KR101648741B1 - 다공질 필름 제조용 함침 코터 및 이를 구비한 함침 코팅 시스템 - Google Patents

다공질 필름 제조용 함침 코터 및 이를 구비한 함침 코팅 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다공질 필름 제조용 함침 코터 및 이를 구비한 함침 코팅 시스템을 개시한다.
본 발명에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터는 침지된 다공질 필름의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조; 상기 에탄올 함침조에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크; 하부에 상기 에탄올 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조; 상기 버퍼 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 함유하며, 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 제 2 히터 및 초음파 장치를 구비하는 코팅액 함침조; 및 상기 버퍼 함침조 및 상기 코팅액 함침조 내로 순환 공급로를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다공질 필름 제조용 함침 코터 및 이를 구비한 함침 코팅 시스템{Impregnating Coater for Manufacturing Porous Film and Impregnating Coating System Having the Same}
본 발명은 다공질 필름 제조용 함침 코터 및 이를 구비한 함침 코팅 시스템에 관한 것이다.
좀 더 구체적으로, 본 발명은 에탄올 함침조 및 버퍼 함침조를 이용하여 다공질 필름을 에탄올 함침 처리 및 히팅한 후, 코팅액 함침조 내의 하부에 제공되는 초음파 진동 장치 및 히팅 장치를 이용하여 다공질 필름의 다공질 내로 코팅액을 침투시키되 코팅액 함침조의 전방에 제공되는 가경화 장치를 이용하여 다공질 내로 침투된 코팅액을 가경화시킴으로써, 다공질 필름의 양호한 투명성 구현이 가능해지고, 최종 제품인 투명한 다공질 필름의 제조 및 양산이 가능해지며, 특히 균일한 다공질 필름의 제조가 가능하여 다공질 필름의 생산성이 현저하게 향상되는 다공질 필름 제조용 함침 코터에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 다공질 필름의 함침 코팅 공정 전에 플라즈마 장치를 이용하여 다공질 필름을 플라즈마 처리하고, 에탄올 함침조 및 버퍼 함침조를 이용하여 다공질 필름을 에탄올 함침 처리 및 히팅한 후, 코팅액 함침조 내의 하부에 제공되는 초음파 진동 장치 및 히팅 장치를 이용하여 다공질 필름의 다공질 내로 코팅액을 침투시키되 코팅액 함침조의 전방에 제공되는 가경화 장치를 이용하여 다공질 내로 침투된 코팅액을 가경화시키고, 코팅액 함침 공정이 완료된 다공질 필름을 별도로 제공되는 건조 장치에 의해 건조시킴으로써, 다공질 필름의 코팅성이 향상되고, 다공질 필름의 양호한 투명성 구현이 가능해지며, 최종 제품인 투명한 다공질 필름의 제조 및 양산이 가능해지고, 특히 균일한 다공질 필름의 제조가 가능하여 다공질 필름의 생산성이 현저하게 향상되는 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 함침이란 다공성(多孔性) 물체에 기체 또는 액체 상태의 물질을 침투시켜 방부(防腐), 방습(防濕), 염색(染色) 및 가연성(可燃性)의 감소, 강성(剛性)과 절연 내력(絶緣耐力)의 증대 등과 같이 그 물체의 특성을 사용 목적에 따라 개선하는 것을 일컫는다.
최근 항공기, 자동차, 철도와 같은 수송체, 고층빌딩 등과 같이 극심한 온도변화, 압력변화, 오염, 충격, 스크래치와 같이 극한 환경에 그대로 노출되는 구조물의 경우 이를 견딜 수 있는 기계적 특성을 갖는 새로운 소재의 개발이 절실하였다. 따라서 근년에는 새로운 복합체의 개발에 박차를 가하고 있으며 특히 전복껍질과 같이 자연 생체에서 우수한 구조를 응용하려는 시도도 이루어지고 있다. 그러나, 이러한 노력에도 불구하고 아직까지 만족스러운 복합체를 개발하지 못하고 있는 실정이며, 이같은 문제의 한 가지 원인으로는 기계적 특성을 향상시키기 위해 자주 사용되는 전통적인 함침방법의 고질적인 문제점을 들 수 있다.
도 1a는 종래기술에 따른 함침방법 및 함침장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 종래기술에 의한 함침방법 중 한 가지인 진공가압에 의한 함침장치를 살펴보면, 내부 챔버(11)를 갖는 몰드(10)와, 상기 챔버(11)로 함침제를 가압하여 주입할 수 있는 가압펌프(20)와, 상기 가압펌프(20)와 협력하여 그 반대편에서 진공가압하면서 함침제를 끌어당길 수 있는 진공펌프(30)로 구성된다. 이러한 구성에 의해 몰드(10)의 내부 챔버(11)에 함침 대상물인 다공체(HM)를 삽입한 상태에서 가압펌프(20) 및 진공펌프(30)에 의해 함침제를 상기 내부 챔버(11)에 주입한 후 유동시켜주면 상기 다공체(HM)에 대한 함침제의 함침이 이루어진다.
상술한 종래 기술의 진공가압에 의한 함침방법에서는 대면적을 갖는 다공체에 적용하기 곤란한 문제점이 있었으며, 조밀한 충진이 어렵고, 함침속도에도 상당한 제약이 있었다.
한편, 상기 종래 기술의 진공가압에 의한 함침방법의 문제점을 개선하기 위한 또 다른 종래 기술로 와류를 이용한 다공체의 함침방법 및 함침장치가 알려져 있다.
좀 더 구체적으로, 도 1b는 또 다른 종래 기술에 따른 함침장치의 사시도이고, 도 1c는 또 다른 종래 기술에 따른 함침장치에 사용되는 지지체의 사시도의 사시도이며, 도 1d는 또 다른 종래 기술에 따른 함침장체에서 발생한 와류에 의한 함침제의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 1b 내지 도 1d를 참조하면, 또 다른 종래 기술에 따른 함침장치는 액상의 함침제(M0)를 내부에 수용하는 용기(110); 상기 함침제(M0)에 침지된 다공체(HM)를 지지하는 지지체(120); 및 상기 용기(110) 내부에 수용된 상기 함침제(M0)에 와류(M1)를 발생시킴으로써 상기 와류(M1)에 의해 상기 함침제(M0)가 상기 다공체(HM)를 향하여 유동하도록 유도하는 와류 발생수단을 포함한다.
또 다른 종래 기술에 따른 함침장치에 사용되는 와류 발생수단은 예를 들어 자성을 이용하여 상기 다공체(HM)를 회전시킴으로써 와류(M1)를 발생시킬 수 있다. 이를 위해 와류 발생수단은 상기 용기(110) 외부에서 회전하면서 자력에 의해 상기 지지체(120)를 회전시키는 자성체(130); 및 상기 자성체(130)에 회전력을 제공하는 전동모터(140)를 포함한다.
