KR20140021400A - 편광판 염색액 농도 밸브 컨트롤 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 염색액을 공급하는 공급탱크; 상기 공급탱크와 연결되고 수위 조절 탱크를 구비하여 일정 수위까지 염색액을 담고, 밸브가 구비된 배출관을 통해 염색공정에 의해 요오드 농도가 감소된 염색액을 배출하는 염색조; 상기 염색조와 연결되어, 염색조로부터 배출된 요오드 농도가 감소된 염색액을 저장하고, 상기 공급탱크와 연결된 배출탱크; 상기 요오드 농도가 감소된 염색액의 농도를 측정하는 성분 농도 분석 장치; 및 상기 배출탱크에 저장된 요오드 농도가 감소된 염색액에 고농도 요오드를 추가하는 고농도 요오드 투입 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 편광판 염색액 농도를 일정하게 유지하기 위한 밸브 컨트롤 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 편광필름 염색액의 농도 모니터링 장치, 농도 제어 및 염색 장치에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display)는 TV나 컴퓨터 등의 모니터에 사용되고 있는 음극선관을 대체하기 위한 표시장치로, 액정 분자에 입사되는 빛의 진동 방향을 조절하기 위해 편광판을 사용함으로써 경량과 박형의 설계가 용이하고 고화질, 저소비전력 등의 장점을 가지므로 산업에서 널리 이용되고 있다. 이러한 LCD에 사용되는 편광판은 액정셀의 일면 또는 양면에 점착하여 LCD 패널의 일부로서 사용된다. 여기서 편광판은 액정 표시 소자에 특정 파장의 빛을 투과시키기 위해 사용되는 광학 소자를 말한다.
일반적으로 편광판은 PVA(폴리비닐알코올, Polyvinyl alcohol)계 필름을 염착, 가교 및 연신하여 제조된다. 즉, 일반적인 편광판 제조 공정은 PVA계 필름을 요오드 또는 염료로 염착하는 단계, 붕산 등을 첨가하여 요오드 또는 염료를 PVA계 필름에 가교시키는 단계 및 PVA계 필름을 연신시키는 단계로 이루어지며, 이때 상기 염착, 가교 및 연신 단계는 개별적으로 진행될 수도 있고, 동시에 진행될 수도 있으며, 이들 각각의 단계들의 순서 역시 고정적이지 않다. PVA계 필름의 염착, 가교 및 연신 단계가 완료된 다음, 이를 건조시킴으로써 편광기능을 가지는 PVA계 소자가 만들어진다. 이와 같이 제조된 PVA계 소자의 일면 또는 양면에 PVA계 접착제 등을 이용하여, TAC(트리아세틸 셀룰로오스, Triacetyl Cellulose)계 필름과 같은 보호 필름을 접착시킴으로써 편광판이 완성된다.
따라서 편광판의 제조공정을 구성하는 염색, 연신, 수세 및 보색 공정에는 KI, 요오드 및 붕산을 포함하는 조가 이용된다. 각각의 조에 포함된 KI, 요오드 및 붕산은 균일한 농도를 유지하여야 균일한 품질의 편광판을 제조할 수 있다.
이에 대한민국 공개특허 2009-0033188호는 적어도 요오드 및 요오드화칼륨을 성분으로서 함유하는 염색액의 성분 농도를 모니터링하여, 상기 성분 농도를 일정하게 제어하기 위한 성분 농도 제어장치를 제공한다. 상기 농도 제어장치는 고농도 요오드를 염색조에 직접 추가하여 농도 조절을 하므로, 도 1에서 보는 바와 같이, 고농도 요오드의 투입으로 인해 특정 구간 및 영역에서 농도의 불균일성 및 농도 상승 현상이 일어나는 문제점이 있다.
