KR101881037B1 - 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자성잉크에 함유된 자성입자가 자기력 세기에 따라 상이한 밀도로 분포되는 것을 이용하여 다양하고 독특한 디자인의 패턴을 구현할 수 있도록 한 패턴 형성방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 자기력을 발생시키는 지그를 준비하는 지그 준비 단계와, 기재의 일면에 자성잉크를 도포하여 인쇄층을 형성시키는 자성잉크 도포 단계와, 인쇄층이 형성된 기재를 상기 지그의 상측에 배치하는 기재 배치 단계와, 상기 인쇄층에 상기 지그에서 발생하는 자기력을 가하여 자성패턴을 형성시키는 자성패턴 형성 단계와, 상기 인쇄층을 건조시키는 건조 단계를 포함하는 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법이 개시된다.

Description

자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법{Method of pattern formation using magnetic ink and magnetic force}

본 발명은 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자성잉크에 함유된 자성입자가 자기력 세기에 따라 상이한 밀도로 분포되는 것을 이용하여 다양하고 독특한 디자인의 패턴을 구현할 수 있도록 한 패턴 형성방법에 관한 것이다.

자성잉크를 이용한 패턴 형성방법에 관한 기술로서, 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0127238호(이하, '선행기술'이라고 함)에 자성잉크를 이용한 기재의 패턴 형성 방법이 제시되어 있다.

상기 선행기술은 "자성분말이 혼합된 도료를 기재의 일면에 도포하고, 상기 기재의 타면에 적어도 두 개의 자성패드를 적층 위치시키며, 상기 적층된 자성패드의 자기장에 의해 상기 도료에 포함된 자성분말이 패턴을 형성하고, 상기 패턴화된 도료를 경화시키는 것을 포함하는 자성잉크를 이용한 기재의 패턴 형성 방법"에 관한 기술이다.

상기 선행기술은 둘 이상의 이방성 자성패드를 다양한 방법으로 적층 함으로써 격자, 다이아몬드, 물결 등의 패턴을 용이하게 구현할 수 있도록 하고 있다. 또한, 적층된 자성패드를 패턴이 형성되는 동안 회전시킴으로써 동심원 형태의 패턴을 구현할 수 있도록 하고 있다.

그러나 둘 이상의 자성패드를 겹치거나 회전시키는 정도로는 다양한 디자인의 패턴을 구현하기 어렵다. 따라서 개성있고 독특한 디자인의 제품을 원하는 소비자나, 타사와 차별된 디자인의 제품을 원하는 제조사의 요구를 충족시키기에는 부족한 점이 있다.

[문헌 1] 공개특허공보 제20-2016-0127238호의 자성잉크를 이용한 기재의 패턴 형성 방법 [문헌 2] 등록특허공보 제10-1190539호의 패턴을 가지는 피막 및 이의 제조방법

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 자성잉크와 자기력을 이용하여 다양하고 독특한 디자인의 패턴을 구현할 수 있도록 한 패턴 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법은, 자기력을 발생시키는 지그를 준비하는 지그 준비 단계와, 기재의 일면에 자성잉크를 도포하여 인쇄층을 형성시키는 자성잉크 도포 단계와, 인쇄층이 형성된 기재를 상기 지그의 상측에 배치하는 기재 배치 단계와, 상기 인쇄층에 상기 지그에서 발생하는 자기력을 가하여 자성패턴을 형성시키는 자성패턴 형성 단계와, 상기 인쇄층을 건조시키는 건조 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 지그는 상면에 부조 방식으로 형성된 윤곽부를 갖는 자석플레이트를 포함하여 이루어지고, 상기 자성패턴 형성 단계에서는 상기 윤곽부의 표면과 상기 인쇄층과의 거리 차이에 따라 상기 인쇄층에 가해지는 자기력의 세기 차이에 의해 상기 자성패턴이 형성된다.

또한, 상기 지그는 자석플레이트와, 상기 자석플레이트의 상면에 배치되는 패턴부재를 포함하여 이루어질 수 있으며, 이때 상기 자성패턴 형성 단계에서는 상기 자석플레이트에서 상기 패턴부재가 배치된 부분과 배치되지 않은 부분에서 상기 인쇄층으로 각각 가해지는 자기력의 세기 차이에 의해 상기 자성패턴이 형성된다.

