KR101049092B1 - 하이브리드 고무 성형 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고무성형 방법에 관한 것으로, 일반적인 고무 성형 및 구조물과 일체화되는 고무 성형에 따른 하이브리드 고무 성형 방법을 개시한다.

상세하게는, 고무가 구조물상의 일정 공간에 일체되어 성형되기 위한 방법으로, 하금형에 구조물이 삽입되는 단계와 사출 또는 프리포머를 통해 상기 하금형에 삽입된 구조물상의 고무개스킷 형성부 일면에 고무가 위치하는 단계와 상금형이 압축되는 단계와 상기 고무가 상기 고무개스킷 형성부 전체에 유입되어 상기 구조물상에 일체되어 경화되는 단계를 포함하는 것으로서, 별도의 게이트와 러너(runner)로 손실되는 사출된 고무를 줄일 수 있는 효과가 있으며, 다수의 프레스를 하나의 프리포머 설비를 통해 순차적인 연속작업을 수행할 수 있게 함으로써, 제작시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

사출성형, 하이브리드 성형, 트랜스퍼성형, 캐스킷, 고무성형

Description

하이브리드 고무 성형 방법{METHOD OF HYBRID FOR RUBBER HAVING MOLDING}

본 발명은 고무성형 방법에 관한 것으로, 사출성형과 트랜스퍼성형의 장점을 이용하여 일반적인 고무 성형 및 구조물과 일체화되는 고무 성형이 가능한 하이브리드 고무 성형 방법에 관한 것이다.

일반적으로 고무성형시 사용되는 고무원료는 생고무 ⇒ 내림 ⇒ 혼합 ⇒ 압 연 ⇒ 성형 ⇒ 가황 ⇒ 마무리 등의 제조공정 순서를 통하여 만들어진다.

상기 내림은 생고무를 롤러로 개어 생고무가 가진 탄성을 없애고 가소성(可塑性)을 증가시키는 공정이며, 고무입자의 균일화ㆍ분자의 절단이 일어난다. 이로 인해서 생고무는 성형하기가 쉬워진다.

혼합은 가황제로서 황ㆍ가황촉진제ㆍ아연화(亞鉛華)ㆍ스테아르산ㆍ노화방지제ㆍ연화제(軟化劑)ㆍ충전제(카본블랙/실리카 미세분말 등)ㆍ착색용 안료(顔料) 등을 혼련(混練)하는 공정으로 롤러를 사용해서 생산하게 된다.

상기와 같이 제조공정을 통하여 만들어진 고무원료는 적당한 넓이로 재단된 롤상태의 고무원료는 원료공급장치에 인입되어 회전하는 스크류에 적당한 크기로 절단되어 이송관에 공급되면 설정된 온도로 서서히 가열되어 겔화(gelling)되면서 이송스크류에 의해 이동되어 실린더 내부로 투입되면 유압실린더의 피스톤에 의해 상기 겔상태의 원료를 가압하여 토출공을 거쳐 상부금형의 주입구로 압출 공급된다.

상기한 작업중 하부금형은 사출본체의 작동에 의해 상부금형과 밀착되어 있어, 상기 주입구로 인입된 원료는 설정온도로 가열된 상/하부금형 내부에서 용융되어 금형틀 내부에서 소망의 형상과 모양으로 성형된다.

이후 사출 작업된 후 공지의 방법으로 하부금형을 복귀시켜 금형에서 성형된 소망의 완성 제품을 탈거시켜 생산하게 된다.

한편, 이송성형이라고도 불리는 트랜스퍼성형(transfer molding)은 페놀수지 등 열경화성 플라스틱의 사출성형의 한 변형으로서, 복잡한 형상에 적합하고 압축성형으로 부서지기 쉬운 인서트를 사용할 수 있고, 제품의 각부가 균질하게 되는 특징을 갖고 있다.

재료를 폐쇄된 가열금형속에 압입한 뒤 이송시키는 과정에서 가소성을 띤 재료를 경화상태로 변화시킨다.

조작은 예비성형, 예비가열, 금형폐쇄, 재료공급, 경화, 금형개방, 성형품 빼내기 순으로 이루어진다.

