KR101001412B1 - 사출 성형 금형, 사출 성형 방법 - Google Patents

Abstract

본원 발명의 사출 성형 금형은 캐비티로 용융 재료를 사출하는 게이트를 복수 갖고, 용융 재료의 사출 타이밍을 게이트마다 설정 가능하고, 임시 공간은 인접하는 게이트의 개구부를 연결하는 부위에 원하는 성형품 표면으로부터 돌출되는 측으로 마련된 긴 형상의 홈부(126)로서 구성되어 있고, 각 게이트로부터의 용융 재료의 사출 타이밍은 인접하는 게이트의 한쪽(111)으로부터 압입되어 상기 홈부에 따라서 진행하는 용융 재료의 흐름 선두 부분이 다른 쪽 게이트(112) 위치를 통과하는 타이밍으로 상기 다른 쪽 게이트(112)로부터의 용융 재료의 압입을 개시하도록 설정되어 있고, 상기 홈부(126) 내의 용융 수지를 캐비티 내부측으로 복귀시키도록 하여 상기 홈부를 소멸시키는 소멸 수단을 갖고, 인접하는 게이트(111)의 한쪽으로부터 압입되어 상기 홈부(126)에 따라서 진행하는 용융 재료의 흐름 선두 부분이 다른 쪽 게이트(112) 위치를 통과한 후에 상기 소멸 수단에 의한 소멸 동작이 행해진다.

사출 성형 금형, 캐비티, 게이트, 웰드레스 성형품

Description

사출 성형 금형, 사출 성형 방법{INJECTION MOLDING DIE, INJECTION MOLDING METHOD}

본 발명은 사출 성형 금형이 복수의 게이트를 가짐에도 불구하고 웰드레스로 성형할 수 있는 사출 성형 기술에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 원하는 성형품이 관통 구멍 등의 구멍부를 가짐에도 불구하고 웰드레스로 성형할 수 있는 사출 성형 기술에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 원하는 성형품이 용융 수지의 분류와 그 후의 합류가 회피 불가능한 형상임에도 불구하고 웰드레스로 성형할 수 있는 사출 성형 기술에 관한 것이다.

사출 성형에서는 캐비티 내에 압입되어 진행하는 용융 수지의 선두(멜트 프론트)가 합류하는 부위에 웰드 혹은 웰드 라인이라 불리우는 외관이 불량하고 또한 강도 불량이 생긴다.

[1] 복수의 게이트를 갖는 사출 성형 금형의 경우

멜트 프론트의 합류는, 예를 들어 복수의 게이트로부터 캐비티 내로 용융 수지를 압입함으로써 생긴다.

복수의 게이트를 구비한 금형을 이용하는 사출 성형에 있어서 웰드의 발생을 방지하는 종래 기술로서는 하기 (a) 내지 (c)를 들 수 있다.

(a) 제1 순위의 게이트로부터 압입한 용융 수지의 흐름 선두 부분이 상기 제1 순위의 게이트에 인접하는 제2 순위의 게이트 위치에 도달한 후에 상기 제2 순위의 게이트를 개방하여 상기 제2 순위의 게이트로부터의 압입을 개시하는 기술이다. 이 기술은 일본 특허 공개 소57-45039호 공보, 일본 특허 공개 소63-237920호 공보, 일본 특허 공개 평3-288609호 공보, 일본 특허 공개 평4-325219호 공보, 일본 특허 공개 평6-71683호 공보 및 일본 특허 공개 평6-238704호 공보에 기재되어 있다. 이 기술에서는, 제2 순위의 게이트로부터 압입되는 용융 수지는 제1 순위의 게이트로부터 압입된 용융 수지의 흐름 선두 부분의 배후측에 추가되므로, 2개의 흐름 선두 부분이 합류되지 않고, 따라서 웰드도 발생하지 않는다.

(b) 제1 순위의 게이트로부터 압입한 용융 수지의 흐름 선두 부분이 상기 제1 순위의 게이트에 인접하는 제2 순위의 게이트 위치에 도달한 후에 상기 제2 순위의 게이트를 서서히 개방하여 상기 제2 순위의 게이트로부터의 압입을 개시하는 동시에 압입량을 서서히 증대시킴으로써 플로우 마크의 발생도 방지하는 기술이다. 이 기술은 일본 특허 공개 평6-64002호 공보와 일본 특허 공개 평6-254895호 공보에 기재되어 있다. 이 기술에서는, 제1 순위의 게이트 기원의 용융 수지의 흐름 선두 부분의 배후측에 추가되는 제2 순위의 게이트 기원의 용융 수지는 그 유속이 서서히 증대되므로, 유속의 차이에 의한 플로우 마크의 발생이 억제된다.

(c) 제1 순위의 게이트로부터 압입한 용융 수지의 흐름 선두 부분이 상기 제1 순위의 게이트에 인접하는 제2 순위의 게이트 위치에 도달한 후에 상기 제2 순위 의 게이트를 개방하여 상기 제2 순위의 게이트로부터의 압입을 개시하는 동시에, 상기 제1 순위의 게이트를 폐쇄함으로써 용융 수지의 역류를 방지하는 기술이다. 이 기술은 일본 특허 공개 평6-344398호 공보에 기재되어 있다. 이 기술에서는 제1 순위의 게이트가 폐쇄되므로, 제2 순위의 게이트 기원의 용융 수지가 제1 순위의 게이트 방향으로 역류하는 것이 방지된다.

[2] 관통 구멍 등의 구멍부를 갖는 성형품의 경우

멜트 프론트의 합류는 관통 구멍 등의 구멍부를 갖는 성형품의 경우, 상기 구멍부의 내형 형상에 합치하는 외형 형상을 이루도록 성형 공간 내에 배치한 장해물의 하류측에서 생긴다. 즉, 상기 장해물에 의해 분류된 용융 수지는 그 배후측에서 돌아 들어가도록 하여 합류하고, 이에 의해 웰드가 형성된다.

관통 구멍을 갖는 성형품으로서는, 예를 들어 전자 계산기나 휴대 전화의 케이싱과 같이 다수의 키용 구멍을 갖는 박판 형상의 성형품을 들 수 있다.

관통 구멍을 갖는 성형품을 웰드레스로 성형하도록 용융 수지를 성형 공간 내에 충전한 후에 또한 용융 수지의 경화 전의 타이밍에 있어서, 관통 구멍의 내형 형상에 합치하는 외형 형상의 천공 핀을, 상기 관통 구멍을 마련해야 하는 부위로 돌출시키는 기술이 일본 특허 공개 평5-104582호 공보에 기재되어 있다.

[3] 용융 수지의 분류와 합류가 불가피한 성형품의 경우

웰드를 방지하기 위해서는 용융 수지가 합류되지 않도록 성형 공간을 설계하면 되는 것이지만, 용융 수지의 분류와 그 후의 합류를 회피 불가능한 형상의 성형품이 있다. 예를 들어, 고리 형상부를 갖는 성형품이다. 이와 같은 형상의 성형 품에서는 고리 형상부를 형성하도록 성형 공간 내에 설치한 장해물에 의해 분류된 용융 수지가 상기 장해물의 배후측에 있어서 합류되므로, 상기 합류부에 불가피하게 웰드가 발생한다.

목적으로 하는 성형품의 형상을 위해 용융 수지의 합류를 회피할 수 없는 경우에 있어서 웰드를 방지하는 기술로서, 하기 (d), (e)가 있다.

(d) 비교적 작은 직경의 관통 구멍의 경우

용융 수지를 성형 공간 내에 충전한 후에 또한 용융 수지의 경화 전의 타이밍에 있어서, 관통 구멍의 내형 형상에 합치하는 외형 형상의 천공 핀을 상기 관통 구멍을 마련해야 하는 부위의 용융 수지 중으로 돌출시키는 기술. 이 기술은 일본 특허 공개 평5-104582호 공보에 기재되어 있다. 이 기술에서는 합류가 발생하지 않으므로, 웰드도 발생하지 않는다.

(e) 비교적 큰 직경의 관통 구멍의 경우

관통 구멍의 내형 형상에 합치하는 외형 형상의 천공 핀의 배후측(합류측)에 가스 빠짐용 리브를 설치하여 합류를 상기 리브 내에서 발생시키는 기술. 이 기술은 일본 특허 공개 평9-207178호 공보에 기재되어 있다. 이 기술에서는 고화 후, 리브 내의 수지를 절단하므로, 성형품에는 웰드는 나타나지 않는다.

본 발명은 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 성형하는 사출 성형 기술에 있어서, 상기 캐비티에 연결되는 임시 공간을 마련하여 용융 재료의 사출량이 상기 캐비티의 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 것이다.

[1] 복수의 게이트를 갖는 사출 성형 금형의 경우

상기 (a)의 기술에서는 웰드의 발생은 방지할 수 있지만, 제1 순위의 게이트 기원의 용융 수지의 유속과, 상기 제1 순위 기원의 용융 수지의 흐름 선두 부분의 배후측에 추가되는 제2 순위의 게이트 기원의 용융 수지의 유속이 다르기 때문에, 플로우 마크가 발생하기 쉬워지게 되는 문제가 있다.

상기 (b)의 기술에서는 웰드의 발생을 방지할 수 있고, 또한 플로우 마크의 발생도 억제할 수 있다고 되어 있지만, 사출 성형 시에 게이트를 서서히 개방하도록 제어하는 것에는 매우 곤란한 기술상의 문제가 있다.

상기 (c)의 기술에서는 웰드의 발생을 방지할 수 있고, 또한 제2 순위의 게이트 기원의 용융 수지의 역류를 방지할 수 있다고 되어 있지만, 제1 순위의 게이트가 비교적 빠른 시기에 폐쇄되므로, 제1 순위의 게이트 기원의 용융 수지를 채워야 하는 부위에 용융 수지가 충분히 넓게 퍼지기 전에 상기 제1 순위의 게이트가 폐쇄되는 경우도 있을 수 있다. 그 경우에는 성형 불량이 생긴다. 또한, 이 성형 불량을 방지하고자 하면, 성형품 형상이나 게이트 위치의 설계의 자유도에 큰 제약을 받는다.

본 발명은 복수의 게이트를 갖는 금형을 이용하는 사출 성형 기술에 있어서, 웰드를 방지할 수 있고, 플로우 마크를 간단하고 또한 확실하게 방지할 수 있고, 최초로 압입한 성형 재료의 멜트 프론트의 배후측에 추가하도록 압입하는 성형 재료의 역류를 원하는 성형품 형상이나 게이트 위치의 설계의 자유도에 큰 제약을 받지 않고 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

이 목적은 하기 [1-1] 내지 [1-4] 중 어느 하나의 구성에 의해 달성된다.

