KR102389127B1 - Uv 경화를 이용한 물질의 접착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는 UV투과 불가능한 제1물질, UV 투과 불가능한 제2물질, UV경화 접착제 및 UV투과 가능한 중간매개체를 준비하는 단계(S100), UV투과 불가능한 제1물질 또는 UV투과 가능한 중간매개체의 일측면을 UV경화 접착제로 도포하는 단계(S200), UV투과 불가능한 제1물질과 UV투과 가능한 중간매개체의 일측면을 부착시키고, UV투과 가능한 중간매개체 방향에서 UV광선을 조사하여 1차 광경화하는 단계(S300), 1차 광경화가 완료된 후, 1차 접착품을 뒤집는 단계(S400), UV투과 불가능한 제2물질 또는 UV투과 가능한 중간매개체의 타측면을 UV경화 접착제로 도포하는 단계(S500), UV투과 불가능한 제2물질과 UV투과 가능한 중간매개체의 타측면을 부착시키고, UV투과 가능한 부분에서 UV광선을 조사하여 2차 광경화하는 단계(S600) 및 2차 광경화가 완료된 후, UV투과 가능한 중간매개체를 매개로 하여 UV투과 불가능한 제1물질과 UV투과 불가능한 제2물질의 접착을 완료하는 단계(S700)를 포함하는, UV경화를 이용한 물질의 접착 방법을 제공한다.

Description

UV 경화를 이용한 물질의 접착 방법 {ADHESION METHOD OF MATERIALS USING UV CURING}

본 발명은 UV 경화를 이용한 물질의 접착 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 UV 광선이 투과되지 않는 물질들을 UV 광선이 투과되는 중간 매개체를 이용하여 접착할 수 있는 UV 경화를 이용한 물질의 접착 방법에 관한 것이다.

UV 경화 접착은 1960년대에 보고되었고, 그 이후 연구를 통해 상당한 업적이 달성되었다. UV 경화 접착제는 UV 방사 하에 급격히 경화될 수 있는 접착제를 말한다. 오늘날, UV 경화 접착은 수많은 분야의 산업용 어셈블리, 특히 신속한 어셈블리가 요구되는 첨단기술 산업, 예컨대 액정 디스플레이 (LCD) 제조, 카메라 및 기타 광학 제품 제조, 휴대폰 키패드 어셈블리, 전자 회로 기판 제조, 가전 제품 제조와 같은 산업 등에 성공적으로 적용되었다. UV 경화 접착은 또한 유리 가구의 제조, 유리 공예품의 어셈블리, 장난감, 보석 및 기타 장식품의 어셈블리와 같은 상품 부문에서 널리 사용되고 있다. 따라서, 높고 효율적인 생산성이 달성된다.

그러나, 일부 상황에서 UV 경화 접착은 적용이 어려울 수 있다. 예를 들어, 음역 영역, 즉 UV 광선이 전송될 수 없는 영역은 UV 광선이 이들 영역을 통과할 수 없으므로 접착제가 완전히 경화될 수 없다. 또한, 불투명한 물질 또는 UV 광선이 투과되지 않는 물질들을 서로 접착하는 경우, UV 경화 접착이 적용되기는 어려운 실정이다.

이때, 기존의 불투명한 혹은 UV(Ulrta-Violet) 광선의 투과가 불가능한 물질끼리 결합하려면 전자 빔(Electron beam)을 이용한 결합 방식이 사용되어야 했다. 이때, 전자 빔을 이용한 결합 방식은 접착을 위해 값비싼 장비 및 설비 구축이 요구되므로, 경제적 부담이 발생할 수 있다. 또한, 전자 빔 방식은 제조과정에서 인체에 해로운 물질을 방출할 수 있기 때문에 사용자의 근무여건이 좋지 않은 문제점도 있었다.

