KR101536338B1 - 사출 성형품의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

원하는 개선 정도에 따라, 금형에서의 최선의 수지 저장소의 위치, 수지 저장소의 체적을 거의 일의적으로 결정할 수 있고, 얇은 사출 성형품에 대해서도 웰드 강도를 충분히 개선할 수 있는 사출 성형품의 제조방법을 제공한다.
캐비티내의 복수의 용융 수지류의 합류에 의해 형성되는 웰드부까지의 분류로의 적어도 일방 측에, 웰드부를 제외한 웰드부 부근으로부터 돌출되는 수지 저장소를 설치한 금형을 이용하는 사출 성형품의 제조방법으로서, 금형의 수지 저장소는, 게이트 중앙부에서 웰드부까지의 성형품 체적을 V, V 중, 웰드부에서 수지 저장소의 유입구 중앙부까지의 성형품 체적을 V0, 수지 저장소의 체적을 Vd 라고 했을 경우에, 하기의 수학식(1)을 만족하도록 배치된다.
[수학식 1]
(Vd/V)〉-71.4(V0/V)3+47.8(V0/V)2-10.0(V0/V)+0.78 (1)

Description

사출 성형품의 제조방법 {Method for producing injection-molded article}
본 발명은 웰드부의 강도를 개선할 수 있는 사출 성형품의 제조방법에 관한 것이다．
일반적으로 사출 성형에서의 웰드는 다점 게이트의 경우 필연적으로 발생한다. 또한 웰드는, 일점 게이트라도 두께 편차비(偏肉比)가 큰 사출 성형품이나 절단핀을 붙인 사출 성형품을 사출 성형할 경우와 같이, 게이트로부터 금형 캐비티내로 사출된 용융 수지류가 분기하고, 이것이 또한 합류하는 합류부에 대응되어 성형 체표면에 발생한다. 즉, 웰드는 용융 수지류가 합류하면서 형성되는 합류 계면이 성형 체표면에 표출된 접합 부위를 말한다.
이러한 성형품의 웰드는 상기와 같은 각종 요인이 복합되어 발생하는 경우가 많으며, 현실적으로 복잡한 형상의 성형품에 웰드가 생기지 않은 성형품을 얻는 것은 극히 어려운 일이다. 이러한 웰드부에는 웰드 마크라 불리는 선상(線狀)의 모양이 생겨 외관을 손상시킬 뿐만 아니라, 단지 용융 수지가 합류되어 융착 일체화되는 것만으로 수지의 균일한 혼합이 이루어지지 않을 수도 있어, 수지가 본래 가지는 강도보다 훨씬 낮은 강도밖에 얻을 수 없다고 하는 지극히 중대한 문제가 발생한다.
웰드부에서의 강도저하를 개선하는 방법으로서, 러너(runner)를 거쳐 복수의 게이트로부터 금형 캐비티 내에 용융 수지가 사출되고, 그 금형 캐비티 내에서 복수의 용융 수지류가 합류하는 합류부에 대응되어 성형 체표면에 웰드부가 형성되는 열방성(thermotropic)액정 폴리머의 사출 성형방법에 있어서, 상기 합류되는 용융 수지류의 일방이 상기 합류부에서 실질적으로 합류된 후에 재유동할 수 있는 용적을 가지는 캐비티로서 상기 금형 캐비티와는 별개인 캐비티를 상기 복수의 게이트 중의 하나의 게이트 근방의 러너(runner)부에 설치하는 방법이 개시되고 있다 (특허문헌1 일본 특허 공개 평성 05-318517호 공보 참조).
