KR102109192B1

KR102109192B1 - Imd 필름 클램프 및 이를 구비한 imd 사출 성형 금형

Info

Publication number: KR102109192B1
Application number: KR1020190176954A
Authority: KR
Inventors: 윤홍승
Original assignee: 주식회사 나노기술
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2020-05-11
Also published as: KR20200002759A

Abstract

IMD 필름을 금형 내에서 위치 고정하는 IMD 필름 클램프와, 이를 구비한 IMD 사출 성형 금형이 개시된다. 개시된 IMD 필름 클램프는, 한 쌍의 인쇄 패턴이 반복적으로 형성된 IMD 필름(in mold decoration film)이 개재된 IMD 사출 성형 금형의 상부 코어와 하부 코어가 형합된 때 IMD 필름을 하부 코어에 고정시키는 것으로, IMD 필름의 폭 방향으로 연장되고 하향 돌출된 돌기를 구비한 간격 조절 부재, 및 간격 조절 부재를 지지하는 프레임(frame)을 구비한다. 간격 조절 부재의 돌기는 IMD 필름의 한 쌍의 인쇄 패턴 사이 부분을 굽어지도록 아래로 가압하여 한 쌍의 인쇄 패턴 사이의 간격을 좁힌다.

Description

IMD 필름 클램프 및 이를 구비한 IMD 사출 성형 금형{In mold decoration film clamp and in mold decoration injection mold with the same}

본 발명은 IMD 작업에 사용되는 IMD 사출 성형 금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 IMD 필름을 금형 내에서 위치 고정하는 IMD 필름 클램프와, 이를 구비한 IMD 사출 성형 금형에 관한 것이다.

IMD(in mold decoration)은 플라스틱 제품이나 세라믹 제품 등을 사출 성형할 때 금형 내에 인쇄 패턴이 적층된 필름(film)을 끼워 넣어, 사출 성형과 동시에 금형 내에서 플라스틱 제품이나 세라믹 제품 등의 표면에 인쇄 패턴을 전사하는 기술을 말하고, IMD 필름은 IMD에 사용되는 필름을 말한다. IMD 필름은 스마트폰, 노트북 PC, 디지털 카메라 등의 케이스와, 그 외 가전제품의 케이스, 화장품 용기, 자동차 부품의 표면 장식과 표면 보호를 목적으로 널리 사용되고 있다.

도 1은 IMD 필름의 일 예를 도시한 평면도이다. 도 1을 참조하면, IMD 필름(1)은 한 쌍의 IMD 사출 성형 제품을 동시에 생산하는데 사용되는 IMD 필름으로서, 일정한 폭을 가지며 일 방향으로 길게 연장된 필름이다. 상기 IMD 필름(1)에는 한 쌍의 제1 및 제2 인쇄 패턴(2A, 2B)이 근접 배치되고, IMD 필름(1)의 길이 방향을 따라 상기 한 쌍의 인쇄 패턴(2A, 2B)이 일정한 간격으로 이격되게 배치된다.

도 1에서 상기 제1 및 제2 인쇄 패턴(2A, 2B)는 좌우 대칭되는 형태이지만, 이는 일 예에 불과하며, 예컨대, 서로 같은 형태의 패턴일 수도 있고, 서로 완전 다른 형태의 패턴일 수도 있다. IMD 사출 성형 금형의 상부 코어와 하부 코어가 형합(型合)되면 상기 한 쌍의 인쇄 패턴(2A, 2B)이 하나씩 삽입 안착되는 한 쌍의 캐비티(cavity)가 형성된다. 상기 캐비티에 상기 한 쌍의 인쇄 패턴(2A, 2B)이 하나씩 삽입 안착된 상태로 용융된 수지가 사출 주입되고 경화된 후 상부 코어와 하부 코어가 형개(型開)되면, 상기 한 쌍의 인쇄 패턴(2A, 2B)이 하나씩 표면에 나타난 한 쌍의 IMD 사출 성형 제품이 취출된다. 상기 상부 코어와 하부 코어가 형개 후 다시 형합되기 전에 상기 IMD 필름(1)을 그 길이 방향으로 일정한 간격만큼 이동시키고, 다시 형합하고 용융된 수지를 사출 주입하고 경화하고 상부 코어와 하부 코어를 다시 형개함으로써 반복적으로 한 쌍의 인쇄 패턴(2A, 2B)이 나타난 IMD 사출 성형 제품을 생산할 수 있다.

한편, 상기 IMD 필름(1)은, 제품의 표면에 상기 인쇄 패턴(2A, 2B)과 동일한 패턴이 나타나지만 제품의 형상은 변경된 변형 IMD 사출 성형 제품을 생산하는데도 사용되는 것이 자원 낭비 및 원가 절감을 위해 바람직하다. 그런데, 상기 변형 IMD 사출 성형 제품을 성형하는 IMD 사출 성형 금형의 한 쌍의 캐비티 간의 간격이 이미 인쇄 제작된 상기 IMD 필름(1)의 한 쌍의 인쇄 패턴(2A, 2B) 사이의 간격과 같지 않으면 상기 IMD 필름(1)이 사용되지 못하고 폐기되는 문제가 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1021061호

본 발명은, IMD 필름에 형성된 한 쌍의 인쇄 패턴 사이의 간격보다 IMD 사출 성형 금형에서 상기 한 쌍의 인쇄 패턴이 안착될 지점 사이의 간격이 좁은 경우에, 상기 한 쌍의 인쇄 패턴이 안착 지점에 정확히 겹쳐져 안착되도록 하는 IMD 필름 클램프 및 이를 구비한 IMD 사출 성형 금형을 제공한다.