상기 지지체(120)는 상기 자성체(130)가 회전할 때 자력에 의해 함께 회전할 수 있는 금속성 소재로 구비되며, 다공체(HM)를 지지할 수 있는 충분한 크기로 형성된다. 또한, 상기 지지체(120)는 회전 가능하도록 상기 용기(110)의 하면과 베어링(122) 결합된 샤프트(121)를 구비한다.
또한, 상기 지지체(120)는 상기 다공체(HM)를 지지하여 회전시키는 역할뿐만 아니라 방향전환판(170)과 더불어 상측으로부터 이동한 함침제(M0)가 다공체(HM)에 침투한 직후에 방향을 전환하여 측방향으로 유동하도록 유도한다.
도 1d를 참조하면, 와류(M1)에 의해 하방향으로 유동하는 경향을 갖던 함침제(M0)가 상기 지지체(120)에 의해 방사상으로 분산되면서 측방향으로 유동하는 새로운 경향을 갖게 되는지를 쉽게 이해할 수 있다. 이러한 지지체(120)의 부가적인 역할을 돕는 것이 상기 지지체(120)와 다공체(HM) 사이에 덧붙여진 방향전환판(170)인데, 상기 방향전환판(170)은 표면 마찰계수가 작은 유리로 이루어져서 와류(M1)의 흐름을 보다 용이하게 측방향으로 전환시켜준다. 모터(140) 샤프트의 회전은 지지체(120)를 통해 와류(M1)를 발생시키는 다공체(HM)의 회전으로 이어지며, 모터(140) 샤프트의 회전속도에 따라 와류(M1)의 발생 강도가 거의 비례하여 달라진다.
상술한 또 다른 종래 기술에 따른 함침장치는 다공체(HM)를 회전시킴으로써 도 1d에 도시된 바와 같이 "A" 영역에 위치한 다공체(HM)의 상측에서 와류(M1)가 발생한다. 상기 다공체(HM)의 상측에서 발생된 와류(M1)에 의해 도 1b에 도시된 화살표로 도시된 것처럼 상기 함침제(M0)가 강한 방향성을 갖고 다공체(HM)에 중앙부를 중심으로 침투한 후 지지체(120)와 방향전환판(170)에 의해 측방향으로 방향을 자연스럽게 전환하게 된다. 그에 따라, 방향이 전환된 함침제(M0)가 다공체(HM)의 원심력을 받아 다공체(HM)의 다른 부위로 강한 침투력을 갖고 분산된다.
상기 종래 기술 및 또 다른 종래 기술에 따른 함침장치 및 함침방법은 예를 들어 김형순 등에 의해 2012년 12월 10일자로 "와류를 이용한 다공체의 함침방법 및 함침장치"라는 발명의 명칭으로 대한민국 특허출원 제 10-2012-0143069호로 출원되고, 2014년 7월 18일자로 특허가 부여된 대한민국 특허 제10-1423251호에 상세히 기술되어 있다.
그러나, 상술한 종래 기술 및 또 다른 종래 기술(이하 "종래 기술들"이라 합니다)에 따른 함침장치를 사용하는 경우, 통상적으로 함침액(코팅액)은 점성을 가져서, 진공이나 와류를 이용하여 함침제를 다공질 내로 침투시키는 것이 용이하지 않다는 문제가 발생한다.
또한, 종래 기술들에서 진공이나 와류를 이용하여 함침제를 다공질 내로 침투시키더라도, 함침제 침투 공정이 완료된 다공체(HM)와 같은 다공질 재질을 후속 공정에서 건조할 때까지는 어느 정도의 시간이 요구된다. 그에 따라, 액체 상태의 함침액(코팅액)이 건조 공정이 진행되기 전에 쉽게 증발하거나 또는 다공체(HM)의 공극 내에서 흘러나와 최종 제조된 다공질 재질 내에 잔류하는 함침액(코팅액)의 양이 크게 감소된다. 그에 따라, 예를 들어 함침액(코팅액)이 다공체(HM)의 공극 내로 침투된 후 건조됨으로써 투명성이 확보되는 다공질 재질의 경우에는, 상술한 종래 기술들의 함침장치 및 함침방법으로는 원하는 다공질 재질의 제조 자체가 불가능하였다.
따라서, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 새로운 방안이 요구된다.
대한민국 특허 제10-1423251호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 에탄올 함침조 및 버퍼 함침조를 이용하여 다공질 필름을 에탄올 함침 처리 및 히팅한 후, 코팅액 함침조 내의 하부에 제공되는 초음파 진동 장치 및 히팅 장치를 이용하여 다공질 필름의 다공질 내로 코팅액을 침투시키되 코팅액 함침조의 전방에 제공되는 가경화 장치를 이용하여 다공질 내로 침투된 코팅액을 가경화시킴으로써, 다공질 필름의 양호한 투명성 구현이 가능해지고, 최종 제품인 투명한 다공질 필름의 제조 및 양산이 가능해지며, 특히 균일한 다공질 필름의 제조가 가능하여 다공질 필름의 생산성이 현저하게 향상되는 다공질 필름 제조용 함침 코터를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 다공질 필름의 함침 코팅 공정 전에 플라즈마 장치를 이용하여 다공질 필름을 플라즈마 처리하고, 에탄올 함침조 및 버퍼 함침조를 이용하여 다공질 필름을 에탄올 함침 처리 및 히팅한 후, 코팅액 함침조 내의 하부에 제공되는 초음파 진동 장치 및 히팅 장치를 이용하여 다공질 필름의 다공질 내로 코팅액을 침투시키되 코팅액 함침조의 전방에 제공되는 가경화 장치를 이용하여 다공질 내로 침투된 코팅액을 가경화시키고, 코팅액 함침 공정이 완료된 다공질 필름을 별도로 제공되는 건조 장치에 의해 건조시킴으로써, 다공질 필름의 코팅성이 향상되고, 다공질 필름의 양호한 투명성 구현이 가능해지며, 최종 제품인 투명한 다공질 필름의 제조 및 양산이 가능해지고, 특히 균일한 다공질 필름의 제조가 가능하여 다공질 필름의 생산성이 현저하게 향상되는 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제 1 특징에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터는 침지된 다공질 필름의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조; 상기 에탄올 함침조에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크; 하부에 상기 에탄올 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조; 상기 버퍼 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 함유하며, 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 제 2 히터 및 초음파 장치를 구비하는 코팅액 함침조; 및 상기 버퍼 함침조 및 상기 코팅액 함침조 내로 순환 공급로를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 특징에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터는 침지된 다공질 필름의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조; 상기 에탄올 함침조에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크; 하부에 상기 에탄올 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조; 상기 버퍼 함침조로부터 공급되어 순차적으로 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 각각 함유하며, 각각의 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 복수의 제 2 히터 및 복수의 초음파 장치를 구비하는 복수의 코팅액 함침조; 및 상기 버퍼 함침조 및 상기 복수의 코팅액 함침조 내로 순환 공급로를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 특징에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템은 다공질 필름을 공급하는 공급롤; 상기 공급롤로부터 공급되는 상기 다공질 필름이 침지되며, 상기 다공질 필름의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조; 상기 에탄올 함침조의 전단에 제공되며, 상기 다공질 필름의 상부 및 하부 표면을 개질하도록 각각 제공되는 한 쌍의 상부 및 하부 플라즈마 장치; 상기 에탄올 함침조에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크; 하부에 상기 에탄올 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조; 상기 버퍼 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 함유하며, 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 제 2 히터 및 초음파 장치를 구비하는 코팅액 함침조; 상기 버퍼 함침조 및 상기 코팅액 함침조 내로 순환 공급로를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크; 상기 코팅액 함침조를 통과하여 공급되는 상기 다공질 필름 내의 상기 제 1 및 제 2 코팅액을 추가적으로 가경화시키기 위한 추가 가경화 장치; 상기 추가 가경화 장치를 통과하여 공급되는 상기 다공질 필름을 건조시키기 위한 건조 장치; 및 건조된 상기 다공질 필름이 회수되는 회수롤을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 4 특징에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템은 다공질 필름을 공급하는 공급롤; 상기 공급롤로부터 공급되는 상기 다공질 