따라서, 이와 같은 농도 불균일 현상이 일어나지 않도록, 염색조 조용액 농도를 일정하게 유지하기 위한 시스템 내지 장치가 필요하다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 편광판 제조 공정 중 염색조 조용액 농도를 일정하게 유지하기 위하여, 염색액의 성분 농도를 모니터링하기 위한 장치 및 상기 성분 농도를 일정하게 제어하기 위한 성분 농도 제어장치 및 상기 성분 농도 제어장치를 구비한 염색장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은
염색액을 공급하는 공급탱크;
상기 공급탱크와 연결되고 수위 조절 탱크를 구비하여 일정 수위까지 염색액을 담고, 밸브가 구비된 배출관을 통해 염색공정에 의해 요오드 농도가 감소된 염색액을 배출하는 염색조;
상기 염색조와 연결되어, 염색조로부터 배출된 요오드 농도가 감소된 염색액을 저장하고, 상기 공급탱크와 연결된 배출탱크;
상기 요오드 농도가 감소된 염색액의 농도를 측정하는 성분 농도 분석 장치; 및
상기 배출탱크에 저장된 요오드 농도가 감소된 염색액에 고농도 요오드를 추가하는 고농도 요오드 투입 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 편광판 염색액 농도를 일정하게 유지하기 위한 밸브 컨트롤 시스템을 제공한다.
본 발명에 따르면 편광판 제조 공정 중 염색액의 성분 농도를 모니터링하여 성분 농도를 일정하게 제어할 수 있어 편장판의 품질의 안정성 및 생산성의 향상 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 기존 공정의 경우 고농도 요오드의 투입으로 인해 염색조 중 염색액의 요오드 농도의 불균일 현상이 발생하는 것을 실제 측정한 데이터와 모식도를 통해 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 염색조 중 염색액의 요오드 농도 변화를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 염색조 중 염색액의 요오드 농도 변화를 나타낸 것이다.
본 발명의 편광판 염색액 농도를 일정하게 유지하기 위한 밸브 컨트롤 시스템은, 염색액을 공급하는 공급탱크; 상기 공급탱크와 연결되고 수위 조절 탱크를 구비하여 일정 수위까지 염색액을 담고, 밸브가 구비된 배출관을 통해 염색공정에 의해 요오드 농도가 감소된 염색액을 배출하는 염색조; 상기 염색조와 연결되어, 염색조로부터 배출된 요오드 농도가 감소된 염색액을 저장하고, 상기 공급탱크와 연결된 배출탱크; 상기 요오드 농도가 감소된 염색액의 농도를 측정하는 성분 농도 분석 장치 및 상기 배출탱크에 저장된 요오드 농도가 감소된 염색액에 고농도 요오드를 추가하는 고농도 요오드 투입 장치를 포함한다.
본 발명은 배출탱크가 2개 이상 혹은 공급탱크가 2개 이상인 것이 특징이다. 배출탱크 혹은 공급탱크의 숫자가 많을수록 염색액의 농도를 균일하게 유지할 수 있으나, 배출탱크 혹은 공급탱크의 개수는 제조시간 및 제조비용을 감안하여 적절하게 결정할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구성도이다.
상기 공급탱크(10)는 염색액을 저장하고 공급한다. 상기 염색액은 요오드, 요요드화칼륨, 붕산 등을 함유하는 수용액이다.
상기 염색조(20)는 공급탱크와 연결되어 공급탱크(10)로부터 염색액을 공급받아 저장하되, 수위 조절 탱크(60)가 구비되어 염색조(20)에 염색액의 수위가 일정 수위를 넘을 경우 염색액을 수위 조절 탱크(60)로 배출시켜 염색조(20) 중 염색액의 수위를 일정하게 조절하도록 한다.
상기 염색액에 폴리비닐알코올계(PVA) 필름을 침지함으로써 폴리비닐알코올계(PVA) 필름은 요오드로 염색되고, 이러한 염색공정에 의해 염색액 중 요오드 농도는 감소하게 된다.
본 발명의 시스템은 염색공정에 의해 요오드 농도가 감소된 염색액을 배출탱크(31, 32, 33)에 배출시켜 염색조로부터 분리하는 것을 특징으로 한다. 이를 위해 상기 염색조(20)의 측부에는 배출관(50)이 구비되어 요오드 농도가 감소된 염색액을 배출하도록 하며, 배출관(50)은 배출탱크(31, 32, 33) 방향으로 분기되어 각 밸브(V1~V3)를 통해 염색액을 배출탱크(31, 32, 33)에 배출한다. 상기 밸브(V1~V3)는 구동회로, 컴퓨터 및 컨트롤러, 및 모니터로 이루어진 밸브 시스템에 의해 구동된다.
