KR101009537B1 - 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품 - Google Patents
레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품을 제공한다.
우선, 투명 박막(21)을 제공하고, 투명 박막(21)의 저면에 1층의 자외선 경화 투명 바니스를 도포해 보호층(22)을 형성한 후, 보호층(22)의 하부에 1층의 인쇄층(23)을 도포하여 전사 박막을 제작하는 공정과, 사출 성형 금형의 캐비티 내에 전사 박막(20)을 배치하고, 금형의 캐비티 내에 플라스틱을 주입해 플라스틱 사출 성형품(10)을 형성해, 플라스틱 사출 성형품(10)의 표면에 전사 박막(20)을 결합하는 공정과, 보호층(22)을 붙인 플라스틱 사출 성형품(10)의 표면에 자외선을 조사해, 보호층(22)을 경화시키는 공정과, 레이저 조각기가 생성시키는 레이저 빔(31)에 의해, 플라스틱 사출 성형품(10)의 표면상에 레이저 조각 패턴을 형성시키는 공정을 포함한다.
레이저, 인몰드, 전사, 보호막, 사출성형, 레이저 조각
Description
본 발명은 레이저 조각 및 인-몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품에 관한 것으로, 특히, 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 사출 성형의 제품상에 인쇄층을 형성한 후에, 레이저 조각 방식에 의해 인쇄층을 투과시켜 패턴을 형성하는, 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품에 관한 것이다.
인 몰드 전사 기술(In－Mold Decoration：IMD)는, 근년 넓게 사출 가공업자가 선두를 다투어 연구하고 있는 제조 공정이다.외국의 각 대형 메이커도 독립한 부문을 시작해 차례차례로 연구 개발을 실시하고 있다.
IMD의 주된 제조 공정은, 우선, 플라스틱 사출 성형의 제품상에 전사시키고 싶은 패턴을 투명 박막(박막의 재료는, PE, PET, PC 등) 상에 인쇄한 후, 그 박막을 플라스틱 성형 금형의 사이에 배치시킨 후, 캐비티내에 플라스틱을 주입해, 플라스틱 사출 성형 가공을 실시하고, 성형 플라스틱의 온도를 이용하는 것으로써, 박막상의 패턴을 사출 성형의 제품의 표면상에 전사시킬 수 있다.
도 2를 참조한다. 도 2에 도시한듯이, 투명 박막(1)은, PET, PE, PC등의 투명 플라스틱 박막 재료로 이루어진다. 투명 박막(1)은, 플라스틱 사출 성형의 공정이 완료한 후에, 플라스틱 사출 제품의 표면으로부터 박리시킬 수 있다. 투명 박막(1)의 저면에는, 투명한 자외선 경화 바니스 재료로 이루어진 보호층(2)이 형성되고 있다. 이 자외선 경화 바니스 재료는, 투명 박막(1)에 도포될 때는 연질 경화 상태이지만, 전사가 완료한 후에 자외선을 조사함으로써, 경화 투명 박막으로 표면을 덮어 인쇄층(3)을 보호할 수 있다.
인쇄층(3)은, 그라비아 인쇄, 스크린 인쇄등의 방식에 의해, 보호층(2)의 저면에 인쇄 잉크, 금속 도료 및 그 외의 도장 재료가 도포되어 형성된다. 사출 성형이 완료되면, 인쇄층(3)은 플라스틱 사출 성형 제품의 표면에 표면 코팅 및 장식 패턴을 형성한다. 그리고, 인쇄층(3)의 저면에 설치된 접착제층(4)의 작용에 의해, 인쇄층(3)이 플라스틱 사출 성형 제품의 표면에 접착될 수 있다.
인 몰드 전사 기술은, 매우 새로운 자동화 생산기술이며, 다른 기술과 비교해서 생산 공정수 및 분해 구성요소수를 줄일 수 있다. 그 때문에, 생산 속도를 향상시켜, 시간 및 코스트를 절감 시킬 수 있는 것과 동시에, 품질의 향상, 이미지의 복잡화 및 제품의 내구성을 높이는 장점을 제품의 외관에 응용시킬 수 있다. 또, 종래의 소부도포, 인쇄 등의 플라스틱 사출 제품의 도장 방식과 달리, 플라스틱 제품의 표면상이 금속 패턴, 펄 광택, 의사 피혁 등의 특수 재료로 제작될 수 있기 때문에, 제품의 질감을 큰폭으로 향상시킬 수 있다.
