KR100715166B1 - Electrostatically assisted coating method and apparatus with focused web charge field - Google Patents

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에릭슨루터이.
벤슨피터티.
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

A system for applying a fluid coating onto a substrate includes forming a fluid wetting line by introducing a stream of fluid onto a first side of the substrate along a laterally disposed fluid-web contact area. The apparatus of the present invention comprises a coating fluid applicator which dispenses a stream of coating fluid onto a first surface of the substrate to form a fluid wetting line along a laterally disposed fluid contact area, an electrical field applicator which applies an electrostatic field at a location on the substrate adjacent the fluid wetting line to attract the coating fluid to the first surface of the substrate, and an acoustical field applicator which applies an acoustical field at a location on the substrate adjacent the fluid wetting line. Ultrasonics combined with electrostatic fields further enhances coating process conditions and coating uniformity.

Description

집속 웹 전하장에 의해 정전기적으로 보조되는 코팅 방법 및 코팅 장치{ELECTROSTATICALLY ASSISTED COATING METHOD AND APPARATUS WITH FOCUSED WEB CHARGE FIELD}FIELD OF THE INVENTION Electrostatically assisted coating method and coating apparatus by a focused web charge field {{ELECTROSTATICALLY ASSISTED COATING METHOD AND APPARATUS WITH FOCUSED WEB CHARGE FIELD}

본 발명은 정전기적으로 보조되는 코팅 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 가동 웹과 코팅 유체가 접촉하는 지점에서의 정전기장을 이용하여 코팅 공정의 균일성의 개선을 달성하는 것에 관한 것이다. The present invention relates to electrostatically assisted coating methods and apparatus. More specifically, the present invention relates to achieving an improvement in the uniformity of the coating process using an electrostatic field at the point of contact of the movable web and the coating fluid.

코팅은 통상적으로 웹과 같은 고체 표면인 기판과 접촉하는 가스를 하나 이상의 유체 층으로 대체하는 공정이다. 웹은 비교적 길고 가요성이 있는, 플라스틱 필름, 종이 또는 합성 종이, 혹은 금속 호일, 별도의 제품 혹은 시트와 같은 기판 또는 시트 재료이다. 웹은 연속적인 벨트일 수 있다. 코팅 유체가 기판 표면에 도포될 때 기능적으로 유용하다. 코팅 유체의 예로서, 감광 에멀젼층, 릴리스층, 초벌층(primary layer), 베이스층, 보호층, 윤활층, 자성층, 접착층, 장식층 및 착색층을 형성하기 위한 액체가 있다. Coating is a process that replaces a gas in contact with a substrate, typically a solid surface such as a web, with one or more fluid layers. The web is a relatively long and flexible substrate or sheet material, such as a plastic film, paper or synthetic paper, or a metal foil, separate product or sheet. The web may be a continuous belt. Functionally useful when the coating fluid is applied to the substrate surface. Examples of coating fluids include liquids for forming photosensitive emulsion layers, release layers, primary layers, base layers, protective layers, lubricating layers, magnetic layers, adhesive layers, decorative layers and colored layers.

용착 후에, 금속 코일 제조 공정에서의 금속에 윤활유의 도포 상태 또는 기판 표면을 활성화시키거나 화학적으로 변화시키기 위한 화학 반응제의 도포 상태와 같이 코팅이 유체 상태로 남아 있을 수 있다. 대안적으로, 코팅이 휘발성 유체를 함유하고 있다면 건조되어 페인트와 같은 고상 피복물을 남기거나, 감압 접착제가 단단하게 고착되지 않은 릴리스 코팅과 같은 기능적 코팅으로 경화 또는 일부 다른 방법으로 응고할 수 있다. 코팅을 도포하는 방법은 Cohen, E. D.와 Gutoff, E. B.의 "최신의 코팅 및 건조 기술(Modern Coating and Drying Technology)"(VCH Publisher, 뉴욕 1992), 및 Satas, D.의 "웹 처리 및 보존 기술과 장치(Web Processing and Converting Technology and Equipment)"(Van Vorstrand Reinhold Publishing Co., 뉴욕 1984)에서 논의되었다. After welding, the coating may remain fluid, such as the application of lubricating oil to the metal in the metal coil manufacturing process or the application of a chemical reagent to activate or chemically change the substrate surface. Alternatively, if the coating contains a volatile fluid, it may be dried to leave a solid coating such as paint, or it may be cured or solidified in some other way with a functional coating such as a release coating in which the pressure sensitive adhesive is not firmly fixed. Coatings can be coated by Cohen, ED and Gutoff, EB's "Modern Coating and Drying Technology" (VCH Publisher, New York 1992), and Satas, D.'s "Web Treatment and Preservation Technology". "Web Processing and Converting Technology and Equipment" (Van Vorstrand Reinhold Publishing Co., New York 1984).

정확한 코팅 도포를 위해서는 통상적으로 기판 상에 코팅 액체를 균일하게 도포하면 된다. 웹 코팅 공정에서, 코팅 액체의 층이 하나의 웹 표면상에 용착되는 코팅 스테이션을 가동 웹이 통과한다. 웹 상에 코팅 유체를 균일하게 도포한다는 것은, 웹 속도, 웹 표면 특성, 코팅 유체의 점도, 코팅 유체의 표면 장력 및 웹 상에 도포되는 코팅 유체의 두께를 비롯한, 많은 인자에 의해 영향을 받는다. In order to apply an accurate coating, the coating liquid is usually applied evenly on the substrate. In the web coating process, the moving web passes through a coating station where a layer of coating liquid is deposited on one web surface. The uniform application of the coating fluid on the web is influenced by many factors, including web speed, web surface properties, viscosity of the coating fluid, surface tension of the coating fluid and the thickness of the coating fluid applied on the web.

정전기적 코팅 도포는 인쇄 및 사진 분야에서 사용되어 왔으며, 이들 분야에서는 롤 및 슬라이드 코팅이 지배적이고 저점도의 도전성 유체를 사용한다. 코팅 영역에 가해지는 정전기력이 공기 혼입의 시작을 지연시킬 수 있고, 보다 높은 속도로 진행할 수 있게 하지만, 웹으로 코팅 유체를 끌어당기는 정전기장은 상당히 넓다. 정전기장을 가하는 하나의 공지된 방법에서는 웹을 미리 하전시키는 것(코팅 스테이션 앞에서 웹에 전하를 인가하는 것)을 채용하고 있다. 다른 공지된 방법에서는 코팅 스테이션에 있는 웹의 아래에 전압이 가해진 지지 롤을 사용하고 있다. 웹을 미리 하전시키는 방법은 코로나 와이어 하전 및 하전된 브러시를 포함한 다. 지지 롤에 전압을 가하는 방법은 도전성의 고전위 롤, 미리 하전된 비도전성 롤 표면, 그리고 전력이 가해진 반도체 롤을 포함한다. 이들 방법이 코팅 영역으로 정전기 전하를 운반하지만, 코팅 장치에 고집속 정전기장이 존재하지는 않는다. 예를 들면, 미리 하전된 웹으로 커튼 코팅하는 데 있어서, 유체는 웹으로 끌어당겨지고 유체/웹 접촉 라인(습윤 라인)의 평형 위치가 힘의 균형에 의해 결정된다. 정전기장은 코팅 유체를 웹으로 끌어당기며, 코팅 유체를 웹 상으로 끌어당긴다. 웹의 운동은 습윤 라인을 웹 아래로 당길 우려가 있는 힘을 발생시킨다. 따라서, 기타 처리 조건이 일정하게 유지되는 경우에, 보다 높은 정전기력 또는 보다 낮은 라인 속도가 습윤 라인이 웹 위로 끌어당겨지게 하는 결과를 초래한다. 추가로, 몇몇 흐름의 변화가 웹을 가로지르는 코팅 유체의 흐름에 존재하는 경우에, 하부 흐름 영역은 전체적으로 웹 위로 더 끌어당겨지며, 상부 흐름 영역은 전체적으로 웹 아래로 더 끌어당겨진다. 이러한 상황은 코팅 두께의 균일성을 감소시킨다. 또한, 유체 접촉 라인(습윤 라인)이 안정되는 것이 아니라 많은 인자에 의존하기 때문에, 공정의 안정성이 요구치 미만이 된다. Electrostatic coating applications have been used in the printing and photography arts, where roll and slide coatings dominate and use low viscosity conductive fluids. Although the electrostatic force applied to the coating area can delay the onset of air incorporation and allow it to proceed at higher speeds, the electrostatic field that attracts the coating fluid to the web is quite wide. One known method of applying an electrostatic field employs precharging the web (applying charge to the web in front of the coating station). Another known method uses a voltage applied support roll below the web in the coating station. Precharged webs include corona wire charged and charged brushes. Methods of applying voltage to the support rolls include conductive high potential rolls, precharged nonconductive roll surfaces, and powered semiconductor rolls. While these methods carry an electrostatic charge to the coating area, there is no high concentration electrostatic field in the coating device. For example, in curtain coating with a precharged web, the fluid is attracted to the web and the equilibrium position of the fluid / web contact line (wet line) is determined by the balance of forces. The electrostatic field attracts the coating fluid onto the web and draws the coating fluid onto the web. The movement of the web generates a force that is likely to pull the wet line down the web. Thus, when other processing conditions remain constant, higher electrostatic forces or lower line speeds result in the wet line being pulled over the web. In addition, when some flow change is present in the flow of coating fluid across the web, the lower flow region is pulled further over the web as a whole, and the upper flow region is pulled further down the web as a whole. This situation reduces the uniformity of the coating thickness. In addition, since the fluid contact line (wet line) is not stabilized but depends on many factors, the stability of the process is less than the required value.

정전기적 보조 코팅과 관련한 많은 특허들이 개시되어 잇다. 몇몇은 코팅 특성을 다루며, 다른 것들은 하전 특성을 다루고 있다. 몇몇 대표적인 특허들이 이하에 기재되어 있다. 미국 특허 제3,052,131호에는 롤 하전 또는 웹 예비 하전 중 임의의 것을 사용하는 수성 분산제 코팅 방법이 개시되어 있다. 미국 특허 제2,952,559호에는 웹 예비 하전으로 에멀젼을 슬라이드 코팅하는 것이 개시되어 있으며, 미국 특허 제3,206,323호에는 웹을 미리 하전시켜 점성 유체를 코팅하는 것이 개시되어 있다. Many patents are disclosed relating to electrostatic auxiliary coatings. Some deal with coating properties, others deal with charge properties. Some representative patents are described below. U. S. Patent No. 3,052, 131 discloses an aqueous dispersant coating method using any of a roll charge or web precharge. U. S. Patent No. 2,952, 559 discloses slide coating the emulsion with web precharge, and U. S. Patent No. 3,206, 323 discloses coating the viscous fluid by precharging the web.

미국 특허 제4,837,045호는 지지 롤 상의 직류 전압이 걸린 젤라틴을 위한 낮은 표면 에너지의 하부 코팅층을 사용하는 것을 개시하고 있다. 이 방법에 사용되는 코팅 유체는 젤라틴, 자성재, 윤활제, 또는 수성 또는 유기적 성질의 접착제 층을 포함한다. 이 코팅 방법은 슬라이드, 롤러 비드, 스프레이, 압출 또는 커튼 코팅을 포함할 수 있다. U.S. Patent 4,837,045 discloses the use of a low surface energy bottom coating layer for gelatinized DC voltage on a support roll. Coating fluids used in this method include gelatin, magnetic materials, lubricants, or adhesive layers of aqueous or organic nature. This coating method may include slide, roller bead, spray, extrusion or curtain coating.

EP 390774 B1은 미리 인가된 정전기 전하를 이용하여, 적어도 250 ㎝/sec(490 ft/min)의 속도에서의 유체의 고속 커튼 코팅에 관한 것이며, 여기서, 속도(㎝/sec)에 대한 전하 크기(볼트)의 비는 적어도 1:1 이다. EP 390774 B1 relates to a high speed curtain coating of a fluid at a speed of at least 250 cm / sec (490 ft / min), using a pre-applied electrostatic charge, wherein the charge magnitude versus speed (cm / sec) ( Volts) is at least 1: 1.

미국 특허 제5,609,923호에는 최대 실제 코팅 속도를 증가시킨, 가동 지지체를 커튼 코팅하는 방법이 개시되어 있다. 전하는 백킹 롤러에 의해 코팅 지점 앞에 또는 코팅 지점에 인가될 수 있다. 이 특허는 공지된 바와 같은 정전 전압을 발생하는 기법을 언급하고 있으며, 코팅 지점 아래의 롤 또는 코로나 하전이 코팅에 앞서 발생하는 이전의 특허의 예를 인용하고 있다는 것을 제시하였다. 이 특허에는 또한 코로나 하전이 개시되어 있다. 개시된 기법은 코팅 지점의 앞에 코로나, 롤, 강모 브러시(bristle brush)가 있는 웹으로 전하를 전달하여, 코팅이 부가되기 전에 웹 상에 정전기장을 형성하는 기법이다. U. S. Patent No. 5,609, 923 discloses a method of curtain coating a movable support, which increases the maximum actual coating rate. The charge can be applied before or at the coating point by the backing roller. This patent refers to a technique for generating an electrostatic voltage as is known and suggests that the roll or corona charge below the coating point refers to an example of a previous patent where the coating occurs prior to coating. This patent also discloses corona charges. The disclosed technique is a technique of transferring charge to a web with a corona, roll, bristle brush in front of the coating point to form an electrostatic field on the web before the coating is added.

도 1 및 도 2에는 정전기적 보조 코팅 도포의 공지된 기법이 도시되어 있다. 도 1에서, 웹(20)이 길이 방향[화살표(22) 방향]으로 코팅 스테이션(24)을 지나 이동한다. 웹(20)은 제1 주요 측면(26)과 제2 주요 측면(28)을 구비한다. 코팅 스 테이션(24)에서, 코팅 유체 도포기(30)가 코팅 유체의 스트림을 웹(20)의 제1 측면(26) 상으로 측방향으로 분배시킨다. 따라서, 코팅 스테이션(24)의 하류에서, 웹(20)은 코팅 유체(32)의 코팅(34)을 지지한다. 1 and 2 show known techniques of electrostatic auxiliary coating application. In FIG. 1, the web 20 moves past the coating station 24 in the longitudinal direction (arrow 22 direction). The web 20 has a first major side 26 and a second major side 28. At the coating station 24, the coating fluid applicator 30 distributes the stream of coating fluid laterally onto the first side 26 of the web 20. Thus, downstream of coating station 24, web 20 supports coating 34 of coating fluid 32.

도 1에서, 코팅 공정에 있어서의 정전기적 코팅 보조는 코팅 스테이션(24)으로부터 상류로 길이 방향으로 일정 간격을 두고 배치된 전하 인가 스테이션(36)에서 정전기 전하를 웹(20)의 제1 측면(26)에 인가함으로써 제공된다(한편으로는, 전하가 웹(20)의 제2 측면(28)에 인가될 수도 있음). 전하 인가 스테이션(36)에서, 측방향으로 배치된 코로나 방전 와이어(38)가 웹(20)에 양전기(또는 음전기) 전하(39)를 인가한다. 이 와이어(38)는 웹(20)의 제1 또는 제2 측면 상에 있을 수도 있다. 코팅 유체(32)는 접지되어 있으며(코팅 유체 도포기(30)를 접지시키는 것과 같은 방법으로), 코팅 스테이션(24)에서 하전 웹(20)에 정전기적으로 끌어당겨진다. 측방향으로 배치된 공기 댐(air dam)(40)이 코팅 스테이션(24)의 상류에 인접하게 배치될 수 있어, 코팅 유체-웹 계면(41)에서의 웹 경계층 공기 간섭을 감소시킨다. 코로나 와이어는 웹을 따라 일정 간격으로 두고 자유롭게 배치되거나(도1 참조), 대안적으로 웹이 코팅 스테이션에서 백킹 롤과 접촉하고 있는 동안에, 웹의 제1 측면에 인접하게 배치될 수 있다. In FIG. 1, the electrostatic coating aid in the coating process results in electrostatic charge at the first side of the web 20 at a charge application station 36 disposed longitudinally spaced upstream from the coating station 24. 26, by means of which charge may be applied to the second side 28 of the web 20. In the charge application station 36, laterally disposed corona discharge wires 38 apply a positive (or negative) charge 39 to the web 20. This wire 38 may be on the first or second side of the web 20. The coating fluid 32 is grounded (in the same way as grounding the coating fluid applicator 30) and is electrostatically attracted to the charged web 20 at the coating station 24. Laterally arranged air dams 40 may be disposed upstream of the coating station 24 to reduce web boundary layer air interference at the coating fluid-web interface 41. The corona wire can be freely spaced along the web at intervals (see FIG. 1), or alternatively can be disposed adjacent to the first side of the web while the web is in contact with the backing roll at the coating station.

