剪断流動発生部付き射出金型装置
本発明は、剪断流動発生部付き射出金型装置に関する。これは、所定ピグメントが混合された溶融樹脂が満たされる内部空間を備えた射出金型と、前記射出金型に設けられて、その一部が前記内部空間に露出し、内部空間に注入される溶融樹脂に接して、外部動力を印加されて動作し、その表面に接している溶融樹脂を粘性で剪断流動させることによって、溶融樹脂内のピグメント位置を調節する剪断力発生部と、前記剪断力発生部を動作させる駆動部、を含むことを特徴とする。上記のような本発明の射出金型装置は、射出金型内部のウェルドライン（Ｗｅｌｄ ｌｉｎｅ）発生区域に位置した溶融樹脂内に、粘性流動を生じることによって、当該区域の溶融樹脂内に混合されているピグメントの位置を調節することができるため、ウェルドライン周辺におけるピグメントの配向不良及び含量不足による問題を解決し、高品質の成型品を制作することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剪断流動発生部付き射出金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂製品の表面に、例えば、メタリック（ｍｅｔａｌｌｉｃ）やパール（ｐｅａｒｌ）、またはマーブル（ｍａｒｂｌｅ）質感などを付与するために、前記質感を具現する各種ピグメント（ｐｉｇｍｅｎｔ）を樹脂原料に予め混合し射出する方法が知られている。この方法は、一般無質感合成樹脂製品の表面にスプレー塗装を追加する方法に比べ、生産コストが著しく低く、塗装工程に伴う環境問題がないという長所を有している。
【０００３】
一方、上記のように、ピグメントを溶融樹脂に予め混合して射出する方法において重要なことは、射出後、ピグメントが製品の表面に均一に分布しなければならないということである。特に、フレーク（ｆｌａｋｅ）型ピグメントは、製品表面と平行な配向を有しなければならない。このように、ピグメントが均一に分布し、且つ適切な配向を有することによってのみ、樹脂中に含まれたピグメントが多量の光を均一に反射して光輝感をもたせ、高品質の製品を得ることができるようになる。
【０００４】
しかしながら、射出時、金型内部で二つ以上の溶融樹脂の流れがぶつかり合う部位（ウェルドライン）や、製品に穴を形成するためのコア（図２の１４）の後方周辺部などには、いわゆる噴水流動効果（Ｆｏｕｎｔａｉｎ ｆｌｏｗ ｅｆｆｅｃｔ）により、溶融樹脂内部のピグメントがコア層（図３のＣ）からスキン層（図２のＳ）に回っていくようになる。
【０００５】
このような現象により、前記ウェルドライン付近に、ピグメントの含量が他の所より相対的に少ない低含量区域（図２のＡ）が形成されるようになり、特に、ピグメントが多面体型ではなく、フレーク（ｆｌａｋｅ）型である場合、ピグメント（図３及び図６の２１）の配向が製品表面に対し垂直あるいは傾いて、光の反射量が著しく減ることによって、該当部位が暗い線に見えるような製品不良が発生する。
【０００６】
図１及び図２は、従来の射出金型で製品を射出する様子を概略的に示した図である。射出金型は、制作しようとする製品の形によってその構造が千差万別であるが、本明細書では、説明の便宜上、最も簡単な構造の金型を例とした。
【０００７】
図１を参照すると、下部金型１５と上部金型１３とが組み合って、一つの金型１１をなしており、その内部には、制作しようとする製品形状が反映された内部空間１７が形成されている。さらに、前記上部金型１３の両側部には、溶融樹脂１９を注入するための注入口１３ａが位置している。前記注入口１３ａの位置は、金型１１の設計時、溶融樹脂１９の流動特性や流動距離など、色んな要素を勘案して、最も適切な場所に決定する。前記注入口１３ａの数も、場合によって変わることも有りうる。
【０００８】
ところが、いかに簡単な金型であっても、多数の注入口を有するか、一つの注入口を使用するとしても穴や厚さ偏差などの製品構造により、溶融樹脂の二つの流れが合流し、それぞれの注入口を通じての注入あるいは製品構造による二つの流れの溶融樹脂１９は、内部空間１７において度々ぶっつかる。例えば、図１に示したように、両側の注入口１３ａを通じて流入した溶融樹脂１９が、内部空間１７を矢印ｚ方向に満たしながら移動するうち、中央部位でぶつかり合うようになる。
【０００９】
上記のように、異なる流れを有する溶融樹脂がぶつかり合う位置をウェルドラインＲという。前記ウェルドライン付近では、樹脂の流れが、他の所とは違い円滑でないため、望ましくない色んな現象が発生し、製品の不良が生じる場所となる可能性が高い。
【００１０】
前記ウェルドラインにおける問題は、製品に質感を具現するために、溶融樹脂にピグメントを混合した場合はさらにひどくなる。
【００１１】
なお、前記図１の場合と異なって、溶融樹脂が一つの注入口１３ａを通じて注入されても、金型１１の内部空間１７にコア（図２の１４）が設けられている場合、コア１４の後方に前記ウェルラインが形成される確率が非常に高い。
【００１２】
図２にコア１４の設けられた金型１１を示した。
【００１３】
図２を参照すると、一つの注入口１３ａを通じて内部空間１７に注入された溶融樹脂１９が、矢印Ｐ方向に粘性流動しながら徐々に内部空間１７を満たしていくことが分かる。前記溶融樹脂１９は、流動中、前記コア１４により分かれた後、コア１４の後方で再び合流する。即ち、コア１４により分離された流れがコア１４の後方で再び合流するようになるのである。このような合流による問題は、前記図１を通じて説明したような、（異なる穴を通じて流入された）二つの流れがぶつかり合う時に発生する問題を引き起こす。即ち、ウェルドラインＲを形成する。
【００１４】
図３、図４、及び図５は、前記図１に示した従来の射出金型の問題点を説明するために示した図面である。
【００１５】
図３は、前記図１のウェルドラインＲ付近におけるピグメント２１の流動特性を示した図である。基本的に、溶融樹脂は粘性流体であるため、流動通路を内部流動する時、中央部位が最も速く流動し、壁面に近接した部位は、壁面に近接するほど遅く流動する。一般に、中央部の流動層をコア層Ｃといい、外郭部（コア層と壁面との間）の流動層をスキン層Ｓという。
【００１６】
図３を参照すると、金型の内部空間１７を矢印Ｚ方向に流動しながらぶつかり合った溶融樹脂のコア層Ｃは、相互衝突後（まるで噴水のように周りに広がり）、反対方向に流動する。この瞬間、内部空間は、溶融樹脂で満たされた状態になるため、それ以上の流入流量がない。したがって、一度ぶつかり合うと反対方向に広がって、スキン層Ｓに位置した溶融樹脂は、それ以上動けなくなり、そのまま固まって製品化される。
【００１７】
一方、前記溶融樹脂に混合されていたピグメント２１も、上記の溶融樹脂の流れによって移動しながら、図３に示したパターンで配向された後、止まるようになる。したがって、前記ウェルドラインＲの上部と下部に、ピグメント２１の密度が非常に低い低含量区域Ａが形成されるようになる。前記低含量区域Ａは、ピグメント２１の含量が他の所より非常に少ない場所であって、光を反射できる面が減って、減った分暗く映り、特に、図示したようにピグメント２１がフレーク型である場合は、製品における当該部位のみが所定質感を出せなくなる結果を招来する。
【００１８】
図４は、前記流れを有する溶融樹脂１９が金型の内部で固まった状態を示した断面図である。図示したように、ウェルドラインＲ付近に低含量区域Ａが位置することが分かる。前記下部金型１５から上部金型１３を開けて、射出された製品Ｂを取り出してみると、図５のように、製品Ｂの中央部、即ちウェルドラインＲ付近の低含量区域Ａが、他の所より暗く映っていることが分かる。このような製品は、不良と分類される。
【００１９】
図６は、前記図２に示した従来の射出金型の問題点を説明するための図２のＱ−Ｑ線断面図である。
【００２０】
