KR101966151B1 - 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법 - Google Patents

리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리얼우드 적층체가 구비된 IMD 필름을 이용하여 사출 성형품의 표면에 리얼우드층을 형성할 수 있는 리얼우드를 포함하는 성혐품 제조방법에 관한 것으로, 이형 필름에 리얼우드 적층체가 구비된 IMD 필름을 준비하는 IMD 필름 준비단계와, 상기 리얼우드 적층체가 사출 지점에 위치하도록 IMD 필름을 공급하는 IMD 필름 공급단계와, 진공흡착을 통하여 하부금형의 캐비티에 IMD 필름을 밀착시키는 IMD 필름 고정단계와, 상부금형과 상기 하부금형이 형합되고 상기 상부금형을 통하여 상기 캐비티에 용융된 사출 재료를 주입한 후 경화하여 사출층을 형성하는 사출층 형성단계, 그리고 상기 하부금형과 상기 상부금형을 분리하여 리얼우드 적층체에서 이형 필름이 분리된 성형품을 취출하는 성형품 취출단계를 포함한다. 이러한 방법으로, 이형 필름에 리얼우드 적층체가 구비된 IMD 필름을 제조하고, 이를 이용하여 사출 성형품의 표면에 리얼우드층을 파손없이 형성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING MOLDED PRODUCT INCLUDING REAL WOOD}
본 발명은 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리얼우드 적층체가 구비된 IMD 필름(In Mold Decoration Film)을 이용하여 사출 성형품의 표면에 리얼우드층을 형성할 수 있는 리얼우드를 포함하는 성혐품 제조방법에 관한 것이다.
종래의 자동차 내외장재의 표면처리 방법으로는 페인트 도장, 금속도금, 수압전사, 필름 인서트 성형, 천연 리얼우드를 이용한 프레스 성형 등이 있다.
이러한 표면 처리방법 중 페인트 도장이나 금속도금, 수압전사 등은 제작 공정에서 환경오염을 유발하고, 완제품 상태에서도 사용소재와 공법의 영향으로 유기화합물이 지속적으로 발생함으로써, 최근 시행 중인 환경규제에 따라 그 입지가 좁아 지고 있는 추세이다.
한편, 심미감 및 고급감을 부여할 수 있는 고가의 리얼우드 성형제품의 제조방법에 대하여 한국공개특허 제10-2016-0030614호(이하 '특허문헌 1'이라 지칭)에 개시되어 있다.
특허문헌 1에 개시되어 있는 리얼우드 성형제품의 제조방법은, 리얼우드 베니어를 준비하는 소재준비단계, 리얼우드를 프레스 하여 성형품의 모양으로 성형하는 프레스 단계, 성형품의 모양으로 이루어진 리얼우드의 하면에 사출하여 기재층을 형성하는 후방사출단계, 후방사출된 리얼우드의 상면에 컬러를 정하고 입히는 컬러링 단계, 컬러링된 리얼우드 표면을 코팅하여 표면층을 형성하는 코팅단계, 코팅된 리얼우드의 단부를 원하는 모양으로 절단하는 밀링단계, 밀링된 리얼우드 제품의 표면층을 연마하는 연마단계로 이루어진다.
상기 특허문헌 1에 개시되어 있는 제조방법은 공정이 매우 복잡하고 불량율이 높으며, 기타 다른 표면처리 방법에 비하여 매우 고가로서 일부 고급 차량에만 적용되고 있는 실정이었다.
이러한 이유로 한국공개특허 제10-2015-0089237호(이하 '특허문헌 2'라고 지칭)에 개시되어 있는 바와 같이, 리얼필름의 구조층을 줄이는 방법과 비교적 간단한 공정과 제조원가가 낮은 인서트 성형 공법 등에 사용할 수 있는 필름으로 제작하려는 노력이 지속적으로 이루어져 왔으나 천연소재인 리얼우드의 고유특성인 낮은 인장강도와 굴곡강도 등으로 인해 성형이 잘되지 않고, 고질적인 부서짐이 발생하여 사용이 어려웠다.
특히, 상기 특허문헌 2에 개시되어 있는 인서트 성형 공법으로 제작시 리얼우드 필름을 예열한 후 프리포밍하여 형상을 잡아주는 우드프레스 단계에서 리얼우드 필름에 직접적인 힘이 가해지게 되고, 이때 굴곡 변형되는 리얼우드 필름의 에지부에 응력이 집중되어 이를 버티지 못하고 부서짐과 깨짐 등의 현상이 지속적으로 발생하여 표면품질이 크게 저하되는 문제가 발생한다. 이러한 문제로 인하여 제품으로서의 양산적용이 어려운 실정이다.
