KR20020082406A

KR20020082406A - 합성수지제품의 사출압축성형용 금형 및 사출압축 성형방법

Info

Publication number: KR20020082406A
Application number: KR1020020017324A
Authority: KR
Inventors: 이치로 오시마
Original assignee: 엘지전선 주식회사; 이치로 오시마
Priority date: 2001-04-20
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2002-10-31
Also published as: JP2002316343A; KR100454733B1; JP3534714B2

Abstract

본 발명의 합성수지제품의 사출압축성형용 금형 및 사출압축 성형방법은 패딩라인(PL) 상에 맞물리지 않는 캐비티(29)를 구획하는 고정측 캐비티블럭(17) 및 이동측 코아블럭(27)과, 상기 고정측 캐비티블럭(17)의 외주면에 끼워붙여 일체화된 고정측 캐비티블럭포위틀(18)과, 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 상기 캐비티(29)와 연통하도록 설치된 개폐가능한 핫러너게이트(24)와, 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)과 패딩라인(PL)의 평면상에서 접합 할 수 있도록 상기 이동측 코아블럭(27)의 외주면에 미끄럼 이동하도록 끼워맞춰진 이동측 코아블럭포위틀 (28)과, 이동측 코아블럭포위틀(28)을 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 밀어붙여서 배후로부터 진퇴되도록 작동시키는 이젝터기구(E)로 구성되는 합성수지제품의 사출압축성형용 금형을 포함한다.

Description

합성수지제품의 사출압축성형용 금형 및 사출압축 성형방법{Die for injection molding of synthetic resins and method of injection molding}

본 발명은 합성수지제품의 사출압축성형용 금형과 이 사출압축성형용 금형을 사용하기 위한 사출압축성형방법에 관한 것이다.

본 발명자는 합성수지제품의 사출압축성형금형으로 과거에 일본특허 제 2613561호를 제안했지만, 그 이후에도 관련 연구를 지속한 결과 개량해야하는 하기의 문제점을 발견하였다.

즉, 첫째로 상기 공지 발명의 구성에서는 고정측 블럭과 가동측 블럭이 패팅라인 위에서 직접 맞물리는 인로방식을 채용하고 있어서, 맞물리는 면을 패딩라인과 직교면에 형성한 경우에는 양 블럭의 표면손상을 발생시키기 쉬우며, 금형구조는 고정밀도가 요구되기 때문에 이것을 해소하기 방법으로 양 블럭을 테이퍼면의 맞물림상태로 유지한다. 하지만, 상기와 같이 하면 캐비티에 재료충진압력을 받아서 양 블럭이 도 2와 같이 개방되었을 때, 테이퍼면의 간격이 쓸데없이 커지기 쉽고, 여기에도 합성수지의 용융된 성형재료(M)가 진입해서 바리(burr)를 발생시킨다. 더구나 인로방식의 금형구조를 채용하기 때문에 스탬퍼나 각종 인서트물, 아웃서트물을 구비한 세트를 구성하는 것이 불가능하다.

둘째로, 양 블럭이 재료충진압력을 받아서 개방될 때, 프레셔 플레이트에 설치되어 있는 게이트커터에 의해 게이트를 도 3과 같이 기계적으로 차단하는 것처럼 되어 있어서, 게이트커터가 제품에 접촉하고 있는 상태이다.

즉, 상기 공지발명의 경우 게이트커터는 가동측 블럭이 개방되는 방향과 상반하는 방향으로 이동되어, 양 블럭이 개방중에 게이트를 차단하도록 되어 있다.

이를 위해, 가동측 블럭과 게이트커터의 작동타이밍에 고도의 제어관리를 필요로하며, 작동시 게이트커터의 접촉에 의해 고정측 블럭의 마찰이나 양 블럭의 표면손상(galling)을 발생시키기 쉽고, 분립물이 양 블럭이나 제품에 부착되거나 상기 게이트커터에 의한 제품 불량 등을 초래할 가능성이 있다.

반대로, 양 블럭의 표면손상이 발생하지 않는다면 게이트의 차단부위와 제품의 상호간에 간격이 존재하게 되고, 제품(A)에 바리가 발생하여 취출시 부스러기 (cutoff)로 금형이나 제품에 부착한다.

셋째로, 상기 공지발명은 게이트커터가 제품과 접촉하고 있을 뿐만아니라, 이젝터핀도 제품에 직접 접촉하고 있는 상태에서 제품을 이형(離型)하도록 되어있기 때문에 제품 표면에 긁힘이 발생하게 되어, 상기와 같은 문제점이 허용되지 않는 도광판(導光板)이나 광디스크 등의 성형에는 적용하는 것이 불가능하다.

