KR20100011281A - 필름의 인서트 사출 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내스크래치성, 내열성, 내냉성 등이 뛰어는 필름 인서트 제품을 사출 성형할 수 있는 필름의 인서트 사출 성형방법을 제공하기 위한 것으로, 제1필름을 제공하는 단계와, 상기 제1필름의 일면에 잉크와 경화제가 혼합된 혼합액을 인쇄한 후 건조시켜 제1층을 형성하는 단계와, 상기 제1필름을 하금형에 안착하는 단계와, 상기 하금형에 상금형을 가압해 상기 제1필름의 제1층의 표면과 상금형 사이에 공동이 형성되도록 하는 단계와, 상기 공동에 상기 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 구비된 제2용융액을 제공하되, 상기 제2용융액의 온도는 상기 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)의 용융온도보다 40 내지 70℃ 더 높은 온도로 제공하는 단계와, 상기 상금형 및 하금형 내에서 발생된 가스를 배출시키는 단계와, 상기 제2용융액을 냉각시켜 상기 제2필름을 성형하는 단계를 포함하는 필름용 인서트 사출 성형 방법을 제공한다.

Description

필름의 인서트 사출 성형방법{Insert injection molding method for film}

본 발명은 필름의 인서트 사출 방법에 관한 것으로, 더욱 상세히는 내스크래치성, 내열성, 내냉성 등이 뛰어는 필름 인서트 제품을 사출 성형할 수 있는 필름의 인서트 사출 성형방법에 관한 것이다.

각종 모바일기기나 전자 제품 등 플라스틱 케이스에 인서트 성형된 필름이 많이 사용된다.

이러한 인서트 성형된 필름은 그 표면에 각종 모양 및/또는 도안 등이 나타날 수 있어 제품의 외관을 미려하게 하는 장점이 있어 최근 널리 사용이 확대되고 있다.

그런데, 종래의 인서트 성형 필름은 PMMA를 주로 하는 재질로 이루어져 있는 데, 이러한 필름은 표면 스크래치에 취약해 터치 기능을 갖는 전자 제품들에는 사용이 어렵고, 또, 온도에 취약해 고온 또는 저온 지역에서 손쉽게 파손을 일으키는 문제가 있다.

이러한 문제로 인해 최근 터치 스크린에 적합한 재료를 이용해 필름용 인서트 사출을 시도하는 연구가 있다.

그러나, 이러한 부드러운 재료들의 경우 인서트 사출 시 모재와의 접합이 제대로 이루어지지 않는 한계가 있으며, 접합이 된다 하더라도 주름이 발생하는 등의 불량이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 내스크래치성, 내열성, 내냉성 등이 뛰어는 필름 인서트 제품을 사출 성형할 수 있는 필름의 인서트 사출 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 제1필름을 제공하는 단계와, 상기 제1필름의 일면에 잉크와 경화제가 혼합된 혼합액을 인쇄한 후 건조시켜 제1층을 형성하는 단계와, 상기 제1필름을 하금형에 안착하는 단계와, 상기 하금형에 상금형을 가압해 상기 제1필름의 제1층의 표면과 상금형 사이에 공동이 형성되도록 하는 단계와, 상기 공동에 상기 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 구비된 제2용융액을 제공하되, 상기 제2용융액의 온도는 상기 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)의 용융온도보다 40 내지 70℃ 더 높은 온도로 제공하는 단계와, 상기 상금형 및 하금형 내에서 발생된 가스를 배출시키는 단계와, 상기 제2용융액을 냉각시켜 상기 제2필름을 성형하는 단계를 포함하는 필름용 인서트 사출 성형 방법을 제공한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)와 같이 내스크래치성, 내열성, 내냉성 등이 우수한 필름재가 모재 필름에 인서트 사출에 의해 형성됨에 있어 접합력이 우수해 양질의 인서트 필름재 를 만들 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 8은 본 발명의 필름용 인서트 사출 성형 방법의 일 예를 도시한 것이다.

먼저, 도 1에서 볼 수 있듯이, 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 구비된 제1필름(1)을 준비한다. 투명체로서 제1필름(1)을 형성하기 위해서는 폴리카보네이트(PC)가 바람직하며, 불투명체로서 제1필름(1)을 형성하기 위해서는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 형성함이 바람직하다.

이 제1필름(1)은 롤상으로 제공될 수 있는 데, 반드시 이에 한정되지 않고 절단된 형태로 제공될 수도 있다.

이 제1필름(1)의 전면에 보호필름(2)이 부착된다.

