KR100210894B1 - 사출성형에 의해 플라스틱컵을 제조하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금형내 라벨 부착법에 의해서 그 내부에 라벨 형상의 외피 시이트(18)가 일체로 부착된 플라스틱 컵(5)을 제조하기 위한 사출성형방법 및 사출성형장치에 관한 것으로, 상기 방법은 수금형(1)과 암금형(2)을 서로 접근하도록 동축 운동시켜서 밀폐된 사출금형을 형상시키는 단계와, 개구를 통해 상기 사출금형내로 용융플라스틱을 주입하는 단계를 포함한다. 사출금형의 개방 및 폐쇄운동중에, 진공흡착 맨드릴(3)은 수금형(1) 및 암금형(2)과 동축연장되는 위치로 운동하도록 되어 있고, 이때 완전암금형(2)은 이것의 동시적 위치를 유지하는 베이스부재(9)와 상기 이동된 부분(22)으로 분할되며, 상기 상기 이동된 부분은 진공흡착 맨드릴(3)의 일부를 커버하도록 운동하여 흡착간극(20)을 통해 가해진 부압에 의해 외피 시이트(18)를 픽업하고 그것을 적소에 파지하며 이어서 베이스부재(9)로 복귀운동하여 베이스부재와 결합함으로써 완전 암금형(2)을 형성한다. 암금형(2)과 수금형(1)의 서로 접근하는 방향으로의 운동으로 인해, 진공흡착 맨드릴(3)은 선회운동에 의해 공간(6)으로부터 이탈되고 흡착간극(20)은 암금형(2)과 수금형(1)사이에 작용하는 힘에 의해 폐쇄되며 상기 암금형은 함께 압압된다. 본 발명의 이점은 사출성형장치의 구조와 사출성형방법의 동작순서가 간단하다는 데에 있다.

Description

[발명의 명칭]

사출성형에 의해 플라스틱 컵을 제조하는 방법 및 그 장치

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 금형 내 라벨 부착법(inmould-labeling)에 의해서 그 내부에 라벨 형상의 외피 시이트(envelope sheet)가 일체로 부착된 플라스틱 컵을 제조하기 위한 사출성형방법에 관한 것으로, 이 방법은, 진공 흡착 맨드릴(suction holding mandrel)에 의해 외피 시이트를 픽업(picking up)하며 그 외피 시이트를 후속사출성형공정을 위해 암금형에 삽입하는 단계와, 암금형(female mould)과 수금형(male mould)을 서로 멀어지는 방향으로 운동시켜 사출금형을 개방위치로 개방시키되, 이 개방운동중에 제어식 위치 설정 아람은 상기 암금형과 수금형이 서로 멀어지는 방향으로 운동할 때 양 금형사이에 형성되는 공간내에서 진공 흡착 맨들릴을 양 금형과 동축 연장되는 위치로 이동시키게 되는 단계와, 앞서 제조된 플라스틱 컵을 수금형으로부터 이탈시키는 단계와, 상기 외피 시이트를 진공흡착 맨드릴로부터 암금형으로 반송하여 그 내부에 삽입하는 단계와, 수금형과 암금형을 서로 접근하는 방향으로 동축운동시켜서 사출금형을 밀폐시키되, 이 밀폐운동으로 인해 제어식 위치설정 아암은 수금형과 암금형 사이에 형성되었다가 밀폐운동에 의해 없어지는 공간으로부터 진공흡착 맨드릴을 이탈시키게 되는 단계와, 용융 플라스틱을 밀폐된 사출금형 내에 주입하는 단계로 이루어진다.

또한, 본 발명은 전술한 사출성형방법을 실행하기 위한 사출성형장치에 관한 것으로, 이 장치는, 수금형과 이 수금형과 동축운동하여 수금형을 커버함으로써 밀폐된 사출금형을 구획하는 암금형과, 밀폐된 사출금형에 용융 플라스틱을 주입하기 위한 주입노늘과, 진공흡착맨드렐을 지지하는 위치설정아암과, 수금형과 암금형을 서로 접근하는 방향과 멀어지는 방향으로 운동시키는 구동수단과, 제어식 운동에 의해 위치설정아암을 양 금형사이의 공간내로 그리고 그 공간 밖으로 운동시키는 제어수단을 구비한 구동수단으로 구성되며, 상기 진공흡착 맨드릴은 외피 시이트를 암금형에 삽입하는 삽입부재를 구비하고, 상기 암금형과 삽입부재는 각각 외피 시이트를 적소에 파지하기 위한 파지수단을 구비하며, 상기 공간은 암금형과 수금형이 서로 멀어지는 방향으로 운동할 때 형성되고 서로 접근하는 방향으로 운동할 때 없어진다.

공지된 바와 같이, 금형내 라벨 부탁법은 각종 플라스틱 컵, 예를 들면 요구르트 컵의 제조시 이용되고 있으며, 외피 시이트는 용융 플라스틱이 채워지기 전에 사출금형내에 삽입되고, 상기 외피 시이트는 용융플라스틱과 동일한 종류 또는 그와 유사한 종류의 플라스틱물질로 제조하는 것이 바람직하며, 사출금형내에 주입된 용융플라스틱과 함께 사출 성형되는 과정에서 융착되므로, 완제품 상태의 플라스틱 컵에 있어서 외피 시이트는 컵의 벽과 일체를 이루게 된다.

금형내 라벨부착법은 높은 인쇄품질의 라벨, 즉 외피 시이트를 간편한 방식으로 플라스틱 컵에 일체화시킬수 있다고 하는 특별한 이점을 갖는다. 다른 방법으로 제조된 플라스틱컵에 라벨을 인쇄하고자 할 경우에는 컵의 형상이 3차원으로 되어 있기 때문에 어떠한 인쇄기법을 이용하더라도 높은 인쇄품질을 실현하기가 어렵다.

금형내 라벨부착법의 가장 큰 난점은 후속사출성형공정을 위해 암금형 내에 외피 시이트를 삽입하는 것이라고 할 수 있다. 외피 시이트의 삽입공정은 가급적 단시간 내에 정확하게 실행하여 외피 시이트가 암금형 내의 소망하는 위치에 위치될 수 있도록 하여야 한다. 이를 위해서는 사출성형장치의 구조를 가급적 단순하게 설계하여 동작순서를 간단하게 함으로써 짧은 주기로 문제없이 제조절차를 실행할 수 있도록 하여야 한다.

