KR100932249B1 - 심입 박막 제품의 사출금형 - Google Patents

심입 박막 제품의 사출금형 Download PDF

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KR100932249B1
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Abstract

본 발명에 따르면, 길이 방향으로 캐비티를 형성하기 위한 제1중공부를 가지며 외주면에 수지를 주입하기 위한 적어도 두개의 수지주입구가 형성된 제1금형부재와, 상기 제 1금형부재의 상단부와 형합되어 성형공간의 일부를 이루는 제2 형부재와, 상기 제 2금형부재와 결합되어 상기 제 1중공부로 연장되어 제 1성형공간을 형성하는 제 1코어 부재와, 상기 제 1금형부재의 하부와 결합되어 상기 제1성형공간을 밀폐하며 상기 제1커부재와 결합되어 언더컷부를 형성하는 제 2코어부재가 설치된 제 3금형부재를 구비한다.
본 발명의 사출금형은 심입 박막 부품의 성형시 성형공간 내부의 공기 및 수지의 주입시 발생되는 가스에 의해 성형불량, 기포 발생 등을 근본적으로 방지할 수 있다.
심입 박막 부품, 사출,금형, 성형 제품, 가스배출

Description

심입 박막 제품의 사출금형 {injection mold for tempo}
본 발명은 사출금형에 관한 것으로, 더 상세하게는 상대적으로 두께가 얇은 튜브 상의 심입박막형 부품을 성형하기 위한 사출금형에 관한 것이다.
일반적인 사출금형은 상부금형과 하부 금형이 상호 형합되어 성형하고자하는 제품의 형상과 동일한 캐비티가 형성되도록 하고 이 캐비티에 용융된 수지를 고압으로 주입하여 제품을 성형하게 된다. 이 과정에서 성형하고자 하는 제품의 형상이 복잡하여 상하부 금형으로서의 성형 시 형분리가 되지 않은 경우에는 슬라이드 코어를 설치하여 상하부 금형이 형분리되지 않는 부분을 성형하고 있다.
이와 같이 상하부 금형을 이용하여 제품을 성형하는 과정에서 상기 캐비티에는 상하부 금형의 형합 시 갖힌 에어 및 수지 주입 시 발생된 가스가 채워지게 된다. 특히, 사출성형에 사용되는 수지는 보통 수분을 함유하고 있어 고온의 배럴 내부에서 기화하여 수증기를 생성하는 한편 과도한 열과 전단력에 의해 수지가 분해되어 가스를 생성하기도 한다
이러한 가스는 게이트를 통하여 유입되는 수지에 의해 압축되게 되고 최후에 유입되는 부위에 공기가 집중되어 불량요인인 미성형, 기포, 타버림 이 발생하 여 성형성을 저하시키는 문제점을 초래하고 있다. 또한 사출 시 사출압이 상승됨으로써 사출기 및 금형에 무리한 힘이 가하여 지게 되어 금형의 수명이 단축되고, 성형품에 웰드라인이 생기는 등의 성형불량이 유발되는 문제점이 있었다.
한국 공개 특허 제2002-0034733호에는 캐비티 내의 에어를 성형시 취출할 수 있는 플라스틱 금형의 에어 취출구조가 개시되어 있다.
개시된 플라스틱 금형의 에어 취출구조는 금형의 고정부와 가동부 사이에 형성된 충진 공간부에 성형기 사출부로부터 사출된 용융수지가 충진되어 소정 형상의 제품을 성형하는 것으로, 금형가동부에는 충진공간부와 연통되는 캐비티를 형성하고, 이 캐비티에는 끝단이 외부로 노출된 에어 배출 및 세척용 홀을 성형함과 동시에 상기 캐비티 내에는 통기성 소재를 삽입하여 금형 내의 공기 및 가스를 배출 및 세척용홀을 통해 배출되도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 사출금형은 상하부 금형에 캐비티와 연통되는 통기성 소재를 장착하여 주입되는 수지에 의해 캐비티 내의 에어가 통기성소재를 통하여 취출되도록 되어 있으나 수지가 통기성 소재를 가리게 되면 더 이상 에어의 취출이 이루어지지 않게되어 압축된 캐비티 내의 가스 및 에어에 대한 문제점을 근본적으로 해결 할 수 없는 문제점이 있다.
