WO2022265278A1 - 열전사용 히팅드럼과 이의 제조방법 - Google Patents

열전사용 히팅드럼과 이의 제조방법 Download PDF

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WO2022265278A1
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inner tube
thermal oil
heating drum
heater
thermal
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정순태
이상민
이혜진
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주식회사 경일테크
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    • B41F31/02—Ducts, containers, supply or metering devices
    • B41F31/03—Ink agitators

Definitions

  • Figure 3 is a cross-sectional side view of Figure 1;
  • the divided rotation shaft 40 is applied, but if necessary, a long rod type rotation shaft 40 other than the divided type may be applied.
  • the heating drum according to the present invention can be applied to a known thermal transfer unit disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1968314.
  • the stirring blades 21 are formed on the outer circumferential surface of the inner tube 20 and serve to stir the thermal oil 90 together with the heater 60 .
  • R1 is the straight line distance from the center of the inner tube 20 to the outer circumferential surface
  • R2 is the distance from the center of the inner tube 20 to the end of the stirring blades 21
  • R3 is the distance from the center of the inner tube 20 to the heater (60)
  • the length (or height: R2) of the stirring blades 21 be made larger than R1 and smaller than R3.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Abstract

본 발명은 열전사용 히팅드럼에 관한 것으로서, 원통형의 외관; 상기 외관보다 작은 직경이면서 외관의 내측에 배치되는 내관; 상기 내관의 중심에 연결부재를 매개로 고정되는 회전축; 외부로 개구된 상기 내관과 외관 사이 공간을 밀폐하여 열매체유 수용공간을 형성하는 커버; 상기 커버에 관통되게 끼워져 열매체유 수용공간을 가열하는 히터; 상기 내관과 외관 사이에 배치되어 히터를 지지하는 거치대; 상기 열매체유 수용공간의 내부 공기에 배출을 단속하는 밸브; 상기 열매체유 수용공간에 충진되는 열매체유를 포함하되; 상기 열매체유가 열매체유 수용공간에 부분적으로 충진되고, 열매체유 수용공간의 내부 공기가 밸브를 통해 강제 배출되어 열매체유 수용공간의 내압이 대기압보다 낮게 유지되는 것;을 특징으로 한다. 본 발명은 열매체유가 히터에 의해 직접 가열되면서 원활한 교반을 통하여 열이 골고루 열매체유에 전달되도록 할 수 있기 때문에 히팅드럼의 전체 온도가 균일하게 유지되도록 도움을 줄 수 있고, 이에 따라 온도차로 인한 제품불량률을 현저하게 낮출 수 있게 된다.

Description

열전사용 히팅드럼과 이의 제조방법
본 발명은 열전사용 히팅드럼과 이의 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 원활한 교반을 통하여 열이 골고루 열매체유에 전달되도록 할 수 있고, 히팅드럼의 컴팩트화 및 경량화를 꾀할 수 있으며, 열매체유의 산화를 막을 수 있는 열전사용 히팅드럼을 제공하려는데 그 목적이 있다.
다양한 컬러를 구현하기 위한 열전사(熱轉寫) 프레스는 열기록 헤드(일종의 드럼)와 인사(印寫)대상인 원단의 사이에 잉크가 도포된 필름상의 리본(또는 승화전사용 전용지)이 위치되어 있어서 열기록 헤드에 의해 소정패턴으로 승화된 잉크가 상기 용지에 옮겨지도록 되는 간접방식의 전사 구조를 가진다.
도 13은 종래의 열전사용 히팅드럼을 도시하는 개념도로, 외부의 구동 모터에 의해서 회전되는 주축(210)과, 주축(210)에 결합된 원통형 몸체(220)와, 원통형 몸체(220) 내부에 결합되어 오일 수용공간(B)을 형성시키는 내통(230)과, 오일 수용공간(B)과 연결되도록 주축(210)에 형성되는 유입구(211)와, 오일 수용공간(B)에 일정한 간격으로 삽입되는 히터(240)와, 유입구(211)와 상호 연결되며 상부가 개방된 오일탱크(250)와, 오일 수용공간(B) 및 오일탱크(250)에 충진되어 히터(240)에 의해 가열되며, 오일탱크(250)를 통해 외부로 노출되는 오일(260)로 구성된다.
종래의 열전사용 히팅드럼의 경우 오일 수용공간(B)에 오일(260)이 빈틈없이 가득 충진된 상태에서 히터(240)를 가열하게 되면, 오일(260)에 온도가 히터(240)에 의해 상승하게 되면서 열팽창하게 되는데, 이를 오일탱크(250)가 수용(오일의 수위 변화:h)해 줌으로서 히팅드럼을 열팽창으로 인한 손상(파열)으로부터 보호할 수 있는 것이다.
