KR20050118884A - 스크린인쇄에 의한 금속판의 무늬표현방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야.

본 발명은 금속판에 다양한 무늬를 표현하기 위한 인쇄 방법에 관한 것으로, 특히 실크인쇄에 의한 다색구현과 생산성의 향상을 도모토록 한 것이다.

나. 발명이 해결하려는 기술적 과제.

현재 금속판에 다양한 무늬를 구현하는 방법으로는 전사처리하는 방법과 스티커처리방법이 제안되고 있으나 전사를 위하여는 균일한 접착을 위하여 특별한 시설이 요구되어야 한다는 것이고, 또한 스티커로의 구현방법은 제품의 표면에 두껍게 형성됨으로 품질을 저하시키고 생산성을 저하시킴으로서 경제성이 떨어진다는 단점이 있는 것이다.

다. 발명의 해결방법의 요지.

따라서 본 발명은 금소판에 직접 스크린인쇄토록 하고 이를 다색으로의 인쇄시 정확한 핀트를 맞추게 되며 인쇄잉크의 점도를 일정하게 유지토록 함으로서 인쇄된 상태의 장기적인 유지가 가능토록 한 것이다.

라. 발명의 중요한 용도

건축구축용.

Description

스크린인쇄에 의한 금속판의 무늬표현방법 및 장치{A method for printing on a metal plate by screen-printing and a device therefor}

본 발명은 금속판에 다양한 무늬를 구현하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 스크린 인쇄에 의하여 금속판에 다색으로의 인쇄가 가능토록 하고, 또한 잉크의 적정한 점도를 유지하여 증점이 방지토록 하면서 겔화되어짐을 방지토록 하고 스크린 인쇄된 상태가 장시간 보호가 가능토록 한 것이다.

현재 금속판에 다양한 무늬를 구현하는 방법으로는 전사의 방법이 제안되고 있고 이러한 것은 특허등록 제286787호로 제시되고 있는 것이다.

이러한 종래의 것을 살펴보면 우선 다양한 무늬의 표현을 위하여 다양한 입력수단으로 입력되어진 것을 컴퓨터에 의한 편집과정을 거쳐 이를 전사용지에 출력하는 실사출력과정과 상기 실사출력된 전사용지를 금속판의 표면에 부착시킬 경우에 금속판에 정확한 부착을 위하여 금속판의 표면에 하지처리를 하는 과정과 하지처리된 상태에서 다양한 무늬가 실사출력된 전사용지에 인쇄되어진 다양한 무늬가 금속판에 전사되어 접착되도록 접착구조형 투명수지를 금속판에 도포하는 과정과 접착구조형 투명수지가 도포되어진 상면으로 진공열전사에 의하여 전사용지의 인쇄층만이 전사되도록 하고 전사지원단을 분리토록 하는 진공열전사 과정과 상기 전사된 인쇄층의 상층으로 전사된 인쇄층의 보호를 위하여 투명피막을 코팅하는 과정으로 이루어지는 것이다.

그러나 이러한 것은 각각의 공정처리를 위한 시설이 요구되어진다는 점과 특히 진공열전사를 위하여는 별도의 시설이 요구되어진다는 것이고 전사의 특징이 전사되어진 부분만이 인쇄층을 형성함으로 바닥층에 색상의 구현을 위하여는 별도의 전처리 작업이 필요하다는 단점이 있는 것이고, 이러한 전사가 대형의 것일 경우에는 균일한 밀착이 불가능함으로 정확한 전사를 위하여는 별도의 시설이나 숙련도가 필요하다는 것이다.

따라서 바닥층에 별도의 전처리가 필요없는 것으로 스티카방식이 제안되고 있으나 이러한 것은 스티카의 접착에 따른 접착분리에 많은 문제점을 노출하게 되는 단점이 있는 것이다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 동시에 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 인쇄하고자 하는 금속판에 바닥층의 바탕색의 구현은 물론 다양한 그림이나 색상을 직접 스크린 인쇄로 함으로서 저렴한 가격의 제공은 물론 생산성을 향상토록 한 것이다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도1 과 도2에 도시된 바와 같이 본 발명은 우선 스크린 인쇄를 위한 스크린마스크의 제작이다.

우선 스크린 마스크(10)의 제작은 본 발명에서는 반복적인 사용에도 장력의 변화가 덜한 실크사로 제직되어진 망체(11)를 사용하였고 동일한 장력의 유지와 스퀴즈 작업시에 망체의 늘어짐을 방지하기 위하여 망체(11)를 펼쳐놓고 사방을 동일한 압력으로 팽팽하게 당긴 후 후레임(12)에 고정토록 하여 제작토록 한다.

