KR20110001858A - 실시간 롤 세척기 및 그것을 이용한 세척방법 - Google Patents

Abstract

실시간 롤 세척기 및 그것을 이용한 세척방법이 개시된다. 본 발명에 의한 실시간 롤 세척기는, 인쇄롤의 외주면 일부를 둘러 감싸는 공간을 형성하는 세척 챔버와 세척 챔버 상에 고정되어 설치되며 인쇄롤의 폭방향으로 일정 거리마다 위치하도록 배열되어 인쇄롤의 외주면에 잉크 세척을 위한 용매를 1차 분사하는 다수 개의 용매분사용 노즐, 인쇄롤의 외주면에 잔존 잉크의 세척 및 용매 건조를 위한 공기를 2차 분사하는 다수 개의 공기분사용 노즐을 포함하여, 전자회로, 솔라셀, 전자책, 플렉서블디스플레이 등의 기능성 인쇄물을 인쇄제작하는데 있어서 두께 균일도 및 인쇄의 연속성을 보장하여 그 품질을 유지하고 생산성을 증대시킬 수 있게 한다.

Description

실시간 롤 세척기 및 그것을 이용한 세척방법{RUNTIME ROLL CLEANER AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 실시간 롤 세척에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상용잉크, 전자잉크 혹은 메탈잉크를 사용하여 롤투롤(roll-to-roll, R2R) 방식으로 신문, 서적, 벽지와 같은 시각적인 인쇄뿐만 아니라 전자회로, 솔라셀, 전자책, 플렉서블디스플레이 등의 기능성 인쇄물을 인쇄제작하는데 있어서 그 품질을 유지하고 생산성을 증대시킬 수 있는 실시간 롤 세척기 및 그것을 이용한 세척방법에 관한 것이다.

기존의 잉크젯, 그라비어, 오프셋 등의 인쇄방식을 롤투롤에 적용하는 경우 일정시간 인쇄가 진행될 때 음각 패턴에 잉크가 충진되는 현상이 발생되며, 이로 인해 인쇄 두께가 불균일해지거나 인쇄가 이루어지지 않을 수 있다.

이러한 현상을 잉크막힘(clogging)이라 하는데, 두께 및 형상이 중요한 전자소자 인쇄에서는 더욱 큰 영향을 미치게 되어 성능을 저하시키는 원인이 되고 있으며, 생산 공정에도 영향을 미치게 되어 수율을 저하시키는 원인이 되기도 하였다.

특히 비교적 고점도의 잉크가 요구되는 그라비아 인쇄 방식에서는 빈번한 잉크의 전이 및 노출로 인해 음각 패턴 내부에 전이되지 않은 잉크가 충진되며, 이로 인해 음각 형상이 쉽게 막히는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 롤투롤(R2R) 방식에 사용되는 인쇄롤을 공정 중에 세척해 줌으로써 두께 균일도 및 인쇄의 연속성을 보장할 수 있게 하는 실시간 롤 세척기 및 그것을 이용한 세척방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시간 롤 세척기는 인쇄롤의 폭방향으로 나란하게 설치되며, 인쇄롤의 외주면 일부를 둘러 감싸는 공간을 형성하도록 하우징으로 구성되는 세척 챔버(10), 인쇄롤의 외주면에 용매를 분사할 수 있도록 상기 세척 챔버(10) 상에 고정되어 설치되며 인쇄롤의 폭방향으로 일정 거리마다 위치하도록 배열되어 상기 인쇄롤의 외주면에 잉크 세척을 위한 용매를 1차 분사하는 다수 개의 용매분사용 노즐(20) 및 인쇄롤의 외주면에 공기를 분사할 수 있도록 상기 세척 챔버(10) 상에 고정되어 설치되며 인쇄롤의 폭방향으로 일정 거리마다 위치하도록 배열되어 상기 인쇄롤의 외주면에 잔존 잉크의 세척 및 용매 건조를 위한 공기를 2차 분사하는 다수 개의 공기분사용 노즐(30)을 포함하여 구성된다.

