KR101284017B1 - 대전방지 처리된 디스플레이용 컨베이어 롤러 샤프트의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알루미늄 합금이나 마그네슘 합금로 이루어진 빌렛(Billet)을 파이프(pipe) 또는 봉 형상으로 압출 및 절단하고, 직진도를 교정하는 단계와; 상기 교정된 알루미늄 파이프를 면취하고 외경 연삭한 다음 2차 직진도를 교정하는 단계와; 상기 2차 교정된 알루미늄 파이프를 버핑(buffing) 연마한 다음 양극산화 방법으로 표면처리 하는 단계와; 상기 표면처리된 알루미늄 파이프의 표면에 수계 에멀젼 고분자 100중량부에 대해 전도성 입자 250~300중량부와, IPA(Isopropyl Alc) 100~300중량부, NWP 10~50중량부가 혼합된 전도성 조성물을 코팅하여 대전방지 처리하는 단계;를 포함하는 대전방지 처리된 디스플레이용 컨베이어 롤러 샤프트의 제조방법에 관한 것으로,
상기와 같은 제조방법에 의해 기존 롤러 샤프트 재질로 주로 사용되던 스테인리스를 대신하여 알루미늄 합금이나 마그네슘 합금 재질로 대체함에 있어 양극산화 처리 후 전도성 물질을 도포한 후 건조하여 형성되는 전도성 물질층을 포함하며, 파이프 및 봉 형태로 제조함으로 경량화 및 원가 경쟁력을 갖출 수 있다.

Description

대전방지 처리된 디스플레이용 컨베이어 롤러 샤프트의 제조방법{A manufacturing method of display equipment roller shaft in antistatic coating}
본 발명은 대전방지 처리된 디스플레이용 컨베이어 롤러 샤프트의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존의 스테인리스를 대신하여 알루미늄 합금 또는 마그네슘 합금 재질로 대체함에 있어 표면처리 이후 전도성 물질을 도포함으로서 전도성 부여와 함께 경량화로 인한 작업능률 개선과 안전성 및 원가 경쟁력을 갖출 수 있는 디스플레이용 롤러 샤프트의 제조방법에 관한 것이다.
최근 산업의 발달과 생활수준의 향상으로 가정 또는 회사에서 사용하는 TV, 컴퓨터 모니터, 휴대폰, 태블릿 PC 등의 수요가 증가하고 있으며, 이와 함께 기존에 브라운관을 대신해 보다 얇고 가벼운 디스플레이(Display)가 여러 분야의 LCD, OLED 매체로 사용되고 있다.
이러한 디스플레이를 제조하기 위한 공정 이송롤러장치는 여러 공정을 거쳐 패널(panel)을 순차적으로 이송시키게 되는데, 기존에는 패널(panel)을 이송하는 샤프트 양측에 가이드롤러가 고정되어 샤프트의 회전에 따라 상부에 위치한 패널(panel)을 이송시킬 수 있도록 하고 있다.
즉, 공정 이송롤러장치는 샤프트의 양단부에 결합되고 외주연이 만곡 형성된 베어링이 끼워지고 지지대에서 소정각도로 회전토록 구성되는 이송지지부와, 상기 샤프트의 회전에 따라 이송되는 패널(panel)의 측면을 지지토록 가이드베어링이 가이드축을 회전축으로 구비하는 가이드롤러로 구성되어, 패널(panel)이 수평 또는 소정각도로 기울어져 이송되는 동시에 가이드롤러를 따라 이송되는 패널(panel) 표면에는 세정액이 분사되도록 이송장치가 구성되어져 있다.
한편, 이와 같이 같이 사용되는 패널(panel)이송장치에 사용되는 롤러 샤프트는 주로 스테인리스(Stainless) 소재를 사용하고 있는데, 이는 스테인리스가 가격이 비싸고 중량 재료로서 취급이 용이하지 않다는 문제점에도 불구하고 내식성 및 정밀한 직진도와 전도성을 갖추고 있기 때문이다.
이에 롤러 샤프트의 재질로서 스테인리스를 대신할 수 있는 경량 대체재를 찾고자 하는 노력이 이루어져 왔으며, 그 예로서 플라스틱 또는 알루미늄 합금, 마그네슘 합금이 언급되어 왔다.
그러나, 이러한 물질들은 모두 스테인리스보다 가볍고 가격이 저렴하다는 장점은 있으나, 플라스틱의 경우 내화학성에 취약하고 전도성이 전무하여 롤러 샤프트로 적용하기에는 한계가 있었다.
