KR20170107599A

KR20170107599A - Ｉｍｄ 및ｉｍｃ를 이용한 복합 성형 방법

Info

Publication number: KR20170107599A
Application number: KR1020160030703A
Authority: KR
Inventors: 이형수; 서영수; 이영광; 이희관
Original assignee: 사단법인 캠틱종합기술원
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2017-09-26

Abstract

본 발명에 의하면, 서로 대향하는 제1 금형(110)과 제2 금형(160)을 포함하며, 상기 두 금형 중 어느 하나는 서로 가까워지거나 멀어지는 개폐 방향을 따라서 이동하며, 상기 두 금형 중 어느 하나는 상기 개폐 방향과 직각을 이루는 슬라이드 방향을 따라서 이동하며, 상기 제1 금형은 상기 슬라이드 방향을 따라서 배치되는 IMD 성형부(120)와 IMC 성형부(130)을 구비하며, 상기 IMD 성형부는 상기 제1 금형과 결합되어서 제1 캐비티를 형성하고 상기 IMC 성형부는 상기 제1 금형과 결합되어서 상기 제1 캐비티보다 더 깊은 제2 캐비티를 형성하는 금형 장치(100)를 이용한 복합 성형 방법으로서, 상기 IMD 성형부에 데코 시트를 고정시키는 데코 시트 고정 단계; 상기 제1 금형을 상기 IMD 성형부와 결합시켜서 상기 제1 캐비티를 형성하는 제1 형폐 단계; 상기 제1 캐비티로 열가소성 수지를 주입하여 IMD 성형품(D)을 성형하는 후방 사출 단계; 상기 IMD 성형품이 상기 제1 금형에 부착된 상태로 상기 제1 금형과 상기 IMD 성형부를 분리시키는 형개 단계; 상기 제1 금형과 상기 IMC 성형부가 대향하도록 상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중 어느 하나를 슬라이드 이동시키는 슬라이드 이동 단계; 상기 제1 금형을 상기 IMC 성형부와 결합시켜서 상기 제2 캐비티를 형성하는 제2 형폐 단계; 및 상기 제2 캐비티로 코팅액을 주입하는 코팅액 주입 단계를 포함하는 복합 성형 방법이 제공된다.

Description

ＩＭＤ 및ＩＭＣ를 이용한 복합 성형 방법 {COMPLEX FORMING METHOD USING IMD AND IMC}

본 발명은 수지재의 성형 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 IMD(In Mold Decoration)과 IMC(In Mold Coating)를 이용한 복합 성형 방법에 관한 것이다.

최근 플라스틱 제품의 고급화 추세에 따라 자동차, 전자제품 등에 사용되는 플라스틱 소재의 표면 처리가 중요해지고 있다. 통상적으로 사출 성형품의 표면은 도장, 증착, 인쇄와 같은 방식을 통해 후처리되는데, 이러한 방식은 생산성이 떨어지고 환경에 유해한 물질을 발생시킨다는 문제가 있다. 이러한 종래의 후처리 방식을 개선한 것으로서, 사출성형 과정에서 데코 시트를 금형에 인서트한 후 수지를 사출하여 데코 시트와 일체화시킨 인몰드 데코레이션(IMD)과, 금형 내에서 열가소성 수지의 기재에 코팅재를 주입하여 코팅층을 형성하는 인몰드 코팅(IMC)이 사용되고 있다.

대한민국 등록특허공보 등록번호 10-1597791 (2016.02.25.) 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2010-0107199 (2010.10.05.)

본 발명의 목적은 IMD와 IMC를 결합한 복합 성형 방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,

서로 대향하는 제1 금형(110)과 제2 금형(160)을 포함하며, 상기 두 금형 중 어느 하나는 서로 가까워지거나 멀어지는 개폐 방향을 따라서 이동하며, 상기 두 금형 중 어느 하나는 상기 개폐 방향과 직각을 이루는 슬라이드 방향을 따라서 이동하며, 상기 제1 금형은 상기 슬라이드 방향을 따라서 배치되는 IMD 성형부(120)와 IMC 성형부(130)을 구비하며, 상기 IMD 성형부는 상기 제1 금형과 결합되어서 제1 캐비티를 형성하고 상기 IMC 성형부는 상기 제1 금형과 결합되어서 상기 제1 캐비티보다 더 깊은 제2 캐비티를 형성하는 금형 장치(100)를 이용한 복합 성형 방법으로서, 상기 IMD 성형부에 데코 시트를 고정시키는 데코 시트 고정 단계; 상기 제1 금형을 상기 IMD 성형부와 결합시켜서 상기 제1 캐비티를 형성하는 제1 형폐 단계; 상기 제1 캐비티로 열가소성 수지를 주입하여 IMD 성형품(D)을 성형하는 후방 사출 단계; 상기 IMD 성형품이 상기 제1 금형에 부착된 상태로 상기 제1 금형과 상기 IMD 성형부를 분리시키는 형개 단계; 상기 제1 금형과 상기 IMC 성형부가 대향하도록 상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중 어느 하나를 슬라이드 이동시키는 슬라이드 이동 단계; 상기 제1 금형을 상기 IMC 성형부와 결합시켜서 상기 제2 캐비티를 형성하는 제2 형폐 단계; 및 상기 제2 캐비티로 코팅액을 주입하는 코팅액 주입 단계를 포함하는 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법이 제공된다.

