KR20090008024A - 사출성형장치 및 이를 이용한 사출성형방법 - Google Patents

Abstract

성형과정에서 제품에 인쇄를 하면서도 성형공정을 종래보다 단순화할 수 있는 사출성형장치 및 이를 이용한 사출성형방법을 개시한다. 개시한 사출성형장치는 성형공간을 형성하는 금형과; 인쇄형상이 마련된 인쇄판과; 인쇄형상으로 잉크를 공급하는 잉크공급장치와; 인쇄형상으로 공급된 잉크를 묻혀서 금형의 성형공간 내면에 전사하는 전사유닛을 포함한다.

Description

사출성형장치 및 이를 이용한 사출성형방법{INJECTION MOLDING DEVICE AND INJECTION MOLDING METHOD USING THE SAME}

본 발명은 사출성형장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 성형과정에서 성형제품에 인쇄를 할 수 있는 사출성형장치 및 이를 이용한 사출성형방법에 관한 것이다.

사출성형제품의 표면에는 장식을 위한 무늬나 제품정보를 전하기 위한 문자 가 인쇄된다. 종래에는 이러한 무늬나 문자를 통상의 실크인쇄나 패드인쇄방식으로 형성하였다. 즉 제품을 성형한 후 제품표면에 소정의 무늬 등을 인쇄하였다.

다른 방법으로는 일본 공개특허공보 2003-334837호(2003년 11월 25일 공개)에 개시된 예처럼 금형 내부에 인쇄필름을 삽입하기도 하였다. 이 방식은 무늬가 인쇄된 필름을 금형의 성형공간 내에 삽입한 후 성형공간으로 용융수지를 주입한다. 필름에 인쇄된 무늬 등이 성형과정에서 제품에 전사되도록 한 것이다. 필름은 성형제품을 금형으로부터 꺼낸 후 제품으로부터 분리한다.

전술한 예들 중에서 사출성형 후 제품표면에 인쇄하는 방법은 성형이 완료된 다수의 제품들을 인쇄공정을 위해 이동시킨 후 대기시켜야 하기 때문에 제품의 보관 및 관리가 어려웠다. 뿐만 아니라 운반 등으로 시간손실이 커서 생산성이 낮은 문제가 있었고, 인쇄과정에서 생기는 불량을 예측하기 어렵기 때문에 정확한 생산계획을 세우기도 어려웠다.

금형 내에 인쇄필름을 삽입하는 방법은 무늬가 문자 인쇄된 필름을 별도로 준비해야 하기 때문에 비용상승을 초래하는 문제가 있었다. 또 성형을 할 때마다 인쇄필름을 금형의 성형공간으로 삽입시켜야 하고, 성형 후 필름을 제품으로부터 제거해야 하기 때문에 생산성이 낮은 결점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 성형과정에서 제품에 인쇄를 하면서도 성형공정을 종래보다 단순화할 수 있도록 하는 사출성형장치 및 이를 이용한 사출성형방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출성형장치는 성형공간을 형성하는 금형과; 인쇄형상이 마련된 인쇄판과; 상기 인쇄형상으로 잉크를 공급하는 잉크공급장치와; 상기 인쇄형상으로 공급된 잉크를 묻혀서 상기 금형의 성형공간 내면에 전사하는 전사유닛을 포함한다.

상기 인쇄형상은 상기 인쇄판에 음각으로 형성된다.

상기 잉크공급장치는 상기 인쇄판의 상기 인쇄형상이 형성된 면에 마련된 잉크수용부와, 상기 잉크수용부에 수용된 잉크를 상기 인쇄형상으로 공급하는 잉크공급부재를 포함한다.

상기 전사유닛은 상기 인쇄형상의 잉크를 전사하는 전사패드와, 상기 전사패드를 지지하며 상기 전사패드를 상기 인쇄형상 위치와 상기 성형공간 내면의 전사위치로 이동시키는 이동장치를 포함하고, 상기 전사패드가 실리콘재질인 것을 특징으로 한다.

상기 사출성형장치는 상기 성형공간 내면으로 전사된 잉크를 가열하여 건조시키는 건조유닛을 더 포함하고, 상기 건조유닛은 자외선램프를 포함한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출성형방법은 인쇄판에 마련된 인쇄형상으로 잉크를 공급하고, 상기 인쇄형상으로 공급된 잉크를 전사유닛에 묻혀 금형의 성형공간 내면으로 전사하고, 상기 성형공간 내면으로 잉크를 전사한 후 상기 성형공간 내부로 용융수지를 주입하여 제품을 성형하는 공정을 포함한다.

상기 사출성형방법은 상기 용융수지를 상기 성형공간으로 주입하기 전에는 상기 성형공간 내면으로 전사된 잉크를 가열하여 건조시키는 공정을 더 포함한다.

