KR20200036118A - 폴리머 코팅막을 가지는 이젝터를 포함하는 금형 - Google Patents

Abstract

진공 고주파 목재 건조 장치가 제공된다. 이는 내부에 밀폐된 건조실을 제공하는 몸체부와, 건조실 내를 진공시키도록 배치되는 진공부와, 건조실 내 적재된 목재들의 사이에 층층이 배열되는 복수의 전극판과, 전극판들에 고주파 전압을 인가하도록 연결된 고주파 발진기를 포함한다. 몸체부는 적어도 건조실의 천정 부위에 배치된 플렉시블한 형상 가변성 재질의 압체부를 구비하여 건조실의 진공 시에 압체부가 적재된 목재들을 압착한다. 목재 적층물을 압체함으로써, 속성으로 건조가 이루어지더라도 변형이 발생하지 않는다.

Description

폴리머 코팅막을 가지는 이젝터를 포함하는 금형{MOLD COMPRISING AN EJECTOR HAVING A POLYMER COATING FILM}

본 발명은 금형 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 핀홀과 이젝트핀에 폴리머 코팅막을 형성함으로써 마찰에 의한 손상을 최소화하고 수지 침투를 억제할 수 있는 이젝터를 포함하는 금형을 제공한다.

금형은 제품 형상의 캐비티를 가지는 틀을 일컫는 것으로서, 수지, 철, 등과 같은 성형 재료를 캐비티에 주입하여 제품을 성형하는데 이용된다. 이러한 금형은 제품 성형이 완료되면 성형된 제품을 배출하고 계속하여 용융 재료를 캐비티에 주입하여 후속 제품을 성형한다.

성형이 완료된 제품을 배출하기 위해서 이젝터가 이용된다. 일반적으로 이젝터는 금형의 몸체를 관통하여 형성된 복수의 핀홀에 이젝트 핀들을 삽입 장착하고 이젝트 핀들을 포함한다. 이젝팅을 위해 이젝트 핀들을 이동시켜서 성형된 제품을 캐비티 외부로 밀어낸다.

핀홀들에 삽입된 이젝트 핀들이 핀홀 내에서 반복적으로 이동하기 때문에 그 둘 간에 마찰력이 발생하여 핀홀 및 이젝트 핀의 손상이 자주 발생된다. 특히 이젝트 핀의 손상이 잦은데, 이러한 손상은 이젝트 핀의 이동 시에 걸림을 야기하고 나아가 이젝트 핀의 부러지는 현상을 초래한다. 이러한 마찰 손상은 금형보다는 약한 재질로 이젝트 핀이 형성되는 데 기인하며, 이젝트 핀의 이동 제약이나 부러짐은 공정 상에 큰 손실을 주게 된다.

나아가, 열경화성 수지를 성형 재료로 이용하는 경우에 특히 수지가 핀홀과 이젝트 핀 사이의 갭으로 침투하는 경우가 자주 발생한다. 상술한 핀홀과 이젝트 핀 상의 갭으로의 수지 침투는 이젝트 핀의 이동을 제약하거나 심한 경우 이젝트 핀 또는 다른 이동 요소를 고착시켜서 전혀 움직이지 못하도록 하는 문제를 일으킨다.

한국특허공개 20-1998-0040857호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 이젝트 핀의 반복적인 이동에도 마찰 손상이 최소화될 수 있는 이젝트 구성을 구비하는 금형을 제공한다.

본 발명은 이젝트 핀이 삽입되어 이동하는 경로를 제공하는 핀홀 내에 수지의 침투가 최소화될 수 있는 이젝트 구성을 구비하는 금형을 제공한다.

본 발명은 금형을 제공하며, 이는 제품이 성형되는 캐비티 공간을 가지고, 외측에서 상기 캐비티 공간을 향해 형성된 복수의 핀홀을 구비하는 몸체; 상기 복수의 핀홀 각각에 이동이 가능하게 삽입 장착된 복수의 이젝트 핀과, 상기 복수의 이젝트 핀에 있어서 상기 캐비티 공간의 반대측의 단부를 지지하도록 배치되는 밑판을 포함하는 이젝터; 및 상기 캐비티 공간에 위치한 성형된 제품을 이젝팅하기 위해, 상기 이젝터를 슬라이딩 이동시키도록 배치되는 하나 이상의 실린더;를 포함하고, 적어도 상기 복수의 핀홀 각각의 내벽과 상기 복수의 이젝트 핀의 외면에는 폴리머 코팅막이 형성된다.

상기 금형은 열경화성 수지용일 수 있다.

