KR100846746B1 - 사출물 수축보상을 위한 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중사출 금형에서 제1사출성형물이 고화 응고되면서 수축하여 상기 제1사출성형물의 상부에 뒤덮히게 되는 제2사출성형물이 상기 제1사출성형물의 외부 돌출부를 가리는 것을 방지하기 위한 사출물 수축보상을 위한 금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 두 가지 재료(또는 색상이 다른)를 적용하여 사출하는 방식인 이중사출 방식에서 제1캐비티에서 성형되는 제1사출성형물이 제2캐비티로 이동하는 도중 고화되어 수축됨으로써 상기 제1사출성형물이 제2사출성형물에 완전히 덮히게 되고 이에 따라 이중사출에 따른 성형 사출물에서 외부에 제1사출성형물이 표현되지 못하는 것을 방지하고자 상기 제1캐비티에서 상기 제1사출성형물을 분리 이탈시키는 이젝터 핀의 높이를 조정하여 사출물 수축을 보상해 줄 수 있도록 하는 금형에 관한 것이다. 또한, 상기 금형에서 게이트를 조정하여 게이트가 캐비티와 접하는 부위에 절곡이 형성되도록 함으로써 게이트에서 캐비티로 유입되는 용융수지의 갑작스런 유로변화 및 사출압력의 변화에 따라 발생하는 플로우 마크를 방지하고, 미관손상 및 강도저하를 방지할 수 있도록 하는데, 이러한 플로우마크는 용융수지가 런너로부터 상기 캐비티에 거의 직각으로 부딪힘으로써 유동수지온도의 갑작스런 흐름으로 인해 고화되는 과정에서 물결모양의 무늬가 발생하여 사출 성형물의 외관 미감이 저하될 수 있고 그 내구성도 떨어질 수 있으므로 게이트 조정을 통해 플로우마크의 발생을 막을 수 있다. 더 나아가 이중사출에 따른 제1사출성형물의 외곽을 덮는 제2사출성형물에 살두께의 급격한 변화로 인해 이색 현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 제1사출성형물 살두께 조정을 위한 캐비티를 포함하여 수지의 유동에 따른 수축 및 사출물의 휨, 변경을 최소한으로 하고 사출 성형물의 외관을 미려하게 할 수 있도록 한다.

이를 위하여 본 발명은, 상부고정판과 상기 상부고정판에 수용되는 고정측 형판을 포함하는 상부금형과 하부가동판과 상기 하부가동판에 수용되는 가동측 형판을 포함하는 하부금형을 포함하고, 상기 상부금형과 하부금형이 결합시 내부의 용융수지 주입경로인 런너와, 상기 상부고정판과 상기 하부가동판 사이에 규정되는 일정공간인 캐비티와, 상기 런너를 통해 상기 캐비티에 용융수지를 주입되는 입구인 게이트와, 상기 캐비티에서 성형된 사출물을 금형으로부터 분리 이탈시켜주는 이젝터 핀을 포함하는 사출물을 성형하는 금형에 있어서; 상기 캐비티는 제1사출성형물이 형성되는 제1캐비티와, 상기 제1사출성형물을 수용하는 제2사출성형물이 형성되는 제2캐비티를 포함하고, 상기 이젝터 핀은 상기 제1캐비티에서 사출되는 제1사출성형물의 수축에 대해 보상할 수 있도록 상기 제2캐비티보다 일정간격 더 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 사출물 수축보상을 위한 금형을 제공한다.

금형, 사출성형, 수축보상, 이젝터 핀, 이색현상, 캐비티, 플로우마크, 게이 트

Description

사출물 수축보상을 위한 금형 {A Injection Mold for Supplement from Contraction of Molding}

본 발명은 이중사출 금형에서 제1사출성형물이 고화 응고되면서 수축하여 상기 제1사출성형물의 상부에 뒤덮히게 되는 제2사출성형물이 상기 제1사출성형물의 외부 돌출부를 가리는 것을 방지하기 위한 사출물 수축보상을 위한 금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 두 가지 재료(또는 색상이 다른)를 적용하여 사출하는 방식인 이중사출 방식에서 제1캐비티에서 성형되는 제1사출성형물이 제2캐비티로 이동하는 도중 고화되어 수축됨으로써 상기 제1사출성형물이 제2사출성형물에 완전히 덮히게 되고 이에 따라 이중사출에 따른 성형 사출물에서 외부에 제1사출성형물이 표현되지 못하는 것을 방지하고자 상기 제1캐비티에서 상기 제1사출성형물을 분리 이탈시키는 이젝터 핀의 높이를 조정하여 사출물 수축을 보상해 줄 수 있도록 하는 금형에 관한 것이다. 또한, 상기 금형에서 게이트를 조정하여 게이트가 캐비티와 접하는 부위에 절곡이 형성되도록 함으로써 게이트에서 캐비티로 유입되는 용융수지의 갑작스런 유로변화 및 사출압력의 변화에 따라 발생하는 플로우 마크를 방지하고, 미관손상 및 강도저하를 방지할 수 있도록 하는데, 이러한 플로 우마크는 용융수지가 런너로부터 상기 캐비티에 거의 직각으로 부딪힘으로써 유동수지온도의 갑작스런 흐름으로 인해 고화되는 과정에서 물결모양의 무늬가 발생하여 사출 성형물의 외관 미감이 저하될 수 있고 그 내구성도 떨어질 수 있으므로 게이트 조정을 통해 플로우마크의 발생을 막을 수 있다. 더 나아가 이중사출에 따른 제1사출성형물의 외곽을 덮는 제2사출성형물에 살두께의 급격한 변화로 인해 이색현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 제1사출성형물 살두께 조정을 위한 캐비티를 포함하여 수지의 유동에 따른 수축 및 사출물의 휨, 변경을 최소한으로 하고 사출 성형물의 외관을 미려하게 할 수 있도록 한다.

통상적으로 사출금형에 사용되는 금형에는 수지 등이 유입되어 사출물이 형성되는 캐비티가 구비되어 있고, 상기 캐비티에 용융수지를 채우기 위한 다수의 게이트와 성형품의 생산 후에 표면의 후가공 등을 용이하게 할 수 있도록 런너가 구비되어, 상기 캐비티의 형태와 대응되는 형태의 성형품이 생산되게 된다. 이와 같이 금형에는 캐비티에 용융수지를 채우기 위한 게이트가 각 부분에 이격되어 있고, 이러한 게이트는 성형품의 크기가 커질수록 이에 대응하여 캐비티의 크기도 증가하므로 이격 거리가 더욱 커지게 되므로, 게이트에 용융수지를 만나면서 성형품의 외면에 플로우 마크 및 이색 현상이 발생하게 된다.

