KR20090077383A - Light curing unit using light guide tube - Google Patents

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Abstract

A photopolymerization apparatus with a light tube is provided to offer environmental protection effect and simplicity of device molding, and to reduce manufacturing cost by installing an optical energy generator efficiently inside the photopolymerization apparatus. A photopolymerization apparatus with a light tube comprises the followings: a photopolymerization reaction tank(1) of a polygonal barrel shape or a cylindrical shape; a mixer(2) in which a plurality of impellers(21) are attached for mixing reactant, and installed at the inside of the photopolymerization reaction tank; and an energy generating device(3) supplying energy to the reactant, and arranging the mixer inside. The energy generating device is formed by inserting a light source(32) into the light tube which is an energy delivery carrier.

Description

라이트튜브를 이용한 광중합 장치{LIGHT CURING UNIT USING LIGHT GUIDE TUBE}Photopolymerization apparatus using light tube {LIGHT CURING UNIT USING LIGHT GUIDE TUBE}

본 발명은 광원을 광에너지 전달 매개체인 라이트튜브 내부 또는 외부에 삽입하여 형성된 에너지발생장치를 이용하여 레진, 폴리머 합성, 필름 가공에 따른 광중합 반응을 효율적으로 할 수 있도록 구성된 광중합 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photopolymerization apparatus configured to efficiently perform a photopolymerization reaction according to resin, polymer synthesis, and film processing using an energy generating device formed by inserting a light source into or outside a light tube as a light energy transfer medium.

현대생활에서는 플라스틱, 합성섬유, 합성고무부터 시작하여 종이 포장재료 등에 까지 광범위한 합성고분자가 사용되고 있다. 합성고분자 중의 감광성 고분자는 광(U.V, visible, IR, E-beam, X-ray)의 작용에 의하여 단시간 내에 화학적 변화를 일으킴으로써 용해도, 점도, 투면도, 굴절률 등의 물성변화를 일으키는 재료이고, IC, LSI, VLSI의 미세 가공분야의 중요한 것이다. 또한 광이 조사되는 부분에서 선택적으로 작용이 일어나는 장점 때문에 광 개시제를 이용한 U.V-curing resin 표면코팅에, 광분해형 고분자의 Tg, 결정성 등 물리적 성질 개선으로 농업용 비닐 응용에 확대되고 있다.In modern life, a wide range of synthetic polymers are used, ranging from plastics, synthetic fibers and synthetic rubber to paper packaging materials. The photosensitive polymer in the synthetic polymer is a material that causes a change in physical properties such as solubility, viscosity, transparency, refractive index by causing chemical change within a short time by the action of light (UV, visible, IR, E-beam, X-ray), It is important in the field of microfabrication of IC, LSI and VLSI. In addition, due to the advantage that the selective action in the irradiated portion of the U.V-curing resin surface coating using a photoinitiator, photo-degradable polymers such as Tg, crystallinity, such as improving the physical properties of agricultural vinyl applications are expanding.

광중합은 감광성 촉매로 총칭되는 광개시제와 광증감제에 의해서 자외선의 흡수는 방향족 화합물에서는

Figure 112008002348100-PAT00001
전자전이 또는 카르보닐 화합물에서는
Figure 112008002348100-PAT00002
전이가 동반되며 흡수된 광에너지는 Jablonsky Diagram처럼 불활성된다.Photopolymerization is the photoinitiator and photoinitiator collectively known as the absorption of ultraviolet light by aromatic compounds
Figure 112008002348100-PAT00001
In electron transfer or carbonyl compounds
Figure 112008002348100-PAT00002
Accompanied by the transition, the absorbed light energy is inactive like a Jablonsky diagram.

광중합 반응은 광이량화 반응이 대부분이며 각 반응에 하나의 광자가 필요한 직접 광중합반응(Direct photopolymerization)과 생성된 개시제 라디칼의 연쇄중합에 의한 광개시 중합반응으로 크게 나눌 수 있다.Photopolymerization reaction is largely divided into photodimerization reaction and direct photopolymerization reaction requiring one photon for each reaction and photoinitiation polymerization reaction by chain polymerization of generated initiator radicals.

여기된 분자의 광 개시 반응은 원래 단일항 상태와 삼중항 상태의 반응성은 비슷하나 삼중항 상태의 수명이 길기 때문에 대부분 광 화학 반응은 삼중항 상태에서 일어난다고 알려져 있다.Although the photoinitiation reaction of excited molecules is originally similar in reactivity between singlet and triplet states, most photochemical reactions are known to occur in triplet states because the lifetime of triplet states is long.

종래에는 레진(resin), 폴리머 합성, 필름 가공 등을 열에 의해 개시제를 넣고 열에 의해 열중합을 하는 방법을 사용하였으나, 이런 종래의 방법은 열 에너지에 대한 비용이 많이 들고, 반응시간이 수 시간에서 수십 시간까지 걸리며 고고형분화(高固形分化)가 어려울 뿐만 아니라, 용제를 사용하여야 하기 때문에 환경에 영향을 미치는 문제가 있었다.Conventionally, resin, polymer synthesis, film processing, and the like have been used to thermally polymerize thermally by placing an initiator with heat, but this conventional method is expensive for thermal energy, and the reaction time is several hours. It takes up to several tens of hours and is difficult to solidify, and has a problem affecting the environment because a solvent must be used.

