KR101288440B1 - 메탈 포일이 구비된 성형물 및 그의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메탈 포일이 구비된 성형물 및 그의 제작방법에 관한 것으로, 사출금형의 사출 성형 공정만으로 플라스틱 수지와 메탈 포일을 결합시킴에 따라 성형물의 제작이 용이하고, 메탈 포일에 의한 제품의 품질이 향상되며, 성형물의 제작공정을 단순화하여 비용 절감 및 작업 효율성이 향상되도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 사출금형의 가동측 금형 전면에 박막의 메탈 포일을 고정 설치하는 단계; 가동측 금형을 이동시켜 상기의 양 금형을 일정 간격으로 유지되도록 형합하는 단계; 양 금형 내로 플라스틱 수지를 주입하는 단계; 주입되는 플라스틱 수지의 주입력에 의해 메탈 포일을 1차 성형하는 단계; 일정량의 플라스틱 수지가 주입되면 사출성형장치의 형체력에 의해 금형을 가압하여 플라스틱 수지와 메탈 포일을 결합하는 2차 성형하는 단계; 가동측 금형을 원위치로 복귀시킴과 함께 고정측 금형으로부터 성형물을 취출하는 단계;로 이루어진 것이다.

Description

메탈 포일이 구비된 성형물 및 그의 제작방법{injectiom mould having metal foil and manufacture method thereof}

본 발명은 자동차의 각종 내, 외장 부품 및 전자 제품 등과 같은 성형물에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로는 상기 성형물의 외면에 메탈 포일을 결합하도록 하는 메탈 포일이 구비된 성형물 및 그의 제작방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 내, 외장 부품 및 전자 제품 등의 각종 부품 및 제품은 플라스틱 성형물을 많이 사용되는데, 상기 플라스틱 성형물의 제작은 사출성형장치에 고정측 금형과 가동측 금형으로 이루어진 사출금형을 결합하고, 고체 상태인 플라스틱 원재료를 녹인 액상의 플라스틱 수지를 사출금형 내로 주입하여 일정한 형상으로 성형 및 이를 취출함에 따라 상기의 플라스틱 성형물 제작이 완료된다.

상기 성형물에 의한 제품의 고급화를 이루기 위한 일환으로 디자인 및 감성적인 효과를 발휘시키기 위한 많은 개발이 이루어지고 있는데, 즉 외부로 보여지는 측인 성형물의 외면을 표면 처리하기 위한 기술인 전사기법, 크롬과 같은 물질을 도금하는 도금기법, 페인트 등과 같은 물질을 도포하는 도장기법 및, 여러 가지 무늬 패턴의 필름을 결합하는 필름기법 등이 있다.

상기 전사기법은 다양한 패턴이 인쇄된 특수필름을 수면에 띄우고, 그 위에 플라스틱 성형물을 담금으로서 수면에 용해되어 있는 인쇄 잉크가 수압에 의하여 성형물의 표면에 전사되는 것이고, 상기 도금기법은 플라스틱 성형물을 화학 도금액에 넣어 용융 금속의 피막을 형성하는 것이며, 상기 도장기법은 플라스틱 성형물의 표면에 페인트를 도포하는 것이며, 상기 필름기법은 다양한 무늬가 새겨진 필름을 일정 온도로 가열하여 이를 진공성형금형에서 일정한 형상으로 형성한 다음 상기의 필름을 사출금형 내에 삽입하여 주입되는 플라스틱 수지와 결합되도록 사출 성형하는 것이다.

