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두 로울러 틈새의 출구에서 압력분포와 잉크 분열의 관계에 관한 연구
Study on the Relationships between Pressure distribution and Ink Splitting at the Exit of Printing Nip
이형관 ( Hyoungkwan Lee ) , 구철회 ( Chelhoi Goo ) , 윤종태 ( Jongtae Youn )
UCI I410-ECN-0102-2021-500-000419166
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Roller system 을 사용하는 모든 Printing Process 와 Roll Coating Process 는 Nip 의 출구에서의 흐름이 인쇄에서 잉크의 전이, 용지의 Picking, 그리고 인쇄의 품질에 가장 큰 변수로 관여되고 있다. 또한 Coating 이나 Roller System 에 의한 Poymer Processing 등에서는 Nip 의 출구 흐름이 Coating 두께를 결정하며, Coating 재료의 Rheological 특성은 Coating 의 품질에 직접 관계되기 때문에 Roller System 에서 가장 중요하게 연구되고 있는 부분이 Nip 의 출구 흐름이다. Printing Process에는 출구 부분에서 발생되는 Tensile Stress 를 Tack 라고하여 1940 년대 부터 지금 지 인쇄에 이용되고 있다. 또한 우리를 포함하여 많은 Rheologist 들은 이 Roller Nip 에서 흐름을 Rheolgy 에 의해 Simulation 하는 연구를 하였으며, 일부는 Nip 부분을 확대 사진 촬영에 의해 해석할려는 시도가 있었다. 그러나 인쇄잉크는 안료, Vehicle, 고분자 첨가제 등의 혼합물이고 Nip 에서 Shear rate 은 거의 10 3 sec-1 이며 그 시간이 1ms 이기 때문에 특수하게 제작된 Rheometer 외에는 거의 Simulation이 불가능하다는 것을 알았고, 여전히 Tack 값이 사용되어 지고 있다. 따라서 본 연구는 간단한 조성의 알킷트 바니쉬 시료 잉크를 가지고 직경 15 mm 의 실험실 용 Roller Nip 에 Strain Gauge 를 이용한 압력 Transducer Roller 에 설치하여, 직접 Tensile Stress 를 측정하고 그 Stress history 에 의해 인쇄효과를 예측하였다. 또한 이 동일한 시료들을 Tackometer 와 Fluid Rheometer 에서 유동물성을 측정하여 그 값을 비교하고자 하였다. 지금까지의 비교 결과 Tackometer 의 값은 Roller 의 표면 재질과 실험 조건에 따라 많은 영향을 받으므로 오차가 많이 발생하였음을 알 수 있었다. 또한 로울러의 회전 속도가 저속일 경우 Fluid Rheometer 로서 잉크의 분열 관계를 예측할 수 있으나, 현재 사용되는 대부분의 복잡한 잉크들의 흐름 거동은 직접 Tensile stress 를 측정하는 것이 타당할 것으로 판단된다.

[자료제공 : 네이버학술정보]
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