상기 용매분사용 노즐(20)은, 인쇄롤의 폭방향으로 나란하게 2단으로 배열되며, 인쇄롤과의 이격거리 및 각도 조절을 위해 전후로의 이동 및 좌우 회전이 가능하게 세척 챔버(10)에 고정되고, 상기 세척 챔버(10)는 상기 용매분사용 노즐(20)에서 인쇄롤 측으로 분사된 용매를 수집 및 재활용을 위한 용매 수집부(11)를 더 포함하고, 상기 용매분사용 노즐(20)은 용매 수집부(11) 및 용매 수집 용기(40)와 연결되어, 상기 세척 챔버에서 사용된 용매가 노즐을 통해 순환되도록 구성할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시간 인쇄롤 세척방법은, 인쇄롤의 폭방향으로 나란하게 설치된 다수 개의 용매분사용 노즐(20)을 통해 상기 인쇄롤의 외주면에 잉크 세척을 위한 용매를 1차 분사하는 단계 및 인쇄롤의 폭방향으로 나란하게 설치된 다수 개의 공기분사용 노즐을 통해 상기 인쇄롤의 외주면에 잔존 잉크의 세척 및 용매 건조를 위한 공기를 2차 분사하는 단계, 상기 용매분사용 노즐(20)에서 인쇄롤 측으로 분사된 용매를 수집 및 재활용하는 단계를 더 포함하여 이루어지게 할 수 있다.

상기 용매분사용 노즐(20)은 용매 수집부(11) 및 용매 수집 용기(40)와 연결되어, 사용된 용매가 노즐을 통해 순환되어 수집되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 실시간 롤 세척기 및 그것을 이용한 세척방법은, 비교적 고점도의 잉크가 요구되는 그라비아 인쇄 방식에서, 인쇄롤이 구동되는 중에 고압을 분사하여 잉크의 용매를 제거해냄으로써 공정을 중단하지 않고 인쇄 품질을 유지할 수 있게 하며, 표면의 잔존입자들을 고압의 공기를 분사하여 세척 및 건조하고 세척에 사용되는 용매를 재활용하여 반복적으로 수회 이상 세척할 수 있게 한다.

또한 본 발명은 인쇄롤에 잔존하는 굳어진 잉크층을 주기적으로 걷어냄으로써 인쇄전자 소자분야에서 인쇄 두께를 보장할 수 있어, 기능성소자의 품질 관리를 가능하게 한다.

도 1은 인쇄롤을 감싸고 있는 본 발명에 의한 실시간 롤 세척기의 전체 구성을 측면에서 예시한 블록도,
도 2는 본 발명에 의한 실시간 롤 세척기의 일 실시예를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 의한 실시간 롤 세척기의 다른 실시예를 나타낸 구성도,
그리고,
도 4는 도 2와 도 3의 각 노즐 설치예를 나타낸 상세도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시간 롤 세척기 및 그것을 이용한 세척방법에 대하여 설명한다. 도면에서 구성요소의 크기와 형상 등은 발명의 이해를 돕기 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다.

도 1은 인쇄롤을 감싸고 있는 본 발명에 의한 실시간 롤 세척기의 전체 구성을 측면에서 예시한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 의한 실시간 롤 세척기의 일 실시예를 나타낸 구성도이고, 도 3은 본 발명에 의한 실시간 롤 세척기의 다른 실시예를 나타낸 구성도이고, 도 4는 도 2와 도 3의 각 노즐 설치예를 나타낸 상세도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이, 본 발명에 의한 실시간 롤 세척기는, 인쇄롤(1), 인쇄롤(1)의 외주면 일부를 둘러 감싸도록 인쇄롤(1)의 폭방향으로 설치되는 세척 챔버(10), 세척 챔버(10) 상에 고정되어 설치되는 다수 개의 용매분사용 노즐(20), 세척 챔버(10) 상에 고정되어 설치되는 다수 개의 공기분사용 노즐(30) 및 용매 수집부(11)와 용매 수집용기(40)를 포함하여 구성된다.

세척 챔버(10)는 인쇄롤(1)의 폭방향으로 나란하게 설치되며, 인쇄롤의 외주면 일부를 둘러 감싸는 공간을 형성하도록 일체형 하우징으로 구성된다. 이러한 세척 챔버(10)는 용매분사용 노즐(20)에서 인쇄롤 측으로 고압 분사된 용매를 수집 및 재활용을 위한 용매 수집부(11)가 하부에 더 형성된다. 용매 수집부(11)는 용매수집용기(40)가 연결된다.