이때 후레임(12)에 고정토록 할 경우에도 일정한 압으로 견장되어진 것을 별도의 견장을 위한 장치(20)로 당겨진 상태에서 후레임(12)을 견장되어진 망체(11)의 하방에 위치토록 한 후 후레임(12)에 다량의 접착제(13)를 도포토록 한 후 견장되어진 망체(11)를 밀착시킨 후 접착제(13)가 고화되어질 때까지 견장장치(20)를 해제하지 않고 견장되어진 상태를 유지토록 한 후 접착고정토록 하는 것이다.

이러한 스크린 마스크에 컴퓨터 등에 의하여 편집되어진 디자인등의 문양을 필름(30)으로 출력토록 한 후 필름(30)을 유제가 도포되어진 스크린 마스크(10)에 부착토록 하는 것이다.

그후 필름의 문양에 따라 광학적인 방법으로 촬영을 하게 되면 필름(30)의 문양을 표현하고자 하는 부분 즉 빛이 투과되어지는 부분으로만 유제가 분해되어져 물에 의한 탈막에 의하여 분해되어진 유제가 제거되면서 문양등이 나타나게 되는 것이고 이러한 부분으로 스퀴즈작업시에 잉크가 빠져나가게 되면서 금속판(100)에 인쇄가 이루어지는 것이다.

이때 스크린마스크(10)에 유제를 도포하기 위하여 사용되어지는 유제는 일정한 점도를 갖게 되면서 온도에 의하여 고화되어지는 것으로 필름이 부착되어질 경우에 어느 정도의 마찰력을 갖도록 하면서 전성을 갖도록 하여 쉽게 미끄러짐이 발생되지 않게 되는 것이다.

이러한 유제를 고화토록 하기 위하여 도포토록 한 후 60℃에서 25분간 건조를 하게 된다.

이때 그 이상의 온도일 경우에는 유제가 연소되어버리게 되면서 균열이 발생된다는 문제점이 있는 것이고 그 이하의 온도일 경우에는 표면만이 고화되어지면서 광학적인 가공시에 분해가 정밀하게 이루어지지 못하게 되는 문제점을 발견하게 되었다.

또한 유제가 도포된 유제도포층(14)의 상면에 필름(30)을 부착할 경우에 필름이 대형으로 제작되어질 경우에는 필름(30)과 도포되어진 유제도포층(14)의 사이에 공기가 잔존할 수 있게 됨으로 진공에 의하여 필름(30)이 유제도포층(14)에 밀착되어지도록 하는 것이다.

이러한 진공에 의한 공기의 제거는 30초에서 1분가량 지속되어야 하는 것이다. 만일 그 이상일 경우에는 경제성이 없는 것이고 그 이하일 경우에는 공기가 잔존하게 되는 현상을 발견하게 되었다.

만일 유제도포층(14)과 필름(30)의 사이에 공기가 잔존하게 될 경우에는 광학적인 방법(촬영에 의한 빛의 노출)으로 판막을 형성할 경우에 빛의 산란에 의하여 정밀한 가공이 불가능하게 되는 것이다.

또한 촬영시에 빛의 노출에 의하여 판막을 형성할 경우에 4-8분 정도로 노출되어지도록 한다고 했는데 이러한 시간의 간격이 유제의 두께에 따라 달라지는 것이고 문양의 정밀도에 따라 시간의 간격이 달라지는 것이다.

이와 같이 촬영이 완료된 이후에는 탈막작업에 의하여 빛에 의하여 부식되어진 부분을 제거토록 함으로서 문양 등이 노출되어지면서 마스크의 상면에 투입된 인쇄잉크가 스퀴지 작업 시에 잉크를 스크린 마스크(10)의 하단에 위치된 금속판(100)으로 흘러내리게 하면서 인쇄를 하게 되는 것이다.

이러한 탈막 작업은 물의 강한 분사에 의하여 이루어지는 것이고 작업이 완료된 이후에는 50℃의 온도에서 15분 정도를 건조토록 함으로서 스크린 마스크의 작업이 완료되는 것이다.

이때 탈막 작업 이후에 건조의 시간이 길고 짧음에 따라 유제의 고화현상의 변화가 있게 되기 때문에 건조시간과 온도는 상당히 중요한 요인이 되는 것이다.

이와 같이 제조된 스크린 마스크(10)의 상면으로 즉 후레임의 내부로 잉크를 투입토록 한 후 스퀴지(51)에 의하여 밀어줌으로서 판막이 없는 부분으로 잉크가 빠져나가게 되면서 금속판(100)에 인쇄가 이루어지는 것이다.

