KR102386107B1 - Tpo 사출공정 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 캐비티 예열이 가능한 TPO 사출공정 제조장치에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예는 재료 주입부를 포함하여 상부에 배치되는 제1 금형, 상기 제1 금형의 하부에 배치되어 상기 제1 금형과 결합하여 상기 재료 주입부와 연결된 캐비티를 마련하는 제2 금형, 및 상기 제2 금형을 관통하여 상기 캐비티에서 성형된 사출물을 분리시키는 제1 이젝터 및 제2 이젝터를 포함하는 TPO 사출공정 제조장치에 있어서, 상기 제2 금형은, 상기 제1 이젝터의 작동을 안내하는 제1 작동홀, 상기 제2 이젝터의 작동을 안내하는 제2 작동홀, 가스 공급원으로부터 공급받은 고온의 가스가 대기하는 제1 공간, 상기 제1 이젝터의 이동에 따라 상기 제1 공간에 연결되는 제1 유로, 배기펌프와 연결되어 상기 배기펌프로 배출되는 가스가 대기하는 제2 공간, 및 상기 제2 이젝터의 이동에 따라 상기 제2 공간에 연결되는 제2 유로를 포함하고, 상기 캐비티는, 상기 제1 이젝터의 이동에 따라 상기 제1 유로를 통해 상기 제1 공간과 연결되고, 고온의 가스에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는, TPO 사출공정 제조장치을 제공한다.

Description

TPO 사출공정 제조장치{TPO injection process manufacturing apparatus}
본 발명은 TPO 사출공정 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐비티 예열이 가능한 TPO 사출공정 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로, TPO 사출공정 제조장치은 내부에 캐비티를 구성하도록 구성된 한 벌의 상부 및 하부 금형을 함께 장착한 것으로서, 상부 및 하부 금형이 밀착된 상태에서 내부 캐비티에 용융된 수지를 충진 후 냉각시켜서 수지를 경화시킨 다음, 상부 및 하부 금형을 열어서 내부 캐비티에 성형된 사출물을 추출하도록 구성된다.
종래의 TPO 사출공정 제조장치에서는 금속과 수지 사이의 계면 밀착이 보통의 성형법으로 충분하지 않아 성형품의 외관에 불량이 발생하거나, 계면으로부터의 기체 또는 액체의 누출이 발생할 수 있다.
대한민국 등록특허 제10-1304889호
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 캐비티 예열을 통해 재료 주입 초기에 재료가 냉각된 금형에 의해 급격히 온도가 떨어지는 것을 방지할 수 있는 TPO 사출공정 제조장치을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 재료 주입부를 포함하여 상부에 배치되는 제1 금형, 상기 제1 금형의 하부에 배치되어 상기 제1 금형과 결합하여 상기 재료 주입부와 연결된 캐비티를 마련하는 제2 금형, 및 상기 제2 금형을 관통하여 상기 캐비티에서 성형된 사출물을 분리시키는 제1 이젝터 및 제2 이젝터를 포함하는 TPO 사출공정 제조장치에 있어서, 상기 제2 금형은, 상기 제1 이젝터의 작동을 안내하는 제1 작동홀, 상기 제2 이젝터의 작동을 안내하는 제2 작동홀, 가스 공급원으로부터 공급받은 고온의 가스가 대기하는 제1 공간, 상기 제1 이젝터의 이동에 따라 상기 제1 공간에 연결되는 제1 유로, 배기펌프와 연결되어 상기 배기펌프로 배출되는 가스가 대기하는 제2 공간, 및 상기 제2 이젝터의 이동에 따라 상기 제2 공간에 연결되는 제2 유로를 포함하고, 상기 캐비티는, 상기 제1 이젝터의 이동에 따라 상기 제1 유로를 통해 상기 제1 공간과 연결되고, 고온의 가스에 의해 가열되는 것을 특징으로 하는, TPO 사출공정 