KR101778550B1 - 변형 억제형 금속박 인쇄장치 - Google Patents

변형 억제형 금속박 인쇄장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금박 또는 은박 등의 금속박으로 종이 표면에 문자 또는 문양을 형성하는 금속박 인쇄장치에 관한 것으로, 승강되는 장착대(30) 상면에 부착판(20)이 설치되고, 부착판(20) 상면에는 금형(10)이 부착되며, 금형(10) 상측으로 인쇄지(90) 및 금속박지(95)가 이송되고, 장착대(30)가 상승함에 따라 가열상태 금형(10)이 인쇄지(90) 저면을 압박하여 인쇄지(90)가 부분 가열됨과 동시에 금속박지(95)에 압착됨으로써 인쇄지(90)에 인쇄층(91)이 형성되되, 부착판(20)에는 다수의 수용공(23)이 천공되어, 부착판의 열변형이 억제되는 것이다.
본 발명을 통하여, 금속박 인쇄에 있어서 인쇄 품질을 개선하고 불량률을 저감할 수 있으며, 금속박 인쇄장치의 구조를 간소화하여 작동효율을 제고하고 고장률을 저감할 수 있을 뿐 아니라, 금형(10) 부착판(20)의 열변형을 억제하여 인쇄 정밀도를 확보하고 금형(10) 및 부착판(20)의 가용 수명을 획기적으로 연장할 수 있다.

Description

변형 억제형 금속박 인쇄장치{STRAIN CONTROL TYPE FOIL PRINTER}
본 발명은 금박 또는 은박 등의 금속박으로 종이 표면에 문자 또는 문양을 형성하는 금속박 인쇄장치에 관한 것으로, 승강되는 장착대(30) 상면에 부착판(20)이 설치되고, 부착판(20) 상면에는 금형(10)이 부착되며, 금형(10) 상측으로 인쇄지(90) 및 금속박지(95)가 이송되고, 장착대(30)가 상승함에 따라 가열상태 금형(10)이 인쇄지(90) 저면을 압박하여 인쇄지(90)가 부분 가열됨과 동시에 금속박지(95)에 압착됨으로써 인쇄지(90)에 인쇄층(91)이 형성되되, 부착판(20)에는 다수의 수용공(23)이 천공되어, 부착판의 열변형이 억제되는 것이다.
금속박 인쇄는 인쇄지(90)의 표면에 금박 또는 은박을 전사하여 문자 또는 문양 등을 형성하는 것으로, 통상 인쇄지(90) 상면에 금속박지(95)를 적층하고 인쇄 대상 문자 또는 문양이 좌우 반전되어 양각된 금형(10)을 가열상태로 금속박지(95) 상면에 압착하여, 금형(10)의 양각부에 의하여 압박된 부위의 금속박지(95)에서 금속박이 박리되면서 인쇄지(90) 상면에 부착되도록 하는 것이며, 관련 종래기술로는 공개특허 제2012-17461호를 들 수 있다.
공개특허 제2012-17461호를 비롯한 금속박 인쇄기에 있어서 적용되는 금속박지(95)는 금박 또는 은박 등의 금속박 표면에 핫멜트(hot melt) 접착층이 도포 형성된 것이며, 경우에 따라 접착층이 형성된 금속박의 이면(裏面)에 인쇄기 작동중 금속박지(95)의 형태 및 장력을 유지할 수 있는 구조재로서 대지(臺紙)가 추가 적층될 수도 있다.
이러한 금속박지(95)는 연속지 형태로 제작되어 권취된 상태로 인쇄기에 장착되며, 인쇄지(90)가 이송되어 공급됨에 따라 간헐적으로 동반 권출(卷出)되면서 인쇄지(90)와 금형(10) 사이로 이송되는데, 이때 금속박지(95)의 핫멜트 접착층 도포면은 인쇄지(90)의 상면 즉, 인쇄면을 향하고, 금형(10)의 양각부는 금속박지(95)의 핫멜트 접착층 이면을 향하도록 배치되어, 가열상태 금형(10)의 양각부가 금속박지(95)의 핫멜트 접착층 이면을 압착하면 금속박지(95)의 핫멜트 접착층이 인쇄지(90) 표면에 밀착되고, 금형(10)의 양각부에서 금속박지(95)를 통하여 전도된 열에 의하여 접착층이 부분 용융되면서 해당 부위의 금속박이 인쇄지(90)에 융착되는 것이다.
