KR960007282B1 - 사출 압축 성형 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

사출 압축 성형 방법 및 장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 열가소성의 수지의 1예인 PMMA의 온도와 동적 강성률의 관계를 압력을 파라미터로 하여 나타낸 특성도.

제2도는 본 발명의 실시예에 관한 직압식의 사출압축 성형장치의 단면도.

제3도는 형틀공간 확장수단의 1예인 압축값 조정실린더의 단면도.

제4도는 제3도에 나타낸 압축값 조정실린더의 구동용 밸브기구의 1예를 나타낸 단면도.

제5도는 가소화장치와 계량사출장치의 1예를 나타낸 단면도.

제6도는 본 발명의 제어시스템의 1예를 나타낸 회로도.

제7도는 게이트 수단의 단면도.

제8도는 성형시의 제어특성을 나타낸 특성도.

제9도는 본 발명의 동작을 나타낸 플로우 차트.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 사출압축 성형방법 및 그것을 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 예컨데, 광학렌즈와 같이 고도한 성형 정밀도나 조성적인 균질성이 요구되는 제품의 성형에 적합한 사출압축 성형방법 및 장치에 관한 것이다.

[배경기술]

열가소성 수지를 사용하여 정밀한 성형품을 얻기 위하여, 사출압축 성형방법이 최근 주목되고 있다.

예를 들면, PMMA(메타크릴수지)등의 열가소성 수지는, 고온의 용융상태로부터 온도를 저하시킴으로써 그 동적 강성틀이 상승하여 경화하고, 또, 온도 저하에 따라서 그 체적이 감소한다.

보다 상세하게는, 열가소성 수지는 냉각에 의한 경화에 의하여 고체로서의 제품 형상을 갖추지만, 그저 단순히 냉각 경화시킨 것만으로는, 용융상태보다도 체적이 감소하기 때문에 열등품이나 휘어짐 등의 성형불량을 낳는다.

이 때문에, 일반적으로는 금형 접합면에 미리 성형수축틀에 알맞는 만큼의 압축값을 잡고, 용융된 열가소성 수지를 형틀내로 사출한 후에 형체력(型締力)을 가한 상태로 열가소성 수지를 냉각 경화시킨다.

이 사출압축 성형을 위한 프로세스 콘트롤로서는, 종래부터 여러가지 방법이 제창되고 있다.

기본적으로는, 냉각효율을 높이기 위해서 미리 금형 온도를 빼내는 온도 부근에 설정하에 놓고, 사출 완료후 곧 금형 내용적이 상온 상압시에 있어서의 성형품의 체적과 일치하도록 압력을 가하고, 이후 냉각에 따른 수축에 알맞도록 가압력을 서서히 감소시키는 것 같은 콘트롤을 하고 있다.

즉, 종래의 프로세스 콘트롤은, 냉각에 따른 수축으로 기인하는 형상 칫수의 불량을 개선하기 위해서, 냉각중의 각 온도에 있어서 성형되는 수지가 상온 상압시의 체적을 유지하도록 압력을 콘트롤하는 것이며, 형상칫수의 안정성이란 점에만 착안한 경우에는 만족할 성형품을 얻을 수 있도록 되어 있다.

열가소성 수지는 고온의 용융상태로부터 상온의 고화상태까지의 시간동안 그 동적 강성률이 똑같이 상승하는 것은 아니고, 어느 온도(유리 전위점 Tg)를 경계로 급격히 동적 강성률이 상승하여 경화한다.

따라서, 냉각중에 유리전위점을 통과할때에 수지의 각부에 온도 편차가 생기고 있으며, 형틀공간내의 수지에는 이 온도편차에 의해서 부분적으로 고화상태와 용융 상태가 혼재하게 되어, 고화상태에 있는 부분과 용융상태에 있는 부분을 균일하게 가압을 계속한 경우, 고화상태로 있는 부분이 소성 변형하기 쉽고, 성형품의 내부조성이 균일하게 되기 쉽다고 하는 문제가 있다.

물론 미리 금형 온도를 높게 설정하여 놓고, 충분히 시간을 걸려서 냉각하면, 수지 각부의 온도편차가 감소하기 때문에, 상기 문제는 어느 정도 완화되지만, 성형품의 형상 칫수가 큰 경우나 부분적인 두께의 차가 큰 경우에도 온도편차가 생기지 않도록 냉각속도를 더디게 하면, 작업능률이 극히 악화한다.

본 발명은 수지가 경화하는 과정의 소요시간, 특히 유리 전위점을 통과하는 과정의 소요시간을 단축하여도 수지 각부에 큰 온도편차가 생기지 않고, 내부조성의 균질성에 뛰어난 성형품을 얻을 수 있도록 한 신규의 사출압축 성형방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

상기와 같이, PMMA와 같은 열가소성 수지는 냉각에 따라서 동적 강성률이 상승하여 경화하고, 특히, 유리 전위점을 통과할때에 이 동적 강성률이 급격히 상승한다고 하는 속성을 갖고 있다.

나아가, 이 종류의 열가소성 수지는 동일한 온도일지라도 가압력을 상승시킴으로써 동적 강성률도 상승하고, 그 유리 전위점도 고온쪽으로 위치를 이동한다고 하는 속성을 갖고 있다.

이것은 PMMA와 같은 열가소성 수지는 고압을 가하면, 상대적으로 고온(예컨데 125℃라고 하는 상압하에는 용융상태에 있는 온도)이라도 경화하는 것을 의미한다.

본 발명은 열가소성 수지의 이같은 속성, 즉, 고온하에서도 가압하면 경화한다고 하는 속성에 착안하여서 이루어진 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은 형틀공간에 사출된 용융상태에 있는 열가소성 수지를 가열에 의하여 경화시킴으로써, 근소한 온도 변화의 범위에서 실질적인 경화를 완료시키고, 경화중인 수지 각부의 온도편차를 저감시키도록 한 것이다.

일반적으로 본 발명은, 형틀공간이 형성된 금형내에 용융된 소망량의 열가소성 수지를 사출하고, 상기 금형내에 존재하는 사출된 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 제어하면서 이 열가소성 수지를 냉각하여 제품을 얻는 사출압축 성형방법을 전제로 한다.

금형 수단은 상호 대향하는 고정금형과 가동금형이 있고, 이 가동금형은, 상기 고정금형과 협동하여 제품의 체적과 실질적으로 같은 형틀공간을 형성하는 제1의 위치와, 상기 고정금형과 협동하여 제품의 체적보다도 큰 형틀공간을 형성하는 제2의 위치와, 상기 고정금형과 이반하는 제3의 위치와의 사이에서 이동 가능하게 되어있다.

사출동작에 앞서서 가동금형은 제2의 위치로 이동하고, 제품의 체적보다도 큰 형틀공간이 형성된다.

나아가서, 온도제어수단에 의하여 금형 온도는 상기 열가소성 수지가 상압상태에 있어서는 경화를 개시하는 온도보다도 높은 온도에 초기설정된다.

용융된 열가소성 수지는 계량사출수단에 의하여 소망량이 계량되어서 게이트 수단을 통과하여 형틀공간에 사출되어, 사출된 수지는 금형과의 열교환에 의하여 금형의 초기설정온도까지는 급속히 냉각된다.

압력제어수단은, 사출된 열가소성 수지가 상압상태에 있어서 경화를 개시하는 온도까지 냉각되기 이전에 금형내의 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 상승시킨다.

