KR101342441B1

KR101342441B1 - 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형 및 이 금형의 제조 방법

Info

Publication number: KR101342441B1
Application number: KR1020120008839A
Authority: KR
Inventors: 김학권; 김민기; 박순; 윤병휘; 김종선
Original assignee: 재영솔루텍 주식회사
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-12-17
Also published as: KR20130087743A

Abstract

사출물의 성형 후 저굴절 박막층 적층 및 고광택 박막층 적층과 같은 고비용의 추가 과정 없이도 선명한 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형과, 이 금형의 제조 방법을 제공한다. 개시된 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형은, 투명한 용융 수지가 주입 가능한 캐비티(cavity)가 형성되고, 그 상측면에 다수의 오목한 미세 도트(micro dot)로 이루어진 도트 패턴(dot pattern)이 형성된 하부 코어(lower core), 및 상기 하부 코어에 밀착된 때 상기 캐비티를 한정하고, 그 하측면에 상기 하부 코어의 도트 패턴에 대응되는, 다수의 오목한 미세 도트로 이루어진 도트 패턴이 형성된 상부 코어를 구비한다. 상기 상부 코어의 도트 패턴과 하부 코어의 도트 패턴 사이의 간격은 1.0 내지 2.5 mm 이고, 상기 미세 도트의 가장 깊은 지점의 경사각은 90 내지 120 이며, 상기 미세 도트의 깊이는 15.0 내지 40.0 ㎛ 이다.

Description

입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형 및 이 금형의 제조 방법{Mold for injection-molding product which displays 3-dimensional picture and method for manufacturing this mold}

본 발명은 표면에 시각적으로 볼 수 있는 입체 영상(3-dimensional picture)이 표현되는 사출물 성형용 금형과, 이 금형을 제조하는 방법에 관한 것이다.

사람의 왼쪽 눈과 오른쪽 눈이 이격되어 있으므로 왼쪽 눈을 통해 보이는 영상과 오른쪽 눈을 통해 보이는 영상이 미세하게 차이가 나는 현상을 양안 시차라 한다. 이 양안 시차를 뇌가 적절히 해석하여 입체 형상을 인지하게 된다. 근래에 수요가 증대되고 있는 3D TV는 복잡한 영상 신호 처리 방식과 특수 안경을 필요로 한다. 한편, 입체적인 느낌은 상기한 3D TV에 비해 미흡하나 비교적 저비용으로 용이하게 입체 영상을 표현할 수 있는 방법이 존재한다.

예컨대, 상측면 및 하측면에 다수의 렌즈가 규칙적으로 배열된 투명한 패널을 평면(2-dimension) 영상 전방에 배치하여 입체 영상을 표현할 수 있다. 이 방식은 광고 매체 또는 제품의 표면 상에 정지된 영상이나 로고(logo) 등을 입체적으로 표현하는데 주로 이용된다. 상기 입체 영상 표현이 가능한 투명 패널은 통상적으로 사출 성형에 의해 형성된다.

그런데 종래에는, 상기 상측면 렌즈층과 하측면 렌즈층을 가진 투명 패널만으로는 입체감을 느낄 수 있는 가시 거리 및 가시 각도가 제한적이고 입체 영상의 선명도도 미흡하여, 상기 상측면 렌즈층 상에 저굴절 박막층을 적층하고 상기 하측면 렌즈층 아래에 고광택 박막층을 적층하는 과정이 추가되었다. 이로 인해 생산성이 저하되고, 제조 비용이 증대되는 문제점이 있다.

본 발명은 사출물의 성형 후 저굴절 박막층 적층 및 고광택 박막층 적층과 같은 고비용의 추가 과정을 필요로 하지 않는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형과, 이 금형의 제조 방법을 제공한다.

본 발명은, 투명한 용융 수지가 주입 가능한 캐비티(cavity)가 형성되고, 그 상측면에 다수의 오목한 미세 도트(micro dot)로 이루어진 도트 패턴(dot pattern)이 형성된 하부 코어(lower core), 및 상기 하부 코어에 밀착된 때 상기 캐비티를 한정하고, 그 하측면에 상기 하부 코어의 도트 패턴에 대응되는, 다수의 오목한 미세 도트로 이루어진 도트 패턴이 형성된 상부 코어를 구비하고, 상기 상부 코어의 도트 패턴과 하부 코어의 도트 패턴 사이의 간격은 1.0 내지 2.5 mm 이고, 상기 미세 도트의 가장 깊은 지점의 경사각은 90 내지 120 이며, 상기 미세 도트의 깊이는 15.0 내지 40.0 ㎛ 인, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형을 제공한다.

