KR102622119B1 - 오버코팅 방지형 전기분사식 코팅 장치 및 오버코팅 방지 시스템 - Google Patents

오버코팅 방지형 전기분사식 코팅 장치 및 오버코팅 방지 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기분사 방식으로 코팅 대상물의 표면에 코팅을 수행하는 코팅 장치로서, 액체가 토출되는 분사 니들; 코팅 대상물이 설치되는 스테이지; 및 상기 스테이지에 설치되며 코팅 대상물의 주변에 전기장을 형성하는 오버코팅 방지부를 포함하며, 상기 오버코팅 방지부는 전기가 인가되는 오버코팅 방지 전극을 포함하여, 오버코팅 방지 전극에 인가된 전기에 의해서 발생된 전기장이 분사 니들에서 분사된 액적의 진행 궤도를 변경하여 스테이지에 부착되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 스테이지에 대한 오버코팅을 방지함으로써, 오버코팅에 의한 오염 등의 문제를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

오버코팅 방지형 전기분사식 코팅 장치 및 오버코팅 방지 시스템{OVERCOATING PREVENTION TYPE ELECTROSPRAYING COATING DEVICE AND OVERCOATING PREVENTION SYSTEM}
본 발명은 코팅 대상물에 코팅층을 형성하는 코팅 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 액적을 전기분사하여 코팅층을 형성하는 전기분사식 코팅 장치에 관한 것이다.
전기방사(electrospinning)는 전기력을 이용하여 가는 실을 제조하는 방법이며, 노즐의 직경보다 얇은 줄기로 액체를 토출할 수 있기 때문에 나노 섬유 등의 제조를 위하여 사용되고 있다.
액체가 토출되는 니들의 끝에 고전압을 인가하면 니들 끝에서 반구형을 이루던 액체가 표면전하에 의한 정전기적 압력에 의하여 테일러 콘 형상으로 변한다. 이때 액체 표면상의 임계전위 이상으로 커지게 되면 한쪽으로 전하가 축적되면서 반발력에 의해 액체가 얇은 줄기로 방사되며, 반대전하로 하전 되었거나 접지된 콜렉터 방향으로 액체가 이동하면서 섬유상이 형성된다. 이러한 전기방사에서 발전되어 니들에서 액체가 줄기가 아닌 작은 액적형태로 토출되는 것을 전기분사(electrosparying, 전기분무)라고 한다.
전기분사는 전기방사와 마찬가지로 나노섬유나 나노섬유 웹을 제조하는 과정에도 사용되지만, 최근에는 미세한 액적으로 얇은 코팅막을 형성할 수 있는 코팅기술로서 많이 사용되고 있다.
도 11은 종래 기술에 따른 전기분사를 이용한 코팅 장치의 구성과 코팅 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
전기분사를 이용한 코팅 장치는 액체를 토출하는 바늘 형태의 노즐인 분사 니들(100)이 상부에 위치하여 아래쪽에는 코팅 대상물(10)이 설치된 스테이지(200)가 위치한다. 도시되지는 않았지만, 분사 니들(100)에는 고전압이 인가되며, 스테이지(200) 또는 코팅 대상물(10)은 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전되거나 접지된다.
이러한 코팅 장치에서 코팅 대상물(10)에 코팅을 수행하는 경우, 코팅 대상물(10)의 끝부분까지 충분한 코팅을 수행하기 위하여 코팅 대상물(10)을 넘어서 스테이지(200)까지 전기분사를 수행하는 것이 일반적이다. 이와 같이, 스테이지(200)에 오버코팅된 부분은 스테이지(200)의 오염을 가져오며, 코팅 대상물(10)을 교체하는 과정에서 코팅 대상물(10)을 오염시킬 수 있다. 이를 방지하기 위하여 스테이지(200)의 오버코팅을 제거하는 과정이 반복적으로 수행되어야 하며, 이 과정에서 소요되는 시간으로 인하여 작업 효율이 낮아지는 문제가 있다. 또한, 코팅 작업이 완료된 코팅 대상물(10)을 제거한 뒤에 세척을 수행하기 때문에, 코팅 대상물(10)을 제거하는 과정에서는 스테이지(200)에 오버코팅된 물질이 남아있는 상태이고, 코팅 대상물(10)을 제거하는 중에 스테이지(200)에 잔류하는 오버코팅된 물질이 코팅 대상물(10)을 오염시키는 불량이 발생하는 문제점도 가지고 있다.
대한민국 등록특허 10-1696885
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 코팅 대상물을 넘어서 스테이지까지 액적이 분사되어 코팅되는 오버코팅 현상을 방지할 수 있는 전기분사식 코팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 오버코팅 방지형 전기분사식 코팅 장치는, 전기분사 방식으로 코팅 대상물의 표면에 코팅을 수행하는 코팅 장치로서, 액체가 토출되는 분사 니들; 코팅 대상물이 설치되는 스테이지; 및 상기 스테이지에 설치되며 코팅 대상물의 주변에 전기장을 형성하는 오버코팅 방지부를 포함하며, 상기 오버코팅 방지부는 전기가 인가되는 오버코팅 방지 전극을 포함하여, 오버코팅 방지 전극에 인가된 전기에 의해서 발생된 전기장이 분사 니들에서 분사된 액적의 진행 궤도를 변경하여 목표하는 기판 등 코팅 대상물 이외의 스테이지 영역에 부착되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 오버코팅 방지부는, 스테이지 상에 형성된 절연층과 절연층 상에 형성된 오버코팅 방지 전극을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 오버코팅 방지부는 전기적으로 분리된 복수의 오버코팅 방지 전극을 포함하며, 복수의 오버코팅 방지 전극을 선택적으로 구동하여 전기장이 형성되는 위치를 변경할 수 있는 것일 수 있다.
이때, 상기 분사 니들의 위치와 연동하여 복수의 오버코팅 방지 전극 중에 하나 이상을 선택적으로 구동할 수 있다.
스테이지 표면에서 오버코팅 방지 전극의 상단까지의 높이가 스테이지 표면에서 분사 니들 단부까지 거리의 1/2 이상인 것이 바람직하다.