필름이 침지되며, 상기 다공질 필름의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조; 상기 에탄올 함침조의 전단에 제공되며, 상기 다공질 필름의 상부 및 하부 표면을 개질하도록 각각 제공되는 한 쌍의 상부 및 하부 플라즈마 장치; 상기 에탄올 함침조에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크; 하부에 상기 에탄올 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조; 상기 버퍼 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 각각 함유하며, 각각의 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 복수의 제 2 히터 및 복수의 초음파 장치를 구비하는 복수의 코팅액 함침조; 상기 버퍼 함침조 및 상기 복수의 코팅액 함침조 내로 순환 공급로를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크; 상기 복수의 코팅액 함침조를 통과하여 공급되는 상기 다공질 필름 내의 상기 제 1 및 제 2 코팅액을 추가적으로 가경화시키기 위한 추가 가경화 장치; 상기 추가 가경화 장치를 통과하여 공급되는 상기 다공질 필름을 건조시키기 위한 건조 장치; 및 건조된 상기 다공질 필름이 회수되는 회수롤을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터 및 이를 구비한 함침 코팅 시스템을 사용하면 다음과 같은 효과가 달성된다.
1. 다공질 필름의 코팅성이 향상된다.
2. 다공질 필름의 양호한 투명성 구현이 가능해진다.
3. 최종 제품인 투명한 다공질 필름의 제조 및 양산이 가능해진다.
4. 특히 균일한 다공질 필름의 제조가 가능하여 다공질 필름의 생산성이 현저하게 향상된다.
본 발명의 추가적인 장점은 동일 또는 유사한 참조번호가 동일한 구성요소를 표시하는 첨부 도면을 참조하여 이하의 설명으로부터 명백히 이해될 수 있다.
도 1a는 종래기술에 따른 함침방법 및 함침장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 또 다른 종래 기술에 따른 함침장치의 사시도이다.
도 1c는 또 다른 종래 기술에 따른 함침장치에 사용되는 지지체의 사시도의 사시도이다.
도 1d는 또 다른 종래 기술에 따른 함침장체에서 발생한 와류에 의한 함침제의 흐름을 보여주는 도면이다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터 및 이를 구비한 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터의 확대 도면이다.
도 2c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터 및 이를 구비한 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2d는 도 2c에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터의 확대 도면이다.
도 2e는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터에 사용되는 초음파 장치를 사용하여 제조된 다공질 필름의 투명성을 보여주는 사진이다.
도 2f는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터에 초음파 장치 대신 고주파 장치를 사용하여 제조된 다공질 필름의 불투명성을 보여주는 사진이다.
도 2g는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템에서, 플라즈마 장치만을 사용하고, 에탄올 함침조 및 보호 필름을 사용하지 않는 경우 제조된 다공질 필름을 보여주는 사진이다.
도 2h는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템에서, 에탄올 함침조만을 사용하고, 플라즈마 장치, 및 보호 필름을 사용하지 않는 경우 제조된 다공질 필름을 보여주는 사진이다.
도 2i는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템에서, 플라즈마 장치 및 에탄올 함침조만을 사용하고, 보호 필름을 사용하지 않는 경우 제조된 다공질 필름을 보여주는 사진이다.
도 2j는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템에서, 플라즈마 장치, 에탄올 함침조, 및 보호 필름을 모두 사용한 경우 제조된 다공질 필름을 보여주는 사진이다.
이하에서 본 발명의 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터 및 이를 구비한 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터의 확대 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220)는 침지된 다공질 필름(206)의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조(230); 상기 에탄올 함침조(230)에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크(미도시); 하부에 상기 에탄올 함침조(230)로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름(206)의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터(246)를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조(240); 상기 버퍼 함침조(240)로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름(206)의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 함유하며, 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 제 2 히터(256) 및 초음파 장치(258)를 구비하는 코팅액 함침조(250); 및 상기 버퍼 함침조(240) 및 상기 코팅액 함침조(250) 내로 순환 공급로(262)를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크(260)를 포함한다. 여기서, 상기 코팅액 공급 탱크(260)로부터 버퍼 함침조(240) 및 코팅액 함침조(250) 내로 각각 공급되는 제 1 코팅액 및 제 2 코팅액은 동일한 코팅액이라는 점에 유의하여야 한다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅용 시스템(200)은 다공질 필름(206)을 공급하는 공급롤(202); 상기 공급롤(202)로부터 공급되는 상기 다공질 필름(206)이 침지되며, 상기 다공질 필름(206)의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조(230); 상기 에탄올 함침조(230)의 전단에 제공되며, 상기 다공질 필름(206)의 상부 및 하부 표면을 개질하도록 각각 제공되는 한 쌍의 상부 및 하부 플라즈마 장치(210); 상기 에탄올 함침조(230)에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크(미도시); 하부에 상기 에탄올 함침조(230)로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름(206)의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터(246)를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조(240); 상기 버퍼 함침조(240)로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름(206)의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 함유하며, 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 제 2 히터(256) 및 초음파 장치(258)를 구비하는 코팅액 함침조(250); 상기 버퍼 함침조(240) 및 상기 코팅액 함침조(250) 내로 순환 공급로(262)를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크(260); 상기 코팅액 함침조(250)를 통과하여 공급되는 상기 다공질 필름(206) 내의 상기 제 1 및 제 2 코팅액을 추가적으로 가경화시키기 위한 추가 가경화 장치(272); 상기 추가 가경화 장치(272)를 통과하여 공급되는 상기 다공질 필름(206)을 건조시키기 위한 건조 장치(274); 및 건조된 상기 다공질 필름(206)이 회수되는 회수롤(204)을 포함한다. 여기서, 상기 코팅액 공급 탱크(260)로부터 버퍼 함침조(240) 및 코팅액 함침조(250) 내로 각각 공급되는 제 1 코팅액 및 제 2 코팅액은 동일한 코팅액이라는 점에 유의하여야 한다. 또한, 에탄올 함침조(230); 에탄올 공급 탱크(미도시); 버퍼 함침조(240); 코팅액 함침조(250); 및 코팅액 공급 탱크(260)는 다공질 필름 제조용 함침 코터(220)를 구성한다.
