KR102089845B1 - 단계간 냉각을 포함한 다층 사출성형물의 제조방법 및 장치 - Google Patents

단계간 냉각을 포함한 다층 사출성형물의 제조방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 두개의 사출성형 스테이션(2)에서 사출성형물질이 적어도 두 사출성형공정에 의하여 성형되는 사출성형물(10), 특히 광학소자의 제조방법에 관한 것으로, 적어도 두 사출성형공정의 한 공정에서 제조된 예비성형물(4)이 적어도 두개의 사출성형공정 사이의 냉각 스테이션(5)에서 냉각됨을 특징으로 한다. 또한 본 발명은 사출성형물의 제조장치도 제공한다.

Description

단계간 냉각을 포함한 다층 사출성형물의 제조방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING A MULTILAYER INJECTION MOULDING WITH INTERSTAGE COOLING}
본 발명은 사출성형물의 제조방법과 사출성형물의 제조장치에 관한 것이다.
특히 광학소자(예를 들어, 렌즈)를 사출성형할 때, 종래 이러한 사출성형물은 여러 층 또는 단계로 제조될 수 있도록 사출성형하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 AT 505 321 A1). 이는 어느 정도 이점은 있다. 그 하나는 먼저 사출성형된 층의 싱크마크(sink mark)를 보상함으로써 윤곽정확도(contour accuacy)가 개선된다. 더욱이, 몰드를 개방하는데 요구되는 압력이 감소된다. 또한 사출성형층의 벽두께에 따라서 냉각시간이 점진적으로 증가하므로 사이클시간(cycle time)이 단축된다. 이는 예를 들어 특허문헌 WO 2012/069590 A1에서 보이고 있다. 따라서, 여러 층에서 사출성형의 냉각시간의 합은 단일체 사출성형의 경우 보다 작다. 이는 이후 상세히 설명될 것이다.
일반적으로, 요구된 냉각시간은 모든 스테이션(station)에서 동일한 것으로 추정될 수 있다. 모든 스테이션은 다이 또는 사출기에 배치되는 경우에 특히 유리하다.
냉각시간 t k 은 벽두께의 제곱에 비례하므로 비례상수 A를 이용하여 적용하면 t k = A·s 2 이다.
먼저 제조되는 내부층과는 반대로, 다이에서 외부층은 일측부만이 냉각된다. 일측부에서 냉각되는 층의 냉각시간은 두께가 두배인 양측부에서 냉각되는 층의 냉각시간과 거의 동일하다. 동일한 냉각시간을 얻기 위하여, 외부층은 내부층의 벽두께의 반이 되게 허용된다. 따라서, 전체 벽두께 s 인 3개 층으로 구성되는 사출성형물의 경우, 제1 근사해석(first approximation)에서 층두께 분포는 s2 = ¼ s, s1 = ½ s, s3 = ¼ s 인 것이 유용하다(s2, s3 등은 외부층의 층두께를 나타내고, s1 은 내부층을 나타내며, s 는 전체 두께를 나타낸다).
유사하게, 2n+1(n은 자연수이며, 이하의 설명 및 청구항의 기재에서도 마찬가지이다) 층의 사출성형물의 경우, 제1층(내부층)의 두께는
Figure 112019032247631-pat00001
로 추정될 수 있고, 모든 다음의 층의 두께
Figure 112019032247631-pat00002
은 1 보다 크거나 같은 자연수이며, 이는 예비성형물이 이후에 양측면에서 몇 번 오버몰딩(overmoulded)되는지를 나타낸다. 각 스테이션에서 냉각시간의 합은 사이클시간의 절약을 평가하는데 이용될 수 있다. 비록 각 사이클시간이 동시에 진행할 수 있다 하여도 모든 스테이션은 다이와 사출기의 공간을 필요로 하는 바, 통상적인 단일층 기술에서는 이러한 공간이 다른 캐비티를 제공하는데 사용되었다.
일측면의 냉각에 의하여 외부층 s2 와 s3 의 냉각시간이 두께가 두배인 층의 냉각시간과 같다고 하면, 3-층의 사출성형물의 냉각시간의 합은 다음과 같다.
Figure 112017088500058-pat00003
여기에서 층 s2 와 s3 의 냉각시간은 냉각이 동시에 동일 스테이션에서 일어나므로 단 한번만 고려되어야 한다.
각 층에 대한 총 냉각시간은 단지 단일층의 사출성형물의 냉각시간 t k = A·s2 의 반이라는 것이 인식된다.
다음의 식은 n 층에 대하여 적용된다.
Figure 112017088500058-pat00004
총 냉각시간은 단일층의 사출성형물의 냉각시간의 1/(n+1)에 지나지 않는다.
생산성의 명백한 개선에 부가하여, 이와 같이 단축된 사이클시간은 또한 예를 들어 스크류 전방의 공간에서 물질의 잔류시간이 단축되는 이점을 갖는다.
이와 같이 냉각시간의 단축에도 불구하고, 이러한 냉각시간은 여전히 전체적인 사이클시간의 상당부분을 차지한다.
본 발명의 목적은 여러 단계로 제조되는 사출성형물의 제조에서 사이클시간을 더욱 단축시킬 수 있는 방법과 장치를 제공하는데 있다.
삭제
이러한 목적의 달성은 적어도 두 사출성형공정 사이의 냉각 스테이션에서 적어도 두 사출성형공정중의 한 공정에서 제조된 예비성형물을 냉각시킴으로써 이루어진다. 이는 예비성형물이 냉각 스테이션에 머물고 있는 시간중에 다른 예비성형물이 이미 관련된 사출성형 스테이션에서 제조될 수 있기 때문이다. 환언컨데, 예비성형물을 사출성형 스테이션의 외부에서 오랫동안 냉각시킴으로써, 사출성형 스테이션에서 예비성형물의 사이클시간-관련 잔류시간의 단축이 이루어진다. 이와 같이, 본 발명은 예비성형물의 조기탈형이 최종성형물의 품질을 해치지 않는 놀라운 사실에 기초하고 있다.
본 발명은 기본적으로 모든 사출성형물질, 즉, 사출성형기에서 처리될 수 있는 모든 물질에 적용될 수 있다. 비록 예를 들어, 금속, 세라믹 및 약학적 유효성분이라도 이러한 방식으로 처리될 수 있으나, 본원에서는 설명을 간명하게 하기 위하여, 달리 제한을 두지 않고, 가소성 플라스틱으로부터 제조되는 사출성형물을 참조하여 설명될 것이다.
