特許 7536389 光硬化発生ガス捕集装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】光硬化発生ガス捕集装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/22 20060101AFI20240813BHJP

【ＦＩ】

G01N1/22 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023519758

(86)(22)【出願日】2022-06-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-10-18

(86)【国際出願番号】 KR2022008189

(87)【国際公開番号】W WO2022265304

(87)【国際公開日】2022-12-22

【審査請求日】2023-03-29

(31)【優先権主張番号】10-2021-0077294

(32)【優先日】2021-06-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2022-0066867

(32)【優先日】2022-05-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】500239823

【氏名又は名称】エルジー・ケム・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100122161

【弁理士】

【氏名又は名称】渡部 崇

(72)【発明者】

【氏名】ソ・イ・チュン

(72)【発明者】

【氏名】ウンヨン・ジン

(72)【発明者】

【氏名】ヨン・ヒ・イム

【審査官】佐々木 崇

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－３００１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０７３７９７８１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０４９０３３３２（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２００５－１５６１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０１８４１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５１１６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－２７４０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１９０８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００４／００２０５１１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１２／０６６８９３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００７９０８５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０２９８３６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２８４０８７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ１／００－１／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サンプルが収容されるサンプル収容空間が内部に形成されるチャンバユニットと、
前記チャンバユニットの上面に光を照射する光源ユニットと、
内部に前記チャンバユニットを収容する加熱空間が設けられるオーブンユニットと、
前記サンプル収容空間にパージガスを注入するためのパージガス注入流路と、
前記サンプル収容空間に発生したアウトガスを前記サンプル収容空間の外部に位置するガス捕集管に排出するためのアウトガス排出流路と、を含み、
前記チャンバユニットの前記上面は、前記光が透過する透明素材からなり、
前記光源ユニットは、面光源として下面から下方に光を照射し、
前記光源ユニットの前記下面が、前記チャンバユニットの前記上面に接触するように、前記光源ユニットは、前記チャンバユニットに据え置かれている、光硬化発生ガス捕集装置。

【請求項2】

前記チャンバユニットは、
上面に前記サンプル収容空間としてサンプル据え置き溝が形成される胴体部と、
前記サンプル据え置き溝を覆い、前記胴体部の上面に結合される透明カバー部と、を含み、
前記光源ユニットが照射する前記光は、前記透明カバー部を透過する、請求項１に記載の光硬化発生ガス捕集装置。

【請求項3】

前記透明カバー部には、前記パージガスが注入される注入口と、前記アウトガスが排出される排出口と、が形成され、
前記パージガス注入流路は、前記注入口に連結され、
前記アウトガス排出流路は、前記排出口に連結される、請求項２に記載の光硬化発生ガス捕集装置。

【請求項4】

前記透明カバー部は、石英プレートである、請求項２に記載の光硬化発生ガス捕集装置。

【請求項5】

前記胴体部の上面には、結合溝が形成され、
前記透明カバー部には、前記結合溝と対面する位置に結合ホールが形成され、
固定手段が前記結合ホールを貫通して前記結合溝に挿入されることにより、前記透明カバー部は、前記胴体部と結合される、請求項２に記載の光硬化発生ガス捕集装置。

【請求項6】

前記光源ユニットの上面には、冷媒が流れる冷媒循環流路が形成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の光硬化発生ガス捕集装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２１年６月１５日付の大韓民国特許出願１０－２０２１－００７７２９４号及び２０２２年５月３１日付の大韓民国特許出願１０－２０２２－００６６８６７号に基づいた優先権の利益を主張し、当該大韓民国特許出願の文献に開示されたあらゆる内容は、本明細書の一部として含まれる。

【0002】

本発明は、光硬化発生ガス捕集装置に係り、サンプルが紫外線を含めた多様な光波長で光硬化が行われる過程でサンプルから発生するガスを捕集する光硬化発生ガス捕集装置に関する。

【背景技術】

【0003】

ＴＶなどに使われる液晶などを製造する時、紫外線などを用いた光硬化工程が行われ、この際、紫外線などの光に露出される製品で発生したアウトガス（ｏｕｔｇａｓ）によって不良イシューが発生する恐れがある。したがって、製品に対して工程条件模写を通じて発生するガスを分析する技術が要求されている。