상기 보호필름(2)은 공정 중에 제1필름(1)의 전면을 보호하기 위한 것으로, 제1필름(1)의 전면에 스크래치 등이 형성되어 상품성을 떨어뜨리지 않도록 하는 것이다. 이러한 보호필름(2)은 일반적인 플라스틱 필름용 보호필름이라면 무엇이든 적용 가능하며, 제1필름(1)과의 사이에 탈착 가능한 접착 강도를 갖는 접착층이 개재된다.

다음으로, 도 3(a)(b)에서 볼 수 있듯이, 상기 제1필름(1)을 소정 크기로 절단한 후 제1필름(1)의 배면에 제1차 인쇄를 한다.

상기 제1차 인쇄에 의해 제1필름(1)의 배면에는 제1인쇄층(3)이 형성될 수 있다. 이 제1인쇄층(3)은 형성하고자 하는 제품의 테두리 등이 형성될 수 있고, 그 테두리에 소정의 그림이 형성될 수 있다.

다음으로, 도 4에서 볼 수 있듯이 상기 제1인쇄층(3)이 형성된 제1필름(1)의 배면에 제2차 인쇄를 통해 제2인쇄층(4)을 형성한다. 이 제2인쇄층(4)은 원하는 칼라 등이 되도록 제1필름(1)의 전체 면적에 걸쳐 골고루 형성하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 원하는 패턴 및 모양이 형성되도록 인쇄할 수 있다.

본 발명에 따르면 상기 제2인쇄층(4)은 잉크와 경화제는 중량비로 7:3의 비율을 이루도록 혼합액을 제조해 스크린 인쇄법에 의해 형성될 수 있으며, 인쇄 후 건조시켜 형성한다. 잉크와 경화제의 배합비율은 공정 오차의 범위 내에서 조정 가능하다.

위 비율보다 경화제가 더 많게 되면 인서트 사출 시 인서트 사출 시 가스가 많이 배출되어 사출 시 가스 배출에 어려움이 있으며, 오히려 사출물과 위 제2인쇄층(4)간의 접합력이 떨어질 수 있다. 또, 위 비율보다 경화제가 적게 되면, 접합력이 약해 사출물이 제2인쇄층(4)에 온전히 부착되어 있기 어렵다.

상기 잉크와 경화제의 혼합액은 제2차 인쇄 시에만 한정되게 사용되는 것은 아니며, 전술한 제1차 인쇄 시에도 동일하게 사용 가능하다.

이렇게 제2인쇄층(4)을 형성한 후에는 도 5에서 볼 수 있듯이, 사출 금형(6)에 투입할 수 있는 크기로 절단한 후, 도 6에서 볼 수 있듯이, 하금형(61)에 절단 된 셀을 안착시킨다.

이 상태에서 하금형(61) 상으로 상금형(62)을 가압해 상금형(62)의 내면과 제2인쇄층(4) 표면 사이에 공동이 형성되도록 한다.

다음으로, 상기 금형(6)에 연결된 실린더(미도시) 내에 용융된 사출물을 주입한 후 그 온도를 사출물 용융 온도보다 40 내지 70℃ 더 높게 되도록 가열한다. 바람직하게는 사출물의 온도를 사출물의 용융 온도보다 50 내지 60℃ 더 높게 되도록 가열하는 것이 바람직하다. 상기 사출물은 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 구비된다. 사출물의 온도가 사출물 용융 온도보다 40℃ 미만으로 낮게 유지되어 사출될 경우에는 사출물과 제2인쇄층(4) 간에 접합력이 떨어져 박리가 발생될 수 있으며, 사출물이 사출되는 동안에 제2인쇄층(4)을 벗겨낼 수 있다. 사출물의 온도가 사출물 용융 온도보다 70℃를 초과하여 더 높게 유지되어 사출될 경우에는 사출되는 동안 사출물과 제2인쇄층(4)으로부터 가스가 많이 발생되어 사출물과 제2인쇄층(4) 간에 접합력이 떨어져 박리가 발생될 수 있으며, 사출물에 버블 등의 형태가 나타날 수 있다.

다음으로, 금형(6)을 90 내지 100℃ 정도로 가열하여 상기 제2인쇄층(4)이 어느 정도 용융되도록 한다.

이렇게 사출물을 용융상태로 유지시킨 상태에서 상기 공동으로 주입한다.