유럽특허공개공보 EP-A-0 415 153 A2호에는 외피 시이트의 삽입장치가 기술되어 있는바, 이 공보의 진공 흡착 맨드릴은 앞서 픽업된 외피 시이트와 함께 암급형에 삽입되며, 외피 시이트는 공기취입에 의해 암금형으로 반송되어 흡착개구들에 의해 암금형에 흡착된 후 수금형이 암금형 내로 운동할 때까지 적소에 파지된다. 국제출원 PCT/EP 91/00592에는 또한 흡착개구를 진공흡착간극형태로 구성하는 방법이 기술되어 있다.

그러나, 유럽특허공개공보 EP-A-0 415 153 A2호에 기술된 삽입장치는 그 구조가 비교적 복합하고 진공흡착 맨드릴이 이동해야하는 운동 경로가 비교적 복잡하다는 단점을 갖고 있다.

본 발명의 목적은 구조가 단순하고 동작순서가 간단하여 외피 시이트를 신속 정확하게 삽입할 수 있는, 서두에서 언급한 바와 같은 사출성형방법 및 사출성형장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은, 외피 시이트를 삽입하기 위해서 암금형의 적어도 일부를 그것의 개방위치로부터 진공흡착 맨드릴을 향하여 진공흡착 맨드릴과 동축방향으로 이동시키며, 외피 시이트를 진공흡착 맨드릴로부터 암금형의 상기 이동된 부분으로 반송시켜 그 내부에 삽입하고, 암금형의 상기 이동된 부분인 이동가능부품을 그것의 개방위치로 복기시키는 것을 특징으로 하는 본 발명의 사출성형방법에 의해서 달성할 수 있다.

본 발명에 의한 사출성형방법을 실행하기 위하여 본 발명에 의한 사출성형장치가 제공되며, 이 장치는, 암금형이 적어도 두 개의 부품으로 분할 가능하게 되어 있고, 그 부품 중 적어도 하나는 상기 이동된 부분으로 안내수단을 따라 수금형과 진공흡착 맨드릴을 향해 동축 이동하고 이어서 진공흡착 맨드릴이 암금형과 수금형이 동축연장되어 있는 위치에서 유지되는 동안 암금형의 개방위치로 복귀하도록 되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 가장 큰 장점은 진공흡착 맨드릴의 운동경로는 본 발명에 의하면 암금형의 상기 이동된 부분을 진공흡착 맨드릴을 향해 운동시켜서 외피 시이트를 픽업할 수 있기 때문에, 종래기술에 의한 운동경로와 같이 순간적으로 정지하는 암금형과 거의 동축적으로 배열되어 상기 암금형까지 도달할 필요가 없는데 있다. 이러한 이유 때문에 본 발명에 의한 운동경로는 암금형과 동축인 위치에 도달되기만 하도록 비교적 자유롭게 선택할 수 있으나, 단 암금형의 이동부품이 본 발명에 따라 진공흡착 맨드릴로부터 외피 시이트를 픽업하기 전에 상기 암금형 내로 도달하지 않도록 한다. 이에 따라 사출성형장치의 기계적 구조는 물론 본 발명에 의한 사출성형공정 중에 실행되는 동작의 순서가 실질적으로 간단해진다.

본 발명의 바람직한 실시양태에 의하면, 암금형의 상기 이동된 부분은 진공흡착 맨드릴의 적어도 일부를 커버하여 외피 시이트를 픽업하도록 운동한다. 암금형의 상기 이동된 부분이 운동하여 진공흡착 맨드릴을 커버하는 정도을 측정함으로써 진공흡착 맨드릴로부터 암금형으로 외피 시이트를 상당히 정확이 반송할 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 실시양태에 의하면, 외피 시이트는 진공흡착 맨드릴에 공기를 취입하여 진공흡착 맨드릴로부터 암금형의 상기 이동된 부분인 이동가능부품방향으로 반송시키며, 여기서 외피 시이트는 상기 암금형의 상기 이동된 부분의 내면에 부압을 가함으로써 암금형에 의해 픽업되어 적소에 파지된다. 암금형의 상기 이동된 부분의 내면에 작용하는 부압은, 암금형의 이동가능부품을 2개의 핼브(halve)로 분할하며 상기 이동된 부분의 이동방향에 대하여 거의 횡방향으로 연장되어 있는 흡착간극을 통해 용이하게 가해지며, 상기 2개의 핼브는 암금형의 상기 이동된 부분에 하중이 전혀 걸려있지 않을 때에는 상기 흡착간극을 개방시키기 위한 스프링의 힘에 의해 서로 이격되도록 부세되는 반면, 사출금형이 폐쇄되면, 상기 2개의 핼브는 폐쇄되는 힘이 암금형에 가해짐으로써 스프링의 힘에도 불구하고 함께 압압되어 흡착간극이 다시 폐쇄된다.

본 발명에 의한 사출성형장치는, 암금형의 상기 이동가능부품이 암금형의 운동방향에 대하여 거의 횡방향으로 연장되어 있는 흡착간극을 따라 2개의 핼브로 분할되며, 상기 흡착간극에는 스프링부재가 배열되어 있어서 암금형에 하중이 전혀 걸려있지 않을때에는 상기 이동된 부분의 2개의 핼브를 서로 이격되도록 부세하여 흡착간극을 개방시키는 특징을 가진 바람직한 구조를 갖추고 있다. 스프링부재는 암금형의 상기 이동된 부분의 2개의 핼브에 형성된 환상의 홈에 맞추어 O자형의 링으로 구성되는 것이 유리하며, 상기 환상의 홈은 사출금형이 완전히 밀폐되고 따라서 2개의 핼브가 서로 완전히 압압될 때 환상의 홈내에 있는 O자형의 링을 위한 여유가 있도록 칫수를 정한다.

