KR101038049B1 - 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치 - Google Patents

합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치에 관한 것으로서, 펠릿이 투입되는 호퍼와; 이 호퍼로부터 투입된 펠릿을 용융시키면서 한쪽 방향으로 이송시키는 스크류 실린더와; 이 스크류 실린더 내의 용융수지를 사출하는 노즐과; 이 노즐을 통해 용융수지가 사출되어 충진되는 금형과; 상기 사출되는 용융수지에 함유된 수분이 기화가 이루어지지 않는 범위의 대항되는 설정 압력으로 상기 금형의 캐비티 내부에 가스를 충진하는 가스 공급수단을 포함하는 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치를 포함하며, 이에 따라 금형의 캐비티 내부 압력이 조절되어 용융수지에 함유된 수분이 기화되지 않음과 더불어 금형의 캐비티 내부에 균일하게 용융수지가 충진됨으로써, 성형품의 외관 불량이 발생되지 않음은 물론 제팅현상 및 엠보싱 부분의 미세 미성형, 표면 흐름자국 등이 발생되지 않아 결국 양질의 성형품 생산이 가능해지는 효과가 제공된다.
합성수지, 플라스틱, 사출, 성형, 압력, 제어

Description

합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치{Apparatus for pressure control in mold for resin injection molding}
본 발명은 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 합성수지 사출성형을 위한 금형 내부의 압력을 조절하여 용융수지에 포함된 수분의 기화를 예방함으로써, 불량의 성형품 생산을 최소화하도록 한 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 합성수지는 물리, 화학적 특성 및 성형성이 우수하고, 금형을 이용한 대량생산이 용이하여 각종 생활용품은 물론 산업 전반의 다양한 제품 및 부품의 소재로서 널리 사용되고 있다.
합성수지는 상기와 같은 재질특성에 의해 대부분 사출성형이나 압출성형과 같이 금형을 이용한 성형을 통해 제조되고 있다.
즉, 원료가 되는 플라스틱 알갱이인 펠릿(pellet)을 전기열과 기계적 마찰열 등을 이용하여 겔 형태로 용융시킨 후, 원하는 형상으로 제작된 금형 내에 고온,고 압으로 사출시켜 충진,고화시킴으로써, 원하는 형태의 성형품을 완성하게 된다.
도 1은 종래의 합성수지 사출성형 장치를 개략적으로 도시한 구성도로서, 도시된 바와 같이, 종래의 합성수지 사출성형 장치(10)는, 펠릿이 투입되는 호퍼(12)와, 이 호퍼로부터 투입된 펠릿을 전기열과 기계적 마찰열 등을 이용하여 겔 형태로 용융시키면서 한쪽 방향으로 이송시키는 스크류 실린더(20)와, 상기 스크류 실린더의 선단에 설치되어 겔 형태로 용융된 용융수지를 사출하는 노즐(30) 및 상기 노즐을 통해 겔 형태의 용융수지가 충진되는 금형(40)으로 이루어져 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 종래 합성수지 사출성형 장치(10)의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 준비된 원료인 펠릿을 호퍼(12)로 투입하게 되면, 투입된 펠릿이 스크류 실린더(20)에서 전기열과 기계적 마찰열 등에 의해 겔 형태로 용융되고, 이와 같이 용융된 용융수지는 스크류 실린더(20) 내부에서 노즐(30) 방향으로 이송된다.
이송된 용융수지는 노즐(30)에 의해 이미 원하는 형태로 제작된 금형(40) 내부의 캐비티(cavity)(42)로 공급되며, 금형(40)의 캐비티(42)에 충진된 용융수지가 고화되면 금형(40)을 분리하여 성형품을 완성하게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 합성수지 성형장치(10)는, 초기 펠릿에 함유되어 있는 수분에 의해 용융수지가 금형(40)내에서 고화될 때, 용융수지에 함유된 수분이 기화되면서 성형품의 표면 형상 즉, 외관을 해칠 수 있는 문제점이 있었다.