한국공개특허 제10-2016-0030614호(2016.03.21) 한국공개특허 제10-2015-0089237호(2015.08.05)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 이형 필름에 리얼우드 적층체가 구비된 IMD 필름을 제조하고, 이를 이용하여 사출 성형품의 표면에 리얼우드층의 파손없이 이를 형성할 수 있는 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법은, 이형 필름에 리얼우드 적층체가 구비된 IMD 필름을 준비하는 IMD 필름 준비단계; 상기 리얼우드 적층체가 사출 지점에 위치하도록 IMD 필름을 공급하는 IMD 필름 공급단계; 진공흡착을 통하여 하부금형의 캐비티에 IMD 필름을 밀착시켜 리얼우드 적층체가 상기 캐비티의 형상에 대응하여 변형 밀착되는 IMD 필름 고정단계; 상부금형과 상기 하부금형이 형합되고, 상기 상부금형을 통하여 상기 캐비티에 용융된 사출 재료를 주입한 후 경화하여 사출층을 형성하는 사출층 형성단계; 및 상기 하부금형과 상기 상부금형을 분리하여 리얼우드 적층체에서 이형 필름이 분리된 성형품을 취출하는 성형품 취출단계;를 포함한다.
상기 IMD 필름 준비단계는, 천연목재를 절단하여 소정의 두께를 갖는 박막 형태의 리얼우드층을 형성하는 리얼우드층 형성단계; 상기 리얼우드층의 하면에 섬유층을 부착하는 섬유층 형성단계; 상기 리얼우드층의 변색을 방지하도록 상기 리얼우드층에 상기 섬유층이 적층된 리얼우드 적층체를 전처리하는 전처리 단계; 및 전처리된 복수의 리얼우드 적층체를 이형 필름에 일정 간격 이격되게 부착하되 상기 리얼우드층을 상기 이형 필름에 부착하여 IMD 필름을 제조하는 IMD 필름 제조단계;를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 리얼우드층 형성단계는, 상기 리얼우드층을 두께가 0.1mm 이상 1.0mm 이하인 박막으로 절단하여 제조할 수 있다.
그리고, 상기 섬유층 형성단계는, 상기 리얼우드층에 상기 섬유층을 접착제로 부착하거나, 열압착으로 부착할 수도 있다.
또한, 상기 전처리 단계는, 상기 리얼우드 적층체를 탈색제를 이용하여 탈색하는 탈색 단계; 탈색이 완료된 상기 리얼우드 적층체를 세척하는 세척 단계; 및 세척된 상기 리얼우드 적층체를 건조하는 건조 단계;를 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 탈색 단계는, 과산화수소 희석액 또는 암모니아가 첨가된 과산화수소 희석액으로 마련되는 탈색제를 이용하여 탈색할 수도 있다.
그리고, 상기 과산화수소 희석액은, 순수한 물과 과산화수소를 8:2 내지 5:5 중량%로 혼합하여 마련될 수 있다.
또한, 상기 암모니아가 첨가된 과산화수소 희석액은, 순수한 물과 과산화수소를 8:2 내지 5:5 중량%로 혼합하여 마련된 과산화수소 희석액에, 암모니아를 과산화수소 중량의 5 내지 20%로 혼합하여 마련될 수도 있다.
상기 이형 필름은, PET, PE, PP, CPP 필름 중 어느 하나로 마련되며, 두께는 0.1mm 이상 1.0mm 이하로 마련되는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
이러한, 상기 IMD 필름 제조단계는, 상기 하부금형에 상기 리얼우드 적층체를 연속적으로 공급할 수 있도록 상기 IMD 필름을 롤 형태로 제조할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 의한 성형품 제조방법은 상기 리얼우드층을 보호하기 위하여 상기 리얼우드층을 커버하는 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계;를 더 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 코팅층 형성단계는, 상기 전처리 단계 이후에 필름 형태의 수지를 상기 리얼우드층에 부착하여 코팅층을 형성하거나, 액체 상태의 수지를 상기 리얼우드층에 도포하여 코팅층을 형성할 수 있다.
또는, 상기 코팅층 형성단계는, 상기 성형품 취출단계 이후에 상기 성형품을 금형 내부에 배치한 후 상기 리얼우드층에 인서트 사출 성형으로 코팅층을 형성하거나, 액체 상태의 수지를 상기 성형품의 리얼우드층에 도포하여 코팅층을 형성할 수도 있다.
상기 IMD 필름 고정단계는, 상기 하부금형에서 상기 캐비티의 외측에 구비된 밀착부가 동작하여 상기 하부금형의 상측에 배치된 IMD 필름의 이형 필름 부분을 상기 하부금형의 상측면에 밀착시키는 IMD 필름 위치 고정단계; 및 상기 하부금형에 형성된 흡입홀을 통하여 진공배기를 수행하여 IMD 필름에서 상기 리얼우드 적층체가 구비된 부분을 상기 캐비티의 내측면에 밀착 시키는 진공흡착 단계;를 포함할 수도 있다.
