WO2020130426A1 - 사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법 - Google Patents

사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법 Download PDF

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WO2020130426A1
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WO
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injection
mold
injection mold
deposition layer
side plate
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PCT/KR2019/016989
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민인기
심동철
황철환
이민철
김인우
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(주) 엘지화학
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    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C44/34—Auxiliary operations
    • B29C44/36—Feeding the material to be shaped
    • B29C44/38—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length
    • B29C44/42—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length using pressure difference, e.g. by injection or by vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D127/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D127/02—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09D127/12—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Coating compositions based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms

Definitions

  • the present invention relates to an injection mold, an injection molding machine including the same, and a method for manufacturing an injection product using the same, and more specifically, a swirl mark or a silver line (without special equipment such as a high-speed heating and cooling molding apparatus or a back pressure molding apparatus).
  • a swirl mark or a silver line without special equipment such as a high-speed heating and cooling molding apparatus or a back pressure molding apparatus.
  • It is possible to manufacture an injection product with a beautiful appearance, and can be used semi-permanently without replacing the insulation means, and an injection mold that greatly improves the time, cost and precision of the manufacturing process, an injection molding machine including the same, and an injection product using the same It relates to a manufacturing method.
  • Foam molding is widely used to achieve the purpose of reducing the weight of automobile parts and electronic products.
  • Such foam molding mainly achieves the purpose of weight reduction by reducing the specific gravity of the molded product by forming fine pores inside the molded product by using the expansion of the chemical blowing agent.
  • it is possible to reduce the weight by applying foam molding, but it is impossible to obtain a beautiful appearance under the influence of expanding foam gas.
  • the main defect is the occurrence of swirl marks or silver streaks by foaming gas, and it is very difficult to cover the defect even by paint painting.
  • RHCM rapid heating and cooling molding
  • back pressure molding back pressure molding
  • Patent Document Korean Registered Patent No. 1512908
  • the present invention is elegant without surface defects such as swirl marks, silver streaks, G/F excitation, and weld lines without special equipment.
  • Injection molding products that can be manufactured in appearance, can be used semi-permanently without replacement of parts or devices, and can greatly improve the time, cost, and precision of the manufacturing process. Injection molds, injection molding machines including the same, and injection products using the same It is an object to provide a manufacturing method of.
  • the present invention includes a mold in which one or more layers of vapor-deposited layers are stacked on a mold surface, wherein the vapor-deposited layer comprises a fluoropolymer homopolymer or a polyether ether ketone (PEEK). It provides an injection mold characterized by, an injection molding machine including the same, and a method for manufacturing an injection product using the same.
  • PEEK polyether ether ketone
  • the present invention includes a mold in which two or more deposition layers are stacked on the surface of the mold, wherein the first deposition layer includes a homopolymer of fluorinated resin, and the second deposition layer comprises a fluoropolymer or It provides an injection mold characterized by comprising a polyether ether ketone (PEEK), an injection molding machine comprising the same, and a method for manufacturing an injection product using the same.
  • PEEK polyether ether ketone
  • the present invention there is no defect of surface appearance, such as swirl marks, silver streaks, G/F lifting, weld lines, etc., without special equipment such as a rapid heating/cooling molding apparatus or a back pressure molding apparatus. It can manufacture injection products with a beautiful appearance, can be used semi-permanently without the hassle of cutting and installing a coating film every process, and includes injection molds that can greatly improve the time, cost, and precision of the manufacturing process It has the effect of providing an injection molding machine and a method of manufacturing an injection product using the same.
  • FIG. 1 is a schematic diagram briefly showing a method of manufacturing an injection mold and an injection product according to the present invention.
  • Figure 2 is a photograph taken an example of the fixed side plate of the injection mold before and after the deposition layer (polymer coating layer) according to the present invention is formed.
  • FIG. 3 is a front side of the molded article molded using an injection mold having a deposition layer formed on the fixed side plate of FIG. 2 (generated from the non-deposited side of the movable side plate) and the back side (generated from the deposited side of the fixed side plate), respectively.
  • This is a picture taken. Looking at the photo, the surface formed on the deposition side of the fixed side plate has a much more beautiful appearance than the surface formed on the non-deposition side of the moving side plate.
  • Example 4 is an injection mold having a deposition layer formed on the fixed-side plate of FIG. 2, but the front side of the foamed injection product manufactured in Examples 1 to 4 tested by varying the injection flow rate (formed from the non-deposition side of the movable side plate) ) And the back side (formed on the deposition side of the fixed-side plate).
  • the left side is the surface formed by the non-deposition layer
  • the right side is the surface formed by the deposition layer.
  • the surface formed by the right deposition layer is more beautiful, especially the injection flow rate is 40 cc/s or more.
  • Examples 2 to 4 (corresponding to the case of flow rates B, C, and D) have better appearance than Example 1 in which the injection flow rate is smaller than this.
  • Example 5 is an injection mold having an evaporation layer formed on the fixed side plate of FIG. 2, but the front side of the foamed injection product prepared in Examples 5 and 6 tested by varying the resin composition (formed on the non-deposition side of the moving side plate) ) And the back side (formed on the deposition side of the fixed-side plate).
  • the left side is the surface formed by the non-deposition layer
  • the right side is the surface formed by the deposition layer.
  • the injection flow rate is 40 cc/s or more ( It can be seen that Example 6, which is the flow rate B), has a better appearance than Example 5, which has a smaller injection flow rate.
  • the deposition layer is formed on the fixed side plate and the deposition layer is not formed on the moving side plate, the front side of the injection product, which is generally injection molded using an injection mold containing a hole-forming core pin ( This is a picture of each taken on the non-deposition side of the moving plate) and the back side (formed on the deposition side of the fixed plate).
  • the photograph of FIG. 6 clearly shows that a weld line has occurred around the hole with the front side of the injection product formed on the non-deposition side of the moving side plate, and the photo of FIG. 7 is the back side of the injection product formed on the deposition side of the fixed side plate.
  • the appearance is beautiful without a weld line around the hall.
  • the deposition layer is formed on the fixed-side plate and the movable side plate is formed on the front side of a general injection-molded injection product using an injection mold without a deposition layer (on the non-deposition side of the moving plate) Formation) and the back side (formed on the deposition side of the fixed-side plate).
  • the photo of FIG. 8 can easily confirm that G/F excitation has occurred on the surface with the front side of the injection product formed on the non-deposition side of the moving side plate, and the photo of FIG. 9 is the back side of the injection product formed on the deposition side of the fixed side plate It can be seen that the appearance is smooth without any G/F lifting on the surface.
  • Example 10 is the front surface of the injection molded injection molding product using an injection mold in which the deposition layer is formed on the fixed side plate and the deposition layer is not formed on the moving side plate in Example 9 (formed on the non-deposition side of the moving side plate).
  • This is a photograph of each of the and the back side (formed on the deposition side of the fixed-side plate).
  • the upper side is the front side of the injection product formed on the non-deposition side of the moving side plate, and it is easy to see that G/F excitation has occurred on the surface
  • the lower side in the photo is the back side of the injection product formed on the deposition side of the fixed side plate. It can be seen that the appearance is smooth without any G/F excitation.
  • 11 is an embodiment of a method for measuring the thickness of a deposited layer (coating layer) according to the present invention, as shown, simply using a difference in height between a deposited portion (coating layer) and a non-deposited portion (where the tape was) Can be measured.
  • the tape was attached to the end of the base material before the deposition (coating) operation, and then the tape was removed after the deposition (coating) operation was completed.
  • 15 and 16 are photographs of the front side (formed on the non-deposited side of the movable side plate) and the back side (formed on the deposition (coating) side of the fixed side plate) of the injection-molded products of general injection molding in Examples 14 and 15, respectively. to be.
  • the glass fibers are floating (GF floating)
  • one point of the front (Naked) picture and the back (Coated) picture is enlarged.
  • FIG. 17 is a photograph of the front side (formed on the non-deposited side of the movable side plate) and the back side (formed on the deposition side of the fixed side plate) of the injection-molded product of general injection molding in Example 16, respectively. At this time, in order to check the appearance quality, a point of a front surface (Naked surface) photo and a back surface (Coated surface) photo was enlarged.
  • the present inventors form a fluorine resin heat insulating layer on the mold surface in a vapor deposition method in which a fluorine resin powder such as Teflon is sintered at a high temperature after curing at a high temperature on the mold surface to instantly heat the mold surface with a heat source of the filling resin and instantaneously delay the formation of a solidified layer
  • a fluorine resin powder such as Teflon
  • Teflon is sintered at a high temperature after curing at a high temperature on the mold surface to instantly heat the mold surface with a heat source of the filling resin and instantaneously delay the formation of a solidified layer
  • the shape of the mold surface is transferred by the growth pressure of the foam cell and the appearance of a beautiful surface that does not generate swirl marks or silver lines can be secured while securing the foaming rate of general foaming.
  • the present invention was completed by focusing on the research.
  • the present invention includes a mold in which one or more deposition layers are stacked on a mold surface, wherein the deposition layer comprises an injection mold characterized by comprising a fluoropolymer homopolymer or a polyether ether ketone (PEEK).
  • PEEK polyether ether ketone
  • the present invention includes a mold in which two or more layers of deposition layers are stacked on the surface of the mold, wherein the first deposition layer comprises a fluoropolymer or a polyether ether ketone (PEEK), and the second deposition layer
  • PEEK polyether ether ketone
  • the second deposition layer It contains an injection mold characterized by containing a fluoropolymer or a polyether ether ketone (PEEK), and in this case there are no swirl marks or silver streaks, etc., without special equipment. It is possible to manufacture an injection product having an elegant appearance without any effect, and it can be used semi-permanently without the hassle of cutting and installing an insulating means for each process, and has the effect of greatly improving the time, cost, and precision of the manufacturing process.
