KR101992935B1 - 웨이브 방식 코팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이브 방식 코팅 장치를 제공한다. 상기 웨이브 방식 코팅 장치는 코팅 피착면에 코팅용액의 웨이브를 일으켜 코팅용액을 도포하기 위한 웨이브 방식 코팅 장치로서, 코팅 피착면이 하면을 바라보도록 피착물이 제공되는 피착물 제공부, 상기 피착물 제공부 하부에 배치되고 코팅용액이 수용되는 코팅용액 배스, 상기 코팅용액 배스 내에 배치되고, 섬 형태를 가지며 정렬 배치되는 다수개의 파이프, 및 상기 파이프의 말단에 결합되어 상기 파이프에 의해 끌어올려진 코팅용액이 수면 방향으로 웨이브를 발생시키도록 상기 코팅용액을 분사하는 다수개의 노즐을 포함함에 따라 유연기판의 단면에 코팅용액 도포가 가능하고, 도포되는 코팅용액의 양 조절이 가능하며, 코팅액을 절약할 수 있고, 건조 공정 시간을 줄일 수 있으며, 고장의 확률을 낮출 수 있는 효과가 있다.

Description

웨이브 방식 코팅 장치{Wave coating device}

본 발명은 코팅 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 웨이브 방식 코팅 장치에 관한 것이다.

최근 태양전지, 유기발광소자 등 다양한 기술 분야에서 유연성 기판 상에 전도성 금속이 코팅된 형태의 전도성 금속 필름이 활용되고 있다. 전도성 금속 필름은 전기 전도성이 뛰어나고 두께가 얇기 때문에 다양한 전자, 전기, 에너지, 환경 소자 등의 핵심 전극 소재로 활용되고 있다.

일반적으로 유연투명전극과 같은 전도성 금속 필름을 제조하기 위해 기판 상에 전도성 금속을 코팅하는 공정을 거친다. 이러한 코팅 공정은 예를 들어 롤 코팅, 스프레이 코팅, 슬롯 다이 코팅, 플로우 코팅, 딥 코팅법을 사용하여 코팅 대상물 표면에 코팅액을 도포하고, 코팅 대상물 표면의 코팅액을 건조하여 냉각시키는 방식으로 진행된다.

대한민국 등록특허 제10-0665347호(이하, '선행문헌'이라 칭함)는 롤투롤(roll-to-roll) 이송방식과 딥(dip) 코팅법을 사용하는 종래의 전도성 금속 필름 코팅장치에 대해 개시하고 있다. 선행문헌의 롤투롤 방식의 전도성 금속 필름 코팅장치는 공급롤에 감겨있는 유연기판이 풀려서 촉매코팅 유닛과 전도성 금속 코팅 유닛을 통과하며 유연기판 표면 상에 전도성 물질이 코팅되고 회수롤에서 되감긴다.

하지만, 상기 선행문헌과 같은 딥 코팅 공정을 이용할 경우, 유연기판을 코팅용액 저장조에 오랜 시간 동안 함침해야 하는데 기판에 대하여 단면 코팅이 불가능하고, 도포되는 코팅용액의 양 조절이 불가능한 단점이 있다. 또한, 양면이 모두 코팅될 수 밖에 없기 때문에 건조 장치에서 건조 공정 시간이 길어지며 이에 따른 추가 비용이 발생할 수 밖에 없으며, 다중 롤러를 포함하기 때문에 고장 확률이 높은 단점이 있다.