그러나, 종래의 IMD 기술은, 전사 박막에 패턴을 인쇄하는 과정에서, 복잡한 전용의 치구를 사용하지 않으면 안되고, 인쇄 패턴을 실시할 때, 사출 성형 금형 내부에 전사 박막을 배치한 후에 발생하는 성장이나 변형을 고려해야 하는 것이 주된 결점의 하나였다. 그 때문에, 그 변형량을 정밀하게 계산하고, 패턴 치수를 변경할 필요가 있었다. 그 때문에, 박막 인쇄 패턴의 전사 기술은 복잡하고 코스트가 비쌌다.
상기 이유에 의해, 종래의 IMD 기술은 코스트가 비싸다고 하는 결점을 가지고, 복잡한 패턴을 형성하는 것이 곤란했다.
플라스틱 사출 성형의 제품에 패턴을 형성하는 기술에는, IMD 기술 이외에 여러가지 기술이 존재했다. 그 중에서도 레이저 조각 기술은, 응용범위가 매우 넓은 기술이다. 도 3을 참조한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 종래의 레이저 조각 기술은, 레이저 조각기의 레이저 헤드(5)를 이용해, 플라스틱 사출 성형품(6)의 표면에 형성된 도장층(7) 상에 레이저 조각 패턴을 제작하던지, 플라스틱 사출 성형품(6)의 표면에 레이저 빔을 직접 조사해, 패턴 조각을 실시한다.
레이저 조각 기술은, 수치제어에 의해 조작되어 패턴을 디지털 데이타로 변환한 후, 레이저 조각기에 의해 가공하고 싶은 패턴을 플라스틱 사출 성형의 제품 에 형성시킬 수 있다. 그 때문에, 고도로 복잡화된 패턴을 용이하게 형성해, 그 형성된 패턴이 여전히 입체감이 있는 변화를 가지기 때문에, 플라스틱 사출 성형 제품의 외관의 질감 및 볼품을 향상시킬 수 있다.
그러나, 종래의 레이저 조각 기술에는, 레이저 조각기의 레이저 빔이 플라스틱 사출 제품의 표면에 조사되거나 그 표층에 있는 도장층상에 패턴 조각을 실시할 때, 국소적으로 고열이 발생해 국부의 재료를 기화시키기 때문에, 플라스틱 사출 성형품(6) 또는 도장층(7)의 표면에 기포가 매우 발생하기 쉽고, 플라스틱 사출 성형품(6)의 표면에 레이저 조각을 실시한 후, 응력이 집중해 단열이나 크랙이 용이하게 발생한다고 하는 문제점이 있었다.
그 때문에, 플라스틱 사출 성형의 제품에 실시하는 표면 처리에 이용하는 종래의 IMD 및 레이저 조각을 개선할 필요가 있었다.
본 발명의 제1 목적은, 인 몰드 전사 도장과 레이저 조각 기술과의 장점을 겸한 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제2 목적은, 인 몰드 전사 도장과 레이저 조각 기술과의 장점을 겸한, 상이한 색과 재료의 플라스틱 및 레이저 조각 패턴을 서로 조합하는 것에 의해, 많은 특수한 변화를 발생시키는 것이 가능한 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제3 목적은, 종래의 레이저 조각 기술에서와 같이 플라스틱 사출 제품의 표면 또는 표면 도장 재료에 기포가 발생하거나 사출 성형품의 표면에 응력이 집중되어 용이하게 파열되는 것을 방지할 수 있는 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 제4 목적은, 인 몰드 성형 제품상에 패턴을 형성시키는 것에 의해, 종래의 IMD 기술에서 여러가지 패턴을 형성하면 코스트가 비싸지는 결점이 없고, 전체의 볼품을 향상시켜, 개발비를 저감하여 생산의 편리성을 높일 수 있는 레 이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은,
(A) 전사 박막 제작 단계 - 투명 박막을 제공하고, 상기 투명 박막의 저면에 1층의 자외선 경화 투명 바니스를 도포해 보호층을 형성한 후, 상기 보호층의 하부에 1층의 인쇄층을 도포하여 전사 박막을 제작하는 공정; (B) 인 몰드 전사 성형 단계 - 사출 성형 금형의 캐비티 내에 상기 전사 박막을 배치하고, 상기 금형의 캐비티 내에 플라스틱을 주입해 플라스틱 사출 성형품을 형성하고, 상기 플라스틱 사출 성형품의 표면에 상기 전사 박막을 결합하는 공정; (C) 자외선 경화 단계 - 상기 보호층이 결합된 상기 플라스틱 사출 성형품의 표면에 자외선을 조사해, 상기 보호층을 경화시키는 공정; (D) 레이저 조각 패턴 제작 단계 - 레이저 조각기가 생성시키는 레이저 빔에 의해, 상기 플라스틱 사출 성형품의 표면상에 레이저 조각 패턴을 형성시키는 공정을 포함하는 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법을 제공한다.
