KR101248478B1 - Insulated stamper core for injection moulding of large surface product - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 미세 패턴이 형성되는 면적이 큰 제품을 성형하기 위해, 사출성형 금형 내에 삽입되는, 단열층을 구비한 스템퍼 코어에 관한 것이다.
본 발명에 따른 단열 스템퍼 코어는, 코어 본체와, 코어 본체 상면에 도포되는 내열성의 접착제층과, 접착제층 상부에 마련되는 패턴층을 포함하며, 패턴층 상면에는 미세 패턴이 형성되고, 패턴층 및 접착제층 사이에는 단열층이 개재된다. 단열층은, 세라믹 재질을 용사 코팅 방식에 의해 패턴층에 코팅할 수 있는데, 패턴층 하면 전체에 걸쳐서 형성될 수도 있으며, 패턴층 하부에 형성된 홈들 내부에만 형성될 수도 있다. The present invention relates to a stamper core with a heat insulating layer, which is inserted into an injection molding mold for molding a large product in which a fine pattern is formed.
The heat insulating stamper core which concerns on this invention contains a core body, the heat-resistant adhesive layer apply | coated on the upper surface of a core main body, and the pattern layer provided in the upper part of an adhesive layer, A fine pattern is formed in an upper surface of a pattern layer, and a pattern layer And a heat insulation layer is interposed between the adhesive layer. The heat insulation layer may be coated on the pattern layer by a thermal spray coating method, may be formed over the entire lower surface of the pattern layer, or may be formed only in the grooves formed under the pattern layer.

Description

대면적 사출성형용 단열 스템퍼 코어{INSULATED STAMPER CORE FOR INJECTION MOULDING OF LARGE SURFACE PRODUCT}Insulation stamper core for large area injection molding {INSULATED STAMPER CORE FOR INJECTION MOULDING OF LARGE SURFACE PRODUCT}

본 발명은 사출성형용 스템퍼 코어(stamper core)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 미세 패턴이 형성되는 면적이 큰 제품을 성형하기 위한, 단열층을 구비한 스템퍼 코어에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stamper core for injection molding, and more particularly, to a stamper core having a heat insulating layer for molding a product having a large area in which a fine pattern is formed.

일반적으로, 사출성형 금형은 기본적으로 고정측 형판 및 가동측 형판을 포함하며, 상기 가동측 형판을 고정측 형판에 밀착시키면(이를 "형폐"라 함), 고정측 형판 및 가동측 형판 사이에는, 제품이 성형되는 공간인 캐비티(cavity)(이하 캐비티라 칭함)가 형성되며, 상기 캐비티 내에 용융 수지를 가압 사출시켜 제품을 성형하고, 성형물이 냉각 고화되면, 가동측 형판을 고정측 형판에서 이격 분리시켜(이를 "형개"라 함) 성형된 제품을 추출하게 된다. In general, an injection molding mold basically includes a fixed side template and a movable side template, and when the movable side template is brought into close contact with the fixed side template (hereinafter referred to as "mold closed"), between the fixed side template and the movable side template, A cavity (hereinafter referred to as a cavity), which is a space in which a product is molded, is formed, and a product is formed by pressing and injecting molten resin into the cavity, and when the molding is cooled and solidified, the movable side template is separated from the fixed side template. (Called “opening”) to extract the molded product.

