KR20220126577A

KR20220126577A - 사출 금형

Info

Publication number: KR20220126577A
Application number: KR1020210031020A
Authority: KR
Inventors: 심동철; 신정철; 정병준; 김월룡; 박준형; 신재현
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2022-09-16
Also published as: CN116249608A; EP4186675A4; EP4186675A1; WO2022191548A1; JP2023537736A; US20230339161A1

Abstract

본 발명은 사출 금형에 관한 것으로, 본 발명에 따른 사출 금형은, 사출 성형을 통해 사출품을 제조하는 사출 금형으로서, 상기 사출품의 전방에 위치되어 상기 사출품의 전면에 패턴을 형성시키는 전사 금형; 및 상기 사출품의 후방에 위치되는 배면 금형을 포함하고, 상기 사출품의 배면과 마주보는 상기 배면 금형의 배면부는 방열 금속을 포함한다.

Description

사출 금형{Injection mold}

본 사출 금형에 관한 것이다.

사출성형은 열을 가하여 녹인 사출 재료를 사출 금형 안으로 넣어 사출품을 성형하는 방법이다.

자동차 및 전자제품의 많은 부품이 사출성형으로 제조되고 있으며, 사출 금형에 각인된 패턴을 이용하여 다양한 외관 디자인의 부품을 제공하고 있다. 외관 부품에 요구되는 디자인은 광택면(경면)이 될 수 있지만, 질감과 같은 심미적인 기능의 부여와 스크래치, 내오염성등 표면 특성의 부여를 위하여 마이크로 엠보 패턴의 채택이 점점 많아지고 있다. 하지만, 금형의 구조에 따라 사출성형 간 마이크로 엠보 패턴의 전사가 균일하지 못한 현상이 있어 이에 따른 광택편차가 발생되어 성형품의 외관면이 얼룰덜룩하게 비치는 현상이 자주 발생하게 되다. 통상적인 엠보패턴이 각인된 사출성형품은 도장/도금과 같은 후공정이 없는 형태로 대부분 적용되고, 후공정에 의한 은폐가 불가능하므로, 표면이 얼룩지는 심미적인 문제는 심각한 문제로 시급하게 해결해야될 과제이다.

한국 등록특허 제10-2189820호

본 발명의 하나의 관점은 사출품에 균일한 전사가 구현 가능한 사출금형을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 사출금형은, 사출 성형을 통해 사출품을 제조하는 사출 금형으로서, 상기 사출품의 전방에 위치되어 상기 사출품의 전면에 패턴을 형성시키는 전사 금형; 및 상기 사출품의 후방에 위치되는 배면 금형을 포함하고, 상기 사출품의 배면과 마주보는 상기 배면 금형의 배면부는 방열 금속을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 사출품, 본 발명의 실시예에 따른 사출금형으로 제조될 수 있다.

본 발명에 따르면, 사출품의 전면에 전사 금형을 통해 패턴을 형성시킬 때, 사출품의 배면과 마주보는 배면 금형의 배면부가 방열 금속으로 형성되어, 균일한 전사가 가능하고, 사출품의 외관 불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사출 금형을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에서 A 영역을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1에서 B 영역을 일례로 확대하여 나타낸 이미지이다.
도 4는 도 1에서 B 영역을 다른 예로 확대하여 나타낸 이미지이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사출 금형에서 배면 금형의 일례를 나타낸 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사출 금형에서 배면 금형의 다른 예를 나타낸 평면도이다.

본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

실시예에 따른 사출 금형

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 사출 금형을 나타낸 단면도이다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 사출 금형(10)은, 사출 성형을 통해 사출품(M)을 제조하는 사출 금형으로서, 사출품(M)의 전면에 패턴을 형성시키는 전사 금형(100) 및 사출품(M)의 후방에 위치되는 배면 금형(200)을 포함하고, 사출품(M)의 배면과 마주보는 배면 금형(200)의 배면부(200)는 방열 금속을 포함한다.

보다 상세히, 도 1 및 도 2를 참고하면, 전사 금형(100)은 사출품(M)의 전방에 위치되어 사출품(M)의 전면(前面))에 패턴을 형성시킬 수 있다. 여기서, 사출품(M)의 전면은 사출품(M)이 앞쪽면을 의미하는 것으로서, 도 1을 참고할 때, 사출품(M)의 상측면일 수 있다.

또한, 사출품(M)의 전면과 마주보는 전사 금형(100)의 전면부(111)에 패턴이 형성되어 사출품에 패턴을 전사할 수 있다. 여기서, 전사 금형(100)의 전면부(111)에 엠보 패턴(Embo Pattern)이 형성될 수 있다. 이때, 전사 금형(100)의 전면부(111)에 표면에 거칠기가 형성되도록 화학부식 처리될 수 있다.

