KR101837042B1 - 입체 글라스 데코레이션 형성 방법 - Google Patents

입체 글라스 데코레이션 형성 방법 Download PDF

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Abstract

입체 글라스 데코레이션 형성방법에 관하여 개시된다.
본 발명에 따르면, (a) 이형필름과, 상기 이형필름의 일면에 인쇄된 열전사 잉크부를 포함하는 열전사 필름을 준비하는 단계; (b) 입체 글라스와 상기 열전사 필름을 열전사 금형 내에 투입하는 단계; (c) 상기 열전사 금형 내에서, 상기 열전사 필름을 상기 입체 글라스에 흡착시키는 단계; (d) 상기 열전사 금형 내에서, 압착 패드를 이용하여 상기 열전사 필름을 가압하여 상기 열전사 잉크부를 상기 입체 글라스에 열전사 하는 단계; (e) 열전사가 완료된 상기 입체 글라스와 상기 열전사 필름을 상기 열전사 금형으로부터 반출시키는 단계; (f) 상기 입체 글라스로부터 상기 이형필름을 제거하는 단계; (g) 상기 열전사 잉크부를 커팅하고 상기 뷰 에어리어 영역 내의 상기 열전사 잉크부를 제거하는 단계; (h) 상기 뷰 에어리어 영역이 제거되고 상기 입체 글라스에 남은 상기 열전사 잉크부를 경화하는 단계; 및 (i) 상기 경화된 입체 글라스를 세정하는 단계;를 포함하는 입체 글라스 데코레이션 형성 방법이 제공된다.

Description

입체 글라스 데코레이션 형성 방법{METHOD OF FORMING DECORATION FOR 3D GLASS}
본 발명의 실시예들은 입체 글라스 데코레이션 형성 방법에 관한 것이다.
무선통신기술의 발전에 따라 휴대폰은 소형화 및 복잡화되고 있는데 따라, 전기적인 특성뿐만 아니라 기계적인 특성까지도 높은 신뢰성이 요구되고 있다.
전자기기, 특히 스마트 폰 등의 모바일 기기들은 빠른 속도로 개발되고 있는데, 이러한 모바일 기기에서 휴대성은 매우 중요한 특징 중 하나이며, 소형화, 경량화, 슬림화 등을 추구하기 위한 노력이 계속 이루어지고 있다. 그리고 스마트 폰은 휴대폰 고유의 기능에서 나아가 그 기능은 상상을 초월할 정도로 다양화 되고 있으며, 이러한 기능의 다양화 추세에 따라 스마트 폰 자체에 집적된 IT 기술은 복합적이며, 제품단가도 높게 형성되어 있다.
한편, 글라스를 이용하는 전자기기에 있어서, 글라스를 통해 구현해 낼 수 있는 다양한 외관 미감 형성 등의 효과에 대해 관심이 높아지고 있으며, 이러한 전자기기용 글라스, 예를 들면 휴대폰의 윈도우 글라스 등에 외관 미감을 형성하기 위한 기술 개발이 이루어지고 있다.
최근 들어, 평판 형상의 글라스에서 나아가 3D 형상을 갖는 글라스(이하, 입체 글라스라 함)에 대한 데코레이션 구현 기술에 대해 관심이 높아지고 있다.
본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1525159호(2015.05.27. 공고일)가 있으며, 상기 선행문헌에는 곡면 글라스 열전사 장치 및 방법에 관하여 개시되어 있다.
본 발명의 목적은, 4면이 곡면으로 형성된 3D 입체 글라스에 대한 열전사가 가능해져 비교적 복잡한 형태의 입체 글라스에 대해서도 신속 간편하게 데코레이션을 형성할 수 있는 입체 글라스 데코레이션 형성 방법을 제공함에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 입체 글라스 데코레이션 형성 방법은, (a) 이형필름과, 상기 이형필름의 일면에 인쇄된 열전사 잉크부를 포함하는 열전사 필름을 준비하는 단계; (b) 입체 글라스와 상기 열전사 필름을 열전사 금형 내에 투입하는 단계; (c) 상기 열전사 금형 내에서, 상기 열전사 필름을 상기 입체 글라스에 흡착시키는 단계; (d) 상기 열전사 금형 내에서, 압착 패드를 이용하여 상기 열전사 필름을 가압하여 상기 열전사 잉크부를 상기 입체 글라스에 열전사 하는 단계; (e) 열전사가 완료된 상기 입체 글라스와 상기 열전사 필름을 상기 열전사 금형으로부터 반출시키는 단계; (f) 상기 입체 글라스로부터 상기 이형필름을 제거하는 단계; (g) 상기 열전사 잉크부를 커팅하고 상기 뷰 에어리어 영역 내의 상기 열전사 잉크부를 제거하는 단계; (h) 상기 뷰 에어리어 영역이 제거되고 상기 입체 글라스에 남은 상기 열전사 잉크부를 경화하는 단계; 및 (i) 상기 경화된 입체 글라스를 세정하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 상기 이형필름은, 상기 열전사 금형 내부로 투입 시 위치 가이드를 위한 가이드 홀을 적어도 2개 이상 구비하고, 상기 열전사 잉크부는, 상기 입체 글라스의 열전사 면에 대응하는 크기 및 형상을 갖도록 상기 이형필름의 일면을 통해 인쇄 형성될 수 있다.