그런데 상기 오일탱크(250)는 상부를 통해 오일(260)이 외부로 노출되면서 공기와 접촉함에 따라 오일(260)의 산화를 유발하게 되고, 이로 인해 오일(260)의 수명주기가 짧아지게 되면서 일정 기간마다 오일을 교체해야 하는 번거로움이 있었다.
종래의 열전사용 히팅드럼의 경우 오일 수용공간(B)에 오일(260)이 빈틈없이 가득 충진됨에 따라 초기 히팅드럼의 회전시에는 내부 마찰로 인해 히터(240)에 의해 교반되지만, 이후에는 히팅드럼과 오일(260)이 함께 회전됨으로 인해 히터(240)을 통한 오일(260)의 교반이 전혀 이루어지지 않는 문제가 있다.
또한, 히터(240)를 지지하는 지지체가 오일 수용공간(B)의 내부를 구획해 막고 있기 때문에 오일(260)의 자유로운 유동을 기대하기 어렵고, 이로 인해 온도를 균일하게 맞추는 것이 상당히 어려웠다.
또 다른 종래 기술로는 대한민국 등록특허 제10-0996493호(열매체유를 이용한 열전사용 드럼장치)가 있으며, 전반적인 구조는 앞서 언급한 구조와 동일하고, 다만 내통(230)의 외주면에 다수의 교반날개가 형성되고, 오일탱크가 생략되어 있다는 점만 상이하다.
그런데 상기 종래 특허도 앞서 언급한 종래 기술과 마찬가지로 초기 히팅드럼의 회전시, 교반날개에 의한 열매체유의 교반 및 혼합이 잘 일어난다.
하지만, 종래 특허 역시 열매체유 수용공간에 열매체유가 빈틈없이 가득 충진되어 있기 때문에 일정 시간이 지난 후부터는 히팅드럼과 열매체유가 함께 회전되며, 이로 인해 히터(240) 및 교반날개를 통한 열매체유의 교반이 전혀 이루어지지 않게 된다.
또한, 종래 특허 역시 히터를 지지하는 지지체가 열매체유 수용공간의 내부를 구획해 막고 있기 때문에 열매체유의 자유로운 유동을 기대하기 어려웠다.
따라서, 히터를 통해서 전달되는 열이 골고루 열매체유에 전달되지 않게 되어 균일한 온도를 유지하기가 상당히 어렵게 됨에 따라 제품 생산과정에서 불량률이 높아지는 단점으로 작용하였다.
마지막으로 종래 특허 기술의 경우 열매체유 수용공간에 열매체유가 빈틈없이 가득 충진된 상태에서 히터에 의해 열매체유가 가열되면, 열매체유는 가열되는 과정에 열팽창하게 되고, 이로 인해 히팅드럼이 손상(파열)될 수 있기 때문에 이러한 점을 고려해 히팅드럼의 제작시 두께가 두꺼운 부재를 적용해야 했으며, 이에 따라 히팅드럼의 컴팩트화 및 경량화를 꾀하기 어려운 근본적인 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 원활한 교반을 통하여 열이 골고루 열매체유에 전달되도록 할 수 있고, 히팅드럼의 컴팩트화 및 경량화를 꾀할 수 있으며, 열매체유의 산화를 막을 수 있는 열전사용 히팅드럼을 제공하려는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 열전사용 히팅드럼의 제조방법을 제공하려는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열전사용 히팅드럼은,
원통형의 외관;
상기 외관보다 작은 직경이면서 외관의 내측에 배치되는 내관;
상기 내관의 중심에 연결부재를 매개로 고정되는 회전축;
외부로 개구된 상기 내관과 외관 사이 공간을 밀폐하여 열매체유 수용공간을 형성하는 커버;
상기 커버에 관통되게 설치되어 밀봉되는 열매체유 수용공간을 가열하는 히터;
상기 내관과 외관 사이에 배치되어 히터를 지지하는 거치대;
상기 열매체유 수용공간의 내부 공기에 배출을 단속하는 밸브;
상기 열매체유 수용공간에 충진되는 열매체유를 포함하되;
상기 열매체유가 열매체유 수용공간에 부분적으로 충진되고, 열매체유 수용공간의 내부 공기가 밸브를 통해 강제 배출되어 열매체유 수용공간의 내압이 대기압보다 낮게 유지되는 것;을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서,
상기 내관의 외주면에는 교반날개가 더 보강 구비되고;
상기 히터는 외관의 내주면과 교반날개의 상면 사이에 위치되는 것;을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서,
상기 거치대는 외관의 내주면으로부터 이격되게 내관에 설치되는 것;을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서,