또한, 사출 충전되는 용융 수지가 분류하는 점으로부터 상기 분류 수지의 합류에 의해 형성되는 웰드부까지의 분류 수지 유로의 적어도 일방에 진퇴 가능한 피스톤을 내장한 수지 저장소를 성형품 캐비티로부터 돌출시켜 설치한 금형을 이용하여, 웰드가 형성된 후, 아직 내부에서 수지가 유동성을 유지하고 있는 동안에 웰드부에서 수지의 이동을 발생시켜 웰드부에서의 수지 혹은 충전제의 배향 등을 어지럽힘으로써 웰드 강도 등의 효율적인 개선 방법 및 이를 위한 금형이 개시되고 있다(특허문헌2 일본 특허 공개 평성 06-008293호 공보 참조).
웰드부에서의 강도 저하를 개선하는 또 하나의 방법으로서, 러너(runner)를 거쳐 복수 게이트로부터 금형 캐비티내로 용융 수지가 사출되고, 그 금형 캐비티내에서 복수의 용융 수지가 합류되는 합류부에 대응하여 성형체에 웰드부가 형성되는 열가소성 수지조성물의 사출 성형방법에 있어서, 상기 합류되는 용융 수지류의 일방이 상기 합류부에서 실질적으로 합류된 후에 재유동할 수 있는 용적을 가지는 수지 저장소로 상기 금형 캐비티 또는 러너(runner)의 적어도 일방으로부터 돌출되는 수지 저장소를 설치하는 방법이 개시되고 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평성 05-318517호 공보
[특허문헌 2] 일본 특허 공개 평성 06-008293호 공보
[특허문헌 3] 일본 특허 공개 평성 05-285990호 공보
특허문헌 1(일본 특허 공개 평성 05-318517호 공보)의 방법에서는 두께 3mm 이하, 특허문헌 3(일본 특허 공개 평성 05-285990호 공보)의 방법에서는 두께 4mm 이하의 얇은 성형품에는 적용한 예가 없다. 특허문헌 2(일본 특허 공개 평성 06-008293호 공보)에 기재된 방법에서도 얇은 성형품의 경우에는 충분한 웰드 강도 개선이 실현되지 않았다. 그런데, 얇은 두께 코넥터 등의 얇은 정밀 성형품은 감합시에 갈라지는 등의 문제가 발생한다. 더욱이, 최근에는 다양한 부품의 박형화가 진행되고 있기 때문에 얇은 성형품을 성형할 때에도 웰드 강도를 개선할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
또한, 특허문헌 2, 3의 방법은, 수지가 합류된 후에 재유동시키는 기술이며, 금형에서 수지 저장소의 위치 및 체적은 수지의 고화(固化)속도, 성형품 체적, 그리고 수지온도, 금형 온도, 사출압 등의 성형 조건과도 관련되는 것이며 일의적으로 규정 하기는 어렵다. 이 때문에 원하는 개선 정도에 대하여, 최선의 수지 저장소의 위치 등이 거의 일의적으로 결정되어 고품질의 사출 성형품을 용이하게 성형할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
특히 특허문헌 2의 방법에서는, 수지 저장소의 체적을 크게 하면 웰드부에서 많은 수지를 이동시킬 수 있고 웰드 강도를 개선할 수 있으나, 큰 수지 저장소는 수지의 소비량이 많아지므로 현실적이지 않아 가능한 한 작은 수지 저장소로 웰드 강도를 개선할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명은, 이상과 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 그 목적은 원하는 개선 정도에 따라, 최선의 수지 저장소의 위치, 수지 저장소의 체적을 거의 일의적으로 결정할 수 있고, 얇은 사출 성형품에 대해서도 충분히 웰드 강도를 개선할 수 있는 사출 성형품의 제조방법을 제공 하는 것이다.
본 발명자들은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 예의 연구를 거듭하였다. 그 결과, 캐비티내의 복수의 용융 수지류의 합류에 의해 형성되는 웰드부까지의 분류로(分流路)의 적어도 일방 측에, 상기 웰드부를 제외한 웰드부 부근으로부터 돌출되는 수지 저장소를 설치한 금형을 이용하는 사출 성형품의 제조방법으로, 상기 수지 저장소는 게이트 중앙부에서 웰드부까지의 성형품 체적을 V, 상기 V 중, 웰드부에서 상기 수지 저장소의 유입구 중앙부까지의 성형품 체적을 V0, 상기 수지 저장소의 체적을 Vd라고 했을 경우에, 하기의 수학식(1)을 만족하도록 배치되는 사출 성형품의 제조방법이라면 이상과 같은 과제를 해결할 수 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 보다 구체적으로 본 발명은 이하와 같은 것을 제공한다.
