KR102169997B1 - 도포 시공 장치 및 도포 시공막의 제조 방법 - Google Patents

도포 시공 장치 및 도포 시공막의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상대적으로 이동하는 시트 상에 고화 성분을 함유하는 도포 시공액을 도포 시공하고, 상기 도포 시공된 도포 시공액이 고화됨으로써 도포 시공막을 형성하는 도포 시공부와, 상기 도포 시공부에 상기 도포 시공액을 보내는 송액부와, 상기 송액부와 상기 도포 시공부 사이에 배치되어 상기 도포 시공액의 질량 유량을 측정하는 측정부와, 상기 질량 유량의 기준값이 저장되어 있으며, 상기 기준값과 상기 측정부의 측정 결과에 기초하여 상기 송액부에 의한 상기 도포 시공액의 질량 유량을 변경시키는 제어부를 구비하는 도포 시공 장치를 제공한다.

Description

도포 시공 장치 및 도포 시공막의 제조 방법 {COATING APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING COATING FILM}
본 발명은 도포 시공 장치 및 도포 시공막의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 고화 성분을 함유하는 도포 시공액을 시트 상에 도포 시공하는 도포 시공부와, 상기 도포 시공부에 도포 시공액을 보내는 송액부를 구비하고, 시트에 도포 시공액을 도포 시공해서 도포 시공막을 형성하는 도포 시공 장치가 사용되고 있다. 이러한 도포 시공 장치에서는 도포 시공부로부터의 도포 시공액의 토출량이 변동되면, 얻어진 도포 시공막의 두께가 변동하게 되어, 도포 시공막이 원하는 성능을 발휘할 수 없을 우려가 있다.
따라서, 도포 시공부로 보내어지는 도포 시공액의 양을 제어하여, 도포 시공부로부터의 도포 시공액의 토출량을 제어하도록 구성된 도포 시공 장치가 제안되어 있다.
예를 들어, 도포 시공액을 도포 시공부로 보내는 송액부와, 송액부와 도포 시공부 사이에 배치되어서 도포 시공액의 송액량을 측정하는 측정부와, 측정부에서의 측정 결과에 기초하여 송액부에 의한 송액량을 변경시키는 제어부를 구비한 도포 시공 장치가 제안되어 있다(특허문헌 1, 2 참조).
일본 특허 공개 제2007-330935호 공보 일본 특허 공개 제2011-194329호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1, 2에서는 도포 시공액의 송액량으로서 체적 유량을 측정하고, 상기 체적 유량의 측정 결과에 기초하여 도포 시공액의 송액량(즉, 체적 유량)을 조정하고 있지만, 이들 특허문헌의 도포 시공 장치에서는 원하는 두께를 갖는 도포 시공막이 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다.
한편, 시트 상에 형성된 도포 시공막의 두께를 측정하고, 상기 측정 결과에 기초하여 도포 시공액의 송액량을 변경하는 것도 생각된다. 그러나, 이와 같은 조정으로는 송액부에 의해 조정된 도포 시공액이 도포 시공막의 측정 결과에 반영될 때까지, 비교적 거리 및 시간이 걸리기 때문에, 도포 시공막의 두께의 변동을 도포 시공액의 송액량의 변경에 빨리 반영할 수 없을 우려가 있고, 또한 도포 시공액의 낭비가 발생하는 것으로도 이어진다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 비교적 빠르고 또한 확실하게, 게다가 낭비 없이 도포 시공막의 두께의 변동을 억제할 수 있는 도포 시공 장치 및 도포 시공막의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들이 도포 시공액의 송액량과 형성된 도포 시공막의 두께의 관계에 대해서 예의 연구한바, 도포 시공액의 체적은 도포 시공 장치의 주위의 환경 온도에 의해 변동할 우려가 있기 때문에, 체적 유량을 송액량의 지표로 하면, 상기 체적 변동에 기인하여 얻어진 도포 시공막의 두께의 변동이 충분히 억제되지 않을 우려가 있는 것이 판명되었다. 그리고 이러한 지식에 기초하여 본 발명자들이 더 예의 연구하여, 질량 유량을 송액량의 지표로 함으로써, 얻어진 도포 시공막의 두께의 변동이 보다 억제될 수 있음을 알아내어 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명에 따른 도포 시공 장치는,
상대적으로 이동하는 시트 상에 고화 성분을 함유하는 도포 시공액을 도포 시공하고, 상기 도포 시공된 도포 시공액이 고화됨으로써 도포 시공막을 형성하는 도포 시공부와,
상기 도포 시공부에 상기 도포 시공액을 보내는 송액부와,
상기 송액부와 상기 도포 시공부 사이에 배치되어 상기 도포 시공액의 질량 유량을 측정하는 측정부와,
상기 질량 유량의 기준값이 저장되어 있으며, 상기 기준값과 상기 측정부의 측정 결과에 기초하여 상기 송액부에 의한 상기 도포 시공액의 질량 유량을 변경시키는 제어부를 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 송액부와 도포 시공부 사이에 배치된 측정부에 의해 도포 시공액의 송액량을 측정할 수 있기 때문에, 도포 시공막의 두께를 측정하는 경우보다도 빠르고, 또한 낭비 없이 도포 시공막의 두께의 변동을 억제할 수 있다.
