KR100801067B1

KR100801067B1 - 복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 고온 금형에 폴리머 재료를 주입하는 방법

Info

Publication number: KR100801067B1
Application number: KR1020060056039A
Authority: KR
Inventors: 승-추 수
Original assignee: 킹 스틸 머쉬너리 씨오., 엘티디.
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-06-21
Publication date: 2008-02-04
Also published as: KR20070093776A; TW200734157A; TWI279308B; US20070216065A1

Abstract

본 발명이 제공하는 복수 영역 폴리머 블랭크용 고온 금형에 재료를 주입하는 방법은 격리부를 이용하여 금형 내부의 공동부를 상호 연결하지 않는 독립적인 다수 공동부로 적당히 격리시켜 상이한 고분자 재료를 각각 대응한 독립 공동부 안에 주입시키며, 또한 재료주입 완성 이후 그 격리부를 분리, 또는 격리부와 재료를 결합하는 방식으로 블랭크를 제조하며, 제조하여 얻은 블랭크로 하여금 여러 형태를 가지게 하여, 산업의 수요에 대응하게 한다.

Description

복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 고온 금형에 폴리머 재료를 주입하는 방법{Method for filling polymer materials into a hot-mold for manufacturing a multizone polymer blank}

도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예의 설명도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 제1 실시예의 금형 단면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 설명도이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 금형 단면도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예의 설명도이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예의 금형 단면도이다.

본 발명은 고분자 성형가공기술에 관한 것이고, 특히 복수 영역 폴리머 블랭크의 단열 런너 금형 재료주입방법에 관한 것이다.

종래의 단열 런너 금형 사출 성형가공기술에 의하면 금형으로 하여금 고분자보다 낮은 상태에서 결합 진행 또는 교차결합반응 온도를 유지하는 온도 하에서 실시되며, 재료사출 이후 그 반응 온도까지 승온하는데 걸리는 시간을 단축함으로써 제조 효율을 높일 수 있기에 이러한 기술은 효율적 특징을 가지고 있으나, 다만 상대적으로 상용기술이 극복할 수 없는 결점을 가지고 있다.

상기 상용기술에 있어서, 그 금형이 상당한 고온 상태를 유지하기에, 사출장치로부터 주입된 융융 상태 고분자 재료는 금형 내부의 공동부 안에서 상당한 유동성을 가지고 있으므로 이러한 유동성의 존재는 단색 재료만으로 공동부 안에 주입되어 제조된 블랭크의 기술영역에서는 의심할 바가 없지만 모방 제조된 블랭크가 두 가지 색, 다색 등 여러 가지 색 또는 두 가지 밀도, 다밀도 등 여러 가지 밀도 형태를 가지는 경우, 그 실시는 현저히 제한을 받음으로써 진행을 할 수 없다.

구체적으로 말하면, 상기 상용기술이 하나의 노즐로 고분자 재료를 금형에 주입할 경우, 먼저 설치된 다른 고분자 재료는 금형의 고온과 주입된 고분자 재료의 고온의 이중 역할 하에서 주입한 고분자 재료로 하여금 고분자 재료의 표면밴드를 따라 이동함으로써, 두 재료 사이의 계면은 명확한 격리가 없어지며, 여러 가지 색상 하에서 혼색, 색 이동 등이 불균형적이 현상이 나타나므로 여러 가지 밀도 하에서 여러 밀도의 설계는 그 본래의 예상 효과를 잃게 된다.

만약 두 가지 상이한 고분자 재료를 두 개 노즐을 이용하여 각각 금형의 공동부에 주입하였을 경우, 기존 기술은 그 두 재료의 유동을 제어하는 기술이 부족함으로 인하여 두 재료가 금형 안에서 제어받지 않는 상태에서 임의로 서로 혼합되게 되므로, 근본적으로 산업실시의 응용조건이 결핍하기에 필요로 하는 서로 다른 색 또는 밀도 등 여러 형태의 폴리머 블랭크를 제조할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 고온 금형에 재료를 주입하는 방법을 제공하는 것이고, 단열 런너 금형 상태에서 진행되는 고분자 재료의 재료주입 공정은 상이한 고분자 재료 사이의 임의의 혼합을 막을 수 있기 때문에, 미리 제조한 복수 영역 폴리머 블랭크의 완전성을 확보하며 또한 품질을 확보함으로써 높은 제조 효율을 유지한다.

