KR102102929B1 - coating apparatus and method using microwave - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 피착물의 표면에 코팅층을 형성하는 마이크로웨이브를 이용한 코팅장치 및 코팅방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coating apparatus and a coating method using microwaves to form a coating layer on the surface of an adherend.
안경렌즈나 금속 등의 표면에 물성을 향상시키기 위해 코팅층을 형성하는 경우가 빈번하다. 안경렌즈의 경우 자외선 차단함과 아울러 가시광선의 투과율을 향상시키고 내마모성 및 내열성 등을 극대화하기 위해서, 금속의 경우 내마모성 및 내열성등을 향상시키기 위해서 코팅층을 형성하고 있는 것이다.It is often the case that a coating layer is formed on a surface of an eyeglass lens or a metal to improve physical properties. In the case of spectacle lenses, in addition to blocking ultraviolet rays, to improve the transmittance of visible light and to maximize wear resistance and heat resistance, in the case of metal, a coating layer is formed to improve wear resistance and heat resistance.
본 발명은 안경렌즈나 금속물질의 표면에 물성을 향상시키기 위해 코팅층을 소망하는 정도로 안정적으로 형성할 수 있도록 하는 장치와 방법을 제안하는 것에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to propose an apparatus and method for stably forming a coating layer to a desired degree in order to improve physical properties on a surface of a spectacle lens or a metallic material.
본 발명에서는 코팅액에 피착물을 침지한 상태에서 마이크로웨이브를 이용해 코팅액을 가열하여 피착물에 소망하는 두께로 코팅층을 형성할 수 있도록 하는 장치와 방법을 제안하여 상기의 목적을 달성한다.The present invention achieves the above object by proposing an apparatus and method for heating a coating solution using microwaves in a state where the adherend is immersed in the coating solution to form a coating layer at a desired thickness on the adherend.
본 발명에 따르면 피착물의 표면을 안정적이면서도 효과적으로 코팅할 수 있게 되는바, 그 결과 피착물의 물성 개선, 즉 자외선 차단, 내마모성 향상, 내열성 향상등의 효과를 구현할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to stably and effectively coat the surface of the adherend, and as a result, it is possible to implement an effect of improving the physical properties of the adherend, that is, blocking ultraviolet rays, improving abrasion resistance, and improving heat resistance.
도 1은 본 발명에 의한 코팅장치의 예시도,
도 2는 본 발명에 의한 코팅장치의 개략적인 내부 구조를 보여주는 일부 절개도,
도 3은 본 발명에 의해 코팅된 피착물의 예시도.1 is an exemplary view of a coating apparatus according to the present invention,
Figure 2 is a partial cut-away view showing the schematic internal structure of the coating apparatus according to the present invention,
3 is an exemplary view of an adherend coated by the present invention.
본 발명에서는 안경렌즈나 금속물질의 표면에 물성을 향상시키기 위해 코팅층을 소망하는 정도로 안정적으로 형성할 수 있도록 하는 장치와 방법을 제안하기 위해,In the present invention, to propose a device and a method for stably forming a coating layer to a desired degree to improve physical properties on the surface of a spectacle lens or a metallic material,
입체 형상으로 형성되는 함체, 상기 함체 내부에 형성되어 마이크로웨이브를 발생시키는 마그네트론, 상기 함체 내부에 형성되어 코팅액과 피착물을 담는 글라스 챔버를 포함하여, 상기 챔버 내부에 코팅액을 채우고 피착물을 상기 코팅액에 침지시킨 다음 상기 마그네트론으로 마이크로웨이브를 발생시켜 상기 코팅액을 피착물에 코팅하게 되는 코팅장치와, 챔버 내부에 코팅액을 채우고 피착물을 상기 코팅액에 피착물을 침지시킨 다음 마이크로웨이브로 상기 코팅액을 가열함으로써 상기 코팅액을 피착물에 코팅하게 되는 코팅방법을 제안한다.A housing formed in a three-dimensional shape, a magnetron formed inside the housing to generate microwaves, and a glass chamber formed inside the housing to contain a coating solution and an adherend, fill the coating solution inside the chamber and deposit the adherend to the coating solution After immersed in the coating device to generate a microwave with the magnetron to coat the coating liquid on the adherend, and fill the coating liquid inside the chamber, immers the adherend in the coating liquid, and then heat the coating liquid with microwave By doing so, a coating method is proposed in which the coating solution is coated on an adherend.
