KR20230059868A - 홀로그램 일체형 성형물을 제조할 수 있는 사출성형 금형의 제작방법 - Google Patents

홀로그램 일체형 성형물을 제조할 수 있는 사출성형 금형의 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 임의 모양의 홀로그램을 디자인하는 단계; 레이저광원을 포함하는 광학계를 이용하여 디자인된 홀로그램을 홀로그램 기록매체에 요철 무늬로 기록하는 단계; 홀로그램 기록매체에 기록된 요철 무늬를 이용하여 홀로그램 금속마스터를 제작하는 단계; 임의 형상을 가지는 제1성형물을 제작하는 단계; 홀로그램 금속마스터의 하면부위를 제1성형물의 상면부위에 결합시키는 단계; 제1, 2안치공간 각각이 형성되는 제1, 2금형을 준비하는 단계; 홀로그램 금속스터의 요철 무늬 부위가 제1금형의 상측부위로 돌출되며 위치하도록 제1성형물과 제1안치공간 사이 공간을 용융된 제1수지로 충전시키고, 제2금형의 제2안치공간에도 용융된 제2수지를 충전시키는 단계; 제1, 2안치공간 각각이 대향한 상태에서 제1, 2금형을 합형하여 냉각시키는 단계; 합형된 제1, 2금형을 개방한 다음 제1성형물을 제1금형으로부터 제거하여, 제1수지에는 제1성형물의 형상에 대응하는 사출성형면이 형성되는 제1금형 및 제2수지에는 홀로그램 금속마스터의 요철 무늬에 대응하는 홀로그램성형면이 형성되는 제2금형을 획득하는 단계;를 포함하는 홀로그램 일체형 성형물을 제조할 수 있는 사출성형 금형의 제작방법을 제공한다.

Description

홀로그램 일체형 성형물을 제조할 수 있는 사출성형 금형의 제작방법{Manufacturing method of injection mold for molding product with integrated hologram}
본 발명은 사출성형 금형의 제작방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 홀로그램 자체가 사출물과 일체 구조를 이루어 장시간 안정적인 품질을 담보할 수 있음은 물론 다양한 제품을 매우 용이하면서 신속하게, 그리고 대량으로 제작할 수 있는 사출성형 금형의 제작방법에 관한 것이다.
특정 내용물을 수용하고 있는 제품의 용기 등은 수요자가 시각을 통하여 가장 먼저 인식하는 부분으로, 그 내용물의 실질적인 효능 여부에 관계없이 수요자들의 구매 욕구를 결정하는 주요한 원인으로 작용한다. 때문에, 제품의 용기는 바라보는 사람으로 하여금 심미감을 느낄 수 있도록 화려한 미관을 가지도록 구성되며, 이러한 현상은 자동차 엠블럼이 휠 캡 등의 경우에도 대동소이하다.
이로 인해, 용기나 엠블럼 등의 외면에 특유의 심미감을 표현하기 위하여 여러 다양한 기법들이 제안되고 있으며, 이에는 대한민국 등록특허 제0949940호와 같은 홀로그램을 이용한 기법도 있다. 홀로그램을 이용한 이 기술은, 임의 모양을 갖는 이미지를 금속마스터에 요철 무늬의 홀로그램으로 형성한 이후 이를 이용하여 필름에 복제한 다음, 이 복제된 필름을 성형물의 일면에 전사시키는 방식이다.
그런데, 이러한 방식은 도 3과 같이 홀로그램이 복제된 필름(120)을 금형의 성형공간(130) 일면에 밀착시킨 상태에서, 용융된 수지를 성형공간에 주입하여 경화시키는 단계로 이루어지는데, 이럴 경우 홀로그램 금속마스터에 의한 별도의 홀로그램 복제 단계가 필수적으로 수반되어야 하며, 매 성형작업마다 임의 크기로 절단된 필름을 일일이 금형에 안치하여야 하는 번거로움이 있다.
게다가, 별도 제작된 필름과 수지를 성형과정에서 결합시키는 방식이라는 점에서 제작이 완료된 이후 사용 과정에서 필름이 성형물로부터 박리되는 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상은 홀로그램이 복제된 필름과 성형공간으로 주입되는 수지가 서로 다른 물성을 가지는 재료로 이루어지는 경우에는 더욱 빈번하게 발생할 수 있는데 아직까지 마땅한 대안을 찾지 못하고 있다.