한편, 심입 박막 부품의 하나인 삽입형 생리대의 케이스는 인체의 내부에 삽입되는 제품의 캡슐로서 표면이 부드러워야 하며, 이물질이나 미세한 버(burr)가 발생되어 있는 경우 심각한 부작용을 유발할 수 있으므로 초정밀 금형구조가 필요하다. 또한 상기 케이스는 그 두께가 매우 얇은 구조를 가지고 있으므로 성형성이 좋지 않고, 사출금형 성형공간 내의 가스 배출이 원활하게 이루어지지 않은 경우 가스에 의해 완전한 성형이 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 사출금형의 성형공간 내의 가스의 배출이 원활하게 이루어질 수 있도록 하여 성형공간 내의 공기 및 가스에 의한 미성형, 기포발생 등의 성형제품의 불량을 근본적으로 해결 할 수 있으며 금형설계의 자유도를 높일 수 있는 심입 박막 부품 성형용 사출금형을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 성형코어 없이 언더컷부의 성형이 가능한 심입 박막 부품 성형용 사출금형을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 심입 박막부품 성형용 사출금형은 길이 방향으로 캐비티를 형성하기 위한 제1중공부를 가지며 외주면에 수지를 주입하기 위한 적어도 두개의 수지주입구가 형성된 제1금형부재와,
상기 제 1금형부재의 상단부와 형합되어 성형공간의 일부를 이루는 제2 형부재와,
상기 제 2금형부재와 결합되어 상기 제 1중공부로 연장되어 제 1성형공간을 형성하는 제 1코어 부재와,
상기 제 1금형부재의 하부와 결합되어 상기 제1성형공간을 밀폐하며 상기 제1커부재와 결합되어 언더컷부를 형성하는 제 2코어부재가 설치된 제 3금형부재를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1,2코어부재와 제 3금형부재에 성형공간 내부의 공기 및 가스를 배출하기 위한 가스 배출수단을 더 구비한다.
대안으로 상기 목적을 달성하기 위한 심입박막 부품 성형용 사출금형은
상대적으로 두께가 얇은 튜브본체와, 상기 튜브본체의 상단부 측에 외측으로 형성된 플랜지부와, 상기 튜브본체의 하단부에 원주방향으로 돌출되는 언더컷부를 가진 심입 박막부품인 삽입형 생리대 케이스를 성형하기 위한 것으로,
길이 방향으로 성형공간를 형성하기 위한 제1중공부를 가지며 외주면에 수지를 주입하기 위한 적어도 두개의 수지주입구가 형성되고 상기 플랜지부를 형성하기 위해 중공부의 상단부로부터 연장되는 홈이 형성된 제1금형부재와, 상기 제 1금형부재의 상단부와 형합 및 형분리 되어 홈과 중공부를 밀폐하는 제 2금형부재와,상기 제 1금형부재의 하부에 결합 및 분리되는 제 3금형부재와,
상기 제 2금형부재와 결합되며 상기 제 1중공부로 연장되어 플랜지부와 튜브를 형성하기 위한 성형공간을 구획하며 상기 플랜지부와 인접되는 튜브본체의 내주면에 요철을 형성하기 위한 돌기가 외주면에 형성되고, 성형공간의 상부측을 밀폐하는 제 1코어 부재와, 상기 제 1금형부재의 하부와 결합되어 상기 성형공간의 하부를 밀폐하며 상기 제 1코어부재와 결합되어 원주 방향으로 돌출되는 언더컷부를 형성하는 제 2코어부재를 가진 제 3금형부재를 구비하며,
상기 제 1금형부재와 제3금형부재의 상호 밀착되는 대향면에 반경방향으로 연장되는 가스 배출홈이 형성되고, 제 2코어부재와 상기 제 2코어부재를 제 3금형부재에 결합되는 결합부재를 관통하며 상기 가스배출홈과 연통되는 가스배출공이 형성되고, 상기 제 1코어부재에 길이 방향으로 형성된 제 1코어부재를 냉각시키는 냉각수 공급라인이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 심입박막 부품 성형용 사출금형은 성형공간 내부의 공기 및 수지의 주입 시 발생되는 가스를 원활하게 배출하여 미성형, 가스 발생 등의 문제점을 근본적으로 해결할 수 있으며, 대량생산이 가능하다. 특히 얇고 긴 튜브의 성형성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 심입 박막 부품 성형용 사출금형은 도 1에 도시된 바와 같이 상대적으로 두께가 얇은 튜브본체(2)와, 상기 튜브본체(2)의 상단부 측에 외측으로 형성된 플랜지부(3)와, 상기 튜브본체(2)의 하단부에 원주방향으로 돌출되는 언더컷부(4)를 구비하며, 상기 플랜지부(3)와 인접되는 튜브본체(2)의 내주면에 원주방향으로 요철(5)이 형성된 삽입형 생리대 케이스(1)를 형성하기 위한 것이다.
