KR20200025732A - 나노 구조체를 가지는 인젝션 몰드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 나노 구조체를 가지는 인젝션 몰드이 개시된다. 본 발명의 인젝션 몰드는 볼록 형상의 돌출부가 형성되는 상코아 및 오목 형상의 함몰부가 형성되고, 상기 돌출부가 상기 함몰부에 삽입되어 사출물이 제작되도록 하는 하코아를 포함하되, 돌출부 및 함몰부 중 적어도 하나는, 표면에 나노 구조체를 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

나노 구조체를 가지는 인젝션 몰드{Injection mold having nanostructure}

본 발명은 인젝션 몰드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제작되는 사출물의 표면에 나노 구조체가 형성시켜 사출물의 유지보수를 용이하게 하는 나노 구조체를 가지는 인젝션 몰드에 관한 것이다.

가정, 회사, 공장 등에서 사용되는 다양한 종류의 플라스틱 사출물은 대부분 미끄럼 방지를 위한 일정 패턴의 홈이 형성한다. 하지만 이러한 플라스틱 사출물은 장시간 사용 시, 굴곡진 부분에 물 맺히거나, 먼지 등이 끼는 현상이 쉽게 발생된다. 특히 물이 장기간 맺혀있는 경우 해당 부분에 곰팡이가 생기는 문제점을 있다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 플라스틱 사출물 자체에 일정 패턴의 홈을 형성하지 않고, 일정 패턴의 홈을 가지거나, 미끄럼 방지 재질을 가지는 별도의 미끄럼 방지 부재를 부착하는 방법을 사용하고 있다. 하지만 이러한 별도의 미끄럼 방지 부재를 부착하는 경우, 제작단가가 높아지는 문제점을 가지고 있다.

한국공개특허공보 제10-2016-0122590호(2016.10.24.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 사출물의 표면에 나노 구조체를 형성시키는 나노 구조체를 가지는 인젝션 몰드를 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 나노구조체를 가지는 인젝션 몰드는 볼록 형상의 돌출부가 형성되는 상코아 및 오목 형상의 함몰부가 형성되고, 상기 돌출부가 상기 함몰부에 삽입되어 사출물이 제작되도록 하는 하코아를 포함하되, 상기 돌출부 및 상기 함몰부 중 적어도 하나는, 표면에 나노 구조체를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 나노구조체를 가지는 인젝션 몰드는 오목 형상의 함몰부가 형성되는 상코아 및 볼록 형상의 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부가 상기 함몰부에 삽입되어 사출물이 제작되도록 하는 하코아를 포함하되, 상기 돌출부 및 상기 함몰부 중 적어도 하나는, 표면에 나노 구조체를 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 나노 구조체는, 동종의 나노 구조체로 형성되거나, 이종의 나노 구조체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 나노 구조체는, 40nm 내지 50nm 크기인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 나노 구조체는, 60nm 내지 70nm 크기인 것을 특징으로 한다.

또한 상기 나노 구조체는, 일정한 간격 또는 불규칙한 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 나노 구조체는, 황화아연(zinc sulfide, ZnS)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 사출물은, 상기 나노 구조체와 역상 구조를 가지는 나노 구조체를 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 나노 구조체를 가지는 인젝션 몰드는 사출물의 표면에 나노 구조체를 형성시켜 사출물이 발수특성을 가지도록 할 수 있다.

또한 간단한 공정만으로 나노 구조체를 형성함으로써, 공정 단가를 낮출 수 있다.

따라서, 본 발명은 낮은 가격에 나노 구조체를 가지는 고부가가치의 제품을 제작할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인젝션 몰드를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인젝션 몰드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 인젝션 몰드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 인젝션 몰드를 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

인젝션 몰드는 사출물의 표면에 나노 구조체를 형성시켜 사출물이 발수특성을 가지도록 한다. 인젝션 몰드는 간단한 공정만으로 사출물 표면에 나노 구조체를 형성함으로써, 공정 단가를 낮출 수 있다.

여기서 사출물을 제작하기 위한 제작물질은 열경화성 수지 및 열가소성 수지 중 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다. 열경화성 수지는 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지 등이포함되는 축중합형 및 에폭시수지, 폴리에스터수지 등이 포함되는 첨가중합형을 포함한다. 열가소성 수지는 폴리에틸렌, 나일론, 폴리아세탈수지 등이 포함되는 결정성 열가소성 수지 및 염화비닐수지, 폴리스타이렌, ABS수지, 아크릴수지 등이 포함되는 비결정성 열가소성수지를 포함한다.

