KR20120008860A - 포장상자용 성형금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보온,보냉 기능을 갖춘 기능성 상자에 미려한 외관을 가미한 고급스러운 포장상자의 성형, 제작을 위한 포장상자용 성형금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발포 플라스틱(EPS, EPP, EPO 등) 소재를 이용한 기능성 포장상자의 성형과정에서 금형의 특성상 필연적으로 제품표면에 형성되는 스팀,공기,물 등의 통기구(스팀코어)와 구형의 원료입자로 인한 공극이나 거친 입자의 형상 등을 없애주는 동시에 다양한 패턴의 무늬가 형성되어 한층 더 고급스러움을 느끼게 할 수 있는 포장상자용 성형금형에 관한 것이다.

Description

포장상자용 성형금형{Mold for packing box}

본 발명은 보온,보냉 기능을 갖춘 기능성 상자에 미려한 외관을 가미한 고급스러운 포장상자의 성형, 제작을 위한 포장상자용 성형금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발포 플라스틱(EPS, EPP, EPO 등) 소재를 이용한 기능성 포장상자의 성형과정에서 금형의 특성상 필연적으로 제품표면에 형성되는 스팀,공기,물 등의 통기구(스팀코어)와 구형의 원료입자로 인한 공극이나 거친 입자의 형상 등을 없애주는 동시에 다양한 패턴의 무늬가 형성되어 한층 더 고급스러움을 느끼게 할 수 있는 포장상자용 성형금형에 관한 것이다.

일반적으로, 발포 플라스틱 소재를 이용한 성형은, 암수금형 사이에 형성된 성형공간에 알갱이 형상의 발포 플라스틱 소재를 압축공기를 이용하여 주입한 후 금형표면에 설치된 원형의 스팀코어(6~12mm)를 통하여 증기를 투과시킨 후 물로 냉각하고 진공으로 성형품 내에 형성된 발포 압력을 제거하고 이형하여 제품을 생산하게 된다.

상기 제품을 성형하기 위한 종래의 금형은 제품의 성형을 위한 원료가 투입되는 성형공간을 갖되 금형이 접합되는 파팅라인을 중심으로 한쪽에는 원료의 주입구 및 이형 핀을 갖는 캐비티(cavity)와 이에 대응하는 형상의 코어(core)로 이루어진 것으로, 상기 캐비티와 코어의 각 금형의 표면에는 원활한 공기의 배출과 증기의 투과를 위하여 무수한 스팀코어가 일정두께의 금형벽면을 관통하여 설치된다. 상기 코어측이 작동하여 캐비티 측에 이동함으로써 상호 대응하여 결합되며 캐비티의 성형공간 내에 원료(발포 플라스틱)를 강제 투입시킨 다음 일정시간 동안 스팀으로 가열하고 냉각을 이용하여 소성시킴으로써 일정한 형상을 갖는 포장상자가 성형된다.

이러한 성형이 끝나면 상기 코어 측을 이동하여 캐비티 측으로부터 분리시킨 후 캐비티의 성형공간 내부에서 성형이 이루어진 제품을 압축공기와 이형 핀을 사용하여 이형시킴으로써 금형작업은 완료된다.

하지만, 종래의 금형들은 도 7에서와 같이 통상 10mm 크기로 홀이 가공된 금형의 벽체에 동일 사이즈를 갖는 스팀코어를 강제 삽입하여 제작되며 금형(100)의 가공면적에 따라 15 ~ 25mm 간격으로 스팀코어(200)를 빼곡하게 배치하여 제품의 성형성과 생산성을 높이도록 한다.

상기 스팀코어(200)는 내부 통기구의 용이한 가공을 위하여 펀칭으로 구멍 형성이 가능하도록 금형(100)의 소재와는 다른 재질의 금속(주로 황동)을 사용하므로 각 재질 간 수축팽창률이 서로 달라 가열 냉각이 반복되는 수회의 성형 사이클을 거치게 되면 쉽게 이탈이 되며 또한 이 스팀코어(200)를 가공된 홀에 압입을 하는 과정에서 변형이 되거나 금형면과 단차가 발생하여 성형품의 표면이 매우 거칠게 형성되는 문제점이 있었다.

