KR20160041321A - 사출 금형 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지 제품을 사출 성형으로 제조하기 위한 사출 금형을 제조하는 사출 금형 제조 방법에 관한 것으로서, 전기 전도성을 가지는 기판에 감광제 패턴을 형성하는 단계, 감광제 패턴이 형성된 기판에 전주도금을 수행하여 기판 상에 원하는 금속 패턴을 형성하는 단계, 금속 패턴이 형성된 기판에 프레스 가공을 수행하여 기판에 곡면부를 형성하는 단계, 금속 패턴이 외부로 노출되도록 곡면부가 형성된 기판을 금속 구조물에 이식하여 마더 마스터를 형성하는 단계, 마더 마스터에 전주도금을 수행하여 금속 패턴과 반대되는 형태의 패턴을 가지는 성형 코어를 형성하는 단계, 그리고 성형 코어를 금형 구조물에 삽입하여 사출 금형을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

사출 금형 제조 방법{Method for manufacturing injection mold}

본 발명은 합성수지 제품을 사출 성형으로 제조하기 위한 사출 금형을 제조하는 사출 금형 제조 방법에 관한 것이다.

휴대전화기 등 정보통신 기기가 광범위하게 사용되면서 이들 제품의 외관의 미감에 대한 사용자의 요구도 커지고 있다.

종래에 휴대전화기 등의 제품의 케이스나 그 일부에 헤어라인이나 각종 패턴을 넣어 미감을 높이는 시도가 있었다.

종래에는 주로 금속 재질의 케이스나 그 부분품이 사용되었는데, 이러한 금속 재질에 다양한 패턴을 형성하는 것이 매우 곤란하였으며 제조 비용도 높은 문제가 있었다.

이러한 문제로 인해 휴대전화기의 케이스나 그 부분품을 합성수지 제품으로 대체하고 또한 그 표면에 다양한 종류의 패턴을 형성할 수 있는 기술에 대한 필요성이 대두되고 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 미세하고 정밀한 패턴의 형성이 가능하고 특히 곡면이나 굴곡 부분에도 원하는 패턴을 형성할 수 있는 합성수지 제품을 제조하기 위한 사출 금형 제조 방법 및 이를 이용한 합성수지 제조 방법을 제공함에 목적이 있다.

본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 패턴이 형성된 곡면부를 포함하는 합성수지 제품을 사출 성형하기 위한 사출 금형을 제조하는 사출 금형 제조 방법으로서, 전기 전도성을 가지는 기판에 감광제 패턴을 형성하는 단계, 상기 감광제 패턴이 형성된 기판에 전주도금을 수행하여 상기 기판상에 원하는 금속 패턴을 형성하는 단계, 상기 금속 패턴이 형성된 기판에 프레스 가공을 수행하여 상기 기판에 곡면부를 형성하는 단계, 상기 금속 패턴이 외부로 노출되도록 상기 곡면부가 형성된 기판을 금속 구조물에 이식하여 마더 마스터를 형성하는 단계, 상기 마더 마스터에 전주도금을 수행하여 상기 금속 패턴과 반대되는 형태의 패턴을 가지는 성형 코어를 형성하는 단계, 그리고 상기 성형 코어를 금형 구조물에 삽입하여 사출 금형을 형성하는 단계를 포함하는 사출 금형 제조방법을 제공함에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 사출 금형 제조방법에 의하면, 미세하고 정밀한 패턴의 형성이 가능하고 특히 곡면이나 굴곡 부분에도 원하는 패턴을 형성할 수 있는 합성수지 제품을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사출 금형 제조 방법을 보여주는 도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 금형 제조 방법을 보여주는 도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사출 금형 제조 방법을 보여주는 도.

이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다. 그리고 본 발명의 여러 실시예를 설명함에 있어서, 동일한 기술적 특징을 갖는 구성요소에 대하여는 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

우선, 도 1을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 사출 금형 제조 방법에 대해 설명한다.

먼저, 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 전기 전도성을 가지는 기판(101)에 감광제 패턴(103)을 형성한다. 이때, 기판(101)은 전기 전도성을 가지는 금속 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 스테인레스 강으로 형성될 수 있다.

