KR101776191B1

KR101776191B1 - 높은 전기 전도성의 웹을 생산하기 위한 잉크 코팅장치 및 이를 포함하는 전도성 필름 코팅장치

Info

Publication number: KR101776191B1
Application number: KR1020160155594A
Authority: KR
Inventors: 이승현; 장윤석; 조정대; 김광영
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2017-09-12

Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 롤투롤 방식으로 웹에 전도성 금속 전구체 잉크를 코팅하는 잉크코팅 장치로서, 촉매층이 코팅된 웹을 지지하고 가열하는 히팅 롤러; 소정 간격을 두고 상기 히팅 롤러와 나란히 배치되어, 상기 웹을 지지하는 제1 가이드 롤러; 및 상기 히팅 롤러에서 상기 가이드 롤러측으로 소정 거리 오프셋되어 배치되고, 상기 웹에 금속 전구체 잉크를 코팅하는 코팅 헤드;를 포함하고, 상기 웹은, 상기 코팅 헤드에서 분사되는 금속 전구체 잉크를 흡수할 수 있는 유연기판층, 및 상기 유연기판층의 하부에 부착되고 금속 전구체 잉크가 투과하지 못하는 잉크-불투과성을 갖는 내열필름층(52)을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치를 제공한다.

Description

높은 전기 전도성의 웹을 생산하기 위한 잉크 코팅장치 및 이를 포함하는 전도성 필름 코팅장치 {Ink-coating device for manufacturing web with high electrical conductivity and conductive metal film coating apparatus including the ink-coating device}

본 발명은 전도성 필름 코팅장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 히팅 롤러를 사용하여 웹에 전도성 필름을 코팅하는 잉크코팅 장치 및 이를 포함하는 전도성 필름 코팅장치에 관한 것이다.

최근 태양전지, 유기발광소자(OLED) 등 다양한 기술 분야에서 알루미늄 전극이 활용되고 있다. 알루미늄 전극은 전기 전도성이 뛰어나고 가격도 경제적이어서 다양한 전자, 전기, 에너지, 환경 소자 등의 핵심 전극소재로 활용되고 있다.

특허문헌1은 기판에 알루미늄 박막(필름)을 형성하기 위해 촉매와 알루미늄 전구체 잉크를 사용하는 방법을 개시한다. 이 방법에 따르면, 알루미늄 전구체 잉크를 기판에 코팅하고, 알루미늄 필름 형성을 원활히 하기 위해 금속 전구체 분해활성화 촉매 분위기 하에서 기판을 90 내지 150 ℃의 온도로 가열한다. 이에 따라 전구체 잉크 조성물 내의 알루미늄 전구체가 금속 전구체 분해활성화 촉매로 인해 분해되어 기판의 표면에 알루미늄 박막이 형성된다.

특허문헌2는 위와 같은 알루미늄 필름을 롤투롤(roll-to-roll) 방식에 의해 형성하는 장치를 개시한다. 이와 관련하여 본 명세서의 도1은 상기 특허문헌2의 알루미늄 필름 코팅장치를 개략적으로 나타낸다. 도1에 따르면 종래의 전도성 필름 코팅장치는 롤 형태의 웹을 공급하는 공급롤(100), 코팅 완료된 웹을 롤 형태로 회수하는 회수롤(200), 및 웹에 금속 필름을 코팅하는 장치들이 배치된 챔버(10)를 포함하고, 챔버(10) 내에는 촉매층 형성용 슬롯다이(310), 제1 드라이어(320), 도전체층 형성용 슬롯다이(330), 및 제2 드라이어(340)를 포함한다.

촉매층 형성용 슬롯다이(400)는 웹 위에 촉매층을 코팅하고 제1 드라이어(320)는 코팅된 촉매층에 근적외선(NIR)을 조사하여 건조시킨다. 도전체층 형성용 슬롯다이(330)는 촉매층 위에 금속 전구체 용액을 코팅하고 제2 드라이어(340)는 코팅된 웹을 건조시킨다.

상기 특허문헌1에 개시하였듯이 일반적으로 촉매와 금속 전구체를 반응시켜 금속 필름을 형성하는 경우 촉매와 전구체의 반응에 적합한 온도(예컨대 90 내지 150 ℃)로 웹을 가열할 필요가 있다. 그런데 특허문헌2와 같은 종래기술에서는 웹의 가열을 위해 슬롯다이 전방에 건조장치(드라이어)를 배치하여 기판을 가열하게 되면 웹이 건조장치를 통과하여 슬롯다이에 도달하기 전에 웹의 온도가 다시 내려가는 문제가 있다.

더욱이 일반적으로 웹을 향해 열풍이나 적외선을 조사하여 웹을 가열하는 경우 열에너지가 웹에만 집중되지 않고 주위 공기까지 가열시키게 되므로 열에너지가 주위로 확산되어 버리고 챔버(300) 전체의 온도가 불필요하게 올라가게 되어 열에너지를 효율적으로 사용할 수 없는 문제가 있다.

특허문헌1: 한국 등록특허 제10-1124620호 (2012년 2월 29일 공고) 특허문헌2: 한국 등록특허 제10-1501240호 (2015년 3월 12일 공고)