또한, 제품의 이형, 취출이 오직 수평 또는 수직 단방향만으로 이루어지기 때문에 제품이 미끄러지면서 이형이 되는 면에 요철이 형성되게 되면 이형 핀으로 제품 취출 시 극심한 요철부위의 저항으로 인하여 제품이 파손되거나 일부 패턴이 뭉그러져 통상 이형 핀에 수직면이 아닌 수평면에는 어떤 종류의 패턴도 넣지 못하는 단점이 있었다.

또한, 성형성과 생산성을 너무 강조한 나머지 제품의 표면에 금형에 설치된 수많은 스팀코어의 원형무늬가 그대로 남아있어서 제품의 외관이 떨어지며 품질이 값싸 보이는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 발포 플라스틱 소재를 이용한 포장상자의 성형과정에서, 표면에 형성되는 기존의 원형 스팀코어 무늬를 없애주는 한편, 제품의 이형 시 금형면에 균일하게 형성된 스팀통기구를 이용하여 압축공기를 분사하고 제품을 순간적으로 동시에 압축하고 이형 핀을 사용하여 취출함으로써 제품의 어느 면이라도 아름다운 형상의 각종 패턴을 형성할 수 있고, 포장상자 내부에 수용되는 내용물을 돋보이게 하면서 고급스러운 질감을 갖게 하는 보냉,보온의 기능성 포장용 상자 등을 제작하기 위한 포장상자용 성형금형을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 포장상자용 성형금형은, 상부가 개방된 성형공간이 마련되고 상기 성형공간의 둘레에 구현하고자 하는 패턴이 형성되며, 일부 패턴의 중심과 연통되도록 외측에서 내측으로 관통 형성되는 다수의 스팀통기구가 형성되는 본체 고정 캐비티와; 상기 본체 고정 캐비티의 성형공간에 결합과 분리 가능하도록 돌출부가 형성되고 상기 돌출부의 외면에 다수의 홀이 형성되는 본체 이동 코어와; 상부가 개방된 성형공간이 마련되고 상기 성형공간의 바닥과 둘레에 구현하고자 하는 패턴이 형성되며, 상기 성형공간의 바닥 일측에 스티커 부착면이 형성되고 일부 패턴의 중심과 연통되도록 외측에서 내측으로 관통 형성되는 다수의 스팀통기구가 형성되는 덮개 고정 캐비티와; 상기 덮개 고정 캐비티의 성형공간에 결합과 분리가 가능하도록 돌출부가 형성되고 상기 돌출부의 외면에 다수의 홀이 형성되는 덮개 이동 코어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포장상자용 성형금형은, 발포 플라스틱 소재를 이용한 기존의 포장상자 성형과정에서 표면에 형성되었던 스팀코어의 원형무늬와 불규칙한 단차자국을 없애주는 동시에, 포장상자의 표면에 내용물과 어울리는 다양한 패턴의 무늬를 형성하여 더욱 고급스러움을 강조함으로써 포장상자 자체는 물론 포장상자의 내부에 포장되는 내용물까지 고급제품으로 판매할 수 있는 효과가 있다.

또한, 금형의 패턴에 녹아들 수 있도록 미세한 스팀통기구를 금형의 부위에 일부 형성시켜 성형성과 미적요소를 동시에 해결할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기존 금형에서 주로 이용하고 있는 스팀코어 설치를 생략함으로써, 금형 제작에 따른 시간과 비용을 절감하며 금형의 내구성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형을 이용하여 제작된 포장상자를 도시한 사진.
도 2는 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형 중 포장상자의 본체 고정 캐비티와 본체 이동 코어를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형 중 포장상자의 덮개 고정 캐비티와 덮개 이동 코어를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형 중 일부 패턴의 요부를 도시한 확대도.
도 5는 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형의 스팀통기구를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형이 조립된 상태를 도시한 단면도.
도 7은 종래의 기술을 도시한 도면.

