KR20090111690A - 자기 윤활성 플라스틱 부시를 포함하는 이중사출금형 - Google Patents

Abstract

본원발명은 고정측금형과 가동측금형이 만나 형성되는 다수의 캐비티 중 제1캐비티에 용융수지를 1차 충진하여 제1사출물을 성형한 후 상기 제1사출물의 상부와 제2캐비티가 만나 형성되는 공간에 용융수지를 2차 충진하는 방식의 이중사출금형에 있어서,

상기 제1, 제2캐비티를 포함하는 코어를 회전시키는 코어회전축에 자기 윤활성을 갖춘 플라스틱으로 제조된 부시를 구비한 이중사출금형에 관한 것이다.

이중사출금형, 코어회전축, 부시, 자기 윤활성 플라스틱, 폴리아미드 수지, MC 나일론

Description

자기 윤활성 플라스틱 부시를 포함하는 이중사출금형 {Co-Injection comprising a Core-shaft Bush made of Self-lubricating Plastic}

본원발명은 고정측금형과 가동측금형이 만나 형성되는 다수의 캐비티 중 제1캐비티에 용융수지를 1차 충진하여 제1사출물을 성형한 후 상기 제1사출물의 상부와 제2캐비티가 만나 형성되는 공간에 용융수지를 2차 충진하는 방식의 이중사출금형에 관한 것이다.

사출금형에 의한 제조방법은 고정측금형과 가동측금형을 형체(고정측 금형과 가동측 금형이 닫힘)한 다음 플라스틱 등의 수지를 녹여 금형 내부의 빈 공간인 캐비티에 수지를 사출시켜 냉각하고, 고정측금형과 가동측금형을 형개(고정측 금형과 가동측 금형이 분리)하여 제품을 얻는 방법이다.

사출금형에 의한 제조방법의 장점은 생산제품의 치수 정밀도가 높고, 호환성이 있는 조립품의 생산이 간단하다는 점, 특수 기술이나 숙련기술 없이도 제품의 생산이 가능하다는 점, 제품의 생산시간이 단축된다는 점, 신제품의 개발 또는 모델의 변경이 쉽다는 점을 들 수 있다.

사출금형중 이중사출은 2종의 다른 수지 또는 다른 2가지 색상의 수지를 사 용하고, 2개의 사출장치와 가동측금형에 회전기구를 설치한 구조를 이용하여 제1캐비티에 의하여 최초로 성형되는 제1사출물과 상기 제1사출물을 제2차캐비티와 만나도록 상기 회전기구를 이용하여 이동시켜 제2캐비티와 제1사출물이 만나는 공간에 제2차수지를 충진하여 성형하는 방식이다.

이와 같은 이중사출금형은 제품적용의 폭이 넓어 디자인의 다양화가 가능하고, 기존의 일반사출이 2차례에 걸쳐 2개의 부품으로 성형한 후 용착 또는 도장공정의 2차가공을 행하여 제품화 하던 것을 한번의 성형으로 이를 해결하여 원가절감은 물론 다양한 디자인의 제품생산이 가능한 장점도 있다.

도1은 종래 이중사출금형의 형체시의 단면도이고 도2는 종래 이중사출금형의 형개시의 가동측금형의 운동을 보여주는 단면도이다.

이중사출금형의 구성을 도1을 통해 설명하면, 이중사출금형은 통상 고정측금형(10')과 가동측금형(30')으로 구성되어 형체 및 형개되는데, 상기 고정측금형(10')은 용융수지를 캐비티에 주입시킬 수 있는 수지주입부를 포함하고, 상기 수지주입부는 제1사출기(11')와 제2사출기(13')를 포함하여 상기 고정측금형(10')을 관통하여 하기 캐비티에 연결되도록 위치하게 된다.

상기 가동측금형(30')은 코어(31'), 가동측형판(33'), 회전기구(35') 및 부시(37')를 포함한다.

상기 코어(31')는 고정측금형(10')과 가동측금형(30')의 형체시 수지가 주입되는 공간을 형성하기 위한 구성으로 제1캐비티(311')와 제2캐비티(313')를 포함한 다. 상기 제1캐비티(311')는 제1사출물(311a')이 성형되는 공간이고, 상기 제2캐비티(313')는 제2사출물을 성형하는 공간으로 사출물의 외형에 상응하는 형상을 가지게 된다.

