KR20200015024A - 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체의 제조장치 - Google Patents

도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체의 제조장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부착대상원단에 도안필름의 절개된 도안을 열융착시켜 부착시키는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체에 관한 것으로, 열융착시키기 위한 열원이 외부로부터 공급되는 마스킹 필름과; 상기 마스킹 필름(11)의 상부면에 도포되며 열융착시에 상기 도안필름의 도안을 상기 부착대상원단에서 유동되지 않으면서 융착이 일어나도록 하는 점착제층과; 상기 점착제층의 상부면에 적층되며, 절개선에 의하는 도안이 형성된 도안필름과; 상기 도안필름의 상부면에 적층되며 상기 절개선과 동일한 절개선이 형성되는 핫멜트필름을 포함하는 것으로 이루어진다.

Description

도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체와 이의 제조방법 및 제조장치{design hot melt film and apparatus and making method therefor}
본 발명은 열융착시켜 도안용 필름을 부착대상원단에 부착시키는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체와 이를 제조하기 위한 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.
등록특허 제10-1226695호(발명의 명칭: 도안표시용 필름)(이하, ‘종래기술’이라 함)은 알루미늄층을 부착대상원단에 열융착시켜 부착시키도록 할 수 있는 필름에 관한 것이다.
도 1은 종래기술을 설명하기 위한 단면도이다.
종래기술의 도안 표시용 필름 100은 접착 대상원단에 부착되는 도안에 맞게 절개시킨 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET) 재질의 박리필름 110과, 상기 박리필름의 하부면에는 박리필름의 선택적 박리가 가능하게 도포시킨 이형접착층 120과, 상기 이형접착층 120의 하부면에 알루미늄 분말을 진공 증착시킨 알루미늄층 130과, 상기 알루미늄층 130의 하부면에 적층되어 부착대상원단에 열융착으로 접착되는 핫멜트필름 140으로 이루어져, 상기 핫멜트필름 140을 접착 대상원단에 접촉 후 박리필름 110에 열과 압력을 가하여 접착시 신축율이 적은 박리필름 110의 적용으로 필름전체의 열변형이 없도록 한 것이다.
이와 같이 구성된 도안 표시용 필름(100) 내의 알루미늄층(130)이 분리된 다수의 글자와 문양으로 이루어져 있는 경우에는 1) 알루미늄층(130)의 글자와 문양부분을 제외한 나머지 부분을 박리필름(140)으로부터 제거시킨다. 이와 같은 상태에서 박리필름(140)에 붙어 있는 알루미늄층(130)의 글자와 문양의 배면에는 핫멜트 필름이 적층되어 있다, 이러한 글자와 문양을 부착대상원단에 부착시킨 후 박리필름(140)에 열을 가하게 되면 핫멜트 필름이 용융됨으로써 알루미늄층(130)이 부착대상원단에 부착되게 되고, 그 후에 박리필름(140)을 제거하게 되면 공정이 완료되게 된다.
그러나 이러한 도안 표시용 필름(100)은 박리필름(140)과 알루미늄층(130) 사이에는 이형접착층(120)이 적층되어 있어 박리필름(140)의 박리단계에서 용이하게 박리될 수 있도록 하는 층으로 박리 후에는 점도가 없게 되고, 글자와 문양의 알루미늄층(130)이 이 제거된 상태에서 도안 표시용 필름(100)을 열융착시키기 위하여 부착대상원단에 접촉시키게 되면 글자와 문양의 알루미늄층의 배면에는 핫멜트 층이 부착대상원단에 접촉되게 되고, 글자와 문양의 알루미늄층이 제거된 부분은 박리필름(140)의 배면의 이형접착층(120)이 부착대상원단에 접촉되게 되고, 따라서 도안 표시용 필름(100)은 부착대상원단에 고정되지 않게 되고, 열융착시 도안 표시용 필름(100)은 부착대상원단으로부터 유동되게 되어 정확한 위치에 글자와 문양을 정위치에 융착시킬 수 없게 된다. 특히 이러한 작업을 기계화로 할 때 도안표시용 필름(100)이 부착대상원단에서 밀리게 되어 도안이 울게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 글자와 문양의 알루미늄층과 박리필름(140) 사이에 점착제를 도포시킬 수도 있으나, 이러한 경우에 알루미늄층과 알루미늄층의 배면에 핫멜트층(130)을 적층시켜야 하며, 핫멜트층(130)을 알루미늄층에 적층시키기 위해서는 박리필름, 점착제층, 알루미늄층, 핫멜트층을 고온 고압으로 압착시켜 합지시킨 후 경화시켜야 한다.
