KR102118033B1 - 멀티 코팅 장치 - Google Patents

Abstract

멀티 코팅 장치가 개시된다. 본 발명은 플렉서블한 필름에 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 콤마 코팅 등의 멀티 코팅이 가능하고 건조와 라미네이팅 후 리와이딩하여 하나의 장치로 여러 가지 멀티 코팅이 이루어질 수 있는 멀티 코팅 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 멀티 코팅 장치는 롤 형태로 공급된 필름을 풀어 공급하는 언와인딩 유닛과, 상기 언와인딩 유닛에 의해 풀린 필름의 표면을 코팅하는 코팅 유닛과, 상기 코팅 유닛에서 표면에 코팅이 이루어진 필름을 건조시키는 드라이 유닛과, 상기 드라이 유닛에 의해 건조된 필름을 롤 형태로 감는 리와인딩 유닛과, 상기 드라이 유닛에 의해 건조된 필름에 다른 필름을 열 압착시켜 접착시키는 라미네이팅 유닛으로 구성된다. 여기서 상기 코팅 유닛은 그라비아 롤에 의해 코팅용액을 상기 필름에 코팅하는 그라비아 코팅기와, 상기 그라비아 코팅기를 통과한 필름이 공급된 다음 코팅액 공급틀에 밀착된 롤에 의해 코팅이 이루어지는 마이크로 그라비아 코팅기와, 상기 마이크로 그라비아 코팅기를 통과한 필름이 선택적으로 공급되어 코팅 롤과 콤마 롤에 의해 코팅이 이루어지는 콤마 코팅기를 포함한다.

Description

멀티 코팅 장치 {Multi-coater machine}

본 발명은 멀티 코팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플렉서블한 필름에 그라비아 코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 콤마 코팅 등의 멀티 코팅이 가능하고 건조와 라미네이팅 후 리와이딩하여 하나의 장치로 여러 가지 멀티 코팅이 이루어질 수 있는 멀티 코팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 코팅(Coating)은 종이나 플라스틱 필름에 도공 액을 도포하여 얇은 피막을 형성시키는 것으로 사용용도에 따라 인쇄, 디스플레이장치, 산업용 포장재, 의료장비, 전자장비 등 수 많은 장치의 부품이나 완제품으로 활용된다.

한국이 전 세계 시장을 석권하고 있는 평판 Display 제품인 LCD-TV, Monitor, Mobile, Note Book, MP3 등의 제품에 부착되는 Film의 수요는 가히 폭발적으로 늘고 있다. 반면 필름을 생산하는 Coating Machine과 그 핵심부품의 제작기술은 미국, 일본 등 선진국에 비해 현저히 뒤떨어져 있어서 상당부분 수입에 의존하고 있는 실정으로 이 분야의 핵심 설계기술의 확보는 무엇보다 시급히 이루어져야한다.

이에, 차세대 디스플레이 장치인 플렉서블 디스플레이 필름(Flexible Display Film) 생산을 위한 기능성필름 제조용 멀티코팅장치를 개발하면서 터득한 기존장비의 문제점에 대한 핵심부품을 직접 설계하고 제작함으로써 그동안 미국과 일본에서 수입해오던 슬롯다이(Slot Die) 및 콤마 나이프 롤(Comma Knife Roll) 등의 부품을 국산화하는데 성공하였다.

평판 디스플레이(Flat Panel Display)에 사용되는 광확산 필름, 프리즘 필름, 보호용 필름, 광확산 비드, 편광판용 이형필름, IT광학용 필름인 Hard Coating 필름, 디스플레이용 필름의 원재료인 Polyester 필름 등 필름산업은 향후 Flexible Display용 필름으로 전환될 것이 분명하다.

필름의 제조공정을 살펴보면 베이스 필름(Base Film)을 언와이딩 유닛(Un-Winder)에 투입하여 인피딩 시킨 후 표면에 코팅액을 도포한 다음 드라이어 공정으로 투입하게 된다.

드라이어(Dryer)에서는 뜨거운 공기(Hot Air)를 토출하여 원단을 말린 후 라미네이팅(Laminating, 합지)공정을 거쳐서 최종적으로 리와인딩 한 다음 공정을 완료하게 된다. 여기에서 가장 중요한 공정은 코팅공정과 드라이어공정이라고 할 수 있다.