  • each technical feature can independently define or define the composition of the injection mold of the present invention and at the same time two or more technical features of the present invention. It is also possible to define or define the composition of the injection mold.
  • the deposition layer has a total thickness of 20 to 100 ⁇ m, for example 40 to 80 ⁇ m, more preferably 45 to 80 ⁇ m, more preferably 45 to 75 ⁇ m, even more preferably 50 to 70 ⁇ m. In this range, it is possible to secure a beautiful appearance of the injection product by having an excellent cooling delay effect due to heat insulation within this range, short processing time, excellent economic efficiency, and excellent appearance characteristics.
  • the thickness of the evaporation layer in the present disclosure can be measured by a method commonly measured in the technical field to which the present invention belongs, and as an example, a deposited portion (coating layer) and a non-deposited portion ( It can be measured simply by using the height difference of the tape position).
  • the first deposition layer may have, for example, a thickness of 1 to 50 ⁇ m, preferably 10 to 50 ⁇ m, more preferably 10 to 40 ⁇ m, even more preferably 20 to 30 ⁇ m, and adhesion within this range. This is excellent, the insulation effect is improved, the processing time is short, and there is an effect of excellent economic efficiency.
  • the second deposited layer has, for example, a thickness of 10 to 80 ⁇ m, preferably 20 to 80 ⁇ m, more preferably 40 to 70 ⁇ m, more preferably 50 to 70 ⁇ m, even more preferably 60 to 70 ⁇ m. It may be, the desired thermal insulation effect is sufficiently exhibited within this range, the processing time is short, the economic efficiency is excellent and the appearance characteristics are excellent.
  • the evaporation layer may be, for example, one layer or two or more layers, preferably 2 to 3 layers, more preferably 2 layers, in which case the desired thermal insulation effect is sufficiently exhibited, processing time is short, and economic efficiency is excellent. And has excellent effect on appearance.
  • the deposition layer is applied to the mold surface by a method such as spray coating, tip coating, spin coating, or the like, for example, a liquid or powder coating material, and then 150° C. or higher or 150 to 450° C., preferably It may be formed by heat treatment or sintering and drying in an atmosphere of 380 to 450°C, more preferably 400 to 450°C.
  • the injection mold may be, for example, a foamed injection mold or a non-foamed injection mold, that is, a general injection mold, and in this case, swirl marks or silver streaks without special equipment such as a high-speed heating and cooling molding apparatus or a back pressure molding apparatus.
  • G/F excitation there is an advantage of manufacturing a foam or general injection product with a beautiful appearance without defects in the surface appearance, such as a weld line.
  • the evaporation layer may be, for example, a sintered cured evaporation layer, and in this case, there is a desired heat insulation effect, adhesive strength and durability.
  • the resin fluoropolymer may be at least one selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyvinyl fluoride (PVF), for example.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PVF polyvinyl fluoride
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the gas generated during molding is not adhered to the mold surface by increasing the lubrication properties and reducing the adhesion properties of the surface, thereby reducing molding defects and greatly cleaning the mold. It has a longer effect.
  • the fluorinated resin copolymers include, for example, perfluoroalkoxy fluororesin (PFA), ethylene tetrafluoride-6 propylene copolymer (FEP), ethylene tetrafluoride copolymer (ETFE), and ethylene chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE). It may be at least one selected from the group consisting of, preferably may be a perfluoroalkoxy fluorine resin (PFA), in this case has an advantage of excellent thermal insulation effect and appearance characteristics.
  • PFA perfluoroalkoxy fluororesin
  • FEP ethylene tetrafluoride-6 propylene copolymer
  • ETFE ethylene tetrafluoride copolymer
  • ECTFE ethylene chlorotrifluoroethylene copolymer
  • the mold surface may be, for example, a fixed-side plate forming surface, a movable-side plate forming surface, or both, but is not particularly limited and may be appropriately selected according to the required characteristics and economical efficiency of the injection product.
  • the fixed side plate includes, for example, a sprue, a runner, a gate and a cavity side
  • the movable side plate is, for example, a core side and an ejector. It may include.
  • the gate may be, for example, a side gate.
  • Non-foamed injection mold or foam injection mold not specifically defined in this description Non-foam injection molding machine or foam injection molding machine; And non-foamed (general) injection products or other configurations related to the method of manufacturing a foamed injection product are not particularly limited in the case of a technique commonly employed in the technical field to which the present invention pertains, and the description thereof is omitted to clearly describe the present invention. .
  • FIG. 1 is a schematic diagram briefly showing a method of manufacturing an injection mold and an injection product according to the present invention
  • FIG. 2 is a photograph of an example of a fixed side plate of an injection mold before and after the deposition layer according to the present invention is formed to be
  • 3 is the front side (formed on the non-deposition side of the movable side plate) of the foamed injection molded product (molded product) foamed using the injection mold with the deposition layer formed on the fixed side plate of FIG. 2, and the back side (of the fixed side plate)
  • This is a photograph of each formed). Looking at the photo, it can be seen that the surface of the molded product formed on the deposition surface has a much more beautiful appearance than the surface of the molded product formed on the non-deposition surface.
  • the left side of the upper figure includes a fixed side plate
  • the right side of the upper figure includes a moving side plate
  • the molten resin composition is filled into the mold cavity through the sprue from the nozzle on the left side, deposition according to the present invention
  • the mold surface is instantaneously heated by the heat source of the molten resin composition and the generation of the solidified layer is instantaneously delayed by the heat insulation effect to secure the foaming rate of general foaming and at the same time by the foam cell growth pressure.
  • the shape of the mold surface is transferred as it is to produce an injection product that does not generate swirl marks or silver lines, and then the moving side plate moves to eject the injection product from the injection mold.
  • the lower left side schematically shows a molded surface on which a deposition layer according to the present invention is not formed
  • the lower right side schematically shows a molded surface on which a deposition layer according to the present invention is formed.
  • the formation of the solidified layer due to the thermal insulation effect as described above is instantaneously delayed, so that the shape of the mold surface is transferred by the foaming cell growth pressure on the surface of the injection product, resulting in swirl marks or silver lines. It is possible to secure a beautiful exterior surface that is not.
  • the red part in the plate means the molten resin composition to be filled, and illustration of the runner and gate connected from the sprue to the cavity is omitted.
  • the left photo is a fixed-side plate (without mold deposition) on which a deposition layer is not formed
  • the right photo is a fixed-side plate (after mold deposition) with a deposition layer, and the fixed side of the left photo.
  • a cleaning process such as degreasing and ultrasonic washing on the plate
  • a method such as spray coating, dip coating, spin coating, etc., at a temperature of 400° C.
  • the injection molding machine of the present invention is an injection molding machine including an injection mold, an injection device and a driving device, and the injection mold is characterized by including the above-described injection mold.
  • the injection molding machine of the present invention shares the technical features with the above-mentioned injection mold, and thus overlapping descriptions will be omitted.
  • the injection device includes, for example, one or more hoppers into which the resin composition is injected, and one or more heating cylinders and screws for plasticizing and moving the injected resin composition, and the heating cylinders are provided in a conventional non-foaming (general) injection molding machine or foam injection molding machine.
  • the heating cylinder used is not particularly limited, and may include, for example, a heater that is installed outside the cylinder to supply heat into the cylinder to melt the injected resin composition, and a nozzle that ejects the molten resin composition into the injection mold.
  • the screw is, for example, a screw head; Non-return valve; And a continuous or discontinuous screw body.
  • the backflow prevention valve is not particularly limited in the case of a valve that prevents backflow of a plasticized resin composition, that is, a molten resin composition, in a heating cylinder used in an injection molding machine, and may include, for example, a check ring. .
  • the continuous screw body means a screw body in which a flight is continuously formed without a break in the middle, and preferably, the flight is continuous without a break across a feed zone, a transition zone, and a metering zone. It may be a screw body formed of, in this case, there is an advantage that can easily plasticize the injected resin composition.
  • the discontinuous screw body means a screw body in which the flight is cut off in the middle.
  • the cavity thickness is not particularly limited to be adjusted according to the design of the injection molded article, but may be, for example, 1 to 15 mm, 2 to 10 mm, or 2 to 5 mm, and has excellent mechanical properties within this range, yet has a beautiful appearance. It has the advantage of securing.
  • the cavity thickness of this substrate means the height occupied by the space vertically at the bottom of the plate.
  • the driving device is not particularly limited in the case of a driving device applicable to a conventional injection molding machine, and may include, for example, a hydraulic cylinder and a hydraulic motor for screw rotation.
  • the manufacturing method of the injection product of the present invention is characterized by including the step of injection molding the resin composition using the injection molding machine described above.
  • This method can produce injection products with a beautiful appearance without any swirl marks, silver streaks, weld lines, G/F excitation, etc., without special equipment such as rapid heating/cooling molding equipment or back pressure molding equipment.
  • it can be used semi-permanently without the hassle of cutting and installing the coating film at every process, and has the effect of greatly improving the time, cost, and precision of the manufacturing process.
  • the injection molding is preferably an injection flow rate of 40 cc/s or more, more preferably 40 to 2000 cc/s, more preferably 40 to 1000 cc/s, even more preferably 40 to 200 cc/s, Even more preferably, it may be 40 to 112 cc/s, most preferably 40 to 100 cc/s, and within this range, there is an advantage in manufacturing an injection product having a beautiful appearance.
