KR100861972B1

KR100861972B1 - 스탬퍼 부착 장치 및 열 전사 프레스 기계

Info

Publication number: KR100861972B1
Application number: KR1020077013743A
Authority: KR
Inventors: 코지 미요시; 토시야 신타니; 미키오 미노니시
Original assignee: 고마츠 산키 가부시키가이샤; 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2005-12-14
Publication date: 2008-10-07
Also published as: KR20070092966A; JP4469713B2; CN101084102A; WO2006068016A1; CN101084102B; TW200621526A; JP2006175617A; TWI348976B

Abstract

스탬퍼 홀더(23(23A,23B))에 스탬퍼(24(24A,24B))의 전체면에 대응하는 위치에 관통 구멍(231(231A,231B))을 형성한다. 관통 구멍(231(231A,231B))을 연통 홈(232(232A,232B))으로 연통하고, 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))의 양측에 있어서 흡인용 구멍(222(222A,222B))과 연통시킨다. 스탬퍼(24(24A,24B))를 전체면에 걸쳐 흡착하여 유지할 수 있으므로 스탬퍼(24(24A,24B))의 중앙부의 융기를 방지할 수 있다. 또한 스탬퍼(24(24A,24B))가 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))를 통해서 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))에 양호하게 밀착하므로 가열, 냉각 효율을 양호하게 할 수 있다.

Description

스탬퍼 부착 장치 및 열 전사 프레스 기계{STAMPER ATTACHING APPARATUS AND THERMAL TRANSFER PRESS MACHINE}

본 발명은 스탬퍼 부착 장치 및 이 스탬퍼 부착 장치를 구비한 열 전사 프레스 기계에 관한 것이다.

최근, 1차 성형된 수지판에, 미세한 요철면을 갖는 스탬퍼를 가열하여 프레스함으로써, 스탬퍼의 요철 패턴을 수지판 표면에 전사하는 열 전사 프레스 기계가 개발되어 있다(예컨대, 특허문헌1 참조). 이 열 전사 프레스 기계에서는 스탬퍼를 금형에 부착하기 위해서 금형에 에어 통로가 형성되어 있고, 스탬퍼의 주변부를 에어 통로로부터 흡인함으로써 스탬퍼를 금형에 흡착시키고 있다.

그러나, 이 열 전사 프레스 기계에서는 스탬퍼의 주변부를 흡인하고 있으므로 중앙부를 양호하게 흡인할 수 없어 스탬퍼가 떠올라버려 스탬퍼의 중앙부를 충분히 가열할 수 없다. 따라서, 양호한 전사 성능을 얻을 수 없는 경우가 있다. 특히, 열 전사 프레스 기계가 자신 있어 하는 대형의 재료로의 열전사의 경우에는 스탬퍼의 치수도 커지기 때문에 문제는 보다 심각하게 된다.

이 스탬퍼의 융기의 문제를 해결하는 방법으로서 스탬퍼 전체면을 흡인하는 방법이 고려된다. 예컨대, 용융 수지를 사출하여 성형품을 얻는 사출성형기에 있어 서도 미세한 요철이 형성된 스탬퍼를 금형 내에 배치하여 사출성형품의 표면에 요철을 형성하는 경우가 있다. 이와 같은 사출성형기에서는 금형에 있어서 스탬퍼가 배치되는 영역에 등간격으로 관통 구멍이 형성되어 있고, 이들 관통 구멍으로부터 에어를 흡인함으로써 스탬퍼를 금형에 흡착한다(예컨대 특허문헌 2 참조).

[특허문헌1] 일본 특허 공개 2003-1705호 공보(제3쪽, 도 1 및 도 2)

[특허문헌2] 일본 특허 공개 2004-130515호 공보(도 1 및 도 2)

그러나, 이 사출성형기에 있어서는 금형을 가열 또는 냉각하기 위해 금형 내부에 유체 통로가 형성되어 있다. 따라서, 스탬퍼를 흡착하기 위한 관통 구멍은 이들 유체 통로의 형성 위치를 피해서 형성해야만 한다. 즉 반대로, 유체 통로는 관통 구멍의 형성 위치를 피해서 형성되어야만 하기 때문에 충분한 수의 유체 통로를 확보할 수 없어 금형의 가열, 냉각 효율이 나쁘게 되어 버린다는 문제가 있다. 이 때문에, 금형의 가열 또는 냉각에 시간이 걸려 성형의 사이클 타임이 길어져 버린다. 따라서, 이 구조를 열 전사 프레스 기계에 적용하였더라도 가열, 냉각 효율이 나쁘기 때문에 사이클 타임을 짧게 하는 것이 매우 곤란하다.