본 발명에 있어서, 사출성형공정후에 냉각 스테이션이 예정되는 것이 중요한 것은 아니다. 자명하게, 둘 이상의 사출성형공정에서 사출성형물의 제조에서, 냉각 스테이션에서는 1회 이상의 냉각이 이루어지는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 관점은 적어도 두 사출성형공정의 제1 공정에서 제조된 제1 예비성형물이 적어도 두 사출성형공정의 연속한 제2 공정에서 제조되는 제2 예비성형물 또는 사출성형물과는 다른, 특히 이러한 사출성형물 보다 긴 시간 동안 냉각되는 것이다. 냉각 스테이션에서의 냉각시간과 예비성형물이 아직은 다이에 있으나 이미 냉각된 시간의 양으로 구성되는 유효냉각시간은 냉각시간의 길이의 척도가 될 수 있다.
특히 두꺼운 벽을 갖는 사출성형물의 경우, 사이클시간 관련 냉각시간이 단축될 수 있으므로 이를 통하여 냉각시간은 단축될 수 있다. 사이클시간 관련 냉각시간하에서 이러한 냉각시간은 예비성형물이 다이내에 배치되어 있어 사이클시간이 직접적으로 영향을 받는 것으로 이해된다.
본 발명의 유리한 개발형태와 실시형태가 청구범위의 종속항에서 정의된다.
냉각 스테이션의 정확한 구성은 본 발명에서 중요하지 않다. 예를 들어 냉각 스테이션은 핸들링 로봇에 의하여 파지되는 예비성형물에 의하여 조성될 수 있고, 여기에서 예비성형물이 주위공기중에서 냉각된다. 냉각 스테이션에서 냉각매체에 의한 적극적인 냉각이 이루어질 수 있다. 또한 예를 들어 예비성형물은 어떤 영역으로 이동되어 이러한 방식으로 냉기류에 노출될 수 있는 것을 예상할 수 있다.
광학소자의 제조에 있어서는 투명플라스틱이 처리되는 것이 좋다. 그 예로서는 PC, PMMA, COC, COP 및 비결정질 PA가 있다. 그러나, 본 발명은 다른 사출성형물과 물질에 이용될 수 있다. 특히 열가소성 엘라스토머와 같은 탄성물질이 처리될 수 있다.
우선 실시형태에서, 본 발명에 따른 장치는 예비성형물에 먼지가 달라붙는 것을 방지하기 위하여 클린룸이나 오염없는 영역에 배치된다.
다른 우선실시형태에서, 다이의 일측 반부분에서 엠보싱 툴(embossing tool)이 철수되고, 그 결과로 이후의 오버몰딩을 위하여 확장된 캐비티가 확보된다.
적어도 두 사출성형공정에서 동일한 가소성 플라스틱이 처리되어 그 결과로서 예를 들어 광학소자의 경우 이미징 에러(imaging errors)가 방지될 수 있다. 그러나, 이는 절대적으로 필요한 것은 아니다. 자연적으로, 여러 사출성형가능한 물질의 층이 제공되는 광학소자 등이 제조될 수 있다.
우선 실시형태에서, 예비성형물은 냉각 스테이션에서 사출성형공정을 위한 다수의 정수 사이클시간 동안 냉각된다. 특히 좋기로는 냉각 스테이션에서 냉각중에 다른 사출성형물의 다른 사출성형공정이 이루어지는 것이다.
다수의 사출에서 계량이 한번 이루어지는지 또는 여러 번 이루어지는지는 본 발명에서 중요하지 않다.
사출성형물, 층분포
본 발명은 좋기로는 예를 들어 광학렌즈와 같이 벽이 두꺼운 사출성형물에 적용될 수 있다.
본 발명은 또한 좋기로는 벽두께가 큰 차이를 보이는 사출성형물에 적용될 수 있다. 만약 사출성형물이 보다 얇은 벽영역에서 사출되는 경우, 보다 신속한 응고에 의하여 두꺼운 벽영역의 수축보상을 위하여 요구되는 이러한 얇은 벽영역에서 가능한 한 오랫동안 보압(holding pressure)을 유지하는 것이 종종 불가능할 수 있다.
두꺼운 벽영역들은 층내에 적어도 부분적으로 전후에 형성되어 있다. 층형성의 시간순서는 이러한 층의 형성이 내부로부터 외부를 향하여 이루어질 수 있도록 정하여질 수 있다. 좋기로는 그 결과로 층은 홀수가 되고, 내부의 예비성형물이 양측면에 적어도 부분적으로 n 회 오버몰딩되어 층의 수는 2n+1 이 된다.
제1층(완제품에서 내부층)은 문제가 발생되지 않고 탈형되고 추후 다른 캐비티에 삽입될 수 있을 정도로 다이에서 응고되어야 한다. 만약 각 스테이션에서 냉각시간이 동일하다고 가정하면, 양측면에서 냉각된 제1층의 벽두께는 이후의 층의 벽두께에 비하여 두배가 될 것이다. 전체 벽두께가 s 인 3층형의 성형물의 경우, 이에 따라서 다음의 층분포가 선택될 수 있다: s2 < ¼s, s1 > ½s, s3 < ¼s.
내부층이 사출기의 사출성형 영역에서 부분적으로만 냉각되므로(또는 전혀 냉각되지 않음) 오직 외부층의 벽두께만이 사이클시간에 관련이 있다.
만약, 예를 들어, 3개층이 형성되는 경우, s2 = 1/8 s, s1 = 3/4 s, s3 = 1/8 s 의 층분포가 선택되고, 사이클시간을 결정하는 냉각시간의 합은 다음과 같다.
Figure 112017088500058-pat00005
이와 같이, 이러한 실시형태에서, 단일층의 사출성형물과 비교하여 사이클시간을 결정하는 냉각시간의 1/8 정도만이 요구된다. 나머지 냉각은 사출성형 영역의 외부에서 이루어진다.
보다 일반적으로, 이는 비사이클시간 관련 냉각시간의 연장을 통하여 사이클시간 관련 냉각시간을 단축시킬 수 있음을 의미한다.
요구된 다이 , 캐비티 , 사출기
적어도 하나의 캐비티를 갖는 사출성형다이가 예비성형물 및 완제품의 제조를 위한 적어도 하나의 다른 캐비티를 위하여 사용되는 것이 좋다. 완제품을 위한 캐비티의 총체적은 예비성형물의 캐비티 보다 크다. 자명하게, 다이는 기술적으로 유용한 수의 캐비티를 가질 수 있다. 또한, 예비성형물과 완제품을 위한 캐비티는 상이한 다이에 배치될 수 있다. 이들 다이는 모두 하나의 사출기에서 작동되거나 상이한 사출기에서 작동될 수 있다.
3-층형 사출성형물의 경우, 예비성형물의 제조를 위한 모든 캐비티는 이후 집합적으로 제1 스테이션이라 하고, 완제품의 제조를 위한 것은 제2 스테이션이라 할 것이다. 5개 층으로 형성된 사출성형물의 경우에 있어서, 이 실시형태에서는 예비성형물이 제1 스테이션에서 제조되고, 제2 스테이션에서 양측면에 적어도 부분적으로 오버몰딩되며, 제3 스테이션에서 다시 적어도 부분적으로 오버몰딩된다. 이러한 명명법은 각각 상부층과 저면층이 동일한 스테이션에서 동일한 사이클로 제조되는 경우를 고려한 것이다. 상부층과 저면층은 동일한 스프루(sprue) 또는 게이트를 통하여 사출되거나 서로 다른 스프루 또는 게이트를 통하여 개별적으로 사출될 수 있다. 그러나, 상부층과 저면층은 각각 별도의 스테이션에서 차례로 형성될 수도 있다.