금형온도는 상기 열가소성 수지가 상압상태에서 경화를 개시하는 온도보다도 높은 온도로 미리 설정되어 있으므로, 이 가압을 개시하는 시점에 있어서 금형내의 열가소성 수지는 용융상태를 유지하고 있으며, 따라서, 가압력은 금형내의 열가소성 수지 전체에 균일하게 가하여 진다.

상술한 바와 같이, 열가소성 수지는 온도를 저하시키지 않더라도 가압력을 상승시키면, 그 동적 강성률이 상승하여 경화하는 속성을 갖고 있다.

따라서, 가압 개시시의 온도조건에 있어서 유리 전위점의 동적 강성률 이상의 동적 강성률을 얻을 수 있을 만한 가압력을 가하면, 열가소성 수지는 그 가압 개시때부터 온도저하 없이(또는 근소한 온도 저하중) 경화하여, 그 동적 강성률은 당해 수지의 유리 전위점의 동적 강성률을 상회하여 경화한다.

또한, 이와 같이 하여서 용융상태에 있는 열가소성 수지를 가압에 의하여 경화시킨 경우에 있어서는, 경화과정에 있어서의 수지의 각부의 가압력편차나 온도편차는 극히 미세한 것으로 된다.

가압에 의하여 경화한 열가소성 수지는, 가압력을 유지한 채로 당해 수지의 상온상압시에 있어서의 동적 강성률을 얻을 수 있는 온도까지 냉각된다.

이와 같이 가압상태에 있어서 경화하고 있는 수지는, 상압하에서는 아직 용융하는 온도에 있기 때문에, 가압력을 감소시키면 동적 강성률이 저하하여 재차 연화하지만, 상술한 바와 같이, 이 종류의 열가소성 수지는 냉각에 따라서 동적 강성률이 상승하는 속성도 갖고 있다.

그래서, 온도제어수단은 금형 설정온도를 서서히 저하시킴으로써 가압에 의하여 경화한 열가소성 수지를 빼내기 온도까지 냉각함과 동시에, 압력제어수단은 냉각에 따른 동적 강성률의 상승을 상쇄하도록 가압력을 감소시키므로, 당해 수지는 상온 상압시에 있어서의 동적 강성률를 유지하면서 형성된다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하 도면을 참조하여 본 발명의 1실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 PMMA를 열가소성 수지의 일예로서 온도와 동적 강성률의 관계를 압력을 파라미터로 하여 나타낸 것이다.

제1도에 있어서, (a), (b), (c), (d), (e), (f)의 각 커브는 각각 1bar, 200bar, 400bar, 600bar, 800bar, 1000bar 시에 있어서의 온도와 동적 강성률의 관계를 나타내고 있으며, PMMA의 온도와 동적 강성률의 관계를 나타내는 커브는 압력이 1bar 상승할 때마다, 0.025℃만 고온쪽으로 시프트한다.

다시, 제1도에 있어서, (a₁), (b₁), (c₁), (d₁), (e₁), (f₁)의 각 포인트는 각 압력시에 PMMA가 경화를 개시하는 포인트, (a₂), (b₂), (c₂), (d₂), (e₂), (f₂)의 각 포인트는 각 압력시에 PMMA가 유리 전위점의 앞까지 경화하는 포인트, (a₃), (b₃), (c₃), (d₃), (e₃), (f₃)의 각 포인트는 각 압력시에 PMMA가 유리전위점 이상으로 경화하는 포인트, (a₄), (b₄), (c₄), (d₄), (e₄), (f₄)의 각 포인트는 각 압력시에 PMMA가 완전히 경화하는 포인트를 각각 나타낸다.

1bar라고 하는 압력조건하에서 보면, PMMA는 130℃ 이상의 온도영역에 있어서는 완전히 용융한 상태에 있고, 이 압력하에서 냉각한 경우 약 125℃ 전후에 있어서 경화를 개시하고, 120℃에서 미리 유리 전위점의 직전의 동적 강성률을 얻고, 115℃에서 유리 전위점 이상의 동적 강성률을 얻고, 약 100℃에서 완전히 고체화 한다.

한편, 1000bar라고 하는 압력조건하에서 보면, PMMA는 155℃ 이상의 온도 영역에 있어서는 완전히 용융한 상태에 있으나, 이 압력하에서 냉각한 경우 약 150℃ 전후에 있어서 이미 경화를 개시하고, 145℃에서 유리 전위점의 직전의 동적 강성률을 얻고, 140℃에서 유리 전위점 이상의 동적 강성률을 얻고, 약 125℃에서는 완전히 고체화 한다.

즉, PMMA와 같은 열가소성 수지는 고압하에서는 상대적으로 고온이라도 경화를 완료하는 것을 의미하는 것이며, 본 발명은 가압에 의하여 경화한다고 하는 열가소성 수지의 속성을 이용하여서 된 것이다.

본 발명에서는 금형 온도는 재료로 되는 열가소성 수지가 상압시에 있어서 경화를 개시하는 온도보다도 높은 온도에 초기설정되어 있고, 사출 완료시에 있어서 열가소성 수지는 용융상태를 유지하고 있다.

사출 완료후에 열가소성수지를 가압함으로써 고온인 채로 열가소성 수지를 경화시켜, 가압에 의하여 경화된 열가소성 수지를 냉각한다.

또, 이 냉각시에는 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 동시에 제어함으로써, 냉각중의 열가소성 수지의 동적 강성률을 일정하게 유지한다.

즉, 당해 수지의 상온상압시에 있어서의 동적 강성률을 유지하도록 온도 및 압력을 제어하여 냉각한다.

제2도는 본 발명의 실시예에 관한 사출압력 성형장치의 단면도이다.

본 발명의 사출압축 성형장치는 프레임(1)에 의하여 전체 형상이 상자형으로 형성되고, 프레임(1)은 간막이벽에 의해서 각각 실(2), (3), (4), (5)로 분할되어 있다.

실(2)은 오일이 충전된 오일탱크로 되어 있고, 유압펌프(6)가 수납되어 있다.

실(3)에는 유압펌프(6)를 구동하기 위한 모우터(7)가 수납되고, 유압펌프(6)와 모우터(7)는 실(2), (3)을 구분하는 간막이벽(8)으로 형성된 관통구멍을 통과해서 연결되어 있다.

그리고, 유압펌프(6)와 모우터(7)에 의하여 공지의 유압유니트가 형성되어, 전체의 유압기기에 오일을 공급한다.

실(4)의 윗쪽의 공간에는 형틀조임장치(9)가 탑재되어 있다.

실(4)의 윗쪽 벽면에는 고정측 다이플레이트(10)가 고정되고, 이 고정측 다이플레이트(10)의 네 귀퉁이에 수직으로 설치된 타이로드(11)의 윗쪽 끝단부에는 형틀조임 실린더(12)를 탑재한 실린더 고정플레이트(13)가 고정되어 있다.

형틀조임 실린더(12)의 피스턴 로드(14)에는 가동측 다이 플레이트(15)가 상기의 타이로드(11)를 따라서 승강 가능하게 고정되어 있다.

또한, 고정측 다이플레이트(10)에 고정금형(16)이, 가동측 다이플레이트(15)에 가동금형(17)이 각각 교환가능하게 고정되어 있다.