이러한 합지과정에서 점착제층은 점착성을 잃게 되어 알루미늄층의 도안을 부착대상원단의 원하는 위치에 더 이상 부착시킬 수 없다.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결과제는 도안표시용 필름을 부착대상원단에 열융착시킬 때 도안표시용 필름의 도안이 정확히 부착대상원단에 융착될 수 있도록 하기 위한 도안표시 핫멜트 필름을 제공하기 위한 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 해결수단은 부착대상원단에 도안필름의 절개된 도안을 열융착시켜 부착시키는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체에 있어서: 열융착시키기 위한 열원이 외부로부터 공급되는 마스킹 필름과; 상기 마스킹 필름(11)의 상부면에 도포되며 열융착시에 상기 도안필름의 도안을 상기 부착대상원단에서 유동되지 않으면서 융착이 일어나도록 하는 점착제층과; 상기 점착제층의 상부면에 적층되며, 절개선에 의하는 도안이 형성된 도안필름과; 상기 도안필름의 상부면에 적층되며 상기 절개선과 동일한 절개선이 형성되는 멜트필름을 포함하는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 핫멜트필름의 상부면에 제2보호필름이 더 적층되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 다른 해결수단은 부착대상원단에 도안필름의 절개된 도안을 열융착시켜 부착시키는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체를 제조하기 위한 제조방법에 있어서: 제1보호필름에 상기 도안필름을 형성하기 위한 도안필름 형성액을 도포하는 도안필름 형성액 적층단계(S1), 상기 도안필름 형성액이 도포된 제1보호필름의 적층체를 건조시키는 건조단계(S2); 상기 건조단계에서 도안필름 형성액이 건조된 도안필름과 제1보호필름의 적층체와 핫멜트필름, 제2보호필름을 합지시키는 융착합지단계(S3), 상기 융착합지단계에서 합지된 적층체를 냉각시키는 냉각단계(S4), 상기 냉각단계에서 냉각된 적층체로부터 상기 제1보호필름과 나머지 부분인 도안필름, 핫멜트 필름, 제2보호필름의 적층체를 분리시키는 분리단계(S5)를 포함하는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 분리단계 후에 상기 도안필름, 핫멜트 필름, 제2보호필름의 적층체와 점착제가 도포된 제3보호필름인 마스크 필름을 합지시키는 단계(S6)인 후처리단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 분리단계에서 분리된 상기 제1보호필름은 재활용되어 도안필름 형성액 적층단계(S1)의 제1보호필름으로 사용되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 부착대상원단에 도안필름의 절개된 도안을 열융착시켜 부착시키는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체를 제조하기 위한 제조장치에 있어서: 제1 보호필름에 도안필름의 형성액을 균일하게 도포시키기 위하여 설치되는 두 개의 롤러를 구비하는 콤마기; 상기 제1 보호필름과 도포된 도안필름의 형성액을 건조시켜 상기 제1보호필름과 도안필름의 적층체를 배출시키는 건조로; 상기 건조로로부터 배출되는 상기 제1보호필름과 도안필름의 적층체와 핫멜트 필름과 제2보호필름을 융착시켜 합지시키기 위한 융착기; 상기 융착기로부터 배출된 적층체를 냉각시키기 위한 냉각장치; 상기 냉각장치로부터 배출된 적층체로부터 상기 제1 보호필름과 나머지인 상기 도안필름, 핫멜트 필름, 제2보호필름의 적층체를 분리시키고 상기 제1 보호필름을 권취하는 제1보호필름 권취기와, 상기 도안필름, 핫멜트 필름, 제2보호필름의 적층체를 권취하는 권취기를 포함하는 것이다.