본 발명의 일 실시예에 따르면 히팅 롤러와 가이드 롤러의 사이에 코팅 헤드를 배치함으로써 코팅액이 웹에 닿은 후 표면 경사에 의해 흘러내리는 것을 방지할 수 있는 잉크코팅 장치 및 이를 포함하는 전도성 필름 코팅장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 웹을 유연기판층과 내열필름층으로 구성함으로써 히팅 롤러의 오염을 방지할 뿐만 아니라 충분한 잉크를 웹에 분사하여 전기전도성이 우수한 웹을 얻을 수 있는 잉크코팅 장치 및 이를 포함하는 전도성 필름 코팅장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 히팅 롤러가 예열 구간과 반응 및 건조 구간을 모두 포함하도록 구성함으로써 웹이 하나의 히팅 롤러에 감겨서 돌아나가는 동안 예열, 반응, 및 건조 과정을 한번에 수행할 수 있는 잉크코팅 장치 및 이를 포함하는 전도성 필름 코팅장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 롤투롤 방식으로 웹에 전도성 금속 전구체 잉크를 코팅하는 잉크코팅 장치에 있어서, 촉매층이 코팅된 웹을 지지하고 가열하는 히팅 롤러; 소정 간격을 두고 상기 히팅 롤러와 나란히 배치되어, 상기 웹을 지지하는 가이드 롤러; 및 상기 히팅 롤러에서 상기 가이드 롤러측으로 소정 거리 오프셋되어 배치되고, 상기 웹에 금속 전구체 잉크를 코팅하는 코팅 헤드;를 포함하고, 상기 웹이, 상기 코팅 헤드에서 분사되는 금속 전구체 잉크를 흡수할 수 있는 유연기판층, 및 상기 유연기판층의 하부에 부착되고 금속 전구체 잉크가 투과하지 못하는 잉크-불투과성을 갖는 내열필름층을 포함하고, 상기 웹이 상기 히팅 롤러의 외주면의 제1 부분과 접촉하는 제1 구간, 상기 가이드 롤러의 외주면의 일부분과 접촉하는 제2 구간, 및 상기 히팅 롤러의 외주면의 제2 부분과 접촉하는 제3 구간을 순차적으로 통과하여 이송되도록, 상기 웹이 상기 히팅 롤러와 상기 가이드 롤러에 감겨지는 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 히팅 롤러와 가이드 롤러의 사이에 코팅 헤드를 배치함으로써 코탱액이 히팅 롤러의 표면 경사에 의해 흘러내리는 것을 방지하여 전기전도성이 우수한 웹을 얻을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 웹이 유연기판층과 내열필름층을 포함하도록 구성하여 히팅 롤러의 오염을 방지하고 전기전도성이 우수한 웹을 얻을 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 히팅 롤러가 예열 구간과 반응 및 건조 구간을 모두 포함하도록 구성함으로써 웹이 하나의 히팅 롤러에 감겨서 돌아나가는 동안 예열, 반응, 및 건조 과정을 한번에 수행할 수 있어 우수한 품질의 전기전도성 필름을 갖는 웹을 얻을 수 있고 잉크코팅 장치의 크기도 소형화할 수 있는 이점이 있다.

도1은 종래의 전도성 필름 코팅장치를 설명하기 위한 블록도,
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 필름 코팅장치의 블록도,
도3은 일 실시예에 따른 촉매코팅 장치를 설명하기 위한 도면,
도4는 제1 실시예에 따른 잉크코팅 장치를 설명하기 위한 도면,
도5는 제1 실시예에 따른 잉크 코팅의 효과를 설명하기 위한 도면,
도6(a)는 종래기술에 따른 롤러, 웹, 촉매층, 및 전구체 잉크층의 온도 구배를 설명하기 위한 도면,
도6(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 히팅 롤러, 내열필름층, 유연기판층, 촉매층, 및 전구체 잉크층의 온도 구배를 설명하기 위한 도면,
도7은 제2 실시예에 따른 잉크코팅 장치를 설명하기 위한 도면,
도8은 제3 실시예에 따른 잉크코팅 장치를 설명하기 위한 도면,
도9는 제4 실시예에 따른 잉크코팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 필름 코팅장치의 블록도이다.

도면을 참조하면, 일 실시예에 따른 전도성 필름 코팅장치는 챔버(10), 공급롤(20), 촉매코팅 장치(30), 잉크코팅 장치(40), 위치제어 장치(50), 회수롤(60), 및 가스정제부(70)를 포함할 수 있다.

챔버(10)는 전도성 필름 코팅장치를 구성하는 후술하는 구성요소들을 수용하며, 필름 코팅에 적합한 가스 분위기를 형성하기 위해 챔버 내부 공기를 외부로부터 차단할 수 있다. 일 실시예에서 챔버(10)는 아르곤(Ar)과 같은 불활성 가스로 충전될 수 있고, 챔버(10) 내에 수분과 산소를 제거하는 것이 바람직하다.

도시한 실시예의 전도성 필름 코팅장치는 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 웹에 전도성 필름을 코팅하는 장치이며, 웹(5)은 롤 형태로 감겨져 있다. 공급롤(20)은 롤 형태의 웹(5)을 권출(un-winding)하여 촉매코팅 장치(30)로 공급한다. 촉매코팅 장치(30)과 잉크코팅 장치(40)를 통과하면서 전도성 필름이 형성된 웹(5)은 회수롤(60)에서 다시 롤 형태로 권취(winding)된다. 구체적 실시 형태에 따라 공급롤(20)과 회수롤(60) 중 적어도 하나는 챔버(10)의 외부에 배치될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에서 웹(5)은 전도성 필름이 코팅되는 모재로서, 도4 내지 도9에 도시한 것처럼 유연기판층(51)과 내열필름층(52)을 포함하는 유연소재이다. 유연기판층(51)은 예를 들어 플라스틱 필름, 섬유, 종이, 유연 글라스, 및 직물지 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 의미할 수 있으며, 이에 한정되지 않고 롤투롤 공정에 적합한 (즉, 휘어질 수 있고 감길 수 있는) 임의의 유연소재를 포함할 수 있다.

내열필름층(52)은 유연기판층(51)의 하부(즉, 촉매나 전도성 잉크가 코팅되는 면의 반대측 면)에 부착되며, 촉매나 잉크가 투과하지 못하는 잉크-불투과성을 가진다. 또한 내열필름층(52)은 촉매나 잉크 코팅시 및/또는 건조시의 높은 열에도 변형되지 않도록 내열성을 갖는 것이 요구된다. 일 실시예에서 내열필름층(52)은 예컨대 폴리이미드 또는 폴리카보네이트를 포함하는 재질로 형성될 수 있다.