상기와 같은 문제를 해결하고자 본 발명에서는 반응시간을 수 초에서 수십 초로 단축할 수 있고, 용제 등의 유해물질을 사용하지 않음으로써 친환경적이며, 광에너지 발생장치를 광중합반응기 내부에 효율적으로 설치할 수 있도록 하여, 생산 비용절감, 장치 성형의 용이성, 환경보호의 효과를 갖는 라이트튜브를 이용한 광중합 장치의 제공을 발명의 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention can shorten the reaction time from several seconds to several tens of seconds, and is environmentally friendly by not using harmful substances such as solvents, so that the light energy generating device can be efficiently installed inside the photopolymerization reactor. Therefore, it is an object of the present invention to provide a photopolymerization apparatus using a light tube having the effect of reducing production cost, ease of forming a device, and environmental protection.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 원통 또는 다각통 형의 광중합반응탱크와, 그 광중합반응탱크의 내부에 설치되어 반응물의 교반을 위한 다수의 임펠러가 부착된 교반기와, 그 교반기와 간섭되지 않도록 배치하여 반응물에 에너지를 공급하도록 설치되어 있는 에너지발생장치로 구성되고, 그 에너지발생장치는 에너지 전달 매개체인 라이트튜브 내부에 광원을 삽입하여 형성되는 것으로, 그 라이트튜브는 석영(Quartz), 파이렉스(Pyrex), 유리(Glass), 아크릴(Acryl), 광섬유, 글래스 샤프트(Glass Shaft) 중 선택되는 어느 1종의 재질의 5 ~ 50mm 관경을 갖는 원통형 관 외부표면에 TiO2, SiO2, SiO2, ZrO2, ZnS, MgF2, In2O3, Cr2O3, Ai, Pt, Au, Ag, Cu, Cr, Si, Ni, Ta2O3, Ge 중 선택되는 어느 1종 이상의 증착물질을 진공 증착하여 1 ~ 100층의 증착막을 형성하여, 그 원통형 관의 외측 표면에 형성된 증착막의 광의 간섭을 이용하여 100 ~ 3500㎚의 범위에서의 특정 파장만이 투과되도록 구성된 라이트튜브를 이용한 광중합 장치를 그 주요 기술적 구성으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a cylindrical or polycylindrical photopolymerization tank, and a stirrer with a plurality of impellers installed inside the photopolymerization tank for agitating the reactants, so as not to interfere with the stirrer The energy generator is formed by inserting a light source into the light tube, which is an energy transfer medium, and the light tube is made of quartz and pyrex ( Pyrex), glass, acrylic, optical fiber, glass shaft, etc., on the outer surface of a cylindrical tube having a 5 to 50 mm diameter of any one material selected from TiO 2 , SiO 2 , SiO 2 , At least one deposition material selected from ZrO 2 , ZnS, MgF 2 , In 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Ai, Pt, Au, Ag, Cu, Cr, Si, Ni, Ta 2 O 3 , and Ge Vacuum deposition to form a vapor deposition film of 1 to 100 layers, the cylinder And a photo-polymerization apparatus using a light tube is configured such that only certain wavelengths in the range of 100 ~ 3500㎚ is transmitted by using a vapor deposition layer of light interference is formed on the outer surface of the tube in major technical configurations.

이하, 상기한 기술적 구성을 더욱 상세히 살펴보도록 한다.Hereinafter, the technical configuration will be described in more detail.

상기 광중합반응탱크는 광중합 반응을 위한 공간으로 그 재질은 스테인리스 스틸(Stainless Steel, STS)이 대표적이며, 그 형태로는 기본적인 원통형 외에 사각박스 형 등의 다각형 형태가 사용가능하다.The photopolymerization tank is a space for the photopolymerization reaction, the material of which is stainless steel (Stainless Steel, STS) is typical, and in the form of a polygonal shape such as a rectangular box type in addition to the basic cylindrical shape can be used.

상기 광중합반응탱크 내부의 광중합 물질의 광중합 반응을 위한 에너지로는 UV(자외선), EB(전자빔), 적외선, X-선, 가시광선 또는 엑시머 레이저의 레이저선, 일광 및 열선(예를 들면, 방사열 및 복사열) 중 선택되는 어느 1종 이상이 사용되며, 그 에너지는 자외선 램프(UV LAMP), 비져블 램프(VISIBLE LAMP), 아이알 램프(IR LAMP), 전자빔(EB), 레이저(RASER)의 광원으로부터 공급된다.The energy for the photopolymerization of the photopolymerization material in the photopolymerization tank may include UV (ultraviolet), EB (electron beam), infrared, X-ray, visible or laser beams of excimer lasers (eg, radiant heat). And radiant heat), and at least one selected from the group consisting of, and the energy is from a light source of an ultraviolet lamp (UV LAMP), a visible lamp (VISIBLE LAMP), an IR lamp (IR LAMP), an electron beam (EB), a laser (RASER). Supplied.

