KR101431455B1 - 인쇄용 블랭킷 제조를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지지층인 기재 필름의 양면에 표면인쇄층 및 쿠션층을 일체형으로 코팅하여 인쇄 블랭킷을 만드는 제조장치 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 제조장치는, 기재 필름 밀착수단을 구비한 정반; 코팅 유닛을 장착할 수 있고, 상기 정반 상을 수평이동하는 갠트리; 및 상기 정반의 높낮이를 조절할 수 있는 레벨풋을 포함하는 것을 특징으로 하고, 본 발명의 제조방법은, 상기 인쇄 블랭킷 제조장치를 이용한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 인쇄용 블랭킷 제조장치 및 제조방법은, 인쇄용 블랭킷의 두께균일도가 30 ㎛ 미만인 우수한 성능의 블랭킷을 제공할 수 있다.

표면인쇄층, 지지층, 쿠션층, 인쇄 블랭킷, 실리콘 레진, 상온 경화

Description

인쇄용 블랭킷 제조를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING PRINTING BLANKET}

본 발명은 지지층인 기재 필름의 양면에 표면인쇄층 및 쿠션층을 일체형으로 코팅하여 인쇄 블랭킷을 만드는 제조장치 및 이를 이용한 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 액정표시장치, 반도체소자 등의 전자소자는 기판 상에 수많은 층들의 패턴이 형성되어 제작된다. 이러한 패턴을 형성하기 위해서 지금까지는 포토리소그래피 공정이 주로 많이 사용되어졌다.

그러나, 포토리소그래피 공정은 소정의 패턴 마스크를 제작해야 하고, 화학적 에칭, 스트립핑 과정을 반복해야하므로 제작공정이 복잡하고, 환경에 유해한 화학 폐기물을 다량 발생시키는 문제점이 있다. 이는 곧 제작비용의 상승으로 연결되어 제품의 경쟁력을 떨어뜨린다.

이러한 포토리소그래피 공정의 단점을 해결하기 위한 새로운 패턴형성 방법으로서 인쇄 롤을 이용한 롤 프린팅 방법이 제안되었다.

롤 프린팅 방법은 다양한 방법이 있지만, 크게 그라비아 인쇄, 및 리버스 오프셋 인쇄 방법의 2가지로 대별될 수 있다.

그라비아 인쇄는 오목판에 잉크를 묻혀 여분의 잉크를 긁어내고 인쇄를 하는 인쇄방식으로서, 출판용, 포장용, 셀로판용, 비닐용, 폴리에틸렌용 등의 다양한 분야의 인쇄에 적합한 방법으로서 알려져 있으며, 표시소자에 적용되는 능동소자나 회로패턴을 제작에 상기 그라비아 인쇄방법을 적용하기 위한 연구가 이루어지고 있다.

그라비아 인쇄는 전사롤을 이용하여 기판 상에 잉크를 전사하기 때문에, 원하는 표시소자의 면적에 대응하는 전사롤을 이용함으로써, 대면적의 표시소자의 경우에도, 1회의 전사에 의해 패턴을 형성할 수 있게 된다. 이러한 그라비아 인쇄는 기판 상에 레지스트용인 잉크패턴을 형성할 뿐만 아니라 표시소자의 각종 패턴들, 예를 들어 액정표시소자의 경우 TFT 뿐만 아니라 상기 TFT와 접속되는 게이트라인 및 데이터라인, 화소전극, 캐패시터용 금속패턴을 패터닝하는데 사용될 수 있다.

그러나, 통상 그라비아 인쇄에 사용하는 블랭킷은 딱딱한 마스터 몰드에 실리콘계 수지를 캐스팅하여 제조되었는 바, 이렇게 제조된 블랭킷은 균일한 두께를 가지도록 제조하는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 파일럿 스케일로 양산하는 데도 어려움이 있다.

이에, 정밀한 미세 패턴형성을 위해서는 주로 리버스 오프셋 인쇄 방식이 채용된다.

리버스 오프셋 인쇄 방식 및 인쇄 장치에 관한 종래기술은, 본 발명의 출원인에 의해 출원되어 공개된 하기 문헌 1 내지 문헌 3의 것들을 참고할 수 있다.

문헌 1은 인쇄롤; 및 상기 인쇄롤을 회전시키면서 전후방향을 따라 이동시키는 리니어 모터를 포함하는 롤 프린팅 장치에 관한 것을 개시하고 있다. 상기 장치는, 코팅과 전사를 위한 인쇄롤의 구동을 위한 모터로서 리니어 모터를 사용함에 따라, 기존 모터로부터 오는 진동을 최소화할 수 있으며, 진동에 의한 얼룩이 없는 깨끗한 패턴을 제공할 수 있다.

문헌 2는 롤 프린팅 장치용 인쇄롤로서, 중앙영역에서 양 단부영역으로 갈수록 단면적이 작아지는 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 롤 프린팅 장치용 인쇄롤에 관한 것을 개시하고 있다.

