KR101472042B1 - 도광판의 사출 성형을 위한 금형 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 도광판의 사출 성형을 위한 금형 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 서로 다른 패턴을 갖는 스탬프 코어를 상부금형에 착탈 가능하게 장착한 후 사출하는 것이 가능하기 때문에, 금형 전체의 교체 없이도 저렴한 가격으로 다양한 패턴을 갖는 도광판을 제작할 수 있다.

Description

도광판의 사출 성형을 위한 금형 장치{Mold for light guide plate injection-molding}
본 발명은 도광판의 사출 성형을 위한 금형 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 스탬퍼를 이용하여 도광판 표면에 특정 패턴을 형성시킬 수 있는 기술에 관한 것이다.
도광판(Light Guide Plate)은 일반적으로 투명한 패널로 구성되는데, 광원에서 발산된 빛을 패널 표면에 형성된 일정 패턴을 이용하여 패널 전 영역에 걸쳐 균일하게 분포시키는 역할을 수행한다. 이러한 도광판은 LCD(Liquid Crystal Display)나 표시판(Display Panel)에 필수적으로 사용된다.
이러한 도광판을 제조하는 방식으로는 미리 제작된 도광판 원판에 확산 패턴부를 인쇄하여 접착시키는 스크린 인쇄법과, 도광판 표면에 패턴을 직접 가공하는 직접 표면 성형법과, 도광판의 원재료 용액을 금형에 주입하여 고상화시키는 사출 성형법 등이 있다.
도1은 사출 성형으로 도광판을 제조하기 위한 종래의 금형 장치를 설명하기 위한 개념도이다. 즉 도1에 도시된 종래의 금형 장치는 주조공간을 갖는 하부금형(10)과, 저면에 소정의 확산 패턴(21)이 형성되어 있는 상부금형(20)으로 구성된다. 따라서 상부금형(20)과 하부금형(10)을 밀착시킨 상태에서 아크릴계 플라스틱 용액을 하부금형(10)의 주조공간에 주입한 후 고상화 시키면 확산 패턴이 형성된 도광판이 생산될 수 있다.
그러나 종래의 금형 장치에서는 상부금형(20)에 패턴이 직접 형성된 것이기 때문에, 다른 패턴을 갖는 도광판을 제조하기 위해서는 고가의 금형 장치 전체를 교체해야만 하는 문제점이 있다.
한편 사출 방식의 도광판 제조와 관련된 종래기술로는 대한민국등록특허 제10-0630875호(2006.09.26 '도광판용 스탬프금형의 제조방법, 도광판용 스탬프금형, 도광판 그리고 도광판용 스탬프금형소재의 주형') 등이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 서로 다른 패턴이 형성된 스탬프 코어를 상부금형에 장착 또는 해제할 수 있도록 함으로써, 서로 다른 패턴이 형성된 도광판을 제작할 시 금형 전체를 교체해야만 하는 불편함을 해결하도록 하는 도광판의 상출 성형을 위한 금형 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 얇은 두께의 스탬프 코어를 진공을 이용하여 상부금형에 밀착되도록 함으로써, 도광판의 중심부가 함몰되는 문제점을 해결할 수 있도록 하는 도광판의 사출 성형을 위한 금형 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도광판의 사출 성형을 위한 금형 장치는, 도광판이 주조되는 주조공간을 갖는 하부금형; 스탬프지지부를 갖는 상부금형; 및 하부에 패턴에 형성되어 있으며 상기 상부금형의 스탬프지지부에 장착 또는 해제되는 스탬프 코어;를 포함한다.
여기서, 상기 상부금형의 스탬프지지부는 상기 스탬프 코어의 둘레를 받칠 수 있도록 상기 상부금형 하부에서 돌출되어 내측으로 꺾어진 형상이며, 상기 하부금형의 주조공간 둘레에는 상기 상부금형의 스탬프지지부가 안착되는 진입홈이 마련되어 있다.