게다가, 도포 시공액의 송액량의 지표로서 질량 유량을 채용하여 측정부에 의해 도포 시공액의 질량 유량의 측정을 행하고, 또한 측정부의 측정 결과와 질량 유량의 기준값에 기초하여 도포 시공액의 유량을 변경시킬 수 있기 때문에, 체적 유량을 지표로 하는 경우보다도 확실하게 도포 시공막의 두께의 변동을 억제할 수 있다.
따라서, 상기 구성의 도포 시공 장치에 의하면, 비교적 빠르고 또한 확실하게, 게다가 낭비 없이 도포 시공막의 두께의 변동을 억제할 수 있다.
또한, 상기 구성의 도포 시공 장치에서는,
상기 기준값이, 상기 시트 상에 도포 시공되는 도포 시공액 중의 고화 성분의 질량분율에 기초하여 결정되도록 되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 기준값이 시트 상에 도포 시공된 도포 시공액 중의 고화 성분의 질량분율에 기초하여 결정됨으로써, 도포 시공막의 두께 사이에서 상관 관계를 갖는 도포 시공액의 고화 성분의 질량분율에 기초하여 기준값을 설정하게 된다. 따라서, 보다 적절하게 질량 유량을 변경시킬 수 있다.
또한, 상기 구성의 도포 시공 장치에서는,
상기 기준값이, 하기 수학식 (1) 및 (2)에 기초하여 결정되도록 되어 있는 것이 바람직하다.
Figure 112014040217429-pat00001
S: 질량 유량의 기준값(kg/min)
W: 시트 상에 도포 시공되는 도포 시공액의 폭의 설정값(m)
U: 도포 시공부에 대한 시트의 상대적인 이동 속도(m/min)
t_ref: 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 두께의 설정값(m)
ρ_s: 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 밀도(kg/㎥)
B: 도포 시공액 중의 고화 성분의 질량분율(-)
ρ_a: 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 밀도의 가설정값(kg/㎥)
t_ms: 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 두께의 측정값(m)
또한, 상기 구성의 도포 시공 장치에서는,
상기 B가 하기 수학식 (3) 내지 (5) 중 어느 하나에 기초하여 결정되도록 되어 있는 것이 바람직하다.
Figure 112014040217429-pat00002
ρ_L: 도포 시공액의 밀도의 측정값(kg/㎥)
T: 도포 시공될 때의 도포 시공액의 온도(℃)
a, b, c: 계수(-)
또한, 본 발명의 도포 시공막의 제조 방법은,
상기 도포 시공 장치를 사용하고,
상기 측정부에 의해, 상기 도포 시공액의 상기 질량 유량을 측정하면서, 또한
상기 제어부에 의해, 상기 기준값과 상기 측정부의 측정 결과에 기초하여 상기 송액부에 의한 상기 송액 속도를 변경시키면서,
상기 도포 시공부에 의해, 상기 시트 상에 상기 도포 시공액을 도포 시공하여 도포 시공막을 형성한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 도포 시공 장치의 개략 구성도.
도 2는 본 실시 형태의 도포 시공 장치에 의해 시트에 도포 시공액이 도포 시공된 상태의 일례를 도시하는 개략적인 측면도.
도 3은 본 실시 형태의 도포 시공 장치에 의해 시트에 도포 시공액이 도포 시공된 상태의 일례를 도시하는 개략적인 측면도.
도 4는 본 실시 형태의 도포 시공 장치에 의해 시트에 도포 시공액이 도포 시공된 상태의 일례를 도시하는 개략적인 측면도.
이하에, 본 발명에 따른 도포 시공 장치, 상기 도포 시공 장치를 사용한 도포 시공막의 제조 방법의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시 형태의 도포 시공 장치(1)는 고화 성분을 함유하는 도포 시공액(3)이 수용된 수용부(5)와, 도포 시공액(3)을 상기 수용부(5)로부터 하류측으로 보내는 송액부로서의 펌프(7)와, 펌프(7)에 의해 보내진 도포 시공액(3)을, 길이 방향을 따라서 하류측(실선 화살표 참조)으로 상대적으로 이동하는 띠 형상의 시트(11)에 순차 도포 시공하여 도포 시공막(40)을 형성하는 도포 시공부(13)와, 펌프(7)와 도포 시공부(13) 사이에 배치되어, 펌프(7)에 의해 도포 시공부(13)로 보내어지는 도포 시공액(3)의 질량 유량을 측정하는 측정부(21)와 기준값 S를 저장하고 있으며, 상기 기준값 S와 측정부(21)의 측정 결과 D에 기초하여 펌프(7)에 질량 유량을 변경시키는 제어부(23)와, 도포 시공액(3)의 이동 경로를 형성하는 배관(15)과, 시트(11)를 지지하는 지지부(19)를 구비하고 있다. 또한, 도포 시공 장치(1)는 시트(11) 상에 도포 시공된 도포 시공액(3)을 고화시키는 고화부(27)를 구비하고 있다.