문헌 3은 기판; 상기 기판이 장착되며, 상기 기판을 어느 한 직선방향으로 이동시키는 기판 이송장치; 상기 기판 이송장치의 판면과 마주보게 배치되며, 패턴부를 갖는 클리쉐; 상기 클리쉐의 패턴부가 상기 기판 이송장치의 판면을 향하도록 상기 클리쉐가 장착되며, 상기 클리쉐를 상기 기판 이송방향의 반대 직선방향으로 이동시키는 클리쉐 이송장치; 상기 클리쉐 이송장치와 상기 기판 이송장치 사이에서 상기 클리쉐 이송방향과 동일한 방향으로 회전가능하도록 설치된 인쇄롤; 및 상기 인쇄롤에 코팅물을 코팅하는 코터를 포함하는 롤 프린팅 장치로서, 상기 기판 및 상기 클리쉐 각각의 선단부로부터 상기 직선방향에 수직하는 상기 인쇄롤의 중심축선까지의 거리가 서로 다르도록, 상기 인쇄롤을 중심으로 양측에 이격배치된 상기 기판 및 상기 클리쉐의 초기 위치에서, 상기 인쇄롤의 회전과 동시에 상기 인쇄롤의 양측에서 상기 기판 및 클리쉐가 상기 인쇄롤을 향해 서로 반대방향으로 직선이동됨에 따라, 상기 코터에 의해 상기 인쇄롤에 코팅물이 코팅되고, 회전중인 상기 인쇄롤 위로 상기 클리쉐가 지나감에 따라 상기 인쇄롤의 코팅물이 상기 클리쉐의 패턴부로 전사되고, 회전중인 상기 인쇄롤 위로 상기 기판이 지나감에 따라 상기 인쇄롤에 남은 코팅물 패턴이 상기 기판으로 전사되는 과정이 일거에 이루어지는 것을 특징으로 하는 롤 프린팅 장치에 관한 것을 개시하고 있다.

[ 문헌 1 ] KR 10-2008-0090890(공개) 2008.10.09.

[ 문헌 2 ] KR 10-2009-0020076(공개) 2009.02.26.

[ 문헌 3 ] KR 10-2009-0003883(공개) 2009.01.12.

상기 문헌 1 내지 문헌 3의 명세서 내용 전부는 본 발명의 종래기술에 대한 설명으로서 본 발명의 명세서와 합체된다.

도 1에는 리버스 오프셋 인쇄 사용되는 블랭킷의 구조단면을 나타내었다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 통상적인 블랭킷은 표면인쇄층, 지지층, 쿠션층으로 구성되고, 상기 층들 사이에 부착력을 확보하기 위해 프라이머층이 더 구비될 수 있다. 상기 표면인쇄층은 잉크가 직접 묻어 전사가 이루어지는 층으로 주로 PDMS(Poly- -Di-Methyl-Siloxane)으로 제작되고, 상기 지지층은 상기 표면인쇄층과 상기 쿠션 층을 지지하는 역할을 하며 주로 PET 필름으로 제작된다. 또한, 상기 쿠션층은, 상기 표면인쇄층의 표면이 균일하지 않은 경우에, 이러한 두께 차이를 보상해주는 역할을 하고 표면인쇄층과 마찬가지로 주로 PDMS로 제작된다.

한편, 리버스 오프셋 공정에 사용되는 인쇄용 블랭킷을 제조하는 종래기술을 설명하면 아래와 같다. 도 2a 내지 도 2b는 인쇄용 블랭킷을 제조하는 종래의 공정을 모식적으로 나타낸 도면으로서, 이를 참조하여 설명한다.

도 2a에는 가장 단순한 형태의 종래 블랭킷 제조공정을 모식적으로 나타내었다. 도 2a와 같이 소정 형상의 오목부(55)를 구비한 금형(50)을 준비하고, 상기 금형(50)의 오목부(55)에 블랭킷용 수지물질(35)을 채워넣은 후 가압장치(60)로 가압하여 블랭킷을 제조한다.

도 2b는 또 다른 종래 블랭킷을 제조하는 공정을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 2b에 나타낸 공정은, 도 2a에 나타낸 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명되고 대한민국 특허청에 특허등록(등록 KR 10-0617042)된 것이다(따라서, 특허공보를 통하여 더 상세한 내용을 참조할 수 있을 것이다).

도 2b에 나타내었듯이, 종래의 블랭킷 제조장치는 컨테이너(100), 예열 장비(200), 회전롤(300), 및 경화 장비(400)를 포함하여 이루어진다. 상기 컨테이너(100)는 블랭킷용 재료(350)를 수용하며 수용한 블랭킷용 재료(350)를 낙하시키는 역할을 하는 것으로서 몸체부(120) 및 노즐부(140)를 포함하여 구성되며, 블랭 킷용 재료(350)를 수용하기 위한 수용홈이 상기 몸체부(120)에 형성되고, 상기 수용홈과 연결되어 블랭킷용 재료(350)를 낙하시키기 위한 슬릿이 상기 노즐부(140)에 형성되어 있는 것이다.

리버스 오프셋 프린팅방법은 패턴 형성에 있어서, 비용이 절감되고, 생산속도가 향상된다는 측면에서 매우 각광 받는 기술이지만, 정밀한 패턴을 얻기 위해서 양질의 블랭킷이 요구된다. 즉, 블랭킷의 특성에 따라서 패턴의 품질이 좌우될 수 있다는 점에서 고품질의 인쇄용 블랭킷 제작은 매우 중요한 기술적 과제이다.

특히, 리버스 오프셋 공정은 마이크로미터 이하의 사이즈 패턴을 대면적에 걸쳐 전사해야 하는 미세공정이기 때문에, 이에 사용되는 블랭킷의 표면은 대면적에 걸쳐 균일해야 할 것이 더욱 요구된다. 즉, 인쇄 공정에 사용되는 블랭킷은 전영역에 걸쳐 균일하게 잉크를 코팅하고 클리쉐 및 기판에 전사하도록 하기 위해서는, 블랭킷의 두께 균일도는 특히 중요하다.