또한 본 발명에서 사용되는 잉크로는 수성이나 유성 또는 합성수지성 에멀젼타입이나 분체 등 다양한 종류의 잉크를 사용할 수 있고 이러한 잉크의 선택적인 사용에 의하여 건조의 방식도 증발건조형이나 산화중합형이나 2핵반응형 등 다양한 방식이 사용될 수 있는 것이다.

또한 스크린 인쇄가 잉크의 점도에 따라 또는 판막형성에 따라 인쇄층의 두께를 30∼100㎛의 범위가 가능하게 됨으로 잉크의 피복력이 상당함을 알 수 있다.

또한 이러한 판막의 형성은 금속판 위에 바탕색을 형성할 수 있게 됨으로 다양한 패턴의 구현이 가능하게 되는 것이다.

또한 금속판에 인쇄의 피복력을 우수하게 하기 위하여 금속판(100)의 표면을 전처리 할 경우에 우선 압에 의한 물분사로 세척토록 한 후 그 표면에 입자가 크고 작은 것의 순서로 스크레칭을 형성한다.

이러한 스크래칭은 작은 입자로 할 경우에는 본 발명에서는 수세미를 사용하여 1-2분간 스크레칭 작업을 하여 표면의 거칠기를 매끄럽게 처리한 후 물 세척하여 전처리토록 하였다.

이와 같이 전처리된 금속 표면에 바탕색을 구현하기 위하여 1차로 하도 인쇄를 하게 되는 것이다.

이러한 하도인쇄는 가능하면 40∼60㎛두께로 형성하는 것이다.

이와 같이 하도인쇄에 의하여 형성된 바탕층(1)은 정해진 시간으로 45℃∼55℃의 온도 범위에서 10∼15분간 저온에서 열 건조토록 한다.

이와 같이 건조토록 함으로서 매끄러운 표면을 얻게 되는 것이다.

이러한 바탕층에 다양한 문양 등을 인쇄하게 되는 것이다.

이때 다색으로 인쇄토록 하기 위하여 사용되는 제판기로는 금속판(100)을 안착토록 하기 위한 안착부(40)와 안착부(40)의 상측으로 경사 이동토록 되는 제판부(50)로 구성되고 안착부(40)는 조절수단(41)에 의하여 좌우로의 이동폭을 조절하게 됨으로서 금속판(100)의 미세위치를 조절하게 되는 것이다.

또한 제판부(50)에는 기계적인 작동을 갖는 스퀴즈(51)가 일정한 압력으로 스퀴즈하기 위하여 작동되어지는 것이고, 제판부(50)는 공압이나 유압에 의하여 작동되어지는 피스톤(52)에 의하여 경사지게 이동토록 되는 것이다.

또한 금속판(100)의 정확한 안착을 위하여 상하 이동토록 되는 방식으로는 회전에 의하여 상하이동토록 되어 있는 승강피스톤(42)에 의하여 금속판(100)의 위치가 상하로 이동되어지는 것이고, 좌우변에 위치한 조절수단(41)에 의하여 금속판의 정확한 핀트를 맞추게 되는 것이다.

이러한 조절수단(41)은 안착부(40)에 장착되어진 나선부(43)에 끼워져 나선방향으로 회전토록 되는 나사축(44)을 갖는 것이다.

이와 같이 인쇄가 완료된 이후에는 40℃∼50℃의 온도범위를 갖는 건조기에서 30분간 건조시켜 접착을 유도토록 하는 것이다.

그후 투명아크릴우레탄과 경화제를 4:1의 비율로 혼합하여 밀폐공간에서 통과시키면서 50∼70㎛의 두께로 분사방식에 의하여 도포토록 하는 인쇄면 보호를 위한 보호층 도포공정과; 이때 도포의 두께는 사용자의 원하는 상태에 따라 변경되어지는 것이다.

그후 인쇄면 보호를 위해 도포되어진 보호층은 조정시간으로 10∼15분간 45℃∼55℃의 범위에서 건조로를 통과하여 건조시키고 다시 70∼80℃의 온도범위에서 30∼40분간 건조시킨다.

그후 보호층의 표면에 물분사후 400방의 사포로 2-3분간 스크래칭한 후 수세비로 2-3분간 스크래치작업후 물세척한다.

그후 보호층에 표면처리된 부분의 상층으로 UV도장을 위하여 도장이 요구되지 않는 부분에는 테이핑처리를 한후 밀폐공간에서 UV잉크를 분사방식에 의하여 20∼30㎛의 두께로 도포한다.