제조장치을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 유로는, 상기 제1 이젝터 및 상기 제1 작동홀 중 적어도 하나에 형성되어 상기 제1 공간에 대기중인 가스가 상기 캐비티로 이동하도록 유로를 제공하고, 상기 제2 유로는, 상기 제2 이젝터와 상기 제2 작동홀 중 적어도 하나에 형성되어 상기 캐비티의 가스가 상기 제2 공간으로 이동하도록 유로를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 이젝터 및 상기 제2 이젝터 각각은, 상기 제1 이젝터 및 상기 제2 이젝터를 이동시키는 외부장치와 연결되는 바디부, 상기 바디부로부터 일측으로 연장되어 상기 제1 유로가 형성되는 유로형성부, 및 상기 유로형성부의 단부에 결합되어 사출물과 접촉하는 헤드부를 포함하고, 상기 유로형성부는, 적어도 일측면에 길이방향으로 연장되어 형성된 복수의 유로홈을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1 이젝터 및 상기 제2 이젝터 각각은, 상기 제1 이젝터 및 상기 제2 이젝터를 이동시키는 외부장치와 연결되는 바디부, 상기 바디부로부터 일측으로 연장되어 상기 제1 유로가 형성되는 유로형성부, 및 상기 유로형성부의 단부에 결합되어 사출물과 접촉하는 헤드부를 포함하고, 상기 유로형성부는, 상기 바디부에 인접한 하단에서 상기 유로형성부를 관통하여 형성된 제1 통공, 상기 헤드부에 인접한 상단에서 상기 유로형성부를 관통하여 형성된 제2 통공, 및 상기 제1 통공과 상기 제2 통공을 연결하는 제3 통공을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유로형성부는, 상기 제1 이젝터 및 상기 제2 이젝터 각각의 이동범위에 따라 상기 제1 공간과 상기 캐비티 또는 상기 제2 공간과 상기 캐비티를 연결하도록 상기 제1 통공 및 상기 제2 통공의 위치와, 상기 제3 길이가 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 캐비티 예열을 통해 재료 주입 초기에 재료가 냉각된 금형에 의해 급격히 온도가 떨어지는 것을 방지하여 금형과 재료 사이의 밀착력을 높이고 성형품의 외관 불량을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TPO 사출공정 제조장치의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝터의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이젝터의 구조를 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TPO 사출공정 제조장치의 단면 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 TPO 사출공정 제조장치(10)는 자동차 부품 사출, 예컨대 조수석 에어백 도어(PAB door) 성형에 사용되는 장치로서, 재료 주입부(110)를 포함하여 상부에 배치되는 제1 금형(100), 상기 제1 금형(100)의 하부에 배치되어 상기 제1 금형(100)과 결합하여 상기 재료 주입부(110)와 연결된 캐비티(150)를 마련하는 제2 금형(200) 및 상기 제2 금형(200)을 관통하여 상기 캐비티(150)에서 성형된 사출물을 분리시키는 제1 및 제2 이젝터(300,400)를 포함할 수 있다.
상기 제1 금형(100)은 전체적으로 직방 형상으로 강도가 매우 높고 고온에서도 충분히 견딜 수 있는 금속으로 형성되며, 상기 제2 금형(200)과 맞물려 접촉하여 상기 캐비티(150)를 형성한 후 용융된 재료가 상기 캐비티(150)에 주입되도록 내부에 상기 재료 주입부(110)가 마련될 수 있다. 또한, 상기 제1 금형(100)은 상기 재료가 주입되어 성형품이 제작된 후 상기 제2 금형(200)과 분리되어 상기 성형품을 분리 및/또는 이탈시킬 수 있다.