상기 금형과 상기 하나 이상의 실린더를 지지하는 베이스판을 더 포함하고, 상기 금형은 하나 이상의 스페이서를 개재하여 상기 베이스판으로부터 지지될 수 있다.

본 발명에 따르면, 핀홀의 내벽 및 이젝트 핀의 마찰 손상이 최소화된 이젝트 구성을 포함하는 금형이 제공된다. 핀홀의 내벽 및 이젝트 핀의 외면에는 폴리머 코팅막이 형성되어 상호 간의 마찰 손상을 최소화시킬 수 있다. 나아가, 핀홀과 이젝트 핀 간의 갭을 축소시킴으로써, 수지가 침투하는 것을 억제한다. 이러한 폴리머 코팅막은 핀홀 내벽과 이젝트 핀의 외면에 재형성이 가능하여, 이젝터의 구성요소들의 사용수명을 연장시킬 수도 있다. 결국, 핀홀의 내벽이나 이젝트 핀의 마찰 손상이나 그들 간의 갭으로 수지가 침투하지 않기 때문에 안정적인 공정을 장시간 진행할 수 있게 되어 생산성이 대폭 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 금형을 도시한 단면도로서, 이젝트 구성의 동작을 보여준다.
도 2는 본 발명의 금형을 도시한 단면도로서, 주요부를 확대하여 보여준다.
도 3은 본 발명의 금형의 주요부를 나타낸 도면으로서, 코팅막의 유무에 따른 차이를 보여준다.

본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 금형에 관한 것으로서 성형된 제품을 이젝트하기 위한 이젝트 구성을 구비한 금형을 제공한다. 일반적으로, 금형의 경우 성형된 제품을 금형의 캐비티로부터 이탈 또는 이젝트시키기 위한 구성을 구비한다. 통상 사출 금형과 같은 금형 장비는 제품 성형을 연속적으로 수행하는데, 어느 성형된 제품이 금형의 캐비티 공간에 끼워진 상태가 된다. 따라서 그를 이젝트 구성을 이용하여 이탈시킨 후 후속 성형 동작을 연속적으로 수행한다. 이젝트 구성은 금형에 형성된 핀홀들에 슬라이딩 이동이 가능하게 삽입된 복수의 이젝트 핀을 포함한다. 이젝트 핀은 실린더에 의해 핀홀 속을 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다. 제품 성형이 완료되면, 2개의 금형이 분리되어 열리고 실린더가 이젝트 핀을 이동시켜서 제품을 금형의 캐비티로부터 이젝트시킨다. 이젝트 동작을 위해 실린더에 의해 이젝트 핀들이 핀홀 내를 이동하면 이젝트 핀들의 단부들이 캐비티 공간으로 돌출되면서 캐비티에 끼어 있는 성형된 제품을 밀어내서 이젝트시키는 것이다.

본 발명의 금형은 핀홀들의 내벽과 이젝트 핀들의 외면에 형성된 코팅막을 포함한다. 코팅막은 예를 들어 폴리머 코팅막일 수 있다.

핀홀들의 내벽과 이젝트 핀들의 외면에 형성된 폴리머 코팅막은 동질일 수 있으며, 그에 따라서 마찰력이 최소화될 수 있다. 또한 폴리머 코팅막들은 이젝트 핀과 핀홀 간의 갭을 메꾸게 되어 수지, 특히 열경화성 수지가 이젝트 핀과 핀홀 상이의 갭으로 침투하는 것을 억제한다.

일반적으로 금형에 채택되는 이젝트 구성에서는 이젝트 슬라이딩 이동 및 가공공차에 의해 이젝트 핀과 핀홀 간에 약 1/100mm 이상의 갭이 존재하게 된다. 열가소성 수지를 이용하는 금형은 유리천이온도 이상에서 점도가 높아서 이젝트 핀과 핀홀 사이의 갭으로 수지가 침투하는 경우가 드물어서 무방하다. 그러나, 열경화성 수지의 경우에는 성형이 가능한 온도에서 점도가 매우 낮아서 상기 갭으로 수지가 다량 침투하는 경향이 있다. 더구나, PCM(Prepreg Compressed Molding)의 경우 수지의 흐름이 거의 없이 금형 내에서 경화만 시키는 방식이기 때문에, 수지가 받는 압력 방향이 핀홀 방향과 동일하기 때문에 갭으로 수지가 다량 침투하게 된다. 이렇게 수지가 갭으로 침투하면 이젝트 핀의 이동 불량, 끼임, 고착 등이 발생하고, 나아가 이젝트 핀이 부러지거나 핀홀의 손상까지 발생하고 있다. 특히, 금형과 이젝트 핀은 다른 재료로 형성되어 열팽창 계수가 다르며, 그로 인해 갭이 커지는 문제도 있다. 이러한 금형과 이젝트 핀 간의 재료 차이는 핀홀의 내벽과 이젝트 핀 간에 발생하는 마찰력에 의한 손상이 쉽게 일어난다. 핀홀과 이젝트 핀을 정밀 가공하는 상술한 문제들을 해결할 수는 있지만, 가공 비용이 매우 비싸고 현실적으로 갭을 최소화할 정도로 초정밀 가공은 매우 어려운 작업이다.

