KR102299923B1 - 수지 성형품 - Google Patents

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가부시키가이샤 고이토 세이사꾸쇼
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Abstract

사출 성형을 이용한 수지 성형품의 외관성 악화를 억제하는 새로운 기술을 제공한다.
수지 성형품은, 사출 성형으로 제조된 수지 성형품으로서, 비의장면에 형성되어 있는 게이트 마크와, 게이트로부터 주입된 수지의 흐름에 대하여 교차하도록 마련되어 있는 스텝을 갖는다. 이 수지 성형품은, 게이트 마크에서부터 상기 수지 성형품의 단부까지의 수지의 유동 거리를 L[mm], 상기 수지 성형품의 두께를 t[mm]라고 하면, L/t가 185 이상이 되도록 구성되어 있고, 스텝의 접선각(θ)은 5∼30°이다.

Description

수지 성형품{RESIN MOLDED PRODUCT}
본 발명은 수지 성형품에 관한 것이다.
종래, 사출 성형을 이용한 수지 성형품이 알려져 있다. 수지 성형품은 다양한 분야에서 이용되고 있으며, 예컨대 차량용 등기구의 투명 커버나 렌즈 등의 부품으로서 채용되고 있다. 또한, 이러한 부품에 대해서는 경량화나 재료 비용 저감의 관점에서 박육화가 요구되고 있다.
그러나, 박육의 부품을 사출 성형으로 제조하고자 하면, 두꺼운 부품과 비교하여 냉각 속도가 빠르기 때문에, 금형 내에 수지 재료를 고속으로 충전할 필요가 있다. 그 때문에, 금형의 내면 형상에 따라서는 고속으로 충전되는 수지가 금형 내면의 요철을 따를 수 없어, 요철 부분에 수지의 미충전 부분이 생기는 경우가 있다.
이 미충전 부분에는, 공기 및 용융 수지에 포함되어 있던 수분이나 휘발 성분이 가스로서 존재하고 있고, 수지의 사출이 진행되면 미충전 부분이 압축되어, 가스가 성형면을 따라서 금형 밖으로 빠져나온다. 그리고, 이 가스가 빠져나올 때의 흔적이 실버 스트리크(은조의 줄기)로서 성형품의 표면에 출현하여, 외관성을 저하시키는 경우가 있다.
그래서, 이러한 줄기의 발생을 억제하기 위해서, 투광성 전면(前面) 커버의 일부의 표면 측에 게이트 마크가 형성됨과 더불어, 이면 측의 상기 게이트 마크에 정면으로 마주 대하는 위치에, 널링형 요철이 형성되어 있지 않은 연속면이 마련되어 있는 전면 커버가 고안되어 있다(특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 일본 특허공개 제2017-52105호 공보
그런데, 본원 발명자가 예의 검토한 바, 상술한 줄기의 발생에는, 수지 성형품의 표면에 형성되어 있는 요철 형상이 크게 영향을 주고 있는 것을 알게 되어, 수지 성형품의 요철 형상을 강구함으로써 줄기의 발생을 억제할 수 있을 가능성에 상도했다.
본 발명은 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 그 예시적인 목적의 하나는, 사출 성형을 이용한 수지 성형품의 외관성 악화를 억제하는 새로운 기술을 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 어느 양태의 수지 성형품은, 사출 성형으로 제조된 수지 성형품으로서, 비의장면(非意匠面)에 형성되어 있는 게이트 마크와, 게이트로부터 주입된 수지의 흐름에 대하여 교차하도록 마련되어 있는 스텝을 갖는다. 이 수지 성형품은, 게이트 마크에서부터 상기 수지 성형품의 단부까지의 수지의 유동 거리를 L[mm], 상기 수지 성형품의 두께를 t[mm]라고 하면, L/t가 185 이상이 되도록 구성되어 있고, 스텝의 접선각은 5∼30°이다.
이 양태에 의하면, 스텝에 대하여 교차하도록 수지가 흐를 때에, 수지가 스텝의 형상을 따라서 충전되기 쉽게 된다. 그 때문에, 예컨대 스텝의 오목부에 남은 에어가 배출될 때에 흔적으로 되어 수지 성형품의 의장면의 외관성을 악화시키는 것을 억제할 수 있다.