상기 오버코팅 방지 전극은 전기적으로 분리된 다층 구조로 구성되며, 설치 높이가 다른 오버코팅 방지 전극을 선택적으로 구동하여 전기장이 형성되는 위치를 변경하도록 구성할 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 의한 오버코팅 방지 시스템은, 액체가 토출되는 분사 니들과 코팅 대상물이 설치되는 스테이지를 포함하는 전기분사식 코팅 장치에서 스테이지에 오버코팅되는 것을 방지하기 위한 오버코팅 방지 시스템으로서, 상기 스테이지에 설치되며 코팅 대상물의 주변에 전기장을 형성하는 오버코팅 방지부를 포함하며, 상기 오버코팅 방지부는 전기가 인가되는 오버코팅 방지 전극을 포함하여, 오버코팅 방지 전극에 인가된 전기에 의해서 발생된 전기장이 분사 니들에서 분사된 액적의 진행 궤도를 변경하여 스테이지에 부착되지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 오버코팅 방지부는, 스테이지 상에 형성된 절연층과 절연층 상에 형성된 오버코팅 방지 전극을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 오버코팅 방지부는 전기적으로 분리된 복수의 오버코팅 방지 전극을 포함하며, 복수의 오버코팅 방지 전극을 선택적으로 구동하여 전기장이 형성되는 위치를 변경할 수 있는 것일 수 있다.
이때, 상기 분사 니들의 위치와 연동하여 복수의 오버코팅 방지 전극 중에 하나 이상을 선택적으로 구동할 수 있다.
스테이지 표면에서 오버코팅 방지 전극의 상단까지의 높이가 스테이지 표면에서 분사 니들 단부까지 거리의 1/2 이상인 것이 바람직하다.
상기 오버코팅 방지 전극은 전기적으로 분리된 다층 구조로 구성되며, 설치 높이가 다른 오버코팅 방지 전극을 선택적으로 구동하여 전기장이 형성되는 위치를 변경하도록 구성할 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 스테이지에 설치된 오버코팅 방지부에 의해서 목표로한 코팅 대상물인 기판 등이 아닌 스테이지에 코팅이 수행되는 오버코팅을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한 스테이지에 대한 오버코팅을 방지함으로써, 오버코팅에 의한 코팅 대상물의 오염 문제와 스테이지 청소에 따른 공정 지연 문제 등을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치에서 전기분사에 의한 분사영역이 코팅 대상물의 가장자리에서 가운데를 향하여 이동하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치에서 전기분사에 의한 분사영역이 코팅 대상물의 가운데에서 가장자리를 향하여 이동하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 네 번째 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 종래 기술에 따른 전기분사를 이용한 코팅 장치의 구성과 코팅 모습을 설명하기 위한 모식도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별이 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미 한다.
또한, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치는 분사 니들(100)과 스테이지(200) 및 오버코팅 방지부(300)를 포함한다.
분사 니들(100)은 코팅층을 구성하는 물질 또는 전구체 물질을 액적 형태로 코팅 대상물을 향하여 전기분사하기 위한 부분으로서, 도시되지 않았지만 코팅층을 구성하는 물질 또는 전구체 물질을 저장하고 분사 니들(100)로 전달하는 구성이 포함된다. 또한, 전기분사를 위하여 분사 니들(100)에 고전압을 인가하기 위한 구성이 포함된다.
이와 같이, 본 발명의 특징을 해치지 않는 범위에서 종래의 전기분사 방식에 적용되는 분사 니들의 기술이 제한 없이 적용될 수 있다. 특히, 하나의 분사 니들만을 구비한 구성일 수도 있고, 복수의 분사 니들을 구비한 구성일 수도 있다.
스테이지(200)는 코팅 대상물이 설치되는 구성요소로서, 분사 니들(100)의 토출구에 대향되는 위치에 형성된다. 일반적으로 전기분사식 코팅장치는 상부에 위치하는 분사 니들에서 아래쪽을 향하여 액적을 분사하고, 스테이지는 분사 니들의 하부에 위치한다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 스테이지가 위쪽에 위치하고 아래쪽의 분사 니들에서 위쪽으로 액적을 분사하는 구조일 수도 있다.
스테이지(200)는 전기분사 과정에서 전기장을 형성하기 위하여 도전성 재질일 수 있으며, 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전되거나 접지될 수 있다. 한편, 전기분사를 통해서 코팅되는 코팅 대상물이 도전성 재질인 경우, 스테이지(200)는 비도전성 재질이고 코팅 대상물이 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전되거나 접지되는 형태일 수도 있다. 다만, 비도전성 재질로 스테이지(200)를 구성하는 경우에는 도전성 재질의 코팅 대상물에만 적용이 가능하므로, 장치의 활용성을 높이기 위해서는 스테이지(200)를 도전성 재질로 구성하는 것이 바람직하다.
오버코팅 방지부(300)는 스테이지(200)에 설치되어 코팅 대상물의 주변에 전기장을 형성함으로써 전기분사된 액적이 스테이지(200)에 오버코팅되는 것을 방지하는 부분이다. 이를 위하여 오버코팅 방지부(300)는 코팅 대상물의 주변을 둘러싸는 형태로 설치될 수 있다. 또한, 본 발명의 오버코팅 방지부(300)는 분사 니들에서 분사되는 액적의 분사 형태를 조절하는 것이 아니고, 스테이지(200)를 향하여 이동하는 액적의 궤도를 변경하는 전기장을 형성하는 점에 특징이 있다. 구체적으로 스테이지(200)를 향하여 이동하는 액적이 코팅 대상물 측으로 이동하여 코팅 대상물의 표면에 부착되도록 하는 전기장을 형성한다. 이러한 특징으로 인하여, 본 발명의 오버코팅 방지부(300)를 기존의 전기분사식 코팅 장치에 추가하는 것이 가능하다. 따라서 기존의 전기분사식 코팅 장치를 교체하지 않고 오버코팅 방지부(300)를 포함하는 오버코팅 방지 시스템을 추가 설치하는 것에 의해서 스테이지(200)에 대한 오버코팅을 방지할 수 있다.
도시된 실시예에서 오버코팅 방지부(300)는 스테이지(200)와 접촉하는 절연재질의 절연층(320) 위에 도전재질의 오버코팅 방지 전극(310)이 적층된 구조이다.
