KR101694451B1 - 소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법 - Google Patents

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Abstract

내부에 적어도 하나의 소재 및 세정 물질을 수용하는 케이스; 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전 부재; 회전 부재에 부착되어 회전 부재와 함께 회전하고, 적어도 하나의 소재가 장착되는 소재 장착부; 및 인가되는 전기 에너지에 따라 자기장을 발생시켜 회전 부재를 회전시키는 전자 교반부를 포함하는 것을 특징으로 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치가 개시된다.

Description

소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CLEANING MATERIAL}
본 발명은 소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 소재를 세정하기 위한 세정 장치 및 이에 의한 세정 방법에 관한 것이다.
자동차 외장 소재의 품질평가 방법의 하나로서 소재의 접착성 평가가 수행된다. 접착성 평가는 하나의 소재와 다른 소재를 접착제로 부착한 후, 이들을 분리하였을 때 소재 표면의 파단 상태를 관찰하는 방식으로 수행된다. 구체적으로, 사용목적에 따라 다양한 종류의 접착제를 하나의 소재와 다른 소재에 도포한 후, 이들을 밀착시키고 일정한 온도와 시간으로 베이킹(Baking) 작업을 실시한다. 베이킹(Baking) 작업 후 상온에서 일정시간 대기 후 인장 실험기를 이용하여 이들 소재의 분리작업을 실시한다. 이들 소재들이 분리되면 인장 강도, 소재 표면의 파단 상태 등을 관찰 및 판정한다.
소재의 접착성 평가에 영향을 미치는 주요 요인은 베이킹 온도와 베이킹 시간이지만, 실험 대상이 되는 소재 표면의 청결상태에 따라 실험 결과가 달라질 수 있으므로, 접착성 평가 전 세정용액을 이용하여 소재의 표면의 탈지 작업을 수행한다. 탈지 작업은 휴지나 천에 세정용액을 흡입시켜 소재 표면을 닦거나, 소재를 세정용액에 일정시간 침전시켜 꺼낸 후 건조하는 방법으로 진행된다.
그러나, 소형으로 가공된 대량의 소재 표면을 앞뒤로 구분하여 휴지나 천으로 닦아내는 것은 많은 시간을 소모시키므로, 실험시간이 지연된다는 문제점이 있다. 특히, 소재 표면의 탈지 불량으로 인한 접착성 평가 불량이 빈번하고, 이에 따른 추가작업이 진행되어 시간과 인력의 낭비가 불가피하다. 실험 진행의 지연 및 반복은 경제적인 손실이 크며 소재 품질에 대한 신뢰도를 떨어뜨리는 원인이 된다.
등록실용신안공보 제20-0296425 (2002년11월23일)
본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법은 소재를 간단하게 세정하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법은 인체에 유해할 수 있는 세정 물질로부터 작업자를 보호하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법은 소재에 대한 접착성 평가 결과의 신뢰도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급된 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다
본 발명의 일 실시예에 소재 세정 장치는, 내부에 적어도 하나의 소재 및 세정 물질을 수용하는 케이스; 상기 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전 부재; 상기 회전 부재에 부착되어 상기 회전 부재와 함께 회전하고, 상기 적어도 하나의 소재가 소정 방향으로 고정되어 장착되는 소재 장착부; 및 케이스 외면을 둘러싸도록 위치되며, 인가되는 전기 에너지에 따라 케이스 내부로 자기장을 발생시켜 상기 회전 부재를 회전시키는 전자 교반부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 적어도 하나의 소재는, 상기 소재 장착부에 형성된 적어도 하나의 슬롯에 삽입되어 장착되는 것이 바람직하다.
상기 소재 세정 장치는, 상기 케이스의 상부에 결합되는 커버를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 전자 교반부는, 기 설정된 시간 간격마다 상기 자기장의 방향을 변경시켜, 상기 회전 부재의 회전 방향을 변경하는 것이 바람직하다.