또한 본 발명에서 상기 냉각장치는 내부에 냉각수단이 설치된 냉각롤러와, 상기 냉각롤러의 냉기를 전달받아 상기 융착기에서 배출되는 적층체에 전달시키기 위하여 일측이 상기 냉각롤러에 접촉되고, 타측이 상기 융착기에서 배출되는 적층체에 접촉되는 상기 냉각롤러보다 높은 탄성을 갖는 실리콘 롤러를 포함하는 것이다.
상기 해결과제와 해결수단을 갖는 본 발명에 따르면, 도안필름을 열융착시키는 마스킹 필름의 하면에 점착층을 도포시킴으로써 도안필름이 부착대상원단의 원하는 위치에 부착되게 된다.
도 1은 종래기술을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 도안표시용 핫멜트 필름 적층체의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 도안표시용 핫멜트 필름 적층체의 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 제조하기 위한 제조방법의 일실시예의 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제조하기 위한 제조장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 도안표시용 핫멜트 필름 적층체의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 도안표시용 핫멜트 필름 적층체의 분해사시도이다.
도 2의 도안표시용 핫멜트 필름 적층체(1)는 열융착시키기 위한 열원이 외부로부터 공급되는 마스킹 필름(11)과, 마스킹 필름(11)의 상부면에 도포되며 도안이 부착대상원단에서 유동되지 않고 정위치에서 융착이 일어나도록 하는 점착제층(12)과, 점착제층(12)의 상부면에 적층되는 도안필름(13), 도안필름(13)의 상부면에 적층되는 핫멜트 필름(14)과, 핫멜트 보호필름(15)으로 이루어진다.
이와 같이 이루어진 도안표시용 핫멜트 필름 적층체(1)를 부착대상원단에 부착시키기 위해서는 먼저 제2보호필름인 핫멜트 보호필름(15)를 박리시킨 후, 도안필름(12)과 핫멜트 필름(1)을 금형에 의하여 정해진 도안의 외주면에 절개선을 형성시킴으로 정해진 도안이 절개선을 따라서 분리될 수 있도록 한다. 도 3에는 예시적 도안으로 ‘가나’가 표시되어 있다. 이때 절개선은 핫멜트 필름(14)과, 도안필름(13)까지 절개되는 깊이로 형성된다.
절개선을 형성한 후에 도 3에 도시된 바와 같이 도안을 제외한 나머지 부분의 핫멜트 필름(14)과 도안필름(13)을 박리시키게 되면, 점착제층(12) 상면에는 “가나”글자 부분만을 제외하고 나머지 부분의 도안필름(13)과 핫멜트 필름(14)이 제거되게 된다.
이와 같은 상태의 도안표시용 핫멜트 필름 적층체(1)를 부착대상원단에 핫멜트 필름(14)가 접촉시키고 마스크 필름(11)에 열을 가하게 되면 도안필름(13)의 “가나”부분이 부착대상원단에 부착되게 된다. 이때 마스킹 필름(11)의 점착제층(12)은 부착대상원단에 점착되기 때문에 마스킹 필름(11)의 유동을 방지하기 때문에 “가나”도안이 밀리지 않도록 한다.
도 4는 본 발명의 제조하기 위한 제조방법의 일실시예의 순서도이고, 도 5는 본 발명의 제조하기 위한 제조장치의 구성도이다.
