KR100908270B1 - 디스플레이용 투명소재 코팅장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디스플레이용 투명소재 코팅장치 및 그 방법에 관한 것으로, 피도체의 전면을 자동으로 세정하는 세정기와; 일정간격으로 이격되며 양단부에는 경사지게 배치되는 다수의 노즐을 구비한 잉크젯 분사기를 이용하여 이송된 상기 피도체를 코팅하는 코팅기와; 코팅이 완료된 상기 피도체를 건조하는 건조기와; 건조가 완료된 코팅층을 경화시키는 경화기와; 코팅이 완료된 상기 피도체를 새로운 안착지그에 안착시키는 로봇팔을 포함하여 구성됨으로써, 세정공정을 자동화하여 생산성을 증대시키고, 노즐의 분사량과 각도를 조절하여 피도체의 곡면 및 돌출부위 등 다양한 형태의 피도체를 완벽하게 코팅하며, 복수의 노즐을 장착한 잉크젝 코터를 이용하여 다량의 피도체를 한꺼번에 코팅하여 생산량을 증대하고, 원하는 위치에 선택적으로 코팅함으로써 코팅액의 손실을 줄일 수 있다.

자외선경화, 피도체, 노즐

Description

디스플레이용 투명소재 코팅장치 및 그 방법{COATING DEVICE AND COATING MATHOD OF DISPLAY TRANSPARENT BODY}

본 발명은 디스플레이용 투명소재 코팅장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 디스플레이용 윈도우 피도체의 양면에 각각 잉크젯을 이용한 선택적으로 노즐을 분사함으로써 원하는 위치만 코팅 가능하며, 코팅이 잘 되지 않는 피도체의 곡면 부분에도 코팅을 완벽하게 할 수 있도록 잉크젯 노즐의 분사량과 각도를 조절할 수 있고, 코팅액의 사용량을 최소화할 수 있으며, 양면의 코팅 두께의 조절도 가능하면서 서로 다른 물성을 갖는 코팅층을 형성 수 있는 디스플레이용 투명소재 코팅장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 디스플레이 광학 소재는 박형으로 제조되는 특성상 TV를 비롯하여, 디지털 카메라, 노트북, 네비게이션, 휴대폰 등 화면표시장치에 널리 사용되고 있는데, 이러한 디스플레이 투명소재는 광학 특성이 다른 소재에 비해 우수한 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌레프탈레이트(PET), 폴리메칠메타아크릴레이트(PMMA) 등이 사용되고 있다.

그러나, 이러한 디스플레이용 투명소재는 주로 외부에 노출되어 있기 때문에 외부충격에 의한 스크레치 및 낙하에 의한 충격에 매우 취약하다는 단점이 있어, 표면 경도를 높여주기 위하여 자외선 경화코팅 등의 하드코팅을 하게 된다.

상기 하드코팅은 일반적인 코팅방법으로 스프레이 노즐을 이용하여 위도우 피도체에 분사하는 스프레이 코팅방식과, 윈도우피도체를 수직으로 세워 하드코팅액이 담겨진 용기에 디핑하는 딥코팅 방법과 피도체의 상단에서 코팅액을 흘러 내리도록 하는 플로우코팅 방법 및 피도체의 표면에 코팅액을 공급한 후 상기 피도체가 안착된 스핀 장치를 회전시켜 피도체의 표면에 균일한 코팅층을 형성시키는 스핀코팅 방법 등이 주로 사용되고 있다.

상기 스프레이 코팅은 분사된 코팅액이 피도체와 충돌하며 충돌지점 이외의 피도체면 또는 배면에 코팅액이 부착됨으로써 입자불량이 다량 발생되어 피도체에 원하는 품질로 코팅층을 형성하기 곤란한 문제점이 있으며, 딥코팅과 플로우 코팅의 경우 피도체의 상단부의 두께가 심하게 발생되며, 양면에 서로 다른 코팅액을 코팅할 경우 하단에서 혼합되어 사용된 코팅액을 재사용할 수 없게 되므로 코팅 비용이 증가하게 되는 문제점이 있다.

스핀코팅의 경우 피도체의 표면을 일정하게 코팅이 가능하고 배면에 서로 다른 코팅층을 형성할 수 있으나, 원하는 위치에 코팅을 하기 힘들며, 곡면부위나 돌출부위의 코팅이 어려워 공정 중의 불량 발생이 빈번하여 생산성이 떨어지며, 평면 형태의 피도체에 한정되어 코팅하며, 기존의 세정공정 및 마스킹 공정 또한 수동으로 진행되어 연속공정상의 생산성 문제점으로 나타나고, 다량의 피도체를 한번에 코팅하기 힘든 문제점이 있다.