상기 거치대에는 연통공이 더 보강 구비되는 것;을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서,
상기 외관의 길이는 내관의 길이보다 상대적으로 더 길게 형성되고;
상기 내관은 연결부재에 의해 밀폐되며;
상기 연결부재에는 내관보다는 상대적으로 작은 직경을 갖는 보조관이 더 보강 구비되어 외관과 회전축 사이에 배치되며;
상기 커버는 외관과 보조관 사이로 끼워져 외관의 양단부를 밀폐하면서 열매체유 수용공간과 상호 연통되는 손실보상공간을 형성하는 것;을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서,
상기 연결부재를 사이에 두고 내관과 보조관에는 내관과 보조관을 각각 지지하는 보강판이 더 보강 구비되는 것;을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 열전사용 히팅드럼의 제조방법은,
원통형의 외관 내측으로 외관보다 작은 직경을 갖는 내관을 배치한 다음, 연결부재를 매개로 회전축을 내관의 중심에 위치되도록 하고, 내관과 외관 사이 공간에 열매체유 수용공간이 형성될 수 있게 내관과 외관 사이에 유입구를 갖춘 커버를 설치해 밀폐하며, 열매체유 수용공간을 가열할 수 있도록 히터를 커버에 관통되게 설치하며, 히터를 지지하기 위한 거치대를 내관과 외관 사이에 설치하며, 열매체유 수용공간의 내부 공기에 배출을 단속하기 위한 밸브를 커버에 설치하는 히팅드럼 제작단계;
상기 커버에 형성된 유입구를 통해 열매체유를 주입하여 열매체유 수용공간의 일부가 열매체유에 의해 채워지면서 밸브를 통해 열매체유 수용공간의 내부 공기가 배출될 수 있게 한 다음 유입구를 폐구하는 주입 및 폐구단계;
상기 밸브에 진공펌프를 연결한 상태에서 열매체유 수용공간의 내부 공기를 강제로 배출한 다음 밸브를 잠가 열매체유 수용공간의 내부가 대기압보다 상대적으로 낮은 음압상태를 유지할 수 있게 하는 음압형성단계;를 포함하는 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서,
상기 히팅드럼 제작단계(St1)에서 내관의 외주면에 교반날개를 설치하여 외관의 내주면과 교반날개의 상면 사이에 히터가 위치되도록 하는 것;을 특징으로 한다.
본 발명은 열매체유가 히터에 의해 직접 가열되면서 원활한 교반을 통하여 열이 골고루 열매체유에 전달되도록 할 수 있기 때문에 히팅드럼의 전체 온도가 균일하게 유지되도록 도움을 줄 수 있고, 이에 따라 온도차로 인한 제품불량률을 현저하게 낮출 수 있게 된다.
또한, 열매체유가 수용된 열매체유 수용공간을 대기압보다 상대적으로 낮은 압력상태로 만들어 줌으로서 열매체유가 히터의 열에 의해 팽창하더라도 이를 충분히 수용할 수 있기 때문에 압력변화로 인한 손상 내지 폭발의 위험성을 획기적으로 낮출 수 있게 되며, 이에 따라 얇은 두께의 부재 사용이 가능해져 히팅드럼의 컴팩트화 및 경량화를 꾀할 수 있게 된다.
그리고 열매체유는 열매체유 수용공간에 밀폐된 상태로 저장됨에 따라 대기(외기)와의 접촉을 근본적으로 차단할 수 있기 때문에 열매체유의 산화를 방지할 수 있다.
게다가 내관의 외주면에 교반날개를 더 보강해 줌으로서 전반적으로 열매체유를 교반할 수 있게 되어 히팅드럼의 전체 온도를 신속하고 원활하게 그리고 균일하게 유지되도록 도움을 줄 수 있으며, 이에 따라 온도차로 인한 제품불량률을 현저하게 낮출 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 열전사용 히팅드럼의 사시도.
도 2는 도 1의 부분 단면 사시도.
도 3은 도 1의 측단면도.
도 4는 도 1의 정단면도.
도 5는 도 3의“A”확대도.
도 6은 도 4의“B”확대도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 열전사용 히팅드럼의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 열전사용 히팅드럼의 부분 단면 사시도.
도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 열전사용 히팅드럼의 측단면도.
도 11은 도 10의“D”확대도.
