KR0161640B1 - 스크린의 제판방법 및 이를 수행하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

자외선 레이저빔을 이용한 스크린의 제판방법 및 이를 수행하기 위한 장치가 제공된다. 상기 스크린 제판방법은 설정된 도안에 따라 무늬를 생성하기 위한 스크린 상에 광경화성 수지를 코팅하고 상기 광경화성 수지를 설정된 도안에 따라 자외선 레이저빔으로 경화시킨 후, 상기 스크린을 세정하고 상기 광경화성 수지를 재경화하는 것으로 수행된다. 상기한 장치는 스크린 상의 광경화성 수지를 경화시키기 위한 자외선 레이저빔 발생장치를 포함한다. 또한 A/O 모듈레이터를 구비하는데 이는 설정된 도안에 따라 상기 자외선 레이저빔의 경로를 차단 또는 개방해 주는 역할을 한다. 빔 이송 및 초점 형성 장치 및 광경화성 수지가 코팅되고 설정된 무늬를 형성하기 위한 스크린을 포함한다. 제판이 용이하고 장비가 저렴하며, 이를 사용하여 얻어지는 무늬의 해상도가 높다.

Description

스크린의 제판방법 및 이를 수행하기 위한 장치

본 발명은 스크린의 제판방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 제판이 용이하고 제판 시간이 감소되며 얻어지는 무늬의 해상도가 향상된 새로운 스크린의 제판방법 및 이를 효율적으로 수행할 수 있는 장치에 관한 것이다.

직물에 원하는 무늬를 넣기 위해서는 국부적으로 염료를 공급해야 한다. 이러한 나염 방법은 연속적으로 무늬를 생성하는 로터리 스크린 나염과 단속적으로 하는 플랫 스크린 나염 방법으로 구분된다. 이 두 가지 방법은 모두 통기성 스크린에 원하는 무늬를 만들되, 염료가 공급될 곳은 기공을 남겨 놓고 공급되지 말아야 할 곳은 수지를 이용해 기공을 차폐시켜, 염료가 선별적으로 스크린의 기공을 통해 직물에 공급되도록 하는 방식을 이용한 것이다. 연속적인 나염에 활용되는 로터리 스크린 나염은 통상 원통형의 얇은 금속판으로 된 드럼이 사용되고 이 드럼에는 수 많은 기공이 있다. 로터리 스크린 드럼에 무늬를 넣는 방법으로는 현재 필름을 이용한 감광법과 CO₂-레이저빔을 이용한 방법이 있다.

이들 두 가지 방법에 대한 공정이 제1도에 나타나 있다. 도면에서 A는 CO₂-레이저빔법에 따른 제판 공정을 나타내고, B는 필름 감광에 의한 제판 공정을 나타낸다. 상기 두 방법은 각각 장단점을 갖고 있는데, CO₂-레이저빔을 이용한 제판법은 필름 감광에 의한 제판법에 비해 다음 표1에 나타난 바와 같은 장단점이 있다.

필름 감광에 의한 제판법에 필요한 필름 제작 공정은 CAD(computer-aided design)에서 도안된 무늬를 필름 제작기에서 필름에 감광시켜 현상하는 작업을 요한다. 이 공정에는 고가의 필름과 필름 제작기가 필요하고 시간이 많이 소모된다는 문제가 있다.

한편, CO₂-레이저빔 제판법에서는 높은 펄스 주파수를 낼 수 있는 CO₂레이저빔을 이용하여 무늬를 형성하므로, 필름 감광에 의한 제판법에서와 같이 필릉 제작 공정이 필요 없다는 이점은 있으나 고가의 설비 투자를 요하고 이 방법을 통하여 얻어지는 무늬의 해상도가 낮다는 문제가 있다.

