KR19980061912A

KR19980061912A - 무늬 각인용 롤(roll)을 제조하는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치

Info

Publication number: KR19980061912A
Application number: KR1019960081290A
Authority: KR
Inventors: 한유희; 김인웅; 이제훈; 박정호; 서정; 김정오
Original assignee: 서상기; 한국기계연구원
Priority date: 1996-12-31
Filing date: 1996-12-31
Publication date: 1998-10-07
Also published as: EP0850702A2; EP0850702A3; JPH10193024A; CA2210159A1

Abstract

레이저 빔을 발생하는 레이저 발생기, 레이저 빔을 단속하는 모듈레이터, 레이저 빔의 직경을 확대하는 빔 확대기, 레이저 빔을 이용하여 롤 표면에 무뉘를 조사하는 레이저 빔 조사부 그리고 롤을 회전시키는 롤 구동부를 포함하는 압연 각인 롤 제조 장치가 개시된다. 무늬 조사 과정은 제어부에 의해 제어되며, 무늬 조사 과정은 모니터를 통하여 실시간으로 표시된다. 또한, 압연 각인 롤을 제조하는 방법은 롤 표면에 수지층을 형성하는 수지층 형성단계, 레이저 빔을 상기 수지층에 조사함으로써 상기 수지층에 소정의 무늬를 형성하는 무늬 형성단계, 그리고 상기 압연 각인 롤 표면에 상기 무늬를 각인하는 단계를 포함한다. 롤의 표면은 세척 및 건조되어 소정 두께로 수지층이 형성된다. 수지층에는 레이저 빔이 조사됨으로써 무늬가 형성되고, 부식액에 의해 롤 표면은 소정 깊이로 각인된다. 무늬가 각인된 롤은 세척하여 건조한다. 다양한 재질의 강판, 목재, 종이, 고무 등의 생산에 사용될 수 있으며, 연속적인 무늬를 계속하여 재현할 수 있으며, 밝은 환경에서 작업이 가능하다. 작업 중에 폐수의 발생이 억제되며, 무늬가 미려한 특징이 있다.

Description

무늬 각인용 롤(ROLL)을 제조하는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치

본 발명은 무늬 강판을 제조하는 롤을 제조하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저를 이용하여 롤을 제조하는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

내식성 강판, 특히 스테인레스 강판은 내식성이 뛰어나고 표면이 미려할 뿐 아니라 청결성으로 인해 각종 식품 용기 및 식품 용기 가공 장치 그리고 각종 건축설비에도 사용된다. 건축 설비의 대표적인 활용예로서는 엘리베이터, 에스컬레이터 그리고 베란다 울타리 등이 있다. 또한, 최근에는 스테인레스 강판(이하 강판이라고 칭한다)이 건물 외장재로 사용되고 있으며, 향후 수요가 증대될 것으로 전망된다. 상기 식품 용기 및 건축 설비에 사용되는 강판은 미려함을 살리고 개성화를 추구하기 위하여 표면에 무늬를 각인한 무늬 강판의 형태로 이용된다.

상기 스테인레스 무늬 강판(이하 무늬 강판이라고 칭한다)을 제조함에 있어서, 통상 화학적 부식 방법을 채택하고 있다. 상기 화학적 부식 방법에 의해 제조되는 무늬 강판은 예를 들어 엘리베이터용 무늬 강판이 있으며, 고급용은 거의 부식된 무늬 강판을 사용한다. 상기 무늬 강판의 상기 화학적 부식 방법은 다음과 같다.

