KR100645297B1

KR100645297B1 - 코팅 두께의 미세조정이 가능한 코팅장치

Info

Publication number: KR100645297B1
Application number: KR1020050067225A
Authority: KR
Inventors: 박칠선
Original assignee: 박칠선
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2006-11-14

Abstract

코팅롤러를 가압하지 않고도 자중에 의하여 안전하고 정확한 코팅을 수행할 수 있으며, 메인롤러와 코팅롤러의 간극을 미세하게 조정함으로써 2㎛ 이하의 얇은 코팅도 가능하게 할 수 있는 코팅 두께의 미세조정이 가능한 코팅장치가 개시되어 있다. 상기 코팅 두께의 미세조정이 가능한 코팅장치는 회전을 통해 코팅 필름을 지지하고 이동시키는 메인롤러; 내측면에 가이드레일이 형성된 4개의 수직프레임; 상기 수직프레임의 상호 간에 대향 하는 가이드레일에 슬라이딩가능하게 설치되는 한 쌍의 승강플레이트; 상기 한 쌍의 승강플레이트 사이에 상기 메인롤러에 근접하도록 고정설치되며, 상기 승강플레이트와 함께 승하강하면서 코팅두께를 조절할 수 있는 코팅롤러; 및 상기 승강플레이트를 승하강시키기 위해 상기 승강플레이트의 밑변에 접하여 설치되는 두께조정장치;를 포함한다.

코팅장치, 두께조정장치, 승강플레이트, 가이드레일, 디지털센서

Description

코팅 두께의 미세조정이 가능한 코팅장치{COATING APPARATUS}

도 1은 종래의 코팅장치를 개략적으로 도시한 도면;

도 2는 종래의 코팅장치로 코팅작업을 수행하는 것을 개략적으로 도시한 도면;

도 3은 본 발명에 따른 코팅장치의 개략적인 사시도;

도 4는 본 발명에 따른 코팅장치의 코팅롤러가 최하단에 위치한 상태를 도시한 단면도;

도 5는 본 발명에 따른 코팅장치의 코팅롤러가 상부로 승강한 상태를 도시한 단면도;

도 6은 본 발명에 따른 코팅장치에서 코팅작업이 이루어지는 것을 개략적으로 도시한 도면; 및

도 7은 본 발명의 코팅장치를 통해 코팅이 완료된 제품의 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 메인롤러 20 : 코팅롤러

21 : 롤러축 23 : 요홈

25 : 코팅라인 30 : 수직프레임

31 : V형 가이드레일 33 : 종지지대

37 : 롤러고정스크류

40 : 승강플레이트 41 : 밑변

50 : 두께조정장치 51 : 슬라이딩몸체

53 : 숫나사부 55 : 미세조정핸들

본 발명은 코팅 두께의 미세조정이 가능한 코팅장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 코팅롤러를 가압하지 않고도 자중에 의하여 안전하고 정확한 코팅을 수행할 수 있으며, 메인롤러와 코팅롤러의 간극을 미세하게 조정함으로써 2㎛ 이하의 얇은 코팅도 가능하게 할 수 있는 코팅 두께의 미세조정이 가능한 코팅장치에 관한 것이다.

일반적으로, 코팅장치는 여러 산업분야에서 다양하게 이용되고 있는데, 점착테이프, 라벨지, 인화지, 오디오 및 비디오 테이프를 제조할 때 점착제, 접착제 및 약품 등을 도포하는데 사용된다.

코팅의 시작은 나이프 코팅기로부터 시작되었는데, 근래에 이르러서는 원단의 폭이 넓어지고 속도가 빨라지면서 작은 티끌만 걸려도 필름이 끊어지고 그로 인해 많은 시간과 손실이 발생하였다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 바(bar) 형상의 코팅기를 사용하였지만, 이 또한, 폭이 좁은 필름일 경우에는 직경이 작은 바를 사용할 수 있지만, 폭이 클 경우에는 직경이 작은 바의 중간 부분이 밑으로 쳐지면서 휘어지기 때문에 코팅하기가 용이하지 않았다.