상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)은 각각 상기 코팅액 함침조(240)의 전단에 제공되며, 상기 다공질 필름(206)의 상기 다공질 내에 침투된 상기 제 1 코팅액을 가경화시키기 위한 보조 가경화 장치(251)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)에서는 각각, 상기 에탄올 함침조(230)는 그 일측면에 상기 에탄올의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 에탄올 레벨 센서(232) 및 에탄올 농도 센서(234)를 구비하고, 상기 버퍼 함침조(240)는 그 일측면에 상기 제 1 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 제 1 코팅액 레벨 센서(242) 및 제 1 코팅액 농도 센서(244)를 구비하며, 상기 코팅액 함침조(250)는 그 일측면에 상기 제 2 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 제 2 코팅액 레벨 센서(252) 및 제 2 코팅액 농도 센서(254)를 구비할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)에서는 각각, 상기 다공질 필름 제조용 함침 코터(220)의 상부에 배기 장치(290)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 히터(246)는 상기 버퍼 함침조(240)의 하부를 둘러싸는 히터 재킷(jacket)으로 구현되고, 상기 제 2 히터(256)는 상기 코팅액 함침조(250)의 하부를 둘러싸는 히터 재킷으로 구현되며, 상기 초음파 장치(258)는 상기 코팅액 함침조(250)의 하부 내부에 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)은 상기 건조 장치(274)의 전단에 제공되며, 가경화된 상기 다공질 필름(206)의 일측 표면 상에 보호 필름(280)을 공급하여 합착하는 보호 필름 공급 장치(276)를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 건조 장치(274)의 후단에 제공되며, 건조된 상기 다공질 필름(206)의 상기 일측 표면 상에 합착된 상기 보호 필름(280)을 회수하는 보호 필름 회수 장치(278)를 선택적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 가경화 장치(251)는 상기 다공질 필름(206)의 상부 및 하부에 제공되는 근적외선(near infrared: NIR) 램프로 구현되고, 상기 추가 가경화 장치(272)는 상기 다공질 필름(206)의 상부 및 하부에 제공되는 하나 이상의 근적외선(NIR) 램프로 구현되며, 상기 건조 장치(274)는 상기 다공질 필름(206)의 상부 및 하부에 제공되는 하나 이상의 근적외선(NIR) 램프, 및 상기 건조 장치(274) 내부로 열풍을 공급하는 열풍 블로워(미도시)로 구현될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)의 구체적인 구성 및 동작을 상세히 기술한다.
다시 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)에서는, 먼저 공급롤(202)로부터 다공질 필름(206)이 에탄올 함침조(230) 내로 공급되어 침지된다. 이 때, 다공질 필름(206)은 에탄올 함침조(230)의 전단에 제공되는 한 쌍의 상부 및 하부 플라즈마 장치(210)에 의해 다공질 필름(206)의 상부 및 하부 표면(이하 "표면"이라 합니다)이 친수성을 띠도록 개질된다.
그 후, 에탄올 공급 탱크(미도시)로부터 순환 공급되어 에탄올 함침조(230) 내에 함유된 에탄올은 에탄올 함침조(230) 내에 침지된 다공질 필름(206)의 다공질 내로 침투된다.
그 후, 에탄올 함침조(230)를 통과한 다공질 필름(206)은 버퍼 함침조(240) 내로 공급되어 침지된다. 버퍼 함침조(240)에는 코팅액 공급 탱크(260)로부터 순환 공급로(262)를 통해 공급된 제 1 코팅액이 함유되어 있으며, 버퍼 함침조(240)의 하부에는 제 1 히터(246)가 구비되어 있다. 제 1 히터(246)가 온 상태가 되면, 다공질 필름(206)의 다공질 내로 침투된 에탄올이 증발되어 제거됨과 동시에 제 1 코팅액이 다공질 필름(206)의 다공질 내로 침투된다. 본 발명에서 에탄올을 사용하는 이유는 에탄올이 점성을 갖는 제 1 코팅액을 용해하여(즉, 제 1 코팅액의 점성을 낮추어) 제 1 코팅액이 다공질 필름(206)의 다공질 내로 용이하게 침투하도록 해주기 때문이다.
그 후, 다공질 내에 제 1 코팅액이 침투된 다공질 필름(206)은 제 2 코팅액을 함유하는 코팅액 함침조(250) 내로 공급되어 침지된다. 이 때, 코팅액 함침조(240)의 전단에 제공되는 보조 가경화 장치(251)는 다공질 필름(206)의 다공질 내에 침투된 제 1 코팅액을 가경화시킬 수 있다. 이러한 보조 가경화 장치(251)를 사용하는 이유는 다공질 필름(206)이 코팅액 함침조(250) 내의 제 2 코팅액 내로 침지되기 전에 다공질 필름(206)의 다공질 내에 침투된 제 1 코팅액이 다공질에서 스며나오는 것을 방지하여 가경화된 제 1 코팅액의 일부라도 다공질 필름(206)의 다공질 내에 잔류할 수 있도록 하기 위한 것이다. 그러나, 예를 들어, 버퍼 함침조(240)에서 코팅액 함침조(250) 내로 공급되는 다공질 필름(206)의 공급 속도가 충분히 신속하거나 또는 제 1 코팅액의 점도가 코팅액 함침조(250) 내로 공급되는 동안 다공질 필름(206)의 다공질 내에 잔류할 수 있는 경우에는 보조 가경화 장치(251)를 반드시 사용할 필요는 없다. 따라서, 이러한 보조 가경화 장치(251)를 사용 여부는 선택 사양이라는 점에 유의하여야 한다.
한편, 제 2 코팅액은 코팅액 공급 탱크(260)로부터 순환 공급로(262)를 통해 코팅액 함침조(250) 내로 공급된다. 그에 따라, 코팅액 함침조(250) 내로 공급되어 침지된 다공질 필름(206)의 다공질 내로 코팅액 함침조(250) 내에 함유된 제 2 코팅액이 침투된다. 구체적으로, 제 2 코팅액은 제 1 코팅액과 동일한 코팅액이므로, 다공질 내에 미리 침투되어 가경화된 일부 제 1 코팅액의 내부 구멍(pore) 내로 침투된다. 이 때, 제 2 코팅액의 침투를 용이하게 하기 위해 코팅액 함침조(250)의 하부에 제공되는 초음파 장치(258)에 의해 제 2 코팅액을 진동시켜 주면 도 2e 및 도 2f를 참조하여 후술하는 바와 같이 제 2 코팅액의 침투 효과가 현저하게 증가되는 것을 알 수 있다. 또한, 코팅액 함침조(250)의 하부에 제공되는 제 2 히터(256)에 의해 다공질 필름(206)의 다공질 내로 침투된 제 2 코팅액을 가경화시킨다.