흡착간극대신에 흡착구와 같은 다른형태의 흡착개구를 형성시킬 수도 있지만, 흡착간극은 암금형의 원주전체를 따라 연장되어 있는 흡착개구로서의 역할을 간단하게 실현하고 그것에 의해 외피 시이트를 안전하게 암금형에 흡착시킬 수 있다. 또한, 상기 흡착간극은 수금형을 암금형내로 운동시키고 이어서 암금형을 함께 압압함으로써 용이하게 밀폐시킬 수 있다. 흡착간극은 서두에서 언급한 바 있는 국제출원 PCT/EP91/00592에 이미 기술되어 있지만, 그 문헌에는 본 발명에서 가장 중요한 암금형의 상기 이동된 부분에 대해서는 전혀 언급된 바가 없다.

암금형의 상기 이동된 부분의 2개의 핼브를 서로 이격되도록 부세하기 위한 스프링부재로서 탄성의 합성재료 또는 고무재료로 제조된 스프링은 물로 코일 스프링, 벨빌(Belleville)스프링 또는 판스프링과 같은 금속으로 제조된 스프링도 사용할 수 있지만, 스프링부재는 O자형의 링으로 구성하는 것이 특히 바람직한 바, 그 이유는 그러한 링이 시판되고 있으며 또한 흡착간극을 밀봉상태로 밀폐시킬 수 있기 때문이다.

특히 바람직한 실시양태에 의하면, 진공흡착 맨드릴은 조립부품으로 구성되며, 또한 진공흡착 맨드릴이 수금형 및 암금형과 동축연장된 위치에 있을 때 완제품의 컵을 이탈시키는데 사용된다. 본 발명에 의하면, 상기 조립부품은 제조된 플라스틱 컵을 이탈시키는데 사용되는 이탈부재와, 외피 시이트를 암금형에 삽입하는데 사용되는 삽입부재로 이루어지며, 상기 이탈부재와 상기 삽입부재는 서로에 대하여 동축적으로 고정되어 있다. 본 발명에 의한 사출성형방법과 그것을 실행하기 위한 사출성형장치의 상기한 장점 때문에, 플라스틱 컵의 신속한 배출과 후속 사출성형공정을 위한 암금형 내로의 외피 시이트의 삽입을 동시에 실현할 수 있다. 사출금형의 개방운동 및 폐쇄운동, 즉 암금형과 수금형이 서로 멀어지는 방향과 접근하는 방향으로 이동하는 운동에 의해 단 하나의 진공흡착 맨드릴을 제어하기 때문에 장치의 구조가 간단해지며, 개방영역, 즉 암금형과 수금형간의 공간이 비교적 작은 경우에는, 별도의 이탈부재와 삽입부재를 사용하는 경우와 같이 충돌을 염려할 필요가 없기 때문에 제조된 컵의 픽업과 암금형내로의 외피 시이트의 삽입을 동시에 실행할 수 있다. 동시 복합적인 배출 및 삽입동작에 의해 실현되는 작은 개방영역과 그로 인한 수금형으로의 암금형의 짧은 개방운동으로 말미암아 배출-삽입공정이 일층 단축되며, 결과적으로 사이클 주기를 단축시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 사출성형장치는, 단 하나의 맨드릴, 즉 이탈 및 삽입 맨드릴로 구성된 조립부품을 구비하며 이 조립부품은 단 하나의 제어식 구동장치에 의해 암금형과 수금형간에 형성되는 중간간극으로 운동시켜야하므로, 그 구조가 간단해진다.

조립부품으로 구성되는 전술한 진공흡착 맨드릴에 의하면, 플라스틱 컵의 파지수단은 수금형의 표면과 진공흡착 맨드릴의 이탈부재의 표면에서 종료하는 개구들이며, 이 개구들은 부압공급원에 접속되어 있다. 전술한 실시양태의 본 발명에 의한 사출성형장치에 의하면, 제조되어 수금형에 위치하는 플라스틱 컵은, 진공흡착 맨드릴을 수금형과 동축 연장되는 위치로 운동시키고 진공흡착 맨드릴을 향해 수금형에 공기를 취입하여 플라스틱 컵을 이탈시킴으로써 용이하게 진공흡착 맨드릴로 반송할 수 있으며, 상기 플라스틱 컵은 그 표면 중 일부에 가해진 부압에 의해서 진공흡착 맨드릴에 의해 픽업될 수 있고 상기 부압은 제조된 플라스틱 컵의 바닥에 작용하며, 상기 플라스틱 컵은 결국 위치설정아암이 암금형과 수금형간의 공간에서 완전히 이탈된 위치에서 공기를 취입함으로써 진공흡착 맨드릴로부터 용이하게 배출된다. 이러한 관계의 가장 큰 이점은 부압에 의한 플라스틱 컵의 파지를 용이하게 실현할 수 있으며 임시로 제어할 수 있다는 것이다. 흡착개구들은 또한 소정의 위치에서 공기를 취입하여 컵을 이탈시킬 수 있도록 압축공기를 공급하는데 사용할 수 있다. 그러한 공기취입에 의해 제조된 플라스틱 컵은 진공흡착 맨드릴을 향해 일정거리만큼 반송시킬 수 있으며, 이에 따라 컵을 픽업하기 위해서 진공흡착 맨드릴을 이동시켜 수급형을 커버해야 하는 운동을 할 필요가 없게 된다.