상기 가동측형판(33')은 상기 고정측금형(10')과의 형체 및 형개를 담당하는 부분으로 통상 상기 코어(31')를 수용할 수 있는 안착면을 포함한다.

상기 회전기구(35')는 상기 코어(31')를 상기 가동측형판(33')으로부터 수직승하강운동(A', C') 및 회전(B')시키는 구성으로 제1캐비티(311')에 의해 성형되는 제1사출물을 제2캐비티(313')로 이동시키기 위한 구성이며, 상기 가동측형판(33')을 관통하여 상기 코어(31')의 하측과 결합된다.

상기 부시(37')는 상기 회전기구(35')가 상기 가동측금형(30') 내에서 운동하는 동안 마찰 등에 의한 마모를 방지하기 위한 구성이다.

도1과 도2를 참고하여 종래 이중사출금형의 동작을 살펴보면, 도1에서 제1캐비티(311')에 제1사출기(11')에 의해 용융수지가 사출되어 제1사출물이 성형되고 나면 고정측금형(10')과 가동측금형(30')이 소정의 장치(미도시)에 의하여 분리되고, 코어(31')를 회전시키는 상기 회전기구(35')는 도2에서와 같이 상기 코어(31')를 가동측형판(33')에서 분리(A')시키게 된다. 그 후 상기 회전기구(35')를 회전(B')시켜 제1캐비티(311')에 의해 성형된 제1사출물(311a')을 제2캐비티(313')의 위치로 회전이동(B')시키고 다시 상기 가동측형판(33')에 상기 코어(31')를 상기 회전기구(35')가 안착(C')시킨 뒤, 고정측금형(10')과 다시 형체되면 제2캐비 티(313')와 상기 제1사출물이 만나서 형성되는 공간에 도1에서와 같이 제2사출기(13')가 용융수지를 주입하여 제2사출물을 성형하게 된다.

상술한 일반적인 이중사출금형은 가동측금형(30')에 설치되어 제1캐비티(311')와 제2캐비티(313')를 포함하는 코어(31')를 회전시키는 회전기구(35')가 필요하고, 상기 회전기구(35')가 가동측금형(30')과의 마찰을 방지 또는 최소화하기 위하여 부시(37')를 구비하였는데 상기 부시의 재료는 통상 스틸(Steel)로 제작되었다. 이로 인하여 i)회전기구(35')와 부시(37')의 마찰로 인한 트러블, 예를들면 축의 마모나 부시의 파손을 야기하였고, ii)스틸로 된 부시의 제작기간이 길어 금형의 제작에 소요되는 시간이 길고 많은 비용이 소요되었으며, iii)제작된 금형은 무게가 무겁고, iv)주기적인 윤활제 첨가가 필수적인 문제가 있었다.

또한 도2를 참고하여 보면 상기 회전기구(35')가 코어를 수직이동(A', C') 시킴에 있어서 코어위치에 오차가 발생하는 경우가 빈번하였고, 회전기구에 의한 코어의 회전(B')시 회전궤도가 불안정하여 코어가 흔들리는 문제가 있었다.

본원발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,

본원발명의 목적은 축과 부시의 마찰로 인한 축과 금형의 마모와 같은 트러블의 최소화, 금형의 제작비용 및 제작시간 단축, 금형제작시의 작업성을 향상 및 부시에 사용되는 윤활유의 사용량과 주기를 줄여 금형의 유지비용을 절감할 수 있는 이중사출금형을 제공하는 것이다.

본원발명의 또 다른 목적은 코어가 가동측형판에서 이탈되는 거리를 정확히 조절할 수 있는 한편 코어의 제1캐비티에 의해 성형된 제1사출품을 제2캐비티로 이동시킬 때 안정된 회전궤도를 제공하는 코어회전축을 구비한 이중사출금형을 제공하는 것이다.

상술한 본원발명의 과제를 해결하기 위한 이중사출금형은 하기와 같은 구성을 포함한다.

