KR19980032565A - 수지 사출성형 방법 - Google Patents

Abstract

금형의 캐비티를 과도하게 채움으로써, 금형의 캐비티의 마주보는 제 1 및 제 2 내벽과 각각 접하는 마주보는 제 1 및 제 2 표면을 가지고 있는 수지 용융체를 형성하고, 상기 금형은 기체-방출 통로가 금형 캐비티와 금형의 접하는 표면과 관련되어 형성되어 있으며, 여기에서 기체-방출 통로는 금형 캐비티의 내벽에 내부 구멍을 가지고 있으며, 금형의 외부와 연결되고, 가압 기체가 수지 용용체의 제 1 표면의 측면에서 금형 캐비티 도입됨으로써, 가압 기체로 채워져 있으며, 수지용융체로부터 기체-방출 통로로부터 분리되어 있는 밀폐된 공간을 형성하고, 그 결과 밀폐된 공간내에 채워져 있는 가압기체가 금형 캐비티의 제 2 내벽에 대해 수지 용용체의 제 2 표면을 가압시키는 것을 특징으로 하는, 과도하게 두꺼운 부분을 가지고 있으며, 표면 처리가 개선된 수지 성형품의 제조를 위한 수지의 사출 성형 방법이 개시되어 있다. 이러한 사출 성형법은 수지 성형품의 전면에 깔죽깔죽한 부분이 생기지 않으면서 싱크 마크가 생성되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 고가의 장치비와 고가의 유지비용을 요구하는 완벽하게 기체가 밀봉된 금형을 사용할 필요가 없으며, 종래의 과량 충전 사출성형법과 비교하여, 사출 성형시 상대적으로 낮은 과량 충전비율로 수행 될 수 있다는 점에서 유리하다.

Description

수지 사출성형 방법

본 발명은 수지의 사출성형법에 관한 것이다. 좀더 구체적으로는, 본 발명은 편중되어 두터운 부분 및 향상된 표면마감을 갖는 수지 성형품을 제조하기 위한 사출성형법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 있어서, 금형의 캐비티의 과량의 충진을 실행하여 금형 캐비티의 제 1 내벽 및 제 2 내벽에 각각 반대로 접하는 마주 보는 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖는 용융수지 덩어리를 형성시키며, 여기에서 금형은 기체-방출 통로가 금형 캐비티 및 금형의 접하는 표면과 관련하여 형성된 특별한 구조를 갖고, 기체-방출 통로는 금형 캐비티의 내벽표면에 내부 개구부를 갖고 금형의 외부와 통해있으며, 가압 기체는 용융 수지 덩어리의 제 1 표면의 면상의 금형 캐비티에 도입하여, 가압 기체로 충진되고 용융수지 덩어리를 통해 기체-방출 통로로부터 분리된 밀폐 공간을 형성시켜, 밀폐공간에 충진된 가압기체가 금형캐비티의 제 2 내벽에 대하여 용융수지 덩어리의 제 2 표면이 압축되도록 민다. 본 발명의 사출성형법은 형상 수지 제품의 전면상의 싱크마크의 발생이 깔쭉깔쭉한 부분(burr)의 발생의 문제점의 야기없이 방지될 수 있을 뿐만아니라, 높은 장치비 및 높은 유지비를 필요로하는 완전하게 기체가 꽉 밀폐되는 금형의 사용이 불필요하며, 사출성형은 종래의 과량충진 사출성형법과 비교하여, 상대적으로 낮은 과량충진비율로 실행할 수 있다는 점에서 유리하다.

용융 수지를 사출성형하여 제조하는 경우, 상대적으로 큰 두께를 갖거나 뒷면에 국부적으로 돌 출된 부분을 갖는 형상 수지 제품을, 움푹패인곳, 즉, 소위 싱크마크(sink mark) 가 냉각동안 용융 수지의 부피수축에 따라 형성 수지제품의 전면사에 발생하기 쉽다는 것은 널리 공지되어 있다. 형상 수지제품의 전면상의 싱크마크의 발생을 방지하기 위하여, 사출압력의 적용시, 증가된 수준의 압력을 이용하고, 사출후, 압력의 적용을 지속하면서 사출된 용융 수지를 냉각시키는 방법이 통상적으로 공지되어 있다 (이 방법은 이후 수지 압력 방법 으로 칭한다). 이런 수지 압력 방법에 있어서, 적용된 사출 압력은 통상적으로 금형 캐비티내 최대 수지 압력으로 5000 내지 200 Mpa 이다.

그러나, 일본 특허 출원공개 명세서 No. 50-75247에 기재된 바와 같이, 전술한 수지 압력 방법은 문제점을 갖는다. 예컨대, 수지 압력 방법으로 목표로하는 효과를 달성하기 위한여 두 단계에서 적절히 압력을 적용하는 것은 어렵기 때문에, 성형 작업은 번거롭고 시간이 많이 드는 경향이 있다. 더우기, 수지 압력 방법에 있어서, 제조된 수지 성형품은 금형의 분리선에 따라 형성된 깔쭉깔쭉한 부분을 갖기 쉽다. 그러므로, 이러한 부분의 제거가 필요하여, 추가의 작업 또는 단계가 성형 작업에 필요하게 되는 문제점을 불가피하게 야기된다. 한편, 상대적으로 낮은 압력을 수지 압력 방법에서 사용하여 깔쭉깔쭉한 부분의 발생을 방지하는 경우, 싱크마크가 금형 캐비티의 입구로부터 떨어져 있는 형상 수지 제품의 부분, 즉, 만족스러운 수지 압력이 얻어질 수 없는 부분에서 발생하기 쉽다.

수지 압력 방법의 문제점을 해결하기 위해서, 전술한 일본 특허 출원 공개 명세서 N0. 50-75247에는 고정 금형 반쪽 및 고정금형 반쪽의 내벽쪽으로 코어가 돌출되어 있는 내벽이 있는 이동 금형 반쪽으로 구성된 금형을 사용하여, 고정 금형 반쪽 및 코어 부분이 있는 이동 금형 반쪽에 의해 한정되는 요면 금형 캐비티가 생기도록하는 기체보조 사출성형법이 제안되어 있다. 코어는 이의 종축방향으로 확장하는 구멍을 갖으며, 구멍은 이의 상부에 양판을 갖는다. 이 방법에 있어서, 용융 수지는 금형 캐비티에 도입시킨후, 양판을 작동시켜 용융수지 덩어리를 밀어올려, 요면금형 캐비티내 형성된 요면 용융수지 덩어리의 내측 표면과 코어사이에 공간이 생기도록한후, 이어서 압축기체를 전술한 공간에 양판을 통해 주입하여 코어로부터 떨어져 있는 캐비티내벽에 대해 용융수지 덩어리의 외측면을 압축한다.

이 기체보조 사출성형법은, 전술한 바와 같이, 금형 캐비티의 분리선에 따라 버어의 발생이 비바람직하게 수반되기 쉬운 전술한 수지 압력방법에서와 같이 압력의 두 단계 적용을 이용하는 대신에, 압축기체를 이용하여 싱크마크의 발생을 방지하고자 하는 것이다. 일본 특허 출원 공개 명세서 N0. 50-75247에는, 주입하는 용융 수지의 양에 관해서는 기재되어 있지 않다. 국제특허출원공보 No. W096/06220(U.S. 특허 No.5,273,707 및 EP No. 400,135 에 대응)에는 금형 캐비티의 부피보다 적은 부피로, 특히 금형 캐비티 부피의 90% 내지 95%의 부피로 용용수지를 금형 캐비티에 주입한후, 압축기체를 캐비티내 나머지 공간에 도입하는 기체보조 사출성형법이 개시되어 있다. 그러나, 금형 캐비티의 내벽(기체도입의 면에서 떨어진)과 금형 캐비티에 주입되는 용융 수지사이에 틈이 형성되기 쉽다. 따라서, 기체가 틈으로 침입하여, 싱크마크의 발생을 야기한다.

또한, 틈으로 침입된 기체는 금형 캐비티의 분리선을 통해 금형 캐비티으로부터 빠져나가기 쉬워, 압축기체의 효과가 싱크마크 발생의 방지에 불충분하게 된다.

상기에서 명백한 바와같이, 통상이 기체보조 사출성형법에 있어서, 버어의 발생의 방지 및 압축기체가 도입되는 금형 캐비티내 공간을 확보하기 위해서, 용융 수지는 금형 캐비티의 부피 이하의 부피로 금형 캐비티내에 주입한다.

국제특허출원공보 No. W093/14918에는 이동 금형 반쪽과 고정 금형 반쪽사이의 분리선 뿐만아니라, 배축기 핀과 이동 금형 반쪽내 제공된 배출기 핀 슬라이드구멍의 내벽사이의 공간이 밀폐된 밀폐구조를 갖는 금형의 이용이 개시되어 있다. 또한, 이 특허에는 싱크마크의 발생을 방지하기 위하여 주입된 용융 수지의 원하는 부분에 기체압력이 효과적으로 적용될 수 있도록, 기체압력을 받아들이기 위한 금형 캐비티의 내벽의 부분 주위에 돌기(예, 삼각단면의 돌기) 형태의 둑이 제공되어 있음이 기재되어 있다.

그러나, 밀폐구조의 금형을 이용하여, 표면에 면하고 있는 캐비티내벽에 대해 표면이 압축되어야 하는 주입된 용융수지 덩어리의 표면의 면상의 금형 캐비티의 부분에 압축기체의 바람직하지 못한 침입을 방지하는 것은 불가능하다. 그러므로, 용융수지 덩어리의 전술한 표면과 이에 면한 캐비티내벽사이의 밀폐된 접촉은 달성될 수 없어, 생성된 형상수지 제품의 불만족스런 표면마감을 가져온다.

또한, 둑이 금형 캐비티의 내벽상에 제공되기 때문에, 제조하고자 하는 형상 제품의 설계의 자유로움은 불가피하게 제한된다. 추가로, 국제특허출원공개공보 No. W093/14918 에서 금형 캐비티가 용융수지로 충진되거나 또는 거의 충진되는 것이 기술되어 있음을 알 수 있다.

국제특허출원공개공보 No. WO 96/02379 에는 형상 수지 제품의 제조를 위해 수지의 비수지 유체보조 사출성형법이 기재되어 있으며, 여기에서 밀폐된 금형의 금형 캐비티에 용융 수지의 과량의 충진은 특정과량 충전비율로 실행되어 [금형 캐비티 내 충진된 용융 수지가 실온으로 냉각될 때 수지의 수축에 따른 금형 캐비티의 부피와 수지가 보이는 부피사이의 차이의 30 내지 90%에 해당하는 양에 의한 수지의 과량비율에 해당], 금형 캐비티의 내벽에 각각 마주하는 제 1 표면과 제 2 표면이 반대하는 용융수지 덩어리를 형성되며, 이어서 압축 비수지 유체를 용융수지 덩어리의 제 표1 면의 면상의 금형 캐비티에 도입하여 비수지유체의 도입면에서 떨어진 캐비티내벽에 대하여 용융수지 덩어리의 제 2 표면을 압축시킨다. 그러나, 이 기술에서는, 꽉 밀폐된 구조의 금형을 사용하는 것이 필요하며, 금형내 밀폐실을 제공하여 배출기 핀과 이동 금형 반쪽내 제공된 배출기핀 슬라이드 구멍의 내벽하이의 공간을 밀폐시키는 것이 필요하게 된다. 그러므로, 이 기술에는 복잡한 구조의 금형이 필요하고, 공기 또는 기체를 밀폐실로 이동시키는 금형으로부터 공기 또는 기체를 배출시키기 위하여, 수지를 상당히 많은 과량으로 금형 캐비티에 주입하거나 또는 고압하 수지를 주입하는 것이 필요한 것과 같은 문제점이 있다.

압축기체(또는 비수지유체)를 이용한 전술한 통상적 성형법에 있어서, 금형 캐비티내 도입되는 기체의 양을 가능한한 적도록 조절하여, 기체의 도입의 조작을 효과적으로 하는 경향, 및 꽉 밀폐된 구조의 금형을 사용하여, 금형 캐비티으로부터 기체의 탈출을 방지하는 경향이 있다.

최근에, 대형 형상 제품, 예컨대 자동차부품 및 가전기구의 케이스가 점차 요구되고 있다. 마감작업 예컨대 페인팅 및 플레이팅을 할 필요가 없게 하여 제조비를 감소시킬 수 있게 하기 위해서는, 싱크마크가 육안으로 무시되는 수준으로 억제되고 우수하고 균일한 광택을 보이는 형상 수지 제품을 제조하는 것이 바람직하다.

그러나 전술한 바와 같이, 통상적 사출성형법에서, 제조하고자하는 형상 수지 제품은 증가된 두께를 갖는 제품의 뒤면상에 국부적으로 돌출된 부분을 갖는 경우, 국부적으로 돌출된 부분에 해당하는 부분에서 전면상의 싱크마크결함이 발생은 버어의 발생의 문제 야기없이 만족스럽게 억제될 수 없다.

이러한 상황에서, 본 발명자들은 선행 기술 방법에서 필연적으로 수반되는 상기 언급된 문제점을 해결하기 위해 광범위하며 밀도 있는 연구를 수행한 결과, 예측치못하게 선행기술이 수반하는 문제점을, 금형의 캐비티를 과도하게 채움으로써, 금형의 캐비티의 마주보는 제1 및 제 2 내벽과 각각 접하는 마주보는 제 1 및 제 2 표면을 가지고 있는 수지 용융체를 형성하고, 상기 금형은 기체-방출 통로가 금형 캐비티와 금형의 접하는 표면과 관련되어 형성되어 있으며, 여기에서 기체-방출 통로는 금형 캐비티의 내벽에 내부 구멍을 가지고 있으며, 금형의 외부와 연결되고, 가압 기체가 수지 용용체의 제 1 표면의 측면에서 금형 캐비티로 도입됨으로써, 가압 기체로 채워져 있으며, 수지 용융체로 부터 기체-방출 통로로부터 분리되어 있는 밀폐된 공간을 형성하고, 그 결과 밀폐된 공간내에 채워져 있는 가압 기체가 금형 캐비티의 제 2 내벽에 대해 수지 용용체의 제 2 표면을 가압시키는 것을 특징으로 하는, 과도하게 두꺼운 부분을 가지고 있으며, 표면처리가 개선된 수지 성형품의 제조를 위한 수지의 사출 성형 방법에 의해 해결할 수 있다는 것을 발견 하였다. 이러한 사출 성형법을 사용함으로써, 수지 성형품의 전면에 깔쭉깔쭉한 부분(burr)이 생기지 않으면서 싱크마크가 생성되는 것을 방지하여 우수한 표면 외관을 가지고 있는 수지 성형품을 제조할 수 있으며, 또한 고가의 장치와 고가의 유지비용을 요구하는 완벽하게 기체가 밀봉된 금형을 사용할 필요가 없으며, 종래의 과량 충전 사출성형법과 비교하여, 사출 성형시 상대적으로 낮은 과량 충전비율로 수행될 수 있어 아주 유리하다. 이런 새로운 발견을 기초로, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 하기 및 다른 목적, 특징 및 장점은 하기 상세한 설명과 부속도면과 연관되어 첨부된 클레임으러부터 명확하게 드러날 것이다.