상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은, 세정공정 및 마스킹 고정을 연속적으로 진행하여 생산성을 증대시키고, 노즐헤드의 분사량과 각도를 조절하여 피도체의 곡면 및 돌출부위 등 다양한 형태의 피도체를 완벽하게 코팅하며, 복수의 노즐을 장착한 잉크젝 코터를 이용하여 다량의 피도체를 한꺼번에 코팅하여 생산량을 증대하고, 원하는 위치에 선택적으로 코팅함으로써 코팅액의 손실을 줄일 수 있는 디스플레이용 투명소재 코팅장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 디스플레이용 투명소재 코팅장치는, 피도체의 전면을 자동으로 세정하는 세정기와; 일정간격으로 이격되며 양단부에는 경사지게 배치되는 다수의 노즐을 구비한 잉크젯 분사기를 이용하여 이송된 상기 피도체를 코팅하는 코팅기와; 코팅이 완료된 상기 피도체를 건조하는 건조기와; 건조가 완료된 코팅층을 경화시키는 경화기와; 코팅이 완료된 상기 피도체를 새로운 안착지그에 안착시키는 로봇팔을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 디스플레이용 투명소재 코팅방법은, 피도체의 배면이 코팅액에 의해 오염되는 것을 방지하기 위해 피도체의 배면에 박막의 필름을 마스킹하는 단계와; 코팅할 피도체의 표면에 존재하는 불순물을 제거하는 세정단계와; 세정이 완료된 상기 피도체의 표면을 코팅하는 단계와; 코팅이 완료된 상기 피도체를 건조시키는 단계와; 건조가 완료된 코팅층을 경화시키는 단계를 순차적으로 진행하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 디스플레이용 투명소재 코팅장치 및 그 방법은, 세정공정을 자동화하여 생산성을 증대시키고, 노즐헤드의 분사량과 각도를 조절하여 피도체의 곡면 및 돌출부위 등 다양한 형태의 피도체를 완벽하게 코팅할 수 있는 효과가 있다.

또한, 복수의 노즐을 장착한 잉크젯 코터를 이용하여 다량의 피도체를 한꺼번에 코팅하여 생산량을 증대하고, 원하는 위치에 선택적으로 코팅함으로써 코팅액의 손실을 줄일 수 있게 되는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 디스플레이용 투명소재 코팅장치 및 그 방법을 본 발명의 일 실시예로서 피도체가 디스플레이인 경우를 예를 들어 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 투명소재 코팅장치의 구성을 도시한 구성도이며, 도 2는 도 1의 세정기의 구조를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1의 잉크젯 분사기의 구조를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3의 잉크젯 분사기가 피도체를 코팅하는 측면의 구조를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 투명소재 코팅방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 투명소재 코팅장치는, 피도체(1)의 전면을 자동으로 세정하는 세정기(100)와, 일정 간격으로 이격되며 양단부에는 경사지게 배치되는 다수의 노즐을 구비한 잉크젯 분사기(210)를 이용하여 이송된 피도체(1)를 코팅하는 코팅기(200)와, 코팅이 완료된 피도체(1)를 건조하는 건조기(300)와, 건조가 완료된 코팅층을 경화시키는 경화기(400)와, 코팅이 완료된 피도체(1)를 새로운 안착지그에 안착시키는 로봇팔(500)을 포함하여 구성되어 있다.

디스플레이용 투명소재로 사용되는 피도체(1)는 폴리카보네이트(PC), 폴리메칠메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 소재로 두께는 0.1 내지 10 mm로 형성되어 있다.

코팅액에 의해 오염됨을 방지하기 위하여 배면에 박막을 부착하는 마스킹이 완료된 피도체(1)의 전면을 자동으로 세정하는 세정기(100)는, 몸체(110)와, 몸체(110)의 일측에서 소정의 길이로 돌출 구비되는 세정봉(120)과, 세정봉(120)의 하측에 구비되며 알콜을 이용하여 피도체(1)의 표면을 닦는 세정솜(130)과, 몸체(110)를 직선 왕복운동시키는 구동부(140)를 포함하여 구성되어 있다.

구동부(140)는 전기가 인가되어 구동되는 구동모터(141)와, 구동모터(141)에 연결되어 회전운동하는 구동풀리(142)와, 구동풀리(142)와 소정 거리 이격배치되는 종동풀리(143)와, 구동풀리(142)와 종동풀리(143) 사이에 체결되는 밸트(144)로 이루어진다.

