KR101175598B1

KR101175598B1 - 패턴드 시트의 마이크로 임프린팅 장치 및 이를 이용한 패턴드 시트의 제조방법

Info

Publication number: KR101175598B1
Application number: KR1020100009000A
Authority: KR
Inventors: 김만석
Original assignee: 주식회사 송산
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2010-02-01
Publication date: 2012-08-21
Anticipated expiration: 2030-02-01
Also published as: KR20110089552A

Abstract

본 발명은 패턴드 시트의 마이크로 임프린팅 장치 및 이를 이용한 패턴드 시트의 제조방법에 관한 것으로, 빛이 투과되는 연질재질로서 무한궤도상으로 회전가능하게 설치되어 있으며, 외표면에는 시트원단의 일면에 마이크로 요철패턴을 전사시키기 위한 마이크로 임프린팅 패턴이 형성된 마이크로 임프린팅 소프트몰드와;
상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 하측에 위치하는 수지저장탱크에 저장되어 있는 UV수지에 하부 일부가 침지된 채 회전가능하게 설치된 상태에서 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 하부측으로 회전이동하게 되는 마이크로 임프린팅 패턴에 접촉하면서 UV수지를 공급하여 충진시키도록 형성되어 있는 복수의 수지공급롤러와;
상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측 밑에서 그 상부측을 향해 자외선을 조사할 수 있도록 설치되어 있으며, 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측으로 회전이동하는 마이크로 임프린팅 패턴 상면에 수평상으로 접촉하면서 이동하는 시트원단의 일면에 상기 마이크로 임프린팅 패턴에 충진되어 있는 UV수지를 옮겨붙게 하기 위하여 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측을 향해 자외선을 조사하여 마이크로 임프린팅 패턴에 충진되어 있는 UV수지가 시트원단의 일면에 접착된 상태로 경화되면서 시트원단의 일면에 옮겨붙게 하여 상기 시트원단 일면에 옮겨붙은 UV수지층 표면에는 마이크로 임프린팅 패턴이 전사된 마이크로 요철패턴이 형성되도록 하는 복수의 자외선램프;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 발명이다.

Description

패턴드 시트의 마이크로 임프린팅 장치 및 이를 이용한 패턴드 시트의 제조방법{Micro-imprinting apparatus and method of patterned sheet}

본 발명은 도광판, 조명판 등을 포함하는 디스플레이장치에 사용되는 패턴드 시트의 마이크로 임프린팅 장치 및 이를 이용한 패턴드 시트의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 패턴이 형성되어 있는 시트류들은 기계적인 방법을 이용하여 시트의 표면을 직접 가공하거나 또는 샌드블래스팅 방법을 이용하여 표면을 가공하고 있는바, 이러한 공법들은 생산성이 떨어져 대량 생산에 많은 문제점을 나타내고 있다.

근래에 와서는 LCD TV 산업이 급성장하면서 시트의 표면에 광학구조를 형성시켜서 제품의 성능을 향상시키려는 시도가 진행되고 있으며, 현재 많이 적용되고 있는바, 이러한 패턴드 광학시트들은 압출공정에서 인라인상태로 형성시키는 방법으로 만들어진다. 그러나, 압출공정에서 생산되는 패턴드 광학시트 제품들은 기술적인 한계로 인하여 두께가 2mm 이하인 박막제품에 한하여 제한적으로 생산되고 있으며, 또한 패턴 전사율이 낮고 정밀한 광학구조의 구현이 불가능하다는 것이 문제점으로 지적되고 있다.

따라서 시트류의 표면에 패턴을 형성시키는 방법으로서, 인쇄방법, V-groove 가공방법, 레이저 인각방법 등이 제안된 바 있으며, 특히 UV수지(자외선경화수지)와 금형을 이용한 임프린팅방법이 제안되었다.