그러나, 이러한 종래 성형물의 외면을 표면 처리하는 방법 중 전사기법의 경우에는 3차원 곡면부에서 전사 필름이 늘어남에 따라 균일한 필름 패턴 구현이 어려움은 물론 성형물의 표면에 이물질이 부착되거나 사출 성형물의 불량 및, 전사 작업 후 기포 발생에 의해 성형물의 표면이 균일하지 못할 뿐만 아니라 제작 과정이 매우 복잡하고 작업 공정 중 많은 화학 물질을 필요로 함에 따라 작업환경이 매우 열악함은 물론 인체에 매우 유해한 문제가 있으며, 상기 도금기법의 경우에는 도금과정에서 사용되는 도금액은 유해물질인 각종 화학약품임에 따라 환경규제 대상으로 환경오염은 물론 인체에 매우 유해한 문제가 있고, 상기 도장기법의 경우에는 도장 작업에 사용되는 물질에 포함된 휘발성 유기화합물과 같은 물질이 배출됨에 따라 환경오염을 유발함은 물론 인체에 매우 유해한 문제가 있으며, 상기 필름기법의 경우에는 작업 공정 수가 많은 물론 작업 공정이 복잡할 뿐만 아니라 제작 작업에 따른 비용이 많이 드는 문제가 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에서의 문제점 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 사출금형의 사출 성형 공정만으로 플라스틱 수지와 박막의 메탈 포일을 결합시킴에 따라 외면에 금속 촉감을 갖는 성형물의 제작이 용이하고, 상기 메탈 포일에 의한 제품의 품질이 향상되며, 상기 성형물의 제작공정을 단순화하여 비용 절감 및 작업 효율성이 향상되도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동차의 각종 내, 외장 부품 및 전자 제품 등과 같은 성형물에 있어서, 상기 성형물은, 플라스틱 수지층과, 상기 플라스틱 수지층의 외면에 결합되는 메탈 포일로 구성됨을 특징으로 하는 메탈 포일이 구비된 성형물이 제공된다.

또한 본 발명은, 자동차의 각종 내, 외장 부품 및 전자 제품 등과 같은 성형물을 제작하는 방법에 있어서, 가동측 금형과 고정측 금형으로 구성되어 사출성형장치에 결합되는 사출금형의 가동측 금형 전면에 박막의 메탈 포일을 고정 설치하는 단계; 상기 양 금형 사이에 메탈 포일이 위치되도록 상기 가동측 금형을 고정측 금형 측으로 이동시켜 상기의 양 금형을 일정 간격으로 유지되도록 형합하는 단계; 상기 고정측 금형과 가동측 금형 사이에 일정 간격을 두어 플라스틱 수지 주입 시 메탈포일에 가해지는 압력을 낮추어 저압 하에서 상기 양 금형 내로 플라스틱 수지를 주입하는 단계; 상기 양 금형 내로 주입되는 플라스틱 수지의 주입력에 의해 메탈 포일을 1차 성형하는 단계; 상기 양 금형 내로 일정량의 플라스틱 수지가 주입되면 사출성형장치의 형체력에 의해 금형을 가압하여 플라스틱 수지와 메탈 포일을 결합하는 2차 성형하는 단계; 상기 가동측 금형을 원위치로 복귀시킴과 함께 상기 고정측 금형으로부터 플라스틱 수지와 메탈 포일이 결합된 성형물을 취출하는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 메탈 포일이 구비된 성형물 제작방법이 제공된다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 자동차의 각종 내, 외장 부품 및 전자 제품 등의 플라스틱 성형물은 사출금형의 사출 성형 공정만으로 상기 성형물의 플라스틱 수지와 박막의 메탈 포일을 결합함에 따라 성형물의 제작이 용이할 뿐만 아니라 상기의 성형물 외면은 메탈 포일에 의해 실제 금속 촉감을 가짐에 따라 고급 질감을 구현 및 품질이 향상됨을 물론 상기 성형물에 의한 제품의 고급화를 이룰 수 있고, 또한 메탈 포일에 의해 성형물의 외면은 긁힘이나 손상되는 것을 방지하는 등 내구성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 사출금형의 사출성형만으로 성형물을 제작함에 따라 상기 성형물의 제작에 따른 작업 공수를 줄임은 물론 제작공정을 단순화하여 상기 성형물 제작에 따른 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 품질이 향상된 성형물을 빠른 시간에 제작하는 등 작업 효율성이 향상되는 효과도 있다.

그리고, 사출금형 내에 삽입된 박막의 메탈 포일에 의해 상기 사출금형 내에 플라스틱 수지의 주입량을 줄임에 따라 상기 성형물의 강도 및 경도는 그대로 유지하면서도 성형물의 전체적인 무게를 줄일 수 있는 효과도 있다.

