KR101115033B1 - 롤러와 밴드를 이용하여 유브이 패턴 필름을 제조하는 장치 - Google Patents

Abstract

소정의 간격을 두고 설치된 제1 및 제2 롤러(100,110); 표면에 미세 패턴 (102)이 형성되어 있으며, 상기 제1,2 롤러에 밀착, 권취되는 패턴 밴드(150); 상기 제1롤러(100)와 소정의 간격을 두고 위치하며, 상기 패턴 밴드(150) 표면에 형성된 패턴(102)들 사이 홈에 UV 수지를 채우기 위한, UV 수지 분사 수단(200); 상기 패턴 밴드(150)의 상부면을 덮으면서 압착됨으로써, 상기 미세패턴(102)에 도포된 UV수지가 표면에 부착되어, UV수지 패턴층(400)이 형성되어지는 베이스필름(300); 상기 제1롤러(100)로부터 소정의 거리만큼 이격되어 상기 패턴 밴드(150) 표면에 도포된 UV 수지를 경화시키기 위한 UV 램프(600); 상기 UV램프(600)의 빛으로부터 시력을 보호하기 위하여, 제1롤러(100)와 소정의 간격을 두고 상하로 설치되는 보호막(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 롤러와 밴드를 이용하여 유브이 패턴 필름을 제조하는 장치가 제시된다.

Description

롤러와 밴드를 이용하여 유브이 패턴 필름을 제조하는 장치{Apparatus for making film with UV layer}

본 발명은 롤러와 밴드를 이용하여 유브이 수지 패턴 필름을 제조하는 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 설명하면 각종 전자제품, 건축용 내외장재에 사용되는 필름을 제작하기 위하여, 일정한 패턴이 형성되어져 있는 밴드를 소정의 롤러 수단에 감은 상태에서 회전시키되, 이러한 밴드 주위로 UV 수지를 도포함과 동시에 PET 등의 베이스필름을 밴드에 밀착, 경화시킴에 따라, UV(ULTRA VIOLET) 패턴층을 베이스 필름 상에 적층시키는 장치에 관한 것이다.

폴리에스테르(PET) 필름에 UV 수지층(ULTRA VIOLET REIN LAYER)을 형성하여, 필름 표면의 내마모성과 광택성을 향상시키는 기술은 이미 공지된 것이다.( 등록특허 10-0841452호 참조)

도 1은 종전의 UV 적층 방식을 설명하기 위한 도면으로서, 평판 형상의 패턴몰드(10)에 UV 수지(30)를 도포한 후, 베이스필름(20)을 밀착,가압 및 UV 램프를 조사 (미도시)함으로써 소정의 UV 수지층을 형성하였다.

그러나 상기 종래의 방식으로서는 연속적인 필름 제조가 어려웠기 때문에 생산성이 현저히 낮았으며, 또한 단속적인 작업이었기 때문에 최종 제조되는 필름의 품질 균일도가 보장되지 못하는 문제점이 있었다.

이에 따라, 본 발명에서는 미세 패턴이 표면에 형성된 밴드를 롤러에 감은 상태에서 베이스필름에 UV 수지를 도포하는 방식으로 미세 패턴 필름을 제조하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 종전의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 롤러와 패턴 밴드를 이용하여 저렴한 비용으로, 베이스 필름에 연속적으로 UV 수지층(패턴층)을 형성 할 수 있고, 또한 UV 수지층 형성에 있어서 그 품질 균일도가 보장될 수 있는 장치를 제시하고자 한다.

아울러, 본 출원에서 제시되는 패턴 밴드는 마이크로미터 단위의 미세한 패턴 형성이 가능하여, 휴대전화, 노트북 등 각종 전자제품 케이스 등에 미세 질감의 다양한 패턴을 형성시킬 수 있도록 한다.

상기 해결하려는 과제는 다음과 같은 구성을 취함으로써 해결될 수 있다.

