KR20110121413A - 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법 - Google Patents

사출물 표면 이중 패턴 형성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 사출물 표면에 서로 다른 형태의 패턴을 동시에 형성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법은, 플라스틱 사출물 표면에 프라이머를 도포하는 제 1 단계와; 프라이머가 도포된 플라스틱 사출물 표면에 광경화성 접착고분자를 도포하는 제 2 단계와; 광경화성 접착고분자 상층에, 서로 다른 형태의 제1패턴부 및 제2패턴부를 동시에 구비하여, 제1패턴부를 사출물 표면에 전사시키는 전사지로 작용함과 아울러,제1패턴부와 제2패턴부 이외의 부분으로 빛이 통과되는 것을 방지하기 위한 패턴마스크로 작용하는 이중패턴시트를 부착하는 제 3 단계와; 상기 이중패턴시트가 부착된 사출물 표면을 광원에 노출시켜, 빛이 이중패턴시트의 제1패턴부를 투과하여 제1패턴부 직하에 도포된 광경화성 접착고분자를 경화시킴에 따라 상부에 적층된 제1패턴부가 접착되어 사출물 표면에 제1패턴 형상을 전사시키고, 이와 동시에, 빛이 이중패턴시트의 제2패턴부를 통과하여 제2패턴부 직하에 도포된 광경화성 접착고분자를 제2패턴 형상으로 경화시킨 후, 이중패턴시트를 탈착 제거하는 제 4 단계와; 빛에 의해 경화되지 않은 광경화성 접착고분자를 에칭 제거하는 제 5 단계를 포함한다.

Description

사출물 표면 이중 패턴 형성 방법{METHOD OF FORMING DUAL PATTERN ON PLASTIC MOLDING}
본 발명은 이중 패턴 형성 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 사출물 표면에 서로 다른 형태의 패턴을 동시에 형성하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, 노트북, pmp, umpc 등 휴대형 전자 기기의 케이스나 커버는 플라스틱 사출물로 구성된다. 이러한 전자 기기의 케이스나 커버는 대체로 검정색이나 흰색, 회색 등의 단일 컬러로 구성되고, 표면에는 윤기가 흐르도록 투명 코팅처리되는 것이 일반적이었다. 그런데, 최근 들어, 수요자들은 자신만의 개성을 중요시하고 화려한 멋을 추구하는 경향이 많아짐에 따라, 휴대형 전자 기기의 케이스나 커버에도 다양한 디자인 패턴을 형성한 제품들이 속속 등장하고 있다.
그런데, 종래 사출물 케이스 표면에 디자인 패턴을 형성하는 방법으로서는, 특정 패턴이 각인된 금형을 평판에 찍어 패턴을 형성하고(소위, '핫스탬핑'이라 함), 비평탄 플라스틱 사출물인 전자 기기의 케이스의 중앙 부분에 위 평판 크기로 홈을 형성한 후, 상기 패턴이 형성된 평판을 홈에 안착 고정시키는 방법이 주로 사용되어 왔다. 즉, 금형을 이용한 핫스탬핑 방법은 비평탄면에는 적용이 불가하여, 그립감이나 미감을 위하여 표면에 다양한 굴곡이 형성된 비평탄 사출물 표면에는 적용이 어려운 문제가 있었으며, 금형의 사용으로 인하여 제조 단가가 증가되는 문제가 있어 왔다. 그리고, 마이크로 단위의 미세한 크기나 굵기의 정밀한 패턴을 형성하기 위한 금형의 제작이 거의 불가능하여, 미세 패턴의 형성이 어려운 단점이 존재한다.