스텝은 투명한 의장면에 형성되어 있어도 좋다. 이에 따라, 외관성의 악화가 눈에 띄기 쉬운 투명한 의장면에 있어서 외관성의 악화를 억제할 수 있다.
스텝은, 오목부 바닥의 곡률 반경(R)이 0.2 mm 이상이라도 좋다. 이에 따라, 수지가 충전될 때에, 스텝의 형상을 보다 따르기 쉽게 된다.
상기 수지 성형품의 두께(t)가 1.0∼2.7 mm라도 좋다. 이에 따라, 사출 성형 시에 고속으로 충전이 필요한 박육의 수지 성형품에 대하여 외관성의 악화를 억제할 수 있다.
길이 방향이 450 mm 이상인 부품이라도 좋다. 이에 따라, 사출 성형 시에 고속으로 충전이 필요한 대형의 수지 성형품에 대하여 외관성의 악화를 억제할 수 있다.
스텝은, 이 스텝의 길이 방향과 수지가 흐르는 방향이 이루는 각이 60∼90° 가 되도록 형성되어 있어도 좋다. 혹은 스텝은, 이 스텝의 길이 방향과 수지가 흐르는 방향이 이루는 각이 75∼90°가 되도록 형성되어 있어도 좋다. 이에 따라, 외관성의 악화가 생기기 쉬운 스텝의 배치라도 외관성의 악화를 억제할 수 있기 때문에, 스텝의 배치 자유도가 향상된다.
또한, 이상의 구성 요소의 임의의 조합, 본 발명의 표현을 방법, 장치, 시스템 등의 사이에서 변환한 것도 또한 본 발명의 양태로서 유효하다.
본 발명에 의하면, 사출 성형을 이용한 수지 성형품의 외관성 악화를 억제할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 전면 커버의 정면도.
도 2는 도 1에 도시하는 전면 커버의 A-A 단면도.
도 3은 도 2에 도시하는 전면 커버의 영역 B의 확대 단면도.
도 4는 본 실시형태에 따른 전면 커버를 사출 성형하는 금형 장치의 종단면도.
도 5는 본 실시형태에 따른 스텝을 형성하기 위한 금형 성형면의 요철부의 확대도.
도 6의 (a)∼도 6의 (d)는 고속으로 사출 성형을 행할 때의 캐비티 내의 수지의 추종성을 설명하기 위한 모식도.
이하 도면 등을 참조하면서 본 발명을 실시하기 위한 형태에 관해서 상세히 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 적절하게 생략한다.
본 실시형태에 따른 수지 성형품은, 박육이며 대형의 투광성 부재에 알맞으며, 예컨대 차량용 등기구를 구성하는 투명한 전면 커버로서 적용할 수 있다. 이하에서는 차량용 등기구의 전면 커버를 예로 들어 본 실시형태에 따른 수지 성형품을 설명한다.
도 1은 본 실시형태에 따른 전면 커버의 정면도이다. 도 2는 도 1에 도시하는 전면 커버의 A-A 단면도이다. 도 3은 도 2에 도시하는 전면 커버의 영역 B의 확대 단면도이다.
전면 커버(10)는, 사출 성형으로 제작된 수지 성형품이며, 경량이고 강도도 우수한 투명한 합성수지(예컨대, 폴리카보네이트 수지나 아크릴 수지)로 구성되어 있다. 도 1이나 도 2에 도시한 것과 같이, 전면 커버(10)는, 의장면 영역인 전면부(12)와, 전면부(12)의 외주에서 후방으로 굴곡되어 연장되는 환상의 주연부(14)를 갖는다.
주연부(14)는, 전면부(12)의 외주에서 후방으로 굴곡되어 연장되는 환형의 입벽(立壁)(16)과, 입벽(16)의 후단부에 있어서 외측으로 굴곡되어 연장되는 플랜지부(18)로 구성되어 있다. 플랜지부(18)는, 전면 커버(10)의 좌우의 측면 및 상면에서의 폭[입벽(16)으로부터의 연장 길이]이 좁게, 하면에서의 폭이 넓게 형성되어 있다. 그리고, 전면 커버(10)는 등실의 전면 전체를 덮도록 플랜지부(18)를 통해 램프 보디에 조립된다.