이때 성형되는 제품의 표면에 미세 패턴을 성형하기 위해서는, 미세 패턴이 형성된 스템퍼 코어를 상기 캐비티 내에 삽입하여 제품을 성형하는데, 이를 위한 종래의 스템퍼 코어는, 코어의 기본적인 형상을 형성하기 위한 코어 본체와 이 코어 본체 외면에 마련되는 도금층으로 이루어지며, 상기 도금층에 미세한 패턴을 가공하여 원하는 형상의 제품을 성형할 수 있다. 그러나 종래의 스템퍼 코어에는 코어 본체와 도금층 사이에 열전달을 조절할 수 있는 요소가 개재되어 있지 않아서, 용융된 수지를 금형 내 캐비티에 충전할 때, 용융 수지의 열이 코어 본체 쪽으로 급속하게 전달되면서 용융 수지의 온도가 떨어져 고화됨으로 인해 미세 패턴의 전사성이 현저히 떨어지는 문제가 있다. 특히 면적이 큰 대면적의 제품을 성형하는 경우에는 더욱 문제가 되었다.At this time, in order to mold the fine pattern on the surface of the product to be molded, insert the stamper core with the fine pattern is formed in the cavity to form a product, the conventional stamper core for this, the core for forming the basic shape of the core Comprising a main body and a plating layer provided on the outer surface of the core body, it is possible to form a product of a desired shape by processing a fine pattern on the plating layer. However, the conventional stamper core does not include an element capable of controlling heat transfer between the core body and the plating layer, and when the molten resin is filled in the mold cavity, the molten resin is rapidly transferred to the core body and melted. Since the temperature of the resin is lowered and solidified, there is a problem that the transferability of the fine pattern is remarkably inferior. In particular, in the case of molding a large-area product, the problem becomes even more.

이러한 문제를 해결하기 위해 단열층이 형성된 코어에 대한 기술이 개시된 바 있으나, 단열층의 고정이 용이하지 않아 생산과정에서 불량이 발생할 가능성이 크고, 코어에 단열판을 삽입하는 경우 냉각시 냉각 효과가 현저히 떨어지는 문제가 있다. 또한 코어 본체와 도금층 사이에 폴리머 재질의 단열필름을 접합하는 방식의 경우, 전사성 향상 효과가, 예컨대 40 인치 이상의 대면적 도광판 제품을 성형함에 있어 충분하지 못해, 성형이 제대로 되지 않는 단점이 있으며, 또한, 40 인치 이상의 대면적 코어 본체에 도금층을 균일한 두께로 적층하는 기술이 매우 어렵고 , 이에 따른 도금 비용이 상당히 큰 단점이 있다. 예컨대 40 인치 대면적 코어의 도금 비용이 약 3,000 만원 정도 소요된다.
In order to solve this problem, a technology for a core having a heat insulation layer has been disclosed, but it is not easy to fix the heat insulation layer, so that defects are likely to occur in the production process, and when the insulation plate is inserted into the core, the cooling effect is significantly lowered when cooling. There is. In addition, in the case of bonding the polymer insulating film between the core body and the plating layer, the transferability improvement effect is not sufficient for molding a large light guide plate product of 40 inches or more, for example, there is a disadvantage that the molding is not properly, In addition, the technique of laminating a plating layer with a uniform thickness on a large-area core body of 40 inches or more is very difficult, and thus the plating cost is considerably large. For example, the plating cost of a 40 inch large area core is about 30 million won.

본 발명의 목적은, 상기의 문제점들을 해결하고, 저비용으로 전사성이 높은 사출성형용 단열 스템퍼 코어를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and to provide an insulation stamper core for injection molding having a high transferability at low cost.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 전사성이 높으면서도 냉각시 냉각 효과도 양호한 사출성형용 단열 스템퍼 코어를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a heat insulating stamper core for injection molding which has a high transferability and a good cooling effect upon cooling.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 미세 패턴을 가공하기 위한 도금층에 대한 비용을 줄이고, 스템퍼 코어 제작기간을 단축할 수 있는 사출성형용 단열 스템퍼 코어를 제공하는 것이다.
In addition, another object of the present invention is to provide a heat insulating stamper core for injection molding which can reduce the cost for the plating layer for processing the fine pattern and shorten the manufacturing period of the stamper core.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따르면, 사출성형용 단열 스템퍼 코어가 제공되는데, 본 단열 스템퍼 코어는, 코어 본체와, 상기 코어 본체 상면에 도포되는 내열성의 접착제층과, 상기 접착제층 상부에 마련되는 패턴층을 포함하며, 상기 패턴층 상면에는 미세 패턴이 형성되고, 상기 패턴층 및 상기 접착제층 사이에는 단열층이 개재된다.According to the present invention for solving the above problems, there is provided a heat insulating stamper core for injection molding, the heat insulating stamper core, a core body, a heat-resistant adhesive layer applied to the upper surface of the core body, and the adhesive layer It includes a pattern layer provided on the upper portion, a fine pattern is formed on the upper surface of the pattern layer, a heat insulation layer is interposed between the pattern layer and the adhesive layer.

