KR20100136452A - 인-몰드 성형 제품 코팅 주형 및 인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법 - Google Patents

인-몰드 성형 제품 코팅 주형 및 인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법 Download PDF

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크라우스마파이 테크놀로지스 게엠베하
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Abstract

주형의 외부로 코팅제의 어떠한 누출도 방지하기 위해 밀봉성을 강화할 수 있는 인-몰드 성형 제품 코팅 주형 및 인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법이 제공된다. 인-몰드 성형 제품 코팅 주형은: 주형 공동으로부터 떨어져 외부에 위치되고 주형 공동(40)의 분리되는 표면(46)으로부터 정지식 주형(20) 및 가동식 주형(30)의 주형 정합 방향으로 연장하고 정지식 주형 및 가동식 주형 중 어느 하나의 주형에 형성되는 제 1 성형면(32), 분리되는 표면(46)으로부터 주형 공동(40)의 주형 개방/폐쇄 방향으로 연장하고 정지식 주형(20) 및 가동식 주형(30)의 나머지 하나의 주형에 형성되는 제 2 성형면(28), 및 제 1 성형면 및 제 2 성형면을 서로 연결하고 수지(J)와 동일하거나 상이한 수지를 채움으로써 제 1 성형면 및 제 2 성형면을 밀봉하기 위한 밀봉면을 형성하는 제 3 성형면(22C)을 포함하는 밀봉부 성형 공동(45); 및 밀봉부가 제 1 및 제 2 성형면과 각각 가압 접촉되도록 예정 압력 하에서 제 3 성형면에 의해 형성된 밀봉부의 가압면을 가압하기 위한 가압기(23 및 24)를 포함한다.

Description

인-몰드 성형 제품 코팅 주형 및 인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법 {IN-MOLD MOLDED PRODUCT COATING MOLD AND IN-MOLD MOLDED PRODUCT COATING FORMING METHOD}
본 발명은 인-몰드(in-mold) 성형 제품 코팅 주형 및 인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법에 관한 것으로, 융용된 수지의 점도보다 낮은 점도를 가지는 유체로서 기능하는 코팅제를 주입 및 경화함으로써 주형(mold)의 내부에 성형된 성형 수지 제품의 표면이 코팅된다.
예를 들면, 특허 서류 1은 인-몰드 코팅 주형을 공개하며, 인-몰드 코팅 주형에서 성형 수지 제품의 표면과 밀접하게 접촉하여 통합된 코팅제를 가지는 성형 제품이 주형의 내부의 코팅제를 경화함으로써 얻기 전에, 주형의 내부에서 성형된 성형 수지 제품과 주형 공동 사이에 코팅제가 주입된다.
특허 서류 1에서 공개된 인-몰드 코팅에서, 메인 공동(main cavity)의 전체 주변에 걸쳐, 메인 공동의 후면의 일 부분을 구성하는 서브 공동(sub cavity), 서브 공동의 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주변 부분의 내부의 서브 공동의 내부로 전진하거나 후퇴하는 가동 코어, 및 가동 코어 쪽의 위치에 있는 고온 부분이 제공된다.
특허 서류 1에서 공개되는 인-몰드 코팅 주형에서, 가동 코어는 주형 서브 공동 표면에 대해 성형 수지 제품의 서브 공동의 주변 부분의 근처를 단단히 가압한다. 결론적으로, 특허 서류 1에서 공개된 인-몰드 코팅 주형에서, 코팅제(즉, 페인트)가 성형 수지 제품의 서브 공동의 주변 부분의 근처가 주형 서브 공동 표면에 대해 가압되는 일 부분의 외측으로 누출될 수 없다.
더욱이, 특허 서류 1에서 공개되는 인-몰드 코팅 주형에서, 고온 부분이 서브 공동의 가동 코어 쪽 위치에 배치되어, 코팅제(즉, 페인트)가 순간적으로 경화될 수 있다. 결론적으로 특허 서류 1에서 공개된 인-몰드 코팅 주형에서, 주형의 외측으로 코팅제(즉, 페인트)의 어떠한 누출도 확실히 방지하는 것이 가능하다.
부수적으로, 특허 서류 2 내지 5는 성형 수지 제품의 표면과 밀접하게 접촉되어 통합되는 코팅제를 가지는 성형 제품을 얻기 위한 방법을 공개한다.
[특허 서류 1] JP 공개 특허 출원 공보 제 2002-172657호
[특허 서류 2] JP 특허 공보 제 3843833호
[특허 서류 3] JP 특허 공보 제 3820332호
[특허 서류 4] JP 특허 공보 제 3617807호
[특허 서류 4] JP 공개 특허 출원 공보 제 2006-256088호
특허 서류 1에서 공개된 기술은 서브 공동의 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주변 부분의 내부에 배치되는 가동 코어가 주형 서브 공동 표면에 대해 성형 수지 제품의 서브 공동의 코팅된 표면 측부 상의 주변 부분의 내부의 근처를 가압한다.
그러나, 특허 서류 1에서 공개된 기술에서, 서브 공동 및 메인 공동의 후면의 일 부분은 성형 수지 제품의 메인 공동의 전체 주변에 걸쳐 서로 일체로 성형된다. 코팅제가 주형을 미세하게 개방함으로써 주입될 때, 성형 수지 제품의 메인 공동은 코팅제 주입 압력 또는 그 후 주형 클램핑 반복 작업에 의해 발생되는 메인 공동 내부 압력 하에서 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주형 공동 표면에대해 가압된다. 대조하면, 서브 공동은 가동 코어에 의해 코팅된 표면의 측부 상의 주형 서브 공동 표면에 대해 가압된다
이러한 관점에서, 특허 서류 1에서 공개된 기술에서, 메인 공동 및 서브 공동은 서로에 대해 역 방향으로 가압되어 통합된 성형 수지 제품 내의 메인 공동과 서브 공동 사이가 변형된다. 이러한 방식으로, 과도한 힘(즉, 응력)이 제품으로서 메인 공동에 가해져서, 제품의 변형과 관련된 문제가 유발된다. 더욱이, 서브 공동에 대해, 메인 공동으로부터 미치는 변형, 코팅제의 주입 및 주형 클램핑 반복 작업 동안의 내부 압력은 원래 목적이 되는 코팅제의 외측 누출을 방지하기 위한 밀봉가능성(즉, 가압력)에 영향을 미쳐서, 제품의 부정확한 형성에 대한 문제를 유발한다.
문제에 대한 원인을 제거하도록, 또한 서브 공동의 내부의 얇은 벽 부분의 형성이 공개된다. 그러나, 이 같이 얇은 벽 부분은 변형 또는 압력이 가해지는 경우에 조차 손상되지 않도록 충분히 강해야 하며, 따라서 제한적 결과가 발생될 수 있다.
또한, 특허 서류 1에서 공개된 기술에서, 진행의 문제로서, 코팅제는 서브 공동과 통합된 메인 공동의 후측부(즉, 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주형 공동 표면)에 가해질 수 없으며, 또한 제품의 형성과 일치하는 서브 공동을 절단하기 위한 다음 공정을 위해 복잡성 또는 높은 정밀도가 요구된다.
예를 들면, 최종 제품이 분리 부품 상에 장착된 경우, 다음 공정에서 절단도니 코팅되지 않은 표면은 코팅된 제품 표면과 분리 부분 사이의 약간의 틈을 통하여 가시적이 되어, 고정 방법 그 자체를 제한하는 외관의 설계의 관점으로부터의 문제점이 발생된다. 코팅제가 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부를 향하여 다소 주입될 수 있는 경우, 제한이 제거될 수 있다는 문제가 종래에 발생하였다.
특허 서류 1에서 공개된 것이 아닌 특허 서류 2, 3 및 5에 의해 나타나는 종래 기술에는, 가압기가 제공되지 않으며, 따라서 밀봉가능성은 서브 공동의 형상에 종속된다. 상이한 점도를 가지는 상이한 타입의 코팅제 또는 수지가 이용될 때마다, 형상의 크기가 시행착오에 의해 연구되어야 하는 고민거리가 유발된다. 더욱이, 형상이 부분적으로 균일하지 않을 수 있거나 형상이 대량 생산시 시간에 걸쳐 변화될 수 있기 때문에 형상에 의해 발생되는 밀봉가능성은 확실하지 않다.
본 발명은 상술된 상황을 고려하여 수행된다. 따라서, 본 발명의 목적은 인-몰드 성형 제품 코팅 주형 및 인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법을 제공하는 것인데, 여기에서 성형 수지 제품의 변형의 어떠한 발생도 방지하면서 밀봉가능성이 주형의 외부로 코팅제의 어떠한 누출도 방지하는 확실한 수준으로 강화될 수 있다. 부가적으로, 본 발명의 목적은 인-몰드 성형 제품 코팅 주형 및 인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법을 제공하기 위한 것으로, 여기에서 코팅이 성형 수지 제품의 코팅된 표면으로 연속하는 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주형을 형성하는 부분으로 조차 도포될 수 있고, 또한 성형 수지 제품의 불필요한 부분을 절단하기 위한 다음 공정이 용이하게 될 수 있다.