도 2에는 공지된 다른 정전기적 보조 코팅 시스템이 도시되어 있다. 이 장치에서, 비교적 큰 직경의 백킹 롤(42)이 코팅 스테이션(24)에서 웹(20)의 제2 측면(28)을 지지하고 있다. 백킹 롤(42)은 하전된 유전체 롤, 전압이 가해진 반도체 롤, 또는 도전성 롤일 수 있다. 도전성 롤 및 반도체 롤은 고전압 전원에 의해 하전된다. 유전체 롤에 있어서, 이 롤에는 코로나 하전 조립체(43)와 같은 적절한 수단에 의해 전하가 공급될 수 있다. 백킹 롤(42)의 형태 또는 이것의 하전 수단에 무관하게, 그 외측 원통형 표면(44)은 전기 전하(39)를 웹(20)의 제2 측면(28)으로 운반하도록 되어 있다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 백킹 롤(42)의 전기 전하(39)는 양전하이며, 코팅 유체(32)는 코팅 유체 도포기(30)를 접지시킴으로써 접지되어 있다. 따라서, 코팅 유체(32)는 웹(20)과 롤(42)의 위쪽 원통형 표면(44) 사이의 계면에 잔류하는 전하로 정전기적으로 끌리게 된다. 공기 댐(40)은 코팅 유체-웹 계면(41)에서의 웹 경계층-공기 간섭을 감소시킨다. 2 shows another known electrostatic auxiliary coating system. In this device, a relatively large diameter backing roll 42 supports the second side 28 of the web 20 at the coating station 24. The backing roll 42 may be a charged dielectric roll, a voltage rolled semiconductor roll, or a conductive roll. The conductive roll and the semiconductor roll are charged by the high voltage power supply. In the dielectric roll, the roll may be supplied with charge by any suitable means such as corona charging assembly 43. Regardless of the form of the backing roll 42 or its charging means, its outer cylindrical surface 44 is adapted to carry electrical charge 39 to the second side 28 of the web 20. As shown in FIG. 2, the electrical charge 39 of the backing roll 42 is positively charged and the coating fluid 32 is grounded by grounding the coating fluid applicator 30. Thus, the coating fluid 32 is electrostatically attracted by the charge remaining at the interface between the web 20 and the upper cylindrical surface 44 of the roll 42. Air dam 40 reduces web boundary layer-air interference at coating fluid-web interface 41.

도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 공지된 정전기적 보조 코팅 장치는 공기 혼입의 시작을 지연시키며 코팅의 습윤 라인의 습윤 특성을 개선함으로써 코팅 공정을 돕는다. 그러나, 이러한 장치는 습윤 라인으로부터 거의 상류 위치에서 전하를 웹에 인가하며, 상당히 넓은 정전기장을 발생시킨다. 이 장치는 웹을 가로지르는 흐름의 변화 또는 웹을 가로지르는 정전기장의 변화가 존재하는 경우에 직선형 습윤 라인을 유지하는 데에 상당히 비효율적이다. 예를 들면, 커튼 코팅 장치에서 코팅 유체 유동의 국지적 편중 영역이 커튼을 가로질러 임의의 위치에 발생하는 경우, 이러한 편중 코팅 영역에서의 습윤 라인은 재료 또는 공정 변수에 따라 응답하여 웹 하류로 이동할 수 있다. 이는 커튼 상에 응력과 변형으로 인해, 특히 탄성 특성(더 탄성적인 유체는 전단에 관하여 큰 신장 점도를 가짐)을 나타내는 유체에 있어서 상기 영역에 더 편중된 코팅을 생성하게 된다. 추가적으로, 정전기장이 균일하지 않는 경우(예를 들면, 코로나 웹 예비 하전이 불균일한 경우), 웹 상 의 저전압 영역은 이 영역에서의 습윤 라인이 웹 하류로 이동하게 할 것이며, 이로 인해 그 영역에서의 코팅 무게를 증가시킬 것이다. 이러한 효과는 유체의 탄성이 증가함에 따라 점진적으로 우세하게 된다. 따라서, 웹을 가로지른 유체 흐름의 변화 및 웹을 가로지르는 정전기장의 변화는 습윤 라인에서 불균일을 야기하고, 그 결과, 웹 상의 불균일한 코팅 도포를 야기한다. Known electrostatic auxiliary coating apparatuses as shown in FIGS. 1 and 2 assist the coating process by delaying the onset of air incorporation and improving the wettability of the wet line of the coating. However, such a device applies charge to the web at a position almost upstream from the wet line and generates a fairly wide electrostatic field. This device is quite inefficient for maintaining a straight wet line in the presence of a change in flow across the web or a change in electrostatic field across the web. For example, if a localized deflection region of the coating fluid flow occurs in any position across the curtain in a curtain coating apparatus, the wet line in this deflection coating region may move downstream in response to the material or process variables. have. This results in a coating that is more biased in this area due to stresses and strains on the curtain, especially in fluids exhibiting elastic properties (more elastic fluids have greater elongational viscosity relative to shear). In addition, if the electrostatic field is not uniform (e.g., uneven corona web precharge), the low voltage region on the web will cause the wet line in this region to move downstream of the web. Will increase the coating weight. This effect is gradually dominant as the elasticity of the fluid increases. Thus, changes in fluid flow across the web and changes in the electrostatic field across the web result in nonuniformities in the wet line, resulting in nonuniform coating application on the web.

정전기적 보조 코팅에 대한 공지된 방법 및 장치 중 어느 것도 도포되는 유체 코팅의 특성을 개선하고, 또한 처리 조건의 개선을 달성하기 위해 전기장 도포기로부터 코팅 스테이션의 웹으로 집속 전기장을 인가하는 기법을 개시지 못하였다. 코팅 스테이션의 웹에 더 집속된 전기장을 인가하는, 정전기적 보조 코팅 기법에 대한 필요성이 요구된다. Any of the known methods and apparatus for electrostatically assisted coatings disclose a technique for applying a focused electric field from an electric field applicator to the web of the coating station to improve the properties of the fluid coating applied and also to achieve an improvement in processing conditions. I could not. There is a need for an electrostatically assisted coating technique that applies a more focused electric field to the web of the coating station.

본 발명은 기판 상에 유체 코팅을 도포하는 방법에 관한 것이다. 기판은 제1 측면과 제2 측면을 구비한다. 상기 방법은 기판과 유체 코팅 스테이션간의 길이 방향 상대 운동을 제공하고, 코팅 스테이션에서 측방향으로 배치된 유체-웹 접촉 영역을 따라 0°내지 180°의 각도로 유체 스트림을 기판의 제1 측면 상으로 도입함으로써 유체 습윤 라인을 형성하는 것을 포함한다. 실질적으로 유체 습윤 라인에 그리고 그 하류에 있는 기판의 제2 측면 상의 소정 위치로부터 발생하는 유효 전기장으로부터 전기력이 유체 상에 생성된다.The present invention relates to a method of applying a fluid coating on a substrate. The substrate has a first side and a second side. The method provides longitudinal relative motion between the substrate and the fluid coating station and directs the fluid stream onto the first side of the substrate at an angle of 0 ° to 180 ° along the laterally disposed fluid-web contact area at the coating station. Introducing to form a fluid wetting line. Electric forces are generated on the fluid from an effective electric field that arises from a predetermined location on the second side of the substrate substantially downstream of and in the fluid wetting line.

상기 전기력은 유체 매체를 통해 전기 전하를 이송시키고 전기 전하를 기판의 제2 측면 상으로 침적시킴으로써 생성될 수 있으며, 전기 전하 소스로부터의 전 기 전하 이송과 전하를 기판의 제2 측면 상으로 침적은, 전하 소스의 일부 혹은 전부와 기판 사이의 물리적 접촉을 이용한다. 액체 매체를 사용할 때, 전기 전하는 유체 코팅 스테이션에서 기판의 제2 측면으로부터 근접하게 간격을 두고 측방향으로 연장하는 코로나 방전 소스로부터 이송될 수 있다. 유체 습윤 라인으로부터 상류로 전기 전하의 이송은 전하로부터 웹의 상류 부분을 차폐하는 전기 장벽을 제공함으로써 더욱 제한될 수 있다. 이 기판은 유체 코팅 스테이션에 인접하게 제2 측면 상에 지지될 수 있다. The electrical force can be generated by transferring electrical charge through the fluid medium and depositing the electrical charge onto the second side of the substrate, depositing the electrical charge transfer from the electrical charge source onto the second side of the substrate and In this case, the physical contact between some or all of the charge source and the substrate is used. When using a liquid medium, the electrical charge can be transferred from the laterally extending corona discharge source at a distance from the second side of the substrate at the fluid coating station. Transfer of electrical charge upstream from the fluid wet line can be further limited by providing an electrical barrier that shields the upstream portion of the web from the charge. This substrate may be supported on the second side adjacent the fluid coating station.

본 발명의 일실시예에 따르면, 전기 전하는 기판으로부터 멀리 떨어진 위치에서 제1 전하로서 형성되고, 유체 습윤 라인에서 기판의 제2 측면에 인접하게 측방향으로 배치된 전하 인가 영역으로 이송되며, 그리고 실질적으로 유체 습윤 라인에 그리고 그 하류에 있는 기판의 제2 측면 상의 소정 위치로 인가되어 전기력이 상기 유체에 생성되도록 한다. According to one embodiment of the invention, the electrical charge is formed as a first charge at a location remote from the substrate, and is transferred in a fluid wet line to a charge application region laterally disposed adjacent to the second side of the substrate, and substantially And to a location on the second side of the substrate downstream of and in the fluid wetting line to allow electrical force to be generated in the fluid.

유체 스트림은 커튼 코팅기, 비드 코팅기, 압출 코팅기, 캐리어 유체 코팅법, 슬라이드 코팅기, 나이프 코팅기, 제트 코팅기, 노치 바아, 롤 코팅기 또는 유체 베어링 코팅기와 같은 코팅 유체 분배기로 형성될 수 있다. 코팅 유체의 스트림은 기판의 제1 표면으로 접선 방향으로 도입될 수 있다. The fluid stream may be formed with a coating fluid dispenser such as curtain coater, bead coater, extrusion coater, carrier fluid coating method, slide coater, knife coater, jet coater, notch bar, roll coater or fluid bearing coater. The stream of coating fluid may be introduced tangentially to the first surface of the substrate.

전기 전하는 제1 극성을 가질 수 있고, 그 방법은 제2의 반대 극성의 전하를 유체에 인가하는 것을 포함할 수 있다. The electrical charge may have a first polarity and the method may include applying a charge of a second opposite polarity to the fluid.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 기판 상에 유체 코팅을 도포하는 방법(여기서, 기판은 제1 측면 상의 제1 표면과 제2 측면 상의 제2 표면을 구비함)은 기 판과 유체 코팅 스테이션간의 길이 방향 상대 운동을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 코팅 스테이션에서 측방향으로 배치된 유체-웹 접촉 영역을 따라 코팅 유체 스트림을 0°내지 180°의 각도로 기판의 제1 측면 상으로 도입시킴으로써 유체 습윤 라인을 형성하는 단계를 더 포함한다. 본 발명은 기판 상의 유효 정전기 전하를 실질적으로 유체 습윤 라인에 그리고 그 하류의 기판 상의 소정 위치에만 있는 유체에 노출시키는 단계를 더 포함한다.According to another embodiment of the invention, a method of applying a fluid coating on a substrate, wherein the substrate has a first surface on a first side and a second surface on a second side, is provided with the substrate and the fluid coating station. Providing longitudinal relative movement of the liver. The method further includes forming a fluid wetting line by introducing a coating fluid stream onto the first side of the substrate at an angle of 0 ° to 180 ° along the laterally disposed fluid-web contact area at the coating station. . The invention further includes the step of exposing the effective electrostatic charge on the substrate to a fluid that is substantially only at a location on the substrate and downstream of the fluid wet line.

본 발명의 방법에 따르면, 상기 노출 단계는 유체 코팅 스테이션으로부터 웹 상류 위치에서 전기 전하를 기판의 제1 혹은 제2 표면 중 하나에 침적시키는 단계를 더 포함한다. 상기 노출 단계는 전기 전하가 적어도 실질적으로 유체 습윤 라인에 있을 때까지, 전하를 유체에 대한 정전기 전하로서 무효한 전하로 부여하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to the method of the invention, the exposing step further comprises depositing an electrical charge on one of the first or second surfaces of the substrate at a position upstream of the web from the fluid coating station. The exposing step may further include imparting charge to an invalid charge as an electrostatic charge to the fluid until the electrical charge is at least substantially in the fluid wet line.

일실시예에 따르면, 본 발명의 방법 중 노출 단계는 유체 습윤 라인으로부터 웹 상류의 기판에 전기 전하를 인가하는 단계와, 전기 전하가 적어도 실질적으로 유체 습윤 라인에 있을 때까지 상기 웹상의 전기 전하와 유체 사이의 어떠한 유효 정전기 인력을 차폐하는 단계를 더 포함한다.According to one embodiment, the exposing step of the method of the present invention comprises applying an electrical charge from the fluid wet line to the substrate upstream of the web, the electrical charge on the web until the electrical charge is at least substantially in the fluid wet line. Shielding any effective electrostatic attraction between the fluids.

또 다른 실시예에 있어서, 전기 전하는 기판의 제1 측면에 인가되며, 상기 차폐 단계는 기판의 제2 표면으로부터 간격을 두고 그것에 인접한 접지 표면을 제공하고, 상기 접지 표면은 유체 습윤 라인의 바로 웹 상류의 후연(trailing edge)에서 유체 습윤 라인으로부터 더 웹 상류이고 간격을 둔 전연(leading edge)으로 기판을 따라 연장한다. In yet another embodiment, an electrical charge is applied to the first side of the substrate, the shielding step providing a ground surface adjacent thereto at a distance from the second surface of the substrate, the ground surface directly upstream of the fluid wetting line. Extends along the substrate from the fluid wet line at the trailing edge of to a more upstream and spaced leading edge.                 

본 발명은 또한, 기판 상에 유체 코팅을 도포하는 장치에 관한 것으로, 이 기판은 제1 측면 상의 제1 표면과 제2 측면 상의 제2 표면을 갖고, 상기 장치에 대해 길이 방향으로 이동한다. 상기 장치는 측방향으로 배치된 유체-웹 접촉 영역을 따라 유체 습윤 라인을 형성하도록 기판의 제1 표면 상에 코팅 유체 스트림을 분배하는 수단과, 기판의 제2 측면을 측방향으로 가로질러 연장하는 전기 전하 도포기를 포함한다. 전기 전하 도포기는 실질적으로 유체 습윤 라인에 그리고 그 하류에 있는 기판 상의 소정 위치에서 기판을 하전시키기 위해 일반적으로 유체 습윤 라인의 반대인 기판의 제1 표면 상에 배치된다. The invention also relates to an apparatus for applying a fluid coating on a substrate, the substrate having a first surface on a first side and a second surface on a second side, and moving longitudinally with respect to the apparatus. The apparatus includes means for dispensing a coating fluid stream on the first surface of the substrate to form a fluid wetting line along the laterally disposed fluid-web contact region, and laterally extending the second side of the substrate. An electrical charge applicator. The electrical charge applicator is disposed on the first surface of the substrate, which is generally opposite the fluid wet line, to substantially charge the substrate at a location on the substrate that is substantially downstream of and in the fluid wet line.

전기 전하 도포기는 측방향으로 연장하는 하전된 와이어, 예리한 연부의 부재, 예리한 연부의 도전성 시트, 일련의 니들(needle), 브러시, 혹은 잭 나이프 가장자리를 포함할 수 있다. The electrical charge applicator may comprise laterally extending charged wire, a member of sharp edges, a conductive sheet of sharp edges, a series of needles, a brush, or a jack knife edge.

