KR20190110408A - 그라비아 롤러 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 그라비아 롤러는 회전축에 따라 회전 가능한 몸체부; 및 상기 몸체부의 외주면에 형성되는 인쇄 패턴;을 포함하고, 상기 인쇄 패턴은 볼록부와 상기 볼록부에 의해 구획된 복수 개의 마름모 형태의 셀을 포함하며, 상기 셀의 일변은 인접하는 다른 셀의 일변과 대응되도록 배치되고, 상기 회전축의 회전 방향으로 상기 셀들이 연속해서 연결되도록 인접하는 셀의 모서리를 서로 연결시켜주는 통로가 형성되어 있다.

Description

그라비아 롤러{GRAVURE ROLLER}

본 발명은 그라비아 롤러에 관한 것이다.

그라비아 인쇄는 원통 형태의 금속롤 표면에 음각으로 인쇄 패턴을 형성하고 그 패턴에 잉크를 주입한 후 롤 형태로 감겨 있는 연속된 종이 형태의 인쇄 대상물의 표면에 패턴을 전사하는 방법이다. 그라비아 인쇄의 경우 속도가 기존 판형 인쇄에 비하여 월등히 빠르고 인쇄 품질이 우수하여 사진, 포장재, 직물 인쇄분야에서 폭넓게 사용되어 왔다. 최근 그라비아 인쇄는 그 뛰어난 생산성에 힘입어 기존 적용 분야를 뛰어넘어 IT, 전자산업 분야까지 다양한 분야로 확대 적용되고 있다.

한편, 그라비아 롤러의 인쇄 패턴에 채워진 페이스트(paste)가 인쇄 시트로 전사된 다음, 레벨링(leveling)되는 과정에서 페이스트의 표면 장력으로 인해서 평탄하게 레벨링되지 않고 요철을 가진 상태로 레벨링이 완료되는 문제점이 있었다.

본 발명의 일 목적은 그라비아 롤러의 인쇄 패턴의 형상을 제어하여 인쇄 두께 산포를 개선시키기 위함이다.

본 발명의 일 측면은, 회전축에 따라 회전 가능한 몸체부; 및 상기 몸체부의 외주면에 형성되는 인쇄 패턴;을 포함하고, 상기 인쇄 패턴은 볼록부와 상기 볼록부에 의해 구획된 복수 개의 마름모 형태의 셀을 포함하며, 상기 셀의 일변은 인접하는 다른 셀의 일변과 대응되도록 배치되고, 상기 회전축의 회전 방향으로 상기 셀들이 연속해서 연결되도록 인접하는 셀의 모서리를 서로 연결시켜주는 통로가 형성되어 있는 그라비아 롤러를 제공한다.

일 실시 예에서, 상기 통로의 폭은 10~20㎛일 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 마름모의 대각선 길이는 100㎛ 이하일 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 셀의 깊이는 5~30㎛일 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 인쇄 패턴은 상기 몸체부의 외주면을 에칭하여 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 몸체부는 상기 회전축에 수직한 단면이 원형으로 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 몸체부는 외주면이 피인쇄체의 일면을 따라 접촉 가능하고, 상기 셀은 상기 피인쇄체에 상기 셀에 대응하는 전극 패턴이 형성되도록 인쇄 매체를 수용 가능할 수 있다.

본 발명에 따르면 그라비아 롤러의 인쇄 패턴의 형상을 제어함으로써, 인쇄 두께 산포를 개선시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 그라비아 롤러를 이용하여 적층형 세라믹 커패시터(Multilayer ceramic capacitor, MLCC)를 제조함으로써, 내부 전극의 두께 산포 및 파과전압(Breakdown Voltage, BDV)을 개선시켜 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 롤러를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 롤러의 인쇄 패턴을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 종래의 그라비아 롤러의 인쇄 패턴을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 인쇄 패턴으로 인쇄한 전극 패턴(a)과 도 3의 인쇄 패턴으로 인쇄한 전극 패턴(b)을 3D 이미지로 분석한 도면이다.
도 5는 도 2의 인쇄 패턴을 이용하여 인쇄된 전극 패턴(실시예)과 도 3의 인쇄 패턴을 이용하여 인쇄한 전극 패턴(비교예)의 두께 산포를 비교한 그래프이다.
도 6은 도 2의 인쇄 패턴을 이용하여 제조된 커패시터(실시예)와 도 3의 인쇄 패턴을 이용하여 제조된 커패시터(비교예)의 파괴전압 결과를 비교한 그래프이다.
도 7은 회전축의 회전 방향으로 육각형 형태의 셀(22b)들이 연속적으로 연결되도록 통로(22c)를 형성한 인쇄 패턴(22)을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 2의 인쇄 패턴으로 인쇄한 전극 패턴(a)과 도 7의 인쇄 패턴으로 인쇄한 전극 패턴(b)을 촬영한 사진이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 롤러(100)를 이용하여 피인쇄체(S)에 전극 패턴(P)을 인쇄하기 위한 그라비아 인쇄장치(1000)를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하, 구체적인 실시형태 및 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 통상의 기술자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 또한, 각 실시 예의 도면에 나타난 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었으며, 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다. 나아가, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 롤러를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 롤러의 인쇄 패턴을 확대하여 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 롤러(100)는 몸체부(10) 및 인쇄 패턴(20)를 포함한다.