대한민국 등록특허 제0555343호 대한민국 등록특허 제0949940호 대한민국 등록특허 제1883235호
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 제품의 훼손 없이 홀로그램이 가지고 있는 특유의 심미감을 장시간 안정적으로 제공하는 사출 성형물을 대량으로 제조할 수 있는 방법을 제안함에 있다.
본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 임의 모양의 홀로그램을 디자인하는 단계; 레이저광원을 포함하는 광학계를 이용하여 디자인된 홀로그램을 홀로그램 기록매체에 요철 무늬로 기록하는 단계; 홀로그램 기록매체에 기록된 요철 무늬를 이용하여 홀로그램 금속마스터를 제작하는 단계; 임의 형상을 가지는 제1성형물을 제작하는 단계; 홀로그램 금속마스터의 하면부위를 제1성형물의 상면부위에 결합시키는 단계; 제1, 2안치공간 각각이 형성되는 제1, 2금형을 준비하는 단계; 홀로그램 금속스터의 요철 무늬 부위가 제1금형의 상측부위로 돌출되며 위치하도록 제1성형물과 제1안치공간 사이 공간을 용융된 제1수지로 충전시키고, 제2금형의 제2안치공간에도 용융된 제2수지를 충전시키는 단계; 제1, 2안치공간 각각이 대향한 상태에서 제1, 2금형을 합형하여 냉각시키는 단계; 합형된 제1, 2금형을 개방한 다음 제1성형물을 제1금형으로부터 제거하여, 제1수지에는 제1성형물의 형상에 대응하는 사출성형면이 형성되는 제1금형 및 제2수지에는 홀로그램 금속마스터의 요철 무늬에 대응하는 홀로그램성형면이 형성되는 제2금형을 획득하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
상기 제1성형물의 상면부위에 홀로그램 금속마스터를 결합시키는 대신에, 제1성형물의 상면부위에 일정두께의 UV 수지를 도포한 다음 홀로그램 금속마스터를 UV 수지에 인각하여 제1성형물의 상면부위에 요철 무늬를 형성할 수도 있다.
본 발명은 금형의 성형공간 일측부위에는 최종 제품의 형상에 대응하는 사출성형면으로 형성하고, 금형의 성형공간 타측부위에는 홀로그램으로서의 요철 무늬를 형성하여 합형되는 금형을 제안함으로써, 홀로그램 자체가 사출물과 일체 구조를 이루어 장시간 안정적인 품질을 담보할 수 있음은 물론 다양한 제품을 매우 용이하면서 신속하게, 그리고 대량으로 제작할 수 있도록 해준다.
도 1a 내지 도 1e 각각은 본 발명에 따른 사출성형 금형의 개략적인 제작 단계.
도 2a 내지 도 2c 각각은 본 발명에 따라 제작된 사출성형 금형을 이용한 개략적인 성형물 제조 단계.
도 3은 성형물의 일면에 홀로그램을 전사시키는 종래 기술의 개략적인 일 구성도.
본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명은 홀로그램을 디자인하고 기록하는 단계, 홀로그램 금속마스터를 제작하는 단계, 제1성형물을 제작하여 홀로그램 금속마스터와 결합하는 단계, 제1, 2금형을 준비한 다음 제1, 2금형 내부에 수지를 충전시키는 단계, 수지가 충전된 제1금형에 제1성형물을 위치시키는 단계, 제1, 2금형을 합형하는 단계, 제1, 2금형을 개방하여 제1성형물을 탈형하는 단계로 이루어지는 특징이 있다. 이들 각 단계를 구체적으로 살펴본다.
먼저, 임의 모양의 홀로그램을 디자인한다. 홀로그램은 헤어라인과 같은 패턴이나 문자, 이미지 중의 어느 하나로 이루어질 수 있다. 임의 모양의 홀로그램이 디자인되면, 컴퓨터 생성 홀로그램(Computer Generated Hologram)을 이용하여 디자인된 홀로그램을 디지털이미지로 변환시킨다.
홀로그램이 디지털이미지로 변환되면, 광학계를 이용하여 디지털이미지를 홀로그램 기록매체에 요철 홀로그램으로 기록한다. 광학계는 레이저광원을 포함하는 통상적인 광학계로 이루어질 수 있으며, 홀로그램 기록매체는 유리기판으로 이루어질 수 있다.
