KR20040041527A

KR20040041527A - 금형세트

Info

Publication number: KR20040041527A
Application number: KR10-2003-7003686A
Authority: KR
Inventors: 가토도모히사; 오카노다카시
Original assignee: 사카에리켄 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2002-10-04
Publication date: 2004-05-17
Also published as: WO2003033243A1; US20030077344A1; EP1437212A4; KR100751180B1; EP1437212A1; US6799958B2

Abstract

수의 금형 및 안쪽면측에 소정의 요철모양패턴 및 소정의 진공흡인용 미세구멍을 가지는 암의 금형으로 이루어지는 금형세트를 설치한다. 진공흡인용 미세구멍에 진공압력을 공급하는 진공흡인기구는, 금형의 기준면에 대하여 직각으로 설치되는 것으로서 그 앞 끝단부가 암의 금형의 안쪽표면까지 소정의 거리를 남긴 상태로 형성됨과 동시에 소정의 구멍지름을 가지는 연결구멍과, 연결구멍의 앞 끝단부 부근에서 상기 암의 금형의 안쪽표면을 향해서 직선형상으로 형성되는 것으로서 암의 금형의 안쪽표면에 대하여 면직각형상으로 형성되는 것 및 이 면직각형상으로 형성되는 것을 중심으로 하여 그 주위에 방사형상으로 형성되는 것 등으로 이루어지는 진공흡인용 미세구멍으로 이루어진다. 암의 금형과 수의 금형이 서로 슬라이드 걸어맞춤하는 가이드핀의 부분에, 캐비티 공간을 적절량으로 제어하는 스페이서를 설치한다.

Description

금형세트{INJECTION MOLDING APPARATUS}

종래의, 플라스틱 성형체의 표면에 요철모양을 가지는 것의 그 제조방법으로서는, 표피재의 표면층에 미리 요철모양을 가지는 시트형상부재를 준비하여, 이러한 시트형상부재를 금형내에 설치함과 동시에, 그 이면측에, 예를 들면 인젝션성형수단 등을 비롯한 소정의 성형수단으로 열가소성 플라스틱재를 설치하여, 이것에 의해서 소정의 형태로 이루어지는 플라스틱성형체의 표면에 요철모양을 가지는 것을 형성시키도록 하고 있는 경우가 있다. 이 종래의 것에 있어서는, 표면에 요철모양을 가지는 표피재의 이면측으로의 플라스틱재의 설치에 있어서, 예를 들면 3차원 곡면부 등에 있어서 표피재가 불필요하게 잡아당겨지거나, 혹은 곡면부의 주위에 주름이 생기거나 하는 문제점이 있다. 또한, 요철모양 자체에도 모양의 흐트러짐, 혹은 늘어짐 등이 생긴다는 문제점이 있다. 또한, 표피재의 이면측에 발포체층을 가지는 것으로서, 이 발포체층의 두께가 다른 것의 성형에 있어서는, 금형세트의 일부를, 그 때마다 수정해야만 한다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 성형공정에 사용되는 금형에 그 안쪽표면에 미리 요철모양패턴이 형성된 것을 준비함과 동시에, 이 금형(암의 금형)측에 특수한 진공흡인수단을 설치해 두고, 이 진공흡인수단을 통하는 것에 의해 표피재의 표면층에 요철모양을 입체적으로 형성시키도록 한 요철모양표면을 가지는 표피재의 제조방법에 사용되는 금형세트를 제공하고자 하는 것이, 본 발명의 목적이다. 또한, 수의 금형과 암의 금형이 상대이동하는 가이드핀의 부분에, 소정의 스페이서를 설치함과 동시에, 이 스페이서의 두께를 적당히 조정하는 것에 의해, 표피재의 두께가 다른 것에 대해서도 같은 금형세트를 사용하여 성형가공을 할 수 있도록 하고자 하는 것이 본 발명의 목적이다.