강판 표면에 내산성 수지를 소정 두께로 도포한다. 상기 강판 표면에 소정두께로 도포된 상기 수지를 무늬를 형성하면서 제거한다(무늬 형성). 즉, 공기 중에 노출되는 무늬(수지가 제거된 상태)와 수지가 도포된 수지층이 형성된다. 상기 강판 표면의 수지층은 소정 시간 동안 건조시킨다. 강판이 건조되면, 상기 강판의 무늬에 부식제, 예를 들면 산(보통 FeCl₃)을 부어 부식시킨다. 부식 깊이는 통상 수십㎛정도이다. 부식이 완료되면, 물 또는 세제를 이용하여 상기 강판을 세척하고, 상기 수지층은 제거하면 원하는 무늬 강판을 제조하게 된다.

그러나, 무늬 강판의 상기 화학적 부식 방법은 많은 노동력을 필요로 하며, 상기 무늬 강판 제조시에 필수적으로 유독성 폐수가 발생된다. 또한, 상기 화학적 부식 방법에 따르면, 상기 수지의 코팅, 무늬 형성, 부식 그리고 상기 세척 공정은 강판마다 수행되는 단계로서 무늬 강판 하나를 생상할 때마다 상기 폐수가 발생되어 생산되는 무늬 강판의 수가 증가될 수록 폐수의 양도 증가하며, 상기 폐수는 수질 오염의 직접적인 원인이 된다.

상기한 단점을 해결하기 위하여, 전기 방전을 이용하는 스테인레스 무늬 강판 제조 방법이 제안된다. 상기 전기 방전 방법은 롤 표면에 소정의 양각 무늬를 각인한 후, 양각 무늬가 각인된 롤(이하 각인 롤이라고 칭한다)을 이용하여 강판을 압연한다. 이때, 상기 강판의 표면은 상기 롤의 양각 무늬에 의해 소성 변형되며, 롤의 양각 무늬와 반대되는 음각 무늬가 각인됨으로써 무늬 강판이 제조된다. 따라서, 하나의 각인 롤을 이용하여 다수의 무늬 강판을 제조할 수 있으며, 화학적 부식 방법에 의한 강판의 제조시에 발생되는 폐수가 생산되지 않는다.

그러나, 강판에 각인되는 무늬는 그 모서리가 둥글게 형성되어 무늬의 미려함이 저하된다. 또한, 상기 강판 표면에 연속적인 무늬를 각인할 수 없는 단점이 있다.

상기 전기 방전 방법에 단점을 해결하기 위하여, 레이저를 이용하여 무늬를 만들고 부식에 의해 무늬를 각인하는 레이저 부식 방법이 제시된다. 상기 레이저 부식 방법은, 각인 롤 표면을 레이저(광)에 반응하여 경화되는 레이저 경화성 수지(광경화성 수지)를 소정 두께로 도포하는 단계, 무늬가 새겨진 필름(이하 무늬 필름이라고 칭한다)을 상기 수지층에 부착시키는 단계, 상기 무늬 필름에 레이저를 조사하고 상기 무늬 필름을 현상하는 단계, 부식액을 이용하여 상기 현상된 필름이 부착된 상기 롤을 부식하여 무늬를 양각하는 단계, 그리고 세척을 통하여 상기 수지층을 제거하는 단계를 포함한다.

그러나, 상기 레이저 부식 방법에 따르면, 상기 각인 롤 표면에 상기 무늬 필름으로 부착시킬 때, 상기 무늬 필름의 선단과 종단이 일치하지 않게 된다. 상기 불일치에 의하여 상기 무늬 필름의 선단과 종단 사이에 간격이 발생한다. 이러한 간격은 무늬의 불연속점의 원인이 되며 숙련공에 의해서도 상기 간격을 해결할 수 없다. 또한, 상기 무늬 필름의 간격은 각인 롤의 길이에 비례하여 증가하며, 무늬의 재현이 불가능하다.

따라서, 본 발명의 제1목적은 정밀하고 연속적인 무늬를 각인할 수 있으며, 오염 폐수의 발생을 최소화할 수 있으며, 다양한 재질의 판형 및 원형 자재에 다양한 무늬를 각인할 수 있는 압연 각인 롤을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제2목적은 정밀하고 연속적인 무늬를 각인할 수 있으며, 오염 폐수의 발생을 최소화할 수 있으며, 다양한 재질의 판형 및 원형 자재에 다양한 무늬를 각인할 수 있는 압연 각인 롤을 제조하는 장치를 제공하는 것이다.

