KR100991422B1 - 이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기 및 이를 이용한 이중성형품 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기 및 이를 이용한 이중성형품 제조방법에 관한 것으로; 그 목적은 상호 융합되지 않는 이종 이상의 수지가 결합되어 이루어지는 이중성형품을 자동으로 연속 생산하여 작업 생산성을 극대화할 수 있도록 하는 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기에 의하면; 베이스(10) 상부에서 타이바(50)를 통해 길이방향으로 이동이 가능하게 배치되며, 가동유닛(32)을 통해 왕복 이동하는 가동형체(30)와; 상기 가동형체(30)의 일측 벽면에 수직 턴테이블 방식으로 360도 회전 가능하게 배치되는 원형의 회전형판(31)과; 상기 회전형판(31)에 90도 간격을 이루도록 원주방향으로 배치되며 이중성형품(1)의 외부를 이루는 1차 성형품(1a)을 사출 성형하기 위한 4개의 하코어(40~43)와; 상기 베이스(10) 상부 일측에 세워져 설치되며 상기 회전형판(31)과 대향하도록 코어 장착벽면(21)이 마련된 고정형체(20)와; 상기 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 일측에 배치되며 상기 가동형체(30)의 전진 시 상기 하코어(40~43)들중에서 상기 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 일측과 대향하는 하코어(40)와 형합되어 상기 1차 성형품(1a)을 사출 성형하기 위한 제1캐비티를 형성하는 제1상코어(60)와; 상기 제1상코어(60)와 일정간격 이격되게 상기 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 타측에 배치되되, 상기 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 타측과 대향하는 하코어(42)와 형합되어 상기 이중성형품(1)의 내부를 이루는 2차 성형품(1b)을 상기 1차 성형품(1a)의 내면에 일체화되도록 사출 성형하기 위한 제2캐비티를 형성하는 제2상코어(70)와; 상기 제1,제2상코어(60)(70)가 각각 대향되는 하코어(40)(42)들에 형합되어 상기 1차,2차 성형품(1a)(1b)이 성형된 후 개방되면 상기 회전형판(31)을 90도 간격으로 회전시키기 위한 회전구동수단(80)과; 상기 제1상코어(60)와 하코어(40)가 형합되어 상기 1차 성형품(1a)을 성형하며 상기 제2상코어(70)와 하코어(42)가 형합되어 상기 2차 성형품(1b)을 성형하는 도중에, 상기 회전형판(31)의 하코어(41)에 성형된 상태로 노출된 상기 1차 성형품(1a) 내면에 도안(1c)을 인쇄 마킹하기 위한 마킹장치(100)를; 구비하는 것을 특징으로 한다.

이중성형품, 사출, 성형, 금형, 제품, 자동생산, 턴테이블

Description

이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기 및 이를 이용한 이중성형품 제조방법{A INJECTION MOLDING MACHINE AND MANUFACTURE METHOD OF DOUBLE MOLDING PRODUCT}

본 발명은 이중성형품 생산을 위한 사출성형기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상호 융합되지 않은 이종의 수지를 통해 제품을 이중으로 연속 사출성형할 수 있는 이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기 및 이를 이용한 이중성형품 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형기는 상부금형과 하부금형을 형체장치에 장착하고 이를 통해 상호 형합시켜 성형하고자 하는 제품의 형상과 동일한 캐비티(cavity)가 형성되도록 하고, 이 캐비티에 용융된 수지를 고압으로 주입하여 제품을 성형하는 기기이다.

또한, 이중 사출성형은 하나의 부품에 두가지 재료(또는 색상이 다른 수지)를 적용하여 사출하는 방식으로, 사출성형기의 형체장치에 금형 2set를 일체로 설치하고, 먼저 1차 금형을 통해 1차 성형품을 사출 성형한 후 이를 2차 성형할 수 있도록 인력에 의해 금형을 180도 회전시켜 2차 금형의 캐비티와 1차 성형품 공간 에 2차 수지를 투입 사출하는 방식이다. 이러한 종래 이중 사출성형은 전자제품이나 생활용품 또는 휴대폰 등에 다양하게 적용되는 것으로, 특히 휴대폰과 같은 전자 제품의 외부케이스는 기기 내부에 설치된 발광부의 빛을 외부로 발산하기 위한 투명 합성수지(또는 투명 유색수지)를 1차로 사출 성형한 후 1차 사출수지의 내부에 불투명의 내부수지를 2차로 사출 성형함으로써, 외부케이스의 기능과 디자인을 다양하게 연출할 수 있다.

그러나 종래 이중 사출성형 방식에서는 하나의 재질을 먼저 사출성형한 후 인력에 의해 새로운 금형(2차 금형)으로 이동 후 나머지 재질을 사출 성형하게 됨으로써, 작업공정이 복잡한 것은 물론이며 생산성을 높이는데 그 한계가 있다.

한편, 다중사출 성형품의 표면에 인쇄층을 일체로 구성하기 위해, 1차 금형 내부에 인쇄층이 마련된 필름을 미리 배치(인서트)하기도 한다. 그러나 이러한 경우에도 수작업으로 일일이 인쇄층이 마련된 필름을 인서트 배치해야 하며, 제품성형 후에도 외부로 노출된 필름 가장자리부분을 제거하는 사장작업이 요구되어 작업성이 현저하게 떨어지는 단점이 있다.

