KR100616584B1 - 초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법 - Google Patents

초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 초음파 진동자를 이용하여 소정의 도료를 분무로 변환하고, 생성된 분무를 소정의 피도포체에 균일하게 도포할 수 있는 초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명인 초음파 도료 분무 장치는, 소정 성분이 포함된 도료를 분무로 변환시키는 초음파 진동자를 구비하는 분무 생성 유니트; 및, 분무 생성 유니트와는 소정의 호스 부재에 의하여 연결되며, 분무 생성 유니트에서 생성된 분무를 소정의 피도포체에 분사하는 분사 유니트;를 구비한다.
도료, 초음파 진동자, 광촉매

Description

초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법{Spray apparatus using supersonic waves for paints and methods using the same}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 도료 분무 장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 도료 분무 장치의 분무 생성 유니트를 나타낸 단면도.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ' 단면도.
도 4는 본 발명의 다른 측면인 초음파 도료 분무 장치를 이용한 도료 코팅 방법을 나타낸 플로우 차트.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20 : 분무 생성 유니트 30 : 호스 부재
40 : 분사 유니트
100 : 초음파 도료 분무 장치
본 발명은 초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법에 관한 것 으로서, 더욱 구체적으로는 초음파 진동자를 이용하여 소정의 도료를 분무로 변환하고, 생성된 분무를 소정의 피도포체에 균일하게 도포할 수 있는 초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 도료는 페인트나 에나멜 등과 같이 피도포체의 표면에 도포되어 고체의 코팅층을 형성함으로써 피도포체의 표면을 보호하고 아름답게 하는 유동성 물질을 뜻한다. 상기 도료에는 도막(塗膜)의 주성분인 전색제와, 도료의 분산ㆍ건조ㆍ경화 등의 성질을 향상시키기 위하여 소량 첨가되는 도막 형성 부요소와, 도료를 칠하기 쉽게 하기 위해서 사용되는 용제인 도막 형성 조요소 등이 포함된다. 최근에는 특수한 목적을 위해서 광촉매, 방수제 등이 도료에 첨가되기도 한다.
한편, 건물의 외벽을 이루는 유리나 내벽에 광촉매, 방수제 등을 포함한 도료를 도포하기 위해서는 롤러나 스프레이 건이 주로 이용되고 있다. 그러나, 롤러에 의한 도포는 그 작업 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 도포된 도료층의 두께가 균일하지 못한 경우가 많기 때문에 효과적이지 못하다.
상기 스프레이 건에 의한 도포 작업은 콤푸레셔에서 분출되는 고압 공기를 이용하여 광촉매, 방수제 등을 포함한 도료를 도포한다. 그러나, 스프레이 건에 의한 도포 작업은 고압 공기를 이용하기 때문에 광촉매, 방수제 등을 포함한 도료를 균일하게 도포하기 어려울 뿐만 아니라, 피도포체에 도포되지 않고 다른 방향으로 비산되는 양이 많기 때문에 경제적이지 못하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 초음파 진동자 를 이용하여 소정 성분이 포함된 도료를 분무로 변환할 수 있는 초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 도료를 소정의 피도포체에 균일하게 도포할 수 있는 초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 피도포체와 분사부 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있는 초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 분사부의 방향을 용이하게 조절할 수 있는 초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 초음파 도료 분무 장치는, 소정 성분이 포함된 도료를 분무로 변환시키는 초음파 진동자를 구비하는 분무 생성 유니트; 및, 상기 분무 생성 유니트와는 소정의 호스 부재에 의하여 연결되며, 상기 분무 생성 유니트에서 생성된 분무를 소정의 피도포체에 분사하는 분사 유니트;를 구비한다.
바람직하게, 상기 분사 유니트는, 상기 호스 부재에 연결된 손잡이부; 상기 손잡이부에 연결되고 그 길이를 선택적으로 조절할 수 있는 연결 부재; 및, 상기 연결 부재의 끝단에 설치된 분사부;를 구비한다.