  • the injection flow rate can be specified by the user when entering molding conditions in the injection molding machine.
  • the resin composition is, for example, 100 parts by weight of a thermoplastic resin; 0 to 150 parts by weight of the filler or 0.1 to 150 parts by weight; And 0.1 to 10 parts by weight or 0.1 to 8 parts by weight of an additive, and within this range, there are advantages of a reinforcing effect and a clean and beautiful appearance.
  • the filler is not particularly limited when it is a filler commonly used in the technical field to which the present invention belongs, and for example, mineral filler, glass fiber, carbon fiber, carbon black and CNT ( Carbon nanotube) may be one or more selected from the group consisting of, preferably glass fibers, in this case has the advantage of a reinforcing effect and a clean and beautiful appearance.
  • the filler may be a master batch comprising a carrier resin and a filler component
  • the carrier resin is not particularly limited when it is a thermoplastic resin that can be molded into a foam injection product or an injection product, but for example, according to the present invention It may be selected within the thermoplastic resin range, the filler component may be, for example, a pigment, etc.
  • the content of the filler component in the master batch may be, for example, 30 to 80% by weight or 40 to 60% by weight, within this range In the effect that the desired effect is well expressed without deterioration of other physical properties.
  • the filler is carbon black
  • 0.1 to 10 parts by weight, 0.5 to 8 parts by weight, or 1 to 5 parts by weight may be included, and within this range, there are advantages of a reinforcing effect and a clean and beautiful appearance.
  • the filler is at least one selected from the group consisting of mineral filler (mineral filler), glass fiber (glass fiber), carbon fiber (carbon fiber) and CNT (Carbon nanotube) another example 0.5 to 120 parts by weight, preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 5 to 80 parts by weight, and more preferably 10 to 60 parts by weight may be included, and within this range, there is an advantage of a reinforcing effect and a clean and beautiful appearance.
  • mineral filler mineral filler
  • glass fiber glass fiber
  • carbon fiber carbon fiber
  • CNT Carbon nanotube
  • the additive may preferably be at least one selected from the group consisting of lubricants, impact modifiers, antioxidants, UV stabilizers, and chemical foaming agents, and in this case, while achieving a beautiful appearance, the additive has the advantage of exerting the desired effect.
  • the additive may be 0.5 to 8 parts by weight, 1 to 5 parts by weight, or 2 to 4 parts by weight, and there is an advantage that the desired effect of the additive is fully exhibited while achieving appearance within this range.
  • the chemical foaming agent may be, for example, an inorganic foaming agent, and in this case, there is an excellent effect of appearance characteristics.
  • the inorganic foaming agent is not particularly limited, but may be, for example, one or more selected from the group consisting of sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, ammonium bicarbonate, sodium carbonate, and ammonium carbonate, and in this case, has excellent effect in appearance characteristics.
  • thermoplastic resin is not particularly limited in the case of a thermoplastic resin that can be molded into a foamed injection product or a non-foamed (general) injection product, but for example, polypropylene (PP) resin, ABS resin, ASA resin, PBT, PA6, PA66, PC (Polycarbonate), PC/ABS alloy, PMMA (polymethyl methacrylate), polyester, SAN resin, PS, PVC and may be one or more selected from the group consisting of polyethylene (PE) resin, in this case the resin is unique It has the advantage of achieving a clean and beautiful appearance while maintaining its physical properties.
  • PE polyethylene
  • the injection molding may be, for example, foam molding performed by an unmolded method, and in this case, defects in surface appearance such as swirl marks or silver streaks, G/F lifting, weld lines, etc. It has the advantage of producing a foam product with no beautiful appearance.
  • the unmolded method is not particularly limited in the case of the unmolded method commonly used in the technical field to which the present invention belongs, and for example, plasticized, that is, the molten foamed resin composition is filled in a cavity to complete molding by cell growth. It can be a way.
  • the injection molding may be a foam molding performed by a core-back molding method in which a molten foam resin composition is filled into a cavity, a mold on the movable side, that is, the core is retracted, and the cell growth is completed, and in this case, a swirl mark (There is an advantage in manufacturing a foam product having a beautiful appearance without swirl marks or silver streaks.
  • ABS resin manufactured by LG Chemical, AF365F 100 parts by weight, 25 parts by weight of glass fiber milled as a filler, and 3 parts by weight of LP338 of Dongjin Semichem as a blowing agent are mixed foamed resin composition containing hopper, cylinder and screw in general
  • the molding temperature is fixed at 230°C, and then melted and kneaded, the fixed side plate on which the deposition layer of FIG. 2 is formed and the corresponding movement are moved under the injection flow rate and mold temperature conditions shown in Table 1 below.
  • a final foamed product was prepared by injecting it into an injection mold containing a side plate (not shown) and growing the cell by foaming by an unmolded method.
  • the fixed-side plate formed a primary deposition layer of 30 ⁇ m thickness with polytetrafluoroethylene (PTFE) and then a secondary deposition layer of 40 ⁇ m thickness with perfluoroalkoxy fluororesin (PFA),
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA perfluoroalkoxy fluororesin
  • the moving-side plate was mirror-treated without deposition of fluorine resin so that the effect of the deposited layer according to the present invention could be confirmed by comparing the appearance of the front and back sides of the injection product.
  • the specifications of the injection molding machine used for the injection molding were the maximum injection speed: 112 mm/s (79 cc/s), the maximum clamping force: 150 Ton, the screw diameter: 45 mm, and the maximum injection pressure: 2,210 bar.
  • Example 1 It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the injection flow rate in Example 1 was carried out with the values shown in Table 1 below.
  • the foam molding resin composition in Example 1 is 100 parts by weight of polypropylene resin (SEETEC H7700), 1 part by weight of carbon black MB (PP base, 50% by weight of carbon) as a filler, and Dongjin LP338 commercial product 3 as a blowing agent 3 It was carried out in the same manner as in Example 1, except for replacing the foamed resin composition by weight parts mixed.
  • SEETEC H7700 polypropylene resin
  • carbon black MB PP base, 50% by weight of carbon
  • Dongjin LP338 commercial product 3 as a blowing agent 3 It was carried out in the same manner as in Example 1, except for replacing the foamed resin composition by weight parts mixed.
  • Example 6 It was carried out in the same manner as in Example 1, except that the injection flow rate in Example 6 was performed with the values shown in Table 2 below.
  • Example 2 The same as in Example 1, except that the injection mold used in Example 1 was replaced with an injection mold containing a hole-forming core pin (the rest of the conditions are the same) and the injection flow rate was set to the values shown in Table 3 below. It was carried out by the method.
  • Example 2 the foamed resin composition was replaced with a general injection molded resin composition in which 100 parts by weight of polypropylene resin (SEETEC H7700) and 40 parts by weight of long glass fibers (LG Chemical, LUFLO LG2400) were used as a filler. It was carried out in the same manner as in Example 1, except that it was replaced by a general injection molding method.
  • SEETEC H7700 polypropylene resin
  • LG Chemical, LUFLO LG2400 long glass fibers
  • Example 2 the foamed resin composition was replaced with a general injection molding resin composition in which 100 parts by weight of polypropylene resin (SEETEC H7700) and 50 parts by weight of glass fiber (LGOY manufactured by LG Chemical, LUPOY SC2502) were used as a filler. It was carried out in the same manner as in Example 1, except that it was replaced by a general injection molding method.
  • SEETEC H7700 polypropylene resin
  • LGOY manufactured by LG Chemical, LUPOY SC2502 glass fiber
  • Example 1 the fixed side plate was formed with a 25 to 30 ⁇ m thick polyether ether ketone (PEEK) primary deposition layer and a 15 to 20 ⁇ m thick polyether ether ketone (PEEK) secondary deposition layer.
  • PEEK polyether ether ketone
  • PEEK polyether ether ketone
  • the injection flow rate is 80 cc/s
  • an acrylate-styrene-acrylonitrile resin (ASA LI941, manufactured by LG Chem) is used as a general injection molding resin
  • the unmolded method is used as a general injection molding method. It was carried out in the same manner as in Example 1, except for the replacement.
  • Example 11 except for using a composition consisting of 70 parts by weight of polypropylene (SEETEC H7700) resin and 50 parts by weight of glass fiber (LUPOY SC2502, manufactured by LG Chem) instead of ASA resin, in the same manner as in Example 11, It was carried out.
  • SEETEC H7700 polypropylene
  • LPOY SC2502 glass fiber
  • Example 11 It was carried out in the same manner as in Example 11, except that the polycarbonate (PC) resin (LUPOY PC GP1000MU, manufactured by LG Chem) was used instead of the ASA resin in Example 11.
  • PC polycarbonate
  • LPOY PC GP1000MU manufactured by LG Chem
  • Example 1 a fixed side plate was used as a fixed side plate, and a fixed side plate formed with only a 30 ⁇ m thick PTFE primary deposition layer was used, and the injection flow rate was 80 cc/s, and instead of the foamed resin composition, polyamide 6 (PA6) 85 weight It was carried out in the same manner as in Example 1, except for using a general injection molding resin composition consisting of 15% by weight and GF.
  • PA6 polyamide 6
  • Example 14 It was carried out in the same manner as in Example 14, except that the composition composed of 70% by weight of polyamide 6 (PA6) and 30% by weight of GF as the general injection-molded resin composition in Example 14 was used.
  • PA6 polyamide 6
  • GF GF
  • Example 14 It was carried out in the same manner as in Example 14, except that a polyester-based thermoplastic elastomer (Keyflex-BT 1028D, manufactured by LG Chem) was used instead of the general injection-molded resin composition in Example 14.