상기한 종래 기술 중에서 UV수지와 금형을 이용한 임프린팅방법은 도 8의 도시와 같이 표면 및 이면에 보호필름(101)(102)이 부착되어 있는 시트(100)를 낱장 상태로 제조한 다음, 상기 시트의 일면(표면 또는 이면)에 부착되어 있는 보호필름(101 또는 102)를 떼어내는 필름제거공정, 상기 필름제거공정에서 필름이 제거된 면에서 이물질을 제거하는 세정공정에서 이물질이 없도록 깨끗하게 세정된 시트(100)의 일면에 UV수지층(103)를 소정 두께로 코팅하는 UV수지 코팅공정, 상기 UV수지 코팅공정에서 시트(100)의 일면에 코팅된 UV수지층(103) 위에 마이크로몰드(104)를 올려놓고 가압하는 마이크로몰드 가압공정, 상기 마이크로몰드 가압공정에서 마이크로몰트(104)의 양측으로 밀려나온 잉여UV수지(105)를 깨끗하게 제거처리하는 잉여UV수지 제거공정, 상기 잉여UV수지 제거공정을 거친 마이크로몰드(104) 상방에서 자외선램프로 자외선을 조사하여 마이크로몰드(104)에 의해 가압되어 있는 UV수지층(103)을 경화시키는 자외선조사공정, 상기 자외선조사공정에서 경화된 UV수지층(103)에서 마이크로몰드(104)를 분리하여 경화된 UV수지층(103) 표면에 형성된 패턴층(106)이 노출되게 하는 마이크로몰드 분리공정, 상기 마이크로몰드 분리공정에서 노출된 패턴층(106)을 다시 보호필름(107)로 보호하여 패턴드 시트의 제조를 완성하는 패턴드 시트 완성공정으로 이루어지는데, 이와 같은 종래 기술의 마이크로몰드 임프린팅 방법은 많은 공정으로 이루어져 있어 패턴드시트의 생산성이 떨어진다는 것이 문제점으로 지적되고 있으며, 또한 잉여UV수지 제거공정에서 잉여UV수지(105)의 제거처리가 불완전하게 이루어지게 될 경우에는 불량품을 유발시키게 되는 원인이 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제를 감안하여 제안된 것으로, 낱장 상태이거나 또는 연속 압출성형되는 시트의 일면에 UV수지를 이용하여 마이크로 요철패턴을 연속적으로 형성시킬 수 있도록 하므로써 패턴드 시트의 대량생산을 가능하게 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 구현하기 위한 수단으로서,

본 발명의 패턴드 시트의 마이크로 임프린팅 장치는,

빛이 투과되는 연질재질로서 무한궤도상으로 회전가능하게 설치되어 있으며, 외표면에는 시트원단의 일면에 마이크로 요철패턴을 전사시키기 위한 마이크로 임프린팅 패턴이 형성된 마이크로 임프린팅 소프트몰드와;

상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 하측에 위치하는 수지저장탱크에 저장되어 있는 UV수지에 하부 일부가 침지된 채 회전가능하게 설치된 상태에서 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 하부측으로 회전이동하게 되는 마이크로 임프린팅 패턴에 접촉하면서 UV수지를 공급하여 충진시키도록 형성되어 있는 복수의 수지공급롤러와;

상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측 밑에서 그 상부측을 향해 자외선을 조사할 수 있도록 설치되어 있으며, 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측으로 회전이동하는 마이크로 임프린팅 패턴 상면에 수평상으로 접촉하면서 이동하는 시트원단의 일면에 상기 마이크로 임프린팅 패턴에 충진되어 있는 UV수지를 옮겨붙게 하기 위하여 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측을 향해 자외선을 조사하여 마이크로 임프린팅 패턴에 충진되어 있는 UV수지가 시트원단의 일면에 접착된 상태로 경화되면서 시트원단의 일면에 옮겨붙게 하여 상기 시트원단 일면에 옮겨붙은 UV수지층 표면에는 마이크로 임프린팅 패턴이 전사된 마이크로 요철패턴이 형성되도록 하는 복수의 자외선램프;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측으로 회전이동하는 마이크로 임프린팅 패턴의 상면에 접촉하도록 수평상으로 공급되는 시트원단이 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측 마이크로 임프린팅 패턴의 상면을 가압하는 상태로 접촉하면서 수평 공급되도록 하기 위해 상기 시트원단의 상면을 눌러주는 가압롤러를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 마이크로 임프린팅 소프트몰드를 이용한 패턴드 시트의 제조방법은,

습기 및 이물질이 제거된 합성수지원료를 가열 용융시켜서 소정 두께로 압출 성형된 시트원단의 일면에 마이크로 요철패턴이 형성된 UV수지층을 코팅시키는 방법으로 패턴드 시트를 제조하는 것에 있어서,

빛이 투과되는 연질재질로 제작되며, 외표면에는 마이크로 임프린팅 패턴이 형성된 채 무한궤도상으로 회전이송하도록 설치되는 마이크로 임프린팅 소프트몰드로 구성되며,

