KR101167468B1

KR101167468B1 - 사출성형방법

Info

Publication number: KR101167468B1
Application number: KR1020100125669A
Authority: KR
Inventors: 가츠스케 요코야마; 미츠오 가네코
Original assignee: 가부시키가이샤 후지세이코
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2012-07-26
Also published as: CN102166804A; KR20110066867A; JP5565828B2; JP2011121322A

Abstract

<과제> 사출성형품이 형틀열림방향과 대략 평행한 수직벽을 가지는 것이라도 고정금형과 가동금형의 형틀열림을 행할 때에 이 형틀열림을 용이하게 함과 아울러 상기 성형품의 수직벽 표면을 손상시키지 않도록 하고, 또한 성형품의 형틀 내 도장을 용이하게 행할 수 있도록 함.
<해결수단> 가동금형부(26)의 열팽창을 예상하여 고정금형부(6)와 가동금형부(26)와의 사이에 미리 형성된 틈새(36)를 상기 가동금형부(26)를 가열함으로써 열팽창시켜 상기 틈새(36)를 없애고, 이 틈새(36)를 없앤 상태에서 용융한 합성수지를 캐비티(S) 내에 주입충전하며, 그 후, 상기 가동금형부(26)를 냉각하여 열수축시킴과 아울러 합성수지도 열수축시키고, 합성수지 성형품(J)의 외표면과 고정금형부(6)와의 사이에 공간(G)을 형성한다.

Description

사출성형방법{INJECTION MOLDING METHOD}

본 발명은 고정금형과 가동금형을 닫은 상태에서 캐비티 내에 용융한 합성수지를 사출충전하여 성형하는 사출성형방법에 관한 것이다.

이런 종류의 사출성형방법은, 예를 들면 특허문헌 1 등에 개시되어 있는 바와 같이, 용융한 합성수지를 사출하기 전에 성형품의 표면 측을 성형하는 표면 측 캐비티 형성면을 가열하여, 전사성(轉寫性)의 향상을 도모하는 기술이 제안되어 있다.

[특허문헌 1] 일본국 특개평6-254924호 공보

그렇지만, 합성수지 성형품이 형틀열림방향과 대략 평행한 수직벽을 가지는 것에 있어서는 고정금형에 의해서 상기 수직벽의 의장면(표면)을 손상시키기 쉬워지고, 특히 이 수직벽에 표면무늬가공을 시행하는 경우에는 표면무늬가공면이 손상되며, 또 성형품에 도장을 시행하는 경우에는 수직벽 표면에 형틀 내 도장을 시행하는 것이 곤란하게 된다는 문제가 있었다.

그래서 본 발명은 상기의 점을 감안하여, 사출성형품이 형틀열림방향과 대략 평행한 수직벽을 가지는 것이라도 고정금형과 가동금형의 형틀열림을 행할 때에 이 형틀열림을 용이하게 함과 아울러 상기 성형품의 수직벽 표면을 손상시키지 않게 하고, 또한 성형품의 형틀 내 도장이 용이하게 행해지도록 하는 것을 목적으로 한다.

이를 위해, 제1 발명은 고정금형과 가동금형을 닫은 상태에서 캐비티 내에 용융한 합성수지를 사출충전하여 성형하는 사출성형방법에 있어서,

상기 가동금형의 열팽창을 예상하여 상기 고정금형과 가동금형과의 사이에 미리 형성된 틈새를 상기 가동금형을 가열함으로써 열팽창시켜 상기 틈새를 없애고,

이 틈새를 없앤 상태에서 용융한 합성수지를 캐비티 내에 주입충전하며,

그 후, 상기 가동금형을 냉각하여 열수축시킴과 아울러 합성수지도 열수축시켜, 합성수지 성형품의 외표면과 고정금형과의 사이에 공간을 형성하는 것을 특징으로 한다.

또, 제2 발명은 고정금형과 가동금형을 닫은 상태에서 캐비티 내에 용융한 합성수지를 사출충전하여 성형하는 사출성형방법에 있어서,

그 후, 상기 가동금형을 냉각하여 열수축시킴과 아울러 합성수지도 열수축시켜, 합성수지 성형품의 외표면과 고정금형과의 사이에 공간을 형성하고,

이 공간 내에 열경화성의 도료를 주입한 후에, 적어도 가동금형을 가열하여 열팽창시켜 상기 주입된 도료를 상기 합성수지 성형품에 프레스함과 아울러 경화시키며,

이 도료를 경화시킨 후에, 적어도 가동금형을 냉각하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 고정금형과 가동금형의 형틀열림을 행할 때에 캐비티 내의 사출성형품 표면과 고정금형과의 사이에 공간이 형성되므로, 형틀열림이 용이하게 될 뿐만이 아니라, 고정금형에 의해서 사출성형품의 수직벽의 의장면을 손상시키지 않게 된다. 따라서, 사출성형품의 수직벽의 의장면에 시행되는 표면무늬가공을 기려(綺麗)하게 마무리할 수 있다. 또, 상기 공간을 이용하여 사출성형품에 형틀 내 도장을 용이하게 행할 수도 있다.

