KR101110162B1 - 합성수지 원단의 프린팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 프린팅 장치에 있어서,원단의 표면에 잉크를 분사하는 프린터헤드, 상기 프린트헤드의 후방에 배치되어 원단이 프린터헤드의 하방으로 활주하도록 가이드하는 인입롤러, 프린트된 원단을 권취하는 권취롤러를 포함하는 프린터 본체; 및 상기 프린터 본체의 후방에 배치되어 원단이 권취된 원단롤을 권출하는 권출기;로 구성되고, 상기 권출기는 권출기와 인입롤러 사이에서 원단을 인입롤러의 하단 아래로 늘이도록 원단롤의 회전속도가 제어되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 특징을 갖는 본 발명은, 권출기를 구비하여 프린터 본체로 진입하는 원단에 장력 및 불필요한 스트레스의 발생을 억제하여 최적의 상태로 프린팅을 가능하게 한다. 상기 권출기는 레이져를 방출하고 감지하는 포인터와 반사기가 구비되어 원단의 늘어진 양을 감지하여, 원단롤의 풀림정도를 제어할 수 있다. 본 발명에 따른 원단은 PVC 또는 PU 이고 안료가 석유 추출물 또는 화합물에 용해된 솔벤트 잉크를 사용하여 프린팅을 위한 원단의 전처리가 불필요한 효과가 있다.

반사기, 제어기, 포인터, 모터

Description

합성수지 원단의 프린팅 장치{APPARATUS FOR PRINTING PLASTIC SHEET}

본 발명은 PVC 및 PU 또는 PVC 와 PU 가 적층된 합성수지 원단의 프린팅 장치에 관한 것이다.

PVC(폴리염화비닐) 원단 및 PU(폴리우레탄) 원단은 값비싼 가죽을 대신하여 핸드백, 지갑, 다어어리 표지 등 여러 분야에서 널리 사용되고 있다.

상기 합성수지 원단은 표면에 별도의 착색, 코팅, 인쇄 등을 통하여 제품으로 가공되었다.

하지만, PVC 원단은 표면에 인쇄가 용이하나 신축성 및 유연성이 떨어져 제품 가공시 제한적인 형태로 제작되고 표면이 반들반들한 느낌이 들어 비닐제품인 인상을 갖을 수 있다. 또한 열에 약해 원단에 스트레스가 가해진상태로(장력이 발생된 상태)로 프린팅되면 코팅시 뒤틀림과 변형과 같은 원단 불량이 발생하는 경우가 있었다.

한편, 폴리우레탄 원단은 접합(lamination)시키는 조건에 따라서 습식, 건식, 발포용으로 나눌 수 있으며, 그 중 습식 PU 는 신발, 핸드백, 다이어리 표지 등에 합성피혁으로서 널리 사용된다.

상기 습식 PU 원단은 탄성, 원형 회복성, 인장강도, 신장율, 유연성, 촉감 등이 우수하며, 열에 강해 PVC 원단보다 가공시 뒤틀림 또는 밀림과 같은 원단의 불량 요소가 현저히 줄어드는 장점이 있다.

전술한 바와 같이, 상기 PVC 및 PU 원단은 값비싼 가죽을 대신하여 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 그 중 다이어리, 수첩 등과 같은 팬시류 및 핸드백 및 지갑 등과 같은 악세서리류 등에서도 널리 사용되고 있다.

하지만, 유행에 따라 디자인의 자주 변경되어 다품종 소량생산을 추구하는 제품들에 있어서, 스크린인쇄, 옵셋인쇄, 양각인쇄 등과 같은 종래의 대량인쇄 방식은 채산성을 맞추기가 점점 더 어려워지고 있는 것이 현실이다.

따라서, 소량의 제품을 가공하기 위한 원단을 출력을 위하여 잉크젯 방식의 프린터를 이용한 인쇄가 시도되기도 하였다.(일명, 실사출력)

그러나, 이와 같은 출력 방식은 종이나 얇은 천 등을 출력하기 위하여 사용되는 것으로서, 여러 문제점이 발생하였다.