특히 이중사출을 통한 사출물을 성형하는 경우 먼저 제1사출성형물이 성형되고, 다시 상기 제1사출성형물이 그 상부에 뒤덮히는 제2사출성형물을 성형되기 위하여 고화된 후 이동하는 경우, 상기 제1사출성형물이 고화되는 과정에서 수축하는 경향이 발생하게 된다. 이에 따라, 상기 제1사출성형물의 상부에는 상기 제2사출성형물이 채워지지 말아야 할 것인데, 상기 제1사출성형물이 수축됨으로써 그 높이가 낮아져 2차 성형사출을 하는 경우 용융수지가 제1사출성형물의 상부를 덮게 되어 사출되게 된다. 결국에는 이러한 제1사출성형물의 수축에 따라 이중사출을 통해 성형되는 제품의 외관에 제2사출성형물의 외관만이 나타나게 되고 제1성형사출물은 드러나지 않게 된다. 이로써 투명한 재질이나 제2사출성형물과 다른 색상의 재질로 이루어진 제1성형사출물이 가려짐으로써 이중사출의 효과를 무색하게 하고, 불량품을 발생시키게 된다. 도 1 및 도 2는 종래 사출금형에 따른 이중사출에 따라 형성된 사출성형물을 도시한 것으로 도 1 및 도 2에 도시된 제품을 살펴보면, 명확히 알 수 있는데, 특히 도 2의 단면도에서 살펴볼 수 있듯이, 제1사출성형물 돌출부(4)가 제2사출성형물(1b)에 의해 묻혀 외부에 드러나지 않게 되고, 도 1에서와 같이 상부의 외부에서는 단지 상기 제1사출성형물 돌출부(4)에 의해 약간의 이색된 부분만이 드러날 수 있게 된다.

또한 상기 사출금형을 이용하여 성형품을 생산하는 경우, 금형의 내부로 용융수지를 투입하여 응고시켜 성형품을 생산하게 됨으로써, 이러한 용융수지가 투입되고 응고되는 과정에서 융융수지의 온도가 균일하지 못하여 온도차이로 인해 성형품에 이색이 발생하거나, 플로우 마크가 발생될 수 있고, 또한 온도차에 따른 수축의 차이로 인하여 불균등한 표면이 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 사출 성형물은 살 두께가 불균일한 것, 기하학적으로 대칭성이 부족한 것 등으로 성형될 수 있고, 압력과 충진변형, 냉각수축변형, 분자배향변형 등이 생김으로써 변형현상이 발생한다. 이들 변형은 사출성형에서는 적지않게 발생되는데, 높은 사출압력, 유동수지온도의 저하에 따른 수축차에 의해 큰 영향을 받게 된다. 상기 변형은 게이트와도 밀접한 관계를 갖게 되는데, 게이트가 하나만 있는 경우, 용융수지가 유입되어 사출되는 캐비티에 상기 게이트 하나로 수지가 흘러 들어가게 됨으로써 높은 사출압력을 받게 되고, 충진시키는 시간이 길게 소요되어 온도차에 따른 수축이 상이하게 이루어져 변형이 쉽게 이루어지게 되므로 일반적으로 1점 게이트보다는 다점 게이트가 선호된다. 따라서, 통상적으로 게이트 수에 따라 수지의 유동관계 및 사출물의 휨, 변경의 관계가 크게 영향받게 되나, 이러한 상기 게이트의 수를 조정한다고 할지라도 사출압력으로 인하여 용융수지가 갑작스런 각도로 꺽여서 유동하는 경우 물결 모양의 플로우 마크가 형성되어 깨끗한 사출물을 확보하기 곤란하게 된다.

이에 상기 사출금형의 게이트는 캐비티에 유입되는 수지의 양을 제어하고, 스프루, 런너를 통과한 냉각된 수지가 좁은 게이트를 통과하면서 발생하는 마찰열에 의한 수지온도 상승에 기인하는 플로우 마크(Fow-Mark) 및 웰드라인(Weld-Line)의 발생을 줄여주며, 성형품과 스프루, 런너의 분리를 쉽게 해주도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 복수 캐비티나 다점 게이트인 경우 굵기, 폭 등을 조정함으로써 용융수지가 일정한 사출압력 및 일정한 흐름을 유지되도록 하여 균형있는 충진이 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 그러나, 상기 캐비티가 유입되는 수지의 양을 제어하고 상기 게이트에 통과하는 용융수지의 사출압력과 마찰열을 제어함으로써 유입되는 용융수지의 온도를 조절하는데에는 한계가 있다.

종래기술에 의하면 사출금형의 스프루로부터 용융수지가 투입되고, 런너를 거쳐 게이트를 통해 캐비티로 상기 용융수지가 유입되게 되는데, 이 경우, 상기 게이트는 상기 런너나 캐비티에 비해 훨씬 좁은 공간으로 형성된다. 따라서, 상기 용융수지가 넓은 공간의 런너에서 좁은 공간의 게이트를 통해 캐비티에 분출될 때, 큰 압력을 가지고 분출되고 된다. 이에 따라 용융수지의 급격한 흐름으로 인해 플로우 마크(Flow Mark)가 발생할 수 있게 된다. 또한, 상기 게이트와 케비티는 통상의 경우 직각이나 이보다 더 작은 각도로 절곡되어 형성되게 됨으로써, 상기 유입되는 유동성 용융수지는 급작스런 유로의 변환으로 인하여 물결 형상의 흔적(Flow Mark)을 남길 수 있게 된다. 이러한 플로우 마크는 넓은 사출 성형물을 사출할 때는 게이트 부근의 온도와 반대편의 온도 차이에 의해 더욱더 심각해진다고 할 것이며, 온도차에 따른 경화속도가 상이하여 그 강도의 저하도 발생하게 된다. 결국 종래의 사출성형 방법에 있어서, 상기 플로우 마크를 제거함으로써 미관을 손상시키지 않도록 하고, 사출물 자체의 강도저하를 방지할 필요가 대두되고 있다.

종래기술인 도 1의 사시도를 보면, 성형물의 우측에 물결 모양의 용융수지가 흐른 자국이 남게 되는데, 이러한 플로우 마크는 상기 제2사출성형물(1b)을 성형하는 과정에서 캐비티에 유입되는 용융수지가 갑작스런 흐름의 변화로 인한 것으로, 사출압력으로 인해 상기 절곡된 변화하는 방향의 캐비티의 벽에 부딪히기 때문에 발생하게 된다. 또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 성형물의 외관에 이색현상이 드러나는 것을 볼 수 있다. 이는 도 2에 도시된 단면도에서 알 수 있듯이 이중사출에 따른 사출성형물(1)은 먼저 제1사출성형물(1a)의 성형을 위한 캐비티에 의해 절곡된 형상으로 사출되고, 상기 제1사출성형물(1a)의 외곽에 다른 형태의 캐비티가 설치되고 다시 제2사출성형물(1b)이 덮혀져서 상기 제1사출성형물(1a)과 일체화된 사출성형물(1)을 형성한다. 그러나, 앞서 언급한 바와 같이 상기 사출성형물(1)은 제1사출성형물(1a)의 외곽이 절곡된 형상으로 이루어져 있고, 다시 제2사출성형물(1b)가 그대로 덮혀 일체화되는 형상으로 사출되므로 상기 제1사출성형물(1a)의 절곡된 부위에서 살두께의 갑작스런 변화를 보이게 된다. 이에 따라 도 2에 도시된 것과 같이 살두께의 차이에 따른 수지의 온도차이 및 수축시간 차이로 인하여 이색(2) 현상이 발생하게 된다. 이러한 이색(2)은 사출물의 외관을 보기 좋지 않게 할 뿐만 아니라 이색되는 부위의 강도 또한 낮아지게 되어 내구성에도 심각한 문제를 초래하게 된다.

