KR102019864B1

KR102019864B1 - 발포 사출 성형장치 및 방법

Info

Publication number: KR102019864B1
Application number: KR1020180047094A
Authority: KR
Inventors: 윤치원; 김동석
Original assignee: 주식회사 서연이화
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2019-09-10
Also published as: CN110394935B; US20190322014A1; DE102019110301B4; DE102019110301A1; US11279064B2; CN110394935A

Abstract

본 발명은 발포용 미세형개부재로 고정금형에 대해 제1가동금형을 미세 형개 시키고, 사출기 산포용 미세형개부재로 제1가동금형에 대해 제2가동금형을 미세 형개시켜 사출기의 컨디션에 따라 미세형개거리가 산포되어 생기는 품질 문제를 개선한 발포 사출 성형장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

발포 사출 성형장치 및 방법{apparatus and method of forming foaming mold}

종래 발포 사출 성형 방법으로서, 특허문헌(한국공개특허 제10-2014-0035945호)에 개시된 것이 제안되어 있다.

특허문헌의 발포 사출 성형 방법은 도 4에 도시한 바와 같이, (a)가동금형(1)과 고정금형(3)을 형폐하여 금형 캐비티(5)를 형성하는 사출 준비 공정과, (b)사출 준비가 완료되면 금형 캐비티(5)에 화학 발포 용융수지를 충전하는 공정과, (c)사출충전공정의 개시 후에 금형 캐비티(5)를 소정량만큼 미세형개(확장)시켜서 용융수지를 발포시키는 금형 캐비티 미세형개공정과, (d)미세형개공정에서 발포 완료 후 가동금형(1)과 고정금형(3)을 형개시켜 성형품(7)을 취출하는 공정이다.

성형품(7)은 중심엔 발포층(8), 발포층(8)의 둘레엔 고화층(9)이 형성된 제품이다.

사출기로 원하는 거리만큼 가동금형을 뒤로 당겨 가동금형과 고정금형을 벌린 미세형개거리(d)는 통상 0.5~3mm 내에서 이루어지는데, 미세형개거리(d)가 A로 가정했을 때, 사출기의 컨디션에 따라 미세형개거리가 A, B, C 등 산포(불규칙)로 인해 품질문제(발포셀 조대, 포면 함몰, 미발포 등)가 발생하게 된다.

예컨대 d가 0.5mm가 되게 금형을 벌려야 하는데, 이보다 큰 1.0mm로 벌어지면 금형 캐비티(5)의 용적이 허용범위보다 커서 위와 같은 품질문제가 발생하게 된다.

한국공개특허 제10-2014-0035945호

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 발포용 미세 형개와 산포 흡수용 형개를 위해 가동금형을 분할시켜, 사출기의 컨디션에 따라 미세 형개 거리가 산포 되어 생기는 품질 문제를 개선한 발포 사출 성형장치 및 방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 청구항 1에 기재된 발포 사출 성형장치는, 고정금형; 상기 고정금형과 형폐되어 금형 캐비티를 형성하는 제1가동금형과, 상기 제1가동금형과 마주하는 제2가동금형을 포함하는 분할형 가동금형; 상기 고정금형에 대해 상기 제1가동금형을 발포용 미세형개거리만큼 미는 발포용 미세형개부재; 상기 제1가동금형에 대해 상기 제2가동금형을 사출기 산포용 미세형개거리만큼 미는 사출기 산포용 미세형개부재; 상기 제2가동금형과 제1가동금형을 걸치도록 일단은 상기 제2가동금형에 고정되고, 타단은 상기 고정금형에 형성된 홈 내에 배치되는 풀러 로드(puller rod);를 포함하되, 상기 발포용 미세형개부재의 미는 힘은 상기 사출기 산포용 미세형개부재의 미는 힘보다 크다.

본 발명의 청구항 2에 기재된 발포 사출 성형장치에 있어서, 상기 발포용 미세형개부재는 상기 제1가동금형을 가압하는 단붙이 푸셔 핀과, 상기 단붙이 푸셔 핀에 탄성력을 가하는 스프링과, 상기 단붙이 푸셔 핀이 슬라이딩 가능하게 탑재되게 상기 고정금형에 형성되는 발포용 형개거리제한홈을 포함한다.

본 발명의 청구항 3에 기재된 발포 사출 성형장치에 있어서, 사출기 산포용 미세형개부재는 상기 제1가동금형과 상기 제2가동금형 사이에 설치되는 스프링으로 구현되어 있다.