[수학식 1]
(Vd/V)〉-71.4(V0/V)3+47.8(V0/V)2-10.0(V0/V)+0.78 (1)
(1) 캐비티내의 복수의 용융 수지류의 합류에 의해 형성되는 웰드부까지의 분류로의 적어도 일방 측에, 상기 웰드부를 제외한 웰드부 부근으로부터 돌출되는 수지 저장소를 설치한 금형을 이용하는 사출 성형품의 제조방법으로, 상기 수지 저장소는 게이트 중앙부에서 웰드부까지의 성형품 체적을 V, 상기 V 중, 웰드부에서 상기 수지 저장소의 유입구 중앙부까지의 성형품 체적을 V0, 상기 수지 저장소의 체적을 Vd 라고 했을 경우에, 하기의 수학식(1)을 만족하도록 배치되는 사출 성형품의 제조방법.
[수학식1]
(Vd/V)〉-71.4(V0/V)3+47.8(V0/V)2-10.0(V0/V)+0.78 (1)
(2) 캐비티내의 복수의 용융 수지류의 합류에 의해 형성되는 웰드부까지의 분류로의 적어도 일방 측에, 상기 웰드부를 제외한 웰드부 부근으로부터 돌출한 수지 저장소를 설치한 금형을 이용하는 사출 성형품의 제조방법으로, 상기 수지 저장소는 게이트 중앙부에서 웰드부까지의 성형품 체적을 V, 상기 V 중, 웰드부에서 상기 수지 저장소의 유입구 중앙부까지의 성형품 체적을 V0, 상기 수지 저장소의 체적을 Vd 라고 했을 경우에, 하기의 수학식(2)를 만족하도록 배치되는 사출 성형품의 제조방법.
[수학식2]
(Vd/V)〉-35.6(V0/V)3+27.0(V0/V)2-6.56(V0/V)+0.66 (2)
(3) 상기 (V0/V)는 0.10 이상 0.17 이하인 (1) 또는 (2)에 기재된 사출 성형품의 제조방법.
(4) 상기 (Vd/V)는 0.10 이상 0.25 이하인 (1）내지 (3)의 어느 하나에 기재된 사출 성형품의 제조방법.
(5) 사출 수지가 액정 폴리머이고, 상기 사출 성형품의 두께가 1mm 미만인 (1）내지 (4)의 어느 하나에 기재된 사출 성형품의 제조방법.
본 발명에 따르면, 캐비티내의 복수의 용융 수지류의 합류에 의해 형성되는 웰드부까지의 분류로의 적어도 일방 측에, 상기 웰드부를 제외한 웰드부 부근으로부터 돌출되는 수지 저장소를 설치한 금형을 이용하는 사출 성형품의 제조방법으로, 원하는 웰드 강도 개선의 정도에 따라서, 이용하는 금형에서의 최선의 수지 저장소의 위치, 수지 저장소의 체적을 거의 일의적으로 결정할 수 있다.
본 발명에 따르면, 1mm 미만의 극히 얇은 사출 성형품에 대해서도 충분히 웰드 강도를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시에 이용되는 금형을 나타내는 도면이다. (a)는 정면도, (b)는 A-A선에 따른 단면 개략도이다.
도 2는 성형품의 강도 평가에 이용된 굽힘 시험기이다.
도 3은 성형품의 강도 평가에 이용된 하중 지그이다.
