JP2014501646A

JP2014501646A - 逆方向立体模様パターンを備えた真空金型及びこれを用いた真空成形方法

Info

Publication number: JP2014501646A
Application number: JP2013547299A
Authority: JP
Inventors: ヒョンゴンキム; ミンホイ; ギジョンキム
Original assignee: LG Hausys Ltd
Current assignee: LX Hausys Ltd
Priority date: 2010-12-29
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2014-01-23
Also published as: WO2012091314A3; EP2660029A4; EP2660029A2; KR101268789B1; KR20120075755A; WO2012091314A2; US20130256956A1; CN103282179A

Abstract

【課題】インサートシートを真空成形すると同時に、インサートシートに立体模様を転写させ得る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型について開示する。
【解決手段】本発明に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型は、下部金型；及び前記下部金型の表面に形成される立体模様パターン；を含み、前記下部金型の上部に配置されるインサートシートが真空圧を通して前記下部金型の表面に吸着し、前記立体模様パターンの立体模様を前記インサートシートに転写させることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、真空金型及びこれを用いた真空成形方法に関し、より詳細には、インサートシートを真空成形すると同時に、インサートシートに立体模様パターンを転写させ得る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型及びこれを用いた真空成形方法に関する。

インサートシートを用いた射出品に形成される印刷模様は、射出品に塗装をしたり、粘着シートを付けることによって製作する印刷模様に比べてシート上に印刷模様を具現するので、具現可能な印刷模様が多様である。

特に、前記インサートシートを用いた射出品は、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の発生がほとんどないだけでなく、装飾層が表面保護層によって保護されるので損傷が少ないという長所を有する。このような理由により、前記インサートシートを用いた射出品は、主に自動車の内装材及び外装材、家電製品のケースなどに活用されている。

一方、インサートシートは、立体感を有する装飾効果を示すことが難しいという問題を有している。

一般的なインサートシートの成形方法の場合、真空成形段階で立体模様効果を示す装飾層を上面にし、基材層方向に置かれた真空金型を鋳型にして成形した。

しかし、この場合、インサートシート表面の形状は平面を維持するようになり、立体効果を具現するためにエンボス工程を通してインサートシートの表面に質感を付与するとしても、高温の真空成形工程によって立体効果が消滅又は鈍化され、所望の立体的な模様を表現できないという問題があった。

前記のようなインサートシートの成形方法を改善するために、通常、表面にＵＶ硬化型のインク層を用いて立体模様をシートに付与し、このようなシートを前記のような真空成形工程を通して成形して立体模様を具現することはできるが、このような工法も、ＵＶ硬化型インクの高温成形性の限界により、ドットタイプの不連続的な立体模様のみを具現できるだけで、立体的な効果は具現できないという問題を有する。

本発明の目的は、ＵＶ硬化型インクを使用せずとも、インサートシートを真空成形すると同時に、連続的にインサートシートに立体感及び審美感を有する立体模様を具現できる逆方向立体模様パターンを備えた真空金型及びこれを用いた真空成形方法を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明の実施例に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型は、下部金型、及び前記下部金型の表面に形成される立体模様パターンを含み、前記下部金型の上部に配置されるインサートシートの表面層が真空圧を通して前記下部金型の表面に吸着し、前記立体模様パターンの立体模様を前記インサートシートに転写させることを特徴とする。

前記目的を達成するための本発明の実施例に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法は、ロール形態に巻き取られたインサートシートを予熱する段階；前記の予熱されたインサートシートを、表面に立体模様を転写するための立体模様パターンを備えた下部金型と、前記下部金型上部で合着可能に備えられる上部金型とを有する真空金型の内部に投入する段階；及び前記上部金型を下降させ、前記上部金型と下部金型とを合着させた状態で前記の予熱されたインサートシートを真空成形する段階；を含むことを特徴とする。

本発明は、圧空で立体模様パターンを備えた下部金型を押しながら、真空圧を用いてインサートシートを薄く伸ばして所望の形態に真空成形すると同時に、インサートシートの装飾層に下部金型に備えられた立体模様パターンからの立体模様を転写させることによって立体模様の質感を審美的に生かせるように具現することができる。