여기서, 상기 재료는 열가소성 탄성체(ThermoPlastic Elastomer: TPE)를 포함할 수 있다. 상기 열가소성 탄성체(TPE)는 고온에서 유연하게 되는 플라스틱과 마찬가지로 성형할 수 있고, 상온에서는 고무탄성체(elastomer)의 성질을 내는 고분자 재료이다. 이러한 열가소성 탄성체(TPE)는 보통의 열가소성 플라스틱 가공에 사용되는 여러 방법을 그대로 사용이 가능하고 가공 중에 생기는 찌꺼기를 다시 쓸 수 있어 경제성이 우수하며 가소제의 사용도 필요없으며, 열경화성(Thermoset) 고무에 비하여 비중이 낮으며 품질관리가 용이하고 사출성형(중공성형) 등의 생산성이 높은 가공기기 사용이 가능하여 딱딱한 부분과 부드러운 부분의 부분적인 변화를 통해 제품생산의 다양화가 가능해서 부품 설계에 용이하다. 또한, 열가소성 탄성체(TPE)는 사용 조건하에서 고무 탄성을 나타내며, 성형조건하에서는 열가소성 플라스틱과 같이 성형이 가능한 고분자 재료이다. TPO(thermoplastic olefinic elastomer)는 TPE 중 올레핀(Olefin)계 재료이다.
상기 재료 주입부(110)는 용융된 재료(수지)가 주입되는 주입구(120) 및 상기 재료가 유동하는 런너(130)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 주입구(120)는 용융된 재료를 공급하는 외부 장치에 대응되는 면적으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 런너(130)는 용융된 재료가 흐르는 통로로써 유동 저항이 적고 상기 재료가 급격히 냉각되지 않도록 상기 캐비티(150)까지의 거리를 고려한 길이로 형성될 수 있다. 또한, 상기 런너(130)는 상기 캐비티(150)로부터 상기 재료의 역류가 최소화되고 상기 재료의 주입 저항을 줄일 수 있도록 설정된 단면 지름으로 형성될 수 있다.
상기 제2 금형(200)은 상기 제1 금형(100)에 대응되는 형상으로 강도가 매우 높고 고온에서도 충분히 견딜 수 있는 금속으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 금형(200)은 상기 제1 이젝터(300)의 작동을 안내하는 제1 작동홀(230), 상기 제2 이젝터(400)의 작동을 안내하는 제2 작동홀(240), 가스 공급원(500)으로부터 공급받은 고온의 가스가 대기하는 제1 공간(210), 상기 가스 공급원(500)과 상기 제1 공간(210)을 연결하는 가스 공급로(250), 상기 제1 이젝터(300)의 이동에 따라 상기 제1 공간(210)에 연결되는 제1 유로(230-1), 배기 펌프(600)와 연결되어 상기 배기 펌프(600)로 배출되는 가스가 대기하는 제2 공간(220), 상기 제2 이젝터(400)의 이동에 따라 상기 제2 공간(220)에 연결되는 제2 유로(240-1), 상기 배기 펌프(600)와 상기 제2 공간(220)을 연결하는 가스 배기로(260)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 유로(230-1)는 상기 제1 이젝터(300) 및 상기 제1 작동홀(230) 중 적어도 하나에 형성되어 상기 제1 공간(210)에 대기중인 가스를 상기 캐비티(150)로 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 제2 유로(240-1)는 상기 제2 이젝터(400)와 상기 제2 작동홀(240) 중 적어도 하나에 형성되어 압력에 의해 상기 캐비티(150)의 가스를 상기 제2 공간(220)으로 이동시킬 수 있다.
상기 제1 이젝터(300) 및 상기 제2 이젝터(400) 각각은 상기 제1 작동홀(230) 및 상기 제2 작동홀(240) 내에서 왕복 이동할 수 있다. 또한, 상기 제1 이젝터(300) 및 상기 제2 이젝터(400) 각각은 제품 성형이 완료되면 상기 캐비티(150)에서 생성된 사출물을 취출하도록 상기 사출물을 밀어낼 수 있다.
상기 제1 이젝터(300) 및 상기 제2 이젝터(400)는 실질적으로 동일하므로 여기서는 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제1 이젝터의 구조에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝터의 구조를 나타내는 도면들이다.
상기 제1 이젝터(300)는 상기 제1 이젝터(300)를 이동시키는 외부장치와 연결되는 바디부(310), 상기 바디부(310)로부터 연장되어 상기 제1 유로(230-1)가 형성되는 유로형성부(320) 및 상기 사출물과 접촉하는 헤드부(330)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 유로형성부(320)는 적어도 일측면에 길이방향으로 연장되어 형성된 복수의 유로홈(325)을 포함할 수 있다. 상기 유로홈(325)은 상기 유로형성부(320) 뿐만 아니라 상기 헤드부(330)의 하부면까지 연장되어 형성될 수 있다.