여기서, 상기 단열층은 상기 패턴층 하면 전체에 걸쳐서 형성될 수도 있으며, 또는 상기 패턴층 하부에 형성된 홈들 내부에만 삽입된 단열재로 형성될 수도 있다.Here, the heat insulating layer may be formed over the entire lower surface of the pattern layer, or may be formed of a heat insulating material inserted only in the grooves formed under the pattern layer.

상기 단열층은, 세라믹 재질이 용사 코팅 방식에 의해 상기 패턴층에 코팅될 수 있다.The heat insulation layer, the ceramic material may be coated on the pattern layer by a spray coating method.

또한, 상기 패턴층은 알루미늄합금, 구리합금, 니켈 금속 등과 같이, 가공성이 좋고 열전도성이 뛰어난 재질로 만들어지는 것이 바람직하다.
In addition, the pattern layer is preferably made of a material having good workability and excellent thermal conductivity, such as aluminum alloy, copper alloy, nickel metal and the like.

본 발명에 따른 사출성형용 단열 스템퍼 코어를 이용함으로써, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.By using the heat insulating stamper core for injection molding according to the present invention, the following effects can be obtained.

- 대면적의 제품을 성형할 경우에도 양호한 미세 패턴의 전사성을 얻을 수 있으며, 46 인치 이상의 도광판 성형시에도 양호한 제품을 성형할 수 있다.-Even when molding a large-area product, good transferability of fine patterns can be obtained, and a good product can be molded even when molding a light guide plate of 46 inches or more.

- 미세 패턴의 전사성도 높이면서 양호한 냉각 효과도 얻을 수 있어서, 제품의 생산 시간을 단축할 수 있으므로 생산성을 높일 수 있다.-Good cooling effect can be obtained while increasing the transferability of the fine pattern, which can shorten the production time of the product, thereby increasing productivity.

- 도금층 형성에 대한 비용을 절감할 수 있으며, 스템퍼 코어 제작기간을 단축할 있다.-It can reduce the cost of plating layer formation and shorten the manufacturing time of stamper core.

- 미세 패턴이 형성된 박판 금속의 패턴층에 열전도가 낮은 세라믹 재질을 용사 코팅함으로써, 별도의 접착제 없이 세라믹 재질의 단열층을 코팅할 수 있으며, 단열 효과를 높일 수 있다.
-By spray-coating a ceramic material having a low thermal conductivity on the pattern layer of the thin metal on which the fine pattern is formed, the insulating layer of the ceramic material can be coated without a separate adhesive, and the thermal insulation effect can be enhanced.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사출성형용 스템퍼 코어의 개략적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형용 스템퍼 코어의 개략적 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a stamper core for injection molding according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of a stamper core for injection molding according to another embodiment of the present invention.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 사출성형용 단열 스템퍼 코어에 대해 구체적으로 설명하는데, 이는 예시적인 것으로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, it will be described in detail with respect to the injection molding heat insulating stamper core according to the present invention, which is illustrative and does not limit the present invention.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사출성형용 스템퍼 코어의 개략적 단면도가 도시되어 있는데, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사출성형용 스템퍼 코어(10)는 코어 본체(14), 접착층(13), 단열층(12) 및 패턴층(11)을 포함한다.Figure 1 is a schematic cross-sectional view of the injection molding stamper core according to a preferred embodiment of the present invention, as shown in the figure, the injection molding stamper core 10 according to the present invention is a core body 14 ), An adhesive layer 13, a heat insulating layer 12, and a pattern layer 11.