이 성형법의 특징은 복잡한 형상에 적합하고 보통의 압축성형으로는 불가능한 부서지기 쉬운 인서트(수지 속에 삽입하는 쇠붙이)를 사용할 수 있으며, 제품의 각부가 균질하게 되고 특히 두께가 두꺼운 제품에서는 강도가 증가한다.

또 치수가 정밀한 제품이 얻어지며, 특히 얇은 것, 긴 것의 성형이 가능하여 가늘고 긴관을 성형할 수 도 있다.

한편, 자동차용 엔진 부품 및 연료전지용 분리판 일체형 개스킷 등 최근 커버 등의 구조물에 고무를 일체화 성형하여 제품화함으로서 조림공정을 중리고, 생산원가를 낮추는 부품 개발이 중요시 되고 있다.

그러나, 고무개스킷과 커버 또는 분리판 등의 구조물을 일체로 성형하기 위해서는 고무 금형에 구조물을 삽입하고 사출, 성형한 후 제품을 제작하는 방법이 사용되고 있으나, 제품의 제작시간이 오래 걸리는 등의 문제를 개선하는 것이 필요하게 되었다.

본 발명의 목적은 사출금형과 트랜스퍼성형의 장점을 점목한 하이브리드 고무 성형 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 개스킷 일체형 제품 제작시간 단축과 고무 사출에 따른 손실을 줄일 수 있도록 하는 하이브리드 고무 성형 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 상기 목적을 달성하기 위한 하이브리드 고무 성형 방법은, 고무를 성형하기 위한 방법에 있어서, 고무가 사출 또는 프리포머를 통해 하금형 형틀 일면에 위치하는 단계; 상금형이 압축되는 단계; 상기 형틀 전체에 고무가 유입되어 경화되는 단계; 및 금형이 개방되어 고무 성형품이 분리되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로써, 상기 고무가 구조물상의 일정 공간에 일체되어 성형되기 위한 방법으로, 하금형에 구조물이 삽입되는 단계; 사출 또는 프리포머를 통해 상기 하금형에 삽입된 구조물상의 고무개스킷 형성부 일면에 고무가 위치하는 단계; 상금형이 압축되는 단계; 및 상기 고무가 상기 고무개스킷 형성부 전체에 유입되어 상기 구조물상에 일체되어 경화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로써, 상기 고무가 구조물의 일 측면과 일체되어 성형되기 위한 방법으로, 하금형에 구조물이 삽입되는 단계; 사출 또는 프리포머를 통해 상기 하금형에 삽입된 구조물 일 측면과 이격되어 형성된 고무개스킷 형성부 일면에 고무가 위치하는 단계; 상금형이 압축되는 단계; 고무개스킷 형성부 전체에 상기 고무가 유입되는 단계; 및 상기 고무가 상기 구조물이 일 측면과 일체되어 경화되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로써, 상기 사출 또는 프리포머를 통해 상기 하금형에 삽입된 구조물 일 측면과 이격되어 형성된 고무개스킷 형성부에 고무가 위치하는 단계는 1차는 구조물상에 2차는 상기 구조물 측면에 고무를 위치하도록 하여 상기 구조물 상부와 하부로 원활이 고무가 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.

하나의 예로써, 하나의 사출 또는 프리포머 설비가 하나 이상 구비된 프레스의 고무개스킷 형성부에 순차적으로 고무를 위치하도록 하여 연속작업을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명은 별도의 게이트와 러너(runner)로 손실 되는 사출된 고무를 줄일 수 있는 효과가 있으며, 다수의 프레스를 하나의 프리포머 설비를 통해 순차적인 연속작업을 수행할 수 있게 함으로써, 제작시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 도 1 내지 도 4에 의해 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4는 다양한 재료의 구조물 특히, 플라스틱, 금속재에 일체화되는 개스킷(gasket)과 평면의 체적이 적은 고무 개스킷 및 고무제품의 제작에 있어서, 기존의 사출성형과 트랜스퍼 성형의 장점을 접목하여 제작시간과 고무의 손실을 줄이기 위한 방법에 따른 실시 예를 나타낸 도면이다.

