KR101256853B1 - 합성수지물의 이중사출성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 다른 두 종류의 합성수지 재질을 이용하여 이중으로 사출성형할 수 있도록 하는 합성수지물의 이중사출성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용기의 뚜껑과 같이 힌지 및 후크 등의 돌출편을 가지는 합성수지 제품을 이중사출성형의 방법으로 성형이 가능토록 함으로써 두께가 두꺼운 제품을 보다 효율적으로 생산가능토록 하면서도 제품을 고급화 내지는 다양한 디자인으로 생산가능토록 하는 합성수지물의 이중사출성형방법에 관한 것이다.
이는 서로 다른 두 가지 이상의 합성수지를 일체로 이중사출토록 하는 이중사출금형방법으로서, 1차금형에서 고정다이판의 하부금형과 가동다이판의 상부금형 사이에 형성된 캐비티의 내부로 용융수지를 주입하여 1차 사출성형토록 하는 제1공정; 2차금형에서 상,하부 금형을 분리하고, 코어를 1차사출성형품의 조건에 맞게 하부금형의 상부로 상승시켜 1차사출성형품이 정확한 위치에 안착될 수 있도록 준비토록 하는 제2공정; 상기 하부금형의 상부로 상승된 코어에 상단에 1차사출성형품을 안착시키는 제3공정; 1차사출성형품이 안착된 코어를 원위치로 하강시켜 1차사출성형품이 하부금형의 캐비티 내부에 긴밀하게 안착될 수 있도록 하는 제4공정;
상,하부금형을 상호 결합시켜 이들 사이의 캐비티내로 2차적인 용융수지를 주입하여 2차사출성형품을 사출성형토록 하는 제5공정;으로 구성됨을 특징으로 하는 것이다.

Description

합성수지물의 이중사출성형방법{Dual injection molding method}

본 발명은 서로 다른 두 종류의 합성수지 재질을 이용하여 이중으로 사출성형할 수 있도록 하는 합성수지물의 이중사출성형방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용기의 뚜껑과 같이 힌지 및 후크 등의 돌출편을 가지는 합성수지 제품을 이중사출성형의 방법으로 성형이 가능토록 함으로써 두께가 두꺼운 제품도 효율적으로 생산가능토록 하면서도 제품을 고급화 내지는 다양한 디자인으로 생산 가능토록 하는 합성수지물의 이중사출성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 이중사출성형은 하나의 제품에 두 가지의 서로 다른 합성수지 재질로서 사출성형토록 하는 것으로, 즉 합성수지 재질을 이용하여 1차 금형에서 사출성형을 완료한 다음, 이의 1차성형품을 2차 금형으로서 2차적으로 사출성형함으로써 서로 다른 합성수지 재질로서 이중의 두께를 가지는 제품을 성형토록 하는 것이다.

예컨데, 기준 두께 이상의 합성수지 제품을 사출성형하여야 하는 경우에는 그 두께로 인하여 사출성형 시간이 상당히 길어지게 되는 비경제적인 문제점과 더불어, 합성수지 재질이 가지는 고유의 특성으로 인하여 수축이 발생되는 등 사출성형이 매우 어려운 특성이 있음으로써 사출성형을 두 번에 나누어 행하는 이중사출성형의 방법을 행하고 있다.

이러한 이중사출성형의 방법은 이미 종래에도 제안되어 널리 사용되고 있으며, 서로 다른 합성수지 재질이 이중으로 겹치는 형태로 사출성형됨에 따라 비교적 두꺼운 제품을 용이하게 생산할 수 있음과 동시에 서로 다른 재질, 즉 외표면은 투명재질로 형성함과 동시에 내표면은 불투명 재질로 형성하는 경우, 이를 이중으로 사출성형할 수 있음으로 제품을 보다 고급화할 수 있는 특징을 지니고 있다.

따라서 각종 전자제품이나 생활용품을 비롯하여 화장품용기 등과 같은 매우 작은 크기의 합성수지 제품에서도 적용되는 등 여러 분야에서 다양하게 널리 적용되고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 이중사출성형 방법은 비교적 단순한 제품을 사출성형시에는 매우 유용한 특성을 가지고 있으나, 제품의 구조적인 특성상 돌출된 부분이 있는 경우에는 이의 돌출부위로 인하여 이중사출성형이 매우 어려운 문제점이 있었다.