즉, 종래의 금속박 인쇄기는 인쇄 대상 문자 또는 문양이 양각된 면이 하측을 향하도록 금형(10)이 장착되고, 금형(10)의 하부에 연속 공급되는 금속박지(95)가 핫멜트 접착층이 하측을 향하도록 배치되며, 금속박지(95)의 하부에 인쇄지(90)가 인쇄면이 상측을 향하도록 배치되는 구조를 가지는 것으로 다음과 같은 문제점을 가진다.
우선, 종래의 금속박 인쇄기는 금형(10)과 금속박지(95)가 직접 접촉하는 방식인 바, 금형(10)과 금속박지(95)의 접촉과정에서 금속박지(95)가 파열되거나 금속박이 과도하게 박리되어 인쇄층(91)이 왜곡되는 문제점이 있었다.
이러한 금속박지(95)의 파열은 작업성 및 생산성을 저하하고 기계 고장을 유발할 수 밖에 없으며, 인쇄층(91) 왜곡은 심각한 불량요소로서 금속박 인쇄물의 품질관리상 애로점으로 작용할 뿐 아니라, 금속박지(95) 및 인쇄지(90) 등 자재의 낭비를 초래한다.
또한, 전술한 바와 같이, 종래의 금속박 인쇄기는 금형(10), 금속박지(95) 및 인쇄지(90) 순의 층서구조(層序構造)가 형성되고, 연속지 형태로 권출(卷出) 공급되는 금속박지(95)는 승강 구동이 불가능하므로, 금속박지(95)는 정지된 상태에서 각각 금속박지(95)의 상측 및 하측에 위치한 금형(10) 및 인쇄지(90)가 독립적으로 승강될 수 밖에 없다.
따라서 금형(10)을 승강 구동하기 위한 구성과 인쇄지(90)를 승강 구동하기 위한 구성이 독립적으로 구축될 수 밖에 없으며, 이는 전체 기계 구성을 복잡화하고, 빈번한 고장을 유발할 뿐 아니라, 기계 제작 비용은 물론 유지관리 비용을 증액하는 요인으로 작용하게 된다.
특히, 전술한 바와 같이, 금속박 인쇄는 가열된 금형(10)에 의한 열전사 인쇄의 일종으로서, 금형(10) 및 관련 부품에 가열과 냉각이 반복될 수 밖에 없으며, 이는 금형(10)에 양각된 문자 또는 문양의 위치 및 형상의 왜곡을 유발하게 되는 바, 인쇄 정밀도 확보가 지난(至難)하였고, 이러한 열변형으로 인한 금형(10) 오차는 대형 인쇄지(90)의 적용시 일층 심화될 수 밖에 없으므로, 대형 금속박 인쇄물 제작에 한계가 있을 수 밖에 없었다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안된 것으로, 돌부(11)가 형성된 금형(10)으로 금속박지(95)와 인쇄지(90)를 압착하여 인쇄지(90) 표면에 금속박 인쇄층(91)을 형성하는 금속박 인쇄장치에 있어서, 승강 작동되는 장착대(30)의 상면에는 부착판(20)이 설치되고, 부착판(20)의 상면에는 상면에 돌부(11)가 형성된 금형(10)이 부착되며, 금형(10) 상부로 인쇄지(90)가 이송되고, 인쇄지(90) 상부에는 금속박지(95)가 이송되며, 장착대(30)가 상승함에 따라 가열상태 금형(10)의 돌부(11)가 인쇄지(90) 저면을 압박하여 돌부(11) 직상부의 인쇄지(90)가 부분 가열됨과 동시에 금속박지(95)에 압착됨으로써 인쇄지(90) 표면에 인쇄층(91)이 형성되되, 상기 금형(10)이 부착되는 부착판(20)에는 다수의 수용공(23)이 천공되어, 부착판(20)의 열변형이 억제됨을 특징으로 하는 변형 억제형 금속박 인쇄장치이다.