본 발명은, 표면에 요철모양을 가지는 플라스틱 성형체의 제조방법에 사용되는 금형에 관한 것이다. 특히, 본 발명에 있어서는 금형의 일부에 요철모양패턴 및 진공흡인용의 미세구멍을 미리 형성하여 둠과 동시에, 이러한 금형세트를 형성하는 각 금형 사이에 스페이서를 설치하는 것에 의해, 1조의 금형세트를 사용하여 사양이 다른 여러 종류의 플라스틱성형체를 제조할 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 1조의 금형세트를 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명에 관한 금형세트의 사용상태 1을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명에 관한 암의 금형 안쪽표면부 주위의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 4는 본 발명에 관한 암의 금형에 설치되는 진공흡인기구의 전체구성을 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 발명에 관한 암의 금형 안쪽표면에 형성되는 진공흡인용 미세구멍의 배치상태를 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명에 관한 암의 금형 안쪽표면의 세로벽부 혹은 경사부에 형성되는 진공흡인용 미세구멍의 배치상태를 나타내는 단면도이다.

도 7은 본 발명에 관한 진공흡인장치 전체의 구성을 나타내는 도면이다.

[발명의 개시]

본 발명은, 요철모양표면을 가지는 플라스틱 성형체의 제조방법에 사용되는 금형세트에 관한 것으로서, 그 암의 금형 내면측에는 소정의 요철모양패턴 및 소정의 진공흡인용 미세구멍을 가지도록 하고, 이러한 암의 금형과 수의 금형이 서로 끼워 맞춤하는 부분에는 소정량의 세로절단부를 형성하고, 또한 상기 암의 금형과 수의 금형이 서로 슬라이드 걸어맞춤하는 가이드핀의 부분에는, 상기 양 금형으로 형성되는 캐비티 공간을 적절량으로 제어하는 스페이서를 설치하도록 한 것이다. 그리고 또한, 이러한 금형세트 중, 암의 금형측에 설치되는 진공흡인기구를, 금형의 기준면에 대하여 직각으로 설치되는 것으로서 그 앞 끝단부가 상기 암의 금형 안쪽표면까지 소정의 거리를 남긴 상태로 형성됨과 동시에 소정의 구멍지름을 가지도록 형성되는 연결구멍과, 이 연결구멍의 앞 끝단부 부근에서 상기 암의 금형 안쪽표면을 향해서 직선형상으로 형성되는 것으로서 상기 암의 금형 안쪽표면에 대하여 면직각형상으로 형성되는 복수의 미세구멍으로 이루어지도록 하여, 이것에 의해서 표피재의 표면에 균일한 상태의 요철모양을 선명한 상태로 형성시키도록 한 것이다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

본 발명에 관한 1조의 금형세트는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 수의 금형(8)과 암의 금형(9)으로 이루어진다. 이러한 구성으로 이루어지는 것에 있어서, 수의 금형(8)측에는 열가소성 플라스틱재를 주입하기 위한 주입구(81)가 형성되어 있음과 동시에, 이 수의 금형(8)의 주위에는 암의 금형(9)과의 사이에 있어 슬라이드 끼워 맞춤하도록 형성된 세로절단부(85)가 형성되어 있다. 그리고 수의 금형(8)의 네 귀퉁이의 부분에는 암의 금형(9)측에 설치된 가이드홈(98)과 슬라이드 걸어맞춤하는 가이드핀(88)이 설치되어 있음과 동시에, 이 가이드핀(88)의 부분에는 스페이서(4)가 설치되어 있는 것이다. 이러한 스페이서(4)의 그 두께(높이)를 적당한 값으로 조정함으로써, 도 1에 나타내는 캐비티 공간(5)의 부피를 적당한 값으로 제어하거나, 혹은 도 2에 나타내는 것과 같은 표피재(1)의 이면측에 쿠션층 (12)을 가지는 것을 사용하는 것으로 한 경우에서의 해당 쿠션층(12)의 두께에 대응시켜, 그 이면측에 형성되는 캐비티 공간(5)을 최적의 상태로 조정할 수가 있게 되어 있는 것이다.