본 발명에 따른 포장상자용 성형금형은, 상부가 개방된 성형공간이 마련되고 상기 성형공간의 둘레에 구현하고자 하는 패턴이 형성되며, 일부 패턴의 중심과 연통되도록 외측에서 내측으로 관통 형성되는 다수의 스팀통기구가 형성되는 본체 고정 캐비티와; 상기 본체 고정 캐비티의 성형공간에 결합과 분리 가능하도록 돌출부가 형성되고 상기 돌출부의 외면에 다수의 홀이 형성되는 본체 이동 코어와; 상부가 개방된 성형공간이 마련되고 상기 성형공간의 바닥과 둘레에 구현하고자 하는 패턴이 형성되며, 상기 성형공간의 바닥 일측에 스티커 부착면이 형성되고 일부 패턴의 중심과 연통되도록 외측에서 내측으로 관통 형성되는 다수의 스팀통기구가 형성되는 덮개 고정 캐비티와; 상기 덮개 고정 캐비티의 성형공간에 결합과 분리가 가능하도록 돌출부가 형성되고 상기 돌출부의 외면에 다수의 홀이 형성되는 덮개 이동 코어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체 고정 캐비티와 덮개 고정 캐비티에 형성된 각각의 스팀통기구는 외측에서 내측으로 갈수록 직경이 점차 작게 형성되는 테이퍼부와, 상기 테이퍼부의 단부에서 길이방향으로 연장되는 압출부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체 이동 코어와 덮개 이동 코어에 형성된 홀의 직경은 상기 본체 고정 캐비티와 덮개 고정 캐비티에 형성된 스팀통기구의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형을 이용하여 제작된 포장상자를 도시한 사진, 도 2는 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형 중 포장상자의 본체 고정 캐비티와 본체 이동 코어를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형 중 포장상자의 덮개 고정 캐비티와 덮개 이동 코어를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형 중 일부 패턴의 요부를 도시한 확대도이며, 도 5는 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형의 스팀통기구를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형이 조립된 상태를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형은 발포 플라스틱(EPS, EPP, EPO 등) 소재를 이용한 본체 고정 캐비티(1), 본체 이동 코어(2), 덮개 고정 캐비티(3), 덮개 이동 코어(4)를 포함하여 구성된다.

본 발명의 포장상자용 성형금형은 포장상자의 본체를 성형하기 위한 본체 고정 캐비티(1)와 본체 이동 코어(2)가 일체로 결합되고, 포장상자의 덮개를 성형하기 위한 덮개 고정 캐비티(3)와 덮개 이동 코어(4)가 일체로 결합된다.

상기 포장상자용 성형금형은 발포 플라스틱 소재를 이용한 기능성 포장상자의 성형과정에서 금형의 특성상 필연적으로 제품표면에 형성되는 스팀,공기,물 등의 통기구(스팀코어)와 구형의 원료입자로 인한 공극이나 거친 입자의 형상 등을 없애주는 동시에 다양한 패턴의 무늬가 형성되어 한층 더 고급스러움을 느끼게 할 수 있다.

본 발명의 포장상자용 성형금형은, 소비자가 선호할 수 있는 다양한 패턴(14,34)으로 얼마든지 성형이 가능할 뿐만 아니라, 규칙적이고 균일한 패턴(14,34)을 구현시킬 수 있으며, 기존의 스팀코어 사용으로 인한 성형품 표면의 품질 저하를 방지할 수 있다. 상기 패턴(14,34)은 음각 또는 양각으로 형성될 수 있다.

본 발명의 도면에서는 패턴 형상의 일예로 정육각형의 벌집무늬 형상을 예로 들어 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 본체 고정 캐비티(1)는 상부가 개방된 성형공간(11)이 마련되고 상기 성형공간(11)의 둘레에 구현하고자 하는 패턴(14)이 형성되며, 일부 패턴(14)의 중심과 연통되도록 외측에서 내측으로 관통 형성되는 다수의 스팀통기구(12)가 형성된다.

