KR20110139393A - 인서트 사출성형 방법 및 이를 위한 인서트물의 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인서트 사출성형 방법 및 이를 위한 인서트물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐비티 내에 삽입된 비자성 인서트물을 사출금형에 구비된 자성발생수단으로 안정하게 고정하기 위한 인서트 사출성형방법 및 이를 위한 인서트물의 구조에 관한 것이다.
본 발명에 따른 인서트 사출성형 방법은, 비자성 인서트물의 배면에 자성물질을 부착하는 단계(S10); 상기 자성물질이 부착된 인서트물을 자성발생수단이 구비된 캐비티 내에 인서트 하는 단계(S20); 상기 자성발생수단에서 방사되는 자력에 의해 상기 인서트물을 고정하는 단계(S30); 상기 인서트물이 고정된 금형을 밀폐시키는 단계(S40); 밀폐된 금형에 플라스틱 용융물을 주입하고 경화시켜 사출성형하는 단계(S50); 상기 금형을 개방하여 성형물을 취출하는 단계(S60);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인서트 사출성형 방법 및 이를 위한 인서트물의 구조{Insert Injection Molding Method and Structure of Insert Therefor}

본 발명은 인서트 사출성형 방법 및 이를 위한 인서트물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 캐비티 내에 삽입된 비자성 인서트물을 사출금형에 구비된 자성발생수단으로 안정하게 고정하기 위한 인서트 사출성형방법 및 이를 위한 인서트물의 구조에 관한 것이다.

사출성형은 플라스틱 재료에 열을 가하여 용해시킨 용융 물을 폐쇄된 금형 내에 유입시켜 성형품을 만든 것이다. 그리고 인서트 사출성형은 금형의 캐비티 내에 인서트물을 삽입한 다음 용융 물을 금형 내에 주입하여 인서트물이 성형품의 일부에 일체로 결합하게 하는 것이다.

이러한 인서트 사출성형은 성형품과 인서트물의 조합에 의해 서로 다른 재질의 장점과 결점이 보완되어 합리적인 부품구조를 얻을 수 있다. 또한, 두 재질이 사출성형과정에서 일체화되므로 상대위치 정밀도가 좋고 느슨해짐과 탈락 등이 없는 신뢰성이 높은 부품을 만들 수 있다. 또한, 인서트물의 재질에 따라 금속의 강성, 도전성, 소성변형성, 절연성, 자체 윤활성 등 기능 집약적인 부품을 얻을 수 있는 것이다.

이를 위해 인서트 사출성형에 사용되는 인서트물은 보통 금속재질이 주로 사용된다. 따라서 인서트 사출성형을 위해서는 금형의 캐비티 내에 삽입되는 인서트물을 안정적으로 고정하기 위한 고정수단이 요구된다. 특히, 수직형 금형의 경우, 고정금형과 가동금형이 수직으로 설치되기 때문에 캐비티에 삽입된 인서트물이 중력에 의해 쉽게 이탈되므로 이를 고정하기 위한 고정수단이 반드시 요구된다.

인서트물을 고정하기 위한 수단으로 가장 많이 사용되는 것이 영구자석이나 전자석으로 이루어진 자성발생수단이다. 이러한 자성발생수단은 볼트나 너트 또는 금속플레이트 등과 같은 금속재질의 인서트물을 안정적으로 고정할 수 있다. 특히, 자성발생수단은 그 구조가 단순하기 때문에 금형에 설치하기 유리한 장점을 가지고 있다.

그러나 자성발생수단은 자력에 이끌려 고정될 수 있는 자성이 있는 인서트물에만 적용할 수 있다는 한계가 있다. 반면에 최근 차량에 사용되는 사출 성형물에 사용되고 있는 인서트물은 비자성인 경우가 점차 증가하고 있다. 예를 들어, 종래에 인서트물로 주로 사용하던 스테인리스스틸은 크롬과 니켈의 함량이 비교적 적은 자성의 스테인리스스틸이었다. 그러나 종래의 스테인리스스틸은 시간의 경과에 따라 녹이 스는 문제가 발생한다. 그리고 이러한 녹은 차량의 외관을 크게 해치는 문제를 유발한다. 따라서 최근에는 녹이 잘 슬지 않는 스테인리스스틸을 사용한다. 이러한 녹이 잘 안 나는 스테인리스스틸은 크롬과 니켈의 함량이 많아지고 상대적으로 철 성분이 작아지기 때문에 비자성이 된다. 그러므로 이러한 비자성 스테이니스스틸은 종래의 자성발생수단을 이용하여 안정적으로 고정할 수 없는 문제가 발생한다.