또한, 본 발명은 돌부(11)가 형성된 금형(10)으로 금속박지(95)와 인쇄지(90)를 압착하여 인쇄지(90) 표면에 금속박 인쇄층(91)을 형성하는 금속박 인쇄장치에 있어서, 승강 작동되는 장착대(30)의 상면에는 부착판(20)이 설치되고, 부착판(20)의 상면에는 상면에 돌부(11)가 형성된 금형(10)이 부착되며, 금형(10) 상부로 인쇄지(90)가 이송되고, 인쇄지(90) 상부에는 금속박지(95)가 이송되며, 장착대(30)가 상승함에 따라 가열상태 금형(10)의 돌부(11)가 인쇄지(90) 저면을 압박하여 돌부(11) 직상부의 인쇄지(90)가 부분 가열됨과 동시에 금속박지(95)에 압착됨으로써 인쇄지(90) 표면에 인쇄층(91)이 형성되되, 상기 금형(10)이 부착되는 부착판(20)의 상면에는 다수의 상부홈(24)이 부착판(20)을 횡단하여 요입 형성되고, 부착판(20)의 저면에는 다수의 하부홈(25)이 상기 상부홈(24)과 평행하게 부착판(20)을 횡단하여 요입 형성되며, 평면상 상부홈(24)과 하부홈(25)이 교호(交互)로 배치됨을 특징으로 하는 변형 억제형 금속박 인쇄장치이다.
본 발명을 통하여, 금속박 인쇄에 있어서 인쇄 품질을 개선하고 불량률을 저감할 수 있으며, 금속박 인쇄장치의 구조를 간소화하여 작동효율을 제고하고 고장률을 저감할 수 있을 뿐 아니라, 금형(10) 부착판(20)의 열변형을 억제하여 인쇄 정밀도를 확보하고 금형(10) 및 부착판(20)의 가용 수명을 획기적으로 연장할 수 있다.
금속박을 인쇄지(90)에 가열 전사함에 있어서 금형(10)과 금속박간의 직접 접촉을 배제함으로써, 금형(10)과 금속박간 직접 접촉으로 인하여 야기되는 금속박의 파열 내지 과도한 박리를 효과적으로 억제할 수 있으며, 이로써 금속박의 파열로 인한 작업 중단 및 금속박의 과도한 박리로 인한 인쇄불량을 근본적으로 방지할 수 있다.
또한, 금형(10)과 인쇄지(90)를 각각 독립적으로 승강 구동하였던 종래기술을 탈피하여 금형(10) 상부에 인쇄지(90)가 거치된 상태로 금형(10)과 인쇄지(90)가 동반 승강 작동함에 따라 금속박 인쇄가 가능하도록 함으로써, 구동 계통을 비롯한 인쇄장치의 구성을 간소화하여 효율적이고 안정적인 작동이 가능하며, 고장을 저감하고 전체 장치 구축 비용을 절감할 수 있다.
특히, 금형(10)이 부착되어 장착대(30)에 고정되는 부착판(20)에 다수의 수용공(23)을 천공하거나, 부착판(20) 상, 하면에 각각 상부홈(24)과 하부홈(25)을 평면상 교호로 형성함으로써, 부착판(20)의 열변형을 효과적으로 억제할 수 있으며, 이로써 금형(10)의 동반 변형이 억제되고 인쇄층(91)이 정위치에 정밀하게 형성될 수 있어 금속박 인쇄의 정밀도 및 품질을 획기적으로 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 광폭 인쇄지(90)에 평면상 대형의 인쇄층(91)이나 광범위하게 산재된 인쇄층(91)을 자유롭게 형성할 수 있는 바, 대형 인쇄물에도 금속박 인쇄를 용이하게 적용할 수 있으며, 동일한 형상의 인쇄층(91)을 단일 대형 인쇄지(90)에 분산 형성한 후, 인쇄지(90)를 절단하는 방식으로 다수의 인쇄지(90)를 동시에 인쇄함으로써, 생산성을 비약적으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 구조도
도 2는 본 발명의 요부 발췌 설명도
도 3은 본 발명의 부착판 발췌 사시도
도 4는 본 발명 부착판의 변형된 실시예 발췌 사시도
도 5는 상부홈 및 하부홈이 형성된 본 발명 부착판 발췌 사시도
도 6은 본 발명을 통한 광폭 인쇄 방식 설명도
본 발명의 상세한 구성 및 작동 원리를 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선 도 1은 본 발명이 적용된 금속박 인쇄장치의 전체 구성을 모식화한 구조도로서, 도시된 바와 같이, 본 발명의 인쇄장치에는 금형(10)이 부착되는 부착판(20)과, 부착판(20)이 장착되어 승강 구동되는 장착대(30)와, 인쇄지(90)를 이송하는 다수의 이송로울러(81)와, 롤(roll) 형태로 적재된 금속박지(95)가 권출되는 권출부(84)와, 금속박지(95)를 이송하는 유도로울러(82) 및 사용후 금속박지(95)가 권취되는 권취부(85) 등이 구성된다.