상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 외표면에 형성된 마이크로 임프린팅 패턴에 UV수지를 공급 충진시켜주는 수지공급단계와, 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측으로 수평이동하는 시트원단이 상기 수지공급단계에서 UV수지가 충진되어 있는 마이크로 임프린팅 패턴을 눌러주는 상태로 시트원단을 공급하기 위해 상기 시트원단을 가압롤러로 눌러주는 가압단계와; 상기 가압단계에서 가압롤러에 의해 눌림되어 시트원단에 밀착되는 상태로 상기 시트원단과 함께 수평 이동하게 되는 마이크로 임프린팅 패턴에 충진되어 있는 UV수지를 시트원단에 옮겨붙게 하기 위하여 복수의 자외선램프를 이용하여 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측을 향해 자외선을 조사하여 상기 마이크로 임프린팅 패턴에 충진되어 있는 상태로 시트원단에 접착되는 UV수지를 경화시켜서 상기 마이크로 임프린팅 패턴이 전사된 마이크로 요철패턴이 형성된 UV수지층을 시트원단에 옮겨붙게 하는 코팅단계로 이루어진 마이크로 임프린팅 공정을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마이크로 임프린팅 공정의 수지공급단계는 수지저장탱크에 저장되어 있는 UV수지에 일부가 침지된 상태로 회전하도록 설치되어 있는 복수의 수지코팅롤러를 이용하여 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드에 형성된 마이크로 임프린팅 패턴에 UV수지를 공급 충진시키도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 마이크로 임프린팅 패턴이 전사된 마이크로 요철패턴이 형성된 UV수지층을 코팅 형성시키는 마이크로 임프린팅 공정을 거친 시트원단의 저면에 코팅되어 있는 UV수지층을 복수의 자외선램프로 자외선을 재차 조사하여 상기 시트원단에 코팅된 UV수지층 및 상기 UV수지층 표면에 형성된 마이크로 요철패턴을 더 단단하게 경화시키는 자외선 재조사공정을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측에서 수평공급되는 시트원단의 상면을 눌러주는 가압롤러는 실린더나 액츄에이터를 이용하여 상,하로 승강조절할 수 있도록 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 시트원단의 성형공정에서는 압출공정에서 소정 두께로 압출되는 시트원단을 인출하는 복수의 인출롤러들 중 하나의 인출롤러는 시트원단의 일면에 요철면을 형성시키기 위하여 외주면에 요철부가 형성되어 있는 요철인출롤러로 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 단면이 프리즘형상, 돗드형상, 렌티큘러형상 등으로 구성되는 마이크로 요철패턴이 형성되는 패턴드 시트를 대량 생산을 가능하게 하는 효과를 제공하며, 도광판이나 조명판 등의 디스플레이장치에 사용되는 패턴드 시트를 저렴한 생산원가로 제작할 수 있도록 하는 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 패턴드 시트의 여러 실시예들
도 2는 본 발명의 패턴드 시트를 제조하기 위한 제조장치의 개략도
도 3은 본 발명의 시트원단에 마이크로 요철패턴이 형성된 UV수지층을 코팅시키는 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 작동상태도
도 4 및 도 5는 본 발명의 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상방에서 시트원단의 상면을 가압하는 가압롤러의 작동상태를 나타낸 측면도
도 6은 본 발명의 시트원단을 압출하는 다른 실시예
도 7은 본 발명으로 제조되는 양면 패턴드 시트의 일실시예를 나타낸 단면도
도 8은 종래 기술을 도시한 것이다.

상기 도면은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시예를 도시한 것으로, 도면부호 1은 패턴드 시트를 나타낸다.

상기 패턴드 시트(1)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 소정 규격을 갖는 시트원단(10)의 일면 또는 양면에 마이크로 요철패턴(2)이 형성되어 있는데, 상기 마이크로 요철패턴(2)은 도 1의 (A)도시와 같이 시트원단 일면 전체에 형성되도록 제조할 수 있으며, 또한 도 1의 (B)도시와 같이 시트원단 일면에 복수 구간으로 분리 형성되도록 제조할 수 있으며, 또는 도 1의 (C)도시와 같이 시트원단 일면에 종횡방향을 향해 소정 크기로 연속해서 분리 형성되도록 제조할 수 있다.

또한 상기 패턴드 시트(1)에 형성되는 마이크로 요철패턴(2)은 도 1의 (A)에 도시된 단면도와 같이 단면이 삼각형을 이루는 프리즘형상으로 형성될 수 있으며, 또는 도면에 도시하지 아니하였지만 단면이 반원형을 이루는 돗드형상 또는 렌티큘러형상 등 여러 종류의 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 특징은, 상기 패턴드 시트(1)를 무한궤도 형상으로 된 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)를 이용하여 연속적이고 반복적으로 제조할 수 있도록 한 것에 있다.

상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)는 빛이 투과되는 연질재질로서 무한궤도 형상으로 형성되어 있으며, 외표면에는 상기 패턴드 시트(1)의 표면에 코팅 형성되는 UV수지층(20)에 마이크로 요철패턴(2)을 전사시키기 위한 마이크로 임프린팅 패턴(31)이 형성되어 있다.