도 12는 본 발명의 제2실시 예에 따른 열전사용 히팅드럼의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 13은 종래의 열전사용 히팅드럼을 도시하는 개념도.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 열전사용 히팅드럼의 사시도이고, 도 2는 도 1의 부분 단면 사시도이며, 도 3은 도 1의 측단면도이며, 도 4는 도 1의 정단면도이며, 도 5는 도 3의“A”확대도이며, 도 6은 도 4의“B”확대도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제1실시 예에 따른 열전사용 히팅드럼은 원단과 같은 인쇄매체에 전사된 소정 패턴을 가열하여 인쇄시키는 인쇄장치에 적용되는 것으로, 외관(10)과 내관(20), 연결부재(30), 회전축(40), 커버(50), 히터(60), 거치대(70), 밸브(80) 및 열매체유(90)로 구성된다.
이에 의하면 히팅드럼의 내부를 열매체유(90)로 일부만 채워 주고, 나머지는 대기압보다 낮은 음압상태로 만들어 줌에 따라 열매체유(90)의 교반이 가능해지고, 이와 더불어서 열매체유(90)가 히터(60)에 의해 직접 가열되면서 교반됨에 따라 히팅드럼의 전체 온도가 균일하게 유지되도록 도움을 주기 때문에 온도차로 인한 제품불량률을 낮출 수 있게 된다. 또한 열매체유(90)가 수용된 열매체유 수용공간(S1)을 대기압보다 상대적으로 낮은 압력상태로 만들어 줌으로서 열매체유(90)가 히터(60)의 열에 의해 팽창하더라도 이를 충분히 수용할 수 있기 때문에 압력변화로 인한 손상 내지 폭발의 위험성을 획기적으로 낮출 수 있게 되며, 이에 따라 얇은 두께의 부재 사용이 가능해져 히팅드럼의 컴팩트화 및 경량화를 꾀할 수 있게 된다. 마지막으로 열매체유(90)는 열매체유 수용공간(S1)에 밀폐된 상태로 저장됨에 따라 대기(외기)와의 접촉을 근본적으로 차단할 수 있기 때문에 열매체유(90)의 산화를 방지할 수 있는 기술적인 특징이 있다.
상기 외관(10)은 원통형의 중공관이다.
상기 외관(10)의 내측에는 내관(20)이 배치되는데, 내관(20)은 외관보다 직경이 작은 원통형의 중공관이다. 이러한 내관(20)의 양단부에는 중앙이 관통된 연결부재(30)가 각각 끼워져 용접고정되고, 연결부재(30)의 중앙에 형성된 구멍에는 회전축(40)의 일단부가 관통되게 끼워져 용접고정됨으로써 내관(20)과 연결부재(30) 및 회전축(40)이 일체형 구조를 이루게 된다. 여기서 연결부재(30)는 내관(20)과 회전축(40)을 상호 연결해주는 매개체로서, 연결부재(30)는 내관(20)의 양단부에 설치되어 내관(20)을 지지하는 역할을 한다.
상기와 같은 연결부재(30)의 경우 내관(20)과 회전축(40)을 견고하게 고정할 수 있는 것이라면 공지의 그 어떠한 것이라도 적용실시 가능하다.
본 실시 예에서는 분할된 회전축(40)을 적용해 주었지만, 필요에 따라 분할된 형태가 아닌 장봉 타입의 회전축(40)을 적용할 수도 있다.
한편, 상기 내관(20)의 양단부 외주면으로 커버(50)가 각각 끼워져 외관(10)을 지지한다. 이러한 커버(50)는 내관(20)의 외주면과 외관(50)의 내주면 사이에 배치되어 용접고정됨에 따라 내관(20)과 외관(10) 및 커버(50)는 밀폐된 형태의 일체형 구조를 이루게 되며, 내관(20)과 외관(10) 및 커버(50) 사이에는 열매체유 수용공간(S1)이 자연스럽게 마련된다. 한편, 필요에 따라 연결부재(30)와 커버(50)는 내관(20)과 외관(10)의 양단부를 동시에 막을 수도 있도록 분할구조가 아닌 일체로 제작될 수도 있다.
계속해서, 상기 커버(50)에는 히터(60)가 관통되게 설치되고, 커버(50)와 히터(60)의 경계에서 유동이 생기지 않게 밀봉되며, 이렇게 설치된 히터(60)는 열매체유 수용공간(S1)을 가열한다. 좀 더 구체적으로 설명해 보면, 히터(60)는 회전축(40)을 중심으로 등간격을 이루면서 방사상으로 배열되며, 이렇게 배치된 히터(60)는 외부로부터 전원을 공급받아 발열한다. 이렇게 발열하는 히터(60)에 의해 열매체유 수용공간(S1)에 충진되는 열매체유(90)는 가열된다. 상기 히터(60)의 갯 수는 필요에 따라 가감될 수 있다.
