KR20130042820A - 필름용 스크린 인쇄장치, 및 이를 이용한 스크린 인쇄방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아이콘 시트용 필름, 액정 보호 필름, 비산 필름 등의 다양한 필름 표면 내측에 하나 이상의 인쇄층을 공용하여 형성하는 필름용 스크린 인쇄장치, 및 이를 이용한 스크린 인쇄방법에 관한 것으로,
본 발명에서는 건조로 내에 표면 내측에 인쇄층이 형성된 필름을 통과시켜 인쇄층의 건조를 도모함에 있어, 드럼형 송풍롤러에 필름의 양 가장자리를 단차구조로 지지하는 지지링을 배치하여, 상호 마주하는 필름의 표면 내측에 형성된 인쇄층과 송풍롤러의 외경면 사이가 상호 이격되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

필름용 스크린 인쇄장치, 및 이를 이용한 스크린 인쇄방법{Screen priner for film and screen printing method using the same}

본 발명은 필름용 스크린 인쇄장치, 및 이를 이용한 스크린 인쇄방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 아이콘 시트용 필름, 액정 보호 필름, 비산 필름 등의 다양한 필름 표면 내측에 하나 이상의 인쇄층을 공용하여 형성하는 필름용 스크린 인쇄장치, 및 이를 이용한 스크린 인쇄방법에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 휴대폰이나 스마트폰 등에는 터치패널이 탑재되며, 상기 터치패널에는 아이콘 시트를 비롯하여 액정 보호필름이나 비산필름 등이 접착되는데, 상기한 아이콘 시트나 액정 보호필름, 비산필름에는 외곽 테두리, 상품명, 마킹 로고 등이 인쇄된다.

그리고, 휴대폰이나 스마트폰 케이스, 밥솥과 같은 각종 가전제품에는 표면에 스크린 인쇄층이 형성된 필름들을 통해 표면에 다양한 무늬나 문양을 연출하여 향상된 미감을 갖도록 하고 있다.

상기 필름에 인쇄층을 형성하는 과정은, 필름의 표면에 스크린 인쇄를 실시하여 인쇄층을 형성하는 스크린 인쇄공정과, 상기 스크린 인쇄공정을 마친 필름의 인쇄층을 건조하는 건조공정을 교번하여 반복하여 실시하는 형태로 이루어진다.

그런데, 종래에는 스크린 인쇄공정과 건조공정을 반복적으로 교번하여 실시할 수 있는 전용의 장치가 강구되지 아니하였고, 이에 따라 당 분야에서는 작업자가 직접 반자동 스크린 인쇄장치에 필름를 전개시켜 스크린 인쇄를 실시하고, 이를 배출, 및 건조하는 공정을 수작업을 통해 교번 반복되게 실시하여 필름의 표면에 복층의 인쇄층을 형성하고 있다.

그런데, 이러한 작업형태는 인력과 시간이 과다하게 소요되므로 생산에 따른 부대비용이 증가할 뿐 아니라, 인쇄층의 재현성이 떨어지고 외부 환경에 반복적으로 노출되는 과정에 미세 먼지 등의 이물질에 의해 필름의 오염이 유발되므로, 품질 안정성 측면이나 생산성 측면에서 바람직하지 아니하다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 스크린 인쇄공정과 건조공정을 자동으로 교번되게 실시하여 필름의 표면에 하나 이상의 인쇄층을 형성함에 있어, 건조로 내에 필름에 형성된 인쇄층의 훼손 없이 안정된 이송 및 건조를 도모하는 개량된 이송구조를 형성하여 필름의 표면에 형성된 인쇄층의 손상을 예방하는 필름용 스크린 인쇄장치, 및 이를 이용한 스크린 인쇄방법을 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 필름용 스크린 인쇄장치는,