코팅액 주입 단계에서 진공 장치(138)를 이용하여 상기 제2 캐비티에 석션이 가해질 수 있다.

상기 코팅액은 폴리우레탄 코팅액일 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따르면,

서로 이격되어 위치하는 제1 측면 금형(220) 및 제2 측면 금형(230)과, 상기 두 측면 금형의 사이에 위치하는 중앙 금형(260)을 포함하며, 상기 중앙 금형은 상기 제1 측면 금형과 결합되어 제1 캐비티를 형성하고 상기 제2 측면 금형과 결합되어 상기 제1 캐비티보다 깊은 제2 캐비티를 형성하는 성형부(271)를 구비하고, 상기 성형부가 상기 제1 측면 금형과 대향하거나 상기 제2 측면 금형과 대향하도록 회전가능하며, 상기 제1 측면 금형과 상기 제2 측면 금형은 상기 중앙 금형과 가까워지거나 멀어지도록 슬라이드 이동이 가능한 금형 장치(200)를 이용한 복합 성형 방법으로서, 상기 제1 측면 금형에 데코 시트를 고정시키는 데코 시트 고정 단계; 상기 제1 금형을 상기 성형부와 결합시켜서 상기 제1 캐비티를 형성하는 제1 형폐 단계; 상기 제1 캐비티로 열가소성 수지를 주입하여 IMD 성형품(D)을 성형하는 후방 사출 단계; 상기 IMD 성형품이 상기 제1 금형에 부착된 상태로 상기 제1 측면 금형과 상기 성형부를 분리시키는 형개 단계; 상기 성형부가 제2 측면 금형과 대향하도록 상기 중앙 금형을 회전시키는 회전 단계; 상기 성형부를 상기 제2 측면 금형과 결합시켜서 상기 제2 캐비티를 형성하는 제2 형폐 단계; 및 상기 제2 캐비티로 코팅액을 주입하는 코팅액 주입 단계를 포함하는 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법이 제공된다.

상기 제1 형폐 단계, 상기 형개 단계 및 상기 제2 형폐 단계에서 상기 제1 측면 금형과 상기 제2 측면 금형은 상기 중앙 금형에 대하여 함께 슬라이드 이동할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면,

고정측 형(310)과, 상기 고정측 형에 가까워지거나 멀어지도록 이동하는 가동측 형(360)을 포함하며, 상기 고정측 형은 상기 가동측 형과 가까워지거나 멀어지도록 이동가능한 이동 코어(320)와, 상기 이동 코어를 구동시키는 구동시키는 구동 장치(340)를 구비하며, 상기 가동측 형은 상기 이동 코어와 결합하여 캐비티를 형성하는 성형부(371)를 구비하며, 상기 고정측 형에는 상기 이동 코어가 상기 성형부와 상대적으로 가까운 위치에서는 상기 캐비티와의 연결이 막히고 상기 이동 코어가 상기 성형부와 대적으로 먼 위치에서는 상기 캐비티와 연결되는 코팅 채널이형성되는 금형 장치(300)를 이용한 복합 성형 방법으로서, 상기 이동 코어에 데코 시트를 고정시키는 데코 시트 고정 단계; 상기 가동측 형을 상기 고정측 형 쪽으로 이동시켜서 상기 이동 코어와 상기 성형부 사이에 캐비티를 형성하는 형폐 단계; 상기 캐비티로 열가소성 수지를 주입하여 IMD 성형품(D)을 성형하는 후방 사출 단계; 상기 IMD 성형품이 상기 성형부에 부착된 상태로 상기 이동 코어를 상기 성형부와 멀어지는 방향으로 이동시켜서 상기 IMD 성형품과 상기 이동 코어의 사이에 이격 공간을 형성하는 이동 코어 후퇴 단계; 및 상기 이격 공간으로 코팅액을 주입하는 코팅액 주입 단계를 포함하는 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법이 제공된다.