본 발명의 다른 목적은 복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 고온 금형에 재료를 주입하는 방법을 제공하는 것이고, 그 단열 런너 금형 상태에서 진행되는 고분자 재료의 재료주입 공정은 여러 노즐이 상이한 고분자 재료를 동시에 동일한 금형 안에 주입할 수 있기에, 각 재료가 그 금형 안에 위치한 특정 위치를 확보할 수 있어 서로 혼합되지 않는다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 단열 런너 금형 재료 주입방법은 격리부로써 금형 내부의 금형 공동부가 연결되지 않는 독립적인 다수 공동부로 적당히 격리되고, 상이한 고분자 재료가 각각 대응되는 독립 공동부 안에 주입되도록 하며, 또한 주입 후 그 격리부를 분리 또는 그 격리부와 재료의 결합방식에 의하여 블랭크를 제조하며, 제조된 블랭크가 여러 형태를 가짐으로써 산업의 수요에 대응하도록 한다.

우선, 도 1 및 도 2에서 나타내는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1 실시예가 제공한 복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 단열 런너 금형 재료주입방법은 아래와 같은 절차를 포함한다.

a. 소정 온도 범위를 유지하는 금형(10)을 사용하며, 그 금형(10)은 각각 제1, 제2 및 제3 금형판(11)(12)(13)이 중첩되어 조성된 것이며, 상기 제2 및 제3 금형판(12)(13) 사이에는 내부 블랭크 공동부(空洞部, 14)가 형성되어 있으며, 제1 런너와 제2 런너 (15)(16)는 각각 금형(10) 안에 설치되어 있으며, 상기 블랭크 금형 공동부(14) 위치와 상기 금형(10)의 외부측을 연통하는데 사용되며, 또한 각각 금형(10)의 표면에 대응하여 형성되는 제1, 제2 스프루(151)(161) 및, 상기 블랭크 금형 공동부(14)의 벽상에 대응하여 형성되는 제1, 제2 게이트(152)(162)를 형성하고 있다.

편(片) 모양의 격리부(20)로, 블랭크 금형 공동부(14)로 하여금 금형(10)과 합칠 때 두 개의 독립적이나 연결되지 않는 제1, 제2 공동부(141)(142)로 격리되게 하며, 상기 제1, 제2 공동부(141)(142)는 각각 제1, 제2 게이트(152)(162)에 대응되는 런너(15)(16)와 상호 연결되며, 보다 구체적으로 설명하면 그 격리부(20)는 그 제2 금형판(12)의 아래측 금형 판면으로부터 아래로 해당 길이만큼 연장되는 것이다. 금형(10)을 합치시킬 때, 그 격리부(20)는 제2 금형판(12)와 제3 금형판(13) 사이의 접합으로 인하여 그 블랭크 금형 공동부(14)에 들어가며, 블랭크 금형 공동부(14)에 의하여 두 부분으로 나누어진다. 또, 제2 금형판(12)의 아래측 금형 판면의 위 측에는 두 개의 홈(121)이 설치되고, 격리부(20)의 양측에 위치한다. 두 개의 홈(121)의 용적과 격리부(20)의 체적은 동일하므로 금형(10)과 합칠 때에 블랭크 금형 공동부(14)의 일부로서 구성된다.

b. 금형(10)의 폐합이 합치상태에 있을 경우, 상기 블랭크 금형 공동부(14)의 각 부분(141)(142)은 대응되는 런너(15)(16)에 의하여 외부와 연결된다.

c. 각 노즐은 상이하게 조성된 고분자 재료를 각 제1, 제2 런너(15)(16)로부터 상기 제1, 제2 공동부(141)(142) 내에 주입하며, 또한 격리부(20)의 간격으로 인하여 주입된 재료의 상호간의 직접적인 접촉을 방지한다.

d. 재료 주입 이후 금형(10)을 개방하여, 재료 주입으로 인하여 형성된 복수 영역 폴리머 블랭크(30)가 제3 공동부(13)에 머물게 되지만, 격리부(20)가 제2 금형판(12)의 이동에 대응하므로 상기 블랭크(30)는 상기 격리부(20)의 위치에 상응하여 간격을 형성한다. 다시 말하면, 상기 블랭크(30)는 이 공정 중에서 각 공동부(141)(142)에 대응하여 두 개로 분리된 국부 블록체(301)(302)를 각각 형성하며, 또한 복수 영역 폴리머 블랭크가 가리키는 것은 본 실시예 중에서는 두 가지 색을 말하나, 그것에 제한되지 않고 두 가지 밀도를 의미할 수 있다.