상기 상부 코어의 미세 도트 및 하부 코어의 미세 도트 중 적어도 하나는 원형의 도트 입구를 가지며, 상기 도트 입구의 직경은 110.0 내지 150.0 ㎛ 일 수 있다.

상기 상부 코어의 미세 도트 및 하부 코어의 미세 도트 중 적어도 하나는 정사각형의 도트 입구를 가지며, 상기 도트 입구의 한 변의 길이는 40.0 내지 90.0 ㎛ 일 수 있다.

상기 상부 코어의 도트 패턴의 바깥 경계는 상기 하부 코어의 도트 패턴의 바깥 경계보다 0.1 내지 1.0 mm 더 클 수 있다.

상기 상부 코어의 도트 패턴과 하부 코어의 도트 패턴 사이의 간격은 주변의 캐비티의 높이와 다를 수 있다.

상기 상부 코어의 도트 패턴에 대해 상기 하부 코어의 도트 패턴이 2 내지 30 도각도로 기울어질 수 있다.

상기 상부 코어의 도트 패턴과 하부 코어의 도트 패턴이 정렬되어 겹쳐지지않도록, 상기 상부 코어의 도트 패턴 및 하부 코어의 도트 패턴 중 적어도 하나는 인접하는 도트 사이의 간격이 동일하지 않을 수 있다.

상기 하부 코어는 하부 베이스 코어와, 상기 하부 베이스 코어에 고정되고 상기 하부 코어의 도트 패턴이 형성된 하부 도트 패턴 코어를 구비하고, 상기 상부 코어는 상부 베이스 코어와, 상기 상부 베이스 코어에 고정되고 상기 상부 코어의 도트 패턴이 형성된 상부 도트 패턴 코어를 구비할 수 있다.

상기 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형은, 상기 하부 베이스 코어의 일 측으로 열교환 유체가 유입되고 이 열교환 유체가 상기 하부 도트 패턴 코어를 통해 상기 하부 베이스 코어의 타 측으로 유출되도록 형성된 하부 코어 열교환 유로와, 상기 상부 베이스 코어의 일 측으로 열교환 유체가 유입되고 이 열교환 유체가 상기 상부 도트 패턴 코어를 통해 상기 상부 베이스 코어의 타 측으로 유출되도록 형성된 상부 코어 열교환 유로를 더 구비할 수 있다.

상기 하부 코어는, 상기 하부 코어의 도트 패턴이 형성된 중심 코어부와, 상기 하부 코어의 도트 패턴이 상기 상부 코어의 도트 패턴에 대해 기울어지도록 상기 중심 코어부의 외측면을 접촉 지지하는 경사면을 구비한 적어도 하나의 주변 코어부를 구비할 수 있다.

또한 본 발명은, 투명한 용융 수지가 주입 가능한 캐비티가 형성된 하부 코어와, 상기 하부 코어에 밀착되면 상기 캐비티를 한정할 수 있는 상부 코어를 준비하는 코어 준비 단계, 및 상기 하부 코어의 상측면과 상기 상부 코어의 하측면에 프레스 가공으로 다수의 오목한 미세 도트로 이루어진 도트 패턴을 형성하는 프레스 가공 단계를 구비하되, 상기 상부 코어와 하부 코어가 밀착되면 상기 상부 코어의 하측면과 하부 코어의 상측면 사이의 간격이 1.0 내지 2.5 mm 인 위치에 상기 상부 코어의 도트 패턴과 상기 하부 코어의 도트 패턴을 형성하며, 상기 프레스 가공에 사용되는 공구의 끝점의 경사각은 90 내지 120 도이고, 상기 공구의 가공 깊이는 15.0 내지 40.0 ㎛ 인, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 제조 방법을 제공한다.

상기 프레스 가공에 사용되는 공구의 단부는 원뿔형(cone shape)이고, 상기 공구의 가공 깊이는 16.5 내지 28.5 ㎛ 일 수 있다.

상기 프레스 가공에 사용되는 공구의 단부는 사각뿔형(pyramid shape)이고, 상기 공구의 가공 깊이는 15.0 내지 40.0 ㎛ 일 수 있다.

상기 프레스 가공 단계에서 상기 공구의 길이를 따라 연장된 직선과, 상기 하부 코어의 상측면 또는 상기 상부 코어의 하측면의 법선(normal line) 사이의 경사각은, 0 내지 20 일 수 있다.

상기 프레스 가공 단계에서 상기 하부 코어의 상측면 또는 상기 상부 코어의 하측면의 곡률 반경은 600 mm 보다 클 수 있다.

