KR200371945Y1 - 핸드폰 부품 성형용 사출금형의 사출압 저감구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 각종 합성수지 제품 특히, 핸드폰의 키버튼이나 윈도우 등의 부품을 사출성형하기 위한 사출금형에 있어서,

상고정판과 갈퀴핀고정판의 사이에 용융런너를 갖는 핫런너플레이트를 형성하고, 갈퀴핀고정판과 런너스트리퍼판에는 전열링과 부시를 갖는 주런너를 각각 형성하여, 용융상의 수지가 상기 주런너로부터 보조런너 및 핀포인트, 런너게이트를 따라 케비티 내부로 주입 경화되어, 사출금형의 분할시 보조런너 및 핀포인트, 런너게이트, 제품만이 취출되게 함으로서,

용융상의 수지가 주런너를 통해 보조런너로 직접 주입되므로 사출압력이 크게 저감되면서도 수지의 흐름이 매우 뛰어나 비교적 소형의 사출기로도 다량의 케비티를 갖는 핸드폰용 부품을 생산할 수 있음은 물론, 수지의 흐름이 양호함에 따라 미성형이나 수축, 웰드라인, 플로우마크에 의한 불량품이 현저히 감소되는 것이며, 수지 로스(loss)가 크게 감소하므로 생산원가의 절감 및 작업공정을 단순화시킬 수 있는 핸드폰 부품 성형용 사출금형의 사출압 저감구조에 관한 것이다.

Description

핸드폰 부품 성형용 사출금형의 사출압 저감구조 {Structure for reducing pressure of injecting mold for forming parts of cell phone}

본 고안은 각종 합성수지 제품을 사출성형하기 위한 사출금형에 있어서, 특히 핸드폰용 키버튼 또는 윈도우와 같이 작고 투명도와 정밀도를 요하며 대량생산을 하여야 하는 성형물을 생산하기 위한 사출금형에 전열식 히터판을 갖는 핫런너 플레이트를 장착함으로서, 상기 핫런너 플레이트에 의해 수지의 흐름을 좋게 하여 미성형이나 수축, 웰드라인, 플로우마크 등에 의한 불량률을 최소화하면서도 노즐스프루 및 주런너의 발생이 없으므로 수지 사용량이 크게 감소하므로 생산원가의 절감 및 생산공정의 단순화를 꾀하게 하는 핸드폰 부품 성형용 사출금형의 사출압 저감구조에 관한 것이다.

일반적으로 사출금형은 2단금형이나 3단금형 등 다양한 형태 및 구조를 갖고 있으며, 핸드폰의 키버튼이나 윈도우와 같이 작으면서도 정밀도를 요구하며 대량생산을 하여야 하는 제품의 경우에는 복수의 케비티를 갖는 3단 핀포인트 금형이 주로 이용되고 있다.

사출금형은 통상적으로 상원판에 스프루와 런너가 형성되고, 하원판에는 대응하는 형상의 런너 및 게이트, 케비티가 각각 형성되는 것으로서,

상기한 사출금형에서의 스프루 및 런너, 게이트는 사출성형에서 유동 주입 시스템의 구성 요소로서 대단히 중요한 역할을 하는 것으로서, 특히 런너 및 게이트의 형태 및 치수는 성형품의 외관, 물성, 치수정밀도, 성형사이클 등에 직접적으로 영향을 끼친다.

용융된 사출원재료는 사출기의 노즐(nozzle)로부터 사출되어 금형의 스프루를 거쳐 스프루에서 분기된 주런너를 지나 보조런너, 핀포인트런너, 게이트를 통과하여 제품형상인 케비티에 충전된다.

충전되는 과정의 상태를 살펴보면 사출용액이 스프루, 주런너 및 보조런너, 핀포인트런너, 게이트를 통과하는 동안 마찰에 의하여 압력이 저하되면서 금형의 캐비티에 충전되고, 이와 동시에 용융된 수지는 런너 및 제한된 좁은 게이트를 통과하면서 마찰에 의해 열이 발생하여 일시적으로 수지온도가 상승되어 캐비티에 주입되는 것으로서,

상기한 런너와 게이트는 성형성, 내부변형, 성형품의 품질에 큰 영향을 미치는 중요한 역할을 하고 있으므로 설계시에 성형품의 형상, 크기, 수지의 특성 등을 감안하여 치수를 조정하는 것이다.

