KR101966933B1 - 스프레이 코팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평판형 기판, 또는 밴디된 기판이나 곡면형 기판 등의 3차원 기판의 표면에 고분자 액체를 분사하여 균일한 막두께로 고분자 수지 액체를 코팅할 수 있는 스프레이 코팅장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 스프레이 코팅장치는, 상측으로 볼록한 돔형태의 천장부를 갖는 본체와; 상기 본체의 상단의 천장부에 일정 각도로 설치된 복수의 스프레이노즐과; 상기 본체의 하단부에 설치되며 상부면이 하측으로 오목한 돔 형태로 되어 회전하는 공전부와, 상기 공전부에 경사지게 설치되며 중심축을 중심으로 자전하도록 설치되어 기판을 지지하는 복수의 기판받침대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스프레이 코팅장치{Spray Coating System}

본 발명은 코팅장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평판형 기판, 또는 밴디된 기판이나 곡면형 기판 등의 3차원 기판의 표면에 고분자 액체를 분사하여 균일한 막두께로 고분자 수지 액체를 코팅할 수 있는 스프레이 코팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 액체로 된 고분자 등을 기판의 표면에 코팅하는 방법으로서 스프레이 코팅법이 널리 알려져 있다.

도 1은 기존의 스프레이 코팅장치를 나타낸 것으로, 하단부 받침대(1)에 코팅할 기판(S)을 안착시키고, 상측의 스프레이노즐(2)을 통해 펌프(3)로 고분자 액체를 분사하여 기판(S)의 표면을 고분자로 코팅하는 기법이 활용되어 왔다.

그러나 산업의 발달로 코팅하는 기판이 특정한 반경을 유지하면서 곡선의 면으로 형성이 되어 있으면 코팅 후에도 막 두께 균일도가 떨어져 시인성이 안 좋은 문제점을 가지고 있었다. 이것을 방지하기 위하여 하판 지지대를 회전하면서 코팅을 하는 기법으로 사용을 하고 있으나, 이러한 방식도 한계가 있어서 균일한 코팅 막이 형성되지 않는 문제점을 가지고 있었다.

등록특허 제10-0959741호 등록특허 제10-1357979호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 2차원적인 평판형 또는 3차원적인 입체형 기판의 표면에 스프레이법으로 고분자 액체를 분사하여 균일한 막두께로 코팅할 수 있는 스프레이 코팅장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 스프레이 코팅장치는, 상측으로 볼록한 돔형태의 천장부를 갖는 본체와; 상기 본체의 상단의 천장부에 일정 각도로 설치된 복수의 스프레이노즐과; 상기 본체의 하단부에 설치되며 상부면이 하측으로 오목한 돔 형태로 되어 회전하는 공전부와, 상기 공전부에 경사지게 설치되며 중심축을 중심으로 자전하도록 설치되어 기판을 지지하는 복수의 기판받침대를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 하단부의 기판받침대가 경사진 상태로 자전하면서 공전하게 되므로 기판의 각도가 +각도와 -각도로 좌우가 경사를 이루며 코팅을 하게 되고, 이에 따라 전체가 곡면이나 양단이 밴디드된 기판이라도 전면(全面)을 균일하게 코팅할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 기존의 스프레이 코팅장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 스프레이 코팅장치에 의해 고분자 액체가 코팅되는 기판의 다양한 형태를 나타낸 단면도들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 코팅장치를 3D 모델링한 투영도이다.
도 4는 도 3의 스프레이 코팅장치의 측면에서 본 투영도이다.
도 5는 도 3의 스프레이 코팅장치의 절반을 절개하여 나타낸 투영도이다.
도 6은 도 3의 스프레이 코팅장치의 상부와 하부를 나타낸 투영도이다.
도 7은 도 3의 스프레이 코팅장치의 하부지지부의 평면도이다.
도 8은 도 7의 하부지지부의 측면에서 본 투영도이다.
도 9는 도 7의 하부지지부의 측단면도이다.
도 10은 본 발명의 스프레이 코팅장치에 의해 기판에 고분자 액체가 코팅되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 스프레이 코팅장치로 양단이 밴디드된 기판에 코팅막을 형성한 것과 기존의 스프레이 코팅 설비를 이용하여 동일하게 밴디드된 기판에 코팅막을 형성한 것의 막두께를 비교하여 본 결과를 나타낸 그래프이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스프레이 코팅장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 양단이 절곡된 기판(A), 위로 볼록한 기판(B), 아래로 오목한 기판(C)의 형태를 나타낸 것으로, 본 발명은 전체적으로 편평한 평판형의 기판은 물론이고, 도 2에 도시된 것과 같은 입체적인 3차원 형태를 갖는 기판의 표면에 고분자 액체를 스프레이법으로 분사하여 균일한 막두께를 유지할 수 있는 스프레이 코팅장치를 제공한다.

도 3 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스프레이 코팅장치는, 상측으로 볼록한 돔형태의 천장부(11)를 갖는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 상단의 천장부에 일정 각도로 설치된 복수(이 실시예에서 4개)의 스프레이노즐(20)과, 본체(10)의 하단부에 설치되며 상부면이 하측으로 오목한 돔 형태로 된 공전부(31)를 구비하는 하부지지부(30)와, 하부지지부(30)의 공전부(31)에 설치되어 기판(S)을 지지하는 복수의 기판받침대(32)를 포함한다.