  • a polyester-based thermoplastic elastomer Keyflex-BT 1028D, manufactured by LG Chem
  • Example 14 except for using a long fiber-reinforced thermoplastic resin (LUFLO LG2250B, manufactured by LG Chem) containing 30% by weight of long fibers instead of the general injection-molded resin composition, it was carried out in the same manner as in Example 14.
  • LPFLO LG2250B manufactured by LG Chem
  • Example 17 the chemical blowing agent was added in 3 parts by weight, and the same procedure as in Example 17 was carried out, except that the injection molding was performed by an unmolded method.
  • the surface of the injection product formed from the mold surface (fixed side plate) on which the fluorine resin deposition layer according to the present invention is formed is insulated, and the mold surface is a heat source of the molten resin composition.
  • the mold surface is a heat source of the molten resin composition.
  • the surface of the injection product formed from the mold surface (fixed side plate) on which the deposited layer of fluorine resin according to the present invention is formed is heat-insulated to form the mold surface as a heat source of the molten resin composition.
  • the surface of the injection product formed from the mold surface (fixed side plate) on which the deposited layer of fluorine resin according to the present invention is formed is insulated and molded as a heat source of the molten resin composition Injection product formed from the non-deposited mold surface (moving side plate) where the surface is indirectly heated and the formation of the solidified layer is instantaneously delayed, so that the molten resin composition does not form and the cooling proceeds immediately upon contact with the mold surface. It was confirmed that the surface contrast, weld line or G/F excitation did not occur at all and the appearance was beautiful.
  • the surface (coating surface) of the injection product formed from the mold surface (fixed side plate) on which the two-layer PEEK resin deposition layer according to the present invention is formed is an undeposited mold surface ( Contrary to the surface (Naked side) of the injection product formed from the moving side plate), it was confirmed that the gate mark, G/F excitation, and silver streaks did not occur at all, and the appearance was beautiful.
  • the front portion of the injection-molded injection product formed on the non-deposited (Naked) side of the movable side plate shows the portion highlighted with a dotted circle in the photo, and the gate mark and G/F float ( GF floating) and silver streaks are clearly visible.
  • the back side of the product formed from the deposition (coating) side of the fixed side plate
  • the surface of the injection product formed from the mold surface (fixed side plate) on which the PTFE resin deposition layer of the first layer was formed according to the present invention is a non-deposited mold surface ( Compared to the surface (Naked) of the injection product formed from the moving side plate), it was confirmed that G/F excitation did not occur at all and that the appearance was greatly beautiful.
  • the surface of the injection product formed from the mold surface (fixed side plate) on which the PTFE resin deposition layer of one layer according to the present invention is formed is the surface of the injection product formed from the undeposited mold surface (movable side plate). Surface), it was confirmed that no mark or G/F excitation occurred at all and the appearance was beautiful.
  • the appearance quality is large when using a mold formed with one layer of the PTFE resin deposition layer according to the present invention, even if the appearance is not good because there are many additives in the injection material, as in Example 16. The improvement was confirmed.
  • both injection-molded injection products as in Example 17 or non-foamed injection-molded injection products as in Example 18 are manufactured in a mold formed with one layer of PTFE resin deposition layer according to the present invention.
  • GF floating G/F floating

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Abstract

본 발명은 사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금형 면에 1층 이상의 증착층이 적층된 금형을 포함하되, 상기 증착층은 불화수지 단일중합체(homopolymer) 또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 특수 설비 없이도 스월마크(swirl marks)나 은줄(silver streaks), G/F 들뜸, 웰드라인(weld line) 등과 같은 표면의 외관 불량이 없는 미려한 외관의 사출 제품을 제조할 수 있고, 부품이나 장치의 교체 없이도 반영구적으로 사용이 가능하며, 제조공정의 시간, 비용 및 정밀도를 크게 향상시킬 수 있는 사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.

Description

사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법
[출원(들)과의 상호 인용]
본 출원은 2018년 12월 17일자 한국특허출원 제10-2018-0163101호 및 이를 우선권으로 2019년 11월 28일자로 재출원된 한국특허출원 제10-2019-0154973호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 발명은 사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속가열냉각 성형장치나 역압 성형장치와 같은 특수 설비 없이도 스월마크(swirl marks)나 은줄(silver streaks), G/F(Glass Fiber) 들뜸, 웰드라인(weld line) 등과 같은 표면 외관의 불량이 없는 미려한 외관의 사출 제품을 제조할 수 있고, 단열 수단의 교체 없이도 반영구적으로 사용이 가능하며, 제조공정의 시간, 비용 및 정밀도를 크게 향상시킬 수 있는 사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법에 관한 것이다.
자동차 부품이나 전자제품의 경량화 목적의 달성을 위해 발포 성형이 많이 사용되고 있다. 이러한 발포 성형은 주로 화학발포제의 팽창을 이용하여 성형품 내부에 미세 기공을 형성시킴으로써 성형품의 비중을 저하시켜 경량화 목적을 달성한다. 그러나 발포 성형을 적용함으로써 경량화는 가능하나 팽창하는 발포 가스의 영향으로 미려한 외관을 얻는 것은 현존 기술로는 불가능한 실정이다. 주된 불량은 발포 가스에 의한 스월마크(swirl marks)나 은줄(silver streaks) 등의 발생으로, 페인트 도장에 의해서도 불량을 가리기 매우 힘들어 발포 제품 단독으로 외관 제품으로의 사용은 어렵고 가죽이나 천을 씌워 사용하는 형태로 이용되거나, 사전에 성형품 표면에 스월마크나 은줄의 발생을 막기 위해 급속가열냉각성형(RHCM)이나 역압성형이 개발되어 사용되고 있으나, 공정 비용이 크게 증가하고 제어나 조작이 매우 까다롭고 원하는 만큼의 외관특성을 지속적으로 얻기 어려운 단점이 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌] 대한민국 등록특허 제1512908호
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 특수 설비 없이도 스월마크(swirl marks)나 은줄(silver streaks), G/F 들뜸, 웰드라인(weld line) 등과 같은 표면 외관의 불량이 없는 미려한 외관의 사출 제품을 제조할 수 있고, 부품이나 장치의 교체 없이도 반영구적으로 사용이 가능하며, 제조공정의 시간, 비용 및 정밀도를 크게 향상시킬 수 있는 사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 상기 목적 및 기타 목적들은 하기 설명된 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금형 면에 1층 이상의 증착층이 적층된 금형을 포함하되, 상기 증착층은 불화수지 단일중합체(homopolymer) 또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 금형 면에 2층 이상의 증착층이 적층된 금형을 포함하되, 제1 증착층은 불화수지 단일중합체(homopolymer)를 포함하며, 제2 증착층은 불화수지 공중합체(copolymer) 또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 급속가열냉각 성형장치나 역압 성형장치와 같은 특수 설비 없이도 스월마크(swirl marks)나 은줄(silver streaks), G/F 들뜸, 웰드라인(weld line) 등과 같은 표면 외관의 불량이 없는 미려한 외관의 사출 제품을 제조할 수 있고, 매 공정마다 코팅 필름을 재단 및 설치하는 번거로움 없이 반영구적으로 사용이 가능하며, 제조공정의 시간, 비용 및 정밀도를 크게 향상시킬 수 있는 사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 사출금형과 사출 제품의 제조방법을 간략히 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 증착층(고분자 코팅층)이 형성되기 전과 후의 사출금형의 고정측 플레이트의 일례를 촬영한 사진이다.
도 3은 도 2의 고정측 플레이트에 증착층이 형성된 사출금형을 사용하여 발포 성형한 성형품의 앞면(이동측 플레이트의 비증착 면에서 생성)과 뒷면(고정측 플레이트의 증착 면에서 생성)을 각각 촬영한 사진이다. 상기 사진을 보면 고정측 플레이트의 증착면에서 형성된 표면이 이동측 플레이트의 비증착면에서 형성된 표면 대비, 훨씬 더 미려한 외관을 갖는다.
도 4는 도 2의 고정측 플레이트에 증착층이 형성된 사출금형을 사용하되, 사출유량을 달리하여 실험한 실시예 1 내지 4에서 제조된 발포 사출 제품의 앞면(이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성)과 뒷면(고정측 플레이트의 증착 면에서 형성)을 각각 촬영한 사진이다. 사진에서 왼쪽은 비증착층에 의해 형성된 표면이고 오른쪽은 증착층에 의해 형성된 표면인데, 모든 사진에서 오른쪽의 증착층에 의해 형성된 표면이 더 미려함을 확인할 수 있고, 특히 사출유랑이 40 cc/s 이상(유량 B, C, D인 경우에 해당함)인 실시예 2 내지 4가, 사출유량이 이보다 작은 실시예 1 대비 외관이 좀더 우수함을 확인할 수 있다.
도 5는 도 2의 고정측 플레이트에 증착층이 형성된 사출금형을 사용하되, 수지 조성물을 달리하여 실험한 실시예 5와 6에서 제조된 발포 사출 제품의 앞면(이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성)과 뒷면(고정측 플레이트의 증착 면에서 형성)을 각각 촬영한 사진이다. 사진에서 왼쪽은 비증착층에 의해 형성된 표면이고 오른쪽은 증착층에 의해 형성된 표면인데, 모든 사진에서 오른쪽의 증착층에 의해 형성된 표면이 더 미려함을 확인할 수 있고, 사출유랑이 40 cc/s 이상(유량 B)인 실시예 6이 이보다 사출유량이 작은 실시예 5 대비 외관이 좀더 우수함을 확인할 수 있다.