한편, 성형물의 표면을 처리하는 기존의 공법에서 사용하는 각종 화학약품, 휘발성 유기 화합물 등과 같은 유해물질의 사용하지 않는 친환경 성형공법이므로 상기 성형물을 제작하는 과정에서 유해물질의 발생이 없음에 따라 환경오염 방지 및, 작업자의 인체에 해를 끼치는 문제를 해결함은 물론 작업 환경을 쾌적하게 개선 및 유지하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명 메탈 포일이 결합된 성형물 제작에 따른 블록도.
도 2 내지 도 6은 본 발명 메탈 포일이 결합된 성형물을 제작하는 상태를 순차적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명 플라스틱 수지와 메탈 포일이 결합된 상태의 성형물을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명 본 발명 메탈 포일이 구비된 성형물의 단면상태를 나타낸 확대 단면도.

이하, 본 발명에 따른 메탈 포일을 이용한 성형물 및 그의 제작방법은 첨부된 도 1 내지 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 자동차의 내, 외장 부품 및 전자 제품 등에는 플라스틱 성형물(100)이 구비되어 있는데, 상기 플라스틱 성형물(100)은 도 7과 도 8에서와 같이, 플라스틱 재질인 플라스틱 수지층(110)이 형성되어 있고, 상기 플라스틱 수지층(110)의 외면 즉, 외부에서 보여지는 면에는 금속 촉감을 가짐은 물론 다른 물품과 접촉 시 긁히거나 파이는 현상 및 손상, 파손되는 것을 방지하도록 일정 강도와 경도를 갖는 메탈 포일(120)이 결합되어 있다.

상기 플라스틱 성형물(100)에서 플라스틱 수지층(110)과 메탈 포일(120)은 사출 성형 방법에 의해 일체로 성형되는 형태로 결합되어 있으며, 상기 플라스틱 성형물(100)의 플라스틱 수지층(110)은 폴리프로필렌(PP:polypropylene), 스타이렌(ABS:acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트(PC:polycarbonate)/스타이렌(ABS) 등의 플라스틱 수지로 이루어져 있다.

상기 메탈 포일(120)은 알루미늄 또는 스테인레스 등의 재질을 사용한다.

상기 플라스틱 수지층(110) 측인 상기 메탈 포일(120)의 일면에는 상기 플라스틱 수지층(110)과 메탈 포일(120)의 접착력을 높이기 위하여 플라즈마 또는 프라이머가 도포 처리된 접착층(130)이 형성되어 있다.

상기 메탈 포일(120)의 타면 즉, 외부에서 보여진 면인 메탈 포일(120)의 타면에는 상기 성형물(100)의 미관이 미려하도록 다양한 형상의 문양을 갖는 문양부(140)가 형성되어 있는데, 상기의 문양부(140)는 그라비아 인쇄 또는 헤어라인 등의 무늬를 넣는 형태 및, 엠보싱, 일정 모양을 갖는 요철 등과 같은 형상을 형성하거나 또는, 내스크레치성을 향상시키도록 클리어 코팅할 수 있는 등 다양한 방법 및 구조를 갖는다.

여기서, 도 1 및, 도 2 내지 도 6에서 도시한 바와 같이 상기 플라스틱 성형물(100)을 제작하는 과정을 설명하면, 가동측 금형(210)과 고정측 금형(220)으로 이루어진 사출금형(200)의 가동측 금형(210) 전면에 박막의 메탈 포일(120)을 고정 설치한다.

여기서, 상기 박막의 메탈 포일(120)은 플라스틱 성형물(100)을 성형 제작할 수 있는 크기이면서도 상기 가동측 금형(210)의 전면에 설치 가능한 크기로 절단한 후, 상기 일정 크기로 절단된 메탈 포일(120)을 가동측 금형(210)에 고정 설치한다.

이때, 상기 가동측 금형(210)에 박막의 메탈 포일(120)을 결합하는 과정을 설명하면, 상기 메탈 포일(120)의 외면에는 고정공(121)이 형성되어 있고, 상기 가동측 금형(210)의 외면에는 삽입핀부(211)가 형성되어 있음으로써, 상기 메탈 포일(120)을 가동측 금형(210)의 전면에 위치시킨 상태에서 상기 가동측 금형(210)의 삽입핀부(211)가 메탈 포일(120)의 고정공(121)에 끼워지는 형태로 삽입됨에 따라 상기 삽입핀부(211)와 고정공(121)에 의해 상기 박막의 메탈 포일(120)은 도 2에서와 같이 상기 가동측 금형(210)의 전면에 거치된 상태로 고정 설치된다.

