KR20040036375A

KR20040036375A - 캐비티의 가열 냉각에 의한 플라스틱 성형물의 사출압축성형방법

Info

Publication number: KR20040036375A
Application number: KR1020020065365A
Authority: KR
Inventors: 이용기
Original assignee: 주식회사 삼진엘앤디
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-04-30

Abstract

본 발명은 박막액정표시장치(TFT-LCD)를 이루는 백라이트(Back light)에 사용되는 도광판(Light guide plate)중 사출성형(Injection molding)으로 만들어지는 무인쇄도광판(無印刷導光板)을 평면도가 중요하면서 내부 응력이 없는 도광판의 성형물을 만드는 캐비티의 가열 냉각에 의한 플라스틱 성형품의 사출압축 성형방법에 관한 것으로 캐비티의 온도를 성형공정(Forming)에 맞추어 적절히 변화시키면서 수지를 충전시킨 후 상기 충전된 수지를 압축성형하므로서 사이클타임(Cycle time)을 단축시키고 금형의 전사성(轉寫性)을 높여 원활한 사출성형이 이루어져 고품위의 성형품을 내부 응력이 없이 보다 안정적이면서 고정도의 제품으로 성형할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

캐비티의 가열 냉각에 의한 플라스틱 성형물의 사출압축 성형방법{Process for injection and compression molding of plastic products by heating and cooling cavities}

본 발명은 박막액정표시장치(TFT-LCD)를 이루는 백라이트(Back light)에 사용되는 도광판(Light guide plate : 導光板)중 사출성형(Injection molding)으로 만들어지는 무인쇄도광판(無印刷導光板)과 같이 평면도가 중요하면서 내부 응력이 없는 고품위의 성형물을 보다 안정적이면서 고정도를 갖는 제품을 만드는 것을 특징으로 하는 캐비티의 가열 냉각에 의한 플라스틱 성형품의 사출압축 성형방법에 관한 것이다.

통상적인 사출성형방법으로 만들어지는 도광판의 가장 큰 문제점은 도광판을 사출성형할 때 도광판의 두께가 2mm이하는 60초의 사이클타임이 소요되고, 두께가 4mm이하는 90초의 사이클타임이 소요되며, 두께가 6mm이하는 90초의 사이클타임이 소요되므로 인하여 성형물을 만드는 사이클타임이 대단히 느리고 또한 금형의 표면에 광학패턴(Pattern)을 직접 새겨 사출성형방법으로 전사(轉寫)하는 인쇄공정을 없앤 무인쇄도광판(無印刷導光板)을 성형할 경우 전사효율을 98% 이상으로 균일한 성형품을 얻기 위해서는 매우 숙련된 성형기술과 많은 노력 및 이에 따른 많은 시간을 필요로 하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 무인쇄도광판을 성형할 때 발생하는 제반 문제점을 해소하여 고품위의 무인쇄도광판을 보다 안정적이면서 고정도를 갖는 제품으로 만들 수 있도록 발명된 것으로서 일반사출성형방법에 금형의 캐비티를 열매(熱媒) 및 냉매(冷媒)의 교환으로 직접 가열 및 냉각을 시킨 후 사출압축성형방법을 사용하여 성형물을 성형하므로서 사이클타임을 단축시키고 금형의 전사성을 높여 원활한 사출성형이 이루어져 고품위의 성형품을 내부 응력이 없이 보다 안정적으로 고정도의 성형품으로 만들 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 금형에 있어 가동측의 평면도