그후 다시 후진하여 측면분사를 하는 것이고, 이때 분사의 도포두께는 20∼30㎛로 도포하는 것이다.

그후 50℃∼60℃의 온도범위에 있는 열건조로를 2-3분의 간격으로 통과한 후 자외선건조로를 30초에서 1분 30초정도로 통과시켜 건조토록 하는 것이다.

따라서 이러한 인쇄의 방식으로 간단하게 작업이 이루어지는 것이다.

또한 인쇄작업시에 수성페인트를 사용하고자 할 경우에는 유성페인트나 유성에나멜로 하도인쇄된 상면에 계면활성제층이 도포토록 되어야 수성잉크가 인쇄가 용이하게 이루어지는 것이고, 그 상태에서 수처리를 할 수 없기 때문에 반드시 투명코팅막을 형성시켜야 하는 것이다.

또한 상기 하도인쇄를 너무 두껍게 형성할 경우에 균열이 생길 수 있으므로, 바람직하게는 유성도료를 40∼60㎛ 정도로 코팅하여 얇은 베이스도막을 형성하는 것이다.

상기와 같이 인쇄에 의하여 작업함으로 별도의 전사나 스티커 작업과 같은 별도의 공정이 필요없게 됨으로 경제성을 갖게 되면서 생산성도 우수함으로 원가절감의 효과는 물론 하도인쇄의 상태에 따라 다색으로의 표현이 가능하게 되는 것이다.

도 1은 본 발명의 공정을 도시한 공정도.

도 2는 스크린마스크의 제작을 나타낸 개략도.

도 3은 제작된 스크린 마스크의 사시도.

도 4는 망체에 유제가 도포된 상태의 사시도.

도 5는 금속판에 인쇄를 위한 장치의 개략도.

도 6은 도5의 조절수단을 나타낸 단면도.

도 7은 도6의 확대단면도,인쇄된 상태의 단면도.

<도면의주요부분에대한부호의설명>

10: 스크린마스크 11: 망체

12: 후레임 13: 접착층

14: 유제도포층

20: 견장장치

30: 필름

40: 안착부

50: 제판부

Claims (6)

1. 스크린마스크 제작을 위한 망체의 견장작업과 견장된 망체를 후레임에 고정하는 작업과 고정된 망체에 유제를 도포 건조하는 작업과 건조된 유제에 필름을 밀착시키는 작업과 밀착된 필름의 상면으로 광학적인 처리를 하는 작업과 광학적 처리에 의하여 가공된 유제를 물 탈막과 건조에 의하여 스크린마스크를 제작하는 작업과 스크린 마스크에 의하여 금속판에 스퀴지 작업에 의하여 인쇄가 이루어짐을 특징으로 하는 스크린인쇄에 의한 금속판의 무늬표현방법.
2. 제 1항에 있어서, 유제에 필름을 밀착토록 하는 작업은 밀착한 후 진공에 의하여 층간의 잔존하는 공기를 제거토록 함을 특징으로 하는 스크린인쇄에 의한 금속판의 무늬표현방법.
3. 제 1항에 있어서, 유제에 광학적인 작업후 탈막할 경우에 강한 물 분사에 의하여 탈막토록 함을 특징으로 하는 스크린인쇄에 의한 금속판의 무늬표현방법.
4. 금속판(100)을 안착토록 하기 위한 안착부(40)와 상기 안착부(40)를 좌우로미세 이동폭을 조절하기 위한 조절수단(41)을 갖고 상기 안착부와 경사 이동토록 되는 제판부(50)에는 기계적인 작동을 갖는 스퀴즈(51)가 일정한 압력으로 스퀴즈하기 위하여 작동되며 제판부(50)의 경사이동은 공압이나 유압에 의하여 작동되어지는 피스톤(52)에 의하여 작동되어짐을 특징으로 하는 스크린 인쇄에 의한 금속판의 무늬표현장치
5. 제4항에 있어서, 상기 금속판(100)의 정확한 안착을 위하여 승강피스톤(42)에 의하여 상하 이동토록 됨을 특징으로 하는 스크린 인쇄에 의한 금속판의 무늬표현장치
6. 제4항에 있어서, 상기 조절수단(41)의 미세조정은 안착부(40)에 장착되어진 나선부(43)에 끼워져 나선방향으로 회전토록 되는 나사축(44)을 갖는 조절수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 스크린 인쇄에 의한 금속판의 무늬표현 장치