그 광원은 광중합반응탱크의 외부 또는 내부에 설치가능하며, 외부에 설치할 경우에는 스테인리스 스틸(Stainless Steel, STS) 재질로 이루어진 광중합반응탱크 일부분을 하기의 라이트튜브 재질을 사용하여 광에너지 전달 영역을 형성한다.The light source can be installed inside or inside the photopolymerization tank, and when installed outside, a portion of the photopolymerization tank made of stainless steel (STS) material is formed using the light tube material below to form a light energy transfer area. do.

그리고 광원을 내부에 설치하는 경우에는 그 광원을 라이트튜브 내부에 삽입하여 형성된 에너지발생장치를 교반기와 중첩되지 않도록 설치하여 사용한다. 상기 라이트튜브는 레진(resin), 폴리머 합성, 필름 가공의 광중합 반응을 위한 광에너지 전달 매개체 역할을 한다.When the light source is installed inside, the energy generating device formed by inserting the light source into the light tube is installed so as not to overlap with the stirrer. The light tube serves as a light energy transfer medium for the photopolymerization reaction of resin, polymer synthesis, and film processing.

상기 광중합반응탱크 내부에는 레진 등의 광중합 물질의 교반을 위한 교반기가 설치되며, 그 교반기에는 다수개의 임펠러가 형성된다. 그 교반기는 다수개의 임펠러를 이용하여 교반을 통한 반응성을 높이며 이때 교반속도는 60 ~ 100rpm 이다. 그 교반속도가 60rpm 미만인 경우에는 반응물의 충분한 교반이 이루어지지 않아 반응성 향상을 기대할 수 없고, 100rpm을 초과하게 되는 경우에는 필요 이상의 에너지가 사용되어 비효율적이므로, 상기 교반속도는 60 ~ 100rpm을 유지하는 것이 바람직하다.In the photopolymerization tank, a stirrer for stirring a photopolymerizable material such as resin is installed, and a plurality of impellers are formed in the stirrer. The stirrer increases the reactivity through agitation using a plurality of impellers, the stirring speed is 60 ~ 100rpm. If the stirring speed is less than 60rpm, the reaction is not sufficiently agitated to improve the reactivity, and if it exceeds 100rpm, more energy than necessary is used and inefficient, so the stirring speed is maintained at 60 to 100rpm. desirable.

그리고 그 교반기는 광중합반응탱크 외부의 모터로 작동되는 속도조절기와 연결되어 있어 그 교반속도를 조절할 수 있도록 구성된다.And the stirrer is connected to a speed controller operated by a motor outside the photopolymerization tank is configured to control the stirring speed.

또한 광중합반응탱크 외부에는 광중합 반응과정에서 발생하는 열을 감지하여 냉각장치와 연결되어 광중합반응탱크의 온도를 조절할 수 있는 온도조절계가 구성된다.In addition, the outside of the photopolymerization tank senses the heat generated during the photopolymerization reaction is connected to the cooling device is configured a temperature control system that can adjust the temperature of the photopolymerization tank.

상기 에너지발생장치는 광중합반응탱크 내부의 광중합 물질에서 광중합 반응이 일어날 수 있도록 광에너지를 공급하기 위한 것으로, 앞서 살펴본 바와 같이, 광원이 라이트튜브 내부에 삽입된 형태로 구성된다.The energy generating device is to supply the light energy to the photopolymerization reaction in the photopolymerization material in the photopolymerization reaction tank, as described above, the light source is configured to be inserted into the light tube.

그 라이트튜브는 석영(Quartz), 파이렉스(Pyrex), 유리(Glass), 아크릴(Acryl), 광섬유, 글래스 샤프트(Glass Shaft) 중 선택되는 어느 1종의 재질의 판형 일측면을 TiO2, SiO2, SiO2, ZrO2, ZnS, MgF2, In2O3, Cr2O3, Ai, Pt, Au, Ag, Cu, Cr, Si, Ni, Ta2O3, Ge 중 선택되는 어느 1종 이상의 증착물질을 1 ~ 100층으로 진공 증착하여 제조된다.The light tube is quartz (Quartz), Pyrex (Pyrex), glass (Glass), an acrylic (Acryl), an optical fiber, a glass shaft (Glass Shaft) the plate one side of the material of any one selected from TiO 2, SiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , ZnS, MgF 2 , In 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Ai, Pt, Au, Ag, Cu, Cr, Si, Ni, Ta 2 O 3 , any one selected from Ge The vapor deposition material is prepared by vacuum deposition in 1 to 100 layers.

상기 광원을 라이트튜브에 삽입하지 않고 광중합반응탱크 내부에 직접 설치하게 되는 경우에는 광원이 레진 등의 광중합 물질에 직접접촉하게 되어, 광원의 수명 및 성능이 저하될 뿐만 아니라, 광중합 반응물에 심각한 오염을 줄 수 있기 때문에, 이를 방지하기 위해서는 광원을 직접 노출하지 않은 상태를 유지하는 것이 바람직하다.When the light source is installed directly inside the photopolymerization tank without inserting the light source into the light tube, the light source is in direct contact with a photopolymerizable material such as resin, which not only reduces the lifespan and performance of the light source but also causes serious contamination of the photopolymerization reactant. In order to prevent this, it is desirable to keep the light source not directly exposed.