상기 성형공간(11)의 바닥면 일측에는 성형 완료된 성형품을 압출,이형 하는데 사용되는 이젝트 핀이 삽입되도록 핀 삽입홈(13)이 형성된다. 상기 핀 삽입홈(13)을 상기 본체 고정 캐비티(1)의 성형공간(11)에 형성한 이유는, 패턴(14)이 형성되지 않은 포장상자 본체의 저면에 형성함으로써 포장상자 외관상 미관을 해치지 않도록 하기 위한 것이다.

상기 본체 이동 코어(2)는 상기 본체 고정 캐비티(1)의 성형공간(11)에 결합과 분리 가능하도록 돌출부(21)가 형성되고 상기 돌출부(21)의 외면에 다수의 홀(211)이 형성된다.

상기 덮개 고정 캐비티(3)는 상부가 개방된 성형공간(31)이 마련되고 상기 성형공간(31)의 바닥과 둘레에 구현하고자 하는 패턴(34)이 형성되며, 상기 성형공간(31)의 바닥 일측에 스티커 부착면(32)이 형성되고 일부 패턴(34)의 중심과 연통되도록 외측에서 내측으로 관통 형성되는 다수의 스팀통기구(33)가 형성된다.

상기 덮개 이동 코어(4)는 상기 덮개 고정 캐비티(3)의 성형공간(31)에 결합과 분리가 가능하도록 돌출부(41)가 형성되고 상기 돌출부(41)의 외면에 다수의 홀(42)이 형성된다.

상기 덮개 이동 코어(4)의 돌출부(41)에는 성형 완료된 성형품을 압출하는데 사용되는 이젝트 핀이 삽입되도록 핀 삽입홈(43)이 형성된다. 상기 핀 삽입홈(43)을 상기 돌출부(41)에 형성한 이유는, 패턴(34)이 형성되지 않은 포장상자 덮개의 내면에 형성함으로써 포장상자 외관상 미관을 해치지 않도록 하기 위한 것이다.

상기 본체 고정 캐비티(1)와 덮개 고정 캐비티(3)에 형성된 각각의 스팀통기구(12,33)는 외측에서 내측으로 갈수록 직경이 점차 작게 형성되는 테이퍼부(121,331)와, 상기 테이퍼부(121,331)의 단부에서 길이방향으로 연장되는 압출부(122,332)로 이루어진다.

즉, 상기 테이퍼부(121,331)는 스팀과 압축공기의 유입이 용이하도록 구멍을 크게 형성하는 것이 바람직하고, 상기 압출부(122,332)는 스팀의 투과와 냉각이 원활하게 이루어지게 하고 구형의 원료입자로 인한 공극이나 거친 입자의 형상 등을 최소화하기 위하여 구멍을 미세하게 형성하는 것이 바람직하다. 상기 압출부(122,332)의 직경은 0.4 ~ 0.9mm로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 본체 이동 코어(2)와 덮개 이동 코어(4)에 형성된 홀(211,42)의 직경은 상기 본체 고정 캐비티(1)와 덮개 고정 캐비티(3)에 형성된 스팀통기구(12,33)의 직경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 포장상자용 성형금형의 조립상태에 따른 작동은 다음과 같다.

먼저, 고정프레임(5)에는 각각 본체 고정 캐비티(1)와 덮개 고정 캐비티(3)가 고정된다.

상기 고정프레임(5)에는 상기 금형까지 연장되어 고정되는 이젝터 핀(6)이 복수개 설치되고, 금형의 임의 위치에 원료를 공급하는 원료주입기(7)가 금형까지 연장 고정된다.

상기 고정프레임(5)과 대응되게 설치된 이동프레임(8)에는 각각 본체 이동 코어(2)와 덮개 이동 코어(4)가 고정된다. 또한 상기 고정프레임(5) 및 이동프레임(8)의 측면 외주연에는 스팀공급관(미도시) 및 냉각수공급관(미도시)이 교대로 노출 형성된다.

