KR100876384B1 - 수지시트 제조용 성형틀 및 이를 이용한 수지시트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수지시트 제조용 성형틀 및 이를 이용한 수지시트 제조방법에 관한 것으로, 특히 금형(金型)보다 값싸고 만들기도 쉬운, UV수지가 주성분인 성형틀로 전자제품 및 통신기기에 사용되는 수지시트를 제조하게 됨으로써, 단일품종 대량생산 방식은 물론, 이와 반대되는 다품종 소량생산 방식까지 시장 상황에 맞춰 즉각 즉각 대응할 수 있도록 한 수지시트 제조용 성형틀 및 이를 이용한 수지시트 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 수지시트 제조용 성형틀은 일면에 입체적인 무늬가 형성되어 있는 수지시트를 제조하는 수지시트 제조용 성형틀에 있어서,

일면에는 상기 수지시트의 무늬와 동일한 수지시트무늬가 형성되어 있되, 자외선 조사에 의해 경화되는 UV수지, 및 상기 UV수지와는 다른 부가물질을 성분으로 하는 것을 특징으로 한다.

성형틀, 금형, UV수지, 키패드, 스핀, 이동통신단말기

Description

수지시트 제조용 성형틀 및 이를 이용한 수지시트 제조방법{molding apparatus, and manufacturing method of resin-sheet using thereby}

본 발명은 수지시트 제조용 성형틀 및 이를 이용한 수지시트 제조방법에 관한 것으로, 특히 금형(金型)보다 값싸고 만들기도 쉬운, UV수지가 주성분인 성형틀로 전자제품 및 통신기기에 사용되는 수지시트를 제조하게 됨으로써, 단일품종 대량생산 방식은 물론, 이와 반대되는 다품종 소량생산 방식까지 시장 상황에 맞춰 즉각 즉각 대응할 수 있도록 한 수지시트 제조용 성형틀 및 이를 이용한 수지시트 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제품을 동일한 모양으로 생산하기 위한 수단으로 금형이 사용되고 있으며, 통상적으로 사용하고 있는 금형은 서로 대향되는 구조를 갖는 상형과 하형으로 이루어지며, 이 상형 또는 하형에는 제작하고자 하는 제품의 형상으로 가공된 캐비티(cavity)가 제공된다.

이러한 금형을 이용하여 제품을 제작하려면, 금형의 캐비티에 액상의 UV(ultraviolet)수지와 같은 소재를 투입한 후, 금형으로 압축 성형하면, 이 소재가 캐비티의 모양과 같은 형상으로 변하면서 제품이 성형된다. 이러한 금형은 생산 하고자 하는 제품의 구조 및 모양에 따라서 그에 맞는 금형을 제작하여 사용하게 되는데, 한 번의 사출로 하나의 제품을 성형하거나 다수의 제품을 성형할 수 있도록 제작된다.

이러한 것의 한 일례로써, 키패드에 사용되는 수지시트 제조용 금형이 있을 수 있다. 여기서, 수지시트란 표면에 정교한 무늬 이를 테면, 나무결, 문자, 스핀이나 물결 무늬 등이 형성되어 있는 판이나 필름인바, 키패드의 미관을 돋보이게 하는 것이다. 또한, 그 소재로는 일반적으로, 자외선 조사에 의해 경화되는 UV수지가 될 것이다.

한편, 현대인에게 필수품이라 할 수 있는 이동통신 단말기는 꾸준한 발전으로 소형화 및 경량화를 이루었을 뿐만 아니라 mp3, 카메라, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 및 네비게이션 등의 다양한 기능을 겸비한 복합 통신 단말기로 거듭나고 있다. 또한, 최근에는 신제품의 개발이나 소비자선호의 끊임없는 변화로 인해 기존 제품의 라이프사이클(life cycle)까지 단축화되는 경향이 있는바, 소비자에게 인기있는 제품에 대해서는 라이프사이클 즉, 짧은 시간 동안 대량생산을 하는 경우가 있는가 하면, 더러는 제품마다 소량생산을 요구하기도 한다. 이는, 이동통신 단말기에 탑재되는 키패드 나아가, 이러한 키패드에 사용되는 수지시트에도 동일하게 적용되고 있다. 따라서, 수지시트 제조용 금형도 시장 상황에 맞춰 다양한 형태로 제조될 필요가 있다.