전면부(12)의 가장자리(12a)의 이면(12b) 및 입벽(16)의 전면부 측의 이면(16a)에는, 도 2의 부호 D로 나타내는 범위에, 널링형 요철(20)[구체적으로는 전면부(12)의 원주 방향으로 생선묵형(semi-cylindrical)의 널링 마운틴(20a)이 등피치로 연속되는 평탄형 널링]이 형성되어 있고, 비의장면인 입벽(16)이나 플랜지부(18)가 플레인 상태(plain state)가 되지 않도록(논플레인 형태가 되도록) 구성되어 있다.
또한, 도 1에 도시하는 전면 커버(10)를 정면에서 봤을 때, 하측의 플랜지부(18)의 표면의 좌우 방향 중앙부에는, 후술하는 금형(도 4 참조)에 의해서 전면 커버(10)를 성형할 때에 부착된 게이트 마크(22)가 형성되어 있다. 또한, 도 1에 도시하는 게이트 마크(22)는, 플랜지부(18)의 표면의 좌우 방향 중앙부에 형성되어 있지만, 게이트 위치를 플랜지부(18)의 하단부에 마련한 사이드 게이트로 하면, 게이트 마크가 의장면의 정면 방향에서 시인되기 어렵게 된다.
이어서 도 4를 참조하여, 본 실시형태에 따른 사출 수지 성형품인 전면 커버(10)를 성형하는 금형 장치(24)를 설명한다. 도 4는 본 실시형태에 따른 전면 커버를 사출 성형하는 금형 장치의 종단면도이다.
금형 장치(24)는, 고정 측의 캐비티측 금형(26)과, 캐비티측 금형(26)에 대하여 접근/이격 방향으로 이동 가능한 가동 측의 코어측 금형(28)으로 구성되고, 캐비티측 금형(26)과 코어측 금형(28)이 클램핑됨으로써, 캐비티측 금형(26)의 성형면(30) 및 코어측 금형(28)의 성형면(32)에 의해서 전면 커버(10)에 대응하는 캐비티(C)가 구획된다. 캐비티(C)의 주요부의 두께(t)는 2∼5 mm의 범위, 보다 바람직하게는 3.0 mm 미만이다.
캐비티측 금형(26)에는, 캐비티(C)에 있어서의 전면 커버(10)의 소정 위치[하측의 플랜지부(18)의 좌우 방향 중앙부에 대응하는 위치]에서 개구되는 핫러너(34)가 배치되어 있다. 핫러너(34)의 캐비티(C)로의 개구부에는 밸브 게이트(36)가 마련되어 있다. 밸브 게이트(36)는, 핫러너(34) 내에 삽입 관통된 축 방향으로 진퇴 동작 가능한 밸브 핀(36a)을 구비하고, 밸브 핀(36a)을 진퇴시킴으로써 밸브 게이트(36)가 개폐된다.
캐비티(C)를 구획하는 코어측 금형(28)의 성형면(32) 중, 전면부(12)의 가장자리(12a)의 이면(12b)에 대응하는 영역 및 입벽(16)의 전면부 측의 이면(16a)에 대응하는 영역(도 4의 부호 D'로 나타내는 범위)에는, 상술한 널링형 요철(20)을 성형하기 위한 요철부가 형성되어 있다. 도 5는 본 실시형태에 따른 스텝을 형성하기 위한 금형 성형면의 요철부의 확대도이다.
도 5에 도시한 것과 같이, 코어측 금형(28)의 성형면(32)의 일부에는 널링형 요철(20)을 성형하기 위한 요철부(38)[오목 홈(38a) 및 볼록 라인(38b)]가 형성되어 있다. 또한, 오목 홈(38a)은 널링 마운틴(20a)에 대응하고 있고, 오목 홈(38a)의 피치 및 깊이는 널링 마운틴(20a)의 피치(p) 및 깊이(h)에 대응하고 있다.
이어서, 금형 내에 있어서의 수지의 충전 모습을 설명한다. 도 6의 (a)∼도 6의 (d)는 고속으로 사출 성형을 행할 때의 캐비티 내의 수지의 추종성을 설명하기 위한 모식도이다.