상기 패턴층(11)은 패턴의 가공이 용이하고 열전도성이 높은 금속, 예컨대 알루미늄합금, 구리합금, 니켈 등의 금속으로 제작되는 것이 바람직하며, 두께는 예컨대 약 1 mm 이하가 될 수 있으며, 패턴층(11)의 상면에는 미세 패턴을 직접 가공할 수 있다. 이리하여 종래의 스템퍼 코어 제작시 소요되는 도금비용, 예컨대 40 인치 크기의 도광판 제작을 위한 코어에 소요되는 도금 비용은 약 3,000 만원 정도 소요되는데, 이를 절감할 수 있다.The pattern layer 11 is preferably made of a metal, such as an aluminum alloy, a copper alloy, nickel, which is easy to process the pattern and has high thermal conductivity, and the thickness may be, for example, about 1 mm or less. The fine pattern can be directly processed on the upper surface of the layer 11. Thus, the plating cost required for manufacturing a conventional stamper core, for example, the plating cost required for the core for manufacturing a light guide plate having a size of 40 inches, is about 30 million won, which can be reduced.

한편, 상기 패턴층(11)의 하부, 즉 미세 패턴이 형성되지 않은 면에는, 열전도가 낮은 세라믹 재질, 예컨대 지르코니아 등을 접착제 없이 바로 용사 코팅 방식 등으로 도포할 수 있다. 이렇게 함으로써, 종래의 단열층 고정이 용이하지 않음으로 인한 생산과정에서의 불량을 방지할 수 있으며, 단열 효과를 높일 수 있다. 이렇게 코팅된 단열층의 두께는 예컨대 약 200 μm 내지 10 μm 정도로 할 수 있다. On the other hand, the lower portion of the pattern layer 11, that is, the surface where the fine pattern is not formed, a low thermal conductivity ceramic material, such as zirconia, can be applied directly by spray coating or the like without an adhesive. By doing so, it is possible to prevent a defect in the production process due to the conventional fixing of the insulating layer is not easy, it is possible to increase the thermal insulation effect. The thickness of the thus-coated heat insulating layer may be, for example, about 200 μm to 10 μm.

이와 같이 세라믹 재질의 단열층(12)이 코팅된 패턴층(11)을 코어 본체(14)에 부착시키기 위해, 코어 본체(14)의 상면에는, 예컨대 폴리벤즈이미다졸, 폴리이미드, 실리콘, 페놀수지 등의 내열성 접착제의 접착층(13)이 도포된다.In order to attach the pattern layer 11 coated with the ceramic insulating layer 12 to the core main body 14, the upper surface of the core main body 14 may be, for example, polybenzimidazole, polyimide, silicone, or phenol resin. The adhesive layer 13 of heat resistant adhesives, such as these, is apply | coated.

한편, 도 2에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형용 스템퍼 코어(20)의 개략적 단면도가 도시되어 있는데, 도 1의 경우와 다른 점은 패턴층(21)의 하면, 즉 미세 패턴이 형성되는 면의 반대면에, 도면상 타원의 점선으로 표시한 바와 같이 홈(25)들이 가공되어, 이들 홈(25) 내부에 세라믹 재질이 용사 방식 등에 의해 코팅되어 단열층(22)이 형성된다는 것이며, 여타의 구성 및 특성들은 도 1의 경우와 유사하다.On the other hand, Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the injection molding stamper core 20 according to another embodiment of the present invention, which is different from the case of Figure 1 is that the lower surface of the pattern layer 21, that is, the fine pattern is On the opposite side of the surface to be formed, the grooves 25 are processed as indicated by the dotted lines of the ellipse in the drawing, and the ceramic material is coated in these grooves 25 by a thermal spraying method or the like to form the heat insulation layer 22. Other configurations and characteristics are similar to those in FIG.

이렇게 함으로써, 패턴층(21) 하부의 다리부분(26)을 통해 어느 정도 열전달이 일어날 수 있다. 이리하여 만일 도 1의 경우에서 단열 효과가 너무 좋고 상대적으로 냉각 효과가 떨어지면, 금형 내 캐비티 내의 용융 수지가 너무 늦게 고화되어 제품의 생산시간이 길어지게 되어 생산성이 떨어질 수 있는데, 이를 보완해 줄 수 있게 된다.By doing so, heat transfer may occur to some extent through the leg portion 26 under the pattern layer 21. Thus, if the thermal insulation effect is too good and relatively low cooling effect in the case of FIG. Will be.