예를 들면, 표피재(1)가 그 이면측에 쿠션층(12)을 가지지 않은 것 같은 경우에 있어서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 진공흡인용 미세구멍(92)을 통해 상기 표피재(1)를 흡인함으로써, 표피재(1)의 표면측에 소정의 요철모양이 형성되는 것으로 된다. 그리고, 이러한 상태에서 가이드핀(88)의 부분에 설치된 스페이서(4)를 적절히 조정하여 캐비티 공간(5)의 부피값을 제어함과 동시에, 즉시 인젝션성형을 한다. 이것에 의해서, 요철모양표면을 가지는 표피재와 플라스틱제 기반(基盤)과의 일체화가 신속히 행하여지게 된다. 따라서, 요철모양표면을 가지는 플라스틱 성형체의 제조가 효율적으로 진행된다. 또한, 표피재(1)에 쿠션층(12)을 가지는 경우에는, 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 같은 금형세트(8,9)를 사용함과 동시에, 이 경우에는, 상기 진공흡인공정 후에, 상기 스페이서(4)를 적당한 값으로 조정한 상태에서 캐비티 공간(5)내로 수의 금형(8)측에 형성된 주입구(81)로부터 소정의 플라스틱재를 저압으로 주입함과 동시에, 이러한 상태에서 상기 주입된 플라스틱재를 수의 금형(8)을 서서히 전진시키는 것에 의해 표피재(1)와 주입된 플라스틱재를 일체화시킨다. 이것에 의해서, 표면에는 암의 금형(9)에 형성된 요철모양패턴(91)이 전사된 요철모양표면을 가지는 플라스틱 성형체가 효율적으로 형성된다.

이와 같이, 본 발명의 것에 있어서는 표피재(1)의 이면측에 설치되는 쿠션층 (12)의 두께가 다른 것, 혹은 쿠션층이 없는 것 등, 다른 형태로 이루어지는 요철모양표면을 가지는 플라스틱 성형체를, 같은 금형세트(8,9)를 사용하여 효율적으로 제조할 수가 있게 된다. 즉, 같은 금형세트(8,9)를 사용함과 동시에, 본 금형세트 (8,9)를 형성하는 가이드핀(88)의 부분에 설치되는 스페이서(4)를 적당히 조정함으로써 캐비티 공간(5)의 값을 제어하여, 이것에 의해서 수단변경 등에 원활하게 대처할 수가 있게 된다. 그 결과, 금형(8,9)의 교환 등을 하는 일없이 수단변경 등에 대응할 수가 있게 되어, 전체의 생산성의 향상을 꾀할 수 있게 된다.

또한, 이러한 구성으로 이루어지는 암의 금형(9)에는, 소정의 요철모양패턴 (91) 및 진공흡인용 미세구멍(92)이 형성되어 있다. 그 구체적 내용에 관해서, 도1 내지 도 6을 기초로 설명한다. 우선, 암의 금형(9) 자체를 주강(鑄鋼)으로 형성함과 동시에, 그 안쪽표면에 소정의 에칭수단을 통해 소정의 요철모양패턴(91)을 형성시키도록 한다. 이것에 의해서, 상기 플라스틱 성형체의 형상 등에 일부변경이 생긴 것과 같은 경우, 금형(8,9)의 소정의 부분을 깎아내거나, 혹은, 그 부분에 용접육성을 실시함과 동시에, 이와 같이 하여 형성된 표면부에 새롭게 에칭수단을 실시하는 것에 의해, 상기 일부변경에 기민하게 대응할 수가 있게 된다. 또한, 이러한 요철모양패턴(91)이 형성된 본 암의 금형(9)의 안쪽표면의 부분에는, 복수개의 개구구멍으로 이루어지는 진공흡인용 미세구멍(92)이 형성되어 있다. 그리고, 이 진공흡인용 미세구멍(92)은, 도 7에 나타낸 바와 같이 소정의 덕트 혹은 튜브 등을 통해 주로 진공펌프(7)로 형성되는 진공발생장치에 연결되도록 되어 있다. 이러한 진공발생장치를 통함으로써, 상기 표피재(1)를 암의 금형(9)의 안쪽표면에 형성된 요철모양패턴(91)측으로 흡인시켜, 상기 표피재(1)의 표면측에 상기 요철모양패턴(91)의 모양을 전사시킬 수 있게 된다.