그리고, 상기 성형품 취출단계는, 상기 리얼우드 적층체와 상기 이형 필름 간의 접착력보다 상기 상부금형과 상기 사출층 간의 접착력이 더 강하여, 상기 하부금형에서 상기 상부금형 분리시 상기 리얼우드 적층체에서 상기 이형 필름은 분리되고, 상기 상부금형에 부착되어 함께 이동한 성형품을 이탈시킨 후 취출할 수 있다.
본 발명에 의한 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법에 따르면, 이형 필름에 리얼우드 적층체가 구비된 IMD 필름을 제조하고, 이를 이용하여 사출 성형품의 표면에 리얼우드층을 파손없이 형성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 이형 필름에 일정 간격 이격되게 리얼우드 적층체를 복수로 부착한 IMD 필름을 롤 형태로 마련하여 하부금형에 리얼우드 적층체를 연속적으로 공급할 수 있어 성형품을 연속적으로 생산할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도,
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법에서 IMD 필름 준비단계를 개략적으로 나타낸 순서도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법에서 IMD 필름 준비단계의 전처리 단계를 개략적으로 나타낸 순서도,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법에서 IMD 필름 준비단계를 통하여 제조된 리얼우드 적층체를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법을 통하여 제조된 성형품을 개략적으로 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법에 사용되는 성형장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법에 사용되는 성형장치를 통하여 성형품이 제조되는 순서를 나타낸 도면이다.
본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이고, 도 2는 상기 성형품 제조방법에서 IMD 필름 준비단계를 개략적으로 나타낸 순서도이며, 도 3은 상기 IMD 필름 준비단계에서 전처리 단계를 개략적으로 나타낸 순서도이다.
그리고, 도 4는 상기 IMD 필름 준비단계를 통하여 제조된 리얼우드 적층체를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 상기 성형품 제조방법을 통하여 제조된 성형품을 개략적으로 나타낸 도면이다.
나아가, 도 6은 상기 성형품 제조방법에 사용되는 성형장치를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 7은 상기 성형장치를 통하여 성형품이 제조되는 순서를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 리얼우드를 포함하는 성형품 제조방법은 이형 필름(20)에 리얼우드 적층체(10)가 구비된 IMD 필름(30)을 준비하는 IMD 필름 준비단계(S100)와, 상기 리얼우드 적층체(10)가 사출 지점에 위치하도록 IMD 필름(30)을 공급하는 IMD 필름 공급단계(S200)와, 진공흡착을 통하여 하부금형(210)의 캐비티(211)에 IMD 필름(30)을 밀착시켜 리얼우드 적층체(10)가 상기 캐비티(211)의 형상에 대응하여 변형 밀착되는 IMD 필름 고정단계(S300), 상부금형(220)이 상기 하부금형(210)에 형합(S400)하고 상기 상부금형(220)을 통하여 상기 캐비티(211)에 용융된 사출 재료를 주입한 후 경화하여 사출층을 형성하는 사출층 형성단계(S500), 그리고 상기 하부금형(210)에서 상기 상부금형(220)을 분리하여 리얼우드 적층체(10)에서 이형 필름(20)이 분리된 성형품(40)을 취출하는 성형품 취출단계(S600)를 포함한다.
즉, 본 발명의 성형품 제조방법은 리얼우드 적층체(10)를 이형 필름(20)에 부착한 IMD 필름(30)을 제작하고, IMD 필름(30)을 금형에 배치한 후 사출하는 인 몰드(in-mold) 성형방법으로 성형품을 제조하여 리얼우드층(11)이 파손되는 것을 방지할 수 있다.
상기 IMD 필름 준비단계(S100)는, 도 2를 참조하면, 천연목재를 절단하여 소정의 두께를 갖는 박막 형태의 리얼우드층(11)을 형성하는 리얼우드층 형성단계(S110)와, 상기 리얼우드층(11)의 하면에 섬유층(13)을 부착하는 섬유층 형성단계(S120)와, 상기 리얼우드층(11)의 변색을 방지하도록 상기 리얼우드층(11)에 상기 섬유층(13)이 적층된 리얼우드 적층체(10)를 전처리하는 전처리 단계(S130), 그리고 전처리된 복수의 리얼우드 적층체(10)를 이형 필름(20)에 일정 간격 이격되게 부착하되 상기 리얼우드층(11)을 상기 이형 필름(20)에 부착하여 IMD 필름(30)을 제조하는 IMD 필름 제조단계(S140)를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 리얼우드층 형성단계(S110)는 상기 리얼우드층(11)을 두께가 0.1mm 이상 1.0mm 이하인 박막으로 절단하여 제조하는 것이 바람직하다. 이는 리얼우드층(11)의 두께가 0.1mm 미만인 경우에는 리얼우드층(11)의 물성이 크게 저하되어 이후 제조 단계를 거치기 위한 내마모성이 부족하게 되며, 1.0mm를 초과하는 경우에는 성형성이 저하되고 후술하는 전처리 단계(S130)에서 리얼우드층(11)으로의 탈색제 함침이 어려워져 탈색 효과가 저하되기 때문이다.