전기 전하 도포기는 전기 전하를 제1의 전하로서 생성하기 위한, 기판의 제2 표면으로부터 떨어져 있는 전기 전하 소스와, 유체 매체를 포함할 수 있다. 이 유체 매체는 전기 전하 소스로부터 유체 습윤 라인에서 기판의 제2 표면에 인접한 측방향으로 배치된 전하 인가 영역에 제1의 전기 전하를 이송하고, 제1의 전기 전하를 기판의 제2 표면 상으로 인가하기 위해 전기 전하 소스와 기판의 제2 표면 사이에 배치되어 있다. 전기 전하 도포기는 기판의 제2 표면으로부터 균일하게 간격을 두고 배치될 수 있다. The electrical charge applicator can include an electrical charge source away from the second surface of the substrate and a fluid medium for generating the electrical charge as the first charge. The fluid medium transfers the first electrical charge from the electrical charge source to the laterally disposed charge application region in the fluid wet line and adjacent to the second surface of the substrate, and transfers the first electrical charge onto the second surface of the substrate. It is disposed between the electrical charge source and the second surface of the substrate for application. The electrical charge applicator may be evenly spaced from the second surface of the substrate.

공기 베어링은 전기 전하 도포기에 인접하게 기판을 가로질러 측방향으로 연장하여, 전기 전하 도포기에 대해 기판의 제2 측면을 지지하고 정렬시킨다. 정전 기장 장벽은 전기 전하 도포기로부터의 전기 전하로부터 유체 습윤 라인으로부터의 웹 상류 부분을 차폐하기 위해 전기 전하 도포기와 기판 근처에 배치될 수 있다.The air bearing extends laterally across the substrate adjacent the electrical charge applicator to support and align the second side of the substrate with respect to the electrical charge applicator. The electrostatic field barrier may be placed near the substrate and the electrical charge applicator to shield the web upstream portion from the fluid wet line from the electrical charge from the electrical charge applicator.

전기 전하 도포기로부터의 전기 전하는 제1 극성을 가질 수 있고, 제2의 반대 극성의 전하를 코팅 유체에 인가할 수 있다.The electrical charge from the electrical charge applicator can have a first polarity and can apply a charge of a second opposite polarity to the coating fluid.

도 1은 가동 웹이 코팅 스테이션으로 진입하기 전에, 웹 상류의 코로나 와이어로부터 가동 웹으로 전하를 인가하는 공지된 정전기 코팅 장치의 개략적인 도면이며, 1 is a schematic illustration of a known electrostatic coating apparatus for applying charge from a corona wire upstream of a web to a movable web before the movable web enters the coating station,

도 2는 코팅 스테이션에 있는 가동 웹의 아래의 백킹 롤로부터 가동 웹으로 전하를 운반하는 공지된 정전기 코팅 장치의 개략적인 도면이고, FIG. 2 is a schematic diagram of a known electrostatic coating apparatus for transferring charge from the backing roll below the movable web in the coating station to the movable web,

도 3은 코팅 영역에서 코로나 소스가 가동 웹에 전하를 인가하는 본 발명에 따른 정전기적 보조 코팅 장치의 일실시예를 개략적으로 도시한 도면이며,3 is a schematic illustration of one embodiment of an electrostatic auxiliary coating apparatus according to the present invention in which a corona source applies charge to a movable web in a coating area, FIG.

도 4는 인가된 정전기 전하와 그 역선(力線)을 도시하고 있는 도 2의 일부의 확대 개략도이고, 4 is an enlarged schematic view of a portion of FIG. 2 showing the applied electrostatic charge and its reverse line;

도 5는 코팅 작업중에 인가된 정전기 전하와 그 역선을 도시하고 있는 도 3의 일부의 확대 개략도이며, 5 is an enlarged schematic view of a portion of FIG. 3 showing the electrostatic charge applied during the coating operation and its reverse line;

도 6은 공기 베어링 조립체가 코로나 와이어를 에워싸고 있는 본 발명에 따른 정전기적 보조 코팅 장치의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이고, 6 is a schematic illustration of another embodiment of an electrostatic auxiliary coating apparatus according to the present invention in which an air bearing assembly encloses a corona wire,

도 7은 도 6의 코로나 와이어를 갖는 공기 베어링 조립체를 개략적으로 확대 도시한 도면이며, FIG. 7 is a schematic enlarged view of the air bearing assembly having the corona wire of FIG. 6, FIG.                 

도 8은 도전성의 스트립을 갖는 또 다른 공기 베어링 조립체를 개략적으로 확대 도시한 도면이고,8 is a schematic enlarged view of another air bearing assembly having a conductive strip;

도 9는 정전기적 보조 코팅 장치를 접선 방향 커튼 코팅에 사용하는 하나의 용례를 예시하는, 본 발명의 정전기적 보조 코팅 장치의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이며, 9 is a schematic illustration of yet another embodiment of the electrostatic auxiliary coating apparatus of the present invention, illustrating one application of using the electrostatic auxiliary coating apparatus for tangential curtain coating,

도 10 및 도 11은 전기 전하 소스를 위한 원격 위치를 도시하는 본 발명의 정전기적 보조 코팅 장치의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.10 and 11 schematically illustrate another embodiment of the electrostatic auxiliary coating apparatus of the present invention showing a remote location for an electrical charge source.

상기 도면들의 일부는 본 발명의 바람직한 실시예가 도시되어 있지만, 논의에서 주지되는 바와 같이 다른 실시예에도 또한 적용된다. 모든 경우에 있어서, 한정하는 것이 아닌 본 발명을 대표하는 것으로 개시되어 있다. 본 발명의 범위에 포함되는 수많은 다른 수정예 및 실시예가 당업자들에 의해 안출될 수 있다.Some of the drawings show a preferred embodiment of the present invention, but also apply to other embodiments as is well known in the discussion. In all cases, it is disclosed that this invention is not restrictive but is representative of this invention. Numerous other modifications and embodiments falling within the scope of the invention may be devised by those skilled in the art.

본 발명은 코팅 대상 기판(웹과 같은)과 이 기판 상에 도포되는 유체 코팅 재료와의 계면에서 보다 더 집속된 정전기장을 사용하는 코팅 장치 및 방법을 포함한다. 본 발명자들은 보다 더 집속된 정전기장이 코팅 습윤 라인의 배치를 안정화 및 직선화 및 결정하여 보다 폭 넓은 처리 윈도우를 달성할 수 있게 함으로써, 코팅 공정을 개선시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 예를 들면, 본 발명은 웹을 가로지르는 방향의 코팅의 균일성을 개선할 뿐만 아니라, 코팅 중량, 코팅 속도, 코팅의 기하 형상, 유전 강도와 같은 웹 특성, 점도, 표면 장력 및 탄성과 같은 코팅 유체 특성, 그리고 다이 대 웹의 간극을 광범위로 하는 것을 가능하게 한다. 추가적으로, 도전성 유체에 있어서, 고전위 도전성 롤을 사용하는 시스템에 비해 더 낮은 에너지 시스템(저전류)을 사용할 수 있다. 종이 등의 저유전 강도의 웹, 고전압 및 코팅 속도는 웹의 유전 파괴 없이 사용될 수 있다. 커튼 코팅에 있어서, 정전기적 코팅 보조는 하부 커튼 높이(이로 인한 커튼의 안정성)를 가능하게 하며, 종래에는 공기의 동반 흐름 없이 코팅될 수 없었던 탄성 용액의 코팅을 가능하게 한다. 집속된 자계는 탄성의 코팅 유체를 운반하는 능력을 현저하게 향상시키며, 이는 습윤 라인의 배치, 선형성 및 안정성을 보다 정확하게 결정하고, 그 결과로 처리 공정의 안정성이 향상되기 때문이다. 또한, 종래에 가능했었던 것 보다 얇은 코팅이 심지어 저속의 라인 속도에서도 생성될 수 있는 데, 이는 건조 및 경화 속도가 제한된 처리 공정에 있어서는 중요하다. The present invention includes coating apparatus and methods that use a more focused electrostatic field at the interface of a substrate to be coated (such as a web) with a fluid coating material applied on the substrate. The inventors have found that a more focused electrostatic field can improve the coating process by stabilizing and straightening and determining the placement of the coating wetting line to achieve a wider treatment window. For example, the present invention not only improves the uniformity of the coating in the direction across the web, but also the coating properties such as coating weight, coating speed, coating geometry, web properties such as dielectric strength, viscosity, surface tension and elasticity. It is possible to widen the fluid properties and the die to web gap. Additionally, for conductive fluids, lower energy systems (low currents) can be used as compared to systems using high potential conductive rolls. Low dielectric strength webs, such as paper, high voltages and coating rates can be used without dielectric breakdown of the webs. In curtain coating, the electrostatic coating aids enable lower curtain height (therefore the stability of the curtain) and enable the coating of elastic solutions that could not be coated without the entrained flow of air in the past. The focused magnetic field significantly improves the ability to transport the elastic coating fluid, because it more accurately determines the placement, linearity and stability of the wet line, resulting in improved stability of the processing process. In addition, thinner coatings can be produced even at lower line speeds than previously possible, which is important for processing processes with limited drying and curing rates.

압출 코팅에 있어서, 정전기는, 보다 큰 코팅 간극의 사용을 가능하게 할뿐만 아니라, 정전기가 없이 (압출 모드에서) 압출될 수 없는 (일부 수성 에멀젼 접착제와 같은) 저탄성의 수성 유체의 사용을 가능하게 한다. 커튼 코팅 방법으로 코팅하는 동안에는 코팅 단계가 코팅 유체에 대한 경계층 공기의 변위를 수반하며, 주요 힘은 운동량을 기초로 하는 반면에, 압출 코팅에 있어서는 주요 힘이 관련된 탄성력 또는 표면 장력이다. 정전기를 사용하는 경우에, 지배하는 정전기가 될 수 있다. 따라서, 정전기가 사용되고 코팅 단계에서 우세한 힘으로 될 경우, 코팅기는 커튼 혹은 압출 코팅기라기보다는 정전기 코팅기로서 분류될 수 있다. 따라서, 압출 코팅기의 간극이 증가함에 따라, 정전기가 존재하는 커튼 코팅기를 이용한 조 작 원리에서 그 간극을 식별 불가능하게 될 수 있다. In extrusion coating, electrostatics not only enable the use of larger coating gaps, but also enable the use of low elastic aqueous fluids (such as some aqueous emulsion adhesives) that cannot be extruded (in extrusion mode) without static electricity. Let's do it. During coating by the curtain coating method, the coating step involves the displacement of the boundary layer air with respect to the coating fluid, while the main force is based on the momentum, while in extrusion coating the main force is the associated elastic or surface tension. If you use static electricity, it can be the dominant static electricity. Thus, when electrostatics are used and become the predominant force in the coating step, the coater can be classified as an electrostatic coater rather than a curtain or extrusion coater. Therefore, as the gap of the extrusion coater increases, the gap may become indistinguishable in the operating principle using the curtain coater in which static electricity exists.

본 발명이 매끄럽고 연속적인 코팅에 대해 기재되어 있지만, 본 발명은 또한 불연속적 코팅을 도포하는 중에도 사용할 수 있다. 예를 들면, 정전기는, 인접한 공극에서의 코팅간의 연속성의 유무에는 관계없이, 코팅으로 채워지는 공극과 같은 거시 구조를 갖는 기판을 코팅하는 것을 돕도록 사용될 수 있다. 이러한 상황에서, 코팅의 균일성 및 향상된 습윤성은 별도의 코팅 영역들 내에서 그리고 한 영역에서 다른 한 영역 내 모두에서 유지된다. Although the present invention is described for smooth and continuous coatings, the present invention can also be used during the application of discontinuous coatings. For example, static electricity can be used to help coat a substrate having a macroscopic structure, such as a void filled with a coating, with or without continuity between coatings in adjacent pores. In this situation, the uniformity and improved wettability of the coating are maintained both in separate coating areas and in one area to another.

기판은 웹을 비롯한 코팅 대상인 임의의 재료의 임의의 표면일 수 있다. 웹은 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 종이 또는 부직 재료 등의 임의의 시트형 재료일 수 있다. 코팅의 향상된 습윤성은 기공이 미시적인지 거시적인지에 관계없이 거친 조직 또는 다공질 웹에서 특히 유용하다. 도시된 예들이 정지형 코팅 도포기를 지나 이동하는 웹을 도시하고 있지만, 그 웹이 정지해 있는 반면에, 코팅 도포기가 이동할 수 있거나, 또는 웹 및 코팅 도포기 모두가 소정의 고정점에 대해 이동할 수도 있다. The substrate can be any surface of any material to be coated, including the web. The web can be any sheet-like material such as polyester, polypropylene, paper or nonwoven material. The improved wettability of the coating is particularly useful in rough tissues or porous webs, whether the pores are microscopic or macroscopic. Although the examples shown illustrate a web moving past a stationary coating applicator, while the web is stationary, the coating applicator may move, or both the web and the coating applicator may move relative to a fixed point. .

일반적으로 말하면, 본 발명은 웹과 같은 기판 상에 유체 코팅을 도포하는 방법에 관한 것이며, 웹과 유체 코팅 스테이션 사이에서 길이 방향의 상대 운동을 제공하는 것을 포함한다. 코팅 유체의 스트림이 코팅 스테이션에서 측방향으로 배치된 유체 습윤 라인을 따라 웹의 제1 측면 상으로 도입된다. 코팅 유체는 0°내지 180°의 각도 중 임의의 각도로 도입된다. 전기력은 웹의 제2 측면 상과, 실질적으로 유체 습윤 라인에 그리고 그 하류에 있는 웹 상의 소정 위치에 있는 전하로 부터 발생하는 전기장으로부터 유체 상에 생성된다. 전기장은 임의의 방법에 의해 이송되고 웹의 제2 측면 상에 침전된 전하에 의해 발생될 수 있다. 이 전하는 유체 매체를 통해 웹의 제2 측면 혹은 직접 접촉에 의해 이송될 수 있다. 본 발명의 모든 설명에 따르면, 음의 전하 또는 양의 전하가 코팅 유체를 끌어당기기 위해 사용될 수 있다. 코팅 유체는 용매계 유체, 열가소성 재료의 유동성 용해물, 에멀젼, 분산제, 혼화 가능한 또는 혼화 불가능한 유동성 혼합물, 무기질 유체 및 100 % 고상 유체를 포함할 수 있다. 용매계 코팅 유체는 소정의 수성 또는 유기 용매를 포함한다. 정전 방전이 화재 또는 폭발과 같은 위험을 야기할 수 있기 때문에, 예를 들면 인화성이 있는 휘발성 용매를 취급하는 경우에는 확실한 안전 예방책이 있어야 한다. 그러한 예방책은 공지되어 있으며, 정전 방전이 발생하는 영역에 불활성 분위기를 사용하는 것을 포함할 수 있다. Generally speaking, the present invention relates to a method of applying a fluid coating on a substrate, such as a web, comprising providing longitudinal relative motion between the web and the fluid coating station. A stream of coating fluid is introduced onto the first side of the web along a laterally disposed fluid wetting line at the coating station. The coating fluid is introduced at any of angles between 0 ° and 180 °. The electric force is generated on the fluid from the electric field generated from the charge on the second side of the web and at a location on the web substantially downstream of and in the fluid wet line. The electric field can be generated by an electric charge carried by any method and deposited on the second side of the web. This charge can be transported by the second side or direct contact of the web through the fluid medium. According to all descriptions of the invention, negative or positive charges can be used to attract the coating fluid. Coating fluids may include solvent-based fluids, flowable melts of thermoplastic materials, emulsions, dispersants, flowable mixtures that are miscible or incompatible, inorganic fluids, and 100% solids fluids. Solvent-based coating fluids include any aqueous or organic solvent. Since electrostatic discharges can pose a hazard such as fire or explosion, certain safety precautions must be taken, for example when handling flammable volatile solvents. Such precautions are known and may include the use of an inert atmosphere in the region where electrostatic discharge occurs.

