KR101302207B1 - 전주금형 조립 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전주금형 조립 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세패턴롤을 제작하기 위해 맨드릴의 외주면과 미세패턴이 형성된 전주금형의 내주면 사이에 압축공기를 분사하여 맨드릴에 전주금형을 팽창시키면서 조립하는 전주금형 조립 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

전주금형 조립 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR ELECTRO FORMING MOLD}
본 발명은 전주금형 조립 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세패턴롤을 제작하기 위해 맨드릴의 외주면과 미세패턴이 형성된 전주금형의 내주면 사이에 압축공기를 분사하여 공기압으로 전주금형을 팽창시키며 맨드릴에 조립시키는 전주금형 조립 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 렌티큘러 렌즈(lenticular lens), 플라이 아이 렌즈(fly eye lens) 등의 평판상 렌즈(lens)나 전자 디스플레이(display) 용도의 광학 시트(sheet)는 연속 가공이 용이하고 생산성이 우수한 롤(roll) 성형에 의해 제작될 수 있다.
이때, 표면에 미세패턴을 가지는 평판상 렌즈나 광학시트는 롤에 미세패턴이 형성된 금형을 조립한 미세패턴롤을 사용하여 제작될 수 있다.
한편, 미세패턴롤을 제작하기 위해 롤에 조립되는 금형은 미세패턴을 가공하기가 용이하지 못하기 때문에 전기 주조(Electro forming : 전기도금을 이용해서 원형과 똑같은 모양의 것을 복제하는 방법)로 형성된 금형(이하, '전주금형'이라 함.)을 사용한다.
전기 주조로 제작된 전주금형(Electro forming mold)을 롤에 조립하여 미세패턴롤을 형성하는 방법에 대하여 일본공개특허 제2005-035119호가 있다.
일본공개특허 제2005-035119호는 표면에 미세 요철 패턴이 형성되는 양각 롤(roll)의 제법에 관한 것으로, 원통상의 전형의 내주면에 감광성 수지를 도포하는 공정과, 감광성 수지층을 노광하는 공정과, 노광후의 감광성 수지층을 현상하는 공정과, 현상 후에 전형의 내주면을 에칭하는 공정과, 에칭 후에 감광성 수지층을 박리하는 공정과, 감광성 수지층 박리 후의 전형의 내주면에 전기 주조에 의하여 금속층을 형성하는 공정과, 전형과 금속층을 분리하는 공정과, 금속층의 내주 부분에 지지 롤(roll)을 냉각시켜 끼우는 공정을 갖는다.
하지만, 상기와 같이 전기 주조에 의하여 형성된 금속층(전주금형)의 내주 부분과 지지 롤(맨드릴 :　mandrel)의 크기가 동일하게 형성되기 때문에 상기 지지 롤을 냉각 수축시켜 끼우는 방법은 설비비용이 많이 들며, 주변온도에 영향을 많이 받는다는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같은 금속층을 지지롤에 용이하게 조립시키기 위해 상기 금속층을 절단하고 상기 지지 롤에 조립한 후 접합시키게 되면 접합부위의 흔적이 롤 성형에 의해 제작되는 평판상 렌즈나 광학시트에 남게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 맨드릴에 전주금형을 절단없이 용이하게 조립시키는 전주금형 조립 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 전주금형 조립 방법은, 미세패턴 롤을 제작하기 위해 맨드릴에 미세패턴이 형성된 전주금형을 조립하는 전주금형 조립 방법에 있어서, 공기압에 의해 상기 전주금형이 팽창되도록 상기 맨드릴의 외주면과 상기 전주금형의 내주면 사이에 압축공기를 분사하면서 상기 맨드릴에 상기 전주금형을 조립하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 전주금형 조립 장치는, 미세패턴롤을 제작하기 위해 맨드릴에 미세패턴이 형성된 전주금형을 조립시키는 전주금형 조립 장치에 있어서, 공기압축펌프로부터 압축공기가 유입되는 유입구가 일측면에 적어도 하나 이상 형성되고, 상기 유입구와 연통되어 압축공기가 분사되는 분사구가 타측면의 둘레를 따라 다수 형성되며, 상기 맨드릴의 일단에 설치되어 상기 맨드릴의 외주면과 상기 전주금형의 내주면 사이에 압축공기를 주입시키는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기와 같은 전주금형 조립 장치는, 외주면을 따라 오링 삽입홈이 형성될 수 있고, 상기 오링 삽입홈에 삽입되는 오링을 포함할 수 있으며, 상기 유입구, 및 분사구와 상기 오링 삽입홈이 연통될 수 있다.