한국 등록특허공보 제10-1867287호 (2018.06.07)

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 UV 광선이 투과되지 않는 물질들을 UV 광선이 투과되는 중간 매개체를 이용하여 접착할 수 있는 UV 경화를 이용한 물질의 접착 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면은 UV투과 불가능한 제1물질, UV 투과 불가능한 제2물질, UV경화 접착제 및 UV투과 가능한 중간매개체를 준비하는 단계(S100), UV투과 불가능한 제1물질 또는 UV투과 가능한 중간매개체의 일측면을 UV경화 접착제로 도포하는 단계(S200), UV투과 불가능한 제1물질과 UV투과 가능한 중간매개체의 일측면을 부착시키고, UV투과 가능한 중간매개체 방향에서 UV광선을 조사하여 1차 광경화하는 단계(S300), 1차 광경화가 완료된 후, 1차 접착품을 뒤집는 단계(S400), UV투과 불가능한 제2물질 또는 UV투과 가능한 중간매개체의 타측면을 UV경화 접착제로 도포하는 단계(S500), UV투과 불가능한 제2물질과 UV투과 가능한 중간매개체의 타측면을 부착시키고, UV투과 가능한 부분에서 UV광선을 조사하여 2차 광경화하는 단계(S600) 및 2차 광경화가 완료된 후, UV투과 가능한 중간매개체를 매개로 하여 UV투과 불가능한 제1물질과 UV투과 불가능한 제2물질의 접착을 완료하는 단계(S700)를 포함하는, UV경화를 이용한 물질의 접착 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 UV투과 불가능한 제1물질과 상기 UV투과 불가능한 제2물질은 서로 마주보는 면적의 크기가 다른 것을 특징으로 하는, UV경화를 이용한 물질의 접착 방법일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 UV투과 가능한 중간매개체의 면적 크기는 상기 UV투과 불가능한 제1물질의 면적 크기와 상기 UV투과 불가능한 제2물질의 면적 크기 사이인 것을 특징으로 하는, UV경화를 이용한 물질의 접착 방법일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 UV투과 가능한 중간매개체는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리카보네이트소재, 아크릴소재, PMMA소재, ABS 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, UV경화를 이용한 물질의 접착 방법일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 UV경화 접착제는 변성 광중합성 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 모노머, 광개시제, 첨가제로 구성되는 것을 특징으로 하는, UV경화를 이용한 물질의 접착 방법일 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, UV광선이 투과 가능한 물질에만 사용 가능하던 UV경화 접착 방법을 UV광선이 투과 불가능한 물질에도 적용할 수 있다.

또한, UV광선이 투과 가능한 중간매개체를 이용하는 단계를 추가하는 것만으로도 기존 산업계에서 사용하던 방법을 그대로 적용할 수 있어, 제조현장과 산업계의 혁신에 이바지할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 경화를 이용한 물질의 접착 방법에 의해 접착된 두 물질을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 경화를 이용한 물질의 접착 방법의 순서도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 경화를 이용한 물질의 접착 방법을 순차적으로 나타낸다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 경화를 이용한 물질의 접착 방법에 의해 접착된 두 물질을 나타내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 경화를 이용한 물질의 접착 방법의 순서도이며, 도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 경화를 이용한 물질의 접착 방법을 순차적으로 나타낸다.

도 1 내지 도 8을 참조하면, UV경화를 이용한 물질의 접착 방법은 UV투과 불가능한 제1물질, UV 투과 불가능한 제2물질, UV경화 접착제 및 UV투과 가능한 중간매개체를 준비하는 단계(S100), UV투과 불가능한 제1물질 또는 UV투과 가능한 중간매개체의 일측면을 UV경화 접착제로 도포하는 단계(S200), UV투과 불가능한 제1물질과 UV투과 가능한 중간매개체의 일측면을 부착시키고, UV투과 가능한 중간매개체 방향에서 UV광선을 조사하여 1차 광경화하는 단계(S300), 1차 광경화가 완료된 후, 1차 접착품을 뒤집는 단계(S400), UV투과 불가능한 제2물질 또는 UV투과 가능한 중간매개체의 타측면을 UV경화 접착제로 도포하는 단계(S500), UV투과 불가능한 제2물질과 UV투과 가능한 중간매개체의 타측면을 부착시키고, UV투과 가능한 부분에서 UV광선을 조사하여 2차 광경화하는 단계(S600) 및 2차 광경화가 완료된 후, UV투과 가능한 중간매개체를 매개로 하여 UV투과 불가능한 제1물질과 UV투과 불가능한 제2물질의 접착을 완료하는 단계(S700)를 포함한다.

