KR100686779B1 - 모세관을 이용하는 저온 건조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모세관을 이용하는 저온 건조 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 모세관을 통하여 동박 표면의 액체를 흡입하여 동박을 건조시키는 저온 건조 장치에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명인 모세관을 이용하는 저온 건조 장치는, 내부에 길이 방향을 따라 제1 중공부가 형성된 외부 덕트; 외부 덕트의 내면과 소정 간격 이격되도록 제1 중공부에 삽입되어 설치되고, 내부에 길이 방향을 따라 제2 중공부가 형성된 내부 덕트; 그 끝단이 제2 중공부에 삽입되어 이동되는 시트와 근접하게 설치되고, 다른 끝단이 내부 덕트를 관통하도록 설치된 모세관; 및 제1 중공부에 공기가 고속으로 흐르게 하는 송풍 부재;를 구비한다.

동박, 건조 장치, 모세관, 벤츄리 현상

Description

모세관을 이용하는 저온 건조 장치{Low temperature drying apparatus using capillary tube}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모세관을 이용하는 저온 건조 장치를 나타낸 사시도.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 단면도.

도 3은 도 2의 모세관 유니트를 나타낸 사시도.

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 동박 30 : 외부 덕트

40 : 내부 덕트 60 : 모세관 유니트

70 : 가열 부재 100 : 모세관을 이용하는 저온 건조 장치

본 발명은 모세관을 이용하는 저온 건조 장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 모세관을 통하여 동박 표면의 액체를 흡입하여 동박을 건조시키는 저온 건조 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 동박은 제박기를 이용하여 전기 도금 방식으로 제조된 후, 일정한 폭으로 슬리팅되어 인쇄회로기판, 건전지, 축전지 등을 제조하는데 이용된다.

상기 동박 중 인쇄회로기판에 사용되는 동박은 표면 처리를 거친다. 표면 처리는 도금 공정, 방청 처리 공정, 실란 처리 공정, 린스 공정 및, 건조 공정을 포함한다.

상기 공정 중 건조 공정은 동박 표면의 액체를 제거하는 공정이다. 건조 공정에는 가열된 공기를 동박에 공급하여 동박 표면의 액체를 건조시키는 열풍 건조 방식과, 근적외선 히터를 동박과 근접하게 설치하여 복사열을 이용하여 동박 표면의 액체를 건조시키는 복사 건조 방식이 있다.

상기 열풍 건조 방식은 가열된 공기의 대류를 이용하기 때문에 동박 전체를 균일하게 건조시킬 수 있다. 그러나, 열풍 건조 방식은 동박 건조에 많은 시간이 소요되고 이에 따라 건조 장치 전체의 길이가 길어져야 한다. 만약, 건조 장치의 길이를 짧게 한다면 동박의 이동 속도 즉, 선속을 줄여야 하기 때문에 생산성이 떨어지는 문제점이 생기게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 열풍의 온도를 높이면 건조 장치의 길이를 짧게 할 수 있고 선속을 높일 수 있지만, 특수박처럼 필름과 동박이 접착된 경우에 필름이 변형되는 문제점이 생길 수 있다.

상기 복사 건조 방식은 동박과 근접하게 설치된 근적외선 히터를 이용하기 때문에 비교적 단시간에 동박을 건조시킬 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 복사 건조 방식은 동박이 국부적으로 가열될 수 있다. 특히, 특수박과 같이 필름과 동박이 접착된 경우에 복사열로 인하여 필름이 변형되는 문제점이 생길 수 있다.