[1-1] 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티의 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 금형에 있어서, 또는 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있고 또한 폐기용 캐비티를 갖는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티 및 폐기용 캐비티의 총 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 금형에 있어서,

상기 캐비티로 용융 재료를 사출하는 게이트를 복수 갖고, 용융 재료의 사출 타이밍을 게이트마다 설정 가능하고,

상기 임시 공간은 인접하는 게이트의 개구부를 연결하는 부위에 원하는 성형품 표면으로부터 돌출되는 측으로 마련된 긴 형상의 홈부로서 구성되어 있고,

각 게이트로부터의 용융 재료의 사출 타이밍은 인접하는 게이트의 한쪽으로부터 압입되어 상기 홈부에 따라서 진행하는 용융 재료의 흐름 선두 부분이 다른 쪽 게이트 위치를 통과하는 타이밍으로 상기 다른 쪽 게이트로부터의 용융 재료의 압입을 개시하도록 설정되어 있고,

상기 홈부 내의 용융 재료를 캐비티 내부측으로 복귀시키도록 하여 상기 홈부를 소멸시키는 소멸 수단을 갖고,

인접하는 게이트의 한쪽으로부터 압입되어 상기 홈부에 따라서 진행하는 용융 재료의 흐름 선두 부분이 다른 쪽 게이트 위치를 통과한 후에 상기 소멸 수단에 의한 소멸 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.

폐기용 캐비티라 함은, 캐비티로부터 넘친 잉여의 수지를 수납하기 위해 상기 캐비티에 연통된 공간이다. 폐기용 캐비티는 수지가 사출되는 게이트로부터 가장 먼 하류측에 설치하면 된다.

홈부는 소위 플로우 리더로서 기능한다. 즉, 홈부는 두껍기 때문에, 비홈부(박육의 부위)와 비교하면 용융 재료의 온도 저하가 상대적으로 완만하다. 이로 인해, 홈부에서는 용융 재료의 유동 속도가 비홈부(박육의 부위)보다도 빨라져 플로우 리더로서의 기능을 완수한다.

홈부가 마련되는 캐비티 내표면은 게이트 개구부측의 내표면이라도 좋고, 게이트 개구부에 대면하는 측의 내표면이라도 좋다. 바람직하게는, 원하는 성형품에 있어서 이면(외관의 미려가 요구되지 않는 표면)이 되는 측의 내표면이다.

홈부가 게이트 개구부측의 캐비티 내표면에 마련되는 경우에는 홈부의 시단부가 게이트 개구부에 연속되어 있어도 좋고, 게이트 개구부로부터 약간 떨어진 부위로부터 홈부가 시작되어 있어도 좋다.

원하는 성형품 표면으로부터 돌출되는 측이라 함은, 원하는 성형품에서 보아 볼록부가 되는 측을 말한다. 이는 캐비티에서 보면 오목부가 되는 측의 것이다.

플로우 리더로서의 기능을 완수하기 위해, 홈부는 긴 형상을 이룬다. 예를 들어 직선 형상이지만, 직선 형상으로 한정되지 않고, 임의의 곡선 형상이라도 좋다. 또한, 홈 폭 및/또는 깊이 및/또는 단면 형상은 같지 않아도 좋다. 즉, 원하는 성형품의 형상이나, 플로우 리더로서 요구되는 기능의 정도 등에 따라서 적절한 형상을 채용해도 좋다.

인접하는 게이트의 한쪽(이하「제1 순위의 게이트」)으로부터 다른 쪽(이하「제2 순위의 게이트」)으로 도달하는 부위에 플로우 리더를 설치함으로써 용융 재료의 유동 속도를 고속으로 할 수 있으므로, 제1 순위의 게이트 기원의 용융 재료가 제2 순위의 게이트 위치로 도달하기까지의 소요 시간을 단축시킬 수 있다. 환언하면, 소요 시간의 목표치를 고정하는 것이면 제1 순위의 게이트 위치와 제2 순위의 게이트 위치의 간격을 크게 설정할 수 있다. 이로 인해, 유동 저항이 큰 박육의 성형품이나 대형의 성형품이라도 지나치게 게이트 수를 늘리지 않고 성형 가능해진다.

또한, 상기와 같이 플로우 리더를 설치함으로써 용융 재료의 유동 속도를 고속으로 할 수 있으므로, 제2 순위의 게이트로부터 압입되는 용융 재료와의 속도 차가 작아져 플로우 마크의 발생을 충분히 억제할 수 있다.

제1 순위의 게이트로부터 압입되어 상기 홈부에 따라서 진행하는 용융 재료의 흐름 선두 부분이 제2 순위의 게이트를 통과하는 타이밍이라 함은, 제2 순위의 게이트로부터 압입되는 용융 수지가 제1 순위의 게이트로부터 압입된 용융 수지의 흐름 선두 부분의 배후측에 추가될 수 있는 타이밍이다. 바람직하게는 제1 순위의 게이트로부터 압입된 용융 수지가 제2 순위의 게이트 위치를 통과한 직후의 타이밍이다.

상기한 타이밍으로 제2 순위의 게이트로부터의 용융 재료의 압입을 개시하기 위한 방법으로서는, 예를 들어 하기(i) 내지 (ⅲ)를 들 수 있다.

(i) 압력 검출 :

제2 순위의 게이트 개구부 부근의 압력을 검출하여 상기 압력이 용융 재료의 도달에 상당하는 압력이 되면 용융 재료의 압입을 개시하는 방법.

(ⅱ) 경과 시간 :

제1 순위의 게이트로부터의 용융 재료의 압입을 개시한 후, 소정 시간이 경과하는 타이밍으로 제2 순위의 게이트로부터의 용융 재료의 압입을 개시하는 방법. 여기서, 소정 시간은 제1 순위의 게이트로부터 압입되어 상기 홈부에 따라서 진행하는 용융 재료의 흐름 선두 부분이 제2 순위의 게이트 위치를 통과하기까지의 소요 시간이 설정된다.

(ⅲ) 사출 성형기의 스크류 위치 :

제1 순위와 제2 순위의 각 게이트로 용융 재료를 공급하는 사출 성형기의 스크류 위치가 소정 위치가 되는 타이밍으로 제2 순위의 게이트로부터의 용융 재료의 압입을 개시하는 방법. 여기서, 소정 위치는 스크류로부터 밀어내어져 제1 순위의 게이트로부터 압입되고 상기 홈부에 따라서 진행하는 용융 재료의 흐름 선두 부분이 제2 순위의 게이트 위치를 통과할 때의 스크류 위치이다.

또한, 제1 순위의 게이트, 제2 순위의 게이트라 함은, 2개의 게이트의 상대 관계를 규정하는 어구이다. 즉, 제2 순위의 게이트를 제1 순위로 하고, 상기 제1 순위의 게이트(본래의 제2 순위의 게이트)에 대한 제2 순위의 게이트를 설치하는 것이나, 이하와 마찬가지로 설치하는 것도 당연히 가능하다.

또한, 동일한 제1 순위의 게이트에 대해 각각 홈이 연장되는 방향이 다른 복수의 제2 순위의 게이트를 설치하는 것도 당연히 가능하다.

홈부를 소멸시키는 수단은, 예를 들어 방형 종단의 홈부의 바닥을 캐비티 내부측으로 변위시켜 홈부를 없애는 기구로서 구성할 수 있다.

홈부를 소멸시키는 결과, 성형품에는 홈부에 기인하는 두께부는 형성되지 않는다. 이로 인해, 두께부에 기인하는 성형품 표면의 수축도 방지할 수 있다.

또한, 상기와 같이 홈부를 소멸시키면 홈부 내의 용융 재료가 캐비티 내부측으로 복귀된다. 그 결과, 캐비티 내 영역이며 제1 순위의 게이트 기원의 용융 재료로 채워야 하는 영역에 충분히 용융 재료가 넓게 퍼지기 때문에 성형 불량을 방지할 수 있다.

또한, 제1 순위의 게이트 기원의 용융 재료로 채워야 하는 영역에 충분히 용융 재료를 넓게 퍼지게 할 수 있으므로 성형 불량을 방지할 수 있다는 상기한 작용 효과는 제1 순위의 게이트의 개폐를 제2 순위의 게이트의 개폐와 관계없이 행할 수 있음으로써 달성되는 작용 효과이기도 하다. 예를 들어, 전술한 일본 특허 공개 평6-344398호 공보의 기술에서는 제2 순위의 게이트를 개방하는 타이밍으로 제1 순위의 게이트를 폐쇄하고 있으므로, 제1 순위의 게이트 기원의 용융 재료로 채워야 하는 영역에 충분히 용융 재료를 넓게 퍼지게 할 수 없는 경우도 생길 수 있지만, 본 발명의 구성에서는, 그와 같은 문제점은 생기지 않는다.

또한, 상기와 같이 홈부를 소멸시키면 홈부 내의 용융 재료가 캐비티 내부측으로 복귀된다. 그 결과, 제1 순위의 게이트 기원의 용융 재료가 채워져 있는 캐비티 내부가 고압이 되어 제2 순위의 게이트로부터 압입되는 용융 재료가 제1 순위의 게이트 방향으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.

[1-2] 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티의 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 금형에 있어서, 또는 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있고 또한 폐기용 캐비티를 갖는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티 및 폐기용 캐비티의 총 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 금형에 있어서,

상기 임시 공간은 상기 캐비티 내면에 게이트의 개구부로부터 긴 형상으로 또한 원하는 성형품 표면으로부터 돌출되는 측으로 마련된 홈부로서 구성되어 있고,

상기 홈부 내의 용융 재료를 캐비티 내부측으로 복귀시키도록 하여 상기 홈부를 소멸시키는 소멸 수단을 갖고,

상기 게이트로부터 압입되어 상기 홈부에 따라서 진행하는 용융 재료의 흐름 선두 부분이 상기 홈부의 종단부에 도달한 후에 상기 소멸 수단에 의한 소멸 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.

이 [1-2]의 구성에서는, 게이트의 개수는 임의이다. 예를 들어, 게이트가 1개라도 좋다. 이 [1-2]의 구성은 홈부가 플로우 리더로서의 기능을 완수한 후에 상기 홈부를 소멸시키는 데 특징이 있다.

동일한 게이트의 개구부로부터 연장되는 홈부의 개수는 한정되지 않는다.

홈부가 마련되는 캐비티 내표면은 게이트 개구부측의 내표면이라도 좋고, 게이트 개구부에 대면하는 측의 내표면이라도 좋다. 바람직하게는, 원하는 성형품에 있어서 이면(외관의 미려가 요구되지 않는 표면)이 되는 측의 내표면이다.