그 후, 코팅액 함침조(250)를 통과하여 공급되는 다공질 필름(206)은 건조 장치(274) 내로 공급된다. 이 경우, 다공질 필름(206)의 다공질 내에 침투된 코팅액(제 1 및 제 2 코팅액)이 건조 장치(274) 내로 공급되기 전에 다공질에서 스며나오는 것을 방지하기 위해 건조 장치(274)의 전단에 제공되는 추가 가경화 장치(272)를 이용하여 다공질 내에 침투된 코팅액(제 1 및 제 2 코팅액)을 추가적으로 가경화시킨다.
그 후, 다공질 내의 코팅액(제 1 및 제 2 코팅액)이 가경화된 다공질 필름(206)이 건조 장치(274) 내로 공급되어 건조된 후 회수롤(204)에 의해 회수된다. 이 때, 다공질 필름(206)이 건조 장치(274) 내에서 건조될 때, 도 2g 내지 도 2j를 참조하여 후술하는 바와 같이 다공질 필름(206)의 측면부에 말림(curling) 현상이 발생할 수 있다. 이러한 다공질 필름(206)의 측면부에 말림(curling) 현상 발생을 최소화하거나 방지하기 위해, 건조 장치(274)의 전단에 보호 필름 공급 장치(276)가 추가적으로 제공될 수 있다. 이러한 보호 필름 공급 장치(276)는 추가 가경화 장치(272)에 의해 가경화된 상기 다공질 필름(206)의 일측 표면 상에 보호 필름(280)을 공급하여 합착한다. 이를 위해, 보호 필름 공급 장치(276)는 보호 필름 공급롤(277a) 및 상기 보호 필름(280)을 상기 다공질 필름(206)의 일측 표면 상에 합착하기 위한 합착롤(277b)을 포함할 수 있다. 도 2b에는 보호 필름(280)이 다공질 필름(206)의 상부 표면에 제공되는 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 보호 필름(280)이 다공질 필름(206)의 하부 표면에 제공될 수 있다는 것을 충분히 이해할 수 잇을 것이다. 또한, 보호 필름(280)으로, 예를 들어, PET 필름이 사용될 수 있다.
한편, 보호 필름 공급 장치(276)에 의해 일측 표면에 보호 필름(280)이 제공된 상태로 다공질 필름(206)이 건조 장치(274)에서 건조된 후, 보호 필름(280)은 건조 장치(274)의 후단에 선택적으로 제공되는 보호 필름 회수 장치(278)에 의해 회수되거나, 또는 보호 필름(280)이 다공질 필름(206)의 일측 표면 상에 합착된 상태에서 건조된 후 회수롤(204)에서 회수될 수도 있다. 보호 필름 회수 장치(278)가 사용되는 경우, 보호 필름 회수 장치(278)는 상기 보호 필름(280)을 상기 다공질 필름(206)의 일측 표면 상에서 분리시키기 위한 분리롤(279b), 및 상기 보호 필름(280)을 회수하는 보호 필름 회수롤(279a)을 포함할 수 있다. 따라서, 보호 필름 회수 장치(278)의 사용은 선택사항이다.
또한, 상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)에서는 각각, 에탄올 함침조(230)는 그 일측면에 에탄올 레벨 센서(232) 및 에탄올 농도 센서(234)를 구비하여 에탄올의 레벨 및 농도를 각각 확인할 수 있고, 버퍼 함침조(240)는 그 일측면에 제 1 코팅액 레벨 센서(242) 및 제 1 코팅액 농도 센서(244)를 구비하여 제 1 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인할 수 있으며, 코팅액 함침조(250)는 그 일측면에 제 2 코팅액 레벨 센서(252) 및 제 2 코팅액 농도 센서(254)를 구비하여 제 2 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인할 수 있다. 그 결과, 사용자는 에탄올 함침조(230), 버퍼 함침조(240), 및 코팅액 함침조(250)에서 각각 에탄올의 레벨 및 농도, 제 1 코팅액의 레벨 및 농도, 및 제 2 코팅액의 레벨 및 농도를 감지하여, 에탄올, 제 1 코팅액, 및 제 2 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 정밀하게 제어할 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220)에서 발생되는 가스(예를 들어, 증발된 에탄올 및 증발된 제 1 및 제 2 코팅액)는 다공질 필름 제조용 함침 코터(220)의 상부에 제공되는 배기 장치(290)에 의해 배기될 수 있다.
도 2c는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터 및 이를 구비한 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2d는 도 2c에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터의 확대 도면이다.
도 2c 및 도 2d를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220)는 침지된 다공질 필름(206)의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조(230); 상기 에탄올 함침조(230)에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크(미도시); 하부에 상기 에탄올 함침조(230)로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름(206)의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터(246)를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조(240); 상기 버퍼 함침조(240)로부터 공급되어 순차적으로 침지되는 상기 다공질 필름(206)의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 각각 함유하며, 각각의 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 복수의 제 2 히터(256a,256b) 및 복수의 초음파 장치(258a,258b)를 구비하는 복수의 코팅액 함침조(250a,250b); 및 상기 버퍼 함침조(240) 및 상기 복수의 코팅액 함침조(250a,250b) 내로 순환 공급로(262)를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크(260)를 포함한다. 여기서, 상기 코팅액 공급 탱크(260)로부터 버퍼 함침조(240) 및 복수의 코팅액 함침조(250a,250b) 내로 각각 공급되는 제 1 코팅액 및 제 2 코팅액은 동일한 코팅액이라는 점에 유의하여야 한다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅용 시스템(200)은 다공질 필름(206)을 공급하는 공급롤(202); 상기 공급롤(202)로부터 공급되는 상기 다공질 필름(206)이 침지되며, 상기 다공질 필름(206)의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조(230); 상기 에탄올 함침조(230)의 전단에 제공되며, 상기 다공질 필름(206)의 상부 및 하부 표면을 개질하도록 각각 제공되는 한 쌍의 상부 및 하부 플라즈마 장치(210); 상기 에탄올 함침조(230)에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크(미도시); 하부에 상기 에탄올 함침조(230)로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름(206)의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터(246)를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조(240); 상기 버퍼 함침조(240)로부터 공급되어 순차적으로 침지되는 상기 다공질 필름(206)의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 각각 함유하며, 각각의 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 복수의 제 2 히터(256a,256b) 및 복수의 초음파 장치(258a,258b)를 구비하는 복수의 코팅액 함침조(250a,250b); 상기 버퍼 함침조(240) 및 상기 복수의 코팅액 함침조(250a,250b) 내로 순환 공급로(262)를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크(260); 상기 복수의 코팅액 함침조(250a,250b)를 통과하여 공급되는 상기 다공질 필름(206) 내의 상기 제 1 및 제 2 코팅액을 추가적으로 가경화시키기 위한 추가 가경화 장치(272); 상기 추가 가경화 장치(272)를 통과하여 공급되는 상기 다공질 필름(206)을 건조시키기 위한 건조 장치(274); 및 건조된 상기 다공질 필름(206)이 회수되는 회수롤(204)을 포함한다. 여기서, 상기 코팅액 공급 탱크(260)로부터 버퍼 함침조(240) 및 복수의 코팅액 함침조(250a,250b) 내로 각각 공급되는 제 1 코팅액 및 제 2 코팅액은 동일한 코팅액이라는 점에 유의하여야 한다. 또한, 에탄올 함침조(230); 에탄올 공급 탱크(미도시); 버퍼 함침조(240); 복수의 코팅액 함침조(250a,250b); 및 코팅액 공급 탱크(260)는 다공질 필름 제조용 함침 코터(220)를 구성한다.
