KR100883191B1 - 광 파이프 제조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 파이프 제조장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이프 제조장치는, 투명수지가 공급되어, 매끈한 외주면과 내주면을 갖는 원통을 압출 성형하는 제 1 압출 성형기; UV 레진이 공급되어, 상기 원통의 내주면에 접하는 복수의 선형 형상을 압출 성형하는 제 2 압출 성형기; 및 상기 복수의 선형 형상으로 압출되는 상기 UV 레진을 경화시키는 UV 램프를 포함한다. 본 발명의 광 파이프 제조장치는 광 파이프의 프리즘 형상의 피크를 예리하게 형성하여, 광 파이프의 광학적 특성을 개선시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 광 파이프 제조장치는 압출 성형에 의해 광 파이프를 제조하여, 제조공정을 간소화하고, 제조비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
광 파이프

Description

광 파이프 제조장치 {APPARATUS FOR MANUFACTURING A LIGHT PIPE}
도 1a는 종래의 압출 성형 방법에 의해 제조된 광 파이프를 도시한 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 A부분을 확대 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이프 제조장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 파이프 제조장치의 일부 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 파이프 제조장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시한 광 파이프 제조장치에 의해 제조된 광 파이프를 도시한 사시도이다.
본 발명은 광 파이프 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 광 파이프는 광원으로부터 배출되는 빛을 원거리까지 비교적 적은 전송 손실로 전송시키는데 이용되는 광학 부재이다.
광 파이프는 통상적으로 광학 라이팅 필름(OLF : Optical Lighting Film)을 사용하여 제조된다. 광 파이프 제조용으로 적합한 광학 라이팅 필름은 미국특허 제 4,906,070호 및 제 5,056,892호에 개시되어 있으며, 광학 라이팅 필름을 말아서, 민자형 파이프에 삽입하여, 광 파이프가 제조되었다.
광 파이프에 상기한 바와 같은 광학 라이팅 필름을 부착하여 사용하는 경우, 광학 라이팅 필름 자체의 제조 비용이 많이 들기 때문에 광 파이프 전체 제조 비용을 증가시키는 요인이 되었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 상기 광학 라이팅 필름과 상기 민자형 파이프를 결합시킨 형태로, 광 파이프를 일체로 압출 성형하는 방법이 개발되었다.
도 1a는 종래의 압출 성형 방법에 의해 제조된 광 파이프를 도시한 사시도이며, 도 1b는 도 1a의 A부분을 확대 도시한 도면이다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 압출 성형에 의해, 매끈한 외면(110) 및 프리즘 형상으로 구조화된 내면(120)이 일체로 형성된 광 파이프(100)가 제조되었다. 그러나, 종래의 압출 성형 방법의 경우, 광 파이프(100)를 압출한 후, 소성 내지 경화시키는 과정에서 소정 시간이 소요되었다.
이에 따라, 도 1b에 도시된 바와 같이, 내면(120)의 프리즘 형상의 피크가 예리하게 형성되지 않고, 뭉개지는 현상이 발생하였으며, 이로 인해, 광 파이 프(100)의 내부에서 빛의 전반사 및 굴절 등의 광학적 특성이 저하되는 문제가 발생하였다.
본 발명의 목적은 광 파이프의 프리즘 형상의 피크를 예리하게 형성하여, 광학적 특성을 개선시킬 수 있는 광 파이프 제조장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 압출 성형에 의해 광 파이프를 제조하여, 제조공정을 간소화하고, 제조비용을 절감할 수 있는 광 파이프 제조장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적 달성을 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이프 제조장치는, 투명수지가 공급되어, 매끈한 외주면과 내주면을 갖는 원통을 압출 성형하는 제 1 압출 성형기; UV 레진이 공급되어, 상기 원통의 내주면에 접하는 복수의 선형 형상을 압출 성형하는 제 2 압출 성형기; 및 상기 복수의 선형 형상으로 압출되는 상기 UV 레진을 경화시키는 UV 램프를 포함한다.
본 발명의 광 파이프 제조장치는 광 파이프의 프리즘 형상의 피크를 예리하게 형성하여, 광 파이프의 광학적 특성을 개선시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 광 파이프 제조장치는 압출 성형에 의해 광 파이프를 제조하여, 제조공정을 간소화하고, 제조비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광 파이프 제조장치의 바람직한 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 파이프 제조장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 광 파이프 제조장치(200)는 제 1 압출 성형기(210), 제 2 압출 성형기(220) 및 UV 램프(230)를 포함한다.
제 1 압출 성형기(210)는 제 1 주형(212) 및 제 2 주형(214)을 포함하며, 투명수지 공급기(216)에서 일정한 압력으로 공급되는 투명수지를 가공한다.