본 발명의 주목적은 스탬퍼의 융기를 양호하게 방지할 수 있고, 가열, 냉각 효율을 양호하게 할 수 있는 스탬퍼 부착 장치, 및 이 스탬퍼 부착 장치를 구비한 열 전사 프레스 기계를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 스탬퍼 부착 장치는 스탬퍼의 요철 패턴을 기재에 전사하는 열 전사 프레스 기계에 스탬퍼를 부착하는 스탬퍼 부착 장치로서, 열 전사 프레스 기계에 부착됨과 아울러, 스탬퍼를 소정 온도로 조정하는 온도 조절 플레이트와, 온도 조절 플레이트와 스탬퍼 사이에 설치되는 스탬퍼 홀더를 구비하고, 스탬퍼 홀더에는 스탬퍼가 접촉되는 영역 전체에 걸쳐 에어 흡인용의 복수의 관통 구멍이 형성되고, 온도 조절 플레이트 및 스탬퍼 홀더 중 적어도 어느 한쪽에는 관통 구멍에 연통하는 연통로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 스탬퍼 홀더에 관통 구멍이 형성되고, 온도 조절 플레이트 및 스탬퍼 홀더 중 적어도 어느 한쪽에 연통로가 형성되어 있으므로, 연통로 내의 에어를 흡인하면 연통로 및 관통 구멍을 통해서 스탬퍼가 스탬퍼 홀더측에 흡인되어 스탬퍼 홀더에 흡착된다. 이 때, 관통 구멍이 스탬퍼가 접촉되는 영역 전체에 걸쳐 형성되어 있으므로, 스탬퍼 전체면이 스탬퍼 홀더에 흡착되어 스탬퍼의 융기가 방지된다. 또한, 스탬퍼 홀더는 연통로의 에어가 흡인됨으로써 온도 조절 플레이트에 흡착된다. 이것에 의해, 온도 조절 플레이트로부터의 열이 스탬퍼의 중앙부에도 양호하게 전달되어 열 전사 프레스 기계로 프레스를 행한 경우에 스탬퍼의 요철 패턴이 양호하게 기재에 전사된다.

또한, 스탬퍼 홀더에 스탬퍼의 영역 전부에 걸친 관통 구멍이 형성되어 있으므로, 온도 조절 플레이트에는 예컨대 스탬퍼의 중앙부분에 대응하는 위치에 관통 구멍을 형성할 필요가 없다. 따라서, 온도 조절 플레이트의 전체면을 이용하여 스탬퍼의 온도 조정을 행할 수 있게 되므로 스탬퍼의 가열, 냉각 효율이 양호하게 된다. 또한, 예컨대 온도 조절 플레이트의 온도 조정을 유체로 행하고, 온도 조절 플레이트 내부에 유체가 유통되는 유체 통로를 형성할 경우에도, 유체 통로를 회피하면서 관통 구멍을 형성할 필요가 없으므로, 유체 통로를 다수 형성하는 것이 가능하게 되고, 이것에 의해서도 가열, 냉각 효율이 양호하게 된다.

본 발명의 스탬퍼 부착 장치에 있어서, 연통로는 스탬퍼 홀더의 온도 조절 플레이트에 대향하는 면에 형성되는 연통 홈으로 되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 연통로가 연통 홈으로 되어 있으므로, 예컨대 에칭 등의 적절한 방법에 의해 스탬퍼 홀더 표면에 홈을 형성하면 되고, 연통로를 구멍으로 구성하는 경우에 비해서 연통로의 형성이 간단하게 된다. 또한, 연통로가 스탬퍼 홀더의 온도 조절 플레이트에 대향하는 면에 형성되어 있으므로, 스탬퍼에 대향하는 면에는 연통로가 노출되지 않는다. 따라서, 열 전사 프레스 기계에 의해 스탬퍼를 기재에 프레스할 때에도 연통 홈의 형상이 기재에 전사될 우려가 없어 전사의 품질이 양호하게 된다.

본 발명의 스탬퍼 부착 장치에 있어서, 관통 구멍은 거의 등간격으로 배치되고, 연통로는 복수의 관통 구멍을 연통하는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 관통 구멍이 거의 등간격으로 배치되어 있으므로 스탬퍼의 유지 성능이 안정되고, 스탬퍼의 흡착이 확실하게 된다. 또한, 연통로가 복수의 관통 구멍을 연통하므로, 관통 구멍의 수에 대하여 연통로의 수가 적게 되고, 스탬퍼 홀더 및/또는 온도 조절 플레이트의 구성이 간략화되며, 제조가 간단하게 된다.

본 발명의 스탬퍼 부착 장치에 있어서, 온도 조절 플레이트에는 내부에 온도 조정용 유체가 유통되는 유체 통로가 형성되고, 유체 통로가 형성되는 영역의 외측에는 연통로에 연통하는 플레이트 관통 구멍이 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 플레이트 관통 구멍이 유체 통로의 영역 외측에 형성되어 있으므로, 온도 조절 플레이트의 온도 조정에 필요한 유체 통로의 면적이나 치수가 확보된다. 또한 이 경우에도 연통로 및 관통 구멍에 의해 스탬퍼 전체면이 흡착되므로, 온도 조절 플레이트의 성능을 양호하게 확보하면서 스탬퍼가 확실하게 부착된다.