몸체부(10)는 회전축(30)에 따라 회전할 수 있다. 이때, 회전축(30)에 수직한 단면이 원형으로 형성될 수 있다. 또한, 몸체부(10)는 외주면이 피인쇄체(S)의 일면을 따라 접촉할 수 있다.

즉, 몸체부(10)는 전체적으로 원기둥의 형상으로 형성되고 외주면에 후술할 인쇄 패턴(20)이 형성되는데, 몸체부(10)의 밑면 중심을 회전축으로 회전함으로써 몸체부(10)의 외주면에 접하는 피인쇄체(S)에 전극 패턴(P)을 형성시킬 수 있다.

인쇄 패턴(20)은 몸체부(10)의 외주면에 형성된다.

인쇄 패턴(20)은 볼록부(20a)와 상기 볼록부(20a)에 의해 구획된 복수 개의 마름모 형태의 셀(20b)을 포함하며, 상기 셀(20b)의 일변은 인접하는 다른 셀의 일변과 대응되도록 배치되고, 상기 회전축(30)의 회전 방향(Y)으로 상기 셀(20b)들이 연속해서 연결되도록 인접하는 셀(20b)의 모서리를 서로 연결시켜주는 통로(20c)가 형성되어 있다.

인쇄 패턴(20)은 피인쇄체(S)에 인쇄 패턴(20)에 대응하는 전극 패턴(P)이 형성되도록 인쇄 매체를 수용할 수 있다. 즉, 인쇄 패턴(20)은 내부에 인쇄 매체가 수용된 후, 몸체부(10)가 피인쇄체(S)와 접촉하고 회전하여 인쇄가 이루어질 수 있다.

셀(20b)은 볼록부(20a)에 의해 구획되고, 셀의 일변은 인접하는 다른 셀의 일변과 대응되도록 배치된다. 셀(20b)은 오목한 형태로 인쇄 매체를 수용한다.

통로(20c)는 몸체부의 회전축의 회전 방향(Y)으로 셀들이 연속해서 연결되도록 인접하는 셀의 모서리를 서로 연결시킨다. 통로(20c)는 인쇄 매체가 셀(20c)에 골고루 수용되도록 있도록 하며, 인쇄 매체가 피인쇄체(S)에 균일하게 전사되도록 함으로써 인쇄 표면 조도를 개선시켜 인쇄 두께 산포를 감소시키는 역할을 한다.

셀(20b)의 형태가 마름모가 아닌 경우에는 통로의 폭(d)을 제어하기가 어려운 문제점이 있을 수 있다. 인쇄 패턴(20)은 몸체부(10)의 외주면을 에칭하여 형성될 수 있는데, 셀(20b)의 형태가 육각형, 사각형 등을 가질 경우에는 에칭시의 에칭액 흐름에 따라서 통로(20c)가 과에칭되는 현상이 발생하여 정밀한 통로의 폭(d)을 구현하기 어렵다.

도 3은 종래의 그라비아 롤러의 인쇄 패턴을 나타낸 도면이다. 도 4는 도 2의 인쇄 패턴으로 인쇄한 전극 패턴(a)과 도 3의 인쇄 패턴으로 인쇄한 전극 패턴(b)을 3D 이미지로 분석한 도면이다. 도 5는 도 2의 인쇄 패턴을 이용하여 인쇄된 전극 패턴 (실시예)와 도 3의 인쇄 패턴을 이용하여 인쇄한 전극 패턴(비교예)의 두께 산포를 비교한 그래프이다. 도 6은 도 2의 인쇄 패턴을 이용하여 제조된 커패시터(실시예)와 도 3의 인쇄 패턴을 이용하여 제조된 커패시터(비교예)의 파괴전압 결과를 비교한 그래프이다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 설명하면, 종래의 그라비아 롤러의 인쇄 패턴(21)은 볼록부(21a)에 의해 구획된 육각형 셀(21b)을 가졌으며, 셀과 셀을 연결시키는 통로는 존재하지 않았다.

