KR102110982B1

KR102110982B1 - 인몰드코팅 방법

Info

Publication number: KR102110982B1
Application number: KR1020170168271A
Authority: KR
Inventors: 송영석
Original assignee: 단국대학교 산학협력단
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2020-05-14
Also published as: KR20190068158A

Abstract

본 발명은 인몰드코팅 방법에 관한 것으로서, 사출품에 형성되는 코팅층의 두께를 정밀하게 조절할 수 있도록 하는 인몰드 코팅방법에 관한 것이다.
본 발명은 수지액 주입구를 통해 수지액을 주입하여 캐비티 내부에 사출품을 형성하는 사출품 형성단계와, 제1 금형에 대해 제2 금형을 이동시키되, 코팅층 두께보다 더 큰 간격을 가지도록 이동시켜 제2 금형의 내벽과 사출품 사이에 코팅층 공간을 형성하는 코팅층공간 형성단계와, 제1 금형과 제2 금형 사이 중 제1 금형의 테두리 상면에 인서트 플레이트를 배치하여 코팅층 두께를 조절하는 코팅층두께 조절단계와 코팅액 주입구를 통해 코팅층 공간으로 코팅액을 주입하는 코팅액 주입단계 및 코팅액 주입단계에서 주입된 코팅액이 겔화되는 동안 상기 제1 금형을 이동시켜 겔화되는 코팅액을 가압하는 코팅액 가압단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드코팅 방법을 제공한다.

Description

인몰드코팅 방법{METHOD FOR IN-MOULD COATING}

본 발명은 인몰드코팅 방법에 관한 것으로서, 사출품에 형성되는 코팅층의 두께를 정밀하게 조절할 수 있도록 하는 인몰드 코팅방법에 관한 것이다.

플라스틱은 저비용으로 대량생산에 유리하고, 가벼우며, 다양한 물성을 구현할 수 있기 때문에 국내외 산업을 주도하고 있는 대부분의 제품에서 핵심소재로 활용되고 있다. 그 중에서 가장 많은 성형품이 사출성형법에 의하여 생산되고 있다.

특히, 플라스틱 제품의 고급화와 다기능화 추세에 따라 자동차, 휴대폰, 가전뿐만 아니라 선박, 항공 및 건축 내외장재에 이르기까지 고광택, 다양한 색상구현 등 외관 중심의 제품 디자인에서 더 나아가 질감 및 촉감을 포함하는 고감성, 그리고 전자파 차단, 내스크래치성, 내화학성, 내후성 등 다양한 기능성을 구현하기 위하여 플라스틱 표면에 대한 코팅의 중요성이 더욱 커지고 있다.

그러나 사출 성형 제품의 표면을 보호하고, 외관 품질, 광택, 내스크래치성, 내구성, 내후성 등을 향상시키기 위하여 대부분 모재가 되는 제품의 성형이 완료된 후 별도의 공정이 요구된다. 일반적으로 주로 사용되는 후 공정 중, 도금, 도장, 증착, 인쇄 등과 같은 표면처리 기술들은 사출 기재의 표면 상태 및 제조 환경에 영향을 많이 받을뿐더러 생산 단가 및 리드 타임을 상승시키고 유해물질로 인한 환경문제, 코팅층 두께의 불균일성 등의 문제가 상존하고 있다.

비교적 오래 전부터 이러한 문제들을 줄이기 위하여 사출성형 과정에 미리 원하는 형상으로 성형한 코팅층을 금형 내에 배치시켜 사출과 코팅층을 일체화시킨 인몰드 데코레이션(In-Mold Decoration: IMD), 인몰드 라벨(In-Mold Labeling: IML), 필름인서트성형(Film Insert Molding: FIM) 등과 같은 기술이 도입되어, 후 가공에 비해 공정 단계가 줄어들긴 하지만 이 또한 별도의 코팅층을 가공하여야 하며, 코팅층 두께를 정밀하게 조절할 수 없다는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0944231호(2010.02.24. 등록공고, 발명의 명칭 : 전사 인몰드 사출성형용 금형)