상기 도포 시공액(3)은 고화 성분을 함유하고, 시트(11)에 도포 시공되어서, 상기 시트(11) 상에서 고화되는 것이다. 이러한 도포 시공액(3)으로서는, 예를 들어 중합체 용액을 들 수 있으며, 상기 고화 성분으로서 사용되는 재료로서는 열경화성 재료, 자외선 경화성 재료, 전자선 경화성 재료 등을 들 수 있다.
또한, 시트(11)로서는 예를 들어 수지 필름을 들 수 있다. 도 1에서는, 시트(11)가 가요성을 갖는 긴 형상인 형태를 도시하지만, 그 밖에 시트(11)가 단판 형상인 형태나 비가요성을 갖는 형태를 채용할 수도 있다.
수용부(5)는 시트(11)에 도포 시공되기 위해서 사용되는 도포 시공액(3)을 수용하는 것이다. 이러한 수용부(5)로서는, 예를 들어 금속제의 탱크 등을 들 수 있다.
펌프(7)는 수용부(5)에 수용된 도포 시공액(3)을 하류측으로, 도포 시공부(13)로 보내는 것이다. 이러한 펌프(7)로서는, 예를 들어 기어 펌프, 다이어프램 펌프, 플런저 펌프, 스네이크 펌프와 같은 종래 공지된 펌프를 들 수 있다.
도포 시공부(13)는, 예를 들어 롤러 등의 지지부(19)에 의해 지지되면서 상기 도포 시공부(13)에 대하여 상대적으로 하류측으로 이동하는 띠 형상의 시트(11)에, 펌프(7)로부터 보내어진 도포 시공액(3)을 순차 도포 시공하는 것이다. 이러한 도포 시공부(13)로서는 예를 들어 다이 코터 등을 들 수 있다.
배관(15)은 수용부(5)와 펌프(7) 사이 및 펌프(7)와 도포 시공부(13) 사이에 각각 접속되어서, 수용부(5)로부터 펌프(7)를 통해서 도포 시공부(13)로 도포 시공액(3)을 이동시키는 경로를 형성하는 것이다.
상기 배관(15)으로서는 금속 재료, 수지와 금속이 혼합된 복합 재료나, 수지 재료 등을 사용해서 관상으로 형성된 튜브 등을 들 수 있다.
지지부(19)는 길이 방향으로 이동하는 시트(11)를, 도포 시공부(13)의 반대측으로부터 지지하는 것이다. 이러한 지지부(19)로서는 롤러 등을 들 수 있다.
측정부(21)는 펌프(7)에 의해 도포 시공부(13)로 보내어지는 도포 시공액(3)의 질량 유량을 측정하는 것이다. 이러한 측정부(21)는 펌프(7)와 도포 시공부(13) 사이에서 배관(15)에 배치되어 있다. 이러한 측정부(21)는 도포 시공액(3)의 질량 유량을 측정하고, 측정 결과 D를 전자 데이터로 해서 제어부(23)로 송신하도록 되어 있다.
이러한 측정부(21)로서는 유량계를 들 수 있으며, 상기 유량계는 질량 유량을 측정 가능하면 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 이러한 유량계로서는, 예를 들어 용적식, 면적식, 터빈식, 차압식, 전자기식, 와류식, 초음파식, 코리올리식, 열식의 유량계 등을 들 수 있다.
제어부(23)는 도포 시공액(3)의 질량 유량의 기준값 S를 전자 데이터로서 저장하고 있으며, 측정부(21)로부터 송신된 전자 데이터로서의 측정 결과 D를 수신하고, 기준값 S와 측정 결과 D에 기초하여 펌프(7)에 의한 도포 시공액(3)의 송액량(즉, 질량 유량)을 변경시키도록 되어 있다.
구체적으로는, 제어부(23)는 수신한 측정 결과 D를 기준값 S와 비교하여, 측정 결과 D가 기준값 S보다도 큰 경우에는 펌프(7)에 의한 송액량(즉, 질량 유량)을 감소시키고, 측정 결과 D가 기준값 S보다도 작은 경우에는 펌프(7)에 의한 송액량 (즉, 질량 유량)을 증가시키는 기능을 갖고 있다.
고화부(27)는 도포 시공액(3)을 고화시키기 위한 장치이다. 상기 고화부(27)는 도포 시공액(3)의 종류에 따라서 적절히 설정되고, 예를 들어 열풍식 또는 적외선(IR) 조사식의 건조 장치, 자외선(UV) 조사 장치나, 전자선(EB) 조사 장치 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 도포 시공액(3)이 가열에 의해 경화되는 재료를 갖고 있는 경우에는 상기 가열 장치를 들 수 있으며, 도포 시공액(3)이 자외선 조사에 의해 경화되는 재료를 갖고 있는 경우에는 상기 자외선 조사 장치 등을 들 수 있으며, 도포 시공액(3)이 전자선에 의해 경화되는 재료를 갖고 있는 경우에는 상기 전자선 조사 장치를 들 수 있다. 또한, 본 발명에서는 도포 시공액(3)의 종류에 따라서는, 도포 시공 장치가 고화부를 갖지 않는 구성을 채용해도 좋다.
