KR101819916B1 - 반사시트 성형층 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반사시트 성형층 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로 프리즘 패턴의 전주금형을 위에 필름을 안착하고 히팅 프레스 및 쿨링 프레스를 포함하는 하이브리드 수직 프레스로 초고휘도 반사시트 성형층을 제조하는 반사시트 성형층 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 반사시트 성형층 제조방법은 히팅 프레스를 예열하는 제 1단계; 상기 예열한 히팅 프레스 내에 마이크로 프리즘 패턴 전주금형을 세팅하는 제 2단계; 상기 마이크로 프리즘 패턴 전주금형 상단에 필름을 안착시키는 제 3단계; 상기 필름을 가열, 가압하여 마이크로 프리즘 패턴을 성형하는 제 4단계; 쿨링 프레스를 예냉하는 제 5단계; 상기 마이크로 프리즘 패턴이 성형된 필름이 위치한 전주금형을 상기 예냉한 쿨링 프레스로 이동시키는 제 6단계; 상기 쿨링 프레스를 이용하여 상기 필름을 냉각, 가압하는 제 7단계; 상기 전주금형으로부터 필름을 탈형하는 제 8단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반사시트 성형층 제조방법은 히팅 프레스를 예열하는 제 1단계; 상기 예열한 히팅 프레스 내에 마이크로 프리즘 패턴 전주금형을 세팅하는 제 2단계; 상기 마이크로 프리즘 패턴 전주금형 상단에 필름을 안착시키는 제 3단계; 상기 필름을 가열, 가압하여 마이크로 프리즘 패턴을 성형하는 제 4단계; 쿨링 프레스를 예냉하는 제 5단계; 상기 마이크로 프리즘 패턴이 성형된 필름이 위치한 전주금형을 상기 예냉한 쿨링 프레스로 이동시키는 제 6단계; 상기 쿨링 프레스를 이용하여 상기 필름을 냉각, 가압하는 제 7단계; 상기 전주금형으로부터 필름을 탈형하는 제 8단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 반사시트 성형층 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마이크로 프리즘 패턴의 전주금형을 위에 필름을 안착하고 히팅 프레스 및 쿨링 프레스를 포함하는 하이브리드 수직 프레스로 초고휘도 반사시트 성형층을 제조하는 반사시트 성형층 제조방법에 관한 것이다.
반사시트는 유리구슬을 이용한 글라스 비드(glass bead)형과 미세한 입방체 입자를 이용한 마이크로프리즘(microprism)형이 있다. 마이크로프리즘형은 입방체 형태의 마이크로프리즘을 일면에 형성한 것으로 마이크로프리즘의 정밀도와 입방체의 각도에 따라 반사 성능이 좌우된다.
마이크로 프리즘 타입의 반사시트는 글라스 비드에 비하여 물과 습기에 강하기 때문에 반사율이 높은 장점이 있어, 시트 자체의 굴절율에 의해 빛을 반사하는 마이크로 프리즘 타입의 반사시트가 널리 이용되고 있다.
상기 마이크로 프리즘 타입은 입사되는 빛을 프리즘의 각 면에서 일정한 각도로 굴절되게 하고, 상기 굴절된 빛이 각 프리즘의 면에 투과하면서 입사각과 동일한 경로로 반사되어 나오도록 한다. 이러한 프리즘의 원리를 이용하여 시트의 면에 다수개의 작은 프리즘 구조를 형성하게 되면 각 프리즘 단위구조가 반사체의 역할을 수행하는 것이다.