사출 동작에 앞서서 고정 및 가동금형간의 금형 접합면에 일정한 압축값을 형성하기 위한 압축값 형성실린더(18)는 각 타이로드(11) 마다에 설치된다.

또한, 압축값이란 용융상태의 수지를 압축 성형한 때에 생기는 수지체적의 감소분을 예상하여, 금형 접합면에 미리 형성하는 틈을 의미한다.

제3도는 이 압축값 조정실린더(18)의 부분을 확대하여 나타낸 단면도이고, 제2도와 동일한 부분은 제2도와 동일한 부호를 붙였다.

타이로드(11)의 아랫끝단에는 보울트(11a)가 형성되고, 고정측 다이플레이트(10)에 형성된 관통구멍(10a)을 관통하고 있다.

또, 압축값 조정실린더(18)의 윗면에는 상기 보울트(11a)에 적합한 너트(18a)가 형성되고, 보울트(11a)와 너트(18a)를 조임으로써 타이로드(11) 및 압축값 조정실린더(18)가 고정측 다이플레이트(10)에 고정된다. 압축값 조정실린더(18)의 아랫쪽 부분에는 실(18b)이 형성되고, 피스턴(18c)은 실(18b)내에 승강이 자유롭도록 수납되어 있다.

이 실(18b)의 아랫쪽 개구부는 피스턴로드(18d)를 미끄럼 이동이 자유롭도록 통과시키는 관통구멍을 갖고 있는 캡(18e)에 의해서 밀폐되어 있다. 또, (18f)는 압축값 조정실린더(18)의 구멍이다.

바닥이 있는 통형상의 케이스(18g)의 바닥부 중앙에는 너트(18h)가 형성되고, 너트(18h)와 피스턴 로드(18d)의 아랫쪽 부분에 형성된 보울트(18i)가 나사맞춤되어 있다.

고정측 다이플레이트(10)에 형성된 가이드구멍(10b)에는 핀(19)이 승강이 자유롭도록 끼워 넣어져 있고, 핀(19)의 아래쪽끝단은 케이스(18g)의 위끝단면으로 받쳐지고 있다.

스페이서 링(20)은 타이로드(11)의 주위를 따라서 승강이 자유롭도록 설치되어 있고, 따라서, 구멍(18f)으로부터 오일을 공급함으로써 피스턴(18c)을 실(18b)내로 후퇴시키면, 피스턴 로드(18d), 케이스(18g), 핀(19), 스페이서 링(20)도 이것과 일체로 되어서 상승한다.

한편, 가동측 다이플레이트(15)의 아랫면에는 타이로드(11)의 바깥둘레를 덮는 것 같이 통형상의 중간부재(21)가 고정되어 있다.

그리고, 상기와 같이 하여서 스페이서 링(20)이 밀어 올려지면, 가동측 다이플레이트(15)는 중간부재(21)와 함께 밀어 올려져서 압축값이 형성된다.

또한, 이 중간부재(21)는 스페이서 링(20)을 하강시켰을 때에는 형틀조임 동작의 방해가 되지 않고, 또한, 스페이서 링(20)을 상승시킴으로써 압축대를 형성하는데에 충분한 장점을 갖고 있다.

압축값 조정실린더(18) 및 그 부속기구는 정밀성형품을 얻기 위하여 정확한 압축값을 설명하기 위한 것이다.

보다 상세하게는, 피스턴 로드(14)를 전진시켜서 압축값을 0으로 한 상태로 압축값 조정실린더(18)를 형틀조임 실린더(12)에 저항해서 작동시킴으로써 소정의 압축값을 형성하고, 이 압축값이 설정치에 도달한 후에 금형내에 수지를 사출하고, 사출완료후에 압축값 조정실린더(18)의 압력을 뺌과 동시에, 피스턴 로드(14)를 전진시켜서 형틀조임 동작을 행하도록 되어 있다.

그리고, 본 실시예에 있어서 특징적인 점은 압축값에 도달한 타이밍에서 압축값 조정실린더(18)의 구멍(18f)에 이르는 유압회로를 완전히 차폐함으로써 압축값 조정실린더(18)를 실질적으로 소위 메카로크와 같은 모양으로 가능시킴으로써, 압축값을 정확히 고정하도록 하고 있는 것이다.

따라서, 압축값 조정실린더(18)를 작동시키기 위한 밸브기구는 미소 유량의 제어가 가능하고 차폐시의 고속응답성을 가지는 것이 요구된다.

제4도는 이 압축값 조정실린더(18)를 작동시키기 위한 밸브기구의 1예를 나타내는 단면도이고, 이 밸브기구(12)는 펄스발진기(23)가 발생하는 펄스에 동조하여 스텝 형상으로 오일을 토출한다.

제4도에 나타낸 밸브기구(22)는 유입구(22a)와 토출구(22b) 사이에 병렬인 유로(22c), (22d)가 형성되어 있으며, 펄스 발진기(23)가 발생하는 펄스에 동기하여, 상기 유로(22c), (22d)를 단시간 번갈아서 개방함으로써 오일을 통과시키도록 되어 있다.

보다 구체적으로는, 연자철성(軟磁鐵性)인 드라이브핀(22e)은 축(22f)에 의하여 자계(磁界)내에 요동이 자유롭게 지지되어 있으며, 드라이브핀(22e)에 감겨진 코일(22g), (22h)에 대하여 펄스 발진기(23)로부터 펄스가 가하여질 때마다 드라이브핀(22e)은 극성이 반전하여 요동운동을 한다.

제4도에 나타낸 상태에 있어서는, 파일럿 압력원(22i)으로부터 가하여진 파일럿압력에 의하여 파일럿 밸브(22j)내의 구형체(22k)가 핀(22l)과 함께 밀어 올려져 있고, 압력실(22m)과 압력실(22n)에 파일럿압력이 가하여지고 있다.

따라서, 포피트(poppet)(22o)는 밸브시이트(22p)를 개방하는데, 포피트(22q)가 밸브시이트(22r)를 차폐하기 때문에 유로(22c)는 전체로서는 차폐된다.

또 포피트(22s)는 밸브시이트(22t)를 개방하지만, 포피트(22u)가 밸브시이트(22v)를 차폐하기 때문에 유로(22d)는 전체로서는 차폐된다. 따라서, 유입구(22a)로부터 토출구(22b)로 오일은 흐르지 않는다. 이 상태에서 펄스 발진기(23)가 발생하는 펄스의 극성이 반전하면, 드라이브핀(22e)의 좌우의 극성도 반전하므로, 드라이브핀(22e)은 도면상에서 시계방향으로 회전한다.

따라서, 파일럿압력원(22i)으로부터 가하여진 파일럿압력에 의하여 파일럿밸브(22w)내의 구형체(22x)가 핀(22y)과 함께 밀어 올려져서, 압력실(22A)과 압력실(22B)에 파일럿압력이 가하여진다.

따라서, 압력실(22A)에 가하여진 파일럿압력에 의하여 포피트(22o)가 밸브시이트(22p)를 닫음과 동시에 포피트(22u)가 밸브시이트(22v)를 개방하고, 압력실(22B)에 가하여진 파일럿압력에 의하여 포피트(22s)가 밸브시이트(22t)를 닫음과 동시에 포피트(22q)가 밸브시이트(22r)를 개방하는데, 파일럿밸브(22w)와 압력실(22B)의 사이에는 오리피스(22D)가 설치되어 있으므로, 포피트(22u)가 밸브시이트(22v)를 개방하고부터 포피트(22s)가 밸브시이트(22t)를 닫을 때까지에는 시간적인 지연이 생긴다.