순서
다음으로, 특별한 우선 실시형태에서, 방법의 순서가 상세히 설명된다. 먼저, 예비성형물(1단계 성형물)이 이러한 예비성형물의 제조를 위하여 제공된 제1 스테이션의 캐비티내에 사출성형가능한물질을 사출함으로써 제조되고, 이들이 탈형을 위하여 충분히 치수상으로 안정될 때까지 냉각된다. 스프루와 만약 존재한다면 사출성형물의 돌출부가 적어도 플라스틱의 유리전이온도(glass-transition temperature) 이하의 온도로 냉각될 때 일반적으로 치수안정성(dimensional stability)이 있다. 아울러, 사출성형물의 두꺼운 벽영역(광학렌즈의 경우, 이 부분은 통상 렌즈의 광학적으로 활성영역이다)에서 응고된 변부층은 치수안정성을 위하여 특정한 최소두께에 도달하여야 한다. 이러한 최소두께는 예비성형물의 탈형과 이에 이어지는 제2 스테이션으로의 삽입이 가능할 때 얻을 수 있다.
이제 예비성형물(1단계 성형물)은 예를 들어 로봇과 같은 이송장치를 이용하여 캐비티로부터 분리되어 냉각 스테이션으로 이송된다. 우선실시형태의 경우, 냉각 스테이션은 모든 특정조건을 만족시킬 필요는 없다. 성형물들은 특정 시간 동안 저장되고 주위공기로 냉각된다. 이러한 방식으로, 여러 예비성형물(1단계 성형물)들이 제조되고 연속하여 냉각 스테이션에 배치된다. 만약, 예비성형물의 수가 한정되어 있는 경우, 먼저 제조된 예비성형물은 다이의 다음 개방 이후에 이송장치에 의하여 제2 스테이션에 삽입된다. 연속된 사출성형사이클에서, 양측면이 적어도 부분적으로 오버몰딩되어 완성된 사출성형물(2단계 성형물)을 얻는다. 또는, 2단계 사출성형물이 또한 요구될 때마다 다른 캐비티에 삽입되어 다시 코팅될 수 있다. 중간에 이러한 캐비티의 외면의 냉각이 다시 이루어질 수 있으나 필수적인 것은 아니다. 본 발명에 있어서, 어떤 층 후에 몇 번의 냉각이 캐비티의 외면에서 이루어지는지는 중요하지 않다.
"캐비티의 외면"은 반드시 예비성형물이 캐비티로부터 완전히 분리되어야 하는 것임을 의미하지는 않는다. 캐비티는 예를 들어 두개의 몰드 인써트(mould inserts)로 구성되며, 그 하나는 고정형의 몰드반부분 내에 배열되고, 다른 하나는 가동형 몰드반부분에 배열된다. 가동형 몰드반부분의 몰드 인써트는 수 회에 걸쳐 실현될 수 있다. 예비성형물의 제조 후에, 예비성형물을 포함하는 이러한 몰드 인써트는 다른 위치로 옮겨질 수 있고, 동시에 몰드 인써트의 추가 실현물(realization)이 가동형 몰드반부분에서 사출성형위치에 놓이게 된다. 이러한 과정은 다중구성요소 사출성형으로부터 알려진 통상적인 장비(예를 들어, 회전테이블, 슬라이딩 테이블, 회전형 센터 플레이트, 회전형 큐브 몰드)를 사용하여 이루어질 수 있다. 이들 경우에 있어서, 예비성형물은 일측부는 다이에서 타측부는 공기에 의하여 더 냉각될 수 있다. 이 경우에 있어서, 예를 들어 가동형 코어가 사출성형물이 다이에 남아 있는 몰드반부분으로 복귀 이동함으로써 이후의 오버몰딩을 위하여 중공부가 제공될 수 있다.
만약 냉각 스테이션이 제한된 공간영역이 특징인 경우, 예비성형물이 로봇에 의하여 냉각 스테이션에 배치될 수 있다. 또한 로봇 이외의 이송장치, 예를 들어 예비성형물을 제1 스테이션으로부터 옮기고 이를 사출성형 스테이션 외측에서 냉각상태 후에 제2 스테이션으로 도입하는 인덱스 플레이트(index plate)가 사용될 수 있다.
우선 실시형태에서, 인덱스 플레이트의 고정위치로서 실현된 냉각 스테이션이 사출성형다이의 분할면의 외측에 배치될 수 있다. 이는 예를 들어 중심의 외측에 인덱스 플레이트의 회전축선을 배치함으로써 달성될 수 있다.
그러나, 냉각 스테이션은 사출성형다이내에 배치된 캐비티 네스트(cavity nest), 좋기로는 온도조절된(tempered) 캐비티 네스트이다. 템퍼링(tempering)은 예를 들어 매체를 이용하여 캐비티의 온도를 어느 정도의 레벨로 유지하는 것을 의미한다. 이러한 온도는 실온보다 높거나 또는 낮을 수 있다.
우선실시형태에서, 사출성형 스테이션의 외측부를 냉각시킬 때의 주위매체는 공기이다. 그러나, 다른 적당한 기체, 액체(물) 또는 고체 매체가 또한 사용될 수 있다. 본 발명에 있어서 이러한 냉각은 사출성형 스테이션의 외측에서 이루어진다.
우선실시형태에서, 새로운 예비성형물이 동일한 사이클에서 다시 제조된다. 이와 같이 예비성형물과 완제품은 동일 사이클에서 실질적으로 병행하여 제조된다.
사출성형유니트의 수
이미 언급된 바와 같이, 층들은 하나의 사출기 또는 여러 사출성형기에서 제조될 수 있다. 만약 제조가 하나의 사출성형기에서 이루어진다면, 이는 선택적으로 하나, 둘, 셋 또는 그 이상의 사출성형유니트를 구비할 수 있다.
이후에, 하나의 사출성형기에서 3-층의 사출성형물의 제조를 위한 몇 가지 우선하는 가능성이 설명된다.
사출성형유니트의 수, 스프루의 구조 및 다이에 존재하는 밀폐기구에 따라서, 층들이 동시에 또는 차례로 충전될 수 있다.
