KR20130090451A - 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법 - Google Patents

인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특정 형태로 가공된 박막 플레이트를 필름상에 직접 부착하여 제작되는 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법에 관한 것이다.
이러한 본 발명에 따른 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법은 원단필름과, 상기 원단필름의 상부에 형성되는 이형층과, 상기 이형층의 상부에 형성되는 UV 하드코팅층과, 상기 UV 하드코팅층 상부에 형성되는 프라이머층을 포함하여 이루어지는 베이스 필름을 준비하는 단계; 상기 베이스 필름의 상부에 장식을 위해 특정 형태로 가공된 박막 플레이트를 부착하여 인몰드 장식 필름을 제작하는 단계; 그리고, 상기 인몰드 장식 필름을 하부 금형에 배치하고, 상부 금형의 게이트를 통해 상하부 금형 사이의 공간에 수지를 사출하여 상기 박막 플레이트가 표면에 전사된 사출물을 제작하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법{INSERT INJECTION MOLDING MEHTOD USING INMOLD DECORATION FILM}
본 발명은 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특정 형태로 가공된 박막 플레이트를 필름상에 직접 부착하여 제작되는 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법에 관한 것이다.
일반적으로 각종 전기 및 전자기기, 휴대전화와 같은 통신기기의 표면을 구성하는 케이스는 합성수지의 사출물로 제조되고, 이러한 케이스는 각종 방법으로 표면처리가 되는 것이 일반적이다.
예를 들어, 휴대폰 또는 전자제품의 케이스를 제조할 때, 그 표면에 금속 광택의 질감을 갖도록 하는 방법으로, 합성수지 필름의 표면에 금속층을 형성시키고 해당 필름을 금형에 삽입하고 인서트 사출함으로써 케이스의 표면에 금속 광택의 재질감이 구현되도록 하는 인서트 사출방법이 사용되고 있다.
그러나 상기와 같은 종래 인서트 사출방법은 사출물의 로고(LOGO)부나 특정 부위에 금속감, 입체감과 같은 심미적 효과를 구현하기 위해 합성수지 필름상에 금속층을 증착시키고, 금속층의 불필요한 부분을 제거하는 과정을 거쳐야 하기 때문에 공정이 복잡하고, 작업에 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.
따라서 사출품의 표면에 직접 NC 가공과 같은 물리적인 가공을 한 후 금속 재질의 문자나 도형 형상의 박편을 접착제를 이용해 부착하거나 금형 내부에 특정 목적물을 고정시키고 인서트 사출공정을 진행함으로써 사출품의 표면에 목적물이 부착되도록 하는 방법 등이 사용되기도 한다.
하지만, 이러한 방법들 역시 NC 가공이나 목적물을 고정시키기 위하여 부가적으로 금형 내부의 구조를 변경시키는 추가적인 작업을 필요로 하며, 또한 사출물의 표면에 정밀한 가공을 하거나 금형 내부 구조를 변경시키는 작업은 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 고비용이 요구되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 원단필름과, 상기 원단필름의 상부에 형성되는 이형층과, 상기 이형층의 상부에 형성되는 UV 하드코팅층과, 상기 UV 하드코팅층 상부에 형성되는 프라이머층을 포함하여 이루어지는 베이스 필름을 준비하는 단계; 상기 베이스 필름의 상부에 장식을 위해 특정 형태로 가공된 박막 플레이트를 부착하여 인몰드 장식 필름을 제작하는 단계; 그리고, 상기 인몰드 장식 필름을 하부 금형에 배치하고, 상부 금형의 게이트를 통해 상하부 금형 사이의 공간에 수지를 사출하여 상기 박막 플레이트가 표면에 전사된 사출물을 제작하는 단계를 포함하여 이루어지는 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법을 제공한다.
여기서, 상기 베이스 필름의 프라이머층 상부에는 박막 플레이트의 부착을 위한 UV 접착층이 형성된다.