홈부가 게이트 개구부측의 캐비티 내표면에 설치되는 경우에는 홈부의 시단부가 게이트 개구부에 연속되어 있어도 좋고, 게이트 개구부로부터 약간 떨어진 부위로부터 홈부가 시작되어 있어도 좋다.

원하는 성형품 표면으로부터 돌출되는 측이라 함은, 원하는 성형품에서 보아 볼록부가 되는 측을 말한다. 이는 캐비티에서 보아 오목부가 되는 측의 것이다.

플로우 리더로서의 기능을 완수하기 위해, 홈부는 긴 형상을 이룬다. 예를 들어 직선 형상이지만, 직선 형상으로 한정되지 않고, 임의의 곡선 형상이라도 좋다. 또한, 홈 폭 및/또는 깊이 및/또는 단면 형상은 같지 않아도 좋다. 즉, 원하는 성형품의 형상이나, 플로우 리더로서 요구되는 기능의 정도 등에 따라서 적절한 형상을 채용해도 좋다.

상기와 같이 홈부를 소멸시키면 홈부 내의 용융 재료가 캐비티 내부측으로 복귀된다. 따라서, 홈부를 소멸시키는 타이밍에서는 용융 재료(홈부 내로부터 복귀되는 용융 재료)를 수납하는 여유(캐비티 공간이 비어있음)가 캐비티 내에 필요하다. 환언하면, 상기 여유를 확보할 수 있도록 캐비티 공간의 크기를 고려하여 홈부의 용적(길이, 깊이, 폭, 단면 형상)을 정한다.

[1-3] 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티의 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 방법에 있어서, 또는 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있고 또한 폐기용 캐비티를 갖는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티 및 폐기용 캐비티의 총 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 방법에 있어서,

상기 캐비티는 용융 재료를 사출하는 게이트를 복수 갖고, 용융 재료의 사출 타이밍을 게이트마다 설정 가능하고,

상기 임시 공간은 인접하는 게이트의 개구부를 연결하는 부위에 원하는 성형품 표면으로부터 돌출되는 측으로 마련된 긴 형상의 홈부로서 구성되어 있고,

각 게이트로부터의 용융 재료의 사출 타이밍은 인접하는 게이트의 한쪽으로부터 압입되어 상기 홈부에 따라서 진행하는 용융 재료의 흐름 선두 부분이 다른 쪽 게이트 위치를 통과하는 타이밍으로 상기 다른 쪽 게이트로부터의 용융 재료의 압입을 개시하도록 설정되어 있고,

상기 사출 성형 금형은 상기 홈부 내의 용융 재료를 캐비티 내부측으로 복귀시키도록 하여 상기 홈부를 소멸시키는 소멸 수단을 갖고,

인접하는 게이트의 한쪽으로부터 압입되어 상기 홈부에 따라서 진행하는 용융 재료의 흐름 선두 부분이 다른 쪽 게이트 위치를 통과한 후에 상기 소멸 수단에 의한 소멸 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.

[1-4] 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티의 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 방법에 있어서, 또는 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있고 또한 폐기용 캐비티를 갖는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티 및 폐기용 캐비티의 총 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 방법에 있어서,

상기 임시 공간은 상기 캐비티 내면에 게이트의 개구부로부터 긴 형상으로 또한 원하는 성형품 표면으로부터 돌출되는 측으로 마련된 홈부로서 구성되어 있고, 상기 홈부 내의 용융 재료를 캐비티 내부측으로 복귀시키도록 하여 상기 홈부를 소멸시키는 소멸 수단을 갖는 사출 성형 금형을 이용하여 실시하는 사출 성형 방법이며,

상기 게이트로부터 압입되어 상기 홈부에 따라서 진행하는 용융 재료의 흐름 선두 부분이 상기 홈부의 종단부에 도달한 후에 상기 소멸 수단에 의한 소멸 동작을 행하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.

(성형 재료에 대해)

성형 재료는, 예를 들어 재료 폴리머 100 질량부에 대해 메탈릭 안료 0.1 내지 10 질량부와, 충전제 1 내지 100 질량부를 함유하는 성형 재료를 이용할 수 있다.

메탈릭 안료가 상기한 범위에 있으면, 웰드 라인에서의 메탈릭 안료의 배향이 그 밖의 것과 다른 것에 기인하는 광학적 이방성이 크기 때문에 상기 웰드 라인의 눈에 띄는 쪽이 현저해지지만, 상기와 같이 성형함으로써 웰드 라인을 방지할 수 있으므로, 웰드 라인이 없는 양호한 메탈릭 외관을 이루는 성형품을 얻을 수 있다.

재료 폴리머로서는, 예를 들어 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머, 열경화성 수지, 천연 고무, 합성 고무 등을 들 수 있다.

여기서, 열가소성 수지로서는, 예를 들어 스틸렌계 수지(예를 들어 폴리스틸렌, 부타디엔ㆍ스틸렌 공중 합체, 아크릴로니트릴ㆍ스틸렌 공중 합체, 아크릴로니트릴ㆍ부타디엔ㆍ스틸렌 공중 합체 등), ABS 수지, AES 수지, AAS 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 수지, 에틸렌-에틸아크릴레이트 수지, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리부텐, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 폴리페닐렌옥시드, 폴리메틸메타크릴레이트, 포화폴리에스테르 수지(예를 들어 폴리유산과 같은 히드록시카본산 축합물, 폴리부틸렌석시네이트와 같은 디올과 디카본산의 축합물 등), 폴리아미드 수지, 불소 수지, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르에테르케톤, 액정 폴리머 등을 들 수 있다. 이들 1종 또는 2종 이상의 혼합물이라도 좋다. 바람직하게는, 폴리스틸렌, 부타디엔ㆍ스틸렌 공중 합체, 아크릴로니트릴ㆍ스틸렌 공중 합체, ABS 수지, AES 수지, AAS 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 포화폴리에스테르 수지, 폴리아미드 수지이다.

또한, 열가소성 엘라스토머로서는, 예를 들어 하드세그멘트의 화학 조성 분류에 의한 스틸렌계 열가소성 엘라스토머(SBC), 올레핀계 열가소성 엘라스토머(TPO), 우레탄계 열가소성 엘라스토머(TPU), 에스테르계 열가소성 엘라스토머(TPEE), 아미드계 열가소성 엘라스토머(TPAE) 등을 들 수 있다. 그 밖에, 염화비닐계 열가소성 엘라스토머(TPVC), 호모폴리머형의 신디오택틱 1, 2-폴리부타디엔, 이온 크러스터형 열가소성 엘라스토머(아이오노머), 불소 수지를 구속 블럭으로서 포함하는 불소계 열가소성 엘라스토머 등을 들 수 있다. 또한, 이들 열가소성 엘라스토머의 1종 또는 2종 이상의 혼합물이라도 좋다.

또한, 열경화성 수지로서는, 예를 들어 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시-우레탄 수지, 아크릴-우레탄 수지 등을 들 수 있다.

메탈릭 안료로서는, 예를 들어 판형 안료를 들 수 있다. 알루미늄 안료, 유리 안료 등을 들 수 있다.

충전제로서는, 예를 들어 마이카, 탈크, 규회석, 글래스 비드, 밀드파이버, 유리 섬유 등을 들 수 있다.

[2] 관통 구멍 등의 구멍부를 갖는 성형품의 경우

일본 특허 공개 평5-104582호 공보에 기재된 기술에서는 용융 수지를 성형 공간 내에 충전한 후에 천공 핀을 돌출시키므로, 용융 수지로부터의 저항이 크다. 이로 인해, 천공 핀을 돌출시키기 위한 큰 구동력이 필요하고, 기구도 대형화되어 비용이 높아진다.

또한, 일본 특허 공개 평5-104582호 공보에는 천공 핀에 의해 밀어 젖혀지는 용융 수지에 관하여 그 용적에 상당하는 공극을 성형 공간 내에 남기도록 용융 수지의 충전량을 제어함으로써, 상기 밀어 젖혀지는 용융 수지를 퇴피시키기 위한 공간이 불필요하게 생기는 뜻의 언급이 있지만, 현실에서는 그와 같이 엄밀한 양의 용융 수지를 성형 공간으로 사출하도록 제어하는 것은 기술적으로 매우 곤란하다.

본 발명은 관통 구멍 등의 구멍부를 갖는 성형품을, 웰드를 방지하기 위한 기구를 대형화시키지 않고 저비용으로 성형할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

이 목적은 하기 [2-1] 내지 [2-4] 중 어느 하나의 구성에 의해 달성된다. 또한, [2-1] 내지 [2-4]의 구성에 있어서, 수지 대신에 엘라스토머나 합성 고무 등의 폴리머를 이용한 구성도 당연히 상기한 구성에 포함되는 것으로 한다.

[2-1] 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티의 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 금형에 있어서, 또는 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있고 또한 폐기용 캐비티를 갖는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티 및 폐기용 캐비티의 총 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 금형에 있어서,

상기 임시 공간은 원하는 성형품의 구멍부에 대응하는 공간이고,

상기 임시 공간을 소멸시키는 수단은 원하는 성형품의 구멍부의 내주면에 합치하는 형상의 외주면을 구비하고, 상기 캐비티의 성형면의 소정 부위에 상기 캐비티로 진출 가능하도록 설치되어 상기 캐비티로 사출된 용융 재료의 흐름 선두 부분이 상기 소정 부위를 통과한 직후부터 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티의 용적으로부터 가동 핀의 진출 용적을 감산한 양에 도달하기까지 상기 캐비티로 진출되어 상기 임시 공간을 차지하는 가동 핀인 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.

가동 핀은 그 선단부가 진출 전보다 성형 공간(30)으로 도7의 (b)와 같이 조금 돌출되어 있어도 좋고, 도7의 (a)와 같이 완전히 돌출되어 있지 않아도 좋다. 돌출되어 있는 경우, 가동 핀의 진출 용적(감산량)이라 함은, 도7의 (b)에 파선으로 나타내는 용적이고, 이는 원하는 성형품의 구멍부의 용적보다도 선단부의 당초의 돌출량만큼 적다. 이와 같이 진출 전보다 조금 돌출되어 있는 경우에 있어서 가동 핀을 압력 검출 수단으로서도 겸용하는 경우에는 용융 수지의 압력을 보다 민감하게 검출할 수 있는 효과를 얻는다. 또한, 돌출되어 있지 않은 경우의 진출 용적은 당연히 원하는 성형품의 구멍부의 용적[도7의 (a) 파선부, 참조]과 동등하다.

