KR101151590B1 - 전주도금을 이용한 금형 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전주도금을 이용한 금형 제조방법에 관한 것으로서, 마스터금형에 전주도금층을 형성한 후, 이 형성된 도금층에 접착제 또는 접착충진제로 구성되는 접착층을 이용하여 지지보형물을 더 부착구성함으로써 부착된 지지보형물에 의해 도금층의 얇은 두께에 의해 발생되는 성형물 제조시의 문제점을 해결하고, 전주도금을 이용하여 얻어지는 도금층의 두께를 0.1mm ~ 0.2mm는 물론 수십미크론 단위까지 얇게 형성할 수 있음으로써 도금층을 형성함에 따라 사용되는 비용과 시간을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 성형물을 사출성형하는 금형을 도금층으로 제조함으로써 값비싼 금형의 제작시에 들어가는 비용부담을 줄일 수 있으며, 지지보형물에 의해 도금층의 얇은 두께에 대한 부족한 도금층두께를 보완하여 성형물의 사출성형시에 발생되는 성형물의 변형을 방지할 수 있는 전주도금을 이용한 금형 제조방법을 제공하고자 한다.
이를 위해 본 발명은, 마스터금형면(11)에 이형층(12)을 형성하는 이형층 형성단계(S1)와; 상기 이형층 형성단계(S1)에 의해 이형층(12)이 형성된 마스터금형면(11)의 이형층(12) 표면에 전주도금층(13)을 형성하는 도금층 형성단계(S2)와; 상기 도금층형성단계(S2)에 의해 형성된 도금층(13)의 이면에 접착제를 도포하여 접착층(14)을 형성하는 접착층 형성단계(S3)와; 상기 접착층 형성단계(S3)에 의해 도금층(13)의 이면에 형성된 접착층(14)에 지지보형물(15)을 부착하는 지지보형물 부착단계(S4)와; 상기 지지보형물 부착단계(S4)에 의해 지지보형물(15)이 부착된 도금층(13)을 상기 마스터금형면(11)으로부터 이형하는 도금층 이형단계(S5)가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

전주도금을 이용한 금형 제조방법{MOLDING MANUFACTURE METHOD USING ELECTROFORMING}

본 발명은 전주도금을 이용한 금형 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 마스터금형에 전주도금을 이용하여 도금층을 형성한 후, 이 도금층의 이면에 지지보형물을 접착제 또는 접착충진제로 구성되는 접착층에 의해 부착함으로써 전주도금이 갖는 도금두께를 형성하기 위한 비용이나 시간, 불량발생에 대한 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 성형물을 사출 또는 UV성형하는 금형을 전주도금으로 제조함으로써 값비싼 금형 제작에 따른 비용부담 및 시간을 줄일 수 있으며, 지지보형물에 의해 도금층의 요구두께인 0.5mm 이상의 두께까지 두꺼워지지 않아도 충분한 내 변형성 및 수평면을 얻을 수 있으며 또한 도금두께 증가에 따른 도금응력의 문제를 최소화할 수 있으며 도금 두께편차에 대한 문제점을 해결할 수 있는 전주도금을 이용한 금형 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대용 전화기나 PDA 등과 같은 휴대용 기기들은, 키버튼이 노출된 바-타입에서 휴대 및 사용이 보다 편리하도록 버튼 덮개가 마련된 플립-타입, 이 보다 더 소형으로 휴대성이 더욱 용이해진 폴더-타입 등으로 다양한 형태의 제품이 생산 판매되고 있다.

이러한 휴대용 기기들은 신호 발생을 위한 스위칭 장치로 키패드를 구비하고 있으며, 키패드는 접점을 갖는 인쇄회로기판 상부에 위치한 상태로 휴대폰의 하부 하우징에 마련된 홀에 끼워져 결합되는 것으로, 인쇄회로기판 사이에는 탄성 복원력을 갖는 메탈 돔 스위치가 배치되며, 이 돔 스위치는 키패드를 구성하는 키의 누름 동작에 의해 인쇄회로기판에 마련된 접점과 접촉하여 신호 발생을 하도록 구성된다.

종래 휴대폰의 키패드는 플라스틱 키 방식과, 필름에 사출 몰딩 처리한 인서트몰드 방식 또는 실리콘고무 등을 이용한 성형 방식 등이 있으며, 이러한 키패드는 반드시 키 모양으로 사출 성형한 후 키 상부표면에 숫자나 문자 등을 표현하는 방법으로 각각 제작되어짐으로써, 이들을 성형하기 위한 금형이 필수요건으로 제작되어지고 있다.