또한, 상기 지그는 받침플레이트와, 상기 받침플레이트의 상면에 배치되는 영구자석을 포함하여 이루질 수 있으며, 이때 상기 자성패턴 형성 단계에서는 상기 영구자석에 의해 상기 인쇄층에 가해지는 자기력에 의해 상기 자성패턴이 형성된다.

본 발명에 따른 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법은, 상기 건조단계 이후에, 상기 기재의 타면에 UV잉크를 도포하고 경화시켜 UV패턴층을 형성시키는 UV인쇄 단계와, 상기 UV패턴층의 표면에 금속 또는 금속산화물을 증착시켜 컬러층을 형성시키는 증착 단계와, 상기 컬러층의 표면에 보호층을 형성시키는 코팅 단계와, 상기 코팅 단계를 거친 결과물에서 최종 제품의 외형을 절취해내는 커팅 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법에 의하면, 지그를 통해 자성잉크에 가해지는 자기력의 세기를 구현하고자 하는 패턴의 형상에 대응하도록 변경함으로써 다양하고 독특한 디자인의 패턴을 용이하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법에 의해 제조된 스마트폰 케이스 형상의 물품에 대한 사진.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법에 의해 제조된 필름 형상의 물품에 대한 사진.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법의 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법의 공정 순서도.
도 7 내지 도 9는 각각 본 발명의 제1 내지 제3 실시예에 의한 지그를 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법의 흐름도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법의 공정 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 표현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법에 의해 제조된 스마트폰 케이스 형상의 물품에 대한 사진이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법에 의해 제조된 필름 형상의 물품에 대한 사진이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법은 각종 모바일 기기의 본체 케이스 및 외장 케이스, 가전제품의 케이스, 화장품용기 등 각종 용기의 본체 및 뚜껑, 데코시트. 인테리어필름 등 제품을 보호하거나 외관을 미려하게 하기 위해 사용되는 다양한 물품에 개성있고 독특한 디자인의 패턴을 형성하는데 적용할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법의 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법의 공정 순서도이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법은 크게 지그 준비 단계(S10), 자성잉크 도포 단계(S20), 기재 배치 단계(S30), 자성패턴 형성 단계(S40) 및 건조 단계(S50)로 이루어진다.

지그 준비 단계(S10)는 자기력을 발생시키는 지그(10)를 준비하는 단계이다.

이 단계에서 지그(10)는 다양한 구조로 구비될 수 있다. 도 7 내지 도 9는 각각 본 발명에 의한 지그의 제1 내지 제3 실시예를 나타낸 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 의한 지그(10)는, 상면에 부조(浮彫) 방식으로 형성된 윤곽부(11)를 갖는 자석플레이트(12)를 포함하여 이루어진다.

자석플레이트(12)는 사각 판 형상으로 이루어진다. 자석플레이트(12)는 영구자석 또는 전자석으로 이루어지며, 이에 따라 후술될 인쇄층(30)에 자기력을 가하게 된다.

윤곽부(11)는 물품에 구현하고자 하는 형상에 대응하여 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 윤곽부(11)는 NC가공 또는 레이져 가공에 의해 자석플레이트(12)의 상면에 형성될 수 있다. 윤곽부(11)는 부조 방식에 의해 입체감을 갖도록 형성된다. 이때 윤곽부(11)는 자석플레이트(12)의 상면에 음각 또는 양각, 또는 이들이 조합된 형태로 형성될 수 있다.

결국, 본 발명의 제1실시예에 의한 지그(10)는 윤곽부(11)의 표면과 인쇄층(30)과의 거리 차이에 따라 자석플레이트에서 인쇄층(30)으로 가해지는 자기력의 세기가 달라질 수 있게 구비된다. 즉, 인쇄층(30)과 가까운 거리에 위치한 윤곽부(11)의 표면은 인쇄층(30)에 상대적으로 강한 자기력을 가하게 되고, 인쇄층(30)과 먼 거리에 위치한 윤곽부(11)의 표면은 인쇄층(30)에 상대적으로 약한 자기력을 가하게 된다.