상기 섬유층 형성단계(S120)는 상기 리얼우드층(11)에 상기 섬유층(13)을 접착제로 부착하거나, 열압착으로 부착하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 상기 섬유층(13)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 접착층(12)을 매개로 상기 리얼우드층(11)에 접착된다. 이러한 상기 섬유층 형성단계(S120)는 상기 리얼우드층(11)의 강도를 보강하기 위한 일종의 보강층을 형성하는 단계이다.
우선, 상기 접착층(12)은 가격 대비 효율성 측면에서 TPU(Thermoplastic Poly Urethane) 필름을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니고, 핫멜트 필름이라 불리우는 PE(polyethylene), PP(polypropylene), TPU(thermoplastic poly urethane), EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer), PES(polyether sulfone), PA(polyacetal) 등의 범용 수지 필름을 사용할 수 있고, 상온에서도 접착력을 보이는 일반 접착 필름을 사용할 수도 있다. 또한, 강력한 열 안정성과 부착성이 필요한 경우에는 에폭시 수지, 멜라민 수지, 폴리우레탄 수지 등 열경화성 수지도 사용할 수 있음은 물론이다.
상기 접착층(12)의 두께는 추후 단계에서 리얼우드 적층체(10)의 성형성을 고려하여 0.1mm 이상 1.0mm 이하인 것이 바람직하다
그리고, 상기 섬유층(13)은 리얼우드층(11)에 일정한 강도를 부여하기 위한 것으로 그 재질 및 형상에 제한은 없으나, 바람직하게는 PET(polyethylene terephtalate), 나일론, 아크릴, 면, 또는 폴리우레탄 등의 섬유를 직포 또는 부직포의 형태로 구성하여 적용할 수 있다
직포 또는 부직포 형태로 구성된 상기 섬유층(13)은 상기 접착층(12)을 매개로 열압착 방식으로 리얼우드층(11)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 기 공지된 열압착 방식 중 하나인 롤 프레스 장치를 이용한 롤 프레스 공법으로 부착될 수 있다.
상기 섬유층(13)의 두께는 추후 단계에서 리얼우드 적층체(10)의 성형성을 고려하여 0.1mm 이상 1.0mm 이하인 것이 바람직하다.
상기 전처리 단계(S130)는 리얼우드층(11)의 변색 방지를 위해 상기 섬유층 형성단계(S120)에서 상기 리얼우드층(11)에 상기 섬유층(13)이 적층된 리얼우드 적층체(10)를 전처리하는 단계이다.
보다 구체적으로, 상기 전처리 단계(S130)는, 도 3을 참조하면, 리얼우드층(11)에 접착층(12)과 섬유층(13)이 적층된 리얼우드 적층체(10)를 탈색제를 이용하여 탈색하는 탈색 단계(S131)와, 탈색이 완료된 상기 리얼우드 적층체(10)를 세척하는 세척 단계(S132), 그리고 세척된 상기 리얼우드 적층체(10)를 건조하는 건조 단계(S133)를 포함한다.
상기 탈색 단계(S131)는 리얼우드 적층체를 탈색 용기에 넣고 탈색제를 부어준 후 교반시켜 수행될 수 있다.
여기서, 상기 탈색제는 리얼우드층을 의도하는 색상으로 탈색할 수 있는 것이라면 제한 없이 적용될 수 있으나, 생산성 및 제조 단가를 고려하여 과산화수소 희석액 또는 암모니아가 첨가된 과산화수소 희석액인 것이 바람직하다.
상기 탈색제로 과산화수소 희석액을 사용하는 경우, 상기 과산화수소 희석액은 순수한 물과 과산화수소를 8:2 내지 5:5 중량%로 혼합하여 마련되는 것이 바람직하다. 이는, 과산화수소가 20 중량% 미만으로 혼합되는 경우에는 의도하는 탈색 효과를 달성할 수 없고, 과산화수소가 50 중량% 초과하여 혼합되는 경우에는 과도한 탈색 및 리얼우드층의 손상을 유발할 수 있기 때문이다.