촉매코팅 장치(30)는 챔버(10) 내에 배치되어, 공급롤(20)로부터 이송되는 웹(5)의 한쪽 표면에 촉매를 코팅하여 촉매층을 형성한다. 이 때 사용되는 촉매는 웹(5)에 코팅할 전도성 금속의 종류에 따라 달라질 수 있다. 일 실시예에서 전도성 금속으로서 알루미늄(Al)을 사용하는 경우 촉매는 타늄이소프로폭사이드(Ti(O-i-Pr)4), 티타늄 클로라이드(TiCl4), 백금(Pt)계 촉매, 코발트(Co)계 촉매, 니켈(Ni)계 촉매, 망간(Mn)계 촉매, 아연(Zn)계 촉매 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다. 일 실시예에서 촉매는 마이크로그라비어 코팅 방식으로 코팅될 수 있다. 그러나 촉매를 코팅하는 방식이 특정 방식에 제한되지 않으며, 예컨대 슬롯다이 코팅, 딥 코팅, 롤 코팅 등 공지의 방법 중 하나가 사용될 수 있다.

웹의 유연기판층(51)의 재질에 따라, 웹(5)의 표면에 코팅되는 촉매의 적어도 일부가 웹(5)의 내부로도 흡수된다. 예컨대 섬유나 직물지를 웹(5)으로 사용하는 경우 촉매가 섬유나 직물지 내부로 흡수될 수 있다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어 "코팅"은 코팅 물질(예컨대 촉매나 금속 전구체 잉크)을 웹의 표면에 도포하는 것을 의미하기도 하지만 코팅 물질의 적어도 일부가 웹 내부로 주입되는 경우도 의미함을 이해할 것이다.

잉크코팅 장치(40)는 챔버(10) 내에서 웹의 진행방향에서 촉매코팅 장치(40)의 후단에 배치되며, 촉매코팅 장치(30)에서 촉매 코팅된 웹(5)이 하나 이상의 가이드 롤러에 의해 가이드되어 잉크코팅 장치(40)로 이송된다.

잉크코팅 장치(40)는 웹의 촉매 코팅층 위에 전도성 금속 전구체(precursor) 잉크를 코팅한다. 코팅된 금속 전구체는 적절한 온도조건 하에서 촉매와 반응하여 전도성 필름으로 형성된다. 일 실시예에서, 웹에 코팅될 전도성 금속으로서 예컨대 알루미늄(Al), 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다.

금속 전구체 잉크는 금속 전구체와 용매로 구성되며, 필요에 따라 용액 안정제를 더 포함할 수 있다. 금속 전구체는 예를 들어 금속 수소화물(metal hydride), 금속 수소화물과 에테르 또는 아민 계열 물질의 복합체, 또는 이들의 조합일 수 있다. 용매는, 예를 들면, 물, 테트라히드로퓨란(THF), 알코올(alcohol)계 용매, 에테르(ether)계 용매, 설파이드(sulfide)계 용매, 톨루엔(toluene)계 용매, 크실렌(xylene)계 용매, 벤젠(benzene)계 용매, 알칸(alkane)계 용매, 옥세인(oxane)계 용매, 아민(amine)계 용매, 폴리올(polyol)계 용매 또는 이들의 조합일 수 있다.

일 실시예에서 금속 전구체 잉크는 잉크 저장부(85)에 저장되어 있다가 잉크코팅 장치(40)의 코팅 헤드(예컨대 도4의 45)로 주입되고, 코팅 헤드(45)에서 웹으로 분사되어 코팅된다. 코팅 헤드에 의한 코팅 방식으로서 예컨대 슬롯다이 코팅, 슬라이드 코팅, 커튼 코팅, 및 스프레이 코팅 중 적어도 하나의 방식으로 코팅될 수 있고, 그 외의 다른 공지된 방법이 사용될 수 있다.

웹에 전도성 필름이 형성되면, 그 후 웹은 위치제어 장치(50)을 통과하여 회수롤(60)로 이송된다. 위치제어 장치(50)은 웹이 회수롤에서 균일하게 감기도록 하기 위해 웹의 에지 위치를 검출하고 이를 조절할 수 있다.

일 실시예에서 전도성 필름 코팅장치는 챔버(10) 내의 가스를 정제(purification)하는 가스 정제부(70)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서 가스 정제부(70)는 챔버 내 공기중에서 솔벤트(용매) 및 수분을 제거하는 수단 및 정제된 공기를 챔버(10) 내로 송풍하는 송풍수단을 구비할 수 있다. 수 있다. 예를 들어, 가스 정제부(70)가 열교환기를 포함할 수 있고, 솔벤트를 함유한 공기가 열교환기를 통과할 때 수증기 및 솔벤트가 응축되고, 응축된 수증기와 솔벤트를 별도 경로로 배출하여 제거할 수 있다.

대안적인 실시예에서 솔벤트 제거를 위해 카본 또는 제올라이트 등으로 구성된 흡착제층을 포함할 수 있고, 공기가 흡착제층을 통과할 때 솔벤트가 흡착제 표면에 흡착되어 공기중으로부터 솔벤트를 제거할 수 있다. 그 외에도 솔벤트와 수증기를 각각 제거하는 임의의 공지된 방식이 사용될 수 있으며 본 발명은 어느 특정 방식에 제한되지 않는다.

도3은 일 실시예에 따른 촉매코팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도시한 일 실시예에서 촉매코팅 장치(30)이 마이크로그라비어 방식으로 촉매를 코팅하는 것으로 전제한다. 이 경우 촉매코팅 장치(30)은 마이크로그라비어 코팅 롤(31), 하나 이상의 가압 롤러(32), 공압 실린더(33), 촉매 용액을 저장하는 저장조(34), 건조부(37), 및 하나 이상의 가이드 롤러(39)를 포함할 수 있다.

도시한 것처럼 마이크로그라비어 코팅 롤(31)의 일부가 촉매 용액을 저장하는 저장조(34)에 침지되어 있고, 웹(5)이 코팅 롤(31) 상부에 접하면서 이송된다. 저장조(34)에 침지된 코팅 롤(31)의 표면에 촉매 용액이 흡수된 후 코팅 롤(31)이 회전함에 따라 이 코팅 롤(31)과 접하는 웹에 촉매 용액을 코팅한다. 이 때 하나 이상의 가이드 롤러(39)가 웹의 이송 경로를 안내하고, 공압 실린더(33)에 설치된 하나 이상의 가압 롤러(32)가 웹을 코팅 롤(31)에 가압할 수 있다. 또한 도시하지 않았지만 코팅 롤(31)의 표면에 필요이상으로 뭍은 촉매 용액을 제거하는 닥터 블레이드가 코팅 롤(31)에 접하여 배치될 수도 있다.