도 1은 금형 캐비티와 금형의 접하는 표면과 관련하여 형성된 기체-방출 통로의 한 예를 보여주는, 본 발명에서 사용된 금형의 개략적인 단면도이다.

도 2는 기체-방출 통로의 다른 예를 보여주는 개략도이다.

도 3은 기체-방출 통로의 또 다른 예를 보여주는 개략도이다.

도 4a와 4b는 각각 이동 금형 반쪽에 제공된 구멍에 배치된 두가지 유형의 기체 도입핀의 단면을 확대한 개략도이다.

도 5는 본 발명의 방법에서 어떻게 가압기체가 용융 수지체의 제 2 표면을 금형 캐비티의 제 2 내벽에 대해 가압시키는가 하는 예를 보여주는 개략도이다.

도 6은 본 발명의 방법에 의해 제조된 수지 성형품의 과도하게 두꺼운 부분을 보여주는 예시 단면도이다.

도 7은 본 발명의 방법에서 사용되는 다른 형태의 금형의 단면을 보여주는 개략도이다.

도 8은 본 발명의 방법에서 어떻게 가압기체가 용융 수지체의 제 2 표면을 금형 캐비티의 제 2 내벽에 대해 가압시키는가 하는 다른 예를 보여주는 개략도로서, 여기에서 가압 기체의 일부는 두꺼운 부분의 용융 수지체에 침투하여 중공을 형성한다.

도 9a는 중공이 두꺼운 부분내에 형성되어 있는, 본 발명의 방법에 의해 제조된 수지 성형품의 과도하게 두꺼운 부분의 개략적인 단면도이다.

도 9b는두꺼운 부분에 형성된 중공이 다른 부분으로 침투하는 것을 보여주는, 종래의 내부기체 사출성형법(중공-형성 기체 사출성형법)에 의해 제조된 수지 성형품의 과도하게 두꺼운 부분의 개략적인 단면도이다.

도 10은 본 발명의 방법에서 사용되는 또 다른 형태의 금형의 개략적인 단면도이다.

도 11은 본 발명의 방법에서 어떻게 가압기체가 용융 수지체의 제 2 표면을 금형 캐비티의 제 2 내벽에 대해 가압시키는가 하는 또 다른 예를 보여주는 개략도로서, 여기에서 가압 기체의 일부는 두꺼운 부부의 용융 수지체에 침투하여 중공을 형성한다.

도 12는 본 발명의 방법에 의해 제조된 다른 형태의 수지 성형품의 일부를 절단한 개략적인 투시도이다.

도 13a는 도 12에 나타난 수지 성형품의 하부를 보여주는 개략도이다.

도 13b는 선 XIII-XIII를 따른 도 13a의 수지 성형품의 개략적인 단면도이다.

도 13c는 선 XIII'-XIII'를 따른 도 13a의 수지 성형품의 개략적인 단면도이다.

도 14는 본 발명의 방법에 의해 제조된 또 다른 형태의 수지 성형품의 일부를 절단한 개략적인 투시도이다.

도 15는 본 발명의 방법에 의해 제조된 또 다른 형태의 수지 성형품의 일부를 절단한 개략적인 투시도이다.

도 16는 본 발명의 방법에 의해 제조된 또 다른 형태의 수지 성형품의 일부를 절단한 개략적인 투시도이다.

도 17는 본 발명의 방법에 의해 제조된 또 다른 형태의 수지 성형품의 일부를 절단한 개략적인 투시도이다.

도 18은 실시예 1에 의해 제조된 수지 성형품의 개략적인 투시도이다.

도 19는 실시예 2에 의해 제조된 수지 성형품의 개략적인 투시도이다.

도 20은 실시예 3에 에 의해 제조된 수지 성형품의 개략적인 투시도이다.

도 21은 실시예 4에 에 의해 제조된 수지 성형품의 개략적인 투시도이다.

* 도면의 부호에 대한 간단한 설명 *

1 : 금형

1a : 고정 금형 반쪽

1b : 이동 금형 반쪽

2 : 금형 캐비티

2' : 용융 수지

2a : 금형 캐비티의 제 2 내벽

2b : 금형 캐비티의 제 1 내벽

3 : 기체-방출 통로(금형의 접하는 표면을 따라 형성됨)

4 : 수지 유입구(스프루)

5 : 금형 캐비티의 게이트

6 : 배출핀

7a, 7b, 7c, 7d 및 7e : 0-링

8 : 기체 도입핀

9a, 9b : 기체 밸브

10, 10a, 10b : 기체 도입 라인

11 : 기체 도입핀을 가지고 있는 이동금형 반쪽에 제공된 구멍

12 : 수지 성형품의 리브에 해당하는 용융 수지의 부분

12' : 용융 수지의 부분 12 근처의 금형 캐비티의 제 1 내벽의 부분

13 : 수지 성형품의 측벽에 해당하는 용융 수지의 부분

14 : 배출핀 지지판

15 : 밀봉 챔버

16 : 본 발명의 방법에 의해 제조된 성형품내 중공

16' : 종래의 내부 기체 사출성형법에 의해 제조된 성형품내 중공

17 : 기체 도입 중공 니들 세그먼트

18 : 중공

19 : 수지 성형품

20, 29, 30, 31a, 31b, 34 : 두께가 두꺼운 리브

21a, 21b : 높이 보충 리브

22, 28, 33, 36a, 36b, 37a, 37b, 37c : 지지 리브

23 : 수지 성형품의 하부벽

24a, 24b, 24c, 27a, 27b, 27c, 32, 35 : 수지 성형품의 측벽

25 : 용융 수지/제 1 내벽 계면에 해당하는 수지 성형품의 부분

26 : 기체 유입구에 해당하는 수지 성형품의 부분

G : 기체

G' : 기체 유입구에 해당하는 수지 성형품의 부분

H 및 I : 금형의 분할 위치를 나타냄

a, b, c, d, e, f, g, h, i, k, l, m, n, o 및 p : 리브

j : 두께가 두꺼운 리브

S : 기체 도입핀과 그것이 배치된 구멍의 내벽 사이의 공간

본 발명에 따라, (1) 고정 금형 반쪽과 상기 고정 금형 반쪽과 짝을 이루는 이동 금형 반쪽을 포함하는 금형을 제공함으로써, 상기 고정 금형 반쪽의 내벽과 상기 이동 금형 반쪽의 내벽에 의해 정의된 금형 캐비티를 제공하는 단계, 여기에서, 상기 금형 캐비티는 마주 보고 있는 제 1 및 제 2 내벽을 가지고 있으며, 수지 유입구와 기체 유입구와 연결되고, 상기 금형 캐비티의 제 1 내벽 하나 이상의 오목부를 가지고 있으며, 상기 금형은 상기 금형 캐비티 그리고 상기 금형의 접하는 표면과 연관되어 형성된 기체-방출 통로를 가지고 있고, 상기 기체-방출 통로는 상기 금형 캐비티의 내벽면에 상기 금형의 외부와 연결되는 내부 구멍을 가지고 있음

(2) 소정의 사출 온도와 압력 조건하에서 용융 상태의 수지를 상기 금형 캐비티의 부피와 동일한 수지 부피(수지 부피는 대기압하에서 일정한 사출 온도에서 측정된 것과 동일함)를 갖는 용융 수지의 중량(VW)보다 많은 양으로 상기 수지 유입구를 통해 상기 금형의 금형 캐비티로 사출하고, 그에 의해 상기 용융 수지로 상기 금형의 캐비티를 과도하게 채움으로써 상기 금형 캐비티의 제 1 및 제 2 내벽에 각각 접하는 마주 보는 제 1 및 제 2 표면을 가지고 있는 용융 수지체를 형성하고, 동시에 상기 금형 캐비티에 존재하는 기체를 상기 기체-방출 통로를 통해 상기 금형 캐비티의 외부로 방출하는 단계, 여기에서, 상기 용융 수지체의 제 1 면과 금형 캐비티의 상기 제 1 내벽은 그 사이에 용융 수지/제 1 내벽 계면을 형성함,

(3) 상기 수지에 불활성인 가압 기체를 용융 수지체의 제 1 면의 측면에 있는 금형 캐비티로 공급함으로써 상기 용융 수지/제 1 내벽 계면을 팽창시켜, 상기 가압 기체로 충진되어 있으며, 용융 수지체를 통해 기체-방출 통로로부터 분리되어 있는 밀폐된 공간을 형성하고, 상기 밀폐된 공간내에 채워진 가압 기체가 용융 수지체의 제 2 면을 금형 캐비티의 제 2 내벽에 대해서 가압되도록 만드는 단계, 여기에서 상기 용융 수지체의 제 1 및 제 2 면은 각각 사출성형되는 수지 성형품의 전면 및 후면에 상응함, 을 포함함을 특징으로 하는, 과도하게 두꺼운 부분을 가지고 있으며, 표면 처리가 개선된 수지 성형품의 제조를 위한 수지의 사출 성형 방법이 제공된다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 본 발명의 주요 특징과 각종 구현예가 하기에 열거되어 있다.

1. (1) 고정 금형 반쪽과 상기 고정 금형 반쪽과 짝을 이루는 이동 금형 반쪽을 포함하는 금형을 제공함으로써, 상기 고정 금형 반쪽의 내벽과 상기 이동 금형 반쪽의 내벽에 의해 정의된 금형 캐비티를 제공하는 단계, 여기에서, 상기 금형 캐비티는 마주 보고 있는 제 1 및 제 2 내벽을 가지고 있으며, 수지 유입구와 기체 유입구와 연결되고, 상기 금형 캐비티의 제 1 내벽 하나 이상의 오목부를 가지고 있으며, 상기 금형은 상기 금형 캐비티 그리고 상기 금형의 접하는 표면과 연관되어 형성된 기체-방출 통로를 가지고 있고, 상기 기체-방출 통로는 상기 금형 캐비티의 내벽면에 상기 금형의 외부와 연결되는 내부 구멍을 가지고 있음,

(2) 소정의 사출 온도와 압력 조건하에서 용융 상태의 수지를 상기 금형 캐비티의 부피와 동일한 수지 부피(수지 부피는 대기압하에서 일정한 사출 온도에서 측정된 것과 동일함)를 갖는 용융 수지의 중량(VW)보다 많은 양으로 상기 수지 유입구를 통해 상기 금형의 금형 캐비티로 사출하고, 그에 의해 상기 용융 수지로 상기 금형의 캐비티를 과도하게 채움으로써 상기 금형 캐비티의 제 1 및 제 2 내벽에 각각 접하는 마주 보는 제 1 및 제 2 표면을 가지고 있는 용융 수지체를 형성하고, 동시에 상기 금형 캐비티에 존재하는 기체를 상기 기체-방출 통로를 통해 상기 금형 캐비티의 외부로 방출하는 단계, 여기에서, 상기 용융 수지체의 제 1 면과 금형 캐비티의 상기 제 1 내벽은 그 사이에 용융 수지/제 1 내벽 계면을 형성함,

(3) 상기 수지에 불활성인 가압 기체를 용융 수지체의 제 1 면의 측면에 있는 금형 캐비티로 공급함으로써 상기 용융 수지/제 1 내벽 계면을 팽창시켜, 상기 가압 기체로 충진되어 있으며, 용융 수지체를 통해 기체-방출 통로로부터 분리되어 있는 밀폐된 공간을 형성하고, 상기 밀폐된 공간내에 채워진 가압 기체가 용융 수지체의 제 2 면을 금형 캐비티의 제 2 내벽에 대해서 가압되도록 만드는 단계, 여기에서 상기 용융 수지체의 제 1 및 제 2 면은 각각 사출성형되는 수지 성형품의 전면 및 후면에 상응함, 을 포함함을 특징으로 하는, 과도하게 두꺼운 부분을 가지고 있으며, 표면 처리가 개선된 수지 성형품의 제조를 위한 수지의 사출 성형 방법.

2. 상기 항목 1에 있어서, 기체-방출 통로가 금형의 표면과 접하는 면을 따라 형성된 슬릿인 방법.

3. 상기 항목 2에 있어서, 슬릿이 이의 단면에서, 기체-방출 통로의 내부 개방부의 적어도 근처에서 1/100mm 내지 1/10 mm의 두께를 갖는 방법.

4, 상기 1 내지 3 중 어느 한 항목에 있어서, 금형 캐비티내로 사출된 용융 수지의 중량이 용융 수지의 중량(vw)을 기준으로 101% 이상인 방법.

5, 상기 1 내지 4 중 어느 한 항목에 있어서, 단계(2)에서 용융 수지의 사출후에, 소정의 보유 압력이 사출된 용융 수지에 가해지는 방법.

6. 상기 항목 5에 있어서, 소정의 보유 압력이 단계(3)에서 가압 기체의 도입중에 연속적으로 가해지는 방법.

본 발명의 방법의 단계(1)에서, 절반의 고정령 금형 및 절반의 이동형 금형을 포함하는 금형이 제공되어 있다. 이 금형은 절반의 금형과 절반의 이동형 금형을 갖는다. 이 금형은 제 1 및 제 2 내벽과 마주하며, 수지 입구 및 기체 입구와 연결된 캐비티를 갖는다. 수지 캐비티의 제 1 의 내벽은 하나 이상의 오목한 부분을 갖는다. 이 금형은 금형 캐비티 및 금형의 접착면과 연결되어 형성된 기체-방출 통로를 가지며, 기체-방출 통로는 금형 캐비티의 내벽 표면에 있는 내부 개방 부분을 가지며, 금형의 외부와 연결된다. 즉, 기체-방출 통로의 내부말단은 금형 캐비티의 내벽 표면에서 개방되며, 기체-방출 통로의 외부 말단은 금형의 외부 표면에서 개방된다.

본 발명의 단계(2)에서, 금형 캐비티의 과도한 충전은, 금형 캐비티내에 존재하는 기체가, 기체-방출 통로를 통해 금형 캐비티의 외부로 방출되도록하면서, 금형 캐비티의 제 1 및 제 2 내벽에 각각 마주하는 제 1 및 제 2 표면에 마주하는 용융수지 덩어리를 형성하는 용융 수지에 의해 영향을 받는다. 구체적으로, 용융 상태의 수지는, 사출을 위한 소정의 온도 및 압력 조건하에서, 금형 캐비티의 부피와 동일한 수지 부피를 갖는 용융 수지의 중량보다 많은 양(이하, 이러한 수지 부피를 갖는 용융 수지의 중량을 중량(vw) 이라 한다)으로 수지 입구를 통해 금형의 금형 캐비티으로 사출된다. 전술한 수지 부피는 대기압하에서, 사출을 위한 소정의 온도에서 측정된다. 금형 캐비티으로 사출된 용융 수지의 중량은 용융 수지의 전술한 중량(vw)을 기준으로 101% 이상, 바람직하게는 103% 이상의 중량으로 사출되는 것이 바람직하다.

