KR20150103867A - 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형 - Google Patents

언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형 Download PDF

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Abstract

본 발명은 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PET 용기 내부에 언더컷을 성형하기 위해 코어금형의 외주면에 실리콘과 같은 탄성 재질의 언더컷성형링을 결합함으로써, 성형 후 코어금형을 상측 방향으로 빼낼 때 탄성 재질의 언더컷성형링의 유연함과 부드러운 특성으로 인해 코어금형이 성형물의 언더컷으로부터 용이하게 이탈되도록 하는 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형에 관한 것이다.
본 발명은 제1냉각수 유로(11)가 형성된 하부금형(10)과 상기 하부금형(10) 상부에 설치되며 하단 내주면에 걸림돌기(21)가 형성된 상부금형(20)과 상기 하부금형(10)과 상부금형(20) 내측에 삽입 설치되며 내부에 제2냉각수 유로(31)가 형성된 코어금형(30);으로 구성되되, 상기 하부금형(10)과 상부금형(20)과 코어금형(30)이 결합되면 성형물(60) 형상과 대응되는 주형공간(cavity)(50)이 형성되며,상기 코어금형(30)의 외주면에 환홈(32)이 형성되고, 상기 환홈(32)에는 성형물(60)의 내측 언더컷(61) 형상과 대응되는 형상의 언더컷성형링(40)이 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형을 제공한다.
또한, 본 발명의 상부금형(20)은 반분하여 좌우로 이격되도록 설치됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 언더컷성형링(40)은 실리콘 또는 NBR고무 또는 열가소성 엘라스토머로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형{Injection molding having a under cut molding structure with under cut moding ring}
본 발명은 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 PET 용기 내부에 언더컷을 성형하기 위해 코어금형의 외주면에 실리콘과 같은 탄성 재질의 언더컷성형링을 결합함으로써, 성형 후 코어금형을 상측 방향으로 빼낼 때 탄성 재질의 언더컷성형링의 유연함과 부드러운 특성으로 인해 코어금형이 성형물의 언더컷으로부터 용이하게 이탈되도록 하는 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형에 관한 것이다.
최근 들어 경량이면서 취급이 용이하고 투명하여, 유리 용기와 유사한 외관을 보장하면서도 저렴하게 얻을 수 있기 때문에 화장품, 음료수, 간장류, 주류, 세제 또는 약제 등을 저장, 보관하는 용기로써 내부에 내용물을 담을 수 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate,이하 PET라고 칭함)형 용기가 널리 사용되고 있다.
상기와 같은 PET 용기는 열을 가하면 부드러워지거나 녹고, 형틀에 밀어 넣거나 형틀의 벽면에 밀착시키면 형틀의 형상에 따라 여러 가지 형태로 만들어지며, 식으면 굳어져 버리는 성질인 열가소성을 갖는 플라스틱으로 만들어지는데, 일반적으로 사출성형과 블로우 인젝션 성형 방법에 의해 제조된다.
상기 사출성형은 가열에 의해 녹은 플라스틱 재료를 금형 속으로 사출시켜 고화(固化) 또는 경화(硬化)시켜 성형품을 만드는 가공방법으로써, 사출기에서 가열 연화되어 탄성을 잃고 가소성을 갖는 용융화된 수지를 제품(사출물)으로 성형하기 위한 일정 공간인 주형공간(cavity)을 갖는 금형에 사출하여 냉각, 고화시키는 방법이다.
즉, 이러한 사출성형은 사출기의 노즐에서 사출된 용융수지가 금형 상에 구비된 주입구로 유입된 후, 핫러너(hot runner)를 통해 주형공간 내로 주입되고, 그 안에서 냉각되어 결국 주형공간의 형상을 따라 고화되어 주조된 사출물로 성형되는 것이다.
또한, 상기 블로우 인젝션 성형은 열가소성 플라스틱을 이용하여 PET 병을 제작하는 방법 중의 하나로 병처럼 속이 빈 제품을 만드는데 주로 사용되는 성형방법으로써, 블로우 성형(Blow Molding)이라고도 불리며, 플라스틱 원료가 압출기에서 용융 압출되어 튜브형의 패리슨(Parison)을 성형한 다음 성형 된 패리슨을 성형금형에 넣은 후 내부에 기체(공기)로 압력을 가하여 팽창시키는 성형 방법이다.