파지수단을 부압 또는 흡착수단으로 구성할 때 성취되는 전술한 이점에도 불구하고, 상기 파지수단은 종래의 기계적 인장장치로 용이하게 구성할 수 있으며, 이 경우에, 예를 들면 수금형으로부터 반경방향 외측으로 운동하여 제조된 컵의 내벽과 긴장상태로 접촉할 수 있는 인장부재, 이해하기 쉬운 예로 개구의 벽과 접촉상태로 이동하는 내경측정용 마이크로미터의 측정표면과 같이 구성할 수 있다. 그러나, 외측으로부터 상기 컵에 압력을 가하는 인장레버에 의해서 가요성의 플라스틱 컵을 파지하거나 후크에 의해서 후방으로부터 암금형상에 위치한 컵의 상단 모서를 간단히 계합할 수 있다. 진공흡착 맨드릴의 이탈부재의 파지부재는 그에 대응하는 구조를 갖도록 구성할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시양태에 의하면, 진공흡착 맨드릴은 힘-조절식 선회운동에 의해서 수금형 및 암금형과 동축연장되어 있는 위치로 이동하는 개방운동과 그것으로부터 이탈하는 폐쇄운동을 실행한다. 본 발명에 의한 사출성형장치는 위치설정아암이 회동아암이라는 특징사실 때문에 그것의 실행이 가능한 바, 상기 회동아암은 그것의 일단부는 선회축선을 중심으로 선회하도록 되어 있고 다른 자유단부는 진공흡착 맨드릴을 지지하도록 구성되어 있다. 이와 관련하여, 위치설정아암의 제어수단을 구비한 구동수단은, 수금형과 암금형이 서로 접근하는 방향과 멀어지는 방향으로 운동할 때 작동을 개시하여 랙부재에 연결된 이동바퀴와 협동하는 캠플레이트인 것이 바람직하며, 상기 랙부재는 피니온과 맞물려 있고, 상기 피니온은 위치설정아암에 단단히 연결되어 그 위치설정아암의 선회축선을 중심으로 함께 회전하도록 되어 있다.

캠제어수단이 회동아암의 회전운동을 용이하고도 적정한 가격으로 실현할 수 있는 제어수단이라는 이점을 제공하기는 하지만, 캠제어수단대신에 제어식스텝모터형태의 별도의 회동암구동수단을 구비할 수 있으며, 암금형과 수금형간의 거리를 신호하는 센서의 출력신호에 의해 선회운동을 제어할 수도 있다.

회동아암대신에, 양금형간의 공간내로 그리고 그 외부로 진공흡착 맨드릴을 이동시키는 텔레스코픽아암을 구비할 수도 있으며, 상기 텔레스코픽아암은 캠제어식일수도 있고, 또는 전술한 센서에 의해 제어되는 유압식 텔레스코픽아암일수도 있다.

또 다른 실시양태에 의하면, 수금형은 항상 고정되어 있고 암금형이 수금형에 접근하는 방향과 그로부터 멀어지는 방향으로 운동할 수 있다. 이를 위해서, 수금형은 사출성형장치의 틀에 고정식으로 연결하고, 암금형과 수금형을 서로 접근하는 방향과 멀어지는 방향으로 운동시키는 구동수단은 이 구동수단에 의해 암금형이 수금형을 향해 운동할 수 있도록 구성한다. 이와 같은 구성으로 말미암아 암금형만이 안내수단을 따라 직선운동가능하면 되므로 구동 및 안내에 소요되는 비용을 절감할 수 있고 또한 배출과 삽입을 동시에 실행하여 작업절차를 간소화할 수 있다.

배출-삽입병행절차를 실행하기 위해서는, 단 한번의 회동아암의 선회운동과 진공흡착 맨드릴을 향한 단 한 번의 암금형 전체의 직선운동 또는 암금형의 상기 이동된 부분의 단 한번의 직선운동을 실행하고, 외피 시이트가 픽업되면 상기 암금형과 동축연장되는 위치로 선회시키고 상기 진공흡착 맨드릴로부터 멀어지는 방향으로 운동시키면 충분하므로, 절차의 횟수가 최소로 제한되고 사출성형장치의 구조가 대단히 간소화된다. 외피 시이트를 픽업하기 위해 암금형의 일부만을 운동시켜 진공흡착 맨드릴을 커버하도록 하는 대신에, 암금형 전체를 그 위치로 이동시키고 그 위치로부터 복귀시킬수도 있다.

[도면의 간단한 설명]

다음은 도면에 예시된 바람직한 실시양태에 근거하여 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

제1도는 사출성형장치의 일 실시양태의 개략적 정면도이고,

제2도는 암금형, 수금형 및 진공흡착 맨드릴을 포함하고 사출금형이 완전폐쇄상태에 있는 사출성형장치의 개략적 부분 정면도이며,

제3도는 사출금형부품이 절반가량 멀어지는 방향으로 운동하고 진공흡착 맨드릴이 암금형과 수금형간에 형성되는 공간내로 절반가량 선회한 위치에 있는 제2도와 유사한 도면이고,

제4도는 사출금형부품이 완전히 멀어지는 방향으로 운동하고 진공흡착 맨드릴이 암금형과 수금형간에 형성되는 공간내로 완전히 선회한 위치에 있으며, 암금형의 상기 이동된 부분이 진공흡착 맨드릴의 일부를 커버하도록 운동한 위치에 있는 제2도와 유사한 도면이며,

제5도는 회동아암의 구동수단의 정면도이고,

제6도는 사출노즐과 용융플라스틱의 적당한 공급채널을 포함하는 사출금형의 상세정면도이다.

[본 발명에 따른 바람직한 실시예]

제1도는 수금형(1)과 암금형(2)을 예시하며, 이들은 서로 동축적으로 삽입되고 서로로부터 멀어지는 방향으로 운동하도록 되어 있다. 제1도는 수금형(1)과 암금형(2)의 멀어지는 방향으로의 운동위치를 예시하며, 분리간극(34)을 따라 베이스부재(9)로부터 분리되도록 되어 있는 상기 이동가능부품(22)은 진공흡착 맨드릴(3)을 향하는 방향으로 운동하능하고, 상기 분리간극(34)은 제1도에는 개략적으로만 예시되어 있으며 제2도 및 제3도에 일층 명확하게 도시되어 있다.

진공흡착 맨드릴(3)의 일측에는 수금형(1)으로부터 제조된 플라스틱 컵(5)을 픽업하기 위한 이탈부재(7)를 구비하고 있다. 진공흡착 맨드릴(3)과 플라스틱 컵(5)은 이것의 여러 위치(3'), (3'') 및 (3''')를 파선과 쇄선으로 나타내었으며, 이 위치는 암금형(2)과 수금형(1) 사이에서 점차 형성되고 점차 작아지는 공간 내로 그리고 그 외부로 회동아암(30)이 선회운동함으로써 형성되는 것이다. 진공흡착 맨드릴(3)은 제조된 플라스틱 컵(5)을 반송하는데 사용되는 이탈부재(5)와 외피 시이트(18)를 암금형(2)내로 삽입하는데 사용되는 삽입부재(8)를 구비한다.

