KR20080010049A - 사출금형의 제조방법 및 사출금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출제품을 제조하는 과정에서 버려지는 수지의 양을 최소화 할 수 있는 사출금형에 관한 것이다.

본 발명에 따른 사출금형은 제조될 사출제품에 대응하는 형상의 캐비티와, 수지액 주입을 위하여 마련된 스프루와, 스프루로 주입된 수지액을 캐비티로 안내하는 런너와, 단열능력을 갖는 재질로 형성되어 있는 단열부재를 포함한 것으로, 런너가 단열부재에 마련되어 있으므로, 런너에 충전된 용융 수지의 응고 시간을 지연시킬 수 있으므로 런너를 적은 단면적을 갖도록 형성할 수 있으며, 그에 따라 런너에서 응고되어 버려져야 하는 수지의 양을 줄일 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Description

사출금형의 제조방법 및 사출금형{Method for manufacturing mold and the mold}

도 1은 본 발명에 따른 사출금형을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 사출금형을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출금형을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10: 사출금형 11: 하부 금형

12: 하부 금형 13: 스프루

14: 캐비티 15: 게이트

20: 단열부재 21: 상부 단열부재

22: 하부 단열부재 23: 런너

본 발명은 사출금형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사출제품을 제조하는 과정에서 버려지는 수지의 양을 줄일 수 있는 사출금형에 관한 것이다.

사출성형은 플라스틱 제품을 성형하는데 가장 광범위하게 이용되는 제조방법 중 하나로써, 사출성형을 위하여 사용되는 사출금형은 내열성이 우수한 금속 등의 재질로 형성되며, 제조될 사출제품과 대응하는 형상으로 형성된 다수의 캐비티와, 용융된 수지가 주입되는 스프루와, 스프루를 통해 주입된 용융 수지를 다수의 캐비티로 분산하여 공급하는 런너와, 런너에 비하여 상대적으로 적은 단면적을 갖도록 형성되어 캐비티에서 응고된 사출제품을 용이하게 분리할 수 있게 하는 캐비티 등의 구성이 마련되어 있다.

이때, 이러한 종래의 사출금형에 공급되는 용융 수지는 200-400℃의 온도 범위를 갖도록 가열되어 있는데 반해 사출금형은 상대적으로 저온인 50-150℃의 온도 범위로 유지되므로, 런너에 위치한 용융된 수지는 사출금형과 접하고 있는 부위로부터 점진적으로 냉각되어 응고되게 된다.

이러한 종래의 사출금형에 있어서 캐비티 내에 충전된 용융 수지는 응고하는 과정에서 부피가 수축되므로 수축된 만큼의 용융 수지가 런너를 통해 캐비티에 지속적으로 공급되어야만 한다.

따라서, 종래의 사출금형에서 런너는 런너에 충전된 용융수지가 사출금형과 접하고 있는 부위로부터 점진적으로 응고될 경우에도 캐비티 내에 충전된 용융수지의 응고가 일정 이상 완료될 때 까지는 지속적으로 용융 수지를 캐비티에 전달할 수 있도록 일정 이상의 단면적을 갖도록 크게 형성되어야만 한다.