절연층(320)은 스테이지(200)와 오버코팅 방지 전극(310)의 절연을 위한 구성이다. 앞서 살펴본 것과 같이, 스테이지(200)는 도전성 재질 또는 비도전성 재질로 구성될 수 있으며, 코팅 대상물의 범용성을 위해서는 스테이지(200)를 도전성 재질로 구성하고 스테이지(200)를 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전시키거나 접지시키는 것이 좋다. 본 실시예는 스테이지(200)가 도전성 재질인 경우를 상정하고, 스테이지(200)와의 절연을 위하여 절연층(320)을 적용하였다.
오버코팅 방지 전극(310)은 전기가 통하는 부분으로서, 스테이지(200)와는 절연된 상태에서 별도로 외부에서 전기를 공급받아서 스테이지(200)의 상부에 오버코팅을 방지하기 위한 전기장을 형성한다. 더욱 자세하게는 코팅 대상물의 주위에 전기장을 형성하여 전기분사된 액적이 스테이지(200)에 부착되지 않고 코팅 대상물의 위쪽으로 이동하도록 한다.
본 실시예에서는 오버코팅 방지 전극(310)이 절연층(320) 상에 형성된 구성으로 단면이 4각형인 경우를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 단면 형태의 오버코팅 방지 전극(310)을 구성할 수 있다. 이때, 도시되지는 않았지만 오버코팅 방지 전극(310)으로 전기를 공급하기 위한 구성이 구비되어 오버코팅 방지 전극(310)과 전기적으로 연결되며, 오버코팅 방지 전극(310)으로 공급되는 전기를 제어하여 전기장을 제어하기 위한 제어부가 구비된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
본 실시예의 전기분사식 코팅 장치는, 스테이지(200) 상에 설치되는 오버코팅 방지부(300)가 코팅 대상물(10)의 주변에 위치하면서 외부에서 공급받은 전기의 흐름에 의해서 전기장을 형성한다.
이때, 오버코팅 방지부(300)에서 형성된 전기장이 코팅 대상물(10) 주변에서 액적의 궤도를 변경함으로써, 스테이지(200)에 액적이 부착되지 않고 코팅 대상물(10)의 표면으로 액적의 부착 위치가 변경된다. 이는 분사 영역이 특정된 전기분사 장치에서 분사 영역의 끝부분을 코팅 대상물의 가장자리에 일치시키는 것과는 차이가 있으며, 분사 니들(100)에서 전기분사된 분사영역이 오버코팅 방지부(300)의 전기장에 의해서 코팅 대상물(10)의 가장 자리 부분에서만 좁아지는 형태가 된다. 이후에 더 자세하게 설명하겠지만, 이는 코팅 대상물(10)의 가장자리에 대한 코팅 시에 분사 니들(100)에서 분사된 전기분사 액적의 밀도가 높아지는 것을 의미한다.
이와 같이, 오버코팅 방지부(300)의 전기장에 의해서 스테이지(200)에는 액적이 부착되지 않도록 코팅 대상물(10) 가장자리에서의 액적의 궤도를 변경함으로써, 스테이지(200)에 대한 오버코팅을 방지할 수 있다. 오버코팅 방지부(300)의 전기장은 전기분사를 이용한 코팅 작업 중에 항시 형성될 수도 있지만, 분사 니들(100)의 위치에 따라서 전기장을 켜고 끄도록 제어할 수도 있다. 또한, 오버코팅 방지부(300)의 전기장은 동일 코팅 대상물의 코팅 과정에서 일정한 세기를 유지할 수도 있지만, 분사 니들(100)의 위치에 따라서 전기장의 세기가 변경되도록 제어하는 것도 가능하다.
이러한 본 발명의 형태는, 전기분사 과정에서 액적이 퍼지는 각도를 조절하여 분사영역의 분사 밀도 또는 범위를 조절하는 종래의 기술들과는 차이가 있다.
종래에 전기분사 과정에서 액적이 퍼지는 각도를 조절하는 기술은 분사 니들에서 분사되는 중간에 전기장을 형성하여 니들에서 분사되는 액적의 궤도를 변경함으로써 분사영역을 조절하였다.
따라서 종래에 전기분사 과정에서 액적이 퍼지는 각도를 조절하는 기술은 분사 니들을 중심으로 액적이 퍼지는 각도를 조절하기 때문에 분사 니들과 함께 이동하여야 하지만, 본 발명은 스테이지에 고정되어 코팅 대상물의 주변에 전기장을 형성하는 점에서 차이가 있다. 또한 종래에 전기분사 과정에서 액적이 퍼지는 각도를 조절하는 기술에서 분사 영역을 변경하기 위해서는 분사 니들 주변의 전극이 분사 니들과는 별도로 구동되어야 하지만, 본 발명은 스테이지에 고정된 오버코팅 방지부에 의해서 코팅 대상물의 가장자리에서 분사 영역이 변경되는 점에서 차이가 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치에서 전기분사에 의한 분사영역이 코팅 대상물의 가장자리에서 가운데를 향하여 이동하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
전기분사를 이용한 코팅에 있어서, 하나 또는 복수의 분사 니들(100)에서 분사되는 영역이 코팅 대상물(10)의 전체 면적보다 좁기 때문에, 분사 니들(100)이 이동하거나 스테이지(200) 또는 코팅 대상물(10)을 움직이는 방법으로 분사 영역을 이동시킴으로써 전체 면적에 대한 코팅을 수행한다.
먼저, 코팅 대상물(10)의 한쪽 끝에서 전기분사를 시작하는 경우에, 종래에는 코팅 대상물(10)의 끝부분과 스테이지(200)까지 분사영역에 포함되도록 전기분사를 시작하였다.(도 11 참조) 하지만 본 발명의 전기분사식 코팅 장치는, 종래와 같이 코팅 대상물(10)의 끝부분과 스테이지(200)까지 분사영역에 포함되는 위치에 분사 니들(100)이 위치하는 경우에도, 오버코팅 방지부(300)에서 형성된 전기장에 의해서 전기분사된 액적의 궤적이 변경되기 때문에 코팅 대상물(10)의 표면으로 분사 영역이 변경되고 스테이지(200)의 표면에는 액적이 부착되지 않는다.
