KR20150001099A - 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형 및 그 제조방법 - Google Patents

마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 상부 소정의 위치에 음각 형상의 제1 평면 형성부 및 상기 제1 평면 형성부의 각 측면에 상방향으로 절곡된 제1 곡면 형성부를 가지는 하부 금형의 상부면에 접착층 및 마이크로 패턴이 형성된 스템퍼를 적층하는 단계(S100); 상기 하부 금형에 적층된 접착층 및 스템퍼를 상부 프레스로 압착하는 단계(S200); 및 상기 상부 프레스를 스템퍼로부터 분리하여 하부 금형, 접착층 및 마이크로 패턴이 형성된 스템퍼로 이루어진 스템퍼 금형을 제조하는 단계(S300)를 포함하는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형 및 그 제조방법{Stamper Metallic Mold Having Micro Pattern, and Method of Making the Same}
본 발명은 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제조방법이 간편하고, 곡면부에 우수한 마이크로 패턴을 형성할 수 있는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형 및 그 제조방법에 관한 것이다.
금형(Metallic pattern)은 금속으로 제조된 주형으로, 각종 전자 제품, 통신기기, 가구, 일반 물품 등의 케이스 제조를 위해 광범위하게 사용되고 있다. 최근 수요자가 제품을 선택하는 기준에 있어서, 물품의 디자인이 중요한 요소로 부각됨에 따라, 수요자의 요구를 충족시킬 수 있는 물품의 케이스에 대한 디자인의 연구가 증가하고 있다. 또한, 물품의 케이스는 일반적으로 입체적 형상 및 곡면부를 포함하는 형상을 가지므로, 특히 케이스의 평면 형상뿐만 아니라 곡면부에도 평면 형상과 동일한 연속적인 마이크로 패턴을 가지는 케이스 제조를 위해서는 마이크로 패턴의 곡면부를 가지는 금형을 제조하는 것이 요구된다.
기존의 금형은 곡면부에 마이크로 패턴을 형성하기 위해 인서트(Insert) 사출용 금형을 주로 이용한다. 인서트 사출용 금형은 일반적인 사출용 금형에 마이크로 패턴 형상을 가지는 패턴 필름을 삽입하는 것으로, 평면 형상의 마이크로 패턴을 형성하는 것에는 유리하나, 곡면부에 마이크로 패턴을 형성하는 경우 불량률이 높고, 공정이 번거로우며, 곡면부에 미세한 고품위의 마이크로 패턴을 형성하기 어렵다는 문제점이 있었다.
이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 케이스의 제조를 위한 금형을 제작함에 있어서, 마이크로 패턴을 금형에 직접 가공하는 기술에 대한 개발이 활발하게 이루어지고 있으나 금형 가공 장치의 문제 등으로 인하여 케이스의 곡면부에 마이크로 패턴을 가공하기 어렵기 때문에 여전히 인서트 사출을 기본 제조 방식으로 하여 이에 대한 기술의 보완을 하는 수준에 그치고 있다.
또한, 일반 금형에 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼(Stamper)를 결합하여 마이크로 패턴이 형성된 금형 제품을 제조하는 방법도 이용되고 있으나, 주로 평면 형상의 스템퍼 금형이 사용되고, 곡면부의 마이크로 패턴을 평면부의 마이크로 패턴과 동일한 품질을 가진 제품은 제조방법의 개발이 이루어지지 않아 양산이 어려운 실정이다.
특히, 최근 수요가 급증하고 있는 스마트폰, 노트북 등 각종 전자 제품의 케이스는 평면부뿐만 아니라 곡면부의 마이크로 패턴 형상이 수요자의 구매 선택 요소에서 매우 중요한 요소를 차지하기 때문에 마이크로 패턴의 곡면부를 가지는 케이스를 효율적으로 양산하기 위해 마이크로 패턴의 곡면부를 효과적으로 제작할 수 있는 금형의 제조 기술이 요구된다.
이에 본 발명자는 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제조방법이 간편하고, 곡면부에 불량이 없고, 우수한 마이크로 패턴을 형성할 수 있는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형 및 그 제조방법을 개발하기에 이르렀다.
본 발명의 목적은 제조방법이 간편한 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 곡면부에 불량이 없고, 우수한 마이크로 패턴을 형성할 수 있는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법은, 상부 소정의 위치에 음각 형상의 제1 평면 형성부 및 상기 제1 평면 형성부의 각 측면에 상방향으로 절곡된 제1 곡면 형성부를 가지는 하부 금형의 상부면에 접착층 및 마이크로 패턴이 형성된 스템퍼를 적층하는 단계(S100); 상기 하부 금형에 적층된 접착층 및 스템퍼를 상부 프레스로 압착하는 단계(S200); 및 상기 상부 프레스를 스템퍼로부터 분리하여 하부 금형, 접착층 및 마이크로 패턴이 형성된 스템퍼로 이루어진 스템퍼 금형을 제조하는 단계(S300)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 S100 단계는 상면에 마이크로 패턴이 형성되고, 저면에 접착층이 부착된 스템퍼를 상기 하부 금형의 상부면에 적층하는 것을 특징으로 한다.