また、本発明は、インサートシートの真空成形と同時に、インサートシートに立体模様を転写させる連続工程が進められるので、工程単純化を図ることができ、その結果、生産収率を向上させることができる。

本発明の実施例に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型を概略的に示した断面図である。本発明の実施例に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法を示した工程フローチャートである。本発明の実施例に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法を示した工程断面図である。本発明の実施例に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法を示した工程断面図である。本発明の実施例に係るインサートシートを示した断面図である。本発明の実施例に係るインサートシートが積層された射出成形品形成過程を説明するための図である。

本発明の利点及び特徴、そして、それらを達成する方法は、添付の図面と共に詳細に説明している各実施例を参照すれば明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示する各実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現可能である。ただし、本実施例は、本発明の開示を完全にし、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は、請求項の範疇によって定義されるものに過ぎない。明細書全体にわたる同一の参照符号は同一の構成要素を示す。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施例に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法について具体的に説明する。

図１は、本発明の実施例に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型を概略的に示した断面図である。

図１を参照すると、本発明の実施例に係る立体模様パターンを備えた真空金型１００は、上部金型１２０及び下部金型１４０を含む。また、前記真空金型１００は、空圧ポンプ１３０及び真空ポンプ１５０をさらに含むことができる。

上部金型１２０は、骨組みをなす本体１２２、及び前記本体１２２の内部を貫通するように形成された複数の空圧ホール１２４を備える。

このとき、前記上部金型１２０は、後述する下部金型１４０を用いてインサートシート（図示せず）を真空成形するとき、前記インサートシートが下部金型１４０により容易に吸着するように補助する機能をする。上部金型１２０の真空圧のみで真空成形を行える場合は、上部金型１２０を省略しても構わない。

下部金型１４０は、上部金型１２０と離隔した下部に配置される本体１４２、及び前記本体１４２の内部を貫通するように形成された複数の真空ホール１４４を備える。このとき、前記上部金型１２０と対向する下部金型１４０の表面には、立体模様を転写するための立体模様パターン１６０が形成される。

ここで、前記上部金型１２０と下部金型１４０は、互いに対して垂直往復運動が可能なようにそれぞれ設計することができる。

このとき、前記上部金型１２０と下部金型１４０が垂直的に配置される場合を示したが、前記金型１２０と下部金型１４０は水平的に配置されることも可能であるので、本発明がこれに限定されることはない。

前記下部金型本体１４２は、下部金型本体１４２の上面から凹状に形成される溝Ｈを備えており、前記立体模様パターン１６０は溝Ｈの底面に形成されることが望ましい。また、前記立体模様パターン１６０は、溝Ｈの底面と共に、前記底面から延長される側壁面に形成することもできる。

前記下部金型１４０の表面に形成された立体模様パターン１６０は、後述するインサートシート２００（図３参照）にその模様を転写させる機能をする。

このような立体模様パターン１６０は、下部金型本体１４０の溝Ｈの底面に所望の模様を有するようにレーザー切削加工を行ったり、エッチングを行うことによって形成することができる。

前記上部金型１２０及び下部金型１４０は、耐磨耗性、耐衝撃性及び耐熱性に優れた材質、具体的には、炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼などの金属材質から一つを選んで形成することができる。

空圧ポンプ１３０は、上部金型１２０の一側と連結され、前記上部金型１２０に圧縮空気を供給する。具体的に説明すると、前記空圧ポンプ１３０は、上部金型本体１２２の内部を貫通するように形成された空圧ホール１２４と連結される空圧供給管１２６を介して空圧ホール１２４に圧縮空気を供給する。

真空ポンプ１５０は、下部金型１４０の一側と連結されて前記下部金型１４０に真空圧を供給する。具体的に説明すると、前記真空ポンプ１５０は、下部金型本体１４２の内部を貫通するように形成された真空ホール１４４と連結される真空供給管１４６を介して真空ホール１４４に真空圧を供給する。

上述した構成を有する真空金型１００は、下部金型１４０の上部に投入されるインサートシート（図示せず）が真空圧を通して下部金型１４０の表面に吸着し、前記立体模様パターン１６０の立体模様をインサートシートに転写させることができる。