도 1 및 도 2에서와 같이, 본 발명의 인쇄장치에서는 상측에서 하측으로 금속박지(95), 인쇄지(90) 및 금형(10)이 위치하는 층서구조가 구성되며, 따라서 금형(10)이 금속박지(95)에 직접 접촉되는 것이 아니라, 금형(10)이 인쇄지(90)의 이면에 접촉하고, 인쇄지(90)의 표면이 금속박지(95)에 접촉하게 된다.
즉, 도 2에서와 같이, 인쇄장치내 부품 및 자재의 배치에 있어서 최상단에 위치하는 금속박지(95)는 핫멜트 접착층 도포면이 하측을 향하도록 평행 이송되고, 인쇄대상 문자 또는 문양이 양각된 돌부(突部)(11)가 상측으로 향하도록 장착된 금형(10)의 상부에 인쇄지(90)가 이송되어 거치된 상태에서, 가열상태의 금형(10)이 상승됨에 따라 거치된 인쇄지(90)가 동반 상승됨과 동시에, 금형(10)의 돌부(11)로부터 발산된 열이 인쇄지(90)를 상하로 관통하여 금속박지(95)의 핫멜트 접착층에 전도되어, 해당 부위의 금속박이 인쇄지(90) 표면에 융착되는 것이다.
따라서, 본 발명에 있어서 금형(10)에 돌부(11)로서 양각되는 인쇄대상 문자 또는 문양은 좌우가 반전되지 않은 정상 상태로 성형되며, 금형(10)과 인쇄지(90)가 동반 승강되므로 인쇄지(90)를 독립적으로 승강하기 위한 구동 장치를 별도로 구비할 필요가 없다.
이러한, 본 발명의 인쇄장치에 있어서 금형(10)은 도 1 및 도 2에서와 같이, 부착판(20) 상면에 부착되고, 부착판(20)은 승강 구동되는 장착대(30) 상단에 설치되는데, 도면상 도시되지는 않았으나, 장착대(30)에는 승강 운동을 구동 내지 유도하는 액튜에이터(actuator) 또는 래크(rack), 피니언(pinion) 및 로울러 등이 연결될 수 있으며, 이러한 장착대(30)의 구체적인 승강 운동 방식은 당업자가 선택 적용할 수 있는 사항인 바 청구범위의 구체척인 한정은 하지 않는다.
이렇듯, 본 발명의 인쇄장치에서는 금형(10) 상부에 거치된 인쇄지(90)가 금속박지(95)의 저면에 압착되면서 인쇄층(91)이 형성되는 바, 금형(10) 상부의 금속박지(95)를 상측에서 지지할 수 있는 지지판(83)이 도 1에서와 같이 구성되며, 이러한 지지판(83)은 저면에 평활한 활동(sliding)면이 조성된 판체로서 승강될 필요는 없으며, 정위치에서 금속박지(95)의 상승을 억제하게 된다.
또한, 인쇄장치에 적재된 인쇄전 인쇄지(90)를 최초 포착하는 공압장치 및 인쇄지(90)를 이송하는 이송로울러(81)에 압박력을 인가하는 탄성체 등이 구성될 수 있고, 금속박지(95)가 적재되는 권출부(84), 금속박지(95)를 이송하는 유도로울러(82) 및 사용후 금속박지(95)가 권취되는 권취부(85)의 회전속도를 제어하여 금속박지(95)에 적절한 장력을 조성하는 제어장치가 구성될 수 있는데, 이들 구성 역시 당업자가 여건에 따라 선택 적용할 수 있는 사항인 바 청구범위의 구체척인 한정은 하지 않는다.