도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판(101)의 상면 전체에 감광제 층(105)을 형성한 후 그 위에 미리 설정된 패턴에 따라 광을 차단하는 흑색 광 차단부(109a)와 투명 광 통과부(109b)가 형성되어 있는 필름(109)을 덮는다. 이 후, 필름(113) 위에 자외선(UV)를 조사한다. 이에 따라 감광제 층(105) 중 필름(109)의 흑색 광 차단부(109a)의 바로 아래에 있는 부분은 경화되지 않고 필름의 투명 광 통과부(10b)의 바로 아래에 있는 자외선에 의해 경화된다. 이 상태에서 경화되지 않은 부분을 종래에 알려진 방식에 의해 제거함으로써 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 기판(101) 위에 감광제 패턴(103)이 형성될 수 있다.

감광제 층(105)은 자외선에 의해 경화될 수 있는 이미 알려진 감광제일 수 있으며 자외선 노광에 의한 경화, 그리고 경화되지 않은 감광제 층 제거 등은 이미 알려진 종래의 방법에 의해 수행될 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

이 후, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이, 감광제 패턴(103)이 형성되어 있는 기판(101)에 전주도금을 수행하여 기판(101) 상에 원하는 금속 패턴(111)을 형성한다. 예를 들어, 니켈(Ni)을 이용하여 전주도금을 수행함으로써 금속 패턴(111)을 형성할 수 있다.

이때, 전주도금을 수행하여 금속 패턴(111)을 형성할 때, 감광제 패턴(103)이 완전히 덮이도록 전주도금을 수행할 수 있다. 이와 같이 전주도금을 수행하면 감광제 패턴(103)이 형성되지 않은 부분에 홈이 생기게 되고 이 홈이 금속 패턴(111)에 해당하게 된다.

이 후, 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이, 원하는 금속 패턴(111)이 형성된 기판(101)에 프레스 가공을 수행하여 기판(101)에 곡면부를 형성한다. 도면에는 기판의 전체가 곡면으로 형성되는 예가 도시되어 있으나, 기판의 외측 모서리 부근에 곡면부가 형성되고 그 가운데 부분은 평평하게 유지되는 등 곡면부는 다양하게 형성될 수 있다.

이 후, 도 1의 (e)에 도시된 바와 같이, 곡면부가 형성된 기판(101)을 금속 구조물(113)에 이식하여 마더 마스터(mother master)(115)를 형성한다. 여기서, 도면에 도시된 바와 같이, 금속 구조물(113)에 함몰부(114)가 구비되고 기판(101)을 이 함몰부(114)에 삽입함으로써, 기판(101)이 금속 구조물(113)에 이식될 수 있다.

이때, 기판(101)은 금속 패턴(111)이 외부로 노출되는 상태로 금속 구조물(113)에 이식된다.

금속 구조물(113)은 전기 전도성이 양호한 금속 재질로 형성될 수 있으며 예를 들어 황동으로 형성될 수 있다.

이 후, 마더 마스터(115)에 전주도금을 수행함으로써 기판(101)의 금속 패턴(111)과 반대되는 형태의 패턴(117)을 가지는 성형 코어(119)를 형성한다. 즉, 마더 마스터(115)의 기판(101)의 금속 패턴(111) 상에 도금이 수행되도록 전주도금을 수행한 후 이를 마더 마스터(115)에서 분리함으로써 성형 코어(119)를 형성할 수 있다.

이 때, 성형 코어(119)가 사출 성형에 사용될 수 있도록 충분한 두께를 가지도록 전주도금이 수행될 수 있다.

이 후, 도 1의 (g)에 도시된 바와 같이, 성형 코어(119)를 금속 구조물(121)에 삽입하여 사출 금형(123)을 형성한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 금형 제조 방법을 보여주는 도면이다.

먼저, 본 발명의 다른 실시예에 따른 사출 금형 제조 방법에 따르면, 제조하고자 하는 합성수지 제품의 형상에 대응하는 곡면부(202)를 포함하도록 전기 전도성을 가지는 금속 재질의 기판(201)을 CNC 가공한다. 이에 따라, 도 2의 (a)도시된 바와 같이 곡면부(202)를 가지는 기판(201)이 형성된다.