또한, 상기 (a) 단계에서, 상기 열전사 잉크부의 각 모서리 부위에는, 라운드 진 형상으로 외측으로 확장하여 인쇄된 잉크확장부가 구비될 수 있다. 이러한 잉크확장부는 열전사 잉크부의 각 모서리(즉, 4개의 모서리) 부위를 통해 그 외측으로 확장 형성될 수 있는데, 열전사 필름이 입체 글라스 내측으로 밀착하여 포밍 될 때 말려 들어가는 잉크의 양을 보정해줌으로써 잉크 인쇄 영역을 조정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 열전사 금형은, 진공 챔버 내에 설치되며, 상하로 이동 가능한 상부 금형과, 상기 상부 금형의 하측에 배치되며 입체 글라스가 안착되는 글라스 안착 홈을 구비하는 하부 금형을 포함하고, 상기 진공 챔버는, 상하로 이동 가능한 상부 몸체와, 상기 상부 몸체의 하측에 배치되는 하부 몸체를 포함하며, 상기 (b) 단계에서는, 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체가 오픈 되고, 상기 상부 금형과 상기 하부 금형이 오픈 되면, 상기 입체 글라스가 상기 글라스 안착 홈에 안착되고, 상기 열전사 필름이 상기 입체 글라스 상부로 안착될 수 있다.
또한, 상기 (b) 단계에서, 상기 입체 글라스가 상기 글라스 안착 홈에 안착되기에 앞서, 상기 하부 금형에 내장된 금형 히터가 설정 온도로 가열될 수 있다.
이때, 상기 금형 히터는, 상기 글라스 안착 홈으로부터 일정한 거리를 두고 상기 글라스 안착 홈의 라운드 진 형상에 대응하여 라운드지게 이격하여 배치되는 다수의 열선을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 (c) 단계는, 상기 상부 금형이 상기 하부 금형에 닫히며 상기 상부 금형에 구비된 필름 지지 유닛이 하강하여 상기 열전사 필름을 압착하는 단계와, 상기 하부 금형에 구비된 금형 석션 라인을 통해 에어가 석션되어 상기 열전사 필름을 상기 입체 글라스에 흡착시키는 단계를 포함한다.
이때, 상기 필름 지지 유닛은, 상기 상부 금형의 가장자리로부터 상기 하부 금형을 향하여 진퇴 가능하게 형성되어, 상기 상부 금형과 상기 하부 금형 사이에 삽입된 열전사 필름을 지지하도록 형성되며, 상기 금형 석션 라인은, 상기 하부 금형을 상부와 일 측 사이를 관통하여 마련되어 상기 열전사 필름을 상기 입체 글라스의 내부로 흡착시키도록 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 필름 지지 유닛은, 상기 상부 금형의 가장자리로부터 상기 하부 금형 쪽으로 진퇴 구동하는 축 부재; 및 상기 축 부재의 선단에 결합되어, 상기 축 부재의 전진 시 상기 열전사 필름의 테두리를 가압하여 지지하도록 내부 중공을 갖는 장방형 프레임 형상의 클램프 부재;를 포함할 수 있다.
그리고 금형 석션 라인은, 상기 글라스 안착 홈과 상기 금형 패킹 부재 사이에 형성된 제1 석션 경로부; 상기 제1 석션 경로부의 하부를 관통하여 수직 하방으로 홀 형성된 제2 석션 경로부; 및 상기 제2 석션 경로부의 하부로부터 측면으로 교차하여 연장되며, 상기 하부 금형의 일 측을 관통하여 형성된 제3 석션 경로부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열전사 금형은, 상기 열전사 필름의 테두리 하부 면에 접촉 배치되도록 상기 하부 금형의 가장자리를 따라 돌출되는 금형 패킹 부재;를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 금형 패킹 부재는, 상기 클램프 부재의 하측에 마주하여 배치되도록 상기 클램프 부재에 대응하여 장방형 띠 형상을 가지되, 장방형의 모서리가 라운드 처리된 형상을 가질 수 있다.
또한, 상기 열전사 금형은, 상기 하부 금형을 통해 수직 상방으로 돌출되는 적어도 2개의 가이드 핀;을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 가이드 핀은, 상기 하부 금형에 안착되는 상기 열전사 필름의 안착 위치를 가이드 해 줄 수 있는 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 진공 챔버는, 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체가 상호 대면하여 접촉하는 부위에 개재되는 적어도 하나의 챔버 패킹 부재와, 상기 하부 몸체를 두께 방향으로 관통하여 마련되는 다수의 챔버 석션 홀을 포함하며, 상기 압착 패드는, 상기 상부 금형과 상기 하부 금형 사이에서 상하로 이동 가능하게 형성되며, 상기 하부 몸체에 안착된 열전사 필름을 상기 입체 글라스에 압착시키도록 구비될 수 있다.
상기 (d) 단계는, 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체가 닫히고, 상기 다수의 챔버 석션 홀을 통해 에어가 석션되어 상기 진공 챔버 내부의 진공이 유지되는 단계와, 상기 압착 패드가 상기 열전사 필름을 향해 하강하는 단계와, 상기 압착 패드에 의해 가압된 상기 열전사 필름이 상기 입체 글라스의 열전사 면에 밀착되어 열전사가 수행되는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 압착 패드는 상기 입체 글라스의 내측 형상에 대응하는 형상을 가지며, 탄성을 갖는 재질로 이루어질 수 있으며, 일단부를 통해 상기 압착 패드를 착탈 가능하게 연결하는 플레이트 형상의 패드 연결 몸체; 및 상기 패드 연결 몸체의 타단부를 통해 수직으로 결합되어 상기 상부 몸체와, 상기 상부 금형을 순차 관통하여 상하로 진퇴 가능하게 배치되는 구동 축;을 더 포함할 수 있다.
상기 (g) 단계는, 상기 열전사 잉크부가 열전사 된 상기 입체 글라스를 고정 지그에 안착하고, 상기 고정 지그의 상부에서 레이저를 조사하여 상기 열전사 잉크부를 뷰 에어리어 영역의 외측 치수 기준으로 커팅하는 단계와, 상기 커팅된 뷰 에어리어 영역의 열전사 잉크부를 파지 가능한 형태의 태그부재에 부착시켜 박리 제거하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 (h) 단계에서의 경화 온도는 150~180℃ 범위 내에서 정해질 수 있으며, 상기 (i) 단계에서는 알칼리 용액 또는 초순수를 이용하여 상기 (h) 단계에서 경화된 상기 입체 글라스의 양면을 순차 세정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 4면이 곡면으로 형성된 3D 입체 글라스에 대한 열전사가 가능해져 비교적 복잡한 형태의 입체 글라스에 대해서도 신속 간편하게 데코레이션을 형성할 수 있다.