홀로그램 기록매체에 디지털이미지로서의 홀로그램이 요철 무늬로 기록되면, 이를 이용하여 홀로그램 금속마스터를 제작한다. 홀로그램 금속마스터는, 요철 무늬의 상면에 니켈 등으로 이루어지는 도전박막층을 형성한 다음 도전박막층을 전극으로 하여 도전박막층 상면에 일정 두께의 금속을 도금하는 통상적인 방식으로 이루어질 수 있다.
이 작업이 완료되면, 홀로그램 기록매체에 기록된 디지털이미지로서의 요철 무늬는 홀로그램 금속마스터의 일면부위에 요철 무늬로 그대로 전사된다. 도 1a에서 도면부호 10은 홀로그램 금속마스터의 일레이며, 도면부호 11은 홀로그램 금속마스터(10)의 일면부위에 전사된 디지털이미지로서의 홀로그램인 요철 무늬이다.
다음으로, 임의 형상을 가지는 제1성형물을 제작한다. 제1성형물의 형상은 제조하고자 하는 최종 제품의 형상으로 이루어지는 것이 바람직하며, 금형의 성형공간에 용융된 수지를 주입하고, 일정시간 냉각시켜 탈형하는 방식으로 제작될 수 있다.
제1성형물이 제작되면, 도 1a와 같이 홀로그램 금속마스터(10)의 하면부위를 제1성형물(20)의 상면부위에 결합시킨다. 이에 따라, 홀로그램 금속마스터(10)의 요철 무늬(11)는 외부로 노출된다. 홀로그램 금속마스터는 도면과 같이 제1성형물의 형상에 대응하도록 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 본 발명은 도 1a와 같이 제1성형물(20)의 상면부위에 홀로그램 금속마스터(10)를 결합시키지 않고, 제1성형물의 상면부위에 홀로그램으로서의 요철 무늬를 직접 형성시키는 구성을 배제하지 않는다. 이는 다음과 같은 방식으로 이루어질 수 있다.
먼저, 제1성형물의 상면부위에 용융된 일정두께의 UV 수지층을 도포한다. 제1성형물의 상면부위에 UV 수지층이 도포되면, 기 제작된 홀로그램 금속마스터의 일면부위를 UV 수지층에 가압한다. 이후, UV 수지층을 경화시키면 제1성형물의 상면부위에는 홀로그램 금속마스터로부터 전사된 요철 무늬가 자연스럽게 형성된다.
제1성형물 및 홀로그램 금속마스터가 준비되면, 제1, 2금형을 준비한다. 이때, 제1, 2금형 각각에는 도 1b와 같이 제1, 2안치공간(32, 36) 각각이 형성되는 것이 바람직하다. 제1, 2안치공간의 형상은 최종 제품의 형상과는 무관하므로 특정 형상에 국한되지는 않는다.
제1, 2금형이 준비되면, 도면과 같이 홀로그램 금속스터(10)의 요철 무늬(11) 부위가 제1금형(31)의 상측부위로 돌출되도록 위치시킨 다음, 제1성형물(20)과 제1안치공간(32) 사이 공간을 용융된 제1수지(41)로 충전시킨다. 이에 따라, 제1수지(41) 상측부위로 홀로그램 금속스터(10)의 요철 무늬(11)가 노출된다.
이와 유사하게, 제2금형(35)의 제2안치공간(36)에도 도면과 같이 용융된 제2수지(45)를 충전시킨다. 제1, 2안치공간 각각에 충전되는 제1, 2수지 각각은 경화된 이후에 금형 자체로 작용할 수 있도록 일정경도를 가지는 실리콘 등과 같은 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
제1, 2금형의 제1, 2안치공간 각각에 제1, 2수지가 충전되면, 도 1c와 같이 제1, 2수지(41, 45)가 경화되기 전에 제1, 2금형(31, 35)을 합형하여 냉각시킨다. 이에 따라, 홀로그램 금속마스터(10)의 요철 무늬(11)는 제2금형(35)의 제2수지(45)와 밀착되며, 홀로그램 금속마스터(10)의 요철 무늬(11)는 제2수지(45)에 자연스럽게 전사된다.