용융수지 덩어리의 제 1 의 표면 및 금형 캐비티의 제 1 의 내벽이 이들 사이의 용융 수지/제 1 내벽 계면을 형성한다.

용융 수지의 금형 캐비티내로의 사출시에 금형의 기체-방출 통로가 존재함으로써, 금형 캐비티내에 존재하는 기체가 기체-방출 통로를 통해 금형 캐비티의 외부로 방출되게 된다. 금형 캐비티내로 들어간 용융 수지에서 어떤 기체가 방출된다면, 이러한 기체도 또한 기체-방출 통로를 통해 금형 캐비티의 외부로 방출되게 된다.

금형 캐비티내에 존재하는 기체가 금형 통공의 외부로 방출되도록 할 수 있는 한, 기체-방출 통로로서, 금형의 접착면상에 존재하는 간극이 자체로서 사용될 수 있다. 기체 방출을 촉진하기 위하여, 기체-방출 통로가 기체-방출 통로를 금형의 접착면을 따라 형성된 슬릿인 것이 바람직하다. 기체-방출 통로의 내부 개방부의 위치는 특별히 제한되지는 않으나, 기체-방출 통로가 금형의 접착면을 따라 형성된 슬릿등일 때, 기체-방출 통로의 내부 개방부가 금형 캐비티의 용융 수지 도입 부분 쪽에서 멀리 떨어진 금형 캐비티의 말단 부분 근처에 위치하는 것이 바람직하다. 또한, 기체-방출 통로의 내부 개방부가 금형 캐비티의 제 1 의 내벽쪽보다 금형 캐비티의 제 2 의 내벽쪽에 위치하는것이 바람직한 바, 이는 용융 수지의 금형 캐비티으로의 사출시에, 제 1 의 내벽이 용융 수지 덩어리의 제 1 의 표면과 함께 용융 수지/제 1 내벽 계면을 형성하는 데에 적합하기 때문이다.

본 발명자는 전술한 바와 같은 양호한 기체 방출 특성을 갖는 특정한 금형을 사용함으로써 종래기술에 수반되었던 문제를 해결할 수 있다는 것을 최초로 발견하였다. 즉, 양호한 기체 방출 특성을 갖는 이러한 금형의 사용으로 인해, 용융 수지, 이어서 가압 기체가 용융수지 덩어리의 제 1 의 표면쪽에 있는 금형 캐비티으로 도입되었을 때, 가압 기체로 충전된 밀폐공간이 놀랍게도 금형 캐비티내에 형성될 수 있다는 것을 비예견적으로 발견하였다. 기체-방출 통로의 내부 개방부는 용융수지 덩어리에 의해 밀폐되는 것으로 보인다. 가압 기체로 충전된, 전술한 밀폐 공간이 금형의 접착면상에 밀봉 수단(예컨대 0-링)을 사용하지 않고, 금형 캐비티내에 형성될 수 있다는 것은 매우 놀라운 사실이다. 본 발명의 탁월한 효과를 달성하기 위하여 양호한 기체 방출 특성을 나타내는 전술한 특정 구조를 갖는 금형을 사용하고, 금형의 용융 수지로 과도하게 충전되어야 하는 것이 필수적이다.

용융 수지로 금형 캐비티를 과도하게 충전하는 것과 관련하여, 본 발명의 효과는 사출된 용융 수지의 초과율이 매우 적은 경우에도 달성될 수 있다. 그러나, 싱크마크(sink-mark) 방지 효과를 향상시키기위해 사출된 용융 수지의 기체 밀봉 효과를 향상시키는 목적으로는, 금형 캐비티내로 사출된 용융 수지의 중량이 용융 수지의 전술한 중량(vw)을 기준으로 101 내지 110 % 인 것이 바람직하며, 103 내지 107 % 인 것이 보다 바람직한 것으로 발견되었다. 용융 수지는 전술한 중량(vw)을 기준으로, 금형 캐비티내로 사출된 용융 수지의 중량이 110% 이상이면, 깔쭉깔쭉한 부분이 발생하기 쉽다.

금형 캐비티가 수지로 과도하게 충전될 수 있는 이유는 용융 수지가 사출 압력하에서 압축될 수 있기 때문이다. 용융 수지로 금형 캐비티를 과도하게 충전하는 것과 관련하여, 종래의 과도 충전 사출 성형법을 개시하고 있는 WO 96/02379를 참조할 수 있다.

본 발명의 방법의 단계(3)에서, 수지 로 도입되는 기압 기체는 용융 수지/제 1 내벽 계면으로 팽창하는 용융수지 덩어리의 제 1 의 표면 쪽에 있는 금형 캐비티으로 도입되며, 이에 의해 용융수지 덩어리를 통해 기체-방출 통로로 부터 분리되고, 기압 기체로 충전된 밀폐 공간을 형성하여 밀폐 공간이 용융수지 덩어리의 제 2 의 표면을 금형 캐비티의 제 2 의 내벽에 가압되도록한다.

금형 캐비티로 기체가 도입되는 것은 금형 캐비티의 제 1의 내벽쪽에 위치한 기체 주입 장치를 통해 영향을 받을 수 있다. 예컨대, 기체의 금형 캐비티내로 도입은 절반의 금형에 장착되고, 여기에 위치된 핀을 가지는 구멍의 벽표면 및 핀의 표면사이의 간극을 통해 영향을 받을 수 있다. 선택적으로, 기체의 도입은 절반의 금형내로 함몰된 다공성 소결체를 통해 영향을 받을 수 있다. 또 다른 선택적 방법에서는 기체의 도입이 금형 캐비티의 제 1 의 내벽쪽에서 개방될 수 있는 포펫 밸브를 통해 영향을 받을 수 있다. 본 발명의 방법에 있어서, 기체의 도입은 절반의 금형에 장착된 구멍에 위치한 핀을 사용하는 전술한 방법에 의해 영향을 받을 수 있다. 이러한 이유는 용융 수지의 금형 캐비티에의 과도한 충전이 금형 캐비티내의 높은 수지 압력을 발생시키고, 일반적으로 고압하의 용융 수지로 충전된 금형 캐비티내로 기체를 도입하는 것이 이러한 핀의 사용에 의해 가장 용이하게 영향을 받을 수 있기 때문이다. 이 기체 도입용 핀은 이러한 목적으로 고안되고 장착된 기체 도입 핀(후술한다)일 수 있다. 또한, 사출핀(후술한다)은 기체 도입용을 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용된 용어 비스듬하게 두꺼운 부분을 갖는 성형 수지품은 이의 이면상에, 두께가 증가된 성형 수지품의 국부적으로 돌출된 부분을 갖는 임의의 성형 수지품을 의미한다. 국부적으로 돌출된 부분은 리브, 보스 및 이의 조합을 포함한다. 또한, 성형 수지품의 비스듬한 두꺼운 부분은 리브 또는 보스와 비교할 때 성형 수지품에서 비교적 넓은 면적을 커버하는 것일 수 있다.

본 발명의 사출 성형법에서는, 단계 (2)에서 용융 수지의 사출후에, 소정의 보유 압력을 사출된 용융 수지에 가한다. 이것은 금형 캐비티으로부터의 가압기체의 누설을 방지하고, 금형 캐비티내에 가압 기체를 충진시킨 전술한 밀폐 공간의 형성을 촉진시킨다. 전술한 보유 압력을 가하는 것은 예컨대, 용융 수지로 금형 캐비티를 전술한 바와 같이 과도하게 충전하기 전에 또는 완전한 과도 충전후에 사출 압력을 부분적으로 제거하여 과도 충전의 완성후의 소정의 압력(과도 충전후에 보유 압력으로서 유지되는 소정의 압력)하에 사출된 용융 수지가 지속적으로 유지되도록 한다.

사출된 용융 수지에 가해진 보유 압력과 관련하여, 보유 압력은 100MPa 이하인 것이 바람직하며, 5 내지 40 MPa인 것이 보다 바람직하다. 용융 수지에 보유 압력을 가하는 시간과 관련하여, 보유 압력을 일반적으로 1 내지 20 초, 바람직하게는 2 내지 10초로 가한다.

금형 캐비티내에 용융수지 덩어리로 가압 기체를 도입하는 것을 효과적으로 수향하기 위해 금형 캐비티내에 사출된 용융 수지로 가압 기체를 도입하는 종래의 내부 기체 사출 성형법(즉, 중공-형성 기체 사출 성형법)에서, 수지 보유 압력을 가하는 것은 수행되지 않는다. 또한, 내부 기체 사출 성형법에서와 동일한 이유로 인해, 금형 캐비티의 내벽 및 용융수지 덩어리 사이에 가압 기체가 도입되는 종래의 기체 가압 사출 성형에 있어서, 수지 보유 압력을 가하는 것은 수행되지 않는다. 즉, 종래에는, 금형 캐비티내로 가압 기체를 도입하는 것과 사출된 용융 수지에 보유 압력을 가하는 것을 조합하여 사용하려는 시도는 없었다. 사실, 종래에는, 가압 기체와 보유 압력을 조합하여 사용하는 것에 의해 사출 성형을 성공적으로 수행하는 것은 어려운 것으로 간주되어 왔다. 그러나, 본 발명의 방법에서는, 사출된 용융 수지에 보유 압력을 가함으로써 사출된 용융 수지가 주행기 및 금형의 수지 주입구(스프류 : sprue)로 역으로 유동하는 것(이러한 현상은 금형 캐비티의 게이트 근처에서의 이의 일부에서 용융 수지의 압력의 저하를 유발하여 가압 기체가 게이트를 통해 금형 캐비티의 외부로 누설되게 한다)을 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 또한, 도 5에서 보는 바와 같이, 보유 압력을 적당히 선택함으로써 밀폐 공간의 모서리 부분이(밀폐 공간의 모서리 부분은 성형 수지품의 모서리 부분과 상응하도록 형성되어 과도하게 두꺼운 부분의 기저부 근처에서 일부가 형성되도록 제조된다) 국소적으로, 과도하게 확장되는 것을 방지할 수 있게 될 수 있다. {밀폐공간의 국소적으로, 과도하게 확장된 부분에 의해 압착된, 용융수지 덩어리의 일부를 이하, 압착물(예컨대 도 5 의 용융 수지의 기저 부분 12를 참조하라) 이라 칭한다)}. 이러한 방지성은 유리한 바, 그 이유는 압착물이 성형 수지품의 강도를 불리하게 감소시키기 때문이다. 또한, 보유 압력의 사용에 의해 달성된, 전술한 바와 같은 효과에 의해 성형 수지 덩어리의 제 2 의 표면(이는 사출 성형되는 성형 수지품의 정면에 해당한다) 이 금형 캐비티의 전술한 제 2 의 내벽에 대해 균일하게 가압될 수 있다. 그 결과, 생성되는 성형품이 성형 수지품의 워페이지(warpage)과 같은 단점을 유발하는 잔류 응력을 받지 않도록 방지할수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 사출된 용융 수지에 보유 압력을 가하는 것은 본 발명의 방법에서 사용된 금형이 냉각 주행기형 금형인가 또는 고온 주행기형 금형인가에 무관하게 효과적이다. 고온 주행기형 금형이 사용되는 경우, 일반적으로 밸브 게이트 라 불리우고, 금형의 게이트를 개폐하는 기능을 하는, 밸브가 장착된 게이트(수지 주입구)를 갖는 금형을 사용하는 것이 유리하다. 이러한 밸브 게이트를 사용함으로써 가압 기체가 금형의 고온 주행기로 돌출되는 것을 방지할 수 있으며, 수지가 금형의 게이트로 역으로 유동하는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 방법에 있어서, 필요하다면, 용융 수지의 사출 압력, 가압 기체의 압력, 제조되는 성형 수지품의 과도하게 두꺼운 부분의 모양 및 크기 등에 따라, 가압 기체가, 성형 수지품의 과도하게 두꺼운 부분에 해당하는 부분에서 용융수지 덩어리로 도입되어, 과도하게 두꺼운 부분에서 중공을 갖는, 도 9a에 나타낸 바와 같은 부분 단면을 갖는 성형 수지품을 제조할 수 있다. 본 발명의 사출 성형법에 있어서, 성형 수지품의 과도하게 두꺼운 부분에 해당하는 부분에서 용융수지 덩어리로 가압 기체가 도입됨으로써, 성형 수지품의 정면 표면상의 싱크마크의 발생이 향상될 수 있다. 그러므로, 이 경우에 있어서, 성형 수지품의 정면 표면상에서의 싱크마크의 발생을 확실히 방지하는 것뿐만아니라, 성형 수지품의 정면 표면상의 광택 및 윤의 비균일한 발생을 방지할 수 있게 되는바, 이러한 것들은 종래 중공 형성 기체 사출 성형법에 수반되는 문제점이었다.

또한, 본 발명의 방법은 종래의 중공 형성 기체 사출 성형법과 조합하여 도 10에 나타난 금형이 사용된, 성형 중공 수지품을 제조할 수 있게 한다. 구체적으로는, 본 발명의 방법의 단계 (3)에서, 밀폐 공간을 형성하기 위해 사용된, 전술한 가압 기체이외에 가압 기체를 밀폐공간을 형성하는 데에 사용된 가압 기체용 공급원(10a)과는 다른 공급원(10b)으로 부터 금형 캐비티내의 용융수지 덩어리로 도입하여 성형 중공 수지품을 제조할 수 있다.

본 발명의 방법을 중공 형성 기체 사출 성형법과 조합하는 경우, 성형 수지품의 과도하게 두꺼운 부분에 해당되는, 금형 캐비티내의 용융수지 덩어리의 일부에서 중공을 형성하는 것이 바람직하다(예 : 도 11 참조). 이 경우에는, 여러가지 장점이 달성될 수 있어서, 용융수지 덩어리의 제 2 의 표면의 전체 면적(성형 수지품의 과도하게 두꺼운 부분에 해당되는 용융수지 덩어리의 제 2 의 표면의 일부를 포함함)이 금형 캐비티의 제 2 의 내벽에 대해 균일하게 가압될 수 있다. 또한, 밀폐 공간를 형성하는 데에 사용된 가압 기체 및 중공 형성 기체의 병용은 싱크마크의 발생 억제 효과를 증대시킬 뿐만아니라, 각 항목(1) 내지 (2)에 기재되는 바와 같이, 종래의 중공 형성 기체 사출 성형법에 수반되는 각종 문제점을 해결할 수 있다는 점에서 유리하다.

(1) 가압 기체의 금형으로의 도입후에 2 차 이동의 발생(용융수지 덩어리의 제 2 의 표면과 금형 캐비티의 제 2 의 내벽사이의 접촉 및 분리의 반복에 의해 유발된 성형 수지품의 외관상의 결함)이 억제될 수 있다.

