KR20030087179A - 성형품의 제조방법 및 밸브게이트식 금형장치 - Google Patents

성형품의 제조방법 및 밸브게이트식 금형장치 Download PDF

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KR20030087179A
KR20030087179A KR10-2003-7002812A KR20037002812A KR20030087179A KR 20030087179 A KR20030087179 A KR 20030087179A KR 20037002812 A KR20037002812 A KR 20037002812A KR 20030087179 A KR20030087179 A KR 20030087179A
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다께다요시노부
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미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에서는 고정형 (21) 측에 게이트 (35) 를 개폐하는 밸브슬리브 (56) 를 형성한다. 가동형 (22) 측에 형성된 코어핀 (81) 을 형 폐쇄시에 밸브슬리브 (56) 내에 끼워맞춘다. 이로써, 제품 캐비티 (23) 에 대해 성형품의 구멍부 주위에 상당하는 위치에 개구하는 통형상의 게이트 (35) 를 형성한다. 코어핀 (81) 과 밸브슬리브 (56) 의 끼워맞춤에 의해 수지압 등에 저항하여 밸브슬리브 (56) 가 코어어긋남의 발생을 방지한다. 이로써, 구멍부를 갖는 성형품을 제조할 때 제품 캐비티내에 성형재료를 균등하게 충전할 수 있도록 하여 고정밀도로 고품질의 성형품을 얻는다.

Description

성형품의 제조방법 및 밸브게이트식 금형장치 {METHOD OF MANUFACTURING MOLDED PRODUCT AND VALVE GATE TYPE METAL MOLD DEVICE}
도 6A 및 도 6B 는 성형재료인 열가소성 수지에 의해 일체로 성형되는 제품인 성형품 (1) 의 일례를 나타내고 있다. 이 성형품 (1) 은 거의 회전체형상으로 되어 있는데, 보스부인 원통형상의 통형상부 (2) 를 중앙부에 갖고, 이 통형상부 (2) 내에 구멍부 (3) 를 갖고 있다. 통형상부 (2) 의 외주측에는 원반부 (4) 가 있는데, 이 원반부 (4) 에서의 통형상부 (2) 에 연결되는 내주부는 박육부 (5) 로 되어 있다.
일반적으로 이와 같은 성형품 (1) 을 성형하기 위해서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이 서로 개폐하는 형체인 고정형 (11) 및 가동형 (12) 을 구비한 금형장치가 이용된다. 이 장치에서는 고정형 (11) 및 가동형 (12) 을 폐쇄하여 이들 고정형 (11) 및 가동형 (12) 사이에 제품 캐비티 (13) 를 형성하고, 고정형 (11) 에 형성된 게이트 (14) 로부터 제품 캐비티 (13) 내에 용융된 수지를 주입하여 고화시킨다.
전술한 바와 같이, 거의 회전체형상으로 된 성형품 (1) 의 경우, 제품 캐비티 (13) 내에 수지를 균등하게 충전하기 위해서는 성형품 (1) 즉 제품 캐비티 (13) 의 중심축 위에 상당하는 위치에 게이트 (14) 를 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 성형품 (1) 에서는 그 중심축 위에 구멍부 (3) 가 있기 때문에, 제품 캐비티 (13) 의 중심축 위에 게이트 (14) 를 형성하기는 어렵다.
그래서, 종래는 도 7 에 나타내는 바와 같이 원반부 (4) 에 상당하는 위치 또는 통형상부 (2) 에 상당하는 위치에 게이트 (14) 를 형성하였는데, 어느쪽이든 구멍부 (3) 가 수지의 흐름에 대해 장해가 되기 때문에, 제품 캐비티 (13) 에서의 구멍부 (3) 에 대해 게이트 (14) 와 반대측 위치에서는 충전이 부족되기 쉬워 제품 캐비티 (13) 내 전체에 수지를 균등하게 충전하기는 어렵다.
수지가 균등하게 충전되지 않으면 진원도 등의 치수정밀도의 저하나 밀도의 편차 등의 문제가 발생한다.
예컨대, 턴테이블과 같은 제품의 경우, 충분한 정밀도가 확보되어 있지 않으면 회전 불균일 등의 문제가 발생한다. 특히 원반부 (4) 에 상당하는 위치에 게이트 (14) 를 형성한 경우, 상기 성형품 (1) 과 같이 원반부 (4) 와 통형상부 (2) 사이에 박육부 (5) 가 있으면 통형상부 (2) 에도 충전 불량이 생기기 쉽다.
그래서, 도 8 에 나타내는 바와 같이 성형품 (1) 즉 제품 캐비티 (13) 의 중심축을 균등하게 둘러싸는 복수 개소에 게이트 (14) 를 형성하는 것도 실시되고 있다.
그러나, 이와 같이 게이트 (14) 를 복수개로 해도 제품 캐비티 (13) 내 전체에 수지를 충분히 균등하게 충전하기는 어렵다. 또한, 게이트 (14) 를 복수개로 한 경우, 이들 게이트 (14) 로부터 주입된 수지의 합류부에 웰드라인 (6) 이 생기기 쉬운 문제도 있다. 이 웰드라인 (6) 에는 그 부위에서 성형품 (1) 의 강도가 부분적으로 약해지는 등의 문제가 있다.