또한, 이젝터핀을 이동시키는 2매 1조의 이젝터플레이트 외에도, 상기 게이트커터를 이동시키는 2매 1조의 프레셔플레이트도 필요하기 때문에 매우 복잡하고 고가의 금형구조가 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 사출압축성형금형으로 패딩라인 상에 맞물리지 않는 캐비티를 구획하는 고정측 캐비티블럭 및 이동측 코아블럭과, 상기 고정측 캐비티블럭의 외주면에 끼워붙여 일체화된 고정측 캐비티블럭포위틀과, 그 고정측 캐비티블럭포위틀에 상기 캐비티와 연통하도록 설치된 개폐 가능한 핫러너게이트(hot runner gate)와, 상기 고정측 캐비티블럭포위틀과 패딩라인의 평면상에서 접합 할 수 있도록 상기 이동측 코아블럭의 외주면에 미끄럼 이동하도록 끼워진 이동측 코아블럭포위틀과, 이동측 코아블럭포위틀을 상기 고정측 캐비티블럭포위틀에 밀어붙이고, 이것을 배후로부터 진퇴되도록 작동시키는 이젝트(ejector)기구로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 합성수지제품의 사출압축성형방법으로, 상기와 같이 패딩라인 상에 맞물리지 않도록 캐비티를 구획하는 고정측 캐비티블럭 및 이동측 코아블럭과, 상기 고정측 캐비티블럭의 외주면에 끼워붙여 일체화된 고정측 캐비티블럭포위틀과, 고정측 캐비티블럭포위틀에 상기 캐비티와 연통하도록 설치된 개폐 가능한 핫러너게이트(hot runner gate)와, 고정측 캐비티블럭포위틀과 패딩라인의 평면상에 접합 할 수 있도록, 상기 이동측 코아블럭의 외주면에 미끄럼 이동하도록 끼워진 이동측 코아블럭포위틀과, 이동측 코아블럭포위틀을 상기 고정측 캐비티블럭포위틀에 밀어붙이고, 이것을 배후로부터 진퇴되도록 작동시키는 이젝트(ejector)기구로 구성되는 사출압축성형용 금형을 사용해서,

첫째로, 상기 캐비티를 당초 목적하는 제품의 체적과 같은 용적으로서 금형 조임(mold clamping )함과 동시에, 상기 이동측 코아블럭포위틀을 이젝트기구의 진출작동에 의해 고정축 캐비티블럭포위틀에 밀어붙여서 캐비티를 밀봉상태(seal)로 유지한 상태에서, 상기 캐비티에 개방한 핫러너게이트로부터 성형재료를 충진하고, 바로 성형재료의 충진압력에 굴복된 이동측 코아블럭이 패딩라인으로부터 개방될 때, 상기 핫러너게이트를 차단함과 동시에 처음의 형체력(mold clamping force)보다 고압력으로 금형재조임을 실시하고, 이후에 냉각하여 고화된 제품을 더욱 진출작동되는 상기 이동측 코아블럭포위틀 또는 이동측 코아블럭포위틀과 별개인 이젝트에 의해 이동측 코아블럭으로부터 이형(離型)하는 것을 특징으로 한다.

둘째로, 상기 캐비티를 당초 목적으로 하는 제품의 체적과 같은 용적으로 금형조임함과 동시에, 상기 이동측 코아블럭포위틀을 이젝트기구의 진출작동에 의해 고정측 캐비티블럭포위틀에 밀어붙여 캐비티를 밀봉상태로 유지한 상태에서, 상기 캐비티에 개방한 핫러너게이트로부터 성형재료를 충진하고, 그 충진압력에 밀린 이동측 코아블럭이 패팅라인으로부터 개방되도록 진행되는 과정에 있어서, 충진이 끝나기 전에 처음의 형체력보다 서서히 올려서 고압력으로 금형재조임을 개시하고, 금형재조임의 완료시에 상기 핫러너게이트를 차단하고, 이후 냉각되어 고화한 제품을 더욱 진출작동 되는 상기 이동측 코아블럭 포위틀 또는 포위틀과 별개의 이젝터핀에 의해 이동측 코아블럭으로부터 이형하는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명에 따른 사출압축성형용 금형의 일 실시예로서, 처음의 정지상태를 나타낸 단면도이다.

도 2는 저압력으로 금형조임 상태를 나타낸 단면도이다.

도 3은 도 2의 핫러너게이트가 개방된 상태를 나타낸 부분확대단면도이다.

도 4는 성형재료의 충진압력에 눌려서 금형이 개방된 상태를 나타낸 단면도이다.

도 5는 도 4의 5-5선에 따른 평면도이다.

도 6은 고압력으로 금형재조임 상태를 나타낸 단면도이다.

도 7은 도 6의 핫러너게이트가 차단된 상태를 나타낸 부분확대단면도이다.

도 8은 이젝터기구의 진출작동에 의해 제품의 이형(離型)상태를 나타낸 단면도이다.

도 9는 스탬퍼의 조립세트를 나타낸 금형의 부분확대단면도이다.

도 10은 스탬퍼를 추출해서 나타낸 사면도이다.

도 11은 아웃서트물의 조립세트 상태를 나타낸 금형의 부분확대단면도이다.

도 12는 아웃서트물을 추출해서 나타낸 사면도이다.

도 13은 본 발명의 변형실시예를 나타낸 도 1의 대응하는 단면도이다.

도 14는 도 13의 제품 이형상태를 나타낸 단면도이다.

도 15는 캐비티에서 성형재료의 미충진부분을 나타낸 설명도이다.

도 16은 도 15의 16-16선에 따른 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 참조부호의 설명>

11..금형취부선반 12..스프루(sprue) 15..고정측 베이스선반

16..매니폴드 조립선반 17..고정측 캐비티블럭18..고정측 캐비티블럭포위틀

19..핫러너 매니폴드 21..핫러너 22..러너

23..핫노즐 24..핀포인트게이트(핫러너게이트)

25..게이트 개폐핀 26..구속블럭 27..이동측 코아블럭

28..이동측 코아블럭포위틀 28c..내측연장부분

29..캐비티 30..귀절개홈 36..흡인밸브

37..자석 38..이동측 베이스선반 39..스페이서 블럭

40..이동측취부선반 41..이젝터플레이트 42..이젝터플레이트 지지베이스

43..이젝터샤프트 44..연동로드 45..매립볼트

49..프레셔핀 A..제품 B..고정형

C..이동형 E..이젝터기구 I..아웃서트물

M..성형재료 S..스탬퍼 PL..패딩라인

c..개방상태

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적 구성을 상술한다. 도 1내지 도 13은 본 발명의 기본 실시형태로서 스탬퍼(stamper: 홈을 부형(賦型)하는 정밀한 금형선반)(S)나 각종 아웃서트(I) 등의 조립세트가 가능한 사출압축성형용 금형을 나타낸 것이고, (B)는 고정형, (C)는 이동형, (E)는 이젝터(ejector)기구를 각각 총칭한다.