즉,소정의 간격을 두고 설치된 제1 및 제2 롤러(100,110);

표면에 미세 패턴(102)이 형성되어 있으며, 상기 제1,2 롤러에 밀착, 권취되는 패턴 밴드(150);

상기 제1롤러(100)와 소정의 간격을 두고 위치하며, 상기 패턴 밴드(150) 표면에 형성된 패턴(102)들 사이 홈에 UV 수지를 채우기 위한, UV 수지 분사 수단(200);

상기 패턴 밴드(150)의 상부면을 덮으면서 압착됨으로써, 상기 미세패턴(102)에 도포된 UV수지가 표면에 부착되어, UV수지 패턴층(400)이 형성되어지는 베이스필름(300);

상기 제1롤러(100)로부터 소정의 거리만큼 이격되어 상기 패턴 밴드(150) 표면에 도포된 UV 수지를 경화시키기 위한 UV 램프(600);

상기 UV램프(600)의 빛으로부터 시력을 보호하기 위하여, 제1롤러(100)와 소정의 간격을 두고 상하로 설치되는 보호막(500)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

패턴밴드의 패턴대로 베이스필름에 UV수지를 경화시키는 장치의 배치는 여러 방법이 있을 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1롤러(100) 및 보호막(500)을 연결한 수직선을 기준으로 하여, 제2롤러(110)는 상기 UV 램프(600) 및 UV 수지 분사 수단(200)의 반대편에 위치하여, 연속적으로 베이스필름 상에 UV수지 패턴층(400)이 형성되도록 한다.

UV램프에 의한 경화를 위해 투사되는 에너지량은, 초당 50 내지 400 밀리줄(mJ)이며, UV 램프의 조사시간은 2 내지 10초 인 것을 특징으로 한다.

상기 베이스필름(300)이 상기 제1,2 롤러 쪽으로 투입되기 전에, 베이스필름(300) 표면의 오염물 제거를 위해 구비되는 에어세척기(700)가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구체적인 설명은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 상술하도록 한다.

베이스 필름에 UV수지 패턴층이 적층된 전사 인몰드용 필름 생산에 있어서, UV수지 패턴 형성을 위하여, 롤러와 패턴 밴드를 이용함으로써, 롤투롤(roll to roll) 공법에 의한 지속적인 적층전사 필름 생산이 가능하다.

이에 따라 대폭적인 생산성 향상을 이룰 수 있으며, 마이크로미터 단위의 패턴이 형성된 필름의 품질 균일도 실현 가능하다.

도 1은 종전의 UV 적층 방식을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, UV 적층 장치도,
도 3 및 도 4는 도 2의 장치에 의한 UV 적층 과정을 거친 후, 추가 공정에 의한 인몰드 필름 적층 구조도,
도 5는 인몰드 필름이 휴대폰 케이스에 적용된 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른, UV 적층 장치도.

이하 도면을 참조하며 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다.

다만, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되지 아니하고 특허청구범위에서 파악되는 발명과 균등한 범위내의 발명은 모두 본 발명의 권리 범위 내에 속한다는 것을 미리 밝혀 둔다.

이하의 내용중 UV수지, UV 수지액 등은 동의어임을 미리 밝혀두며, UV 수지 패턴층이란 UV 수지가 미세하게 패턴 무늬를 형성하면서 이루어진 층을 말한다.

이해의 편의를 위하여, 본 발명을 이용하여 제작된 인몰드 필름이 휴대폰 케이스에 적용된 것이 도 5에서 도시되고 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, UV수지 적층을 위한 장치가 도시되어져 있는데 본 발명의 구성은 다음과 같다.

즉 소정의 간격을 두고 설치된 제1 및 제2 롤러(100,110);

표면에 미세 패턴(102)이 형성되어 있으며, 상기 제1,2 롤러에 밀착, 권취되는 패턴 밴드(150);

상기 제1롤러(100)와 소정의 간격을 두고 위치하며, 상기 패턴 밴드(150) 표면에 형성된 패턴(102)들 사이 홈에 UV 수지를 채우기 위한, UV 수지 분사 수단(200);

상기 패턴 밴드(150)의 상부면을 덮으면서 압착됨으로써, 상기 미세패턴(102)에 도포된 UV수지가 표면에 부착되어, UV수지 패턴층(400)이 형성되어지는 베이스필름(300);

상기 제1롤러(100)로부터 소정의 거리만큼 이격되어 상기 패턴 밴드(150) 표면에 도포된 UV 수지를 경화시키기 위한 UV 램프(600);

상기 UV램프(600)의 빛으로부터 시력을 보호하기 위하여, 제1롤러(100)와 소정의 간격을 두고 상하로 설치되는 보호막(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는,

UV(유브이) 패턴 필름을 제조하는 장치가 도시되어 있다.