청구항 1에 관한 발명은 인-몰드 성형 제품 코팅 주형을 제공하는데, 이 주형에서 성형 수지 제품이 정지식 주형(stationary mold) 및 가동식 주형(movable mold)으로 형성된 주형 공동을 수지로 채우고, 이에 후속하여 성형 수지 제품이 코팅되는 코팅제를 주형 공동 내로 주입함으로써 성형되고, 인-몰드 성형 제품 코팅 주형은: 밀봉부 성형 공동, 및 가압기를 포함하며, 밀봉부 성형 공동은 제 1 성형면, 제 2 성형면, 및 제 3 성형면을 포함하며 주형 공동으로부터 떨어져 외부에 위치되며, 제 1 성형면은 주형 공동의 분리되는 부분으로부터 정지식 주형 및 가동식 주형의 주형 정합 방향으로 연장하고 정지식 주형 및 가동식 주형 중 어느 하나에 형성되며, 제 2 성형면은 분리되는 부분으로부터 주형 공동의 주형 개방/폐쇄 방향으로 연장하고 상술된 두 개의 주형 중 나머지에 형성되며, 제 3 성형면은 제 1 성형면과 제 2 성형면을 서로 연결하고, 상술된 수지와 동일하거나 상이한 수지를 채움으로써 제 1 성형면 및 제 2 성형면을 밀봉하기 위한 밀봉부를 형성하며; 가압기는 밀봉부가 제 1 성형면 및 제 2 성형면 각각과 가압 접촉되도록, 예정된 압력 하에서 제 3 성형면에 의해 형성된 밀봉부의 가압면을 가압한다.
청구항 1의 발명에 따른 인-몰드 성형 제품 코팅 주형 및 청구항 6의 발명에 따른 인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법으로, 밀봉부 성형 공동에 형성된 제 1, 제 2, 및 제 3 성형면을 가지는 밀봉부는 밀봉부 성형 공동을 상술된 수지와 동일하거나 상이한 수지로 채움으로써 성형 수지 제품으로부터 분리되는 전체 주변에 걸쳐 분리되는 표면에 형성될 수 있다. 또한, 제 3 성형면에 의해 형성된 밀봉부의 가압면이 예정된 압력하에서 가압되어, 밀봉부가 밀봉부 성형 공동 내에서 제 1 및 제 2 성형면 각각과 가압 접촉될 수 있도록 할 수 있다.
여기서, 밀봉부의 단면 형상이 가장 간단한 형상으로 나타나는 경우, 일반적으로 제 1 성형면(즉, 주형 정합면) 및 제 2 성형면(즉, 주형 개방/폐쇄면)이 서로에 대해 직각으로 배향되고, 여기서 직각 삼각형은 각각의 단면이 직선이 되는 것으로 추정되는 경우 가압면의 사변을 가진다. 비록 용이한 이해를 위해 설명되었지만, 각각의 표면들이 굽힘부 또는 리세스의 형성의 결과로서 다면체가 되는 경우 조차, 청구항 1에서 인용된 3개의 표면을 가지는 특징이 남아 있다.
삽입구로서, 본 발명은 분리되는 표면(parting surface)(주형 공동으로부터 수지의 어떠한 누출도 방지하는, 정지식 주형 및 가동식 주형의 각각의 분리면)이 주형 정합 방향으로 형성되고 따라서 분리되는 표면이 주형 정합면 및 주형 개방/폐쇄 표면 중 어느 하나에 형성될 수 있는 주형으로만 제한되는 것이 아니다. 소위 핀치-오프(pinch-off) 구조(즉, 날카로운 에지 구조)를 가지는 주형 조차 분리되는 라인의 외측의 주형 개방/폐쇄 방향으로 분리되는 표면을 가지는 주형으로서 취급되어, 불일치되지 않으며, 따라서 주형은 소정의 타입일 수 있다.
부수적으로, 밀봉부 성형 공동의 제 1 성형면은 정지식 주형 및 가동식 주형 중 어느 하나의 주형 정합 방향에 위치하는 반면, 제 2 성형면은 다른 주형의 주형 개방/폐쇄 방향으로 위치한다.
(정지식 주형 및 가동식 주형 각각은 코팅된 표면 측부 상의 주형 또는 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 중 어느 하나에 의해 나타날 수 있다.)
결론적으로, 주형이 코팅제의 주입전에 미세하게 개방된 경우 조차, 제 2 성형면이 미세한 주형 개방량 보다 더 큰 단면 길이를 가지는 한 제 1 성형면과 함께 제 2 성형면이 밀봉부와 가압 접촉될 수 있다.
이러한 관점에서, 청구항 1의 본 발명에 따른 인-몰드 성형 제품 주형 및 청구항 6의 발명에 따른 인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법으로, 주형 공동을 수지로 채움으로써 형성된 성형 수지 제품 및 상술된 수지와 동일하거나 상이한 수지로 밀봉부 성형 공동을 채움으로써 형성된 밀봉부는 서로 분리되어, 밀봉부 가압면을 가압하기 위한 힘이 성형 수지 제품 상으로 가해질 수 없어, 성형 수지 제품의 어떠한 변형도 방지한다. 더욱이, 코팅제의 주입 압력 및 주형 클램핑 반복 작업시 주형 공동 내부 압력은 성형 수지 제품을 경유하여 가압력 상에 어떠한 영향을 가할 수 없다.
결론적으로, 밀봉부는 확실한(secure) 가압력에 의해 제 1 성형면 및 제 2 성형면을 가압 접촉할 수 있다. 이러한 방식으로, 주형 공동 내로 주입되는 코팅제는 밀봉부의 외부의 분리되는 표면 및 가압면 각각으로 누출되는 것을 확실히 방지할 수 있다. 가압면으로의 누출의 방지는 가압면을 경유한 밀봉부의 외부의 분리면을 향하는 어떠한 누출, 및 또한 작업 결함 또는 가압기의 결함의 발생시키도록 가압면으로부터 가압기를 향하는 낮은 점도를 가지는 코팅제의 어떠한 누출도 방지할 수 있다.
또한, 성형 수지 제품 및 밀봉부가 서로로부터 분리되기 때문에, 성형 수지 제품의 코팅된 표면의 측부 상으로 주입되는 코팅제는 주형 공동의 내부의 코팅된 표면으로 연속하는 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주형 공동 표면에서 주입될 수 있다. 코팅은 성형 수지 제품의 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상에 주형에 의해 형성된 부분으로 인가될 수도 있고, 또한 성형 수지 제품 및 밀봉부는 융용한 수지를 경유할 뿐만아니라 코팅 작업 후 성형 수지 제품 및 밀봉 부분을 서로 분리하기 위한 분리되는 표면에서, 저 점도가 분리되는 표면에서 누출을 허용하는 매우 얇은 경화 코팅제를 경유하여 서로 연결되어, 코팅제의 경화 후 주형을 분리하는 것이 용이하게 되도록 한다. 제품의 형상에 따라 수지를 절단하는 것이 불필요하기 때문에 성형 수지 제품의 다음 공정이 용이하게 될 수 있다.
매우 작은 분리 거리에 의해, 매우 작은 폭을 가지는 분리되는 표면에 남아있는 전체 경화 코팅제는 성형 수지 제품 및 분리면 중 하나에 부착되어, 주형 상에 절대 남아 있지 않다. 밀봉부가 폐기되고 모든 성형 수지 제품에 대해 성형되므로, 주형을 세정하는 것이 불필요하고, 따라서 효율적인 제조가 달성된다.
여기서, 밀봉부를 성형하는 수지는 성형 수지 제품에 대한 수지와 동일할 수 있으며, 두 개의 부분과 독립적으로 주입될 수 있다. 그렇지 않으면, 성형 수지 제품 내에 러너 게이트(runner gate)가 있는 경우, 수지는 러너 게이트로부터 분기되는 동안 주입될 수 있다. 선택적으로, 성형 수지 제품의 수지와 상이하고 밀봉부에 적절한 수지가 두 개의 부분으로부터 주입될 수 있다.
다음으로 청구항 2에 관한, 인-몰드 성형 제품 코팅 주형과 관련된 본 발명 및 청구항 7에 관한 인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법은 밀봉부 성형 공동이 주형 공동의 전체 주변 둘레에 위치되고, 주형 공동과 밀봉부 성형 공동 사이에서 소통하도록 주형들 중 어느 하나에 형성된 소통부가 주형 공동과 밀봉부 성형 공동 사이에 형성된 분리되는 표면의 임의 장소에 제공되며, 상기 소통부는 수지가 이를 통과하고 밀봉부 주형 공동에 채워지는 것을 허용하기에 충분하게 요구된 최소 단면적을 가지거나, 소통부는 성형 수지 제품의 코팅된 표면 측부 상의 주형에서 제 3 성형면을 가지는 밀봉부 성형 공동과 주형 공동 사이에 삽입된다.
