KR102279897B1 - 다액형 경화성 조성물의 도포 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다액형 경화성 조성물의 도포 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다액형 경화성 조성물을 이루는 각각의 유체를 미리 혼합하지 않고 층층이 도포하는 다액형 경화성 조성물의 도포 방법에 관한 것이다. 본 발명은 a) 접착 대상물의 표면에 다액형 경화성 조성물을 구성하는 복수의 유체를 층층이 도포하는 단계와, b) 이미지 센서를 이용하여 층층이 도포된 전체 유체의 2차원 이미지를 획득하는 단계와, c) 거리 센서를 이용하여 층층이 도포된 전체 유체의 높이를 측정하는 단계와, d) 상기 b) 단계 및 c) 단계에서 측정된 유체의 2차원 이미지 및 높이를 이용하여 도포된 다액형 경화성 조성물 전체의 부피를 계산하는 단계를 포함하는 다액형 경화성 조성물의 도포 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 다액형 경화성 조성물의 도포 방법에서는 다액형 경화성 조성물을 이루는 각각의 유체를 미리 혼합하지 않기 때문에 다액형 경화성 조성물의 보관이 용이하다. 또한, 다액형 경화성 조성물을 이루는 각각의 유체를 미리 혼합하지 않기 때문에 경화에 따른 점도 변화가 생기지 않는다. 따라서 도포량을 정확하게 제어할 수 있다.

Description

다액형 경화성 조성물의 도포 방법{Method for applying multi-component curable composition}
본 발명은 다액형 경화성 조성물의 도포 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다액형 경화성 조성물을 이루는 각각의 유체를 미리 혼합하지 않고 층층이 도포하는 다액형 경화성 조성물의 도포 방법에 관한 것이다.
다액형 경화성 조성물은 접착제의 일종으로서, 혼합시 경화되는 반응성이 있는 성분들을 따로 보관하다가 필요시에 혼합하여 접착 대상물에 도포하는 방식으로 사용한다. 예를 들어, 주제와 경화제로 이루어진 2 액형 아크릴계 접착제 등이 사용되고 있다.
최근에는 다액형 경화성 조성물을 미세한 부품에 지름 수㎜ 정도의 면적으로 소량 도포한 후 대상물에 접촉시켜서 부품을 부착하는 방법이 사용되고 있다.
예를 들어, 한국공개특허 제10-2017-0085118호에는 스터드 매니퓰레이터들에 스터드들을 배치하는 단계, 스터드들에 접착제를 적용하는 단계, 패터닝된 표면이 아래쪽으로 향하게 또한 스터드들 위에 패터닝 디바이스를 배치하는 단계, 및 스터드 매니퓰레이터들을 위쪽으로 이동시켜 패터닝 디바이스와 접촉하도록 스터드들을 이동시키는 단계, 스터드 매니퓰레이터들에서 가열기들을 이용하여 스터드들을 가열하는 단계를 거쳐서 스터드를 패터닝 디바이스(레티클)에 부착하는 방법이 개시되어 있다. 여기서 스터드에 접착제를 적용하는 단계에서 다액형 경화성 조성물이 접착제로 사용될 수 있다.
그리고 이러한 다액형 경화성 조성물을 접착 대상물에 도포하기 위한 장치로서, 디스펜서 장치들이 사용 및 개발되고 있다.
예를 들어, 한국등록특허 제10-1404224호에는 제1 및 제2 저장통들로부터 토출되는 접착제와 경화제를 나선형상의 혼합기로 혼합한 후 토출시키는 디스펜서 장치들이 사용되고 있다.
그러나 이러한 디스펜서 장치들은 주제와 경화제 혼합기에서 혼합되면서 바로 경화가 진행되기 때문에 디스펜서 장치에 남아 있는 다액형 경화성 조성물의 보관이 어렵고, 연속 작업이 어려우며, 경화에 따른 점도 변화 등에 따라서 도포량을 정확하게 제어하기 어렵다는 문제가 있었다.