필름을 일방향으로 순차 이동시키는 이송부와; 상기 이송부를 통해 평판 베이스로 이동한 필름의 표면 내측에, 스크린 인쇄를 통해 인쇄층을 형성하는 하나 이상의 스크린 인쇄부와; 건조로 내에 외경면에 송풍기와 연통하는 복수의 송풍구들이 형성된 드럼형 송풍롤러가 각각 내설되어, 필름의 표면 내측에 형성된 인쇄층을 건조하는 하나 이상의 건조부가 교번되게 배치된 본체를 포함하여 구성되고,

상기 드럼형 송풍롤러에는 표면 내측에 인쇄층을 형성한 필름의 표면 가장자리를 단차구조로 지지하는 지지링이 배치되어, 상호 마주하는 필름의 표면 내측에 형성된 인쇄층과 송풍롤러의 외경면 사이가 이격되도록 구성함으로써, 상호 마주하는 인쇄층과 송풍롤러 외경면 사이의 마찰을 방지하고 인쇄층과 송풍롤러 외경면 사이에 통기경로가 확보되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 건조로에 내설된 드럼형 송풍롤러와 스크린 인쇄부에 배치된 이송부 사이에는 이들 사이를 통과하는 필름을 하부로 견착하여 자중을 통해 아래로 당기는 드럼형 장력롤러가 내설된다.

보다 바람직하게는, 상기 드럼형 장력롤러에는 표면 내측에 인쇄층을 형성한 필름의 표면 가장자리를 단차구조로 지지하는 지지링이 배치되어, 상호 마주하는 필름 표면 내측에 형성된 인쇄층과 장력롤러의 외경면 사이가 상호 이격되도록 구성함으로써, 상호 마주하는 인쇄층과 장력롤러 외경면 사이의 마찰을 방지하고 인쇄층과 장력롤러 외경면 사이에 통기경로가 확보되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 필름용 자동 스크린 인쇄방법은,

열 처리로에서 예열된 필름을 스크린 인쇄부에 투입시켜, 스크린 인쇄를 통해 필름의 표면에 인쇄층들을 형성하는 제 1 공정과;

상기 제 1 공정을 통해 표면 내측에 인쇄층을 형성한 필름을, 외경면에 필름의 가장자리를 단차구조 지지하는 지지링이 형성된 드럼형 송풍롤러를 수용한 건조로에 통과시켜, 필름의 표면 내측에 형성된 인쇄층이 드럼형 송풍롤러의 외경면에 이격된 상태로 통과하면서 건조되도록 하는 제 2 공정과;

상기 제 1 공정과 제 2 공정을 교번 반복되게 실시하여 필름의 표면 내측에 건조된 복수의 인쇄층을 형성하는 제 3 공정; 및

상기 제 3 공정을 통해 제작된 필름을, 재 건조장치에 투입시켜 가열을 통해 필름 내측에 형성된 인쇄층을 고착하는 제 4 공정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에서는, 스크린 인쇄공정과 가 건조공정을 자동으로 교번되게 실시하여 필름의 표면 내측에 인쇄층을 형성하는 필름용 스크린 인쇄장치, 및 이를 이용한 스크린 인쇄방법을 제안하고 있다.

이러한 필름용 스크린 인쇄장치, 및 이를 이용한 스크린 인쇄방법을 통해 필름의 스크린 인쇄를 실시하면, 자동화에 의해 인력의 절감되고 생산성의 향상이 예상될 뿐더러, 품질의 균일화가 가능하다.

그리고, 본 발명에서와 같이 스크린 인쇄부 사이에 형성되는 건조부에 필름을 자중을 통해 아래로 당기는 드럼형 장력롤러를 설치하면, 스크린 인쇄부의 베이스로 이동한 필름가 일정한 장력으로 당겨서 안정되게 전개되므로, 스크린 인쇄에 따른 안정성, 및 정밀성이 확보될 수 있다.