すなわち、上部金型１２０と下部金型１４０との間の空間に移送されたインサートシートは、真空成形のために立体模様パターン１６０を備えた下部金型１４０の上部に位置するようになるが、このとき、下部金型１４０を上昇させ、インサートシートを所望の形態に成形すると同時に、下部金型１４０に真空圧を提供し、インサートシートを下部金型１４０の形態に合わせて吸着させる。

この場合、下部金型１４０がインサートシートの底面より少し上昇した状態で真空圧を提供し、インサートシートを吸着することが望ましい。下部金型１４０の形態が複雑であるか、成形性が不足する場合は、上部金型１２０の一側と連結される空圧ポンプ１３０からの圧縮空気を空圧供給管１２６及び空圧ホール１２４を媒介にしてインサートシートに加える圧空を実施することによって、前記インサートシートと下部金型１４０との間の密着性を良好にし、真空成形性を向上できるようになる。

以下、添付の本発明の実施例に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法について説明する。

図２は、本発明の実施例に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法を示した工程フローチャートで、図３及び図４は、本発明の実施例に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法を示した工程断面図で、図５は、本発明の実施例に係るインサートシートを示した断面図である。

図２及び図３を参照すると、本発明の実施例に係る逆方向立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法は、インサートシート予熱段階（Ｓ１１０）及びインサートシート真空成形段階（Ｓ１２０）を含む。

インサートシート予熱段階
インサートシート予熱段階（Ｓ１１０）では、ロール形態に巻き取られたインサートシート２００をヒーター（図示せず）を用いて適正な温度で予熱する。

次に、前記インサートシート予熱段階（Ｓ１１０）を行った後、表面に立体模様を転写するための立体模様パターン１６０を含む下部金型１４０と、前記下部金型１４０の上部で合着可能に備えられる上部金型１２０とを含む真空金型１００の内部にインサートシートを投入する。

このとき、前記インサートシート予熱段階（Ｓ１１０）は、インサートシート２００の前部分が真空金型１００内に投入される間、真空金型１１０内に投入されない後部分に対してヒーターを用いて予熱する連続工程方式で進めることができる。

前記上部金型１２０は、骨組みをなす本体１２２、及び前記本体１２２の内部を貫通するように形成された複数の空圧ホール１２４を備える。

前記下部金型１４０は、上部金型１２０と離隔した下部に配置される本体１４２、及び前記本体１４２の内部を貫通するように形成された複数の真空ホール１４４を備える。このとき、前記立体模様パターン１６０は、上部金型１２０と対向する下部金型１４０の表面に形成される。

前記真空金型１００は、空圧ポンプ１３０及び真空ポンプ１５０をさらに含むことができる。前記空圧ポンプ１３０は、上部金型本体１２２の内部を貫通する空圧ホール１２４と連結される空圧供給管１２６を介して真空金型１００に圧縮空気を供給し、前記真空ポンプ１５０は、下部金型本体１４２の内部を貫通する真空ホール１４４と連結される真空供給管１４６を介して真空金型１００に真空圧を供給する。

一方、前記インサートシート２００は、下記の図５に示したように、上から表面保護層２１０、装飾層２２０及び基材層２３０を含むことができる。

表面保護層２１０は、透明な材質で構成し、高級な装飾効果を付与できるだけでなく、前記インサートシート２００の加工過程及び使用環境から内部の装飾層２２０を保護する役割をする。このような表面保護層２１０は、透明でかつ耐候性に優れたアクリル系樹脂材質で形成することが望ましい。

装飾層２２０は、表面保護層２１０の下面に配置され、ウレタン系、アクリル系及びビニル系樹脂のうち一つ以上で形成することができる。このような装飾層２２０は、グラビア印刷工程を通して形成することができる。これと異なり、前記装飾層２２０は、蒸着やスパッタリングなどの金属薄膜コーティング工程を通して形成することもできる。

