KR100892065B1

KR100892065B1 - 박막발열체 제조장치

Info

Publication number: KR100892065B1
Application number: KR1020070091031A
Authority: KR
Inventors: 박성돈
Original assignee: 박성돈
Priority date: 2007-09-07
Filing date: 2007-09-07
Publication date: 2009-04-06
Also published as: KR20090025872A

Abstract

본 발명은 박막발열체 제조장치 및 이를 이용한 박막발열체 제조방법에 관한 것으로서, 균일한 두께의 도전성 박막을 가지고, 피도포물의 재질과 종류에 따라 각기 다른 두께의 도전성 박막을 갖는 양질의 박막발열체를 제조하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가열챔버를 따라 이송하는 피도포물을 가열하는 가열장치와, 도포챔버를 따라 이송하는 피도포물의 표면에 박막 조성물을 도포하는 도포장치 및, 냉각챔버를 따라 이송하는 피도포물을 냉각시키는 냉각장치와, 피도포물을 가열챔버와 도포챔버와 냉각챔버를 따라 순차적으로 이송시키는 이송수단을 포함하고, 도포장치는, 피도포물에 박막 조성물 용액을 분사하여 도포하는 분사유닛을 더 구비하며, 분사유닛은, 고압의 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스 공급원과; 캐리어가스 공급원의 캐리어가스를 피도포물의 하측부분으로 압송하는 압송관과; 박막 조성물을 저장하며, 저장된 박막 조성물이 압송관으로 흡입되면서 공급될 수 있도록 상기 압송관과 연결되는 박막 조성물 공급원과; 압송관을 따라 압송되는 박막 조성물을 피도포물의 하부면을 향해 분사하는 다수의 분사노즐을 구비한다.

Description

박막발열체 제조장치{DEVICE OF PRODUCING THIN FILM HEATING MATERIAL}

도 1은 종래의 박막발열체 제조장치를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 박막발열체 제조장치를 나타내는 도면,

도 3은 본 발명의 제조장치를 구성하는 도포장치를 확대하여 나타내는 단면도,

도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 박막발열체 제조장치를 이용한 박막발열체 제조방법을 나타내는 블록도이다.

♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

1: 피도포물 10: 제 1이송컨베이어

12: 지그(Jig) 20: 가열장치

22: 가열챔버(Chamber) 24: 히터(Heater)

30: 제 2이송컨베이어 40: 도포장치

42: 도포챔버 45: 개방부

46: 히터 50: 분사유닛

52: 캐리어가스 공급원 54: 압송관

56: 박막 조성물 공급원 57: 분사노즐

70: 개폐장치 72: 슬라이딩 도어(Sliding Door)

74: 액츄에이터(Actuator) 80: 제 3이송컨베이어

90: 냉각장치 92:냉각챔버

100: 콘트롤러(Controller)

본 발명은 박막발열체 제조장치 및 이를 이용한 박막발열체 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 균일한 두께의 도전성 박막을 가지고, 피도포물의 재질과 종류에 따라 각기 다른 두께의 도전성 박막을 갖는 양질의 박막발열체를 제조할 수 있는 박막발열체 제조장치 및 이를 이용한 박막발열체 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어, 도전성 박막을 이용하는 장치들이 다양하게 개발되고 있다. 그 일례로서, 도전성 박막을 이용한 발열체(이하, "박막발열체"라 칭함)가 있다.

이 기술은, 피도포물의 표면에 도전성 박막을 형성한 다음, 형성된 도전성 박막에 전기를 인가하여 피도포물 및 피도포물 주변의 유체를 가열하는 장치이다.

한편, 이러한 박막발열체는, 박막발열체 제조장치에 의해 제조된다.

박막발열체 제조장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 피도포물(1)을 가열하는 가열장치(3)와, 가열된 피도포물(1)의 표면에 도전성 박막 조성물(이하, "박막 조성물"이라 약칭함)을 도포하는 도포장치(5)와, 박막 조성물이 도포된 피도포물(1) 을 냉각시키는 냉각장치(7)와, 피도포물(1)을 각 장치(3, 5, 7)에 순차적으로 이송시키는 이송장치(8)를 포함한다.

가열장치(3)는, 가열챔버(3a)와 히터(3b)를 구비하고 있으며, 가열챔버(3a)로 도입된 피도포물(1)을 히터(3b)로 가열한다. 이때의 가열온도는 약 500℃ 내지 800℃정도이다.