본 발명의 스탬퍼 부착 장치에 있어서, 온도 조절 플레이트의 스탬퍼 홀더에 대향하는 면에는 복수의 연통로와 플레이트 관통 구멍을 연통하는 플레이트 연통 홈이 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 온도 조절 플레이트에 플레이트 연통 홈이 형성되어 있으므로 복수의 연통로가 플레이트 연통 홈에 의해 연통된다. 따라서, 예컨대 스탬퍼의 치수가 크고, 스탬퍼 홀더에 다수의 관통 구멍이 형성되어 있는 경우 등에도, 연통로를 복수 형성하고, 그 연통로의 단부를 플레이트 연통 홈까지 신장함으로써 용이하게 스탬퍼 흡인용 통로를 확보할 수 있다. 또한, 플레이트 연통 홈에 의해 복수의 플레이트 관통 구멍을 연통하면, 플레이트 관통 구멍 내의 공기압을 균일화시킬 수 있어 스탬퍼의 흡인력을 균일화할 수 있다.

본 발명의 열 전사 프레스 기계는 상술한 본 발명의 스탬퍼 부착 장치를 구비한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 열 전사 프레스 기계가 상술한 스탬퍼 부착 장치를 구비하고 있으므로, 상술한 스탬퍼 부착 장치와 동일한 효과가 얻어져 스탬퍼의 중앙부의 융기가 방지되고, 스탬퍼가 열 전사 프레스 기계에 확실하게 부착된다. 따라서, 스탬퍼에 열이 양호하게 전달되므로, 온도 조절이 확실하게 되어 요철 패턴의 전사 성능이 양호하게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 열 전사 프레스 기계의 전체를 나타내는 정면도이다.

도 2는 상기 실시형태에 따른 스탬퍼 부착 장치를 나타내는 정면도이다.

도 3은 상기 실시형태에 따른 스탬퍼 홀더를 나타내는 평면도이다.

도 4는 상기 실시형태에 따른 스탬퍼 홀더의 일부를 나타내는 확대 단면도이다.

도 5는 상기 실시형태에 따른 스탬퍼 홀더의 일부를 나타내는 별도의 확대 단면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1 … 열 전사 프레스 기계 22(22A,22B) … 온도 조절 플레이트

23(23A,23B) … 스탬퍼 홀더 24(24A,24B) … 스탬퍼

222(222A,222B) … 흡인용 구멍(플레이트 관통 구멍)

223(223A,223B) … 플레이트 연통 홈 231(231A,231B) … 관통 구멍

232(232A,232B) … 연통 홈(연통로).

이하, 본 발명의 일실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1에는, 본 발명의 일실시형태에 따른 열 전사 프레스 기계(1)의 정면도가 나타내어져 있다. 본 실시형태에서는, 열 전사 프레스 기계(1)는 기재에 요철 패턴을 열전사함으로써 액정 디스플레이의 백라이트에 이용되는 도광판을 제조하는 것이다.

도 1에 있어서, 열 전사 프레스 기계(1)는 베드(10) 상에 세워 설치되는 4개의 아플라이트(11)(도 1에서는 그 중 2개를 도시)와, 아플라이트(11)의 상면에 설치되는 크라운(12)과, 크라운(12)의 하방에 설치되는 슬라이드(13)와, 슬라이드(13)에 대향하며 베드(10) 상에 배치되는 볼스터(14)와, 슬라이드(13)의 하방에 설치되어 스탬퍼(24(24A))를 부착하는 스탬퍼 부착 장치(20(20A))와, 볼스터(14) 상에 설치되어 스탬퍼(24(24B))를 부착하는 스탬퍼 부착 장치(20(20B))와, 스탬퍼(24(24A,24B))를 구비하고 있다.

크라운(12) 내부에는 슬라이드(13)를 상하 이동시키는 슬라이드 구동 장치가 내장되어 있고, 이 슬라이드 구동 장치에 의해 슬라이드(13)가 상하 이동하면 스탬퍼(24(24A,24B))가 근접 이간되어 스탬퍼(24(24A,24B))의 사이에 배치되는 기재(도시 생략)가 프레스된다.

도 2에는 열 전사 프레스 기계(1)의 스탬퍼 부착 장치(20(20A,20B))가 나타내어져 있다. 이 도 2에 있어서, 스탬퍼 부착 장치(20(20A,20B))는 슬라이드(13)의 하면 및 볼스터(14) 상에 각각 배치되어 1쌍 설치되어 있다. 이들 스탬퍼 부착 장치(20(20A,20B))는 슬라이드(13)의 하면 또는 볼스터(14)의 상면에 설치되는 진공 흡인용 부재(15,16)와, 이 진공 흡인용 부재(16)의 하면 또는 진공 흡인용 부 재(15)의 상면에 설치되는 단열재(21(21A,21B))와, 단열재(21(21A,21B))의 하면 또는 상면에 설치되는 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))와, 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))의 하면 또는 상면에 설치됨과 아울러, 스탬퍼(24(24A,24B))를 흡인 유지하는 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))와, 진공 흡인용 부재(15,16)에 접속되는 도시하지 않은 진공장치(에어 흡인 장치)와, 진공 흡인용 부재(15,16)에 설치되어 열 전사 프레스 기계(1)가 프레스를 행할 때에 스탬퍼(24(24A,24B)) 주변을 진공으로 하는 프레스 진공 장치(25)를 구비하고 있다.

