KR100856036B1

KR100856036B1 - 복합 제품 및 그 성형 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100856036B1
Application number: KR1020017005093A
Authority: KR
Inventors: 앤더슨테리엘; 모렌넬슨제이; 제프리글렌제이
Original assignee: 텍스트론 오토모티브 캄파니 인크.
Priority date: 1998-10-23
Filing date: 1999-10-20
Publication date: 2008-09-03
Also published as: WO2000024421A1; EP1124579A1; AU1217100A; EP1124579B1; DE69934511T2; US6468458B1; CA2339367A1; JP2002528291A; KR20010080304A; EP1124579A4; DE69934511D1; BR9914701A

Abstract

플라스틱 복합재(10)은 사출 성형으로 성형된 착색 플라스틱 복합재를 포함하고, 복층 성형 시스템과 방법 및 복층 성형 시스템을 제조하기 위한 장치를 포함한다.

복합재, 사출 성형, 성형 프레스, 성형 커버, 복층

Description

복합 제품 및 그 성형 방법 및 장치{COMPOSITE PRODUCT AND METHOD AND APPARATUS FOR ITS FORMATION}

본 발명은 플라스틱 복합재, 특히 사출 성형법에 의해 형성된 하나 이상의 착색이나 복합 부합 층(multiple congruent layer)을 갖는 플라스틱 복합재에 관한 것이다.

자동차의 내장 및 외장 제품에 이용하기 위한 플라스틱 복합재의 제조를 위하여 다양한 제안이 제시되고 실행되어 왔다.

하나의 해결책은 금속 또는 플라스틱 기판을 형성하고 고광택 A급 표면부를 생성하도록 복합 코팅을 상부에 도포하는 것이다. 기판은 강철로 이루어 질 수 있으며, ABS, L ABS, ABS/PC 혼합물, PU, TPO, PET, PBT 또는 제품 형상의 사출 성형에 적합한 고강도 플라스틱 재료로 된 다른 동등물과 같은 광범위한 공지된 플라스틱 재료로 성형될 수 있다. 그러한 기판의 코팅은 초벌 코팅(primer coat), 응착 촉진제(adhesion promotor), 기부 코팅(base coat), 투명 코팅(clear coat) 및 금속의 경우 전기 용착(electrodeposition) 코팅과 같은 공지된 코팅에서 선택될 수 있다. 그러한 코팅의 예들은 미국 특허 제 4,681,811호 및 제 5,320,869호에 기재되어 있다. 그러한 시스템에 이용되는 용매는 바람직하지 않은 발광(emission) 문제를 야기한다.

다른 해결책은 페인트 막을 형성하고 페인트 막 뒤에 중합체 재료를 주입하여 그 노출된 A급 표면 상에 요구된 착색 부합을 갖는 부품을 생산하는 것이다. 공지된 페인트 막 및 사출 성형 플라스틱 부품의 예시는 미국 특허 제 5,432,666호 및 제 5,009,821호에 도시되어 있다. 그러한 시스템은 막의 제조 및 취급의 분리를 요구한다. 또한, 막은 때때로 제작될 부품의 외형에 따라 형상화하는 것이 어렵다.

착색된 플라스틱부 제공하기 위한 또 다른 해결책은 코팅될 부분 상에 크레이터 방지 표면을 생성하면서 발광을 감소시킬 에나멜 코팅을 제공하는 것이다. 그러한 하나의 시스템이 미국 특허 제 4,396,680호에 기재되어 있다. 그러한 시스템은 소정의 외형을 갖는 기판 상에 마무리 방법을 형성하기 위해 종래의 코팅 시스템 및 베이킹 오븐을 이용할 것을 요구한다.

또 다른 해결책은 착색층이 압출에 의해 형성된 후에 기판에 연결되는 적층 장비를 제공하는 것이다. 이러한 장식 성형 외장부 제조 기술의 사용은 미국 특허 제 4,349,592호에 기재되어 있다.

또 다른 해결책은 넓은 투명 하우징을 점진 성형하고 그 위에 부합되지 않는 더 작은 적색 및 갈색 층을 증착함으로써 갈색-적색-투명 후미 램프 하우징을 형성하는 것이다.

다양한 방법이 의도된 목적에는 적절하지만, 그것들은 모두 발광을 발생하거나 또는 근접한 자동차 구성 요소에 어울리는 소정의 A급 표면 외형색을 갖는 복합 외장 또는 내장 제품의 제조에 있어 하나 이상의 재료층에 대한 불필요한 취급을 요구하는 방법 문제를 포함한다.

따라서, 상기 문제점들을 방지할 제품 및 제조 방법을 위하여 이 분야 또는 기술이 계속 요구된다.

따라서, 착색된 플라스틱 복합재 복층 사출 성형 시스템을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

다른 목적은 통상적인 공동 내에 사출 성형 재료로 된 제1 층 및 제2 층을 갖고 기층, 및 공구로부터의 제거없이 기층을 피복하는 상부층을 형성하도록 오버레이(overlying) 관계로 배열되는 그러한 착색된 플라스틱 복합재를 제공하는 것이며, 상기 상부층은 복합재의 마무리면 피복을 구성하며, 복합재에서 상기 기층은 혼합된 착색을 내부에 갖는 사출 성형 중합체 재료로 구성되고, 상부층은 복합재가 다른 각도에서 조망될 때 상기 착색의 착색효과를 변화시키도록 내부에 매설된 광반사 입자를 갖거나 갖지 않는 사출 성형 중합체 재료를 포함한다.