일반적으로 상기 마이크로 프리즘 타입의 반사시트의 제조는 이송롤러로 필름이 공급되고, 가압롤러 사이에 필름이 통과하여 엠보싱 또는 패턴을 형성하는 방법으로 제조되어지고 있으나, 이러한 형태의 제조방법으로는 엠보싱 또는 패턴의 형성 후 롤러의 단부 등에 의해 엠보싱 또는 패턴의 형태가 일그러지거나 굽힘이 발생하여 전체적인 휘도의 감소를 야기할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 하이브리드 수직 프레스를 이용하여 반사시트 성형층 제조 시의 굽힘 등의 공정이 필요하지 않아 휘도의 감소에 의한 불량을 줄이고 정밀한 마이크로 프리즘 패턴의 구현으로 초고휘도의 반사시트 성형층 제조가 가능한 반사시트 성형층 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 상기 하이브리드 수직 프레스에 히팅 프레스와 쿨링 프레스를 포함하고 필름의 두께 및 가열, 냉각, 가압에 대한 최적의 조건을 제시하여 우수한 품질의 반사시트 성형층 제조가 가능한 반사시트 성형층 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 반사시트 성형층 제조방법은 히팅 프레스를 예열하는 제 1단계; 상기 예열한 히팅 프레스 내에 마이크로 프리즘 패턴 전주금형을 세팅하는 제 2단계; 상기 마이크로 프리즘 패턴 전주금형 상단에 필름을 안착시키는 제 3단계; 상기 필름을 가열, 가압하여 마이크로 프리즘 패턴을 성형하는 제 4단계; 쿨링 프레스를 예냉하는 제 5단계; 상기 마이크로 프리즘 패턴이 성형된 필름이 위치한 전주금형을 상기 예냉한 쿨링 프레스로 이동시키는 제 6단계; 상기 쿨링 프레스를 이용하여 상기 필름을 냉각, 가압하는 제 7단계; 상기 전주금형으로부터 필름을 탈형하는 제 8단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 반사시트 성형층 제조방법은 하이브리드 수직 프레스를 사용하여 패턴의 일그러짐 등의 불량을 저하시켜 초고휘도의 반사시트를 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 반사시트 성형층 제조방법은 하이브리드 수직 프레스의 히팅 프레스와 쿨링 프레스 작업 수행 시 최적의 온도, 압력 조건을 제공하여 보다 우수한 품질의 반사시트를 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 반사시트 성형층 제조방법을 나타내는 순서도이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
하기에서는 본 발명의 반사시트 성형층 제조방법을 도면을 이용하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 반사시트 성형층 제조방법을 나타내는 순서도이다.
먼저, 제 1단계(S10)에서는 히팅 프레스를 예열한다. 구체적으로, 하이브리드 수직 프레스 중 히팅 프레스를 사용하기 위해 히팅 프레스를 예열한다.
상기 히팅 프레스의 예열온도는 하기에서 실시할 가열 공정과 유사한 범위의 190 내지 210℃로, 가열 공정을 수행하기 50 내지 60분 전에 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 히팅 프레스는 판히터 열원인 유압식 프레스로, 가능한 설정조건은 압력 0~300kgf/cm2, 온도 0 내지 400℃를 전기로 이용해 조절하며 열판 면적은 전주금형 및 필름셋을 충분히 작업할 수 있는 480*480mm 열판을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제 2단계(S20)에서는 상기 예열한 히팅 프레스 내에 마이크로 프리즘 패턴 전주금형을 세팅한다. 구체적으로, 마이크로 프리즘 패턴 전주 금형을 상기 예열한 히팅 프레스에 세팅하여 필름 성형을 위한 준비를 한다.
상기 마이크로 프리즘 패턴 전주금형은 초고휘도 반사시트 성형층을 제작하기 위해 마이크로 단위의 프리즘 형상을 미세가공한 마스터 금형을 3회 전주하여 직접 성형이 가능하도록 한 미세패턴 전주금형으로, 황동 재질의 마스터 금형을 전해조에서 니켈 소재로 전주한 것이다.
다음으로, 제 3단계(S30)에서는 상기 마이크로 프리즘 패턴 전주금형 상단에 필름을 안착시킨다. 구체적으로, 상기 히팅 프레스 내의 마이크로 프리즘 패턴 전주금형 상단에 반사시트 제조를 위한 필름을 안착시킨다.
상기 필름은 고분자 필름으로 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA) 를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 폴리메틸메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA)는 투명성과 광택성이 우수하고 가공성이 좋은 장점이 있다.
또한, 상기 반사시트 제조를 위한 필름의 두께는 50 내지 150㎛, 인장강도는 80 내지 90Mpa인 것이 바람직하다. 상기 필름의 두께가 50㎛일 경우 전주금형의 마이크로 프리즘 미세패턴 높이보다 낮아 미성형 가능성이 있으며, 150㎛를 초과할 경우 압착시 고분자의 외부 분출, 끓음 현상으로 기포가 발생할 수 있다.
