KR101137289B1

KR101137289B1 - 비원형 곡면 열전사 방법

Info

Publication number: KR101137289B1
Application number: KR1020110074419A
Authority: KR
Inventors: 강신성
Original assignee: 강신성
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2012-04-19

Abstract

비원형 곡선 단면을 갖는 대상체에 열전사를 하기 위해서, 본 발명은 비원형 곡선형 단면을 갖는 피전사대상체의 외면을 전처리하는 제1단계; 상기 피전사대상체를 회전식 지그에 고정하고, 상기 피전사대상체 외면과의 사이로 전사필름이 개재되도록 전사 롤러를 로딩하는 제2단계; 상기 피전사대상체의 기검출된 외주 프로파일에 대응하여 회전각도에 따른 상기 회전식 지그의 제1회전축과 상기 전사롤러의 제2회전축 간의 거리를 조절하면서 회전시켜 상기 피전사대상체의 외면에 상기 전사롤러에 의한 가열 및 가압에 의해 상기 전사필름의 전사층을 전사하는 제3단계; 및 상기 전사층이 전사된 상기 피전사대상체의 외면에 보호코팅층을 형성하는 제4단계를 포함하여 이루어지는 비원형 곡면 열전사 방법을 제공한다.

Description

비원형 곡면 열전사 방법{method for thermal transfer printing at non-circular curved surface}

본 발명은 열전사 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비원형 곡면에서의 열전사 방법 및 그에 의해 제조된 외장판넬에 관한 것이다.

일반적으로, 합성수지, 금속, 유리, 도자기 등의 고체물질 외면에 문자나 도형 같은 무늬를 전사하고, 코팅재료 칠하여 피막을 형성시키는 인쇄방식이 많이 개발되고 있다.

종래에는 상기 고체물질 즉, 피전사대상체의 외면에 직접 인쇄를 행하는 실크 스크린 인쇄방법이나 필름상에 인쇄를 한 후 인쇄된 필름의 배면을 피전사대상체 외면에 점착시키는 전사방법으로 인쇄층을 형성하였다.

이와 같은 종래의 인쇄방식 중 실크 스크린인쇄 방법은 인쇄장비가 간단하고 인쇄가 용이하지만, 인쇄할 수 있는 색상이 5가지 정도의 색상으로 제한되어 있고, 다색 인쇄할 경우 색상의 중첩으로 인한 인쇄품질이 떨어지고 무늬의 정밀도가 좋지 않아 단순패턴의 인쇄에만 국한되어 사용되고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 근래에는 열전사 인쇄방법을 널리 이용되고 있다.

여기서, 상기 열전사 인쇄방법은 열전사를 행할 수 있도록 탈착 가능한 합성수지 재질로 이루어진 전사원지 외면에 박리되는 이형제를 도포한 후 클리어층을 형성하고, 선택적으로 무늬 및 다양한 칼라, 베이스 칼라 등을 인쇄한 후, 접착코팅을 하여 열전사지를 제조하고, 상기 열전사지를 피전사대상체의 외면에 밀착시키고 가열압착하여 인쇄층이 피전사물에 전사되도록 한 후, 전사원지를 인쇄층으로부터 분리하는 방식으로 이루어진다.

도 1은 일반적인 열전사의 장비의 간략한 구성도를 나타낸 것이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 한 번의 동작으로 전사를 완료할 수 있도록 피전사대상체(4)를 한 번에 얹을 수 있는 면적의 하부지지부(5)와 동일한 면적의 상부히터(2), 그리고 이 열판을 상하로 움직일 수 있는 가압프레스(1)로 구성되어 있다.

상세히, 상기 열전사장치의 하부지지부(5)에 코팅될 피전사대상체(4)를 얹고 그 위에 인쇄층이 형성된 전사필름(3)을 피전사대상체 위에 올린 후 열전사가 일어날 수 있는 온도까지 상기 상부히터(2)를 가열시킨다.

여기서, 가열된 상기 상부히터(2)를 가압프레스(1)를 이용하여 전사필름(3)에 일정시간 가압하여 인쇄층을 피전사대상체(4)에 인쇄한 후 전사원지를 인쇄층과 분리하여 원하는 무늬 및 베이스 칼라등이 구비된 전사층을 전사한다.

그러나, 유리 및 도자기와 같이 열에 취약한 피전사대상체는 상부히터의 넓은 접촉면적과 하부지지부의 접촉면의 온도차에 의한 열응력과 열팽창 구속 등의 문제로 인해 깨어지는 문제점이 있었다.

또한, 상기 피전사대상체가 열에 약한 플라스틱 소재의 경우에는 열전사지 배면의 고열로 인한 피전사대상체의 외면 변형이 발생할 수 있고, 상기 피전사대상체 외면에 인쇄한 인쇄면이 매끈하지 않고 주름현상이 발생하는 문제점이 있었다.