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 인서트 플레이트를 이용하여 코팅층 두께를 정밀하게 조절할 수 있도록 하는 인몰드코팅 제조방법을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 따른 인몰드코팅 방법은, 수지액 주입구가 마련된 제1 금형과, 상기 제1 금형에 대해 이동 가능하게 설치되고 코팅액 주입구가 마련된 제2 금형과, 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형 사이에 형성된 캐비티를 포함하는 인몰드코팅 금형을 이용한 인몰드코팅 방법에 있어서, 상기 수지액 주입구를 통해 수지액을 주입하여 상기 캐비티 내부에 사출품을 형성하는 사출품 형성단계; 상기 제1 금형에 대해 상기 제2 금형을 이동시키되, 코팅층 두께보다 더 큰 간격을 가지도록 이동시켜 상기 제2 금형의 내벽과 상기 사출품 사이에 코팅층 공간을 형성하는 코팅층공간 형성단계; 상기 제1 금형과 상기 제2 금형 사이 중 상기 제1 금형의 테두리 상면에 인서트 플레이트를 배치하여 상기 코팅층 두께를 조절하는 코팅층두께 조절단계; 상기 코팅액 주입구를 통해 상기 코팅층 공간으로 코팅액을 주입하는 코팅액 주입단계; 및 상기 코팅액 주입단계에서 주입된 코팅액이 겔화되는 동안 상기 제1 금형을 이동시켜 상기 겔화되는 코팅액을 가압하는 코팅액 가압단계;를 포함한다.

또한, 본 발명의 따른 인몰드코팅 방법에 있어서, 상기 인서트 플레이트는 사각 플레이트 형상으로 형성되되, 일측면이 오픈된 단일의 플레이트 구조로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 따른 인몰드코팅 방법에 있어서, 상기 사출품에 상기 코팅층이 형성된 후에, 상기 코팅층의 경도를 증가시키기 위하여, 상기 코팅층의 표면에 이온빔을 조사하는 이온빔 조사단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 따른 인몰드코팅 방법에 있어서, 상기 코팅층두께 조절단계에서, 열팽창 계수가 다른 소재로 제작된 다른 종류의 인서트 플레이트가 선택적으로 사용되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 따른 인몰드코팅 방법에 있어서, 상기 사출품이 열가소성의 물성을 가지고, 상기 코팅층이 열경화성의 물성을 가질 경우, 상기 코팅액 주입단계 전에, 상기 코팅층 공간으로 실란이 포함된 베이스 코팅액을 주입하여 베이스 코팅층을 형성하는 베이스 코팅층 형성단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 따른 인몰드코팅 방법에 있어서, 상기 코팅층두께 조절단계에서, 상기 제1 금형의 테두리 상면 폭포다 작은 폭을 가진 제2 인서트 플레이트가 사용되고, 상기 코팅액 주입단계에서, 상기 제1 금형의 테두리 상면 중 상기 인서트 플레이트가 설치되지 않은 부위까지 상기 코팅액이 주입되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 인몰드코팅 방법은, 인서트 플레이트를 이용하여 코팅층 두께를 정밀하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 인몰드코팅 방법은, 코팅층의 표면에 이온빔을 조사함으로써, 코팅층의 경도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 인몰드코팅 방법은, 열팽창 개수가 다른 인서트 플레이트를 선택적으로 사용함에 따라, 코팅층의 두께를 더욱 정밀하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 인몰드코팅 방법은, 코팅층을 형성하기 전에 베이스 코팅층을 형성함에 따라, 코팅층과 사출품 간의 결합력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 인몰드코팅 방법은, 인서트 플레이트의 폭을 조절하여 사출품보다 코팅층을 더 크게 형성함으로써, 코팅층이 사출품의 테두리를 덮을 수 있어 코팅층과 사출품 간의 결합력을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인몰드코팅 방법의 과정을 단계별로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인몰드코팅 방법에서 제2 인서트 플레이트가 사용된 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인몰드코팅 방법의 과정을 단계별로 나타낸 도면이다.

