KR101103812B1

KR101103812B1 - 인몰드 장식방법

Info

Publication number: KR101103812B1
Application number: KR20080125281A
Authority: KR
Inventors: 파오-추안 후앙
Original assignee: 타이위 프리씨젼 테크 코포레이션
Priority date: 2008-10-07
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2012-01-06
Also published as: TW201014659A; EP2174765A2; JP2010089480A; TWI348400B; JP3185929U; KR20100039189A; EP2174765A3; EP2174765B1

Abstract

본 발명에 따른 인몰드 장식방법은, 제1 면 및 상기 제1 면과 대응하는 제2 면을 구비한 박막기재를 제공하는 단계와, 상기 박막기재의 상기 제1 면에 패턴을 인쇄하는 단계와, 상기 패턴 위에 경화 코팅층을 코팅하는 단계와, 상기 경화 코팅층에 광을 조사하여 경화시키는 단계와, 상기 박막기재를 커팅하는 단계 및 상기 박막기재를 사출성형함으로써 상기 박막기재의 상기 제2 면 위에 플라스틱을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

인몰드 장식방법{METHOD OF IN-MOLD DECORATION}

본 발명은 인몰드 장식방법에 관한 것으로, 특히 박막기재의 양면에 플라스틱과 패턴을 각각 사출성형방식과 인쇄방식으로 형성하는 제조방법에 관한 것이다.

제조기술의 발전에 따라 차세대 전자제품은 수행기능이 우수하고 지능화된 운영체제 인터페이스를 갖출 것이 요구될 뿐만 아니라 제품 디자인에 대한 요구 또한 높아 새로운 디자인이 봇물처럼 쏟아져 나온다. 이로써 타 제품보다 특이한 풍격과 이색적인 느낌을 주는 제품을 구현하여 전자제품에 대한 소비자의 기존의 인상을 변화시키고, 제품 디자인의 다원화된 특색과 매력을 통해 소비자의 눈길을 끌어, 시장 점유율을 향상시킨다.

이러한 추세 속에서 인몰드 장식기술(In Mold Decoration; IMD)은 관련 업계에서 광범하게 이용하고 있는 표면 장식기술로 되고 있다. 인몰드 장식기술은 가소성 박막을 이용하여 몰드 내 장식을 할 수 있는 기술로서, 이는 종래의 제조공정에서 부품을 성형한 후, 페인트공정, 인쇄공정, 열프레스공정 및 크롬도금 등의 공정을 대신함으로써, 제품의 표면 효과와 패턴성을 증가시킬 뿐만 아니라, 제품 제조에 필요한 단계를 크게 감소시켜 공정 시간을 단축하고 원가를 대폭 감소시키는 효 과를 가진다. 따라서 본 기술은 휴대폰, 노트북 및 세탁기 등과 같은 가전제품에 광범하게 이용될 뿐만 아니라 자동차 기기 및 하우징 장식에도 이용되고 있다.

도 1을 참조하면, 도 1은 종래의 인몰드 장식기술을 이용하여 제조한 완성품을 나타낸 도면이다. 종래의 인몰드 장식기술에 따른 제조방법은 주로, 먼저 박막기재(10)의 표면에 잉크를 인쇄하여 원하는 모양의 패턴(14)을 형성한 후, 상기 패턴(14) 표면에 잉크 번짐 방지막(16)과 접착층(17)을 인쇄하고, 마지막으로 접착층(17) 표면에 사출성형 방식으로 플라스틱(18)을 형성하는 단계를 포함한다.

여기서, 사출된 플라스틱(18)이 박막기재(10) 상의 패턴(14)에 손상을 주는 것을 방지하기 위해 종래에는 잉크 번짐 방지막(16)을 여러 차례 반복적으로 인쇄하는 것이 일반적인 방식임에 유의하여야 한다. 이렇게 하면, 사출된 플라스틱(18)으로 인해 패턴(14)의 잉크가 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수는 있으나 공정 시간과 원가를 증가하게 된다.

또한, 인몰드 장식기술을 이용하여 제조되는 완성품이 입체 형상을 가지는 경우라면, 사출성형 단계를 수행하기 전에 열프레스 단계를 수행하여 열프레스 몰드를 통해 박막기재를 가열 성형해야 한다. 그러나 이용되는 박막기재가 이미 표면 경화처리를 거친 경우라면 열프레스 성형과정에서 표면이 갈라지는 현상이 쉽게 발생하기 때문에, 종래에는 인몰드 장식기술로 제조된 완성품의 입체 성형 높이와 R각에 한계가 있으며 제품 설계자의 요구를 충족할 수 없었다.