제1도에 예시된 실시양태에서, 암금형(2)의 분리된 상기 이동가능부품(22)과 암금형(2)의 바탁형태의 베이스부재(9)를 기본성분으로하는 암금형(2) 전체는 화살표(10)로 표시된 바와 같이 수금형(1) 방향으로 이동가능하게 되어있다. 암금형의 구동은 구동수단(도시되지 않음)에 의해, 예를 들면 제어식 전기모터 또는 스텝모터에 의해 또는 유압식 또는 공압식 실린더에 의해 실행된다. 제1도의 실시양태에 의하면, 수금형(1)은 고정틀인 수금형틀(11)에 단단히 고정되어 있다.

암금형(2)은 캠플레이트(12)에 연결되어 있으며, 상기 캠플레이트는 암금형(2)과 함께 수금형틀(11)에 접근하는 방향과 그로부터 멀어지는 방향으로 운동하도록 되어 있다. 캠플레이트(12)는 이동바퀴(13)와 협동하며, 상기 이동바퀴는 랙부재(14)에 연결되어 있다. 랙부재(14)의 톱니(15)는 피니온(16)과 맞물려있고, 피니온(16)은 지지볼트(17)상에 회전가능하게 지지되어 있다. 피니온(16)은 전술한 회동아암(제1도에는 되시되지 않음)에 연결되어 있으며, 회동아암은 그 자유단부가 진공흡착 맨드릴(3)에 고정상태로 연결되어 있다.

암금형(2)이 수금형(1)에 접근하는 방향과 멀어지는 방향으로 운동함에 따라, 진공흡착 맨드릴(3)은, 캠플레이트(12), 이동바퀴(13), 랙부재(14), 피니온(16) 및 회동아암형태의 위치설정아암(30)에 의한 힘-제어식선회운동에 의해서 암금형(2)과 수금형(1)사이에 점차 형성되고 점차 작아지는 공간(6)내로 그리고 그 외부로 운동하며, 진공흡착 맨드릴(3)이 상기 공간(6)내로 완전히 선회한 위치에 있을 때, 이탈부재(7) 및 삽입부재(8)는 각각 수금형(1) 및 암금형(2)과 동축연장되어 있다. 전술한 배열은 회동아암의 개념적 구동수단으로 요약할 수 있으며 그러한 배열은 제5도에 상세히 예시된다.

진공흡착 맨드릴(3)이 전술한 동축위치에 도달하며, 암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)은 불리간극(34)을 따라 암금형(2)의 베이스부재(9)로부터 이탈되며, 상기 이동가능부품(22)은 진공 흡착 맨드릴(3)의 삽입부재(8)를 커버하도록 운동한다. 이 위치에 제4도에 예시되어 있으며 다음에 상세히 설명될 것이다. 암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)이 운동하여 삽입부재(8)를 커버하면, 진공흡착 맨드릴(3)은 암금형(2) 및 수금형(1)과 동축연장되는 위치에 있게된다.

암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)이 운동하여 진공흡착 맨드릴(3)의 삽입부재(8)중 일부를 커버하게 되면, 흡착개구(19)를 통해 삽입부재(8)의 적소에 파지되어 있는 외피 시이트(18)는 공기취입에 의해 암금형(2)으로 반송되며, 암금형에 수용되어 부압에 의해 적소에 파지되고, 상기 부압은 암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)을 2개의 핼브(22a) 및 (22b)로 분할하는 흡착간극(20)에 가해진다. 흡착간극(20)은 제2도 내지 제4도에서 상세히 설명될 것이다.

동시에 또는 미리, 진공흡착 맨드릴(3)의 이탈부재(7)방향으로 수금형(1)에 공기를 취입하여 제조된 후 수금형(1)에 부착되어 있는 플라스틱 컵(5)을 이탈시키며, 상기 공기취입공정은 플라스틱 컵(5)을 단거리만큼 상기 이탈부재(7)로 반송하는 효과를 나타낸다. 이탈부재(7)는 흡착개구(21)를 구비하며, 흡착개구(21)는 컵(5)의 바닥과 반대쪽에 위치하고 이 흡착개구에 의해서 상기 컵(5)은 이탈부재(7)과 접촉상태로 흡착되어 적소에 파지된다.

외피 시이트(18)를 수용한 후, 암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)은 그 초기위치로 복귀하며 그 위치에서 베이스부재(9)와 결합하여 암금형(2)전체를 재구성하게 되고 이때 완전개방위치, 즉 수금형(1)으로부터 가장 먼 거리에 위치하는 위치에 있게 된다.

상기 이동가능부품(22)이 복귀운동할 때, 회동아암(30)은 어떤 선회운동도 실행하지 않는 바, 이로 말미암아 암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)은 진공흡착 맨드릴(3) 및 수금형(1)과 동축인 방향을 따라 진공흡착 맨드릴(3)으로부터 멀어지는 방향으로 운동하게 된다. 암금형(2)과 수금형(1)이 서로 접근하는 방향으로 운동하여 폐쇄된 사출금형을 형성하면, 진공흡착 맨드릴(3)은 암금형(2)과 수금형(1)사이에 형성되는 공간(6)으로부터 선회이탈하게 되며, 상기 공간(6)은 상기 선회이탈운동중에 없어진다.

상기 선회이탈운동의 최종위치(3''')에서, 완성된 컵(5)은 공기취입에 의해 이탈부재(7)로부터 이탈되며, 이때 충전을 위해 반송 배출된다.

위치설정아암(30)의 선회이탈운동의 최종위치는 사출금형이 완전히 폐쇄된 위치, 즉 개략적으로 도시된 사출노즐(23)에 의해 암금형(2)의 베이스부재(9)의 개구를 통해 암금형(2)으로 용융플라스틱을 사출하기 위한 위치를 수반한다. 암금형(2)내에 외피 시이트(18)를 파지하는데 사용된 부압은 이미 차단되었으며 흡착간극(20)도 폐쇄되었다. 제 1도의 실시양태의 경우, 상기 폐쇄는 스프링의 힘에 대항하여 2개의 핼브(22a) 및 (22b)를 함께 압압함으로써 실현된다. 흡착간극(20)을 폐쇄하는데 사용된 힘은 암금형(2)을 수금형(1)에 압압하여 사출금형을 폐쇄하는 힘이다.