그리고, 상기 인쇄층과 피전사대상체 외면 사이의 결합력이 약하여 쉽게 벗겨지고 긁혀 인쇄층의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 공개특허 제2003-0092988호에서는 플라스틱 또는 고분자 물질이 코팅된 유리 재질로 이루어진 피전사대상체에 무늬 또는 그림을 전사함에 있어서, 열 전사의 목적으로 가해지는 열에 의해 깨어지기 쉬운 코팅된 판재의 상부히터와 가압프레스가 한번에 적은 면적만의 전사가 가능한 소형의 열 전사 장치에 이송장치를 부착시켜 상부히터를 이동시키면서 인쇄층을 상기 피전사대상체에 인쇄하는 방법을 제시하여, 가열 및 가압으로 인해 상기 피전사대상체의 외형 변형이나 깨지는 문제점을 보완하는 장치를 제시하고 있다.

그러나, 이 같은 경우에는 피전사대상체의 외면이 단면일 경우에 인쇄층을 형성하기가 용이하지만, 상기 피전사대상체의 외면이 굴곡이 지거나, 인쇄가 행해질 외면의 너비가 가변하는 외형에 대해 대응하지 못하여 전사되는 인쇄층이 주름지는 현상이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하여 본 발명은 비원형 곡면에서의 열전사 방법 및 그에 의해 제조된 외장판넬을 제공하는 것을 해결과제로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 비원형 곡선형 단면을 갖는 피전사대상체의 외면을 전처리하는 제1단계; 상기 피전사대상체를 회전식 지그에 고정하고, 상기 피전사대상체 외면과의 사이로 전사필름이 개재되도록 전사 롤러를 로딩하는 제2단계; 상기 전사롤러와 상기 피전사대상체의 외면 사이로 유입되는 도입부에서는 상기 전사필름이 상측으로 볼록하게 형성되어 회전가능하게 배치된 가이드바에 의해 상기 전사롤러로 안내되어 상기 피전사대상체의 외면을 볼록하게 감싸는 형태로 유입되며, 상기 피전사대상체의 기검출된 외주 프로파일에 대응하여 회전각도에 따른 상기 회전식 지그의 제1회전축과 상기 전사롤러의 제2회전축 간의 거리를 조절하면서 회전시켜 상기 피전사대상체의 외면에 상기 전사롤러에 의한 가열 및 가압에 의해 상기 전사필름의 전사층을 전사하는 제3단계; 및 상기 전사층이 전사된 상기 피전사대상체의 외면에 보호코팅층을 형성하는 제4단계를 포함하여 이루어지는 비원형 곡면 열전사 방법을 제공한다.

여기서, 상기 제3단계에서, 상기 피전사대상체의 기검출된 외주 프로파일에 기초하여 상기 피전사대상체의 회전에 따른 상기 제1회전축과 상기 제2회전축 간의 축간거리의 변화량에 대응하여 상기 제1회전축 및 상기 제2회전축 중 적어도 어느 하나를 상하 이동시키도록 제어됨이 바람직하다.

또한, 상기 제1회전축 및 상기 제2회전축 중 적어도 어느 하나는 제어부에 의해 제어되는 서보모터에 의해 구동되는 공압식 실린더장치와 연결되어 상기 제어부에 의해 산출되는 상기 축간거리의 변화량에 따라 승강됨이 바람직하다.

삭제

본 발명의 상기의 해결 수단을 통해서 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 비원형 곡면 외형을 지닌 피전사대상체의 기검출된 외주 프로파일에 기초하여 상기 피전사대상체의 회전에 따른 제1회전축과 제2회전축 간의 변화량에 대응하여 상기 제1회전축 및 상기 제2회전축 중 적어도 어느 하나를 상하 이동시키며 전사층을 전사하는 방식으로 인해 외주면이 원형이 아닌 비원형을 이루는 피전사대상체의 외주에 매끈한 표면을 가질 수 있고, 외부의 긁힘에도 박리되지 않는 전사층을 균일하게 전사할 있다.

둘째, 피전사대상체의 외주 프로파일에 대응되도록 상기 제1회전축 및 상기 제2회전축의 높이 조절이 가능하고 상호 회전축 간의 가압으로 전사층을 전사하므로 다른 외형을 띄는 제품들에 대한 열전사를 동시에 시행할 수 있다.

셋째, 전사필름이 전사롤러와 피전사대상체의 외면 사이로 유입되는 도입부에 상측으로 볼록하게 형성되어 회전가능한 가이드바가 구비되어 상기 피전사대상체의 외면으로 상기 전사필름이 유입될 때 상면으로 볼록하게 펼침 작용을 하여, 상기 피전사대상체의 외면 너비에 관계없이 그의 외면의 끝단부까지 보다 용이하게 감싸면서 상기 전사층의 전사가 가능하다.