또는, 상기 탈색제로 암모니아가 첨가된 과산화수소 희석액을 사용하는 경우에는, 상기 암모니아가 첨가된 과산화수소 희석액은 순수한 물과 과산화수소를 8:2 내지 5:5 중량%로 혼합하여 마련된 과산화수소 희석액에 암모니아를 과산화수소 중량의 5 내지 20%로 혼합하여 마련될 수 있다.
이러한 상기 탈색 단계(S131)는 리얼우드층 만을 단독으로 탈색하는 기존의 공지된 방식과 달리 리얼우드 적층체를 탈색함으로써 리얼우드층의 부서짐 또는 주름 발생을 현저히 저감시킬 수 있다.
상기 세척 단계(S132)는 상기 탈색 단계(S131)를 거치면서 리얼우드 적층체에 함침된 탈색제를 제거하기 위한 과정으로, 일정한 용기에 담긴 순수한 물에 탈색제를 통해 탈색된 리얼우드 적층체를 소정 시간 동안 담그고 교반하는 과정을 1회 내지 5회 정도 수행하여 이루어질 수 있다.
이때, 추가적으로 탈색제를 중화시키기 위해서 상기 세척 단계(S132) 중 또는 세척 단계(S132) 진행 전에 탈색제를 중화시킬 수 있는 소정의 중화제가 리얼우드 적층체에 적용될 수도 있다.
상기 건조 단계(S133)는 세척된 리얼우드 적층체에 대해서 이후 단계를 진행할 수 있도록 리얼우드 적층체에 포함된 수분을 제거하는 과정이다.
이때, 건조 단계(S133)는 리얼우드 적층체의 손상을 방지하고 제조 시간 절감을 위해서, 건조 온도는 소정의 온도 범위, 바람직하게는 10℃ 이상 50℃ 이하로 제한될 수 있고, 건조 시간은 소정의 시간 범위, 바람직하게는 1 시간 이상 100 시간 이하로 제한될 수 있다.
건조 온도의 범위를 10℃ 이상 50℃ 이하로 한정하는 이유는, 건조 온도가 10℃ 미만이면 건조시간이 길어져 효율성이 떨어지고, 건조 온도가 50℃를 초과하면 리얼우드 적층체의 급격한 건조로 인해 표면에 주름이 생기는 등 표면 품질이 저하되는 현상이 발생할 수 있기 때문이다.
한편, 도면에 도시되어 있지는 않지만, 탈색된 리얼우드층을 의도한 색상으로 안료 및 염료를 이용하여 착색하는 과정이 추가적으로 수행될 수도 있다.
상기 IMD 필름 제조단계(S140)는 내광성 개선을 위해 상기 전처리 단계(S130)가 완료된 리얼우드 적층체(10)를 이후 인 몰드 공정에 적용하기 위하여 롤 형태로 마련된 이형 필름(20)에 일정 간격 이격되게 부착된다.
여기서, 상기 이형 필름(20)으로는 PET 필름을 사용하지는 것이 바람직 하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 이형 필름(20)으로 PE, PP, CPP(Casting polypropylene) TPU, EVA, PES, PA 등의 범용 수지 필름을 사용할 수 있다.
그리고, 상기 이형 필름(20)의 두께는 경제성과 추후 리얼우드 필름의 인몰드 금형 내에서의 성형성을 고려하여 0.1mm 이상 1.0mm 이하로 마련되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 이형 필름(20)은 상기 성형품 취출단계(S600)에서 상기 리얼우드층(11)과 분리 제거된다. 이때, 상기 리얼우드층(11)에서 쉽게 박리되도록 상기 이형 필름(20)에서 상기 리얼우드층(11)과 대면하는 일면에 이형제가 도포될 수도 있다. 여기서, 상기 이형제는 실리콘계 수지, 아크릴계 수지, 또는 플루오르계 수지 등이 사용될 수 있다.
상기한 IMD 필름 준비단계(S100)를 통하여 제조된 상기 IMD 필름(30)은 하부금형(210)에 상기 리얼우드 적층체(10)를 연속적으로 공급하여 성형품(40) 제조를 연속적으로 수행할 수 있도록 롤 형태로 마련되는 것이 바람직하다.