또한, 1차 금형에는 인쇄층이 마련된 필름을 인서트 고정하기 위한 필름고정가이드 구성이 또다시 추가되어야 함으로써, 사출 금형구성이 복잡하게 이루어지게 된다. 또한, 이러한 필름을 이용한 인쇄층은 다중사출 성형품의 바깥측 표면에 일체화되기 때문에, UV코팅을 한다 하더라도 제품 사용중에 스크레치 등으로 쉽게 지워질 수 있는 단점을 지니고 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로; 본 발명의 목적은 상호 융합되지 않는 이종 이상의 수지가 결합되어 이루어지는 이중성형품을 자동으로 연속 생산하여 작업 생산성을 극대화할 수 있는 이중성형품 자동 생산이 가능한 사출성형기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 성형품 외부를 이루는 1차 성형품 성형 후 이의 내면에 인쇄층을 직접 형성함으로써 제품 사용중에 인쇄층(도안)이 지워지는 것을 방지하면서 이중성형품 내부를 이루는 2차 성형품을 일체화할 수 있는 이중성형품 자동 생산이 가능한 사출성형기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 성형품 외부를 이루는 1차 성형품 성형 후 이의 내면에 접착제를 도포하여 이중성형품 내부를 이루는 2차 성형품을 보다 견실하게 일체화시킬 수 있는 이중성형품 자동 생산이 가능한 사출성형기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 상호 융합되지 않는 이종 이상의 수지가 결합되어 이루어지는 이중성형품을 자동으로 연속 생산하여 작업 생산성을 극대화할 수 있는 사출성형기를 이용한 이중성형품 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 성형품 외부를 이루는 1차 성형품 성형 후 이의 내면에 인쇄층을 직접 형성함으로써 제품 사용중에 인쇄층(도안)이 지워지는 것을 방지하면서 이중성형품 내부를 이루는 2차 성형품을 일체화할 수 있는 사출성형 기를 이용한 이중성형품 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 성형품 외부를 이루는 1차 성형품 성형 후 이의 내면에 접착제를 도포하여 이중성형품 내부를 이루는 2차 성형품을 보다 견실하게 일체화시킬 수 있는 사출성형기를 이용한 이중성형품 제조방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이중성형품 자동 생산이 가능한 사출성형기는; 베이스 상부에서 타이바를 통해 길이방향으로 이동이 가능하게 배치되며, 가동유닛을 통해 왕복 이동하는 가동형체와; 이 가동형체의 일측 벽면에 수직 턴테이블 방식으로 360도 회전 가능하게 배치되는 원형의 회전형판과; 이 회전형판에 90도 간격을 이루도록 원주방향으로 배치되며 이중성형품의 외부를 이루는 1차 성형품을 사출 성형하기 위한 4개의 하코어와; 베이스 상부 일측에 세워져 설치되며 회전형판과 대향하도록 코어 장착벽면이 마련된 고정형체와; 이 고정형체의 코어 장착벽면 일측에 배치되며 가동형체의 전진 시 상기 하코어들중에서 고정형체의 코어 장착벽면 일측과 대향하는 하코어와 형합되어 상기 1차 성형품을 사출 성형하기 위한 제1캐비티를 형성하는 제1상코어와; 이 제1상코어와 일정간격 이격되게 고정형체의 코어 장착벽면 타측에 배치되되, 고정형체의 코어 장착벽면 타측과 대향하는 하코어와 형합되어 상기 이중성형품의 내부를 이루는 2차 성형품을 1차 성형품의 내면에 일체화되도록 사출 성형하기 위한 제2캐비티를 형성하는 제2상코어와; 제1,제2상코어가 각각 대향되는 하코어들에 형합되어 1차,2차 성형품이 성 형된 후 개방되면 상기 회전형판을 90도 간격으로 회전시키기 위한 회전구동수단과; 제1상코어와 하코어가 형합되어 1차 성형품을 성형하며 제2상코어와 하코어가 형합되어 2차 성형품을 성형하는 도중에, 회전형판의 하코어에 성형된 상태로 노출된 1차 성형품 내면에 도안을 인쇄 마킹하기 위한 마킹장치를; 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 사출성형기는 마킹장치가 1차 성형품의 내면에 도안을 직접 인쇄 마킹하기 위한 인쇄헤드와; 1차 성형품의 내면에 투명 접착제를 분무 도포하기 위한 접착제 노즐과; 1차 성형품의 내면을 열풍 건조하기 위한 열풍노즐을; 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 사출성형기는 마킹장치가 1차 성형품의 내면에 도안을 직접 레이져 마킹하기 위한 레이져 마킹기 인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 사출성형기는 마킹장치가 1차 성형품의 내면에 도안을 직접 스크린 인쇄하기 위한 스크린 인쇄기 인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 사출성형기는 제2상코어에 2차 성형품을 성형한 후 고정형체측으로부터 가동형체가 분리되면 이중성형품을 낙하 취출시키기 위한 이젝트로드가 마련된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 이중성형품 제조방법은; 베이스 상부에서 타이바를 통해 길이방향으로 이동이 가능하게 배치되며 가동유닛을 통해 왕복 이동하는 가동형체와; 이 가동형체의 일측 벽면에 수직 턴테이블 방식으로 360도 회전 가능하게 배치되는 원형의 회전형판과; 이 회전형판에 90도 간격을 이루도록 원주방향으로 배 치되며 이중성형품의 외부를 이루는 1차 성형품을 사출 성형하기 위한 4개의 하코어와; 베이스 상부 일측에 세워져 설치되며 회전형판과 대향하도록 코어 장착벽면이 마련된 고정형체와; 이 고정형체의 코어 장착벽면 일측에 배치되며 가동형체의 전진 시 하코어들중에서 고정형체의 코어 장착벽면 일측과 대향하는 하코어와 형합되어 1차 성형품을 사출 성형하기 위한 제1캐비티를 형성하는 제1상코어와; 이 제1상코어와 일정간격 이격되게 고정형체의 코어 장착벽면 타측에 배치되되, 고정형체의 코어 장착벽면 타측과 대향하는 하코어와 형합되어 이중성형품의 내부를 이루는 2차 성형품을 1차 성형품의 내면에 일체화되도록 사출 성형하기 위한 제2캐비티를 형성하는 제2상코어와; 이 제1,제2상코어가 각각 대향되는 하코어들에 형합되어 1차,2차 성형품이 성형된 후 개방되면 회전형판을 90도 간격으로 회전시키기 위한 회전구동수단과; 회전형판의 하코어에 성형된 상태로 노출된 1차 성형품 내면에 도안을 인쇄 마킹하기 위한 마킹장치를; 구비하는 사출성형기를 통해 이중성형품을 연속적으로 사출 성형하는 제조방법에 있어서;