상기 소재 세정 장치는, 상기 회전 부재의 내부에서, 상기 회전 부재에 부착된 상기 소재 장착부의 결합 홀에 삽입되는 기둥; 및 상기 기둥을 지지하는 받침 플레이트를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 소재 세정 장치는, 상기 케이스를 지지하는 지지 프레임을 더 포함하되, 상기 받침 플레이트는, 상기 케이스의 하부면에 형성된 관통 홀을 통해, 상기 지지 프레임과 베어링 결합을 하여, 상기 지지 프레임에 대해 회전 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.
상기 소재 세정 장치는, 상기 지지 프레임의 내부에 위치하는 베어링과 상기 관통 홀을 통해 결합하면서, 상기 케이스의 내부에 위치하는 회전 몸체; 및 상기 받침 플레이트의 하부에 위치되어 상기 회전 몸체와 결합하는 결합 몸체를 더 포함하되, 상기 결합 몸체에는 홈이 형성되어, 홈 내에 상기 회전 몸체를 수용하는 것이 바람직하다.
상기 소재 장착부는, 상기 기둥과 베어링 결합을 하여 상기 기둥에 대해 회전 가능하게 결합되는 것이 바람직하다.
상기 적어도 하나의 슬롯은, 상기 적어도 하나의 소재가 장착되면, 상기 적어도 하나의 소재 각각의 너비 방향이 상기 회전 부재의 회전 운동에 따른 접선 방향에 대응하도록 형성된 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 소재 세정 방법은, 회전 부재에 부착된 소재 장착부에 적어도 하나의 소재를 소정 방향으로 고정되도록 장착하는 단계; 상기 회전 부재와 상기 소재 장착부를 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치하는 단계; 상기 케이스의 내부로 세정 물질을 주입하는 단계; 및 상기 케이스의 외면을 둘러싸도록 위치하는 전자 교반부로 전기 에너지를 인가하여 상기 케이스 내부로 자기장을 발생시켜 상기 회전 부재를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 소재의 세정 방법은, 상기 세정 물질을 주입한 후, 상기 케이스의 상부에 커버를 결합하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법이 달성할 수 있는 효과는 다음과 같다.
(1) 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법은 소재를 간단하게 세정할 수 있다.
(2) 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법은 인체에 유해할 수 있는 세정 물질로부터 작업자를 보호할 수 있다.
(3) 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법은 소재에 대한 접착성 평가 결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 케이스 내부에 위치되는 구성들을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 회전 부재 및 소재 장착부의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소재 세정 장치의 단면도이다.
도 6은 도 5의 베어링, 회전 몸체 및 결합 몸체 사이의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 방법의 순서를 도시하는 도면이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치(100)를 도시하는 도면이고, 도 2는 도 1의 케이스(110) 내부에 위치되는 구성들을 도시하는 도면이다. 또한, 도 3은 도 2의 회전 부재(230) 및 소재 장착부(250)의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치(100)의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치(100)는 케이스(110) 및 전자 교반부(130)(EMS: Electricmagnetic stirrer)를 포함한다. 케이스(110)와 전자 교반부(130)는 지지 프레임(170)에 의해 지지될 수 있다.
케이스(110)는 상부에서 커버(150)와 결합될 수 있으며, 커버(150)는 후술하는 세정 물질이 외부로 유출되는 것을 방지한다. 케이스(110)와 커버(150)는 내부 관찰이 가능한 투명 재질, 예를 들어, 아크릴 또는 PVC 재질로 이루어질 수 있다. 커버(150)의 상단에는 뚜껑(152)이 부착될 수 있다.
전자 교반부(130)는 케이스(110)의 외면에 위치되며, 적어도 하나의 기둥(134)에 의해 지지되어 케이스(110)의 일정 높이에 위치될 수 있다. 전자 교반부(130)는 전기 에너지를 인가받기 위한 전기 공급선(132)을 구비할 수 있다. 전기 공급선(132)을 통해 전기 에너지가 인가되면, 전자 교반부(130)는 회전 자기장을 케이스(110) 내부로 발생시켜 케이스(110) 내부에 위치하는 회전 부재(230)(도 2 참조)를 회전시킬 수 있다.