따라서, 상기한 바와 같은 핸드폰용 키버튼 또는 윈도우 등의 부품을 생산하기 위해서는 다량의 제품을 일시에 생산하기 위해 많은 수의 케비티를 금형에 형성하는 것이며, 상기의 케비티의 증가에 따라 사출기의 압력은 비례적으로 증가하게 되므로 보다 고압 고용량의 사출기를 필요로 하게 되는 것이다.

그러나, 영세한 사업장에서는 대형의 사출기를 구비하지 못하고 있거나, 그렇지 않은 일반 사출사업장에서도 한정된 수의 대형 사출기와 소형 사출기를 구비하고 있는 것으로서,

상기한 바와 같이 비교적 작은 형태의 키버튼이나 윈도우 등을 생산하기 위해서 대형의 사출기를 사용하여야 하므로 영세사업장에서는 사출생산이 불가능할 뿐만 아니라, 대형사업장에서도 생산원가가 상승됨은 물론 사출 반응속도가 떨어져 생산속도가 저하되는 것이며, 일시적으로 많은 량의 작업부하가 발생하는 경우에는 소용량의 사출기는 사용하지 않으면서도 대용량의 사출기에만 작업을 의존하게 되는 비합리적인 문제점이 있는 것이다.

즉, 상기한 바와 같은 성형물을 사출하기 위한 금형으로는 도 1의 도시와 같은 3단 핀포인트 금형이 이용되는 것으로서, 3단 핀포인트 금형의 구조를 개략적으로 살펴보면, 최선단의 상고정판(100)과 그 하측으로 순차 결합되는 갈퀴핀고정판(101), 런너스트리퍼판(102), 상원판(103), 하원판(104), 밀판(105)을 갖는 스페이서 블럭(106), 하고정판(107)으로 이루어지는 것으로서,

상고정판(100) 및 갈퀴핀고정판(101)에 형성된 노즐스프루(a)를 통해 용융상의 수지가 주입되면 그 수지는 런너스트리퍼판(102)에 형성된 주런너(b)를 통해 유입되고, 상기한 상원판(103)에 형성된 보조런너(c) 및 핀포인트(d)를 통해, 하원판(104)의 상부면에 형성된 런너게이트(e) 및 케비티(f)로 용융상의 수지가 주입되는 것으로서, 상기한 케비티(f)에 수지가 주입되어 경화되면 그 사출금형이 분할 전개되면서 도 2의 도시와 같은 사출물을 배출시키는 것으로서,

상기한 바와 같은 사출물을 성형하기 위해서는 노즐스프루(a) 및 주런너(b), 보조런너(c), 핀포인트(d), 런너게이트(e)와 같은 5단계의 주입과정을 거쳐야 하므로 그 사출압력을 매우 고압으로 요구하게 되는 것이다.

따라서, 용융상의 수지를 주입하는 동안 상기한 바와 같은 5단계의 저항에 따른 충분한 압력이 요구되면서도, 수지가 주입되는 동안의 수지의 흐름이 좋지 못하여 수지 경화에 따른 미성형이나 수축, 웰드라인, 플로우마크 등이 발생하게 되는 것이며, 이를 극복하기 위해 단순한 사출기의 용량 확대만으로는 안정된 고품질의 제품을 생산할 수 없는 한계가 있었으므로 상기한 바와 같은 불량품을 제거하기 위해 그 수지의 흐름성을 좋게하는 방법이 절실하게 요구되는 것이다.

특히, 상기한 사출금형을 통해 배출되는 스프루 및 런너는 실제 제품으로 쓰이는 것이 아니라, 제품을 성형하기 위한 용융물의 흐름구간내 수지가 경화되어 배출되는 것으로서, 수지의 로스(loss)가 대단히 많아 비경제적이면서도 파쇄하여 재생한다 하더라도 물성의 변화로 인해 핸드폰용 키버튼이나 윈도우용으로는 사용할 수가 없으므로 결국 자원의 낭비를 초래하는 문제점이 있는 것이다.