상기 이동 코어 후퇴 단계에서 상기 이동 코어의 이동에 의해 상기 코팅 채널이 상기 캐비티와 연결될 수 있다.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 하나의 금형 장치에서 데코 시트에 대한 IMD 공정이 수행된 후 IMC 공정이 수행되므로 IMD와 IMC가 결합된 복합 성형이 가능하게 된다.

도 1 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법의 각 공정의 금형 상태를 도시한 도면이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법의 각 공정의 금형 상태를 도시한 도면이다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법의 각 공정의 금형 상태를 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 6에는 본 발명의 일 실시예에 따른 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법의 각 공정의 금형 상태가 순서대로 도시되어 있다. 먼저, 복합 성형 방법의 설명을 편의를 위하여 본 실시예에 적용되는 금형 장치의 구성을 개략적으로 설명한다. 도 1을 참조하면, 금형 장치(100)는 서로 대향하는 제1 금형(110)과 제2 금형(160)을 포함한다. 두 금형(110, 160) 중 어느 하나는 서로 가까워지거나 멀어지는 개폐 방향(도면에서 상하 방향)을 따라 이동하는 개폐 이동을 하는데, 본 실시예에서는 도면에서 위에 위치하는 제2 금형(160)이 개폐 방향을 따라 개폐 이동을 하는 것으로 설명한다. 이와는 달리 제1 금형(110)이 개폐 방향을 따라 개폐 이동을 할 수도 있다. 또한, 두 금형(110, 160) 중 어느 하나는 개폐 방향과 직각을 이루는 슬라이드 방향을 따라서 이동하는 슬라이드 이동을 하는데, 본 실시예에서는 도면에서 아래에 위치하는 제1 금형(110)이 슬라이드 이동을 하는 것으로 설명한다. 이와는 달리 제2 금형(160)이 슬라이드 방향을 따라 슬라이드 이동을 할 수도 있다.

제1 금형(110)은 슬라이드 방향을 따라서 차례대로 배치되는 IMD 성형부(120)와 IMC 성형부(130)를 구비한다. IMD 성형부(120)에서 제2 금형(160)과 대향하는 파팅면에는 IMD 성형홈(121)이 형성된다. IMD 성형부(120)는 IMD 성형홈(121)의 주변에 배치되어서 IMD에 사용되는 데코시트를 IMD 성형홈(121)에 고정시키는 데코시트 고정부(122)와, 제2 금형(160)과의 결합을 위한 제1 결합 기둥(126)을 구비한다. IMC 성형부(130)에서 제2 금형(160)과 대향하는 파팅면에는 IMC 성형홈(131)이 형성된다. IMC 성형홈(131)은 IMC를 위해 IMD 성형홈(121)에 보다 깊게 형성된다. IMC 성형부(130)는 주제와 경화제를 혼합하여 IMC 성형홈(131)에 의해 형성되는 캐비티에 코팅 채널(132)을 통해 열경화성의 코팅제를 주입하는 믹스헤드(Mixhead)(135)와, 제2 금형(160)과의 결합을 위한 제2 결합 기둥(136)을 구비한다. 또한, IMC 성형부(130)는 IMC 성형홈(131)의 주변에 형성되는 오버플로우 영역(137)에 설치되는 진공장치(138)를 더 구비한다. 제1 금형(110)은 제2 금형(120)에 대하여 슬라이드 방향을 따라서 슬라이드 이동이 가능하다.

제2 금형(160)은 제1 금형(110)과 대향하는 면에 제1 금형(110)의 IMD 성형홈(121) 및 IMC 성형홈(131)에 대응하여 돌출되는 성형 돌출부(171)와, IMD 성형을 위한 용융 수지를 공급하는 스프루(sprue)(170)를 구비한다. 성형 돌출부(161)는 제1 금형(110)의 IMD 성형홈(121)과 함께 IMD을 위한 캐비티 형성하거나, 제1 금형(110)의 IMC 성형홈(131)과 함께 IMC를 위한 캐비티를 형성한다. 스프루(170)는 성형 돌출부(161)와 IMD 성형홈(121)에 의해 형성되는 IMD용 캐비티로 IMD 성형을 위한 열가소성의 용융 수지를 공급한다. 제2 금형(160)은 개폐방향을 따라 개폐 이동을 하면서 성형 돌출부(161)가 IMD 성형홈(121)과 결합되거나 IMC 성형홈(131)과 결합된다. 제2 금형(160)은 제1 결합 기둥(126) 및 제2 결합 기둥(136)이 삽입되는 결합 홈(163)을 더 구비한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법은, 데코 시트 고정 단계와, 제1 형폐 단계와, 후방 사출 단계와, 형개 단계와, 슬라이드 이동 단계와, 제2 형폐 단계와, 코팅액 주입 단계를 포함한다.