한편, 예를 들어 전사 금형(100)의 전면부(111)에 형성된 엠보 패턴의 거칠기(Ra)는 예를 들어 50μm 이하로 형성될 수 있다. 이때, 구체적으로 예를 들어 전면부(111)에 형성된 엠보 패턴의 거칠기(Ra)는 5.8 ~ 30μm로 형성될 수 있다. 그리고, 보다 구체적으로 예를 들어 전면부(111)에 형성된 엠보 패턴의 거칠기(Ra)는 10μm 로 형성될 수 있다.

도 1을 참고하면, 배면 금형(200)은 사출품(M)의 후방에 위치되어 사출품(M)의 배면(背面)을 지지할 수 있다. 여기서, 사출품(M)의 배면은 사출품(M)이 뒤쪽면을 의미하는 것으로서, 도 1을 참고할 때, 사출품(M)의 하측면일 수 있다. 이때, 예를 들어 배면 금형(200)은 사출품(M)의 하부에 위치될 수 있다.

여기서, 사출품(M)의 배면과 마주보는 배면 금형(200)의 배면부(211,221)는 방열 금속을 포함할 수 있다. 이때, 방열금속은 포세락스(Porcerax) 재질로 이루어질 수 있다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 사출 금형(10)은, 사출품(M)과 마주보는 배면 금형(200)의 배면부(211,221)가 방열금속을 포함하여, 사출 시 균일한 전사가 가능한 효과가 있다.

특히, 분할 구조의 배면 금형(200)에 있어서, 배면부(211,221)가 방열금속인 포세락스 재질로 이루어져, 사출 시 열교환이 빨라짐에 따라 분할된 금형 부분에 대응되는 사출품(M)에 이질감이 발생되지 않도록 균일한 전사가 가능할 수 있다.

도 3은 도 1에서 B 영역을 일례로 확대하여 나타낸 이미지이고, 도 4는 도 1에서 B 영역을 다른 예로 확대하여 나타낸 이미지이다.

한편, 도 3을 참고하면, 배면 금형(200)의 배면부(211,221)는 일례로 방전 가공될 수 있다. 이때, 방전 가공된 포세락스 재질의 배면부(211,221)는 내부에 20~30%의 기공(Air Pore)이 형성될 수 있다. 이에 따라, 배면 금형(200)의 배면부(211,221)는 기공 형태의 통기 구조를 이용하여 가스 벤트(Gas Vent) 기능을 가질수 있다.

또한, 도 4를 참고하면, 배면 금형(200)의 배면부(211,221)는 다른 예로 방전 가공 후 표면 밀링 처리 또는 연삭 처리될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 사출 금형에서 배면 금형의 일례를 나타낸 평면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 사출 금형에서 배면 금형의 다른 예를 나타낸 평면도이다.

도 1 및 도 5를 참고하면, 배면 금형(200)은 분할된 형태로 구비될 수 있다. 여기서, 배면 금형(200)은 일례로 제1 분할 금형(210) 및 평면도 상으로 제1 분할 금형(210)의 중앙부에 위치되는 제2 분할 금형(220)을 포함할 수 있다.

이에 따라, 사출 후 제1 분할 금형(210)에 대하여 제2 분할 금형(220)이 상부로 이동하며 사출품(M)을 배면 금형(200)에서 분리하기 용이할 수 있다.

한편, 도 6을 참고하면, 배면 금형(200')은 다른 예로 제1 분할 금형(210) 및 평면도 상으로 제1 분할 금형(210)의 가장 자리에 위치되는 제2 분할 금형(220')을 포함할 수 있다. 즉, 제2 분할 금형(220,220')은 제1 분할 금형(210)의 중앙부 또는 가장자리에 위치될 수 있다(참고 도 5, 도 6). 이때, 제1 분할 금형(210')의 가장 자리란 제1 분할 금형(210)에서 사출품(M)이 형성되는 부분의 가장자리일 수 있다.도 5를 참고하면 제2 분할 금형(220)은 단면이 일례로 사각형으로 형성될 수 있다. 이때, 제1 분할 금형(210)은 제2 분할 금형(220)이 결합가능하도록 제2 분할 금형(220)에 대응되는 결합홀(212)이 형성될 수 있다.

한편, 도 6을 참고하면 제2 분할 금형(220')은 다른 예로 단면이 원형으로 형성될 수 있다. 이때, 제2 분할 금형(220')의 배면부(221')는 평면도 상으로 원형으로 형성될 수 있다.

< 제조예 1 >

사출품의 전방에 위치되어, 사출품의 전면에 패턴을 형성시키는 전사 금형 및 사출품의 후방에 위치되는 배면 금형을 포함하는 사출금형을 제조하였다. 또한, 배면 금형은 제1 분할 금형 및 평면도 상으로 제1 분할 금형의 중앙부에 위치되는 제2 분할 금형을 포함하는 제2 분할 금형으로 분할된 형태로 형성시켰다.

아울러, 사출품의 전면과 마주보는 전사 금형의 전면부에 엠보(embo) 패턴을 형성시켰다. 그리고, 전사 금형의 전면부에 형성되는 엠보 패턴의 거칠기(Ra)는 10μm가 되도록 화학부식 처리하였다.

