KR101605464B1 - 전처리 일체형 디지털 인쇄 장치 - Google Patents

전처리 일체형 디지털 인쇄 장치 Download PDF

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Abstract

전처리 일체형 디지털 인쇄 장치에 관한 것으로서, 원단을 이송하는 원단이송롤러; 공급되는 원단에 전처리 용액을 원단에 분사하는 다수의 헤드를 포함하는 제 1 헤드 모듈; 상기 전처리 용액이 분사된 원단을 건조시키는 건조부; 및 상기 건조된 원단에 잉크를 분사하는 다수의 헤드를 포함하는 제 2 헤드 모듈을 마련하여, 별도의 전처리 장치 없이 디지털 인쇄 장치에서 전처리와 인쇄를 동시에 수행할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

전처리 일체형 디지털 인쇄 장치{Digital Textile Printer Equipped with Pretreatment}
본 발명은 전처리 일체형 디지털 인쇄 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전처리 용액을 분사하는 헤드가 디지털 인쇄 장치에 일체로 구비되어 있는 일체형 디지털 인쇄 장치에 관한 것이다.
최근에 와서는 종이 인쇄를 포함한, 패키징 인쇄 뿐만 아니라 의류 등의 날염시 제도 및 제판 과정이 필수적이고 절차가 복잡한 스크린 프린터 또는 롤러 프린터에 의한 날염방식 대신 유행에 신속하게 대처할 수 있도록 디지털 카메라 또는 스캐너 등을 통해 입력된 이미지자료를 컴퓨터상에서 편집하거나 새로 디자인한 이미지를 피인쇄물에 직접 프린트 시킬 수 있는 디지털 인쇄 장치(DTP: Digital Textile Printer)가 개발되어 사용되고 있다.
이러한 디지털 인쇄 장치는 일반 프린터와 달리 직물 원단에 인쇄를 하기 때문에 일반적인 프린터와는 다른 특징을 가지고 있다. 디지털 인쇄 장치의 텍스타일 프린팅(textile printing)은 실크 스크린 기법을 기초로 하여 다양한 조형 표현과 분석 및 재구성을 시도한 창의적인 제품 생산 원리를 접목한 것으로 섬유, 실, 제직 또는 편성 제품 및 펠트와 같은 다양한 섬유 제품에 인쇄를 하는 기법이다.
디지털 인쇄 장치에 사용되는 원단은 일반적인 종이와 달리 원단이 밀리거나 말리기도 하고 인쇄를 하면 잉크가 번지기 때문에 이러한 현상을 방지할 필요가 있다. 따라서 원단의 잉크 흡수성을 높여 잉크의 번짐을 방지하고 원단에 인쇄되는 문양의 해상도를 높이고 원단에 잉크가 잘 달라붙도록 하기 위해서는 해당 부분에 전처리액을 분사하는 전처리 공정이 필수적이다.
원단에 직접 인쇄를 하기 위해서는 이러한 전처리 공정이 필수적이지만 이는 매우 번거로운 절차이다.
일반적 전처리 공정에 의하면, 이송롤러에 의하여 이송된 원단을 전처리액에 통과시켜 원단에 묻은 전처리액을 망글로 압착하여 균일하게 전처리액을 코팅하는 방법이다. 이와 같은 방법은 섬유의 종류에 따라, 또는 조직의 종류에 따라 전처리액이 다르게 되어야 하는 날염의 성격 때문에 연속 일괄공정에는 적합하지 않으며, 원단의 일부분만 프린팅 할 때에도 원단전체를 전처리 하여야 하므로 전처리액 낭비가 심하다. 그로 인하여 비용이 많이 들 뿐만 아니라 환경오염의 우려가 있다.
그리고 하기 특허문헌 1에는 한 단계의 코팅 공정만으로 인쇄시 요구되는 모든 물성을 만족하여 막대한 재료, 공정(시간) 및 제조 경비를 절감할 수 있도록 하는 고효율 코팅제와 그 제조 방법에 대한 내용이 기재되어 있다.
도 1은 특허문헌 1에 기재된 코팅 공정의 개략도를 도시한 것이다.
하지만 하기 특허문헌 1의 전처리 공정 역시 도 1에 도시된 것과 같이 코팅용액에 원단을 담그고 망글을 이용하여 코팅하는 방법을 사용하고 있다.
또한 상기와 같은 방법으로 전처리를 하게 되면 일정량 이상의 원단과 전처리액이 요구되어진다. 이러한 점은 잉크젯 날염이 소량 다품종 생산 방식임을 감안하면 미리 원단을 전처리하여 보관하고 있다가 필요할 때마다 프린트하여야 함을 의미한다.