상기의 제1목적을 달성하기 위하여, 본 발명은;

압연 각인 롤 표면에 수지층을 형성하는 수지층 형성 단계;

레이저 빔을 상기 수지층에 조사함으로써 상기 수지층에 소정의 무늬를 형성하는 무늬 형성 단계; 그리고

상기 압연 각인 롤 표면에 상기 무늬를 각인하는 단계를 포함하는 압연 각인 롤의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 상기 수지층 형성 단계에서는 롤의 표면을 물 등을 이용하여 세척하고 건조시킴으로써 롤을 준비한다. 준비된 롤 표면에 접착제를 이용하여 소정의 경광성(레이저 경화성)수지를 소정의 두께, 예를 들면 수십 ㎛로 도포하여 롤 표면에 수지층을 형성한다.

상기 수지층의 형성이 완료되면, 상기 무늬 형성 단계가 수행된다. 상기 무늬 형성 단계에서는 준비된 데이터, 즉 무늬를 상기 레이저 빔을 이용하여 상기 수지층에 스캔한다. 상기 무늬는 캐드(CAD:Computer Aided Design)를 이용하여 무늬를 제작한다. 상기 CAD에 의해 제작된 무늬는 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생 장치에 전송된다. 상기 레이저 발생 장치로부터 발생되는 상기 레이저 빔은 모듈레이터에 의해 단속(斷續)된다. 상기 모듈레이터를 통과한 레이저 빔은 빔 확대기(beam expander)를 통과하면서 빔의 직경이 확대된다. 이는 레이저 발생 장치에서 발생되는 레이저를 직접 집속하는 것보다 빔의 직경을 확대한 후 다시 집속할 때 그 출력이 증가되기 때문이다.

상기 빔 확대기에 의해 직경이 확대된 상기 레이저 빔은 초점 형성 장치에 의해 상기 수지층에 조사된다. 상기 초점 형성 장치를 상기 롤이 고속으로 회전하는 동안 상기 롤의 표면을 횡방향으로 이동하면서 상기 롤 표면의 수지층에 상기 무늬를 조사한다. 상기 롤은 롤 구동 장치에 의해 고속, 예를 들면 약 3000rpm으로 회전한다. 상기 레이저 빔이 조사되는 상기 수지층은 경화되며, 상기 레이저 빔이 조사되지 않는 수지층은 연질의 상태를 유지한다. 상기 경화된 수지층은 상기 캐드 데이터, 즉 소정의 무늬를 형성한다.

상기 무늬 형성 단계가 완료되면, 상기 무늬 각인 단계가 수행된다. 상기 무늬 각인 단계에서는 상기 무늬가 형성된 상기 롤을 부식액을 이용하여 부식시킴으로써 롤 표면에 무늬를 각인한다. 상기 부식액, 적절하기는 제2염화철(FeCl₃)은 상기 경화된 무늬 (또는 경화되지 않은 무늬)를 제거하고 상기 롤 표면을 소정의 깊이, 적절하기는 수십 ㎛의 깊이로 부식시킨다. 상기 부식액에 의한 상기 롤의 부식이 종결되면, 상기 롤을 약염기성 액체, 예를 들면 수산화 나트륨액으로 1차 세척하고 물로 2차 세척하여 상기 경화된 수지층을 롤의 표면으로부터 제거한다. 상기 수지층이 제거된 상기 롤을 건조시킴으로써 롤 표면에 무늬를 각인하는 모든 공정이 종결된다.