본 발명의 금형을 통해 사출 성형된 입체 영상이 표현되는 사출물은 상측면 렌즈층 및 하측면 렌즈층의 렌즈 두께가 종래의 사출물에 비해 크다. 따라서, 상측면 렌즈층 상에 저굴절 박막층을 적층하거나 하측면 렌즈층 아래에 고광택 박막층을 적층하는 추가 과정을 수행하지 않아도 입체 영상을 선명하게 표현할 수 있으며, 이에 따라 생산성 및 제조 비용을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형을 도시한 단면도이다.
도 2a 및 2b는 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어 또는 하부 코어의 표면에 미세 도트(micro dot)를 형성하기 위한 공구의 일 예를 도시한 정면도 및 사시도이다.
도 3a 및 3b는 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어 또는 하부 코어에 미세 도트(micro dot)를 형성하기 위한 공구의 다른 일 예를 도시한 정면도 및 사시도이다.
도 4는 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어 또는 하부 코어의 표면 기울기와 공구의 관계를 도시한 단면도이다.
도 5는 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어 또는 하부 코어의 곡률 반경과 공구의 관계를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어, 하부 코어, 및 이 코어들 사이에서 성형되는 사출물을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어, 하부 코어, 및 이 코어들 사이에서 성형되는 사출물을 도시한 단면도이다.
도 8 내지 도 11은 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어 또는 하부 코어의 표면에 형성된 도트 패턴의 변형예들을 도시한 평면도들이다.
도 12는 도 1의 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 하부 코어의 변형예를 도시한 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형, 및 이 금형의 제조 방법을 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형을 도시한 단면도이고, 도 2a 및 2b는 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어 또는 하부 코어의 표면에 미세 도트(micro dot)를 형성하기 위한 공구의 일 예를 도시한 정면도 및 사시도이며, 도 3a 및 3b는 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어 또는 하부 코어의 표면에 미세 도트(micro dot)를 형성하기 위한 공구의 다른 일 예를 도시한 정면도 및 사시도이다. 도 1을 참조하면, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형(50)은 아래 위에서 서로 마주보는 하부 원판(51) 및 상부 원판(71)과, 상기 하부 원판(51)에 고정되는 하부 코어(60)와, 상기 상부 원판(71)에 고정되는 상부 코어(80)를 구비한다.

하부 코어(60)는 제1 볼트(85)에 의해 하부 원판(51)에 고정 결합되는 하부 베이스 코어(61)와, 제3 볼트(87)에 의해 상기 하부 베이스 코어(61)에 고정 결합되는 하부 도트 패턴 코어(63)를 구비한다. 상부 코어(80)는 제2 볼트(86)에 의해 상부 원판(71)에 고정 결합되는 상부 베이스 코어(81)와, 제4 볼트(88)에 의해 상기 상부 베이스 코어(81)에 고정 결합되는 상부 도트 패턴 코어(83)를 구비한다. 하부 도트 패턴 코어(63)와 상부 도트 패턴 코어(83)는 서로 마주보고 있다.

한편, 하부 도트 패턴 코어(63)와 하부 베이스 코어(61)는 일체로 형성될 수도 있다. 또한, 상부 도트 패턴 코어(83)와 상부 베이스 코어(81)가 일체형이 될 수도 있다.

하부 도트 패턴 코어(63)의 상측면에는 투명 또는 반투명한 용융 수지(미도시)가 주입될 수 있는 캐비티(cavity)(65)가 형성되어 있다. 상기 상부 도트 패턴 코어(83)가 하부 도트 패턴 코어(63)에 밀착된 때 캐비티(65)가 한정되고, 이 캐비티(65)에 투명 또는 반투명한 용융 수지가 주입되어 경화되면 사출물이 형성된다.

상기 금형(50)은 캐비티(65)에 주입된 용융 수지가 경화되도록 냉각하는 냉각 수단을 구비한다. 상기 냉각 수단은 하부 원판(51)의 일 측과 하부 베이스 코어(61)의 일 측을 차례로 통과하여 열교환 유체(미도시)가 유입되고 이 열교환 유체가 하부 도트 패턴 코어(63), 하부 베이스 코어(61)의 타 측, 및 하부 원판(51)의 타 측을 차례로 통과하여 유출되도록 형성된 하부 코어 열교환 유로(54)를 구비한다. 또한, 상기 냉각 수단은 상부 원판(71)의 일 측과 상부 베이스 코어(81)의 일 측을 차례로 통과하여 열교환 유체(미도시)가 유입되고 이 열교환 유체가 상부 도트 패턴 코어(83), 상부 베이스 코어(81)의 타 측, 및 상부 원판(71)의 타 측을 차례로 통과하여 유출되도록 형성된 상부 코어 열교환 유로(74)를 구비한다.