도 4는 V0/V 및 Vd/V와 유지율과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 계산에 의해 얻은 V0/V 및 Vd/V와 유지율과의 관계를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 상세하게 설명하나, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적 범위 내에서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
본 발명은 사출 성형품의 제조방법에 있어서, 캐비티내의 복수의 용융 수지류의 합류에 의해 형성되는 웰드부까지의 분류로의 적어도 일방 측에, 그 웰드부를 제외한 웰드부 부근으로부터 돌출되는 특정한 수지 저장소를 설치한 금형을 이용하는 것을 특징으로 한다.
(금형)
본 발명의 사출 성형품의 제조방법에 이용되는 금형은, 상기한 바와 같이 수지 저장소를 구비한다. 수지 저장소가 없으면 수지가 웰드부에서 유동 방향에 대하여 직각 방향으로 배향되고, 수지끼리 서로 얽히는 등의 상호작용이 작기 때문에 이 부분의 강도가 저하된다. 본 발명에서는, 수지 저장소에 수지를 흘려 넣음으로써 웰드부에도 수지유동 방향의 배향이 발생되어 웰드부의 강도가 개선된다. 또한, 수지 저장소 부근에는 수지의 유동 방향에 대하여 직각방향, 즉 수지 저장소의 유입구를 향하는 배향이 발생하고, 수지 저장소를 웰드부를 제외한 웰드부 부근에 설치함으로써 웰드부의 수지의 배향을 어지럽힐 수 있으므로, 수지끼리의 상호작용이 강해져 웰드부의 강도 저하를 막을 수 있다.
본 발명의 사출 성형품의 제조에 이용되는 금형은, 게이트 중앙부에서 웰드부까지의 성형품 체적을 V, V 중, 웰드부에서 상기 수지 저장소의 유입구 중앙부까지의 성형품 체적을 V0, 상기 수지 저장소의 체적을 Vd라고 했을 경우에, 수지 저장소가 하기의 수학식(1)을 만족하도록 배치되는 것을 특징으로 한다. 웰드부의 굽힘 강도가, 그 밖의 부분의 굽힘 강도의 40% 이상인 영역을 수학식(1)로 표시할 수 있다. 그리고 웰드부가 발생됨으로써 굽힘 강도는 저하되나 어느 정도의 굽힘 강도가 남는지를 나타내는 유지율은 (웰드부의 굽힘 강도/그 밖의 부분의 굽힘 강도) X 100 (%）에서 구해지는 값을 채용한다. 예를 들면 하기 수학식(1)의 경우에는 유지율이 40% 이상인 영역을 나타낸다.
[수학식1]
(Vd/V)〉-71.4(V0/V)3+47.8(V0/V)2-10.0(V0/V)+0.78 (1)
금형에 하기식을 만족하는 수지 저장소를 설치함으로써, 웰드부의 굽힘 강도가 그 밖의 부분의 굽힘 강도의 40% 이상이 된다. 본 발명은, 이러한 웰드 강도를 크게 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 원하는 개선의 정도에 따라서, 이용하는 금형에서의 최선의 수지 저장소의 위치, 수지 저장소의 체적을 거의 일의적으로 결정할 수 있다.
웰드부의 굽힘 강도의 측정 방법은, 후술하는 방법으로 측정한 굽힘 강도의 값을 채용하는 것으로 한다.
또한, 수지 저장소 위치가 하기 수학식 (2)를 만족하도록 배치되는 금형을 이용하여 사출 성형품을 제조함으로써, 웰드부의 굽힘 강도가 그 밖의 부분의 굽힘 강도의 50% 이상이 된다. 웰드부에서의 강도를 더욱 개선시킬 수 있으므로 바람직하다. 상기 수학식(1)의 경우와 마찬가지로, 웰드부의 굽힘 강도가 그 밖의 부분의 굽힘 강도의 50% 이상인 영역을 수학식(2)로 나타낼 수 있다.