또한 나노 구조체는 동종의 나노 구조체로 형성되거나, 이종의 나노 구조체로 형성되며, 일정한 간격 또는 불규칙한 간격으로 나노 구조체가 형성될 수 있다. 나노 구조체가 이종의 나노 구조체로 형성되거나, 불규칙한 간격으로 나노 구조체로 형성되는 경우, 사출물은 다양한 패턴의 나노 구조체를 가질 수 있다. 한편 나노 구조체는 40nm 내지 50nm 크기 또는 60nm 내지 70nm 크기일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 바람직하게는 나노 구조체(50)는 황화아연(zinc sulfide, ZnS)을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 인젝션 몰드를 설명하기 위한 도면이다. 도 1(a)은 나노 구조체를 설명하기 위한 도면이고, 도 1(b)은 상코아, 하코아 및 사출물을 설명하기 위한 도면이며, 도 1(c)은 사출물 나노 구조체를 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 인젝션 몰드(100)는 상코아(10) 및 하코아(30)를 포함한다. 상코아(10)는 볼록 형상의 돌출부가 형성된다. 상코아(10)는 사출물(70)을 상부에서 누르는 역할을 한다. 하코아(30)는 오목 형상의 함몰부가 형성되고, 돌출부가 함몰부에 삽입되어 사출물(70)이 제작되도록 한다. 이때 돌출부 및 함몰부 중 적어도 하나는 표면에 나노 구조체(50)를 형성한다. 이를 통해 인젝션 몰드(100)를 이용하여 제작되는 사출물(70)은 나노 구조체(90)를 가질 수 있다.

이하, 인젝션 몰드(100)를 이용하여 사출물(70)을 제작하는 과정을 설명한다.

먼저, 표면에 나노 구조체(50)를 가지는 인젝션 몰드(100)를 준비한다. 인젝션 몰드(100)는 NC가공(numerical control work), 용액성장법(Chemical Bath Deposition, CBD) 등 다양한 방법을 이용하여 나노 구조체(50)를 형성한다. 여기서 나노 구조체(50)는 반구 형태로 형성시킬 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 나노 구조체(50)는 인젝션 몰드(100)의 상코아(10) 및 하코아(30)의 표면 중 적어도 하나에 형성된다. 상세하게는 나노 구조체(50)는 상코아(10)의 돌출부 표면 및 하코아(30)의 함몰부 표면 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.

다음으로 사출물(70)을 제작하기 위한 제작물질을 하코아(30)에 주입한다. 제작물질은 전술된 바와 같이 열경화성 수지 및 열가소성 수지 중 어느 하나의 물질을 포함한다.

제작물질이 주입되면 상코아(10)를 하코아(30)에 삽입하여 압착을 한다. 여기서 압착하는 힘과 시간은 제작물질의 특성에 따라 달라질 수 있다.

압착이 완료되면 상코아(10)를 하코아(30)에서 분리하여 사출품(70)을 제작한다. 여기서 사출품(70)은 돌출부 표면에 형성된 나노 구조체(50)를 통해 내부 표면에 나노 구조체(90)를 형성할 수 있고, 함몰부 표면에 형성된 나노 구조체(50)를 통해 외부 표면에 나노 구조체(90)를 형성할 수 있다. 또한 사출품(70)의 나노 구조체(90)는 인젝션 몰드(100)의 나노 구조체(50)와 역상 구조를 가진다. 이때 사출품(70)은 컵, 용기 등일 수 있으며, 표면에 형성된 나노 구조체(90)로 인해 미끄럼 방지 및 발수특성을 가진다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 인젝션 몰드를 설명하기 위한 도면이다. 도 2(a)는 나노 구조체를 설명하기 위한 도면이고, 도 2(b)는 상코아, 하코아 및 사출물을 설명하기 위한 도면이며, 도 2(c)는 사출물 나노 구조체를 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 인젝션 몰드(300)는 상코아(310) 및 하코아(330)를 포함한다. 인젝션 몰드(300)는 인젝션 몰드(100)과 동일한 구조를 가지고 있으나, 상코아(310)가 오목 형상의 함몰부를 포함하고, 하코아(330)가 볼록 형상의 돌출부를 형성된다는 점에서 차이가 있다.

이하, 인젝션 몰드(300)를 이용하여 사출물(370)을 제작하는 과정을 설명한다.

먼저, 표면에 나노 구조체(350)를 가지는 인젝션 몰드(300)를 준비한다. 인젝션 몰드(300)는 NC가공, 용액성장법 등 다양한 방법을 이용하여 나노 구조체(350)를 형성한다. 여기서 나노 구조체(350)는 반구 형태로 형성시킬 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 나노 구조체(350)는 인젝션 몰드(300)의 상코아(310) 및 하코아(330)의 표면 중 적어도 하나에 형성된다. 상세하게는 나노 구조체(350)는 상코아(310)의 돌출부 표면 및 하코아(330)의 함몰부 표면 중 적어도 하나에 형성될 수 있다.