결과적으로, 소통부의 위치는 외부로부터 볼 수 없는 위치에 위치되고, 소통부는 수지가 이를 통하여 유동하는 것을 허용하기에 충분한 최소 단면적을 가져서, 밀봉부는 상술된 효과 모두를 거의 저하시키지 않고 성형 수지 제품의 수지와 동일한 수지로 용이하게 형성될 수 있도록 한다.
성형 수지 제품 및 밀봉부가 서로 완전히 분리한 경우와 비교하면, 미세한 주형 개방 작업 동안 파손될 수 있는 소형 소통부는 밀봉부의 가압력 상에 어떠한 영향도 가하지 않아서, 완전한 밀봉가능성을 달성한다. 성형 수지 제품 내부의 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주형이 형성된 부분은 코팅될 수 있으며, 따라서, 다음 공정에서 절단되는 것이 요구되는 수지는 단지 전체 주변에 걸쳐 소통부(외부로부터 볼 수 없는 부분)에 남아 있는 수지이다.
전술된 상세한 설명은 편리하게 된 다음 공정 및 성형 수지 제품의 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주형에 의해 형성된 부분의 코팅에 의해 예시된 효과를 제공한다. 복잡한 다음 공정으로 조차, 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상에 코팅제를 주입하는 것이 바람직하지 않은 성형 수지 제품이 있을 수 있다. 이러한 경우 조차, 본 발명은 효율적이다.
즉, 장소는 밀봉부 가압면이 코팅된 표면 측부 상의 주형에 제공되고, 추가로 밀봉부가 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주형 표면과 가압 접촉되도록 제한될 수 있으며, 소통부는 코팅제가 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주형 공동 내로 주입되지 않도록 전체 주변에 걸쳐 배치될 수 있다.
이러한 방식으로, 성형 수지 제품, 밀봉부 및 소통부 모두 서로 통합된다. 여기서, 성형 수지 제품이 미세한 주형 개방 작동 후 주형 클램핑 반복 작업 및 코팅제의 주입에 의해 형성된 주형 공동 내부 압력하에서 가압되는 표면 및 밀봉부가 가압 접촉되는 표면이 동일한 방향으로 코팅된 표면 측부에 대해 마주하는 측부 상에 주형 표면을 형성하고, 따라서 성형 수지 제품을 변형하기 위한 힘이 가해지지 않으며, 또한 비록 가압력이 주형 공동 내부압력에 의해 보조될 수 있거나 완화될 수 있지만 가압력이 결코 저하되지 않아, 확실한 밀봉가능성을 달성한다.
소통부 자체가 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주형 표면에 가압되기 때문에, 소통부의 내부 압력 파손 또는 성형 수지 제품의 변형에 대한 강도를 고려하는 것이 필요하지 않으며, 따라서 전체 주변에 걸쳐 요구되는 최소 두께를 달성하여, 다음 공정이 상대적으로 용이하도록 한다.
더욱이, 밀봉부는 제 1 성형면 및 제 2 성형면에 의해 형성된 두 개의 밀봉면을 포함하여, 주형 공동의 내부의 소형 탈가스 절개부가 그 사이의 소통부에 형성된다. 비록 작은 양의 코팅제가 소통부의 코팅된 표면과 마주하는 측부를 향하여 가스와 함께 외부로 유동하지만, 코팅제는 외측으로 누출될 수 없다.
결론적으로, 청구항 2의 발명에 따른 인-몰드 성형 제품 코팅 주형 및 청구항 7의 발명에 따른 인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법으로, 주형 공동과 밀봉부 성형 공동 사이에 배치되는 수지 소통부는 청구항 1 및 6의 발명들에 의해 발생된 효과를 거의 저하시키지 않고 성형 수지 제품과 함께 동일한 수지로 밀봉부의 형성을 용이하게 할 수 있다.
또한, 코팅제가 요구되는 바와 같이 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주형 공동 표면으로 주입될 수 있다.
본 발명에 따른 인-몰드 성형 제품 코팅 주형 및 인-몰드 성형 제품 코팅 성형 방법으로, 성형 수지 제품을 변형하지 않고 밀봉부의 외부의 분리되는 표면을 향하여 주형 공동 내로 주입되는 코팅제의 어떠한 누출도 방지하기 위한 확실한 밀봉가능성을 강화하는 것이 가능하다. 또한, 성형 수지 제품의 코팅된 표면으로 연속하는 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주형에 의해 형성된 부분으로 코팅제를 주입하는 것이 가능하여, 성형 수지 제품의 불필요한 부분을 절개하는 다음 공정을 용이하게 하도록 한다.
도 1은 바람직한 제 1 실시예에서 인-몰드 코팅 형성 장치(1) 내의 가동식 주형을 개략적으로 보여주는 평면도이며,
도 2는 도 1에 도시된 인-몰드 코팅 형성 장치의 A-A 단면의 주요 구성을 보여주는 도면이며,
도 3은 도 1에 도시된 인-몰드 코팅 형성 장치의 B-B 단면의 주요 구성을 보여주는 도면이며,
도 4는 사출 성형 동안 인-몰드 코팅 형성 장치를 주로 보여주는 단면도이며,
도 5는 코팅이 공동 내로 주입될 때 인-몰드 코팅 형성 장치를 주로 보여주는 단면도이며,
도 6은 인-몰드 코팅 성형 장치의 A-A 단면 내의 서브 공동(45)의 근처를 보여주는 확대도이며,
도 7은 주형 분리 동안 인-몰드 코팅 형성 장치를 주로 보여주는 단면도이며,
도 8은 청구항 1 내지 3에서 인용된 아이디어에 따라 인-몰드 코팅 형성 장치의 구성을 제 2 단면으로 개략적으로 보여주는 도면이며,
도 9는 열가소성 용융 수지가 도 8에 도시된 장치의 공동 및 서브 공동 내로 주입되는 상태를 도시한 도면이며,
도 10은 도 8에 도시된 장치에서 가동식 주형 및 정지식 주형이 예정된 간격으로 서로 분리되는 상태를 도시한 도면이다.
<바람직한 제 1 실시예>
본 발명에 따른 바람직한 제 1 실시예가 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명된다. 도 1은 바람직한 제 1 실시예에서 인-몰드 코팅 형성 장치(1) 내의 가동식 주형을 개략적으로 보여주는 평면도이며, 점선은 정지식 주형에 형성된 가압부의 위치들을 개략적으로 표시한다. 도 2는 도 1에 도시된 인-몰드 코팅 형성 장치(1)의 A-A 단면적에서 기본 구성을 보여주는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 인-몰드 코팅 형성 장치(1)의 B-B 단면적 내의 주요 구성을 보여주는 도면이다. 여기서, 도 1은 도 2에 도시된 도면부호 25B의 내측 단부만을 보여주다.
도면에 도시된 인-몰드 코팅 형성 장치(1)는 정지식 디스크(10), 정지식 주형(20) 및 가동식 주형(30)을 포함한다.
정지식 주형(20)은 정지식 디스크(10)에 고정된다. 정지식 주형(20)에는 가동판(22), 코일 스프링(23), 피스톤(24) 및 지지 핀(21)이 제공된다. 평면 상에, 가동판(22)은 공동(40)의 전체 주변을 둘러싸는 고리형 부재이고, 코일 스프링(23) 및 피스톤(24)으로 이루어지는 가압기는 도 1의 점선에 의해 표시된 바와 같이 다수의 위치에 산재된다. 더욱이, 지지 핀은 또한 다수의 지점에 산재된다.
여기서, 코일 스프링(23)은 청구항 3에서 인용된 가압 메카니즘을 예시하고, 가동판(22)은 청구항 4에서 인용된 밀봉부 성형 공동 형성 부재를 예시한다.
지지 핀(21)의 일 단부는 정지식 주형(20)에 고정된다. 지지 핀(21)의 타 단부는 가동판에 포함되는 홀(hole; 25)의 내부에 들어간다. 가동판에 포함되는 홀(25)은 정지식 주형(20)에 형성된 제 1 리세스(25A) 및 가동식 주형(30)에 형성된 제 2 리세스(25B)에 의해 정지식 주형(20) 및 가동식 주형(30)이 서로 정합될 때 형성된 공간이다.
여기서, 제 1 리세스(25A)의 단부(25D)는 제 2 성형면을 포함하는 주형 개방/폐쇄면을 예시한다.
제 1 리세스(25A)로 가동판 이동 제한 부재(25C)가 고정된다. 가동판 이동 제한 부재(25C)는 가동판(22)이 주형 클램핑 방향(X)으로 슬라이딩되는 것을 중단시키도록 이루어진다. 가동판 이동 제한 부재(25C)는 스토퍼(즉, 제한부)를 예시한다.
가동판(22)은 가동판에 포함되는 홀(25)에 수용된다. 가동판(22)은 판 주 몸체(22A) 및 아암(22B)을 포함한다. 판 주 몸체(22A)는 주형 클램핑 방향(X) 및 주형 개방 방향(Y)으로 자유롭게 이동하도록 하는 방식으로 지지 핀(21)에 의해 유지된다. 지지 핀(21)의 정점에 가동판(22)이 아래로 떨어지는 것을 방지하기 위한 스토퍼 볼트를 배치한다.