이와는 별도로 특히, 이중사출의 경우에는 제1사출성형물의 위한 캐비티가 절곡된 형상으로 이루어지고 사출성형물의 외관을 이루는 제2사출성형물이 제1사출성형물의 절곡된 외부를 감싸는 형태로 이루어지므로 절곡된 부위의 살두께 차이의 급격한 변화로 인해 온도에 따른 수축 및 응고시간의 차이로 인하여 이색현상이 발생하게 된다. 이러한 문제는 결국 상기 제2사출성형물의 외관 표면의 미감을 저해하는 것을 넘어서 살두께가 얇은 부분과 두꺼운 부분의 수축강도가 상이하여 이색부위의 강도가 저하되어 제품 자체의 내구성이 문제되고, 더욱 심각하게는 하자로까지 발전할 수 있게 된다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 이중사출 금형에서 제1사출성형물이 고화 응고되면서 수축하여 상기 제1사출성형물의 상부에 뒤덮히게 되는 제2사출성형물이 상기 제1사출성형물의 외부 돌출부를 가리는 것을 방지하는 사출물 수축보상을 위한 금형을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 서로 다른 두 가지 재료(또는 색상이 다른)를 적용하여 사출하는 방식인 이중사출 방식에서 제1캐비티에서 성형되는 제1사출성형물이 제2캐비티로 이동하는 도중 고화되어 수축됨으로써 상기 제1사출성형물이 제2사출성형물에 완전히 덮히게 되고 이에 따라 이중사출에 따른 성형 사출물에서 외부에 제1사출성형물이 표현되지 못하는 것을 방지하고자 상기 제1캐비티에서 상기 제1사출성형물을 분리 이탈시키는 이젝터 핀의 높이를 조정하여 사출물 수축을 보상해 줄 수 있도록 하는 사출물 수축보상을 위한 금형을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 사출금형의 런너와 캐비티가 접하는 부위인 게이트에서부터 캐비티의 벽에 의해 급한 절곡이 형성되어 있어 게이트에서 캐비티로 유입되는 용융수지의 갑작스런 유로변화 및 사출압력의 변화에 따라 발생하는 플로우 마크가 발생되는데, 이를 방지함으로써 미관손상 및 강도저하를 방지할 수 있도록 하는 사출물 수축보상을 위한 금형을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이중사출 방식에서 수지가 충진되어 상기 사출물 의 외관을 형성하는 제2사출성형물의 외부에 플로우마크가 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 제2사출성형물이 사출되는 제2캐비티와 게이트가 완만한 각도로 접하도록 하기 위하여 상기 게이트에 절곡을 형성함으로써 미관 손상을 방지할 수 있는 사출물 수축보상을 위한 금형을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 이중사출에 따른 제1사출성형물의 외곽을 덮는 제2사출성형물에 살두께의 급격한 변화로 인해 이색현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 제1사출성형물 살두께 조정을 위한 캐비티를 포함함으로써 수지의 유동에 따른 수축 및 사출물의 휨, 변경을 최소한으로 하고 사출 성형물의 외관을 미려하게 할 수 있도록 하는 사출물 수축보상을 위한 금형을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 성형품의 크기가 커질수록 이에 대응하여 캐비티의 크기도 증가하여 이격 거리가 더욱 커지게 되므로, 살두께가 급작스럽게 변경되는 곳에서 용융수지의 수축되는 속도가 차이나면서 성형품의 외면에 이색이 발생할 수 있는데, 이러한 이색이 단지 제품의 미관을 저해할 뿐 아니라 이색이 발생하는 부위에서 강도가 저하될 것이므로 이를 방지하기 위한 사출물 수축보상을 위한 금형을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 사출성형물의 살두께가 저하되는 곳에서 이색현상이 발생하는 것을 방지함으로써 강도 저하를 일소할 수 있도록 하여 내구성을 향상시키고, 수명을 향상시킬 수 있으므로, 제품의 품질을 충분히 확보할 수 있도록 하는 사출물 수축보상을 위한 금형을 제공하는 것이다.

본 발명은 앞서 상술한 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의하여 구현될 것이며, 하기와 같은 구성을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 사출물 수축보상을 위한 금형은 상부고정판과 상기 상부고정판에 수용되는 고정측 형판을 포함하는 상부금형과 하부가동판과 상기 하부가동판에 수용되는 가동측 형판을 포함하는 하부금형을 포함하고, 상기 상부금형과 하부금형이 결합시 내부의 용융수지 주입경로인 런너와, 상기 고정측 형판과 상기 가동측 형판 사이에 규정되는 일정공간인 캐비티와, 상기 런너를 통해 상기 캐비티에 용융수지를 주입되는 입구인 게이트와, 상기 캐비티에서 성형된 사출물을 금형으로부터 분리 이탈시켜주는 이젝터 핀을 포함하는 사출물을 성형하는 금형에 있어서; 상기 캐비티는 제1사출성형물이 형성되는 제1캐비티와, 상기 제1사출성형물을 수용하는 제2사출성형물이 형성되는 제2캐비티를 포함하고, 상기 이젝터 핀은 상기 고정측 형판의 상부에서 상기 제1캐비티를 규정하며, 상기 제1캐비티에서 사출되는 제1사출성형물의 수축에 대해 보상할 수 있도록 상기 제2캐비티의 상부면 높이보다 사출용융수지의 수축률만큼 더 높게 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 사출물 수축보상을 위한 금형은 상기 제1캐비티는 상기 제1사출성형물이 직각의 각도를 가지는 외면을 갖게되는 부위에서 경사 함몰부를 포함하여 상기 제1사출성형물을 수용하는 상기 제2사출성형물의 살두께가 완만하게 변화하도록 하여 이색현상을 방지할 수 있도록 하며, 상기 게이트는 상기 런너와 캐비티 사이에서 연결되어 상기 캐비티와 완만한 각도로 접할 수 있도록 하여 상기 게이트를 통해 캐비티로 유입되는 용융수지의 사출압력을 줄여 플로우 마크가 발생되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 사출물 수축보상을 위한 금형은 상기 런너와 캐비티 사이에서 연결되는 게이트는 상기 캐비티와 접하는 부위에서 하향으로 절곡되어 형성된 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 사출물 수축보상을 위한 금형은 상기 가동측 형판은 사출성형물의 분리 이탈이 가능하도록 상하로 이동하고, 상기 고정측 형판은 상기 제1캐비티와 상기 제2캐비티 사이의 중심축에 의해 회전할 수 있도록 하여 서로 다른 종류의 재료나 색상을 적용하여 이중사출에 의해 사출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 사출물 수축보상을 위한 금형은 상기 경사 함몰부는 상기 제1캐비티의 상측 함몰부에 포함되어 있고, 상기 제1캐비티에 의해 형성되는 제1사출성형물이 경사면의 절곡으로 성형되어 제2캐비티에 의해 형성되는 제2사출성형물이 갑작스런 살두께 차이로 인해 사출물이 이색되는 것을 방지한다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 전술한 과제 해결 수단 및 후술할 구성과 결합, 작동관계에 의해서 다음과 같은 효과를 도모할 수 있다.