이 지연시간내에 있어서는 유로(22d)가 개방되기 때문에 유입구(22a)로부터 토출구(22b)로 유로(22d)를 통과하여 오일이 흐른다.

그 위에, 펄스발진기(23)가 발생하는 펄스의 극성이 재차 반전하면, 압력실(22m)과 압력실(22n)에 재차 파일럿압력이 가해져서 펄스기구(22)는 제4도에 나타낸 상태로 복귀하는데, 파일럿밸브(22j)와 압력실(22n)의 사이에는 오리피스(22E)가 설치되어 있으므로, 포피트(22o)가 밸브시이트(22p)를 개방하고부터 포피트(22q)가 밸브시이트(22r)를 닫을 때까지에는 시간적인 지연이 생긴다.

이 지연시간내에 있어서는 유로(22c)가 개방되기 때문에, 유입구(22a)로부터 토출구(22b)로 유로(22c)를 통과하여 오일이 흐른다.

이와 같이 제4도에 나타낸 밸브기구(22)는 펄스발진기(23)가 발생하는 펄스의 극성이 반전할 때마다, 오리피스(22D) (22E)에서 설정되는 지연시간만 유입구(22a)로부터의 토출구(22b)로 오일을 흐르게 하기 때문에, 전체로서의 유량은 펄스주파수에 의하여 정확히 제어됨과 동시에, 펄스발진기(23)를 정지시킴으로써 유입구(22a)로부터 토출구(22b)에 이르는 유입회로를 포피트에 의하여 완전히 차폐하는 것이 가능하게 되어, 본 발명의 요구를 만족한다.

제2도에 있어서 (30)은 수직 윗쪽으로 향하게 한 노즐을 갖고 있는 계량사출장치를 나타내고, (40)은 원료수지를 가소화하여 계량사출장치(30)에 공급하는 가소화장치를 나타낸다.

계량사출장치(30)는 실(4)내에 배치되고, 가소화장치(40)는 실(5)내에 각각 배치되어, 계량사출장치(30)와 가소화장치(40)와는 각각 연결되어 있다.

본 실시예에서는 가소화장치(40)는 대차(40a)위에 얹혀놓여져서, 계량사출장치(30)와 함께 레일(40b)을 따라서 이동하며, 또, 축(40c)을 중심으로 하여 수직 평면상을 회전운동한다.

노즐(31)은 대차(40a)의 주행에 의하여 위치가 결정되고, 축(40c)을 중심으로 한 회전운동에 의하여 고정측 다이플레이트(10)의 스플 부시(10c)와 접속된다.

계량사출장치(30)나 가소화장치(40) 및 그 부속기구는 적절한 온도로 용해된 수지를 정확히 계량하여, 사출할 수 있는 것이 아니면 안되고, 계량사출장치(30) 및 가소화장치(40)의 구체예를 제5도에 단면도로서 나타낸다.

제5도에 있어서도 이미 설명한 요소와 동일한 요소는 이미 설명한 요소와 동일한 부호를 붙였다.

사출실린더(32)의 아랫쪽 개구부에는 플랜저(33)가 끼워져 있고, 이 플랜저(33)는 유압실린더(34)에 의하여 상하로 이동한다.

사출실린더(32)의 앞쪽 끝단부에는 체크밸브(35)가 설치되어 있다.

사출실린더(32)의 안쪽둘레면은, 유압실린더(34)쪽의 아래쪽의 안쪽 둘레면 부분(32a)의 내경이 노즐(31)쪽의 윗쪽의 안쪽 둘레면 부분(32b)의 직경보다도 작고, 아래쪽의 안쪽 둘레면 부분(32a)과 윗쪽의 안쪽 둘레면 부분(32b) 사이에는 단턱이 이루어져 있다.

또, 아랫쪽의 안쪽 둘레면 부분(32a)과 플랜저(33)의 바깥둘레면(33a)은 밀폐되어 있다.

그리고 윗쪽의 안쪽 둘레면 부분(32b)과 플랜저(33)의 바깥둘레면(33a)과의 사이에는 틈이 생겨, 사출실린더(32)내에는 이 틈을 통과하여 가소화된 수지가 흘러들어온다.

그리고, 플랜저(33)는, 사출실린더(32)내의 수지압과 유압실린더(34)와의 차압에 의하여 이동한다.

또, (36)은 사출실린더(32)를 가열하는 히터(TS₁)은 사출실린더(32) 내의 수지 온도를 검출하는 온도센서, (PS₁)은 사출실린더(32)내의 압력을 검출하는 압력센서를 나타낸다.

또, (37)은 플랜저(33)의 후퇴량을 검출하기 위한 예를 들면 광전식의 위치센서이고, 온도센서(TS₁), 압력센서(PS₁), 및 위치센서(37)의 출력에 의하여 1회의 사출동작으로 사출하는 수지량을 계량한다.

또한, 위치센서(37)는 플랜저(33)의 후퇴량을 검출할 수 있는 한, 그 배설 개소는 제5도에 한정되지 않는다.

가소화장치(40)는 호퍼(41)에 의해서 가소화실린더(42)내에 투입된 원료수지를 히터(43)에 의한 가열에 의해서 용융시키기 위한 것이다. 또, 스크류(44)는 유압모우터(45)에 의해서 회전한다.

가소화실린더(42)로부터 사출실린더(32)에 이르는 수지의 유로에는 포피트(46)가 설치되어, 이 포피트(46)는 실린더(47)에 의해서 구동되어 가소화실린더(42)와 사출실린더(32) 사이의 유로를 개폐한다.

상술한 기구는 예컨데 제6도에 나타낸 것 같은 시스템으로 제어된다.

또한, 제6도에 있어서도 이미 설명한 요소는 지금까지의 설명과 동일한 부호를 붙여서 중복한 설명은 생략하고, 지금까지 설명하지 않은 요소에 관하여 설명한다.

(50)은 전기-유압변환식의 공지의 서어보밸브 및 공지의 압력제어 밸브를 갖는 밸브기구이고, 밸브기구(50)는 형틀조임 실린더(12)의 구멍(12a), (12b)에 접속되어 있다.

그리고, 밸브기구(50)를 통하여 구멍(12a)에 오일을 공급함으로써 피스턴 로드(14)는 전진한다.

마찬가지로 (51)은 전기-유압변환식의 공지의 서어보밸브를 갖는 밸브기구이고 사출실린더(14)의 구멍(34a), (34b)에 접속되어 있다.

그리고, 밸브기구(51)를 통하여 구멍(34a)에 대하여 오일을 공급함으로써 사출동작을 하게 된다.

(52)는 실린더(47)에 오일을 공급하는 전자식의 전환밸브이고, 전환밸브(52)의 상태에 따라서 실린더(47)는 압력원 또는 드레인의 어느 것인가와 접속된다.

(53)은 압축값 형성 실린더(18)의 유압회로를 차단하기 위한 셔트 오프밸브이다.

(54)는 압축값을 검출하기 위한 센서의 1예인 포트인터랩터이고, 가동측 다이플레이트(15)의 후퇴에 따라서 포트인터랩터(20)가 발생하는 펄스는 제어장치(56)에 입력된다.