본원발명의 일 실시예에 따른 이중사출금형은 고정측금형과 가동측금형이 만나 형성되는 다수의 캐비티 중 제1캐비티에 용융수지를 1차 충진하여 제1사출물을 성형한 후 상기 제1사출물과 제2캐비티가 만나 형성되는 공간에 용융수지를 2차 충진하는 방식의 이중사출금형에 있어서, 상기 이중사출금형은 상기 제1사출물을 제2캐비티와 만날 수 있도록 하는 코어회전축을 포함하며, 상기 코어회전축의 외주면 을 감싸는 자기 윤활성 플라스틱으로 제조되는 부시를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본원발명의 다른 실시예에 따른 이중사출금형에서 상기 부시는 폴리아미드 (Polyamid) 수지로 제조되는 것을 특징으로 한다.

본원발명의 또 다른 실시예에 따른 이중사출금형에서 상기 부시는 모노머 캐스트 나일론(Monomer Cast Nylon: MC 나일론)으로 제조되는 것을 특징으로 한다.

본원발명의 또 다른 실시예에 따른 이중사출금형에서 상기 부시는 마찰계수가 0.01 이상 0.14(Each materials/Steel) 이하이고, 마모율이 0.02 이상 0.11mg/km(31.4m/min, 1.75Mpa) 이하의 플라스틱인 것을 특징으로 한다.

본원발명의 또 다른 실시예에 따른 이중사출금형에서 상기 가동측금형은 스토퍼를 추가로 포함하고, 상기 코어회전축은 제1스토퍼가이드와 제2스토퍼가이드를 추가로 포함하며, 상기 제1스토퍼가이드는 상기 스토퍼를 코어회전축의 외주면상에서 수용가능하도록 축중심과 나란한 방향으로 코어회전축의 수직승하강운동 거리와 동일한 길이로 형성되고, 상기 제2스토퍼가이드는 상기 제1스토퍼가이드의 말단에서 코어회전축의 외주면을 따라 형성되어 상기 코어의 수직승하강궤도 및 회전궤도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본원발명의 또 다른 실시예에 따른 이중사출금형에서 상기 가동측금형은 두 개의 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본원발명의 또 다른 실시예에 따른 이중사출금형에서 상기 제1스토퍼가이드는 상기 코어회전축의 외주면을 따라 길이방향 전체에 걸쳐 형성되는 것을 특징으 로 한다.

본원발명의 또 다른 실시예에 따른 이중사출금형에서 상기 코어회전축은 상기 코어에 삽입되는 결합턱과 상기 코어의 결합깊이를 한정하는 걸림턱을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본원발명은 상기의 구성과 결합관계에 의하여 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본원발명은 축과 부시의 마찰로 인한 축과 금형의 마모와 같은 트러블의 최소화, 금형의 제작비용 및 제작시간 단축, 금형제작시의 작업성을 향상 및 부시에 사용되는 윤활유의 사용량과 주기를 줄여 금형의 유지비용을 절감할 수 있는 이중사출금형을 제공하는 효과를 도모할 수 있다.

본원발명은 코어가 가동측형판에서 이탈되는 거리를 정확히 조절할 수 있는 한편 코어의 제1캐비티에 의해 성형된 제1사출품을 제2캐비티로 이동시킬 때 안정된 회전궤도를 제공하는 코어회전축을 구비한 이중사출금형을 제공하는 것이다.

이하에서는 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본원발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 특히 이하에 기술될 구성, 방법 기타의 실시예는 실시에 필요한 설명을 위한 것 일뿐 발명의 범위를 한정하기 위함이 아니다.

도3은 본원발명인 이중사출금형의 형체 단면도이고, 도4는 본원발명인 이중사출금형의 형개 단면도이다.

도3을 참고하여, 본원발명의 이중사출금형은 상부에 위치하여 용융수지를 주이입하는 구성을 포함하는 고정측금형(10)과 상기 고정측금형의 하부에 위치하면서 상기 고정측금형과 형체시 사출물의 성형 공간을 형성하는 가동측금(30)을 포함한다.

상기 고정측금형(10)은 1차, 2차용융수지를 주입시키는 통로인 제1사출기(11), 제2사출기(13) 및 상기 제2사출기와 연결되는 용융수지 주입공간을 형성하는 제2캐비티(15)를 포함한다.

상기 제1사출기(11)는 상기 고정측금형(10)을 관통하여 후술할 제1캐비티 (311)에 연결되는 제1사출물(미도시)의 용융수지(이하 '1차용융수지') 주입구이다. 한편 상기 제2사출기(13)는 후술할 제2캐비티(15)에 제2사출물의 용융수지(이하 '2차용융수지')를 주입시키는 주입구이다.

