KR20080041629A - 사출압축성형용 금형 - Google Patents
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Abstract
사출압출성형품을 성형한 후, 성형공간부(30) 내에서의 사출압축성형품의 위치를 유지할 수 있는 사출압축성형용 금형을 제공한다. 충전된 성형수지(31)를 성형공간부(30)의 용적을 감소시켜 압축하는 압축 블록(12) 및 압축블록(12)의 주위에 위치하는 외주 플레이트(11)를 제2 금형(2)에 구비한다. 외주 플레이트(11)와 사출압축성형품을 제2 금형(2)으로부터 돌출하기 위한 이젝터 핀(24)과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고, 압축블록(12)과 외주 플레이트(11)와의 상대적 위치 관계를 변경 가능하게 구성하고 있다.
Description
본 발명은 사출압축성형용 금형에 있어서, 특히, 후처리 가공이 불필요함과 동시에 광학 특성이 뛰어난 사출압축성형 동시 가식(加飾)품을 제조하기 위한 사출압축성형 동시가식용 금형에 관한 것이다.
종래, 수지 성형품의 표면을 장식하는 방법으로서 전사재(轉寫材)나 IMD(일본등록상표 ; 니혼샤신 인사츠 가부시키가이샤) 호일(foil : 箔) 등의 가식시트를 이용한 사출 성형 동시 가식법이 있다. 최근, 사출 성형 동시 가식법의 이용 범위는 크게 넓어져 있다. 이 사출 성형 동시 가식법은 휴대전화 창(窓)부 패널과 같이, 성형품면의 넓은 범위에서 투명 부분이 구비된 제품에도 채용되고 있다. 이 경우, 투명 부분을 통해 내부의 액정 패널을 표시하기 위해 높은 광학 특성을 구비할 필요가 있다.
게다가, 최근의 성형품의 박육화(薄肉化)(예를 들면, 1mm이하)의 요청에 수반하여, 지금까지의 통상의 사출 성형 동시 가식법으로의 대응이 곤란하게 되고 있다. 이때문에, 사출 성형 동시 가식법과 사출압축성형을 조합한 공법의 확립이 요구되게 되고 있다. 또한, 사출압축성형은 통상의 사출 성형법과 비교해서 전사성의 향상, 웰드 라인(weld line)의 저감, 수축(shrinkage)의 저감, 변형의 저감, 광학 특성의 향상을 바랄 수 있다. 따라서, 지금까지 정밀 부품의 성형, 광학렌즈, CD, DVD 제작 등에 이용되고 있다.
휴대전화 창부 패널 등의 박형 성형품을 얻기 위한 사출 성형 동시 가식법에 관한 기술로서 특허문헌 1에 기재한 금형이 있다. 또, 사출압축성형에 관한 기술로서 특허문헌 2에 기재한 금형이 있다.
특허문헌 1 : 일본국 특개2004-314611호 공보
특허문헌 2 : 일본국 특개평11-179769호 공보
<발명이 해결하고자 하는 과제>
상기 특허문헌 1에 기재힌 금형에 있어서는 제1 금형과 제2 금형과에 의해서 형성되는 성형공간부가 제품 성형공간부와 수지 주입용 성형공간부와 수지 배출용 성형공간부를 구비하고 있다. 그 때문에, 제품 성형공간부 외에 수지 배출용 성형공간부에도 수지가 성형된다. 따라서, 목적으로 하는 성형품을 얻는 데는 제품의 외주에 성형되는 불필요 부분을 후속 공정으로 잘라 내야 한다.
상기 특허문헌 2에 기재한 금형에 있어서는 성형수지 주입용의 게이트부가 사이드 게이트 방식을 채용하고 있다. 따라서, 목적으로 하는 성형품을 얻는 데는 사이드 게이트 흔적을 제품으로부터 잘라 떨어뜨려야 한다.
이상과 같이, 상기 특허문헌 1 및 상기 특허문헌 2에 기재한 금형에 있어서는, 제조 코스트의 점에서 불리하게 된다는 문제가 있었다.
그리고, 본 발명자는 상기 특허문헌 2에 기재한 금형에 있어서의 과제가 사이드 게이트 방식에 기인하고 있는 점을 감안하고, 다른 게이트 방식, 예를 들면 핀 게이트 방식이나 핫 러너(hot runner)의 밸브 방식으로의 변경을 검토해 보았지만, 아래와 같은 문제점이 있는 것을 알았다.
일반적으로 핀 게이트 방식이나 핫 러너의 밸브 게이트 방식의 금형에 있어서는 형틀을 연 후의 제품 돌출시, 제품면을 이젝터(ejector) 핀이 돌출하는 형태를 취한다. 이러한 방식을 통상의 금형과 마찬가지로 사출압축성형용 금형에 적용했을 경우에는 사출압축성형품의 성형 후, 압축 블록을 후퇴시키는 것에 의해 성형공간부 내의 용적이 증가한 상태가 된다. 이때, 사출압축성형품이 압축 블록의 후퇴에 수반하여 움직이고, 그 결과, 사출압축성형품의 외주에 무리한 힘이 걸려, 사출압축성형품의 표면에 상처가 나거나 사출압축성형품이 변형할 위험이 있었다.
상술한 문제점에 대하여, 도 17에 나타내는 바와 같이, 사출압축성형용 금형을 사출압축성형 동시가식용 금형으로서 이용한 경우를 예로 들어 설명한다.
제1 금형(1)과 제2 금형(2)과의 사이에 가식시트(3)를 배치시키고, 게이트부(41)로부터 가식시트(3)와 제2 금형(2)과의 사이에 성형수지(31)를 충전한다. 제2 금형(2)에는 성형공간부(30)의 용적을 감소시켜 충전된 성형수지(31)를 압축하는 압축블록(12), 압축블록(12)의 주위에 위치하는 외주 플레이트(11) 및 사출압축성형 동시가식품을 제2 금형(2)으로부터 돌출하기 위한 이젝터 핀(24)을 구비하고 있다. 이젝터 핀(24)은 제2 금형(2)의 내부의 작동공간부(60)에 전후 이동 가능하게 배치된 이젝터 플레이트(21)에 고정적으로 지지되어 있다. 그리고, 이젝터 핀(24)은 압축블록(12)과 외주 플레이트(11)와의 상대적 위치 관계가 변화할 때에 압축블록(12)과 일체적으로 이동하도록 설치되어 있다.