또한, 상기 전주금형 조립 장치는, 내측면에 결합돌기가 형성되는 지그를 포함할 수 있으며, 상기 결합돌기가 상기 전주금형의 외측 둘레면에 형성되는 결합홈)에 결합되어 상기 지그가 상기 맨드릴에 상기 전주금형을 끌어 당겨 조립시킬 수 있다.
본 발명의 전주금형 조립 방법 및 장치는, 맨드릴의 외주면과 미세패턴이 형성된 전주금형의 내주면 사이에 압축공기를 분사하여 전주금형을 팽창시킴으로써, 전주금형의 절단없이 맨드릴에 전주금형을 용이하게 조립할 수 있다.
도1은 미세패턴롤을 제작하기 위해 맨드릴에 전주금형을 조립하는 공정을 나타낸 사시도.
도2는 전주금형을 형성하는 공정순서를 나타낸 순서도.
도3은 본 발명의 전주금형 조립 방법 및 장치를 사용하여 맨드릴에 전주금형을 조립하는 공정을 나타낸 사시도.
도4는 본 발명의 전주금형 조립 방법 및 장치를 사용하여 맨드릴에 전주금형을 조립하는 공정을 나타낸 측단면도.
도5는 본 발명의 전주금형 조립 방법 및 장치를 사용하여 맨드릴에 전주금형을 조립하는 공정을 나타낸 평단면도.
도6은 본 발명에서 외주면에 오링이 설치된 전주금형 조립 장치를 사용하여 맨드릴에 전주금형을 조립하는 공정을 나타낸 측단면도.
본 발명은 전주금형 조립 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세패턴 롤(100)을 제작하기 위해 맨드릴(110)의 외주면과 미세패턴이 형성된 전주금형(120)의 내주면 사이에 압축공기를 분사하여 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 공기압에 의해 팽창시키면서 조립하는 전주금형 조립 방법 및 장치에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
도1은 미세패턴롤(100)을 제작하기 위해 맨드릴(110)에 전주금형(120)을 조립하는 공정을 나타낸 사시도를, 도2는 전주금형(120)을 형성하는 공정순서를 나타낸 순서도를, 도3은 본 발명의 전주금형 조립 방법 및 장치(200)를 사용하여 맨드릴(110)에 전주금형(120)을 조립하는 공정을 나타낸 사시도를, 도4는 본 발명의 전주금형 조립 방법 및 장치(200)를 사용하여 맨드릴(110)에 전주금형(120)을 조립하는 공정을 나타낸 단면도를, 도5는 본 발명의 전주금형 조립 방법 및 장치(200)를 사용하여 맨드릴(110)에 전주금형(120)을 조립하는 공정을 나타낸 평단면도를, 도6은 본 발명에서 외주면에 오링(231)이 설치된 전주금형 조립 장치(200)를 사용하여 맨드릴(110)에 전주금형(120)을 조립하는 공정을 나타낸 단면도를 나타낸다.
본 발명의 전주금형 조립 방법은, 미세패턴을 가지는 평판상 렌즈나 광학시트를 제작할 시 사용되는 미세패턴 롤(100)을 제작하기 위해 맨드릴(110)에 미세패턴이 형성된 전주금형(120)을 조립하는 전주금형 조립 방법에 관한 것이다.