통상적으로 구조물 등은 고무금형의 하금형에 삽입되게 된다.

사출성형의 경우, 상금형이 닫힌 후, 상금형에 형성된 게이트 및 러너(Runner)로 고무가 주입되어 금형의 고무제품 성형부에 흐르게되고, 고무 특성상 제품에 오버플로우(overflow)되어 제품을 성형하게 된다.

반면, 트랜스퍼성형의 경우에는, 상금형의 소재 주입금형에 고무소재를 투입한 후, 금형을 닫고 프레스 압력에 의해 고무가 상금형의 러너를 따라 하금형과 상금형 사이의 제품성형부에 형성되는 방식으로 제품을 성형하게 된다.

본 발명에서는 상기 두 성형방법에서 나타난 게이트, 러너부위에 고무가 성형됨으로 인해 고무의 손실이 발생하게 되는 문제점을 개선하기 위해 사출성형과 트랜스퍼 성형의 장점을 접목한 성형 방법을 개시한다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 일반 고무제품을 성 형하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 고무제품의 성형을 위한 일정 모양의 형틀을 갖는 하금형(20)과 고무를 유동성이 좋은 상태로 형틀 위에 분사해주기 위한 프리포머(Preformer)(10)와 형틀위에 안착되는 하나 이상의 고무(15a,15b)가 구성된다.

먼저, 일반 고무제품을 성형하기 위해 하금형(20)에는 일정 모양의 형틀이 구비된다.

사출성형과 같이 고무(15a,15b)의 유동이 좋은 최적의 온도로 사출하거나 프리포머(10)를 이용하여 상기 하금형(20)의 일정 모양의 형틀 일면에 고무(15a,15b)를 도 1a와 같이 위치시킨다.

이후, 도 1b 내지 1c와 같이 상금형(30)이 압축되면서 고무(15a,15b)가 형틀 전체로 흐르면서 만들고자하는 고무제품의 형상으로 경화된다.

상기 하금형(20)과 상금형(20)은 금속, 고무금형으로 구성될 수 있다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구조물상에 고무가 일체화되어 성형되는 과정을 나타낸 도면이다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 구조물(40)상에 고무(15a,15b)를 일체화 하여 성형하기 위하여, 먼저, 하금형(20) 위에 구조물(40)이 삽입한다.

상기 하금형(20)에 구조물(40)이 삽입되면, 프리포머(10)는 상기 구조물(40)에서 고무가 성형되어야할 고무 성형부(13a,13b) 일면에 고무(15a,15b)를 위치시킨다.

이후, 상금형(30)이 압축되면서 상기 고무(15a,15b)가 상기 고무 성형 부(13a,13b) 전체로 유입되게 된다.

상기 고무 성형부(13a,13b) 전체로 상기 상금형(30)의 압축에 의해 고무(15a,15b)가 유입되면 도 2c와 같이, 구조물(40)에 형성될 고무 성형부(13a,13b)에 고무(15a,15b)가 경화되어 일체화 된다.

즉, 상기 구조물(40)과 고무(15a,15b)가 일체화되어 고무캐스킷과 일체된 구조물이 생성되는 것이다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구조물 일측면에 고무가 일체화되어 사출되는 과정을 나타낸 도면이다.

도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 측면 일부에 고무가 성형되기 위한 구조물(50)이 하금형(20) 위에 삽입되고, 고무(15)는 상기 구조물(50) 위가 아닌, 상기 하금형(20)에 형성된 제품이 구성될 공간 위에 프리포머(10)를 통해 위치하게 된다.

상기 하금형(20)에 형성된 제품이 구성될 공간은 상기 측면 일부에 고무(15)가 성형되기 위한 구조물(50)의 하부공간(14)과 상부공간(16)으로 나뉘게 되는데, 상금형(30)이 압축되면서 도 3b와 같이, 고무(15)는 상기 구조물(50)을 기준으로 하부 공간(14)과 상부 공간(16)으로 나뉘어 유입되게 된다.