도 1은 사출성형장치의 종단 정면도이다.
도 2는 사출성형방법의 제1 단계를 설명하기 위한 주요부 단면도이다.
도 3은 사출성형방법의 제2 단계를 설명하기 위한 주요부 단면도이다.
도 4는 사출성형방법의 제3 단계를 설명하기 위한 주요부 단면도이다.
도 5는 사출성형방법의 제4 단계를 설명하기 위한 주요부 단면도이다.
도 6은 사출성형품에 표면무늬가공을 시행하는 경우의 제3 단계를 설명하기 위한 주요부 단면도이다.
도 7은 사출성형품에 표면무늬가공을 시행하는 경우의 제4 단계를 설명하기 위한 주요부 단면도이다.

이하 도 1 내지 도 7에 근거하여, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명한다. 먼저, 도 1에 근거하여, 본 발명의 제1 실시형태의 사출성형장치의 전체 구성에 대해서 설명한다. 1은 도시하지 않은 고정 플레이튼(platen)에 볼트에 의해서 장착된 고정 측 조립체이고, 이 고정 측 조립체(1)는 고정 측 제1 베이스 플레이트(2)와, 이 고정 측 제1 베이스 플레이트(2)에 볼트에 의해서 고정된 고정 측 제2 베이스 플레이트(3)와, 이 고정 측 제2 베이스 플레이트(3)에 볼트에 의해서 고정된 고정 측 제3 베이스 플레이트(4)와, 이 고정 측 제3 베이스 플레이트(4)의 오목부 내에 배치되어 이 고정 측 제3 베이스 플레이트(4)에 볼트에 의해 고정되는 종단면이 'コ'자 형상을 나타내는 고정금형부(6)와, 상기 고정 측 제1 베이스 플레이트(2)의 상기 고정 플레이튼 가까이에 설치되어 고정 측 제1 베이스 플레이트(2)를 고정 플레이튼에 대해서 위치결정하는 로케이트 링(locate ring)(7)과, 이 로케이트 링(7)에 인접하게 배치된 스프루 부쉬(sprue bush)(8) 등으로 이루어진다.

그리고, 상기 스프루 부쉬(8)의 중심에는 도시하지 않은 사출노즐로부터 사출되는 용융한 합성수지를 통과시키기 위한 제1 스프루(9)가 형성되고, 그 하단부에는 제1 러너(runner)(10)가 형성되며, 이 러너(10)의 출구인 제2 스프루(11)가 형성되고, 또한 이 제2 스프루(11)의 하단부에는 제2 러너(12)가 형성되며, 이 제2 러너(12)의 출구인 게이트(사이드 게이트)(13)가 형성된다. 이 게이트(13)는 상기 고정금형부(6)의 캐비티(S) 단부에서 이 캐비티(S) 단부에 개설(開設)된 개구부에 측방으로부터 연통한다.

한편, 20은 도시하지 않은 가동 플레이튼에 볼트에 의해서 장착된 가동 측 조립체이고, 이 가동 측 조립체(20)는 가동 측 제1 베이스 플레이트(21)와, 이 가동 측 제1 베이스 플레이트(21)에 볼트에 의해서 고정된 가동 측 제2 베이스 플레이트(22)(이젝터 플레이트)와, 이 가동 측 제2 베이스 플레이트(22)를 둘러싸도록 상기 가동 측 제1 베이스 플레이트(21)에 볼트에 의해서 고정된 가동 측 제3 베이스 플레이트(23)와, 이 가동 측 제3 베이스 플레이트(23)에 볼트에 의해서 고정된 가동 측 제4 베이스 플레이트(24)와, 이 가동 측 제4 베이스 플레이트(24)의 오목부 내에 끼워맞춤하여 이 가동 측 제4 베이스 플레이트(24)에 고정되는 가동금형부(26) 등으로 이루어진다.