본 발명은, 한 쌍의 인쇄 패턴이 반복적으로 형성된 IMD 필름(in mold decoration film)이 개재된 IMD 사출 성형 금형의 상부 코어와 하부 코어가 형합된 때 상기 IMD 필름을 상기 하부 코어에 고정시키는 것으로, 상기 IMD 필름의 폭 방향으로 연장되고 하향 돌출된 돌기를 구비한 간격 조절 부재, 및 상기 간격 조절 부재를 지지하는 프레임(frame)을 구비하고, 상기 간격 조절 부재의 돌기는 상기 IMD 필름의 한 쌍의 인쇄 패턴 사이 부분을 굽어지도록 아래로 가압하여 상기 한 쌍의 인쇄 패턴 사이의 간격을 좁히는 IMD 필름 클램프(clamp)를 제공한다.

본 발명의 IMD 필름 클램프는, 상기 프레임에 대한 상기 간격 조절 부재의 높이를 조절하는 높이 조절 유닛을 더 구비할 수 있다.

상기 간격 조절 부재의 돌기의 단면은 포물선 또는 원호(圓弧) 형태일 수 있다.

또한 본 발명은, 한 쌍의 사출 성형 제품의 상측면 형상에 대응되는 한 쌍의 상부 캐비티면이 형성된 상부 코어, 상기 상부 코어에 밀착되는 형합(型合) 위치와, 상기 상부 코어에서 이격된 형개(型開) 위치 사이로 이동 가능하며, 상기 한 쌍의 사출 성형 제품의 하측면 형상에 대응되는 한 쌍의 하부 캐비티면이 형성된 하부 코어, 상기 한 쌍의 하부 캐비티면 사이의 간격보다 큰 간격으로 이격 배치된 한 쌍의 인쇄 패턴이 반복적으로 형성된 필름으로서, 상기 상부 코어와 상기 하부 코어 사이에 개재되는 IMD 필름, 및 상기한 본 발명의 IMD 필름 클램프(clamp)를 구비하고, 상기 IMD 필름이 개재된 상태로 상기 상부 코어와 하부 코어가 형합된 때, 상기 간격 조절 부재의 돌기가 상기 IMD 필름의 한 쌍의 인쇄 패턴 사이 부분을 굽어지도록 아래로 가압하여, 상기 한 쌍의 인쇄 패턴 사이의 간격이 좁아지고 상기 한 쌍의 인쇄 패턴이 상기 한 쌍의 하부 캐비티면과 정렬되는 IMD 사출 성형 금형을 제공한다.

본 발명의 IMD 사출 성형 금형은, 상기 상부 코어 및 상기 하부 코어가 형개된 때 상기 IMD 필름 클램프를 밀어 상기 하부 코어로부터 분리시키는 클램프 분리 핀(pin)을 더 구비하고, 상기 IMD 필름 클램프에는 상기 클램프 분리 핀의 단부가 끼워지는 핀 홀(pin hole)이 형성될 수 있다.

상기 한 쌍의 상부 캐비티면은 상기 상부 코어의 주변부와 단차지게 아래로 돌출된 중앙 돌출부의 하측면에 형성되고, 상기 상부 코어와 하부 코어가 형합된 때 상기 프레임은 상기 상부 코어와 하부 코어의 주변부에 밀착되고, 상기 프레임에는, 상기 상부 코어와 하부 코어가 형합된 때 상기 중앙 돌출부가 관통하여 상기 하부 코어에 밀착되도록 개방된 중앙 창(window)이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명은, 한 쌍의 사출 성형 제품의 상측면 형상에 대응되는 한 쌍의 상부 캐비티면이 형성된 상부 코어, 상기 상부 코어에 밀착되는 형합(型合) 위치와, 상기 상부 코어에서 이격된 형개(型開) 위치 사이로 이동 가능하며, 상기 한 쌍의 사출 성형 제품의 하측면 형상에 대응되는 한 쌍의 하부 캐비티면이 형성된 하부 코어, 상기 한 쌍의 하부 캐비티면 사이의 간격보다 큰 간격으로 이격 배치된 한 쌍의 인쇄 패턴이 반복적으로 형성된 필름으로서, 상기 상부 코어와 상기 하부 코어 사이에 개재되는 IMD 필름, 및 상기 상부 코어와 하부 코어가 형합된 때 상기 IMD 필름을 상기 하부 코어에 고정시키는 IMD 필름 클램프를 구비하고, 상기 하부 코어는, 상기 한 쌍의 하부 캐비티면 사이에 상기 IMD 필름의 폭 방향으로 연장되고 상기 IMD 필름 클램프를 회피하여 상향 돌출된 돌기를 더 구비하고, 상기 IMD 필름이 개재된 상태로 상기 상부 코어와 하부 코어가 형합된 때, 상기 하부 코어의 돌기가 상기 IMD 필름의 한 쌍의 인쇄 패턴 사이 부분을 굽어지도록 위로 가압하여, 상기 한 쌍의 인쇄 패턴 사이의 간격이 좁아지고 상기 한 쌍의 인쇄 패턴이 상기 한 쌍의 하부 캐비티면과 정렬되는 IMD 사출 성형 금형을 제공한다.