사출공정중에, 공급샤프트(도시되지 않음)에 의해 공급된 새로운 외피 시이트(18)가 진공흡착 맨드릴(3)의 삽입부재(8)의 의해 픽업되어 부압공급원에 연결된 흡착개구(19)에 의해 적소에 파지된다.

용융플라스틱이 냉각되면, 암금형(2)은 수금형(1)으로부터 멀어지는 방향으로 운동하고, 진공흡착 맨드릴(3)은 이때 다시 형성되는 공간(6)내로 선회하게 되며 공정의 단계전체가 다시 실행될 것이다.

암금형(2)이 수금형(1)으로부터 멀어지는 방향으로 운동할 때, 제조된 플라스틱 컵(5)은, 전술한 바와같이 상기 플라스틱 컵(5)이 이탈부재(5)방향으로의 공기취입에 의해 이탈되어 이탈부재(7)를 향해 일정거리만큼 반송될 때까지 흡착개구(29)(제3도 및 제4도 참조)를 통해 수금형의 표면에 가해지는 부압에 의해 적소에 파지된다.

제2도 내지 제4도는 전술한 운동의 순서를 시간순으로 도시한 것인바, 제2도는 사출금형이 완전히 폐쇄된 위치를 예시하고, 제3도는 암금형(2)과 수금형(1)이 절반 가량 멀어지는 방향으로 운동하여 진공흡착 맨드릴(3)이 공간(6)내로 절반 가량 운동한 위치를 예시하며, 제4도는 암금형(2)의 베이스부재(9)가 수금형(1)으로부터 최외곽위치로 운동하여 진공흡착 맨드릴(3)이 암금형(2)과 수금형(1) 사이에 형성된 공간(6)내로 완전히 선회운동하고, 암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)이 외피 시이트(18)를 픽업하기 위해 진공흡착 맨드릴(3)의 삽입부재(8)를 커버하도록 운동한 위치를 예시한다.

설명을 간략화할 목적으로 제2도 내지 제4도에는 회동아암(30)(제5도 참조)을 도시하지 않았으며, 상기 제2도 내지 제4도에는 회동아암(30)이 선회하도록 되어있는 선회축선(24)이 도시되어 있다. 제2도에 도시된 위치에서, 컵(5)은 단시간 후에 베이스부재(9)에 연결된 배플플레이트(25)에 대항상태로 공기취입된다. 전술한 바와 같이, 이것은 암금형(2)의 베이스부재(9)를 통해 암금형(2)과 수금형(1)사이에 구획된 간극(26)내로 용융플라스틱을 사출하는 위치이며, 상기 간극(26)은 제조하고자 하는 컵(5)의 형상에 대응하며 사출금형의 공동을 구성한다.

제2도에 도시된 위치에서, 암금형(2)은 수금형(1)에 대항상태로 압압되며, 이때 가해지는 압력으로 인해 상기 이동가능부품(22)의 핼브(22a) 및 (22b)가 서로 대항상태로 압압되므로 흡착간극(20)이 폐쇄되고, 상기 상기 이동가능부품(22)은 제2도 내지 제4도에 빗금으로 표시한 부품으로 도시되어 있다. 이 실시태양에서, 스프링부재(35)로서는 O자형의 링이 사용되며, 2개의 핼브(22a) 및 (22b)의 금속표면을 서로 대항상태로 압압하여 흡착간극(20)을 폐쇄시킴으로써 충분한 밀봉이 이미 실현되었지만, 상기 O자형의 링은 추가의 밀봉효과를 제공한다.

상기 제2도는 또한 이탈부재(7)의 흡착개구(21)를 예시하며, 상기 흡착개구(21)는 컵의 바닥을 이탈부재(7)와 접촉상태로 흡착시키고 또한 공기 취입에 의해 컵(5)을 이탈부재(7)로부터 이탈시키는데 사용된다.

제3도에 도시된 절반개방위치에서, 진공흡착 맨드릴(3)은 형성된 공간(6)내로의 선회운동을 개시한다. 컵(5)은 흡착개구(21)를 통해 공급된 압축공기에 의해 배플 플레이트(25)에 대항상태로 공기 취입함으로써 이미 이탈되어 상기 배플 플레이트(25)로부터 멀어지는 방향으로 반송되었으며, 외피 시이트(18)은 공급사프트로부터 이미 픽업되어 흡착개구(19)를 통해 공급된 부압에 의해 적소에 파지되어 있고, 안성된 컵(5)의 공기취입과 후속사출성형공정을 위한 외피 시이트(18)의 픽업을 제2도에 도시된 위치에서 실행되었다.

제4도는 사출금형의 완전개방위치를 도시하며, 이 위치에서 암금형(2)의 상기이동가능부품(22)은 진공흡착 맨드릴(3)의 삽입부재(8)를 커버하도록 운동하며, 암금형(2)의 베이스부재(9)는 수금형(1)으로부터 가장 먼 거리에 위치한다.

상기 위치에서, 외피 시이트(18)는 삽입부재(8)의 개구(19)를 통해 공기취입함으로써 암금형(2)으로 반송되고 상기 삽입부재(8)는 앞에서 외피 시이트(18)를 적소에 파지하기 위한 흡착개구로서 사용되었던 것이다. 암금형(2)은 부압공급원에 연결되어 있는 흡착간극(20)에 의해 외피 시이트(18)를 파지한다.

상기 이동가능부품(22)을 베이스부재(9)와 재결합하여 완전 암금형(2)을 형성하는 초기위치로 복귀시키는 한편, 흡착개구(29)에 의해 이탈부재(7) 방향으로 수금형(1)에 공기를 취입하여 제조된 플라스틱 컵(5)을 이탈시켜서 상기 이탈부재(7)로 반송한다. 수금형(1)과 암금형(2)을 멀어지는 방향으로 운동시킬 때까지 플라스틱 컵(5)은 흡착개구(29)에 의한 부압에 의해서 적소에 파지된다.