특히, 인쇄층이 형성된 필름의 표면 내측과 마주하는 송풍롤러와 장력롤러의 외경면에 각각 필름의 양 가장자리를 단차구조로 지지하는 지지링을 배치하면, 미 건조된 필름의 인쇄층이 이들 롤러의 외경면과의 간섭에 의해 훼손되는 현상이 방지될 수 있어, 향상된 품질 안정성을 겸비한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 필름용 스크린 인쇄장치의 전체 구성을 보여주는 것이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 필름용 스크린 인쇄장치에 있어, 스크린 인쇄부와 건조부의 정 단면을 보여주는 것이며,
도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 필름용 스크린 인쇄장치에 있어, 가 건조부에 형성된 롤러구조를 보여주는 것이고,
도 4와 도 5는 상기 3에서 'A'부분과 'B'부분의 평면 구성을 보여주는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 필름용 스크린 인쇄장치, 및 이를 이용한 스크린 인쇄방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 필름용 스크린 인쇄장치의 전체 구성을 보여주는 것이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 필름용 스크린 인쇄장치에 있어, 스크린 인쇄부와 건조부의 정 단면을 보여주는 것이며, 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 필름용 스크린 인쇄장치에 있어, 가 건조부에 형성된 롤러구조를 보여주는 것이고, 도 4와 도 5는 상기 3에서 'A'부분과 'B'부분의 평면 구성을 보여주는 것이다.

본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 필름용 스크린 인쇄장치(1), 및 이를 이용한 스크린 인쇄방법은, 필름(100)을 일방향으로 순차 이동시키면서, 필름(100)의 표면 내측에 스크린 인쇄를 통해 인쇄층(110)을 형성하고, 이를 건조시키는 공정을 교번되게 반복 실시하여 필름(100)의 표면 내측에 인쇄층(110)들을 정형화되게 형성하는 것이다.

여기서, 본 발명에 의해 성형되는 필름(100)은 주로 휴대 단말기의 액정이나 터치패널에 적용되는 아이콘 시트용 필름, 액정 보호필름, 비산필름 등을 포함한다.

그리고, 본 발명에 따른 필름용 스크린 인쇄장치(1)는 도 1에서 보는 바와 같이 필름(100)를 일방향으로 순차 이동시키는 이송부(30)와; 상기 이송부(30)를 통해 평판 베이스(11)로 이동한 필름(100)의 표면 내측에, 스크린 인쇄를 통해 인쇄층(110)을 형성하는 스크린 인쇄부(10)와; 상기 스크린 인쇄부(10)를 통과하면서 필름(100)의 표면 내측에 형성된 인쇄층(110)을 건조하는 건조부(20)가 교번되게 반복하여 배치된 본체를 포함하여 구성된다.

도면을 보면 상기 본체(10)의 일편에는, 롤 형태로 권취된 필름(100)을 견착하는 언 와인더부(40)가 형성되어 있고, 본체의 타편에는 스크린 인쇄부(10)와 건조부(20)를 통과하면서 표면 내측에 인쇄층(110)을 형성한 필름(100)을 권취하여 회수하는 와인더부(50)가 각각 배치되어 있다.

이때, 상기 언 와인더부(40)에는 열 처리로(미도시)에서 80 내지 90℃의 온도로 5 내지 6시간 예열 처리된 필름(100)이 견착되며, 이와 같이 예열 처리된 필름(100)은 잔류 응력이 소진된 상태를 형성한다.

그리고, 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이 상기 각 스크린 인쇄부(10)에는 구동롤러(31)와 가압롤러(32) 사이에 필름(100)의 양 가장자리를 가압한 상태로 이동시키는 이송부(30)가 각각 형성되어, 필름(100)은 이송부(30)에 의해 스크린 인쇄부(10)로 순차 이동한다.