이하 본 발명을 첨부된 도면 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings FIGS. 1 to 3.
도 1은 본 발명에 의한 코팅장치의 예시도, 도 2는 본 발명에 의한 코팅장치의 개략적인 내부 구조를 보여주는 일부 절개도, 도 3은 본 발명에 의해 코팅된 피착물의 예시도이다.1 is an exemplary view of a coating apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a partial cutaway view showing a schematic internal structure of the coating apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is an exemplary view of an adherend coated by the present invention.
먼저, 본 발명에 의한 코팅장치를 설명한다.First, the coating apparatus according to the present invention will be described.
도시된 바와 같이 본 발명에 의한 코팅장치는 내부가 비어 있고 입체적인 형상을 이루며 도어(120)가 형성된 함체(100) 내부에 마그네트론(200)이 형성된다. 마그네트론(200)은 주지된 바와 같이 마이크로웨이브를 발생시키는 장치로서, 마그네트론 안테나를 및 전파유도관을 포함하여 마이크로웨이브를 발생시키게 형성되는 것일 수 있다.As illustrated, the coating apparatus according to the present invention has an empty interior and a three-dimensional shape, and the
함체(100) 내부에는 챔버(300)가 형성된다. 챔버(300)는 일정한 용적으로 형성되는 용기로서, 상면이 개방되는 구조를 이루어 내부에 코팅액이 담기게 된다. 함체(100) 내부에 마련된 지지대에 얹혀지게 되며, 서랍식으로 빼고 넣을 수 있게 형성될 수 있다. 챔버(300)는 유리 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 유리는 마이크로웨이브가 투과되는 재질로 열에도 강하여 안정적이므로 코팅 과정에서 작업성을 극대화하 수 있게 된다.The
상기와 같이 코팅액이 담긴 챔버(300)에는 코팅할 대상, 즉 피착물(400)이 침지된다. 그 상태에서 전원을 인가하여 마그네트론(200)을 작동시키면 마이크로웨이브를 발생하여 코팅액을 가열하게 되고, 그에 따라 상기 코팅액이 피착물(400)에 코팅되어 코팅층(420)을 형성하게 된다.The object to be coated, that is, the
이하, 본 발명에 의한 코팅방법을 설명한다.Hereinafter, the coating method according to the present invention will be described.
본 발명에 의한 코팅방법은 코팅액에 피착물(400)을 침지한 상태에서 코팅액이 피착물(400)에 코팅되도록 한다. 이때 피착물(400)은 안경렌즈일 수 있는데, 그에 한정되는 것은 아니고 물성을 향상시키고자 하는 대상, 즉 금속과 같은 재질로 된 것일 수 있다. The coating method according to the present invention allows the coating solution to be coated on the
상기 코팅액은 정제수 80~90 중량%, SiO2 0.5~2 중량%, NH3 1.5~3 중량%, 2H2O 0.5~2 중량%, 광택제 3~7 중량%, 용제 4~6 중량% 및 미량의 보존제와 유화안정제를 포함하여 형성된다.The coating solution is 80 to 90% by weight of purified water, 0.5 to 2% by weight of SiO 2 , 1.5 to 3% by weight of NH 3 , 0.5 to 2% by weight of 2H 2 O, 3 to 7% by weight of brightener, 4 to 6% by weight of solvent, and trace amounts It contains a preservative and an emulsifier.
SiO2는 규소수지 바인더를 이용한 Organic Silicon Compound(규소 화합물) 이다. 내열성과 내식성, 기계가공성이 우수하고 전기 전열성도 비교적 좋은 것으로 알려진 물질이다. 투명한 성상을 이루어 빛이 투과될 수 있으며, 피착물(400)에 유리막 코팅층(420)을 형성하기 위해 채택된 물질이다.SiO 2 is an organic silicon compound using a silicon resin binder. It is a material that is known to have excellent heat resistance, corrosion resistance, and machinability, and has good electric heat resistance. It is a material adopted to form a transparent film to form a glass
NH3는 암모니아로서, 상기 Organic Silicon Compound를 액체화하기 위해 첨가되는 물질이다. NH 3 is ammonia and is a substance added to liquefy the organic silicon compound.