먼저, 고정형(B)에 대해서 서술하면, 참조부호(11)은 사출성형기의 고정 다이플레이트(미도시)에 대한 금형취부선반이며, 그 중심부에는 스프루(sprue)(12)를 형성하기 위한 스프루부쉬(sprue bush)(13)가 끼워져서 설치되어 있다. 참조부호(14)는 상기 스프루부쉬를 누르기 위한 고정용 로켓링(rocket ring)이다.

참조부호(15)는 상기 금형취부선반(11)의 표면에 매니폴드(manifold)조립선반(16)을 거쳐서 고정하도록 일체화된 고정측 베이스선반이고, 이 선반에는 고정측 캐비티블럭(17)이 캐비티블럭포위틀(18)과 일체로 끼워 설치되어 있다. 고정측 캐비티블럭포위틀(18)의 표면은 후술할 이동측 코아블럭포위틀용 구속블럭에 대한 고정측 베이스선반(15)의 면과 접합된 상태이고, 이것으로부터 고정측 캐비티블럭(17)의 표면이 도 9 또는 11 처럼 일정 깊이(d)만큼 함몰하는 것에 의해, 그 함몰 내부에 스탬퍼(S)나 각종 아웃서트물(I) 등을 조립세트 가능하도록 되어 있다.

또한, 참조부호(19)는 상기 매니폴드 조립선반(16)의 내부에 단열재(20)를 거쳐서 설치 고정된 핫러너 매니폴드이고, 참조부호(21)은 상기 금형취부선반(11)의 편심부로부터 고정측 캐비티블럭포위틀(18)의 내부를 향해 천공된 핫러너이며, 핫러너 매니폴드(19)에 천공된 러너(22)를 거쳐서 상기 중심부의 스프루(12)와 연통되어 있다.

참조부호(23)은 상기 핫러너 매니폴드(19)와 고정측 캐비티블럭포위틀(18)의상호간에 걸쳐서 매설되어 일체화된 핫노즐이며, 참조부호(24)는 그 선단부의 핀포인트게이트(핫러너게이트)이고, 게이트 개폐핀(25)이 사출성형기에 설치되어 있는 유압실린더나 에어실린더 등의 구동원(미도시)에 의해 핀포인트게이트(24)를 향해 진퇴작동되도록 되어 있다.

한편, 이동형(C)에 대해 설명하면, 참조부호(26)은 상기 고정측 베이스선반(15)의 접합면을 패딩라인(PL)으로서 개폐하는 이동측 코아블럭포위틀용 구속블럭이며, 그 내부에는 이동측 코아블럭(27)을 포위하는 이동측 코아블럭포위틀(28)이 미끄럼 이동하도록 끼워져있다.

이 경우, 이동측 코아블럭포위틀(28)의 외주면이 바깥쪽으로 넓게 열리는 테이퍼면(28a)으로서, 구속블럭(26)과 끼워져 있는 것과 대응해서, 이동측 코아블럭포위틀(28)의 내주면은 상기 패딩라인(PL)과 직교면(28b)으로서 이동측 코아블럭(27)과 밀착상태이고, 더욱이 그 이동측 코아블럭(27)의 표면과 상기 고정측 캐비티블럭(17)의 표면이 마주보는 상호간이 캐비티(29)로 구성되어 있다.

이 점에 있어서, 도시된 실시형태에서는 마주보는 표면이 패딩라인(PL)과 평행한 평평한면이 되어 있지만 이것에 한정되지 않는 것은 물론이며, 고정측 캐비티블럭(17)과 이동측 코아블럭(27)의 상호간에 구성되는 캐비티(29)로서 인로방식의 맞물리지 않는 형태라면 좋다.

더욱이, 이동측 코아블럭포위틀(28)은 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)과 마주보는 대응위치관계이며, 더구나 그 포위틀(18)(28)들이 패딩라인(PL)의 평면상에서 접합 할 수 있도록 되어 있지만, 이동측 코아블럭포위틀(28)의 내주면은 고정측 캐비티블럭포위틀(18)의 내주면보다도 일정폭(W)만큼 안쪽으로 연장되어 있어서, 그 결과 이동측 코아블럭(27)과 상기 고정측 캐비티블럭(17)의 상호간에는 전자가 후자보다 소형이 되는 대소차가 생기게 된다.

참조부호(28c)는 이동측 코아블럭포위틀(28)의 내측으로 연장된 부분이고, 그 표면에는 도 9, 11에 명백히 나타나 있듯이 적어도 2개 1쌍의 귀(耳)절개홈(30)이 함몰되어 있어서 내부에 진입하는 성형재료(M)에 의해 제품(A)의 귀부분(31)이 된다. 참조부호(32)는 상기 핫러너(21)의 핀포인트게이트(24)에 포함된 러너이고, 참조부호(33)은 그 러너(32)와 캐비티(29)를 연통하는 사이드게이트이고, 상기 이동측 코아블럭포위틀(28)의 표면에 함몰되어 있다.