도 2 및 도 3에는 본 발명에 따른 심입 박막 부품 성형용 사출금형의 일 실시예를 나타내 보였다.
도면을 참조하면, 심입 박막 부품 성형용 사출금형(10)은 길이 방향으로 성형공간을 형성하기 위한 제1중공부(21)를 가지며 외주면에 수지를 주입하기 위한 적어도 두개의 수지주입구(22)가 형성된 제 1금형 부재(20)와, 상기 제 1금형부재(20)의 상단부측과 결합되며 테이퍼 진 제2중공부(31)가 형성된 제 2금형부재(30)를 구비한다. 그리고 상기 제 2금형부재의 제 2중공부(31)와 결합되어 제 1중공부(21)에 삽입됨으로써 튜브본체(2)와 플랜지부(3)의 성형공간 구획하는 제 1코어부재(40)와, 상기 제 1금형부재(20)의 하부측 단부와 형합되어 성형공간을 구획(밀폐)하는 제 3금형부재(50)와, 상기 제 3금형부재(50)에 설치되며 상기 제 1코어부재(40)와 결합되며 언더컷부(4)를 형성하는 제 2코어부재(60)를 구비한다. 그리고 상기 제 1금형부재(20)의 단부와 제 3금형부재(50)의 사이에 설치되는 가스 배출수단(70)을 더 구비한다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 사출금형을 구성요소 별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 제 1금형부재(20)는 사출금형의 본체를 이루는 것으로, 제 1금형부재(20)의 상면에는 상기 케이스(1)의 플랜지부(3)를 형성할 수 있도록 제 1중공부(21)의 주위에 이로부터 연장되는 홈(23)이 형성된다. 그리고 상기 제 1금형부재(21)에 형성된 수지 주입구(22)들은 홈(23)이 형성된 위치의 하부 측에 위치되는 것으로, 상기 제1중공부(21)의 중심을 기준으로 하여 대칭적으로 형성되어 후술하는 성형공간에 수지의 주입이 원활하게 유입될 수 있도록 함이 바람직하다. 그리고 상기 제 1금형부재(20)의 외주면에는 제 1금형부재(20)를 지지할 수 있는 지지돌기(25)가 형성될 수 있다. 한편, 상기 제 1금형부재(20)의 제 1중공부(21)의 내주면은 튜브본체(2)의 외주면을 형성하게 되므로 스크래치가 형성되지 않아야한다. 그리고 상기 제 1중공부(21)의 단부 측 내주면에는 상기 케이스(1)의 언더컷부(4) 를 형성하기 위한 환형홈(26)이 형성된다.
상기 제 2금형부재(30)는 제1금형부재(20)와 형합 및 형분리되는 것으로 형분리 시 성형품인 케이스(1)가 배출될 수 있도록 한다. 이 제 2금형부재(30)는 상기 제 1금형부재(20)와 형합 시 상기 플랜지부(3)의 형성공간의 일부(상부측)를 구획하게 된다. 그리고 상기 제 2금형부재(30)에 형성된 테이퍼진 제 2중공부(31)는 상기 제 1코어부재(40)가 삽입되는 것으로, 제 1코어부재(40)의 삽입위치를 한정하게 된다.
