KR101435947B1 - A method for inmold injection using a resin laminate with micro-balls - Google Patents
A method for inmold injection using a resin laminate with micro-balls Download PDFInfo
- Publication number
- KR101435947B1 KR101435947B1 KR1020130083284A KR20130083284A KR101435947B1 KR 101435947 B1 KR101435947 B1 KR 101435947B1 KR 1020130083284 A KR1020130083284 A KR 1020130083284A KR 20130083284 A KR20130083284 A KR 20130083284A KR 101435947 B1 KR101435947 B1 KR 101435947B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- resin
- laminate
- channel
- molding
- mold
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/1418—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14688—Coating articles provided with a decoration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/77—Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C45/78—Measuring, controlling or regulating of temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/1418—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
- B29C2045/14188—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure trimming the article in the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76494—Controlled parameter
- B29C2945/76498—Pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76494—Controlled parameter
- B29C2945/76531—Temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2945/00—Indexing scheme relating to injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould
- B29C2945/76—Measuring, controlling or regulating
- B29C2945/76929—Controlling method
- B29C2945/76976—By trial and error, trial tests
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 공 구조를 갖는 적층물(laminate)을 이용한 인몰드(inmold) 사출 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 배면에 미세 공(micro-balls) 형상 또는 미세 공 구조가 형성된 적층물을 이용하여 사출물과 기계적으로 물리도록 하는 인몰드 사출 공정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an inmold injection method using a laminate having a hollow structure. More specifically, the present invention relates to an in-mold injection processing method for mechanically holding an injection molded article by using a laminate having a micro-balls or a microporous structure formed on the back thereof.
적층판 또는 적층물을 금형에 삽입하여 사출하는 공정 방법인 인몰드 사출(inmold injection)은 미학적이고 기능적인 표면과 내부의 부품 체결 구조를 연결하는 것으로서, 심미적이며 기능적인 표면과 결합된 부품을 생산하는 매우 유용한 공정 방법이다.Inmold injection, which is a process of injecting a laminate or laminate into a mold, connects the aesthetic and functional surface with the internal component fastening structure and produces parts that are combined with an aesthetic and functional surface It is a very useful process.
인몰드 사출 기술에서는 항상 적층판 또는 적층물(laminate)과 사출물 사이의 접합이 문제가 되며, 적층물과 사출물 사이에 박리가 일어나 부품 신뢰성에 문제를 야기하는 경우가 발생한다.In the in-mold injection technique, there is always a problem in bonding between a laminate or a laminate and an injection product, and peeling may occur between the laminate and the injection product, thereby causing a problem in component reliability.
이와 관련된 종래기술로서, 아래 선행기술문헌에서 제시한 특허문헌1은 성형 필름이 사출물 또는 금속판과 부착되는 접착성을 향상시키기 위해 접착층을 포함하여 이루어진 다층 구조의 인몰드 사출성형용 필름을 개시하고 있다.As a related art related thereto,
특허문헌2는 사출물과 전사 인몰드 필름을 결합시키는 역할을 수행하는 접착층을 포함하는 다층 구조의 전사 인몰드 필름을 개시하고 있다.Patent Document 2 discloses a multi-layered transfer in-mold film including an adhesive layer serving to combine an injection product and a transfer in-mold film.
특허문헌3은 외측필름층이 인몰드 사출시 사출물 외면에 안정적으로 부착될 수 있도록 하는 접착층을 포함하는 전사 인몰드 필름을 개시하고 있다.Patent Document 3 discloses a transfer in-mold film including an adhesive layer that allows the outer film layer to be stably attached to the outer surface of the injection mold at the time of in-mold injection.
특허문헌4는 인서트 몰딩용 인쇄필름과 사출성형물의 접착력이 증가되도록 하는 접착층을 포함하는 유브이 미세패턴이 형성된 인몰드 사출물을 개시하고 있다.Patent Document 4 discloses an in-mold injection molded article in which a minute fine pattern is formed, including a printing film for insert molding and an adhesive layer for increasing the adhesive force between the injection molded article and the injection molded article.
상기 종래기술에서 설명한 바와 같이, 보통 적층판 또는 적층물과 사출물 사이에는 접착제를 사용하게 되는데, 이는 접착제 자체의 비용과 접착제 도포에 따른 공정 비용과 공정 시간을 유발하게 된다. 이러한 문제점을 해결하고자, 본 발명은 배면에 공 구조가 형성된 적층물을 이용하여 사출물과 기계적으로 물리도록 하는 공정 방법을 제안한다.As described in the above-mentioned prior art, an adhesive is usually used between the laminate or the laminate and the injection molding, which causes the cost of the adhesive itself and the process cost and process time due to the application of the adhesive. In order to solve such a problem, the present invention proposes a processing method for mechanically holding an injection-molded article using a laminate having a hollow structure on its back surface.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 과제는 인몰드 사출 공정에서 적층물과 사출물 사이의 접합에 접착제를 사용하지 않고, 배면에 미세 공(micro-balls) 형상 또는 미세 공 구조가 형성된 적층물을 이용하여 사출물과 기계적으로 물려 성형되도록 하는 인몰드 사출 방법을 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an injection molding method and an injection molding method using an injection molding process, in which an adhesive is not used for bonding between a laminate and an injection molded product in an in-mold injection process and a micro- And to provide an in-mold injection method for mechanically engaging with an injection mold.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 한쪽 표면에 공(ball) 구조가 형성된 판 또는 필름을 이용하여 적층물을 제조하는 제1단계, 상기 적층물이 인몰드(inmold) 사출금형과 결합되도록 열성형(heat forming) 후 테두리를 절단하여 적층물을 트리밍하는 제2단계, 상기 적층물을 인몰드 사출금형에 삽입하고, 인몰드 사출 성형하는 제3단계를 포함하며, 한쪽 표면에 공 구조가 형성된 판은 두께 t인 기저판에 폭 w인 채널이 형성된 마이크로 채널 (microchannel) 구조물에 수지(resin)를 주입하는 판 제조방법을 이용하여 제조하며, 상기 판 제조방법은 상기 채널 진입 전까지 상기 수지가 전진하는 제61단계, 상기 채널 진입 전에 체류하면서 구정(spherulite)이 성장하는 제62단계, 상기 수지가 상기 채널 내부로 진입하는 제63단계를 포함하는 성형 공정(fabrication process)을 포함하며, 상기 제62단계의 상기 구정의 직경 크기가 채널 폭 w이상 되도록 상기 마이크로 채널 구조물의 온도, 상기 수지의 온도, 상기 채널 내부로 진입하는 수지의 압력을 제어하는 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a laminate, comprising the steps of: preparing a laminate using a plate or a film having a ball structure on one surface thereof; A second step of trimming the laminate by cutting the rim after heat forming, and a third step of inserting the laminate into an in-mold injection mold and performing in-mold injection molding, wherein a void structure is formed on one surface The plate is manufactured by using a plate manufacturing method in which resin is injected into a microchannel structure having a width w channel on a base plate having a thickness t. The plate manufacturing method is a method in which the resin advances In operation 61, the spherulite grows while staying in the channel, and in operation 63, the resin enters the channel. s) of the microchannel structure, the temperature of the resin, and the pressure of the resin entering the channel so that the diameter of the municipality in the step 62 is equal to or greater than the channel width w Thereby providing an in-mold injection method using a laminate.
본 발명은 인몰드 사출 공정에서 배면에 미세 공(micro-balls) 형상 또는 미세 공 구조가 형성된 적층물을 이용하여 사출물과 기계적으로 물려 성형되도록 함으로써, 적층물과 사출물 사이의 체결을 높은 신뢰도로 달성하는 효과를 갖는다.The present invention relates to a method for manufacturing an injection molding machine, which is capable of achieving high reliability in fastening between a laminate and an injection molding by forming the molding with mechanical strength by using a laminate having micro-balls or micro- .