그러나, 종래 수지시트 제조용 금형에 따르면, 소비자의 요구에 의거하여 짧은 시간 내에 단일 품종을 대량으로 혹는, 다양한 제품을 각각 소량으로 만들기 위 해서는 다수의 수지시트 제조용 금형을 마련하여야 하는데, 그 비용이 만만치가 않다는 문제점이 있었다. 무엇보다도 캐비티의 형태가 보통 정밀한 무늬이므로, 이러한 캐비티를 갖는 금형을 그것도, 짧을 시간 내에 다수 개를 만든다는 것은 매우 어렵다는 것이다. 또한, 그 제품에 대한 라이프사이클이 지난 후에는 비싼 비용을 들여 제조한 금형이 전량 폐기되고 만다는 것이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 금형보다 값싸고 만들기도 쉬운, UV수지가 주성분인 성형틀로 전자제품 및 통신기기에 사용되는 수지시트를 제조하게 됨으로써, 단일품종 대량생산 방식은 물론, 이와 반대되는 다품종 소량생산 방식까지 시장 상황에 맞춰 즉각 즉각 대응할 수 있도록 한 수지시트 제조용 성형틀 및 이를 이용한 수지시트 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 수지시트 제조용 성형틀은 일면에 입체적인 무늬가 형성되어 있는 수지시트를 제조하는 수지시트 제조용 성형틀에 있어서,

일면에는 상기 수지시트의 무늬와 동일한 수지시트무늬가 형성되어 있되, 자외선 조사에 의해 경화되는 UV수지, 및 상기 UV수지와는 다른 부가물질을 성분으로 하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 부가물질은 다관능 올리고머 또는 모노머이거나, 투명 물질인 것이 바람직하다.

또한, 상기 수지시트 제조용 성형틀은 판 형태인 것이 바람직하다.

또한, 상기 수지시트무늬의 일부 바람직하게는, 테두리가 곡면 형태일 수 있다.

또한, 상기 수지시트무늬가 형성된 면으로 도포되는 UV수지가 외부로 유출되는 것을 방지하는 방지턱이 상기 수지시트무늬의 주위로 형성되어 있을 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 수지시트 제조용 성형틀을 이용한 수지시트 제조방법은 일면에 입체적인 수지시트무늬가 형성되어 있고, 자외선 조사에 의해 경화되는 UV수지, 및 상기 UV수지와는 다른 부가물질을 성분으로 하는 수지시트 제조용 성형틀을 이용한 수지시트 제조방법에 있어서,

상기 수지시트 제조용 성형틀에서 상기 수지시트무늬가 형성되어 있는 면에 UV수지를 도포하는 (a) 단계; 상기 UV수지가 도포된 면에 성형보조판을 부착하는 (b) 단계; 상기 성형보조판과 상기 수지시트 제조용 성형틀을 압축한 후, 상기 UV수지에 자외선을 조사하여 경화시키는 (c) 단계; 및 상기 (c)단계에 의해 제조된 수지시트를 상기 성형보조판 및 상기 수지시트 제조용 성형틀로부터 분리하는 (d) 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 부가물질은 다관능 올리고머 또는 모노머이거나, 투명 물질인 것이 바람직하다.

또한, 상기 (c) 단계에서 상기 성형보조판과 상기 수지시트 제조용 성형틀을 압축하는 것은, 상/하에 위치하는 두 룰러 사이로 상기 성형보조판과 상기 수지시트 제조용 성형틀을 통과시키는 라미네이팅 공정에 의해 수행되는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 수지시트 제조용 성형틀 및 이를 이용 한 수지시트 제조방법에 따르면, 금형보다 값싸고 만들기도 쉬운 수지시트 제조용 성형틀을 제공할 수 있게 됨에 따라, 다양한 수지시트를 사용자가 요구하는 수만큼 단기간 내에 제조할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 단일품종 대량생산 방식은 물론, 이와 반대되는 다품종 소량생산 방식까지 시장 상황에 맞춰 즉각 즉각 대응할 수 있게 된다. 특히, 금형에 소재가 되는 금속보다는 UV수지가 매우 값싸다는 것이다.