그러나 종래기술에 의한 멀티코팅장치는 아예 다양한 코팅을 한 라인에서 이루어지는 장치는 없기 때문에 여러 곳으로 거쳐 코팅이 이루어져야 하기 때문에 비용과 시간이 많이 소요되어 단가가 높아지는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 10-2011-0078706

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 하나의 라인과 공간에서 다양한 코팅을 선택적으로 실시할 수 있는 멀티 코팅 장치를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서 본 발명은, 롤 형태로 공급된 필름을 풀어 공급하는 언와인딩 유닛; 상기 언와인딩 유닛에 의해 풀린 필름의 표면을 코팅하는 코팅 유닛; 상기 코팅 유닛에서 표면에 코팅이 이루어진 필름을 건조시키는 드라이 유닛; 및 상기 드라이 유닛에 의해 건조된 필름을 롤 형태로 감는 리와인딩 유닛;을 포함한다.
바람직하게, 상기 드라이 유닛에 의해 건조된 필름에 다른 필름을 열 압착시켜 접착시키는 라미네이팅 유닛을 더 포함한다.
바람직하게, 상기 코팅 유닛은, 그라비아 롤에 의해 코팅용액을 상기 필름에 코팅하는 그라비아 코팅기; 상기 그라비아 코팅기 측면으로 연장되어 설치되고, 그라비아 코팅된 필름을 1차적으로 건조시키는 보조건조기; 상기 그라비아 코팅기를 통과하고 상기 보조건조기에서 1차적으로 건조된 필름이 공급된 다음 코팅액 공급틀에 밀착된 롤에 의해 코팅이 이루어지는 마이크로 그라비아 코팅기; 및 상기 마이크로 그라비아 코팅기를 통과한 필름이 선택적으로 공급되어 코팅 롤과 콤마 롤에 의해 코팅이 이루어지는 콤마 코팅기;를 포함한다.
바람직하게, 상기 코팅 유닛은 상기 마이크로 그라비아 코팅기와 상기 콤마 코팅기 사이에 공급되는 필름의 방향을 제어하는 제어 롤을 포함한다.
바람직하게, 상기 언와인딩 유닛에는 상기 필름을 이어 맞추는 스플라이싱 유닛이 연결되어 설치된다.

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상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 본 발명에 의한 멀티 코팅 장치는 평판 디스플레이(Flat Plane Display)에 사용되는 광확산 필름, 프리즘 필름, 보호용 필름, 광학산 비드, 편광판용 이형필름, IT광학용 필름인 Hard Coating필름, 디스플레이용 필름의 원재료인 Polyester필름 생산, 그리고 인쇄재료산업의 잉크, PS판 포장산업의 필름 인쇄, 건축 내장재의 모노륨, 전자, 반도체 산업의 코팅 PDP 격벽형성, EL의 미세형상 공정, TET-LCD 제조 , MLB 제조, PC Monitor, CRT 등 삶의 질 및 지식 정보를 전달하는 다양한 산업에서 기술 적용이 가능하다.

(2) 본 발명에 사용되는 인라인 이중 코터는 한 번의 공정으로 가장 경제적으로 인쇄 작업을 함과 동시에 다양한 코팅 기술이다.

(3) 본 발명에 의한 멀티 코팅 장치는 선택 장비에 따라 수성 코팅, UV 코팅, 환경에 무해한 금분과 같은 메탈 코팅, 일반 인쇄물에 UV 코팅을 하기 위한 프라이머 코팅 등 다양한 종류의 코팅이 가능하다.

(4) 본 발명에 의한 멀티 코팅 장치는 하나의 설비로 하나의 독립된 라인에 4라인 효과의 성능을 동시에 겸비한 복합 구조의 멀티코팅장치로써 디스플레이용 기능성 고분자 필름생산에 필요한 시설투자비를 절감 하고, One-Stop 공정으로 품질 및 생산성 향상은 물론 전체 Line 길이 축소를 통하여 공간절약에 기여한다.

도 1은 본 발명에 의한 멀티 코팅 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 멀티 코팅 장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 멀티 코팅 장치의 일부 구성요소인 그라비아 코팅 유닛의 측면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 멀티 코팅 장치의 일부 구성요소인 마이크로 그라비아 코팅 유닛과, 콤마 코팅 유닛의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 멀티 코팅 장치의 일부 구성요소인 라미네이팅 유닛의 측면도이다.
도 6은 본 발명에 의한 멀티 코팅 장치의 작동하는 공정을 순서대로 보여주는 순서도이다.
도 7은 본 발명에 의한 멀티 코팅 장치의 작동 중 일부인 멀티 코팅의 순서도이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명은 플렉서블 디스플레이(Flexible Display)의 기능성필름의 코팅을 위한 롤투롤(Roll to Roll) 방식의 멀티코팅장치(Multi-Coater)를 개발하여 플렉서블 디스플레이 필름의 코팅에 적용하는 것이다. 멀티코팅장치(10)는 언와이딩 유닛(Unwinding Unit)(100), 코팅 유닛(Coating Unit)(200), 드라이어 유닛(Dryer Unit)(300), 라미네이팅 유닛(Laminating Unit)(400), 리와인딩 유닛(Rewinding Unit)(500) 부분으로 이루어진다. 특히 다양한 멀티 코팅 유닛(Multi-Coating Unit)(200)을 구비하여 개발목표인 플렉서블한 기능성필름(1) 코팅에 접목 가능한 설비이다.