이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인몰드코팅 방법의 과정을 단계별로 나타낸 도면이다. 이때, 도 1의 (a)는 사출품 형성과정을 나타낸 것이고, 도 1의 (b)는 코팅층공간 형성과정을 나타낸 것이며, 도 1의 (c)는 코팅층두께 조절과정을 나타낸 것이다.

또한, 도 1의 (d)는 코팅액 주입과정을 나타낸 것이고, 도 1의 (e)는 코팅액 가압과정을 나타낸 것이며, 도 1의 (f)는 이온빔 조사과정을 나타낸 것이고, 도 1의 (g)는 사출품에 코팅층이 형성된 상태를 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인몰드코팅 방법은 수지액 주입구(110)가 마련된 제1 금형(100)과, 제1 금형(100)에 대해 이동 가능하게 설치되고 코팅액 주입구(210)가 마련된 제2 금형(200)과, 제1 금형(100) 및 제2 금형(200) 사이에 형성된 캐비티(120)를 포함하는 인몰드 코팅금형을 이용하여 수행될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 인몰드코팅 방법은 사출품 형성단계와, 코팅층공간 형성단계와, 코팅층두께 조절단계와, 코팅액 주입단계, 코팅액 가압단계 및 이온빔 조사단계를 포함한다.

먼저, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 사출품 형성단계에서는 수지액 주입구(110)를 통해 수지액을 주입하여 캐비티(120) 내부에 사출품(300)을 형성하는 과정이 수행된다.

이때, 본 발명의 제1 실시예에서는 캐비티(120)가 일정 깊이를 가지고 제1 금형(100)에 형성된 것이 제시되었지만, 캐비티(120)는 사출품(300)과 코팅층(600)의 형상 및 제조 목적에 따라 제2 금형(200)에 형성될 수도 있고, 제1 금형(100) 및 제2 금형(200) 모두에 형성될 수도 있다.

즉, 사출품 형성단계에서는 제1 금형(100)에 형성된 캐비티(120) 내부에 수지액 주입구(110)를 통하여 수지액을 주입하여 캐비티(120) 내부에 사출품(300)을 형성한다.

다음, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 코팅층공간 형성단계에서는 제1 금형(100)에 대해 제2 금형(200)을 이동시키되, 코팅층 두께(t1)보다 더 큰 간격(s1)을 가지도록 이동시켜 제2 금형(200)의 내벽과 사출품(300) 사이에 코팅층 공간(400)을 형성하는 과정이 수행된다.

더욱 구체적으로, 코팅층공간 형성단계는 코팅층(600)을 형성하기 위한 코팅층 공간(400)을 마련하기 위하여 제1 금형(100)에 대해 제2 금형(200)을 이동시킨다.

이때, 제1 금형(100)에 대해 제2 금형(200)을 코팅층 두께(t1)보다 더 큰 간격(s1)을 가지도록 이동시킨다. 이는 후술하는 코팅액 가압단계에서 겔화되는 코팅액(C2)을 가압할 수 있도록 하는 공간을 확보하기 위함이다.

다음으로, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 코팅층두께 조절단계에서는 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이 중 제1 금형(100)의 테두리 상면에 인서트 플레이트(510)를 배치되는 과정이 수행된다.

자세히 도시되지는 않았지만, 인서트 플레이트(510)는 제1 금형(100)의 테두리 상면과 대응하도록 단일의 사각 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 물론, 인서트 플레이트(510)는 일자형의 단일 플레이트 구조로 형성되어 제1 금형(100)의 테두리 상면에 각각 배치될 수도 있다.

한편, 인서트 플레이트(510)는 열팽창 계수가 다른 소재로 제작된 다른 종류의 인서트 플레이트(510)가 선택적으로 사용될 수 있다.