본 발명의 시스템은 상기 요오드 농도가 감소된 염색액의 농도를 측정하는 성분 농도 분석 장치를 포함한다.
상기 성분 농도 분석 장치로 유도결합플라즈마 발광분광계(ICP)를 사용함으로써, 배출탱크(31, 32, 33) 중 염색액 농도변화를 모니터링할 수 있다.
유도결합플라즈마 발광분광계(ICP)는 배출탱크(31, 32, 33), 농도분석기, 컴퓨터 및 컨트롤러, 및 모니터와 온라인(on-line)으로 연결되어 실시간으로 염색조 조용액 내의 요오드화칼륨(KI), 요오드(I2) 및 붕산의 농도를 측정할 수 있다.
다르게는, 용매추출법을 이용한 오프라인(off-line) 분석으로 배출탱크 중 염색액의 요오드와 요오드화 칼륨 농도를 분석할 수 있다.
상기 고농도 요오드 투입장치(41, 42, 43)는 배출탱크(31, 32, 33)에 저장된 요오드 농도가 감소된 염색액에 고농도 요오드를 추가함으로써, 염색액의 농도를 기준 농도로 제어할 수 있다. 기준 농도로 제어된 염색액은 배출탱크(31, 32, 33)의 하부에 구비된 밸브(V4~V6)을 통해 공급탱크(10)로 이송된다. 각 밸브(V4~V6)는 구동회로, 컴퓨터 및 컨트롤러, 및 모니터로 이루어진 밸브 시스템에 의해 구동된다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 염색액의 농도 조절 과정을 설명한다.
염색액을 공급탱크(10)에 공급하여 저장한 후 염색조(20)의 일정 수위까지 염색액을 공급한 다음, 폴리비닐알콜올계 필름을 염색액에 침지시킴으로써 폴리비닐알코올계(PVA) 필름을 염색한다(S1). 이때 염색조(20)의 일정 수위 이상의 염색액은 수위 조절 탱크(60)로 배출되어 염색조(20) 중 염색액의 수위는 일정하게 조절된다.
염색공정 후, 염색액 중의 요오드 농도는 감소하게 되며, 요오드 농도가 감소된 염색액을 먼저 배출탱크 1에 배출한다(S2). 이 때 초기 배출탱크 1, 2, 3(31, 32, 33)는 비어 있는 상태이고, 배출탱크 1(31)은 밸브(V1)에 의해 개방된 상태이고, 배출탱크 2, 3(32, 33)은 밸브(V2, V3)에 의해 폐쇄된 상태이다. 각 밸브(V1~V3)는 구동회로, 컴퓨터 및 컨트롤러, 및 모니터로 이루어진 밸브 시스템에 의해 구동된다.
염색조(20)로부터 배출탱크 1(31)에 요오드 농도가 감소된 염색액이 충분히 배출되어 일정 부피를 채우게 되면, 배출탱크 1(31)의 밸브(V1)는 폐쇄되고 배출탱크 2(32)의 밸브(V2)가 개방되어 염색조(20)로부터 요오드 농도가 감소된 염색액은 배출탱크 2(32)로 보내어진다(S3).
배출탱크 2(32)로 요오드 농도가 감소된 염색액이 배출되는 동안, 배출탱크 1(31)의 밸브(V1)는 폐쇄되고 유도결합플라즈마 발광분광계(ICP)를 이용하여 배출탱크 1(31)의 염색액 중 요오드 농도를 측정한다(S4).
측정 결과 부족한 농도의 요오드를 고농도 요오드 투입 장치(41)를 통해 추가하여 염색액의 농도를 기준 농도로 조절된다(S5).
기준 농도로 조절된 배출탱크 1(31)의 염색액은 밸브(V4)를 통해 공급탱크(10)로 보내어진다(S6). 배출탱크 1(31)에서 S5~S6 과정이 진행되는 동안 배출탱크 2, 3(32, 33)에서는 S3~S4 과정이 진행되고, 배출탱크 1(31)에서 S5~S6이 완료된 후, 배출탱크 2, 3(32, 33)에서도 S5~S6이 진행된다.