하부 도트 패턴 코어(63)의 상측면에는 다수의 오목한 미세 도트(90L)로 이루어진, 하부 코어(60)의 도트 패턴(dot pattern)(91L)이 형성된다. 또한, 상기 하부 코어(60)의 도트 패턴(91L)에 대응되게, 상부 도트 패턴 코어(83)의 하측면에는 다수의 오목한 미세 도트(90U)로 이루어진, 상부 코어(80)의 도트 패턴(91U)이 형성된다.

상부 코어(80)의 도트 패턴(91U)과 하부 코어(60)의 도트 패턴(91L) 사이의 간격(t1)은 1.0 내지 2.5 mm 이다. 도 1의 금형(50)에서는 캐비티(65)의 높이(h1)는 일정하다. 따라서, t1은 h1과 같다. 한편, 상기 미세 도트(90U, 90L)의 가장 깊은 지점의 경사각(AN1, AN2)은 90 내지 120도 이고, 미세 도트(90U, 90L)의 깊이(d1, d2)는 15.0 내지 40.0 ㎛ 이다. 또한, 상부 코어(80)의 미세 도트(90U)는 원형의 도트 입구를 가지며, 그 도트 입구의 직경(w1)은 110.0 내지 150.0 ㎛ 이다. 원형의 도트 입구를 갖는 미세 도트(90U)의 내주면은 원뿔(cone) 형태이다. 그리고, 하부 코어(60)의 미세 도트(90L)는 정사각형의 도트 입구를 가지며, 그 도트 입구의 한 변의 길이(w2)는 40.0 내지 90.0 ㎛ 이다.

정사각형의 도트 입구를 갖는 미세 도트(90L)의 내주면은 사각뿔, 즉 피라미드(pyramid) 형태이다. 다만, 본 발명은 상부 코어 미세 도트(90U)가 원뿔 형태이고 하부 코어 미세 도트(90L)가 사각뿔 형태인 금형에 한정되는 것은 아니며, 이와 반대로 상부 코어 미세 도트(90U)가 사각뿔 형태이고 하부 코어 미세 도트(90L)가 원뿔 형태일 수도 있고, 상부 코어 미세 도트(90U) 및 하부 코어 미세 도트(90L)가 모두 원뿔 형태이거나, 모두 사각뿔 형태일 수도 있다.

발명자가 본 발명의 출원에 앞서 입체 영상이 표현되는 금형으로 제작 시험한 금형 스펙(specification)의 조합은 아래의 표와 같다.

도트 경사각	도트 형태	상부 및 하부 도트 패턴 사이 간격 (mm)	도트 깊이 (㎛)	도트 입구 (㎛)
90°	원뿔	1.0~1.5	16.5	110.0 (직경)
		1.6~2.0	21.9	125.0 (직경)
		2.1~2.5	28.5	140.0 (직경)
	사각뿔	1.0~1.5	20.0	40.0 (변의 길이)
		1.6~2.0	25.0	50.0 (변의 길이)
		2.1~2.5	40.0	60.0 (변의 길이)
120°	원뿔	1.0~1.5	19.2	120.0 (직경)
		1.6~2.0	23.5	135.0 (직경)
		2.1~2.5	28.5	150.0 (직경)
	사각뿔	1.0~1.5	15.0	52.0 (변의 길이)
		1.6~2.0	20.0	69.2 (변의 길이)
		2.1~2.5	25.0	86.6 (변의 길이)

한편, 상부 코어 도트 패턴(91U)의 바깥 경계는 하부 코어 도트 패턴(91L)의 바깥 경계보다 0.1 내지 1.0 mm 더 크다. 이에 따라 상기 상부 코어 도트 패턴(91U)의 바깥 경계와 하부 코어 도트 패턴(91L)의 바깥 경계 사이의 간격(b)이 0.1 내지 1.0 mm 이 된다.

상술한 금형(50)의 캐비티(65)에 용융 수지를 주입하고 이를 경화하여 얻어지는 사출물(미도시)은, 상부 코어 도트 패턴(91U)이 전사(傳寫)된 형태의 상측면 렌즈층과, 하부 코어 도트 패턴(91L)이 전사된 형태의 하측면 렌즈층을 구비한다. 상기 상측면 렌즈층 및 하측면 렌즈층의 각 렌즈 끝점의 경사각은 상기 AN1 및 AN2에 대응되고, 각 렌즈의 높이는 d1 및 d2에 대응되며, 상측면 렌즈층과 하측면 렌즈층 사이의 간격은 t1에 대응된다. 또한, 상측면 렌즈층의 각 렌즈의 바닥 직경은 w1에 대응되고, 하측면 렌즈층의 각 렌즈 바닥의 한 변의 길이는 w2에 대응되며, 상측면 렌즈층의 바깥 경계와 하측면 렌즈층의 바깥 경계 사이의 간격은 b에 대응된다.