이후에 분사 니들(100)이 코팅 대상물(10)의 가운데 쪽으로 이동하게 되면, 코팅 대상물(10) 표면의 분사 영역은 오버코팅 방지부(300)의 전기장에 의한 영향에서 벗어나면서 점차 원래의 분사 니들(100)에서 분사되는 분사 영역의 범위로 되돌아간다.
이때, 분사 니들(100)에서 분사되는 액적의 양이 동일한 상태에서 오버코팅 방지부(300)에 의해서 궤도가 바뀐 것이기 때문에, 분사영역이 코팅 대상물(10)의 가장자리에 위치할 때에는 분사영역에 포함된 액적의 밀도가 상대적으로 높은 상태가 되고, 분사영역이 코팅 대상물(10)의 중심부로 이동할수록 원래의 밀도가 된다. 따라서 본 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치는 분사영역이 이동하면서 전기분사에 의한 코팅을 수행하는 경우에도 코팅 대상물(10)의 가장자리에 액적이 더 높은 밀도로 적층되는 분사 형태를 나타낸다. 이와 같이, 본 발명에서 코팅 대상물(10)의 끝부분에서 분사 영역의 형태 및 밀도가 변경되는 것은, 스테이지(200)에 설치된 오버코팅 방지부(300)에 의한 것이므로, 분사 니들(100)에서 수행되는 작업과는 무관하게 진행되는 점에서 종래의 일반적인 전기분사 장치에 추가하여 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치에서 전기분사에 의한 분사영역이 코팅 대상물의 가운데에서 가장자리를 향하여 이동하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
앞서 설명한 것과 같이, 전기분사를 이용한 코팅 작업은 분사 니들(100)이 이동하거나 스테이지(200) 또는 코팅 대상물(10)을 움직이는 방법으로 분사 영역을 이동시킴으로써 전체 면적에 대한 코팅을 수행한다.
코팅 대상물(10)의 가운데 부분에 코팅을 수행하는 경우에는 오버코팅 방지부(300)의 전기장에 의한 영향을 받지 않기 때문에, 종래와 같이 분사 니들(100)에 대하여 제한된 부분으로 분사영역이 형성된다. 이후에 점차 코팅 대상물(10)의 가장자리로 이동하면 오버코팅 방지부(300)의 전기장에 영향을 받기 시작하면서, 전기분사된 액적의 궤적이 변경되며, 원래의 분사영역이 코팅 대상물(10)을 벗어나는 위치로 분사 니들(100)이 움직이는 경우에도 액적의 궤적이 변경되어 코팅 대상물(10)의 표면으로 분사 영역이 제한되고 스테이지(200)의 표면에는 액적이 부착되지 않는다.
이때, 분사 니들(100)에서 분사되는 액적의 양이 동일한 상태에서 오버코팅 방지부(300)에 의해서 궤도가 바뀐 것이기 때문에, 분사영역이 코팅 대상물(10)의 가장자리에 위치할 때에는 분사영역에 포함된 액적의 밀도가 상대적으로 높은 상태가 된다. 따라서 본 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치는 분사영역이 이동하면서 전기분사에 의한 코팅을 수행하는 경우에도 코팅 대상물(10)의 가장자리에 액적이 더 높은 밀도로 적층되는 형태가 되며, 이는 기존의 전기분사 방식으로 코팅층을 형성하는 장치 및 방법과는 차이가 있다.
도 5는 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치의 구성을 설명하기 위한 사시도이다.
본 실시예의 따른 전기분사식 코팅 장치는 분사 니들(100)과 스테이지(200) 및 오버코팅 방지부(300)를 포함한다.
분사 니들(100)은 코팅층을 구성하는 물질 또는 전구체 물질을 액적 형태로 코팅 대상물을 향하여 전기분사하기 위한 부분으로서, 도시되지 않았지만 코팅층을 구성하는 물질 또는 전구체 물질을 저장하고 분사 니들(100)로 전달하는 구성이 포함된다. 또한, 전기분사를 위하여 분사 니들(100)에 고전압을 인가하기 위한 구성이 포함된다. 그리고 본 발명의 특징을 해치지 않는 범위에서 종래의 전기분사 방식에 적용되는 분사 니들의 기술이 제한 없이 적용될 수 있다. 특히, 하나의 분사 니들만을 구비한 구성일 수도 있고, 복수의 분사 니들을 구비한 구성일 수도 있다.
스테이지(200)는 코팅 대상물이 설치되는 구성요소로서, 분사 니들(100)의 토출구에 대향되는 위치에 형성된다. 일반적으로 전기분사식 코팅장치는 상부에 위치하는 분사 니들에서 아래쪽을 향하여 액적을 분사하고, 스테이지는 분사 니들의 하부에 위치한다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 스테이지가 위쪽에 위치하고 아래쪽의 분사 니들에서 위쪽으로 액적을 분사하는 구조일 수도 있다.
스테이지(200)는 전기분사 과정에서 전기장을 형성하기 위하여 도전성 재질일 수 있으며, 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전되거나 접지될 수 있다. 한편, 전기분사를 통해서 코팅되는 코팅 대상물이 도전성 재질인 경우, 스테이지(200)는 비도전성 재질이고 코팅 대상물이 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전되거나 접지되는 형태일 수도 있다. 다만, 비도전성 재질로 스테이지(200)를 구성하는 경우에는 도전성 재질의 코팅 대상물에만 적용이 가능하므로, 장치의 활용성을 높이기 위해서는 스테이지(200)를 도전성 재질로 구성하는 것이 바람직하다.