그리고 나서, 도 2의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 곡면부(202)를 포함하는 기판(201)에 감광제 패턴(203)을 형성한다.

감광제 패턴(203)은 위에서 설명한 도 1에서와 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 즉, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 먼저 기판(201)의 상면 전체에 감광제 층(205)을 형성한 후 그 위에 흑색 광 차단부(109a)와 투명 광 통과부(109b)가 형성되어 있는 감광 필름(109)을 덮고 그리고 나서 자외선을 조사하고 난 후, 경화되지 않은 감광제 층(205)의 부분들을 제거함으로써, 감광제 패턴(203)을 형성할 수 있다.

이 때, 본 발명의 실시예에 따르면, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같은 기판(201)에 형성된 곡면부(202)의 형상에 대응하는 형상을 가지는 감광 필름(209)이 사용된다. 이와 같이 기판(201)의 곡면부(202)의 형상에 대응하는 형상을 가지는 감광 필름(209)으로 감광제 층(205)을 상면을 덮은 상태에서 자외선 노광이 수행되므로, 감광 필름(209)이 감광제 층(205)의 상면에 전체적으로 골고루 밀착된 상태에서 자외선 노광이 수행될 수 있고 이에 따라 원하는 패턴을 보다 정밀하게 구현할 수 있다. 즉, 곡면부(202)를 포함하는 기판(201) 상에 평평한 감광 필름을 사용하여 자외선 노광을 수행하게 되면 감광 필름과 감광제 층 사이가 벌어진 부분이 생기게 되고, 자외선이 이러한 벌어진 부분에서의 공간을 통과하면서 주위로 발산되어 감광제 층의 원하는 않은 부분까지 경화되는 문제가 있을 수 있으며 이러한 경우 정밀한 패턴 구현이 어렵게 된다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 기판(201)의 곡면부(202)에 대응하는 형상을 가지는 감광 필름(209)을 사용하여 자외선 노광을 수행함으로써 감광제 층(205)이 원하는 패턴에 따라 정확하게 경화될 수 있어 최종적으로 구현하고자 하는 패턴을 정밀하게 형성할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 감광제 층 위에 감광 필름을 덮은 상태에서 감광제 층과 감광 필름 사이의 공간에 공기를 강제적으로 배출하여 진공을 형성하여 감광 필름을 감광제 층에 보다 밀착시킨 상태에서 자외선 노광을 수행할 수 있다. 이에 따라 감광 필름이 감광제 층에 보다 잘 밀착될 수 있어 보다 원하는 패턴을 보다 정밀하게 구현할 수 있다.

이 과정 이후에는 위에서 설명한 도 1의 (d) 과정 이후와 유사한 방식으로 수행될 수 있다.

즉, 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이, 감광제 패턴(203)이 형성된 기판(201)에 전주도금을 수행하여 기판(201) 상에 원하는 금속 패턴(211)을 형성한다.

이 때, 위에서 설명한 바와 같이, 전주도금에 의해 형성되는 금속층에 의해 감광제 패턴(203)이 완전히 덮이도록 전주도금이 수행될 수 있다.

이 후, 도 2의 (e)에 도시된 바와 같이, 금속 패턴(211)이 외부로 노출되도록 면부(202)가 형성된 기판(201)을 금속 구조물(213)에 이식하여 마더 마스터(215)를 형성한다.

이 후, 도 2의 (f)에 도시된 바와 같이, 마더 마스터(215)에 전주도금을 수행하여 금속 패턴(211)과 반대되는 형태의 패턴(217)을 가지는 성형 코어(219)를 형성한다.

그리고, 성형 코어(219)를 금형 구조물(212)에 삽입하여 사출 금형(223)을 형성한다.

도 3의 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 사출 금형 제조 방법을 보여주는 도면이다.

먼저, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 제조하고자 하는 사출 금형의 형상에 대응하는 곡면부(302)를 포함하도록 전기 전도성을 가지는 금속 재질의 기판(301)을 CNC 가공한다.

그리고 나서, 도 3의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 곡면부(302)가 형성된 기판(301)에 치가공을 통해 패턴을 형성한 후 이를 이용하여 전조도금을 수행하여 원하는 금속 패턴이 형성된 중간 기판(303)을 형성한다.