고정형체의 제1상코어와 가동형체의 회전형판에 배치된 하코어를 형합하여 하코어의 내부에 1차 성형품을 사출 성형하는 1차 성형품 성형단계와;

1차 성형품 성형단계 이후에 1차 성형품측이 마킹장치에 근접하도록 회전구동수단을 통해 회전형판을 90도 회전시키며, 1차 성형품 내면에 도안을 인쇄 마킹하는 도안 인쇄단계와;

도안 인쇄단계 이후에 회전구동수단을 통해 회전형판을 90도 회전시켜 도안이 인쇄된 1차 성형품측을 고정형체의 제2상코어와 대향시킨 후 제2상코어를 형합 하여 1차 성형품의 내면에 이중성형품의 내부를 이루는 2차 성형품을 일체화되도록 사출 성형하는 2차 성형품 성형단계와;

2차 성형품 성형단계 이후에 고정형체측으로부터 가동형체를 분리시키면서 이중성형품을 취출하는 성형품 취출단계를; 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 이중성형품 제조방법은 1차 성형품 성형단계에서 제1상코어와 하코어 사이에 형성되는 제1캐비티에 투명 용융수지를 주입하여 1차 성형품을 성형하며; 2차 성형품 성형단계에서 제2상코어와 하코어 사이에 형성되는 제2캐비티에 불투명 용융수지를 주입하여 2차 성형품을 성형하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 이중성형품 제조방법은 도안 인쇄단계가 1차 성형품의 내면에 투명 접착제를 분무 도포하는 접착제 1차 분무공정과; 이 접착제 1차 분무공정 이후에 1차 성형품의 내면에 도안을 인쇄하는 도안 인쇄공정과; 이 도안 인쇄공정 이후에 1차 성형품의 내면에 투명 접착제를 분무 도포하는 접착제 2차 분무공정과; 이 2차 분무공정 이후에 열풍을 송풍하여 1차 성형품 내면을 건조시키는 건조공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 따른 이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기 및 이를 이용한 이중성형품 제조방법에 의하면; 상호 융합되지 않는 이종 이상의 수지가 결합되어 이루어지는 이중성형품을 하코어들이 4곳에 배치된 회전형판을 90도 간격으로 회전시키면서 자동으로 연속생산하여 작업 생산성을 극대화할 수 있는 작용효과가 있다. 또한, 회전형판이 가동형체의 벽면에 수직 턴테이블 형태로 장착되기 때 문에, 전반적인 사출성형기의 구성을 콤팩트하게 구성할 수 있는 장점이 있다.

그리고 성형품의 외부를 이루는 1차 성형품 성형 후 이의 내면에 인쇄층이 직접 형성됨으로써 생산 작업성을 높일 수 있는 것은 물론이며, 인쇄층이 1차 성형품 내면에 형성되기 때문에 제품 사용중에 지워지지 않게 되는 장점이 있다(특히, 이중성형품이 취출된 후 별도의 사상작업이 요구되지 않아 생산성을 종래에 비해 월등하게 높일 수 있는 이점이 있다.)

또한, 1차 성형품 내면에 투명 접착제 층을 직접 형성함으로써, 이중성형품의 내면을 이루는 2차 성형품은 1차 성형품 내면에 보다 견실하게 일체 성형되는 장점이 있다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부도면을 간략히 설명하면; 도 1과 도 2는 본 발명에 따른 사출성형기를 통해 성형된 성형품의 구조를 보인 것이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 사출성형기의 구조를 개략적으로 보인 것이다. 그리고 도 6은 본 발명에 따른 이중성형품의 제조방법을 단계별로 보인 블록도이고, 도 7 내지 도 10은 본 발명에 따른 사출성형기의 작동상태를 보인 것이다. (본 발명의 실시 예 설명에서 이중성형품은 MP-3 전자제품의 전면케이스를 예로 도시하였다.)

<본 발명에 따른 이중성형품 사출 성형을 위한 사출성형기 구성 설명>

먼저, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 사출성형기를 통해 생산된 이중성형품(1)은 투명수지 원료를 주입한 1차 금형을 통해 성형되어 성형품의 외부 를 이루는 소정두께의 1차 성형품(1a)과, 이 1차 성형품(1a)의 내면에 표현하고자 하는 문자 또는 숫자 등이 마킹장치를 통해 직접 인쇄되어 이루어진 도안층(1c;인쇄층)과, 2차 금형을 통해 불투명수지를 원료로 1차 성형품(1a) 내면에 일체화되도록 성형하여 성형품의 내부를 이루는 2차 성형품(1b)으로 구분된다. 즉, 이중성형품(1)은 투명수지를 통한 1차 성형품(1a) 층과, 불투명수지를 통한 2차 성형품(1b) 층으로 이루어져 있다.