또한, 적층물과 사출물 사이에 접착제, 프라이머, 커플링 에이전트 등 화학물질을 전처리하지 않아도 되므로, 화학물질 재료 비용과 화학물질 전처리에 따른 공정 비용 및 공정 시간을 절감하는 효과를 갖는다.Also, since chemical substances such as an adhesive, a primer, and a coupling agent are not required to be pre-treated between the laminate and the molded article, it has the effect of reducing chemical material cost, process cost due to pre-treatment of chemicals, and process time.
도 1은 본 발명에 따른 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법의 순서도.
도 2는 표면에 공 구조가 있는 적층물을 설명하기 위한 도면.
도 3은 적층물 표면의 디자인 성형을 설명하기 위한 도면.
도 4는 표면 디자인 성형이 끝난 적층물을 인몰드 금형에 삽입한 상태를 보인 도면.
도 5는 본 발명에 따른 인몰드 사출 성형에 의해 적층물과 사출물이 접합된 상태를 보인 도면.
도 6은 본 발명에 따른 인몰드 사출 성형이 끝난 후 금형 이형 상태를 보인 도면.
도 7은 표면 공 구조물이 형성되는 것을 설명하기 위한 개략도.
도 8은 표면 공 구조물이 형성된 경우의 성형 결과물을 촬영한 전자현미경 사진.
도 9는 구정을 설명하기 위한 도면.
도 10은 마이크로 채널 구조물을 설명하기 위한 도면.
도 11은 수지 용융 고화 시험을 설명하기 위한 도면.
도 12는 수지 선정과 설정 온도를 결정하는 과정의 순서도.
도 13은 핫 엠보싱 성형, 압축 성형, 사출 성형, 롤 성형의 원리를 보인 도면.1 is a flowchart of an in-mold injection method using a laminate having a hollow structure according to the present invention.
2 is a view for explaining a laminate having a hollow structure on its surface;
3 is a view for explaining the design molding of a laminate surface;
Fig. 4 is a view showing a state in which a laminate having been subjected to surface design molding is inserted into an in-mold mold; Fig.
5 is a view showing a state in which a laminate and an injection product are bonded by in-mold injection molding according to the present invention.
6 is a view showing a mold release state after in-mold injection molding according to the present invention.
7 is a schematic view for explaining formation of a surface hollow structure;
8 is an electron microscope photograph of the result of molding in the case where a surface hollow structure is formed.
Fig. 9 is a diagram for explaining the construction; Fig.
10 is a view for explaining a microchannel structure;
11 is a view for explaining a resin melt solidification test.
12 is a flowchart of a process of determining resin and determining a set temperature;
13 is a view showing the principle of hot embossing, compression molding, injection molding, and roll forming.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법의 순서도이다. 도 2는 표면에 공 구조가 있는 적층물을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 적층물 표면의 디자인 성형을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 표면 디자인 성형이 끝난 적층물을 인몰드 금형에 삽입한 상태를 보인 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 인몰드 사출 성형에 의해 적층물과 사출물이 접합된 상태를 보인 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 인몰드 사출 성형이 끝난 후 금형 이형 상태를 보인 도면이다.1 is a flowchart of an in-mold injection method using a laminate having a hollow structure according to the present invention. Fig. 2 is a view for explaining a laminate having a hollow structure on the surface, Fig. 3 is a view for explaining design molding of the laminate surface, and Fig. 4 is a cross- FIG. 5 is a view showing a state in which a laminate and an injection product are bonded by in-mold injection molding according to the present invention, and FIG. 6 is a view showing a state in which a mold is released after the in- Fig.
본 발명에 따른 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법은 한쪽 표면에 공(ball) 구조가 형성된 판 또는 필름을 이용하여 적층물을 제조하는 제1단계(도 1의 S1, 도 2), 상기 적층물이 인몰드(inmold) 사출금형과 결합되도록 열성형(heat forming) 후 테두리를 절단하여 적층물을 트리밍하는 제2단계(도 1의 S3), 상기 적층물을 인몰드 사출금형에 삽입하고, 인몰드 사출 성형하는 제3단계(도 1의 S4, 도 4, 도 5, 도 6)를 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 제1단계와 상기 제2단계 사이에 상기 적층물의 공 구조가 형성된 표면의 반대쪽 표면에 원하는 디자인을 성형하는 제12단계(도 1의 S2, 도 3)를 더 포함한다. 상기 제12단계(도 1의 S2, 도 3)는 상기 적층물의 공 구조가 형성된 표면의 반대쪽 표면에 원하는 패턴, 무늬, 이미지, 또는 형상의 디자인을 성형하는 단계이며, 상기 디자인 성형 방법은 프린팅, 코팅, 증착, 임프린팅을 포함한다. 상기 제12단계(도 1의 S2, 도 3)에서 상기 적층물의 공 구조가 형성된 표면의 반대쪽 표면에 원하는 디자인을 성형하는 공정은 일반적인 표면 장식을 위한 성형 공정과 유사한 방법으로 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법은 상기 제3단계(도 1의 S4, 도 4, 도 5, 도 6)에서 상기 적층물의 공 구조가 형성된 표면이 수지가 사출되는 방향과 대면하여 놓이도록, 상기 적층물을 인몰드 사출금형에 삽입한다.The in-mold injection method using a laminate having a hollow structure according to the present invention includes a first step (S1 in FIG. 1, FIG. 2) for producing a laminate using a plate or a film having a ball structure formed on one surface thereof, , A second step (S3 in FIG. 1) of trimming the laminate by cutting the rim to heat-bond the laminate to an inmold injection mold, and pressing the laminate to the in-mold injection mold And a third step (S4 in Fig. 1, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6) of injection and in-mold injection molding. Further, the present invention further includes a twelfth step (S2 in FIG. 1, FIG. 3) of molding a desired design between the first step and the second step on the surface opposite to the surface of the laminate having the hollow structure formed thereon. The step 12 (S2 in FIG. 1) is a step of molding a design of a desired pattern, pattern, image, or shape on the surface opposite to the surface on which the hollow structure of the laminate is formed, Coating, deposition, and imprinting. In the twelfth step (S2 in FIG. 1, FIG. 3), a step of molding a desired design on the surface opposite to the surface having the hollow structure of the laminate may be performed by a method similar to a molding process for general surface decoration. In the in-mold injection method using a laminate having a cavity structure according to the present invention, in the third step (S4, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. 6) Direction, the laminate is inserted into the in-mold injection mold.
본 발명에 따른 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법은 위에서 설명한 바와 같이 상기 제1단계(도 1의 S1, 도 2)에서 한쪽 표면에 공 구조가 형성된 판 또는 필름을 이용하여 적층물을 제조하는데, 이러한 판 또는 필름의 제조 방법에 관하여 설명한다. 이와 관련하여 본 출원인은 표면에 미세 공 형상이 나열된 판 또는 필름의 제조 방법에 대하여 특허출원(특허출원번호 10-2012-0114121)한 바 있으며, 상기 특허출원에서 제시한 방법을 이용하여 공 구조를 갖는 판 또는 필름을 제조할 수 있다. 도 7 내지 도 13은 공 구조를 갖는 판 또는 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.The in-mold injection method using a laminate having a hollow structure according to the present invention is a method in which a plate or a film having a hollow structure on one surface thereof in the first step (S1 in FIG. 1, FIG. 2) The method of producing such a plate or film will be described. In this regard, the present applicant has filed a patent application (Patent Application No. 10-2012-0114121) on a method of manufacturing a plate or film having micropores on its surface, and using the method described in the above patent application, Can be produced. FIGS. 7 to 13 are views for explaining a method of manufacturing a plate or film having a hollow structure. FIG.
