KR970011561B1 - 다층 성형 물품의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

내용없음

Description

다층 성형 물품의 제조 방법
제 1~4 도는 본 발명에 따르는 다층 성형 물품에 여러 단계로 제조하기 위한 주형들의 단면도이다.
본 발명은 다층 성형 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 수지 몸체와 표면재료로 구성되는 다층 성형 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
수지 몸체와 표면재료로 구성되는 다층 성형 물품은 자동차와 가정용 전자제품을 포함하여 많은 제품에 광범위하게 사용되는데, 그 이유는 그러한 물품이 경제적이고 가벼우며 성형 성질과 장식 및 부드러운 촉감 등의 표면 성질이 우수하기 때문이다.
다층 성형 물품의 제조 방법으로서, 일본국 특허 공개 공보 제150740/1984호에, 표면재료를 고정시키기 위한 프레임과 F형(female mold) 사이에 표면재료의 주변부가 끼워지며, 이 프레임은 F형 또는 M형(male mole)에 이동 가능하게 부착되고 M형이 통과할 수 있는 구(口)를 가지며, 그 다음에 표면재료와 M형 또는 F형 사이에 수지 용융물을 공급하고, 마지막으로 주형을 폐쇄하여 성형을 완료하는 방법이 제안되어 있다.
이 통상적 방법은 비록 표면재료의 파손이나 주름이 없는 다층 물품을 제조할 수 있다하더라도, 촉감이 좋은, 예를들면 평탄하고 압형소실(壓型消失)이 없고, 혹은 표면재료에 놓인 섬유가 없는 다층 성형 물품을 반드시 제조하지 못한다.
본 발명의 목적은 수지 몸체와 표면재료로 구성되고 촉감이 좋은 다층 성형 물품의 제조 방법을 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은 수지 몸체와 표면재료로 구성되는 다층 성형 물품의 제조 방법을 제공하며, 이 방법은 하기 단계들로 구성된다 :
(a) 잠금장치에 부착된 F 형과 M형 사이에 표면재료를 공급하고;
(b) M형과 F형을 폐쇄하기 시작하고, 주형의 폐쇄동작을 일시적으로 멈추거나 폐쇄속도를 30mm/sec 또는 그 이하로 조정하면서, 주형들 사이의 공동간격(cavity clearance)이 (C+100)mm~(C+5)mm(여기서 C는 성형 완료시의 공동간격이다.) 범위내일때, 표면재료와 M형 또는 F형 사이에 수지 몸체를 위한 수지용융물을 공급하고;
(c) 계속해서 공동간격 C로까지 주형을 닫아 성형을 완료한다.
본 발명의 방법은 품질이 우수한 다층 성형 물품의 제조에 있어서 수지 용융물의 공급 조건이 매우 중요하다는 발견에 기초한다.
본 발명의 전후 관계에서, "M형"은 두 주형이 닫혀질때 그 바깥 표면이 다른 주형의 안벽에 마주하는 주형을 의미하고, "F형"은 그 안벽이 다른 주형의 바깥 표면과 마주하는 주형을 의미한다.
이제, 본 발명을 예로써 첨부된 도면을 참고로 하여 자세히 설명한다.
도면에 나와 있는 하나의 전형적인 성형 장치는 들어 올리는 기계장치(나와 있지 않음)로써 수직으로 움직이는 상부 가압판(나와 있지 않음)과 고정된 하부 가압판(나와 있지 않음)을 갖는 잠금기계장치, 하부 가압판에 부착된 F형 1, 상부 가압판에 부착된 M형 2, 표면재료 3과 M형 2 또는 F형 1 사이에 수지 용융물 4를 공급하기 위한 수단(나와 있지 않음) 및 기타 보조장치로 구성된다.
본 발명의 방법은 이러한 장치를 사용하여 다음과 같이 수행되어진다.
첫번째 단계
연속 시이트 형태 또는 절단형 형태의 표면재료 3을, 수직이동 가능한 잠금기계장치에 부착된 F형 1과 M형 2사이에 공급한다(제 1 도).
두번째 단계
(b) M형 2를 낮추어 M형 2와 F형 1의 폐쇄를 개시한다. 주형의 폐쇄동작을 일시적으로 멈추거나, 폐쇄속도를 30mm/sec 또는 그 이하로 조정하면서 주형 사이의 공동간격이 (C+100)mm~(C+5)mm(여기에서 C는 성형완료시 공동 간격이다.) 범위 이내일때, F형 1내에 주어진 수지 용융물 통로를 통해 표면재료 3과 F형 1 사이에 수지 몸체용 수지 용융물 4를 공급한다(제 2 도).