잉크젯 분사기(210)는 외형을 형성하는 몸체(211)와, 몸체(211)의 일측에 결합되며 복수의 노즐(212a)이 돌출 구비된 노즐헤드(212)와, 코팅액을 도포할 수 있도록 몸체(211)의 내부에 구비되어 노즐(212a)을 가압 작동시키는 압전소자(미도 시)와, 몸체(211)의 일측과 연통되어 코팅액을 공급하는 코팅액 공급관(213)을 포함하여 구성되어 있다.

몸체(211)의 양단부에 구비된 노즐(212a)은 경사지게 구비되고, 나머지 노즐(212a)은 몸체(211)에 대하여 수직으로 배치되는데, 피도체(1)의 양단부가 볼록할 경우에는 내측으로 경사지게 배치되고, 피도체(1)의 양단부가 오목할 경우에는 외측으로 경사지게 배치되는 것을 바람직하다.

상기 코팅액은 폴리우레탄계, 에폭시계, 폴리에스테르계, 아크릴계, 실리콘계의 올리고머 및 모노머, 용제, 첨가제로 구성되어 있으며, 상기 코팅액의 점도는 5 - 1000 cps 의 범위에 해당되는 것이 바람직하다.

피도체(1)의 표면에 코팅이 완료된 후, 코팅층을 건조시키는 건조기(300)는 열작용이 우수한 근적외선을 조사하거나 열풍을 가하는 방식으로 수행되며, 건조가 완료된 코팅층을 경화시키는 경화기(400)는 메탈 및 수은 등의 자외선발생 장치를 사용하게 된다.

로봇팔(500)은 세정기(100) 및 코팅기(200)가 순차적으로 배치된 공정라인과, 건조기(300) 및 경화기(400)가 순차적으로 배치된 공정라인 사이에 배치되어 안착지그 주변에 잔류하는 코팅액과 코팅된 피도체(1)를 함께 경화시킬 경우 피도체(1)가 깨지는 현상을 방지하도록 코팅이 완료된 피도체(1)를 새로운 안착지그 측으로 옮기는 역할을 수행한다.

이러한 구성에 의한 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅장치를 이용하여 피도체를 코팅하는 방법은, 피도체의 배면이 코팅액에 의해 오염되는 것을 방지하기 위 해 피도체의 배면에 박막의 필름을 마스킹하는 단계와; 피도체(1)의 전면에 존재하는 불순물을 제거하는 세정단계(S1)와, 세정이 완료된 상기 피도체의 표면을 코팅하는 단계(S2)와, 코팅이 완료된 피도체(1)를 새로운 안착지그에 안착시키는 단계(S3)와, 상기 안착지그에 안착된 피도체(1)의 코팅층을 건조시키는 단계(S4)와, 건조가 완료된 피도체(1)의 코팅층을 경화시키는 단계(S5)를 순차적으로 진행하여 피도체(1)의 표면에 코팅작업이 이루어진다.

세정 단계(S1)에서는 구동모터(141)가 동작하면 구동모터(141)의 모터축에 결합된 구동풀리(142)가 회전하면서 구동풀리(142)와 종동풀리(143) 사이에 체결된 밸트(144)가 일측 방향으로 이동하면서 밸트(144)에 고정결합되어 있는 몸체(110)와 그 몸체(110)에 구비되어 있는 세정봉(120)과 세정솜(130)이 밸트의 이동방향과 동일한 방향으로 이동하면서 세정솜(130)과 접촉되어 있는 피도체(1)의 표면을 세정하게 된다.

일정한 시간을 두고 구동모터(141)의 회전방향을 전환시킴으로써 세정솜(130)을 이용하여 피도체(1)의 표면을 반복적으로 세정할 수 있다.

불순물을 제거하는 세정 단계를 거친 피도체(1)는 진공압력으로 안착된 후 로봇 및 운송수단을 이용하여 코팅기(200)로 이송되며, 코팅기(200)로 이송된 피도체(1)의 표면은 일정한 간격으로 노즐(212a)이 구비된 잉크젯 분사기(210)에 코팅액 공급관(213)을 통하여 코팅액이 공급되어 일정 두께로 코팅된다.

이때, 피도체(1)의 형태 및 코팅부위에 따라 직각 및 상하좌우로 이동되면서 피도체(1)의 표면에 균일하게 코팅층을 형성할 수 있고, 이러한 과정을 반복 수행 하여 피도체(1)의 양면에 코팅층을 형성시킬 수도 있으며, 노즐헤드(212)의 양단부에 경사지게 배치된 노즐(212a)에 의하여 굴곡진 피도체(1)의 전면도 균일하게 코팅될 수 있다.

