KR101123198B1 - 코팅 종류 선택형 코팅 장치 - Google Patents

코팅 종류 선택형 코팅 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치는 코팅 롤의 양단을 회전 가능하게 지지하는 프레임; 이 코팅 롤과 함께 다이 코팅을 수행하도록 프레임 내에 배치된 슬롯 다이 코터; 코팅 롤과 함께 코마 코팅을 수행하도록, 슬롯 다이 코터의 위쪽에 배치되어, 프레임에 지지되는 코마 코터를 포함한다. 코팅 종류 선택형 코팅 장치는 슬롯 다이 코팅과 코마 코팅 중의 하나를 선택적으로 수행함으로써, 설치공간과 설치비용을 줄일 수 있다.
코팅, 코팅 롤, 슬롯 다이, 코마, 선택형

Description

코팅 종류 선택형 코팅 장치{COATING TYPE-SELECTABLE COATING APPARATUS}
본 발명은 코팅 장치에 관한 것이며, 더 구체적으로는 하나의 코팅 롤을 이용해 코마 코팅과 슬롯 다이 코팅을 선택적으로 수행함으로써 설치공간과 설치비용을 줄일 수 있는 코팅 종류 선택형 코팅 장치에 관한 것이다.
통상 코팅 또는 피복 작업은 롤에 감겨 연속적으로 움직이는 시트 또는 웹의 표면에 액상 코팅 소재를 입혀 박막을 형성하게 된다.
코팅 작업이 적용되는 시트의 재료는 종이, 천, 플라스틱, 금속 등으로 매우 다양하다. 코팅 작업의 예로는 슬롯 다이 코팅, 코마 코팅, 그라비어 코팅 등이 있다.
이러한 코팅 작업 중에서 다이 코팅의 일례를 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은 종래의 다이 코팅 작업의 전체 공정을 개략적으로 보여주는 개념도이다.
도 1을 참고하면, 시트(10)는 피더(12)에서 풀려나와 가이드 롤(22)과 건조기(18)를 거쳐 코팅 롤(14)에 감기면서 슬롯 다이 코터(16)에 의해 코팅된다. 코 팅된 시트(10)는 다시 건조기(18) 내에서 건조된 다음 슬롯 다이 코터(16) 반대쪽으로 나와 와인더(20)에 감긴다.
이와 같은 다이 코팅 작업은 다른 코팅 작업에도 유사하게 적용될 수 있다. 하지만, 각각의 코팅 작업을 별개의 라인에서 수행되므로, 도시한 설비는 특정한 코팅 작업(도 1에서는 다이 코팅)에만 사용될 수 있고 다른 코팅 작업에 함께 사용하지 못하고 있다. 예컨대, 전술한 다이 코팅 라인에서는 코마 코팅을 수행하지 못하고, 이와 유사한 별개의 코팅 라인을 설치하여 코마 코팅을 실시하고 있다.
이와 같이 각각의 코팅 작업을 위해 별개의 코팅 라인이 필요하므로, 전체 라인을 위한 공간이 증가하고, 전체 라인에 소요되는 비용이 증가한다.
본 발명의 목적은 하나의 코팅 롤을 이용해 코마 코팅과 다이 코팅을 선택적으로 수행함으로써 설치공간과 설치비용을 줄일 수 있는 코팅 종류 선택형 코팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치는 코팅 롤; 이 코팅 롤의 양단을 회전 가능하게 지지하는 프레임; 코팅 롤 둘레로 진행하는 시트에 다이 코팅을 수행하도록 프레임 내에 코팅 롤의 축을 지나는 수평면의 아래에 배치된 슬롯 다이 코터; 코팅 롤 둘레로 진행하는 시트에 코마 코팅을 수행하도록, 수평면 위쪽의 슬롯 다이 코터의 하류에, 슬롯 다이 코터와 간섭하지 않게 미리 정해진 간격을 두고 인접 배치되어, 프레임에 지지되는 코마 코터를 포함한다. 슬롯 다이 코터 및 코마 코터는 시트의 인입측 및 인출측의 반대쪽에 위치하고, 슬롯 다이 코터는 코팅 롤의 축을 향해 상향 경사를 갖도록 배치되고, 코마 코터는 시트에 도포될 코팅액이 담기는 액받이를 포함하며, 액받이는 코팅 롤의 축을 향해 하향 경사를 갖고 슬롯 다이 코터와는 예각인 끼인각을 형성하도록 배치되며, 슬롯 다이 코터는 코팅 롤에 대해 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 코마 코터는 코팅 롤에 대해 이동 가능하게 구성됨으로써, 코팅 종류 선택형 코팅 장치는 슬롯 다이 코팅과 코마 코팅 중의 