이처럼, 본 발명의 사출압축성형용 금형에는 고정측 캐비티블럭(17)의 표면과 이동측 코아블럭(27)의 표면이 마주보는 상호간이 전혀 맞물리지 않는 형태의 캐비티(29)로서 구성되어 있는 동시에, 그 외측에 위치하는 핫러너(21)의 핀포인트 게이트(24)로부터 캐비티(29)에 성형재료(M)가 충진되도록 되어 있기 때문에, 처음에 서술한 종래기술처럼 인로방식의 금형구조와 다르게, 그 내부에 도 9, 10처럼 스탬퍼(S)나, 별도의 도 11, 12 처럼 아웃서트물(I)을 지장없이 조립세트하는 것이 가능하고, 이 스탬퍼(S)의 홈(34)에 의한 제품(A)의 부형이나, 아웃서트물(I)의 관통공(35)에 의한 제품(A)의 성형 일체화 등을 얻을 수 있다.

이 점에 있어서, 도 9에는 상기 고정측 캐비티블럭(17)에 사출성형기측의 솔레노이드 밸브와 연동작용하는 진공식의 흡인밸브(36)를 매설하고, 그 흡인력에 의해 상기 스탬퍼(S)를 고정측 캐비티블럭(17)에 고정시켜 유지하도록 되어 있으며, 또한 도 11에서는 같은 고정측 캐비티블럭(17)에 매설한 자석(37)의 자력에 의해 캐비티블럭(17)에 금속의 아웃서트물(I)을 고정유지하도록 되어 있지만, 정전기나 기타 고정력을 채용하는 것이 가능하다.

여기서, 도 9의 흡인밸브(36)는 이동측 코아블럭포위틀(28)의 내측으로 연장된 부분(28c)을 향하고 있지만, 이처럼 단부위치에 한정되지 않고 고정측 캐비티블럭(17)의 적당한 위치에 매설하는 것이 가능하다. 더욱이 제품(A)에 아웃서트물(I)을 성형하여 일체화 하는 경우, 자석(37)의 자력을 해제하는 것에 의해 아웃서트물(I)을 제품(A)과 함께 이형하는 것이 가능하다.

도 1 내지 도 8에 후속하는 참조부호(38)은 상기 이동측 코아블럭(27)을 일체적으로 지지하는 이동측 베이스선반이고, 스페이서블럭(spacer block)(39)을 거쳐서 이동측 취부선반(40)에 설치되어 고정된다. 이 이동측 취부선반(40)이 사출성형기의 이동다이플레이트(미도시)에 장착되는 것은 말할 것도 없다.

참조부호(41)(42)는 상기 이동측 베이스선반(38)과 이동측 취부선반(40)이 마주보는 상호간에 삽입 설치된 이젝터플레이트와 이젝터플레이트 지지베이스의 2매 1조이고, 상기 참조부호(41)(42)의 중심부는 이젝터샤프트(43)를 거쳐서 이동측 취부선반(40)의 배후로부터 사출성형기측의 유압실린더나 에어실린더, 서버모터 등의 구동원(미도시)에 의해 진퇴작동되어 성형재료(M)의 충진압력에 밀려 이동측 코아블럭(27)이 고정측 캐비티블럭(17)의 패딩라인(PL)으로부터 개방되는 사이에 상기 성형재료(M)의 누출이나 역류를 방지하기 위해 상기 이동측 코아블럭포위틀(28)을 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 밀어붙인다.

참조부호(44)는 이를 위해 상기 이젝터플레이트(41)의 편심부로부터 이동측 코아블럭포위틀(28)을 향해 일체적으로 세워진 비교적 큰 복수의 연동로드이며, 그 각각의 선단부가 역방향의 매립볼트(45)에 의해 상기 이동측 코아블럭포위틀(28)과 체결되어 고정된다.

참조부호(46)은 각 연동로드(44)의 진퇴가이드공이며, 상기 이동측 베이스선반(38)에 관통형성되어 있다. 참조부호(47)은 같은 각 연동로드(44)의 선단부에 설치된 매립볼트를 지지하는 나사공, 참조부호(48)은 각 연동로드(44)에 감겨있는 리턴스프링(압축코일스프링)이며, 상기 이동측 베이스선반(38)과 이젝터플레이트(41)가 마주보는 상호간에 개재하고 있다.

또한, 참조부호(49)는 이젝터플레이트(41)의 편심부로부터 이동측 코아블럭포위틀(28)을 향해서 일체적으로 세워진 1개의 프레셔핀으로서 상기 핫러너(21)와 동일 직선상에 대응위치하고 있다. 프레셔핀(49)은 상기 연동로드(44)보다 협소하고, 그 선단부가 상기 러너(32)를 향해서 이동측 코아블럭포위틀(28)의 내부에 매설되어 있다. 참조부호(50)은 콜드슬러그웰(cold slug well)을 나타낸다.

참조부호(51)은 상기 프레셔핀(49)의 진퇴가이드공이고, 여기에도 이동측 베이스선반(38)에 관통하게 형성되어 있다. 참조부호(52)는 이동측 베이스선반(38)과 상기 이젝터플레이트(41)가 마주보는 상호간에 개재하면서 프레셔핀(49)에 감겨진 리턴스프링(압축스프링)이며, 상기 연동로드(44)측의 리턴스프링(48)과 함께 이젝터플레이트(41)와 그 지지베이스(42)를 상기 이동측 취부선반(40)에 밀어붙여 이젝터샤프트(43)의 진퇴작용력보다 약한 배압(背壓)을 부여하고 있다.