이에 따라 최근에는 비자성 인서트물을 안정적으로 고정할 수 있도록 진공흡입수단이 사용된다. 이러한 진공흡입수단은, 캐비티를 관통하는 에어 슬롯을 형성하고, 이 에어 슬롯과 연결되는 공기흡입펌프를 이용하여 캐비티에 삽입된 비자성의 인서트물을 흡입하여 고정하는 것이다. 이러한 진공흡입수단을 이용하여 녹이 잘 슬지 않는 비자성 스테인리스스틸이나 합성수지시트 또는 플라스틱 재질의 인서트물도 안정적으로 고정할 수 있다. 그러나 종래의 진공흡입수단은 반드시 공기흡입펌프가 구비되어야 하므로 장치의 구조가 복잡하고, 금형의 개폐에 따라 공기흡입펌프를 제어하여야 하므로 성형공정이 복잡하게 될 뿐만 아니라 박막의 인서트물을 사용할 경우 캐비티에 형성된 에어 슬롯의 구멍에 의해서 인서트물이 함몰되어 표면에 흠이 생기는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 주된 목적은, 금형에 설치된 자성발생수단을 이용하여 비자성의 인서트물을 안정적으로 고정하기 위한 인서트 사출성형방법 및 이를 위한 인서트물을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한, 비자성 인서트물의 배면에 자성물질을 부착하는 단계를 더 포함하는 인서트 사출성형방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 플라스틱이나 스테인리스스틸과 같은 비자성 물질로 이루어진 인서트물의 배면에 자성입자가 포함된 접착제를 도포하거나, 자성의 금속판을 부착하거나, 금속 박을 포함하는 자성 테이프를 부착하는 인서트 사출성형방법 및 이를 위한 인서트물을 제공하는 것이다.

상술한 문제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 인서트 사출성형방법은,

비자성 인서트물의 배면에 자성물질을 부착하는 단계(S10);

상기 자성물질이 부착된 인서트물을 자성발생수단이 구비된 캐비티 내에 인서트 하는 단계(S20);

상기 자성발생수단에서 방사되는 자력에 의해 상기 인서트물을 고정하는 단계(S30);

상기 인서트물이 고정된 금형을 밀폐시키는 단계(S40);

밀폐된 금형에 플라스틱 용융물을 주입하고 경화시켜 사출성형하는 단계(S50);

상기 금형을 개방하여 성형물을 취출하는 단계(S60);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명을 위한 인서트물은, 비자성 물질로 이루어진 본체와, 상기 본체의 배면에 도포된 자성입자로 이루어진다.

상기 자성입자는 금속가루, 금속 칩, 금속 단섬유인 것을 특징으로 한다.

본 발명을 위한 인서트물의 다른 예는, 비자성 물질로 이루어진 본체와, 상기 본체의 배면에 접착된 금속판으로 이루어진다.

본 발명을 위한 인서트물의 또 다른 예는, 비자성 물질로 이루어진 본체와, 상기 본체의 배면에 접착된 자성테이프로 이루어진다.

상기 자성테이프는 금속박과 상기 금속박에 도포된 접착제로 이루어진다.

상기한 자성입자, 금속판 및 자성테이프는 비자성 본체의 가장자리로부터 일정 거리 안쪽으로 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기한 자성입자, 금속판 및 자성테이프는 점 또는 라인 상으로 부착되는 것을 특징으로 한다.

상기 금속판 및 자성테이프는 다수 개의 관통공이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 금속판 및 자성테이프의 상면에는 용융물과의 결합력을 증대시키기 위한 프라리머가 도포된다.

상기 금속판은 플라스틱으로 이루어진 비자성 본체를 성형할 때 인서트 사출성형하여 상기 본체의 배면에 일체로 고정된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 인서트 사출성형방법 및 이를 위한 인서트물은, 종래의 자성발생수단을 이용하여 비자성의 인서트물을 안정적으로 고정할 수 있기 때문에 공기흡입식 금형에 비해서 구조가 단순하고 인서트 사출공정이 단순하게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 비자성 인서트물은, 플라스틱과 같은 비자성 물질로 이루어진 인서트물의 배면에 자성입자가 포함된 접착제를 도포하거나, 금속판을 접착하거나, 금속 박을 포함하는 테이프를 부착하여 자성발생수단에 의해 안정적으로 고정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 인서트 사출성형 방법을 위한 금형의 일 예를 보여주는 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 인서트 사출성형 방법에 적용되는 인서트물의 일 예를 보여주는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 인서트 사출성형 방법의 개략적인 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 인서트 사출성형 방법에 적용되는 인서트물의 다른 실시 예를 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 인서트 사출성형 방법에 적용되는 인서트물의 또 다른 실시 예를 보여주는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 인서트물에 부착되는 자성물질의 크기를 보여주는 평면도,
도 7 내지 도 9는 본 발명에 따른 인서트물의 다른 실시 예를 보여주는 평면도이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 인서트 사출성형 방법과 이를 위한 인서트물의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인서트 사출금형(10)은, 가동금형(20)과 고정금형(30)으로 이루어지고, 상기 고정금형(30)에는 일정한 크기와 형태의 캐비티(50)가 형성되고, 상기 캐비티(50)에는 인서트물(40)을 삽입하기 위한 삽입홈(53)이 형성된다. 그리고 상기 삽입홈(53)에 근접하도록 상기 고정금형(30) 내부에는 영구자석이나 전자석을 포함하는 자성발생수단(60)이 구비된다.