(55)는 금형내의 수지 온도를 결정하는 히터이고, 히터(55)의 배치위치나 형상은 금형형상에 따라 다르다.

(57)은 공지의 입력장치, (58)은 메모리, (59)는 보조기억장치를 각각 나타낸다.

(TS₂)는 금형내의 수지 온도를 검출하는 온도센서이고, (PS₂)는 금형내의 수지압력을 검출하는 압력센서이고, (TS₃)는 가소화실린더(42)내의 수지 온도를 검출하는 온도센서이다.

그 위에, (60)은, 금형(16)에 형성되는 게이트를 밀폐하는 전자 밸브를 나타내며, 보다 구체적인 구성은 제7도의 확대도에 도시된다.

전자밸브(60)는 실린더(61)에 접속되어 있고, 전자밸브(60)의 여자에 의하여 실린더(61)는 로드(62)를 전진시켜서, 게이트 시일을 행하고, 전자밸브(60)의 소자에 의하여 실린더(61)는 로드(62)를 후퇴시켜서 게이트를 개방한다.

다음에 상기 사항을 참조하여 본 실시예의 동작을 설명한다.

본 실시예의 사출압축 성형장치의 동작은, 1), 가소화 실린더(42)에 의한 수지의 가소화 동작, 2), 형틀조임 실린더(12) 및 압축값 형성실린더(18)에 의한 압축값 형성동작, 3), 사출실린더(32)에 의한 사출동작, 4), 형틀조임 실린더(12) 및 금형(16)(17)에 의한 압축 성형 동작으로 대별되며, 아래에 상기 순서로 설명한다.

또한, 제9도에 나타낸 플로우차트는 동작 순서의 이해를 용이하게 할 것이다. 각종 데이터, 예를 들면 사출전의 수지 온도, 1회의 성형 동작으로 사출되는 수지의 양, 사출압이나 사출속도, 압축값의 크기, 금형내의 온도 데이터열이나 형체력 데이터열 등은 입력장치(57)로부터 입력되어, 메모리(58)나 보조기억장치(59)에 입력 기억되고 있다.

히터(43)는 이제부터 사출되는 PMMA의 온도인 190℃에 설정된다. 초기상태에 있어서, 제어장치(56)는 전환밸브(52)를 소자하고 있고, 실린더(47)는 전환밸브(52)를 통하여 드레인에 접속되어 있다.

따라서, 포피트(46)는 가소화실린더(42)와 사출실린더(32)의 사이를 개방하고 있다.

호퍼(41)로부터 투입된 PMMA는 히터(43)로 가열되어서 용융한다. 가소화 실린더(42)내의 PMMA 온도가 190℃로 된 것을 온도센서(TS₃)의 출력에 의하여 검출하면, 제어장치(56)는 모우터(45)를 구동하여, 스크류(44)를 회전시킨다.

이 시점에 있어서 밸브기구(51)는 유압실린더(34)의 구멍(34a)과 구멍(34b)의 압력을 균형잡게 하고, 따라서, 플랜저(33)는 외부압력에 의하여 사출실린더(32)내를 자유롭게 승강할 수 있는 상태에 있다.

또, 초기상태에서는 전자밸브(60)가 여자되어서 로드(62)는 게이트를 시일하고 있으므로, 스크류(44)의 회전에 의하여 가소화실린더(42)로부터 사출실린더(32)에 용융한 PMMA가 유입하면, 플랜저(33)는 후퇴하여 간다. 그래서, 사출실린더(32)내에 PMMA가 충만함에 따라서, 플랜저(33)는 후퇴하고, 그 후퇴량을 위치센서(37)에 의하여 검출된다.

제어장치(56)는, 위치센서(37)의 출력이 소정의 기준치에 도달함으로써 사출실린더(32)내에 소망량의 PMMA가 축적된 것을 알면, 전환밸브(52)를 여자한다.

이 전환밸브(52)의 여자에 따라서, 실린더(47)는 압력원과 접속되고, 셔트오프밸브(46)는 가소화실린더(42)와 사출실린더(32)의 사이를 폐쇄하기 때문에, 사출실린더(32)내에는 소망량의 PMMA가 축적된다.

상기와 같이 본 실시예에서는 사출실린더(32)내에 소망량의 PMMA가 충전된 것을 위치센서(32)의 출력에 의하여 검출하고 있는데, PMMA의 체적은 온도나 압력에 의하여 약간 변동한다.

그래서, 본 실시예에서는 압력센서(PS₁) 및 온도센서(TS₁)의 출력에 의하여 실린더(47)를 작동시키기 위한 조건을 보정하고 있다.

보다 구체적으로는, PMMA는 그 압력이 높을수록 체적이 감소한다.

그래서, 제어장치(56)는, 압력센서(PS₁)의 검출압력이 높을수록 위치센서(37)의 검출출력에 대한 기준치를 낮게 하도록 보정하고, 압력센서(PS₁)의 검출압력이 낮을수록 위치센서(37)의 검출출력에 대한 기준치를 높게 하도록 보정한다.

그 위에, PMMA는 그 온도가 낮을수록 체적이 감소한다.

그래서, 제어장치(56)는, 온도센서(TS₁)의 검출온도가 낮을수록 위치센서(37)의 검출출력에 대한 기준치를 낮게 하도록 보정하고, 온도센서(TS₁)의 검출온도가 높을수록 위치센서(37)의 검출출력에 대한 기준치를 높게 하도록 보정한다.

이와 같이 하여 사출실린더(32)내에, 소망량의 PMMA가 충전되면, 제어장치(56)는 압축값의 형성동작을 제어한다.

본 실시예에서는 압축값 조정실린더(18)가 형틀조임 실린더(12)에 저항하여 압축대를 형성하기 때문에, 형틀조임 실린더(12)의 내경을 (A₁), 그 유압을 (P₁)으로 정의함과 동시에, 압축값 조정실린더(18)의 내경을 (A₂) 그 유압을 (P₂)로 정의한 경우에, (P₁);(A₁)＜(P₂);(A₂)의 관계가 성립됨과 동시에 상기 부등식의 차가 극히 근소한 것이 되도록 밸브기구(50) 및 밸브기구(22)는 조정된다.

그 위에, 셔트 오프밸브(53)는 소자되어서 압축값 조정실린더(18)의 구멍(18f)을 개방하고 있고, 또, 펄스발진기(23)는 발진동작을 정지하고 있다. 이 상태에서 제어장치(56)는 밸브기구(50)를 작동시키고, 구멍(12a)에 오일을 공급한다.

이때 압축값 조정실린더(18)는 압이 빠져 있으므로, 피스턴 로드(14)는 전진하고, 가동금형(17)과 고정금형(16)의 사이의 압축값(S)이 0으로 되고, 가동금형(17)과 고정금형(16)의 접합면에는 (P₁), (A₁)의 힘이 가하여진다.

압축값(S)이 0으로 되면, 제어장치(56)는 셔트 오프밸브(53)를 여자하여, 펄스 발진기(23)를 작동시킴과 동시에, 포트 인터랩터(54)가 발생하는 펄스를 받아들인다.