상기 하부 코어의 돌기는 높이가 조정될 수 있다.

본 발명에 의하면, IMD 필름에 형성된 한 쌍의 인쇄 패턴 사이의 간격보다 IMD 사출 성형 금형에서 상기 한 쌍의 인쇄 패턴이 안착될 지점 사이의 간격이 좁은 경우에, 간격 조절 부재를 구비한 IMD 필름 클램프를 적용하여 상기 한 쌍의 인쇄 패턴 사이의 간격을 좁힘으로써, 상기 한 쌍의 인쇄 패턴이 안착 지점에 정확히 겹쳐져 안착된다. 그러므로, 상기한 간격의 불일치를 이유로 IMD 필름을 사용하지 못하고 폐기하지 않아도 되고, 새로운 IMD 필름을 생산하지 않아도 된다. 따라서, 자원 낭비를 예방하고, IMD 사출 성형 제품의 생산 비용을 절감하며, IMD 사출 성형 제품의 생산성도 향상된다.

도 1은 IMD 필름의 일 예를 도시한 평면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IMD 사출 성형 금형의 분해 사시도로서, 도 2는 위에서 본 도면이고, 도 3은 아래에서 본 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IMD 사출 성형 금형의 단면도로서, IMD 필름이 개재된 채 상부 코어와 하부 코어가 형합된 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 도 2를 V-V에 따라 절개 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 IMD 필름 클램프 및 이를 구비한 IMD 사출 성형 금형을 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 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 IMD 사출 성형 금형의 분해 사시도로서, 도 2는 위에서 본 도면이고, 도 3은 아래에서 본 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 IMD 사출 성형 금형의 단면도로서, IMD 필름이 개재된 채 상부 코어와 하부 코어가 형합된 모습을 도시한 도면이며, 도 5는 도 2를 V-V에 따라 절개 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 IMD 사출 성형 금형(10)은, 상부 코어(11), 하부 코어(30), IMD 필름(1), 및 IMD 필름 클램프(50)를 구비한다. 도 2 내지 도 4에 도시되진 않았으나, IMD 사출 성형 금형(10)은 상부 코어(11)를 지지하는 상부 원판과 하부 코어(30)를 지지하는 하부 원판을 더 구비한다. 상기 상부 코어(11)와 상부 원판은 이동하지 않게 고정되는 고정 금형을 형성하고, 상기 고정 금형은 용융된 수지가 사출되는 수지 사출 장치(미도시)에 연결된다.

상기 하부 코어(30)와 하부 원판은 상기 고정 금형에 대해 Z축과 평행한 방향으로 이동 가능한 가동 금형을 형성한다. 상기 가동 금형이 Z축 양(+)의 방향과 평행하게 이동하여 서로 밀착된 상태가 형합(型合)된 상태이고, 상기 가동 금형이 Z축 음(-)의 방향과 평행하게 이동하여 이격된 상태가 형개(型開)된 상태이다. 따라서, 상기 하부 코어(30) 및 가동 금형은 형합 위치와 형개 위치 사이로 이동 가능하다.

상부 코어(11)의 하측면에는 한 쌍의 IMD 사출 성형 제품(미도시)의 상측면 형상에 대응되는 제1 및 제2 상부 캐비티면(14, 16)이 형성된다. 상기 한 쌍의 상부 캐비티면(14, 16)은 상부 코어(11)의 주변부(20)와 단차지게 아래로 돌출된 중앙 돌출부(12)의 하측면에 형성된다. 상기 중앙 돌출부(12)의 제1 및 제2 캐비티면(14, 16) 사이에는 후술할 IMD 필름 클램프(50)의 간격 조절 부재(60)가 수용되는 간격 조절 부재 수용 홈(groove)(19)이 형성된다.