그 위치에서, 컵(5)은 이탈부재(7)의 흡착개구(21)에 의한 부압에 의해서 적소에 파지되고, 암금형(2)은 수금형(1)으로부터 가장 먼 거리에 위치하여 외피 시이트(18)를 지지하게 된다.

암금형(2)와 수금형(1)이 서로 접근하는 방향으로 운동하면, 이들은 우선 제3도에 도시한 위치에 이어서 제2도에 도시한 위치에 도달하게 되며, 다음 컵(5)의 제조사이클이 개시될 것이다.

제5도는 회동아암(30)과 이 회동아암(30)에 사용되며 캠플레이트(12), 이동바퀴(13), 랙부재(14) 및 피니온(16)으로 구성되는 구동수단을 도시한다. 상기 구동수단에 의해 진공흡착 맨드릴(3)은 전술한 방식으로 공간(6)내로 그리고 그 외부로 선회운동한다.

제6도는 암금형의 바닥을 구성하는 베이스부재(9)내의 개구(33)를 통해 용융플라스틱을 암금형(2)내로 사출하는 데 적합한 주입노즐(23)을 일층 상세히 예시한다. 제6도는 암금형(2)의 수금형(1)내로 완전히 운동한 위치, 즉 사출금형이 폐쇄된 위치를 도시한다. 서로에 대하여 대칭적으로 하나가 다른 것의 뒤에 위치하도록 일직선으로, 또는 하나를 다른 것의 상부에 위치하도록 여러 개의 사출성형장치를 배열함으로써 1회의 작업사이클을 통해 여러 개의 컵(5)을 제조할 수 있다.

Claims (17)