본 발명은 고분자 반결정성 수지(이하, '수지'라 함)를 이용하여 표면에 미세 공 형상이 나열된 판을 제조하기 위해 마이크로 채널(microchannel) 구조물을 이용하는데, 마이크로 채널 구조물은 마이크로 채널이 일정 간격으로 표면에 각인되어 흐름성이 있는 수지가 그 사이로 침투할 수 있는 구조이다. 마이크로 채널로 용융된 수지가 침투하게 되면 일정 거리 동안 침투하다가 더 이상 전진하지 못하고 표면에서 공 형상이 나타나게 된다. 이때 성형을 완료하게 되면 표면에 공 형상이 규칙적으로 나타나는 판재 혹은 판재보다 얇은 두께의 필름을 성형할 수 있게 된다. 공 형상은 채널을 따라서만 나타나게 되므로 채널을 배열하는 간격과 폭의 크기를 조절하여 미세 공 구조의 크기와 배열을 조정할 수 있다.In the present invention, a microchannel structure is used to produce a plate having micropores on the surface thereof using a polymeric semi-crystalline resin (hereinafter, referred to as a 'resin'), Which is imprinted on the surface, and which can flow through the resin. When the molten resin penetrates into the microchannel, it penetrates for a certain distance, but it can not advance further, and the shape of the molten resin appears on the surface. At this time, when the molding is completed, a thin film having a thickness smaller than that of the plate or sheet material having a regular shape of the ball surface can be formed. Since the ball shape appears only along the channel, the size and arrangement of the microporous structure can be adjusted by adjusting the interval and width of the channel arrangement.
도 7는 표면 공 구조물이 형성되는 것을 설명하기 위한 개략도로서, 본 발명에서 이용하는 마이크로 채널 구조물(100)에 채워지는 수지의 유동을 보인 도면이다. 성형물의 기저부(110)와 패턴부(120) 사이는 수지로 채워져 있으며 마이크로 채널(130) 내부만 일부 미충전이 되어 있다. 채널(130)에서 수지(140)가 전진하고 있으며 특이 유동이 나타나 유동 선단(150)으로부터 공 구조(160)가 형성됨을 알 수 있다. 공 구조를 형성하기 위해서는 공 구조(160)와 유동 선단(150)이 채널(130)을 완전히 채워서는 안되며 적당히 공 구조가(160)가 형성된 상태에서 공정을 중단해야 한다. 이와 같이 하여 성형된 결과물을 주사전자현미경으로 촬영한 것이 도 8에 나타나 있다.7 is a schematic view for explaining formation of a surface hollow structure, which is a view showing the flow of resin filled in the
공 구조가 나타나기 위해서는 성형 과정 중 수지에 나타나는 구정 (spherulite)의 크기가 채널의 폭과 비슷하거나 커야 한다. 구정은 반결정성(semicrystalline) 고분자 수지가 용융상태로부터 고화하는 과정에서 형성되는 규칙적인 결정이다. 도 9는 구정의 구조를 보인 것이다. 구정은 공정 중에 구정의 생성이 개시되는 지점인 핵(nuclei)으로부터 방사형으로 뻗어가며 성장하게 되는데, 고화 과정 중의 온도 이력에 따라 최종 크기는 달라지게 되며 동일 조건에서도 성장 속도, 성장 크기는 수지의 종류에 따라 다르다.In order for the cavity structure to appear, the size of the spherulite appearing on the resin during the molding process should be equal to or larger than the width of the channel. It is a regular crystal formed during the process of solidification of the semicrystalline polymeric resin from the molten state. FIG. 9 shows the structure of Chinese New Year. During the process, the rice grows radially from the nuclei, which is the point where the production of Chinese New Year is started. The final size varies depending on the temperature history during the solidification process. .
도 10은 마이크로 채널 구조물을 보인 것으로, 평판에 마이크로 채널 구조를 주기적으로 구현한 형태이다. 두께 t인 기저판에 폭 w, 깊이 h인 채널이 간격 p로 하여 주기적으로 형성되어 있다. 공의 생성 유무와 가장 밀접하게 연관된 치수는 채널의 폭인 w로서, w와 구정의 치수 관계에 따라 공의 형성 유무가 결정된다. 채널의 깊이 h도 중요한 치수 중 하나인데, 너무 얕으면 공이 형성되지 않는다. 즉, 채널에 수지가 주입된 후 폭에 해당하는 거리를 진행해야 공이 형성되기 시작한다. 그러므로 h는 적어도 폭 w 이상으로 설정해야 한다. 간격 p는 공들이 나열된 간격을 설정한다. 따라서, 간격과 폭은 제작하고자 하는 판 표면의 공 배치에 따라 설정해야 한다. 이러한 조건들을 고려하여 공 형성을 위한 기하학적 조건들을 정리하면 다음과 같다. 마이크로 채널 폭 w는 표면에 형성하고자 하는 공의 직경 크기로 설정하고, 유동이 채널 안에서 w의 길이 정도 진행했을 때 직경 w와 유사한 크기의 공이 형성되므로 채널의 깊이 h는 2w이상으로 한다. 채널 간격 p는 공을 표면에 배치하려는 의도에 따라 결정하는데 채널 벽을 세워야 하므로 p=(w+채널 벽 두께)의 관계가 성립한다. 채널 벽 두께는 공 사이의 간격이 되므로, 최대한 공으로 표면을 채우려면 채널 벽 두께를 얇게 해야 한다.10 shows a microchannel structure, which is a microchannel structure periodically implemented on a flat plate. A channel having a width w and a depth h is periodically formed on the base plate having the thickness t with an interval p. The dimension most closely related to the presence or absence of the ball is w, which is the width of the channel. Whether or not the ball is formed depends on the dimensional relationship between w and the pitch. The depth h of the channel is also one of the important dimensions. If it is too shallow, no ball is formed. That is, after the resin is injected into the channel, a distance corresponding to the width is required to start to form the ball. Therefore, h should be set to at least the width w. The interval p sets the interval in which the balls are listed. Therefore, the spacing and width should be set according to the blank layout of the plate surface to be fabricated. Considering these conditions, the geometrical conditions for co-forming are summarized as follows. The microchannel width w is set to the diameter of the hole to be formed on the surface, and a hole having a size similar to the diameter w is formed when the flow advances about the length of w in the channel. The channel spacing p is determined by the intention to place the ball on the surface, and the channel wall must be erected so that the relationship p = (w + channel wall thickness) is established. Since the channel wall thickness is the spacing between the balls, the channel wall thickness must be reduced to fill the surface with as much of the ball as possible.
위에서 기술한 마이크로 채널 구조물과 수지를 이용하여 판을 제조하기 위해서는 마이크로 채널 구조물에 수지를 주입하여 판의 표면에 미세 공 형상이 형성되도록 성형을 하게 된다. 이를 위해서 마이크로 채널 구조물의 온도, 수지의 온도, 채널(microchannel) 내부로 진입하는 수지의 압력을 제어하여 판의 표면에 공 형상이 일정 간격으로 형성되도록 성형 공정(fabrication process)을 조정한다.In order to manufacture a plate using the above-described microchannel structure and resin, resin is injected into the microchannel structure to form micropores on the surface of the plate. For this purpose, the temperature of the microchannel structure, the temperature of the resin, and the pressure of the resin entering the channel (microchannel) are controlled to adjust the fabrication process so that the holes are formed at regular intervals on the surface of the plate.