또한, 열전사 필름을 입체 글라스에 포밍하면서 전사할 수 있으며, 최종 경화 전에 입체 글라스에서 열전사 잉크가 쉽게 제거되는 점을 감안하여 뷰 에어리어(View Area)의 잉크를 레이저 커팅하여 손쉽게 제거할 수 있다. 그 결과 입체 글라스에 형성된 데코레이션의 형상 및 치수 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 글라스 데코레이션 형성 방법을 간략히 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 글라스 데코레이션 형성 방법에서 이용되는 입체 글라스의 예시적 형상을 나타낸 사시도이다.
도 3 내지 도 18은 본 발명의 실시예에 따른 입체 글라스 데코레이션 형성 방법의 각 단계별 공정도들이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 입체 글라스 데코레이션 형성 방법을 간략히 도시한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 입체 글라스 데코레이션 형성 방법은 열전사 필름 준비단계(S100), 입체 글라스 및 열전사 필름 삽입 단계(S200), 열전사 필름 흡착 단계(S300), 열전사 단계(S400), 반출 단계(S500), 이형필름 제거 단계(S600), 열전사 잉크부 커팅 및 뷰 에어리어 영역 제거단계(S700), 경화단계(S800), 세정단계(S900)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 입체 글라스 데코레이션 형성 방법에서 이용되는 입체 글라스의 예시적 형상을 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 도시된 입체 글라스(10)는 4면(11, 12, 13, 14)이 곡면으로 형성된 3D 형상의 글라스이다. 그런데 이러한 형상의 입체 글라스(10)는 종래에 알려진 인쇄 방식으로는 데코레이션을 형성하기에 어려움이 있다. 예컨대, 실크 스크린 방식은 깊은 사이드 턱 때문에 인쇄가 불가능 하다. 또한, 패드 인쇄 방식은 사이드 내측 인쇄나 뷰 에어리어(View Area)의 정확한 형상 및 치수 관리에 어려움이 있어 데코레이션 형성에 어려움이 따른다. 다른 하나의 방식으로, 입체 글라스(10)의 내측에 페인트를 스프레이 한 후 뷰 에어리어(View Area)를 제거하는 방법이 소개되어 있으나, 양산에 적용하기에는 어려움이 있다. 또 다른 하나의 방식으로, 데코레이션 필름을 마련하고 이를 합지하는 방식이 있으나, 도시된 입체 글라스(10)와 같이 깊이가 비교적 깊게 형성된 4면 곡면을 갖는 3D 형상에서는 4개의 모서리 부분에 필름이 겹쳐지는 문제가 발생된다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 입체 글라스 데코레이션 형성 방법을 구성하는 세부 단계에 관하여 상세히 살펴보기로 한다.
열전사 필름 준비단계(S100)
본 단계는 열전사 필름 준비단계에 해당된다.
도 3은 본 단계를 통해 마련된 열전사 필름을 간략히 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 도시된 열전사 필름(20)은 이형필름(21)과, 이형필름(21)의 일면에 인쇄된 열전사 잉크부(23)를 포함한다.
이형필름(21)은 PET 소재 등으로 이루어질 수 있으며, 그 두께는 25~125㎛ 범위 내에서 정해질 수 있는데, 반드시 이에 제한되지는 않는다.
이형필름(21)은 열전사 금형(200, 도 4 참조) 내부로 투입 시 위치 가이드를 위한 가이드 홀(25)을 적어도 2개 이상 구비할 수 있다. 바람직하게는, 도시된 바와 같이 이형필름(21)의 상, 하부에 적어도 하나씩 서로 대칭되는 위치에 형성될 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
열전사 잉크부(23)는 10~30㎛ 범위 내에서 두께가 정해질 수 있다.
이러한 열전사 잉크부(23)는 입체 글라스(10, 도 3 참조)의 열전사 면(즉, 열전사 잉크부(23)가 열전사 되는 면)에 대응하는 크기 및 형상을 갖도록 이형필름의 일면을 통해 인쇄 형성될 수 있다.
바람직하게는, 열전사 잉크부(23)의 각 모서리 부위에는 라운드 진 형상으로 외측으로 확장하여 인쇄된 잉크확장부(23a)가 더 구비될 수 있다. 이러한 잉크확장부(23a)는 열전사 필름(20)이 입체 글라스(10, 도 3 참조) 내측으로 밀착하여 포밍 될 때 말려 들어가는 잉크의 양을 보정해줌으로써 잉크 인쇄 영역을 조정하는 기능을 제공할 수 있다.
입체 글라스 및 열전사 필름 삽입 단계(S200)
본 단계는 입체 글라스와 열전사 필름을 열전사 금형 내에 투입하는 단계에 해당한다.
도 4 내지 도 6은 본 단계인 입체 글라스 및 열전사 필름 삽입 단계를 간략히 도시한 공정도로서, 본 발명의 열전사에 이용되는 입체 글라스 열전사 장치의 세부 구성을 나타내고 있다. 이에 입체 글라스 열전사 장치에 관하여 살펴보기로 한다.
도 4를 참조하면, 도시된 입체 글라스 열전사 장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(100), 열전사 금형(200), 압착 패드(300)를 포함한다.
진공 챔버(100)는 상하로 이동 가능한 상부 몸체(110)와, 상부 몸체(110)의 하측에 배치되는 하부 몸체(120)를 포함한다. 이와 같이 구성되는 상부 몸체(110)와 하부 몸체(120) 사이에는 진공 유지 및 해제가 가능한 소정의 챔버 공간이 확보될 수 있는데, 반드시 도시된 형상에 한정되지 않는다.
