KR101382696B1 - 블랭킷 조성물, 블랭킷 및 이를 포함하는 인쇄 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 블랭킷 조성물은, 실리콘계 수지 및 고분자 폴리머를 포함한다.
실시예에 따른 블랭킷은, 베이스 필름 및 상기 베이스 필름 상에 배치되는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은 실리콘계 수지 및 고분자 폴리머를 포함한다.
실시예에 따른 인쇄 장치는, 페이스트를 수용하는 패턴 홈을 포함하는 그라비아 롤; 및 상기 그라비아 롤로부터 상기 페이스트를 전달받는 블랭킷을 포함하고, 상기 블랭킷은, 베이스 필름 및 상기 베이스 필름 상에 배치되는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은 실리콘계 수지 및 고분자 폴리머를 포함한다.

Description

블랭킷 조성물, 블랭킷 및 이를 포함하는 인쇄 장치{BLANKET COMPOSITE, BLANKET AND PRINTING APPARATUS HAVING THE SAME}
실시예는 블랭킷 조성물, 블랭킷 및 이를 포함하는 인쇄 장치에 관한 것이다.
근래, 핸드폰(mobile phone), PDA, 노트북 컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자 기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등이 활발히 연구되고 있으며, 현재 그 실용화가 이루어지고 있다.
이러한 다양한 디바이스 내부의 금속배선 패턴이나 LCD의 칼라필터 패턴을 형성하는 방법으로는 스크린 인쇄나 포토리소그라피 등의 다양한 패턴 형성방법을 이용하여 구현되고 있다. 그러나 스크린 인쇄는 그 패턴 형성의 정밀도가 떨어지는 단점이 있으며, 포토리소그라피 공정을 이용한 방법은 포토레지스트의 적층 및 노광, 현상공정을 수행하여야 하는 공정의 복잡성을 수반해, 생산성이 떨어지고 제조경비가 증가하는 문제를 가지고 있으며, 아울러 미세 패턴의 형성에도 한계가 드러나고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 전사 롤을 이용하여 기판상에 패턴을 인쇄하는 그라비아(gravure) 옵셋(offset) 인쇄 방법이 적용되고 있다.
그라비아 옵셋 인쇄라 함은 패턴롤 또는 판에서 블랭킷(blanket) 고무판 표면에 도료 화상이 옮겨지고, 그 블랭킷의 도료 화상이 다시 인쇄대상물에 옮겨져서 간접적으로 인쇄되는 방식이다. 그러므로 옵셋인쇄판은 화상이 원고와 동일하고, 블랭킷의 화상은 그 반대이며 인쇄대상물에 가서는 다시 원고와 동일하게 나타난다. 이때, 옵셋인쇄기로 인쇄할 때에 처음에는 패턴롤 또는 판에 묻은 도료가 블랭킷으로 옮겨지므로 오프(off)라 하고 블랭킷에 묻은 도료가 인쇄대상물에 다시 묻게 되므로 이를 셋(set)이라 한다.
삭제
이러한 블랭킷은 일반적으로 고무 조성물을 재료로 사용하였다. 일례로 종래의 블랭킷은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, 이하 PDMS}을 가교 시킨 후, 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate, 이하 PET} 수지 상에 코팅하여 사용하였다. 상기 PDMS는 연고무 특성을 나타내는 고분자 물질로서 코팅 특성을 좋게 하기 위해 저점도의 PDMS를 사용하였다.
그러나, 이러한 PDMS는 패턴 공정시 패턴에 압축되는 압축힘에 의해 상기 블랭킷이 물리적으로 손상되어 사용수명이 저하되는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 PDMS를 가교하는 상기 가교제의 함량에 의해 가교도를 조절하는 방식을 사용하였으나, 가교도의 조절은 강도와 경도를 모두 충족할 수 없는 문제점이 있었다.
따라서, 상기 블랭킷을 구성하는 재료로서 상기 블랭킷의 경도와 강도를 모두 충족시킬 수 있는 새로운 블랭킷 고무 조성물의 필요성이 대두된다.
실시예는 인쇄 특성 및 인장 강도가 우수하고 수명을 연장시킬 수 있는 블랭킷 조성물과 이를 포함하는 블랭킷 및 인쇄 장치를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 블랭킷 조성물은, 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane) 및 고분자 폴리머를 포함한다.
실시예에 따른 블랭킷은, 베이스 기판 및 상기 베이스 기판 상에 배치되는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은 폴리디메틸실록산 및 고분자 폴리머를 포함한다.
실시예에 따른 인쇄 장치는, 페이스트를 수용하는 패턴 홈을 포함하는 그라비아 롤; 및 상기 그라비아 롤로부터 상기 페이스트를 전달받는 블랭킷을 포함하고, 상기 블랭킷은, 베이스 기판 및 상기 베이스 기판 상에 배치되는 코팅층을 포함하고, 상기 코팅층은 폴리디메틸실록산 및 고분자 폴리머를 포함한다.
