KR101940381B1 - 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 램프에서 조사되는 빛을 집광시킨 상태에서 대상물로 조사하도록 한 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치를 제공한다.
이를 구현하기 위한 본 발명은 하우징, 상기 하우징 내부 공간에 설치되는 롱 아크 UV램프를 포함하여 구성한 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치에 있어서, 상기 하우징의 하단에는 상기 롱 아크 UV램프에서 발산되는 빛을 집광시킨 상태에서 대상물로 조사하는 렌즈를 포함한 집광수단이 설치됨을 특징으로 한다.

Description

롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치{LONG ARC UV LAMP}

본 발명은 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 램프에서 조사되는 빛을 집광시킨 상태에서 대상물로 조사하도록 한 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치에 관한 것이다.

현대는 환경친화적 소재(플라스틱, 금속 etc) 처리 기술들이 개발되고 있는 실정이다. 그리고 최근 소비자의 요구가 설치공간을 작게 차지하고, 또한 작업자가 직접 들고 이동이 용이한 소재 처리(경화, 건조, 코팅, 인쇄 etc)를 제공할 수 있는 환경 친화적 소재로 바뀌면서, 상기와 같은 요구를 충족시킬 수 있는 건축물 부속 소재(욕조, 대리석 바닥 및 벽체 etc) 와 산업용 소재(자동차 플라스틱 부품류, 자동차 외장 차체) 등의 굴곡형 면을 경화하기 위한 장치가 개발되어 상용화되고 있다.

상기와 같은 제품들의 경화를 위한 장치로는 고압UV광원(High Pressure UV lamp - Metal & Mercury Lamp)인 롱아크형 고압 수은 또는 메탈 램프등을 이용한 실린더형 타원집광경을 이용하여 상기에 열거한 소재들에 도포된 또는 인쇄된 제품에 UV를 조사(Irradiation)하여 UV 광반응에 필요한 조도로 자외선(특히, 365nm의 i선)을 조사하여 UV경화 작업을 실시하고 있다. 종래의 Long arc를 이용한 장치는 고정형이며, 또 다른 종류는 Spot cure 장치(Short Arc Lamp를 이용)는 면적이 3~10mm 내의 면적을 UV를 조사(Irradiation)하여 경화하는 것이 일반적이다.

그러나 이러한 UV램프를 이용한 경화장치는 방출되는 광에 대비하여 열에너지를 많이 방출하는 문제점이 있다.

특히, 종래 UV램프를 이용한 경화장치는 리플랙터(Reflector)의 반사광을 이용, 산란광을 사용하는 경화구조로써 반사 및 확산에 의한 광손실로 인해 대상물로 빛을 최대한 집광시킨 상태인 고출력의 빔형태 경화를 제공하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래 UV램프를 이용한 경화장치에는 냉각효율이 그다지 높지 못해 열에너지를 냉각시키는데 한계가 있으며 이는 결과적으로 램프와 장치의 사용수명을 단축시키는 문제점을 가져온다.

문헌 1: 대한민국 특허청 공개특허공보 공개번호 제 10-2011-0113814 호

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 빛을 조사하는 수직면에 렌즈를 장착하여 상기 렌즈가 빛을 집광시킨 상태에서 대상물로 조사하도록 하여 반사 및 확산에 의한 빛 손실을 최소화한 상태에서 고 출력의 빔 형태 경화를 구현할 수 있는 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 렌즈의 형상을 상단에서 하단으로 갈수록 두께가 협소해지도록 구성하여 광의 입사면적 대비 출사면적 축소를 통해 집광되는 출력에너지를 극대화하여 조사할 수 있도록 한 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치를 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 자연 급기용 홀을 통해 롱 아크 UV램프에서 발산되는 열에너지를 냉각시키도록 한 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하우징, 상기 하우징 내부 공간에 설치되는 롱 아크 UV램프를 포함하여 구성한 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치에 있어서, 상기 하우징의 하단에는 상기 롱 아크 UV램프에서 발산되는 빛을 집광시킨 상태에서 대상물로 조사하는 렌즈를 포함한 집광수단이 설치됨을 특징으로 한다.

상기 렌즈는 상단에서 하단으로 갈수록 두께가 점차적으로 협소해지도록 구성함이 바람직하다.