도포장치(5)는, 도포챔버(5a)와, 도포챔버(5a)내로 도입된 피도포물(1)에 박막 조성물 용액을 분사하는 분사유닛(6)을 구비한다. 특히, 분사유닛(6)은 고압의 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스 공급원(6a)과, 캐리어가스 공급원(6a)의 캐리어가스를 도포챔버(5a)내로 압송하는 압송관(6b)과, 박막 조성물을 저장하며, 저장된 박막 조성물이 압송관(6b)으로 흡입될 수 있도록 압송관(6b)과 연결되는 박막 조성물 공급원(6c)과, 압송관(6b)으로부터 압송되는 박막 조성물 용액을 피도포물(1)에 분사하는 다수의 분사노즐(6d)들을 구비한다.

이러한 도포장치(5)는, 박막 조성물 용액을 운반한 후, 운반된 박막 조성물 용액을 피도포물(1)에 분사함으로써, 분사된 박막 조성물 용액이 피도포물(1)에 도포될 수 있게 한다. 따라서, 피도포물(1)의 표면에 도전성 박막이 소정의 두께로 형성될 수 있게 한다. 여기서, 캐리어가스로는 고순도(高純度)의 불활성 가스, 예를 들면, 질소, 헬륨, 아르곤 가스를 사용한다.

냉각장치(7)는, 냉각챔버(7a)를 구비하고 있으며, 냉각챔버(7a)로 도입된 피도포물(1)을 서냉시킨다.

이송장치(8)는, 롤러 컨베이어로 구성되며, 피도포물(1)을 도입한 후, 도입 된 피도포물(1)을 각 장치(3, 5, 7)로 이송시킨다. 특히, 도입된 피도포물(1)을 가열챔버(3a)와 도포챔버(5a)와 냉각챔버(7a)로 순차적으로 이송시킨다. 그리고, 최종적으로 도전성 박막이 형성된 피도포물(1)을 배출시킨다. 여기서, 이송장치(8)에는 피도포물(1)을 고정시킬 수 있는 지그(Jig)(8a)가 배치되어 있다.

그런데, 이러한 종래의 박막발열체 제조장치는, 피도포물(1)로부터 발생되는 열기 때문에, 피도포물(1)의 표면에 박막 조성물을 균일한 두께로 도포할 수 없다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 양질의 박막발열체를 제조할 수 없는 문제점이 있다.

즉, 고온 가열된 피도포물(1)이 도포챔버(5a)로 도입되면, 피도포물(1)에서 발생되는 고온의 열기가 도포챔버(5a)의 상측부분으로 작용하게 된다. 따라서, 분사노즐(6d)로부터 하측으로 분사된 박막 조성물이, 상측으로 작용하는 열기로 인해 방향성을 잃고 사방으로 흩어져 분산되고, 흩어져 분산된 박막 조성물은 피도포물(1)에 균일하게 도포되지 못하는 결과를 초래한다.

결국, 박막 조성물이 피도포물(1)에 균일하게 도포되지 못하므로, 냉각공정후, 피도포물(1)의 표면에는 균일한 두께의 도전성 박막이 형성되지 않고 어느 특정한 부분만 두껍거나 얇은 이른 바 "편막(偏膜)현상"이 발생하며, 이러한 편막현상 때문에 양질의 박막발열체가 제조될 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 박막발열체 제조장치는, 피도포물(1)의 재질과 종류에 관계없이 항상 동일한 량의 박막 조성물을 분사하고, 피도포물(1)의 이송속도 또한 항상 동일하므로, 피도포물(1)의 재질과 종류에 관계없이 항상 동일한 두께의 박막 조성 물이 피도포물(1)에 도포될 수 밖에 없다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 피도포물(1)의 재질과 종류에 관계없이 항상 동일한 두께의 도전성 박막이 형성된다는 문제점이 있다.

즉, 도전성 박막은, 피도포물(1)의 재질과 종류에 따라 각기 다른 두께로 형성되어야만 소비전력이 적으면서 최적온도로 발열한다. 그런데, 종래의 박막발열체 제조장치는, 피도포물(1)의 재질과 종류에 관계없이 항상 동일한 두께의 박막 조성물을 피도포물(1)에 도포하므로, 피도포물(1)의 재질과 종류가 다름에도 불구하고 항상 동일한 두께의 도전성 박막이 형성된다는 문제점이 있다.

따라서, 피도포물(1)의 재질과 종류에 관계없이 항상 일정한 두께를 갖는 도전성 박막은, 최적의 온도로 발열할 수 없게 되고, 많은 량의 전기를 소모하게 된다. 결국, 종래의 도전성 박막은, 에너지 효율이 매우 낮고, 에너지 효율이 매우 낮음에 따라 유지 및 관리비용이 과다하게 소모되는 결과를 초래한다.