이러한 이중성형품(1)을 연속적으로 자동 생산하기 위한 본 발명에 따른 사출성형기는 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 베이스(10)의 일측 상부에 세워져 설치되며 일측면에 금형코어 장착을 위한 코어 장착벽면(21)이 마련된 고정형체(20)와, 이 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21)과 대향되도록 배치되며 베이스(10)의 타측 상부에서 가로방향으로 왕복 이동할 수 있도록 배치된 가동형체(30)와, 가동형체(30)의 측면부에 수직 턴테이블 방식으로 360도 회전 가능하게 배치되는 원판형의 회전형판(31)과, 이 회전형판(31)에 원주방향으로 배치되며 이중성형품(1)을 이루는 1차 성형품(1a)을 사출 성형하기 위한 하코어(40~43)들과, 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 일측에 장착되어 1차 성형품(1a)을 성형하기 위한 제1캐비티를 형성하는 제1상코어(60)와, 이 제1상코어(60)와 대향되게 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 타측에 장착되어 1차 성형품(1a) 내면에 이중성형품(1)을 이루는 2차 성형품(1b)을 일체로 사출 성형하기 위한 제2캐비티를 형성하는 제2상코어(70) 등을 갖추고 있는데, 각 구성요소들의 상세한 구조는 다음과 같다.

먼저, 가동형체(30)는 사출성형기의 베이스(10) 상부에서 전후로 왕복이동 가능하게 배치되며, 작동유닛(32), 즉 유압실린더 유닛을 통해 고정형체(20)를 향해 왕복 이동하게 된다(도 3과 도 4의 화살표 방향 참조). 이러한 가동형체(30)는 대략 상당한 두께를 갖는 금속 플레이트 형태로 이루어지는데, 각 가장자리 코너부위에 타이바(50)가 각각 관통하여 왕복 이동이 가이드된다. 즉, 4개의 타이바(50)는 가동형체(30)의 가장자리를 관통하도록 배치되면서 고정형체(20)의 코너부위에 각각 고정 배치된다. 따라서 가동형체(30)는 작동유닛(32;유압실린더 유닛)의 구동으로 타이바(50)들을 통해 가이드되면서 베이스(10) 상부에서 정확하게 고정형체(20)를 향해 전후로 왕복 이동할 수 있게 되는 것이다. {본 발명의 실시 예에서는 가동형체(30)를 유압실린더 유닛(32)을 통해 직접압력을 전달하는 직압식 메카니즘을 통해 왕복 이동시키는 것으로 설명하였지만, 이에 국한하지 않고 간접적으로 가동형체를 가동시킬 수 있는 링크 메카니즘을 적용할 수 있음은 물론이다.}

또한, 원판형의 회전형판(31)은 고정형체(20)를 향하는 가동형체(30)의 벽면에서 회전축(33)을 통해 수직 턴테이블 방식으로 360도 회전 가능하게 배치되는 것으로, 여기에는 원주방향으로 각각 하코어(40~43)들이 착탈식으로 장착될 수 있다.

또한, 원판형의 회전형판(31)은 일정한 시간(사출성형시간)을 주기로 금형이 개폐되면서 90도 간격으로 일방향 회전하도록 제어패널(200)을 통해 프로그램화되어 있으며, 회전형판(31)을 직접 회전시키기 위한 회전구동수단(80) 역시 제어패널(200)을 통해 구동 제어된다.

이러한 회전구동수단(80)은 가동형체(30) 내측에 마련되는 것으로, 여기에는 모터의 동력을 감속하여 회전형판(31)의 회전축(33)을 90도 간격으로 회전시키기 위한 감속기어박스 등을 갖추고 있다. 따라서 회전구동수단(80)은 이중성형품(1)을 연속적으로 사출성형할 수 있도록 제1,제2상코어(60)(70)가 각각 대향되는 하코어(40)(42)들에 형합되어 1차,2차 성형품(1a)(1b)을 사출 성형한 후 개방되면 회전형판(31)을 90도 간격으로 회전(도면에서는 시계 방향으로 회전)시키도록 구동하게 된다. 하코어(40~43)들은 회전형판(31)에 90도 간격을 이루도록 원주방향으로 장착되는데, 제1상코어(60)와 형합되어 이중성형품(1)의 외부를 이루는 1차 성형품(1a)을 사출 성형하기 위한 것이다. 이러한 4개의 하코어(40~43)들은 모두 동일한 것으로, 제1상코어(60)와 형합되면서 1차 성형품(1a)을 성형하기 위한 제1캐비티를 형성하게 된다.

그리고 도 3과 도 4를 참조하면; 고정형체(20)는 사출성형기의 베이스(10) 상부 일측에 고정 설치되면서 회전형판(31)과 대향하도록 코어 장착벽면(21)이 마련되며, 이의 네 모서리부위에는 가동형체(30)의 왕복이동을 가이드하는 타이바(50)들의 선단이 고정 결합된다. 이러한 고정형체(20)에는 각각 1차 성형품(1a)과 2차 성형품(1b)을 성형하기 위한 용융수지를 고압으로 공급하기 위한 제1, 제2스크루 실린더장치(23)(24)가 연계 장착된다.

또한, 제1상코어(60)는 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 일측 가장자리에 장착되며 회전형판(31)에 배치된 하코어(40~43)들 중에서 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 일측 가장자리와 대향되는 하코어(40)와 형합되어 이중성형품(1)을 이루는 1차 성형품(1a)을 사출 성형하기 위한 제1캐비티를 형성하게 된다. 이러한 제1캐비티에는 제1스크루 실린더장치(23)를 통해 용융수지가 공급되어 1차 성형 품(1a)이 성형되게 되는데, 이러한 것은 이중성형품 제조과정 설명에서 상술한다.