첨부된 도면의 도1 및 도2에서와 같이 용기(B)를 개폐토록 하는 뚜껑(A)에서와 같이 그 구조적인 특성상 뚜껑(A)의 일측면에 힌지나 후크 등과 같이 직각방향으로 돌출되는 돌출편(A1)을 가지는 뚜껑(A)을 사출성형하는 경우, 1차성형에서 1차성형을 완료한 후, 이를 2차성형으로 옮겨서 2차성형하는 과정에서 고온의 열로 인하여 돌출편(A1)이 쉽게 변형되는 문제점이 있었다.

즉, 뚜껑(A)의 일측면에 후크나 힌지 등의 돌출편(A1)을 일체로 가지는 제품의 경우에는 1차금형에서 1차 사출성형한 후, 이의 1차성형품을 2차금형으로 옮겨서 2차 사출성형을 행하여야 하나, 이러한 2차성형과정의 경우 몸체로 부터 돌출되는 돌출편(A1)이 2차금형의 캐비티에서 높은 열로 인하여 변형될 수 밖에 없는 구조적인 문제점이 있었다.

따라서 상기와 같이 성형품의 몸체에 돌출되는 부분이 있는 제품을 사출성형시에는 내,외 몸체를 각각 별도로 성형한 후, 이들을 접착제로 접착하여 일체형으로 제조하는 방식을 채택하거나 또는 내,외 몸체의 특정부분에 서로 결합될 수 있는 별도의 결합구조를 갖춘 상태로 사출성형하여 이들을 일체형으로 결합하는 구조로서 제조하고 있다.

그러나 이와 같은 종래의 방법에 의해 제조되는 제품은 내,외 몸체를 접착성형하는 작업이 까다롭고 번거러운 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 조립된 내,외 몸체 사이의 미세한 간격이나 조립된 부분으로 인하여 제품이 고급스럽지 못한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 가지 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 비교적 두꺼운 합성수지 재질의 사출성형품이나 또는 서로 다른 형태의 합성수지를 이중구조로 사출성형이 가능토록 하면서도 힌지나 후크 등 몸체로 부터 일정간격만큼 돌출되는 돌출편을 가지는 제품도 이중사출성형이 가능토록 하는 합성수지물의 이중사출성형방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 1차 금형 및 2차 금형을 준비하여 1차 금형에서 1차적으로 사출성형된 1차성형품을 2차금형에서 2차적으로 사출성형하는 이중사출성형할 수 있도록 함으로써 여러 가지 형태의 성형품도 이중사출성형이 가능토록 하는 합성수지물의 이중사출성형방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 1차금형을 이용하여 1차사출성형품을 성형완료한 다음, 이의 1차사출성형품을 2차금형으로 옮겨서 2차적으로 성형하는 두 번의 성형공정을 순차적으로 이룸으로써 가능하게 된다.

본 발명에서는 서로 다른 두 가지 이상의 합성수지가 단순히 이중으로 중첩되게 일체로 사출되는 것이 아니라, 사출성형물에서 돌출되는 돌출편을 가지는 독특한 제품도 이중사출성형이 가능하게 된다.

이러한 이중사출금형방법은 1차금형에서 고정다이판의 하부금형과 가동다이판의 상부금형 사이에 형성된 캐비티의 내부로 용융수지를 주입하여 1차 사출성형토록 하고, 이어서 2차금형을 통하여 2차로 사출성형하게 된다.

2차금형에서는 상,하부 금형을 분리하고, 코어를 1차사출성형품의 조건에 맞게 하부금형의 상부로 상승시켜 1차사출성형품이 정확한 위치에 안착될 수 있도록 준비하고, 상기 하부금형의 상부로 상승된 코어에 상단에 1차사출성형품을 안착시킨 후, 1차사출성형품이 안착된 코어를 원위치로 하강시켜 1차사출성형품을 하부금형의 캐비티 내부에 틈새없이 긴밀하게 안착시킨다.

이어서 상,하부금형을 상호 결합시켜 이들 사이의 캐비티내로 2차적인 용융수지를 주입하여 2차사출성형품을 사출성형토록 함으로써 여러 가지 형태를 가지는 제품도 이중사출성형이 가능하게 되는 것이다.

본 발명은 비교적 간단한 구조의 1차 및 2차금형을 이용하여 1차성형과 2차성형을 순차적으로 행함으로써 각종 합성수지 제품을 이중으로 사출성형할 수 있는 효과를 가지게 된다.

특히, 본 발명은 사출성형품의 일측에 힌지, 후크 등과 같은 각종 관련부품들의 돌출편이 일체로 형성되거나 또는 독특한 구조의 제품들 까지도 이중사출성형에 의한 방법으로 성형할 수가 있는 효과를 가지게 된다.