또한, 상기 상부금형에는 상기 상부금형의 하부와 외부에 마련된 진공장치를 연결하는 흡입공이 형성되어 있으며, 상기 진공장치의 작동에 의해 상기 상부금형의 스탬프지지부에 장착된 스탬프 코어가 상기 상부금형의 저면에 밀착될 수 있다.
또, 상기 하부금형 및 상부금형에는 상기 주조공간에서 주조되는 도광판의 온도를 낮추는 냉각채널이 마련될 수 있다.
본 발명에 따른 금형 장치에 의하면, 상부금형 저면에 스탬프 코어가 장착 또는 해제 가능하기 때문에, 하나의 금형 장치를 통해 서로 다른 패턴을 갖는 도광판을 제작할 수가 있다. 따라서 금형 전체를 교체해야만 하는 시간 및 비용적인 문제를 해결할 수가 있다.
더불어 얇은 두께의 스탬프 코어의 둘레만 잡아준 상태에서는 스탬프 코어 중심부가 아래쪽으로 휘어질 수 있으며 이 때문에 제작된 도광판의 중심이 함몰될 가능성이 있는데, 본 발명에서는 진공을 이용하여 스탬프 코어 중심이 상부금형에 완전히 밀착되도록 하기 때문에 도광판의 함몰 가능성이 없다.
즉 스탬프지지부 없이 진공 방식으로만 스탬프 코어를 잡아준다면 스탬프 코어의 정위치를 잡아주는 작업이 어려우며, 설사 정위치를 잡아준다 하더라도 강한 압력으로 수지가 유입될 시 스탬프 코어가 밀려날 가능성이 있다. 반면 진공 흡입 없이 스탬프지지부만 있을 때에는 중심부가 아래쪽으로 휘어질 수 있다. 이를 위해 본 발명에서는 스탬프지지부로 스탬프 코어의 정위치를 잡아 준 후, 진공 방식으로 함몰을 방지하는 두가지 방식을 모두 이용하기 때문에, 스탬프 코어의 교체 작업이 수월하고 위치 고정의 확실성을 보장 받을 수 있으며, 중심부의 함몰 우려 없이 생산되는 도광판의 품질을 향상시킬 수 있다.
도1은 종래의 금형 장치를 설명하기 위한 개념도.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 사출 성형을 위한 금형 장치를 설명하기 위한 사시도.
도3은 도2에 도시된 금형 장치의 구조를 설명하기 위한 개략적인 측단면도.
도4는 서로 다른 패턴이 형성된 스탬프 코어의 예시를 설명하기 위한 도면.
도5는 진공 방식을 사용하지 않을 시 스탬프 코어의 중심이 휘어진 상태를 설명하기 위한 도면.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.
도2는 본 발명의 실시예에 따른 도광판의 사출 성형을 위한 금형 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도3은 도2에 도시된 금형 장치의 구조를 설명하기 위한 개략적인 측단면도이다. 도2 및 도3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 금형 장치는 하부금형(30), 상부금형(40) 및 스탬프 코어(50)를 포함한다.
하부금형(30)에는 생산될 도광판의 형태에 대응하는 주조공간(32)이 마련되어 있으며, 주조공간(32)은 수지주입구(31)와 연결된다. 또한 주조공간(32) 둘레에는 상부금형(40)의 스탬프지지부(42)가 안착되는 진입홈(33)이 형성되어 있다.