육각형 셀(21b)의 경우, 셀(21b)과 셀(21b) 간에 채워진 인쇄 매체(페이스트)가 피인쇄체로 전사된 다음, 레벨링(leveling)되는 과정에서 인쇄 매체의 표면 장력으로 인해서 평탄하게 레벨링되지 않고 요철을 가진 상태로 레벨링이 완료되어 인쇄 두께 산포가 커지는 문제점이 있었다.

이는, 셀(21b)에 채워진 인쇄 매체가 전사되는 과정에서 셀(21b)을 형성하는 볼록부(21a)에 의해서 전사가 불균일하게 이루어지고, 전사 후에 근접해 있는 다른 셀(21b)의 인쇄 매체와 연결되는 과정에서 확산 에너지가 약하여, 인쇄막이 완전히 평탄하게 펴지지 않은 상태로 레벨링이 완료되기 때문이다.

반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 롤러의 인쇄 패턴은 몸체부의 회전축의 회전 방향(Y)으로 셀들이 연속해서 연결되도록 인접하는 셀의 모서리를 서로 연결시켜 주는 통로(20c)가 형성되어 있어 이러한 현상을 개선할 수 있다.

도 5에서 확인할 수 있듯이, 비교예의 경우에는 두께 산포가 7.09% 정도였으나, 실시예의 경우 2.31% 정도로 두께 산포가 현저히 저감된 것을 알 수 있다.

또한, 두께 산포가 개선됨에 따라서, 적층 세라믹 커패시터의 파괴전압(BDV)이 개선된 것을 도 7에서 확인할 수 있다.

도 7은 육각형 형태의 셀(22b)에 회전 방향(Y)으로 통로(22c)를 형성한 인쇄 패턴(22)을 나타낸 도면이다. 도 8은 도 2의 인쇄 패턴으로 인쇄한 전극 패턴(a)과 도 7의 인쇄 패턴으로 인쇄한 전극 패턴(b)을 촬영한 사진이다.

육각형 형태의 셀(22b)의 경우 통로(22c)를 형성하더라도, 에칭시의 에칭액 흐름에 따라서 통로가 과에칭되는 현상이 발생하여 통로의 폭(d`)이 28㎛로 너무 커져서 미인쇄 현상이 발생하였다.

반면에, 본 발명의 일 실시예에 따를 경우 통로의 폭(d)을 17.131㎛로 형성할 수 있었으며, 미인쇄 현상이 발생하지 않았다.

이때, 상기 통로(20c)의 폭은 10~20㎛일 수 있다.

통로(20c)의 폭이 10㎛ 미만이거나 20㎛ 초과인 경우에는 전극 패턴(P)의 두께 산포가 커질 우려가 있다.

또한, 셀의 형상인 마름모의 대각선 길이(l1, l2)는 100㎛ 이하일 수 있다.

셀의 형상인 마름모의 대각선 길이(l1, l2)가 100㎛ 초과인 경우에는 전극 패턴(P)의 두께 산포가 커질 우려가 있다.

또한, 셀(20b)의 깊이는 5~30㎛일 수 있다.

셀(20b)의 깊이가 5㎛ 미만인 경우에는 피인쇄체(S)에 인쇄 패턴(20)에 대응하는 전극 패턴(P)의 인쇄가 용이하지 않을 수 있다. 셀(20b)의 깊이가 30μm 초과하는 경우에는 피인쇄체(S)에 형성되는 전극 패턴(P)의 두께가 두꺼워져 피인쇄체(S)를 이용하여 생산되는 최종 제품의 박막화가 용이하지 않을 수 있다.

상술한 바와 같이, 몸체부(10)는 외주면이 피인쇄체(S)의 일면을 따라 접촉 가능하고, 상기 인쇄 패턴(20)은 상기 피인쇄체(S)에 상기 인쇄 패턴(20)에 대응하는 전극 패턴(P)이 형성되도록 인쇄 매체를 수용 가능할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라비아 롤러(100)를 이용하여 피인쇄체(S)에 전극 패턴(P)을 인쇄하기 위한 그라비아 인쇄장치(1000)를 개략적으로 나타낸 도면이다.

