KR20000033501A - 사출성형 방법 및 사출성형용 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출성형방법 및 사출성형용 금형에 관한 것으로, 용융수지의 흐름을 제어하는 단차부를 내면에 형성한 한쪽의 금형을 다른 쪽의 금형과 조합시켜 금형캐비티를 형성하므로써, 다수개의 게이트를 통해 금형캐비티로 사출충전되는 용융수지가 금형의 단차부에 의해 흐름이 제어되면서 우선적으로 상호 융합되어 최외곽부로 진행되면서 냉각이 이루어져 표면부에 웰드라인이 형성되는 것을 억제하는 효과가 있다.

Description

사출성형 방법 및 사출성형용 금형(Injection molding method and mold for injection molding)

본 발명은 사출성형방법 및 사출성형용 금형에 관한 것으로, 특히 금형캐비티에 사출충전된 용융수지의 캐비티 내부 흐름을 제어하여 용해된 수지가 합류되는 부위의 웰드라인(weld line)이 발생하는 것을 억제하는 사출성형방법 및 사출성형용 금형에 관한 것이다.

일반적으로 웰드라인은 용융된 수지가 금형내를 분기하여 흘렀다가 수지가 합류되는 부분에 생기는 가느다란 실선과 같은 것이 형성되는 것을 말하는 데, 용융된 수지가 서로 합류되는 지점에서 완전하게 합류되지 못하는 것이 발생의 주원인이고, 기타 수지에 수분이나 휘발분 그리고 사출 성형중에 사용하는 이형제 등의 의해서도 웰드라인을 발생시키게 된다.

특히 웰드라인의 발생은 성형품내에 홀이 있거나 게이트가 2개이상인 경우 발생하는 데, 사출성형을 하기위해서는 수지를 통과시킬 게이트가 필요하고, 성형품이 크기가 커지거나 복잡해짐에 따라 게이트의 수는 2개이상의 다수개의 게이트가 필요하게 되며, 이에 따라 웰드라인이 발생하기 쉽고, 또한 1개소의 게이트로 용융수지가 공급된다 하더라도 도중에 인서트 부품 또는 홀이 있거나 성형품의 살 두께가 다를 경우에도 웰드라인은 발생한다.

도 1은 웰드라인의 형성과정을 설명하기 위한 모식도로서, 도 1a는 2개의 게이트(10, 12)로 부터 용융된 수지가 캐비티내로 공급되고, 이 용융된 수지가 서로 합류되는 부분에 웰드라인(14)이 형성된다.

이때 용융된 수지가 합류되더라도 게이트(10, 12)와 근접된 부위에서는 웰드라인이 형성되지 않고 게이트(10, 12)로 부터 멀리 떨어진 부위에 웰드라인이 형성되는 데, 이는 용융된 수지가 금형을 통한 냉각이 진행되면서 게이트로 부터 떨어진 부위에서는 합류된 수지는 낮은 온도에 의해 완전하게 융합되지 않게 되므로써 웰드라인이 형성되는 것이다.

한편, 도 1b는 성형품 내부에 홀(18)이 구비된 경우에 1개소의 게이트(12)를 통해 용융 수지가 공급되더라도, 용융된 수지가 홀(18)을 중심으로 분류되었다가 다시 합류되면서 웰드라인(16)이 형성된다.

이러한 웰드라인은 수지의 강도를 떨어뜨릴 뿐만 아니라 성형품의 외관품질 수준을 떨어뜨리게 되므로 사출공정이 끝난 후 웰드라인을 없애기 위해 페이트를 칠하는 도장작업을 추가로 해야 하는 등 작업공정의 복잡화와 제품원가를 상승시키는 등의 문제점이 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 국내 출원 제 95-702655호 "표면결함의 발생을 방지하는 사출성형방법 및 사출성형용 금형"에서는, 용융수지에 대한 밀착성 및 단열성에 우수한 단열박막을 내면에 형성한 금형을 일측면으로 하는 금형캐비티를 형성하고, 금형캐비티에 용융수지를 사출충전하므로써, 금형을 통한 냉각이 상기 단열박막에서 억제되고, 다른 금형측에서의 스킨층이 우선 성장하도록 하므로써, 용융수지의 냉각, 고화사이 발생되는 성형품의 표면에 싱크마크, 웰드라인을 억제하도록 하고 있다.