용매 분사용 노즐(20)은 인쇄롤(1)의 외주면에 용매를 고압 분사할 수 있도록 세척 챔버(10) 상에 고정되어 설치되며, 인쇄롤의 폭방향으로 일정 거리마다 위치하도록 배열되고, 인쇄롤의 외주면 상부에서 잉크 세척을 위한 용매를 1차적으로 고압 분사한다. 이 용매분사용 노즐(20)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 인쇄롤의 폭방향으로 나란하게 2단으로 배열되어 설치된다. 이들 각 용매분사용 노즐(20)은 용매 수집부(11) 및 용매 수집 용기(40)와 연결되어, 세척 챔버(10)에서 사용된 후 수집된 용매가 노즐을 통해 순환될 수 있도록 구성된다.

공기 분사용 노즐(30)은 인쇄롤(1)의 외주면에 공기를 고압 분사할 수 있도록 세척 챔버(10) 상에 고정되어 설치되며, 인쇄롤의 폭방향으로 일정 거리마다 위치하도록 배열되어 인쇄롤의 외주면 하부에서 잔존 잉크의 세척 및 용매 건조를 위한 공기를 2차적으로 고압 분사한다.

또한 용매 분사용 노즐(20)은 도 4에 도시된 바와 같이 인쇄롤과의 이격거리 및 각도 조절을 위해 전후로의 이동 및 좌우 회전이 가능하게 세척 챔버(10)에 고정된다. 이로써 각각의 용매 분사용 노즐(20)은 실시간 롤 세척기 내에서 인쇄롤의 크기 및 패턴의 크기에 따라 노즐의 거리 조절을 위한 전후위치, 각도 조절을 위한 상하위치를 조절할 수 있게 된다. 이러한 구성은 용매분사용 노즐과 공기분사용 노즐에 모두 해당된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 의한 실시간 롤 세척기에서 이루어지는 실시간 세척동작 및 그에 의한 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 롤투롤(R2R) 방식에 사용되는 인쇄롤(1)의 외주면을 둘러 감싸도록 세척 챔버(10)의 하우징을 설치하고, 인쇄 공정 중에 2단 구조의 용매분사용 노즐(20)을 통해 고압 분사되는 용매를 이용하여 1차적으로 잉크를 세척하고, 다시 공기 분사용 노즐(30)을 통해 고압 분사되는 공기를 이용하여 2차적으로 잔존 잉크 및 용매를 동시에 세척해 줌으로써, 두께 균일도 및 인쇄의 연속성을 보장할 수 있게 된다.

특히 상기와 같은 본 발명은 비교적 고점도의 잉크가 요구되는 그라비아 인쇄 방식에서 빈번한 잉크의 전이 및 노출로 인해 음각 패턴 내부에 전이되지 않은 잉크가 충진되어 음각 형상이 막히기 쉬운 문제를 간단하게 해결할 수 있게 된다. 즉, 인쇄롤(1)이 구동되는 중에 용매분사용 노즐(20)을 통해 용매를 1차적으로 고압 분사하여 인쇄롤 중의 잉크를 제거해냄으로써 공정을 중단하지 않고 인쇄 품질을 유지할 수 있게 한다. 이어서 인쇄롤(1)의 표면에 잔존하는 잉크입자 및 잔존 용매들은 그 하부에 위치하는 공기분사용 노즐(30)을 통해 고압의 공기를 분사함으로써, 세척 및 건조할 수 있게 된다. 또한 세척 챔버(10)의 하부에는 용매 수집부(11)가 형성되어 있으므로, 상기 인쇄롤 세척시에 사용된 용매는 이 용매수집부(11)에 모인 후 용매 수집 용기(40)를 통해 다시 용매 분사용 노즐(20)로 순환 및 재사용될 수 있게 되며, 이와 같이 수집된 용매는 반복적으로 수회 이상 재활용하여 롤세척에 사용될 수 있게 되므로 재료사용 측면에서 경제성을 높일 수 있다.

이와 같이 본 발명은 롤투롤 인쇄 방식에서의 롤표면에 잔존하는 잉크를 주기적으로 세척해 줌으로써 잔존 잉크로 인한 인쇄품질 저하를 최대한 억제하여 롤투롤 생산방식의 장점인 생산성을 극대화시킬 수 있도록 공정의 연속성을 보장한다.