이 밖에도, 종래의 박막발열체 제조장치는, 박막 조성물 용액을 운반하는 캐리어가스로서, 고가(高價)의 불활성 가스를 사용하므로, 많은 비용이 소모되고, 많은 비용이 소모됨에 따라 박막발열체의 제조비용이 상승되는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 피도포물의 표면에 박막 조성물을 도포하되, 균일한 두께로 도포할 수 있는 박막발열체 제조장치 및 이를 이용한 박막발열체 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 피도포물의 표면에 균일한 두께의 박막 조성물을 도 포할 수 있음에 따라 피도포물의 표면에 균일한 두께의 도전성 박막을 형성할 수 있고, 균일한 두께의 도전성 박막을 형성할 수 있음에 따라 양질의 박막발열체를 제조할 수 있는 박막발열체 제조장치 및 이를 이용한 박막발열체 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 피도포물의 재질과 종류에 따라 각기 다른 두께의 박막 조성물을 도포할 수 있는 박막발열체 제조장치 및 이를 이용한 박막발열체 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 피도포물의 재질과 종류에 따라 각기 다른 두께의 박막 조성물을 도포할 수 있음에 따라 피도포물의 재질과 종류에 적합한 최적의 두께를 갖는 양질의 도전성 박막을 형성할 수 있는 박막발열체 제조장치 및 이를 이용한 박막발열체 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 피도포물의 재질과 종류에 적합한 도전성 박막을 형성할 수 있음으로써, 에너지 효율이 높고, 유지 및 관리비용이 저렴한 고품질의 박막발열체를 제조할 수 있는 박막발열체 제조장치 및 이를 이용한 박막발열체 제조방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 고가의 불활성 가스를 사용하지 않고서도 고품질의 박막발열체를 제조할 수 있음으로써, 제조비용을 절감시킬 수 있는 박막발열체 제조장치 및 이를 이용한 박막발열체 제조방법을 제공하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 박막발열체 제조장치는, 박막발열 체를 제조하기 위한 박막발열체 제조장치에 있어서, 피도포물을 도입할 수 있는 가열챔버를 가지며 상기 가열챔버를 따라 이송하는 피도포물을 가열하는 가열장치와, 가열된 상기 피도포물을 도입할 수 있는 도포챔버를 가지며 상기 도포챔버를 따라 이송하는 피도포물의 표면에 박막 조성물을 도포하는 도포장치 및, 박막 조성물이 도포된 상기 피도포물을 도입할 수 있는 냉각챔버를 가지며 상기 냉각챔버를 따라 이송하는 피도포물을 냉각시키는 냉각장치와, 상기 피도포물을 상기 가열챔버와 도포챔버와 냉각챔버를 따라 순차적으로 이송시키는 이송수단을 포함하고, 상기 도포장치는, 상기 피도포물에 박막 조성물 용액을 분사하여 도포하는 분사유닛을 더 구비하며, 상기 분사유닛은, 고압의 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스 공급원과; 상기 캐리어가스 공급원의 캐리어가스를 상기 피도포물의 하측부분으로 압송하는 압송관과; 박막 조성물을 저장하며, 저장된 박막 조성물이 상기 압송관으로 흡입되면서 공급될 수 있도록 상기 압송관과 연결되는 박막 조성물 공급원과; 상기 압송관을 따라 압송되는 박막 조성물을 상기 피도포물의 하부면을 향해 분사하는 다수의 분사노즐을 포함하는 것을 한다.

그리고 박막발열체 제조방법은, 박막발열체를 제조하기 위한 박막발열체 제조방법에 있어서, 피도포물을 가열챔버를 따라 이송시키는 단계와; 상기 가열챔버를 따라 이송되는 피도포물을 가열하는 단계와; 가열된 상기 피도포물을 도포챔버를 따라 이송시키는 단계와; 상기 도포챔버를 따라 이송되는 피도포물의 하부면을 향해 박막 조성물 용액을 분사하여 상기 피도포물의 표면에 박막 조성물을 도포하는 단계와; 박막 조성물이 도포된 상기 피도포물을 서냉시키는 단계를 포함하는 것 을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 박막발열체 제조장치 및 이를 이용한 박막발열체 제조방법에 대한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 박막발열체 제조장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 제조장치를 구성하는 도포장치를 확대하여 나타내는 단면도이며, 도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 박막발열체 제조장치는, 제 1이송컨베이어(10)를 구비한다.

제 1이송컨베이어(10)는, 롤러 컨베이어로 구성되며, 피도포물(1)을 도입한 후, 도입된 피도포물(1)을 후술하는 가열장치(20)로 이송시킨다.

여기서, 피도포물(1)은 석영유리, 세라믹, 내열성유리, 파이렉스(Pyrex) 유리, 일반유리 재질의 튜브(Tube)로 구성되며, 이렇게 구성된 피도포물(1)은 별도의 지그(12)에 고정적으로 지지된 상태에서 제 1이송컨베이어(10)를 따라 이송된다. 한편, 본 발명의 도면과 상세한 설명에서는 피도포물(1)이 튜브로 구성되는 것으로 설명되어 있지만, 경우에 따라 판체로 구성될 수도 있다.