데코 시트 고정 단계에서는 제1 금형(110)과 제2 금형(160)이 열린 상태에서 데코 시트가 제1 금형(110)의 IMD 성형홈(121)에 고정된다. 이때, 데코 시트는 IMD 성형홈(121)의 바닥면과 밀착된 상태로 데코시트 고정부(122)에 의해 움직이지 않도록 고정된다. 데코 시트는 IMD에서 통상적으로 사용되는 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 데코 시트 고정 단계가 완료된 후에는 제1 형폐 단계가 수행된다.

제1 형폐 단계에서는 데코 시트가 고정된 IMD 성형홈(121)에 성형 돌출부(171)가 수용되도록 제1 금형(110)과 제2 금형(160)이 결합된다. 도 1에는 제2 형폐 단계가 완료된 상태가 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, IMD 성형홈(121)과 성형 돌출부(171)에 의해 IMD를 위한 제1 캐비티(C1)가 형성되며, IMD 성형홈(121)의 바닥에는 데코 시트(S)가 밀착되어 있고, 데코 시트(S)와 성형 돌출부(171)는 서로 이격되어 있다. 제1 형폐 단계가 완료된 후에는 후방 사출 단계가 수행된다.

후방 사출 단계에서는 도 1에서 스프루(170)를 통해 제1 캐비티(C1)에서 데코 시트(S)와 성형 돌출부(171) 사이의 공간으로 열가소성 수지가 공급된다. 도 2에는 후방 사출 단계가 완료된 상태가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 제1 캐비티(C1)에는 IMD 성형홈(121)에 밀착된 데코 시트(S)에 수지부(R)가 결합된다. 후방 사출 단계가 완료된 후에는 형개 단계가 수행된다.

형개 단계에서는 도 3에 도시된 바와 같이, 데코 시트(S)에 결합된 수지부(R)로 이루어지는 IMD 성형품(D)이 성형 돌출부(171)에 부착된 상태로 제2 금형(160)이 개폐방향을 따라 이동하여 제1 금형(110)과 제2 금형(160)이 분리된다. 형개 단계가 완료된 후에는 슬라이드 이동 단계가 수행된다.

슬라이드 이동 단계에서는 제1 금형(110)이 슬라이드 이동하여 도 4에 도시된 바와 같이 성형 돌출부(171)가 IMC 성형홈(131)과 대향하게 된다. 슬라이드 이동 단계가 완료된 후에는 제2 형폐 단계가 수행된다.

제2 형폐 단계에서는 성형 돌출부(171)에 IMD 성형품(D)이 부착된 상태로 제2 금형(160)이 개폐이동하여, 도 5에 도시된 바와 같이 성형 돌출부(171)가 IMC 성형홈(131)에 수용되도록 제1 금형(110)과 제2 금형(160)이 결합된다. 도 5를 참조하면, IMC 성형홈(131)의 바닥면과 IMD 성형품(D)은 서로 이격되어서 그 사이에는 제2 캐비티(C2)가 형성된다. 제2 형폐 단계가 완료된 후에는 코팅액 주입 단계가 수행된다.

코팅액 주입 단계에서는 IMC 성형을 위해 제2 캐비티(C2)로 코팅액이 주입된다. 코팅액 주입 단계에서 주입되는 코팅액으로 본 실시예에서는 폴리우레탄 코팅액이 사용되는 것으로 설명한다. 코팅액 주입 단계에서 주제인 액상 폴리올(polyol)과 경화제인 액상의 이소시아네이트(isocyanate)가 믹스헤드(135)에서 혼합되어서 코팅 채널(132)을 거쳐서 제2 캐비티(C2)로 주입된다. 코팅액 주입 단계에서 진공 장치(138)에 의한 석션이 함께 이루어져서, 수지가 신속하게 유동하여 균일하게 분포된다. 코팅액 주입 단계가 완료된 후에는 도 6에 도시된 바와 같이 코팅층(C)이 형성된 최종 성형품(F)이 완성된다.