【0004】

一般的に、紫外線照射装置は、開放されたシステム（ｏｐｅｎ ｓｙｓｔｅｍ）であって、紫外線硬化時に発生したガスを捕集して分析に活用するのに難点があった。また、アウトガス捕集用前処理装置は、温度調節のみ可能であり、試料加熱中に露光が不可能であった。

【0005】

紫外線を含めた多様な光波長で光硬化が行われる過程で発生するガスを捕集するための技術が必要である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、光硬化発生ガス捕集装置に関するものであって、サンプルが紫外線を含めた多様な光波長で光硬化が行われる過程でサンプルから発生するガスを捕集する光硬化発生ガス捕集装置を提供することである。

【0007】

本発明が解決しようとする技術的課題は、前述した技術的課題に制限されず、言及されていないさらに他の技術的課題は、下記の記載から当業者に明確に理解されるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、サンプルが収容されるサンプル収容空間が内部に形成されるチャンバユニット、前記チャンバユニットの上面に光を照射する光源ユニット、内部に前記チャンバユニットを収容する加熱空間が設けられるオーブンユニット、前記サンプル収容空間にパージガスを注入するためのパージガス注入流路、及び前記サンプル収容空間に発生したアウトガスを前記サンプル収容空間の外部に位置するガス捕集管に排出するためのアウトガス排出流路、を含み、前記チャンバユニットの前記上面は、前記光が透過する透明素材からなるものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、紫外線を含めた多様な光波長を用いた光硬化工程を模写して、光硬化時に、分析対象素材から発生するガスを捕集可能なものである。

【0010】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、ガス不良に対する正確な原因究明分析が可能なものである。

【0011】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、露光と加熱とを同時に行うことにより、紫外線を含めた多様な光波長による光硬化工程で発生するガスを獲得することができる。

【0012】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、光源ユニットの取り替えが容易であって、多様な波長帯でガス捕集が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の光硬化発生ガス捕集装置を示す概念図である。

【図2】オーブンユニットを示す断面図である。

【図3】チャンバユニットを示す斜視図である。

【図4】透明カバー部を示す斜視図である。

【図5】胴体部を示す斜視図である。

【図6】実験例によるガス捕集結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、サンプルが収容されるサンプル収容空間が内部に形成されるチャンバユニット、前記チャンバユニットの上面に光を照射する光源ユニット、内部に前記チャンバユニットを収容する加熱空間が設けられるオーブンユニット、前記サンプル収容空間にパージガスを注入するためのパージガス注入流路、及び前記サンプル収容空間に発生したアウトガスを前記サンプル収容空間の外部に位置するガス捕集管に排出するためのアウトガス排出流路、を含み、前記チャンバユニットの前記上面は、前記光が透過する透明素材からなるものである。

【0015】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置で、前記チャンバユニットは、上面に前記サンプル収容空間としてサンプル据え置き溝が形成される胴体部、及び前記サンプル据え置き溝を覆い、前記胴体部の上面に結合される透明カバー部、を含み、前記光源ユニットが照射する前記光は、前記透明カバー部を透過するものである。

【0016】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置で、前記透明カバー部には、前記パージガスが注入される注入口と、前記アウトガスが排出される排出口と、が形成され、前記パージガス注入流路は、前記注入口に連結され、前記アウトガス排出流路は、前記排出口に連結されるものである。

【0017】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置で、前記透明カバー部は、石英（ｑｕａｒｔｚ）プレートでもある。

【0018】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置で、前記胴体部の上面には、結合溝が形成され、前記透明カバー部には、前記結合溝と対面する位置に結合ホールが形成され、固定手段が前記結合ホールを貫通して前記結合溝に挿入されることにより、前記透明カバー部は、前記胴体部と結合されるものである。

【0019】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置で、前記光源ユニットは、面光源として下面から下方に光を照射するものである。

【0020】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置で、前記光源ユニットの前記下面が、前記チャンバユニットの前記上面に接触するように、前記光源ユニットは、前記チャンバユニットに据え置かれているものである。

【0021】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置で、前記光源ユニットの上面には、冷媒が流れる冷媒循環流路が形成されるものである。

【0022】

以下、添付図面を参照して、本発明による実施例を詳しく説明する。この過程で図面に示された構成要素の大きさや形状などは、説明の明瞭性と便宜上、誇張して示されうる。また、本発明の構成及び作用を考慮して特別に定義された用語は、ユーザ、運用者の意図または慣例によって変わりうる。このような用語に対する定義は、本明細書の全般に亘った内容に基づいて下されなければならない。