한편, 상기 커버(50) 사이에는 내관(20)의 외주면으로 히터(60)를 지지하기 위한 링 형상의 거치대(70)가 일정 간격으로 배치되어 용접고정된다. 특히 거치대(70)는 상면이 외관(10)의 내주면으로부터 일정 간격만큼 이격되도록 설치해주는 것이 바람직한데, 이는 주변의 온도 편차(외관에 인접될수록 열손실이 심해짐)에 따라 열매체유(90)가 유동 및 자연스럽게 대류가 이루어지도록 하기 위함이다.
일 예로, 상기 외관(10)의 내주면에 거치대(70)를 설치하고 내관(20)의 외주면으로부터 이격시켜주게 되면, 히터(60)의 열이 거치대(70)를 통해 외관(10)으로 직접 전달됨에 따라 온도 편차가 발생하게 된다.
또한, 상기 거치대(70)의 양면(외주면과 내주면)을 내관(20)의 외주면과 외관(10)의 내주면에 맞대어지게 각각 설치하게 되면, 열매체유(90)의 자연스러운 유동을 방해할 뿐만 아니라 히터(60)의 열이 거치대(70)를 통해 외관(10)으로 직접 전달됨에 따라 온도편차가 발생하게 된다.
한편, 상기 거치대(70)에는 연통공(71)이 일체로 형성된다. 이 연통공(71)은 내관(20)의 외주면에 인접되게 배치되어 열매체유(90)가 거치대(70)에 의해 구획된 공간으로 자유롭게 유동될 수 있도록 하는 역할을 한다.
한편, 앞서 언급한 바와 같이, 상기 열매체유 수용공간(S1)의 압력은 대기압보다 상대적으로 낮은 음압상태이며, 열매체유 수용공간(S1)의 일부는 열매체유(90)에 의해 채워진다. 이를 위해 커버(50)에는 열매체유 수용공간(S1)과 상호 연통되는 유입구(IP)와 수도꼭지 타입의 밸브(80)가 노출되게 설치되는데, 유입구(IP)를 통해 열매체유(90)가 주입되고, 밸브(80)를 통해 열매체유 수용공간(S1)의 내부 공기가 배출된다. 상기 유입구(IP)는 추후 폐구(막음)시켜 외기(또는 열매체유)가 유입되지 않도록 하였다. 그리고 열매체유 수용공간(S1)의 내부를 대기압보다 상대적으로 낮은 음압상태로 만들어주기 위하여 본 실시 예의 경우 밸브(80)에 진공펌프(미도시)를 연결한 상태에서 열매체유 수용공간(S1)의 내부 공기를 강제로 배출한 다음 밸브(80)를 잠가 음압상태가 유지될 수 있도록 하였다.
한편, 본 발명에 따른 히팅드럼은 도 2에 도시된 바와 같이 변형실시될 수 있다.
도 2를 참조하면, 전반적인 구조는 앞선 실시 예와 동일하며, 다만 여기에 보조관(100)이 더 보강 구비되어 열매체유 수용공간(S1)과 상호 연통되는 손실보상공간(S2)을 구성한다는 점만 상이하다.
상기 보조관(100)은 외관(10)과 내관(20)에 비해 상대적으로 짧은 길이로 제작되고, 내관(20)에 비해 상대적으로 직경이 작으며, 외관(10)과 회전축(40) 사이에 배치되도록 내관(20)의 양단부에 설치된 연결부재(30)에 배치되어 용접고정된다. 여기서 연결부재(30)는 내관(20)의 양단부를 밀폐한다.
한편, 커버(50)는 외관(10)과 보조관(100) 사이로 끼워져 용접고정되며, 이에 의해 외관(10)의 양단부는 밀폐된다. 또한 커버(50)는 외관(10) 및 보조관(100)과 함께 열매체유 수용공간(S1)과 상호 연통되는 손실보상공간(S2)을 형성하게 되며, 여기서 손실보상공간(S2)은 열손실을 보상해주기 위한 공간이다.
일 예로서, 히터(60)는 전원을 공급받아 열매체유(90)를 가열하게 되는데, 이때 히터(60)의 열기는 열매체유 수용공간(S1) 및 손실보상공간(S2)으로 가열된 열매체유(90)와 함께 유입되어 외관(10)의 양단부 및 커버(50)를 가열하면서 공기층을 형성하게 된다.
따라서, 상기 외관(10)은 가열된 열매체유(90)와 열매체유 수용공간(S1) 및 손실보상공간(S2)에 채워지는 열기(히터열)에 의해 가장자리를 포함하는 전체 온도를 균일한 온도로 유지토록 할 수 있으며, 이로 인해 온도차에 따른 제품불량을 획기적으로 낮춰 우수한 전사품질을 갖는 제품을 양산할 수 있는 이점이 있다.