그리고 전처리의 이렇게 전처리한 원단을 보관하고 있으면 원단의 특성에 따라 습기를 먹기도 하고 스크래치 등 실제 날염시 불량의 원인이 되는 손상이 발생하기도 한다.
대한민국 등록특허공보 제 10-1004170호(2010년 12월 24일, 공고)
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 별도의 전처리 공정 없이 전처리 작업과 동시에 날염 작업을 할 수 있는 전처리 일체형 디지털 인쇄 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 전처리 일체형 디지털 인쇄 장치는 원단을 이송하는 원단이송롤러, 공급되는 원단에 전처리 용액을 원단에 분사하는 다수의 헤드를 포함하는 제 1 헤드 모듈, 상기 전처리 용액이 분사된 원단을 건조시키는 건조부, 상기 건조된 원단에 잉크를 분사하는 다수의 헤드를 포함하는 제 2 헤드 모듈, 상기 제 1 헤드 모듈의 전처리 용액 분사를 제어하는 제 1 제어부 및 상기 제 2 헤드 모듈의 잉크 분사를 제어하는 제 2 제어부를 포함하고, 상기 제 1 헤드 모듈은 상기 제 2 헤드 모듈에서 분사되는 잉크를 고착시키도록, 상기 제 2 헤드 모듈의 단위 노즐당 분사량보다 2 내지 10 배 많은 양을 분사하며, 상기 제 1 헤드 모듈은 고정되어 있고 원단이 이송될 때 원하는 위치에 전처리 용액을 분사하고, 상기 제 2 헤드 모듈은 피인쇄물의 폭 방향으로 인쇄 영역 전체를 커버하도록 잉크를 분사하는 다수의 잉크젯 헤드가 일정 간격으로 교대로 배치되는 것을 특징으로 한다.
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상기 제 1 헤드 모듈의 노즐당 단위 분사량은 30 피코 리터 내지 80 피코 리터인 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 제 1 헤드 모듈은 상기 헤드에 갈음하여 스프레이 노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
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상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전처리 일체형 디지털 인쇄 장치는 별도의 전처리 장치 없이 디지털 인쇄 장치에서 전처리와 인쇄를 동시에 수행할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 전처리 일체형 디지털 인쇄 장치에 의하면, 종래의 전처리 장치에서 수행되던 공정을 생략함으로써, 작업 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다. 예를 들어 종래에는 전처리 완료 후 인쇄하기까지 원단을 별도의 장치에 감아 두어야 했으나 본 발명에 의하면 이러한 작업이 불필요해지고 따라서 원단의 이송 시간을 절약할 수 있고 운반이 불필요해진다.
또한, 본 발명에 따른 전처리 일체형 디지털 인쇄 장치에 의하면, 전처리와 인쇄 작업을 동시에 수행하기 때문에 좁은 공간에서도 설치가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 전처리 일체형 디지털 인쇄 장치에 의하면, 인쇄가 필요한 부분에만 전처리 작업을 수행할 수 있기 때문에 전처리 액의 낭비를 줄일 수 있고 환경오염도 방지할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 전처리 일체형 디지털 인쇄 장치에 의하면 원단 전체에 전처리가 가능하며 이미지에 따라 전처리방식을 달리하면서 효율적으로 전처리 작업을 수행할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또한, 작업 공정의 향상으로 원가를 절감할 수 있고 적은 인원으로 작업이 가능하다는 효과가 얻어진다.
도 1은 종래 기술에 의한 전처리 공정의 개략도를 나타내는 도면,
도 2은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 인쇄 장치의 개략도,
도 3은 상기 도 2에 의한 디지털 인쇄 장치의 평면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디지털 인쇄 장치의 개략도,
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 인쇄 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 디지털 인쇄 장치를 도시한 것으로, 싱글 패스 방식에 의한 디지털 인쇄 장치를 도시한 것이다.
싱글 패스 방식이란 프린트 헤드는 고정되어 있고 원단이 이동되면서 날염되는 방식을 말한다.
상기 도면을 참조하면, 디지털 인쇄 장치(300)는 원단을 이송하는 원단이송롤러(310), 전처리 용액을 분사하는 제 1 헤드 모듈(320), 상기 전치리 용액이 분사된 원단을 건조시키는 건조부(330), 및 상기 건조된 원단에 잉크를 분사하는 제 2 헤드 모듈(340)을 포함한다.
상기 원단이송롤러(310)는 원단을 이송하기 위한 롤러로 디지털 인쇄 장치(300)의 양쪽에 설치되어 있다. 원단이송롤러(310)를 통해 원단 이송 벨트(312)가 움직이게 되고 원단이 이송 벨트를 따라 이동하게 된다.