하지만, 상기와 같은 사출성형 또는 블로우 인젝션 성형은 내부가 비어 있는 PET 용기를 제조할 때 상기 PET 용기 내부에 언더컷을 형성할 수 없거나 형성한다 하더라도 강제로 금형을 취출하는 방식을 사용하기 때문에 PET 용기 내부에 성형하고자 하는 언더컷의 치수가 작아질 수 밖에 없는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제를 해소하기 위해 도 1에서 보는 바와 같이 내측에 언더컷을 갖는 제품 형성용 사출 성형 금형에 대해 대한민국 등록특허 제10-1335530호가 개시되어 있는데, 상기 종래기술은 둘 중에 적어도 하나가 이동하여 서로 가까워지거나 멀어지는 상부 원판(1) 및 하부 원판(2)과 서로 밀착된 때 언더컷(3)을 구비한 사출 성형 제품의 형상에 대응되는 사출공간(4)가 형성되는 것으로, 상기 상부 원판(1)에 지지되는 상부 코어(5) 및 상기 하부 원판(2)에 지지되는 하부 코어(6)를 구비하며, 상기 하부 코어(6)는 상기 하부 원판(2)에 고정 결합된 고정 블록(7)과 상기 상부 코어(5)와 상기 하부 코어(6)가 서로 밀착될 때의 위치와 상기 사출공간(4)에서 성형된 사출 성형 제품을 상기 하부 코어(6)에서 취출할 때의 위치 사이에서 이동 가능한 이동 블록(8) 및 상기 언더컷(3)의 형상에 대응되고 상기 고정 블록(7)에 밀착되도록 탄성 가압되는 언더컷 형성용 블록(9)으로 이루어져 있다.
즉, 상기 종래기술은 고정 블록(7)의 일 측면에 상기 언더컷 형성용 블록(9)에 가해지는 탄성 가압력의 방향에 대해 경사지게 기울어진 경사면이 형성되어 있고, 이동 블록(8)이 상부로 움직이면 언더컷 형성용 블록(9)이 고정 블록(7)의 경사면을 따라 경사진 방향으로 이동하게 되어 상기 언더컷 형성용 블록(9)이 상기 사출 성형 제품의 언더컷(3)으로부터 이격되도록 하는 구성이다.
하지만, 상기 종래기술은 용기 내부에 언더컷(3)을 성형하기 위해 금형이 상부 코어(5), 하부 코어(6), 고정 블록(7), 이동 블록(8) 및 언더컷 형성용 블록(9) 등 여러 개로 분리되어 있어서 성형물 외관에 각 블록이 맞닿은 경계선이 형성되어 미관상 보기 좋지 않았으며, 성형 전, 후에 각 블록들(5, 6, 7, 8, 9)을 이동시켜야하기 때문에 성형물 제조 공정이 복잡해져서 생산성이 떨어지고, 금형제조에 많은 비용이 드는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, PET 용기 내부에 언더컷을 성형하기 위해 코어금형의 외주면에 실리콘과 같은 탄성 재질의 언더컷성형링을 결합함으로써, 성형 후 코어금형을 상측 방향으로 빼낼 때 탄성 재질의 언더컷성형링의 유연함과 부드러운 특성으로 인해 코어금형이 성형물의 언더컷으로부터 용이하게 이탈되도록 하는 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 제1냉각수 유로(11)가 형성된 하부금형(10);
상기 하부금형(10) 상부에 설치되며 하단 내주면에 걸림돌기(21)가 형성된 상부금형(20);
상기 하부금형(10)과 상부금형(20) 내측에 삽입 설치되며 내부에 제2냉각수 유로(31)가 형성된 코어금형(30);으로 구성되되,
상기 하부금형(10)과 상부금형(20)과 코어금형(30)이 결합되면 성형물(60) 형상과 대응되는 주형공간(cavity)(50)이 형성되며,
상기 코어금형(30)의 외주면에 환홈(32)이 형성되고,
상기 환홈(32)에는 성형물(60)의 내측 언더컷(61) 형상과 대응되는 형상의 언더컷성형링(40)이 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형을 제공한다.
또한, 본 발명의 상부금형(20)은 반분하여 좌우로 이격되도록 설치됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 언더컷성형링(40)은 실리콘 또는 NBR고무 또는 열가소성 엘라스토머로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 본 발명에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형은 PET 용기 내부에 언더컷을 성형하기 위해 코어금형의 외주면에 탄성 재질의 언더컷성형링을 결합하여, 성형 후 코어금형을 상측 방향으로 빼낼 때 실리콘 재질의 언더컷성형링의 유연함과 부드러운 특성으로 인해 코어금형을 성형물의 언더컷으로부터 용이하게 이탈시킬 수 있다.