본 발명이 채용하는 코팅막은 상술한 기존 금형의 이젝트 구성에서의 문제점을 해결한다. 코팅막은 기가공된 핀홀과 이젝트 핀들을 활용할 수 있다. 즉, 필요한 두께만큼 코팅막을 형성함으로써 상술한 핀홀과 이젝트 핀 간의 갭을 최소화시키고, 수지의 침투를 방지할 수 있다.

본 발명에 채용되는 코팅막을 형성하는 데 이용될 수 있는 소재에 특별한 제약이 있는 것은 아니다. 이를 테면, 금속막, 금속산화막, 폴리머막 등이 적용될 수 있다. 바람직하게는 형성의 용이성 및 경제성 측면에서 폴리머로 형성하는 것이 바람직하다. 나아가 폴리머 코팅막은 어느 정도 사용 후에 반복적으로 코팅이 가능하다.

다른 예에서는 핀홀 및 이젝트 핀 중 어느 하나에만 코팅막을 형성하는 구성을 채택할 수도 있다.

이상과 같은 금형은 열경화성 수지용 금형에 바람직하게 적용될 수 있지만, 그 외 캐비티에 낀 제품을 이탈시키는 이젝트 구성을 채택하는 금형 장치에는 특별한 제약없이 적용될 수 있음은 물론이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 금형을 도시한 단면도로서, 이젝트 구성의 동작을 보여준다. 도 2는 본 발명의 금형을 도시한 단면도로서, 주요부를 확대하여 보여준다. 도 3은 본 발명의 금형의 주요부를 나타낸 도면으로서, 코팅막의 유무에 따른 차이를 보여준다.

도 1 내지 3을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금형은 캐비티 공간(과 외측에서 캐비티 공간(15)을 향해 형성된 복수의 핀홀(13)을 구비한 몸체(11)를 포함한다.

이러한 몸체(11)는 상부 금형과 하부 금형의 짝으로 이루어진 금형 중의 하나일 수 있다. 따라서, 도시된 본 발명의 금형의 몸체(11)와 짝을 이루는 다른 금형의 몸체 또는 부재는 생략되었다.

캐비티 공간(15)은 수지 등이 유입되어 제품(P)이 성형되는 제품 형상의 공간이다.

복수의 핀홀(13)은 몸체(11)의 외측에서 캐비티 공간(15)을 향해 형성된다. 핀홀(13)의 단면 형상은 특별한 제약이 있는 것은 아니나 원형인 것이 마찰력의 최소화에 유리하다.

복수의 핀홀(13)에는 이젝터(16)의 이젝트 핀(161)들이 삽입된 상태로 있다. 이젝터(16)는 복수의 이젝트 핀(161)과 이젝트 핀(161)들을 지지하는 밑판(162)을 포함한다.

이젝트 핀(161)들은 복수의 핀홀(13) 각각에 슬라이딩 이동이 가능하게 삽입 장착되며, 캐비티 공간(15)의 반대측의 단부들이 밑판(162)에 의해 지지된다. 이를 위해, 지지되는 단부들이 밑판(162)에 용접 등의 방식으로 고정될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금형의 이젝트 구성은 복수의 핀홀(13)들의 내벽과 복수의 이젝트 핀(161)의 외면에 형성된 코팅막(1311, 1611)을 포함한다. 코팅막(1311, 1611)은 예를 들어 폴리머 코팅막(1311, 1611)일 수 있고, 이들 2개의 코팅막은 동질의 폴리머일 수 있다.

도 2 및 3에서 잘 보이는 바와 같이, 코팅막(1311, 1611)에 의해 핀홀(13)과 이젝트 핀(161)과의 갭이 축소된다. 또한 이들 코팅막(1311, 1611)들은 상호 마찰력을 상대적으로 줄이게 되어, 마찰력에 의한 손상을 감소시킨다.

이젝터(16)를 이동시키기 위해, 하나 이상의 실린더(17)가 구비된다. 실린더(17)는 도시한 예에서와 같이 2개 이상이 구비될 때, 균형있는 자세로 이젝터(16)를 이동시킬 수 있을 것이다.