본 발명에 의한 멀티 코팅 장치(10)의 사양을 정리하면 아래의 표 1과 같다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 멀티 코팅 장치(10)는 롤 형태로 공급된 필름(1)을 풀어 공급하는 언와인딩 유닛(100)과, 상기 언와인딩 유닛(100)에 의해 풀린 필름(1)의 표면을 코팅하는 코팅 유닛(200)과, 상기 코팅 유닛(200)에서 표면에 코팅이 이루어진 필름(1)을 건조시키는 드라이 유닛(300)과, 상기 드라이 유닛(300)에 의해 건조된 필름(1)을 롤 형태로 감는 리와인딩 유닛(500)과, 상기 드라이 유닛(300)에 의해 건조된 필름(1)에 다른 필름을 열 압착시켜 접착시키는 라미네이팅 유닛(400)을 포함한다.

여기서, 상기 코팅 유닛(200)은, 그라비아 롤(211)에 의해 코팅용액을 상기 필름(1)에 코팅하는 그라비아 코팅기(210)와, 상기 그라비아 코팅기(210)를 통과한 필름이 1차적으로 건조되도록 상기 그라비아 코팅기(210)에 연속하여 설치된 보조건조기(220)와, 상기 그라비아 코팅기(210)를 통과한 필름(1)이 공급된 다음 코팅액 공급틀에 밀착된 롤에 의해 코팅이 이루어지는 마이크로 그라비아 코팅기(230)와, 상기 마이크로 그라비아 코팅기(230)를 통과한 필름(1)이 선택적으로 공급되어 코팅 롤과 콤마 롤(242)에 의해 코팅이 이루어지는 콤마 코팅기(240)를 포함한다.

상기 코팅 유닛(200)은 상기 마이크로 그라비아 코팅기(230)와 상기 콤마 코팅기(240) 사이에 공급되는 필름(1)의 방향을 제어하는 제어 롤(232,233)을 더 포함한다.

상기 언와인딩 유닛(100)에는 상기 필름(1)을 이어 맞추는 스플라이싱 유닛이 연결되어 설치된다.

도 1을 참고하면, 본 발명에 의한 멀티 코팅 장치(10)의 정면도를 볼 수 있어 전체적인 장치의 구성을 알 수 있다.

상기 언와인딩 유닛(100)은 롤 형태로 공급된 필름을 풀어 공급한다. 즉 롤 단위로 공급되는 필름(1)은 롤 형태로 감겨 있기 때문에 시스템이 요구하는 일정한 속도를 유지하면서 풀어 공급시켜 주어야 한다.

상기 언와인딩 유닛(100)에 의해 풀린 필름(1)은 상기 그라비아 코팅기(210)로 공급된다. 상기 그라비아 코팅기(210)에서 도 3을 참고하면, 복수개의 롤러들의 안내에 의해 그라비아 롤(211)과 코팅 롤(212) 사이로 필름(1)이 공급되고 그라비아 롤(211)의 하부에는 코팅액조(213)가 승강 가능하게 설치되어 있다. 따라서 상기 코팅액조(213)의 코팅액은 그라비아 롤(211)을 통해 상기 필름(1)에 코팅된다. 그라비아 코팅이 이루어진 필름은 상기 보조건조기(220)에서 1차적으로 건조가 이루어지게 된다. 이러한 보조건조기(220)는 규모적으로 상부에 설치된 대형 메인 건조기인 드라이 유닛(300)의 약 1/3 정도로 이루어진다.

상기 마이크로 그라비아 코팅기(230)는 도 4를 참고하면, 상기 그라비아 코팅기(210)를 통과한 필름(1)이 공급된 다음 코팅액 공급틀에 밀착된 롤에 의해 코팅이 이루어는 구성을 하고 있다.

상기 콤마 코팅기(240)는 상기 마이크로 그라비아 코팅기(230)를 통과한 필름(1)이 선택적으로 공급되어 코팅 롤과 콤마 롤(242)에 의해 코팅이 이루어진다.

상기 콤마 코팅기(240)는 상기 마이크로 그라비아 코팅기(230) 상부에 설치되어 있고, 그 사이에 필름(1)을 콤마 코팅기(240)로 선택적으로 공급할 수 있도록 방향을 제어하는 제어 롤(232,233)이 설치되어 있다.