본 실시 형태에서는, 기준값 S가 시트(11) 상에 도포 시공되는 도포 시공액(3)의 고화 성분의 질량분율에 기초하여 결정되도록 되어 있다.
이와 같이, 기준값 S가 시트(11) 상에 도포 시공되는 도포 시공액(3) 중의 고화 성분의 질량분율에 기초하여 결정되도록 되어 있음으로써, 도포 시공막(40)의 두께 사이에서 상관 관계를 갖는 도포 시공액(3)의 고화 성분의 질량분율에 기초하여, 기준값을 설정하게 된다. 따라서, 보다 적절하게 질량 유량을 조정할 수 있다.
구체적으로는, 기준값 S가 하기 수학식 (1), (2)에 기초하여 결정되도록 되어 있다.
Figure 112014040217429-pat00003
S: 질량 유량의 기준값(kg/min)
W: 시트 상에 도포 시공되는 도포 시공액의 폭의 설정값(m)
U: 도포 시공부에 대한 시트의 상대적인 이동 속도(m/min)
t_ref: 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 두께의 설정값(m)
ρ_s: 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 밀도(kg/㎥)
B: 도포 시공액 중의 고화 성분의 질량분율(-)
ρ_a: 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 밀도의 가설정값(kg/㎥)
t_ms: 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 두께의 측정값(m)
상기 S는 질량 유량의 기준값이며, 상기 수학식 (1)에 의해 산출되는 값이다.
상기 수학식 (1)에서, 상기 W는 시트(11) 상에 도포 시공되는 도포 시공액(3)의 폭 W의 설정값이며, 도포 시공막(40)의 폭에 상당한다. 상기 W는 얻어지는 도포 시공막(40)의 종류 등에 따라서 미리 적절히 설정될 수 있다.
또한, 시트(11) 상의 도포 시공액(3)의 형상(즉 도포 시공막(40)의 형상)은 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 시트(11) 상의 도포 시공액(3)은, 예를 들어 시트(11)의 이동 방향에서 연속된 1개의 도포 시공액(3)으로서 도포 시공되어도, 간헐적인 복수의 도포 시공액(3)으로서 도포 시공되어도 좋다. 또한, 시트(11) 상의 도포 시공액(3)은, 예를 들어 시트(11)의 폭 방향(이동 방향과 수직인 방향)에서 연속된 1개의 도포 시공액(3)으로서 도포 시공되어도, 간헐적인 복수의 도포 시공액(3)으로서 도포 시공되어도 좋다.
이러한 도포 시공액(3)의 폭 W는 예를 들어 폭 방향에서 시트(11) 상에 1개의 도포 시공액(3)이 도포 시공되고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 도포 시공액(3)의 폭이 시트(11)보다도 좁은 경우에는 그 도포 시공액(3)의 폭이며, 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 도포 시공액(3)의 폭이 시트(11)의 폭과 동일한 경우에는 시트(11)의 폭이다. 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 폭 방향에서 시트(11) 상에 복수의 도포 시공액(3)이 서로 간격을 두고 도포 시공되는 경우에는, 시트(11) 상에 도포 시공되는 도포 시공액(3)의 폭은 각 도포 시공액(3)의 폭의 합계이며, 예를 들어 폭 방향으로 간격을 두고 도포 시공액(3)이 3개 도포 시공되는 경우에는, 시트(11) 상에 도포 시공되는 도포 시공액(3)의 폭은 3개의 도포 시공액(3a, 3b, 3c)의 폭 W1, W2 및 W3의 합계이다(W=W1+W2+W3).
상기 U는 도포 시공부(13)에 대한 시트(11)의 상대적인 이동 속도이다. 또한, 상기 U는 얻어지는 도포 시공막(40)의 종류 등에 따라서 미리 적절히 설정될 수 있다.
상기 t_ref는 시트(11) 상에 도포 시공되고, 고화되어서 얻어지는 도포 시공막(40)의 두께의 설정값이며, 상기 t_ref는 도포 시공막(40)의 종류 등에 따라서 미리 적절히 설정될 수 있다.
상기 B는 도포 시공액(3) 중의 고화 성분의 질량분율이다. 상기 B는 도포 시공액(3)의 종류 등에 따라서 미리 적절히 설정될 수 있다. 상기 B는, 예를 들어 후술하는 수학식 (3) 내지 (5) 중 어느 하나에 의해 산출될 수 있다.
상기 ρ_s는 시트(11) 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막(40)의 밀도이며, 상기 수학식 (2)에 의해 산출되는 값이다.
상기 수학식 (2)에서, 상기 ρ_a는 시트(11) 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막(40)의 밀도의 가설정값이며, 상기 ρ_a는 도포 시공액(3)의 종류 등에 따라서 미리 적절히 설정될 수 있다.
상기 t_ms는 시트(11) 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막(40)의 두께의 측정값이며, 상기 t_ms는 예비 실험 등으로 상기 수학식 (1) 중의 ρ_s를 상기 밀도의 가설정값 ρ_a로 설정하고, 이 조건에서 시트(11) 상에 도포 시공액(3)을 도포 시공했을 때에, 고화된 도포 시공막(40)의 두께를 측정해서 얻어지는 값이다.