종래의 블랭킷 제조장치 및 제조방법은, 도 2a에 나타낸 것과 같이, 금형(50)과 가압장치(60)를 이용하여 블랭킷을 제조하는 것이다. 이 경우, 금형(50) 제조시 오목부(55)의 정밀도가 떨어지거나 또는 가압장치(60)의 압력 균일도가 떨어질 수 있고, 이 경우 블랭킷이 원하는 형상으로 정밀하게 제조되지 못하는 문제점이 있다. 이와 같이 블랭킷이 정밀하게 제조되지 못할 경우에는 블랭킷에 피인쇄물이 전사되는 공정에서 원하지 않은 패턴이 형성될 우려가 있다.

또 다른 종래의 블랭킷 제조장치 및 제조방법은, 도 2b에 나타낸 것과 같이, 컨테이너에서 블랭킷용 재료를 낙하시키면서 블랭킷을 형성하는 것이다. 이 경우, 도 2a에 나타낸 종래기술과는 달리, 금형의 정밀도나 가압장치의 압력균일도에 영향을 받지 않고 균일한 블랭킷을 제조할 수 있다는 장점은 있다.

그러나, 도 2의 종래기술의 경우 블랭킷용 재료의 점도가 너무 높은 경우 흐름성이 좋지 않아 두께 균일도를 확보할 수 없고, 이와 반대로 점도가 낮은 경우 흐름성이 너무 좋아 롤 아래로 드랍핑(dropping)하게 되는 바, 균일도 향상측면에서 우수하지 못하게 될 우려가 있을 수 있다.

이에, 본 발명에서는, 매우 우수한 성능의 두께 균일도를 가진 인쇄 블랭킷을 제작할 수 있는 인쇄 블랭킷 제조장치 및 이러한 제조장치를 사용한 블랭킷 제조방법를 제공하고자 한다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,

기재 필름 밀착수단을 구비한 정반;

코팅 유닛을 장착할 수 있고, 상기 정반 상을 수평이동하는 갠트리; 및

상기 정반의 높낮이를 조절할 수 있는 레벨풋

을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조장치를 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 기재 필름 밀착수단은, 상기 정반 표면 상의 미세구멍 및 이를 통하여 음압을 발생시킬 수 있는 진공장치인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조장치를 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 기재 필름 밀착수단은, 상기 정반의 양끝 말단에 구비되는 와인더롤인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조장치를 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 코팅 유닛은 베이커 어플리케이터인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조장치를 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 베이커 어플리케이터의 갭편차 정밀도는 20 ㎛ 미만인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조장치를 제공한다.

또한 본 발명에 있어서, 상기 정반의 두께 균일도는 20 ㎛ 이하이고, 표면조도는 800 ㎚ 이하인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조장치를 제공한다.

또한, 표면인쇄층, 지지층, 및 쿠션층을 포함하는 인쇄 블랭킷 제조방법에 있어서,

본 발명의 상기 인쇄 블랭킷 제조장치를 사용하고,

지지층으로서의 기재 필름을 수평이 유지된 상기 정반에 밀착시키는 제 1 단계;

상기 기재 필름 일면 상에 중공미소구가 포함된 실리콘 레진을 도포하는 제 2 단계;

상기 실리콘 레진을 상온경화시켜 쿠션층을 형성하는 제 3 단계;

상기 기재 필름을 반전시킨 후, 상기 기재 필름을 상기 정반에 다시 밀착시키는 제 4 단계;

상기 기재 필름의 나머지 일면 상에 액상 실리콘 레진을 도포하는 제 5 단계; 및

상기 실리콘 레진을 상온경화시켜 표면인쇄층을 형성하는 제 6 단계를 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 제 3 단계 및 상기 제 6 단계는, 가사시간까지는 상기 정반의 미세 구멍을 통해 진공음압을 인가하는 방법; 및 가사시간 이후에는 와인더롤에 기재필름을 감아 인장력을 상기 기재필름에 인가하는 방법으로, 상기 기재필름과 상기 정반 간에 밀착을 유지하면서 상온경화하는 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 상온경화 시간은 1 일 이상인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명의 제조방법에 있어서, 제 1 단계 이전에 기재 필름의 먼지를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명의 제조방법에 있어서, 제 3 단계 이후 제 4 단계 이전에, 상기 쿠션층에 슬립층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 슬립층은 실리콘 오일, 말단이 수소로 치환된 실록산, 및 미소입자를 포함하는 코팅액을 도포하여 형성되는 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 코팅액은 스프레이 코팅, 바 코팅, 또는 닥터 블래이드에 의해 도포되는 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법.

또한 본 발명의 제조방법에 있어서, 제 1 단계 이후 제 2 단계 이전; 또는 제 4 단계 이후 제 5 단계 이전에서 프라이머를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법을 제공한다.

또한 본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 프라이머는 실란 커플링제인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법을 제공한다.

본 발명의 인쇄용 블랭킷 제조장치 및 제조방법은, 인쇄용 블랭킷의 두께균일도가 30 ㎛ 미만인 우수한 성능의 블랭킷을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명 명세서상에 사용되는 ‘두께 균일도’의미는 최대 두께값과 최소 두께값의 두께 편차를 의미한다.

도 3에서 본 발명의 인쇄 블랭킷 제조장치를 구체화한 하나의 예를 사시도로 나타내었고, 아래 설명은 이를 참조할 수 있다.