본 발명의 또 다른 목적은 기층, 및 공구로부터의 제거 없이 기층을 피복하는 상부층을 형성하도록 오버레이 관계로 사출 성형 재료로 된 제1 및 제2층을 갖는 그러한 착색된 플라스틱 복합재를 제공하는 것이며, 상부층은 복합재의 마무리면 피복을 구성하고, 복합재에서 상기 기층은 안료, 염료 및 광반사 입자로 구성되는 그룹으로부터 혼합된 착색제를 내부에 갖는 사출 성형 중합체 재료를 포함하며, 상기 상부층은 사출 성형 투명 중합체 재료이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기층, 및 공구로부터의 제거 없이 기층을 피복하는 상부층을 형성하도록 직접 성형된 관계로 사출 성형 재료로 된 제1 및 제2층을 갖는 착색된 플라스틱 복합재를 제공하는 것이며, 상부층은 복합물의 마무리면 표면 피복을 구성하고, 기층은 내부에 매설된 광반사 입자를 갖거나 갖지 않고 안료또는 염료를 각각 또는 모두 포함하는 혼합된 입자를 내부에 갖는 사출 성형 중합체 재료를 포함하며, 사출 성형 재료로 된 상부층은 기층을 보호하기 위한 중합체 재료이다.

본 발명의 또 다른 목적은 기층, 중간층, 및 기층과 중간층을 피복하는 상부층을 갖는 착색된 플라스틱 복합재를 제공하는 것이며, 상기 상부층은 복합재의 마무리면 피복을 구성하며, 상기 복합재에서 상기 기층은 혼합된 착색을 내부에 갖는 사출 성형 중합체 재료를 포함하고, 중간층은 복합재가 다른 각도에서 조망될 때 착색 효과를 변화시키도록 내부에 매설된 광 반사 입자를 갖는 사출 성형 중합체 재료를 포함하며, 상부층은 사출 성형 중합체 재료를 포함한다.

또 다른 목적은 보호 상부층이 투명한 중합체 재료이거나 D.O.I(distinctness of image)가 75-100의 범위인 외부 광택 표면을 갖는 사출 성형 중합체 재료인 상기 목적의 착색된 플라스틱 복합재를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 또 다른 목적은 이동 가능한 성형부 및 부합되는 형상을 갖는 복수의 고정 성형부를 제공하는 단계와, 성형부들 사이에 점진적으로 용적이 커지는 하나 이상의 성형 공동을 형성하도록 고정 성형부에 대하여 이동 가능 성형부를 순차적으로 이동시키는 단계와, 복합 제품의 조망 표면 상에 개선된 착색 외형을 제공하도록 성형 공동들 중의 하나 내로 적어도 하나의 중합체 재료층을 주입하는 단계를 포함하는 사출 성형 플라스틱으로 된 복층 복합 제품을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 사출 성형 복합 제품에 착색 외형을 제공하도록 혼합된 착색을 내부에 갖는 중합체 재료를 제공함으로서 하나 이상의 성형 공동 내로 피복층이 주입되는 그러한 방법을 제공하는 것이다.

또 하나의 목적은 내부에 매설된 광 반사 입자를 갖거나 갖지 않고 중합체 재료 제공하는 단계와, 성형 공동들 중의 하나 내로 상기 중합체 재료를 주입하는 단계를 더 포함하는 그러한 방법을 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 내부에 혼합된 광 반사 입자 및 착색된 안료 또는 염료를 각각 또는 모두 갖는 중합체 재료를 성형 공동들 중 하나 내로 주입하는 단계를 더 포함하는 그러한 방법을 제공하는 것이다.

또 다른 목적은, 공동들 중 하나 내로 착색된 안료 또는 염료를 포함하는 중합체 재료를 주입하는 단계와, 복합재가 다른 각도에서 조망될 때 상기 착색된 안료 또는 염료의 착색 효과를 변화시키도록 광 반사 입자를 내부에 구비하는 중합체 재료를 사출하는 단계를 더 포함하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 점진적으로 증가하는 용적의 부합되는 형상의 성형 공동 내에 주입된 중합체 재료를 피복하도록 성형 공동 내로 중합체 재료를 사출하는 단계를 더 포함하는 방법을 제공하는 것이다.

다른 목적은 성형 공동들 중의 하나 내로 중합체 재료의 피복을 사출하는 단계와, 피복에 대해 재료로 된 부합 층을 형성하도록 성형 공동들 중의 하나 내로 착색 또는 염료를 포함하는 중합체 재료를 사출하는 단계를 더 포함하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 하나 이상의 회전 성형부를 제공하는 단계와, 부합되는 형상의 하나 이상의 고정 성형부를 제공하는 단계와, 고정 성형부의 치수를 변화시킴으로서 점진적으로 더 큰 용량의 성형 공동을 제공하는 단계를 더 포함하는 그런 방법을 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 상기 회전 성형부 및 고정 성형부가 성형 덮개 및 성형 코어로서 각각 제공됨으로서 상기 목적의 방법을 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 상기 재료가 덮개 중의 하나 상에 제1 성형 공동 내로 사출되고, 덮개가 회전하며, 덮개가 제2 코어로 이동하여 덮개 상에 사전 적층된 재료에 대향하는 부가 재료를 사출하도록 제1 성형 공동에 부합하는 형상의 제2 성형 공동을 형성하는 상기 목적의 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 적어도 하나의 회전 성형 반부를 갖고, 부합되는 형상의 하나 이상의 고정 성형부를 제공하며, 고정 성형부의 치수를 바꿈으로서 점진적으로 커지는 용량의 성형 공동을 제공하는 다단계 순차 작동식 사출 성형 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전 성형부 및 고정 성형부가 성형 덮개 및 성형 코어로서 각각 제공되는 상기 목적의 장치를 제공하는 것이다.

앞서 말한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 이하의 설명과 첨부도면으로 더욱 명확해 질 것이다.

도1은 본 발명의 장치의 사시도.

도2는 도1의 고정 플래튼을 정면에서 본 사시도.

도3 내지 도5는 도2에 도시된 성형 코어의 사시도.

도6은 본 발명에 의해 형성된 복합 제품의 사시도.

도7은 선 7-7를 따라 취해진 도6을 화살표 방향으로 바라본 단면도.

도8은 본 발명의 또 다른 실시예의 단면도.

도9 내지 도11은 도1 내지 도4의 장치에 의해 제작된 3개의 다른 용적의 성형 공동의 단면도.