그리고, 상기 가동 측 제3 베이스 플레이트(23)에 세워 설치된 가이드봉(도시생략)을 고정 측 제3 베이스 플레이트(4)에 형성된 가이드구멍에 삽입하고, 이 가이드구멍에 상기 가이드봉이 안내되어 가동 측 조립체(20)가 상하이동 가능하게 된다.

이 가동금형부(26) 상면과 상기 고정금형부(6)의 하면에 형성된 오목부 하면으로 캐비티(S)가 형성되고, 이 캐비티(S) 내에 용융한 합성수지가 주입되어 성형품이 제작된다. 이 캐비티(S)는 종단면이 'コ'자 형상을 나타내고 있고, 수평 방향으로 연장하는 공간과 이 공간에 연통한 수직 방향으로 연장하는 통 모양의 공간으로 구성되며, 성형품은 형틀열림방향과 대략 평행한 4개의 수직벽과 하나의 수평벽으로 이루어지고, 일면이 개구하는 상자 형상을 나타낸다.

29는 고정금형부(6) 측의 상기 고정 측 제3 베이스 플레이트(4)에 형성된 열매체 통로이고, 30은 가동금형부(26) 측의 가동 측 제4 베이스 플레이트(24)에 형성된 열매체 통로이며, 이들 열매체 통로(29, 30)에는 캐비티(S) 내에 주입되는 합성수지에 적절한 온도에 따라 상기 고정 측 제3 베이스 플레이트(4), 고정금형부(6), 가동 측 제4 베이스 플레이트(24) 및 가동금형부(26)가 소정 온도로 유지되도록 상시 열매체가 공급된다.

31은 상기 고정금형부(6)의 캐비티(S)에 가까운 부위에 이 캐비티(S)에 따라서 형성된 열매체 통로이고, 이 열매체 통로(31) 내에 가열용 매체인 뜨거운 증기 또는 가열수나, 냉각용 매체인 냉기나 냉각수를 흘려, 고정금형부(6)의 캐비티 형성면 측을 가열 또는 냉각한다.

또, 32는 상기 가동금형부(26) 내 전체에 형성된 수평 방향으로 연장한 통로와 이것에 연통하는 수직 방향으로 연장한 통로로 구성되는 열매체 통로이고, 이 열매체 통로(32) 내에 열매체 입구(33)로부터 유입한 가열용 매체인 증기 또는 가열수나, 냉각용 매체인 냉기 또는 냉각수를 흘려 가동금형부(26) 전체를 가열 또는 냉각한다. 세로 방향으로 연장한 상기 열매체 통로(32) 내에는 유로를 형성하는 구획판(34)이 설치되고, 열매체 입구(33)로부터 열매체 통로(32)에 유입한 열매체는 열매체 출구(35)로부터 유출한다.

또한, 27은 상기 가동금형부(26)와 가동 측 제4 베이스 플레이트(24)와의 사이에 설치된 단열체이며, 상기 가동금형부(26)와 가동 측 제4 베이스 플레이트(24)를 단열한다.

다음으로, 특히 도 2 내지 도 5에 근거하여 설명하면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 고정금형부(6) 및 가동금형부(26)의 열팽창을 허용하는 틈새(36)가 고정금형부(6)와 가동금형부(26)와의 사이에 미리 형성되고, 가동금형부(26)의 열팽창을 허용하는 틈새(37)가 가동 측 제4 베이스 플레이트(24)와 가동금형부(26)와의 사이에도 동일하게 형성되어 있다. 즉, 가동금형부(26)의 열팽창을 예상하여, 미리 틈새(36, 37)가 형성된다. 이 틈새(37)는 가동금형부(26)의 형상에 따라 그 수직면의 외주에 형성하는 것이며, 도시된 위치에 한정되는 것은 아니다.

우선, 열매체 통로(29, 30)에는 상시 열매체가 공급되어, 소정 온도로 유지되어 있는 고정금형부(6)와 가동금형부(26)를 형틀닫음을 행한 도 2 상태에서 열매체 통로(31)에 합성수지의 연화점 이상의 온도의 가열용 매체를 흘림과 아울러 열매체 통로(32)에 합성수지의 연화점 이상의 온도의 가열용 매체를 흘려, 양(兩) 금형부(6, 26)의 온도를 높이면, 예를 들면 시효경화강(時效硬化鋼)의 강재(예를 들면, 팽창계수 0.0000125)로 만들어진 고정금형부(6)와 예를 들면 팽창계수가 큰 알루미늄 합금(예를 들면, 팽창계수 0.0000236)으로 만들어진 가동금형부(26)가 열팽창하기 때문에, 단열체(27)를 경계로 하여 위쪽의 180도의 범위 내(위쪽 방향 및 가로 방향)에서 팽출(膨出)하므로, 그 팽창계수의 차에 의해서 채용한 틈새(36, 37)가 없어진다. 이 경우, 양 금형부(6, 26)의 온도를 높임으로써, 합성수지의 전사성의 향상을 도모할 수 있어, 사출성형품(J)의 의장면을 기려하게 마무리할 수 있다.