제 1 주형(212) 및 제 2 주형(214)은 매끈한 원통 형상이며, 제 1 주형(212)의 지름이 제 2 주형(214)의 지름보다 크게 구성된다. 이에 따라, 제 1 주형(212)과 제 2 주형(214) 사이에는 상기 투명수지가 이동할 수 있는 공간인 투명수지 이동로(210a)가 형성되며, 이를 통해 상기 투명수지가 압출되면서, 매끈한 외주면과 내주면을 갖는 원통이 성형된다.
상기 투명수지의 재질은 광 투과율이 양호하고, 기계적 성질(특히 내충격성), 내열성 및 전기적 성질을 균형 있게 갖춘 열가소성 수지 물질인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 상기 투명수지는, 제한됨이 없이, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리염화비닐로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체성 물질로 구성된다.
제 2 압출 성형기(220)는 UV 레진 공급기(226)에서 일정한 압력으로 공급되는 UV 레진을 가공하며, 상기 원통의 내주면에 접하는 복수의 선형(linear) 형상을 압출 성형한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제 2 압출 성형기(220)는 UV 레진 공급 관(222)을 포함하여 구성되며, UV 레진 공급관(222)에는 UV 레진을 배출시키는 하나 이상의 개구(222a)가 형성된다. 개구(222a)의 형상, 크기 및 개수 등에는 특별한 제한이 없으며, 상기 UV 레진의 배출 및 유동에 적합하도록 적절하게 선택될 수 있다.
UV 레진 공급기(226)에서 일정한 압력으로 공급되는 UV 레진은 개구(222a)를 통해 배출되며, 제 1 압출 성형기(210)와 제 2 압출 성형기(220) 사이에 형성되는 공간인 UV 레진 이동로(220a)를 통해 압출되면서, 복수의 선형 형상이 형성된다.
UV 램프(230)는 상기 복수의 선형 형상으로 압출되는 상기 UV 레진에 자외선을 조사하여, 경화시킨다.
UV 램프(230)는 제 2 압출 성형기(220)의 일면에 결합하거나, 제 2 압출 성형기(220)로부터 일정 거리 이격된 위치에 배치된다.
제 2 압출 성형기(220)로부터 압출되는 복수의 선형 형상은 UV 램프(230)에 의해, 시간 간격 없이 바로 경화되므로, 예리하게 형성된 복수의 선형 형상이 유지될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 선형 형상은 프리즘 형상, 즉, 삼각형, 이등변 삼각형, 정삼각형 또는 부등변 삼각형의 형상이다. 바람직하게는, 이등변 삼각형의 형상으로 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 선형 형상은 상기 프리즘 형상의 모서리 부분이 마모된 형상, 즉, 사다리꼴과 같은 형상이 될 수 있다.
본 발명의 광 파이프 제조장치(200)에 의해 제조된 광 파이프(240)는, 투명 수지로 구성된 매끈한 외면(242) 및 UV 레진이 경화된 예리한 프리즘 형상을 갖는 내면(246)을 포함한다.
투명수지 및 UV 레진은 각각 제 1 압출 성형기(210) 및 제 2 압출 성형기(220)를 통해 동시에 압출 성형되는 과정에서, 경계면(244)을 통해 접착하면서 광 파이프(240)를 형성한다.
본 발명에 따른 광 파이프(240)는, 종래의 광 파이프에 수용되는 고가의 광학 라이팅 필름을 이용하지 않는 대신에 미세 가공된 제 1 압출 성형기(210) 및 제 2 압출 성형기(220)를 통해 연속적인 대량 생산이 가능하므로, 광 파이프(240)의 제조비용을 절감할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 파이프 제조장치의 일부 구성을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 2 압출 성형기(220)는 방지판(310)을 더 포함한다. 방지판(310)은 개구(222a)를 통해 배출된 UV 레진이 역방향으로 유동하는 것을 방지한다.
즉, 개구(222a)에서 배출된 UV 레진은 화살표 방향으로 제 2 압출 성형기(220)에 의해 압출되며, 방지판(310)은 UV 레진이 화살표 반대방향으로 유동하는 것을 방지한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 방지판(310)은 화살표 방향으로 이동하면서, UV 레진에 압력을 전달하여, UV 레진이 더 빠른 속도로 가공되도록 보조한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 파이프 제조장치의 구성을 도시 한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 광 파이프 제조장치(400)는 제 1 압출 성형기(410), 제 2 압출 성형기(420) 및 접착기(450)를 포함한다.
제 1 압출 성형기(410)는 제 1 주형(412) 및 제 2 주형(414)을 포함하며, 투명수지 공급기(416)에서 일정한 압력으로 공급되는 투명수지를 가공한다.
