KR101065765B1 - Impingement slit nozzle unit and hot air dryer - Google Patents
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Abstract
노즐 구멍으로부터 나오는 열풍이 고르게 분포될 수 있게 하고 열풍 건조 장치에서의 열풍순환구조를 개선시킬 수 있는 충돌 슬롯 노즐 유닛 및 이를 적용한 열풍 건조 장치가 개시된다.
충돌 슬릿 노즐 유닛은 상부에 열풍을 유입하기 위한 개구부를 가지는 직육각형 형태의 유닛 바디, 유닛 바디의 내부에 수용되며 상부가 유닛 바디와 연통되는 복수의 충돌 슬릿 노즐들, 그리고 개구부와 충독 슬릿 노즐들 사이에 개재되어 개구부를 통하여 유입되는 열풍을 분배하여 복수의 충돌 슬릿 노즐들 각각에 분배하는 분배 실린더를 포함한다.Disclosed are a collision slot nozzle unit capable of evenly distributing hot air from a nozzle hole and improving a hot air circulation structure in a hot air drying device, and a hot air drying device using the same.
The impingement slit nozzle unit has a rectangular hexagonal unit body having an opening for introducing hot air therein, a plurality of impingement slit nozzles accommodated inside the unit body and in communication with the unit body, and openings and filling slit nozzles. And a distribution cylinder interposed therebetween for distributing hot air introduced through the opening and distributing to each of the plurality of impingement slit nozzles.
Description
본 발명은 충돌 슬롯 노즐에 관한 것으로서, 특히 노즐 구멍으로부터 나오는 열풍이 고르게 분포될 수 있게 하고 열풍 건조 장치에서의 열풍순환구조를 개선시킬 수 있는 충돌 슬롯 노즐 유닛 및 이를 적용한 열풍건조장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
대상물을 인식하기 위한 무선 주파수 인식(RFID) 태그가 널리 사용되고 있다. 알에프아이디(RFID) 태그는 정보를 보관하는 마이크로 칩과 마이크로 칩과 결합된 안테나 구조체를 구비한다. Radio frequency identification (RFID) tags for object recognition are widely used. RFID tags have a microchip for storing information and an antenna structure coupled with the microchip.
RFID 디바이스의 제조 비용 특히, 안테나 구조체의 제조 비용은 RFID 디바이스의 광범위한 사용에 대한 중요한 장벽이 되어왔다. 안테나 구조체의 제조 방법은 크게 프린팅법, 프레싱법 그리고 에칭법으로 나뉘어진다. 프린팅법은 전도성을 가진 금속 잉크를 플라스틱 필름상에 직접 인쇄함으로써 태그 안테나를 형성하는 것이고, 프레싱법은 프레싱 기계를 통해 태그 안테나의 패턴을 기판상에 직접 찍어내는 것이며, 그리고 에칭법은 에칭액으로 전도성을 가진 금속 박막으로부터 불필요한 부분을 제거하는 것이다.Manufacturing Costs of RFID Devices In particular, manufacturing costs of antenna structures have been an important barrier to the widespread use of RFID devices. The manufacturing method of the antenna structure is divided into printing method, pressing method and etching method. The printing method is to form a tag antenna by directly printing a conductive metal ink on a plastic film, the pressing method is to directly print a pattern of the tag antenna on a substrate through a pressing machine, and the etching method is conductive with an etching solution. It is to remove unnecessary parts from the thin metal film.
이들 중에서 프린팅법은 roll-to-roll 인쇄 방식이나 그라비아 인쇄 방식을 사용함으로써 공정을 단순화하고, 고속 대량으로 인쇄할 수 있기 때문에 최근 각광을 받고 있다. Among them, the printing method has been in the spotlight recently because it uses a roll-to-roll printing method or a gravure printing method to simplify the process and to print at a high speed in large quantities.
RFID 태그 안테나를 형성하기 위해 사용되는 전도성 잉크는 전도성 금속 나노 입자 이외에도 유기 용매, 분산제 등을 포함한다. 전도성 금속 나노 입자로서는 비저항이 적은, 구리, 은, 금, 백금, 니켈 또는 이들의 혼합물이 사용된다.Conductive inks used to form RFID tag antennas include organic solvents, dispersants, and the like, in addition to conductive metal nanoparticles. As the conductive metal nanoparticles, copper, silver, gold, platinum, nickel or a mixture thereof having a low specific resistance is used.
모재에 인쇄된 전도성 금속 잉크 조성물은 열처리 단계를 통하여 건조 및 큐어링(curing)된다. 건조 단계는 금속성 잉크에 함유된 유기 용매, 분산제, 중점제 또는 첨가제 등을 제거하기 위한 것이고, 큐어링 단계는 금속 나노 입자들 간의 결합을 유도하기 위한 것이다. 큐어링은 분산된 금속 나노 입자들을 소정의 온도 및 시간동안 가열함에 의해 용융 및 결합시켜서 전도성을 증대시키는 것으로서, 금속 잉크에 따라 다르지만 대략 3분~ 30분 정도의 시간이 소요되기 때문에 프링팅법에 있어서 제조 단가의 절감을 가로막는 중요한 장애 요인이 되고 있다.The conductive metal ink composition printed on the base material is dried and cured through a heat treatment step. The drying step is to remove organic solvents, dispersants, midpoints or additives contained in the metallic ink, and the curing step is to induce bonding between the metal nanoparticles. Curing is to increase the conductivity by melting and bonding the dispersed metal nanoparticles by heating for a predetermined temperature and time, depending on the metal ink, but takes about 3 to 30 minutes in the printing method It is an important obstacle to the reduction of manufacturing cost.