도 1은 종래의 열전사장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡면 열전사 방법에 의해 제조된 외장판넬의 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡면 열전사 방법 흐름도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전사필름 단면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡면 열전사 장치의 정면도.
도 6a은 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡선 열전사 장치의 제1회전축의 이동에 따른 전사 예시도.
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡선 열전사 장치의 제2회전축의 이동에 따른 전사 예시도.
도 7는 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡면 열전사 장치의 이송부 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비원형 곡면 열전사 방법 및 그에 의해 제조된 외장판넬을 상세히 설명한다.

도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡면 열전사 방법에 의해 제조된 외장판넬의 사시도이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 비원형 곡면 열전사 방법에 의해 제조되는 외장판넬(10)은 피전사대상체(20), 전사층(30a) 그리고 보호코팅층(40)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

여기서, 상기 피전사대상체(20)는 PVC, MDF 및 각종 수지로 금형사출된 플라스틱 금형사출물로 형성되되, 그의 외형을 이루는 형상이 원형인 것부터 원형이 아닌 굴곡적인 형상까지 어느 하나에 국한되지 않는 것이 바람직하다.

한편, 상기 굴곡적인 형상이란 상기 피전사대상체(20)의 중심점과 상기 피전사대상체(20) 외면 사이의 거리가 가변되어 형성된 구조형상을 말한다. 따라서, 상기 피전사대상체(20)의 단면형상은 비원형으로 곡선형 단면이 형성된 것일 수 있다.

여기서, 비원형 곡면 열전사 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡면 열전사 방법 흐름도이다.

도 3에서 보는 바와 같이, 비원형 곡선형 단면을 갖는 피전사대상체(20)의 외면을 전처리하는 제1단계(S10), 상기 피전사대상체(20) 외면에 전사 롤러를 로딩하는 제2단계(S20), 전사필름의 전사층(30a)을 전사하는 제3단계(S30) 및 보호코팅층(40)을 형성하는 제4단계(S40)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 피전사대상체(20)의 외주 프로파일에 대한 데이터를 추출하기 위한 단계가 전사층을 전사하는 단계(S30) 이전에 포함됨이 바람직하다.

상세히, 비원형 곡선형 단면을 갖는 상기 피전사대상체(20)을 제조한 후 그의 외면을 이소프로필 알콜, 테트라클로로 에틸렌, 에틸아세틸레이트 등의 세정제를 사용하여 세정하는 전처리하는 과정을 수행한다(S10). 이때, 상기의 전처리과정을 통해서 상기 피전사대상체(20) 외면의 불순물을 제거함으로써, 그의 외면에 전사될 상기 전사층(30a)의 부착력을 증대시키기 위하여 표면을 클리어 하게 하는 과정을 의미한다.

그리고, 상기 피전사대상체(20)를 회전 가능한 회전식 지그(110)에 고정시키고, 상기 피전사대상체(20) 외면과 전사롤러(120) 사이에 전사필름(30)을 개재하여, 상기 전사롤러(120)를 로딩하는 과정을 수행한다(S20).

여기서, 상기 회전식 지그(110)는 제1회전축(111) 및 지그부(112)이 포함되어 이루어짐이 바람직하다. 상기 제1회전축(110)은 축을 중심으로 회전가능하고 일측부에 공압식 실린더장치(150)가 구비되어 승강 및 하강이 가능하다.

또한, 상기 지그부(112)는 상기 제1회전축(110)의 수직, 수평방향으로 상기 피전사대상체(20)를 견고하게 고정하도록 구비되어 있고, 상기 피전사대상체(20)와 상기 제1회전축(111) 사이의 거리변화에 의해 대응되도록 상기 지그부(112)의 길이 변화가 이루어지며 상기 피전사대상체(20)를 지지함이 바람직하다.

한편, 상기 회전식 지그(110)에 장착된 상기 피전사대상체(20)의 외면과 상기 전사롤러(120) 사이에 개재된 상기 전사필름(30)은 전사원지(31), 클리어층(32), 열경화도료층(33), 인쇄층(34) 및 가열접착층(35)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전사필름 단면도이다.

도 4를 참고하면, 상기 전사필름(30)에 형성된 각 도료층의 적층 순서를 알 수 있다. 상기 전사필름(30)의 최상단의 상기 전사원지(31)는 필름 형성 결합체 및 열가소성 중합체 분말을 포함하고 고온에서 용융하여 제작함이 바람직하다. 여기서, 상기 전사원지(31)는 상기 피전사대상체(20)의 외면에 상기 전사필름(30)이 이루는 도료층 중에서 상기 전사층(30a)이 전사된 후 제거된다.