상기 집광수단은 상기 하우징의 하단에 설치되며 상, 하단은 개방시킨 상태에서 내부 중앙에는 상기 렌즈를 고정하기 위한 구조물이 구비된 집광커버를 포함하여 구성함이 바람직하다.

상기 집광커버의 내부에는 상기 렌즈를 사이에 두고 양측으로 자연 급기용 홀이 구획 형성함이 바람직하다.

상기 자연 급기용 홀의 내면에는 적어도 하나 이상의 플레이트가 지그재그 방식으로 설치함이 바람직하다.

본 발명은 렌즈를 이용하여 롱 아크 UV램프에서 발산되는 빛을 집광시킨 상태에서 대상물로 조사하도록 하여 반사 및 확산에 의한 빛 손실을 최소화한 상태에서 고 출력의 빔 형태 경화를 구현할 수 있으며, 더불어 렌즈의 형상을 상단에서 하단으로 갈수록 두께가 협소해지도록 제작하으로서 광의 입사면적 대비 출사면적 축소를 통해 집광되는 출력에너지를 극대화하여 조사할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1의 주요 구성을 분해하여 도시한 도면.
도 3은 도 1의 A-A선 단면을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 B-B선 단면을 도시한 도면.
도 5는 도 3에서 도시하고 있는 렌즈의 형상을 입체적으로 도시한 도면.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 주요 구성을 분해하여 도시한 도면이며, 도 3은 도 1의 A-A선 단면을 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 B-B선 단면을 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치(100)는 하우징(10)과, 램프홀더(20) 그리고 집광수단(30)을 포함하여 구성한다.

상기 하우징(10)은 경화장치의 외형을 구성하는 것으로서 직육면체 형태로 내부에는 램프홀더(20)를 수용할 수 있는 공간(12)이 형성된다.

상기 하우징(10)의 상단 중앙에는 배기용 냉각팬(16)이 설치되고, 또한 상기 하우징(10)의 상단 양측에는 상기 배기용 냉각팬(16)을 사이에 두고 급기홀(18)이 각각 관통 형성된다.

상기 배기용 냉각팬(16)은 외부에서 인가된 전원으로 구동하며 하우징(10) 내부 공간(12)의 공기를 외부로 배기시키게 되며, 또한 상기 급기홀(18)은 상기 배기용 냉각팬(16)의 구동에 따라 상기 하우징(10) 내부 공간(12)으로 외부 공기를 급기시키게 된다.

상기 램프홀더(20)는 롱 아크 UV램프(22)를 지지한 상태에서 하우징(10)의 내부 공간(12)으로 슬라이딩 삽입되며 롱 아크 UV램프(22)를 하우징(10) 내부 공간(12)에 설치시키게 된다.

상기 램프홀더(20)의 양측에는 가이드블럭(24)이 설치되고, 상기 가이드블럭(24)은 상기 램프홀더(20)가 하우징(10) 내부 공간(12)으로 진입하면, 상기 하우징(12) 내부 공간(12) 내측에 설치되어 있는 레일(14)을 타고 슬라이딩 이동하며 상기 램프홀더(20)를 하우징(10) 내부 공간(12)에 슬라이딩 삽입시키게 된다.

상기 집광수단(30)은 상기 램프홀더(20)에 지지되어 있는 롱 아크 UV램프(22)에서 조사되는 빛을 집광시킨 상태에서 대상물로 조사하는 수단으로서, 이러한 집광수단(30)을 통해 본 발명은 반사 및 확산에 의한 빛 손실을 최소화한 상태에서 고 출력의 빔 형태 경화를 구현할 수 있다.

상기 집광수단(30)은 집광커버(32) 및 렌즈(36)를 포함하여 구성한다.

상기 집광커버(30)는 상기 하우징(10)의 하단에 설치되는 부재로서 상, 하단은 개방시켜 구성하고 내부 중앙에는 렌즈(36)를 고정하기 위한 구조물(34)이 구비된다.

상기 렌즈(36)는 상기 집광커버(30)의 구조물(34)에 설치되어 롱 아크 UV램프(22)에서 조사되는 빛을 집광시킨 상태에서 아래의 대상물로 조사시키는 수단이다. 상기 렌즈(36)를 통해 롱 아크 UV 램프(22)에서 조사되는 빛은 반사 및 확산에 따른 손실 없이 집광된 상태로 대상물로 조사될 수 있어 고 출력의 균일한 선형 빔(Beam)(균일한 Uniformity) 형태 경화를 구현할 수 있다.