즉, 상기와 같이 진퇴작용되는 이젝터샤프트(43)나 이젝트플레이트(41)와 그 지지베이스(42), 연동로드(44), 프레셔핀(49) 등으로부터 본 발명의 이젝터기구(E)가 구성되기 때문에, 그 구성상 복수의 연동로드(44)와 1개의 프레셔핀(49)은 선단부가 이동측 코아블럭포위틀(28)의 내부에 매몰되어 있어서 제품(A)과 직접 접촉되지 않고 나중에 제품(A)에서 제거되는 귀부분(31)을, 상기 이동측 코아블럭포위틀(28)의 대응적으로 연장된 부분(28c)에 의해 지지되면서, 그 연동로드(44)와 프레셔핀(49)의 진출작동에 의해 상기 이동측 코아블럭(27)으로부터 부상시키는 것처럼 제품(A)을 이형가능하도록 되어 있다.

단, 상기 성형재료(M)가 캐비티(29)로부터 누출하는 것의 방지와 제품(A)의 이형을 실시할 수 있는 한은 기계적으로 연동로드(44)나 프레셔핀(49)의 설치를 생략하고 상기 이젝터샤프트(43)의 진퇴작동 구동원 대신에 스프링이나 유압실리더, 에어실린더, 서버모터 등의 구동원(미도시)를 이용해서 이동측 코아블럭 포위틀(28)을 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 향하여 직접적으로 진퇴 작동시켜도 지장은 없다.

다음으로, 도 13, 14는 본 발명에 따른 사출압축성형금형의 변형실시형태를 나타낸 것이며 여기에는 캐비티(29)를 구성하는 고정측 캐비티블럭(17)과 이동측 코아블럭(27)이 상호간에 같은 크기이며, 또한 고정측 캐비티블럭포위틀(18)과 이동측 코아블럭포위틀(28)도 상호간에 같은 크기로 각각 조형되어 있지만, 상기 캐비티(29)는 인로방식으로 맞물리는 형태가 아니라, 그 외측으로부터 핫러너(21)의 핀포인트게이트(24)를 통해서 성형재료(M)가 캐비티(29)에 충진되도록 되어 있기때문에 역시 스탬퍼(S)나 아웃서트물(I) 등을 지장없이 조립세트하는 것이 가능하다.

이처럼 상기 구성을 채용하는 경우에는, 상기 이젝터기구(E)의 이젝터플레이트(41)로부터 캐비티(29)를 향해서 별개의 이젝터핀(53) 복수개를 일체적으로 설치하고, 이것에 의해 제품(A)을 이형가능하도록 되어 있다. 참조부호(54)는 이젝터핀(53)의 진퇴가이드공이며, 상기 이동측 베이스선반(38)과 이동측 코아블럭(27)에 관통형성되어 있다.

따라서, 상기 연동로드(44)와 프레셔핀(49)에 의해 이동측 코아블럭포위틀 (28)을 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 밀어붙여서 성형재료(M)가 캐비티(29)로부터 누출되는 것을 방지하는 한편, 상기 이젝터샤프트(43)의 진출작동력을 받은 이젝터핀(53)에 의해 제품(A)을 이동측 코아블럭(27)으로부터 부상시켜서 이형한다.

여기서, 변형실시형태에 있어서 기타의 구성은 상기 기본실시형태와 실질적으로 동일하기 때문에 도 13, 14에 도 1 내지 도 12와의 대응부호를 기입하고, 상세한 설명은 생략한다.

상기 기본 실시형태의 구성을 구비한 사출압축성형금형에 의해 목적하는 제품(A)을 성형하기 위해서는, 당초의 도 1처럼 정지상태에 있는 금형의 이동측 코아블럭포위틀(28)을 이젝터기구(E)의 진출작동에 의해 이젝터플레이트(41)나 연동로드(44)를 거쳐서 고정측 캐비티블럭 포위틀(18)에 밀어붙이고, 금형의 캐비티(29)가 도 2처럼 구획되는 금형조임 상태를 유지한다.

이 형체력은 성형재료(M)의 충진압력(유동압력)보다 저압력으로 형체력을 후술할 금형재조임이 끝날 때까지 유지함으로서, 상기 캐비티(29)로부터 셩형재료(M)가 누출되지 않도록 밀봉해둔다. 또한 도 2처럼 금형조임 상태의 캐비티(29) 용적은 목적하는 제품(A)의 체적과 같도록 설정되어 있다.

따라서, 상기 핫러너(21)에 있어서는 핀포인트게이트(24)의 게이트 개폐핀(25)을 사출성형기측의 구동원에 의해 작동시켜서 핀포인트게이트(24)를 도 3과 같이 사출개시 가능하도록 개방하고 상기 캐비티(29)의 내부에 사출성형기의 노즐(미도시)로부터 합성수지를 용융한 성형재료(M)를 충진한다.

상기의 사출작용이 진행하면서 목적하는 제품(A)의 체적보다 여분량의 성형재료(M)가 상기 캐비티(29)에 충진된다면 충진압력에 밀린 이동측 코아블럭(27)은 고정측 캐비티블럭(17)과의 패딩라인(PL)으로부터 개방되기 시작한다. 도 4는 금형이 개방된 상태를 나타내고 있다.