즉, 본 발명은 인쇄 대상 문자 또는 문양 형상의 돌부(11)가 양각 형성된 금형(10)으로 금속박지(95)와 인쇄지(90)를 압착하여 인쇄지(90) 표면에 금속박 인쇄층(91)을 형성하는 금속박 인쇄장치로서, 승강 작동되는 장착대(30)의 상면에는 부착판(20)이 설치되고, 부착판(20)의 상면에는 상면에 돌부(11)가 형성된 금형(10)이 부착되며, 금형(10) 상부로 인쇄지(90)가 이송되고, 인쇄지(90) 상부에는 금속박지(95)가 이송되며, 장착대(30)가 상승함에 따라 가열상태 금형(10)의 돌부(11)가 인쇄지(90) 저면을 압박하여 돌부(11) 직상부의 인쇄지(90)가 부분 가열됨과 동시에 금속박지(95)에 압착됨으로써 인쇄지(90) 표면에 인쇄층(91)이 형성되는 것이다.
또한, 금형(10)의 가열상태 조성 및 유지를 위하여 금형(10)이 부착되는 부착판(20) 역시 동반 가열되고, 그에 따라 부착판(20)의 열변형이 초래되는 바, 이를 억제하기 위하여, 도 3에서와 같이, 부착판(20)에 다수의 수용공(23)을 배열 천공하여, 수용공(23)이 부착판(20)의 열변형을 흡수, 수용하여 부착판(20) 전체의 열변형을 경감할 수 있도록 하였다.
전술한 바와 같이, 금속박의 열전사를 수행하기 위하여 인쇄장치의 작동중 금형(10)은 일정한 온도로 가열된 상태를 유지할 필요가 있으며, 도시되지는 않았으나 금형(10)이 부착된 부착판(20)이 장착되는 장착대(30)에는 전열체 등의 발열수단이 내장 내지 연결되어 부착판(20) 및 금형(10)을 가열하게 된다.
도 3에서와 같이, 상부 표면에 인쇄 대상 문자 또는 문양이 돌부(11)로서 양각된 금형(10)은 일단 부착판(20)에 부착된 후, 부착판(20)의 외곽부가 장착대(30)에 고정되는 방식으로 인쇄장치에 설치되는데, 이렇듯 금형(10)을 장착대(30)에 직결하지 않고 부착판(20)을 통하여 설치하는 이유는 금형(10)과 장착대(30)간 용이한 탈부착을 도모하고, 작업 도중은 물론 금형(10)의 보관시 금형(10)의 외형 및 형상을 안정적으로 유지하기 위함이다.
즉, 금속박 전사에 적용되는 금형(10)은 인쇄 대상 문자 또는 문양의 성형성을 확보하기 위하여 동판 등의 연질금속으로 제작되는 바, 금형(10) 자체의 강성(剛性)만으로는 작동 중 반복되는 외력은 물론, 작동 중 및 보관 중을 막론한 열변형에 대처할 수 없으며, 따라서 강철 또는 기능성 합금 등 경질 금속으로 제작된 부착판(20)에 금형(10)을 일단 부착한 후, 부착판(20)을 장착대(30)에 재차 고정하는 방식을 취함으로써, 금형(10)의 구조 및 외형을 유지하는 것이다.
따라서, 금속박 전사용 금형(10)은 부착판(20)에 긴밀하게 부착된 상태로 사용 및 보관되는 바, 금형(10)의 열변형 역시 부착판(20)의 열변형에 지배된다 할 수 있으며, 부착판(20)의 열변형을 제어함으로써, 금형(10)의 열변형 역시 제어할 수 있다.
이에, 본 발명에서는 부착판(20)에 다수의 수용공(23)을 배열 천공하거나, 부착판(20)의 상면 및 저면에 각각 상부홈(24) 및 하부홈(25)을 형성함으로써, 부착판(20)의 열변형을 흡수 내지 수용하여 전체 부착판(20)의 변형량을 저감할 수 있도록 하였다.
도 3 및 도 4는 부착판(20)에 수용공(23)이 천공된 실시예를 도시한 것으로, 도 3에서는 다수의 수용공(23)이 부착판(20)에 평면상 격자형으로 배열되어 천공되어 있으며, 도 4에서는 수용공(23)이 평면상 부착판(20)의 외곽과 평행한 직선으로 배열됨과 동시에 대각선을 이루는 방향으로도 배열되어 있다.