진공 흡인용 부재(15,16)의 내부에는 에어 흡인용의 통로(151,161)가 각각 형성되어 있다. 통로(151,161)는 진공 흡인용 부재(15,16)의 측면에 개구부(152,162)를 갖고, 이들 개구부(152,162)에 진공장치가 접속되어 있다. 통로(151,161)는 진공 흡인용 부재(15,16)의 표면에 대하여 거의 평행하게 형성되고, 단열재(21(21A,21B))가 접촉되는 영역의 외주부에 대응하는 위치에 대략 직사각형상으로 형성되어 있다. 이 통로(151,161)의 도중에는 진공 흡인용 부재(15,16)의 두께방향을 따라 복수 개소의 통로(153,163)가 형성되어 있다. 이들 통로(153,163)는 통로(151,161)와 진공 흡인용 부재(15,16)의 외측을 연통하고 있고, 진공 흡인용 부재(15,16)에 있어서 단열재(21(21A,21B))에 대향하는 측의 표면에 개구하고 있다.

단열재(21(21A,21B))는 소정 두께를 갖고, 진공 흡인용 부재(15,16)와 온도 조절 플레이트(22(22A,22B)) 사이에 개재되어 있다. 이들 단열재(21(21A,21B))는 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))로부터 진공 흡인용 부재(15,16)로의 열의 전달을 방지하고 있다. 단열재(21(21A,21B))에는 진공 흡인용 부재(15,16)의 통로(153,163)의 개구부에 대응하는 위치에 두께방향으로 관통하는 복수의 관통 구멍(211(211A,211B))이 형성되어 있다.

온도 조절 플레이트(22(22A,22B))는 두께 약 8㎜~10㎜의 평판형상 부재이고, 그 한쪽의 면(상면)이 단열재(21(21A,21B))에 밀착하여 부착되어 있다. 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))의 내부에는 두께방향 거의 중앙에 온도 조절용 유체가 유통되는 유체 통로(221(221A,221B))가 형성되어 있다. 유체 통로(221(221A,221B))는 직경 약 5㎜의 단면 원형상으로 형성되어 있고, 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))의 표면에 대하여 거의 평행하게 형성되고, 서로 거의 평행하게 약 7㎜의 피치로 배치되어 있다. 이들 유체 통로(221(221A,221B)) 내부에 유체를 유통시킴으로써, 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))를 소정의 온도로 조정하여 스탬퍼(24(24A,24B))를 가열 및/또는 냉각한다.

여기서, 유체 통로(221(221A,221B))는 유체의 열이 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))에 양호하게 전달되어 스탬퍼(24(24A,24B))의 가열 및/또는 냉각이 신속하게 행해지도록 유체 통로(221(221A,221B))의 내주 면적이 크게 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 유체 통로 221(221A,22B)의 지름 치수는 가능한 한 크게 설정되는 것이 바람직하다. 그런데 한편으로, 온도 조절 플레이트는 슬라이드(13)와 볼스터(14) 사이에서 가압되기 때문에 어느 정도의 강도를 확보할 필요가 있다. 따라서, 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))의 재료나 치수, 및 유체 통로(221(221A,221B))의 단면 치수, 배열의 피치 등은 이들 조건을 감안해서 적절하 게 설정되는 것이 바람직하다.

또한, 유체 통로(221(221A,221B))에 유통시키는 유체로서는, 예컨대 퍼플루오로폴리에테르 등의 불소계 불활성 액체나 물, 증기 등의 유체를 채용할 수 있다.

온도 조절 플레이트(22(22A,22B))에 있어서 유체 통로(221(221A,221B))가 형성되는 영역의 외측에는 단열재(21(21A,21B))의 관통 구멍(211(211A,211B))에 대응하는 위치에 각각 플레이트 관통 구멍으로서의 흡인용 구멍(222(222A,222B))이 형성되어 있다. 흡인용 구멍(222(222A,222B))은 직경 약 5.0㎜로 형성되어 있다.

온도 조절 플레이트(22(22A,22B))의 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))에 대향하는 면에는 흡인용 구멍(222(222A,222B))의 개구 부분을 연통하는 플레이트 연통 홈(223(223A,223B))이 형성되어 있다. 이들 플레이트 연통 홈(223(223A,223B))은 도 3에 2점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 스탬퍼(24(24A,24B))가 배치되는 영역보다 외측의 길이방향 양측에 배치되어 있다. 이들 2개의 플레이트 연통 홈(223(223A,223B))에 의해 복수(본 실시형태에서는 3개씩)의 흡인용 구멍(222(222A,222B))이 서로 연통되어 있다. 이와 같이 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))에 근접한 위치에 있어서 복수의 흡인용 구멍(222(222A,222B))이 서로 연통하고 있으므로, 진공장치에 의해 에어를 흡인할 때에 각각의 흡인용 구멍(222(222A,222B))에 의한 흡인력이 이들 플레이트 연통 홈(223(223A,223B))에 의해 평균화되어 균일한 흡인력이 얻어진다. 또한, 플레이트 연통 홈(223(223A,223B))의 폭치수는 본 실시형태에서는 약 1.5㎜로 설정되어 있다. 또한, 플레이트 연통 홈(223(223A,223B))의 깊이 치수는 약 2㎜로 설정되어 있다.