좀 더 상세하게는, CO₂레이저빔을 사용할 경우 초점 거리 2.5인치의 짧은 초점의 볼록 렌즈를 사용하여 초점을 맞추더라도 초점 크기를 1000m 이하로 만들기 어렵고, 사용되는 렌즈의 초점 거리가 짧은 관계로 초점 심도가 작아 특히 로터리 스크린이 회전시 발생되는 작은 진동에 의해서도 초점의 위치가 쉽게 변경되어 초점의 크기가 심하게 변하게 된다. 따라서 스크린의 표면이 초점 위치에 고정되도록 소위 진동 감쇄 장치라는 복잡한 장치를 구비해야만 한다. 그런데 이러한 장치는 고가이므로 장비 가격을 상승시킬 뿐 아니라 사용하기도 불편한 것이다

본 발명의 목적은 상기한 종래 제판방법들이 갖는 문제점을 감안하여, 필름 제작 공정이 필요 없으면서도, 고가의 설비 투자를 요하지 않고 해상도가 높은 무늬 를 얻을 수 있는 신규하고 용이한 스크린 제판방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기한 스크린 제판방법을 효율적으로 수행할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것으로, 이는 장비의 가격이 저렴하고 사용이 용이하며 로터리 스크린을 포함한 스크린의 제판뿐 아니라 사용된 스크린의 재생 장치로도 사용될 수 있는 것이다.

제1도는 종래의 방법에 따른 로터리 스크린의 제판방법을 나타내는 공정도로서 A)는 CO₂-레이저빔을 이용한 제판방법에 대한 것이고, B)는 필름 감광에 의한 제판 방법에 대한 것이다.

제2도는 아르곤 이온 레이저빔에 있어서, 파장, 초점거리, 초점직경 및 초점심도의 상관 관계를 나타내는 도면이다.

제3도는 본 발명의 방법에 따라 자외선 레이저빔을 이용한 스크린 제판방법을 나타내는 공정도이다.

제4도는 본 발명의 방법에 따라 스크린을 제판하기 위해 고안된 장치를 모식적으로 나타내는 도면이다.

제5도는 제4도의 구성 요소 중에서 빔 이송 및 초점 형성을 위한 장치에 대한 상세도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

4 : 빔 이송 및 초점 형성 장치 7 : 아르곤 이온 레이저빔

9 : 플렛 스크린 12 : 로터리 스크린

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 설정된 도안에 따라 무늬를 생성하기 위한 스크린 상에 광경화성 수지를 코팅하는 단계; 상기 광경화성 수지를 설정된 도안에 따라 자외선 레이저빔으로 경화시키는 단계; 상기 스크린을 세정하는 단계; 및 상기 광경화성 수지를 재경화하는 단계를 포함하는 스크린의 제판방법을 제공한다.

특히, 스크린 상에 코팅된 광경화성 수지를 설정된 무늬에 따라 경화시키기 위한 상기 자외선 레이저빔으로는 아르곤 이온 레이저빔 또는 헬륨카드뮴 레이저빔이 바람직하게 사용될 수 있다.

또한 상기 스크린으로는 연속적으로 무늬를 형성할 수 있는 로터리 스크린뿐 아니라 단속적으로 무늬를 형성할 수 있는 플렛 스크린 모두에 적용될 수 있다.

그리고 상기 스크린은 사용후, CO₂레이저빔을 광경화성 수지의 경화를 위해 사용한 경우와 마찬가지로 CO₂레이저빔을 이용하여 스크린 전면적의 수지를 태우는 것으로 재생하여 사용할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적은 스크린 상의 광경화성 수지를 경화시키기 위한 자외선 레이저빔 발생장치; 설정된 도안에 따라 상기 자외선 레이저빔의 경로를 차단 또는 개방해 주는 A/O 모듈레이터; 상기 레이저빔을 스크린 상에서 이송하고 초점을 형성하기 위한 빔 이송 및 초점 형성 장치; 및 광경화성 수지가 코팅되고 설정된 무늬를 형성하기 위한 스크린;을 포함하는 스크린의 제판장치에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 상기 스크린의 제판장치에서는 사용되는 자외선 레이저의 초점 크기도 작고 초점 심도도 크기 때문에 상기 스크린의 표면이 초점의 위치에 고정되도록 하기 위한 진동감쇄 장치가 없어도 높은 해상도를 갖는 무늬를 얻을 수 있다.