성형 공정은 다음의 3단계를 포함한다. 즉, 채널 진입 전까지 수지가 전진하는 제61단계, 채널 진입 전에 체류하면서 구정이 성장하는 제62단계, 압력에 의해 수지가 채널 내부로 진입하는 제63단계를 포함한다. 상기 제62단계의 상기 구정의 직경 크기가 채널 폭 w이상이 되도록 해야 성형된 판의 표면에 공이 형성되는 것이 실험을 통해 확인되었으므로, 이러한 성형 공정 조건이 만족되도록 온도와 압력을 제어한다. 이를 위해 구정 성장과 관련된 온도와 압력을 결정해야 하는데, 수지 고화 중의 결정 성장 특성은 일반적으로 공개되는 정보가 아니므로, 개별 수지에 대해 사전에 수지 용융 고화 시험을 실시해야 한다.The molding process includes the following three steps. That is, in step 61, the resin advances before entering the channel. In step 62, the resin grows while staying before the channel entry. In step 63, the resin enters the channel by pressure. Since it has been confirmed through experiments that a ball having a diameter larger than the channel width w is formed on the surface of the molded plate in step 62, the temperature and the pressure are controlled to satisfy the forming process conditions. For this purpose, it is necessary to determine the temperature and pressure related to the lunar growth. Since the crystal growth characteristics during resin solidification are not generally disclosed information, it is necessary to perform the resin melt solidification test for each resin beforehand.
수지 용융 고화 시험을 위해 반결정성 열가소성 고분자 수지(semicrystalline thermoplastic polymer resin)들 중 하나의 수지를 선택하는데, 냉각 조건에 따라 구정이 충분한 크기로 성장할 수 있는 수지를 선택하는 것이 성형 공정상 유리하다. 수지를 선택한 후 소량의 수지 알갱이(pellet)를 일정 온도까지 상승시켜 용융한 후, 도 11에 보인 바와 같이 온도 제어가 된 평판 사이에서 누르며 냉각시킨다. 용융된 수지 알갱이는 평판 온도를 달리해 가며 냉각하여 시편을 제작하는데, 평판은 온도를 제어할 수 있는 장치가 구비되어 있어야 한다. 수지의 냉각 개시 온도는 개별 수지의 공급 회사가 제공하는 공정 추천 온도로 설정한다. 공정 추천 온도는 성형 공정 추천 온도를 의미하는 것으로, 최초 수지가 용융되어 있는 고온 상태의 온도, 즉 용융된 초기 수지의 온도를 나타내는 것이다. 사출의 경우 사출기에서 공급되는 수지의 온도, 압축의 경우 수지를 최초로 녹여서 넣는 온도를 가리킨다. 평판 온도는 구정이 성장할 수 있는 충분한 시간을 갖도록 높게 설정되어야 한다. 수지 공급회사에서 제공하는 열변형 온도를 포함하여 이를 기준으로 5도 간격으로 위로 5단계, 아래로 3단계, 총 9개 온도를 설정하여 시험을 실시한 후 시편 단면의 편광 현미경 사진을 관찰하여 구정의 크기가 마이크로 채널 폭과 유사한 수준으로 성장하였는지를 확인하고 해당 온도를 성형 공정시 마이크로 채널 구조물의 온도로 설정한다. 성형 공정시 구정의 성장 속도는 냉각 속도가 느릴수록 크게 성장할 수 있는데, 냉각 속도는 마이크로 채널 구조물의 온도에 의해 조절된다.For the resin melt solidification test, one of the semicrystalline thermoplastic polymer resins is selected, and it is advantageous in the molding process to select a resin that can grow to a sufficient size according to the cooling conditions. After selecting a resin, a small amount of resin pellets are melted by raising to a predetermined temperature, and then cooled by pressing between temperature controlled flat plates as shown in FIG. The molten resin granules are cooled by varying the plate temperature, and the specimen is prepared. The plate must be equipped with a device for controlling the temperature. The cooling start temperature of the resin is set to the process recommended temperature provided by the supplier of the individual resin. The process recommendation temperature means a molding process recommended temperature, which indicates the temperature at the high temperature state where the original resin is melted, that is, the temperature of the melted initial resin. Injection refers to the temperature of the resin supplied from the injection machine and, in the case of compression, the temperature at which the resin is initially melted. The plate temperature should be set high enough to allow enough time for the city to grow. The test was carried out by setting the temperature at five steps and three steps down to five steps, including the thermal deformation temperature provided by the resin supplier. Based on this, a polarizing microscope photograph of the cross section of the specimen was observed. Make sure that the size has grown to a level similar to the microchannel width and set the temperature to the temperature of the microchannel structure during the molding process. During the forming process, the growth rate of the municipal solid can grow larger as the cooling rate slows down. The cooling rate is controlled by the temperature of the microchannel structure.
도 12는 수지의 선정과 마이크로 채널 구조물의 설정 온도를 결정하기 위한 과정을 순서도로 나타낸 것이다. 도 12를 참조하여 설명하면, 이 과정은 반결정성 열가소성 고분자 수지들 중 하나의 수지를 선정하는 제71단계(P1 단계), 수지 공급회사가 제공하는 열변형 온도를 포함하여 총 N개(N>0)의 온도를 선정하고, 인덱스 i=1로 초기화하는 제72단계(P2 단계), 수지 냉각용 형판의 온도를 제어하여 제72단계에서 선정된 온도 중 i번째 온도로 일정하게 유지하는 제73단계(P3 단계), 형판이 열려 있는 상태에서 수지 알갱이를 일정 온도(수지 공급회사가 제공하는 성형 공정 추천 온도)까지 상승시켜 용융하여 형판 사이에 넣고 형판을 닫아 용융 수지가 형판 사이에서 눌려지며 냉각되어 고화되도록 하는 제74단계(P4 단계), 일정 시간이 지난 후 형판을 열고 고화된 수지를 시편으로 취출하는 제75단계(P5 단계),i<N을 만족하면 i=i+1로 하여 제73단계로 진행하고, i=N이면 다음 단계로 진행하는 제76단계 및 제77단계(P6, P7 단계), 총 N개의 시편을 관찰하여 표면부의 구정 크기를 확인하고, 구정의 직경이 마이크로 채널 폭 이상으로 성장한 시편이 나타나는 i번째 온도들 중 최소 온도를 마이크로 채널 구조물의 설정 온도로 선정하는 제78단계(P8 단계), 마이크로 채널 구조물이 제78단계에의 설정 온도로 제어된 상태에서 수지 공급회사가 제공하는 성형 공정 추천 온도로 수지를 용융하여 성형 공정을 실시하는 제79단계(P9 단계)를 포함한다. 위 과정 중 제78단계에서 조건을 만족하는 시편이 발견되지 않으면 총 N개의 온도 범위를 45도 상승시켜 재시험을 실시하여 마이크로 채널 구조물의 설정 온도를 결정한다. 만약 추가적인 과정에서도 제78단계에서 조건을 만족하는 시편이 발견되지 않는 경우에는 수지 선정 단계부터 다시 시작해야 한다. 또한 실제 성형 공정에서는 위와 같이 결정된 마이크로 채널 구조물의 설정 온도를 적용하여 형성된 구정을 현미경 사진을 통해 확인하여 그 온도를 다시 조정할 수 있다. 즉, 구정의 크기가 목표대로 형성된 경우 현재의 조건으로 계속 성형을 하게 되나, 구정의 크기가 목표보다 작은 경우에는 마이크로 채널 구조물의 설정 온도를 2.5도 높여 성형하고, 구정의 크기가 목표보다 큰 경우에는 마이크로 채널 구조물의 설정 온도를 2.5도 낮추어 성형한다. 마이크로 채널 구조물에 대한 온도 제어는 기존의 상용화된 온도제어기, 센서와 가열 장치를 이용하여 간단하게 설치할 수 있고 운용이 복잡하지 않으므로, 이와 관련된 설명은 생략한다. FIG. 12 is a flowchart showing a procedure for selecting a resin and determining a set temperature of a microchannel structure. 