그라비아 롤러(100)에 대해서는 상술하였으므로 중복되는 범위에서 자세한 설명은 생략한다.

압동 롤러(300)는 피인쇄체(S)를 사이에 두고 그라비아 롤러(100)와 대향되도록 배치되어 피인쇄체(S)를 가압할 수 있다. 즉, 압동 롤러(300)는 인쇄 패턴(20)에 수용된 인쇄 매체가 피인쇄체(S)에 인쇄될 수 있도록 그라비아 롤러(100)와 더불어 피인쇄체(S)에 압력을 가할 수 있다.

압동 롤러(300)는 실린더의 피스톤과 연결되어 피스톤의 수직이동을 통해 피인쇄체(S)를 하부로 가압할 수 있다. 따라서, 피인쇄체(S)는 일정 이상의 장력을 확보한 상태로 그라비아 롤러(100)에 의해 전극 패턴(P)이 인쇄될 수 있다.

챔버(400)는 인쇄 패턴(20)에 인쇄 매체를 공급할 수 있다. 챔버(400)는 인쇄 매체가 채워져 있는 형태로 그라비아 롤러(100)의 하부에 형성되어 그라비아 롤러(100)가 침지되는 방식으로 인쇄 패턴(20)에 인쇄 매체를 공급할 수 있다. 또한, 그라비아 롤러(100)의 측면 상부에 노즐 등의 형태로 형성되어 인쇄 매체를 공급할 수도 있다.

구동부(500)는 그라비아 롤러(100)를 승하강시키도록 그라비아 롤러(100)의 양단에 형성되어 회전축(30)을 지지할 수 있다. 구동부(500)는 그라비아 롤러(100)의 양단을 지지하고 회전 및 승하강시켜, 그라비아 롤러(100)가 피인쇄체(S)에 전극 패턴(P)을 인쇄하도록 형성될 수 있다. 이를 위해, 구동부(500)는 수직 운동이 가능한 피스톤 또는 실린더 등으로 형성될 수 있다.

제거부(600)는 몸체부(10)의 외주면에 잔류하는 인쇄 매체를 제거하도록 몸체부(10)의 외주면에 접촉할 수 있다. 즉, 챔버(400)에 의해 그라비아 롤러(100)에 제공된 인쇄 매체 중 인쇄 패턴(20)에 수용되지 않은 부분을 그라비아 롤러(100)에서 제거할 수 있다. 제거부(600)는 닥터 블레이드로 형성될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다.

따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

S: 피인쇄체
P: 전극 패턴
10: 몸체부
20, 21, 22: 인쇄 패턴
20a, 21a, 22a: 볼록부
20b, 21b, 22b: 셀
20c, 22c: 통로
30: 회전축
100: 그라비아 롤러
300: 압동 롤러
400: 챔버
500: 구동부
600: 제거부
1000: 그라비아 인쇄장치

Claims (7)

1. 회전축에 따라 회전 가능한 몸체부; 및
   상기 몸체부의 외주면에 형성되는 인쇄 패턴;을 포함하고,
   상기 인쇄 패턴은 볼록부와 상기 볼록부에 의해 구획된 복수 개의 마름모 형태의 셀을 포함하며, 상기 셀의 일변은 인접하는 다른 셀의 일변과 대응되도록 배치되고,
   상기 회전축의 회전 방향으로 상기 셀들이 연속해서 연결되도록 인접하는 셀의 모서리를 서로 연결시켜주는 통로가 형성되어 있는 그라비아 롤러.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 통로의 폭은 10~20㎛인 그라비아 롤러.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 마름모의 대각선 길이는 100㎛ 이하인 그라비아 롤러.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 셀의 깊이는 5~30㎛인 그라비아 롤러.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 인쇄 패턴은 상기 몸체부의 외주면을 에칭하여 형성되는 그라비아 롤러.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 몸체부는 상기 회전축에 수직한 단면이 원형으로 형성되는 그라비아 롤러.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 몸체부는 외주면이 피인쇄체의 일면을 따라 접촉 가능하고,
   상기 인쇄 패턴은 상기 피인쇄체에 상기 인쇄 패턴에 대응하는 전극 패턴이 형성되도록 인쇄 매체를 수용 가능한 그라비아 롤러.
   

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