KR100414256B1 - 레이저를 이용한 스팽글지의 제조방법 및 그 가공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 의류나 장식지 등으로 사용되는 원단에 광택성 재료인 스팽글을 부착시키는 방법 및 그 가공장치에 관한 것으로, 보조필름상에 보조접착층과, 채색 및 알루미늄 진공 증착층, 스팽글 필름층, 열용융 접착층을 순차적으로 적층하여 구성한 스팽글용 필름을 연속적으로 공급하면서 레이저에 의해 최상면의 열용융 접착층으로 부터 채색 및 알루미늄 진공 증착층까지만 원하는 모양으로 절개하는 레이저 절개공정과; 부분절개된 스팽글용 필름을 모터에 의해 작동하는 가압 및 이송롤러로 이송하여 레이저로 절개된 모양만을 남긴 스팽글 부착필름과, 폐기용 필름으로 분리하여 롤러에 권취하는 분리공정과; 스팽글 부착필름과 섬유원단을 함께 가압롤러와 가열롤러에 통과시켜 스팽글을 원단에 열용융하여 부착시키는 부착공정과; 스팽글이 부착된 원단과 보조필름을 냉각기로 냉각하여 각각 권취시키는 분리권취공정으로 이루어지고, 이와 같은 공정을 수행할 수 있는 장치를 제공하므로서, 스팽글의 표면이 평활하고 견고하여 광택성과 내구성이 높으며, 복잡한 모양의 스팽글 제조가 가능하고, 빠른시간내에 다량의 스팽글을 제작하여 원단에 부착할 수 있어 생산성을 극대화 하면서도 불량률을 최소화 할 수 있는 것이다.

Description

레이저를 이용한 스팽글지의 제조방법 및 그 가공장치{Menufacfuring method of spangling cloth using laser and processing device thereof}

본 발명은 의류나 장식지 등으로 사용되는 원단에 광택성 재료인 스팽글(Spangle)을 부착시키는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 사용자가 원하는 스팽글 모양을 레이저를 이용하여 절단하고, 이를 원단에 열용융하여 접착하므로서, 복잡한 모양을 보다 쉽게 제작할 수 있으며, 생산성을 극대화 하고, 불량률을 최소화 할 수 있는 레이저를 이용한 스팽글지의 제조방법 및 그 가공장치에 관한 것이다.

종래에 다양한 모양의 스팽글을 원단에 부착시에는 포일 프린트(Foil Print)방식과 자수기를 응용하여 금형으로 미리 만든 스팽글(Spangle)을 실로 재봉하여 부착시키거나, 전용 스팽글 머신을 이용하여 열용융 접착제에 열을 가하여 부착하였다.

그러나 상기와 같은 방식 중 포일 프린트 방식은 포일 중에 도료층 만을 접착제를 이용하여 원단쪽으로 전사되게 하므로서 스팽글의 광택이 현저히 떨어지며 표면의 강도가 약하여 쉽게 표면이 손상되고, 표면이 거칠 뿐만 아니라 접착제 도포용 인쇄드럼이 필요하여 근래의 추세인 다품종 소량생산에 대응이 어려운 문제점이 있으며,

미리 만들어 놓은 스팽글을 자수기나 열용융 접착제로 부착하는 방법은 스팽글의 크기가 비교적 크고 모양이 일정하여 해상도가 저하되며 복잡한 문양을 정밀하게 나타내는 것이 불가능하며, 고가의 금형을 사용하므로서 모양의 변경이 어렵고 비경제적이며 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

이산화탄소 레이저를 이용하여 스팽글용 필름을 사용자가 원하는 모양으로 부분절개하여 원단에 부착할 스팽글이 부착될 스팽글 부착 필름과 폐기용 필름으로 분리하는 스팽글 가공장치와. 스팽글 부착필름에 부착된 스팽글을 원단에 열용융하여 부착하는 원단가공장치로 구성하므로서, 스팽글의 표면이 평활하고 견고하여 광택성과 내구성이 높으며, 복잡한 모양의 스팽글 제조가 가능하고, 빠른시간내에 다량의 스팽글을 제작하여 원단에 부착할 수 있어 생산성을 극대화 하면서도 불량률을 최소화 할 수 있는 레이저를 이용한 스팽글지의 제조방법 및 그 가공장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

도 1 은 본 발명의 스팽글 가공장치를 도시한 개략도.