[수학식2]
(Vd/V)〉-35.6(V0/V)3+27.0(V0/V)2-6.56(V0/V)+0.66 (2)
상기 식으로부터, 웰드부의 원하는 굽힘 강도를 실현하기 위하여 수지 저장소의 위치, 수지 저장소의 체적이 용이하게 결정된다. 또한, 후술하는 바와 같이 수지 저장소의 위치, 체적을 최적화함으로써 여분으로 필요하게 되는 수지의 소비량을 억제하고, 원하는 웰드 강도 개선의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 사출 성형품의 제조방법에 있어서, V0/V의 범위는 통상 원하는 사출 성형품의 웰드 강도 개선의 정도에 따라서 적절히 변경된다. 예를 들면, 유지율 40% 이상의 웰드 강도를 가지는 성형품이 필요한 경우에는, 상기식 (1)을 만족하도록 수지 저장소의 위치, 수지 저장소의 체적을 제조자가 자유롭게 결정한다. 여기서, V0/V의 범위는 0.10 이상 0.17 이하인 것이 바람직하다. 사출 성형품의 체적에 대하여 수지 저장소의 체적이 크면 수지의 이동량이 많아져 배향을 어지럽히기 쉽고, 웰드부의 강도가 개선되기 쉽다고 알려져 있으나, 도 4, 5로부터 분명하게 알 수 있는 바와 같이, V0/V가 상기 범위에 있으면 수지 저장소의 체적을 억제하면서 높은 웰드 강도 개선의 효과를 실현할 수 있다. 또한, 도 5로부터 분명하게 알 수 있는 바와 같이, 유지율을 40% 이상 실현할 수 있는 것은, V0/V가 0.065 이상인 범위이다. 마찬가지로 도 5로부터, 유지율 50% 이상을 실현할 수 있는 것은 V0/V가 0.085 이상인 범위이다. 또한, 도 4, 도 5로부터 분명하게 알 수 있듯이, V0/V의 범위가 상기의 0.10 이상 0.17 이하이면, 유지율 40% 이상, 50% 이상인 영역이 넓고, 유지율 40% 이상, 50% 이상을 실현할 수 있는 가능성이 높아지므로 바람직하다.
본 발명의 사출 성형품의 제조방법에서, Vd/V의 범위는 통상 원하는 사출 성형품의 웰드 강도 개선의 정도에 따라서 적절히 변경 가능하나, 0.10 이상 0.25 이하인 것이 바람직하다. 사출 성형품의 체적에 대하여, 수지 저장소의 체적을 크게함으로써 상기한 바와 같이 웰드부의 강도는 개선되기 쉬워지나, 수지 저장소의 체적을 크게 하면 여분의 수지 소비량이 많아지고, 그만큼 비용이 커져 바람직하지 않다.
V0/V의 범위가 0.10 이상 0.15 이하이고, Vd/V의 범위가 0.10 이상 0.25 이하이면, 매우 높은 웰드부의 강도 개선의 효과를 얻을 수 있고, 동시에 여분으로 필요하게 되는 수지의 소비량을 억제할 수 있으므로 바람직하다.
수지 저장소를 설치하는 위치는 수지 저장소의 체적과의 관계에서 결정되나, 수지 저장소의 거리가 웰드부로부터 지나치게 길면, 수지 저장소에 의한 수지의 배향을 어지럽히는 효과가 웰드부까지 영향을 미치기 어려워져 수지 저장소 체적을 극단적으로 크게 할 필요가 생겨 바람직하지 않다. 또한, 수지 저장소의 거리가 웰드부로부터 지나치게 짧을 경우, 즉 V0/V가 0.065보다 작아지면 웰드부를 따라서 수지유동을 어지럽히고 웰드부에 직각 방향의 배향을 발생시키기 어려워지므로 바람직하지 않다. 수지 저장소 거리란, 수지 저장소의 유입구 중앙부에서 웰드부까지의 거리를 말한다.