도 7 내지 도 10에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법의 각 공정의 금형 상태가 순서대로 도시되어 있다. 먼저, 복합 성형 방법의 설명을 편의를 위하여 본 실시예에 적용되는 금형 장치의 구성을 개략적으로 설명한다. 도 7을 참조하면, 금형 장치(200)는 수평방향을 따라서 서로 이격되어서 위치하는 제1, 제2 측면 금형(220, 230)과, 두 측면 금형(220, 230)의 사이에 위치하는 중앙 금형(260)을 구비한다.

제1 측면 금형(220)에서 중앙 금형(260)과 대향하는 면에는 IMD 성형홈(221)이 형성된다. 제1 측면 금형(220)은 IMD 성형을 위해 도 1에 도시된 IMD 성형부(120)와 동일한 구성을 갖는다. 제1 측면 금형(220)은 중앙 금형(260)과 가까워지거나 멀어지도록 슬라이드 이동한다.

제2 측면 금형(230)에서 중앙 금형(260)과 대향하는 면에는 IMC 성형홈(231)이 형성된다. 제2 측면 금형(230)은 IMC 성형을 위해 도 1에 도시된 IMC 성형부(130)와 동일한 구성을 갖는다. 제2 측면 금형(230)은 중앙 금형(260)과 가까워지거나 멀어지도록 슬라이드 이동한다. 본 실시예에서는 두 측면 금형(220, 230)이 연결되어서 함께 슬라이드 이동하는 것으로 설명하는데, 이와는 달리 각각 독립적으로 슬라이드 이동하도록 구성될 수도 있다.

중앙 금형(260)은 두 측면 금형(220, 230)의 사이에 위치하여 회전축선(A)을 중심으로 회전이 가능하다. 중앙 금형(260)은 제1 측면 금형(220)의 IMD 성형홈(221) 및 제2 측면 금형(230)의 IMC 성형홈(231)에 대응하여 돌출되는 성형 돌출부(271)를 구비한다. 중앙 금형(260)은 도 1에 도시된 제2 금형(160)과 대체로 동일한 구성을 갖는다. 중앙 금형(260)은 회전축선(A)을 중심으로 회전하여 성형 돌출부(271)가 IMD 성형홈(221)과 대향하거나 IMC 성형홈(231)과 대향하게 된다. 도시되지는 않았으나, 중앙 금형(260)은 IMD 성형을 위한 용융 수지를 공급하는 스프루를 구비한다.

도 7 내지 도 10에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법은, 데코 시트 고정 단계와, 제1 형폐 단계와, 후방 사출 단계와, 형개 단계와, 회전 단계와, 제2 형폐 단계와, 코팅액 주입 단계를 포함한다.

데코 시트 고정 단계에서는 제1 측면 금형(220)과 중앙 금형(260)이 열린 상태에서 데코 시트가 제1 측면 금형(220)의 IMD 성형홈(221)에 고정된다. 데코 시트 고정 단계가 완료된 후에는 제1 형폐 단계가 수행된다.

제1 형폐 단계에서는 데코 시트가 고정된 IMD 성형홈(221)에 성형 돌출부(271)가 수용되도록 제1 측면 금형(220)과 중앙 금형(260)이 결합된다. 제1 형폐 단계를 통해 결합된 제1 측면 금형(220)과 중앙 금형(260)의 사이에는 데코 시트(S)가 인서트된 제1 캐비티(C1)가 형성된다. 제1 형폐 단계는 제1 측면 금형(220)이 중앙 금형(260) 쪽으로 슬라이드 이동함으로써 수행된다. 제1 형폐 단계가 완료된 후에는 후방 사출 단계가 수행된다.

후방 사출 단계에서는 제1 캐비티(C1)에서 데코 시트(S)와 성형 돌출부(271) 사이의 공간으로 열가소성 수지가 공급된다. 도 7에는 후방 사출 단계가 완료된 상태가 도시되어 있다. 도 7를 참조하면, 제1 캐비티(C1)에는 IMD 성형홈(221)에 밀착된 데코 시트(S)에 수지부(R)가 결합된다. 후방 사출 단계가 완료된 후에는 형개 단계가 수행된다.

형개 단계에서는 도 7의 화살표 방향으로 제1 측면 금형(220)이 중앙 금형(260)으로부터 멀어지도록 슬라이드 이동하여, 도 8에 도시된 바와 같이, 데코 시트(S)에 결합된 수지부(R)로 이루어지는 IMD 성형품(D)이 성형 돌출부(271)에 부착된 상태로 제1 측면 금형(220)과 중앙 금형(260)이 분리된다. 형개 단계가 완료된 후에는 회전 단계가 수행된다.