도 7 및 도 8 에 나타내는 핀 포인트 게이트로 이루어지는 게이트 (14) 대신에 도 9 에 나타내는 바와 같이 게이트 (15) 를 필름형상의 디스크 게이트로 하는 것도 실시되고 있다. 이 디스크 게이트 (15) 는 제품 캐비티 (13) 의 중심축 위에 위치하는 핀 포인트 게이트 (15a) 를 중심으로 제품 캐비티 (13) 에서의 통형상부 (2) 의 일단 내주부에 상당하는 위치에 개구한다.
이와 같은 디스크 게이트 (15) 를 채택하면 제품 캐비티 (13) 내에 수지를 균등하게 충전할 수 있지만, 디스크 게이트 (15) 는 소위 콜드 타입인 것이어야 하므로 성형품 (1) 의 통형상부 (2) 의 일단부에 그 개구를 막는 얇은 막형상의 게이트 흔적이 남는다. 이 막형상의 게이트 흔적은 후처리로 제거해야 하므로 공정수의 증대를 초래한다.
본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 구멍부를 갖는 성형품을 제조할 때에 제품 캐비티내에 성형재료를 균등하게 충전할 수 있고, 이로써 고정밀도로 고품질의 성형품을 얻을 수 있는 동시에 게이트 부분의 후처리도 불필요한 성형품의 제조방법 및 밸브게이트식 금형장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은 구멍부를 갖는 성형품의 제조방법 및 이 방법에 사용하는 밸브게이트식 금형장치에 관한 것으로, 특히 열가소성 수지의 사출성형 등에 이용된다.
도 1 은 본 발명의 밸브게이트식 금형장치의 일 실시예를 나타내는 단면도로 게이트가 닫힌 상태를 나타내고 있다.
도 2 는 게이트가 열린 상태를 나타내는 동 실시예의 단면도이다.
도 3 은 밸브체 지지부 주변을 나타내는 단면 확대도이다.
도 4 는 도 3 의 A-A 선 단면도이다.
도 5 는 성형품의 이형시의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6A 및 도 6B 는 성형품의 일례를 나타내는 단면도 및 저면도이다.
도 7 은 종래의 금형장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8 은 종래의 금형장치의 다른 예를 나타내는 평면도이다.
도 9 는 종래의 금형장치의 또 다른 예를 나타내는 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 종래부터 공지된 다른 구성과 조합해도 된다.
도 1 내지 도 5 는 본 발명의 성형품의 제조방법 및 이 방법에 사용하는 밸브게이트식 금형장치의 일 실시예를 나타내고 있다. 이 실시예에 의해 제조되는 성형품은 예컨대 앞에 설명한 도 6 에 나타내는 바와 같은 성형품 (1) 이다.
도면 중 21 은 고정형, 22 는 가동형으로 상호 대향하는 형체이다. 이들 고정형 (21) 및 가동형 (22) 은 서로 도시 상하방향 (형 개폐방향) 으로 이동하여 개폐한다. 형 폐쇄시에는 상호간에 상기 성형품 (1) 의 형상을 한 제품 캐비티 (23) 를 하나 또는 복수개 형성한다.
상기 고정형 (21) 은 도시되어 있지 않은 사출성형기의 고정측 플래튼에 부착되는 고정측 부착판 (26) 과, 이 고정측 부착판 (26) 에서의 도시 하측 즉 가동형 (22) 측 면에 스페이서 블록 (도시되어 있지 않음) 을 통하여 고정된 고정측 형판 (27) 을 구비하고 있다. 상기 고정측 부착판 (26) 과 고정측 형판 (27) 사이에는 매니폴드 (28) 가 형성되어 있다. 이 매니폴드 (28) 에는 재료통로인 러너 (29) 가 형성되어 있다. 이 러너 (29) 는 사출성형기의 노즐이 접속되는 스풀부시 (도시되어 있지 않음) 내의 스풀에 연통한다. 매니폴드 (28) 에는 도시되어 있지 않지만, 가열용 히터가 형성되어 있다. 또한, 상기 고정측 형판 (27) 에서의 가동형 (22) 측 면에는 캐비티블록 (30) 이 매립되어 고정되어 있다.
상기 고정측 형판 (27) 내지 캐비티블록 (30) 에서의 가동형 (22) 측 면에 형성된 게이트부시 삽입구멍 (31) 내에 게이트부시 (32) 가 끼워져 고정되어 있다. 이 게이트부시 (32) 에는 삽입구멍 (33) 이 관통 형성되어 있고, 이 삽입구멍 (33) 의 가동형 (22) 측 선단부가 제품 캐비티 (23) 에서의 성형품 (1) 의 구멍부 (3) 에 상당하는 위치로 개구하는 원주형상의 게이트 형성구멍 (34) 로 되어 있다. 이 게이트 형성구멍 (34) 의 축방향은 상기 형 개폐방향과 일치하고 있다.
고정형 (21) 에는 상기 게이트 형성구멍 (34) 에 의해 형성되는 게이트 (35)를 개폐하는 밸브장치 (41) 가 장착되어 있다.