예를 들면, 일반적인 프린트로 인쇄시 도 1a 에 도시된 바와 같이, 프린트롤러와 원단 사이의 미끄러짐 및 원단의 늘어남으로 인해 원단의 일측과 타측 상에서 인쇄속도가 차이발생되는 문제점이 있었다.

그리고, 인쇄될 원단의 권출(捲出; unroll)이 제대로 이루어지지 않는다면, 도 1b 에 도시된 바와 같이, 프린팅되는 원단에 선이 가는 불량(일명, 벤딩현상)이 발생하였다.

아울러, PVC 원단은 전술한 바와 같이 열에 약하므로, 인쇄 후 코팅과정에서 도 1c 에 도시된 바와 같이 색이 번지거나 원단이 열변형되는 문제점이 발생하였 다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 프린팅 장치에 있어서, 원단의 표면에 잉크를 분사하는 프린터헤드와, 상기 프린트헤드의 후방에 배치되어 원단이 프린터헤드의 하방으로 활주하도록 가이드하는 인입롤러와, 프린트된 원단을 권취하는 권취롤러를 포함하는 프린터 본체; 및 상기 프린터 본체의 후방에 배치되어 원단이 권취된 원단롤을 권출하는 권출기;로 구성되고, 상기 권출기는 권출기와 인입롤러 사이에서 원단을 인입롤러의 하단 아래로 늘이도록 원단롤의 회전속도가 제어되는 것을 특징으로 한다.

상기 권출기는, 상기 프린터 본체의 후방에 배치된 프레임과; 원단롤에 삽입되고 상기 프레임에 안착된 회전봉과; 상기 회전봉과 결합된 모터와; 상기 권출기와 인입롤러 사이에서 늘여진 원단의 일측에 배치된 반사기와; 상기 반사기로 레이져를 발광시키고, 반사된 레이져를 감지하는 포인터; 및 상기 모터를 제어하는 제어기;를 포함하며, 상기 포인터는 권출기와 인입롤러 사이에서 늘여진 원단의 타측에 배치되어, 상기 레이져의 수광 여부에 따라 모터의 작동이 결정되는 것을 특징으로 한다.

상기 원단은 PVC 재질의 원단 또는 PU 재질의 원단 각각을 프린팅할 수도 있으나, 상기 원단은 PVC 재질의 원단 및 PU 재질의 원단이 면접합되어 양면을 구성하고, 헤드에서 분사된 잉크는 솔벤트 잉크로 상기 PVC 재질 원단의 표면에 분사되 는 것이 바람직하다.

상기 원단의 재질은 PVC 또는 PU 이고, 상기 원단의 프린팅시 전처리가 필요없도록 헤드에서 분사된 잉크는 솔벤트 잉크이다.

상기 프린터 본체는 원단의 표면에 도포된 잉크를 가열하여 건조시키는 드라이어를 더 포함하여, 상기 원단이 드라이어의 표면을 활주하고 권취롤러에 권취된다.

상기 드라이어의 표면은 30⁰C 내지 70⁰C 로 가열되어 원단의 표면에 인쇄된 잉크를 건조시킨다.

상술한 바와 같은 특징을 갖는 본 발명은, 권출기를 구비하여 프린터 본체로 진입하는 원단에 장력 및 불필요한 스트레스의 발생을 억제하여 최적의 상태로 프린팅을 가능하게 한다.

상기 권출기는 레이져를 방출하고 감지하는 포인터와 반사기가 구비되어 원단의 늘어진 양을 감지하여, 원단롤의 풀림정도를 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 원단은 PVC 또는 PU 이고 안료가 석유 추출물 또는 화합물에 용해된 솔벤트 잉크를 사용하여 프린팅을 위한 원단의 전처리가 불필요한 효과가 있다.