이에, 최근에는 펠릿에 함유된 수분을 제거하기 위한 방법으로, 드라이 오븐을 이용하거나 또는 제습식 건조기를 이용하여 수분의 함유율을 낮추어 성형을 하고는 있으나, 이러한 방법이 수분 함유율은 낮출 수 있더라도 펠릿이 스크류 실린더(20)에서 용융되는 과정에서 각종 첨가제에 의해 발생되는 가스를 제거할 수는 없었는바, 역시 성형품의 외관손상은 완벽하게 예방할 수 없었다.
또한, 펠릿과 각종 첨가제를 스크류 실린더(20)에서 고온,고압으로 융용시킨 후, 이 용융수지를 상대적으로 저온인 금형(40)의 캐비티(42)로 충진할 경우, 급속한 압력 강하와 냉각에 의한 고화 그리고, 캐비티(42) 내 각 부분으로의 충진 속도 차이로 인하여, 표면 전사가 일정하게 이루어지지 않게 되는 문제점이 있었다.
즉, 표면 전사가 일정하게 이루어지지 않음으로 인하여 성형품 표면에 마치 뱀처럼 거칠거나 흐린 꾸불꾸불한 선이 육안으로 확인되는 제팅(Jetting) 현상이 발생되고, 엠보싱 부분의 미세 미성형과 표면 흐름자국 등이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 합성수지 사출성형을 위한 금형 내부의 압력을 조절하여 용융수지에 포함된 수분의 기화를 억제함은 물론 금형 내부의 캐비티 전체에 용융수지가 균일하게 충진되도록 함으로써, 양질의 성형품 생산을 도모하도록 한 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치는, 펠릿이 투입되는 호퍼와; 상기 호퍼로부터 투입된 펠릿을 전기열과 기계적 마찰열 등을 이용하여 겔 형태로 용융시키면서 한쪽 방향으로 이송시키는 스크류 실린더와; 상기 스크류 실린더의 선단에 설치되어 겔 형태로 용융된 용융수지를 사출하는 노즐과; 상기 노즐을 통해 겔 형태의 용융수지가 사출되어 충진되는 금형 및 상기 사출되는 용융수지에 함유된 수분이 기화가 이루어지지 않는 범위의 대항되는 설정 압력으로 상기 금형의 캐비티 내부에 가스를 충진하는 가스 공급수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 설정 압력은, 대기압보다 높고, 용융수지의 사출 압력보다는 낮은 범위의 압력인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 8.4kg/cm2 ~ 70.3kg/cm2 의 범위로 하는 것이다.
한편 본 발명에 따른 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치는, 상기 금형의 캐비티 내부로 사출되는 용융수지의 양에 따라 상기 캐비티 내부의 가스를 배기시키면서 압력을 조절하는 가스 배기수단을 더 포함할 수도 있다.
상기 금형은, 가동금형과 고정금형으로 이루어지고, 상기 가동금형과 고정금형이 포개어진 상태에서 성형품의 형상에 맞게 캐비티가 형성되며, 상기 가변금형과 고정금형 중, 어느 하나의 금형에는 캐비티와 연통되는 가스 급기 및 배기통로가 형성되는 것이 바람직하다.
이 경우, 상기 가스 급기 및 배기통로는 캐비티와 연통되는 가스포집라인과 연통되게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가스공급 수단은, 상기 가스 급기 및 배기통로와 급기배관으로 연결되는 가스저장탱크와; 상기 가스저장탱크 내의 가스를 설정 압력 이상으로 증압시키는 증압부스터와; 상기 증압부스터에 의해 증압된 가스를 금형의 캐비티 내부로 공급하도록 개폐되는 것으로서, 상기 급기배관에 설치되는 전자밸브를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 급기배관에는, 증압된 가스가 한쪽 방향으로만 이동이 이루어지도록 하는 체크밸브와, 금형의 캐비티 내로 공급되는 가스 중, 이물질을 걸러 내기 위한 필터와, 금형의 캐비티 내로 공급된 가스가 설정 압력을 유지하도록 하는 레귤레이터 및 금형의 캐비티 내에 충진된 가스의 압력을 측정하기 위한 압력센서가 더 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가스 배기수단은, 가스 급기 및 배기통로와 연결되는 배기배관과; 상기 배기배관에 설치되는 것으로서, 금형의 캐비티 내부로의 용융수지 사출량에 따라 개방되어 금형의 캐비티 내부 압력을 조절하는 배기 전자밸브를 포함하는 것이 바람직한데, 더욱 바람직하게는 상기 배기배관에 가스가 한쪽 방향으로만 이동이 이루어지도록 하는 체크밸브가 더 설치되는 것이다.