본 발명은,

기재 필름 밀착수단을 구비한 정반;

코팅 유닛을 장착할 수 있고, 상기 정반 상을 수평이동하는 갠트리; 및

상기 정반의 높낮이를 조절할 수 있는 레벨풋

을 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조장치에 관한 것이다.

상기 기재 필름 밀착수단은, 상기 정반 표면 상의 미세구멍 및 이를 통하여 음압을 발생시킬 수 있는 진공장치인 것; 또는 상기 정반의 양끝 말단에 구비되는 와인더롤인 것일 수 있다.

상기 정반(定盤, surface plate)은 정확하며 평활(平滑)하게 다듬질된 평면을 가진 튼튼한 블록 또는 테이블을 말하는 것이다. 통상적으로, 기계 부분품의 조립·검사 등에 사용되어진다. 크기 및 구조·정밀도에 여러 가지가 있고, 주철제인 것이 일반적이지만, 돌로된 석정반도 있다.

상기 정반의 수평도는 매우 중요한 요소이다. 정반의 수평이 유지되어야 이러한 정반상에 제조되는 블랭킷의 두께 균일도(두께의 최대·최소 두께 편차를 의미함)를 확보할 수 있기 때문이다. 이를 위해 상기 정반에 수평을 유지하는 레벨바(level-bar), 또는 수평정도가 수치로서 측정되는 디지털 게이지 등 종래에 당해 기술분야에 널리 알려진 수평유지 장치를 더 구비할 수 있다. 상기 정반의 수평도는 상기 레벨풋을 이용하여 조절할 수도 있다.

또한, 상기 정반의 균일도 역시 매우 중요한 요소이다. 정반상의 균일도가 좋지 않은 경우, 이러한 정반상에 제조되는 블랭킷의 균일도 역시 좋지 않게 되기 때문이다. 따라서, 상기 정반의 균일도는 최소 15 ~ 20 ㎛ 미만인 것이 바람직하다.

또한, 상기 정반의 표면조도도 중요하다. 표면조도는 주로 거칠기를 나타내는 단위인데, 적절한 정도의 표면조도가 확보되어야 기재필름과 정반 사이에 블랭킷 제조공정 수행하기에 적절한 슬립성(즉, 미끄러지는 성질)을 부여할 수 있기 때문이다. 바람직하게는, 상기 정반의 표면조도는 800 ㎚이하인 것이다.

상기 정반은 표면 상에 미세구멍을 구비한다. 블랭킷의 제조과정에서 지지층으로 사용되는 기재 필름이 정반과 밀착되어야 표면인쇄층의 두께 균일도를 높일 수 있는데, 기재필름이 정반과 밀착되록 하기 위해서 정반에 미세구멍이 구비되는 것이다. 다시말해, 기재필름을 수평으로 유지하고, 균일도가 좋은 정반 상에 위치시킨 후, 상기 미세구멍을 통해 음압을 걸면, 상기 정반과 기재필름의 밀착도를 매우 높일 수 있다.

상기 미세구멍은 상기 정반 표면 상에 고르게 분포되는 것이 바람직하고, 상기 미세구멍의 상기 정반 표면 상에서의 밀도는, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자의 필요에 따라 적절하게 증감될 수 있다.

미세구멍의 크기 역시 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자의 필요와 미세구멍의 밀도에 따라 적절하게 조절될 수 있으나, 구멍의 크기가 너무 크면 기재와 정반의 균일한 밀착이 일어나지 않을 우려가 있고, 너무 작으면 음압이 원하는만큼 걸리지 않아 밀착력 확보 효과가 미미할 우려가 있다. 대체적으로, 직경 1 ~ 5㎜ 정도면 적당하다.

상기 음압을 발생시키는 진공장치는 종래의 것을 제한없이 사용할 수 있다.

상기 와인더롤(winder roll)은 기재필름을 감거나 풀어주는 장치이다. 상기 와인더롤은 기재필름의 말단을 양쪽 끝에서 잡아당기는 방식으로 상기 기재필름에 적절한 인장력을 인가하는 역할을 한다.

상술한 바와 같이, 상기 정반에 구비된 미세구멍을 통해 진공음압을 걸어 기재필름과 정반의 밀착도를 높힐 수 있다. 그러나 이러한 과정은 기재 필름 전체적으로 동일하게 음압을 발생시키지 못하는 경우에는, 자칫 표면인쇄층의 균일도를 저하시키는 요인이 될 수 있다. 사용되는 기재 필름이 두꺼울수록 그 영향은 최소화되지만, 통상적으로 인쇄 블랭킷에 사용될 수 있는 기재 필름의 두께, 특히 PET 필름의 두께는 약 350 ㎛ 정도의 제한이 있다.

따라서, 가급적이면 표면인쇄층의 두께 균일도 측면에서는 미세구멍을 통한 음압에 의하지 않고 기재필름과 정반의 밀착도를 확보하는 것이 더 바람직하다. 특 히, 가사시간(pot life : 점도가 초기 점도 대비 2 배 증가하는 시간을 말하고, 주로 점착제와 관련한 기술분야에서 널리 사용되는 용어이다)이 지난 이후에 실리콘 레진을 포함하는 조성물의 흐름성이 약해지므로 더욱 주의가 요망된다.

하지만, 가사시간 이후에도 정반과 지지층 역할을 하는 기재 필름은 최대한 밀착되어야 바람직한 바, 기재 필름의 양끝 말단을 상기 와인더롤에 각각 고정시킨 후 양쪽에서 인장력을 인가하면서, 상기 정반과 기재 필름 간의 밀착성을 확보할 수 있는 것이다.