그런데 이와 같이 런너의 단면적을 일정 이상으로 크게 형성하면 캐비티에는 용융 수지를 안정적으로 공급할 수 있으나 런너에서 응고되어 버려져야만 하는 수 지의 양이 상대적으로 많을 수 밖에 없다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 런너의 단면적을 줄여 런너에서 응고되어 버려지는 수지의 양을 줄일 수 있는 사출금형을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출금형은 제조될 사출제품에 대응하는 형상의 캐비티와, 수지액 주입을 위하여 마련된 스프루와, 상기 스프루로 주입된 수지액을 상기 캐비티로 안내하는 런너와, 단열능력을 갖는 재질로 형성되며 상기 런너가 형성되어 있는 단열부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사출금형은 상하로 결합되어 상기 캐비티를 형성하는 상부 금형 및 하부 금형을 포함하며, 상기 단열부재는 상기 상부 금형에 설치되는 상부 단열부재와 상기 하부 금형에 설치되는 하부 단열부재를 포함하여 상기 상부 단열부재의 하면과 상기 하부 단열부재의 상면에 의해 상기 런너가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 런너부는 스푸루에 연결되어 스푸루를 통해 주입된 용융 수지를 런너부의 끝단에 연결된 캐비티에 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 캐비티와 상기 런너 사이에는 상기 런너에 비하여 상대적으로 적은 단면적을 갖도록 형성되어 상기 캐비티와 상기 런너를 연결하는 게이트가 더 마련되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단열부재는 금속에 비하여 상대적으로 낮은 열전도계수를 갖는 세라믹으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 제조될 사출제품에 대응하는 형상의 캐비티와, 수지액 주입을 위하여 마련된 스프루와, 상기 스프루로 주입된 수지액을 상기 캐비티로 안내하는 런너와, 단열능력을 갖는 재질로 형성되며 상기 런너의 내면에 층상으로 배치되어 있는 단열층을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예에 따른 사출금형을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1, 2에는 본 발명에 따른 사출금형(10)이 도시되어 있다. 본 발명에 따른 사출금형(10)은 상하로 서로 결합되는 상부 금형(11) 및 하부 금형(12)을 포함한 것으로, 상부 금형(11)에는 용융 수지를 주입하기 위한 스프루(13)가 마련되어 있으며, 상부 금형(11) 및 하부 금형(12) 사이에는 제조될 사출제품과 대응하는 형상으로 형성된 다수의 캐비티(14)와, 용융 수지를 스프루(13)에서 캐비티(14)로 안내하기 위한 런너(23)와, 런너(23)와 캐비티(14)를 연결하여 런너(23)로부터의 용융 수지를 캐비티(14)로 안내하는 게이트(15)가 구비되어 있다.

다수의 캐비티(14)는 플라스틱 렌즈와 같은 소형 플라스틱 사출제품에 대응하는 형상으로 형성되어, 이러한 캐비티(14) 내에 각각 용융 수지가 충전된 후 응고되어 사출제품이 성형된다.

스프루(13)는 상측에서 주입된 용융 수지를 상하로 안내할 수 있도록 수직방향으로 연장 형성되어 있으며, 런너(23)는 용융 수지를 다수의 캐비티(14)로 고르 게 분산 공급할 수 있도록 수평방향으로 연장 형성되어 있다. 본 실시예에서 런너(23)는 그 끝단에 각각 캐비티(14)가 연결되어 캐비티(14)로 용융 수지를 전달할 수 있도록 되어 있으며, 런너(23)의 중앙부에 스프루(13)가 연결되어 스프루(13)를 통해 주입되는 용융 수지를 각각의 캐비티(14)로 분산 공급할 수 있도록 되어 있다.

게이트(15)는 런너(23)에 비하여 상대적으로 적은 단면적을 갖도록 형성되어 있는 것으로, 게이트(15)에 충전되어 응고된 수지는 상대적으로 적은 단면적을 갖도록 형성되어 용이하게 절단될 수 있으므로 캐비티(14) 내에서 제조된 사출제품이 게이트(15)를 통해 용이하게 분리될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 사출금형(10)은 런너(23)에 충전된 용융 수지의 응고 시간을 지연시킬 수 있도록 단열부재(20)를 포함하여 단열부재(20)에 런너(23)가 형성되도록 되어 있다.

단열부재(20)는 금속보다 상대적으로 열전달계수가 적은 재질로 형성되는 것으로, 알루미나, 지르코니아 등의 세라믹 재료나 운모 등으로 이루어져 있으며, 상부 금형(11)에 설치되는 상부 단열부재(21)와 하부 금형(12)에 설치되는 하부 단열부재(22)를 포함하여 상부 단열부재(21)의 하면과 하부 단열부재(22)의 상면에 의해 런너(23)가 형성되도록 되어 있다.