한편, 상기 플라스틱 수지층(110)과 상기 박막의 메탈 포일(120)을 결합하기 전에 상기 플라스틱 수지(a) 측인 박막의 메탈 포일(120)의 일면에 플라즈마 또는 프라이머를 도포 처리하는 접착층(130)을 형성함에 따라 상기 접착층(130)의 접착력에 의하여 상기 플라스틱 수지(a)와 박막의 메탈 포일(120)은 보다 견고하게 결합된다.

이 상태에서, 가동측 금형(210)이 고정측 금형(220) 측으로 이동시키면 도 2에서와 같이 상기 가동측 금형(210)과 고정측 금형(220)이 형합되는데, 상기 형합된 양 금형(210,220) 사이에 박막의 메탈 포일(120)이 위치됨은 물론 상기 박막의 메탈 포일(120)은 플라스틱 성형물(100) 형상을 갖는 양 금형(210,220)의 각 형상부에 의해 상기 형상부와 같은 형상으로 절곡된다.

이때, 도 3에서와 같이 가동측 금형(210)과 고정측 금형(220)을 완전히 밀착시키지 않고 상기 양 금형(210,220) 사이에 일정 간격을 유지하도록 상기 가동측 금형(210)과 고정측 금형(220)을 형합함에 따라 상기 양 금형(210,220) 사이로 주입되는 플라스틱 수지의 흐름성 즉, 플라스틱 수지의 흐름이 원활하게 이루어진다.

또한, 가동측 금형(210)과 고정측 금형(220)을 일정 간격으로 유지함에 따라 상기 플라스틱 수지의 흐름 공간이 확대되어 양 금형(210,220) 사이로 플라스틱 수지를 주입하는 주입력(사출압력)을 낮추어 저압 하에서 상기 양 금형(210,220) 내로 플라스틱 수지를 주입함으로써 상기 플라스틱 수지를 주입하는 과정에서 박막의 메탈 포일(120)의 터짐이나 접힘과 같은 성형 불량을 줄일 수 있다.

이때, 상기 양 금형(210,220)이 형합되는 과정에서 상기 가동측 금형(210)의 삽입핀부(211)은 고정측 금형(220)의 외면에 형성된 삽입핀공(221) 내로 삽입됨에 따라 상기 가동측 금형(210)은 고정측 금형(220)에 정확하게 위치하게 된다.

상기 가동측 금형(210)과 고정측 금형(220)이 형합되거나 분리될 때마다 상기 삽입핀부(211)는 삽입핀공(221) 내로 삽입 및 탈거되면서 고정측 금형(220)과 가동측 금형(210)은 정확한 위치에서 서로 맞닿거나 분리된다.

상기 양 금형(210,220)이 일정 간격을 유지한 상태로 형합되면, 사출성형장치의 호퍼로 투입된 고체 상태의 플라스틱 원재료는 사출성형장치의 스크류를 통과하면서 가해지는 압력과 온도에 의해 액상 상태로 되며, 상기 액상 상태의 플라스틱 수지(a)는 도 4에서와 같이 상기 고정측 금형(220)의 수지 주입공(222)을 통해 상기 양 금형(210,220) 내로 주입된다.

그러면, 도 4에서와 같이 상기 양 금형(210,220)이 일정 간격을 유지하도록 열어둔 상태에서 양 금형(210,220) 내로 주입되는 플라스틱 수지(a)의 주입력(사출압력)에 의해 박막의 메탈 포일(120)이 가동측 금형(210)이 형상에 따라 1차 성형된다. 이때, 주입되는 플라스틱 수지(a)의 양은 양 금형(210,220)을 완전히 닫은 상태에서 계량된 플라스틱 수지(a)의 양을 주입한다.

상기와 같이, 양 금형(210,220)의 사이를 일정 간격을 유지하도록 열어둔 상태에서 플라스틱 수지(a)를 주입하므로 박막의 메탈 포일(120)이 가동측 금형(210)의 형상에 의해 성형품의 70~80%수준으로 1차 성형이 진행된다.