상기 스크린으로서는 연속적으로 무늬를 형성할 수 있는 로터리 스크린이 용이하게 적용될 수 있는데, 이 때는 CO₂레이저빔 발생장치가 더 구비되어 자외선 레이저빔과 CO₂레이저빔을 초점 수령 장치에 순차적으로 적용하는 것에 의해 무늬를 형성하는 기능과 스크린 재생 기능을 동시에 수행할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이 경우, 상기 CO₂레이저빔 발생장치에 이어서 레이저빔 유도용 거울을 필요한 개수만큼 더 구비하여 레이저빔의 조사 방향을 원하는 방향으로 유도할 수 있다.

또한 상기한 제판장치에는 단속적으로 무늬를 형성할 수 있는 플렛 스크린을 더 구비시킬 수 있는데, 이 경우 상기 A/O 모듈레이터에 연속하여 빔 스위칭 박스를 구비하여 상기 A/O 모듈레이터로부터의 레이저빔이 이에 의해 반사되고, 이후 거울조절장치를 더 구비하여 이를 통하여 상기 반사된 빔이 상기 플렛 스크린으로 조사될 수 있도록 하는 것에 의해, 상기한 레이저빔이 필요에 따라 로터리 스크린 또는 플렛 스크린에 조사될 수 있도록 하는 것이 가능하다.

이 경우, 상기 레이저빔을 연속적인 무늬를 형성하기 위한 로터리 스크린 상에 조사하기를 원한다면 상기 자외선 레이저빔이 상기 빔 스위칭 박스를 통과하도록 설계하면 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 CO₂레이저빔 대신에 자외선 레이저빔을 제판에 사용하면 CO₂레이저빔을 사용한 경우에 나타나는 여러 가지 단점을 극복할 수 있다. 이는 자외선 레이저빔을 사용하는 경우 초점크기가 작기 때문에 미세한 점을 나타낼 수 있고 스크린이 고속 회전시 발생되는 진동 문제에 대해서도 크게 영향을 받지 않기 때문이다.

제2도에는 자외선 레이저빔의 예로서 아르곤 이온 레이저(주로 351nm의 파장영역)를 이용하여 광경화성 수지를 경화시키는 방법을 채택할 경우, 파장, 초점거리, 초점직경 및 초점심도의 상관 관계를 나타내었다. 도면에서, L은 초점렌즈, λ는 파장, F는 초점거리, b는 초점심도, ω₁은 빔직경, ω₂는 초점직경을 나타내며, ω₂및 b는 다음 계산 식에 따라 얻을 수 있다.

하기 표 2에 CO₂레이저빔과 아르곤 이온 레이저빔의 각 데이터를 비교하여 나타내었다.

상기 표 2에 나타난 바와 같이 동일한 초점직경 112㎛를 얻기 위해 아르곤 이온 레이저빔에서는 F=25Bmm의 긴 초점렌즈를 사용한 경우, CO₂레이저빔에서는 F=63.5mm의 짧은 초점 렌즈를 사용하는 경우의 초점직경과 거의 같은 초점직경을 얻을 수 있다 이 때 초점심도는 CO₂레이저빔의 경우 b=483㎛인데 반해 아르곤 레이저빔의 경우 이보다 약 30배가 큰 b=14,324㎛에 달한다. 이는 아르곤 이온 레이저빔을 사용하면 로터리 스크린이 고속 회전시 발생되는 진동에 의해서도 그다지 영향을 받지 않고 해상도가 높은 무늬를 형성할 수 있다는 것을 의미한다.

제3도에는 본 발명의 방법에 따라 자외선 레이저빔을 이용한 스크린 제판방법에 대한 공정도를 나타내었다. 스크린은 로터리 스크린이나 플렛 스크린 어느 것에나 적용될 수 있다. 먼저, 스크린 상에 광경화성 수지를 코팅한다. 설정된 도안, 예컨대 CAD 도안에 따라 자외선 레이저빔을 조사하여 상기 수지를 선택적으로 경화시킨다. 이후 스크린을 세정하여 경화된 수지를 제거하여(선택되는 수지의 종류에 따라 경화되지 않은 수지가 제거될 수도 있다) 얻고자 하는 무늬에 따라 염료가 공급되어야 할 곳에는 스크린의 기공을 남겨 놓고 염료가 공급되지 말아야 할 곳은 기공이 차폐되도록 한다. 세정후 이를 최종적으로 경화하면 스크린의 제판이 완료되는 것이다. 제판된 스크린을 사용하여 직물에 원하는 무늬를 형성하고 사용이 완료된 스크린은 CO₂레이저빔을 이용하여 수지를 태움으로써 재생하여 다시 사용하도록 한다.