(2) 성형 수지품의 두꺼운 부분에 해당하는 용융수지 덩어리의 일부로 도입된 가압 기체는 용융수지 덩어리의 다른 부분으로 돌입되기 어려워서, 탁월한 표면 마무리된 성형 수지품이 확실하게 얻어질 수 있다.

상기 항목(2)와 관련하여, 종래의 중공 형성 기체 사출 성형법에서는, 특히, 결정성 중합체로부터 성형 수지품을 제조하려할 때, 성형 수지품의 두꺼운 부분에 해당되는 용융수지 덩어리의 부분으로 도입된 가압 기체가 용융수지 덩어리의 다른 부분으로 돌입되어 싱크마크의 발생을 유도하는 단점이 발생하기 쉽다.

그러나, 본 발명의 방법을 중공 형성 기체 사출 성형법과 병용할 경우, 종래의 중공 형성 기체 사출 성형법에 수반되는 전술한 단점은 발생하지 않으며, 따라서 탁월하게 표면이 마무리된 성형품을 결정성 중합체로부터도 제조할 수 있다.

본 발명에 있어서, 용융수지 덩어리의 제 2 의 표면이 만족스런 힘으로 금형 캐비티의 제 2 의 내벽을 가압할 수 있는한, 전술한 밀폐 공간이 금형 캐비티의 제 1 의 내벽의 전체 면적을 커버할 필요는 없다. 이것은 밀봉이 어려운 복잡한 구조를 갖는 금형[다수의 캐비티 삽입부(즉, 금형 캐비티의 내벽을 형성하는 데에 사용되는 분리용 부품)를 포함하는 금형]을 사용하는 것이 필요한 경우, 하나 이상의 큰 두께의 리브를 갖는 성형 수지품을 제조하는 데에 특히 유리하다. 예컨대, 본 발명에 있어서, 하나 이상의 큰 두께의 리브를 갖는, 도 12, 13a, 13b, 13c, 14, 15, 16 및 17(이들 도면 각각의 상세한 설명은 후술한다)에 표시된 바와 같은 성형 수지품의 제조를 하기와 같이 수행할 수 있다. 이러한 성형 수지품이 제조에 있어서, 성형 수지품의 큰 두께의 리브에 상응하는, 하나 이상의 축퇴부(α) 및/또는 전술한 큰 두께의 리브가 아닌[예컨대, 두께가 적은 리브(지지용 리브)], 과도하게 두꺼운 부분에 상응하는, 하나 이상의 축퇴부(β)를 갖는 금형을 사용할 수 있으며, 여기에서 금형 캐비티의 제 1 의 내벽은 전술한 축퇴부(α)의 개방 및 전술한 축퇴부(β)의 임의적 개방에 의해 둘러싸인 면적(제 1 의 내벽의 이러한 둘러싸인 면적에 관해서는 도 13a를 참조할 수 있으며, 여기에서 제 1 의 내벽의 둘러싸인 면적에 상응하는 성형품의 부분은 참고 번호 25로 표시된다)을 갖는다.

이러한 금형을 이용함으로써 큰 두께의 리브를 갖는 성형 수지품의 제조는, 밀폐 공간이 금형 캐비티의 제 1 의 내벽의 전술한 둘러싸인 면적을 전부 또는 완전히 커버할 수 있도록 가압 기체의 도입을 수행하는 본 발명의 방법으로 수행될 수 있다. 이러한 경우에서, 가압 기체의 금형 캐비티으로부터의 누설 발생 위험이 없이, 금형 캐비티의 제 1 의 내벽의 일부에만 있는 밀폐 공간의 형성에 이해 하나 이상의 두꺼운 리브를 갖는 성형 수지품이 제조될 수 있다.

본 발명에 있어서, 금형 온도와 관련하여, 당 업계에서 일반적으로 사용되는 온도를 일반적으로 이용할 수 있으나, 적당한 온도는 사용된 수지의 형태에 따라 선택된다. 그러나, 표면 마무리 처리가 우수하고, 이의 정면 표면상에 싱크마크가 없는 성형 수지품을 확실하게 얻기위해서는, 종래 사출 성형법에서 일반적으로 사용된 것보다 높은 금형 온도를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 금형 온도와 관련하여, 금형 캐비티의 제 1 의 내벽의 온도가 하기 수학식 1을 만족하는 것이 바람직하다.

V - 30 T₁V - 15

(상기식에서 T₁은 금형 캐비티의 제 1 의 내벽의 온도를 나타내고, V는 ASTM-D1525에 따라 측정된 수지의 비카 연화 온도(℃) 이다.)

본 발명에서 사용된 수지와 관련하여, 수지가 열가소성 수지인 한, 특별히 제한되지 않는다. 열가소성 수지의 예로는 폴리스티렌(PS); 고무 강화 스티렌 중합체 수지, 예컨대 고충격 폴리스티렌(HIPS) 및 중충격 폴리스티렌(MIPS); 스티렌 공중합체, 예컨대 스티렌/아크릴로니트릴 공중합체(SAN), 아크릴로니트릴/부틸 아크릴레이트 고무/스티렌 공중합체(AAS), 아크릴로니트릴/에틸렌-프로필렌고무/ 스티렌 공중합체(AES), 아크릴로니트릴/염화 폴리에틸렌/ 스티렌 공중합체(ACS), ABS 수지(예 : 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴/ 부타디엔/스티렌/α-메틸스티렌 공중합체 및 아크릴로니트릴/메틸 메타크릴레이트/ 부타디엔/스티렌 공중합체); 아크릴 수지, 예컨대 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA); 폴리올레핀 수지, 예컨대 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 및 폴리프로필렌(PP); 비닐 클로라이드 수지, 예컨대 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 에틸렌/비닐 아세테이트/비닐 클로라이드 공중합체 및 에틸렌/비닐 클로라이드 공중합체; 폴리에스테르 수지, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PETP 또는 PET) 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBTP 또는 PBT); 폴리카보네이트 수지, 예컨대 폴리카보네이드(PC) 및 개질 폴리카보네이드; 폴라아미드 수지, 예컨대 폴라아미드 66, 폴라아미드 6 및 폴라아미드 46; 폴리아세탈 수지(POM), 예컨대 폴리옥시메틸렌 공중합체 및 폴리옥시메틸렌 단독중합체; 기타 엔지니어링 플라스틱 및 수퍼 엔지니어링 플라스틱, 예컨대 폴리에테르 술폰(PES), 폴리에테르 아미드(PEI), 열가소성 폴라이미드(TPI), 폴리에테르 케톤(PEK), 폴리에테르에테르 케톤(PEEK), 폴리페닐렌 술피드(PPS), 폴리페닐렌 에테르(PPE) 및 폴리술폰(PSU); 셀룰로오즈 유도체, 예컨대 셀룰로오즈 아세테이트(CA), 셀룰로오즈 아세테이트 부티레이트(CAB), 에틸 셀룰로오즈(EC); 액정 중합체(LCP), 예컨대 액정 폴리에스테르 및 액정 방향족 폴리에스테르; 및 열가소성 엘라스토머, 예컨대 열가소성-엘라스토머 폴리우레탄(TPU), 열가소성-엘라스토머스티렌-부타디엔(TSBC), 열가소성-엘라스토머 폴리올레핀(TPO), 열가소성-엘라스토머 폴리에스테르(TPEE), 열가소성-엘라스토머 폴리비닐 클로라이드(TPVC) 및 열가소성-엘라스토머 폴리아미드(TPAE)가 포함된다. 본 발명의 방법에 있어서, 전술한 열가소성 중합체는 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용된 수지는 각종 형태의 통상의 첨가제, 예컨대 가소제; 안정화제; 자외선 흡수제; 착색제; 이형제; 섬유성 강화제; 예컨대 유리 섬유 및 카본 섬유; 및 충전제 예컨대 유리 비이드, 탄산 칼슘 및 탈크를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 당업계에서 통상 사용되는 양으로 사용될 수 있다.

사출을 위한 온도 및 압력 조건과 관련하여, 열가소성 수지의 사출 성형을 위해 당업계에서 일반적으로 이용되는 조건을 이용할 수 있다. 예컨대, 수지가 폴리스티렌이면, 온도는 일반적으로 180 내지 220℃의 범위이고, 압력은 일반적으로 50 내지 200 MPa의 범위이다.

이하, 도면을 참고로 하여 본 발명의 방법을 보다 상세히 설명하겠다.

도 1은 본 발명에서 사용된 금형중의 하나를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 금형 1은 고정 금형 반쪽 1a와 고정 금형 반쪽과 한짝이되는 이동 금형 반쪽 1b를 함유하고 있으며, 그에 의해 고정 금형 반쪽 1a의 내벽과 이동 금형 반쪽 1b의 내벽에 의해 정의된 금형 캐비티 2를 제공한다. 금형 캐비티 2는 마주 보는 제 1 및 제 2 내벽 2b와 2a를 가지고 있으며, 수지 유입구(스푸루 4 및 게이트 5)와 기체 유입구(기체 도입선 10과 기체 도입핀 8)과 연결되어 있다. 금형 1은 금형 캐비티 2의 제 2 내벽 2a에 금형의 외부와 연결되는 내부 구멍을 가지고 있는 기체-방출 통로 3을 가지고 있다. 기체-방출 통로 3은 금형 1의 접하는 면을 따라 형성된 슬릿이며, 이 슬릿은 기체-방출 통로 3으로 용융 수지를 통과시키지 않으면서 금형 1의 외부로 금형 캐비티 2에 존재하는 기체를 방출시킬 수 있는 적절한 두께(폭)의 횡단면을 가지고 내부 구멍의 인접한 곳에 위치되어 있다. 그의 횡단면을 통해본 슬릿의 적절한 두께는 사출 성형 조건하에서 사용되는 수지의 형태에 따라 다양하다. 하지만, 슬릿의 두께는 일반적으로 1/200mm 내지 1/10mm, 더욱 바람직하게는 1/100mm 내지 1/10 mm, 훨씬 더 바람직하게는 3/100 내지 7/100 mm 이다.

금형 1에서, 각 배출 핀 6는 이동 금형 반쪽 1b에 형성된 구멍에 위치되어 있으며, 그의 앞 끝이 제 1 내벽 2b의 금형 캐비티 2에 노출되어 있다. 각 배출 핀 6과 거기에 배치된 배출핀을 가지고 있는 구멍의 벽면사이의 갭은 0-링으로 밀봉되어 있어 기체가 금형 캐비티 2에 도입되었을때 각 배출핀 6주위의 갭을 통해 금형 1로부터 기체의 누출을 차단한다. 이러한 금형 1의 구조는 금형 캐비티 2의 제 1 내벽 2b로 하여금 용융 수지제 1 면과 함께 용융 수지/제 1 내벽 계면을 형성하도록 만들며, 계면은 가압하된 기체에 의해 충진된 밀폐된 공간을 형성할 수 있도록 가압하된 기체에 의해 팽창가능하다.

각 기체 도입핀 8은 이동 금형 반쪽 1b에 형성된 구멍내에 배치되어 있고, 그의 앞끝은 제 1 내벽 2b의 금형 캐비티 2에 노출되어 있다. 각 기체 도입핀 8은 기체 도입선 10이 기체 도입된 8과 거기에 배치된 기체 도입핀 8을 갖는 구멍의 벽면사이의 갭을 통해 금형 캐비티 2와 연결되도록 되어 있다. 기체 도입관 10은 기체 밸브 9a를 통해 가압하된 기체의 공급원(보이지 않음)에 연결되어 있다.

따라서, 가압하된 기체는 기체 밸브 9a, 기체도입선 10 그리고 구멍에 배치된 각 기체 도입핀 8 주위의 갭을 통해 금형 캐비티 2 로 공급된다. 각 0-링 7b는 금형 캐비티 2로 도입되는 가압하된 공급 기체가 새는 것을 방지하기 위한 것이다.

도 1에 표시된 금형 1은 그의 후면에 리브를 가지고 있는 박스형태의 수지제품을 제조하기 위해 사용도는 데 적합한 것이다. 도 1에서 금형 1의 접하는 면의 내부 모서리가 박스형태의 수지 제품의 바닥면의 주변 모서리에 대응하는 선을 따라 배치되어 있다. 기체-방출 통로 3의 내부 끝은 박스형태의 수지 제품의 하부 표면의 주변 모서리 위치에 대응하는 제 2 내벽 2a의 부분에서 개방되어 있다. 기체-방출 통로 3의 내부 말단(개구)의 위치는 도 1에 나타난 것으로 제한되지 않으며, 금형 1의 접하는 면의 위치에 따라 도2와 3에 표시된 것과 같은 다양한 다른 위치가 선택될 수 도 있다.

도 2는 기체-방출 통로 3의 다른 예를 보여주는 개략도이다. 도 2에서 금형 1의 접하는 표면의 내부 모서리는 박스형태의 수지 제품의 측벽의 상부 모서리에 대응하는 선을 따라 확장되어 있다. 도 2에는, 기체-방출 통로 3은 제조 되는 박스형태의 수지 제품의 측벽의 상부 모서리에 대응하는 제 2 내벽 2a의 주변부분에서 그의 내부 구멍을 가지고 있다. 도 2에서, 금형 캐비티 2로 가압하된 기체를 도입하기 위한 기체 도입핀 8이 이동 금형 반쪽 1b에 형성된 구멍내에 배치되어 있으며, 도 1과 마찬가지로 그의 제 1 내벽 2b의 금형 캐비티 2에 노출된 앞끝을 가지고 있다.

도 3은 기체-방출 통로 3의 다른 예를 보여주는 개략도이다. 도 3의 금형의 접하는 표면의 내부 모서리는 박스형태의 수지 제품의 측벽의 높이의 중간, 주변선에 대응하는 선을 따라 확장되어 있다. 도 3에는, 기체-방출 통로 3은 제조 되는 박스형태의 수지 제품의 측벽의 중간 주변선에 대응하는 2 내벽 2a의 부분에서 내구 구멍을 가지고 있다. 도 3에서, 금형 2로 가압하된 기체를 도입하기 위한 기체 도입핀 8도 1과 같이 이동 금형 반쪽 1b에 형성된 구멍내에 배치되어 있으며, 그의 제 1 내벽 2b의 금형 캐비티 노출된 앞끝을 가지고 있다.

본 발명의 방법은 도 1을 참고로 더욱 상세하게 설명될 것이다.

