KR101171063B1 - 균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출 성형 과정에서 전 구간의 냉각속도가 균일해지도록 함으로써 성형불량이 발생하는 것을 방지하는 균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형에 관한 것이다.
본 발명에 따른 균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형은 상호 형합되어 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널을 성형하기 위한 소정의 캐비티를 형성하는 제1, 제2 금형과, 상기 제1, 제2 금형중 어느 일측 또는 양측 모두에 마련되며, 성형품의 형상 또는 크기에 의해 상기 캐비티에 충진된 용융수지의 냉각속도차가 발생하지 않도록 냉각속도를 조절하는 보조냉각부를 구비한다.
본 발명에 따른 균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형은 성형품이 사출되는 과정에서 전 영역에 걸쳐 냉각이 균일하게 이루어지기 때문에 성형품의 형태가 변형되거나, 특정부분에서의 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Description

균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형 {Injection mold for front panel of PDP with even flatness}

본 발명은 균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사출 성형 과정에서 각 부분에서의 냉각속도차에 의해 성형품의 형상과 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있는 균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형에 관한 것이다.

두께가 상대적으로 얇고 길거나 면적이 넓은 사출 성형품을 성형하기 위해서는 사출금형의 캐비티에 수지를 주입하게 되는데, 금형 내에서 수지가 냉각되어 급속하게 고화되는 경향이 있다. 그리고 수지의 주입 후 냉각되는 과정에서 사출제품의 두께차이에 따른 냉각속도 차이에 의해 사출성형품에 응력이 잔존하게 되어 성형품이 변형 되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 감안하여 충전 전에 금형을 가열하고 하고, 수지 충전 후에는 금형내의 열매체 통로로 열교환 매체를 공급하여 성형품을 냉각하여 성형 공정의 사이클 시간을 단축하고 응력의 발생을 줄이는 성형 방법이 제안되었으나, 이러한 성형 방법을 이용하여 사출성형 한다하여도 성형품이 상대적으로 얇고 길거나 넓은 성형제품의 잔류 응력에 의한 변형을 완전히 제거할 수는 없다.

특히 도 1에 도시된 바와 같은 플라즈마 디스플레이어의 프론트 패널의 경우, 50 내지 60인치의 플라즈마 디스플레이어의 가장자리를 감싸는 얇고 긴 테두리부를 가지는 격자 상의 구조를 가지고 있으므로, 성형품의 사출성형시 쉽게 냉각되고, 주입 및 냉각 과정에서 냉각 온도차에 의해 성형품이 변형되는 문제점이 발생하기도 한다.

일본 특허 제3601463호에는 냉각온도차에 의한 변형 또는 응력을 줄이기 위한 사출방법이 개시되어 있다. 개시된 사출방법은 성형 공간을 수지 재료의 유동성이 양호한 유리 전이점 온도 이상으로 가열하여 두고, 그 캐비티내에 용융 수지를 15㎤/초 이하의 느린 사출 속도로 충전하며, 충전 후, 금형의 캐비티면을 유리 전이점 온도 이하로 저하시켜 성형품을 고화시키고, 금형을 개방하여 성형품을 취출하는 것이다.

이러한 성형방법은 수지의 주입 및 냉각 시 변형을 최소화 하고 있으나 캐비티에 주입된 수지의 냉각으로 인한 응력의 발생을 근본적으로 해결할 수는 없다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 사출과정에서 성형품, 특히 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널에 냉각속도 차에 따른 응력이 발생하고 형상이 변형되는 것을 방지할 수 있도록 성형품의 크기나 형상에 따라 각 부분에서의 냉각속도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 형성된 균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형은 상호 형합되어 소정의 캐비티를 형성하는 제1, 제2 금형과, 상기 제1, 제2 금형중 어느 일측 또는 양측 모두에 마련되며, 성형품의 형상 또는 크기에 의해 상기 캐비티에 충진된 용융수지의 냉각속도차가 발생하지 않도록 냉각속도를 조절하는 보조냉각부를 구비한다.

상기 보조냉각부는 열전달해석 및 온도분포계산을 통해 상대적으로 냉각속도가 더딘 캐비티의 일부분으로부터 연장되며, 상기 제1, 제2 금형을 형성하는 재질보다 열전도율이 높은 재질의 금속으로 형성되는 열전달부재를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 보조냉각부는 열전달해석 및 온도분포계산을 통해 상대적으로 냉각속도가 더딘 캐비티의 일부분과 상기 제1, 제2 금형에 냉각수가 통과할 수 있게 형성된 냉각수통로를 상호 연결하는 열전달부재를 구비하도록 형성될 수도 있다.