오버코팅 방지부(300)는 스테이지(200)에 설치되어 코팅 대상물의 주변에 전기장을 형성함으로써 전기분사된 액적이 스테이지(200)에 오버코팅되는 것을 방지하는 부분이다. 이를 위하여 오버코팅 방지부(300)는 코팅 대상물의 주변을 둘러싸는 형태로 설치될 수 있다. 또한, 본 발명의 오버코팅 방지부(300)는 분사 니들에서 분사되는 액적의 분사 형태를 조절하는 것이 아니고, 스테이지(200)를 향하여 이동하는 액적의 궤도를 변경하는 전기장을 형성하는 점에 특징이 있다. 구체적으로 스테이지(200)를 향하여 이동하는 액적이 코팅 대상물 측으로 이동하여 코팅 대상물의 표면에 부착되도록 하는 전기장을 형성한다. 이러한 특징으로 인하여, 본 발명의 오버코팅 방지부(300)를 기존의 전기분사식 코팅 장치에 추가하는 것이 가능하다. 따라서 기존의 전기분사식 코팅 장치를 교체하지 않고 오버코팅 방지부(300)를 추가 설치하는 것에 의해서 스테이지(200)에 대한 오버코팅을 방지할 수 있다.
도시된 실시예에서 오버코팅 방지부(300)는 스테이지(200)와 접촉하는 절연재질의 절연층(320) 위에 도전재질의 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)이 적층된 구조이며, 첫 번째 실시예와 달리 전기적으로 각각 분리된 복수의 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)을 포함하는 점에 특징이 있다.
절연층(320)은 스테이지(200)와 오버코팅 방지 전극(310)의 절연을 위한 구성이다. 앞서 살펴본 것과 같이, 스테이지(200)는 도전성 재질 또는 비도전성 재질로 구성될 수 있으며, 코팅 대상물의 범용성을 위해서는 스테이지(200)를 도전성 재질로 구성하고 스테이지(200)를 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전시키거나 접지시키는 것이 좋다. 본 실시예는 스테이지(200)가 도전성 재질인 경우를 상정하고, 스테이지(200)와의 절연을 위하여 절연층(320)을 적용하였다.
오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)은 전기가 통하는 부분으로서, 스테이지(200)와는 절연된 상태에서 별도로 외부에서 전기를 공급받아서 스테이지(200)의 상부에 오버코팅을 방지하기 위한 전기장을 형성한다. 더욱 자세하게는 코팅 대상물의 주위에 전기장을 형성하여 전기분사된 액적이 스테이지(200)에 부착되지 않고 코팅 대상물의 위쪽으로 이동하도록 한다. 그리고 4각형의 4개 변에 해당하는 4개의 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)을 구비하고, 각 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)의 사이에는 분리용 절연체(330)가 위치하여 4개의 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d) 각각이 전기적으로 분리되어 있다. 본 실시예는 전기적으로 분리된 복수의 오버코팅 방지 전극을 갖는 것에 특징이 있으며, 오버코팅 방지 전극을 분리하는 형태는 특별히 제한되지 않는다. 4각형으로 오버코팅 방지부(300)를 구성하는 경우에도 2개의 변에 해당하는 위치를 묶어서 2개로 분리된 오버코팅 방지 전극을 구성할 수도 있고, 4개의 변을 더욱 세분화하여 5개 이상으로 분리된 오버코팅 방지 전극을 구성하는 것도 가능하다. 또한, 오버코팅 방지 전극의 사이에 절연부를 설치하지 않고 각각의 오버코팅 방지 전극을 분리하는 형태로 구성할 수도 있다.
본 실시예에서는 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)들이 절연층(320) 상에 형성된 구성으로 단면이 4각형인 경우를 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 단면 형태의 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)을 구성할 수 있다.
그리고 도시되지는 않았지만 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)으로 전기를 공급하기 위한 구성이 구비되어 각 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)과 전기적으로 연결되며, 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)으로 공급되는 전기를 제어하여 전기장을 제어하기 위한 제어부가 구비된다. 특히, 본 실시예는 복수의 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)이 전기적으로 분리된 형태이므로, 각각의 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)을 개별적으로 제어하여 선택적으로 구동할 수 있다. 이때, 분사 니들(100)의 위치에 연동하여 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)의 개별적인 구동을 자동으로 제어하는 것이 가능하다.
코팅 대상물의 주변에 설치된 오버코팅 방지부(300)의 전기장에 의해서 분사 니들(100)에서 분사된 액적의 경로가 변경되고 그에 따라서 분사 영역에 변형이 생기는 것은 첫 번째 실시예의 경우와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 두 번째 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 5에 도시된 4개의 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d) 중에서 서로 대향된 2개의 오버코팅 방지 전극(310a, 310c)이 동작하는 모습을 단면도를 통해서 설명한다.
도 6에 도시된 것과 같이, 코팅 대상물(10)의 왼쪽 가장자리에서 전기분사를 수행하는 경우에는 코팅 대상물(10)의 왼쪽에 위치하는 오버코팅 방지 전극(310a)에 전기가 인가되어 전기장이 형성된다. 오버코팅 방지 전극(310a)에 의해서 형성된 전기장은 전기분사된 액적의 궤도를 변경하여 스테이지(200)에 오버코팅되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 반대쪽인 코팅 대상물(10)의 오른쪽에 위치하는 오버코팅 방지 전극(310c)에는 전기가 인가되지 않으며, 전기분사가 이루어지지 않는 코팅 대상물(10)의 오른쪽에는 전기장이 형성되지 않는다. 이때, 분사 니들(100)의 위치에 따라서 도시되지 않은 2개의 오버코팅 방지 전극(310b, 310d) 중에 하나에 전기가 인가되어 전기장이 형성될 수도 있다.
도 7에 도시된 것과 같이, 분사 니들(100)이 코팅 대상물(10)의 중심쪽으로 이동하여 스테이지에 오버코팅이 수행될 우려가 없는 경우에는, 코팅 대상물(10)의 왼쪽에 위치하는 오버코팅 방지 전극(310a)과 오른쪽에 위치하는 오버코팅 방지 전극(310c) 모두에 전기가 인가되지 않는다. 이때, 분사 니들(100)의 위치에 따라서 도시되지 않은 2개의 오버코팅 방지 전극(310b, 310d) 중에 하나에 전기가 인가되어 전기장이 형성될 수도 있다.
