KR101474136B1 - 도장액 코팅기의 슬롯다이 - Google Patents

Abstract

매니폴드 내의 압력을 효과적으로 분산하여 도장액을 균일하게 토출시킬 수 있는 매니폴드 구조를 제공하고, 미세막 도장에 유리한 심(shim) 구조를 제공하는 슬롯다이 구조를 제공한다.
도장액 코팅기의 슬롯다이(100)는 제1 블록(50)과 제2 블록(150)이 포개져 구성되고, 상기 제1 블록에는 비대칭의 유선형 오목부로 이루어진 매니폴드(60)와, 상기 매니폴드의 비대칭의 유선형 오목부의 기울기가 작은 면 쪽에 연통되는 도장액 공급로(75)가 구성되고, 상기 제1 블록과 제2 블록 사이에 심(shim:160)이 개재되어 상기 매니폴드의 비대칭의 유선형 오목부의 기울기가 큰 면 쪽으로 슬롯(70)을 형성한다. 상기 심의 단부(14a)는 매니폴드에 형성되는 도장액 공급로 영역 범위 내에 위치되도록 구성된다.

Description

도장액 코팅기의 슬롯다이{The slot die of resin coater}

본 발명은 도장액 코팅기의 슬롯다이에 관한 것으로, 더 상세히는 필름(수지층)을 형성하는 수지 도장액 코팅기의 슬롯다이에 관한 것이다.

LCD 등으로 이루어진 화상 표시장치에는, 편광, 광학 보상, 반사 방지 등의 광학적인 기능을 발휘하는 필름이나, 그 필름층을 보호하기 위한 표면 보호층, 그 필름층에 적층되는 접착재층 등 여러 기능을 갖는 필름 층을 조합하여 사용하고 있다. 상기 필름층의 어느 한쪽이 불균일한 막 두께를 갖거나 줄무늬 얼룩이 형성되면, 필름층을 투과하는 빛에 번짐이 발생하여 표시 화상에 악영향을 미치는 요인이 된다. 현재 화상 표시장치를 구성하는 화소의 고밀도화, 고화상에 대응하는 비교적 소형의 화상 표시장치가 일반 가정에까지 보급되는 추세에 있고, 이러한 고성능의 화상 표시장치에 사용되는 필름층에 대해서도 보다 고품질이 요구되고 있다.

또, 화상 표시장치의 코스트 다운과 동반하여, 그 화상 표시장치에 구성되는 필름층에 대해서도 저비용이 요구되고 있고, 필름층을 저비용으로 효율적으로 제조할 수 있는 높은 생산성이 요구되고 있다.

상기 필름에 코팅층을 형성할 때 사용되는 슬롯다이는 그 내부에, 도장액이 토출되는 매니폴드(액저류부)가 형성되어 있고, 매니폴드에 공급되는 도장액이 그 매니폴드로부터 슬롯에 균일한 유량으로 압출되어 그 슬롯 선단으로부터 코팅 대상물인 필름상으로 토출되도록 구성되어 있다.

따라서, 슬롯의 폭 전역에 걸쳐 균일한 유량으로 도장액을 토출시키기 위해서는 슬롯 간격이 슬롯의 폭 전역에 걸쳐 균일해야되지만, 매니폴드의 내압이 너무 높으면, 그 내압에 의해 슬롯이 변형되어 균일한 도장막을 얻을 수 없게 된다. 따라서, 도장액의 점도를 고려하여 슬롯 간격을 결정할 필요가 있다. 도장액의 점도가 높은 경우에는, 그에 대응하여 슬롯의 높이를 높게 하고, 또, 슬롯 폭의 전역에 걸쳐 균일한 유량으로 도장액을 토출시키기 위해서는, 매니폴드 내에서의 압력 손실을 슬롯 내에서의 압력 손실과 비교하여 충분히 작게 할 필요가 있으므로 사용하는 도장액의 점도를 고려하여 슬롯 간격에 대하여 충분한 크기의 매니폴드를 형성할 필요가 있다. 반대로, 슬롯 간격이 너무 크면 도장액이 슬롯의 전역에 미치지 않는 소위 도장액 누설 현상이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로 매니폴드 내의 압력을 효과적으로 분산하여 도장액을 균일하게 토출시킬 수 있는 매니폴드 구조를 제공하고, 미세막 도장에 유리한 심(shim)의 조립 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