본 발명에 따른 균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형은 성형품이 사출되는 과정에서 전 영역에 걸쳐 냉각이 균일하게 이루어지기 때문에 냉각속도차에 따른 냉각응력이 발생하는 것을 방지하게 되므로 성형품의 형태가 변형되거나, 특정부분에서의 강도가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 프론트패널을 나타내 보이기 위한 플라즈마 디스플레이어의 분리 사시도,
도 2는 도 1의 프론트패널의 부분발췌 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 균일평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형의 제1 실시예를 도시한 사시도,
도 4는 도 3의 사출금형의 단면도,
도 5는 균일평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형의 제2 실시예를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형(이하 '사출금형'이라 함)을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 도 1 및 도 2에는 본 발명에 따른 사출금형(100)에 의해 제작되는 사출물 즉 플라즈마 디스플레이어(10)의 프론트패널(20)이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 디스플레이어(10)의 프론트 패널(20)은 섀시(11)에 설치되는 패널조립체(12)를 리어커버(13)와 함께 감싸도록 설치되는 것이다.

상기 프론트패널(20)은 패널조립체(12)의 상, 하부측 가장자리를 감싸는 수평측 지지부(21,22)와, 상기 패널조립체(12)의 양측 가장자리를 감싸는 수직측 지지부(23,24)를 가지는 격자상의 본체(25)를 구비한다.

최근들어 플라즈마 디스플레이어(10)의 크기가 대형화되어 감에 따라 패널조립체(12)와, 프론트패널(20) 및 리어커버(13)의 크기도 커지고 있다.

특히 프론트패널(20)은 두께가 얇은 스트립상의 부재들이 사각형상으로 연결되어 있는 형태로 형성되는데, 두께가 얇고 길이가 길기 때문에 성형과정에서 어느 일측으로 틀어지거나 성형불량이 발생할 우려가 있다.

특히 강도 보강을 위해 수평측 지지부(21,22)와 수직측 지지부(23,24)의 내측에 길이방향을 따라 소정간격 이격되어 있는 다수개의 보강리브(26)들과 리어커버(13)와의 체결을 위해 마련된 보스부(27)가 형성된 부분은 나머지 부분에 비해 상대적으로 성형시 용융수지의 주입량이 많기 때문에 냉각시간이 길어지게 된다.

이렇게 프론트패널(20)의 형상적인 특징 때문에 이를 사출성형하는 과정에서 용융된 수지들이 균일하게 냉각될 수 있도록 하는 것이 제품의 성형불량 방지를 위해 매우 중요하다.

도 3 및 도 4에는 본 발명에 따른 사출금형(100)의 제1 실시예가 도시되어 있다.

도시된 사출금형(100)은 상술한 것처럼 두께가 얇고 길이가 긴 스트립상의 부재들이 연결된 프론트패널(20)의 성형과정에서 상술한 것과 같은 성형불량이 발생하는 것을 방지하기 위한 것이다.

본 실시예의 사출금형은(100)은 제1, 제2 금형(110,120)과, 제1, 제2 금형(110,120)에 마련된 보조냉각부(130)를 포함한다.

제1 금형(110)은 하면에 캐비티(140)를 형성하기 위한 성형홈(112)이 형성되어 있는 제1 코어(111)를 구비하며, 용융된 수지의 주입을 위해 스프루부시와 런너(미도시)가 마련되어 있다.

그리고 제2 금형(120)과의 형합시 형합 위치를 가이드하기 위한 가이드핀(114)이 형성되어 있다.

제2 금형(120)은 상기 제1 금형(110)과 형합되어 사출물의 형상에 대응하는 캐비티(140)를 형성하기 위한 것으로서, 성형홈(112)과 함께 캐비티(140)를 형성할 수 있도록 성형돌기(122)가 형성된 제2 코어(121)를 구비한다.

상기 성형돌기(122)에는 보강리브(26)를 형성할 수 있도록 용융된 수지가 충진될 수 있는 리브형성홈이 형성되어 있으며, 네 모서리에는 상기 보스부(27)를 성형할 수 있도록 보스형성홈이 형성되어 있다.

또한 제2 금형(120)에는 상기 가이드핀(114)이 삽입됨으로써 제1, 제2 금형(110,120)의 형합위치가 가이드될 수 있도록 가이드홀(123)이 형성되어 있으며, 성형된 사출물을 제2 금형(120)으로부터 분리하기 위한 취출부(124)가 마련되어 있다.

보조냉각부(130)는 사출물의 냉각이 전 구간에 걸쳐 동일하게 진행되도록 하기 위한 것이다.

상술한 것처럼 본 실시예의 사출물인 프론트패널(20)은 내주면에 강도 보강 및 리어커버(13)와의 체결을 위한 다수개의 보강리브(26)와 보스부(27)가 형성되어 있다.

이러한 보강리브(26)와 보스부(27)가 성형되는 부분은 프론트패널(20)의 나머지 부분에 비해 충진되는 용융수지의 양이 많으며 용융수지의 충진량이 많기 때문에 동일한 냉각조건하에서는 다른 부분보다 상대적으로 냉각속도가 더딜수밖에 없다.

이러한 냉각속도의 차이 때문에 프론트패널(20)에 냉각응력이 잔류하게 되면 강도가 저하되어 제품의 내구성이 떨어지고, 제품의 형상 불량이 발생하는 문제를 야기하게 된다.