도 2는 본 발명 도 1의 A-A선 단면도

도 3은 본 발명의 냉열사이클과 성형부온도

도 4는 본 발명의 압축성형방법의 모식도

도 5는 백 라이트 유니트의 구조도

도 6은 무인쇄도광판의 외형도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호 설명〉

10 : 게이트 20, 30 : 코어

40 : 단열재 50 : 냉각수구멍

60 : 캐비티 70 : 압축실린더

80 : 고정측형판 90 : 압축판

100 : 압축량 110 : 고정측금형두께

120 : 가동측금형두께

첨부된 도면의 도 1 및 도 2는 본 발명의 금형 구조도로서, 도 1은 금형에 있어 가동측의 평면도를 나타내는 것이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도를 나타내는 것으로서, 이하 본 발명의 구성을 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면중 부호 60은 캐비티(cavity)를 나타내는 것으로서, 상기 캐비티(60)은 열전도성이 우수하면서 기계적 강도를 갖는 Be-Cu로 형성된 코어(Core)(20)(30)으로 구성되고 상기 코어(20)(30)의 외곽은 단열재(40)을 감싸 보온이 되도록 하였으며 상기 코어(20)(30)에는 다수의 냉각수구멍(50)을 형성한다.

상기 냉각수구멍(50)으로 가열시에는 130℃ 이상의 열수(熱水)를 유입하여 캐비티(60)의 온도를 수지의 글라스(Glass) 전이점 이상으로 유지하도록 하여 금형의 광학패턴(LP)를 도광판(GLP)에 충분히 전사시키도록 하고 냉각시에는 20℃ 이하의 냉수(冷水)를 유입되도록 하여 성형품이 급속히 냉각되도록 한다.

도면중 부호 10은 게이트를 나타내는 것이고, 70은 압축실린더를 나타내는 것이며, 80은 고정측형판(固定側型板)을 나타내는 것이고, 90은 압축판(壓縮板)을 나타내는 것이며, 100은 압축량을 나타내는 것이고, 110은 고정측금형두께를 나타내는 것이며, 120은 가동측금형두께를 나타내는 것이다.

또한, 도 4에 있어 도면중 부호 A는 성형품 두께를 나타내는 것이고, B는 압출량을 나타내는 것이며, A+B는 사출시 캐비티두께를 나타내는 것이고, 도 5의 백 라이트 유니트(Back light unit)에 있어 L는 램프를 나타내는 것이며, PF는 패턴면을 나타내는 것이고, RL은 반사판을 나타내는 것이며, LC는 빛의 거동(擧動)을 나타내는 것이고, SP는 확산판(擴散板)을 나타내는 것이며, PL은 프리즘판(Prism plate)을 나타내는 것이고, PL은 금형을 전사하여 성형하는 광학패턴을 나타내는 것이며, LGP는 도광판을 나타내는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 사출공정에 있어서, 도 2의 캐비티(60)의 공간을 성형품두께(A)+압출량(B)가 되도록 크게 열어 금형의 빈공간 즉 캐비티(60)에 성형기가 수지를 고압으로 사출한 후 상기 수지가 가득 차면 캐비티(60)의 공간을 수지가 굳지 않을 짧은 순간에 압출량(B) 만큼 압축하여 성형품두께(A)로 만들면 일반사출고정에서 꼭 필요한 보압(補壓)을 가하지 않더라도 캐비티(60)내의 수지밀도(樹脂密度)를 금형의 패턴이 충분히 전사될 수 있을 정도로 높일 수 있어 사이클타임을 단축시킬 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 캐비티의 가열 냉각에 의한 플라스틱 성형품의 성형방법을 설명하면 다음과 같다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 성형기의 형체(型締) 두께를 고정측금형두께(110)+압축량(100)+가동측금형두께(120)의 상태로 하여 성형기가 금형을 크로즈(Closed)하고 성형기에서 사출되는 수지의 충전압력(充塡壓力)에 금형이 열리지 않도록 금형에 힘을 가한 상태로 형체를 한다. 상기와 같이 형체가 끝난 다음 압축실린더(70)를 전진시키면 압축판(90)이 고정측형판(80)에 밀착되어 게이트(10) 으로 사출된 수지가 캐비티(60)으로 유입 되더라도 성형압(成刑壓)에 의하여 파팅라인(Parting line)이 열려 수지가 새지 않도록 한다. 상기에서와 같이 형체 즉 셩형기가 금형을 크로즈하고 성형기에서 사출되는 수지의 충전압력에 금형이 열리지 않도록 금형에 힘을 가함과 동시에 냉각수구멍(50)으로 130℃ 이상의 열수를 보내면 코어(20)(30)가 가열되면서 캐비티(60)의 온도가 수지의 글라스(Glass) 전이점 이상으로 유지되어 도 3에서와 같이 성형온도(Ti)에 도달된다.