즉 이와 같은 문제를 해결하기 위해 라이트튜브를 사용하게 된다. 그러나 그 라이트튜브가 광투과성이 떨어진다면 광에너지를 광중합 물질에 효율적으로 제공할 수 없기 때문에 상기의 구성을 갖는 라이트튜브를 사용하는 것이 바람직하다.In other words, the light tube is used to solve this problem. However, if the light tube is inferior in light transmittance, it is preferable to use a light tube having the above-described structure because light energy cannot be efficiently provided to the photopolymerizable material.

특히 광투과 효율이 좋은 석영 또는 파이렉스 재질로 튜브를 만들 경우 내화학성 및 내구성에서 더 좋은 결과를 얻을 수 있으므로, 바람직하게는 석영 또는 파이렉스 재질의 튜브 표면에 증착 물질을 진공 증착한 라이트튜브를 사용하는 것이 바람직하다.In particular, when the tube is made of quartz or Pyrex material having good light transmission efficiency, it is possible to obtain better results in chemical resistance and durability. Therefore, it is preferable to use a light tube vacuum-deposited on the surface of the tube of quartz or Pyrex material. It is preferable.

증착막을 입힌 라이트튜브는 광의 간섭을 이용하여 100 ~ 3500㎚의 범위의 특정 파장만을 투과하며, 그 파장 범위를 벗어날 경우에는 광중합 반응이 일어나지 않거나, 일어나더라도 미미하게 일어나게 되므로, 상기 파장범위를 유지하는 것이 바람직하다.The light tube coated with the deposition film transmits only a specific wavelength in the range of 100 to 3500 nm by using the interference of light, and if it is out of the wavelength range, the photopolymerization reaction does not occur or occurs insignificantly. It is preferable.

이와 같이 라이트튜브의 구성은 광원에서 공급되는 에너지를 광중합 물질에 전달하는 매개체로서의 기능을 결정하는 것으로 매우 중요한 것이라고 할 수 있다.Thus, the configuration of the light tube is very important to determine the function as a medium for transferring the energy supplied from the light source to the photopolymerization material.

상기 튜브 표면에 형성되는 증착막의 진공증착은 진공증착기를 이용하며, 10-3 Torr 이하의 고진공이 유지되는 조건에서 증착 물질을 전자빔으로 가열체 기판에서 증발시켜 튜브표면에 증착하여 이루어진다.The vacuum deposition of the deposited film formed on the tube surface is performed by using a vacuum evaporator, and depositing the deposition material on the tube surface by evaporating the evaporation material from the heating substrate with an electron beam under the condition that high vacuum of 10 -3 Torr or less is maintained.

상기 압력이 10-3 Torr를 초과할 경우에는 증착막 형성이 용이하지 않으므로, 상기 압력은 10-3 Torr를 유지하는 것이 바람직하다.When the pressure exceeds 10 -3 Torr, since the deposition film is not easily formed, the pressure is preferably maintained at 10 -3 Torr.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 라이트튜브를 이용한 광중합 장치는 레진, 폴리머 합성, 필름 가공을 효율적으로 할 수 있도록 광원을 라이트튜브에 삽입하여 광중합반응탱크 내부에 설치하거나, 외부에 설치하게 될 경우 스테인리스 스틸 재질의 광중합반응탱크 일부를 라이트튜브와 동일한 구성을 갖는 재질을 가짐으로서, 광중합 고고형분화 및 비용 절감과 에너지 절약 및 반응 안정성을 기대할 수 있다.As described above, the photopolymerization apparatus using the light tube according to the present invention may be installed inside the photopolymerization reaction tank by installing a light source in the light tube so as to efficiently perform resin, polymer synthesis, and film processing. In this case, a part of the photopolymerization tank made of stainless steel has a material having the same configuration as that of the light tube, so that photopolymerization solidification and cost reduction, energy saving and reaction stability can be expected.

그리고 용제를 사용하지 않음으로써 환경 보호 측면에서의 효과가 있다.And there is no effect on environmental protection by using no solvent.

또한, 종래에는 반응에 소요되는 시간이 수시간이 소요되었으나, 본 발명에 따른 광중합 장치를 이용할 경우에는 수 초에서 수십 초로 반응시간을 단축함으로써 생산성 향상을 기대할 수 있다.In addition, in the past, the time required for the reaction took several hours, but in the case of using the photopolymerization apparatus according to the present invention, it is possible to expect an improvement in productivity by shortening the reaction time from several seconds to several tens of seconds.

더하여, 광원을 라이트튜브에 삽입하여 구성된 에너지발생장치는 성형 등의 가공성 및 취급이 용이하며, 간단한 구성으로 인해 대량 생산이 가능하여 산업화 측면에서 유리한 효과를 갖는다.In addition, the energy generating device formed by inserting the light source into the light tube is easy to process and handle, such as molding, and can be mass-produced due to the simple configuration, which has an advantageous effect in terms of industrialization.

이상에서 살펴 본 기술적 구성을 도면에 도시되어 있는 내용을 참고하여 구체적으로 살펴보도록 한다.The technical configuration described above will be described in detail with reference to the contents shown in the drawings.