상기 제 1 헤드 모듈(320)은 제 2 헤드 모듈(340)과 유사한 구성을 가지므로, 제 2 헤드 모듈(340)을 먼저 살펴보기로 한다.
상기 제 2 헤드 모듈(340)은 잉크를 분사할 수 있는 다수의 잉크젯 헤드(342)를 장착한 것으로, 다수의 헤드(342)간의 노즐이 서로 이격되거나 중첩되지 않도록 일정 간격으로 교대로 배치하여 피인쇄물(원단)의 폭 방향으로 인쇄 영역 전체를 커버할 수 있도록 배열된다. 제 2 헤드 모듈(340)은 원하는 색상 수만큼 개수를 늘려서 사용할 수 있는데, 본 실시예에서는 3개가 장착된 것을 예시로 나타내었다. 하나의 헤드 모듈에 두 가지 색상의 잉크를 출력하는 것이 가능하므로, 본 실시예와 같이 3개의 헤드 모듈(340)이 사용되는 경우에는 6가지 색상을 출력하는 것이 가능하다. 도 3을 참조하면 3개의 제 2 헤드 모듈(340)의 장착된 것을 확인할 수 있다.
상기 제 2 헤드 모듈의 일측에는 잉크를 공급해 주기 위한 잉크통이 설치되며, 노즐 빠짐을 최소화하거나 복구할 수 있도록 탈기(액체에 녹아 있는 기포를 제거함)된 잉크를 지속적으로 공급할 수 있는 잉크 탈기 및 잉크 순환 공급 장치가 잉크젯 헤드(342)의 상부에 연결되어 있다. 잉크통, 잉크 탈기 및 잉크 순환 공급 장치는 헤드 모듈의 일반적인 구성으로 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 자명하게 실시할 수 있을 정도의 것이므로 도면 도시는 생략하기로 한다.
상기 제 1 헤드 모듈(320)은 상기 제 2 헤드 모듈(340)과 마찬가지로 다수의 헤드(322)가 장착되어 있으며, 제 2 헤드 모듈(340)과 거의 동일한 구성을 가진다. 다만, 제 1 헤드 모듈(320)에 장착된 헤드(322)의 단위 노즐당 분사량은 제 2 헤드 모듈(340)에 장착된 헤드(342)의 단위 노즐당 분사량 보다 많다. 즉, 제 1 헤드 모듈에서 인쇄된 패턴이 제 2 헤드 모듈에 의해 인쇄된 패턴 보다 크게 형성되어야 한다. 일반적으로 제 2 헤드 모듈의 단위 노즐당 분사량은 최소 1 피코 리터에서 수십 피코리터 인데, 이 경우 제 1 헤드 모듈의 노즐당 분사량은 최소 30 피코 리터에서 많게는 수백 피코 리터까지 형성될 수 있으며, 보통 80 피코 리터 정도인 것이 바람직하다.
왜냐하면 제 1 헤드 모듈에서 분사되는 전처리액의 패턴이 제 1 헤드 모듈에서 분사되는 잉크의 패턴 보다 크게 형성되어야, 제 2 헤드 모듈에서 분사되는 잉크를 충분히 고착시킬 수 있기 때문이다. 예를 들어 꽃 그림을 인쇄하는 경우, 제 1 헤드에서 분사되는 전처리액이 제 2 헤드로 인쇄될 패턴(꽃 그림)보다 크게 인쇄되어야 제 2 헤드에서 분사되는 잉크를 충분히 고착시킬 수 있다.
상기 제 1 헤드 모듈(320)은 헤드(322)를 대신해 스프레이 노즐을 사용할 수도 있다. 스프레이 노즐은 원단 전체에 전처리 용액을 코팅하고자 할 때 사용하는 방식으로, 인쇄하고자 하는 이미지가 큰 경우에 주로 사용된다. 스프레이 방식은 노즐로부터 분사되는 액체가 퍼지면서 분사되기 때문에, 넓은 영역을 균일하게 코팅하기에 적합하고, 이에 반해 헤드를 사용하는 패턴 방식은 용액이 퍼지는 것이 아니라 헤드로부터 직접적으로 떨어지면서 분사되기 때문에 특정 부위만을 코팅하기에 적합한 방식이다.
디지털 인쇄 장치(300)에는 상기 제 1 헤드 모듈(320)의 전처리 용액 분사를 제어하는 제 1 제어부 및 상기 제 2 헤드 모듈(340)의 잉크 분사를 제어하는 제 2 제어부가 더 장착되어 있으나 이는 일반적인 헤드의 제어 방법과 동일하고 디지털 인쇄 장치에 어느 부분에나 장착될 수 있는 것이므로 도시는 생략한다.
그리고 상기 제 1 헤드 모듈(320) 및 제 2 헤드 모듈(340)은 도 3에 도시된 바와 같이 레일(R1 내지 R8) 사이에 장착된다.