제4도는 본 발명의 방법에 따라 스크린을 제판하기 위해 고안된 바람직한 장치를 모식적으로 나타내었으며, 제5도는 제4도의 구성 요소 중에서 빔 이송 및 초점 형성을 위한 장치를 상세히 나타내었다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 제판 장치의 작동을 설명하기로 한다.

점선으로 표시된 영역중 A영역은 로터리 엔그레이빙 장치로서 로터리 스크린의 제판을 위한 장치를, B영역은 플렛 스크린 장치로서 플렛 스크린의 제판을 위한 장치를 각각 나타낸다. 먼저, 4영역의 로터리 엔그제이빙 장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.

자외선 레이저빔으로서 아르곤 이온 레이저빔 발생장치(7)로부터 발생된 레이저빔은 A/O 모듈레이터(6)를 거쳐 빔 스위칭 박스(5)를 통과하게 된다. 이후 로터리 엔그레이빙용 회전장치(3)의 빔 이송 및 초점 형성 장치(4)를 거쳐 로터리 스크린(12)의 표면에 초점이 맺히게 된다. 로터리 스크린(12) 상에는 광경화성 수지가 코팅되어 있고 이는 약 1200rpm 정도의 고속으로 회전한다. 로터리 스크린(12)의 표면에 무늬를 형성하기 위해서는 콘트롤러(11)가 CAD 데이터(10)를 로터리 스크린(12)의 회전 위치와 연계시켜 A/O 모듈레이터(6)를 작동시켜 시간에 따른 빔의 경로를 차단 또는 개방함으로써 드럼 표면에 도포된 광경화성 수지를 무늬에 따라 선별적으로 경화시키게 된다. 이후 세정 및 재경화를 통해 스크린 제판을 완료한다.

사용하고 난 스크린을 재생할 때, 즉, 드럼 표떤에 도포된 수지를 없애고자 할 때는 CO₂레이저빔(1)을 이용하는데, 이는 적절한 수의 레이저빔 유도용 거울(2)에 의해 반사되어 빔 이송 및 초점 형성 장치(4)를 통해 스크린 표면으로 전송된다. 빔은 드럼 표면에 수렴되고 도포된 수지는 빔에너지에 의해 모두 제거된다. 이후, 스크린은 재사용할 수 있는 것이다.

즉, 본 발명의 제판장치는 CO₂레이저빔 발생장치를 더 구비하는 것에 의해 자외선 레이저빔과 CO₂레이저빔으로 초점 수렴 장치를 순차적으로 활용하는 것에 의해 무늬를 형성하는 기능과 스크린 재생 기능을 동시에 수행할 수 있는 것이다.

다음, B영역의 플렛 스크린 장치를 설명하기로 한다. 아르곤 이온 레이저빔 발생장치(7)는 필요에 따라 A영역 또는 B영역에 순차적으로 사용될 수 있다. 아르곤 이온 레이저빔 발생장치(7)에서 발생된 빙은 A/O 모듈레이터(6)를 거쳐 빔 스위칭 박스(5)에서 거울에 의해 90°꺾여 거울 조절장치(8)로 입사된다. 여기서 빔은 상, 하, 좌, 우로 주사되어 플렛 스크린(9) 상에 조사된다. 설정된 무늬는 A/O 모듈레이터(6)와 거을 조절장치(8)를 CAD 정보에 따라 작동시키는 것으로 플렛 스크린(9) 상에 빔을 조사하여 광경화성 수지를 선택적으로 경화시키고 이후 세정 및 재경화시킴으로써 얻도록 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 장치는 자외선 레이저빔을 필요에 따라 로터리 엔그레이빙 장치 또는 플렛 스크린 제판장치에도 활용함으로써 레이저 사용의 가동률을 높여 효율의 극대화를 꾀할 수 있게 된다.