상기 압축블록(12)으로 성형수지(31)를 압축하여 사출압축성형 동시가식품을 성형한 후, 압축블록(12)를 후퇴시켜 압축블록(12)과 외주 플레이트(11)와의 상대적 위치 관계를 변화시킨다. 이때, 이젝터 핀(24)이 압축블록(12)과 일체적으로 이동하고, 이젝터 핀(24)이 사출압축성형 동시가식품으로부터 멀어진다. 따라서, 성형공간부(30) 내에 있어서, 사출압축성형 동시가식품이 이동 가능해져 위치가 불안정하게 된다.
본 발명의 목적은 사출압축성형품을 성형한 후, 성형공간부 내에서의 사출압축성형품의 위치를 유지할 수 있는 사출압축성형용 금형을 제공하는 것이다.
<과제를 해결하기 위한 수단>
본 발명자는 상기 문제점을 감안하여 더욱 연구를 실시하여, 제품 외주가 외주 플레이트로 형틀이 닫아진 상태로 압축블록을 성형공간부 내의 용적이 감소하도록 전진시켜 압축성형을 실시하는 방법의 이용을 검토해, 본 발명을 얻기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 이하와 같이 구성하고 있다.
본 발명의 제1 형태에 의하면, 서로 대향 배치된 제1 금형과 제2 금형에 의해서 형성되는 성형공간부에 상기 제2 금형에 마련한 성형수지주입용의 게이트부로부터 용융된 성형수지를 충전한 후, 상기 성형공간부의 용적을 감소시켜 충전된 상기 성형수지를 압축하고, 상기 성형수지를 고체화시켜 사출압축성형품을 얻기 위한 사출압축성형용 금형에 있어서, 충전된 상기 성형수지를 상기 성형공간부의 용적을 감소시켜 압축하는 압축블록 및 상기 압축블록의 주위에 위치하는 외주 플레이트를 상기 제1 금형 또는 상기 제2 금형에 구비하고, 상기 외주 플레이트와 상기 사출압축성형품을 상기 제1 금형 또는 상기 제2 금형으로부터 돌출하기 위한 이젝터 핀과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고 상기 압축블록과 상기 외주 플레이트와의 상대적 위치 관계를 변경 가능하게 구성되어 있다.
본 발명의 제2 형태에 의하면, 상기 이젝터 핀이 상기 성형수지의 충전시에 그 일부가 상기 성형공간 내로 돌출하도록 배치되어 있다.
본 발명의 제3 형태에 의하면, 상기 압축블록, 상기 외주 플레이트 및 상기 이젝터 핀이 상기 제2 금형에 구비하고 있고, 상기 이젝터 핀이 상기 압축블록을 관통하는 상태로 설치되어 있다.
본 발명의 제4 형태에 의하면, 상기 제2 금형의 내부에는 작동공간부를 가지고, 상기 작동공간부의 일부를 구성하기 앞쪽 격벽에는 이젝터 핀 삽입구멍 및 이젝터 플레이트 고정핀 삽입구멍을 가지며, 상기 앞쪽 격벽의 외측에 상기 압축블록이 고정적으로 지지되고, 상기 압축블록에는 상기 앞쪽 격벽의 상기 이젝터 핀 삽입구멍과 연통하는 이젝터 핀 삽입구멍을 가지며, 상기 압축블록의 주위에는 이것과 슬라이드 가능함과 동시에 상기 앞쪽 격벽과 건너띄워 이음 가능한 상기 외주 플레이트가 배치되고, 상기 작동공간부에는 이젝터 플레이트가 전후 이동 가능하게 배치되고, 상기 이젝터 플레이트에 고정적으로 지지된 상기 이젝터 핀이 상기 앞쪽 격벽의 이젝터 핀 삽입구멍 및 상기 압축블록의 이젝터 핀 삽입구멍에 관통되어 있으며, 뒤쪽 부분에 빠짐 방지 머리부를 가지는 이젝터 플레이트 고정핀이 상기 이젝터 플레이트 고정핀 삽입구멍에 삽입되어 통하게 됨과 동시에 전단(前端)은 상기 외주 플레이트에 고정적으로 지지되어 있고, 상기 이젝터 플레이트와 상기 앞쪽 격벽의 사이에는 상기 이젝터 플레이트 고정핀에 감겨 장착되어 있는 스프링을 가진다.
본 발명의 제5 형태에 의하면, 상기 제2 금형이 상기 압축블록을 관통하는 구멍부 형성 구멍를 더 구비하고, 상기 외주 플레이트와 상기 이젝터 핀과 상기 구멍부 형성 구멍과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고 상기 압축블록과 상기 외주 플레이트와의 상대적 위치 관계를 변경 가능하게 구성되어 있다.
본 발명의 제6 형태에 의하면, 상기 제1 금형이 상기 제1 금형과 상기 제2 금형과의 사이에 배치되는 가식시트를 흡인하는 흡인 수단을 구비하고 있다.
본 발명의 제7 형태에 의하면, 서로 대향 배치된 상기 제1 금형과 상기 제2 금형과의 사이에 가식시트를 배치한 상태로 상기 제1 금형과 상기 제2 금형을 상기 가식시트의 두께에 상당하는 간격을 두고 형틀을 닫도록 구성되어 있다.
