KR20120075761A - 대면적 사출성형용 단열 스템퍼 코어 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 미세 패턴이 형성되는 면적이 큰 제품을 성형하기 위해, 사출성형 금형 내에 삽입되는, 단열층을 구비한 스템퍼 코어에 관한 것이다.
본 발명에 따른 단열 스템퍼 코어는, 코어 본체와, 코어 본체 상면에 도포되는 내열성의 접착제층과, 접착제층 상부에 마련되는 패턴층을 포함하며, 패턴층 상면에는 미세 패턴이 형성되고, 패턴층 및 접착제층 사이에는 단열층이 개재된다. 단열층은, 세라믹 재질을 용사 코팅 방식에 의해 패턴층에 코팅할 수 있는데, 패턴층 하면 전체에 걸쳐서 형성될 수도 있으며, 패턴층 하부에 형성된 홈들 내부에만 형성될 수도 있다.

Description

대면적 사출성형용 단열 스템퍼 코어{INSULATED STAMPER CORE FOR INJECTION MOULDING OF LARGE SURFACE PRODUCT}

본 발명은 사출성형용 스템퍼 코어(stamper core)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 미세 패턴이 형성되는 면적이 큰 제품을 성형하기 위한, 단열층을 구비한 스템퍼 코어에 관한 것이다.

일반적으로, 사출성형 금형은 기본적으로 고정측 형판 및 가동측 형판을 포함하며, 상기 가동측 형판을 고정측 형판에 밀착시키면(이를 "형폐"라 함), 고정측 형판 및 가동측 형판 사이에는, 제품이 성형되는 공간인 캐비티(cavity)(이하 캐비티라 칭함)가 형성되며, 상기 캐비티 내에 용융 수지를 가압 사출시켜 제품을 성형하고, 성형물이 냉각 고화되면, 가동측 형판을 고정측 형판에서 이격 분리시켜(이를 "형개"라 함) 성형된 제품을 추출하게 된다.

이때 성형되는 제품의 표면에 미세 패턴을 성형하기 위해서는, 미세 패턴이 형성된 스템퍼 코어를 상기 캐비티 내에 삽입하여 제품을 성형하는데, 이를 위한 종래의 스템퍼 코어는, 코어의 기본적인 형상을 형성하기 위한 코어 본체와 이 코어 본체 외면에 마련되는 도금층으로 이루어지며, 상기 도금층에 미세한 패턴을 가공하여 원하는 형상의 제품을 성형할 수 있다. 그러나 종래의 스템퍼 코어에는 코어 본체와 도금층 사이에 열전달을 조절할 수 있는 요소가 개재되어 있지 않아서, 용융된 수지를 금형 내 캐비티에 충전할 때, 용융 수지의 열이 코어 본체 쪽으로 급속하게 전달되면서 용융 수지의 온도가 떨어져 고화됨으로 인해 미세 패턴의 전사성이 현저히 떨어지는 문제가 있다. 특히 면적이 큰 대면적의 제품을 성형하는 경우에는 더욱 문제가 되었다.

이러한 문제를 해결하기 위해 단열층이 형성된 코어에 대한 기술이 개시된 바 있으나, 단열층의 고정이 용이하지 않아 생산과정에서 불량이 발생할 가능성이 크고, 코어에 단열판을 삽입하는 경우 냉각시 냉각 효과가 현저히 떨어지는 문제가 있다. 또한 코어 본체와 도금층 사이에 폴리머 재질의 단열필름을 접합하는 방식의 경우, 전사성 향상 효과가, 예컨대 40 인치 이상의 대면적 도광판 제품을 성형함에 있어 충분하지 못해, 성형이 제대로 되지 않는 단점이 있으며, 또한, 40 인치 이상의 대면적 코어 본체에 도금층을 균일한 두께로 적층하는 기술이 매우 어렵고 , 이에 따른 도금 비용이 상당히 큰 단점이 있다. 예컨대 40 인치 대면적 코어의 도금 비용이 약 3,000 만원 정도 소요된다.