또한, 본 발명의 상기 제2목적을 달성하기 위하여, 본 발명은;

작동 신호(ON), 종결 신호(OFF), 출력 신호(SET), 무늬 데이터에 의한 단속신호(CUTOFF), 구동 신호(START), 정지 신호(END), 그리고 이송 신호(MOVE)를 발생하는 제어부;

상기 제어부로부터 상기 작동신호를 수신하여 구동되며 상기 출력 신호를 수신하여 소정 출력의 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생부;

상기 제어부로부터 상기 단속 신호를 수신하여 상기 레이저 발생부로부터 발생되는 상기 레이저 빔을 단속(斷續)하는 빔 모듈레이터;

상기 빔 모듈레이터를 통과한 상기 레이저 빔의 직경을 확대시키는 빔 확대기(beam expander);

롤 표면으로부터 소정 거리 이격되어 위치하며, 상기 이송 신호를 수신하여 상기 롤의 길이 방향으로 이송하면서 상기 빔 확대기를 통과한 상기 레이저 빔을 집속하여 롤 표면에 무늬를 조사하는 레이저 조사부; 그리고

상기 구동 신호를 수신하여 상기 롤을 일정 속도로 회전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 각인 롤 제조 장치를 제공한다.

본 발명의 압연 각인 롤 제조 장치에 따르면, 상기 제어부는 상기 무늬 데이터를 비트맵 데이터로 변환하여 상기 모듈레이터에 상기 단속 신호(CUTOFF)를 송신한다. 상기 모듈레이터는 상기 단속 신호(CUTOFF)에 의하여 상기 레이저 발생부로 부터 출력되는 상기 레이저 빔을 단속한다. 상기 빔 확대기는 상기 레이저 빔의 직경을 대략적으로 2 내지 3배로 확대한다.

상기 빔 조사부는 상기 레이저 빔을 집속하여 상기 롤에 조사하는 집속기, 상기 집속기 앞에 위치하여 상기 확대기를 통과한 빔이 상기 집속기를 향하도록 반사시키는 반사경, 상기 반사경 뒤에 위치하여 상기 롤 표면에서 반사되는 빔을 검출하여 모듈레이터 신호(MS)를 발생하는 제1센서, 상기 제1센서와 수직하게 위치하며 상기 확대기로부터 상기 반사경을 투과한 레이저 빔을 검출하여 무늬 신호(DS)를 발생하는 제2센서, 그리고 상기 집속기, 상기 제1 및 제2센서를 상기 롤의 길이방향으로 이송시키는 이송부를 포함한다.

상기 롤 구동부는 모터에 의하여 회전하며, 상기 모터에는 상기 모터의 회전각도를 검출하여 각도 신호(ANG)를 발생하는 각도 센서가 부착된다.

상기 제어부는 상기 각도 신호와 상기 무늬 신호를 수신하여 이를 처리함으로써 상기 수지층에 무늬가 스캔되는 과정을 표시할 수 있다. 즉, 상기 집속기에 의해 상기 롤의 수지층에 스캔되는 무늬는 모니터에 실시간으로 표시되어 무늬 각인 작업 중의 오류를 검출할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 무늬 각인용 롤을 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고;

도2는 본 발명에 따른 무늬 각인용 롤을 제조하는 장치를 보여주는 블록 다이아그램이고; 그리고

도3은 도2의 레이저 빔 조사부이 확대도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

110 : 레이저 발생부120 : 모듈레이터

130 : 빔 확대기140 : 레이저 빔 조사부

150 : 롤 구동부160 : 제어부

이하 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 통하여 자세히 설명하기로 한다. 도면에서, 동일한 요소에 대하여는 동일 부호를 사용한다.

제1도는 본 발명에 따른 압연 각인 롤을 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도면에서 볼 수 있듯이, 본 발명에 따른 압연 각인 롤 제조 방법은 수지층 형성 단계(S1), 무늬 형성 단계(S2) 그리고 무늬 각인 단계(S3)를 포함한다.