분사 니들(100)이 더 오른쪽으로 움직여서, 도 8에 도시된 것과 같이 코팅 대상물(10)의 오른쪽 가장자리에서 전기분사를 수행하는 경우에는 코팅 대상물(10)의 오른쪽에 위치하는 오버코팅 방지 전극(310c)에 전기가 인가되어 전기장이 형성된다. 오버코팅 방지 전극(310c)에 의해서 형성된 전기장은 전기분사된 액적의 궤도를 변경하여 스테이지(200)에 오버코팅되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 반대쪽인 코팅 대상물(10)의 왼쪽에 위치하는 오버코팅 방지 전극(310a)에는 전기가 인가되지 않으며, 전기분사가 이루어지지 않는 코팅 대상물(10)의 왼쪽에는 전기장이 형성되지 않는다. 이때, 분사 니들(100)의 위치에 따라서 도시되지 않은 2개의 오버코팅 방지 전극(310b, 310d) 중에 하나에 전기가 인가되어 전기장이 형성될 수도 있다.
이상에서 설명한 것과 같이, 코팅 대상물(10)의 주변에 설치된 오버코팅 방지 전극(310a, 310b, 310c, 310d)을 복수로 분리하여 선택적으로 구동할 수 있게 구성하면, 분사 니들(100)의 위치에 따라서 필요한 부분에만 전기장을 형성할 수 있는 효과가 있다. 오버코팅 방지부(300)에서 전기장을 형성하기 위해서는 고전압을 인가하여야 하므로, 코팅 대상물(10)을 둘러싸는 전체 영역에 전기장을 형성하지 않고 필요한 부분에만 전기장을 형성함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다.
이하에서는 오버코팅 방지부를 구성하는 오버코팅 방지 전극의 형태가 다른 실시예들에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 세 번째 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
본 실시예의 따른 전기분사식 코팅 장치는 분사 니들(100)과 스테이지(200) 및 오버코팅 방지부(300)를 포함한다.
분사 니들(100)은 코팅층을 구성하는 물질 또는 전구체 물질을 액적 형태로 코팅 대상물을 향하여 전기분사하기 위한 부분으로서, 도시되지 않았지만 코팅층을 구성하는 물질 또는 전구체 물질을 저장하고 분사 니들(100)로 전달하는 구성이 포함된다. 또한, 전기분사를 위하여 분사 니들(100)에 고전압을 인가하기 위한 구성이 포함된다. 그리고 본 발명의 특징을 해치지 않는 범위에서 종래의 전기분사 방식에 적용되는 분사 니들의 기술이 제한 없이 적용될 수 있다. 특히, 하나의 분사 니들만을 구비한 구성일 수도 있고, 복수의 분사 니들을 구비한 구성일 수도 있다.
스테이지(200)는 코팅 대상물이 설치되는 구성요소로서, 분사 니들(100)의 토출구에 대향되는 위치에 형성된다. 일반적으로 전기분사식 코팅장치는 상부에 위치하는 분사 니들에서 아래쪽을 향하여 액적을 분사하고, 스테이지는 분사 니들의 하부에 위치한다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 스테이지가 위쪽에 위치하고 아래쪽의 분사 니들에서 위쪽으로 액적을 분사하는 구조일 수도 있다.
스테이지(200)는 전기분사 과정에서 전기장을 형성하기 위하여 도전성 재질일 수 있으며, 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전되거나 접지될 수 있다. 한편, 전기분사를 통해서 코팅되는 코팅 대상물이 도전성 재질인 경우, 스테이지(200)는 비도전성 재질이고 코팅 대상물이 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전되거나 접지되는 형태일 수도 있다. 다만, 비도전성 재질로 스테이지(200)를 구성하는 경우에는 도전성 재질의 코팅 대상물에만 적용이 가능하므로, 장치의 활용성을 높이기 위해서는 스테이지(200)를 도전성 재질로 구성하는 것이 바람직하다.
오버코팅 방지부(300)는 스테이지(200)에 설치되어 코팅 대상물의 주변에 전기장을 형성함으로써 전기분사된 액적이 스테이지(200)에 오버코팅되는 것을 방지하는 부분이다. 이를 위하여 오버코팅 방지부(300)는 코팅 대상물의 주변을 둘러싸는 형태로 설치될 수 있다. 또한, 본 발명의 오버코팅 방지부(300)는 분사 니들에서 분사되는 액적의 분사 형태를 조절하는 것이 아니고, 스테이지(200)를 향하여 이동하는 액적의 궤도를 변경하는 전기장을 형성하는 점에 특징이 있다. 구체적으로 스테이지(200)를 향하여 이동하는 액적이 코팅 대상물 측으로 이동하여 코팅 대상물의 표면에 부착되도록 하는 전기장을 형성한다. 이러한 특징으로 인하여, 본 발명의 오버코팅 방지부(300)를 기존의 전기분사식 코팅 장치에 추가하는 것이 가능하다. 따라서 기존의 전기분사식 코팅 장치를 교체하지 않고 오버코팅 방지부(300)를 추가 설치하는 것에 의해서 스테이지(200)에 대한 오버코팅을 방지할 수 있다.
절연층(320)은 스테이지(200)와 오버코팅 방지 전극(310)의 절연을 위한 구성이다. 앞서 살펴본 것과 같이, 스테이지(200)는 도전성 재질 또는 비도전성 재질로 구성될 수 있으며, 코팅 대상물의 범용성을 위해서는 스테이지(200)를 도전성 재질로 구성하고 스테이지(200)를 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전시키거나 접지시키는 것이 좋다. 본 실시예는 스테이지(200)가 도전성 재질인 경우를 상정하고, 스테이지(200)와의 절연을 위하여 절연층(320)을 적용하였다.
오버코팅 방지 전극(312)은 전기가 통하는 부분으로서, 스테이지(200)와는 절연된 상태에서 별도로 외부에서 전기를 공급받아서 스테이지(200)의 상부에 오버코팅을 방지하기 위한 전기장을 형성한다. 더욱 자세하게는 코팅 대상물의 주위에 전기장을 형성하여 전기분사된 액적이 스테이지(200)에 부착되지 않고 코팅 대상물의 위쪽으로 이동하도록 한다.
이와 같이, 본 발명의 전기분사식 코팅 장치는 분사 니들(100)에서 분사된 액적의 궤도를 변경하는 오버코팅 방지부를 구비하는 점에 특징이 있으며, 오버코팅 방지부는 코팅 대상물의 옆에 전기장을 형성하는 방법으로 분사 니들(100)에서 분사된 액적의 궤도를 변경한다.