한편, 상기 전사원지(31)의 배면에는 전사과정을 거친 후 상기 전사원지(31)를 상기 피전사대상체(20) 외면에서 박리가 용이하도록 하는 역할을 하는 상기 클리어층(32)이 필수적으로 구비됨이 바람직하다. 상세히, 상기 클리어층(32)은 아크릴계수지, 폴리에틸렌왁스, 계면활성제, 실록산폴리머, 셀룰로이드, 가교제, 촉매제, 솔벤크 중에서 하나 또는 그 이상이 선택되어 이루어진 혼합물로 이루어져 도포 됨이 바람직하다.

그리고, 상기 클리어층(32)의 상기 전사원지(31)이 부착된 단면의 측단면에는 상기 열경화도료층(33)이 도포 되어 형성되되, 그의 배면에 구비될 상기 인쇄층(34)이 포함된 상기 전사층(30a)의 내습성, 내마모성, 내열성 및 내구성을 향상시키는 역할을 한다. 여기서, 상기 열경화도료층(33)은 실리콘, 폴리에스틸, 우레탄, 멜라닌, 염화여비닐졸 등의 하나의 수지와, 솔벤트, 경화제, 촉매제의 혼합물이 열경화되어 이루어짐이 바람직하다.

한편, 상기 클리어층(32)의 배면에는 다양한 무늬, 패턴 등을 장식하기 위한 상기 인쇄층(34)이 도포 되어 구비됨이 바람직하다. 상기 인쇄층(34)은 아크릴, 폴리에스테르, 우레탄레진, 비닐레진 등의 수지와 분산제, 안료, 솔밴트를 포함하여 이루어짐이 바람직하나, 상기 인쇄층에 금속 등의 물질이 첨가되어 이루어질 수도 있다.

그리고, 상기 인쇄층(34)이 상기 피전사대상체(20)의 외면에 접착됨을 용이하게 하기 위해 그의 배면에 상기 가열접착층(35)이 도포 되어 구성됨이 바람직하다. 상기 가열접착층(35)은 폴리에스트, 나일론, 이소프렌스타일렌, 아크릴, 비닐레진, 폴리아미드, 비닐아세테이트, 피그먼트왁스, 로진, 셀룰로이드 중에서 하나 이상의 수지와 핫멜트계 수지를 분산제, 솔벤트와 혼합하여 형성됨이 바람직하다.

따라서, 상기와 같이 형성된 상기 전사필름(30)을 가압 및 가열하여 상기 피전사대상체(20)의 외면에 전사하면, 그의 외면에 상기 가열접착층(35), 상기 인쇄층(34), 상기 열경화도료층(33)의 순으로 전사되어 상기 전사층(30a)를 형성하게 된다. 여기서, 상기 클리어층(32)이 인가된 열에 의해 상기 전사원지(31)의 박리를 용이하게 하며 상기 전사원지(31)와 함께 박리됨이 바람직하다.

한편, 상기 피전사대상체(20)의 외주 프로파일 데이터를 추출하는 과정을 전처리공정 전후 내지는 상기 전사필름(30) 로딩공정에서 실행함이 바람직하다.

상세히, 상기 피전사대상체(20)의 외면의 일정 길이 또는 중심점을 기준으로 일정 각도 간격으로 측정구간을 설정하고, 상기 측정구간에서 상기 피전사대상체(20)의 중심점과 상기 피전사대상체(20)의 외주까지의 거리를 측정하고 측정된 거리 데이터를 이용하여 상기 피전사대상체(20)의 외주 프로파일 데이터를 구성함이 바람직하다.

즉, 상기와 같은 과정으로 추출된 외주 프로파일 데이터는 그 형상이 다각형 형태로 도출되나, 제어부(140)에서 제어할 수 있는 상기 공압식 실린더장치(150)가 구비된 상기 제1회전축(111)및 상기 제2회전축(121)간의 높이가 대응되도록 상하로 이동시키며 상기 피전사대상체(20)의 외주를 일정한 힘으로 가압하며 전사하므로, 추출되지 않은 구간의 거리에 관계없이 균일한 압력으로 상기 전사층(30a)을 전사할 수 있다.

반면에, 상기 피전사대상체(20)의 외주 프로파일을 연속적으로 2차원 내지 3차원 스캐닝하여 그 결과 데이터를 컴퓨터로 분석하여 상기 피전사대상체(20)가 이루는 외형을 파악하여 보다 세밀하게 수치화된 외주 프로파일 데이터를 도출할 수도 있다.

여기서, 도출되는 데이터는 상기 피전사대상체(20)가 이루는 외주 프로파일과 세밀하게 상응되므로, 상기 제1회전축(111) 및 상기 제2회전축(121)의 축간 상하 이동시키며 상기 피전사대상체(20)의 표면에 균일한 압력으로 상기 전사층(30a)을 전사할 수 있다.