건조 및 큐어링 처리는 오븐(oven)에서 off-line(비연속 공정)으로 수행되는 것과, 열풍 건조 장치를 사용하여 in-line(연속공정)으로 수행되는 것이 있다. 고속 대량의 생산을 위해서는 오븐 방식보다는 열풍 건조 장치를 사용하는 것이 바람직하다.The drying and curing treatment may be performed off-line (discontinuous process) in an oven or in-line (continuous process) using a hot air drying apparatus. For high speed mass production, it is preferable to use a hot air drying apparatus rather than an oven method.
도 1은 종래의 열풍건조장치의 구성을 도시한다.1 shows a configuration of a conventional hot air drying apparatus.
도 1을 참조하면, 종래의 열풍건조장치(100)는 복수의 충돌 슬릿 노즐 유닛(22)을 구비한다. 충돌 슬릿 노즐 유닛(22)은 모재가 운반되는 컨베이어 벨트(12)의 상부에 나란히 배치된다. 충돌 슬릿 노즐 유닛(22)들 각각에 열풍을 공급하는 열풍 공급관(26)이 충돌 슬릿 노즐 유닛(22)의 상부에 배치된다. 컨베이어 벨트(12)는 제1 및 제2로울러(10a, 10b)에 의해 도면에서 화살표 방향으로 이동되며, 컨베이어 벨트(12)의 하부에 흡입부(30)가 배치된다. 충돌 슬릿 노즐 유닛(22)은 슬릿 노즐(24)을 수용하고 있다.Referring to FIG. 1, the conventional hot
도 2는 도 1에 도시된 종래의 열풍건조장치(100)의 열풍 순환 구조를 도시한다.2 illustrates a hot air circulation structure of the conventional hot
흡입부(30)에 의해 흡입된 열풍은 배기부(32) 및 열풍 취출구(28)를 통하여 열풍 공급관(26)으로 공급된다. 이에 따라, 흡입부(30), 배기부(32), 열풍 취출구(28) 그리고 충돌 슬릿 노즐 유닛(22)로 이루어지는 폐회로를 통하여 열풍이 순환된다. The hot air sucked by the
도 3은 도 1에 도시된 슬릿 노즐(24)의 상세한 구성을 도시한다. 도 3을 참조하면, 슬릿 노즐(24)은 직육각형의 형태의 유닛 바디(24d)와 유닛 바디(24d)의 하부에 배치된 3개의 슬릿들(24a, 24b, 24c)을 가진다. 슬릿들(24a, 24b, 24c)은 상부에서 하부로 가면서 폭이 점점 좁아지다가 종단에서 띠 모양의 노즐 구멍을 형성한다. 슬릿들(24a, 24b, 24c)은 그것의 길이 방향이 컨베이어 벨트(12)의 길이방향과 직각이 되도록 배치된다.3 shows a detailed configuration of the slit nozzle 24 shown in FIG. Referring to FIG. 3, the slit nozzle 24 has a
슬릿들(24a, 24b, 24c)은 폭방향으로 잇대어 지며, 유닛 바디(24d)에 연통된다. 유닛 바디(24d)의 상부 중앙에는 열풍을 유입하기 위한 개구부(24e)가 설치된다.The
종래의 슬릿 노즐(24)는 슬릿들(24a, 24b, 24c)이 유닛 바디(24d)에 연통되고 유닛 바디(24d)의 상부에서 열풍이 공급되는 구조를 가지고 있었기 때문에 슬릿들(24a, 24b, 24c)을 통하여 모재에 균일하게 열풍을 공급할 수 없다는 문제점이 있다. 종래의 슬릿 노즐(24)은 수직으로 공급되는 열풍이 노즐 구멍을 통하여 모재로 흐르게 된다. 이때 열풍이 슬릿 노즐(24)의 내부에서 고르게 분포되는 것이 모재의 건조를 위하여 좋으나, 실제로는 공기 저항이 적은 부분과 많은 부분이 있어서 뷸균일한 분포를 보이게 된다.In the conventional slit nozzle 24, the
도 4는 도 3에 도시된 종래의 슬릿 노즐(24)에 있어서 열풍 배출 구조를 도시한다. 도 4를 참조하면, 슬릿 노즐(24)에 있어서 중앙의 슬릿(24b)에서 토출되는 열풍의 강도(A)가 양 옆의 슬릿들(24a, 24c)에서 토출되는 열풍의 강도(B, C)보다 큰 것을 알 수 있다. 이는 도 3에 도시된 바와 같이, 중앙의 슬릿(24b)이 개구부(24e)의 직하방에 놓여져 있기 때문에 개구부(24e)를 통하여 유입되는 열풍이 중앙의 슬릿(24b)에 우선적으로 제공되며, 슬릿 노즐(24)의 구조상 양 옆의 슬릿들(24a, 24c)에서의 공기 저항이 크기 때문이다.FIG. 4 shows a hot air discharge structure in the conventional slit nozzle 24 shown in FIG. Referring to FIG. 4, the intensity A of the hot air discharged from the
한편, 종래의 충돌 슬릿 노즐 유닛(22)은 직하방으로 열풍을 배출되는 구조를 가지고 있었기 때문에 열풍 건조 장치(100) 내의 상하부간의 대류가 원활하지 않아 열풍 건조 장치(100) 내의 온도분포가 일정하지 않게 되는 문제점이 있다. On the other hand, since the conventional impact
또한, 종래의 충돌 슬릿 노즐 유닛(22)은 직하방으로만 열풍이 배출되는 구조를 가지고 있었기 때문에 도 1에 도시되는 바와 같이 흡입구(30)가 컨베이어(12)의 하부에 배치되어야 하고, 이로 인하여 열풍 순환을 위한 폐회로의 길이가 길어지게 되어 열손실이 많아지는 문제점이 있다.In addition, since the conventional collision
따라서, 본 발명의 목적은 노즐 구멍에서 열풍이 균일하게 토출될 수 있는 개선된 구조의 충돌 슬릿 노즐 유닛을 제공하는 것에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an impingement slit nozzle unit of an improved structure in which hot air can be uniformly discharged from a nozzle hole.