본 고안은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코자 안출된 것으로서, 상고정판과 갈퀴핀고정판의 사이에 용융런너를 갖는 핫런너플레이트를 형성하고, 갈퀴핀고정판과 런너스트리퍼판에는 전열링과 부시를 갖는 주런너를 각각 형성하여, 용융상의 수지가 상기 주런너로부터 보조런너 및 핀포인트, 런너게이트를 따라 케비티 내부로 주입 경화되어, 사출금형의 분할시 보조런너 및 핀포인트, 런너게이트, 제품만이 취출되게 함으로서,

용융상의 수지가 보조런너로 직접 주입되므로 사출압력이 크게 저감되면서도 수지의 흐름이 매우 뛰어나 비교적 소형의 사출기로도 다량의 케비티를 갖는 핸드폰용 부품을 생산할 수 있음은 물론, 수지의 흐름이 양호함에 따라 미성형이나 수축, 웰드라인, 플로우마크에 의한 불량품이 현저히 감소되는 것이며, 수지 로스(loss)가 크게 감소하므로 생산원가의 절감 및 작업공정을 단순화시킬 수 있는 핸드폰 부품 성형용 사출금형의 사출압 저감구조를 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

도 1은 핸드폰 부품을 성형하기 위한 종래의 사출금형 전체도

도 2는 종래의 사출금형을 통해 취출된 성형물 전체사시도

도 3은 본 고안에 따른 사출금형의 전체도

도 4는 본 고안에 따른 사출금형을 통해 취출된 성형물의 전체사시도

도 5는 본 고안 사출금형을 사출기에 장착한 상태의 전체도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 상고정판 2 : 갈퀴핀고정판

3 : 런너스트리퍼판 4 : 상원판

5 : 하원판 6 : 밀판

7 : 스페이서 블럭 8 : 하고정판

9 : 로케트링 10 : 핫런너 플레이트

11 : 용융런너 12 : 메인런너

13,13' : 가열판 14 : 주런너

15 : 보조런너 16 : 핀포인트

17 : 케비티

20 : 전열링 21 : 부시

30 : 사출기

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 3은 본 고안에 따른 사출금형의 전체도이고, 도 4는 본 고안에 따른 사출금형을 통해 취출된 성형물의 전체사시도이다.

로케트링(9)을 갖는 상고정판(1)과, 갈퀴핀고정판(2)과, 런너스트리퍼판(3),상원판(4), 하원판(5), 스페이서블럭(6)의 사이에 위치한 밀판(7), 하고정판(8)이 순차적으로 분할 결합되어진 공지의 핸드폰 부품용 사출금형에 있어서,

상기한 상고정판(1)과 갈퀴핀고정판(2)의 사이에 용융런너(11)를 갖는 핫런너플레이트(10)를 결합하되,

상기 핫런너플레이트(10)의 용융런너(11)는 상고정판(1)의 로케트링(9)으로부터 관통된 메인런너(12)와 연결되게 하고, 상기 핫런너플레이트(10)의 외주면에는 별도의 가열판(13)(13')을 부착 형성하며,

상기 핫런너플레이트(10)의 용융런너(11)는, 갈퀴핀고정판(2)과 런너스트리퍼판(3)을 관통하는 주런너(14)와 연결되게 하여, 상기 주런너(14)의 단부로부터 상원판(4)에 형성된 보조런너(15) 및 핀포인트(16)로 용융상의 수지가 주입되어, 하원판(5)에 형성된 케비티(17)로 수지 충전되게 하되,

상기한 주런너(14)의 외주면에는 선단의 전열링(20)으로부터 고온의 온도가 전도되게 한 부시(21)를 삽입하여 구성한 것이다.

도면 중 미설명 부호 30은 사출기이다.

이상과 같은 본 고안 핸드폰 부품 성형용 사출금형의 사출압 저감구조의 작용을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 핫런너 플레이트(10)는 상고정판(1)의 하측에 결합되는 것으로서, 상기한 상고정판(1)에는 사출기(30)의 인젝터가 직접 맞닿는 로케트링(9)이 그 중앙에 형성되어 있다.