【0023】

本発明の説明において、留意しなければならない点は、用語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内側」、「外側」、「一面」、「他面」などが指示する方位または位置関係は、図面で示す方位または位置関係、あるいは、通常、本発明の製品使用時に配置する方位または位置関係に基づいたものであり、単に本発明の説明と簡略な説明のためのものであり、表示された装置または素子が、必ずしも特定の方位をもって、特定の方位で構成されるか、操作されなければならないということを提示または暗示するものではないので、本発明を制限すると理解してはならない。

【0024】

図１は、本発明の光硬化発生ガス捕集装置を示す概念図である。図２は、オーブンユニットを示す断面図である。図３は、チャンバユニットを示す斜視図である。図４は、透明カバー部を示す斜視図である。図５は、胴体部を示す斜視図である。図６は、実験例によるガス捕集結果を示すグラフである。

【0025】

以下、図１ないし図６を参照して、本発明の光硬化発生ガス捕集装置について説明する。

【0026】

図１に示したように、本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、サンプル１１が収容されるサンプル収容空間１４０が内部に形成されるチャンバユニット１００、前記チャンバユニットの上面に光を照射する光源ユニット２００、内部に前記チャンバユニット１００を収容する加熱空間３４０が設けられるオーブンユニット３００、前記サンプル収容空間１４０にパージガスを注入するためのパージガス注入流路１１１、及び前記サンプル収容空間１４０に発生したアウトガスを前記サンプル収容空間１４０の外部に位置するガス捕集管に排出するためのアウトガス排出流路１１２、を含み、前記チャンバユニット１００の前記上面は、前記光が透過する透明素材からなるものである。

【0027】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、温度調節が可能なオーブンユニット３００内の加熱空間３４０に脱着が容易なチャンバユニット１００が収容され、チャンバユニット１００の内部に形成された密閉空間であるサンプル収容空間１４０にサンプル１１が据え置かれ、チャンバユニット１００の上面に据え置かれた光源ユニット２００が照射する光によってサンプル１１から発生したガスをサンプル収容空間１４０からガス捕集管に移動させて捕集するものである。すなわち、本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、オーブンユニット３００を通じて多様な温度環境で行われる光硬化工程から発生するガス成分の捕集が可能なものである。

【0028】

図１及び図２に示したように、オーブンユニット３００は、内部にチャンバユニット１００が収容される加熱空間３４０が形成されうる。オーブンユニット３００の加熱空間３４０は、３０～２７０℃の温度に調節される。オーブンユニット３００には、加熱空間３４０を加熱する加熱手段として、コイルヒーター、赤外線ランプ、誘導加熱ヒーター、誘電加熱ヒーター、温風システム、ヒーティングパッド、ヒーティングジャケットのうち少なくとも１つ以上が設けられうる。具体的に、オーブンユニット３００は、上面が開放された容器状に形成されうる。すなわち、オーブンユニット３００の開放された上面を通じてチャンバユニット１００は、加熱空間３４０に収容される。オーブンユニット３００の底面または側壁には、前記加熱手段として、コイルヒーター、赤外線ランプ、誘導加熱ヒーター、誘電加熱ヒーター、温風システム、ヒーティングパッド、ヒーティングジャケットのうち少なくとも１つ以上が位置しうる。

【0029】

オーブンユニット３００の加熱空間３４０にチャンバユニット１００が収容された後、オーブンユニット３００の開放された上面は、カバー手段（図示せず）で覆われる。カバー手段は、上下方向に垂直な平面のプレート状からなる。カバー手段には、パージガス注入流路１１１及びアウトガス排出流路１１２が貫通するための開口部が形成されうる。カバー手段の下部とチャンバユニット１００の上部との間に光源ユニット２００は位置し、前記カバー手段の底面には、光源ユニット２００からの発散光をサンプル１１に集中させるための反射素材がコーティングまたは積層される。

【0030】

パージガス注入流路１１１は、オーブン内部に位置するチャンバユニット１００とオーブン外部に位置するパージガス供給装置とを連結する流路である。パージガス供給装置は、パージガスが圧縮されて貯蔵されているタンクまたはパージガスを注入するためのポンプである。パージガスは、Ｎ_２、エア（Ａｉｒ）、Ｈｅ、Ａｒ及びこれらの組み合わせの中から選択される何れか１つである。パージガス注入流路１１１を通じてチャンバユニット１００のサンプル収容空間１４０に最大１０００ｍＬ／ｍｉｎの流速でパージガスが注入される。