1. 진공흡착 맨드릴(3)에 의해 외피 시이트(18)를 픽업하여 그 외피 시이트(18)를 후속사출 성형공정을 위해 암금형(2)에 삽입하는 단계와, 암금형(2)과 수금형(1)을 서로 멀어지는 방향으로 운동시켜 사출금형을 개방위치로 개방시키되, 이 개방 운동중에 제어식 위치 설정 아암(30)은 상기 암금형과 수금형이 서로 멀어지는 방향으로 운동할 때 암금형(2)가 수금형(1)사이에 형성되는 공간(6) 내에서 진공흡착 맨드릴(3)을 수금형(1) 및 암금형(2)과 동축 연장되는 위치로 이동시키게 되는 단계와, 앞서 제조된 플라스틱 컵(5)을 수금형(1)으로부터 이탈시키는 단계와, 상기 외피 시이트(18)를 진공흡착 맨들릴(3)로부터 암금형(2)으로 반송하여 그 내부에 삽입하는 단계와, 수금형(1)과 암금형(2)을 서로 접근하는 방향으로 동축 운동시켜서 사출금형을 밀폐시키되, 이 밀페운동으로 인해 제어식 위치설정 아암(30)은 수금형(1)과 암금형(2)사이에 형성되었다가 밀폐운동에 의해 없어지는 공간(6)으로부터 진공흡착 맨드릴(3)을 이탈시키게 되는 단계와, 용융플라스틱을 밀폐된 사출금형내에 주입하는 단계를 포함하는, 금형내 라벨부착법에 의해서 그 내부에 라벨형상의 외피 시이트(18)가 일체로 부착된 플라스틱 컵(5)을 제조하기 위한 사출성형방법에 있어서, 상기 외피 시이트(18)를 삽입하기 위해서, 암금형(2)의 일부인 이동가능부품(22) 또는 암금형 전부를 진공흡착 맨드릴(3)과 동축 방향을 따라 상기 암금형(2)의 개방위치로부터 상기 진공흡착 맨드릴(3)에 접근하는 방향으로 이동시키고, 상기 외피 시이트(18)를 진공흡착 맨드릴(3)로부터 암금형(2)의 이동된 부분인 상기 이동 가능부품(22)방향으로 반송하여 그 내부에 삽입하고, 암금형(2)의 이동된 부분인 상기 이동가능부품(22)을 암금형(2)의 개방위치로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
2. 제1항에 있어서, 외피 시이트(18)를 픽업하기 위해서, 암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)을 이동시켜 진공흡착 맨드릴(3)을 커버하도록 하는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
3. 제1항에 있어서, 진공흡착 맨드릴(3)에 공기를 취입하여 외피 시이트(18)를 이탈시킴으로써 상기 외피 시이트(18)를 상기 진공흡착 맨드릴(3)로부터 암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)방향으로 반송하고 상기 암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)의 내표면에 부압을 가하여 상기 암금형(2)에 의해서 외피 시이트(18)를 픽업하고 적소에 파지하는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 암금형(2)의 상기 이동가능부품의 내표면에 작용하는 부압은 암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)을 2개의 핼브(22a, 22b)로 분할하고 상기 암금형의 상기 이동가능부품(22)의 운동방향에 대해 대략 횡방향으로 연장되어 있는 흡착간극(20)을 통해 가해지며, 상기 2개의 핼브(22a, 22b)는 암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)에 하중이 전혀 걸리지 않게 되면 상기 흡착간극(20)을 개방하도록 스프링의 힘에 의해 서로 멀어지는 방향으로 탄력성이 부여되는 한편, 상기 사출금형이 폐쇄되면 암금형(2)에 폐쇄력이 가해짐으로써 상기 2개의 핼브(22a, 22b)는 상기 스프링의 힘에 대항하는 상태로 함께 압압되어 흡착간극(20)이 다시 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 진공흡착 맨드릴(3)은 조립부품으로 구성되며, 상기 진공흡착 맨드릴(3)이 수금형(1) 및 암금형(2)과 동축 연장되는 위치에 위치할 때, 완제품 컵(5)을 이탈시키는 용도로 사용되는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
6. 제5항에 있어서, 제조되어 수금형(1)에 위치하고 있는 플라스틱 컵(5)은, 상기 수금형(1)에 공기를 취입하여 플라스틱 컵(5)을 상기 진공흡착 맨드릴(3)을 향해 이탈시킴으로써 상기 수금형(1)과 동축 연장되는 위치로 이동한 진공흡착 맨드릴(3)로 반송되고, 상기 플라스틱 컵(5)은 표면 중 일부에 가해진 부압에 의해서 진공흡착 맨드릴(3)에 의해 픽업되며, 상기 부압은 제조된 플라스틱 컵(5)의 바닥에 작용하는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
7. 제6항에 있어서, 제조된 플라스틱 컵(5)은, 위치설정아암(30)이 암금형(2)과 수금형(1) 사이의 공간(6)에서 완전히 이탈된 위치에서 공기를 취입함으로써 진공흡착 맨드릴(3)로부터 완전히 배출되는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
8. 제1항 내지 제4항 중 어는 한 항에 있어서, 상기 수금형(1)은 항상 정지상태로 있고 암금형(2)이 상기 수금형(1)에 접근하는 방향과 멀어지는 방향으로 운동하는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 개방운동 및 폐쇄운동에 의해 유발된 힘-제어식 선회운동에 의해서, 진공흡착 맨드릴(3)이 수금형(1) 및 암금형(2)과 동축 연장되어 있는 위치로 운동하고 그 위치로부터 이탈되는 것을 특징으로 하는 사출성형방법.
10. 수금형(1)과 이 수금형과 동축 운동하여 수금형(1)을 커버함으로써 밀폐된 사출금형을 구획하는 암금형(2)과, 밀페된 사출금형에 용융플라스틱을 주입하기 위한 주입노즐(23)과, 진공흡착 맨드릴(3)을 지지하는 위치설정 아암(30)과, 수금형(1)과 암금형(2)을 서로 접근하는 방향과 멀어지는 방향으로 운동시키는 구동수단과, 제어식운동에 의해 위치설정아암(30)을 공간(6)내로 그리고 그 공간 밖으로 운동시키는 제어수단을 구비한 구동수단을 포함하며, 상기 진공흡착 맨드릴(3)은 외피 시이트(18)를 암금형(2)에 삽입하는 삽입부재(8)를 구비하고, 상기 암금형(2)과 삽입부재(8)는 각각 외피 시이트(18)를 적소에 파지하기 위한 파지수단을 구비하며, 상기 공간(6)은 암금형(2)과 수금형(1)이 서로 멀어지는 방향으로 운동할 때 형성되고 서로 접근하는 방향으로 운동할 때 없어지는, 제1항 내지 제9항중 어느 한 항에 의한 사출성형방법을 실행하기 위한 사출성형장치에 있어서, 암금형(2)은 다수의 부품(9,22)으로 분할되도록 되어 있으며, 상기 부품의 일부(22) 또는 전부는 이동 가능하며, 이것은 안내수단을 따라 수금형(1)과 진공흡착맨드릴(3)에 접근하는 방향으로 동축 방향으로 이동하고, 이어서 진공흡착 맨드릴(3)이 암금형(2) 및 수금형(1)과 동축 연장되는 위치에 있을 때, 암금형(2)의 개방위치로 복귀하는 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 위치설정아암(30)은 회동 아암이며, 이것은 그 일단부가 선회축 선(24)을 중심으로 선회하도록 되어 있고, 다른 자유단부는 진공흡착 맨드릴(3)에 지지되도록 구성된 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 위치설정아암(30)의 제어수단을 구비한 구동수단은 캠 플레이트(12)이며, 이 캠 플레이트는 수금형(1)과 암금형(2)의 서로 접근하는 방향과 서로 멀어지는 방향으로 운동할 때 작동을 개시하여 랙부재(14)에 연결된 이동바퀴(13)와 함께 작동하고, 상기 랙부재(14)는 피니온(16)과 맞물려 있으며, 상기 피니온(16)은 위치 설정아암(30)에 단단히 연결되어 상기 위치설정아암(30)의 선회축 선(24)을 중심으로 위치설정아암(30)과 함께 회전하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
13. 제10항 내지 제12항 중 어는 한 항에 있어서, 상기 진공흡착 맨드릴(3)은 제조된 플라스틱 컵(5)을 이탈시키도록 되어 있는 이탈부재(7)와, 외피 시이트(18)를 암금형(2)에 삽입하도록 되어 있는 삽입부재(8)를 포함하는 조립부품이며, 상기 이탈부재(7)와 삽입부재(8)는 서로 동축적으로 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 플라스틱 컵(5)의 파지수단은 수금형(1)의 표면과 진공흡착 맨드릴(3)의 이탈부재(7)의 표면에서 종료하는 개구(각각 29,21)이며, 상기 개구(29,21)는 부압공급원에 연결되는 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
15. 제10항 내지 제12항 중 어는 한 항에 있어서, 상기 수금형(1)은 사출성형장치에 틀(11)에 고정상태로 연결되며, 암금형(2)과 수금형(1)을 서로가 접근하는 방향과 서로가 멀어지는 방향으로 이동시키는 구동수단은, 이 구동수단에 의해 암금형(2)이 수금형(1)에 접근하는 방향으로 운동할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 사출성형장치.
16. 제10항 내지 제12항 중 어는 한 항에 있어서, 상기 암금형(2)의 상기 이동가능한 부분인 이동가능부품(22)은 암금형(2)의 운동방향에 대해 대략 횡방향으로 연장되어 있는 흡착간극(20)을 따라 2개의 핼브(22a,22b)로 분할되며, 상기 흡착간극(20) 내부에는 암금형(2)에 하중이 전혀 걸리지 않게 되면 상기 이동가능부품(22)의 2개의 핼브(22a,22b)를 서로 멀어지는 방향으로 탄력성을 부여하여 흡착간극(20)을 개방시키는 스프링부재(35)가 배열되어 있는 것을 특징으로 사출성형장치.
17. 제16항에 있어서, 스프링부재(35)는, 상기 암금형(2)의 상기 이동가능부품(22)의 2개의 핼브(22a,22b)에 형성된 환형홈에 맞추어진 O자형의 링이며, 상기 환형홈은 사출금형이 완전히 폐쇄되고 2개의 핼브가 서로 완전히 압압될 때, 상기 환형홈 내의 O자형의 고리를 위한 여유 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 사출성형장치.