하부 코어(30)의 상측면에는 상기 한 쌍의 IMD 사출 성형 제품(미도시)의 하측면 형상에 대응되는 제1 및 제2 하부 캐비티면(33, 35)이 형성된다. 상기 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형합되면, 제1 상부 캐비티면(14)과 제1 하부 캐비티면(33)이 모여 제1 캐비티(cavity)(CA1)이 한정되고, 제2 상부 캐비티면(16)과 제2 하부 캐비티면(35)이 모여 제2 캐비티(CA2)가 한정된다. 상기 제1 캐비티(CA1)와 제2 캐비티(CA2)는 상기 한 쌍의 IMD 사출 성형 제품의 하나와 다른 하나의 형상에 각각 대응된다. 상기 제1 캐비티(CA1)와 제2 캐비티(CA2)에 용융 수지가 주입되고 냉각 경화되어 한 쌍의 IMD 사출 성형 제품이 형성된다. 도 2 내지 도 4에 도시된 IMD 사출 성형 금형(10)에서 사출 성형되는 한 쌍의 제품은 동일한 형상과 크기를 가진 제품이지만, 본 발명의 IMD 사출 성형 금형이 동이한 형상과 크기를 갖는 한 쌍의 제품만을 사출 성형하는 금형에 한정되지는 않는다.

도 2 내지 도 4에 명확히 도시되진 않았으나, 상기 한 쌍의 캐비티(CA1, CA2)에서 사출 성형되는 한 쌍의 제품에는 상부 코어(11)와 하부 코어(30)의 형합 후에 형개를 방해하는 언더컷(undercut) 부분이 형성될 수 있다. 상기 언더컷 부분에 불구하고 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형개될 수 있도록, IMD 사출 성형 금형은 하부 코어(30)가 Z축과 평행한 방향으로 이동할 때 상기 하부 코어(30)의 이동 방향과 직교하는 방향으로 이동하는 슬라이드 코어(slide core)(미도시)를 더 구비할 수도 있다. 이 경우, 상부 캐비티면, 하부 캐비티면, 및 상기 슬라이드 코어의 캐비티면이 모여 IMD 사출 성형 제품의 형상에 대응되는 캐비티가 형성된다.

상기 하부 코어(30) 상측면에서 상기 제1 및 제2 하부 캐비티면(33, 35) 사이에는 후술할 간격 조절 부재(60)의 하향 돌출된 돌기(61)가 수용되는 돌기 수용 홈(groove)(45)이 형성된다. 한편, 상부 코어(11)의 내부에는 상기 수지 사출 장치에서 사출되어 상기 고정 금형으로 주입된 용융 수지가 상부 코어(11) 내부에서 상기 제1 및 제2 캐비티(CA1, CA2)를 향해 흐르도록 제1 및 제2 러너(runner)(21, 22)가 형성되고, 상기 용융 수지가 상기 제1 및 제2 러너(21, 22)의 말단에서 상기 제1 및 제2 캐비티(CA1, CA2)로 흐르는 입구가 되는 제1 및 제2 게이트(gate)(25, 26)가 형성된다.

IMD 필름(1)은 도 1에 도시된 것과 같은 필름으로서, 제1 및 제2 인쇄 패턴(2A, 2B)이 근접 배치되게 인쇄되고, IMD 필름(1)의 길이 방향을 따라 상기 제1 및 제2 인쇄 패턴(2A, 2B)이 일정한 간격으로 이격되게 배치된다. 상기 제1 및 제2 인쇄 패턴(2A, 2B) 사이의 간격(G1)은 하부 코어(30)의 제1 및 제2 하부 캐비티면(33, 35) 사이의 간격(G2)보다 약간 크다. 예컨대, 상기 간격 G1은 4mm 이고, 상기 간격 G2는 3mm 일 수 있다.

IMD 필름(1)은 상부 코어(11)와 하부 코어(30) 사이에서 Y축과 평행한 방향으로 이동 가능하다. 도 2 내지 도 4에 도시되진 않았으나, IMD 사출 성형 금형(10)은 IMD 필름(1)을 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 이동시키기 위하여 일 측에 권취된 IMD 필름(1)을 풀어 공급하는 공급 롤러(미도시)와, 반대 측에 상기 공급 롤러에 의해 공급되어 상기 상부 코어(11)와 하부 코어(30) 사이를 통과한 IMD 필름(1)을 다시 권취하여 회수하는 회수 롤러(미도시)를 구비할 수 있다.

IMD 필름 클램프(50)는 IMD 필름(1)이 개재된 상태로 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형합된 때 IMD 필름(1)을 하부 코어(30)의 상측면에 고정시키는 것으로, 프레임(frame)(51)과 간격 조절 부재(60)를 구비한다. 프레임(51)은 Y축과 평행하게 연장되고 서로 이격된 한 쌍의 제1 빔(52)과, X축과 평행하게 연장되고 서로 이격된 한 쌍의 제2 빔(54)을 구비하여 대략 4각형인 평면 형상을 이룬다. 프레임(51)의 중앙부에는 개방된 중앙 창(window)(58)이 형성된다.

IMD 필름(1)이 개재된 채 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형합된 때, 상부 코어(11)의 중앙 돌출부(12)가 상기 중앙 창(58)을 관통하여 하부 코어(30)의 상측면에 밀착되어 제1 및 제2 캐비티(CA1, CA2)가 형성되며, 상기 프레임(50)은 상부 코어(11)의 주변부(20)와 하부 코어(30)의 주변부에 밀착된다. 또한, 상기 프레임(50)은 IMD 필름(1)을 가압하여 하부 코어(30)의 상측면에 밀착시킨다.