전자 교반부(130)는 교류 전동기의 원리를 이용한 것으로서, 예를 들어, 도시되지 않은 코일로 3상 전류를 흘려 케이스(110) 내부로 회전 자기장을 발생시킬 수 있다. 전자 교반부(130)는 당업계에서 사용되고 있는 바, 본 명세서에서는 상세한 설명을 생략한다.
케이스(110)의 내부에 적어도 하나의 소재(S)가 위치될 수 있는데, 적어도 하나의 소재(S)를 케이스(110)의 내부에 위치시키기 위한 구성은 도 2에 도시되어 있다.
도 2를 보면, 케이스(110) 내부에는 회전 부재(230), 소재 장착부(250), 기둥(210) 및 받침 플레이트(270)가 위치될 수 있다.
회전 부재(230)와 소재 장착부(250)는 전자 교반부(130)로부터 인가되는 회전 자기장에 의해 회전할 수 있다. 회전 부재(230)는 링 형상으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 회전 자기장에 의해 회전할 수 있는 형상이라면 다양한 종류의 형상이 될 수 있다. 또한, 회전 부재(230)는 회전 자기장의 유도에 의해 회전할 수 있는 자성체, 예를 들어, 철(Fe)로 이루어질 수 있다.
기둥(210)은 도 3에 도시된 소재 장착부(250)의 결합 홀(252)에 삽입되어 받침 플레이트(270)와 결합되고, 받침 플레이트(270)는 케이스(110)의 하부면 상에 놓여질 수 있다.
기둥(210)과 소재 장착부(250)는 베어링 결합을 할 수 있다. 예를 들어, 기둥(210)과 소재 장착부(250)는 스러스트 베어링(미도시)를 통해 결합될 수 있다. 이에 따라, 소재 장착부(250)는 회전 자기장에 따라 기둥(210)에 대해 상대적으로 회전 운동을 할 수 있다.
소재 장착부(250)는 회전 부재(230) (예를 들어, 회전 부재(230)의 내주면)에 부착되며, 적어도 하나의 소재(S)를 위한 적어도 하나의 슬롯(255)을 가질 수 있다. 적어도 하나의 소재(S) 각각은 적어도 하나의 슬롯(255) 각각에 장착된 후, 회전 부재(230) 및 소재 장착부(250)와 함께 회전할 수 있다. 도 2는 소재 장착부(250)가 하나의 층으로만 형성되어 있는 것으로 도시하고 있지만, 복수의 소재 장착부(250)가 복수의 층을 이루며 회전 부재(230)에 부착될 수도 있다.
또한, 도 3을 보면, 소재 장착부(250)가 + 형상을 가지는 것으로 도시하고 있는데, 이는 하나의 예시일 뿐이며, 소재 장착부(250)는 × 형상,
Figure 112015094306967-pat00001
형상 등 그 형상이 다양하게 구성될 수 있다.
적어도 하나의 슬롯(255)은, 적어도 하나의 소재(S)가 장착되었을 때, 적어도 하나의 소재(S) 각각의 너비 방향(d1)이 회전 부재(230)의 회전 운동에 따른 접선 방향(d2)에 대응하도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 소재(S)가 슬롯(255)에 장착되어 회전하더라도 소재(S)로 인한 저항이 최소화 될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소재 세정 장치(500)의 단면도이고, 도 6은 도 5의 베어링(172), 회전 몸체(174) 및 결합 몸체(272) 사이의 결합 관계를 설명하기 위한 도면이다.