한편, 상기 회전축(40)을 단일의 연결부재(30)만으로 고정하기에는 구조적으로 취약한 부분이 있는데, 이에 본 실시 예에서는 회전축(40)을 연결부재(30)와 함께 지지할 수 있는 보강판(110)을 설치하여 상기와 같은 문제를 해소하였다.
상기 보강판(110)은 중앙이 관통된 원형의 판으로서, 연결부재(30)를 사이에 두고 내관(20)의 내주면과 보조관(100)의 내주면에 각각 배치되어 용접고정되되, 연결부재(30)로부터 이격되게 배치되고, 중앙에 형성된 구멍에 회전축(40)이 끼워져 용접고정된다.
상기와 같이 내관(20)과 보조관(100)에 회전축(40)을 지지하는 보강판(110)을 더 보강해 줌으로서 전체적인 기계적 강도(강성)를 보완해 줄 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 열전사용 히팅드럼의 제조방법에 대해 설명하면 다음과 같다.
(1) 히팅드럼 제작단계(St1)
상기 히팅드럼 제작단계(St1)는 원통형의 외관(10) 내측으로 외관보다 작은 직경을 갖는 내관(20)을 배치한 다음, 연결부재(30)를 매개로 회전축(40)을 내관(20)의 중심에 위치되도록 하고, 내관(20)과 외관(10) 사이 공간에 열매체유 수용공간(S1)이 형성될 수 있게 내관(20)과 외관(10) 사이에 유입구(IP)를 갖춘 커버(50)를 설치해 밀폐하며, 열매체유 수용공간(S1)을 가열할 수 있도록 히터(60)를 커버(50)에 관통되게 설치하며, 히터(50)를 지지하기 위한 거치대(70)를 내관(20)과 외관(10) 사이에 설치하며, 열매체유 수용공간(S1)의 내부 공기에 배출을 단속하기 위한 밸브(80)를 커버(50)에 설치한다.
또한, 상기 내관(20)의 외주면에 교반날개(21)가 설치될 수 있으며, 이때 히터(60)는 외관(10)의 내주면과 교반날개(21)의 상면 사이에 위치된다.
(2) 주입 및 폐구단계(St2)
상기 주입 및 폐구단계(St2)는 커버(50)에 형성된 유입구(IP)를 통해 열매체유(90)를 주입하여 열매체유 수용공간(S1)의 일부가 열매체유(90)에 의해 채워지면서 밸브(80)를 통해 열매체유 수용공간(S1)의 내부 공기가 배출될 수 있게 한 다음 유입구(IP)를 폐구한다.
(3) 음압형성단계(St3)
상기 음압형성단계(St3)는 밸브(80)에 진공펌프(미도시)를 연결한 상태에서 열매체유 수용공간(S1)의 내부 공기를 강제로 배출한 다음 밸브(80)를 잠가 열매체유 수용공간(S1)의 내부가 대기압보다 상대적으로 낮은 음압상태를 유지할 수 있게 한다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 열전사용 히팅드럼의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 좀 더 상세하게는 도 7는 본 발명의 히팅드럼을 이용해 열전사하는 것을 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의“C”를 확대한 도면이며, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 히팅드럼은 대한민국 등록특허 제10-1968314호에 개시된 공지의 열전사유닛에 적용될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 히팅드럼은 열전사유닛(200)을 구성하는 밀착기구(210)에 의해 회동되고, 히팅드럼을 구성하는 히터(60)는 전원을 공급받아 발열하게 된다.
그리고 이렇게 구동되는 히팅드럼과 밀착기구 사이로 전사지(P)와 원단(F) 그리고 티슈(T)가 인입되어 가압(압착)됨과 동시에 열이 가해 짐에 따라 전사지(P)의 인쇄물이 원단(F)에 전사된 다음 배출된다.
한편, 상기 히터(60)는 열매체유 수용공간(S1) 및 손실보상공간(S2)에 수용된 열매체유(90)를 직접 가열하면서 열매체유(90)를 교반하게 되는데, 이렇게 교반 및 가열된 열매체유(90)는 외관(10)을 균일하게 가열시키게 되며, 이에 따라 외관(10)에 밀착되어 이동되는 인쇄매체(P)를 균일한 온도로 가열할 수 있게 된다.
따라서, 상기 외관(10)은 가열된 열매체유(90)와 열매체유 수용공간(S1) 및 손실보상공간(S2)에 채워지는 열기(히터열)에 의해 가장자리를 포함하는 전체 온도를 균일한 온도로 항상 유지할 수 있으며, 이로 인해 온도차에 따른 제품불량을 획기적으로 낮춰 우수한 전사품질을 갖는 제품을 양산할 수 있게 된다.