도 2 는 본 발명의 스팽글 부착원단 제조장치를 도시한 개략도.

도 3 은 본 발명의 레이저 발생장치를 도시한 블럭도.

도 4 는 본 발명 제조장치의 레이저 발생장치부를 상세히 도시한 사시도.

도 5 는 본 발명에 의해 스팽글용 필름이 가공되는 상태를 도시한 실시예도.

도 6 은 본 발명에 의해 스팽글용 필름이 분리되는 상태를 도시한 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 레이저 발생장치 2 : 스캔헤드

3 : 레이저광 4 : 스팽글용 필름

5 : 필름장력 조절장치 6 : 모터

7 : 필름이송롤러 8 : 가압롤러

9 : 가압실린더 10 : 장력유지롤러

11 : 분리롤러 12 : 폐기용 필름

13 : 스팽글 부착필름 14 : 섬유원단

15 : 가압실린더 16 : 가압롤러

17 : 가열롤러 18 : 구동롤러

19 : 냉각기 20 : 구동모터

21 : 분리롤러 22 : 보조필름

23 : 스팽글지 25 : 가변초점 조절장치

26 : 스캐너 27 : 반사경

28 : 열용융 접착층 29 : 스팽글 필름층

30 : 채색 및 알루미늄 진공 증착증

31 : 보조 접착층 32 : 장착롤러

33 : 권취롤러

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 스팽글 가공장치를 도시한 개략도, 도 2 는 본 발명의 스팽글 부착원단 제조장치를 도시한 개략도이다.

우선 본 발명의 제조공정을 살펴보면, 보조필름상에 보조접착층과, 채색 및 알루미늄 진공 증착층, 스팽글 필름층, 열용융 접착층을 순차적으로 적층하여 구성한 스팽글용 필름을 연속적으로 공급하면서 레이저에 의해 최상면의 열용융 접착층으로 부터 채색 및 알루미늄 진공 증착층까지만 원하는 모양으로 절개하는 레이저 절개공정과;

부분절개된 스팽글용 필름을 모터에 의해 작동하는 가압 및 이송롤러로 이송하여 레이저로 절개된 모양만을 남긴 스팽글 부착필름과, 폐기용 필름으로 분리하여 롤러에 권취하는 분리공정과;

스팽글 부착필름과 섬유원단을 함께 가압롤러와 가열롤러에 통과시켜 스팽글을 원단에 열용융하여 부착시키는 부착공정과;

스팽글이 부착된 원단과 보조필름을 냉각기로 냉각하여 각각 권취시키는 분리권취공정으로 이루어 지는 것이다.

한편, 상기 공정중 일정한 모양의 스팽글이 다수 부착된 필름과, 폐기용 필름으로 분리하여 롤러에 권취하는 분리 공정을 마친 후,

스팽글 부착필름을 일정한 크기의 낱장으로 다수절단하는 절단공정을 포함하여 제조하므로서, 원단에 스팽글을 열용융하여 부착하는 별도의 부착장치를 거치지 않고도 다른 열발생 기구를 이용하여 원단에 스팽글을 부착할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같은 제조방법에 사용되는 제조장치는, 반사경(27)과 스캐너(26), 가변조절장치(25)로 구성된 레이저 발생장치(1)와; 스팽글용 필름 장착롤러(32)와; 스팽글용 필름 장착롤러(32)와 연결된 필름장력 조절장치(5)와; 모터(6)에 의해 회전하면서 필름을 강제이송하는 필름이송롤러(7) 및 가압실린더(9)가 구비된 가압롤러(8)와; 스팽글 부착필름(13)과 폐기용 필름(12)를 분리하는 분리롤러(11)와; 분리된 필름(12)(13)을 각각 권취하는 권취롤러(33)로 구성된 스팽글 가공장치와;

스팽글 부착필름(13)과 섬유원단(14)을 각각 장착하는 장착롤러(32)와; 구동모터(18)에 의해 회전하는 가열롤러(17)와; 가열롤러(17)에 밀착되고 가압실린더(15)가 구비된 가압롤러(16)와; 가열된 원단을 냉각시키는 냉각기(19)와; 스팽글이 부착된 섬유원단(14)과 보조필름(22)을 각각의 권취롤러(33)에 권취시키는 분리롤러(21)와; 이를 구동시키는 구동모터(20)로 구성된 스팽글 부착장치로 구성한 것이다.