자동차 구조 내에 근접한 구성 요소에 착색이 조화되어야하는 내장 및 외장 제품을 대표하는 복합 제품(10)은 도6 및 도7에 도시된다. 이 배열에서, 복합 제품(10)은 사출 성형 중합체 재료(12)로 된 외층, 광 반사 재료의 입자를 갖거나 갖지 않는 사출 성형 중합체 재료로 된 중간층(14) 및 착색 안료 또는 염료를 갖는 사출 성형 중합체 재료로 된 기층(16, substrate layer)을 포함한다. 외층(12)은 자동차 외형 요구사항을 충족시키는 A급 표면을 형성하는 부드러운 광택 외표면(18)을 갖는다. 층(12, 14, 16)은 실질적으로 부합되는(congruent) 외부 주연을 갖는다.

착색을 포함하는 사출 성형 재료로 된 기부 섹션(22, substrate section)과, 광 반사 재료를 갖거나 갖지 않는 중합체 재료의 사출 성형 재료로 된 외층(24)을 갖는 또 다른 복합 제품(20)은 도8에 도시된다. 외층(24)은 자동차 용도에서 요구되는 부드러움 및 화상 식별도(distinctness of image, D.O.I)를 모두 충족하는 부드러운 광택 외형을 갖는 A급 표면을 형성하는 부드러운 외표면(26)을 갖는다. 바람직한 실시예에서 D.O.I 판독은 범위 75-100이다.

전술한 각각의 제품은 도1 내지 도5에 개략적으로 도시된 장치의 사용에 의해 설명되는 방법으로 형성될 수 있다. 장치는 확장가능한 목부(34, throat section)를 포함하는 성형 프레스(30)를 포함한다. 회전 성형 지지부 또는 회전 플래튼(36, rotary platen)은 이동 가능한 플래튼(38)상에 지지된다. 회전 성형 지지부(36)는 벨트 및 모터 구동 시스템(40)에 의해 수평축 주위에 구동된다. 설명된 실시예에서, 성형 지지부(36)는 최종적인 A급 표면 마감 요구사항을 충족하기 위한 연마된 표면을 포함하는 성형 공동을 각각 형성하는 복수의 성형 덮개(42, 44, 46)를 수반하는 것으로 도시되어 있다.

도2에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 설명되는 방법으로 각각의 성형 덮개(42, 44, 46)와 선택적으로 정렬되는 복수의 성형 코어(49, 50, 52)를 지지하기 위한 고정 플래튼(48)이 제공된다.

도2에서, 성형 코어(49, 50, 52)는, 성형 코어(49, 50, 52) 내의 통로를 통과하여 용융된 재료를 보내는 주입기를 구비하는 후방에 위치된 복수의 탕구 게이트(54, 56, 58)를 도시하기 위해 절단된다. 용융된 재료는 탕구 게이트(54, 56, 58)와 연통하는 가열된 매니폴드, 히터, 압출동(extrustion barrels) 및 공급 호퍼를 포함하는 공지된 형태의 주입기 공급 시스템(60, 62, 64)에 공급된다. 성형 코어(49, 50, 52)는, 변하는 프로파일(profile) 또는 변위 질량(displacement mass)을 갖지만 실질적으로 부합되는 주연형을 구비하는 것으로 도3 내지 도5에 각각 도시된다. 본 발명의 도시된 실시예에서 (도3에 도시된) 성형 코어(49)는, 덮개(42)에 대해 폐쇄될 때 A급 표면(18)을 형성하는 사출 재료로 된 외층(12)을 수용하도록 성형 공동(63)을 생성하는 3차원 프로파일(49a)을 갖는다.

도4에서, 성형 코어(50)는, 사출된 재료로 된 외층을 내부에 구비하는 덮개(42)에 대해 폐쇄될 때 성형 코어(50)와 성형 덮개(42) 사이의 성형 공동(65)을 형성하는 프로파일(49a)보다 더 적은 3차원 프로파일(50a)을 갖는 것으로 도시되며, 성형 공동(65)는 덮개(42) 상에 보유된 재료로 된 외층을 수용하고 사출된 재료로 된 중간층(14)을 수용하도록 공간을 형성하도록 점진적으로 커지는 용량을 갖는다.

도5에서, 성형 코어(52)는, 덮개 지지(carrying) 층(12, 14)에 대해 폐쇄될 때 복합 제품의 층(16)을 수용하도록 폐쇄된 성형 내에 공간을 형성하면서 덮개 상에 보유된 선행에 사출된 층(12)을 수용하도록 여전히 더 큰 용적을 갖는 성형 코어(52)와 성형 덮개 사이의 공동(67)을 형성하는 성형 코어(50)보다 적은 질량(부피)의 3차원 프로파일을 갖는 것으로 도시된다.

프레스(30)는 타이 바아(66, 68, 70, 72) 상에서 이동 가능한 플래튼(38)을 이동시키도록 구동하는 도시되지 않은 구동 시스템에 의해 개폐된다. 프레스를 위한 구동 시스템은 본 발명의 요소가 아니며 당업자에게 공지된 수압 실린더, 토글 연결된 전기 모터 구동 스크류 드라이버 등을 포함하는 공지된 형태가 될 수 있다.

특히, 성형 덮개(42, 44, 46)는, 성형 프레스(30) 내에 위치될 때 회전 성형 지지부(36)에 의해 가동 플래튼(38)에 대하여 회전된다. 용융된 재료가 덮개와 각각의 성형 코어 섹션 사이에 형성된 성형 공동 내로 보내질 때, 가동 플래튼(38)이 구동되어 성형 덮개(42, 44, 46)와 성형 코어(49, 50, 52)가 폐쇄된다. 성형 덮개(42, 44, 46)는 분리선(parting line)을 따라 분리되고, 표준 배출기가 채용되어 덮개 상에 사출 재료를 보유하거나 전술된 방법 동안에 사출 재료가 제거된다.