12, this step is a step 71 (Step P1) of selecting one resin among the semi-crystalline thermoplastic polymer resins, a total of N (N> 0) is selected and the index i is initialized to 1 (step P2). In step 72, the temperature of the resin cooling mold is controlled to be maintained at the i-th temperature selected in step 72, In step (P3), the resin granules are heated to a certain temperature (the molding process recommended temperature provided by the resin supplier) with the mold open, melted and placed between the molds, and the mold is closed so that the molten resin is pressed between the molds, (Step P5). In Step 74, the template is opened and the solidified resin is taken out to the specimen after a predetermined period of time. If i <N is satisfied, i = i + 1 In step 73, if i = N, In step 76 and step 77 (steps P6 and P7), a total of N specimens are observed to confirm the size of the surface of the surface, and among the i-th temperatures at which the specimen having a diameter larger than the micro- Step 78) of selecting the minimum temperature as the set temperature of the microchannel structure (step P8). In a state where the microchannel structure is controlled to the set temperature of step 78, the resin is melted And a step 79 (P9) of performing a molding process. If no specimen satisfying the condition is found in step 78 of the above procedure, a total of N temperature ranges are increased by 45 degrees and a retest is performed to determine the set temperature of the microchannel structure. If the specimen satisfying the condition is not found in the step 78 in the additional step, it should be resumed from the step of selecting the resin. Also, in the actual forming process, a microstructure formed by applying the set temperature of the microchannel structure determined above can be confirmed through a microscope photograph, and the temperature can be adjusted again. In other words, if the size of the new building is formed according to the target, the molding is continued under the current condition. If the size of the building is smaller than the target, the set temperature of the micro-channel structure is increased by 2.5 degrees. The microchannel structure is formed by lowering the set temperature by 2.5 degrees. The temperature control for the microchannel structure can be simply installed using a conventional commercialized temperature controller, a sensor and a heating device, and the operation is not complicated, so a description thereof will be omitted.
판의 표면에 공을 형성하기 위해서는 온도와 더불어 마이크로 채널 내부로 진입하는 수지의 압력이 중요하다. 즉, 마이크로 채널 내부로의 충전 정도가 압력에 의해 제어되는데, 채널 내부로의 수지 충전은 채널 진입 전의 속도는 크게 영향을 미치지 못하며, 과충전되면 공이 완전히 벽에 눌려 채널 형상대로만 성형된다. 성형 공정 중 수지의 채널 진입 전 압력은 시행착오법(trial and error)에 의해 조정한다. 성형 결과를 현미경으로 확인하여 마이크로 채널 내부로의 수지 충전 정도를 파악하고, 충전 정도가 목표보다 높으면 압력을 낮추고 낮으면 압력을 높인다. 예를 들어, 사출 성형의 경우 사출기의 속도/압력 절환 이후의 압력, 압축 성형과 핫 엠보싱의 경우 형체력, 롤 성형의 경우 롤을 누르는 힘에 의해 조정한다. 사출기의 속도/압력 절환 이후의 압력은 사출기를 구동할 때, 충전 초기에는 충전 속도를 제어하며 공정을 진행하다가 금형 내부의 압력이 상승하여 더 이상 설정된 속도로 충전할 수 없을 때 압력 제어로 절환하게 되는데 그 이후에 공정에 설정되는 압력을 의미한다. 형체력은 내부의 압력을 이기고 금형을 닫힌 상태로 체결하여 두기 위한 힘으로 금형의 양측에서 압축력으로 작용하는 것을 의미한다. 마이크로 채널 내부로의 수지 충전 정도를 확인하는 방법은 충전 길이를 확인하는 것을 포함한다.In order to form a hole on the surface of the plate, the pressure of the resin entering the microchannel along with the temperature is important. That is, the degree of filling into the microchannel is controlled by the pressure. The filling of the resin into the channel does not greatly affect the speed before the channel entry. When overcharged, the ball is completely pressed against the wall to form only the channel shape. During the molding process, the pressure of the resin before entering the channel is adjusted by trial and error. The result of the molding is confirmed with a microscope to determine the degree of filling of the resin into the microchannel. If the degree of filling is higher than the target, the pressure is lowered. For example, in the case of injection molding, the pressure after the speed / pressure switching of the injection molding machine, the clamping force in the case of compression molding and hot embossing, and the pressing force of the roll in case of roll molding. The pressure after the speed / pressure switching of the injection machine controls the filling speed in the initial stage of charging when driving the injection machine. When the pressure inside the mold rises while the process is proceeding, And the pressure set in the process thereafter. The clamping force means that the clamping force acts on the both sides of the mold as a force to hold the mold in a closed state while overcoming the internal pressure. A method for confirming the degree of resin filling into the microchannel includes checking the charge length.
판과 필름의 구별은 두께의 차이이므로, 두께를 얇게 설계하거나, 성형 후 연신하여 필름으로 제조가 가능하다. 따라서, 위에서 설명한 제조 방법은 판이나 필름의 제조 방법으로 동일하게 이용가능한 것이다.Since the difference between the plate and the film is a difference in thickness, it is possible to design a thin thickness, or to make a film by stretching after molding. Therefore, the above-described manufacturing method can be equally used as a method of manufacturing a plate or a film.