더욱 구체적으로, 코팅층 두께(t1)를 두껍게 형성하기 위해서는 열팽창 계수가 높은 소재로 제작된 인서트 플레이트(510)가 사용되고, 코팅층 두께(t1)를 얇게 형성하기 위해서는 열팽창 계수가 낮은 소재로 제작된 인서트 플레이트(510)가 사용될 수 있다.

즉, 인서트 플레이트(510)를 이용하여 코팅층의 두께(t1)를 조절함에 있어서, 인서트 플레이트(510)의 열팽창 계수까지 고려하여 인서트 플레이트(510)를 선택적으로 사용함에 따라, 목표로 하는 코팅층 두께를 더욱 정밀하게 조절할 수가 있게 된다.

한편, 코팅층공간 형성단계에서 코팅층을 형성하기 위한 코팅층 공간(400)이 형성되고, 코팅층두께 조절단계에서 배치되는 인서트 플레이트(510)에 의해 코팅층 공간(400)에 테두리가 형성됨으로써, 코팅액이 수용될 수 있는 코팅층 공간(400)이 완성될 수 있다.

다음으로, 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 코팅액 주입단계에서는 코팅층(600)을 형성하기 위해, 코팅액 주입구(210)를 통해 코팅층 공간(400)으로 코팅액(C1)을 주입하는 과정이 수행된다.

이때, 코팅액(C1)은 코팅액 주입구(210)를 통하여 사출품(300)의 상면에 도포되면서 코팅층 공간(400)에 채워지게 된다.

다음으로, 도 1의 (e)에 도시된 바와 같이, 코팅액 가압단계에서는 코팅액 주입단계에서 주입된 코팅액(C1)이 겔화되는 동안 제1 금형(100)을 이동시켜 겔화되는 코팅액(C2)을 가압하는 과정이 수행된다.

더욱 구체적으로, 코팅층 공간(400)으로 코팅액(C1)이 주입되어 코팅층이 형성되는 과정에서 코팅액(C1)은 액체상태에서 겔화되는 과정을 거처 고체상태가 된다.

코팅액(C1)이 겔화되는 과정에서 제2 금형(200)을 제1 금형(100) 측으로 이동시키면, 제2 금형(200)이 코팅층 공간(400)으로 이동되는 추진력에 의해 겔화되는 코팅액(C2)을 가압하게 된다.

제2 금형(200)에 의해 겔화되는 코팅액(C2)이 가압되면 겔화되는 코팅액(C2)에 압축잔류응력이 부여될 수 있게 된다.

즉, 겔화되는 코팅액(C2)이 가압력을 받아 압축잔류응력이 부여되면 코팅층(600)의 표면이 개질되어 경도가 커지는 이점이 있게 된다.

한편, 코팅액(C)이 주입된 직후, 제2 금형(200)에 의해 액체상태의 코팅액(C)이 가압되면 액체상태의 코팅액(C1)에 인장잔류응력이 부여되고, 부여된 인장잔류응력에 의해 코팅층(600)의 경도가 저하되는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 코팅액 가압단계는 코팅액(C1)이 어느 정도 겔화된 상태에서 진행되는 것이 바람직한 것이다.

다음으로, 도시되지는 않았지만, 사출품(300)의 상면에 코팅층(600)이 형성되면 제1 금형(100)에 대해 제2 금형(200)을 이동시켜 코팅층(600)이 형성된 사출품(300)을 빼냄으로써, 사출품(300)에 코팅층(600)을 형성하는 과정이 완료된다.

다음으로, 도 1의 (F)에 도시된 바와 같이, 상기 이온빔 조사단계에서는 코팅층(600)의 표면에 이온빔(L)을 조사하는 과정이 수행된다.

코팅층(600)의 표면에 이온빔(L)이 조사되면, 코팅층(600)의 표면이 개질되어 경도가 증가될 수 있다.

더욱 구체적으로, 이온빔 조사단계에서는 코팅층(600)의 표면에 조사된 이온빔(L)에 의해 코팅층(600)의 표면이 원자간 결합 구조 파괴 또는 재결합, 에너지 준위의 변위, 결정 공간 변위에 따른 밀도 변화 등이 이루어짐으로써, 코팅층의 경도 등의 기계적 물성을 우수하게 할 수 있다.