도 3을 참조하면, 먼저 UV경화를 이용한 물질의 접착 방법은 UV투과 불가능한 제1물질(B), UV 투과 불가능한 제2물질(D), UV경화 접착제(C) 및 UV투과 가능한 중간매개체(A)를 준비한다(S100).

UV투과 가능한 중간매개체(A)는 두께 10㎛~8mm로 제조된 투명 또는 반투명으로 된 필름, 합성수지소재 중 어느 하나일 수 있다.

보다 구체적으로, UV투과 가능한 중간매개체(A)는 필름소재로서, 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등과 같은 필름소재를 사용하여 구성될 수 있다. 또한, UV투과 가능한 중간매개체(A)는 합성수지소재로서, 폴리카보네이트소재, 아크릴소재, PMMA소재, ABS 등과 같은 합성수지소재를 사용하여 구성될 수 있다. 나아가, UV투과 가능한 중간매개체(A)는 상기 필름 또는 상기 합성수지소재에 증착을 하여 투명도가 조절된 반투명 소재를 사용하여 구성될 수도 있다.

그 다음 도 4를 참조하면, UV투과 불가능한 제1물질(B) 또는 UV투과 가능한 중간매개체(A)의 일측면을 UV경화 접착제(C)로 도포하고(S200), UV투과 불가능한 제1물질(B)과 UV투과 가능한 중간매개체(A)의 일측면을 부착시킨 후, UV투과 가능한 중간매개체(A) 방향에서 UV광선을 조사하여 1차 광경화한다(S300).

UV경화 접착제(C)는, 자외선 조사에 의해서 중합 경화하는 성질을 갖는 접착제로서, 변성 광중합성 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 모노머, 광개시제, 첨가제를 사용하여 구성될 수 있으며, 무기포 및 투명도 유지 기능을 갖는 점성이 있는 투명 액체의 자외선경화용 UV 접착제로 구성될 수 있다.

조사되는 자외선(UV)은 260~450㎚인 것이 경화속도를 빠르게 할 수 있어 바람직하다. 자외선 조사폭은 100~1,500mm로 수평식의 UV LED 램프, 메탈할라이드램프, 수은램프 중 어느 하나를 설치하여 상부에서 조사하여 경화하는 방식을 이용할 수 있다.

이때, 자외선은 UV투과 불가능한 제1물질(B) 방향이 아닌 UV투과 가능한 중간매개체(A) 방향에서 조사되는 것이 바람직하다.

그 다음 도 5를 참조하면, 1차 광경화가 완료된 후, 1차 접착품을 뒤집는다(S400).

1차 광경화가 완료되면, UV투과 불가능한 제1물질(B)과 UV투과 가능한 중간매개체(A)의 일측면에 도포된 접착제(C)는 경화된 접착제(C1)로 변형되고, UV투과 불가능한 제1물질(B)과 UV투과 가능한 중간매개체(A)가 접착된 1차 접착품이 형성된다.

그 다음 도 6 및 도 7을 참조하면, UV투과 불가능한 제2물질(D) 또는 UV투과 가능한 중간매개체(A)의 타측면을 UV경화 접착제(C)로 도포하고(S500), UV투과 불가능한 제2물질(D)과 UV투과 가능한 중간매개체(A)의 타측면을 부착시킨 후, UV투과 가능한 부분에서 UV광선을 조사하여 2차 광경화한다(S600).

전술한 바와 같이, UV경화 접착제(C)는, 자외선 조사에 의해서 중합 경화하는 성질을 갖는 접착제로서, 변성 광중합성 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 모노머, 광개시제, 첨가제를 사용하여 구성될 수 있으며, 무기포 및 투명도 유지 기능을 갖는 점성이 있는 투명 액체의 자외선경화용 UV 접착제로 구성될 수 있다.

또한, 조사되는 자외선(UV)은 260~450㎚인 것이 경화속도를 빠르게 할 수 있어 바람직하다. 자외선 조사폭은 100~1,500mm로 수평식의 UV LED 램프, 메탈할라이드램프, 수은램프 중 어느 하나를 설치하여 상부에서 조사하여 경화하는 방식을 이용할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 UV투과 불가능한 제1물질(B)과 상기 UV투과 불가능한 제2물질(D)은 서로 마주보는 면적의 크기가 다르게 구성될 수 있고, UV투과 가능한 중간매개체(A)의 면적 크기는 상기 UV투과 불가능한 제1물질(B)의 면적 크기와 상기 UV투과 불가능한 제2물질(D)의 면적 크기 사이로 구성될 수 있다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, UV투과 불가능한 제2물질(D) 또는 UV투과 가능한 중간매개체(A)의 타측면을 UV경화 접착제(C)로 도포하는 단계(S500)에서, 접착제(C)는 UV투과 가능한 중간매개체(A)의 타측면 중 UV투과 불가능한 제1물질(B)의 면적 범위를 벗어난 부분에 도포될 수 있다.