여기서, 스크린 인쇄부(10)는 평판형의 베이스(11)와; 상기 베이스(11)의 상부에 이격되게 배치되며, 패턴공들이 형성된 스크린(12); 및 상기 스크린(12)의 상부에 밀착된 상태로 이동하면서 염료를 스크레핑하여 패턴공을 통해 투과시켜 필름 표면 내측에 인쇄층을 형성하는 스크레퍼(13)를 포함하여 구성되는데, 이는 종래 공지된 반 자동형 스크린 인쇄장치와 대동소이하다.

다만, 본 실시예에서는 스크린 인쇄부(10)와 교번하여 형성되는 건조부(20)에 개량된 이송구조를 형성하여, 필름(100)의 표면 내측에 형성된 인쇄층(110)의 훼손 없이 인쇄층(110)의 신속하고 안정된 건조가 도모되도록 한다.

상기 건조부(20)는, 도 2에서 보는 바와 같이 송풍기(미도시)와 연통하는 하나 이송의 송풍댐퍼(22)와, 외경면에 송풍기(미도시)와 연통하는 복수의 송풍구(23a)들이 형성된 드럼형 송풍롤러(23)가 내설된 건조로(21)를 포함하여 구성된다.

따라서, 송풍댐퍼(22)를 통해 토출되는 열풍과, 드럼형 송풍롤러(23)의 송풍구(23a)를 통해 토출되는 냉풍에 의해 필름(100)의 표면 내측에 형성된 인쇄층(110)은 건조된다.

즉, 송풍댐퍼(22)들에 의해 토출되는 열풍에 의해 필름(100)의 표면 내측에 형성된 인쇄층(110)은 속성 건조된 다음, 송풍롤러(23)의 송풍구를 통해 토출되는 냉풍에 의해 인쇄층(110)의 표면은 경화된다.

그리고, 상기 건조로(21)에 내설된 드럼형 송풍롤러(23)와 스크린 인쇄부에 배치된 이송부(30) 사이에는 이들 사이를 통과하는 필름(100)을 하부로 견착하여 자중을 통해 아래로 당기는 드럼형 장력롤러(25)가 내설된다.

도면을 보면 상기 드럼형 장력롤러(25)는 승강 가이드(25a)를 통해 승강구조로 배치되고, 상기 드럼형 송풍롤러(23)와 드럼형 장력롤러(25) 사이에는 표면에 필름(100)의 이면, 또는 표면을 지지하는 드럼형 안내롤러(24, 24')가 배치되어 있다.

따라서, 드럼형 송풍롤러(23)와 이송부(30) 사이를 통과하는 필름(100)은, 도 2에서 보는 바와 같이 자중에 의해 하강하려는 성향을 갖는 드럼형 장력롤러(25)에 의해 아래로 당겨지게 되므로, 스크린 인쇄부(10)에 안착된 필름(100)은 드럼형 장력롤러(25)에 의해 일정한 장력으로 당겨지게 된다.

그리하여, 필름(100)은 스크린 인쇄부(10)의 평판형 베이스(11)에 안정되게 전개된 상태를 형성하므로, 스크린 인쇄부(10)는 필름(100)의 표면 내측에 소정 모양의 인쇄층(110)을 정밀하게 형성할 수 있어, 스크린 인쇄에 따른 정밀성이 확보된다.

한편, 상기 인쇄층(110)을 형성한 필름(100)은 통상 10 내지 300um 정도의 두께로 제작되어 신속한 건조가 어렵고, 건조 과정에 드럼형 송풍롤러(23)의 외경면이나 드럼형 장력롤러(25)의 외경면에, 또는 드럼형 안내롤러(24')의 외경면에, 마주하는 인쇄층(110)이 형성된 필름(100)의 표면 내측이 직접 밀착하여 간섭되는 현상이 발생될 수 있다.

이러한 간섭이 발생되면, 필름(100)의 표면 내측에 형성된 인쇄층(11)의 번짐이 발생되고, 열풍이 인쇄층에 제대로 도달하지 못하는 한편, 장시간 가열된 드럼형 장력롤러(25)나 드럼형 안내롤러(24')와의 간섭에 의해 인쇄층(110)이 그을리는 등의 손상이 발생될 수 있다.