건조부(37)는 웹(5)을 가열하고 건조시켜 촉매 용액의 용매를 증발시킨다. 웹(5)의 건조를 위해 예컨대 적외선(IR) 건조방식을 사용할 수 있고 대안적으로 열풍 건조기를 사용할 수 있다.

도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 잉크코팅 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도면을 참조하면, 제1 실시예에 따른 잉크코팅 장치(40)는 히팅 롤러(41), 제1 가이드 롤러(42), 및 코팅 헤드(45)를 포함하고, 필요에 따라 하나 이상의 제2 가이드 롤러(43)를 더 포함할 수 있다.

히팅 롤러(41)는 촉매층이 코팅된 웹(5)을 지지하고 가열할 수 있다. 히팅 롤러(41)는 히팅 롤러 내부에 배치된 임의의 가열수단에 의해 가열된다. 이를 위해 히팅 롤러(41)의 본체는 열전도성이 우수한 재질로 제조되는 것이 바람직하다.

히팅 롤러(41)를 가열하는 가열수단은 특정 수단으로 제한되지 않는다. 일 실시예에서 유도가열식으로 히팅 롤러(41)를 가열하거나 히트파이프를 이용하여 히팅 롤러를 가열할 수 있다. 또는 대안적으로 IR 히터를 이용할 수 있으며, 이 경우 IR 히터를 히팅 롤러(41)의 외부 인접한 곳에 배치하고 IR을 히팅 롤러(41)에 조사함으로써 히팅 롤러를 가열할 수 있다. 가열수단에 의해 히팅 롤러(41)가 가열되면, 히팅 롤러(41)의 열에너지가 열전도에 의해 히팅 롤러의 표면까지 전달되고, 히팅 롤러 표면과 접촉하고 있는 웹(5)을 가열하게 된다.

가열수단으로 유도가열식 또는 히트파이프를 이용하는 경우 가열수단을 히팅 롤러(41) 내부에 배치할 수 있으므로 장치 부피를 줄일 수 있다. 또한 가열에 의한 열에너지가 히팅 롤러(41) 외부로 거의 확산되지 않고 내부에서만 전달되기 때문에, 열풍 건조나 IR 건조 방식에 비해 챔버(10) 내의 다른 곳으로 열에너지가 확산되지 않으며 열에너지를 필요한 곳에만 집중화하여 사용할 수 있으므로 에너지 효율이 향상되는 이점이 있다.

히팅 롤러(41)는 촉매와 금속 전구체의 반응을 유도하고 건조하는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 도4에 도시한 것처럼 웹(5)이 히팅 롤러(41)의 외주를 대략 1/4 가량 감싸면서 이송되는 경우, 웹(5)은 히팅 롤러(41)에 접촉하기 시작하는 접촉 시작점(즉, (a)지점)에서부터 웹이 히팅 롤러(41)에서 분리되는 분리 시작점(즉, (b)지점)까지 대략 히팅 롤러의 원주의 1/4의 경로에서 히팅 롤러(41)와 접촉하고 있다. 본 명세서에서 이 구간, 즉 웹(5)이 히팅 롤러에 감기기 시작하는 접촉 시작점부터 웹이 히팅 롤러(41)로부터 분리되기 시작하는 분리 시작점까지의 구간을 "반응 및 건조 구간"이라 칭하기로 한다.

이 반응 및 건조 구간에서 촉매와 금속 전구체의 본격적인 반응이 야기되고 건조반응이 일어나며, 이에 따라 웹(5)에 전도성 필름이 형성될 수 있다. 일 실시예에서 반응 및 건조 구간은 히팅 롤러(41)의 원주의 대략 1/4 내지 3/4 사이일 수 있고, 촉매와 잉크의 반응속도, 히팅 롤러(41)의 회전속도, 히팅 롤러(41)의 가열 온도 등 구체적 실시 조건에 따라 반응 및 건조 구간의 길이가 달라질 수 있다.

제1 가이드 롤러(42)는 히팅 롤러(41)로부터 소정 간격을 두고 히팅 롤러(41)와 나란히 배치된다. 일 실시예에서 히팅 롤러(41)의 상단부와 제1 가이드 롤러(42)의 상단부가 동일 높이가 되도록 배치될 수 있다. 따라서 도시한 것처럼 웹(5)이 적어도 히팅 롤러(41)와 제1 가이드 롤러(42)의 상부를 감싸면서 이송될 때, 히팅 롤러(41)와 제1 가이드 롤러(42) 사이의 이송 구간에서 웹(5)이 수평으로 이송될 수 있다.

제1 가이드 롤러(42)는 내부에 별도의 가열수단을 포함하지 않으므로 제1 가이드 롤러(42)는 히팅 롤러(41) 보다 크기가 작아도 무방하다. 그러나 대안적 실시예에서 제1 가이드 롤러(42)가 히팅 롤러로서 기능하도록 구성할 수 있고, 이 경우 히팅 롤러(41)와 제1 가이드 롤러(42)가 예컨대 동일한 크기를 갖는 한 쌍의 히팅 롤러로 구성될 수 있다.

코팅 헤드(45)는 히팅 롤러(41)의 외주면에 인접하게 배치되며, 히팅 롤러(41)에 감겨져 있는 웹(5)의 촉매층 위에 금속 전구체 잉크를 코팅한다. 도시한 실시예에서는 코팅 헤드(45)가 슬롯다이 방식으로 금속 전구체 잉크를 코팅하는 것으로 도시하였지만, 코팅 헤드(45)는 예컨대 슬라이드 코팅, 커튼 코팅, 및 스프레이 코팅 등 공지된 다양한 코팅 방식 중 하나가 적용되는 장치일 수 있다.