상기 제2캐비티(15)는 상기 고정측금형(10)의 하부에서 상부로 함몰된 공간으로 2차용융수지의 주입공간이다. 상기 제2캐비티의 상부에는 상기 제2사출기(13)의 말단이 연결되고, 상기 제2캐비티의 하부에는 후술할 하부캐비티(313)가 코어회전축(35)에 의한 코어(31) 회전운동에 의하여 위치하게 된다.

상기 가동측금형(30)은 상기 사출기(11, 13)에 의해 주입된 1차 및 2차용융수지가 채워질 수 있는 공간을 형성하는 코어(31)와, 상기 코어(31)의 하측에 위치하되 상기 코어를 내측으로 수용할 수 있는 공간을 포함하는 가동측형판(33)과, 상기 가동측형판(33)을 관통하면서 상기 코어(31)의 하부에 결합하는 원기둥형상의 코어회전축 (35)과, 상기 코어회전축(35)와 결합하여 코어회전축의 외주면을 보호하는 부시(37)와, 상기 코어(31)와 코어회전축(35)을 일체가 되도록 체결시키는 결합구(39)를 포함한다.

상기 코어(31)는 전체적으로 정육면체 내지 하부를 향할수록 단면적이 작아지는 육면체형상을 가지고, 상부면은 상기 고정측금형(10)과 접하고 측면은 후술할 가동측형판(33)에 수용되며 하부면은 가동측형판(33)에 안착된다. 상기 코어(31)의 상부면의 중심에는 후술할 결합구(39)가 수용되는 결합구안착면(315)과, 상기 제1사출물을 성형하는 제1캐비티(311)와, 상기 제2캐비티의 하측에 위치하여 제2사출물의 캐비티를 형성하는 하부캐비티(313)를 포함한다.

상기 제1캐비티(311)는 상기 코어(31)의 상부면에서 하부면의 방향으로 함몰되어 형성되는 공간으로 제1사출물의 외부형상과 동일한 형상을 가지게 된다.

상기 하부캐비티(313)는, 상기 제1캐비티(311)에 의하여 형성되는 제1사출물이 성형되고 나면 후술할 코어회전축(35)에 의하여 회전하는 코어(31)에 의하여 상기 제2캐비티(15)의 위치로 이동하는 제2캐비티(15)의 하부에서 제2캐비티와 결합하게 되는 구성이다. 따라서 제1캐비티(311)에 의하여 성형되는 제1사출물을 포함하는 제1캐비티를 의미하는 것으로, 설명을 위하여 별개의 구성으로 설정하였을 뿐 실체는 상기 제1캐비티라고 할 수 있다.

상기 결합구안착면(315)은 상기 코어(31)의 상부면 중심에서 코어(31)을 수직으로 관통하는 다단형상의 구멍이다. 상기 결합구안착면(315)은 후술할 결합구(39)가 코어회전축(35)의 결합구수용홀(351)에 체결될 때 결합구(39)의 머리가 안착 되는 구성이다.

상기 가동측형판(33)은 중심을 관통하는 원통형상의 구멍을 포함하고, 전체적으로 육면체형상을 가지며, 상기 고정측금형(10)과 형체시 접합면을 형성하는 가동측금형 (30)의 상부구성이다. 상기 가동측금형(33)의 상측면은 내측으로 함몰되고, 상기 함몰 평면의 중심에 상기 원통형상의 관통공이 형성되며, 상기 관통공의 주위에 코어안착면(333)을 형성한다. 또한 상기 코어안착면의 하부에는 후술할 코어회전축(35)과 연동하는 스토퍼(331)를 포함한다.

상기 스토퍼(331)는 후술할 코어회전축(35)의 스토퍼가이드(353a, 353b)에 수용가능한 형상을 가지는 구성으로 상기 가동측형판(33)의 중심에 형성되는 원통형상의 관통공의 중심방향으로 돌출되어 형성된다. 상기 스토퍼(331)는 후술할 코어회전축(35)의 제1스토퍼가이드(353a)와 연동하여 상기 코어(31)의 수직승하강운동 궤도를 제어하고, 제2스토퍼가이드(353b)와 연동하여 상기 코어(31)의 안정적 회전궤도를 제공할 수 있게 된다.