선행문헌 : 한국 등록특허 제10-1653347호 (2016년 9월 1일 공고)

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 피착물의 단면에 코팅용액 도포가 가능하고, 도포되는 코팅용액의 양 조절이 가능하며, 코팅액을 절약할 수 있고, 건조 공정 시간을 줄일 수 있으며, 고장의 확률이 낮은 웨이브 방식 코팅 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 웨이브 방식 코팅 장치를 제공한다. 상기 웨이브 방식 코팅 장치는 코팅 피착면에 코팅용액의 웨이브를 일으켜 코팅용액을 도포하기 위한 웨이브 방식 코팅 장치로서, 코팅 피착면이 하면을 바라보도록 피착물이 제공되는 피착물 제공부; 상기 피착물 제공부 하부에 배치되고 코팅용액이 수용되는 코팅용액 배스; 상기 코팅용액 배스 내에 배치되고, 섬 형태를 가지며 정렬 배치되는 다수개의 파이프; 및 상기 파이프의 말단에 결합되어 상기 파이프에 의해 끌어올려진 코팅용액이 수면 방향으로 웨이브를 발생시키도록 상기 코팅용액을 분사하는 다수개의 노즐을 포함한다.

또한, 상기 노즐들 중 서로 인접하는 제1노즐 및 제2노즐에 의해 각각 형성되는 제1웨이브 및 제2웨이브 간의 간섭을 방지하도록 상기 제1노즐 및 제2노즐 사이에 배치되는 간섭방지막을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 파이프들 중 서로 인접하는 3개의 파이프들 단면의 중심을 연결하여 형성될 수 있는 가상의 삼각형 내각들이 30˚내지 90˚일 수 있다.

또한, 상기 파이프들 중 서로 인접하는 3개의 파이프들 단면의 중심을 연결하여 형성될 수 있는 가상의 삼각형 내각들이 60˚일 수 있다.

또한, 상기 노즐은 하나의 노즐에 적어도 두 개의 파원이 형성되어 상기 적어도 두 개의 파원에 의해 발생하는 웨이브가 서로 보강 간섭을 일으킬 수 있다.

또한, 상기 코팅용액의 누수 발생을 방지하도록 상기 코팅용액 배스의 외주연의 상단부에 연장 형성되며 단면이 C자형으로 만곡된 형태를 갖는 누수 방지 가이드를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 피착물의 단면에 코팅용액 도포가 가능하고, 도포되는 코팅용액의 양 조절이 가능하며, 코팅액을 절약할 수 있고, 건조 공정 시간을 줄일 수 있으며, 고장의 확률을 낮출 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브 방식 코팅 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 코팅용액 배스의 상부면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 코팅용액 배스의 상부면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다. 하기의 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 하지만, 하기 실시예가 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니며, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브 방식 코팅 장치의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브 방식 코팅 장치는 코팅 피착면에 코팅용액의 웨이브를 일으켜 코팅용액을 도포하기 위한 장치로서, 피착물 제공부(10), 코팅용액 배스(20), 파이프(1), 및 노즐(2)을 포함한다.

상기 피착물 제공부(10)는 예를 들면 유연기판과 같은 코팅을 위한 피착물을 제공하는 역할을 수행하며, 도 1과 피착물의 경로를 안내하는 하나 이상의 가이드롤(11)을 포함할 수 있다. 상기 피착물 제공부(10)는 후술되는 코팅용액 배스(20)의 상단에 위치되며, 코팅을 위해 피착물의 피착면이 하면을 바라보도록 피착물을 제공할 수 있다. 이때, 상기 피착물은 유연기판일 수 있고, 플라스틱 필름, 섬유, 종이 유연 글라스, 및 직물지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 코팅용액 배스(20)는 상기 피착물에 코팅되는 코팅용액이 수용되는 공간으로, 상부가 개방된 용기 형태를 가질 수 있다. 이때, 상기 코팅용액 배스(20) 내에 수용되는 코팅용액은 상기 피착물 상에 코팅할 재료의 종류에 따라 달라질 수 있다. 일예로, 전도성 유연기판을 제조할 경우 상기 코팅용액이 수용될 수 있으며, 전도성 금속 또는 촉매 물질을 포함할 수 있다.