이때, 분사 니들(100)에서 코팅 대상물(10) 또는 스테이지(200)까지의 거리가 멀어지면 분사된 액적의 궤도를 바꾸기 위한 전기장의 영역에 따라서 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 분사 니들(100)에서 코팅 대상물(10) 사이의 거리에 비하여 오버코팅 방지부의 전기장이 너무 아래쪽에 형성되면, 분사 니들(100)에서 분사된 액적 중에 일부가 코팅 대상물(10) 쪽이 아닌 반대편으로 오버코팅 방지부의 전기장을 넘어가는 경우가 발생할 수 있다.
도 9에 도시된 것과 같이, 오버코팅 방지 전극(312)의 단면 높이를 소정 높이 이상으로 충분히 높게 형성하면, 오버코팅 방지 전극(312)에서 형성되는 전기장의 영역이 넓어지면서, 전기장의 높이도 높아지므로 분사 니들(100)에서 분사되는 액적이 오버코팅 방지 전극(312)의 전기장을 넘어가는 문제를 방지할 수 있다. 이때, 오버코팅 방지 전극(312)의 단면 높이는 분사 니들(100)과 스테이지(200) 사이의 간격에 따라 결정되며, 스테이지(200) 표면에서 오버코팅 방지 전극(312)의 상단까지의 높이가 스테이지(200) 표면에서 분사 니들(100) 단부까지 거리의 1/2 이상인 것이 바람직하다.
도 10은 본 발명의 네 번째 실시예에 따른 전기분사식 코팅 장치의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
본 실시예의 따른 전기분사식 코팅 장치는 분사 니들(100)과 스테이지(200) 및 오버코팅 방지부(300)를 포함한다.
분사 니들(100)은 코팅층을 구성하는 물질 또는 전구체 물질을 액적 형태로 코팅 대상물을 향하여 전기분사하기 위한 부분으로서, 도시되지 않았지만 코팅층을 구성하는 물질 또는 전구체 물질을 저장하고 분사 니들(100)로 전달하는 구성이 포함된다. 또한, 전기분사를 위하여 분사 니들(100)에 고전압을 인가하기 위한 구성이 포함된다. 그리고 본 발명의 특징을 해치지 않는 범위에서 종래의 전기분사 방식에 적용되는 분사 니들의 기술이 제한 없이 적용될 수 있다. 특히, 하나의 분사 니들만을 구비한 구성일 수도 있고, 복수의 분사 니들을 구비한 구성일 수도 있다.
스테이지(200)는 코팅 대상물이 설치되는 구성요소로서, 분사 니들(100)의 토출구에 대향되는 위치에 형성된다. 일반적으로 전기분사식 코팅장치는 상부에 위치하는 분사 니들에서 아래쪽을 향하여 액적을 분사하고, 스테이지는 분사 니들의 하부에 위치한다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 스테이지가 위쪽에 위치하고 아래쪽의 분사 니들에서 위쪽으로 액적을 분사하는 구조일 수도 있다.
스테이지(200)는 전기분사 과정에서 전기장을 형성하기 위하여 도전성 재질일 수 있으며, 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전되거나 접지될 수 있다. 한편, 전기분사를 통해서 코팅되는 코팅 대상물이 도전성 재질인 경우, 스테이지(200)는 비도전성 재질이고 코팅 대상물이 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전되거나 접지되는 형태일 수도 있다. 다만, 비도전성 재질로 스테이지(200)를 구성하는 경우에는 도전성 재질의 코팅 대상물에만 적용이 가능하므로, 장치의 활용성을 높이기 위해서는 스테이지(200)를 도전성 재질로 구성하는 것이 바람직하다.
오버코팅 방지부(300)는 스테이지(200)에 설치되어 코팅 대상물의 주변에 전기장을 형성함으로써 전기분사된 액적이 스테이지(200)에 오버코팅되는 것을 방지하는 부분이다. 이를 위하여 오버코팅 방지부(300)는 코팅 대상물의 주변을 둘러싸는 형태로 설치될 수 있다. 또한, 본 발명의 오버코팅 방지부(300)는 분사 니들에서 분사되는 액적의 분사 형태를 조절하는 것이 아니고, 스테이지(200)를 향하여 이동하는 액적의 궤도를 변경하는 전기장을 형성하는 점에 특징이 있다. 구체적으로 스테이지(200)를 향하여 이동하는 액적이 코팅 대상물 측으로 이동하여 코팅 대상물의 표면에 부착되도록 하는 전기장을 형성한다. 이러한 특징으로 인하여, 본 발명의 오버코팅 방지부(300)를 기존의 전기분사식 코팅 장치에 추가하는 것이 가능하다. 따라서 기존의 전기분사식 코팅 장치를 교체하지 않고 오버코팅 방지부(300)를 추가 설치하는 것에 의해서 스테이지(200)에 대한 오버코팅을 방지할 수 있다.
절연층(320)은 스테이지(200)와 오버코팅 방지 전극(310)의 절연을 위한 구성이다. 앞서 살펴본 것과 같이, 스테이지(200)는 도전성 재질 또는 비도전성 재질로 구성될 수 있으며, 코팅 대상물의 범용성을 위해서는 스테이지(200)를 도전성 재질로 구성하고 스테이지(200)를 분사 니들(100)과 반대 전하로 대전시키거나 접지시키는 것이 좋다. 본 실시예는 스테이지(200)가 도전성 재질인 경우를 상정하고, 스테이지(200)와의 절연을 위하여 절연층(320)을 적용하였다.
오버코팅 방지 전극(314, 316)은 전기가 통하는 부분으로서, 스테이지(200)와는 절연된 상태에서 별도로 외부에서 전기를 공급받아서 스테이지(200)의 상부에 오버코팅을 방지하기 위한 전기장을 형성한다. 더욱 자세하게는 코팅 대상물의 주위에 전기장을 형성하여 전기분사된 액적이 스테이지(200)에 부착되지 않고 코팅 대상물의 위쪽으로 이동하도록 한다.