본 발명의 방법의 단계(2)에서, 수지는 금형 캐비티의 부피와 동일한 수지 부피를 갖는 용융 수지의 상기 언급된 중량(VW) 이상으로 스프루 4와 게이트 5를 통해 금형 1의 금형 캐비티 2로 일정한 사출 온도와 압력조건하에서 용융 상태로 사출된다. 즉, 용융 수지에 의한 금형 캐비티의 과도한 충진으로 인해 금형의 제 1 및 제 2 내벽 2b와 2a 각각과 접하는 마주보는 제 1 및 제 2 표면을 가지고 있는 용융체를 형성하며, 한편으로 금형 캐비티 2의 외부에 존재하는 기체는 사출용융된 수지로부터 방출된 기체와 함께 기체-방출통로 3을 통해 금형 캐비티 2의 외부로 방출된다. 금형 1의 기체-방출 통로 3에 의해, 용융 수지체의 제 2 표면과 금형 캐비티 2의 제 2 내벽 2a 사이의 부분에 기체가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 기체의 유입을 용이하게 방지하기 위해, 기체-방출 통로 3의 내부 구멍이 도 1에 나타난 바와 같이 금형 캐비티 2의 게이트 5로부터 떨어진 금형 캐비티 2의 말단 부분에 위치된다.

단계 (2)의 완결후, 단계(3)에서, 밸브 9a는 개방되어 가압 기체가 가압 기체 공급원(보이지 않음)으로부터 기체도입관 10 그리고, 각 기체도입관 8과 거기에 배치된 기체 도입핀 8의 구멍의 벽면 사이의 갭으로 흘러들어간다.

이러한 방식으로, 가압 기체가 용융 수지체의 제 1 면의 측면상의 금형 캐비티로 들어가 용융 수지/제 1 내벽 계면을 팽창시키고, 그에 의해 용융 수지체를 통해 가압 기체로 충진되어 있으며, 기체-방출 통로 3으로부터 분리된 밀폐된 공간을 형성하고, 그 결과 밀폐된 공간내에 채워진 가압 기체는 용융 수지체의 제 2 표면을 금형 캐비티 2의 제 2 내벽 2a에 대해 압력을 가한다. 각각 용융 수지체의 제 1 및 제 2 표면은 사출 성형되는 성형 수지 제품의 후면 및 전면에 해당된다.

단계(3)은 단계(2)의 완결후 즉시 수행될 수 있다. 다른 방법으로는, 단계(3)이 용융 수지체가 고화되기전에 수행될 수 있다면 단계 (2)와 단계 (3)는 적절한 시간차이를 가질 수 있다.

본 발명에서 사용될 수 있는 기체의 예로는, 질소,공기, 이산화탄소 및 아르곤과 같은 실온에서 기체 상태인 물질을 들수 있다. 질소와 같은 불활성 기체가 바람직하다. 가압 기체의 적절한 압력은 사용된 수지의 종류, 제조되는 성형품의 형태와 크기와 같은 인자에 따라 다양하다. 그러나, 기체의 압력은 일반적으로 1 내지 25 MPa, 바람직하게는 4 내지 20 MPa이다.

본 발명의 방법의 단계 (3)(에서, 용융 수지체를 통해 가압 기체로 채워지며 기체-방출 통로 3과 분리되어 있는 밀폐된 공간은 용융 수지체의 제 1 면과 금형 캐비티 2의 제 1 내벽사이에 형성된다. 밀폐된 공간에 채워진 가압 기체의 작용에 의해, 용융 수지체의 제 2 면은 금형 캐비티 2의 제 2 내벽 2a에 대해 가압된다. 그 결과, 용융 수지체를 고화시키기위해 냉각될 때, 표면처리가 개선된 성형품, 즉, 우수한 광택을 가지고 있으며, 캐비티 내벽 2a의 윤곽을 우수하게 복제하며, 싱크마크가 없는 성형품을 수득할 수 있다.

또한, 가압 기체는 금형 캐비티 2의 제 1 내벽으로부터 용융 수지체의 제 1 면의 넓은 부분을 효과적으로 분리함으로써, 금형의 이형성이 개선된다.

(그 예로는, 도 5, 8 및 11에 나타난 바와 같이, 가압 기체가 제 1 내벽 2b와 리브에 상응하는 용융 수지체의 부분 12의 가장 밑부분 사이에 침투한다).

일반적으로, 갭(공간)이 필연적으로 기체 도입핀 8과 거기에 배치된 기체 도입핀 8을 갖고 있는 구멍의 내벽사이에 형성되고, 그 결과 가압 기체가 자유롭게 그 공간을 통해 이동할 수 있게 된다. 따라서, 거기에 다른 갭(공간)이 제공될 필요는 없다. 그러나, 도4(a)와 도(4b)에 나타나 있는 것과 같이, 원형의 횡단면을 가지고 있는 구멍 11을 사용하고, 비원형의 횡단면을 가지고 있는 기체 도입핀 8을 사용함으로써, 가압 기체가 아주 부드럽게 유동할 수 있는 아주 넓은 공간이 제공될 수 있다. 도4(a)와 도(4b)에서, 숫자 11은 이동 금형 반쪽 1b에 제공된 구멍을 나타내며, 문자 S는 비원형의 횡단면을 가지고 있는 기체 도입핀 8의 표면을 절단함으로써 형성된 공간을 나타낸다. 기체 도입핀의 전방 끝의 인접한 곳에, 공간 S가 그곳으로 용융 수지를 유입시키지 않지만, 가압 기체만이 그곳을 통해 자유롭게 이동할 수 있는 크기를 가지고 있는 것이 유리하다. 공간 S의 적절한 크기는 금형내 금형 캐비티의 내부 형상, 기체 도입핀 8의 위치, 기체 도입핀 8의 재료, 성형 조건 등에 따라 다른다. 그러나, 일반적으로 공간 S의 크기가 1/200 mm 내지 1/5 mm, 더욱 바람직하게는 1/100mm 내지 1/10mm, 훨씬 더 바람직하게는 1/20 mm이다. 또한, 그의 전방 말단 부분외에 기체 도입핀 8의 부분에서, 공간 S의 크기가 상기 바람직한 범위보다 커서, 기체의 흐름을 용이하게 만드는 것이 바람직하다.

도 5는 가압 기체가 어떻게 용융 수지체 2'의 제 2 면이 본 발명의 금형 캐비티의 제 2 내벽에 대해 가압되는 가를 보여주는 예를 나타난 개략도이다.

도 5는 또한 수지 성형품의 리브에 해당하는 용융 수지체 2' 의 부분 12와 수지 성형품의 측벽에 해당하는 수지 용융체 2'의 부분 13의 상태를 개략적으로 보여준다.

구멍 11의 내벽과 기체 도입핀 8 사이의 공간을 통하여 금형 캐비티로 도입된 가압된 기체는 용융 수지/제 1 내벽 계면을 확장시켜, 이로 인하여 가압된 기체로 채워진 밀폐 공간이 형성되고, 이 가압된 기체는 용융 수지체 2' 의 제 2 표면이 금형 캐비티의 제 2 내벽을 압박하도록 압력을 가한다. 가압된 기체는 수지 성형품의 리브에 해당되는 용융 수지체 2'의 부분 12의 저부에 도달하여, 용융 수지체 2'의 제2 표면은 금형 캐비티의 제2 내벽을 확실히 압박하여, 싱크마크가 없는, 표면 마감이 향상된 수지 성형품의 제조를 가능하게 한다. (이와 반대로, 종래의 사출 성형법에서는 리브 반대편 수지 성형품의 전면 부분에서 싱크마크가 발생하는 것을 막을 수 없다.)

다른 한편으로는, 도 5에서 화살표로 표시되었듯이, 가압된 기체는 또한 수지 성형품의 측벽에 해당되는 용융 수지체 2'의 부분 13에 도달하여 수지 성형품의 측벽의 전면에 해당되는 용융 수지체 2' 의 제2 표면이 금형 캐비티의 제2 내벽 2a를 압박하도록 한다.

일반적으로, 가압된 기체의 압력이 높을수록, 가압된 기체의 누출이 일어나기 쉽다. 그러나 본 발명의 방법에서는 가압된 기체의 압력이 높을 수록, 용융 수지체 2'의 부분 13의 제2 전면이 금형 캐비티의 제2 내벽 2a를 강하게 압박하여, 가압된 기체가 금형 캐비티의 제2 내벽으로 침입하는 것이 확실히 방지된다.

기체가 용융 수지체 2' 의 제 2 표면으로 침입하는 것을 예방하는 효과는 본 발명의 기체-방출 통로 요구 조건 및 과다한 충진 요구 조건이 모두 만족될 때만이 이루어질 수 있다. 본 발명의 기체-방출 통로 요구조건 및 과다한 충진 요구 조건 중 어느 하나가 만족되지 않을 때, 용융 수지체 2'의 제 1 표면의 금형 캐비티에 도입된 가압된 기체는 용융 수지체 2'의 표면으로 쉽게 침입하여, 불리하게도 용융 수지체 2'의 표면에 기체 누출 통로를 형성하고, 이 기체 누출 통로는 기체를 용융 수지체 2'의 제 1 표면으로부터 용융 수지체 2' 의 제 2 표면으로 가도록 한다. 이 기체 누출 통로가 용융 수지체 2'의 제 1 표면 및 제 2 표면에 형성될 때, 기체 누출 통로로부터 분리되고 가압된 기체로 충진된 밀폐 공간을 형성하는 것이 어려워진다. 도 2에서 보여지는 것과 같은 짝이 되는 표면을 가진 금형의 종래의 사출 성형법에서 사용될 때, 가압된 기체가 금형 외부로 누출되기 쉽다. 그러나 본 발명에서는 기체 누출 통로가 금형 캐비티와 금형의 짝이 되는 표면과 관련하여 형성되는 특정 구조를 가진 금형을 사용해야 한다는 요구 조건 및 금형 캐비티를 용융 수지체로 과다하게 충진시키는 것을 실행해야 한다는 요구 조건을 둘 다 만족시킴으로써, 가압된 기체가 금형 외부로 누출되는 것을 만족스럽게 방지할 수 있다. 본 발명에서 사출 용융 수지의 기체 봉인 효과의 증가 측면으로부터, 밀폐 공간의 형성을 위해 가압된 기체에 의해 확장된 용융 수지/제 1 내벽 계면은 형성되어 밀어내는 부분, 예를 들면 수지 성형품의 편재된 두꺼운 부분(예를 들면 리브 또는 보스)하나 이상, 또는 성형품의 한쪽 벽 하나 이상, 또는 하나 이상의 편재된 두꺼운 부분과 하나 이상의 한쪽 벽의 조합을 형성하고자 하는 용융 수지체에 의해 완전히 둘러싸인다. 더욱이, 사출 용융 수지의 기체봉인 효과를 더욱 증가시키기 위하여 전술된 수지 성형품의 밀어내는 부분이 구성 특징, 예를 들면 높이가 3mm 이상인 것이 바람직하고, 7 mm 이상이 더욱 바람직하고, 10 mm 이사이 더욱 더 바람직하며, 용융 수지/제 1 내벽 계면에서 그로부터 밀어내는 부분의 측면이 생성되는 수지 성형품 표면 부분에 평행인 면에 대하여 45° 내지 90°의 각으로 연장되는 측면을 갖는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 80° 내지 90°, 더욱 더 바람직하게는 88° 내지 89.5°의 각으로 연장되는 측면을 갖는 것이다.

용융 수지는 냉각시 수축한다. 따라서, 금형 캐비티의 내부 형태에 따라서 가압된 기체가 용융 수지의 냉각시 수축에 의해 누출하는 것이 가능하다. 그 가능성을 피하기 위하여, 단계 (2)에서 용융 수지의 사출 후 예비 측정된 홀딩 압력을 사출 용융 수지에 적용하여 냉각시 감소된 용융 수지체의 부피를 보충한다.

홀딩 압력은 일반적으로 100 MPa 이하이고, 바람직하게는 5 내지 40 MPa 범위이다. 상술된 범위의 홀딩 압력이 적용될 때, 용융 수지체에 냉각 수축에 의한 가압된 기체의 누출 발생 위험은 깍인 자국의 발생없이 피할 수 있다. 더욱이, 전술된 바와 같이 그 홀딩 압력을 사출 용융 수지에 적용함으로써 제조될 수지 성형품의 편재된 두꺼운 부분(예를 들면 리브 또는 보스)의 기계적 강도 및 크기의 감소가 일어나는 것을 방지하는 것이 가능해 진다. 따라서, 그 홀딩 압력을 적용함으로써 제조될 수지 성형품의 디자인에서의 자유가 증가된다.

가압된 기체가 이동 금형 절반으로부터 도입되는 것은 불필요하다. 가압된 기체는 고정 금형 절반으로부터 도입될 수도 있다. 가압된 기체가 이동 금형 절반으로부터 도입되는지 또는 고정 금형 절반으로부터 도입되는지는 금형 캐비티의 제 1 및 제 2 내벽과 금형의 고정 및 이동 금형 절반 사이의 위치 관계에 따라 다르다. 일반적으로 이동 금형 절반 금형 캐비티 2의 제 2 내벽 2a가 도 1에 나타난 바와 같이 고정 금형 절반에 존재할 때, 가압된 기체는 도 1에 나타난 바와 같이 이동 금형 절반 1b로 부터 도입되는 것이 바람직하다. 이와 반대로, 금형 캐비티의 제 2 내벽이 도 1에 나타난 바와 같이 이동 금형 절반에 존재할 때, 가압된 기체는 도 1에 나타난 바와 같이 고정 금형 절반으로부터 도입되는 것이 바람직하다.

가압된 기체의 도입 후, 용융 수지체는 냉각되어 용융 수지체를 고체화한다.

이어서, 가압된 기체를 금형 캐비티 2로부터 빼낸 후, 금형 1을 열고,얻어진 수지 성형품을 분출 핀 8에 의해 이동 금형 절반으로 부터 분출한다.

본 발명의 방법은 후면에 수지 성형품이 두께가 증가되는 국부적으로 밀어내는 부분(예를 들면, 리브, 보스 또는 이들의 조합물과 같은 밀어내는 부분)을 가진 수지 성형품을 제조하는데 특히 유리하다. 구체적으로는 본 발명의 방법은 벽 두께(도 6에서로 표시)및 국부 밀어냄의 폭(도 6에서로 표시)이 하기의 관계를 가지는 수지 성형품의 제조에 특히 효과적이다.

w ≥ (3/5)t.

상기 관계식을 만족시키는 수지 성형품의 종래의 사출 성형법으로 제조되면, 그 사출 성형품은 그의 후면의 국부 밀어냄의 반대편에 위치한 사출 성형품의 전면부분에 싱크마크를 가지기 쉽다. 이와 반대로 본 발명의 방법에서는 그러한 싱크마크의 발생이 확실히 방지된다.