또한, 본 발명에 따르면 수지시트 제조용 성형틀은 그에 의해 제조되는 수지시트와 동일하게 투명한 소재인데 이에 따라, 그 접합체는 분리되기 전까지 투명한 상태를 유지한다. 따라서, 수지시트 제조용 성형틀과 수지시트가 접합된 상태에서 이물 존재 여부를 검사하는 육안 검사를 하게 되면, 접합체를 분리하기 전보다 나아가서, 종래 금형으로 제조하였을 때보다는 육안 검사의 정확도나 소요되는 시간 등에서 많은 장점이 있다.

또한, 금형과 수지시트는 서로 다른 물체인바, 둘 간에 접합되어 있는 상태에서 분리될 때에는 대전현상(帶電現象)이 발생된다. 이에 따라, 금형 및 수지시트는 각각 대전체가 되어 공기 중에 있는 먼지가 표면에 쌓이게 된다. 특히, 금형에서는 계속해서 수지시트와 접합되었다가 분리되므로 대전의 정도가 크다. 따라서, 금형으로 수지시트를 제조할 때에는 먼지에 각별한 주의가 요구되고, 이에 의해 공정상의 효율성이 떨어진다고 하는 문제점이 있었다. 물론, 금형의 표면에 대전방지처리를 할 수도 있으나 이 비용 또한 만만치가 않다는 것이다. 그러나, 본 발명의 수지시트 제조용 성형틀은 주성분이 그에 의해 제조되는 수지시트와 동일한 물체이 므로, 먼지에 대한 심각성이 금형으로 수지시트를 제조할 때보다는 현저하게 떨어진다는 장점이 있다.

이하에는 첨부한 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 수지시트 제조용 성형틀에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 수지시트 제조용 성형틀의 단면도와 평면도이다.

본 발명에 따른 수지시트 제조형 성형틀(이하, 줄여서 '성형틀'이라 한다)(100)은 이로부터 제조되는 수지시트의 성분과 동일한 UV수지가 주성분이 된다. 단, 이 성형틀(100)에 투입된 UV수지를 경화하여 수지시트를 제조하게 될 때에, 수지시트가 성형틀(100)에 완전히 붙어버리는 것을 방지하기 위해 UV수지와는 다른 부가성분이 추가된 것이다. 즉, 성형틀(100)은 UV수지 및 이와 다른 부가성분의 합성소재로 제조된 것이며 여기서, 부가성분은 다관능 올리고머(multifunctional -oligomer) 또는 모너머(monomer)인 것이 바람직한바, 예컨대 실리콘일 될 수 있다. 또한, 성형틀(100)은 경성(硬性)을 갖는 것이 바람직하다.

한편, 성형틀(100)은 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 보통 판 형태로 이루어지게 되고, 그 일면에는 적어도 하나 이상의 입체적인 수지시트무늬(110)가 형성되어 있다. 여기서, 수지시트무늬(110)는 나무결, 문자, 기호, 숫자, 스핀이나 물결 무늬 등 다양한 무늬가 될 것이고, 하나의 성형틀(100)에 형성되는 다수의 수지시트무늬(110)는 그 형태가 동일하거나 각각 다를 수가 있다.

또한, 도 2에서 부호 120은 해당 수지시트무늬(110)에 인접한 부분에 형성되어 있는 수지시트무늬 구분표시자(이하, 줄여서 '구분표시자'라 한다)를 나타내는 것이다. 즉, 구분표시자(120)는 성형틀(110)에 형성된 수지시트무늬(110)가 동일한 것이라면 필요가 없을 수 있다. 그러나, 각각 다른 무늬들이라면 수지시트가 투명하고 무엇보다도, 무늬가 보통 정교하기 때문에 육안으로 동일한 무늬끼리 분류하기가 쉽지가 않다. 따라서, 무늬구분 표시자(120)는 성형틀(110)에 의해 제조되는 각 수지시트를 구분하기 위한 것이다.