본 발명에 이용되는 금형에는, 수지 저장소를 복수 형성할 수 있다. 복수의 수지 저장소를 설치함에 있어서는, 분류 수지로의 양쪽에 설치하여 복잡한 수지의 압입을 실시할 수도 있으나, 가능하면 분류 회로의 일방 측에 웰드를 따라서 설치하는 것이 바람직하다.
금형 및 수지 저장소를 연결하는 유입구의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 유입구의 두께는 수지의 유동이 유지될 수 있는 범위 내에서 보다 얇은 것이 바람직하다. 유입구의 두께를 좁힘으로써 수지 저장소 내부의 압력과 캐비티내의 압력의 차가 커지고, 수지가 흘러들어 가기 쉬워지기 때문에 웰드부에 수지유동 방향의 배향을 발생시키기 쉽고, 또한 수지 저장소 부근으로부터는 수지의 배향이 어지럽혀져 수지끼리의 상호작용도 높아지므로 웰드 강도 개선 효과를 높일 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 이용되는 금형은, 공지된 모든 열가소성 수지의 사출 성형에도 적용할 수 있는데, 종래의 성형 방법에서는 웰드부에서의 강도 저하가 심했던 것에 대하여 적용하는 것이 특히 유효하다. 예를 들면 결정성 수지, 특히 액정 폴리머의 종래법에 의한 성형법에서는, 웰드부를 사이에 두고 그 양측에 웰드를 따라서 분자가 배향하기 때문에 웰드부에서는 다른 부분에 비해 현저하게 낮은 강도밖에 얻을 수 없으나, 본 발명의 성형 방법 및 금형에 의하면，웰드부에서의 이러한 배향이 효율적으로 어지럽혀짐으로써 충분한 강도 개선이 가능하다. 또한 무기충전제, 특히 섬유상 충전제가 배합된 열가소성 수지에서도, 무기충전제, 특히 섬유상 충전제가 웰드를 따라서 배향하므로 동일한 문제가 발생되기 쉬웠으나, 본 발명의 성형 방법 및 금형은 이러한 수지조성물의 성형에 대해서도 극히 유효하다.
(사출 성형품)
본 발명의 제조방법으로 제조할 수 있는 사출 성형품의 형상 등은 특별히 한정되지 않으며, 다양한 형상의 사출 성형품의 성형에 본 발명의 제조방법을 적용할 수 있다.
상기 특허문헌 1에 기재된 방법 등에서는, 사출 성형품의 두께가 극히 얇은 경우에는 웰드 강도 개선의 효과를 얻을 수 없으나, 본 발명의 사출 성형품의 제조방법으로는 두께 1mm 미만의 얇은 사출 성형품에서도 웰드 강도를 개선할 수 있다. 또한 0.5mm 미만의 사출 성형품에서도 웰드 강도를 개선할 수 있다. 이와 같이, 얇은 사출 성형품에서도 웰드 강도를 개선할 수 있음은 본 발명의 특징의 하나이다.
본 발명의 제조방법에 의해 얻어지는 사출 성형품은, 웰드부의 강도가 크게 개선된 것이다. 본 발명에서는 수지 저장소를 설치하지 않은 경우와 비교하여 3배 이상의 웰드 강도의 개선을 실현할 수 있다. 더욱이 수지 저장소의 위치, 체적 등의 설정에 따라서는 4배 이상의 웰드 강도의 개선을 실현할 수 있다.
본 발명의 제조방법은 상술한 바와 같이, 다양한 수지를 이용한 사출 성형품의 제조에 적용할 수 있는데, 강도가 약하기 때문에 감합시에 갈라지는 등의 문제가 발생되는 얇은 두께 코넥터 등의 정밀 성형품에 적용하는 것이 바람직하다. 또한, 상기와 같은 액정성 폴리머를 이용한 얇은 두께 코넥터에서도 웰드 강도의 개선을 실현할 수 있기 때문에 본 발명의 제조방법을 바람직하게 적용할 수 있다.