본 발명의 다른 목적은 토출된 열풍을 충돌 슬릿 노즐의 직상방으로 흡입하도록 함으로써 열풍 건조 장치 내의 온도 분포를 개선시킬 수 있는 개선된 구조의 충돌 슬릿 노즐 유닛을 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a collision slit nozzle unit of an improved structure which can improve the temperature distribution in the hot air drying apparatus by allowing the discharged hot air to be sucked directly above the collision slit nozzle.
본 발명의 또 다른 목적은 토출된 열풍을 충돌 슬릿 노즐의 직상방으로 흡입하도록 함으로써 열풍 건조 장치의 열효율을 높일 수 있는 개선된 구조의 충돌 슬릿 노즐 유닛을 제공하는 것에 있다.It is still another object of the present invention to provide a collision slit nozzle unit having an improved structure capable of increasing the thermal efficiency of a hot air drying apparatus by allowing the discharged hot air to be sucked directly above the collision slit nozzle.
본 발명의 또 다른 목적은 토출된 열풍을 충돌 슬릿 노즐의 직상방으로 흡입하는 충돌 슬릿 노즐 유닛을 적용한 열풍 건조 장치를 제공하는 것에 있다.It is still another object of the present invention to provide a hot air drying apparatus employing a collision slit nozzle unit for sucking discharged hot air directly above the collision slit nozzle.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 충돌 슬릿 노즐 유닛은 상부에 열풍을 유입하기 위한 개구부를 가지는 직육각형의 형태의 유닛 바디, 유닛 바디의 내부에 수용되며 상부가 유닛 바디와 연통되는 복수의 충돌 슬릿 노즐들, 그리고 개구부와 충돌 슬릿 노즐들 사이에 개재되어 개구부를 통하여 유입되는 열풍을 복수의 충돌 슬릿 유닛들 각각에 분배하는 분배 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the collision slit nozzle unit according to the present invention is a unit body of the rectangular hexagonal shape having an opening for introducing hot air in the upper portion, is accommodated in the interior of the unit body and the upper portion is in communication with the unit body And a distribution cylinder interposed between the plurality of collision slit nozzles and the opening and the collision slit nozzles to distribute hot air introduced through the opening to each of the plurality of collision slit units.
여기서, 분배 실린더는 개구부보다 큰 직경을 가지는 실린더 형태를 가지며, 하부에 복수의 충돌 슬릿 노즐들 각각으로 분배되는 열풍을 취출하는 복수의 취출구를 가질 수 있다.Here, the distribution cylinder may have a cylinder shape having a diameter larger than that of the opening, and may have a plurality of air outlets that blow out hot air distributed to each of the plurality of collision slit nozzles.
또한, 복수의 충돌 슬릿 노즐들은 상호 독립적인 구조를 가지며, 유닛 바디와 연통하기 위한 내부 개구부를 가질 수 있다.In addition, the plurality of impingement slit nozzles have a mutually independent structure and may have an inner opening for communicating with the unit body.
또한, 분배 실린더의 취출구와 충돌 슬릿 노즐의 내부 개구부를 연결시키는 원통형 연결 수단을 더 구비할 수 있다.In addition, it may be further provided with a cylindrical connecting means for connecting the outlet of the dispensing cylinder and the inner opening of the impact slit nozzle.
또한, 충돌 슬릿 노즐들 사이 혹은 충돌 슬릿 노즐과 유닛 바디 사이에 소정의 거리를 두고 이격되며, 유닛 바디의 상부에는 상부 흡입 구멍이 형성될 수 있다.In addition, the separation between the collision slit nozzles or a predetermined distance between the collision slit nozzle and the unit body, the upper suction hole may be formed in the upper portion of the unit body.