상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)에는 패턴드 시트(1)의 시트원단(10) 일면 전체에 마이크로 요철패턴(2)을 형성시킬 수 있는 마이크로 임프린팅 패턴(31)이 복수 구간으로 형성되어 있다. 예를 들면, 도 3의 도시에서는 무한궤도상으로 형성된 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 외주면에 소정 폭(W)을 갖는 마이크로 임프린팅 패턴(31)이 상,하,좌,우측 총 4개 구간으로 형성되어 무한궤도상으로 회전이동하도록 구성된 것을 실시예로 하고 있다.

상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 외표면에 복수 구간으로 형성된 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 UV수지를 충진시키기 위한 장치로서는, 회전가능하게 설치되어 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 UV수지를 공급 충진시키는 수지공급롤러장치 또는 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 UV수지를 분사하여 충진시키는 스프레이장치 등이 선택될 수 잇는데, 본 발명에서는 도 2 및 도 3의 도시와 같이 복수의 수지공급롤러(4)를 이용하여 UV수지를 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 공급 충진시키는 것을 실시예로 하고 있다.

상기 복수의 수지공급롤러(4)들은 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 하부측 밑에 있는 수지저장탱크(41)에 저장된 UV수지(42)에 하부가 침지된 상태로 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 접촉하는 상태로 회전가능하게 설치되어 있다.

따라서 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)가 도면상 시계방향으로 회전이동하게 될 때에는 상기한 소프트몰드(3)의 하부측 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 맞닿은 상태에서 도면상 반시계방향으로 회전하는 복수의 수지공급롤러(4)들이 수지저장탱크(41)에 저장되어 있는 UV수지(42)를 상기 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 공급 충진시키게 되며, 이와 같이 UV수지(42)를 공급받게 되는 마이크로 임프린팅 패턴(31)은 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 회전작동에 따라 상부측으로 회전이동하게 된다.

상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측으로 공급되는 시트원단(10)은 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 수평상으로 밀착되는 상태로 수평 이송되는데, 이때 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측으로 공급되는 시트원단(10)은 가압롤러(32)에 의해 가압되면서 마이크로 임프린팅 패턴(31)을 탄력적으로 눌러주는 상태로 수평이동하게 되며, 이에 따라 상기 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 충진되어 있는 UV수지(42)를 시트원단(10)에 옮겨붙게 되는 것이 용이해진다.

상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측 밑 또는 위에는 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 충진되어 있는 UV수지(42)를 시트원단(10)에 옮겨붙게 하기 위한 복수의 자외선램프(5a)가 형성되어 있는데, 본 발명에서는 도 2 및 도 3의 도시와 같이 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측 밑에 자외선램프(5a)를 설치한 것을 실시예로 하고 있다.

상기 복수의 자외선램프(5a)들은 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측 밑에서 시트원단(10)을 향해 자외선을 조사하여 상기 시트원단(10)에 옮겨붙게 되는 UV수지(42)를 경화시키게 된다.

한편, 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)는 소정 규격으로 성형된 낱장 상태의 시트원단(10) 일면에 마이크로 요철패턴(2)이 전사된 UV수지층(20)을 코팅시키는 방법으로 패턴드 시트(1)를 제조할 수 있으며, 또한 상기 시트원단(10)을 연속적으로 압출 성형하면서 마이크로 요철패턴(2)을 연속해서 형성시킨 다음 상기 마이크로 요철패턴(2)이 형성된 시트원단(10)을 소정 규격으로 절단하는 방법으로 패턴드 시트(1)를 제조할 수 있다.

먼저, 도 2의 도시를 기준하여 시트원단(10)을 연속적으로 압출 성형하면서 패턴드 시트(1)를 제조하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 2의 도시에서 원료저장탱크(100)에는 시트원단(10)을 제조하기 위한 원료를 저장하며, 원료건조탱크(110)에는 원료저장탱크(100)에 공급되는 원료에서 습기를 제거하게 되며, 원료필터링탱크(120)에서는 원료건조탱크에서 습기가 제거된 원료에서 이물질이 여과시키게 되며, 원료용융공정(130)에서는 원료필터링탱크에서 이물질이 제거된 원료를 액상으로 녹여주는 것이며, 압출공정(140)에서는 상기 원료용융공정에서 용융된 원료를 연속해서 압출하게 되며, 성형공정(150)에서는 복수의 인출롤러(151)(152)를 이용하여 상기 압출공정(140)에서 압출되는 원료를 연속적으로 인출함과 동시에 복수의 냉각롤러(153)(154)로 냉각시켜서 소정 두께를 갖는 시트원단(10)을 연속적으로 인출 성형하게 되는데, 이와 같이 원료저장탱크(100)에 저장되어 있는 원료를 건조하고 이물질을 제거하여 용융시켜서 압출공정(140) 및 성형공정(150)을 통해 시트원단(10)을 소정 두께를 갖도록 연속해서 인출 성형하는 데 따른 각 공정은 종래 기술과 대동소이하다.