또한, 이러한 이유로 자동화하기도 어려워 숙련된 작업자가 도포 직전에 디스펜서 장치를 통해서 수회 내지 수십회 혼합된 다액형 경화제 조성물을 토출하여 1회에 평균적으로 토출되는 양을 확인하는 단계를 거친 후, 수동으로 도포해야 한다는 문제가 있었다.
한국등록특허 제10-1404224호 한국등록특허 제10-0915047호 한국공개특허 제10-2017-0085118호
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도포량을 용이하게 제어할 수 있는 다액형 경화성 조성물의 도포 방법 및 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 a) 접착 대상물의 표면에 다액형 경화성 조성물을 구성하는 복수의 유체를 층층이 도포하는 단계와, b) 이미지 센서를 이용하여 층층이 도포된 전체 유체의 2차원 이미지를 획득하는 단계와, c) 거리 센서를 이용하여 층층이 도포된 전체 유체의 높이를 측정하는 단계와, d) 상기 b) 단계 및 c) 단계에서 측정된 유체의 2차원 이미지 및 높이를 이용하여 도포된 다액형 경화성 조성물 전체의 부피를 계산하는 단계를 포함하는 다액형 경화성 조성물의 도포 방법을 제공한다.
또한, 상기 a) 단계에서 상기 유체들은 각각의 중심이 일치하도록 정렬된 상태로 도포되는 다액형 경화성 조성물의 도포 방법을 제공한다.
또한, 복수의 유체 중 일부만이 도포된 상태에서 이미지 센서를 이용하여 도포 완료된 유체의 면적을 측정하는 단계와, 복수의 유체 중 일부만이 도포된 상태에서 거리 센서를 이용하여 도포 완료된 유체의 높이를 측정하는 단계와, 도포 완료된 유체의 면적 및 높이를 이용하여 도포 완료된 유체의 부피를 계산하는 단계를 더 포함하는 다액형 경화성 조성물의 도포 방법을 제공한다.
또한, 상기 d) 단계에서 계산된 다액형 경화성 조성물 전체의 부피와 도포 완료된 유체의 전체 부피의 차이를 이용하여, 추가로 도포된 유체의 부피를 계산하는 단계를 더 포함하는 다액형 경화성 조성물의 도포 방법을 제공한다.
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본 발명에 따른 다액형 경화성 조성물의 도포 방법에서는 다액형 경화성 조성물을 이루는 각각의 유체를 미리 혼합하지 않기 때문에 다액형 경화성 조성물의 보관이 용이하다.
또한, 다액형 경화성 조성물을 이루는 각각의 유체를 미리 혼합하지 않기 때문에 경화에 따른 점도 변화가 생기지 않는다. 따라서 도포량을 정확하게 제어할 수 있다.
또한, 연속 작업 및 자동화가 용이하다는 장점도 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다액형 경화성 조성물의 도포 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다액형 경화성 조성물의 도포 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다액형 경화성 조성물의 도포 방법의 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다액형 경화성 조성물의 도포 장치의 개념도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 다액형 경화성 조성물의 도포 장치(100)는 접착 대상물(1)을 지지하는 지지수단(10)와, 2개의 디스펜서들(20, 25)과, 정렬수단(30)과, 이미지 센서(40)와, 거리 센서(50)와, 제어기를 포함한다.
본 발명에 따른 다액형 경화성 조성물의 도포 장치는 다액형 경화성 조성물을 구성하는 각각의 유체들을 별도의 디스펜서들(20, 25)을 이용하여 접착 대상물(1)의 표면에 층층이 도포한다. 그리고 이미지 센서(40)와 거리 센서(50) 및 제어기를 이용하여 도포된 각각의 유체의 부피 및/또는 도포된 전체 다액형 경화성 조성물의 부피를 측정한다.
본 실시예에서는 접착 대상물(1)로 스터드를 사용하며, 다액형 경화성 조성물로 2 액형 접착제를 사용하는 경우를 예로 들어서 설명한다. 2 액형 접착제는 구성 유체로서 주제와 경화제를 포함한다. 3 액형 이상의 경화성 조성물을 사용하는 경우에는 유체의 개수에 맞는 디스펜서가 필요하다. 예를 들어, 3 액형 경화성 조성물을 사용하는 경우에는 3개의 디스펜서들이 필요하다.