가동 핀을 성형 공간으로 진출시키는 타이밍은 가동 핀이 설치되어 있는 소정 부위를 용융 수지의 흐름 선두 부분이 통과한 직후부터 용융 수지의 충전량이 성형 공간의 용적으로부터 가동 핀의 진출 용적을 감산한 양에 도달하기까지의 기간 내의 임의의 시각이지만, 바람직하게는 용융 수지의 흐름 선두 부분이 통과한 직후의 시각이다. 즉, 용융 수지의 흐름 선두 부분이 통과한 직후의 시각이 용융 수지로부터의 저항이 가장 작기 때문에, 가동 핀을 구동하기 위한 구동력이 작아 충분하고, 장치를 가장 소형화할 수 있다.

가동 핀이 설치되어 있는 소정 부위를 용융 수지의 흐름 선두 부분이 통과하는 시각은, 예를 들어 하기(i) 내지 (v)와 같이 하여 구할 수 있다.

(i) 압력 검출

가동 핀 설치 위치 상류측의 소정 부위의 압력을 검출하여 상기 압력이 용융 수지의 도달에 상당하는 압력이 된 시각으로부터 소정 시간 후를 흐름 선두 부분 통과 시각으로 하는 방법. 여기서, 상기한 소정 시간은 압력 검출 위치 내지 가동 핀 사이의 거리와, 용융 수지의 속도로부터 결정할 수 있다.

(ⅱ) 경과 시간

게이트로부터의 용융 수지의 압입을 개시한 후, 소정 시간 후를 흐름 선두 부분 통과 시각으로 하는 방법. 여기서, 상기한 소정 시간은 게이트 위치 내지 가동 핀 사이의 거리와, 용융 수지의 속도로부터 결정할 수 있다.

(ⅲ) 사출 성형기의 스크류 위치

사출 성형기의 스크류 위치가 소정 위치가 되는 타이밍을 흐름 선두 부분 통과 시각으로 하는 방법. 여기서, 상기한 소정 위치는 스크류로부터 복귀되어 게이트로부터 압입되어 진행되는 용융 수지의 흐름 선두 부분이 가동 핀 설치 위치를 통과할 때의 스크류 위치이다.

(ⅳ) 온도 검출

가동 핀 설치 위치 상류측의 소정 부위의 온도를 검출하여 상기 온도가 용융 수지의 도달에 상당하는 온도가 된 시각으로부터 소정 시간 후를 흐름 선두 부분 통과 시각으로 하는 방법. 여기서, 상기한 소정 시간은 압력 검출 위치 내지 가동 핀 사이의 거리와, 그동안의 열전도율을 기초로 하여 결정할 수 있다.

(v) 기타

예를 들어, 용융 수지의 흐름 선두 부분이 가동 핀 설치 위치 상류측의 소정 부위를 통과하는 시각을 포토 센서로 검출하여 그 시각으로부터 소정 시간 후를 흐름 선두 부분 통과 시각으로 하는 방법. 여기서, 상기한 소정 시간은 흐름 선두 부분 검출 위치 내지 가동 핀 사이의 거리와, 용융 수지의 속도로부터 결정할 수 있다.

[2-2] 상기 [2-1]의 사출 성형 금형에 있어서,

상기 가동 핀은 상기 성형 공간 내의 상기 가동 핀 상류측의 소정 부위의 용융 수지의 압력을 기초로 하여 조압되는 유압 기구에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.

가동 핀 상류측의 소정 부위의 용융 수지의 압력을 기초로 하여 조압되는 유압 기구로서는, 예를 들어 하기 (i) 내지 (ⅱ)를 들 수 있다.

(i) 도8 :

사출 성형기의 형체 동작에 연동하여 가압되는 유압 회로(432a)의 압력을 가동 핀 상류측의 소정 부위에서의 용융 수지의 압력 검출에 따라서 가동 핀을 구동하는 유압 장치(421a)용 유압 회로(434a)로 전달하도록 한 유압 기구.

(ⅱ) 도9 :

가동 핀 상류측의 소정 부위(예 : 게이트 대향 부위)의 용융 수지의 압력을 유압 회로(432b)에 인가하고, 상기 유압 회로(432b)의 압력이 소정의 압력이 되면 조절 압력 밸브(433b)를 개방하여 상기 유압 회로(432b)의 압력을, 가동 핀을 구동하기 위한 유압 회로(434b)로 전달하도록 한 유압 기구.

[2-3] 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티의 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 방법에 있어서, 또는 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있고 또한 폐기용 캐비티를 갖는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티 및 폐기용 캐비티의 총 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 방법에 있어서,

상기 임시 공간은 원하는 성형품의 구멍부에 대응하는 공간이고,

상기 임시 공간을 소멸시키는 수단은 원하는 성형품의 구멍부의 내주면에 합치하는 형상의 외주면을 구비하고, 상기 캐비티의 성형면의 소정 부위에 상기 캐비티로 진출 가능하도록 설치되어 있는 가동 핀이고,

상기 가동 핀을 상기 캐비티로 사출된 용융 재료의 흐름 선두 부분이 상기 소정 부위를 통과한 직후부터 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티의 용적으로부터 상기 가동 핀의 진출 용적을 감산한 양에 도달하기까지 상기 캐비티로 진출시키고 상기 임시 공간을 차지하게 하는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.

[2-4] 상기 [2-3]의 사출 성형 방법에 있어서,

상기 가동 핀은 상기 성형 공간 내의 상기 가동 핀 상류측의 소정 부위의 용융 수지의 압력을 기초로 하여 조압되는 유압 기구에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.

(성형 재료에 대해)

성형 재료로서는 상기 [1]의 항과 동일한 재료를 이용할 수 있다.

[3] 용융 수지의 분류와 합류가 불가피한 성형품의 경우

상기 (d)의 기술은 비교적 작은 직경의 관통 구멍의 배후측에서의 용융 수지의 합류를 방지하고 웰드를 미연에 방지하는 기술이다. 이로 인해, 비교적 큰 직경의 관통 구멍에 적용하고자 하면, 예를 들어 천공 핀을 용융 수지 중으로 돌출시킬 때의 저항이 커져 장치의 대형화나 비용의 상승을 초래하게 되는 문제가 있다.

상기 (e)의 기술은 관통 구멍의 배후측에서의 용융 수지의 합류를 리브 내에서 일으키고, 상기 리브 부분을 수지의 고화 후에 절단하여 성형품의 웰드를 방지하는 기술이므로, 리브 부분의 수지가 불필요해지는 동시에 절단 공정이 필요해져 장치의 대형화나 비용의 상승을 초래하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 목적으로 하는 성형품의 형상(관통 구멍 등)으로 인해 용융 수지의 합류를 회피할 수 없는 경우에 있어서, 수지를 불필요하게 하지 않고, 또한 장치의 대형화나 비용의 상승을 초래하지 않고, 웰드의 발생을 확실하게 방지할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

이 목적은 하기 [3-1] 내지 [3-5] 중 어느 하나의 구성에 의해 달성된다. 또한, [3-1] 내지 [3-4]의 구성에 있어서, 수지 대신에 엘라스토머나 합성 고무 등의 폴리머를 이용한 구성도 당연히 상기한 구성에 포함되는 것으로 한다.

[3-1] 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티의 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 금형에 있어서, 또는 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있고 또한 폐기용 캐비티를 갖는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티 및 폐기용 캐비티의 총 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 금형에 있어서,

상기 캐비티는 원하는 성형품의 구멍부에 대응하여 사출된 용융 재료를 전면측에서 분기한 후에 배면측에서 합류시키는 돌출부를 구비하고 있고,

상기 임시 공간은 상기 돌출부의 상기 배면측에 설치되어 합류되는 용융 재료의 플로우 리더로서 기능하는 수지 저장부이고,

용융 재료가 상기 캐비티를 채우기 전에 상기 수지 저장부의 용융 재료를 상기 캐비티로 복귀시키도록 하여 상기 수지 저장부를 소멸시키는 소멸 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.

수지 저장부는 돌출부의 배후측(용융 수지의 합류측)의 부위에 돌출부측으로 오목하게 들어가는 오목부로서 비교적 두껍게 설치된다. 비교적 두껍기 때문에, 성형 공간 내의 부위와 비교하면 용융 수지의 온도 저하가 비교적 완만하다. 이로 인해, 수지 저장부에서는 용융 수지의 유동 속도가 성형 공간 내의 부위보다도 빨라져, 소위 플로우 리더로서의 기능을 발휘한다.

원하는 성형품으로서는, 예를 들어 프레임과 같이 중앙에 큰 구멍부가 있고, 그 주위가 프레임으로서 형성되어 있는 성형품을 들 수 있다. 즉, 성형품의 구멍부는 커도 좋다. 또한, 구멍부에 대응하는 돌출부에 상기한 수지 저장부를 설치할 수 있는 것이 조건이 되지만, 구멍부는 작아도 좋다. 또한, 성형품의 구멍부의 수는 1개라도 좋고, 2개 이상이라도 좋다. 마찬가지로, 구멍부의 형상도 사각형, 다각형, 둥근형 등 다양한 형상을 상정할 수 있다.

소멸 수단을 동작시켜 수지 저장부를 소멸시키는 타이밍은 수지 저장부 내에 용융 수지가 채워진 후이며, 또한 성형 공간 내에 용융 수지가 채워지기 전, 바람직하게는 성형 공간의 용적으로부터 수지 저장부의 용적을 감산한 양의 용융 수지가 게이트로부터 성형 공간 내로 사출되기 이전이다. 더욱 바람직하게는, 수지 저장부 내에 용융 수지가 채워진 직후이다. 성형 공간 내에 용융 수지가 채워지기 전이면 수지 저장부를 소멸시켜 그 중의 용융 수지를 성형 공간측으로 복귀시킬 때의 성형 공간 내의 용융 수지로부터의 저항이 작고, 그로 인한 구동력이 작아 충분하다. 또한, 성형 공간의 용적으로부터 수지 저장부의 용적을 감산한 양의 용융 수지가 게이트로부터 성형 공간 내로 사출되기 이전이면 용융 수지로부터의 상기한 저항이 더 작기 때문에, 그로 인한 구동력이 더 작아 충분하다. 또한, 수지 저장부 내에 용융 수지가 채워진 직후이면, 용융 수지로부터의 상기한 저항이 가장 작기 때문에, 그로 인한 구동력도 가장 작아 충분하다.

소멸 수단을 동작시키는 타이밍은, 예를 들어 하기 (i) 내지 (v)와 같이 하여 구한 시각과의 관계에 있어서 결정할 수 있다.