세번째 단계
그 다음, M형 2를 공동 간격이 C에 도달할 때까지 더 낮추어, 수지몸체 5에 완전하게 부착된 표면재료 3을 갖는 다층 성형 물품의 성형을 완료한다(제 4 도).
공동간격 C는 성형 완료시의 M형과 F형 사이의 간격이다. 표면재료는 성형 완료시에 주형속에 압축되고 성형된 물품이 주형으로부터 제거된 후에 회복되기 때문에, 공동간격 C는 주형으로부터 제거된 다층 성형물품의 두께와 때때로 다르다. 표면재료가 발포 물질로 된 경우, 아주 많이 회복된다.
두번째 단계로, 공동간격이 (C+100)mm~(C+5)mm 범위내일때 수지 용융물을 공급한다. 공동간격이 (C+100)mm 이상일 경우, 공급된 수지 용융물 덩어리의 표면이 냉각되어 자유 수축하여 평탄하지 못한 표면을 만들기 쉽다. 그다음, 수지 몸체의 평탄치 못한 표면이 표면재료에 이전되어 표면재료의 표면이 평탄치 못하게 된다. 공동간격이 (C+5)mm 이하일 경우, 수지 용융물 공급구 가까이의 주형부분에 과도한 열 및 수지 압력이 적용되어 상기 공급구 가까이에 위치한 표면재료의 부분에 함몰 또는 평탄치 못한 곳이 생기고, 섬유가 놓여지고, 압형소실이 초래된다. 바람직하게는, 공동간격이 (C+100)mm~(C+10)mm 범위내일때 수지 용융물을 공급한다.
본 발명의 방법에 있어서, 주형의 폐쇄동작을 일시적으로 멈추거나 폐쇄속도를 30mm/sec 또는 그 이하로 조정하면서, 공동간격을 (C+100)mm~(C+5)mm 범위내에 엄격히 조정하여, 표면재료와 M형 또는 F형 사이에 수지 용융물을 공급한다. 상기 조건하에 수지 용융물을 공급하는 경우, 후속적으로 공급되는 수지 용융물, 즉 비냉각된 용융물을 압착하는 것처럼 밖으로 펴는 것에 의해, 수지 용융물 공급구 가까이에 있는 부분에 열이 집중되는 것을 방지하고 따라서 표면재료의 촉감이 보존된다.
주형의 폐쇄속도가 30mm/sec 이상인 경우, 수지 용융물 공급구 가까이의 표면재료에 과도한 압력이 적용되어 표면재료의 촉감이 나빠지는 경향이 있다. 바람직하게는 주형폐쇄속도가 0.1~20mm/sec이며, 특히 열 또는 수지압력에 의해 쉽게 손상되는 발포체로 수지 물질이 이루어질때 그러하다.
두번째 단계에서 주형 폐쇄를 일시적으로 멈추면서 수지 용융물을 공급하는 경우, 수지공급 완료전이나 이후에 또는 수지공급 완료된 순간에 주형폐쇄를 재개시한다. 바람직하게는, 수지공급이 완료되기 전이나 수지공급이 완료된 순간에 주형폐쇄를 재개시한다.
본 발명의 방법에 의해 성형되는 수지로는, 압축성형, 사출성형 및 압출성형에 사용되는 임의의 통상적 수지를 사용할 수 있다. 수지의 특정예는 열가소성 엘라스토머(예 : 에틸렌-프로필렌 공중합체, 스티렌-부타디엔 공중합체, 나일론 등)의 비 발포성 또는 발포성 수지들이다. 수지는 충전제(예 : 무기 충전제 및 유리섬유), 안료, 윤활제, 대전방지제 등의 첨가제 적어도 하나를 함유할 수 있다.
표면재료의 특정예는 직포 또는 부직포, 금속제망(net), 섬유 또는 열가소성 수지, 종이, 금속박(foil) 및 열가소성 수지 또는 엘라스토머의 시이트나 필름이다. 나뭇결 무늬등의 평탄치 않은 무늬, 프린팅, 염색등으로 표면재료를 장식할 수 있다. 덧붙여, 표면재료는 열가소성 수지(예 : 폴리올레핀, 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌등), 열경화성 수지(예 : 폴리우레탄등) 및 고무(예 : cis-1,4-폴리부타디엔, 에틸렌-프로필렌 공중합체등)의 발포물질로 제조된 것일 수 있다. 또한, 접착제로서 결합된 같은 물질 또는 다른 물질로 만들어진 2이상의 층으로 구성되는 적층물을 표면재료로 사용할 수 있다. 주형안에 표면재료를 공급하기 전에, 표면재료의 일부 또는 전체를 장력 및 신장력 조절을 위해 예비 가열할 수 있다.