먼저, 도 1(실시 예 1)은 본 발명의 기술적 구성을 가장 기본적으로 보여주고 있는 광중합장치(100)를 나타낸 단면도로서, First, Figure 1 (Example 1) is a cross-sectional view showing a photopolymerization apparatus 100 that shows the technical configuration of the present invention most basically,

스테인리스 스틸 재질의 광중합반응탱크(1) 내부에 에너지발생장치(3)를 광중합반응탱크(1) 상부에 가로방향으로 배치하여 하부로 에너지를 전달할 수 있도록 구성되어 있다. 그 에너지발생장치(3)는 라이트튜브(31) 내부에 광원(32)이 삽입된 형태를 갖는다.The energy generating device (3) inside the photopolymerization reaction tank (1) made of stainless steel is arranged in the horizontal direction on the photopolymerization reaction tank (1) to transfer energy to the lower part. The energy generator 3 has a form in which the light source 32 is inserted into the light tube 31.

상기 광원(32)은 유브이 램프(UV LAMP), 비져블 램프(VISIBLE LAMP), 아이알 램프(IR LAMP), 전자빔(EB), 레이저(RASER) 중 선택되는 어느 1종 이상이 사용되며, 그 광원을 통해 발생하는 UV(자외선), EB(전자빔), 적외선, X-선, 가시광선 또는 엑시머 레이저의 레이저 선, 일광 및 열선(예를 들면, 방사열 및 복사열)을 광중합 반응 에너지로 사용한다.The light source 32 may be any one or more selected from UV lamps, visible lamps, IR lamps, electron beams, lasers, and the like. Through the UV (ultraviolet), EB (electron beam), infrared, X-ray, visible or excimer laser, laser rays, daylight and heat rays (for example, radiant and radiant heat) are used as the photopolymerization reaction energy.

상기 광중합반응탱크(1)는 다양한 형태로 제조하여 사용이 가능하며, 가장 대표적인 형태는 원통형이나, 사각통과 같은 다각통 형태로 제조하여 사용이 가능하다. 그리고 그 광중합반응탱크(1)에는 광중합 반응에서 발생한 열을 제어하기 위한 냉각장치 설치가 가능하다.The photopolymerization tank (1) can be manufactured and used in a variety of forms, the most typical form is a cylindrical, can be used in the form of a polygonal cylinder, such as a square cylinder. The photopolymerization tank 1 can be equipped with a cooling device for controlling heat generated in the photopolymerization reaction.

상기 광중합반응탱크(1)의 내부에는 반응물의 교반을 위한 교반기(2)가 설치 되며, 그 교반기(2)에는 다수의 임펠러(21)가 형성되어 효율적인 교반이 이루어지도록 한다. 그리고 그 교반기(2)는 광중합반응탱크(1) 외부의 속도조절기와 연결되어 속도표시장치를 통해 교반속도를 확인하여 속도를 조절할 수 있도록 구성된다.In the photopolymerization reaction tank 1, an agitator 2 for agitating the reactant is installed, and a plurality of impellers 21 are formed in the agitator 2 to allow efficient agitation. And the stirrer (2) is connected to the speed controller outside the photopolymerization reaction tank (1) is configured to adjust the speed by checking the stirring speed through the speed display device.

상기 에너지발생장치(3)는 광중합반응탱크(1) 내부에 설치됨으로써 광중합 반응 에너지를 레진 등에 효율적으로 제공할 수 있으며, 광원(32)을 광중합 반응물질과 직접 접촉하지 않도록 라이트튜브(31) 내부에 삽입하여 구성함으로써 광중합 반응물질의 오염을 예방할 수 있고, 광원(32)의 수명 및 성능을 향상시킬 수 있다.The energy generating device 3 may be provided inside the photopolymerization tank 1 to efficiently provide photopolymerization reaction energy to the resin, etc., so that the light source 32 is not directly in contact with the photopolymerization reactant. By inserting in the structure, contamination of the photopolymerization reactant can be prevented, and the life and performance of the light source 32 can be improved.

상기 에너지발생장치(3)에서 중요하게 고려되어야 할 것은 에너지 전달 매개체인 라이트튜브(31)로서, 석영(Quartz), 파이렉스(Pyrex), 유리(Glass), 아크릴(Acryl), 광섬유, 글래스 샤프트(Glass Shaft) 중에서 선택되는 어느 1종의 재질로 이루어진 5 ~ 50mm의 관경을 갖는 원통형 관의 바깥 표면에 TiO2, SiO2, SiO2, ZrO2, ZnS, MgF2, In2O3, Cr2O3, Ai, Pt, Au, Ag, Cu, Cr, Si, Ni, Ta2O3, Ge 중 선택되는 어느 1종 이상의 증착물질을 1 ~ 100층으로 진공 증착하여 증착막을 입힘으로써, 광의 간섭을 이용하여 광원에서 발생하는 에너지 중 100 ~ 3500㎚의 범위에서의 특정 파장만을 투과하도록 구성된다.Important consideration in the energy generator 3 is a light tube 31 which is an energy transfer medium, and includes quartz, pyrex, glass, acryl, optical fiber, and glass shaft ( Glass Shaft) TiO 2 , SiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , ZnS, MgF 2 , In 2 O 3 , Cr 2 on the outer surface of a cylindrical tube with a diameter of 5 to 50 mm made of any one material selected from Light interference by coating a deposition film by vacuum depositing one or more deposition materials selected from O 3 , Ai, Pt, Au, Ag, Cu, Cr, Si, Ni, Ta 2 O 3 , and Ge in 1 to 100 layers It is configured to transmit only a specific wavelength in the range of 100 ~ 3500nm of the energy generated by the light source using the.