본 발명의 제조단계는 제1보호필름(20) 위에 도안필름(13)을 형성하기 위한 도안필름 형성액을 도포하는 도안필름 형성액 적층단계(S1), 도안필름 형성액이 도포된 제1보호필름(20)의 적층체를 건조시키는 건조단계(S2), 건조단계에서 도안필름 형성액이 건조된 도안필름(13)과 제1보호필름(20)의 적층체와 핫멜트필름(14), 제2보호필름(21)을 합지시키는 융착합지단계(S3), 융착합지단계에서 합지된 적층체(40)를 냉각시키는 냉각단계(S4), 제1보호필름과 나머지 부분인 도안필름, 핫멜트 필름, 제2보호필름을 분리시키 분리단계(S5)로 이루어지는 전처리 단계와, 도안필름, 핫멜트 필름, 제2보호필름으로 이루어진 필름층에 점착제가 도포된 제3보호필름인 마스킹 필름(11)을 합지시키는 단계(S6)인 후처리단계로 이루어진다.
도안필름 형성액 적층단계(S1)은 권취기(201)로부터 제1 보호필름(201)이 공급되어 콤마기를 통과한다. 콤마기는 두 개의 롤러(203), (204)와, 두 개의 롤러(203), (204) 사이의 간격을 조절하는 조절장치(미도시)로 이루어지며, 두 개의 롤러(203), (204)를 제1 보호필름(201)이 통과하게 되고, 통과되는 제1 보호필름(201)에는 도안필름 형성액이 공급되는 공급기(205)로부터 도포되게 되고, 도안필름 형성액이 도포된 제1 보호필름(20)이 두 개의 롤러(203), (204) 사이를 통과할 때, 두 개의 롤러(203), (204)의 간격에 의하여 도안필름 형성액의 두께가 균일하게 제어된다.
제1보호필름(20)은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET)가 바람직하나, 이에 국한되지 않으며, 대략 100μm 정도가 바람직하다.
또한 도안필름 형성액은 폴리우레탄(PU, Polyurethane)과 특정색상을 발현시키는 안료가 혼합된 혼합액으로 이루어진다.
또한 공급기(205)로부터 배출된 도안필름 형성액은 경사판(206)에 공급되고, 경사판(206)의 도안필름 형성액은 롤러(203), (204)에 공급되기 전의 제1보호필름(20)에 도포되고, 도포된 도안필름 형성액은 롤러(203), (204)에 의하여 균일하게 제1보호필름(20) 위에 도포되게 된다.
이와같이 제1보호필름(20)과 도안필름(13)이 적층된 적층체는 건조로(30)로에 진입하게 되어 건조된다(S2).
건조로(30)를 통과한 적층체는 권취기(210)에 권취된 핫멜트 필름(14)과 권취기(220)에 권취된 제2보호필름(15)과 두 개의 열융착롤러(230), (231)로 이루어진 제1 융착기와 두 개의 열융착롤러(232), (233)로 이루어진 제2 융착기를 통과하여 융착합지되게 된다(S3).
이때 제1 융착기를 통과한 적층체를 다시 제2 융착기를 통과시키는 것은 적층체를 형성하는 필름들 사이의 공기층을 제거하고, 합지상태를 견고하게 하도록 하기 위한 것이다.
제2보호필름(15)는 대략 100μm의 PET가 바람직하나 이에 국한되지 않는다.
제2 융착기를 통과한 적층체는 냉각장치(240)를 통과하게 되어 가열된 적층체를 냉각시킴으로써 제1보호층(20)과 나머지 부분의 분리가 용이한 상태로 만든다.
냉각장치(240)는 내부에 냉각수단이 설치된 냉각롤러(242)와, 냉각롤러(242)의 냉기를 전달받아 손상없이 적층체에 전달시키기 위하여 일측이 냉각롤러(242)에 접촉되고, 타측이 적층체에 접촉되어 회전되는 실리콘 롤러(241)로 이루어진다.