e. 제2 금형판(12)을 이출한다.

f. 제1 금형판(11)과 제3금형판(13)이 중첩되어 합친 상태로 되게 하여, 그 사이에 성형 공동부(17)를 형성하며, 또한 제1 금형판(11)의 아래측 금형 판면에 재료(30)를 주입하며, 각 홈(121)이 형성한 돌출선(303)이 아래로 향하여 압축됨으로 인하여 간접적으로 각 국부 블록체(301)(302)에 압력을 가하여, 각 국부 블록체(301)(302)는 동시에 격리부(20)의 남긴 공간을 채우도록 하며, 이때 각 국부 블록체(301)(302)의 밀접 후의 계면은 완전성을 유지하여, 색상의 이동, 재료 이동의 혼합이 나타나지 않는다.

g. 이미 주입된 재료(30)에 열에너지 및 압력을 가하여 성형 공동부(17) 내 에서 반응하여 형상을 제조한다.

상기 방법에 의하여 사출장치가 용융 고분자 재료를 블랭크 금형 공동부(14)에 주입할 경우, 단열 런너 금형이 놓인 상태에서, 재료의 적당한 유동성뿐만 아니라 격리부(20)는 효과적으로 주입시 재료 간의 혼합을 막을 수 있어, 다색 또는 다밀도의 블랭크를 제조하더라도 효과적으로 상용기술의 단점을 극복할 수 있다. 또한 품질면에서, 복수 영역 폴리머 블랭크의 단열 런너 금형 재료주입방법 중, 재료 주입량은 격리부(20)의 존재로 인하여 감소되지 않고, 각 홈(121)의 첨가로 인하여 필요한 재료 주입의 양을 일정하게 확보할 수 있고, 또한 전체적인 제조공정 중의 품질 유지면에서도 현저하게 도움이 된다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예를 도시한다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 복수 영역 폴리머 블랭크의 단열 런너 금형 재료 주입방법은 대체적으로 바람직한 제1 실시예 중에서 제시한 것과 동일하나, 아래와 같은 두 가지 동일하지 않은 점을 포함한다.

a 공정 중에서 본 실시예의 격리부(20')는 상당한 크기를 가지고 있는 블록체이며, 또한 제1 실시예에서 제시한 홈 구조는 존재하지 않기 때문에 본 실시예는 d 공정 이후 제조된 복수 영역 블랭크(30)는 완전하지 않으며, 다만 제3 금형판(13')에는 상호 격리로 인한 두 국부 블록체(301')(302')가 잔류하게 된다.

그러므로, e 공정 중에서 본 실시예는 제2 금형판(12')의 이출을 필요로 할 뿐만 아니라, 이미 금형을 냉각하여 형태를 구성함으로써 격리부(20')의 형태와 비슷하며 또한 복수 개로 구성된 성형체(304')를 각 국부 블록체(301')(302')의 사이에 투입하여 블랭크(30')를 공동으로 구성한다. 즉, 바람직한 제1 실시예와 동일하게 f 공정을 진행하며, 이로써 필요한 성형제품을 제조한다.

도 5와 도 6은 본 발명의 바람직한 제3 실시예를 도시한다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 복수 영역 폴리머 블랭크의 단열 런너 금형 재료 주입방법은 바람직한 제1 실시예와 두 가지 상이한 점이 있으며, 그 중 하나는 본 실시예 중, 금형(10")의 구성은 다만 제1 금형판(11") 및 제3 금형판(13")을 가지고 있으며, 제1 금형판(11") 및 제3 금형판(13") 사이에서 형성된 공동부(14")는 제1 실시예의 블랭크 공동부 및 성형 공동부에 상당하다. 따라서, 제3 실시예에 따른 격리부(20")의 기술 내용은 제1 실시예에 비교하여 상이한 것이다.