하기 표 1은 본 발명에 따른 염색조 중 염색액의 요오드 농도 변화를 수치로 나타낸 것이다. 공급탱크(10) 중 염색액의 요오드 기준 농도를 2.5 mM 로 했을 때, 염색 후 요오드 농도가 감소된 염색액을 배출탱크(31, 32, 33)에 배출 및 저장한 후 ICP를 이용하여 요오드 농도를 측정한 결과 요오드 농도는 2.4 mM로 감소하였다. 여기에 고농도 요오드 투입장치(41, 42, 43)를 통해 고농도 요오드를 추가로 공급하여 배출 탱크에 저장된 염색액의 요오드 농도를 기준 농도 2.5 mM 로 조정하였다. 이와 같이 기준 농도로 조정된 염색액은 다시 공급탱크(10)로 이송되며, 이와 같은 과정을 통해 염색조(20)의 농도는 도 3에 보는 것과 같이 항상 기준 농도를 유지할 수 있게 된다.
| 공급탱크 요오드 농도 (mM) | 배출 탱크 요오드 농도 (mM) | 배출 탱크에 요오드 추가 후 농도 (mM) |
| 2.533 | 2.412 | 2.526 |
본 발명의 다른 구체예에서는, 세개의 공급탱크 1, 2, 3을 배치하고 공급탱크 1, 2, 3을 순환시키고 동일한 과정 S3~S6 과정을 반복하여 기준 농도의 염색액을 공급 탱크에서 염색조로 계속적으로 공급함으로써 염색액의 농도를 균일하게 유지할 수 있다.
10: 공급탱크
20: 염색조
31, 32, 33: 배출탱크
41, 42, 43: 고농도 요오드 투입장치
V1, V2, V3, V4, V5, V6: 밸브
50: 배출관
60: 수위 조절 탱크
20: 염색조
31, 32, 33: 배출탱크
41, 42, 43: 고농도 요오드 투입장치
V1, V2, V3, V4, V5, V6: 밸브
50: 배출관
60: 수위 조절 탱크
Claims (5)
- 염색액을 공급하는 공급탱크;
상기 공급탱크와 연결되고 수위 조절 탱크를 구비하여 일정 수위까지 염색액을 담고, 밸브가 구비된 배출관을 통해 염색공정에 의해 요오드 농도가 감소된 염색액을 배출하는 염색조;
상기 염색조와 연결되어, 염색조로부터 배출된 요오드 농도가 감소된 염색액을 저장하고, 상기 공급탱크와 연결된 배출탱크;
상기 요오드 농도가 감소된 염색액의 농도를 측정하는 성분 농도 분석 장치; 및
상기 배출탱크에 저장된 요오드 농도가 감소된 염색액에 고농도 요오드를 추가하는 고농도 요오드 투입 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는, 편광판 염색액 농도를 일정하게 유지하기 위한 밸브 컨트롤 시스템. - 청구항 1에 있어서, 상기 배출탱크가 2개 이상이거나 공급탱크가 2개 이상인 것을 특징으로 하는, 편광판 염색액 농도를 일정하게 유지하기 위한 밸브 컨트롤 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 분석 장치는 유도결합플라즈마 발광분광계(ICP)인 것을 특징으로 하는, 편광판 염색액 농도를 일정하게 유지하기 위한 밸브 컨트롤 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 요오드 농도가 감소된 염색액의 농도변화를 용매 추출법를 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하는, 편광판 염색액 농도를 일정하게 유지하기 위한 밸브 컨트롤 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 밸브는 구동회로, 컴퓨터 및 컨트롤러, 및 모니터로 이루어진 밸브 시스템에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는, 편광판 염색액 농도를 일정하게 유지하기 위한 밸브 컨트롤 시스템.
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| KR1020120087899A KR20140021400A (ko) | 2012-08-10 | 2012-08-10 | 편광판 염색액 농도 밸브 컨트롤 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140021400A true KR20140021400A (ko) | 2014-02-20 |
Family
ID=50267905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120087899A KR20140021400A (ko) | 2012-08-10 | 2012-08-10 | 편광판 염색액 농도 밸브 컨트롤 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20140021400A (ko) |
-
2012
- 2012-08-10 KR KR1020120087899A patent/KR20140021400A/ko not_active Application Discontinuation
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