또한, 상기한 핫런너 플레이트(10)의 하측에는 갈퀴핀고정판(2)과 런너스트리퍼판(3)이 각각 위치하게 되는데, 상기한 갈퀴핀고정판(2)에 의해서는 런너스트리퍼판(3) 하측의 상원판(4)에 형성되는 보조런너(15) 및 핀포인트(16)에 성형되는 사출물을 취출하기 위한 갈퀴핀(도면에는 미도시함)이 결합되어 있고,

그 내측에는 상기한 상원판(4)의 보조런너(15) 및 핀포인트(16)에 용융상의 수지를 공급하기 위한 주런너(14)가 형성되어 있는 것이다.

또한, 상기한 상원판(4)의 하측에 맞닿아 형성되는 하원판(5)에는 제품 및 런너게이트가 형성되는 케비티(17)가 형성되어 있으며, 그 하원판(5)의 하측에는 상기 케비티(17)로 성형되는 제품을 취출하기 위한 다수의 밀핀을 갖는 밀판(6)이 위치하고 있으며, 상기한 밀판(6)은 별도의 스페이서 블럭(7)에 의해 최하단의 하고정판(8)으로부터 이격 고정되어 있는 것이다.

특히, 상기한 갈퀴핀고정판(2)과 런너스트리퍼판(2)에 형성된 주런너(14)에는 그 외주면으로 부시(21)가 형성되어 있는데, 상기한 부시(21)는 핫런너플레이트(10)의 저면에 위치한 전열링(20)으로부터 발생하는 고온의 열기를 전달하여 상기 주런너(14)가 가열상태로 지속되게 하는 역할을 하는 것으로서,

상기한 핫런너플레이트(10)의 외측면에 다수 부착되는 가열판(13)(13')에 의해 상기 핫런너플레이트(10) 내측의 용융런너(11) 및 하측의 주런너(14)에는 고열의 가열판(13)(13') 및 전열링(20)에 의해 항상 용융상태의 수지가 존재하게 되는 것이다.

여기서, 상기한 가열판(13)(13') 및 전열링(20)은 외부로부터 전원을 인가받아 발열하는 것으로서, 필요에 따라 고온으로 상승시켜 내부 수지가 타지 않을 정도까지 수지의 용융상태가 지속되게 할 수 있는 것이다.

따라서, 상기한 사출금형에 의한 수지의 주입경로를 살펴보면,

도 5의 도시와 같이 사출기(30)에 장착되어 그 사출기(30)로부터 용융상의 수지가 상고정판(1) 및 핫런너 플레이트(10)의 메인런너(12) 및 용융런너(11)를 통해 이동하고, 다시 갈퀴핀고정판(2)과 런너스트리퍼판(3)에 형성된 주런너(14)로 이동하여, 용융상의 수지를 상원판(4)에 형성된 보조런너(15) 및 핀포인트(16)로 주입하여 상기 핀포인트(16)를 통해 하원판(5)에 형성된 케비티(17)로 주입하게 되는 것이다.

이러한 주입종료 후 금형 자체의 냉각에 의해 상기한 보조런너(15) 및 핀포인트(16), 케비티(17) 내측의 수지는 경화되는 것이며, 메인런너(12)나 용융런너(11) 및 주런너(14)에 위치한 수지는 가열판(13)(13') 및 전열링(20)에 의해 용융상태로 지속되어 있는 것으로서,

상기한 수지의 경화시간에 따라 사출금형이 분할 전개되면, 상기한 상원판(4)은 런너스트리퍼판(3)으로부터 분리되며 별도의 갈퀴핀에 의해 일측의 보조런너(15) 및 핀포인트(16)를 금형 외측으로 취출하게 되는 것이며,

하원판(5)에 성형되어 있는 케비티(17) 내의 제품 역시 밀판(6)의 작동에 의해 금형 내부에서 취출되는 것이다.

따라서, 종래와 같이 금형의 전개시 노즐스프루와 주런너 및 보조런너, 핀포인트, 제품이 모두 취출되는 것이 아니라, 노즐스프루와 주런너는 용융상태로 계속하여 상고정판(1) 및 갈퀴핀고정판(2), 런너스트리퍼판(3)에 존재하고, 상원판(4)과 하원판(4)에 성형되는 보조런너(15) 및 핀포인트(16), 제품만이 취출되는 것이다.

