KR20100121793A

KR20100121793A - 미세패턴요철이 형성된 사출금형 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20100121793A
Application number: KR1020090040659A
Authority: KR
Inventors: 강은성
Original assignee: 강은성
Priority date: 2009-05-11
Filing date: 2009-05-11
Publication date: 2010-11-19
Also published as: KR101164304B1

Abstract

본 발명은 미세패턴요철이 형성된 사출금형 및 그 제조 방법에 관한 것으로; 플라스틱 사출물의 표면에 광학패턴 또는 이미지 미세패턴 등의 미세패턴을 형성하기 위해 미세패턴요철이 표면(表面)에 형성된 미세요철부재의 이면(裏面)에 합금재질의 고정부재를 일체화한 금형코어를 사출금형의 몸체에 장착하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세패턴요철이 형성된 사출금형과; 플라스틱 사출물의 표면에 미세패턴을 형성하기 위한 미세패턴요철이 표면(表面)에 형성된 미세요철부재의 이면(裏面)에 주조방식으로 일체로 합금재질의 고정부재를 부착하여 금형코어를 제조하는 금형코어 제조공정과, 상기 금형코어에 용융 수지를 주입가능하게 가공하는 금형코어 가공공정과, 사출금형의 몸체에 상기 금형코어를 장착하는 금형코어 장착공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세패턴요철이 형성된 사출금형 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면 플라스틱 사출물을 성형시에 사출물의 표면에 홀로그램 등의 광학패턴이나 특정 이미지 미세패턴을 동시에 표현해 줌으로서 미세패턴을 사출물에 표현하기 위한 그 공정이 간단해 사출물 제조 효율이 증대됨은 물론, 디자인과 기능성을 요하는 다양한 제품에 활용할 수 있는 장점이 있다.

사출, 금형, 미세패턴

Description

미세패턴요철이 형성된 사출금형 및 그 제조 방법 { injection mold and the manufacturing method }

본 발명은 미세패턴요철이 형성된 사출금형 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 플라스틱 사출물을 성형시에 플라스틱 사출물의 표면에 광학패턴 또는 이미지패턴과 같은 미세패턴을 동시에 형성할 수 있도록 하는 사출금형 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 플라스틱 제품을 성형하는 경우에는 플라스틱 수지원료를 용융시켜 일정한 제품의 형상을 가지도록 제조된 사출금형에 주입하여 성형하게 된다.

그런데, 종래의 사출금형의 경우 일정한 형상을 가지도록 입체적인 성형이 가능하지만, 그 표면에 광학적 입체감을 얻기 위한 홀로그램 등의 광학패턴이나 특정 이미지를 표현할 수 없는 문제점을 갖고 있다.

특히, 광학적 입체감을 얻기 위한 홀로그램 등의 광학패턴이나 특정 이미지 미세패턴을 사출물에 직접 표현하기 위한 미세패턴 요철을 통상의 금형에 바로 형 성할 수 없어, 사출물을 금형을 이용해 제조한 후, 사출물의 표면에 광학패턴이 형성된 스티커를 부착하거나, 별도의 인쇄를 통해 미관을 향상시키게 된다.

그런데, 이와 같은 스티커 또는 인쇄 방식은 사출물을 제작한 후, 별도의 작업공정이 더 수행됨에 따라 사출물의 제작 공정이 복잡하다.

또한, 사출물에 스티커 또는 인쇄 방식에 의해 미세패턴을 형성하는 경우 사출물에서 스티커나 인쇄층이 쉽게 벗겨질 수 있을 뿐만 아니라 위변조가 가능하여 제품에 대한 신뢰성이 떨어지는 문제점도 갖고 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 플라스틱 사출물을 성형시에 사출물의 표면에 홀로그램 등의 광학패턴이나 특정 이미지 미세패턴을 함께 표현해 줌으로서 디자인과 기능성을 요하는 제품에 활용할 수 있도록 하는 미세패턴요철이 형성된 사출금형과 그와 같은 사출금형의 제조 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명은 사출물의 표면에 미세패턴을 형성하기 위한 사출물 제조공정을 간소화하여 사출물의 제조 효율을 향상시킬 수 있음은 물론 위변조가 불가능하여 제품에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있는 사출금형과 그와 같은 사출금형의 제조 방법을 제공하는데에도 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은; 플라스틱 사출물의 표면에 광학패턴 또는 이미지 미세패턴 등의 미세패턴을 형성하기 위해 미세패턴요철이 표면(表面)에 형성된 미세요철부재의 이면(裏面)에 합금재질의 고정부재를 일체화한 금형코어를 사출금형의 몸체에 장착하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세패턴요철이 형성된 사출금형을 제공한다.