이어서, 이 밸브장치 (41) 의 구성을 설명한다. 상기 고정측 형판 (27) 에는 상기 형 개폐방향으로 관통하여 상기 게이트부시 (32) 내의 삽입구멍 (33) 로 통하는 삽입구멍 (42) 이 형성되어 있다. 이들 삽입구멍 (33,42) 내에 거의 통형상의 밸브본체 (43) 가 장착되어 있다. 이 밸브본체 (43) 의 일단부는 플랜지부 (44) 로 되어 있고, 상기 매니폴드 (28) 및 고정측 형판 (27) 사이에 끼여 고정되어 있다.
밸브본체 (43) 내부는 매니폴드 (28) 내의 러너 (29) 를 상기 게이트 (35) 로 연통시키는 재료통로 (45) 로 되어 있다. 이 재료통로 (45) 는 매니폴드 (28) 측의 일부 이외, 상기 형 개폐방향을 따르는 거의 직선형상으로 되어 있지만, 재료통로 (45) 의 도시 하단부 즉 게이트 (35) 측 선단부에는 재료통로 (45) 의 다른 부분보다 직경이 작은 밸브체 지지부로서의 밸브슬리브 지지부 (46) 가 형성되어 있다. 또한 이 밸브슬리브 지지부 (46) 의 주변부의 내면에서는 서로 등간격으로 떨어진 복수의 오목홈 (47) 이 상기 형 개폐방향으로 관통시켜 형성되어 있다. 이들 오목홈 (47) 은 밸브본체 (43) 내의 재료통로 (45) 를 게이트 (35) 로 연통시킨다. 상기 밸브본체 (43) 의 외주면에는 재료통로 (45) 를 가열하는 밴드히터 (48) 및 이 히터 (48) 를 외측으로부터 덮는 거의 원통형상의 히터커버 (49) 가 끼워져 있다.
또한, 히터커버 (49) 보다 게이트 (35) 측에는 밸브본체 (43) 의 외주측에 짧은 원통형상의 단열 시일링 (51) 이 끼워져 고정되어 있다. 이 단열 시일링(51) 의 외주면이 상기 게이트부시 (32) 의 삽입구멍 (33) 내에 형성된 동일 직경의 원주면형상의 끼워맞춤면 (52) 에 끼워져 있다. 이로써, 밸브본체 (43) 가 그 게이트 (35) 측 선단부에서 게이트부시 (32) 에 지지되어 있다. 또한, 단열 시일링 (51) 과 게이트부시 (32) 의 끼워맞춤면 (52) 이외에서는, 단열을 위해 삽입구멍 (33,42) 의 내면과 밸브본체 (43) 또는 히터커버 (49) 의 외면 사이에는 간극이 형성되어 있다.
상기 밸브본체 (43) 의 재료통로 (45) 내의 중심축부를 관통하고, 상기 형 개폐방향으로 이동하여 상기 게이트 형성구멍 (34) 에 자유롭게 끼우고 빼낼 수 있는 끼워맞춤식 밸브체로서의 원통형상의 밸브슬리브 (56) 가 형성되어 있다. 이 밸브슬리브 (56) 의 게이트 (35) 측 선단부는 상기 밸브슬리브 지지부 (46) 에 항상 슬라이딩이 자유롭게 끼워져 있다. 한편, 밸브본체 (43) 에서의 매니폴드 (28) 측 단부에서는 밸브본체 (43) 내에 고정된 가이드부시 (57) 에 의해 밸브슬리브 (56) 가 지지되어 있다. 즉, 밸브슬리브 (56) 는 가이드부시 (57) 내를 슬라이딩이 자유롭게 관통하고 있다.
또한, 상기 밸브슬리브 (56) 는 매니폴드 (28) 를 관통하고, 고정측 부착판 (26) 에 형성된 구동원으로서의 유압 실린더 등의 유체압 실린더 (58) 에 의해 구동되어 축방향으로 이동하도록 되어 있다. 이 방향은 상기 형 개폐방향과 일치하고 있다.
상기 가동형 (22) 은 도시되어 있지 않은 사출성형기의 가동측 플래튼에 부착되는 가동측 부착판 (61) 과, 이 가동측 부착판 (61) 에서의 도시 상측 즉 고정형 (21) 측 면에 스페이서 블록 (도시되어 있지 않음) 을 통하여 고정된 캐비티형성부재로서의 가동측 형판 (62) 을 구비하고 있다. 이 가동측 형판 (62) 에서의 고정형 (21) 측 면에는 코어블록 (63) 이 매립되어 고정되어 있고, 또한 이 코어블록 (63) 에서의 고정형 (21) 측 면에는 제품 캐비티 (23) 를 형성하는 캐비티형성부재로서의 코어인서트 (64) 가 매립되어 고정되어 있다.
상기 가동측 부착판 (61) 과 가동측 형판 (62) 사이에는 서로 고정된 한쌍의 밀어냄판 (66,67) 이 상기 형 개폐방향으로 이동이 자유롭게 지지되어 있다. 이들 밀어냄판 (66,67) 사이에는 서로 고정된 한쌍의 밀어냄부재 고정판 (68,69) 이 끼워져 고정되어 있다. 이 밀어냄부재 고정판 (68,69) 에는 성형품 (1) 을 고정형 (21) 측으로 밀어 가동형 (22) 으로부터 이형시키는 원통형상의 밀어냄슬리브 (71) 및 밀어냄핀 (72) 의 일단부가 고정되어 있다.