또한, 사출물 케이스 표면에 홀로그램 등을 특정 모양으로 형성하고자 하는 경우에도 핫스탬핑에 의한 열전사 방법이 주를 이루었다. 그러나, 홀로그램 형성을 위한 열전사 방법에도 금형을 사용하기 때문에, 비평탄면에는 적용이 불가능한 등 금형을 사용할 경우의 단점을 그대로 가지게 되며, 특히, 서로 다른 두 개의 패턴, 예컨대, 홀로그램 패턴과 일반 디자인 패턴을 사출물 표면에 함께 구현하기 위해서는 각 패턴을 개별적인 공정을 통하여 순차적으로 형성하여야 하였고, 한번의 작업으로 동시에 이중 패턴을 구현하는 것이 불가능하였다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 사출물 표면에 디자인 패턴을 형성하는 방법의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 사출물 표면에 서로 다른 이중 패턴을 동시에 형성할 수 있으며, 금형없이 정밀한 패턴 형성이 가능하고, 다양한 굴곡이 형성된 비평탄 사출물 표면에도 직접적으로 디자인 패턴 형성이 가능한 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법은, 플라스틱 사출물 표면에 프라이머를 도포하는 제 1 단계와; 프라이머가 도포된 플라스틱 사출물 표면에 광경화성 접착고분자를 도포하는 제 2 단계와; 광경화성 접착고분자 상층에, 서로 다른 형태의 제1패턴부 및 제2패턴부를 동시에 구비하여, 제1패턴부를 사출물 표면에 전사시키는 전사지로 작용함과 아울러,제1패턴부와 제2패턴부 이외의 부분으로 빛이 통과되는 것을 방지하기 위한 패턴마스크로 작용하는 이중패턴시트를 부착하는 제 3 단계와; 상기 이중패턴시트가 부착된 사출물 표면을 광원에 노출시켜, 빛이 이중패턴시트의 제1패턴부를 투과하여 제1패턴부 직하에 도포된 광경화성 접착고분자를 경화시킴에 따라 상부에 적층된 제1패턴부가 접착되어 사출물 표면에 제1패턴 형상을 전사시키고, 이와 동시에, 빛이 이중패턴시트의 제2패턴부를 통과하여 제2패턴부 직하에 도포된 광경화성 접착고분자를 제2패턴 형상으로 경화시킨 후, 이중패턴시트를 탈착 제거하는 제 4 단계와; 빛에 의해 경화되지 않은 광경화성 접착고분자를 에칭 제거하는 제 5 단계를 포함한다.
여기서, 상기 이중패턴시트는 투명필름에 띠형의 제1패턴부가 형성되고, 제1패턴부를 제외한 부분에 선형의 제2패턴부가 형성되며, 상기 제1패턴부와 제2패턴부를 제외한 나머지 부분은 블랙잉크로 인쇄되어 빛을 차폐하는 차폐부로 구성된다.
상기 이중패턴시트의 제1패턴부는 홀로그램 필름으로 구성되는 것이 바람직하고, 상기 이중패턴시트의 제2패턴부는 제1패턴부를 제외한 부분에 천공 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 제 5 단계 후, 사출물 표면에 도료를 도포하여 색상을 착색하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하며, 사출물 표면 착색 후, 사출물 표면을 투명 코팅재로 코팅하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 사출물 표면에 서로 다른 이중 패턴을 동시에 형성할 수 있으며, 금형없이 정밀한 패턴 형성이 가능하고, 다양한 굴곡이 형성된 비평탄 사출물 표면에도 디자인 패턴 형성이 가능하며, 금형이 불필요하여 제조 단가가 절감되는 장점을 갖는다.
도 1 은 본 발명에 따라 사출물 표면에 이중 패턴이 형성된 모습이 개략적으로 도시된 도면,
도 2 는 본 발명에 따른 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법의 공정 순서도,
도 3 은 본 발명에 사용되는 이중패턴시트가 도시된 도면,
도 4 는 본 발명에 따른 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법의 제1단계 내지 제3단계 공정의 모식도,
도 5 는 본 발명에 따른 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법의 제4단계 내지 제5단계 공정의 모식도,
도 6 은 본 발명에 따라 이중 패턴이 형성된 휴대폰 케이스의 샘플 사진이다.