한편, 상기 열풍 건조 방식과 복사 건조 방식은 공기를 가열하는 전열기와 히터가 많은 에너지를 소모한다. 또한, 전열기와 히터는 소모성 제품이기 때문에 주기적으로 교체해야 한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 동박을 저온에서 건조시킴으로써 동박에 접착된 필름이 변형되는 것을 방지할 수 있는 모세관을 이용하는 저온 건조 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 국부적 가열로 인하여 동박이 변형되는 것을 방지할 수 있는 모세관을 이용하는 저온 건조 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 에너지를 적게 소모하고 반영구적으로 사용할 수 있는 모세관을 이용하는 저온 건조 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 모세관을 이용하는 저온 건조 장치는, 내부에 길이 방향을 따라 제1 중공부가 형성된 외부 덕트; 상기 외부 덕트의 내면과 소정 간격 이격되도록 상기 제1 중공부에 삽입되어 설치되고, 내부에 길이 방향을 따라 제2 중공부가 형성된 내부 덕트; 그 끝단이 상기 제2 중공부에 삽입되어 이동되는 시트와 근접하게 설치되고, 다른 끝단이 상기 내부 덕트를 관통하도록 설치된 모세관; 및 상기 제1 중공부에 공기가 고속으로 흐르게 하는 송풍 부재;를 구비한다.

바람직하게, 상기 시트는 동박이고, 상기 모세관을 이용하는 저온 건조 장치는 상기 동박 표면에 존재하는 액체와 접촉되도록 상기 모세관의 끝단에 설치되어 상기 액체를 상기 모세관의 끝단 쪽으로 모으는 접촉 부재를 더 구비한다.

더욱 바람직하게, 상기 접촉 부재는 상기 동박에 접촉되어 휘어질 수 있도록 소정의 플렉스빌러티(flexibility)를 가진다.

또한, 상기 모세관의 끝단은 라운딩(rounding)되게 형성된 것이 바람직하다.

아울러, 상기 모세관을 이용하는 저온 건조 장치는 상기 제2 중공부 또는 상기 외부 덕트의 후방에 설치되어 상기 동박을 가열하는 가열 부재를 더 구비하는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 모세관을 이용하는 저온 건조 장치는, 상기 내부 덕트의 소정 부분에 형성된 휨부; 및 상기 휨부를 휘게 하여 상기 내부 덕트의 높이를 조절함으로써 상기 모세관의 끝단과 상기 동박 표면 사이의 거리를 조절하는 위치 조절부;를 더 구비하는 것이 바람직하다.

바람직하게, 상기 모세관을 이용하는 저온 건조 장치는, 상기 동박 표면의 액체의 존재 여부 또는 상기 액체와의 거리를 감지하는 센서; 및 상기 센서의 신호에 따라 상기 위치 조절부를 구동하여 상기 모세관의 끝단과 상기 동박 사이의 거리를 조절하는 제어 수단;을 더 구비한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모세관을 이용하는 저온 건조 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모세관을 이용하는 저온 건조 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ' 단면도이다. 아울러, 도 3은 도 2의 모세관 유니트를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ' 단면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 모세관을 이용하는 저온 건조 장치(100)는 외부 덕트(30)와, 외부 덕트(30)의 내부에 설치된 내부 덕트(40)와, 내부 덕트(40)를 관통하도록 설치된 모세관 유니트(60) 및, 고속의 공기를 외부 덕트(30)와 내부 덕트(40) 사이에 흐르게 하는 송풍 부재(미도시)를 구비한다.

상기 외부 덕트(30)에는 길이 방향으로 제1 중공부(32)가 형성된다. 제1 중공부(32)는 외부 덕트(30)의 공기 유입구(34)와 공기 유출구(35)를 연결하는 밀폐된 통로이다. 공기 유입구(34)에는 송풍 부재(미도시)가 설치된다. 송풍 부재에 관해서는 후술된다.

상기 내부 덕트(40)는 외부 덕트(30)의 내면과 소정 간격 이격되도록 제1 중공부(32)에 삽입되어 설치된다. 내부 덕트(40)에는 길이 방향을 따라 제2 중공부(42)가 형성된다. 동박(10)은 제2 중공부(42)에 삽입되어 이동된다. 따라서, 내부 덕트(40)와 외부 덕트(30)는 동박(10)의 폭(W)에 따라 그 구조 또는 형태가 결정될 수 있다.