하나를 선택적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 프레임은 코팅 롤의 양단을 회전 가능하게 하는 한 쌍의 측벽을 갖는 하부 프레임; 및 이 하부 프레임의 측벽 상단에 배치되어 코마 코터의 일부 또는 전체를 지지하는 상부 프레임을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 코마 코터는 하부 프레임에 의해 지지되는 액받이와 상부 프레임에 의해 지지되는 코마를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상부 프레임은 코마 코터 전체를 지지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상부 프레임은 일부가 코팅 롤의 일부보다 낮게 위치할 수 있다. 이때, 코팅 롤의 일부보다 낮게 위치된 상부 프레임의 일부는 코 마 코터의 액받이를 지지할 수 있다. 상부 프레임과 하부 프레임의 서로 맞물리는 측벽의 일부는 코팅 롤의 샤프트를 지지하도록 측방으로 돌출한 플랜지를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상부 및 하부 프레임은 별체로 구성되어 서로 조립될 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 코마 코터는 액받으로부터 시트에 도포된 코팅액의 두께를 제어하도록 액받이의 하류에, 첨단이 코팅 롤과 립을 형성하도록 배치된 코터, 및 코터를 코팅 롤에 대해 이동 가능하게 구동하는 코터 구동부를 더 포함할 수 있다. 코터 구동부는 슬롯 다이 코터와 실질적으로 직각으로 배치된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치는 슬롯 다이 코터와 코마 코터가 하나의 코팅 롤을 선택적으로 사용할 수 있으므로, 슬롯 다이 코팅과 코마 코팅을 하나의 코팅 라인에서 선택적으로 실시할 수 있다. 특히, 슬롯 다이 코터와 코마 코터가 한 공간에 배치되므로 설치공간을 늘리지 않고도 2개의 코팅 작업을 위한 코팅 라인을 구성할 수 있다.
또한, 상부 프레임에 코마 코터를 조립한 다음, 상부 프레임-코마 코터 조립체를 하부 프레임에 조립할 수 있으므로, 코팅 종류 선택형 코팅 장치의 설치작업이 용이해 진다.
또한, 하부 및 상부 프레임에 서로 결합되는 플랜지를 형성하고 이 플랜지에 코팅 롤을 장착하므로 코팅 롤의 장착 작업이 용이해 진다. 또, 플랜지와 베어링의 지지 면적이 증가하므로, 비록 코팅 롤이 2 부분으로 된 구조에 의해 지지되더라도 코팅 롤의 안정성을 확보할 수 있다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치의 개념도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치는 피더(12, 도 1 참조)로부터 공급된 시트(10)가 가이드 롤(22)을 경유하여 코팅 롤(14)에 걸려 반대 방향으로 이송된다. 코팅 롤(140)에는 슬롯 다이 코터(200)와 코마 코터(300)가 인접 배치되어 코팅 롤(140)과 협동하여 슬롯 다이 코팅과 코마 코팅을 각각 수행한다.
즉, 슬롯 다이 코터(200)는 헤드(202)의 일단에 형성된 노즐이 코팅 롤(14)에 인접 위치하여 립(lip)을 형성하고 내부 유로(204)를 통해 공급된 코팅액을 시트(10)에 도포하게 된다.
코마 코터(300)는 슬롯 다이 코터(200)의 위쪽에, 그 하류에 배치된다. 코마 코터(300)의 액받이(302)에는 코팅액(310)이 채워져 있고, 코마(306)의 첨단이 코팅 롤(140)에 인접 위치하여 립을 형성하여 시트(14)에 이송되는 코팅액(310)을 일정 두께로 제어하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치는 슬롯 다이 코터(200)와 코마 코터(300) 중의 하나를 선택적으로 작동시켜 슬롯 다이 코팅 또는 코마 코팅을 선택적으로 수행하게 된다.