실시예에 따른 블랭킷 조성물은 실리콘계 수지에 하기 화학식 1로 표현되는 고분자 폴리머를 포함한다. 이에 따라, 상기 블랭킷 조성물에 의해 제조되는 블랭킷의 강도를 향상시킬 수 있다. 즉, 실시예에 따른 블랭킷 조성물은 종래의 블랭킷 조성물에 비해 인장 강도를 향상시킬 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112012052370363-pat00001
이에 따라, 실시예에 따른 블랭킷 조성물은 이를 포함하는 블랭킷 및 인쇄 장치의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 인장 강도를 향상시킴으로써,미세 패턴의 인쇄 특성이 향상되고, 비유효부 면적을 감소시킬 수 있으므로 전체적인 재료 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 인쇄 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 블랭킷의 단면을 도시한 단면도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 “상/위(on)”에 또는 “하/아래(under)”에 형성된다는 기재는, 직접(directly) 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 것을 모두 포함한다. 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들의 두께나 크기는 설명의 명확성 및 편의를 위하여 변형될 수 있으므로, 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 실시예에 따른 블랭킷 조성물, 블랭킷 및 인쇄 장치를 상세하게 설명한다. 도 1은 실시예에 따른 인쇄 장치를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 블랭킷의 단면을 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 인쇄 장치는, 그라비아 롤(100) 닥터 블레이드(200) 및 블랭킷 롤(300)을 포함한다.
상기 그라비아 롤(100)은 소정 깊이를 가지는 패턴 홈(120)을 포함한다. 상기 그라비아 롤(100)은 일례로 원기둥 형상을 가져 회전 가능하게 설치될 수 있다. 상기 그라비아 롤(100)은 반복적인 인쇄 공정에서 손상되지 않으면서 패턴 홈(120) 내에 충진되는 페이스트(110)를 보존할 수 있는 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 일례로, 상기 그라비아 롤(100)은 금속으로 형성될 수 있다.
상기 닥터 블레이드(200)는 상기 그라비아 롤(100)에 접한 상태로 위치하여 페이스트(110)를 패턴 홈(120)에 충진한다. 여기서, 페이스트(110)는 인쇄가 가능한 모든 조성물을 포함할 수 있다.
상기 닥터 블레이드(200)는 도면에 도시하지 않았지만 닥터부 및 고정부를 포함할 수 있다. 이외에, 상기 닥터 블레이드(200)는 필요에 따라 다른 부품들을 더 포함할 수 있다.
상기 블랭킷 롤(300)은 베이스 롤(320) 및 블랭킷(340)을 포함할 수 있다.
상기 베이스 롤(320)은 일례로 원기둥 형상을 가져 회전 가능하게 설치될 수 있다. 상기 베이스 롤(320)은 스테인레스를 포함할 수 있다.
상기 블랭킷(340)은 상기 베이스 롤(320)의 외주면에 감겨질 수 있다. 상기 블랭킷(34)은 상기 베이스 롤(320)의 회전에 따라 기판(S)에 소정의 패턴을 제공한다.
상기 블랭킷(340)은 실리콘을 포함하는 고무를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 블랭킷(340)은 실리콘을 포함하는 블랭킷 조성물을 포함할 수 있다.
상기 블랭킷 조성물은 실리콘계 수지 및 하기의 화학식 1로 표현되는 고분자 폴리머를 포함할 수 있다.
화학식 1
Figure 112012052370363-pat00002
상기 R1 내지 R4는 탄화수소 화합물일 수 있다. 자세하게, 상기 R1 내지 R4는 CxHy로 표현되는 탄화수소 화합물일 수 있으며, 여기서, 상기 x는 1≤x≤8, 상기 y는 1≤y≤20, 상기 n은 1≤n≤100 일 수 있다.
상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 페닐기(C6H5-)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 고분자 폴리머는 실리콘(Si)에 적어도 하나의 페닐기가 결합된 고분자 폴리머일 수 있다. 자세하게, 상기 고분자 폴리머는 폴리디페닐실록산(Polydiphenylsiloxane, PDPS)일 수 있다.
또한, 상기 실리콘계 수지는 하기의 화학식 2로 표현되는 고분자 폴리머를 포함한다.
화학식 2
Figure 112012052370363-pat00003
즉, 상기 실리콘계 수지는 실리콘(Si)에 메틸기(CH3-)가 결합된 고분자 실리콘계 수지일 수 있다. 자세하게, 상기 실리콘계 수지는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS)을 포함할 수 있다.