즉, 캐비티(S) 저면을 가동금형부(26)의 단차부(26A)의 상면에서 형성하고 있고, 단차부(26A)의 외측면과 고정금형부(6)의 캐비티 형성면의 하단부와 맞닿음과 아울러 이 단차부(26A) 하단부에 연통하는 외상면(外上面)(26B)과 고정금형부(6)의 하면이 맞닿으며, 또한 가동금형부(26)의 둘레 측면과 가동 측 제4 베이스 플레이트(24)가 맞닿아, 고정금형부(6)와 가동금형부(26)의 사이에는, 도 3에 나타내는 바와 같이 캐비티(S)만이 남게 된다.

또한, 형틀닫음을 행하기 전에, 열매체 통로(31, 32)에 가열용 매체를 흘리기 시작하여, 그 후에 형틀닫음을 개시해도 된다.

도 3 상태에서 사출노즐을 스프루 부쉬(8)에 통과시켜, 용융한 합성수지를 제1 스프루(9), 제1 러너(10), 제2 스프루(11), 제2 러너(12) 및 게이트(13)를 통하여 가동금형부(26)와 고정금형부(6)와의 사이의 캐비티(S) 내에 사출주입하고, 합성수지의 압축밀도를 높일 수 있도록 주입압력을 유지하여 보압(保壓)한다.

이 보압한 후에, 상기 합성수지의 수축이 시작되어, 경화하기 시작한다. 그 후, 열매체 통로(31 및 32) 내의 가열용 매체를 배출시켜, 열매체 통로(31 및 32)에 각각 합성수지의 연화점 미만의 온도의 냉각용 매체를 공급하고, 고정금형부(6) 및 가동금형부(26)를 급냉한다. 그러면, 가동금형부(26)가 열수축하는 방향과 같은 방향으로 합성수지도 수축하면서 경화하여, 합성수지의 사출성형품(J)이 완성된다. 이 경우, 급냉에 의한 합성수지의 수축에 필요로 하는 시간은 통상의 수지성형시의 합성수지의 수축에 필요로 하는 시간보다 짧다.

즉, 사출성형품(J)에 껴안긴 상태에서 가동금형부(26)가 열수축하고, 고정금형부(6)의 캐비티(S) 형성면에 가압하고 있던 합성수지가 고정금형부(6) 표면으로부터 박리되어, 도 5에 나타내는 바와 같이, 고정금형부(6)(고정금형부(6)의 캐비티(S) 형성표면)와 사출성형품(J) 표면과의 사이에 공간(틈새)(G)가 발생하고, 캐비티(S) 이외의 고정금형부(6)와 가동금형부(26)와의 사이, 가동 측 제4 베이스 플레이트(24)와 가동금형부(26)와의 사이에 틈새(36, 37)가 형성되게 된다.

이 때문에, 사출성형품(J)을 캐비티(S)로부터 취출하기 위해서, 고정금형부(6)와 가동금형부(26)의 형틀열림을 행할 때에 사출성형품(J) 표면과 고정금형부(6)가 밀착하고 있지 않고, 사출성형품(J) 표면과 고정금형부(6)와의 사이, 특히 사출성형품(J)의 수직벽이 고정금형부(6)의 수직면과의 사이가 떨어져 있으므로, 형틀열림을 부드럽게 행할 수 있을 뿐만 아니라, 사출성형품(J)의 수직벽이 고정금형부(6)의 수직면에 접촉하지 않도록 하여 사출성형품(J)의 수직벽 표면(의장면)의 손상 발생을 방지할 수 있다.