이때, 상기 미세요철부재는 SUS, 아연, 구리 등의 비철금속 재질로 이루어지는 구조재 또는 플레이트의 표면에 미세패턴요철을 형성하여서 이루어지는 것을 특 징으로 한다.

그리고, 상기 고정부재는 알루미늄합금인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은; 플라스틱 사출물의 표면에 미세패턴을 형성하기 위한 미세패턴요철이 표면(表面)에 형성된 미세요철부재의 이면(裏面)에 주조방식으로 일체로 합금재질의 고정부재를 부착하여 금형코어를 제조하는 금형코어 제조공정과; 상기 금형코어에 용융 수지를 주입가능하게 가공하는 금형코어 가공공정과; 사출금형의 몸체에 상기 금형코어를 장착하는 금형코어 장착공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세패턴요철이 형성된 사출금형 제조 방법도 제공한다.

이때, 상기 금형코어 제조공정 이전에, 상기 미세요철부재의 형상을 사출물의 곡면부위 형상과 동일한 안착부를 갖는 상하측 성형금형을 이용해 사출물의 곡면부위와 동일하게 곡면처리하는 곡면 성형공정;이 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 플라스틱 사출물을 성형시에 사출물의 표면에 홀로그램 등의 광학패턴이나 특정 이미지 미세패턴을 동시에 표현해 줌으로서 미세패턴을 사출물에 표현하기 위한 그 공정이 간단해 사출물 제조 효율이 증대됨은 물론, 디자인과 기능성을 요하는 다양한 제품에 활용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 미세패턴을 사출물의 표면에 일체로 형성함에 따라 위변조 가 불가능하여 제품에 대한 소비자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점도 있다.

본 발명에 따른 미세패턴요철이 형성된 사출금형 및 그 제조 방법을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.

이때, 도 1은 본 발명에 따른 미세패턴요철이 형성된 사출금형의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 공정 흐름도이고, 도 2는 본 발명의 미세패턴이 형성된 미세요철부재를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 미세요철부재를 곡면성형하는 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 미세패턴이 형성된 베이스부재의 배면에 고정부재를 일체로 부착하여 금형코어를 제조하는 예를 도시한 도면이고, 도 5는 본 발명의 금형코어를 사출금형의 몸체에 장착한 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 사출금형이 장착된 사출기를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 사출금형이 장착된 사출기를 이용해 제조되는 사출물의 일 예를 도시한 도면이다.

도 1에 의하면, 본 발명에 따른 미세패턴요철이 형성된 사출금형은 사출물의 표면에 광학패턴 또는 이미지 미세패턴(이하, '미세패턴'이라 한다.)을 형성하기 위해 미세패턴요철이 표면(表面)에 형성된 미세요철부재의 이면(裏面)에 주조방식으로 일체로 합금재질의 고정부재를 일체화한 금형코어를 사출금형의 몸체에 장착 하여서 이루어진다.

이와 같은 본 발명에 따른 미세패턴요철이 형성된 사출금형은 사출물의 표면에 미세패턴을 형성하기 위한 미세패턴요철이 표면(表面)에 형성된 미세요철부재를 제조하는 미세요철부재 제조공정(S100)과, 상기 미세요철부재 제조공정(S100)을 통해 제조된 미세요철부재의 이면(裏面)에 주조방식으로 일체로 고정부재를 부착하여 금형코어를 제조하는 금형코어 제조공정(S120)과, 상기 금형코어 제조공정(S120)을 통해 제조된 금형코어에 용융 수지를 주입하기 위한 스프루나 런너 등을 가공하는 금형코어 가공공정(S130)과, 사출금형의 몸체에 장착하는 금형코어 장착공정(S140)으로 이루어진다.