그러나 상기한 종래의 기술에서는 금형을 제작시에 다시 별도의 단열박막을 성층처리하는 것이 어려운 문제점이 있다

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 금형캐비티에 사출충전된 용융수지의 캐비티 내부 흐름을 제어하여 용해된 수지가 합류되는 부위에 웰드라인(weld line)이 발생하는 것을 억제하는 사출성형방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 금형캐비티의 소정 위치에 캐비티의 두께를 좁게하는 단차부를 형성하므로써 성형품에 웰드라인(weld line)이 발생하는 것을 억제하게 된 사출성형용 금형을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출성형방법은, 성형품의 이면에 대응하는 금형 내면에 용융수지의 흐름을 제어하도록 캐비티의 단면적을 감소시킨 단차부를 형성하여 다른 쪽의 금형과 조합시켜 금형캐비티를 형성하고, 용융수지를 다수개의 게이트를 통해 상기 금형캐비티에 사출충전하고, 충전된 상기 용융수지가 상기 단차부에 의해 외곽부로의 흐름을 지연시켜, 게이트의 근접한 곳에서 용융수지의 융합을 우선적으로 진행시키게 된 것을 특징으로 한다.

이때 상기 단차부는 인접한 두 개의 게이트로 공급된 용융수지가 합류되는 부분의 최외곽부에 캐비티 전체길이의 약 60%에서 캐비티부의 단면적을 20 - 30%감소시키도록 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예를 달성하기 위한 본 발명의 사출성형용 금형은, 성형품의 이면에 대응하는 금형 내면에 용융수지의 흐름을 제어하도록 캐비티의 단면적을 감소시키는 단차부를 웰드라인이 형성되는 부위에 구비한 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명을 설명하는 데 있어서 "접합부"라는 용어는 2개의 이격된 게이트로 부터 공급된 용융수지가 서로 융합하여 접합하는 부위를 가리키는 것이고, "외곽부"는 상기 접합부 중에서도 상기 게이트로 부터 대향된 위치에 있어 접합이 늦게 일어나는 부위를 가리킨다.

도 1a는 2개의 게이트로 용융수지가 공급되는 경우 웰드라인이 형성되는 과정을 도시한 모식도,

도 1b는 홀의 주위에 웰드라인이 형성되는 과정을 도시한 모식도,

도 2는 본원발명에 따른 사출성형방법을 설명하기 위한 모식도,

도 3a는 텔레비젼의 케이스를 사출성형하는 과정을 개략적으로 도시한 도면,

도 3b는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 텔레비젼의 케이스의 단부를 도시한 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

12 , 14 : 게이트 16 : 웰드라인

18 : 홀

20 : 캐비티부 22 : 단차부

24 : 경사부 26 : 협소부

30 : 텔레비젼의 케이스

32, 34, 36, 38 : 게이트

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 자세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 용융수지의 흐름을 도시한 개략도로서, 성형품의 상하금형 사이에 형성된 캐비티부에 게이트측으로 부터 충전된 용융수지가 흘러가는 것을 실선으로 표면에 표시하고 있다.

상기 성형품의 이면에 대응하는 하부금형내면에는 단차부(a,b)가 형성되어 있어, 상하 금형사이에 형성된 캐비티부의 단면적을 일정 정도 감소시키므로써, 게이트로 부터 공급되는 용융수지의 흐름이 최외곽부로 진행되는 것을 방해받게 되면서, 게이트에 인접한 부위에 형성된 합류부에서는 용융수지의 융합각이 증가하게 되어 웰드라인이 형성되는 120 내지 140°이하의 범위가 축소된다.

더욱이 게이트로 부터 멀리 떨어진 부위에 형성된 합류부에서는 용융수지의 흐름이 단차부(a,b)에 의해 장해를 받아 단차부이전에서 이미 합류되어 최외곽부로 진행하므로써, 냉각에 의한 웰드라인의 형성을 방지하게 되는 효과가 있다.

이때, 용융수지의 온도에 따른 점성과 금형에 의한 냉각을 고려할 때, 상기 단차부에 의해 형성된 캐비티의 높이(x)는 원 캐비티의 높이(t)의 80%이상일 때는 용융수지의 흐름을 제어할 목적을 달성할 수 없고, 캐비티 높이의 70%이하일 때는 성형품의 두께차이에 의한 표면의 광택에 차이가 생기므로, 단차부를 캐비티 높이의 20 - 30%로 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 단차부(a, b)는 게이트로 부터 공급된 용융수지가 금형에 의해 냉각되어 합류된 용융수지가 완전히 융합되지 않아 발생하는 웰드라인의 발생부위와 게이트사이에 형성하는 것에 의해 웰드라인의 발생을 억제할 수 있는 것으로, 용융수지가 합류하는 최외곽부에 게이트와의 거리의 약 40%되는 길이로 형성하는 것이 바람직하며, 단차부의 형상은 용용수지의 난류가 발생하지 않도록 소정의 슬로프를 가지는 경사부(a)와 캐비티의 단면적을 감소시킨 협소부(b)로 이루어지는 것이 바람직하다.