만약 각각 별도의 연결부를 갖는 3개의 사출성형유니트가 3개 층을 형성하는데 사용되는 경우, 충전과정이 동시에 시작되거나 또는 시간지연될 수 있고 여러 파라메타(속도, 압력, 시간)에서 수행된다. 독립된 충전에 의하여, 이러한 변형예는 최대자유도를 허용한다. 플로우 라인(flow lines)이 형성되는 것을 방지하기 위하여, 특히 외부층에서 상이한 스크류전진속도 프로파일 및/또는 압력 프로파일이 요구될 수 있다. 특히 2개 외부층의 충전과정은 서로 매칭되어 캐비티내에서 힘의 평형이 이루어질 수 있도록 하는 것이 좋다. 이는 일부의 경우에 있어서 오버몰딩중에 예비성형물에 가하여지는 힘이 실질적으로 일측이 타측 보다 커서 예비성형물의 변위, 변형 또는 균열이 일어날 수 있기 때문이다.
만약 각 캐비티 또는 층을 위하여 다이에 사용할 수 있는 사출성형유니트는 단 하나만 있고 밀폐기구는 없는 경우, 공통의 스크류전진속도 프로파일 및/또는 압력 프로파일로 동시충전이 이루어져야 한다. 상기 언급된 힘의 평형은 이미 다이의 구성중에 스프루 및 캐비티의 유동학적 평형에 의하여 보장될 수 있다.
만약 각 캐비티/층을 위하여 사출성형유니트와 밀폐기구가 사용될 수 있는 경우, 몰드충전과정의 적어도 시작과 종료시간이 각각 독립적으로 선택될 수 있다.
낮은 다이온도를 통한 냉각시간의 절약
예를 들어 수축에 의한 싱크 마크와 같은 예비성형물의 소규모 또는 국부적인 변형은 이들이 다음 스테이션에서 이루어지는 차후의 오버몰딩과정중에 보상되므로 이 방법에서는 문제를 나타내지 않는다. 따라서 제1 스테이션이 다이온도로 작동될 수 있는 데 이러한 온도는 너무 낮아 허용가능한 제품 윤곽의 성형이 보장되지 않는다. 아울러, 예비성형물의 캐비티 표면은 예를 들어 거울마감면과 같은 광학표면을 절대적으로 가질 필요는 없다.
일반적으로, 예를 들어 광학렌즈와 같이 두꺼운 벽을 갖는 사출성형물은 주연변부, 고정 또는 설계 요소와 같이 비교적 얇은 벽의 영역을 갖는다. 이들 영역은 추가 스테이션에서 오버몰딩되지 않고 제1 스테이션에서 이미 마무리처리되는 것이 유리하다. 그리고 이러한 영역은 추가 스테이션에서 예비성형물을 고정하는데 사용될 수 있다. 특허문헌 EP 2 402 140 A1 은 예를 들어 예비성형물을 고정하고 배치하기 위하여 연속공정사이클에서 사용되는 주연변부를 갖는 광학렌즈를 기술하고 있다.
이와 같이 광학렌즈의 경우에 있어서 이들 영역은 광학기능을 갖지 않으나 표면의 질, 치수정확도, 기계적인 특성 등의 면에서 어떠한 조건에 부합되어야 한다. 낮은 다이온도는 불리한 것으로 입증될 수 있다. 따라서, 예비성형물 및 이후 연속성형되는 층에 대한 캐비티를 실질적으로 동일한 다이온도에서 작동시킬 필요가 있다.
또한 낮은 다이온도는 사출성형물의 내부특성에 역효과를 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 예비성형물의 냉각의 일부는 캐비티로부터 탈형후에 이루어진다. 다이에서 냉각이 이루어지는 것과는 대조적으로, 외부에서의 냉각은 사이클시간에 영향을 주지 않는다. 따라서, 예비성형물의 캐비티 온도가 높다 하여도 사이클시간은 짧을 수 있다.
따라서, 다이의 모든 스테이션은 필수적인 것은 아니지만 동일한 다이온도에서 작동될 수 있다. 이로써 다이에서 상이한 온도조절에 의한 온도기울기와 열스트레스는 방지되며, 결과적으로 온도분포가 보다 균일하고 에너지소모가 적으며 선택적으로 온도조절장치의 수가 적은 효과를 얻을 수 있다.
층의 접착
사용된 사출성형물질에 따라서, 한편으로는 다음 층에 대한 양호한 접착이 이루어질 수 있도록 하고 다른 한편으로는 사출성형물의 내부스트레스를 낮추기 위하여 예비성형물의 특정최소온도, 특히 특정최소표면온도가 요구될 수 있다.
공기중에서의 냉각은 다이에서의 냉각 보다 매우 느리기 이루어지므로, 제품 중심부와 표면 사이의 온도기울기 또한 낮다. 환언컨데, 성형물 중심부의 온도가 정의된 온도 T*에 도달할 때, 사출성형물의 표면의 온도는 비교적 높고 다이 대신에 공기중에서 냉각이 이루어지는 경우 사출성형물의 단면을 통한 온도분포는 보다 균일하다.
사출성형물질로서 열가소성 물질이 사용될 때, 냉각된 예비성형물과 추가 스테이션으로 유동하는 용융물 사이의 경계층에서 접촉온도는 열가소성 물질의 유리전이온도 또는 결정용융온도 정도이거나 또는 그 이상이어야 한다. 만약 동일한 사출성형물질이 사용되는 경우, 접촉온도는 양 접촉물질의 온도의 평균값과 같다.
그러나, 캐비티 외부에서의 냉각시간이 길어지면 적어도 이후 연속하여 오버몰딩되는 표면의 영역이 표적방식(targeted manner)으로 가열되는 것이 좋다. 예를 들어 이러한 가열은 적외선가열기 또는 다른 공지된 방법에 의하여 이루어질 수 있다.
청결
불순물이 연속되는 오버몰딩에 의하여 예비성형물내에 영구적으로 남을 수 있으므로 예비성형물의 표면에 불순물이 달라붙는 것이 방지되는 것이 좋다. 따라서 전체 제조설비, 냉각 스테이션의 영역 및/또는 탈형영역 및/또는 다이영역은 클린룸 또는 오염없는 영역으로서 설계하는 것을 권장한다. 그러나, 보호될 영역에 층류캐비넷과 같은 클린벤치가 또한 설치될 수 있다.
또한, 냉각 스테이션 및/또는 탈형영역 및/또는 다이영역은 가능한 한 밀폐되는 하우징으로 둘러싸일 수 있다.
대류의 제어를 위한 대류방지
더욱이, 예비성형물으로부터 자유대류 또는 강제대류를 통하여 회수된 열의 양은 사이클에서 사이클로 재생될 수 있도록 하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어 홀 도어(hall door) 개방을 통한 제어되지 않은 공기의 흐름은 대류현상을 바꾸어 버리고 부가적으로 오염의 위험성이 있다는 점에서 유리하게 방지되어야 한다. 제어되지 않은 대류를 방지하기 위하여 냉각 스테이션 및/또는 탈형영역 및/또는 다이영역을 폐쇄함으로써 문제를 해결할 수 있다.