더욱 바람직하게, 상기 초음파 도료 분무 장치는 상기 연결 부재의 끝단과 상기 분사부 사이에 설치되어 상기 분사부의 방향을 조절할 수 있는 방향 조절 부재를 더 구비하고, 상기 방향 조절 부재는 소정의 강성을 지니도록 제조되어 소정의 가압력에 의하여 휘어진다.
또한, 상기 분무 생성 유니트는, 상기 도료가 수용된 저장 탱크; 및, 상기 초음파 진동자에 의하여 발생된 분무를 상기 호스 부재로 배출하는 배출팬;을 구비하는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 분사 유니트는 상기 분무가 분사되는 분사구를 구획하는 구획 부재를 더 구비하여, 상기 분무가 상기 피도포체에 균일하게 도포되도록 하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 도료는 TiO2, ZnO2, ZnO, SrTiO3, CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO3, KNbO3, Fe2O3, Ta2O5, WO 3, SnO2, Bi2O3, NiO, Cu2O, SiO, SiO2 , MoS2, InPb, RuO2, CeO2, 및 방수제 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 분사부는 그 양측면에 착탈 가능하게 설치된 바퀴 부재를 더 구비하여, 피도포체와 분사부 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면인 초음파 도료 분무 장치를 이용한 도료 코팅 방법은, (a) 초음파 진동자를 이용하여 소정 성분을 포함한 도료를 분무로 변환시키는 단계; 및 (b) 상기 분무를 분사 유니트를 통하여 소정의 피도포체에 분사하는 단계;를 포함한다.
바람직하게, 상기 분사 유니트는 그 길이를 선택적으로 조절할 수 있는 관 형상의 연결 부재와, 상기 연결 부재의 끝단에 설치된 분사부를 통하여 상기 분무를 상기 피도포체에 분사하고, 상기 (b) 단계는, 상기 피도포체까지의 거리에 따라 상기 연결 부재의 길이를 조절하는 단계를 더 포함한다.
더욱 바람직하게, 상기 (b) 단계는, 소정의 강성을 지니도록 제조되어 소정의 가압력에 의하여 휘어지는 방향 조절 부재를 상기 연결 부재의 끝단과 상기 분사부 사이에 설치하여 상기 분사부의 방향을 조절하는 단계를 더 포함한다.
여기에서, 상기 (b) 단계는, 도포하고자 하는 도료 코팅층의 두께에 따라 상기 분사부의 양측면에 소정 크기의 바퀴 부재를 설치하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 분무가 분사되는 상기 분사부의 분사구를 구획하는 구획 부재를 상기 분사구에 설치하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 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. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명인 초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법은 초음파 진동자를 이용하여 광촉매 또는 방수제 등이 포함된 도료를 분무로 변환시키고, 상기 분무를 피도포체에 균일하게 도포할 수 있다는 데에 그 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 도료 분무 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 상기 초음파 도료 분무 장치의 분무 생성 유니트를 나타낸 단면도이다. 아울러, 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ' 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 초음파 도료 분무 장치(100)는 도료(22)를 분무로 변환시키는 분무 생성 유니트(20)와, 분무 생성 유니트(20)와는 소정의 호스(hose) 부재(30)에 의하여 연결되어 분무 생성 유니트(20)에서 생성된 분무를 소정의 피도포체에 분사하는 분사 유니트(40)를 포함한다. 한편, 상기 도료는 광촉매 또는 방수제 등을 포함하는 투명한 것이 바람직하다. 광촉매로는 TiO2, ZnO2, ZnO, SrTiO3, CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO3, KNbO3, Fe2O3 , Ta2O5, WO3, SnO2, Bi2O3, NiO, Cu2O, SiO, SiO2, MoS2, InPb, RuO2, 및 CeO2 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 분무 생성 유니트(20)는, 도 2에 나타난 바와 같이, 소정 성분을 포함하는 도료(22)가 수용된 저장 탱크(23)와, 도료(22)를 분무로 변환시키는 초음파 진동자(25) 및, 초음파 진동자(25)에 의하여 발생된 분무를 호스 부재(30)로 배출 하는 배출팬(27)을 구비한다.