아암(22B)은 가동식 주형의 측부 상의 분리되는 표면(46A)에 맞닿아 접하도록 하는 방식으로 판 주요 몸체(22A)로부터 주형 정합 방향으로 돌출된다. 아암(22B)의 정점은 슬로프(slope; 22C)를 형성한다. 도면에서 도면부호 22D는 가열기를 표시한다.
가동식 주형의 측부 상의 분리되는 표면(46A)은 청구항 4에서 인용되는 제 1 성형면을 포함하는 주형 정합면을 예시한다. 슬로프(22C)는 제 3 성형면의 전체 표면을 예시한다.
정지식 주형(20)에 가동판 슬로프(22C)와 마주하는 측부 상의 코일 스프링을 포함하는 홀(26)을 형성한다. 코일 스프링을 포함하는 홀(26)은 가동판을 포함하는 홀(25)과 소통된다. 코일 스프링(23)은 코일 스프링(23)의 하단부가 피스톤(24)에 맞닿아 접하는 상태에서 압축되는 방식으로 코일 스프링을 포함하는 홀(26)에 수용된다. 피스톤(24)의 정점은 코일 스프링(23)의 힘에 의해 가동판(22)의 아암(22B)에 맞닿아 접한다. 다수의 코일 스프링(23)의 힘은 가동판(22)에 대한 가압력으로서 작용한다. 도면 내의 도면부호 27는 스프루(sprue)를 표시한다. 스프루(27)는 공동(40)과 소통한다.
가동식 주형(30)에는 코팅 주입 포트(31) 및 서브 공동 형성 그루브(32)가 제공된다. 코팅 주입 포트(31)는 공동(40)과 소통된다. 코팅 주입 포트(31)로 코팅 주입기(되안됨)가 연결된다.
서브 공동 형성 그루브(32)는 그 사이에 분리되는 표면(46)(즉, 분리 거리 폭)을 수용하면서, 공동(40)의 전체 주변 둘레에 가동식 주형 분리되는 표면(46a) 상에 형성된다.
서브 공동 형성 그루브(32)는 제 1 성형면을 형성하는 리세스를 예시한다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 서브 공동(45)은 인-몰드 코팅 형성 장치(1)를 보여주는 도 1의 B-B 단면적 내에서 공동(40)으로부터 예정된 거리에 고정되는 동안, 공동(40) 둘레에서 서로 정합하는 가동식 주형(30) 및 정지식 주형(20)에 의해 형성된다.
서브 공동(45)은 서브 공동을 형성하는 그루브(32)에 의해 형성된 밀봉부 성형 공동, 제 1 리세스(25A)의 단부(25D)의 일 부분으로서 기능하는 서브 공동 형성면(28) 및 슬로프(22C)를 예시한다. 여기서, 서브 공동 형성면(28)은 주형 클램핑 방향(X)으로 분리되는 표면(46)으로부터 연장하는 제 2 성형면을 예시한다. 서브 공동 형성 장치(28)는 미세한 주형 개방량 보다 더 큰 단면적 길이를 가진다.
공동(40)과 서브 공동(45) 사이에 관통부(47)가 형성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 서브 공동(45)은 인-몰드 코팅 형성 장치(1)의 B-B 단면적에서 관통부(47)를 경유하여 공동(40)과 소통된다. 대비하면, 서브 공동(45)은 도 2에 도시된 A-A 단면적 내의 공동(40)과 소통하지 않는다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 관통부(47)는 가동식 주형(30)의 분리되는 표면(46)에서 두 개의 부분에 형성된다. 관통부(47)의 단면적은 두 개의 부분에서 총 5 mm2 내지 7 mm2으로 설정된다. 소통부는 용융된 수지가 공동(40)으로부터 서브 공동(45)을 향하여 유동하고 또한 서브 공동(45)으로 형성되는 밀봉부가 전체 주변에 걸쳐 형성될 수 있도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예는 코팅이 또한 성형 수지 제품의 코팅된 표면으로 연속적으로 코팅된 표면 측부와 마주하는 측부 상의 주형 공동 표면에 의해 형성되는 성형 수지 제품의 일 단부로 도포되도록 하는 목적을 가진다. 따라서, 소통부는 장소가 제한되어 요구된 최소 단면적을 가진다.
다음으로, 인-몰드 코팅 형성 장치(1)의 작동을 설명한다. 인-몰드 코팅 형성 장치(1)에서, 가동식 주형(30)은 주형 클램핑 실린더(도시안됨)에 의해 정지식 주형(20)을 향하여 전진하도록 한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 가동식 주형(30)은 정지식 주형(20)과 정합되도록 한다.
가동식 주형(30)이 정지식 주형(20)과 정합될 때, 공동(40) 및 서브 공동(45)이 형성된다. 주형 클램핑 실린더는 예정된 주형 클램핑력이 가동식 주형(30) 및 정지식 주형(20) 상에 작용하도록 한다.
가동식 주형(30)이 정지식 주형(20)과 정합될 때, 가동판 아암(22B)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 분리되는 표면(46A)에 맞닿아 접하도록, 코일 스프링(23) 및 피스톤(24)에 의해 가압된다. 이러한 상태에서, 틈(clearance; A)은 가동판 주 몸체(22A)의 상부면과 가동판 이동 제한 부재(25C) 사이에 형성된다.(틈(A)의 크기는 본 발명의 바람직한 실시예에서 약 0.1 mm이지만, 수지의 타입 또는 용융 점도에 따라 변화될 수 있다.)
도 4에 도시된 바와 같이, 열가소성 용융 수지(J)는 인-몰드 코팅 형성 장치(1)의 B-B 단면적 내의 스프루(27)를 통하여 나사(도시안됨)에 의해 공동(40) 및 서브 공동(45) 내로 주입된다.
서브 공동(45) 내의 용융 수지(J)를 균일하게 분배하는 동안, 아암(22B)은 가열기(22D)에 의해 예정된 온도로 유지된다.
여기서, 나사(도시안됨)로, 주입된 용융 수지(J)가 스프루(27)를 통하여 공동(40) 내로 채워지며 동시에 관통부(47)를 통하여 서브 공동(45) 내로 유동한다. 주형 공동 내로 용융 수지(J)를 완전히 채울 수 있는 압력은 통상적으로 30 Mpa 또는 그 이상이다.
도 8에서 인용된 바와 같이, 슬로프(22C) 상에 작용하는 가동판(22)의 가압력이 용융 수지(J)의 주입 압력 보다 작게 되도록 설정되기 때문에, 서브 공동(45) 내에서 머무르는 용융 수지(J)가 도 4에 도시된 바와 같이, 주형 클램핑 방향(X)으로 슬로프(22C)를 상방으로 가압한다. 슬로프(22C)가 주형 클램핑 방향(X)으로 상방으로 가압될 때, 아암(22B)과 일체로 형성된 판 주요 몸체(22A)는 가동판 이동 제한 부재(25C)에 맞닿아 접하는 틈(A)의 거리만큼 주형 클램핑 방향(X)으로 이동된다. 이때, 피스톤(24)은 또한 상방으로 가압되고 따라서 코일 스프링(23)은 수축된다.
판 주요 몸체(22A)가 가동판 이동 제한 부재(25C)에 맞닿아 접할 때, 틈(A)은 아암(22B)과 가동식 주형 분리되는 표면(46A) 사이에 형성된다. 틈(A)의 크기가 약 0.1 mm로 설정되므로, 서브 공동(45)의 내부에 머무르는 용융 수지(J)는 아암(22B)과 가동식 주형 분리되는 표면(46A) 사이에서 외부로 유동하는 것을 방지할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 틈의 크기는 청구항 4에서 인용된 예정 크기를 예시한다.
주입의 완료후, 공동(40)의 내부에 머무르는 고-온 용융 수지(J)는 용융 온도로 냉각되고 이어서 경화된다. 결론적으로, 도 5에 도시된 용융 수지 제품(50) 및 분리되는 표면 밀봉 부재(55)는 관통부(47)에 의해 형성된 부분을 제외하고 분리되는 표면(46)으로부터 분리되어 주로 성형된다.
냉각 및 경화 공정 동안, 성형 수축은 주로 열 가소성 수지에서 발생한다. 성형 수지 제품의 형상에 따라, 코팅제가 주형을 미세하게 개방하지 않고 주형 수축에 의해 주형 공동의 내부에 형성된 틈 내로 주입될 수 있다. 자연적으로, 성형 수축은 또한 분리되는 표면 밀봉 부재(55)에 발생한다. 그러나, 아암(22B)이 코일 스프링(23)의 힘에 의해 주형 개방 방향(Y)으로 항상 분리되는 표면 밀봉 부재(55)를 가압하여, 수지의 채움의 완료 및 압력의 유지시 수지 주입 압력이 없을 때 슬로프(22C) 및 분리되는 표면 밀봉 부재(55)가 서로 밀접하게 접촉하는 동안 코일 스프링(23)이 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 성형 수축에 후속하여 주형 개방 방향(Y)으로 아암(22B)을 이동시키기 위하여 팽창하도록 한다. 이러한 단계에서, 수지의 채움의 완료 및 압력의 유지 까지의 단계가 청구항 6에서 인용된 밀봉부 성형 단계를 예시하고, 또한 단계는 그 후 청구항 8에서 인용되는 가압 단계 다음의 성형 수축을 예시한다.