図面を参照すると、金型１４の側部に低含量区域Ａが位置することが分かる。前記低含量区域Ａの発生原因は、図３を通じて説明した通りであり、製品の表面にウェルドラインＲとして表れる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上記のような問題点を解消するために創案したもので、射出金型内部のウェルドライン（Ｗｅｌｄ ｌｉｎｅ）発生区域に、溶融樹脂に粘性による剪断力を加えることにより、溶融樹脂内に混合されているピグメントの位置を調節することができる剪断力発生部を設け、前記剪断力発生部によって、ウェルドライン周辺におけるピグメントの配向不良及び含量不足による問題を解決し、高品質の成型品を制作することができる、剪断流動発生部付き射出金型装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために本発明は、所定ピグメントが混合された溶融樹脂が満たされる内部空間を備えた射出金型と、前記射出金型に設けられて、その一部が前記内部空間に露出し、内部空間に注入される溶融樹脂に接して、外部動力の印加により動作し、その表面に接している溶融樹脂を粘性で剪断流動させることによって、溶融樹脂内のピグメント位置を調節する剪断力発生部と、前記剪断力発生部を動作させる駆動部を含むことを特徴とする。
【００２３】
また、前記剪断力発生部は、その外周面の一部が前記内部空間に突出するように設けられて、軸回転運動を通じて、前記外周面に接している溶融樹脂を回転方向に剪断流動させる一つ以上のローラーまたは移動面ベルトを含むことを特徴とする。
【００２４】
さらに、前記ローラーは、二個以上が相互並ぶように配置されて、溶融樹脂の状態によって、それぞれ同一な回転方向または相互異なる回転方向に回転することを特徴とする。
【００２５】
また、前記金型の内部には、長さ方向に延びたガイド溝が備えられて、前記剪断力発生部は、前記ガイド溝に支持された状態で往復動可能であり、その一側に、前記内部空間側に突出し、往復動する間に溶融樹脂に剪断力を提供する突出部を有する往復部材が含まれることを特徴とする。
【００２６】
また、前記駆動部は、前記往復部材にピン連結され、金型の外部に延びる回動リンクと、前記回動リンクを回動させ、この回動リンクをして往復部材を動作させるアクチュエータを含むことを特徴とする。
【００２７】
また、前記駆動部は、前記往復部材に装着されたラックギアと、前記ラックギアと噛み合うピニオンギアと、前記ピニオンギアを回転させるモーターを含むことを特徴とする。
【００２８】
また、前記駆動部は、前記往復部材の一側に装着されるソレノイド部と、前記ソレノイド部に従動可能な状態でガイド溝に固定され、ソレノイドの動作時、往復部材を進退動させるプランジャーを含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明による実施例を、添付の図面を参照し、より詳細に説明する。本発明において、溶融樹脂に混合したピグメントは、フレーク（ｆｌａｋｅ）型ピグメントを例としたが、フレークタイプの他に、多面体型ピグメントやその他のタイプのピグメントを適用することができる。
【００３０】
図７は、本発明の実施例１による剪断流動発生部付き射出金型装置の構成を概略的に示した構成図である。
【００３１】
図面を参照すると、実施例１による金型装置は、平板状の製品（図１４のＢ）を制作するための金型４１と、前記金型４１の内部に設けられるローラー４９と、前記ローラー４９を作動する駆動部を含む構成を有する。
【００３２】
前記金型４１は、下部金型４５と、前記下部金型４５の上部にフィットする上部金型４３とからなり、前記上部金型４３の両側には、溶融樹脂を金型の内部空間４７に注入するための通路である注入口４３ａが設けられている。前記注入口４３ａは、溶融樹脂の流動速度や移動距離などを考慮し、最も適合した所に位置される。
【００３３】
一方、前記ローラー４９は、一定直径を有し、その外周面の一部が金型４１の内部空間４７に突出した環棒状部材であって、金型４１の外部に設けられているモーター５１から動力を伝達されて軸回転する。
【００３４】
前記ローラー４９は、矢印ｚ方向に進入する溶融樹脂の進入方向に直交する方向に配置されるが、溶融樹脂が相互ぶつかり合うウェルドラインから少し離隔された地点に位置する。参考に、前記ウェルドラインは、通常の数値解釈方法により正確な予測が可能である。本実施例では、前記ローラー４９がウェルドラインＲから少し離隔されているが、場合によって、ローラー４９の中心をウェルドラインＲに合わせることもできる。
【００３５】
前記ローラー４９は、その外周面の一部が内部空間４７側に突出するため、図１１に示したように、突出外周面により、溶融樹脂を図１１の矢印Ｘ方向に粘性流動させることができる。したがって、溶融樹脂内部に含まれているピグメント２１を前記低含量区域（図４のＡ）に移動させると共に、ピグメントがフレーク型ピグメントである場合、ピグメントが金型の内向面にほぼ平行に配向されるように誘導する。
【００３６】
前記ローラー４９を動作させる駆動部には、ローラー４９に回転トルクを伝達するモーター５１と、前記モーター５１を制御するコントローラー５３が含まれる。前記コントローラー５３は、モーター５１の回転速度や回転方向を調節できる通常の制御手段である。前記ローラー４９を回転させることができるものであれば、前記モーター以外の駆動手段も勿論適用することができる。
【００３７】
図８は、本発明の実施例２による剪断流動発生部付き射出金型装置の構成を概略的に示した構成図であって、図７のローラーの代わりに、広い移動面ベルト５０の面全体が少し突出して動くため、部品制作の難易度に比べ、剪断流動の効果を極大化することができる長所がある。
【００３８】
図９及び図１０は、図７及び図８に示した射出金型装置の一部斜視図であって、ローラー４９とモーター５１の電動連結方式を例として示した。
【００３９】
図示したように、下部金型４５に前記ローラー４９が回転可能に設けられている。前記ローラー４９の外周面の一部が下部金型４５の金型面の上部に突出していることは、上記の通りである。
【００４０】
特に、前記ローラー４９の一端部は、下部金型４５の側部に延び、延びた端部には、プーリ４９ａが固定されている。前記プーリ４９ａは、モーター５１の駆動軸に固定されている駆動プーリ５１ａに、ベルト５２により連結される。したがって、モーター５１を駆動すると、モーターの回転トルクは、ベルト５２を介してローラー４９に伝達される。
【００４１】
図１１、図１２、及び図１３は、前記図７及び図８に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図面であり、既に金型の内部空間４７に溶融樹脂が充填された状態で、ローラー４９の回転により溶融樹脂が矢印Ｘ方向に粘性流動する様子を示している。前記ローラー４９は、溶融樹脂が内部空間に充填される時から固まる前まで動作し、具体的な作動時期は、溶融樹脂の特徴や様々な条件により異なってくる。図面を参照すると、溶融樹脂（図にはピグメント２１のみが示されているが、内部空間４７に溶融樹脂が充填されていることは当然である）内のピグメント２１のうち、スキン層Ｓに位置したピグメント２１が上・下部金型４３、４５の内向面にほぼ平行に配向されていることが分かる。特に、前記ウェルドラインＲの低含量区域Ａにも、ピグメント２１が他の所と同じ分布密度で満たされている。これは、前記ローラー４９の動作によるものである。
【００４２】
即ち、前記ローラー４９を矢印ｍ方向に軸回転させるにつれて、ローラー４９の外周面に接している溶融樹脂が矢印Ｘ方向に粘性流動し、この際、溶融樹脂内部に分布しているピグメント２１が流動方向に配向されると共に、前記低含量区域Ａに移動する。前記ウェルドラインＲ周辺以外の他の部位のピグメントは、粘性流動の特性上、金型４３、４５の内向面に並んで配向されて、全体的に均一な密度で分布する。
【００４３】
図１４は、図７に示した射出金型装置で制作した製品の断面図である。
【００４４】
前記図５の過程を経て、ピグメント２１が低含量区域Ａを好ましい配向角度で満たした状態で、冷却により樹脂を固化させた後、金型を分離すると、図１４の製品Ｂが得られる。