상기 저장 탱크(23)는 소정량의 도료(22)를 저장하였다가 밸브(24)를 통하여 수조부(26)에 공급한다. 상기 초음파 진동자(25)는 수조부(26)에 설치되어 미세하고도 매우 잦게 진동함으로써 초음파를 발생시켜 저장 탱크(23)로부터 공급되는 도료(22)를 분무로 변환시킨다. 상기 배출팬(27)은 초음파 진동자(25)에서 발생된 분무를 호스 부재(30)로 배출한다.
상기 저장 탱크(23), 초음파 진동자(25), 및 배출팬(27)은 가습기 등에서 널리 사용되는 통상적인 것이므로 여기서는 자세한 설명을 생략하기로 한다. 또한, 상기 분무 생성 유니트(20)는 이동의 편의를 위해서 바퀴(21)를 구비할 수도 있다.
상기 분사 유니트(40)는 호스 부재(30)에 연결된 손잡이부(42)와, 손잡이부(42)에 연결되고 그 길이를 조절할 수 있는 연결 부재(44) 및, 연결 부재(44)의 끝단에 설치된 분사부(46)를 구비한다.
상기 손잡이부(42)는 분무량을 조절하는 분무량 조절 단자(42a)와, 배출팬(27)의 구동 속도를 조절하여 분무의 분출 속도를 조절하는 배출팬 조절 단자(42b)를 구비한다. 분무량 조절 단자(42a)는 초음파 진동자(25)의 작동을 조절함으로써 분무의 발생량을 조절하고, 배출팬 조절 단자(42b)는 배출팬(27)의 구동 속도를 조절하여 분무의 분출 속도 또는 분출 거리를 조절한다.
상기 연결 부재(44)는 그 내부가 비어있는 관으로서, 분무가 분사부(46)로 이동하는 통로이다.
바람직하게, 상기 연결 부재(44)는 그 길이를 조절할 수 있다. 즉, 작업자와 피도포체 사이의 거리에 따라 연결 부재(44)의 길이를 조절하여 작업의 편리성을 도모한다. 연결 부재(44)의 길이를 조절하는 것은 진공 청소기 등에서 널리 사용된다. 즉, 다수의 관이 서로 나사 결합되어 연결되도록 함으로써 길이를 조절할 수 있고, 강제 끼움 방식에 의해 길이를 조절할 수도 있다.
상기 분사부(46)는 연결 부재(44)의 끝단에 설치되어 피도포체에 분무를 도포한다.
바람직하게, 상기 분사부(46)는 그 양측면에 착탈 가능하게 설치된 바퀴 부재(47)를 구비한다. 바퀴 부재(47)는 분사부(46)와 피도포체 사이의 거리를 일정하게 유지함으로써 피도포체에 도포되는 코팅층의 두께를 일정하게 할 수 있도록 한다. 즉, 도료를 두껍게 도포할 경우에는 작은 직경의 바퀴 부재(47)를 이용하고, 상대적으로 얇게 도포할 경우에는 큰 직경의 바퀴 부재(47)를 이용할 수 있다.
또한, 상기 분사부(46)는, 도 3에 나타난 바와 같이, 분무가 분사되는 분사구(48)를 구획하는 구획 부재(49)를 더 구비할 수 있다. 바람직하게, 상기 구획 부재(49)는 분사부(46)에 착탈 가능하게 설치된다. 도 3은 분사부(46)의 길이 방향을 따라 설치된 구획 부재(49)를 나타내고 있으나, 구획 부재(49)는 그물과 같은 형태로도 설치될 수 있다. 구획 부재(49)는 분무되는 도료가 나뉘어져 분사되도록 함으로써 더욱 균일하게 도포되도록 한다.
바람직하게, 상기 분사부(46)와 연결 부재(44)의 끝단 사이에는 분사부(46)의 방향을 조절하는 방향 조절 부재(45)가 설치된다. 상기 방향 조절 부재(45)는 소정의 강성을 가지는 재료를 이용하여 제조된다. 즉, 방향 조절 부재(45)는 소정 의 가압력에 의하여 휘어진다. 이러한 방향 조절 부재(45)는 마이크 거치대, 전기 조명 스탠드 등에 널리 사용되는 부재이다. 더욱 바람직하게, 상기 방향 조절 부재(45)는 분사부(46)와 연결 부재(44) 사이에 착탈 가능하게 설치된다. 이와 같이, 상기 초음파 도료 분무 장치(100)는 분사부(46)의 방향을 용이하게 조절할 수 있으므로 도포 작업을 더욱 용이하게 할 수 있다.