가압 단계 다음의 성형 수축은 주형-클램핑 상태에서 실시되므로, 주형 개방 방향(Y)으로의 이동 거리는 틈(A)에 의해 제한된다. 비록 그렇다 할지라도, 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 크기 자체는 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 성형 수축 양이 제한 양보다 더 작아지도록 감소될 수 있다. 성형 수축 양은 대체로 1% 또는 그 미만이다. 이러한 값은 수지 주입 압력을 증가시키거나 압력 유지 기간을 연장함으로써 추가로 감소될 수 있다.
도 3에서 인용된 바와 같이, 밀봉 부분 성형 공동 형성 부재가 밀봉부의 가압면의 부분을 가압할 수 있고 직면하는 주형과의 어떠한 정합면도 가지지 않는 경우, 틈(A)은 외향 과유동을 고려할 필요를 제거하지만 제조의 관점으로부터 제한이 증가한다.
도 4에서 인용된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서 아암(22B)은 두 개의 표면, 즉 주형 정합면에 대한 정합면 및 주형 개방/폐쇄 표면을 가지는 모서리 기계가공 부재의 표면이 제 3 성형면(즉, 슬로프(22C))의 전체 표면을 형성하는 구조를 가지며, 따라서, 밀봉부는 크기가 임의적으로 감소될 수 있다. 결론적으로, 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 성형 수축 량이 감소될 수 있을 뿐만 아니라 면적 수용 압력이 감소될 수 있다. 따라서, 가압 기구가 가지는 힘 또한 감소될 수 있어, 코일 스프링(23)의 크기 및 개수를 감소한다.
또한, 형상의 관점으로부터, 가동판(22)은 가압기의 위치, 판 부재의 강도, 슬로프 등의 형상의 설계에서 큰 자유도를 가지며, 이에 의해, 설계 및 제조를 용이하게 한다.
도 5에 도시된 틈(A)은 가압 단계 다음의 성형 수축에서 틈(A)의 변화를 초래한다. 용융 수지(J)가 경화된 후, 가동식 주형(30) 및 정지식 주형(20)은 예정된 간격 만큼 개방된다. 이때, 코일 스프링(23) 및 피스톤(24)은 주형 개방 방향(Y)으로 아암(22B)을 하방으로 가압하고, 슬로프(22C) 및 분리되는 표면 밀봉 부재(55)는 가압 단계 다음의 성형 수축과 같이, 서로 밀접하게 수축된다. 이러한 단계는 청구항 8에서 인용된 가압 단계 다음의 미세한 주형 개방을 예시한다. 그 후, 열 경화가능한 코팅이 상술된 코팅 주입기에 의해 도 5에 도시된 코팅 주입포트(31)를 통하여 예정된 양으로 주입된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 열경화성 코팅은 코팅제를 예시한다.
후속적으로, 예정된 주형 클램핑력은 주형 클램핑을 다시 수행하도록 상술된 주형 클램핑 실린더에 의해 작용하도록 한다. 주형 클램핑 반복 작동으로, 코팅이 성형 수지 제품(50) 위에 균일하게 분포된다. 한편, 성형 수지 제품 및 밀봉부는 서로로부터 분리되어, 성형 수지 제품의 코팅된 표면의 측부로부터 주입된 코팅은 주형 공동 내부의 코팅된 표면으로 연속하는 코팅된 표면과 마주하는 측부 상의 주형 공동 표면에서 주입될 수 있다. 코팅은 예정된 성형 온도에서 예정된 주형 클램핑력에 의해 고정 및 경화된다.
코팅의 주입후의 시간 동안 주형 클램핑 압력이 코팅의 고정 및 경화를 유지할 때까지, 코팅은 분리되는 표면 밀봉 부재(55)와 서브 공동 형성 그루브(32)의 표면들 각각 사이의 틈, 뿐만 아니라 성형 수지 제품(50)의 코팅된 표면의 측부로부터 수용된 코팅 주입 압력 또는 그 후 주형 클램핑 반복 작동에 의해 발생된 주형 공동 내부 압력에 의해 분리되는 표면 밀봉 부재(55)와 서브 공동 형성면(28) 사이의 틈으로부터 누출되는 경향이 있다. 이때, 코팅을 경유하여 서브 공동 형성면(28) 및 분리되는 표면 밀봉 부재(55)는 서브 공동 형성 그루브(32)의 표면 각각 모두로부터 주형 공동 내부 압력을 수용한다. 압력은 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 가압면에서 작용하도록 합성된다. 여기서, 상술된 압력보다 큰 가압력이 아암(22B)의 슬로프(22C)에서 작용하도록 가동판(22)의 가압력이 설정되므로, 분리되는 표면 밀봉 부재(55)가 서브 공동 형성 그루브(32) 및 서브 공동 형성면(28)의 표면들 중 어느 하나 모두와 가압 접촉될 수 있다. 자연적으로, 성형 수지 제품(50) 및 분리되는 표면 밀봉 부재(55)는 관통부(47)에 의해 형성된 부분을 제외하고 서로로부터 주로 분리되며, 따라서 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 가압력 상의 압력을 전달하는 외부 요소가 없다는 중요한 가정이 있다. 결론적으로, 코팅이 소정의 가압력에 의해 서브 공동 형성 그루브(32) 및 서브 공동 형성면(28) 모두로부터 가압기를 향하여 외측으로 누출되는 것을 방지하는 것이 가능하다.
이러한 작동 동안 발생된 주형 공동 내부 압력은 약 1 Mpa 내지 10 Mpa이고, 통상적으로 수지 주입 압력보다 낮다. 따라서, 예정된 가압력이 주형 공동 내부 압력 또는 그 이상 및 수지 주입 압력 또는 그 이하의 범위 내로 설정되며, 가압력은 어떠한 단계에서도 변화되지 않아야 한다. 결론적으로, 본 발명의 바람직한 실시예에서 저가의 코일 스프링(23)이 가압 기구로서 이용되고 가압력이 공동 내부 압력 또는 그 이상 및 수지 주입 압력 또는 그 이하로 설정된다. 물론, 유압 압력은 바람직하게는 가압 기구로서 이용될 수 있으며, 이에 의해 압력이 단계마다 최적값으로 변화될 수 있으며, 또한 최적 상태를 찾기 위한 시간이 단축될 수 있다. 부수적으로, 본 발명의 바람직한 실시예의 피스톤(24)은 가압 기구가 코일 스프링인 경우 항상 필요하지 않지만, 유압 피스톤으로 변화될 수 있다.
도 6은 인-몰드 코팅 형성 장치(1)의 A-A 단면에서 서브 공동(45)의 근처를 보여주는 확대도이다. 도 6은 열경화성 코팅(57)이 공동(40) 내로 주입되는 상태를 도시한다. 성형 수지 제품(50) 및 분리되는 표면 밀봉 부재(55)는 그 사이에 분리되는 표면(46)을 유지하는 동안 서로로부터 분리되어 성형된다. 성형 수지 제품(50)은 성형 수축에 의해 정지식 주형을 둘러싸도록 하는 방식으로 정지식 주형(20)으로 부착된다. 가동식 주형(30)의 측부 상의 주형을 미세하게 개방함으로써 주입되는 코팅(57)은 주형 클램핑 반복 작업에 의해 가동식 주형(30)의 측부 상의 공동 표면과 성형 수지 제품(50)의 코팅된 표면 사이에 형성되는 틈으로 균일하게 분포되고, 또한 정지식 주형(20)의 측부 상의 공동 표면에 의해 형성된 성형 수지 제품(50)의 단부(51)에 또한 균일하게 분포된다.
코팅(57)의 점도는 용융 수지(J)의 점도 보다 낮다. 결론적으로, 코팅(57)은 분리되는 표면들(46) 사이에 형성된 약간의 틈을 통하여 서브 공동(45)을 향하여 유동한다. 대조하면, 분리되는 표면 밀봉 부재(55)가 서브 공동 형성 그루브(32)와 서브 공동 형성면(28)의 각각에 대해 가압하므로, 코팅(57)은 서브 공동 형성 그루브(32) 및 서브 공동 형성면(28) 각각의 통로 상으로 유동하는 것이 중단된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 아암(22B)은 상술된 바와 같이, 가열기(22D)에 의해 예정된 고온으로 유지된다. 결과적으로, 서브 공동(45) 내로 주입되는 용융 수지(J)의 온도가 떨어지는 것을 억제하는 것이 가능하다. 열경화성 코팅(57)의 경화가 증진되지만 지연되지 않는다. 가열기(22D)는 고온수 통로일 수 있다.