그리고 제2상코어(70)는 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 타측 가장자리에 장착되는데, 회전형판(31)에 배치된 하코어(40~43)들 중에서 1차 성형품(1a)이 내부에 성형된 하코어(42)와 형합된다. 즉, 제2상코어(70)는 이와 마주하는 곳에 위치되는 하코어(42)와 형합되어 이중성형품(1)의 내부를 이루는 2차 성형품(1b)을 1차 성형품(1a)의 내면에 일체화되도록 사출 성형하기 위한 제2캐비티를 형성하게 된다. 이러한 제2캐비티에는 제2스크루 실린더장치(24)를 통해 용융수지가 공급되어 1차 성형품(1a)의 내면에 2차 성형품(1b)을 성형하게 되는데, 이러한 것은 이중성형품 제조과정 설명에서 상술한다. 또한, 제2상코어(70)에는 2차 성형품(1b)을 성형한 후 고정형체(20)측으로부터 회전형판(31)이 분리되면 성형이 완성된 이중성형품(1)을 취출 낙하시키기 위한 이젝트로드(71)가 마련된다. 이러한 것은 제2상코어(70)가 분리되는 과정에서 성형된 이중성형품(1)을 하코어(32)로부터 취출하면서 이루어지도록 구성함이 바람직하다.

한편, 사출성형기의 고정형체(20) 상부에는 회전형판(31)의 하코어(41)에 내부에 성형된 상태로 노출된 1차 성형품(1a)의 내면에 접착제를 도포하며 도안(1c)을 직접 인쇄마킹하기 위한 마킹장치(100)가 배치되어 있다. 도 4에 도시한 바와 같이, 이 마킹장치(100)는 제1상코어(60)와 하코어(40)가 형합되어 1차 성형품(1a)을 성형하고 제2상코어(70)와 하코어(42)가 형합되어 2차 성형품(1b)을 성형하는 과정 중에서 하코어(41)에 성형된 상태 그대로 노출된 반경화 상태의 1차 성형품(1a) 내면에 숫자 또는 문자 등의 도안(1c;도 2참조)을 마킹(인쇄)하는 다관절 로봇 형태의 기기로, 1차 성형품(1a)의 내면에 도안(1c)을 직접 인쇄 마킹하기 위한 인쇄헤드(110)와, 1차 성형품(1a)의 내면에 투명 접착제를 분무 도포하기 위한 접착제 노즐(120)과, 1차 성형품(1a)의 내면을 열풍 건조하기 위한 열풍노즐(130)을 갖추고 있다. 이러한 접착제 노즐(120)을 통해 분무되는 투명 접착제는 1차,2차 성형품(1a)(1b)을 보다 견실하게 일체화시키기 위한 것이며, 열풍 노즐(130)은 단시간(2~5초)내에 접착제 및 도안을 건조시키기 위한 것이다. 본 발명의 실시 예에서 마킹장치(100)는 1차 성형품(1a)의 내면에 도안(1c)을 직접 레이저 마킹할 수 있는 레이저 마킹기로 구성하였는데, 이에 국한하지 않고 1차 성형품(1a)의 내면에 도안(1c)을 직접 스크린 인쇄할 수 있는 스크린 인쇄기를 적용할 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 실시 예에서는 인쇄헤드(110) 부위에 접착제 노즐(120)과 열풍노즐(130)을 일체화되게 구성한 것으로 도시하였지만, 별도로 배치되어 개별적으로 제어될 수 있음은 물론이다.

<본 발명에 따른 사출성형기를 통한 이중성형품 제조과정 설명>

다음에는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 사출성형기를 통해 이중성형품(1)을 사출 성형하는 제조과정을 도 6 내지 10을 참조하여 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 사출성형기를 이용한 이중성형품 제조과정은 도 6에 도시한 바와 같이, 이중성형품(1)의 외부를 이루는 1차 성형품(1a)을 사출 성형하는 1차 성형품 성형단계(S10)와, 1차 성형품 성형단계(S10) 이후에 1차 성형품(1a)의 내면에 접착제(1d)(1e)를 도포하며 도안(1c)을 인쇄 마킹하는 도안 인쇄단계(S20)와, 1차 성형품(1a)의 내면에 이중성형품(1)의 내부를 2차 성형품(1b)을 사 출 성형하는 2차 성형품 성형단계(S30)와, 이중성형품(1)을 금형 코어로부터 취출하는 취출단계(S40)로 대별되는데, 각각의 단계를 상술하면 다음과 같다.

<1차 성형품 성형단계;S10>

먼저, 도 7과 도 8에 도시한 바와 같이, 가동형체(30)를 가동유닛(32;유압실린더 유닛)을 통해 고정형체(20)측을 향해 전진시킨다(도 7과 도 8의 화살표 방향 참조).

따라서 고정형체(20)에 장착된 제1상코어(60)는 이와 마주하는 위치의 하코어(40)와 형합되어 이중성형품(1)의 외부를 이루는 1차 성형품(1a) 사출 성형하기 위한 제1캐비티를 형성하게 된다. 이러한 제1캐비티에는 제1스크루 실린더장치(23)를 통해 투명 용융수지(투명 ABS 수지 또는 투명 아크릴 수지 등)를 고압으로 주입함으로써, 여기에서 1차 성형품(1a)이 하코어(40)내에 성형한다.