그러면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초음파 도료 분무 장치(100)의 작동 과정을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. 이것은 초음파 도료 분무 장치를 이용한 도료 코팅 방법에 관한 설명이기도 하다.
먼저, 형성하고자 하는 코팅층의 두께에 따라 소정 크기의 바퀴 부재(47)를 분사부(46)의 양측면에 설치한다(S10). 즉, 형성하고자 하는 코팅층이 두꺼운 경우에는 작은 직경의 바퀴 부재(47)를 사용하고, 상대적으로 얇은 코팅층을 형성하고자 할 경우에는 큰 직경의 바퀴 부재(47)를 사용한다.
이어서, 작업자와 피도포체와의 거리에 따라 연결 부재(44)의 길이를 조절한다(S20). 관 형상의 부재를 나사 결합하거나 강제 끼움 방식에 의해 서로 연결함으로써 연결 부재(44)의 길이를 조절한다.
연결 부재(44)의 길이를 조절한 다음에는 방향 조절 부재(45)를 이용하여 분사부(46)의 방향을 조절한다(S30). 방향 조절 부재(45)는 소정의 강성을 지니도록 제조되어 원하는 방향으로 소정의 가압력을 가하면 휘어지게 된다.
다음, 초음파 진동자(25)를 작동시켜 도료(22)를 분무로 변환시킨다(S40).
상기 도료(22)는 광촉매, 방수제 등을 포함하는 투명한 것이 바람직하다. 광 촉매로는 TiO2, ZnO2, ZnO, SrTiO3, CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO 3, KNbO3, Fe2O3, Ta2O5, WO3, SnO2, Bi2O3, NiO, Cu 2O, SiO, SiO2, MoS2, InPb, RuO2, 및 CeO2 중 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다.
상기 저장 탱크(23)에 수용된 도료(22)는 밸브(24)를 통하여 수조부(26)에 공급된다. 상기 밸브(24)는 수조부(26)의 수위가 항상 일정하게 유지되도록 수조부(26)에 도료(22)를 공급한다. 수조부(26)에 공급된 도료(22)는 초음파 진동자(25)에 의하여 분무로 변하게 된다. 초음파 진동자(25)는 미세하게 진동하여 초음파를 발생시킴으로써 분무를 발생시킨다. 초음파 진동자(25)에 의해 발생되는 분무량은 분무량 조절 단자(42a)에 의하여 조절될 수 있다.
초음파 진동자(25)에 의하여 발생된 분무는 배출팬(27)에 의하여 호스 부재(30)로 배출된다. 이 때, 배출팬 조절 단자(42b)를 이용하여 배출팬(27)의 구동 속도를 조절함으로써 분무의 분출 속도 또는 분출 거리를 조절할 수 있다.
상기 호스 부재(30)를 통하여 이동된 분무는 연결 부재(44)와 분사부(46)를 통하여 피도포체에 도포된다(S50). 이 때, 분사구(48)에 설치된 구획 부재(49)는 분무가 나뉘어져 분사되도록 함으로써 분무가 균일하게 도포되도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 초음파 도료 분무 장치 및 이를 이용한 도료 코팅 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 초음파 진동자를 이용하여 도료를 분무로 변환시킬 수 있다.
둘째, 피도포체와 분사부 사이의 거리를 일정하게 유지함으로써, 생성된 분무를 소정의 피도포체에 균일하게 도포할 수 있다.
셋째, 분사구에 구획 부재를 설치함으로써 분무를 소정의 피도포체에 균일하게 도포할 수 있다.
넷째, 방향 조절 부재를 설치함으로써 분사부의 방향을 용이하게 조절할 수 있다.