기준값 S가, 상기 수학식 (1) 및 (2)에 기초하여 결정되도록 되어 있음으로써, 도포 시공액(3)의 종류가 동일한 경우에, W, U, t_ref, B를 바꾸어도, 동일한 ρ_s를 사용 가능하기 때문에, 예비 실험이 1회로 그친다고 하는 이점이 있다.
상기 기준값 S는 이하와 같이 결정된다. 즉, 예비 실험 등에서, 도포 시공막(40)의 밀도의 값을 가설정값 ρ_a로 설정한다. 또한, 두께를 설정값 t_ref로 설정하고, 폭을 W로 설정하고, 이동 속도를 U로 설정하고, 또한 후술하는 바와 같이 하여 상기 B를 얻고, 가기준값 S'를 상기 수학식 (1)로부터 구한다. 그리고, 이러한 설정 조건으로 도포 시공액(3)을 시트(11)에 도포 시공하고, 고화된 도포 시공막을 얻는다. 얻어진 도포 시공막의 두께를 측정하여 t_ms를 얻는다. 그리고, t_ref, ρ_a, t_ms로부터, 상기 수학식 (2)에 의해, ρ_s를 얻는다.
그리고, W, U, t_ref, ρ_s 및 B으로부터 상기 수학식 (1)에 의해 기준값 S가 결정된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 상기 B는 하기 수학식 (3) 내지 (5) 중 어느 하나에 의해 결정되도록 되어 있다.
Figure 112014040217429-pat00004
ρ_L: 도포 시공액의 밀도의 측정값(kg/㎥)
T: 도포 시공될 때의 도포 시공액의 온도(℃)
a, b, c: 계수(-)
상기 ρ_L은 도포 시공액(3)의 밀도의 측정값이다.
상기 T는 도포 시공될 때의 도포 시공액(3)의 온도의 측정값이다.
상기 a, b 및 c는 계수이며, 도포 시공액(3)의 종류에 따라서 미리 적절히 설정될 수 있다.
상기 B로서, 상기 수학식 (3) 내지 (5) 중 어느 하나에 기초하여 결정되는 것이 사용됨으로써, 상기 가기준값 S'를 구하여 ρ_s를 얻는 실험(예비 실험)과, 기준값 S의 결정(산출)을 행하는 실험(기준값 S의 산출 실험) 사이에서 B가 변경된 경우에도 상기 B만을 설정 변경하면 되고, 다른 파라미터를 변경할 필요가 없기 때문에 간편하게 기준값 S를 결정할 수 있다고 하는 이점이 있다.
특히, 상기 수학식 (5)를 사용하여 B를 산출하는 경우에는, 기준값 S의 결정후, 결정된 기준값 S를 사용하여 시트(11)에 도포 시공액을 도포 시공하고 있는 동안 B가 변동되어도, 그 변동에 따라서 기준값 S를 다시 산출할 수 있기 때문에, 보다 고정밀도로 도포 시공액(3)의 도포 시공을 행할 수 있다.
상기 B가 상기 수학식 (3)에 기초하여 결정되는 경우에는, 도포 시공액(3)의 조성으로부터 상기 B가 산출되도록 되어 있다.
이러한 B는 시트(11)에 대한 도포 시공액(3)의 도포 시공이 개시되기 전에 산출될 수 있다.
상기 B가 상기 수학식 (4)에 기초하여 결정되는 경우에는, 예를 들어 시트(11) 상에 도포 시공액(3)이 도포 시공된 후, 고화되기 전의 질량(고화 전의 질량)과, 상기 도포 시공액(3)이 고화된 후의 질량(고화 후의 질량)을 측정하여, 얻어진 고화 전의 질량과 고화 후의 질량에 기초하여 상기 B가 산출된다. 또한, 상기 B가 상기 수학식 (4)에 기초하여 결정될 때의 실험에서는, 도포 시공액(3)이 도포 시공되는 대상은 상기 띠 형상의 시트(11)에 특별히 한정되는 것은 아니다. 이러한 대상으로서는, 기타, 예를 들어 알루미늄 컵, 유리판, 시트(11)의 절단편 등을 들 수 있다.
이러한 B는 시트(11)에 대한 도포 시공액(3)의 도포 시공이 개시되기 전에 산출될 수 있다.
이들 고화 전의 질량과 고화 후의 질량은, 예를 들어 전자 천칭 등에 의해 각각 측정되는 값이다.
상기 B가, 상기 수학식 (5)에 기초하여 결정되는 경우에는, 사전의 예비 실험 등에 의해 B, ρ_L 및 T의 데이터를 수 패턴 취득하고, 얻어진 B, ρ_L 및 T로부터 역산함으로써 a, b 및 c가 산출된다.