본 발명에 따른 인몰드 장식방법은 주로, 제1 면 및 상기 제1 면과 대응하는 제2 면을 구비한 박막기재를 제공하는 단계; 상기 박막기재의 상기 제1 면에 패턴을 인쇄하는 단계; 상기 패턴 위에 경화 코팅층을 코팅하는 단계; 제1 면의 상기 경화 코팅층에 광을 조사하여 경화시키는 단계; 상기 박막기재를 커팅하는 단계; 및 상기 박막기재에 대해 사출성형단계를 수행하여 상기 박막기재의 상기 제2 면에 플라스틱을 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인몰드 장식방법이 3D 입체 형상을 가진 완성품 제조에 이용될 경우, 경화 코팅층을 코팅하는 단계와 경화 코팅층에 대해 광을 조사하는 단계 사이에 열프레스 단계를 수행함으로써, 상기 박막기재가 입체 형상을 가지도록 한다. 여기서, 열프레스 단계를 수행하기 전에 제1 면에 코팅된 경화 코팅층이 1차 건조되도록, 경화 코팅층에 대해 열풍 건조처리를 수행하는 단계를 더 포함한다.

도 2a 내지 도 2d를 참조하면, 이들 도면은 본 발명에 따른 인몰드 장식방법의 관련 프로세스를 보여준다. 먼저 도 2a에 나타낸 바와 같이, 제1 면(20a) 및 상기 제1 면(20a)에 대응되는 제2 면(20b)을 가진 박막기재(20)를 제공한다. 일 실시예에서 박막기재(20)는 투명 박막이며 롤링상태로 수납된다.

다음, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 롤링형 피드 인쇄기를 이용하여 잉크인쇄방식으로 박막기재(20)의 제1 면(20a)에 패턴(22)을 형성한다. 여기서, 박막기 재(20)의 제1 면(20a)에 패턴(22)을 인쇄하는 단계는 롤 투 롤(roll to roll) 인쇄방식으로 수행된다. 즉, 패턴(22)이 인쇄된 후 박막기재(20)는 여전히 롤링방식으로 수납된다.

일 실시예에서, 후속 공정 중 사출성형 단계에서 패턴(22)이 잉크 번짐 현상으로 인해 손상을 입는 것을 방지하기 위해, 패턴(22)을 박막기재(20)의 제1 면(20a)에 형성하기에 앞서 박막기재(20)의 제1 면(20a)에 잉크 번짐 방지막(21)을 선택적으로 인쇄하여 형성한 후 다시 상기 패턴(22)을 잉크 번짐 방지막(21)의 상면에 인쇄하여 형성하는 방식을 고려할 수도 있다. 잉크 번짐 방지막(21)을 형성하는 단계도 롤 투 롤 인쇄방식으로 수행된다.

또한, 패턴(22)이 인쇄된 박막기재(20)가 롤링방식으로 수납되므로, 박막기재(20)상의 패턴(22)이 긁히거나 오염되는 것을 방지하기 위해, 패턴(22)을 박막기재(20)에 인쇄한 후, 상기 박막기재(20)의 제1 면(20a)에 한 층의 보호막을 선택적으로 부착하여 패턴(22)을 커버한 후 다시 박막기재(20)를 롤링하여 수납할 수 있다. 여기서, 보호막을 부착하는 단계는 배면 접착제 코터를 통해 수행할 수 있다.

이어서, 도 2c에 도시한 바와 같이, 패턴(22) 표면에 한 층의 경화 코팅층(24)을 코팅한 후 상기 경화 코팅층(24)에 대해 자외광을 조사하여 경화시킨다. 여기서, 경화 코팅층(24)을 코팅하는 단계는 자동 코터를 이용하여 경화 코팅층(24)을 패턴(22) 상에 코팅함으로써 수행된다. 코팅단계를 수행한 후, 상기 경화 코팅층이 1차 건조되도록 열풍 건조 처리 단계를 수행하고, 자외광으로 상기 경화 코팅층(24)을 조사하여 경화시킨다.

물론, 박막기재(20)에 패턴(22)이 형성된 후 한 층의 보호막이 부착된 경우라면, 경화 코팅층(24)을 상기 패턴(22) 상에 코팅하기 전에 먼저 상기 보호막을 제거하여야 한다. 한편, 경화 코팅층(24) 코팅 단계를 수행한 후 경화 코팅층(24)이 오염되지 않도록 한 층의 보호막을 박막기재(20)의 제1 면(20a)에 선택적으로 부착할 수도 있다.

다음으로, 도 2d에 나타낸 바와 같이, 박막기재(20)에 대해 커팅 단계를 수행한다. 이 단계는 스틸 나이프 커터를 이용하여 박막기재(20)의 외곽을 커팅하여 필요한 부분만을 절단해낸다. 그런 다음, 사출성형기를 통해 박막기재(20)에 대해 사출성형 단계를 수행하여 박막기재(20)의 제2 면(20b)에 플라스틱(26)을 형성한다. 박막기재(20)의 제2 면(20b)에 플라스틱(26)이 사출되어 형성되므로 제1 면(20a)의 패턴(22)에 잉크 번짐 현상이 발생하지 않는다.