이러한 1차 성형품(1a)은 회전형판(31)의 90도 회전 시 하코어(40) 내부에 위치된 상태로 마킹장치(100)를 향하게 된다.

<도안 인쇄단계;S20>

그리고 제1상코어(60)와 하코어(40)가 형합되어 1차 성형품(1a)을 성형하는 과정과 함께, 회전형판(31)의 하코어(41) 내부에 성형된 상태로 노출된 1차 성형품(1a)의 내면에 접착제(본 발명의 실시 예에서 접착제는 가온 시 쉽게 용융되는 HOT MELT를 적용하였다)를 도포하며 숫자 또는 문자 등의 도안(1c)을 인쇄 마킹하는 공정을 동시 실시한다.

즉, 도안 인쇄단계(S20)는 하코어(41) 내부에 성형되어 반경화상태의 1차 성 형품(1a) 내면에 마킹장치(100)의 접착제 노즐(120)을 통해 투명 접착제를 분무하여 미세한 접착제 층(1d)을 1차로 형성하는 공정(접착제 1차 분무공정:S21)과, 1차 성형품(1a) 내면, 즉 1차 접착제 층(1d) 위에 마킹장치(100)의 인쇄헤드(110)를 통해 도안(1c)을 직접 인쇄 마킹하는 공정(도안 인쇄공정;S22)과, 도안(1c)이 인쇄된 1차 성형품(1a) 내면에 투명 접착제를 분무하여 미세한 접착제 층(1e)을 2차로 형성하는 공정(접착제 2차 분무공정:S23)과, 마킹장치(100)의 열풍 노즐(130)을 통해 열풍(70~80℃)을 강제 송풍하여 1차 성형품(1a) 내면을 속성 건조시키는 공정(건조공정;S24)으로 이루어진다.

이와 같이, 도안 인쇄공정(S22) 전후에 접착제 층(1d)(1e)을 형성하며 건조공정(S24)을 실시하는 것은 1차 성형품(1a)의 내면에 도안(1c)과 2차 성형품(1b)을 보다 견실하게 일체화하기 위한 것이다. 또한, 상기와 같은 접착제 1차 분무공정(S21)과, 도안 인쇄공정(S22)과, 접착제 2차 분무공정(S23)과, 열풍을 이용한 건조공정(S24)은 제1상코어(60)를 통해 1차 성형품(1a)을 사출 성형하는 시간(30~40초)내에 빠른 속도로 이루어지게 된다.

<2차 성형품 성형단계;S30>

상기와 같이, 내면에 도안(1c)이 직접 인쇄 마킹된 1차 성형품(1a)은 가동형체(30)가 개방되면서 다시 회전형판(31)이 90도 회전하면, 하코어(41)내에 위치된 상태로 제2상코어(70)측을 향하게 된다.

그리고 가동형체(30)가 다시 전진하여 고정형체(20)와 형합되면, 1차 성형품(1a) 성형 및 도안(1c) 마킹 공정이 또다시 동시에 진행되는 것은 물론이며 고정 형체(20)에 장착된 제2상코어(70)는 이와 마주하는 위치의 하코어(42)와 형합되어 이중성형품(1)의 내부를 이루는 2차 성형품(1b) 사출 성형하기 위한 제2캐비티를 형성하게 된다.

이때, 제2상코어(70)와 형합되는 하코어(42) 내부에는 제1상코어(60)와의 형합으로 이미 1차 성형품(1a)이 내부에 성형된 상태이다. 따라서 제2상코어(70)는 형합 시 이중성형품(1) 내부를 이루는 2차 성형품(1b)을 1차 성형품(1a) 내면에 일체화되도록 사출 성형하기 위한 제2캐비티를 형성한다. 이러한 제2캐비티에는 제2스크루 실린더장치(24)를 통해 불투명 용융수지를 고압으로 주입함으로써, 여기에서 2차 성형품(1b)이 도안(1c)이 인쇄된 1차 성형품(1a) 내면에 일체로 성형된다.

한편, 도 6에 도시한 2차 성형품 성형단계(S30)에서는 1차 성형품(1a)과 2차 성형품(1b) 사이에 투명 접착제 층(1d)(1e)을 도시하였지만, 실질적으로는 1차 성형품(1a) 내면에 2차 성형품(1b)이 일체로 성형되는 도중에 투명 접착제 층(1d)(1e) 역시 용융 일체화되어 육안으로는 보이지 않게 된다.

<성형품 취출단계;S40>

그리고 도 9와 10에 도시한 바와 같이, 제1상코어(60)와 제2상코어(70)를 회전형판(31)측에서부터 분리시키면, 성형이 완료된 이중성형품(1)은 하코어(42)로부터 빠져나오면서 제2상코어(70)에 마련된 이젝트로드(71)가 탄성 돌출되어 이를 취출 낙하시키게 됨으로써, 이중성형품(1)을 획득할 수 있다.

또한, 이중성형품(1)이 빠져나가 비어있는 하코어(42)는 회전형판(31)의 90도 회전 시 대기상태(공코어 상태)로 아래측에 위치된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 사출성형기에서는 90도 간격을 이루도록 하코어(40~43)들이 원주방향으로 4개 배치된 수직 턴테이블 형태의 회전형판(31)을 90도씩 회전시키면서 제1,제2상코어(60)(70)들을 형개폐하면, 1차 성형품 성형단계(S10), 도안 인쇄단계(S20), 2차 성형품 성형단계(S30), 성형품 취출단계(S40)를 거쳐 상호 융합되지 않는 이종의 수지가 결합되어 이루어지는 이중성형품(1)이 자동으로 연속 생산된다.