상술한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)은 각각 상기 복수의 코팅액 함침조(240a,240b)의 전단에 각각 제공되며, 상기 다공질 필름(206)의 상기 다공질 내에 침투된 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 1 및 제 2 코팅액을 각각 가경화시키기 위한 복수의 보조 가경화 장치(251a,251b)를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)에서는 각각, 상기 에탄올 함침조(230)는 그 일측면에 상기 에탄올의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 에탄올 레벨 센서(232) 및 에탄올 농도 센서(234)를 구비하고, 상기 버퍼 함침조(240)는 그 일측면에 상기 제 1 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 제 1 코팅액 레벨 센서(242) 및 제 1 코팅액 농도 센서(244)를 구비하며, 상기 복수의 코팅액 함침조(250a,250b)는 각각 그 일측면에 상기 제 2 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 복수의 제 2 코팅액 레벨 센서(252a,252a) 및 복수의 제 2 코팅액 농도 센서(254a,254b)를 구비할 수 있다.
또한, 상기 제 1 히터(246)는 상기 버퍼 함침조(240)의 하부를 둘러싸는 히터 재킷(jacket)으로 구현되고, 상기 복수의 제 2 히터(256a,256b)는 상기 복수의 코팅액 함침조(250a,250b)의 각각의 하부를 둘러싸는 히터 재킷으로 구현되며, 상기 복수의 초음파 장치(258a,258b)는 각각 상기 복수의 코팅액 함침조(250a,250b)의 하부 내부에 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)은 상기 건조 장치(274)의 전단에 제공되며, 가경화된 상기 다공질 필름(206)의 일측 표면 상에 보호 필름(280)을 공급하여 합착하는 보호 필름 공급 장치(276)를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 건조 장치(274)의 후단에 제공되며, 건조된 상기 다공질 필름(206)의 상기 일측 표면 상에 합착된 상기 보호 필름(280)을 회수하는 보호 필름 회수 장치(278)를 선택적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 보조 가경화 장치(251)는 상기 다공질 필름(206)의 상부 및 하부에 제공되는 근적외선(NIR) 램프로 구현되고, 상기 추가 가경화 장치(272)는 상기 다공질 필름(206)의 상부 및 하부에 제공되는 하나 이상의 근적외선(NIR) 램프로 구현되며, 상기 건조 장치(274)는 상기 다공질 필름(206)의 상부 및 하부에 제공되는 하나 이상의 근적외선(NIR) 램프, 및 상기 건조 장치(274) 내부로 열풍을 공급하는 열풍 블로워(미도시)로 구현될 수 있다.
상술한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)은 복수의 코팅액 함침조(250a,250b)가 사용된다는 점을 제외하고는 도 2a 및 도 2b에 도시된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)과 그 구체적인 구성 및 동작이 실질적으로 동일하다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)의 구체적인 구성 및 동작에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상술한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)에서는, 복수의 코팅액 함침조(250a,250b)가 사용되므로 다공질 필름(206)의 다공질 내에 침투된 코팅액(제 1 및 제 2 코팅액)의 잔류 가능성이 더 높으므로 도 2e를 참조하여 후술하는 바와 같이 다공질 필름(206)의 투명도가 더욱 향상될 수 있다는 장점을 갖는다.
또한, 도 2c 및 도 2d에 도시된 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220) 및 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(200)에서는, 복수의 코팅액 함침조(250a,250b)로 2개의 코팅액 함침조가 사용되는 것으로 예시적으로 도시되어 있지만, 당업자라면 복수의 코팅액 함침조(250a,250b)로 3개 이상의 코팅액 함침조가 사용될 수 있다는 점을 충분히 이해할 수 있을 것이다.
한편, 복수의 코팅액 함침조(250a,250b)에서 사용되는 복수의 초음파 장치(258a,258b)에서 발생되는 초음파의 세기는 예를 들어 복수의 코팅액 함침조(250a,250b)에서 후단으로 갈수록(즉, 제 1 초음파 장치(258a)에서 제 2 초음파 장치(258b) 방향으로 갈수록) 감소될 수 있다. 구체적으로, 복수의 초음파 장치(258a,258b)에서 발생되는 초음파의 상대적인 세기는 제 1 초음파 장치(258a)에서 발생하는 초음파 세기가 3이고, 제 2 초음파 장치(258b)에서 발생하는 초음파 세기가 2이며, 제 3 초음파 장치(미도시)에서 발생하는 초음파 세기가 1이고, 제 4 초음파 장치(미도시)에서 발생하는 초음파 세기가 0.5일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 이러한 복수의 초음파 장치(258a,258b)에서 발생되는 초음파의 상대적인 세기의 차이는 복수의 코팅액 함침조(250a,250b)에서 후단으로 갈수록 다공질 필름(206)의 다공질 내에 침투될 수 있는 제 2 코팅액의 양이 줄어드는 것을 반영한 것이라는 점에 유의하여야 한다.
또한, 상술한 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220)에서 발생되는 가스(예를 들어, 증발된 에탄올 및 증발된 제 1 및 제 2 코팅액)는 다공질 필름 제조용 함침 코터(220)의 상부에 제공되는 배기 장치(290)에 의해 배기될 수 있다.
도 2e는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터에 사용되는 초음파 장치를 사용하여 제조된 다공질 필름의 투명성을 보여주는 사진이고, 도 2f는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터에 초음파 장치 대신 고주파 장치를 사용하여 제조된 다공질 필름의 불투명성을 보여주는 사진이다.
도 2e 및 도 2f를 도 2a 내지 도 2d와 함께 참조하면, 도 2e의 경우 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220)에 사용되는 초음파 장치(미도시)에 의해 대략 2분 내에 제 2 코팅액이 다공질 필름(206)의 다공질 내로 90% 이상 침투되어 다공질 필름(206)이 투명하게 변했음을 보여주고 있다. 이 때, 사용된 초음파 장치의 주파수 범위는 100 내지 200KHz가 바람직하고, 120 내지 160KHz가 더욱 바람직하며, 130 내지 140KHz가 가장 바람직하다. 반면에, 도 2f의 경우 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코터(220)에 고주파 장치(미도시)를 사용했을 때는 대략 2분 내에 제 2 코팅액이 다공질 필름(206)의 다공질 내로 매우 약하게 침투되어 다공질 필름(206)의 투명성이 충분히 확보되지 못하였음을 보여준다. 이 때, 사용된 고주파 장치의 주파수는 1MHz 이상이 사용되었으며, 이러한 고주파를 사용하는 경우 오히려 제 2 코팅액이 다공질 필름(206)의 다공질 내로 침투되는 양이 감소됨을 알 수 있다.