도면에서 도면부호 56은 밀봉부 성형 단계에서 서브 공동(45)으로부터 틈(A(B))을 향하여 과유동하는 용융 수지(J)의 작은 양의 버(burr)를 표시한다. 작은 양의 버가 마지막에 불필요하게 되는 분리되는 표면 밀봉 부재(55) 상에 발생하는 경우 조차 문제가 되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 공동(40)과 분리되는 표면 밀봉 부재(55) 사이의 분리 거리(D)는 약 0.5 mm이다(도 6 참조). 코팅(57)은 용융된 수지(J) 보다 주형 분리가능성이 저급하다. 그러나, 0.5 mm 만큼 가능한 작게 분리되는 표면들(46) 사이에 남아 있는 경화 코팅(57)은 성형 수지 제품(50) 또는 분리되는 표면 밀봉 부재(55)에 완전히 본딩되어, 결코 주형 상에 접촉하여 남아 있지 않는다. 결과적으로, 주형은 세정되는 것이 필요하지 않아, 효과적인 제조를 달성한다.
주형 분리가능성은 또한 주형 표면 처리 또는 코팅 주형 분리가능성 때문에 상당히 개선될 수 있다. 한편, 분리 거리는 0으로 설정되는 것이 아니라 0 또는 그 초과의 임의의 수치로 설정될 수 있다.
도 7은 주형이 개방되어 제품을 꺼내는 상태를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 단부에 형성된 코팅을 가지는 성형 수지 제품은 배출 핀(P)에 의해 주형으로부터 분리된다. 주형으로부터 성형 수지 제품(50)을 분리하는 도중, 관통부(47)를 경유하여 성형 수지 제품(50)으로 연속하는 분리되는 표면 밀봉 부재(55)가 또한 분리된다. 두 개의 소형 관통부(47)는 분리 후 커터에 의해 용이하게 쪼개질 수 있다. 복잡한 수지 커팅 공정이 불필요하다.
<바람직한 제 1 실시예의 효과>
본 발명의 바람직한 실시예에서 인-몰드 코팅 형성 장치(1) 및 인-몰드 코팅 성형 방법에 따라, 용융된 수지(J)는 공동(40)으로부터 분리되는 전체 주변에 걸쳐 위치되는 서브 공동(45) 내로 공동(40)으로부터의 요구되는 최소 단면적을 가지는 관통부(47)를 통한 유동을 허용하여, 분리되는 표면 밀봉 부재(55)를 성형한다. 또한, 분리되는 표면 밀봉 부재(55)가 서브 공동 형성 그루브(32) 및 서브 공동 형성면(28)과 접촉하도록, 아암(22)의 슬로프(22C)가 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 가압면을 가압하여 슬로프(22C)와 밀접하게 접촉된다.
이러한 관점에서, 본 발명의 바람직한 실시예에서 인-몰드 코팅 형성 장치(1) 및 인-몰드 코팅 형성 방법에 따라, 코팅은 성형 수지 제품(50)의 어떠한 변형도 없이 확실한 가압력에 의해 서브 공동 형성 그루브(32) 및 서브 공동 형성면(28) 모두로부터 가압부를 향하여 외측으로 누출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 밀봉가능성은 확실한 수준으로 강화될 수 있다. 또한, 코팅(57)은 성형 수지 제품(50)의 코팅된 표면으로 연속하는 정지식 주형(20)의 측부 상의 공동 표면에 형성되는 성형 수지 제품(50)의 단부(51)에서 또한 균일하게 분배될 수 있으며, 또한 다음 공정이 주형으로부터 성형된 제품을 분리한 후 복잡한 수지 커팅에 대한 어떠한 요구 없이 용이하게 될 수 있다. 더욱이, 분리되는 표면 밀봉 부재(55)는 공동(40) 내에 채워지는 수지와 동일한 수지로 용이하게 성형될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 인-몰드 코팅 형성 장치(1) 및 인-몰드 코팅 형성 방법에 따라, 아암(22B)은 밀봉부 성형 단계에서 가동판 운동 제한 부재(25C)에 의해 주형 클램핑 방향(X)으로의 슬라이드 양이 제한된다. 또한, 아암(22B)은 코일 스프링(23)의 스프링력에 의해 주형 개방 방향(Y)으로 가압 단계에 후속하는 미세한 주형 개방 및 가압 단계에 후속하는 성형 수축시 슬라이딩하여, 아암(22B)의 슬로프(22C)가 분리되는 표면 밀봉 부재(55)를 가압한다. 코일 스프링(23)의 스프링력은 슬로프(22C)에 대해 수행된 주형 클램핑 반복 작동에 의한 공동 내부 압력 또는 더 큰 압력 및 수지 주입 압력 또는 더 작은 압력으로 설정된다.
이러한 관점에서, 본 발명의 바람직한 실시예에서 인-몰드 코팅 형성 장치(1) 및 인-몰드 코팅 형성 방법에 따라, 아암(22B)은 밀봉부 성형 단계에서 수지 주입 압력 하에서 가동판 운동 제한 부재(25C)에 의해 제한된 위치로 상부로 슬라이딩되어, 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 초기 형상을 보장한다.
더욱이, 코일 스프링(23)의 스프링력에 의해, 아암(22B)의 슬로프(22C)가 서브 공동(45)으로 성형된 분리되는 표면 밀봉 부재(55)가 가압 단계에 후속하는 성형 수축 및 가압 단계에 후속하는 미세한 주형 개방에서 서브 공동(45) 내의 서브 공동 형성 그루브(32) 및 서브 공동 형성면(28) 각각과 가압 접촉되다.
본 발명의 바람직한 실시예의 인-몰드 코팅 형성 장치(1) 및 인-몰드 코팅 형성 방법에 따라, 슬로프(22C)는 제 1 리세스(25A)의 단부(25D) 및 가동식 주형의 측부 상의 분리되는 표면(46A)에 대한 정합 표면으로서 기능하는 두 개의 표면을 가지는 가동판(22)의 아암(22B)의 코너를 기계가공함으로써 형성되며 슬로프(22C)는 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 전체 가압면에 대해 접할 수 있다. 밀봉부 성형 단계에서, 주형 클램핑 방향(X) 내의 슬라이드 양 제한 값은 용융된 수지(J)가 아암(22B)과 분리되는 표면(46A) 사이의 분리 거리를 구비한 서브 공동(45)의 외측으로 과유동되는 것을 방지하기에 충분한 틈(A)으로 설정되다.
이러한 관점에서, 본 발명의 바람직한 실시예에서 인-몰드 코팅 형성 장치(1) 및 인-몰드 코팅 형성 방법에 따라, 가동판(22)의 슬로프(22C)는 아암(22B)의 양 방향 표면에서 모서리를 기계가공함으로써 크기가 임의적으로 감소될 수 있다. 더욱이, 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 전체 가압면에 대한 접합으로, 가압 수용 영역에 대한 가압 영역은 더 클 수 있다. 결과적으로, 가압 기구의 힘이 감소될 수 있어, 코일 스프링(23)의 크기 및 개수가 감소된다. 동시에, 주형 개방/폐쇄 방향으로 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 성형 수축 양은 틈새(A) 보다 더 작게 되도록 설정될 수 있다. 이러한 방식으로, 가압 단계에 후속하는 성형 수축은 주형 개방 방향(Y)으로의 제한으로 조차 실시될 수 있다.
게다가, 형상의 관점으로부터, 가동판(22)은 가압부의 위치, 판 부재의 강도 또는 슬로프의 형상의 설계의 의미에서 높은 자유도를 가짐으로써, 설계 및 제조를 용이하게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 인-몰드 코팅 형성 장치(1) 및 인-몰드 코팅 형성 방법에 따라, 가동판(22)의 아암(22B)을 위해 제공되는 가열기(22D)는 아암(22B)의 온도를 조절한다. 따라서, 가열기(22D)는 예정된 고온으로 아암(22B)을 유지할 수 있다.
이러한 관점에서, 본 발명의 바람직한 실시예에서 인-몰드 코팅 형성 장치(1) 및 인-몰드 코팅 형성 방법에 따라, 아암(22B)은 예정된 고온으로 유지되어, 아암(22B)의 슬로프(22C)를 경유하여 서브 공동(45) 내로 주입되는 용융된 수지(J)의 온도가 떨어지는 것을 방지한다.
결론적으로, 본 발명의 바람직한 실시예에서 인-몰드 코팅 형성 장치(1) 및 인-몰드 코팅 형성 방법에 따라, 서브 공동(45) 내로 주입되는 용융된 수지(J)의 온도가 떨어지는 것을 방지할 수 있어, 용융된 수지(J)의 유동성이 적절히 유지될 수 있다. 결과적으로, 전체 서브 공동(45) 상에 용융된 수지(J)의 채움을 증진하는 것이 가능하다.
<추가 설명>
도 8 내지 도 10의 개념도를 참조하여 본 발명의 청구항 1 내지 3에 대한 추가 설명을 한다.