금형(50)을 이용한 사출 성형에 의해 얻어진 사출물(미도시)의 하측면 렌즈층의 아래에 평면 영상 또는 문양을 적층하고 상측면 렌즈층의 외부에서 이 영상 또는 문양을 보면, 평면 영상 또는 문양을 입체 영상 또는 문양을 느낄 수 있다. 상측면 렌즈층 및 하측면 렌즈층 사이의 두께가 1.0 내지 2.5 mm 로 최적화되어 있고, 상기 렌즈층을 이루는 렌즈의 경사각이 커서 저굴절 박막층 및 고광택 박막층을 부가하지 않아도 선명한 입체 영상 또는 입체 문양을 실감할 수 있다.

입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형(50)의 제조 방법은 코어 준비 단계와 프레스 가공 단계를 구비한다. 코어 준비 단계는 캐비티(65)가 형성된 하부 코어(60)와, 하부 코어(60)에 밀착되면 캐비티(65)를 한정할 수 있는 상부 코어(80)를 준비하는 단계이다. 프레스 가공 단계는 하부 코어(60)의 상측면과 상부 코어(80)의 하측면에 프레스 가공으로 다수의 오목한 미세 도트(90L, 90U)로 이루어진 도트 패턴(91L, 91U)을 형성하는 단계이다. 상부 코어(80)의 도트 패턴(91U)과 하부 코어(60)의 도트 패턴(91L)은 상부 코어(80)와 하부 코어(60)가 밀착될 때 상부 코어(80)의 하측면과 하부 코어(60)의 상측면 사이의 간격(t1)이 1.0 내지 2.5 mm 인 위치에 형성된다. 프레스 가공 단계 이후에 상기 하부 코어(60)는 하부 원판(51)에 고정 결합되고, 상기 상부 코어(80)는 상부 원판(71)에 고정 결합된다.

도 2a 및 2b는 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어 또는 하부 코어의 표면에 미세 도트(micro dot)를 형성하기 위한 공구의 일 예를 도시한 정면도 및 사시도이고, 도 3a 및 3b는 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어 또는 하부 코어에 미세 도트(micro dot)를 형성하기 위한 공구의 다른 일 예를 도시한 정면도 및 사시도이다. 도 2a 및 2b와 도 3a 및 3b를 참조하면, 상기 프레스 가공 단계에서 사용되는 공구(3, 6)는 원뿔형(cone shape)의 단부(4) 또는 사각뿔형(pyramid shape)의 단부(7)를 구비한다. 공구(3, 6)의 끝점(5, 8)의 경사각(AN3, AN4)은 90 내지 120도이고, 공구(3, 6)의 가공 깊이(d3, d4)는 15.0 내지 40.0 ㎛ 이다.

상부 코어(80)의 하측면과 하부 코어(60)의 상측면에 모두 원뿔형 단부(4)를 갖는 공구(3)를 이용하여 프레스 가공을 할 수도 있고, 반대로 상부 코어(80)의 하측면과 하부 코어(60)의 상측면에 모두 사각뿔형 단부(7)를 갖는 공구(6)를 이용하여 프레스 가공을 할 수도 있다. 또한, 상부 코어(80)의 하측면과 하부 코어(60)의 상측면 중 하나에는 원뿔형 단부(4)를 갖는 공구(3)로, 다른 하나에는 사각뿔형 단부(7)를 갖는 공구(6)로 프레스 가공을 할 수도 있다.

구체적으로, 원뿔형 단부(4)를 갖는 공구(3)로 상부 코어(80)의 상측면을 가공하면 그 단부(4)가 상부 코어(80) 표면으로부터 침투하는 가공 깊이(d3)는 16.5 내지 28.5 ㎛ 이고, 그 가공 깊이(d3)에서 단부(4)의 직경(w3)은 110.0 내지 150.0 ㎛ 이다. 한편, 사각뿔형 단부(7)를 갖는 공구(6)로 하부 코어(60)를 가공하면 그 단부(7)가 하부 코어(60)의 표면으로부터 침투하는 가공 깊이(d4)는 15.0 내지 40.0 ㎛ 이고, 그 가공 깊이(d4)에서 단부(7)의 한 변의 길이(w4)은 40.0 내지 90.0 ㎛ 이다. 이처럼, 공구(3, 6)를 이용한 프레스 가공으로 미세 도트(90U, 90L)를 형성하므로, AN1, AN2, d1, d2, w1, w2(도 1 참조)는 AN3, AN4, d3, d4, w3, w4와 각각 일치하게 된다.