그러므로, 종래의 경우 사출기로부터 사출압이 가해지면, 런너스프루에 의한 1차 압력 저하가 발생하고, 이어 주런너에서의 2차 압력저하, 보조런너에서의 3차 압력저하, 핀포인트에서의 4차 압력저하, 런너게이트에서의 5차 압력저하가 발생하므로 과도한 압력을 가해야만 케비티 내의 제품 성형을 만족시킬 수 있었으나,

상기한 바와 같은 핫런너플레이트(10)를 사용함으로서,

런너스프루 및 주런너에서는 항상 용융상태로 수지가 존재하므로 압력 발생요인이 크게 감소하므로, 사출성형시 보조런너에서의 1차 압력저하, 핀포인트에서의 2차 압력저하, 런너게이트에서의 3차 압력저하만이 발생하여 제품에 미치는 사출압력은 종래의 금형이 비해 약 40%의 압력이 상승하는 효과를 얻게 되어, 상대적으로 적은 압력 또는 용량의 사출기로도 상기한 제품을 생산할 수 있게 되는 것이다.

즉, 종래의 금형구조에서는 100%의 압력을 가해야만 제품이 성형되었던 것이 비해 본 고안 금형을 이용하는 경우 약 60%의 압력만 가해도 안정된 품질을 갖는 제품이 형성되므로 매우 효율적인 것이다.

특히, 상기한 바와 같은 금형구조에 의해 제품을 생산하는 경우 노즐스프루와 주런너의 발생이 없으므로 수지 원료의 사용량이 급감하게 되므로 원가절감은 물론 사출시간의 단축에 따른 고속 대량 생산이 가능해지는 것이며,

재생하거나 폐기되는 사출물의 발생량이 급감하므로 자원의 효율적인 사용측면에서도 매우 경제적인 것이다.

이상과 같은 본 고안 핸드폰 키버튼 성형용 사출금형의 사출압 저감구조는, 용융상의 수지가 보조런너로 직접 주입되므로 사출압력이 크게 저감되면서도 수지의 흐름이 매우 뛰어나 비교적 소형의 사출기로도 다량의 케비티를 갖는 핸드폰용 부품을 생산할 수 있음은 물론, 수지의 흐름이 양호함에 따라 미성형이나 수축, 웰드라인, 플로우마크에 의한 불량품이 현저히 감소되는 것이며, 노즐스프로나 주런너의 경화배출이 없으므로 수지 로스(loss)가 크게 감소하여 생산원가의 절감 및 작업공정을 단순화시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 로케트링(9)을 갖는 상고정판(1)과, 갈퀴핀고정판(2)과, 런너스트리퍼판(3), 상원판(4), 하원판(5), 스페이서블럭(6)의 사이에 위치한 밀판(7), 하고정판(8)이 순차적으로 분할 결합되어진 공지의 핸드폰 부품용 사출금형에 있어서,

   상기한 상고정판(1)과 갈퀴핀고정판(2)의 사이에 용융런너(11)를 갖는 핫런너플레이트(10)를 결합하되,

   상기 핫런너플레이트(10)의 용융런너(11)는 상고정판(1)의 로케트링(9)으로부터 관통된 메인런너(12)와 연결되게 하고, 상기 핫런너플레이트(10)의 외주면에는 별도의 가열판(13)(13')을 부착 형성하며,

   상기 핫런너플레이트(10)의 용융런너(11)는, 갈퀴핀고정판(2)과 런너스트리퍼판(3)을 관통하는 주런너(14)와 연결되게 하여, 상기 주런너(14)의 단부로부터 상원판(4)에 형성된 보조런너(15) 및 핀포인트(16)로 용융상의 수지가 주입되어, 하원판(5)에 형성된 케비티(17)로 수지 충전되게 하되,

   상기한 주런너(14)의 외주면에는 선단의 전열링(20)으로부터 고온의 온도가 전도되게 한 부시(21)를 삽입하여 됨을 특징으로 하는 핸드폰 키버튼 성형용 사출금형의 사출압 저감구조.