특히, 본 발명은 열매체유(90)가 히터(60)에 의해 직접 가열되면서 교반됨에 따라 히팅드럼의 전체 온도가 균일하게 유지되도록 도움을 주기 때문에 온도차로 인한 제품불량률을 낮출 수 있게 된다.
또한, 상기 열매체유(90)가 수용된 열매체유 수용공간(S1) 및 손실보상공간(S2)을 대기압보다 상대적으로 낮은 압력상태(음압상태)로 만들어 줌으로서 열매체유(90)가 히터(60)의 열에 의해 팽창하더라도 이를 충분히 수용할 수 있기 때문에 압력변화로 인한 히팅드럼의 손상 내지 폭발의 위험성을 획기적으로 낮출 수 있게 되며, 이에 따라 히팅드럼을 제작함에 있어 얇은 두께의 부재 사용이 가능해져 히팅드럼의 컴팩트화 및 경량화를 꾀할 수 있다.
마지막으로 상기 열매체유(90)는 열매체유 수용공간(S1) 및 손실보상공간(S2)에 밀폐된 상태로 저장됨에 따라 대기(외기)와의 접촉을 근본적으로 차단할 수 있기 때문에 열매체유(90)의 산화를 방지할 수 있으며, 이에 따라 열매체유(90)를 반영구적으로 사용할 수 있게 된다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 히터(60)가 회전되는 과정에 열매체유(90)를 교반하게 되는데, A3영역(제1경계선(L1)과 제2경계선(L2) 사이에 마련되며 히터가 지나가는 영역)에서는 열매체유(90)가 뒤섞일 정도의 와류발생이 일어나지만, 내관(20)과 제1경계선(L1) 사이에 위치하는 A1영역이나 외관(10)과 제2경계선(L2) 사이에 위치하는 A2영역에서는 히터(60)의 교반으로 인한 와류의 전달이 상당히 미미해 뒤섞임이 원활하게 일어나지 않는 문제가 있다.
이에 본 실시 예에서는 내관(20)에 교반날개(21)를 보강해 줌으로서 상기와 같은 문제를 해소하였다는 점에 주목해 주기 바란다.
도 9 내지 도 11은 교반날개가 적용된 히팅드럼을 도시한 도면으로서, 도 9는 본 발명의 제2실시 예에 따른 열전사용 히팅드럼의 부분 단면 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제2실시 예에 따른 열전사용 히팅드럼의 측단면도이며, 도 11은 도 10의“D”확대도이며, 도 12는 본 발명의 제2실시 예에 따른 열전사용 히팅드럼의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 열전사용 히팅드럼의 전반적인 구조는 앞선 제1실시 예와 동일하며, 다만 내관(20)에 교반날개(21)가 더 보강 구비된다는 점만 상이하다.
상기 교반날개(21)는 내관(20)의 외주면에 형성되어 히터(60)와 함께 열매체유(90)를 교반하는 역할을 한다.
상기 교반날개(21)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 회전축(40)을 중심으로 120˚로 방사상으로 배열되며, 필요에 따라 교반날개(21)의 갯 수는 가감될 수 있다.
도 11을 참조하면, R1은 내관(20)의 중심에서부터 외주면까지의 직선거리이고, R2는 내관(20)의 중심에서부터 교반날개(21) 끝까지에 거리, R3는 내관(20)의 중심에서부터 히터(60)까지의 직선거리를 의미하는 것으로, 교반날개(21)의 길이(또는 높이:R2)는 R1보다는 크고, R3보다는 작게 제작되는 것이 바람직하다.
도 12을 참조하면, 상기와 같이 교반날개(21)의 길이(또는 높이:R2)를 R1 < R2 < R3로 제작하게 되면, 히터(60)가 회전하는 과정에 열매체유(90)가 교반되면서 제1경계선(L1)과 제2경계선(L2) 사이에 위치되는 A3영역(히터가 지나가는 영역)에는 와류가 일어나게 되고, 교반날개(21)가 회전되는 과정에 내경(20)과 제1경계선(L1) 사이에 위치된 A1영역의 열매체유(90)는 교반날개(21)에 의해 A3영역(히터가 지나가는 영역)으로 밀려 들어가게 된다. 이에 따라 A3영역(히터가 지나가는 영역)에서 발생된 와류는 외경(10)과 제2경계선(L2) 사이에 위치된 A2영역으로 자연스럽게 밀려나게 되면서 A2영역의 열매체유(90)와 신속하게 뒤섞임이 일어나게 된다.
즉, 상기 교반날개(21)의 미적용시에는 A1영역이나 A2영역에서는 열매체유(90)의 뒤섞임이 상당히 미미해 원활한 유동 및 교반활동을 기대하기 어려웠다.