특히 설명하고 싶은 것은, 본 발명에 따른 인몰드 장식기술을 이용하여 3D 입체 형상의 완성품을 제조할 경우, 경화 코팅층(24)을 코팅하는 단계와 경화 코팅층(24)에 대해 자외광을 조사하는 단계 사이에, 박막기재(20)가 입체 형상을 가지도록 열프레스 단계를 추가적으로 수행한다.

도 3a 내지 도 3d을 참조하면 이들 도면은 본 발명에 따른 인몰드 장식방법을 이용하여 입체 완성품을 제조하는 관련 프로세스를 보여준다. 도 3a에 나타낸 바와 같이 박막기재(20)의 제1 면(20a)에 선택적으로 인쇄되는 잉크 번짐 방지막(21), 패턴(22) 및 자외광 경화 코팅층(24)이 순차적으로 형성된 후, 열프레스 단계를 수행하기 전에 먼저 열풍 건조 처리 단계를 수행하여 경화 코팅층(24)이 1 차 건조되도록 한다.

열풍 건조 처리 단계를 거친 후, 경화 코팅층(24)은 1차 건조되어 후속되는 공정에서 박막기재(20)의 성형에 도움이 된다. 이어서, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 열프레스 테이블과 열프레스 몰드를 이용하여 박막기재(20)의 제1 면(20a)에 대해 열프레스 단계를 수행함으로써 박막기재(20)가 원하는 모양의 입체 형상을 구현하도록 한다.

열프레스 단계를 수행한 후 도 3c에 나타낸 바와 같이 경화 코팅층(24)에 대해 광 조사 단계를 수행한다. 이 단계는 자외선을 조사하여 경화 코팅층(24)이 완전히 경화되도록 한다. 일 실시예에 따르면 본 단계에서의 광 조사는 500-800J의 자외선을 이용하여 경화 코팅층(24)을 조사한다. 광 조사를 거친 후 경화 코팅층(24)의 경도는 500-765 g/H에 도달한다.

상기 코팅 및 자외선 조사 단계를 수행한 후, 도 3d에 나타낸 바와 같이 박막기재(20)를 커팅하는 단계를 수행하여 원하는 모양으로 커팅한다. 아울러, 박막기재(20)에 대해 사출성형단계를 수행하여 박막기재(20)의 제2 면(20b)에 플라스틱(26)을 형성한다.

도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명에 따른 인몰드 장식방법의 프로세스를 구체적으로 나타낸 도면이다. 먼저, 롤 투 롤 인쇄방식으로 박막기재(20)의 제1 면(20a)에 잉크 번짐 방지막(21)을 형성하는 단계 S1를 수행한다. 일반적으로 잉크 번짐 방지막(21)을 인쇄한 후, 단계 S20를 수행하여, 온도가 65-90℃인 환경에서 박막기재(20)를 대략 5-15분간 베이킹하여 잉크 번짐 방지막(21)을 건조시킬 수 있 다. 전술한 바와 같이, 후속되는 사출단계에서 잉크 번짐 현상이 발생하지 않으면 단계 S1를 생략할 수 있다.

이어서, 롤 투 롤 인쇄방식으로 박막기재(20)에 잉크를 인쇄하여 잉크 번짐 방지막(21) 표면에 패턴(22)을 형성하는 단계 S2를 수행한다. 전술한 바와 마찬가지로, 패턴(22)을 인쇄한 후 단계 S20을 수행하여 65-90℃의 온도 분위기에서 박막기재(20)를 대략 5-15분간 베이킹하여 패턴(21)의 잉크가 건조되도록 할 수 있다.

다음에, 패턴(22) 표면에 보호막을 형성하는 단계 S3을 수행한다. 이 단계에서도, 전술한 바와 같이 필요에 따라 단계 S3을 생략할 수 있음은 물론이다. 이어서 패턴(22) 표면에 경화 코팅층(24)을 코팅하는 단계 S4를 수행하고, 경화 코팅층(24)이 코팅된 후 단계 S40을 수행하여 경화 코팅층(24)이 1차 건조되도록 한다. 그런 다음, 필요에 따라 경화 코팅층(24)의 표면에 보호막을 형성하는 단계 S5를 선택적으로 수행한다.

제조 대상 제품이 3D 입체 형상을 가지는 경우, 경화 코팅층(24)이 1차 건조된 후 단계 S6을 수행하여 박막기재(20)에 대해 열프레스 성형처리를 행하고, 이어서 단계 S7을 수행하여 경화 코팅층(24)이 완전히 경화되도록 자외선을 조사한다.