그리고, 상기 인몰드 장식 필름을 제작하는 단계는 상기 박막 플레이트의 상부에 인쇄층을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 상부 금형의 게이트에서 사출되는 수지에 의해 인쇄층이 손상되는 것을 방지하기 위해 수지가 사출되는 상부 금형의 게이트 부위에 박막 플레이트가 위치하도록 인몰드 장식 필름을 하부 금형에 배치하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 박막 플레이트는 금속, 유리, 목재, 섬유, 고분자 물질 중 하나의 재질로 제작될 수 있다.
본 발명은 베이스 필름상에 특정 형태로 개별 가공된 박막 플레이트를 부착하여 인몰드 장식 필름을 제작하고, 상기 인몰드 제작 필름을 금형에 투입하여 인서트 사출공정을 진행하므로 종래와 같이 금속층을 형성하기 위한 증착 및 에칭 공정을 필요로 하지 않아 신속한 공정진행이 가능해진다.
또한, 본 발명은 박막 플레이트의 재질을 변경시켜 사출물의 특정 부위에 금속, 유리, 목재 등과 같은 다양한 재질감을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명은 박막 플레이트가 필름상에 부착되는 위치를 자유로이 조절하여 박막 플레이트가 전사될 사출물의 표면 위치를 손쉽게 변경시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 박막 플레이트의 가공 정도를 조절하여 필요에 따라 기업 로고 등의 형태로 가공되는 박막 플레이트의 표면 광택도, 컬러 및 플레이트 상부의 무늬 등을 자유롭게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인몰드 장식 필름이 제작되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 인몰드 장식 필름을 금형에 투입하여 진행되는 인서트 사출공정을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법에 의해 제작된 사출물의 단면을 나타내는 도면이다.
이하, 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
본 발명에 따른 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법은 크게 인몰드 장식 필름을 제작하는 단계와(도 1참조), 제작된 인몰드 장식 필름을 금형에 투입하여 인서트 사출공정을 진행함으로써 표면에 필름이 전사된 사출물을 얻는 단계로 이루어진다.(도 2 및 도 3참조) 이하, 첨부된 도면을 참조하여 각 단계에 대해 차례로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 인몰드 장식 필름이 제작되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인몰드 장식 필름(100)을 제작하기 위해 먼저, 원단필름(110)과, 상기 원단필름(110)의 상부에 형성되는 이형층(120)과, 상기 이형층(120)의 상부에 형성되는 UV 하드코팅층(130)과, 상기 UV 하드코팅층(130)의 상부에 형성되는 프라이머층(Primer layer)(140)을 포함하여 이루어지는 베이스 필름(Base film)(110~140)을 준비한다.
상기 원단필름(110)은 내열성, 내화학성을 가지는 PET(Polyethylene terephthalate) 또는 PC(Polycarbonate)와 같은 합성수지 재질의 투명 필름으로 이하 설명될 박막 플레이트(160), 인쇄층(170) 등을 외부충격이나 이물질로부터 보호하는 역할을 한다.
상기 이형층(120)은 상기 원단필름(110)의 상부에 이형제가 도포되어 형성되는 층으로서 일차적으로 원단필름(110)과 UV 하드코팅층(130)을 접착시키는 역할을 하며 또한, 인서트 사출공정이 진행될 때에는 UV 하드코팅층(130)에서 박리되어 원단필름(110)이 UV 하드코팅층(130)에서 분리되도록 하는 역할을 한다.
이러한 이형층(120)에 사용되는 이형제로는 멜라민계 이형제 또는 실리콘계 이형제가 사용될 수 있다. 멜라민계 또는 실리콘계 이형제는 액상으로 얇게 도포 될 수 있어 원단필름(110)과 UV 하드코팅층(130)을 접착시키는 재료로 적합하며, 인서트 사출공정이 진행될 때에는 UV 하드코팅층(130)에서 쉽게 박리되므로 원단필름(110)이 UV 하드코팅층(130)에서 쉽게 제거될 수 있도록 한다.