(i) 압력 검출 :

성형 공간 내의 소정 부위의 압력을 검출하여 상기 압력이 용융 수지의 도달에 상당하는 압력이 된 시각을 기준(동작시키는 시각을 결정하는 기준)으로 하는 방법.

(ⅱ) 경과 시간 :

게이트로부터의 용융 수지의 압입을 개시한 후, 소정 시간 후를 소멸 수단의 동작 시각으로 하는 방법.

(ⅲ) 사출 성형기의 스크류 위치 :

사출 성형기의 스크류 위치가 소정 위치가 되는 타이밍을 소멸 수단의 동작 시각으로 하는 방법.

(ⅳ) 온도 검출 :

성형 공간 내의 소정 부위의 온도를 검출하여 상기 온도가 용융 수지의 도달에 상당하는 온도가 된 시각을 기준(동작시키는 시각을 결정하는 기준)으로 하는 방법.

(v) 기타 :

용융 수지의 흐름 선두 부분이 성형 공간 내의 소정 부위를 통과하는 시각을, 예를 들어 포토 센서로 검출하여 그 시각을 기준(동작시키는 시각을 결정하는 기준)으로 하는 방법.

[3-2] 상기 [3-1]의 사출 성형 금형에 있어서,

상기 소멸 수단은 상기 성형 공간 내의 소정 부위의 용융 수지의 압력을 기초로 하여 조압되는 유압 기구에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 사출 성형 금형.

성형 공간 내에 용융 수지가 채워지기 전에 소멸 수단이 동작되므로, 수지 저장부 내의 용융 수지를 성형 공간측으로 복귀시킬 때의 성형 공간 내의 용융 수지로부터의 저항이 작다. 이로 인해, 상기한 유압 기구에 의한 구동력으로 충분하다.

성형 공간 내의 소정 부위의 용융 수지의 압력을 기초로 하여 조압되는 유압 기구로서는, 예를 들어 하기 (i) 내지 (ⅱ)를 들 수 있다.

(i) 도13 :

사출 성형기의 형체 동작에 연동하여 가압되는 유압 회로(432a)의 압력을 성형 공간 내의 소정 부위에서의 용융 수지의 압력 검출에 따라서 가동 핀을 구동하는 유압 장치(421a)용 유압 회로(434a)로 전달하도록 한 유압 기구.

(ⅱ) 도14 :

성형 공간 내의 소정 부위(예 : 게이트 대향 부위)의 용융 수지의 압력을 유압 회로(432b)에 인가하여 상기 유압 회로(432b)의 압력이 소정의 압력이 되면, 조절 압력 밸브(433b)를 개방하여 상기 유압 회로(432b)의 압력을, 가동 핀을 구동하기 위한 유압 회로(434b)로 전달하도록 한 유압 기구.

[3-3] 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티의 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 방법에 있어서, 또는 원하는 성형품의 형상에 대응하는 형상을 이루고 또한 임시 공간이 연통되어 있고 또한 폐기용 캐비티를 갖는 캐비티로 용융 재료를 충전하여 용융 재료의 충전량이 상기 캐비티 및 폐기용 캐비티의 총 용량에 도달하기 전에 상기 임시 공간을 소멸시키는 사출 성형 방법에 있어서,

상기 캐비티는 원하는 성형품의 구멍부에 대응하여 사출된 용융 재료를 전면측에서 분기한 후에 배면측에서 합류시키는 돌출부를 구비하고 있고,

상기 임시 공간은 상기 돌출부의 배면측에 설치되어 있고 합류 수지의 플로우 리더로서 기능하는 수지 저장부이고,

상기 수지 저장부를 상기 수지 저장부의 용융 재료를 상기 캐비티로 복귀시키도록 하여 상기 캐비티를 용융 재료가 채워지기 전에 소멸시키는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.

[3-4] 상기 [3-3]의 사출 성형 방법에 있어서,

상기 성형 공간 내의 소정 부위의 용융 수지의 압력을 기초로 하여 조압되는 유압 기구를 이용하여 상기 수지 저장부를 소멸시키는 것을 특징으로 하는 사출 성형 방법.

(성형 재료에 대해)

성형 재료로서는, 상기 [1]의 항과 동일한 재료를 이용할 수 있다.

도1은 제1 형태의 사출 성형 금형의 캐비티부를 도시하는 개략도이고, 게이트(112)로부터의 용융 수지의 압입 개시 시각(t2) 이전을 나타내는 도면으로, (a)는 (b) 중 A-A 시상면도, (b)는 (a) 중 B-B 시단면도이다.

도2는 제1 형태의 사출 성형 금형의 캐비티부를 도시하는 개략도이고, 게이트(112)로부터의 용융 수지의 압입 개시 시각(t2) 이후를 나타내는 도면으로, (a)는 (b) 중 A-A 시상면도, (b)는 (a) 중 B-B 시단면도이다.

도3은 도1과 도2의 사출 성형 금형의 캐비티부를 도시하는 상면 개략도에 용융 수지의 멜트 프론트의 추이를 도시한 설명도이다.

도4는 도1과 도2의 사출 성형 금형의 캐비티부를 도시하는 단면 개략도에 용 융 수지의 멜트 프론트의 추이를 도시한 설명도이다.

도5의 (a)는 제2 형태의 사출 성형 금형의 주요부[캐비티(302) 부근]를 도시하는 상면 개략도, (b)는 (a) 중 B-B선 부분의 종단면도이다.

도6은 도5의 (b)의 가동 핀(41)의 이동을 도시하는 설명도로, (a)는 가동 핀(41)의 돌출 전, (b)은 가동 핀(41)의 돌출 후를 도시하는 도면이다.

도7은 도5의 (b)의 가동 핀(41)의 초기 위치를 도시하는 설명도로, (a)는 가동 핀(41)이 돌출되어 있지 않은 예, (b)는 가동 핀(41)이 돌출되어 있는 예를 나타낸 도면이다.

도8은 도5의 (b)의 가동 핀(41)을 동작시키는 기구를 예시하는 설명도이다.

도9는 도5의 (b)의 가동 핀(41)을 동작시키는 기구이며, 도8과는 다른 기구를 예시하는 설명도이다.

도10은 제3 형태의 사출 성형 금형의 주요부(캐비티 부근)를 도시하고, (a)는 일부 투시의 상면 개략도, (b)는 (a) 중 B-B선 화살표의 단부면도로, 멜트 프론트가 압력 센서(45)에 도달하고 있지 않은 상태를 도시하는 도면이다.

도11은 제3 형태의 사출 성형 금형의 주요부(캐비티 부근)를 도시하고, (a)는 일부 투시의 상면 개략도, (b)는 (a) 중 B-B선 화살표의 단부면도로, 멜트 프론트가 압력 센서(45)에 도달한 상태를 도시하는 도면이다.

도12는 멜트 프론트가 압력 센서(45)에 도달하고 있지 않은 상태(도10의 상태)에 있어서의 수지 저장부(333)의 형상을 예시하는 설명도로, (a)는 수지 저장부(333a)가 성형품의 두께 방향으로 깊은 두께의 예, (b)는 수지 저장부(333b)가 성 형품의 면 방향으로 확대된 예를 나타내는 도면이다.

도13은 도10 및 도11의 가동 핀(41)을 동작시키는 기구를 예시하는 설명도이다.

도14는 도10 및 도11의 가동 핀(41)을 동작시키는 기구이며, 도1과는 다른 기구를 예시하는 설명도이다.

[1] 제1 형태(복수의 게이트를 갖는 사출 성형 금형의 경우)

도면을 참조하여 제1 형태의 사출 성형 기술을 설명한다.

도1과 도2는 제1 형태의 사출 성형 금형의 캐비티부를 도시하고, 도1은 제2 순위의 게이트(112)로부터의 용융 수지의 압입 개시 시각(t2) 이전, 도2는 t2 이후를 나타낸다. 또한, 각각의 (a)는 (b) 중 A-A 시상면도, 각각의 (b)는 (a) 중 B-B 시단면도이다. 도3과 도4는 각각 도1과 도2의 사출 성형 금형의 캐비티부를 도시하는 상면도와 단면도에 용융 수지의 흐름 선두 부분(멜트 프론트)의 추이를 도시한 설명도이다.

이하의 설명에서「상」및「하」라 함은, 도1의 (b), 도2의 (b), 도4를 기준으로 하여 기술하는 용어이다.

도시한 사출 성형 금형의 캐비티 공간(121a)은 분할선(P)보다 위의 가동형(또는 고정형)과, 분할선(P)보다 아래의 고정형(또는 가동형)에 의해 구성된다. 또한, 가동형을 이동시켜 형폐쇄/형개방하는 기구나, 성형품을 핀 등으로 밀어내어 취출하는 기구, 혹은 게이트까지 용융 수지를 유도하는 기구 등으로서는 주지의 기 구를 채용할 수 있으므로, 여기서의 설명은 생략한다.

나타낸 예에서는 캐비티벽(121) 등으로 구성되는 캐비티 공간(121a)은 박육의 직육면체 형상을 이루고, 박육의 직육면체 형상의 성형에 이용된다. 이 형상은 일예이고, 본 발명에서는 성형품의 형상은 한정되지 않는다. 또한, 캐비티 내의 용융 수지에 대한 유동 저항이 큰 박육의 성형품을 성형하는 경우에 본 제1 형태의 사출 성형 금형의 효과의 일부[홈부 공간(125a)(후술)에 따라서 용융 수지를 고속 유동시킬 수 있는 효과, 홈부 공간(125a)의 소멸(후술)에 기인하는 용융 수지를 고속 확산시킬 수 있는 효과]는 보다 현저하게 발휘된다.

캐비티 공간(121a)의 하방에는 홈부벽(125)과 홈부 바닥(126)에 의해 구성되는 홈부 공간(125a)이 마련되어 있고, 이 홈부 공간(125a)이 플로우 리더로서의 기능을 발휘한다. 즉, 게이트(111)로부터 압입되는 용융 수지를 고속으로 게이트(112)의 방향으로 유동시키는 기능을 발휘한다. 홈부 바닥(126)은 2점쇄선 굵은 화실표(e)와 같이 가동이고, 이 이동에 의해 도1의 (b) 내의 2점쇄선 위치까지 변위된다. 이동 후에는 당연히 홈부 공간(125a)은 소멸하고, 이동 전까지 홈부 공간(125a)을 채우고 있던 용융 수지는 캐비티 공간(121a) 내로 복귀되고, 이에 의해 캐비티 공간(121a) 내의 용융 수지는 상기 공간 내의 평면 방향(박육의 방향)으로 급속히 확대된다. 또한, 홈부 바닥(126)을 2점쇄선 굵은 화살표(e)와 같이 이동시키거나, 반2점쇄선 굵은 화살표(e)와 같이 복귀시키거나 하는 기구나 구동원으로서는 폐쇄 공간을 구성하는 1벽면을 이동시키기 위한 공지의 기구나 구동원을 채용할 수 있다. 또한, 예를 들어 도8이나 도9(후술)에 도시하는 기구를 이용할 수도 있 다. 홈부 바닥(126)을 이동시키는 타이밍에서는, 수지는 또한 용융 상태이므로, 홈부 바닥(126)의 이동에 필요로 하는 힘은 매우 작아 충분하다. 따라서, 예를 들어, 에어나 수지압 등을 이용하여 홈부 바닥(26)을 이동시키는 기구도 가능하다.