본 발명의 프린터 본체는 드라이어를 구비하여 권취되기 전 상기 솔벤트 잉 크를 더욱 신속히 건조시킨다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 2a 는 본 발명의 권출기가 구비되지 않고 프린터 본체(10)에 원단롤(R)이 장착돼 프린팅되는 모습을 나타내며, 도 2b 는 상기 원단이 프린터 본체 내부에서 프린팅되는 모습을 나타낸다.

도 2a 에 도시된 상기 프린터 본체(10)는 후방(도 2a 에서 우측)에는 권출롤러(16)가 배치되며 상기 권출롤러(16)는 원단롤(R)이 끼워져 있다. 원단은 원단롤(R)에서 연속해서 권출되며 인입롤러(15)를 통하여 프린터 본체(10)의 내부로 진입한다. 도 2b 에 도시된 바와 같이, 상기 프린터 본체(10) 내부로 진입한 원단은, 표면에 프린터 헤드에 장착된 노즐(미도시)에서 분사된 잉크가 표면에 도포되며, 바닥면에는 가열 히터가 구비되어, 프린터 본체(10)의 전방으로 이동함에 따라 예열, 점착, 건조가 순차적으로 이루어지도록 가열된다. 즉, 원단은 프린터 본체(10) 내부의 가열 히터를 지나 이동함에 따라 예열, 점착, 건조가 연속적으로 이루어지게 된다. 또한, 상기 프린터 본체(10)의 전방에는 원단과 접촉면이 곡면형태인 드라이어(11)가 구비되어 프린팅된 원단을 추가적으로 건조한다. 상기 드라이어(11)를 통과한 원단은 롤러들(12, 13)을 지나 권취롤러(14) 권취된다.

하지만, 이와 같이 프린터 본체(10)만으로 프린팅을 진행되는 경우, 원단이 권취롤러(14)에 권취되며 프린터 본체(10)의 앞쪽(도 2a 에서 좌측 방향)으로 잡아당겨지므로 인입롤러(15)와 권출롤러(16) 사이에서의 원단은 필연적으로 장력(tension)이 발생되고, 그에 따라 전술한 바와 같은 문제점(원단의 늘어남, 도 1a 참조)이 발생될 수 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 권출기(20)를 구비한 본 발명이 프린팅 장치는 도 3 과 도 4 에 도시된다.

프린터 본체(10)의 구성은 전술한 바와 동일하며 권출롤러(16)만 생략된다. 한편, 프린터 본체(10)의 소정의 위치에는 도 4 에 도시된 바와 같기 반사기(31)가 설치되고, 본 발명의 권출기(20)는 프린터 본체(10) 후방에 배치된다.

상기 권출기(20)는 원단롤(R)이 결합되는 회전봉(21)과, 상기 회전봉(21)을 회전시키는 모터(23)와, 상기 모터(23)의 동작을 제어하는 제어기(25) 및 상기 제어기(25)와 통신하는 (레이져) 포인터(30)를 포함한다.

상기 권출기(20)는 원단의 하중을 움직임없이 지지할 수 있도록 금속제 프레임으로 제작되는 것이 바람직하며, 원단롤(R)이 결합된 회전봉(21)은 프레임의 상측에 안착된다. 상기 회전봉(21)은 모터(23)로부터 기어(22a, 22b) 또는 체인 등을 통해 동력을 전달받게 되며, 불필요한 마찰력이 발생되지 않도록 베어링(24)과 결합되어 금속제 프레임에 안착된다. 본 발명에 따른 실시예에서는 상기 프레임의 양측에서 두 개 이상의 베어링(24)들이 서로 소정의 (회전봉의 외경보다 좁은) 간격을 두도록 프레임에 각각 장착하고, 상기 베어링(24)들 사이에 회전봉(21)이 거치되도록 구성하였다.