성형 프레스(30)는 성형 공동 내로 용융물을 공급하기 위한 뜨거운 러너 시스템을 포함한다. (도2에 개략적으로 도시된) 주입 시스템(74, 76, 78)은, 공지된 뜨거운 러너 및 게이트(54, 56, 58)를 위한 주입기를 각각 포함하며, 성형 코어(49, 50, 52) 내의 통로와 각각 연통하는 것으로 개략 도시되고, 공급 호퍼(82)로부터 기정된 소정의 플라스틱 복합재를 수용하는 공지된 각각의 스크류 기구(80)를 각각 갖는 공급 시스템(60, 62, 64)과 각각 연통하는 것으로 개략 도시된다. 이 배열은 본 발명의 방법의 적용을 위해 본 발명의 최고의 채색 복합재 결과를 얻을 수 있게 한다.

도면에 3개의 도면부호로 도시된 성형 덮개(42, 44, 46) 및 성형 코어(49, 50, 52)는, 그 수의 증가 또는 감소가 가능하며, 성형 덮개(42)와 같은 적어도 하나의 이동 가능한 성형부와 성형 코어(49, 50, 52)와 같은 복수의 고정 성형부가 제공되는 단계와, (도9, 도10 및 도11에 63, 65 및 67로 도시된) 점진적으로 커지는 용량을 갖는 하나 이상의 성형 공동을 형성하도록 고정 성형부에 대하여 이동 가능한 성형부가 연속적으로 이동하는 단계와, 사출 성형 공동의 공동부를 형성하는 성형 덮개 상에 표면 마무리에 의해 생성된 바와 같이 복합 제품의 조망 표면에 대해 부드러운 광택 외형을 생성하도록 성형 공동 중 하나 내로 중합체 재료로 된 적어도 하나의 층을 주입하는 단계를 포함하는 사출 성형 플라스틱으로 된 복층 복합 제품을 제조하기 위한 방법을 대체로 포함하는 본 발명의 방법을 실행한다.

도2에 도시된 42, 44, 46로 도시된 바와 같이 하나 이상의 이동 가능한 성형부가 제공될 경우, 방법은 도2에 SP₁, SP₂, SP₃로 도시된 제1, 제2 및 제3의 주사 위치를 포함하는 일련의 작동을 포함할 수 있다. SP₁에서 도시된 대로, 성형 덮개(42)는 먼저 성형 코어(49)에 대향하여 폐쇄되어 중합체 재료로 된 외부층으로 주입되는 성형 공동(63)(가장 작은 공동)을 형성하고, 동시에 SP₂에서 재료로 된 선행 주입된 외부층을 수반하는(carrying) 성형 덮개(44)는 성형 코어(50)에 대향하여 폐쇄되어 중합체 재료로 된 중간층이 향하게 되는 다음 크기의 성형 공동(65)을 형성하며, 동시에 SP₃에서 성형 덮개(46)는 성형 코어(52)에 대향하여 폐쇄되어 성형 덮개(46) 상에 보유된 선행 증착 재료로 된 2개의 층에 대항하여 다음 크기의 성형 공동(67) 내로 기층(base layer)이 주입될 수 있다. 폐쇄된 성형 내로 재료를 주입한 이후에, 가동 플래튼(38)은 고정 플래튼(48)으로부터 분리되고, (3 개의 사출 재료 층을 구성하는) 완성 부품이 성형 덮개(46)로부터 배출된다.

그 후에 회전 공구 캐리어 또는 플래튼(36)은, 성형 덮개(46)가 제1 주사 성형 공동 위치(SP₁)로 이동하고, 성형 덮개(42)가 제2 주사 성형 공동 위치(SP₂)로 이동하며, 성형 덮개(44)가 제3 주사 성형 공동 위치(SP₃)로 이동하도록 회전하며, 플래튼은 성형 코어에 대해 성형 덮개를 폐쇄하도록 이동하고, 전술된 대로 성형 주사된 재료로 된 제1, 제2 및 제3 주사가 분사된다.

그 후에 방법이 계속 반복된다.

회전 공구 캐리어 또는 플래튼(36)에 의해 수반되는 성형 공동부를 포함한 방법이 도시되는 반면, 방법은 또한 회전 공구 캐리어 상에 수반되는 성형 코어 및 고정 플래튼(48) 상에 수반되는 성형 덮개(공동)도 의도한다. 이러한 위치의 반전에서, 형성된 제1 표면이 기부가 되도록 게이트가 배치되며, 게이트는, 중간층이 형성될 제2 스테이션으로 코어 상에 지지될 것이고, 그 후에 제3 스테이션에서 성형 공동부 상에 마무리된 제1 표면이 형성될 제3 스테이션으로 코어 상에 지지될 것이다.

방법은 사출 성형 복합 제품 내에 증진된 착색 외형을 제공하도록 그 안에 혼합된 착색을 갖는 중합체 재료를 제공함으로써 하나 이상의 성형 공동 내로 주입되는 덮개층을 형성하는 사출 주사(injection shot)를 포함할 수 있다.

요구된다면, 그러한 방법은 매설된 광 반사 입자를 내부에 갖거나 갖지 않는 중합체 재료의 제공하는 단계와 성형 공동 중 하나 내로 중합체 재료를 사출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

방법은, 내부에서 혼합된 광 반사 입자 및 착색된 안료 또는 염료를 각각 또는 모두 갖는 중합체 재료를 성형 공동 중 하나 내로 사출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

방법은, 공동들 중의 하나 내로 착색된 안료 또는 염료를 구비하는 중합체 재료를 분사하는 단계와, 복합재를 다른 각도에서 조망할 때 상기 착색된 안료 또는 염료의 착색 효과를 변화시키도록 광 반사 입자를 내부에 구비하는 중합체 재료를 분사하는 단계를 더 포함할 수 있다.

방법은, 실질적으로 부합하는 외부 주연형을 가지면서 점진적으로 증가하는 용적 성형 공동 내에 분사된 중합체 재료를 피복하기 위해 성형 공동 내로 중합체 재료를 분사하는 단계를 더 포함할 수 있다.

방법은, 성형 공동들 중의 하나 내의 중합체 재료로 된 제1층을 피복하도록 성형 공동 내로 중합체 재료로 된 피복을 사출하는 단계와, 재료로 된 제1층을 형성하도록 성형 공동들 중의 하나 내로 착색 또는 염료를 갖는 중합체 재료를 사출하는 단계를 더 포함할 수 있다.