이제 위에서 설명한 내용을 바탕으로 실제 성형 공정이 이루어지는 방법에 관하여 설명한다. 마이크로 채널 구조물과 수지를 이용하여 판을 제조하기 위해서 도 10의 마이크로 채널 구조물의 바닥면(170)은 성형 장치에 부착된다. 성형은 사출, 압축, 압출, 핫 엠보싱 등 여러 방법을 활용할 수 있으며, 마이크로 채널 구조물(100) 자체를 가공하는 것은 리소그래피(lithography), 레이저 가공, 기계 가공 등 여러 방법을 활용할 수 있다.Now, based on the above, we will explain how the actual molding process takes place. To manufacture the plate using the microchannel structure and the resin, the
성형 공정은 형판이나 금형을 이용한 방법과 기 압출된 필름이나 판재를 이용하여 연속 성형하는 방법이 가능하다. 도13의 최상단은 기 제조된 필름이나 판재를 이용하여 핫 프레스에서 핫 엠보싱 성형하는 과정을 보여 준다. 좌측의 그림은 핫 프레스의 하형판에 마이크로 채널 구조물이 장착되어 있고 상형판과의 사이에 필름이 놓여져 있는 성형 전의 상황이다. 우측 그림에 보인 대로 성형 중에는 상형이 하강하여 필름 또는 판재에 압력을 가하여 열간에 성형이 이루어진다. 도 13의 두번째 단은 압축 성형에 의한 방법으로 좌측 그림은 금형의 하형에 마이크로 채널 구조물이 장착되고 예열된 재료가 금형 사이에 공급된 성형 준비가 되어 있는 상황이고, 상형이 하강하면 우측 그림에서처럼 미리 용융되어 있던 수지가 압력에 의하여 퍼지면서 채널 사이로 충전된다. 도 13의 세번째 단은 사출에 의한 경우로 좌측의 그림처럼 성형 전에는 사출 금형의 가동측(수평형 기준)에 마이크로 채널 구조물이 장착되어 있다. 수지가 고정측을 통하여 주입되면 우측의 그림에서처럼 수지가 공급되어 충전된다. 도 13의 최하단은 롤 성형에 의한 경우로 롤에 마이크로 채널 구조가 형성되고 평판 기저와의 사이에 필름 또는 평판이 공급되어 연속적으로 성형된다. 모든 성형 공정에서는 공히 압력과 온도의 제어가 매우 중요하며, 온도는 마이크로 채널 구조물의 온도와 그것이 장착된 형판, 롤, 금형의 온도가 기본적으로 동일하게 제어되어야 한다. 압력은 마이크로 채널 내부로 전달되는 압력을 조절해야 한다는 점이 공정의 종류에 관계없이 공통이나 공정의 종류에 따라 압의 제어는 서로 다르다. 핫 엠보싱, 압축 성형, 롤 성형의 경우에는 누르는 힘을 제어하여 전달되는 압력을 조절해야 한다. 사출의 경우에는 성형 속도로는 충전을 조절할 수 없으나, 사출기에서 사출압과 보압을 직접 제어할 수 있다.The molding process can be a continuous molding process using a template or a mold and a film or a sheet material extruded by a press. 13 shows a process of hot-embossing a hot-pressed material using a previously prepared film or plate. The figure on the left shows the state before molding in which the microchannel structure is mounted on the lower plate of the hot press and the film is placed between the upper plate and the lower plate. As shown in the figure on the right, during the forming process, the upper mold is lowered and the film or plate is pressurized and formed in the hot state. The second stage of Fig. 13 is a compression molding method. In the left figure, a microchannel structure is mounted on a lower mold and a preheated material is supplied between molds. When the upper mold is lowered, The molten resin spreads under pressure and is charged into the channels. The third stage in Fig. 13 is injection molding, and the microchannel structure is mounted on the moving side (horizontal reference) of the injection mold before molding as shown in the left figure. When the resin is injected through the fixed side, the resin is supplied and charged as shown in the right figure. In the case of roll forming, the lowermost end of FIG. 13 is formed with a microchannel structure in the roll, and a film or a flat plate is supplied between the flat plate base and the continuous film. In all molding processes, pressure and temperature control are very important, and the temperature should be controlled so that the temperature of the microchannel structure and the temperature of the template, roll, and mold in which it is mounted are basically the same. The pressure is controlled by the pressure transferred to the microchannel, regardless of the type of process, but the control of pressure is different depending on the type of process. In the case of hot embossing, compression molding, and roll forming, the pressure to be delivered must be controlled by controlling the pressing force. In the case of injection, charging can not be controlled at the molding speed, but injection pressure and holding pressure can be directly controlled in the injection molding machine.
간단히 정리하면, 본 발명에 따른 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법에서 이용되는 한쪽 표면에 공 구조가 형성된 판 또는 필름은 두께 t인 기저판에 폭 w, 깊이 h인 채널이 간격 p로 형성된 마이크로 채널 (microchannel) 구조물에 수지(resin)를 주입하여 제조하며, 상기 마이크로 채널 구조물에서 w는 판의 표면에 형성하고자 하는 공(ball)의 직경 크기로 선택하고, h≥2w, p=(w+채널 벽 두께)의 관계를 만족하며, 상기 채널 벽 두께는 상기 공 사이의 간격으로 선택하며, 상기 마이크로 채널 구조물의 온도, 상기 수지의 온도, 상기 채널 내부로 진입하는 수지의 압력을 제어하여 판 또는 필름의 표면에 공 형상이 일정 간격으로 형성되도록 하는 판 또는 필름 제조방법을 이용한다. 상기 판 또는 필름 제조방법은 상기 채널 진입 전까지 상기 수지가 전진하는 제100단계, 상기 채널 진입 전에 체류하면서 구정(spherulite)이 성장하는 제200단계, 상기 압력에 의해 상기 수지가 상기 채널 내부로 진입하는 제300단계를 포함하는 성형 공정(fabrication process)을 포함하며, 상기 제200단계의 상기 구정의 직경 크기가 채널 폭 w이상 되도록 상기 마이크로 채널 구조물의 온도, 상기 수지의 온도, 상기 채널 내부로 진입하는 수지의 압력을 제어한다.Briefly summarized, a plate or film having a hollow structure on one surface used in an in-mold injection method using a laminate having a hollow structure according to the present invention has a base plate having a thickness t and a channel having a width w and a depth h, Wherein w is a diameter of a ball to be formed on the surface of the plate, and h > 2w, p = ( w + channel wall thickness), and the channel wall thickness is selected as an interval between the holes, and the temperature of the microchannel structure, the temperature of the resin, and the pressure of the resin entering the channel are controlled, Or a plate or film production method is used in which a ball shape is formed at regular intervals on the surface of the film. The method of manufacturing a plate or a film according to the present invention includes a
지금까지 표면에 공 구조가 형성된 판 또는 필름의 제조방법에 관하여 설명하였으나, 이러한 판 또는 필름의 제조방법은 여기에 제시한 방법에 한정되는 것은 아니다.Although a method of manufacturing a plate or a film having a hollow structure on a surface has been described so far, the method of manufacturing such a plate or film is not limited to the method presented here.
본 발명은 표면에 공 구조가 형성된 판 또는 필름을 이용하여 적층물을 제조함으로써, 인몰드 사출 성형 공정에서 접착제 도포와 같은 화학적인 처리 과정을 거치지 않고도 적층물과 사출물이 기계적으로 물려 성형됨으로써 적층물과 사출물 사이의 체결을 높은 신뢰도로 달성하게 된다.The present invention relates to a method for producing a laminate by using a plate or a film having a hollow structure on a surface thereof, thereby forming a laminate and an injection product mechanically without being subjected to chemical treatment such as application of an adhesive in an in-mold injection molding process, And the fastening between the injection mold and the injection mold can be achieved with high reliability.
100: 마이크로 채널 구조물
110: 성형물의 기저부
120: 성형물의 패턴부
130: 마이크로 채널
140: 수지
150: 유동 선단
160: 유동 선단에서 형성되는 미세 공 구조
170: 마이크로 채널 구조물의 바닥면100: Microchannel structure
110: base of the molding
120: pattern part of the molding
130: Microchannel
140: Resin
150:
160: microporous structure formed at the flow front
170: bottom surface of the microchannel structure
Claims (11)
상기 적층물이 인몰드(inmold) 사출금형과 결합되도록 열성형(heat forming) 후 테두리를 절단하여 적층물을 트리밍하는 제2단계;
상기 적층물을 인몰드 사출금형에 삽입하고, 인몰드 사출 성형하는 제3단계;
를 포함하며,
한쪽 표면에 공 구조가 형성된 판은
두께 t인 기저판에 폭 w인 채널이 형성된 마이크로 채널 (microchannel) 구조물에 수지(resin)를 주입하는 판 제조방법을 이용하여 제조하며,
상기 판 제조방법은 상기 채널 진입 전까지 상기 수지가 전진하는 제61단계, 상기 채널 진입 전에 체류하면서 구정(spherulite)이 성장하는 제62단계, 상기 수지가 상기 채널 내부로 진입하는 제63단계를 포함하는 성형 공정(fabrication process)을 포함하며,
상기 제62단계의 상기 구정의 직경 크기가 채널 폭 w이상 되도록 상기 마이크로 채널 구조물의 온도, 상기 수지의 온도, 상기 채널 내부로 진입하는 수지의 압력을 제어하는 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법.A first step of producing a laminate by using a plate or a film having a ball structure on one surface thereof;
A second step of thermally forming the laminate so as to bond with an inmold injection mold, and then trimming the laminate by cutting the rim;
A third step of inserting the laminate into an in-mold injection mold and in-mold injection molding;
/ RTI >
A plate with a cavity structure on one surface
A substrate manufacturing method in which resin is injected into a microchannel structure having a width w channel on a base plate having a thickness t,
The method of manufacturing a plate according to the present invention includes a step 61 of advancing the resin until the channel enters, a step 62 of spherulite growing while staying before the entry of the channel, and a step 63 of entering the resin into the channel Comprising a fabrication process,
The method of claim 62, wherein in step 62, the diameter of the mug is greater than or equal to the channel width w. The method of claim 62, wherein the thickness of the microchannel structure, the temperature of the resin, Injection method.