이상으로 본 발명의 수지시트 제조용 성형틀을 살펴보았는바, 이하에서는 도 3 및 도 4(도 4a 내지 도 4d)를 참조로 하여 수지시트 제조용 성형틀을 이용한 수지시트 제조방법에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지시트 제조용 성형틀을 이용한 수지시트 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지시트 제조용 성형틀을 이용한 수지시트 제조방법을 설명하기 위한 단계별 공정 단면도이다.

먼저 도 4a의 단면도를 참조로 하여 설명하자면, 단계 S11에서는 성형틀(100)의 표면 즉, 수지시트무늬(110)가 형성되어 있는 면에 액상의 UV수지(200)를 도포하게 된다. 이때, 성형틀(100)에는 별도로 도시하지는 않지만, 도포된 UV수지(200)가 외부로 유출되는 것을 방지하는 방지턱이 그 가장자리 둘레에 형성될 수 있다. 이러한 방지턱은 수지시트를 두껍게 제조할 필요성이 있는 경우에 유효할 것이다.

단계 S13에서는 수지시트를 제조하는데 있어서 성형틀(100)을 보조하는 성형보조판(300)을 UV수지(200)가 도포된 면에 부착하게 된다. 즉, 성형틀(100) 및 성형보조판(300)은 각각 수지시트를 제조하기 위한 하형 및 상형에 해당되는 것이다. 그리고, 성형보조판(300)은 폴리에틸렌(PET)나 폴리카보네이드(PC) 필름이 될 수 있으며, 성형틀(100)에 도포된 UV수지(200)의 양면에 무늬를 형성하고자 할 때에는 이러한 성형보조판(300) 대신, 성형틀(100)을 UV수지(200) 양면에 부착할 수도 있다. 한편, 이하에서는 성형틀(100), UV수지(200) 및 성형보조판(300)의 집합체를 설명의 편의를 위해 '1차 성형물(10)'이라 한다.

다음으로 단계 S15에서는 도 4b에 도시한 바와 같이, 성형보조판(300)의 표면에 상측 접착판(410)을 부착하고 성형틀(100)의 이면에 하측 접착판(420)을 부착하여 1차 성형물(10)을 봉합하게 된다. 여기서, 상/하측 접착판(410, 420)은 각각 일면에 접착 성분이 존재하는 비닐로 구현될 수 있다. 한편, 이하에서는 이러한 상/하측 접착판(410, 420)과 이에 의해 봉해지는 1차 성형물(10)의 집합체를 설명의 편의를 위해 '2차 성형물(20)'이라 한다.

다음으로, 단계 S17에서는 2차 성형물(20)에 대해 라미네이팅(laminating) 즉, 압축공정을 수행하게 된다. 즉, 단계 S17은 이를 테면, 상/하에 위치하는 두 롤러 사이로 2차 성형물(20)을 통과시킴으로써 UV수지(200)를 원하는 두께가 되도록 하는 공정이다.

다음으로, 단계 S19에서는 1차 성형물(10)의 외부에 존재하는 상/하측 접착판(410, 420)을 제거하게 되고, 단계 S21에서는 2차 성형물(20)에 자외선을 조사하 여 UV수지(200)를 경화함으로써 원하는 수지시트(이하 단계에서는 도면부호 '200'이 수지시트를 나타낸다)를 제조하게 된다. 여기서, UV수지(200)의 경화 공정이 수행될 때에는 성형틀(100)이 변형되지 않도록 온도와 시간을 적절하게 조절해 주어야 할 것이다.

다음으로는 수지시트(200)로부터 다른 구조물들을 분리하게 되는바, 먼저 단계 S23에서는 도 4c에 도시한 바와 같이, 성형틀/수지시트 접합체로부터 상/하측 접착판(410, 420)과 성형보조판(300)를 제거하게 된다. 여기서, 도 4c를 보면 성형틀/수지시트 접합체가 투명한 것임을 알 수 있는데, 이러한 이유는 수지시트(200)가 투명한 소재이며 이를 제조하는 성형틀(100)의 주성분 또한, 투명한 소재로 구현되기 때문에 그러한 접합체도 투명해지는 것이다.