따라서, 코팅층(600)의 표면에 이온빔(L)이 조사됨으로써, 경도가 우수한 코팅층(600)을 확보할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 이온빔(L)으로는 질소 이온빔이 사용되는 것이 좋으나, 철, 크롬, 니켈 등의 이온빔이 사용되어도 무방하다.

상기에서 상술한 바와 같은 과정에 의해, 도 1 의 (g)에 도시된 바와 같이, 코팅층(600)이 형성된 사출품(300)을 제작할 수 있게 된다.

지금부터는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인몰드코팅 방법의 다른 예로 제2 인서트 플레이트가 사용된 예를 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 인몰드코팅 방법에서 제2 인서트 플레이트가 사용된 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이때, 도 2의 (a)는 코팅층두께 조절단계에서 제2 인서트 플레이트를 배치하는 과정을 나타낸 것이고, 도 2의 (b)는 코팅층두께 조절단계에서 코팅층 공간과 테두리 공간까지 코팅액이 주입되는 과정을 나타낸 것이며, 도 2의 (c)는 사출품에 테두리가 마련된 코팅층이 형성된 상태를 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 인몰드코팅 방법의 다른 예로, 코팅층두께 조절단계에서 제2 인서트 플레이트(520)가 사용된 것이 제시된다.

이때, 제2 인서트 플레이트(520)의 폭(W1)은 제1 금형(100)의 테두리 상면 폭(W2)보다 작은 폭을 가지도록 형성될 수 있다.

도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2 인서트 플레이트(520)가 제1 금형(100)의 테두리 상면에 배치되면, 제1 금형(100)에 형성된 캐비티(120)의 외곽측 부분에 대해 일정 간격 이격된 상태로 배치된다.

이에 따라, 제1 금형(100)의 테두리 상면에는 제2 인서트 플레이트(520)가 설치되는 않은 부분에는 코팅층(600)의 테두리(601)를 형성하기 위한 테두리 공간이(521)이 형성되게 된다.

이때, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 코팅액 주입단계에서 주입되는 코팅액(C1)은 제1 금형(100)의 테두리 상면 중 인서트 플레이트(510)가 설치되지 않은 부위 즉, 테두리 공간(521)까지 주입되어 테두리 공간(521)에 코팅액(C1)이 채워지게 되고, 도 2의 (C)에 도시된 바와 같이, 코팅액 가압단계에서 겔 상태의 코팅액(C2)을 가압하게 되면, 테두리 공간(521)에 채워진 코팅액(C1)이 캐비티(120)와 사출품(300)의 틈사이로 스며들면서 코팅층(600)에 테두리(601)가 형성된다.

결과적으로, 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 제2 인서트 플레이트(520)를 이용하여 코팅층(600)의 테두리(601)가 사출품(300)의 테두리를 감싸도록 형성됨으로써, 코팅층(600)과 사출품(300) 간의 결합력을 더욱 높일 수 있는 이점이 있다.

지금부터는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인몰드코팅 방법을 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 인몰드코팅 방법의 과정을 단계별로 나타낸 도면이다. 이때, 도 3 의 (a)는 사출품 형성과정을 나타낸 것이고, 도 3의 (b)는 코팅층공간 형성과정을 나타낸 것이며, 도 3의 (c)는 코팅층두께 조절과정을 나타낸 것이다.