基材層２３０は、インサートシート２００の機械的物性に大きく関与する層であって、優れた成形性を有さなければならない。従って、前記基材層２３０の材質としては、ＡＢＳ（ＡｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅＢｕｔａｄｉｅｎｅＳｔｙｒｅｎｅｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、ＰＣ（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）及びＰＶＣ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ）のうち一つを選ぶことがことが望ましい。

上述したインサートシート予熱段階（Ｓ１１０）を行うとき、上部金型１２０と下部金型１４０との間に投入されるインサートシート２００は、装飾層２２０及び表面保護層２１０が下部金型１４０の立体模様パターン１６０と対向する逆方向構造で配置することが望ましい。

インサートシート真空成形段階
図４を参照すると、インサートシート真空成形段階（Ｓ１２０）では、上部金型１２０及び下部金型１４０を互いに当接するように昇降及び下降させ、前記上部金型１２０と下部金型１４０との間の空間に投入された予熱されたインサートシート２００を真空成形する。

このとき、前記上部金型１２０の縁部は、インサートシート２００と下部金型１４０とのシーリングが行われるように下部金型１４０の縁部と当接するように設計され、内部に空いた空間であるキャビティ（図示せず）を設けることができ、前記インサートシート２００は下部金型１４０と直接接触できるようになる。

従って、インサートシート真空成形段階（Ｓ１２０）を行うとき、前記下部金型１４０は、インサートシート２００との直接的な接触及び真空圧を通してインサートシート２００を立体模様パターン１６０を備えた下部金型１４０に吸着できるようになる。

前記下部金型１４０に吸着したインサートシート２００を真空成形する過程で下部金型１４０の形態が複雑であるか、成形性が不足する場合は、前記キャビティ内に圧縮空気を提供する圧空でインサートシート２００と立体模様パターン１６０との間の密着性を向上させ、インサートシート２００の成形性を確保することが望ましい。

換言すると、前記上部金型１２０に連結された空圧ポンプ１３０からの圧縮空気を空圧供給管１２６及び空圧ホール１２４を介して真空金型１００の内部に提供し、前記下部金型１４０に連結された真空ポンプ１５０からの真空圧を真空供給管１４６及び真空ホール１４４を介して真空金型１００の内部に提供する。

ここで、前記空圧ポンプ１３０からの圧縮空気を用いる圧空で下部金型１４０を押しながら、前記真空ポンプ１５０からの真空圧を用いてインサートシート２００を薄く伸ばして所望の形態に真空成形を行うと、前記真空金型１００の下部金型１４０に形成された立体模様パターン１６０を予熱されたインサートシート２００の装飾層（図５の２２０）に立体的及び審美的に転写できるようになる。

このように、本実施例では、インサートシート２００の真空成形と同時に、インサートシート２００に立体模様パターン１６０からの立体模様が転写される連続工程が進められるので、工程単純化を図ることができ、その結果、生産収率を向上させることができる。

このとき、前記インサートシート２００の真空成形と同時に、インサートシート２００に立体模様パターン１６０からの立体模様が転写される場合を図示して説明したが、これは一例に過ぎないもので、圧空及び真空圧を用いてインサートシート２００に立体模様パターン１６０からの立体模様を転写した後、前記インサートシート２００を真空圧を用いて真空成形することもできる。これと異なり、前記インサートシート２００を真空圧を用いて真空成形した後、圧空及び真空圧を用いてインサートシート２００に立体模様パターン１６０からの立体模様を転写させてもよい。

次に、図面には図示していないが、前記インサートシート真空成形段階（Ｓ１２０）を行った後、真空成形されたインサートシート２００（図４参照）をトリミングする段階（図示せず）をさらに含むことができる。このようなトリミング段階では、真空成形されたインサートシートを除いた不要な成形部分をトリミングして除去する。

一方、図６は、本発明の実施例に係るインサートシートが積層された射出成形品形成過程を説明するための図である。

図６を参照すると、前記トリミング段階後には、真空成形されたインサートシート２００（図４参照）を射出金型２５０内に挿入した後、熱及び圧力を用いて溶融された樹脂を射出機２６０から射出金型２５０内に射出し、射出成形品３００にインサートシートを積層する射出品形成段階（図示せず）をさらに行うこともできる。