【0031】

アウトガス排出流路１１２は、オーブン内部に位置するチャンバユニット１００とオーブン外部に位置するガス捕集管またはガス分析装置とを連結する流路である。ガス捕集管は、ガスを捕集して貯蔵するものであって、例えば、Ｔｅｎａｘ（Ｐｏｌｙ（２，６－ｄｉｐｈｅｎｙｌｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｏｘｉｄｅ））（ＧＲ、ＴＡなど）吸着管である。ガス分析装置は、例えば、ＧＣ（ｇａｓ ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ）装置である。

【0032】

図３ないし図５に示したように、前記チャンバユニット１００は、上面に前記サンプル収容空間１４０としてサンプル据え置き溝１３１が形成される胴体部１３０、及び前記サンプル据え置き溝１３１を覆い、前記胴体部１３０の上面に結合される透明カバー部１２０、を含むものである。

【0033】

前記透明カバー部１２０は、石英プレートでもある。透明カバー部１２０は、例えば、横２００ｍｍ、縦２００ｍｍ以上の面積からなる。透明カバー部１２０は、光源ユニット２００が照射する１９０～４００ｎｍの波長の光が５０％以上透過される素材からなる。すなわち、前記光源ユニット２００が照射する前記光は、前記透明カバー部１２０を透過するものである。

【0034】

前記透明カバー部１２０には、前記パージガスが注入される注入口１２３と、前記アウトガスが排出される排出口１２４と、が形成され、前記パージガス注入流路１１１は、前記注入口１２３に連結され、前記アウトガス排出流路１１２は、前記排出口１２４に連結されるものである。

【0035】

透明カバー部１２０上で前記注入口１２３と前記排出口１２４は、サンプル１１を挟んで位置しうる。したがって、前記注入口１２３に注入されたパージガスが、サンプル１１を経て排出口１２４に排出される。

【0036】

透明カバー部１２０は、胴体部１３０に形成されたサンプル据え置き溝１３１を覆って、サンプル据え置き溝１３１の内部空間をサンプル収容空間１４０で形成されうる。サンプル据え置き溝１３１の内部空間は、直方体に形成されうる。例えば、胴体部１３０に形成されたサンプル据え置き溝１３１は、横２００ｍｍ、縦２００ｍｍ、深さ２０ｍｍに形成されうる。サンプル１１は、サンプル据え置き溝１３１の底面に据え置かれる。

【0037】

前記胴体部１３０の上面には、複数の結合溝１３２が形成され、前記透明カバー部１２０には、前記複数の結合溝１３２と対面する位置に結合ホール１２２が形成され、固定手段１５１が前記結合ホール１２２を貫通して前記結合溝１３２に挿入されることにより、前記透明カバー部１２０は、前記胴体部１３０と結合されるものである。例えば、固定手段１５１は、ボルト（ｂｏｌｔ）である。例えば、結合溝１３２の内周面には、ネジ山が形成されて固定手段１５１と螺合されてもよい。結合溝１３２及び結合ホール１２２は、複数の対からなる。例えば、８個の対からなって、長方形状の透明カバー部１２０及び胴体部１３０の上面上で各エッジと隣接した位置に２個ずつ形成されうる。固定手段１５１は、ボルトに限定されず、クランプピン、アンカーなどワンタッチ結合方式で結合溝１３２または結合ホール１２２に結合されるものである。または、固定手段は、クリップの形態で設けられ、結合溝１３２及び結合ホール１２２なしに、カバー部１２０と胴体部１３０との縁部の部分が同時に固定手段に噛まれて、カバー部１２０と胴体部１３０は、互いに結合された状態で固定される。

【0038】

前記光源ユニット２００は、ＵＶ ＬＥＤである。前記光源ユニット２００は、面光源として下面から下方に光を照射するものである。すなわち、光源ユニット２００は、プレート状からなり、例えば、横２０ｍｍ、縦７５ｍｍの面積で形成されうる。光源ユニット２００の規格は、サンプル１１のサイズなどを考慮して決定され、サンプル１１のサイズによって、最大サンプル据え置き溝１３１のサイズまで拡張される。例えば、横２００ｍｍ、縦２００ｍｍの面積でも形成されうる。前記光源ユニット２００の前記下面が、前記チャンバユニット１００の前記上面に接触するように、前記光源ユニット２００は、前記チャンバユニット１００に据え置かれているものである。すなわち、光源ユニット２００は、発光面が透明カバー部１２０に接触するように、透明カバー部１２０に据え置かれる。前記のような構造で、サンプル１１に照射される光の波長変形を所望する時は、簡単にＵＶ ＬＥＤパネルなどからなる光源ユニット２００を取り替えることにより、容易に波長変更が可能である。