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이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 다른 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치에 따르면, 합성수지 사출성형을 위한 금형 내부의 압력이 조절되어 용융수지에 포함된 수분의 기화가 억제됨으로써, 수증기에 의한 성형품의 외관불량이 발생되지 않는 유용한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 금형 내부의 캐비티 전체에 용융수지가 균일하게 충진됨으로써, 표면 전사가 일정하게 이루어져 제팅현상이 없고, 엠보싱 부분의 미세 미성형과 표면 흐름자국이 발생되지 않아 양질의 성형품 생산이 도모되는 효과도 제공된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따라 압력제어 장치가 구비된 합성수지 사출성형용 금형 및 전체 성형장치를 도시한 구성도이고, 도 3은 도 2에서 금형의 확대 단면 구성도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치는, 펠릿이 투입되는 호퍼(110)와, 이 호퍼로부터 투입된 펠릿을 전기열과 기계적 마찰열 등을 이용하여 겔 형태로 용융시키면서 한쪽 방향으로 이송시키는 스크류 실린더(120)와, 상기 스크류 실린더의 선단에 설치되어 겔 형태로 용융된 용융 수지를 사출하는 노즐(130) 및 상기 노즐을 통해 겔 형태의 용융수지가 충진되는 금형(140)을 포함한다.
상기 금형(140)은 가변금형(142)과 고정금형(144)으로 이루어지며, 가변금형(142)과 고정금형(144)이 포개어져 밀폐된 상태에서 그 안쪽에는 성형품의 형상에 맞게 캐비티(146)가 형성되어 있다.
상기 가변금형(142)과 고정금형(144) 중, 어느 하나의 금형에는 캐비티(146)와 연통되는 가스(공기 또는 질소) 급기 및 배기통로(150)가 형성되어 있고, 이 가스 급기 및 배기통로(150)는 캐비티(146)와 연통되는 가스포집라인(160)과 연통되게 형성되어 있다.
한편, 본 발명은 금형(140)의 가스 급기 및 배기통로(150)와 연결,설치되는 가스 공급수단을 포함한다.
상기 가스 공급수단은, 급기배관(200)을 통해 가스 급기 및 배기통로(150)로 연결되는 가스저장탱크(220)와, 상기 가스저장탱크 내의 가스를 설정 압력 이상으로 증압시키는 증압부스터(212)가 내재되는 콘트롤러(210)와, 상기 증압부스터(212)에 의해 증압된 가스를 금형(140)의 캐비티(146) 내부로 공급하도록 개폐되는 것으로서, 상기 급기배관(200)에 설치되는 고압용 전자밸브(202)를 포함한다.
상기 가스저장탱크(220)는 공기 또는 질소의 가스가 저장되는 탱크로서, 증압부스터(212)에 의해 압력이 설정 압력으로 증가된 상태로 금형(140)의 캐비티(146) 내로 공급이 이루어지게 되는데, 여기서 설정 압력에 대한 설명은 후술하기로 한다.
상기 증압부스터(212)와 금형(140)의 캐비티(146)를 연결하는 급기배관(200)에는, 금형(140) 내의 가스 압력을 일정하게 유지시켜주기 위한 레귤레이터(204)와, 가스가 한쪽 방향으로만 이동이 이루어지도록 하는 체크밸브(206)와, 금형(140) 내의 압력을 측정하기 위한 압력센서(207) 및 가스 내의 이물질을 제거하기 위한 필터(208)가 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 금형(140)의 캐비티(146) 내부로 사출되는 용융수지의 양에 따라 상기 캐비티(146) 내부의 가스를 배기시키면서 압력을 조절하는 가스 배기수단을 포함한다.