상기 포인터(30)는 프레임의 하방 소정의 위치에 장착되며, 레이져를 반사기(31)를 향하여 발광시키고 상기 레이져가 반사기(31)에 반사되어 왔는지 여부를 감지한다. 즉, 포인터(30)는 반사기(31)를 향하여 레이져를 계속적으로 발광하도록 배치되며, 상기 반사기(31)에 반사된 레이져가 되돌아 오는지 여부를 실시간으로 감지한다. 상기 포인터(30)는 제어기(25)와 유선 또는 무선으로 통신하며, 반사되어 되돌아온 레이져의 감지여부를 송신한다.

상기 제어기(25)는 포인터(30)로부터의 신호에 따라 모터(23)의 온/오프를 제어하도록 구성되며 필요한 경우 모터(23)의 회전속도도 제어할 수 있도록 구성된다.

본 발명에 따른 프린팅 장치의 작동을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 프린팅 장치는 프린터 본체(10)로 진입하는 원단에 장력이 발생되지 않도록 원단을 인입롤러(15)의 높이 보다 낮게 아래로 늘여서 원단롤을 권출한다.

즉, 권취롤러(14)에 의하여 권취됨에 따라 프린터 본체(10) 후방에서 프린터 본체(10) 내부로 진입하는 원단이 여유길이(여유분)를 갖을 수 있도록, 원단이 늘여진 길이를 실시간으로 감지하며 감지된 신호에 따라 동시적으로 원단롤(R)을 권출시킨다.

상기 권취롤러(14)의 회전과 함께 프린터 본체(10)의 프린팅이 시작되며, 원단은 이동하게 된다. 그리고, 포인터(30)는 반사기(31)를 향해 레이져를 발광하며, 반사되 되돌아온 레이져의 수광 여부를 제어기(25)로 송신한다. 이때, 원단에 의해 레이져가 차단되어 포인터(30)가 레이져를 수광하지 못하면 모터(23)는 동작하지 않고, 도 6 에 도시된 바와 같이, 인입롤러(15)와 권출기(20) 사이에서 아래로 늘여진 원단의 여유분은 위로 올라가게 된다.

원단의 늘려진 여유분이 소정의 위치까지 상승하면, 포인터(30)에서 발광된 레이져는 반사기(31)에 반사되어 다시 포인터(30)로 수광된다. 그러면, 상기 포인터(30)는 레이져가 반사기에 반사되어 다시 되돌아왔음을 제어기(25)로 송신하고, 상기 신호를 수신한 제어기(25)는 모터(23)를 구동시켜 원단롤(R)을 회전시킨다. 이에 따라, 원단롤(R)을 원단을 권출하므로 원단의 여유분은 다시 아래로 내려가게 되며, 포인터(30)에서 발광한 레이져를 다시 차단시킨다.

따라서, 아래로 늘여진 원단의 여유분의 위치에 따라서 모터(23)의 작동이 계속적으로 제어된다. 그러므로, 상기 권출기(20)를 통하여 공급되는 상기 원단에는 장력 및 그에 따른 스트레스가 발생되지 않은 상태로 프린터 본체(10) 내부로 진입하여 프린팅이 진행된다.

도 7 은 권출기(20)가 없이 프린팅된 원단과 권출기(20)를 통하여 프린팅된 원단의 표면을 비교한 사진이다. 좌측의 사진은 원단에 장력 및 스트레스가 가해진 상태에서 원단의 변형에 의해 표면에 줄무늬가 발생하였으며, 우측의 사진은 장력의 발생없이 원단이 매끄럽게 프린터 본체 내부를 활주한 상태에서 깨끗하게 프린팅되었다.