아울러 성형품의 외부를 이루는 1차 성형품(1a) 성형 후 마킹장치(100)를 통해 1차 성형품(1a) 내면에 접착제를 도포하며 직접 도안(1c)을 형성함으로써, 생산 작업성을 높일 수 있는 것은 물론이며 도안(1c)이 1차 성형품(1a) 내면에 형성되기 때문에 제품 사용중에 지워지지 않는다. 특히, 1차 성형품(1a) 내면에 투명 접착제 층(1d)(1e)이 형성되어 있기 때문에, 2차 성형품(1b)은 1차 성형품(1a)의 내면에 보다 견실하게 일체적으로 성형된다.

한편, 본 발명의 실시 예에서는 1차 성형품(1a)을 투명 용융수지를 원료로 하여 성형하는 것으로 설명하였지만, 반투명 용융수지를 통해서도 성형할 수 있는 것은 물론이며 이러한 경우에도 내면에 직접 마킹(인쇄)된 도안(1c)이 선명하게 보이게 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 2차 성형품(1b)을 불투명 용융수지를 주입하여 성형하는 것으로 설명하였지만, 이에 국한하지 않고 형광 불투명 용융수지를 주입하여 성형하면 보다 다양한 제품을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 사출성형기로 제작된 이중성형품을 보인 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 사출성형기로 제작된 이중성형품을 분해하여 보인 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기의 구조를 개략적으로 보인 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 사출성형기의 구조를 개략적으로 보인 측면도이다.

도 5는 도 5의 Ⅴ - Ⅴ선 방향에서 본 도면으로, 본 발명에 따른 사출성형기의 회전형판 및 하코어들의 배치구조를 발췌하여 보인 것이다.

도 6은 본 발명에 따른 사출성형기를 통한 이중성형품 제조방법을 단계별로 보인 블록도이다.

도 7과 도 8은 본 발명에 따른 사출성형기의 금형 폐쇄작동 상태를 보인 것이다.

도 9와 도 10은 본 발명에 따른 사출성형기의 금형 개방작동 상태를 보인 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1..이중성형품 10..베이스

20..고정형체 23..제1스크루 실린더

24..제2스크루 실린더 30.가동형체

31..회전형판 40~43..하코어

50..타이바 60..제1상코어

70..제7상코어 80..회전구동수단

100..마킹장치 200..제어패널

Claims (8)

1. 서로 다른 이종재질을 통해 외부와 내부가 이루어진 이중성형품(1)을 연속적으로 사출 성형할 수 있는 이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기에 있어서;

   상기 사출성형기는;

   베이스(10) 상부에서 타이바(50)를 통해 길이방향으로 이동이 가능하게 배치되며, 가동유닛(32)을 통해 왕복 이동하는 가동형체(30)와;

   상기 가동형체(30)의 일측 벽면에 수직 턴테이블 방식으로 360도 회전 가능하게 배치되는 원형의 회전형판(31)과;

   상기 회전형판(31)에 90도 간격을 이루도록 원주방향으로 배치되며 상기 이중성형품(1)의 외부를 이루는 1차 성형품(1a)을 사출 성형하기 위한 4개의 하코어(40~43)와;

   상기 베이스(10) 상부 일측에 세워져 설치되며 상기 회전형판(31)과 대향하도록 코어 장착벽면(21)이 마련된 고정형체(20)와;

   상기 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 일측에 배치되며 상기 가동형체(30)의 전진 시 상기 하코어(40~43)들중에서 상기 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 일측과 대향하는 하코어(40)와 형합되어 상기 1차 성형품(1a)을 사출 성형하기 위한 제1캐비티를 형성하는 제1상코어(60)와;

   상기 제1상코어(60)와 일정간격 이격되게 상기 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 타측에 배치되되, 상기 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 타측과 대향하는 하코어(42)와 형합되어 상기 이중성형품(1)의 내부를 이루는 2차 성형품(1b)을 상기 1차 성형품(1a)의 내면에 일체화되도록 사출 성형하기 위한 제2캐비티를 형성하는 제2상코어(70)와;

   상기 제1,제2상코어(60)(70)가 각각 대향되는 하코어(40)(42)들에 형합되어 상기 1차,2차 성형품(1a)(1b)이 성형된 후 개방되면 상기 회전형판(31)을 90도 간격으로 회전시키기 위한 회전구동수단(80)과;

   상기 제1상코어(60)와 하코어(40)가 형합되어 상기 1차 성형품(1a)을 성형하며 상기 제2상코어(70)와 하코어(42)가 형합되어 상기 2차 성형품(1b)을 성형하는 도중에, 상기 회전형판(31)의 하코어(41)에 성형된 상태로 노출된 상기 1차 성형품(1a) 내면에 도안(1c)을 인쇄 마킹하기 위한 마킹장치(100)를; 구비하는 것을 특징으로 하는 이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 마킹장치(100)는;

   상기 1차 성형품(1a)의 내면에 상기 도안(1c)을 직접 인쇄 마킹하기 위한 인쇄헤드(110)와;

   상기 1차 성형품(1a)의 내면에 투명 접착제를 분무 도포하기 위한 접착제 노즐(120)과;

   상기 1차 성형품(1a)의 내면을 열풍 건조하기 위한 열풍노즐(130)을; 구비하는 것을 특징으로 하는 이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 마킹장치(100)는;

   상기 1차 성형품(1a)의 내면에 상기 도안을 직접 레이져 마킹하기 위한 레이져 마킹기 인 것을 특징으로 하는 이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 마킹장치(100)는;