회전 단계에서는 도 8의 화살표 방향으로 중앙 금형(260)이 회전축선(A)을 중심으로 회전하여, 도 9에 도시된 바와 같이, 성형 돌출부(271) 및 성형 돌출부(271)에 부착된 IMD 성형품(D)이 제2 측면 금형(230)의 IMC 성형홈(231)과 대향하게 된다. 회전 단계가 완료된 후에는 제2 형폐 단계가 수행된다.

제2 형폐 단계에서는 도 9의 화살표 방향으로 제2 측면 금형(230)이 중앙 금형(260)과 가까워지도록 슬라이드 이동하여, 성형 돌출부(271)가 IMC 성형홈(231)에 수용되도록 중앙 금형(260)과 제2 측면 금형(230)이 결합되어서, 중앙 금형(260)과 제2 측면 금형(230) 사이에는 IMD 성형품(D)이 수용되는 제2 캐비티가 형성된다. 제2 캐비티 내에서 IMD 성형품(D)의 데코 시트(S)와 IMC 성형홈(231)의 바닥면 사이에는 이격된 공간이 형성된다. 제2 형폐 단계가 완료된 후에는 코팅액 주입 단계가 수행된다.

코팅액 주입 단계에서는 IMC 성형을 위해 도 10에 도시된 바와 같이 제2 캐비티(C2)에서 데코 시트(S)와 IMC 성형홈(231)의 바닥면 사이에 형성된 공간으로 코팅액이 주입된다. 코팅액 주입 단계의 구체적인 구성은 도 6을 통해 설명된 코팅액 주입 단계와 동일하다.

도 11 내지 도 14에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법의 각 공정의 금형 상태가 순서대로 도시되어 있다. 먼저, 복합 성형 방법의 설명을 편의를 위하여 본 실시예에 적용되는 금형 장치의 구성을 개략적으로 설명한다. 도 11을 참조하면, 금형 장치(300)는 고정측 형(310)과, 고정측 형(310)과 대향하고 고정측 형(310)에 대해 가까워지거나 멀어지도록 이동하는 가동측 형(360)과, 고정측 형(310)과 가동측 형(360)에 의해 형성되는 캐비티로 IMD용 수지를 공급하도록 가동측 형(360)에 설치되는 스프루(sprue)(370)와, 고정측 형(310)과 가동측 형(320)에 형성되는 캐비티로 IMC용 수지를 공급하도록 고정측 형(310)에 설치되는 믹스헤드(Mixhead)(335)를 포함한다. 본 실시예에서는 고정측 형(310)과 가동측 형(360)이 수평방향(즉, 도면에서 좌우 방향)으로 배치되는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.

고정측 형(310)은 고정된 지지 구조(310a)와, 가동측 형(360)과 대향하는 성형홈(311)이 형성되고 지지 구조(310a)에 대해 이동 가능한 이동 코어(320)와, 이동 코어(320)를 가동측 형(360)과 가까워지거나 멀어지도록 이동시키는 구동 장치(340)와, 믹스헤드(335)와, 코팅 채널(332)를 구비한다.

지지 구조(310a)는 움직이지 않도록 고정되며, 지지 구조(310a)에 이동 코어(320) 및 구동 장치(340)가 설치된다.

이동 코어(320)는 구동 장치(340)에 의해 가동측 형(360)과 가까워지거나 멀어지도록 이동한다. 이동 코어(320)에는 가동측 형(360)과 대향하는 성형홈(311)이 형성된다.

구동 장치(340)는 이동 코어(320)가 가동측 형(360)과 가까워지거나 멀어지도록 이동 코어(320)를 이동시킨다. 구동 장치(340)로는 유압실린더가 사용될 수 있다.

믹스헤드(335)는 도 1에 도시된 믹스헤드(135)와 동일한 구성이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

코팅 채널(332)은 믹스헤드(335)의 배출구로부터 연장되어서 이동 코어(320)의 위치에 따라서 캐비티와의 연결 상태가 제어된다.

가동측 형(320)은 고정측 형(310)의 성형홈(311)과 대향하도록 배치되고, 고정측 형(310)에 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동을 한다. 가동측 형(320)은 성형홈(311)에 대응하여 형성된 성형 돌출부(371)와, 캐비티로 IMD용 용융 수지를 주입하는 스프루(371)를 구비한다.

도 11 내지 도 14에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법은, 데코 시트 고정 단계와, 형폐 단계와, 후방 사출 단계와, 형개 단계와, 이동 코어 후퇴 단계와, 코팅액 주입 단계를 포함한다.