이와 같이 사출금형(10)에 단열부재(20)를 포함시켜 단열부재(20)에 런너(23)가 형성되도록 하면 런너(23)에 충전된 용융 수지의 응고 시간은 캐비티(14)에 충전된 용융 수지의 응고시간에 비하여 상대적으로 길어지게 된다. 따라서 런 너(23)의 단면적을 감소시킬 경우에도 단열부재(20)를 통해 런너(23)에 충전된 용융 수지의 응고를 캐비티(14)에 충전된 용융 수지의 응고가 일정 이상 진행될 때 까지 지연시킬 수 있으며 그에 따라 런너(23)의 단면적을 감소시킬 경우에도 캐비티(14)로의 용융 수지 공급은 안정적으로 이루어질 수 있다.

실험을 통해 단열부재(20)가 존재하지 않는 종래의 사출금형(10)을 통해 직경 5mm 두께 1mm 이하의 소형 플라스틱 렌즈를 제조하여 본 결과, 런너의 직경이 2mm일 경우에도 원하는 특성을 갖는 플라스틱 렌즈를 얻을 수 없다.

이에 반하여, 실험을 통해 단열부재(20)가 존재하는 본 발명에 따른 사출금형(10)을 통해 직경 5mm 두께 1mm 이하의 소형 플라스틱 렌즈를 제조하여 본 결과, 런너(23)의 직경을 1mm일 경우에도 원하는 특성을 갖는 플라스틱 렌즈를 얻을 수 있었다.

본 실시예에서는 사출금형(10)에 단열부재(20)가 포함되어 단열부재(20)에 런너(23)가 형성되도록 되어 있으나 이에 한정하지 않고, 도 3에 도시한 바와 같이 사출금형(10)에 마련되어 있는 런너(16)의 내면에 세라믹 재료, 테플론, 폴리이미드 등과 같이 단열능력을 갖는 재질이 층을 형성하도록 배치하여 단열층(30)이 형성되도록 하는 것도 가능하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 사출금형은 단열능력을 갖는 단열부재에 런너가 마련되어 런너에 충전된 용융 수지의 응고 시간을 지연시킬 수 있으므로 런너를 적은 단면적을 갖도록 형성할 수 있으며, 그에 따라 런너에 서 응고되어 버려져야 하는 수지의 양을 줄일 수 있게 되는 작용효과가 있다.

Claims (6)

1. 제조될 사출제품에 대응하는 형상의 캐비티와, 수지액 주입을 위하여 마련된 스프루와, 상기 스프루로 주입된 수지액을 상기 캐비티로 안내하는 런너와, 단열능력을 갖는 재질로 형성되며 상기 런너가 형성되어 있는 단열부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출금형.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 사출금형은 상하로 결합되어 상기 캐비티를 형성하는 상부 금형 및 하부 금형을 포함하며,

   상기 단열부재는 상기 상부 금형에 설치되는 상부 단열부재와 상기 하부 금형에 설치되는 하부 단열부재를 포함하여 상기 상부 단열부재의 하면과 상기 하부 단열부재의 상면에 의해 상기 런너가 형성되는 것을 특징으로 하는 사출금형.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 런너부는 각 끝단에 각각 캐비티가 연결되며, 상기 스프루는 상기 런너부의 중간에 연결되어 런너부에 용융 수지를 공급하는 것을 특징으로 하는 사출금형.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 캐비티와 상기 런너 사이에는 상기 런너에 비하여 상대적으로 적은 단면적을 갖도록 형성되어 상기 캐비티와 상기 런너를 연결하는 게이트가 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 사출금형.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 단열부재는 금속에 비하여 상대적으로 낮은 열전도계수를 갖는 세라믹으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 사출금형.
6. 제조될 사출제품에 대응하는 형상의 캐비티와, 수지액 주입을 위하여 마련된 스프루와, 상기 스프루로 주입된 수지액을 상기 캐비티로 안내하는 런너와, 단열능력을 갖는 재질로 형성되며 상기 런너의 내면에 층상으로 배치되어 있는 단열층을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출금형.

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