도 2g는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템에서, 플라즈마 장치만을 사용하고, 에탄올 함침조 및 보호 필름을 사용하지 않는 경우 제조된 다공질 필름을 보여주는 사진이고, 도 2h는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템에서, 에탄올 함침조만을 사용하고, 플라즈마 장치, 및 보호 필름을 사용하지 않는 경우 제조된 다공질 필름을 보여주는 사진이며, 도 2i는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템에서, 플라즈마 장치 및 에탄올 함침조만을 사용하고, 보호 필름을 사용하지 않는 경우 제조된 다공질 필름을 보여주는 사진이고, 도 2j는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템에서, 플라즈마 장치, 에탄올 함침조, 및 보호 필름을 모두 사용한 경우 제조된 다공질 필름을 보여주는 사진이다.
도 2g를 도 2a 내지 도 2f와 함께 참조하면, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(100)에서 플라즈마 장치(210)만을 사용하는 경우에는, 에탄올 미사용에 따라 코팅액의 침투가 이루어지지 않아 다공질 필름(206)의 투명도가 전혀 확보되지 않았으며, 건조 시 측면 말림 현상이 발생하였다. 그에 따라, 최종적으로 얻어지는 다공질 필름(206)은 사용이 불가능하다.
또한, 도 2h를 도 2a 내지 도 2f와 함께 참조하면, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(100)에서 에탄올 함침조(230)만을 사용하는 경우에는, 다공질 필름(206)의 플라즈마 표면처리가 이루어지지 않아 일부 영역(A)에서 기포 및 코팅액의 불완전 침투가 발생하였고, 다공질 필름(206)의 충분한 투명도가 확보되지 않았으며, 건조 시 측면 말림 현상이 발생하였다. 그에 따라, 최종적으로 얻어지는 다공질 필름(206)은 사용이 불가능하다.
또한, 도 2i를 도 2a 내지 도 2f와 함께 참조하면, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(100)에서 플라즈마 장치(210) 및 에탄올 함침조(230)만을 사용하는 경우에는, 다공질 필름(206)은 전체적으로 양호한 투명도가 확보되었지만, 건조 시 측면 말림 현상이 발생하였다. 그에 따라, 최종적으로 얻어지는 다공질 필름(206)은 예를 들어 말림 현상 발생 부분을 제거하면 사용이 가능하다.
또한, 도 2j를 도 2a 내지 도 2f와 함께 참조하면, 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예에 따른 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템(100)에서 플라즈마 장치(210), 에탄올 함침조(230), 및 보호 필름(280)을 모두 사용하는 경우에는, 다공질 필름(206)은 전체적으로 육안으로 확인 가능할 정도의 양호한 투명도가 확보되었을 뿐만 아니라, 건조 시 측면 말림 현상도 거의 발생하지 않았다. 그에 따라, 최종적으로 얻어지는 다공질 필름(206)은 사용이 가능할 뿐만 아니라, 양산이 가능하다.
다양한 변형예가 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 본 명세서에 기술되고 예시된 구성 및 방법으로 만들어질 수 있으므로, 상기 상세한 설명에 포함되거나 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 예시적인 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되지 않으며, 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라서만 정해져야 한다.
110: 용기 120: 지지체 121: 샤프트 122: 베어링
130: 자성체 140: 전동모터 170: 방향전환판
200: 다공질 필름 제조용 함침 코팅용 시스템
202: 공급롤 204: 회수롤 206: 다공질 필름
210: 플라즈마 장치 220: 다공질 필름 제조용 함침 코터
230: 에탄올 함침조 232: 에탄올 레벨 센서 234: 에탄올 농도 센서
240: 버퍼 함침조 242: 제 1 코팅액 레벨 센서
244: 제 1 코팅액 농도 센서 246: 제 1 히터
250,250a,250b: 코팅액 함침조 251,251a,251b: 보조 가경화 장치
252,252a,252b: 제 2 코팅액 레벨 센서
254,254a,254b: 제 2 코팅액 농도 센서 256,256a,256b: 제 2 히터
258,258a,258b: 초음파 장치 262: 순환 공급로
260: 코팅액 공급 탱크 272: 추가 가경화 장치 274: 건조 장치
276: 보호 필름 공급 장치 277a: 보호 필름 공급롤 277b: 합착롤
278: 보호 필름 회수 장치 279a: 보호 필름 회수롤 279b: 분리롤
280: 보호 필름 290: 배기 장치

Claims (18)

  1. 다공질 필름 제조용 함침 코터에 있어서,
    침지된 다공질 필름의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조;
    상기 에탄올 함침조에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크;
    하부에 상기 에탄올 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조;
    상기 버퍼 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 함유하며, 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 제 2 히터 및 초음파 장치를 구비하는 코팅액 함침조; 및
    상기 버퍼 함침조 및 상기 코팅액 함침조 내로 순환 공급로를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크
    를 포함하고,
    상기 다공질 필름 제조용 함침 코터는 상기 코팅액 함침조의 전단에 제공되며, 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내에 침투된 상기 제 1 코팅액을 가경화시키기 위한 보조 가경화 장치를 추가로 포함하는
    다공질 필름 제조용 함침 코터.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 에탄올 함침조는 그 일측면에 상기 에탄올의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 에탄올 레벨 센서 및 에탄올 농도 센서를 구비하고,
    상기 버퍼 함침조는 그 일측면에 상기 제 1 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 제 1 코팅액 레벨 센서 및 제 1 코팅액 농도 센서를 구비하며,
    상기 코팅액 함침조는 그 일측면에 상기 제 2 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 제 2 코팅액 레벨 센서 및 제 2 코팅액 농도 센서를 구비하는
    다공질 필름 제조용 함침 코터.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 다공질 필름 제조용 함침 코터는 상부에 배기 장치를 추가로 포함하는 다공질 필름 제조용 함침 코터.