종래 일반적인 슬롯다이의 매니폴드 내부에 포함된 기포가 슬롯으로부터 도장액과 함께 분출되어 필름 도장막에 부착되어 불량이 발생하는 경우가 있었으나, 이를 개선하여 매니폴드 내의 기포 발생이 적게 형성되는 슬롯다이 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 필름에 도장액을 코팅한 후 줄무늬 불량이 적게 발생되는 슬롯다이를 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적 달성을 위하여 본 발명의 도장액 코팅기의 슬롯다이는,

제1 블록과 제2 블록이 포개져 구성되고, 상기 제1 블록에는 비대칭의 유선형 오목부로 이루어진 매니폴드와, 상기 매니폴드의 비대칭의 유선형 오목부의 기울기가 작은 면 쪽에 연통되는 도장액 공급로가 구성되고, 상기 제1 블록과 제2 블록 사이에 심이 개재되어 상기 매니폴드의 비대칭의 유선형 오목부의 기울기가 큰 면 쪽으로 슬롯을 형성하되, 상기 심의 단부는 상기 매니폴드에 형성되는 도장액 공급로 영역 범위 내에 위치되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 심은 1층 이상으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 슬롯의 두께는 상기 심의 두께와 동일하게 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 제1 블록과 제2 블록 사이에 심이 개재되어 매니폴드를 구성하는 비대칭의 유선형 오목부의 기울기가 큰 면 쪽으로 슬롯을 형성하되, 상기 심의 단부는 상기 매니폴드에 형성되는 도장액 공급로 영역 범위 내에 위치되도록 구성함으로써, 매니폴드 내의 압력 상승이나 급격한 변화를 비대칭의 유선형 오목부 및 심의 단부의 작용으로 흡수하여 다이의 변형을 방지할 수 있고, 그로 인한 도장액 코팅 후 줄무늬 발생을 억제하도록 한다.

또, 수지 등의 도장액의 충전시에 도장액의 누설을 효과적으로 방지하고, 매니폴드 내의 기포 발생을 억제하여 도장액의 기포 혼입을 차단한다.

본 발명은 제1 블록에 비대칭의 유선형 오목부로 이루어진 매니폴드와, 매니폴드의 비대칭의 유선형 오목부의 기울기가 작은 면 쪽에 연통되는 도장액 공급로가 구성되고, 제1 블록과 제2 블록 사이에 심이 개재되어 매니폴드의 비대칭의 유선형 오목부의 기울기가 큰 면 쪽으로 슬롯을 형성하되, 그 심의 단부는 매니폴드에 형성되는 도장액 공급로 영역 범위 내에 위치되도록 구성함으로써, 도장액의 줄무늬 발생이 없는 양호한 필름 코팅층을 형성할 수 있다.

또, 슬롯다이 내부로부터의 기포 발생 및 방출을 억제하여 기포의 부착이나 혼입에 의한 필름 코팅층의 품질 저하를 방지할 수가 있다.

또, 극미세 두께의 도장막 코팅에도 유용하게 적용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 슬롯다이의 구조를 나타내는 입체도이고,
도 2는 본 발명의 슬롯다이의 요부 절개도이고,
도 3은 본 발명의 슬롯다이의 분해 사시도이고,
도 4는 본 발명의 슬롯다이의 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 나타내는 것처럼, 슬롯다이(100)은, 필름(20)의 진행 방향에 대하여 상측에 위치하는 제1 블록(50)과, 하측에 위치하는 제2 블록(150)과, 제1 블록(50)과 제2 블록(150)과의 사이에 개재되는 심(shim:160)을 구비한다. 상기 심(160)은 다양한 두께로 구성할 수 있고, 1층 이상 적층하여 구성할 수 있다.