구체적으로는, 예를 들어 이하와 같이 하여 a, b 및 c가 산출된다. 즉, 도포 시공액(3)의 종류는 동일하지만, 도포 시공액(3) 중의 고화 성분의 질량분율이 서로 상이한 복수의 도포 시공액(3)을 준비한다. 이들 도포 시공액의 질량분율은 상기 수학식 (3) 또는 (4)로부터 산출할 수 있다. 또한, 질량분율이 상이한 도포 시공액(3)의 수량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 상이한 3단계의 질량분율의 도포 시공액을 사용할 수 있다. 계속해서, 상기 복수의 도포 시공액(3) 각각에 대해서, 온도 T를 변경하면서 밀도 ρ_L을 측정한다. 밀도를 측정하기 위해서 사용하는 밀도계로서는, 특별히 한정되는 것은 아니며 종래 공지된 밀도계를 들 수 있다. 얻어진 밀도 ρ_L, 온도 T 및 상기 질량분율을 상기 수학식 (5)에 대입하고, 예를 들어 최소 제곱법을 사용하여 계수 a, b 및 c가 산출된다.
그리고, 산출된 a, b 및 c와, 측정된 도포 시공액(3)의 밀도 ρ_L과, 측정된 도포 시공액(3)의 온도 T에 기초하여 상기 B가 산출된다.
상기 B가 상기 수학식 (5)에 기초하여 결정됨으로써, 시트(11) 상으로의 도포 시공액(3)의 도포 시공을 행하면서, 실시간으로 상기 B가 결정되기 때문에 보다 적절하게 상기 B가 결정될 수 있다.
상기한 도포 시공 장치(1)는 펌프(7)에 의해 도포 시공액(3)을 측정부(21)에 의해 상기 도포 시공액(3)의 질량 유량을 측정하면서 도포 시공부(13)로 보내고, 보내어진 도포 시공액(3)을 도포 시공부(13)로부터 시트(11) 상에 토출함으로써 도포 시공한다. 이 도포 시공하는 동안, 측정부(21)의 측정 결과 D가 제어부(23)로 송신되고, 제어부(23)는 기준값 S보다도 측정 결과 D쪽이 크다고 판단한 경우에는, 펌프(7)에 송액량으로서의 질량 유량을 감소시킨다. 한편, 제어부(23)는 기준값 S보다도 측정 결과 D쪽이 작다고 판단한 경우에는, 펌프(7)에 송액량으로서의 질량 유량을 증가시킨다.
이와 같이 하여, 제어부(23)에 의해 펌프(7)에 의해 보내어지는 도포 시공액(3)의 질량 유량이 변경되면서, 도포 시공부(13)에 의해 도포 시공액(3)이 시트(11) 상에 도포 시공되고, 시트(11) 상에 도포 시공된 도포 시공액(3)이 고화부(27)에 의해 고화되어서 도포 시공막(40)이 형성된다.
이러한 도포 시공 장치(1)에 의하면, 펌프(송액부)(7)와 도포 시공부(13) 사이에 배치된 측정부(21)에 의해 도포 시공액(3)의 송액량을 측정할 수 있기 때문에, 도포 시공막(40)의 두께를 측정하는 경우보다도 빠르게, 또한 낭비 없이 도포 시공막(40)의 두께의 변동을 억제할 수 있다.
게다가, 도포 시공액(3)의 송액량의 지표로서 질량 유량을 채용하고, 측정부(21)에 의해 도포 시공액(3)의 질량 유량의 측정을 행하고, 또한 측정부(21)의 측정 결과 D와 질량 유량의 기준값 S에 기초하여 도포 시공액(3)의 송액량을 조정할 수 있기 때문에, 체적 유량을 지표로 하는 경우보다도 확실하게 도포 시공막(40)의 두께의 변동을 억제할 수 있다.
따라서, 상기 구성의 도포 시공 장치(1)에 의하면, 비교적 빠르고 또한 확실하게, 게다가 낭비 없이 도포 시공막(40)의 두께의 변동을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 제어부(23)는 도포 시공액(3)의 질량 유량을 기준값 S의 ±10％ 이내로 되도록 조정하는 것이 바람직하며, ± 5％ 이내로 되도록 조정하는 것이 보다 바람직하다.
이와 같이, 제어부(23)가 도포 시공액(3)의 질량 유량을 기준값 S의 ±10％ 이내로 되도록 조정함으로써, 보다 확실하게, 또한 낭비 없이 도포 시공막(40)의 두께의 변동을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 도포 시공막의 제조 방법은, 상기 도포 시공 장치(1)를 사용하여 측정부(21)에 의해 도포 시공액(3)의 질량 유량을 측정하면서, 또한 제어부(23)에 의해 기준값 S와 측정부(21)의 측정 결과 D에 기초하여 펌프(7)에 의한 질량 유량을 변경시키면서, 도포 시공부(13)에 의해 시트(11) 상에 도포 시공액(3)을 도포 시공하고, 도포 시공된 도포 시공액(3)을 고화부(27)에 의해 고화하여 도포 시공막(40)을 형성한다.
이러한 구성에 의하면, 상기와 마찬가지로 비교적 빠르고 또한 확실하게, 게다가 낭비 없이 도포 시공막(40)의 두께의 변동을 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 도포 시공 장치 및 도포 시공막의 제조 방법은 상기와 같지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 의도하는 범위 내에서 적절히 설계 변경 가능하다.