상기 제1단계와 상기 제2단계 사이에
상기 적층물의 공 구조가 형성된 표면의 반대쪽 표면에 원하는 디자인을 성형하는 제12단계를 더 포함하는 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법.The method according to claim 1,
Between the first step and the second step
And forming a desired design on a surface opposite to the surface of the laminate on which the hollow structure is formed.
상기 제12단계는
상기 적층물의 공 구조가 형성된 표면의 반대쪽 표면에 원하는 패턴, 무늬, 이미지, 또는 형상의 디자인을 성형하는 단계이며,
상기 디자인 성형 방법은 프린팅, 코팅, 증착, 임프린팅을 포함하는 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법.3. The method of claim 2,
The twelfth step
Shaping a design of a desired pattern, pattern, image, or shape on a surface opposite to the surface of the laminate where the hollow structure is formed,
Wherein the design molding method is an in-mold injection method using a laminate having a hollow structure including printing, coating, deposition, and imprinting.
상기 제3단계에서
상기 적층물의 공 구조가 형성된 표면이 수지가 사출되는 방향과 대면하여 놓이도록, 상기 적층물을 인몰드 사출금형에 삽입하는 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법.The method according to claim 1,
In the third step
Wherein the laminate is inserted into the in-mold injection mold so that the surface of the laminate having the hollow structure is placed facing the direction in which the resin is injected.
한쪽 표면에 공 구조가 형성된 판은
두께 t인 기저판에 폭 w, 깊이 h인 채널이 간격 p로 형성된 마이크로 채널 (microchannel) 구조물에 수지(resin)를 주입하여 제조하며,
상기 마이크로 채널 구조물에서
w는 판의 표면에 형성하고자 하는 공(ball)의 직경 크기로 선택하고,
h≥2w, p=(w+채널 벽 두께)의 관계를 만족하며,
상기 채널 벽 두께는 상기 공 사이의 간격으로 선택하며,
상기 마이크로 채널 구조물의 온도, 상기 수지의 온도, 상기 채널 내부로 진입하는 수지의 압력을 제어하여 판의 표면에 공 형상이 일정 간격으로 형성되도록 하는 판 제조방법을 이용하는 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법.The method according to claim 1,
A plate with a cavity structure on one surface
A base plate having a thickness t is manufactured by injecting a resin into a microchannel structure having a channel width w and depth h formed at an interval p,
In the microchannel structure
w is selected as the diameter of the ball to be formed on the surface of the plate,
h > = 2w, p = (w + channel wall thickness)
Wherein the channel wall thickness is selected as the spacing between the holes,
Wherein a temperature of the microchannel structure, a temperature of the resin, and a pressure of a resin entering the channel are controlled to form holes at regular intervals on the surface of the plate, Inmold injection method.
상기 수지는 수지 용융 고화 시험을 통해 선정된 수지이며,
상기 수지 용융 고화 시험은
반결정성 열가소성 고분자 수지(semicrystalline thermoplastic polymer resin)들 중 하나의 수지를 선정하는 제71단계;
수지 공급회사가 제공하는 열변형 온도를 포함하여 총 N개(N>0)의 온도를 선정하고, 인덱스 i=1로 초기화하는 제72단계;
수지 냉각용 형판의 온도를 제어하여 상기 제2 단계에서 선정된 온도 중 i번째 온도로 일정하게 유지하는 제73단계;
형판이 열려 있는 상태에서 수지 알갱이(pellet)를 일정 온도까지 상승시켜 용융하여 형판 사이에 넣고 형판을 닫아 용융 수지가 형판 사이에서 눌려지며 냉각되어 고화되도록 하는 제74단계;
일정 시간이 지난 후 형판을 열고 고화된 수지를 시편으로 취출하는 제75단계;
i<N을 만족하면 i=i+1로 하여 상기 제73단계로 진행하고, i=N이면 다음 단계로 진행하는 제76단계;
총 N개의 시편을 관찰하여 표면부의 구정 크기를 확인하고, 구정의 직경이 상기 마이크로 채널 폭 이상으로 성장한 시편이 나타나는 i번째 온도들 중 최소 온도를 상기 마이크로 채널 구조물의 설정 온도로 선정하는 제77단계;
를 포함하며,
상기 제74단계의 상기 일정 온도는 수지 공급회사가 제공하는 성형 공정 추천 온도인 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법.6. The method of claim 5,
The resin is a resin selected through a resin melt solidification test,
The resin melt solidification test
71. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: selecting one of semicrystalline thermoplastic polymer resins;
72. The method of claim 1, further comprising the step of: selecting a total of N temperatures (N > 0) including the heat distortion temperature provided by the resin supplier and initializing the index i to 1;
A step 73 of controlling the temperature of the mold for cooling the resin to be maintained at the i-th temperature selected in the second step;
A step 74 in which the resin pellets are raised to a predetermined temperature in the state where the template is open, the resin is melted and placed between the template, and the template is closed so that the molten resin is pressed between the template and cooled and solidified;
A seventeenth step of opening the template after a predetermined period of time and taking out the solidified resin as a specimen;
if i <N, i = i + 1 and proceed to step 73; if i = N, proceed to step 76;
Step 77 is a step of observing the N specimens to determine the size of the surface portion and selecting the minimum temperature among the i th temperatures at which the specimen having the diameter of the mugger grows larger than the microchannel width is set as the set temperature of the microchannel structure ;
/ RTI >
The in-mold injection method using the laminate having the hollow structure, wherein the predetermined temperature is the molding process recommended temperature provided by the resin supplier.
상기 채널 내부로 진입하는 수지의 압력은
성형 결과를 확인하여 상기 마이크로 채널 내부로의 수지 충전 정도를 파악하고, 충전 정도가 목표보다 높으면 압력을 낮추고 낮으면 압력을 높이는 시행착오법(trial and error)에 의해 조정하며,
사출 성형의 경우 사출기의 속도/압력 절환 이후의 압력, 압축 성형과 핫 엠보싱의 경우 형체력, 롤 성형의 경우 롤을 누르는 힘에 의해 조정하며,
상기 마이크로 채널 내부로의 수지 충전 정도를 파악하는 방법은 충전 길이를 확인하는 것을 포함하는 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법.6. The method of claim 5,
The pressure of the resin entering the channel
Checking the result of the molding to determine the degree of filling of the resin into the microchannel, adjusting the trial and error to lower the pressure if the degree of filling is higher than the target, and increase the pressure when the degree of filling is lower than the target,
Injection molding is controlled by the pressure after the speed / pressure change of the injection molding machine, the clamping force in case of compression molding and hot embossing, and the pressing force of the roll in case of roll molding,
A method for determining the degree of resin filling into a microchannel includes confirming a filling length.
상기 판은 사출 성형, 압축 성형, 압출 성형, 핫 엠보싱 성형, 롤 성형 중 선택된 어느 하나의 성형 방법에 의해 제조되는 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법.6. The method of claim 5,
Wherein the plate is formed by any one of molding methods selected from injection molding, compression molding, extrusion molding, hot embossing molding, and roll molding.