방법은, 3 개 이상의 회전 성형부(rotational mold halves)를 제공하는 단계와, 3 개 이상의 고정 성형부를 제공하는 단계와, 부합되는 외부 주연형을 보유하면서 고정 성형부의 치수를 변화시킴으로써 점진적으로 큰 용량의 성형 공동을 제공하는 단계를 또한 포함할 수도 있다.

하나 이상의 회전 성형부를 갖고, 하나 이상의 고정 성형부를 제공하며, 고정 성형부의 치수를 변화시킴으로써 점진적으로 큰 용량의 성형 공동을 제공하는 본 발명의 다단계 순차 작동식 사출 성형 장치의 더 양호한 이해를 위해, 이동 가능한 성형 덮개 또는 공동부의 이동이 도시된 개략도가 도9 내지 도11에 기재된다.

도9 내지 도11에 도시된 섹션들의 시퀀스에서, 전술된 바와 같이 성형 프레스(30) 내에 위치된 3 개의 고정 셩형 코어(49, 50, 52)에 대하여 성형 덮개(42)를 순차적으로 진행시켜 유사한 외부 주연형과 점진적으로 큰 용량을 갖는 하나 이상의 성형 공동을 형성하는 단계와, 성형 공동 중 하나 내로 중합체 재료로 된 적어도 하나의 층을 사출하여 복합 제품의 조망 표면에 대해 착색된 외형을 생성하는 단계로 된 방법에 의해, 성형 덮개(42)가 성형 프레스(30) 내의 SP1, SP2, SP3 위치에 배치됨에 따라 성형 덮개(42)가 따라간다.

따라서 도9에 도시된 대로, 성형 공동(63)을 형성하기 위해, 성형 프레스(30)가 폐쇄될 때 성형 덮개(42)는 코어(49)상에 배치된다. 도10에 도시된 대로, 도9에서 선행 적층된 재료로 된 층 사이에 성형 공동(65)이 형성되도록 성형 프레스(30)가 폐쇄될 때, 성형 덮개(42)는 코어(50) 상에 배치된다. 코어(50)는 코어 섹션(49a)보다 적은 크기의 섹션(50a)을 가지므로, 그에 따라 점진적으로 큰 용량을 갖는 성형 공동이 형성되어 성형 공동 내에 증착된 재료로 된 층을 수용하고 재료로 된 제2층을 사출하기 위한 성형 공동(65)을 제공한다. 도11에 도시된 대로, 성형 프레스(30)가 폐쇄될 때, (공구 내에 적층된 재료로 된 두 개의 층을 구비하는) 성형 덮개(42)는 성형 코어(52) 상에 배치된다. 코어(52)는 코어 섹션(50)보다 적은 크기의 섹션(52a)을 가지므로, 공구 내에 사출된 재료로 된 선행 증착된 층을 수용할 (유사한 외부 주연형을 구비하고) 점진적으로 큰 용량으로 된 성형 공동(67)을 형성하고, 동일한 공구, 즉 성형 덮개 또는 공동부(42) 내에 사출 성형 재료로 된 제3층을 증착하기 위한 성형 공동(67)을 형성한다.

도시된 실시예에 따라, 회전 플래튼(36)은 먼저 성형 프레스(30) 내의 성형 덮개에 위치되며, 성형 코어(49)에 대향하여 폐쇄된다. 방법 내의 이 시점에서, 용융된 중합체 재료로 된 주사가 54, 74 및 60에 개략적으로 도시된 공지된 공급 시스템에 의해 성형 공동 내로 사출된다. 사출된 용융 재료는 도6의 실시예에서 도시된 바와 같이 외부의 A급 표면에 대응하는 투명 폴리머(84)로 된 재료층을 예를 들어 형성한다. 한번 주입되면, 투명 폴리머 층(84)은 덮개(42)로 고정된다. 성형 프레스는 개방되며, 덮개(42)는 공지된 게이트 시스템 및 배출 플런저(ejection plunger)의 반전 이후에 프레스 내에 재배치된다.

그 후에 성형 덮개(42)는, 도10에 도시된 바와 같이 사출 성형 재료(84)를 상부에 남긴 채 더 작은 용적의 코어 부재(50)에 대향하여 폐쇄된다. 성형 공동이 재료층(84)에 의해 부분적으로 채워진 다음, 남은 공동 공간(65)은 광 반사 재료의 입자를 내부에 갖는 투명 중합체 재료로 된 재료층(86)과 같은 사출 성형 중합체 재료로 채워진다. 다시 성형 프레스가 개방되고, 성형 덮개(42)가 회전에 의해 재배치된 다음에 훨씬 더 작은 용적의 코어 부재(52)에 대향하여 폐쇄되는 반면, 공구 내의 선행 사출 성형층(84, 86)은 게이팅(gating) 및 배출 핀의 반전 이후에 성형 덮개(42) 상에 남는다.

그런 다음 성형 덮개(42)는 도11에 도시된 바와 같이 사출 성형 재료층(84, 86)이 상부에 유지된 채 성형 프레스(30) 내에 배치된다. 성형 공동(67)이 재료층(84, 86)에 의해 부분적으로 채워진 다음에 남은 공간은 착색된 안료 입자를 내부에 갖는 투명한 중합체 재료로 된 재료층(88)과 같은 사출 성형 중합체 재료로 채워진다. 성형 프레스가 개방된 다음에, 재료층(84, 86, 88)은 단일의 공구 내에 형성된 부품으로서의 수압 작동 배출기 핀에 의해 성형 덮개(42)로부터 제거된다.

개략적으로 도시된 공구는 실질적으로 부합되는 주연형으로 된 세 개의 사출 성형 중합체 재료층을 포함하는 부품에 대해 요구되는 것이라는 것을 이해하면, 그 배열에 의해 공구 세트의 중복에 의해 광범위한 제품 생산을 가능하게 된다. 하나 또는 두 개의 이러한 사출 성형 중합체 재료층을 구비하는 부품에 대해, 코어 및 프레스의 수는 같은 수로 감소될 수 있다.