상기 건조공정은 상기 성형공간 내면으로 전사된 잉크로 소정시간 자외선을 조사하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 사출성형장치는 전사유닛이 인쇄판으로 공급된 잉크를 성형공간 내면으로 전사한 상태에서 성형공간으로 용융수지가 주입되기 때문에 성형과 정에서 제품에 인쇄가 이루어지도록 할 수 있다. 이러한 사출성형장치는 제품을 성형하면서 제품에 인쇄가 이루어지도록 하기 때문에 종래보다 성형공정을 단순화할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또 본 발명의 사출성형장치는 성형과 동시에 인쇄를 수행할 수 있으면서도 종래의 경우처럼 별도의 인쇄필름 등을 사용하지 않아도 되므로 종래보다 제조비용을 줄일 수 있고 성형공정도 간소화할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 사출성형장치에 의해 제조되는 성형제품을 나타낸 것이다. 이 성형제품(1)은 외면에 장식을 위한 무늬(2)가 인쇄된다. 여기서는 장식무늬(2)만을 예시하였으나, 이러한 인쇄형상은 제품정보를 표시하는 문자일 수도 있다.

이러한 성형제품(1)을 성형하기 위한 사출성형장치(10)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상호 합체되어 성형공간(13)을 형성하는 제1금형(11)과 제2금형(12)을 구비한다. 제1금형(11)과 제2금형(12) 중 하나는 상호 합체와 분리를 위해 이동할 수 있다. 제2금형(12)에는 성형공간(13)으로 용융수지를 주입하기 위한 런너(14)가 형성된다.

또 사출성형장치(10)는 도 3a 내지 도 3h에 도시한 바와 같이, 성형제품(1)에 인쇄를 하기 위한 인쇄형상(21)이 마련된 인쇄판(20), 인쇄판(20)의 인쇄형 상(21)으로 잉크를 공급하는 잉크공급장치(30), 인쇄형상(21)으로 공급된 잉크를 묻혀서 제1금형(11)의 성형공간(13) 내면으로 전사하는 전사유닛(40), 그리고 전사된 잉크를 가열하여 건조시키는 건조유닛(50)을 포함한다.

인쇄판(20)은 평판형태이며 상면에 인쇄형상(21)이 음각으로 형성된다. 인쇄형상(21)의 음각 깊이는 대략 0.02 ~ 0.1mm 정도이다. 이러한 인쇄판(20)은 제1 및 제2금형(11,12)과 근접하는 위치에 설치됨이 바람직하다.

잉크공급장치(30)는 인쇄판(20)의 인쇄형상(21)이 형성된 면 일측에 마련된 잉크수용부(31), 잉크수용부(31)에 수용된 잉크를 인쇄형상(21)으로 공급하는 잉크공급부재(32)로 이루어진다. 잉크수용부(31)는 잉크가 고일 수 있도록 인쇄판(20) 상면으로부터 반원형으로 함몰되고 그 상부가 개방된다. 잉크공급부재(32)는 인쇄형상(21)보다 넓은 면적을 구비하며, 잉크수용부(31)에 수용된 잉크를 묻혀서 인쇄판(20) 상면에 바르는 방식으로 공급한다. 도 3b에 도시한 바와 같이, 잉크를 공급할 때는 잉크공급부재(32)가 고정된 상태를 유지하고 인쇄판(20)이 수평이동 할 수 있다. 이렇게 하면 잉크공급부재(32)에 묻은 잉크가 음각의 인쇄형상(21)에 채워진다. 그리고 인쇄판(20)이 원위치로 복귀할 때는 인쇄판(20) 상면의 잔여잉크(인쇄형상의 음각에 채워지지 않고 상면에 남는 잉크)를 잉크공급부재(32)가 마치 긁어 내는 방식으로 회수한다. 즉 인쇄판(20) 상면에 남는 잉크를 다시 잉크수용부(31)로 회수한다.

전사유닛(40)은 인쇄형상(21)으로 공급된 잉크를 묻혀서 전사하기 위한 전사패드(41)와, 이 전사패드(41)를 지지하며 전사패드(41)를 인쇄형상(21)의 위치와 제1금형(11)의 성형공간(13) 내부로 이동시키는 이동장치(42)를 구비한다. 전사패드(41)는 탄성을 구비하는 실리콘재질로 마련되고 인쇄형상보다 크게 형성된다. 이는 인쇄형상(21)으로 공급된 잉크를 그 표면으로 전사한 후 이를 다시 제1금형(11)의 성형공간(13) 내면 쪽으로 전사할 수 있도록 한 것이다.

이동장치(42)는 도면에 구체적으로 나타내지는 않았지만, 전사패드(41)를 상하방향 또는 수평방향으로 이동시킬 수 있고 전사패드(41)를 회전시킬 수 도 있도록 굴절링크, 회전관절, 이송레일 등을 포함하는 형태일 수 있다. 전사패드(41)는 인쇄판(20)의 위치와 제1금형(11)의 성형공간(13) 사이를 이동해야 하므로 이를 지지하는 이동장치(42)는 제1 및 제2금형(11,12) 근처에 설치됨이 바람직하다.

건조유닛(50)은 도 3h에 도시한 바와 같이, 전사유닛(40)에 의해 제1금형(11)의 성형공간(13) 내면으로 전사된 잉크로 자외선을 조사하여 가열 건조시키는 자외선램프를 포함한다. 도면에 상세히 도시하지는 않았지만, 이러한 건조유닛(50)은 자외선램프를 성형공간(13) 내부와 제1 및 제2금형(11,12) 외부로 이동시킬 수 있어야 하므로 별도의 이동수단을 구비하는 형태이거나 상술한 이동장치(42)와 함께 이동하는 형태로 구성할 수 있다.