바람직한 일 실시예에서, 코팅 헤드(45)는 히팅 롤러(41)의 최상부, 즉 히팅 롤러(41)의 중심축의 수직 상방향에 위치하지 않고 이로부터 소정 거리 오프셋되어 배치된다. 도시한 실시예에서 코팅 헤드(45)는 히팅 롤러(41)에서 제1 가이드 롤러(42) 방향으로 일정 거리 오프셋되어 배치되어 있다. 따라서 금속 전구체 잉크와 촉매가 반응할 때 발생하는 연기 등 각종 부산물이 코팅 헤드(45)에 도달하지 않으므로 코팅 헤드(45)의 노즐 오염이나 노즐막힘 현상을 방지할 수 있다.

코팅 헤드(45)의 설치 위치, 즉 코팅 헤드(45)가 히팅 롤러(41)의 최상단에서부터 오프셋되는 거리는 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 코팅 헤드(45)의 바로 아래에 위치한 웹(5) 부분에 금속 전구체 잉크가 분사된 직후 1~2초 이내에 히팅 롤러(41)로 이송되는 것이 바람직할 수 있는데, 이를 위해 웹(5)의 이송 속도(즉, 히팅 롤러(41)의 회전속도) 등의 다른 요인을 고려하여 코팅 헤드(45)의 오프셋되는 거리를 설정할 수 있다.

일 실시예에서 웹(5)은 유연기판층(51)과 내열필름층(52)을 포함한다. 즉 웹(5)은 유연기판층(51)과 내열필름층(52)의 적층체이고, 내열필름층(52)이 히팅 롤러(41)와 접촉하고 유연기판층(51)의 상부면에 금속 전구체 잉크가 분사되어 코팅된다. 일 실시예에서 내열필름층(52)은 잉크가 투과할 수 없는 잉크-불투과성의 내열성 필름으로 만들어질 수 있다. 또한 히팅 롤러(41)로부터의 열에너지가 내열필름층(52)을 통과하여 유연기판층(51)으로 전달되어야 하므로, 내열필름층(52)은 가능한 얇은 두께를 갖는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명의 제1 실시예의 잉크코팅 장치(40)에 따르면, 웹(5)이 하나의 히팅 롤러(41)를 통과하는 동안 반응 및 건조 과정을 모두 수행할 수 있도록 컴팩트한 장치 구조를 가지며 또한 이 때 사용되는 웹(5)이 유연기판층(51)과 내열필름층(52)으로 구성되므로 높은 전도성을 갖는 필름을 만들 수 있고 히팅 롤러(41)와 코팅 헤드(45)의 오염이나 노즐 막힘 등의 문제점도 해결할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 이러한 기술적 효과를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

첫째, 잉크 코팅시 코팅 헤드(45)의 오염이나 노즐 막힘 현상을 방지할 수 있다.

코팅 헤드(45)를 히팅 롤러(41)의 최상부의 상방향에 배치하는 경우, 코팅 헤드(45)의 바로 아래로 잉크가 분사될 때 촉매와 잉크가 반응하면서 반응에 따른 부산물, 예컨대 수소가스 연기나 산화알루미늄(Al2O3) 등의 반응부산물이 발생하여 상승하게 되는데, 이로 인해 코팅 헤드(45)가 반응 부산물로 오염되고 특히 코팅 헤드의 노즐이 막히는 문제가 나타난다.

이를 해결하는 한가지 방안으로 코팅 헤드(45)를 히팅 롤러(41)의 최상부가 아닌 좌측 또는 우측으로 약간 이동하여 경사지게 설치하는 방법이 있지만, 이렇게 설치할 경우 코팅 헤드에서 분사된 잉크가 히팅 롤러(41)의 경사진 표면을 따라 흘러내리는 문제가 또한 발생한다.

그러나 본 발명의 실시예에 따르면 히팅 롤러(41)에 병렬로 제1 가이드 롤러(42)를 설치하여 웹(5)이 가이드 롤러(42)에서 히팅 롤러(41) 방향으로 수평으로 이송되도록 하고, 코팅 헤드(45)를 히팅 롤러(41)의 수직 상부가 아니라 히팅 롤러(41)와 제1 가이드 롤러(42) 사이의 수평 영역에 배치하는 구성을 채택하였고, 이 구성에 의하면 코팅 헤드(45)가 촉매와 잉크의 반응 영역에서 벗어나 있으므로 코팅 헤드(45)의 오염이나 노즐 막힘을 방지할 수 있고, 또한 히팅 롤러(41)에 분사된 코팅액이 히팅 롤러 표면을 따라 흘러내리는 것도 방지할 수 있게 된다.

둘째, 히팅 롤러(41) 표면이 잉크에 의해 오염되는 것도 방지할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면 웹(5)이 유연기판층(51)과 잉크-불투과성의 내열필름층(52)으로 구성된다. 따라서 분사된 잉크 중 일부가 유연기판층(51) 아래로 새어나가더라도 내열필름층(52)이 이를 막아주기 때문에 히팅 롤러(41)의 표면이 잉크로 인해 오염되는 것을 방지할 수 있다. 일반적으로 히팅 롤러가 오염되어 교체할 경우 교체 작업의 난이도나 비용면에서 어려움이 있지만 본 발명에서는 잉크-불투과성의 내열필름층(52)이 적층된 웹(5)을 사용하기 때문에 종래에 비해 작업이 용이하고 저비용으로 유지관리를 할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 종래대비 충분한 잉크를 분사하여 전기전도성이 우수한 웹을 만들 수 있다.

잉크코팅에 의해 웹에 전도성 금속층을 형성하는 경우 일반적으로 웹에 잉크를 많이 투여할수록 전기 전도성이 높아진다. 그러나 섬유 등과 같은 웹에 많은 양의 잉크를 분사하면 웹 내부로 스며드는 잉크를 제외한 나머지는 웹 아래로 새어나가므로 버려지게 되므로, 종래에는 어느 한계 이상 잉크를 분사하더라도 웹의 전기 전도성이 더 이상 향상되지 않는다.