지지수단(10)은 접착 대상물(1)의 형태에 따라서 다양한 형태일 수 있다. 접착 대상물(1)로 스터드를 사용하는 경우에는 스터드가 끼워지는 홈이 형성된 스터드 매니퓰레이터가 지지수단(10)으로 사용될 수 있다.
2개의 디스펜서들(20, 25)은 각각 주제와 경화제를 도포하는 역할을 한다. 디스펜서로는 용적 계량식(메커니컬) 디스펜서, 플런저 방식 디스펜서, 튜빙 방식 디스펜서, 에어 펄스 방식 디스펜서, 압전 디스펜서 등 다양한 공지의 디스펜서를 사용할 수 있다. 본 실시예에서 제1 디스펜서(20)에는 주제가 저장되며, 제2 디스펜서(25)에는 경화제가 저장된다.
정렬수단(30)은 제1 디스펜서(20)와 제2 디스펜서(25)가 접착 대상물(1)의 동일한 위치에 주제와 경화제를 층층이 도포할 수 있도록, 디스펜서들(20, 25)과 접착 대상물(1)의 상대 위치를 조절하는 역할을 한다. 정렬수단(30)은 접착 대상물(1)의 위치 또는 적어도 하나의 디스펜서의 위치를 조절할 수 있는 이송 수단일 수 있다. 본 실시예에서 정렬수단(30)은 지지수단(10)에 고정된 접착 대상물(1)의 위치를 조절하는 것으로 예시되어 있다.
이미지 센서(40)는 디스펜서들(20, 25)에 의해서 접착 대상물(1)의 표면에 도포된 유체의 2차원 이미지를 획득하는데 사용된다. 이미지 센서(40)는 접착 대상물(1)의 표면에 도포된 경화제의 2차원 이미지와, 경화제 위에 주제가 도포된 상태의 2차원 이미지를 획득할 수 있다. 반대로, 주제를 먼저 도포하는 경우에는 도포된 주제의 2차원 이미지와, 주제 위에 경화제가 도포된 상태의 2차원 이미지를 획득할 수 있다.
이미지 센서(40)로는 CCD 이미지 센서나 CMOS 이미지 센서를 사용할 수 있다. 이미지 센서(40)를 통해서 확보된 도포된 유체의 2차원 이미지를 제어기에 설치된 프로그램을 통해서 분석하면 도포된 유체의 지름과 중심 좌표를 측정할 수 있다.
거리 센서(50)는 도포된 유체의 높이를 측정하는데 사용된다. 거리 센서(50)로는 공초점 센서 등 비접촉식 거리 센서를 사용할 수 있다. 거리 센서(50)는 도포된 유체의 최대 높이를 측정한다. 또한, 유체의 위치별 높이 변화 프로파일을 측정할 수도 있다.
제어기는 이미지 센서(40)와 거리 센서(50)에서 측정된 유체의 2차원 이미지 및 유체의 높이를 이용하여 도포된 유체의 부피를 계산한다. 제어기는 CPU, 메모리, 저장 장치 등의 하드웨어와 저장 장치에 설치된 프로그램을 포함한다.
이하에서는 상술한 다액형 경화성 조성물의 도포 장치를 이용한 다액형 경화성 조성물의 도포 방법의 일실시예에 대해서 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 다액형 경화성 조성물의 도포 방법은 지지 수단(10)에 접착 대상물(1)을 배치하는 단계로 시작된다(S1).
다음, 제2 디스펜서(25)를 이용하여 접착 대상물(1)에 경화제를 도포한다(S2).
다음, 이미지 센서(40)를 이용하여 도포된 경화제의 2차원 이미지를 획득한다(S3).
다음, 2차원 이미지의 중심 좌표를 획득한다(S4).
다음, 2차원 이미지의 중심 좌표를 이용하여 거리 센서(50)의 측정 범위에 도포된 경화제의 중심이 위치하도록 접착 대상물(1)의 상대 위치를 조절한다(S5).
다음, 거리 센서(50)를 이용하여 도포된 경화제의 높이를 측정한다(S6).