본 발명은, 이중사출 금형에서 제1사출성형물이 고화 응고되면서 수축하여 상기 제1사출성형물의 상부에 뒤덮히게 되는 제2사출성형물이 상기 제1사출성형물의 외부 돌출부를 가리는 것을 방지할 수 있다.

본 발명은, 서로 다른 두 가지 재료(또는 색상이 다른)를 적용하여 사출하는 방식인 이중사출 방식에서 제1캐비티에서 성형되는 제1사출성형물이 제2캐비티로 이동하는 도중 고화되어 수축됨으로써 상기 제1사출성형물이 제2사출성형물에 완전히 덮히게 되고 이에 따라 이중사출에 따른 성형 사출물에서 외부에 제1사출성형물이 표현되지 못하는 것을 방지하고자 상기 제1캐비티에서 상기 제1사출성형물을 분리 이탈시키는 이젝터 핀의 높이를 조정하여 사출물 수축을 보상해 줄 수 있도록 한다.

본 발명은, 사출금형의 런너와 캐비티가 접하는 부위인 게이트에서부터 캐비티의 벽에 의해 급한 절곡이 형성되어 있어 게이트에서 캐비티로 유입되는 용융수지의 갑작스런 유로변화 및 사출압력의 변화에 따라 발생하는 플로우 마크가 발생되는데, 이를 방지함으로써 미관손상 및 강도저하를 방지할 수 있도록 한다.

본 발명은, 이중사출 방식에서 수지가 충진되어 상기 사출물의 외관을 형성하는 제2사출성형물의 외부에 플로우마크가 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 제2사출성형물이 사출되는 제2캐비티와 게이트가 완만한 각도로 접하도록 하기 위하여 상기 게이트에 절곡을 형성함으로써 미관 손상을 방지할 수 있다.

본 발명은, 이중사출에 따른 제1사출성형물의 외곽을 덮는 제2사출성형물에 살두께의 급격한 변화로 인해 이색현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 상기 제1사출성형물 살두께 조정을 위한 캐비티를 포함함으로써 수지의 유동에 따른 수축 및 사출물의 휨, 변경을 최소한으로 하고 사출 성형물의 외관을 미려하게 할 수 있도록 한다.

본 발명은, 성형품의 크기가 커질수록 이에 대응하여 캐비티의 크기도 증가하여 이격 거리가 더욱 커지게 되므로, 살두께가 급작스럽게 변경되는 곳에서 용융수지의 수축되는 속도가 차이나면서 성형품의 외면에 이색이 발생할 수 있는데, 이러한 이색이 단지 제품의 미관을 저해할 뿐 아니라 이색이 발생하는 부위에서 강도가 저하될 것이므로 이를 방지할 수 있다.

본 발명은, 사출성형물의 살두께가 저하되는 곳에서 이색현상이 발생하는 것을 방지함으로써 강도 저하를 일소할 수 있도록 하여 내구성을 향상시키고, 수명을 향상시킬 수 있으므로, 제품의 품질을 충분히 확보할 수 있도록 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 구성 및 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 고정측형판 사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 가동측형판 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 결합 단면도이며, 도 7는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 사출성형물을 사출하는 단면도이다.

도 3 내지 도 7를 참조하여 설명하면, 본 발명의 사출물 수축보상을 위한 금형(10)은 이중사출 금형에서 제1사출성형물이 고화 응고되면서 수축하여 상기 제1사출성형물의 상부에 뒤덮히게 되는 제2사출성형물이 상기 제1사출성형물의 외부 돌출부를 가리는 것을 방지하기 위한 사출물 수축보상을 할 수 있도록 한다. 이에 상기 사출물 수축보상을 위한 금형(10)은 상부에 고정되어 회전될 수 있도록 하는 상부금형(100), 하부에서 상하로 연동가능하도록 가동하여 사출성형된 제품을 금형으로부터 분리 이탈시킬 수 있도록 하는 하부금형(300), 상기 사출물의 수축보상을 할 수 있도록 하는 이젝터 핀(400), 상기 상부금형과 하부금형 사이에 형성된 일정공간으로 규정된 캐비티(500) 및 금형에 주입된 용융수지가 런너로부터 상기 캐비티(500)로 통하는 경로인 게이트(600)를 포함한다.

상기 상부금형(100)은 통상적으로 전체적인 직방체 형상의 강도가 매우 높고 고온에도 충분히 견딜 수 있는 금속으로 형성되어 있고, 하기에서 설명하게 될 하부금형(300)과 맞물려 접촉한 후 용융 수지를 상기 맞물려 접촉한 사이의 공간에 주입하여 성형품을 사출하게 된다. 이에 일반적으로 상기 상부금형(100)은 사출물이 주입되어 성형품이 제작된 후 고정되어 있고, 하기에서 설명할 하부금형(300)이 상하로 가동하여 상기 성형품을 분리, 이탈시킬 수 있게 된다. 그러나, 이와는 반대로 상기 상부금형(100)이 상하로 연동하여 성형품을 분리 이탈시킬 수 있는 구성으로 이루어질 수 있을 것이다. 상기 상부금형(100)은 상부 고정판(110)과 고정측 형판(120)을 포함한다.

상기 상부 고정판(110)은 전체적으로 직육면체 형상의 강도가 높은 금속으로 상기 상부금형(100)의 외관을 형성하고, 하면에는 하기에서 설명하게 될 고정측 형판(120)을 수용할 수 있는 함몰부를 포함하고 있고, 상부에는 상기 상부 고정판을 외부에서 견고히 고정 지지할 수 있는 고정장치와 연결되어 있다. 이에 상기 상부 고정판(110)은 상면에 사출 성형하고자 하는 성형품의 원료인 용융수지가 상부에서 주입될 수 있도록 하는 스프루(121)의 주입구가 형성되어 있다. 이러한 스프루(121)는 용융수지가 주입되는 입구로써 비교적 넓게 형성되는 관통공으로써 하기에서 설명할 고정측 형판(120)과 연이어져 형성되므로 하기에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

상기 고정측 형판(120)은 상기 상부고정판(110)의 중앙 하면에 형성된 함몰부에 수용되는 직방형상의 금속 형판으로 사출 성형품이 주조될 수 있도록 하는 금형이다. 이러한 상기 고정측 형판(120)은 사출하고자 하는 성형품에 따라 다양한 형상을 가지게 되어 여러유형의 고정측형판이 있을 수 있으나, 상기 상부고정판(110)의 하면 함몰부에 수용되어 접촉 결속되는 부위는 모두 동일하게 형성되어야 할 것이다. 이에 상기 고정측 형판(120)은 하기에서 설명할 하부금형(300)의 가동측 형판(320)과 맞물려 접촉한 후 사출하고자 하는 성형품 생산을 위해 상부에서 용융수지가 주입된다. 이에 상기 고정측 형판(120)은 상기 상부 고정판(110)에서 주입구가 형성된 후 고정측 형판까지 연이어져 형성되는 스프루(121), 상기 스프루를 통해 주입된 용융수지가 하기의 캐비티(500)까지 흘러가는 런너(123), 상기 런너와 하기의 캐비티(500) 사이의 통로인 게이트(600) 및 상기 사출 성형물을 분리 이탈시킬 수 있도록 하는 이젝터 핀(400)을 포함한다.