도 1은 본 발명에 의해 성형되는 제품의 일실시도
도 2는 도1에서 뚜껑의 확대구성도
도 3은 본 발명 1차금형의 구성도
도 4는 도3의 분리된 구성도
도 5는 도3의 하부금형을 보인 평면구성도
도 6은 본 발명 1차 사출성형된 1차사출성형품의 평면도
도 7은 도6의 정단면구성도
도 8은 본 발명 2차금형의 구성도
도 9는 도8의 분리된 구성도
도 10은 본 발명 2차사출성형에 의해 성형된 성형품의 단면구성도
도 11 내지 도15는 본 발명 2차금형에 의해 성형되는 작동설명도
도 16은 본 발명의 제조공정을 보인 블럭도

본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 1차사출성형과 2차사출성형으로 구분되어지고, 1차사출성형은 1차금형에 의해 성형됨과 아울러, 2차사출성형은 2차금형에 의해 순차적으로 성형되어 이중사출성형품을 성형하게 된다.

즉, 본 발명은 1차사출성형을 위한 1차금형과 2차사출성형을 위한 2차금형으로 구분된다.
먼저, 상기 1차금형은 첨부된 도면의 도3 내지 도5 에서 보는 바와 같다.

삭제

이는 하부금형(10)이 설치되는 고정다이판(100)과, 이의 상부에서 승강작동에 의해 개폐되는 상부금형(20)을 가지는 가동다이판(200)으로 구성되고, 상기 고정다이판(100)의 하부에는 받침판(400)에 의해 지지되면서 승강작동되는 이젝트 플레이트(300)가 설치됨과 동시에, 이젝트 플레이트(300)에는 약간 경사지게 수직으로 코어(30)가 설치된다.

상기 고정다이판(100)에 설치되는 하부금형(10)에는 상부금형(20)과 결합시 1차성형품을 사출성형하기 위한 캐비티(40)가 좌,우 한 쌍으로 이루어지게 되고, 각 하부금형(10)의 내부에는 양측으로 슬라이드 코어(30)가 설치된다.

상기 코어(30)는 상호 경사지게 설치되는 두 개가 한 조를 이루어 구성되고, 이들은 고정다이판(100)과 하부금형(10)을 관통되게 수직으로 경사지게 설치되어 이젝트 플레이트(300)에 의해 승강작동되며, 이의 승강작동에 의해 그 상단이 상호 오므라들거나 벌어지는 기능을 제공하게 된다.

즉, 상기 코어(30)는 막대형으로 형성되면서도 두 개가 상호 경사지는 형태로 설치되어 사출성형되는 제품의 돌출편(A1)을 성형하는 기능을 제공하게 되고, 승강작동되면서 성형완료되는 성형품을 취출하는 기능도 가지게 된다.

또한 상기 고정다이판(100)의 상부에 설치되어 캐비티(40)를 개폐작동하는 가동다이판(200)에는 상부금형(20)이 설치됨과 동시에, 이의 상부에는 가동측부착판(500)이 설치되고, 이들 중심으로는 용융수지를 상부금형(20)을 통하여 캐비티(40)내로 공급토록 하는 스프루부시(21)가 설치된다.

이때 상기 캐비티(40)는 이중사출성형품으로 성형되는 과정에서 1차사출성형품에 해당되는 형상을 가지게 되는 것이다.

이와 같이 1차금형에서 사출성형되는 1차사출성형품(1)은 첨부된 도면의 도6 및 도7에서 보는 바와 같이 두 개가 한꺼번에 성형되는 1차사출성형품(1)이 런너와 게이트에 의해 하나의 성형품으로 연결되는 형태를 가진다.

또한 첨부된 도면의 도8 및 도9에서는 본 발명에 따른 2차금형의 구조를 나타내고 있다.

즉, 본 발명의 2차금형은 1차금형에서 사출성형되는 1차사출성형품(1)의 외표면에 서로 다른 재질을 이중사출성형하기 위한 것이며, 이에 따른 2차사출성형은 2차금형에 의해 이루어지게 된다.

상기 2차금형은 1차금형과 마찬가지의 구조를 가지는 것이나, 다만 상,하부 금형에서 상부금형의 캐비티의 구조를 달리하여 구성된다.

이의 구조는 고정다이판(100a)에 하부금형(10a)이 설치되고, 고정다이판의 하부에는 이젝트 플레이트(300a)가 받침판(400a)에 지지된채로 설치되어 승강작동이 가능하며, 이의 상면에는 막대형 코어(30a)들의 하단이 각각 축결합되어 하부금형(10a)내로 관통되는 형태로 경사지게 설치된다.