상기 갠트리(gantry)는 상기 정반의 양측면에 구비되는 수직 빔(beam) 형태의 지지대이다. 상기 갠트리는 상기 정반 상의 측면 가까운 위치에 구비될 수 있으며, 어플리케이터를 고정시키고 이를 이동시켜 기재 표면 상에 코팅하는 역할을 한다.

상기 갠트리는 정반과 나란하게 구비된 레일을 따라 이동하며, 이를 위해 서브모터 등을 구비할 수도 있지만, 수동으로 이동하게끔 할 수도 있다.

도 4에는 상기 갠트리가 상기 정반 상에서 베이커 어플리케이터와 결합된 것을 도시하였다.

상기 코팅유닛은 갭 코팅(gap coating) 방식에 사용되는 독립된 코팅 유닛이다.

본 발명에 사용될 수 있는 코팅유닛의 종류로는, 베이커 어플리케이터(baker applicator), 닥터 블레이드(doctor blade), 버드 어플리케이터(bird applicator)등 캡 코팅 방식에 널리 사용되는 코팅 유닛을 모두를 들 수 있다.

상기 코팅유닛은, 상기 갠트리에 결합·고정되어 사용될 수 있다. 즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 갠트리에 베이커 어플리케이터가 고정되고, 상기 갠트리가 전후로 이동하면서 기재 표면 상에 실리콘 레진 등을 코팅할 수 있는 것이다.

특히, 베이커 어플리케이터는 본 발명의 코팅유닛으로서 더 바람직하다. 베이커 어플리케이터는 원기둥 양쪽 측면에 사각형의 블록을 구비한 장치로서, 양쪽 측면의 블록에 의해 코팅 두께를 조절할 수 있는 바형(bar-type) 코팅 부재이다. 도 5에서는, 베이커 어플리케이터가 실리콘 레진을 코팅하는 방법을 예시적으로 도시하였다.

특히, 본 발명에 있어서, 상기 베이커 어플리케이터의 갭편차 정밀도(상기 갭편차 정밀도는 베이커 어플리케이터의 양끝 말단의 두께 편차를 의미하는 것으로 ‘균일도’와 유사한 개념이다) 20 ㎛ 미만인 것이 바람직하다. 어플리케이터의 정밀도 역시 정반의 수평도와 마찬가지로 블랭킷의 두께 균일도에 직접 영향을 미칠 수 있기 때문이다.

상기 레벨풋(level-foot)은 상기 프레임 하부에 구비된다. 상기 레벨풋은 상기 정반의 높낮이 및 수평도를 조절하는 역할을 한다. 상기 레벨풋은 견고하고 정밀하게 높낮이 조절할 수 있는 것이라면, 당해 기술분야에 널리 사용되고 있는 레벨풋을 제한없이 사용할 수 있지만, 두께 균일도 측면에서는, 매우 정밀하게 높낮 이 조절이 가능한 레벨풋을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은,

표면인쇄층, 지지층, 및 쿠션층을 포함하는 인쇄 블랭킷 제조방법에 있어서,

상기한 본 발명의 인쇄 블랭킷 제조장치를 사용하고,

지지층으로서의 기재 필름을 수평이 유지된 상기 정반에 밀착시키는 제 1 단계;

상기 기재 필름 일면 상에 중공미소구가 포함된 액상 실리콘 레진을 도포하는 제 2 단계;

상기 실리콘 레진을 상온경화시켜 쿠션층을 형성하는 제 3 단계;

상기 기재 필름을 반전시킨 후, 상기 기재 필름을 상기 정반에 다시 밀착시키는 제 4 단계;

상기 기재 필름의 나머지 일면 상에 액상 실리콘 레진을 도포하는 제 5 단계; 및

상기 실리콘 레진을 상온경화시켜 표면인쇄층을 형성하는 제 6 단계를 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법에 관한 것이다.

도 6에는 본 발명의 제조방법을 플로우 챠트로 도시하였다.

기재필름과 정반의 밀착성 확보는 인쇄용 블랭킷의 균일도를 확보하는 측면에서 매우 중요하다. 그러나 이러한 과정은, 상술한 바와 같이, 기재 필름 전체적으로 동일하게 음압을 발생시키지 못하는 경우에는, 자칫 표면인쇄층의 균일도를 저하시키는 요인이 될 수 있고, 가사시간이 지난 이후에 실리콘 레진의 흐름성이 약해지므로 더욱 주의가 요망된다.

따라서, 상기 제 3 단계 및 상기 제 6 단계는, 가사시간까지는 상기 정반의 미세 구멍을 통해 진공음압을 인가하는 방법을 사용하고, 가사시간 이후에는 상기 와인더롤에 상기 기재필름을 감아 상기 정반과 밀착시키는 방법으로, 상기 기재필름과 상기 정반 간에 밀착을 유지하면서 상온경화하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제조방법에 있어서, 상기 상온경화 시간은 최소 1 일 이상인 것이 바람직하고, 3 일 이상인 것이 더 바람직하나, 경화시간이 지나치게 길어지면 생산성이 저하되므로 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 이를 적절히 조절해야 할 것이다.

본 발명의 제조방법에 있어서, 제 1 단계 이전에 기재 필름의 먼지를 제거하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 먼지를 제거하는 것이 상기 정반과 상기 기재필름의 밀착성을 좋게하는데 도움이 되기 때문이다.