성형면(32)의 일부에 요철부(38)(38a, 38b)가 형성되어 있으면, 밸브 게이트(36)로부터 캐비티(C)에 사출된 수지(40)가 요철부(38)[볼록 라인(38b)]에 대하여 원활하게 유동할 수 없어, 오목 홈(38a)에 수지의 미충전 부분(42)이 생긴다. 미충전 부분(42)에 고여 있던 에어는, 그 후에 충전되어 오는 수지(40)와 함께 어떤 타이밍에 오목 홈(38a)으로부터 배출되면, 흔적으로서 실버 스트리크를 발생시킨다.
본 실시형태에 따른 전면 커버(10)는, 밸브 게이트(36)로부터 주입된 수지(40)의 흐름에 대하여 교차하도록 마련되어 있는 스텝으로서의 널링형 요철(20)을 갖고 있고, 게이트 마크(22)에서부터 전면 커버(10)의 단부(10a)까지의 수지의 유동 거리를 L[mm](도 1 참조), 전면 커버(10)의 주요부의 두께를 t[mm](도 2 참조)로 하면, L/t가 185 이상이 되도록 구성되어 있다.
이러한 형상이나 치수의 전면 커버(10)에 있어서, 본 발명자들이 예의 검토한 바, 도 5에 도시한 것과 같이, 스텝의 접선각(θ)이 5∼30°인 것이 바람직하다는 점을 알아냈다. 여기서, 접선각(θ)이란, 도 5에 도시하는 지면(紙面)과 같이 오목 홈(38a)이 연신되는 방향에 대하여 수직인 면에 있어서, 요철부(38)의 볼록 라인(38b)의 정점을 지나, 오목 홈(38a)의 바닥면 형상을 따른 접선과 성형면(32)이 이루는 각이라고 말할 수 있다. 바꿔 말하면, 도 3에 도시하는 지면과 같이 널링 마운틴(20a)이 연신되는 방향에 대하여 수직인 면에 있어서, 널링 마운틴(20a) 사이의 최심부(20b)를 지나, 널링 마운틴(20a)의 표면 형상을 따른 접선과 이면(12b)이 이루는 각이라고 말할 수 있다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 주요부의 두께(t)가 2 mm, L/t가 240인 박육의 수지 성형품의 성형에 있어서, 접선각(θ)이 25°나 30°인 널링형 요철(20)[성형면(32)의 요철부(38)]이라면, 실버 스트리크가 전면부(12)의 의장면에 발생하는 것이 억제되었다. 한편, 접선각(θ)이 35°인 조건으로 박육의 수지 성형품을 성형한 경우, 실버 스트리크가 발생하기 쉬웠다.
이와 같이, 스텝의 접선각을 5∼30°로 함으로써, 성형면(32)의 요철부(38)에 대하여 교차하도록 수지(40)가 흐를 때에, 수지(40)가 스텝의 형상을 따라 충전되기 쉽게 된다. 그 때문에, 예컨대, 스텝의 오목 홈(38a)에 남은 에어가 배출될 때에 흔적으로 되어 전면 커버(10)의 의장면의 외관성을 악화시키는 것을 억제할 수 있다.
또한, 널링 마운틴(20a)의 일부는, 도 3에 도시한 것과 같이, 투명한 의장면인 전면부(12)의 가장자리(12a)의 이면(12b) 측에 형성되어 있다. 본 실시형태에 따른 전면 커버(10)는, 이와 같이 외관성의 악화가 눈에 띄기 쉬운 투명한 의장면에 있어서도 외관성의 악화를 억제할 수 있다.
또한, 널링 마운틴(20a)은, 오목부의 바닥[최심부(20b)]의 곡률 반경(R)이 0.2 mm 이상이다. 보다 바람직하게는 곡률 반경(R)이 0.5 mm 이상이다. 이에 따라, 수지(40)가 충전될 때에, 코어측 금형(28)의 요철부(38)의 형상에 보다 따라가기 쉽게 된다.
또한, 본 실시형태에 따른 전면 커버(10)의 주요부의 두께(t)는 1.0∼2.7 mm 이다. 바람직하게는 두께(t)는 2∼2.5 mm이면 된다. 이에 따라, 사출 성형 시에 고속으로 충전이 필요한 박육의 전면 커버(10)에 대하여 외관성의 악화를 억제할 수 있다. 또한, 박육으로 함으로써, 부품의 경량화, 재료 비용의 저감, 광선 투과율의 향상 등이 도모된다.