다음으로, 단계 S25에서는 성형틀/수지시트 접합체가 투명한지 여부에 대해 육안 검사가 수행된다. 즉, 이 단계는 수지시트무늬(110)에 해당되는 부위에 이물이 존재하는지를 검사하는 것인바, 이물이 존재하는 것으로 판단되는 수지시트(200)는 폐기되는 것이 바람직하다.

다음으로 단계 S27에서는 도 4d에 도시한 바와 같이, 성형틀(100)과 수지시트(200)를 분리하게 되는데, 이렇게 분리된 상태에서 보면 수지시트(200)에는 성형틀(100)에 의해 무늬가 형성되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 앞서 육안검사 결과 이물이 없는 것은 제품으로 사용하게 되는데, 무늬가 보이는 상태 즉, 수지시트(200)와 그 성형틀(100)이 접합된 상태에서보다는 투명한 상태에서 이물 존재 여부를 판단하기가 수월하다는 것을 알 수 있다.

한편, 성형틀(100)은 이상으로 설명한 수지시트 제조용 성형틀을 이용한 수지시트 제조방법과 동일한 방식으로 제조될 수 있다. 즉, 성형틀(100)의 원판이 되는 마스터금형에 실리콘 등이 첨가된 UV수지를 도포한 다음, 성형보조판(300)을 부착한 후 상기한 단계 S15 내지 단계 S27과 동일한 방식으로 진행하면 되는 것이다. 이에 따라, 하나의 마스터금형으로부터 필요한 수만큼 성형틀(100)을 제조할 수 있게 된다.

본 발명의 수지시트 제조용 성형틀 및 이를 이용한 수지시트 제조방법은 전술한 실시 예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 예를 들어, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수지시트 제조용 성형틀의 단면도이다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명의 성형틀(100a)에는 그 일면에 적어도 하나 이상의 입체적인 수지시트무늬(110a)가 형성되되, 이 수지시트무늬(110a)는 그 일부 바람직하게는, 테두리가 곡면일 수 있다.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 수지시트 제조용 성형틀의 단면도와 평면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지시트 제조용 성형틀을 이용한 수지시트 제조방법을 설명하기 위한 흐름도,

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지시트 제조용 성형틀을 이용한 수지시트 제조방법을 설명하기 위한 단계별 공정 단면도,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수지시트 제조용 성형틀의 단면도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100: 성형틀 110: 수지시트무늬

120: 구분표시자

200: UV수지 300: 성형보조판

410: 상측접착판 420: 하측접착판

Claims (10)

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10. 일면에 입체적인 수지시트무늬가 형성되어 있고, 자외선 조사에 의해 경화되는 UV수지, 및 상기 UV수지와는 다른 부가물질을 성분으로 하는 수지시트 제조용 성형틀을 이용한 수지시트 제조방법에 있어서,

    상기 수지시트 제조용 성형틀에서 상기 수지시트무늬가 형성되어 있는 면에 UV수지를 도포하는 (a) 단계;

    상기 UV수지가 도포된 면에 성형보조판을 부착하는 (b) 단계;

    상기 성형보조판과 상기 수지시트 제조용 성형틀을 압축한 후, 상기 UV수지에 자외선을 조사하여 경화시키는 (c) 단계; 및

    상기 (c)단계에 의해 제조된 수지시트를 상기 성형보조판 및 상기 수지시트 제조용 성형틀로부터 분리하는 (d) 단계를 포함하여 이루어지고,

    상기 부가물질은 다관능 올리고머 또는 모노머이며,

    상기 부가물질은 투명한 것이며,

    상기 (c) 단계에서 상기 성형보조판과 상기 수지시트 제조용 성형틀을 압축하는 것은, 상/하에 위치하는 두 룰러 사이로 상기 성형보조판과 상기 수지시트 제조용 성형틀을 통과시키는 라미네이팅 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 수지시트 제조용 성형틀을 이용한 수지시트 제조방법.

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