상기 내부 덕트(40)의 소정 부분에는 휨부(43)가 형성된다. 휨부(43)는 휘어질 수 있는 소재로 제조되어 후술하는 위치 조절부(45)에 의하여 휘어짐으로써 내부 덕트(40)의 높이(H)를 조절한다. 이를 위해서는 휨부(43)가 내부 덕트(40)의 길이 방향과 수직을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다. 휨부(43)는 고무 주름관 등을 이용하여 제조될 수 있다.

상기 위치 조절부(45)는 내부 덕트(40)에 설치되고, 휨부(43)를 휘게 함으로써 내부 덕트(40)의 높이(H)를 조절한다. 위치 조절부(45)는 공압 또는 유압에 의하여 작동되며 내부 덕트(40)의 높이(H)를 조절하는 실린더, 또는 전자기력에 의하여 내부 덕트(40)의 높이(H)를 조절하는 전자석 부재를 구비할 수 있다. 위치 조절부(45)는 제2 중공부(42)의 길이 또는 제거하고자 하는 액체(15)의 양 등을 고려하여 적정 개수가 설치된다.

한편, 도 2는 내부 덕트(40)에 위치 조절부(45)가 설치된 것을 나타내고 있으나, 위치 조절부(45)는 내부 덕트(40)와 외부 덕트(30) 모두에 설치될 수도 있다. 외부 덕트(45)에 설치된 위치 조절부(45)는 외부 덕트(30)의 높이를 조절함으로써 공기의 유속을 조절한다. 즉, 액체(15)를 다량 흡입해야 하는 곳에서는 외부 덕트(30)의 높이를 조절하여 공기가 빠르게 흐르게 함으로써 흡입력을 크게 한다.

바람직하게, 상기 모세관을 이용하는 저온 건조 장치(100)는 모세관 유니트(60)의 전방(前方)에 설치된 센서(47) 및, 센서(47)의 신호에 따라 위치 조절부 (45)를 구동하는 제어 수단(미도시)을 구비한다.

상기 센서(47)는 동박(10) 표면의 액체(15)의 존재 여부 또는 액체(15)와의 거리를 감지하여 그 신호를 제어 수단에 전달한다. 상기 제어 수단은 센서(47)의 신호에 따라 위치 조절부(45)를 구동하여 휨부(43)를 휘게 한다. 즉, 제어 수단은 내부 덕트(40)의 높이(H)를 조절하여 모세관(62)의 끝단과 동박(10) 표면 사이의 거리를 조절함으로써 액체(15)가 효과적으로 흡입되도록 한다.

바람직하게, 상기 위치 조절부(45)와 센서(47)는 각 모세관 유니트(60)에 각각 설치된다. 각 모세관 유니트(60)마다 설치된 위치 조절부(45)와 센서(47)는 액체(15)의 존재 여부 또는 각 모세관(62) 끝단과 액체(15)와의 거리에 따라 휨부(43)를 휘게 하여 액체(15)의 흡입을 최적화한다.

상기 모세관 유니트(60)는 동박(10) 표면의 액체(15)를 빨아올릴 수 있는 모세관(62)을 구비한다. 모세관(62)은 그 끝단이 제2 중공부(42)를 통하여 이동되는 동박(10)과 근접하게 설치되고, 다른 끝단이 내부 덕트(40)를 관통하도록 설치된다. 모세관(62)은 모세관 현상이 일어날 수 있는 직경과 형상을 가진다.

상기 모세관 유니트(60)는 흡입하고자 하는 액체(15)의 양, 동박의 이동 속도 등에 따라 적정한 개수가 설치된다. 동박(10) 표면의 액체(15)는 벤츄리 현상과 모세관을 통하여 액체(15)가 상승하게 되는 모세관 현상에 의하여 제1 중공부(32)로 배출된다. 제1 중공부(32)로 배출된 액체(15)는 고속으로 이동하는 공기와 함께 공기 유출구(35)로 배출된다. 벤츄리 현상은 아래에서 설명된다.