여기서, 흡인용 구멍(222(222A,222B))은 유체 통로(221(221A,221B))가 형성되는 영역의 외측에 배치되어 있다. 즉, 스탬퍼(24(24A,24B))가 부착되는 영역에는 흡인용 구멍(222(222A,222B))이 형성되어 있지 않기 때문에 유체 통로(221(221A,221B))를 보다 많이 배치할 수 있다. 따라서, 유체의 열을 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))에 양호하게 전달할 수 있어 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))의 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다.

도 3에는 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))의 평면도가 나타내어져 있다. 이 도 3에 있어서 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))는 니켈로 구성된 박판 형상 부재이며, 스탬퍼(24(24A,24B))가 배치되는 영역 전체에 걸쳐 관통 구멍(231(231A,231B))이 형성되어 있다. 관통 구멍(231(231A,231B))은 소정 간격을 갖고 종횡으로 거의 등간격으로 배치되어 있다. 본 실시형태에서는 관통 구멍(231(231A,231B))의 구멍 지름은 약 0.3㎜이며, 복수의 관통 구멍(231(231A,231B))이 약 10㎜의 피치(소정 간격)로 형성되어 있다.

여기서, 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))는 열전달율을 향상시키기 위해서 가능한 한 얇게 구성되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))는 약 0.25㎜의 두께로 설정되어 있다. 또한, 관통 구멍(231(231A,231B))의 구멍 지름은 스탬퍼(24(24A,24B))의 두께 치수와 동등하거나 혹은 상기 두께 치수보다 작게 설정되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 치수로 설정하면 스탬퍼(24(24A,24B))를 기재에 프레스했을 때에 관통 구멍(23(23A,23B))의 형상이 기재에 전사되는 것을 방지할 수 있다.

스탬퍼 홀더(23(23A,23B))의 재료는 스탬퍼(24(24A,24B))와의 위치 어긋남을 방지하기 위해서 스탬퍼(24(24A,24B))와 거의 동일한 열 팽창 계수의 재료를 선택하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 동일 재료로 구성되면 좋다. 본 실시형태에서는 스탬퍼 홀더(23(23A,23B)) 및 스탬퍼(24(24A,24B))는 모두 동일 재료인 니켈로 구성되어 있다.

도 4는 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))의 일부를 나타내는 확대 단면도이다. 또한, 도 5는 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))의 일부를 나타내는 별도의 확대 단면도이다. 여기서, 도 4는 도 3의 IV-IV 단면도이고, 도 5는 도 3의 V-V 단면도이다. 이들 도 4, 도 5 및 상술한 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))에 있어서 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))에 대향하는 면에는 복수의 관통 구멍(231(231A,231B))끼리를 연통하는 연통 홈(연통로)(232(232A,232B))이 형성되어 있다. 이들 연통 홈(232)은 스탬퍼(24(24A,24B))의 두께방향을 따라 직선상으로 늘어선 복수의 관통 구멍(231(231A,231B))을 연통하는 것이며, 복수의 연통 홈(232(232A,232B))이 서로 거의 평행하게 배치되어 있다. 이들 연통 홈(232(232A,232B))의 양단부는 각각 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))의 플레이트 연통 홈(223(223A,223B))에 대응하는 위치에 배치되어 있다.

이와 같은 형상의 연통 홈(232(232A,232B))에 의해 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))에 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))를 겹쳐서 배치하면 연통 홈(232(232A,232B))의 양단부가 플레이트 연통 홈(223(223A,223B))에 연통하게 된다. 따라서, 플레이트 연통 홈(223)에 의해 흡인용 구멍(222(222A,222B))과 복수의 연통 홈(232(232A,232B))이 연통되어 있다.

또한, 연통 홈(232(232A,232B))이 스탬퍼(24(24A,24B))에 대향하는 면이 아니라 반대측의 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))에 대향하는 면에 형성되어 있으므로, 스탬퍼(24(24A,24B))의 요철 패턴을 기재에 전사할 때에 연통 홈(232(232A,232B))의 형상이 기재에 전사되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 관통 구멍(231(231A,231B))을 연통 홈(232(232A,232B))으로 연통하고 있으므로, 관통 구멍(231(231A,231B))의 형성 수에 대하여 연통 홈(232(232A,232B))의 형성 수를 저감할 수 있기 때문에, 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))의 제조를 간략화할 수 있음과 아울러, 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))의 강도의 저하를 방지할 수 있고, 또한 기재에 연통 홈(232(232A,232B))의 형상이 전사되는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

여기서, 연통 홈(232(232A,232B))의 치수는 스탬퍼(24(24A,24B))를 기재에 프레스했을 때에 연통 홈(232(232A,232B))의 형상이 기재에 전사되지 않도록 설정되면 되고, 연통 홈(232(232A,232B))의 깊이 치수 및 폭치수는 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))의 판두께의 1/3 이하인 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 연통 홈(232(232A,232B))의 치수는 폭치수가 약 0.1㎜, 깊이 치수가 약 0.05㎜로 설정되어 있다. 또한, 이와 같은 연통 홈(232(232A,232B))은 에칭 등의 적절한 방법에 의해 형성된다.