2H2O는 중수이고, 상기 Organic Silicon Compound를 액체화하기 위해 첨가되는 물질이다. 2H 2 O is heavy water, and is a substance added to liquefy the organic silicon compound.
NH3, 2H2O는 첨가량이 하한치를 벗어나는 경우 상기 Organic Silicon Compound를 액체화하는 능력을 제대로 발휘하지 못하고 상한치를 벗어나는 경우 과도하게 액체화하게 되는바, 본 발명에 의한 코팅액이 소망하는 점성으로 형성되지 않게 된다. 이 경우 코팅이 제대로 이루어 지지 않게 되는 현상이 발생하게 되므로, 상기의 범위에서 첨가하게 된다.NH 3 , 2H 2 O does not properly exhibit the ability to liquefy the organic silicon compound when the amount of addition exceeds the lower limit, and becomes excessively liquid when exceeding the upper limit, so that the coating solution according to the present invention is not formed to a desired viscosity. do. In this case, the phenomenon that the coating is not properly made occurs, so it is added in the above range.
광택제는 피착물(400)에 형성되는 코팅층(420)이 미려한 광택을 내도록 하기 위해 사용되는 물질로서 스테아린산이 채택될 수 있고, 이 경우 스테아린산 0.8~1.2g당 알코올 20ml에 녹인 용액을 첨가한다.The brightening agent may be stearic acid as a material used for the
용제는 각 성분들을 녹여서 잘 혼합될 수 있도록 하기 위해 사용되는 물질로, 에탄올이 채택될 수 있다. Solvent is a material used to melt each component so that it can be mixed well, and ethanol may be employed.
보존제는 벤젠이소치아졸리논이 채택될 수 있고, 미량으로 첨가되는 바, 0.1 중량% 이하로 첨가되는 것이 바람직하다.As the preservative, benzeneisothiazolinone may be employed, and it is preferably added in an amount of 0.1% by weight or less as it is added in a trace amount.
유화안정제는 프로필렌글리콜이 채택될 수 있고, 미량으로 첨가되는 바, 0.1 중량% 이하로 첨가되는 것이 바람직하다.Emulsifier stabilizer may be employed propylene glycol, is added in a small amount, it is preferably added to 0.1% by weight or less.
상기와 같은 코팅액은 각 성분이 유기적으로 작용하여 최적의 코팅 성능 및 코팅 후 미려한 외관을 형성함과 아울러 소망하는 물성을 구현할 수 있도록 그 성분 및 함량이 최적화된 것이다. 따라서 어느 하나의 성분의 함량이 앞서 설명한 임계치를 벗어나는 경우 소망하는 물성이 제대로 구현되지 않을 뿐만 아니라 각 성분 특유의 작용이 원활하게 구현되지 않게 되므로, 상기 범위 내에서 첨가하여야 한다.Each of the above coating liquids is optimized so that each component works organically to form optimum coating performance and a beautiful appearance after coating, and to realize desired properties. Therefore, if the content of any one component exceeds the above-described threshold, desired properties are not properly implemented, and the action specific to each component is not smoothly implemented, so it must be added within the above range.
상기와 같이 형성되는 코팅액은 챔버(300)에 채워지고, 그 상태에서 피착물(400)이 챔버(300)에 투입되어 상기 코팅액에 침지된다. 이후 마그네트론(200)을 작동시켜 마이크로웨이브를 발생시키게 되는데, 마이크로웨이브가 코팅액에 조사되고, 그 결과 상기 코팅액이 가열된다. 이때 코팅액이 가열되는 온도는 50~60℃인 것이 바람직하다. 이러한 온도로 가열될 수 있도록 마이크로웨이브의 주파수를 결정하게 된다. 본 발명에서 사용된 마이크로웨이브의 주파수는 2~4GHZ 정도이다.The coating solution formed as described above is filled in the
상기 코팅액의 가열에 따라 코팅액은 자연스럽게 피착물(400)에 달라붙게 된다. 이후 마그네트론(200)의 작동을 멈추어 일정 시간 지나게 되면 가열된 코팅액이 일정 정도 냉각되는데, 그 결과 피착물(400)에 달라붙은 코팅액이 고착되어 피착물(400)에 코팅층(420)이 형성되게 된다. 이상의 과정을 1회 수행하여서 형성되는 코팅층(420)의 두께는 수 ㎛에 이른다. As the coating solution is heated, the coating solution naturally adheres to the