또한, 도1에 도시한 바와 같이 캐비티 공간(121a)의 평균의 두께를 D, 홈부 공간(125a)의 평균의 깊이[홈부벽(25)의 높이]를 d1, 홈부 공간(125a)의 평균의 폭을 d2라 하면, d1은, 바람직하게는 0.01D 내지 10D, 더욱 바람직하게는 0.5D 내지 3D이다. 또한, d2는, 바람직하게는 0.5d1보다 크고, 더욱 바람직하게는 d1 이상이다.

캐비티 공간(121a)을 구성하는 벽면의 일부에는 용융 수지를 캐비티 공간(121a)으로 압입하기 위한 게이트(111과 112)가 개구되어 있다. 나타낸 예에서는, 게이트 수는 2개이지만, 본 발명에서는, 게이트 수는 한정되지 않고, 복수개 있으면 좋다. 즉, 원하는 성형품의 형상이나 사이즈 등에 따라서 적절하게 증감시켜 도 좋다.

게이트(111)는 제1 순위의 게이트이고, 게이트(112)는 게이트(11)를 제1 순위로 한 경우의 제2 순위의 게이트이다. 즉, 제1 순위 및 제2 순위라 함은, 2개의 게이트 상호간의 상대 관계를 규정하는 용어이고, 원하는 성형품의 사이즈나 형상 등에 따라서 적절하게 제1 순위와 제2 순위의 게이트를 규정하면 된다. 예를 들어, 게이트(111)에 대해서는 제2 순위인 게이트(112)를 제1 순위로 하는 다른 게이트를 설치하고, 게이트(112)에 대한 제2 순위의 게이트로 해도 좋다. 또한, 게이트(111)를 제1 순위로 하는 제2 순위의 게이트이며, 게이트(112)와는 다른 게이트 를 게이트(112)와는 다른 방향에 설치해도 좋다.

제2 순위의 게이트인 게이트(112)에는 게이트(112)로부터의 압입 개시 시각까지 용융 수지를 고정해 두기 위한 개폐 부재(112a)가 설치되어 있다. 또한, 제1 순위의 게이트인 게이트(111)에도 상기 게이트(111)로부터의 압입 개시 시각까지 용융 수지를 고정하기 위한 개폐 부재를 마찬가지로 설치해도 되는 것은 물론이다.

또한, 제2 순위의 게이트인 게이트(112)의 개구부 부근에는 게이트(111)로부터 압입된 용융 수지의 멜트 프론트가 도달한 것을 검출하기 위한 압력 센서(131)가 설치되어 있다. 압력 센서(131)나 그 부착 위치 등에 대해서는 공지의 구성을 채용할 수 있으므로, 여기서의 설명은 생략한다.

캐비티 공간(121a)의 측방[게이트(111, 112)의 위치로부터 먼 측방]에는 폐기용 캐비티 공간(131a)이 가는 통로(131b)를 거쳐서 연통되어 있다. 폐기용 캐비티 공간(131a)은 캐비티 공간(121a)으로부터 넘친 잉여의 수지를 수납하는 공간이다. 본 제1 형태의 금형에서는 홈부 공간(125a)의 소멸에 수반하여 밀어내어진 수지를 수납하는 공간으로서 작용한다.

다음에, 작용을 설명한다.

시각(t1)에서 도1에 도시한 바와 같이 게이트(111)로부터의 용융 수지의 압입이 실선 화살표와 같이 개시된다. 이 때, 게이트(112)의 개폐 부재(12a)는 폐쇄되어 있고, 게이트(112)로부터의 용융 수지의 압입은 행해지지 않는다(행해지고 있지 않으므로, 파선 화살표로 나타냄). 또한, 홈부 바닥(121)은 도1의 (b)의 실선 위치에 있으므로, 캐비티 공간(121a)의 하방에는 홈부 공간(125a)이 존재한다.

게이트(111)로부터 압입된 용융 수지의 멜트 프론트는, 도3 및 도4 내에 실선으로 나타낸 바와 같이 유동한다. 즉, 홈부 공간(125a)에 따르는 방향[게이트(112)의 방향]으로는 고속으로 유동하지만, 홈부 공간(125a)이 마련되어 있지 않은 방향(박육의 성형품의 평면 내 방향)으로의 유동 속도는 상대적으로 완만하다.

압력 센서(131)가 용융 수지를 검출하면, 도2에 도시한 바와 같이 게이트(112)의 개폐 부재(112a)가 개방되어 게이트(112)로부터의 용융 수지의 압입이 개시된다. 이 시각을 본 명세서에서는 t2라 한다. 동시에, 홈부 바닥(126)이 도1의 (b) 내의 2점쇄선 굵은 화살표(e)와 같이 이동되어 도2의 (b)의 실선 위치까지 변위된다. 이에 의해, 홈부 공간(125a)은 소멸하고, 그때까지 홈부 공간(125a) 내를 채우고 있던 용융 수지[게이트(11) 기원의 용융 수지]는 캐비티 공간(121a) 내로 복귀된다. 이 압력으로 인해, 캐비티 공간(121a) 내의 용융 수지는 박육의 성형품의 평면 내 방향으로 급속히 압박되어 확산된다. 이 확산에 의한 급속 충전과, 게이트(111)의 개폐 타이밍이 게이트(112)의 개폐 타이밍에 의존하지 않으므로, 게이트(111) 기원의 용융 수지가 캐비티 내에 충분히 충전되고, 그 결과, 충전 불량에 의한 성형 불량은 확실하게 방지된다. 또한, 홈부 바닥(126)을 도1의 (b) 내의 2점쇄선 굵은 화살표(e)와 같이 밀어올려 홈부 공간(125a)을 소멸시키는 타이밍은 게이트(112)로부터의 압입을 개시하는 시각과 동시라도 좋지만, 게이트(112)로부터의 압입을 개시하는 시각보다 후의 시각이라도 좋다.

또한, 게이트(112)로부터의 용융 수지의 압입이 개시되는 시점에서는, 게이트(111) 기원의 용융 수지의 흐름 선두 부분은, 도3 및 도4 내에 점선으로 도시한 바와 같이 이미 게이트(112)의 개구부 위치를 통과하고 있으므로, 게이트(112) 기원의 용융 수지의 흐름 선두 부분이 게이트(111) 기원의 용융 수지의 흐름 선두 부분과 만나는 일은 없고, 게이트(111) 기원의 용융 수지의 흐름 선두 부분의 배후측에 추가된다(도3 및 도4에 파선으로 나타내는 흐름 선두 부분 참조). 이로 인해, 웰드 라인은 형성되지 않는다.

이렇게 하여 캐비티 공간(121a) 내에 용융 수지가 채워지면 용융 수지의 압입은 멈춰지고 냉각ㆍ고화 공정이 개시된다. 또한, 캐비티 공간(121a)으로부터 넘친 수지는 통로(131b)를 경유하여 폐기용 캐비티 공간(131a)으로 유입되고 있다. 고화 후, 형개방이 행해져 성형품이 취출된 후, 다음의 성형 사이클이 개시된다.

상기에서는 압력 센서(131)가 용융 수지[게이트(111) 기원의 용융 수지]를 검출한 시각을 t2로 하고, 게이트(112)로부터의 압입 개시와 홈부 바닥(126)의 이동을 행하고 있지만, 이것 대신에 게이트(111)로부터의 용융 수지의 압입을 개시한 시각(t1)으로부터 소정 시간을 경과한 시각을 t2로 하여 처리해도 좋다. 이 소정 시간은 캐비티 공간(121a) 및 홈부 공간(125a)의 형상 및 사이즈, 또한 게이트(111)의 개구부 위치 내지 게이트(112)의 개구부 위치 사이의 거리, 용융 수지의 점도, 용융 수지에 인가되는 사출 압력 등에 따라서 다른 값이다. 예를 들어, 게이트(111)로부터 압입한 용융 수지의 흐름 선두 부분이 게이트(112)의 개구부 위치로 도달하기까지 필요로 하는 시간을 실측하여 이를 소정 시간으로서 설정해도 좋다.

또한, 게이트(111)와 게이트(112)로 용융 수지를 공급하는 사출 성형기의 스 크류 위치가 소정 위치에 있는 시각을 상기 시각(t2)으로 해도 좋다. 이 소정 위치는 사출 성형기로부터 사출된 용융 수지를 게이트(111)까지 유도하는 경로, 캐비티 공간(121a) 및 홈부 공간(125a)의 형상 및 사이즈, 또한 게이트(111)의 개구부 위치 내지 게이트(112)의 개구부 위치 사이의 거리 등에 따라서 다른 값이다. 예를 들어, 게이트(111) 기원의 용융 수지의 흐름 선두 부분이 게이트(112)의 개구부 위치로 도달하였을 때의 스크류 위치를 실측하여 이를 소정 위치로서 설정해도 좋다.

[2] 제2 형태(관통 구멍 등의 구멍부를 갖는 성형품의 경우)

도면을 참조하여 제2 형태의 사출 성형 기술을 설명한다.

도5의 (a)는 제2 형태의 사출 성형 금형의 주요부[캐비티(302) 부근]를 도시하는 상면 개략도, 도5의 (b)는 도5의 (a) 중 B-B선 부분의 종단면도이다. 도6은, 도5의 (b)에 있어서의 가동 핀(41)의 이동을 도시하는 설명도이고, 도6의 (a)는 돌출 전, 도6의 (b)는 돌출 후를 도시한다. 도7은, 도5의 (b)에 있어서의 가동 핀(41)의 초기 위치를 예시하는 설명도이고, 도7의 (a)는 돌출되어 있지 않은 예, 도7의 (b)는 돌출되어 있는 경우를 도시한다. 도8과 도9는, 도5의 (b)에 있어서의 가동 핀(41)을 동작시키는 기구를 예시하는 설명도이다.