본 발명의 청구항 4에 기재된 발포 사출 성형방법은, 제1가동금형과 제2가동금형으로 분할된 가동금형을 전진시켜 상기 제1가동금형과 고정금형이 형폐되어 금형 캐비티를 형성하는 공정과, 상기 금형 캐비티에 용융수지를 사출 충전하는 공정과, 상기 사출 충전 공정의 개시 후에 상기 고정금형에 대해 상기 제1가동금형을 밀어 발포용 미세형개거리만큼 상기 금형 캐비티가 확장된 후, 상기 제1가동금형에 대해 상기 제2가동금형을 밀어 사출기 산포용 미세형개거리만큼 형개되는 공정과, 상기 발포용 미세형개거리만큼 확장된 상기 금형 캐비티 내에서 상기 용융수지를 발포시키는 공정과, 상기 용융수지의 발포가 완료되면 상기 제1가동금형과 고정금형을 형개시켜 성형품을 취출하는 공정을 포함한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

제1가동금형과 고정금형의 발포용 미세형개부재로 발포용 미세형개거리만큼 민 후 제1가동금형과 제2가동금형의 사출기 산포용 미세형개부재로 사출기 산포용 미세형개거리만큼 후퇴시킴으로써, 사출기가 원하는 발포용 미세형개거리보다 더 길게 가동금형을 당기더라도 발포용 미세형개부재가 발포용 미세형개거리만큼 밀린 후 나머지 잉여 형개 거리는 사출기 발포용 미세형개부재로 흡수되므로, 사출기의 컨디션에 따른 형개 거리의 산포 발생을 최소화시켜 우수한 품질을 얻을 수 있다.

특히 발포용 미세형개거리와 사출기 산포용 미세형개거리가 탄성에 의해 후퇴시키기 때문에 사출기의 후퇴력도 큰 무리없이 자연스럽게 이루어진다.

또한, 발포용 미세형개부재의 단붙이 푸셔 핀이 제1가동금형을 발포용 미세형개거리만큼 민 후 정지상태(탄성력이 제로)로 뒤로 밀리지 않게 받치고만 있기 때문에, 제2가동금형이 사출기 산포용 미세형개거리로 후퇴되어도 최초 금형 캐비티의 확장 용적에 변화가 없어 우수한 품질을 얻는다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발포 사출 성형 방법의 개략 공정도.
도 2는 도 1의 A 및 a 부분을 확대한 단면도.
도 3은 도 1의 B 및 b 부분을 확대한 단면도.
도 4는 종래 발포 사출 성형 방법의 개략 공정도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하되, 종래의 것과 동일한 부분에 대해서는 종래의 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발포 사출 성형 방법의 개략 공정도이고, 도 2는 도 1의 A 및 a 부분을 확대한 단면도이고, 도 3은 도 1의 B 및 b 부분을 확대한 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 발포용 미세형개부재 및 사출기 산포용 미세형개부재를 이용한 발포 사출 성형장치 및 성형방법을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 아래와 같다.

본 실시예에 따른 발포 사출 성형장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 고정금형(30), 고정금형(30)과 형폐되어 금형 캐비티(20)를 형성하는 제1가동금형(11)과 마주하는 제2가동금형(13)을 포함하는 분할형 가동금형(10), 고정금형(20)에 대해 제1가동금형(11)을 발포용 미세형개거리(d)만큼 미는 발포용 미세형개부재(100), 제1가동금형(11)에 대해 제2가동금형(13)을 사출기 산포용 미세형개거리(d')만큼 미는 사출기 산포용 미세형개부재(400), 제2가동금형(13)과 제1가동금형(11)을 걸치도록 일단은 제2가동금형(13)에 고정되고 타단은 고정금형(30)에 형성된 홈(53) 내에 배치되는 풀러 로드(puller rod)(50)를 포함하되, 발포용 미세형개부재(100)의 미는 힘은 사출기 산포용 미세형개부재(400)의 미는 힘보다 크다.

발포용 미세형개부재(100)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 단붙이 푸셔 핀 부재(110)와, 단붙이 푸셔 핀 부재(110)가 슬라이딩 가능하게 탑재되게 고정금형(30)에 형성되는 발포용 형개거리제한홈(117)을 포함한다.

단붙이 푸셔 핀 부재(110)는 제1가동금형(111)을 가압하는 단붙이 푸셔 핀(111)과, 단붙이 푸셔 핀(111)에 탄성력을 가하는 스프링(115)을 포함한다.