이하, 본 발명에 따른 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법을 바람직한 실시예와 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1 에는 본 발명에 따라 사출물 표면에 이중 패턴이 형성된 모습이 도시된다. 도시된 바와 같이, 이중 패턴은 서로 다른 형태의 제1패턴(Ⅰ)과 제2패턴(Ⅱ)으로 구성된다. 여기서, 제1패턴(Ⅰ)은 색상 및 모양을 나타내며 띠형상으로 주로 사물의 윤곽을 형성하는 것으로 대체로 홀로그램 패턴인 것이 바람직하고, 제2패턴(Ⅱ)은 사물의 질감 및 내부 모양을 나타내는 것으로 대체로 직선과 곡선을 포함하는 선형 패턴인 것이 바람직하다. 본 발명은 이와 같은 제1패턴(Ⅰ)과 제2패턴(Ⅱ)을 사출물 표면 위에 동시 성형하는 것을 특징으로 한다.
도 2 에는 본 발명에 따른 사출물 표면 이중패턴 형성 방법의 순서도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사출물 표면 이중패턴 형성 방법은, 프라이머 도포 단계(ST1), 광경화성 접착고분자 도포 단계(ST2), 이중패턴시트 부착 단계(ST3), 노광 단계(ST4), 에칭 단계(ST5), 이물질 제거 단계(ST6), 착색 단계(ST7) 및 표면 코팅 단계(ST8)를 포함한다.
제 1 단계로서, 프라이머(2) 도포 단계는, 플라스틱 사출물(1) 표면에 광경화성 접착고분자를 도포하기 전에, 사출물(1) 표면과 접착고분자 사이의 접착력을 증대시킴과 아울러, 사출물(1) 표면의 흠결을 매꾸어 줄 뿐만 아니라, 추후 에칭 공정시 에칭 약품에 의해 플라스틱 사출물(1) 표면이 손상되는 것을 방지하기 위해 플라스틱 사출물(1) 표면을 하도 코팅하는 단계이다.
프라이머(2)는 대체로 신너와 폴리아크릴계 고분자 물질이 혼합된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 분사건을 이용하여 일정한 압력으로 사출물(1) 표면에 고르게 분사하여 3㎛내지 10㎛정도의 막을 형성한 후, 건조기에서 완전 경화시킨다. 도 4 의 (a)에는 본 공정에 의해 사출물(1) 표면에 프라이머(2)가 도포된 모습이 모식도로 도시된다.
제 2 단계로서, 광경화성 접착고분자 도포 단계(ST2)는, 프라이머(2)가 도포된 플라스틱 사출물(1) 표면에 광경화성 접착고분자(3)를 도포하는 단계로서, 여기서 사용되는 광경화성 접착고분자는 UV광을 받아 경화되는 아크릴레이트계 접착제인 것이 바람직하다. 도 4 의 (b)에는 프라이머(2) 상층에 광경화성 접착고분자(3)가 도포된 모습이 모식도로 도시된다.
제 3 단계로서, 이중패턴시트 부착 단계(ST3)는, 광경화성 접착고분자(3) 상층에 이중패턴시트(4)를 부착하는 단계이다. 여기서, 상기 이중패턴시트(4)는, 도 3 에 도시된 바와 같이, 서로 다른 형태의 제1패턴부(4a) 및 제2패턴부(4b)를 동시에 구비하는 시트로서 제1패턴부(4a)를 사출물 표면에 전사시키는 전사지의 기능과 제2패턴부(4b) 이외의 부분으로 빛이 통과되는 것을 방지하기 위한 패턴마스크 기능을 동시에 구비한다. 구체적으로, 상기 이중패턴시트(4)는 PET, PC, PVC 또는 PP 등의 투명필름에 띠형의 제1패턴부(4a)가 인쇄 또는 부착 형성되고(홀로그램의 경우 특정 모양으로 인쇄됨), 제1패턴부(4a)를 제외한 부분에 천공 형성된 선형의 제2패턴부(4b)가 형성된다. 그리고, 상기 제1패턴부(4a)와 제2패턴부(4b)를 제외한 나머지 부분은 차폐부(4c)로서 블랙잉크로 인쇄되어 빛을 차폐하도록 구성된다. 즉, 제1패턴부(4a)와 제2패턴부(4b)를 통하여는 후술하는 노광 단계에서 빛이 투과될 수 있으며, 상기 차폐부(4c)를 통하여는 빛이 투과하지 못하게 된다. 도 4 의 (c)에는 이러한 이중패턴시트(4)가 광경화성 고분자(3) 상층에 부착된 상태가 모식도로 도시된다.