다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 박막발열체 제조장치는, 가열장치(20)를 구비한다. 가열장치(20)는, 가열챔버(22)와 히터(24)를 구비하고 있다.

가열챔버(22)는, 제 1이송컨베이어(10)를 따라 이송된 피도포물(1)을 수용하고, 수용된 피도포물(1)이 내부를 따라 소정 시간동안 통과할 수 있게 구성된다.

히터(24)는, 가열챔버(22)의 상측에 설치되며, 가열챔버(22)를 통과하는 피 도포물(1)을 가열한다.

여기서, 히터(24)는, 피도포물(1)을 가열하되, 피도포물(1)의 재질과 종류에 따라 각기 다른 온도로 가열한다. 예를 들어, 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질의 튜브일 경우에는 750∼850℃, 내열성유리 재질의 튜브일 경우에는 700∼800℃, 파이렉스유리 재질의 튜브일 경우에는 650∼700℃, 일반유리 재질의 튜브일 경우에는 380∼420℃의 온도로 각각 가열한다. 특히, 피도포물(1)이 석영유리 재질의 튜브일 경우, 그 두께에 따라 각기 다른 온도로 가열하는데, 이때, 튜브의 두께가 3㎜일 경우에는 750∼800℃, 튜브의 두께가 2㎜일 경우에는 760∼820℃, 튜브의 두께가 1.5㎜일 경우에는 770∼850℃의 온도로 가열하는 것이 바람직하다.

또한, 히터(24)는, 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질의 평판체일 경우에는 750∼800℃, 내열성유리 재질의 평판체일 경우에는 750∼800℃, 파이렉스유리 재질의 평판체일 경우에는 600∼650℃, 일반유리 재질의 평판체일 경우에는 350∼400℃의 온도로 가열한다. 특히, 피도포물(1)이 일반유리 재질의 평판체일 경우, 그 두께에 따라 각기 다른 온도로 가열하는데, 이때, 평판체의 두께가 3∼4㎜일 경우에는 370∼400℃, 평판체의 두께가 5㎜일 경우에는 350∼380℃의 온도로 가열하는 것이 바람직하다.

다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 박막발열체 제조장치는, 가열된 피도포물(1)을 제 1이송컨베이어(10)로부터 전달받아 이송시키는 제 2이송컨베이어(30)와, 제 2이송컨베이어(30)를 따라 이송하는 피도포물(1)에 박막 조성물을 도포하는 도포장치(40)를 구비한다.

제 2이송컨베이어(30)는, 롤러 컨베이어로 구성되며, 제 1이송컨베이어(10)와 연결된다. 이러한 제 2이송컨베이어(30)는, 제 1이송컨베이어(10)로부터 피도포물(1)을 전달받아 도포장치(40)로 이송시킨다. 여기서, 제 2이송컨베이어(30)는, 지그(12)에 지지된 피도포물(1)을 일체로 이송시킨다.

도포장치(40)는, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 도포챔버(42)와, 도포챔버(42)내로 도입된 피도포물(1)에 박막 조성물 용액을 분사하는 분사유닛(50)을 구비한다.

도포챔버(42)는, 일측의 입구(42a)와 타측의 출구(42b)를 갖는다. 일측의 입구(42a)로는 피도포물(1)을 도입하고, 타측의 출구(42b)로는 박막 조성물이 코팅된 피도포물(1)을 배출한다.

그리고 도포챔버(42)는 바닥면(44)의 개방부(45)를 구비한다. 개방부(45)는 하측을 향해 트여 있으며, 트인 개방부(45)는 도포챔버(42)를 따라 이송되는 피도포물(1)의 하부면에 대응되도록 구성된다.

분사유닛(50)은, 고압의 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스 공급원(52)과, 캐리어가스 공급원(52)의 캐리어가스를 도포챔버(42)의 개방부(45)로 압송하는 압송관(54)과, 압송관(54)에 박막 조성물을 공급하는 박막 조성물 공급원(56)과, 압송관(54)으로부터 압송되는 박막 조성물 용액을 피도포물(1)에 분사하는 다수의 분사노즐(57)들을 구비한다.

캐리어가스 공급원(52)은, 공기압축기로 구성되며, 고압의 공기를 압축한 다음, 압축된 공기를 캐리어가스로 공급한다.

박막 조성물 공급원(56)은, 박막 조성물을 저장하며, 저장된 박막 조성물이 압송관(54)으로 흡입될 수 있도록 압송관(54)과 연결된다.