<발명의 효과>
본 발명의 상기 제1 형태에 의하면, 특히, 성형수지의 압축 후 압축블록이 후퇴할 때에 외주 플레이트와 이젝터 핀과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고 압축블록과 외주 플레이트와의 상대적 위치 관계를 변경할 수 있다. 따라서, 압축블록이 후퇴하여 성형공간부의 용적이 증가하여도 사출압축성형품은 이젝터 핀에 유지된 상태를 유지할 수 있다. 그 결과, 성형공간부 내에서 사출압축성형품이 움직이지 않고 소망하는 자세를 유지할 수 있다.
또한, 제1 금형과 제2 금형과의 사이에 가식시트를 배치했을 때에 있어서 상기 게이트부가 상기 압축블록에 구비되는 경우, 사출압축성형품의 두께가 1mm 정도로 얇은 경우에서도 성형수지 주입시에 있어서는 게이트부와 전사필름과의 거리는 1.5mm 정도로 떨어져 있기 때문에 잉크 흐름에 의한 불량품 발생의 우려는 적게 된다.
본 발명의 상기 제2 형태에 의하면, 성형수지의 충전시에는 이젝터 핀의 일부를 성형공간 내에 돌출하도록 배치되어 있다. 그리고, 성형수지의 압축시에는 외주 플레이트와 이젝터 핀과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고 압축블록을 외주 플레이트에 대해서 밀어넣을 수 있다. 따라서, 이젝터 핀의 일부를 매립시킨 상태로 사출압축성형품을 성형할 수 있다. 그 후, 압축블록이 후퇴할 때에 외주 플레이트와 이젝터 핀과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고, 압축블록만이 외주 플레이트에 대해서 이동한다. 따라서, 사출압축성형품에 이젝터 핀의 일부가 매립된 상태가 되어, 이젝터 핀에 의해서 확실히 유지된다.
본 발명의 상기 제3 형태에 의하면, 압축블록이 압축하는 측 및 이젝터 핀이 돌출하는 측은 사출압축성형품의 제2 금형에 마주보는 측이 된다. 따라서, 제1 금형에 마주보는 측을 손상시키지 않고 사출압축성형품을 성형할 수 있다. 또, 가식시트를 이용하여 사출압축성형 동시가식품을 성형하는 경우에는 충전하는 성형수지보다 제1 금형 측에 가식시트를 배치하는 것에 의해 가식시트를 손상시키지 않고 사출압축성형 동시가식품을 성형할 수 있다.
본 발명의 상기 제4 형태에 의하면, 이젝터 플레이트에 이젝터 핀이 고정적으로 지지되고, 뒤쪽 부분에 빠짐 방지 머리부를 가지는 이젝터 플레이트 고정핀이 이젝터 플레이트 고정핀 삽입구멍에 삽입되어 통해짐과 동시에 전단은 외주 플레이트에 고정적으로 지지되어 있다. 따라서, 외주 플레이트와 이젝터 핀과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고 , 압축블록과 외주 플레이트와의 상대적 위치 관계를 변경할 수 있다. 그 결과, 압축블록이 후퇴하여 성형공간부의 용적이 증가하여도 사출압축성형품은 이젝터 핀에 유지된 상태를 유지해, 성형공간부 내에서 사출압축성형품이 움직이지 않게 소망하는 자세를 유지할 수 있다.
본 발명의 상기 제5 형태에 의하면, 제2 금형이 압축블록을 관통하는 구멍부 형성 구멍를 더 구비하는 것에 의해, 구멍부를 가지는 사출압축성형품을 얻을 수 있다. 성형수지의 충전시에는 구멍부 형성 구멍의 일부를 성형공간 내에 돌출하도록 배치하게 된다. 그리고, 성형수지의 압축시에는 외주 플레이트와 구멍부 형성 구멍과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고, 압축블록과 외주 플레이트와의 상대적 위치 관계를 변경할 수 있다. 따라서, 구멍부 형성 구멍의 일부를 매립시킨 상태로 사출압축성형품을 성형할 수 있다. 그 후, 압축블록이 후퇴할 때에 외주 플레이트와 구멍부 형성 구멍과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고 , 압축블록만이 외주 플레이트에 대해서 이동한다. 따라서, 이젝터 핀에 더하여, 구멍부 형성 구멍에 의해서도 사출압축성형품을 유지할 수 있다. 그 결과, 성형공간부 내에서 사출압축성형품의 고정을 안정하게 실시할 수 있다.
본 발명의 상기 제6 형태에 의하면, 흡인 수단이 가식시트를 흡인하는 것에 의해, 가식시트를 제1 금형에 따르게 한 상태로 유지할 수 있다. 따라서, 성형수지의 충전시에 가식시트의 변형을 억제할 수 있어 양호한 사출압축성형 동시가식품을 성형할 수 있다.
본 발명의 상기 제7 형태에 의하면, 성형수지의 충전시 및 성형수지의 압축시에 제1 금형과 제2 금형과의 사이에 가식시트의 두께에 상당하는 간격을 마련할 수 있다. 따라서, 성형수지의 충전시 및 성형수지의 압축시에 제1 금형과 제2 금형과의 사이의 틈을 통해 가스 빠짐을 실시할 수 있어 양호한 사출압축성형 동시가식품을 성형할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태의 금형이 열린 상태를 나타내는 모식 단면도.
도 2는 제1 실시 형태의 금형이 닫힌 직후 상태를 나타내는 모식 단면도.
도 3은 제1 실시 형태의 금형에 성형수지가 주입된 모습을 나타내는 모식 단면도.
도 4는 제1 실시 형태의 성형수지가 주입된 후에 성형수지가 압축된 모습을 나타내는 모식 단면도.
도 5는 제1 실시 형태의 성형수지가 압축된 후에 압축블록이 후퇴한 상태를 나타내는 모식 단면도.
도 6은 제1 실시 형태의 압축블록이 후퇴한 후에 금형이 열린 상태를 나타내는 모식 단면도.
도 7은 제1 실시 형태의 금형이 열린 후에 사출압축성형품이 이젝터 핀에 의해서 돌출된 상태를 나타내는 모식 단면도.