그리고 진공 챔버(100)에는 적어도 하나의 챔버 패킹 부재(130)가 포함된다. 챔버 패킹 부재(130)는 진공 챔버(100)를 구성하는 상부 몸체(110)와 하부 몸체(120)가 상호 대면하여 접촉하는 부위를 따라 개재될 수 있는데, 관용으로 알려진 패킹 부재에 사용되는 소재라면 제한 없이 이용할 수 있다. 챔버 패킹 부재(130)가 상부 몸체(110)와 하부 몸체(120) 간의 접촉 부위에 구비됨에 따라, 상부 몸체(110)와 하부 몸체(120) 사이에 형성된 챔버 공간의 밀폐성이 향상되어 진공 기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 진공 챔버(100)에는 다수의 챔버 석션 홀(150)이 마련될 수 있다. 진공 석션 홀(150)은 진공 챔버(100), 더 구체적으로 설명하면 하부 몸체(120)를 통해 구비될 수 있는데, 하부 몸체(120)를 두께 방향으로 관통하여 적어도 2개 이상 마련될 수 있다. 예컨대, 진공 석션 홀(150)은 하부 금형(120)의 외측으로 간격을 두고 배치되는 것이 바람직한데, 반드시 도시된 형태에 한정되지 않는다. 따라서, 이와 다른 위치에 다른 형태로 배치될 수 있다. 별도로 도시하진 않았으나, 상부 금형(110)을 상하로 이동시키기 위한 구동수단 및 이의 구동을 제어하는 제어수단 등이 더 포함될 수 있으며, 구동수단 및 제어수단은 관용의 구성에 따라 제한 없이 이용 가능하다.
열전사 금형(200)은 진공 챔버(100) 내에 설치될 수 있다. 구체적인 예로서, 열전사 금형(200)은 상하로 이동 가능한 상부 금형(210)과, 상부 금형(210)의 하측에 배치되며 입체 글라스(10)가 안착되는 하부 금형(220)을 포함한다.
상부 금형(210)은 진공 챔버(100)의 상부 몸체(110)의 하부와 하부 금형(220) 사이의 공간을 통해 상하로 이동 가능하게 구성되는데, 이의 구동 및 제어를 위한 수단은 별도로 도시하진 않았으나, 관용의 구성에 따라 제한 없이 이용 가능하다.
하부 금형(220)은 진공 챔버(100)의 하부 몸체(120)의 상부에 안착 배치된다. 그리고 하부 금형(220)의 상부 면을 통해 입체 글라스(10)가 안착되는 글라스 안착 홈(221)이 구비되는데, 이의 형상은 입체 글라스(10)의 접촉 부위에 대응하여 아래로 오목하게 라운드 진 형상을 가질 수 있다.
그리고 하부 금형(220)의 내부에는 금형 히터(223)가 더 구비된다. 금형 히터(223)는 설정 온도, 바람직하게는 100~250℃의 고온으로 가열되는 장치로서, 하부 금형(220), 특히 글라스 안착 홈(221)에 안착된 입체 글라스(10)를 설정 온도로 가열시켜주는 역할을 한다. 이를 위해, 금형 히터(223)는 하부 금형(220)에 내장되는 형태로 제공될 수 있는데, 구체적으로는, 글라스 안착 홈(221)으로부터 일정한 거리를 두고 글라스 안착 홈의 라운드 진 형상에 대응하여 라운드지게 배치되는 다수의 열선을 포함할 수 있다. 이에 따라, 글라스 안착 홈(221)에 안착된 입체 글라스(10)는 전체가 균일하게 가열될 수 있는 장점이 있다. 한편, 하부 금형(220)에는 적어도 2개의 가이드 핀(225)이 구비되는 것이 좋다. 이들 가이드 핀(225)은 하부 금형(220)을 통해 수직 상방으로 돌출되는 형상을 가질 수 있는데, 하부 금형(220)에 안착되는 열전사 필름(20)의 안착 위치를 정확하게 가이드 할 수 있다. 즉, 하부 금형(220)의 글라스 안착 홈(221)에 입체 글라스(10)가 안착되고, 입체 글라스(10)의 상부로 열전사 필름(20)이 놓여지게 되는데, 열전사 필름(20)에 형성된 잉크(22)가 입체 글라스(10)의 내측을 향하기 위해서는 열전사 필름(20)의 위치가 정확하게 가이드 되어야 한다. 이를 위해 가이드 핀(225)이 사용된다.
한편, 열전사 금형(200)은 열전사 필름(20)을 글라스 안착 홈(221)에 안착된 입체 글라스(10)의 내부로 흡착시키는 금형 석션 라인(250)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 예컨대, 금형 석션 라인(250)은 열전사 필름(20)을 글라스 안착 홈(221)에 안착된 입체 글라스(10)의 내부로 흡착시키기 위해 제공되므로, 열전사 금형(200) 중에서 하부 금형(220)을 통해 구비되는 것이 좋다. 구체적으로는, 금형 석션 라인(250)은 하부 금형(220)의 상부와 일 측(도 2의 우측) 사이를 연통하여 마련될 수 있다. 바람직한 예로서, 금형 석션 라인(250)은, 제1 석션 경로부(253)와, 제2 석션 경로부(251)와, 제3 석션 경로부(255)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 석션 경로부(253)는 글라스 안착 홈(221)과 금형 패킹 부재(230) 사이에 형성된 모서리가 라운드 진 장방형 트랙 형상으로 형성될 수 있다. 이를 통해 하부 금형(220)의 상부, 즉 입체 글라스(10)의 상부에 놓여진 열전사 필름(10)을 안정적으로 흡착시킬 수 있다. 제2 석션 경로부(251)는 제1 석션 경로부(253)와 연통되며 하부 금형(220)을 수직 하방으로 관통하여 형성되는 다수의 홀을 포함하여 구성될 수 있다. 제3 석션 경로부(255)는 제2 석션 경로부(251)의 하부로부터 하부 금형(220)의 측면 방향으로 교차하여 연장되며, 하부 금형(220)의 일 측을 관통하여 형성될 수 있다.