이때 실리콘 롤러(241)는 실리콘 재질로 제작되기 때문에 냉각롤러(242)보다 연질이며 탄성이 높기 때문에 융착기로부터 배출되는 냉각대상의 적층체를 손상시키지 않고 냉각시키게 된다.
실리콘 롤러(241)에 접촉된 후의 적층체는 제1보호필름(20)과 나머지 층인 1 제2보호필름(21) 핫멜트필름(14) 도안필름(13)으로 분리되고, 제1보호필름(20)은 권취기(250)에 권취되게 되고, 나머지 제2보호필름(21) 핫멜트필름(14) 도안필름(13)으로 이루어진 적층체는 권취기(251)로 권취되게 된다(S5).
이와 같은 전처리 단계에서 도안필름 형성액 적층단계(S1), 도안필름 형성액을 건조시키는 건조단계(S2), 융착합지단계(S3)를 하나의 공정으로 진행시키고, 냉각단계(S4), 분리단계(S5)를 별도의 공정으로 진행시킬 수 있다.
그러나 이와 같이 융착합지단계에서 합지된 적층체는 길이가 3km 정도로 권취되게 되고, 이러한 적층체의 무게는 2톤 정도되기 때문에 적층체가 구겨지는 등의 변형이 발생하게 되기 때문에 냉각단계(S4)를 거쳐서 분리단계(S5)를 거치도록 함으로써 제2보호필름(21) 핫멜트필름(14) 도안필름(13)이 적층된 적층체로 보관하는 것이 바람직하고, 분리된 제1보호필름(20)은 후처리공정의 마스크 필름 또는 다음 공정의 도안필름 형성액이 도포되는 제1보호필름(20)으로 재사용하도록 하는 것이 바람직하다.
이와 같이 전처리된 제2보호필름(21) 핫멜트필름(14) 도안필름(13)의 적층체와 점착제가 적층된 마스크 필름(11)을 롤러들을 통과시키면서 압착시킴으로써 합지되도록 하는 합지단계인 후처리공정(S6)을 실시함으로써 도안용 열융착 핫멜트 필름(1)이 형성되게 된다.
후처리 공정에서 마스크 필름(11)에 도포된 점착제는 제2보호필름(21), 핫멜트필름(14), 도안필름(13)은 가열되지 않은 상태의 상온에서 합지되기 때문에 점착제층(12)의 변형이 발생되지 않기 때문에, 부착대상원단에 마스크 필름(11)을 열융착시켜 도안필름(13)의 절개된 도안을 부착시킬 때 절개된 도안 이외의 부분에서는 부착대상원단에 점착제층(12)이 접촉되기 때문에 미끄럼이 방지되어 도안이 원하는 위치에 부착되게 된다.
이때 점착제는 상기 점착제는 아크릴 바인더 0.10 ~ 10.00중량%와, 실리콘 바인더 0.10 ~ 10.00중량%, 리무발 0.20 ~ 5.00중량%, 수성 바인더 0.10 ~ 5.00중량%, 촉매제 0.05 ~ 3.00중량%, 가교제 0.05 ~ 5.00중량%, 앵커리지 0.10 ~ 8.00중량%, 톨루엔 0.10 ~ 2.00중량%, 경화제 0.10 ~ 4.00중량%를 물 48.00 ~ 99.10중량%에 혼합시켜 제조되는 것이 바람직하나, 이에 국한되지 않으며 점착성질이 있는 다양한 재료들이 선택 사용될 수 있다.