상술한 방법에서, 상기 레이저 조각기가 생성시키는 레이저 빔은, 상기 보호층 및 상기 인쇄층을 투과해 상기 플라스틱 사출 성형품을 태워 상기 플라스틱 사출 성형품의 표면상에 상기 레이저 조각 패턴을 형성시킨다.
또한, 본 발명에 따르면, 인 몰드 전사 방식에 의해 1층의 인쇄층이 표면에 도장되고 상기 인쇄층의 표면에 보호층이 형성된 플라스틱 사출 성형품을 구비한 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 제품에 있어서, 상기 플라스틱 사출 성형품의 표면에, 레이저 조각 방식에 의해 레이저 조각 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 하는, 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 제품이 제공된다.
본 발명의 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품은, 인 몰드 전사 도장과 레이저 조각 기술과의 장점을 동시에 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품은, 인 몰드 전사 도장과 레이저 조각 기술과의 장점을 겸하고, 다른 색과 재료의 플라스틱 및 레이저 조각 패턴을 서로 조합하는 것에 의해 많은 특수한 변화를 발생시킬 수 있다.
또한 본 발명의 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품은, 종래의 레이저 조각 기술과 같이 플라스틱 사출 제품의 표면 또는 표면 도장 재료에 기포가 발생하거나 사출 성형품의 표면에 응력이 집중되어 쉽게 파열하는 것을 방지할 수 있다.
또 게다가 본 발명의 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법 및 그 제품은, 인 몰드 성형 제품상에 패턴을 형성시키는 것에 의해, 종래의 IMD 기술이 여러가지 패턴을 형성하면 코스트가 비싸지는 결점이 없는 위, 전체의 볼품을 향상시켜, 개발비를 내려 생산의 편리성을 높일 수 있다.
도 1을 참조한다. 도 1은, 본 발명의 일실시 형태에 의한 플라스틱 사출 성형의 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성할 때 상태를 나타내는 단면도이다. 본 발명의 방법은, 주로 IMD 인 몰드 전사 방법에 의해, 플라스틱 사출 성형품의 표면에 투광성의 인쇄층을 1층 도포하고 나서, 레이저 조각 기술을 다시 이용해 제품 표면에 레이저 조각 패턴을 형성하기 때문에, IMD 인 몰드 전사 및 레이저 조각 기술의 특성을 동시에 얻을 수 있다. 본 발명은, 주로 이하의 공정을 포함한다.
(1) 전사 박막의 제작
본 발명의 일실시 형태에 의한 방법은, 주로 IMD 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 사출 제품상에 박막 도장을 전사시키기 때문에, 우선, 제1의 공정에 대해 전사 박막을 형성시킨다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태의 전사 박막(20)은, 투명 박막(21)을 포함한다. 투명 박막(21)은, PE, PC등의 투명 고분자 재료로 이루어지고, 투명 박막(21)의 저면에는 투명의 보호층(22)이 1층 도포되고 있다. 보호층(22)은, 자외선의 조사에 의해 경화시키는 것이 가능한 투명 바니스로 이루어지고, 자외선의 조사를 받지 않을 때는 유동 가능 상태이기 때문에, 전사 박막(20)이 연질 가효성 상태가 되어, 자외선이 조사되어 투명한 경화 상태로 바뀐다. 인쇄층(23)은, 인쇄 방식에 의해 보호층(22)의 하부에 인쇄되고, 인쇄 잉크, 안료 또는 그 외의 도장 재료로 이루어진 투광성의 투명 타입이어도 좋고, 그것을 플라스틱 사출 성형품(10)의 표면에 전사하여, 그 표면에 도장 색채 또는 패턴을 형성한다. 인쇄층(23)은, 그 저면에 도포된 접착제층(24)에 의해, 플라스틱 사출 성형품(10)의 표면에 부착시킬 수 있다.