다음으로, 제 4단계(S40)에서는 상기 필름을 가열, 가압하여 마이크로 프리즘 패턴을 성형한다. 구체적으로, 상기 히팅 프레스를 이용하여 상기 전주금형 상단의 필름을 가열, 가압하여 마이크로 프리즘 패턴을 성형한다.
상기 히팅 프레스의 가열 온도는 190 내지 210℃인 것이 바람직하다. 상기 가열 온도가 190℃ 미만일 경우 고분자 필름의 유동성이 낮아 미세패턴의 미성형 부분이 발생할 수 있으며, 온도가 210℃보다 높은 경우 고분자인 필름의 탄화 및 끓음 현상이 저하되는 원인이 될 수 있다.
또한, 상기 히팅 프레스의 가압 압력은 100 내지 150kgf/cm2인 것이 바람직하다. 상기 압력이 100kgf/cm2 보다 낮을 경우 미세 패턴의 미성형부분이 발생하며, 압력이 150kgf/cm2 보다 높을 경우 과도한 압착으로 인해 미세패턴의 파괴, 필름의 두께 감소, 고분자 외부 분출 등의 불량이 발생할 수 있다.
또한, 상기 가열, 가압 공정의 수행은 3 내지 7분간 수행되는 것이 바람직하다. 상기 가열, 가압 공정의 수행이 3분 미만일 경우 미세 패턴의 미성형부분이 발생할 수 있으며, 7분을 초과할 경우 필름의 탄화 및 끓음 현상으로 인한 불량이 발생할 수 있다.
다음으로, 제 5단계(S50)에서는 쿨링 프레스를 예냉한다. 구체적으로, 상기 가열, 가압 공정을 수행한 필름을 냉각하기 위하여 하이브리드 프레스 중 쿨링 프레스를 예냉하여 준비한다.
상기 쿨링 프레스의 예냉온도는 하기에서 실시할 냉각 공정과 유사한 범위의 -10 내지 10℃로, 냉각 공정을 수행하기 50 내지 60분 전에 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 쿨링 프레스는 상하 평판 금형에 공랭식 냉각기를 연결한 쿨링 프레스로, 가능한 설정조건은 압력 0~300kgf/cm2, 온도 -30 내지 40℃를 전기로 이용해 조절하며 냉각 금형 면적은 전주금형 및 필름셋을 충분히 작업할 수 있는 480*480mm 판을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 제 6단계(S60)에서는 상기 마이크로 프리즘 패턴이 성형된 필름이 위치한 전주금형을 상기 예냉한 쿨링 프레스로 이동시킨다. 구체적으로, 상기 가열, 가압 공정을 거친 필름이 위치한 전주금형을 상기 미리 예냉한 쿨링 프레스에 세팅하여 냉각 공정을 준비한다.
다음으로, 제 7단계(S70)에서는 상기 쿨링 프레스를 이용하여 상기 필름을 냉각, 가압한다. 구체적으로, 상기 쿨링 프레스를 이용하여 성형된 마이크로 프리즘 패턴의 형상대로 상기 전주금형 상단의 필름을 냉각, 가압한다.
상기 쿨링 프레스의 냉각 온도는 -10 내지 10℃인 것이 바람직하다. 상기 냉각 온도가 -10℃ 미만일 경우 고분자 필름의 물성이 낮아져 잘 깨어지는 현상이 발생할 수 있으며, 온도가 10℃보다 높은 경우 고분자 필름의 결정화 진행으로 필름이 불투명하여 반사 성능이 저하될 수 있다.
또한, 상기 쿨링 프레스의 가압 압력은 100 내지 150kgf/cm2인 것이 바람직하다. 상기 압력이 100kgf/cm2 보다 낮을 경우 미세 패턴의 미성형부분이 발생하며, 압력이 150kgf/cm2 보다 높을 경우 과도한 압착으로 인해 미세패턴의 파괴, 필름의 두께 감소, 고분자 외부 분출 등의 불량이 발생할 수 있다.