도 1은 종래의 코팅장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 코팅장치로 코팅을 하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 메인롤러(110)가 회전을 하면서 필름을 이동시키고, 에어실린더등에 의해 가압 되는 가압부(130)를 통해 코팅롤러(120)가 눌려지면서 코팅액이나 약품 등이 골고루 평평하게 도포되게 한다.

그러나 종래의 코팅장치는 양쪽에서 가압부(130)를 통해 가압되는 방식이기 때문에 횡 방향으로 힘이 균등하게 전달되지 않아서, 양쪽 단부에서의 코팅층(A,C)과 중앙부분에서의 코팅층(B)이 균일하지 않고 두께가 다르게 형성되는 문제점이 있었다. 즉, 양쪽단부는 가압부(130)를 통해 직접 가압되지만, 중앙부분은 그 가압력이 동일하지 않아서, 코팅두께가 동일하지 않게 되는 것이다. 특히, 상기와 같은 종래의 코팅장치로는 10㎛ 이하의 얇은 코팅을 할 수 없는 단점이 있다.

또한, 현재 코팅장치에 대해 공지된 기술이 많이 있는데, 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

대한민국 특허공보 제1993-0008324호(1993.08.30)에는 노멀 온도에서 고 점성을 갖는 코팅액을 기판의 표면에 일정한 두께로 적용하는 것을 가능하게 해주는 간단한 구조의 롤 코팅장치가 개시되어 있다. 상기 종래의 롤 코팅장치는 예정된 속도로 기판을 제공하는 운반 통로를 형성하는 다수의 공급 롤과, 기판의 공급 방 향과 교차하는 방향으로 연장되게 운반 통로 상에 설치되어 위로부터의 압력하에 기판과 접촉하여 회전할 수 있는 코팅 롤과, 코팅 롤의 축과 평행한 축을 갖고 있어 아래로부터 코팅 롤과 접촉하는 백업 롤과, 코팅 롤의 원주면과 접촉되게 코팅 롤의 한 측상에 설치되어 있고, 상단면에는 액 저장고를 갖고 있는 닥터 바와, 액 저장고 위에 설치된 코팅 액 공급 노즐과, 운반 통로의 양 측상에 설치된 프레임과, 수직 방향으로 이동식으로 단일 몸체로서 코팅 롤과 닥터 바를 지지하는 코팅 롤 지지장치와, 프레임 상에 설치된 한 쌍의 가이드 수단과, 수직 방향으로 한 쌍의 가이드 부재를 따라 활주식으로 설치된 엘리베이터 판과, 한 쌍의 가이드 부재 상에 설치된 상단 프레임과, 가이드 부재를 따라 수직으로 엘리베이터 판을 이동시키는 승강 구동 수단과, 소정의 압력으로 코팅 롤의 원주면에 대하여 닥터 바를 지지하기 위한 닥터 바 지지장치를 포함하여 구성되어, 기판의 전면에 걸쳐 균일한 두께의 막을 형성할 수 있다.

대한민국 특허공개 제10-2001-0082873호(2001.08.31)에는 필름 코팅장치의 메이어 바 홀더가 개시되어 있다. 상기 메이어 바는 필름과 접촉한 상태에서 필름의 진행 방향과 반대 방향으로 회전하면서 접촉면에 도포된 코팅액을 계량하게 되나, 코팅액의 유입량이 증가하게 되면 액간섭에 의해 필름과 메이어 바와의 계면 상태가 불량해져 코팅 품질이 저하되는 단점이 있었다. 그 해결책으로 메이어 바가 위치되는 메이어 바 홀더의 절개홈 내측에 배출구를 형성하여 계량에 의해 유입되는 코팅액을 신속히 배출시킬 수 있게 함으로써, 액간섭으로 인해 메이어 바와 필름 간의 계면 상태가 불량해지는 기존의 문제점을 해결하고 폭이 넓은 필름을 사용 하거나 두께가 얇은 필름을 사용하는 경우에도 코팅 품질을 우수하게 유지할 수 있게 하였다.