도 7은 본 발명의 방법에서 사용될 다른 형태의 금형의 단면도이다. 도 7에서 보여지는 금형은 기체 도입핀 8이 사용되지 않고, 가압된 기체가 각 분출핀 6과 분출 핀 6가 배치된 구멍의 내벽 사이 공간을 통해 금형 캐비티로 도입된다는 점에서 도 1에서 보여지는 금형과 다르다. 도 7의 금형에 대하여, 금형 캐비티 2로부터 멀리 떨어진 이동 금형 절반의 후면에, 분출 핀 6와 분출 핀-지지판 14의 후면 끝부분을 포함하는 봉인 챔버 15가 제공된다. 봉인 챔버 15는 가압된 기체를 위한 소스에 기체 밸브 9a를 통하여 연결되어 있다. 기체 소스로부터 공급되는 가압된 기체는 봉인 챔버 15을 통하여 금형 캐비티 2, 및 분출 핀 6가 분출 핀 6가 배치된 구멍의 내벽 사이 공간에 도입된다. 상술된 구조를 가진 도 7의 금형 1의 경우, 봉인 방법(예를 들면 0-고리)을 분출 핀 6와 화합하여 제공하는 것은 불필요하다. 더욱이 이동 금형 절반 1b가 예를 들면 전면과 후면 끝이 금형 캐비티 2 및 봉인 챔버 15에 노출된 분리 가능하고 교환가능한 캐비티 삽입 멤버가 이동 금형 절반 1b에 제공되는 비적분 구조를 가질 때, 캐비티 삽입과 이동 금형 절반 1b동 금형 절반 1b의 남은 적분 구조 사이 접합을 기체로 타이트 하게 봉인할 필요가 없다.

도 8은 가압된 기체의 일부가 용융 수지체로 침입하여 두꺼운 부분에서 캐비티를 형성하여 어떻게 가압된 기체가 용융 수지체의 제 2 표면이 본 발명의 방법의 금형 캐비티의 제 2 내벽을 압박하도록 하는지를 보여주는 다른 단면도이다.

이 예에서, 기체 도입핀 8과 베치된 핀 8을 가진 구멍의 벽 표면 사이의 갭을 통해 금형 캐비티로 도입된 가압된 기체는 제 1 내벽 2b를 통해 퍼지고, 용융 수지와 제 1 내벽 2b 사이의 계면(용융 수지/제 1 내벽 계면)이 팽창하도록 한다. 그후, 가압된 기체의 일부는 제조될 수지 성형품의 립에 해당하는 용융 수지 부분 12의 저부에 도달하여, 용융 수지 부분 12의 반대편에 위치하는 용융 수지체의 제 2 표면 부분은 제 2 내벽 2a를 압박하고, 그로 인하여 싱크마크가 수지 성형품의 리브(용융 수지 부분 12에 해당됨)의 반대편에 위치하는, 종래의 방법에서 싱크마크가 용이하게 발생했던, 용융 수지체의 전면( 용융 수지체의 제 2 표면에 해당됨) 부분에 발생하는 것을 방지하다. 더욱이 용융 수지 부분 12의 저부에 도달한 가압된 기체의 일부는 용융 수지 부분 12의 저부의 특정 위치에 도달하여 캐비티 16을 형성하고, 이로 인하여 싱크마크 방지 효과를 높인다. [제조될 성형품의 편재된 두꺼운 부분에 해당하는 도 8에서 보여진 용융 수지 부분 12의 단면도에서, 기체로 충진된 밀폐 공간은 용융 수지 부분 12의 저부의 중앙으로 연장되어 용융 수지 부분 12에서 캐비티 16을 만든다. 형성된 캐비티는 도 8의 도면에 포함된 면을 수직으로 횡단하는 라인을 따라 용융 수지 부분 12로 연장된다. 따라서, 도 8에서 보여진 것과 다른 부분에서 취해진 특정 단면도에서, 캐비티 16은 도 9(a)에서 보여진 실질적으로 원형인 단면을 가질 수 있다. 캐비티 16 형성에 의한 싱크마크 방지 효과는 또한 종래의 내부 기체 사출 성형법 (캐비티 형성 내부 기체 사출 성형법) 기술로도 이루어질 수 있다. 그러나, 본 발명의 사출 성형법에서 캐비티 16 뿐만 아니라, 가압된 기체로 충진된 밀폐 공간은 용융 수지 부분 12의 저부를 둘러싼 위치의 금형 캐비티에서도 형성될 수 있어서, 용융 수지체의 제 2 표면은 제 2 내벽 2a의 용융 수지 부분 12의 반대편에 위치한 제 2 내벽 2a 부분 뿐 아니라, 용융 수지 부분 12의 반대편에 위치한 상기 부분을 둘러 싼 곳에 위치한 제 2 내벽 2a 부분을 압박한다. 따라서, 본 발명의 방법에 의하여 종래의 내부 기체 사출 성형법에 동반되는 문제인, 수지 성형품의 전면에 불균일한 광택이 일어나지 않는 리브를 가진 수지 성형품을 제조하는 것이 가능하다.

도 9(a)는 본 발명의 방법에 의해 제조된 사출 성형품의 편재된 두꺼운 부분의 한 형태를 나타내는 단면도로서, 캐비티가 두꺼운 부분 내에 형성되는 것을 보여주며; 도 9(b)는 종래 방법에 의해 제조된 사출 성형품의 편재된 두꺼운 부분의 한 형태를 나타내는 단면도로서, 두꺼운 부분 내에 형성된 캐비티가 다른 부분으로 침입하는 것을 보여준다. 상기에 이미 언급되었듯이, 종래의 내부 기체 사출 성형법에서는 수지 성형품의 두꺼운 부분에 해당되는 용융 수지체의 부분으로 도입된 가압된 기체는 도 9(b)에서 도식적으로 보여지듯이 용융 수지체의 다른 부분으로 침입하기 쉽다. 가압된 기체 용융 수지체의 바람직하지 않은 부분으로 침입하는 것은 가압된 기체의 압력 및 두꺼운 부분의 형태와 크기에 의해 의존하여 억제될 수 있다. 그러나 특히 결정성 수지로부터 수지 성형품을 제조하고자 할 때, 또는 고압으로 가압된 기체가 사용될 때는, 상술된 가압된 기체가 침입하는 것을 막기가 어렵다. 다른 한편으로는 본 발명의 사출 성형법에서는 가압된 기체가 침입하는 것이 쉽게 일어나지 않는다.

도 10은 본 발명의 방법에서 사용되는 또다른 형태의 금형의 단면도이다.

이 금형은 본 발명의 방법과 종래의 캐비티-형성 기체 사출 성형법을 조합하여 사용함으로써 수지 성형품을 제조하는데 사용할 수 있다. 도 10에서 보여진 금형에서 기체 사출 캐비티 니들 조각 10이 고정 금형 절반 1a에 제공되고, 기체 사출 캐비티 니들 조각 17의 말단부는 리너의 내벽에 형성된 개방 구멍에 연결된다. 가압된 기체(미도시)의 공급원으로부터, 캐비티 형성 기체로 사용되는 가압된 기체는 기체 밸브 9b, 기체 사출선 10b 및 기체 사출 캐비티 니들 17을 통해 러너내의 용융 수지로 사출되어 내부에 이 형성된 용융 수지체가 금형 캐비티내에 얻어진다.

도 11은 가압된 기체가 도 10에 도시된 구성과 같은 구성을 가진 금형 1의 금형 캐비티의 제 2 내벽 2a에 맞대어 가압되는 용융 수지체의 제 2 표면을 밀고나가는 방법의 다른 예를 도시한 도식도이며, 여기서, 가압된 기체의 일부는 용융 수지체로 침입하여 캐비티를 형성한다. 이 예에서, 기체 사출핀 8의 표면과 내부에 핀 8이 위치된 구멍의 벽 표면사이의 갭을 통해 금형 캐비티으로 사출된 가압된 기체는 제 1 내벽 2b를 따라 퍼지고 용융 수지와 제 1 내벽 2b 사이의 계면이 확장되도록 하여, 용융 캐비티의 제 2 내벽 2a을 가압하여 용융 수지체의 제 2 표면을 밀고나아간다. 그러므로, 가압된 기체의 일부는 용융 수지 부분 12의 저부( 이 부분은 생성될 수지 성형품의 리브에 해당함)에 도달하여, 용융 수지체의 제 2 표면의 부분( 이 부분은 용융 수지 부분 12와 맞대어 위치되어 있음)은 제 2 내벽부 2a을 가압하여, 수지 성형품의 리브(이 리브는 용융 수지 부분 12에 해당함)에 맞대어 위치되어 있는 수지 성형품의 전면의 부분에서 싱크마크의 발생을 막는다. 성형품의 이러한 부분 전면은 종래의 성형 방법에서 싱크마크의 발생으로 인한 문제가 발생할 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 기체 사출 캐비티 니들 조각 17을 통해 용융 수지로 사출되는 캐비티형성 기체로서의 가압된 기체는 생성될 수 지 성형품의 리브에 해당하는 부분에서 용융 수지 부분 12 내에 캐비티 18을 형성하여, 싱크마크 방지 효과를 증대시킨다. 캐비티 18의 형성에 의한 이러한 싱크마크 방지 효과는 종래의 내부 기체 사출 성형법(캐비티 형성 기체 사출 성형법)의 기술에 의해 또한 성취된다. 그러나, 본 발명의 사출성형법에서, 캐비티 18에 부가적으로, 가압된 기체로 충진된 밀폐 공간은 또한 용융 수지 부분 12(12' 로 표시된 위치를 포함함)의 저부 둘레의 위치에서 금형 캐비티내에 형성되어, 용융 수지체의 제 2 표면은 용융 수지 부분 12에 바로 맞대어 위치되어 있는 제 2 내벽 2a 의 부분에서 뿐만 아니라 용융 수지 부분 12에 바로 맞대어 있는 상기 언급된 부분둘레에 위치되어 있는 제 2 내부벽 2a의 부분에서 제 2 내벽 2a 에 맞대어 가압된다. 그러므로, 본 발명의 방법에 의해, 종래의 내부 기체 사출 성형에 동반되는 문제가 되는, 사출 성형품의 전면의 윤 및 광택의 불균일성이 발생하지 않은 리브를 가진 수지 성형품을 생성하는 것이 가능하다. 도 8 에 도시된 방식으로 행해지는 성형의 경우에서, 도 10에 도시된 것과 같은 구성을 가진 금형이 사용되는, 본 발명과 캐비티 형성 사출 성형법을 결합하여 사용함으로써 성형이 행해질 때, 용융 수지체의 소망하지 않는 부분으로 가압된 기체가 사출되는 것은 종래의 캐비티 기체 사출 성형법만을 단독으로 사용하는 성형과 다르게, 발생하지 않을 것이다.

도 12는 본 발명의 방법에 따라 제조된 다른 형태의 수지 성형품의 일부를 절단하여 투시한 개략도이다. 상기에서 이미 언급한 것과 같이, 도 12에 나타난 것과 같은 수지 성형품은 유리하게는 싱크마크의 생성이나 금형 캐비티로부터 가압 기체의 방출이 생기지 않고 팽창된 용융 수지/제 1 내벽 계면이 금형 캐비티의 제 1 내벽의 부분에만 형성되는 본 발명의 방법에 의해 유리하게 제조될 수 있다. 구체적으로는, 도 12 의 수지 성형품은 팽창된 용융 수지/제 1 내벽 계면을 도 13a(도 12의 수지 성형품의 수평 단면도)에서 25로 표시된 부분에 해당하는 금형 캐비티의 제 1 내벽의 부분에만 형성되는, 도 1 에 나타난 것과 같은 금형을 사용하여 본 발명의 방법에 의해 제조될 수 있다. 도 12에 나타낸 수지 성형품 19는 하부벽 23, 측벽 24a 내지 24c 및 24d(보이지 않음), 높이 보충 리브 21b를 갖는 리브 20(두께가 두꺼운 리브), 및 높이 보충 리브 21a를 갖는 리브 22(지지리브)를 함유하며, 여기에서, 리브 22와 20은 측벽 24a와 24b 각각과 T형 교차점을 형성한다. 수지 성형품 19는 측벽 24a 내지 24c, 높이지지 리브 21b를 갖는 리브 20 그리고 높이지지 리브 21a를 갖는 리브 22에 해당하는 오목부를 가지고 있는 금형에 의해 제조될 수 있으며, 오목부는 사출 성형 조작시 형성되는 평창된 용융 수지/제 1 내벽 계면상에 금형 캐비티의 제 1 내벽에 상기 언급된 가장자리 부분[도 13a에서 나타난 부분 25에 해당]을 형성한다.

높이지지 리브 21b에 해당하는리브 20을 위한 오목부와 높이지지 리브 21a에 해당하는 리브 22의 오목부 각각은 가압 기체(제 1 내벽 표면의 상기 언급된 가장 자리 부분상에 밀폐 공간을 형성하기 위해 금형 캐비티에 도입되는)가 수지 용융체의 바람직하지 않은 부분으로 침투되는 것을 방지하는 기능을 한다. 바람직하지 않은 부분은 상기 언급된 가장자리 부분(부분 25에 해당)의 외부에 위치되어 있다.

도 13a는 도 12의 수지 성형품 19의 개략적인 하부도이다. 도 13b는 선 XIII-XIII를 따라 취한 수지 성형품 19의 개략적인 단면도이다 그리고 도 13c는 선 XIII'-XIII를 따라 취한 도 13a의 수지 성형품의 개략적인 단면도이다. 도 13a에서, 26으로 표시된 부분은 가압 기체를 위한 기체 유입구에 해당하는 수지 성형품 19의 부분이다.

본 발명의 방법에 있어서, 제조되는 수지 성형품은 도 12 및 도 13a에 나타낸 바와 같은 구조를 갖는 바, 이 구조에서는, 벽이 다수의 돌출부(성형 수지품 19 및 성형 수지품 20 및 22 의 측벽 24a 및 24b의 각 부분)로 이루어진, 벽으로 둘러싸인 영역 25가 수지 성형품 19의 이면 쪽에 형성된다. 즉, 영역 25는 측벽 부분 24a 측벽 부분 24b, 리브 20 및 리브 22 로 둘러싸인다. 이 영역 25는 본 발명의 방법에 따르는 사출 성형 조작중에 일단 형성된, 확장된 용융 수지/제 1 내벽 계면에 해당된다. 도 12 및 도 13a에서 보는 바와 같이, 리브 22 및 20은 측벽 24a 및 24b 와 함께 T-자형을 교차된 형태를 만든다. 이 경우, 도 12 및 도 13a에서 보는 바와 같이, 도 12의 성형 수지품 19에서, 측벽 24a 및 24b(이것은 리브 20 및 22 와 함께 영역 25를 둘러싼다)는, 리브 22 및 20이 각각 측벽 24a 및 24b와 T-자형으로 교차되는 점에서, 높이 보충용 리브 21a 및 21b를 가지므로써 리브 22 및 20 이 측벽 24a 및 24b의 높이와 실질적으로 동일하게되도록 영역 25의 외부쪽으로 확장된다. 본 발명에 있어서, 용어 실질적으로 동일한 높이 는 높이에서의 차이가 0 내지 10% 임을 의미한다. 도 13b를 참고로하여 설명하면, 측벽 24a , 24b 및 24c의 높이(H1으로 표시됨), 리브 20 (큰 두께를 가짐) 및 리브 22 (지지용 리브)의 높이(d2로 표시됨)및 높이 보충용 리브 21a 및 21b의 높이(h1 으로 표시됨) 가 하기 관계식을 만족시키는 것이 바람직하다;

h1 + d2 ≥ 0.8 × H1

도 12의 성형 수지품은 h1 + d2 = H 1인 성형 수지품의 보다 바람직한 예이다.