한편, 상기 회전식 지그(110)에 장착된 상기 피전사대상체(20)의 기검출된 외주 프로파일에 대응하여 회전각도에 따른 상기 회전식 지그(110)의 제1회전축(111)과 상기 전사롤러(120)의 제2회전축(121) 간의 거리가 조절됨이 바람직하다. 여기서, 상호 축간 거리가 조절된 상기 제1회전축(111) 및 상기 제2회전축(121)을 회전시켜 상기 피전사대상체(20)의 외면에 히터가 구비된 상기 전사롤러(120)로 가열 및 가압하여 상기 전사필름(30)의 전사층(30a)을 전사하는 과정을 수행한다(S30).

한편, 전술된 과정을 거쳐 상기 피전사대상체(20)의 외면에 전사된 상기 전사층(30a)이 주름지거나 박리되는 등의 불량 현상이 없는지 검사과정을 거친 후, 그의 외면에 상기 보호코팅층(40)을 형성하는 과정을 수행한다(S40).

여기서, 상기 보호코팅층(40)은 내열성과 내약품성 및 경도를 향상시키기 위해구비되며, 요소수지, 멜라닌수지, 불포화 폴리에스터, 에폭시수지, 폴리우레탄 수지 등의 수지와 솔벤트, 분산제등의 혼합물이 열경화되어 이루어짐이 바람직하다.

여기서, 상기 보호코팅층(40)을 전사함에 있어서, 상기 전사층(30a)을 전사할 때 상기 피전사대상체(20)의 외주 프로파일에 대응되도록 상기 회전축(111, 121)의 이동시키며 상기 피전사대상체(20)의 외주로 가압 및 가열하여 상기 전사층(30a)을 전사하는 방법과 동일한 방법으로 전사됨이 바람직하다.

따라서, 상기 피전사대상체(20)의 회전각도에 의해 가변하는 외주 프로파일에 따라 상기 제어부(140)로 상기 제1회전축(111) 및 상기 제2회전축(121)간의 높이 조절을 하는 방식으로 여러 외형을 가지는 제품들의 열전사를 동시에 시행할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡면 열전사 장치의 정면도이다.

도 5에서 보는 바와 같이, 상기 열전사 장치(100)는 상기 회전식 지그(110), 상기 전사롤러(120), 이송부(130) 및 제어부(140)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

여기서, 상기 회전식 지그(110)는 그의 중심부에 회전 가능한 제1회전축(110)이 위치되고, 상기 제1회전축(111)의 일측부에는 서보모터에 의해 구동되는 상기 공압식 실린더장치(150) 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 피전사대상체(20)가 제1회전축(111)의 회전에도 이탈되지 않도록, 상기 제1회전축(111)을 중심으로 4방향의 지그부(112)가 구비되고 상기 지그부(112) 상기 피전사대상체(20)의 내면에 위치하되, 상기 피전사대상체(20)의 내면과 상기 제1회전축(111)이 이루는 거리에 대응되도록 길이가 가변되어 고정하는 역할을 한다.

한편, 상기 전사롤러(120)은 상기 피전사대상체(20)의 상부에 위치되되, 그의 내부에 상기 전사롤러(120)의 가열을 돕는 히터가 구비됨이 바람직하다. 또한, 상기 전사롤러(120)는 그의 중심부에 상기 제2회전축(121)이 구비되고, 그의 끝단부에는 상기 공압식 실린더장치(151)가 구비됨이 바람직하다.

여기서, 상기 제1회전축(111) 및 상기 제2회전축(121)은 회전함과 동시에 일측부에 구비된 서브모토에 의해 구동되는 상기 공압식 실린더장치(150, 151)의 선택적인 제어를 통하여 기검출된 상기 피전사대상체(20)의 외면 프로파일에 대응되어 상하 방향으로 승강 및 하강하게 됨이 바람직하다.

도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡선 열전사 장치의 제1회전축의 이동에 따른 전사 예시도이다.

도 6a에서 보는 바와 같이, 상기 회전식 지그(110)에 상기 피전사대상체(20)를 장착시키고, 선택적으로 상기 제2회전축(121)의 높이를 고정시키면, 회전하는 상기 피전사대상체(20)의 회전으로 인해 가변하는 외면 프로파일에 대응되는 상기 제1회전축(111)과 상기 제2회전축(121)간의 변화되는 거리에 따라 상기 제어부(140)에서 상기 회전식 지그(120) 내에 구비된 상기 제1회전축(111)을 상기 제어부(140)으로 제어가능한 상기 공압식 실린더장치(150)로 승강 및 하강시키게 되고, 고정된 위치의 제1회전축(111)이 구비되어 상기 전사필름(30)이 개재된 상기 피전사대상체(20)의 외주를 가압 및 가열하여 상기 전사층(30a)을 전사함이 바람직하다.