상기 제1 블록(50)에는, 제2 블록(150)과 일체가 되도록 결합되었을 때 매니폴드가 구성되도록 비대칭의 유선형의 오목부(55)가 중앙에 형성되어 있다.

도 4는 본 발명의 슬롯다이의 단면도로 도장액을 도공하는 상태를 나타내는 단면도이다. 도 4에 나타내는 것처럼, 상기 슬롯다이(100)는 수지 도장액을 도공할 때, 상기 비대칭의 유선형의 오목부(55)의 내면 기울기가 가파른 쪽 즉, 매니폴드(60)에 공급된 도장액을 제1 블록(50)과 제2 블록(150)과의 사이에 형성된 슬롯(70) 쪽으로 토출하여, 소정의 속도로 이송되는 필름(20) 상에 도막(21)을 코팅할 수 있도록 구성된다.

본 발명은 매니폴드(60)에 도장액을 공급하기 위하여 비대칭의 유선형 오목부(55)의 기울기가 작은 면 쪽에 연통되는 도장액 공급로(75)가 구성되고, 매니폴드의 비대칭의 유선형 오목부(55)의 기울기가 큰 면 쪽으로 슬롯(70)이 형성되도록 구성된다.

본 발명의 슬롯다이(100)는 도 1 내지 도 4에 나타내는 것처럼, 제1 블록(50) 및 제2 블록(150)에 끼워진 심(160)의 두께에 의해, 슬롯(70)의 높이가 규정되도록 구성되어 있다.

구체적으로 심(160)은 도 3과 같이 그 슬롯다이(100)의 매니폴드(60)에 위치하는 장방형의 단부(14a)와 그 단부(14a)의 폭 방향 양단에 위치하여 슬롯(70)의 선단까지 연장되도록 형성된 한 쌍의 연장부(14b,14b)를 구비한다.

심(160)의 단부(14a)는 매니폴드(60)에 형성되는 도장액 공급로(75) 영역(D1) 범위 내에 위치되도록 구성된다.

상기 심(160)은 제1 블록(50) 및 제2 블록(150) 사이에 협지됨으로써, 그 두께에 대응하여 매니폴드(60)의 높이 및 슬롯(70)의 높이를 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 슬롯(70)의 두께 즉, 슬롯의 출구 부분의 높이는 심(160)의 두께에 의하여 조정할 수 있다.

본 발명의 슬롯다이(100)는 상기와 같이 하나의 심(160)을 이용하여 슬롯(70)을 형성한다. 구체적으로 상기 슬롯(70)은 도 4에 나타내는 것처럼 매니폴드(60)의 비대칭의 유선형 오목부의 기울기가 큰 면 쪽의 출구를 일단으로 하는 슬롯 하류 영역(71)과 슬롯 출구를 말단으로 하는 슬롯 상류 영역(72)을 가지도록 구성된다.

본 발명에서는 심(160)을 1층으로 구성하였으나, 이에 한정되지 않고 다층으로 구성하여 슬롯(70)의 폭을 적절히 컨트롤할 수 있다.,

본 발명은 매니폴드(60)에 도장액을 공급하기 위하여 비대칭의 유선형 오목부(55)의 기울기가 작은 면 쪽에 연통되는 도장액 공급로(75)가 구성되고, 매니폴드의 비대칭의 유선형 오목부(55)의 기울기가 큰 면 쪽으로 슬롯(70)이 형성되도록 구성하되, 심의 단부(14a)는 매니폴드에 형성되는 도장액 공급로 영역 범위 내에 위치되도록 구성함으로서, 슬롯 하류 영역(71)은, 도장액의 충전 시에 매니폴드(60) 내를 소정의 압력으로 유지하여 도장액 누설을 방지하고, 매니폴드(60) 내에 기포가 잔류하는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있고, 비대칭의 유선형 오목부(55)의 기울기가 작은 면 쪽에 위치하는 심(160)의 단부(14a)가 매니폴드(60) 내의 급격한 압력 변동을 억제하여 슬롯다이(100)의 변형을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