그에 반하여 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금 경우 플라스틱과 달리 가공이 용이하기 때문에 롤러 샤프트로 적용하기 위한 조건은 갖추고 있으나, 재질 특성상 내식성 유지를 위해 필연적으로 양극산화를 하게 되는데 이 공정처리 이후 부도체가 되므로 롤러 샤프트의 가장 중요한 요인인 전도성을 부여하기 위한 표면처리 기술의 부재로 아직까지 실용화되지 못하고 있는 실정이다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기존 스테인리스의 대체제로서 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금을 원료로 하여 제조함에 있어 양극산화 후 대전방지 코팅하는 표면처리를 통해 전도성을 부여하여 보다 경량화 되면서 우수한 가공성을 갖는 디스플레이용 패널(panel) 이송장치에 적합한 롤러 샤프트의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알루미늄 합금이나 마그네슘 합금로 이루어진 빌렛(Billet)을 파이프(pipe) 또는 봉 형상으로 압출 및 절단하고, 직진도를 교정하는 단계와; 상기 교정된 알루미늄 파이프를 면취하고 외경 연삭한 다음 2차 직진도를 교정하는 단계와; 상기 2차 교정된 알루미늄 파이프를 버핑(buffing) 연마한 다음 양극산화 방법으로 표면처리 하는 단계와; 상기 표면처리된 알루미늄 파이프의 표면에 수계 에멀젼 고분자 100중량부에 대해 전도성 입자 250~300중량부와, IPA(Isopropyl Alc) 100~300중량부, NWP 10~50중량부가 혼합된 전도성 조성물을 코팅하여 대전방지 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지 처리된 디스플레이용 컨베이어 롤러 샤프트의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상술한 제조방법에 의해 제조되어 알루미늄 합금 및 마그네슘 합금 재질의 파이프의 양극산화 처리 후 외경에 대전방지 처리에 의한 전도성 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 디스플레이용 롤러 샤프트를 제공한다.
이상과 같은 본 발명의 대전방지 처리된 디스플레이용 컨베이어 롤러 샤프트의 제조방법은 알루미늄 합금 또는 마그네슘 합금 재질의 롤러 샤프트를 제조함에 있어 그 외경을 양극산화 후 대전방지 처리를 통한 표면처리를 통해 전도성을 부여함으로써 기존 스테인리스를 대체함에 따라 우수한 내식성 및 전도성으로 인한 물성을 충족하면서도 경량화로 인한 작업능률 개선 및 원가 경쟁력 제고와 유지 보수에 기여한다.
이하에서는 본 발명에 대하여 디스플레이용 롤러 샤프트의 제조방법을 통해 보다 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명은 알루미늄이 80~99중량% 함유된 알루미늄 합금이나 마그네슘이 90~98중량% 함유된 마그네슘 합금으로 이루어진 빌렛(Billet)을 압출기에 투입하고 14~17㎜의 내부직경을 갖는 파이프(pipe) 또는 봉재 형상으로 압출한 다음, 각 적용분야에 따라 그 절단길이를 500~3000㎜ 내에서 선택적으로 절단하게 된다. 이와 같이 절단된 파이프는 직진도를 교정하게 되는데, 통상적으로 디스플레이용 샤프트의 직진도는 3.0m 기준 0.08㎜로 이에 맞춘 인발 및 교정 공정을 거친다.
이와 같이 교정된 알루미늄 파이프를 면취하고 그 외경을 연삭한 다음 2차 직진도 교정한 후, 상기와 같이 2차 교정된 알루미늄 파이프를 버핑(buffing) 연마하고 양극산화 방법으로 표면처리 한다.
이러한 양극산화는 알루미늄 외경에 산화피막을 형성하여 제품의 산화방지를 통한 내식성 및 내구성을 높이기 위한 것으로, 통상적으로 사용되는 화학 양극산화와 플라즈마 양극산화 중에 선택하여 처리될 수 있다. 또한, 이러한 양극산화를 통해 다음 단계인 전도성 조성물의 코팅과정에서 보다 높은 코팅 접착력을 부여할 수 있다.
이와 같이 양극산화 표면처리 된 알루미늄 파이프 외경에 전도성 조성물을 코팅하여 대전방지 처리를 수행하게 되는데, 이러한 전도성 조성물은 전도성 입자를 수계 에멀젼 고분자(Water-bone emulsion polymer)에 투입하여 혼합한 것으로 산화피막 후 소멸된 전도성을 부여하게 된다. 이 때 전도성 입자는 나노 크기를 갖는 분산액을 사용하는 것이 바람직하며, 이는 고분자 폴리머에 대한 분산성 향상 및 전도성을 높일 수 있기 때문이다.