공지된 바와 같이 웹을 미리 하전시키거나 전압이 가해진 지지 롤 시스템을 사용하는 대신에, 본 발명은 습윤 라인이 코팅 유체 반대의 웹 측면 상에 일어나야만 하는, 웹을 가로지르는 방향으로 선형적으로 연장하는 좁은 도전성 전극과 같은 집속된 전기장 소스를 사용한다. 커튼 코팅 도포에 있어서, 양호한 습윤 라인은 웹이 고정형일 경우 통상적으로 중력-결정식 커튼 유체 습윤 라인(정전기가 인가되지 않음)이다[혹은, 웹이 고정형일 경우, 초기 코팅 유체 습윤 라인(정전기가 인가되지 않음)이다]. 좁은 도전성 전극은 예를 들면, 연속한 코로나 와이어(도 3의 코로나 와이어(50) 등), 불연속의 간격을 둔 니들 포인트, 브러시, 혹은 코로나 방전을 발생할 수 있는 예리한 연부를 갖는 임의의 부재일 수 있다. 좁은 전극 근처 의 높은 정전기장 구배는 전극으로부터 코로나 방전을 생성하며, 그 전하는 도전성 코팅 유체를 향해 이동하지만, 웹의 유전체 장벽에 의해 정지된다. 전기 전하의 소스는 또한 전하가 후속적으로 웹의 배면으로 이송하고, 실질적으로 습윤 라인에 혹은 그 하류에 집속되도록 멀리 떨어져 배치될 수 있다. 그 대안으로, 상기 전하는 예컨대, 브러시, 도전성 필름, 혹은 작은 반경부를 갖는 부재 등의 웹의 배면과 접촉하는 고형 구조체로부터의 웹 배면에 직접 침적될 수 있다. 다시, 상기 전하는 실질적으로 습윤 라인에 혹은 그 하류에 집속된다. 웹의 배면 상의 이들 전하는 종래의 정전기 보조 코팅 시스템 보다 더 집속된 전기장을 생성한다. 이 전기장은 웹 상류까지 멀리 확장하지 못하기 때문에(종래의 미리 하전된 웹 혹은 전압이 가해진 코팅 롤 시스템과 같이), 코팅 유체는 더욱 예리한 윤곽을 갖는 습윤 라인으로 이끌리게 되며, 웹을 가로지르는 방향으로 더 선형인 프로파일을 유지하고, 그리고 유체를 적소에 구속하는 데 이바지함으로써 습윤 라인을 안정화시킨다. 이는 습윤 라인의 위치를 결정하는 힘의 수직 균형이 덜 중요하며, 습윤 라인에서의 비선형성이 덜 명백해지는 것을 의미한다. 따라서, 코팅 유체 속도, 웹을 가로지르는 방향의 코팅 균일성과 같은 공정 변화, 웹 속도 변화, 유입 웹의 전하 변화 및 기타 공정 변화는 코팅 공정에 영향을 덜 미친다. Instead of using a preloaded or energized support roll system as is known, the invention extends linearly in a direction across the web where the wet line must occur on the side of the web opposite the coating fluid. A focused electric field source such as a narrow conductive electrode is used. In curtain coating application, a good wetting line is typically a gravity-determining curtain fluid wetting line (no electrostatics applied) when the web is stationary (or an initial coating fluid wetting line (electrostatic if the web is stationary) Not authorized). The narrow conductive electrode may be, for example, a continuous corona wire (such as the corona wire 50 of FIG. 3), discontinuously spaced needle points, a brush, or any member having a sharp edge that can generate corona discharge. have. The high electrostatic field gradient near the narrow electrode produces a corona discharge from the electrode, whose charge moves toward the conductive coating fluid, but is stopped by the dielectric barrier of the web. The source of electrical charge may also be disposed far away such that the charge subsequently transfers to the back side of the web and is focused substantially at or downstream of the wet line. Alternatively, the charge can be deposited directly on the back of the web from a solid structure in contact with the back of the web, such as, for example, a brush, conductive film, or a member having a small radius. Again, the charge is substantially concentrated at or downstream of the wet line. These charges on the back of the web produce a more focused electric field than conventional electrostatic assisted coating systems. Because this electric field does not extend far upstream of the web (such as conventional precharged webs or applied coating roll systems), the coating fluid is led to wet lines with sharper contours, and the direction across the web. To stabilize the wet line by maintaining a more linear profile and constraining the fluid in place. This means that the vertical balance of the forces that determine the location of the wet line is less important and the nonlinearity in the wet line becomes less apparent. Thus, process variations such as coating fluid velocity, coating uniformity in the direction across the web, web speed variation, charge variation of the incoming web and other process variations have less impact on the coating process.

본 발명의 비접촉 정전기 전하 도포 시스템(예컨대, 도 3에 도시된 시스템)이 갖는 부가적인 장점은 낮은 유전체 강도의 웹과 도전성 코팅 유체와 함께 잘 작동한다는 것이다. 도전성 유체, 공지의 정전기 보조 코팅과 함께 사용된 고전위 도전성 롤 등의 시스템에 있어서, 롤이 웹 표면에 가까이 있기 때문에 소망의 인력 을 생성하기 위해 필요 이상의 전류가 발생할 수 있다. 이는 더 높은 에너지 시스템을 필요하게 만들며, 더 큰 감전 위험이 생기게 한다. 추가적으로, 웹을 통해 전극으로부터 코팅 유체로의 아크 발생은 더 낮은 유전체 강도의 재료에 대해 특히 일어나기 더 쉽다. 집속된 웹 전하가 유체 매체(예컨대, 공기)를 통해 웹의 제2 측면으로 이송시킴으로써 발생되는 비접촉 시스템에 있어서는, 더 낮은 전류를 필요로 하고, 또 전극으로부터 코팅 유체로의 아크 발생이 덜 일어나게 된다. 이는 장치를 더 안전하게 해주고, 더 높은 웹 속도에서 운전할 수 있게 해준다. 통상적으로, 전극 대 웹 간극은 0.2cm(0.10in) 내지 5cm(2in)이다. 양호하게는, 상기 간극은 1.9cm(0.75in)이다. 그러나, 더 가까운 간극은 공격성을 더 증가시킬 수 있고, 더 큰 간극, 즉 2.5cm(1in) 내지 5cm(2in)의 간극은 아크 발생을 더 줄이고, 그리고 낮은 유전체 강도의 재료를 운전할 능력을 향상시킬 수 있다. An additional advantage of the non-contact electrostatic charge application system (eg, the system shown in FIG. 3) of the present invention is that it works well with low dielectric strength webs and conductive coating fluids. In systems such as conductive fluids, high potential conductive rolls used in conjunction with known electrostatic auxiliary coatings, since the rolls are close to the web surface, more current may be required to generate the desired attraction. This makes for a higher energy system and creates a greater risk of electric shock. In addition, arcing from the electrode to the coating fluid via the web is more likely to occur especially for materials of lower dielectric strength. In a non-contact system where the focused web charge is generated by transferring the fluid medium (eg air) to the second side of the web, a lower current is required and less arcing from the electrode to the coating fluid occurs. . This makes the device safer and allows you to drive at higher web speeds. Typically, the electrode to web gap is between 0.2 cm (0.10 in) and 5 cm (2 in). Preferably, the gap is 1.9 cm (0.75 in). However, closer gaps can increase aggression further, and larger gaps, that is, between 2.5 cm (1 in) and 5 cm (2 in), will further reduce arcing and improve the ability to drive low dielectric strength materials. Can be.

도 3은 종래의 장치보다 더 양호한 공격성(예컨대, 소망의 습윤 라인 위치에서의 코팅 유체 웹 인력)과 습윤 라인 선형성을 얻을 수 있는 집속된 웹 전하장을 사용하는 정전기 보조 코팅 장치의 실시예를 도시한 것이다. 본 발명자는 전극을 웹에서 소정 거리를 두게 하고, 전극이 코로나 와이어처럼 작용하도록 소직경의 와이어를 사용함으로써, 아크 발생 및 전류가 감소하는 동안 자계가 집속된 상태로 유지되는 것을 발견하였다. 이 경우, 와이어 자체로부터 발산되는 자계는 코팅 유체상의 주요 인력을 생성하지 못한다. 이 주요 인력은 공기 혹은 다른 접속 매체를 통해 웹의 배면으로 이송되는 와이어로부터의 코로나 전하에서 나온 것이고, 습윤 라인에서 모이게 된다. 웹 배면상의 이러한 전하는 코팅 유체상에서 강한 인력 을 생성한다. 또한, 와이어로부터의 전하는, 주요 인력이 습윤 라인에서 코팅 유체로 향하기 때문에 습윤 라인에서 실질적으로 웹 상류에 있는 웹으로 끌리게 되는 경향이 없다. 상기 자계는 소망의 습윤 라인으로부터 웹 상류 혹은 웹 하류 중 어느 하나로 전하의 흐름을 제한하기 위한 장벽 혹은 형상의 장을 제공함으로써 더 고도로 집속될 수 있다. FIG. 3 illustrates an embodiment of an electrostatic assisted coating apparatus that uses a focused web charge field that can achieve better aggressiveness (eg, coating fluid web attraction at a desired wet line location) and wet line linearity than conventional devices. It is. The inventors have found that the magnetic field remains focused during arc generation and current reduction by placing the electrode at a distance from the web and using a small diameter wire to act as a corona wire. In this case, the magnetic field emanating from the wire itself does not create a major attraction in the coating fluid. This main attraction comes from the corona charge from the wire that is transported to the back of the web through air or other connecting media, and collects in the wet line. This charge on the back of the web creates a strong attraction in the coating fluid. In addition, the charge from the wire does not tend to be attracted to the web substantially upstream of the web in the wet line because the main attraction is directed to the coating fluid in the wet line. The magnetic field can be more highly focused by providing a barrier or shaped field to limit the flow of charge from the desired wet line to either upstream or downstream of the web.

도 3에 도시된 장치에 따르면, 측방향으로 연장하는 코로나 방전 와이어(50)는 측방향 코팅 습윤 라인(52)을 포함하는 코팅 스테이션(24)에 길이 방향으로 근접하게 웹(20)의 제2 측면(28)으로부터 거리를 두고 배치되어 있다. 이 웹(20)은 한 쌍의 지지 롤(54, 56) 사이의 코팅 스테이션(24)에 지지되어 있다. 그 대안으로, 웹(20)은 지지 패널, 슬라이드, 트랙 혹은 다른 지지체에 의해 코팅 스테이션(24)에 지지될 수 있다. 공기 댐(40)은 습윤 라인에서 주변의 공기 간섭을 제한하는 임의의 적절한 물리적 장벽일 수 있다. 도 3은 커튼 코팅 조작과 관련한 본 발명의 방법을 도시하고 있지만, 또한 다른 기하학적 코팅에도 적용될 수 있다.According to the apparatus shown in FIG. 3, the laterally extending corona discharge wire 50 is arranged in the second direction of the web 20 in a longitudinal direction to a coating station 24 comprising a lateral coating wetting line 52. It is arranged at a distance from the side surface 28. This web 20 is supported by a coating station 24 between a pair of support rolls 54, 56. Alternatively, the web 20 may be supported to the coating station 24 by a support panel, slide, track or other support. Air dam 40 may be any suitable physical barrier that limits ambient air interference in the wet line. Figure 3 illustrates the method of the present invention with respect to curtain coating operations, but can also be applied to other geometric coatings.

코팅 유체(32)의 스트림은 코팅 유체 도포기(30)로부터 웹(20)의 제1 측면(26) 상의 제1 표면 상으로 운반된다. 도시되어 있는 바와 같이, 코팅 유체 도포기(30)가 접지되어 코로나 방전 와이어(50)에 의해 웹(20)으로 인가되는 전하(58)에 대해 코팅 유체(32)를 접지할 수 있다. 그 대안으로, 상반하는 전하는 적절한 전극 장치 등에 의해 코팅 유체(32)에 인가될 수 있고, 또한 코팅 유체(32) 및 웹(20)에 인가된 전하의 극성은 역전될 수 있다. 이러한 방법은 낮은 전기 도전성의 코팅 유체를 사용할 때 특히 유용할 수 있다. 예컨대, 낮은 도전성 코팅 유체에 대해, 전하는 다이를 통하거나 혹은 코로나에 의해 코팅 이전에 코팅 유체에 인가될 수 있다. 이 시스템은 낮은 도전성의 코팅 유체의 사용으로 인해 불충분한 정전기 공격성이 보일 때 이용될 수 있다. 도전성 경로가 격리되는 도전성 코팅 유체에 있어서, 코팅 유체의 상반되는 극성을 생성하기 위해 다이 전위가 상승될 수 있다. 그 대안으로, 상반되는 극성은 도전성의 격리된 경로를 따라 어디에라도 코팅 유체에 인가될 수 있다. The stream of coating fluid 32 is conveyed from the coating fluid applicator 30 onto the first surface on the first side 26 of the web 20. As shown, the coating fluid applicator 30 may be grounded to ground the coating fluid 32 against the charge 58 applied by the corona discharge wire 50 to the web 20. Alternatively, the opposite charge can be applied to the coating fluid 32 by means of a suitable electrode device or the like, and also the polarity of the charges applied to the coating fluid 32 and the web 20 can be reversed. This method can be particularly useful when using low electrically conductive coating fluids. For example, for low conductive coating fluids, charge may be applied to the coating fluid prior to coating via a die or by corona. This system can be used when insufficient electrostatic aggressiveness is seen due to the use of low conductivity coating fluids. For conductive coating fluids in which the conductive paths are isolated, the die potential can be raised to create the opposite polarity of the coating fluid. Alternatively, opposite polarities can be applied to the coating fluid anywhere along the isolated path of conduction.

코로나 방전 와이어(50)가 활동적으로 될 때, 이는 전기 전하(58)를 웹(20)의 제2 측면(28)에 인가한다. 일실시예에 따르면, 상류측 차폐부(60)는 방전된 이온이 코팅 습윤 라인(52)으로부터 상류인 웹(20)의 제2 측면(28)으로 끌어당겨지게 되는 것을 방지하기 위해, 코로나 방전 와이어(50)에 인접하게 측방향으로 연장한다. 상류측 차폐부(60)는 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이.아이.듀퐁 데 네모우스(E.I. du Pont Nemours)에서 시판하는 DelrinTM 아세탈 수지 등의 비전도성 혹은 절연 재료, 또는 접지 전위 혹은 상승된 전위로 유지되는 반도전성 혹은 도전성 재료로 형성될 수 있다. 웹 상류측 차폐부(60)는 코로나 방전 와이어(50)의 전기 전하로부터 웹(20)의 상류 부분을 차폐하기 위한 소망의 전기 장벽을 얻기에 적합한 임의의 형상으로 되어 있다. 웹 하류 차폐부를 또한 사용할 수 있으며, 이는 웹 하류로 이송하는 과도한 전하를 감소시킬 수 있다. 웹 상류 차폐부와 웹 하류 차폐부는 와이어로부터 동일한 간격을 두고 배치되는 것이 바람직하지만, 다른 형 태의 간격 유지를 적용해도 좋다. 비록 물리적 장벽 형태의 차폐부가 도시되어 있지만, 정전기장을 거스르는 차폐부 등 다른 형태의 차폐부를 사용할 수도 있다. When the corona discharge wire 50 becomes active, it applies an electrical charge 58 to the second side 28 of the web 20. According to one embodiment, the upstream shield 60 is corona discharged to prevent discharged ions from being drawn from the coating wet line 52 to the second side 28 of the web 20 upstream. Extend laterally adjacent to the wire 50. The upstream shield 60 is a non-conductive or insulating material, such as Delrin acetal resin, available from EI du Pont Nemours, Wilmington, Delaware, or a ground potential or elevated It may be formed of a semiconductive or conductive material held at a potential. The web upstream shield 60 is of any shape suitable for obtaining a desired electrical barrier for shielding the upstream portion of the web 20 from the electrical charge of the corona discharge wire 50. A web downstream shield can also be used, which can reduce excessive charges that are transported downstream of the web. The web upstream shield and the web downstream shield are preferably arranged at equal intervals from the wire, but other types of spacing may be applied. Although shields in the form of physical barriers are shown, other types of shields may be used, such as shields that resist electrostatic fields.

도 4는 도 2의 종래 기술의 시스템의 확대도이며, 코팅 유체(32)에 대해 정전기 전하(39)에 의해 발생하는 역선(66)을 도시하고 있다. 통상적으로, 원하는 습윤 라인은 웹이 정지해 있는 경우 중력에 의해 결정되는 코팅 유체 습윤 라인(또는 웹이 정지해 있는 경우 초기 코팅 유체 습윤 라인)이며, 도 2 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 하전된 롤의 상사점이 된다. 그러나, 기타 습윤 라인의 위치는 공통이며 코팅 다이의 형태, 유체 특성 및 웹 경로에 의존한다. 4 is an enlarged view of the prior art system of FIG. 2 and shows a reverse line 66 generated by electrostatic charge 39 with respect to the coating fluid 32. Typically, the desired wet line is a coating fluid wetting line (or initial coating fluid wetting line when the web is stationary) determined by gravity when the web is stationary, as shown in FIGS. 2 and 4. It becomes the top dead center of the rolled roll. However, the location of other wet lines is common and depends on the shape of the coating die, the fluid properties and the web path.