다수의 분사노즐(57)은, 도포챔버(42)의 외부에 배치되는 것으로, 개방부(45)의 트인 하측에 설치되며, 상측의 도포챔버(42)로 박막 조성물을 분사한다. 특히, 도포챔버(42)를 따라 이송되는 피도포물(1)의 하부면을 향해 박막 조성물을 분사한다. 따라서, 분사된 박막 조성물이 피도포물(1)에 균일하게 도포될 수 있게 한다.

여기서, 피도포물(1)의 하부면에 분사된 박막 조성물은, 피도포물(1)의 둥근 표면을 따라 이동하면서 피도포물(1)의 둥근 표면에 골고루 균일하게 도포되는데, 이는 표면(面)을 따라 흘러가는 유체의 흐름 특성 때문이다.

이러한 구성의 분사유닛(50)에 의하면, 박막 조성물 용액을 피도포물(1)의 하부면에 분사하는 구조이므로, 분사된 박막 조성물 용액이 피도포물(1)의 표면에 균일하게 도포될 수 있게 한다.

특히, 분사된 박막 조성물 용액이, 도포챔버(42)의 상측으로 작용하는 피도포물(1)의 열기와 동일한 방향이므로, 일정한 방향성을 유지하면서 피도포물(1)의 표면에 균일하게 도포된다. 따라서, 냉각공정후, 피도포물(1)의 표면에는 균일한 두께의 도전성 박막이 형성될 수 있게 한다.

그리고 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 도포장치(40)는, 히터(46)를 더 구비한다. 히터(46)는, 도포챔버(42)의 내부에 설치되며, 도포챔버(42)를 가열한다.

여기서, 히터(46)는, 도포챔버(42)를 가열하되, 도포챔버(42)에 도입되는 피도포물(1)의 재질과 종류에 따라 각기 다른 온도로 가열한다. 예를 들어, 도포챔버(42)에 도입되는 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질일 경우에는 도포챔버(42)를 280∼320℃의 온도로, 내열성유리 재질일 경우에는 도포챔버(42)를 280∼300℃의 온도로, 파이렉스유리 재질일 경우에는 도포챔버(42)를 220∼270℃의 온도로, 일반유리 재질일 경우에는 도포챔버(42)를 180∼220℃의 온도로 각각 가열하는 것이 바람직하다.

그리고 도 3을 참조하면, 본 발명의 도포장치(40)는, 도포챔버(42)의 트인 개방부(45)를 개폐하는 개폐장치(70)를 구비한다.

개폐장치(70)는, 개방부(45)를 개방하거나 폐쇄할 수 있도록 개방부(45)에 설치되는 슬라이딩 도어(72)와, 슬라이딩 도어(72)를 운동시키는 액츄에이터(Actuator)(74)를 구비한다.

슬라이딩 도어(72)는, 개방부(45)의 하측면에 제 1위치(X)와 제 2위치(Y)사이에서 슬라이딩운동가능하게 설치되며, 제 1위치(X)에서 개방부(45)를 개방하고, 제 2위치(Y)에서 개방부(45)를 폐쇄한다.

액츄에이터(74)는, 리니어 스텝모터(Linear Step Motor)로 구성되며, 인가되는 제어 신호에 따라 슬라이딩 도어(72)를 제 1위치(X)와 제 2위치(Y)사이에서 운동시킨다. 따라서, 슬라이딩 도어(72)로 하여금 도포챔버(42)의 개방부(45)를 개방하거나 폐쇄할 수 있게 한다.

한편, 액츄에이터(74)는, 분사유닛(50)이 도포챔버(42)의 내부로 박막 조성 물을 분사할 경우에만 도포챔버(42)의 개방부(45)를 개방하도록 구성되며, 그 이외에는 트인 개방부(45)를 차단하도록 구성된다.

이는, 가능한 한 도포챔버(42)의 내부온도가 외부의 온도에 영향받지 않게 하기 위함이며, 이는 도포챔버(42)의 내부온도를 일정하게 유지시키기 위함이다. 특히, 도포챔버(42)의 내부온도를 일정하게 유지시킴으로써, 도포챔버(42)의 분위기가 박막 조성물을 도포하기에 가장 알맞은 상태로 유지시키기 위함이다.

다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 박막발열체 제조장치는, 박막 조성물이 도포된 피도포물(1)을 제 2이송컨베이어(30)로부터 전달받아 배출시키는 제 3이송컨베이어(80)와, 제 3이송컨베이어(80)를 따라 배출되는 피도포물(1)을 냉각시키는 냉각장치(90)를 구비한다.

제 3이송컨베이어(80)는, 롤러 컨베이어로 구성되며, 제 2이송컨베이어(30)와 연결된다. 이러한 제 3이송컨베이어(80)는, 제 2이송컨베이어(30)로부터 피도포물(1)을 전달받아 냉각장치(90)로 이송시키고, 냉각된 피도포물(1)을 배출시킨다. 여기서, 제 3이송컨베이어(80)는, 지그(12)에 지지된 피도포물(1)을 일체로 이송시킨다.