이와 같이 구성된 열전사 금형(200)은 상부 금형(210)의 상하 이동에 의해 상부 금형(210)과 하부 금형(220)이 결합되고, 전술된 금형 석션 라인(250)을 통해 석션 기능이 제공됨에 따라 열전사 필름(10)을 입체 글라스(10)에 흡착시킨다. 이러한 열전사 필름(10)의 흡착 효과를 향상시키도록 열전사 금형(200)에는 금형 패킹 부재(230)가 더 구비될 수 있다. 구체적으로는, 금형 패킹 부재(230)는 열전사 필름(20)의 테두리 하부 면에 접촉 배치되도록 하부 금형(220)의 가장자리를 따라 돌출될 수 있다. 바람직하게는, 금형 패킹 부재(230)는, 후술될 필름 지지 유닛(211)의 클램프 부재(213)의 하측에 마주하여 배치되도록 클램프 부재(213)에 대응하여 장방형 띠 형상을 가지며, 장방형의 각 모서리 부위는 라운드 처리된 형상을 가질 수 있다.
한편, 열전사 금형(200)의 상부 금형(210)에는 하부 몸체(220)에 놓여진 열전사 필름(20)을 지지하는 필름 지지 유닛(211)이 구비될 수 있다. 구체적으로는, 필름 지지 유닛(211)은 상부 금형(210)의 가장자리로부터 하부 금형(220)을 향하여 진퇴 가능하게 형성되는데, 이러한 진퇴 작용에 의해 상부 금형(210)과 하부 금형(220) 사이에 삽입된 열전사 필름을 지지한다. 예컨대, 필름 지지 유닛(211)은 축 부재(212)와 클램프 부재(213)를 포함하여 구성될 수 있다. 축 부재(212)는 상부 금형(210)의 가장자리로부터 하부 금형(220) 쪽을 향하여 전진 및 후퇴, 즉 진퇴 구동하도록 피스톤 형태의 부재로 구성될 수 있다. 클램프 부재(213)는 축 부재(212)의 선단(즉, 도 2의 하단)에 결합되어, 축 부재(212)의 전진 시 열전사 필름(20)의 테두리를 가압하여 지지하는 역할을 한다. 이를 위해, 클램프 부재(213)는 내부 중공을 갖는 장방형 프레임 형상을 가질 수 있는데, 구체적인 예로서 "ㅁ" 형상을 가질 수 있다.
압착 패드(300)는 열전사 금형(200), 즉 상부 금형(210)과 하부 금형(220) 사이에서 상하로 이동하며 열전사 필름(20)을 입체 글라스(10)의 내부로 압착시키는 부재를 말한다. 이를 위해, 압착 패드(300)는 입체 글라스(10)의 내측 형상에 대응하는 형상을 갖는 것이 좋으며, 바람직하게는 탄성을 갖는 재질(예: 고무 등)로 이루어지는 것이 바람직하다. 구체적인 예로서, 이러한 압착 패드(300)는 구동 축(310)과 패드 연결 몸체(320)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 패드 연결 몸체(320)는 압착 패드(300)가 일단부(즉, 도 2의 하단부)를 통해 착탈 가능하게 연결되는 수평 플레이트 형상의 부재일 수 있다. 구동 축(310)은 패드 연결 몸체(320)의 타단부를 통해 수직 상방으로 연결되는데, 진공 챔버(100)의 상부 몸체(110)와, 열전사 금형(200)의 상부 금형(210)을 순차 관통하여 압착 패드(300)를 상하로 진퇴 이동시키는 수단으로 이용된다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 입체 글라스 열전사 장치는 진공 챔버(100), 열전사 금형(200), 그리고 압착 패드(300)로 구성되는데, Deep 3D 형태의 입체 글라스(10)에 열전사 필름(20)의 잉크(22)를 열전사 할 수 있다. 이때 금형 히터(223)는 입체 글라스의 열전사를 실시하기 위해 하부 금형(220)에 구비되며, 진공 석션을 통해 열전사 필름(20)이 입체 글라스(10)의 내부에 흡착되는 한편, 흡착 후에는 압착 패드(300)가 열전사 필름(20)을 압착하여 최종 형상을 유지하며 입체 글라스(10)에 잉크(22)가 열전사 될 수 있도록 한다.
한편, 입체 글라스 및 열전사 필름 삽입 단계(S200)에서, 도 5에 도시된 바와 같이 진공 챔버(100) 중 상부 몸체(110)와 하부 몸체(120)가 오픈 되고, 열전사 금형(200) 중 상부 금형(210)과 하부 금형(220)이 오픈 된 후 입체 글라스(10)가 상기 글라스 안착 홈에 안착된다. 이어서, 도 6에 도시된 바와 같이 열전사 필름(20)이 입체 글라스(10)의 상부로 안착된다.
이때, 입체 글라스(10)가 글라스 안착 홈(221)에 안착되기에 앞서, 하부 금형(220)에 내장된 금형 히터(223)가 설정 온도로 가열될 수 있는데, 금형 히터(223)는, 글라스 안착 홈(221)으로부터 일정한 거리를 두고 글라스 안착 홈(221)의 라운드 진 형상에 대응하여 라운드지게 이격하여 배치되는 다수의 열선을 포함할 수 있다. 바람직하게는 100~250℃의 범위 내의 온도로 가열되는 것이 좋은데, 반드시 이에 한정되지는 않는다.