한편, 참조번호 '37'은, IMD 필름(1)이 개재된 채 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형합된 때 상기 하부 코어(30)의 주변부와 상기 IMD 필름(1) 사이, 및 상기 IMD 필름(1)과 상기 프레임(51) 사이를 밀봉하는 하부 코어 씰 링(seal ring)(38)이 안착되는 안착 홈(groove)이다. 참조번호 '41'과 '43'은 IMD 필름(1)이 개재된 채 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형합된 때 상기 IMD 필름(1)이 개재되어 있음에도 불구하고 상기 제1 및 제2 캐비티(CA1, CA2)의 밀봉을 신뢰성 있게 유지시키는 제1 및 제2 캐비티 씰 링(seal ring)(42, 44)이 안착되는 안착 홈이다.

IMD 사출 성형 금형(10)은 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형개된 때 IMD 필름 클램프(50)를 Z축과 평행한 방향으로 밀어 하부 코어(30)로부터 분리시키는 4개의 클램프 분리 핀(pin)(48)을 더 구비한다. 상기 프레임(51)의 4곳의 코너(corner)에는 상기 4개의 클램프 분리 핀(48)의 말단부(49)가 끼워지는 4개의 핀 홀(pin hole)(56)이 형성된다.

간격 조절 부재(60)는 IMD 필름(1)의 폭 방향, 즉 X축과 평행한 방향으로 연장되고 하부 코어(30)를 향해 하향 돌출된 돌기(61)와, 상기 프레임(51)에 결합되는 양 측 단부(63)를 구비한다. 상기 간격 조절 부재(60)는 프레임(51)의 중앙 창(58)을 가로질러 양분하며, 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형합된 때 상기 간격 조절 부재 수용 홈(19)에 수용된다. 또한, 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형합된 때 상기 돌기(61)는 IMD 필름(1)을 아래로, 즉 하부 코어(30) 측으로 가압하며 상기 돌기 수용 홈(45)에 수용된다.

IMD 필름(1)이 개재된 상태로 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형합된 때, 상기 돌기(61)는 IMD 필름(1)의 제1 및 제2 인쇄 패턴(2A, 2B) 사이 부분을 굽어지도록 아래로, 즉 하부 코어(30) 측으로 가압하여 상기 제1 및 제2 인쇄 패턴(2A, 2B) 사이의 간격(G1)을 좁힌다. 상기 돌기(61)의 단면은 IMD 필름(1)이 곡선을 이루며 완만하게 구부러지도록 포물선 또는 원호 형태일 수 있다. 다만, 상기 돌기(61)의 단면 형태는 포물선과 원호 형태에 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 사각형, 삼각형 형태일 수도 있다.

이하에서, 상기 IMD 사출 성형 금형(10)을 이용하여 한 쌍의 IMD 사출 성형 제품(미도시)을 동시에 성형하는 과정의 일 예를 설명한다. 먼저, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형개된 상태에서 IMD 필름(1)의 제1 인쇄 패턴(2A)과 제1 하부 캐비티면(33)과 제1 상부 캐비티면(14)이 Z축과 평행한 가상의 일 직선 상에 놓이도록 정렬시킨다. IMD 필름(1)을 Y축과 평행한 방향으로 소정의 거리만큼 이동시켜서 제1 인쇄 패턴(2A)과 제1 하부 캐비티면(33)과 제1 상부 캐비티면(14)을 정렬시킬 수 있다. 상술한 바와 같이 제1 및 제2 인쇄 패턴(2A, 2B) 사이의 간격(G1)이 제1 및 제2 하부 캐비티면(33, 35) 사이의 간격(G2)보다 약간 크기 때문에, 상부 코어(11) 및 하부 코어(30)가 형개시에 제1 인쇄 패턴(2A)과 제1 하부 캐비티면(33)과 제1 상부 캐비티면(14)이 정렬된 상태에서는 제2 인쇄 패턴(2B)과 제2 하부 캐비티면(35)과 제2 상부 캐비티면(16)은 일 직선 상에 정렬되지 않는다.

다음으로, 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형합되면 도 4에 도시된 바와 같이 IMD 필름 클램프(50)의 간격 조절 부재(60)의 돌기(61)가 IMD 필름(1)의 제1 인쇄 패턴(2A)과 제2 인쇄 패턴(2B) 사이 부분을 굽어지도록 아래로 가압한다. 이에 따라 IMD 필름(1)의 제1 인쇄 패턴(2A)과 제2 인쇄 패턴(2B) 사이의 간격(G1)이 좁아져 제1 및 제2 하부 캐비티면(33, 35) 사이의 간격(G2)과 같아진다. 정상적인 사출 성형 공정의 진행 도중에 IMD 필름(1)은 Y축 양(+)의 방향과 평행한 정방향으로 진행하고 정지하며, Y축 음(-)의 방향과 평행한 역방향으로는 진행하지 않게 설정된다. 따라서, 상기한 바와 같이 제1 인쇄 패턴(2A)과 제2 인쇄 패턴(2B) 사이의 간격(G1)이 좁아져 제1 및 제2 하부 캐비티면(33, 35) 사이의 간격(G2)과 같아지면, 제1 인쇄 패턴(2A)과 제1 하부 캐비티면(33)이 정렬되어 겹쳐질 뿐만 아니라, 제2 인쇄 패턴(2B)과 제2 하부 캐비티면(35)도 정렬되어 겹쳐진다.