냉각장치(90)는, 냉각챔버(92)를 구비하고 있으며, 냉각챔버(92)는 일측의 입구(92a)와 타측의 출구(92b)를 갖는다. 일측의 입구(92a)로는 피도포물(1)을 도입하고, 타측의 출구(92b)로는 냉각된 피도포물(1)을 배출한다.

이러한 냉각장치(90)는, 박막 조성물이 도포된 피도포물(1)을 도입한 다음, 도입된 피도포물(1)을 상온에서 서냉시킴으로써, 고온으로 가열된 피도포물(1)과 상기 피도포물(1)에 코팅된 박막 조성물이 안정적인 상태로 냉각시킨다.

특히, 피도포물(1)에 코팅된 박막 조성물이 높은 결합력을 가지고 피도포물(1)에 코팅될 수 있도록 냉각시킨다. 따라서, 양질의 박막발열체가 제조될 수 있게 한다.

다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 박막발열체 제조장치는, 콘트롤러(100)를 구비한다.

콘트롤러(100)는, 마이크로 프로세서를 내장하고 있는 것으로, 제 1 내지 제 3이송컨베이어(80)와 분사유닛(50) 및 히터(24, 46)들을 제어한다.

콘트롤러(100)는, 제 1이송컨베이어(10)를 제어하되, 이송되는 피도포물(1)의 재질과 종류에 따라 각기 다른 속도로 이송하도록 제어한다. 예를 들어, 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질일 경우에는 분당 1∼1.25미터(m/min)의 속도로 이송시키도록 제어하고, 내열성유리 재질일 경우에는 분당 1∼1.5미터(m/min)의 속도로 이송시키도록 제어하며, 파이렉스유리 재질일 경우에는 분당 1.5∼1.75미터(m/min)의 속도로 이송시키도록 제어하고, 일반유리 재질일 경우에는 분당 1.5∼2미터(m/min)의 속도로 이송시키도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 콘트롤러(100)는, 제 2이송컨베이어(30)를 제어하되, 이송되는 피도포물(1)의 재질과 종류에 따라 각기 다른 속도로 이송하도록 제어한다. 예를 들어, 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질일 경우에는 분당 3∼4미터(m/min)의 속도로 이송시키도록 제어하고, 내열성유리 재질일 경우에는 분당 4.5∼6미터(m/min)의 속도로 이송시키도록 제어하며, 파이렉스유리 재질일 경우에는 분당 4.5∼5.5미 터(m/min)의 속도로 이송시키도록 제어하고, 일반유리 재질일 경우에는 분당 4.5∼5.5미터(m/min)의 속도로 이송시키도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 콘트롤러(100)는, 분사유닛(50)을 제어하되, 분사되는 박막 조성물 용액의 압력이 6.5∼7.5kgf/cm²정도를 유지하도록 제어하는 것이 바람직하다.

다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 박막발열체 제조장치를 이용한 박막발열체 제조방법을 도 2와 도 5를 참고하여 설명한다.

먼저, 피도포물(1)을 도입한 다음(S101), 도입된 피도포물(1)을 가열챔버(22)로 이송시키고(S103), 가열챔버(22)를 따라 이송하는 피도포물(1)을 히터(24)로 가열한다(S105).

이때, 피도포물(1)의 이송속도는, 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질일 경우에는 분당 1∼1.25미터(m/min)의 속도로, 내열성유리 재질일 경우에는 분당 1∼1.5미터(m/min)의 속도로, 파이렉스유리 재질일 경우에는 분당 1.5∼1.75미터(m/min)의 속도로, 일반유리 재질일 경우에는 분당 1.5∼2미터(m/min)의 속도로 이송시킨다.

그리고 피도포물(1)의 가열온도는, 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질의 튜브일 경우에는 750∼850℃, 내열성유리 재질의 튜브일 경우에는 700∼800℃, 파이렉스유리 재질의 튜브일 경우에는 650∼700℃, 일반유리 재질의 튜브일 경우에는 380∼420℃의 온도로 각각 가열한다.

그리고 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질의 평판체일 경우에는 750∼800℃, 내열성유리 재질의 평판체일 경우에는 750∼800℃, 파이렉스유리 재질의 평판체일 경우에는 600∼650℃, 일반유리 재질의 평판체일 경우에는 350∼400℃의 온도로 가열한다.

한편, 피도포물(1)의 가열이 완료되면, 가열된 피도포물(1)을 도포챔버(42)로 이송시키고(S107), 도포챔버(42)를 따라 이송하는 피도포물(1)의 하부면을 향해 박막 조성물을 분사하여 박막 조성물을 도포한다(S109).