열전사 필름 흡착 단계(S300)
본 단계는 열전사 필름 흡착 단계로서, 열전사 금형 내에서, 열전사 필름을 상기 입체 글라스에 흡착시키는 단계에 해당한다.
도 7 및 도 8은 본 단계인 열전사 필름 흡착 단계의 공정도들이다.
도 7을 참조하면, 상부 금형(210)이 하부 금형(220)에 닫히며 상부 금형(210)에 구비된 필름 지지 유닛(211)이 하강하여 열전사 필름(20)을 압착한다.
필름 지지 유닛(211)은 축 부재(212)와 클램프 부재(213)를 포함하여 구성될 수 있다. 축 부재(212)는 상부 금형(210)의 가장자리로부터 하부 금형(220) 쪽을 향하여 전진 및 후퇴, 즉 진퇴 구동하도록 피스톤 형태의 부재로 구성될 수 있다. 클램프 부재(213)는 축 부재(212)의 선단에 결합되어, 축 부재(212)의 전진 시 열전사 필름(20)의 테두리를 가압하여 지지할 수 있다.
이어서, 도 8을 참조하면, 상부 몸체(110)가 하부 몸체(120)에 완전히 닫히며, 상부 금형(210)도 하부 금형(220)에 완전히 닫힌 상태에서 금형 석션 라인(250)을 통해 에어가 석션되어 열전사 필름(20)이 입체 글라스(10)에 흡착된다.
금형 석션 라인(250)은 하부 금형(220)의 상부와 일 측(예: 우측) 사이를 연통하여 마련될 수 있다. 예컨대, 금형 석션 라인(250)은, 제1 석션 경로부(253)와, 제2 석션 경로부(251)와, 제3 석션 경로부(255)를 포함하여 구성될 수 있다. 제1 석션 경로부(253)는 글라스 안착 홈(221)과 금형 패킹 부재(230) 사이에 형성된 모서리가 라운드 진 장방형 트랙 형상으로 형성될 수 있다. 이를 통해 하부 금형(220)의 상부, 즉 입체 글라스(10)의 상부에 놓여진 열전사 필름(10)을 안정적으로 흡착시킬 수 있다. 제2 석션 경로부(251)는 제1 석션 경로부(253)와 연통되며 하부 금형(220)을 수직 하방으로 관통하여 형성되는 다수의 홀을 포함하여 구성될 수 있다. 제3 석션 경로부(255)는 제2 석션 경로부(251)의 하부로부터 하부 금형(220)의 측면 방향으로 교차하여 연장되며, 하부 금형(220)의 일 측을 관통하여 형성될 수 있다. 그 결과, 제3 석션 경로부(255)를 통해 최종적으로 에어가 외부로 빠져나갈 수 있다.
열전사 단계(S400)
본 단계는 열전사 단계로서, 열전사 금형 내에서, 압착 패드를 이용하여 열전사 필름을 가압하여 열전사 잉크부를 입체 글라스에 열전사 하는 단계에 해당한다.
도 9 및 도 10은 본 단계인 열전사 단계를 나타낸 공정도이다.
도 9를 참조하면, 상부 몸체(110)와 상기 하부 몸체(120)가 닫힌 상태에서, 다수의 챔버 석션 홀(150)을 통해 에어가 석션되어 진공 챔버(100) 내부의 진공이 유지된다.
도 10을 참조하면, 압착 패드(300)가 열전사 필름(20)을 향해 하강하는데, 이후 압착 패드(300)에 의해 가압된 열전사 필름(20)이 입체 글라스(10)의 열전사 면(즉, 내측 면)에 밀착되어 열전사 잉크부(23)가 입체 글라스(10)로 열전사 된다. 즉, 하부 금형(220)에 내장된 금형 히터(223)의 가열 작용과, 열전사 금형(200) 및 진공 챔버(100)의 석션 작용과 함께 압착 패드(300)가 열전사 필름(20)과 입체 글라스(10)를 물리적으로 압착한 상태에서 열전사가 이루어진다.
반출 단계(S500)
본 단계는 반출 단계로서, 열전사가 완료된 입체 글라스와 열전사 필름을 열전사 금형으로부터 반출시키는 단계에 해당한다.
도 11 낸지 13은 본 단계인 반출 단계를 나타낸 공정도들이다.
도 11을 참조하면, 진공 챔버(100)의 내부 챔버 공간의 진공이 해제된다. 그리고 상부 몸체(110)와 상부 금형(210)이 상부로 이동하며, 압착 패드(300)가 초기 위치로 복원하게 된다.
도 12를 참조하면, 열전사 필름(20)의 테두리 부위를 가압 지지하였던 필름 지지 유닛(211)이 상기 하부 금형(220)의 상부로부터 분리되어 상부 금형(210)을 따라 위로 이동한다. 그리고 하부 금형(220) 내부의 진공이 완전 해제된다.
도 13을 참조하면, 진공 챔버(100)의 상부 몸체(110) 및 하부 몸체(120)가 오픈 되고, 열전사 금형(200)의 상부 금형(210) 및 하부 금형(220)까지 오픈 되면, 열전사가 완료된 입체 글라스(10)와 열전사 필름(20)이 외부로 반출된다.
이형필름 제거 단계(S600)
본 단계는 이형필름 제거 단계로서, 입체 글라스로부터 이형필름을 제거하는 단계에 해당한다.
도 14를 참조하면, 본 단계인 이형필름 제거 단계를 나타낸 공정도이다. 전술된 열전사 단계를 통해 이형필름(21)에 인쇄된 열전사 잉크부(23)는 입체 글라스(10)의 열전사 면(즉, 내측 면)에 열전사 되며, 이 단계에서는 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이 이형필름(21)을 입체 글라스(10)에서 들어 올려 제거할 수 있다. 이로써, 입체 글라스(10)에는 열전사 잉크부(23)만이 남게 된다.