본 발명의 사출 성형품의 제조방법은, 수지 저장소를 구비한 상기와 같은 금형을 이용하는 것이라면, 수지의 고화속도, 성형품 용량, 그리고 수지 온도, 금형 온도, 사출압 등의 성형 조건 등은 특별히 한정되지 않는다.
[ 실시예 ]
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
(재료)
액정성 수지(폴리프라스틱스사 제조의 벡트라 E130i)
(성형 방법)
하기 평가예의 사출 성형품은, 도 1에 나타낸 금형, 성형기 (Sodick Plustech사 제조의 TR100EH)를 이용하여 이하의 조건으로 성형을 실시하였다. 얻어진 성형품의 사이즈는 50mm x 5mm x (하기 표에 나타낸 두께)이다. 또한, 성형품의 두께 변경은, 도 1에 나타내는 제품 러너(runner)의 교체에 의해 이루어지고, 수지 저장소의 위치 변경은, 도 1에 나타낸 수지 저장소의 교체에 의해 이루어지며, 수지 저장소 체적의 변경은, 해당부의 이젝트 핀의 길이를 변경하여 수지 저장소의 깊이를 변경함으로써 이루어졌다. 웰드부의 위치에 대해서는, 수지 저장소가 없는 금형을 이용하여 사출 성형품을 얻음으로써 확인하였다.
(성형 조건)
성형온도: 350℃
사출 속도: 100mm/sec
금형온도: 70℃
사이클 시간: 14초
수지 저장소 위치와 V0/V와의 관계, 및 수지 저장소 깊이와 Vd/V와의 관계를 표 １, 표 ２에 각각 나타낸다.
Figure 112010087642103-pct00001
Figure 112010087642103-pct00002
(실시예1)
표 ３에 나타낸 금형을 이용하여 실시예 및 비교예의 사출 성형품을 제조하였다. 이하에 나타내는 방법으로 굽힘 강도를 측정하였다. 측정 결과를 표 ３에 나타낸다.
(굽힘 강도의 측정)
도 2에 나타내는 굽힘 시험기(ORIENTEC사 제조의 TENSION RTA-250): 시험 속도가 1mm/분, 스팬이 20mm, 지점(支點) R을 2.0mm로 하여, 도 3에 나타낸 하중 지그(도 3에 기재된 치수는 마이크로미터를 이용하여 측정하였다. 단위는 mm이다)를 이용하여 실시예 및 비교예의 시험편의 웰드부의 굽힘 강도 및 웰드부 이외의 부분의 굽힘 강도를 측정하였다. 또한, 상술한 계산 방법에 의하여 유지율을 구하였다. 굽힘 강도, 유지율을 표 ３에 나타낸다.
Figure 112010087642103-pct00003
표 ３에서 알 수 있는 바와 같이, 특정 체적의 수지 저장소를 특정 위치에 설치함으로써 웰드부 강도의 개선 효과가 높아지는 것이 확인되었다. 또한, 개선 전 (비교예)의 유지율 및 개선 후의 유지율 (실시예)은 성형품의 두께에 거의 의존하지 않음이 확인되었다.
(실시예2)
표 ４에 나타내는 다양한 V0/V, Vd/V의 금형을 이용하여 웰드부의 굽힘 강도를 측정함으로써 굽힘 강도의 유지율을 계산하였다. 유지율을 표 ４에 나타낸다. 또한, 도 4에 가로축을 V0/V, 세로축을 Vd/V로 하여 그래프를 도시하였다. 각 점에 기재되어 있는 숫자는 유지율이다. 또한, 유지율 40% 이상이 되는 회귀 곡선 및 유지율이 50% 이상이 되는 회귀 곡선도 함께 도시하였다.
Figure 112010087642103-pct00004
표 ４를 그래프화한 도 4에 따르면，유지율이 40% 이상이 되는 영역을 나타내는 근사 곡선과 유지율 50% 이상을 나타내는 근사 곡선이 명확해졌다. 그래프 중의 숫자는 유지율이다.