본 발명의 특징은, 상기 성형공정(150)에서 연속적으로 압출 성형되는 시트원단(10)의 일면에 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)를 이용하여 UV수지층(20)을 코팅 형성시킴과 동시 상기 UV수지층(20)의 표면에 마이크로 요철패턴(2)을 전사시키는 데 있다.

이를 위해, 시트원단(10)을 연속해서 성형하는 성형공정(150)과 상기 성형공정에서 소정 두께로 연속해서 성형되어 나오는 시트원단(10)의 상,하면에 보호필름(161)(162)을 부착시켜주는 보호필름 부착공정(160) 사이에 상기 시트원단(10) 일면에 마이크로 요철패턴(2)을 코팅 형성시키기 위한 마이크로 임프린팅 공정(30)을 구비하고 있다.

상기 마이크로 임프린팅 공정(30)에 대하여 도 3의 도시를 기준하여 설명하면, 상기 마이크로 임프린팅 공정(30)은 무한궤도상으로 회전하도록 설치된 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 외표면에 복수 구간으로 형성되어 있는 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 UV수지(42)를 공급 충진시키는 수지공급단계와, 시트원단(10)이 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 마이크로 임프린팅 패턴(31)을 눌러주는 상태로 접촉하도록 상기 시트원단(10)의 상면을 눌러주는 가압단계 및 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측으로 회전이동하는 마이크로 임프린팅 패턴(31)의 상면을 눌러주는 상태로 수평 공급되는 시트원단(10)에 접착되는 UV수지(42)에 자외선을 조사하여 상기 시트원단(10)에 UV수지(42)가 경화된 상태로 옮겨붙게 하는 코팅단계로 이루어져 있다.

상기 마이크로 임프린팅 공정(30)의 수지공급단계에 대하여 설명한다.

상기한 수지공급단계는 무한궤도상으로 설치되어 있는 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 하부측 밑에 위치하는 수지저장탱크(41)에 저장되어 있는 UV수지(42)에 일부가 침지된 상태로 회전하도록 설치되어 있는 복수의 수지공급롤러(4)들이 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 하부측으로 회전이동하는 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 항시 접촉하는 상태(예를 들면, 기어들이 맞물려서 회전하는 것처럼)로 회전하면서 수지저장탱크(41)에 저장되어 있는 UV수지(42)를 마이크로 임프린팅 패턴(31)으로 공급 충진시키게 되는 것이다.

상기 마이크로 임프린팅 공정(30)의 가압단계는, 상기한 수지공급단계에서 UV수지(42)를 공급받은 하부측 마이크로 임프린팅 패턴(31)이 도면상 시계방향으로 회전이동하면서 시트원단(10)이 공급되는 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측으로 이동하게 될 때 상기 시트원단(10)의 상면을 가압롤러(32)로 눌러주도록 하므로써 상부측으로 이동하게 되는 마이크로 임프린팅 패턴(31)의 상면과 시트원단(10)의 저면이 확실하게 접촉하는 상태가 되도록 하여 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 충진되어 있는 UV수지(42)가 시트원단(10)에 접착되면서 옮겨붙도록 하는 것이다.

상기 마이크로 임프린팅 공정(30)의 코팅단계는, 상기 가압단계에서 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 충진되어 있던 UV수지(42)가 시트원단(10)에 접착되면서 이동하게 될 때 복수의 자외선램프(5b)에서 조사되는 자외선이 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측을 투과하여 시트원단(10)에 접착되는 UV수지(42)를 경화시키게 되는데, 이때 상기한 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 충진되어 있던 UV수지(42)는 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측을 통과하는 과정에서 복수의 자외선램프(5a)에서 조사되는 자외선에 의해 시트원단(10)에 접착된 상태로 경화되어 UV수지층(20)을 형성시키게 되는 것이며, 이와 같이 시트원단(10)에 접착된 UV수지층(20)이 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측을 벗어나게 될 때에는 상기 UV수지층(20)의 표면에서 마이크로 임프린팅 패턴(31)이 분리되는 것이며, 이에 따라 상기 마이크로 임프린팅 패턴(31)이 UV수지층(20) 표면에 그대로 정밀하게 전사되도록 하는 것이다.