상기 접착층은 접착성 수지 또는 접착성 테이프로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 상부 프레스는 하부 소정의 위치에 상기 제1 평면 형성부와 대응되는 양각 형상의 제2 평면 형성부 및 상기 제2 평면 형성부의 각 측면에 상방향으로 절곡된 제2 곡면 형성부를 가지고, 상기 제2 곡면 형성부는 상기 제1 곡면 형성부와 대응되는 것을 특징으로 한다.
상기 S200 단계는 스템퍼의 상부 소정의 위치에 상기 제1 평면 형성부와 동일한 음각 형상의 제3 평면 형성부 및 상기 제1 곡면 형성부와 동일한 형상의 제3 곡면 형성부를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법은, 스템퍼 금형의 상부면에서 제3 평면 형성부 및 제3 곡면 형성부를 제외한 면을 연마하여 제3 곡면 형성부와 수평 방향으로 단차를 가지는 연마부를 형성하는 단계(S410);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법은, 스템퍼 금형의 소정의 위치에 수직 방향으로 적어도 하나 이상의 홀을 형성하고, 상기 홀의 내부에 체결 부재를 삽입하여 상기 하부 금형, 접착층 및 스템퍼를 체결하는 단계(S420);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형은 상술한 본 발명의 제조방법에 의하여 제조될 수 있다.
본 발명은 제조방법이 간편하고, 곡면부에 불량이 없고, 우수한 마이크로 패턴을 형성할 수 있는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형 및 그 제조방법을 제공하는 발명의 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 하부 금형의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 하부 금형, 접착층이 형성된 스템퍼 및 상부 프레스의 모습을 개략적으로 나타낸 설명도이다.
도 4는 본 발명에 따른 하부 금형의 상부면에 접착층 및 스템퍼를 적층한 후 상부 프레스로 압착하는 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형 및 그 제조방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 마이크로 패턴을 가지는 금형의 제조방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
본 발명에 따른 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법은, 상부 소정의 위치에 음각 형상의 제1 평면 형성부 및 상기 제1 평면 형성부의 각 측면에 상방향으로 절곡된 제1 곡면 형성부를 가지는 하부 금형의 상부면에 접착층 및 마이크로 패턴이 형성된 스템퍼를 적층하는 S100 단계, 상기 하부 금형에 적층된 접착층 및 스템퍼를 상부 프레스로 압착하는 S200 단계, 및 상기 상부 프레스를 스템퍼로부터 분리하여 하부 금형, 접착층 및 마이크로 패턴이 형성된 스템퍼로 이루어진 스템퍼 금형을 제조하는 S300 단계를 포함하여 구성된다.
도 2는 본 발명에 따른 하부 금형의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 하부 금형, 접착층이 형성된 스템퍼 및 상부 프레스의 모습을 개략적으로 나타낸 설명도이며, 도 4는 본 발명에 따른 하부 금형의 상부면에 접착층 및 스템퍼를 적층한 후 상부 프레스로 압착하는 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 상부 소정의 위치에 음각 형상의 제1 평면 형성부(110) 및 상기 제1 평면 형성부(110)의 각 측면에 상방향으로 절곡된 제1 곡면 형성부(120)를 가지는 하부 금형(100)의 상부면에 접착층(210) 및 마이크로 패턴이 형성된 스템퍼(220)를 적층하는 S100 단계를 거친 후, 하부 금형(100)에 적층된 접착층(210) 및 스템퍼(220)를 상부 프레스(310)로 압착하는 S200 단계를 수행한다.
여기서, 하부 금형(100)은 상부면 소정의 위치에 제1 평면 형성부(110)와 제1 곡면 형성부(120)를 가지는 것으로, 상기 제1 평면 형성부(110)와 제1 곡면 형성부(120)는 홈절삭, 밀링 등의 가공 공정에 의해 제조될 수 있다.
또한, S100 단계에서 하부 금형(100)의 상부면에 접착층(210) 및 마이크로 패턴이 형성된 스템퍼(220)를 적층하는 과정은, 접착층(210)을 하부 금형(100)의 상부면 전체에 도포한 후 스템퍼(220)를 적층할 수도 있으나, 상면에 마이크포 패턴이 형성되고, 저면에 접착층이 부착된 스템퍼(220)를 하부 금형(100)의 상부면에 적층하는 것도 가능하다. 상기 접착층(210)은 접착성 수지 또는 접착성 테이프를 사용할 수 있다.