하지만, 상기 교반날개(21)를 적용하게 되면 A1영역은 교반날개(21)에 의해 뒤섞이고, A2영역은 교반날개(21)와 히터(60)에 의해 뒤섞임이 일어남에 따라 전반적으로 열매체유(90)를 교반할 수 있다는 점에서 히팅드럼의 전체 온도를 신속하고 원활하게 그리고 균일하게 유지되도록 도움을 줄 수 있으며, 이에 따라 온도차로 인한 제품불량률을 현저하게 낮출 수 있게 된다.
본 발명은 기재된 구체적인 실시 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상범위 내에서 다양하게 변형 및 수정할 수 있음은 당업자에 있어서 당연한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (8)

  1. 원통형의 외관;
    상기 외관보다 작은 직경이면서 외관의 내측에 배치되는 내관;
    상기 내관의 중심에 연결부재를 매개로 고정되는 회전축;
    외부로 개구된 상기 내관과 외관 사이 공간을 밀폐하여 열매체유 수용공간을 형성하는 커버;
    상기 커버에 관통되게 설치되어 밀봉되는 열매체유 수용공간을 가열하는 히터;
    상기 내관과 외관 사이에 배치되어 히터를 지지하는 거치대;
    상기 열매체유 수용공간의 내부 공기에 배출을 단속하는 밸브;
    상기 열매체유 수용공간에 충진되는 열매체유를 포함하되;
    상기 열매체유가 열매체유 수용공간에 부분적으로 충진되고, 열매체유 수용공간의 내부 공기가 밸브를 통해 강제 배출되어 열매체유 수용공간의 내압이 대기압보다 낮게 유지되는 것;을 특징으로 하는 열전사용 히팅드럼.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내관의 외주면에는 교반날개가 더 보강 구비되고;
    상기 히터는 외관의 내주면과 교반날개의 상면 사이에 위치되는 것;을 특징으로 하는 열전사용 히팅드럼.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 거치대는 외관의 내주면으로부터 이격되게 내관에 설치되는 것;을 특징으로 하는 열전사용 히팅드럼.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 거치대에는 연통공이 더 보강 구비되는 것;을 특징으로 하는 열전사용 히팅드럼.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외관의 길이는 내관의 길이보다 상대적으로 더 길게 형성되고;
    상기 내관은 연결부재에 의해 밀폐되며;
    상기 연결부재에는 내관보다는 상대적으로 작은 직경을 갖는 보조관이 더 보강 구비되어 외관과 회전축 사이에 배치되며;
    상기 커버는 외관과 보조관 사이로 끼워져 외관의 양단부를 밀폐하면서 열매체유 수용공간과 상호 연통되는 손실보상공간을 형성하는 것;을 특징으로 하는 열전사용 히팅드럼.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 연결부재를 사이에 두고 내관과 보조관에는 내관과 보조관을 각각 지지하는 보강판이 더 보강 구비되는 것;을 특징으로 하는 열전사용 히팅드럼.
  7. 원통형의 외관 내측으로 외관보다 작은 직경을 갖는 내관을 배치한 다음, 연결부재를 매개로 회전축을 내관의 중심에 위치되도록 하고, 내관과 외관 사이 공간에 열매체유 수용공간이 형성될 수 있게 내관과 외관 사이에 유입구를 갖춘 커버를 설치해 밀폐하며, 열매체유 수용공간을 가열할 수 있도록 히터를 커버에 관통되게 설치하며, 히터를 지지하기 위한 거치대를 내관과 외관 사이에 설치하며, 열매체유 수용공간의 내부 공기에 배출을 단속하기 위한 밸브를 커버에 설치하는 히팅드럼 제작단계(St1);
    상기 커버에 형성된 유입구를 통해 열매체유를 주입하여 열매체유 수용공간의 일부가 열매체유에 의해 채워지면서 밸브를 통해 열매체유 수용공간의 내부 공기가 배출될 수 있게 한 다음 유입구를 폐구하는 주입 및 폐구단계(St2);
    상기 밸브에 진공펌프를 연결한 상태에서 열매체유 수용공간의 내부 공기를 강제로 배출한 다음 밸브를 잠가 열매체유 수용공간의 내부가 대기압보다 상대적으로 낮은 음압상태를 유지할 수 있게 하는 음압형성단계(St3);를 포함하는 특징으로 하는 열전사용 히팅드럼의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 히팅드럼 제작단계(St1)에서 내관의 외주면에 교반날개를 설치하여 외관의 내주면과 교반날개의 상면 사이에 히터가 위치되도록 하는 것;을 특징으로 하는 열전사용 히팅드럼의 제조방법.
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