그러나, 또한 강제대류를 방지하기 위하여, 이러한 하우징은 예비성형물의 보다 신속하고 제어된 냉각을 위하여 표적방식으로 사용될 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 다른 적당한 매체, 좋기로는 기체상 매체, 특히 공기가 사용될 수 있다. 또한 표적방식으로 냉각과정을 제어 또는 조절하기 위하여 이러한 매체를 온도조절하는 것이 유용하다. 이와 같은 경우, 냉각 스테이션에서 예비성형물의 온도를 측정하기 위한 센서시스템이 사용될 수 있을 것이다. 일반적으로 냉각 스테이션에서 주위조건(온도, 공기습도, 유속 등)의 측정, 기록 및 제어 또는 조절을 위한 센서가 사용되는 것이 유리하다.
"인공기후실"로서의 냉각 스테이션
예비성형물의 온도 프로파일에 보다 양호한 영향을 주기 위하여, 냉각 스테이션의 주위조건은 시간 및/또는 장소에 따라 달라질 수 있도록 설계될 수 있다.
예를 들어, 냉각 스테이션의 예비성형물은 이러한 예비성형물을 여러 영역, 특히, 온도영역 및/또는 매체유동영역을 통하여 이송하기 위한 컨베이어 벨트 또는 기타 다른 장치에 의하여 이동될 수 있다. 온도 프로파일은 하강, 상승 또는 모든 요구된 프로파일을 따르도록 선택될 수 있다. 여기에서, 또한 예비성형물의 표면의 의도된 가열이 또한 추가 사출성형 스테이션으로 삽입되기 전에 이루어질 수 있다.
예비성형물을 여러 영역으로 이동시키지 않고, 이들은 한정된 장소에 그대로 두고 시간에 따라 주위조건을 변화시킬 수도 있을 것이다.
열전도에 의한 냉각 또는 온도조절
예비성형물의 온도 프로파일은 열전도에 의하여 표적방식으로 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 예비성형물을 온도조절 플레이트상에 배치할 수도 있다. 또한 이러한 플레이트는 냉각 스테이션내에서 예비성형물을 이송하기 위한 것으로 앞서 언급된 바 있는 이송장치의 일부일 수 있다.
표면의 격리
예를 들어 예비성형물의 표면을 격리시켜 냉각 스테이션에서 열을 가능한 한 가장 느리게 제거하는 것이 유리한 것임이 입증될 수 있다. 이로써 성형물의 중심부와 표면 사이의 양호한 온도매칭이 이루진다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1a와 도 1b는 본 발명에 따른 방법에 따라 제조된 예비성형물과 완성된 렌즈의 단면도.
도 2는 센터 플레이트 다이와 핸들링 로봇이 구비된 본 발명에 따른 장치의 개략구성도.
도 3a 내지 도 3e는 인덱스 플레이트를 포함하는 본 발명의 여러 실시형태를 보인 설명도.
도 4는 두개의 사출성형기와 하나의 핸들링 로봇을 구비한 본 발명에 따른 장치의 개략구성도.
도 5는 사출성형기의 개략구성도.
도 6은 핸들링 로봇의 개략구성도.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명에 따른 장치의 사출성형다이의 여러 단면도.
도 8a 내지 도 8f는 도 7a에서 보인 다이를 통하여 본 발명에 따른 방법을 설명하기 위한 여러가지 단면도.
도 9 양산체제에서 제조순서를 설명하는 설명도.
도 10a 내지 도 10e는 시간에 대한 공정순서의 여러 다른 구성을 보인 다이아그램.
도 11은 본 발명에 따른 예비성형물의 냉각에 관련된 온도 다이아그램.
도 12는 예비성형물의 여러 탈형시간에서 온도를 비교하기 위한 온도 다이아그램.
도 1a는 예비성형물(4)을 보이고 있다. 도 1b는 예비성형물(4)로부터 제조된 사출성형물(10)을 보이고 있다. 더욱이, 이 도면에서는 렌즈의 전체두께 s, 예비성형물(4)의 층두께 s1 및 추가층(11)의 층두께 s2 및 s3 이 표시되어 있다.
여기에서 사출성형물(10)의 가장 두꺼운 영역과 가장 얇은 영역 사이의 두께 비율은 약 s/d ~ 4.3 이다.
도면은 간단히 설명하기 위하여, 외부층(11)은 대칭인 것으로 도시되어 있으나, 이는 본 발명의 주요내용이 아니다. 실제적용의 경우에, 외부층(11) 사이의 완전한 대칭은 실질적으로 이례적일 수 있다.
도 1에서 예비성형물(4)은 하나의 층을 갖는다. 특히 둘 이상의 층(11)을 갖는 사출성형물에 있어서, 예비성형물(4) 자체도 수개의 층을 가질 수 있다.
도 2는 센터 플레이트(12)와 두개의 사출유니트(13)를 갖는 본 발명에 따른 장치의 한 실시형태를 보이고 있다. 이 경우 핸들링 로봇(9)으로 구성된 이송장치(3)는 예비성형물(4)을 사출성형 스테이션(2)과 일부 예비성형물(4)이 냉각될 수 있도록 놓이는 냉각 스테이션(5) 사이로 이송한다.
도 3a 내지 도 3d는 인덱스 플레이트를 사용하는 본 발명의 여러 실시형태를 보인 것이다.
인덱스 플레이트는 성형물이 다이의 일측 스테이션으로부터 다음 스테이션으로 이송될 수 있도록 하는 장치인 것으로 이해된다. 고정측의 단일 다이 스테이션은 고정형 다이 플래튼에 대하여 고정되어, 가동측 다이 스테이션이 가동형 다이 플래튼에 대하여 고정적이다. 따라서 고정측과 가동측의 모든 스테이션에 상이한 구조의 성형영역을 제공할 수 있다. 그래서, 고정측 및 가동측에서 추가 사출성형 스테이션(예를 들어, S2)에 중공형 공간이 제공되어 사출성형물의 양측에 오버몰딩이 이루어질 수 있도록 한다.
그러나 제1 사출성형 스테이션 S1으로부터 최종 탈형시까지 사출성형물에 접촉하는 인덱스 플레이트(16)의 영역이 필요하다. 이들 영역은 이송중에 성형물을 고정하기 위한 고정영역으로서 이용된다. 이들 영역에서 최종 사출성형물 표면은 이미 제1 사출성형 스테이션 S1에서 형성될 것이므로 작업자는 일반적으로 이들 표면을 전체 성형물 표면과 비교하여 가능한 한 작게 유지할 수 있도록 할 것이다. 도 3a 내지 도 3d에서, 성형물은 단순히 암(18)에 의하여서만 고정되며, 이러한 암은 회전점의 둘레에 별모양으로 배치되고 예비성형물을 고정하기 위한 고정위치(17)가 배치된다. 고정기구의 상세한 실행은 도시하지 않았다. 물론 성형물을 둘러싸는 인덱스 플레이트(16)가 사용될 수 있다.