제 4 단계로서, 노광 단계(ST4)는, 이중패턴시트(4)가 부착된 사출물(1) 표면을 빛에 노출시키는 단계로서, 도 5 의 (a)에는 노광 단계의 공정 모식도가 도시되고, 도 5 의 (b)에는 노광 단계를 거친 후의 상태가 도시된다.
도 5 의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 노광 단계(ST4)에서는, 광원(6)으로 UV 램프 또는 LED가 사용될 수 있다. 이와 같이 광원(6)을 이용하여 노광 공정을 수행하게 되면, 빛이 이중패턴시트(4)의 제1패턴부(4a)를 투과하여 제1패턴부(4a) 직하에 도포된 광경화성 접착고분자를 경화시킨다(이하, 이와 같이 빛의 투과에 따라 경화된 접착고분자 부위를 제1광경화부(3a)라 칭하기로 한다). 이에 따라, 제1광경화부(3a) 상부에 적층된 제1패턴부(4a)가 제1광경화부(3a)와 함께 일체로 경화되면서 견고하게 접착되어 제1패턴 형상으로 전사가 일어나게 된다. 이와 동시에, 빛이 이중패턴시트(4)의 제2패턴부(4b)를 통과하여 제2패턴부(4b0 직하에 도포된 광경화성 접착고분자가 경화된다(이하, 이와 같이 경화된 접착고분자 부위를 제2광경화부(3b)라 칭하기로 한다). 이와 같이 제1광경화부(3a)와 제2광경화부(3b)가 형성된 상태가 도 5 의 (b)에 도시된다. 그리고, 노광이 완료되면 사용된 이중패턴시트(4)는 탈착 제거된다. 이중패턴시트(4)의 탈착시 제1광경화부(3a)에 일체로 접착된 제1패턴부(4a, 예컨대, 홀로그램 패턴)를 제외한, 제2패턴부(4b) 및 차폐부(4c)가 제거되어, 도 5 의 (c)에 도시된 바와 같은 상태로 남게 된다.
제 5 단계로서, 에칭 단계(ST5)는 제1광경화부(3a)와 일체로 경화되어 접착된 제1패턴부(4a) 및 제2광경화부(3b)를 제외한 나머지 경화되지 않은 접착고분자를 화학약품을 이용하여 에칭하는 단계이다. 여기서 사용되는 화학약품은 경화된 접착고분자와 제1패턴부(4a, 예컨대, 홀로그램필름)는 용해시키지 않고, 경화되지 않은 접착고분자만 용해시키는 디이소부틸케톤(상품명 M.I.B.K)인 것이 바람직하다. 이러한 공정을 통하여 사출물 표면에 띠형의 제1패턴(Ⅰ)과 선형의 제2패턴(Ⅱ)이 형성된다. 도 5 의 (d)에는 에칭 단계 후, 사출물에 원하는 이중 패턴이 형성된 모습이 도시된다.
제 6 단계로서, 이물질 제거 단계(ST6)는, 사출물 표면에 존재하는 이물질을 제거하는 단계로서, 에칭 약품을 닦아내거나, 에어 블로잉 등 다양한 방법으로 표면 이물질을 제거한다.
그리고, 제 7 단계로서, 착색 단계(ST7)는, 사출물(1) 표면에 도료를 도포하여 색상을 착색하는 단계이다. 본 단계에서는 제1패턴(Ⅰ) 및 제2패턴(Ⅱ) 부분을 마스킹후 사출물(1) 표면에만 착색을 수행할 수도 있고, 전체 착색 후 패턴 부분의 도료를 제거하는 방식을 취할 수도 있다. 그리고, 착색되는 색상은 단일 색상일 수도 있고, 다양한 색상이 혼용되어 사용될 수도 있으며, 경우에 따라 펄과 같은 장식체가 함께 적용될 수도 있다.