본 발명에 실시에서, 제품 상에 A급 표면을 얻기 위해 덮개 공동은 연마된다. (부합되는 주연을 보유하면서 점진적으로 큰 용적의 성형 공동을 형성하도록) 점진적으로 작아지는 질량의 코어 섹션에 대해 공동이 점진적으로 진행함에 따라 공동 내로 3개의 폴리머 주입(polymer pour)이 향하게 된다. 덮개와 관련하여 적절한 에폭시 배출기가 제공되고, 성형 공동 내의 재료의 순차적 주입 동안에 성형 공동 내로 중합체 재료를 향하게 하도록 성형 방향을 따라 적절한 게이팅(gating)이 제공된다.

모든 사출 성형 가능한 중합체 재료는 열가소성 및 열경화성 재료 모두를 포함하는 다양한 층을 위해 적절하다.

자동차의 근접한 부품에 어울리도록 제품의 착색을 부과하는데 적절한 재료는 당업장에게 잘 알려진 임의의 등급의 다양한 유기 또는 무기 안료 또는 염료를 포함한다.

층에 광택을 부과하기 위한 적절한 광 반사 재료 형태는 운모 박편 또는 또 다른 적절한 광 반사 재료를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 제품, 장치 및 방법은 임의의 자동차와, 도어 패널, 콘솔, 킥 패널(kick panel), 수하물 선반 등과 같은 다른 용도에 이용하기 위한 공구 내 복층 사출 성형부의 제조 및 휠 커버, 범퍼 띠, 외부 도어 패널, 스커트 등과 같은 자동차 외장 구성 요소의 제작에 특히 적절하다. 본 방법은 또한 수하물 하우징 및 전기 설비 하우징을 포함하는 다른 착색의 복합 프라스틱 제품의 제조에 적용 가능하지만 그에 한정되는 것은 아니다.

첨부된 특허청구범위에 의해 한정되는 바와 같이 본 발명의 사상 및 범주에 벗어나지 않으면서 변경 및 수정이 가능하다.

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
사출 성형 플라스틱의 복층 복합 제품(10)을 제조하는 방법이며,

제1 성형 덮개(42)를 적어도 포함하는 이동 가능 성형 부품을 제공하는 단계와,

제1의 3차원 프로파일(49a)을 갖는 제1의 성형 코어(49)와 제2의 3차원 프로파일(50a)을 갖는 제2 성형 코어(50)를 적어도 포함하는 고정 성형 부품을 제공하는 단계로서, 제2 프로파일(50a)이 제1 프로파일(49a)보다 작은 변위 질량을 가져서 제2 성형 코어(50)에 대한 제1 성형 덮개(42)의 폐쇄가 제1 성형 코어(49)에 대한 제1 성형 덮개(42)의 폐쇄에 의해 형성된 성형 공동보다 큰 용량의 성형 공동을 생성하는 단계와,

제1 성형 코어(49)에 제1 성형 커버(42)를 정렬시켜 제1 성형 공동(63)을 형성하는 단계로서, 제1 성형 커버(42)와 제1 성형 코어(49)는 제1 사출 용적을 형성하는 단계와,

제1 사출 용적을 갖는 상기 제1 성형 공동(63) 내로 제1 중합체 재료를 사출하여 제1층(12, 24, 84)을 형성하는 단계와,

제1층(12, 24, 84)을 포함하는 제1 성형 덮개(42)를 제2 성형 코어(50)에 선택적으로 정렬시키기 위해 제1층(12, 24, 84)을 포함하는 이동 가능 성형 부품을 고정 성형 부품에 대하여 순차적으로 이동시키는 단계로서, 제1 성형 덮개(42)와 제2 성형 코어(50)는 상기 성형 부품들 사이에 제2 성형 공동(65)을 형성하고, 제2 성형 공동(65)은 제1 성형 공동(63)보다 큰 용적을 갖는 단계와,

제1층(12, 24, 84)과 제2 성형 코어(50) 사이에 형성된 제2 사출 용적 내로 제2 중합체 재료를 사출하는 단계로서, 상기 제2 중합체 재료가 상기 제1층에 대해 사출되어 복합 제품(10)을 형성하게 되는 단계와,

복합 제품(10)의 조망면에 대한 착색된 외형을 생성하고 중합체 재료로 된 상기 제1층의 외형을 개선하도록 중합체 재료의 제2층에 부합되는 피복면을 생성하기 위해 중합체 재료로 된 제1층(12, 24, 84) 또는 중합체 재료로 된 제2층(14, 22, 86)에 안료 또는 염료를 제공하는 단계를 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제31항에 있어서, 중합체 재료로 된 상기 제1 및 제2층에 내부에 혼합된 착색된 안료 또는 염료를 제공하는 단계를 더 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제31항에 있어서, 상기 제1 및 제2 중합체 재료 중에서 선택된 재료에 내부에 매설된 광반사 입자를 제공하는 단계를 더 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제31항에 있어서, 상기 제1 및 제2 중합체 재료 중에서 선택된 재료에 내부에 혼합된 광반사 입자 및 착색된 안료 또는 염료 중 하나 또는 모두를 제공하는 단계를 더 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제31항에 있어서,

중합체 재료에 착색된 안료 또는 염료를 제공하는 단계와,

착색된 안료 또는 염료를 갖는 상기 중합체 재료를 상기 제1층(12, 24, 84)의 제1 중합체 재료로서 사출하고, 그 후에 상기 제2 중합체 재료에 내부에 광반사 입자를 제공하는 단계와,