여기서, 바람직한 제 1 실시예의 구성과 동일한 구성이 동일한 도면 부호에 의해 표시되어, 이들의 설명이 생략된다. 부수적으로, 청구항들에서 인용된 중요한 용어는 설명을 위해 도면부호를 따라 사용된다. 도 8 내지 도 10은 청구항 1 내지 청구항 3에서 인용된 인-몰드 코팅 형성 장치(1A)의 단면적의 구성을 개략적으로 보여준다. 제 2 단면은 바람직한 제 1 실시예의 B-B 단면에 대응한다. 도 9는 밀봉부 성형단계에서 제 2 단면을 보여주며, 도 10은 주형이 미세하게 개방될 때의 단면을 보여준다.
도 8에 도시된 바와 같이, 청구항 1에 인용된 주형에는: 서브 공동(45A)(밀봉부 성형 공동); 및 가압기가 제공되며, 상기 서브 공동은 공동(40)으로부터 떨어져 외측에 위치되고, 상기 서브 공동은 공동(40)의 외측의 가동식 주형(30) 및 정지식 주형(20)의 주형 정합 방향으로 분리되는 표면(46)으로부터 연장하고 정지식 주형에 형성되는 제 1 서브 공동 형성면(29)(제 1 성형면), 분리되는 표면(46)으로부터 공동(40)의 주형 개방/폐쇄 방향으로 연장하고 가동식 주형(30)에 형성되는 제 2 서브 공동 형성면(38)(제 2 성형면), 및 제 1 서브 공동 형성면(29) 및 제 2 서브 공동 형성면(38)을 서로 연결하고 용융 수지(J)를 채움으로써 제 1 서브 공동 형성면(29) 및 제 2 서브 공동 형성면(38)을 밀봉하기 위한 분리되는 표면 밀봉 부재(55)(밀봉부)를 형성하는 제 3 서브 공동 형성면(32C)(제 3 성형면)을 포함하며, 상기 가압기는 예정 압력 하에서 제 3 서브 공동 형성면(32C)에 의해 형성된 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 가압면을 가압하기 위한 가동판(22), 피스톤(24), 가압부 및 코일 스프링(23A)을 포함하여, 분리되는 표면 밀봉 부재(55)가 제 1 서브 공동 형성면(29) 및 제 2 서브 공동 형성면(38)과 각각 가압 접촉하도록 한다.
여기서, 제 1 서브 공동 형성면(29)(제 1 성형면)은 분리되는 표면의 일 부분을 형성한다. 도시된 바와 같이, 서브 공동(45A)(밀봉부 성형 공동)의 단면적의 아이디어는 상술된 바와 같이 서브 공동(45A)을 구성하는 다른 제 2 및 제 3 서브 공동 형성면(38 및 32C)에 의한 직각 삼각형이다. 가동식 주형(30)이 코일 스프링 포함 홀(36) 및 가동판 포함 홀(25)이 형성된다. 가동판 포함 홀(25)은 서브 공동(45A)과 소통된다. 코일 스프링(23A)은 코일 스프링(23A)의 일 단부가 피스톤(24)에 대해 접하는 상태에서 코일 스프링 포함 홀(36)에 배치된다. 가동판(22)의 정점(22C)은 서브 공동(45A)의 내측으로 돌출한다. 가동판(22)의 정점(22C)은 청구항 3에서 인용된 제 3 성형면의 적어도 일 부분을 형성하는 밀봉부 성형 공동을 예시한다. 형상의 경우, 용융 수지(J)는 밀봉부 성형 단계에서 역 가압 방향으로의 수축 양과 관계없이 서브 공동(45A)으로부터 외측으로 과유동할 수 없다.
도 10은 주형이 미세하게 개방되는 상태를 도시한다. 바람직한 제 1 실시예와 달리, 코팅된 표면의 측부(가동식 주형의 측부) 상에 제 3 서브 공동 형성면(32C)을 가지는 서브 공동(45A)과 공동(40) 사이에 소통부(47)가 삽입된다. 여기서, 소통부가 전체 주변에 걸쳐 배치된다는 것이 개념적으로 이해하기가 용이하다. 이러한 상태에서, 가압 방향은 내압이 성형 수지 제품(50)의 코팅된 표면의 측부로부터 인가되는 경우 조차 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 가압 방향과 동일하며, 따라서 분리되는 표면 밀봉 부재(55)를 가압하기 위한 힘은 성형 수지 제품(50)을 변형시키기 않으면서 전혀 감소되지 않는다. 더욱이, 공동 내부 압력은 가압력을 보조 또는 완화하는 방향으로 가해져서, 확실한 밀봉 가능성을 달성한다.
본 발명은 상술된 바람직한 실시예로 제한되지 않지만, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 주요 구성의 일 부분을 적절히 변형함으로써 실시될 수 있다. 예를 들면, 바람직한 제 1 실시예와 달리, 서브 공동 형성 그루브는 서브 공동(45)을 형성하도록 가동식 주형(30) 대신 가동판(22)에 형성될 수 있다.
바람직한 제 1 실시예와 달리, 분리되는 표면 밀봉 부재(55)가 서브 공동 형성 그루브(32) 및 서브 공동 형성 표면(28)에 대해 가압되므로, 유압 실린더 또는 전자기 실린더와 같은 기구가 코일 스프링 대신 적절히 배치될 수 있다.
코일 스프링(23)에 대해, 스프링 로드는 코일 스프링 각각에 고정된다. 이러한 관점에서, 코일 스프링은 서브 공동 형성 그루브(32) 및 서브 공동 형성면(28)에 대한 분리되는 표면 밀봉 부재(55)의 가압된 상태를 변화시키도록 다른 것으로 교체되어야 한다. 대조하면, 예를 들면, 유압 실린더는 분리되는 표면 밀봉 부재(55)가 오일 압력의 설정값을 변화시킴으로써 서브 공동 형성 그루브(32) 및 서브 공동 형성면(28)에 대해 가압되는 상태를 최적으로 조정할 수 있다.
고온수는 바람직한 제 1 실시예에서 아암(22B)의 온도를 조정하도록 가열기(22D) 대신 아암(22B)으로 유동하도록 허용될 수 있다.
상술된 바람직한 실시예와 달리, 서브 공동(45(45A))과 소통되는 스프루는 어떠한 관통부(47)도 없이 공동(40)과 소통하는 스프루(27)와 독립적으로 배치될 수 있다. 이러한 방식으로, 공동(40)으로 주입되는 용융 수지와 상이한 용융 수지는 공동(40)과 독립적으로 공동(40 및 45(45A)) 각각으로 주입될 수 있다.
상술된 바람직한 실시예와 달리, 프라이머(primer) 처리제, 항-자외선 작용제, 또는 경화 코팅제가 열경화성 코팅(57) 대신 이용될 수 있다.