상기 라이트튜브(31)는 광원(32)에서 발생하는 에너지를 레진 등의 광중합 물질에 전달하는 매개체 역할을 하는 것으로, 광중합 반응에 큰 영향을 미치게 되므로 상기와 같은 구성을 갖는 라이트튜브(31)를 사용하는 것이 바람직하다.The light tube 31 serves as a medium for transmitting energy generated from the light source 32 to a photopolymerization material such as resin, and thus has a great influence on the photopolymerization reaction. It is preferable to use.

상기 광중합반응탱크(1)의 외부에는 광중합 반응과정에서 발생하는 열을 감 지하여 광중합반응탱크(1)의 온도를 조절할 수 있는 온도조절기(22)가 구성되고, 상기 교반기(2)와 연결되어 속도를 조절하는 속도조절기(23)가 구성되며, 광량을 측정하여 표시하는 광량 표시 및 광량조절기(24)가 구성된다.The outside of the photopolymerization tank (1) is configured with a temperature controller 22 for controlling the temperature of the photopolymerization tank (1) by detecting the heat generated during the photopolymerization reaction process, is connected to the stirrer (2) A speed controller 23 for adjusting the speed is configured, and the light amount display and the light amount controller 24 for measuring and displaying the light amount are configured.

상기 구성에 대한 더욱 구체적인 예를 들자면, 50mm의 관경을 갖는 유리 튜브 바깥 표면으로 TiO2을 진공증착기를 이용하여 10-3 Torr의 압력으로 1층의 두께가 0.01mm가 되도록 20층의 증착막을 형성한다.More specific for instance, to form a deposited film of a TiO 2 layer 20 to the glass tube outer surface has a diameter of 50mm with a 10 -3 Torr pressure using a vacuum deposition thickness of the first layer so that 0.01mm for the configuration do.

이와 같이 유리 튜브의 바깥 표면에 증착막이 형성된 라이트튜브(31) 내부에 유브이 램프(UV LAMP)를 삽입한다.In this way, the UV lamp (UV LAMP) is inserted into the light tube 31 in which the deposition film is formed on the outer surface of the glass tube.

이와 같이 구성된 에너지 발생장치(3)를 광중합반응탱크(1)의 내부 상부로 2개 설치하며, 이때 그 에너지 발생장치(3)는 교반기(2)를 사이에 두고, 그 교반기(2)와 일정간격이 떨어진 위치에 설치한다.Two energy generators 3 configured as described above are installed in the upper portion of the photopolymerization reaction tank 1, wherein the energy generator 3 has a stirrer 2 interposed therebetween and is fixed with the stirrer 2. Install at a distance apart.

도 2는 본 발명의 실시 예 2에 따른 광중합장치(100)를 나타낸 단면도로서, 상기 실시 예1과 동일한 구성을 갖으나, 다만 에너지 분산성을 높이기 위해 다층 구조로 에너지 발생장치(3)를 구성하고 있다. 이는 레진 등의 광중합 물질의 광중합 반응시 균일한 에너지를 공급함으로써 광중합 반응효율을 높일 수 있음에 착안한 구성이다.FIG. 2 is a cross-sectional view showing a photopolymerization apparatus 100 according to Embodiment 2 of the present invention, which has the same configuration as in Embodiment 1, but includes an energy generator 3 having a multilayer structure in order to increase energy dispersibility. Doing. This configuration is focused on improving the photopolymerization reaction efficiency by supplying uniform energy during the photopolymerization reaction of photopolymerization materials such as resin.

도 3은 본 발명의 실시 예 3에 따른 광중합 장치(100)를 나타낸 단면도로서, 스테인리스 스틸(STS) 재질의 광중합반응탱크(1) 외부에 광원(32)이 설치된 구성을 보이고 있는 것으로, 그 광원(32)은 광중합반응탱크(1)와 길이방향으로 동일하게 배치되도록 구성된다.3 is a cross-sectional view showing a photopolymerization apparatus 100 according to a third embodiment of the present invention, in which a light source 32 is installed outside the photopolymerization reaction tank 1 made of stainless steel (STS). 32 is configured to be identically arranged in the longitudinal direction with the photopolymerization reaction tank 1.

이와 같이 광원(32)이 광중합반응탱크(1) 외부에 설치되는 경우에는 그 광원(32)에서 공급되는 에너지를 광중합반응탱크(1) 내부의 광중합 반응 물질에 공급하기 위해, 스테인리스 스틸로 이루어진 광중합반응탱크(1)의 일부를 상기 실시 예 1에서 언급된 라이트튜브(31)와 동일한 재질로 형성하여 광에너지가 투과되도록 한다.When the light source 32 is installed outside the photopolymerization tank 1 as described above, photopolymerization made of stainless steel is used to supply energy supplied from the light source 32 to the photopolymerization reaction material inside the photopolymerization tank 1. A part of the reaction tank 1 is formed of the same material as the light tube 31 mentioned in the first embodiment so that light energy is transmitted.