또한, 본 실시형태에 따른 전면 커버(10)는 길이 방향이 450 mm 이상인 부품이다. 이에 따라, 사출 성형 시에 고속 충전이 필요한 대형의 전면 커버(10)에 대하여 외관성의 악화를 억제할 수 있다.
또한, 널링형 요철(20)은, 널링형 요철(20)의 길이 방향과 수지(40)가 흐르는 방향이 이루는 각이 60∼90°가 되도록, 바람직하게는 70∼90°가 되도록 형성되어 있다. 이에 따라, 외관성의 악화가 생기기 쉬운 스텝의 배치라도 외관성의 악화를 억제할 수 있기 때문에, 스텝의 배치나 형상의 자유도가 향상된다.
또한, 널링형 요철(20)[요철부(38)]의 피치(p)는 1∼2 mm, 마운틴의 높이(홈의 깊이)(h)는 0.1∼0.3 mm의 범위라도 좋다. 또한, 널링 마운틴(20a)[오목 홈(38a)]의 곡률(R1)은 1∼2 mm이다. 또한, 스텝의 형상은 널링형 요철(20)[요철부(38)]에 한하지 않으며, 예컨대 세로 리브, 사이드 스텝과 같은 요철이 있는 형상도 포함된다.
이상 본 발명을 상술한 실시형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 실시형태의 구성을 적절하게 조합한 것이나 치환한 것에 관해서도 본 발명에 포함되는 것이다. 또한, 당업자의 지식에 기초하여 실시형태에 있어서의 조합이나 처리 순서를 적절하게 다시 짜는 것이나 각종 설계 변경 등의 변형을 실시형태에 대하여 가하는 것도 가능하고, 그와 같은 변형이 더해진 실시형태도 본 발명의 범위에 포함될 수 있다.
R1: 곡률 10: 전면 커버
10a: 단부 12: 전면부
12a: 가장자리 12b: 이면
14: 주연부 16: 입벽
16a: 이면 18: 플랜지부
20: 널링형 요철 20a: 널링 마운틴
20b: 최심부 22: 게이트 마크
24: 금형 장치 26: 캐비티측 금형
28: 코어측 금형 30, 32: 성형면
34: 핫러너 36: 밸브 게이트
36a: 밸브 핀 38: 요철부
38a: 오목 홈 38b: 볼록 라인
40: 수지

Claims (6)

  1. 사출 성형으로 제조된 수지 성형품으로서,
    비의장면(非意匠面)에 형성되어 있는 게이트 마크와,
    게이트로부터 주입된 수지의 흐름에 대하여 교차하도록 마련되어 있고, 상기 수지 성형품의 이면으로부터 돌출된 하나 이상의 널링 마운틴을 포함하는 스텝을 갖고,
    상기 수지 성형품은, 상기 게이트 마크에서부터 상기 수지 성형품의 단부까지의 수지의 유동 거리를 L[mm], 상기 수지 성형품의 두께를 t[mm]라고 하면, L/t가 185 이상이 되도록 구성되어 있고,
    상기 널링 마운틴과 상기 이면이 접하는 위치에서 상기 널링 마운틴의 표면 형상을 따라 연장된 접선과 상기 이면이 이루는 접선각은 5∼30°이며,
    상기 스텝은 투명한 의장면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수지 성형품.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 스텝은 복수 개의 상기 널링 마운틴을 포함하고, 상기 스텝은 오목부의 바닥의 곡률 반경(R)이 0.2 mm 이상인 것을 특징으로 하는 수지 성형품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수지 성형품의 두께(t)가 1.0∼2.7 mm인 것을 특징으로 하는 수지 성형품.
  5. 제1항에 있어서, 길이 방향이 450 mm 이상의 부품인 것을 특징으로 하는 수지 성형품.
  6. 제1항에 있어서, 상기 스텝은, 상기 스텝의 길이 방향과 수지가 흐르는 방향이 이루는 각이 60∼90°가 되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수지 성형품.
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