보다 상세하게 설명하면, 이들 밀어냄슬리브 (71) 및 밀어냄핀 (72) 의 일단부에 형성된 플랜지부 (73,74) 가 상기 한쌍의 밀어냄부재 고정판 (68,69) 에 의해 끼워져 고정되어 있다. 밀어냄슬리브 (71) 및 밀어냄핀 (72) 은 가동측 형판 (62), 코어블록 (63) 및 코어인서트 (64) 를 슬라이딩이 자유롭게 관통하여 선단이 제품 캐비티 (23) 에 면하여 위치하고 있다. 밀어냄슬리브 (71) 는 구멍부 (3) 주위의 통형상부 (2) 의 일단면에서 성형품 (1) 을 미는 것이며, 밀어냄핀 (72) 은 원반부 (4) 에서 성형품 (1) 을 민다.
또한, 상기 가동형 (22) 에는 상기 고정형 (21) 측의 통형상의 밸브슬리브 (56) 내의 구멍부 (56a) 에 자유롭게 끼우고 빼낼 수 있는 끼워맞춤식 코어체로서의 코어핀 (81) 이 형성되어 있다. 이 코어핀 (81) 은 상기 형 개폐방향을 축방향으로 하는 가늘고 긴 원주형상으로 되어 있다. 코어핀 (81) 의 일단부에 형성된 플랜지부 (82) 가 상기 가동측 부착판 (61) 과 이 가동측 부착판 (61) 에 볼트 (83) 로 고정된 누름판 (84) 에 의해 끼워지고 코어핀 (81) 이 가동측 부착판 (61) 에 고정되어 있다. 코어핀 (81) 은 밀어냄판 (66) 및 밀어냄부재 고정판 (68) 에 형성된 통과구멍 (85) 및 통형상의 상기 밀어냄슬리브 (71) 내의 통과구멍 (71a) 을 슬라이딩이 자유롭게 관통되고 선단부가 제품 캐비티 (23) 를 향해 돌출되어 있다.
또한, 고정형 (21) 과 가동형 (22) 의 폐쇄시에는 코어핀 (81) 의 선단부가 상기 고정형 (21) 측의 통형상의 밸브슬리브 (56) 내의 구멍부 (56a) 의 내주면에 항상 슬라이딩이 자유롭게 끼워맞춰지도록 되어 있다. 즉, 코어핀 (81) 은 성형품 (1) 의 구멍부 (3) 를 형성한다. 코어핀 (81) 이 밸브슬리브 (56) 내에 끼워맞춰진 상태에서 고정형 (21) 측의 게이트 형성구멍 (34) 의 내주면과 코어핀 (81) 의 외주면 사이에는, 상기 제품 캐비티 (23) 에 성형재료를 주입하는 통형상의 상기 게이트 (35) 가 형성되도록 되어 있다. 또한, 코어핀 (81) 의 선단면 (81a) 은 밸브슬리브 (56) 내에 원활하게 삽입되도록 반구면으로 되어 있다.
상기 밸브슬리브 지지부 (46) 의 상세한 것에 대해 도 3 및 도 4 를 참조하여 설명한다. 밸브슬리브 지지부 (46) 는 상기 게이트 (35) 측에서 상기 재료통로 (45) 의 내주면에 형 개폐방향으로 신장하는 3 장의 지지날개 (101) 를 일체로 형성하고, 이들 지지날개 (101) 사이가 상기 오목홈 (47) 으로 되어 있다.상기 지지날개 (101) 는 재료통로 (25) 의 중심축에 대해 120°씩 벌어져 방사형상으로 위치하고 있다. 지지날개 (101) 의 내측 가장자리는 게이트 (25) 와 반대 부분인 기단측이 볼록형상 만곡 가장자리 (102) 로 이루어지고, 다른 가장자리는 상기 형 개폐방향과 평행하며 상기 밸브슬리브 (56) 의 외주면 (56b) 으로 슬라이딩하는 슬라이딩가장자리 (103) 로 되어 있고, 이들 복수의 지지날개 (101) 에 의해 밸브슬리브 (56) 의 외주면 (56b) 을 슬라이딩이 자유롭게 지지한다. 또한, 전술한 바와 같은 지지날개 (101) 를 일체로 갖는 밸브본체 (43) 는 예컨대 방전가공으로 제조할 수 있다.
도 2 및 도 3 에 나타내는 바와 같이 상기 밸브슬리브 (56) 의 게이트 (35) 측 선단부에는, 상기 게이트 (35) 에 끼우고 빼기가 가능하게 끼워맞춰 게이트 (35) 를 개폐하는 폐색부 (111) 가 형성되고, 이 게이트 폐색부 (111) 는 밸브슬리브 (56) 의 기단측에 비해 직경이 작게 형성되고, 선단 외주 각부 (112) 는 만곡형상으로 형성되어 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 상기 단열 시일링 (51) 보다 선단측에서 상기 게이트부시 (32) 의 삽입구멍 (33) 의 내면과 밸브본체 (43) 의 선단측 외면 사이에 간극 (121) 이 형성되고, 이 간극은 상기 재료통로 (45) 및 게이트 (35) 로 연통됨으로써 성형재료인 수지가 주입되어 수지 단열층 (122) 이 형성된다.