상기 적층물이 인몰드(inmold) 사출금형과 결합되도록 열성형(heat forming) 후 테두리를 절단하여 적층물을 트리밍하는 제2단계;
상기 적층물을 인몰드 사출금형에 삽입하고, 인몰드 사출 성형하는 제3단계;
를 포함하며,
한쪽 표면에 공 구조가 형성된 필름은
두께 t인 기저판에 폭 w, 깊이 h인 채널이 간격 p로 형성된 마이크로 채널 (microchannel) 구조물에 수지(resin)를 주입하여 제조하며,
상기 마이크로 채널 구조물에서
w는 판의 표면에 형성하고자 하는 공(microball)의 직경 크기로 선택하고,
h≥2w, p=(w+채널 벽 두께)의 관계를 만족하며,
상기 채널 벽 두께는 상기 공 사이의 간격으로 선택하며,
상기 마이크로 채널 구조물의 온도, 상기 수지의 온도, 상기 채널 내부로 진입하는 수지의 압력을 제어하여 필름의 표면에 공 형상이 일정 간격으로 형성되도록 하는 필름 제조방법을 이용하는 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법.A first step of producing a laminate by using a plate or a film having a ball structure on one surface thereof;
A second step of thermally forming the laminate so as to bond with an inmold injection mold, and then trimming the laminate by cutting the rim;
A third step of inserting the laminate into an in-mold injection mold and in-mold injection molding;
/ RTI >
A film having a void structure on one surface
A base plate having a thickness t is manufactured by injecting a resin into a microchannel structure having a channel width w and depth h formed at an interval p,
In the microchannel structure
w is selected as the diameter of the microball to be formed on the surface of the plate,
h > = 2w, p = (w + channel wall thickness)
Wherein the channel wall thickness is selected as the spacing between the holes,
Wherein the film is formed on the surface of the film at regular intervals by controlling the temperature of the microchannel structure, the temperature of the resin, and the pressure of the resin entering the channel, using a laminate having a hollow structure Inmold injection method.
상기 필름 제조방법은 상기 채널 진입 전까지 상기 수지가 전진하는 제111단계, 상기 채널 진입 전에 체류하면서 구정(spherulite)이 성장하는 제112단계, 상기 압력에 의해 상기 수지가 상기 채널 내부로 진입하는 제113단계를 포함하는 성형 공정(fabrication process)을 포함하며,
상기 제112단계의 상기 구정의 직경 크기가 채널 폭 w이상 되도록 상기 마이크로 채널 구조물의 온도, 상기 수지의 온도, 상기 채널 내부로 진입하는 수지의 압력을 제어하는 공 구조를 갖는 적층물을 이용한 인몰드 사출 방법.11. The method of claim 10,
The method of manufacturing a film according to the present invention includes a step 111 in which the resin advances until entering the channel, a step 112 in which spherulite is grown while staying in the channel, a step 113 in which the resin enters the channel Comprising a fabrication process comprising the steps of:
The method of any one of claims 1 to 12, wherein in step 112, the diameter of the reclamation is equal to or greater than a channel width w, and the in-mold Injection method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130083284A KR101435947B1 (en) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | A method for inmold injection using a resin laminate with micro-balls |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130083284A KR101435947B1 (en) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | A method for inmold injection using a resin laminate with micro-balls |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101435947B1 true KR101435947B1 (en) | 2014-09-02 |
Family
ID=51758911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130083284A KR101435947B1 (en) | 2013-07-16 | 2013-07-16 | A method for inmold injection using a resin laminate with micro-balls |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101435947B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114311497A (en) * | 2021-11-22 | 2022-04-12 | 东莞市诚茂精密技术有限公司 | Die-casting, injection molding and bonding combination process for reinforced hardware |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06218760A (en) * | 1993-01-25 | 1994-08-09 | Yazaki Corp | Insert molded product of/surface-treated member and production thereof |
| JPH10211095A (en) * | 1997-01-31 | 1998-08-11 | Toshiba Home Technol Corp | Cooker and manufacture of container for cooker |
| KR20090063159A (en) * | 2007-12-13 | 2009-06-17 | 현대자동차주식회사 | Radiator grill for vehicle and method of manufacturing the same |
| JP4520166B2 (en) * | 2004-02-02 | 2010-08-04 | 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 | Resin microchannel substrate and manufacturing method thereof |
-
2013
- 2013-07-16 KR KR1020130083284A patent/KR101435947B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06218760A (en) * | 1993-01-25 | 1994-08-09 | Yazaki Corp | Insert molded product of/surface-treated member and production thereof |
| JPH10211095A (en) * | 1997-01-31 | 1998-08-11 | Toshiba Home Technol Corp | Cooker and manufacture of container for cooker |
| JP4520166B2 (en) * | 2004-02-02 | 2010-08-04 | 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構 | Resin microchannel substrate and manufacturing method thereof |
| KR20090063159A (en) * | 2007-12-13 | 2009-06-17 | 현대자동차주식회사 | Radiator grill for vehicle and method of manufacturing the same |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114311497A (en) * | 2021-11-22 | 2022-04-12 | 东莞市诚茂精密技术有限公司 | Die-casting, injection molding and bonding combination process for reinforced hardware |
| CN114311497B (en) * | 2021-11-22 | 2024-04-09 | 东莞市诚茂精密技术有限公司 | Reinforced hardware die-casting, injection-molding and bonding combination process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3857703B2 (en) | Manufacturing method and manufacturing apparatus of molded body | |
| CA2477149C (en) | Method for expansion injection molding | |
| Yao | Injection molding high aspect ratio microfeatures | |
| CN105121114A (en) | Method for manufacturing thermoplastic film | |
| US20120171452A1 (en) | Device and method for producing thick-walled moulded plastics parts having reduced shrinkage sites by injection molding or embossing | |
| EP1435285A4 (en) | Method for producing plastic molding with texture pattern | |
| JP5259461B2 (en) | Method of forming integrally molded product of metallic glass and polymer material, and molding device for integrally molded product | |
| US20040046290A1 (en) | Microchannel fabrication | |
| JP2010521333A (en) | Component parts, especially interior parts for automobiles and manufacturing methods | |
| KR101435947B1 (en) | A method for inmold injection using a resin laminate with micro-balls | |
| JP4444982B2 (en) | Manufacturing method of molded body | |
| CN101360596A (en) | Improvements in or relating to forming apparatus | |
| JP2018034336A (en) | Manufacturing method of decorative resin product | |
| JP5672961B2 (en) | Molding method for plastic molded products | |
| JP4224052B2 (en) | Molded body manufacturing equipment | |
| CN105058770B (en) | A kind of rapid polymerization object micro-structure isothermal tablet thermal imprint process | |
| KR101336163B1 (en) | A method for manufacturing resin plate or resin film with micro-balls | |
| DE102008048298A1 (en) | Method for embossing microstructures in flat thermoplastic plastic semi-finished products, such as plates or films, involves melting plastic surface area by coupling of ultrasonic energy | |
| US20210402659A1 (en) | Thermoplastic forming tools, assemblages thereof, and methods of making and methods of use thereof | |
| JP2018052093A (en) | Method for producing resin molding | |
| TW201217191A (en) | Method for manufacturing a transfer decorating article, transfer decorating device and transfer decorating article | |
| EP2448739B1 (en) | Process and mould for moulding structured sheets | |
| JP2004106493A (en) | Molding method of plastic molded article and mold for plastic molding | |
| JP2010105270A (en) | Apparatus and method for manufacturing resin molding | |
| JP5372071B2 (en) | Microstructure transfer molding method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170804 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180806 Year of fee payment: 5 |