그리고, 특히 로터리 스크린의 경우 회전시 발생되는 진동 문제에 있어서도, 자외선 레이저빔이 초점크기도 작고 초점심도도 크기 때문에, 스크린의 표면이 초점의 위치에 고정되도록 하기 위한 별도의 진동감쇄 장치를 요하지 않고도 높은 해상도의 무늬를 얻을 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 방법에 의하면 필름 제조 공정이 없기 때문에 제판이 용이할 뿐 아니라 제판 시간이 단축되며 CO₂레이저빔을 사용한 스크린의 제판방법이 가지고 있는 단점들을 극복할 수 있게 된다. 또한 스크린 제판을 위한 장비의 가격이 절감되고 본 발명의 방법에 따라 제조된 스크린으로 나염하면 해상도가 높은 무늬를 얻을 수 있다.

이상, 본 발명을 첨부된 도면에 의해 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 이에 의해 제한되는 것은 아니고, 당업자의 통상적인 범위 내에서 그 변형이나 개량이 가능하다.

Claims (13)

1. 설정된 도안에 따라 무늬를 생성하기 위한 스크린 상에 광경화성 수지를 코팅 하는 단계; 상기 광경화성 수지를 설정된 도안에 따라 자외선 레이저빔으로 경화시키는 단계; 상기 스크린을 세정하는 단계; 및 상기 광경화성 수지를 재경화하는 단계를 포함하는 스크린의 제판방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 자외선 레이저빔이 아르곤 이온 레이저빔 또는 헬륨카드뮴 레이저빔인 것을 특징으로 하는 스크린의 제판방법.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 스크린이 연속적으로 무늬를 형성할 수 있는 로터리 스크린 또는 단속적으로 무늬를 형성할 수 있는 플렛 스크린인 것을 특징으로 하는 스크린의 제판방법.
4. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 스크린은 사용후 CO₂레이저를 이용하여 전면적을 태우는 것으로 재생할 수 있는 것을 특징으로 하는 스크린의 제판방법.
5. 스크린 상의 광경화성 수지를 경화시키기 위한 자외전 레이저빔 발생장치; 설정된 도안에 따라 상기 자외선 레이저빔의 경로를 차단 또는 개방해 주는 A/O 모듈레이터; 상기 레이저빔을 스크린 상에서 이송하고 초점을 형성하기 위한 빔 이송 및 초점 형성 장치; 및 광경화성 수지가 코팅되고 설정된 무늬를 형성하기 위한 스크린;을 포함하는 스크린의 제판장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 자외선 레이저빔이 아르곤 이온 레이저빔 또는 헬륨카드뮴 레이저빔인 것을 특징으로 하는 스크린의 제판장치.
7. 제5항 또는 6항에 있어서, 상기 제판장치에 상기 스크린의 표면이 초점의 위치에 고정되도록 하기 위한 진동감쇄 장치가 없는 것을 특징으로 하는 스크린의 제판장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 스크린이 연속적으로 무늬를 형성할 수 있는 로터리 드럼인 것을 특징으로 하는 스크린의 제판장치.
9. 제5항 또는 8항에 있어서, CO₂레이저빔 발생장치가 더 구비되어 자외선 레이저빔과 CO₂레이저빔을 초점 수렴 장치를 순차적으로 활용하는 것에 의해 무늬를 형성하는 기능과 스크런 재생 기능을 동시에 수행할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 스크린의 제판장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 CO₂레이저빔 발생장치 이후에 레이저빔 유도용 거울이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 스크린의 제판장치.
11. 제5항 또는 6항에 있어서, 상기 장치에 단속적으로 무늬를 형성할 수 있는 플렛 스크린이 더 구비된 것을 특징으로 하는 스크린의 제판장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 A/O 모듈레이터에 연속하여 빔 스위칭 박스가 구비되어 상기 A/O 모듈레이터로부터의 레이저빔이 이에 의해 반사되고, 이후 거울조절 장치가 더 구비되어 이를 통하여 상기 반사된 빔이 상기 플렛 스크린으로 조사되는 것을 특징으로 하는 스크린의 제판장치.
13. 제12항에 있어서, 상기 스크린이 연속적인 무늬를 형성하기 위한 로터리 스크린이고, 상기 자외선 레이저빔이 상기 빔 스위칭 박스를 통과하도록 된 것을 특징으로 하는 스크린의 제판장치.