바람직하게, 상기 모세관(62)은 다수 개가 서로 결합되어 모세관 다발을 이 룬다. 모세관 다발은, 도 3에 나타난 바와 같이, 모세관(62)이 횡으로 결합되어 동박(10)의 폭(W)과 상응하는 폭을 가질 수 있다.

상기 모세관(62)의 끝단은 라운딩(rounding)되게 형성된다. 이것은 모세관(62)의 끝단에 의하여 동박(10) 표면이 손상되는 것을 최소화하기 위함이다.

상기 모세관 유니트(60)는 동박(10) 표면의 액체(15)와 접촉되도록 모세관(62)의 끝단에 설치되어 액체(15)를 모세관(62)의 끝단 쪽으로 모으는 접촉 부재(66)를 더 구비할 수 있다. 접촉 부재(66)는 동박(10)에 접촉되어 휘어질 수 있도록 소정의 플렉스빌러티를 가지는 소재를 이용하여 제조된다. 즉, 접촉 부재(66)는 동박(10) 표면에 밀착되어 액체(15)를 모세관(62)의 끝단 쪽으로 모음으로써 액체(15)가 모세관(62)에 효과적으로 흡입될 수 있도록 한다.

상기 송풍 부재(미도시)는 공기 유입구(34)에 설치되어 제1 중공부(32)에 고속의 공기가 흐르게 한다. 송풍 부재는 강제 환기를 위하여 통상적으로 사용되는 팬 또는 송풍기이다. 제1 중공부(32)를 통하여 고속으로 흐르는 공기는 제1 중공부(32)의 압력을 떨어뜨려 모세관(62)을 통하여 동박(10) 표면의 액체(15)가 흡입되도록 한다. 이른바 벤츄리 현상에 의하여 동박(10) 표면의 액체(15)가 흡입된다.

상기 벤츄리 현상은 자동차 엔진 기화기의 벤츄리 관에서 볼 수 있는 현상으로서, 관 속을 흐르는 유체의 속도가 증가되면 관 내부의 압력이 떨어져 관과 연통된 곳의 유체가 관 내부로 빨려 들어가게 되는 현상이다.

이와 같이, 모세관을 이용하는 저온 건조 장치(100)는 히터 등 소모성 부재를 사용하지 않기 때문에 반영구적으로 사용될 수 있다. 아울러, 동박(10)을 저온 상태에서 건조시키기 때문에 에너지가 절감된다.

한편, 상기 모세관을 이용하는 저온 건조 장치(100)는 제2 중공부(42) 또는 외부 덕트(30)의 후방(後方)에 설치되어 동박(10)을 가열하는 가열 부재(70)를 더 구비할 수도 있다. 가열 부재(70)는 모세관(62)에 의하여 제거되고 남은 잔류 액체를 증발시켜 제거한다. 가열 부재(70)로는 고온의 공기를 동박(10)을 향하여 공급하는 열풍 건조 부재가 사용될 수 있다.

그러면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모세관을 이용하는 저온 건조 장치(100)의 작동 과정을 설명하기로 한다. 상기 모세관을 이용하는 저온 건조 장치(100)는 린스 공정을 거치는 동안에 동박(10) 표면에 포함된 액체(15)를 저온 상태에서 제거할 수 있는 장치이다.

먼저, 동박(10)을 제2 중공부(42)에 삽입한 후 출구 쪽으로 이동시키고, 송풍 부재를 이용하여 제1 중공부(32)에 공기가 고속으로 흐르게 한다. 이 때, 공기의 유속은 흡입하고자 하는 액체(15)의 양, 동박의 이동 속도 등에 의하여 결정된다.

동박(10) 표면에 포함된 액체(15)는 센서(47)에 의하여 감지된다. 센서(47)는 모세관 유니트(60)의 전방에 설치되고, 액체(15)의 존재 여부 또는 액체(15)와의 거리 등을 감지하여 제어 수단(미도시)에 전달한다.