상기 가스배기 수단은, 가스 급기 및 배기통로(150)와 연결되는 배기배관(300)과, 상기 배기배관(300)에 설치되는 것으로서, 금형(140)의 캐비티(146) 내부로의 용융수지 사출량에 따라 개방되어 금형(140)의 캐비티(146) 내부 압력을 조절하는 배기 전자밸브(302)를 포함하며, 배기배관(300)에도 가스가 한쪽 방향으로만 이동이 이루어지도록 하는 체크밸브(304)가 설치되는 것이 바람직하다.
참고로, 상기 증압부스터(212)와, 급기배관(200)에 설치되는 전자밸브(202) 및 배기배관(300)에 설치되는 배기 전자밸브(302)는 상기 압력센서(207)의 입력신호에 따라 콘트롤러(210)의 제어로 작동이 이루어지게 된다.
예컨대, 금형(140)의 캐비티(146)가 밀폐되면, 가스 공급수단의 전자밸브(202)를 개방시켜 금형(140)의 캐비티(146) 내부에 설정 압력 이상으로 가스를 공급하여 충진되도록 하고, 금형(140)의 캐비티(146) 내부로 사출되는 용융수지의 양에 따라 가스 배기수단의 배기 전자밸브(302)를 개방시켜 금형(140)의 캐비 티(146) 내부 압력을 조절하도록 한다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 합성수지를 사출성형하기에 앞서 가변금형(142)과 고정금형(144)을 포개어 캐비티(146)가 밀폐된 상태가 되도록 한다.
다음에, 금형(140)의 캐비티(146) 내로 가스를 설정 압력으로 채운다. 즉, 증압부스터(212)를 가동시켜서 가스저장탱크(220) 내의 가스를 급기배관(200)을 통해 금형(140) 내의 캐비티(146)로 공급한다.
이때, 전자밸브(202)가 개방되어 증압부스터(212)에서 설정 압력으로 증압된 가스는 금형(140) 내의 캐비티(146)로 공급이 이루어지게 되는데, 금형(140) 내의 캐비티(146)로 공급되는 가스는 필터(208)를 거쳐 이물질이 제거되고, 체크밸브(206)에 의해 금형(140) 내의 캐비티(146) 쪽으로만 이동이 이루어지게 된다.
이와 같이, 금형(140) 내의 캐비티(146)로 가스가 공급되어 설정 압력을 유지하게 되면, 더 이상의 가스 공급이 이루어지지 않고, 레귤레이터(204)는 금형(140)의 캐비티(146) 내부 압력을 설정 압력으로 계속해서 유지시키게 되며, 이 경우 압력센서(207)는 금형(140)의 캐비티(146) 내 압력신호를 콘크롤러(210)로 송신하게 된다.
상기와 같이, 금형(140)의 캐비티(146) 내부에 설정 압력의 가스가 충진된 상태에서, 호퍼(110)에 펠릿을 공급하여 스크류 실린더(120)에 의해 겔 형태로 용 융시킨 후, 용융된 수지를 노즐(130)에 의해 금형(140)의 캐비티(146)로 사출한다.
이때, 금형(140)의 캐비티(146)로 사출되는 용융수지의 사출 압력은 통상적으로 110~150kg/cm2이고, 최대 170kg/cm2인바, 금형(140)의 캐비티(146) 내부에 충진된 가스의 설정 압력은 용융수지가 금형(140)의 캐비티(146) 내부로 사출될 때 저해되지 않도록 대기압보다는 높고 사출 압력보다는 낮은 압력으로 형성되는 것이 바람직하다.
금형(140)의 캐비티(146) 내부로 용융수지가 사출되면, 배기배관(300)에 설치된 배기 전자밸브(302)는 금형(140)의 캐비티(146) 내로 사출되는 용융수지의 사출량에 따라 조금씩 개방이 이루어지면서 금형(140)의 캐비티(146) 내부 압력을 조절하며, 금형(140)의 캐비티(146) 내부로 용융수지의 사출이 완전히 이루어지면, 캐비티(146) 내부의 가스를 완전히 외부로 배출시킨다.