역선(66)은 하전된 롤[도 2에서의 롤(42)과 유사]에 대해, 힘이 양호하게 집속되지 않으며, 전하가 힘을 실질적으로 습윤 라인의 웹 상류에서[예를 들면, 웹 상류 영역(67)] 코팅 유체로 가하는 것을 나타내고 있다. 예를 들면, 직경이 7.5㎝(3in)보다 큰 하전된 롤에 대해, 전하가 힘을 원하는 습윤 라인으로부터 실질적으로 웹 상류에서 코팅 유체에 가한다. 그러나, 웹으로의 전하 전달이, 말하자면 동일한 전위가 부여된 1인치 직경의 롤에 대해 더 집속됨에 따라, 전하는 습윤 라인으로부터 실질적으로 웹 상류에서 코팅 유체로, 습윤 라인의 균일성에 역효과를 미치는 기능적 힘을 발휘하지 않는다(즉, 웹 상의 전하는 코팅 유체에 비해 웹 상류에서는 무효하다).Reverse line 66 does not focus well on charged rolls (similar to roll 42 in FIG. 2), and the charge does not force the force substantially upstream of the web of the wet line (eg, upstream of the web). Region 67] is applied to the coating fluid. For example, for charged rolls larger than 3 inches (7.5 cm) in diameter, a charge is applied to the coating fluid substantially upstream of the web from the desired wet line. However, as charge transfer to the web is more focused on a one-inch diameter roll given the same potential, the charge is functionally adversely affecting the uniformity of the wet line, from the wet line to the coating fluid substantially upstream of the web. It does not exert a force (ie, the charge on the web is invalid upstream of the web compared to the coating fluid).

도 5는 도 3의 본 발명의 시스템의 확대도이며, 웹의 제2 측면 상의 제2 표면으로 이송된 전하가 코팅 유체와 웹 접촉 라인의 아래에서 더 집속되는 것을 나타내고 있다. 이 경우에, 역선(68)이 더 집속되어 보다 더 예리하게 형성되고 선형적인 습윤 라인을 생성하며, 상기 역선은 웹 이동 경로를 가로질러 습윤 라인을 적소에 구속하려는 경향이 있기 때문에 습윤 라인을 안정화시킨다. 도 3에 도시된 차폐부(60)와 같은 추가의 집속 기술은 또한 집속을 향상시킨다. 점성이고 탄성인 유체는, 접촉 라인의 균일성의 변화가 낮은 점성이고 탄성인 유체에 비해 코팅 두께를 더 크게 변화시킬 수 있기 때문에, 더 높은 정도의 집속을 필요로 할 수 있다. 도 6 및 도 7은 본 발명의 정전기적 보조 코팅 장치의 또 다른 실시예를 도시한 것이다. 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 측방향으로 연장하는 전극(100)은 웹(20)의 제2 측면(28)을 따라 연장한다. 이 전극(100)은 예컨대, 연속한 코로나 와이어, 불연속의 간격을 둔 니들 포인트, 브러시, 혹은 코로나 방전을 발생할 수 있는 예리한 연부를 갖는 임의의 부재로 형성될 수 있다. 양호하게는, 상기 전극(100)은 웹 상류 차폐부와 웹 하류 차폐부로서 작용할 수 있는 인접한 웹 공기 베어링(102) 내에 배치된다. 이 공기 베어링(102)은 코팅의 안정성과 균일성에 악영향을 미칠 수 있는 웹의 위치와 웹의 진동을 안정시킨다. 공기 베어링(102)은 공기 매니폴드 챔버(106)와 유체 연통 상태인 다공질 막(104)(다공질 폴리에틸렌 등)을 구비하는 것이 바람직하다. 압축 공기가 하나 이상의 적절한 유입구(108)를 통해 화살표(110)로 나타낸 바와 같이 공기 매니폴드 챔버(106)로 공급된다. 공기는 공기 매니폴드 챔버(106)를 통과하여 다공질 막(104) 안으로 유동한다. 다공질 막(104)은 웹의 제2 측면(28)에 인접하여 배치된, 비교적 매끄럽고 전체적으로 방사상인 베어링 표면(112)을 구비한다. 상기 베어링 표면(112)을 빠져나가는 공기가 코팅 스테이션(24)과 전극(100)을 가로지르면서 웹(20)을 지지하며, 전극(100)과 웹(20)의 제2 측면(28) 사이에 매체 공간(예컨대, 공기)을 형성한다. 비록 능동 공기 베어링이 기재되어 있지만, (베어링 매체로서 웹의 제2 측면 상의 공기 경계층만을 사용) 수동 공기 베어링을 충분히 높은 웹 속도에서 사용할 수 있다. 도 3 및 도 5에 도시된 본 발명의 장치와 같이, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예는 코팅 유체/웹 습윤 라인을 소망의 위치에 일직선으로 구속시키는 유체 습윤 라인에 인접하여 좁게 분포된 정전기장 라인을 형성한다. 정전기 효과는 웹 상의 코팅 유체 습윤성을 증가시키고, 코팅 유체/웹 접촉선을 웹을 측방향으로 가로질러 연장하는 안정된 라인 속으로 "잠금" 시키게 된다.FIG. 5 is an enlarged view of the inventive system of FIG. 3, showing that the charge transferred to the second surface on the second side of the web is further focused below the coating fluid and the web contact line. In this case, the back line 68 is more concentrated to create a sharper and more linear wet line, which stabilizes the wet line because it tends to confine the wet line in place across the web travel path. Let's do it. Additional focusing techniques such as shield 60 shown in FIG. 3 also improves focusing. Viscous and elastic fluids may require a higher degree of focusing because variations in the uniformity of the contact lines can result in greater variations in coating thickness than low viscosity and elastic fluids. 6 and 7 show yet another embodiment of the electrostatic auxiliary coating apparatus of the present invention. As shown in FIGS. 6 and 7, the laterally extending electrodes 100 extend along the second side 28 of the web 20. The electrode 100 may be formed of, for example, a continuous corona wire, discontinuously spaced needle points, a brush, or any member having a sharp edge that can cause corona discharge. Preferably, the electrode 100 is disposed in an adjacent web air bearing 102 that can act as a web upstream shield and a web downstream shield. This air bearing 102 stabilizes the position of the web and the vibration of the web, which can adversely affect the stability and uniformity of the coating. The air bearing 102 preferably includes a porous membrane 104 (porous polyethylene or the like) in fluid communication with the air manifold chamber 106. Compressed air is supplied to the air manifold chamber 106 as indicated by arrow 110 through one or more suitable inlets 108. Air flows through the air manifold chamber 106 and into the porous membrane 104. The porous membrane 104 has a relatively smooth and generally radial bearing surface 112 disposed adjacent the second side 28 of the web. Air exiting the bearing surface 112 supports the web 20 across the coating station 24 and the electrode 100, and between the electrode 100 and the second side 28 of the web 20. To form a media space (eg air). Although active air bearings are described (only the air boundary layer on the second side of the web as bearing medium) passive air bearings can be used at sufficiently high web speeds. Like the apparatus of the present invention shown in FIGS. 3 and 5, the embodiment shown in FIGS. 6 and 7 is narrowly distributed adjacent to the fluid wetting line that constrains the coating fluid / web wetting line in a desired position. Form an electrostatic field line. The electrostatic effect increases the coating fluid wettability on the web and "locks" the coating fluid / web contact line into a stable line extending laterally across the web.

본 발명의 정전기적 보조 코팅 장치의 장점을 평가하기 위해 상대적인 정량 분석을 행하였다. 일련의 실험에 따르면, 웹(20)의 범위는 0.013cm(0.005in) 두께의 종이 백킹에서 제2 측면 상에 릴리스층을 갖는 0.0075cm(0.003in) 두께의 종이 라이너까지이고, 코팅 유체(32)는 약 850 센티푸아즈의 점도를 갖는 수성 분산제였다. 커튼 내에서 코팅 유체의 흐름 속도를, 111.25 m/mim(365 ft/min)의 웹의 흐름 속도에서 약 10.6미크론(0.0042in)의 건조한 코팅 두께를 얻도록 설정하였다. 상이한 커튼 높이를 5.72cm(2.25in)부터 0.64cm(0.25in) 미만으로 평가하였다. 정전기의 보조가 없는 이러한 유체의 커튼 코팅은, 웹 속도를 증가할 경우 공기 혼입 및 커튼의 파괴가 발생하면서 매우 낮은 라인 속도를 초래하였다. 이러한 유체의 커튼 코팅을 위한 최상의 방법을 결정하기 위해 여러 가지의 정전기 시스템을 테스트하였다. 별다른 언급이 없으면 전술한 전압의 극성은 양극이다. 도전성 분말 롤과 약 1.27cm(0.5in) 높이의 커튼을 갖는 것만 제외하고 도 2에 도시된 것과 유 사한 시스템을 사용하면, 공기 혼입 없이 얻을 수 있는 최대 웹 속도는 정전기 없이 15.25 m/min(50 ft/min) 였다. 이런 조건에서, 커튼 접촉 라인을 지지 롤 상에서 상사점 위치의 웹 하류인 약 2.5cm(1in)에서 편향시켰다. 라인 속도의 추가 증가는 커튼의 손상을 초래하였다. 웹 속도를 더 높이도록 전압이 가해진 지지 롤의 전압을 증가시킬 때, 웹을 통한 아크 발생이 약 2,500볼트에서 일어날 것이다. 웹의 유전체 파괴 이전에 112.78 m/min(370 ft/min)의 웹 속도를 2,000 볼트에서 얻었다. 아크 발생이 일어날 때, 정전기의 유리한 효과는 크게 감소하며, 이는 결국 웹 속도를 제한하게 된다. 중합체 캐리어 웹 혹은 벨트의 사용은, 아크 발생이 덜 일어나게 할 것이지만, 잔류 웹 혹은 벨트 전하는 코팅 균일성의 문제를 유발할 수 있다. 도 1에 도시된 것과 유사한 방법으로 웹의 예비 하전을, 종이 백킹을 웹으로 사용할 때 웹 속도를 증가시키는 능력을 매우 적게 한 상태로 또한 조사하였다. 고무 혹은 세라믹으로 덮인 지지 롤의 하전을 또한 조사하였다. 이러한 형태에 시스템에서, 137.16 m/min(450 ft/min) 이내의 웹 속도는 코로나 하전 장치를 9 내지 12 킬로볼트로 설정함으로써 얻을 수 있었다. 그러나, 이러한 시스템에 있어서, 유입하는 웹 혹은 롤 표면 상의 전하 비균일성은 접촉 라인의 선형성 및 접촉 라인의 안정성에 영향을 미칠 수 있다. Relative quantitative analysis was performed to evaluate the advantages of the electrostatic auxiliary coating apparatus of the present invention. According to a series of experiments, the range of webs 20 ranges from 0.005 inch thick paper backing to 0.0075 cm thick paper liners with a release layer on the second side, and coating fluid 32 ) Was an aqueous dispersant having a viscosity of about 850 centipoise. The flow rate of the coating fluid in the curtain was set to obtain a dry coating thickness of about 10.6 microns (0.0042 in) at the flow rate of the web of 111.25 m / mim (365 ft / min). Different curtain heights were evaluated from 5.72 cm (2.25 in) to less than 0.64 cm (0.25 in). Curtain coatings of such fluids without the aid of static electricity have resulted in very low line speeds with increasing air velocity and air entrainment and curtain breakage. Several electrostatic systems were tested to determine the best method for curtain coating of these fluids. Unless stated otherwise, the polarity of the above-mentioned voltage is positive. Using a system similar to that shown in FIG. 2 except that it has a conductive powder roll and a curtain about 0.5 inch high, the maximum web speed attainable without air incorporation is 15.25 m / min (50) without static charge. ft / min). In this condition, the curtain contact line was deflected at about 2.5 cm (1 inch) downstream of the web at the top dead center position on the support roll. Further increase in line speed caused damage to the curtain. When increasing the voltage of the supported support roll to increase the web speed, arcing through the web will occur at about 2,500 volts. A web speed of 112.78 m / min (370 ft / min) was obtained at 2,000 volts prior to dielectric breakdown of the web. When arcing occurs, the beneficial effects of static electricity are greatly reduced, which in turn limits the web speed. The use of a polymer carrier web or belt will cause less arcing, but residual web or belt charge can cause problems with coating uniformity. The precharge of the web in a manner similar to that shown in FIG. 1 was also investigated with very little ability to increase web speed when using paper backing as the web. The charge of the support roll covered with rubber or ceramic was also investigated. In this type of system, web speeds within 137.16 m / min (450 ft / min) were obtained by setting the corona charging device to 9-12 kilovolts. However, in such a system, charge nonuniformity on the incoming web or roll surface can affect the linearity of the contact line and the stability of the contact line.

도 3에 도시된 본 발명의 장치를 사용함으로써, 우수한 접촉 라인의 안정성 및 선형성을 관찰하였다. 코로나 방전 와이어를 직경 0.0152cm(0.006in)의 텅스텐 와이어로 하고 통상 웹(20)의 제2 측면(28)의 1.9cm(0.75in) 아래에 배치하였다. 동력 공급기는 뉴저지주, 화이트하우스 스테이션 소재의 글라스먼 하이 볼트지 인 크.(Glassman High Voltage, Inc.)에서 제작된 EH 시리즈 고전압 동력 공급기로 하였다. DelrinTM 웹 상류측 차폐부(60)를 코로나 방전 와이어(50)로부터 1.27cm(0.5in) 간격을 두고 배치하였다. 15킬로볼트를 사용하여 198.12 m/min(650 ft/min) 이내의 웹 속도를 관찰하였다. 커튼 흐름 속도를 2배로 하였고, 17킬로볼트로 최대 웹 속도 618.16 m/min(1700 ft/min)를 얻었다. 전류 소모는 동력이 가해진 지지 롤 시스템과 관련하여 관찰한 것보다 적었으며, 일반적으로 1인치의 폭당 15 마이크로앰프였다. 이 시스템은 가장 적합한 시스템이었고 공정의 변화가 가장 덜 민감하였다. By using the apparatus of the present invention shown in FIG. 3, the stability and linearity of the excellent contact lines were observed. The corona discharge wire was a tungsten wire of 0.0152 cm (0.006 in) in diameter and was usually placed below 1.9 cm (0.75 in) of the second side 28 of the web 20. The power supply was an EH series high voltage power supply manufactured by Glassman High Voltage, Inc. of Whitehouse Station, New Jersey. Delrin web upstream shield 60 was disposed from the corona discharge wire 50 at 1.27 cm (0.5 in) spacing. A web speed of less than 198.12 m / min (650 ft / min) was observed using 15 kilovolts. The curtain flow rate was doubled and a maximum web speed of 618.16 m / min (1700 ft / min) was obtained at 17 kilovolts. Current consumption was less than observed with a powered support roll system and was typically 15 microamps per inch wide. This system was the most suitable system and the process change was the least sensitive.

코로나 와이어(50)에 의해 생성된 정전기장에서 측방향으로의 큰 불연속성이 의도적으로 일어났을 때, 본 발명의 장치의 효용을 이러한 시스템에서 추가적으로 예시하였다. 심하게 오염된 와이어를 모의 실험하기 위해 폭 0.15cm(0.06in)의 3M Type 33 전기 테이프의 스트립을 와이어상에 배치하였다. 코로나 와이어 상에서 약 635cm(250ft/min)의 웹 속도와 8킬로볼트에서, 접촉 라인은, 0.32cm(0.125in) 폭의 커튼이 와이어 상의 테이프 스트립의 영역에 걸쳐 단지 0.076cm(0.030in) 만큼 웹 하류로 편향되고, 단지 좁은 라인의 공기 혼입이 그 편향 지점에서 일어나는 상태(와이어에 높은 전압의 인가는 공기 혼입을 감소시키거나 없애는 경향이 있다)로 완전한 선형을 유지하였다. 외관상으로는, 테이프 스트립에 인접한 와이어부터 발생된 정전기 전하는 테이프 스트립 위로 직접 웹의 제2 측면으로 이동하며, 따라서 코팅 영역에서 웹과 코팅 유체 사이의 필요한 정전기 인력을 발생한다. 본 발 명의 비접촉 코로나 하전 시스템(예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이)은, 코팅 유체 습윤 라인에서 웹의 제2 측면 상에 웹을 가로질러 실질적으로 균일한 전하 분포를 인가하지만, 제2 측면에서 매우 급작스러운 감소가 습윤 라인의 웹 상류를 하전시키게 되는 적응 시스템을 제공한다.When the large discontinuities in the lateral direction intentionally occurred in the electrostatic field generated by the corona wire 50, the utility of the device of the present invention is further illustrated in such a system. A strip of 0.15 cm (0.06 in) wide 3M Type 33 electrical tape was placed on the wire to simulate the heavily contaminated wire. At 8 kV and a web speed of about 635 cm (250 ft / min) on the corona wire, the contact line is a 0.32 cm (0.125 in) wide curtain with only 0.076 cm (0.030 in) across the area of the tape strip on the wire. Deflected downstream and remained perfectly linear with only a narrow line of air entrainment occurring at that deflection point (the application of a high voltage on the wire tends to reduce or eliminate air entrainment). Apparently, the electrostatic charge generated from the wire adjacent to the tape strip moves to the second side of the web directly over the tape strip, thus generating the required electrostatic attraction between the web and the coating fluid in the coating area. The non-contact corona charging system of the present invention (eg, as shown in FIG. 3) applies a substantially uniform charge distribution across the web on the second side of the web in the coating fluid wetting line, but at the second side. A very sudden decrease provides an adaptation system that will charge the web upstream of the wet line.