도 1은 종래 언더컷을 갖는 제품 형성용 사출 성형 금형의 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형의 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형의 주형공간(cavity)에 수지가 주입된 상태의 단면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형에서 코어금형을 분리하는 상태의 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형에서 코어금형을 분리한 상태의 단면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형에서 상부금형과 성형물을 분리한 상태의 단면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형에서 상부금형을 분리하는 상태의 단면도.
본 발명에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형의 일실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형의 주형공간(cavity)에 수지가 주입된 상태의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형에서 코어금형을 분리하는 상태의 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형에서 코어금형을 분리한 상태의 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형에서 상부금형과 성형물을 분리한 상태의 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형에서 상부금형을 분리하는 상태의 단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형은 제1냉각수 유로(11)가 형성된 하부금형(10)과 상기 하부금형(10) 상부에 설치되며 하단 내주면에 걸림돌기(21)가 형성된 상부금형(20)과 상기 하부금형(10)과 상부금형(20) 내측에 삽입 설치되며 내부에 제2냉각수 유로(31)가 형성된 코어금형(30)으로 구성되되, 상기 하부금형(10)과 상부금형(20)과 코어금형(30)이 결합되면 성형물(60) 형상과 대응되는 주형공간(cavity)(50)이 형성되고, 상기 코어금형(30)의 외주면에 환홈(32)이 형성되며 상기 환홈(32)에는 성형물(60)의 내측 언더컷(51) 형상과 대응되는 형상의 언더컷성형링(40)이 삽입 설치된다.
상기 하부금형(10)은 내측에 제1냉각수 유로(11)가 형성되며 아래쪽에는 주입구(12)가 형성되어, 상기 제1냉각수 유로(11)를 통해 냉각수가 순환된다.
상기 제1냉각수 유로(11)는 주형공간(50)에 주입된 용융 수지를 바깥쪽에서 냉각시키는 역할을 한다.
상기 주입구(12)는 하부금형(10) 아래쪽에 형성되어 용융 수지가 주형공간(50)에 주입되는 통로이다.
상기 주형공간(50)에 용융 수지를 주입하는 수지주입장치(70)는 도 2에서 보는 바와 같이 하부금형(10)의 아래쪽에 밀착 결합되며 수지주입로(71)와 상기 수지주입로(71)의 외주면에 형성되는 핫러너(hot runner)(72)로 형성된다.
상기 수지주입장치(70)의 수지주입로(71)로 용융 수지를 주형공간(50)에 주입시킨다.
이때 상기 수지주입로(71)를 지나는 용융 수지가 굳는 것을 방지하기 위해 상기 수지주입로(71) 외주면에 형성된 핫러너(hot runner)(72)가 용융 수지를 일정 온도로 유지시켜 준다.
상기 하부금형(10)의 상부에는 상부금형(20)이 설치된다.
상기 상부금형(20)은 하단 내주면에 걸림돌기(21)가 형성되며 상기 걸림돌기(21)는 주형공간(50)에 주입된 용융 수지가 냉각되어 만들어진 성형물(60)의 상부 외측언더컷(62)과 걸림 결합되어 상기 성형물(60)을 하부금형(10)에서 분리시키는 역할을 한다.
상기 하부금형(10)과 상부금형(20) 내측에는 코어금형(30)이 삽입 설치된다.
상기 코어금형(30)은 내부에 제2냉각수 유로(31)가 형성되어 상기 제2냉각수 유로(31)를 통해 냉각수가 순환된다.
그리고, 외주면에는 환홈(32)이 형성된다.
상기 제2냉각수 유로(31)는 주형공간(50)에 주입된 용융 수지를 안쪽에서 냉각시키는 역할을 한다.
상기 환홈(32)에는 성형물(60)의 내측 언더컷(61) 형상과 대응되는 형상의 언더컷성형링(40)이 삽입 설치된다.
상기 언더컷성형링(40)은 성형물(60)의 내측언더컷(61)을 성형하는 것으로 도 3에서 보는 바와 같이 용융 수지가 주형공간(50)에 주입되었을 때 언더컷성형링(40)에 의해 성형물(60)의 상부 안쪽에는 내측언더컷(61)이 형성된다.
상기 언더컷성형링(40)은 탄성이 뛰어나며 내열성과 내마모성 및 내구성이 뛰어난 실리콘 또는 NBR고무 또는 열가소성 엘라스토머로 형성된다.