즉, 고정프레임(5)이 고정된 상태에서 이동프레임(8)이 고정프레임(5)측을 향하여 이동하면 금형에 의해 성형공간이 형성되고, 이때 원료주입기(7)를 통해 금형의 공간으로 원료를 주입한 후 스팀공급관으로 스팀을 공급하여 발포 성형하고, 이어 냉각수공급관을 통해 냉각수를 공급하여 금형을 냉각시킨 다음 압축공기를 주입하여 순간적으로 제품 이형이 용이하도록 수축 시킨 후 이젝터 핀(6)으로 성형된 성형물을 밀어주고 또한 이동프레임(8)을 원 위치시켜 성형공정을 수행한다.

한편, 원료의 주입과 이형을 위하여 공기의 흐름방향(순방향)으로 금형의 캐비티를 배치하는 종래의 금형과는 반대로, 본 금형은 포장상자의 외관을 고려하여 원료주입을 위한 원료주입기(7), 제품의 이형을 위한 이젝트 핀(6)을 역방향으로 배치함으로써 난이도가 높고 이를 위한 적절한 구배의 스팀통기구로 원료의 흐름성과 충진성을 향상시켜 성형이 용이하다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 본체 고정 캐비티
11 : 성형공간
12 : 스팀통기구
121 : 테이퍼부, 122 : 압출부
13 : 핀 삽입홈
14 : 패턴
2 : 본체 이동 코어
21 : 돌출부
211 : 홀
3 : 덮개 고정 캐비티
31 : 성형공간
32 : 스티커 부착면
33 : 스팀통기구
331 : 테이퍼부, 332 : 압출부
34 : 패턴
4 : 덮개 이동 코어
41 : 돌출부
42 : 홀
43 : 핀 삽입홈
5 : 고정프레임
6 : 이젝트 핀
7 : 원료주입기
8 : 이동프레임

Claims (3)

1. 상부가 개방된 성형공간(11)이 마련되고 상기 성형공간(11)의 둘레에 구현하고자 하는 패턴(14)이 형성되며, 일부 패턴(14)의 중심과 연통되도록 외측에서 내측으로 관통 형성되는 다수의 스팀통기구(12)가 형성되는 본체 고정 캐비티(1)와;
   상기 본체 고정 캐비티(1)의 성형공간(11)에 결합과 분리 가능하도록 돌출부(21)가 형성되고 상기 돌출부(21)의 외면에 다수의 홀(211)이 형성되는 본체 이동 코어(2)와;
   상부가 개방된 성형공간(31)이 마련되고 상기 성형공간(31)의 바닥과 둘레에 구현하고자 하는 패턴(34)이 형성되며, 상기 성형공간(31)의 바닥 일측에 스티커 부착면(32)이 형성되고 일부 패턴(34)의 중심과 연통되도록 외측에서 내측으로 관통 형성되는 다수의 스팀통기구(33)가 형성되는 덮개 고정 캐비티(3)와;
   상기 덮개 고정 캐비티(3)의 성형공간(31)에 결합과 분리가 가능하도록 돌출부(41)가 형성되고 상기 돌출부(41)의 외면에 다수의 홀(42)이 형성되는 덮개 이동 코어(4)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 포장상자용 성형금형.
2. 제1항에 있어서, 상기 본체 고정 캐비티(1)와 덮개 고정 캐비티(3)에 형성된 각각의 스팀통기구(12,33)는 외측에서 내측으로 갈수록 직경이 점차 작게 형성되는 테이퍼부(121,331)와, 상기 테이퍼부(121,331)의 단부에서 길이방향으로 연장되는 압출부(122,332)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 포장상자용 성형금형.
3. 제1항에 있어서, 상기 본체 이동 코어(2)와 덮개 이동 코어(4)에 형성된 홀(211,42)의 직경은 상기 본체 고정 캐비티(1)와 덮개 고정 캐비티(3)에 형성된 스팀통기구(12,33)의 직경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 포장상자용 성형금형.

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