S200 단계에서의 상부 프레스(310)는 하부 소정의 위치에 하부 금형(100)의 제1 평면 형성부(110)와 대응되는 양각 형상의 제2 평면 형성부(310) 및 상기 제2 평면 형성부(310)의 각 측면에 상방향으로 절곡된 제2 곡면 형성부(320)를 가지고, 제2 곡면 형성부(320)는 하부 금형(100)의 제1 곡면 형성부(120)와 대응되도록 구성하는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명에 따른 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 모습을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, S200 단계를 거친 후 상부 프레스를 스템퍼(220)로부터 분리하여 하부 금형(100), 접착층(210) 및 마이크로 패턴이 형성된 스템퍼(220)로 이루어진 스템퍼 금형을 제조하는 S300 단계를 수행한다.
상술한 바와 같이, 하부 금형(100)과 상부 프레스(300)의 압착에 의하여 스템퍼(220)는 상부 소정의 위치에 상기 제1 평면 형성부(110)와 동일한 음각 형상의 제3 평면 형성부(221) 및 상기 제1 곡면 형성부(120)와 동일한 형상의 제3 곡면 형성부(222)가 형성된다.
본 발명의 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법은 S300 단계 이후에 스템퍼 금형의 상부면에서 제3 평면 형성부(221) 및 제3 곡면 형성부(222)를 제외한 면을 연마하여 제3 곡면 형성부(222)와 수평 방향으로 단차를 가지는 연마부(223)를 형성하는 S410 단계를 더 수행할 수 있다. 상기 연마부(223)의 형성은 제품의 사출 후 커팅 과정에서 제품 끝단부의 품질을 우수하게 하고, 제품 사출 과정에서 이용되는 상부 금형과의 결합력을 우수하게 한다는 이점을 가진다.
또한, 본 발명의 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법은 S300 단계 이후에 스템퍼 금형의 소정의 위치에 수직 방향으로 적어도 하나 이상의 홀(미도시)을 형성하고, 상기 홀의 내부에 체결 부재(미도시)를 삽입하여 하부 금형(100), 접착층(210) 및 스템퍼(220)를 체결하는 단계를 추가적으로 수행할 수 있다. 상기 하부 금형(100), 접착층(210) 및 스템퍼(220)를 체결 부재로 체결하는 것은 스템퍼 금형의 내구성을 향상시키기 위함이다.
상술한 본 발명의 제조방법에 따라 제조되는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형은 제조방법이 간편하고, 하부 금형에 형성하는 평면 형성부 및 곡면 형성부와 동일한 형태를 가지기 때문에 곡면부에 대한 불량이 없고, 우수한 마이크로 패턴을 형성할 수 있다는 이점을 갖는다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정 실시예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100: 하부 금형 110: 제1 평면 형성부
120: 제1 곡면 형성부 210: 접착층
220: 스템퍼 221: 제3 평면 형성부
222: 제3 곡면 형성부 223: 연마부
300: 상부 프레스 310: 제2 평면 형성부
320: 제2 곡면 형성부

Claims (8)

  1. 상부 소정의 위치에 음각 형상의 제1 평면 형성부 및 상기 제1 평면 형성부의 각 측면에 상방향으로 절곡된 제1 곡면 형성부를 가지는 하부 금형의 상부면에 접착층 및 마이크로 패턴이 형성된 스템퍼를 적층하는 단계(S100);
    상기 하부 금형에 적층된 접착층 및 스템퍼를 상부 프레스로 압착하는 단계(S200); 및
    상기 상부 프레스를 스템퍼로부터 분리하여 하부 금형, 접착층 및 마이크로 패턴이 형성된 스템퍼로 이루어진 스템퍼 금형을 제조하는 단계(S300);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 S100 단계는 상면에 마이크로 패턴이 형성되고, 저면에 접착층이 부착된 스템퍼를 상기 하부 금형의 상부면에 적층하는 것을 특징으로 하는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접착층은 접착성 수지 또는 접착성 테이프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 상부 프레스는 하부 소정의 위치에 상기 제1 평면 형성부와 대응되는 양각 형상의 제2 평면 형성부 및 상기 제2 평면 형성부의 각 측면에 상방향으로 절곡된 제2 곡면 형성부를 가지고, 상기 제2 곡면 형성부는 상기 제1 곡면 형성부와 대응되는 것을 특징으로 하는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 S200 단계는 스템퍼의 상부 소정의 위치에 상기 제1 평면 형성부와 동일한 음각 형상의 제3 평면 형성부 및 상기 제1 곡면 형성부와 동일한 형상의 제3 곡면 형성부를 형성하는 것을 특징으로 하는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법은, 스템퍼 금형의 상부면에서 제3 평면 형성부 및 제3 곡면 형성부를 제외한 면을 연마하여 제3 곡면 형성부와 수평 방향으로 단차를 가지는 연마부를 형성하는 단계(S410);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법은, 스템퍼 금형의 소정의 위치에 수직 방향으로 적어도 하나 이상의 홀을 형성하고, 상기 홀의 내부에 체결 부재를 삽입하여 상기 하부 금형, 접착층 및 스템퍼를 체결하는 단계(S420);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형의 제조방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 따른 제조방법에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 마이크로 패턴을 가지는 스템퍼 금형.
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