도 6과 7은 실시예 7에서 고정측 플레이트에 증착층이 형성되고 이동측 플레이트에는 증착층이 형성되지 않은, 홀 형성 코어핀을 포함한 사출금형을 사용하여 일반 사출성형한, 사출 제품의 앞면(이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성)과 뒷면(고정측 플레이트의 증착 면에서 형성)을 각각 촬영한 사진이다. 도 6의 사진은 이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성된 사출 제품의 앞면으로 홀 주변에 웰드라인이 발생한 것을 선명하게 확인할 수 있고, 도 7의 사진은 고정측 플레이트의 증착 면에서 형성된 사출 제품의 뒷면으로 홀 주변에 웰드라인 없이 외관이 미려한 것을 확인할 수 있다.
도 8과 9는 실시예 8에서 고정측 플레이트에 증착층이 형성되고 이동측 플레이트에는 증착층이 형성되지 않은 사출금형을 사용하여 일반 사출성형한 사출 제품의 앞면(이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성)과 뒷면(고정측 플레이트의 증착 면에서 형성)을 각각 촬영한 사진이다. 도 8의 사진은 이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성된 사출 제품의 앞면으로 표면에 G/F 들뜸이 발생한 것을 쉽게 확인할 수 있고, 도 9의 사진은 고정측 플레이트의 증착 면에서 형성된 사출 제품의 뒷면으로 표면에 G/F 들뜸이 전혀 없이 외관이 미끈한 것을 확인할 수 있다.
도 10은 실시예 9에서 고정측 플레이트에 증착층이 형성되고 이동측 플레이트에는 증착층이 형성되지 않은 사출금형을 사용하여 일반 사출성형한 사출 제품의 앞면(이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성)과 뒷면(고정측 플레이트의 증착 면에서 형성)을 각각 촬영한 사진이다. 사진에서 위쪽은 이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성된 사출 제품의 앞면으로 표면에 G/F 들뜸이 발생한 것을 쉽게 확인할 수 있고, 사진에서 아래쪽은 고정측 플레이트의 증착 면에서 형성된 사출 제품의 뒷면으로 표면에 G/F 들뜸이 전혀 없이 외관이 매끈한 것을 확인할 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 증착층(코팅층)의 두께 측정 방법의 실시예로, 도시된 바와 같이 증착된 부분(코팅층)과 증착되지 않은 부분(테이프가 있던 자리)의 높이 차이를 이용하여 간단하게 측정할 수 있다. 여기에서 증착(코팅) 작업 전에 모재의 끝에 테이프를 붙여 놓은 후 증착(코팅) 작업이 끝난 후에 테이프를 제거하였다.
도 12 내지 14는 실시예 11 내지 13에서 일반 사출성형한 사출 제품의 앞면(이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성)과 뒷면(고정측 플레이트의 증착(코팅) 면에서 형성)을 각각 촬영한 사진이다. 이때 각각의 앞면(Naked) 사진에는 게이트 마크(Gate mark), 유리섬유 들뜸(GF floating) 또는 은줄(Silver streaks)이 있는 부분을 확인하기 쉽게 점선 원으로 표시하였다.
도 15 및 16은 실시예 14 및 15에서 일반 사출성형한 사출 제품의 앞면(이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성)과 뒷면(고정측 플레이트의 증착(코팅) 면에서 형성)을 각각 촬영한 사진이다. 이때 유리섬유 들뜸(GF floating) 여부를 확인하기 위해 앞면(Naked) 사진과 뒷면(Coated) 사진의 일 지점을 확대하여 나타내었다.
도 17은 실시예 16에서 일반 사출성형한 사출 제품의 앞면(이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성)과 뒷면(고정측 플레이트의 증착 면에서 형성)을 각각 촬영한 사진이다. 이때 외관 품질을 확인하기 위해 앞면(Naked surface) 사진과 뒷면(Coated surface) 사진의 일 지점을 확대하여 나타내었다.
도 18 및 19는 실시예 17 및 18에서 각각 발포 사출성형 및 일반 사출성형한 사출 제품의 앞면(이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성)과 뒷면(고정측 플레이트의 증착 면에서 형성)을 각각 촬영한 사진이다. 이때 유리섬유 들뜸(GF floating) 여부를 확인하기 위해 앞면(Naked Surface) 사진과 뒷면(Coated Surface) 사진의 일 지점을 확대하여 나타내었다.
이하 본 기재의 사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 테프론과 같은 불소수지 분말을 금형 표면에 고온 소결 후 경화시키는 증착 방식으로 금형 면에 불소수지 단열층을 형성하여 충전 중인 수지의 열원으로 금형 면을 순간적으로 가열시키고 고화층 생성을 순간적으로 지연시켜, 일반 발포의 발포율을 확보함과 동시에 발포셀 성장압력에 의해 금형 면의 형상이 그대로 전사되어 스월마크나 은줄 등이 발생되지 않는 미려한 외관표면을 확보할 수 있음을 확인하고, 이를 토대로 더욱 연구에 매진하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 금형 면에 1층 이상의 증착층이 적층된 금형을 포함하되, 상기 증착층은 불화수지 단일중합체(homopolymer) 또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출금형을 포함하고, 이러한 경우에 특수 설비 없이도 스월마크(swirl marks)나 은줄(silver streaks) 등이 전혀 없는 미려한 외관의 사출 제품을 제조할 수 있고, 매 공정마다 단열 수단을 재단 및 설치하는 번거로움 없이 반영구적으로 사용이 가능하며, 제조공정의 시간, 비용 및 정밀도를 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 금형 면에 2층 이상의 증착층이 적층된 금형을 포함하되, 제1 증착층은 불화수지 단일중합체(homopolymer) 또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함하며, 제2 증착층은 불화수지 공중합체(copolymer) 또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출금형을 포함하고, 이러한 경우에 마찬가지로 특수 설비 없이도 스월마크(swirl marks)나 은줄(silver streaks) 등이 전혀 없는 미려한 외관의 사출 제품을 제조할 수 있고, 매 공정마다 단열 수단을 재단 및 설치하는 번거로움 없이 반영구적으로 사용이 가능하며, 제조공정의 시간, 비용 및 정밀도를 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 사출금형의 구성을 나누어 그 기술적 특징을 자세히 설명하나, 각각의 기술적 특징은 독립적으로 본 발명의 사출금형의 구성을 한정 또는 정의할 수 있음과 동시에 2 이상의 기술적 특징이 동시에 본 발명의 사출금형의 구성을 한정 또는 정의할 수도 있다.
상기 증착층은 총 두께가 일례로 20 내지 100 ㎛, 바람직하게는 40 내지 80 ㎛, 보다 바람직하게는 45 내지 80 ㎛, 더욱 바람직하게는 45 내지 75 ㎛, 보다 더욱 바람직하게는 50 내지 70 ㎛일 수 있고, 이 범위 내에서 단열에 따른 냉각 지연 효과가 우수하여 사출 제품의 미려한 외관 확보가 가능하고 가공시간이 짧고 경제성이 우수하며 외관 특성이 우수한 이점이 있다.
본 기재에서 증착층의 두께는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 측정하는 방법으로 측정할 수 있고, 일 실시예로 하기 도 11에 도시된 바와 같이 증착된 부분(코팅층)과 증착되지 않은 부분(테이프가 있던 자리)의 높이 차이를 이용하여 간단하게 측정할 수 있다.
상기 제1 증착층은 일례로 두께가 1 내지 50 ㎛, 바람직하게는 10 내지 50 ㎛, 보다 바람직하게는 10 내지 40 ㎛, 보다 더욱 바람직하게는 20 내지 30 ㎛일 수 있고, 이 범위 내에서 접착력이 우수하고 단열 효과가 개선되며 가공시간이 짧고 경제성이 우수한 효과가 있다.
상기 제2 증착층은 일례로 두께가 10 내지 80 ㎛, 바람직하게는 20 내지 80 ㎛, 보다 바람직하게는 40 내지 70 ㎛, 더욱 바람직하게는 50 내지 70 ㎛, 보다 더욱 바람직하게는 60 내지 70 ㎛일 수 있고, 이 범위 내에서 목적하는 단열 효과가 충분히 발휘되며 가공시간이 짧고 경제성이 우수하며 외관 특성이 우수한 효과가 있다.
상기 증착층은 일례로 1층 또는 2층 이상일 수 있고, 바람직하게는 2층 내지 3층이며, 보다 바람직하게는 2층이고, 이 경우 목적하는 단열 효과가 충분히 발휘되며 가공시간이 짧고 경제성이 우수하며 외관 특성이 우수한 효과가 있다.
상기 증착층은 일례로 액상 또는 분말 형태의 코팅 도료를 스프레이 코팅, 팁(Dip) 코팅, 스핀(Spin) 코팅 등의 방법으로 금형 면에 도포한 후 150℃ 이상 또는 150 내지 450℃, 바람직하게는 380 내지 450℃, 보다 바람직하게는 400 내지 450℃ 분위기에서 열처리 또는 소결 건조하여 형성할 수 있다.
상기 사출금형은 일례로 발포 사출금형 또는 비발포 사출금형, 즉 일반 사출금형일 수 있고, 이 경우 고속가열냉각 성형장치나 역압 성형장치와 같은 특수 설비 없이도 스월마크(swirl marks)나 은줄(silver streaks), G/F 들뜸, 웰드라인(weld line) 등과 같은 표면 외관의 불량이 없는 미려한 외관의 발포 또는 일반 사출 제품을 제조하는 이점이 있다.