상기 제2 중합체 재료를 제2층(14, 22, 86)으로서 사출하는 단계로서, 상기 제2 중합체 층은, 상기 복층 복합 제품이 다른 각도에서 조망되는 경우에 상기 착색된 안료 또는 염료의 착색 효과를 변화시키는 단계를 더 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제31항에 있어서, 중합체 재료로 된 상기 제1 및 제2층을 사출하는 단계는 투명 중합체 재료를 사출하는 단계를 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제31항에 있어서, 상기 고정 성형 부품은 제3 성형 코어(52)를 적어도 포함하고, 제3 성형 코어(52)는 제3의 3차원 프로파일(52a)을 구비하며, 상기 제3 프로파일(52a)은 상기 제2 프로파일(50a)보다 작은 변위 질량을 구비하여, 상기 제3 성형 코어(52)에 대한 상기 제1 성형 덮개의 폐쇄는 상기 제1 성형 코어(49) 또는 상기 제2 성형 코어(50) 중 하나에 대한 상기 제1 성형 덮개(42)의 폐쇄에 의해 형성된 성형 공동보다 큰 용량인 성형 공동(67)을 생성하고,

상기 복합 제품을 포함하는 제1 성형 덮개(42)를 제3 성형 코어(52)에 정렬시키는 단계로서, 제1 성형 덮개(42)와 제3 성형 코어(52)는 상기 성형 부품 사이에 제3 성형 공동(67)을 형성하고, 제3 성형 공동(67)은 제2 성형 공동(65)보다 큰 성형 공동 용적을 갖는 단계와,

상기 복합 제품과 상기 제3 성형 코어에 의해 형성된 제3 사출 용적 내로 중합체 재료로 된 제3층(88)을 사출하여 제3층을 형성하는 단계를 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제31항에 있어서, 상기 고정 성형 부품은 제1 성형 코어(49)를 적어도 포함하고, 상기 이동 가능 성형 부품은 제1의 3차원 프로파일을 구비하는 제1 성형 덮개(42)와 제2의 3차원 프로파일을 구비하는 제2 성형 덮개(44)를 포함하며, 상기 제2 프로파일은 상기 제1 프로파일에 본질적으로 부합되어 제2 성형 덮개(44)에 대한 제1 성형 코어(49)의 폐쇄는 제1 성형 덮개(42)에 대한 제1 성형 코어(49)의 폐쇄에 의해 형성된 성형 공동보다 큰 용량의 성형 공동을 생성하고, 상기 제1층은 상기 제1 성형 코어와 함께 유지되고 상기 제2 중합체 재료는 상기 제1층과 상기 제2 성형 덮개(44) 사이에 형성된 제2 사출 용적 내로 사출되어 상기 제2 중합체 재료는 상기 제1층에 대해 사출되어 복합 제품(10)을 형성하는 복층 복합 제품 제조 방법.
사출 성형 플라스틱의 복층 복합 제품(10)을 제조하는 방법이며,

제1 성형 코어(49)를 적어도 포함하는 이동 가능 성형 부품을 제공하는 단계와,

제1의 3차원 프로파일을 갖는 제1의 성형 덮개(42)와 제2의 3차원 프로파일을 갖는 제2 성형 덮개(44)를 적어도 포함하는 고정 성형 부품을 제공하는 단계로서, 상기 제2 프로파일은 상기 제1 프로파일에 본질적으로 부합되어 제2 성형 덮개(44)에 대한 제1 성형 코어(49)의 폐쇄는 상기 제1 성형 덮개(42)에 대한 제1 성형 코어(49)의 폐쇄에 의해 형성된 성형 공동보다 큰 용량을 갖는 성형 공동을 생성하는 단계와,

제1 성형 덮개(42)에 제1 성형 코어(49)를 정렬시켜 제1 성형 공동(63)을 형성하는 단계로서, 제1 성형 코어(49)와 제1 성형 덮개(42)는 제1 사출 용적을 형성하는 단계와,

제1 사출 용적을 갖는 제1 성형 공동(63) 내로 제1 중합체 재료를 사출하여 제1층(12, 24, 84)을 형성하는 단계와,

제1층(12, 24, 84)을 포함하는 제1 성형 코어(49)를 제2 성형 덮개(44)에 선택적으로 정렬시키기 위해 제1층(12, 24, 84)을 포함하는 상기 이동 가능 성형 부품을 상기 고정 성형 부품에 대하여 순차적으로 이동시키는 단계로서, 제1 성형 코어(49)와 제2 성형 덮개(44)는 상기 성형 부품들 사이에 제2 성형 공동(65)을 형성하고, 제2 성형 공동(65)은 제1 성형 공동(63)보다 큰 용적을 갖는 단계와,

제1층(12, 24, 84)과 제2 성형 덮개(44) 사이에 형성된 제2 사출 용적 내로 제2 중합체 재료를 사출하는 단계로서, 상기 제2 중합체 재료가 상기 제1층에 대해 사출되어 복합 제품(10)을 형성하게 되는 단계와,

복합 제품(10)의 조망면에 대한 착색된 외형을 생성하고 복합 제품의 외형을 개선하도록 중합체 재료로 된 상기 제2층에 부합되는 피복면을 생성하기 위해 중합체 재료로 된 제1층(12, 24, 84) 또는 중합체 재료로 된 제2층(14, 22, 86)에 안료 또는 염료를 제공하는 단계를 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제39항에 있어서, 내부에 혼합된 착색된 안료 또는 염료를 상기 제1 중합체 재료에 제공하는 단계를 더 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제39항에 있어서, 상기 제1 및 제2 중합체 재료 중 선택된 재료에 내부에 매립된 광반사 입자를 제공하는 단계를 더 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제39항에 있어서, 상기 제1 및 제2 중합체 재료 중 선택된 재료에 내부에 혼합된 광반사 입자 및 착색된 안료 또는 염료 중 하나 또는 모두를 제공하는 단계를 더 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제39항에 있어서,