펄스 발진기(23)가 펄스를 발생하면, 그 펄스에지 때마다 펄스기구(22)는 오일을 스텝 형상으로 토출하고, 또, 셔트 오프밸브(53)는 여자됨으로써 차폐되기 때문에, 밸브기구(22)가 토출한 오일은 압축값 조정실린더(18)의 구멍(18f)에 공급된다.

형틀조임 실린더(12)가 발생하는 힘(P₁), (A₁)과 압축값 조정실린더(18)가 발생하는 힘(P₂), (A₂)와의 사이에는 (P₁);(A₁)＜(P₂);(A₂)의 관계가 성립하므로, 제3도에 나타낸 피스턴(18c)은 실(18b)내로 후퇴하고, 케이스(18g)도 핀(19) 스페이서 링(20) 중간부재(21) 가동축 다이플레이트(15)를 밀어 올리면서 상승하므로 압축값(S)도 증대한다.

이 가동축 다이플레이트(15)의 상승에 따라서, 포트 인터랩터(54)는 펄스를 발생하고, 제어장치(56)는 포트 인터랩터(54)가 발생한 펄스를 가산하여 압축값(S)의 현재값을 알고, 이것이 메모리(58)내에 기억되어 있는 압축값(S)의 설정치에 도달하면, 펄스 발진기(23)를 정지시킨다.

상술한 바와 같이, 밸브기구(22)는 펄스 발진기(23)로부터 펄스가 가하여지지 않게 되면 유입구(22a)와 토출구 22b 사이의 유로(22c), (22d)가 포피트 기구에 의하여 완전히 차폐되고, 또, 셔트 오프밸브(53)도 차폐되어 있기 때문에, 압축값 조정실린더(18)내에 공급된 오일은 완전히 퇴로를 차단 당하게 된다.

그리고, 형틀조임 실린더(12)는 (P₁), (A₁)의 힘을 압축값 조정실린더(18)에 가하고 있으므로, 압축값 조정실린더(18)는 (P₁);(A₁)=(P₂);(A₂)의 관계를 만족한 상태에서, 그 길이가 완전히 고정되고, 압축값(S)도 고정된다.

이때 압축값 조정실린더(18)의 압은 (P₂)로부터 (P₂')로 변화하는데, 이에 따른 압축값 조정실린더(18)내의 오일의 압축은 압축값(S)에 비하여 실질적으로 무시할 수 있는 수치 범위에 있다.

이와 같이 하여 적정한 압축값이 설정되면, 제어장치(56)는 PMMA의 사출동작을 제어한다.

금형의 히터(55)는 PMMA가 상압시에 경화를 개시하기 이전의 온도의 1예인 125℃로 조정되어 있다.

사출실린더(32)의 히터(36)는 PMMA가 어떠한 가압상태라도 경화를 개시하지 않는 온도의 1예인 190℃로 조정되어 있다.

따라서, 사출실린더(32)내의 PMMA는 완전히 용융하고 있다.

제어장치(56)는 제7도에 나타낸 전자밸브(60)를 소자하고 게이트 시일을 해제한 후에, 밸브기구(51)를 작동시켜서 유압 실린더(34)의 구멍(34a)에 오일을 공급한다.

따라서, 플랜저(33)는 사출실린더(32)내를 전진하고, 용융한 PMMA는 가동금형(17)과 고정금형(16)에 의하여 형성되는 형틀공간에 사출된다.

이때의 사출압에 의하여 압축값 조정실린더(18)내의 압력은 미소변화를 하는데, 압축값 조정실린더(18)내의 압력은 고정측 다이플레이트(10)와 가동측 다이플레이트(15) 사이에 작용하는 힘에 대한 반력 이어서 외부의 유압회로에는 의존하지 않는 성질의 것이며, 그 위에 사출압은 극히 미소한 것이기 때문에, 압축값(S)는 거의 변화하지 않는다.

사출 완료후에 전자밸브(60)를 여자하여 게이트 시일을 행한후에 셔트 오프밸브(53)를 소자하여 압축값 조정실린더(18)의 압을 뺌으로써 PMMA의 압축 성형이 가능하게 된다.

금형내에 사출된 수지는 초기 설정 온도는 125℃까지는 금형과의 열교환으로 인하여 급속하게 냉각된다.

금형내의 온도센서(TS₂)의 검출치는 190℃로 가열되고 있는 PMMA가 사출됨으로써 단숨에 상승되는데, 이 PMMA의 냉각에 따라서, 온도센서(TS₂)의 검출치는 다시 저하한다.

상술한 바와 같이, PMMA는 1bar라고 하는 압력하에서는, 그 온도가 125℃ 정도까지 저하하기 까지는 경화하지 않으나, 1000bar라고 하는 압력하에서는 150℃ 전, 후에서 이미 경화를 개시한다.

본 실시예에서는, PMMA가 저압하에서는 아직 경화를 개시하지 않으나, 가압하에서는 경화를 개시하는 온도가 된 것을 온도센서(TS₂)가 검지하면, 밸브기구(50)를 제어하고, 형틀조임 실린더(12)의 형체력을 급격히 상승시키고, 금형내의 PMMA를 단숨에 가압하여, 근소한 온도 저하의 범위내에서 유리 전위점의 동적 강성률 이상의 동적 강성률을 얻도록 하고 있다.

제8도의 굵은 선으로 나타낸 커브는 이 경화시의 온도와 압력의 제어 곡선의 예를 나타내고 있다.

금형내에 PMMA가 사출되면, 그 온도는 게이트 시일후 잠시 나가서 145℃까지 저하한다.

또한, 제품 형상이 큰 경우에는 게이트 시일 이전에 부분적으로 수지 온도가 145℃까지 저하하는 경우도 생각될 수 있으나, 그 경우는 사출 속도를 빨리 하거나, 또는 초기 금형온도를 125℃ 보다도 높게 설정함으로써, 145℃ 전후까지 PMMA 각부가 균등하게 냉각되도록 제어한다.

PMMA는 상압시에는 145℃ 전후까지 냉각된 시점에서는 완전히 용융되어 있고, PMMA 각부에 압력이 균등하게 가해질 상태에 있다.

본 실시예에서는 PMMA가 완전히 용융상태를 유지하고 있는 온도 영역에 있어서, PMMA에 대한 가압력을 급격히 상승시킴으로써 PMMA가 근소하게 온도 저하하는 사이에 그 동적 강성률을 급격히 상승시킨다.

온도센서(TS₂)의 검출온도가 145℃에 달하면(제8도의 포인트 P₁), 제어장치(56)는 밸브기구(50)를 제어하여 형틀조임 실린더(12)의 구멍(12a)에 가하는 압을 상승시켜, 금형내의 PMMA에 예를 들면 600bar의 압력을 가한다.

이 가압에 의하여 PMMA의 동적 강성률은 상승하고, PMMA 온도가 135℃까지 냉각된 시점(제8도의 포인트 P₂)에서는 그 동적 강성률은 E×10(dyne/㎠)에 달하고, 유리 전위점의 직전의 상태로 된다.

또한, E는 수지에 따라 다른 계수이다.

PMMA가 135℃까지 냉각된 것을 온도센서(TS₂)가 검출하면, 제어장치(56)는 밸브기구(50)를 제어해서 형틀조임 실린더(12)의 구멍(12a)에 가하는 압을 상승시켜, 금형내의 PMMA에 1000bar의 압력을 가한다.