또한, 도 3의 (d)는 베이스 코팅층 형성과정을 나타낸 것이고, 도 3의 (e)는 코팅액 주입과정을 나타낸 것이며, 도 3의 (f)는 코팅액 가압과정을 나타낸 것이다. 또한, 도 3의 (g)는 이온빔 조사과정을 나타낸 것이고, 도 3의 (h)는 사출품에 코팅층이 형성된 상태를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 인몰드코팅 방법은 사출품 형성단계와, 코팅층공간 형성단계와, 코팅층두께 조절단계와, 베이스 코팅층 형성단계와, 코팅액 주입단계, 코팅액 가압단계 및 이온빔 조사단계를 포함한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 인몰드코팅 방법은 상술한 제1 실시예와 동일하나, 코팅액 주입단계 전에, 베이스 코팅층 형성단계가 더 포함된 것이 다르다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 인몰드코팅 방법을 설명함에 있어서, 상술한 제1 실시예와 동일한 과정에 대해서 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 사출품 형성단계에서는 수지액 주입구(110)를 통해 수지액을 주입하여 캐비티(120) 내부에 사출품(300)을 형성하는 과정이 수행되고, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 공간 형성단계에서는 제1 금형(100)에 대해 제2 금형(200)을 이동시켜 제2 금형(200)의 내벽과 상기 사출품(300) 사이에 코팅층 공간(400)을 형성하는 과정이 수행된다.

이때, 사출품 형성단계와, 코팅층공간 형성단계는 상술한 제1 실시예의 사출품 형성단계와 코팅층공간 형성단계와 동일하여 자세한 설명은 생략한다.

다음으로, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이, 상기 코팅층두께 조절단계에서는 제1 금형(100)과 제2 금형(200) 사이 중 상기 제2 금형(200)의 테두리 상면에 인서트 플레이트(510)를 배치하는 과정이 수행된다.

자세히 도시되지는 않았지만, 인서트 플레이트(510)는 상술한 제1 실시예와 다르게 베이스 코팅층 두께와 코팅층 두께를 포함하는 두께를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

다음으로, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 코팅층 형성단계에서는 코팅층 공간(400)으로 실란이 포함된 베이스 코팅액(미도시)을 주입하여 베이스 코팅층(610)을 형성하는 과정이 수행된다.

베이스 코팅액은 코팅액 주입구(210)를 통해 주입될 수 있으며, 도시되지는 않았지만, 상술한 코팅액 주입구(210)와는 별도로 베이스 코팅액 주입구(210)를 형성하여 베이스 코팅액 주입구(210)를 통해 주입될 수도 있다.

한편, 베이스 코팅층 형성단계는 일예로, 사출품(300)이 열가소성의 물성을 가지고, 코팅층(600)이 열경화성의 물성을 가질 경우 수행될 수 있다.

사출품(300)과 코팅층(600)이 서로 반대되는 물성을 가질 경우, 인몰드코팅 과정에서 서로 결합력이 약해 잘 결합되지 않거나, 제품 사용 중에 사출품(300)으로부터 코팅층(600)이 쉽게 분리될 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.

따라서, 베이스 코팅층(610)은 사출품(300)과 코팅층(600) 사이에 배치되어, 사출품(300)과 코팅층(600) 간의 커플링 에이전트 역할을 수행하게 된다. 이에 따라, 사출품(300)과 코팅층(600) 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.

여기서, 베이스 코팅층(610)을 형성하기 위한 베이스 코팅액은 실란을 포함하여 형성될 수 있다. 이때, 베이스 코팅액은 사출품(300)과 코팅층(600) 간의 커플링 에이전트를 부여할 수 있는 물질이라면 크게 제한되지 않는다.

다음으로, 도 3의 (e)에 도시된 바와 같이, 상기 코팅액 주입단계에서는 코팅층(600)을 형성하기 위해, 코팅액 주입구(210)를 통해 코팅층 공간(400)으로 코팅액(C1)을 주입하는 과정이 수행된다.

이때, 코팅액(C1)은 코팅액 주입구(210)를 통하여 주입되어 베이스 코팅층(610)의 상면에 도포되면서 코팅층 공간(400)에 채워지게 된다.

다음으로, 도 3의 (f)에 도시된 바와 같이, 상기 코팅액 가압단계에서는 코팅액 주입단계에서 주입된 코팅액(C1)이 겔화되는 동안 제1 금형(100)을 이동시켜 겔화되는 코팅액(C2)을 가압하는 과정이 수행된다.