즉, 금형(140)의 캐비티(146) 내부에 설정 압력 이상으로 가스가 충진된 상태에서 금형(140)의 캐비티(146) 내부로 용융수지가 사출되면, 사출되는 용융수지의 양에 비례하여 캐비티(146) 내부 압력은 상승하게 된다.
따라서, 상승되는 압력을 압력센서(207)가 콘트롤러(210)에 송신하게 되면, 상승된 압력에 맞게 배기 전자밸브(302)가 개방되면서, 항상 금형(140)의 캐비티(146) 내부 압력이 일정하도록 조절하면 된다.
이에, 금형(140)의 캐비티(146) 내로 사출되는 용융수지는 캐비티(146) 내에 충진된 가스의 설정 압력에 의해 대항 압력을 받게 되는데, 이때의 설정 압력을 용 융수지 내에 함유된 수분이 기화가 이루어지지 않는 범위의 설정 압력으로 유지하게 되면, 사출되는 용융수지 내에 함유된 수분이 기화되지 않음으로써, 수증기에 의한 성형품의 외관 해침현상이 발생되지 않게 되는데 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
또한, 금형(140)의 캐비티(146) 내로 사출되는 용융수지가 캐비티(146)에 충진된 가스에 의한 압력으로 급속한 압력강하가 발생되지 않음으로써, 캐비티(146) 내부에 균일하게 충진이 이루어지는바, 표면전사의 불균일에 의한 제팅현상이 발생되지 않고, 엠보싱 부분의 미세 미성형이 발생되지 않으며, 표면의 흐름자국이 발생되지 않게 된다.
이와 같이, 금형(140)의 캐비티(146) 내부에 용융수지의 사출이 완료되면, 금형(140)의 캐비티(146)와 연통되는 가스포집라인(160)에만 가스가 충진된 상태가 되며, 이 가스포집라인(160)에 충진된 가스의 압력에 의해 금형(140)의 캐비티(146) 내부에 용융수지가 완전히 사출되어 충진될 때까지 계속적으로 설정 압력 이상의 압력을 받게 된다.
금형(140)의 캐비티(146) 내부에 용융수지의 사출이 완료되어 일정시간이 경과되어 어느 정도 고화가 이루어지면, 배기배관(300)을 통해 가스를 완전히 배출시키고, 가변금형(142)과 고정금형(144)을 이격시킨 후 성형된 제품을 꺼내면 된다.
상기와 같이, 용융수지를 금형(140)의 캐비티(146) 내부로 사출하여 고화시킬 때, 금형(140)의 캐비티(146) 내부 압력이 설정 압력으로 가스가 충진된 상태 즉, 용융수지에 포함된 수분이 기화가 이루어지지 않는 압력으로 가스가 충진된 상태를 유지하게 되면, 제팅(Jetting) 현상이 일어나지 않고, 엠보싱 부분의 미세 미성형과 표면 흐름자국 등이 발생되지 않게 된다고 하였다.
예컨대, 물의 경우 기체와 액체의 경계선이 특정한 온도에서 기화가 일어나는 압력의 수준이 존재하게 된다. 즉, 특정온도에서 경계선 아래의 압력을 가지면 기화가 일어나게 되는데, 폴리카보네이트의 경우 작업온도가 280℃인 경우 이 폴리카보네이트 안에 함유된 수분이 기화가 일어나지 않는 압력조건은 아래의 포화증기표를 참조하면 65.468kgf/cm2이상이나 실제 금형에서 성형될 때는 이보다 폴리카보네이트의 온도가 211℃ 정도로 낮아짐으로써, 20kgf/cm2 이상의 압력이 필요하다.