여기서, 제1회전축의 회전으로 상기 피전사대상체(20)의 외주 프로파일에 따른 상기 피전사대상체(20)의 중심부와 그의 외면까지의 거리가 길어지게 되면 제1회전축(111)과 상기 제2회전축(112)간의 거리가 멀어져야 하므로, 상기 제1회전축(111)이 상기 공압식 실린더장치(150)에 의해서 하측방향으로 하강되고, 상기 피전사대상체(20)의 중심부와 그의 외면까지의 거리가 짧아지게 되면 상기 상기 제1회전축(111)이 상기 공압식 실린더장치(150)의 제어로 상측방향으로 상승 된다.

마찬가지로, 상기 회전식 지그(110)에 장착된 상기 피전사대상체(20)의 외주에 상기 전사층(30a)을 전사할 때, 선택적으로 제1회전축(111)을 고정시킨체 상기 제2회전축(121)을 이동시키며 전사할 수도 있다.

도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡선 열전사 장치의 제2회전축의 이동에 따른 전사 예시도이다.

도 6b에서 보는 바와 같이, 상기 회전식 지그(110)에 상기 피전사대상체(20)를 장착시키고, 선택적으로 상기 제1회전축(111)의 높이 위치를 고정시키면, 회전하는 상기 피전사대상체(20)의 회전으로 인해 가변하는 외면 프로파일에 대응되는 상기 제1회전축(111)과 상기 제2회전축(121) 축간 거리의 변화되는 거리에 따라 상기 제어부(140)에서 상기 제2회전축(121)을 상기 공압식 실린더장치(151)로 승강 및 하강시키게 되고, 상기 제2회전축(121)이 구비되어 회전하는 상기 전사롤러(120)가 상기 전사필름(30)이 개재된 상기 피전사대상체(20)의 외주를 가압 및 가열하여 상기 전사층(30a)을 전사함이 바람직하다.

여기서, 제1회전축의 회전으로 상기 피전사대상체(20)의 외주 프로파일에 따른 상기 피전사대상체(20)의 중심부와 그의 외면까지의 거리가 길어지게 되면 제1회전축(111)과 상기 제2회전축(112)간의 거리가 멀어져야 하므로, 상기 제2회전축(121)이 상기 공압식 실린더장치(151)에 의해서 상측방향으로 승강되고, 상기 피전사대상체(20)의 중심부와 그의 외면까지의 거리가 짧아지게 되면 상기 상기 제2회전축(121)이 상기 공압식 실린더장치(151)의 제어로 하측방향으로 하강 된다.

따라서, 상기 제1회전축(111) 및 상기 제2회전축(121) 중 적어도 어느 하나를 선택적으로 상하 이동되면서, 상기 피전사대상체(20)의 외주 프로파일에 대응되도록 이동되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제1회전축(111)과 상기 제2회전축(121)의 회전속도는 상기 피전사대상체(20)에 상기 전사층(30a)이 인쇄되는 인쇄속도와 대응됨이 바람직하다. 본 발명에서는 분당 10 m 이하의 저속으로 인쇄함이 바람직하다.

상세히, 상기 피전사대상체(20)에 맞물려 인출되는 상기 전사필름(30a)이 도출되는 속도와 상기 피전사대상체(20)의 회전속도 및 상기 제2회전축(121)이 구비된 상기 전사롤러(120)의 회전속도를 같게 함이 바람직하다.

이때, 상기 전사필름(30)이 상기 피전사대상체(20)에 전사될 때 밀림현상이 없어지고, 상기 회전속도 차이에 따른 전사될 전사층(30a)의 구겨지거나 찢어져서 전사되는 현상을 줄일 수 있다.

한편, 저속으로 인쇄할 경우 상기 전사롤러(120)에 내장된 히터로 가열되어 인쇄를 가능하게 하지만, 그로 인해, 상기 전사층(30a)의 건조속도가 빨라져 상기 피전사대상체(20)의 외주에 접착력이 떨어지는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 상기 전사롤러(120)의 표면에는 경도가 낮은 실리콘을 이용하여 열압공정을 이용하여 상기의 문제점을 해결할 수 있다.

여기서, 상기 피전사대상체(20)의 외면에 전사된 상기 전사층(30a)의 높이가 높으면 차기 공정인 보호코팅층(40)을 전사시에 표면이 매끄럽지 않고, 울퉁불퉁하게 되고 또 상기 보호코팅층(40)에 기포가 생기며, 얼룩 현상이 생기게 된다.

이를 해결하기 위하여, 상기 피전사대상체(20)의 외면에 상기 전사롤러(120)를 이용하여 가압함으로써 상기 전사층(30a)을 평활하게 만들어, 전사된 상기 전사층(30a)의 두께가 없는 매끄러운 평면으로 나오게 함이 바람직하다.