한편 본원발명의 일 실시예에 따르면, 상기 스토퍼(331)는 원통형상의 관통공 주위에 한 개 내지는 관통공의 중심을 기준으로 대칭되는 위치에 두 개의 스토퍼를 형성함이 바람직하나, 상기와 같은 기능을 구현가능한 경우라면 그 이상의 스 토퍼를 포함할 수도 있다.

상기 코어안착면(333)은 가동측형판(33)을 관통하는 원기둥형상의 관통공을 중심으로 형성되는 평면으로, 상기 코어(31)가 가동측형판(33) 내에 삽입되어 안착되는 평면이다. 따라서 상기 코어(31)의 하부면의 외주면 형상과 동일한 외주면을 형성하고, 상기 외주면에서 가동측형판(33)의 외측으로 비스듬한 경사면을 형성하며 가동측형판의 상부에 이어진다.

도5는 본원발명의 일 실시예에 따른 코어회전축의 사시도이고, 도6은 본원발명의 다른 실시예에 따른 코어회전축의 사시도이다.

도5를 참고하여, 상기 코어회전축(35)은 전체적으로 중공 원기둥형상의 축을 이루며, 상기 코어(31)를 가동측형판(33)으로부터 수직승하강운동(도4의 A, C) 및 회전운동(B)하게 하는 구성이다. 상기 코어회전축(35)은 축의 중심을 지나는 관통공인 결합구수용홀(351)과, 상기 코어회전축(35)의 외주면에 소정의 길이만큼 코어회전축과 평행하게 형성되는 제1스토퍼가이드(353a)와, 상기 제1스토퍼가이드(353a)의 말단에서 상기 코어회축(35)의 외주면을 따라 형성되는 제2스토퍼가이드(353b)와, 상기 코어(31)의 하부면에 접하는 코어회전축(35)의 상단에서 축의 중심과 나란하게 형성되는 평면인 결합턱(357)과, 상기 결합턱(357)의 말단에서 확경되며 형성되는 평면인 걸림턱(355)을 포함한다.

상기 결합구수용홀(351)은 상기 코어(31)와 코어회전축(35)의 결합을 공고히 하기 위한 구성으로, 후술할 결합구(39)가 상기 코어(31)의 중심을 관통하여 결합 구수용홀(351)에 삽입되고, 상기 결합구안착면(315)에 안착되면 상기 코어와 코어회전축을 일체화시킨다.

상기 제1스토퍼가이드(353a)는 후술할 걸림턱(355)에서 코어회전축(35)의 수직승하강 운동길이(h) 만큼 코어회전축과 나란하게 외주면에 형성되어, 상기 스토퍼(331)를 수용하는 홈이다. 상기 제1스토퍼가이드(353a) 상기 스토퍼(331)와 연동하여 상기 코어(31)의 수직승하강 운동궤도를 형성하게 된다.

한편 상기 제1스토퍼가이드(353a)는 코어회전축(35)의 중심을 기준으로 마주보는 후술할 한 쌍의 걸림턱(355)에 형성되어야 상기 코어의 수직승강 운동(도4의 A) 후 회전운동(도4의 B)을 거쳐 수직하강 운동(도4의 C)이 가능하다. 다만 이는 상기 스토퍼(331)가 한개 내지는 두 개인 경우로서 상기 코어(31)가 한 번의 180도 회전운동(B)하는 경우를 상정한 것인바, 두 개 이상의 스토퍼를 구비한 이중사출금형의 경우라면 그 개수와 상기 코어(31)의 1회 회전각을 고려하여 제1스토퍼가이드를 구성할 수 있음은 당업자라면 자명하다고 볼 것이다.

또한 도6을 참고한 본원발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1스토퍼가이드 (353a)는 상기 코어회전축(35)과 나란한 외주면의 전체에 형성될 수 있다. 이는 상기 코어회전축(35)을 가동측형판(33)의 상부에서 삽입하면서 이중사출금형을 조립할 경우에, 상기 코어회전축과 가동측형판의 결합 위치를 가이드하는 역할을 하게 된다.