또 상기 고정다이판(100a)의 상부에는 가동다이판(200a)이 가동측부착판(500a)에 의해 승강작동되도록 설치되고, 그 하부에는 상부금형(20a)이 설치되며, 이들 중심에는 스프루부시(21a)가 설치되어 용융수지를 공급하게 된다.

또 상기 상,하부금형(10a)(20a)이 결합되는 이들 사이에는 2차사출성형품(2)을 성형하기 위한 캐비티(41)가 형성되는 것이다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명의 1차 및 2차금형은 다음의 사출성형방법에 따른 제조공정에 의해 순차적으로 성형이 이루어지게 되며, 이러한 성형공정을 거침으로써 서로 다른 재질의 합성수지가 이중으로 사출성형되는 이중사출성형품을 얻을 수가 있는 것이다.

제1공정(1차 사출성형공정)

본 발명은 1차금형 및 2차금형이 각각 별도로 준비되어 1차 및 2차 사출성형이 순차적으로 이루어지게 되며, 먼저 1차금형에서 합성수지 재질의 1차사출성형품(1)을 사출성형하게 된다.

이는 1차금형에서 고정다이판(100)의 하부금형(10)과 가동다이판(200)의 상부금형(20)이 상호 결합되어 이들 상,하부금형(10)(20) 사이에 형성된 캐비티(40)의 내부로 용융수지가 주입되어 1차 사출성형이 완료된다.

1차성형이 완료되면 가동다이판(200)이 상승되어 상,하부 금형(10)(20)이 분리됨으로써 1차사출성형품(1)이 취출된다.

상기 1차사출성형품(1)은 좌우 두 개가 한 쌍으로 제조되는 것으로, 성형이 완료되면 런너 및 게이트에 의해 첨부된 도면에서와 같은 형태를 유지하게 되며, 이러한 상태는 2차금형에서 이중으로 사출성형할 수 있는 전단계를 이루게 된다.

제2공정(2차금형의 준비공정)

전공정의 1차금형에서 1차사출성형품(1)이 성형 완료되면, 이의 1차사출성형품(1)을 1차금형으로 부터 취출하여 별도로 준비된 2차금형으로 옮겨서 2차 사출성형을 위하여 준비하게 된다.

이러한 2차금형의 준비공정은 2차금형의 상,하부 금형(10a)(20a)을 분리한 상태에서 변형코어(30a)를 1차사출성형품(1)의 조건에 맞추어 하부금형(10a)의 상부로 상승시켜 1차사출성형품(1)이 안전하고도 정확한 위치에 안착될 수 있도록 준비토록 한다.(첨부도면 도11 및 도12 참조)

본 공정에서는 하부금형(20a)의 캐비티(41) 내부에서 서로 마주보게 한 쌍으로 설치되는 코어(30a)를 상승시켜 이들의 간격을 1차사출성형품(1)이 안착될 수 있는 조건에 맞도록 하기 위함이다.

즉, 1차사출성형품(1)을 수동의 방법이나 또는 로보트 아암 등을 이용하여 2차금형의 코어(30a)에 올려놓을 경우, 정확한 위치에 안착될 수 있는 간격을 유지하도록 설정된 위치만큼 상승시킨다.

제3공정(1차사출성형품 안착공정)

상기의 공정에서 설정된 간격만큼 상승된 양측 코어(30a)를 이용하여 1차사출성형품(1)을 첨부도면의 도13에서 보듯이 2차금형의 코어(30a)의 상부에 안착시킨다.

이의 공정에서는 1차사출성형품(1)을 양측 코어(30a)의 상단에 올려놓게 되면, 제품에 돌출된 돌출편이 양측 코어(3a)의 끝단에 각각 억지끼움식으로 결합되어 정확한 위치에 안정되게 결합이 이루어지게 된다.

이때 상기와 상승된 코어(30a)의 양측 간격은 1차사출성형품(1)의 돌출편의 간격보다는 약간 넓게 설정함으로써 1차사출성형품(1)의 자체가 가지는 탄성에 의해 유동없이 용이하게 안착될 수 있다.

제4공정(2차사출성형의 준비공정)

상기 공정에서 1차사출성형품(1)이 안착되고 나면, 첨부된 도면의 도14에서 보듯이 상승된 코어(30a)를 원위치로 하강시키게 되고, 이에 코어(30a)의 상단에 안착된 1차사출성형품(1)은 하부금형(10a)의 캐비티(41) 내에 긴밀하게 안착된다.

즉, 하부금형(10a)의 캐비티 구성은 1차사출성형품(1)의 하부면 및 외측면에 해당되는 형태와 동일한 형태로 구성됨으로써 1차사출성형품(1)이 하부금형(10a)에 안착될 경우, 아무런 틈새가 없이 매우 긴밀하게 안착된다.