도 8은 제2 실시 형태의 금형이 열린 상태를 나타내는 모식 단면도.
도 9는 제2 실시 형태의 금형이 닫힌 직후 상태를 나타내는 모식 단면도.
도 10은 제2 실시 형태의 금형에 성형수지가 주입된 모습을 나타내는 모식 단면도.
도 11은 제2 실시 형태의 성형수지가 주입된 후에 성형수지가 압축된 모습을 나타내는 모식 단면도.
도 12는 제2 실시 형태의 성형수지가 압축된 후에 압축블록이 후퇴한 상태를 나타내는 모식 단면도.
도 13은 제2 실시 형태의 압축블록이 후퇴한 후에 금형이 열린 상태를 나타내는 모식 단면도.
도 14는 제2 실시 형태의 금형이 열린 후에 사출압축성형 동시가식품이 이젝터 핀에 의해서 돌출된 상태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 15는 제2 실시 형태에 이용되는 전사필름의 구조를 나타내는 모식 단면도.
도 16은 제3 실시 형태의 금형이 열린 상태를 나타내는 모식 단면도.
도 17은 종래의 금형에 있어서 사출압축성형 동시가식품이 이젝터 핀으로부터 멀어져 성형공간부 내에서의 위치가 불안정상태를 나타내는 모식도.
<부호의 설명>
1 제1 금형
2 제2 금형
3 가식시트(전사필름)
11 외주 플레이트
12 압축블록
13 탄성체
14 제2 금형 본체
21 이젝터 플레이트
22 이젝터 플레이트 고정핀
23 스프링
24 이젝터 핀
25 구멍부 형성 구멍
30 성형공간부
31 성형수지
41게이트부
42 핫 러너
50 가식층
51 기본체시트
52 도안층
53 접착층
54 박리층
55 이형층
60 작동공간부
61 앞쪽 격벽
62 이젝터 핀 삽입구멍
63 이젝터 플레이트 고정핀 삽입구멍
64 이젝터 핀 삽입구멍
65 빠짐 방지 머리부
70 흡인 수단
<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>
이하, 본 발명에 관한 사출압축형성용 금형의 실시 형태를 설명한다.
(제1 실시 형태)
우선, 제1 실시 형태의 사출압축형성용 금형에 대해서, 도면에 근거하여 설명한다.
도 1은 금형이 열린 상태를 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 제1 금형(1)은 종래와 마찬가지로 사각형 등으로 형성되는 것으로, 제2 금형(2)과 대향하는 면 내에는 사출압축성형품의 표면을 형성하기 위한 형상이 새겨져 있다.
한편, 제2 금형(2)은 제1 금형(1)에 대응한 폭 및 높이의 사각형상 등으로 형성되어 있다. 그리고, 제2 금형(2)은 제1 금형(1)과 대향하는 면에 사출압축성형품의 이면을 형성하기 위한 형상이 새겨져 있는 압축블록(12)이 장착된다. 그 압축 블록(12)의 주위에는 사출압축성형품의 외주 형상을 구성하기 위한 외주 플레이트(11)가 설치되어 있다. 그 외주플레이트(11)는 제2 금형(2)과 마찬가지로 제1 금형(1)에 대응한 폭 및 높이의 사각형상 등으로 형성되어 있다. 또한 본 도면에 있어서는 압축블록(12)은 사출압축성형품의 이면 전체를 형성하고 있다. 압축블록(12)은 사출압축성형품의 이면을 부분적으로 형성하고, 외주 플레이트(11)에 의해서 나머지의 부분을 형성하여도 좋다.
제2 금형(2)의 구조를 보다 상세에 설명한다. 제2 금형 본체(14)의 내부에는 작동공간부(60)를 가진다. 작동공간부(60)의 일부를 구성하는 앞쪽 격벽(61)에는 이젝터 핀 삽입구멍(62) 및 이젝터 플레이트 고정핀 삽입구멍(63)을 가진다. 앞쪽 격벽(61)의 외측에 압축블록(12)이 고정적으로 지지되어 있다. 압축블록(12)에는 앞쪽 격벽(61)의 이젝터 핀 삽입구멍(62)과 연통하는 이젝터 핀 삽입구멍(64)을 가진다. 압축블록(12)의 주위에는 이것과 슬라이드 가능함과 동시에 앞쪽 격벽(61)과 건너띄워 이음 가능한 외주 플레이트(11)가 배치되어 있다. 작동공간부(60)에는 이젝터 플레이트(21)가 전후 이동 가능하게 배치되어 있다. 이젝터 플레이트(21)에 고정적으로 지지된 이젝터 핀(24)이 앞쪽 격벽(61)의 이젝터 핀 삽입구멍(62) 및 압축블록(12)의 이젝터 핀 삽입구멍(64)에 관통되어 있다. 뒤쪽 부분에 빠짐 방지 머리부(65)를 가지는 이젝터 플레이트 고정핀(22)이 이젝터 플레이트 고정핀 삽입구멍(63)에 삽입되어 통해짐과 동시에 전단은 외주 플레이트(11)에 고정적으로 지지되어 있다. 이젝터 플레이트(21)와 앞쪽 격벽(61)과의 사이에는 이젝터 플레이트 고정핀(22)에 감겨 장착되어 있는 스프링(23)을 가진다. 외주 플레이트(11)와 제2 금형 본체(14)와는 탄성체(13)에 의해서 일정한 거리, 예를 들면 약 0.5mm 떨어진 상태로 되어 있다.