피도체(1)의 표면에 코팅되는 코팅막의 두께는 피도체(1)에 공급되는 코팅액의 점도와 노즐(212a)에서 분사되는 코팅액의 분사량에 따라 결정되며, 코팅액이 도포된 피도체(1)는 로봇팔(500)에 의해 새로운 안착지그에 안착되고, 피도체(1)가 안착된 새로운 안착지그는 건조기(300)와 경화기(400)에 투입되어 코팅층이 건조된후 경화되어 코팅 작업이 완료된다.

여기서, 상기 열풍 및 적외선 경화온도는 40 ~ 90 ℃의 온도범위가 좋고 자외선 경화의 자외선 광량의 세기는 800 ~ 2000 mJ/cm2 정도가 바람직하다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 투명소재 코팅장치의 구성을 도시한 구성도이며,

도 2는 도 1의 세정기의 구조를 도시한 사시도이고,

도 3은 도 1의 잉크젯 분사기의 구조를 도시한 사시도이며,

도 4는 도 3의 잉크젯 분사기가 피도체를 코팅하는 측면의 구조를 도시한 평면도이고,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이용 투명소재 코팅방법을 순차적으로 도시한 흐름도이다.

**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**

1 : 피도체 100 : 세정기

110 : 몸체 120 : 세정봉

130 : 세정솜 140 : 구동부

141 : 구동모터 142 : 구동풀리

143 : 종동풀리 144 : 밸트

200 : 코팅기 210 : 잉크젯 분사기

211 : 몸체 212 : 노즐헤드

212a : 노즐 213 : 코팅액 공급관

300 : 건조기 400 : 경화기

500 : 로봇팔

Claims (6)

1. 삭제
2. 피도체의 전면을 자동으로 세정하기 위하여 몸체와, 상기 몸체의 일측에서 소정의 길이로 돌출 구비되는 세정봉과, 상기 세정봉의 하측에 구비되며 알콜을 이용하여 상기 피도체의 표면을 닦는 세정솜과, 상기 몸체를 직선 왕복운동시키는 구동부로 이루어지는 세정기와;

   일정간격으로 이격되며 양단부에는 경사지게 배치되는 다수의 노즐을 구비한 잉크젯 분사기를 이용하여 이송된 상기 피도체를 코팅하는 코팅기와;

   상기 피도체에 코팅된 코팅층을 건조시키는 건조기와;

   건조가 완료된 상기 코팅층을 경화시키는 경화기와;

   코팅이 완료된 상기 피도체를 새로운 안착지그 측으로 옮긴 후 상기 경화기로 투입시키는 로봇팔을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 투명소재 코팅장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 구동부는 전기가 인가되어 구동되는 구동모터와, 상기 구동모터에 연결되어 회전운동하는 구동풀리와, 상기 구동풀리와 소정 거리 이격배치되는 종동풀리 와, 상기 구동풀리와 상기 종동풀리 사이에 체결되는 밸트를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 투명소재 코팅장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 잉크젯 분사기는, 외형을 형성하는 몸체와, 상기 몸체의 일측에 결합되며 양단부에는 경사지게 배치되는 복수의 노즐이 돌출 구비된 노즐헤드와, 코팅액을 도포할 수 있도록 상기 몸체의 내부에 구비되어 상기 노즐을 가압 작동시키는 압전소자와, 상기 몸체의 일측과 연통되어 코팅액을 공급하는 코팅액 공급관을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 투명소재 코팅장치.
5. 피도체의 배면이 코팅액에 의해 오염되는 것을 방지하기 위해 피도체의 배면에 박막의 필름을 마스킹하는 단계와;

   피도체의 표면에 존재하는 불순물을 제거하는 세정단계와;

   세정이 완료된 상기 피도체의 표면을 코팅하는 단계와;

   코팅이 완료된 상기 피도체를 새로운 안착지그에 안착시키는 단계와;

   상기 안착지그에 안착된 상기 피도체의 코팅층을 건조시키는 단계와;

   건조가 완료된 상기 코팅층을 경화시키는 단계를 순차적으로 진행하는 것을 특징으로 하는 디스플레이용 투명소재 코팅방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 경화시키는 단계에서 상기 피도체를 경화시키는 경화온도는 40 이상 90 ℃ 이하이며, 상기 피도체를 경화시키는 자외선 광량의 세기는 800 이상 2000 mJ/cm² 이하인 것을 특징으로 하는 디스플레이용 투명소재 코팅방법.

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