전술한 T-자형의 교차부를 갖는 성형 수지품의 제조와 관련하여, 2개의 교차부(측벽 24a와 지지용 리브 22의 교차부 및 측벽 24b와 리브 20의 교차부)가 실질적으로 서로 동일한 높이를 가질 때, 성형 수지품 19의 영역 25에 해당하는 용융 수지/제 1 내벽의 확장에 의해 형성된 밀폐 공간으로부터 가압 기체가 누설되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

전술한 T-자형의 교차부는 교차부가 빗각을 갖는 구조를 가질 수 있다.

또한, T-자형 교차부는, 도 14에서 나타낸 바와 같이, 동일한 높이의 측벽 27b 및 27c가 서로 연결되어 교차부를 형성하고, 리브 28(측벽 27b 및 27c 보다 적은 높이를 가지며, 리브 28과 측벽 27b 및 27c 사이의 높이 차이를 제거하기위해 높이 보충용 리브를 그 위에 가진다)이 측벽 27b 및 27c 사이의 교차부에 연결되어 T-자형 교차부를 형성하는 것과 같은 구조를 가질 수 있다.

T-자형 교차부의 전술한 예에서, 다른 교차부 사이의 높이 차이는 높이 보충용 리브(리브 21a 또는 21b)을 사용하여 제거되거나 향상된다. T-자형 교차부에서의 높이 차이를 제거 또는 향상시키는 것은, 높이 보충용 리브를 형성함으로써 수행할 필요가 있는 것을 아니고, 높은 교차부의 높이를 감소시켜 수행할 수도 있다. 또한, T-자형 교차부의 최상부 표면과 관련하여, 최상부 표면이 성형 수지품의 이면과 평행한 면을 따라 확장될 필요가 있는 것은 아니며, 또한, T-자형 교차부의 최상부 표면이 직선적으로 확장될 필요가 있는 것도 아니다. 즉, T-자형 교차부의 최상부 표면은 성형 수지품의 이면과 평행하지 않은 면을 따라 확장될 수 있거나 곡선을 따라 확장될 수 있다.

도 13b를 참고로 하면, 본 발명의 방법으로 제조된 성형 수지품에 있어서, 높이 보충용 리브 21a 및 21b의 폭(d1으로 표시됨) 및 지지용 리브 22 의 높이(d2 로 표시됨)가 측벽 24a 내지 24c 의 두께 (T1 으로 표시됨) 및 기저벽 23 의 두께 (t1으로 표시됨)와 하기 관계를 갖는 것이 바람직하다.

d1 2T1, 및

d2 2t1.

하기 관계식을 만족시키는 것이 보다 바람직하다.

d1 3T1, 및

d2 3t1.

용융 수지/제 1 내벽 계면에 해당되는 수지 성형품의 구역 25를 형성하기 위하여 제공된 지지 리브 22의 두께는 대형 두께 리브 20의 두께보다 작으면 특별한 제한이 없다. 그러나, 지지 리브 22의 강도를 증가시킬 필요가 없으면, 지지 리브 22의 두께가 종래 사출 성형법의 것과 동일한 것, 즉 바닥벽 23의 두께 t1의 절반 이하인 것이 바람직하다.

도 12 및 도 13(a) 내지 13(c)에서 보여지는 수지 성형품 19의 제조에서, 수지 성형품 19의 제조를 위해 개조된, 용융 수지/제 1 내벽 계면에 해당되는 도 13(a)의 구역 25 내에서 임의로 선택될 수 있는 위치의 기체 입구가, 수지 성형품 19의 부분 26에 해당되는 위치에 제공된 내부 형태를 가진 금형 캐비티를 가진 금형을 사용한다. 또한 적어도 하나 이상의 다른 기체 입구가 용융 수지/제 1 내벽 계면에 해당되는 도 13(a)의 구역 25와 다른 성형품의 후면의 부분에 해당되는 금형 캐비티의 제 1 내벽에 위치한다. 용융 형태에서 수지는 금형의 금형 캐비티로 사출되어 금형 캐비티의 과다 충진을 수행하고, 가압된 기체는 기체 입구를 통하여 금형 캐비티의 수지 성형품의 제 1 표면 쪽에 도입되어, 도 13(a)의 구역 25에 해당되는 부분 하나 이상에 가압된 기체로 충진된 밀폐 공간을 형성한다. 본 발명에서 금형은 도 15에서 보여지는 것과 같은 사출 성형시 형성된 팽창된 용융 수지/제 1 내벽 계면에 해당되는 구역내에 위치한 대형 두께 리브 30을 가진 수지 성형품의 제조를 위해 개조될 수 있다. 더욱이, 도 16에서 보여지듯이, 지지 리브 33에 의해서 서로 연결된 대형 두께 리브 31a와 31b가 측벽 32에 연결되어, 사출 성형시 형성된 팽창된 용융 수지/제 1 내벽 계면에 해당되는 구역을 형성하는 구조를 가진 수지 성형품이 또한 제조될 수 있다. 더욱이, 도 17에서 보여지듯이, 대형 두께 리브 24는 측벽 35에 연결되고, 지지 리브 37a에 의해서 서로 연결된 지지 리브 36a와 36b가 측벽 35에 연결되어 대형 두께 리브 34를 둘러싸고, 그로 인하여 대형 두께 리브 34가 사출 성형시 성형된 팽창된 용융 수지/제 1 내벽 계면에 해당되는 구역에 위치하는 구조를 가진 수지 성형품이 또한 제조될 수 있다.

볼 발명의 수행을 위한 최적의 방법

본 발명은 하기의 실시예 및 비교예를 참고로 하여 더욱 상세히 기술될 것이나, 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것으로 해설될 수는 없을 것이다.

실시예 및 비교예에서, 상기 정의된 용융 수지의 중량(VW)는 하기 방법으로 측정되었다. 우선, 사출 성형은 용융된 형태의 비교적 작은 중량의 수지를(실시예 및 비교예에서 표시된 온도와 압력 조건에서) 수지 입구를 통하여 금형의 금형 캐비티로 사출하여 실행될 수 있다. 상기 사출 성형으로 얻어진 수지 성형품은 사출된 용융 수지가 금형 캐비티를 아직 다 충진시키지 않았음을 가리키면서, 금형 캐비티의 내부 형태에 비교하여 불완전한 수지 성형품을 확신하기 위해 관찰된다. 실질적으로, 수지의 중량을 금형 캐비티의 전체 내부 형태와 일치하는 수지 성형품이 얻어질 때가지 조금식 단계적으로 증가시키는 것을 제외하고는, 압력을 적용하지 않고 상기와 동일한 사출 성형을 반복한다. 금형 캐비티의 전체 내부 형태와 일치하는 수지 성형품을 얻기 위해 사용되는 중량을 측정하고, 상기에 정의된 용융 수지의 중량(VW)으로 취한다.

[실시예 1]

도 1에 나타난 구조체와 실질적으로 동일한 금형을 사용하여 도 18에 나타난 구성(도 18에서 J-형 단면 및 a 내지 g로 표시된 다수의 리브)을 가지고, 리브가 없는 부분의 두께가 2.5 mm인 수지 성형품을 제조한다.

사용된 금형에서, 도 18의 수지 성형품의 부분 H에 해당되는 부분에서, 이동 금형 절반 1b는 도 2에 나타난 방식으로 고정 금형 절반 1a와 짝이 되는 반면, 도 18의 수지 성형품의 부분 I에 해당되는 금형의 부분에서, 이동 금형 절반 1b는 도 3에 나타난 방식으로 고정 금형 절반 1a와 짝이 된다. 더욱이 이 금형에서, 기체-방출 통로의 내부 개방 구멍은 도 18의 수지 성형품의 부분 G'에 해당되는 이동 금형 절반 1b의 내벽의 부분에서 형성된다[각 부분 G'는 수지 성형품의 후면에서 2개의 이웃한 리브 사이에 위치한다(용융 수지체의 제 1 표면에 해당됨)].

성형된 수지 제품은 각각 고강도 폴리스티렌(HIPS) [스티론 (등록 상표) : 아사히 가세이 고오교 가부시끼가이샤 제품, 일본 ], ABS 수지 [스틸락 (등록 상표) : 아사히 가세이 고오교 가부시끼가이샤 제품, 일본 ], 및 변형된 폴리페닐렌 에테르 수지(m-PPE) [자이론 (등록 상표) : 아사히 가세이 고오교 가부시끼가이샤 제품, 일본 ]로 부터 제조되었다.

각각의 성형된 수지 제품에 관해서, 리브 a, b, c, d, e, f 및 g의 두께는 각각 2.5 mm, 2.5 mm, 1.5 mm, 3.75 mm, 2.5 mm, 1.25 mm 및 2.5 mm 였다. 실시예 1 에서 수행된 절차는 하기에 상세히 기술된다. 실행 (A), (B), 및 (C) 내에서, 사출 성형을 위한 조건은 하기와 같았다.

수행 (A)

재질로서 사용된 수지 : HIPS

실린더 온도 : 200 ℃

금형 온도 : 40 ℃

사출 압력 : 125 MPa

사출된 용융 수지에 적용되는 유지 압력 : 25 MPa

사출된 용융 수지에 적용되는 압력의 유지 시간 : 5초

가압 기체 : N₂(질소 기체)

가압 기체의 압력 : 10 MPa

가압 기체의 도입 시간 : 5 초

금형 캐비티 내에서 가압 기체 압력의 유지 시간 : 20 초

수행 (B)

재질로서 사용된 수지 : ABS 수지

실린더 온도 : 230 ℃

금형 온도 : 60 ℃

사출 압력 : 125 MPa

사출된 용융 수지에 적용되는 유지 압력 : 25 MPa

사출된 용융 수지에 적용되는 압력의 유지 시간 : 5초

가압 기체 : N₂(질소 기체)

가압 기체의 압력 : 10 MPa

가압 기체의 도입 시간 : 5 초

금형 캐비티 내에서 가압 기체 압력의 유지 시간 : 20 초

수행 (C)

재질로서 사용된 수지 : m-PPE

실린더 온도 : 260 ℃

금형 온도 : 60 ℃

사출 압력 : 125 MPa

사출된 용융 수지에 적용되는 유지 압력 : 25 MPa

사출된 용융 수지에 적용되는 압력의 유지 시간 : 5초

가압 기체 : N₂(질소 기체)

가압 기체의 압력 : 10 MPa

가압 기체의 도입 시간 : 5 초

금형 캐비티 내에서 가압 기체 압력의 유지 시간 : 20 초

실시예 1 에서, 금형 캐비티로 사출된 용융 수지의 중량은 용융 수지의 상기 정의된 중량(vw) 기준으로 103 % 였다.

각각의 실행 (A) 내지 (C)에서 사출 성형은 하기와 같이 수행되었다.

수지는 호퍼를 통해 사출 성형기 내로 충진되었으며, 상기 기술된 온도에서 실린더에서 가열되고, 그럼으로써, 용융 수지를 수득하였다. 그 다음에, 용융 수지는 상기 기술된 수지 압력으로 (상기 기술된 금형 온도) 금형 캐비티로 사출되었다. 용융 수지의 사출이 완료된 후, 원료 (압력 탱크)로부터 공급된 가압 기체를 포트 10 및 기체 도입 핀 8을 통해 금형 캐비티로 도입하였다. 자세하게는, 압력 탱크의 기체 밸브를 5초동안 개방하고 난 후, 밸브를 닫았다. 또한, 가압 기체의 도입과 동시에 유지 압력이 실린더에 의해 5초 동안 사출된 용융 수지에 적용되었다. 기체 밸브를 닫은 후에, 가압 N₂기체는 금형 캐비티 내에 20초 동안 유지되고 난 다음에, 금형 캐비티로부터 회수되었다. 금형 캐비티 내에서 용융 수지는 사출의 완료로부터 30초 동안 냉각도고, 그럼으로써 용융 수지가 고형화되도록 하였다. 그 다음에, 이동 금형 절반 1b는 고정 금형 절반 1a 로 부터 분리되어 금형을 개방하였다. 푸싱 로드 6은 이동하여 배출핀-지지판 14를 밀고, 그럼으로써 제공된 배출핀이 이동 금형 절반 1b로부터 성형된 제품으로 배출된다. 성형된 수지 제품은 시각적으로 관찰하여 성형된 수지의 외관을 평가하고, 성형된 수지 제품의 뒤틀림의 발생 여부를 체크하였다. 그 다음에, (용융 수지체의 두 번째 표면에 상응하는) 성형된 수지 제품의 앞면은 표면 조도 시험기(SURFTEST 500, 미츠토요사 제품, 일본)에 의해 침몰 마크의 발생을 시험하였다. 즉, 직교 방향으로 수지 제품의 앞면 상의 전위를 측정하고, 침몰 마크의 깊이(㎛)로서 취하였다.

전위의 측정은 뒷상에 형성된 리브 d 의 축 주위로 압면의 부분에 대하여 수행되었다. 결과를 표 1 에 나타내었다.

[비교예 1]

사출 성형에 대한 조건을 하기에 기술된 바와 같이 바꾼 것을 제외하고는, 실질적으로 실시예 1 과 동일한 순서를 반복하였다.

수행 (A'), (B') 및 (C') 시에 사출 성형에 대한 조건은 하기와 같다.

수행(A')

재질로서 사용된 수지 : HIPS

실린더 온도 : 200 ℃

성형 온도 : 40 ℃

사출 압력 : 125 MPa

사출된 성형 수지에 적용될 유지 압력 : 50 MPa

사출된 성형 수지에 적용될 유지 시간 : 5초

수행(B')

재질로서 사용된 수지 : ABS 수지

실린더 온도 : 230 ℃

성형 온도 : 60 ℃

사출 압력 : 125 MPa

사출성형 수지에 적용될 유지 압력 : 50 MPa

사출성형 수지에 적용될 유지 시간 : 5초

수행(C')

재질로서 사용된 수지 : m-PPE

실린더 온도 : 260 ℃

성형 온도 : 60 ℃

사출 압력 : 125 MPa

사출 성형 수지에 적용될 유지 압력 : 50 MPa

사출 성형 수지에 적용될 유지 시간 : 5초

결과는 표 1 에 나타난다.

표 1 로부터 명백한 것으로서, 본 발명의 방법에 의해 제조된 각각의 성형된 수지 성형품은 외관 및 성형된 수지 성형품의 앞 표면에 침하 정도-자유도가 우수하다. 즉, 본 발명의 방법에 의해, 처음으로 침하 정도의 발생으로부터 침해받지 않고 큰 두께 리브를 갖는 성형된 수지 성형품을 제조가 가능하게 되었다.