착색된 안료 또는 염료를 중합체 재료에 제공하는 단계와,

착색된 안료 또는 염료를 갖는 상기 중합체 재료를 상기 제2 중합체 재료로서 사출하여 상기 제2층을 형성하는 단계를 더 포함하며,

그 전에 광반사 입자를 상기 제1 중합체 재료 내부에 제공하는 단계와,

상기 제1 중합체 재료를 상기 제1층으로서 사출하는 단계를 더 포함하며,

상기 제2 중합체 층은 상기 복층 복합 제품이 다른 각도에서 조망되는 경우에 상기 착색된 안료 또는 염료의 착색 효과를 변화시키는 복층 복합 제품 제조 방법.
제39항에 있어서, 중합체 재료로 된 상기 제1 또는 제2층을 사출하는 단계는 투명 중합체 재료를 사출하는 단계를 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제39항에 있어서, 상기 고정 성형 부품은 제3 성형 덮개(46)를 적어도 포함하고, 제3 성형 덮개(46)는 제3의 3차원 프로파일을 구비하며, 상기 제3 프로파일은 상기 제1 및 제2 프로파일에 본질적으로 부합되어 제3 성형 덮개(46)에 대한 제1 성형 코어(49)의 폐쇄는 제1 성형 덮개(42) 또는 제2 성형 덮개(44) 중 하나에 대한 제1 성형 코어(49)의 폐쇄에 의해 형성된 성형 공동보다 큰 용량의 성형 공동을 생성하고,

상기 복합 제품을 포함하는 제1 성형 코어(49)를 제3 성형 덮개(46)에 정렬시키는 단계로서, 제1 성형 코어(49) 및 제3 성형 덮개(46)는 상기 복합 제품과 상기 제3 성형 덮개 사이에 제3 사출 용적을 형성하는 단계와,

상기 복합 제품과 상기 제3 성형 덮개에 의해 형성된 상기 제3 사출 용적 내로 중합체 재료로 된 제3층을 사출하여 제3층(88)을 형성하는 단계를 더 포함하는 복층 복합 제품 제조 방법.
제39항에 있어서, 상기 고정 성형 부품은 제1 성형 덮개(42)를 적어도 포함하고, 상기 이동 가능 성형 부품은 제1의 3차원 프로파일(49a)을 갖는 제1 성형 코어(49)와 제2의 3차원 프로파일(50a)을 갖는 제2 성형 코어(50)를 적어도 포함하며, 제2 프로파일(50a)은 제1 프로파일(49a)보다 작은 변위 질량을 가져서 제2 성형 코어(50)에 대한 제1 성형 덮개(42)의 폐쇄는 제1 성형 코어(49)에 대한 제1 성형 덮개(42)의 폐쇄에 의해 형성된 성형 공동보다 큰 용량의 성형 공동을 생성하고, 제1층(12, 24, 84)은 제1 성형 덮개(42)와 함께 유지되고, 상기 제2 중합체 재료는 제1층(12, 24, 84)과 제2 성형 코어(50) 사이에 형성된 제2 사출 용적 내로 사출되어, 상기 제2 중합체 재료가 상기 제1층에 대해 사출되어 복합 제품(10)을 형성하는 복층 복합 제품 제조 방법.
기층(14)과 상기 기층과 직접 접촉하면서 상기 기층을 피복하는 상부층(12)을 형성하도록 중첩되어 부합되는 관계로 사출 성형된 제1 및 제2층을 구비하고, 상부층(12)은 복합재의 마무리면 피복을 구성하는 착색된 플라스틱 복합재(10)이며,

상기 기층(14)은 착색된 안료, 염료 및 광반사 입자로 이루어진 그룹으로부터 내부에 혼합된 입자를 갖는 사출 성형된 중합체 재료를 포함하며,

사출 성형된 중합체 재료로 된 상부층(12)은 상기 기층(14)을 보호하는 착색된 플라스틱 복합재.
제47항에 있어서, 상기 보호 상부층(12, 24, 84)은 불투명인 착색된 플라스틱 복합재.
제47항에 있어서, 상기 보호 상부층(12, 24, 84)은 착색되는 착색된 플라스틱 복합재.
제47항에 있어서, 상기 보호 상부층(12, 24, 84)은 투명 중합체 재료인 착색된 플라스틱 복합재.
제47항에 있어서, 상기 보호 상부층(12, 24, 84)은 외부 광택 표면(18, 26)을 갖는 착색된 플라스틱 복합재.
제47항에 있어서, 상기 보호 상부층(12, 24, 84)은, 상기 복합재가 다른 각도에서 조망되는 경우에 상기 착색된 안료 또는 염료의 착색 효과를 변화시키기 위해 내부에 매립된 광반사 입자를 갖는 사출 성형된 중합체 재료를 포함하는 착색된 플라스틱 복합재.
제47항에 있어서, 상기 보호 상부층(12, 24, 84)은 상기 기층(14)과 직접 접촉하는 사출 성형 중합체 재료를 포함하는 착색된 플라스틱 복합재.
제1 및 제2 부합 층을 갖는 착색된 플라스틱 복합재를 형성하기 위한 다단계순차 작동식 성형 장치이며,

복수의 성형 덮개(42, 44, 46)를 갖는 이동 가능 부품과, 복수의 성형 코어(49, 50, 52)를 갖는 고정 성형 부품을 포함하고, 상기 복수의 코어의 각각은 보다 작은 변위 질량을 갖고, 상기 이동 가능 성형 부품은, 상기 이동 가능 부품이 상기 고정 성형 부품에 대해 선택적으로 폐쇄되는 경우에 점진적으로 더 커지는 용량의 사출 용적을 제공하기 위해 상기 고정 성형 부품에 대해 선택적으로 폐쇄되는 다단계 순차 작동식 성형 장치.
제54항에 있어서, 상기 이동 가능 성형 부품은 회전 플래튼(36) 상에 이송되는 다단계 순차 작동식 성형 장치.
제54항에 있어서, 상기 이동 가능 성형 부품은 성형 공동을 형성하는 성형 덮개(42, 44, 46)이고, 상기 고정 성형 부품은 상기 사출 용적 내로 플라스틱을 향하게 하도록 구성된 성형 코어(49, 50, 52)를 구비하는 다단계 순차 작동식 성형 장치.
제54항에 있어서, 상기 회전 성형 부품은 광택있는 내부 표면을 갖는 성형 덮개(42, 44, 46)이고, 상기 고정 성형 부품 성형 코어(49, 50, 52)는 상기 고정 성형 부품 상에 각을 이루어 이격된 위치로 배열된 다단계 순차 작동식 성형 장치.