위에서는, 소재 장착부(250)와 기둥(210)이 베어링 결합을 한다고 설명하였지만, 기둥(210)과 소재 장착부(250)가 서로 고정되어 있는 대신, 받침 플레이트(270)와 지지 프레임(170)이 베어링 결합을 할 수도 있다. 이에 따라, 회전 부재(230)와 소재 장착부(250)뿐만 아니라, 기둥(210)과 받침 플레이트(270)도 함께 회전할 수 있다.
즉, 도 5 및 도 6을 참조하면, 지지 프레임(170) 내부에는 피벗 베어링(172)이 설치되고, 샤프트(176)가 케이스(110)의 하부면에 생성된 관통 홈(112)을 통과하여 회전 몸체(174)와 결합된다. 회전 몸체(174)는 케이스(110)의 내부에 위치된다.
받침 플레이트(270)의 하부에는 결합 몸체(272)가 부착되며, 결합 몸체(272)에는 회전 몸체(174)와의 결합을 위함 홈(273)이 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 연결 구성을 통해, 전자 교반부(130)에 의해 회전 자기장이 발생하면, 회전 부재(230), 소재 장착부(250), 소재(S), 기둥(210), 받침 플레이트(270) 및 결합 몸체(272)가 회전 몸체(174)와 함께 회전하게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 회전 방법의 순서를 도시하는 도면이다. 도 7은 도 4 또는 도 5에 도시된 소재 회전 장치에 의해 수행될 수 있다.
S710 단계에서, 회전 부재(230)에 부착된 소재 장착부(250)에 적어도 하나의 소재(S)가 장착된다. 적어도 하나의 소재(S)를 소재 장착부(250)의 적어도 하나의 슬롯(255)에 장착하기 전에, 적어도 하나의 소재(S)의 크기를 일정하게 재단하는 작업이 요구될 수 있다.
S720 단계에서, 회전 부재(230)와 소재 장착부(250)를 케이스(110)의 내부에 회전 가능하게 장착한다. 일 예로서, 소재 세정 장치의 구성이 도 4와 같은 경우, 소재 장착부(250)의 결합 홈(252)에 기둥(210)을 삽입한 상태에서, 받침 플레이트(270)를 케이스(110)의 하부면에 위치시킬 수 있다. 다른 예로서, 소재 세정 장치의 구성이 도 5와 같은 경우, 소재 장착부(250)의 결합 홈(252)에 기둥(210)을 삽입한 상태에서, 받침 플레이트(270)의 결합 몸체(272)의 홈(273)이 회전 몸체(174)를 수용하도록 받침 플레이트(270)를 케이스(110)의 하부면에 위치시킬 수 있다.
S730 단계에서, 케이스(110)의 내부로 세정 물질, 예를 들어, 알코올, 아세톤 등을 주입한다.
S740 단계에서, 전자 교반부(130)로 전기 에너지를 인가하여 회전 부재(230)를 회전시킨다. 회전 부재(230)를 회전시키기 전에 소재(S) 또는 세정 물질이 외부로 유출되는 것을 방지하기 위해, 케이스(110)에 커버(150)를 결합시킬 수도 있다.
전자 교반부(130)는 기 설정된 시간 간격으로 회전 부재(230)에 가해지는 회전 자기장의 방향을 전환하여, 회전 부재(230)가 기 설정된 시간 간격마다 반대 방향으로 회전하게 할 수도 있다. 이에 따라, 소재(S)에 대한 세정 효과가 더 향상될 수 있다.
세정이 완료되면, 전자 교반부(130)로 인가되는 전기 에너지를 차단시켜 회전 부재(230)의 회전을 중단시키고, 소재(S)를 외부로 인출하여 세정 작업을 완료할 수 있다.