도 9의 구조에서는 전기장이 높이가 충분히 높아지는 장점이 있지만, 오버코팅 방지 전극(310)의 단면적이 너무 넓어지는 단점이 있다. 이러한 단점을 해결하기 위한 형태로서, 도 10에 도시된 것과 같이, 오버코팅 방지 전극(314, 316)을 높이가 다른 다층 구조로 구성하는 것이 가능하다.
다층 구조의 오버코팅 방지 전극(314, 316)의 사이에는 분리용 절연층(340)을 형성하여 각각의 오버코팅 방지 전극(314, 316)을 개별적으로 구동할 수 있다. 그에 따라서, 도시된 것과 같이 2개의 오버코팅 방지 전극(314, 316)을 동시에 동작시켜서 전기장을 형성할 수도 있지만, 2개의 오버코팅 방지 전극(314, 316) 중에 하나만을 동작시켜서 전기장을 형성할 수도 있다. 또한 오버코팅 방지 전극(314, 316)을 동시에 동작시키되, 서로 다른 전압을 인가하여 전기장을 형성할 수도 있다. 서로 다른 전압을 인가하면 전기장에도 차이가 발생하며, 이를 통해서 전체 오버코팅 방지부를 통해서 형성되는 전기장의 형태를 조절할 수 있다. 예를들면, 위쪽은 더 넓은 영역의 전기장을 형성하고 아래쪽은 상대적으로 좁은 영역의 전기장을 형성하는 등의 조절이 가능하다. 결국, 분사 니들(100)에서 분사되는 액적이 오버코팅 방지 전극(314, 316)의 전기장을 넘어가는 문제를 방지할 수 있으며, 오버코팅 방지 전극의 단면적이 상대적으로 줄어들고, 선택적인 구동을 통해서 활용성이 높아지는 효과가 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 코팅 대상물
100: 분사 니들
200: 스테이지
300: 오버코팅 방지부
310, 310a, 310b, 310c, 310d, 312, 314, 316: 오버코팅 방지 전극
320: 절연층
330: 분리용 절연체
340: 분리용 절연층

Claims (12)

  1. 전기분사 방식으로 코팅 대상물의 표면에 코팅을 수행하는 코팅 장치로서,
    액체가 토출되는 분사 니들;
    코팅 대상물이 설치되는 스테이지; 및
    상기 스테이지에 설치되며 코팅 대상물의 주변에 전기장을 형성하는 오버코팅 방지부를 포함하며,
    상기 오버코팅 방지부는 전기가 인가되는 오버코팅 방지 전극을 포함하여, 오버코팅 방지 전극에 인가된 전기에 의해서 발생된 전기장이 분사 니들에서 분사된 액적을 밀어내는 형태로 액적의 진행 궤도를 변경함으로써 액적이 코팅 대상물의 범위를 벗어나서 스테이지에 부착되지 않도록 하고,
    니들에서 토출되는 액체가 코팅 대상물에 도착하는 분사영역이 코팅 대상물의 전체 면적보다 작아서, 니들와 코팅 대상물의 상대적인 위치를 이동하여 분사영역을 이동하면서 코팅을 수행하며,
    상기 오버코팅 방지부는 전기적으로 분리된 복수의 오버코팅 방지 전극을 포함하고, 상기 분사 니들의 코팅 대상물에 대한 상대적 위치와 연동하여 복수의 오버코팅 방지 전극 중에 하나 이상을 선택적으로 구동하여 전기장이 형성되는 위치를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 오버코팅 방지형 전기분사식 코팅 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버코팅 방지부는, 스테이지 상에 형성된 절연층과 절연층 상에 형성된 오버코팅 방지 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 오버코팅 방지형 전기분사식 코팅 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    스테이지 표면에서 오버코팅 방지 전극의 상단까지의 높이가 스테이지 표면에서 분사 니들 단부까지 거리의 1/2 이상인 것을 특징으로 하는 오버코팅 방지형 전기분사식 코팅 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 오버코팅 방지 전극은 전기적으로 분리된 다층 구조로 구성되며,
    설치 높이가 다른 오버코팅 방지 전극을 선택적으로 구동하여 전기장이 형성되는 위치를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 오버코팅 방지형 전기분사식 코팅 장치.
  7. 액체가 토출되는 분사 니들과 코팅 대상물이 설치되는 스테이지를 포함하며, 니들에서 토출되는 액체가 코팅 대상물에 도착하는 분사영역이 코팅 대상물의 전체 면적보다 작아서, 니들와 코팅 대상물의 상대적인 위치를 이동하여 분사영역을 이동하면서 코팅을 수행하는 전기분사식 코팅 장치에서 스테이지에 오버코팅되는 것을 방지하기 위한 오버코팅 방지 시스템으로서,
    상기 스테이지에 설치되며 코팅 대상물의 주변에 전기장을 형성하는 오버코팅 방지부를 포함하며,
    상기 오버코팅 방지부는 전기가 인가되는 오버코팅 방지 전극을 포함하여, 오버코팅 방지 전극에 인가된 전기에 의해서 발생된 전기장이 분사 니들에서 분사된 액적을 밀어내는 형태로 액적의 진행 궤도를 변경함으로써 액적이 코팅 대상물의 범위를 벗어나서 스테이지에 부착되지 않도록 하고,
    상기 오버코팅 방지부는 전기적으로 분리된 복수의 오버코팅 방지 전극을 포함하고, 분사 니들의 코팅 대상물에 대한 상대적 위치와 연동하여 복수의 오버코팅 방지 전극 중에 하나 이상을 선택적으로 구동하여 전기장이 형성되는 위치를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 오버코팅 방지 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 오버코팅 방지부는, 스테이지 상에 위치하는 절연층과 절연층 상에 형성된 오버코팅 방지 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 오버코팅 방지 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 7에 있어서,
    스테이지 표면에서 오버코팅 방지 전극의 상단까지의 높이가 스테이지 표면에서 분사 니들 단부까지 거리의 1/2 이상인 것을 특징으로 하는 오버코팅 방지 시스템.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 오버코팅 방지 전극은 전기적으로 분리된 다층 구조로 구성되며,
    설치 높이가 다른 오버코팅 방지 전극을 선택적으로 구동하여 전기장이 형성되는 위치를 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 오버코팅 방지 시스템.
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