상기 상금형(30)이 상기 하금형(20)과 완전히 맞닿게 되면 도 3c와 같이, 고무(15)가 구조물(50)과 일체되어 경화된다.

이때, 고무(15)가 놓여지는 위치에 따라 상금형(30)이 압축되면서 상기 하부공간(14)과 상기 상부공간(16) 이외에 하금형(20)과 상금형(30) 사이로 유입되는 고무(15)의 손실이 발생될 수 있다.

이러한 손실을 줄일 수 있도록 프리포머(10)가 2번의 공정, 즉, 1차는 구조물(50)상에 2차는 상기 구조물(50) 측면에 고무(15)를 위치하도록 하여 상금형(30)의 압축시 하부공간(14)과 상부공간(16)으로 고무(15)가 효율적으로 분배되도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하나의 사출 또는 프리포머 설비로 다수의 프레스를 통해 순차적인 작업이 가능하도록 하는 구성을 나타낸 도면이다.

본 발명에서 개시된 구성은 사출 또는 프리포머(10)를 위한 설비와 실제 제품 성형이 되는 프레스로 구분될 수 있다.

즉, 도 4와 같이, 하나의 사출 또는 프리포머(10) 설비가 하나 이상의 프레스가 구비되어, 상기 프레스 하금형(20)에 삽입된 구조물(40)의 다수의 고무 성형부(13a,13b)에 순차적으로 고무(15a,15b)를 위치하도록 함으로써, 대량 제품 생산의 경우, 실제 제작시간이 짧은 사출 또는 프리포머(10)에 비해 제품 성형을 위한 프레스가 다수 설치되어 연속작업이 가능하게 됨으로써, 생산 제작시간이 단축되는 효과가 발생한다.

상기와 같이, 고무 개스킷등이 일체화된 구조물을 생산하기 위하여 하금형에 구조물을 삽입하고 구조물과 일체화되기 위한 고무를 사출 또는 프리포머를 통해 고무성형부 일면에 위치하고 상금형이 압축되면 고무가 상기 고무성형부 전체에 유입되어 경화되도록 함으로써, 게이트와 러너에서 발생되는 고무의 손실을 줄일 수 있으며, 하나의 사출 또는 프리포머의 설비와 다수의 프레스를 통해 연속작업이 가능해짐으로써 제작시간이 단축되는 효과가 발생한다.

이상 설명된 내용은 본 발명의 실시 예에 의하여 일례로 설명하였으나, 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며 당업자라면 본 발명의 기술사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서에 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 일반 고무제품을 성형하는 과정을 나타낸 도면.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구조물상에 고무가 일체화되어 성형되는 과정을 나타낸 도면.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구조물 일측면에 고무가 일체화되어 사출되는 과정을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하나의 사출 또는 프리포머 설비로 다수의 프레스를 통해 순차적인 작업이 가능하도록 하는 구성을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 프리포머 15a,15b : 고무

20 : 하금형 30 : 상금형

40 : 구조물

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 고무가 구조물의 일 측면과 일체되어 성형되기 위한 방법으로서,

   하금형에 구조물이 삽입되는 단계;

   사출 또는 프리포머를 통해 상기 하금형에 삽입된 구조물 일 측면과 이격되어 형성된 고무개스킷 형성부 일면에 고무가 위치하는 단계;

   상금형이 압축되는 단계;

   고무개스킷 형성부 전체에 상기 고무가 유입되는 단계; 및

   상기 고무가 상기 구조물의 일 측면과 일체되어 경화되는 단계를 포함하며,

   상기 사출 또는 프리포머를 통해 상기 하금형에 삽입된 구조물 일 측면과 이격되어 형성된 고무개스킷 형성부 일면에 고무가 위치하는 단계는, 1차는 구조물 상에, 2차는 상기 구조물 측면에 고무를 위치하도록 하여 상기 구조물 상부와 하부로 원활히 고무가 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 고무 성형 방법.
4. 삭제
5. 제 3항에 있어서,

   하나의 사출 또는 프리포머 설비가 하나 이상 구비된 프레스의 고무개스킷 형성부에 순차적으로 고무를 위치하도록 하여 연속작업을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 고무 성형 방법.

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