한편, 슬롯 다이 코터(200)와 코마 코터(300)의 구성과 동작은 공지되어 있으므로, 이하 이들의 구성과 동작에 대해서는 상세히 설명하지 않고 본 발명에 필 수적인 요소만을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치의 주요 부분의 결합구조를 보여주는 개념도이고, 도 4는 도 3의 코팅 장치에서 하부 및 상부 프레임과 롤의 배치를 보여주는 사시도이며, 도 5는 도 4의 A-A＇ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3 내지 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치는 전술한 코팅 롤(14), 슬롯 다이 코터(200) 및 코마 코터(300)를 지지하는 프레임(100)을 포함한다. 프레임(100)은 크게 하부 프레임(102)과 상부 프레임(108)으로 구성된다. 슬롯 다이 코터(200)는 코팅 롤의 축(14a)을 지나는 수평면(P)의 아래에 배치되어 프레임(100), 특히 하부 프레임(102)에 지지된다. 코마 코터(300)는 수평면(P) 위쪽의 슬롯 다이 코터(200) 하류에, 슬롯 다이 코터(200)와 간섭하지 않도록 미리 정해진 간격을 두고 인접 배치되어, 프레임(100), 특히 상부 프레임(108)에 지지된다. 이때, 슬롯 다이 코터(200) 및 코마 코터(300)는 시트(10)의 인입측(100a) 및 인출측(100b)의 반대쪽에 위치한다. 슬롯 다이 코터(200)는 코팅 롤(14)의 축(14a)을 향해 상향 경사를 갖도록 배치된다. 시트(10)에 도포될 코팅액(310)이 담기는 코마 코터(300)의 액받이(302)는 코팅 롤(14)의 축(14a)을 향해 하향 경사를 갖고, 슬롯 다이 코터(200)와는 예각인 끼인각을 형성하도록 배치된다.
하부 프레임(102)은 지면 또는 바닥면에 설치된 바닥판(104)과 그 양단에서 직립한 한 쌍의 측벽(106a, 106b)으로 이루어진다. 측벽(106a, 106b)의 상단에 인접한 부분은 개구(도시 생략)가 형성되어 코팅 롤(14)의 샤프트(142)의 양단이 베어링(150)을 개재하여 회전 가능하게 장착된다.
상부 프레임(108)은 하부 프레임(102)의 측벽(106a, 106b)의 상단에 각각 나사(120)로 결합된 한 쌍의 측벽(110a, 110b)으로 구성된다. 나사 조립 작업을 위해 측벽(110a, 110b)의 소정 부분에는 개구(112)가 형성되어 있다.
이와 같은 구성에서, 슬롯 다이 코터(200)는 하부 프레임(102)의 측벽(106a, 106b) 사이에 위치하며, 일반적으로 측벽(106a, 106b)에 의해 지지된다. 즉, 후술하는 액받이 구동 유닛(304)과 마찬가지로 브래킷과 나사 등에 의해 측벽(106a, 106b)에 지지된다. 물론, 슬롯 다이 코터(200)를 하부 프레임(102)의 바닥판(104)에 직접 지지되도록 설치하는 것도 가능하다.
슬롯 다이 코터(200)는 슬롯 다이 코터 구동 유닛(206)에 의해 도 3의 좌우로 이동할 수 있다. 이를 위해, 구동 유닛(206)은 다이 헤드(202)를 좌우로 이동시키도록 실린더 등의 구동수단을 포함하고 있다. 구동 유닛(206)은 예컨대 브래킷 등에 의해 측벽(106a, 106b)에 지지된다.
코마 코터(300)는 액받이(302)와 이를 지지하명서 구동하는 액받이 구동 유닛(304), 그리고 코마(306)와 이를 지지하면서 구동하는 코마 구동 유닛(308)으로 구성된다. 액받이 구동 유닛(304)은 액받이를 이동시키도록 실린더 등의 구동수단을 포함하고 있다. 액받이 구동 유닛(304)은 예컨대 브래킷이 나사(120)에 의해 하부 프레임(102)의 측판(104a, 104b)에 결합됨으로써 안정적으로 지지된다. 코마 구동 유닛(308)은 코마(306)를 이동 또는 회전시키기 위한 구동수단을 포함하고 있다. 또, 코마 구동 유닛(308)은 액받이 구동 유닛(306)과 마찬가지 방식으로 상부 프레임(108)의 측판(110a, 110b)에 부착되어 안정적으로 지지된다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치코팅 장치를 구성하면, 슬롯 다이 코터(200)와 코마 코터(300)가 하나의 코팅 롤을 선택적으로 사용할 수 있으므로, 슬롯 다이 코팅과 코마 코팅을 하나의 코팅 라인에서 선택적으로 실시할 수 있다. 특히, 슬롯 다이 코터(200)와 코마 코터(300)가 한 공간에 배치되므로 설치공간을 늘리지 않고도 2개의 코팅 작업을 위한 코팅 라인을 구성할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치의 상하부 프레임 결합구조의 다른 실시예를 보여주는 측면도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치는 상부 프레임(1008)의 측판의 일부가 코팅 롤(14)의 일부보다 낮게 위치한 윙(1014)을 형성하는 것을 제외하고는 전술한 실시예의 코팅 종류 선택형 코팅 장치와 실질적으로 동일한 구성이다. 동일한 구성요소에는 각각 1000번 대의 도면부호를 부여하였으며 반복 설명은 생략한다.