한편, 상기와 같이 마이크로 임프린팅 공정(30)은 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 외표면에 복수 구간으로 형성되어 있는 마이크로 임프린팅 패턴(31)을 시트원단(10)에 옮겨붙게 되는 UV수지층(20) 표면에 전사되게 하면서 상기 복수의 마이크로 임프린팅 패턴(31)을 사이사이에 형성된 연결구간(33)에 공급된 UV수지(42)를 시트원단(10)에 평면상으로 옮겨붙게 하는 평면수지층(21)도 형성시키게 되지만, 상기한 평면수지층(21)은 시트원단(10)과 같이 평면상으로 형성되는 것이므로 패턴드 시트(1)의 가장자리부분에 상기한 평면수지층(21)이 존재하게 되더라도 마이크로 요철패턴(2)의 작용에는 아무런 영향을 끼지지 않는 것이다.

또한 상기와 같이 마이크로 임프린팅 공정(30)으로 공급되는 시트원단(10)의 저면에 경화된 상태로 코팅 형성되는 UV수지층(20)과 그 표면에 전사된 마이크로 요철패턴(2)을 재차 경화시키기 위한 자외선 재조사공정(50)을 구비하고 있다.

상기 자외선 재조사공정(50)은 마이크로 임프린팅 공정(30)에서 시트원단(10)의 저면에 코팅 형성된 UV수지층(20)과 상기 UV수지층의 표면에 전사되어 있는 마이크로 요철패턴(2)을 복수의 자외선램프(5b)를 이용하여 자외선을 재조사하여 상기 마이크로 요철패턴(2)과 UV수지층(20)을 더욱 단단하게 경화시키는 것이다.

그리고 상기 자외선 재조사공정(50)을 거친 시트원단(10)의 상,하면을 보호하기 위하여 상,하부 보호필름(161)(162)을 시트원단(10) 상,하면에 부착시키는 보호필름 부착공정(160)과, 상기한 상,하부 보호필름(161)(612)이 부착된 시트원단(10)을 소정 규격으로 절단하여 패턴드 시트(1)의 제조를 완성하는 절단공정(17)이 구비되어 있다.

상기 보호필름 부착공정(160)에서는 시트원단(10)의 상,하측에 각각 복수개씩으로 설치되어 있는 상부롤러(163) 및 하부롤러(164)를 이용하여 상,하부 보호필름(161)(162)을 시트원단(10)의 상,하면에 연속적으로 부착시키게 된다.

상기 절단공정(170)에서는 마이크로 임프린팅 공정(30)에서 시트원단(10)에 소정 폭(W)으로 코팅 형성된 마이크로 요철패턴(2)을 기준하여 상기 시트원단(10)을 소정 규격으로 절단하는 것으로서, 상기 절단공정(170)에서 시트원단(10)을 절단하는 절단기는 기존에 사용되고 있는 것과 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 절단공정(170)에서 소정 규격으로 절단되는 시트원단(10)은 패턴드 시트(1)로 제조되는 것이며, 이렇게 제조되는 패턴드 시트(1)는 상,하면에 상,하부 보호필름(161)(162)이 부착된 상태로 제조되어 콘베이어(180)을 통해 보관장소로 이송되어 안전하게 보관되는 것이다.

도 4의 도시는 압출공정(140)으로부터 압출되는 시트원단(10)을 성형공정(150)에서 소정 두께로 인출 성형하는 복수의 인출롤러(151)(152)들 중 하나의 인출롤러(152)의 외주면에 요철부(155)를 연속적으로 형성하여 시트원단(10)을 인출 성형하도록 구성된 것이며, 이와 같이 파형요철부(155)가 형성되어 있는 인출롤러(152)를 이용하여 인발 성형되는 상기 시트원단(10)의 일면(도면상으로 볼 때에는 상면)에는 요철부(155)에 의해 요철면(11)이 연속적으로 형성되는 시트원단(10)에 제조되는 것이다.

따라서 상기와 같이 요철면(11)이 연속적으로 형성되는 시트원단(10)이 마이크로 임프린팅 공정(30)을 거치도록 하여 패턴드 시트(1)를 제조하게 될 경우에는 도 5의 도시와 같이 시트원단(10)의 상면에는 요철면(11)이 형성되고 저면에는 마이크로 임프린팅 패턴(31)이 전사된 마이크로 요철패턴(2)이 UV수지층(20)이 코팅 형성된 패턴드 시트(1)를 제조할 수 있게 되는 것이다.