도 2는 금형이 닫힌 직후 상태를 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 제1 금형(1)과 외주 플레이트(11)와 압축블록(12)에 의해서 성형공간부(30)가 형성된다. 즉, 성형공간부(30)가 제1 금형(1)과 제2 금형(2)에 의해서 형성된다. 성형공간부(30) 내에는 사출압축성형품을 제2 금형(2)으로부터 돌출하기 위한 이젝터 핀(24)과 사출압축성형품에 구멍부를 형성하기 위한 구멍부 형성 구멍(25)을 배치하고 있다. 즉, 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)이 그 일부를 성형공간부(30) 내에 돌출하도록 배치하고 있다. 압축블록(12)과 외주 플레이트(11)와의 상대적 위치 관계가 변화할 때에 외주 플레이트(11)와 이젝터 핀(24)과 구멍부 형성 구멍(25)이 연동하는 것에 의해 삼자의 상대적 위치 관계가 변화하지 않도록 구성되어 있다. 즉, 외주 플레이트(11)와 이젝터 핀(24)과 구멍부 형성 구멍(25)과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고 , 압축블록(12)과 외주 플레이트(11)와의 상대적 위치 관계를 변경 가능하게 구성되어 있다. 또한, 구멍부 형성 구멍(25)의 천정면은 제1 금형(1)과 접하는 상태로 되어 있다.
도 3은, 금형에 성형수지가 주입된 형태를 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 압축블록(12)에 구비되는 게이트부(41)로부터 성형수지(31)가 성형공간부(30) 내에 주입되어 있다. 여기서, 게이트부(41)는 핫 러너(42)의 밸브 게이트(도시하지 않음)에 의해서 구성되어 있다. 성형수지(31)의 주입 후, 밸브 게이트는 닫힌다.
게이트부(41)는 콜드 러너의 핀 게이트로 하여도 좋다. 핫 러너(42)의 밸브 게이트의 경우에는 압축시에 수지가 게이트를 역류하지 않는다. 따라서, 보다 높은 압축성형의 효과를 얻을 수 있어 바람직하다.
성형수지(31)로서는 폴리스티렌(polystyrene)계 수지, 폴리올레핀(polyolefin)계 수지, 아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌(acrylonitrile·butadiene·styrene) 수지, 아크릴(acrylic) 수지 등의 범용(汎用) 수지가 나타난다. 또, 이것에 한정하지 않고, 폴리페닐렌옥시드(polyphenylene oxide)·폴리스티렌 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate)계 수지, 폴리아세탈(polyacetal)계 수지, 폴리카보네이트 변성 폴리페닐렌 에테르(polyphenylene ether) 수지, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(polybutylene terephthalate) 수지 등의 범용 엔지니어링 수지, 포리설폰(polysulphone) 수지, 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulphurd)계 수지, 폴리페닐렌 옥시드계 수지, 폴리아릴레이트(polyarylate) 수지, 폴리에테르이미드(polyetherimid) 수지, 폴리이미드수지, 액정 폴리에스테르 수지, 폴리아릴(polyaryl)계 내열 수지 등의 슈퍼 엔지니어링 수지를 사용할 수도 있다.
도 4는 성형수지가 주입된 후에 성형수지가 압축된 모습을 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 지금까지 외주 플레이트(11)와 제2 금형 본체(14)와는 탄성체(13)의 신장력에 의해서 떨어져 있던 상태로 있었다. 이 신장력보다 큰 형틀 닫는 힘이 걸리는 것에 의해 탄성체(13)가 축소하여, 외주 플레이트(11)와 제2 금형 본체(14)이 접하는 상태로 되어 있다. 그 때문에, 외주 플레이트(11)와 압축블 록(12)과의 상대적 위치 관계가 변화해, 성형공간부(30) 내에 충전된 성형수지(31)가 압축블록(12)에 의해서 압축된다.
여기서, 압축블록(12)에 의해서 압축되는 양은 외주 플레이트(11)와 제2 금형 본체(14)가 떨어져 있던 거리이다. 이 거리의 미조정은, 예를 들면, 도시하지 않은 박형의 스페이서·심(spacer·shim) 등을 이용할 수 있다.
한편, 외주 플레이트(11)와 압축블록(12)를 관통하여 이젝터 플레이트(21)에 고정되어 있는 이젝터 핀(24)과 구멍부 형성 구멍(25)과의 상대적 위치 관계는 변화하지 않는다. 이것은 외주 플레이트(11)와 제2 금형 본체(14)와의 거리가 작아져도 스프링(23)의 신장력 및 이젝터 플레이트 고정핀(22)에 의해, 외주 플레이트(11)와 이젝터 플레이트(21)와의 상대적 위치 관계가 유지되기 때문이다.
즉, 성형공간부(30) 내의 용적은 압축블록(12)의 작동에 의해서 감소하지만, 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)은 움직이지 않는 상태다라고 할 수 있다. 따라서, 성형수지(31)와 이젝터 핀(24)과의 상대적 위치 관계가 실질적으로 변화하지 않고, 사출압축성형품에 대해서 이젝터 핀(24)의 이동에 의해 무리한 힘이 걸리는 것을 억제할 수 있어 양호한 사출압축성형품을 얻을 수 있다.
도 5는, 성형수지가 압축된 후에 압축블록이 후퇴한 상태를 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 성형기(도시하지 않음)의 형태 열림 동작이 이루어지면, 외주 플레이트(11)와 제2 금형 본체(14)가 접하는 상태로부터, 탄성체(13)의 신장력에 의해서 재차 외주 플레이트(11)와 제2 금형 본체(14)가 떨어진 상태가 된 다.
여기서, 외주 플레이트(11)와 제2 금형 본체(14)가 재차 떨어진 상태가 되기 위해서, 탄성체(13)의 신장력 T1과 스프링(23)의 신장력 T2와의 관계는 T1 > T2의 관계를 만족하도록 설정되어 있는 것이 필요하다.
외주 플레이트(11)와 제2 금형 본체(14)가 떨어진 상태가 되는데 수반하여 외주 플레이트(11)와 압축블록(12)과의 상대적 위치 관계가 변화한다. 이때, 스프링(23)의 신장력 및 이젝터 플레이트 고정핀(22)에 의해, 외주 플레이트(11)와 이젝터 플레이트(21)와의 상대적 위치 관계는 변화하지 않는다. 따라서, 외주 플레이트(11)와 이젝터 핀(24)과 구멍부 형성 구멍(25)과의 상대적 위치 관계도 변화하지 않는다.