열전사 잉크부 커팅 및 뷰 에어리어 영역 제거단계(S700)
본 단계는 열전사 잉크부 커팅 및 뷰 에어리어 영역 제거단계로서, 열전사 잉크부를 커팅하고 뷰 에어리어 영역 내의 열전사 잉크부를 제거하는 단계에 해당한다.
도 15 및 도 16은 본 단계인 열전사 잉크부 커팅 및 뷰 에어리어 영역 제거단계의 공정도에 해당한다.
도 15를 참조하면, 열전사 잉크부(23)가 열전사 된 입체 글라스(10)를 고정 지그(400)에 안착한다. 이어서, 고정 지그(400)의 상부에서 설치된 커팅장치(예: 레이저 절단기 등)(450)를 이용하여 레이저를 조사할 수 있는데, 이를 통해 열전사 잉크부(23)를 뷰 에어리어 영역의 외측 치수 기준으로 커팅하는 작업을 실시할 수 있다. 여기서 뷰 에어리어(View Area)라 함은 도 17의 도면부호 VA로 표시된 영역을 말하는데, 디스플레이 기기의 화면이 출력되는 윈도우 영역을 의미한다.
도 16을 참조하면, 상기 커팅된 뷰 에어리어 영역의 열전사 잉크부(23b)를 박리하여 제거한다. 예를 들면, 상기 커팅된 뷰 에어리어 영역의 열전사 잉크부(23b)를 파지 가능한 형태의 태그부재(500)를 이용할 수 있는데, 태그부재(500)의 일단에는 접착부(510)가 형성되어, 상기 접착부(510)를 이용하여 상기 커팅된 뷰 에어리어 영역의 열전사 잉크부(23b)를 벗겨 제거할 수 있다.
경화단계(S800) 및 세정단계(S900)
본 단계는 경화단계 및 세정단계로서, 뷰 에어리어 영역이 제거되고 입체 글라스에 남은 열전사 잉크부를 경화하고, 경화된 입체 글라스를 세정하는 단계에 해당한다.
도 17을 참조하면, 입체 글라스(10)에는 뷰 에어리어 영역(VA)을 제외한 영역으로만 열전사 잉크부(23)가 남게 되는데, 이와 같은 남은 열전사 잉크부(23)가 입체 글라스의 데코레이션을 형성하기 때문에 경화장치(600)를 이용하여 경화하는 단계를 거치게 된다. 예를 들어, 경화 온도는 150~180℃의 범위 내에서 정해질 수 있는데, 반드시 이에 제한되지는 않는다.
이어서, 도 18을 참조하면, 데코레이션을 형성하도록 열전사 잉크부(23)가 경화된 입체 글라스(10)를 세정하는 단계를 거치게 된다. 경화를 통해 데코레이션이 형성된 입체 글라스(10)는 도 18의 (b)에 도시된 바와 같이 양면이 교대로 세정장치(700)에서 분사된 세정수에 의해 세정된다. 예를 들어, 세정수로는 알칼리 용액, 초순수 등을 이용할 수 있는데, 이에 한정되지 않는다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 구성 및 작용에 따르면, 4면이 곡면으로 형성된 3D 입체 글라스에 대한 열전사가 가능해져 비교적 복잡한 형태의 입체 글라스에 대해서도 신속 간편하게 데코레이션을 형성할 수 있는 유리한 기술적 효과가 있다.
나아가, 열전사 필름을 입체 글라스에 포밍하면서 전사할 수 있으며, 최종 경화 전에 입체 글라스에서 열전사 잉크가 쉽게 제거되는 점을 감안하여 뷰 에어리어(View Area)의 잉크를 레이저 커팅하여 손쉽게 제거할 수 있는 장점이 있다.
이에 따르면, 입체 글라스에 형성된 데코레이션의 형상 및 치수 정밀도를 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
S100: 열전사 필름 준비단계
S200: 입체 글라스 및 열전사 필름 삽입 단계
S300: 열전사 필름 흡착 단계
S400: 열전사 단계
S500: 반출 단계
S600: 이형필름 제거 단계
S700: 열전사 잉크부 커팅 및 뷰 에어리어 영역 제거단계
S800: 경화단계
S900: 세정단계
10: 입체 글라스 11, 12, 13, 14: 4면 곡면
20: 열전사 필름 21: 이형부재
23: 열전사 잉크부(또는 잉크) 23a: 잉크확장부
23b: 뷰 에어리어 영역의 열전사 잉크부
100: 진공 챔버 110: 상부 몸체
120: 하부 몸체 130: 챔버 패킹 부재
140: 축 연결부재 150: 챔버 석션 홀
200: 열전사 금형 210: 상부 금형
211: 필름 지지 유닛 212: 축 부재
213: 클램프 부재 220: 하부 금형
221: 글라스 안착 홈 223: 금형 히터
225: 가이드 핀 230: 금형 패킹 부재
250: 금형 석션 라인 251: 제2 석션 경로부
253: 제1 석션 경로부 255: 제3 석션 경로부
300: 압착 패드 310: 구동 축
320: 패드 연결 몸체
400: 고정 지그 450: 커팅장치
500: 파지부재 510: 접착부
600: 경화장치 700: 세정장치

Claims (10)

  1. (a) 이형필름과, 상기 이형필름의 일면에 인쇄된 열전사 잉크부를 포함하는 열전사 필름을 준비하는 단계;
    (b) 입체 글라스와 상기 열전사 필름을 열전사 금형 내에 투입하는 단계;
    (c) 상기 열전사 금형 내에서, 상기 열전사 필름을 상기 입체 글라스에 흡착시키는 단계;
    (d) 상기 열전사 금형 내에서, 압착 패드를 이용하여 상기 열전사 필름을 가압하여 상기 열전사 잉크부를 상기 입체 글라스에 열전사 하는 단계;
    (e) 열전사가 완료된 상기 입체 글라스와 상기 열전사 필름을 상기 열전사 금형으로부터 반출시키는 단계;
    (f) 상기 입체 글라스로부터 상기 이형필름을 제거하는 단계;
    (g) 상기 열전사 잉크부를 커팅하고 뷰 에어리어 영역 내의 상기 열전사 잉크부를 제거하는 단계;
    (h) 상기 뷰 에어리어 영역이 제거되고 상기 입체 글라스에 남은 상기 열전사 잉크부를 경화하는 단계; 및