이로써, UV투과 가능한 중간매개체(A)의 일부분이 외부로 노출될 수 있고, 이러한 UV투과 가능한 부분을 통해 UV광선을 조사하여 2차 광경화가 보다 용이하게 수행될 수 있다.

그 다음 도 8를 참조하면, 2차 광경화가 완료된 후, UV투과 가능한 중간매개체(A)를 매개로 하여 UV투과 불가능한 제1물질(B)과 UV투과 불가능한 제2물질(D)의 접착을 완료한다(S700).

2차 광경화가 완료되면, UV투과 불가능한 제2물질(D)과 UV투과 가능한 중간매개체(A)의 타측면에 도포된 접착제(C)는 경화된 접착제(C1)로 변형되고, UV투과 불가능한 제2물질(D)과 UV투과 가능한 중간매개체(A)가 접착됨에 따라 최종 접착품이 형성된다.

이처럼, UV투과 가능한 중간매개체(A)를 이용하여 UV광선이 투과 가능한 물질에만 사용 가능하던 UV경화 접착 방법을 UV광선이 투과 불가능한 물질들 사이에서도 적용할 수 있다.

또한, UV 투과 가능한 중간매개체(A)를 이용하는 단계를 추가하는 것만으로도 기존 산업계에서 사용하던 방법을 그대로 적용할 수 있어, 제조현장과 산업계의 혁신에 이바지할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

A UV투과 가능한 물질
B UV투과 불가능한 제1물질
C 접착제
C1 경화된 접착제
D UV투과 불가능한 제2물질

Claims (5)

1. UV투과 불가능한 제1물질, UV 투과 불가능한 제2물질, UV경화 접착제 및 UV투과 가능한 중간매개체를 준비하는 단계;
   UV투과 불가능한 제1물질 또는 UV투과 가능한 중간매개체의 일측면을 UV경화 접착제로 도포하는 단계;
   UV투과 불가능한 제1물질과 UV투과 가능한 중간매개체의 일측면을 부착시키고, UV투과 가능한 중간매개체 방향에서 UV광선을 조사하여 1차 광경화하는 단계;
   1차 광경화가 완료된 후, 1차 접착품을 뒤집는 단계;
   UV투과 불가능한 제2물질 또는 UV투과 가능한 중간매개체의 타측면을 UV경화 접착제로 도포하는 단계;
   UV투과 불가능한 제2물질과 UV투과 가능한 중간매개체의 타측면을 부착시키고, UV투과 가능한 중간매개체의 일 부분을 통해 UV광선을 조사하여 2차 광경화하는 단계; 및
   2차 광경화가 완료된 후, UV투과 가능한 중간매개체를 매개로 하여 UV투과 불가능한 제1물질과 UV투과 불가능한 제2물질의 접착을 완료하는 단계를 포함하는, UV경화를 이용한 물질의 접착 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 UV투과 불가능한 제1물질과 상기 UV투과 불가능한 제2물질은 서로 마주보는 면적의 크기가 다른 것을 특징으로 하는, UV경화를 이용한 물질의 접착 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 UV투과 가능한 중간매개체의 면적 크기는 상기 UV투과 불가능한 제1물질의 면적 크기와 상기 UV투과 불가능한 제2물질의 면적 크기 사이인 것을 특징으로 하는, UV경화를 이용한 물질의 접착 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 UV투과 가능한 중간매개체는 폴리염화비닐, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리카보네이트소재, 아크릴소재, PMMA소재, ABS 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, UV경화를 이용한 물질의 접착 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 UV경화 접착제는 변성 광중합성 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 모노머, 광개시제, 첨가제로 구성되는 것을 특징으로 하는, UV경화를 이용한 물질의 접착 방법.

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