본 실시예의 가장 큰 특징은, 롤러(100,110)에 감겨 있으며 또한 표면에 미세 패턴이 형성되어 있는 패턴 밴드(150)를 이용하여 UV수지층을 베이스필름에 연속적으로 적층한다는 점과 UV 수지가 가장 효과적으로 도포될 수 있는 분사 위치 등이다.

즉 종전에는 평판 타입 몰드에서 UV 수지 적층 제조과정을 거쳤지만, 본 발명에서는 생산성 향상과 품질 균일도 향상을 위하여 패턴 밴드(150)와 제1,2롤러(100) 장치를 이용하여 지속적인 UV수지 패턴 필름을 생산할 수 있도록 한다.

이러한 패턴 밴드(150) 표면에는 마이크로미터 단위의 미세한 패턴(102)이 형성되어져 있어서, 매우 다양하고 섬세한 표현이 가능한 필름을 생산할 수 있게 된다.

도 2에서와 같이, 베이스필름(300)이 최초에 감겨져 있는 권취롤러(미도시)로부터 풀려 나와 투입되면서, 표면에 이물질을 제거하기 위한 에어세척(700)을 마치고, UV 수지층을 그 표면에 형성시키기 위해 제1롤러(100) 쪽으로 인입된다.

패턴 밴드(150)의 표면에는 미세 패턴(102)이 형성되어 있는데, 이해의 편의를 위하여 도 2에서는 단순히 삼각형 톱니 형태로 형상화 하였다.

UV 수지 분사 수단(200)의 형태, 분사 위치, 분사각도 등은 도시된 것 이외에도 다양하게 변형될 수 있음은 물론이다.

제1롤러(100) 우측에는 UV 수지 분사를 위한 수단(200)가 구비되어 있는데, UV 수지는 매우 묽기 때문에 이를 제1롤러(100) 표면에 분사시키는 위치가 매우 중요하다.

만약 제1롤러(100) 아래쪽 혹은 왼쪽부분(세로중심선(105) 좌측편)에 UV 수지를 분사할 경우에 중력 및 제1롤러(100)의 회전력에 의하여 UV 수지는 패턴(102) 사이의 홈에 침투되지 못하고, 하방으로 낙하해 버릴 수 있다.

이를 고려하면, 본 실시예에서는 제1롤러(100)의 우측 부분, 즉 도 2의 ' a ' 각도 영역부분에서 UV 수지를 분사함이 바람직하다.

' a ' 각도 영역부분 (수학적으로는 x, y 평면에서 제1사분면의 일부에 해당되는 영역)에서 UV 수지액을 분사하면 제1롤러(100)의 회전력에 의하여 UV 수지액이 흘러 내리는 것이 최소화되기 때문이다.

즉, UV 수지가 제1롤러(100) 표면에 형성된 패턴(102)들의 홈에 안착될 수 있도록, UV 수지 분사 수단(200)은 제1롤러(100)의 세로중심선(105)를 기준으로 오른편(제1롤러가 시계반대방향으로 돌 때 기준) 상부 일측에 위치한다.

상기 ' a '각도 영역 부분에서는, UV 램프(600)의 조사로 인하여 UV 수지가 반(半) 경화 상태가 되며, 제1롤러(100)의 좌측 부위 즉, 베이스필름(300)이 제1롤러(100)와의 밀착된 상태를 마치고, 분리지는 부위에서는 UV 수지이 완전히 경화 되어져, UV수지 패턴층(400)이 베이스필름(300)에 적층, 형성되게 된다.

완전경화 상태는 진한 삼각형으로, 반경화 상태는 흰색 삼각형으로 도 2에서 표현하고 있다.