도 4는 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어 또는 하부 코어의 표면 기울기와 공구의 관계를 도시한 단면도이고, 도 5는 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어 또는 하부 코어의 곡률 반경과 공구의 관계를 도시한 단면도이다. 도 4를 참조하면, 공구(3)를 이용하여 프레스 가공할 때 상부(또는 하부) 코어(103)는 공구(3)의 진입 방향에 대해 어느 정도 기울어질 수 있다. 구체적으로 다시 말하면, 공구(3)의 길이를 따라 연장된 직선(L1)과, 코어(103)의 표면의 법선(normal line)(L2) 사이의 경사각(AN5)은 0 내지 20도이다.

도 5를 참조하면, 공구(3)를 이용하여 프레스 가공할 때 상부(또는 하부) 코어(105)의 표면은 평면이 아닐 수 있다. 구체적으로 다시 말하면, 코어(105) 표면의 곡률 반경은 600 mm 보다 크다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어, 하부 코어, 및 이 코어들 사이에서 성형되는 사출물을 도시한 단면도이다고, 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어, 하부 코어, 및 이 코어들 사이에서 성형되는 사출물을 도시한 단면도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 금형(110)도 도 1의 금형(50)과 마찬가지로, 미세 도트(90U)로 이루어진 도트 패턴(91U)이 형성된 상부 코어(115)와, 미세 도트(90L)로 이루어진 도트 패턴(91L)이 형성된 하부 코어(111)를 구비한다. 다만, 상부 코어(115)는 아래로 돌출된 돌출부(117)를 구비하고, 상기 상부 코어 도트 패턴(91U)은 이 돌출부(117)의 하측면에 형성된다. 이에 따라, 상부 코어 도트 패턴(91U)과 하부 코어 도트 패턴(91L) 사이의 간격은 주변의 캐비티의 높이보다 작다. 상기 금형(110)으로부터 사출 성형된 사출물(20)에서, 상측면 렌즈층(21)과 하측면 렌즈층(25) 사이의 두께(t2)는 상기 상부 코어 도트 패턴(91U)과 하부 코어 도트 패턴(91L) 사이의 간격과 같고, 사출물(20)의 두께(h2)는 상기 주변 캐비티의 높이와 같다. 도 6의 실시예는 사출물(20)의 두께(h2)가 두꺼우나 상측면 렌즈층(21)과 하측면 렌즈층(25) 사이의 간격(t2)은 1.0 내지 2.5 mm 의 최적화된 두께로 설계하고자 할 때 적용될 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 금형(120)도 도 1의 금형(50)과 마찬가지로, 미세 도트(90U)로 이루어진 도트 패턴(91U)이 형성된 상부 코어(125)와, 미세 도트(90L)로 이루어진 도트 패턴(91L)이 형성된 하부 코어(121)를 구비한다. 다만, 상부 코어(115)의 하측면에는 오목한 홈부(127)가 형성되고, 상기 상부 코어 도트 패턴(91U)은 이 홈부(127)에 형성된다. 이에 따라, 상부 코어 도트 패턴(91U)과 하부 코어 도트 패턴(91L) 사이의 간격은 주변의 캐비티의 높이보다 크다. 상기 금형(120)으로부터 사출 성형된 사출물(30)에서, 상측면 렌즈층(31)과 하측면 렌즈층(35) 사이의 두께(t3)는 상기 상부 코어 도트 패턴(91U)과 하부 코어 도트 패턴(91L) 사이의 간격과 같고, 사출물(30)의 두께(h3)는 상기 주변 캐비티의 높이와 같다. 도 7의 실시예는 사출물(30)의 두께(h3)가 얇으나 상측면 렌즈층(31)과 하측면 렌즈층(35) 사이의 간격(t3)은 1.0 내지 2.5 mm 의 최적화된 두께로 설계하고자 할 때 적용될 수 있다.

본 발명 금형(50)(도 1 참조)의 상부 코어 도트 패턴(91U)과 하부 코어 도트 패턴(91L)은 서로 정렬되어 겹쳐져서는 안된다. 다시 말해, 상부 코어 미세 도트(90U)와 하부 코어 미세 도트(90L)가 위아래로 정렬되어서는 안되고 서로 어긋나게 배열되어야 한다. 도 8 내지 도 11은 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 상부 코어 또는 하부 코어의 표면에 형성된 도트 패턴의 변형예들을 도시한 평면도들로서, 이를 참조하여 상부 코어 미세 도트(90U)와 하부 코어 미세 도트(90L)가 위아래로 정렬되어서는 안되고 서로 어긋나게 배열됨을 설명할 수 있다. 도 8 내지 도 11의 도트 패턴들은 엔지니어링 업계에서 사용되는 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 설계될 수 있다.