도1 및 도2를 참조하면, 미세패턴 롤(100)을 형성하기 위해 상기 맨드릴(110)에 조립되는 상기 전주금형(120)은, 상기 맨드릴(110)과 동일한 크기와 형태로 제작된 가공용 맨드릴(10)에 1차 도금을 하는 공정과, 1차 도금된 가공층(20)에 미세패턴을 가공하는 공정과, 상기 가공층(20) 위에 다시 2차 도금을 하는 공정과, 2차 도금된 전주마스터(30)를 상기 가공용 맨드릴(10)과 1차 도금된 가공층(20)으로부터 분리하는 공정 및 상기 전주 마스터(30)에 전기도금을 이용해서 상기 전주금형(120)을 형성하는 공정을 포함한다.
상기와 같은 공정을 거쳐 제작된 전주금형(120)을 상기 전주 마스터(30)에서 박리시킨 후 상기 맨드릴(110)에 조립하여 상기 미세패턴 롤(100)을 형성한다.
도3 및 도4를 참조하면, 본 발명의 전주금형 조립 방법은, 상기 맨드릴(110)의 외주면과 상기 전주금형(120)의 내주면 사이에 압축공기를 분사하며 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 조립한다.
상기 맨드릴(110)의 외주면과 상기 전주금형(120)의 내주면의 크기가 동일한 크기로 형성되기 때문에 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 조립시키기가 용이하지 못하며, 상기 전주금형(120)을 절단하여 상기 맨드릴(110)의 외주면에 조립한 후 상기 전주금형(120)의 절단면을 접합시켜 상기 미세패턴롤(100)을 형성하면, 상기 전주금형(120)의 절단면을 접합시킨 접합부위의 흔적이 상기 미세패턴롤(100)에 의해 제작되는 평판상 렌즈나 광학시트에 남게 된다.
따라서 공기압으로 상기 전주금형(120)이 팽창되도록 상기 맨드릴(110)의 외주면과 상기 전주금형(120)의 내주면 사이에 압축공기를 분사하며 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 조립시키는 것이 바람직하다.
이때, 상기 맨드릴(110)에 팽창된 상태로 조립된 상기 전주금형(120)은 상기 맨드릴(110)의 외주면과 상기 전주금형(120)의 내주면 사이에 분사된 압축공기가 외부로 빠져나가면서 다시 수축되어 상기 맨드릴(110)에 고정될 수 있다.
상기와 같은 전주금형 조립 방법은 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 절단없이 용이하게 조립시킬 수 있다.
본 발명의 전주금형 조립 장치(200)는, 미세패턴을 가지는 평판상 렌즈나 광학시트를 제작할 시 사용되는 미세패턴 롤(100)을 형성하기 위해 맨드릴(110)에 미세패턴이 형성된 전주금형(120)을 조립시키는 전주금형 조립 장치(200)에 관한 것이다.
도1 및 도2를 참조하면, 미세패턴 롤(100)을 형성하기 위해 상기 맨드릴(110)에 조립되는 상기 전주금형(120)은, 상기 맨드릴(110)과 동일한 크기와 형태로 제작된 가공용 맨드릴(10)에 1차 도금을 하는 공정과, 1차 도금된 가공층(20)에 미세패턴을 가공하는 공정과, 상기 가공층(20) 위에 다시 2차 도금을 하는 공정과, 2차 도금된 전주마스터(30)를 상기 가공용 맨드릴(10)과 1차 도금된 가공층(20)으로부터 분리하는 공정 및 상기 전주 마스터(30)에 전기도금을 이용해서 상기 전주금형(120)을 형성하는 공정을 포함한다.
상기와 같은 공정을 거쳐 제작된 전주금형(120)을 상기 전주 마스터(30)에서 박리시킨 후 상기 맨드릴(110)에 조립하여 상기 미세패턴 롤(100)을 형성한다.
도3 및 도4를 참조하면, 본 발명의 전주금형 조립 장치(200)를 사용하여 상기 맨드릴(110)의 외주면과 상기 전주금형(120)의 내주면 사이에 압축공기를 분사하며 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 조립시킨다.