【００４５】
図１４を参照すると、製品Ｂの内部にピグメント２１が全体的に均一な密度で分布していることが分かる。特に、従来問題となっていた低含量区域が存在せず、製品表面付近のピグメントも、表面とほぼ並んで配向されている。したがって、製品Ｂの外側面に入射された光は、各ピグメント２１に反射され（暗い部分無しに）、外部に光輝感をディスプレイする。
【００４６】
図面符号Ｇは、前記ローラー４９が挿入されたまま固まって形成された溝である。前記溝Ｇがある面は、外部から見えない製品の内側面である。
【００４７】
図１５は、本発明の実施例３による射出金型装置の構成を概略的に示した構成図である。実施例３及び後述する実施例４の射出金型装置は、両方とも実施例１と同様な原理を有する。さらに、上記の図面符号と同一な図面符号は、同一な機能を有する同一な部材を意味する。
【００４８】
図１５を参照すると、実施例３による射出金型装置の下部金型５７には、多数個のローラー４９が備えられていることが分かる。前記四つのローラー４９は、一つのモーター５１により同一な回転速度で回転する。前記ローラー４９の回転速度（回転速度には、回転方向も含まれる）は、コントローラー５３の制御により調節可能である。
【００４９】
さらに、前記各ローラー４９とモーター５１の電動連結は、通常的な動力連結方式により自由に具現可能である。また、前記ローラー４９の作動時期は、実施例１と同様である。
【００５０】
図１６及び図１７は、図１５に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図面である。
【００５１】
図示したように、多数個のローラー４９が下部金型５７の内向面から上部に突出して設けられている。前記各ローラー４９は、内部空間４７に充填されて、その外周面に接している溶融樹脂を、矢印Ｘ方向に粘性流動させることにより、溶融樹脂内部のピグメント２１を均一な密度で分布させると共に、所望の方向に配向させる役割をする。このようなローラー４９の役割及び作動メカニズムは、実施例１と同様である。
【００５２】
さらに、ピグメントの大きさ、樹脂温度、金型温度、樹脂粘度、樹脂層厚、ローラーの直径及び回転速度など、樹脂、成形条件、金型などに応じて、流体の流れを所望の方向に制御するために、ローラーの回転方向が変更できるようにしたことを特徴とする。その例として、図１６のローラーの回転方向と図１７のローラーの回転方向とは、相互同じであるが、製品の外観面に該当する金型内部空間の部位における樹脂及びピグメントの流動方向は、相互反対である。これは、流体の流動特性と工程条件によって、図１６及び図１７のように異なってくる。
【００５３】
図１８は、図１５に示した射出金型装置で制作した製品Ｂの断面図である。
【００５４】
図示したように、製品Ｂの内部にピグメント２１が均一に分布し、特に各ピグメント２１が製品Ｂの内外側の表面に並んで配向されている。前記製品Ｂに混合されているピグメントが、フレーク型ピグメントではなく多面体型ピグメントの場合であっても、全体的に均一に分布し低含量区域がなく、ウェルドラインが表れないことは勿論である。
【００５５】
図１９は、本発明の実施例４による射出金型装置の概略的な構成を示した図面である。
【００５６】
図面を参照すると、下部金型５９の内部にガイド溝５９ａが形成されており、前記ガイド溝５９ａに、往復部材６１が矢印ｐ方向またはその反対方向に直線往復動可能に支持されていることが分かる。前記往復部材６１は、両側端部が前記ガイド溝５９ａに挿入支持された状態で、その上面が内部空間４７に露出する平板状部材である。
【００５７】
前記往復部材６１の上面には、多数の突出部６１ａが形成されている。前記突出部６１ａは、注入口４３ａを通じて内部空間４７に進入する溶融樹脂１９の流動方向に直交する方向に延びた線形突起であって、往復部材６１が矢印ｐ方向に移動する時に、溶融樹脂を図２０の矢印Ｘ方向に粘性流動させる役割をする。
【００５８】
図面符号５５は、前記往復部材６１を作動させる駆動部であって、駆動原理は、場合によって異なるが、例えば、図２２、図２３及び図２４に示したリンク方式、ギア方式、ソレノイド方式を適用することができる。
【００５９】
図２０は、前記図１９に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図面である。
【００６０】
図示したように、金型の内部空間４７に充填されている溶融樹脂（図２０では、溶融樹脂内部のピグメント２１のみが示されている）の一部が、前記往復部材６１の上面に接している。この状態で、前記駆動部５５を通じて往復部材６１を矢印Ｐ方向に瞬間的に移動させると、突出部６１ａが溶融樹脂内部に矢印Ｘ方向の粘性流動を発生し、相互異なる経路に進入してぶつかり合った溶融樹脂内部の非均質ピグメント２１を低含量区域に移動させる（前記低含量区域は、ローラー４９や往復部材６１を作動する前には、常に発生するものである）。
【００６１】
前記往復部材６１を反復的に動作させ、十分な粘性流動を発生することにより、ピグメント２１を均一に分散すると共に、好ましい方向に配向させることができる。上記のように、使用ピグメントが多面体型ピグメントである場合、ピグメントの配向は重要ではない。
【００６２】
図２１は、図１９に示した射出金型装置で制作した製品の断面図である。
【００６３】
図を参照すると、製品Ｂの内部に、ピグメント２１が低含量区域が無しに全体的に均一に分布されていることが分かる。
【００６４】
図２２は、図１９に示した射出金型装置における駆動部５５の一具現例を概略的に示した図面である。
【００６５】
図示したように、前記往復部材６１の底面に、回動リンク６７が連結ヒンジ７１を通じてピン連結されている。前記回動リンク６７は、往復部材６１に連結された状態で下部金型５９の外部に延びた一定長さのロッドであって、その中央部位が固定ヒンジ６９にピン６９ａ連結される。
【００６６】
前記回動リンク６７を固定ヒンジ６９に連結させるために、回動リンク６７の該当部位には、垂直に延びた長孔６７ａが設けられて、前記固定ヒンジ６９のピン６９ａが前記長孔６７ａに挿入される。このように、回動リンク６７に長孔６７ａを形成することにより、回動リンク６７が固定ヒンジ６９に固定された状態で回動自在になる。
【００６７】
前記回動リンク６７の下端部には、アクチュエータ６５が連結される。前記アクチュエータ６５は、空圧式または油圧式アクチュエータであって、作動ロッド６５ａが回動リンク６７の下端部にピン連結される。したがって、前記アクチュエータ６５を駆動して作動ロッド６５ａを往復動させると、往復部材６１がガイド溝５９ａに支持された状態で、左右に往復移動するようになる。図面符号６３は、緩衝スプリングである。
【００６８】
図２３は、図１９に示した射出金型装置における駆動部の他の具現例を概略的に示した図である。
【００６９】
図面を参照すると、前記往復部材６１の底面にラックギア７３が設けられており、前記ラックギア７３にピニオンギア７５が噛み合っていることが分かる。前記ピニオンギア７５は、モーター７７の駆動軸に固定されて、モーターの回転トルクをラックギア７３に伝達し、往復部材６１がガイド溝５９ａに支持された状態で往復するようにする。前記往復部材６１の両端部には、緩衝用スプリング６３が設けられている。
【００７０】
図２４は、図１９に示した射出金型装置における駆動部のまた他の具現例を概略的に示した図である。
【００７１】
図示したように、往復部材６１の一端部内側にソレノイド部７９が備えられており、前記ソレノイド部７９には、プランジャー８１が対応して設けられている。前記プランジャー８１は、ソレノイド部７９に電気が印加される時に発生する誘導電磁気力により、往復部材６１に対して進退動する部材である。このようなソレノイドの作動原理は、一般的なものである。
【００７２】
ところが、前記プランジャー８１は、一側ガイド溝５９ａの内部に埋め込まれて固定されている。したがって、前記ソレノイド部７９に電気が印加されると、プランジャー８１ではなく、往復部材６１がプランジャー８１に対する進退動、即ち矢印方向の往復動をするようになる。このように、電気を駆動源として往復部材６１を動作させることもできる。