도5에 도시한 바와 같이, 제1 형(예 : 가동형)(102)과 제2 형(예 : 고정형)(202)에 의해 캐비티(성형 공간)(302)가 형성된다. 또한, 이는 예시이고, 가동형과 고정형은 반대라도 좋고, 양자가 가동형이라도 좋다. 또한, 3개 이상의 형판을 이용하여 캐비티를 구성하도록 해도 좋다. 또한, 제2 형태의 금형이라도 캐비티 공간(302)에 연통하는 폐기용 캐비티 공간이 마련되어 있고, 제1 형태의 금형인 경우와 같은 작용을 발휘하지만, 도시는 생략한다.

캐비티(302)에 있어서, 원하는 성형품의 구멍부(관통 구멍)에 대응하는 소정 부위에는 상기 관통 구멍의 내주면에 합치하는 형상의 외주면을 구비한 가동 핀(41)이 캐비티(302) 내방향으로 진출 가능하도록 설치되어 있다. 즉, 도5의 (b) 내의 2점쇄선 화살표와 같이 이동 가능하게 설치되어 있다. 또한, 도5의 (b)의 예에서는, 가동 핀(41)의 선단부는, 초기 상태에서는 성형면과 동일한 평면에 있지만, 이것 대신에, 예를 들어 도7의 (b)와 같이 성형면으로부터 약간 돌출되도록 설치해도 좋다. 이와 같이 가동 핀(41)의 선단부를 성형면으로부터 돌출시킨 경우에 있어서 가동 핀(41)을 용융 수지의 압력 검출 소자[도8의 압력 감지 소자(451a) 참조]로서 겸용하면 용융 수지의 압력을 보다 민감하게 감지시킬 수 있다.

또한, 도5에 도시한 바와 같이, 캐비티(302) 내이며 가동 핀(41)의 선단부와 대향하는 부위에는 캐비티(302)로 진출되는 가동 핀(41)의 선단부를 받기 위한 오목부(322)가 마련되어 있다. 이 오목부(322)의 형상은 가동 핀(41)의 선단부가 정확하게 끼워 맞추어지는 형상이므로, 가동 핀(41)의 선단부와 오목부(322)의 바닥(도5의 (b)에서「상」)과의 사이에 용융 수지가 잔류하고 있었다고 해도 고화된 성형품을 취출할 때에는 깨끗하게 절단된다.

도6을 참조하여 가동 핀(41)의 동작 타이밍을 설명한다.

게이트(312)로부터 화살표와 같이 캐비티(302) 내로 사출된 용융 수지는 캐비티(302) 내를 화살표와 같이 진행한다. 용융 수지의 멜트 프론트(MF)가 압력 센 서(45)의 위치에 도달하면[도6의 (a) 참조], 압력 센서(45)는 그 뜻의 신호를 유압 기구(40)로 출력한다. 이에 의해 유압 기구(40)가 작동하여 가동 핀(41)을 캐비티(302)로 진출시킨다[도6의 (b) 참조]. 본 예에서는, 가동 핀(41)이 캐비티(302)로 진출되는 타이밍은 용융 수지의 멜트 프론트(MF)가 가동 핀(41)의 위치를 통과한 직후의 타이밍이다. 이로 인해, 멜트 프론트(MF)는 가동 핀(41)에 의해 분류되지 않고, 따라서 멜트 프론트(MF)의 합류도 발생하지 않고, 웰드의 발생도 방지된다. 또한, 멜트 프론트(MF)가 통과한 직후의 타이밍으로 가동 핀(41)이 진출되므로, 가동 핀(41)이 찔러 넣어진 용융 수지로부터의 저항이 충분히 낮고, 이로 인해 가동 핀(41)을 구동하기 위한 구동력도 충분히 작아 충분하다. 따라서, 예를 들어 용융 수지의 압력을 이용하여 가동 핀(41)을 구동하는 구성도 가능해진다.

또한, 상기한 예에서는 멜트 프론트(MF)의 통과 직후의 타이밍으로 가동 핀(41)을 캐비티(302) 내방향으로 진출시키고 있지만, 가동 핀(41)의 진출 타이밍은 멜트 프론트(MF)의 통과 직후 내지 용융 수지의 충전량이 캐비티(302)의 용적으로부터 가동 핀(41)의 진출 용적(도7 내의 파선 부분 참조)을 감산한 양에 도달하기까지의 기간 내의 임의의 시각이면 된다. 또한, 멜트 프론트(MF)의 통과 직후의 시각에 가까울수록 가동 핀(41)이 찔러 넣어지는 용융 수지로부터의 저항이 작으므로, 가동 핀(41)을 진출시키기 위한 구동력도 보다 작아 충분하다.

도8을 참조하여 가동 핀을 진퇴시키는 기구의 일예를 설명한다. 또한, 이 항에서의「하강」이나「상승」등은 도8을 기준으로 한 표현이다.

도8은 사출 성형기의 형체 동작에 연동하여 가압되는 유압 회로(432a)의 압 력을 가동 핀(41a)의 상류측의 소정 위치에서의 용융 수지의 검출에 따라서 가동 핀(41a)을 구동하기 위한 유압 장치(421a)용 유압 회로(434a)로 전달하도록 한 유압 기구를 도시한다.

우선, 사출 성형기의 형체 동작[가동형(102)의 하강]에 연동하여 가동형(102)의 하면에 상단부가 접촉되어 있는 관통 핀(46a)이 스프링(46aa)의 압박력에 저항하여 하강한다. 이에 의해, 스프링/유압 변환 기구(431a)가 작동하여 유압 회로(432a)의 유압을 높인다.

다음에, 가동 핀(41a)의 상류측의 소정 위치에 설치한 압력 감지 핀(451a)이 용융 수지의 멜트 프론트를 감지하면, 압력 센서(45)가 그 뜻의 신호를 밸브 개폐 스위치 회로(452a)로 출력한다. 이에 의해, 밸브 개폐 스위치 회로(452a)가 폐쇄되고 밸브(433a)가 개방되고, 유압 회로(432a)에 인가되어 있는 유압이 유압 회로(434a)로 전달된다. 이에 의해, 유압 장치(421a)가 작동하여 실린더축(422a)을 거쳐서 가동 핀(41a)을 밀어올린다.

이와 같이 하여, 가동 핀(41a)이 캐비티(302)로 진출된다.

다음에, 형개방 공정이 개시된다.

가동형(102)이 상승되면 가동형(102)이 관통 핀(46a)에 가하고 있던 압력이 없어진다. 이로 인해, 관통 핀(46a)은 스프링(46aa)의 압박력에 의해 상승하여 유압 회로(432a)에 인가하고 있던 압력을 낮춘다. 그 결과, 유압 회로(432a)의 유압이 저하되고, 밸브(433a)를 거쳐서 유압 회로(432a)와 연통되어 있는 유압 회로(434a)의 유압도 저하된다. 이로 인해, 유압 장치(421a)가 실린더(422a)를 거쳐서 가동 핀(41)을 끌어내린다.

이와 같이 하여 가동 핀(41a)이 캐비티(302)로부터 퇴피된다.

도9를 참조하여 가동 핀을 진퇴시키는 기구의 일예를 설명한다. 또한, 이 항에서의「하강」이나「상승」등은 도9를 기준으로 한 표현이다.

도9는 가동 핀(41b)의 상류측의 소정 부위[나타낸 예에서는 게이트(312)에 대향하는 부위]의 용융 수지의 압력을 유압 회로(432b)로 전달하여 상기 유압 회로(432b)에 가해지는 압력이 소정의 압력에 도달하면 조절 압력 밸브(433b)를 개방하고, 유압 회로(432b)의 압력을, 가동 핀(41b)을 구동하기 위한 유압 회로(434b)로 전달하도록 한 유압 기구를 도시한다.

게이트(312)로부터 사출된 용융 수지의 압력은 압력 전달 핀(46b)에 인가된다. 이에 의해, 압력 전달 핀(46b)은 스프링(46bb)의 압박력에 저항하여 유압 장치(431b)를 가압하고, 상기 유압 장치(431b)에 연통되어 있는 유압 회로(432b)의 유압을 높인다.

압력 전달 핀(46b)에 인가되는 용융 수지의 압력은 사출 개시 후, 시간의 경과에 수반하여 빠르게 증가한다. 이로 인해, 압력 전달 핀(46b)으로부터 유압 장치(431b)로 가해지는 압력도 시간의 경과에 수반하여 증가한다.

유압 회로(432b)의 압력이 소정의 압력에 도달하면 조정 밸브가 개방되고, 유압 회로(432b)의 유압이 유압 회로(434b)로 전달된다. 이에 의해, 유압 장치(421b)가 작동하여 가동 핀(41b)을 밀어올린다.

이와 같이 하여 가동 핀(41b)이 캐비티(302)로 진출된다.

캐비티(302) 내로 사출된 용융 수지가 고화되면 압력 전달 핀(46b)의 위치와, 가동 핀(41b)의 위치에서 압력 차가 없어진다. 이로 인해, 유압 회로(432b)와 유압 회로(434b)의 압력 차도 없어져 가동 핀(41b)을 밀어올리는 힘도 없어진다.

형개방이 행해지면 압력 전달 핀(46b)과 가동 핀(41b)은 각각의 스프링(46bb, 41bb)의 압박력에 의해 원위치로 복귀된다.

이와 같이 하여 가동 핀(41b)이 캐비티(302)로부터 퇴피된다.

상기한 각 유압 기구는 전술한「[1] 제1 형태」의 항에서 설명한 사출 성형 금형의 홈 바닥(126)을 진퇴시키기 위한 기구로서도 마찬가지로 적용 가능하다.

[3] 제3 형태(용융 수지의 분류와 합류가 불가피한 성형품의 경우)

도면을 참조하여 제3 형태의 사출 성형 기술을 설명한다.

도10과 도11은 제3 형태의 사출 성형 금형의 주요부이고, 도10은 멜트 프론트가 압력 센서(45)에 도달하고 있지 않은 상태, 도11은 도달한 직후의 상태를 도시한다. 또한, 각 도면의 (a)는 일부 투시의 상면 개략도, (b)는 (a) 중 B-B선 화살표의 단부면도이다. 도12는 멜트 프론트가 압력 센서(45)에 도달하고 있지 않은 상태(도1의 상태)에 있어서의 수지 저장부(333)의 형상을 예시하는 설명도이고, (a)는 성형품의 두께 방향으로 깊은 예, (b)는 성형품의 면 방향으로 깊은 예를 나타낸다. 도13과 도14는 가동 핀(41)을 동작시키는 기구를 예시하는 설명도이다. 또한, 이하의 설명에서「하」나「상」등의 표현은 상기 참조 중의 도면을 기준으로 한 표현이다.