따라서 상기 인서트물(40)을 상기 삽입홈(53)에 삽입하면 상기 자성발생수단(60)에서 방사되는 자기장에 의해서 상기 인서트물(40)이 상기 고정금형(30)에 안정적으로 고정되게 된다.

이때, 상기 인서트물(40)은 상기 자성발생수단(60)의 자력에 이끌릴 수 있도록 자성을 띠고 있어야 한다. 이를 위해서, 상기 인서트물(40)의 일 실시 예는, 도 2에서 보는 바와 같이, 비자성의 본체(41)와 상기 본체(41)의 배면에 부착되어 있는 자성의 금속판(43)으로 이루어진다. 상기 자성의 금속판(43)은 접착제 등의 접착수단을 이용하여 상기 본체(41)의 배면 일부에 접착된다. 또한, 상기 자성의 금속판(42)은 인서트 사출성형의 공정을 통해 플라스틱 본체(41)의 배면에 일체로 형성될 수도 있다. 이때, 상기 금속판(43)은 본체(41)의 배면 일부에 형성되어야 하며, 바람직하게는 본체(41)의 가장자리를 제외한 안쪽 가운데 부분에 설치되는 것이 좋다.

이어, 본 발명에 따른 인서트 사출성형 방법은, 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 비자성 인서트물의 배면에 자성물질을 부착하는 단계(S10)와, 상기 자성물질이 부착된 인서트물을 자성발생수단이 구비된 캐비티 내에 인서트 하는 단계(S20)와; 상기 자성발생수단에서 방사되는 자력에 의해 상기 인서트물을 고정하는 단계(S30)와; 상기 인서트물이 고정된 금형을 밀폐시키는 단계(S40)와; 밀폐된 금형에 플라스틱 용융물을 주입하고 경화시켜 사출성형하는 단계(S50)와; 상기 금형을 개방하여 성형물을 취출하는 단계(S60);를 포함하는 것을 특징으로 한다

이와 같이, 본 발명에 따른 인서트 사출성형 방법은 종래의 자성발생수단을 이용한 인서트 사출성형 방법과 유사하기 때문에 기존의 사출금형을 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다. 특히 비자성 인서트물을 고정하기 위해서 공기흡입펌프를 사용하거나 금형에 에어 슬롯을 형성하지 않아도 되므로 금형의 구조가 단순하게 되고, 에어 슬롯에 의해 인서트물에 흠이 생기는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

그러나 본 발명에 따른 인서트 사출성형 방법은, 비자성 인서트물이 자성을 갖도록 인서트물의 배면에 자성물질을 부착하는 단계(S10)가 반드시 요구된다. 그리고 비자성 인서트물의 배면에 자성물질을 부착하는 방법은 다양한 예의 인서트물이 가능하다. 이하에서는 본 발명에 따른 인서트물의 다양한 실시 예를 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 인서트물의 일 예를 보여주는 것으로서, 비자성 물질로 이루어진 본체(41)와, 상기 본체(41)의 배면에 도포된 자성입자(44)로 이루어진다. 상기 자성입자(44)는 금속가루, 금속 칩, 금속 섬유와 같이 미세 금속입자를 접착제와 혼합하여 도포된다.

도 5는 본 발명에 따른 인서트물의 또 다른 예를 보여주는 것으로서, 비자성 물질로 이루어진 본체(41)와, 상기 본체(41)의 배면에 접착된 자성테이프(45)로 이루어진다. 상기 자성테이프(45)는 얇은 금속 박(45a)과 상기 금속 박(45a)에 도포된 접착체(45b)로 이루어진다.

도 6에서 보는 바와 같이, 상기한 금속판(43)과 자성테이프(45)는 본체(41)의 가장자리로부터 안쪽으로 일정 거리(d) 이격되게 설치된다. 이와 같이, 상기 금속판(43)과 자성테이프(45)를 비자성 본체(41)의 중심부에 부착함으로써 인서트 사출된 인서트물(40)이 분리되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 도 7에서 보는 바와 같이, 상기 금속판(43)과 자성테이프(45)에 다수 개의 관통공(47)을 형성하여 상기 비자성 본체(41)와 용융물의 접촉면적을 넓게 하여 인서트물(40)이 분리되는 것을 방지한다.