금형이 충분히 냉각되면, 도 1d와 같이 합형된 제1, 2금형(31, 35)을 개방한 다음 제1성형물(20)을 제1금형(31)으로부터 탈형한다. 제1성형물(20)에는 홀로그램 금속마스터(10)가 일체형으로 결합된 상태이기 때문에, 제1, 2수지(41, 45) 각각에는 제1성형물(20) 및 홀로그램 금속마스터(10) 각각에 의한 성형면이 형성된다.
즉, 도 1e에서 알 수 있듯이, 제1금형(31)의 제1안치공간(32)에 충전된 제1수지(41)에는 제1성형물(20)의 형상에 대응하는 사출성형면(42)이 형성되고, 제2금형(35)의 제2안치공간(36)에 충전된 제2수지(45)에는 홀로그램 금속마스터(10)의 요철 무늬(11)에 대응하는 홀로그램성형면(46)이 자연스럽게 형성되며, 본 발명에 따른 금형 제작은 완료된다.
금형이 제작되면, 도 2a와 같이 제1, 2금형(31, 35)을 합형한 상태에서, 도 2b와 같이 합형된 제1, 2금형(31, 35)의 사출성형면(42)과 홀로그램성형면(46) 사이에 용융된 수지(1)를 주입한 다음 냉각시키면, 도 2c와 같이 홀로그램으로서의 요철 무늬(2)가 일체 구조를 이루는 사출성형물(1)을 얻을 수 있다.
이처럼, 본 발명은 금형의 성형공간 일측부위에는 최종 제품의 형상에 대응하는 사출성형면으로 형성하고, 금형의 성형공간 타측부위에는 홀로그램으로서의 요철 무늬를 형성하여 합형되는 금형을 제안함으로써 홀로그램 자체가 사출물과 일체 구조를 이루어 장시간 안정적인 품질을 담보할 수 있는 다양한 제품을 매우 용이하면서 신속하게, 그리고 대량으로 제작하는 것이 가능하다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.
1 : 사출성형물 2 : 홀로그램
10 : 홀로그램 금속마스터 11 : 요철 무늬
20 : 제1성형물 31 : 제1금형
32 : 제1안치공간 35 : 제2금형
36 : 제2안치공간 41 : 제1수지
42 : 사출성형면 45 : 제2수지
46 : 홀로그램성형면

Claims (2)

  1. 임의 모양의 홀로그램을 디자인하는 단계;
    레이저광원을 포함하는 광학계를 이용하여 디자인된 홀로그램을 홀로그램 기록매체에 요철 무늬로 기록하는 단계;
    홀로그램 기록매체에 기록된 요철 무늬를 이용하여 홀로그램 금속마스터를 제작하는 단계;
    임의 형상을 가지는 제1성형물을 제작하는 단계;
    홀로그램 금속마스터의 하면부위를 제1성형물의 상면부위에 결합시키는 단계;
    제1, 2안치공간 각각이 형성되는 제1, 2금형을 준비하는 단계;
    홀로그램 금속스터의 요철 무늬 부위가 제1금형의 상측부위로 돌출되며 위치하도록 제1성형물과 제1안치공간 사이 공간을 용융된 제1수지로 충전시키고, 제2금형의 제2안치공간에도 용융된 제2수지를 충전시키는 단계;
    제1, 2안치공간 각각이 대향한 상태에서 제1, 2금형을 합형하여 냉각시키는 단계;
    합형된 제1, 2금형을 개방한 다음 제1성형물을 제1금형으로부터 제거하여, 제1수지에는 제1성형물의 형상에 대응하는 사출성형면이 형성되는 제1금형 및 제2수지에는 홀로그램 금속마스터의 요철 무늬에 대응하는 홀로그램성형면이 형성되는 제2금형을 획득하는 단계;를
    포함하는 홀로그램 일체형 성형물을 제조할 수 있는 사출성형 금형의 제작방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1성형물의 상면부위에 홀로그램 금속마스터를 결합시키는 대신에, 제1성형물의 상면부위에 일정두께의 UV 수지를 도포한 다음 홀로그램 금속마스터를 UV 수지에 인각하여 제1성형물의 상면부위에 요철 무늬를 형성하는 것을 특징으로 하는 홀로그램 일체형 성형물을 제조할 수 있는 사출성형 금형의 제작방법.
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