1, 1A 인-몰드 코팅 성형 장치
20 정지식 주형
22 가동판
22C 슬로프
22D 가열기
23, 23A 코일 스프링
24 피스톤
28 서브 공동 형성면
29 제 1 서브 공동 형성면
30 가동식 주형
32C 제 3 서브 공동 형성면
38 제 2 서브 공동 형성면
40 공동
45, 45A 서브 공동
46 분리되는 표면
47 관통부
50 성형 수지 제품
55 분리되는 표면 밀봉 부재
57 코팅

Claims (10)

  1. 인-몰드(in-mold) 성형 제품 코팅 주형 내에서, 정지식 주형 및 가동식 주형으로 형성된 주형 공동을 수지로 채움으로써 성형 수지 제품이 성형된 다음 상기 주형 공동 내로 코팅제를 주입하여 상기 성형 수지 제품을 코팅하는, 인-몰드 성형 제품 코팅 주형으로서,
    상기 주형 공동으로부터 떨어져 외부에 위치되는 밀봉부 성형 공동으로서, 상기 주형 공동의 분리되는 표면(parting surface)으로부터 상기 정지식 주형 및 상기 가동식 주형의 주형 정합 방향으로 연장하고 상기 정지식 주형 및 상기 가동식 주형 중 어느 하나의 주형에 형성되는 제 1 성형면, 상기 분리되는 표면으로부터 상기 주형 공동의 주형 개방/폐쇄 방향으로 연장하고 상기 정지식 주형 및 상기 가동식 주형 중 나머지 하나의 주형에 형성되는 제 2 성형면, 및 상기 제 1 성형면 및 상기 제 2 성형면을 서로 연결하고 상기 수지와 동일하거나 상이한 수지를 채움으로써 상기 제 1 성형면 및 상기 제 2 성형면을 밀봉하기 위한 밀봉부를 형성하는 제 3 밀봉면을 포함하는, 밀봉부 성형 공동; 및
    상기 밀봉부를 상기 제 1 성형면 및 상기 제 2 성형면과 각각 가압 접촉하도록, 예정된 압력 하에서 상기 제 3 성형면에 의해 형성된 상기 밀봉부의 가압면을 가압하기 위한 가압기를 포함하는,
    인-몰드 성형 제품 코팅 주형.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉부 성형 공동은 상기 주형 공동의 전체 주변 둘레에 위치되고, 상기 정지식 주형 및 상기 가동식 주형 중 어느 하나의 주형에 형성되어 상기 주형 공동과 상기 밀봉부 성형 공동 사이가 소통되도록 하는 소통부가 상기 주형 공동과 상기 밀봉부 성형 공동 사이에 형성된 분리되는 표면의 임의의 장소에 제공되며,
    상기 소통부는 수지가 통과하여 상기 밀봉 부분 성형 공동에 채워지는 것을 허용하는 필요 최소 단면적을 가지며, 또는
    상기 소통부는 상기 성형 수지 제품의 코팅된 표면 측부 상의 주형에서 상기 제 3 성형면을 가지는 상기 밀봉부 성형 공동과 상기 주형 공동 사이에 끼워지는,
    인-몰드 성형 제품 코팅 주형.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가압기는 밀봉부 성형 공동 형성 부재 및 가압 기구를 포함하고,
    상기 밀봉부 성형 공동 형성 부재는 상기 정지식 주형 및 상기 가동식 주형이 서로 콕킹(caulk)된 상태에서 상기 제 3 성형면의 적어도 일 부분을 형성하고, 상기 밀봉부의 가압면을 가압할 수 있고, 상기 주형 개방/폐쇄 방향으로 전진/후퇴할 수 있고, 그리고 상기 밀봉부의 경화 공정 및 상기 밀봉부의 성형 후 수행되는 코팅제 주입전 미세한 주형 개방 작동 동안 발생하는 각각의 성형 수축 다음에 가압 방향으로 전진할 수 있는 반면 스토퍼에 의해 역(counter)-가압 방향으로 후퇴 양이 제한되고,
    상기 가압 기구는 상기 밀봉부 성형 공동 형성 부재를 경유하여 상기 예정 압력 하에서 상기 밀봉부의 가압면을 가압하기 위해, 상기 밀봉부 성형 공동 형성 부재가 상기 밀봉부의 가압면을 가압하는 측부와 마주하는 측부에 위치되는,
    인-몰드 성형 제품 코팅 주형.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 밀봉부 성형 공동 형성 부재는 상기 제 1 성형면을 포함하는 주형 정합면에 대한 정합면 및 상기 제 2 성형면을 포함하는 주형 개방/폐쇄 표면으로서 기능하는 두 개의 표면을 가지는 부재이며, 상기 부재는 상기 두 개의 표면으로 구성되는 모서리를 기계가공하고 상기 밀봉부의 전체 가압면에 대해 접함으로써 형성되는 전체 제 3 성형면을 가지는 부재이며, 또한, 역-가압 방향으로 후퇴가능한 제한 값이 예정된 크기로 설정되고, 상기 밀봉부 성형 공동 형성 부재와 상기 주형 정합면 사이의 분리 거리는 수지가 상기 밀봉부 성형 공동의 외부로 유동하는 것을 방지하는,
    인-몰드 성형 제품 코팅 주형.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 밀봉부 성형 공동 형성 부재는 상기 밀봉부 성형 공동 형성 부재의 온도를 조정하기 위한 온도 조정기를 포함하는,
    인-몰드 성형 제품 코팅 주형.
  6. 인-몰드 성형 제품 코팅 주형을 이용하는 인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법으로서,
    상기 인-몰드 성형 제품 코팅 주형 내에서 정지식 주형 및 가동식 주형으로 형성된 주형 공동을 수지로 채움으로써 성형 수지 제품이 성형된 다음 상기 주형 공동 내로 코팅제를 주입하여 상기 성형 수지 제품을 코팅하며,
    인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법은:
    상기 주형 공동으로부터 떨어져 외부에 위치되는 밀봉부 성형 공동 내에서 밀봉부를 성형하는 단계로서, 상기 밀봉부 성형 공동은 상기 주형 공동의 분리되는 표면으로부터 상기 정지식 주형 및 상기 가동식 주형의 주형 정합 방향으로 연장하고 상기 정지식 주형 및 상기 가동식 주형 중 어느 하나의 주형에 형성되는 제 1 성형면, 상기 분리되는 표면으로부터 상기 주형 공동의 주형 개방/폐쇄 방향으로 연장하고 상기 정지식 주형 및 상기 가동식 주형 중 나머지 하나의 주형에 형성되는 제 2 성형면, 및 상기 제 1 성형면 및 상기 제 2 성형면을 서로 연결하고 상기 수지와 동일하거나 상이한 수지를 채움으로써 상기 제 1 성형면 및 상기 제 2 성형면을 밀봉하는 밀봉부를 형성하는 제 3 성형면을 포함하는, 밀봉부를 성형하는 단계, 및
    상기 밀봉부가 상기 제 1 성형면 및 상기 제 2 성형면 각각과 가압 접촉되도록, 예정 압력 하에서 상기 제 3 성형면에 의해 형성된 상기 밀봉부의 가압면을 가압하는 단계를 포함하는,
    인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 인-몰드 성형 제품 코팅 주형을 이용함으로써 소통 부분들 중 어느 하나로 수지를 유동시키기 위해,
    상기 밀봉부 성형 공동은 상기 주형 공동의 전체 주변 둘레에 위치되고, 상기 정지식 주형 및 상기 가동식 주형 중 어느 하나의 주형에 형성되어 상기 주형 공동과 상기 밀봉부 성형 공동 사이가 소통되도록 하는 소통부가 상기 주형 공동과 상기 밀봉부 성형 공동 사이에 형성된 분리되는 표면의 임의의 장소에 제공되며,
    상기 소통부는 수지가 통과하여 상기 밀봉 부분 성형 공동에 채워지는 것을 허용하는 필요 최소 단면적을 가지며, 또는
    상기 소통부는 상기 성형 수지 제품의 코팅된 표면 측부 상의 주형에서 상기 제 3 성형면을 가지는 상기 밀봉부 성형 공동과 상기 주형 공동 사이에 끼워지는,
    인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 밀봉부를 성형하는 단계는 상기 정지식 주형 및 상기 가동식 주형이 서로 콕킹(caulk)된 상태에서 상기 수지와 동일하거나 상이한 수지에 대한 주입 압력 보다 낮은 압력으로 상기 예정 압력을 설정하는 단계, 및 추가로
    상기 제 3 성형면의 적어도 일 부분을 형성하고, 상기 밀봉부의 가압면을 가압할 수 있고, 상기 주형 개방/폐쇄 방향으로, 스토퍼에 의해 제한된 위치까지 역-가압 방향으로 전진/후퇴할 수 있는 밀봉부 성형 공동 형성 부재를 후퇴시키도록, 상기 주입 압력 하에서 상기 밀봉부 성형 공동을 상기 수지로 채우는 단계를 포함하며,
    상기 가압하는 단계는:
    상기 밀봉부를 경유하여 상기 제 1 성형면 및 상기 제 2 성형면으로 상기 코팅제의 주입 후 주형 클램핑 압력이 상기 코팅 재료를 고정하기 위해 유지될 때까지 상기 주형 공동 측부로부터 인가된 압력보다 높은 압력으로 상기 예정 압력을 설정하기 위한 가압 다음에 성형 수축하는 단계, 및 추가로 상기 밀봉부의 경화 공정 동안 발생하는 성형 수축 다음에 상기 밀봉부 성형 공동 형성 부재에 의한 상기 밀봉부의 가압면을 가압하는 단계; 및
    상기 밀봉부 성형후 수행되는 상기 코팅제 주입 전에 미세한 주형 개방 작동 다음에 상기 밀봉부 성형 공동 형성 부재에 의해 상기 밀봉부의 상기 가압면을 가압하기 위한 가압 다음에 주형을 미세하게 개방하는 단계를 포함하는,
    인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 밀봉부 성형 공동 형성 부재는 상기 제 1 성형면을 포함하는 주형 정합면 및 상기 제 2 성형면을 포함하는 주형 개방/폐쇄 표면에 대한 정합면들로서 기능하는 두 개의 표면을 가지는 부재이며, 상기 부재는 상기 두 개의 표면으로 구성되는 모서리를 기계가공함으로써 형성되고 상기 밀봉부의 전체 가압면에 대해 접할 수 있는 전체 제 3 성형면을 가지는 부재이며, 또한, 역-가압 방향으로 후퇴가능한 제한 값이 예정된 크기로 설정되고, 상기 밀봉부 성형 공동 형성 부재와 상기 주형 정합면 사이의 분리 거리는 수지가 상기 밀봉부 성형 공동의 외부로 유동하는 것을 방지하는, 인-몰드 성형 제품 코팅 주형을 이용함으로써,
    상기 주형 개방/폐쇄 방향으로 상기 밀봉부의 성형 수축 양이 상기 예정된 크기 내에 있도록 상기 제 3 성형면이 작은 크기로 형성되어 가압 다음에 상기 성형 수축을 달성하는,
    인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 밀봉부 형성 부재의 온도를 조정하는 단계를 포함하는,
    인-몰드 성형 제품 코팅 형성 방법.
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