상부금형(40)은 하부금형(30)의 상부에서 승강 가능한 구조이며, 승강수단(미도시)이 상부금형(40)을 파지할 수 있도록 상부금형(40) 둘레에는 승강수단걸림부(41)가 마련되어 있다. 또한 상부금형(40)의 하부에는 스탬프지지부(42)가 마련되어 있다. 스탬프지지부(42)는 상부금형(40)이 하부금형(30)에 밀착되었을 시 주조공간(32) 둘레의 진입홈(33)과 대응하는 위치에 하방으로 돌출 형성되어 있으며, 스탬프지지부(42)는 안쪽으로 꺾어진 형태로 제작되어서 스탬프 코어(50)의 둘레를 받치는 형태로 지지할 수 있다. 또한 상부금형(40)에는 하부로부터 외부까지 연결되도록 흡입공(44)이 형성되어 있으며, 흡입공(44)은 상부금형(40)에서 스탬프 코어(50)의 중심부에 대응되는 위치에 형성된다. 흡입공(44)은 진공장치(60)와 연결되어 있다. 이에 대한 설명은 이후 다시 하도록 한다.
스탬프 코어(50)는 도광판의 표면에 특정 패턴(51)을 형성시키기 위해 마련된다. 이러한 스탬프 코어(50)의 저면에는 도광판에 전사시킬 특정 패턴(51)이 형성되어 있으며, 통상 장방형으로 제작되어 상부금형(40) 하부의 스탬프지지부(42)에 착탈식으로 결합된다. 예컨대 스탬프 코어(50)의 4개 둘레면 중 3개의 둘레면을 지지할 수 있도록 스탬프지지부(42)가 마련되어 있고, 이때 스탬프 코어(50)는 스탬프지지부(42)의 개방된 나머지 1개면 측으로 삽입됨으로써 스탬프 코어(50) 둘레의 3개면이 받쳐진 형태로 지지될 수 있다.
물론 제작 예정인 도광판의 형태에 따라 스탬프 코어(50)의 형태도 변경될 수 있으며, 이에 대응하여 스탬프지지부(42)의 형태 역시 변경될 수 있다.
여기서 스탬프 코어(50)는 상부금형(40)의 하부에 장착 또는 해제 가능한 구조이기 때문에 도3의 (a)에서와 같이 하나의 상부금형(40)에 제1패턴(51)이 형성된 제1스탬프 코어(50)가 장착되거나, 필요시 제2패턴(51')이 형성된 제2스탬프 코어(50')가 장착될 수도 있다. 서로 다른 패턴(51,51')이 형성된 스탬프 코어(50,50')의 예시가 도4에 도시되어 있다.
한편 상부금형(40) 및 하부금형(30)의 내측에는 주조공간(32)에 주입된 수지의 온도를 낮추어 신속하게 고형화 시킬 수 있도록 냉각채널(43)이 마련되어 있다.
이상에서 설명한 금형 장치를 이용하여 도광판을 사출 성형하는 과정을 설명하면 아래와 같다.
먼저 승강수단(미도시)을 이용하여 상부금형(40)을 상승시킨 후 상부금형(40) 하부의 스탬프지지부(42)에 스탬프 코어(50)를 장착시킨다. 이때 스탬프 코어(50)에서 패턴(51)이 형성된 면이 아래쪽을 향하도록 장착시킨다. 상부금형(40)의 하부에 마련된 스탬프지지부(42)에 스탬프 코어(50)를 밀어 넣기만 하면 되기 때문에 별도의 정렬 작업이 없더라도 스탬프 코어(50)의 정위치를 잡아줄 수 있다.
이후 진공장치(60)를 작동시켜 공기를 흡입하면, 스탬프 코어(50)가 상부금형(40)의 저면에 밀착된 상태를 유지하게 된다.
이후 상부금형(40)을 하강시켜 하부금형(30)에 밀착시킨다. 이 상태에서는 스탬프 코어(50) 하부에서 돌출된 스탬프지지부(42)가 하부금형(30) 상부에 형성된 진입홈(33)에 안착된다. 따라서 스탬프 코어(50)의 저면은 스탬프지지부(42)에 방해받지 않고 주조공간(32)의 개방된 상부 전체를 덮을 수 있다.