또 다른 테스트에서, 웹(20)은 도 6에 도시된 것과 유사한 본 발명의 시스템 장치를 사용하여 코팅한 0.0036cm(0.0014in)의 폴리에스테르 백킹으로 하였다. 이 테스트에서, 전극(100a)을 지지하는 공기 베어링(102a)(도 8 참조)을 사용하였다. 전극(100a)은, 도전성 스트립의 웹 상류 및 웹 하류 연부를 공기 베어링(102a)의 베어링 표면(112a)에 부착(이들 연부에서의 코로나 방전을 방지하기 위해)하여 측방향으로 배치된 약 0.94cm(0.37in) 길이(웹 진행 방향)의 도전성 스트립으로 하였다. 코팅 유체(32)를 약 800 센티푸아즈의 점도를 갖는 수성 에멀젼으로 하고, 흐름 속도를 304.8 m/mim(1000 ft/min)의 웹의 흐름 속도에서 약 19미크론(0.00075in)의 건조한 코팅 두께를 얻도록 조정하였다. 코팅 커튼 높이를 13.34cm(5.25in)로 하고, 얻어진 최대 웹 속도(코팅의 균일성이 저하되기 이전에)를 정전기의 사용 없이 약 121.92 m/min(400 ft/min)으로 하였다. 정전기 시스템을 작동시키면, 얻어진 최대 웹 속도는 5킬로볼트의 전극 전압에서 약 487.68 m/min(1600 ft/min)이었다. 더 높은 속도에서 웹을 운전하는 것은 공기 혼입 기포를 유발한다. 그러나, 상기 시스템과 관련한 주요한 관심사는 매우 높은 레벨의 전류를 필요로 한다는 것이다(코팅 폭 1인치당 약 500마이크로앰프). 웹 속도를 더 높이도록 전극(100a)에 걸리는 전압이 증가하게 되면, 더 높은 레벨의 전류가 요구되고, 아크 발생이 일어날 수 있다. In another test, the web 20 was made with a 0.0036 cm (0.0014 in) polyester backing coated using the system apparatus of the present invention similar to that shown in FIG. In this test, an air bearing 102a (see FIG. 8) supporting the electrode 100a was used. The electrode 100a is approximately 0.94 cm disposed laterally by attaching the web upstream and downstream web edges of the conductive strip to the bearing surface 112a of the air bearing 102a (to prevent corona discharge at these edges). It was set as the electroconductive strip of (0.37in) length (web run direction). The coating fluid 32 is an aqueous emulsion having a viscosity of about 800 centipoise and a dry coating thickness of about 19 microns (0.00075 in) at a flow rate of web of 304.8 m / mim (1000 ft / min). Was adjusted to obtain. The coating curtain height was 13.34 cm (5.25 in) and the maximum web speed obtained (before the uniformity of the coating fell) was about 121.92 m / min (400 ft / min) without the use of static electricity. When operating the electrostatic system, the maximum web speed obtained was about 487.68 m / min (1600 ft / min) at an electrode voltage of 5 kilovolts. Driving the web at higher speeds causes air bubbles. However, a major concern with the system is that it requires a very high level of current (about 500 microamps per inch of coating width). As the voltage across the electrode 100a increases to make the web speed higher, higher levels of current are required and arcing can occur.

도 3에 도시된 본 발명의 정전기적 보조 코팅 장치는 전술한 예[웹(20)을 0.0036cm(0.0014in)의 폴리에스테르 백킹으로 하고, 코팅 유체(32)를 약 800 센티푸아즈의 점도를 갖는 수성 에멀젼으로 함]와 동일한 코팅 유체 및 폴리에스테르 기판과 함께 사용되었다. 코팅 커튼 흐름 속도는, 코팅 커튼 높이를 19.37cm(7.625in)로 한 상태에서, 914.1 m/min(3000 ft/cm)의 웹 속도에서 19미크론(0.00075in)의 건조 코팅 두께를 산출하도록 조정하였다. DelrinTM 웹 상류측 차폐부(60)를 코로나 방전 와이어(50)로부터 0.635cm(0.25in) 간격을 두고 배치하였다. 상기 테스트를 위해 웹 하류 차폐부를 또한 사용하였고, 코로나 방전 와이어(50)로부터 0.635cm(0.25in) 간격을 두고 배치하였다. 정전기 시스템을 19킬로볼트에서 작동함으로써, 선형이고 안정된 습윤 라인과 공기 혼입이 없는 상태로 914.1 m/min(3000 ft/min)의 웹 속도를 얻었다. 전류 손실(current draw)은 일반적으로 인치당 10마이크로앰프로 낮았다. The electrostatic auxiliary coating apparatus of the present invention shown in FIG. 3 is described in the above-described example [with the web 20 being 0.0036 cm (0.0014 in) of polyester backing and the coating fluid 32 having a viscosity of about 800 centipoise. With an aqueous emulsion having a coating fluid and a polyester substrate. The coating curtain flow rate was adjusted to yield a dry coating thickness of 19 microns (0.00075 in) at a web speed of 914.1 m / min (3000 ft / cm) with the coating curtain height set at 19.37 cm (7.625 in). . Delrin web upstream shield 60 was disposed from the corona discharge wire 50 at a spacing of 0.635 cm (0.25 in). A web downstream shield was also used for the test and placed 0.635 cm (0.25 in) apart from the corona discharge wire 50. By operating the electrostatic system at 19 kilovolts, a web speed of 914.1 m / min (3000 ft / min) was achieved with a linear, stable wet line and no air entrainment. Current draw was typically as low as 10 microamps per inch.

사용시, 도 3에 도시된 정전기적 보조 코팅 장치는 예상보다 더 공격성이 있었고, 코팅 습윤 라인은 선형성 및 안정성이 있었다. 접지된 도전성 코팅 유체(32)와 코로나 방전 와이어(50) 사이의 상호 작용은 소망의 측방향 유체 습윤 라인을 따라 웹(20)의 제2 측면(28) 상에 전기 전하(58)를 급작스럽고 강하게 도포시켰다(도 5 참조). 웹 상류 차폐를 이용함으로써 자계의 단열을 더 증가시킨다. 코팅 유체(32)가 접촉하는 웹(20)의 제1 표면(26)에 반대인 웹(20)의 제2 측면(28) 에 대한 높은 밀도의 전하 인력(그리고, 상류 방향으로 점진적으로 더 낮아지는 전하의 밀도)은 현저하게 집속된 정전기장 라인을 생성한다. 도 3에 도시된 코팅 시스템의 접촉 라인의 선형성은 도 2에 도시된 바와 같은 공지의 유전체 백킹 롤 시스템의 그것보다 더욱 양호하였다. 도 3에 도시된 장치는 신축성 및 자체 보상 능력이 있고, 정전기적으로 집속된 정전기장 구배를 생성한다. 이 시스템은 더 간단하며, 안정하고(낮은 전류 레벨을 사용하기 때문에), 그리고 공지의 시스템에 비해 웹의 유전체 파손 영향을 덜 받게 된다. In use, the electrostatic auxiliary coating apparatus shown in FIG. 3 was more aggressive than expected, and the coating wet line was linear and stable. The interaction between the grounded conductive coating fluid 32 and the corona discharge wire 50 suddenly causes electrical charges 58 on the second side 28 of the web 20 along the desired lateral fluid wetting line. Strong application was made (see FIG. 5). The use of web upstream shielding further increases the thermal insulation of the magnetic field. High density charge attraction (and progressively lower in the upstream direction) to the second side 28 of the web 20 opposite the first surface 26 of the web 20 that the coating fluid 32 contacts. The density of the lost charge) produces a significantly focused electrostatic field line. The linearity of the contact line of the coating system shown in FIG. 3 was better than that of the known dielectric backing roll system as shown in FIG. The device shown in FIG. 3 is stretchable and self-compensating, producing an electrostatically focused electrostatic field gradient. This system is simpler, more stable (because it uses lower current levels), and is less susceptible to dielectric breakdown of the web than known systems.

도 3에 도시된 시스템은 또한, 수성 혹은 도전성 유체를 사용할 때 높은 전류의 필요성을 없애준다. 통상적으로, (웹의) 폭 센티당 98.43마이크앰프(인치당 250마이크로앰프) 이상의 전류를, 매우 높은 웹 속도에서의 코팅시 공지의 정전기적 보조 코팅을 위한 도전성 전압이 가해진 백킹 롤을 사용할 때 필요로 할 수 있다. 그러나, 도 3의 코로나 방전 와이어에 있어서, 정전기 전하 발생을 위한 전류 요구 조건은 일반적으로 폭 센티당 9.843마이크앰프(인치당 25마이크로앰프) 이하로 감소하게 된다. 따라서, 도 3에 도시된 시스템은 감전 위험성이 매우 낮아 더 안전하다. 이러한 낮은 감전 시스템을 더 향상시키기 위해, 적절한 크기의 저항기(혹은 다른 전류 제한 시스템)를 코로나 방전 와이어로의 높은 전압 공급부에 직렬로 설치하여 사용할 수 있다. 이는 방전에 있어서 최대 전류 흐름을 감소시키고, 장기간에 걸쳐 동력 공급부의 용량성 에너지를 퍼지게 한다(방전에서 피이크 전류를 감소시킴). The system shown in FIG. 3 also eliminates the need for high current when using aqueous or conductive fluids. Typically, a current of 98.43 microamps per square centimeter (of web) (250 microamps per inch) is required when using a conductive voltage applied backing roll for known electrostatic auxiliary coatings when coating at very high web speeds. can do. However, in the corona discharge wire of FIG. 3, the current requirement for generating an electrostatic charge generally decreases below 9.843 microamps per centimeter (25 microamps per inch). Thus, the system shown in FIG. 3 is safer with very low risk of electric shock. To further improve this low electric shock system, an appropriately sized resistor (or other current limiting system) can be used in series with the high voltage supply to the corona discharge wire. This reduces the maximum current flow in the discharge and spreads the capacitive energy of the power supply over a long period of time (reducing the peak current in the discharge).

도 3에 도시된 본 발명의 정전기적 보조 코팅 장치에 따르면, 코로나 방전 와이어(50)는 웹(20)의 제2 측면(28)으로 밀접하게 간격을 두고 배치되어 있다. 이 코로나 방전 와이어(50)는 공기 간극을 제공하여 유효한 코로나 방전 효과를 얻기 위해 웹(20)의 제2 측면(28)으로부터 소정 간격을 두고 설치되어야 한다. 와이어와 웹 간격은, 예컨대 웹 두께와 유전체 강도, 코팅 유체의 도전성 및 웹 속도를 포함하는 수많은 인자에 의해 결정된다. 상기 간격은 0.08cm(0.031in) 내지 5.1cm(3in)의 범위가 바람직하고, 더욱 양호하게는 1.58cm(0.625in) 내지 1.9cm(0.75in)의 범위이다. According to the electrostatic auxiliary coating apparatus of the present invention shown in FIG. 3, the corona discharge wire 50 is closely spaced to the second side 28 of the web 20. This corona discharge wire 50 must be installed at a predetermined distance from the second side 28 of the web 20 to provide an air gap to obtain an effective corona discharge effect. Wire and web spacing is determined by a number of factors including, for example, web thickness and dielectric strength, conductivity of the coating fluid, and web speed. The spacing is preferably in the range of 0.08 cm (0.031 in) to 5.1 cm (3 in), more preferably in the range of 1.58 cm (0.625 in) to 1.9 cm (0.75 in).

코로나 방전 와이어(50)로부터의 상류측 차폐부(60)의 간격은 양호하게는 0.15cm(0.06in) 내지 7.7cm(3.0in)이다. 측면 차폐부는 또한, 코로나 방전 와이어(50)에서 하류로 유사한 거리에 설치되어 코로나 방전 효과로부터 전하의 손실을 더 제한할 수 있다. 이는 불필요한 전하가 소망의 코팅 습윤 라인의 하류 방향으로 가는 것을 방지한다. The interval between the upstream shield 60 from the corona discharge wire 50 is preferably 0.15 cm (0.06 in) to 7.7 cm (3.0 in). The side shield may also be installed at a similar distance downstream from the corona discharge wire 50 to further limit the loss of charge from the corona discharge effect. This prevents unnecessary charges from going downstream of the desired coating wetting line.

코로나 방전 와이어(50)는 웹(20) 상에서 코팅 유체(32)의 초기 습윤 라인 아래에 직접 위치 설정되어도 좋다. 웹의 이동, 표면 장력, 웹(20)의 제1 측면 상의 경계층 효과 및 코팅 유체(30)의 탄성은 코팅 습윤 라인을 웹 하류로 이동시킬 수 있다. 본 발명으로 달성될 수 있는 강한 정전기 인력 때문에, 코로나 방전 와이어(50)의 위치는 이 코팅 보조 코로나 방전 와이어(50)가 활성화되는 경우 코팅 습윤 라인의 작동 위치를 결정하게 된다. 따라서, 코로나 방전 와이어(50)의 위치(초기 코팅 습윤 라인으로부터 상류 또는 하류)는 끌어당겨지는 대향 전기 전하와 접촉 라인이 정렬되려는 경향이 있기 때문에, 접촉 라인의 상응하는 이동을 야기할 수 있다. 바람직하게는, 코로나 방전 와이어(50)는 초기 습윤 라인이 전하에 의해 영향을 받지 않는 범위의 라인으로부터 하류 또는 상류로 2.54㎝(1in) 이하에 배치된다. The corona discharge wire 50 may be positioned directly below the initial wet line of the coating fluid 32 on the web 20. Movement of the web, surface tension, boundary layer effects on the first side of the web 20 and the elasticity of the coating fluid 30 may move the coating wet line downstream of the web. Because of the strong electrostatic attraction that can be achieved with the present invention, the location of the corona discharge wire 50 will determine the operating location of the coating wet line when this coating auxiliary corona discharge wire 50 is activated. Thus, the position of the corona discharge wire 50 (upstream or downstream from the initial coating wetting line) can cause corresponding movement of the contact line because the contact line tends to align with the opposing electrical charge being drawn. Preferably, the corona discharge wire 50 is disposed below 2.54 cm (1 in) downstream or upstream from the line where the initial wet line is not affected by charge.

습윤 라인에 인접한 웹으로부터 간격을 둔 코로나 방전 와이어를 사용함으로써 또한 접선 방향 유체 코팅에 보다 도움이 된다. 정전기적 코팅 보조 코로나 와이어를 에워싸는 공기 베어링을 사용하는 접선 방향 코팅 장치가 도 9에 도시되어 있다(도 7에 도시되어 있는 바와 같은 공기 베어링/전극 조립체를 사용). 코로나 와이어를 에워싸는 공기 베어링(102) 내의 채널의 폭 "w"(도 7 참조)는 0.635cm(0.25in) 내지 1.9cm(0.75in)가 양호하지만 더 크거나 더 적어도 좋다. 접선 방향의 커튼 코팅은 일반적으로 수평 방향의 커튼 코팅 기하학에서 가능한 것보다 더 높은 신장 가능한 점도를 갖는 코팅 유체를 흐르게 할 수 있다. 도 9에 도시된 접선 방향의 코팅 장치는 습윤 라인에서 코팅 커튼 방향성 변화를 경감하고, 웹(20)의 파괴가 발생한다면, 코로나 방전 와이어(50)가 쉽게 코팅 유체(32)로 오염되지 않게 되는 추가의 생산과 관련한 장점을 제공한다. 코로나 방전 와이어를 연속적으로 이동 혹은 간헐적으로 이동하는 것을 포함하도록 장치를 개조함으로써 크린 와이어를 확보하도록 해준다. 추가적으로, 입자가 와이어에 부착되는 것을 방지(이는 장기간의 생산 내구성의 관점에서 바람직하다)하기 위해 와이어 둘레에 공기 흐름을 제공한다. The use of spaced corona discharge wires from the web adjacent to the wet line also aids in tangential fluid coating. A tangential coating apparatus using air bearings surrounding the electrostatic coating auxiliary corona wire is shown in FIG. 9 (using an air bearing / electrode assembly as shown in FIG. 7). The width “w” (see FIG. 7) of the channel in the air bearing 102 surrounding the corona wire is preferably 0.635 cm (0.25 in) to 1.9 cm (0.75 in) but larger or at least better. Tangential curtain coatings can generally flow coating fluids having a higher stretchable viscosity than is possible with horizontal curtain coating geometries. The tangential coating apparatus shown in FIG. 9 mitigates the change in coating curtain orientation in the wet line, and if breakage of the web 20 occurs, the corona discharge wire 50 is not easily contaminated with the coating fluid 32. It offers the advantages of additional production. Modification of the device to include continuous or intermittent movement of the corona discharge wires ensures clean wires. In addition, air flow is provided around the wire to prevent particles from adhering to the wire, which is desirable in view of long term production durability.