본 발명의 목적은, 상기의 문제점들을 해결하고, 저비용으로 전사성이 높은 사출성형용 단열 스템퍼 코어를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 전사성이 높으면서도 냉각시 냉각 효과도 양호한 사출성형용 단열 스템퍼 코어를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 미세 패턴을 가공하기 위한 도금층에 대한 비용을 줄이고, 스템퍼 코어 제작기간을 단축할 수 있는 사출성형용 단열 스템퍼 코어를 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따르면, 사출성형용 단열 스템퍼 코어가 제공되는데, 본 단열 스템퍼 코어는, 코어 본체와, 상기 코어 본체 상면에 도포되는 내열성의 접착제층과, 상기 접착제층 상부에 마련되는 패턴층을 포함하며, 상기 패턴층 상면에는 미세 패턴이 형성되고, 상기 패턴층 및 상기 접착제층 사이에는 단열층이 개재된다.

여기서, 상기 단열층은 상기 패턴층 하면 전체에 걸쳐서 형성될 수도 있으며, 또는 상기 패턴층 하부에 형성된 홈들 내부에만 삽입된 단열재로 형성될 수도 있다.

상기 단열층은, 세라믹 재질이 용사 코팅 방식에 의해 상기 패턴층에 코팅될 수 있다.

또한, 상기 패턴층은 알루미늄합금, 구리합금, 니켈 금속 등과 같이, 가공성이 좋고 열전도성이 뛰어난 재질로 만들어지는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 사출성형용 단열 스템퍼 코어를 이용함으로써, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

- 대면적의 제품을 성형할 경우에도 양호한 미세 패턴의 전사성을 얻을 수 있으며, 46 인치 이상의 도광판 성형시에도 양호한 제품을 성형할 수 있다.

- 미세 패턴의 전사성도 높이면서 양호한 냉각 효과도 얻을 수 있어서, 제품의 생산 시간을 단축할 수 있으므로 생산성을 높일 수 있다.

- 도금층 형성에 대한 비용을 절감할 수 있으며, 스템퍼 코어 제작기간을 단축할 있다.

- 미세 패턴이 형성된 박판 금속의 패턴층에 열전도가 낮은 세라믹 재질을 용사 코팅함으로써, 별도의 접착제 없이 세라믹 재질의 단열층을 코팅할 수 있으며, 단열 효과를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사출성형용 스템퍼 코어의 개략적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형용 스템퍼 코어의 개략적 단면도이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 사출성형용 단열 스템퍼 코어에 대해 구체적으로 설명하는데, 이는 예시적인 것으로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 사출성형용 스템퍼 코어의 개략적 단면도가 도시되어 있는데, 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 사출성형용 스템퍼 코어(10)는 코어 본체(14), 접착층(13), 단열층(12) 및 패턴층(11)을 포함한다.

상기 패턴층(11)은 패턴의 가공이 용이하고 열전도성이 높은 금속, 예컨대 알루미늄합금, 구리합금, 니켈 등의 금속으로 제작되는 것이 바람직하며, 두께는 예컨대 약 1 mm 이하가 될 수 있으며, 패턴층(11)의 상면에는 미세 패턴을 직접 가공할 수 있다. 이리하여 종래의 스템퍼 코어 제작시 소요되는 도금비용, 예컨대 40 인치 크기의 도광판 제작을 위한 코어에 소요되는 도금 비용은 약 3,000 만원 정도 소요되는데, 이를 절감할 수 있다.

한편, 상기 패턴층(11)의 하부, 즉 미세 패턴이 형성되지 않은 면에는, 열전도가 낮은 세라믹 재질, 예컨대 지르코니아 등을 접착제 없이 바로 용사 코팅 방식 등으로 도포할 수 있다. 이렇게 함으로써, 종래의 단열층 고정이 용이하지 않음으로 인한 생산과정에서의 불량을 방지할 수 있으며, 단열 효과를 높일 수 있다. 이렇게 코팅된 단열층의 두께는 예컨대 약 200 μm 내지 10 μm 정도로 할 수 있다.