도5 및 도6을 참고하여, 상기 제2스토퍼가이드(353b)는 상기 코어회전축의 수직승하강 운동(A, C) 후 회전운동(B)을 할때 회전궤도를 제공하는 구성이다. 한 편 상기 코어회전축(35)은 제1스토퍼가이드(353a)에서 상기 스토퍼(331)를 수용한 채 수직승하강 운동하게 되는데, 코어회전축의 수직승하강 운동(A, C)의 종점위치에 상기 제2스토퍼가이드(353b)가 위치하게 되므로 상기 코어회전축)35)의 수직승하강 거리(h)도 제어할 수 있게 된다.

상기 결합턱(357)은 상기 코어회전축(35)의 상단부에 축중심에 나란하게 형성되는 평면으로, 상기 코어(31)의 하부에서 상기 코어회전축(35)이 삽입될 수 있게 하는 구성이다. 상기 결합턱(357)은 상기 코어회전축(33)의 축중심을 기준으로 마주보는 두 쌍을 구성함이 바람직하나 상기와 같은 효과를 얻기 위한 다양한 방식의 배치가능성을 배제하는 것은 아니다.

도7은 본원발명의 구성인 코어회전축(35)의 상측면도이고, 도8은 본원발명의 일 실시예에 따른 부시의 단면도이다.

도6 및 7을 참고하여, 상기 걸림턱(355)은 상기 결합턱(357)의 말단에서 코어회전축(35)의 외주면과 만나기 위해 확경되며 형성되는 턱으로, 상기 코어(31)가 코어회전축(35)과 결합할 때 코어(31)의 삽입깊이를 결정하는 구성이다. 상기 걸림턱(355)은 상기 결합턱(357)의 위치와 갯 수에 대응하여 형성됨이 바람직하고, 마주보는 한 쌍의 걸림턱에는 상기 제1스토퍼가이드(353a)를 형성함이 바람직하다.

도8을 참고하여, 상기 부시(37)는 원통형상을 가지고, 상기 부시 (37)의 내부로 코어회전축(35)이 삽입되어 코어회전축의 외주면 전체를 감싸게 되는 구성이 다. 상기 부시(37)와 코어회전축(35)은 결합된 상태로 가동측금형(30)의 중심에 형성된 관통공에 삽입되기 때문에 코어회전축(35)의 마모를 방지할 수 있는 구성이며, 상기 부시(37)는 외주면에 형성되는 홈(371)을 포함한다.

본원발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부시(37)의 재질은 윤활물질을 함유한 플라스틱인 자기 윤활성 플라스틱으로 제작되는데, 바람직한 실시예로 엔지니어링 플라스틱(Engineering Plastic)으로 제작된 부시를 고려할 수 있다.

상기 엔지니어링 플라스틱은 종래 플라스틱과는 달리 고분자물질로서 강도탄성, 내충격성, 내열성 등이 우수한 플라스틱으로 보다 상세하게는 폴리아미드 (Polyamid) 수지로 상기 부시를 제작함이 바람직하다.

자기 윤활성 플라스틱의 다른 실시예로는 폴리아미드 수지의 일종인 MC나일론을 고려할 수 있는데, 상기 MC 나일론은 나일론 6를 원료로 한 폴리아미드 수지로써 원료를 직접 금형에 유입하여 대기압하에서 중합 성형하며 기계적 강도, 내마모성, 높은 인장력, 금속에 비해 1/7의 무게 및 7배의 내구력을 갖추고 있으며, 자기 윤활성이 있는 플라스틱이고, 통상적으로

23℃에서 인장강도(Tensile Strength) 740~920kg/㎠ (ASTM D638),

23℃에서 굴곡강도(Flexural Strength) 1,050~1,100kg/㎠ (BS303),

로크웰경도 R100 (ASTM D785),

마찰계수(Coefficient of friction) 0.40~0.50(Each materials/Steel),

마모율(Wear Rate) 0.44mg/km(31.4m/min, 1.75Mpa)의 물성을 갖는다.

자기 윤활성 플라스틱의 실시예인 상기 폴리아미드 수지의 다른 실시예로는 다음과 같은 물성을 지니는 플라스틱이 바람직하다.

23℃에서 인장강도(Tensile Strength) 920~1050kg/㎠ (ASTM D638),

23℃에서 굴곡강도(Flexural Strength) 700~1,270kg/㎠ (BS303),

로크웰경도 R120 (ASTM D785),

마찰계수 0.01 내지 0.14(Each materials/Steel),

마모율(Wear Rate) 0.02 내지 0.11mg/km(31.4m/min, 1.75Mpa).