상기 UV 하드코팅층(130)은 상기 이형층(120)의 상부에 형성되는 자외선 경화성 수지기반의 투명층으로, 이미 설명한 바와 같이 인서트 사출공정이 진행되는 과정에서 이형층(120)에 의해 원단필름(110)이 제거되면 최종 사출물(300)의 표면 최상층을 형성함으로써 사출물(300) 표면에 스크래치나 마모가 발생하지 않도록 하는 역할을 한다.(도 3참조)
이러한 UV 하드코팅층(130)을 형성하는 자외선 경화성 수지로는 폴리에스테르계, 아크릴계, 우레탄계, 아미드계, 실리콘계, 에폭시계 등의 자외선 경화형 모노머, 올리고머, 폴리머 등이 사용될 수 있다.
상기 프라이머층(140)은 상기 UV 하드코팅층(130)의 상부에 형성되는 일종의 접착층으로서, 고온, 고압에서 진행되는 인서트 사출공정에서 UV 하드코팅층(130)이 인쇄층(170)과 분리되지 않도록 접착력을 부여하는 역할을 한다.
이와 같이 구성되는 베이스 필름(110~140)이 준비되면, 다음으로 베이스 필름(110~140)의 상부 구체적으로, 프라이머층(140)의 상부에 특정 형태로 가공된 박막 플레이트(160)를 부착한다.
상기 박막 플레이트(160)는 기업의 로고나 상표, 문자, 무늬 등과 같은 다양한 형태를 이루는 박편 형태의 가공물로서, 금속뿐만 아니라 유리, 목재, 섬유, 고분자 물질 등의 재질로 이루어질 수 있다.
이러한 박막 플레이트(160)는 사출물(300)의 표면에 전사되어 사출물(300)의 특정부위를 장식하거나,(도 3참조) 금속, 유리, 목재 등과 같은 다양한 재질로 제작되어 사출물(300)의 특정 부위에 다양한 재질감을 부여한다.
예를 들어, 박막 플레이트(160)가 금속 재질의 기업 로고 형태로 가공되면 사출물(300)의 표면에는 금속 질감의 기업 로고가 전사되어 표시되고, 유리 재질의 기업 로고 형태로 가공되면 사출물(300)의 표면에는 유리 질감의 기업 로고가 전사되어 표시된다.
이때, 상기 박막 플레이트(160)가 전사되는 사출물(300)의 표면 위치는 박막 플레이트(160)가 프라이머층(150)의 어느 부위에 부착되는지 여부에 따라 결정되므로 박막 플레이트(160)의 부착 위치를 조절함으로써 박막 플레이트(160)의 전사 위치를 변경시킬 수 있으며, 또한 박막 플레이트(160)의 가공 정도를 조절하여 기업 로고 등의 형태로 가공되는 박막 플레이트(160)의 표면 광택도 등을 조절할 수도 있다.
한편, 이미 설명한 바와 같이 프라이머층(140)은 일종의 접착층이므로 별도의 접착제를 사용하지 않더라도 박막 플레이트(160)는 프라이머 층의 상부에 부착될 수 있다. 하지만, 상기 박막 플레이트(160)가 유리, 목재 등과 같은 재질로 제작될 경우 박막 플레이트(160)가 프라이머층(140)에 쉽게 부착되지 않을 수도 있으므로 박막 플레이트(160)와 프라이머층(140) 사이에는 박막 플레이트(160)를 프라이머층(140)에 견고하게 부착시키기 위한 UV 접착층(150)이 별도로 형성됨이 바람직하다.
여기서, 상기 박막 플레이트(160)는 프라이머층(140)과 동일한 크기로 제작되어 부착되는 것이 아니라 기업의 로고나 특정 문자 형태로 가공되어 프라이머층(140)의 특정 부위에 부착되므로 상기 UV 접착층(150) 역시 박막 플레이트(160)가 부착되는 위치에만 부분적으로 형성된다.
그리고, 상기와 같이 UV 접착층(150)에 의해 프라이머층(140)의 상부에 박막 플레이트(160)가 부착되면, 박막 플레이트(160)의 상부에 인쇄층(170)을 형성시킨다.