개방상태(c)는 상기 캐비티(29)에 있어서 성형재료(M)가 완전충진된 사출종료상태를 의미하기 때문에 사출종료시점을 시한타이머, 사출성형기의 스크류 진출위치센서, 사출성형기의 램(ram)이나 타이바(tie bar)에 설치된 압력센서 등에 의해 검지하고, 그 출력전기신호를 받아서 작동하는 사출성형기측의 구동원에 의해 상기 핫러너(21)의 핀포인트게이트(24)를 도 7과 같이 차단함과 동시에 금형을 사출성형기측이 대응하는 별도의 구동원에 의해 도 2에 나타냈듯이 처음의 형체력보다 고압력으로 재빨리 금형재조임을 실시한다. 도 6은 상기의 고압력으로 금형재조임 상태를 나타낸다.

이렇게 한다면, 목적하는 제품(A)의 체적과 같은 용적으로 처음에 구획되있는 캐비티(29)의 내부에 체적이상으로 충진된 성형재료(M)이 고압력의 금형재조임력을 받아서 압축되는 결과가 되어 제품 전체가 높은 면정밀도와 치수정밀도를 가지는 것이 가능하고, 완전충친에 의해 굴곡이나 기타 손상 받을 염려가 없다.

본 발명에 따르면 캐비티(29)를 목적하는 제품(A)의 체적보다 크게 금형을 개방한 처음의 상태로부터 금형을 조이는 사출압축성형방법과 달리, 목적하는 제품(A)의 체적과 같은 용적으로 미리 저압력으로 금형조임한 상태로부터 성형재료(M)를 충진압력(유동압력)으로 일단 금형을 개방하고, 그 후 고압력·고속으로 금형재조임을 실시하는 방법이기 때문에 캐비티(29)의 내부에 공기방울이 발생되지 않으며, 내표면에 성형재료(M)가 틈없이 밀착하게 되어 냉각작용을 신속하게 실시하는 것이 가능하여 별도의 유지시간을 필요로 하지 않는다. 또한, 충진시간만으로 사출완료를 빠르게 하여 효율이 좋은 제품(A)을 양산할 수 있게 된다.

특히, 스탬퍼(S)를 금형에 도 9와 같이 조립세트 한 경우 캐비티(29)의 외측에 위치하는 핫러너(21)의 핀포인트게이트(24)로부터 성형재료(M)가 캐비티(29)에 완전충진되도록 되어 있는 것과 더불어, 성형재료(M)가 캐비티(29)에 틈없이 밀착하여, 스탬퍼(S)의 홈(34)에 의한 제품(A)에 전사(轉寫)상태를 정밀하게 마무리하는 것이 가능하고, 도너츠형태의 CD나 DVD, 기타 각종 광디스크의 성형에 매우 효과적일 뿐만 아니라, 복잡한 아웃서트물(I)이나 인서트물의 성형 일체화에도 크게 도움이 된다.

무엇보다도, 상기 금형재조임 후에는 성형재료(M)를 소요시간만큼만 냉각·고화시켜서, 냉각종료를 역시 시한타이머 등에 의해 검침하고, 그 출력전기신호를받아서 작동하는 사출성형기측의 구동원에 의해 금형을 개방함과 동시에 상기 이젝터기구(E)의 이젝터샤프트(43)를 도 2의 상태보다 크게 진출동작을 시켜서 연동로드(44)나 프레셔핀(49)에 지지된 이동측 코아블럭포위틀(28)을 거쳐 제품(A)을 이동측 코아블럭(27)로부터 부상시켜서 도 8과 같이 이형한다.

이 사이, 제품(A)은 추후에 제거되는 귀부분(31)에 있어서만 이동측 코아블럭포위틀(28)의 귀절개홈(30)과 직접 접촉하고 있고, 상기 이젝터 기구(E)의 연동로드(44)나 프레셔핀(49)과는 직접 접촉되어 있지 않기 때문에 제품(A)의 표면에 상처를 낼 염려가 없다. 오히려, 이형까지의 연속적인 성형작동이 종료하면 도 1의 처음상태로 복귀되는 것은 말할 필요도 없다.

처음에는 금형의 개방상태(c)가 사출 종료시점을 의미하는 것으로 설명했지만, 목적하는 제품(A)의 특수형상이나 가스배출불량, 그리고 캐비티(29)의 성형재료충진압력(유동압력)의 강약, 사출작용과 금형개방과의 시간적인 작동타이밍 등의 원인으로 도 15, 16과 같이 캐비티(29)의 성형재료(M)의 미충진부분(g)이 잔존하는 것에 관계없이 금형이 목표하는 소정의 개방상태(c)보다 급격히 크게 개방되어 버리는 현상이 발생한다.

이러한 경우, 목표위치까지 안정하게 금형을 개방해서 멈출 필요가 있으며, 개방상태(c)가 일정하도록 하기 위해서 저압력으로 금형조임 중에, 성형재료(M)가 완전충진 되기 바로전을 예측하여 타이밍에 맞쳐 고압력으로 금형재조임을 하지않으면 안되지만, 저압력으로 금형을 조인 상태에서부터 고압력의 금형재조임 상태로 순간적으로 이행시키는 것은 사출성형기의 작동기구조상 실시하기 곤란한 문제이다.

따라서, 본 발명에서는 타임락(time lock)을 예측하여 금형재조임의 개시시기를 지시하기 위해 사출성형기의 스크류가 진출하는 임의의 일정위치, 사출작용중에 발생하는 성형재료(M)의 충진압력(유동압력) 또는 사출개시로부터 사출종료까지의 소요시간을 사출성형기의 스크류 후부에 부속시킨 로드셀, 또는 램이나 타이바에 설치한 압력센서 등으로 사출개시부터 재조임까지의 시한타임 등을 검측하고, 그 출력전기신호를 받아서 작동하는 사출성형기측의 구동원에 의해 캐비티(29)의 내부에 성형재료(M)가 완전충진될때까지의 사이에 금형재조임을 개시한다.