또한, 도 8 및 도 9에서 보는 바와 같이, 상기 금속판(43)과 자성테이프(45) 또는 자성입자(44)를 상기 비자성 본체(41)의 배면에 점 상이나 라인 상으로 부착함으로써 상기 비자성 본체(41)와 용융물의 접촉면적을 넓게 하여 인서트물(40)이 분리되는 것을 방지한다.

아울러, 상기 금속판(43)과 자성테이프(45)의 상면에 프라이머를 도포하여 용융물과의 접착력을 증대시켜 인서트물(40)이 분리되는 것을 방지한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 비자성 인서트물의 배면에 금속판, 자성입자, 자성테이프 등의 자성물질을 부착하여 비자성 인서트물이 자성을 갖도록 하는 것이다. 따라서 당해 분야의 전문가가 본 명세서에 기재된 기술사상을 보고 다양한 인서트물을 구현할 수 있을 것이므로 이러한 변형 예나 실시 예는 하기의 특허청구범위에 기재된 권리범위에 속하는 것이다.

10: 인서트 사출금형 20: 가동금형
30: 고정금형 40: 인서트물
41: 비자성의 본체 43: 금속판
44: 자성입자 45: 자성테이프
47: 관통공 50: 캐비티
54: 삽입홈 60: 자성발생수단

Claims (11)

1. 가동금형과 고정금형으로 이루어지고 상기 고정금형에는 영구자석이나 전자석을 포함하는 자성발생수단이 구비된 인서트 사출금형을 이용하여 비자성 인서트물을 인서트 사출성형하는 방법에 있어서,
   상기 비자성 인서트물의 배면에 자성물질을 부착하는 단계(S10);
   상기 자성물질이 부착된 인서트물을 자성발생수단이 구비된 캐비티 내에 인서트 하는 단계(S20);
   상기 자성발생수단에서 방사되는 자력에 의해 상기 인서트물을 고정하는 단계(S30);
   상기 인서트물이 고정된 금형을 밀폐시키는 단계(S40);
   밀폐된 금형에 플라스틱 용융물을 주입하고 경화시켜 사출성형하는 단계(S50);
   상기 금형을 개방하여 성형물을 취출하는 단계(S60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 인서트 사출성형 방법.
2. 제 1항의 인서트 사출성형 방법에서 있어서,
   상기 인서트물은,
   비자성 물질로 이루어진 본체와,
   상기 본체의 배면에 도포된 자성입자로 이루어진 것을 특징으로 하는 인서트 사출성형 방법.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 자성입자는 금속가루, 금속 칩, 금속 단섬유인 것을 특징으로 하는 인서트 사출성형 방법.
4. 제 1항의 인서트 사출성형 방법에서 있어서,
   상기 인서트물은,
   비자성 물질로 이루어진 본체와,
   상기 본체의 배면에 접착된 금속판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인서트 사출성형 방법.
5. 제 1항의 인서트 사출성형 방법에서 있어서,
   상기 인서트물은,
   비자성 물질로 이루어진 본체와,
   상기 본체의 배면에 부착된 자성테이프로 이루어진 것을 특징으로 하는 인서트 사출성형 방법.
6. 제 5항에 있어서,
   상기 자성테이프는, 금속박과 상기 금속박에 도포된 접착제로 이루어진 것을 특징으로 하는 인서트 사출성형 방법.
7. 제 2항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 자성입자, 금속판 및 자성테이프는 상기 비자성 본체의 가장자리로부터 일정 거리 안쪽으로 설치되는 것을 특징으로 하는 인서트 사출성형 방법.
8. 제 2항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기한 자성입자, 금속판 및 자성테이프는 점이나 라인 상으로 부착되는 것을 특징으로 하는 인서트 사출성형 방법.
9. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 금속판 및 자성테이프는 다수 개의 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 인서트 사출성형 방법.
10. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 금속판 및 자성테이프의 상면에는 용융물과의 결합력을 증대시키기 위한 프라리머가 도포된 것을 특징으로 하는 인서트 사출성형 방법.
11. 제 1항의 인서트 사출성형 방법에서 있어서,
    상기 인서트물은,
    플라스틱으로 이루어진 비자성 본체와;
    상기 본체의 배면에 일체로 고정된 금속판으로 이루어지되,
    상기 금속판은 상기 비자성 본체를 사출성형할 때 인서트 사출성형하여 일체로 고정되는 것을 특징으로 하는 인서트 사출성형 방법.

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