상기 제 1코어부재(40)는 헤드부(41)와, 상기 헤드부(41)로부터 연장되며 상기 제2중공부(31)의 테이퍼와 동일한 테이퍼를 가지는 위치 한정부(42)와 상기 위치 한정부(42)로부터 상기 제 1중공부(21)로 연장되어 성형공간의 일부를 구획하는 제1코어부(43)를 구비한다. 상기 위치 한정부(42)와 인접되는 제1코어부(43)의 외주면에는 튜브본체(2)의 내주면에 요철을 형성하기 위한 복수개의 그루브(44)가 형성된다. 그리고 상기 제1코어부(43)의 하면에는 상기 제 2코어부재(60)와 결합을 위한 인입홈(45)이 형성된다. 그리고 상기 제1코어부재에는 이 제1코어부재를 냉각하기 위한 냉각수라인이 형성된다.
상기 제 3금형부재(50)는 상기 제 1금형부재(20)의 하단부와 형합 및 형분리되어 성형공간의 일부를 이루는 제 3중공부(51)를 가지며 상기 성형공간의 하부를 밀폐하는 구조를 가진다. 상기 제 3중공부(51)는 하방으로 갈수록 직경이 축소되는 방향으로 테이퍼진 구조를 가지며, 상기 제 3중공부(51) 내주면의 제 3금형부재(50)에는 제 3중공부(51)를 따라 돌출되는 복수개의 리브(52)가 형성되어 상기 케이스의 튜브본체의 하부에 절개부(6)를 형성한다. 그리고 상기 제 3금형부재(50)의 제3중공부(51)의 단부로부터 단차(튜브본체의 두께에 해당하는 단차) 지도록 형성된 지지공(53)이 형성된다.
그리고 상기 제 2코어부재(60)는 상기 제 3금형부재(50)의 제 3중공부(51)의 중심부에 지지되어 돌출되어 성형공간과 언더컷부(4)를 형성할 수 있도록 구획하며, 단부에 상기 인입홈(45)과 결합되는 결합돌기(61)가 형성된다. 그리고 상기 제 2코어부재(60)는 상기 제 1코어부(43)와 동일한 직경을 가지는 제2코어부(62)와 상기 제 2코어부(62)로부터 테이퍼진 테이퍼부(63)와, 상기 테이퍼부(63)의 하부에 형성되며 상기 제 3금형부재(50)와 결합된 부쉬(54)와 결합부재(65)에 의해 결합되는 지지부(64)를 구비한다.
상기 가스 배출수단(70)은 제 1,2,금형부재 및 제 1,2코어부재의 형합으로 인하여 생리대 삽입형 케이스의 형상과 동일한 형상의 성형공간 내부의 가스 및 성형 수지 주입 시 발생되는 가스를 배출하기 위한 것으로, 상기 제1코어부(43)의 단부와 상기 제 2코어부(62)의 상면 및 상기 결합부재(65)에 형성된 제 1가스 배출부(71)를 구비한다. 그리고 상기 제 3금형부재(50)의 지지공(53)과 이 지지공에 삽입되는 제 2코어부재(60)의 지지부를 통하여 배출되는 제 2가스 배출부(74)와, 상기 제 1금형부재(20)와, 상기 제 2금형부재(30)의 사이로 배출되는 제 3가스 배출부(미도시)를 더 구비할 수 있다.
상기 제 1가스 배출부(71)는 상기 제 2코어부(62)의 상면과 결합돌기(61)의 외주면 또는 상기 제 1코어부(43)의 하면과 인입홈(45)에 가스배출을 위한 제1가스배출홈(72)들이 형성된다. 이 제1가스 배출홈(72)의 깊이는 용융된 성형수지의 배출이 이루어지지 않도록 2/100mm로 함이 바람직하다. 그리고 상기 결합돌기(61)의 상단부로부터 결합부재(65)를 관통하는 가스 배출공(73)이 형성된다.