기재 필름 상에 먼지를 제거하는 방법은, 상기 기재필름이 손상되지 않는 범위에서 고압 공기를 분사하는 등의 종래의 기술을 제한없이 사용할 수 있다.

본 발명의 제조방법에 있어서, 제 3 단계 이후 제 4 단계 이전에, 상기 쿠션층에 슬립층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 쿠션층 제조 후 , 필름을 반전시켜 표면인쇄층을 제조하고자 할 때, 쿠션층의 실리콘 레진 자체의 끈적이는 성질(tacky)로 인하여 정반과 균일하게 밀착되지 않을 수 있고, 이렇게 되면 표면인쇄층의 두께 균일도를 확보할 수 없게될 우려가 있을 수 있기 때문이다.

상기 슬립층은 실리콘 오일, 말단이 수소로 치환된 실록산, 및 미소입자를 포함하는 코팅액을 도포하여 형성될 수 있다. 상기 코팅액 중 실리콘 오일은 상기 쿠션층의 끈적임성을 줄여 줄 수 있고, 말단이 수소로 치환된 실록산은 쿠션층과의 결합력을 높혀준다. 이외에, 상기 코팅액은 슬립층에 적당한 거칠기(roughness)를 줄 수 있고 인쇄 특성에는 영향을 미치지 않는 크기의 미소입자를 포함할 수 있다.

상기 코팅액은 스프레이 코팅, 바 코팅, 또는 닥터 블래이드 등의 방법으로 도포될 수 있다.

이하, 본 발명의 제조방법에 대하여, 본 발명의 블랭킷의 각층의 형성 단계별로 더 상세히 설명한다.

우선 인쇄 블랭킷에 사용될 기재필름을 준비한다. 기재필름으로서는 표면인 쇄층과 쿠션층의 신축을 억제하고, 인쇄의 정밀도를 향상시키기 위하여 신축성이 작은 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 특히 상온에서의 인장 탄성률이 1000 MPa 이상, 특별히 2000 ~ 5000 MPa 인 수지의 필름이 적당하다. 이러한 필름의 예로 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate, PET) 등의 폴리에스터 필름, 폴리카보네이트(Polycarbonate)필름 등을 들 수 있다.

기재필름의 두께는 제한되지는 않지만 0.1 ~ 0.5 ㎜인 것이 적당하고, 0.2 ~ 0.45 ㎜것이 바람직하다. 기재필름의 두께가 이 범위 미만에서는 해당 기재에 의한 쿠션층이나 표면인쇄층을 보강하고 지지하는 효과가 불충분할 수 있다.

상기 기재필름을 상기 정반과 밀착시킨다(밀착방법에 대해서는 상술한 바와 같다).

다음에, 상기 기재의 일면에 구비되는 쿠션층을 형성하기 위한 액상 혼합물을 제조한다. 상기 혼합물은, 액상 실리콘 레진과 중공미소구를 배합하고, 중공미소구가 액상 실리콘 레진 중에 균일하게 분산되도록 혼합하여 제조한다.

상기 중공미소구는 특별히 제한되지 않고, 미국 특허 제 4,770,928 호 등에 개시된 것 등을 사용할 수 있다. 특히, 염화비닐리덴(vinylidene chloride), (메트(met))아크릴로니트릴(acrylonitrile) 등의 중합성의 모노머 등의 중합성 모노머의 단독 중합체, 또는 이들의 모노머를 2 종 이상 포함하는 공중합체로 껍질체가 형성된 중공미소구가 바람직하다.

중공 미소구의 입경은 특별히 한정되지 않지만, 쿠션층에 의한 인압을 조정 하는 효과를 양호하게 발휘시키기 위해서는, 그 평균입경이 20 ~ 200 ㎛, 특별히 40 ~ 150 ㎛인 것이 바람직하다.

중공 미소구는 액상 실리콘레진 100 중량부에 대하여 1 ~ 30 중량부 비율로 배합하는 것이 적당하다. 중공 미소구의 배합 비율이 이 범위 미만에서는 쿠션층에 의한 인압 조정하는 효과가 얻어지지 않는다. 또한, 중공 미소구의 배합 비율이 이 범위를 넘어서는 경우에는 쿠션층이 부드럽게 되어서 인쇄 정밀도가 저하되고, 또한 혼합물의 점도가 높아서 혼합물을 원하는 두께로 균일하게 도포할 수 없게 되어 바람직하지 않다.

다음에, 기재의 일면에, 상기 혼합물을 도포하는 것과 동시에, 기재를 수평으로 유지한 상태로, 중공미소구가 포함된 상기 실리콘 레진을 상온경화시켜 쿠션층을 형성한다. 이렇게 상온 경화하면, 상기 혼합물이 스스로의 무게에 의해 두께가 균일하게 형성되어 경화됨과 동시에, 중공미소구가 두께 방향으로 구배를 갖게 된다.

기재의 일면에 상기 혼합물을 도포하기 위해서는 롤코터, 바코터, 플로우코터, 그라비아 코터, 스프레이, 어플리케이터 등을 이용할 수 있다. 또한, 기재는 수평이 완전히 유지된 상태인 것이 바람직하고, 수평 대상에 기재필름이 밀착된 상태인 것이 바람직하다.

상기실리콘 레진의 종류는 열경화형, 상온경화형, 촉매경화형 등 모두 가능하다. 상기 혼합물을 도포한 뒤 가열하지 않고 상온환경(23±3℃)하에서 그대로 일 정 시간 정치하고 경화 반응시킨다. 이렇게 하면 경화공정에 필요한 열에너지를 절약할 수 있어 바람직하다.