이렇게 제조된 IMD 필름(30)은 인 몰드 성형장치를 통하여 성형품을 제조하게 된다. 여기에 사용되는 인 몰드 성형장치는 도 6 및 도 7에 개략적으로 도시하였다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 인 몰드 성형장치는 베이스 프레임(100)과, 상기 베이스 프레임(100)의 상부에 배치되어 전후 방향으로 이동되게 마련되고 하부금형(210)이 체결되고 IMD 필름 공급롤러(310)와 IMD 필름 회수롤러(320)가 구비된 이동 프레임(110)과, 상기 베이스 프레임(100)의 상부에 고정 배치되고 상부금형(220)이 체결되는 고정 프레임(120)과, 상기 고정 프레임(120)에 구비되고 상기 하부금형(210)의 캐비티(211)에 상기 IMD 필름을 진공흡착하도록 진공을 발생시키는 진공펌프(230)와, 상기 고정 프레임(120)의 후단에 배치되고 상기 고정 프레임(120)을 관통하여 상기 상부금형(220)을 통해 상기 하부금형(210)의 캐비티(211)에 용융된 사출 재료를 주입하는 사출수단(400), 그리고 성형이 완료되어 성형품을 취출하는 취출부(500)를 포함한다.
상기 하부금형(210)의 상측면에는 밀착부(212)가 구비되어 상기 하부금형(210)의 상측에 배치된 IMD 필름(30)의 이형 필름(20) 부분을 상기 하부금형(210)의 상측면에 밀착시킨다.
그리고, 상기 하부금형(210)에는 캐비티(211)와 진공펌프(230) 간을 연결하는 복수의 흡입홀(213)이 형성되어 있어 상기 캐비티(211)의 공기를 흡입하여 상기 캐비티(211)에 상기 IMD 필름을 흡착할 수 있다. 즉, 상기 밀착부(212)가 상기 IMD 필름(30)에서 이형 필름(20) 부분을 상기 하부금형(210)의 상측면에 밀착시킨 후 상기 진공펌프(230)가 동작하면 상기 캐비티(211)와 상기 IMD 필름(30)이 형성하는 공간부의 공기를 흡입 배출하여 상기 IMD 필름(30)을 상기 캐비티(211)에 밀착시킬 수 있다.
상기 상부금형(220)은 상기 하부금형(210)과 형합된 후 상기 하부금형(210)에 캐비티(211)에 용융된 사출 재료를 주입할 수 있도록 상기 사출수단(400)이 삽입되게 삽입홀(221)이 관통 형성된다.
그리고, 상기 상부금형(220)에는 성형 공정이 완료된 후 상기 상부금형(220)에 부착된 성형품(40)을 이탈시키는 가압부(222)가 구비된다.
즉, 상기 리얼우드 적층체(10)와 상기 이형 필름(20) 간의 접착력보다 상기 상부금형(220)과 사출 소재가 경화되어 형성된 사출층(41) 간의 접착력이 더 강하여, 상기 하부금형(210)에서 상기 상부금형(220) 분리시 상기 리얼우드 적층체(10)에서 상기 이형 필름(20)은 분리되고, 상기 성형품(40)은 상기 상부금형(220)에 부착되어 함께 이동하게 된다.
이후 상기 상부금형(220)의 하측에 상기 취출부(500)가 위치하여 상기 상부금형(220)에서 이탈되는 성형품(40)을 받아서 외부로 이동시킨다. 여기서, 상기 취출부(500)에 진공흡입부(미도시)가 구비되어 상기 성형품(40)이 상기 상부금형(220)에서 이탈되기 전에 상기 성형품(40)을 진공흡착하여 고정한 후 상기 성형품(40)이 상기 상부금형(220)에서 이탈되면 이를 외부로 이동시키도록 마련될 수 있다. 이러한 경우, 상기 성형품의 낙하를 방지할 수 있다.
상기한 인 몰드 성형장치를 이용하여 성형품을 제조하는 단계를 도 7을 참조하여 살펴본다.
도 7의 (a)와 같이 IMD 필름(30)을 하부금형(210)의 상측에 위치시킨 후 리얼우드 적층체(10)가 사츨 지점 즉, 하부금형(210)의 캐비티(211) 상측에 위치하도록 공급하고, 도 7의 (b)와 같이 상기 하부금형(210)에 구비된 밀착부(212)가 동작하여 상기 하부금형(210)의 상측에 배치된 IMD 필름(30)의 이형 필름(20) 부분을 상기 하부금형(210)의 상측면에 밀착시키고, 도 7의 (c)와 같이 상기 진공펌프(230)를 동작시켜 상기 하부금형(210)에 형성된 흡입홀(213)을 통하여 진공배기를 수행하여 IMD 필름(30)에서 상기 리얼우드 적층체(10)가 구비된 부분을 상기 캐비티(211)의 내측면에 밀착시키고, 도 7의 (d)와 같이 상기 하부금형(210)과 상기 상부금형(220)을 형합한 후 사출수단(400)을 동작시켜 상기 하부금형(210)의 캐비티에 용융된 사출 재료를 주입한 후 경화시켜 사출층을 형성하고, 도 7의 (e)와 같이 상기 상부금형(220)과 상기 하부금형(210)이 분리되면 성형품(40)은 상기 상부금형(220)에 부착되어 있고 이때 취출부(500)를 상기 성형품(40)의 일측에 배치하고, 도 7의 (f)와 같이 상기 상부금형(220)의 가압부(222)를 동작시켜 상기 상부금형(220)에서 상기 성형품(40)을 이탈시켜 상기 성형품(40)을 상기 취출부(500)에 안착시킨 후, 상기 성형품(40)을 외부로 이동시켜 제조할 수 있다.