그러나, 종래 키패드와 같은 성형물을 사출성형하기 위해 필수요건으로 제작되는 금형의 제작단가가 매우 고가이고, 특히 생산성과 작업성을 향상시키고자 동일의 키패드를 제작하기 위해 동일 형상을 갖는 금형을 여러 개 제작하여 키패드와 같은 성형물을 제조하고 있기 때문에, 금형의 제작비용에 따른 비용부담이 크게 야기되는 문제점이 있다.

이에 따라, 근자들어서는 하나의 마스터금형(master mold)을 이용하여 여러 개의 복제 금형을 제작한 후, 제작된 복제 금형을 이용하여 키패드와 같은 성형물을 사출성형하고 있다.

이와 같이 마스터금형을 이용한 복제 금형을 제조하는 방법은, 전주도금이라는 도금방법을 이용하고 있으며, 전주도금은 잘 알려진 바와 같이 금속의 이온을 함유한 용액에 전극을 넣고 전류를 통하게 하여 음극에서 금속이온이 방전되어 석출(析出)되고, 그 석출된 금속이온이 물품 표면에 접착되어 금속의 얇은 막을 형성시키는 것으로 표면을 미려하게 하고, 내식성 및 내마모성을 향상시킨다.

따라서, 이러한 전주도금을 이용하여 여러 개의 도금층을 제조한 다음, 얻어진 도금층을 복제금형으로 사용함으로써 여러 개의 사출성형물을 제조할 때 사용하여 마스터금형과 완전히 똑같은 제품을 제조하고 있다.

그러나, 이와 같이 전주도금을 이용하여 얻어진 도금층을 그대로 사용하여 키패드와 같은 제품을 사출 성형할 경우, 사출된 성형물의 불량률이 발생되어 오히려 생산성 저하를 가져오는 문제점이 있다.

즉, 전주도금을 이용하여 마스터금형으로부터 얻어진 도금층은 일반도금과는 달리 도금두께를 0.5mm 이상으로 두껍게 해야 하기 때문에, 이와 같이 전주도금시 도금두께를 두껍게 하기 위해서는 도금시간의 증가(약 1일에서 수주일까지)와 형성된 도금층의 응력발생 등의 심각한 문제점을 야기시키고 있다.

또한, 도금두께를 두껍게 형성함에 따른 도금층의 도금응력(인장응력, 압축응력)에 의한 금형면의 비틀림현상, 변형, 표면돌기 등이 일어나게 되어 불량이 발생되는 문제점이 있다.

한편, 이러한 문제점을 감안하여 전주도금을 이용하여 얻어지는 도금층의 두께를 두껍게 하기 위하여 도금전류밀도를 저 전류밀도로 수주일씩 작업하는 경우도 있으나, 도금층의 두께를 두껍게 형성할 경우 도금층을 형성하는 전주도금의 재료비 증가를 가져오고, 전주도금을 이용하여 도금층을 형성하는 시간이 늘어나게 됨으로써 경제적인 비효율성을 가져오는 문제점이 있다.

종래 기술을 살펴보면, 공개특허 제10-2006-0104532호인 전자파 차폐재의 제조방법이 안출된 바 있으며, 이는 도체로 이루어진 베이스판 및 상기 베이스판 상에 형성되는 절연 패턴부를 구비하는 전주도금 형틀을 제조하는 단계, 상기 전주도금 형틀을 도금액에 침전하여 도금시켜 상기 절연 패턴부 사이 공간에 메쉬층을 형성하는 단계, 고분자 필름의 일면에 접착제를 도포하는 단계, 상기 접착제가 도포된 고분자 필름을 상기 전주도금 형틀에 형성된 메쉬층 측에 접착시키는 단계, 상기 전주 도금 형틀을 분리시키는 단계로 구성되어 있다.