또한 본 발명은 세척기를 운영하는 중에 나타날 수 있는 국부적인 미 세척 현상을 해결하기 위해 도 4와 같이 각 노즐의 인쇄롤과의 거리를 조절할 수 있도록 하므로, 고압의 용매가 분사되는 면적을 조정할 수 있게 하며 또한 각도를 바꿔줌으로 인해 효율적인 용매 분사위치를 찾아낼 수 있게 한다.

그리고 용매에 의한 1차 세척 후 2차적으로 고압의 공기가 분사되면 용매 세척 후의 인쇄롤 표면, 특히 음각 패턴 내부에 잔존할 수 있는 잔존물을 제거할 수 있는 동시에 분사된 용매가 새로 공급되는 잉크와 섞이지 않게 차단되므로 인쇄 공정에 영향을 주지 않고 인쇄롤 표면에 잔존하여 굳어진 잉크만을 간단하게 제거할 수 있게 된다.

따라서 본 발명은 위와 같은 구조들을 이용하여 인쇄롤에 잔존하는 굳어진 잉크층을 걷어냄으로써 패턴으로부터 소재로의 잉크전이 형상과 더불어 인쇄전자 소자분야에서 인쇄 두께를 보장해 줌으로써 기능성소자의 품질을 관리할 수 있게 한다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

1 : 인쇄롤 10 : 세척 챔버
11 : 용매 수집부 20 : 용매분사용 노즐
30 : 공기분사용 노즐 40 : 용매 수집용기

Claims (6)

1. 인쇄롤의 폭방향으로 나란하게 설치되며, 인쇄롤의 외주면 일부를 둘러 감싸는 공간을 형성하도록 하우징으로 구성되는 세척 챔버(10);
   인쇄롤의 외주면에 용매를 분사할 수 있도록 상기 세척 챔버(10) 상에 고정되어 설치되며 인쇄롤의 폭방향으로 일정 거리마다 위치하도록 배열되어 상기 인쇄롤의 외주면에 잉크 세척을 위한 용매를 1차 분사하는 다수 개의 용매분사용 노즐(20);및
   인쇄롤의 외주면에 공기를 분사할 수 있도록 상기 세척 챔버(10) 상에 고정되어 설치되며 인쇄롤의 폭방향으로 일정 거리마다 위치하도록 배열되어 상기 인쇄롤의 외주면에 잔존 잉크의 세척 및 용매 건조를 위한 공기를 2차 분사하는 다수 개의 공기분사용 노즐(30);을 포함하여 구성되는 실시간 롤 세척기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 용매분사용 노즐(20)은,
   인쇄롤의 폭방향으로 나란하게 2단으로 배열되며, 인쇄롤과의 이격거리 및 각도 조절을 위해 전후로의 이동 및 좌우 회전이 가능하게 세척 챔버(10)에 고정되는 것을 특징으로 하는 실시간 롤 세척기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 세척 챔버(10)는
   상기 용매분사용 노즐(20)에서 인쇄롤 측으로 분사된 용매를 수집 및 재활용을 위한 용매 수집부(11);를 더 포함하고,
   상기 용매분사용 노즐(20)은 용매 수집부(11) 및 용매 수집 용기(40)와 연결되어, 상기 세척 챔버에서 사용된 용매가 노즐을 통해 순환되도록 구성한 것을 특징으로 하는 실시간 롤 세척기.
   
4. 인쇄롤 세척방법에 있어서,
   인쇄롤의 폭방향으로 나란하게 설치된 다수 개의 용매분사용 노즐(20)을 통해 상기 인쇄롤의 외주면에 잉크 세척을 위한 용매를 1차 분사하는 단계;및
   인쇄롤의 폭방향으로 나란하게 설치된 다수 개의 공기분사용 노즐을 통해 상기 인쇄롤의 외주면에 잔존 잉크의 세척 및 용매 건조를 위한 공기를 2차 분사하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 실시간 롤 세척방법.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 용매분사용 노즐(20)에서 인쇄롤 측으로 분사된 용매를 수집 및 재활용하는 단계;
   를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 실시간 롤 세척 방법.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 용매분사용 노즐(20)은 용매 수집부(11) 및 용매 수집 용기(40)와 연결되어, 사용된 용매가 노즐을 통해 순환되어 수집되도록 구성한 것을 특징으로 하는 실시간 롤 세척 방법.

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