또, 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 고정금형부(6)에 표면무늬가공 홈(6A)을 형성하여, 사출성형품(J)의 수직벽의 측면에 표면무늬가공을 시행하는 경우에도 캐비티(S) 내에 합성수지를 충전하고(도 6 참조), 열매체 통로(31 및 32) 내의 가열용 매체를 배출시키며, 열매체 통로(31 및 32)에 냉각용 매체를 공급하여 고정금형부(6) 및 가동금형부(26)를 급냉하여, 그 후의 형틀열림시에는 사출성형품(J) 표면과 고정금형부(6)와의 사이, 특히 사출성형품(J)의 표면무늬가공면(38)과 고정금형부(6)의 수직면과의 사이에 공간(G)(틈새)이 형성되어 있기 때문에, 사출성형품(J)의 표면무늬가공면(38)을 손상시키지 않고, 형틀열림을 행할 수 있다. 따라서, 사출성형품(J)의 수직벽의 의장면에 시행되는 표면무늬가공을 기려하게 마무리할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 틈새(36, 37)를 없애기 위해서, 또 공간(G)을 만들기 위해서, 양 금형부(6, 26)를 가열 또는 냉각하도록 했지만, 이것에 한정하지 않고, 가동금형부(26)만을 가열 또는 냉각하도록 해도 된다.

그리고, 형틀열림 전에 사출성형품(J)의 표면에 형틀 내 도장을 시행하는 경우에는 도 5 또는 도 7에 나타내는 상태에서 사출성형품(J)의 외주에 형성된 틈새(G)에 열경화성의 도료를 적당량 주입한다. 이 경우, 열매체 통로(31과 32)에, 또는 열매체 통로(32)에만 가열용 매체를 흘려, 고정금형부(6)와 가동금형부(26)를, 또는 가동금형부(26)만을 열팽창시켜 성형품(J)을 프레스(가압)함과 아울러 이 도료를 경화시켜 사출성형품(J)의 표면에 도료를 압착시킨다. 이 경우, 상술한 바와 같이, 양 금형부(6, 26)의 온도를 높임으로써, 합성수지의 전사성의 향상을 도모할 수 있고, 그러는 동안에 사출성형품(J)의 의장면을 기려하게 마무리할 수 있으므로, 도료의 막 두께가 얇아도 도장면의 품질의 향상을 도모할 수 있다.

그 후, 열매체 통로(31와 32)로부터, 또는 열매체 통로(32)로부터 가열 매체를 배출하고, 이번에는 상기 양 통로(31와 32), 또는 상기 통로(32)에만 냉각용 매체를 흘림으로써, 사출성형품(J) 표면과 고정금형부(6)와의 사이, 특히 사출성형품(J)의 수직벽과 고정금형부(6)의 수직면과의 사이에 공간(틈새)을 생기게 하여, 형틀열림을 부드럽게 함과 아울러 사출성형품(J)의 수직벽 표면(의장면)의 손상 발생을 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했지만, 상술의 설명에 근거하여 당업자에게 있어서 여러 가지의 대체예, 수정 또는 변형이 가능하며, 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 상술한 여러 가지의 대체예, 수정 또는 변형을 포함하는 것이다.

6 고정금형부 26 가동금형부
31 열매체 통로 32 열매체 통로
36, 37 틈새 38 표면무늬가공면
G 틈새 J 사출성형품
S 캐비티

Claims

고정금형과 가동금형을 닫은 상태에서 캐비티 내에 용융한 합성수지를 사출충전하여 성형하는 사출성형방법에 있어서,
상기 가동금형의 열팽창을 예상하여 상기 고정금형과 가동금형과의 사이에 미리 형성된 틈새를 상기 가동금형을 가열함으로써 열팽창시켜 상기 틈새를 없애고,
이 틈새를 없앤 상태에서 용융한 합성수지를 캐비티 내에 주입충전하며,
그 후, 상기 가동금형을 냉각하여 열수축시킴과 아울러 합성수지도 열수축시켜, 합성수지 성형품의 외표면과 고정금형과의 사이에 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
고정금형과 가동금형을 닫은 상태에서 캐비티 내에 용융한 합성수지를 사출충전하여 성형하는 사출성형방법에 있어서,
상기 가동금형의 열팽창을 예상하여 상기 고정금형과 가동금형과의 사이에 미리 형성된 틈새를 상기 가동금형을 가열함으로써 열팽창시켜 상기 틈새를 없애고,
이 틈새를 없앤 상태에서 용융한 합성수지를 캐비티 내에 주입충전하며,
그 후, 상기 가동금형을 냉각하여 열수축시킴과 아울러 합성수지도 열수축시켜, 합성수지 성형품의 외표면과 고정금형과의 사이에 공간을 형성하고,
이 공간 내에 열경화성의 도료를 주입한 후에, 적어도 가동금형을 가열하여 열팽창시켜 상기 주입된 도료를 상기 합성수지 성형품에 프레스함과 아울러 경화시키며,
이 도료를 경화시킨 후에, 적어도 가동금형을 냉각하는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.