도 4는 본 발명의 실시 예 4에 따른 광중합 장치를 나타낸 단면도로서, 상기 실시 예 3과 동일한 배치로 광원(32)을 설치하나, 광중합반응탱크(1) 외부가 아닌 내부에 설치하며, 그 광원(32)은 실시 예 1에서 살펴본 라이트튜브(31) 내부에 삽입한다.4 is a cross-sectional view showing a photopolymerization apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, in which the light source 32 is installed in the same arrangement as that of the third embodiment, but installed inside the photopolymerization reaction tank 1 and not outside. 32 is inserted into the light tube 31 described in Example 1.

도 5는 본 발명의 실시 예 5에 따른 광중합 장치를 나타낸 단면도로서, 상기 실시 예 1 내지 4에서의 광중합반응탱크(1)와 구조를 달리한 것으로, 그 광중합반응탱크(1)가 이중 관 형태로 구성된다.Figure 5 is a cross-sectional view showing a photopolymerization apparatus according to a fifth embodiment of the present invention, which differs in structure from the photopolymerization reaction tank (1) in Examples 1 to 4, the photopolymerization reaction tank (1) is a double tube form It consists of.

그 광중합반응탱크(1)의 내측 관(11) 내부와 광중합반응탱크(1) 외부에 각각 광원(32)이 설치되며, 그 광원(32)의 에너지를 광중합 반응물에 공급하기 위해 광 중합반응탱크(1)의 일부를 상기 실시 예 1의 라이트튜브(31)와 동일한 재질로 형성하여 광에너지가 투과되도록 한다.A light source 32 is provided inside each of the inner tube 11 of the photopolymerization tank 1 and the outside of the photopolymerization tank 1, and a photopolymerization tank for supplying energy of the light source 32 to the photopolymerization reactant. A part of (1) is formed of the same material as that of the light tube 31 of the first embodiment so that light energy is transmitted.

도 6은 본 발명의 실시 예 6에 따른 광중합 장치의 도시한 단면도로서, 전체적인 구성은 실시 예 1 내지 4와 동일하나, 광섬유(4) 및 라이트튜브(31)와 동일한 재질을 갖는 라이트 가이드(샤프트)(5)를 광중합반응탱크(1)에 설치하여, 그 광섬유(4) 및 라이트튜브(31)의 끝단에 광원(spot cure uv cure machine)을 설치하여 막대형태의 매개체(광섬유, 라이트튜브)를 이용해 광중합반응탱크(1)의 내부로 에너지를 전달하는 구성을 보이고 있다.6 is a cross-sectional view of a photopolymerization apparatus according to a sixth embodiment of the present invention, the overall configuration of which is the same as that of the first to fourth embodiments, but the light guide (shaft) having the same material as the optical fiber 4 and the light tube 31. (5) is installed in the photopolymerization reaction tank (1), and a light source (spot cure uv cure machine) is installed at the ends of the optical fiber (4) and the light tube (31). It shows the configuration to transfer the energy to the photopolymerization reaction tank (1) using.

도 7은 에너지발생장치(3)의 다른 실시 예를 보이고 있는 것으로, 광원(32)이 삽입된 라이트튜브(31)를 미코팅튜브(33)로 감싸고 있는 구조를 보이고 있다. 이와 같은 구조는 라이트튜브(31)를 보호할 수 있는 구조를 갖는 것으로, 광원(32)에서 발생한 광에너지는 라이트튜브(31)에 의해 100 ~ 3500㎚의 범위에서의 특정 파장만이 투과되게 되고, 이와 같이 투과된 광에너지는 미코팅튜브(유리재질 등)에 의해 광중합 물질에 그대로 광에너지가 전달될 수 있는 구조를 보이고 있다.FIG. 7 shows another embodiment of the energy generating device 3 and shows a structure in which the light tube 31 into which the light source 32 is inserted is wrapped with the uncoated tube 33. Such a structure has a structure capable of protecting the light tube 31, and the light energy generated by the light source 32 is transmitted only by a specific wavelength in the range of 100 to 3500 nm by the light tube 31. In this way, the transmitted light energy has a structure in which the light energy can be transmitted as it is to the photopolymerization material by an uncoated tube (glass material).

상기 미코팅큐브(33)는 석영(Quartz), 파이렉스(Pyrex), 유리(Glass), 아크릴(Acryl), 광섬유, 글래스 샤프트(Glass Shaft) 중 선택되는 어느 1종의 재질을 갖는다.The uncoated cube 33 has any one material selected from quartz, pyrex, glass, acrylic, optical fiber, and glass shaft.