도 8의 도트 패턴(91A)은 미세 도트(90)가 종횡으로 배열되어 있고, 인접한 미세 도트(90) 사이의 간격(G1)이 일정하다. 도 9의 도트 패턴(91B)은 도 8의 도트 패턴(91A)과 마찬가지로 미세 도트(90)가 종횡으로 배열되어 있고 인접한 미세 도트(90) 사이의 간격(G1)도 일정하나, 도 8의 도트 패턴(91A)에 비해 2 내지 30도 각도(AN6)로 기울어져 있다.

도 10의 도트 패턴(91C)은 미세 도트(90)가 종횡으로 배열되어 있고 기울어져 있지도 않으나, 도트 패턴(91C)의 중심에서 외곽으로 갈수록 인접한 미세 도트(90) 사이의 간격(G2)이 좁아진다. 도 11의 도트 패턴(91D)은 도 10의 도트 패턴(91C)과 마찬가지로 미세 도트(90)가 종횡으로 배열되어 있고 기울어져 있지도 않으나, 도트 패턴(91C)의 중심에서 외곽으로 갈수록 인접한 미세 도트(90) 사이의 간격(G2)이 좁아지나, 도 10의 도트 패턴(91C)에 비해 2 내지 30도 각도(AN7)로 기울어져 있다. 예컨대, 도 8 내지 도 11의 도트 패턴들(91A, 91B, 91C, 91D) 중에서 하나가 상부 코어 도트 패턴(91U)(도 1 참조)으로 선택되고, 선택되지 않은 나머지 도트 패턴들 중에서 하나가 하부 코어 도트 패턴(91L)(도1 참조)으로 선택되면, 사출물에 입체 형상이 표현되는 상측면 렌즈층과 하측면 렌즈층이 형성될 수 있다.

도 12는 도 1의 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형(50)의 하부 코어(60)의 변형예를 도시한 평면도이다. 도 12에 도시된 하부 코어(130)는 도 1의 하부 코어(60)를 대체할 수 있다. 도 12를 참조하면, 하부 코어(130)는 다수의 미세 도트(90L)로 이루어진 하부 코어 도트 패턴(91L)이 형성된 중심 코어부(131)를 구비한다. 또한, 중심 코어부(131) 주변에 제1 내지 제4 주변 코어부(133, 135, 137, 139)를 구비한다. 제1 내지 제4 주변 코어부(133, 135, 137, 139)는 하부 코어 도트 패턴(91L)이 상부 코어 도트 패턴(91U)(도 1 참조)에 대해 2 내지 30도 각도로 기울어지도록 중심 코어부(131)의 외측면을 접촉 지지하는 경사면(134, 136, 138, 140)을 구비한다. 상기 경사면(134, 136, 138, 140)은 상기 하부 코어 도트 패턴(91L)이 기울어진 각도에 대응되게 2 내지 30도 각도로 기울어져 있다. 중심 코어부(131)는 변경하지 않고 주변 코어부(133, 135, 137, 139)만을 변경하여 상부 코어 도트 패턴과 하부 코어 도트 패턴 사이의 기울어진 각도 차이를 변경할 수 있으므로, 적은 비용으로 입체 영상 효과를 변경할 수 있고 입체 영상 효과가 커지는 조합을 적은 비용으로 손쉽게 찾을 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

3, 6: 프레스 공구 20, 30: 사출물
21, 31: 상측면 렌즈층 25, 35: 하측면 렌즈층
50: 금형 51: 하부 원판
54, 74: 열교환 유로 60: 하부 코어
65: 캐비티 71: 상부 원판
80: 상부 코어 90, 90L, 90U: 미세 도트