또한, 상기 냉각, 가압 공정의 수행은 3 내지 7분간 수행되는 것이 바람직하다. 상기 냉각, 가압 공정의 수행이 3분 미만일 경우 고분자 필름의 고화가 충분히 이루어지지 않아 미성형이 발생하거나 탈형에 어려움이 있을 수 있으며, 7분을 초과할 경우 이미 작업이 완료되어 생산성이 저하되거나 오랜 압착으로 필름의 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
다음으로, 제 8단계(S80)에서는 상기 전주금형으로부터 필름을 탈형한다. 구체적으로, 상기 쿨링 프레스에서 냉각, 가압 공정을 거친 전주금형으로부터 필름을 탈형하여 반사시트 성형층의 제조를 완료한다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다
S10. 히팅 프레스를 예열하는 제 1단계
S20. 상기 예열한 히팅 프레스 내에 마이크로 프리즘 패턴 전주금형을 세팅하는 제 2단계
S30. 상기 마이크로 프리즘 패턴 전주금형 상단에 필름을 안착시키는 제 3단계
S40. 상기 필름을 가열, 가압하여 마이크로 프리즘 패턴을 성형하는 제 4단계
S50. 쿨링 프레스를 예냉하는 제 5단계
S60. 상기 마이크로 프리즘 패턴이 성형된 필름이 위치한 전주금형을 상기 예냉한 쿨링 프레스로 이동시키는 제 6단계
S70. 상기 쿨링 프레스를 이용하여 상기 필름을 냉각, 가압하는 제 7단계
S80. 상기 전주금형으로부터 필름을 탈형하는 제 8단계
S20. 상기 예열한 히팅 프레스 내에 마이크로 프리즘 패턴 전주금형을 세팅하는 제 2단계
S30. 상기 마이크로 프리즘 패턴 전주금형 상단에 필름을 안착시키는 제 3단계
S40. 상기 필름을 가열, 가압하여 마이크로 프리즘 패턴을 성형하는 제 4단계
S50. 쿨링 프레스를 예냉하는 제 5단계
S60. 상기 마이크로 프리즘 패턴이 성형된 필름이 위치한 전주금형을 상기 예냉한 쿨링 프레스로 이동시키는 제 6단계
S70. 상기 쿨링 프레스를 이용하여 상기 필름을 냉각, 가압하는 제 7단계
S80. 상기 전주금형으로부터 필름을 탈형하는 제 8단계
Claims (7)
- 히팅 프레스 및 쿨링 프레스를 포함하는 하이브리드 수직 프레스 중 히팅 프레스를 190 내지 210℃로, 가열 공정을 수행하기 50 내지 60분 전에 예열하는 제 1단계;
상기 예열한 히팅 프레스 내에 마이크로 프리즘 패턴 전주금형을 세팅하는 제 2단계;
상기 마이크로 프리즘 패턴 전주금형 상단에 필름을 안착시키는 제 3단계;
상기 필름을 가열, 가압하여 마이크로 프리즘 패턴을 성형하는 제 4단계;
상기 쿨링 프레스를 -10 내지 10℃로, 냉각 공정을 수행하기 50 내지 60분 전에 예냉하는 제 5단계;
상기 마이크로 프리즘 패턴이 성형된 필름이 위치한 전주금형을 상기 예냉한 쿨링 프레스로 이동시키는 제 6단계;
상기 쿨링 프레스를 이용하여 상기 필름을 냉각, 가압하는 제 7단계;
상기 전주금형으로부터 필름을 탈형하는 제 8단계;를 포함하여 구성되고,
상기 제 2단계에서 마이크로 프리즘 패턴 전주금형은 마이크로 단위의 프리즘 형상을 미세가공한 마스터 금형을 3회 전주하여 직접 성형이 가능하도록 한 전주금형이고,
상기 제 2단계에서 마이크로 프리즘 패턴 전주금형은 황동 재질의 마스터 금형을 전해조에서 니켈 소재로 전주한 전주금형이며,
상기 제 3단계의 필름은 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate, PMMA) 필름이며 상기 필름의 두께는 50 내지 150㎛, 인장강도는 80 내지 90Mpa 이며,
상기 제 4단계에서 온도는 190 내지 210℃, 압력은 100 내지 150kgf/cm2 으로 3 내지 7분간 가열, 가압하며,
상기 제 7단계에서 온도는 -10 내지 10℃, 압력은 100 내지 150kgf/cm2 으로 3 내지 7분간 냉각, 가압하는 것을 특징으로 하는 반사시트 성형층 제조방법
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