이하, 본 발명의 작용을 살펴본다.

우선 본 발명의 제조방법 및 장치를 이용하여 스팽글지를 생산코저 할 때에는 우선, 도 5의 도시와 같이 보조필름(22) 상에 보조접착층(31),채색 및 알루미늄 진공 증착층, 스팽글 필름층(29),열용융 접착층(28)을 적층하여 구성된 스팽글용 필름(4)을 스팽글 가공장치의 장착롤러(32)에 장착한 후 장치를 작동시킨다.

장착롤러(32)에 장착된 스팽글용 필름(32)은 필름장력 조절장치(5)에 의해 적당한 장력이 유지되면서 모터(6)의 작동에 의해 회전하는 필름이송롤러(7)와 가압롤러(8)에 의해 레이저 발생장치(1)의 스캔헤드(2) 측으로 이동한다.

스팽글용 필름(4)이 스캔헤드(2)를 통과하면서 스캔헤드(2)로부터 방광되는 레이저광(3)에 의해 도 5의 도시와 같이 열용융 접착층(28) 부터 진공 증착층(30)까지만 원하는 모양으로 절개된다.

이와 같이 절개된 스팽글용 필름(4)은 분리롤러(11)에 의해 도 6의 도시와 같이 원단에 부착할 스팽글이 부착된 필름(13)과 폐기용 필름(13)으로 분리되어 각각의 권취롤러(33)에 권취되는 것이다.

스팽글 부착필름(13)과 선유원단(14)을 원단 가공장치의 장착롤러(32)에 각각 장착시킨 후 장치에 전원을 인가하면 구동모터(18)(20)들이 작동하고,섬유원단(14)과 스팽글 부착필름(13)이 면접되어 가압롤러(16)와 가열롤러(17)사이를 통과한다.

이때 스팽글 부착필름(13)의 스팽글 부착면이 섬유원단(14)면과 면접되어 가열롤러(17) 및 가압롤러(16)를 통과하므로 열과 압력에 의해 스팽글의 열용융 접착층(28)이 용융되면서 섬유원단(14)에 부착되는 것이다.

이와 같이 섬유원단(14)과 스팽글 부착필름(13)이 가압롤러(16) 및 가열롤러(17)를 통과하게 되면 가열롤러(17)에 가열된 섬유원단(14)과 스팽글 부착필름(13)을 냉각기(19)로 냉각시킨다.

냉각된 섬유원단(14)과 스팽글 부착필름(13)은 각각의 분리롤러(21)에 의해 권취롤러(33)에 권취 되는 데, 이때 스팽글의 열용융 접착층(28)과 섬유원단(14)간의 접착력이 보조접착층(31)과 보조필름(22)간의 접착력보다 크므로 스팽글이 스팽글 부착필름(13)으로 부터 분리되어 섬유원단(14)에 부착되는 것이다.

이하, 본 발명의 각 구성원의 작용 및 작동 원리를 살펴본다.

광택성 문양을 이루는 필름의 재재로는 두께 수십㎛의 폴리에스터 등 고분자 화합물에 수 ㎛ 두께의 채색층을 넣거나, 필름에 알루미늄을 진공 증착하고 홀로그램 무늬를 넣은 후 채색층을 넣어 광 반사 효과를 얻을 수 있는 재질로 되어 있다.

본 발명에서 필름을 표현코자하는 문양의 형태로 절단하여 스팽글을 만드는 방법은 이산화탄소 레이저를 사용하였는데 발진 파장이 10.6㎛로 원적외선 영역인 이산화탄소 레이저의 경우 가시광선의 투과여부에 관계없이 고분자 화합물에 흡수가 뛰어나 가공효율이 매우 높다.

집광렌즈에 의해 작은 면적에 집광된 레이저광이 조사된 부분의 온도는 급격히 증가하여 피가공 재료를 순간적으로 기화시켜 제거하므로서 절단하게 되는 것이다.