UV 수지가 UV 램프(600)를 조사함에 따라서, 묽은 상태에서 반경화 상태 및 경화 상태가 될 수 있도록, UV 램프(600)는 제1롤러(100)의 세로중심선(105)를 기준으로 오른편(제1롤러가 시계반대방향으로 돌 때 기준) 일측에 위치하게 된다.

이러한 UV 램프(600)의 배치 개수는 임의로 조절가능하나, 그 투사되는 에너지량은 초당 50 내지 400 밀리줄(mJ) 정도가 바람직하며, UV 램프의 조사시간은 2 내지 10초로 세팅함이 바람직하나, 당업자 수준에서 변형이 가능할 수 있다.

한편, 제1롤러(100)에 감겨 있는 패턴 밴드(150)는 PET(폴리에틸렌 텔레프탈레이트, polyethylene terephtalate), PC(폴리카보네이트, polycarbonate)등 내마모성과 파열 강도를 충분히 갖춘 여하한 재질로 형성 가능하다.

상기와 같은 구성을 갖춤으로써, 도포된 UV 수지는 패턴 밴드의 미세패턴(102) 사이사이의 홈에 안착되고, 서서히 경화가 이루어지면서, 패턴 밴드(150)에 압착되어지는 베이스필름(300) 표면층에 적층될 수 있다.

한편, UV 수지액의 구성 성분은 공지의 기술이므로 그 구체적 설명은 생략한다.

도 6에서는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도 2의 실시예와 동일 기능의 구성요소는 동일 번호를 사용한다.

상기 제1롤러(100) 및 보호막(500)을 연결한 수직선을 기준으로 하여, 제2롤러(110)는 상기 UV 램프(600) 및 UV 수지 분사 수단(200)의 반대편에 위치하여, 연속적으로 베이스필름 상에 UV수지 패턴층(400)이 형성되도록 하는 것은 상기 첫번째 실시예와 동일하지만, 본 실시예에서는 제1,2 롤러(100,110)는 시계 방향으로 돌게 되며 UV 수지 분사 위치는 제1롤러(100)의 우,상측으로부터 베이스필름(300) 표면으로 행하여 진다.

제3 내지 5 롤러(800,810,830)는 베이스필름을 가이드하기 위해 설치될 수 있으며, UV램프들은 제1롤러(100) 우측에서 베이스필름(300)과 제1롤러(100)가 만나 압착되는 부위쪽으로 향하여 있다. 도포된 UV 수지(900)는 베이스필름 표면을 따라 내려오다가 미세 패턴(102)의 홈 내부를 채운뒤 베이스필름(300)에 압착되면서 경화되는 과정을 겪게 된다.

상기 설명된 실시예 이외에도 당업자 수준에서 여러가지 배치로 UV 수지 도포 위치 및 베이스 필름 투입위치 그리고 UV 램프 조사 방향 등이 선택될 수 있음을 밝혀 둔다.

도 3 및 도 4는 도 2 혹은 도 6의 장치에 의한 UV 적층 과정을 거친 후, 추가 공정에 의한 인몰드 필름 적층 구조도이다.

도 2의 장치를 통과하여 제조된 필름은 도 3 혹은 도 4 기타 여러 가지 적층 구조층으로 제조 가능하게 된다.

도 3에서는 UV수지 패턴층(400)이 형성된 베이스필름(300) 하부로 인쇄적성 향사을 위한 프라이머층(310), 인쇄층(320), 제품 접착을 위한 접착층(330)이 순차로 형성되어져 있다.

상기 프라이머층(310)은 열가소성 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 케톤 수지, 에폭시 수지 등이 사용될 수 있으며, 이러한 재료들은 모두 본 발명의 장치에 의해 제조된 UV 코팅 필름(UV 수지가 코팅된 필름)을 응용하여, 제작 가능하다.

상기 인쇄층은 공지의 방법인 그라비아 인쇄법 등의 방법이 적용될 수 있으며, 특별히 제한됨은 아니다. 인쇄층을 구성하는 성분은 안료와 용매, 수시 등으로 구성되며, 당업자 수준에서 널리 알려진 사항이므로 구체적인 설명을 생략한다.