  5. 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템에 있어서,
    다공질 필름을 공급하는 공급롤;
    상기 공급롤로부터 공급되는 상기 다공질 필름이 침지되며, 상기 다공질 필름의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조;
    상기 에탄올 함침조의 전단에 제공되며, 상기 다공질 필름의 상부 및 하부 표면을 개질하도록 각각 제공되는 한 쌍의 상부 및 하부 플라즈마 장치;
    상기 에탄올 함침조에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크;
    하부에 상기 에탄올 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조;
    상기 버퍼 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 함유하며, 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 제 2 히터 및 초음파 장치를 구비하는 코팅액 함침조;
    상기 버퍼 함침조 및 상기 코팅액 함침조 내로 순환 공급로를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크;
    상기 코팅액 함침조를 통과하여 공급되는 상기 다공질 필름 내의 상기 제 1 및 제 2 코팅액을 추가적으로 가경화시키기 위한 추가 가경화 장치;
    상기 추가 가경화 장치를 통과하여 공급되는 상기 다공질 필름을 건조시키기 위한 건조 장치; 및
    건조된 상기 다공질 필름이 회수되는 회수롤
    을 포함하고,
    상기 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템은 상기 코팅액 함침조의 전단에 제공되며, 상기 버퍼 함침조로부터 공급되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내에 침투된 상기 제 1 코팅액을 가경화시키기 위한 보조 가경화 장치를 추가로 포함하는
    다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 에탄올 함침조는 그 일측면에 상기 에탄올의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 에탄올 레벨 센서 및 에탄올 농도 센서를 구비하고,
    상기 버퍼 함침조는 그 일측면에 상기 제 1 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 제 1 코팅액 레벨 센서 및 제 1 코팅액 농도 센서를 구비하며,
    상기 코팅액 함침조는 그 일측면에 상기 제 2 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 제 2 코팅액 레벨 센서 및 제 2 코팅액 농도 센서를 구비하는
    다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 에탄올 함침조, 상기 에탄올 공급 탱크, 상기 버퍼 함침조, 상기 코팅액 함침조, 및 상기 코팅액 공급 탱크는 다공질 필름 제조용 함침 코터를 구성하고,
    상기 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템은 상기 다공질 필름 제조용 함침 코터의 상부에 배기 장치를 추가로 포함하는
    다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템.
  9. 제 5항 및 제7항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템은
    상기 건조 장치의 전단에 제공되며, 가경화된 상기 다공질 필름의 일측 표면 상에 보호 필름을 공급하여 합착하는 보호 필름 공급 장치를 추가로 포함하고,
    상기 건조 장치의 후단에 제공되며, 건조된 상기 다공질 필름의 상기 일측 표면 상에 합착된 상기 보호 필름을 회수하는 보호 필름 회수 장치를 선택적으로 포함하는
    다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템.
  10. 다공질 필름 제조용 함침 코터에 있어서,
    침지된 다공질 필름의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조;
    상기 에탄올 함침조에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크;
    하부에 상기 에탄올 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조;
    상기 버퍼 함침조로부터 공급되어 순차적으로 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 각각 함유하며, 각각의 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 복수의 제 2 히터 및 복수의 초음파 장치를 구비하는 복수의 코팅액 함침조; 및
    상기 버퍼 함침조 및 상기 복수의 코팅액 함침조 내로 순환 공급로를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크
    를 포함하고,
    상기 다공질 필름 제조용 함침 코터는 상기 복수의 코팅액 함침조의 전단에 제공되며, 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내에 침투된 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 1 및 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 복수의 보조 가경화 장치를 추가로 포함하는
    다공질 필름 제조용 함침 코터.
  11. 삭제
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 에탄올 함침조는 그 일측면에 상기 에탄올의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 에탄올 레벨 센서 및 에탄올 농도 센서를 구비하고,
    상기 버퍼 함침조는 그 일측면에 상기 제 1 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 제 1 코팅액 레벨 센서 및 제 1 코팅액 농도 센서를 구비하며,
    상기 복수의 코팅액 함침조는 그 각각의 일측면에 상기 제 2 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 복수의 제 2 코팅액 레벨 센서 및 복수의 제 2 코팅액 농도 센서를 구비하는
    다공질 필름 제조용 함침 코터.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 다공질 필름 제조용 함침 코터는 상부에 배기 장치를 추가로 포함하는 다공질 필름 제조용 함침 코터.
  14. 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템에 있어서,
    다공질 필름을 공급하는 공급롤;
    상기 공급롤로부터 공급되는 상기 다공질 필름이 침지되며, 상기 다공질 필름의 다공질 내로 침투되는 에탄올을 함유하는 에탄올 함침조;
    상기 에탄올 함침조의 전단에 제공되며, 상기 다공질 필름의 상부 및 하부 표면을 개질하도록 각각 제공되는 한 쌍의 상부 및 하부 플라즈마 장치;
    상기 에탄올 함침조에 상기 에탄올을 순환 방식으로 공급하는 에탄올 공급 탱크;
    하부에 상기 에탄올 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투된 상기 에탄올을 제거하기 위한 제 1 히터를 구비하며, 상기 에탄올이 제거된 상기 다공질 내로 침투되는 제 1 코팅액을 함유하는 버퍼 함침조;
    상기 버퍼 함침조로부터 공급되어 침지되는 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내로 침투되는 제 2 코팅액을 각각 함유하며, 각각의 하부에 상기 다공질 내로 침투된 상기 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 복수의 제 2 히터 및 복수의 초음파 장치를 구비하는 복수의 코팅액 함침조;
    상기 버퍼 함침조 및 상기 복수의 코팅액 함침조 내로 순환 공급로를 통해 각각 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 2 코팅액을 공급하는 코팅액 공급 탱크;
    상기 복수의 코팅액 함침조를 통과하여 공급되는 상기 다공질 필름 내의 상기 제 1 및 제 2 코팅액을 추가적으로 가경화시키기 위한 추가 가경화 장치;
    상기 추가 가경화 장치를 통과하여 공급되는 상기 다공질 필름을 건조시키기 위한 건조 장치; 및
    건조된 상기 다공질 필름이 회수되는 회수롤
    을 포함하고,
    상기 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템은 상기 복수의 코팅액 함침조의 전단에 각각 제공되며, 상기 다공질 필름의 상기 다공질 내에 침투된 상기 제 1 코팅액 및 상기 제 1 및 제 2 코팅액을 가경화시키기 위한 보조 가경화 장치를 추가로 포함하는
    다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템.
  15. 삭제
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 에탄올 함침조는 그 일측면에 상기 에탄올의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 에탄올 레벨 센서 및 에탄올 농도 센서를 구비하고,
    상기 버퍼 함침조는 그 일측면에 상기 제 1 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 제 1 코팅액 레벨 센서 및 제 1 코팅액 농도 센서를 구비하며,
    상기 복수의 코팅액 함침조는 그 각각의 일측면에 상기 제 2 코팅액의 레벨 및 농도를 각각 확인하기 위한 복수의 제 2 코팅액 레벨 센서 및 복수의 제 2 코팅액 농도 센서를 구비하는
    다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 에탄올 함침조, 상기 에탄올 공급 탱크, 상기 버퍼 함침조, 상기 복수의 코팅액 함침조, 및 상기 코팅액 공급 탱크는 다공질 필름 제조용 함침 코터를 구성하고,
    상기 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템은 상기 다공질 필름 제조용 함침 코터의 상부에 배기 장치를 추가로 포함하는
    다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템.
  18. 제 14항 및 제16항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템은
    상기 건조 장치의 전단에 제공되며, 가경화된 상기 다공질 필름의 일측 표면 상에 보호 필름을 공급하여 합착하는 보호 필름 공급 장치를 추가로 포함하고,
    상기 건조 장치의 후단에 제공되며, 건조된 상기 다공질 필름의 상기 일측 표면 상에 합착된 상기 보호 필름을 회수하는 보호 필름 회수 장치를 선택적으로 포함하는
    다공질 필름 제조용 함침 코팅 시스템.
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