KR101134982B1 - 베이스필름에 유브이 패턴층 형성을 위한 제조장치 - Google Patents

Abstract

베이스필름에 유브이(UV) 패턴층 형성을 위한 제조장치에 있어서, 언와인더 (unwinder)에 권취된 베이스필름(300)을 투입하면서, 표면의 오염물을 제거하기 위한 에어세척기(700); 표면에 패턴이 형성되며, 상기 베이스필름이 밀착되는 패턴몰드롤러(100); 상기 패턴몰드롤러(100)의 일측에 위치하며, 상기 패턴몰드롤러(100) 표면에 형성된 패턴들의 홈에 UV 수지를 채우기 위한, UV 수지분사 수단(200); 상기 패턴몰드 롤러(100)로부터 소정의 거리만큼 이격되어 상기 패턴몰드롤러 표면에 도포된 UV 수지를 경화시키기 위한 UV 램프(600); 상기 UV램프(600)의 빛으로부터 시력을 보호하기 위하여, 패턴몰드롤러(100) 일측에 구비되는 보호막(500)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 베이스필름에 유브이 패턴층 형성을 위한 제조장치가 제시된다.

Description

베이스필름에 유브이 패턴층 형성을 위한 제조장치{Apparatus for making film with UV layer}

본 발명은 각종 전자제품, 건축용 내외장재에 사용되는 필름 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PET 등의 베이스필름을 일정한 패턴이 형성되어져 있는, 패턴 몰드롤러(pattern mold roller)에 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 원기둥 형상의 패턴몰드롤러를 이용하여 UV 수지층 적층을 하는 방법과 장치를 제시하고자 한다.

본 발명은 종전의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 연속적인 UV 수지층을 형성 할 수 있고, 또한 UV 수지층 형성에 있어서 그 품질 균일도가 보장되는 장치를 개발하고자 한다.

아울러, 본 출원에서 제시되는 패턴몰드롤러는 원기둥 형상 표면에 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.

다만 그 상세한 구성과 기능에 대한 설명은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 설명한다.

베이스필름에 유브이(UV) 패턴층 형성을 위한 제조장치에 있어서,

표면에 미세 패턴이 형성되며, 베이스필름(300)이 밀착되는 원기둥 형상의 패턴몰드롤러 (100);

상기 패턴몰드롤러(100)의 일측에 위치하며, 상기 패턴몰드롤러(100) 표면에 형성된 패턴(102)들의 홈에 UV 수지를 채우기 위한, UV 수지분사 수단(200);

상기 패턴몰드 롤러(100)로부터 소정의 거리만큼 이격되어 상기 패턴몰드롤러 표면에 도포된 UV 수지를 경화시키기 위한 UV 램프(600);

상기 UV램프(600)의 빛으로부터 시력을 보호하기 위하여, 패턴몰드롤러(100) 일측에 구비되는 보호막(500)

을 포함하는 것을 특징으로 하는, 베이스필름에 유브이 패턴층 형성을 위한 제조장치가 제시된다.

상기 구성에서, UV 수지가 패턴몰드롤러(100) 표면에 형성된 패턴(102)들의 홈에 안착될 수 있도록, UV 수지 분사 수단(200)은 패턴몰드롤러(100)의 세로중심선(105)를 기준으로 오른편(패턴몰드롤러가 시계반대방향으로 돌 때 기준) 상부 일측에 위치함을 특징으로 한다.

한편, UV 수지가 UV 램프(600)를 조사함에 따라서, 묽은 상태에서 반경화 상태 및 경화 상태로 천이되도록, UV 램프(600)는 패턴몰드롤러(100)의 세로중심선(105)를 기준으로 오른편(패턴몰드롤러가 시계반대방향으로 돌 때 기준) 일측에 위치하는 것을 특징으로 한다.

상기 UV 램프에 의한 경화 조건은 50 내지 400 밀리줄(mJ)이며, UV 램프의 조사시간은 2초 내지 10초 정도를 가함으로써, UV 수지가 묽은 농도 상태에서 경화 상태로 될 수 있도록 한다.

상기 패턴몰드롤러(100)는 철심에 동 도금층이 형성되어 있으며, 그 상부에 니켈 혹은 크롬 도금층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

베이스 필름에 UV 패턴층이 적층된 전사 인몰드용 필름 생산에 있어서, UV 패턴 형성을 위하여, 롤러 형태의 패턴 몰드를 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 패턴몰드롤러의 외형 촬영 사진이다.

이하 도면을 참조하며 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실시예를 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.

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

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

베이스필름에 유브이(UV) 패턴층 형성을 위한 제조장치에 있어서,

표면에 미세 패턴이 형성되며, 베이스필름(300)이 밀착되는 원기둥 형상의 패턴몰드롤러 (100); 와

상기 패턴몰드롤러(100)의 일측에 위치하며, 상기 패턴몰드롤러(100) 표면에 형성된 패턴(102)들의 홈에 UV 수지를 채우기 위한, UV 수지분사 수단(200); 과

상기 패턴몰드 롤러(100)로부터 소정의 거리만큼 이격되어 상기 패턴몰드롤러 표면에 도포된 UV 수지를 경화시키기 위한 UV 램프(600); 와

상기 UV램프(600)의 빛으로부터 시력을 보호하기 위하여, 패턴몰드롤러(100) 일측에 구비되는 보호막(500)을 포함한다.