여기서, 상기 전사롤러(120)의 가열 온도는 상기 피전사대상체(20)가 변형되지 않을 정도의 온도인 섭씨 약 80~90 ℃, 가압 세기는 상기 피전사대상체(20)가 파손되지 않을 정도인 3 kg/cm² 이 바람직하나, 이는 상기 피전사대상체(20)를 구성하는 재질에 따라 변할 수 있다.

한편, 상기 이송부(130)는 상기 전사롤러(120)와 상기 피전사대상체(20)가 장착된 상기 회전식 지그(110)의 일측부에 위치하되, 상기 열전사 장치(100) 일측부에 권취되어 구비된 상기 전사필름(30)을 회전가능한 롤러(132)에 장착시켜 이송시킴이 바람직하다.

여기서, 상기 전사필름(30)이 상기 전사롤러(120)와 상기 피전사대상체(20)의 외면 사이로 유입되는 도입부에서는 상측으로 볼록하게 형성되어 회전가능한 가이드바(131)가 구비됨이 바람직하다.

도 7는 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡면 열전사 장치의 이송부 개략도이다.

도 7에서 보는 바와 같이, 상기 가이드바(131)는 볼록한 원통형으로 생긴 특징으로 상기 롤러(132)에 권취되어 구비된 상기 전사필름(30)이 상기 피전사대상체(20)의 외면으로 유입될 때, 상기 가이드바(131)의 형태와 대응되도록 상면으로 볼록하게 펼침 작용을 한다. 따라서, 상기 피전사대상체(20)보다 넓은 면적이 상기 피전사대상체(20)의 외면을 볼록하게 감싸는 듯한 형태로 유입됨이가능하다.

이로 인해, 상기 피전사대상체(20)의 외면의 끝단부가 라운드지게 형성되거나, 일정각도의 경사를 가지는 외형 구비하더라도, 상기 전사층(30a)의 전사가 상기 피전사대상체(20)의 끝단부까지 매끈하게 형성되고, 외면 굴곡에 대응할 수 있으므로 상기 전사층(30a)이 주름지는 현상을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 피전사대상체(20)의 외주에 상기 전사층(30a) 전사하는 공정을 마치고 상기 전사필름(30)에 구비된 상기 클리어층(32)에 의해 상기 피전사대상체(20)의 표면에서 박리되어 나오는 상기 전사원지(31)는 도출부로 유출되어 다시 권취됨이 바람직하다.

다음은 본 발명의 일실시예에 따른 비원형 곡면 열전사 방법을 이용하여 상기 외장판넬(10)을 제작하는 과정을 설명한다.

먼저, 금형사출 공정으로 제작된 원형이나 비원형 곡선형 단면을 가지는 상기 피전사대상체(20)를 제조한 후 그의 외면의 불순물을 제거하기 위하여 이소프로필 알콜 등의 세정제를 사용하여 세정하는 전처리하는 과정을 수행한다.

그리고, 세정과정을 거친 상기 피전사대상체(20)를 회전 가능한 상기 회전식 지그(110)에 상기 지그부(111)의 길이를 조절하여 고정하고, 상기 피전사대상체(20) 외면과 상기 전사롤러(120) 사이에 상기 전사필름(30)을 개재하여, 상기 전사롤러(120)를 로딩한다.

여기서, 상기 전사필름(30)은 상기 피전사대상체(20)에 상기 전사층(30a)이 전사된 후 박리 되는 필름 재질의 상기 전사원지(31)와 상기 전사원지(31)의 박리가 용이하도록 구성된 상기 클리어층(32)이 구비되고, 상기 피전사대상체(20)의 외주에 전사되는 상기 전사층(30a)을 형성하는 구성요소에 있어서 상기 전사층(30a)의 내구성을 향상시키기 위해 구비된 상기 열경화도료층(33), 무늬 및 패턴이 형성된 상기 인쇄층(34) 및 상기 피전사대상체(20)의 외주와 상기 인쇄층(34)의 접착을 용이하게 하도록 구성된 상기 가열접착층(35)를 포함하여 이루어짐이 바람직하다.

한편, 세정단계 전단계 및 후단계에서 상기 피전사대상체(20)의 외주 프로파일 데이터를 추출하는 과정을 수행함이 바람직하다.

이는, 비원형 단면을 가지는 상기 피전사대상체(20)의 중심부와 그의 외면까지의 거리가 회전각도에 따라 달라지므로, 그와 대응되도록 상기 회전식 지그(110)의 제1회전축(111)과 상기 전사롤러(120)의 제2회전축(121) 간의 거리를 조절하기 위해 수행한다.