이러한 종래 기술은, 앞서 언급한 바와 같이 전주도금층을 이용하여 마스터금형의 복제금형으로 사용함에 따라 야기되는 문제점은 해결하지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 종래 전주도금을 이용하여 마스터금형의 복제금형을 제조하고 이 복제금형을 이용하여 사출성형물을 제조함에 있어서 야기되는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 마스터금형에 전주도금을 이용하여 형성된 도금층의 이면에 지지보형물을 접착제 또는 접착충진제로 구성되는 접착층에 의해 부착함으로써 도금층이 갖는 두께에 대한 문제점을 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 성형물을 사출성형하는 금형을 도금층으로 제조함으로써 값비싼 금형의 제작시에 들어 가는 비용부담을 줄일 수 있으며, 지지보형물에 의해 도금층의 얇은 두께에 대한 부족한 도금층두께를 보완하여 성형물의 사출성형시에 발생되는 성형물의 변형을 방지할 수 있도록 한 전주도금을 이용한 금형 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 전주도금을 이용한 금형 제조방법은, 마스터금형면에 이형층을 형성하는 이형층 형성단계와; 상기 이형층 형성단계에 의해 이형층이 형성된 마스터금형면의 이형층 표면에 전주도금층을 형성하는 도금층 형성단계와; 상기 도금층형성단계에 의해 형성된 도금층의 이면에 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 접착층 형성단계와; 상기 접착층 형성단계에 의해 도금층의 이면에 형성된 접착층에 지지보형물을 부착하는 지지보형물 부착단계와; 상기 지지보형물 부착단계에 의해 지지보형물이 부착된 도금층을 상기 마스터금형면으로부터 이형하는 도금층 이형단계가 포함되어 이루어진다.

본 발명인 전주도금을 이용한 금형 제조방법은, 마스터금형에 전주도금층을 형성한 후, 이 형성된 도금층에 접착제 또는 접착충진제로 구성되는 접착층을 이용하여 지지보형물을 더 부착구성함으로써 부착된 지지보형물에 의해 도금층의 얇은 두께에 의해 발생되는 성형물 제조시의 문제점을 해결하고, 전주도금을 이용하여 얻어지는 도금층의 두께를 0.1 ~ 0.2mm 정도로 얇게 형성할 수 있음으로써 도금층을 형성함에 따라 사용되는 비용과 시간을 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 성형물을 사출성형하는 금형을 도금층으로 제조함으로써 값비싼 금형의 제작시에 들어 가는 비용부담을 줄일 수 있으며, 지지보형물에 의해 도금층의 얇은 두께에 대한 부족한 도금층두께를 보완하여 성형물의 사출성형시에 발생되는 성형물의 변형을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명인 전주도금을 이용한 금형 제조방법에 의해 제조된 금형구조를 나타낸 일부절개 사시도.
도 2는 본 발명인 전주도금을 이용한 금형 제조방법의 공정을 나타낸 공정도.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명인 전주도금을 이용한 금형 제조방법의 공정을 나타낸 개략도.

이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도시된 바와 같이 본 발명인 전주도금을 이용한 금형 제조방법은, 이형층 형성단계(S1)와, 도금층 형성단계(S2), 접착층 형성단계(S3), 지지보형물 부착단계(S4), 도금층 이형단계(S5)로 구성된다.

상기 이형층 형성단계(S1)는, 사출하고자 하는 성형물과 동일한 형상으로 제작된 마스터금형면(11)에 이형층(12)을 도포하여 형성하는 단계이다.

상기 이형층(12)을 마스터금형면(11)에 도포하여 형성함으로써 전주도금층(13)과 마스터금형면(11)과의 이형이 용이하게 이루어지도록 한다.

상기 도금층 형성단계(S2)는, 상기 이형층 형성단계(S1)에 의해 이형층(12)이 형성된 마스터금형면(11)의 이형층(12) 표면에 전주도금층(13)을 형성하는 단계이다.

전주도금층(13)은 전주도금에 의해 형성되는 것으로, 이러한 전주도금은 통상 금형,전주반사경 등의 표면에 도금코팅을 위해 사용되는 전주도금방식과 크게 다르지 않는 것으로, 상기 전주도금층(13)의 두께는 0.1 ~ 0.2mm는 물론 수십미크론에서부터 형성 가능하다.

따라서, 상기 전주도금층(13)의 두께가 종래 마스터금형과 동일한 복제금형을 제작하여 사출물을 성형할 때 사용되는 전주도금층의 두께보다 얇게 제작되기 때문에, 전주도금층을 형성할 때의 비용과 시간을 크게 절감시킬 수 있다.

상기 접착층 형성단계(S3)는, 상기 도금층형성단계(S2)에 의해 형성된 도금층(13)의 이면에 접착제 또는 접착충진제를 도포하여 접착층(14)을 형성하는 단계이다.