그러나 본 발명의 실시예에 따르면 유연기판층(51)과 내열필름층(52)이 적층된 웹(5)에 잉크가 분사되기 때문에 과량의 잉크를 투여하더라도 내열필름층(52)이 잉크를 가두어두는 역할을 하게 되어 잉크가 웹(5) 아래로 새어나가는 것을 방지하고, 이렇게 충분한 잉크를 머금은 채 촉매와 반응하게 되므로 종래에 비해 전기 전도성이 좋은 금속 필름층을 형성할 수 있다.

넷째, 히팅 롤러(41)를 이용해서 아래쪽에서 위쪽 방향으로 웹을 가열하여 코팅하므로 전기 전도성이 우수한 웹을 얻을 수 있다.

히팅 롤러(41)를 사용할 경우 전도성 금속의 코팅 환경이 하부에서 상부로 가면서 조성되어 전기 전도성이 우수한 웹을 얻을 수 있다. 이와 관련하여 도5 및 도6을 참조하여 코팅 품질 향상의 이유를 간략히 설명하기로 한다.

도5는 도4의 히팅 롤러(41)의 상부와 코팅 헤드(45)를 확대한 부분 확대도로서, 촉매층(6)을 갖는 웹(5)이 제1 가이드 롤러(42)에서 히팅 롤러(41) 방향으로 이송되는 모습을 도시하고 있고, 도6(a)와 도6(b)는 각각 종래기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러 및 웹 적층체의 온도 구배를 도식적으로 나타내고 있다.

도5를 참조하면, 히팅 롤러(41)가 도면상에서 반시계 방향으로 회전하고 있으며, 이에 따라 코팅 헤드(45)의 우측편의 내열필름(4)과 웹(5)의 적층구조 위에 촉매층(6)이 코팅되어 있고, 코팅 헤드(45)에서 전구체 잉크가 분사되어 촉매층(6) 위에 전구체 잉크층(7)이 형성된다.

코팅 헤드(45)에 의해 전구체 잉크층(7)이 촉매층(6) 위에 코팅되면 금속 전구체 용액이 촉매층(6)으로 스며들어 혼합되고 반응이 일어난다. 이 때 실제로 촉매와 금속 전구체 사이에 반응이 일어나는 영역은 스며든 금속 전구체가 촉매와 만나는 영역, 즉 촉매층(6)이다. 따라서 신속하고 효율적이며 고품질의 금속 필름을 형성하기 위해서는 촉매층(6)의 온도가 반응에 적합한 온도로 예열되어 있는 것이 중요하다.

그런데 예컨대 도1의 종래기술과 같이 웹을 향해 열풍이나 IR을 조사하여 웹을 가열하는 경우, 도6(a)에 도시한 것처럼 웹 상부 표면쪽, 즉 전구체 잉크층(7)을 먼저 가열하게 된다. 그러므로 열풍이 금속 전구체 코팅층(7)에 도달하면 금속 전구체 용액의 용매를 증발시키는데 열에너지를 먼저 빼앗기기 때문에 촉매층(6)까지 열에너지가 효율적으로 전달되지 않으며 이로 인하여 촉매와 맞닿아 있는 부분의 온도가 상대적으로 느리게 상승하게 된다.

즉 도6(a)에 도식적으로 나타낸 것처럼 전구체 잉크층(7)의 온도가 높더라도 아래쪽을 향해 열에너지가 제대로 전달되지 못하며, 따라서 의도했던 촉매와 금속 전구체의 반응이 즉각적으로 일어나지 않아 전구체에서 금속으로의 변환 효율이 감소하게 된다. 더욱이 이를 해결하고자 열풍의 온도를 더 높여서 전구체 코팅층(7)을 향해 열풍을 불게 되면 오히려 전구체 용액의 용매가 모두 증발하게 되면서 반응 효율이 더 떨어지게 될 수도 있다.

그러나 본 발명의 실시예와 같이 히팅 롤러(41)를 사용하면 도5에 화살표로 표시한 것처럼 히팅 롤러(41) 중심에서 표면측으로 열전도에 의해 열에너지가 전달되므로 웹(5)의 내열필름층(52)으로부터 촉매층(6)을 향하는 방향으로 열에너지가 전달되고, 이와 같이 히팅 롤러(41)측에서부터 웹(5)을 향해 열이 공급되는 히팅롤 방식에서는 촉매와 맞닿은 부분의 전구체 잉크의 가장 하단부부터 온도가 상승하게 되어 도6(b)에 도시한 것처럼 위로 갈수록 온도가 낮아지는 분포가 되는데, 열전도 방식에 의해 열이 전달되므로 열전달 효율이 높고 열의 분산이 적으므로 웹(5)을 지나 촉매층(6)까지 전달되더라도 온도 감소가 상대적으로 적고, 그러므로 전구체 잉크가 금속 필름으로 변환되는 효율이 좋고 용매의 증발 이전에 반응을 일으키는데 적합하므로 코팅 품질이 우수한 전기전도성 금속층을 형성할 수 있다.

이하에서는 웹(5)이 히팅 롤러(41)와 제1 및 제2 가이드 롤러(42,43)에 감기는 구조에 따른 다양한 변형 실시예들을 도7 내지 도9를 참조하여 설명하기로 한다.

도7은 제2 실시예에 따른 잉크코팅 장치를 나타낸다.

도시한 제2 실시예에 따른 잉크코팅 장치는 히팅 롤러(41), 제1 가이드 롤러(42), 제2 가이드 롤러(43), 및 코팅 헤드(45)를 포함하며, 이러한 구성요소들은 도4의 제1 실시예의 대응 구성요소들과 동일 또는 유사한 구조 및 기능을 가지므로 설명을 생략한다.

제1 실시예와 비교할 때 도7의 제2 실시예에서 히팅 롤러(41)의 외주 표면에 감겨있는 웹(5)의 길이가 제1 실시예에 비해 더 길다. 구체적으로, 도7의 제2 실시예에서 반응 및 건조 구간은 접촉 시작점(즉 (a)지점)에서 분리 시작점(즉 (b)지점)까지 대략 225도 각도, 즉 히팅 롤러의 원주의 5/8의 길이이다.