[실시예 2]

도 1 에 나타난 바와 같이 실질적으로 동일한 구조를 갖는 성형물을 사용하여, (사무 자동화 기계의 성형용 평판-형 성형품이고, 측면 벽, h 및 i로 표현된 리브, 및 도 19에서 j 로 나타난 보스(boss)를 가진) 도 19에 나타난 바와 같은 배열을 가지며, 그의 리브-유리 및 보스-유리 부에서 2.0 mm 의 두께를 갖는 각각의 성형된 수지 성형품을 제조하였다.

성형된 수지 성형품은 각각, 고-충격 폴리스티렌(HIPS), ABS 수지 및 개질된 폴리스티렌 에테르 수지(m-PPE)로부터 제조되었다.

성형된 수지 성형품과 관련하여, 리브 h 및 i의 두께는 각각 2 mm 및 4 mm 였다.

시험 (A), (B) 및 (C) 에서의 사출 성형을 위한 조건은 하기와 같다.

수행 (A)

재료로 사용된 수지 : HIPS

실린더 온도 : 200 ℃

금형 온도 : 40 ℃

사출 압력 : 125 MPa

사출 성형 수지에 적용되는 보유 압력 : 25 MPa

사출 성형 수지에 적용되는 압력의 보유 시간 : 9초

가압 기체 : N₂(질소 기체)

가압 기체의 압력 : 10 MPa

가압 기체의 도입 시간 : 3 초

금형 캐비티 내에서 가압 기체 압력의 보유 시간 : 20 초

수행(B)

재질로서 사용된 수지 : ABS 수지

실린더 온도 : 230 ℃

금형 온도 : 60 ℃

사출 압력 : 125 MPa

사출 성형 수지에 적용되는 보유 압력 : 25 MPa

사출 성형 수지에 적용되는 압력의 보유 시간 : 9초

가압 기체 : N₂(질소 기체)

가압 기체의 압력 : 10 MPa

가압 기체의 도입 시간 : 3 초

금형 캐비티 내 가압 기체의 압력의 보유 시간 : 20 초

수행 (C)

재질로서 사용되는 수지 : m-PPE

실린더 온도 : 260 ℃

금형 온도 : 60 ℃

사출 압력 : 125 MPa

사출 성형 수지에 적용되는 보유 압력 : 25 MPa

사출 성형 수지에 적용되는 압력의 보유 시간 : 9초

가압 기체의 압력 : 10 MPa

가압 기체의 도입 시간 : 3 초

금형 캐비티 내 가압 기체 압력의 보유 시간 : 20 초

실시예 2에서 금형 캐비티에 사출되는 성형 수지의 중량은 성형 수지의 상기 정의된 중량(VW) 기재로 104 % 이다.

결과가 표 2 에 나와 있다.

[비교예 2]

사출 성형을 위한 조건을 하기와 같이 변화시키는 것을 제외하고, 실질적으로 실시예 1과 동일한 방법을 반복한다.

시험 (A'), (B') 및 (C') 에서의 사출 성형을 위한 조건을 다음과 같다.

수행 (A')

재질로 사용되는 수지 : HIPS

실린더 온도 : 200 ℃

금형 온도 : 40 ℃

사출 압력 : 125 MPa

사출 성형 수지에 적용되는 보유 압력 : 50 MPa

사출 성형 수지에 적용되는 압력의 보유 시간 : 5초

수행 (B')

재질로서 사용되는 수지 : ABS 수지

실린더 온도 : 230 ℃

금형 온도 : 60 ℃

사출 압력 : 125 MPa

사출 성형 수지에 적용되는 보유 압력 : 50 MPa

사출 성형 수지에 적용되는 압력의 보유 시간 : 5초

수행 (C')

재질로 사용되는 수지 : m-PPE

실린더 온도 : 260 ℃

금형 온도 : 60 ℃

사출 압력 : 125 MPa

사출 성형 수지에 적용되는 보유 압력 : 50 MPa

사출 성형 수지에 적용되는 압력의 보유 시간 : 9초

가압 기체의 압력 : 125 MPa

가압 기체의 도입 시간 : 5 초

결과가 표 2에 나와 있다.

[실시예 3]

도 1 에서 도시된 것과 실질적으로 동일한 구조를 갖는 금형을 사용하여, 도 20 (도 20 에서 k 내지 o로 명시된 리브 및 측벽을 갖는다.) 에서 도시된 바와 같은 형태 및 리브가 없는 부분에서의 두께가 2.0 mm 인 수지 조형품을 제조한다.

수지 성형품은 실시예 1 에서 사용된 바와 같은 동일한 ABS 수지로 부터 제조된다.

각각의 수지 성형품에 대하여, 리브 k, l, m , n 및 o 의 두께는 각기 1.0 mm, 1.5 mm, 2.0 mm, 3.0 mm 및 4.0 mm 이다.

사출 성형을 위한 조건은 하기와 같다.

재료로 사용된 수지 : ABS

실린더 온도 : 240 ℃

금형 온도 : 60 ℃

사출 압력 : 175 MPa

사출된 용융 수지에 가한 유지 압력 : 0 MPa

가압 기체의 압력 : 15 MPa

가압 기체의 도입 시간 : 3 초

금형 캐비티 내에서 가압 기체 압력 유지 시간 : 20 초

수지 조형품을 위한 사출 성형 조작에서, 사출된 용융 수지의 중량은 상기 정의된 용융 수지의 중량(VW)을 기준으로 각기, 100.5 %, 101 %, 102 %, 103 % 및 104 % 이다.

실시예 3 에서, 수지 성형품의 평가 이외에, 사용된 금형의 기체 봉합능에 대하여 평가된다.

[비교예 3]

사출 성형 조작에서 사출된 용융 수지의 중량이 변화였다는 것만 제외하고 실시예 3 에서와 실질적으로 동일한 방식으로 수지 성형품을 제조한다. 즉, 사출 성형 조작에서, 상기 정의된 용융 수지의 중량(VW)을 기준으로, 사출 성형 수지의 중량은 가기 99 % 및 100 % 이다.

각각의 실시예 3 및 비교예 3 에서 사용된 금형의 기체 봉입능 및 수득된 수지 성형품의 싱크마크의 양에 대한 결과를 표 3 에 나타낸다.

실시예 3 및 비교예 3 에서 사용된 각각의 금형에 대하여, 기체 봉입능은 금형 캐비티내에서 가압 기체의 압력 유지 시간 이후 가압 기체의 압력으로 평가되며, 유지 시간 이후 가압 기체의 압력이 높을수록 기체 봉입능은 더 높다.

표 3 에서 명백한 바와 같이, 양호한 기체 방출 특성을 갖는 금형이 사용되고 본 발명에서 정의된 바와 같이 과량의 충진이 수행되는, 본 발명의 사출 성형 법에 의하여, 금형 캐비티로 부터 가압 기체의 방출 밀 수지 성형품의 큰 두께의 리브에 대하여 반대로 위치한 수지 조형품의 정면 부분에서 싱크 마크의 출현이 방지될 수 있다.

[실시예 4]

실질적으로 동일한 구조를 갖는 금형을 사용하여, 각기 도 21 (이것은 사무실 자동화 기기의 케이스로 사용하기 위한 플레이트-성형품이며, 리브 p를 포함하는 복수의 리브 및 측벽을 갖는다.) 에서 도시된 바와 같은 형태 및 리브가 없는 부분에서의 두께가 2.0 mm 인 수지 성형품을 제조한다.

사용된 금형은 봉입되지 않은 구조를 가지며, 이것은 이동 가능한 금형 반분 및 고정된 금형의 반분간에서의 틈새가 기체-방출 통로로 이용된다.

수지 성형품은 실시예 1 에서 사용된 바와 같은 동일한 ABS 수지로 부터 제조된다. 각각의 수지 성형품에 대하여, 리브 p의 두께는 3 mm 였다. 사출금형조건은 하기와 같다.

재료로 사용된 수지 : ABS

실린더 온도 : 240 ℃

금형 온도 : 60 ℃

사출 압력 : 175 MPa

사출된 용융수지에 적용되는 유지 압력 : 0 MPa

가압 기체 : N₂(질소 기체)

가압 기체의 압력 : 15 MPa

가압 기체의 도입 시간 : 3 초

금형 캐비티 내에서 가압 기체 압력의 유지 시간 : 20 초

실시예 4 에서, 사출된 용융수지의 중량은, 상기-정의된 용융수지의 중량(VW)을 기준으로, 각각 100.5 %, 101 %, 102 %, 103 % 및 104 % 였다.

비교로서, 성형품이, 금형 캐비티로 사출된 용융수지의 중량이, 상기-정의된 용융수지의 중량(VW)을 기준으로, 각각 99.5 % 및 100 % 인 것으로 제외하고는 (즉, 본 발명이 정의된 바와 같은 과량의 충진이 수행되지 않았다) , 상기 언급된 바와 실질적으로 동일한 방식으로 제조된다.

각 수지 성형품의 전면을 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 싱크 마크의 발생에 대해 시험하였다. (상기 시험은 리브 p 의 반대편에 위치한 수지 성형품의 전면 부분에 대해 수행되었다). 결과를 표 4 에 나타낸다.

[비교예 4]

사용된 금형이 기체에 대해 단단히 밀봉된 구조를 갖고 반쪽의 이동성 금형과 나머지 반쪽의 고정된 금형간의 틈새가 0-링을 이용하여 밀봉되는 것을 제외하고는 실질적으로 실시예 4 에서와 동일한 방식으로, 도 21 에 나타낸 바와 같은 구성 및 리브가 없는 부분에서 2.0 mm 의 두께를 갖는 수지 성형품(사무자동화기기의 성형용 판-성형품으로 측벽 및 리브 p 를 포함하는 다수의 리브를 갖는다)을 제조하였다.

각 수지 성형품의 전면을 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 싱크 마크의 발생에 대해 시험하였다 (상기 시험은 리브 p의 반대편에 위치한 수지 성형품의 전면 부분에 대해 수행되었다). 결과를 표 4 에 나타낸다.

표 4 에서 명백한 바와 같이, 밀봉된 구조의 금형을 사용하는 본 발명의 방법에 의해, 확실하게 밀봉된 구조를 갖는 경우와 비교할 때, 상대적으로 낮은 수준의 과충진과 비교하여 월등한 싱크-마크 방지효과가 달성된다. 또한, 본 발명의 방법에서, 실시예에서 사용된 과충진 비율이 사용되는 경우, 깔쭉깔쭉하게 깍은 가장자리가 발생할 위험이 없이 수지 성형품이 제조될 수 있다.

산업상 이용가능성

본 발명의 사출금형법을 사용하여, 깔쭉깔쭉하게 깍은 가장자리가 발샐할 위험이 없이 싱크 마크의 발생이 효과적으로 방지될 수 있음으로써 월등한 표면마무리를 갖는 수지 성형품을 제조할 수 있을 뿐만 아니라, 높은 장치비용 및 높은 유지 비용을 필요로 하는 완전하게 밀봉된 금형을 사용할 필요가 없이, 종래의 과충진 사출금형법과 비교하여 상대적으로 낮은 과충진비율로 사출금형을 수행 할 수 있다는 장점이 수득될 수 있다. 따라서, 본 발명의 사출금형법은 개선된 표면마무리를 갖는 성형품, 즉, 월등한 광택 및 윤을 가지고 있으며, 금형 캐비티의 캐비티 내측벽의 구성을 월등하게 재현하고 싱크 마크가 없는 성형품을 상업적으로 제조하는데 매우 유리하다.

Claims (6)

1. (1) 고정 금형 반쪽과 상기 고정 금형 반쪽과 짝을 이루는 이동 금형 반쪽을 포함하는 금형을 제공함으로써, 상기 고정 금형 반쪽의 내벽과 상기 이동 금형 반쪽의 내벽에 의해 정의된 금형 캐비티를 제공하는 단계,

   여기에서, 상기 금형 캐비티는 마주 보고 있는 제 1 및 제 2 내벽을 가지고 있으며, 수지 유입구 및 기체 유입구와 연결되어 있고,

   상기 금형 캐비티의 제 1 내벽은 하나 이상의 오목부를 가지고 있으며,

   상기 금형은 상기 금형 캐비티 그리고 상기 금형의 접하는 표면과 연관되어 형성된 기체-방출 통로를 가지고 있으며,

   상기 기체-방출 통로는 상기 금형 캐비티의 내벽면에 상기 금형의 외부와 연결되는 내부 구멍을 가지고 있음.

   (2) 소정의 사출 온도와 압력 조건하에서 용융 상태의 수지를 상기 금형 캐비티의 부피와 동일한 수지 부피(여기에서 수지 부피는 대기압하에서 일정한 사출 온도에서 측정된 것과 동일함)를 갖는 용융수지의 중량(VW) 보다 많은 양으로 상기 수지 유입구를 통해 상기 금형의 금형 캐비티로 사출하고, 그에 의해 상기 용융 수지로 상기 금형의 캐비티를 과도하게 채움으로써 상기 금형 캐비티의 제 1 및 제 2 내벽에 각각 접하는 마주 보는 제 1 및 제 2 표면을 가지고 있는 용융 수지체를 형성하고, 동시에 상기 금형 캐비티에 존재하는 기체를 상기 기체-방출 통로를 통해 상기 금형 캐비티의 외부로 방출하는 단계,

   여기에서, 상기 용융 수지체의 제 1 면과 금형 캐비티의 상기 제 1 내벽은 그 사이에 용융수지/제 1 내벽 계면을 형성함,

   (3) 상기 수지에 불활성인 가압 기체를 용융 수지체의 제 1 면의 측면에 있는 금형 캐비티로 공급함으로써 상기 용융수지/제 1 내벽 계면을 팽창시켜, 상기 가압 기체로 충진되어 있으며, 용융 수지체를 통해 기체-방출 통로로부터 분리되어 있는 밀폐된 공간을 형성하고, 상기 밀폐된 공간내에 채워진 가압 기체가 용융 수지체의 제 2 면을 금형 캐비티의 제 2 내벽에 대해서 가압되도록 만드는 단계,

   여기에서 상기 용융 수지체의 제 1 및 제 2 면은 각각 사출성형되는 수지 성형품의 전면 및 후면에 상응함,

   을 포함하는 것을 특징으로 하는, 과도하게 두꺼운 부분을 가지고 있으며, 표면 처리가 개선된 수지 성형품의 제조를 위한 수지의 사출 성형 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기체-방출 통로가 상기 금형의 접하는 면을 따라 형성된 슬릿인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 슬릿이 상기 기체-방출 통로의 내부 구멍에 인접한 곳에 횡단면상에서 적어도 1/100 mm 내지 1/10 mm 의 두께를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 금형 캐비티에 사출된 용융 수지의 중량이 용융수지의 중량(VW)에 대해 101% 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 단계 (2)에서 용융수지의 사출후, 소정의 유지 압력을 사출된 용융수지에 가하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 단계 (3)에서 가압 기체를 도입할 동안 상기 소정의 유지 압력을 연속적으로 가하는 것을 특징으로 하는 방법.