제 8 단계로서, 표면 코팅 단계(ST8)는 이중 패턴이 형성된 사출물(1) 표면을 투명 코팅재로 코팅하는 단계이다. 본 단계는 사출물(1) 표면을 매끄럽게 함과 동시에, 표면을 강화시켜 패턴 및 사출물(1) 표면을 보호하기 위한 공정으로서, 투명 아크릴 또는 에폭시 코팅재를 사용하여 사출물(1) 전체 표면에 걸쳐 고르게 도포한다.
상술한 바와 같은 공정 단계를 거쳐 사출물(1) 표면에 이중 패턴 형성 작업이 완료된다. 도 6 에는 위와 같은 공정에 의해 최종 완성된 이중 패턴을 갖는 휴대폰 케이스의 샘플 사진이 도시된다. 도시된 바와 같이, 휴대폰 케이스 표면에 꽃무늬 패턴이 형성되되, 윤곽부분은 홀로그램이 띠 형상으로 형성되어 있고, 내부에는 투명한 사출물 표면에 질감을 느낄 수 있는 선형(직선 및 곡선 포함) 패턴들이 형성되어 있는 것을 볼 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 서로 다른 형태의 패턴을 동시에 구현할 수 있으며, 금형을 사용하지 않기 때문에, 금형비가 절감될 수 있고 굴곡이 있는 비평탄 사출물 표면에도 디자인 패턴의 형성이 가능하며, 입체감 및 색채감 등의 구현이 가능하다.
지금까지, 본 발명의 실시예를 기준으로 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적 균등범위까지 포함된다 할 것이다.
1 : 사출물 2 : 프라이머
3 : 광경화성 접착고분자 3a : 제1광경화부
3b : 제2광경화부 4 : 이중패턴시트
4a : 제1패턴부 4b : 제2패턴부
4c : 차폐부 6 : 광원

Claims (6)

  1. 플라스틱 사출물 표면에 프라이머를 도포하는 제 1 단계와;
    프라이머가 도포된 플라스틱 사출물 표면에 광경화성 접착고분자를 도포하는 제 2 단계와;
    광경화성 접착고분자 상층에, 서로 다른 형태의 제1패턴부 및 제2패턴부를 동시에 구비하여, 제1패턴부를 사출물 표면에 전사시키는 전사지로 작용함과 아울러,제1패턴부와 제2패턴부 이외의 부분으로 빛이 통과되는 것을 방지하기 위한 패턴마스크로 작용하는 이중패턴시트를 부착하는 제 3 단계와;
    상기 이중패턴시트가 부착된 사출물 표면을 광원에 노출시켜, 빛이 이중패턴시트의 제1패턴부를 투과하여 제1패턴부 직하에 도포된 광경화성 접착고분자를 경화시킴에 따라 상부에 적층된 제1패턴부가 접착되어 사출물 표면에 제1패턴 형상을 전사시키고, 이와 동시에, 빛이 이중패턴시트의 제2패턴부를 통과하여 제2패턴부 직하에 도포된 광경화성 접착고분자를 제2패턴 형상으로 경화시킨 후, 이중패턴시트를 탈착 제거하는 제 4 단계와;
    빛에 의해 경화되지 않은 광경화성 접착고분자를 에칭 제거하는 제 5 단계를 포함하는 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중패턴시트는 투명필름에 띠형의 제1패턴부가 형성되고, 제1패턴부를 제외한 부분에 선형의 제2패턴부가 형성되며, 상기 제1패턴부와 제2패턴부를 제외한 나머지 부분은 블랙잉크로 인쇄되어 빛을 차폐하는 차폐부(4c)로 구성되는 것을 특징으로 하는 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중패턴시트의 제1패턴부는 홀로그램 필름으로 구성된 것을 특징으로 하는 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중패턴시트의 제2패턴부는 제1패턴부를 제외한 부분에 천공 형성된 것을 특징으로 하는 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    제 5 단계 후, 사출물 표면에 도료를 도포하여 색상을 착색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    사출물 표면 착색 후, 사출물 표면을 투명 코팅재로 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사출물 표면 이중 패턴 형성 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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