【0039】

オーブンユニット３００の加熱空間３４０の温度及び光源ユニット２００の光の強度は、制御ユニットによって制御される。

【0040】

前記光源ユニット２００の上面には、冷媒が流れる冷媒循環流路２１０が形成されるものである。冷媒循環流路２１０には、不凍液が循環して流れる。冷媒循環流路２１０は、オーブンユニット３００の外部に位置する熱交換装置と流路とで連結される。熱交換装置は、不凍液の熱を吸収するものである。

【0041】

図１に示したように、光源ユニット２００には、電力供給または制御信号入力と光源の強度とを制御するためのケーブル２００ａが連結され、冷媒循環流路２１０には、不凍液を供給する冷媒供給配管２１０ａが連結される。ケーブル２００ａの被覆素材及び冷媒供給配管２１０ａの素材は、可撓性素材からなって、光源ユニット２００のポジション変更を容易にする。例えば、ケーブル２００ａの被覆素材及び冷媒供給配管２１０ａの素材は、シリコンチューブ、タイゴンチューブなどである。

【0042】

実験例１
透明カバー部１２０が分離された状態で胴体部１３０のサンプル据え置き溝１３１にサンプル１１として液晶コーティング液を入れた後、１０５℃の温度で１時間乾燥した。

【0043】

透明カバー部１２０を胴体部１３０に結合し、ＵＶ ＬＥＤを通じた光照射なしに、８０℃の温度で１５０ｍＬ／ｍｉｎの速度で１０分間Ｔｅｎａｘ吸着管にガスを捕集した後、ＧＣ装置を通じて分析した。

【0044】

前記過程を５回繰り返した。

【0045】

実験例２
透明カバー部１２０が分離された状態で胴体部１３０のサンプル据え置き溝１３１にサンプル１１として液晶コーティング液を入れた後、１０５℃の温度で１時間乾燥した。

【0046】

透明カバー部１２０を胴体部１３０に結合し、８０℃の温度で３９５ｎｍのＵＶ ＬＥＤでサンプル１１に５分間照射した。

【0047】

サンプル１１に光が照射されて発生したガスを１５０ｍＬ／ｍｉｎの速度で１０分間Ｔｅｎａｘ吸着管に捕集した後、ＧＣ装置を通じて分析した。

【0048】

前記過程を５回繰り返した。

【表1】

【0049】

前記表１は、実験例１及び実験例２に対する実験結果を示す表である。前記表１で示すように、ＲＳＤ値が１５％未満であって、高い再現性で実験が行われた。図６は、実験例１及び実験例２の実験結果を示すグラフである。図６に示されたように、本発明の光硬化発生ガス捕集装置を使用することにより、ＵＶ ＬＥＤを通じた光照射時に、追加的に発生するガスが、実験例２に表記されたように捕集されたことを確認することができる。

【0050】

以上、本発明による実施例が説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者ならば、これにより多様な変形及び均等な範囲の実施例が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、紫外線を含めた多様な光波長を用いた光硬化工程を模写して、光硬化時に、分析対象素材から発生するガスを捕集可能なものである。

【0052】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、ガス不良に対する正確な原因究明分析が可能なものである。

【0053】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、露光と加熱とを同時に行うことにより、紫外線を含めた多様な光波長による光硬化工程で発生するガスを獲得することができる。

【0054】

本発明の光硬化発生ガス捕集装置は、光源ユニットの取り替えが容易であって、多様な波長帯でガス捕集が可能である。

【符号の説明】

【0055】

１１ サンプル
１００ チャンバユニット
１１１ パージガス注入流路
１１２ アウトガス排出流路
１２０ 透明カバー部
１２２ 結合ホール
１２３ 注入口
１２４ 排出口
１３０ 胴体部
１３１ サンプル据え置き溝
１３２ 結合溝
１４０ サンプル収容空間
１５１ 固定手段
２００ 光源ユニット
２００ａ ケーブル
２１０ 冷媒循環流路
２１０ａ 冷媒供給配管
３００ オーブンユニット
３４０ 加熱空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】