한편, 상기한 실시예에서는 성형공정(150)에서 연속적으로 인출 성형되는 시트원단(10)을 마이크로 임프린팅 공정(30)으로 보내어 상기 시트원단(10)의 저면에 경화된 UV수지층(20)을 코팅 형성시킴과 동시에 UV수지층(20) 표면에 마이크로 요철패턴(2)이 연속적으로 전사되도록 하는 것을 실시예로 하였지만, 상기 마이크로 임프린팅 공정(30)에 소정 규격으로 제조된 시트원단(10)을 낱장 상태로 연속 공급하는 방법으로 패턴드 시트(1)를 제조할 수 있는데, 이때에는 낱장 상태로 공급되는 시트원단(10)의 상면을 눌러주는 가압롤러(32)를 상,하로 승강조절하면서 패턴드 시트(1)를 제조하는 것이 바람직한바, 상기 가압롤러(32)의 상,하 승강작동은 공압이나 유압으로 작동되는 실린더를 이용하거나 또는 기계적으로 작동되는 액츄에이터(actuator) 등이 이용된다. 본 발명에서는 실린더(35)를 이용하여 가압롤러(32)를 상,하로 승강조절하는 것을 실시예로 하고 있는바, 이에 대한 구체적인 실시예를 도 6 및 도 7의 도시예로 설명하면 다음과 같다.

도 6의 도시와 같이 마이크로 임프린팅 패턴(31)의 시작부분(a)이 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측으로 진입하게 될 때에는 낱장의 시트원단(10)의 선단 저면이 상기한 시작부분(a) 상면에 맞닿은 상태로 공급되는 것이며, 이와 동시에 가압롤러(32)는 실린더(35)의 피스톤로드 출현작동에 의해 하강하여 시트원단(10)의 상면을 눌러주는 상태가 되는 것이다. 따라서 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측으로 진입하게 되는 시트원단(10)은 마이크로 임프린팅 패턴(31)의 상면을 눌러주는 상태로 수평 이동하게 되는 것이며, 이와 같이 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측으로 진입하여 수평 이동하게 되는 시트원단(10)의 상면을 눌러주는 가압롤러(32)는 도 7의 도시와 같이 마이크로 임프린팅 패턴(31)의 끝부분(b)이 시트원단(10)의 저면에 접촉하게 될 때에는 실린더(35)가 피스톤로드를 몰입(상승)시키게 되며(도 7의 실선부분 참조), 이에 따라 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드(3)의 상부측에서 수평 회전이동하게 되는 마이크로 임프린팅 패턴(31)의 끝부분(b)과 도면상 좌측부분에서 상부측으로 회전이동하게 되는 시작부분(a) 사이의 연결구간(33)에 충진되어 있던 UV수지(42)는 누름압력을 받지 아니한 상태가 되는 것이다.

따라서 도 7의 도시와 같이 마이크로 임프린팅 패턴(31)의 시작부분(a)과 끝부분(b) 사이의 연결구간(33)에 충진되어 있던 UV수지(42)는 누름압력을 받지 않게 되어 밀려나는 현상(이는 도 7을 기준하여 볼 때 가압롤러가 시트원단 상면을 눌러주게 되면 연결구간에 충진되어 있던 UV수지가 도면상 좌측으로 밀려나게 되는 것을 말함)이 나타나지 않고 상기한 연결구간(33)에 충진된 상태 그대로 상부측을 향해 회전이동하게 되는 것이며, 이에 따라 다음으로 마이크로 임프린팅 공정(30)으로 진입하는 시트원단(10)의 선단 저면에는 상부측으로 회전이동하는 마이크로 임프린팅 패턴(31)의 시작부분(a)에 충진되어 있는 UV수지(42)가 접착되는 것이며, 이와 동시에 가압롤러(32)가 하강(도 6 참조)하여 상기 시트원단(10)이 선단 저면부터 상기한 시작부분(a)의 상면을 눌러주면서 수평 이동하도록 하여 상기 마이크로 임프린팅 패턴(31)에 충진되어 있는 UV수지(42)를 시트원단(10)의 저면에 옮겨붙게 하는 것이다.

한편, 상기에서는 성형공정(150)과 보호필름 부착공정(160) 사이에 마이크로 임프린팅 공정(30)을 하나의 유닛으로 구비하고 있는 것을 실시예로 하였으나, 상기한 성형공정(150)과 보호필름 부착공정(160) 사이에 마이크로 임프린팅 공정(30)은 복수의 유닛(unit)으로 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 마이크로 임프린팅 공정(30)을 메인 유닛 및 보조 유닛으로 구비하였을 경우에는 메인 유닛에 고장이 발생되더라도 그 고장난 메인 유닛을 수리를 하는 동안 보조 유닛을 이용해서 패턴드 시트(1)를 계속하여 제조할 수 있게 되므로 패턴드 시트(1)의 생산성을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