【００７３】
本発明を具体的な実施例を通じて詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定することなく、本発明の技術的思想の範囲内で通常の知識を有する者によって色々と変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
上記のような本発明の剪断流動発生部を有する射出金型装置は、射出金型内部のウェルドライン（Ｗｅｌｄ ｌｉｎｅ）発生区域に位置した溶融樹脂内に、粘性流動を生じることにより、当該区域の溶融樹脂内に混合されているピグメントの位置を調節することができるため、ウェルドライン周辺におけるピグメントの配向不良及び含量不足による問題を解決し、高品質の成型品を制作することができる。本発明の記載された具体的例を中心に詳細にわたって説明したが、本発明の範疇および技術思想範囲内において多様な変形および修正が添付された特許請求範囲に当然属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】従来の射出金型で製品を射出する様子を概略的に示した図である。
【図２】従来の射出金型で製品を射出する様子を概略的に示した図である。
【図３】図１に示した従来の射出金型の問題点を説明するための図である。
【図４】図１に示した従来の射出金型の問題点を説明するための図である。
【図５】図１に示した従来の射出金型の問題点を説明するための図である。
【図６】図２に示した従来の射出金型の問題点を説明するための、図２のＱ−Ｑ線断面図である。
【図７】本発明の剪断流動発生部を有する射出金型装置の構成のうち、実施例１によるローラー形態の剪断流動発生装置を概略的に示した構成図である。
【図８】本発明の剪断流動発生部を有する射出金型装置の構成のうち、実施例２による移動面ベルト形態の剪断流動発生装置を概略的に示した構成図である。
【図９】図７に示した射出金型装置の一部斜視図である。
【図１０】図８に示した射出金型装置の一部斜視図である。
【図１１】図７に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図である。
【図１２】図７に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図である。
【図１３】図８に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図である。
【図１４】図７に示した射出金型装置で制作した製品の断面図である。
【図１５】本発明の実施例３による多数個のローラーを用いた射出金型装置の構成を概略的に示した構成図である。
【図１６】図１５に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図である。
【図１７】図１５に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図である。
【図１８】図１５に示した射出金型装置で制作した製品の断面図である。
【図１９】本発明の実施例４による射出金型装置の概略的な構成を示した図である。
【図２０】図１９に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図である。
【図２１】図１９に示した射出金型装置で制作した製品の断面図である。
【図２２】図１９に示した射出金型装置における駆動部の一具現例を概略的に示した図である。
【図２３】図１９に示した射出金型装置における駆動部の他の具現例を概略的に示した図である。
【図２４】図１９に示した射出金型装置における駆動部のまた他の具現例を概略的に示した図である。
【符号の説明】
【００７６】
１１、４１ 金型
１３ 上部金型
１３ａ 注入口
１４ コア
１５ 下部金型
１７ 内部空間
１９ 溶融樹脂
２１ ピグメント
４３ 上部金型
４３ａ 注入口
４５ 下部金型
４７ 内部空間
４９ ローラー
４９ａ プーリ
５０ 移動面ベルト
５１ モーター
５１ａ 駆動プーリ
５２ ベルト
５３ コントローラー
５５ 駆動部
５７、５９ 下部金型
５９ａ ガイド溝
６１ 往復部材
６１ａ 突出部
６３ スプリング
６５ アクチュエータ
６５ａ 作動ロッド
６７ 回動リンク
６７ａ 長孔
６９ 固定ヒンジ
６９ａ ピン
７１ 連結ヒンジ
７３ ラックギア
７５ ピニオンギア
７７ モーター
７９ ソレノイド部
８１ プランジャー（ｐｌｕｎｇｅｒ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、剪断流動発生部付き射出金型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂製品の表面に、例えば、メタリック（ｍｅｔａｌｌｉｃ）やパール（ｐｅａｒｌ）、またはマーブル（ｍａｒｂｌｅ）質感などを付与するために、前記質感を具現する各種ピグメント（ｐｉｇｍｅｎｔ）を樹脂原料に予め混合し射出する方法が知られている。この方法は、一般無質感合成樹脂製品の表面にスプレー塗装を追加する方法に比べ、生産コストが著しく低く、塗装工程に伴う環境問題がないという長所を有している。
【０００３】
一方、上記のように、ピグメントを溶融樹脂に予め混合して射出する方法において重要なことは、射出後、ピグメントが製品の表面に均一に分布しなければならないということである。特に、フレーク（ｆｌａｋｅ）型ピグメントは、製品表面と平行な配向を有しなければならない。このように、ピグメントが均一に分布し、且つ適切な配向を有することによってのみ、樹脂中に含まれたピグメントが多量の光を均一に反射して光輝感をもたせ、高品質の製品を得ることができるようになる。
【０００４】
しかしながら、射出時、金型内部で二つ以上の溶融樹脂の流れがぶつかり合う部位（ウェルドライン）や、製品に穴を形成するためのコア（図２の１４）の後方周辺部などには、いわゆる噴水流動効果（Ｆｏｕｎｔａｉｎ ｆｌｏｗ ｅｆｆｅｃｔ）により、溶融樹脂内部のピグメントがコア層（図３のＣ）からスキン層（図２のＳ）に回っていくようになる。
【０００５】
このような現象により、前記ウェルドライン付近に、ピグメントの含量が他の所より相対的に少ない低含量区域（図２のＡ）が形成されるようになり、特に、ピグメントが多面体型ではなく、フレーク（ｆｌａｋｅ）型である場合、ピグメント（図３及び図６の２１）の配向が製品表面に対し垂直あるいは傾いて、光の反射量が著しく減ることによって、該当部位が暗い線に見えるような製品不良が発生する。
【０００６】
図１及び図２は、従来の射出金型で製品を射出する様子を概略的に示した図である。射出金型は、制作しようとする製品の形によってその構造が千差万別であるが、本明細書では、説明の便宜上、最も簡単な構造の金型を例とした。
【０００７】
図１を参照すると、下部金型１５と上部金型１３とが組み合って、一つの金型１１をなしており、その内部には、制作しようとする製品形状が反映された内部空間１７が形成されている。さらに、前記上部金型１３の両側部には、溶融樹脂１９を注入するための注入口１３ａが位置している。前記注入口１３ａの位置は、金型１１の設計時、溶融樹脂１９の流動特性や流動距離など、色んな要素を勘案して、最も適切な場所に決定する。前記注入口１３ａの数も、場合によって変わることも有りうる。
【０００８】
ところが、いかに簡単な金型であっても、多数の注入口を有するか、一つの注入口を使用するとしても穴や厚さ偏差などの製品構造により、溶融樹脂の二つの流れが合流し、それぞれの注入口を通じての注入あるいは製品構造による二つの流れの溶融樹脂１９は、内部空間１７において度々ぶっつかる。例えば、図１に示したように、両側の注入口１３ａを通じて流入した溶融樹脂１９が、内部空間１７を矢印ｚ方向に満たしながら移動するうち、中央部位でぶつかり合うようになる。