도10의 (및 도11)에 도시한 바와 같이, 제1 형(예 : 가동형)(103)과 제2 형( 예 : 고정형)(203)에 의해 캐비티(성형 공간)(303)가 형성된다. 또한, 이는 예시이고, 가동형과 고정형은 반대라도 좋고, 양자가 가동형이라도 좋다. 또한, 3개 이상의 형판을 이용하여 캐비티를 구성하도록 해도 좋다. 또한, 제3 형태의 금형이라도 캐비티 공간(303)에 연통하는 폐기용 캐비티 공간이 마련되어 있고, 제1이나 제2 형태의 금형의 경우와 같은 작용을 발휘하지만, 도시는 생략한다.

원하는 성형품의 구멍부(관통 구멍)에 대응하는 소정 부위에는 캐비티(303)를 막도록 하고, 상기 관통 구멍의 내주면에 합치하는 형상의 외주면을 구비한 코어(돌출부)(60)가 설치되어 있다. 나타낸 예에서는, 코어(60)는 제2 형(203)의 측에 일체로 설치되어 있지만, 제1 형(103)의 측에 일체로 설치하는 구성이라도 좋다.

또한, 코어(60)의 배후측, 즉 게이트(313)로부터 캐비티(303)로 압입된 용융 수지가 코어(60)에 의해 2개로 분류되고, 코어(60)의 양측을 도1의 (a) 중 화살표로 나타낸 바와 같이 진행한 후에 합류하는 부위에는 코어(60)의 내부측으로 오목하게 들어가는 오목부가 수지 저장부(333)로서 형성되어 있다.

이 수지 저장부(333)는, 도10의 (b)에 도시한 바와 같이 그 부근의 캐비티(303)에 비해 두껍게 형성되어 있으므로, 용융 수지가 냉각되기 어렵고, 유동 속도가 인접하는 캐비티(303)보다도 빨라진다. 이로 인해, 코어(60)의 양측을 통해 진행해 오는 용융 수지는, 도10의 (a)에 도시한 바와 같이, 우선 수지 저장부(333)로 유입하고, 그 후에 캐비티(303)의 남은 공간을 충전하도록 진행한다. 즉, 수지 저장부(333)는, 소위 플로우 리더로서 기능한다.

또한, 수지 저장부(333)의 하방에는, 도10의 (b)에 도시한 바와 같이 가동 핀(41)이 수지 저장부(333)로 진퇴 가능하도록 설치되어 있다. 즉, 상하 이동 가능하게 설치되어 있다. 이 가동 핀(41)이 상승된 경우에는 가동 핀(41)이 수지 저장부(333)를 매립한다. 이에 의해, 그때까지 수지 저장부(333) 내를 채우고 있던 용융 수지는 인접하는 캐비티(303)로 밀어내어진다.

또한, 도10의 (b)에 나타내는 예에서는, 가동 핀(41)의 상단부면은 초기 상태(최하 위치로 하강되어 있는 상태)에 있어서 캐비티(303)의 성형면보다도 하방에 있지만, 이것 대신에, 예를 들어 도12의 (b)와 같이 캐비티(303)의 성형면과 동일한 높이로 해도 좋다. 그 경우에는 수지 저장부(333b)가 충분한 용적을 갖도록 안측 방향 등으로 넓히거나, 수지 저장부(333b)가 플로우 리더로서 기능하도록 굵은 선 사선부나 가동 핀(41b)의 상단부면을 단열재 등으로 구성하고, 그 열전도율을 캐비티(303)의 성형면과 다르게 한 것 등의 고안이 필요해진다. 이와 같이, 수지 저장부의 형상은 목적으로 하는 성형품의 구멍부(관통 구멍)의 사이즈나 형상 등에 따라서 적절하게 설계 변경 가능하다.

또한, 도10의 (b)나 도11의 (b)에 도시한 바와 같이 수지 저장부(333)의 상면부, 즉 가동 핀(41)의 상단부면과 대향하는 부위는 수지 저장부(333)로 진출된 가동 핀(41)의 선단부를 받는 오목부(323)로서 형성되어 있다. 이 오목부(323)의 형상은 가동 핀(41)의 상단부가 정확하게 끼워 맞추어지는 형상이므로, 가동 핀(41)의 상단부면과 오목부(323)의 바닥[도10의 (b)에서「상」)면과의 사이에 용융 수지가 잔류하고 있었다고 해도 고화된 성형품을 취출할 때에는 깨끗하게 절단된 다.

도10 및 도11을 참조하여 가동 핀(41)의 동작 타이밍을 설명한다.

게이트(313)로부터 도10의 (b)의 화살표와 같이 캐비티(303) 내로 사출된 용융 수지는 캐비티(303) 내를 도10의 (a)의 화살표와 같이 진행한 후, 수지 저장부(333)로 유입하고[멜트 프론트(MF1), 참조], 상기 수지 저장부(333) 내를 채운다. 즉, 멜트 프론트의 합류는 플로우 리더로서 기능하는 수지 저장부(333) 내에서 발생한다.

이렇게 하여 수지 저장부(333) 내에서 합류하여 상기 수지 저장부(333) 내를 채운 용융 수지는 다음에 단일의 멜트 프론트를 형성하고, 캐비티(303) 내의 남은 부분을 충전하도록 진행한다. 즉, 도10 및 도11 내에서 우측으로 진행한다.

또한, 단일로 형성된 멜트 프론트가 캐비티(303) 내를 진행하여 소정 위치에 배치된 압력 센서(45)에 도달하면[멜트 프론트(MF2), 참조], 상기 압력 센서(45)가 도11의 (b)에 도시한 바와 같이 그 뜻의 신호를 가동 핀 기구(40)로 출력한다. 이에 의해, 가동 핀 구동 기구(40)가 작동하여 가동 핀(41)을 수지 저장부(333)로 진출시키고, 그때까지 수지 저장부(333) 내를 채우고 있던 용융 수지를 캐비티(303)로 밀어낸다.

가동 핀(41)을 수지 저장부(333)로 진출시켜 수지 저장부(333) 내의 용융 수지를 밀어내는 타이밍은, 나타낸 예에서는 압력 센서(45)의 설치 위치에 의해 결정된다. 이 타이밍으로서는 용융 수지가 수지 저장부(333)를 채운 직후의 시각으로부터 캐비티(303)가 수지 저장부(333)의 용적 상당분을 남겨 충전되는 시각[캐비티 (303)의 용적으로부터 수지 저장부(333)의 용적을 감산한 양의 용융 수지가 게이트(313)로부터 캐비티(303) 내로 사출되는 시각]까지의 기간 내의 임의의 시각을 채용할 수 있다. 즉, 그 기간 내이면, 밀어내어지는 용융 수지로부터의 저항이 작기 때문에, 비교적 작은 힘으로 가동 핀(41)을 진출시킬 수 있다. 용융 수지가 수지 저장부(333)를 채운 직후의 시각을 상기한 타이밍으로서 설정하면, 용융 수지를 밀어내기 위해 필요한 힘이 최소가 되므로, 예를 들어 용융 수지의 압력을 이용하여 가동 핀(41)을 구동하는 구성도 가능해진다. 또한, 가동 핀 구동 기구(40)를 소형화할 수 있고, 비용도 저감시킬 수 있다.

도13과 도14에 가동 핀(41)을 진퇴시키는 기구의 일예를 나타낸다. 도13은 전술한 도8과 마찬가지이고, 도14는 전술한 도9와 마찬가지이다. 이로 인해, 설명은 생략한다. 또한, 도13이 도8과 다른 점은 압력 감지 핀(451a)의 배치 위치와, 가동 핀(41)의 진출처이다. 또한, 도14가 도9와 다른 점은 가동 핀(41)의 진출처이다.

도13이나 도14의 각 유압 기구도 전술한「[1] 제1 형태」의 항에서 설명한 사출 성형 금형의 홈 바닥(126)을 진퇴시키기 위한 기구로서 마찬가지로 적용 가능하다.

본 발명에 따르면, 복수의 게이트를 갖는 금형을 이용하는 사출 성형 기술에 있어서, 웰드를 방지할 수 있고, 플로우 마크를 간단하고 또한 확실하게 방지할 수 있고, 최초로 압입한 성형 재료의 멜트 프론트의 배후측에 추가하도록 압입하는 성 형 재료의 역류를 원하는 성형품 형상이나 게이트 위치의 설계의 자유도에 큰 제약을 받지 않고 방지할 수 있다.

또한, 관통 구멍 등의 구멍부를 갖는 성형품을, 웰드를 방지하기 위한 기구를 대형화시키지 않고 저비용으로 성형할 수 있다.

또한, 목적으로 하는 성형품의 형상(관통 구멍)으로 인해 용융 수지의 합류를 회피할 수 없는 경우에 있어서, 수지를 불필요하게 하지 않고, 또한 장치의 대형화나 비용의 상승을 초래하지 않고, 웰드의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.

Claims (17)

1. 원하는 성형품의 외부 형상에 대응하는 내부 형상을 갖는 캐비티와,

   각각이 사출 개시가 각각 제어되고, 상호 인접한 제1 게이트 및 제2 게이트의 적어도 한 쌍을 구비한 둘 이상의 게이트와,

   상기 캐비티의 내면에 설치되어 있고, 상기 제1 게이트의 개구부로부터 상기 제2 게이트의 개구부까지를 연결하는 길이 형상의 홈부와,

   상기 홈부에는 홈부를 소멸시키기 위한 소멸 수단을 포함하는 사출 성형 금형이며,

   상기 제2 게이트는 상기 제1 게이트로부터의 용융 수지의 멜트 프론트가 상기 제2 게이트의 위치에 도달한 후에 개방되어 사출을 개시하고, 상기 홈부 내를 진행하는 용융 수지는 상기 소멸 수단을 사용하여 상기 캐비티 내부측으로 밀려 복귀되는, 사출 성형 금형.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 게이트는 상기 제1 게이트로부터의 용융 수지의 멜트 프론트가 상기 제2 게이트의 위치에 도달한 직후에 개방되고, 상기 홈부 내를 진행하는 용융 수지는 상기 소멸 수단을 사용하여 상기 캐비티 내부측으로 밀려 복귀되는, 사출 성형 금형.
3. 제1항에 있어서, 상기 캐비티는 상기 캐비티에 연통되는 폐기용 캐비티를 더 포함하는, 사출 성형 금형.
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