다음에, 소정의 진공도(진공압)를 가지는 진공매체가 공급되는 암의 금형(9)측에 설치되는 진공흡인기구(6)의 구조에 대해서, 도 3 내지 도 6을 기초로 설명한다. 우선, 암의 금형(9)의 안쪽표면측에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 소정의 형태로 이루어지는 요철모양패턴(91)이, 그 전면에 걸쳐 거의 균등한 상태로 형성되어 있다. 그리고 이러한 암의 금형(9)에는 도 7에 나타내는 진공탱크(3)에 밸브 (33)를 통해 이어지는 것으로, 본 암의 금형(9)의 기준면에 대하여 직각인 방향으로 형성되는 복수개의 연결구멍(61) 등으로 이루어지는 진공흡인기구(6)가 설치되어 있다. 이 진공흡인기구(6)는, 구체적으로는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 직립형상으로 설치되는 것으로서 5∼10mm의 안지름(D)을 가짐과 동시에, 그 앞 끝단부가 요철모양패턴(91)이 형성되는 암의 금형 안쪽표면에서 5∼10mm의 거리(L)의 부분까지 이르도록 형성되는 연결구멍(61)과, 이 연결구멍(61)으로부터 요철모양패턴(91)이 형성되는 암의 금형 안쪽표면을 향해서 직선형상으로 형성되는 약 0.3mm의 안지름을 가지는 미세구멍으로 이루어지는 복수의 진공흡인용 미세구멍(92)으로 이루어지는 것이다.

또, 이러한 진공흡인용 미세구멍(92)에 관해서, 요철모양패턴(91)이 형성되는 암의 금형 안쪽표면 중의 주로 평면부에 형성되는 것에 대해서는, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 해당 안쪽표면에 대하여 면직각인 상태로 설치되는 것(92a)과, 해당 면직각형상으로 형성되는 것(92a)을 중심으로 하여, 도 4에 나타낸 바와 같이 경사각이 약 30°를 가지도록 방사형상으로 형성되는 것(92b)으로 이루어지는 것을 들 수 있다. 그리고, 이들 진공흡인용 미세구멍(92a,92b)의 상기 암의 금형 안쪽표면으로의 개구구멍의 배치상태는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 중앙에 면직각형상으로 배치되는 것(92a)과, 이것을 중심으로 하여, 지름(2R)이 5∼10mm의 범위내에 6개소, 등간격형상으로 형성되는 것(92b)으로 이루어지도록 되어 있는 것이다. 그리고, 이러한 7개의 개구구멍을 1조로 한 상태의 것이, 요철모양패턴(91)을 가지는 암의 금형(9) 안쪽표면의 평면부 전면에 걸쳐 거의 균일한 상태로 형성되어 있다.

또한, 이러한 진공흡인용 미세구멍(92)중, 예를 들면 도 3에 나타낸 바와 같이, 암의 금형(9) 안쪽표면의 세로벽면 혹은 경사면에 형성되는 것에 대해서는, 이 세로벽면 혹은 경사면에 대하여 거의 면직각형상으로 형성되는 것(92a)과, 이 면직각형상으로 형성되는 것(92a)을 중심으로 하여, 도 6에 나타낸 바와 같이, 그 주위에 약 30°의 경사각을 가지도록 형성되는 것(92b)을 들 수 있다. 또, 이 세로벽면 또는 경사면에 형성되는 진공흡인용 미세구멍(92)의 상기 암의 금형 안쪽표면으로의 개구구멍은, 약 5mm의 간격을 가지는 상태로 상기 세로벽면 또는 경사면의 전면에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 이러한 진공흡인용 미세구멍(92)은 암의 금형(9)의 요철모양을 가지는 안쪽표면까지의 거리가 너무 길지 않게 형성되어 있다. 본 실시의 형태에 있어서는 5mm∼10mm의 값으로 형성되어 있다. 이와 같이, 세로벽면 혹은 경사면에서도 진공흡인용 미세구멍(92)이 거의 면직각인 상태로 형성되는 것, 나아가서는 그 길이가 비교적 짧아지도록 형성되어 있는 것으로부터, 상기 진공흡인용 미세구멍(92)의 부분에 진공압이 공급된 경우, 상기 진공압은 감쇠되지 않고서 상기 표피재(1)의 표면에 균등하게 작용하게 된다. 따라서, 3차원 곡면부에서도, 늘어짐 등이 없는 균일한 상태의 요철모양이 형성되게 된다.