한편, 사출품의 배면과 마주보는 배면 금형의 배면부는 방열 금속인 포세락스(Porcerax) 재질로 형성시켰다. 또한, 배면 금형의 배면부는 방전 가공 후 표면 연삭처리하였다.

그리고, 사출 소재는 ASA Resin을 사용하였다.

< 제조예 2 >

배면 금형의 배면부는 방전 가공 후 표면 미처리한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 사출 금형을 제조하였다.

< 비교예 1 >

배면 금형의 배면부는 분할하지 않았고, 일반금형강(HP4M)을 적용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 사출 금형을 제조하였다.

< 비교예 2 >

배면 금형의 배면부는 일반금형강(HP4M) 재질을 적용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 사출 금형을 제조하였다.

< 비교예 3 >

배면 금형의 배면부는 Be-Cu 금속 재질을 적용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 사출 금형을 제조하였다.

< 비교예 4 >

배면 금형의 배면부는 PTFE(Telfon) 재질을 적용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 사출 금형을 제조하였다.

< 실험예 1>

Ls앰트론 LGE-ΙΙ 220N 전동식 성형기에 적용하여 동일성형 조건 하에 제조예 1 및 2와, 비교예 1 내지 4로 제조된 사출품의 외관 평가 견본을 제작하였다.

실험결과의 측정은 모두 마이크로 엠보 패터닝된 사출품에서 상측면의 외관면을 의미한다. 배면 분할 위치에 대응되는 상측면의 엠보 전사도에 따라 육안 외관 변화 관측이 가능하다. 사출품 외관 변화 특성의 정량화를 위하여 전사도를 평가하였고, 공초점 현미경을 이용하여 외관 변화 위치의 Ra(조도, Rounghness) 변화 및 Ra 변화가 지속되는 Line의 두께를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다. (공초점 현미경, Keynence社 VK-X1100)

	분할부품 경계부 조도 변화 (μm)	경계부 Line 두께(mm)
제조예 1	0.1999	0.28
제조예 2	0.228	0.33
비교예 1	-0.048	0.5
비교예 2	1.595	2.55
비교예 3	2.502	2.1
비교예 4	-2.912	3.89

배면 분활 위치의 엠보 패턴의 차이의 경우 Ra 조도 변화 ±0.5 μm(5%) 이상일 경우와 경계부 Line 두께가 2mm 이상 존재할 경우에 육안 관찰 결과 엠보 전사도가 다르다는 이질감을 인식할 수 있었다. 표 1에 나타난 바와 같이, 제조예 1 및 제조예 2에서는 이질감이 발생되지 않은 반면, 비교예 1 내지 4에서는 이질감이 발생된 것을 알 수 있다.

따라서, 사출품의 배면과 마주보는 배면 금형의 배면부가 방열 금속인 포세락스 재질로 이루어질 때, 균일한 전사가 이루어진 것을 알 수 있다.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 실시가 가능하다고 할 것이다.

또한, 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

10: 사출 금형
100: 전사 금형
111: 전면부
200: 배면 금형
211,221: 배면부
212: 결합홀
220: 제2 분할 금형
211,221: 배면부
M: 사출품

Claims

사출 성형을 통해 사출품을 제조하는 사출 금형으로서,
상기 사출품의 전방에 위치되어 상기 사출품의 전면에 패턴을 형성시키는 전사 금형; 및
상기 사출품의 후방에 위치되는 배면 금형을 포함하고,
상기 사출품의 배면과 마주보는 상기 배면 금형의 배면부는 방열 금속을 포함하는 사출 금형.
청구항 1에 있어서,
상기 방열 금속은 포세락스(Porcerax) 재질로 이루어지는 사출 금형.
청구항 2에 있어서,
상기 배면 금형의 배면부는 방전 가공된 사출 금형.
청구항 2에 있어서,
상기 배면 금형의 배면부는 방전 가공 후 표면 밀링 처리 또는 연삭 처리된 사출 금형.
청구항 1에 있어서,
상기 배면 금형은 분할된 형태로 구비되는 사출 금형.
청구항 5에 있어서,
상기 배면 금형은
제1 분할 금형 및 평면도 상으로 상기 제1 분할 금형의 중앙부 또는 가장자리에 위치되는 제2 분할 금형을 포함하는 사출 금형.
청구항 6에 있어서,
상기 제1 분할 금형에 상기 제2 분할 금형이 결합가능하도록 상기 제2 분할 금형에 대응되는 형태의 결합홀이 형성되는 사출 금형.
청구항 6에 있어서,
상기 사출품의 배면과 마주보는 상기 제1 분할 금형 및 상기 제2 분할 금형의 배면부는 각각 상기 방열 금속을 포함하고,
상기 방열 금속은 포세락스 재질로 이루어지는 사출 금형.
청구항 1에 있어서,
상기 사출품의 전면과 마주보는 상기 전사 금형의 전면부에 엠보 패턴이 형성되어 상기 사출품의 전면에 상기 엠보 패턴을 형성시키는 사출 금형.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 사출 금형으로 제조된 사출품.