이렇게 형합된 상태에서 제1 및 제2 캐비티(CA1, CA2)에 용융된 수지가 주입되고, 이 용융 수지가 냉각 경화되면 한 쌍의 IMD 사출 성형 제품(미도시)이 형성된다. 다음으로, 상부 코어(11)와 하부 코어(30)가 형개되면 4개의 클램프 분리 핀(48)이 IMD 필름 클램프(50)를 밀어 IMD 필름 클램프(50)가 하부 코어(30)에서 분리되고, 상기 한 쌍의 IMD 사출 성형 제품은 취출된다.

도 5는 도 2를 V-V에 따라 절개 도시한 단면도이다. 도 2, 도 3, 및 도 5를 함께 참조하면, IMD 필름 클램프(50)는 프레임(51)에 대한 간격 조절 부재(60)의 높이를 조절하는 높이 조절 유닛을 더 구비한다. 간격 조절 부재(60)의 양 측 단부(63)와 프레임(51) 사이의 간격이 커질수록 프레임(51)을 기준으로 한 간격 조절 부재(60)의 상대적인 높이가 낮아지며, 이로 인해 돌기(61)가 아래로 더 돌출되어 상기 돌기(61)에 가압되는 IMD 필름(1)이 더 많이 굽어진다. 따라서, 제1 및 제2 인쇄 패턴(2A, 2B) 사이 간격(G1)과 제1 및 제2 하부 캐비티면(33, 35) 사이 간격(G2)의 차이가 큰 경우에도 제1 및 제2 인쇄 패턴(2A, 2B)과 제1 및 제2 하부 캐비티면(33, 35)을 정확히 겹쳐지도록 정렬할 수 있다. 반대로, 간격 조절 부재(60)의 양 측 단부(63)와 프레임(51) 사이의 간격이 작아질수록 프레임(51)을 기준으로 한 간격 조절 부재(60)의 상대적인 높이가 높아지며, 제1 및 제2 인쇄 패턴(2A, 2B) 사이 간격(G1)과 제1 및 제2 하부 캐비티면(33, 35) 사이 간격(G2)의 차이가 상대적으로 작은 경우에 제1 및 제2 인쇄 패턴(2A, 2B)과 제1 및 제2 하부 캐비티면(33, 35)을 정확히 겹쳐지도록 정렬할 수 있다.

상기 높이 조절 유닛은 간격 조절 부재(60)의 양 측 단부(63)에 각각 구비될 수 있다. 상기 높이 조절 유닛은, 결합 스크류(screw)(65)와 간격 조절 스크류(68)와, 한 쌍의 가이드 핀(72)을 구비한다. 상기 결합 스크류(65), 간격 조절 스크류(68), 및 한 쌍의 가이드 핀(72)은 모두 프레임(51)의 제1 빔(52)과 간격 조절 부재(60)의 단부(63)를 가로질러 Z축과 평행하게 연장된다.

결합 스크류(65)는 테이퍼(taper)진 헤드(head)(66)와, 외주면에 수형 스크류 패턴(male screw pattern)이 형성된 몸체(67)를 구비한다. 상기 제1 빔(52)에는 상기 테이퍼진 결합 스크류 헤드(66)가 안착되도록 테이퍼지게 파여진 헤드 스토퍼면(head stopper face)(75)과, 상기 결합 스크류 몸체(67)가 관통하는 관통공이 형성된다. 상기 관통공의 내주면(76)은 상기 결합 스크류 몸체(67)와 나사 체결되지 않도록 암형 스크류 패턴(female screw pattern)이 형성되지 않는다.

상기 간격 조절 부재(60)의 단부(63)에는 상기 결합 스크류 몸체(67)가 관통하는 관통공이 형성된다. 상기 관통공의 내주면(77)은 상기 결합 스크류 몸체(67)와 나사 체결되도록 암형 스크류 패턴이 형성된다. 상기 결합 스크류(65)의 헤드(66)가 헤드 스토퍼면(75)에 가로막혀 결합 스크류(65)가 프레임(51)에서 분리될 수 없고, 상기 결합 스크류(65)의 몸체(67)가 상기 간격 조절 부재 단부(63) 관통공의 내주면(77)에 나사 체결되어 결합 스크류(65)가 간격 조절 부재(60)에서 분리될 수도 없으므로, 상기 간격 조절 부재(60)는 상기 프레임(51)에 결합된다.