다음, 제어기는 도포된 경화제의 2차원 이미지 및 높이를 이용하여 경화제의 부피를 계산한다(S7). 경화제의 최대 높이를 이용하여 부피를 계산할 수도 있으며, 필요한 경우에는 경화제의 위치별 높이 프로파일이나 반경 방향 높이 프로파일을 이용해서 부피를 계산할 수도 있다.
예를 들어, 아래의 수학식을 이용하여 경화제의 부피(V)를 계산할 수 있다. 수학식에서 h는 경화제의 최대 높이, r은 경화제의 지름을 의미한다.
Figure 112021019774612-pat00001
다음, 정렬수단(30)을 이용하여 지지 수단(10)의 위치를 이동하여, 제1 디스펜서(20) 아래에 접착 대상물(1)을 위치시킨다(S8).
다음, 제1 디스펜서(20)를 이용하여 경화제 위에 주제를 도포한다(S9). 이때, 도포된 주제와 도포된 경화제의 중심이 일치한다.
다음, 이미지 센서(40)를 이용하여 도포된 경화제와 주제의 2차원 이미지를 획득한다(S10).
다음, 2차원 이미지의 중심 좌표를 획득한다(S11).
다음, 2차원 이미지의 중심 좌표를 이용하여 거리 센서(50)의 측정 범위에 도포된 경화제와 주제의 중심이 위치하도록 접착 대상물(1)의 상대 위치를 조절한다(S12).
다음, 거리 센서(50)를 이용하여 경화제 위에 도포된 주제의 높이(경화제와 주제의 총 높이)를 측정한다(S13).
다음, 제어기는 도포된 경화제와 주제의 2차원 이미지와 주제의 높이를 이용하여 주제와 경화제의 부피를 계산한다(S14).
다음, S14 단계에서 계산된 주제와 경화제의 총 부피와 S7 단계에서 계산된 경화제의 부피의 차이를 이용하여 주제의 부피를 계산한다(S15).
주제와 경화제의 부피가 정해진 범위에 내에 속한다면, 접착 대상물(1)을 부착하고자 하는 대상의 표면에 밀착시킨 후 압력을 가하여 접착 대상물(1)을 부착한다. 필요한 경우에는 열도 함께 가할 수 있다.
주제와 경화제가 층층이 도포된 상태에서 접착 대상물(1)을 대상의 표면에 밀착시키면, 주제와 경화제가 얇게 펴지면서, 주제와 경화제의 경계면에서 반응이 일어나 경화가 진행된다.
경화 단계에서의 온도 및 압력 조건을 조절하여 접착제의 접착력을 제어할 수 있다. 이에 따라 접착 대상물(1)의부착 해제 시 접착제의 잔류량을 일부 제어할 수 있으며, 잔류물을 좀 더 용이하게 제거할 수 있다.
이하에서는 상술한 다액형 경화성 조성물의 도포 장치(100)를 이용한 다액형 경화성 조성물의 도포 방법의 다른 실시예에 대해서 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예는 다액형 경화성 조성물의 도포 방법은 지지 수단(10)에 접착 대상물(1)을 배치하는 단계로 시작된다(S21).
다음, 제2 디스펜서(25)를 이용하여 접착 대상물(1)에 경화제를 도포한다(S22).
다음, 정렬수단(30)을 이용하여 지지 수단(10)의 위치를 이동하여, 제1 디스펜서(20) 아래에 접착 대상물(1)을 위치시킨다(S23).
다음, 제1 디스펜서(20)를 이용하여 경화제 위에 주제를 도포한다(S24). 이때, 도포된 주제와 도포된 경화제의 중심이 일치한다.
다음, 이미지 센서(40)를 이용하여 도포된 경화제와 주제의 2차원 이미지를 획득한다(S25).
다음, 2차원 이미지의 중심 좌표를 획득한다(S26).
다음, 2차원 이미지의 중심 좌표를 이용하여 거리 센서(50)의 측정 범위에 도포된 경화제와 주제의 중심이 위치하도록 접착 대상물(1)의 상대 위치를 조절한다(S27).
다음, 거리 센서(50)를 이용하여 경화제 위에 도포된 주제의 높이를 측정한다(S28).