특히 레이저는 고도의 에너지 광이므로 고속가공이 가능하며 저 입열로써 주변의 열변형이 방지되며 출력의 강도와 시간을 정밀하게 제어할 수 있슴으로써 고정밀도로 미세 가공이 가능한 것이다.

특히, 가공의 속도를 높이기 위해 운동부의 관성을 최소화 시킨 Galvanometer 방식의 스캔헤드(Scan head)를 사용하여 가공의 속도를 획기적으로 높일 수 있었다.

도 4 는 일반적인 Galvanometer 방식의 스캔헤드의 모습이며 동작원리는 다음과 같다.

레이저 발생장치(1)에서 출력된 레이저광(3)은 초점거리가 가변되는 가변초점 조절장치(25)를 거쳐 2개의 Galvanometer 스캐너에 부착된 반사경에 반사되어 평면에 연속적으로 초점을 맺게 된다.

이때, Galvanometer 스캐너의 회전각도에 따라 초점의 위치가 달라지나 가변초점 조절장치(25)에 의해 항상 같은 평면위에 초점이 위치하며 스캐너의 회전각도는 입력된 데이터에 의해 결정된다.

레이저 발생장치(1) 및 스캐너의 제어관계는 도 3의 도시와 같다.

본 발명에서 사용되는 레이저 발생장치(1)는 RF 여기 방식의 가스밀폐형으로출력의 조절과 레이저광의 발생과 정지가 쉽게 조절된다.

스팽글 절단장치의 주요부는 다수의 이산화탄소 레이저 발생장치(1)와 스캔헤드(2)로 구성되어지며, 레이저는 RF 여기 방식의 전원장치와 밀폐형의 공진기로 되있으며 초점이 조정되는 가변초점 렌즈와 2개의 Galvanometer 스캐너(26) 축에 연결된 가동 반사경(27)으로 구성된 스캔헤드(2)를 통해서 스팽글용 필름위에 초점을 맺게되는 것이다.

스캐너의 반사경(27)은 질량이 적어 관성이 적으므로 고속의 운동이 가능하다.

사용자에 의해서 원하는 문양을 보편화된 드로윙(drawing)소프트웨어를 사용하여 도안하고, 이를 스캔헤드 구동용 프로그램에서 백터(vector) 스캔 형식으로 변환하여 가동거울과 가변초점렌즈를 움직여서 필름을 절단하게된다.

이때, 가변초점렌즈는 레이저광이 항상 필름표면에 초점이 맺히도록 자동으로 초점거리를 조절한다.

여러대의 레이저 발생장치와 스캔헤드가 결합된 장치를 나란히 놓아서 원단의 폭과 같은 넓이의 필름을 절단할 수 있도록 하며 각각의 절단폭은 약간씩 겹치도록 하여 문양이 연결되도록 한다.

스팽글의 재료가되는 스팽글용 필름(4)은 스팽글이 될 필름과 절단된 스팽글의 상대적인 위치를 유지시켜 주기 위한 보조필름을 접착력이 적당한 접착층으로 합지시켜 놓은 것으로 적당한 장력을 유지하기 위해 전자식 브레이크로 구성된 필름장력 조절장치(5)에 밸트로 연결되어 있다.

콘트롤러에 의해 정밀하게 제어되는 서보 모터(6)에 의해 구동되는 필름구동롤러(7)와 가압 실린더(9)에 의해서 가압되는 롤러(8)에 의해서 이송되는 필름은 레이저광(3)에 의해서 PC에 입력된 디자인으로 절단된다.

이때, 레이저의 출력 파라미터와 필름의 이송속도를 조절하여 스팽글용 필름층만이 절단되도록 조절한다.

필름의 이송은 문양의 종류에 따라 단속적 또는 연속적인 이송을 하게된다.

입력된 문양은 일정한 크기를 가지게 되므로 계속 반복작업을 하면 일정한 간격으로 같은 문양이 반복적으로 절단되어진다.

필름장력 유지롤러(10)는 필름을 항상 팽팽하게 유지시키기 위한 롤러로써, 스프링에 의해 탄지되어 있다.

정단된 필름은 분리롤러에 의해서 스팽글로 사용되는 부분과 여백부분으로 분리되어 권취 되는 것이다.