상기 인쇄층(170)은 인서트 사출공정시 박막 플레이트(160)와 함께 사출물(300)의 표면에 전사되어 사출물(300)의 표면을 장식하는 부분으로 통상의 스크린 인쇄법, 디지털 프린팅, 패드인쇄, 옵셋인쇄, 그라비아인쇄, 승화전사 등을 이용해 잉크를 박막 플레이트(160) 상부에 도포함으로써 형성된다. 상기 인쇄층(170)은 문양이나 문자 또는 기호 등과 같은 특정 무늬를 나타내도록 형성되거나 사출물(300)의 표면 색상을 변경하고자 할 경우에 형성된다. 인쇄되는 문양이나 문자 또는 기호의 크기 등은 고온, 고압에서 진행되는 인서트 사출공정에서 발생하는 인쇄층(170)의 변형 정도를 고려하여 결정되며, 다양한 색상을 표현할 필요가 있을 경우에는 상기 인쇄층(170)은 다층으로 형성될 수도 있다.
여기서, 상기 인쇄층(170)은 프라이머층(140)의 특정부위에 부분적으로 부착되는 박막 플레이트(160)의 상부에 형성되므로 박막 플레이트(160)가 부착된 부위를 제외하고 프라이머층(140)의 상부에 직접 형성된다. 인쇄층(170)이 프라이머층(140)의 상부에 직접 형성되면 이미 설명한 바와 같이 인서트 사출공정이 진행되는 동안 UV 하드코팅층(130)과 인쇄층(170)이 프라이머층(140)에 의해 접착된 상태를 유지하게 된다.
이러한 인쇄층(170)은 필요에 따라 선택적으로 형성되는 층으로서 사출물(300)의 표면 색상을 변경할 필요가 없거나 박막 플레이트(160)를 사출물(300)의 표면에 전사시키는 것만으로 원하는 장식효과를 얻을 수 있을 경우 제거될 수도 있다.
이러한 과정이 완료되면 도 1에 도시된 바와 같은 베이스 필름(110~140), UV 접착층(150), 박막 플레이트(160), 인쇄층(170)이 순차적으로 적층된 구조의 인몰드 장식 필름(100)의 제작이 완료된다. 물론, 이미 설명한 바와 같이 인쇄층(170)이 제거될 경우 인몰드 장식 필름(100)은 베이스 필름(110~140)과, UV 접착층(150)과, 박막 플레이트(160)가 순차적으로 적층된 구조를 이루게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 인몰드 장식 필름을 금형에 투입하여 진행되는 인서트 사출공정을 나타내는 도면이다.
인서트 사출공정은 도 2에 도시된 바와 같이, 인몰드 장식 필름(100)을 하부 금형(210)에 배치한 후 상부 금형(220)의 게이트(221)를 통해 상하부 금형(210, 220) 사이의 공간에 수지(R)를 사출함으로써 이루어진다.
상기 하부 금형(210)에 배치되는 인몰드 장식 필름(100)은 최하단에 위치하는 원단필름(110)이 하부 금형(210)의 저면에 밀착되고, 최상단에 위치하는 박막 플레이트(160) 또는 인쇄층(170)이 상부 금형(220)을 향하도록 배치된다.
그리고, 상기 수지(R)는 PC(Polycarbonate), PC+ABS(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer), PMMA(Polymethly Methacrylate) 등의 고분자 화합물질로서 200℃ 이상의 고온상태에서 용융된 상태로 상부 금형(220)의 게이트(221)를 통해 고압으로 상하부 금형(210) 사이의 공간으로 사출된다.
이러한 상하부 금형(210, 220) 사이의 공간으로 사출된 수지(R)를 냉각, 고화시킨 후 금형(200)에서 취출하면 표면에 인쇄층(170), 박막 플레이트(160) 등이 전사된 사출물(300)이 완성된다. 이때, 이형층(120)이 UV 하드코팅층(130)에서 박리됨에 따라 원단필름(110)은 UV 하드코팅층(130)에서 분리된 후 제거된다.