상기 슬롯다이(100)을 이용하여 도장액을 도공할 때는 필름(20)의 이송 속도 및 수지 도장액의 토출량 등을 적절히 조정하여 도공함으로써, 슬롯(70)으로부터 수지 도장액이 원활하고 균일하게 토출되기 때문에 슬롯 내에서의 도장액의 체류를 방지하고, 필름상에 줄무늬 발생에 의한 외관의 불량을 방지할 수 있다.

본 발명의 도장액 도공은 도장액의 점도가 1~10000 mPa·s인 수지 도장액을 이용하여 도막을 형성할 때 적합하다. 본 발명에 사용하는 수지 도장액의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니고, 광학 기능층, 하드 코팅층, 반사 방지층, 접착재층 등을 형성하는 여러 종류의 수지 도장액을 사용할 수가 있다. 광학 기능층을 형성하는 경우에는, 수지 도장액이 비교적 높은 점도를 갖기 때문에, 본 발명에 유리하다. 도장액을 구성하는 폴리머로서는, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스텔, 폴리 에테르 케톤, 포리아미드이미드, 포리에스테르이미드, 또는 폴리아릴레이트 등의 폴리머 등이 있다. 상기 폴리머는, 어느 한 종류를 단독으로 사용하여도 되고, 다른 관능기를 가지는 2종 이상의 혼합물로 사용하여도 된다.

수지 도장액을 도공하여 형성되는 코팅막의 두께는 미건조 상태에서 0.1~50μm이다. 수지 도장액이 도공되는 필름은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 용도에 대응하여 공지의 재료로부터 적의 선택하여 사용할 수 있다. 상기 필름의 구체적인 예로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 폴리에스텔계 폴리머, 트리아세틸세룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머, 폴리카보네이트(polycarbonate)계 폴리머 등이 있다.

상기 필름으로는, 편광 특성이나 내구성 등의 면에서, 셀룰로오스계 폴리머로 이루어지는 필름이 바람직하다. 필름의 두께는 5~500μm 정도가 일반적이다.

본 발명은 상기 설명되거나 도시된 실시 예에 한정되지 않고, 특허 청구범위 및 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시 할 수 있다.

14a - 심의 단부
14b - 심의 연장부
20 - 필름
21 - 도막
50 - 제1 블록
55 - 비대칭의 유선형 오목부
60 - 매니폴드
70 - 슬롯
71 - 스롯의 상류 영역
72 - 슬롯의 하류 영역
75 - 도장액 공급로
100 - 슬롯다이
150 - 제2 블록
160 - 심

Claims (3)

1. 제1 블록과 제2 블록이 포개져 구성되고, 상기 제1 블록에는 비대칭의 유선형 오목부로 이루어진 매니폴드와, 상기 매니폴드의 비대칭의 유선형 오목부의 기울기가 작은 면 쪽에 연통되는 도장액 공급로가 구성되고, 상기 제1 블록과 제2 블록 사이에 심이 개재되어 상기 매니폴드의 비대칭의 유선형 오목부의 기울기가 큰 면 쪽으로 슬롯을 형성하되, 상기 심은 상기 매니폴드에 위치하는 장방형의 단부와 그 장방형 단부의 폭 방향 양단에 위치하여 상기 슬롯의 선단까지 연장되는 한 쌍의 연장부를 구비하고, 상기 매니폴드에 위치하는 장방형의 단부는 상기 매니폴드에 형성되는 도장액 공급로 영역 범위 내에 위치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 도장액 코팅기의 슬롯다이.
2. 제1항에 있어서,
   상기 심은 1층 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 도장액 코팅기의 슬롯다이.
3. 제1항에 있어서,
   상기 슬롯의 두께는 상기 심의 두께와 동일하게 구성되는 것을 특징으로 하는 도장액 코팅기의 슬롯다이.
   

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