상기 코팅 유닛(200)에 의해 멀티 코팅이 이루어진 필름(1)은 도 1에 도시된 바와 같이 가장 길게 설계되어 있는 건조장치인 드라이 유닛(300)을 따라 이동되면서 건조된다. 이때 드라이 유닛(300)에는 뜨거운 공기가 연속 공급되어 필름(1)을 건조시키게 되는 것이다.

상기 드라이 유닛(300)에 의해 건조된 필름(1)은 선택적으로 상기 라미네이팅 유닛(400)으로 공급된다. 라미네이팅 공정은 선택적이다.

상기 라미네이팅 유닛(400)은 도 5를 참고하면, 멀티 코팅이 이루어진 필름(1)의 상하에 다른 필름을 열 압착하여 합지하는 장치이다.

상기 라미네이팅 유닛(400)은 필름(1)이 공급된 다음 히팅 롤(401,402)에 의해 열을 전달받게 되고 다른 필름들이 압착롤러(404,405)들에 의해 상하에서 압착되어 합지되고 냉각 롤(403)을 거치면서 냉각되어 합지된 상태를 고착시키게 된다.

상기 리와인딩 유닛(500)은 상기 라미네이팅 유닛(400)을 거쳐 합지된 필름(1)을 롤에 다시 감게 된다.

상술한 공정들은 도 6과 도 7에 의해 설명되어질 수 있다. 도 6을 참고하면, 필름(1)은 상기 언와인딩 유닛(100)에 의해 풀어져 공급되고(S1), 코팅 유닛(200)에서 코팅이 이루어진(S2) 다음 상기 드라이 유닛(300)에서 건조가 행해진다(S3).

상기 드라이 유닛(300)에서 건조된 필름(1)은 상기 라미네이팅 유닛(400)에서 합지된 후(S4), 리와인딩 유닛(500)에서 와인딩되어 롤 형태로 제품 출하된다(S5).

특히, 멀티코팅(S2)은 상기 코팅 유닛(200)에서 이루어지는 바, 도 7을 참고하면, 첫 번째로 그라비아 코팅기(210)에서 코팅되고(S21), 보조건조기(220)에서 건조가 행해지고(S22), 다시 마이크로 그라비아 코팅기(230)에서 코팅이 이루어지고(S23), 선택적으로 콤마 코팅기(240)에서 코팅되어(S24) 상기 드라이 유닛(300)으로 이송된다.

본 발명에 의한 멀티코팅 장치(10)는 이러한 구성과 공정에 의해 하나의 장소와 시스템에서 다양한 멀티 코팅을 할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

1 : 필름
10 : 멀티 코팅 장치 100 : 언와인딩 유닛
200 : 코팅 유닛 300 : 드라이 유닛
400 : 라미네이팅 유닛 500 : 리와인딩 유닛

Claims (5)

1. 롤 형태로 공급된 필름을 풀어 공급하는 언와인딩 유닛;
   상기 언와인딩 유닛에 의해 풀린 필름의 표면을 코팅하는 코팅 유닛;
   상기 코팅 유닛에서 표면에 코팅이 이루어진 필름을 건조시키는 드라이 유닛; 및
   상기 드라이 유닛에 의해 건조된 필름을 롤 형태로 감는 리와인딩 유닛;
   을 포함하되,
   상기 코팅 유닛은,
   그라비아 롤에 의해 코팅용액을 상기 필름에 코팅하는 그라비아 코팅기;
   상기 그라비아 코팅기 측면으로 연장되어 설치되고, 그라비아 코팅된 필름을 1차적으로 건조시키는 보조건조기;
   상기 그라비아 코팅기를 통과하고 상기 보조건조기에서 1차적으로 건조된 필름이 공급된 다음 코팅액 공급틀에 밀착된 롤에 의해 코팅이 이루어지는 마이크로 그라비아 코팅기; 및
   상기 마이크로 그라비아 코팅기를 통과한 필름이 선택적으로 공급되어 코팅 롤과 콤마 롤에 의해 코팅이 이루어지는 콤마 코팅기;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 코팅 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 드라이 유닛에 의해 건조된 필름에 다른 필름을 열 압착시켜 접착시키는 라미네이팅 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 코팅 장치.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 코팅 유닛은 상기 마이크로 그라비아 코팅기와 상기 콤마 코팅기 사이에 공급되는 필름의 방향을 제어하는 제어 롤을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 코팅 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 언와인딩 유닛에는 상기 필름을 이어 맞추는 스플라이싱 유닛이 연결되어 설치되는 것을 특징으로 하는 멀티 코팅 장치.
   
   

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