여기서, 하부 금형(210)에 배치되는 인몰드 장식 필름(110)이 인쇄층(170)을 포함하는지 여부에 따라 사출물(300)의 표면에 전사되어 형성되는 층 구조는 차이를 가지게 된다.
도 3은 본 발명에 따른 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법에 의해 제작된 사출물의 단면을 나타내는 도면이다.
구체적으로, 인몰드 장식 필름(100)이 인쇄층(170)을 포함하는 경우 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 사출물(300)의 표면에는 인쇄층(170), 박막 플레이트(160), UV 접착층(150), 프라이머층(140), UV 하드코팅층(130)이 순차적으로 적층된 층 구조가 형성된다.
그리고, 인몰드 장식 필름(100)이 인쇄층을 포함하지 않을 경우 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 사출물(300)의 표면에는 박막 플레이트(160), UV 접착층(150), 프라이머층(140), UV 하드코팅층(130)이 순차적으로 적층된 층 구조가 형성되며, 이때 박막 플레이트(160)가 위치하지 않는 부위에는 수지(R)가 직접 프라이머층(140)에 사출되어 냉각, 고화되므로 박막 플레이트(160) 및 UV 접착층(150)은 사출물(300)의 표면에 파묻힌 형태로 위치하게 된다.
한편, 인몰드 장식 필름(100)이 인쇄층(170)을 포함할 경우, 도 2와 같이 상부 금형(220)의 게이트(221)에서 고온, 고압으로 사출되는 수지(R)에 의해 게이트(221) 부위에 위치하는 인쇄층(170)이 손상될 위험이 있다.
따라서 인몰드 장식 필름(100)을 하부 금형(210)에 배치할 때 상부 금형(220)의 게이트(221) 부위에 박막 플레이트(160)가 위치하도록 함으로써 수지(R)의 열과 압력이 박막 플레이트(160)에 의해 최대한 흡수되도록 함이 바람직하다.
이상에서 상세히 설명된 본 발명은 그 범위가 전술된 바에 한하지 않고, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 변경 또는 치환할 수 있는 것이 본 발명의 범위에 해당함은 물론이고, 그 균등물 또한 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 인몰드 장식 필름 110: 원단필름
120: 이형층 130: UV 하드코팅층
140: 프라이머층 150: 접착층
160: 박막 플레이트 170: 인쇄층
200: 금형 210: 하부 금형
220: 상부 금형 221: 게이트
300: 사출물 R: 수지

Claims (5)

  1. 원단필름과, 상기 원단필름의 상부에 형성되는 이형층과, 상기 이형층의 상부에 형성되는 UV 하드코팅층과, 상기 UV 하드코팅층 상부에 형성되는 프라이머층을 포함하여 이루어지는 베이스 필름을 준비하는 단계;
    상기 베이스 필름의 상부에 장식을 위해 특정 형태로 가공된 박막 플레이트를 부착하여 인몰드 장식 필름을 제작하는 단계; 그리고,
    상기 인몰드 장식 필름을 하부 금형에 배치하고, 상부 금형의 게이트를 통해 상하부 금형 사이의 공간에 수지를 사출하여 상기 박막 플레이트가 표면에 전사된 사출물을 제작하는 단계를 포함하여 이루어지는 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 베이스 필름의 프라이머층 상부에는 박막 플레이트의 부착을 위한 UV 접착층이 형성되는 것을 특징으로 하는 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 인몰드 장식 필름을 제작하는 단계는 상기 박막 플레이트의 상부에 인쇄층을 형성하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 상부 금형의 게이트에서 사출되는 수지에 의해 인쇄층이 손상되는 것을 방지하기 위해 수지가 사출되는 상부 금형의 게이트 부위에 박막 플레이트가 위치하도록 인몰드 장식 필름을 하부 금형에 배치하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 박막 플레이트는 금속, 유리, 목재, 섬유, 고분자 물질 중 하나의 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법.
KR1020120011571A 2012-02-06 2012-02-06 인몰드 장식 필름을 이용한 인서트 사출방법 KR101332533B1 (ko)

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