전술된 바와 같이, 상기 피착물을 유연기판을 사용하고, 코팅용액 배스(20) 내에 수용되는 코팅용액이 전도성 코팅용액일 경우, 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브 방식 코팅 장치는 전도성 필름 재료 제조에 적용되어 공정 특성을 향상시킬 수 있다.

상기 코팅용액 배스(20) 내에 파이프(1) 및 노즐(2)이 구비됨에 따라 코팅용액의 수면으로부터 수직 상승하는 방향으로 물결 웨이브를 발생시켜 상기 피착물에 코팅용액이 도포된다. 이에, 침지수단 없이도 간단한 공정에 의해 피착물 상에 코팅용액 도포가 가능하고, 피착물의 단일면 코팅이 가능한 장점이 있다. 또한, 종래의 경우 피착물을 코팅용액 내에 침지시키기 위한 별도의 침지수단을 함께 침지 시킴에 따라 침지수단으로부터 발생된 이물질이 코팅용액에 침전되어 피착물에 이물질이 포함되어 코팅되는 문제점이 있었으나, 본 발명의 일실시예에 따른 웨이브 방식 코팅 장치는 별도의 침지수단이 필요 없기 때문에 코팅용액에 이물질이 부유하는 것을 방지할 수 있고, 고장의 확률을 낮출 수 있다.

이때, 상기 코팅용액 배스(20)의 외주연의 상단부에 결합되며 단면이 C자형으로 만곡된 형태를 갖는 누수 방지 가이드(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 누수 방지 가이드는 상기 코팅용액의 누수 발생을 방지할 수 있다. 이때, 상기 누수 방지 가이드는 C자형으로 만곡된 형태를 가짐에 따라, 누수된 코팅용액이 다시 코팅용액 배스(20) 내로 투입되도록 유도할 수 있다.

또한, 상기 코팅용액 배스(20)의 하단에는 코팅용액이 배출되는 배출구(21)가 형성되어 있고, 상기 배출구(21)를 통해 배출된 코팅용액은 필터(미도시)를 포함하는 유로를 통해 다시 공급부(22)로 공급되어 상기 코팅용액 배스(20) 내로 재공급될 수 있다. 또한, 코팅용액은 코팅용액 배스(20) 측면에 형성된 드레인(23)을 통해 코팅용액이 배출되어 다시 공급부(22)로 공급되어 사익 코팅용액 배스(20) 내로 재공급될 수 있다.

상기 파이프(1)는 상기 코팅용액 배스(20) 내 또는 외부에 배치되는 구동모터(4)에 연결되어 상기 코팅용액 배스(20)의 하단으로부터 상단을 향해 연장된 형태로 형성될 수 있다. 이때, 상기 파이프(1)는 코팅용액 배스(20) 내에 지지홈 또는 지지링 등과 같은 지지부재에 의해 기립한 형태를 유지할 수 있도록 하면에 고정되어 형성될 수 있다. 이때, 상기 파이프에 의한 코팅 용액의 웨이브에 의해 코팅이 수행됨에 따라, 도포되는 코팅용액의 양 조절이 가능하며, 코팅액을 절약할 수 있고, 건조 공정 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅용액 배스의 상부면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 파이프(1)는 복수개의 파이프(1)이 섬 형태를 갖고 정렬 배치될 수 있다. 또한, 상기 파이프(1)의 배열은 복수개의 행들을 가지며, 각 행은 또한 복수개의 파이프(1)을 구비할 수 있다.

상기 파이프(1)들 중 서로 인접하는 3개의 파이프들 단면의 중심(A₁, A₂, A₃)을 연결하여 형성될 수 있는 가상의 삼각형 내각들 (a₁, a₂, a₃)이 30°내지 90°일 수 있다. 상기 범위 안에서 상기 파이프(1)이 배열될 경우, 단위 면적 당 적은 수의 파이프(1)에 의해 피착물 전면에 걸쳐 누락되는 곳이 없이 코팅용액을 도포할 수 있는 효과가 있다.