따라서 제1 실시예에 비해 반응 및 건조 구간이 더 길어졌으며, 예컨대 잉크 성분 등 구체적 실시 조건에 따라 건조 시간을 길게 해야 하는 경우 제2 실시에와 같은 장치 구조를 사용할 수 있다. 또한 이와 같이 히팅 롤러(41)에 대한 제1 및 제2 가이드 롤러(42,43)의 배치 위치를 적절히 변형함으로써 반응 및 건조 구간의 길이를 구체적 실시 형태에 맞게 조절할 수 있음을 알 수 있다.

도8은 제3 실시예에 따른 잉크코팅 장치를 나타낸다.

도시한 제3 실시예에 따른 잉크코팅 장치는 히팅 롤러(41), 제1 가이드 롤러(42), 제2 가이드 롤러(43), 제3 가이드 롤러(44), 및 코팅 헤드(45)를 포함하며, 이 중 제3 가이드 롤러(44)를 제외한 나머지 구성요소들은 도4의 제1 실시예의 대응 구성요소들과 동일 또는 유사한 구조 및 기능을 가지므로 설명을 생략한다.

제1 실시예와 비교할 때, 제1 실시예에서는 웹(5)이 제1 가이드 롤러(42)를 통과하여 히팅 롤러(41)로 이송되지만, 도8의 제3 실시예에서는 웹(5)이 제3 가이드 롤러(44)의 가이드에 의해 히팅 롤러(41)에 접촉하였다가 떨어지고 제1 가이드 롤러(42)를 통과한 후 히팅 롤러(41)에 다시 접촉하는 경로로 이송된다.

따라서 이 실시예에서 웹(5)은, 제3 가이드 롤러(44)의 가이드에 의해 히팅 롤러(41)의 외주면의 일부분과 접촉하는 제1 구간(즉, 도8의 (a)에서 (b)까지의 구간), 히팅 롤러(41)에서 떨어져서 제1 가이드 롤러(42)의 외주면의 일부분과 접촉하는 제2 구간(즉 제1 가이드 롤러(42)를 일부분 감는 구간), 및 히팅 롤러(41)의 외주면의 또 다른 일부분과 접촉하는 제3 구간(즉 도8의 (c)에서 (d)까지의 구간)을 순차적으로 통과하며 이송된다.

이러한 제3 실시예의 구성에 따르면 히팅 롤러(41)는 웹을 미리 가열하는 예열 기능을 가질 수 있다. 즉 도8에서 웹(5)이 히팅 롤러(41)와 최초로 접촉하기 시작하는 접촉 시작점(즉, (a)지점)에서부터 웹이 히팅 롤러(41)에서 분리되는 분리 시작점(즉, (b)지점)까지의 구간(이하에서 "예열 구간"이라 칭하기로 함)에서 히팅 롤러(41)와 접하고 있으므로 웹(5)이 코팅 헤드(45)에 의해 코팅되기 전에 웹을 미리 예열할 수 있다.

도시한 실시예에서 예열 구간은 (a) 지점에서 (b) 지점까지 대략 히팅 롤러(41)의 원주의 1/8에 해당하고, 반응 및 건조 구간은 (c) 지점에서 (d) 지점까지 대략 히팅 롤러의 원주의 3/8에 해당한다. 바람직하게는, 반응에 필요한 예열을 위해, 예열 구간의 길이가 히팅 롤러(41) 원주의 1/8 내지 1/2 사이일 수 있고, 충분한 반응과 건조를 위해 반응 및 건조 구간의 길이가 히팅 롤러의 원주의 1/8 내지 1/2 사이인 것이 바람직할 수 있다. 그러나 예열 구간 및 반응 및 건조 구간의 길이는 히팅 롤러의 크기(반경), 웹의 이송 속도, 히팅 롤러의 가열 온도, 잉크의 분사량, 웹의 재질 등 여러 조건에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.

이러한 제3 실시예에 따르면, 웹(5)이 하나의 히팅 롤러(41)를 통과하는 동안 예열, 반응, 및 건조 과정을 모두 거치게 되므로 잉크 코팅 장치의 소형화 및 장치 효율성을 높일 수 있다.

도9는 제4 실시예에 따른 잉크코팅 장치를 나타낸다.

제4 실시예에 따른 잉크코팅 장치는 제1 가이드 롤러(42), 제2 가이드 롤러(42), 제3 가이드 롤러(44), 및 코팅 헤드(45)를 포함하며, 이러한 구성요소들은 도8의 제3 실시예의 대응 구성요소들과 동일 또는 유사한 구조 및 기능을 가지므로 설명을 생략한다.

제3 실시예와 비교할 때 도9의 제4 실시예에서 예열 구간이 더 길다. 도9를 참조하면 제4 실시예에서 예열 구간은 접촉 시작점(즉 (a)지점)에서 분리 시작점(즉 (b)지점)까지 대략 100도 각도에 해당하는 길이이고, 반응 및 건조 구간은 접촉 시작점(즉 (c)지점)에서 분리 시작점(즉 (d)지점) 까지 대략 80도 각도에 해당하는 길이로 도시되었다.

이러한 제4 실시예에서는 제3 실시예에 비해 예열 구간이 상대적으로 더 길기 때문에, 예컨대 더 높은 반응 온도가 필요하되 반응과 건조는 짧아도 되는 경우 제4 실시예와 같이 잉크코팅 장치를 구성할 수 있다.