(2) 인 몰드 가공
전술의 전사 박막(20)을, 사출 성형되기 전에, 박막 수송 장치에 의해, 우선 플라스틱 사출 성형 금형의 캐비티 내에 배치한 후, 진공 성형 방식에 의해 전사 박막(20)을 성형 금형의 캐비티 내에 밀착시키고 나서, 플라스틱 사출 성형의 공정을 실시한다. 사출 성형의 공정이 완료한 후, 전사 박막(20)은, 플라스틱 사출 성형품(10)에 결합되어 전사 박막(20)의 보호층(22), 인쇄층(23) 및 접착제층(24)을 플라스틱 사출 성형품(10)의 표면상에 도장시킬 수 있다.
(3) 자외선 경화
플라스틱 사출 성형품(10)의 표면상에 전사 박막(20)을 도포해 플라스틱 성형이 완료한 후, 플라스틱 사출 성형품(10)으로부터 투명 박막(21)을 박리시킬 수 있다. 그러나, 보호층(22)은 여전히 유동 가능한 상태이기 때문에, 자외선 조사를 실시해 보호층(22)을 경화시켜 내마모성의 경질 보호막을 형성해, 보호층(22)의 하부에 있는 인쇄층(23)을 안정된 상태로 유지해, 파괴되거나 마모되거나 하는 것으로부터 보호할 수 있다.
(4) 레이저 조각 패턴의 형성
보호층(22)이 자외선 조사에 의해 경화된 후, 즉시 레이저 조각 방식에 의해 플라스틱 사출 성형품(10)상에 레이저 조각 패턴(40)을 형성시킬 수 있다.
도 1에 도시하듯이, 본 실시 형태의 레이저 조각 방식은, 레이저 조각기의 레이저 헤드(30)에 의해 생성된 레이저 빔(31)이 인쇄층(23)을 투과해서 플라스틱 사출 성형품(10)의 표면을 태운다. 이것에 의해, 플라스틱 사출 성형품(10)상에 패턴이 인쇄된다.
전술한 보호층(22) 및 인쇄층(23)의 각각은 투명 재료이기 때문에, 전술한 레이저 헤드(30)에 의해 생성되는 레이저 빔(31)은, 그것들을 투과 해 플라스틱 사출 성형품(10)을 태운다. 그 때문에, 레이저 빔(31)은, 보호층(22) 또는 인쇄층(23)의 표면 재료에 악영향을 주지 않고 , 플라스틱 사출 성형품(10)에 패턴을 형성할 수 있다.
레이저 조각기는, 수치제어에 의해 조작되지만, 플라스틱 사출 성형품(10)상에 형성하고 싶은 패턴을 디지털 데이타로 변환한 후, 레이저 조각기에 의해 레이저 헤드(30)의 이동 루트를 제어해, 플라스틱 사출 성형품(10)상에 패턴을 형성한다.
상술한 기술 수단으로부터 알 수 있듯이, 본 발명은 이하의 장점을 가진다.우선, 본 발명의 방법은, 수치제어의 레이저 조각기를 이용해, IMD 전사 도포에 의해 형성되는 플라스틱 사출 성형품의 표면에 패턴을 형성한다. 복잡한 패턴을 형성시키는 것이 용이하지 않은 IMD 기술과 달리, 이 레이저 조각기는 치밀하고 복잡한 패턴을 형성시키는 능력을 갖추고 있기 때문에, 본 발명에 따른 방법은 IMD 전사 제품의 표면에 복잡한 패턴을 형성하므로, 패턴을 전사 박막상에 인쇄시기 위해 복잡한 치구를 사용하는 수고와 코스트를 절감시킬 수 있다.
또, 본 발명의 기술은, IMD 전사 기술과 레이저 조각 기술을 동시에 결합시키는 특징을 가진다. 일반적으로, 레이저 조각 기술에 의해 제작되는 패턴은, 재료 표면의 얕은 위치에 형성되기 때문에, 레이저 조각 패턴도 기재의 색, 재료의 차이나 레이저 조각 에너지의 차이에 따라 변화시킬 수 있다. 본 발명의 방법은, IMD 전사 방식을 이용해 제작한 플라스틱 사출 성형품의 표면에 레이저 조각 패턴을 형성해, IMD 기술에 의해 다른 특수 재료 효과(예를 들면, 고광책, 펄 광택 등)를 발 생시킬 수 있기 때문에, 레이저 조각 패턴을 플라스틱 사출 성형품의 표면에 형성시키면, 특수한 변화를 발생시킬 수 있다. 동시에, IMD 기술의 보호층(22)에 의해, 패턴을 효과적으로 보호할 수 있다.