【０００９】
上記のように、異なる流れを有する溶融樹脂がぶつかり合う位置をウェルドラインＲという。前記ウェルドライン付近では、樹脂の流れが、他の所とは違い円滑でないため、望ましくない色んな現象が発生し、製品の不良が生じる場所となる可能性が高い。
【００１０】
前記ウェルドラインにおける問題は、製品に質感を具現するために、溶融樹脂にピグメントを混合した場合はさらにひどくなる。
【００１１】
なお、前記図１の場合と異なって、溶融樹脂が一つの注入口１３ａを通じて注入されても、金型１１の内部空間１７にコア（図２の１４）が設けられている場合、コア１４の後方に前記ウェルラインが形成される確率が非常に高い。
【００１２】
図２にコア１４の設けられた金型１１を示した。
【００１３】
図２を参照すると、一つの注入口１３ａを通じて内部空間１７に注入された溶融樹脂１９が、矢印Ｐ方向に粘性流動しながら徐々に内部空間１７を満たしていくことが分かる。前記溶融樹脂１９は、流動中、前記コア１４により分かれた後、コア１４の後方で再び合流する。即ち、コア１４により分離された流れがコア１４の後方で再び合流するようになるのである。このような合流による問題は、前記図１を通じて説明したような、（異なる穴を通じて流入された）二つの流れがぶつかり合う時に発生する問題を引き起こす。即ち、ウェルドラインＲを形成する。
【００１４】
図３、図４、及び図５は、前記図１に示した従来の射出金型の問題点を説明するために示した図面である。
【００１５】
図３は、前記図１のウェルドラインＲ付近におけるピグメント２１の流動特性を示した図である。基本的に、溶融樹脂は粘性流体であるため、流動通路を内部流動する時、中央部位が最も速く流動し、壁面に近接した部位は、壁面に近接するほど遅く流動する。一般に、中央部の流動層をコア層Ｃといい、外郭部（コア層と壁面との間）の流動層をスキン層Ｓという。
【００１６】
図３を参照すると、金型の内部空間１７を矢印Ｚ方向に流動しながらぶつかり合った溶融樹脂のコア層Ｃは、相互衝突後（まるで噴水のように周りに広がり）、反対方向に流動する。この瞬間、内部空間は、溶融樹脂で満たされた状態になるため、それ以上の流入流量がない。したがって、一度ぶつかり合うと反対方向に広がって、スキン層Ｓに位置した溶融樹脂は、それ以上動けなくなり、そのまま固まって製品化される。
【００１７】
一方、前記溶融樹脂に混合されていたピグメント２１も、上記の溶融樹脂の流れによって移動しながら、図３に示したパターンで配向された後、止まるようになる。したがって、前記ウェルドラインＲの上部と下部に、ピグメント２１の密度が非常に低い低含量区域Ａが形成されるようになる。前記低含量区域Ａは、ピグメント２１の含量が他の所より非常に少ない場所であって、光を反射できる面が減って、減った分暗く映り、特に、図示したようにピグメント２１がフレーク型である場合は、製品における当該部位のみが所定質感を出せなくなる結果を招来する。
【００１８】
図４は、前記流れを有する溶融樹脂１９が金型の内部で固まった状態を示した断面図である。図示したように、ウェルドラインＲ付近に低含量区域Ａが位置することが分かる。前記下部金型１５から上部金型１３を開けて、射出された製品Ｂを取り出してみると、図５のように、製品Ｂの中央部、即ちウェルドラインＲ付近の低含量区域Ａが、他の所より暗く映っていることが分かる。このような製品は、不良と分類される。
【００１９】
図６は、前記図２に示した従来の射出金型の問題点を説明するための図２のＱ−Ｑ線断面図である。
【００２０】
図面を参照すると、金型１４の側部に低含量区域Ａが位置することが分かる。前記低含量区域Ａの発生原因は、図３を通じて説明した通りであり、製品の表面にウェルドラインＲとして表れる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明は、上記のような問題点を解消するために創案したもので、射出金型内部のウェルドライン（Ｗｅｌｄ ｌｉｎｅ）発生区域に、溶融樹脂に粘性による剪断力を加えることにより、溶融樹脂内に混合されているピグメントの位置を調節することができる剪断力発生部を設け、前記剪断力発生部によって、ウェルドライン周辺におけるピグメントの配向不良及び含量不足による問題を解決し、高品質の成型品を制作することができる、剪断流動発生部付き射出金型装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するために本発明は、所定ピグメントが混合された溶融樹脂が満たされる内部空間を備えた射出金型と、前記射出金型に設けられて、その一部が前記内部空間に露出し、内部空間に注入される溶融樹脂に接して、外部動力の印加により動作し、その表面に接している溶融樹脂を粘性で剪断流動させることによって、溶融樹脂内のピグメント位置を調節する剪断力発生部と、前記剪断力発生部を動作させる駆動部を含むことを特徴とする。
【００２３】
また、前記剪断力発生部は、その外周面の一部が前記内部空間に突出するように設けられて、軸回転運動を通じて、前記外周面に接している溶融樹脂を回転方向に剪断流動させる一つ以上のローラーまたは移動面ベルトを含むことを特徴とする。
【００２４】
さらに、前記ローラーは、二個以上が相互並ぶように配置されて、溶融樹脂の状態によって、それぞれ同一な回転方向または相互異なる回転方向に回転することを特徴とする。
【００２５】
また、前記金型の内部には、長さ方向に延びたガイド溝が備えられて、前記剪断力発生部は、前記ガイド溝に支持された状態で往復動可能であり、その一側に、前記内部空間側に突出し、往復動する間に溶融樹脂に剪断力を提供する突出部を有する往復部材が含まれることを特徴とする。
【００２６】
また、前記駆動部は、前記往復部材にピン連結され、金型の外部に延びる回動リンクと、前記回動リンクを回動させ、この回動リンクをして往復部材を動作させるアクチュエータを含むことを特徴とする。
【００２７】
また、前記駆動部は、前記往復部材に装着されたラックギアと、前記ラックギアと噛み合うピニオンギアと、前記ピニオンギアを回転させるモーターを含むことを特徴とする。
【００２８】
また、前記駆動部は、前記往復部材の一側に装着されるソレノイド部と、前記ソレノイド部に従動可能な状態でガイド溝に固定され、ソレノイドの動作時、往復部材を進退動させるプランジャーを含むことを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明による実施例を、添付の図面を参照し、より詳細に説明する。本発明において、溶融樹脂に混合したピグメントは、フレーク（ｆｌａｋｅ）型ピグメントを例としたが、フレークタイプの他に、多面体型ピグメントやその他のタイプのピグメントを適用することができる。
【００３０】
図７は、本発明の実施例１による剪断流動発生部付き射出金型装置の構成を概略的に示した構成図である。
【００３１】
図面を参照すると、実施例１による金型装置は、平板状の製品（図１４のＢ）を制作するための金型４１と、前記金型４１の内部に設けられるローラー４９と、前記ローラー４９を作動する駆動部を含む構成を有する。
【００３２】
前記金型４１は、下部金型４５と、前記下部金型４５の上部にフィットする上部金型４３とからなり、前記上部金型４３の両側には、溶融樹脂を金型の内部空間４７に注入するための通路である注入口４３ａが設けられている。前記注入口４３ａは、溶融樹脂の流動速度や移動距離などを考慮し、最も適合した所に位置される。
【００３３】
一方、前記ローラー４９は、一定直径を有し、その外周面の一部が金型４１の内部空間４７に突出した環棒状部材であって、金型４１の外部に設けられているモーター５１から動力を伝達されて軸回転する。
【００３４】
前記ローラー４９は、矢印ｚ方向に進入する溶融樹脂の進入方向に直交する方向に配置されるが、溶融樹脂が相互ぶつかり合うウェルドラインから少し離隔された地点に位置する。参考に、前記ウェルドラインは、通常の数値解釈方法により正確な予測が可能である。本実施例では、前記ローラー４９がウェルドラインＲから少し離隔されているが、場合によって、ローラー４９の中心をウェルドラインＲに合わせることもできる。