따라서 상기 보조냉각부(130)는 보강리브(26)와 보스부(27)가 성형되는 부분에서의 냉각속도가 나머지 부분과 동일해지도록 하기 위해 제1, 제2 코어(111,121)로부터 각각 상하부로 연장되는 제1, 제2 열전달부재(131,132)를 포함한다.

제1, 제2 열전달부재(131,132)는 보강리브(26) 또는 보스부(27)의 형성부분과 같이 다른 부분에 비해 상대적으로 냉각속도가 더딘부분에 해당하는 제1, 제2 코어(111,121)의 외주면으로부터 연장된다.

제1, 제2 열전달부재(131,132)는 제1, 제2 코어(111,121) 및 제1, 제2 금형(110,120)에 비해 상대적으로 열전도율이 높은 금속재로 형성되는데, 구리가 적용되는 것이 바람직하며, 제1, 제2 열전달부재(131,132)가 연장되지 않은 나머지 부분에 비해 상대적으로 용융수지의 냉각을 위한 방열이 용이하게 이루어지기 때문에 이 부분에서의 냉각속도가 증가한다.

따라서 보강리브(26) 또는 보스부(27)와 같이 용융수지의 충진량이 많은 부분에서의 냉각이 빨라지게 되므로 프론트패널(20)의 전 구간에 걸쳐 냉각이 균일하게 이루어지게 되고, 냉각속도차가 없어지게되므로 냉각응력 발생 및 성형불량을 방지할 수 있다.

사출물의 형상과 크기 등에 의한 각 부분에서의 냉각속도 차이와, 금형을 통한 열전달, 온도분포 등을 해석한 다음 이를 통해 냉각속도가 더딘 지점을 확인하고, 이 지점에서의 방열효율을 높일 수 있도록 제1, 제2 열전달부재(131,132)의 형성위치를 결정한다.

도 4에는 본 발명에 따른 사출금형(200)의 제2 실시예가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 실시예의 사출금형(200)은 제1, 제2 금형(110,120)에 각각 용융수지의 냉각을 위한 냉각수가 흐르는 냉각수통로(220)가 배설되어 있다.

냉각수가 냉각수통로(220)를 통과하면서 금형과 열전달이 이루어짐으로써 용융수지의 냉각이 더욱 용이하게 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 실시예의 보조냉각부(210)는 제1, 제2 코어(111,121)와 냉각수통로(220)를 상호 연결하는 제3, 제4 열전달부재(211,212)를 포함한다.

제3, 제4 열전달부재(211,212)도 열전도율이 제1, 제2 코어(111,121) 및 금형보다 상대적으로 높은 구리재로 형성되기 때문에 제3, 제4 열전달부재(211,212)를 통한 열전달량이 상대적으로 많게 된다.

제3, 제4 열전달부재(211,212)도 보강리브(26) 및 보스부(27)가 형성된 부분으로부터 연장되기 때문에 제3, 제4 열전달부재(211,212)를 통한 방열량의 증대에 의해 보스부(27)와 보강리브(26)가 형성되는 부분에서의 냉각속도가 증가하게 된다.

열전달부재는 성형되는 프론트패널(20)의 크기 및 형상에 따라 전체 냉각속도가 균일해질 수 있도록 다양한 위치에 다양한 형태로 형성될 수 있다.

제2 실시예의 사출금형(200)은 냉각수통로(220)가 형성되어 있는 것을 제외하면 제1 실시예와 기술구성이 동일하므로 동일 구성요소에 대하여 동일번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

아울러 상기 실시예들에서는 보조냉각부(130,210)가 제1, 제2 금형(110,120)에 모두 형성되어 있으나, 필요에 따라서는 제1, 제2 금형(110,120) 중 선택된 어느 하나에만 형성될 수도 있다.

10; 플라즈마 디스플레이어
20; 프론트패널
26; 보강리브 27; 보스부
100, 200; 사출금형
110; 제1 금형 120; 제2 금형
130; 보조냉각부
131, 132; 제1, 제2 열전달부재
211, 212; 제3, 제4 열전달부재

Claims (3)

1. 삭제
2. 상호 형합되어 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널을 성형하기 위한 소정의 캐비티를 형성하는 제1, 제2 금형과;
   상기 제1, 제2 금형에 마련되며, 상기 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널의 보강리브 및 리어커버와의 결합을 위한 보스부의 형성지점에서 용융수지의 충진량의 차이에 의한 냉각속도차가 발생하지 않도록 냉각속도를 조절하는 보조냉각부;를 구비하며,
   상기 보조냉각부는 상기 보강리브 및 보스부의 형성위치로부터 열전달이 가능하도록 상기 제1 금형 또는 제2 금형을 통과해 상기 캐비티로부터 멀어지는 방향으로 연장되며, 상기 제1, 제2 금형의 재질보다 상대적으로 열전도율이 높은 재질의 금속으로 형성되는 열전달부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 열전달부재는 상기 제1, 제2 금형에 냉각수가 통과할 수 있게 형성된 냉각수통로와 연결되도록 형성된 것을 특징으로 하는 균일 평탄도를 갖는 플라즈마 디스플레이어의 프론트패널 성형용 사출금형.

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