1: 도안표시용 핫멜트 필름 적층체
11: 마스킹 필름
12: 점착제층
13: 도안필름
14: 핫멜트 필름
15: 핫멜트 보호필름
20: 제1보호필름
21: 제2보호필름

Claims (7)

  1. 부착대상원단에 도안필름의 절개된 도안을 열융착시켜 부착시키는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체에 있어서:
    열융착시키기 위한 열원이 외부로부터 공급되는 마스킹 필름과;
    상기 마스킹 필름(11)의 상부면에 도포되며 열융착시에 상기 도안필름의 도안을 상기 부착대상원단에서 유동되지 않으면서 융착이 일어나도록 하는 점착제층과;
    상기 점착제층의 상부면에 적층되며, 절개선에 의하는 도안이 형성된 도안필름과;
    상기 도안필름의 상부면에 적층되며 상기 절개선과 동일한 절개선이 형성되는 핫멜트필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 핫멜트필름의 상부면에 제2보호필름이 더 적층되는 것을 특징으로 하는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체.
  3. 부착대상원단에 도안필름의 절개된 도안을 열융착시켜 부착시키는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체를 제조하기 위한 제조방법에 있어서:
    제1보호필름에 상기 도안필름을 형성하기 위한 도안필름 형성액을 도포하는 도안필름 형성액 적층단계(S1);
    상기 도안필름 형성액이 도포된 제1보호필름의 적층체를 건조시키는 건조단계(S2);
    상기 건조단계에서 도안필름 형성액이 건조된 도안필름과 제1보호필름의 적층체와 핫멜트필름, 제2보호필름을 합지시키는 융착합지단계(S3);
    상기 융착합지단계에서 합지된 적층체를 냉각시키는 냉각단계(S4);
    상기 냉각단계에서 냉각된 적층체로부터 상기 제1보호필름과 나머지 부분인 도안필름, 핫멜트 필름, 제2보호필름의 적층체를 분리시키 분리단계(S5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체를 제조하기 위한 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 분리단계 후에 상기 도안필름, 핫멜트 필름, 제2보호필름의 적층체와 점착제가 도포된 제3보호필름인 마스크 필름을 합지시키는 단계(S6)인 후처리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체를 제조하기 위한 제조방법.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 분리단계에서 분리된 상기 제1보호필름은 재활용되어 도안필름 형성액 적층단계(S1)의 제1보호필름으로 사용되는 것을 특징으로 하는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체를 제조하기 위한 제조방법.
  6. 부착대상원단에 도안필름의 절개된 도안을 열융착시켜 부착시키는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체를 제조하기 위한 제조장치에 있어서:
    제1 보호필름에 도안필름의 형성액을 균일하게 도포시키기 위하여 설치되는 두 개의 롤러를 구비하는 콤마기;
    상기 제1 보호필름과 도포된 도안필름의 형성액을 건조시켜 상기 제1보호필름과 도안필름의 적층체를 배출시키는 건조로;
    상기 건조로로부터 배출되는 상기 제1보호필름과 도안필름의 적층체와 핫멜트 필름과 제2보호필름을 융착시켜 합지시키기 위한 융착기;
    상기 융착기로부터 배출된 적층체를 냉각시키기 위한 냉각장치;
    상기 냉각장치로부터 배출된 적층체로부터 상기 제1 보호필름과 나머지인 상기 도안필름, 핫멜트 필름, 제2보호필름의 적층체를 분리시키고 상기 제1 보호필름을 권취하는 제1보호필름 권취기와, 상기 도안필름, 핫멜트 필름, 제2보호필름의 적층체를 권취하는 권취기를 포함하는 것을 특징으로 하는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체를 제조하기 위한 제조장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 냉각장치는 내부에 냉각수단이 설치된 냉각롤러와, 상기 냉각롤러의 냉기를 전달받아 상기 융착기에서 배출되는 적층체에 전달시키기 위하여 일측이 상기 냉각롤러에 접촉되고, 타측이 상기 융착기에서 배출되는 적층체에 접촉되는 상기 냉각롤러보다 높은 탄성을 갖는 실리콘 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 도안용 열융착 핫멜트 필름 적층체를 제조하기 위한 제조장치.
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