압축블록(12)이 후퇴하는 것에 의해 성형공간부(30)의 용적은 증가한다. 이때, 사출압축성형품은 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)에 의해서 성형공간부(30) 내에서의 위치가 고정되어 있다.
이젝터 핀(24)과 압축블록(12)과의 상대 이동에 대해서 더 설명한다.
성형수지(31)의 충전시에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)이 그 일부를 성형공간부(30) 내에 돌출하도록 배치되어 있다. 압축블록(12)이 전진할 때에는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 외주 플레이트(11)와 이젝터 핀(24)과 구멍부 형성 구멍(25)과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고, 압축블록(12)과 외주 플레이트(11)와의 상대적 위치 관계를 변경할 수 있다. 따라서, 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)의 일부를 매립시킨 상태로 사 출압축성형품을 성형할 수 있다. 압축블록(12)이 후퇴할 때에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 외주 플레이트(11)와 이젝터 핀(24)과 구멍부 형성 구멍(25)과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고, 압축블록(12)과 외주 플레이트(11)와의 상대적 위치 관계를 변경할 수 있다. 따라서, 압축블록(12)이 후퇴했을 때에 이젝터 핀(24)과 구멍부 형성 구멍(25)에 의해, 성형공간부(30) 내에서의 사출압축성형품의 위치를 적확하게 고정할 수 있다. 또, 이젝터 핀(24)은 상하 방향으로 간격을 두고 설치되어 있다. 따라서, 사출압축성형품의 자세를 안정시켜 유지할 수 있다.
도 6은 압축블록이 후퇴한 후에 금형이 열린 상태를 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 사출압축성형품이 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)에 유지되어 있는 모습을 나타내고 있다.
도 7은, 금형이 열린 후에 사출압축성형품이 이젝터 핀(24)에 의해서 돌출된 상태를 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 이젝터 플레이트(21)는 이젝터 플레이트 작동 기구(도시하지 않음)에 의해서 제1 금형(1)에 접근하는 방향으로 이동하고 있다. 이젝터 플레이트 작동 기구는, 예를 들면 에어 실린더로의 작동이나 제1 금형(1)과 연결하는 이젝터 로드(rod)에 의한 작동이라고 하는 방법을 선택할 수 있다.
이때, 스프링(23)은 수축하고 있지만, 제2 금형 본체(14)에 대해 이젝터 플레이트 고정핀(22) 및 외주 플레이트(11)의 위치는 유지된 채로 되어 있다.
이젝터 플레이트(21)의 움직임에 수반해, 사출압축성형품이 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)로 돌출된다. 그 후, 제품 취출 로보트의 흡인에 의한 달라붙이는 방법 외 사이에 두어 잡는 방법 등의 기존 수단에 의해, 사출압축성형품을 얻을 수 있다.
(제2 실시 형태)
이 제2 실시 형태는 본 발명에 관한 사출압축성형용 금형을 사출압축성형 동시가식용 금형으로서 이용하고 있다. 이하, 도면에 근거하여 제2 실시 형태의 사출압축성형 동시가식용 금형에 대해 설명한다. 상기 제1 실시 형태와 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 8은 금형이 열린 상태를 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 서로 대향 배치된 제1 금형(1)과 제2 금형(2)과의 사이에는 가식시트(3)가 배치된다. 이 가식시트(3)는 기본체시트(51)와 가식층(50) 등으로 형성된다. 가식층(50)은 도안층(52), 접착층(53) 등으로 이루어져(도 15 참조), 가식층(50)만을 성형수지(31)에 전사하고 싶은 경우에 이용된다.
도 9는 금형이 닫힌 직후 상태를 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 제1 금형(1)과 제1 금형(1)에 배치된 가식시트(3)와 제2 금형(2)에 의해서 성형공간부(30)가 형성된다. 성형공간부(30) 내에는 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)의 일부를 돌출하도록 배치하고 있다.
도 10은 금형에 성형수지가 주입된 모습을 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 가식시트(3)와 외주 플레이트(11)와 압축블록(12)에 의해 둘러싸인 성형공간부(30)에 게이트부(41)로부터 성형수지(31)를 충전한다. 제1 금형(1)과 제2 금형(2)를 가식시트(3)의 두께에 상당하는 틈 P를 두고 형틀을 닫도록 구성되어 있다. 따라서, 틈 P를 통하여 성형수지(31)의 충전시의 통풍을 실시할 수 있다.
도 11은 성형수지가 주입된 후에 성형수지가 압축된 모습을 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 성형공간부(30) 내의 용적은 압축블록(12)의 작동에 의해서 감소한다. 이때, 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)은 움직이지 않고, 그 일부를 성형공간(30) 내로 돌출하는 상태를 유지한다. 또, 제1 금형(1)과 제2 금형(2)과의 틈 P를 통하여 성형수지(31)의 압축시의 통풍을 실시할 수 있다.
도 12는 성형수지가 압축된 후에 압축블록이 후퇴한 상태를 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 압축블록(12)이 후퇴하는 것에 의해 성형공간부(30)의 용적은 증가한다. 이때, 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)은 움직이지 않고, 그 일부를 성형공간(30) 내로 돌출하는 상태를 유지한다. 따라서, 성형된 사출압축성형 동시가식품은 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)에 의해서 성형공간부(30) 내에서의 위치가 고정된다.
도 13은 압축블록이 후퇴한 후에 금형이 열린 상태를 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 가식시트(3)의 가식층(50)이 기본체시트(51)로부터 박리(剝離)하여 성형수지(31)에 전사된 상태로 사출압축성형 동시가식품이 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)에 유지되고 있는 모습을 나타내고 있다.