단붙이 푸셔 핀(111)은 푸셔 핀(112)과, 푸셔 핀(112)의 직경보다 큰 단붙이 머리(113)로 이루어진다.

단붙이 머리(113)가 발포용 형개거리제한홈(117)의 걸림턱(118)에 걸리면 더 이상 푸셔 핀(112)이 제1가동금형(11)을 밀지 못하고 닿기만 한다.

또한, 제1가동금형(11)과 고정금형(20)이 형폐되면, 단붙이 푸셔 핀(111)이 밀리면서, 걸림턱(118)과 단붙이 머리(113) 사이의 공간이 결국엔 발포용 미세형개거리(d)로서 제어된다.

사출기 산포용 미세형개부재(400)는 제1가동금형(11)과 제2가동금형(13) 사이에 놓이는 스프링(410)이다.

또한, 스프링(410)은 제1가동금형(11)의 홈(450)과 제2가동금형(13)의 홈(430) 사이에 설치되어, 제1가동금형(11)과 제2가동금형(13)이 형폐되기 쉽다.

이하에서는 본 실시예에 따른 발포 사출 성형장치를 이용한 발포 사출 성형방법을 설명한다.

도 1(a)과 같이, 가동금형(10)의 제1가동금형(11)이 고정금형(30)과 형폐되어 금형 캐비티(20)를 형성시킨다. 이 상태에서는 도 2(A)에 도시한 바와 같이 고정금형(30)의 푸셔 핀(112)이 제1가동금형(11)에 의해 발포용 미세형개거리(d)만큼 들어가게 된다.

가동금형(10)의 제1가동금형(11)과 고정금형(30)이 형폐된 몰드 클램핑 상태에서, 도 1(b)과 같이 금형 캐비티(20)에 고정금형(30)의 수지주입구(21)로부터 화학 발포, 물리 발포 등의 발포성 용융수지를 사출 충전한다.

본 실시예의 발포성 용융수지는 발포제가 섞인 수지이다.

발포용 용융수지의 사출 충전이 완료되면, 도 1(c) 및 도 3(A)과 같이 가동금형(10)의 제1가동금형(11)을 발포용 미세형개거리(d)만큼 후퇴시키면, 금형 캐비티(20)가 발포용 미세형개거리(d)만큼 확장되어 상기 발포성 용융수지의 내부에서 발포가 행해진다.

즉, 사출기에 의해 가동금형(10)이 후퇴되면, 푸셔 핀(112)이 제1가동금형(11)을 탄성력으로 밀게 된다.

푸셔 핀(112)의 탄성력은 단붙이 머리(113)가 걸림턱(118)에 걸릴 때까지 행해진다.

가동금형(10)의 제1가동금형(11)이 발포용 미세형개거리(d)만큼 후퇴된 후 더 이상 푸셔 핀(112)이 밀지 않아 정지된 후에도 사출기의 잉여 후퇴력이 작용할 때 그 잉여 후퇴력을 흡수하기 위해, 도 1(d) 및 도 3(b)과 같이 제1가동금형(11)에 대해 제2가동금형(13)이 사출기 산포용 미세형개거리(d')만큼 후퇴되게 된다.

물론, 발포용 미세형개거리(d)에서 제1가동금형(11)이 정지된 상태로 제2가동금형(13)만이 사출기 산포용 미세형개거리(d')만큼 후퇴하기 위해서는 발포용 스프링(115)의 탄성력이 사출기 산포용 스프링(410)의 탄성력보다 커야 한다.

이러한 탄성력의 차이는, 사출기 산포용 미세형개부재(400)가 가할 때 제1가동금형(11)이 전진하는 것을 발포용 미세형개부재(100)가 막아, 발포용 미세형개거리(d)를 일정하게 유지하기 위함이다.

발포용 미세형개거리(d)와 사출기 산포용 미세형개거리(d')를 유지한 채 발포 성형이 되면, 내측엔 발포층(9)이, 발포층(9)의 둘레엔 고화층(8)을 갖는 성형품(7)이 완성되면, 도 1(e)과 같이 가동금형(10)이 고정금형(30)으로부터 완전 형개되어 성형품(7)을 취출한다.

가동금형(10)이 고정금형(30)으로부터 완전 형개되기 위해, 제2가동금형(13)에 고정된 풀러 로드(puller rod)(50)의 플랜지(51)가 제2가동금형(13)과 함께 후퇴하면서 제1가동금형(11)의 하면에 걸린 채 끌어 당긴다.

풀러 로드(50)가 형폐 될 때 플랜지(51)는 고정금형(30)에 형성된 홈(53) 내에 슬라이딩 가능하게 배치되게 된다.