상기 건조부(330)는 전처리 액이 도포된 원단을 건조시키기 위한 것으로, 일반적인 형태의 열풍 팬에 의해 발생된 고온의 바람이 상기 원단의 전처리 액을 건조시킨다.
상기 전처리 용액은 소재의 종류 및 사용 용도에 따라 다양하게 사용할 수 있다. 예를 들어, 섬유내 색소의 확산 속도를 균일하게 제어할 필요가 있는 경우에는 소디움 알지네이트, 카복시 메틸 셀룰로즈, 하이드록시 에틸 셀룰로즈, 잔탄검, 아라빅 검 등이 사용될 수 있고, 색소가 원단에 떨어졌을 때 번지지 않고 즉시 고정될 수 있도록 할 필요가 있는 경우에는 실리카, 알루미나, 카티온화제 등이 사용될 수 있다. 이외에도 PH 조절제, 원단의 함수율 증가, 염료의 용해성 증가, 및 염료의 원단에의 침투성 증가 등 다양한 목적으로 전처리 용액을 조절할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 디지털 인쇄 장치를 도시한 것으로, 멀티 패스 방식에 의한 디지털 인쇄 장치(500)를 도시한 것이다.
멀티 패스 방식이란 원단이 멈추면 프린터 헤드가 이동하면서 원단의 원하는 부분에 날염하는 방식을 말한다.
본 실시 예에 따른 디지털 인쇄 장치(500)는 역시 앞서 살펴본 싱글 패스 방식과 마찬가지로 원단이송롤러(510), 제 1 헤드 모듈(520), 건조부(530), 및 제 2 헤드 모듈(540)을 포함한다.
다만, 멀티 패스 방식에는 헤드가 고정되어 있는 것이 아니라 좌우로 이동하기 때문에 헤드의 움직임을 제어하기 위한 움직임 제어부(524,544)가 제 1 헤드 모듈(520) 및 제 2 헤드 모듈(540)의 일측에 장착되어 있다.
원단이송롤러(510)에 의해 이송된 원단이 원하는 위치에 이송되면 원단의 이송을 멈추고 상기 제 1 헤드 모듈(520)을 좌우로 이동하며 전처리 용액을 분사한다. 전처리 용액의 분사가 끝나면 다시 건조부(530)에서 원단을 건조시킨 후, 제 2 헤드 모듈(540)을 좌우로 움직이면서 잉크를 분사한다.
이러한 멀티 패스 방식은 헤드가 움직이면서 잉크를 분사하기 때문에 싱글 패스 방식에 비해 헤드 수가 적다. 그리고 여러번 중첩해서 인쇄를 하기 때문에 이미지 품질이 우수하고 일부 노즐이 손상되어도 품질이 크게 떨어지지 않는다는 장점이 있다.
나머지 구성들은 앞서 살펴본 실시예와 동일하게 적용 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
310, 510 : 원단이송롤러 320, 520 : 제 1 헤드 모듈
330, 530 : 건조부 340, 540 : 제 2 헤드 모듈

Claims (8)

  1. 원단을 이송하는 원단이송롤러,
    공급되는 원단에 전처리 용액을 원단에 분사하는 다수의 헤드를 포함하는 제 1 헤드 모듈,
    상기 전처리 용액이 분사된 원단을 건조시키는 건조부,
    상기 건조된 원단에 잉크를 분사하는 다수의 헤드를 포함하는 제 2 헤드 모듈,
    상기 제 1 헤드 모듈의 전처리 용액 분사를 제어하는 제 1 제어부 및
    상기 제 2 헤드 모듈의 잉크 분사를 제어하는 제 2 제어부를 포함하고,
    상기 제 1 헤드 모듈은 상기 제 2 헤드 모듈에서 분사되는 잉크를 고착시키도록, 상기 제 2 헤드 모듈의 단위 노즐당 분사량보다 2 내지 10 배 많은 양을 분사하며,
    상기 제 1 헤드 모듈은 고정되어 있고 원단이 이송될 때 원하는 위치에 전처리 용액을 분사하고,
    상기 제 2 헤드 모듈은 피인쇄물의 폭 방향으로 인쇄 영역 전체를 커버하도록 잉크를 분사하는 다수의 잉크젯 헤드가 일정 간격으로 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 전처리 일체형 디지털 인쇄 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 헤드 모듈의 노즐당 단위 분사량은 30 피코 리터 내지 80 피코 리터인 것을 특징으로 하는 전처리 일체형 디지털 인쇄 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 헤드 모듈은 상기 헤드에 갈음하여 스프레이 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 전처리 일체형 디지털 인쇄 장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
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