본 발명에 따른 열풍 건조 장치는 모재를 운송하는 컨베이어 벨트 상에 설치되어 모재에 인쇄된 전도성 금속 잉크를 건조 및 큐어링하는 열풍 건조 장치에 있어서,Hot air drying apparatus according to the present invention is installed on a conveyor belt for transporting the base material in the hot air drying device for drying and curing the conductive metal ink printed on the base material,
복수의 충돌 슬릿 노즐들을 수용하며, 충돌 슬릿 노즐의 노즐 구멍을 통하여 토출된 열풍을 흡입하기 위한 상부 흡입 구멍이 상부면에 설치되는 충돌 슬릿 노즐 유닛, 컨베이어 벨트의 상부 측면에 설치되어 충돌 슬릿 노즐 유닛에서 토출 및 흡입된 열풍을 흡기하는 흡기구, 그리고 흡기구를 통하여 흡입된 열풍을 상기 충돌 슬릿 노즐 유닛에 공급시키는 배기구를 포함하는 것을 특징으로 한다. A collision slit nozzle unit for accommodating a plurality of collision slit nozzles, the upper suction hole for sucking hot air discharged through the nozzle hole of the collision slit nozzle, is installed on the upper surface, and is provided on the upper side of the conveyor belt. And an exhaust port for supplying hot air sucked through the inlet and the hot air sucked through the inlet to the collision slit nozzle unit.
본 발명에 따른 충돌 슬릿 노즐은 노즐로 유입되는 열풍이 각각의 슬릿에 균일하게 분배되도록 함으로써 각각의 슬릿에서 토출되는 열풍이 균일한 강도를 갖게하는 효과를 갖는다.Impingement slit nozzle according to the present invention has the effect that the hot air flowing in the nozzle is uniformly distributed to each slit to have a uniform intensity of the hot air discharged from each slit.
본 발명에 따른 충돌 슬릿 노즐은 토출되는 열풍을 직상방으로 흡입하도록 함으로써 열풍건조장치 내부의 온도분포를 고르게 하고 열풍순환구조를 개선할 수 있게 하는 효과를 갖는다.Impingement slit nozzle according to the present invention has the effect of making the temperature distribution inside the hot air drying apparatus even by inhaling the hot air discharged upwards and improve the hot air circulation structure.
도 1은 종래의 열풍건조장치의 구성을 도시하고,
도 2는 도 1에 도시된 종래의 열풍건조장치의 열풍 순환 구조를 도시하고,
도 3은 도 1에 도시된 충돌 슬릿 노즐 유닛의 상세한 구성을 도시하고,
도 4는 도 3에 도시된 충돌 슬릿 노즐에 있어서 열풍 배출 구조를 도시하고,
도 5는 본 발명에 따른 열풍 건조 장치의 구성을 도시하고,
도 6은 도 5에 도시된 본 발명에 따른 열풍건조장치(200)의 열풍 순환 구조를 도시하고,
도 7은 도 5에 도시된 본 발명에 따른 충돌 슬릿 노즐 유닛의 상세한 구성을 도시하고,
도 8은 도 7에 도시된 분배 실린더의 구성을 도시하고,
도 9는 도 7에 도시된 상부 흡입 구멍의 구성을 도시하고,
도 10은 종래의 오븐 건조기의 외관을 도시하고,
도 11은 본 발명에 따른 열풍건조장치의 외관을 도시하고,
도 12는 전도성 금속 잉크 제품 데이터 상의 건조 및 curing 온도가 150℃ 일 때 건조 시간 변화에 따른 저항값 변화를 그래프를 도시하고,
도 13은 도 10에 도시된 oven 형 건조 장치에서 건조 및 curing 온도가 150℃ 일 때 건조 시간 변화에 따른 저항값 변화를 그래프로 도시하고,
도 14a 및 도 14b에 건조 장치의 변화에 따른 시간 변화에 대한 저항값의 변화를 같은 cell depth의 변화에 따라 같은 온도(150℃)에서 실험한 결과를 그래프로 도시하고,
도 15a 및 15b는 건조 장치의 변화에 따른 시간 변화에 대한 저항값의 변화를 같은 온도 변화에 따라 같은 cell depth(33 ㎛)에서 실험한 결과를 그래프로 도시한 도면이다.1 shows a configuration of a conventional hot air drying apparatus,
Figure 2 shows a hot air circulation structure of the conventional hot air drying apparatus shown in Figure 1,
FIG. 3 shows a detailed configuration of the collision slit nozzle unit shown in FIG. 1,
FIG. 4 shows a hot air discharge structure in the collision slit nozzle shown in FIG.
5 shows a configuration of a hot air drying apparatus according to the present invention,
6 shows a hot air circulation structure of the hot
FIG. 7 shows a detailed configuration of the collision slit nozzle unit according to the present invention shown in FIG. 5,
8 shows the configuration of the dispensing cylinder shown in FIG. 7,
FIG. 9 shows a configuration of the upper suction hole shown in FIG. 7;
10 shows the appearance of a conventional oven dryer,
11 shows the appearance of a hot air drying apparatus according to the present invention,
12 is a graph showing a change in resistance value with a change in drying time when the drying and curing temperatures on the conductive metal ink product data are 150 ° C.
FIG. 13 is a graph illustrating a change in resistance value according to a change in drying time when the drying and curing temperatures of the oven-type drying apparatus shown in FIG. 10 are 150 ° C.
14a and 14b graphically show the results of experiments at the same temperature (150 ° C.) according to the change of the same cell depth to the change in resistance value with the change of the drying apparatus.
15A and 15B are graphs showing the results of experimenting at the same cell depth (33 μm) with a change in resistance value with respect to a time change according to a change in a drying apparatus.