도 10은 집속된 웹 전하 정전기적 보조 코팅 장치의 또 다른 실시예를 도시한 도면이다. 이 실시예에서, 웹(20)에 인가된 정전기 전하는 웹으로부터 멀리 떨 어진 전하 발생기에 의해 생성되고, 그 다음 웹(20)의 제2 측면(28)에 적절한 매체에 의해 이송된다. 도 3에 도시된 시스템과 같이, 이 실시예는 코팅 습윤 라인의 위치를 정의하며, 공기 경계층을 최소화하고, 그리고 받아들일 수 있는 공정 변수를 증가시킨다. FIG. 10 illustrates another embodiment of a focused web charge electrostatic auxiliary coating apparatus. In this embodiment, the electrostatic charge applied to the web 20 is generated by a charge generator away from the web and then transported by a suitable medium to the second side 28 of the web 20. As with the system shown in FIG. 3, this embodiment defines the location of the coating wetting line, minimizes the air boundary layer, and increases acceptable process parameters.

도 10에 있어서, 측방향으로 연장하는 코로나 방전 와이어(80)는 드럼(82) 내에 배치되어 있다. 코로나 방전 와이어(80)는 웹(20)으로부터 적어도 7.62cm(3.0in) 멀리 떨어져 있다. 이 드럼(82)은 차폐부(84, 86)에 의해 행해지는 것과 같이 웹(20)에 인접하여 도전적으로 차폐될 수 있다. 이 차폐부(84, 86)는 접지되거나 혹은 소망의 전위까지 상승한다. 차폐부(84, 86)는 측방향으로 연장하는 슬롯(88)에 의해 분리되어 있고, 드럼(82)의 원통형 벽은 이 슬롯(88)과 일반적으로 정렬되어 있는, 측방향으로 연장하는 슬롯(90)을 구비한다. 따라서, 드럼(82)의 내부는 슬롯(88, 90)을 통해 외부로 개방되어 있다. 드럼(82)은 또한 이 드럼(82)을 통한 공기 흐름을 위해 입구(91)와 협동할 수 있다. 코로나 방전 와이어(80)로부터 방전된 이온 혹은 전기 전하(92)는 드럼(82)내에 수용되어 있고, 슬롯(88, 90)을 통해서만 드럼(82)을 빠져나갈 수 있다(그 상부에 인접하여). 슬롯(88)의 웹 상류 연부는 통상적으로 초기 습윤 라인(52)에 인접하게 되도록 정렬되어 있다. 코로나 방전 와이어(80)로부터의 전하(92)는 단지 슬롯(88, 90)을 경유하여 웹(20)의 제2 측면(28)에 인가된다. 전하 발생기와 웹(20) 사이에는 어떠한 접촉도 존재하지 않는다. 이 시스템은, 전하 발생기와 웹(20) 사이의 어떠한 접촉도 없이 웹(20)으로부터 멀리 떨어져 상기 전하(92)가 발생되더라도 웹(20)에 급작스럽고 고도로 집속되고, 측방향으로 배치된 도포를 생성하게 된다. 비록 드럼이 도시되어 있지만, 전류가 이온 블로워 혹은 하전된 와이어에 의해 공급되는 직사각형 혹은 삼각형의 구조체 등의 멀리 떨어져 생성된 전하의 도포를 위한 다른 기하학 형상도 또한 고려할 수 있다.In FIG. 10, the laterally extending corona discharge wires 80 are disposed in the drum 82. The corona discharge wire 80 is at least 3.0 inches away from the web 20. This drum 82 can be conductively shielded adjacent to the web 20 as done by shields 84 and 86. The shields 84 and 86 are grounded or rise to a desired potential. The shields 84, 86 are separated by laterally extending slots 88, and the cylindrical wall of the drum 82 is laterally extending slots generally aligned with the slots 88 ( 90). Thus, the interior of the drum 82 is open to the outside through the slots 88 and 90. The drum 82 may also cooperate with the inlet 91 for the air flow through the drum 82. The ions or electric charges 92 discharged from the corona discharge wire 80 are received in the drum 82 and can exit the drum 82 only through the slots 88 and 90 (adjacent to the top). . The web upstream edge of the slot 88 is typically aligned to be adjacent to the initial wet line 52. The charge 92 from the corona discharge wire 80 is only applied to the second side 28 of the web 20 via the slots 88, 90. There is no contact between the charge generator and the web 20. The system provides a rapid, highly focused, laterally disposed application to the web 20 even when the charge 92 is generated away from the web 20 without any contact between the charge generator and the web 20. Will be created. Although a drum is shown, other geometries for the application of remotely generated charges, such as rectangular or triangular structures in which current is supplied by ion blowers or charged wires, are also contemplated.

정전기적 보조 코팅 장치의 또 다른 실시예가 도 11에 도시되어 있고, 이 도면에는 코팅 스테이션(24)에서 멀리 떨어진 위치에 전기 전하를 제공하기 위한 또 다른 수단이 도시되어 있다. 측방향으로 연장하는 전기 전하 도포기[코로나 방전 와이어(130) 등]는 코팅 스테이션(24)으로부터 웹 상류에 이격되어 있고, 양호하게는 웹(20)의 제1 측면(26) 상에 이격되어 있다. 코로나 방전 와이어(130)(혹은 다른 적절한 전극)는 코팅 스테이션(24)으로부터 종방향 상류에 간격을 두고 배치된 전하 도포 스테이션(134)에서 웹(20)의 제1 측면(26)에 전기 전하(132)를 인가한다. 이 시스템에서, 접지된 표면 혹은 플레이트(136)는 코팅 스테이션(24)으로부터 웹 상류측으로 웹(20)의 제2 측면(28)을 따라 정렬되고 또 그 측면에서 멀리 떨어져 있다. 코로나 와이어(130)는 접지된 플레이트(136)(도시 생략) 위의 소정 지점에 위치될 수 있거나 또는 접지된 플레이트(136)의 선단부(137)로부터 더 상류에 위치할 수 있다. 노출된 접지된 플레이트(136)의 후단부(138)는 초기 측방향 코팅 습윤 라인(52)에서 실질적으로 약간 상류 웹에서 그 연장이 종결된다. 후연(138)의 위치는 정전기가 활동될 때, 많은 부분에 걸쳐 습윤 라인을 형성하게 된다. 양호하게는, 상기 후연부(138)는 초기 습윤 라인의 일측면 내에 있게 된다. 플레이트(136)는 플레이트의 후연부를 형성하기 위해 효과적으로 차폐되어 있는 한 초기 습윤 라인을 지나 웹 하류로 연장할 수 있다. 코로나 방전 와이어(130)는 전기 전하(132)를 웹(20)의 제1 측면(26)에 인가한다. 플레이트(136)로 향하는 웹(20)상의 전하의 전정기 인력은 상기 전하(132)가 접지 플레이트(136)보다 접지 유체(32)에 더 가까이 있게 될 때까지, 특히 플레이트(136)의 후연(138)에 있을 때까지 접지 코팅 유체(32)로 향한 전하(132)의 인력이 더 크다(웹을 향한 플레이트의 근접성 때문임). 이 지점에서, 접지 유체(32)는 그 다음 웹(20) 내의 전하(132)로 끌어당겨져 본 발명 및 전술한 바와 같은 그 부수적인 장점에 따라 고도로 집속된 방식으로 습윤 라인의 형성에 있어 정전기적으로 보조하게 된다. 상류 웹 정전기 전하(132)는 "차폐(masked)" 되거나, 접지된 플레이트(136)의 후단부(138) 근처[이 지점에서, 웹(20) 상의 정전기 전하(130)가 본 발명의 원리에 따라 습윤 라인을 형성하는 데 정전기적으로 보조하기 위해 코팅 유체(32)에 대해 효과적(즉, 인력이 있는)인 전하로 된다]까지 코팅 유체(32)에 대해 인력이 있는 전하로서는 무력성을 부여한다. 추가적으로, 플레이트(136)가 양호하게 접지되어 있으면, 이는 약간 상승된 전위를 갖는 플레이트 혹은 표면을 제공하기에 충분할 수 있다(단, 전기 전하가 코팅 유체 접촉 라인에 도달할 때까지는 무력한 웹 상에 전기 전하의 침적을 제공할 목적으로 사용되는 한). 양호하게는, 플레이트의 전위는 전하(132)의 전위에 전기적으로 상반되어 있다. 추가적으로, 도 11은 전하(132)를 웹(20)의 제1 측면(26)으로 운반하기 위해 코로나 방전 와이어(130)의 사용을 도시하고 있지만, 전하는 어떤 적절한 전하 운반 수단에 의해 웹에 인가될 수 있고, 심지어 웹(20)의 제2 측면(28) 상에 침전될 수도 있다. 웹(20)이 어떻게 하전되는가에 무관하게, 본 발명은 실질적으로 유체 습윤 라인에 그리고 웹 하류에서만 정전기 인력을 제공할 목적으로 상기 전하를 유효하게 만든다. Another embodiment of an electrostatic auxiliary coating apparatus is shown in FIG. 11, which shows another means for providing electrical charge at a location remote from the coating station 24. The laterally extending electrical charge applicator (such as corona discharge wire 130) is spaced upstream from the coating station 24, preferably on the first side 26 of the web 20. have. The corona discharge wire 130 (or other suitable electrode) is connected to electrical charges on the first side 26 of the web 20 at the charge application station 134 disposed longitudinally upstream from the coating station 24. 132) is applied. In this system, the grounded surface or plate 136 is aligned along and away from the second side 28 of the web 20 upstream from the coating station 24. Corona wire 130 may be located at a point on grounded plate 136 (not shown) or further upstream from tip 137 of grounded plate 136. The rear end 138 of the exposed grounded plate 136 terminates its extension in the substantially upstream web in the initial lateral coating wetting line 52. The position of the trailing edge 138 will form a wet line over much of the static electricity as it is activated. Preferably, the trailing edge 138 is in one side of the initial wet line. Plate 136 may extend downstream the web past the initial wet line as long as it is effectively shielded to form the trailing edge of the plate. Corona discharge wire 130 applies electrical charge 132 to first side 26 of web 20. The electrostatic attraction of charge on the web 20 directed to the plate 136 is such that the trailing edge 138 of the plate 136, in particular, until the charge 132 is closer to the ground fluid 32 than the ground plate 136. The attraction of charge 132 to ground coating fluid 32 is greater (due to the proximity of the plate towards the web). At this point, the ground fluid 32 is then attracted to the charge 132 in the web 20 and is electrostatic in the formation of the wet line in a highly focused manner in accordance with the present invention and its additional advantages as described above. Will be assisted. The upstream web electrostatic charge 132 is " masked " or near the trailing end 138 of the grounded plate 136, at which point the electrostatic charge 130 on the web 20 is in accordance with the principles of the present invention. Thus an attractive force on the coating fluid 32 imparts forcelessness to the coating fluid 32 up to an effective (ie attractive) charge on the coating fluid 32 to electrostatically assist in forming the wet line. . In addition, if plate 136 is well grounded, it may be sufficient to provide a plate or surface with a slightly elevated potential, provided that the electrical charge on the helpless web until the electrical charge reaches the coating fluid contact line. As long as it is used for the purpose of providing a charge deposit. Preferably, the potential of the plate is electrically opposite to the potential of charge 132. Additionally, although FIG. 11 illustrates the use of corona discharge wire 130 to carry charge 132 to first side 26 of web 20, charge may be applied to the web by any suitable charge transport means. May even be deposited on the second side 28 of the web 20. Regardless of how the web 20 is charged, the present invention substantially makes the charge effective for the purpose of providing electrostatic attraction to the fluid wet line and only downstream of the web.

더욱 집속된 자계를 생성하기 위한 전하 차폐의 실행 및 효용성을 나타내기 위해 상대적인 코팅 흐름을 행하였다(코팅 유체로서 글리세린을 사용). 사용된 시스템은, 웹을 미리 하전시키는 단계를 코팅 스테이션의 웹 상류의 아이들 롤 상에서 행하는 것만 제외하고 도 11의 시스템과 유사한 것으로 하였다. 웹 하전 와이어와 7.62cm(3in) 직경의 아이들 롤 사이의 간극을 약 1.8cm(0.7in)로 하였다. 접지된 플레이트를 알루미늄으로 하고, 웹을 면하는 표면의 길이는 10.8cm(4.25in), 폭은 30.5cm(12in)로 하였다. 코팅 스테이션에서 접지된 플레이트와 웹 사이의 간극은 약 0.32cm(0.125in)로 하였다. 플레이트의 연부로부터의 코로나 방전을 방지하기 위해 3M Type 33 전기 테이프로 플레이트 연부를 피복하였다. 다이 위치는 수직으로 낙하하는 코팅 유체의 커튼이 상기 테이프의 전연에서 웹과 접촉하도록, 정전기 및 고정 웹 없이 접지된 플레이트의 테이프로 피복된 후연에서 조정된다. 웹과 다이 사이의 간극은 1.43cm(0.56in)로 하였다. 폴리에스테르 웹은 0.00356cm(0.0014in)의 두께와 30.48cm(12in)의 폭을 갖도록 하였다. 이 다이는 25.4cm(10in)의 코팅 폭과 0.076cm(0.030in) 다이 슬롯 두께를 갖는 슬라이드 커튼 다이로 하였다. 코팅 유체는 미네소타 코포레이션에서 시판하는 MilsolvTM 글리세린(99.7% 순도)으로 하였다. 커튼의 높이는 1.9cm(0.75in)로 설정하였다. 코팅 유체의 측정 점도는 약 1060 센티푸아즈, 그 표면 장력은 약 46 dyn/cm 로 하였다. 글리세린의 흐름 속도는 30.5 m/min(100 ft/min)의 웹 속도에서 51미크론(0.002in)의 습윤 코팅 두께를 얻도록 설정하였다. Relative coating flows were performed (using glycerin as coating fluid) to demonstrate the effectiveness and performance of charge shielding to create a more focused magnetic field. The system used was similar to the system of FIG. 11 except that the step of precharging the web was done on an idle roll upstream of the web of the coating station. The clearance between the web charged wire and a 7.62 cm (3 in) diameter idle roll was about 1.8 cm (0.7 in). The grounded plate was made of aluminum, and the length of the surface facing the web was 10.8 cm (4.25 in) and the width was 30.5 cm (12 in). The gap between the grounded plate and the web at the coating station was about 0.32 cm (0.125 in). Plate edges were covered with 3M Type 33 electrical tape to prevent corona discharge from the edges of the plates. The die position is adjusted at the trailing edge coated with the tape of the grounded plate without static and static webs such that a curtain of coating fluid falling vertically contacts the web at the leading edge of the tape. The gap between the web and the die was 1.43 cm (0.56 in). The polyester web was made to have a thickness of 0.00356 cm (0.0014 in) and a width of 30.48 cm (12 in). The die was a slide curtain die having a coating width of 25.4 cm (10 in) and a 0.076 cm (0.030 in) die slot thickness. The coating fluid was Milsolv glycerin (99.7% purity) commercially available from Minnesota Corporation. The height of the curtain was set to 1.9 cm (0.75 in). The measured viscosity of the coating fluid was about 1060 centipoise and the surface tension thereof was about 46 dyn / cm. The flow rate of glycerin was set to obtain a wet coating thickness of 51 microns (0.002 in) at a web speed of 30.5 m / min (100 ft / min).