상기 렌즈(36)는 첨부된 도 5에서 도시하고 있는 바와 같이, 빛이 입사되는 부분인 렌즈(36)의 상단(36a)에서 빛이 출사되는 부분인 렌즈(36)의 하단(36b)으로 갈수록 두께가 점차적으로 협소해지도록 제작함이 바람직하며, 이는 빛의 입사면적 대비 출사면적 축소를 통해 집광되는 출력에너지를 극대화시켜 조사할 수 있도록 하기 위함이다.

한편, 상기 집광커버(32)의 내부에는 상기 렌즈(36)를 고정하는 구조물(34)을 사이에 두고 양측으로 자연 급기용 홀(38)이 각각 구획 형성된다. 상기 자연 급기용 홀(38)은 전술한 하우징(10)의 내부 공간(12)과 연통(연결하여 통함)한 상태에서 배기용 냉각팬(16)의 인위적인 냉각 기능이 아니라, 자연 대류방식으로 외부 공기를 하우징(10) 내부 공간(12)으로 급기시켜 롱 아크 UV 램프(22)가 빛을 발산하는 과정에서 발생한 열에너지를 냉각시키게 된다.

상기 자연 급기용 홀(38)의 내면에는 적어도 하나 이상의 플레이트(40)가 설치된다.

상기 플레이트(40)는 자연 급기용 홀(38)의 내면을 부분적으로 차단시켜 롱 아크 UV램프(22)에서 조사되는 빛이 외부로 새어나가는 것을 방지하면서도 외부공기는 상기 자연 급기용 홀(38)을 통과하여 하우징(10) 내부 공간(12)으로 급기될 수 있도록 한다.

여기서 플레이트(40)가 자연 급기용 홀의 내면을 부분적으로 차단시켰다는 의미는 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이 다수개의 플레이트(40)를 자연 급기용 홀(38)의 내면 상단에서 하단으로 지그재그 방식으로 교차되게 배치시켜 외부 공기는 통과시키면서도 롱 아크 UV램프(22)에서 발산되는 빛은 외부로 새어나가지 않도록 차단토록 구성한 것을 뜻한다.

10: 하우징 20: 램프홀더
22: 롱 아크 UV램프 30: 집광수단
34: 구조물 36: 렌즈
38: 자연 급기용 홀 40: 플레이트

Claims (5)

1. 하우징(10), 상기 하우징(10) 내부 공간(12)에 설치되는 롱 아크 UV램프(22)를 포함하여 구성한 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치에 있어서,
   상기 하우징(10)의 상단 중앙에는 외부에서 인가된 전원으로 구동하여 상기 내부 공간(12)의 공기를 외부로 배기시키는 배기용 냉각팬(16)이 설치되고, 상기 하우징(10)의 상단 양측에는 상기 배기용 냉각팬(16)을 사이에 두고 상기 내부 공간(12)으로 외부 공기를 급기시키는 급기홀(18)이 형성되며 ;
   상기 하우징(10)의 하단에는 상기 롱 아크 UV램프(22)에서 발산되는 빛을 집광시킨 상태에서 대상물로 조사하는 상단(36a)에서 하단(36b)으로 갈수록 두께가 점차적으로 협소해지는 역 사다리꼴 육면체 형상의 렌즈(36)를 포함하는 집광수단(30)이 설치되며 ;
   상기 집광수단(30)은 상기 하우징(10)의 하단에 설치되며 상, 하단은 개방시킨 상태에서 내부 중앙에는 상기 렌즈(36)를 고정하기 위한 구조물(34)이 구비된 집광커버(32)를 포함하며 ;
   상기 집광커버(32)의 내부에는 상기 렌즈(36)를 사이에 두고 양측으로 자연 급기용 홀(38)이 구획 형성되며, 상기 자연 급기용 홀(38)의 내면에는 적어도 하나 이상의 플레이트(40)가 지그재그 방식으로 교차되게 배치시켜 설치되는 것 을 특징으로 하는 롱 아크 유브이 램프를 이용한 라인 빔 타입 경화장치.
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