분리되어 권취된 스팽글 부착필름(13)은 보조필름위에 레이저에 의해 절개된 스팽글이 부착되어 있는 상태로 열용융 접착제가 도포된 부분이 상측을 향하게 하고 그 상면에 섬유원단(14)을 면접시키는 것이다.

보조필름에 스팽글이 부착된 스팽글 부착필름(13)과 섬유원단(14)을 합지하여 압력과 열을 가하게 되면 보조필름 상에 부착되어 있던 스팽글이 섬유원단(14)에 부착되어 각각의 권취롤러(33)에 권취되는 것이다.

가열된 한 쌍의 롤러(16)(17)사이에서 원단(14)과 압착되어진 스팽글을 열용융 접착제에 의해 원단에 부착하고 냉각과정을 거친 후 다시 원단과 보조필름을 분리하면 열용융 접착제 보다 상대적으로 접착력이 낮은 보조필름과의 사이에서 분리가 일어나고 이를 각각 다시 권취하면 스팽글의 문양과 재질에 따라 화려한 색상과 광택이 있는 정밀한 고아택지를 얻을 수 있게 된다.

상기와 같이 본 발명은 의복 및 기타용도의 원단의 표면에 고 광택성 색상이나 광반사 효과를 내는 스팽글을 금형을 사용하지 않고도 자유로운 모양으로 절단하여 일괄적으로 부착하므로서, 기존의 방법으로는 불가능하였던 정밀한 문양을 경제적으로 원단에 붙여 넣을 수 있게 되었다.

상기와 같이 본 발명은 이산화탄소 레이저를 이용하여 스팽글용 필름을 사용자가 원하는 모양으로 부분절개하여 원단에 부착할 스팽글이 부착될 스팽글 부착 필름과 폐기용 필름으로 분리하는 스팽글 가공장치와. 스팽글 부착필름에 부착된 스팽글을 원단에 열용융하여 부착하는 원단가공장치로 구성하므로서, 스팽글의 표면이 평활하고 견고하여 광택성과 내구성이 높으며, 복잡한 모양의 스팽글 제조가 가능하고, 빠른시간내에 다량의 스팽글을 제작하여 원단에 부착할 수 있어 생산성을 극대화 하면서도 불량률을 최소화 할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 보조필름상에 보조접착층과, 채색 및 알루미늄 진공 증착층, 스팽글 필름층, 열용융 접착층을 순차적으로 적층하여 구성한 스팽글용 필름을 연속적으로 공급하면서 레이저에 의해 최상면의 열용융 접착층으로 부터 채색 및 알루미늄 진공 증착층까지만 원하는 모양으로 절개하는 레이저 절개공정과;

   부분절개된 스팽글용 필름을 모터에 의해 작동하는 가압 및 이송롤러로 이송하여 레이저로 절개된 모양만을 남긴 스팽글 부착필름과, 폐기용 필름으로 분리하여 롤러에 권취하는 분리공정과;

   스팽글 부착필름과 섬유원단을 함께 가압롤러와 가열롤러에 통과시켜 스팽글을 원단에 열용융하여 부착시키는 부착공정과;

   스팽글이 부착된 원단과 보조필름을 냉각기로 냉각하여 각각 권취시키는 분리권취공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 레이저를 이용한 스팽글지의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   일정한 모양의 스팽글이 다수 부착된 필름과, 폐기용 필름으로 분리하여 롤러에 권취하는 분리 공정을 마친 후,

   스팽글 부착필름을 일정한 크기 및 형상으로 절단하는 절단공정에 의해 낱장의 스팽글지를 제조함을 특징으로 하는 레이저를 이용한 스팽글지의 제조방법.
3. 반사경(27)과 스캐너(26), 가변조절장치(25)로 구성된 레이저 발생장치(1)와; 스팽글용 필름 장착롤러(32)와; 스팽글용 필름 장착롤러(32)와 연결된 필름장력 조절장치(5)와; 모터(6)에 의해 회전하면서 필름을 강제이송하는 필름 이송롤러(7) 및 가압실린더(9)가 구비된 가압롤러(8)와; 스팽글 부착필름(13)과 폐기용 필름(12)를 분리하는 분리롤러(11)와; 분리된 필름(12)(13)을 각각 권취하는 권취롤러(33)로 구성함을 특징으로 하는 레이저를 이용한 스팽글지의 가공장치.