이후 도광판의 원재료가 될 용융된 상태의 아크릴계 플라스틱 수지를 수지주입구(31)를 통해 주입시키면, 주조공간(32) 전체와 스탬프 코어(50)의 저면에까지 수지가 가득 채워진다. 이후 냉각채널(43)을 통해 주조공간(32)에 채워진 수지의 온도를 낮춰주면 신속한 고형화가 이루어지고, 고형화가 완료되면 상부금형(40)을 다시 상승시키고 주조공간(32)에 완성된 도광판을 인출한다. 이때 도광판에는 스탬프 코어(50) 저면에 형성된 패턴(51)에 대응하는 확산패턴(51)이 전사되어 있다.
만약 새로운 형태의 패턴(51')을 갖는 도광판을 제작하고자 한다면, 상승된 상태의 상부금형(40)에서 스탬프 코어(50)를 제거한 후 새로운 스탬프 코어(50')를 장착한 후 상술한 바와 같은 과정을 다시 진행하면 된다.
본 발명의 실시예에서 사용되는 스탬프 코어(50)는 밀리미터 내지 마이크로미터 단위의 매우 얇은 형태로 제작될 수 있다. 따라서 도5에서와 같이 스탬프지지부(42')가 스탬프 코어(50)의 둘레만 지지한 상태라면 스탬프 코어(50)의 중심부가 아래쪽으로 휘어질 가능성이 있으며, 이에 따라 완성된 도광판에 일부 함몰이 일어날 가능성도 있다.
반면 스탬프지지부(42) 없이 진공 방식으로만 스탬프 코어(50)를 잡아준다면 스탬프 코어(50)의 정위치를 잡아주는 작업이 어려우며, 설사 정위치를 잡아준다 하더라도 강한 압력으로 수지가 유입될 시 스탬프 코어(50)가 밀려날 가능성이 있다.
즉, 본 발명에서는 스탬프지지부(42)로 스탬프 코어(50)의 정위치를 잡아 준 후, 진공 방식으로 함몰을 방지하는 두가지 방식을 모두 이용하기 때문에, 스탬프 코어(50,50')의 교체 작업이 수월한 것은 물론 위치를 확실하게 고정시킬 수 있으며, 중심부의 함몰 우려 없이 생산되는 도광판의 품질을 향상시킬 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
30 : 하부금형
31 : 수지주입구
32 : 주조공간
33 : 진입홈
40,40' : 상부금형
41 : 승강수단걸림부
42,42' : 스탬프지지부
43 : 냉각채널
44 : 흡입공
50,50' : 스탬프 코어
51,51' : 패턴
60 : 진공장치

Claims (4)

  1. 도광판이 주조되는 주조공간을 갖는 하부금형;
    스탬프지지부를 갖는 상부금형; 및
    하부에 패턴에 형성되어 있으며 상기 상부금형의 스탬프지지부에 장착 또는 해제되는 사각의 스탬프 코어를 포함하며,
    상기 상부금형의 스탬프지지부는 상기 스탬프 코어의 둘레를 받칠 수 있도록 상기 상부금형 하부에서 돌출되어 내측으로 꺾어진 형상이며, 이와 동시에 상기 스탬프지지부는 상기 스탬프 코어의 4개 둘레면 중의 3개 둘레면을 지지하고 나머지 1개 둘레면의 방향은 개방되어 있으며,
    상기 하부금형의 주조공간 둘레에는 상기 상부금형의 스탬프지지부가 안착되는 진입홈이 마련되고,
    상기 상부금형에는 상기 상부금형의 하부와 외부에 마련된 진공장치를 연결하는 흡입공이 형성되어 있으며, 상기 흡입공은 상기 상부금형에 장착되는 상기 스탬프 코어의 중심부에 대응되는 위치에 형성되어 있고, 상기 진공장치의 작동에 의해 상기 상부금형의 스탬프지지부에 장착된 상기 스탬프 코어가 상기 상부금형의 저면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 도광판의 사출 성형을 위한 금형 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하부금형 및 상부금형에는 상기 주조공간에서 주조되는 도광판의 온도를 낮추는 냉각채널이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 도광판의 사출 성형을 위한 금형 장치.
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