스탬퍼(24(24A,24B))에 있어서 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))에 대향하는 면과는 반대측의 면(표면)에는 미세한 요철 패턴이 형성되어 있다. 스탬퍼(24(24A,24B))는 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))와 마찬가지로 니켈로 구성되며 두께 치수는 약 0.3㎜로 설정되어 있다. 본 실시형태에서는, 액정 디스플레이의 백라이트용 도광판을 작성하기 위해서 요철 패턴은 프리즘 패턴으로 되어 있지만, 요철 패턴으로서는 이것에 한정되지 않고 전사하고 싶은 패턴에 따라 임의로 채용할 수 있고, 예컨대 도트 패턴 등을 들 수 있다.

프레스 진공 장치(25)는 진공 흡인용 부재(15,16)에 부착된 1쌍의 벽부(251A,251B)와, 벽부(251A,251B)에 설치되는 진공 패킹(252A,252B)과, 벽부(251A,251B)로 둘러싸여진 영역을 진공으로 하기 위한 도시하지 않은 에어 흡인 장치를 구비하고 있다. 벽부(251A,251B)는 스탬퍼(24(24A,24B)), 스탬퍼 홀더(23(23A,23B)), 온도 조절 플레이트(22(22A,22B)), 및 단열재(21(21A,21B))의 외주를 둘러싸도록 배치되고, 서로 근접하는 방향으로 돌출되어 있다. 진공 패킹(252A,252B)은 벽부(251A)와 벽부(251B)가 대향하는 단부에 설치되어 있다.

다음에, 이와 같은 구성의 열 전사 프레스 기계(1)의 동작에 대해서 설명한다.

우선, 스탬퍼(24(24A,24B))를 열 전사 프레스 기계(1)에 부착하는 경우에는 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))의 상면 또는 하면에 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))를 배치하고, 그 상면 또는 하면에 또한 스탬퍼(24(24A,24B))를 배치하여 위치 결정한다. 이 때, 스탬퍼(24(24A,24B))를 흡착하기 전에 스탬퍼(24(24A,24B)) 및 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))의 위치가 벗어나지 않도록 이들의 외주를 나사나 테이프로 고정하거나, 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))에 유지 프레임을 설치하거나 하는 적절 한 유지수단에 의해 임시 고정하면 좋다.

진공장치로 진공 흡인용 부재(15,16)의 통로(151,161)로부터 에어를 흡인하면 통로(151,161), 통로(153,163), 단열재(21(21A,21B))의 관통 구멍(211(211A,211B)), 흡인용 구멍(222(222A,222B)), 플레이트 연통 홈(223(223A,223B)), 연통 홈(232(232A,232B)), 및 관통 구멍(231(231A,231B))을 통해서 에어가 흡인되기 때문에, 스탬퍼(24(24A,24B))가 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))에, 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))가 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))에 흡착된다.

스탬퍼 홀더(23(23A,23B)) 및 스탬퍼(24(24A,24B))를 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))에 흡착시킴으로써 부착하므로, 예컨대 종래 스탬퍼를 양면 테이프로 붙인 경우에 비해서 탈착이 현격히 용이하게 된다. 종래에는 스탬퍼의 분리시, 양면 테이프를 벗기면 스탬퍼가 구부러져 버리므로, 벗긴 스탬퍼는 사용할 수 없게 되지만, 한번 양면 테이프로 스탬퍼를 붙이면 스탬퍼의 수명까지 프레스를 행해야만 하여 작업 공정을 유연하게 할 수 없다는 문제가 있었다. 이에 대하여 본 실시형태에서는 흡착에 의해 스탬퍼(24(24A,24B))를 부착하고 있으므로, 분리시에 스탬퍼(24(24A,24B))가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한 스탬퍼(24(24A,24B))의 교환이 간단하므로 다품종 소량 생산에도 유연하게 대응할 수 있다.

또한, 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))의 관통 구멍(231(231A,231B))이 스탬퍼(24(24A,24B))의 전체면에 대응하는 영역에 형성되어 있으므로, 스탬퍼(24(24A,24B))를 전체면에 걸쳐 균일하게 흡착할 수 있다. 따라서, 스탬퍼(24(24A,24B))가 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))에 확실하게 또한 양호하게 밀착되기 때문에, 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))로부터 스탬퍼(24(24A,24B))로의 열 전달 효율을 양호하게 할 수 있어 스탬퍼(24(24A,24B))의 가열, 냉각 효율을 양호하게 할 수 있다. 그리고, 스탬퍼(24(24A,24B))의 중앙부의 융기를 방지할 수 있으므로 전사 품질을 향상시킬 수 있다.

여기서, 종래 예컨대 온도 조절 플레이트에 관통 구멍을 형성한 경우에서는, 관통 구멍이 형성된 영역보다 작은 치수의 스탬퍼를 사용하는 때에는 스탬퍼의 외측에 스탬퍼가 접촉되지 않는 관통 구멍이 발생한다. 이 경우에는 관통 구멍을 폐쇄하거나 하는 처치가 필요하게 되어 작업이 번잡하게 된다. 또한 반대로, 관통 구멍이 형성된 영역보다 큰 치수의 스탬퍼를 사용하는 경우에는 스탬퍼의 외주부분에 관통 구멍이 배치되지 않기 때문에 상기 외주부분의 흡착이 불가능하여 스탬퍼를 확실하게 유지할 수 없다. 또한, 온도 조절 플레이트에 관통 구멍을 가공하는 경우, 드릴가공이나 방전가공으로 가공을 행해야만 하여 가공이 곤란한데다가 관통 구멍의 수에 의해 가공 비용이 증가된다.