그러나 상기와 같은 종래 기술들은 코팅롤러들이 회전하면서 코팅액을 골고루 도포하는 방식으로 모든 필름에 균일하게 코팅액을 도포하기가 어렵고 코팅두께를 얇게 할 수가 없을 뿐만 아니라 두께를 미세하게 조정할 수가 없었다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 무축 무 가압을 통해 코팅의 두께를 균일하게 할 수 있도록 한 코팅장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 코팅 두께의 미세조정이 가능하여 어떠한 두께의 코팅물도 제작할 수 있도록 한 코팅장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 코팅롤러의 높이를 임의대로 조절할 수 있도록 한 코팅장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 조립이 간편하고 교체가 용이한 코팅장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 코팅 두께의 미세조정이 가능한 코팅장치는 회전을 통해 코팅 필름을 지지하고 이동시키는 메인롤러; 내측면에 가이드레일이 형성된 4개의 수직프레임; 상기 수직프레임의 상호 간에 대향 하는 가이드레일에 슬라이딩가능하게 설치되는 한 쌍의 승강플레이트; 상기 한 쌍 의 승강플레이트 사이에 상기 메인롤러에 근접하도록 고정설치되며, 상기 승강플레이트와 함께 승하강하면서 코팅두께를 조절할 수 있는 코팅롤러; 및 상기 승강플레이트를 승하강시키기 위해 상기 승강플레이트의 밑변에 접하여 설치되며, 그 밑변에 대응하여 빗면으로 테이퍼진 형상을 갖는 두께조정장치;를 포함한다.

상기 코팅롤러에는 횡방향을 따라 V자형 요홈이 형성되어 있고, 상기 V자형 요홈에 의해 형성된 코팅라인이 필름의 원단에 코팅액을 균일하게 도포하는 것을 특징으로 한다.

상기 두께조정장치는, 상기 승강플레이트의 밑변과 면접하여 슬라이딩하는 테이퍼면이 상부면으로 형성된 슬라이딩 몸체; 상기 슬라이딩 몸체의 후면에 일체로 설치되는 숫나사부; 및 상기 숫나사부와 나사결합되어 상기 숫나사부를 전진 또는 후진시키는 미세조정핸들;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 수직프레임의 가이드레일은 V형 단면으로 형성되고, 상기 가이드레일에 대응하여 상기 승강플레이트의 양측면에는 돌출된 V형상의 가이드부로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 코팅롤러가 회전하는 것을 방지하기 위하여, 롤러고정스크류가 상기 코팅롤러의 롤러축에 강하게 밀착되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 승강플레이트의 승강 높이를 감지하기 위한 디지털센서; 및 상기 디지털센서로부터 감지된 승강 높이를 디스플레이하기 위한 디스플레이부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 코팅 두께의 미세조정이 가능한 코팅장치에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 코팅롤러를 힘을 가하여 잡는 기존의 방법을 탈피한 것으로, 코팅롤러의 높낮이를 빗면(경사면)의 원리를 이용함으로써, 코팅물의 두께를 조정할 수 있도록 한 것이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 코팅장치는 회전하면서 코팅 필름을 지지하고 이동시키는 메인롤러(10)와, 승하강하면서 코팅두께를 조절할 수 있는 코팅롤러(20)를 포함한다.

상기 메인롤러(10)는 일반적으로 공지된 내용과 같이 모터(미도시)의 구동에 의해 회전하게 된다.

상기 코팅롤러(20)는 양단부에 위치한 롤러축(21)에 의해 한 쌍의 승강플레이트(40)에 장착된다. 상기 각각의 승강플레이트(40)는 수직프레임(30)에 의해 지지됨과 동시에 상기 수직프레임(30)을 따라 상하로 승하강할 수 있다.

상기 승강플레이트(40)와 접촉하는 상기 수직프레임(30)의 내측면에는 V형상의 가이드레일(31)이 형성되어 있고, 그에 대응하여 상기 승강플레이트(40)의 양측면에는 돌출된 V형상의 가이드부(43)가 일체로 형성되어 있다.