또, 본 발명의 방법은, 종래의 레이저 조각 기술과 달리, 보호층(22) 또는 그 하부에 설치된 인쇄층(23)이 손상되는 일이 없이, 플라스틱 사출 성형품(10)의 표면에 레이저 빔을 정확하게 초점을 맞출 수 있다. 따라서, 종래의 레이저 조각 기술과 같이 제품의 표면에 기포를 발생시키거나 가공 후에 응력 집중이 제품 표면에 발생해 쉽게 파열이나 손상되는 것이 방지될 수 있다.
그 때문에, 본 발명의 방법은, 종래의 IMD 기술 및 레이저 조각 기술과 다른 특징을 가지며, 플라스틱 사출 성형품의 표면에 특수한 재료 및 특수한 패턴을 형성시킬 수 있기 때문에, 편리성이 높고 외관이 뛰어나다.
해당 분야의 기술을 숙지하는 것을 이해할 수 있도록, 본 발명의 매우 적합한 실시 형태를 상술한 대로 개시했지만, 이것들은 결코 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명의 주지와 영역을 벗어나지 않는 범위내에서 각종의 변경이나 수정을 더할 수 있다. 따라서, 본 발명의 특허 청구의 범위는, 이러한 변경이나 수정을 포함해 넓게 해석 되는 것이 당연하다.
도 1은 본 발명의 일실시 형태에 의한 플라스틱 사출 성형품의 표면에 레이저 조각 패턴을 형성시킬 때 상태를 나타내는 단면도.
도 2는 종래의 IMD 인 몰드 전사 기술이 사용하는 전사 박막의 구조를 나타내는 단면도.
도 3은종래의 레이저 조각 기술의 원리를 나타내는 모식도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1 투명 박막 2 보호층
3 인쇄층 4 접착제층
5 레이저 헤드 6 플라스틱 사출 성형품
7 도장층 10 플라스틱 사출 성형품
20 전사 박막 21 투명 박막
22 보호층 23 인쇄층
24 접착제층 30 레이저 헤드
31 레이저 빔 40 레이저 조각 패턴
Claims (3)
- (A) 전사 박막 제작 단계 - 투명 박막을 제공하고, 상기 투명 박막의 저면에 1층의 자외선 경화 투명 바니스를 도포해 보호층을 형성한 후, 상기 보호층의 하부에 1층의 인쇄층을 도포하여 전사 박막을 제작하는 공정;(B) 인 몰드 전사 성형 단계 - 사출 성형 금형의 캐비티 내에 상기 전사 박막을 배치하고, 상기 금형의 캐비티 내에 플라스틱을 주입해 플라스틱 사출 성형품을 형성하고, 상기 플라스틱 사출 성형품의 표면에 상기 전사 박막을 결합하는 공정;(C) 자외선 경화 단계 - 상기 보호층이 결합된 상기 플라스틱 사출 성형품의 표면에 자외선을 조사해, 상기 보호층을 경화시키는 공정;(D) 레이저 조각 패턴 제작 단계 - 레이저 조각기가 생성시키는 레이저 빔에 의해, 상기 플라스틱 사출 성형품의 표면상에 레이저 조각 패턴을 형성시키는 공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는,레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법.
- 제1항에 있어서,상기 레이저 조각기가 생성시키는 레이저 빔은, 상기 보호층 및 상기 인쇄층을 투과해 상기 플라스틱 사출 성형품을 태워, 상기 플라스틱 사출 성형품의 표면상에 상기 레이저 조각 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 하는,레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 방법.
- 인 몰드 전사 방식에 의해 1층의 인쇄층이 표면에 도장되고 상기 인쇄층의 표면에 보호층이 형성된 플라스틱 사출 성형품을 구비한 레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 제품에 있어서,상기 플라스틱 사출 성형품의 표면에, 레이저 조각 방식에 의해 레이저 조각 패턴을 형성시키는 것을 특징으로 하는,레이저 조각 및 인 몰드 전사 기술에 의해 플라스틱 제품상에 레이저 조각 패턴을 형성하는 제품.
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