다음으로, 도 3 의 (g)에 도시된 바와 같이, 이온빔 조사단계에서는 코팅층(600)의 표면에 이온빔(L)을 조사하는 과정이 수행된다.

여기서, 코팅액 가압단계와 이온빔 조사단계는 상술한 제1 실시예의 코팅액 가압단계과 이온빔 조사단계의 과정과 동일하여 상세한 설명은 생략한다.

상기에서 상술한 바와 같은 과정에 의해 도 3의 (g)에 도시된 바와 같이, 코팅층과 베이스 코팅층(610)이 형성된 사출품(300)을 제작할 수 있게 된다.

한편, 도시되지는 않았지만, 본 발명의 제2 실시예에서도 본 발명의 제1 실시예에서 상술한 제2 인서트 플레이트(520)를 사용하여 코팅층(600)에 테두리(601)가 형성될 수 있도록 제작될 수도 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 인몰드코팅 방법은, 인서트 플레이트를 이용하여 코팅층 두께를 정밀하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 인몰드코팅 방법은, 코팅층 표면에 이온빔을 조사함으로써, 코팅층의 경도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.

100: 제1 금형 110: 수지액 주입구
120: 캐비티 200: 제2 금형
210: 코팅액 주입구 300: 사출품
400: 코팅층 공간 510: 인서트 플레이트
600: 코팅층

Claims

수지액 주입구가 마련된 제1 금형과, 상기 제1 금형에 대해 이동 가능하게 설치되고 코팅액 주입구가 마련된 제2 금형과, 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형 사이에 형성된 캐비티를 포함하는 인몰드코팅 금형을 이용한 인몰드코팅 방법에 있어서,
상기 수지액 주입구를 통해 수지액을 주입하여 상기 캐비티 내부에 사출품을 형성하는 사출품 형성단계;
상기 제1 금형에 대해 상기 제2 금형을 이동시키되, 코팅층 두께보다 더 큰 간격을 가지도록 이동시켜 상기 제2 금형의 내벽과 상기 사출품 사이에 코팅층 공간을 형성하는 코팅층공간 형성단계;
상기 제1 금형과 상기 제2 금형 사이 중 상기 제1 금형의 테두리 상면에 서로 다른 열팽창 계수를 가지는 복수의 인서트 플레이트 중 선택된 인서트 플레이트를 배치하여 상기 코팅층 두께를 조절하는 코팅층두께 조절단계;
상기 사출품과 상기 코팅층 간의 결합력이 부여되도록 상기 코팅층 공간으로 실란이 포함된 베이스 코팅액을 주입하여 베이스 코팅층을 형성하는 베이스 코팅층 형성단계;
상기 코팅액 주입구를 통해 상기 코팅층 공간으로 코팅액을 주입하는 코팅액 주입단계; 및
상기 코팅층 공간으로 주입된 코팅액이 겔화되는 동안 상기 제2 금형을 이동시켜 겔화되는 상기 코팅액을 가압하는 코팅액 가압단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드코팅 방법.
제1항에 있어서,
상기 인서트 플레이트는 상기 제1 금형의 테두리 상면과 대응하도록 단일의 사각 플레이트 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 인몰드코팅 방법.
제1항에 있어서,
상기 사출품에 상기 코팅층이 형성된 후에,
상기 코팅층의 경도를 증가시키기 위하여, 상기 코팅층의 표면에 이온빔을 조사하는 이온빔 조사단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인몰드코팅 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 사출품은 열가소성의 물성을 가지고, 상기 코팅층은 열경화성의 물성을 가지는 것을 특징으로 하는 인몰드코팅 방법.
제1항에 있어서,
상기 코팅층두께 조절단계에서,
상기 제1 금형의 테두리 상면 폭보다 작은 폭을 가진 제2 인서트 플레이트가 사용되고,
상기 코팅액 주입단계에서,
상기 제1 금형의 테두리 상면 중 상기 인서트 플레이트가 설치되지 않은 부위까지 상기 코팅액이 주입되는 것을 특징으로 하는 인몰드코팅 방법.