상기 증착층은 일례로 소결 경화 증착층일 수 있고, 이러한 경우 목적하는 단열 효과, 접착 강도 및 내구성이 뛰어난 효과가 있다.
상기 불화수지 단일중합체는 일례로 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리클로로트리플루오르에틸렌(PCTFE), 폴리불화비닐리덴(PVDF) 및 폴리불화비닐(PVF)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)일 수 있으며, 이 경우 표면의 윤활 특성 증대 및 소착 특성 저감으로 성형 시 발생하는 가스가 금형 면에 소착되지 않아 이로 인한 성형 불량이 줄어들고 금형의 청소 주기가 크게 길어지는 효과가 있다.
상기 불화수지 공중합체는 일례로 퍼플루오르알콕시 불소수지(PFA), 4불화 에틸렌-6불화프로필렌 공중합체(FEP), 에틸렌 4불화에틸렌 공중합체(ETFE) 및 에틸렌 클로로트리플루오르에틸렌공중합체(ECTFE)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 퍼플루오르알콕시 불소수지(PFA)일 수 있으며, 이 경우 단열 효과 및 외관 특성이 우수한 이점이 있다.
상기 금형 면은 일례로 고정측 플레이트 성형면, 가동측 플레이트 성형면, 또는 이들 모두일 수 있으나, 특별히 제한되지 않고 사출 제품의 요구 특성 및 경제성에 따라 적절히 선택할 수 있다.
상기 고정측 플레이트는 일례로 스프루(sprue), 러너(runner), 게이트(gate) 및 캐비티 사이드(cavity side) 등을 포함하며, 상기 가동측 플레이트는 일례로 코어 사이드(core side) 및 이젝터 등을 포함할 수 있다.
상기 게이트는 일례로 사이드 게이트(side gate)일 수 있다.
본 기재에서 특별히 정의하지 않은 비발포 사출금형 또는 발포사출금형; 비발포 사출성형기 또는 발포사출성형기; 및 비발포(일반) 사출 제품 또는 발포 사출 제품의 제조방법과 관련된 기타 구성은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 채용되는 기술인 경우 특별히 제한되지 않으며, 본 발명을 명확히 설명하기 위해 그 기재를 생략하였다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 사출금형을 설명하기로 한다.
하기 도 1은 본 발명에 따른 사출금형과 사출 제품의 제조방법을 간략히 도시한 개략도이고, 하기 도 2는 본 발명에 따른 증착층이 형성되기 전과 후의 사출금형의 고정측 플레이트의 일례를 촬영한 사진이다. 하기 도 3은 하기 도 2의 고정측 플레이트에 증착층이 형성된 사출금형을 사용하여 발포 성형한 발포 사출 제품(성형품)의 앞면(이동측 플레이트의 비증착 면에서 형성)과 뒷면(고정측 플레이트의 증착 면에서 형성)을 각각 촬영한 사진이다. 상기 사진을 보면 증착면에서 형성된 성형품 표면이 비증착 면에서 형성된 성형품 표면 대비, 훨씬 더 미려한 외관을 가짐을 확인할 수 있다.
하기 도 1을 참조하면, 상부 그림 좌측이 고정측 플레이트가 포함되고 상부 그림 우측이 이동측 플레이트가 포함되며, 좌측의 노즐로부터 스프루를 통해 금형 캐비티에 용융 수지 조성물이 충전되면 본 발명에 따른 증착층이 형성된 고정측 플레이트 면에서는 용융 수지 조성물의 열원으로 금형 면을 순간적으로 가열시키고 단열 효과에 의해 고화층의 생성을 순간적으로 지연시켜 일반 발포의 발포율을 확보함과 동시에 발포셀 성장압력에 의해 금형 면의 형상이 그대로 전사되어 스월마크나 은줄 등이 발생되지 않은 사출 제품을 제조하고 이후 이동측 플레이트가 이동하여 사출 제품을 사출금형으로부터 토출시킨다. 하부 그림 좌측은 본 발명에 따른 증착층이 형성되지 않은 금형 면(Naked surface)을 개략적으로 나타내고, 하부 그림 우측은 본 발명에 따른 증착층이 형성된 금형 면(Insulation layer)을 개략적으로 나타내는데, 우측의 증착층이 형성된 금형 면의 경우 상술한 바와 같은 단열 효과에 따른 고화층의 생성을 순간적으로 지연시켜 사출 제품 표면에 발포셀 성장압력에 의해 금형면의 형상이 그대로 전사되어 스월마크나 은줄 등이 발생되지 않는 미려한 외관 표면을 확보할 수 있다. 도면에서 플레이트 내 빨간색 부분은 충전되는 용융 수지 조성물을 의미하며, 스프루로부터 캐비티까지 연결되는 러너와 게이트의 도시는 생략하였다.
하기 도 2를 참조하면, 도면에서 좌측 사진은 증착층이 형성되지 않은 고정측 플레이트(금형 증착 전)이며, 우측 사진은 증착층이 형성된 고정측 플레이트(금형 증착 후)인데, 좌측 사진의 고정측 플레이트에 탈지 및 초음파 세척 등의 클리닝 공정을 실시한 후에 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 분말을 스프레이 코팅, 딥(Dip) 코팅, 스핀(Spin) 코팅 등의 방법으로 코팅 처리한 후 400℃ 이상 조건에서, 보다 구체적으로는 400 내지 450℃ 조건에서 열처리를 통하여 소결시키고, 여기에 다시 퍼플루오르알콕시 불소수지(PFA) 분말을 상기와 같은 방법인 스프레이 코팅, 딥 코팅, 스핀 코팅 등으로 도포한 후 400℃ 이상, 보다 구체적으로는 400 내지 450℃의 분위기에서 가열 건조시킴으로써 우측 사진과 같은 증착층이 형성된 고정측 플레이트를 제작하였다. 이때 캐비티의 두께는 2~4 mm이었고, 도면 상 고정측 플레이트에 대응되는 이동측 플레이트는 도시하지 않았으나, 이는 고정측 플레이트의 형상에 따라 설계되는 것으로 당업자에게 자명한 것인 바, 번거로움을 피하기 위해 생략하였다.
본 발명의 사출성형기는 사출금형, 사출장치 및 구동장치를 포함하는 사출성형기로서 상기 사출금형은 상술한 사출금형을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 사출성형기는 상술한 사출금형과 기술적 특징을 공유하며, 따라서 여기에서 중첩되는 설명은 생략하기로 한다.
상기 사출장치는 일례로 수지 조성물이 투입되는 호퍼, 투입된 수지 조성물을 가소화시키며 이동시키는 가열 실린더 및 스크류를 하나 이상 포함하며, 상기 가열 실린더는 통상의 비발포(일반) 사출성형기 또는 발포사출성형기에 사용되는 가열 실린더인 경우 특별히 제한되지 않고, 일례로 실린더 바깥쪽에 장착되어, 투입된 수지 조성물을 녹이기 위해 실린더 내부로 열을 공급하는 히터 및 사출금형에 용융 수지 조성물을 분출시키는 노즐을 포함할 수 있다.
상기 스크류는 일례로 스크류 헤드; 역류방지 밸브; 및 연속 또는 불연속 스크류 본체;로 이루어질 수 있다.
상기 역류방지 밸브는 사출성형기에 사용되는 가열 실린더 내에서 가소화된 수지 조성물, 즉 용융 수지 조성물의 역류를 방지하는 밸브인 경우 특별히 제한되지 않고, 일례로 체크링(check ring)을 포함할 수 있다.
상기 연속 스크류 본체는 플라이트가 중간에 단절 없이 연속적으로 형성된 스크류 본체를 의미하고, 바람직하게는 플라이트가 피드존(feed zone), 트랜지션존(transition zone) 및 미터링존(metering zone)에 걸쳐 단절 없이 연속적으로 형성된 스크류 본체일 수 있으며, 이 경우 투입된 수지 조성물을 용이하게 가소화시킬 수 있는 이점이 있다. 상기 불연속 스크류 본체는 플라이트가 중간에 단절된 스크류 본체를 의미한다.
상기 캐비티 두께는 사출 성형품의 디자인에 따라 조절되는 것으로 특별히 제한되지 않으나, 일례로 1 내지 15 mm, 2 내지 10 mm, 또는 2 내지 5 mm일 수 있고, 이 범위 내에서 기계적 물성이 우수하면서도 미려한 외관을 확보하는 이점이 있다.
본 기재의 캐비티 두께는 플레이트 바닥에서 수직으로 공간이 차지하는 높이를 의미한다.
상기 구동장치는 통상의 사출성형기에 적용 가능한 구동장치인 경우 특별히 제한되지 않고, 일례로 유압실린더 및 스크류 회전용 유압모터를 포함할 수 있다.
본 발명의 사출 제품의 제조방법은 상술한 사출성형기를 이용하여 수지 조성물을 사출성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 방법은 급속가열냉각 성형장치나 역압 성형장치와 같은 특수 설비 없이도 스월마크(swirl marks)나 은줄(silver streaks), 웰드라인, G/F 들뜸 등이 전혀 없는 미려한 외관의 사출 제품을 제조할 수 있고, 매 공정마다 코팅 필름을 재단 및 설치하는 번거로움 없이 반영구적으로 사용이 가능하며, 제조공정의 시간, 비용 및 정밀도를 크게 향상시키는 효과가 있다.