한편, 상기 미세요철부재 제조공정(S100)을 통해 제조된 미세요철부재는 사출물의 형상에 따라 입체감을 요하는 경우 일정한 곡면을 형성할 수 있도록 입체성형하는 곡면성형 공정(S110)을 더 수행한 후, 금형코어 제조공정(S120)을 수행한다.

이하, 본 발명의 제조공정을 순차적으로 설명한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 미세요철부재 제조공정(S100)을 통해 미세요철부재(100)를 제작한다.

상기 미세요철부재(100)는 광학패턴 및 이미지패턴을 형성하기 위한 미세패턴요철(112)을 SUS, 아연, 구리와 같은 비철금속 재질로 이루어지는 구조재 또는 플레이트의 표면(110)에 형성하여서 이루어진다.

이때, 상기 미세요철부재(100)는 구조재 또는 플레이트의 표면에 반도체용 감광제를 코팅한 후, 건조하여 디자인이 만들어진 마스크 필름을 감광제 코팅이 되어 있는 표면에 삽입하고, 자외선 빛을 이용하여 노광 및 현상한 후, 니켈 도금작업으로 표현하고자 하는 다양한 광학패턴 및 이미지패턴을 형성하기 위한 미세패턴요철(112)을 형성하는 공지(公知)의 과정을 통해 제조한다.

물론, 상기 미세요철부재(100)는 레이저(Laser)가공을 통해 광학패턴 및 이미지 미세패턴요철(100)을 구조재 또는 플레이트의 표면에 형성하여서 제작함도 가능하다.

따라서, 입체적인 구조재 형상이나 또는 플레이트 형상으로 미세요철부재(100)를 제작할 수 있다.

한편, 상기 미세요철부재 제조공정(S100)을 통해 미세요철부재(100)를 제작한 후, 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 곡면성형공정(S110)을 추가로 수행할 수 있다.

예를 들어 사출물을 제작시에 사출물의 표면에 일정한 곡면을 형성하고 그 곡면부위에 미세패턴을 형성하고자 하는 경우에는 미세요철부재(100)의 형상을 사출물의 곡면부위 형상과 동일하게 형성해야만 한다.

이를 위해 상기 미세요철부재 제조공정(S100)을 수행한 플레이트 형상의 미세요철부재(100)를 사출물의 곡면부위와 동일한 안착부(12,22)를 갖는 상하측 성형금형(10,20)을 이용해 사출물의 곡면부위와 동일하게 곡면처리를 하게 된다.

즉, 플레이트 형상의 미세요철부재(100)를 하측 성형금형(20)의 안착부(22)에 올려 놓고, 상측 성형금형(10)으로 가압해 줌으로서, 사출물의 곡면부위와 동일하게 곡면처리된 곡면성형된 미세요철부재(100)를 제조할 수 있다.

다음으로 상기 미세요철부재 제조공정(S100)만을 수행하거나, 곡면성형공정(S110)을 더 수행한 미세요철부재(100)를 이용하여 도 4에 도시된 바와 같이 금형코어(200)를 제작하는 금형코어 제조공정(S120)을 더 수행한다.

즉, 상기 미세요철부재(100)의 표면(110)이 하향하도록 주형(鑄型)(201)속에 안착시킨 후, 알루미늄합금 등과 같은 특수합금을 용광로(202)에서 융융시켜 주형(201)에 주입한 후 경화시키는 합금주조방식을 통해, 미세요철부재(100)의 후면(120)에 합금재질의 고정부재(130)가 일체로 결합된 금형코어(200)를 제작하게 된다.

이때, 사출금형의 경우 금속표면에 많은 압력과 열이 가해지기 때문에 비철금속이 압력을 이기지 못할 경우 제품상에서 치수 오차 문제나 제품의 형태에 문제가 생기기 때문에 높은 압력과 온도를 견딜수 있는 합금을 사용함이 바람직하다.

한편, 상기 금형코어 제조공정(S120)을 거쳐 제조되는 금형코어(200)에는 용융된 수지가 이동할 수 있는 공지(公知)의 스프루와 런너 등의 홀을 공지(公知)의 가공장치(미도시됨)로 가공하는 금형코어 가공공정(S130)을 거치게 된다.