상부 프레임(1008)의 윙(1014)은 코팅 롤(14)의 일부보다 낮게 위치되어, 하부 프레임(1002)에 나사(120)로 조립되며, 나사 작업을 위한 개구(1016)가 형성되어 있다. 이 윙(1014)에는 도 3에 도시한 코마 코터(300)의 액받이 구동 수단(304)이 장착된다. 따라서, 상부 프레임(1008)의 윙(1014)이 액받이(302)를 지지하게 되므로, 상부 프레임(1008)이 코마 코터(300) 전체를 지지하게 된다.
이와 같이 구성하면, 상부 프레임(1008)에 코마 코터(300)를 조립한 다음, 상부 프레임(1008)-코마 코터(300) 조립체를 하부 프레임(1002)에 조립할 수 있으므로, 코팅 종류 선택형 코팅 장치의 설치작업이 용이해 진다. 물론, 이와 같은 구성에서도, 하부 프레임(1002)에 상부 프레임(1008)을 조립한 다음, 코마 코터(300)를 상부 프레임에 조립하는 것도 가능하다.
도 7은 본 발명에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치의 상하부 프레임 결합구 조의 또 다른 실시예를 보여주는 측면도이고, 도 8은 도 7의 결합구조의 분해 사시도이다.
도 7과 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치는 상부 프레임(2008)의 측판의 일부가 코팅 롤(14)의 일부보다 낮게 위치한 윙(2014)을 형성하는 점에서는 도 6의 실시예와 동일하다. 하지만, 하부 프레임(2002)과 상부 프레임(2008)의 서로 맞물리는 측벽의 일부가 코팅 롤(14)의 샤프트(142)를 지지하도록 측방으로 돌출한 플랜지(2017, 2018)를 형성하는 점이 전술한 실시예들과 다르다. 동일한 구성요소에는 각각 2000번 대의 도면부호를 부여하였으며 반복 설명은 생략한다.
플랜지(2017, 2018)는 코팅 롤(14)의 샤프트(142)를 장착하기 위한 구성으로서, 그 내경은 코팅 롤 샤프트(142) 둘레에 끼워지는 베어링(2150)의 외경에 해당한다. 플랜지(2017, 2018)는 서로 맞물리는 부분의 가장자리가 반경방향 외측으로 돌출한 스커트(2019, 2020)를 형성하고 이들 스커트(2019, 2020)에는 나사 구멍(H)이 형성되어 있다. 따라서, 나사(도시 생략)로 스커트(2019, 2020)를 체결시키면 플랜지(2017, 2018)는 서로 단단히 결합되어 안정적인 지지력을 제공할 수 있다.
또, 플랜지(2017, 2018)가 측방으로 돌출한 길이만큼 베어링(2150)의 축방향 길이를 증가시킬 수 있어, 베어링(2150)은 코팅 롤 샤프트(142)와 더 넓은 면적에서 이를 지지하게 되어, 코팅 롤(14)을 더욱 안정적으로 지지할 수 있다.
이와 같이 구성하면, 코팅 롤(14)을 하부 프레임(2002)에 장착하는 작업이 용이해 진다. 또, 플랜지(2017, 2018)와 베어링(2150)의 지지 면적이 증가하므로, 비록 코팅 롤(14)이 2 부분으로 된 구조에 의해 지지되더라도 코팅 롤(14)의 안정성을 확보할 수 있다.
한편, 플랜지(2017, 2018)는 하부 및 상부 프레임(2002, 2008)에 일체로 형성하였지만, 별체로 형성하는 것도 가능하다. 별체인 플랜지를 하부 및 상부 프레임에 나사 조립이나 용접 등의 수단에 의해 결합시킬 수도 있다.