다시 말해, 상기 고분자 폴리머는 상기 실리콘계 수지에 결합되는 메틸기를 다른 치환기로 치환한 고분자 폴리머일 수 있다. 자세하게, 상기 고분자 폴리머는 상기 고분자 실리콘계 수지에 결합되는 상기 메틸기가 다른 탄화수소 화합물로 치환되는 고분자 실리콘계 수지일 수 있다. 더 자세하게, 상기 고분자 폴리머는 상기 고분자 실리콘계 수지에 결합되는 상기 메틸기 중 적어도 하나가 페틸기로 치환되는 고분자 실리콘계 수지일 수 있다.
상기 실리콘계 수지와 상기 고분자 폴리머는 일정한 비율로 포함될 수 있다. 자세하게, 상기 실리콘계 수지가 상기 고분자 폴리머보다 높은 비율로 포함될 수 있다. 더 자세하게, 상기 실리콘계 수지와 상기 고분자 폴리머는 6:4 내지 8:2의 비율로 포함될 수 있다.
상기 블랭킷 조성물은 가교제를 더 포함할 수 있다. 상기 가교제는 상기 실리콘계 수지와 상기 고분자 폴리머를 가교시켜 화학적으로 결합시키는 역할을 한다. 상기 가교제는 비닐기(CH2=CH-)가 결합되는 실리콘계 화합물을 포함할 수 있다.
이외에도 상기 블랭킷 조성물은 반응을 조절하기 위해 촉매 및 중합방지제를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 촉매는 반응을 활성화시키기 위해 백금(Pt) 촉매를 포함할 수 있다. 또한, 상기 중합 방지제는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이면 무방하며, 구체적인 예로는 인산, 포름산, 메탄 설폰산; 메탄올, 2,6-다이-t-부틸-4-메틸-페놀 등을 들 수 있으나, 이들로 제한되지 않는다. 상기 중합 방지제는 백금 촉매의 뛰어난 반응성으로 인해 상온에서 조성물의 경화가 급속히 진행될 수 있기 때문에, 급속한 경화를 방지하는 역할을 한다.
실시예에 따른 블랭킷 조성물은 실리콘계 수지에 상기 화학식 1로 표현되는 고분자 폴리머를 포함한다. 이에 따라, 상기 블랭킷 조성물에 의해 제조되는 블랭킷의 강도를 향상시킬 수 있다. 즉, 실시예에 따른 블랭킷 조성물은 종래의 블랭킷 조성물에 비해 인장 강도를 향상시킬 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 블랭킷 조성물은 이를 포함하는 블랭킷 및 인쇄 장치의 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 인장 강도를 향상시킴으로써, 비유효부 면적을 감소시킬 수 있으므로 전체적인 재료 비용을 절감할 수 있어 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 실시예에 따른 블랭킷 및 이를 포함하는 인쇄 장치를 설명한다. 상기 블랭킷 및 이를 포함하는 인쇄 장치에 대한 설명에서는 앞서 설명한 블랭킷 조성물에 대한 설명이 본질적으로 결합된다.
도 2는 도 1의 A-A'를 따라서 절단한 블랭킷의 단면을 도시한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 블랭킷은, 베이스 필름(341) 및 상기 베이스 필름(341) 상에 배치되는 코팅층(342)을 포함한다.
상기 베이스 필름은 수지를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 베이스 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 인쇄 장치는, 페이스트를 수용하는 패턴 홈을 포함하는 그라비아 롤; 및 상기 그라비아 롤로부터 상기 페이스트를 전달받는 블랭킷 롤을 포함하고, 상기 블랭킷 롤은 베이스 롤 및 블랭킷을 포함하며, 상기 블랭킷은 베이스 필름 및 상기 베이스 필름 상에 배치되는 코팅층을 포함한다.
실시예에 따른 블랭킷 및 인쇄 장치에 포함되는 코팅층은 앞서 설명한 블랭킷 조성물을 포함한다. 즉, 상기 코팅층은 실리콘계 수지 및 상기 화학식 1로 표현되는 고분자 폴리머를 포함한다.
즉, 앞서 설명한 블랭킷 조성물과 동일하게 상기 화학식 1에서 R1 내지 R4는 CxHy로 표현되는 탄화수소 화합물을 포함하고, 상기 x는 1≤x≤8, 상기 y는 1≤y≤20, 상기 n은 1≤n≤100일 수 있으며, 상기 R1 내지 R4 중 적어도 하나는 페닐기(C6H5-)를 포함할 수 있다. 자세하게, 상기 고분자 폴리머는 폴리디페닐실록산(Polydiphenylsiloxane, PDPS)일 수 있고, 상기 실리콘계 수지는 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)일 수 있으며, 상기 실리콘계 수지와 상기 고분자 폴리머는 6:4 내지 8:2의 비율로 포함될 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 블랭킷 및 이를 포함하는 인쇄 장치는 사용 수명을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 블랭킷을 구성하는 블랭킷 조성물에 의해 상기 블랭킷의 인장 강도를 향상시켜, 상기 블랭킷 및 인쇄 장치의 수명을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 옵셋 인쇄 공정시 공정 비용을 절감할 수 있으며, 공정 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 실시예들 및 비교예들을 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실시예 및 비교예는 본 발명을 좀더 상세하게 설명하기 위하여 예시로 제시한 것에 불과하다. 따라서 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
용기에 폴리디페닐실록산과 폴리디메틸실록산을 투입한 후 교반기를 이용하여 교반한 후, 백금 촉매와 가교제를 투입한 후 롤코터를 이용하여 PET Film위에 일정 두께로 편 후 열 경화시켜 블랭킷 조성물을 제조하였다.