【００３５】
前記ローラー４９は、その外周面の一部が内部空間４７側に突出するため、図１１に示したように、突出外周面により、溶融樹脂を図１１の矢印Ｘ方向に粘性流動させることができる。したがって、溶融樹脂内部に含まれているピグメント２１を前記低含量区域（図４のＡ）に移動させると共に、ピグメントがフレーク型ピグメントである場合、ピグメントが金型の内向面にほぼ平行に配向されるように誘導する。
【００３６】
前記ローラー４９を動作させる駆動部には、ローラー４９に回転トルクを伝達するモーター５１と、前記モーター５１を制御するコントローラー５３が含まれる。前記コントローラー５３は、モーター５１の回転速度や回転方向を調節できる通常の制御手段である。前記ローラー４９を回転させることができるものであれば、前記モーター以外の駆動手段も勿論適用することができる。
【００３７】
図８は、本発明の実施例２による剪断流動発生部付き射出金型装置の構成を概略的に示した構成図であって、図７のローラーの代わりに、広い移動面ベルト５０の面全体が少し突出して動くため、部品制作の難易度に比べ、剪断流動の効果を極大化することができる長所がある。
【００３８】
図９及び図１０は、図７及び図８に示した射出金型装置の一部斜視図であって、ローラー４９とモーター５１の電動連結方式を例として示した。
【００３９】
図示したように、下部金型４５に前記ローラー４９が回転可能に設けられている。前記ローラー４９の外周面の一部が下部金型４５の金型面の上部に突出していることは、上記の通りである。
【００４０】
特に、前記ローラー４９の一端部は、下部金型４５の側部に延び、延びた端部には、プーリ４９ａが固定されている。前記プーリ４９ａは、モーター５１の駆動軸に固定されている駆動プーリ５１ａに、ベルト５２により連結される。したがって、モーター５１を駆動すると、モーターの回転トルクは、ベルト５２を介してローラー４９に伝達される。
【００４１】
図１１、図１２、及び図１３は、前記図７及び図８に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図面であり、既に金型の内部空間４７に溶融樹脂が充填された状態で、ローラー４９の回転により溶融樹脂が矢印Ｘ方向に粘性流動する様子を示している。前記ローラー４９は、溶融樹脂が内部空間に充填される時から固まる前まで動作し、具体的な作動時期は、溶融樹脂の特徴や様々な条件により異なってくる。図面を参照すると、溶融樹脂（図にはピグメント２１のみが示されているが、内部空間４７に溶融樹脂が充填されていることは当然である）内のピグメント２１のうち、スキン層Ｓに位置したピグメント２１が上・下部金型４３、４５の内向面にほぼ平行に配向されていることが分かる。特に、前記ウェルドラインＲの低含量区域Ａにも、ピグメント２１が他の所と同じ分布密度で満たされている。これは、前記ローラー４９の動作によるものである。
【００４２】
即ち、前記ローラー４９を矢印ｍ方向に軸回転させるにつれて、ローラー４９の外周面に接している溶融樹脂が矢印Ｘ方向に粘性流動し、この際、溶融樹脂内部に分布しているピグメント２１が流動方向に配向されると共に、前記低含量区域Ａに移動する。前記ウェルドラインＲ周辺以外の他の部位のピグメントは、粘性流動の特性上、金型４３、４５の内向面に並んで配向されて、全体的に均一な密度で分布する。
【００４３】
図１４は、図７に示した射出金型装置で制作した製品の断面図である。
【００４４】
前記図５の過程を経て、ピグメント２１が低含量区域Ａを好ましい配向角度で満たした状態で、冷却により樹脂を固化させた後、金型を分離すると、図１４の製品Ｂが得られる。
【００４５】
図１４を参照すると、製品Ｂの内部にピグメント２１が全体的に均一な密度で分布していることが分かる。特に、従来問題となっていた低含量区域が存在せず、製品表面付近のピグメントも、表面とほぼ並んで配向されている。したがって、製品Ｂの外側面に入射された光は、各ピグメント２１に反射され（暗い部分無しに）、外部に光輝感をディスプレイする。
【００４６】
図面符号Ｇは、前記ローラー４９が挿入されたまま固まって形成された溝である。前記溝Ｇがある面は、外部から見えない製品の内側面である。
【００４７】
図１５は、本発明の実施例３による射出金型装置の構成を概略的に示した構成図である。実施例３及び後述する実施例４の射出金型装置は、両方とも実施例１と同様な原理を有する。さらに、上記の図面符号と同一な図面符号は、同一な機能を有する同一な部材を意味する。
【００４８】
図１５を参照すると、実施例３による射出金型装置の下部金型５７には、多数個のローラー４９が備えられていることが分かる。前記四つのローラー４９は、一つのモーター５１により同一な回転速度で回転する。前記ローラー４９の回転速度（回転速度には、回転方向も含まれる）は、コントローラー５３の制御により調節可能である。
【００４９】
さらに、前記各ローラー４９とモーター５１の電動連結は、通常的な動力連結方式により自由に具現可能である。また、前記ローラー４９の作動時期は、実施例１と同様である。
【００５０】
図１６及び図１７は、図１５に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図面である。
【００５１】
図示したように、多数個のローラー４９が下部金型５７の内向面から上部に突出して設けられている。前記各ローラー４９は、内部空間４７に充填されて、その外周面に接している溶融樹脂を、矢印Ｘ方向に粘性流動させることにより、溶融樹脂内部のピグメント２１を均一な密度で分布させると共に、所望の方向に配向させる役割をする。このようなローラー４９の役割及び作動メカニズムは、実施例１と同様である。
【００５２】
さらに、ピグメントの大きさ、樹脂温度、金型温度、樹脂粘度、樹脂層厚、ローラーの直径及び回転速度など、樹脂、成形条件、金型などに応じて、流体の流れを所望の方向に制御するために、ローラーの回転方向が変更できるようにしたことを特徴とする。その例として、図１６のローラーの回転方向と図１７のローラーの回転方向とは、相互同じであるが、製品の外観面に該当する金型内部空間の部位における樹脂及びピグメントの流動方向は、相互反対である。これは、流体の流動特性と工程条件によって、図１６及び図１７のように異なってくる。
【００５３】
図１８は、図１５に示した射出金型装置で制作した製品Ｂの断面図である。
【００５４】
図示したように、製品Ｂの内部にピグメント２１が均一に分布し、特に各ピグメント２１が製品Ｂの内外側の表面に並んで配向されている。前記製品Ｂに混合されているピグメントが、フレーク型ピグメントではなく多面体型ピグメントの場合であっても、全体的に均一に分布し低含量区域がなく、ウェルドラインが表れないことは勿論である。
【００５５】
図１９は、本発明の実施例４による射出金型装置の概略的な構成を示した図面である。
【００５６】
図面を参照すると、下部金型５９の内部にガイド溝５９ａが形成されており、前記ガイド溝５９ａに、往復部材６１が矢印ｐ方向またはその反対方向に直線往復動可能に支持されていることが分かる。前記往復部材６１は、両側端部が前記ガイド溝５９ａに挿入支持された状態で、その上面が内部空間４７に露出する平板状部材である。
【００５７】
前記往復部材６１の上面には、多数の突出部６１ａが形成されている。前記突出部６１ａは、注入口４３ａを通じて内部空間４７に進入する溶融樹脂１９の流動方向に直交する方向に延びた線形突起であって、往復部材６１が矢印ｐ方向に移動する時に、溶融樹脂を図２０の矢印Ｘ方向に粘性流動させる役割をする。
【００５８】
図面符号５５は、前記往復部材６１を作動させる駆動部であって、駆動原理は、場合によって異なるが、例えば、図２２、図２３及び図２４に示したリンク方式、ギア方式、ソレノイド方式を適用することができる。
【００５９】