그리고 상기 제 2가스 배출부(74)는 상기 지지부(64)의 직경이 이를 지지하는 지지공(64a)의 직경보다 상대적으로 작게 형성되고, 상기 지지부의 하면에는 가스의 배출을 위한 제 2가스 배출홈(75)이 형성된다. 이와 같이 배출된 가스는 결합부재(65)와 부재의 나사 결합부를 통하여 배출된다.
상기 제 3가스 배출부(미도시)는 제 1금형부재(20)의 상면과 상기 제 2금형부재(30) 하면의 적어도 일측에 가스 배출을 위한 제 3가스 배출홈(미도시)들이 형성된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 심입 박막부품의 사출금형(10)은 제 1금형부재(20)와 제 3금형부재(50)를 상호 형합하여 상기 제 1중공부(21)에 상기 제 2코어부(62)가 삽입되도록 한다. 그리고 상기 제 1제 2금형부재(30)와 결합된 제 1코어부(43)를 제1중공부(21)에 삽입함과 아울러 상기 제 1금형부재(20)와 제 2금형부재(30)가 형합되도록 함으로써 성형하고자 하는 심도 박막부품(1)의 형상과 동일한 성형공간이 형성되도록 한다.
이 상태에서 상기 제1금형부재(20)의 측면에 형성된 수지주입구(21)를 통하여 양측에서 용융된 수지를 주입한다. 이때에 상기 수지주입구(21)를 통하여 수지의 주입은 핫런너를 통하여 주입함이 바람직하다.
상기와 같이 수지가 주입되는 과정에서 성형공간내에 있는 가스는 제 1가스 배출부(71) 즉, 제 2코어부의 상면과 결합돌기(61)의 외주면에 형성된 제 1가스 배출홈(72)과 상기 제 2코어부재(60)와 결합부재(65)를 관통하여 형성되는 가스 배출공(73)을 통하여 배출된다. 또한 성형공간 내의 가스는 제 1금형부재(20)의 하면과 제 3금형부재(50)의 상면에 형성된 제 2가스 배출홈(75) 또는 제 1,2금형부재의 대응되는 면에 형성된 제 3배출홈(76)을 통하여 배출된다.
따라서 성형공간에 주입되는 수지는 튜브본체(2)의 두께가 얇다하여도 성형공간에 충분히 충진될 수 있으며, 나아가서는 성형공간내의 공기 또는 수지의 주입 시 발생되는 가스에 의한 성형 불량을 근본적으로 방지할 수 있다.
상기와 같이 성형공간에 수지의 주입이 완료되면, 먼저 제 1금형부재(20)에 대해 상기 제 3금형부재(50)가 분리된다. 이와 같이하면 상기 케이스의 언더컷부(4)와 대응되는 부위 즉, 케이스(1)의 단부로부터 제 2코어부(62)가 분리되어 내부에 공동부를 형성한다. 이 상태에서 상기 제 1코어부재(40)와 제 2금형부재(30)를 동시에 분리한다. 이와 같이하면, 상기 제1코어부(43)에 성형된 케이스(1)가 지지된 상태로 상기 제1중공부(21)로부터 분리됨으로써 제1금형부재(30)의 환형홈(26)으로부터 언더컷부(4)가 분리된다. 상기 제 1코어부(43)의 지지는 상기 제1코어부(43)의 외주면에 복수개의 그루브(43)가 형성되어 있으므로 이에 의해 지지된 상태로 배출된다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명의 사출금형은 성형공간의 내부의 가스를 다단으로 배출 할 수 있으므로 수지의 충진속도 및 수지의 흐름을 빠르게 할 수 있으며, 성형되는 제품이 기포에 의해 미성형되는 것을 방지할 수 있다. 특히 얇은 튜브 본체를 성형하기 위한 성형공간의 가스나 에어가 고압으로 압축되면서 온도가 상승하여 수지가 타는 현상을 방지할 수 있으며, 수지의 충진을 위한 성형 압력이 과다하게 높아지는 것을 방지 할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명은 삽입형 여성 생리대의 케이스 등 심입 박막 부품들의 사출에 널리 적용 가능하다.