도 14는 금형이 열린 후에 사출압축성형 동시가식품이 이젝터 핀(24)에 의해서 돌출된 상태를 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 이젝터 플레이트(21)는 이젝터 플레이트 작동 기구(도시하지 않음)에 의해서 제1 금형(1)에 접근하는 방향으로 이동하고 있다. 이젝터 플레이트(21)의 움직임에 수반해, 사출압축성형 동시가식품이 이젝터 핀(24) 및 구멍부 형성 구멍(25)에 의해서 돌출된다.
도 15는 제2 실시 형태의 금형에 이용되는 가식시트(3)로서의 전사필름의 구조를 나타내는 모식 단면도이다.
기재(基材)시트(51)의 재질로서는 내열성에 뛰어난 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 사용하는 것이 바람직하다. 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 올레핀 수지, 우레탄 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 수지, 염화 비닐 수지 등으로부터 선택되는 단층 필름을 사용할 수 있다. 또는 상기 중에서 선택된 2종 이상의 수지에 의한 적층 필름 또는 공중합(共重合) 필름을 사용할 수 있다.
기재시트(51)의 두께는 5 ~ 500㎛인 것을 사용할 수 있다. 핸들링(handling)성의 장점을 고려하면 25 ~ 75㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 성형 안정성의 장점을 고려하면 38 ~ 50㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
박리층(54)은 도안을 전사한 후, 기본체시트(51)가 박리되었을 때에 가장 외측에 위치하는 면이 되어 도안의 보호층으로서 기능한다.
이 박리층(54)의 재질로서는 아크릴계 수지, 초화면(硝化綿)계 수지, 폴리우레탄계 수지, 염화 고무계 수지, 염화 비닐 아세트산 비닐 공중합계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스데르계 수지, 엑폭시계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 올레핀계 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 수지 등을 들 수 있다. 또한, 박리층(54)의 막 두께는 0.5 ~ 50㎛가 바람직하다.
이형층(離型層)(55)은 기본체시트(51)에 표면처리된 층이다. 이 이형층(55)은 기본체시트(51)와 박리층(54)과의 박리를 원활히 하기 위한 것이다. 따라서, 기본체시트(51)와 박리층(54)만으로 박리할 수 있는 경우에는 이 이형층(55)을 생략할 수 있다. 이형층(55)의 재질은 상기 박리층(54)과 동일한 것으로 구성할 수 있다.
문자, 기호, 모양, 도장 패턴 등을 포함한 도안층(52)은 박리층(54)과 접착층(53)의 사이에 봉하여 막고 있다. 이 도안층(52)의 재질로서는 아크릴계 수지, 초화면계 수지, 폴리우레탄계 수지, 염화 고무계 수지, 염화 비닐 아세트산 비닐 공중합계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 엑폭시계 수지 등을 들 수 있다.
또, 도안층(52)은 진공증착이나 도금 등의 방법에 따라 예를 들면, 알루미늄, 크롬, 동, 니켈, 인듐(indium), 주석, 산화 규소 등의 금속막층으로 구성할 수도 있다. 또한, 도안층(52)의 막 두께는 충분한 의장성을 얻기 위해서 0.5㎛ ~ 50㎛의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 금속막층으로 구성하는 경우에는 50Å ~ 1200Å이 바람직하다.
접착층(53)은 도안층(52)을 성형품 표면에 접합하기 위해서이다. 그 재질로서는 아크릴계 수지, 초화면계 수지, 폴리우레탄계 수지, 염화 고무계 수지, 염화 비닐 아세트산 비닐 공중합계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리에스테르계 수지, 엑폭시계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 올레핀계 수지, 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌 수지 등을 들 수 있다. 이 접착층(53)의 두께는 0.5 ~ 50㎛가 바람직하다.
이 제2 실시 형태에서는 전사필름을 이용하여 가식을 실시했지만, 가식필름을 이용할 수도 있다. 가식필름은 베이스 필름 위에 박리층을 통하지 않고 직접 도안층이 형성되어 있다. 가식 후에는 그 베이스 필름도 사출압축성형 동시가식품과 일체로 되는 것이다.
가식필름용 기재시트(51)의 두께는 25 ~ 1000㎛인 것을 사용할 수 있다. 핸들링성의 장점을 고려하면 50 ~ 600㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 성형 안정성의 장점을 고려하면 100 ~ 500㎛인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
제품 외형 세로 치수 약 50mm, 가로 치수 약 40mm, 평균 두께 약 0.8mm, 제품 하부 부근에 구멍부를 구비하는 아크릴수 지제의 휴대전화 창부 파트(part)를 제2 실시 형태의 사출압축성형 동시가식용 금형을 이용하여 작성했다. 이 금형의 압축블록 작동에 의한 압축량은 약 0.5mm이고, 게이트부는 핫 러너의 밸브 게이트이다.
제품 취출 로보트를 사용하여 연속하여 성형한 상태에 있어서 성형품의 치수로 불균형이 생기지 않고, 안정하게 성형품을 제조할 수 있는 것이 확인되었다. 말할 필요도 없이 성형품의 외주에 대해 게이트 컷 후처리는 불필요하다.
본 성형품의 게이트부 부근에 잉크 흐름은 생기지 않고, 외관상의 문제는 없었다. 또, 편광판을 통해 성형품의 투명창부를 관찰하여도, 통상 게이트부 부근에서 볼 수 있는 내부 응력이 관측되지 않아, 높은 광학 특성을 가지는 것이 확인되었다.
(제3 실시 형태)
이 제3 실시 형태는 상기 제2 실시 형태의 다른 실시 형태이다. 이하, 도면에 근거하여 제3 실시 형태의 사출압축성형 동시가식용 금형에 대해 설명한다. 상기 제2 실시 형태와 같은 구성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 16은 금형이 열린 상태를 나타내는 모식 단면도이다.