상기 수지층 형성 단계(S1)에서는 상기 롤(102)의 표면을 물 등을 이용하여 세척하고 건조시킴으로써 롤(102)을 준비한다. 준비된 롤(102) 표면에 접착제를 이용하여 소정의 경광성(레이저 경화성)수지를 소정의 두께, 예를 들면 수십 ㎛로 도포하여 롤(102) 표면에 수지층(104)을 형성한다. 이때, 상기 수지층(104)는 일정한 두께가 되도록 한다.

상기 수지층(104)의 형성이 완료되면, 상기 무늬 형성 단계(S2)가 수행된다. 상기 무늬 형성 단계(S2)에서는 준비된 데이터, 즉 무늬를 레이저 빔을 이용하여 상기 수지층(104)에 스캔한다. 이때, 상기 롤(102)는 고속으로 회전(약 3000rpm)하고 상기 레이저 빔을 상기 롤(102)의 길이 방향으로 이동한다.

상기 무늬는 캐드(CAD:Computer Aided Design)를 이용하여 제작된다. 상기 CAD에 의해 제작된 무늬는 상기 레이저 빔(112)을 발생시키는 레이저 발생부(110)에 전송된다. 상기 레이저 빔(112)의 파장은 350nm의 자외선 영역을 선택한다. 350nm의 상기 레이저 빔(112)을 이용하면 상기 수지층이 가시광선에 의해서 반영하지 않기 때문에 상기 롤(102)에 무늬를 조사할 때 암실에서 작업할 필요가 없다. 상기 레이저 발생부(110)로부터 발생되는 상기 레이저 빔(112)은 모듈레이터(120)에 의해 단속(斷續)된다. 상기 모듈레이터(120)를 통과한 상기 레이저 빔(112)은 빔 확대기(beam expander; 130)를 통과하면서 상기 레이저 빔(112)의 직경이 확대된다. 이는 레이저 발생부(110)에서 발생되는 상기 레이저 빔(112)을 직접 집속하는 것보다 빔의 직경을 확대한 후 다시 집속할 때 그 출력이 증가되기 때문이다.

상기 빔 확대기(130)에 의해 직경이 확대된 상기 레이저 빔(112)은 레이저 빔 조사부(140)에 의해 상기 수지층(104)에 조사된다. 상기 레이저 빔 조사부(140)는 상기 롤(102)이 고속으로 회전하는 동안 상기 롤(102)의 표면을 횡방향, 즉 길이 방향으로 이동하면서 상기 롤(102) 표면의 수지층(104)에 상기 무늬를 조사한다. 상기 수지층(104)에 상기 레이저 빔(112)이 조사되면 상기 수지층(104)는 경화된다.

상기 롤(102)은 롤 구동부(150)에 의해 고속, 예를 들면 약 3000rpm으로 일정하게 회전한다. 상기 레이저 빔(112)이 조사되는 상기 수지층(104)은 경화되며, 상기 레이저 빔(112)이 조사되지 않는 수지층(104)은 연질의 상태를 유지한다. 상기 경화된 수지층(104)은 상기 캐드 데이터, 즉 소정의 무늬를 형성한다.

상기 수지층(104)에 상기 무늬를 조사하는 동안 상기 롤(102)의 상기 수지층(104)로부터 반사되는 제1 검출빔(106)과 상기 빔 확대기(130)로부터 전송되는 제2검출빔(108)은 제어부(160)에 전송되어 상기 롤(102)의 상기 수지층(104)에 상기 무늬를 조사하는 동안의 과정을 모니터(162)에 표시한다. 따라서, 상기 레이저 빔 조사부(140)에 의해 상기 롤(102)에 무늬가 조사되는 과정이 모니터(162)에 실시간으로 표시됨으로써 상기 무늬를 조사하는 동안에 발생하는 오류를 확인할 수 있다.