도 4에서와 같은 구조층을 가진 것으로도 본 발명의 UV 코팅 필름을 이용할 수 있다. 즉, 도 2의 장치에 의해 제조된 필름 아래에 이형층인 전사층(340), UV 하드코팅층(401) , 프라이머층(311), 인쇄층(321), 접착층(331)이 순차적으로 형성되어, 차후 베이스필름(300)과 패턴층(400)은 제거되어 사용되게 된다.

이렇듯, 본 발명에 의한 UV코팅 필름을 생산하는 장치에 의하여, 단시간에 다량의 필름 생산이 가능하고 (롤러와 롤러 사이를 끊김 없이, 연속적으로 UV 수지층이 코팅된 필름을 제조하게 되므로 ROLL TO ROLL 공법이라 함), 연속 작업에 의한 품질 균일도가 확보되는 이점이 있다.

100: 제1롤러
110:제2롤러
150:패턴 밴드
102: 미세 패턴
105:세로중심선
200:UV 수지 분사 수단
300:베이스필름 310,311:프라이머층
320,321: 인쇄층 330,331: 접착층
340:전사층
400: UV수지 패턴층 401: 하드코팅 UV층
500:보호막
600: UV 램프
700: 에어세척기
800:제3롤러
810:제4롤러
900:UV 수지
a:분사구간

Claims (4)

1. 소정의 간격을 두고 설치된 제1 및 제2 롤러(100,110);
   표면에 미세 패턴(102)이 형성되어 있으며, 상기 제1,2 롤러에 밀착, 권취되는 패턴 밴드(150);
   상기 제1롤러(100)와 소정의 간격을 두고 위치하며, 상기 패턴 밴드(150) 표면에 형성된 패턴(102)들 사이 홈에 UV 수지를 채우기 위한, UV 수지 분사 수단(200);
   연속적으로 투입되되, 상기 패턴 밴드(150)의 상부면 일측을 덮으면서 패턴 밴드에 압착고, 상기 미세패턴(102)에 도포된 UV수지가 표면에 부착되어, UV수지 패턴층(400)이 형성되어지는 베이스필름(300);
   상기 제1롤러(100)로부터 소정의 거리만큼 이격되어 상기 패턴 밴드(150) 표면에 도포된 UV 수지를 경화시키기 위한 UV 램프(600);
   상기 UV램프(600)의 빛으로부터 시력을 보호하기 위하여, 제1롤러(100)와 소정의 간격을 두고 상하로 설치되는 보호막(500); 을 포함하되
   
   상기 제1롤러(100) 및 보호막(500)을 연결한 수직선을 기준으로 하여, 제2롤러(110)는 상기 UV 램프(600) 및 UV 수지 분사 수단(200)의 반대편에 위치하고,
   
   상기 UV 수지 분사수단(200)은,
   제1롤러가 시계반대방향으로 회전함을 조건으로 할때,
   UV 수지액이 흘러내리는 것을 최소화할 수 있도록, 제1롤러(100)의 세로중심선(105)를 기준으로 오른편 상부 일측 영역 중, 수학적 x, y 평면에서 제1사분면영역('a'영역)에서 수지를 분사되도록 함으로써, 상기 'a' 영역으로부터 UV 수지액이 제1롤러(100)에 분사된 후에는, 제1롤러(100)의 회전력에 의하여 흘러 내리는 것이 최소화됨을 특징으로 하며,
   상기 UV 램프(600)는,
   상기 제1롤러(100)의 세로중심선(105)를 기준으로 오른편(제1롤러가 시계반대방향으로 돌 때 기준) 일측으로부터 UV 램프를 조사함에 따라 UV 수지가, 최초 묽은 상태에서 시작되어, 'a'영역에서는 반경화 상태를 거쳐, 제1롤러(100)의 좌측 부위(베이스필름(300)이 제1롤러(100)와의 밀착된 상태를 마치고, 분리되는 부위) 에서는 UV 수지가 완전 경화되도록 함을 특징으로 하는,
   롤러와 밴드를 이용하여 유브이 패턴 필름을 제조하는 장치
   
   
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제

Images