한편, 구현예에 따라서는 전술한 S720 단계는 S710 단계 이후에 수행될 수도 있고, 구현예에 따라서는, S710 단계 이전에 수행될 수도 있다. 즉, 소재(S)가 소재 장착부(250)에 장착된 후, 소재 장착부(250)가 케이스(110)의 내부에 결합될 수 있고, 소재 장착부(250)가 케이스(110)의 내부에 장착된 후, 소재 장착부(250)에 소재(S)가 장착될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법은 소재를 간단하게 세정할 수 있고, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법은 인체에 유해할 수 있는 세정 물질로부터 작업자를 보호할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 소재 세정 장치 및 이에 의한 소재 세정 방법은 소재에 대한 접착성 평가 결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
이상, 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
100, 500: 소재 회전 장치 110: 케이스
130: 전자 교반부 132: 전기 공급선
150: 커버 152: 뚜껑
170: 지지 프레임 172: 베어링
174: 회전 몸체 176: 샤프트
210: 기둥 230: 회전 부재
250: 소재 장착부 252: 결합 홈
255: 슬롯 270: 받침 플레이트
272: 결합 몸체

Claims (11)

  1. 내부에 적어도 하나의 소재 및 세정 물질을 수용하는 케이스;
    상기 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전 부재;
    상기 회전 부재에 부착되어 상기 회전 부재와 함께 회전하고, 상기 적어도 하나의 소재가 소정 방향으로 고정되어 장착되는 소재 장착부; 및
    케이스 외면을 둘러싸도록 위치되며, 인가되는 전기 에너지에 따라 케이스 내부로 자기장을 발생시켜 상기 회전 부재를 회전시키는 전자 교반부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 세정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 소재는,
    상기 소재 장착부에 형성된 적어도 하나의 슬롯에 삽입되어 장착되는 것을 특징으로 하는 소재 세정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 소재 세정 장치는,
    상기 케이스의 상부에 결합되는 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 세정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전자 교반부는,
    기 설정된 시간 간격마다 상기 자기장의 방향을 변경시켜, 상기 회전 부재의 회전 방향을 변경하는 것을 특징으로 하는 소재 세정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소재 세정 장치는,
    상기 회전 부재의 내부에서, 상기 회전 부재에 부착된 상기 소재 장착부의 결합 홀에 삽입되는 기둥; 및
    상기 기둥을 지지하는 받침 플레이트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 세정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 소재 세정 장치는,
    상기 케이스를 지지하는 지지 프레임을 더 포함하되,
    상기 받침 플레이트는,
    상기 케이스의 하부면에 형성된 관통 홀을 통해, 상기 지지 프레임과 베어링 결합을 하여, 상기 지지 프레임에 대해 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 소재 세정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소재 세정 장치는,
    상기 지지 프레임의 내부에 위치하는 베어링과 상기 관통 홀을 통해 결합하면서, 상기 케이스의 내부에 위치하는 회전 몸체; 및
    상기 받침 플레이트의 하부에 위치되어 상기 회전 몸체와 결합하는 결합 몸체를 더 포함하되,
    상기 결합 몸체에는 홈이 형성되어, 홈 내에 상기 회전 몸체를 수용하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 소재 세정 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 소재 장착부는,
    상기 기둥과 베어링 결합을 하여 상기 기둥에 대해 회전 가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 소재 세정 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슬롯은,
    상기 적어도 하나의 소재가 장착되면, 상기 적어도 하나의 소재 각각의 너비 방향이 상기 회전 부재의 회전 운동에 따른 접선 방향에 대응하도록 형성된 것을 특징으로 하는 소재 세정 장치.
  10. 회전 부재에 부착된 소재 장착부에 적어도 하나의 소재를 소정 방향으로 고정되도록 장착하는 단계;
    상기 회전 부재와 상기 소재 장착부를 케이스의 내부에 회전 가능하게 설치하는 단계;
    상기 케이스의 내부로 세정 물질을 주입하는 단계; 및
    상기 케이스의 외면을 둘러싸도록 위치하는 전자 교반부로 전기 에너지를 인가하여 상기 케이스 내부로 자기장을 발생시켜 상기 회전 부재를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 소재 세정 장치를 이용한 소재의 세정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 소재의 세정 방법은,
    상기 세정 물질을 주입한 후, 상기 케이스의 상부에 커버를 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소재의 세정 방법.
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