[포화증기표]
계기압력
(kg/cm2 G)		 절대압력
(kg/cm2 A)		 포화온도
(℃)		 비용적
(m3/kg)		 현열량
(Kcal/kg)		 잠열량
(Kcal/kg)		 전열
(Kcal/kg)
0.0 1.03323 100.00 1.67300 100.092 539.06 639.15
7.4 8.433 171.80 0.232802 173.639 487.68 661.32
15.0 16.033 200.53 0.125798 204.159 462.52 666.68
18.8 19.833 210.97 0.102288 215.477 452.48 667.96
19.0 20.033 211.47 0.101294 216.027 451.99 668.02
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64.0 65.033 279.56 0.0303474 294.863 369.34 664.21
65.0 66.033 280.57 0.0298427 296.127 367.84 663.94
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69.0 70.033 284.5 0.0279616 301.083 361.74 662.82
70.0 71.033 285.46 0.0275230 302.298 360.23 662.53
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86.0 87.033 299.53 0.0218205 320.621 336.66 657.29
87.0 88.033 200.34 0.0215298 321.708 335.21 656.92
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또한, 합성수지는 그 종류에 따라 금형(140)의 캐비티(146) 내부로 사출되는 용융수지의 온도가 170℃~285℃ 범위까지 낮아지게 되는바, 캐비티(146) 내부에 충진되는 가스의 설정 압력은 대기압보다는 높고 용융수지의 사출 압력보다는 낮은 압력 즉 수증기 포화 포화압력 이상이고 70.3kg/cm2 이내 바람직하게는 8.4kg/cm2 ~ 70.3kg/cm2 로 설정함으로써, 금형(140)의 캐비티(146) 내로 사출되는 용융수지의 사출 압력에 대항하여 용융수지에 함유된 수분이 기화되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
<실험예 1>
금형온도 20℃, 히터온도 280℃인 상태에서 건조하지 않은 폴리카보네이트 분쇄품을 상기와 같은 압력제어 장치가 구비된 성형장치(100)를 이용하여 성형품을 성형하되, 금형(140)의 캐비티(146) 내부 압력을 20kgf/cm2 이상의 설정 압력으로 유지시키고, 사출량에 따라 조금씩 캐비티(146) 내부 압력을 조절하면서 배기시킨 결과, 표면가스가 없고 표면전사성이 개선되어 도 4에 도시된 바와 같이 외관이 깨끗한 즉, 제팅현상이 없고 엠보싱 부분의 미세 미성형과 표면 흐름자국 등이 발생되지 않은 성형품을 완성하게 되었다.
<실험예 2>
또한, 금형온도 20℃, 히터온도 300℃인 상태에서 건조하지 않은 MPPO 분쇄품을 상기와 같은 압력제어 장치가 구비된 성형장치(100)를 이용하여 성형품을 성형하되, 금형(140)의 캐비티(146) 내부 압력을 20kgf/cm2 이상의 설정 압력으로 유지시키고, 사출량에 따라 조금씩 캐비티(146) 내부 압력을 조절하면서 배기시킨 결과, 표면가스가 없고 표면전사성이 개선되어 도 5a에 도시된 바와 같이 외관이 깨끗한 즉, 제팅현상이 없고 엠보싱 부분의 미세 미성형과 표면 흐름자국 등이 발생되지 않은 성형품을 완성하게 되었다.
참고로, 도 4b는 금형온도 20℃, 히터온도 300℃인 상태에서 건조하지 않은 MPPO 분쇄품을 상기와 같은 압력제어 장치가 구비되지 않은 종래의 성형장치를 이용하여 성형품을 성형한 상태를 나타낸 것으로서, 도면에 나타난 바와 같이, 외관에 제팅현상이 발생되었고, 엠보싱 부분의 미세 미성형이 발생되었으며, 표면 흐름자국 등이 발생된 것을 알 수 있었다.
도 1은 종래의 합성수지 사출성형 장치를 개략적으로 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따라 압력제어 장치가 구비된 합성수지 사출성형용 금형 및 전체 성형장치를 도시한 구성도.
도 3은 도 2에서 금형의 확대 단면 구성도.