이때 상기 단차부가 최외곽부에 형성되므로써, 캐비티부의 내부에 유동하는 용융수지는 게이트부로 부터 각각 동심원상으로 각각 진행되어 오다가, 상기 게이트와 인접한 곳에서 합류하는 수지는 고온을 유지하고 있는 상태에서 완전하게 융합되어 웰드라인 형성되지 않게 되고, 상기 게이트로 부터 소정거리이상 떨어진 합류부에서는 상기 단차부(22)에 의해 용융수지의 진행이 저항을 받으면서 용융수지가 동심원상으로 진행되지 않고 좌우로 횡방향으로 진행되면서 상호 다른 게이트로 부터 충전된 용융수지간에 서로 합류되어 완전히 융합된 상태에서 하나의 동심원상으로 흐름으로 캐비티의 최외곽부로 진행하게 된다.

즉, 상기한 단차부의 존재로 인해 두 개의 게이트로 부터 공급된 용융수지는 금형에 의해 낮은 온도로 냉각되기 이전에 서로 융합한 상태로 하나의 평행선을 이루면서 캐비티부의 최외곽부를 충전하게 되어 낮은온도에서 용융수지의 합류에 의한 미융합으로 발생되는 웰드라인을 억제하게 되는 것이다.

도 3a 는 텔레비젼 케이스의 사출성형을 설명하기위한 도면으로, 텔레비젼 케이스의 사출성형을 개략적으로 도시한 도면으로, 텔레비젼케이스(30)의 전면부에서 스풀(31)과 4개의 게이트(32, 34, 36, 38)가 런너(40)로 연결되고, 상기 스풀(31)로 부터 공급된 용융수지는 상기 런너(40)를 통해 4개의 게이트(32, 34, 36, 38)로 공급되고, 이들 용융수지는 중앙부의 개비티로 부터 외곽부로 유동되어 흐르게 된다.

그러나 본원발명에서는 도 3b에 도시된 단면도에 도시된 바와 같이, 텔레비젼 케이스의 측면부에 단차부(42)를 형성하여, 상기 게이트(32, 34, 36, 38)로 부터 공급된 용융수지가 단차부(42)로 유입되는 것을 방해받으면서 온도가 냉각되기전에 서로 융합되고, 이 융합된 수지가 동일한 동심원속도로 측면부의 최외곽부로 충전되면서 웰드라인이 형성되는 것을 방지하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 2개 이상의 게이트에 의해 충전되는 용융수지의 최외곽합류부에 캐비티의 단면적을 감소시키는 단차부를 형성하므로써, 캐비티내의 수지의 유동성을 제어하여 웰드라인의 형성을 감소시켜, 이들 제품의 성형후 별도의 도장작업이 불필요하게 되는 효과가 있는 것이다.

Claims (7)

1. 성형품의 이면에 대응하는 금형 내면에 용융수지의 흐름을 제어하도록 단면적을 감소시킨 단차부를 접합부에 수직한 방향으로 형성한 금형을 다른 쪽의 금형과 함께 금형캐비티를 형성하고, 상기 금형캐비티에 다수개의 게이트를 통하여 용융수지를 사출충전하므로써, 용융수지가 상기 단차부에 의해 접합부의 외곽부로의 흐름을 지연시켜되며, 이에 따라 게이트의 근접한 곳에서 용융수지의 융합을 우선적으로 진행시키게 된 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
2. 제 1 항에 있어서 상기 단차부가 인접한 두 개의 게이트로 공급된 용융수지가 합류되는 부분의 최외곽부에 형성되는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
3. 제 2 항에 있어서 상기 단차부가 캐비티부의 단면적을 20 - 30% 감소시키도도록 형성하는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
4. 제 3 항에 있어서 상기 단차부가 게이트로부터 최외곽부에 이르는 전체길이의 약 60%에서 부터 최외곽부에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
5. 제 4 항에 있어서 상기 단차부가 경사부와 협소부의 2부분으로 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
6. 성형품의 이면에 대응하는 금형 내면에 용융수지의 흐름을 제어하도록 캐비티의 단면적을 감소시키는 단차부를 웰드라인이 형성되는 부위에 구비한 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 단차부가 캐비티의 높이의 20 - 30%인 것을 특징으로 하는 사출성형용 금형.