보다 구체적으로, 곡면부(302)가 형성된 기판(301)에 최종 패턴 중 일부 패턴(304)을 치가공을 통해 형성하고 이 일부 패턴(304a)이 형성된 기판(301)을 이용하여 전주도금을 수행함으로써 반대되는 형태의 구조물(305)을 형성한다. 따라서 도면부호 305의 구조물은 기판(301)에 미리 형성된 일부 패턴(304a)과는 반대되는 형태의 패턴(304b)이 형성된다.

이 후, 이 반대되는 형태의 구조물(305)에 다시 다른 일부 패턴(306a)을 형성한다.

이와 같이 미각 공정을 필요한 만큼 반복함으로써 최종적으로 원하는 패턴에 대응하는 패턴을 형성할 수 있다. 한편, 도 3에는 패턴을 형성한 후 이를 이용하여 전주도금으로 반대되는 형태의 판을 얻고 다시 여기에 패턴을 형성하는 과정이 1회 반복되는 것으로 도시되어 있으나, 이러한 미각 공정은 필요에 따라 2회 이상 반복적으로 수행될 수도 있다.

이와 같은 반복적인 전주도금 및 미각 공정을 통해서 최종 제품과 반대되는 형상을 가지는 선행 중간 기판(307)을 형성할 수 있고, 그리고 나서 이 선행 중간 기판(307)을 이용하여 전주도금을 수행함으로써 도 3의 (d)에 도시된 바와 같은 금속 패턴(304a, 306b)을 가지는 중간 기판(303)을 형성할 수 있다. 이때, 헤어라인 등의 패턴뿐만 아니라 필요한 경우 홀로그램 등을 이식할 수도 있다.

이 후, 도 3의 (e)에 도시된 바와 같이, 금속 패턴(304a, 306b)이 외부로 노출되도록 곡면부(302)가 형성된 기판(301)을 금속 구조물(313)에 이식하여 마더 마스터(315)를 형성한다. 이때, 도면에는 하나의 기판(301)을 금속 구조물(313)에 이식하는 경우가 도시되어 있으나, 필요에 따라 복수의 기판(301)을 형성한 후 이를 하나의 금속 구조물(313)에 이식하여 마더 마스터를 형성할 수도 있다.

이 후, 도 3의 (f)에 도시된 바와 같이, 마더 마스터(315)에 전주도금을 수행하여 금속 패턴(304a, 306b)과 반대되는 형태의 패턴(317)을 가지는 성형 코어(319)를 형성한다.

그리고, 성형 코어(319)를 금형 구조물(312)에 삽입하여 사출 금형(323)을 형성한다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 합성수지 제조 방법은 위에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 사출 금형 제조 방법에 의해 제조된 사출 금형(123, 223, 323)을 이용하여 사출 성형을 통해 합성수지 제품을 생산한다. 이때, 사출 성형을 위해 반대쪽 사출 금형이 필요한 경우 위에서와 동일한 방식으로 사출 금형을 형성한 후 양자를 이용하여 사출 성형을 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양하게 변형 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

101: 기판
103: 감광제 패턴
111: 금속 패턴

Claims (1)

1. 패턴이 형성된 곡면부를 포함하는 합성수지 제품을 사출 성형하기 위한 사출 금형을 제조하는 사출 금형 제조 방법에 관한 것으로서,
   전기 전도성을 가지는 기판에 감광제 패턴을 형성하는 단계;
   상기 감광제 패턴이 형성된 기판에 전주도금을 수행하여 상기 기판 상에 원하는 금속 패턴을 형성하는 단계;
   상기 금속 패턴이 형성된 기판에 프레스 가공을 수행하여 상기 기판에 곡면부를 형성하는 단계;
   상기 금속 패턴이 외부로 노출되도록 상기 곡면부가 형성된 기판을 금속 구조물에 이식하여 마더 마스터를 형성하는 단계;
   상기 마더 마스터에 전주도금을 수행하여 상기 금속 패턴과 반대되는 형태의 패턴을 가지는 성형 코어를 형성하는 단계; 및
   상기 성형 코어를 금형 구조물에 삽입하여 사출 금형을 형성하는 단계를 포함하는 사출 금형 제조 방법.

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