KR101146031B1 - 각도를 바꾸어 배치된 구조와 2종류 이상의 다른 파장대의 자외선엘이디를 복합사용하여 자외선경화장치의 집광형 고효율자외선엘이디경화장치의 배치구조 - Google Patents

각도를 바꾸어 배치된 구조와 2종류 이상의 다른 파장대의 자외선엘이디를 복합사용하여 자외선경화장치의 집광형 고효율자외선엘이디경화장치의 배치구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자외선LED를 사용하여 코팅제와 잉크등을 경화시키는 기존의 자외선경화 장치들에서 자외선LED의 배열방법을 다르게하고 다른파장대의 자외선LED를 섞어서 복합적으로 사용하여 기존의 자외선 램프와같은 여러파장의 생성을 흉내내도록 하여 경화의 효율을 향상시키고 적은량의 LED를 사용할 수있도록 하여 장비를 저렴하게 제작하고 전기소모량을 줄일 수 있으며 집광기능을 향상시킬 수 있는 LED의 배치의 방법에 관한 것이다.

Description

각도를 바꾸어 배치된 구조와 2종류 이상의 다른 파장대의 자외선엘이디를 복합사용하여 자외선경화장치의 집광형 고효율자외선엘이디경화장치의 배치구조 {Slanted UV-LED array methode and complex use of different spectrums UV-LED for V-LEDhardening system}
본 발명은 화학적인 공정에 의하여 제조되어 지는 자외선에 경화되는 잉크, 코팅제 등을 경화시키기 위하여 전기를 빛으로 전환하는 반도체로 제작되어 진 자외선 발광LED를 사용하는 것으로, 자외선에 의하여 액체의 성질이 고체의 성질로 경화되 는 물리화학적인 현상을 이용하는 기술분야이다.
본 발명은 자외선에 경화되는 잉크, 코팅제 등 화학액체를 사용하는 장치와 프린터등에서 경화장치를 사용하는 기존의 자외선LED방식은 평행한 방열판위에 일렬로 한가지 종류의 파장만을 갖는 자외선LED를 사용함으로써 효율이 떨어져 매우많은 개수의 자외선LED를 배치해야하는 단점이 있다. 또한 한종류의 파장대만을 발생시키는 자외선LED의 특성상 램프방식의 여러파장대를 발생시키는 효율성을 대체하지 못하고 특별히 한파장대에 반응하는 특수한 액체를 개발해야하며 이것은 너무 고 비용의 재료를 사용해야만하는 문제를 발생시켜 자외선 경화시스템의 사용분야에서 자외선LED의 사용을 방해하는 요소로 작용하고있는 실정이다.
적외선LED는 기존의 램프방식에비하여 전기소모량이적고 오존을 발생시키지 않아 환경에 친화적인데도 위와같은 문제로인하여 높은 가격과 기술적 약점 때문에 저변확대에 경제성을 확보하지 못하는 상황이다.
본 발명은 전기한 바와 같은 문제점을 개선하고자 하는 것으로서 사용하고자하는 자외선LED는 크기가 크고, 발열문제로 제한된 공간에 많은량의 자외선LED를 배치하는 것이 어렵다는 점을 해결하고자하며, 단위면적당 광량을 집중시키는 방법 을 3줄로 각각 다른 각도를 가지도록 배치하여 광량집중효과를 얻고자하고, 또한 2종 류이상의 (예를들어 365나노미터, 375나노미터 및 385 또는405나노미터 등의 자외 선LED)를 섞어서 사용하여 복합적인 파장을 발생시키는 방법을 사용하여 자외선LED가아닌 기존의 수은램프방식등의 다양한 파장발생의 효과 를 얻고자하는 것이 본 발명의 목적이 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 방열판용 알루미늄방열판을의 모양을 3개의 각도를 가지도록 제작하여 특정파장을 발생시키는 자외선LED를 일렬로 메탈PCB에 장착하고 이렇게 배치된 메탈PCB 어레이를 3개의 각도를 가진 방열판에 접착하고 방열판위에 냉각용 팬을 설치하여 방열판을 냉각한다. 또한 자외선LED의 하부에는 LED를 이물질이나 파손으로부터 보호하기 위하여 석영유리판으로 커버하고 전체 제품을 별도의 금속커버로 덮어서 안전하도록 조립한다.
각도를 이루어 배치된 자외선LED의 어레이는 중심방향으로 집광되는 효과가 있어서 이처럼 배치하지 않고 평행으로 LED를 배치하는 경우보다 단위면적당 광량이 증가하는 효과를 나타내어 경화대상물질의 경화속도를 빠르게하는 경화효율의
증가효과를 나타낸다.
또한 2종류이상의 다른파장의 자외선LED를 섞어서 배치한 효과로 기존의 램프방식처럼 여러 가지의 파장이 생성되어 일반적으로 사용되는 경화물질들이 필요로하는 365나노미터, 375나노미터 대의 여러 가지 자외선파장대를 생성시켜주어 경화가 잘 되도록 하는 효과가 있으며, 이러한 여러개의 자외선 LED를 배치함에있어서