상기 쿠션층의 두께는 특별히 제한되지 아니하지만 0.05 ~ 2 ㎜인 것이 바람직하고, 0.3 ~ 1 ㎜인 것이 더 바람직하다. 쿠션층의 두께가 이 범위 미만에서는 해당 쿠션층의 인압조절 효과가 충분히 얻어지지 않을 우려가 있고, 상기 범위 초과하는 경우에는 상대적으로 기재필름의 두께가 작아 기재의 층들의 지지효과가 떨어지는 문제점이 발생할 우려가 있다.

다음에, 상기 기재필름의 나머지 반대측 일면에 표면인쇄층을 형성 위하여, 상기 기재필름을 반전시키고 이를 다시 와인더롤에 감은 후, 상기 정반과 밀착시킨다(밀착방법에 대해서는 상술한 바와 같다). 표면인쇄층은 상기 쿠션층과는 달리 비다공질층이다. 이러한 표면인쇄층은, 기재의 반대면에 액상 실리콘 레진을 도포하는 것과 동시에, 기재를 수평으로 유지한 상태로, 액상 실리콘 레진을 상온경화시켜 형성할 수 있다.

표면인쇄층은 상기 쿠션층과는 달리 비다공질층이다. 이러한 표면인쇄층은, 기재의 반대면에 액상 실리콘 레진을 도포하는 것과 동시에, 기재를 수평으로 유지한 상태로, 액상 실리콘 레진을 상온경화시켜 형성할 수 있다.

상기 표면인쇄층의 두께는 이것으로 한정되지 않지만, 0.01 ~ 1.2 ㎜ 바람직하고, 0.1 ~ 1 ㎜인 것이 더 바람직하다. 두께가 이 범위 미만인 표면인쇄층을 형 성하기 위해서는 액상 실리콘 레진의 도포량을 극히 소량으로 하지 않으면 안되기 때문에, 레벨링(leveling)성이 저하되고, 표면인쇄층 두께의 균일도가 손상될 우려가 있어 바람직하지 않다. 또한, 두께가 이 범위를 초과하는 경우에는 쿠션층에 의한 인압을 조정하는 효과 충분히 얻어지지 않을 우려가 있다.

상기의 각 층을 가진 인쇄 블랭킷의 전체 두께는 0.7 ~ 3㎜인 것이 바람직하고, 0.9 ~ 2 ㎜인 것이 더 바람직하다. 인쇄 패턴의 정밀도를 맞춰가고, 인쇄롤에 블랭킷의 인장력이 없이 충분히 밀착시키기 위해서, 블랭킷의 총 두께를 맞춰 갈 필요가 있기 때문이다. 인쇄층이나 쿠션층을 포함한 블랭킷의 총 두께가 상기 범위 내의 두께보다 두꺼운 경우, 패턴의 치수 및 위치 정밀도 등이 떨어지며, 인쇄롤과의 밀착성이 떨어져서 정밀 인쇄가 어렵다. 반대로, 상기 범위 내의 두께보다 얇을 경우, 블랭킷의 두께 편차를 보상하기 어려우며(특히, 쿠션층이 얇을 경우), 잉크의 스웰링성(특히, 인쇄층의 두께가 얇을 경우)을 조절하기 어렵다.

기재와 상기 층들 사이에는 기재와 상기 층들 간의 밀착성, 일체성을 높힐 수 있는 프라이머층이 형성될 수도 있다. 프라이머층은 제한없이 목적에 맞게 임의의 두께로 형성될 수 있다. 프라이머층의 재료는 실리콘 레진과 친화성이 좋은 실란 커플링제를 포함한 것으로 사용할 수 있다. 프라이머층이 없이 쿠션층 및 표면인쇄층을 형성할 경우에는, 기재의 표면을 물리 또는 화학적으로 표면처리하여 실리콘 레진에 대한 친화성을 부여하고 기재의 편면에 혼합물을 도포하여 기재에 대 한 밀착성 확보하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 제조장치를 이용하고, 본 발명의 제조방법으로서, 실제로 인쇄용 블랭킷을 제작한 하나의 실시예를 설명한다. 본 명세서상의 실시예는 발명의 상세한 설명을 위한 것일 뿐인 바, 이것에 의해 권리범위를 제한하는려는 것은 아니다.

실시예

[ 블랭킷의 제조]

350㎛ 두께의 PET 필름에 프라이머(shinetsu사의 X-33-312)를 10㎛ 두께로 코팅한 후, 상온에서 약 30분 휘발하였다.

상기 PET 필름을 정반에 밀착시킨 후에, 액상 실리콘 레진(Shinetsu 사의 KE1606에 EXPANCEL사의 920DET 80 d20 입자 약 1wt% 정도를 혼합한 것) 100 중량부와 경화제 10 중량부를 혼합한 액상 실리콘 레진를 베이커 어플리케이터를 이용하여 두께가 약 900 ㎛이 되도록 코팅 한 후, 이를 약 3일 상온경화하였다. 그 후 30wt% 실리카 입자를 섞은 슬립코팅액을 젖음 두께가 약 30 ~ 40 ㎛ 되도록 코팅하고, 이를 약 1일 상온 경화하여 슬립층 및 쿠션층을 형성하였다.