특히 최종적으로 이중사출성형되는 제품에서 힌지 및 후크 등과 같이 돌출되는 돌출편이 하부금형(20a)의 내부에 틈새없이 매우 긴밀하게 안착됨으로써 사출성형시 공급되는 용융수지의 열에 의해 수축이나 변형되는 것이 근본적으로 방지되는 특징을 가지게 된다.

이어서 가동다이판(200a)이 하강하여 고정다이판(100a)과 결합되고, 이에 따라 상,하부금형(10a)(20a)은 유동없이 결합됨으로써 이들 사이에 캐비티(41)가 형성된다.

이때 상기 캐비티(41)는 1차사출성형품(1)이 인서트됨과 동시에 2차적으로 사출성형하기 위한 공간을 가지게 되는 것이며, 인서트되는 1차사출성형품(1)은 캐비티(41)내에서 긴밀하고도 안정되게 안착되어 다음공정의 이중사출에 따른 부위만이 캐비티(41)의 내부로 노출되는 상태를 유지하게 된다.

제5공정(2차사출성형공정)

상기 공정에서와 같이 2차금형의 상,하부금형(10a)(20a)이 상호 결합이 완료되고 나면, 이들 캐비티(41)내의 빈 공간으로 2차적인 용융수지가 주입되어 2차사출성형이 이루어지게 된다.

이때 공급되는 용융수지는 1차사출성형품(1)이 안착된 캐비티(41)내에만 공급됨으로써 1차사출성형품(1)에 일체로 이중사출성형되며, 또한 1차사출성형품과 서로 다른 재질의 수지물, 예컨데 1차사출성형품은 불투명의 수지물인 반면에 2차수지물은 투명수지물일 경우 서로 다른 재질로 인하여 독특한 제품을 얻을 수가 있는 것이다.

상기와 같이 2차적인 사출성형이 완료되면 가동다이판(200a)은 상승되어 상,하부 금형(10a)(20a)d은 완전히 분리되면서 캐비티(41)가 개방됨으로써 2차사출성형품(2)을 취출시킬 수가 있다.

이러한 취출공정은 코어(30a)가 처음의 단계로 상승되어 2차적인 사출성형을 준비하는 단계까지 상승됨으로써 성형이 모두 완료된 이중사출성형품을 취출함과 아울러 다음의 작업을 시작할 수가 있게 되는 것이다.

따라서 상기와 같은 일련의 사출성형공정을 1차금형 및 2차금형을 이용하여 순차적으로 행함으로써 이중사출성형이 이루어지게 되는 것이고, 특히 이중사출성형품의 어느 일측에 외향돌출되는 돌출편이 형성되는 제품일지라도 아무런 변형없이 손쉽게 사출성형할 수 있는 특징을 가지게 되는 것이다.

100,100a:고정다이판 200.200a:가동다이판
300,300a:이젝트 플레이트 400,400a:받침판
500,500a:가동측부착판 10,10a:하부금형
20,20a:상부금형 21,21a:스프루부시
30,30a:코어 40,41:캐비티
1:1차사출성형품 2:2차사출성형품

Claims (2)

1. 삭제
2. 서로 다른 두 가지 이상의 합성수지를 일체로 이중사출토록 하는 이중사출금형방법에 있어서,
   1차금형과 2차금형을 각각 준비하고, 1차금형에서 고정다이판의 하부금형과 가동다이판의 상부금형 사이에 형성된 캐비티의 내부로 용융수지를 주입하여 1차사출성형품을 1차적으로 사출성형토록 하는 제1공정;
   1차금형에서 성형된 1차사출성형품을 1차금형과는 별도로 준비된 2차금형으로 옮긴 후, 2차금형에서는 상,하부 금형을 분리하고, 코어를 1차사출성형품의 조건에 맞게 하부금형의 상부로 상승시켜 1차사출성형품이 정확한 위치에 안착될 수 있도록 준비토록 하는 제2공정;
   상기 2차금형에서 하부금형의 상부로 상승된 코어의 상단에 1차사출성형품을 안착시키는 제3공정;
   1차사출성형품이 안착된 2차금형의 코어를 원위치로 하강시켜 1차사출성형품이 하부금형의 캐비티 내부에 긴밀하게 안착될 수 있도록 하는 제4공정;
   2차금형의 상,하부금형을 상호 결합시켜 이들 사이의 캐비티내로 2차적인 용융수지를 주입하여 2차사출성형품을 사출성형토록 하는 제5공정;으로 이루어짐을 특징으로 하는 합성수지물의 이중사출성형방법.

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