도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 의한 지그(10)는, 자석플레이트(13)와, 상기 자석플레이트(13)의 상면에 배치되는 패턴부재(14)를 포함하여 이루어진다.

자석플레이트(13)는 상면이 평평한 사각 판 형상으로 이루어진다. 자석플레이트(13)는 영구자석 또는 전자석으로 이루어지며, 이에 따라 인쇄층(30)에 자기력을 가하게 된다. 도시되지는 않았지만, 필요에 따라 자석플레이트(13)의 상면에는 패턴부재(14)를 고정하기 위한 안착홈이 요입 형성될 수 있다.

패턴부재(14)는 자석플레이트(13)의 상면에 배치되어, 자석플레이트(13)에서 인쇄층(30)으로 가해지는 자기력의 세기를 감쇠시키게 된다. 패턴부재(14)는 물품에 구현하고자 하는 형상에 대응하여 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 패턴부재(14)는 합성수지 또는 금속 판재를 특정 형상으로 가공하여 제작할 수 있다. 패턴부재(14)는 하나 또는 둘 이상이 조합되어 자석플레이트(13)의 상면에 배치될 수 있다. 둘 이상의 패턴부재(14)가 조합될 경우 각 패턴부재(14)는 그 형상, 재질, 두께가 상이한 것이 조합될 수 있다. 또한, 각각의 패턴부재(14)는 특정 부위의 두께를 다른 부위와 달리하거나, 특정 부위에 상하로 관통된 구멍을 형성하는 등의 방법으로 다양한 형상으로 제작될 수 있다.

결국, 본 발명의 제2실시예에 의한 지그(10)는 자석플레이트(13)의 상면에 패턴부재(14)를 배치함으로써, 패턴부재(14)가 배치된 부분과 배치되지 않은 부분에서 인쇄층(30)으로 각각 가해지는 자기력의 세기가 달라질 수 있게 구비된다. 즉, 자석플레이트(13)의 상면에서 패턴부재(14)가 배치된 부분은 인쇄층(30)에 상대적으로 약한 자기력을 가하게 되고, 패턴부재(14)가 배치되지 않은 부분은 인쇄층(30)에 상대적으로 강한 자기력을 가하게 된다.

도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 의한 지그(10)는, 받침플레이트(15)와, 상기 받침플레이트(15)의 상면에 배치되는 영구자석(16)을 포함하여 이루어진다.

받침플레이트(15)는 상면이 평평한 사각 판 형상으로 이루어진다. 받침플레이트(15)는 합성수지 또는 금속으로 된 판재로 이루어질 수 있다. 도시되지는 않았지만, 필요에 따라 받침플레이트(15)의 상면에는 영구자석(16)을 고정하기 위한 안착홈이 요입 형성될 수 있다.

영구자석(16)은 받침플레이트(15)의 상면에 배치되어 인쇄층(30)에 자기력을 가하게 된다. 영구자석(16)은 물품에 구현하고자 하는 형상에 대응하여 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 하나 또는 둘 이상이 조합되어 받침플레이트(15)의 상면에 배치될 수 있다.

결국, 본 발명의 제3실시예에 의한 지그(10)는 받침플레이트(15)에 배치된 영구자석(16)에 의해 인쇄층(30)에 자기력이 가해질 수 있게 구비된다.

이하, 도 5 및 도 6을 다시 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법을 계속 설명한다.

자성잉크 도포 단계(S20)는 기재(20)의 일면에 자성잉크를 도포하여 인쇄층(30)을 형성시키는 단계이다.

여기서 기재(20)는 합성수지필름으로 이루어질 수 있다. 바람직하게는 투명성이 우수한 PMMA(Polymethyl methacrylate), PC(Polycarbonate), PET(Polyethylene terepthalate), PU(Poly Urethane), TPU(Thermoplastic Poly Urethane), PP(Polypropylene), PVC(Polyvinyl Chloride) 중에서 선택된 재질의 필름으로 이루어질 수 있다. 기재(20)는 상기한 합성수지필름 외에도 패턴을 구현하고자 하는 물품에 따라 다양한 종류의 재질, 형상의 것이 적용될 수 있다.