이를 고려하여 본 발명에서는, 도 3 내지 도 5에서 보는 바와 같이 필름의 인쇄층과 대향하는 드럼형 송풍롤러(23)와 드럼형 안내롤러(24'), 및 드럼형 장력롤러(25)에 각각, 표면 내측에 인쇄층(110)을 형성한 필름(100)의 양 가장자리를 단차구조로 지지하여 외경면과 인쇄층을 상호 이격시키는 지지링(23b, 25b)을 각각 배치하고 있다.

이와 같이 드럼형 송풍롤러(23)와 드럼형 장력롤러(25)에 배치된 지지링(23b, 25b)에 의해 필름(100)의 양 가장자리가 단차구조로 지지되면, 필름(100)의 표면 내측에 형성된 인쇄층(110)과 각 롤러(23, 24', 25)의 외경면 사이에는 소정의 간격이 형성되어 상호 이격된 상태를 형성한다.

통상, 필름(100)의 표면 내측과 각 롤러(23, 25)의 외경면 사이에는 지지링에 의한 지지에 의해 5mm 내지 40mm의 간격이 형성되며, 본 실시예에서는 이들 사이에 20mm의 간격이 형성되도록 한다.

이때, 상기 지지링(23b, 24'a, 25b)은 롤러 자체의 형상 개량을 통해 일체로 형성될 수도 있고, 금속, 플라스틱, 고무, 우레탄, 실리콘을 통해 별도 제작되어, 드럼형 송풍롤러(23)나 드럼형 안내롤러(24'), 및 드럼형 장력롤러(25)의 외경면에 덧씌워져 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 지지링(23b, 24'a, 25b)을 고무나, 우레탄, 실리콘 등 단열재로 제작하면, 가열된 각 롤러23, 24', 25)에서 필름(100)으로 열기가 지지링(23b, 24'a, 25b)을 통해 전도되는 현상이 억제될 수 있다.

본 실시예에서는 도 4와 도 5에서 보는 바와 같이 드럼형 송풍롤러(23)에는 금속 재질로 제작된 한 쌍의 지지링(23b)을 배치하고, 드럼형 안내롤러(24')에는 플라스틱로 제작된 지지링(24'a)을 배치하는 한편, 드럼형 장력롤러(25)에는 탄성재질로 제작된 지지링(25b)을 배치하여, 이들 지지링(23b, 24'a, 25b)에 의해 표면 내측에 인쇄층(110)을 형성한 필름(100)의 양 가장자리가 단차구조로 지지되도록 한다.

따라서, 송풍롤러(23)의 외경면과 인쇄층(110)이 형성된 필림(100)의 표면 내측, 안내롤러(24')의 외경면과 인쇄층(110)이 형성된 필림(100)의 표면 내측, 그리고, 장력롤러(25)의 외경면과 인쇄층(110)이 형성된 필림(100)의 표면 내측 사이의 물리적인 간섭이 방지되고 이들 사이에 통기경로가 확보되어, 결과적으로 각 롤러(23, 24', 25)의 외경면과 마주하는 필름(100)의 표면 내측에 형성된 인쇄층(110)의 손상 없이 안정되게 건조될 수 있다.

그리고, 이러한 스크린 인쇄부(10)와 건조부(20)를 교번 반복되게 통과하여 표면에 가 건조상태의 인쇄층(110)들을 형성한 필름(110)은, 80 내지 90℃의 온도 조건이 형성된 재 건조장치(미도시)를 통과하면서 표면 내측에 형성된 인쇄층(110)을 재 건조하여 고착한다.

이후, 최종적으로 와이더에 의한 권취에 의해 회수되거나, 제단공정을 통해 아이콘 시트이나, 액정 보호 필름, 비산필름 등으로 성형된다.

