발포제를 포함한 용융 고분자물질이 사출된 금형 개략도,

도 7은 본 발명에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형 내부에 사출물이 충진된 후 유압을 이용하여 캐비티의 크기를 확장시키는 금형의 개략도,

도 8은 본 발명에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형에서 플라스틱 완성품이 취출된 개략도,

도 9는 본 발명에 따른 가변 캐비티를 갖는 금형에 의해 성형된 플라스틱의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52: 캐비티 54,56: 고정 금형

58: 제 1 가변 금형 60: 제 2 가변 금형

61: 유압 실린더 62: 유압 공급기

66: 가스 공급기 70: 가스 배출수단

Claims (4)

1. 발포제를 포함한 용융 고분자 물질을 금형의 캐비티로 사출하여 플라스틱을 성형하는 플라스틱 발포 사출 방법에 있어서,

   발포제를 포함한 용융 고분자 물질을 금형의 캐비티로 사출하여 플라스틱을 성형하는 플라스틱 발포 사출 방법에 있어서,

   상기 캐비티를 폐쇄하는 폐쇄 단계와;

   상기 폐쇄 단계 이후에 상기 발포제가 포함된 용융 고분자 물질의 발포를 억제하기 위한 가스를 상기 캐비티로 공급하는 발포 억제 단계와;

   상기 가스의 공급이 완료된 이후에, 상기 캐비티로 상기 발포제가 포함된 용융 고분자 물질을 사출하는 사출 단계와;

   상기 사출 단계 이후에 상기 발포제가 포함된 용융 고분자 물질의 발포가 이루어지도록 상기 캐비티를 확장시키면서 상기 캐비티 내의 가스를 외부로 배출하는 가스 배출 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 발포 사출 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 발포 억제 단계는 상기 캐비티의 내부 압력이 상기 발포제가 포함된 용융 고분자 물질의 발포가 발생되는 압력보다 높되, 상기 발포제가 포함된 용융 고분자 물질의 사출 압력보다 낮도록 가스를 공급하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 발포 사출 방법.
3. 삭제
4. 삭제