즉, 상기 V형상의 가이드부(43)는 상기 V형상의 가이드레일(31)을 따라 상하로 승강할 수 있으며, V형상으로 성형한 이유는 접촉면적을 작게 하여 마찰력을 줄임으로써 슬라이딩이 원활하게 될 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 상기 승강플레이트(40)는 중량을 가볍게 하기 위하여 알루미늄 재질로 제작되고, 불필요한 부분은 절삭하는 것이 바람직하다.

상기 승강플레이트(40)의 밑변(41)은 두께조정장치(50)가 슬라이딩할 수 있도록 테이퍼지도록 형성된다.

상기 각각의 승강플레이트(40)의 상부에는 종방향 지지대(33)가 볼트 등에 의해 고정설치되고, 롤러고정스크류(37)가 상기 종방향 지지대(33)와 승강플레이트(40)를 관통하여 상기 롤러축(21)에 강하게 밀착됨으로써 코팅롤러(20)가 회전하지 못하도록 한다. 따라서, 상기 코팅롤러(20)는 상기 승강플레이트(40)에 회전하지 못하도록 고정되어 있고, 상기 승강플레이트(40)의 승하강 운동에 따라 함께 승강운동을 하는 것이다.

상기 두께조정장치(50)는 상기 승강플레이트(40)의 밑변(41)과 접하여 슬라이딩하는 슬라이딩 몸체(51), 상기 슬라이딩 몸체(51)의 후면에 일체로 설치되는 숫나사부(53) 및 상기 숫나사부(53)와 나사결합되어 상기 숫나사부(53)를 전진 또는 후진시키는 미세조정핸들(55)을 포함한다. 상기 슬라이딩 몸체(51)는 상기 승강플레이트(40)의 밑변(41)에 대응하여 빗면으로 테이퍼진 형상을 갖는다.

상기 종방향 지지대(33)의 일측에는 디지털센서(60)가 접촉하여 설치되어 있는데, 상기 디지털센서(60)는 상기 승강플레이트(40)의 승하강시 함께 승하강하면서 승하강의 높이를 측정하게 된다. 또한, 상기 디지털센서(60)를 통해 측정된 승하강 높이는 디스플레이부(65)에 디스플레이되게 된다.

즉, 상기 코팅롤러(20)가 상기 메인롤러(10)에 맞닿아 있을 때에는 상기 디스플레이부(65)가 "O"를 표시할 것이며, 그로부터 승강플레이트(40)를 통한 코팅롤 러(20)의 승강에 따라 0에서부터 약 800㎛까지 표시될 것이다.

도 4는 두께조정장치(50)를 보다 구체적으로 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이딩몸체(51)는 상부면이 테이퍼진 테이퍼면(52)이고 상기 테이퍼면(52)은 상기 승강플레이트(40)의 밑변(41)과 면접되도록 설치된다. 따라서, 상기 미세조정핸들(55)을 회전시킴으로써 상기 숫나사부(53)가 전후진을 하게 되고, 상기 숫나사부(53)와 연결된 슬라이딩몸체(51)가 전후진하면서 상기 승강플레이트(40)가 상부로 승하강하는 것이다. 이와 같은 승하강운동은 테이퍼면(52)의 직선운동에 의한 승강플레이트(40)의 승강운동이기 때문에, 어떠한 높이라도 조정이 가능하고 특히 미세조정이 가능한 것이다.

도 5는 본 발명에서의 코팅롤러를 도시한 확대사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 코팅롤러(20)에는 횡방향을 따라 V자형 요홈(23)이 형성되어 있으며, 코팅라인(25)이 필름의 원단에 코팅액을 균일하게 도포하여 주는 역할을 하게 된다. 그러한 도면이 도 6에 도시되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 코팅 두께의 미세조정이 가능한 코팅장치의 동작에 대하여 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명의 코팅롤러(20)가 승강되지 않은 상태를 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 코팅롤러(20)가 일정 지점까지 승강된 상태를 도시한 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 코팅될 필름의 원단의 두께와 코팅부분의 두께를 미리 산정하여 최적의 승강 높이를 결정한 후에, 미세조정핸들(55)을 정회전시키면, 숫나사부(53)가 좌측으로 전진하게 되고, 그에 따라 슬라이딩몸체(51)가 전진한다. 그러면, 상기 슬라이딩몸체(51)의 테이퍼면(52)과 접한 승강플레이트(40)가 미세조정에 의해 승강하게 되고, 그와 함께 코팅롤러(20)가 승강한다. 그러면, 디지털센서(60)에 의해 감지된 높이가 디스플레이부(65)에 표시되게 된다.