동시에, 상금형(62)과 하금형(61) 사이의 가압력인 형체력을 조정해 용융된 사출물과 제2인쇄층(4)으로부터 발생된 가스가 금형(6)에 형성된 벤트(미도시)를 통해 원활히 배출될 수 있도록 한다.

이러한 가스의 배출이 원활하지 못할 경우 제2인쇄층(4) 표면으로 주입되는 사출물과 제2인쇄층(4)사이의 접합력이 저하된다.

다음으로, 도 7에서 볼 수 있듯이, 상기 공동으로 주입된 사출물을 냉각시켜 제2필름(5)을 성형한다.

전술한 가스 배출 공정은 이러한 사출물의 주입과 동시에 진행될 수 있다.

따라서 상기 형체력은 용융된 제2인쇄층(4) 및/또는 용융 상태로 주입되는 사출물로부터 발생되는 가스가 벤트를 통해 원활히 배출될 수 있도록 유도하는 역할을 한다. 상기 벤트는 금형 사이의 파팅 라인(Parting line)이 될 수 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)와 같이 내스크래치성, 내열성, 내냉성 등이 우수한 필름재가 모재 필름에 인서트 사출에 의해 형성됨에 있어 접합력이 우수해 양질의 인서트 필름재를 만들 수 있게 된다.

<실시예>

실시예1 내지 3은 폴리카보네이트로 이루어진 제1필름에 세이코 사의 잉크와 경화제를 7:3의 중량비로 혼합한 혼합액을 인쇄한 후 건조시킨 다음 금형에 투입해 인서트 사출한 것이다. 사출물은 폴리카보네이트이며, 인서트 사출 시 실린더의 온도는 용융온도 약 230℃보다 높은 아래 표 1의 온도들로 하였다.

비교예1은 위 실시예들과 동일한 제1필름에 잉크와 경화제의 비율이 6:4가 되도록 한 것이고, 비교예2는 제1필름에 잉크와 경화제의 비율이 8:2의 비율이 되도록 한 것이다. 그리고, 비교예3 및 4는 제1필름에 잉크와 경화제의 비율을 7:3으 로 한 다음 실린더 온도를 245℃ 및 265℃로 한 것이다.

	실시예1	실시예2	실시예3	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4
잉크:경화제 비율	7:3	7:3	7:3	6:4	8:2	7:3	7:3
실린더온도	280℃	285℃	290℃	290℃	290℃	265℃	305℃
성형 제품 외관 상태	양호	양호	양호	박리 발생	박리 발생	주름 발견	박리 발생

위 표 1에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 실시예1 내지 3은 사출 성형 후의 제품 표면이 양호하였다. 반면, 잉크와 경화제의 비율을 달리한 경우에는 사출물층에 박리가 발생되는 현상이 발견되었다. 그리고, 실린더의 온도가 낮은 경우에는 표면에서 관찰할 때, 내부에 주름이 관찰되었으며, 실린더의 온도가 높은 경우에는 마찬가지로 사출물층에 박리가 발생되는 현상이 발견되었다.

본 발명에 따르면, 이처럼, 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)와 같이 내스크래치성, 내열성, 내냉성 등이 우수한 필름재가 모재 필름에 인서트 사출에 의해 형성됨에 있어 접합력이 우수해 양질의 인서트 필름재를 만들 수 있게 된다.

도 1은 내지 도 8은 본 발명의 필름용 인서트 사출 성형 방법의 일 실시예를 도시한 도면들이다.

<도면의 부호에 대한 간단한 설명>

1: 제1필름 2: 보호필름

3: 제1인쇄층 4: 제2인쇄층

5: 제2필름 6: 금형

61: 하금형 62: 상금형

Claims (1)

1. 제1필름을 제공하는 단계;

   상기 제1필름의 일면에 잉크와 경화제가 혼합된 혼합액을 인쇄한 후 건조시켜 제1층을 형성하는 단계;

   상기 제1필름을 하금형에 안착하는 단계;

   상기 하금형에 상금형을 가압해 상기 제1필름의 제1층의 표면과 상금형 사이에 공동이 형성되도록 하는 단계;

   상기 공동에 상기 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)로 구비된 제2용융액을 제공하되, 상기 제2용융액의 온도는 상기 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)의 용융온도보다 40 내지 70℃ 더 높은 온도로 제공하는 단계;

   상기 상금형 및 하금형 내에서 발생된 가스를 배출시키는 단계; 및

   상기 제2용융액을 냉각시켜 상기 제2필름을 성형하는 단계;를 포함하는 필름용 인서트 사출 성형 방법.

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