이어서, 상기 밸브게이트식 금형장치를 사용한 성형품 (1) 의 제조방법에 대해 설명한다. 성형품 (1) 의 성형시에는 우선 고정형 (21) 과 가동형 (22) 을 폐쇄한다. 이 상태에서 고정형 (21) 과 가동형 (22) 사이에 제품 캐비티 (23)가 형성되는 동시에, 가동형 (22) 측의 코어핀 (81) 이 고정형 (21) 측의 밸브슬리브 (56) 내에 끼워맞춰지고, 고정형 (21) 측의 게이트 형성구멍 (34) 의 내주면과 코어핀 (81) 의 외주면 사이에 통형상의 게이트 (35) 가 형성된다. 또한, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 유체압 실린더 (58) 의 구동에 의해 밸브슬리브 (56) 를 가동형 (22) 과 반대측으로 이동시켜 게이트 (35) 를 개방한다. 이 상태에서도 코어핀 (81) 은 밸브슬리브 (56) 내에 끼워맞춰진 채로 있다.
사출성형기의 도시되어 있지 않은 노즐로부터 스풀내에 성형재료인 용융된 나일론 등의 열가소성 수지를 사출시킨다. 이 수지는 스풀로부터 매니폴드 (28) 의 러너 (29), 밸브본체 (43) 내의 재료통로 (45) 및 그 밸브슬리브 지지부 (46) 의 오목홈 (47) 을 통과하여 게이트 (35) 로부터 제품 캐비티 (23) 내로 주입된다. 이와 같이 제품 캐비티 (23) 내에 수지가 충전된 후, 보압 (保壓) 을 거쳐 도 1 에 나타내는 바와 같이, 유체압 실린더 (58) 의 구동에 의해 밸브슬리브 (56) 를 가동형 (22) 측으로 이동시켜 게이트 (35) 에 끼워맞춰지고 이 게이트 (35) 를 폐색한다. 이로써, 제품 캐비티 (23) 내의 수지 즉 제품인 성형품 (1) 과 게이트 (35) 까지의 재료통로 (45) 내의 수지가 서로 단절된다.
또한, 제품 캐비티 (23) 내의 수지가 냉각되어 고화된 후, 고정형 (21) 과 가동형 (22) 을 개방하여 성형된 성형품 (1) 을 꺼낸다. 이 때, 고정형 (21) 과 가동형 (22) 의 개방에 따라 고정형 (21) 측의 이형 저항과 가동형 (22) 측의 이형 저항의 차에 의해 성형품 (1) 은 우선 고정형 (21) 으로부터 떨어진다. 이어서, 사출성형기에 형성된 도시되어 있지 않은 밀어냄로드에 의해 밀어냄판(66,67) 이 고정형 (21) 측으로 밀린다. 이로써, 도 5 에 나타내는 바와 같이 밀어냄슬리브 (71) 및 밀어냄핀 (72) 이 고정형 (21) 측으로 이동하여 밀어냄슬리브 (71) 가 성형품 (1) 의 통형상부 (2) 의 일단면을 미는 동시에, 밀어냄핀 (72) 이 성형품 (1) 의 원반부 (4) 를 밀어 성형품 (1) 이 가동형 (21) 으로부터 밀린다. 밀어냄슬리브 (71) 는 그 선단이 코어핀 (81) 의 선단보다 고정형 (21) 측으로 돌출할 때까지 이동하고, 이로써 코어핀 (81) 이 성형품 (1) 의 구멍부 (3) 로부터 빠진다. 또한, 고정형 (21) 과 가동형 (22) 이 열린 상태에서 코어핀 (81) 은 밸브슬리브 (56) 로부터 빠진다.
그 후, 고정형 (21) 과 가동형 (22) 이 다시 폐쇄되고 이상의 성형사이클이 반복된다. 전체 성형사이클을 통하여 스풀, 매니폴드 (28) 의 러너 (29) 및 밸브본체 (43) 의 재료통로 (45) 내의 수지는 히터 (48) 의 가열에 의해 항상 용융상태로 유지된다.
상기 실시예의 구성에 의하면, 게이트 (35) 를 통형상으로 하고 이 게이트 (35) 를 제품 캐비티 (23) 에 대해 성형품 (1) 의 구멍부 (3) 주위에 상당하는 위치에 개구시켰기 때문에, 게이트 (35) 로부터 제품 캐비티 (23) 내에 주입된 수지는 구멍부 (3) 주위에 상당하는 위치로부터 외측으로 방사형상으로 확대되어 가고, 구멍부 (3) 를 형성하는 코어핀 (81) 이 장해가 되지 않고 제품 캐비티 (23) 내에 균등하게 충전되어 웰드라인이 발생하지도 않는다. 이와 동시에, 고정형 (21) 측의 밸브슬리브 (56) 내에 가동형 (22) 측의 코어핀 (81) 이 끼워져 있어, 게이트 (35) 로부터 제품 캐비티 (23) 내에 수지를 충전할 때 게이트 (35) 를 형성하는 밸브슬리브 (56) 및 코어핀 (81) 이 수지의 압력 등에 의해 코어어긋남을 발생시키는 것이 방지된다. 이로써, 수지의 압력 등에 저항하여 통형상의 게이트 (35) 의 두께가 그 전체 둘레에 걸쳐 안정적으로 유지되고, 따라서 수지가 제품 캐비티 (23) 내의 각부에 한층 더 균등하게 충전된다. 그 결과, 진원도 등이 고밀도로 고품질의 성형품 (1) 을 얻을 수 있다. 성형품 (1) 이 예컨대 턴테이블인 경우, 회전시의 흔들림을 방지할 수 있다.