상기 스프루(121, Sprue)는 용융 용액을 주입하는 입구로써 상기 상부 고정판(110)에 형성된 주입구와 상기 고정측 형판(120)에 형성된 런너(123)에 통하는 유동로를 포함하는 통로이다. 이에 상기 스프루(121)는 용융수지가 주입되어야 할 것이므로 비교적 넓은 주입구를 가지도록 형성하는 것이 바람직하고, 상기 런너(123)에 연결되어 용융수지가 흘러가므로 상기 런너(123)의 단면지름보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 도 4에서 보는 바와 같이 상기 스프루(121)는 주입구에서 런너까지 세로방향으로 형성되는 유동로이므로 상부가 넓은 단면 반지름을 갖고, 하부가 좁은 단면 반지름을 가지는 깔때기 모양으로 형성되는 것이 바람직할 것이다.

상기 런너(123, Runner)는 상기 스프루(121)와 하기의 캐비티(500)를 잇는 용융수지가 흐르는 통로로써 유동저항이 적고 급격히 냉각하지 않도록 고려되어야 한다. 런너(123)의 조기고화는 수지가 캐비티 내로 완전히 충전되지 않고 사출압력이 금형 내로 전달되지 않아 수축 등의 성형불량을 발생시킨다. 따라서, 상기 런너의 조기고화를 방지하기 위해서는 단면형상을 원에 가깝게 할수록 좋고 굵게 하는 것이 좋다. 그러나, 런너를 굵게 하는 경우 런너 수지량의 증가와 고화시간의 길어져 수명(Cycle-Time)이 길어지는 단점이 있으므로, 적절한 굵기로 조절해야 할 것이다. 이에 따라 런너(123)의 레이아웃은 캐비티의 수, 성형품의 형상, 플레이트의 구성, 게이트의 형식 등에 따라 좌우되고, 압력손실과 유동수지온도의 저하를 막기위해 런너(123)의 길이와 수는 가장 적어지는 유동선으로 한다. 런너 시스템은 유동배분을 고려해서 균형성을 유지시켜야 하고, 스프루에서 각 캐비티까지의 거리를 동일하게 하는 런너 밸런스를 유지한다.

상기 게이트(600, Gate)는 상기 런너(123)에서 하기의 캐비티(500)로 연결되 는 유동로로써 용융수지가 상기 런너에서 캐비티로 흘러가면서 거치는 좁은 통로인데, 추후에 필요하면 더 크게 할 수 있도록 항상 작은 크기로 시작하는 것이 바람직하다. 이는 작은 크기의 게이트(600)를 크게 넓히는 것은 어려운 일이 아니나, 큰 게이트를 작게 바꾸는 것은 어렵기 때문이다. 또한, 상기 게이트의 단면 지름이 작아질수록 캐비티 내로부터의 역류를 최소화할 수 있고, 게이트가 고화하면 냉각과정 중에 외부로부터의 힘이 작용하지 않으므로 자유로이 고화되고 압력과 충진 상태의 변형에 의해 균열, 휨, 내부응력 등이 경감되므로 비교적 게이트의 단면지름을 작도록 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 게이트의 지름이 작으면 주입저항이 커지고 또 성형시간을 짧게 하기 위해 사출압을 무리하게 높이면 게이트부 마찰열에 의해 수지가 타거나 제팅과 같은 불량이 나타난다. 또한, 런너의 지름이 비교적 크고 게이트의 단면지름은 작으며 캐비티는 넓은 일정공간을 형성하므로 지름이 큰 런너에서 유입되는 용융수지가 갑자기 좁은 게이트를 통해 넓은 캐비티로 흐름으로써 상기 캐비티에서 갑작스런 압력증가로 플로우 마크가 형성될 수 있으며, 성형품의 중심부가 고화되기 전에 조기에 고화되어 성형품에 싱크마크(Sink Mark) 또는 내부공동(Void) 등의 불량을 유발할 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 상기 게이트의 단면 지름을 작게 함과 동시에 상기와 같은 큰 사출압을 방지하는 것이 가능할 수 있도록 게이트의 구조를 개선하였다.

상기 하부금형(300)은 전체적으로 직방형의 강도가 높고 열에 충분히 견딜 수 있도록 하는 금속으로 형성되어 있는데, 상기 상부금형(100)과는 달리 고정되어 있는 것이 아니라 상하로 연동가능하도록 형성된다. 이에 따라 상기 용융수지가 고화되어 사출성형품이 형성된 후, 상기 하부금형(300)에서는 이탈되지 아니하고 상기 상부금형(100)에서만 상기 상부금형의 이젝터 핀(400)에 의해 이탈되도록 상기 하부금형(300)이 하방향으로 연동하여 성형품을 상부금형으로부터 이탈시킨다. 이에 상기 하부금형(300)은 하부 가동판(310)과 가동측 형판(320)을 포함한다.

상기 하부 가동판(310)은 일반적으로 직육면체 형상의 강도가 높고 온도에 강한 금속의 형상으로 이루어지며, 상기 상부 고정판(110)에 대응하여 상면에 하기에서 설명할 가동측 형판(320)이 수용될 수 있는 함몰부를 포함하고 있고, 하부는 상하로 연동이 가능하도록 하는 가동장치와 연결되어 있다. 이에 상기 하부 가동판(310)은 상기 상부 고정판(110)과 달리 상하로 연동하여 성형품을 금형으로부터 분리, 이탈시킬 수 있도록 한다.

상기 가동측 형판(320)은 상기 하부 가동판(310)의 상면에 형성된 함몰부에 수용되는 직육면체 형상의 강도가 높고 온도에 강한 금속으로 형성되어 있으며, 상기 고정측 형판(120)과 맞물려 접촉하여 그 사이에 일정공간으로 형성된 캐비티를 통해 사출성형품을 제작한다. 상기 가동측 형판(320)은 상기 하부가동판(310)의 상면 함몰부에 견고히 고정되므로 상기 하부금형(300)이 전체적으로 상하로 가동하는 경우 상기 고정측 형판(120)으로부터 떨어지게 되며, 이로써 상기 캐비티에서 형성된 사출성형물을 분리 이탈시킬 수 있게 된다. 상기 가동측 형판(320)은 상기 캐비티에서 형성되는 성형품의 내부를 채우는 코어(321) 및 상기 사출성형물을 본 발명의 금형으로부터 완전히 분리시킬 수 있도록 하는 핀(323)을 포함한다.