상기 유로형성부(320)는 상기 제1 이젝터(300)의 이동에 따라 상기 제1 공간(210)과 상기 캐비티(150)를 연결하고, 고온의 가스가 상기 캐비티(150) 측으로 공급되어 상기 캐비티(150)가 예열되도록 상기 제1 유로(230-1)를 형성할 수 있다. 이러한 유로형성부(320)는 상기 제1 금형(100) 및 상기 제2 금형(200)이 닫히면 계속 고온의 가스를 상기 캐비티(150)로 공급할 수 있다.
또한, 상기 제1 이젝터(300)와 실질적으로 동일한 구조의 상기 제2 이젝터(400)는 상기 제1 금형(100) 및 상기 제2 금형(200)이 닫히면 상기 유로형성부(320)를 통해 상기 캐비티(150)의 가스를 상기 제2 공간(220)으로 이동시켜 상기 배기 펌프(600)의 작동에 따라 배기시킬 수 있다.
한편, 상기 재료 주입부(110)로 재료의 주입이 시작되면, 상기 제1 이젝터(300)는 상기 캐비티(150)의 반대로 이동하여 고온의 가스 공급을 중단시킬 수 있다. 다만, 상기 제2 이젝터(400)는 상기 제2 금형(200)과 상기 제2 작동홀(240) 사이의 틈을 통해 배기를 수행할 수 있으며, 이때 배기압력은 고온의 가스 공급시 압력보다 낮게 형성될 수 있다.
아래에서는, 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 제1 이젝터의 구조에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이젝터의 구조를 나타내는 도면이다.
상기 제1 이젝터(300)는 상기 제1 이젝터(300)를 이동시키는 외부장치와 연결되는 바디부(310), 상기 바디부(310)로부터 연장되어 상기 제1 유로(230-1)가 형성되는 유로형성부(320), 상기 사출물과 접촉하는 헤드부(330), 상기 바디부(310)에 인접한 상기 유로형성부(320)의 하단에서 상기 유로형성부(320)를 관통하여 형성된 제1 통공(340), 상기 헤드부(330)에 인접한 상기 유로형성부(320)의 상단에서 상기 유로형성부(320)를 관통하여 형성된 제2 통공(350), 상기 제1 통공(340)과 상기 제2 통공(350)을 연결하는 제3 통공(360)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 통공(340), 상기 제2 통공(350) 및 상기 제3 통공(360) 각각은 기 설정된 직경으로 형성되어 상기 제1 유로(230-1)를 형성할 수 있다.
이때, 상기 유로형성부(320)는 상기 제1 이젝터(300)의 이동범위에 따라 상기 제1 공간(210)과 상기 캐비티(150)를 연결하도록 상기 제1 통공(340) 및 상기 제2 통공(350)의 위치와, 상기 제3 통공(360)의 길이가 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 유로형성부(320)는 상기 제1 이젝터(300)가 사출물의 취출을 위하여 이동하는 경우 상기 제1 통공(340)이 상기 제1 공간(210) 내에 위치하고, 상기 제2 통공(350)이 상기 캐비티(150) 내에 위치하도록 상기 제1 통공(340) 및 상기 제2 통공(350)의 위치와, 상기 제3 통공(360)의 길이가 최적의 조합으로 설정될 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상술한 상기 제1 이젝터(300)의 일 실시예와 다른 실시예가 조합된 형태의 구조로 형성될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 캐비티 예열을 통해 재료 주입 초기에 재료가 냉각된 금형에 의해 급격히 온도가 떨어지는 것을 방지하여 금형과 재료 사이의 밀착력을 높이고 성형품의 외관 불량을 감소시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: TPO 사출공정 제조장치
100: 제1 금형
110: 재료 주입부
120: 주입구
130: 런너
150: 캐비티