図２０は、前記図１９に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図面である。
【００６０】
図示したように、金型の内部空間４７に充填されている溶融樹脂（図２０では、溶融樹脂内部のピグメント２１のみが示されている）の一部が、前記往復部材６１の上面に接している。この状態で、前記駆動部５５を通じて往復部材６１を矢印Ｐ方向に瞬間的に移動させると、突出部６１ａが溶融樹脂内部に矢印Ｘ方向の粘性流動を発生し、相互異なる経路に進入してぶつかり合った溶融樹脂内部の非均質ピグメント２１を低含量区域に移動させる（前記低含量区域は、ローラー４９や往復部材６１を作動する前には、常に発生するものである）。
【００６１】
前記往復部材６１を反復的に動作させ、十分な粘性流動を発生することにより、ピグメント２１を均一に分散すると共に、好ましい方向に配向させることができる。上記のように、使用ピグメントが多面体型ピグメントである場合、ピグメントの配向は重要ではない。
【００６２】
図２１は、図１９に示した射出金型装置で制作した製品の断面図である。
【００６３】
図を参照すると、製品Ｂの内部に、ピグメント２１が低含量区域が無しに全体的に均一に分布されていることが分かる。
【００６４】
図２２は、図１９に示した射出金型装置における駆動部５５の一具現例を概略的に示した図面である。
【００６５】
図示したように、前記往復部材６１の底面に、回動リンク６７が連結ヒンジ７１を通じてピン連結されている。前記回動リンク６７は、往復部材６１に連結された状態で下部金型５９の外部に延びた一定長さのロッドであって、その中央部位が固定ヒンジ６９にピン６９ａ連結される。
【００６６】
前記回動リンク６７を固定ヒンジ６９に連結させるために、回動リンク６７の該当部位には、垂直に延びた長孔６７ａが設けられて、前記固定ヒンジ６９のピン６９ａが前記長孔６７ａに挿入される。このように、回動リンク６７に長孔６７ａを形成することにより、回動リンク６７が固定ヒンジ６９に固定された状態で回動自在になる。
【００６７】
前記回動リンク６７の下端部には、アクチュエータ６５が連結される。前記アクチュエータ６５は、空圧式または油圧式アクチュエータであって、作動ロッド６５ａが回動リンク６７の下端部にピン連結される。したがって、前記アクチュエータ６５を駆動して作動ロッド６５ａを往復動させると、往復部材６１がガイド溝５９ａに支持された状態で、左右に往復移動するようになる。図面符号６３は、緩衝スプリングである。
【００６８】
図２３は、図１９に示した射出金型装置における駆動部の他の具現例を概略的に示した図である。
【００６９】
図面を参照すると、前記往復部材６１の底面にラックギア７３が設けられており、前記ラックギア７３にピニオンギア７５が噛み合っていることが分かる。前記ピニオンギア７５は、モーター７７の駆動軸に固定されて、モーターの回転トルクをラックギア７３に伝達し、往復部材６１がガイド溝５９ａに支持された状態で往復するようにする。前記往復部材６１の両端部には、緩衝用スプリング６３が設けられている。
【００７０】
図２４は、図１９に示した射出金型装置における駆動部のまた他の具現例を概略的に示した図である。
【００７１】
図示したように、往復部材６１の一端部内側にソレノイド部７９が備えられており、前記ソレノイド部７９には、プランジャー８１が対応して設けられている。前記プランジャー８１は、ソレノイド部７９に電気が印加される時に発生する誘導電磁気力により、往復部材６１に対して進退動する部材である。このようなソレノイドの作動原理は、一般的なものである。
【００７２】
ところが、前記プランジャー８１は、一側ガイド溝５９ａの内部に埋め込まれて固定されている。したがって、前記ソレノイド部７９に電気が印加されると、プランジャー８１ではなく、往復部材６１がプランジャー８１に対する進退動、即ち矢印方向の往復動をするようになる。このように、電気を駆動源として往復部材６１を動作させることもできる。
【００７３】
本発明を具体的な実施例を通じて詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定することなく、本発明の技術的思想の範囲内で通常の知識を有する者によって色々と変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
上記のような本発明の剪断流動発生部を有する射出金型装置は、射出金型内部のウェルドライン（Ｗｅｌｄ ｌｉｎｅ）発生区域に位置した溶融樹脂内に、粘性流動を生じることにより、当該区域の溶融樹脂内に混合されているピグメントの位置を調節することができるため、ウェルドライン周辺におけるピグメントの配向不良及び含量不足による問題を解決し、高品質の成型品を制作することができる。本発明の記載された具体的例を中心に詳細にわたって説明したが、本発明の範疇および技術思想範囲内において多様な変形および修正が添付された特許請求範囲に当然属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】従来の射出金型で製品を射出する様子を概略的に示した図である。
【図２】従来の射出金型で製品を射出する様子を概略的に示した図である。
【図３】図１に示した従来の射出金型の問題点を説明するための図である。
【図４】図１に示した従来の射出金型の問題点を説明するための図である。
【図５】図１に示した従来の射出金型の問題点を説明するための図である。
【図６】図２に示した従来の射出金型の問題点を説明するための、図２のＱ−Ｑ線断面図である。
【図７】本発明の剪断流動発生部を有する射出金型装置の構成のうち、実施例１によるローラー形態の剪断流動発生装置を概略的に示した構成図である。
【図８】本発明の剪断流動発生部を有する射出金型装置の構成のうち、実施例２による移動面ベルト形態の剪断流動発生装置を概略的に示した構成図である。
【図９】図７に示した射出金型装置の一部斜視図である。
【図１０】図８に示した射出金型装置の一部斜視図である。
【図１１】図７に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図である。
【図１２】図７に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図である。
【図１３】図８に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図である。
【図１４】図７に示した射出金型装置で制作した製品の断面図である。
【図１５】本発明の実施例３による多数個のローラーを用いた射出金型装置の構成を概略的に示した構成図である。
【図１６】図１５に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図である。
【図１７】図１５に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図である。
【図１８】図１５に示した射出金型装置で制作した製品の断面図である。
【図１９】本発明の実施例４による射出金型装置の概略的な構成を示した図である。
【図２０】図１９に示した射出金型装置の動作を説明するために示した図である。
【図２１】図１９に示した射出金型装置で制作した製品の断面図である。
【図２２】図１９に示した射出金型装置における駆動部の一具現例を概略的に示した図である。
【図２３】図１９に示した射出金型装置における駆動部の他の具現例を概略的に示した図である。
【図２４】図１９に示した射出金型装置における駆動部のまた他の具現例を概略的に示した図である。
【符号の説明】
【００７６】
１１、４１ 金型
１３ 上部金型
１３ａ 注入口
１４ コア
１５ 下部金型
１７ 内部空間
１９ 溶融樹脂
２１ ピグメント
４３ 上部金型
４３ａ 注入口
４５ 下部金型
４７ 内部空間
４９ ローラー
４９ａ プーリ
５０ 移動面ベルト
５１ モーター
５１ａ 駆動プーリ
５２ ベルト
５３ コントローラー
５５ 駆動部