상기 무늬 형성 단계(S2)가 완료되면, 상기 무늬 각인 단계(S3)가 수행된다. 상기 무늬 각인 단계(S3)에서는 상기 무늬가 형성된 상기 롤(102)을 부식액, 예를 들면 제2염화철(FeCl₃)을 이용하여 부식시킴으로써 롤(102) 표면에 무늬를 각인한다. 상기 부식 과정에서, 상기 경화되지 않은 수지층(104)는 상기 부식액에 의하여 제거된다. 이때, 상기 수지층(104)이 제거된 상기 롤(102)의 표면은 수십 ㎛ 정도의 깊이로 부식되어 롤(102) 표면은 상기 무늬가 각인된다.

상기 부식 과정은 대략적으로 수 분(分)동안 수행된다. 상기 부식액에 의한 상기 롤(102)의 부식이 종결되면, 상기 롤(102)을 약염기성 액체, 예를 들면 수산화 나트륨액으로 1차 세척하고 물로 2차 세척하여 상기 경화된 수지층(104)을 롤(102)의 표면으로부터 완전히 제거한다. 상기 수지층(104)이 제거된 상기 롤(102)을 건조시킴으로써 롤(102) 표면에 무늬를 각인하는 모든 공정이 종결된다.

상기와 같은 단계(S1, S2 그리고 S3)를 통하여 제조되는 상기 압연 각인 롤(102)을 이용하여 다양한 강판, 예를 들면 스테인레스 강판, 알루미늄 그리고 알루미늄 합금판과 같은 금속의 무늬 강판 제조는 물론이고, 유리, 플라스틱, 나무와 같은 고체 그리고 가죽 등과 같은 반고체 상태의 판형 재료의 무늬의 각인, 그리고 케이블(cable), 테이프(tape) 및 종이 등과 같은 원형 재료 및 판형 재료의 인쇄에도 이용될 수 있다.

또한, 제 2 도에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 압연 각인 롤 제조 장치(200)는 제어부(160), 레이저 발생부(110), 빔 모듈레이터(120), 빔 확대기(130), 레이저 빔 조사부(140) 그리고 롤 구동부(150)를 포함한다.

상기 제어부(160)는 상기 레이저 발생부(110)를 구동 및 정지시키는 작동 신호(ON) 및 종결 신호(OFF), 상기 레이저 발생부(110)에 의해 출력되는 상기 레이저 빔의 출력을 설정하는 출력 신호(SET), 상기 레이저 발생부(110)로 부터 발생되는 상기 레이저 빔을 무늬 데이터에 의해 단속하는 단속신호(CUTOFF출력롤 구동부(150)를 구동 및 정지시키는 구동 신호(START), 정지 신호(END), 그리고 상기 레이저 빔 조사부(140)를 이송시키는 이송 신호(MOVE)를 발생한다.

상기 레이저 발생부(110)는 상기 제어부(160)로부터 상기 작동신호(ON)를 수신하여 구동되며 상기 출력 신호(SET)를 수신하여 소정 출력의 레이저 빔(112)을 발생시킨다. 상기 레이저 발생부(110)로부터 발생되는 상기 레이저 빔(112)은 상기 모듈레이터(120)에 의해 단속된다. 상기 모듈레이터(120)는 상기 제어부(160)로부터 상기 단속 신호(CUTOFF)를 수신하여 상기 레이저 발생부(110)로부터 발생되는 상기 레이저 빔(112)을 단속(斷續)한다. 상기 단속 신호(CUTOFF)는 상기 무늬 데이터를 장기 제어부(160)수직하게 설치되며 데이터로 변환된 것이다.

상기 모듈레이터(120)에 의해 단속되는 상기 레이저 상기 빔(112)은 상기 빔 확대기(130)에 의해 그 직경이 확대된다. 직경이 확대된 상기 레이저 빔(112)의 직경은 상기 레이저 발생부(110)로부터 출력될 때의 직경의 약 2 내지 3배가 된다.