[실시예]
다음으로 실시예를 들어서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는 실제로 상기 수학식 (3) 내지 (5)로부터 B를 산출한 실험 및 산출된 B의 타당성을 검토한 실험을 나타낸다.
(실험 1)
하기 작업 1 내지 4에 의해, 상기 수학식 (3) 또는 (4)로부터 산출한 B를 이용하여, 상기 수학식 (1), (2)로부터 질량 유량의 기준값 S를 산출하였다.
·작업 1(예비 실험)
상기 수학식 (3) 또는 상기 수학식 (4)로부터 B를 산출하였다.
구체적으로는, 도포 시공액에 함유되는 고화 성분으로서, 중합체 성분 M(중량 평균 분자량 220만인 아크릴계 중합체를 함유하는 용액(고화 성분 농도 30질량％)으로부터 얻은 아크릴계 점착제) 및 중합체 성분 N(중량 평균 분자량 165만인 아크릴계 중합체를 함유하는 용액(고화 성분 농도 30질량％)으로부터 얻은 아크릴계 점착제)의 2종류를 사용하여 용매로서 용제를 준비하였다. 또한, 중합체 성분 M을 함유하는 도포 시공액을 중합체 M 용액으로 나타내고, 중합체 성분 N을 함유하는 도포 시공액을 중합체 N 용액으로 나타낸다.
그리고, 도포 시공액의 전체 질량에 대한 도포 시공액 중의 중합체 성분의 질량(질량분율 B)은 각 도포 시공액의 성분비로부터 하기 표 1에 나타내는 바와 같이 산출되었다. 즉, 상기 수학식 (3) 또는 상기 수학식 (4)로부터 산출된 B의 값은 하기 표 1에 나타내는 바와 같다.
·작업 2(예비 실험)
각 도포 시공액에 대하여, 상기 수학식 (1), (2)를 사용하여 질량 유량의 가기준값 S'를 산출하였다.
구체적으로는, 시트 상에 도포 시공되는 도포 시공액의 폭 W, 도포 시공부에 대한 시트의 상대적인 이동 속도 U, 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 두께의 설정값 t_ref를 표 1에 나타내는 바와 같이 설정하였다. 또한, 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 밀도의 가설정값 ρ_a를 표 1에 나타내는 바와 같이 설정하였다. 또한, 이들 값을 상기 수학식 (1)에 대입하여 산출된 질량 유량의 가기준값 S'을 참고값으로서 표 1에 나타낸다.
이러한 설정 조건으로 도 1에 도시하는 바와 같은 도포 시공 장치를 사용하여, 시트로서의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(MRF38, 미쯔비시 쥬시사 제조) 상에 도포 시공액을 도포하고 고화시켜서 도포 시공막을 형성하였다.
또한, 표 1에는 사용한 도포 시공액의 온도 T의 측정값도 함께 나타낸다.
·작업 3(예비 실험)
상기 작업 2에서 형성된 도포 시공막의 두께 t_ms를 접촉식 변위계(리니어 게이지, 오자키 세이사쿠쇼사 제조)를 사용하여 측정하였다.
그리고, 얻어진 t_ms와, 상기한 각 설정값 t_ref, ρ_a를 수학식 (2)에 대입하여, 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 밀도 ρ_s를 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
·작업 4(질량 유량의 기준값 S의 산출)
상기 작업 3에 의해 산출된 ρ_s를, 가설정값 ρ_a를 대신하여 이용하고, 상기 수학식 (3) 또는 (4)에 의해 산출된 B를 이용하고, 또한 W, U 및 t_ref를 표 2와 같이 설정하여 상기 수학식 (1)에 대입하여 질량 유량의 기준값 S를 산출하였다. 그리고, 상기 작업 2와 마찬가지로 하여 도포 시공막을 형성하였다.
또한, 형성된 도포 시공막의 두께 t_ms를 측정하여 설정값 t_ref와 비교하였다. 설정값 t_ref에 대한 측정값 t_ms의 차(t_ms-t_ref)가 설정값 t_ref에 대하여 -10％를 초과하여 +10％ 미만인 경우, 질량 유량의 기준값 S가 적절하게 설정되어 있다고 해서 「○」로 나타내고, 이 범위를 벗어나는 경우(상기 차가 설정값 t_ref에 대하여 -10％ 이하 또는 +10％ 이상인 경우), 질량 유량의 기준값 S가 적절하게 설정되어 있지 않다고 해서 「×」로 나타내었다.
결과를 표 2에 나타낸다.
표 2에 있어서, 실험예 6에서 S가 적절하게 설정되지 않은 이유는 실제의 도포 시공액의 질량분율 B가 0.15임에도 불구하고, 잘못하여 0.12를 상기 수학식 (1)에 대입해버림에 따른 것이었다. 따라서, 올바른 질량 비율 0.15를 상기 수학식 (1)에 대입한바, 실험예 7에 나타내는 바와 같이 S가 적절하게 설정되었다.
실험예 8에서 S가 적절하게 설정되지 않은 이유는 실제의 시트에 도포 시공되고 고화된 도포 시공액의 밀도 ρ_s가 1250임에도 불구하고, 잘못하여 1111을 상기 수학식 (1)에 대입해버림에 따른 것이었다. 따라서, 올바른 ρ_s의 값 1250을 대입한 바, 실험예 9에 나타내는 바와 같이, S가 적절하게 설정되었다.