자성잉크 도포 단계(S20)는 실크 인쇄 방식으로 진행될 수 있다. 이외에도 스프레이 방식, 그라비아 인쇄 방식, 옵셋 인쇄 방식 등 기재에 자성잉크를 도포하여 인쇄층을 형성시킬 수 있는 공지의 다양한 방식으로 진행될 수 있다.

기재 배치 단계(S30)는 인쇄층(30)이 형성된 기재(20)를 지그(10)의 상측에 배치하는 단계이다.

이 단계에서는 별도의 클램핑 장치 등을 이용하여 기재(20)가 지그(10)의 상측에 근접하게 배치되도록 고정한다. 이때 기재(20)는 인쇄층(30)이 지그(10)를 향한 측면의 반대측에 위치하도록 배치되는 것이 바람직하다.

자성패턴 형성 단계(S40)는 기재(20)에 형성된 인쇄층(30)에 지그(10)에서 발생하는 자기력을 가하여 자성패턴을 형성시키는 단계이다.

이 단계에서는 인쇄층(30)에 자기력을 가함으로써, 자성잉크에 함유된 자성입자가 자기력 세기에 따라 상이한 밀도로 분포되는 것을 이용하여 인쇄층(30)에 자성패턴을 형성시키게 된다. 즉, 인쇄층(30)에서 지그(10)에 의해 자기력이 강하게 작용하게 되는 부분은 자성입자가 높은 밀도로 분포되고, 자기력이 약하게 작용하게 되는 부분은 자성입자가 낮은 밀도로 분포됨으로써, 인쇄층(30)에서는 자성입자의 밀도 차이에 따라 색의 차이가 발생하게 된다. 그리고 이 색의 차이에 의해 인쇄층(30)에 자성패턴이 형성된다.

이 단계에서 인쇄층(30)에 자기력을 가하는 시간은 지그(10)에서 가해지는 자기력의 세기, 자성잉크의 특성 등에 따라서 적절하게 설정될 수 있다.

한편, 이 단계에서 형성되는 자성패턴은 상기 각 실시예의 지그(10)에 따라 다른 질감을 가질 수 있다.

즉, 제1실시예의 지그(10)(도 7 참조)에 의하면 자석플레이트(12)에 형성된 윤곽부(11)의 표면과 인쇄층(30)과의 거리 차이에 따라 인쇄층(30)에 가해지는 자기력의 세기 차이에 의해 자성패턴이 형성된다. 그리고 제2실시예의 지그(10)(도 8 참조)에 의하면 자석플레이트(13)에서 패턴부재(14)가 배치된 부분과 배치되지 않은 부분에서 인쇄층(30)으로 각각 가해지는 자기력의 세기 차이에 의해 자성패턴이 형성된다. 그리고 제3실시예의 지그(10)(도 9 참조)에 의하면 영구자석(16)에 의해 인쇄층(30)에 가해지는 자기력에 의해 자성패턴이 형성된다. 이러한 차이로 인하여 각 실시예에 의한 지그(10)는 인쇄층(30)에 각각 상이한 모양의 자기장을 가하게 되고, 따라서 각 실시예의 지그(10)에 의해 형성된 자성패턴은 각각 상이한 질감을 갖게 된다.

건조 단계(S50)는 자성패턴이 형성된 인쇄층(30)을 건조시키는 단계이다.

이 단계는 자성잉크의 특성에 따라, 기재(20)를 고온의 건조실(70)에 투입하여 인쇄층을 건조시키는 방식, 자외선을 이용한 건조 방식, 자연건조 방식 등이 적용될 수 있다.

상기 건조 단계(S50)를 거친 결과물(80)은 최종 제품의 외형을 절취해내는 커팅 단계(S60)를 거친 후 제작이 완료될 수 있다.

상기 커팅 단계(S60)는 레이저 커팅(laser cutting), NC 가공, 금형을 이용한 타발 방식 등 다양한 방식으로 진행될 수 있다.