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.The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as limiting in their usual or dictionary meanings, and the inventors may properly define the concept of terms in order to best explain their invention in the best way possible. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열풍 건조 장치 및 그에 적용되는 충돌 슬릿 노즐에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a hot air drying apparatus and a collision slit nozzle applied thereto will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 열풍 건조 장치(200)의 구성을 도시한다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 충돌 슬릿 노즐을 적용한 열풍건조장치(200)는 복수의 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)을 구비한다. 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)은 모재가 운반되는 컨베이어 벨트(212)의 상부에 나란히 배치된다. 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)들 각각에 열풍을 공급하는 열풍 공급관(226)이 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)의 상부에 배치된다. 컨베이어 벨트(212)는 제1 및 제2로울러(210a, 210b)에 의해 도면에서 화살표 방향으로 이동되며, 컨베이어 벨트(212)의 측면에 흡입부(230)가 배치된다. 5 shows a configuration of a hot
도 6은 도 5에 도시된 본 발명에 따른 열풍건조장치(200)의 열풍 순환 구조를 도시한다.6 illustrates a hot air circulation structure of the hot
흡입부(230)에 의해 흡입된 열풍은 배기부(232) 및 열풍 취출구(228)를 통하여 열풍 공급관(226)으로 공급된다. 이에 따라, 흡입부(230), 배기부(232), 열풍 취출구(228) 그리고 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)으로 이루어지는 폐회로를 통하여 열풍이 순환된다. 도 6에 도시된 것과 도 2에 도시된 것을 비교하면, 본 발명에 따른 열풍건조장치(200)에 있어서 배기부(232)가 컨베이어 벨트(212)의 상부 측면에 위치함으로써 열풍순환을 위한 폐회로의 길이가 짧아지고 이에 따라 열효율이 개선되는 것을 알 수 있다.The hot air sucked by the
한편, 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)은 직하방으로 열풍을 토출할 뿐만 아니라 슬릿의 측면을 통하여 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)의 직상방으로 열풍을 흡입하는 것이 도시된다. 이는 독립적인 슬릿들을 소정 간격으로 이격시키고 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)의 상측에 흡기 구멍을 형성함에 의해 이루어진다. 이와 같이 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)의 직상방으로 유입된 열풍은 도 6에 도시된 바와 같이 열풍건조장치(200)의 내부에서 다시 하부로 즉, 컨베이어 벨트(212)쪽으로 내려왔다가 컨베이어 벨트(212)의 상부 측면에 설치된 흡입부(230)에 의해 흡수된다. 이와 같은 직상방으로의 흡기 및 컨베이어 벨트(212) 측면으로의 배기 작용에 의해 열풍건조장치(200) 내부에서 열풍의 순환이 이루어지고 이에 따라 열풍건조장치(200) 내부의 온도 분포가 고르게 됨을 알 수 있다.On the other hand, the collision slit nozzle unit 222 not only discharges hot air directly below, but also sucks hot air directly above the collision slit nozzle unit 222 through the side of the slit. This is accomplished by separating the independent slits at predetermined intervals and forming an intake hole above the impingement slit nozzle unit 222. As described above, the hot air introduced directly above the collision slit nozzle unit 222 descends from the inside of the hot
충돌 슬릿 노즐 유닛(222)은 복수의 충돌 슬릿 노즐들(224)을 수용하고 있다. The collision slit nozzle unit 222 houses the plurality of collision slit nozzles 224.
도 7은 도 5에 도시된 본 발명에 따른 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)의 상세한 구성을 도시한다. 도 7을 참조하면, 충돌 슬릿 노즐 유닛(224)은 직육각형의 형태의 유닛 바디(224e)와 유닛 바디(224e)의 내부에 수용되는 3개의 충돌 슬릿 노즐들(224a, 224b, 224c)을 가진다. 충돌 슬릿 노즐들(224a, 224b, 224c)는 직육각형의 형태를 가지며 상호 독립적으로 유닛 바디(224e)와 연통되는 구조를 가지며, 하부는 폭이 점점 좁아지다가 종단에서 띠 모양의 노즐 구멍을 형성하고 상부에는 열풍을 유입하기 위한 내부 개구부(224f, 224g, 224h)를 가진다. 충돌 슬릿 노즐들(224a, 224b, 224c)은 그것의 길이 방향이 컨베이어 벨트(212)의 길이방향과 직각이 되도록 배치된다.FIG. 7 shows a detailed configuration of the collision slit nozzle unit 222 according to the present invention shown in FIG. Referring to FIG. 7, the collision slit nozzle unit 224 has a
충돌 슬릿 노즐들(224a, 224b, 224c)은 폭방향으로 소정의 간격을 두고 잇대어 지며, 각각의 내부 개구부(224f, 224g, 224h)를 통하여 유닛 바디(224d)에 연통된다. Impingement slit