그 후에, 코팅될 필름 원단을 메인롤러(10)와 코팅롤러(20) 사이에 삽입하고 그 위에 코팅액을 주입하면서 코팅작업을 수행하게 된다.

도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 코팅장치를 사용하여 코팅을 하면, 코팅롤러(20)를 가압하는 것이 아니라 코팅롤러(20)의 자중에 의하여 코팅액을 도포하여 코팅하기 때문에 모든 코팅부분(A, B, C)에서의 코팅 두께가 모두 균일하게 된다.

도 10에 도시된 바와 같이, 코팅될 필름원단(70)에 형성된 코팅막(80)은 일정하고 균일한 두께를 갖는다.

또한, 본 발명의 코팅장치를 이용하면, 테이퍼면을 통한 승강운동이기 때문에 어떠한 두께도 가능하며, 특히 얇은 코팅막의 형성도 가능하게 한다.

본 발명의 코팅장치에 의하면, 얇은 코팅막의 형성을 가능하게 하고 코팅롤러 1개로서 두께를 자유로이 조절할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 조립이 간편하고 가격이 저렴하며, 교체가 용이하고 고장이 크게 발생하지 않는다는 장점이 있다.

또한, 무축 무가압을 통해 코팅의 두께를 균일하게 할 수 있으며, 코팅 두께의 미세조정이 가능하여 어떠한 두께의 코팅물도 제작할 수 있는 장점이 있다.

Claims

회전을 통해 코팅 필름을 지지하고 이동시키는 메인롤러(10);

내측면에 가이드레일(31)이 형성된 4개의 수직프레임(30);

상기 수직프레임(30)의 상호 간에 대향 하는 가이드레일(31)에 슬라이딩가능하게 설치되는 한 쌍의 승강플레이트(40);

상기 한 쌍의 승강플레이트(40) 사이에 상기 메인롤러(10)에 근접하도록 고정설치되며, 상기 승강플레이트(40)와 함께 승하강하면서 코팅두께를 조절할 수 있는 코팅롤러(20); 및

상기 승강플레이트(40)를 승하강시키기 위해 상기 승강플레이트(40)의 밑변에 접하여 설치되며, 그 밑변에 대응하여 빗면으로 테이퍼진 형상을 갖는 두께조정장치(50);를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
제 1항에 있어서,

상기 코팅롤러(20)에는 횡방향을 따라 V자형 요홈(23)이 형성되어 있고, 상기 V자형 요홈(23)에 의해 형성된 코팅라인(25)이 필름의 원단에 코팅액을 균일하게 도포하는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
제 1항에 있어서,

상기 두께조정장치(50)는,

상기 승강플레이트(40)의 밑변(41)과 면접하여 슬라이딩하는 테이퍼면(52)이 상부면으로 형성된 슬라이딩 몸체(51);

상기 슬라이딩 몸체(51)의 후면에 일체로 설치되는 숫나사부(53); 및

상기 숫나사부(53)와 나사결합되어 상기 숫나사부(53)를 전진 또는 후진시키는 미세조정핸들(55);를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
제 1항에 있어서,

상기 수직프레임(30)의 가이드레일(31)은 V형 단면으로 형성되고, 상기 가이드레일(31)에 대응하여 상기 승강플레이트(40)의 양측면에는 돌출된 V형상의 가이드부(43)로 형성되는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
제 1항에 있어서,

상기 코팅롤러(20)가 회전하는 것을 방지하기 위하여, 롤러고정스크류(37)가 상기 코팅롤러(20)의 롤러축(21)에 강하게 밀착되어 구성되는 것을 특징으로 하는 코팅장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 승강플레이트(40)의 승강 높이를 감지하기 위한 디지털센서(60); 및

상기 디지털센서(60)로부터 감지된 승강 높이를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(65);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅장치.