상기 전도성 입자는 흑연(Graphite)을 얇은 겹으로 분리해놓은 그래핀(Graphene)이 사용되거나, 대표적인 전도성 폴리머인 티오펜(thiophene)이 사용될 수 있으며, 특히 티오펜의 경우 고분자의 물성을 저하시키지 않고 가공상의 문제점(점도증가에 따른 분산성 저하)이 발생되지 않아 더욱 바람직하게 사용될 수 있다.
또한, 상기 수계 에멀젼 고분자는 전도성 입자의 segregated Network을 구성하는 복합체(composite)로서 작용하고 양호한 전도성을 달성하는데 필요한 전도성 입자의 양을 획기적으로 줄일 수 있어 원가를 절감할 수 있다.
이러한 수계 에멀젼 고분자로는 폴리비닐아세테이트(Polyvinyl acetate), 수용성 폴리우레탄(Polyurethane), 수분산 폴리우레탄(Polyurethane dispersion), 아크릴 에멀젼(Acryl emulsion), 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼(EVA emulsion), 폴리비닐 알콜(Polyvinyl Alc), 천연고무 라텍스(NR latex), 인조고무 라텍스(Synthetic rubber latex) 중에 하나 또는 둘 이상을 선택하여 사용가능하다.
또한, 상기 전도성 조성물의 용매제로 IPA(Isopropyl Alc)과 NWP(1-Methyl -2-Pyrolidinone)가 첨가되어 전도성 입자가 균일하게 혼합되도록 하고, 용이한 코팅 작업을 위한 점도 조절의 역할을 수행하게 된다.
이러한 상기 전도성 조성물은 수계 에멀젼 고분자 100중량부에 대해 전도성 입자 250~300중량부와, IPA(Isopropyl Alc) 100~300중량부, NWP 10~50가 혼합되는 것이 바람직하며, 이러한 배합범위는 대전방지처리에 의해 형성된 코팅층이 롤러 샤프트로서 적합한 전도성 범위를 갖도록 함과 동시에 코팅과정에서 작업성을 높일 수 있는 점도를 유지하기 위한 것이다.
또한, 상기 전도성 조성물에 계면활성제와 소포제, 유동화제(Rheology additive), 알긴산 나트륨 등과 같은 첨가제가 첨가될 수 있으며, 이러한 첨가제의 역할 및 용도는 당해 분야에서 충분히 공지되어 있는바 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이러한 전도성 조성물에 의한 코팅방법으로는 Roll coating 방식이나 Knife 방식, Spray 방식 중에 선택하여 사용이 가능하며, 그 코팅층의 두께는 1~10㎛가 되도록 도포하는 것이 롤러 샤프트에 적합한 충분한 전도율을 갖도록 한다. 또한 도전성 조성물을 도포한 후 100~150℃에서 5분간 경화함으로서 코팅층이 형성된다.
이상과 같은 제조방법에 의해 제조된 롤러 샤프트는 기존의 스테인리스를 대신하여 그 중량을 1/3(알루미늄 합금), 1/4(마그네슘 합금)의 수준으로 사용하되, 그 외경을 양극산화 후 대전방지 처리를 통한 표면처리를 통해 전도성을 부여함으로써 기존 스테인리스와 유사한 우수한 내식성 및 전도성을 충족하면서도 경량화로 인한 작업능률 개선 및 원가 경쟁력을 갖출 수 있다.
이하 본 발명을 하기 실시 예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
알루미늄 빌렛(Billet)을 15㎜의 내부직경을 갖는 파이프(pipe) 형상으로 압출하고 이를 길이 1000㎜로 절단한 다음, 그 외경을 면취 및 연삭하고 버핑(buffing) 연마한 후, 양극산화 방법으로 표면처리 하였다.
상기와 같이 표면처리 된 알루미늄 파이프의 외경에 하기 표 1과 같이 혼합된 전도성 조성물을 roll coating 방식으로 Max. 10㎛의 두께로 도포하고 100℃에서 5분간 경화하여 코팅하는 대전방지 처리하여 롤러 샤프트를 제조하였다. 대전방지 처리한 후 그 표면 저항을 측정하여 하기 표 5에 나타내었다.