이것에 대하여 본 실시형태의 스탬퍼 부착 장치(20(20A,20B))에서는, 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))에는 유체 통로(221(221A,221B))의 외측에 흡인용 구멍(222(222A,222B)) 및 플레이트 연통 홈(223(223A,223B))이 형성되어 있을 뿐이므로, 스탬퍼(24(24A,24B))를 흡착하는 관통 구멍(231(231A,231B))은 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))에 형성되어 있다. 따라서, 다른 치수의 스탬퍼를 사용할 경우에는 그 스탬퍼의 치수에 따른 스탬퍼 홀더를 준비하고, 스탬퍼의 치수에 따라 관통 구멍을 형성하면 좋다. 따라서, 스탬퍼의 교환을 간단하게 행함과 아울러, 스탬퍼의 치수에 상관 없이 스탬퍼 전체면을 양호하게 흡착하여 유지할 수 있다. 따라서, 치수가 비교적 큰 기재에 요철 패턴을 전사하는 경우에도 양호하게 대응할 수 있기 때문에 전사 대상물의 대형화를 촉진할 수 있다.

또한, 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))로의 관통 구멍(231(231A,231B))이나 연통 홈(232(232A,232B))의 가공은 에칭으로 용이하게 행할 수 있기 때문에, 관통 구멍(231(231A,231B))이나 연통 홈(232(232A,232B))의 수에 가공 비용이 의존하는 일이 없다.

온도 조절 플레이트(22(22A,22B))의 유체 통로(221(221A,221B))에 가열용 유체를 유통시켜 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))를 소정 온도로 가열한다. 여기서, 소정 온도는 기재의 열 연화 온도나 온도 조절 플레이트(22(22A,22B)), 스탬퍼 홀더(23(23A,23)), 및 스탬퍼(24(24A,24B))의 열 전달 효율 등을 감안해서 설정되고, 예컨대 기재가 아크릴 수지일 경우에는 열 연화 온도는 약 95℃이기 때문에 소정 온도는 약 120℃~140℃로 설정된다.

여기서, 스탬퍼(24(24A,24B))는 슬라이드(13)가 상승 위치에 있는 상태에서 가열되기 때문에, 스탬퍼(24(24A,24B))의 전체면이 흡착되어 스탬퍼 홀더(23(23A,23B))를 통해서 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))에 밀착하는 것은 열 전달 효율을 향상시킴에 있어서 중요하다.

온도 조절 플레이트(22(22A,22B)) 열이 스탬퍼 홀더(23(23A,23B)) 및 스탬퍼(24(24A,24B))에 전달되어 스탬퍼(24(24A,24B))가 소정 온도로 가열된다. 볼스터(14)측의 스탬퍼(24(24B)) 상에 기재가 배치되면 슬라이드 구동 장치에 의해 슬 라이드(13)가 하강하여 볼스터(14)에 근접한다. 그러면, 벽부(251A,251B)도 근접하고, 진공 패킹(252A,252B)이 접촉하여 벽부(251A,251B)에 둘러싸여진 영역이 밀폐된다. 이 상태에서, 에어 흡인 장치에 의해 벽부(251A,251B) 내부의 에어를 흡인하면 벽부(251A,251B)에 둘러싸여진 영역이 진공으로 되어 스탬퍼(24(24A,24B)) 주변도 진공으로 된다.

이와 같이 프레스 진공 장치(25)에 의해 스탬퍼(24(24A,24B)) 주변을 진공으로 함으로써, 스탬퍼(24(24A,24B))를 기재에 프레스했을 때에 스탬퍼(24(24A,24B))와 기재 사이에 공기가 말려들어가는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해 스탬퍼(24(24A,24B))의 요철 패턴을 기재에 양호하게 전사할 수 있어 전사 불량 등의 문제의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 이 때, 벽부(251A,251B) 내를 진공으로 함으로써 스탬퍼(24(24A,24B))의 흡착력이 저감된 경우에도 스탬퍼(24(24A,24B))의 외주를 적절한 유지수단으로 유지하고 있으므로, 스탬퍼(24(24A,24B))가 분리되거나 위치가 어긋나거나 할 우려가 없다.

다음에, 슬라이드(13)를 더욱 하강시켜 스탬퍼(24(24A,24B))를 기재에 대하여 가압(프레스)한다. 소정 압력으로 소정 시간 유지하여 기재의 표면만을 연화시켜서 스탬퍼(24(24A,24B))의 요철 패턴을 기재의 양면에 전사한다. 또한, 스탬퍼(24(24A,24B))가 기재에 밀착되면 프레스 진공 장치(25)에 의한 흡인을 정지하고, 벽부(251A,251B)의 내부를 대기로 개방해도 좋다.