상기 코어(321)는 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 가동측 형판(하부형판) 에서 캐비티의 공간을 구성하는 밑면을 이루는데, 하기의 캐비티에 대한 상세한 설명에서는 제1캐비티 및 제2캐비티의 하측 돌출부에 상당한다. 상기 코어(321)는 상기 캐비티에 의해 형성된 사출성형물이 두꺼운 두께로 형성되는 경우 고화하는데 오랜시간이 걸리고, 또한 두께 차이로 인한 고화온도가 확연히 차이가 나서 변형이 크게 일어나며, 강도에도 큰 영향을 끼치는바, 성형되는 제품의 내부가 용융수지로 채워지지 않도록 하기 위해서 형성되는데, 이렇게 함으로써 수축에 따른 큰 변형을 막을 수 있게 되는 것이다. 이에 도 4 및 도 7을 참조해 보면, 이중사출에 의한 성형품을 제작하는 경우 가동측 형판(320)의 코어(321)는 제1캐비티 및 제2캐비티에서 동일한 형상으로 이루어질 것이다. 이는 하기의 이중사출에 의한 캐비티의 형상에 대해 상세히 설명하기로 할 것인바, 여기서는 그 설명을 생략한다.

상기 핀(323)은 도 6에 도시된 바와 같이 용융수지가 주입된 후 고화되어 형성된 사출성형물을 최종적으로 본 발명의 금형으로부터 분리 이탈시킬 수 있도록 하는 것으로 긴 봉의 형상으로 이루어져, 먼저 상기 가동측 형판(320)이 상기 고정측 형판(120)으로부터 떨어지고, 다음 상기 가동측 형판(320)의 핀(323)을 상부로 밀어올림으로써 사출성형물이 외부로 이탈되게 하여 완제품을 생산할 수 있도록 한다. 특히 이중사출 방식에 의한 경우, 상기 핀의 역할은 각각 달라지는데, 먼저 제1사출성형물을 형성하는 경우는 상기 고정측 형판(120)의 상기 이젝터 핀(400)에 의해 상기 제1사출성형물을 상기 가동측 형판(320)에 부착된 상태에서 상기 고정측 형판(120)으로부터 분리 이탈시키며, 다음 제2사출성형물을 형성하는 경우 상기 가동측 형판(320)의 핀(323)에 의해 완성된 사출성형물을 본 발명의 금형으로부터 완전히 분리 이탈시켜 제품 생산을 완료한다.

상기 이젝터 핀(400, Ejecter Pin)은 상기 고정측 형판(120)의 상부에서 사출 성형품을 분리 이탈시키고자 하는 경우 밀어냄으로써 가능하도록 하는 길이방향으로 긴 막대기 형상으로 이루어지는데, 이에 특히 이중사출의 방식에 의한 성형품을 제작하는 경우 도 6 및 도 7에서 보는 바와 같이 1차 성형품을 하부금형(300)에 부착되게 한 후 단지 상부금형(100)으로부터 상기 1차 성형품을 이탈시킨 후에 2차 사출에 의한 성형을 할 수 있도록 한다.

이러한 상기 이젝터 핀(400)은 본 발명의 핵심으로 사출물의 수축보상을 가능하도록 해 준다. 이는 먼저 하기의 제1캐비티(510)에서 형성되는 제1사출성형물(1a)의 돌출부(4)가 만약 하기의 제2캐비티(520)의 높이에 맞추어 성형 사출되게 되면, 상기 제1사출성형물이 상기 제2캐비티(520)로 이동하는 도중 고화되어 수축되므로 상기 제1사출성형물 돌출부(4)가 상기 제2캐비티(520)의 높이에 비해 낮아져 제2캐비티에서의 사출과정에서 용융수지가 상기 제1사출성형물의 돌출부(4)를 덮게 된다. 따라서, 이러한 상기 제1사출성형물이 제2사출성형물에 의해 덮히지 않도록 수축에 대하여 보상해 줄 필요가 있다. 이에 본 발명의 상기 이젝터 핀(400)은 도 7의 상세도에서 도시된 바와 같이 일정높이(D)만큼 더 높게 이격되어 제1성형사출물이 성형되도록 한다. 이에 상기 수축에 대한 보상 높이인 D는 통상적으로 사출하는 용융수지의 수축률에 따라 다르게 정해야 할 것이나, 일반적으로 0.03mm 정도를 보상해 주는 것이 바람직할 것이다. 이러한 제1사출성형물의 높이 보상을 통해 완성된 제품의 불량률을 감소시켜 주고, 미관을 해치는 것을 방지하게 할 수 있다.

상기 캐비티(500, Cavity)는 고정측형판(120)과 가동측형판(320) 사이에 규정된 일정공간으로써 상면은 고정측형판(120)의 상측함몰부로 이루어지고, 하면은 가동측형판(320)의 하측돌출부(상기에서의 가동측형판의 코어(321)에 상당하는 구성)로 이루어진다. 이에 상기 캐비티(500)는 하나로 구성되어 단일된 사출과정에 의해 사출성형품을 제작할 수도 있고, 이중사출 방식에 의해 사출성형물이 형성되는 과정에 의해 캐비티가 복수개가 준비될 수도 있다. 이러한 이중사출방식에 의하면 상기 캐비티(500)는 제1성형사출단계에서 제1사출성형물을 형성하는 제1캐비티(510)와 제2성형사출단계에서 제2사출성형물을 형성하는 제2캐비티(520)를 포함할 수 있다.

이중사출 방식의 원리에 대하여 살펴보면, 하나의 부품에 두가지 재료(또는 색상이 다른)를 적용하여 사출하는 방식으로 사출성형기에 금형 2세트를 설치하고 먼저 1차 금형에 성형 후 1차 성형품을 2차 성형할 수 있도록 하여 2차 금형의 캐비티와 1차 성형품 공간에 2차 수지를 충진 사출하는 방식이 이중사출(Co-Injection molding)의 원리이다. 조립해야 할 2개의 부품을 한개의 부품으로 제작하거나 2색 부품 적용시 또한 원가절감 차원에서 부품의 내부, 외부에 다른 수지를 사용하여 사출하는 경우에 적용된다. 이중사출방식에는 여러가지 유형이 있으나 본 발명은 특히 금형 회전식에 따른 방식으로 상부 또는 하부금형의 코어가 회전하는 방식의 사출방식을 적용할 수 있다. 그러나, 이러한 이중사출의 경우에도 제1사출성형물의 위한 캐비티가 절곡된 형상으로 이루어지고 사출성형물의 외관을 이루는 제2사출성형물이 제1사출성형물의 절곡된 외부를 감싸는 형태로 이루어지므로 절곡된 부위의 살두께 차이의 급격한 변화로 인해 온도에 따른 수축 및 응고시간의 차이로 인하여 이색현상이 발생하게 된다.