쿠션층 제조가 완료된 후, 필름을 반전하여 다시 정반과 밀착시킨 후에, 상기와 동일한 프라이머를 10㎛ 코팅하고 상온에서 약 30분 휘발하였다.

액상 실리콘 레진(shinetsu 사의 KE1606) 100 중량부에 경화제 10 중량부를 첨가한 후, 이를 베이커 어플리케이터를 이용하여 두께 약 400 ㎛로 상기 PET 필름 상에 코팅하고, 이를 약 3일 이상 상온경화하여 표면인쇄층을 완성하였다.

[ 블랭킷의 성능측정 결과]

* 균일도 측정결과

상기 제조된 인쇄용 블랭킷은 두께 균일도 백분비는 1% 미만이었다. 상기 두께는 LVDT(The linear variable differential transformer) 방식의 두께 측정 장치를 사용하여 측정하였으며, 오차는 최대 5㎛ 미만 수준이다. 두께 균일도 백분비는 하기 수학식 1과 같이 정의하였다.

* 클리쉐 오프공정 인쇄 결과

상기 제조된 인쇄용 블랭킷을 사용하여, 리버스 오프셋(reverse off set) 인쇄기의 인쇄롤에 장착하였으며, 슬립코팅층의 영향으로 인쇄용 블랭킷은 균일하게 밀착되어 장착이 가능하였다.

또한 본 인쇄 공정에서는 선폭이 3~7 ㎛, 단차가 3~4 ㎛ 수준인 클리쉐 오프 공정을 수행하였으며, 인쇄 기판에 셋(set) 공정을 실시하였다. 인쇄 결과는 인압 을 30 ㎛까지 인가할 수 있었으며, 인쇄 결과 또한 양호하였다.

이상에서 도면을 참조하고 실시예를 들어 상세히 설명한 내용을 바탕으로, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

도 1은 리버스 오프셋 인쇄 사용되는 블랭킷의 구조단면도이다.

도 2a 내지 도 2b는 종래 블랭킷을 제조하는 공정을 나타낸 모식도이다.

도 3은 본 발명의 인쇄 블랭킷 제조장치를 구체화한 하나의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 제조장치의 갠트리를 나타낸 부분도이다.

도 5는 베이커 어플리케이터가 실리콘 레진을 코팅하는 것을 예시적으로 나타낸 모식도이다.

도 6은 본 발명의 제조방법을 나타낸 흐름도이다.

Claims (15)

1. 기재 필름 밀착수단을 구비한 정반;

   코팅 유닛을 장착할 수 있고, 상기 정반 상을 수평이동하는 갠트리; 및

   상기 정반의 높낮이를 조절할 수 있는 레벨풋을 포함하고,

   상기 코팅 유닛은 베이커 어플리케이터인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 기재 필름 밀착수단은, 상기 정반 표면 상의 미세구멍 및 이를 통하여 음압을 발생시킬 수 있는 진공장치인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 기재 필름 밀착수단은, 상기 정반의 양끝 말단에 구비되는 와인더롤인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조장치.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 베이커 어플리케이터의 갭편차 정밀도는 20 ㎛ 미만인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 정반의 두께 균일도는 20 ㎛ 이하이고, 표면조도는 800 ㎚ 이하인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조장치.
7. 표면인쇄층, 지지층, 및 쿠션층을 포함하는 인쇄 블랭킷 제조방법에 있어서,

   제 1 항 내지 제 3 항 및 제 5 항 내지 제 6 항 어느 한 청구항의 인쇄 블랭킷 제조장치를 사용하고,

   지지층으로서의 기재 필름을 수평이 유지된 상기 기재 필름 밀착 수단을 구비한 정반에 밀착시키는 제 1 단계;

   상기 기재 필름 일면 상에 중공미소구가 포함된 실리콘 레진을 도포하는 제 2 단계;

   상기 중공미소구가 포함된 실리콘 레진을 상온 경화시켜 쿠션층을 형성하는 제 3 단계;

   상기 기재 필름을 반전시킨 후, 상기 기재 필름을 상기 기재 필름 밀착 수단을 구비한 정반에 다시 밀착시키는 제 4 단계;

   상기 기재 필름의 나머지 일면 상에 액상 실리콘 레진을 도포하는 제 5 단계; 및

   상기 액상 실리콘 레진을 상온 경화시켜 표면 인쇄층을 형성하는 제 6 단계를 순차적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 제 3 단계 및 상기 제 6 단계는, 가사시간까지는 상기 정반의 미세 구멍을 통해 진공음압을 인가하는 방법; 및 가사시간 이후에는 와인더롤에 기재필름을 감아 인장력을 상기 기재필름에 인가하는 방법으로, 상기 기재필름과 상기 정반 간에 밀착을 유지하면서 상온경화하는 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 상온경화 시간은 1 일 이상인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법.
10. 제 7 항에 있어서, 제 1 단계 이전에 기재 필름의 먼지를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법.
11. 제 7 항에 있어서, 제 3 단계 이후 제 4 단계 이전에, 상기 쿠션층에 슬립층 을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법.
12. 삭제
13. 제 11 항에 있어서, 상기 쿠션층에 슬립층을 형성하는 단계는 스프레이 코팅, 바 코팅, 또는 닥터 블래이드에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법.
14. 제 7 항에 있어서, 제 1 단계 이후 제 2 단계 이전; 또는 제 4 단계 이후 제 5 단계 이전에서 프라이머를 도포하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 프라이머는 실란 커플링제인 것임을 특징으로 하는 인쇄 블랭킷 제조방법.

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