충돌 슬릿 노즐들(224a, 224b, 224c) 사이 혹은 충돌 슬릿 노즐들(224a, 224c)과 유닛 바디(224e) 사이는 소정의 간격으로 이격되고, 유닛 바디(224d)의 상부의 네 귀퉁이에는 충돌 슬릿 노즐들(224a, 224b, 224c)의 노즐 구멍을 통하여 토출된 열풍을 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)의 외부로 흡입하기 위한 상부 흡입 구멍(224k)이 형성된다. Between the collision slit
유닛 바디(224d)의 상부 중앙에는 충돌 슬릿 노즐들(224a, 224b, 224c)에 공급되는 열풍을 유입하기 위한 개구부(224e)가 설치되고, 개구부(224e)의 하측에 분배실린더(224m)이 구비된다.An
도 8은 도 7에 도시된 분배 실린더(224m)의 구성을 도시한다. 도 7을 참조하면, 분배 실린더(224m)은 개구부(224e)에 연결되며, 개구부(224e)보다 큰 직경을 가지는 실린더 형태로 구성된다. 분배 실린더(224m)의 하부에는 분배된 열풍을 취출하기 위한 복수의 취출구(224m)가 형성된다.FIG. 8 shows the configuration of the
열풍공급관(228)을 통해 개구부(224e)로 유입되는 열풍은 분배 실린더(224m)에서 균일한 강도를 가지도록 분배되어 복수의 취출구(224m)을 통하여 취출된다. 도 8을 참조하면, 각각의 충돌 슬롯 노즐들(224a, 224b, 224c)은 다시 3개의 서브 노즐들로 구분되고 각 서브 노즐들의 상부에는 내부 개구부들(224h)이 형성되며, 이에 따라 분배 실린더(224m)의 하부에는 9개의 취출구(224n)이 구비된다. 도시되지는 않았지만, 취출구(224m)과 내부 개구부(224h)는 원통형의 연결관(미도시)을 통하여 연결된다. 도 8에 도시된 바와 같이 개구부(224e)를 통하여 유입되는 열풍이 분배 실린더(224m)을 통하여 각각의 충돌 슬롯 노즐들(224a, 224b, 224c) 및 서브 노즐들에 고르게 분배되므로 노즐 구멍을 통해 열풍이 고르게 토출될 수 있음을 알 수 있다. The hot air flowing into the
도 8에 도시된 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)에 의하면, 개구부(224e)로부터 충돌 슬릿 노즐들(224a, 224b, 224c)까지 유체역학적으로 동일한 저항을 가지는 원통형의 연결관을 통하여 열풍이 공급되므로 노즐 구멍을 통해 열풍이 고르게 토출될 수 있다.According to the impingement slit nozzle unit 222 shown in FIG. 8, since the hot air is supplied from the
이와 같은 특성에 의해 본 발명의 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)은 전도성 금속 잉크를 큐어링하기 위해 필요한 균일한 온도 분포 조건을 만족시킬 수 있다. By such a characteristic, the collision slit nozzle unit 222 of the present invention can satisfy the uniform temperature distribution condition required for curing the conductive metal ink.
도 9는 도 7에 도시된 상부 흡입 구멍(224k)을 도시한다. 도 9에 도시된 바와 같이 상부 흡입 구멍(224k)는 유닛 바디(224e)의 상부에서 개구부(224e)와 유닛 바디(224e)의 네귀퉁이 사이에 형성된다. 이 상부 흡입구멍(224k)는 충돌 슬릿 노즐들(224a, 224b, 224c) 사이 및 충돌 슬릿 노즐들(224a, 224c)과 유닛 바디(224e) 사이를 통하여 유닛 바디(224e)의 내부로 흡입되는 열풍을 충돌 슬릿 노즐 유닛(222)의 외부로 빼내기 위한 것이다. FIG. 9 shows the
이렇게 상부 흡입 구멍(224k)을 통하여 흡입된 열풍은 도 6에 도시된 바와 같이 열풍건조장치(20)의 내부에서 다시 하부로 내려왔다가 컨베이어(212)의 상부 측면에 설치된 흡입구(230)에 의해 흡수된다. 이와 같은 직상방으로의 흡기 및 컨베이어(212)의 상부 측면으로의 배기 작용에 의해 열풍건조장치(200) 내부에서 열풍의 순환이 이루어지고 이에 따라 열풍건조장치(200) 내부의 온도 분포가 고르게 됨을 알 수 있다.The hot air sucked through the
본 발명에 따른 열풍건조장치를 이용하여 전도성 금속 잉크를 인쇄한 PET 필름에 대하여 테스트한 결과는 다음과 같다. The test result of the PET film printed conductive metal ink using the hot air drying apparatus according to the present invention are as follows.
프린팅 장비를 이용하여 전도성 금속 잉크를 PET 필름에 인쇄하고 이 필름을 도 10에 도시된 바와 같은 종래의 oven형 건조 장치와 도 11에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 열풍 건조 장치에서 건조 및 큐어링(curing)하였다. 온도 변화 120℃, 135℃, 150℃에서 건조 시간 변화 8초, 13초, 26초, 52초, 130초, 180초에 따른 PET 필름의 저항 변화를 측정하였다. Printing a conductive metal ink on a PET film using printing equipment and drying and curing the film in a conventional oven type drying apparatus as shown in FIG. 10 and a hot air drying apparatus according to the present invention as shown in FIG. (curing). The change in resistance of the PET film according to the
이때 사용된 잉크는 전도성 금속 잉크 제조 회사인 Parelec 사의 전도성 금속 잉크인 Parmod VLT ink를 사용하였고 사용된 PET필름은 SKC의 SH34P 100 um PET 필름이 사용되었다. 프린팅 장비로는 고가의 전도성 금속 잉크를 사용하기 때문에 하번에 많은 양을 사용하는 일반적인 프린팅 장비가 아닌 IGT Testing Systems사의 IGT Printability Tester F1 장비를 사용하였다. The ink used was Parmod VLT ink, which is a conductive metal ink of Parelec, a manufacturer of conductive metal ink. The PET film used was SH34P 100 um PET film of SKC. As the printing equipment uses expensive conductive metal ink, IGT Testing Systems' IGT Printability Tester F1 equipment was used instead of the general printing equipment which uses a large amount of the ink at a time.