한편, 이상과 같은 본 발명에 따른 프린팅 장치에 의해 장력이 발생되지 않은 상태로 프린팅된 PU 또는 PVC 원단은 별도의 전처리과정이 필요없이 솔벤트 잉 크로 프린팅되는 것이 바람직하며, 열변형 및 색감 변화를 방지하고 상기 솔벤트 잉크의 신속한 건조를 위해 30⁰C 내지 70⁰C 의 온도로 바람직하게는 50⁰C 로 드라이어(11)에 의해 추가적으로 건조되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 원단은 PU 및 PVC 원단 각각의 장점을 취하기 위하여 PU 와 PVC 가 혼합된 재질의 원단이나 PU 및 PVC 원단이 각각 일면을 이루도록 면접착된 원단을 사용할 수도 있다. 특히, PU 의 장점(탄성, 원형 회복성, 인장강도, 신장율, 유연성, 촉감 등이 우수하며, 열에 강해한 성질)과 PVC 의 장점(프린팅 후 표면 질감 및 색감의 우수성)을 동시에 성취할 수 있도록 PU 원단의 일면에 얇은 PVC 원단이 면접착 또는 코팅된 원단을 사용하면, 본 발명의 프린팅 장치의 효과는 더욱 확연히 증대시킬 것이다. 이때, 당연히 색감 표현력이 좋은 PVC 원단에 프린팅하는 것이 바람직함은 물론이다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 자명한 것이다.

도 1a 는 일측과 타측에서 상이한 장력이 발생한 상태로 프린팅된 원단의 표면사진,

도 1b 는 벤딩현상이 나타난 원단의 표면사진,

도 1c 는 열에 의하여 변형된 원단의 표면사진,

도 2a 는 프린터 본체에 원단롤이 장착된 모습을 나타내는 측면도,

도 2b 는 프린터 본체 내부의 구조를 개략적으로 나타낸 측면도,

도 3 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프린터 장치의 전방 사시도,

도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프린터 장치의 후방 사시도,

도 5 는 본 발명의 프린터 장치의 프린팅 전의 모습을 나타내는 측면도,

도 6 은 본 발명의 프린터 장치가 프린팅 하는 모습을 나타내는 측면도,

도 7 은 본 발명의 권출기 구비 여부에 따라 프린팅된 모습을 비교하는 원단의 표면사진.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

10 : 프린터 본체 11 : 드라이어

20 : 권출기 21 : 회전봉

23 : 모터 25 : 제어기

Claims (5)

1. 프린팅 장치에 있어서,

   원단의 표면에 잉크를 분사하는 프린터헤드, 상기 프린트헤드의 후방에 배치되어 원단이 프린터헤드의 하방으로 활주하도록 가이드하는 인입롤러, 프린트된 원단을 권취하는 권취롤러를 포함하는 프린터 본체; 및

   상기 프린터 본체의 후방에 배치되어 원단이 권취된 원단롤을 권출하는 권출기;로 구성되고,

   상기 권출기는 권출기와 인입롤러 사이에서 원단을 인입롤러의 하단 아래로 늘이도록 원단롤의 회전속도가 제어되되, 상기 원단은 PVC 재질의 원단 및 PU 재질의 원단이 면접합되어 양면을 구성하고, 헤드에서 분사된 잉크는 솔벤트 잉크로 상기 PVC 재질 원단의 표면에 분사되는 것을 특징으로 하는 합성수지 원단의 프린팅 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 권출기는,

   상기 프린터 본체의 후방에 배치된 프레임;

   원단롤에 삽입되고 상기 프레임에 안착된 회전봉;

   상기 회전봉과 결합된 모터;

   상기 권출기와 인입롤러 사이에서 늘여진 원단의 일측에 배치된 반사기;

   상기 반사기로 레이져를 발광시키고, 반사된 레이져를 감지하는 포인터;

   상기 모터를 제어하는 제어기;를 포함하며,

   상기 포인터는 권출기와 인입롤러 사이에서 늘여진 원단의 타측에 배치되어, 상기 레이져의 수광 여부에 따라 모터의 작동이 결정되는 것을 특징으로 하는 합성수지 원단의 프린팅 장치.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 프린터 본체는 원단의 표면에 도포된 잉크를 가열하여 건조시키는 드라이어를 더 포함하여, 상기 원단이 드라이어의 표면을 활주하고 권취롤러에 권취되는 것을 특징으로 하는 합성수지 원단의 프린팅 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 드라이어의 표면은 30⁰C 내지 70⁰C 로 가열되는 것을 특징으로 하는 합성수지 원단의 프린팅 장치.

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