간격 조절 스크류(68)는 외주면에 수형 스크류 패턴(male screw pattern)이 형성된 원통형의 스크류이다. 상기 제1 빔(52)에는 간격 조절 스크류(68)가 관통하는 관통공이 형성된다. 상기 관통공의 내주면(80)은 상기 간격 조절 스크류(68)와 나사 체결되도록 암형 스크류 패턴이 형성된다. 상기 간격 조절 부재(60)의 단부(63)에는 간격 조절 스크류(68)의 단부가 삽입되는 홀(hole)이 형성된다. 상기 홀의 바닥은 상기 간격 조절 스크류(68)의 말단을 가로막는 간격 조절 스크류 스토퍼면(82)이다. 상기 홀의 내주면은 상기 간격 조절 스크류(68)와 나사 체결되지 않도록 암형 스크류 패턴이 형성되지 않는다. 한 쌍의 가이드 핀(72)은 간격 조절 부재(60)가 프레임(51)에 대해 Z축과 평행한 방향으로의 이동하도록 안내한다.

도 5에 도시된 바와 같이 프레임(51)의 제1 빔(52)에 간격 조절 부재(60)의 단부(63)가 밀착된 상태에서 상기 간격 조절 부재(60)의 높이를 낮추고자 하면, 결합 스크류(65)를 조임을 푸는 방향으로 회전시켜 결합 스크류 헤드(66)를 헤드 스토퍼면(75)에서 이격시키고, 간격 조절 스크류(68)의 말단이 간격 조절 스크류 스토퍼면(82)에 걸려 더 이상 조일 수 없을 때까지 간격 조절 스크류(68)를 조이는 방향으로 회전시키면 된다.

반대로, 프레임(51)의 제1 빔(52)에서 간격 조절 부재(60)의 단부(63)가 이격된 낮은 높이에서 상기 간격 조절 부재(60)의 높이를 높이고자 하면, 간격 조절 스크류(68)를 조임을 푸는 방향으로 회전시켜 간격 조절 스크류(68)의 말단을 간격 조절 스크류 스토퍼면(82)에서 이격시키고, 결합 스크류 헤드(66)가 헤드 스토퍼면(75)에 걸려 더 이상 조일 수 없을 때까지 결합 스크류(65)를 조이는 방향으로 회전시키면 된다. 한편, 도 5에 도시된 높이 조절 유닛은 예시에 불과한 것으로서 본 발명의 IMD 필름 클램프는 도 5에 도시된 높이 조절 유닛과 다른 종류의 높이 조절 유닛을 구비할 수도 있다.

도면에 도시되진 않았지만, 본 발명의 IMD 사출 성형 금형은, IMD 필름 클램프 대신에 하부 코어에 상향 돌출된 돌기를 구비할 수도 있다. 부연하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 성형 금형은, 한 쌍의 사출 성형 제품의 상측면 형상에 대응되는 한 쌍의 상부 캐비티면이 형성된 상부 코어, 상기 상부 코어에 밀착되는 형합(型合) 위치와, 상기 상부 코어에서 이격된 형개(型開) 위치 사이로 이동 가능하며, 상기 한 쌍의 사출 성형 제품의 하측면 형상에 대응되는 한 쌍의 하부 캐비티면이 형성된 하부 코어, 상기 한 쌍의 하부 캐비티면 사이의 간격보다 큰 간격으로 이격 배치된 한 쌍의 인쇄 패턴이 반복적으로 형성된 필름으로서, 상기 상부 코어와 상기 하부 코어 사이에 개재되는 IMD 필름, 및 상기 상부 코어와 하부 코어가 형합된 때 상기 IMD 필름을 상기 하부 코어에 고정시키는 IMD 필름 클램프를 구비한다.

IMD 필름 클램프는 중간이 개방된 대략 4각형의 프레임(frame)과 유사한 형상일 수 있다. 상기 하부 코어는, 상기 한 쌍의 하부 캐비티면 사이에 상기 IMD 필름의 폭 방향으로 연장되고 상기 IMD 필름 클램프를 회피하여 상향 돌출된 돌기를 더 구비한다. 상기 IMD 필름이 개재된 상태로 상기 상부 코어와 하부 코어가 형합되면, IMD 필름 클램프가 IMD 필름을 상기 하부 코어에 밀착 고정되도록 가압한다. 이때, 상기 하부 코어의 돌기가 상기 IMD 필름의 한 쌍의 인쇄 패턴 사이 부분을 굽어지도록 위로 가압하여, 상기 한 쌍의 인쇄 패턴 사이의 간격이 좁아지고 상기 한 쌍의 인쇄 패턴이 상기 한 쌍의 하부 캐비티면과 정렬된다.

상기 하부 코어의 돌기는 하부 코어의 다른 부분들에 대해 높이가 조정될 수 있게 구성된다. 상기 상부 코어에는 상기 하부 코어의 돌기가 수용되도록 파여진 돌기 수용 홈이 형성된다.

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.