기재의 표면이 연화되어 요철 패턴이 전사되면 온도 조절 플레이 트(22(22A,22B))의 유체 통로(221(221A,221B))의 내부의 유체를 냉각용 유체로 바꿔서 온도 조절 플레이트(22(22A,22B))를 소정 온도까지 냉각한다. 여기서, 소정 온도는 기재의 재료나 온도 조절 플레이트(22(22A,22B)), 스탬퍼 홀더(23(23A,23B)), 및 스탬퍼(24(24A,24B))의 열 전달 효율 등을 감안하여 적절하게 설정되고, 예컨대 기재가 아크릴 수지인 경우에서는 약 70℃~50℃까지 냉각한다.

기재의 표면이 냉각되어 수지가 고화된 후, 슬라이드(13)를 상승시켜 가압을 풀고, 열 전사 프레스 기계(1)로부터 요철 패턴이 전사된 기재를 취출한다.

또한, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에서의 변형, 개량 등은 본 발명에 포함되는 것이다.

스탬퍼는 볼스터 상방 및 슬라이드 하방 양쪽에 설치되어 있었지만, 이것에 한정되지 않고, 볼스터 상방 또는 슬라이드 하방 중 어느 한쪽에만 설치되어 있어도 된다. 이 경우에는, 열 전사 프레스 기계는 기재의 편면에만 요철 패턴의 전사를 행한다.

스탬퍼 홀더에 형성된 관통 구멍을 연통하는 연통 홈은 스탬퍼 홀더에 있어서 온도 조절 플레이트에 대향하는 면에 형성되어 있었지만, 이것에 한정되지 않고 예컨대 연통 홈은 온도 조절 플레이트에 있어서 스탬퍼 홀더에 대향하는 면에 형성되어 있어도 된다. 또는, 연통 홈은 온도 조절 플레이트 및 스탬퍼 홀더 양쪽에 형성되어 있어도 된다. 요컨대, 연통 홈은 온도 조절 플레이트 및 스탬퍼 홀더 중 적어도 어느 한쪽에 형성되어 있으면 좋다.

관통 구멍을 연통하는 연통로는 스탬퍼 홀더 및 온도 조절 플레이트 중 적어 도 어느 한쪽에 형성된 연통 홈에 한정되지 않고, 예컨대 관통 구멍을 연통하는 연통구멍이어도 된다.

플레이트용 연통 홈은 스탬퍼 홀더에 형성되어 있어도 된다.

본 발명을 실시하기 위한 최량의 구성, 방법 등은 이상의 기재에서 개시되어 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명은 주로 특정한 실시형태에 관해서 특별히 도시되고, 또한, 설명되어 있지만, 본 발명의 기술적 사상 및 원하는 범위로부터 일탈하는 일 없이, 이상 서술한 실시형태에 대하여, 형상, 재질, 수량, 그 밖의 상세한 구성에 있어서 당업자가 여러가지 변형을 첨가할 수 있는 것이다.

따라서, 상기에 개시한 형상, 재질 등을 한정한 기재는 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해서 예시적으로 기재한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니기 때문에, 그들의 형상, 재질 등의 한정의 일부 혹은 전부의 한정을 벗어난 부재의 명칭으로의 기재는 본 발명에 포함되는 것이다.

본 발명은 액정 패널의 백라이트용 도광판의 제조에 이용하는 열 전사 프레스 기계로서 이용할 수 있는 것 외에, 예컨대 연료전지 셀의 세퍼레이터나, 의장 플레이트를 제조하기 위한 열 전사 프레스 기계에도 이용할 수 있다.

Claims

스탬퍼의 요철 패턴을 기재에 전사하는 열 전사 프레스 기계에 상기 스탬퍼를 부착하는 스탬퍼 부착 장치로서:

상기 열 전사 프레스 기계에 설치됨과 아울러, 내부에 온도 조정용 유체가 유통되는 유체 통로가 형성됨으로써 상기 스탬퍼를 소정 온도로 조정하는 온도 조절 플레이트, 및

상기 온도 조절 플레이트와 상기 스탬퍼 사이에 설치되는 스탬퍼 홀더를 구비하고;

상기 스탬퍼 홀더의 상기 스탬퍼가 접촉되는 영역에는, 전체에 걸쳐 에어 흡인용의 복수의 관통 구멍이 거의 등간격으로 형성되고;

상기 온도 조절 플레이트의 상기 유체 통로가 형성되는 영역의 외측에는, 복수의 플레이트 관통 구멍이 형성되며,

상기 온도 조절 플레이트 및 상기 스탬퍼 홀더 중 적어도 어느 한쪽의 대향면에는, 복수의 상기 관통 구멍 및 복수의 상기 플레이트 관통 구멍을 연통하는 연통 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 스탬퍼 부착 장치.
제1항에 있어서, 상기 연통 홈 중, 상기 관통 구멍끼리를 연통하는 부분은 상기 스탬퍼 홀더에 형성되고, 상기 플레이트 관통 구멍끼리를 연통하는 부분은 상기 온도 조절 플레이트에 형성되는 것을 특징으로 하는 스탬퍼 부착 장치.
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삭제
제1항 또는 제2항에 기재된 스탬퍼 부착 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 열 전사 프레스 기계.