상기 접착층 형성단계(S3)에 의해 형성된 접착층(14)은, 통상 본드와 같은 접착제 또는 이종(異種)의 물질을 서로 접착할 수 있는 것은 모두 사용이 가능한 것으로 UV접착제, 에폭시계열접착제, 우레탄계열접착제, 세라믹계열접착제 등의 접착제는 모두 포함하는 것으로, 접착층(14)을 상기 도금층(13)의 이면에 형성하는 방법은, 스프레이건에 의한 살포방법 또는 붓칠과 같은 도포방법 등 다양한 방법으로 형성될 수 있다.

상기 지지보형물 부착단계(S4)는, 상기 접착층 형성단계(S3)에 의해 도금층(13)의 이면에 형성된 접착층(14)에 지지보형물(15)을 부착하는 단계로서, 본 발명인 전주도금을 이용한 금형 제조방법의 핵심적인 구성요소 중 하나이다.

즉, 종래 전주도금층을 이용하여 복제금형을 제작한 후 이 복제금형을 이용하여 사출 성형물을 제작하였을 때 전주도금층의 두께가 두껍게 형성됨에 따른 도금층의 도금응력(인장응력, 압축응력)에 의한 금형면의 비틀림, 변형, 표면돌기 등이 일어나게 되어 불량이 발생되는 문제점을 해결함으로써, 사출되는 성형물의 변형이 발생되어 불량률이 크게 증가된 문제점을 해결할 수 있는 것으로, 상기 지지보형물(15)이 접착층(14)에 의해 상기 도금층(13)에 부착되어 있음으로써 도금층(13)이 갖는 얇은 두께를 지지하여 줄 수 있기 때문에, 성형물의 제작시에 발생되는 문제점이 해결된다.

상기 지지보형물(15)의 재질은 한정하는 것은 아니며, 실리콘재질이나 합성수지재질, 유리, 금속 및 비금속등 다양한 재질로 이루어진다.

상기 도금층 이형단계(S5)는, 상기 지지보형물 부착단계(S4)에 의해 지지보형물(15)이 부착된 도금층(13)을 상기 마스터금형면(11)으로부터 이형하는 단계이다.

이와 같이 도금층 이형단계(S5)를 통해 마스터금형면(11)으로부터 지지보형물(15)이 부착된 도금층(13)을 때어낸 후, 이 도금층(13)을 이용하여 성형물을 사출성형하면 되는 것으로, 전주도금층을 이용하여 마스터금형의 복제금형을 제작하여 키패드와 같은 사출물을 성형할 때 본 발명인 전주도금을 이용한 금형의 제조방법에 의해 마스터금형과 동일한 형상을 갖는 복제금형을 제조하여 사용함으로써, 지지보형물에 의해 도금층의 얇은 두께에 의해 발생되는 성형물 제조시의 문제점을 해결하고, 전주도금을 이용하여 얻어지는 도금층의 두께를 0.1mm ~ 0.2mm는 물론 수십미크론 단위까지 얇게 형성할 수 있음으로써 도금층을 형성함에 따라 사용되는 비용과 시간을 크게 줄일 수 있다.

이와 같이 본 발명은 다양하게 변형실시가 가능한 것으로 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니고, 상기 실시예들을 기존의 공지기술과 단순히 조합적용한 실시예와 함께 본 발명의 청구범위와 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 변형하여 이용할 수 있는 기술은 본 발명의 기술범위에 당연히 포함된다고 보아야 할 것이다.

11 : 마스터금형면 12 : 이형층
13 : 도금층 14 : 접착층
15 : 지지보형물
S1 : 이형층 형성단계 S2 : 도금층 형성단계
S3 : 접착층 형성단계 S4 : 지지보형물 부착단계
S5 : 도금층 이형단계

Claims (1)

1. 마스터금형면(11)에 이형층(12)을 형성하는 이형층 형성단계(S1)와;
   상기 이형층 형성단계(S1)에 의해 이형층(12)이 형성된 마스터금형면(11)의 이형층(12) 표면에 전주도금층(13)을 형성하는 도금층 형성단계(S2)를 포함하는 금형 제조방법에 있어서,
   상기 도금층형성단계(S2)에 의해 형성된 도금층(13)의 이면에 접착제를 도포하여 접착층(14)을 형성하는 접착층 형성단계(S3)와;
   상기 접착층 형성단계(S3)에 의해 도금층(13)의 이면에 형성된 접착층(14)에 지지보형물(15)을 부착하는 지지보형물 부착단계(S4)와;
   상기 지지보형물 부착단계(S4)에 의해 지지보형물(15)이 부착된 도금층(13)을 상기 마스터금형면(11)으로부터 이형하는 도금층 이형단계(S5)가 더 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 전주도금을 이용한 금형 제조방법.

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