특히, 도 4에서와 같이 수용공(23)을 대각선으로 배열함으로써, 평면상 대각선 방향으로 형성되는 변형을 효과적으로 억제할 수 있으며, 이로써 부착판(20)의 신축은 물론 비틀림 변형도 억제할 수 있다.
한편, 도 5는 부착판(20)의 열변형 억제 수단으로서, 부착판(20)을 횡단하는 즉, 인쇄지(90) 및 금속박지(95)의 이송 방향과 평행한 방향의 상부홈(24) 및 하부홈(25)을 형성한 것이다.
도 5에서와 같이, 금형(10)이 부착되는 부착판(20)의 상면에는 다수의 상부홈(24)이 부착판(20)을 횡단하여 요입 형성되고, 해당 부착판(20)의 저면에는 다수의 하부홈(25)이 상기 상부홈(24)과 평행하게 부착판(20)을 횡단하여 요입 형성되되, 평면상 상기 상부홈(24)과 상기 하부홈(25)이 교호(交互)로 배치되는 것으로, 상부홈(24)은 인접한 하부홈(25)과 하부홈(25) 사이에 형성되고 하부홈(25) 역시 인접한 상부홈(24)과 상부홈(24) 사이에 형성되는 것이며, 이로써 도 5의 타원내 확대부에서와 같이, 부착판(20)의 종단상 일종의 파형(波形) 단면을 형성함으로써, 부착판(20)의 종단측 변형 즉, 상부홈(24) 및 하부홈(25)을 직교하는 방향의 변형을 흡수할 수 있는 것이다.
이렇듯, 본 발명에서는 금형(10)이 부착되는 부착판(20)의 열변형을 효과적으로 억제함으로써, 금형(10)의 변형, 이동 및 왜곡을 억제할 수 있으며, 이로써 고도의 인쇄 정밀도를 확보할 수 있다.
특히, 광폭의 대형 인쇄지(90)를 적용하여 광범위한 인쇄층(91)을 형성할 경우에도 인쇄지(90)의 중앙부는 물론 외곽부를 막론하고 정밀한 인쇄가 가능하므로, 대형 금속박 인쇄물의 용이한 인쇄가 가능함은 물론, 도 6에서와 같이, 동일한 형태의 금형(10)을 단일 부착판(20)에 다수 부착하고, 대형 광폭 인쇄지(90)를 투입하여 인쇄한 후, 인쇄지(90)를 분할하는 방식으로 다수의 인쇄물을 동시에 제작할 수 있으며, 이로써 생산성을 비약적으로 향상시킬 수 있다.
10 : 금형
11 : 돌부
20 : 부착판
23 : 수용공
24 : 상부홈
25 : 하부홈
30 : 장착대
81 : 이송로울러
82 : 유도로울러
83 : 지지판
84 : 권출부
85 : 권취부
90 : 인쇄지
91 : 인쇄층
95 : 금속박지

Claims (2)

  1. 돌부(11)가 형성된 금형(10)으로 금속박지(95)와 인쇄지(90)를 압착하여 인쇄지(90) 표면에 금속박 인쇄층(91)을 형성하는 금속박 인쇄장치에 있어서,
    승강 작동되는 장착대(30)의 상면에는 부착판(20)이 설치되고;
    부착판(20)의 상면에는 상면에 돌부(11)가 형성된 금형(10)이 부착되며;
    금형(10) 상부로 인쇄지(90)가 이송되고, 인쇄지(90) 상부에는 금속박지(95)가 이송되며;
    장착대(30)가 상승함에 따라 가열상태 금형(10)의 돌부(11)가 인쇄지(90) 저면을 압박하여 돌부(11) 직상부의 인쇄지(90)가 부분 가열됨과 동시에 금속박지(95)에 압착됨으로써 인쇄지(90) 표면에 인쇄층(91)이 형성되되;
    상기 금형(10)이 부착되는 부착판(20)에는 다수의 수용공(23)이 천공되어, 부착판(20)의 열변형이 억제됨을 특징으로 하는 변형 억제형 금속박 인쇄장치.
  2. 삭제
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