또한, 정밀한 저항 측정을 위해 AIT 사의 측정 범위가 10 Ω·cm∼200 ㏀·cm인 4-point probe 저항 측정 장비인 CMT-SR2000N 제품을 사용하였다.In addition, the CMT-SR2000N, a 4-point probe resistance measuring instrument having a measuring range of 10 Ωcm to 200 ㏀cm, was used for precise resistance measurement.
종래의 oven형 건조 장치와 열풍 건조 장치와의 건조 성능 비교 분석에 사용한 전도성 금속 잉크인 Parelec Parmod VLT의 경우 수입 과정에서 솔벤트가 제거된 상태에서 수입되기 때문에 본 발명에 사용하기 위해서는 실험 전 솔벤트를 섞어서 사용하게 되므로 본 발명에 사용된 전도성 금속 잉크의 안전성 및 성능 검증을 위하여 Parelec 사의 제품 데이터와 oven에서의 건조 및 curing 후의 데이터를 비교하였다.In the case of Parelec Parmod VLT, which is a conductive metal ink used in the comparative analysis of drying performance between a conventional oven type drying device and a hot air drying device, the solvent is removed during the importing process. In order to verify the safety and performance of the conductive metal ink used in the present invention, the product data of Parelec and the drying and curing data of the oven were compared.
전도성 금속 잉크 제품 데이터 상의 건조 및 curing 온도가 150℃ 일 때 건조 시간 변화에 따른 저항값 변화를 그래프로 나타내면 도 12와 같다.When the drying and curing temperature on the conductive metal ink product data is 150 ° C., the change in the resistance value according to the drying time is shown in FIG. 12.
그리고 종래의 oven 형 건조 장치에서 건조 및 curing 온도가 150℃ 일 때 건조 시간 변화에 따른 저항값 변화를 그래프 나타내면 도 13과 같다.And when the drying and curing temperature in the conventional oven type drying apparatus is 150 ℃ when the graph shows the resistance value change according to the drying time change as shown in FIG.
프린팅 장비의 패턴 cell depth가 33∼31㎛에서는 실험 결과와 Parelec 사의 제품 데이터 값이 일치하였다. 이를 근거로 oven형 건조 장치와 열풍 건조 장치와의 건조 성능 비교 실험을 실시하였다.When the pattern cell depth of the printing equipment is 33 ~ 31㎛, the experimental data and the product data values of Parelec were in agreement. On the basis of this, drying performance comparison experiment between oven type drying device and hot air drying device was conducted.
건조 장치의 변화에 따른 시간 변화에 대한 저항값의 변화를 같은 cell depth의 변화에 따라 같은 온도(150℃)에서 실험한 결과를 도 14a 및 도 14b에 나타내었다.14A and 14B show the results of experimenting at the same temperature (150 ° C.) according to the change of the cell depth with the change of the resistance value with the change of the drying apparatus.
건조 장치의 변화에 따른 시간 변화에 대한 저항값의 변화를 같은 온도 변화에 따라 같은 cell depth(33 ㎛)에서 실험한 결과를 도 15a 및 도 15b에 나타내었다.15A and 15B show the results of experimenting at the same cell depth (33 μm) according to the same temperature change of the change of the resistance value with the change of the drying apparatus according to the change in temperature.
건조 및 curing 온도가 150℃ 일 때 oven형 건조 장치와 열풍 건조 장치에서 모두 cell depth가 깊을수록 저항이 작게 측정되었지만 cell depth가 31㎛ 이상의 경우에서 비교적 안정적이었다. oven형 건조장치의 경우 건조시간이 증가할수록 저항이 감소하는 것을 알 수 있으며 건조 시간이 120초를 지나면 저항의 변화가 없이 거의 일정하게 나타났으며 약 10∼20 Ω·cm를 나타내었다. 이에 반하여 열풍 건조 장치의 경우 oven형 건조 장치와 같이 건조 시간이 증가할수록 저항이 감소하지만 저항의 감소는 상대적으로 작았으며 300∼400Ω·cm를 나타내었다. When the drying and curing temperatures were 150 ℃, the resistance was measured as the cell depth was deeper in both the oven type and the hot air drying units, but it was relatively stable at the cell depth above 31㎛. In the case of the oven type drying device, the resistance decreases as the drying time increases. After 120 seconds, the drying time is almost constant without any change in resistance, and is about 10 to 20 Ω · cm. On the other hand, in the case of the hot air drying apparatus, the resistance decreases as the drying time increases, as in the oven type drying apparatus, but the decrease in the resistance is relatively small and shows 300 to 400Ω · cm.
RFID 방식의 안테나와 같은 전자회로 패턴을 값싸게 제작하기 위한 전도성 금속 잉크의 사용량을 최소화하면서 Gravure 인쇄방식에서 on-line 건조장치 제작 및 성능향상을 위한 건조 및 curing의 향상을 위한 연구 결과는 다음과 같이 나타낼 수 있다.The research results for the improvement of drying and curing for on-line drying device fabrication and performance improvement in Gravure printing method while minimizing the use of conductive metal ink for cheaply manufacturing electronic circuit patterns such as RFID type antenna are as follows. Can be represented as:
인쇄 장치의 패턴 cell depth의 차이는 PET 필름으로 전이되는 잉크의 양에 영향을 미치는데 고가인 전도성 금속 잉크의 특징을 고려하면 인쇄에 사용되는 잉크의 양을 최소로 하는 것이 경제적으로 이상적이다. 패턴 형태의 차이를 고려하지 않을 경우 낮은 저항을 나타낼 수 있는 패턴의 cell depth는 31∼33 ㎛이다. 이보다 낮은 cell depth에서는 저항이 좋지 않게 된다.The difference in the pattern cell depth of the printing apparatus affects the amount of ink transferred to the PET film. Considering the characteristics of expensive conductive metal inks, it is economically ideal to minimize the amount of ink used for printing. Without considering the difference in pattern shape, the cell depth of the pattern, which may exhibit low resistance, is 31 to 33 μm. At lower cell depths, the resistance is poor.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the technical scope of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims.