이러한 금형세트(8,9)의, 특히 암의 금형(9)의 안쪽표면측에 형성된 진공흡인용 미세구멍(92)의 부분에, 소정의 진공압을 공급하는 진공발생장치는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 진공펌프(7)와, 소정의 용량을 가지는 진공탱크(3)와, 이 진공탱크(3)에 저장된 진공압(진공도)을 단숨에 상기 진공흡인기구(6)측으로 개방하는 밸브(33)로 이루어지는 것이다. 그리고, 상기 밸브(33)에는 덕트 혹은 튜브 등을 통해 진공흡인기구(6)를 형성하는 연결구멍(61)이 연결되어, 이 연결구멍(61)을통해 상기 진공압(진공도)이 각 진공흡인용 미세구멍(92)으로 공급되도록 되어 있다. 또, 이러한 구성으로 이루어지는 것에 있어서, 상기 진공탱크(3)에 저장되는 진공상태로서는, 본 실시형태에 있어서는, -680mmHg∼-760mmHg의 진공도(진공압)가 채용되어 있다. 또한, 상기 진공탱크(3)에 대해서는, 금형(8,9)내에서 진공흡인될 용량이고, 대부분의 경우에는 암의 금형(9)의 부피에 해당하는 값의, 그 12배에서 15배의 값의 것이 채용되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 300L의 용량을 가지는 진공탱크(3)를 사용하는 것으로 하고 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 금형세트는, 표면에 요철모양을 가지는 플라스틱 성형체의 제조방법에 이용할 수가 있다. 특히, 본 발명에 관한 금형세트는, 자동차용 내장재를 비롯한 각종 플라스틱제 내장재에 효율적인 제조방법으로 채용될 수 있다.

Claims

수의 금형 및 암의 금형으로 이루어지는 1조의 금형세트로서, 암의 금형 안쪽면측에는 소정의 요철모양패턴 및 소정의 진공흡인용의 미세구멍을 가지도록 하고, 이러한 암의 금형과 수의 금형이 서로 끼워 맞춤하는 부분에는 소정량의 세로절단부를 형성하며, 상기 암의 금형과 수의 금형이 서로 슬라이드 걸어맞춤하는 가이드핀의 부분에는, 상기 양 금형에 의해 형성되는 캐비티 공간을 적절량으로 제어하는 스페이서를 설치한 것을 특징으로 하는 금형세트.
수의 금형 및 암의 금형으로 이루어지는 1조의 금형세트로서, 암의 금형측에 설치되는 진공흡인기구를, 금형의 기준면에 대하여 직각으로 설치되는 것으로서 그 앞 끝단부가 상기 암의 금형의 안쪽표면까지 소정의 거리를 남긴 상태로 형성됨과 동시에 소정의 구멍지름을 가지도록 형성되는 연결구멍과, 이 연결구멍의 앞 끝단부 부근에서 상기 암의 금형의 안쪽표면을 향해서 직선형상으로 형성되는 것으로서 상기 암의 금형 안쪽표면에 대하여 면직각형상으로 형성되는 미세구멍 및 이 면직각형상으로 형성되는 미세구멍을 중심으로 하여 그 주위에, 방사형상으로 또는 등간격형상으로 형성되는 미세구멍으로 이루어지는 복수의 진공흡인용 미세구멍으로 이루어지도록 함과 동시에, 이들 진공흡인용 미세구멍의 암의 금형 안쪽표면으로의 개구구멍을, 암의 금형 안쪽표면의 전면에 걸쳐서 거의 균일한 상태로 형성한 것을 특징으로 하는 금형세트.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 암의 금형을, 주강(鑄鋼)으로 형성함과 동시에, 이 주강으로 형성된 암의 금형 안쪽표면측에 형성되는 요철모양패턴을 소정의 에칭수단으로 형성한 것을 특징으로 하는 금형세트.