이때, 피도포물(1)의 이송속도는, 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질일 경우에는 분당 3∼4미터(m/min)의 속도로, 내열성유리 재질일 경우에는 분당 4.5∼6미터(m/min)의 속도로, 파이렉스유리 재질일 경우에는 분당 4.5∼5.5미터(m/min)의 속도로, 일반유리 재질일 경우에는 분당 4.5∼5.5미터(m/min)의 속도로 이송시킨다.

또한, 피도포물(1)의 하부면을 향해 분사되는 박막 조성물의 압력은, 6.5∼7.5kgf/cm²정도로 유지시킨다.

그리고 도포챔버(42)의 내부온도는, 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질일 경우에는 280∼320℃, 내열성유리 재질일 경우에는 280∼300℃, 파이렉스유리 재질일 경우에는 220∼270℃, 일반유리 재질의 튜브일 경우에는 180∼220℃의 온도로 유지시킨다.

한편, 박막 조성물의 도포가 완료되면, 박막 조성물이 도포된 피도포물(1)을 냉각챔버(92)로 이송시킨다(S111). 그리고 냉각챔버(92)를 따라 이송하는 피도포물(1)을 서냉시킨다(S113).

이와 같은 상태에서, 냉각된 피도포물(1)은 도전성 박막을 가지게 되며, 도 전성 박막을 갖는 피도포물(1)은 양질의 박막발열체로 제조된다. 특히, 균일한 두께의 도전성 박막을 갖는 박막발열체로 제조되고, 제조된 박막발열체에 최적의 두께를 갖는 도전성 박막이 형성될 수 있게 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 박막발열체 제조장치 및 이를 이용한 박막발열체 제조방법에 의하면, 피도포물의 하부면을 향해 박막 조성물을 분사하여 도포하는 구조이므로, 피도포물의 표면에 박막 조성물을 균일한 두께로 도포할 수 있는 효과가 있다.

또한, 피도포물의 표면에 박막 조성물을 균일한 두께로 도포할 수 있으므로, 피도포물의 표면에 균일한 두께의 도전성 박막을 형성할 수 있고, 균일한 두께의 도전성 박막을 형성할 수 있음에 따라 양질의 박막발열체를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 피도포물의 재질과 종류에 따라 피도포물의 가열온도와 이송속도를 각기 다르게 제어하는 구조이므로, 피도포물의 재질과 종류에 따라 각기 다른 두께의 박막 조성물을 도포할 수 있으며, 따라서, 피도포물의 재질과 종류에 적합한 최적의 두께를 갖는 양질의 도전성 박막을 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 피도포물의 재질과 종류에 적합한 도전성 박막을 형성할 수 있음으로 써, 에너지 효율이 높고, 유지 및 관리비용이 저렴한 고품질의 박막발열체를 제조할 수 있는 효과가 있다.

또한, 캐리어가스로서, 공기를 이용하는 구조이므로, 고가의 불활성 가스를 사용하지 않고서도 고품질의 박막발열체를 제조할 수 있고, 따라서, 제조비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

피도포물(1)을 도입할 수 있는 가열챔버(22)를 가지며 상기 가열챔버(22)를 따라 이송하는 피도포물(1)을 가열하는 가열장치(20)와, 가열된 상기 피도포물(1)을 도입할 수 있는 도포챔버(42)를 가지며 상기 도포챔버(42)를 따라 이송하는 피도포물(1)의 표면에 박막 조성물을 도포하는 도포장치(40)와, 상기 피도포물(1)에 박막 조성물 용액을 분사하여 도포하는 분사유닛(50)과, 박막 조성물이 도포된 상기 피도포물(1)을 도입할 수 있는 냉각챔버(92)를 가지며 상기 냉각챔버(92)를 따라 이송하는 피도포물(1)을 냉각시키는 냉각장치(90)와, 상기 피도포물(1)을 상기 가열챔버(22)와 도포챔버(42)와 냉각챔버(92)를 따라 순차적으로 이송시키기 위한 제 1이송컨베이어(10), 제 2이송컨베이어(30) 및 제 3이송컨베이어(80)를 포함하여 이루어지는 박막발열체 제조장치에 있어서,

상기 분사유닛(50)은,

고압의 캐리어가스를 공급하는 캐리어가스 공급원(52)과;

상기 캐리어가스 공급원(52)의 캐리어가스를 상기 피도포물(1)의 하측부분으로 압송하는 압송관(54)과;

박막 조성물을 저장하며, 저장된 박막 조성물이 상기 압송관(54)으로 흡입되면서 공급될 수 있도록 상기 압송관(54)과 연결되는 박막 조성물 공급원(56)과;