Claims

투명 또는 반투명한 용융 수지가 주입 가능한 캐비티(cavity)가 형성되고, 그 상측면에 다수의 오목한 미세 도트(micro dot)로 이루어진 도트 패턴(dot pattern)이 형성된 하부 코어(lower core); 및,
상기 하부 코어에 밀착된 때 상기 캐비티를 한정하고, 그 하측면에 상기 하부 코어의 도트 패턴에 대응되는, 다수의 오목한 미세 도트로 이루어진 도트 패턴이 형성된 상부 코어;를 구비하고,
상기 상부 코어의 도트 패턴과 하부 코어의 도트 패턴 사이의 간격은 1.0 내지 2.5 mm 이고, 상기 미세 도트의 가장 깊은 지점의 경사각은 90 내지 120도이며, 상기 미세 도트의 깊이는 15.0 내지 40.0 ㎛ 인 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형.
제1 항에 있어서,
상기 상부 코어의 미세 도트 및 하부 코어의 미세 도트 중 적어도 하나는 원형의 도트 입구를 가지며,
상기 도트 입구의 직경은 110.0 내지 150.0 ㎛ 인 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형.
제1 항에 있어서,
상기 상부 코어의 미세 도트 및 하부 코어의 미세 도트 중 적어도 하나는 정사각형의 도트 입구를 가지며, 상기 도트 입구의 한 변의 길이는 40.0 내지 90.0 ㎛ 인 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형.
제1 항에 있어서,
상기 상부 코어의 도트 패턴의 바깥 경계는 상기 하부 코어의 도트 패턴의 바깥 경계보다 0.1 내지 1.0 mm 더 큰 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형.
제1 항에 있어서,
상기 상부 코어의 도트 패턴과 하부 코어의 도트 패턴 사이의 간격은 주변의 캐비티의 높이와 다른 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형.
제1 항에 있어서,
상기 상부 코어의 도트 패턴에 대해 상기 하부 코어의 도트 패턴이 2 내지 30도 각도로 기울어진 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형.
제1 항에 있어서,
상기 상부 코어의 도트 패턴과 하부 코어의 도트 패턴이 정렬되어 겹쳐지지않도록, 상기 상부 코어의 도트 패턴 및 하부 코어의 도트 패턴 중 적어도 하나는 인접하는 도트 사이의 간격이 동일하지 않은 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형.
제1 항에 있어서,
상기 하부 코어는 하부 베이스 코어와, 상기 하부 베이스 코어에 고정되고 상기 하부 코어의 도트 패턴이 형성된 하부 도트 패턴 코어를 구비하고,
상기 상부 코어는 상부 베이스 코어와, 상기 상부 베이스 코어에 고정되고 상기 상부 코어의 도트 패턴이 형성된 상부 도트 패턴 코어를 구비하는 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형.
제8 항에 있어서,
상기 하부 베이스 코어의 일 측으로 열교환 유체가 유입되고 이 열교환 유체가 상기 하부 도트 패턴 코어를 통해 상기 하부 베이스 코어의 타 측으로 유출되도록 형성된 하부 코어 열교환 유로와,
상기 상부 베이스 코어의 일 측으로 열교환 유체가 유입되고 이 열교환 유체가 상기 상부 도트 패턴 코어를 통해 상기 상부 베이스 코어의 타 측으로 유출되도록 형성된 상부 코어 열교환 유로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형.
제1 항에 있어서,
상기 하부 코어는, 상기 하부 코어의 도트 패턴이 형성된 중심 코어부와,
상기 하부 코어의 도트 패턴이 상기 상부 코어의 도트 패턴에 대해 기울어지도록 상기 중심 코어부의 외측면을 접촉 지지하는 경사면을 구비한 적어도 하나의 주변 코어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형.
투명 또는 반투명의 용융 수지가 주입 가능한 캐비티가 형성된 하부 코어와, 상기 하부 코어에 밀착되면 상기 캐비티를 한정할 수 있는 상부 코어를 준비하는 코어 준비 단계; 및,
상기 하부 코어의 상측면과 상기 상부 코어의 하측면에 프레스 가공으로 다수의 오목한 미세 도트로 이루어진 도트 패턴을 형성하는 프레스 가공 단계;를 구비하되,
상기 상부 코어와 하부 코어가 밀착되면 상기 상부 코어의 하측면과 하부 코어의 상측면 사이의 간격이 1.0 내지 2.5 mm 인 위치에 상기 상부 코어의 도트 패턴과 상기 하부 코어의 도트 패턴을 형성하며,
상기 프레스 가공에 사용되는 공구의 끝점의 경사각은 90 내지 120 이고, 상기 공구의 가공 깊이는 15.0 내지 40.0 ㎛ 인 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 제조 방법.
제11 항에 있어서,
상기 프레스 가공에 사용되는 공구의 단부는 원뿔형(cone shape)이고,
상기 공구의 가공 깊이는 16.5 내지 28.5 ㎛ 인 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 제조 방법.
제11 항에 있어서,
상기 프레스 가공에 사용되는 공구의 단부는 사각뿔형(pyramid shape)이고,
상기 공구의 가공 깊이는 15.0 내지 40.0 ㎛ 인 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 제조 방법.
제11 항에 있어서,
상기 프레스 가공 단계에서 상기 공구의 길이를 따라 연장된 직선과, 상기 하부 코어의 상측면 또는 상기 상부 코어의 하측면의 법선(normal line) 사이의 경사각은, 0 내지 20도인 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 제조 방법.
제11 항에 있어서,
상기 프레스 가공 단계에서 상기 하부 코어의 상측면 또는 상기 상부 코어의 하측면의 곡률 반경은 600 mm 보다 큰 것을 특징으로 하는, 입체 영상이 표현되는 사출물 성형용 금형의 제조 방법.