５７、５９ 下部金型
５９ａ ガイド溝
６１ 往復部材
６１ａ 突出部
６３ スプリング
６５ アクチュエータ
６５ａ 作動ロッド
６７ 回動リンク
６７ａ 長孔
６９ 固定ヒンジ
６９ａ ピン
７１ 連結ヒンジ
７３ ラックギア
７５ ピニオンギア
７７ モーター
７９ ソレノイド部
８１ プランジャー（ｐｌｕｎｇｅｒ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定ピグメントが混合された溶融樹脂が満たされる内部空間を備えた射出金型と、
前記射出金型に設けられて、その一部が前記内部空間に露出し、内部空間に注入される溶融樹脂に接して、外部動力の印加で動作し、その表面に接している溶融樹脂を粘性で剪断流動させることによって、溶融樹脂内のピグメント位置を調節する剪断力発生部と、
前記剪断力発生部を動作させる駆動部と、
を含むことを特徴とする、剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項２】
前記剪断力発生部は、その外周面の一部が前記内部空間に突出するように設けられて、軸回転運動を通じて、前記外周面に接している溶融樹脂を回転方向に剪断流動させる一つ以上のローラーまたは移動面ベルトを含むことを特徴とする、請求項１に記載の剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項３】
前記ローラーは、二個以上が相互に並ぶように配置されて、溶融樹脂の状態によって、それぞれ同一な回転方向または相互異なる回転方向に回転することを特徴とする、請求項２に記載の剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項４】
前記金型の内部には、長さ方向に延びたガイド溝が備えられて、
前記剪断力発生部は、前記ガイド溝に支持された状態で往復動可能であり、その一側に、前記内部空間側に突出し、往復動する間に溶融樹脂に剪断力を提供する突出部を有する往復部材が含まれることを特徴とする、請求項１に記載の剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項５】
前記駆動部は、
前記往復部材にピン連結され、金型の外部に延びる回動リンクと、前記回動リンクを回動させ、これにより往復部材を動作させるアクチュエータとを含むことを特徴とする、請求項４に記載の剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項６】
前記駆動部は、前記往復部材に装着されたラックギアと、前記ラックギアと噛み合うピニオンギアと、前記ピニオンギアを回転させるモーターとを含むことを特徴とする、請求項４に記載の剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項７】
前記駆動部は、前記往復部材の一側に装着されるソレノイド部と、前記ソレノイド部に従動可能な状態でガイド溝に固定され、ソレノイドの動作時、往復部材を進退動させるプランジャーとを含むことを特徴とする、請求項４に記載の剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項１】
所定ピグメントが混合された溶融樹脂が満たされる内部空間を備えた射出金型と、
前記射出金型に設けられて、その一部が前記内部空間に露出し、内部空間に注入される溶融樹脂に接して、外部動力の印加で動作し、その表面に接している溶融樹脂を粘性で剪断流動させることによって、溶融樹脂内のピグメント位置を調節する剪断力発生部と、
前記剪断力発生部を動作させる駆動部と、
を含むことを特徴とする、剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項２】
前記剪断力発生部は、その外周面の一部が前記内部空間に突出するように設けられて、軸回転運動を通じて、前記外周面に接している溶融樹脂を回転方向に剪断流動させる一つ以上のローラーまたは移動面ベルトを含むことを特徴とする、請求項１に記載の剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項３】
前記ローラーは、二個以上が相互に並ぶように配置されて、溶融樹脂の状態によって、それぞれ同一な回転方向または相互異なる回転方向に回転することを特徴とする、請求項２に記載の剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項４】
前記金型の内部には、長さ方向に延びたガイド溝が備えられて、
前記剪断力発生部は、前記ガイド溝に支持された状態で往復動可能であり、その一側に、前記内部空間側に突出し、往復動する間に溶融樹脂に剪断力を提供する突出部を有する往復部材が含まれることを特徴とする、請求項１に記載の剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項５】
前記駆動部は、
前記往復部材にピン連結され、金型の外部に延びる回動リンクと、前記回動リンクを回動させ、これにより往復部材を動作させるアクチュエータとを含むことを特徴とする、請求項４に記載の剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項６】
前記駆動部は、前記往復部材に装着されたラックギアと、前記ラックギアと噛み合うピニオンギアと、前記ピニオンギアを回転させるモーターとを含むことを特徴とする、請求項４に記載の剪断流動発生部付き射出金型装置。
【請求項７】
前記駆動部は、前記往復部材の一側に装着されるソレノイド部と、前記ソレノイド部に従動可能な状態でガイド溝に固定され、ソレノイドの動作時、往復部材を進退動させるプランジャーとを含むことを特徴とする、請求項４に記載の剪断流動発生部付き射出金型装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２０】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図１４】
【図１８】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１９】
【図２０】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図１４】
【図１８】
【図２１】
【公表番号】特表２００９−５２６６６６（Ｐ２００９−５２６６６６Ａ）
【公表日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５５４１５２（Ｐ２００８−５５４１５２）
【出願日】平成１９年２月１２日（２００７．２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００７／０００７４８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０９４５９４
【国際公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【出願人】（５００２３９８２３）エルジー・ケム・リミテッド (1,221)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月１２日（２００７．２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００７／０００７４８
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０９４５９４
【国際公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【出願人】（５００２３９８２３）エルジー・ケム・リミテッド (1,221)
【Ｆターム（参考）】
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