이와 같이, 제1가동금형(11)은 발포용 미세형개 금형이고, 제2가동금형(13)은 사출기의 산포 흡수용 금형으로 작용해서, 사출기의 후퇴 거리가 미세형개거리(d)보다 더 길더라도 산포에 따른 품질 문제를 해소시킨다.

이와 같이 발포용 미세형개부재(100)와 사출기 산포용 미세형개부재(400)를 이용해서 사출기의 미세형개거리(d)의 산포를 없애 성형품의 품질을 현저히 높일 수 있다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에서 상세히 설명하고자 하지만, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

7 : 성형품 8 : 발포층
9 : 고화층 10 : 가동금형
11 : 제1가동금형(미세형개용) 13 : 제2가동금형(산포 흡수용)
20 : 금형 캐비티 21 : 수지주입구
30 : 고정금형 50 : 풀러 로드
51 : 플랜지 100 : 발포용 미세형개부재
110 : 단붙이 푸셔 핀 부재 111 : 단붙이 푸셔 핀
112 : 푸셔 핀 113 : 단붙이 머리
115 : 스프링 117 : 발포용 형개거리제한홈
118 : 걸림턱 400 : 사출기 산포용 미세형개부재
d : 발포용 미세형개거리 d' : 사출기 산포용 미세형개거리

Claims

고정금형;
상기 고정금형과 형폐되어 금형 캐비티를 형성하는 제1가동금형과, 상기 제1가동금형과 마주하는 제2가동금형을 포함하는 분할형 가동금형;
상기 고정금형에 대해 상기 제1가동금형을 발포용 미세형개거리(d)만큼 미는 발포용 미세형개부재;
상기 제1가동금형에 대해 상기 제2가동금형을 사출기 산포용 미세형개거리(d')만큼 미는 사출기 산포용 미세형개부재;
상기 제2가동금형과 제1가동금형을 걸치도록 일단은 상기 제2가동금형에 고정되고, 타단은 상기 고정금형에 형성된 홈 내에 배치되는 풀러 로드(puller rod);를 포함하되,
상기 발포용 미세형개부재의 미는 힘은 상기 사출기 산포용 미세형개부재의 미는 힘보다 크고,
상기 발포용 미세형개거리(d)만큼 상기 제1가동금형이 후퇴 정지된 후에도 사출기의 잉여 후퇴력이 작용할 때 상기 제1가동금형에 대해 상기 제2가동금형이 상기 사출기 산포용 미세형개거리(d')만큼 후퇴되는 발포 사출 성형장치.
청구항 1에 있어서,
상기 발포용 미세형개부재는 상기 제1가동금형을 가압하는 단붙이 푸셔 핀과, 상기 단붙이 푸셔 핀에 탄성력을 가하는 스프링과, 상기 단붙이 푸셔 핀이 슬라이딩 가능하게 탑재되게 상기 고정금형에 형성되는 발포용 형개거리제한홈을 포함하는 발포 사출 성형장치.
청구항 2에 있어서,
사출기 산포용 미세형개부재는 상기 제1가동금형과 상기 제2가동금형 사이에 설치되는 스프링인 발포 사출 성형장치.
제1가동금형과 제2가동금형으로 분할된 가동금형을 전진시켜 상기 제1가동금형과 고정금형이 형폐되어 금형 캐비티를 형성하는 공정과,
상기 금형 캐비티에 용융수지를 사출 충전하는 공정과,
상기 사출 충전 공정의 개시 후에 상기 고정금형에 대해 상기 제1가동금형을 밀어 발포용 미세형개거리(d)만큼 상기 금형 캐비티가 확장된 후, 상기 제1가동금형에 대해 상기 제2가동금형을 밀어 사출기 산포용 미세형개거리(d')만큼 더 형개되는 공정과,
상기 발포용 미세형개거리(d)와 사출기 산포용 미세형개거리(d')를 유지한 채 발포 성형이 되면, 상기 발포용 미세형개거리(d)만큼 확장된 상기 금형 캐비티 내에서 상기 용융수지를 발포시키는 공정과,
상기 용융수지의 발포가 완료되면 상기 가동금형을 끌어당겨 상기 고정금형과 형개시켜 성형품을 취출하는 공정을 포함하되,
상기 고정금형에 대해 상기 제1가동금형을 미는 힘은 상기 제1가동금형에 대해 상기 제2가동금형을 미는 힘보다 큰 발포 사출 성형방법.