다음에, 박막기재(20)를 커팅하는 커팅 단계 S8을 수행하고, 사출성형을 통해 박막기재(20)의 제2 면(20b)에 플라스틱(26)을 형성하는 단계 S9를 수행하여 최종 완성품을 얻는다.

본 발명에 따른 인몰드 장식방법은 많은 장점을 가진다. 먼저, 박막기재의 양면에 플라스틱과 패턴이 각각 사출성형 방식과 인쇄방식으로 형성되므로, 사출된 플라스틱은 잉크와 직접 접촉하지 않으며 잉크 번짐 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 잉크 번짐 방지막의 인쇄 횟수를 대폭 감소할 수 있으며 원가를 효과적으로 절감하고 사출성형 제품의 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

또한, 가열 건조 단계를 통해 경화 코팅층이 1차 건조되도록 한 후 다시 박막기재에 대해 열프레스 성형단계를 수행하고, 이어서 자외선 조사 단계를 수행하여 경화 코팅층이 완전히 경화되어 표면 물성 요구에 부합하도록 한다. 따라서, 성형을 거친 박막기재는 입체 형상을 유지할 수 있고, 표면 경도가 충분하지 않아 성형 후 박막기재가 변형되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 열프레스 단계에서 박막기재는 몰드에 접착되지 않으므로 열프레스 단계의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 경화 코팅층이 1차 건조된 후, 박막기재는 여전히 상당한 연성과 전성을 유지하기 때문에, 열프레스 몰드에 따라 원하는 모양의 입체 형상을 구현한 후 후속되는 자외선 조사 단계를 통해 그 표면이 경화되도록 할 수 있다. 따라서 일반적인 박막기재와 같이 표면 경도가 과도하게 높아 열프레스 단계에서 표면 균열이 발생하는 문제점이 본 발명에서는 생기지 않는다.

이상 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나 이것으로 본 발명의 취지와 실체를 한정해서는 안된다. 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않는 한에서 진행한 모든 변경은 후술하게 되는 특허청구범위에 포함되어야 할 것이다.

도 1은 종래의 인몰드 장식방법에 따라 제조된 완성품을 나타낸 도면이다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 인몰드 장식방법을 이용하여 평면 완성품을 제조하는 관련 프로세스를 나타낸 도면이다.

도 3a 내지 도3d는 본 발명에 따른 인몰드 장식방법을 이용하여 입체 완성품을 제조하는 관련 프로세스를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 인몰드 장식방법의 상세한 프로세스를 나타내는 플로챠트이다.

Claims

삭제
제1 면 및 상기 제1 면에 대응하는 제2 면을 가진 박막기재를 제공하는 단계;

상기 박막기재의 상기 제1 면에 패턴을 인쇄하는 단계;

상기 패턴 위에 경화 코팅층을 코팅하는 단계;

상기 경화 코팅층에 광을 조사하여 경화시키는 단계;

상기 박막기재를 커팅하는 단계; 및

상기 박막기재에 대해 사출성형처리를 행하여 상기 박막기재의 상기 제2 면 위에 플라스틱을 형성하는 단계

를 포함하는 인몰드 장식방법에 있어서,

상기 경화 코팅층을 코팅하는 단계와 상기 경화 코팅층에 대해 광을 조사하는 단계 사이에, 상기 열프레스 단계를 추가적으로 수행하여 박막기재가 입체 형상을 가지도록 하는 것을 특징으로 하는 인몰드 장식방법.
제2항에 있어서,

상기 열프레스 단계를 수행하기 전에 상기 경화 코팅층이 1차 건조되도록 하는 열풍 건조단계를 더 포함하는 것을 특징으로 인몰드 장식방법.
제2항에 있어서,

상기 경화 코팅층에 광을 조사하는 단계는 500-800J의 자외선을 상기 경화 코팅층에 조사함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 인몰드 장식방법.
제2항에 있어서,

상기 박막기재의 제1 면에 패턴을 인쇄하는 단계를 수행하기 전에, 상기 박막기재의 상기 제1 면에 한 층의 잉크 번짐 방지막을 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드 장식방법.
제2항에 있어서,

상기 박막기재의 제1 면에 패턴을 인쇄하는 단계는 롤 투 롤 인쇄방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 인몰드 장식방법.
제2항에 있어서,

상기 박막기재의 제1 면에 패턴을 인쇄하는 단계를 수행한 후, 상기 패턴이 긁히지 않도록 상기 박막기재의 상기 제1 면에 한 층의 보호막을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드 장식방법.
제7항에 있어서,

상기 패턴 위에 상기 경화 코팅층을 코팅하는 단계를 수행하기 전에 상기 보호막을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드 장식방법.
제2항에 있어서,

상기 경화 코팅층을 코팅하는 단계를 수행한 후, 상기 경화 코팅층이 오염되지 않도록 상기 박막기재의 상기 제1 면 위에 한 층의 보호막을 부착하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드 장식방법.