따라서, 본 발명은 건조내 내에 형성된 개량된 이송구조에 의해 아이콘 시트용 필름, 액정 보호필름, 비산 필름 등의 다양한 필름에 하나 이상의 인쇄층을 공용하여 형성할 수 있다.

1. 필름용 스크린 인쇄장치
10. 스크린 인쇄부 11. 평판형 베이스
12. 스크린 13. 스크레퍼
20. 가 건조부 21. 건조로
22. 송풍댐퍼 23. 드럼형 송풍롤러
23a. 송풍구 23b. 지지링
24, 24'. 드럼형 안내롤러 25. 드럼형 장력롤러
25a. 승강 가이드 25b. 지지링
30. 이송부 31. 구동롤러
32. 가압롤러
40. 언 와인더부 50. 와인더부
100. 필름 110. 인쇄층

Claims (4)

1. 필름을 일방향으로 순차 이동시키는 이송부와; 상기 이송부를 통해 평판 베이스로 이동한 필름의 표면 내측에, 스크린 인쇄를 통해 인쇄층을 형성하는 하나 이상의 스크린 인쇄부와; 건조로 내에 외경면에 송풍기와 연통하는 복수의 송풍구들이 형성된 드럼형 송풍롤러가 각각 내설되어, 필름의 표면 내측에 형성된 인쇄층을 건조하는 하나 이상의 건조부가 교번되게 배치된 본체를 포함하여 구성되고,
   상기 드럼형 송풍롤러에는 표면 내측에 인쇄층을 형성한 필름의 표면 가장자리를 단차구조로 지지하는 지지링이 배치되어, 상호 마주하는 필름의 표면 내측에 형성된 인쇄층과 송풍롤러의 외경면 사이가 이격되도록 구성함으로써, 상호 마주하는 인쇄층과 송풍롤러 외경면 사이의 마찰을 방지하는 한편, 인쇄층과 송풍롤러 외경면 사이에 통기경로가 확보되도록 구성한 것을 특징으로 하는 필름용 스크린 인쇄장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 건조로에 내설된 드럼형 송풍롤러와 스크린 인쇄부에 배치된 이송부 사이에는 이들 사이를 통과하는 필름을 하부로 견착하여 자중을 통해 아래로 당기는 드럼형 장력롤러가 내설된 것을 특징으로 하는 필름용 스크린 인쇄장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 드럼형 장력롤러에는 표면 내측에 인쇄층을 형성한 필름의 표면 가장자리를 단차구조로 지지하는 지지링이 배치되어, 상호 마주하는 필름 표면 내측에 형성된 인쇄층과 장력롤러의 외경면 사이가 상호 이격되도록 구성함으로써, 상호 마주하는 인쇄층과 장력롤러 외경면 사이의 마찰을 방지하는 한편, 인쇄층과 장력롤러 외경면 사이에 통기경로가 확보되도록 구성한 것을 특징으로 하는 필름용 스크린 인쇄장치.
4. 열 처리로에서 예열된 필름을 스크린 인쇄부에 투입시켜, 스크린 인쇄를 통해 필름의 표면에 인쇄층들을 형성하는 제 1 공정과;
   상기 제 1 공정을 통해 표면 내측에 인쇄층을 형성한 필름을, 외경면에 필름의 가장자리를 단차구조 지지하는 지지링이 형성된 드럼형 송풍롤러를 수용한 건조로에 통과시켜, 필름의 표면 내측에 형성된 인쇄층이 드럼형 송풍롤러의 외경면에 이격된 상태로 통과하면서 건조되도록 하는 제 2 공정과;
   상기 제 1 공정과 제 2 공정을 교번 반복되게 실시하여 필름의 표면 내측에 건조된 복수의 인쇄층을 형성하는 제 3 공정; 및
   상기 제 3 공정을 통해 제작된 필름을, 재 건조장치에 투입시켜 가열을 통해 필름 내측에 형성된 인쇄층을 고착하는 제 4 공정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스크린 인쇄방법.

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