1: IMD 필름 10: IMD 사출 성형 금형
11: 상부 코어 14, 16: 상부 캐비티면
30: 하부 코어 33, 35: 하부 캐비티면
50: IMD 필름 클램프 51: 프레임
60: 간격 조절 부재 61: 돌기

Claims

한 쌍의 인쇄 패턴이 반복적으로 형성된 IMD 필름(in mold decoration film)이 개재된 IMD 사출 성형 금형의 상부 코어와 하부 코어가 형합된 때 상기 IMD 필름을 상기 하부 코어에 고정시키는 것으로,
상기 IMD 필름의 폭 방향으로 연장되고 하향 돌출된 돌기를 구비한 간격 조절 부재; 및, 상기 간격 조절 부재를 지지하는 프레임(frame);을 구비하고,
상기 프레임은, 상기 IMD 필름의 길이 방향으로 평행하게 연장되면서 이격된 한쌍의 제1 빔과, 상기 IMD 필름의 폭 방향으로 평행하게 연장되면서 이격된 한쌍의 제2 빔을 구비하고, 상기 제1 빔 및 제2빔의 단부가 연결되어서 가운데가 빈 중앙창을 가진 사각형 형상을 하고,
상기 간격 조절 부재는 상기 프레임의 상기 서로 이격된 제1 빔 중앙부 사이를 연결하도록 배치되며,
상기 돌기는 상기 중앙창에 위치되는 상기 간격 조절 부재 전체에 거쳐서 돌출되고, 상기 IMD 사출 성형 금형의 한쌍의 인쇄 패턴의 안착할 지점 사이 간격에 맞추어서 상기 상기 IMD 필름을 폭 방향 쌍의 인쇄 패턴 사이 부분이 전제적으로 굽어지도록 아래로 가압하여 상기 한 쌍의 인쇄 패턴 사이의 간격을 좁히고,
상기 프레임에 대한 상기 간격 조절 부재의 높이를 조절하는 높이 조절 유닛을 더 구비하고,
상기 높이 조절 유닛은 상기 간격 조절 부재의 양측 단부에 각각 구비되는 것으로, 각각의 높이 조절 유닛은, 상기 프레임과 상기 간격 조절 부재 사이의 간격을 조절하는 결합스크류와, 상기 간격 조절 부재를 고정시키는 간격 조절 스크류를 구비하고,
상기 프레임과 이에 대응되는 간격 조절 부재에는 상기 결합스크류가 삽입되는 관통공과, 상기 간격 조절 스크류가 삽입되면서 상기 간격 조절 스크류 말단을 막는 간격 조절 스크류 스토퍼면이 형성되어 상기 간격 조절 스크류의 삽입되는 거리를 한정하는 홀이 형성되어서,
상기 결합스크류와 간격 조절 스크류를 통하여 상기 간격 조절 부재의 높이를 제어하는 것을 특징으로 하는 IMD 필름 클램프.
제1 항에 있어서,
상기 간격 조절 부재의 돌기의 단면은 포물선 또는 원호(圓弧) 형태인 것을 특징으로 하는 IMD 필름 클램프.
한 쌍의 사출 성형 제품의 상측면 형상에 대응되는 한 쌍의 상부 캐비티면이 형성된 상부 코어; 상기 상부 코어에 밀착되는 형합(型合) 위치와, 상기 상부 코어에서 이격된 형개(型開) 위치 사이로 이동 가능하며, 상기 한 쌍의 사출 성형 제품의 하측면 형상에 대응되는 한 쌍의 하부 캐비티면이 형성된 하부 코어; 상기 한 쌍의 하부 캐비티면 사이의 간격보다 큰 간격으로 이격 배치된 한 쌍의 인쇄 패턴이 반복적으로 형성된 필름으로서, 상기 상부 코어와 상기 하부 코어 사이에 개재되는 IMD 필름; 및, 제1 항 및 제2 항 중 어느 한 항의 IMD 필름 클램프(clamp);를 구비하고,
상기 IMD 필름이 개재된 상태로 상기 상부 코어와 하부 코어가 형합된 때, 상기 간격 조절 부재의 돌기가 상기 IMD 필름의 한 쌍의 인쇄 패턴 사이 부분을 굽어지도록 아래로 가압하여, 상기 한 쌍의 인쇄 패턴 사이의 간격이 좁아지고 상기 한 쌍의 인쇄 패턴이 상기 한 쌍의 하부 캐비티면과 정렬되는 것을 특징으로 하는 IMD 사출 성형 금형.
제3 항에 있어서,
상기 상부 코어 및 상기 하부 코어가 형개된 때 상기 IMD 필름 클램프를 밀어 상기 하부 코어로부터 분리시키는 클램프 분리 핀(pin);을 더 구비하고,
상기 IMD 필름 클램프에는 상기 클램프 분리 핀의 단부가 끼워지는 핀 홀(pin hole)이 형성된 것을 특징으로 하는 IMD 사출 성형 금형.
제3 항에 있어서,
상기 한 쌍의 상부 캐비티면은 상기 상부 코어의 주변부와 단차지게 아래로 돌출된 중앙 돌출부의 하측면에 형성되고,
상기 상부 코어와 하부 코어가 형합된 때 상기 프레임은 상기 상부 코어와 하부 코어의 주변부에 밀착되고,
상기 프레임에는, 상기 상부 코어와 하부 코어가 형합된 때 상기 중앙 돌출부가 관통하여 상기 하부 코어에 밀착되도록 개방된 중앙 창(window)이 형성된 것을 특징으로 하는 IMD 사출 성형 금형.