다음으로 사출물을 제작하기 위한 제작물질을 하코아(330)에 주입한다. 여기서, 제작물질은 하코아(330)의 돌출부에 주입하되, 너무 많은 양을 주입하여 압착과정에서 누액되는 현상을 방지할 수 있다. 제작물질은 전술된 바와 같이 열경화성 수지 및 열가소성 수지 중 어느 하나의 물질을 포함한다.

제작물질이 주입되면 상코아(310)를 하코아(330)에 삽입하여 압착을 한다. 여기서 압착하는 힘과 시간은 제작물질의 특성에 따라 달라질 수 있다.

압착이 완료되면 상코아(310)를 하코아(330)에서 분리하여 사출품(370)을 제작한다. 여기서 사출품(370)은 돌출부 표면에 형성된 나노 구조체(350)를 통해 내부 표면에 나노 구조체(390)를 형성할 수 있고, 함몰부 표면에 형성된 나노 구조체(350)를 통해 외부 표면에 나노 구조체(390)를 형성할 수 있다. 또한 사출품(370)의 나노 구조체(390)는 인젝션 몰드(300)의 나노 구조체(350)와 역상 구조를 가진다. 이때 사출품(370)은 동전, 평판 용기 등일 수 있으며, 표면에 형성된 나노 구조체(390)로 인해 미끄럼 방지 및 발수특성을 가진다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 인젝션 몰드를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 인젝션 몰드를 설명하기 위한 도면이다. 도 3(a)은 상코아 및 하코아를 설명하기 위한 도면이고, 도3(b)은 사출물을 설명하기 위한 도면이다.

도 1, 도 3 및 도 4를 참조하면, 인젝션 몰드는 컵, 용기, 동전뿐만 아니라 다양한 분야에 해당되는 사출물을 제작할 수 있다.

인젝션 몰드(400)는 신발 밑창에 대한 사출물(470)을 제작할 수 있고, 인젝션 몰드(500)는 시장 바구니에 대한 사출물(570)을 제작할 수 있다.

인젝션 몰드(400, 500)는 인젝션 몰드(100)과 동일한 구조를 가지되, 사출물(470, 570)의 형상에 따라 상코아(410, 510) 및 하코아(430, 530)의 형상을 변형할 수 있다.

따라서 본 발명의 인젝션 몰드는 다양한 종류의 사출물을 제작할 수 있으며, 각 사출물은 나노 구조체를 포함하여 미끄럼 방지 및 발수특성을 가질 수 있다. 특히 본 발명은 낮은 제작 비용으로 고품질의 고부가가치 제품을 제작할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10, 310, 410, 510: 상코아
30, 330, 430, 530: 하코아
50, 350: 나노 구조체
70, 370, 470, 570: 사출물
90, 390: 사출물 나노구조체
100, 300, 400, 500: 인젝션 몰드

Claims (8)

1. 볼록 형상의 돌출부가 형성되는 상코아; 및
   오목 형상의 함몰부가 형성되고, 상기 돌출부가 상기 함몰부에 삽입되어 사출물이 제작되도록 하는 하코아;를 포함하되,
   상기 돌출부 및 상기 함몰부 중 적어도 하나는,
   표면에 나노 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하는 나노구조체를 가지는 인젝션 몰드.
2. 오목 형상의 함몰부가 형성되는 상코아; 및
   볼록 형상의 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부가 상기 함몰부에 삽입되어 사출물이 제작되도록 하는 하코아;를 포함하되,
   상기 돌출부 및 상기 함몰부 중 적어도 하나는,
   표면에 나노 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하는 나노구조체를 가지는 인젝션 몰드.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 나노 구조체는,
   동종의 나노 구조체로 형성되거나, 이종의 나노 구조체로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노 구조체를 가지는 인젝션 몰드.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 나노 구조체는,
   40nm 내지 50nm 크기인 것을 특징으로 하는 나노 구조체를 가지는 인젝션 몰드.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 나노 구조체는,
   60nm 내지 70nm 크기인 것을 특징으로 하는 나노 구조체를 가지는 인젝션 몰드.
6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 나노 구조체는,
   일정한 간격 또는 불규칙한 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노 구조체를 가지는 인젝션 몰드.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 나노 구조체는,
   황화아연(zinc sulfide, ZnS)을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 구조체를 가지는 인젝션 몰드.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기 사출물은,
   상기 나노 구조체와 역상 구조를 가지는 나노 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하는 나노구조체를 가지는 인젝션 몰드.

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