상기 스프레이노즐(20)은 돔 형태로 된 천장부(11)에 중앙에 1개가 설치되고, 그 외곽에 3개가 원주방향을 따라 120도 간격으로 배치되어, 각각의 스프레이노즐(20)이 60도 간격으로 배치된다. 상기 천장부(11)는 돔 형태로 이루어지고 4개의 스프레이노즐(20)이 전술한 것과 같이 배치되어, 스프레이노즐(20)에서 분사되는 액체가 균일하게 분사될 수 있도록 전체 구조가 본체(10) 내의 공기 흐름을 감안하여 설계되었다.

상기 하부지지부(30)의 공전부(31)는 전체가 회전(공전)하도록 구성되어 있으며, 상부의 공전부(31)는 큰 접시와 같이 오목한 곡면으로 형성이 되어 있다. 이러한 이유는 상기 스프레이노즐(20)에서 분사된 고분자 액체가 기판 표면에 코팅될 때 평평한 기판외에 도 2에 도시된 것과 같은 밴디드된 기판, 볼록한 기판, 오목한 기판을 균일하게 코팅하기 위하여 도면3의 발명한 스프레이설비의 하단부를 오목한 형태로 회전하게 하였다.

도 7 내지 도 10을 참조하면, 상기 하부지지부(30)의 기판받침대(32) 각각은 경사각을 가지며 자전하게 되어 있다. 즉 공전부(31)가 회전할 때 코팅할 기판을 고정시키는 기판받침대(32)가 지면(地面)에 대해 연직한 중심축을 중심으로 자전하게 되므로, 기판받침대(32)가 공전부(31)에 의해 공전하면서 자전을 하게 된다. 이 때, 특이한 점은 공전부(31)가 큰 접시와 같이 곡면을 이루고 있으므로 스마트폰용 윈도우와 같이 밴디드된 기판 표면을 코팅할때도 기판받침대(32) 상의 기판(S)이 공전과 자전을 하면서 4개의 스프레이노즐(20)에서 액체가 분사되어 기판(S)의 표면에 코팅되므로 막균일도를 일정하게 유지할 수 있게 된다.

상기 공전부(31)가 곡면을 이루고 있어 밴디드된 기판도 공전과 자전을 하면서 코팅이 되어 균일한 막 형성이 가능하여 진다. 또한 도 5에서 스프레이 코팅장치의 단면의 투영도로 나타낸 것과 같이 하단의 공전부(31)(공전하는 부분)의 모서리 부분이 90도가 되지 않도록 설계하였다. 이는 코팅되는 고분자 액체가 역류하여 모서리 부분에서 찌꺼기가 끼어서 설비 내부 전체 부피를 불균일하게 하여 역류현상이 일어남으로 인해 막균일도를 저하시키는 것을 방지하기 위함이다. 이를 위하여 원형으로 이루어진 공전부(31)의 모서리 부분이 곡면의 틀로 이루어져 스프레이된 고분자 액체의 잔여 찌꺼기가 끼지 않도록 하였다.

도 10에 도시된 것과 같이, 본 발명의 스프레이 코팅장치는 하단부의 기판받침대(32)가 경사진 상태로 그 중심축을 중심으로 자전하게 되므로 기판(S)의 각도가 +각도와 -각도로 좌우가 경사를 이루며 코팅을 하게 되고, 이에 따라 전체가 곡면이나 양단이 밴디드된 기판이라도 전면(全面)을 균일하게 코팅할 수 있다.

이렇게 해서 설계 제작한 본 발명의 스프레이 코팅장치로 양단이 밴디드된 기판에 코팅막을 형성한 것과 기존의 스프레이 코팅 설비를 이용하여 동일하게 밴디드된 기판에 코팅막을 형성한 것의 막두께를 비교하여 본 결과가 도 11에 도시되어 있다. 도 11에 도시된 결과로부터 본 발명의 스프레이 코팅장치로 기판을 코팅하였을 때 더욱 균일한 막두께를 형성할 수 있음을 확인하였다.

이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

10 : 본체 11 : 천장부
20 : 스프레이노즐 30 : 하부지지부
31 : 공전부 32 : 기판받침대
S : 기판

Claims (3)

1. 상측으로 볼록한 돔형태의 천장부(11)를 갖는 본체(10)와;
   상기 본체(10)의 상단의 천장부에 일정 각도로 설치된 복수의 스프레이노즐(20)과;
   상기 본체(10)의 하단부에 설치되며 상부면이 하측으로 오목한 돔 형태로 되어 회전하는 공전부(31)와;
   상기 공전부(31)에 경사지게 설치되며, 지면(地面)에 대해 연직한 중심축을 중심으로 자전하도록 설치되어 기판(S)을 지지하는 복수의 기판받침대(32);
   를 포함하며,
   상기 스프레이노즐(20)은 돔 형태로 된 천장부(11)에 중앙에 1개가 설치되고, 그 외곽에 복수개가 원주방향을 따라 일정한 각도의 간격으로 배치되고,
   상기 기판받침대(32)가 상기 공전부(31)의 회전에 의해 공전함과 동시에 중심축을 중심으로 자전하면서 상기 스프레이노즐(20)에서 고분자 액체가 분사되어 기판(S)의 표면에 고분자 액체가 코팅되는 것을 특징으로 하는 스프레이 코팅장치.
   
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