    (i) 상기 경화된 입체 글라스를 세정하는 단계;를 포함하며,
    상기 열전사 금형은, 진공 챔버 내에 설치되며, 상하로 이동 가능한 상부 금형과, 상기 상부 금형의 하측에 배치되며 입체 글라스가 안착되는 글라스 안착 홈을 구비하는 하부 금형을 포함하고, 상기 진공 챔버는, 상하로 이동 가능한 상부 몸체와, 상기 상부 몸체의 하측에 배치되는 하부 몸체를 포함하며,
    상기 (b) 단계에서는, 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체가 오픈 되고, 상기 상부 금형과 상기 하부 금형이 오픈 되면, 상기 입체 글라스가 상기 글라스 안착 홈에 안착되고, 상기 열전사 필름이 상기 입체 글라스 상부로 안착되며,
    상기 (c) 단계는, 상기 상부 금형이 상기 하부 금형에 닫히며 상기 상부 금형에 구비된 필름 지지 유닛이 하강하여 상기 열전사 필름을 압착하는 단계와, 상기 하부 금형에 구비된 금형 석션 라인을 통해 에어가 석션되어 상기 열전사 필름을 상기 입체 글라스에 흡착시키는 단계를 포함하며,
    상기 필름 지지 유닛은, 상기 상부 금형의 가장자리로부터 상기 하부 금형 쪽으로 진퇴 구동하는 축 부재와, 상기 축 부재의 선단에 결합되어, 상기 축 부재의 전진 시 상기 열전사 필름의 테두리를 가압하여 지지하도록 내부 중공을 갖는 장방형 프레임 형상의 클램프 부재를 포함하며, 상기 상부 금형의 가장자리로부터 상기 하부 금형을 향하여 진퇴 구동하여 상기 상부 금형과 상기 하부 금형 사이에 삽입된 열전사 필름을 지지하는 것을 특징으로 하는 입체 글라스 데코레이션 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 이형필름은, 상기 열전사 금형 내부로 투입 시 위치 가이드를 위한 가이드 홀을 적어도 2개 이상 구비하고,
    상기 열전사 잉크부는, 상기 입체 글라스의 열전사 면에 대응하는 크기 및 형상을 갖도록 상기 이형필름의 일면을 통해 인쇄 형성되는
    입체 글라스 데코레이션 형성 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서,
    상기 열전사 잉크부의 각 모서리 부위에는, 라운드 진 형상으로 외측으로 확장하여 인쇄된 잉크확장부가 구비되는
    입체 글라스 데코레이션 형성 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서,
    상기 입체 글라스가 상기 글라스 안착 홈에 안착되기에 앞서, 상기 하부 금형에 내장된 금형 히터가 설정 온도로 가열되는
    입체 글라스 데코레이션 형성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 금형 히터는, 상기 글라스 안착 홈으로부터 일정한 거리를 두고 상기 글라스 안착 홈의 라운드 진 형상에 대응하여 라운드지게 이격하여 배치되는 다수의 열선을 포함하는
    입체 글라스 데코레이션 형성 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서,
    상기 금형 석션 라인은, 상기 하부 금형을 상부와 일 측 사이를 관통하여 마련되어 상기 열전사 필름을 상기 입체 글라스의 내부로 흡착시키도록 형성되는
    입체 글라스 데코레이션 형성 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 진공 챔버는, 상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체가 상호 대면하여 접촉하는 부위에 개재되는 적어도 하나의 챔버 패킹 부재와, 상기 하부 몸체를 두께 방향으로 관통하여 마련되는 다수의 챔버 석션 홀을 포함하며,
    상기 압착 패드는, 상기 상부 금형과 상기 하부 금형 사이에서 상하로 이동 가능하게 형성되며, 상기 하부 몸체에 안착된 열전사 필름을 상기 입체 글라스에 압착시키도록 구비되며,
    상기 (d) 단계는,
    상기 상부 몸체와 상기 하부 몸체가 닫히고, 상기 다수의 챔버 석션 홀을 통해 에어가 석션되어 상기 진공 챔버 내부의 진공이 유지되는 단계와, 상기 압착 패드가 상기 열전사 필름을 향해 하강하는 단계와, 상기 압착 패드에 의해 가압된 상기 열전사 필름이 상기 입체 글라스의 열전사 면에 밀착되어 열전사가 수행되는 단계를 포함하는
    입체 글라스 데코레이션 형성 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 (g) 단계는,
    상기 열전사 잉크부가 열전사 된 상기 입체 글라스를 고정 지그에 안착하고, 상기 고정 지그의 상부에서 레이저를 조사하여 상기 열전사 잉크부를 뷰 에어리어 영역의 외측 치수 기준으로 커팅하는 단계와,
    상기 커팅된 뷰 에어리어 영역의 열전사 잉크부를 파지 가능한 형태의 태그부재에 부착시켜 박리 제거하는 단계를 포함하는
    입체 글라스 데코레이션 형성 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 (h) 단계에서의 경화 온도는 150~180℃ 범위 내에서 정해지며,
    상기 (i) 단계에서는 알칼리 용액 또는 초순수를 이용하여 상기 (h) 단계에서 경화된 상기 입체 글라스의 양면을 교대로 세정하는
    입체 글라스 데코레이션 형성 방법.
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