인덱스 플레이트(16)는 회전을 위한 작동기(도시하지 않았음)와 사출기 축선 X의 방향으로 인덱스 플레이트를 상승시키기 위한 작동기를 요구한다. 회전축선의 방향은 동시에 상승을 위한 축선이다.
도 3a는 인덱스 플레이트를 갖는 본 발명의 제1 실시형태를 개략적으로 보인 것이다. S1 은 제1 사출성형 스테이션을 나타내고, S2 는 제2 사출성형 스테이션을 나타낸다. 이들 사이에는 여러 냉각 스테이션(5)이 배치된다. 회전은 시계방향으로 이루어진다. 선택적으로 위치 E 는 완성된 사출성형물을 옮기기 위하여 사용된다. 이러한 인덱스 플레이트의 회전축선 Y 는 대칭구조이므로 플레이트의 중심에 위치한다.
이러한 구성의 결점은 비교적 큰 공간을 필요로 한다는 것이다. 비교적 소규모인 다이에 대하여 대형 다이 플래튼과 대형 사출기가 필요하다.
이러한 결점은 회전축선 Y 를 도 3b에서 보인 바와 같이 중심에서 벗어난 위치에 배치함으로써 해소된다.
도 3b에 따른 구성에서 사출성형 스테이션 S1 및 S2 를 제외한 모든 다이 스테이션은 냉각 스테이션(5)으로서 사용될 수 있다.
또한 인덱스 플레이트(16)의 회전축선 Y는 폐쇄유니트(15)의 타이바(tie bar)에 또는 타이바내에 배치할 수도 있다(도 3c). 이는 도 3b에 비하여 공간을 절약할 수 있어 소형 사출기의 사용이 가능하도록 한다.
다이 플래튼의 크기를 추가로 줄이는 것은 도 3d에서 개략적으로 보인 바와 같이 타이바가 없는 형태의 폐쇄유니트에 의하여 이루어질 수 있다.
도 3e는 냉각 스테이션(5)이 다이의 내측에 위치하여 주위공기로 인덱스 플레이트를 냉각시키는 해결방식을 보인 것이다. S1에서 제조된 예비성형물은 오버몰딩되기 전에 먼저 S1 과 K에서 냉각된다. 이와 같이 중간에 층의 분포를 냉각시키는 것은 변화되어 외부층이 얇게 구성될 수 있다. 이는 사이클 시간을 단축시킨다.
도 4에서 본 발명의 실시형태는 2대의 사출성형기(7), 이들 사이에 배치된 냉각 스테이션(5)과, 핸들링 로봇(9)으로 구성된 이송장치(3)를 보이고 있다. 일부의 예비성형물(4)이 냉각 스테이션(5)에서 냉각되고 있다. 예를 들어, 유압폐쇄유니트(15)(개략적으로 보임)를 갖는 사출성형기(7)와 전기토글조인트 폐쇄유니트(15)(개략적으로 보임)를 갖는 사출성형기(7)를 보이고 있다. 실제로 폐쇄유니트(15)의 구성은 본 발명에서 중요한 것은 아니다.
도 5는 폐쇄유니트(15)(이 경우 전기토글조인트 폐쇄유니트)와 사출유니트(13)를 갖는 사출성형기(7)를 보다 상세히 보이고 있다. 사출성형 스테이션(2)은 사출성형다이(6)의 두 반부분으로 구성되어 있다.
핸들링 로봇(9)이 도 6에 도시되어 있다. 이들 핸들링 로봇(9)은 도 2 및 도 4에서 실시형태의 예를 보인 것과는 전혀 다른 형태로 구성될 수 있다. 이 경우에 냉각 스테이션(5)은 수동형태로서 예비성형물(4)이 오직 주위공기에 의하여 냉각된다.
도 7c는 사출성형다이(6)의 상부를 보인 것으로, 여기에 각각의 경우 예비성형물(1단계 성형물; 4)과 완성된 사출성형물(2단계 성형물; 10)을 제조하기 위한 캐비티(14)를 포함하는 하나의 사출성형 스테이션이 구성되어 있다. 도 7a는 도 7c의 평면 A를 통한 단면을 보인 것이다. 우측에서 보인 제2 스테이션에서, 좌측에서 보인 제1 스테이션에서 앞서 제조된 예비성형물이 상부면과 저면에서 오버몰딩되어 (완성된 사출성형물일 수 있는) 2단계 성형물을 형성한다. 상부 및 저면층은 공통의 스프루를 통하여 사출된다. 도 7b는 도 7c의 평면 B를 통한 단면을 보인 것이다.
도 8은 도 7a 내지 도 7c에서 보인 사출성형다이(6)를 이용한 본 발명에 따른 방법 순서를 보인 것이다.
도 8a에서, 다이(6)는 폐쇄되고, 예비성형물(4)과 사출성형물(10)이 다이(6)의 캐비티(14)내에 안치되어 있다. 이후에 몰드 다이(6)가 개방된다. 이는 도 8b에 도시되어 있다.
이송장치(3), 여기에서는 핸들링 로봇(9)이 결과적으로 생성된 중간의 공간으로 도입되고, 여기에서 이는 냉각된 예비성형물(4)을 도 8c에는 도시하지 않은 냉각 스테이션(5)으로 이송한다. 도 8d에서 보인 바와 같이, 핸들링 로봇(9)이 다이(6)의 몰드반부분으로부터 예비성형물(4)과 사출성형물(10)을 받는다. 예비성형물(1단계 성형물; 4)과 사출성형물(2단계 성형물; 10)은 탈형되고, 동시에 핸들링 로봇(9)에 실린 예비성형물(4)은 다이(6)의 다른 몰드 반부분에 도입된다(도 8e). 도면의 우측에서 보인 사출성형물의 돌출부가 도 7b에서 보인 바와 같이 구성되어 예비성형물이 양측에서 고정된다.
그리고 핸들링 로봇(9)이 철수하고 몰드 다이(6)가 폐쇄된다(도 8f). 도시하지 않은 냉각 스테이션(5)에서 앞서 냉각된 예비성형물은 돌출부에 의하여 제2 사출성형 스테이션내에 고정된다. 이제 열가소성 플라스틱이 양측 캐비티(14)에 주입될 수 있으며, 그 결과가 도 8a의 상황이 다시 이루어진다.
도 8f에서 보인 캐비티(14)는 몰드 다이(6)의 양측 반부분과 예비성형물(4)에 의하여 경계를 이룬다.
도 9에서, 대량생산의 공정순서가 사출성형물과 사이클 번호로 나누어져 설명된다. 예를 들어, 번호 #4에서 사출성형물의 예비성형물(4)이 제4 사이클에서 제조된다(공정단계 S1). 이후에, 이는 3개 사이클 동안에 냉각 스테이션(5)에서 냉각된다(공정단계 K). 끝으로, 사이클 #8에서 예비성형물(4)이 코팅되고 완제품으로서의 사출성형물이 완성된다(공정단계 S2).