도 1은 심입 박막 부품의 일예를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 심입 박막 부품 성형용 사출금형의 분리 사시도,
도 3은 도 2에 도시된 심입 박막 부품 성형용 사출금형의 단면도,

Claims (4)

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  4. 상대적으로 두께가 얇은 튜브본체와, 상기 튜브본체의 상단부 측에 외측으로 형성된 플랜지부와, 상기 튜브본체의 하단부에 원주방향으로 돌출되는 언더컷부를 가진 심입 박막부품인 삽입형 생리대 케이스를 성형하기 위한 것으로,
    길이 방향으로 성형공간를 형성하기 위한 제1중공부(21)를 가지며 외주면에 수지를 주입하기 위한 적어도 두개의 수지주입구(22)가 형성되고 상기 플랜지부를 형성하기 위해 제 1중공부(21)의 상단부로부터 연장되는 홈(23)이 형성된 제1금형부재(20)와, 상기 제 1금형부재(20)의 상단부와 형합 및 형분리 되어 홈과 제1중공부(21)를 밀폐하는 제 2금형부재(30)와,
    상기 제 2금형부재(30)와 결합되며 상기 제 1중공부(21)로 연장되어 플랜지부와 튜브를 형성하기 위한 성형공간을 구획하며 상기 플랜지부와 인접되는 튜브본체의 내주면에 요철을 형성하기 위한 그루브가 외주면에 형성되고, 성형공간의 상부측을 밀폐하는 제 1코어 부재(40)와, 상기 제 1금형부재(20)의 하부와 결합되어 상기 성형공간의 하부를 밀폐하며 상기 제 1코어부재(40)와 결합되어 원주 방향으로 돌출되는 언더컷부를 형성하는 제 2코어부재(60)를 가진 제 3금형부재(50)를 구비하고,
    상기 제 1,2,금형부재 및 제 1,2코어부재(40)(60)의 형합으로 인하여 생리대 삽입형 케이스의 형상과 동일한 형상의 성형공간 내부의 가스 및 성형 수지 주입 시 발생되는 가스를 배출하기 위한 가스배출수단을 더 구비하며, 상기 가스 배출수단은 상기 제1코어부재(40)의 제1코어부(43) 단부와 제 2코어부재(60)의 제 2코어부(62) 상면 및 제 2코어부재와 제 3금형부재를 결합하는 결합부재(65)에 형성된 제 1가스 배출부(71)와, 상기 제 3금형부재(50)의 지지공(53)과 이 지지공에 삽입되는 제 2코어부재(60)의 지지부를 통하여 배출되는 제 2가스 배출부(75)와, 상기 제 1금형부재(20)와, 상기 제 2금형부재(30)의 사이로 배출되는 제 3가스 배출부를 구비하며,
    상기 제 1가스 배출부는 상기 제 2코어부(62)의 상면과 결합돌기(61)의 외주면 또는 상기 제 1코어부(43)의 하면과 인입홈(45)에 가스배출을 위한 제1가스배출홈(72)들이 형성되고, 상기 결합돌기(61)의 상단부로부터 결합부재(65)를 관통하는 가스 배출공(73)이 형성되어 이루어지며, 상기 제 2가스 배출부(74)는 상기 지지부(64)의 직경이 이를 지지하는 지지공(64a)의 직경보다 상대적으로 작게 형성되고, 상기 지지부의 하면에는 가스의 배출을 위한 제 2가스 배출홈(75)이 형성되어 이루어지며, 상기 제 3가스 배출부는 제 1금형부재(20)의 상면과 상기 제 2금형부재(30) 하면의 적어도 일측에 가스 배출을 위한 제 3가스 배출홈들이 형성되어 이루어지며,
    상기 제 1코어부재(40)에 길이 방향으로 형성된 제 1코어부재(40)를 냉각시키는 냉각수 공급라인이 형성된 것을 특징으로 하는 심입 박막부품 성형용 사출금형.
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