이 가압에 의하여 PMMA의 동적 강성률은 더욱 상승하여, 133℃까지 냉각된 시점(제8도의 포인트 P₃)에서는 유리 전위를 완전히 통과하고, 130℃까지 냉각된 시점(제8도의 포인트 P₄)에서 거의 경화를 완료하고, 125℃까지 냉각된 시점(제8도의 포인트 P₅)에서 완전히 고체가 된다.

상기와 같은 제어를 한 경우에는, PMMA는 135℃~133℃까지 겨우 2℃ 냉각되는 사이에 유리 전위점을 통과하기 때문에, 유리 전위점을 통과하는 사이에 PMMA 각부에 온도편차가 생기지 않도록, 이 사이의 냉각속도를 충분히 더디게 하여도, 전체로서의 냉각시간은 극히 짧아지고, 작업능률이 향상한다. 이 유리 전위점을 통과하는 사이의 적절한 냉각속도는 수지의 온도 전도율이나 제품 형상 등에 따라서 다른 것은 말할 것도 없고, 대형의 성형품을 만들 경우나 두께가 한쪽으로 치우친 성형품을 만들 경우에는, 금형 온도를 보다 높게 설정하거나, 또, 금형온도를 보다 단계적으로 저하시킴으로써, 유리 전위점 통과시에 있어서의 수지 각부의 온도편차가 근소한 것이 되도록 한다.

이와 같이, 1000bar라고 하는 가압상태에서는 PMMA는 125℃에서 완전히 고체화하는데, 제1도 및 제8도에서도 분명한 바와 같이, 125℃라고 하는 온도는 상압시에는 PMMA가 겨우 경화를 개시하는 온도이고, 이 온도에 있는 PMMA를 상압으로 되돌려 놓은 경우에는 PMMA는 다시 경화하여 버리기 때문에, 성형품을 꺼내내기 위해서는, 상압시에 있어서도 PMMA가 완전히 고체화하고 있는 온도(즉, 100℃)까지 냉각하는 것이 필요하게 된다.

그래서, 본 실시예에서는 밸브기구(50)로부터 형틀조임 실린더(12)의 구멍(12a)에 압을 가한 형틀조임 상태에 있어서, 금형내의 히터(55)의 설정 온도를 단계적으로 저하시켜서, PMMA를 꺼내는 온도인 100℃까지 냉각하는데, 경화 상태에 있는 PMMA를 1000bar라고 하는 고압으로 가압을 계속한 경우에는 성형품에 소성변형이 생긴다.

상술한 바와 같이, PMMA가 어떤 동작 강성률때의 온도는 가압력이 1bar 변동할때마다 0.025℃ 변동한다.

그래서, 제어장치(56)는 금형내의 온도센서(TS₂)의 검출온도를 감시하면서 밸브기구(50)를 제어하고, PMMA 온도가 1℃ 저하할때마다 PMMA에 대한 압력을 40bar씩 저하시킴으로써 PMMA의 동적 강성률을 균등하게 유지하면서 형성한다.

또한, 이때의 온도제어 및 압력제어 자체는 공지의 지령치 추종제어를 행한다.

상기와 같이 1℃의 온도저하때마다 40bar 감압한 경우는, 120℃에서는 800bar까지 감압되고, 115℃에서는 600bar까지 감압되고, 110℃에서는 400bar까지 감압되고, 105℃에서는 200bar까지 감압되고, 100℃에서 상압에 이른다.

이와 같이 하여서 성형동작이 완료하면, 제어장치(56)는 밸브기구(50)를 제어하여 형틀조임 실린더(12)의 구멍(12b)에 오일을 공급함으로써 가동금형(17)를 상승시키고, 도시하지 않은 공지의 이젝터 기구에 의하여 성형품을 만들어 낸다.

또한, 본 발명은 상압하에서는 용융 상태에 있으나, 가압함으로써 경화를 개시하는 온도에 있는 수지를 가압함으로써 경화시키고, 근소한 온도 저하중에 유리 전위점을 통과시키는 것을 본질로 하는 것이며, 사출전의 수지의 온도나 금형의 초기 설정온도, 가압 개시시의 온도, 가압력등은 수지의 종류나 제품의 크기·제품 형상 등에 따라 다르며, 성형시간도 이들 조건에 따라 달라지는 것을 말할 것도 없고, 최적한 성형조건은 각 형성품마다 결정하지 않으면 안된다고 하는 것도 말할 것도 없다.

또, 상기에서는 계량사출 장치나 가소화 장치에 관해서도 구체예에 언급하였는데, 이것들은 사출전의 수지온도를 적절히 제어할 수 있고, 그 위에 정확히 수지를 계량할 수 있는 한 그 구성은 묻지 않는다.

더욱이, 상기에서는 압축값을 형성하기 위한 기구에 관해서도 언급하였는데, 이것도 압축값의 조정 정도가 만족할 수 있는 한 상기에 한정되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 사출된 수지가 상압하에서는 용융상태를 유지하고 있는 동시에, 가압함으로써 경화를 개시하는 온도로까지 냉각되었을 때에, 수지를 가압함으로써 수지를 유리 전위점의 동적 강성률 이상의 동적 강성률을 얻을 수 있도록 경화시키고 있으므로, 수지는 근소하게 온도 저하를 하는 사이에 유리 전위점을 통과한다.

따라서, 성형중의 수지가 유리 전위점을 통과하는데에 필요한 온도 저하가 극히 근소한 것으로 되므로, 이 사이에 수지 각부에 온도편차가 생기지 않도록 냉각속도를 더디게 하여도, 유리 전위점의 통과 시간이 근소한 것으로써 된다.

또, 본 발명에 의하면, 금형의 초기 설정 온도가 수지가 상압시에 있어서도 경화를 개시하는 온도 보다도 높게 설정되어 있고, 가압 개시전의 수지는 아직 완전히 용융한 상태에 있으므로, 수지 각부에 가압력이 균등하게 가하여지고, 성형중의 수지에 고화 상태에 있는 부분과 용융 상태에 있는 부분이 혼재하지 않으므로, 부분적인 소성변형이나, 내부조성의 불균질이 생기기 어렵고, 내부조성의 균질성이 뛰어난 성형품을 용이하게 얻을 수 있다.

더욱이, 본 발명은 경화를 완료한 수지를 꺼내는 온도까지 냉각하는 사이도, 온도 저하에 따른 동적 강성률의 상승과 압력 저하에 따른 동적 강성률의 저하가 상쇄하도록 온도 및 압력을 제어하고 있으므로, 냉각중의 수지는 일정한 동적 강성률을 유지하고, 냉각중에 성형품 성질을 손상하는 일도 없다.