1.53 m/min(5 ft/min)에서, 정전기 없이 습윤 라인 자체는 다량의 공기가 혼입된 상태로 수직 커튼 위치의 웹 하류 약 2.3cm(0.9in)에 정렬되어 있다. 속도가 높아질수록 접촉 라인을 웹 하류로 더 이동시켜 커튼 파손을 유발한다. 전하 차폐 플레이트 없이 12킬로볼트에서 웹을 정전기적으로 미리 하전함으로써, 습윤 라인은 웹 상류로 이동하지만 매우 비선형적이 되고, 립(rib)들 사이에 공간이 약 2.5 내지 5cm(1 내지 2in)로 되는 크고 불안정한 립을 갖게 된다. 상기 립은 수직 위치의 상류 웹으로 약 0.64cm(0.25in), 하류 웹으로 약 1.27cm(0.5in) 연장하여 약 ±0.97cm(0.38in)의 선형성을 부여하다. 더 낮게 인가된 전압은 습윤 라인을 더 하류 웹으로 이동시키는 반면에 더 높게 인가된 전압은 접촉 라인을 더 상류 웹으로 이동시켜 더 불안전한 습윤 라인을 생성한다. 웹 속도의 증가는 더 큰 불안정성과 커튼 파괴를 유발한다. At 1.53 m / min (5 ft / min), the wet line itself, without static electricity, is aligned about 0.9 cm (2.3 cm) downstream of the web in the vertical curtain position with a large amount of air entrained. Higher speeds further move the contact line downstream of the web, causing curtain failure. By electrostatically precharging the web at 12 kilovolts without a charge shielding plate, the wet line moves upstream of the web but becomes very nonlinear, with a space between the ribs of about 2.5 to 5 cm (1 to 2 inches). You will have large, unstable lips. The lip extends about 0.64 cm (0.25 in) into the upstream web in a vertical position and about 1.27 cm (0.5 in) into the downstream web, giving about ± 0.97 cm (0.38 in) of linearity. The lower applied voltage moves the wet line to the downstream web while the higher applied voltage moves the contact line to the more upstream web, creating a more unsafe wet line. Increasing the web speed causes greater instability and curtain breakage.

웹을 미리 하전시키는 동일한 시스템을 사용하지만, 유입하는 웹 상류 전하를 차폐하기 위해 접지된 플레이트를 이용함으로써 실질적인 향상을 가져왔다. 동일한 12킬로볼트의 상류 웹을 미리 하전시킴으로써, 습윤 라인은 대략 수직 위치에서 ±0.32cm(0.125in)의 선형성을 가지고 1.53 m/min(5 ft/min)의 웹 속도에서 안전성을 나타내었다. 전압을 추가로 증가하는 것은 습윤 라인을 상향으로 이동시키지 못하였고, 증가된 선형성을 초래하였다. 이러한 시스템은 또한 웹 속도를 증가시켰다. 24.4 m/min(80 ft/min)에서, 습윤 라인은 20킬로볼트에서 약 ±0.08cm(1/32in)의 시각적 선형성을 갖고 대략 수직 위치에서 안정되었다. 이 속도에서 약 0.127cm(0.050in) 직경 미만의 혼입 공기가 인지되었다. Although using the same system to precharge the web, substantial improvements have been made by using a grounded plate to shield the incoming web upstream charge. By precharging the same 12 kilovolt upstream web, the wet line showed safety at a web speed of 1.53 m / min (5 ft / min) with a linearity of ± 0.32 cm (0.125 in) at approximately a vertical position. Further increasing the voltage did not move the wet line upwards, resulting in increased linearity. This system also increased web speed. At 24.4 m / min (80 ft / min), the wet line was stable at approximately vertical position with a visual linearity of about ± 0.08 cm (1/32 in) at 20 kilovolts. At this rate entrained air of less than about 0.127 cm (0.050 in) diameter was noticed.

비교의 목적을 위해, 도 3에 도시된 바와 같은 시스템을 사용하였다. 이 시스템은 웹을 미리 하전하거나 접지된 전하 차폐 플레이트를 사용하지 않는 것만 제외하고 커튼 높이를 약 1.9cm(0.75in)로 하여 전술한 테스트와 동일하게 행하였다. 전극(코로나 방전 와이어)에 12킬로볼트의 전압을 인가하고 웹의 속도를 1.53 m/min(5 ft/min)로 하면, 습윤 라인은 수직 위치의 웹 하류 0.32cm(0.125in)에 있고 공기 혼입이 없는 선형적이고 안정성을 나타내었다. 15킬로볼트와 20킬로볼트 모두에서, 습윤 라인 위치는 수직(와이어 바로 위)이었다. 그 다음, 웹 속도를 20킬로볼트에서 30.48 m/min(100 ft/min)로 증가시켰고, 습윤 라인은 선형적이고 안전한 습윤 라인을 가지고 시각적인 공기 혼입이 없이 수직 위치에 유지하였다. 습윤 라인 위치의 측정과 접촉 라인의 선형성은 일반적으로 시각적으로 평가되었다. For the purpose of comparison, a system as shown in FIG. 3 was used. This system was performed in the same manner as the test described above with the curtain height of about 1.9 cm (0.75 in), except that the web was not precharged or grounded. With a voltage of 12 kilovolts applied to the electrode (corona discharge wire) and the speed of the web at 1.53 m / min (5 ft / min), the wet line is at 0.32 cm (0.125 in) downstream of the web in a vertical position and entrained in air. It is linear and stable without. At both 15 and 20 kilovolts, the wet line position was vertical (just above the wire). The web speed was then increased from 20 kilovolts to 30.48 m / min (100 ft / min), and the wet line had a linear, safe wet line and was maintained in a vertical position without visual air incorporation. The measurement of the wet line position and the linearity of the contact line were generally evaluated visually.

이들 테스트는, 도 3 및 도 11의 시스템이 자계를 집속시켜 선형 및 안정된 습윤 라인을 생성하고 더 높은 코팅 속도를 허용할 수 있다는 것을 보여 주었다. 추가적으로, 도 3의 시스템은 더 공격적이고 더 넓은 조작 윈도우를 갖도록 되어 있는 것을 알 수 있다. 도 11에 도시된 시스템은 덜 공격적인 정전기 보조를 필요로 하는 기능을 할 수 있다. These tests showed that the systems of FIGS. 3 and 11 can focus magnetic fields to produce linear and stable wet lines and to allow higher coating speeds. In addition, it can be seen that the system of FIG. 3 is designed to have a more aggressive and wider operating window. The system shown in FIG. 11 may function requiring less aggressive electrostatic assistance.

전하를 차폐하는 것은 더욱 집속된 자계를 생성하기 위한 또 다른 방법이다. 다른 여러 방법들이 또한 실행될 수 있으며, 이는 반대 자계 혹은 전하 소스 혹은 자계를 형성하는 어떤 시스템을 이용하는 자계 형성 기법을 적용하는 것을 포함한 다.Shielding the charge is another way to create a more focused magnetic field. Many other methods may also be implemented, including applying magnetic field formation techniques using a counter-magnetic or charge source or any system that forms a magnetic field.

도 3, 도 6, 도 9, 도 10 및 도 11은 코팅 스테이션에서 웹의 제2 측면에 전기 전하를 인가하기 위한 장치의 몇몇 변형례를 도시한 것이다. 본 발명의 개량된 공정 조작을 달성하기 위한 수많은 다른 장치는 본 발명의 정신 및 범주 내에서 해당 분야의 종사자들에게는 명백해질 것이다. 코팅 스테이션에서 멀리 떨어진 위치에서 전기 저항을 발생시킨 다음 그 전하를 유체 매체(공기 등)를 통해 웹으로 이송시키는 것으로부터 얻게되는 주요한 장점은 구조를 간략화하여 유지 및 조작을 용이하게 한다는 것이다. 이 전기 전하 발생기는 코팅 유체 도포기에 인접할 필요는 없고, 심지어 코팅 스테이션에 있을 필요가 없다. 더욱이, 만약 웹이 파손될 경우, 코팅 유체에 의해 전기 전하 발생기의 오염은 최소화 또는 방지될 수 있다. 이러한 장점은 조작 시간의 절약과 생산성의 향상을 초래한다. 3, 6, 9, 10 and 11 show some variations of the device for applying an electrical charge to the second side of the web at the coating station. Numerous other devices for achieving the improved process operation of the present invention will become apparent to those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention. A major advantage of generating electrical resistance at a location remote from the coating station and then transferring its charge through the fluid medium (air, etc.) to the web is to simplify the structure to facilitate maintenance and manipulation. This electrical charge generator does not need to be adjacent to the coating fluid applicator and even need not be at the coating station. Moreover, if the web breaks, contamination of the electrical charge generator by the coating fluid can be minimized or prevented. This advantage leads to saving of operating time and improvement of productivity.

본 발명에서는 다양한 변화와 수정이 본 발명의 정신과 범위를 벗어남이 없이 만들어질 수 있다. 예를 들면, 집속된 웹 전하장을 생성하기 위해 임의의 방법이 사용될 수 있다. 추가적으로, 전술한 바와 같이, 수많은 코팅 공정(롤 코팅을 포함)이 더욱 집속된 정전기장에서 유리할 수 있다. 예컨대, 키스 코팅에 있어서, 초기 습윤 라인 위에 집속된 자계는 공격성, 습윤성 및 공정 안정성을 향상시킬 수 있다. Various changes and modifications can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. For example, any method can be used to generate a focused web charge field. Additionally, as noted above, numerous coating processes (including roll coating) may be advantageous in more concentrated electrostatic fields. For example, in a kiss coating, the magnetic field focused on the initial wetting line can improve aggressiveness, wettability, and process stability.

웹 상으로 코팅 유체의 단지 특정 웹 하류 스트립을 코팅하기 위해 측방향으로 불연속적으로 형성되거나, 웹 상에 코팅 유체의 고립 지역 또는 코팅 유체의 패턴을 생성하기 위해 임의의 영역에서는 코팅을 시작하도록 에너지가 공급되거나 임 의의 영역에서는 코팅을 중지하도록 에너지가 공급되지 않을 수 있다. 비선형의 접촉 라인 및 비균일 코팅을 생성하기 위해, 예를 들면 측방향으로 비선형인 코로나 소스를 사용하여 정전기장을 비선형으로 형성할 수 있다. 따라서, 전극이 측방으로 배치된 특정 영역에서 웹 하류의 곡률을 갖는 경우 그 영역에서의 코팅은 이에 인접한 영역과 비교할 때 보다 두꺼울 수 있다. 모든 인용된 사항은 본 명세서에서 참조 문헌으로 포함된다. Energy to form coating discontinuously laterally to coat only a particular web downstream strip of coating fluid onto the web, or to start coating in any region to create an isolated region of the coating fluid or a pattern of coating fluid on the web May be supplied or may not be energized to stop the coating in any area. To produce non-linear contact lines and non-uniform coatings, for example, a laterally non-linear corona source can be used to form the electrostatic field non-linearly. Thus, if the electrode has a curvature downstream of the web in a particular region that is laterally disposed, the coating in that region may be thicker compared to the region adjacent thereto. All citations are incorporated herein by reference.

Claims (21)

제1 측면 상의 제1 표면과 제2 측면 상의 제2 표면을 구비하는 기판 상에 유체 코팅을 도포하는 방법으로,A method of applying a fluid coating onto a substrate having a first surface on a first side and a second surface on a second side, 기판과 유체 코팅 스테이션간의 길이 방향 상대 운동을 제공하는 단계와,Providing longitudinal relative motion between the substrate and the fluid coating station; 코팅 스테이션에서 측방향으로 배치된 유체-기판 접촉 영역을 따라 코팅 유체 스트림을 0 도 내지 180 도의 각도로 기판의 제1 표면 상으로 도입시킴으로써 유체 습윤 라인을 형성하는 단계와,Forming a fluid wetting line by introducing a coating fluid stream onto the first surface of the substrate at an angle of 0 degrees to 180 degrees along the laterally disposed fluid-substrate contact region at the coating station; 기판의 제2 측면 상의 전기 전하로부터 발생한 집속된 전기장으로부터의 전기력을 유체 상에 생성시키는 단계Generating an electrical force on the fluid from the focused electric field resulting from the electrical charge on the second side of the substrate 를 포함하며, 상기 전기력은 실질적으로 유체 습윤 라인에 그리고 그 하류에서 유효한 것인 방법.Wherein the electrical force is substantially effective in and downstream of the fluid wetting line. 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 기판 상에 유체 코팅을 도포하는 방법으로, A method of applying a fluid coating onto a substrate having a first surface and a second surface, 기판과 유체 코팅 스테이션간의 길이 방향 상대 운동을 제공하는 단계와, Providing longitudinal relative motion between the substrate and the fluid coating station; 코팅 스테이션에서 측방향으로 배치된 유체-기판 접촉 영역을 따라 코팅 유체 스트림을 0 도 내지 180 도의 각도로 기판의 제1 표면 상으로 도입시킴으로써 유체 습윤 라인을 형성하는 단계와,Forming a fluid wetting line by introducing a coating fluid stream onto the first surface of the substrate at an angle of 0 degrees to 180 degrees along the laterally disposed fluid-substrate contact region at the coating station; 기판 상의 유효 정전기 전하를 기판 상의 소정 위치에만 있는 유체에 노출시키는 단계Exposing the effective electrostatic charge on the substrate to a fluid at only a predetermined location on the substrate 를 포함하며, 상기 소정 위치는 실질적으로 유체 습윤 라인에 그리고 그 하류에 존재하는 것인 방법.Wherein the predetermined location is substantially in and downstream of the fluid wetting line. 제1 측면과 제2 측면을 구비하는 기판 상에 유체 코팅을 도포하는 방법으로, A method of applying a fluid coating onto a substrate having a first side and a second side, 기판과 유체 코팅 스테이션간의 길이 방향 상대 운동을 제공하는 단계와, Providing longitudinal relative motion between the substrate and the fluid coating station; 코팅 스테이션에서 측방향으로 배치된 유체-기판 접촉 영역을 따라 코팅 유체 스트림을 기판의 제1 측면 상으로 도입시킴으로써 유체 습윤 라인을 형성하는 단계와,Forming a fluid wetting line by introducing a coating fluid stream onto the first side of the substrate along a laterally disposed fluid-substrate contact region at the coating station; 상기 기판의 제2 측면 상의 소정 위치에서 발생된 유효한 전기장으로부터의 전기력에 의해 상기 기판의 제1 측면으로 유체를 끌어당기는 단계Drawing fluid to the first side of the substrate by an electric force from an effective electric field generated at a location on the second side of the substrate 를 포함하며, 상기 소정 위치는 실질적으로 유체 습윤 라인에 그리고 그 하류에 존재하는 것인 방법.Wherein the predetermined location is substantially in and downstream of the fluid wetting line. 제1 표면과 제2 표면을 구비하는 기판 상에 유체 코팅을 도포하는 방법으로, A method of applying a fluid coating onto a substrate having a first surface and a second surface, 기판과 유체 코팅 스테이션간의 길이 방향 상대 운동을 제공하는 단계와, Providing longitudinal relative motion between the substrate and the fluid coating station; 코팅 스테이션에서 측방향으로 배치된 유체-기판 접촉 영역을 따라 코팅 유체 스트림을 0 도 내지 180 도의 각도로 기판의 제1 측면 상으로 도입시킴으로써 유체 습윤 라인을 형성하는 단계와,Forming a fluid wetting line by introducing a coating fluid stream onto the first side of the substrate at an angle of 0 degrees to 180 degrees along the laterally disposed fluid-substrate contact region at the coating station; 상기 기판으로부터 떨어진 소정 위치에 제1 전하로서의 전하를 형성하는 단계와,Forming a charge as a first charge at a predetermined position away from the substrate; 상기 유체-기판 접촉 영역에서 상기 기판의 제2 표면에 인접하도록, 상기 떨어진 소정 위치로부터 상기 기판의 제2 표면의 일 부분으로 상기 제1 전하를 이동시키는 단계와,Moving the first charge from the remote predetermined location to a portion of the second surface of the substrate so as to be adjacent to the second surface of the substrate in the fluid-substrate contact region; 그 후, 상기 기판의 제2 표면에 상기 제1 전하를 인가해서 실질적으로 유체 습윤 라인에 그리고 그 하류에 존재하는 전기력을 생성시키는 단계Thereafter, applying the first charge to the second surface of the substrate to generate an electrical force that is substantially at and downstream of the fluid wet line. 를 포함하는 방법.How to include. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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