상기 제1캐비티(510)는 최종 사출성형물의 내부를 형성하는 제1사출성형물을 제작할 수 있는 캐비티로써 고정측 형판의 상측함몰부(510a)와 가동측 형판의 하측돌출부(510b)로 이루어져 있다. 상기 제2캐비티(530)는 상면은 상측함몰부(530a)로 이루어지며, 하면은 하측돌출부(530b)로 이루어진다. 이에 상기 제1사출성형물이 제작된 후 그 외곽을 하면으로 하고 상면은 상측 함몰부(530a)로 하여 최종적으로 이중사출에 의한 성형품을 제작할 수 있도록 한다. 이에 상기 상측함몰부(510a)는 종래 캐비티의 경우 통상적으로 직각의 각도로 이루어진 함몰부를 형성하는데, 이러한 함몰부로 인해 형성되는 제1사출성형물은 직각의 각도를 가진 외면을 갖게 되고, 이로써 제2차사출성형물을 제작하고자 하는 경우 제2차사출성형물의 살두께가 갑작스럽게 변화하게 되고 이로써 이색현상이 발생하게 된다. 따라서, 상기 상측함몰부(510a)가 수직으로 함몰되지 않도록 할 필요가 있게 된다. 이에 상기 캐비티는 본 발명의 다른 실시예에 따른 경사함몰부(520)을 포함하여 이를 해결할 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 캐비티(500)를 도 5 내지 도 7을 참조하여 살펴보면, 상기 캐비티(500)는 종래의 캐비티가 급격하게 절곡된 형상으로 이루어지고 이에 따라 절곡된 부위에서 용융수지의 차이에 따라 고화되는 온도차이로 인해 이색현상이 발생하게 되는데, 이를 방지하는 구성을 포함한다. 상기 경사 함 몰부(520)는 도 7의 제1캐비티(510)의 상세에서 볼 수 있듯이, 상기 제1캐비티의 상측 함몰부(510a)의 수직으로 함몰된 부위를 경사로 함몰되도록 형성한 것이다. 이렇게 경사로 함몰하게 함으로써 상기 제1캐비티에 의해 생성된 제1사출성형물의 상부 외면은 완만한 경사면을 갖게 되고, 종국적으로 상기 제2캐비티에 의해 상기 제1사출성형물의 외곽을 덮는 제2사출성형물의 살두께가 갑작스럽게 변화하는 것을 방지하고 완만하게 변화하도록 할 수 있다. 이에 따라 용융수지가 상기 제2캐비티에 주입되어 고화되는 과정에서 온도 차이에 따라 이색현상이 발생하는 것을 막을 수 있도록 하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있도록 한다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예인 개선된 게이트에 대하여 상세히 살펴보도록 한다. 종래 게이트는 상기 런너로부터 캐비티에 이르는 통로인 바, 직선구간으로 형성되어 있다. 이렇게 종래의 금형에서 게이트는 런너와 캐비티 사이를 단순히 연결하는 부분으로 상기 런너 및 캐비티에 비해 좁은 지름의 단면적을 가지고 있게 된다. 이에 따라 상기 좁은 단면적으로 인해 사출압력이 증가하고, 상기 게이트에서 마찰에 의해 열이 발생하게 되어 고화되는 시간의 차이로 인하여 강도가 저하되고 부분적으로 이색이 발생되며, 더욱더 심각하게는 캐비티 내부에 텅빈 공간(Void)이 형성될 수도 있게 된다. 또한, 사출금형의 게이트와 캐비티가 접하는 부위에 급한 절곡이 형성되어 있어 게이트에서 캐비티로 유입되는 용융수지의 갑작스런 유로변화 및 사출압력의 변화에 따라 발생하는 플로우 마크가 발생하여 미관손상 및 강도저하가 발생할 수도 있게 된다. 그러나, 본 발명의 도 7을 살펴보면, 하향으로 절곡된 개선된 게이트(600)의 형상으로 구성될 수 있다. 이러한 상기 게 이트(600)의 구성을 통해 종국적으로 플로우 마크(Flow Mark)가 발생하는 것을 방지하고, 내부의 성형품의 중심부가 고화되기 전에 상기 게이트 부위에서 조기고화되어 성형품에 싱크마크(Sink Mark) 또는 내부공동(Void) 등의 불량이 유발되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이에 따라, 도 7에서 보는 바와 같이 상기 게이트(600)가 상기 런너(123)과 상기 캐비티(500) 사이에 절곡되어 형성되도록 하여 거의 직각에 가까운 상기 캐비티(500)와의 접촉을 완만한 각도로 접촉 연결되도록 함으로써 유속을 비교적 균일하게 유지되도록 하고, 이에 따라 플로우 마크가 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다. 이러한 상기 개선된 게이트(600)는 비록 도 7에는 단순히 하향으로 절곡된 형상으로 이루어졌지만, 이는 단순한 하나의 실시예일 뿐, 부드러운 곡선으로 이루어질 수도 있고 상기 용융수지가 완만한 각도로 상기 캐비티에 유입될 수 있는 구조라면 어떠한 형상이라도 이에 포함되는 것으로 본다.

이하에서는 본 발명에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형(10)의 사용에 대한 바람직한 실시예 및 작동관계를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

도 7는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 사출성형물을 사출하는 단면도이고, 도 8은 본 발명의 사출물 수축보상을 위한 금형에 의해 사출된 성형물을 도시한 사시도이며, 도 9은 본 발명의 사출물 수축보상을 위한 금형에 의해 사출된 성형물을 도시한 단면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 작동관계를 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 먼저 상기 고정측 형판(120)과 가동측 형판(320) 이 접촉하여 견고히 밀착된다. 이후 먼저 제1사출성형물의 성형을 위하여 상기 제1캐비티(510)에 게이트(600)를 통해 용융수지를 주입한다. 이렇게 용융수지가 충전된 후, 고화될 시간을 기다려 고화된 후, 상기 가동측 형판(320)은 하향으로 가동되는데, 상기 고정측 형판(120)의 이젝터 핀(400)을 통해 상기 제1사출물이 상기 가동측 형판(320)의 코어(321)에 부착된 상태에서 상기 고정측 형판(120)으로부터 분리되도록 한다. 다음 상기 상부의 고정측 형판(120)이 제1캐비티 및 제2캐비티 중심의 축(X)을 통해 회전하여 반대편의 제2캐비티(530)의 상측함몰부(530a)가 상기 가동측 형판(320)의 코어(321)에 부착된 제1사출성형물의 상부에 위치하도록 한다. 바로 이때, 상기 제1사출성형물은 고화되면서 수축하게 된다. 이렇게 수축되는 상기 제1사출성형물의 돌출부는 결국 상기 제2캐비티에 위치하면서 상기 제1사출성형물 상부에 공간을 형성하게 되고, 이러한 공간에 용융수지가 유입됨으로써 상기 제1사출성형물이 뒤덮히고 불량품이 발생하게 되는 것이다. 이에 상기 이젝터 핀(400)은 수축보상을 위해 상기 제2캐비티보다 일정거리(D) 더 높게 위치하여 제1사출성형물을 성형하게 된다. 다음 상기 가동측 형판(320)이 상향으로 고정측 형판(120)과 접촉 밀착하여 제2캐비티 공간이 형성되도록 하고, 상기 상부 고정판(110)의 스프루(121)를 통해 용융수지를 주입하여 2차 사출단계를 거치게 된다. 이렇게 2차 사출단계를 통해 형성된 제2사출성형물은 고화의 단계를 거쳐 마지막으로 상기 가동측 형판(320)에 형성된 핀(323)에 의하여 상기 최종성형물을 분리 이탈시키고 제품을 완성하게 된다.