도 1은 종래의 다이 코팅 작업의 전체 공정을 개략적으로 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치의 주요 부분의 결합구조를 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 3의 코팅 장치에서 하부 및 상부 프레임과 롤의 배치를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4의 A-A＇ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치의 상하부 프레임 결합구조의 다른 실시예를 보여주는 측면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 코팅 종류 선택형 코팅 장치의 상하부 프레임 결합구조의 또 다른 실시예를 보여주는 측면도이다.
도 8은 도 7의 결합구조의 분해 사시도이다.
<도면의 주요 부분의 부호의 설명>
10: 시트 14: 코팅 롤
100, 1000, 2000: 프레임 102, 1002, 2002: 하부 프레임
104a, 104b: 측판 106: 바닥판
108, 1008, 2008: 상부 프레임 110a, 110b: 측판
200: 슬롯 다이 코터 202: 헤드
204: 유로 206: 슬롯 다이 코터 구동 유닛
300: 코마 코터 302: 액받이
304: 액받이 구동 유닛 306: 코마
308: 코마 구동 유닛 1014, 2014: (상부 프레임의) 윙
2017, 2018: 플랜지 2019, 2020: (플랜지)의 스커트

Claims (9)

  1. 코팅 롤;
    상기 코팅 롤의 양단을 회전 가능하게 지지하는 프레임;
    상기 코팅 롤 둘레로 진행하는 시트에 다이 코팅을 수행하도록 상기 프레임 내에 상기 코팅 롤의 축을 지나는 수평면의 아래에 배치된 슬롯 다이 코터;
    상기 코팅 롤 둘레로 진행하는 시트에 코마 코팅을 수행하도록, 상기 수평면 위쪽의 상기 슬롯 다이 코터의 하류에, 상기 슬롯 다이 코터와 간섭하지 않게 미리 정해진 간격을 두고 인접 배치되어, 상기 프레임에 지지되는 코마 코터
    를 포함하며,
    상기 슬롯 다이 코터 및 상기 코마 코터는 상기 시트의 인입측 및 인출측의 반대쪽에 위치하고,
    상기 슬롯 다이 코터는 상기 코팅 롤의 축을 향해 상향 경사를 갖도록 배치되고,
    상기 코마 코터는 상기 시트에 도포될 코팅액이 담기는 액받이를 포함하며, 상기 액받이는 상기 코팅 롤의 축을 향해 하향 경사를 갖고 상기 슬롯 다이 코터와는 예각인 끼인각을 형성하도록 배치되며,
    상기 슬롯 다이 코터는 상기 코팅 롤에 대해 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되고, 상기 코마 코터는 상기 코팅 롤에 대해 이동 가능하게 구성됨으로써, 슬롯 다이 코팅과 코마 코팅 중의 하나를 선택적으로 수행하는 코팅 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 프레임은
    상기 코팅 롤의 양단을 회전 가능하게 하는 한 쌍의 측벽을 갖는 하부 프레임; 및
    상기 하부 프레임의 측벽 상단에 배치되어 상기 코마 코터의 일부 또는 전체를 지지하는 상부 프레임
    을 포함하는 것인 코팅 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 코마 코터는 상기 하부 프레임에 의해 지지되는 액받 이와 상기 상부 프레임에 의해 지지되는 코마를 포함하는 것인 코팅 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 상부 프레임은 상기 코마 코터 전체를 지지하는 것인 코팅 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 상부 프레임은 일부가 상기 코팅 롤의 일부보다 낮게 위치된 것인 코팅 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 코팅 롤의 일부보다 낮게 위치된 상부 프레임의 일부는 상기 코마 코터의 액받이를 지지하는 것인 코팅 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 상부 프레임과 상기 하부 프레임의 서로 맞물리는 측벽의 일부는 상기 코팅 롤의 샤프트를 지지하도록 측방으로 돌출한 플랜지를 형성하는 것인 코팅 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 상부 및 하부 프레임은 서로 조립된 것인 코팅 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 코마 코터는
    상기 액받으로부터 상기 시트에 도포된 코팅액의 두께를 제어하도록 상기 액받이의 하류에, 첨단이 상기 코팅 롤과 립을 형성하도록 배치된 코터, 및
    상기 코터를 상기 코팅 롤에 대해 이동 가능하게 구동하는 코터 구동부
    를 더 포함하며,
    상기 코터 구동부는 상기 슬롯 다이 코터와 실질적으로 직각으로 배치된 코팅장치.
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