도 2에서 보는 바와 같이 하부금형(10)과 상부금형(20)과 코어금형(30)이 결합되면 성형물(60) 형상과 대응되는 주형공간(50)이 형성된다.
상기 주형공간(50)에는 수지주입장치(70)에서 용융 수지가 주입되어 성형물(60)이 성형된다.
상기 성형물(60)이 성형될 때 상부 안쪽에는 언더컷성형링(40)에 의해 내측언더컷(61)이 형성되고, 바깥쪽에는 상부금형(20)의 걸림돌기(21)에 의해 외측언더컷(62)이 형성된다.
본 발명의 일실시예에 따른 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형을 이용하여 성형물의 성형과 상기 성형물을 사출금형에서 분리하는 과정에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형을 이용하여 성형물을 만들기 위해서 도 2에서 보는 바와 같이 하부금형(10)과 상부금형(20)과 코어금형(30)이 결합되면 성형물(60) 형상과 대응되는 주형공간(50)이 형성된다.
이후, 하부금형(10)의 아래쪽에 수지주입장치(70)를 밀착 결합시킨다.
상기 수지주입장치(70)를 이용하여 용융 수지를 도 3에서 보는 바와 같이 주형공간(50)에 주입하여 성형물(60)을 형성시킨다.
이때, 수지주입장치(70)의 수지주입로(71)로 용융 수지를 주형공간(50)에 주입시킬 때 상기 수지주입로(71)를 지나는 용융 수지가 굳는 것을 방지하기 위해 상기 수지주입로(71) 외주면에 형성된 핫러너(hot runner)(72)가 용융 수지를 일정 온도로 유지시켜 준다.
그 다음 제1냉각수 유로(11)와 제2냉각수 유로(31)를 통해 공급되는 냉각수에 의해 성형물(60)의 내외측을 냉각시킨다.
상기 성형물(60)의 냉각이 완료되면 도 3에서 보는 바와 같이 코어금형(30)을 하부금형(10)과 상부금형(20)으로부터 분리시키는데 성형물(60)의 내측언더컷(61)을 형성하고 있는 언더컷성형링(40)이 상기 내측언더컷(61)에서 분리가 시작된다.
상기 언더컷성형링(40)은 탄성이 뛰어나며 내열성과 내마모성 및 내구성이 뛰어난 실리콘 또는 NBR고무 또는 열가소성 엘라스토머로 형성되기 때문에 도 4에서처럼 성형물(60)의 내측언더컷(61)에서 빠질 때 상기 내측언더컷(61)이 마모되거나 손상되지 않는다.
이후, 도 5에서 보는 바와 같이 코어금형(30)을 완전히 분리한 후, 도 6에서 보는 바와 같이 성형물(60)이 걸려있는 상부금형(20)을 위로 분리하여 도 7에서 보는 바와 같이 상기 상부금형(20)을 반분하여 좌우로 이격시켜 성형물(60)을 분리시킨다.
이상, 본 발명에서 설명한 것은 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형을 실시하기 위한 일실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기 일실시예에 한정되는 것이 아니다. 첨부된 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
10:하부금형 11:제1냉각수 유로
20:상부금형 21:걸림돌기
30:코어금형 31:제2냉각수 유로
32:환홈 40:언더컷성형링
50:주형공간(cavity) 60:성형물

Claims (3)

  1. 제1냉각수 유로(11)가 형성된 하부금형(10);
    상기 하부금형(10) 상부에 설치되며 하단 내주면에 걸림돌기(21)가 형성된 상부금형(20);
    상기 하부금형(10)과 상부금형(20) 내측에 삽입 설치되며 내부에 제2냉각수 유로(31)가 형성된 코어금형(30);으로 구성되되,
    상기 하부금형(10)과 상부금형(20)과 코어금형(30)이 결합되면 성형물(60) 형상과 대응되는 주형공간(cavity)(50)이 형성되며,
    상기 코어금형(30)의 외주면에 환홈(32)이 형성되고,
    상기 환홈(32)에는 성형물(60)의 내측 언더컷(61) 형상과 대응되는 형상의 언더컷성형링(40)이 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부금형(20)은 반분하여 좌우로 이격되도록 설치됨을 특징으로 하는 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 언더컷성형링(40)은 실리콘 또는 NBR고무 또는 열가소성 엘라스토머로 형성되는 것을 특징으로 하는 언더컷성형링이 구비된 언더컷 성형 구조를 갖는 사출금형.
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