상기 사출성형은 바람직하게는 사출유량이 40 cc/s 이상, 보다 바람직하게는 40 내지 2000 cc/s, 더욱 바람직하게는 40 내지 1000 cc/s, 보다 더욱 바람직하게는 40 내지 200 cc/s, 그 보다 더욱 바람직하게는 40 내지 112 cc/s, 가장 바람직하게는 40 내지 100 cc/s일 수 있고, 이 범위 내에서 미려한 외관의 사출 제품을 제조하는 이점이 있다. 참고로 사출유량은 사출성형기에 성형 조건 입력 시 사용자가 지정할 수 있다.
상기 수지 조성물은 일례로 열가소성 수지 100 중량부; 충진제 0 내지 150 중량부 또는 0.1 내지 150 중량부; 및 첨가제 0.1 내지 10 중량부 또는 0.1 내지 8 중량부로 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 보강 효과와 깨끗하고 미려한 외관의 이점이 있다.
상기 충진제는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 사용되는 충진제인 경우 특별히 제한되지 않고, 일례로 미네랄 필러(mineral filler), 유리섬유(glass fiber), 탄소섬유(carbon fiber), 카본블랙 및 CNT(Carbon nanotube)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 유리섬유이며, 이 경우 보강 효과와 깨끗하고 미려한 외관의 이점이 있다.
또 다른 예로, 상기 충진제는 캐리어 수지와 충진제 성분을 포함하는 마스터 배치일 수 있으며, 상기 캐리어 수지는 발포사출제품 또는 사출제품으로 성형이 가능한 열가소성 수지인 경우 특별히 제한되지 않으나, 일례로 본 발명에 따른 열가소성 수지 범위 내에서 선택될 수 있고, 상기 충진제 성분은 일례로 안료 등일 수 있으며, 이때 마스터 배치 내 충진제 성분의 함량은 일례로 30 내지 80 중량% 또는 40 내지 60 중량%일 수 있는데, 이 범위 내에서 다른 물성의 저하 없이 목적하는 효과가 잘 발현되는 효과가 있다.
상기 충진제가 카본블랙인 경우 일례로 0.1 내지 10 중량부, 0.5 내지 8 중량부, 또는 1 내지 5 중량부로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 보강 효과와 깨끗하고 미려한 외관의 이점이 있다.
상기 충진제가 미네랄 필러(mineral filler), 유리섬유(glass fiber), 탄소섬유(carbon fiber) 및 CNT(Carbon nanotube)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 경우 또 다른 예로 0.5 내지 120 중량부, 바람직하게는 1 내지 100 중량부, 보다 바람직하게는 5 내지 80 중량부, 더욱 바람직하게는 10 내지 60 중량부로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 보강 효과와 깨끗하고 미려한 외관의 이점이 있다.
상기 첨가제는 바람직하게는 활제, 충격보강제, 산화방지제, UV안정제 및 화학발포제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우 미려한 외관을 달성하면서도 첨가제가 목적하는 효과가 온전히 발휘되는 이점이 있다.
상기 첨가제는 또 다른 예로 0.5 내지 8 중량부, 1 내지 5 중량부, 또는 2 내지 4 중량부일 수 있고, 이 범위 내에서 외관을 달성하면서도 첨가제가 목적하는 효과가 온전히 발휘되는 이점이 있다.
상기 화학발포제는 일례로 무기발포제일 수 있고, 이 경우 외관 특성이 우수한 효과가 있다.
상기 무기발포제는 특별히 제한되지 않으나, 일례로 중탄산나트륨, 중탄산칼륨, 중탄산암모늄, 탄산나트륨 및 탄산암모늄으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우 외관 특성이 우수한 효과가 있다.
상기 열가소성 수지는 발포 사출제품 또는 비발포(일반) 사출제품으로 성형이 가능한 열가소성 수지인 경우 특별히 제한되지 않으나, 일례로 폴리프로필렌(PP) 수지, ABS 수지, ASA 수지, PBT, PA6, PA66, PC(폴리카보네이트), PC/ABS 얼로이, PMMA(폴리메틸메타크릴레이트), 폴리에스터, SAN 수지, PS, PVC 및 폴리에틸렌(PE) 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 이 경우 수지 고유의 물성을 유지하면서도 깨끗하고 미려한 외관을 달성하는 이점이 있다.
상기 사출성형은 일례로 미성형법에 의하여 수행되는 발포성형일 수 있고, 이 경우 스월마크(swirl marks)나 은줄(silver streaks), G/F 들뜸, 웰드라인(weld line) 등과 같은 표면 외관의 불량이 없는 미려한 외관의 발포 제품을 제조하는 이점이 있다.
본 기재에서 미성형법은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 사용되는 미성형법인 경우 특별히 제한되지 않고, 일례로 가소화된, 즉 용융된 발포성형수지 조성물을 캐비티에 채워 넣고 셀 성장으로 성형을 완성하는 방법일 수 있다.
또한 상기 사출성형은 용융된 발포 수지 조성물을 캐비티에 채워 넣고 가동측 금형, 즉 코어를 후퇴시키며 셀 성장으로 성형을 완성하는 코어백 성형 방법에 의하여 수행되는 발포성형일 수 있고, 이 경우에도 스월마크(swirl marks)나 은줄(silver streaks) 등이 없는 미려한 외관의 발포 제품을 제조하는 이점이 있다.
본 기재에서 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 채용 가능한 구성은 기재하지 않았으나, 이러한 구성은 필요에 따라 통상의 기술자가 용이하게 선택할 수 있는 것이므로 본 발명의 특정에 어떠한 영향도 끼치지 아니한다 할 것이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
[실시예]
실시예 1
ABS 수지(LG 화학 제조, AF365F) 100 중량부, 충진제로 밀드(milled) 유리섬유 25 중량부 및 발포제로 동진세미켐의 LP338 3 중량부가 혼합된 발포성형수지 조성물을 호퍼, 실린더 및 스크류를 포함하는 일반 사출장치에 일괄 투입하고, 성형온도를 230℃로 고정하여 용융 및 혼련한 뒤, 이를 하기 표 1에 기재된 사출유량 및 금형온도 조건 하에 하기 도 2의 증착층이 형성된 고정측 플레이트와 이에 대응되는 이동측 플레이트(미도시)를 포함하는 사출금형에 주입하고 미성형법으로 발포에 의해 셀을 성장시켜 최종 발포 제품을 제조하였다. 상기 고정측 플레이트는 상술한 바와 같이 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)로 30 ㎛ 두께의 1차 증착층을 형성시킨 후 퍼플루오르알콕시 불소수지(PFA)로 40 ㎛ 두께의 2차 증착층을 형성시켰고, 상기 이동측 플레이트는 불소 수지의 증착 없이 경면 처리함으로써 사출 제품의 앞/뒷면의 외관 비교를 통해 본 발명에 따른 증착층의 효과를 확인할 수 있도록 하였다. 또한 상기 사출성형에 사용된 사출성형기 제원은 최대 사출속도: 112 mm/s(79 cc/s), 최대 형체력: 150 Ton, 스크류 직경: 45 mm, 최대 사출압력: 2,210 bar이었다.
실시예 2 내지 5
상기 실시예 1에서 사출유량을 하기 표 1에 기재된 값으로 실시한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 6
상기 실시예 1에서 발포성형수지 조성물을 폴리프로필렌 수지(SEETEC H7700) 100 중량부, 충진제로 카본블랙 MB(PP 베이스, 카본 함량 50 중량%) 1 중량부 및 발포제로 동진(주) LP338 상용제품 3 중량부가 혼합된 발포성형수지 조성물로 대체한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 7
상기 실시예 6에서 사출유량을 하기 표 2에 기재된 값으로 실시한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 8
상기 실시예 1에서 사용한 사출금형을 홀 형성 코어핀을 포함(나머지 조건은 동일함)하는 사출금형으로 대체하고 사출유량을 하기 표 3에 기재된 값으로 실시한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 9
상기 실시예 2에서 발포성형수지 조성물을 폴리프로필렌 수지(SEETEC H7700) 100 중량부, 충진제로 장유리섬유(LG화학 제조, LUFLO LG2400) 40 중량부가 혼합된 일반 사출성형수지 조성물로 대체한 것과 미성형법을 일반사출 성형법으로 대체한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 10
상기 실시예 2에서 발포성형수지 조성물을 폴리프로필렌 수지(SEETEC H7700) 100 중량부, 충진제로 유리섬유(LG화학 제조, LUPOY SC2502) 50 중량부가 혼합된 일반 사출성형수지 조성물로 대체한 것과 미성형법을 일반사출 성형법으로 대체한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 11
상기 실시예 1에서 고정측 플레이트로 25~30 ㎛ 두께의 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 1차 증착층 및 15~20 ㎛ 두께의 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK) 2차 증착층이 형성된 고정측 플레이트를 사용하고, 사출유량을 80 cc/s로 하며, 발포성형수지 조성물 대신 일반 사출성형수지로 아크릴레이트-스티렌-아크릴로니트릴 수지(ASA LI941, LG Chem 제조)를 사용하고 미성형법을 일반사출 성형법으로 대체한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 12
상기 실시예 11에서 ASA 수지 대신에 폴리프로필렌(SEETEC H7700) 수지 70 중량부 및 유리섬유(LUPOY SC2502, LG Chem제조) 50 중량부로 구성된 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 11과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 13
상기 실시예 11에서 ASA 수지 대신에 폴리카보네이트(PC) 수지(LUPOY PC GP1000MU, LG Chem 제조)를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 11과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 14
상기 실시예 1에서 고정측 플레이트로 30 ㎛ 두께의 PTFE 1차 증착층만이 형성된 고정측 플레이트를 사용하고, 사출유량을 80 cc/s로 하며, 발포성형수지 조성물 대신 폴리아미드 6(PA6) 85 중량% 및 GF 15 중량%로 구성된 일반 사출성형수지 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 15
상기 실시예 14에서 일반 사출성형수지 조성물로 폴리아마이드 6(PA6) 70 중량% 및 GF 30 중량%로 구성된 조성물을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 14와 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 16
상기 실시예 14에서 일반 사출성형수지 조성물 대신 폴리에스터계 열가소성 엘라스토머(Keyflex-BT 1028D, LG Chem 제조)를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 14와 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 17
상기 실시예 14에서 일반 사출성형수지 조성물 대신 장섬유가 30 중량% 함유된 장섬유 강화 열가소성 수지(LUFLO LG2250B, LG Chem 제조)를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 14와 동일한 방법으로 실시하였다.