상기와 같이 캐비티(60)의 온도가 성형온도(Ti)에 도달될 때 사출을 시작하여 도 4의 캐비티두께를 이루는 성형품두께(A)+압축량(B)의 공간으로 수지를 충전시키고, 상기 캐비티(60)에 적정량의 수지가 충전되면 사출성형기의 형체력(型締力)을 급속히 높여 도 2의 압축량(100) 만큼 캐비티(60)의 공간을 압축시키면 캐비티(60)의 공간은 도 4의 성형품두께(A)로 압축되고 동시에 도 2에서와 같이 냉각수구멍(50)으로 20℃ 이하의 냉수를 보내 성형품이 급속히 냉각되도록 한다.

도 3에서와 같이 상기 캐비티(60)의 온도가 취출온도(Te)까지 냉각되면 금형을 열고 성형품을 취출한다. 상기와 같이 취출이 끝난 다음 냉각수구멍(50)으로 다시 130℃ 이상의 열수를 보내어 캐비티(60)의 온도를 가열하면서 성형기가 금형을 크로즈하고 성형기에서 사출되는 수지의 충전압력에 금형이 열리지 않도록 금형에 힘을 가한 상태에서 다음 사이클로 동작을 반복하면서 성형품을 만든다.

상기에 의한 본 발명은 캐비티를 열매 또는 냉매의 교환으로 직접 가열 냉각시켜 캐비티의 온도를 성형공정에 맞추어 적절히 변화시키면서 충전된 수지가 굳지 않을 짧은 순간에 압출량 만큼 캐비티의 공간을 압축하여 사출압축성형에 의하여 성형품을 만들므로 일반사출공정에서 꼭 필요로 한 보압을 가하지 않더라도 캐비티내의 수지 밀도를 금형의 패턴이 충분히 전사될 수 있을 정도로 높일 수 있어 사이클타임을 짧게 단축시킬 수 있게 되고 금형의 전사성을 높여 안정적으로 내부 응력이 없는 고정도의 성형품을 만들 수 있는 등의 효과를 나타내게 된다.

Claims

코어의 냉각수구멍으로 열수를 유입하고 상기 열수에 의하여 캐비티가 가열되어 성형온도(Ti)에 도달하면 수지가 충전된 캐비티의 공간을 압축량을 만큼 압축시킨 다음 상기 냉각수구멍으로 냉수를 유입하여 성형품이 급속히 냉각 되도록 하여 캐비티의 온도가 취출온도(Te)까지 냉각되는 성형부의 온도를 냉열사이클의 반복으로 성형품을 성형하는 것을 특징으로 한 캐비티의 가열 냉각에 의한 플라스틱 성형품의 사출압축 성형방법.
제1항에 있어서, 코어의 냉각수구멍으로 130℃ 이상의 열수를 유입하여 캐비티의 성형온도(Ti)를 수지의 글라스 전이점 이상으로 유지되도록 하여 성형품을 압축한 다음 냉각수구멍으로 20℃ 이하의 냉수를 유입하여 캐비티의 취출온도(Te)까지 냉각하는 냉열사이클의 반복으로 성형품을 성형하는 것을 특징으로 한 캐비티의 가열 냉각에 의한 플라스틱 성형물의 사출압축 성형방법.
제1항에 있어서, Be-Cu로 형성된 한쌍의 코어에 냉각수구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 캐비티의 가열 냉각에 의한 플라스틱 성형품의 사출압축 성형방법.
제1항에 있어서, 압축실린더의 성형압에 파팅라인이 열림방지역활을 하도록 한 것을 특징으로 하는 캐비티의 가열 냉각에 의한 플라스틱 성형품의 사출압축 성형방법