각도를 이루고 있는 구조로 인하여 서로간의 배치상의 간섭을 최소화하여 적정한 개수를 효과적으로 배치할수있어서 LED를 낭비하지 않고 사용하는 것이 가능하다.
[도1]은 본 발명에 의한 측면 단면도이고
[도2]은 본 발명에 의한 메탈PCB 어레이 단면도
[도3]은 본 발명에 의한 조립 전체도이다
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로
한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본
발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로
한다.
[도1]은 본 발명에 의한 측면 단면도이고 그 구조를 상세히 설명하면 3개의
각도를 가지도록 제작한 금속방열판(101)에 메탈PCB에 결합된 자외선LED어레이판을 붙이고 자외선LED들을 이물질이나 손상으로부터 보호하기위하여 석영유리판을(104) 아래에 커버하고 이들을 금속 커버판으로(105) 보호한다.
이때 자외선LED(103) 들에 전원을 공급할 경우 빛이 집중되는 영역은 (107)에 형성이 되고 경화재가 도포된 소재의 표면을(106) 광원이 지나게되면 도포된 경화제가 경화되는(딱딱하게 굳어지는현상) 현상이 발현된다.
[도2]은 본 발명에 의한 메탈PCB 단면도이며 메탈PCB(10) 아래쪽에 자외선LED
(20 )을 일렬로 납땜하여 배치한 단면을 보여주는 것으로 11번처럼 광원의 확산범위가 교차하도록 적정한 간격을 주고 자외선LED(20)를 배치하는 원리를 보여주는 도면이다.
[도3]은 본 발명에 의한 조립 전체도이다.
도3에서는 도1의 단면도를 입체적으로 보여주는 것으로 냉각팬(100)과
금속방열판(101) 및 메탈PCB에 결합된 자외선LED어레이판(21, 22, 23)을
모두 조립한 상태이다.
* 실시예 1 (참조: 도3)
냉각용 팬(100)이 설치된 금속(알루미늄)방열판(101)에
(21번)의 메탈PCB에 결합된 자외선LED어레이에 365nm의 LED를 적용하고
(22번)의 메탈PCB에 결합된 자외선LED어레이에 375nm의 LED를 적용하며
(23번)의 메탈PCB에 결합된 자외선LED어레이에 365nm의 LED를 적용하여 설치하여
365나노미터의 광량이 2배많이 생성되고 보조적으로 375나노미터의 광량이 형성되도록 배치하면 이 광원들이 집광되어 경화시키고자하는 물질을 효과적으로 경화 시킨다.
이상과 같은 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면 1
측면 단면도
100: 냉각팬
101: 금속(알루미늄) 방열판
102: 메탈PCB에 결합된 자외선LED어레이
103: 자외선LED
104: 석영유리판
105: 금속커버
106: 경화재가 도포된 소재의 표면
107: 광량이 집중되는 영역
도면 2
메탈 PCB 어레이 단면도
10: 메탈PCB
11: 광원확산범위
20: 자외선 LED
도면 3
조립 전체도
100: 냉각용 팬
101: 금속(알루미늄)방열판
21: 메탈PCB에 결합된 자외선LED어레이(365nm)
22: 메탈PCB에 결합된 자외선LED어레이(375nm)
23: 메탈PCB에 결합된 자외선LED어레이(365nm)

Claims (3)

  1. 알루미늄 또는 금속방열판의 구조를 아래면이 3개의 각도를 이루도록 제작하고
    여기에 자외선LED를 일렬로 배치한 메탈PCB를 방열판에 조립하는 구조적 특성을 가진 자외선LED 경화장치.
  2. 제 1항에 있어서 메탈PCB에 일렬로 배치하는 자외선LED의 종류를 제1렬에는
    365나노미터 자외선LED를, 제2렬에는 375나노미터 자외선LED를, 제3렬에도
    365나노미터 자외선LED를 배치하는 식으로 서로다른 파장대의 자외선 LED를
    배치함을 특징으로 하는 자외선LED 경화장치.
  3. 제 2항에서 서로다른 파장대의 자외선LED의 조합을 365, 375, 385, 405나노미터 등 다른파장이 발생하는 자외선LED를 2종 또는 2종이상을 섞어서 사용하는 조합들을 포함하는 구성을 특징으로 하는 자외선LED 경화장치.
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