또한, 사이클 #5에서 본다면, 제5 사출성형물의 예비성형물(4)이 사출성형되고(S1), 사출성형물 #2 내지 #4의 예비성형물(4)이 냉각되고(K) 사출성형물 #1이 완성된다(S2).
도 10a 내지 도 10e는 시간에 따른 공정순서의 여러 다른 구성을 보인 다이아그램을 보인 것이다. 각 경우에 있어서, 예를 들어 연속하여 K1, K2 및 K3 으로 번호를 붙인 3개 캐비티(14)의 순서가 도시되어 있다. 각 3개 캐비티에서 하나의 층이 제조된다. 이들 5개의 예에서, K1 은 항상 예비성형물(1단계 성형물; 4)을 성형한다. 이 예에서, 3개 캐비티(K1, K2, K3)는 서로 독립적으로 사출된다. 따라서, 제3 캐비티(K3)가 3단계 성형물을 형성하도록 사용될 수 있는 동안, 제2 캐비티(K2)는 2단계 성형물(10)을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 제2 캐비티(K2)와 제3 캐비티(K3)는 공통의 사출성형 스테이션(2)을 구성할 수 있고, 이 경우에 있어서 이들은 도입된 예비성형물(4)에 의하여 상대측으로부터 분리된다. 또한 제2 및 제3 캐비티(K2, K3)가 별도의 사출성형 스테이션(2)에 구성될 수 있다.
만약 사출성형 유니트(13)가 오직 하나이고 밀폐기구가 없는 경우, 캐비티(K1, K2, K3)에 대하여 사출단계 E1과 보압단계 N1은 동시에 이루어진다. 그러나, 상이한 층(11)에 대한 사출성형 프로파일의 요구는 통상적인 경우 명백히 상이하고 다른 공정구성이 보다 효율적이다.
각 캐비티(K1, K2, K3)를 위한 사출성형 유니트(13)와 밀폐기구의 예가 도 10b에 도시되어 있다. 중간층의 사출성형 프로파일은 외부층(11)의 경우와 가장 상이할 것이므로 오직 외부층의 성형만이 동시에 수행될 것이다. 캐비티(K1, K2, K3)의 사이클은 밀폐기구의 개방(VO), 사출단계 E1, 보압단계 N1 및 밀폐기구의 폐쇄(VV)로 구성된다.
밀폐기구가 없는 두 사출성형 유니트(13)만으로의 공정이 도 10c에 도시되어 있다. 여기에서는 제1 사출성형 유니트(13)의 사출단계 E1과 제2 사출성형 유니트(13)의 사출단계가 동시에 수행될 수 있다. 동일한 공정이 보압단계 N1 및 N2에 적용된다.
도 10d에는 하이브리드 형태가 도시되어 있는 바, 여기에서 캐비티 K1 과 K2에 두개의 사출성형 유니트(13)와 밀폐기구가 사용될 수 있다.
도 10e는 3개 사출성형 유니트(13)의 이상적인 상황을 보인 것이다. 이 경우에 있어서, 3개 사출성형 유니트(13)를 위한 사출단계 E1, E2 및 E3와 보압단계 N1, N2 및 N3 가 이들을 통하여 독립적으로 조절되거나 제어되므로, 밀폐기구는 더 이상 절대적으로 필요치 않다.
도 11은 예비성형물(4)의 코팅을 위하여 캐비티(14)에 도입될 때까지 캐비티(14)로부터의 탈형시간으로부터 예비성형물(4)의 표면의 온도 프로파일이 판독될 수 있는 온도다이아그램이다. 이러한 프로파일은 주위공기에 의한 냉각중에 폴리카보네이트로 제조된 15 mm 두께의 예비성형물(4)에서 측정되었다. 탈형시의 온도는 T1으로 표시하였다. 다음 캐비티(14)에 도입되는 시간의 온도는 T2로 표시하였다.
도 12는 25s 후(상부곡선)와 130s 후(하부곡선)에 탈형된 15 mm 두께의 예비성형물(4)에 대한 공기냉각중에 시간의 함수로서 표면온도를 보인 것이다. 공기중에서 dT=262s 의 냉각시간 후에, 조기탈형된 예비성형물(4)은 추후 탈형된 예비성형물(4)과 동일한 표면온도를 갖는다.
2: 사출성형 스테이션, 3: 이송장치, 4: 예비성형물, 5: 냉각 스테이션, 6: 사출성형다이, 7: 사출성형기, 9: 핸들링 로봇, 10: 사출성형물, 11: 외부층, 12: 센터 플레이트, 13: 사출성형 유니트, 14: 캐비티, 15: 폐쇄유니트, 16: 인덱스 플레이트, 17; 고정위치, 18: 암.

Claims (25)

  1. 사출성형물의 제조방법으로서, 적어도 두 개의 사출성형 스테이션에서 적어도 두 개의 사출성형공정을 이용하여 사출성형물질을 성형하여(casting) 각각 1단계 성형물(first-stage moulded part) 및 2단계 성형물(second-stage moulded part)을 형성하되, 2단계 성형물은 1단계 성형물로부터 형성하는 단계;
    적어도 두 개의 사출성형공정의 제1 공정을 완료한 후에 이송장치를 이용하여 1단계 성형물을 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션으로부터 냉각 스테이션으로 이동시키는 단계;
    적어도 두 개의 사출성형공정의 제1 공정과 적어도 두 개의 사출성형공정의 제2 공정 사이의 냉각 스테이션에서 적어도 두 개의 사출성형공정의 제1 공정에서 제조된 1단계 성형물을 냉각하는 단계;
    냉각 스테이션에서 1단계 성형물의 냉각을 완료한 후에 이송장치를 이용하여 1단계 성형물을 냉각 스테이션으로부터 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제2 스테이션으로 이동시키는 단계;를 포함하며,
    적어도 두 개의 사출성형공정의 제2 공정은, 2단계 성형물을 형성하기 위해 수지(resin)를 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제2 스테이션의 캐비티로 사출하고(injecting) 2단계 성형물을 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제2 스테이션의 캐비티에서 냉각하는 것을 포함하고,
    상기 적어도 두 개의 사출성형공정 각각은 하나의 사이클로 수행되며, 각각의 사이클은 시간이 요구되고, 상기 냉각하는 단계는 1단계 성형물을 적어도 3개의 사이클 동안 냉각 스테이션에 유지(holding)시키는 것을 포함하며,
    상기 1단계 성형물은 첫번째 1단계 성형물(first first-stage moulded part)이고, 상기 첫번째 1단계 성형물은 제1 사이클 중에 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되고 이송장치를 이용하여 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션으로부터 냉각 스테이션으로 이동한 후, 첫번째 1단계 성형물이 냉각 스테이션에서 냉각되는 동안 제2 사이클 중에 두번째 1단계 성형물(second first-stage moulded part)이 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되며,
    두번째 1단계 성형물이 제2 사이클 중에 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되고 이송장치를 이용하여 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션으로부터 냉각 스테이션으로 이동한 후, 첫번째 1단계 성형물과 두번째 1단계 성형물이 냉각 스테이션에서 냉각되는 동안 제3 사이클 중에 세번째 1단계 성형물(third first-stage moulded part)이 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되고,