상기 레이저 빔 조사부(140)는 상기 빔 확대기(130)로 부터 출력되는 상기 레이저 빔(112)를 반사시키는 반사경(142), 상기 반사된 레이저 빔(112)를 집속하여 상기 롤(102) 표면에 조사하는 집속기(144), 상기 반사경(142) 뒤에 위치하여 상기 롤(102) 표면으로부터 반사되는 제1검출빔(114)를 검출하는 제1센서(146), 상기 제1센서(146)와, 수직하게 설치되며상기 롤 표면에 광경화성 수지를0)로부터 상기 반사경(142)을 투과하는 제2검출빔(116)을 검출하는 제2센서(147) 그리고 상기 반사경(142), 상기 제1 및 제2센서(146, 147) 그리고 상기 집속기(144)를 상기 롤(102)의 길이 방향으로 이송시키는 이송부(148)를 구비한다.

상기 레이저 빔 조사부(140)는 상기 제어부(160)로부터 상기 이송 신호(MOVE)를 수신하여 일정한 속도, 예를 들면 일정 피치로 이송하면서 상기 롤(102)표면에 상기 레이저 빔(112)를 조사한다. 상기 레이저 빔 조사부(140)에 의해 상기 롤(102) 표면에 상기레이저 빔(112)의 조사가 완료되면 상기 롤(102) 표면에는 상기 무늬와 같은 형상으로 상기 수지층(104)이 경화된다.

상기 제1 및 제2 센서(146, 147)는 상기 제어부(160)와 전기적으로 연결되며, 상기 제1 센서(146)는 상기 제1검출빔(114)를 검출하여 모듈레이터 신호(MS)를 발생하며, 상기 제2센서(147)는 상기 제1검출빔(114)를 검출하여 무늬 신호(DS)를 발생한다.

상기 롤 구동부(150)는 모터(152)에 의하여 회전하며, 상기 모터(152)에는 상기 모터(152)의 회전 각도를 검출하여 각도 신호(ANG)를 발생하는 각도 센서(154)가 부착된다. 상기 각도 센서(154)는 상기 제어부(160)와 전기적으로 연결된다.

상기 제어부(160)는 상기 각도 신호(ANG)와 상기 무늬 신호(DS)를 수신하여 이를 처리함으로써 상기 수지층(104)에 무늬가 스캔되는 과정을 표시한다. 즉, 상기 집속기(144)에 의해 상기 롤(102)의 수지층(104)에 스캔되는 무늬는 모니터(162)에 실시간으로 표시되어 무늬 각인 작업 중에 발생되는 오류를 확인할 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 설명한 바와 같이, 본 발명은 압연 각인 롤 표면에 연속적이고 미려한 무늬를 각인할 수 있으며, 상기 롤의 제조시 발생되는 폐수의 발생을 최대한 억제할 수 있고, 상기 무늬를 연속적으로 재현할 수 있는 장잠이 있다.

또한, 본 발명에 의해 제조되는 상기 압연 각인 롤은 스테인레스 강판, 알루미늄 그리고 알루미늄 합금판과 같은 금속은 물론이고, 유리, 플라스틱, 나무와 같은 고체 그리고 가죽 등과 같은 반고체 상태의 판형 재료의 무늬의 각인, 그리고 케이블(cable), 테이프(tape) 및 종이 등과 같은 원형 재료 및 판형 재료의 인쇄에도 이용되는 장점이 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들을 이용하여 본 발명이 설명되었지만, 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자라면 명확히 인지할 수 있을 것이다.