한편, 코팅과정에서 코팅액을 가열 및 냉각하는 과정을 복수 회 반복하게 된다. 이는 1회 가열 및 냉각할 때마다 형성되는 코팅층(420)의 두께가 소망하는 물성을 구현하고자 하는 두께에 미치지 못함에 따른 것으로, 소망하는 두께로 형성될 때 까지 복수 회 반복게 된다. 이를 위해 마이크로웨이브를 10~60초간 발생시켜 코팅액을 적정한 온도로 가열한 뒤 10~60초간 발생을 멈추어 냉각하는 과정을 복수 회 반복하게 된다. 특히 10~60초간 발생을 멈추게 되면 코팅액이 상온까지 완전히 냉각되지 않으면서도 냉각에 따른 효과를 얻을 수 있는 정도까지만 냉각되게 되므로, 적정 온도에 이르도록 다시 가열할 때 소요되는 에너지를 절약할 수 있게 된다.Meanwhile, in the coating process, the process of heating and cooling the coating solution is repeated multiple times. This is due to the fact that the thickness of the
본 발명에서 상기와 같은 코팅액의 가열 및 냉각 과정은 10~30회 반복하게 된다. 이를 통해 코팅층(420)의 두께를 증가시키고 표면을 균일하게 형성하게 되는 것이다.In the present invention, the heating and cooling process of the coating solution as described above is repeated 10 to 30 times. Through this, the thickness of the
이상의 과정을 통해 피착물(400)에 코팅층이 형성되게 된다. 이러한 코팅층(420)은 코팅액의 물성에 따라 유리막 코팅층(420)이 형성되는 결과로 이어지게 되는데, 그로 인해 폴리머 성분으로 된 안경렌즈에 코팅층(420)을 형성하는 경우 투명한 코팅층(420)이 형성되면서 가시광선의 투과율은 향상되어 물체로 보다 선명하게 식별할 수 있도록 함과 아울러 자외선은 차단되어 눈을 보호할 수 있게 된다. 그리고 어떠한 재질의 피착물(400)이든 내마모성 및 내열성이 향상되게 되는바, 충격이나 열, 압력 등에 의해 쉽게 변형되지 않는 코팅층(420)을 형성할 수 있게 된다.Through the above process, a coating layer is formed on the adherend 400. The
100 : 함체, 120 : 도어,
200 : 마그네트론,
300 : 챔버,
400 : 피착물, 420 : 코팅층.100: enclosure, 120: door,
200: magnetron,
300: chamber,
400: adherend, 420: coating layer.
Claims (5)
상기 코팅액은 정제수 80~90 중량%, SiO2 0.5~2 중량%, NH3 1.5~3 중량%, 2H2O 0.5~2 중량%, 광택제 3~7 중량%, 용제 4~6 중량% 및 미량의 보존제와 유화안정제를 포함하여 형성되는 것인 마이크로웨이브를 이용한 코팅방법.Filling the coating solution inside the chamber 300, immersing the deposit 400 in the coating solution, and then heating the coating solution with microwaves to coat the coating solution on the deposit 400 to coat the coating layer 420. To form,
The coating solution is 80 to 90% by weight of purified water, 0.5 to 2% by weight of SiO 2 , 1.5 to 3% by weight of NH 3 , 0.5 to 2% by weight of 2H 2 O, 3 to 7% by weight of brightener, 4 to 6% by weight of solvent, and trace amount A coating method using microwaves that is formed by including a preservative and an emulsifier.
상기 코팅액은 마이크로웨이브가 10~60초간 발생한 뒤 10~60초간 멈추는 과정을 반복하며 가열 및 냉각되는 과정이 반복되면서 피착물(400)에 코팅되는 마이크로웨이브를 이용한 코팅방법.According to claim 1,
The coating solution is a coating method using microwaves coated on the adherend 400 while the process of heating and cooling is repeated by repeating the process of stopping for 10 to 60 seconds after the microwave is generated for 10 to 60 seconds.
상기 가열 및 냉각되는 과정은 10~30회 반복됨으로써 코팅층(420)의 두께를 증가시키고 표면을 균일하게 형성하게 되는 마이크로웨이브를 이용한 코팅방법.
According to claim 1,
The heating and cooling process is repeated 10 to 30 times, thereby increasing the thickness of the coating layer 420 and coating method using microwaves to form a uniform surface.
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