M형과 F형의 상대적 위치 및/또는 폐쇄 방향은 자유로이 선택될 수 있다. 수지 응용물은 M형 쪽에서 또는 F형 쪽에서 공급될 수 있다.
표면재료는 주형 바깥에 배치된 지지 수단에 의해 또는 주형의 상단 가장자리 상에 주어지는 셋팅핀 7(제 1 도 참고) 또는 잠금 기계 장치에 의해 지지될 수 있다. 성형물품의 형상에 따라서, 표면재료를 하부주형위에 단순히 놓을 수 있다. 이 경우, 표면재료를 지지하는 힘은 M형과 F형 사이의 전단간격(b)을 약 0.1~1.0mm로 조정하는 것에 의해 조절된다(제 4 도 참고).
본 발명의 방법에서는 수지 응용물을 주형속에 공급하고 주형을 폐쇄하는 조건이 엄격히 조절되기 때문에, 수지 용융물 공급구 가까이의 표면재료에 과도한 열 및 수지 압력이 부분적으로 적용되지 아니하고, 수지 용융물은 주형표면에 직접 또는 표면재료를 통해 주형표면에 균일하게 접촉되어진다. 본 발명의 방법은 표면재료가 과도한 열 또는 수지압력에 의해 쉽게 영향받는 발포플라스틱 물질을 포함하는 경우에 특히 유용하다.
따라서, 본 발명의 방법은 촉감이 우수한 다층 성형 물품을 항상 제조할 수 있다.
실제적으로, 그리고 현재 바람직한 본 발명의 실시양태를 하기 실시예로써 설명한다.
[실시예 1]
몸체 수지로서, 폴리프로필렌[sumitomo Noblen(상표명) AZ 564, 제조회사-Sumitomo Chemical Co., Ltd.]이 사용된다. 표면재료로는, 기모(raised) 트리콧(두께 2.0mm인 TR #109, 제조회사-Kawashima Fabric, Co., Ltd.)과 발포비 15 및 두께 3mm인 폴리프로필렌 발포체의 시이트(표면재료의 전체 두께는 4.6mm임)의 적층물이 사용된다.
제 1~4도를 참고로 하여 상기 기술된 방법에 따라서, 하기 조건하에 2.5mm 두께의 수지 몸체층과 4.3mm 두께의 표면 재료층으로 구성되는 적층물로부터 길이 300mm, 나비 250mm 및 높이 40mm의 상자물품을 제조한다.
수지 용융물 공급 조건
수지온도 : 240℃
주형온도 : 35℃
공동간격 :
수지공급 시작시 : 63mm
수지공급 완료시 : 43mm
주형폐쇄속도 : 10mm/sec
성형 완료시의 공동 간격 : 3.0mm
표면재료는 파손이나 주름이 없으며, 기모 섬유가 놓여있지 않고, 물품의 표면은 매끈하다.
[비교예 1]
공동간격과 주형폐쇄속도를 다음과 같이 바꾸는 것을 제외하고 실시예 1에서와 같은 방식으로 상자물품을 제조한다.
공동간격 :
수지공급 시작시 : 34mm
수지공급 완료시 : 6mm(=C+3)
주형폐쇄속도 : 14mm/sec
성형물품은 수지 용융물 공급구 가까이에 움푹 들어간 곳이 있으며 그러한 움푹 들어간곳 근처의 부분은 평탄하지 않다.
[실시예 2]
몸체 수지로서, ABS 수지[Klarastick(상표명) MTH-2, 제조회사-Sumitomo Naugatuck Co., Ltd.]가 사용된다. 표면재료로는, 두께 0.6mm의 나뭇결 무늬 폴리비닐클로라이드 시이트와 두께 0.2mm의 양모질 나일론 시이트의 적층물(표면재료의 전체 두께는 0.7mm임)이 사용된다.
제 1~4도를 참고하여 상기 기술된 방법에 따라서, 다음 조건하에서 두께 2.8mm의 수지 몸체층과 두께 0.6mm의 표면재료층으로 구성되는 적층물질로부터 길이 300mm, 나비 250mm 및 높이 40mm의 상자물품을 제조한다.