이와 같이 세라믹 재질의 단열층(12)이 코팅된 패턴층(11)을 코어 본체(14)에 부착시키기 위해, 코어 본체(14)의 상면에는, 예컨대 폴리벤즈이미다졸, 폴리이미드, 실리콘, 페놀수지 등의 내열성 접착제의 접착층(13)이 도포된다.

한편, 도 2에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출성형용 스템퍼 코어(20)의 개략적 단면도가 도시되어 있는데, 도 1의 경우와 다른 점은 패턴층(21)의 하면, 즉 미세 패턴이 형성되는 면의 반대면에, 도면상 타원의 점선으로 표시한 바와 같이 홈(25)들이 가공되어, 이들 홈(25) 내부에 세라믹 재질이 용사 방식 등에 의해 코팅되어 단열층(22)이 형성된다는 것이며, 여타의 구성 및 특성들은 도 1의 경우와 유사하다.

이렇게 함으로써, 패턴층(21) 하부의 다리부분(26)을 통해 어느 정도 열전달이 일어날 수 있다. 이리하여 만일 도 1의 경우에서 단열 효과가 너무 좋고 상대적으로 냉각 효과가 떨어지면, 금형 내 캐비티 내의 용융 수지가 너무 늦게 고화되어 제품의 생산시간이 길어지게 되어 생산성이 떨어질 수 있는데, 이를 보완해 줄 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 완성된 스템퍼 코어(10, 20)는 그 총 두께가 예컨대 약 2 내지 5 mm 정도 될 수 있으며, 미세 패턴이 형성된 면이 용융 수지와 접촉되도록 금형 내 캐비티 속에 삽입된다. 이때 스템퍼 코어(10, 20)는, 필요에 따라 캐비티의 상면 또는 하면에 설치될 수 있으며, 또는 필요에 따라 캐비티의 상하면 양쪽에 설치될 수도 있다.

이상과 같은 본 발명에 따른 스템퍼 코어를 이용함으로써, 저비용으로 미세 패턴의 전사성을 향상시킬 수 있으며, 특히 면적이 큰 대면적의 제품에서도 미세 패턴이 양호하게 전사된 제품을 생산할 수 있다. 또한 적절한 단열 효과 및 냉각 효과를 발휘하여, 제품의 생산시간을 크게 늘릴지 않으면서, 양호한 미세 패턴을 전사할 수 있다.

이상의 설명 내용은 본 발명의 대해 예시적으로 설명한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

10 : 스템퍼 코어 11 : 패턴층
12 : 단열층 13 : 접착층
14 : 코어 본체 20 : 스템퍼 코어
21 : 패턴층 22 : 단열층
23 : 접착층 24 : 코어 본체
25 : 홈 26 : 다리부분

Claims (5)

1. 코어 본체;
   상기 코어 본체 상면에 도포되는 내열성의 접착제층; 및
   상기 접착제층 상부에 마련되는 패턴층;을 포함하며, 상기 패턴층 상면에는 미세 패턴이 형성되고, 상기 패턴층 및 상기 접착제층 사이에는 단열층이 개재되는 것을 특징으로 하는 스템퍼 코어.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 단열층은 상기 패턴층 하면 전체에 걸쳐서 형성되는 것을 특징으로 하는 스템퍼 코어.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 단열층은, 상기 패턴층 하부에 형성된 홈들 내부에만 삽입된 단열재로 형성되는 것을 특징으로 하는 스템퍼 코어.
   
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단열층은, 세라믹 재질이 용사 코팅 방식에 의해 상기 패턴층에 코팅되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 스템퍼 코어.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 패턴층은 알루미늄합금, 구리합금, 니켈 금속 중 하나인 것을 특징으로 하는 스템퍼 코어.
   

Images