    세번째 1단계 성형물이 제3 사이클 중에 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되고 이송장치를 이용하여 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션으로부터 냉각 스테이션으로 이동한 후, 첫번째 1단계 성형물, 두번째 1단계 성형물 및 세번째 1단계 성형물이 냉각 스테이션에서 냉각되는 동안 제4 사이클 중에 네번째 1단계 성형물(fourth first-stage moulded part)이 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되는 사출성형물의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 렌즈가 사출성형물로서 제조됨을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 사출성형물의 적어도 두 층이 적어도 두 개의 사출성형공정에서 사출성형됨을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, (2n+1) 층(n은 자연수)의 사출성형물을 제조하기 위하여, 제1 층이 적어도 두 개의 사출성형공정의 제1 공정에서 사출성형되고, 적어도 두 개의 사출성형공정의 나머지 공정에서 제1 층 상에 2n 층이 사출성형됨을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 나머지 공정에서 형성되는 2n 층 각각의 최대두께는 실질적으로 동일함을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 나머지 공정에서 형성되는 2n 층 각각은 사출성형물의 전체 두께의 배 이하인 층두께로 몰딩됨을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 나머지 공정에서 형성되는 2n 층 각각은 사출성형물의 전체 두께의 배 보다 큰 층두께로 몰딩됨을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 각각의 1단계 성형물의 냉각 스테이션에서의 냉각은, 상기 적어도 두 개의 사출성형공정의 제1 공정 직후에 각각의 1단계 성형물의 제1 온도가 상기 적어도 두 개의 사출성형공정의 제2 공정 직전에 각각의 1단계 성형물의 제2 온도 보다 적어도 5℃, 또는 적어도 10℃ 높도록, 수행됨을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 2단계 성형물은 5 mm 이상, 또는 10 mm 이상의 전체 두께(s)를 갖는 최종 형성 사출성형물(final-form injection moulded part)인 것을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 2단계 성형물은 상이한 두께를 갖는 최종 형성 사출성형물이고, 가장 두꺼운 영역 대 가장 얇은 영역의 두께 비율이 1.5 : 1 이상, 또는 2.5 : 1 이상임을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서, 동일한 사출성형물질이 상기 적어도 두 개의 사출성형공정에서 사용됨을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 2단계 성형물은 최종 형성 사출성형물인 것을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 2단계 성형물은 상기 적어도 두 개의 사출성형공정의 제2 공정에서 형성된 예비성형물이며, 상기 적어도 두 개의 사출성형공정은 3단계 성형물(third-stage moulded part)을 제조하기 위한 적어도 두 개의 사출성형공정의 제3 공정을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  14. 제1항에 있어서,
    네번째 1단계 성형물이 제4 사이클 중에 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되고 이송장치를 이용하여 상기 제1 스테이션으로부터 냉각 스테이션으로 이동한 이후에,
    첫번째 1단계 성형물이 냉각 스테이션으로부터 상기 두 개의 사출성형 스테이션의 제2 스테이션으로 이동한 후, 두번째 1단계 성형물, 세번째 1단계 성형물 및 네번째 1단계 성형물이 냉각 스테이션에서 냉각되는 동안에 그리고 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제2 스테이션에서 두번째 1단계 성형물이 첫번째 1단계 성형물로부터 형성되는 동안에, 제5 사이클 중 다섯번째 1단계 성형물(fifth first-stage moulded part)이 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되는 것을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  15. 사출성형물의 제조방법으로서, 적어도 두 개의 사출성형 스테이션에서 적어도 두 개의 사출성형공정을 이용하여 사출성형물질을 성형하여 각각 1단계 성형물 및 2단계 성형물을 형성하되, 2단계 성형물은 1단계 성형물로부터 형성하는 단계; 및
    적어도 두 개의 사출성형공정의 제1 공정과 적어도 두 개의 사출성형공정의 제2 공정 사이의 냉각 스테이션에서 적어도 두 개의 사출성형공정의 제1 공정에서 제조된 1단계 성형물을 냉각하는 단계;를 포함하며,
    상기 적어도 두 개의 사출성형공정 각각은 하나의 사이클로 수행되며, 각각의 사이클은 시간이 요구되고, 상기 냉각하는 단계는 1단계 성형물을 적어도 3개의 사이클 동안 냉각 스테이션에 유지시키는 것을 포함하고,
    상기 1단계 성형물은 첫번째 1단계 성형물이며, 상기 첫번째 1단계 성형물이 제1 사이클 중에 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형된 후에, 첫번째 1단계 성형물은 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션으로부터 냉각 스테이션으로 이동되고, 첫번째 1단계 성형물이 냉각 스테이션에서 냉각되는 동안 제2 사이클 중에 두번째 1단계 성형물이 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되고,
    두번째 1단계 성형물이 제2 사이클 중에 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형된 후에 두번째 1단계 성형물이 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션으로부터 냉각 스테이션으로 이동되고, 첫번째 1단계 성형물과 두번째 1단계 성형물이 냉각 스테이션에서 냉각되는 동안, 제3 사이클 중에 세번째 1단계 성형물이 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되며,
    세번째 1단계 성형물이 제3 사이클 중에 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형된 후에 세번째 1단계 성형물이 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션으로부터 냉각 스테이션으로 이동되고, 첫번째 1단계 성형물, 두번째 1단계 성형물 및 세번째 1단계 성형물이 냉각 스테이션에서 냉각되는 동안 제4 사이클 중에 네번째 1단계 성형물이 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되는 사출성형물의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서,
    각각의 사이클은 상기 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 각각의 스테이션내에서 사출시간(injection time) 및 냉각시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 사출성형공정은 사출성형물의 적어도 두 층의 사출성형을 포함하는 것을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
  18. 제15항에 있어서,
    네번째 1단계 성형물이 제4 사이클 중에 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되고 상기 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션으로부터 냉각 스테이션으로 이동한 후, 그리고 첫번째 1단계 성형물이 냉각 스테이션으로부터 상기 두 개의 사출성형 스테이션의 제2 스테이션으로 이동한 후에, 두번째 1단계 성형물, 세번째 1단계 성형물 및 네번째 1단계 성형물이 냉각 스테이션에서 냉각되는 동안에 그리고 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제2 스테이션에서 두번째 1단계 성형물이 첫번째 1단계 성형물로부터 형성되는 동안에, 제5 사이클 중에 다섯번째 1단계 성형물이 적어도 두 개의 사출성형 스테이션의 제1 스테이션에서 성형되는 것을 특징으로 하는 사출성형물의 제조방법.
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