수지 용융물 공급 조건
수지온도 : 240℃
주형온도 : 35℃
수지공급 동안의 공동간격 : 13mm
주형폐쇄속도 : 0mm/sec
(주형폐쇄는 일시적으로 중단됨)
성형 완료시의 공동 간격 : 3.0mm
표면재료는 파손이나 주름이 없으며, 나뭇결무늬가 잘 보존되고, 물품 표면의 매끈함과 광택은 변화되지 않았다.
[비교예 2]
수지공급 동안의 공동간격을 113mm(C=1+110mm)로 바꾸는 것을 제외하고 실시예 2에서와 같은 방식으로, 상자물품을 제조한다.
성형물품의 표면은 평탄치 않으며 약간의 주름이 있다.
[실시예 3]
몸체 소지로서, 폴리프로필렌[Sumitomo Noblen(상표명) AZ 564, 제조회사-Sumitomo Chemical Co., Ltd]이 사용된다. 표면재료로는, 두께 0.6mm의 나뭇결무늬 폴리비닐클로라이드시이트, 발포비 8 및 두께 3mm의 폴리비닐클로라이드 발포체시이트 및 두께 0.2mm의 양모질 폴리에스테르의 받침직물(표면재료의 전체두께는 3.6mm임)의 적층물이 사용된다.
제 1~4도를 참고하여 상기 기술된 방법에 따라서, 아래 조건하에 두께 2.5mm의 수지 몸체층과 두께 3.5mm의 표면재료층으로 구성되는 적층물질로부터 길이 300mm, 나비 250mm 및 높이 40mm의 상자물품을 제조한다.
수지 용융물 공급 조건
수지온도 : 200℃
주형온도 : 35℃
공동간격 :
수지공급 시작시 : 53mm
수지공급 완료시 : 13mm
주형폐쇄속도 : 20mm/sec
성형 완료시의 공동 간격 : 3.0mm
표면재료는 파손이나 주름이 없으며, 나뭇결무늬는 잘 보존되고, 물품 표면의 매끈함은 변화되지 않았다.
[실시예 4]
몸체 수지로서, 폴리프로필렌[Sumitomo Noblen(상표명) AZ 564, 제조회사-Sumitomo Chemical Co., Ltd.]이 사용된다. 표면재료로는, 두께 0.4mm의 나뭇결무늬 폴리비닐클로라이드 시이트와 발포비 25 및 두께 3.0mm의 폴리프로필렌 발포체시이트의 적충물(표면재료의 전체 두께는 3.2mm임)이 사용된다.
제 1~4도를 참고하여, 상기 기술된 방법에 따라서, 아래 조건하에 두께 2.3mm의 수지 몸체층과 두께 2.7mm의 표면재료층으로 구성되는 적층물질로부터 약 1,000mm 및 약 600mm 크기와 5.0mm 두께의 도어트림(door trim) 형상 물품을 제조한다.
수지 용융물 공급 조건
수지온도 : 200℃
주형온도 : 10℃
공동간격 :
수지공급 시작시 : 62.5mm
수지공급 완료시 : 32.5mm
주형폐쇄속도 : 5mm/sec
성형 완료시의 공동 간격 : 2.5mm
표면재료는 파손 또는 주름이 없으며 압형소실이 거의 없고, 물품의 표면이 매끈하다.

Claims (5)

  1. (a) 잠금장치에 부착된 F형과 M형 사이에 표면재료를 공급하고, (b) M형과 F형의 폐쇄를 개시하고, 주형의 폐쇄동작을 일시적으로 멈추거나 폐쇄속도를 30mm/sec 또는 그 이하로 조정하면서 주형 사이의 공동간격이 (C+100)mm~(C+5)mm(여기에서 C는 성형완료시의 공동간격이다) 범위내일때, 표면재료와 M형 또는 F형 사이에 수지 몸체용 수지 용융물을 공급하고, (c) 공동간격 C로까지 주형을 더 폐쇄하여 성형을 완료하는 단계들로 구성되는, 수지 몸체와 표면재료로 구성되는 다층 성형물품의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, (b) 단계에서 공동간격이 (C+100)mm~(C+10)mm 범위내일때 수지 용융물을 공급하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, (b)단계에서 주형폐쇄속도를 0.1mm/sec~20mm/sec 범위내로 조정하면서 수지 용융물을 공급하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, (b)단계에서 주형폐쇄를 일시적으로 멈추면서 수지 용융물을 공급하고, 수지 공급이 완료되기 전이나 후에 또는 수지 공급이 완료된 순간에 주형폐쇄를 재개시하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 수지 공급이 완료되기 전 또는 수지 공급이 완료된 순간에 주형폐쇄를 재개시하는 방법.
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