1 : 패턴드 시트 10 : 시트원단
11 : 요철면 2 : 마이크로 요철패턴
20 : UV수지층 21 : 평면수지층
3 : 마이크로 임프린팅 소프트몰드
30 : 마이크로 임프린팅 공정 31 : 마이크로 임프린팅 패턴
32 : 가압롤러 33 : 연결구간
35 : 공압실린더 4 : 수지공급롤러
41 : 수지저장탱크 42 : UV수지
5a,5b : 자외선램프 100 : 원료저장탱크
110 : 원료건조탱크 120 : 원료필터링탱크
130 : 원료용융공정 140 : 압출공정
150 : 성형공정 151,152 : 인출롤러
153,154 : 냉각롤러 155 : 요철부
160 : 보호필름 부착공정 170 : 절단공정
180 : 콘베이어

Claims

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습기 및 이물질이 제거된 합성수지원료를 가열 용융시켜서 압출하는 압출공정 및 상기 압출공정에서 압출되는 시트원단을 소정 두께로 인출하여 성형하는 성형공정과,
빛이 투과되는 연질재질로 제작되며, 외표면에는 마이크로 임프린팅 패턴이 형성된 채 무한궤도상으로 회전이송하도록 설치되는 마이크로 임프린팅 소프트몰드로 구성되며, 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 외표면에 형성된 마이크로 임프린팅 패턴에 UV수지를 공급 충진시켜주는 수지공급단계와,
상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측으로 수평이동하는 시트원단이 상기 수지공급단계에서 UV수지가 충진되어 있는 마이크로 임프린팅 패턴을 눌러주는 상태로 시트원단을 공급하기 위해 상기 시트원단을 가압롤러로 눌러주는 가압단계와,
상기 가압단계에서 가압롤러에 의해 눌림되어 시트원단에 밀착되는 상태로 상기 시트원단과 함께 수평 이동하게 되는 마이크로 임프린팅 패턴에 충진되어 있는 UV수지를 시트원단에 옮겨붙게 하기 위하여 복수의 자외선램프를 이용하여 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측을 향해 자외선을 조사하여 상기 마이크로 임프린팅 패턴에 충진되어 있는 상태로 시트원단에 접착되는 UV수지를 경화시켜서 상기 마이크로 임프린팅 패턴이 전사된 마이크로 요철패턴이 형성된 UV수지층을 시트원단에 옮겨붙게 하는 코팅단계로 이루어진 마이크로 임프린팅 공정을 포함하여 구성되는 마이크로 임프린팅 장치를 이용한 패턴드 시트의 제조방법에 있어서,
상기 압출공정에서 압출되는 시트원단을 소정 두께로 인출하는 성형공정에서는 시트원단의 일면에 요철면을 형성시키기 위하여 복수의 인출롤러 중 하나의 인출롤러의 외주면에 요철부가 형성되어 있는 요철인출롤러로 구성하여 시트원단의 일면에 요철면이 형성되어 있도록 하는 것을 특징으로 하는 마이크로 임프린팅 장치를 이용한 패턴드 시트의 제조방법.
제 3 항에 있어서,
상기 마이크로 임프린팅 공정의 수지공급단계는 수지저장탱크에 저장되어 있는 UV수지에 일부가 침지된 상태로 회전하도록 설치되어 있는 복수의 수지코팅롤러를 이용하여 상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드에 형성된 마이크로 임프린팅 패턴에 UV수지를 공급 충진시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로 임프린팅 장치를 이용한 패턴드 시트의 제조방법.
제 3 항에 있어서,
상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 마이크로 임프린팅 패턴이 전사된 마이크로 요철패턴이 형성된 UV수지층을 코팅 형성시키는 마이크로 임프린팅 공정을 거친 시트원단의 저면에 코팅되어 있는 UV수지층을 복수의 자외선램프로 자외선을 재차 조사하여 상기 시트원단에 코팅된 UV수지층 및 상기 UV수지층 표면에 형성된 마이크로 요철패턴을 더 단단하게 경화시키는 자외선 재조사공정을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 마이크로 임프린팅 장치를 이용한 패턴드 시트의 제조방법.
제 3 항에 있어서,
상기 마이크로 임프린팅 소프트몰드의 상부측에서 수평공급되는 시트원단의 상면을 눌러주는 가압롤러는 실린더나 액츄에이터를 이용하여 상,하로 승강조절할 수 있도록 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 마이크로 임프린팅 장치를 이용한 패턴드 시트의 제조방법.
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제 3 항에 있어서,
상기 마이크로 임프린팅 공정을 복수의 유닛으로 구비하는 것을 특징으로 하는 마이크로 임프린팅 장치를 이용한 패턴드 시트의 제조방법.