도 4는 본 발명의 실험예 1에 따라 성형된 성형품의 사진.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실험예 2에 따라 성형된 성형품의 사진.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100 : 성형장치 110 : 호퍼
120 : 스크류 실린더 130 : 노즐
140 : 금형 142 : 가변금형
144 : 고정금형 146 : 캐비티
150 : 급기 및 배기통로 160 : 가스포집라인
200 : 급기배관 202 : 전자밸브
204 : 레귤레이터 206 : 체크밸브
207 : 압력센서 208 : 필터
210 : 콘트롤러 212 : 증압부스터
220 : 가스저장탱크 300 : 배기배관
302 : 배기 전자밸브 304 : 체크밸브

Claims (18)

  1. 펠릿이 투입되는 호퍼와;
    상기 호퍼로부터 투입된 펠릿을 전기열과 기계적 마찰열 등을 이용하여 겔 형태로 용융시키면서 한쪽 방향으로 이송시키는 스크류 실린더와;
    상기 스크류 실린더의 선단에 설치되어 겔 형태로 용융된 용융수지를 사출하는 노즐과;
    상기 노즐을 통해 겔 형태의 용융수지가 사출되어 충진되는 금형과;
    상기 금형의 캐비티 내부에 용융수지가 사출되기에 앞서 상기 캐비티 내부에, 사출되는 용융수지에 함유된 수분이 기화가 이루어지지 않는 범위의 대항되는 설정 압력 즉, 대기압보다는 높고 용융수지의 사출 압력보다는 낮은 범위로서 상기 용융수지의 수증기 포화압력 이상이고 70.3kg/cm2 이내의 압력으로 가스를 충진하는 가스 공급수단과;
    상기 금형의 캐비티 내부로 사출되는 용융수지의 양에 따라 상기 캐비티 내부의 가스를 배기시키면서 압력을 조절하는 가스 배기수단 및;
    상기 금형의 캐비티와, 상기 가스 공급수단 및 가스 배기수단의 급기 및 배기통로와 각각 연통되게 형성되어, 상기 금형의 캐비티 내부에 용융수지가 완전히 사출되어 충진된 경우에도, 상기 용융수지가 고화될때까지 설정 압력 이상으로 상기 용융수지에 압력을 계속적으로 가하도록 가스가 충진되는 가스포집라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 금형은, 가동금형과 고정금형으로 이루어지고, 상기 가동금형과 고정금형이 포개어진 상태에서 성형품의 형상에 맞게 캐비티가 형성되며, 상기 가변금형과 고정금형 중, 어느 하나의 금형에는 캐비티와 연통되는 가스 급기 및 배기통로가 형성된 것을 특징으로 하는 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가스 급기 및 배기통로는 캐비티와 연통되는 가스포집라인과 연통되게 형성된 것을 특징으로 하는 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 가스공급 수단은,
    상기 가스 급기 및 배기통로와 급기배관으로 연결되는 가스저장탱크와;
    상기 가스저장탱크 내의 가스를 설정 압력 이상으로 증압시키는 증압부스터와;
    상기 증압부스터에 의해 증압된 가스를 금형의 캐비티 내부로 공급하도록 개폐되는 것으로서, 상기 급기배관에 설치되는 전자밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 급기배관에는, 증압된 가스가 한쪽 방향으로만 이동이 이루어지도록 하는 체크밸브가 더 설치된 것을 특징으로 하는 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 급기배관에는, 금형의 캐비티 내로 공급되는 가스 중, 이물질을 걸러 내기 위한 필터가 더 설치된 것을 특징으로 하는 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 급기배관에는, 금형의 캐비티 내로 공급된 가스가 설정 압력을 유지하도록 하는 레귤레이터가 더 설치된 것을 특징으로 하는 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 급기배관에는, 금형의 캐비티 내에 충진된 가스의 압력을 측정하기 위한 압력센서가 더 설치된 것을 특징으로 하는 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 가스배기 수단은,
    상기 가스 급기 및 배기통로와 연결되는 배기배관과;
    상기 배기배관에 설치되는 것으로서, 금형의 캐비티 내부로의 용융수지 사출량에 따라 개방되어 금형의 캐비티 내부 압력을 조절하는 배기 전자밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 배기배관에는, 가스가 한쪽 방향으로만 이동이 이루어지도록 하는 체크밸브가 더 설치된 것을 특징으로 하는 합성수지 사출성형용 금형의 압력제어 장치.
  14. 삭제
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  18. 삭제
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