상술한 바와 같이 완성된 스템퍼 코어(10, 20)는 그 총 두께가 예컨대 약 2 내지 5 mm 정도 될 수 있으며, 미세 패턴이 형성된 면이 용융 수지와 접촉되도록 금형 내 캐비티 속에 삽입된다. 이때 스템퍼 코어(10, 20)는, 필요에 따라 캐비티의 상면 또는 하면에 설치될 수 있으며, 또는 필요에 따라 캐비티의 상하면 양쪽에 설치될 수도 있다.The stamper cores 10 and 20 completed as described above may have a total thickness of, for example, about 2 to 5 mm, and are inserted into the cavity in the mold such that the surface on which the fine pattern is formed is in contact with the molten resin. At this time, the stamper cores 10 and 20 may be installed on the upper or lower surface of the cavity as needed, or may be installed on both the upper and lower surfaces of the cavity as necessary.

이상과 같은 본 발명에 따른 스템퍼 코어를 이용함으로써, 저비용으로 미세 패턴의 전사성을 향상시킬 수 있으며, 특히 면적이 큰 대면적의 제품에서도 미세 패턴이 양호하게 전사된 제품을 생산할 수 있다. 또한 적절한 단열 효과 및 냉각 효과를 발휘하여, 제품의 생산시간을 크게 늘릴지 않으면서, 양호한 미세 패턴을 전사할 수 있다.By using the stamper core according to the present invention as described above, it is possible to improve the transferability of the fine pattern at low cost, in particular, it is possible to produce a product in which the fine pattern is well transferred even in a large area product. In addition, it exhibits an appropriate heat insulating effect and cooling effect, and can transfer good fine patterns without significantly increasing the production time of the product.

이상의 설명 내용은 본 발명의 대해 예시적으로 설명한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.The above description has been described by way of example of the present invention, the present invention is not limited to this, and those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the technical spirit of the present invention claimed in the claims. Obvious modifications are possible and such modifications are within the scope of the present invention.

10 : 스템퍼 코어 11 : 패턴층
12 : 단열층 13 : 접착층
14 : 코어 본체 20 : 스템퍼 코어
21 : 패턴층 22 : 단열층
23 : 접착층 24 : 코어 본체
25 : 홈 26 : 다리부분10: stamper core 11: pattern layer
12: heat insulation layer 13: adhesive layer
14 core body 20 stamper core
21: pattern layer 22: heat insulation layer
23: adhesive layer 24: core body
25: groove 26: leg portion

Claims (5)

코어 본체;
상기 코어 본체 상면에 도포되는 내열성의 접착제층; 및
상기 접착제층 상부에 마련되는 패턴층;을 포함하며,
상기 패턴층은 패턴 가공이 용이한 금속으로서, 상기 패턴층 상면에 미세패턴이 직접 가공되며, 상기 패턴층 하부에는 홈들이 형성되어 상기 홈들 내부에만 단열층이 용사 코팅된 것을 특징으로 하는 스템퍼 코어.
Core body;
A heat resistant adhesive layer applied to an upper surface of the core body; And
And a pattern layer provided on the adhesive layer.
The pattern layer is a metal that is easy to process the pattern, fine pattern is directly processed on the upper surface of the pattern layer, grooves are formed in the lower portion of the pattern layer, characterized in that the thermal insulation layer is spray-coated only inside the grooves.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 단열층은, 세라믹 재질이 용사 코팅 방식에 의해 상기 패턴층에 코팅되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스템퍼 코어.
The method of claim 1,
The heat insulation layer is a stamper core, characterized in that the ceramic material is coated on the pattern layer by a thermal spray coating method.
제 1항에 있어서,
상기 패턴층은 알루미늄합금, 구리합금, 니켈 금속 중 하나인 것을 특징으로 하는 스템퍼 코어.
The method of claim 1,
The pattern layer is a stamper core, characterized in that one of aluminum alloy, copper alloy, nickel metal.
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