데코 시트 고정 단계에서는 도 11에 도시된 바와 같이 고정측 형(310)과 가동측 형(360)이 열린 상태에서 데코 시트(S)가 고정측 형(310)의 성형홈(311)에 고정된다. 이때, 코팅 채널(335)은 성형홈(311)과의 연결이 차단된 상태가 되도록 이동 코어(320)가 가동측 형(360)에 상대적으로 가깝게 위치한다. 데코 시트 고정 단계가 완료된 후에는 형폐 단계가 수행된다.

형폐 단계에서는 데코 시트(S)가 고정된 성형홈(311)에 성형 돌출부(371)가 수용되도록 가동측 형(360)이 고정측 형(310) 쪽으로 이동하여 이동 코어(320)와 성형 돌출부(371)의 사이에 캐비티(C3)가 형성된다. 형폐 단계가 완료된 후에는 후방 사출 단계가 수행된다.

후방 사출 단계에서는 캐비티(C3)에서 데코 시트(S)와 성형 돌출부(371) 사이의 공간으로 열가소성 수지가 공급된다. 도 12에는 후방 사출 단계가 완료된 상태가 도시되어 있다. 도 12를 참조하면, 캐비티(C3)에는 성형홈(311)에 밀착된 데코 시트(S)에 수지부(R)가 결합되어서 형성된 IMD 성형품(D)이 완성된다. IMD 성형품(D)은 성형 돌출부(371)에 부착된 상태가 된다. 후방 사출 단계가 완료된 후에는 이동 코어 후퇴 단계가 수행된다.

이동 코어 후퇴 단계에서는 이동 코어(320)가 성형 돌출부(371)로부터 멀어지는 방향으로 이동하여 캐비티(C)에는 도 13에 도시된 바와 같이 성형홈(311)의 바닥면과 IMD 성형품(D)의 사이의 이격 공간(F)이 형성된다. 또한, 이 이격 공간(E)은 이동 코어(320)의 이동에 의해 코팅 채널(332)과 연결된다. 이동 코어 후퇴 단계가 완료된 후에는 코팅액 주입 단계가 수행된다.

코팅액 주입 단계에서는 IMC 성형을 위해 도 14에 도시된 바와 같이 캐비티(C2)에서 데코 시트(S)와 IMC 성형홈(231)의 바닥면 사이에 형성된 이격 공간(도 13의 E)으로 코팅액(C)이 주입된다. 코팅액 주입 단계의 구체적인 구성은 도 6을 통해 설명된 코팅액 주입 단계와 동일하다.

본 발명에 따른 복합 성형 방법은 코팅 외에 도장 또는 수지재 표면에 대한 다른 추가 공정을 포함할 수 있으며, 이 또한 본 발명에 속하는 것이다.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

100 : 금형 장치 110 : 제1 금형
120 : IMD 성형부 130 : IMC 성형부
132 : 코팅 채널 135 : 믹스헤드
160 : 제2 금형 200 : 금형 장치
220 : 제1 측면 금형 221 : IMD 성형홈
230 : 제2 측면 금형 231 : IMC 성형홈
260 : 중앙 금형 300 : 금형 장치
310 : 고정측 형 320 : 이동 코어
360 : 가동측 형