다음은 이러한 사출성형장치(10)의 동작 및 이를 이용한 사출성형방법에 관하여 설명한다.

성형을 시작하면 도 3a와 도 3b에 도시한 바와 같이, 인쇄판(20)이 수평으로 왕복함으로써 인쇄판(20) 상면의 인쇄형상(21)으로 잉크가 공급된다. 잉크수용부(31)에 고인 잉크가 잉크공급부재(32)를 통해 인쇄판(20)의 인쇄형상(21)으로 공 급된다.

인쇄판(20)의 인쇄형상(21)으로 잉크가 공급된 후에는 도 3c에 도시한 바와 같이, 인쇄판(20)이 원위치로 복귀하여 전사유닛(40) 하부에 위치한다. 그리고 도 3d와 도 3e에 도시한 바와 같이, 전사유닛(40)이 하강하였다가 상승하는 동작에 의해 인쇄형상(21)의 잉크가 전사유닛(40)의 전사패드(41)로 옮겨진다.

인쇄판(20)의 잉크가 전사패드(41)로 전사된 후에는 도 3f와 도 3g에 도시한 바와 같이, 전사유닛(40)이 제1금형(11)의 성형공간(13) 내측으로 이동하여 전사패드(41)에 전사된 잉크를 다시 성형공간(13) 내면으로 전사한다.

성형공간(13) 내면으로 잉크를 전사한 후에는 도 3h에 도시한 바와 같이, 건조유닛(50)이 성형공간(13) 내면으로 전사된 잉크로 자외선을 조사하여 잉크를 건조시킨다. 이처럼 잉크를 건조시키면 잉크는 대략 1 ~ 2초에 경화되면서 건조된다. 건조된 잉크는 사출성형을 수행할 때 사출압력을 견딜 수 있으므로 성형과정에서도 그 형태가 손상되지 않는다.

성형공간(13)으로 전사된 잉크가 건조된 후에는 도 3i에 도시한 바와 같이, 전사유닛(40) 및 건조유닛(50)이 성형공간(13) 외부로 이동한 후 제1금형(11)과 제2금형(12)이 합체된다. 그리고 이 상태에서 성형공간(13)으로 용융수지가 주입된다. 성형공간(13)으로 주입된 용융수지는 고화되어 성형제품(1)을 형성한다. 이때 제1금형(11)의 성형공간(13) 내면에 전사된 잉크는 고화되는 수지와 일체화되면서 성형제품(1)으로 전사된다. 따라서 도 2에 도시한 바와 같이, 최종적으로 제1금형(11)과 제2금형(12)을 분리하여 성형제품(1)을 취출하면, 표면에 무늬(2)가 인쇄 된 성형제품을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 사출성형장치에 의해 제조된 성형제품을 나타낸 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 사출성형장치의 제1 및 제2금형을 나타낸 것이다.

도 3a~도 3i는 본 발명에 따른 사출성형장치의 성형과정을 단계별로 나타낸 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10: 사출성형장치, 11: 제1금형,

12: 제2금형, 13: 성형공간,

20: 인쇄판, 21: 인쇄형상,

30: 잉크공급장치, 40: 전사유닛,

41: 전사패드, 42: 이동장치,

50: 건조유닛.

Claims (10)

1. 성형공간을 형성하는 금형과; 인쇄형상이 마련된 인쇄판과; 상기 인쇄형상으로 잉크를 공급하는 잉크공급장치와; 상기 인쇄형상으로 공급된 잉크를 묻혀서 상기 금형의 성형공간 내면에 전사하는 전사유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 인쇄형상은 상기 인쇄판에 음각으로 형성된 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 잉크공급장치는 상기 인쇄판의 상기 인쇄형상이 형성된 면에 마련된 잉크수용부와, 상기 잉크수용부에 수용된 잉크를 상기 인쇄형상으로 공급하는 잉크공급부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 전사유닛은 상기 인쇄형상의 잉크를 전사하는 전사패드와, 상기 전사패드를 지지하며 상기 전사패드를 상기 인쇄형상 위치와 상기 성형공간 내면의 전사위치로 이동시키는 이동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 전사패드는 실리콘재질인 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 성형공간 내면으로 전사된 잉크를 가열하여 건조시키는 건조유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 건조유닛은 자외선램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
8. 인쇄판에 마련된 인쇄형상으로 잉크를 공급하고,

   상기 인쇄형상으로 공급된 잉크를 전사유닛에 묻혀 금형의 성형공간 내면으로 전사하고,

   상기 성형공간 내면으로 잉크를 전사한 후 상기 성형공간 내부로 용융수지를 주입하여 제품을 성형하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 용융수지를 상기 성형공간으로 주입하기 전에 상기 성형공간 내면으로 전사된 잉크를 가열하여 건조시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출 성형방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 건조공정은 상기 성형공간 내면으로 전사된 잉크로 소정시간 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.

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