본 발명의 가장 큰 특징은 원기둥 형상의 패턴몰드롤러(100)를 UV 수지 적층에 사용한다는 점이다.

상기 설명된 바와 같이, 종전에는 평판 타입 몰드에서 UV 수지 적층 제조과정을 거쳤지만, 생산성 향상과 품질 균일도 향상을 위하여 패턴몰드롤러(100)를 개발하였으며, 이러한 패턴몰드롤러 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 권취롤러(미도시)로부터 풀려 나와 투입되면서, 표면에 이물질을 제거하기 위한 에어세척(700)을 마치고, UV 수지층을 그 표면에 형성시키기 위해 패턴몰드롤러(100) 쪽으로 인입된다.

패턴몰드롤러(100)의 표면에는 미세 패턴(102)이 형성되어 있는데, 이해의 편의를 위하여 도 2에서는 단순히 삼각형 톱니 형태로 형상화 하였다.

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

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

이를 고려하면, 본 발명에서는 패턴몰드롤러(100)의 우측, 바람직하게는 도 2의 ' a ' 각도 영역부분에서 UV를 분사함이 바람직하다.

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

즉, UV 수지가 패턴몰드롤러(100) 표면에 형성된 패턴(102)들의 홈에 안착될 수 있도록, UV 수지 분사 수단(200)은 패턴몰드롤러(100)의 세로중심선(105)를 기준으로 오른편(패턴몰드롤러가 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, 패턴몰드롤러(100)의 좌측 부위 즉, 베이스필름(300)이 패턴몰드롤러(100)와 밀착상태를 마치고 떨어지는 부위에서는 UV 수지액이 완전경화 되어져, UV 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 패턴몰드롤러(100)의 세로중심선(105)를 기준으로 오른편(패턴몰드롤러가 시계반대방향으로 돌 때 기준) 일측에 위치하게 된다.

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

한편, 패턴몰드롤러(100)의 재료를 설명하면, 철심코어에 동 도금층이 형성되어 있으며, 그 상부에 니켈 혹은 크롬 도금층이 형성되어 있어서, 내마모성, 내부식성, 강도 확보가 충분히 이루어질 수 있도록 함이 바람직하지만, 당업자 수준에서 그 재료의 변형도 얼마든지 있을 수 있다.

UV 수지액의 구성성분은 공지의 기술이므로 그 구체적 설명은 생략한다.

도 3 및 도 4는 도 2의 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 여러가지 적층 구조층으로 제조 가능하게 된다.

도 3에서는 UV패턴층(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 필름을 응용하여, 제작가능하다.

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 끊김없이, 연속적으로 UV 코팅 필름을제조하게 되므로 ROLL TO ROLL 공법이라 함), 연속작업에 의한 품질 균일도가 확보되는 이점이 있다.

참고적으로, 도 6은 본 발명의 패턴몰드롤러(100)의 외형을 촬영한 사진이다.

100: 패턴몰드롤러
102: 미세 패턴
105:세로중심선
200:UV 수지 분사 수단
300:베이스필름 310,311:프라이머층
320,321: 인쇄층 330,331: 접착층
340:전사층
400: UV 패턴층 401: 하드코팅 UV층
500:보호막
600: UV 램프
700: 에어세척기

Claims (5)

1. 베이스필름에 유브이(UV) 패턴층 형성을 위한 제조장치에 있어서,
   표면에 미세 패턴이 형성되며, 베이스필름(300)이 밀착되는 원기둥 형상의 패턴몰드롤러 (100);
   상기 패턴몰드롤러(100)의 일측에 위치하며, 상기 패턴몰드롤러(100) 표면에 형성된 패턴(102)들의 홈에 UV 수지를 채우기 위한, UV 수지분사 수단(200);
   상기 패턴몰드 롤러(100)로부터 소정의 거리만큼 이격되어 상기 패턴몰드롤러 표면에 도포된 UV 수지를 경화시키기 위한 UV 램프(600);
   상기 UV램프(600)의 빛으로부터 시력을 보호하기 위하여, 패턴몰드롤러(100) 일측에 구비되는 보호막(500)을 포함하되,
   
   상기 UV수지분사수단(200)은,
   패턴몰드롤러(100)가 시계반대방향으로 회전함을 전제로 하여,
   패턴몰드롤러(100)를 중심으로 하여, 수학적으로 x, y 평면에서 제1사분면에 해당되는 영역('a'영역)에서 UV 수지액을 분사함으로써, 패턴몰드롤러(100)의 회전력에 의하여 UV 수지액이 흘러 내리는 것이 최소화됨과 동시에 패턴몰드롤러(100)의 패턴(102)에 UV 수지액이 안착될 수 있도록 함을 특징으로 하며,
   상기 UV 램프(600)는,
   패턴몰드롤러(100)의 세로중심선(105)를 기준으로 오른편(패턴몰드롤러(100)가 시계반대방향으로 돌 때 기준) 일측에 위치함으로써, 상기 'a'영역 부분에서는, UV 램프(600)의 조사로 인하여 UV 수지가 반(半)경화 상태가 되며, 베이스필름(300)이 패턴몰드롤러(100)와 밀착상태를 마치고 떨어지는 부위(패턴몰드롤러의 좌측부위)에서는 UV 수지액이 완전 경화 되도록 함을 특징으로 하는,
   베이스필름에 유브이 패턴층 형성을 위한 제조장치.
   
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