이상과 같이 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 상술한 실시예 외에도 다양한 변형례가 있을 수 있다. 이와 같이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자라면 상술한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

5: 웹
10: 챔버
20: 공급롤
30: 촉매코팅 장치
40: 잉크코팅 장치
41: 히팅 롤러
42, 43, 44: 가이드 롤러
45: 코팅 헤드
50: 위치제어 장치
51: 유연기판층
52: 내열필름층
60: 회수롤

Claims

롤투롤 방식으로 웹에 전도성 금속 전구체 잉크를 코팅하는 잉크코팅 장치로서,
촉매층이 코팅된 웹을 지지하고 가열하는 히팅 롤러;
소정 간격을 두고 상기 히팅 롤러와 나란히 배치되어, 상기 웹을 지지하는 가이드 롤러; 및
상기 히팅 롤러의 상부에 배치되고 상기 웹에 금속 전구체 잉크를 코팅하는 코팅 헤드;를 포함하고,
상기 코팅 헤드가 상기 히팅 롤러의 최상부에서 상기 가이드 롤러 방향으로 소정거리 오프셋되어 배치됨으로써, 상기 코팅 헤드 아래에 위치한 상기 웹의 영역에 금속 전구체 잉크가 분사된 후 일정 시간 이후에 이 영역이 상기 히팅 롤러에 접촉하게 되고,
상기 웹은, 상기 코팅 헤드에서 분사되는 금속 전구체 잉크를 흡수할 수 있는 유연기판층, 및 상기 유연기판층의 하부에 부착되고 금속 전구체 잉크가 투과하지 못하는 잉크-불투과성을 갖는 내열필름층을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 히팅 롤러가, 상기 웹이 상기 히팅 롤러에 접촉하기 시작하는 접촉 시작점부터 상기 웹이 상기 히팅 롤러로부터 분리되기 시작하는 분리 시작점까지 상기 촉매와 금속 전구체의 반응을 야기하고 웹을 건조시키는 반응 및 건조 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 반응 및 건조 구간에서, 상기 히팅 롤러 내부의 열에너지가 열전도에 의해 상기 웹에 전달됨으로써, 열에너지가 상기 내열필름층에서 상기 촉매층 방향으로 전달되어 촉매와 금속 전구체의 반응을 촉진하는 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 접촉 시작점부터 상기 분리 시작점까지의 상기 히팅 롤러의 외주면을 따른 경로의 길이가 상기 히팅 롤러의 원주의 1/4 내지 3/4 사이인 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 내열필름층이 폴리이미드 또는 폴리카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치.
롤투롤 방식으로 웹에 전도성 금속 전구체 잉크를 코팅하는 잉크코팅 장치에 있어서,
촉매층이 코팅된 웹을 지지하고 가열하는 히팅 롤러;
소정 간격을 두고 상기 히팅 롤러와 나란히 배치되어, 상기 웹을 지지하는 가이드 롤러; 및
상기 히팅 롤러에서 상기 가이드 롤러측으로 소정 거리 오프셋되어 배치되고, 상기 웹에 금속 전구체 잉크를 코팅하는 코팅 헤드;를 포함하고,
상기 웹이, 상기 코팅 헤드에서 분사되는 금속 전구체 잉크를 흡수할 수 있는 유연기판층, 및 상기 유연기판층의 하부에 부착되고 금속 전구체 잉크가 투과하지 못하는 잉크-불투과성을 갖는 내열필름층을 포함하고,
상기 웹이 상기 히팅 롤러의 외주면의 제1 부분과 접촉하는 제1 구간, 상기 가이드 롤러의 외주면의 일부분과 접촉하는 제2 구간, 및 상기 히팅 롤러의 외주면의 제2 부분과 접촉하는 제3 구간을 순차적으로 통과하여 이송되도록, 상기 웹이 상기 히팅 롤러와 상기 가이드 롤러에 감겨지는 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 제1 구간이, 상기 웹이 상기 히팅 롤러에 접촉하기 시작하는 제1 접촉 시작점부터 상기 웹이 상기 히팅 롤러로부터 분리되기 시작하는 제1 분리 시작점까지 상기 웹을 가열하는 예열 구간을 포함하고,
상기 제3 구간이, 상기 웹이 상기 히팅 롤러에 접촉하기 시작하는 제2 접촉 시작점부터 상기 웹이 상기 히팅 롤러로부터 분리되기 시작하는 제2 분리 시작점까지 상기 촉매와 금속 전구체의 반응을 야기하고 웹을 건조시키는 반응 및 건조 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 예열 구간의 제1 접촉 시작점부터 제1 분리 시작점까지의 상기 히팅 롤러의 외주면을 따른 경로 길이가 상기 히팅 롤러의 원주의 1/8 내지 1/2 사이인 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 반응 및 건조 구간의 제2 접촉 시작점부터 제2 분리 시작점까지의 상기 히팅 롤러의 외주면을 따른 경로 길이가 상기 히팅 롤러의 원주의 1/8 내지 1/2 사이인 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치.
제 6 항에 있어서,
웹이 상기 히팅 롤러의 상기 제1 구간을 통과하는 동안, 촉매와 금속 전구체의 반응을 야기할 수 있는 온도 범위까지 상기 웹을 가열하도록, 상기 히팅 롤러의 회전속도 및 가열온도가 설정되는 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 반응 및 건조 구간에서, 상기 히팅 롤러 내부의 열에너지가 열전도에 의해 상기 웹에 전달됨으로써, 열에너지가 상기 내열필름층에서 상기 촉매층 방향으로 전달되어 촉매와 금속 전구체의 반응을 촉진하는 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 내열필름층이 폴리이미드 또는 폴리카보네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크코팅 장치.
롤투롤 방식으로 웹에 전도성 필름을 코팅하는 장치로서,
불활성 가스로 채워지는 챔버;
상기 챔버 내에 배치되고, 웹에 촉매를 코팅하는 촉매코팅 장치; 및
상기 챔버 내에 배치되고, 상기 웹의 촉매 코팅층 위에 전도성 금속 전구체 잉크를 코팅하고 상기 촉매와 전도성 금속 전구체의 반응에 의해 전도성 필름을 생성하는, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 잉크코팅 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 필름 코팅장치.
제 13 항에 있어서,
상기 챔버 내에 배치되고, 상기 웹을 권출하여 상기 촉매코팅 장치로 공급하는 공급롤; 및
상기 챔버 내에 배치되고, 상기 전도성 필름이 생성된 웹을 회수하여 롤 형태로 권취하는 회수롤;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 필름 코팅장치.
제 13 항에 있어서, 상기 촉매코팅 장치가,
상기 웹에 촉매 용액을 코팅하는 마이크로그라비어 코팅 롤; 및
상기 촉매 용액이 코팅된 웹을 가열하여 건조하는 건조부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전도성 필름 코팅장치.