Claims

압연 각인 롤 표면에 수지층을 형성하는 수지층 형성 단계;

레이저 빔을 상기 수지층에 조사함으로써 상기 수지층에 소정의 무늬를 형성하는 무늬 형성 단계; 그리고

상기 압연 각인 롤 표면에 상기 무늬를 각인하는 단계를 포함하는 압연 각인 롤의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 수지층 형성단계는

롤 표면을 세제 및 물 등을 이용하여 세척하고 건조하는 단계; 그리고

상기 롤 표면에 광경화성 수지를 일정 두께로 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 압연 각인 롤의 제조 방법.
상기 무늬 형성 단계를 상기 롤을 일정 속도로 회전시키면서 상기 롤의 길이 방향으로 일정 피치로 이동하면서 상기 롤 표면에 상기 무늬를 조사하는 것을 특징으로 하는 압연 각인 롤의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 무늬 각인 단계는:

상기 수지층에 부식액을 적시므로써 상기 경화되지 않는 수지층을 제거하고 상기 롤 표면을 소정 깊이로 부식 시키는 단계;

약 염기성 액체를 이용하여 상기 경화된 수지층을 제거하는 단계;

상기 롤 표면을 세척하는 단계; 그리고

상기 롤 표면을 건조시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 각인 롤의 제조 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 깊이는 바람직하기로는 수십 ㎛인 것을 특징으로 하는 압연 각인 롤의 제조 방법.
작동 신호, 종결 신호, 출력 신호, 무늬 데이터에 의한 단속신호, 구동 신호, 정지 신호, 그리고 이송 신호를 발생하는 제어부;

상기 제어부로부터 상기 작동신호를 수신하여 구동되며 상기 출력여 롤수신하여 소정 출력의 레이저 빔을 발생시키는 레이저 발생부;

상기 제어부로부터 상기 단속 신호를 수신하여 상기 레이저 발생부로부터 발생되는 상기 레이저 빔을 단속(斷續)하는 빔 모듈레이터;

상기 빔 모듈레이터를 통과한 상기 레이저 빔의 직경을 확대시키는 빔 확대기(beam expander);

롤 표면으로부터 소정 거리 이격되어 위치하며, 상기 이송 신호를 수신하여 상기 롤의 길이 방향으로 이송하면서 상기 빔 확대기를 통과한 상기 레이저 빔을 집속하여 롤 표면에 무늬를 조사하는 레이저 조사부; 그리고

상기 구동 신호를 수신하여 상기 롤을 일정 속도로 회전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 각인 롤 제조 장치.
제6항에 있어서, 상기 레이저 빔 조사부는:

상기 빔 확대기로부터 출력되는 상기 레이저 빔을 반사시키는 반사경;

상기 반사경에 의해 반사되는 상기 레이저 빔을 상기 롤 표면에 집속시키는 집속기;

상기 반사경 뒤에 위치하여 상기 롤 표면에서 반사되는 제1검출빔을 검출하여 모듈레이터 신호(MS)를 발생하는 제1센서;

상기 제1센서와 수직하게 위치하며 상기 확대기로부터 상기 반사경을 투과한 제2검출빔을 검출하여 무늬 신호(DS)를 발생하는 제2센서; 그리고

상기 집속기, 상기 제1 및 제2센서를 상기 롤의 길이 방향으로 이송시키는 이송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 각인 롤 제조 장치.
제1 항에 있어서,

상기 레이저 빔의 파장은 약 350nm인 것을 특징으로 하는 압연 각인 롤 제조 장치.
제1항에 있어서,

상기 빔 확대기는 상기 레이저 빔의 직경을 2 내지 3배로 확대시키는 것을 특징으로 하는 압연 각인 롤 제조 장치제조 장치항
제 8 항에 있어서, 상기 롤 구동부는:

상기 롤을 일정 속도로 회전시키는 모터; 그리고

상기 모터에 장착되어 상기 모터의 회전 각도를 검출하여 각도 신호를 발생하는 각도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 압연 각인 롤 제조 장치.
제10항에 있어서,

상기 제어부는 상기 무늬 신호와 상기 각도 신호를 수신하여 무늬 조사 과정을 표시하는 것을 특징으로 하는 압연 각인 롤 제조 장치.