このとき、前記インサートシートの装飾層に転写された印刷模様は、射出過程への熱及び圧力にもその模様が消滅又は鈍化されないので、所望の立体的及び審美的な模様を具現することが可能になる。

以上説明したように、本発明は、圧空で立体模様パターンを備えた下部金型を押しながら、真空圧を用いてインサートシートを薄く伸ばして所望の形態に真空成形すると同時に、インサートシートの装飾層に立体模様パターンからの立体模様を転写させることによって立体模様の質感を立体的及び審美的に生かせるように具現することができる。

また、本発明は、インサートシート真空形成と同時に、インサートシートに立体模様を転写させる連続工程が進められるので、工程単純化を図ることができ、その結果、生産収率を向上させることができる。

以上では、本発明の実施例を中心に説明したが、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する技術者の水準で多様な変更や変形が可能である。このような変更と変形は、本発明が提供する技術思想の範囲を逸脱しない限り、本発明に属するものと言える。従って、本発明の権利範囲は、以下で記載する特許請求の範囲によって判断しなければならない。

Claims

下部金型；及び
前記下部金型の表面に形成される立体模様パターン；を含み、
前記下部金型の上部に配置されるインサートシートが真空圧を通して前記下部金型の表面に吸着し、前記立体模様パターンの立体模様を前記インサートシートに転写させることを特徴とする逆方向立体模様パターンを備えた真空金型。
前記真空金型は、
前記下部金型の内部を貫通するように形成された真空ホール；及び
前記真空ホールと連結される真空供給管を介して前記真空ホールに真空圧を供給する真空ポンプ；をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の逆方向立体模様パターンを備えた真空金型。
前記真空金型は、前記下部金型と離隔して配置される上部金型；をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の逆方向立体模様パターンを備えた真空金型。
前記真空金型は、
前記上部金型の内部を貫通するように形成される空圧ホール；及び
前記空圧ホールと連結される空圧供給管を介して前記空圧ホールに圧縮空気を供給する空圧ポンプ；をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載の逆方向立体模様パターンを備えた真空金型。
前記インサートシートは、上から表面保護層、装飾層及び基材層を含み、前記インサートシートの表面保護層が下部金型の立体模様パターンと対向するように配置されることを特徴とする、請求項１に記載の逆方向立体模様パターンを備えた真空金型。
前記下部金型は、前記下部金型の上面から凹状に形成される溝を備えており、前記立体模様パターンは前記溝の底面に形成されることを特徴とする、請求項１に記載の逆方向立体模様パターンを備えた真空金型。
前記立体模様パターンは、前記溝の底面と共に側壁面に形成されることを特徴とする、請求項６に記載の逆方向立体模様パターンを備えた真空金型。
ロール形態に巻き取られたインサートシートを予熱する段階；
前記の予熱されたインサートシートを、表面に立体模様を転写するための立体模様パターンを備えた下部金型と、前記下部金型の上部で合着可能に備えられる上部金型と、を有する真空金型の内部に投入する段階；及び
前記上部金型を下降させ、前記上部金型と下部金型とを合着させた状態で前記の予熱されたインサートシートを真空成形する段階；を含むことを特徴とする立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法。
前記真空成形により、前記下部金型に形成された立体模様パターンからの立体模様が前記の予熱されたインサートシートに転写されることを特徴とする、請求項８に記載の立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法。
前記インサートシートは、上から表面保護層、装飾層及び基材層を含み、前記インサートシートを真空金型内に投入するとき、前記インサートシートの表面保護層が前記下部金型の立体模様パターンと対向するように配置することを特徴とする、請求項８に記載の立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法。
前記インサートシート真空成形段階を行った後、
前記の真空成形されたインサートシートを除いた成形部分をトリミングする段階；を含むことを特徴とする、請求項８に記載の立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法。
前記真空成形段階を行うとき、前記上部金型に連結された空圧ポンプからの圧縮空気を前記真空金型に提供し、前記下部金型に連結された真空ポンプからの真空圧を前記真空金型に提供することを特徴とする、請求項８に記載の立体模様パターンを備えた真空金型を用いた真空成形方法。