Claims (8)
상기 유닛 바디의 내부에 수용되며 상부가 상기 유닛 바디와 연통되는 복수의 충돌 슬릿 노즐들; 및
상기 개구부와 상기 충돌 슬릿 노즐들 사이에 개재되어 상기 개구부를 통하여 유입되는 열풍을 분배하여 상기 복수의 충돌 슬릿 노즐들 각각에 분배하는 분배 실린더를 포함하는 충돌 슬릿 노즐 유닛.A unit body in the shape of a rectangular hexagon having an opening for introducing hot air thereon;
A plurality of impingement slit nozzles accommodated inside the unit body and in communication with an upper portion of the unit body; And
And a distribution cylinder interposed between the opening portion and the collision slit nozzles to distribute hot air flowing through the opening portion and to distribute the hot air to each of the plurality of collision slit nozzles.
상기 개구부보다 큰 직경을 가지는 실린더 형태를 가지며, 하부에 상기 복수의 충돌 슬릿 노즐들 각각으로 분배되는 열풍을 취출하는 복수의 취출구를 가지는 것을 특징으로 하는 충돌 슬릿 노즐 유닛.The method of claim 1 wherein the dispensing cylinder is
A collision slit nozzle unit having a cylinder shape having a diameter larger than the opening, and having a plurality of air outlets for discharging hot air distributed to each of the plurality of collision slit nozzles.
상기 유닛 바디의 상부에는 상기 슬릿들의 노즐 구멍을 통하여 토출된 열풍을 상기 슬릿들 사이 혹은 슬릿과 상기 유닛 바디 사이를 통하여 상기 유닛 바디의 외부로 흡입하기 위한 상부 흡입 구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 충돌 슬릿 노즐 유닛.The method of claim 1,
An upper suction hole is formed in the upper portion of the unit body to suck hot air discharged through the nozzle holes of the slits to the outside of the unit body through the slits or between the slits and the unit body. Slit nozzle unit.
복수의 충돌 슬릿 노즐들을 수용하며, 상기 충돌 슬릿 노즐의 노즐 구멍을 통하여 토출된 열풍을 흡입하기 위한 상부 흡입 구멍이 상부면에 설치되는 충돌 슬릿 노즐 유닛;
상기 컨베이어 벨트의 상부 측면에 설치되어 상기 충돌 슬릿 노즐 유닛에서 토출 및 흡입된 열풍을 흡기하는 흡기구; 및
상기 흡기구를 통하여 흡입된 열풍을 상기 충돌 슬릿 노즐 유닛에 공급시키는 배기구; 를 포함하는 열풍 건조 장치.A hot air drying apparatus installed on a conveyor belt for transporting a base material to dry and cure a conductive metal ink printed on the base material,
An impingement slit nozzle unit for accommodating a plurality of impingement slit nozzles, the impingement slit nozzle unit having an upper suction hole for sucking hot air discharged through the nozzle hole of the impingement slit nozzle;
An intake port installed at an upper side of the conveyor belt to intake hot air discharged and sucked from the collision slit nozzle unit; And
An exhaust port for supplying hot air sucked through the inlet port to the collision slit nozzle unit; Hot air drying apparatus comprising a.
상부에 열풍을 유입하기 위한 개구부를 가지는 직육각형의 형태의 유닛 바디;
상기 유닛 바디의 내부에 수용되며 상부가 상기 유닛 바디와 연통되는 복수의 충돌 슬릿 노즐들; 및
상기 개구부와 상기 충돌 슬릿 노즐들 사이에 개재되어 상기 개구부를 통하여 유입되는 열풍을 분배하여 상기 복수의 충돌 슬릿 노즐들 각각에 분배하는 분배 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 열풍 건조 장치.The method of claim 5, wherein the impact slit nozzle unit
A unit body in the shape of a rectangular hexagon having an opening for introducing hot air thereon;
A plurality of impingement slit nozzles accommodated inside the unit body and in communication with an upper portion of the unit body; And
And a distribution cylinder interposed between the opening portion and the collision slit nozzles to distribute hot air flowing through the opening portion and to distribute the hot air to each of the plurality of collision slit nozzles.
상기 개구부보다 큰 직경을 가지는 실린더 형태를 가지며, 하부에 상기 복수의 충돌 슬릿 노즐들 각각으로 분배되는 열풍을 취출하는 복수의 취출구를 가지는 것을 특징으로 하는 열풍 건조 장치.7. The dispensing cylinder of claim 6 wherein the dispensing cylinder is
Hot air drying apparatus having a cylinder shape having a larger diameter than the opening, and has a plurality of air outlets for taking out hot air distributed to each of the plurality of impingement slit nozzles in the lower portion.
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