그리고, 사출 성형에 필요한 일정량의 플라스틱 수지(a)의 주입이 완료되면, 도 5에서와 같이 상기 양 금형(210,220)을 가압하는 사출성형장치의 형체력에 의해 가동측 금형(210)과 고정측 금형(220)을 가압하여 완전 밀착시켜 상기 양 금형(210,220) 내로 주입된 플라스틱 수지(a)를 가압한다. 이때, 상기의 플라스틱 수지(a)에는 균일한 압력이 가해져 상기 박막의 메탈 포일(120)은 가동측 금형(210)의 내측으로 밀착됨과 함께 상기 일정 온도로 가열된 액상 상태의 플라스틱 수지(a)와 일체로 결합되는 2차 성형이 진행된다.

즉, 상기 사출성형장치의 형체력에 의하여 양 금형(210,220) 내로 주입된 플라스틱 수지(a)는 가압되면서 추후에 제작된 성형물(100)의 미세한 부분까지 성형함에 따라 상기 플라스틱 수지(a)와 메탈 포일(120)은 일체로 결합되면서 제작하고자 하는 형상의 성형물(100)로 성형된다.

상기 플라스틱 수지(a)와 메탈 포일(120)이 결합되어 어느 정도 굳어지게 되면, 도 6에서와 같이 상기 고정측 금형(220)에 플라스틱 수지(a)와 메탈 포일(120)이 결합된 성형물(100)이 고정되어 있는 상태에서 상기 가동측 금형(210)을 이동시켜 원위치로 복귀시킨다.

그런 다음, 상기 고정측 금형(220)으로부터 플라스틱 수지(a)와 메탈 포일(120)이 결합된 성형물(100)을 취출한 후 트리밍 작업을 행하는데, 즉 상기의 성형물(100)의 외측으로 돌출되어 있는 메탈 포일(120)의 외면을 컷팅 작업함에 따라 도 6과 같은 형상의 성형물(100) 제작이 완료된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 상기 메탈 포일이 구비된 성형물 및 그의 제작방법은 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있으므로 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되는 것이다.

100: 성형물 110: 플라스틱 수지층
120: 메탈 포일 121: 고정공
130: 접착층 140: 문양부
200: 사출금형 210: 가동측 금형
211: 삽입핀부 220: 고정측 금형
221: 삽입핀공 222: 수지 주입공

Claims (6)

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2. 삭제
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4. 플라스틱 수지층의 외면에 박막의 메탈 포일이 결합되어 자동차의 각종 내, 외장 부품 및 전자 제품과 같은 성형물을 제작하는 방법에 있어서,
   상기 플라스틱 수지층 측인 상기 박막의 메탈 포일 일면에 플라즈마 또는 프라이머를 도포 처리하는 단계;
   사출성형장치에 결합되는 가동측 금형과 고정측 금형으로 구성된 사출금형의 고정측 금형 외면에 형성된 삽입핀공 내로 삽탈되는 상기 가동측 금형의 외면에 형성된 삽입핀부를 상기 메탈 포일의 외면에 형성된 고정공을 끼워 상기의 가동측 금형 전면에 상기 박막의 메탈 포일을 고정 설치하는 단계;
   상기 양 금형 사이에 메탈 포일이 위치되도록 상기 고정측 금형 측으로 가동측 금형을 이동시켜 상기의 양 금형이 일정 간격을 유지하도록 형합하는 단계;
   상기 고정측 금형과 가동측 금형 사이에 일정 간격을 두어 플라스틱 수지 주입 시 메탈 포일에 가해지는 압력을 낮추어 저압 하에서 상기 양 금형 내로 플라스틱 수지를 주입하는 단계;
   상기 양 금형 내로 주입되는 플라스틱 수지의 주입력에 의해 상기 플라스틱 수지와 박막의 메탈 포일을 결합하여 1차 성형하는 단계;
   상기 양 금형 내로 일정량의 플라스틱 수지가 주입되면 사출성형장치의 형체력에 의해 금형을 가압하여 상기 플라스틱 수지와 박막의 메탈 포일을 결합하여 2차 성형하는 단계;
   상기 가동측 금형을 원위치로 복귀시킴과 함께 상기 고정측 금형으로부터 플라스틱 수지와 메탈 포일이 결합된 성형물을 취출하는 단계;
   상기 성형된 성형물의 외면을 컷팅하는 트리밍 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 메탈 포일이 구비된 성형물 제작방법.
   
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