제 1 주형(412) 및 제 2 주형(414)은 매끈한 원통 형상이며, 제 1 주형(412)의 지름이 제 2 주형(414)의 지름보다 크게 구성된다. 이에 따라, 제 1 주형(412)과 제 2 주형(414) 사이에는 투명수지가 이동할 수 있는 공간인 투명수지 이동로(410a)가 형성되며, 이를 통해 투명수지가 압출되면서, 매끈한 외주면과 내주면을 갖는 원통이 형성된다.
제 2 압출 성형기(420)는 UV 레진 공급기(426)에서 일정한 압력으로 공급되는 UV 레진을 가공하며, 상기 원통의 내주면에 접하는 복수의 선형 형상을 압출 성형한다.
제 2 압출 성형기(420)는 UV 레진 공급관(422)을 포함하며, 지지체(424)에 의해 공간 상에 배치된다. UV 레진 공급관(422)에서 배출된 UV 레진은 제 2 압출 성형기(420)와 접착기(450) 사이에 형성되는 공간인 UV 레진 이동로(420a)를 통해 압출되면서, 복수의 선형 형상이 형성된다.
접착기(450)는 제 1 압출 성형기(410)와 제 2 압출 성형기(420) 사이에 배치되며, 접착제 공급기(456)에서 일정한 압력으로 공급되는 접착제가 이동할 수 있는 공간인 접착제 이동로(450a)를 형성한다. 접착제 이동로(450a)를 따라, 제 1 압출 성형기(410)에서 압출되는 상기 원통의 내주면에 접착제가 도포되며, 이에 따라, 투명수지 및 UV 레진이 견고하게 접착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 접착기(450)는 제 1 압출 성형기(410)와 제 2 압출 성형기(420) 사이에 원주 방향으로 배치되는 하나 이상의 노즐로 구성된다. 상기 노즐은 제 1 압출 성형기(410)에서 압출되는 상기 원통의 내주면에 접착제를 분사시키는 방식으로 접착제를 도포한다.
UV 램프(430)는 상기 복수의 선형 형상으로 압출되는 상기 UV 레진에 자외선을 조사하여, 경화시킨다.
도 5는 도 4에 도시한 광 파이프 제조장치에 의해 제조된 광 파이프를 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 광 파이프(440)는 매끈한 외면(442) 및 프리즘 형상으로 구조화된 내면(446)을 포함한다. 외면(442)은 제 1 압출 성형기(410)에서 압출된 투명수지로 구성되며, 내면(446)은 제 2 압출 성형기(420)에서 압출된 UV 레진으로 구성된다. 경계면(444)은 접착기(450)에 의해 접착제가 도포된 상태로, 투명수지와 UV 레진을 견고하게 결합시킨다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명의 광 파이프 제조장치는 광 파이프의 프리즘 형상의 피크를 예리하게 형성하여, 광 파이프의 광학적 특성을 개선시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 광 파이프 제조장치는 압출 성형에 의해 광 파이프를 제조하여, 제조공정을 간소화하고, 제조비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

  1. 투명수지가 공급되어, 매끈한 외주면과 내주면을 갖는 원통을 압출 성형하는 제 1 압출 성형기;
    상기 제 1 압출 성형기에 의해 압출된 상기 원통의 내주면에 UV 레진이 공급되어, 상기 원통의 내주면에 접하며 상기 원통의 내부를 향해 구조화된 복수의 선형 형상을 압출 성형하는 제 2 압출 성형기; 및
    상기 제 2 압출 성형기에 의해 상기 복수의 선형 형상으로 압출되는 상기 UV 레진을 경화시키는 UV 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파이프 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 압출 성형기는,
    UV 레진을 공급하는 UV 레진 공급관을 포함하며, 상기 UV 레진 공급관에는 UV 레진을 배출시키는 개구가 형성된 것을 특징으로 하는 광 파이프 제조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 UV 레진 공급관을 축으로하여 상기 제 2 압출 성형기의 반대편에 배치되고, 상기 개구에서 배출된 UV레진이 상기 제 2 압출 성형기의 역방향으로 유동하는 것을 방지하는 방지판;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파이프 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 광 파이프 제조장치는,
    상기 제 1 압출 성형기와 상기 제 2 압출 성형기 사이에 배치되며, 상기 제 1 압출 성형기에서 압출되는 상기 원통의 내주면에 접착제를 도포하는 접착기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파이프 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 투명수지는 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 아크릴, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 및 폴리염화비닐로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 중합체성 물질로 구성되는 것을 특징으로 하는 광 파이프 제조장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 선형 형상은 프리즘 형상인 것을 특징으로 하는 광 파이프 제조장치.
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