이들 특징을 가지는 특정 시판물중 특히 바람직한 자기 윤활성 플라스틱은 TP-601이며(이들은 JINIL TEC-PLA CO.,Ltd로 부터 입수할 수 있다) 다음과 같은 특성을 갖는다.

23℃에서 인장강도(Tensile Strength) 920~980kg/㎠ (ASTM D638)

23℃에서 굴곡강도(Flexural Strength) 770~1,270kg/㎠ (BS303)

로크웰경도 R120 (ASTM D785)

마찰계수(Coefficient of friction) 0.13~0.14(Each materials/Steel)

마모율(Wear Rate) 0.11mg/km(31.4m/min, 1.75Mpa).

또 다른 바람직한 자기 윤활성 플라스틱은 TP-610이며(이들은 JINIL TEC-PLA CO.,Ltd로 부터 입수할 수 있다) 다음과 같은 특성을 갖는다.

23℃에서 인장강도(Tensile Strength) 980~1050kg/㎠ (ASTM D638)

23℃에서 굴곡강도(Flexural Strength) 700~1,200kg/㎠ (BS303)

로크웰경도 R120 (ASTM D785)

마찰계수(Coefficient of friction) 0.01~0.03(Each materials/Steel)

마모율(Wear Rate) 0.02mg/km(31.4m/min, 1.75Mpa).

상기와 같이 자기 윤활성 있는 재료를 이용하여 제작된 부시(37)를 코어회전축(35)과 결합시킴으로써 본원발명의 이중사출금형은 축과 부시의 마찰로 인한 축과 금형의 마모와 같은 트러블의 최소화, 금형의 제작비용 및 제작시간 단축, 금형제작시의 작업성을 향상 및 부시에 사용되는 윤활유의 사용량과 주기를 줄여 금형의 유지비용을 절감할 수 있는 이중사출금형을 제공하는 효과를 도모할 수 있게 된다.

상기 홈(371)은 상기 스토퍼(331)가 코어회전축(35)의 스토퍼가이드(353a, 353b)에 수용될 때 상기 코어회전축(35)의 외주면을 감싸고 있는 상기 부시(37)를 통과하는 경로가 되는 구성으로, 그 형상과 위치는 스토퍼(331)의 형상과 위치에 대응하도록 구성함이 바람직하다.

상기 결합구(39)는 상기 코어(31)와 코어회전축(35)을 일체화시키기 위한 구성으로 상기와 같은 효과를 얻을 수 있다면, 핀이나 나사와 같이 당업자에게 자명한 다양한 구성을 채택할 수 있다.

이하에서는 본원발명인 이중사출금형의 작동관계를 통해 본원발명의 효과를 보다 구체적으로 살펴본다.

도3을 참고하여, 본원발명의 이중사출금형은 고정측금형(10)과 가동측금형 (30)이 형체되어 상기 고정측금형과 코어(31)가 만나는 위치에 제1캐비티(311)와 제2캐비티(313)를 형성하게 된다. 이때 상기 제1캐비티에 제1사출기(11)로 용융수지가 주입되어 제1사출물이 성형 되고나면, 형체 상태의 이중사출금형은 도4와 같이 고정측금형과 가동측금형이 형개된다.

도4를 참고하여 상기 제1사출물을 제2사출기(13)의 위치로 이동시키는 것을 설명하면, 가동측금형(30)의 코어회전축(35)은 코어(31)를 설계된 수직승강 높이 h만큼 승강(A) 시킨 후 코어를 회전(B)시키게 되고, 상기 코어(31)를 가동측형판(33)으로 다시 수직하강(C)시키게 된다. 따라서 제1사출물을 포함하고 있는 상기 제1캐비티(311)는 하부캐비티(313)를 형성하여 상기 제2캐비티(15)와 만나게 된다.

이 과정에서 상기 코어회전축(35)의 외주면을 감싸고 있는 부시(37)의 자기 윤활 특성에 의해 코어회전축(35)과 가동측형판(33)의 마찰에 따른 트러블을 최소화 시킬 수 있게 된다.

한편 상기 가동측형판(33)의 스토퍼(331)와 상기 코어회전축(35)의 제1스토퍼가이드(353a)가 연동하여 상기 코어(31)의 수직승하강궤도를 제어하게 되고, 상기 제2스토퍼가이드(353b)와 연동하여 수직승강 높이(h)를 제어하는 한편, 상기 코어의 안정적 회전궤도를 제공하는 효과를 얻게 될 것이다.