실시예 18
상기 실시예 17에서 화학 발포제를 3 중량부로 투입하여 미성형법으로 발포사출 성형한 것을 제외하고는, 상기 실시예 17과 동일한 방법으로 실시하였다.
[시험예]
상기 실시예 1 내지 18에서 제조된 발포 제품의 양쪽 표면을 확대 촬영하여 스월마크, 은줄, G/F 들뜸 또는 웰드라인의 생성 유무를 육안으로 확인하였고, 그 결과를 하기 표 1 내지 6 및 도면 4 내지 19에 개시하였다.
Figure PCTKR2019016989-appb-T000001
상기 표 1 및 하기 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 불소 수지의 증착층이 형성된 금형 면(고정측 플레이트)으로부터 형성된 사출 제품의 표면은, 단열이 되어 용융 수지 조성물의 열원으로 금형 표면을 간접 가열하고 고화층 생성이 순간적으로 지연되는 효과가 있어, 증착층이 형성되지 않아 용융 수지 조성물이 금형 면에 접촉하면 바로 냉각이 진행되는 미증착(naked) 금형 면(이동측 플레이트)으로부터 형성된 사출 제품의 표면 대비, 스월마크(Swirl marks) 및 은줄(Silver streaks)이 크게 감소하거나 전혀 발생하지 않았고 또한 전체 사이클 시간(cycle time)에도 영향이 없었으며, 특히 사출유량 40 cc/s 이상의 조건에서 사출 성형하는 경우에는 스월마크(Swirl marks) 및 은줄(Silver streaks)이 전혀 발생하지 않아 외관이 크게 미려함을 확인할 수 있었다.
Figure PCTKR2019016989-appb-T000002
상기 표 2 및 하기 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 불소 수지의 증착층이 형성된 금형 면(고정측 플레이트)으로부터 형성된 사출 제품의 표면은, 단열이 되어 용융 수지 조성물의 열원으로 금형 표면을 간접 가열하고 고화층 생성이 순간적으로 지연되는 효과가 있어, 증착층이 형성되지 않아 용융 수지 조성물이 금형 면에 접촉하자마자 바로 냉각이 진행되는 미증착 금형 면(이동측 플레이트)으로부터 형성된 사출 제품의 표면 대비, 스월마크(Swirl marks) 및 은줄(Silver streaks)이 크게 감소하거나 전혀 발생하지 않았고 또한 전체 사이클 시간(cycle time)에도 영향이 없었으며, 특히 사출유량 40 cc/s 이상의 조건에서 사출 성형하는 경우에는 스월마크(Swirl marks) 및 은줄(Silver streaks)이 전혀 발생하지 않아 외관이 크게 미려함을 확인할 수 있었다.
Figure PCTKR2019016989-appb-T000003
상기 표 3 및 하기 도 6 내지 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 불소 수지의 증착층이 형성된 금형 면(고정측 플레이트)으로부터 형성된 사출 제품의 표면은, 단열이 되어 용융 수지 조성물의 열원으로 금형 표면을 간접 가열하고 고화층 생성이 순간적으로 지연되는 효과가 있어, 증착층이 형성되지 않아 용융 수지 조성물이 금형 면에 접촉하자마자 바로 냉각이 진행되는 미증착 금형 면(이동측 플레이트)으로부터 형성된 사출 제품의 표면 대비, 웰드라인이나 G/F 들뜸 등이 전혀 발생하지 않고 외관이 미려함을 확인할 수 있었다.
Figure PCTKR2019016989-appb-T000004
상기 표 4 및 하기 도 12 내지 14에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 2층의 PEEK 수지 증착층이 형성된 금형 면(고정측 플레이트)으로부터 형성된 사출 제품의 표면(코팅 면)은 미증착 금형 면(이동측 플레이트)으로부터 형성된 사출 제품의 표면(Naked 면) 대비, 게이트 마크, G/F 들뜸 및 은줄(Silver streaks)이 전혀 발생하지 않고 외관이 미려함을 확인할 수 있었다.하기 도 12 내지 14를 참조하면, 실시예 11 내지 13에서 사출성형한 사출 제품의 앞면(이동측 플레이트의 비증착(Naked) 면에서 형성) 사진에 점선 원으로 강조 표시된 부분을 보면 게이트 마크(Gate mark), G/F 들뜸(GF floating) 및 은줄(Silver streaks)이 있는 것을 명확히 확인할 수 있다. 그러나, 상기 제품의 뒷면(고정측 플레이트의 증착(코팅) 면에서 형성)은 게이트 마크 등과 같은 외관 흠결이 전혀 없는 것을 확인할 수 있다.
Figure PCTKR2019016989-appb-T000005
상기 표 5 및 하기 도 15 내지 16에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 1층의 PTFE 수지 증착층이 형성된 금형 면(고정측 플레이트)으로부터 형성된 사출 제품의 표면(Coated)은, 미증착 금형 면(이동측 플레이트)으로부터 형성된 사출 제품의 표면(Naked) 대비, G/F 들뜸이 전혀 발생하지 않아 외관이 크게 미려함을 확인할 수 있었다.
Figure PCTKR2019016989-appb-T000006
(사출물의 표면에 마크, 실버, G/F 들뜸 등이 없이 매끈한 경우 우수로 평가, 마크, 은줄 또는 G/F 들뜸이 있는 경우 불량으로 평가함)상기 표 6 및 하기 도 17 내지 19에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 1층의 PTFE 수지 증착층이 형성된 금형 면(고정측 플레이트)으로부터 형성된 사출 제품의 표면(Naked Surface)은 미증착 금형 면(이동측 플레이트)으로부터 형성된 사출 제품의 표면(Coated Surface) 대비, 어떠한 마크나 G/F 들뜸 등이 전혀 발생하지 않고 외관이 미려함을 확인할 수 있었다.
하기 도 17을 참조하면, 실시예 16과 같이 일반적으로 사출 소재에 첨가제가 많이 들어 있어 외관이 좋지 않은 경우에도 본 발명에 따른 1층의 PTFE 수지 증착층이 형성된 금형을 사용하는 경우 외관 품질이 크게 개선됨을 확인할 수 있었다.
하기 도 18 및 19를 참조하면, 실시예 17과 같이 발포 사출성형한 사출 제품이나 실시예 18과 같이 비발포 사출성형한 사출제품 모두 본 발명에 다른 1층의 PTFE 수지 증착층이 형성된 금형으로 제조되는 경우 사출 제품의 표면(Coated Surface)에 어떠한 마크나 G/F 들뜸(GF floating) 등이 발생하지 않아 외관이 미려함을 확인할 수 있었다.

Claims (14)

  1. 금형 면에 1층 이상의 증착층이 적층된 금형을 포함하되,
    상기 증착층은 불화수지 단일중합체(homopolymer) 또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    사출금형.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금형 면에 2층 이상의 증착층이 적층된 금형을 포함하되,
    제1 증착층은 불화수지 단일중합체(homopolymer) 또는 폴리에테르 케톤(PEEK)를 포함하며, 제2 증착층은 불화수지 공중합체(copolymer) 또는 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)을 포함하는 것을 특징으로 하는
    사출금형.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 증착층은 두께가 1 내지 50 ㎛인 것을 특징으로 하는
    사출금형.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 증착층은 두께가 20 내지 80 ㎛인 것을 특징으로 하는
    사출금형.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 사출금형은 발포 사출금형인 것을 특징으로 하는
    사출금형.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 증착층은 소결 경화 증착층인 것을 특징으로 하는
    사출금형.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 불화수지 단일중합체는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 폴리클로로트리플루오르에틸렌(PCTFE), 폴리불화비닐리덴(PVDF) 및 폴리불화비닐(PVF)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    사출금형.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 불화수지 공중합체는 퍼플루오르알콕시 불소수지(PFA), 4불화 에틸렌-6불화프로필렌 공중합체(FEP), 에틸렌 4불화에틸렌 공중합체(ETFE) 및 에틸렌 클로로트리플루오르에틸렌공중합체(ECTFE)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는
    사출금형.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 증착층 총 두께는 20 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는
    사출금형.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 금형 면은 고정측 플레이트 성형면, 가동측 플레이트 성형면, 또는 이들 모두인 것을 특징으로 하는
    사출금형.
  11. 사출금형, 사출장치 및 구동장치를 포함하는 사출성형기로서 상기 사출금형은 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 사출금형을 포함하는 것을 특징으로 하는
    사출성형기.
  12. 제11항에 따른 사출성형기를 이용하여 수지 조성물을 사출성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는
    사출 제품의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 사출성형은 미성형법 또는 코어백 성형 방법에 의하여 수행되는 발포성형인 것을 특징으로 하는
    사출 제품의 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 사출성형은 사출유량이 40 cc/s 이상인 것을 특징으로 하는
    사출 제품의 제조방법.
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