물론, 인 몰드 제조장치의 형태가 이에 한정되는 것은 아니고 IMD 필름(30)을 이용하여 인 몰드 성형방법을 이용하여 성형품(40)을 제조할 수 있는 어떠한 형태로도 마련될 수 있다.
이와 같이, 리얼우드층을 이형 필름에 부착한 후 인 몰드 성형장치를 통하여 사출층을 형성하여 성형품을 제조하게 되면, IMD 필름이 하부금형의 캐비티에 밀착되어 변형되는 경우 리얼우드층은 이형 필름에 부착되어 있으므로 이형 필름에 의해 리얼우드층이 깨지거나 부서지는 현상을 방지하여 표면 품질이 우수한 성형품을 제조할 수 있다.
나아가, 본 발명의 성형품 제조방법은 상기 리얼우드층(11)을 보호하기 위하여 상기 리얼우드층(11)을 커버하는 코팅층(42)을 형성하는 코팅층 형성단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 코팅층 형성단계는 외부로 노출되는 리얼우드층(11)을 보호하기 위하여, 도 5에 도시된 바와 같이, 리얼우드층(11)의 표면을 커버하는 보호층으로서 코팅층(42)을 형성하는 단계이다.
여기서, 상기 코팅층(42)은 PC(polycarbonate) 수지, PU(polyurethane) 수지, epoxy 수지, ABS수지, 폴리프로필렌 수지, PP(polypropylene) 수지, PA(polyacetal) 수지 등과 같은 열가소성 또는 열경화성 수지로 구성될 수 있다.
이와 같은, 상기 코팅층 형성단계는 상기 IMD 필름 준비단계(S100)에서 전처리 단계(S130) 이후에 필름 형태의 수지를 상기 리얼우드층(11)에 부착하여 코팅층(42)을 형성하거나, 액체 상태의 수지를 상기 리얼우드층(11)에 도포하여 코팅층(42)을 형성할 수 있다.
이 경우, 상기 코팅층(42) 형성을 위하여 수지 재료를 필름 형태로 마련하면 접착제나 열 압착 방식으로 상기 리얼우드층(11)에 코팅층(42)을 부착할 수 있고, 수지 재료를 액체 상태로 마련하면 스프레이 식으로 상기 리얼우드층(11)에 분사하여 코팅층(42)을 도장할 수 있다.
또는, 상기 코팅층 형성단계는 상기 성형품 취출단계(S600) 이후에 상기 성형품(40)을 금형 내부에 배치한 후 상기 리얼우드층(11)에 인서트 사출 성형으로 코팅층(42)을 형성하거나, 액체 상태의 수지를 상기 성형품(40)의 리얼우드층(11)에 도포하여 코팅층(42)을 형성할 수도 있다.
이와 같이, 상기 코팅층(42)은 상기 IMD 필름을 제조하는 단계에서 리얼우드층(11)에 형성하거나 성형품(40)을 제조한 후 리얼우드층(11)에 형성할 수 있지만, 성형품(40)을 제조한 후 리얼우드층(11)에 형성하는 것이 코팅층(42)의 완전성에 유리하다.