금형장치내에서 성형품 (1) 과 게이트 (35) 까지의 재료통로 (45) 내의 수지가 서로 단절되므로 성형품 (1) 에서의 게이트 (35) 부분의 후처리도 불필요하다.
또한, 밀어냄슬리브 (71) 는 구멍부 (3) 주위에서 성형품 (1) 을 밀기 위하여 밀어냄슬리브 (71) 내에 코어핀 (81) 이 위치하게 되지만, 코어핀 (81) 은, 밀어냄슬리브 (71) 가 고정된 밀어냄판 (66,67) 도 관통하고, 이 밀어냄판 (66,67) 을 통과하여 가동측 형판 (62) 과 반대측에 위치하는 부착판에 고정되었기 때문에, 코어핀 (81) 과는 독립적으로 밀어냄슬리브 (71) 를 동작시킬 수 있다. 이와 같이 코어핀 (81) 과는 독립적으로 밀어냄슬리브 (71) 를 동작시키는 것은 성형품 (1) 의 이형시에 코어핀 (81) 을 성형품 (1) 으로부터 빼내기 위해 필요한 것이다.
밸브슬리브 (56) 는 그 선단부의 게이트 폐색부 (111) 가 게이트 (35) 에 자유롭게 끼우고 빼낼 수 있는 끼워맞춤식으로, 끼우고 빼는 것에 의한 마모 등을 줄이기 위해서는 밸브슬리브 (56) 를 게이트 (35) 에 대해 정확하게 코어맞춤할 필요가 있다.
본 실시형태에서는 재료통로 (45) 에 형성된 밸브슬리브 지지부 (47) 에 의해 밸브슬리브 (56) 의 게이트 (35) 측 외주면 (56b) 을 슬라이딩이 자유롭게 지지하기 위해 밸브슬리브 (56) 와 게이트 (35) 의 코어맞춤이 정확하게 이루어진다.
한편, 코어핀 (81) 은 밀어냄판 (66) 및 밀어냄부재 고정판 (68) 에 형성된 통과구멍 (85) 및 통형상의 상기 밀어냄슬리브 (71) 내의 통과구멍 (71a) 을 슬라이딩이 자유롭게 관통시켜 제품 캐비티 (23) 쪽으로 선단부가 돌출되어 있고, 밀어냄슬리브 (71) 를 코어핀 (81) 에 대해 이동시킴으로써 성형품 (1) 을 밀어낼 수 있다. 그 밀어냄슬리브 (71) 에 의해 코어핀 (81) 의 코어가 위치결정되고 있는데, 코어핀 (81) 의 선단부는 제품 캐비티 (23) 쪽으로 돌출하여 자유단으로 되어 있다.
이에 대해 게이트 형성구멍 (34) 을 갖는 고정형 (21) 측의 재료통로 (45) 에 밸브슬리브 지지부 (46) 를 형성하고, 밸브슬리브 지지부 (46) 에 의해 밸브슬리브 (56) 를 지지함으로써 이 밸브슬리브 (56) 의 내주면에 끼워맞춰지는 코어핀 (81) 도 게이트 (35) 에 정확하게 코어맞춤할 수 있고, 이로써 밸브슬리브 (56) 와 코어핀 (81) 과 게이트 (35) 삼자의 코어맞춤이 정확하게 이루어진다. 밸브슬리브 (56) 의 구멍부 (56a) 의 내주면에 코어핀 (81) 의 외주면이 직접 끼워넣어지기 때문에 밸브슬리브 (56) 와 코어핀 (81) 의 코어맞춤이 용이해진다.
게이트 폐색부 (111) 의 선단 외주 각부 (112) 는 만곡형상으로 형성되어 있기 때문에, 게이트 (35) 의 외주면에 대해 게이트 폐색부 (111) 가 원활하게 끼워져 삽입된다.
제품 캐비티 (23) 와 밸브본체 (43) 사이에 단열층으로 이루어진 수지 단열층 (122) 이 형성되기 때문에, 제품 캐비티 (23) 와 가열수단인 밴드히터 (48) 사이의 단열성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형실시가 가능하다. 예컨대, 성형품의 형상은 도 4 에 나타내는 바와 같은 것에 한정되지 않고, 구멍부를 갖는 기어 등의 임의 형상의 성형품에 본 발명을 적용할 수 있다. 또, 본 발명은 열가소성 수지의 사출성형뿐만 아니라, 열가소성 성형재료의 사출성형 일반에 적용할 수 있다. 또한, 상기 실시형태에서는 밸브체 지지부의 지지날개 (101) 수를 3 장으로 하였지만, 지지날개 수는 3 장으로 한정되는 것은 아니며, 4 장 이상이어도 된다.