여기서, 상기 피전사대상체(20)의 외면의 일정 길이 또는 중심점을 기준으로 일정 각도 간격으로 측정구간을 설정하고, 상기 피전사대상체(20)의 중심점에서 외주까지의 거리를 측정하여 통합하여 외주 프로파일 데이터를 구성하거나, 상기 피전사대상체(20)의 외면을 연속적인 2차원 내지 3차원 스캐닝하여 컴퓨터 분석을 통한 상기 피전사대상체(20)의 외주 프로파일을 도출함이 바람직하다.

다음으로, 상기 회전식 지그(110)에 고정된 상기 피전사대상체(20)의 기검출된 외주 프로파일에 대응하여 회전각도에 따른 상기 회전식 지그(110)의 제1회전축(111)과 상기 전사롤러(120)의 제2회전축(121) 간의 거리를 조절하면서 회전시켜 상기 피전사대상체(20)의 외면에 상기 전사롤러(120)에 의한 가열 및 가압에 의해 상기 전사필름(30)의 상기 전사층(30a)을 전사한다.

이때, 상기 제2회전축(121)이 고정되고, 상기 제1회전축(111)이 상기 공압식 실린더장치(150)에 의해 회전되는 상기 피전사대상체(20)의 외주 프로파일에 대응되도록 승강 및 하강 되어 상기 피전사대상체(20)의 외면을 가압하여 상기 전사층(30a)을 전사한다.

또한, 상기 제1회전축(111)이 고정되고, 상기 제2회전축(121)이 상기 공압식 실린더장치(151)에 의해 상기 제1회전축(111)과 제2회전축(121)간의 거리에 대응되도록 승강 및 하강 되면 상기 피전사대상체(20)의 외면을 가압하는 방식으로 상기 전사층(30a)을 전사할 수 있다.

여기서, 상기 제1회전축(111) 내지 상기 제2회전축(121)의 선택적인 축 이동은 상기 피전사대상체(20)를 이루는 재질의 특성에 맞게 사용됨이 바람직하다.

그리고, 상기 피전사대상체(20)의 외주에 형성된 상기 전사층(30a)의 구겨짐 내지 박리 등이 발생하였는지 검사과정을 거친 후 상기 전사층(30a)이 구비된 상기 피전사대상체(20)를 전술된 상기 전사층(30a)이 전사되는 방법과 같은 방식으로 열경화 수지의 혼합재질로 구성된 상기 보호코팅층(40)을 전사하여 상기 외장판넬(10)을 제작함이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.

1: 가압프레스 2: 상부히터
3, 30: 전사필름 4, 20: 피전사대상체
5: 하부지지부 10:외장판넬
31: 클리어층 32: 열경화도료층
33: 인쇄층 34: 가열접착층
30a: 전사층 100: 열전사 장치
110: 회전식 지그 111: 제1회전축
112: 지그부 120: 전사롤러
121: 제2회전축 130: 이송부
131: 가이드바 132: 롤러
140: 제어부 150, 151: 공압식 실린더장치

Claims

비원형 곡선형 단면을 갖는 피전사대상체의 외면을 전처리하는 제1단계;
상기 피전사대상체를 회전식 지그에 고정하고, 상기 피전사대상체 외면과의 사이로 전사필름이 개재되도록 전사 롤러를 로딩하는 제2단계;
상기 전사롤러와 상기 피전사대상체의 외면 사이로 유입되는 도입부에서는 상기 전사필름이 상측으로 볼록하게 형성되어 회전가능하게 배치된 가이드바에 의해 상기 전사롤러로 안내되어 상기 피전사대상체의 외면을 볼록하게 감싸는 형태로 유입되며, 상기 피전사대상체의 기검출된 외주 프로파일에 대응하여 회전각도에 따른 상기 회전식 지그의 제1회전축과 상기 전사롤러의 제2회전축 간의 거리를 조절하면서 회전시켜 상기 피전사대상체의 외면에 상기 전사롤러에 의한 가열 및 가압에 의해 상기 전사필름의 전사층을 전사하는 제3단계; 및
상기 전사층이 전사된 상기 피전사대상체의 외면에 보호코팅층을 형성하는 제4단계를 포함하여 이루어지는 비원형 곡면 열전사 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제3단계에서, 상기 피전사대상체의 기검출된 외주 프로파일에 기초하여 상기 피전사대상체의 회전에 따른 상기 제1회전축과 상기 제2회전축 간의 축간거리의 변화량에 대응하여 상기 제1회전축 및 상기 제2회전축 중 적어도 어느 하나를 상하 이동시키도록 제어됨을 특징으로 하는 비원형 곡면 열전사 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 제1회전축 및 상기 제2회전축 중 적어도 어느 하나는 제어부에 의해 제어되는 서보모터에 의해 구동되는 공압식 실린더장치와 연결되어 상기 제어부에 의해 산출되는 상기 축간거리의 변화량에 따라 승강됨을 특징으로 하는 비원형 곡면 열전사 방법.
삭제
삭제