즉, 제3 실시예가 제1 실시예와 상이한 점은 격리부(20")이며, 다시 말해서, 격리부(20")는 본 실시예 중에서 미리 제조된 복수 영역 블랭크의 국부 블록체를 가지고 있으며, 금형 냉각공정을 거쳐 복수 영역의 블록체를 제조한다. 즉 바람직한 제2 실시예의 블랭크(304')와 동등한 것이므로, a 공정에 대응하여, 본 실시예는 금형(10")이 개방된 상태에서, 격리부(20")를 제3 금형판(13") 상의 공동부(14")로 구성된 캐비티에 놓으며, 그 위치는 복수 영역의 블랭크 간의 계면위치와 서로 대응되며, 이어서 실시되는 b, c 공정은 동일하다. 그러나, 제3 실시예에서는 제2 금형판 부품이 존재하지 않으므로, 제1 실시예의 d, e, 및 f 공정은 실시되지 않는다.

본 발명에 따르면, 단열 런너 금형 상태에서 진행되는 고분자 재료주입 공정은 상이한 고분자 재료 사이의 임의의 혼합을 방지할 수 있다. 또한, 여러 노즐이 상이한 고분자 재료를 동시에 동일한 금형 안에 주입할 수 있기 때문에, 복수 영역 폴리머 블랭크의 완전성 및 품질을 확보함으로써 제조효율을 개선할 수 있다.

Claims

복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 고온 금형에 폴리머 재료를 주입하는 방법에 있어서,

a. 소정 온도 범위를 유지하는 금형을 준비하는 단계로서, 상기 금형은 내부 블랭크 금형 공동부를 가지고 있고, 상기 금형은 제1 런너 및 제2 런너가 형성되어 상기 블랭크 금형 공동부를 상기 금형의 외부측과 연통시키며, 상기 제1 및 제2 런너는 각각 상기 금형의 표면 상에 제1 스프루 및 제2 스프루를 가지고, 각각 상기 블랭크 금형 공동부의 벽 상에 제1 게이트 및 제2 게이트를 가지며, 격리부가 상기 블랭크 금형 공동부 내에 위치하여, 상기 금형이 닫혀질 때 상기 격리부가 상기 블랭크 금형 공동부를 상호 독립적인 서로 연통되지 않는 제1 및 제2 공동부로 격리시키며, 상기 제1 및 제2 공동부는 상기 각각 상기 제1 및 제2 게이트를 통하여 상기 런너들과 연통되는 것을 특징으로 하는 단계;

b. 금형을 닫아, 닫힌 상태에 놓이게 하는 단계; 및

c. 서로 다른 색 또는 밀도를 가지는 폴리머 재료를 상기 제1 및 제2 런너를 통하여, 각각 상기 제1 및 제2 공동부 안에 주입하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 고온 금형에 폴리머 재료를 주입하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 격리부는 미리 제조된 복수 영역을 갖는 폴리머 블랭크이며, 복수 형태에 대응한 국부 블록체를 가지고, 상기 블록체와 상기 공동부가 각각 대응되는 것을 특징으로 하는 복수 폴리머 블랭크 제조용 고온 금형에 폴리머 재료를 주입하는 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 격리부는 금형을 냉각하여 미리 제조되는 것을 특징으로 하는 복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 고온 금형에 폴리머 재료를 주입하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 격리부는 소정의 두께와 형상을 가진 격리 조각인 것을 특징으로 하는 복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 고온 금형에 폴리머 재료를 주입하는 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 금형은 제1, 제2와 제3 금형판을 중첩하여 놓은 것이고, 상기 격리부는 제2 금형판으로부터 제3 금형판의 아래 면으로 제3 금형판 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 고온 금형에 폴리머 재료를 주입하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 a 공정과 c 공정의 블랭크 금형 공동부는 상기 제2 금형판과 제3 금형판 사이에 있고,

d. 금형이 열린 상태에서, 이미 주입된 재료가 제3 금형 위에 놓는 단계;

e. 제2 금형판을 이출하는 단계;

f. 제1 금형판과 제3 금형판을 접합하여 금형이 닫힌 상태로 되게 하며, 그사이에 성형 공동부를 형성하는 단계; 및

g. 열에너지와 압력을 제공하여 이미 주입된 재료가 성형 공동부 안에서 반응하여 금형 형태로 제조하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 고온 금형에 폴리머 재료를 주입하는 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 제2 금형판이 향한 제3 금형판의 판면 위에는 두 개의 홈이 소정의 용적으로 설치되어 있고, 각각 상기 격리부의 양측에 위치하고, 상기 두 개의 홈의 용적은 상기 격리부의 체적과 동일하고, 각 홈은 각 공동부와 연결되고, 폴리머 블랭크 공동부의 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 복수 영역 폴리머 블랭크 제조용 고온 금형에 폴리머 재료를 주입하는 방법.