보다 구체적으로, 상기 가상의 삼각형 내각들(a₁, a₂, a₃)은 60°인 것이 가장 바람직하다. 상기 내각들(a₁, a₂, a₃)이 60°일 경우, 파이프(1)이 단위 면적 당 가장 적은 수의 파이프(1)에 의해 피착물 전면에 걸쳐 누락되는 곳이 없이 코팅용액을 도포할 수 있는 효과가 있다.

다시 도 1을 참조하면, 상기 노즐(2)은 상기 파이프(1)의 말단에 결합되어 상기 파이프(1)에 의해 끌어올려진 코팅용액이 수면 방향으로 웨이브를 발생시키도록 상기 코팅용액을 분사한다.

이때, 상기 노즐(2)은 하나의 노즐에 적어도 두 개의 파원이 형성되어 상기 두 개의파원에 의해 발생하는 웨이브가 서로 보강 간섭을 일으키도록 설정될 수 있다. 이 경우, 코팅용액이 수면으로부터 더 높은 높이까지 더 넓은 피착면에 도달할 수 있으므로 낮은 전압으로도 높은 코팅 효과를 나타낼 수 있다.

한편, 상기 노즐(2) 중 서로 인접하는 제1노즐 및 제2노즐 사이에 배치되는 간섭방지막(3)을 더 포함할 수 있다. 상기 간섭방지막(3)이 형성됨에 따라 상기 제1노즐 및 제2노즐에 의해 각각 형성되는 제1웨이브(W1) 및 제2웨이브(W2) 간의 간섭을 방지할 수 있다. 이에, 코팅용액이 유동됨에 따라 일부 코팅용액이 수면 위로 유동되어 피착물 상부에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 이때, 상기 간섭방지막(3)은 상기 노즐(2)에 고정될 수 있고, 상기 코팅용액 배스(20)의 하면에 지지부재에 의해 고정될 수 있다.

이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

1 : 파이프 2 : 노즐
3 : 간섭방지막 10 : 피착물 제공부
11 : 가이드롤 20 : 코팅용액 배스
21 : 배출구 22 : 공급구

Claims (6)

1. 코팅 피착면에 코팅용액의 웨이브를 일으켜 코팅용액을 도포하기 위한 웨이브 방식 코팅 장치로서,
   코팅 피착면이 하면을 바라보도록 피착물이 제공되는 피착물 제공부;
   상기 피착물 제공부 하부에 배치되고 코팅용액이 수용되는 코팅용액 배스;
   상기 코팅용액 배스 내에 섬 형태를 가지며 정렬 배치되는 다수개의 파이프; 및
   상기 파이프의 말단에 결합되어 상기 파이프에 의해 끌어올려진 코팅용액이 수면 방향으로 웨이브를 발생시키도록 상기 코팅용액을 분사하는 다수개의 노즐;을 포함하되,
   상기 파이프들 중 서로 인접하는 3개의 파이프들 단면의 중심을 연결하여 형성될 수 있는 가상의 삼각형의 내각들이 60˚이고,
   상기 노즐들 중 서로 인접하는 제1노즐 및 제2노즐에 의해 각각 형성되는 제1웨이브 및 제2웨이브 간의 간섭을 방지하도록 상기 제1노즐 및 제2노즐 사이에 배치되는 간섭방지막을 더 포함하고,
   상기 노즐은 하나의 노즐에 적어도 두 개의 파원이 형성되고, 상기 적어도 두 개의 파원에 의해 발생하는 웨이브가 서로 보강 간섭을 일으키는 것을 특징으로 하는 웨이브 방식 코팅 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 코팅용액의 누수 발생을 방지하도록 상기 코팅용액 배스의 외주연의 상단부에 연장 형성되며 단면이 C자형으로 만곡된 형태를 갖는 누수 방지 가이드를 더 포함하는 웨이브 방식 코팅 장치.

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