   상기 1차 성형품(1a)의 내면에 상기 도안을 직접 스크린 인쇄하기 위한 스크린 인쇄기 인 것을 특징으로 하는 이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 제2상코어(70)에는 상기 2차 성형품(1b)을 성형한 후 상기 고정형체(20)측으로부터 상기 가동형체(30)가 분리되면 상기 이중성형품(1)을 낙하 취출시키기 위한 이젝트로드(71)가 마련된 것을 특징으로 하는 이중성형품 자동생산이 가능한 사출성형기.
6. 베이스(10) 상부에서 타이바(50)를 통해 길이방향으로 이동이 가능하게 배치되며 가동유닛(32)을 통해 왕복 이동하는 가동형체(30)와; 상기 가동형체(30)의 일측 벽면에 수직 턴테이블 방식으로 360도 회전 가능하게 배치되는 원형의 회전형판(31)과; 상기 회전형판(31)에 90도 간격을 이루도록 원주방향으로 배치되며 이중성형품(1)의 외부를 이루는 1차 성형품(1a)을 사출 성형하기 위한 4개의 하코어(40~43)와; 상기 베이스(10) 상부 일측에 세워져 설치되며 상기 회전형판(31)과 대향하도록 코어 장착벽면(21)이 마련된 고정형체(20)와; 상기 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 일측에 배치되며 상기 가동형체(30)의 전진 시 상기 하코어(40~43)들중에서 상기 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 일측과 대향하는 하코어(40)와 형합되어 상기 1차 성형품(1a)을 사출 성형하기 위한 제1캐비티를 형성하는 제1상코어(60)와; 상기 제1상코어(60)와 일정간격 이격되게 상기 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 타측에 배치되되, 상기 고정형체(20)의 코어 장착벽면(21) 타측과 대향하는 하코어(42)와 형합되어 상기 이중성형품(1)의 내부를 이루는 2차 성형품(1b)을 상기 1차 성형품(1a)의 내면에 일체화되도록 사출 성형하기 위한 제2캐비티를 형성하는 제2상코어(70)와; 상기 제1,제2상코어(60)(70)가 각각 대향되는 하코어(40)(42)들에 형합되어 상기 1차,2차 성형품(1a)(1b)이 성형된 후 개방되면 상기 회전형판(31)을 90도 간격으로 회전시키기 위한 회전구동수단(80)과; 상기 회전형판(31)의 하코어(41)에 성형된 상태로 노출된 상기 1차 성형품(1a) 내면에 도안(1c)을 인쇄 마킹하기 위한 마킹장치(100)를; 구비하는 사출성형기를 통해 이중성형품(1)을 연속적으로 사출 성형하는 제조방법에 있어서;

   상기 고정형체(20)의 제1상코어(60)와 상기 가동형체(30)의 회전형판(31)에 배치된 하코어(40)를 형합하여 상기 하코어(40)의 내부에 상기 1차 성형품(1a)을 사출 성형하는 1차 성형품 성형단계(S10)와;

   상기 1차 성형품 성형단계(S10) 이후에 상기 1차 성형품(1a)측이 상기 마킹장치(100)에 근접하도록 상기 회전구동수단(80)을 통해 상기 회전형판(31)을 90도 회전시키며, 상기 1차 성형품(1a) 내면에 도안(1c)을 인쇄 마킹하는 도안 인쇄단계(S20)와;

   상기 도안 인쇄단계(S20) 이후에 상기 회전구동수단(80)을 통해 상기 회전형판(31)을 90도 회전시켜 상기 도안(1c)이 인쇄된 상기 1차 성형품(1a)측을 상기 고정형체(20)의 제2상코어(70)와 대향시킨 후 상기 제2상코어(70)를 형합하여 상기 1차 성형품(1a)의 내면에 이중성형품(1)의 내부를 이루는 2차 성형품(1b)을 일체화되도록 사출 성형하는 2차 성형품 성형단계(S30)와;

   상기 2차 성형품 성형단계(S30) 이후에 상기 고정형체(20)측으로부터 상기 가동형체(30)를 분리시키면서 이중성형품(1)을 취출하는 성형품 취출단계(S40)를; 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형기를 이용한 이중성형품 제조방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 1차 성형품 성형단계(S10)에서는 상기 제1상코어(60)와 하코어(40) 사이에 형성되는 제1캐비티에 투명 용융수지를 주입하여 상기 1차 성형품(1a)을 성형하며;

   상기 2차 성형품 성형단계(S30)에서는 상기 제2상코어(70)와 하코어(42) 사이에 형성되는 제2캐비티에 불투명 용융수지를 주입하여 상기 2차 성형품(1b)을 성형하는 것을 특징으로 하는 사출성형기를 이용한 이중성형품 제조방법.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 도안 인쇄단계(S20)는;

   상기 1차 성형품(1a)의 내면에 투명 접착제(1d)를 분무 도포하는 접착제 1차 분무공정(S21)과;

   상기 접착제 1차 분무공정(S21) 이후에 상기 1차 성형품(1a)의 내면에 상기 도안(1c)을 인쇄하는 도안 인쇄공정(S22)과;

   상기 도안 인쇄공정(S22) 이후에 상기 1차 성형품(1a)의 내면에 투명 접착제(1e)를 분무 도포하는 접착제 2차 분무공정(S23)과;

   상기 2차 분무공정(S23) 이후에 열풍을 송풍하여 상기 1차 성형품(1a) 내면을 건조시키는 건조공정(S24)을 구비하는 것을 특징으로 하는 사출성형기를 이용한 이중성형품 제조방법.

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