실린더(17)에 의해 이젝터(16)의 이젝트 핀(161)들이 핀홀(13) 내에서 이동하여 단부가 캐비티 공간(15)으로 돌출되면 캐비티에 끼인 제품이 핀들에 의해 밀려서 이젝트된다. 제품(P)의 이젝팅을 위해 실린더(17)가 이젝트 핀(161)들을 전진 이동시키면 이젝트 핀(161)들이 캐비티 공간(15)으로 돌출되면서 제품(P)을 밀어낸다(도 1 참조).

실린더(17) 및 금형의 몸체(11)를 지지하기 위해 베이스판(18)이 구비될 수 있고, 실린더(17)의 설치 및 이젝터(16)의 이동을 위한 공간을 위해 스페이서(19)가 구비될 수 있다. 스페이서(19)는 하나 이상 구비될 수 있다.

이상과 같은 이젝트 구성이 구비된 금형의 몸체(11)는 상부 금형 또는 하부 금형 위치에 모두 배치될 수 있다. 또한, 본 발명의 금형의 코팅막을 포함하는 이젝트 구성은 열경화성 수지를 이용하는 금형에 더 적합하게 적용될 수 있지만, 다른 소재를 이용하는 경우에도 적용될 수 있음은 물론이다. 나아가, 본 발명의 코팅막을 포함하는 이젝트 구성은 사출성형이 아닌 다른 방식의 금형에도 적용될 수 있다.

도 1을 참조하여 동작을 설명한다. 본 발명의 금형에서 도 1의 좌측 도면과 같이 제품의 성형이 완료되면, 우측 도면과 같이 실린더(17)가 이젝터(16)를 전진시켜서 이젝트 핀(161)들을 캐비티 공간(15)으로 돌출시키면서 제품(P)을 캐비티로부터 이탈시킨다. 제품(P)이 이젝트된 후에는 실린더(17)가 다시 후퇴하여 이젝터(16)를 원위치시키고, 이때는 이젝트 핀(161)들이 좌측 도면과 같이 핀홀(13)들 내부에 위치된다.

도 3을 참조하면 본 발명에서 채용하는 코팅막(1311, 1611)에 의해 핀홀(13)과 이젝트 핀(161) 사이의 갭이 축소된 것을 확인할 수 있다. 이렇게 갭이 축소되기 때문에 열경화성 수지의 경우에도 수지가 갭으로 침투하는 것이 감소될 수 있고, 수지의 침투로 인해 발생하던 문제들이 해결된다. 더구나, 폴리머 코팅막(1311, 1611)을 동질로 형성하여 마찰로 인한 손상을 최소화할 수 있다. 기존의 핀홀과 이젝트 핀과 같이 서로 다른 재질일 경우에는 어느 하나의 요소가 상대적으로 빠르게 마찰력에 의한 손상을 입게 된다. 특히 이젝트 핀이 더 빨리 마모되어 이동 간에 걸리거나 부러지는 문제를 발생시키게 된다. 그러나, 본 발명은 폴리머 코팅막(1311, 1611)을 핀홀(13) 내벽과 이젝트 핀(161)의 외면에 형성함으로써 그러한 문제가 감소한다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

11: 몸체, 13: 핀홀, 15: 캐비티 공간, 16: 이젝터, 17: 실린더, 18: 베이스판, 19: 스페이서, 161: 이젝트 핀, 162: 밑판, 1311, 1611: 코팅막

Claims (4)

1. 금형으로서:
   제품이 성형되는 캐비티 공간을 가지고, 외측에서 상기 캐비티 공간을 향해 형성된 복수의 핀홀을 구비하는 몸체;
   상기 복수의 핀홀 각각에 이동이 가능하게 삽입 장착된 복수의 이젝트 핀과, 상기 복수의 이젝트 핀에 있어서 상기 캐비티 공간의 반대측의 단부를 지지하도록 배치되는 밑판을 포함하는 이젝터; 및
   상기 캐비티 공간에 위치한 성형된 제품을 이젝팅하기 위해, 상기 이젝터를 슬라이딩 이동시키도록 배치되는 하나 이상의 실린더;를 포함하고,
   적어도 상기 복수의 핀홀 각각의 내벽과 상기 복수의 이젝트 핀의 외면에는 코팅막이 형성된 것인 금형.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 금형은 열경화성 수지용인 금형.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 금형과 상기 하나 이상의 실린더를 지지하는 베이스판을 더 포함하고,
   상기 금형은 하나 이상의 스페이서를 개재하여 상기 베이스판으로부터 지지되는 것인 금형.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 코팅막은 폴리머 코팅막인 금형.

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