200: 제2 금형
210: 제1 공간
220: 제2 공간
230: 제1 작동홀
230-1: 제1 유로
240: 제2 작동홀
240-1: 제2 유로
300: 제1 이젝터
310: 바디부
320: 유로형성부
325: 유로홈
330: 헤드부
340: 제1 통공
350: 제2 통공
360: 제3 통공
400: 제2 이젝터
500: 가스 공급원
600: 배기 펌프

Claims (5)

  1. 재료 주입부를 포함하여 상부에 배치되는 제1 금형;
    상기 제1 금형의 하부에 배치되어 상기 제1 금형과 결합하여 상기 재료 주입부와 연결된 캐비티를 마련하는 제2 금형; 및
    상기 제2 금형을 관통하여 상기 캐비티에서 성형된 사출물을 분리시키는 제1 이젝터 및 제2 이젝터;를 포함하는 TPO 사출공정 제조장치에 있어서,
    상기 제2 금형은,
    상기 제1 이젝터의 작동을 안내하는 제1 작동홀;
    상기 제2 이젝터의 작동을 안내하는 제2 작동홀;
    가스 공급원으로부터 공급받은 고온의 가스가 대기하는 제1 공간;
    상기 제1 이젝터의 이동에 따라 상기 제1 공간에 연결되는 제1 유로;
    배기펌프와 연결되어 상기 배기펌프로 배출되는 가스가 대기하는 제2 공간; 및
    상기 제2 이젝터의 이동에 따라 상기 제2 공간에 연결되는 제2 유로;를 포함하고,
    상기 제1 유로는,
    상기 제1 이젝터 및 상기 제1 작동홀 중 적어도 하나에 형성되어 상기 제1 공간에 대기중인 가스가 상기 캐비티로 이동하도록 유로를 제공하고,
    상기 제2 유로는,
    상기 제2 이젝터와 상기 제2 작동홀 중 적어도 하나에 형성되어 상기 캐비티의 가스가 상기 제2 공간으로 이동하도록 유로를 제공하며,
    상기 캐비티는 상기 제1 이젝터의 이동에 따라 상기 제1 유로를 통해 상기 제1 공간과 연결되어 상기 가스 공급원이 고온의 가스를 강제 주입함으로써 가열되도록 하고, 가열이 완료된 후에는 상기 배기펌프에 의하여 강제 배기되도록 한 것을 특징으로 하는, TPO 사출공정 제조장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이젝터 및 상기 제2 이젝터 각각은,
    상기 제1 이젝터 및 상기 제2 이젝터를 이동시키는 외부장치와 연결되는 바디부;
    상기 바디부로부터 일측으로 연장되어 상기 제1 유로가 형성되는 유로형성부; 및
    상기 유로형성부의 단부에 결합되어 사출물과 접촉하는 헤드부;를 포함하고,
    상기 유로형성부는,
    적어도 일측면에 길이방향으로 연장되어 형성된 복수의 유로홈을 포함하는 것을 특징으로 하는, TPO 사출공정 제조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이젝터 및 상기 제2 이젝터 각각은,
    상기 제1 이젝터 및 상기 제2 이젝터를 이동시키는 외부장치와 연결되는 바디부;
    상기 바디부로부터 일측으로 연장되어 상기 제1 유로가 형성되는 유로형성부; 및
    상기 유로형성부의 단부에 결합되어 사출물과 접촉하는 헤드부;를 포함하고,
    상기 유로형성부는,
    상기 바디부에 인접한 하단에서 상기 유로형성부를 관통하여 형성된 제1 통공;
    상기 헤드부에 인접한 상단에서 상기 유로형성부를 관통하여 형성된 제2 통공; 및
    상기 제1 통공과 상기 제2 통공을 연결하는 제3 통공;을 포함하는 것을 특징으로 하는, TPO 사출공정 제조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유로형성부는,
    상기 제1 이젝터 및 상기 제2 이젝터 각각의 이동범위에 따라 상기 제1 공간과 상기 캐비티 또는 상기 제2 공간과 상기 캐비티를 연결하도록 상기 제1 통공 및 상기 제2 통공의 위치와, 상기 제3 통공의 길이가 설정되는 것을 특징으로 하는, TPO 사출공정 제조장치.
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