도3을 참조하면, 상기 전주금형 조립장치(200)는, 상기 맨드릴(110)의 일단에 설치되어 상기 맨드릴(110)의 외주면과 상기 전주금형(120)의 내주면 사이에 압축공기를 분사시킨다.
도3 및 도4를 참조하면, 상기 전주금형 조립 장치는, 공기압축펌프로부터 압축공기가 유입되는 유입구(210)가 형성되고, 상기 유입구(210)와 연통되어 압축공기가 분사되는 분사구(220)가 형성된다. 상기 유입구(210)는 일측면에 적어도 하나 이상 형성되며, 상기 분사구(220)는 타측면 둘레를 따라 다수 형성된다.
도5를 참조하면, 상기와 같이 적어도 하나 이상의 유입구(210)로부터 유입된 압축공기가 다수의 분사구(220)로 나누어 분사될 수 있도록 다수의 상기 분사구(220)는 서로 연통되어야 한다.
이때, 상기 유입구(210)는 상기 공기압축펌프와 연결이 용이하도록 어댑터(211)가 설치될 수 있다.
상기 맨드릴(110)의 외주면과 상기 전주금형(120)의 내주면의 크기가 동일한 크기로 형성되기 때문에 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 조립시키기가 용이하지 못하며, 상기 전주금형(120)을 절단하여 상기 맨드릴(110)의 외주면에 조립한 후 상기 전주금형(120)의 절단면을 접합시켜 상기 미세패턴롤(100)을 형성하면, 상기 전주금형(120)의 절단면을 접합시킨 접합부위의 흔적이 상기 미세패턴롤(100)에 의해 제작되는 평판상 렌즈나 광학시트에 남게 된다.
따라서 상기와 같은 전주금형 조립 장치(200)를 사용하여, 공기압으로 상기 전주금형(120)이 팽창되도록 상기 맨드릴(110)의 외주면과 상기 전주금형(120)의 내주면 사이에 압축공기를 분사하며 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 조립시키는 것이 바람직하다.
이때, 상기 전주금형 조립 장치(200)의 작동에 의해 상기 맨드릴(110)에 팽창된 상태로 조립된 상기 전주금형(120)은 상기 맨드릴(110)의 외주면과 상기 전주금형(120)의 내주면 사이에 분사된 압축공기가 외부로 빠져나가면서 다시 수축되어 상기 맨드릴(110)에 고정될 수 있다.
상기와 같은 전주금형 조립 장치(200)를 사용하여 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 절단없이 용이하게 조립시킬 수 있다.
도3 및 도6을 참조하면, 상기 전주금형 조립 장치(200)는, 외주면을 따라 오링 삽입홈(230)이 형성되고, 상기 오링 삽입홈(230)에 삽입되는 오링(231)을 포함할 수 있다. 상기와 같은 구조는 상기 분사구(220)에서 분사된 압축공기가 상기 맨드릴(110)의 외주면과 상기 전주금형(120)의 내주면 사이에 유입되지 않고 상기 전주금형(120)의 내주면과 상기 전주금형 조립장치(200)의 외주면 사이로 빠져나가는 것을 방지하기 위한 구조이다.
도6을 참조하면, 상기와 같은 전주금형 조립장치(200)는, 상기 유입구(210) 및 분사구(220)와 상기 오링 삽입홈(230)이 연통될 수 있다. 상기와 같은 구조는 상기 유입구(210)를 통해 유입되는 압축공기가 상기 분사구(220)로 분사되는 동시에 압축공기의 일부가 상기 오링 삽입홈(230)에 삽입된 오링(231)을 외측방향으로 밀어주어 상기 전주금형(120)의 내주면과 상기 전주금형 조립장치(200)의 외주면 사이로 압축공기가 빠져나가는 것을 방지하는 효율을 높일 수 있다.
도4 및 도6을 참조하면, 상기 전주금형 조립 장치(200)는, 내측면에 결합돌기(241)가 형성되는 지그(240)를 포함할 수 있으며, 상기 결합돌기(241)가 상기 전주금형(120)의 외측 둘레면에 형성되는 결합홈(121)에 결합되어 상기 지그(240)가 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 끌어 당겨 조립시킬 수 있다. 상기와 같은 구조의 지그(240)는 상기 전주금형(120)이 압축공기에 의해 팽창되었을 때 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 용이하게 끌어 당겨 조립시킬 수 있다.