이하, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법을 설명하되, 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하고, 동일한 부분에 대한 반복 설명은 생략하기로 한다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법의 흐름도이고, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법의 공정 순서도이다.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 의한 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법은 상기 건조단계(S50)와 커팅 단계(S60)의 사이에 진행되는 UV인쇄 단계(S70)와, 증착 단계(S80)와, 코팅 단계(S90)를 더 포함하여 이루어진다.

UV인쇄 단계(S70)는 건조 단계(S50)를 거친 기재(20)의 타면(즉, 기재에서 인쇄층이 형성된 측면의 반대쪽 측면)에 UV잉크를 도포하고 경화시켜 UV패턴층(40)을 형성시키는 단계이다.

이 단계에서는 기재의 타면에 UV인쇄를 실시함으로써 다양한 디자인의 UV패턴층(40)을 형성시키게 된다.

증착 단계(S80)는 상기 UV패턴층(40)의 표면에 금속 또는 금속산화물을 증착시켜 컬러층(50)을 형성시키는 단계이다.

이 단계에서는 UV패턴층(40)의 표면에 진공증착을 실시하여 금속 또는 금속산화물을 입힘으로써 금속 또는 금속산화물에 의한 컬러층(50)을 형성시키게 된다.

코팅 단계(S90)는 상기 컬러층(50)의 표면에 보호층(60)을 형성시키는 단계이다.

이 단계에서는 컬러층(50)의 표면에 UV코팅, 라미네이팅 등의 코팅 공정을 실시함으로써 컬러층(50)을 보호하고, 필요에 따라 빛 등을 차폐하는 보호층(60)을 형성시키게 된다.

상기 코팅 단계(S90)를 거친 결과물(80)은 상기 커팅 단계(S60)를 거친 후 제작이 완료될 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 한정된 실시예 및 도면을 참조하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 또한, 각 실시예에서 설명한 기술사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있음은 물론 서로 조합되어 실시될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위의 기재 및 그 균등 범위에 의해 정해져야 한다.

10 : 지그 11 : 윤곽부
12 : 자석플레이트 13 : 자석플레이트
14 : 패턴부재 15 : 받침플레이트
16 : 영구자석 20 : 기재
30 : 인쇄층 40 : UV패턴층
50 : 컬러층 60 : 보호층

Claims (5)

1. 자기력을 발생시키는 지그(10)를 준비하는 지그 준비 단계(S10);
   기재(20)의 일면에 자성잉크를 도포하여 인쇄층(30)을 형성시키는 자성잉크 도포 단계(S20);
   인쇄층(30)이 형성된 기재(20)를 상기 지그(10)의 상측에 배치하는 기재 배치 단계(S30);
   상기 인쇄층(30)에 상기 지그(10)에서 발생하는 자기력을 가하여 자성패턴을 형성시키는 자성패턴 형성 단계(S40); 및
   상기 인쇄층(30)을 건조시키는 건조 단계(S50)를 포함하되,
   상기 지그(10)는 상면에 부조 방식으로 형성된 윤곽부(11)를 갖고, 상기 인쇄층(30)에 자기력을 가하게 되는 자석플레이트(12)를 포함하여 이루어지고,
   상기 자성패턴 형성 단계(S40)에서는 상기 자석플레이트(12)에서 상기 윤곽부(11)의 표면과 상기 인쇄층(30)과의 거리 차이에 따라 상기 인쇄층(30)에 가해지는 자기력의 세기 차이에 의해 상기 자성패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기재(20)의 타면에 UV잉크를 도포하고 경화시켜 UV패턴층(40)을 형성시키는 UV인쇄 단계(S70);
   상기 UV패턴층(40)의 표면에 금속 또는 금속산화물을 증착시켜 컬러층(50)을 형성시키는 증착 단계(S80);
   상기 컬러층(50)의 표면에 보호층(60)을 형성시키는 코팅 단계(S90); 및
   상기 코팅 단계(S90)를 거친 결과물에서 최종 제품의 외형을 절취해내는 커팅 단계(S60)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자성잉크 및 자기력을 이용한 패턴 형성방법.
   
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