나아가, 상기 코팅층 형성단계는 상기 리얼우드층(11)의 표면에 색상을 입히기 위한 칼라층(미도시)을 형성한 후, 상기 칼라층의 표면에 물성 보강을 위하여 투명 클리어층(미도시)을 형성하는 방법으로 이루어질 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
10 : 리얼우드 적층체 11 : 리얼우드층
12 : 접착층 13 : 섬유층
20 : 이형 필름 30 : IMD 필름
40 : 성형품 41 : 사출층
42 : 코팅층
100 : 베이스 프레임 110 : 이동 프레임
120 : 고정 프레임 210 : 하부금형
211 : 캐비티 212 : 밀착부
213 : 흡입홀 220 : 상부금형
221 : 삽입홀 222 : 가압부
230 : 진공펌프 310 : IMD 필름 공급롤러
320 : IMD 필름 회수롤러 400 : 사출수단
500 : 취출부

Claims (15)

  1. 이형 필름에 리얼우드 적층체가 구비된 IMD 필름을 준비하는 IMD 필름 준비단계;
    상기 리얼우드 적층체가 사출 지점에 위치하도록 IMD 필름을 공급하는 IMD 필름 공급단계;
    진공흡착을 통하여 하부금형의 캐비티에 IMD 필름을 밀착시켜 리얼우드 적층체가 상기 캐비티의 형상에 대응하여 변형 밀착되는 IMD 필름 고정단계;
    상부금형과 상기 하부금형이 형합되고, 상기 상부금형을 통하여 상기 캐비티에 용융된 사출 재료를 주입한 후 경화하여 사출층을 형성하는 사출층 형성단계; 및
    상기 하부금형과 상기 상부금형을 분리하여 리얼우드 적층체에서 이형 필름이 분리된 성형품을 취출하는 성형품 취출단계;를 포함하고,
    상기 IMD 필름 준비단계는,
    천연목재를 절단하여 소정의 두께를 갖는 박막 형태의 리얼우드층을 형성하는 리얼우드층 형성단계;
    상기 리얼우드층의 하면에 섬유층을 부착하는 섬유층 형성단계;
    상기 리얼우드층의 변색을 방지하도록 상기 리얼우드층에 상기 섬유층이 적층된 리얼우드 적층체를 전처리하는 전처리 단계; 및
    전처리된 복수의 리얼우드 적층체를 이형 필름에 일정 간격 이격되게 부착하되 상기 리얼우드층을 상기 이형 필름에 부착하여 IMD 필름을 제조하는 IMD 필름 제조단계;
    를 포함하는 성형품 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리얼우드층 형성단계는,
    상기 리얼우드층을 두께가 0.1mm 이상 1.0mm 이하인 박막으로 절단하여 제조하는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 섬유층 형성단계는,
    상기 리얼우드층에 상기 섬유층을 접착제로 부착하거나, 열압착으로 부착하는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전처리 단계는,
    상기 리얼우드 적층체를 탈색제를 이용하여 탈색하는 탈색 단계;
    탈색이 완료된 상기 리얼우드 적층체를 세척하는 세척 단계; 및
    세척된 상기 리얼우드 적층체를 건조하는 건조 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 탈색 단계는,
    과산화수소 희석액 또는 암모니아가 첨가된 과산화수소 희석액으로 마련되는 탈색제를 이용하여 탈색하는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 과산화수소 희석액은,
    순수한 물과 과산화수소를 8:2 내지 5:5 중량%로 혼합하여 마련되는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 암모니아가 첨가된 과산화수소 희석액은,
    순수한 물과 과산화수소를 8:2 내지 5:5 중량%로 혼합하여 마련된 과산화수소 희석액에, 암모니아를 과산화수소 중량의 5 내지 20%로 혼합하여 마련되는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이형 필름은,
    PET, PE, PP, CPP 필름 중 어느 하나로 마련되며, 두께는 0.1mm 이상 1.0mm 이하로 마련되는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 IMD 필름 제조단계는,
    상기 하부금형에 상기 리얼우드 적층체를 연속적으로 공급할 수 있도록 상기 IMD 필름을 롤 형태로 제조하는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 리얼우드층을 보호하기 위하여 상기 리얼우드층을 커버하는 코팅층을 형성하는 코팅층 형성단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 코팅층 형성단계는,
    상기 전처리 단계 이후에 필름 형태의 수지를 상기 리얼우드층에 부착하여 코팅층을 형성하거나, 액체 상태의 수지를 상기 리얼우드층에 도포하여 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 코팅층 형성단계는,
    상기 성형품 취출단계 이후에 상기 성형품을 금형 내부에 배치한 후 상기 리얼우드층에 인서트 사출 성형으로 코팅층을 형성하거나, 액체 상태의 수지를 상기 성형품의 리얼우드층에 도포하여 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 IMD 필름 고정단계는,
    상기 하부금형에서 상기 캐비티의 외측에 구비된 밀착부가 동작하여 상기 하부금형의 상측에 배치된 IMD 필름의 이형 필름 부분을 상기 하부금형의 상측면에 밀착시키는 IMD 필름 위치 고정단계; 및
    상기 하부금형에 형성된 흡입홀을 통하여 진공배기를 수행하여 IMD 필름에서 상기 리얼우드 적층체가 구비된 부분을 상기 캐비티의 내측면에 밀착 시키는 진공흡착 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 성형품 취출단계는,
    상기 리얼우드 적층체와 상기 이형 필름 간의 접착력보다 상기 상부금형과 상기 사출층 간의 접착력이 더 강하여, 상기 하부금형에서 상기 상부금형 분리시 상기 리얼우드 적층체에서 상기 이형 필름은 분리되고, 상기 상부금형에 부착되어 함께 이동한 상기 성형품을 이탈시킨 후 취출하는 것을 특징으로 하는 성형품 제조방법.
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