이때, 상기 지그(240)가 상기 전주금형(120)을 끌어당기는 힘이 한쪽 방향으로 치우치지 않고 상기 전주금형(120)의 외주면을 따라 골고루 분산되어야 한다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기와 같은 지그(240)는, 상기 전주금형(120)의 외주면에 대응되는 원통형으로 형성되거나, 바(bar) 형상으로 형성되어 상기 전주금형의 외주면을 따라 일정간격 이격되며 다수 설치될 수도 있다.
상기와 같은 전주금형 조립 방법 및 장치는, 상기 맨드릴(110)의 외주면과 미세패턴이 형성된 상기 전주금형(120)의 내주면 사이에 압축공기를 분사하여 상기 전주금형(120)을 팽창시킴으로써, 상기 전주금형(120)의 절단없이 맨드릴에 전주금형을 용이하게 조립할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10 : 가공용 맨드릴
20 : 가공층
30 : 전주 마스터
100 : 미세패턴롤
110 : 맨드릴
120 : 전주금형 121 : 결합홈
200 : 전주금형 조립장치
210 : 유입구 211 : 어댑터
220 : 분사구
230 : 오링 삽입홈 231 : 오링
240 : 지그 241 : 결합돌기

Claims (4)

  1. 미세패턴롤(100)을 제작하기 위해 맨드릴(110)에 미세패턴이 형성된 전주금형(120)을 조립하는 전주금형 조립 장치(200)를 이용한 전주금형 조립 방법에 있어서,
    공기압에 의해 상기 전주금형(120)이 팽창되도록 상기 맨드릴(110)의 외주면과 상기 전주금형(120)의 내주면 사이에 압축공기를 분사하면서 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 조립시키되,
    상기 전주금형 조립 장치(200)가 내측면에 결합돌기(241)가 형성되는 지그(240)를 포함하며, 상기 결합돌기(241)가 상기 전주금형(120)의 외측 둘레면에 형성되는 결합홈(121)에 결합되어 상기 지그(240)가 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 끌어 당겨 조립시키는 것을 특징으로 하는 전주금형 조립 방법.
  2. 미세패턴롤(100)을 제작하기 위해 맨드릴(110)에 미세패턴이 형성된 전주금형(120)을 조립시키는 전주금형 조립 장치에 있어서,
    공기압축펌프로부터 압축공기가 유입되는 유입구(210)가 일측면에 적어도 하나 이상 형성되고, 상기 유입구(210)와 연통되어 압축공기가 분사되는 분사구(220)가 타측면의 둘레를 따라 다수 형성되며, 상기 맨드릴(110)의 일단에 설치되어 상기 맨드릴(110)의 외주면과 상기 전주금형(120)의 내주면 사이에 압축공기를 분사시키는 것을 특징으로 하며,
    내측면에 결합돌기(241)가 형성되는 지그(240)를 포함하며, 상기 결합돌기(241)가 상기 전주금형(120)의 외측 둘레면에 형성되는 결합홈(121)에 결합되어 상기 지그(240)가 상기 맨드릴(110)에 상기 전주금형(120)을 끌어 당겨 조립시키는 것을 특징으로 하는 전주금형 조립 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전주금형 조립 장치(200)는,
    외주면을 따라 오링 삽입홈(230)이 형성되고, 상기 오링 삽입홈(230)에 삽입되는 오링(231)을 포함하며, 상기 유입구(210) 및 분사구(220)와 상기 오링 삽입홈(230)이 연통되는 것을 특징으로 하는 전주금형 조립 장치.
  4. 삭제
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KR20200109426A (ko) 2019-03-12 2020-09-23 부산대학교 산학협력단 패턴 성형 롤의 이음매 없는 슬리브 체결 장치 및 방법

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