도 5는 표 ４에 나타낸 데이터를 바탕으로 UMETRICS사 제조의 해석소프트 MODDE6를 이용하여 구한 유지율이 10%이상, 20%이상, 30%이상, 40%이상, 50%이상, 60%이상, 70%이상, 80%이상, 90%이상이 되는 영역을 나타낸다. 그래프 중의 숫자가 유지율을 나타내며, 각 실선보다 상방 영역이 실선으로 나타내는 유지율 이상의 유지율을 보이는 영역을 나타낸다.
본 발명은 도 4에 나타내는 회귀 곡선으로 특정된다. 도 4에 표시된 유지율 40% 이상을 나타내는 회귀 곡선 및 유지율 50%이상을 나타내는 회귀 곡선과, 도 5에 표시된 유지율 40%이상을 나타내는 곡선과 유지율 50%이상을 나타내는 곡선과는, 엄밀히 동일하지는 않으나, 도 4, 5에 표시되는 범위에서는 등가이다.
회귀 곡선에 분명하게 나타나 있는 바와 같이, V0/V가 0.1 내지 0.17의 범위이면, 수지 저장소의 체적을 억제하면서 웰드 강도를 개선할 수 있음이 확인되었다. 또한, 수지 저장소의 체적이 클수록 웰드 강도 개선의 효과가 높다는 것이 확인되었다.
(실시예3)
표 ５에 나타나 있는 바와 같이, 유입구 두께가 다른 금형을 이용하여 사출 성형품을 제조하였다. 각 성형품의 굽힘 강도의 유지율을 표 ５에 나타내었다.
Figure 112010087642103-pct00005
표 ５의 결과로부터 분명하게 알 수 있듯이, 유입구 두께가 얇을수록 웰드 강도 개선의 효과가 큰 것이 확인되었다.

Claims (5)

  1. 캐비티내의 복수의 용융 수지류의 합류에 의해 형성되는 웰드부까지의 분류로의 적어도 일방 측에, 상기 웰드부를 제외한 웰드부 부근으로부터 돌출되는 수지 저장소를 설치한 금형을 이용하는 사출 성형품의 제조방법으로서,
    상기 수지 저장소는 게이트 중앙부에서 웰드부까지의 성형품 체적을 V, 상기 V 중, 웰드부에서 상기 수지 저장소의 유입구 중앙부까지의 성형품 체적을 V0, 상기 수지 저장소의 체적을 Vd라고 했을 경우에, 하기의 수학식(1)을 만족하도록 배치되는 사출 성형품의 제조방법.
    (Vd/V)〉-71.4(V0/V)3+47.8(V0/V)2-10.0(V0/V)+0.78 (1)
  2. 캐비티내의 복수의 용융 수지류의 합류에 의해 형성되는 웰드부까지의 분류로의 적어도 일방 측에, 상기 웰드부를 제외한 웰드부 부근으로부터 돌출되는 수지 저장소를 설치한 금형을 이용하는 사출 성형품의 제조방법으로서,
    상기 수지 저장소는, 게이트 중앙부에서 웰드부까지의 성형품체적을 V, 상기 V 중, 웰드부에서 상기 수지 저장소의 유입구 중앙부까지의 성형품 체적을 V0, 상기 수지 저장소의 체적을 Vd라고 했을 경우에, 하기의 수학식(2)를 만족하도록 배치되는 사출 성형품의 제조방법.
    (Vd/V)〉-35.6(V0/V)3+27.0(V0/V)2-6.56(V0/V)+0.66 (2)
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (V0/V)는 0.10 이상 0.17 이하인 사출 성형품의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (Vd/V)는 0.10 이상 0.25 이하인 사출 성형품의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    사출 수지가 액정 폴리머이며, 상기 사출 성형품의 두께가 1mm 미만인 사출 성형품의 제조방법.
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