다음, 제어기는 도포된 경화제와 주제의 2차원 이미지와 주제의 높이를 이용하여 주제와 경화제의 부피를 계산한다(S29).
본 실시예는 경화제의 부피를 측정하기 위한 단계들(S3 내지 S7 단계)이 생략된다는 점에서 도 2에 도시된 실시예와 차이가 있다. 또한, 주제의 부피를 계산하기 위한 단계(S15)도 생략된다.
본 실시예에서는 경화제를 접착 대상물(1)의 표면에 도포하는 단계에서 경화제의 부피를 측정하기 위한 단계들을 생략하는 대신에 유체 가열 온도나 유체 토출 압력 등 디스펜서의 설정 조건에 따른 유체의 도포량을 미리 측정한다.
도포량은 도 2의 S3 내지 S7 단계를 통해서 측정할 수도 있으며, 디스펜서를 이용하여 수십 회 도포한 후 도포된 경화제의 무게를 측정한 후 도포 횟수로 나누는 방법으로 측정할 수도 있다. 1회 도포량이 매우 소량이기 때문에 수십 회 도포한 후에 무게를 측정한다. 부피는 경화제의 밀도를 이용하여 계산할 수 있다.
본 발명에서는 디스펜서에서 주제와 경화제를 혼합되지 않기 때문에, 설정 조건이 동일하다면 디스펜서를 통해서 각각 토출되는 주제와 경화제의 양이 거의 변화하지 않는다. 따라서 미리 디스펜서의 설정 조건에 따른 도포량 데이터 테이블을 확보할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
예를 들어, 상술한 실시예들에서는 2 액형 경화성 조성물을 사용하는 것을 기준으로 설명하였으나, 3개 이상의 유체를 사용하는 경화성 조성물에도 본 발명을 적용할 수 있다. 3개 이상의 유체를 사용하는 경우에도 도 2에 도시된 실시예와 마찬가지로, 유체를 도포할 때마다 도포된 유체의 부피를 측정하거나, 도 3에 도시된 실시예와 마찬가지로, 유체들이 모두 도포된 후에 부피를 측정할 수 있다. 또한, 매번 측정하지 않고, 일부 유체들이 도포된 후에 부피를 측정할 수도 있다.
100: 다액형 경화성 조성물의 도포 장치
1: 접착 대상물
10: 지지수단
20: 제1 디스펜서
25: 제2 디스펜서
30: 정렬수단
40: 이미지 센서
50: 거리 센서

Claims (6)

  1. a) 접착 대상물의 표면에 다액형 경화성 조성물을 구성하는 복수의 유체를 층층이 도포하는 단계와,
    b) 이미지 센서를 이용하여 층층이 도포된 전체 유체의 2차원 이미지를 획득하는 단계와,
    c) 거리 센서를 이용하여 층층이 도포된 전체 유체의 높이를 측정하는 단계와,
    d) 상기 b) 단계 및 c) 단계에서 측정된 유체의 2차원 이미지 및 높이를 이용하여 도포된 다액형 경화성 조성물 전체의 부피를 계산하는 단계를 포함하며,
    복수의 유체 중 일부만이 도포된 상태에서 이미지 센서를 이용하여 도포 완료된 유체의 면적을 측정하는 단계와,
    복수의 유체 중 일부만이 도포된 상태에서 거리 센서를 이용하여 도포 완료된 유체의 높이를 측정하는 단계와,
    도포 완료된 유체의 면적 및 높이를 이용하여 도포 완료된 유체의 부피를 계산하는 단계를 더 포함하는 다액형 경화성 조성물의 도포 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 a) 단계에서 상기 유체들은 각각의 중심이 일치하도록 정렬된 상태로 도포되는 다액형 경화성 조성물의 도포 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 d) 단계에서 계산된 다액형 경화성 조성물 전체의 부피와 도포 완료된 유체의 전체 부피의 차이를 이용하여, 추가로 도포된 유체의 부피를 계산하는 단계를 더 포함하는 다액형 경화성 조성물의 도포 방법.




  4. 삭제
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