물질명 중량(g) 비고
Polyvinyl acetate 100 DP 545
Thiophene 250
IPA 170 Isopropyl Alc
NWP 30 1-Methyl -2-Pyrolidinone
NP-4 30 polyoxyethylene nonylplenylether
Diethylene glycol 5
A-187 1 g-glycidoxypropyl trimethoxy silane
소포제 1
합계 587
<실시예 2>
실시예 1과 동일한 방법으로 롤러 샤프트를 제조하되, 상기 전도성 조성물이 하기 표 2와 구성된 것을 사용하여 대전방지 처리하였다.
물질명 중량(g) 비고
Acryl emusion 100 FP-2540
Thiophene 200
IPA 150 Isopropyl Alc
Rheology additive 3 Poly alcohol
Octanol 1
Water 50
계면활성제 0.5 anion surfactant
합계 504.5
<실시예 3>
실시예 1과 동일한 방법으로 롤러 샤프트를 제조하되, 상기 전도성 조성물이 하기 표 3과 구성된 것을 사용하여 대전방지 처리하였다.
물질명 중량(g) 비고
Polyurethane dispersion 100 45% solid
Thiophene 200
IPA 100 Isopropyl Alc
NWP 50 1-Methyl -2-Pyrolidinone
Rheology additive 2 Poly alcohol
Algin산 나트륨 20
계면활성제 1 anion surfactant
합계 473
<실시예 4>
실시예 1과 동일한 방법으로 롤러 샤프트를 제조하되, 상기 전도성 조성물이 하기 표 4와 구성된 것을 사용하여 대전방지 처리하였다.
물질명 중량(g) 비고
EVA emulsion 100 50% solid
Thiophene 200
IPA 150 Isopropyl Alc
NWP 50 1-Methyl -2-Pyrolidinone
Rheology additive 2 Poly alcohol
소포제 1 silicone 소포제
계면활성제 1 anion surfactant
합계 504
<실험예 1>
상기 실시예 1 내지 4의 방법에 의해 제조된 롤러 샤프트에 대하여 KSM3015-2003의 방법에 의해 표면 저항을 측정하여 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
표면저항(Ω.cm) 시험방법
실시예 1 106 KSM3015-2003
실시예 2 107
실시예 3 106
실시예 4 104
상기 표 5에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 도전성 조성물이 코팅된 알루미늄 롤러 샤프트의 경우에 모두 표면저항이 발생되어 전도성이 부여된 것을 확인할 수 있었으며, 그 표면저항 값은 구성성분 간이 배합비를 통해 104 ~ 107 까지 조절이 가능함에 따라 적용하고자 하는 산업용도에 따라 변경이 가능하며, 따라서 본 발명의 제조방법에 의해 디스플레이용 패널(panel) 이송장치에 적합한 롤러 샤프트가 제조됨을 확인할 수 있다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 알루미늄 합금이나 마그네슘 합금로 이루어진 빌렛(Billet)을 파이프(pipe) 또는 봉 형상으로 압출 및 절단하고, 직진도를 교정하는 단계와;
    상기 교정된 알루미늄 파이프를 면취하고 외경 연삭한 다음 2차 직진도를 교정하는 단계와;
    상기 2차 교정된 알루미늄 파이프를 버핑(buffing) 연마한 다음 양극산화 방법으로 표면처리 하는 단계와;
    상기 표면처리된 알루미늄 파이프의 표면에 수계 에멀젼 고분자 100중량부에 대해 전도성 입자 250~300중량부와, IPA(Isopropyl Alc) 100~300중량부, NWP 10~50중량부가 혼합된 전도성 조성물을 코팅하여 대전방지 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 대전방지 처리된 디스플레이용 컨베이어 롤러 샤프트의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 전도성 입자는 흑연(Graphite)를 얇은 겹으로 분리해 놓은 그래핀(Graphene) 입자이거나 전도성 폴리머인 티오펜(poly-thiophene)인 것을 특징으로 하는 대전방지 처리된 디스플레이용 컨베이어 롤러 샤프트의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 수계 에멀젼 고분자로는 폴리비닐아세테이트(Polyvinyl acetate), 수용성 폴리우레탄(Polyurethane), 수분산성 폴리우레탄(polyurethane dispersion), 아크릴 에멀젼(Acryl emulsion), 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼(EVA emulsion), 폴리비닐 알콜(Polyvinyl Alc) 중에 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 대전방지 처리된 디스플레이용 컨베이어 롤러 샤프트의 제조방법.
  5. 삭제
KR1020130001937A 2013-01-08 2013-01-08 대전방지 처리된 디스플레이용 컨베이어 롤러 샤프트의 제조방법 KR101284017B1 (ko)

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