여기서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제2사출성형물을 제작하기 위해 구 성된 게이트(600)를 상기 제2캐비티(530)과 곧바로 직각으로 연결시키는 것이 아니라 하향으로 절곡되게 형성함으로써 완만한 각도로 형성되도록 한다. 이로써 용융수지가 상기 런너(123)에서 상기 게이트(600)를 통하여 상기 제2캐비티(530)로 흐를 때 사출압력을 줄여줄 수 있게 되고, 상기 제1캐비티에 의해 형성된 제1사출성형물(1000a)의 외벽과 제2캐비티의 내벽면에 수직으로 부딪히는 것을 막음으로써 최종성형물의 외관을 이루는 제2사출성형물(1000b)의 표면에 물결이 흐르는 모양의 플로우 마크(Flow Mark)가 형성되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 제1캐비티의 상측 함몰부(510a)는 직각에 가까운 함몰부를 이루는 것이 아니라 경사로 이루어진 경사 함몰부(520)로 이루어지도록 하여 상기 제1사출성형물의 상부 외면을 완만한 경사로 이루어지도록 한다. 이렇게 완만한 경사로 이루어진 상기 제1사출성형물이 2차 사출단계에서 제2캐비티의 하면을 형성하게 되므로 결국에는 제2사출성형물의 살두께가 갑작스럽게 변화하는 것을 방지할 수 있게 되고, 종국적으로 이렇게 함으로써 이색현상을 방지할 수 있게 된다.

이에 따라 도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이, 본 발명의 사출물 수축보상을 위한 금형에 의해 형성된 최종 사출성형물을 통해 제2최종성형물(1000b)의 외관에 제2사출성형물이 뚜렷하게 드러날 수 있도록 하며, 불량품 발생을 방지하고, 또한 어떠한 플로우마크가 발생하는 것을 방지하여 깨끗한 미관의 제품을 제조할 수 있으며, 더 나아가 도 9의 단면도에서 보는 것처럼 상기 제1성형사출물의 경사진 상부 표면으로 인하여 제2사출성형물의 살두께가 갑작스럽게 작아지는 현상을 방지할 수 있으므로, 상부에 이색현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

앞서 살펴본 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자(이하 '당업자'라 한다)가 본 발명에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형을 용이하게 실시할 수 있도록 하는 바람직한 실시예일 뿐, 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니므로 이로 인해 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 당업자에게 있어 명백할 것이며, 당업자에 의해 용이하게 변경가능한 부분도 본 발명의 권리범위에 포함됨은 자명하다.

도 1은 종래 사출금형에 의해 사출된 성형물을 도시한 사시도

도 2는 종래 사출금형에 의해 사출된 성형물을 도시한 단면도

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 분해 사시도

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 고정측형판 사시도

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 가동측형판 사시도

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 결합 단면도

도 7는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출물 수축보상을 위한 금형의 사출성형물을 사출하는 단면도

도 8은 본 발명의 사출물 수축보상을 위한 금형에 의해 사출된 성형물을 도시한 사시도

도 9은 본 발명의 사출물 수축보상을 위한 금형에 의해 사출된 성형물을 도시한 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 주요 설명 *

1 : 종래 사출성형물 1a : 종래 제1사출성형물

1b : 종래 제2사출성형물 2 : 이색 현상

3 : 플로우 마크 4 : 제1사출성형물 돌출부

10 : 본 발명의 수축보상 금형 100 : 상부 금형

110 : 상부 고정판 120 : 고정측 형판

121 : 스프루 123 : 런너

300 : 하부 금형 310 : 하부 가동판

320 : 가동측 형판 321 : 코어

323 : 핀 400 : 이젝터 핀

500 : 캐비티 510 : 제1캐비티

510a : 상측 함몰부 510b : 하측 돌출부

520 : 경사 함몰부 530 : 제2캐비티

530a : 상측 함몰부 530b : 하측 돌출부

600 : 게이트 610 : 절곡부

1000 : 본 발명에 따른 사출성형물 1000a : 제1사출성형물

1000b : 제2사출성형물 X : 중심 회전축

D : 수축보상을 위한 이격거리

Claims (5)

1. 상부고정판과 상기 상부고정판에 수용되는 고정측 형판을 포함하는 상부금형과 하부가동판과 상기 하부가동판에 수용되는 가동측 형판을 포함하는 하부금형을 포함하고, 상기 상부금형과 하부금형이 결합시 내부의 용융수지 주입경로인 런너와, 상기 고정측 형판과 상기 가동측 형판 사이에 규정되는 일정공간인 캐비티와, 상기 런너를 통해 상기 캐비티에 용융수지를 주입되는 입구인 게이트와, 상기 캐비티에서 성형된 사출물을 금형으로부터 분리 이탈시켜주는 이젝터 핀을 포함하는 사출물을 성형하는 금형에 있어서;

   상기 캐비티는 제1사출성형물이 형성되는 제1캐비티와, 상기 제1사출성형물을 수용하는 제2사출성형물이 형성되는 제2캐비티를 포함하고,

   상기 이젝터 핀은 상기 고정측 형판의 상부에서 상기 제1캐비티를 규정하며, 상기 제1캐비티에서 사출되는 제1사출성형물의 수축에 대해 보상할 수 있도록 상기 제2캐비티의 상부면 높이보다 사출용융수지의 수축률만큼 더 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 사출물 수축보상을 위한 금형.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1캐비티는 상기 제1사출성형물이 직각의 각도를 가지는 외면을 갖게되는 부위에서 경사 함몰부를 포함하여 상기 제1사출성형물을 수용하는 상기 제2사출성형물의 살두께가 완만하게 변화하도록 하여 이색현상을 방지할 수 있도록 하며,

   상기 게이트는 상기 런너와 캐비티 사이에서 연결되어 상기 캐비티와 완만한 각도로 접할 수 있도록 하여 상기 게이트를 통해 캐비티로 유입되는 용융수지의 사출압력을 줄여 플로우 마크가 발생되는 것을 방지할 수 있도록 하는 사출물 수축보상을 위한 금형.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 런너와 캐비티 사이에서 연결되는 게이트는 상기 캐비티와 접하는 부위에서 하향으로 절곡되어 형성된 절곡부를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출물 수축보상을 위한 금형.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 가동측 형판은 사출성형물의 분리 이탈이 가능하도록 상하로 이동하고,

   상기 고정측 형판은 상기 제1캐비티와 상기 제2캐비티 사이의 중심축에 의해 회전할 수 있도록 하여 서로 다른 종류의 재료나 색상을 적용하여 이중사출에 의해 사출하는 것을 특징으로 하는 사출물 수축보상을 위한 금형.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 경사 함몰부는 상기 제1캐비티의 상측 함몰부에 포함되어 있고, 상기 제1캐비티에 의해 형성되는 제1사출성형물이 경사면의 절곡으로 성형되어 제2캐비티에 의해 형성되는 제2사출성형물이 갑작스런 살두께 차이로 인해 사출물이 이색되는 것을 방지하는 사출물 수축보상을 위한 금형.

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