Claims (6)

1. 형틀공간이 형성된 금형내에 용융된 소망량의 열가소성 수지를 사출하고, 상기 금형내에 사출된 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 제어하면서 이 열가소성 수지를 냉각하여 성형 물품을 얻는 사출압축 성형 방법에 있어서, 성형 물품 보다도 큰 형틀공간이 형성되고, 또한 상기 열가소성 수지가 상압 상태에서 경화를 개시하는 온도 보다도 높은 온도로 미리 온도 설정이된 상기 금형내에 용융된 소망량의 상기 열가소성 수지를 사출하고, 상기 금형내에 사출된 상기 열가소성 수지가 상압 상태에 있어서는 경화를 개시하는 온도까지 냉각되기 이전에 상기 금형내에 사출된 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 상승시킴으로써 이 열가소성 수지를 경화시키고, 이 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 유지하면서 이 가압상태에 있는 열가소성 수지의 동적 강성률이 이 열가소성 수지의 상온 상압시에 있어서의 동적 강성률에 달하는 온도까지 이 가압상태에 있는 열가소성 수지를 냉각하고, 이 열가소성 수지를 더욱 냉각하여, 이 냉각에 따른 이 열가소성 수지의 동적 강성률의 상승을 상쇄하도록 이 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 감소시키면서, 이 열가소성 수지를 꺼내는 온도까기 냉각하여 성형 물품을 얻는 것을 특징으로 하는 사출압축 성형방법.
2. 온도제어 및 압력제어가 가능한 형틀공간이 형성된 금형내에 용융된 소망량의 열가소성 수지를 사출하고, 상기 금형내에 사출된 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 제어하면서 이 열가소성 수지를 냉각하여 성형물품을 얻는 사출압축 성형방법에 있어서, 성형물품 보다도 큰 형틀공간이 형성되고, 상기 열가소성 수지가 상압상태에서 경화를 개시하는 온도 보다도 높은 온도로 미리 온도 설정이된 상기 금형내에 용융된 소망량의 상기 열가소성 수지를 사출하고, 상기 금형내에 사출된 상기 열가소성 수지가 상압 상태에 있어서는 경화를 개시하는 온도까지 냉각되기 이전에 상기 금형내에 사출된 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 상승시킴으로써 이 열가소성 수지의 유리 전위 온도를 고온측에 시프트하여 이 열가소성 수지를 경화시키고, 이 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 유지하면서 이 가압상태에 있는 열가소성 수지의 동적 강성률이 이 열가소성 수지의 상온상압시에 있어서의 동적 강성률에 달하는 온도까지 이 가압상태에 있는 열가소성 수지를 냉각하고, 이 열가소성 수지를 더욱 냉각하여, 이 냉각에 따른 이 열가소성 수지의 동적 강성률의 상승을 상쇄하도록 이 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 감소시키면서, 이 열가소성 수지를 꺼내는 온도까지 냉각하여 성형물품을 얻는 것을 특징으로 하는 사출압축 성형방법.
3. 온도제어 및 압력제어가 가능한 형틀공간이 형성된 금형내에 용융된 소망량의 열가소성 수지를 사출하고, 상기 금형내에 사출된 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 제어하면서 이 열가소성 수지를 냉각하여 성형물품을 얻는 사출압축 성형방법에 있어서, 성형물품 보다도 큰 형틀공간이 형성되고, 상기 열가소성 수지가 상압상태에서 경화를 개시하는 온도 보다도 높은 온도로 미리 온도설정이 된 상기 금형내에 성형물품의 질량과 같은 용융된 상기 열가소성 수지를 사출하고, 상기 금형내에 사출된 상기 열가소성 수지가 상압상태에 있어서는 경화를 개시하는 온도까지 냉각되기 이전에 상기 금형내에 사출된 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 상승시킴으로써 이 열가소성 수지의 유리 전위 온도를 이 열가소성 수지의 현재의 온도 이상으로 고온측으로 시프트하여 이 열가소성 수지를 경화시키고, 이 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 유지하면서 이 가압상태에 있는 열가소성 수지의 동적 강성률이 이 열가소성 수지의 상온상압시에 있어서의 동적 강성률에 달하는 온도까지 이 가압 상태에 있는 열가소성 수지를 냉각하고, 이 열가소성 수지를 더욱 냉각하여, 이 냉각에 따른 이 열가소성 수지의 동적 강성률의 상승을 상쇄하여 이 냉각중의 열가소성 수지의 동적 강성률이 이 열가소성 수지의 상온상압시에 있어서의 동적 강성률을 유지하도록 이 열가소성 수지에 가하여지는 압력을 감소시키면서, 이 열가소성 수지를 꺼내는 온도까지 냉각하여 성형물품을 얻는 것을 특징으로 하는 사출압축 성형방법.
4. 상호 대향하는 고정금형(16)과, 가동금형(17)을 갖고 있으며, 이 가동금형(17)이, 상기 고정금형(16)과 협동하여 성형물품의 체적과 실질적으로 같은 형틀공간을 형성하는 제1의 위치와, 상기 고정금형(16)과 협동하여 성형물품의 체적 보다도 큰 형틀공간을 형성하는 제2의 위치와, 상기 고정금형(16)과 이반하는 제3의 위치와의 사이에서 이동 가능하게 된 금형수단과, 상기 가동금형(17)이 상기 제2의 위치에 있을 때의 용융된 열가소성 수지를 소망량 계량하여 상기 형틀공간내에 사출하는 계량사출수단(30)과, 이 계량사출수단(30)과 상기 금형수단과의 사이에 끼어 있으며, 상기 계량사출수단(30)의 사출시에 있어서의 상기 계량사출수단(30)과 상기 금형수단간의 유로를 개구함과 동시에, 상기 계량사출수단(30)의 사출 동작후에 있어서의 상기 계량사출수단(30)과 상기 금형수단과의 사이의 유로를 차폐하는 게이트수단(60)과, 이 계량사출수단(30)에 의한 사출동작에 앞서서 상기 열가소성 수지가 상압상태에서 경화를 개시하는 온도 보다도 높은 온도에 상기 형틀공간내의 온도를 설정하고, 상기 계량사출수단(30)에 의한 사출동작후에 상기 형틀공간내의 온도를 꺼내는 온도까지 저하시키는 온도제어 수단과, 상기 형틀공간내에 사출된 상기 열가소성 수지가 상압상태에 있어서의 경화를 개시하는 온도까지 냉각되기 이전에 이 열가소성 수지의 유리 전위온도가 상기 형틀공간내에 존재하는 열가소성 수지의 온도 이상으로 되기까지 이 열가소성 수지를 가압함과 동시에, 이 열가소성 수지가 상기 꺼내는 온도까지 냉각되는 사이에 있어서의 냉각에 따른 이 열가소성 수지의 동적 강성률의 상승을 상쇄하고 이 냉각중의 열가소성 수지의 동적 강성률이 이 열가소성 수지의 상온상압시에 있어서의 동적 강성률을 유지하도록 이 열가소성 수지에 대하여 가하여지는 압력을 제어하는 압력제어수단을 가지는 가압수단(12)과, 를 가지는 것을 특징으로 하는 사출압축 성형장치.
5. 제4항에 있어서, 게이트 수단(62)이 상기 계량사출수단(30)과 상기 금형수단과의 사이의 유로를 차폐하기까지의 기간에 있어서의 상기 가압수단(12)에 대항하여 상기 가동금형(17)을 상기 제2의 위치로 이동시키는 형틀공간 확장수단을 가지는 것을 특징으로 하는 사출압축 성형장치.
6. 제5항에 있어서, 형틀공간 확장수단은, 작동 오일이 공급됨으로써 상기 가동금형(17)을 상기 고정금형(16)으로부터 이반시키는 방향의 압력을 발생하는 실린더(18)와 이 실린더(18)의 작동 스트로우크 길이를 검출하는 센서 수단(54)을 가지며, 상기 센서 수단(54)의 출력이 소정치에 달할때까지 상기 실린더(18)에 대하여 펄스 형상으로 작동 오일을 공급하도록 한 것을 특징으로 하는 사출압축 성형장치.

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