도 1은 본 발명의 실시 예 1에 따른 광중합 장치를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view showing a photopolymerization apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시 예 2에 따른 광중합 장치의 도시한 단면도.2 is a sectional view showing a photopolymerization device according to a second embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예 3에 따른 광중합 장치의 도시한 단면도.3 is a sectional view of a photopolymerization apparatus according to Embodiment 3 of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시 예 4에 따른 광중합 장치의 도시한 단면도.4 is a sectional view of a photopolymerization apparatus according to Embodiment 4 of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시 예 5에 따른 광중합 장치의 도시한 단면도.5 is a sectional view of a photopolymerization apparatus according to Embodiment 5 of the present invention;

도 6은 본 발명의 실시 예 6에 따른 광중합 장치의 도시한 단면도.6 is a sectional view of a photopolymerization apparatus according to Embodiment 6 of the present invention;

도 7은 본 발명의 에너지발생장치의 다른 실시 예를 도시한 단면도.Figure 7 is a sectional view showing another embodiment of the energy generating device of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 광중합반응탱크1: photopolymerization tank

2 : 교반기2: stirrer

21: 임펠러21: impeller

3 : 에너지발생장치3: energy generating device

31: 라이트튜브31: Light tube

32: 광원32: light source

4 : 광섬유4: optical fiber

100: 광중합 장치100: photopolymerization apparatus

Claims (4)

원통 또는 다각통 형의 광중합반응탱크(1)와, 그 광중합반응탱크(1)의 내부 에 설치되어 반응물의 교반을 위한 다수의 임펠러(21)가 부착된 교반기(2)와, 그 교반기(2)와 간섭되지 않도록 내부에 배치하여 반응물에 에너지를 공급하도록 설치되어 있는 에너지발생장치(3)로 구성되고,Cylindrical or polycylindrical photopolymerization tank (1), agitator (2) installed inside the photopolymerization tank (1) and equipped with a plurality of impellers (21) for agitating reactants, and the agitator (2) It is composed of an energy generating device (3) which is disposed to supply energy to the reactants by placing therein so as not to interfere with), 그 에너지발생장치(3)는 에너지 전달 매개체인 라이트튜브(31) 내부에 광원(32)을 삽입하여 형성되는 것으로, 그 라이트튜브(31)는 석영(Quartz), 파이렉스(Pyrex), 유리(Glass), 아크릴(Acryl), 광섬유, 글래스 샤프트(Glass Shaft) 중 선택되는 어느 1종의 재질의 5 ~ 50mm 관경을 갖는 원통형 관 외부표면에 TiO2, SiO2, SiO2, ZrO2, ZnS, MgF2, In2O3, Cr2O3, Ai, Pt, Au, Ag, Cu, Cr, Si, Ni, Ta2O3, Ge 중 선택되는 어느 1종 이상의 증착물질을 진공 증착하여 1 ~ 100층의 증착막을 형성하여, 그 원통형 관의 외측 표면에 형성된 증착막의 광의 간섭을 이용하여 100 ~ 3500㎚의 범위에서의 특정 파장만이 투과되도록 구성된 것임을 특징으로 하는 라이트튜브를 이용한 광중합 장치.The energy generator 3 is formed by inserting a light source 32 into the light tube 31, which is an energy transfer medium, and the light tube 31 is formed of quartz, pyrex, and glass. ) TiO 2 , SiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , ZnS, MgF on the outer surface of a cylindrical tube with a 5 to 50 mm diameter of any one material selected from acryl, optical fiber, and glass shaft. 2 , In 2 O 3 , Cr 2 O 3 , Ai, Pt, Au, Ag, Cu, Cr, Si, Ni, Ta 2 O 3 , Ge at any one or more deposition materials selected from 1 to 100 by vacuum deposition A light polymerization apparatus using a light tube, characterized in that the layer is formed so that only a specific wavelength in a range of 100 to 3500 nm is transmitted using interference of light of the deposited film formed on the outer surface of the cylindrical tube. 제 1항에 있어서, 진공 증착은 10-3Torr 이하의 고진공이 유지되는 조건의 진공 증착기를 이용하여 증착물질을 전자빔으로 증발시켜 튜브 표면에 증착하는 것 임을 특징으로 하는 라이트튜브를 이용한 광중합 장치.The light polymerization apparatus using light tube according to claim 1, wherein the vacuum deposition is performed by evaporating the deposition material to an electron beam using a vacuum evaporator in which a high vacuum of 10 -3 Torr or less is maintained. 제 1항에 있어서, 광원(22)은 라이트튜브(31) 내부에 삽입되거나 또는 광중합반응탱크(1) 외부에 설치되는 것으로, 유브이 램프(UV LAMP), 비져블 램프(VISIBLE LAMP), 아이알 램프(IR LAMP), 전자빔(EB), 레이저(RASER) 중 선택되는 어느 1종 이상인 것을 특징으로 하는 라이트튜브를 이용한 광중합 장치.According to claim 1, wherein the light source 22 is inserted into the light tube 31 or installed outside the photopolymerization tank 1, UV lamp (UV LAMP), visible lamp (VISIBLE LAMP), eye lamp ( IR LAMP), an electron beam (EB), a laser (RASER) of any one or more selected from the light polymerization apparatus using a light tube, characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 에너지발생장치(3)는 그 외둘레로 석영(Quartz), 파이렉스(Pyrex), 유리(Glass), 아크릴(Acryl), 광섬유, 글래스 샤프트(Glass Shaft) 중 선택되는 어느 1종의 재질로 이루어진 미코팅튜브(33)가 형성됨을 특징으로 하는 라이트튜브를 이용한 광중합 장치.The energy generating device 3 is made of any one material selected from quartz, pyrex, glass, acrylic, optical fiber, and glass shaft. Photopolymerization apparatus using a light tube, characterized in that the coating tube 33 is formed.
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