Claims (12)

  1. 소정 성분이 포함된 도료를 분무로 변환시키는 초음파 진동자를 구비하는 분무 생성 유니트; 및
    상기 분무 생성 유니트와는 소정의 호스 부재에 의하여 연결되며, 상기 분무 생성 유니트에서 생성된 분무를 소정의 피도포체에 분사하는 분사 유니트;를 구비하고,
    상기 분사 유니트는 상기 분무가 분사되는 분사구를 구획하는 구획 부재를 구비하여, 상기 분무가 상기 피도포체에 균일하게 도포되도록 하는 것을 특징으로 하는 초음파 도료 분무 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분사 유니트는,
    상기 호스 부재에 연결된 손잡이부;
    상기 손잡이부에 연결되고 그 길이를 선택적으로 조절할 수 있는 연결 부재; 및,
    상기 연결 부재의 끝단에 설치된 분사부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 도료 분무 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결 부재의 끝단과 상기 분사부 사이에 설치되어 상기 분사부의 방향을 조절할 수 있는 방향 조절 부재를 더 구비하고,
    상기 방향 조절 부재는 소정의 강성을 지니도록 제조되어 소정의 가압력에 의하여 휘어지는 것을 특징으로 하는 초음파 도료 분무 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 분무 생성 유니트는,
    상기 도료가 수용된 저장 탱크; 및
    상기 초음파 진동자에 의하여 발생된 분무를 상기 호스 부재로 배출하는 배출팬;을 구비하는 것을 특징으로 하는 초음파 도료 분무 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도료는 TiO2, ZnO2, ZnO, SrTiO3, CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO 3, KNbO3, Fe2O3, Ta2O5, WO3, SnO2, Bi 2O3, NiO, Cu2O, SiO, SiO2, MoS2, InPb, RuO 2, CeO2, 및 방수제 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 도료 분무 장치.
  7. 소정 성분이 포함된 도료를 분무로 변환시키는 초음파 진동자를 구비하는 분무 생성 유니트;
    상기 분무 생성 유니트와는 소정의 호스 부재에 의하여 연결되며, 상기 분무 생성 유니트에서 생성된 분무를 소정의 피도포체에 분사하는 분사 유니트;를 구비하고,
    상기 분사 유니트는,
    상기 호스 부재에 연결된 손잡이부;
    상기 손잡이부에 연결되고 그 길이를 선택적으로 조절할 수 있는 연결 부재; 및,
    상기 연결 부재의 끝단에 설치된 분사부;를 구비하며,
    상기 분사부는 그 양측면에 착탈 가능하게 설치된 바퀴 부재를 구비하여, 피도포체와 분사부 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 초음파 도료 분무 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. (a) 초음파 진동자를 이용하여 소정의 도료를 분무로 변환시키는 단계; 및
    (b) 상기 분무를 분사 유니트를 통하여 소정의 피도포체에 분사하는 단계;를 포함하고,
    상기 분사 유니트는 그 길이를 선택적으로 조절할 수 있는 관 형상의 연결 부재와, 상기 연결 부재의 끝단에 설치된 분사부를 통하여 상기 분무를 상기 피도포체에 분사하고,
    상기 (b) 단계는,
    상기 피도포체까지의 거리에 따라 상기 연결 부재의 길이를 조절하는 단계; 및
    도포하고자 하는 도료 코팅층의 두께에 따라 상기 분사부의 양측면에 소정 크기의 바퀴 부재를 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 도료 분무 장치를 이용한 도료 코팅 방법.
  12. (a) 초음파 진동자를 이용하여 소정의 도료를 분무로 변환시키는 단계; 및
    (b) 상기 분무를 분사 유니트를 통하여 소정의 피도포체에 분사하는 단계;를 포함하고,
    상기 분사 유니트는 그 길이를 선택적으로 조절할 수 있는 관 형상의 연결 부재와, 상기 연결 부재의 끝단에 설치된 분사부를 통하여 상기 분무를 상기 피도포체에 분사하고,
    상기 (b) 단계는,
    상기 피도포체까지의 거리에 따라 상기 연결 부재의 길이를 조절하는 단계; 및
    상기 분무가 분사되는 상기 분사부의 분사구를 구획하는 구획 부재를 상기 분사구에 설치하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 도료 분무 장치를 이용한 도료 코팅 방법.
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