본 발명의 제 1 양태는, 구멍부를 갖는 성형품의 제조방법이다. 이 방법에서는, 서로 개폐가 가능한 복수의 형체 (型體) 를 폐쇄하여 이들 형체간에 제품 캐비티를 형성하는 동시에, 상기 복수의 형체 중 제품 캐비티에서의 상기 구멍부에 상당하는 위치로 개구하는 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 형성된 통형상 밸브체의 내주면에, 상기 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 대향하는 형체에 형성된 코어체를 끼워맞추고, 상기 게이트 형성구멍의 내주면과 상기 코어체의 외주면 사이에 통형상의 게이트를 형성하고, 이 게이트를 닫는 상기 밸브체를 상기 게이트의 축방향으로 이동시켜 이 게이트를 개방하고, 상기 코어체가 상기 밸브체내에 끼워진 상태로 개방된 상기 게이트로부터 상기 제품 캐비티내에 성형재료를 주입한다.
이와 같이 게이트가 통형상으로 되고, 이 통형상의 게이트가 제품 캐비티에 대해 성형품의 구멍부 주위에 상당하는 위치에 개구하고 있기 때문에, 게이트로부터 제품 캐비티내에 주입된 성형재료는 구멍부 주위에 상당하는 위치로부터 외측으로 방사형상으로 확대되어 간다. 이로써, 구멍부가 장해가 되지 않고 제품 캐비티내에 균등하게 충전된다.
또한, 게이트로부터 제품 캐비티내에 성형재료를 충전할 때, 통형상 밸브체의 내주면에 이 밸브체가 형성된 형체와 대향하는 형체에 형성된 코어체가 직접 끼워져 있기 때문에, 게이트를 형성하는 밸브체가 성형재료의 압력 등에 의한 코어어긋남이 방지된다. 이로써, 통형상의 게이트 두께가 그 전체 둘레에 걸쳐 안정적으로 유지되고, 따라서 성형재료가 제품 캐비티내의 각부에 한층 더 균등하게 충전된다.
또한, 제품 캐비티내에 성형재료가 충전된 후, 밸브체를 이동시켜 게이트를닫는데, 이로써 제품 캐비티내의 성형재료 즉 제품인 성형품과 게이트까지의 재료통로내의 성형재료가 서로 단절된다. 따라서, 성형품에서의 게이트 부분의 후처리도 불필요하다.
상기 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 상기 게이트 형성구멍에 연통하는 재료통로를 형성하고, 이 재료통로에 형성된 밸브핀 지지부에 의해 상기 밸브체의 게이트측 외주면을 슬라이딩이 자유롭게 지지해도 된다.
이 경우, 재료통로내의 성형재료에 의해 밸브체에 압력이 가해졌다 하더라도 밸브체가 코어체 및 게이트에 대해 확실하게 코어맞춤된다. 따라서, 밸브체가 확실하게 동작하는 동시에 밸브체, 코어체 및 게이트의 마모도 억제된다.
본 발명의 제 2 양태는, 구멍부를 갖는 성형품을 성형하는 밸브게이트식 금형장치이다. 이 장치는, 서로 개폐하여 형 폐쇄시에 제품 캐비티를 상호간에 형성하는 복수 형체와, 이들 형체 중 제품 캐비티에서의 상기 구멍부에 상당하는 위치로 개구하는 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 형성되고 상기 게이트 형성구멍의 축방향으로 이동하여 이 게이트 형성구멍에 자유롭게 끼우고 빼낼 수 있는 끼워맞춤식의 통형상 밸브체와, 상기 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 대향하는 형체에 형성되어 형 폐쇄시에 상기 통형상 밸브체의 내주면에 슬라이딩이 자유롭게 항상 끼워맞춰지는 코어체를 구비하고 있다. 상기 게이트 형성구멍의 내주면과 상기 코어체의 외주면 사이에 상기 제품 캐비티로 성형재료를 주입하는 통형상의 게이트가 형성되어 있다. 이 밸브게이트식 금형장치에 의하면 상기 제조방법을 실시할 수 있다.
상기 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 상기 게이트 형성구멍에 연통하는 재료통로를 형성하고, 이 재료통로내에 상기 밸브체를 배치하고, 상기 재료통로는 상기 밸브체의 게이트측 외주면을 슬라이딩이 자유롭게 지지하는 밸브핀 지지부를 갖고 있어도 된다.
이 경우, 재료통로내의 성형재료에 의해 밸브체에 압력이 가해졌다 하더라도 밸브체가 코어체 및 게이트에 대해 확실하게 코어맞춤된다. 따라서, 밸브체가 확실하게 동작하는 동시에 밸브체, 코어체 및 게이트의 마모도 억제된다.
상기 코어체를 갖는 형체는, 상기 제품 캐비티를 형성하는 캐비티형성부재와, 부착판과, 이 부착판과 상기 캐비티형성부재 사이에 형성된 밀어냄판을 구비하고 있어도 된다. 이 밀어냄판에는 상기 구멍부 주위에서 성형품을 밀어 형체로부터 이형시키는 밀어냄슬리브가 고정되고, 상기 코어체는 상기 부착판에 일단부를 고정시키는 동시에, 상기 밀어냄판 및 밀어냄슬리브내를 슬라이딩이 자유롭게 관통시켜 상기 제품 캐비티로 돌출시킨 것이어도 된다.