상기 제어 수단은 센서(47)의 신호에 따라 위치 제어부(45)를 구동하여 내부 덕트(40)의 높이를 조절함으로써 모세관(62)의 끝단과 동박(10) 표면 사이의 거리를 조절한다. 즉, 제어 수단은 동박(10) 표면의 액체(15)가 효과적으로 흡입되도록 모세관(62)의 끝단과 동박(10) 표면 사이의 거리를 조절한다.

상기 동박(10) 표면의 액체(15)는 모세관 현상과 벤츄리 현상에 의하여 제1 중공부(32)로 배출된다. 모세관(62)의 끝단에 설치된 접촉 부재(66)는 동박(10) 표면의 액체(15)를 모세관(62) 끝단 쪽으로 모음으로써 액체(15)가 모세관(62)을 통하여 효과적으로 배출되도록 한다.

한편, 제2 중공부(42)에 설치된 가열 부재(70)는 모세관 유니트(60)의 후방에 설치되고, 고온의 공기를 동박(10)에 공급함으로써 동박(10) 표면에 존재하는 잔류 액체를 제거한다.

이상의 본 명세서는 본 발명을 설명하기 위하여 동박(10)을 건조시키는 것을 예로 들고 있으나, 본 발명인 모세관을 이용하는 저온 건조 장치(100)는 동박(10) 뿐만 아니라 연속 제조가 가능한 시트(sheet) 형태의 다른 피건조물에도 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 모세관을 이용하는 저온 건조 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 국부적 가열 또는 건조로 인하여 동박이 변형되는 것을 방지할 수 있다.

둘째, 동박을 저온에서 건조시킴으로써 동박에 접착된 필름이 변형되는 것을 방지할 수 있다.

셋째, 에너지를 적게 소모하고 반영구적으로 사용할 수 있다.

Claims (7)

1. 내부에 길이 방향을 따라 제1 중공부가 형성된 외부 덕트;

   상기 외부 덕트의 내면과 소정 간격 이격되도록 상기 제1 중공부에 삽입되어 설치되고, 내부에 길이 방향을 따라 제2 중공부가 형성된 내부 덕트;

   그 끝단이 상기 제2 중공부에 삽입되어 이동되는 시트와 근접하게 설치되고, 다른 끝단이 상기 내부 덕트를 관통하도록 설치된 모세관; 및

   상기 제1 중공부에 공기가 고속으로 흐르게 하는 송풍 부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 모세관을 이용하는 저온 건조 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 시트는 동박이고,

   상기 동박 표면에 존재하는 액체와 접촉되도록 상기 모세관의 끝단에 설치되어 상기 액체를 상기 모세관의 끝단 쪽으로 모으는 접촉 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모세관을 이용하는 저온 건조 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 접촉 부재는 상기 동박에 접촉되어 휘어질 수 있도록 소정의 플렉스빌러티(flexibility)를 가지는 것을 특징으로 하는 모세관을 이용하는 저온 건조 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 모세관의 끝단은 라운딩(rounding)되게 형성된 것을 특징으로 하는 모세관을 이용하는 저온 건조 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제2 중공부 또는 상기 외부 덕트의 후방에 설치되어 상기 동박을 가열하는 가열 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모세관을 이용하는 저온 건조 장치.
6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 내부 덕트의 소정 부분에 형성된 휨부; 및

   상기 휨부를 휘게 하여 상기 내부 덕트의 높이를 조절함으로써 상기 모세관의 끝단과 상기 동박 표면 사이의 거리를 조절하는 위치 조절부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모세관을 이용하는 저온 건조 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 동박 표면의 액체의 존재 여부 또는 상기 액체와의 거리를 감지하는 센서; 및

   상기 센서의 신호에 따라 상기 위치 조절부를 구동하여 상기 모세관의 끝단 과 상기 동박 사이의 거리를 조절하는 제어 수단;을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 모세관을 이용하는 저온 건조 장치.

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