이후 도3에서와 같이 상기 고정측금형과 가동측금형이 다시 형체되면 제2사출기(13)로 2차용융수지를 주입하여 제2사출물을 성형한다. 이때 2차용융수지가 제2사출기(13)를 통해 주입될 때, 제1캐비티(311)에는 제1사출기를 통해 1차용융수지를 주입시킨다. 상기 제2사출물은 고정측금형과 가동측금형이 형개 되면서 소정의 장치에 의하여 코어(31)로부터 분리되고, 이후 상기 제1캐비티에 주입된 제1사출물은 상술한 과정을 거쳐 코어(31)의 회전운동을 따라 제2캐비티의 위치로 이동하게 되는 사이클을 반복하게 된다.

도1은 종래 이중사출금형의 형체시의 단면도이고 도2는 종래 이중사출금형의 형개시 가동측금형의 운동을 보여주는 단면도이다.

도3은 본원발명인 이중사출금형의 형체시의 단면도이고, 도4는 본원발명인 이중사출금형의 형개시 가동측금형의 운동을 나타내는 단면도이다.

도5는 본원발명의 코어회전축의 사시도이고, 도6은 본원발명의 일 실시예에 따른 코어회전축의 사시도며, 도7은 코어회전축의 상측면도이다.

도8은 본원발명인 부시의 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 설명 *

10: 고정측금형 11: 제1사출기

13: 제2사출기 15: 제2캐비티

30: 가동측금형

31: 코어 311: 제1캐비티

313: 하부캐비티 315: 결합구안착면

33: 가동측형판 331: 스토퍼

333: 코어안착면 35: 코어회전축

351: 결합구수용홀 353a: 제1스토퍼가이드

353b: 제2스토퍼가이드 355: 걸림턱

357: 결합턱 37: 부시

371: 홈 39: 결합구

h: 수직승하강 높이

Claims (8)

1. 고정측금형과 가동측금형이 만나 형성되는 다수의 캐비티 중 제1캐비티에 용융수지를 1차 충진하여 제1사출물을 성형한 후 상기 제1사출물과 제2캐비티가 만나 형성되는 공간에 용융수지를 2차 충진하는 방식의 이중사출금형에 있어서,

   상기 이중사출금형은 상기 제1사출물을 제2캐비티와 만날 수 있도록 하는 코어회전축을 포함하며, 상기 코어회전축의 외주면을 감싸는 자기 윤활성 플라스틱으로 제조되는 부시를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중사출금형.
2. 제1항에 있어서,

   상기 부시는 폴리아미드 수지로 제조되는 것을 특징으로 하는 이중사출금형.
3. 제2항에 있어서,

   상기 부시는 모노머 캐스트 나일론으로 제조되는 것을 특징으로 하는 이중사출금형.
4. 제2항에 있어서,

   상기 부시는 마찰계수가 0.01 이상 0.14(Each materials/Steel) 이하이고, 마모율이 0.02 이상 0.11mg/km(31.4m/min, 1.75Mpa) 이하의 플라스틱인 것을 특징으로 하는 이중사출금형.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가동측금형은 스토퍼를 추가로 포함하고, 상기 코어회전축은 제1스토퍼가이드와 제2스토퍼가이드를 추가로 포함하며,

   상기 제1스토퍼가이드는 상기 스토퍼를 코어회전축의 외주면상에서 수용가능하도록 축중심과 나란한 방향으로 코어회전축의 수직승하강 운동거리와 동일한 길이로 형성되고, 상기 제2스토퍼가이드는 상기 제1스토퍼가이드의 말단에서 코어회전축의 외주면을 따라 형성되어 상기 코어의 수직승하강궤도 및 회전궤도를 제어하는 것을 특징으로 하는 이중사출금형.
6. 제5항에 있어서,

   상기 가동측금형은 두 개의 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중사출금형.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제1스토퍼가이드는 상기 코어회전축의 외주면을 따라 길이방향 전체에 걸쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 이중사출금형.
8. 제7항에 있어서,

   상기 코어회전축은 상기 코어에 삽입되는 결합턱과 상기 코어의 결합깊이를 한정하는 걸림턱을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이중사출금형.

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