그리고, 상기 금형코어 가공공정(S130)을 거친 금형코어(200)를 도 5에 도시된 바와 같은 사출금형(300)의 몸체(302)에 일체로 장착하는 코어장착공정(S140)을 거친 후, 상기 금형코어(200)가 장착된 상태의 사출금형(300)을 도 6에 도시된 바와 같은 사출기(1)에 설치함으로서, 플라스틱 원료 수지를 이용한 사출물을 제작할 수 있게 된다.

따라서, 플라스틱 원료 수지를 사출금형(300)에 주입하게 되면, 사출금형(300)에 고정되는 금형코어(200)의 미세패턴요철(112)에 의해 사출물의 표면 일부 또는 전부에 광학패턴 또는 이미지 미세패턴과 같은 미세패턴이 형성되어 고급스러운 분위기 등을 연출할 수 있다.

이와 같은 사출기(1)를 이용하여 제조되는 사출물은 도 6에 도시된 바와 같이 사출물(2)의 표면 일부 또는 전부에 광학패턴 또는 이미지 미세패턴과 같은 미세패턴(2a)이 형성되어 고급스러운 분위기 등을 연출할 수 있다.

이상과 같이 본발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 일실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미친다.

도 1은 본 발명에 따른 미세패턴요철이 형성된 사출금형의 제조 공정을 설명하기 위해 도시한 공정 흐름도이고,

도 2는 본 발명의 미세패턴이 형성된 미세요철부재를 도시한 도면이고,

도 3은 본 발명에 따른 미세요철부재를 곡면성형하는 상태를 도시한 도면이고,

도 4는 본 발명의 미세패턴이 형성된 베이스부재의 배면에 고정부재를 일체로 부착하여 금형코어를 제조하는 예를 도시한 도면이고,

도 5는 본 발명의 금형코어를 사출금형의 몸체에 장착한 상태를 도시한 도면이고,

도 6은 본 발명에 따른 사출금형이 장착된 사출기를 도시한 도면이고,

도 7은 본 발명에 따른 사출금형이 장착된 사출기를 이용해 제조되는 사출물의 일 예를 도시한 도면이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 사출기 2: 사출물

2a: 미세패턴 100: 미세요철부재

130: 고정부재 200: 금형코어

300: 사출금형

Claims

플라스틱 사출물(2)의 표면에 광학패턴 또는 이미지 미세패턴 등의 미세패턴(2a)을 형성하기 위해 미세패턴요철(112)이 표면(表面)(110)에 형성된 미세요철부재(100)의 이면(裏面)(120)에 합금재질의 고정부재(130)를 일체화한 금형코어(200)를 사출금형(300)의 몸체(302)에 장착하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세패턴요철이 형성된 사출금형.
제 1항에 있어서,

상기 미세요철부재(100)는 SUS, 아연, 구리 등의 비철금속 재질로 이루어지는 구조재 또는 플레이트의 표면(110)에 미세패턴요철(112)을 형성하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세패턴요철이 형성된 사출금형.
제 1항에 있어서,

상기 고정부재(130)는 알루미늄합금인 것을 특징으로 하는 미세패턴요철이 형성된 사출금형.
플라스틱 사출물(2)의 표면에 미세패턴(2a)을 형성하기 위한 미세패턴요철(112)이 표면(表面)에 형성된 미세요철부재(100)의 이면(裏面)에 주조방식으로 일체로 합금재질의 고정부재(130)를 부착하여 금형코어(200)를 제조하는 금형코어 제조공정과;

상기 금형코어(200)에 용융 수지를 주입가능하게 가공하는 금형코어 가공공정과;

사출금형의 몸체에 상기 금형코어를 장착하는 금형코어 장착공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세패턴요철이 형성된 사출금형 제조 방법.
제 4항에 있어서,

상기 금형코어 제조공정 이전에, 상기 미세요철부재(100)의 형상을 사출물의 곡면부위 형상과 동일한 안착부(12,22)를 갖는 상하측 성형금형(10,20)을 이용해 사출물의 곡면부위와 동일하게 곡면처리하는 곡면 성형공정;이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 미세패턴요철이 형성된 사출금형 제조 방법.