즉, 개방한 핫러너(21)의 핀포이트게이트(24)로부터 캐비티(29)에 성형재료(M)를 충진하는 중에, 충진압력(유동압력)에 밀린 이동측 코아블럭(27)이 고정측 캐비티블럭(17)과의 패딩라인(PL)으로부터 개방되는 과정에 있어서, 충진이 완료할때까지의 사이에 형체력을 처음의 저압력으로부터 고압력까지 서서히 올리면서, 금형재조임을 개시하여 상기 이동측 코아블럭(27)이 목표의 개방상태(c)보다 크게 열리지않도록 대항시키게 된다.

따라서, 고압력으로 금형재조임이 종료하거나 아니거나, 상기 핫러너(21)의 핀포인트게이트(24)를 차단한다. 이 상태는 도 6과 같으며, 그 후 성형재료(M)를 냉각·고화해서 제품(A)을 상기 이젝터기구(E)의 진출작동에 의해 이형하는 것은 말할 필요도 없으며, 이같은 사출압축성형방법을 채용하는 것에 의해 상기 급격한 금형 개방현상을 예방하는 것이 가능하며 목적하는 고정밀도의 제품(A)을 안정하고 양호하게 성형할 수 있다.

여기서, 도 2에 나타낸 저압력의 금형조임상태로부터, 도 6의 고압력에 의한 금형재조임 상태가 종료되기까지의 사이에 상기 이젝터기구(E)를 사출성형기측의 별개 구동원에 의해 진출작동상태를 유지하고, 이동측 코아블럭포위틀(28)을 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 밀어붙여서 상기 고압의 재형체력을 받고 성형재료(M)가 캐비티(29)로부터 핫러너(21)에 누출·역류하지 않도록 밀봉되어 있는 것은 이미 전술한 바와 같다. 이처럼 성형방법은 도 13, 14의 사출압축성형용 금형에 있어서도 같기 때문에 설명은 생략한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명에 따르면, 사출압축성형용 금형은 패딩라인(PL)위에 맞물리지않는 캐비티(29)를 구획하는 고정측 캐비티블럭(17) 및 이동측 코아블럭(27)과, 상기 고정측 캐비티블럭(17)의 외주면에 끼워맞추어 일체화된 고정측 캐비티블럭 포위틀(18)과, 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 상기 캐비티(29)와 연통하도록 설치된 개폐가능한 핫러너게이트(24)와, 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)과 패딩라인(PL)의 평면상에서 접합 할 수 있도록, 상기 이동측 코아블럭(27)의 외주면에 미끄럼 이동하도록 끼워맞춘 이동측 코아블럭포위틀(28)과, 이동측 코아블럭포위틀 (28)을 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 밀어붙이고, 배후로부터 진퇴되도록작동시키는 이젝터기구(E)로 구성되어 있기 때문에 전술한 문제들을 확실히 개량하는 것이 가능하고, 금형의 내부에 스탬퍼(S)나 아웃서트물(I) 등을 조립세트 하는 것도 가능하다.

즉, 본 발명의 상기 구성에서는 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 의해 포위된 고정측 캐비티블럭(17)과, 이동측 코아블럭포위틀(28)에 포위된 이동측 코아블럭(27)이 인로방식으로 맞물린 형태가 아니라, 이동측 코아블럭(27)의 외주면에 코아블럭포위틀(28)이 패딩라인(PL)의 직교면(28b)에 미끄럼 이동하도록 맞물려있다.

따라서, 종래기술과 같은 고정측 캐비티블럭(17)과 이동측 코아블럭(27)에 바리나 표면손상을 염려할 필요가 없고, 고정측 캐비티블럭(17)에 스탬퍼(S)나 아웃서트물(I) 등을 지장없이 조립세트가 가능하게 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 핫러너방식이 채용되어서 핫러너게이트(24)가 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 형성되어 있기 때문에 고정형(B)에 대한 이동형(C)의 개폐작용이나 그 방향성과 무관하게 핫러너게이트(24)를 별도로 독립해서 타이밍이 좋도록 개폐시키는 것이 가능하고, 게이트 개폐핀(25)에 의해 금형의 손상은 물론 제품(A)에 흠집이나 바리 등을 생성시키지 않는다.

그 결과, 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 설치된 핫러너게이트(24)를 통해서 캐비티(29)에 외측으로부터 성형재료(M)가 충진되도록 되어 있는 구성일뿐만 아니라, 도나츠형의 CD, DVD, 및 기타 각종 광디스크의 성형을 효과적으로 할 수 있다.

Claims

패딩라인(PL) 상에 맞물리지 않는 캐비티(29)를 구획하는 고정측 캐비티블럭(17) 및 이동측 코아블럭(27)과, 상기 고정측 캐비티블럭(17)의 외주면에 끼워붙여 일체화된 고정측 캐비티블럭포위틀(18)과, 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 상기 캐비티(29)와 연통하도록 설치된 개폐가능한 핫러너게이트(24)와, 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)과 패딩라인(PL)의 평면상에서 접합 할 수 있도록 상기 이동측 코아블럭(27)의 외주면에 미끄럼 이동하도록 끼워맞춰진 이동측 코아블럭포위틀(28)과, 상기 이동측 코아블럭포위틀(28)을 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 밀어붙여서 배후로부터 진퇴되도록 작동시키는 이젝터기구(E)로 구성되는 합성수지제품의 사출압축성형용 금형.
제 1항에 있어서,