동일한 도에 있어서, 제1 금형(1)이 제1 금형(1)과 제2 금형(2)과의 사이에 배치되는 가식시트(3)를 흡인하는 흡인 수단(70)을 구비하고 있다. 흡인 수단(70)은 제1 금형(1)에 형성된 성형공간형성용의 금형 캐피티(1a)에 연통하는 연통부(71)와, 그 연통부(71)를 통하여 공기를 흡인하는 흡인 장치(72)로 구성하고 있다. 흡인 수단(70)이 가식시트(3)를 흡인하는 것에 의해, 가식시트(3)를 금형 캐피티(1a)에 따르게 한 상태로 유지할 수 있다. 따라서, 성형수지(31)의 충전시에 가식시트(3)의 변형을 억제할 수 있다.
(다른 실시 형태)
(1) 상기 제1 ~ 제3 실시 형태에서는 압축블록(12), 외주 플레이트(11) 및 이젝터 핀(24)이 제2 금형(2)에 구비하고 있다. 이것에 대신하여, 압축블록(12), 외주 플레이트(11) 및 이젝터 핀(24)을 제1 금형(1)에 구비할 수도 있다.
(2) 상기 제1 ~ 제3 실시 형태에서는 이젝터 핀(24)이 상하 방향으로 간격을 두고 설치되어 있지만, 이젝터 핀(24)의 개수에 대해서는 적의 변경이 가능하다. 또, 이젝터 핀(24)의 설치 위치도 적의 변경이 가능하다. 예를 들면, 이젝터 핀(24)을 좌우 방향으로 간격을 두고 설치할 수도 있다.
본 발명은 서로 대향 배치된 제1 금형과 제2 금형에 의해서 형성되는 성형공간부에 게이트부로부터 용융한 성형수지를 충전한 후, 성형공간부의 용적을 감소시켜 충전된 성형수지를 압축하고, 성형수지를 고체화시켜 사출압축성형품을 얻기 위한 각종의 사출압축성형용 금형에 적응할 수 있다.
Claims (7)
- 서로 대향 배치된 제1 금형과 제2 금형에 의해서 형성되는 성형공간부에 상기 제2 금형에 마련한 성형수지주입용의 게이트부로부터 용융한 성형수지를 충전한 후, 상기 성형공간부의 용적을 감소시켜 충전된 상기 성형수지를 압축하고, 상기 성형수지를 고체화시켜 사출압축성형품을 얻기 위한 사출압축성형용 금형에 있어서, 충전된 상기 성형수지를 상기 성형공간부의 용적을 감소시켜 압축하는 압축블록 및 상기 압축블록의 주위에 위치하는 외주 플레이트를 상기 제1 금형 또는 상기 제2 금형에 구비하고, 상기 외주 플레이트와 상기 사출압축성형품을 상기 제1 금형 또는 상기 제2 금형으로부터 돌출하기 위한 이젝터(ejector) 핀과의 상대적 위치 관계를 변화시키지 않고 상기 압축블록과 상기 외주 플레이트와의 상대적 위치 관계를 변경 가능하게 구성하고 있는 사출압축성형용 금형.
- 청구항 1에 있어서,상기 이젝터 핀이 상기 성형수지의 충전시에 그 일부가 상기 성형공간 내로 돌출하도록 배치되어 있는 사출압축성형용 금형.
- 청구항 1에 있어서,상기 압축블록, 상기 외주 플레이트 및 상기 이젝터 핀이 상기 제2 금형에 구비되어 있고, 상기 이젝터 핀이 상기 압축블록을 관통하는 상태로 설치되어 있는 사출압축성형용 금형.
- 청구항 3에 있어서,상기 제2 금형의 내부에는 작동공간부를 가지고, 상기 작동공간부의 일부를 구성하는 앞쪽 격벽(隔璧)에는 이젝터 핀 삽입구멍 및 이젝터 플레이트 고정핀 삽입구멍을 가지며, 상기 앞쪽 격벽의 외측에 상기 압축블록이 고정적으로 지지되고, 상기 압축블록에는 상기 앞쪽 격벽의 상기 이젝터 핀 삽입구멍과 연통하는 이젝터 핀 삽입구멍을 가지며, 상기 압축블록의 주위에는 이것과 슬라이드 가능함과 동시에 상기 앞쪽 격벽과 건너띄워 이음 가능한 상기 외주 플레이트가 배치되고, 상기 작동공간부에는 이젝터 플레이트가 전후 이동 가능하게 배치되며, 상기 이젝터 플레이트에 고정적으로 지지된 상기 이젝터 핀이 상기 앞쪽 격벽의 이젝터 핀 삽입구멍 및 상기 압축블록의 이젝터 핀 삽입구멍에 관통되어 있고, 뒤쪽 부분에 빠짐 방지 머리부를 가지는 이젝터 플레이트 고정핀이 상기 이젝터 플레이트 고정핀 삽입구멍에 삽입되어 통해짐과 동시에 전단(前端)은 상기 외주 플레이트에 고정적으로 지지되어 있으며, 상기 이젝터 플레이트와 상기 앞쪽 격벽의 사이에는 상기 이젝터 플레이트 고정핀에 감겨 장착되어 있는 스프링을 가지는 사출압축성형용 금형.
- 청구항 4에 있어서,상기 제2 금형이 상기 압축블록을 관통하는 구멍부 형성 구멍을 더 구비하고, 상기 외주 플레이트와 상기 이젝터 핀과 상기 구멍부 형성 구멍과의 상대적 위 치 관계를 변화시키지 않고 상기 압축블록과 상기 외주 플레이트와의 상대적 위치 관계를 변경 가능하게 구성되어 있는 사출압축성형용 금형.
- 청구항 1에 있어서,상기 제1 금형이 상기 제1 금형과 상기 제2 금형과의 사이에 배치되는 가식(加飾)시트를 흡인하는 흡인 수단을 구비하고 있는 사출압축성형용 금형.
- 청구항 1에 있어서,서로 대향 배치된 상기 제1 금형과 상기 제2 금형과의 사이에 가식시트를 배치한 상태로 상기 제1 금형과 상기 제2 금형을 상기 가식시트의 두께에 상당하는 간격을 두고 형틀을 닫도록 구성되어 있는 사출압축성형용 금형.
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