제품 캐비티내에 충전된 성형재료 즉 성형품이 고화된 후, 형이 개방되어 성형품이 꺼내지는데, 이 때 밀어냄판과 함께 이동하는 밀어냄슬리브가 구멍부 주위에서 성형품을 밀어 형체로부터 이형시킨다. 이와 같이 밀어냄슬리브는 구멍부 주위에서 성형품을 밀기 위하여 밀어냄슬리브내에 코어체가 위치하게 되는데, 코어체는 밀어냄슬리브가 고정된 밀어냄판도 관통하여 이 밀어냄판을 통과하여 캐비티형성부재와 반대측에 위치하는 부착판에 고정됨으로써, 코어체와는 독립적으로 밀어냄슬리브를 동작시킬 수 있다. 이와 같이 코어체와는 독립적으로 밀어냄슬리브를 동작시키는 것은 성형품의 이형시에 코어체를 성형품으로부터 빼내기 위해 필요한 것이다.
본 발명에 관련되는 성형품의 제조방법에서는, 제품 캐비티에서의 성형품의 구멍부에 상당하는 위치에 개구하는 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 형성된 통형상 밸브체의 내주면에, 다른 형체에 형성된 코어체를 끼워맞춰 게이트 형성구멍의 내주면과 코어체의 외주면 사이에 통형상의 게이트를 형성하고, 이 게이트를 닫는 밸브체를 이동시켜 게이트를 개방하고, 코어체가 상기 밸브체내에 끼워맞춰진 상태로 개방된 게이트로부터 제품 캐비티내에 성형재료를 주입한다.
따라서, 구멍부가 장해가 되지 않고 성형재료를 제품 캐비티내에 균등하게 충전할 수 있고, 또한 그 때에 코어체가 통형상 밸브체내에 끼워맞춰짐으로써 성형재료의 압력 등에 저항하여 통형상의 게이트 두께를 그 전체 둘레에 걸쳐 안정적으로 유지할 수 있어 성형재료를 제품 캐비티내의 각부에 한층 더 균등하게 충전할수 있다. 따라서, 고정밀도로 고품질의 성형품을 얻을 수 있다.
또, 밸브체에서 게이트를 닫음으로써 제품 캐비티내의 성형재료 즉 성형품과 게이트까지의 재료통로내의 성형재료가 서로 단절되므로 성형품에서의 게이트 부분의 후처리도 불필요하다.

Claims (5)

  1. 구멍부를 갖는 성형품의 제조방법으로서,
    서로 개폐가 가능한 복수의 형체를 폐쇄하여 이들 형체간에 제품 캐비티를 형성하는 동시에,
    상기 복수의 형체 중 제품 캐비티에서의 상기 구멍부에 상당하는 위치로 개구하는 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 형성된 통형상 밸브체의 내주면에, 상기 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 대향하는 형체에 형성된 코어체를 끼워맞추고, 상기 게이트 형성구멍의 내주면과 상기 코어체의 외주면 사이에 통형상의 게이트를 형성하고,
    이 게이트를 닫는 상기 밸브체를 상기 게이트의 축방향으로 이동시켜 이 게이트를 개방하고,
    상기 코어체가 상기 밸브체내에 끼워맞춰진 상태로 개방된 상기 게이트로부터 상기 제품 캐비티내에 성형재료를 주입하는 것을 특징으로 하는 성형품의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 상기 게이트 형성구멍에 연통하는 재료통로를 형성하고, 이 재료통로에 형성된 밸브체 지지부에 의해 상기 밸브체의 게이트측 외주면을 슬라이딩이 자유롭게 지지하는 것을 특징으로 하는 성형품의 제조방법.
  3. 구멍부를 갖는 성형품을 성형하는 밸브게이트식 금형장치로서,
    서로 개폐하여 형 폐쇄시에 제품 캐비티를 상호간에 형성하는 복수 형체와,
    이들 형체 중 제품 캐비티에서의 상기 구멍부에 상당하는 위치로 개구하는 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 설치되며 상기 게이트 형성구멍의 축방향으로 이동하여 이 게이트 형성구멍에 자유롭게 끼우고 빼낼 수 있는 끼워맞춤식의 통형상 밸브체와,
    상기 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 대향하는 형체에 설치되며 형 폐쇄시에 상기 통형상 밸브체의 내주면에 슬라이딩이 자유롭게 항상 끼워맞춰지는 코어체를 구비하고,
    상기 게이트 형성구멍의 내주면과 상기 코어체의 외주면 사이에, 상기 제품 캐비티로 성형재료를 주입하는 통형상의 게이트를 형성하는 것을 특징으로 하는 밸브게이트식 금형장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 게이트 형성구멍을 갖는 형체에 상기 게이트 형성구멍에 연통하는 재료통로를 형성하고, 이 재료통로내에 상기 밸브체를 배치하고, 상기 재료통로는 상기 밸브체의 게이트측 외주면을 슬라이딩이 자유롭게 지지하는 밸브핀 지지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 밸브게이트식 금형장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 코어체를 갖는 형체는 상기 제품 캐비티를 형성하는 캐비티형성부재와, 부착판과, 이 부착판과 상기 캐비티형성부재 사이에 형성된 밀어냄판을 구비하고, 이 밀어냄판에는 상기 구멍부 주위에서 성형품을 밀어 형체로부터 이형(離型)시키는 밀어냄슬리브가 고정되고, 상기 코어체는 상기 부착판에 일단부가 고정되는 동시에, 상기 밀어냄판 및 밀어냄슬리브내를 슬라이딩이 자유롭게 관통하여 상기 제품 캐비티로 돌출되어 있는 것을 특징으로 하는 밸브게이트식 금형장치.
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