이때, 상기 폴리디메틸실론산과 상기 폴리디페닐실록산은 8:2의 비율로 혼합되었다.
이후, 60㎛ 두께로 경화된 실리콘 블랭킷 고무(Film 제외)를 Dumbble Type 형태 (ASTM D412)로 잘라 인스트론(Instron)사 4443 모델, 만능재료시험기(UTM)를 이용하여 인장 강도를 측정하였다.
비교예
폴리디페닐실록산을 포함하지 않았다는 점을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 블랭킷 조성물을 제조하여 동일한 방법으로 인장 강도를 측정하였다.
결과
도 3 및 도 4에는 상기 실시예 및 비교예에 따른 인장 강도를 측정한 그래프가 도시되어 있다. 도 3은 비교예에 따른 인장 강도를 측정한 그래프이며, 도 4는 실시예에 따른 인장 강도를 측정한 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 폴리디메틸실론산에 폴리디페닐실론산을 포함하는 블랭킷 조성물로 제조되는 블랭킷의 인장 강도가 더 높은 것을 알 수 있다. 즉, 도 4를 참조하면, 도 3에 비해 인장 강도가 2배 이상 향상되는 것을 알 수 있다.
이에 따라, 실시예에 따른 블랭킷 조성물, 이를 포함하는 블랭킷 및 인쇄 장치의 인장 강도가 향상되므로, 미세 패턴의 인쇄 특성이 향상되고, 또한 반복 사용에 의한 파손 주기를 연장할 수 있어, 인쇄 공정시 생산 효율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
상술한 실시예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예들에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부한 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)을 포함하는 실리콘계 수지; 및 하기의 화학식 1로 표현되는 고분자 폴리머를 포함하는 옵셋(offset) 인쇄용 블랭킷 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112013119902853-pat00011

    (여기서, 상기 n은 1≤n≤100)
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 고분자 폴리머는 폴리디페닐실록산(Polydiphenylsiloxane, PDPS)을 포함하는 블랭킷 조성물.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘계 수지와 상기 고분자 폴리머는 6:4 내지 8:2의 비율로 포함되는 블랭킷 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 블랭킷 조성물은 가교제를 더 포함하는 블랭킷 조성물.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가교제는 비닐기가 결합된 실리콘계 화합물을 포함하는 블랭킷 조성물.
  8. 베이스 필름 및 상기 베이스 기판 상에 배치되는 코팅층을 포함하고,
    상기 코팅층은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)을 포함하는 실리콘계 수지; 및 하기의 화학식 1로 표현되는 고분자 폴리머를 포함하는 옵셋(offset) 인쇄용 블랭킷.
    [화학식 1]
    Figure 112013119902853-pat00012

    (여기서, n은 1≤n≤100)
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 베이스 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 블랭킷.
  10. 삭제
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 고분자 폴리머는 폴리디페닐실록산을 포함하는 블랭킷.
  12. 삭제
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 실리콘계 수지와 상기 고분자 폴리머는 6:4 내지 8:2의 비율로 포함되는 블랭킷.
  14. 페이스트를 수용하는 패턴 홈을 포함하는 그라비아 롤; 및
    상기 그라비아 롤로부터 상기 페이스트를 전달받는 블랭킷 롤을 포함하고,
    상기 블랭킷 롤은 베이스 롤 및 블랭킷을 포함하며,
    상기 블랭킷은 베이스 필름 및 상기 베이스 필름 상에 배치되는 코팅층을 포함하고,
    상기 코팅층은 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane)을 포함하는 실리콘계 수지; 및 하기의 화학식 1로 표현되는 고분자 폴리머를 포함하는 인쇄 장치.
    [화학식 1]
    Figure 112013119902853-pat00013

    (상기 n은 1≤n≤100)
  15. 삭제
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 고분자 폴리머는 폴리디페닐실록산을 포함하는 인쇄 장치.
  17. 삭제
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 실리콘계 수지와 상기 고분자 폴리머는 6:4 내지 8:2의 비율로 포함되는 인쇄 장치.
  19. 제 14항에 있어서,
    상기 베이스 필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함하는 인쇄 장치.
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