Claims

서로 대향하는 제1 금형(110)과 제2 금형(160)을 포함하며, 상기 두 금형 중 어느 하나는 서로 가까워지거나 멀어지는 개폐 방향을 따라서 이동하며, 상기 두 금형 중 어느 하나는 상기 개폐 방향과 직각을 이루는 슬라이드 방향을 따라서 이동하며, 상기 제1 금형은 상기 슬라이드 방향을 따라서 배치되는 IMD 성형부(120)와 IMC 성형부(130)을 구비하며, 상기 IMD 성형부는 상기 제1 금형과 결합되어서 제1 캐비티를 형성하고 상기 IMC 성형부는 상기 제1 금형과 결합되어서 상기 제1 캐비티보다 더 깊은 제2 캐비티를 형성하는 금형 장치(100)를 이용한 복합 성형 방법으로서,
상기 IMD 성형부에 데코 시트를 고정시키는 데코 시트 고정 단계;
상기 제1 금형을 상기 IMD 성형부와 결합시켜서 상기 제1 캐비티를 형성하는 제1 형폐 단계;
상기 제1 캐비티로 열가소성 수지를 주입하여 IMD 성형품(D)을 성형하는 후방 사출 단계;
상기 IMD 성형품이 상기 제1 금형에 부착된 상태로 상기 제1 금형과 상기 IMD 성형부를 분리시키는 형개 단계;
상기 제1 금형과 상기 IMC 성형부가 대향하도록 상기 제1 금형과 상기 제2 금형 중 어느 하나를 슬라이드 이동시키는 슬라이드 이동 단계;
상기 제1 금형을 상기 IMC 성형부와 결합시켜서 상기 제2 캐비티를 형성하는 제2 형폐 단계; 및
상기 제2 캐비티로 코팅액을 주입하는 코팅액 주입 단계를 포함하는 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법.
청구항 1에 있어서,
코팅액 주입 단계에서 진공 장치(138)를 이용하여 상기 제2 캐비티에 석션이 가해지는 것을 특징으로 하는 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 코팅액은 폴리우레탄 코팅액인 것을 특징으로 하는 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법.
서로 이격되어 위치하는 제1 측면 금형(220) 및 제2 측면 금형(230)과, 상기 두 측면 금형의 사이에 위치하는 중앙 금형(260)을 포함하며, 상기 중앙 금형은 상기 제1 측면 금형과 결합되어 제1 캐비티를 형성하고 상기 제2 측면 금형과 결합되어 상기 제1 캐비티보다 깊은 제2 캐비티를 형성하는 성형부(271)를 구비하고, 상기 성형부가 상기 제1 측면 금형과 대향하거나 상기 제2 측면 금형과 대향하도록 회전가능하며, 상기 제1 측면 금형과 상기 제2 측면 금형은 상기 중앙 금형과 가까워지거나 멀어지도록 슬라이드 이동이 가능한 금형 장치(200)를 이용한 복합 성형 방법으로서,
상기 제1 측면 금형에 데코 시트를 고정시키는 데코 시트 고정 단계;
상기 제1 금형을 상기 성형부와 결합시켜서 상기 제1 캐비티를 형성하는 제1 형폐 단계;
상기 제1 캐비티로 열가소성 수지를 주입하여 IMD 성형품(D)을 성형하는 후방 사출 단계;
상기 IMD 성형품이 상기 제1 금형에 부착된 상태로 상기 제1 측면 금형과 상기 성형부를 분리시키는 형개 단계;
상기 성형부가 제2 측면 금형과 대향하도록 상기 중앙 금형을 회전시키는 회전 단계;
상기 성형부를 상기 제2 측면 금형과 결합시켜서 상기 제2 캐비티를 형성하는 제2 형폐 단계; 및
상기 제2 캐비티로 코팅액을 주입하는 코팅액 주입 단계를 포함하는 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 형폐 단계, 상기 형개 단계 및 상기 제2 형폐 단계에서 상기 제1 측면 금형과 상기 제2 측면 금형은 상기 중앙 금형에 대하여 함께 슬라이드 이동하는 것을 특징으로 하는 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법.
고정측 형(310)과, 상기 고정측 형에 가까워지거나 멀어지도록 이동하는 가동측 형(360)을 포함하며, 상기 고정측 형은 상기 가동측 형과 가까워지거나 멀어지도록 이동가능한 이동 코어(320)와, 상기 이동 코어를 구동시키는 구동시키는 구동 장치(340)를 구비하며, 상기 가동측 형은 상기 이동 코어와 결합하여 캐비티를 형성하는 성형부(371)를 구비하며, 상기 고정측 형에는 상기 이동 코어가 상기 성형부와 상대적으로 가까운 위치에서는 상기 캐비티와의 연결이 막히고 상기 이동 코어가 상기 성형부와 대적으로 먼 위치에서는 상기 캐비티와 연결되는 코팅 채널이형성되는 금형 장치(300)를 이용한 복합 성형 방법으로서,
상기 이동 코어에 데코 시트를 고정시키는 데코 시트 고정 단계;
상기 가동측 형을 상기 고정측 형 쪽으로 이동시켜서 상기 이동 코어와 상기 성형부 사이에 캐비티를 형성하는 형폐 단계;
상기 캐비티로 열가소성 수지를 주입하여 IMD 성형품(D)을 성형하는 후방 사출 단계;
상기 IMD 성형품이 상기 성형부에 부착된 상태로 상기 이동 코어를 상기 성형부와 멀어지는 방향으로 이동시켜서 상기 IMD 성형품과 상기 이동 코어의 사이에 이격 공간을 형성하는 이동 코어 후퇴 단계; 및
상기 이격 공간으로 코팅액을 주입하는 코팅액 주입 단계를 포함하는 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 이동 코어 후퇴 단계에서 상기 이동 코어의 이동에 의해 상기 코팅 채널이 상기 캐비티와 연결되는 것을 특징으로 하는 IMD 및 IMC를 이용한 복합 성형 방법.