도포챔버(42)의 아래쪽 외부에 설치되어 상기 압송관(54)을 따라 압송되는 박막 조성물을 상기 피도포물(1)의 하부면을 향해 분사하는 다수의 분사노즐(57)을 포함하여 이루어지고,

상기 도포챔버(42)의 하부에는, 트인 개방부(45)를 개폐하는 개폐장치(70)가 구비되는 것을 특징으로 하는 박막발열체 제조장치.
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제 1항에 있어서,

상기 개폐장치(70)는,

상기 개방부(45)를 개방하거나 폐쇄할 수 있도록 상기 개방부(45)에 설치되는 슬라이딩 도어(72)와, 슬라이딩 도어(72)를 슬라이딩운동시키는 액츄에이터(Actuator)(74)를 포함하며,

상기 액츄에이터(74)는, 상기 분사유닛(50)이 박막 조성물을 분사할 경우에만 상기 개방부(45)를 개방하고, 그 이외에는 트인 개방부(45)를 차단하도록 상기 슬라이딩 도어(72)를 제어하는 것을 특징으로 하는 박막발열체 제조장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 제 1이송컨베이어(10)는,

도입된 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질일 경우에는 분당 1∼1.25미터(m/min)의 속도로 이송시키고, 도입된 피도포물(1)이 내열성유리 재질일 경우에는 분당 1∼1.5미터(m/min)의 속도로 이송시키며, 도입된 피도포물(1)이 파이렉스유리 재질일 경우에는 분당 1.5∼1.75미터(m/min)의 속도로 이송시키고, 도입된 피도포물(1)이 일반유리 재질일 경우에는 분당 1.5∼2미터(m/min)의 속도로 이송시키는 것을 특징으로 하는 박막발열체 제조장치.
제 1항에 있어서,

상기 제 2이송컨베이어(30)는,

도입된 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질일 경우에는 분당 3∼4미터(m/min)의 속도로 이송시키고, 도입된 피도포물(1)이 내열성유리 재질일 경우에는 분당 4.5∼6미터(m/min)의 속도로 이송시키며, 도입된 피도포물(1)이 파이렉스유리 재질일 경우에는 분당 4.5∼5.5미터(m/min)의 속도로 이송시키고, 도입된 피도포물(1)이 일반유리 재질일 경우에는 분당 4.5∼5.5미터(m/min)의 속도로 이송시키는 것을 특징으로 하는 박막발열체 제조장치.
제 1항에 있어서,

상기 분사유닛(50)은, 상기 박막 조성물을 6.5∼7.5kgf/cm²의 압력으로 분사하는 것을 특징으로 하는 박막발열체 제조장치.
제 1항에 있어서,

상기 가열장치(20)는,

상기 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질의 튜브일 경우에는 750∼850℃, 내열성유리 재질의 튜브일 경우에는 700∼800℃, 파이렉스유리 재질의 튜브일 경우에는 650∼700℃, 일반유리 재질의 튜브일 경우에는 380∼420℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 박막발열체 제조장치.
제 1항 또는 제 8항에 있어서,

상기 가열장치(20)는,

상기 피도포물(1)이 석영유리 재질의 튜브일 경우, 상기 튜브의 두께가 3㎜일 경우에는 750∼800℃, 상기 튜브의 두께가 2㎜일 경우에는 760∼820℃, 상기 튜브의 두께가 1.5㎜일 경우에는 770∼850℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 박막발열체 제조장치.
제 1항에 있어서,

상기 가열장치(20)는,

상기 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질의 평판체일 경우에는 750∼800℃, 내열성유리 재질의 평판체일 경우에는 750∼800℃, 파이렉스유리 재질의 평판체일 경우에는 600∼650℃, 일반유리 재질의 평판체일 경우에는 350∼400℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 박막발열체 제조장치.
제 1항 또는 제 10항에 있어서,

상기 가열장치(20)는,

상기 피도포물(1)이 일반유리 재질의 평판체일 경우, 상기 평판체의 두께가 3∼4㎜일 경우에는 370∼400℃, 상기 평판체의 두께가 5㎜일 경우에는 350∼380℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 박막발열체 제조장치.
제 1항에 있어서,

상기 도포챔버(42)를 가열하는 히터(46)를 더 구비하며, 상기 히터(46)는,

상기 도포챔버(42)에 도입되는 피도포물(1)이 석영유리 또는 세라믹 재질일 경우에는 상기 도포챔버(42)를 280∼320℃의 온도로, 내열성유리 재질일 경우에는 상기 도포챔버(42)를 280∼300℃의 온도로, 파이렉스유리 재질일 경우에는 상기 도포챔버(42)를 220∼270℃의 온도로, 일반유리 재질의 튜브일 경우에는 상기 도포챔 버(42)를 180∼220℃의 온도로 가열하는 것을 특징으로 하는 박막발열체 제조장치.
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