상기 이동측 코아블럭포위틀(28)의 내주면을 고정측 캐비티블럭포위틀(18)의 내주면보다 일정폭(w)만큼 안쪽으로 연장함과 동시에, 그 연장부분(w)의 표면에 제품(A)의 귀부분(31)이 되는 적어도 2개 한쌍의 귀절개홈(30)을 함몰시킨 것을 특징으로 하는 합성수지제품의 사출압축성형용 금형.
제 1항에 있어서,

상기 고정측 캐비티블럭(17)의 표면을 패딩라인(PL)으로부터 일정 깊이(d)만큼 함몰시킴과 동시에, 그 내부에 조립세트한 스탬퍼(S)나 각종 아웃서트물(I)을 상기 고정측 캐비티블럭(17)의 표면에 진공 흡인력이나 자력, 정전기 등에 의해 고정유지시키도록 하는 것을 특징으로 하는 합성수지제품의 사출압축성형용 금형.
제 1항에 있어서,

상기 이동측 코아블럭(27)을 일체적으로 지지하는 이동측 베이스선반(38)과 그 배후에 스페이서 블럭(39)을 거쳐서 고정된 이동측 취부선반(40)이 마주보는 상호간에 이젝터기구(E)를 형성하는 이젝터플레이트(41)와 그 지지베이스(42)의 2매 1조를 삽입하여 설치함과 동시에, 이젝터플레이트(41)로부터 일체적으로 세워진 복수의 연동로드(44)를 이동측 코아블럭포위틀(28)에 매몰상태로 체결하여 고정한 것을 특징으로 하는 합성수지제품의 사출압축성형용 금형.
패딩라인(PL) 상에 맞물리지 않는 캐비티(29)를 구획하는 고정측 캐비티블럭(17) 및 이동측 코아블럭(27)과, 상기 고정측 캐비티블럭(17)의 외주면에 끼워붙여 일체화된 고정측 캐비티블럭포위틀(18)과, 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 상기 캐비티(29)와 연통하도록 설치된 개폐가능한 핫러너게이트(24)와, 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)과 패딩라인(PL)의 평면상에서 접합 할 수 있도록 상기 이동측 코아블럭(27)의 외주면에 미끄럼 이동하도록 끼워맞춤된 이동측 코아블럭포위틀(28)과, 상기 이동측 코아블럭포위틀(28)을 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 밀어붙여 배후로부터 진퇴되도록 작동시키는 이젝터기구(E)로 구성되는사출압축성형용 금형을 사용해서,

상기 캐비티(29)를 처음 목적하는 제품(A)의 체적과 같은 용적으로 금형조임을 하는 것과 동시에, 상기 이동측 코아블럭포위틀(28)을 이젝터기구(E)의 진퇴작동에 의해 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 밀어붙이는 캐비티(29)를 밀봉상태로 유지한 상태에서,

상기 캐비티(29)에 개방된 핫러너게이트(24)로부터 성형재료(M)를 충진하고 성형재료(M)의 충진압력에 눌린 이동측 코아블럭(27)이 패딩라인(PL)으로부터 개방될 때, 상기 핫러너게이트(24)를 차단함과 동시에 처음 형체력보다 고압력으로 금형재조임을 실시하고, 그 후 냉각하여 고화된 제품(A)을 더욱 진출작동되는 상기 이동측 코아블럭포위틀(28) 또는 포위틀(28)과 별개인 이젝터핀(53)에 의해 이동측 코아블럭(27)으로부터 이형하는 것을 특징으로 하는 합성수지제품의 사출압축성형방법.
패딩라인(PL) 상에 맞물리지 않는 캐비티(29)를 구획하는 고정측 캐비티블럭(17) 및 이동측 코아블럭(27)과, 상기 고정측 캐비티블럭(17)의 외주면에 끼워붙여 일체화된 고정측 캐비티블럭포위틀(18)과, 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 상기 캐비티(29)와 연통하도록 설치된 개폐가능한 핫러너게이트(24)와, 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)과 패딩라인(PL)의 평면상에서 접합 할 수 있도록 상기 이동측 코아블럭(27)의 외주면에 미끄럼 이동하도록 끼워맞춤된 이동측 코아블럭포위틀(28)과, 상기 이동측 코아블럭포위틀(28)을 상기 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 밀어붙여 배후로부터 진퇴되도록 작동시키는 이젝터기구(E)로 구성되는 사출압축성형용 금형을 사용해서,

상기 캐비티(29)를 처음 목적하는 제품(A)의 체적과 같은 용적으로 금형조임을 하는 것과 동시에, 상기 이동측 코아블럭포위틀(28)을 이젝터기구(E)의 진퇴작동에 의해 고정측 캐비티블럭포위틀(18)에 밀어붙이는 캐비티(29)를 밀봉상태로 유지한 상태에서,

상기 캐비티(29)에 개방한 핫러너게이트(24)로부터 성형재료(M)를 충진하고, 충진압력에 눌린 상기 이동측 코아블럭(27)이 패딩라인(PL)로부터 개방되는 과정에서 충진이 완료되기 전에 처음의 형체력보다 서서히 올리는 고압력으로 금형재조임을 개시하고, 금형재조임의 완료시에 상기 핫러너게이트(24)를 차단하여, 그 후 냉각되어 고화된 제품(A)을 더욱 진출작동되는 상기 이동측 코아블럭포위틀(28) 또는 포위틀(28)과 별개인 이젝터핀(53)에 의해 이동측 코아블럭(27)으로부터 이형하는 것을 특징으로 하는 합성수지제품의 사출압축성형방법.