Figure 112014040217429-pat00005
Figure 112014040217429-pat00006
(실험 2)
하기 작업 1 내지 4에 의해, 상기 수학식 (5)로부터 산출한 B를 이용하여, 수학식 (1), (2)로부터 질량 유량의 기준값 S를 산출하였다.
·작업 1(예비 실험)
상기 수학식 (5)에 이용하기 위해서, 도포 시공액의 온도 T 및 밀도 ρ_L을 측정하였다.
구체적으로는, 도포 시공액으로서 상기 실험 1에서 사용한 도포 시공액과 동일한 종류이며, 도포 시공액의 전체 질량에 대한 도포 시공액 중의 고화 성분의 질량(질량분율: 상기 수학식 (3) 또는 (4)로부터 산출)이 표 3에 나타내어지는 바와 같은 도포 시공액을 3종류 사용하였다. 또한, 상기한 바와 같이, 중합체 성분 M(중합체 M)을 갖는 도포 시공액을 중합체 M 용액으로 하고, 중합체 성분 N(중합체 N)을 갖는 도포 시공액을 중합체 N 용액으로 나타낸다.
그리고, 각 종류 및 질량분율의 도포 시공액에 대하여 온도를 3단계 변경시켜서 밀도계(밀도 비중계, 교토 덴시 고교사 제조)를 사용하여 각 도포 시공액의 온도 T와 밀도 ρ_L을 측정하였다.
결과를 표 3에 나타낸다.
·작업 2(예비 실험)
상기 수학식 (5)에 사용하기 위해서, 계수 a, b, c를 산출하였다.
구체적으로는, 도포 시공액 중의 중합체 성분의 종류마다 상기 작업 1에 나타내는 바와 같이, 사전 실험에 의해 측정한 B, ρ_L 및 T의 데이터를 수 패턴 취득하고, 얻어진 B, ρ_L 및 T로부터 최소 제곱법을 이용하여 역산함으로써, a, b, c를 산출하였다.
결과를 표 4에 나타낸다.
·작업 3(예비 실험)
각 도포 시공액에 대하여, 상기 수학식 (1), (2)를 사용하여 질량 유량의 기준값 S를 산출하였다.
구체적으로는, 시트 상에 도포 시공되는 도포 시공액의 폭 W, 도포 시공부에 대한 시트가 상대적인 이동 속도 U, 고화된 도포 시공막의 두께의 설정값 t_ref를 표 5에 나타내는 바와 같이 설정하였다. 또한, 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 밀도의 가설정값 ρ_a를 표 5에 나타내는 바와 같이 설정하였다. 그리고, 상기에서 얻어진 a, b, c와, 측정된 T 및 ρ_L을 상기 수학식 (5)에 대입하여 B를 산출하였다. 또한, 이들 값을 상기 수학식 (1)에 대입해서 산출된 질량 유량의 가기준값 S'를 참고값으로서 표 5에 나타낸다.
이러한 설정 조건으로, 도 1에 도시하는 바와 같은 도포 시공 장치를 사용하여, 시트로서의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(MRF, 미쯔비시 쥬시사 제조) 상에 도포 시공액을 도포하고, 고화시켜서 도포 시공막을 형성하였다. 또한, 도포 시공액의 온도 T도 표 5에 함께 나타낸다.
·작업 4(예비 실험)
상기 작업 3에서 형성된 도포 시공막의 두께 t_ms를 접촉식 변위계(리니어 게이지, 오자키 세이사쿠쇼사 제조)를 사용하여 측정하였다.
그리고, 얻어진 t_ms와, 상기 각 설정값 t_ref, ρ_a를 수학식 (2)에 대입하여 시트 상에 도포 시공된 시트 도포 시공막의 밀도 ρ_s를 산출하였다. 결과를 표 5에 나타낸다.
·작업 5(질량 유량의 기준값 S의 산출)
상기 작업 4에서 산출된 ρ_s를 가설정값 ρ_a를 대신하여 이용하였다. 또한, 도포 시공액의 온도 T와 밀도 ρ_L을 측정하고, 이들과 상기 작업 2에서 산출된 a, b, c로부터 상기 수학식 (5)에 의해 산출된 B를 사용하였다. 또한, W, U 및 t_ref를 표 6과 같이 설정하였다. 이들 값을 상기 수학식 (1)에 대입하여 질량 유량의 기준값 S를 산출하였다. 그리고, 상기 작업 3과 마찬가지로 하여 도포 시공막을 형성하였다.
또한, 형성된 도포 시공막의 두께 t_ms를 측정하여, 설정값 t_ref와 비교하였다. 설정값 t_ref에 대한 측정값 t_ms의 차(t_ms-t_ref)가 설정값 t_ref에 대하여 -10％를 초과하고 +10％ 미만인 경우, 질량 유량의 기준값 S가 적절하게 설정 되어 있다고 하여 「○」로 나타내고, 이 범위를 벗어나는 경우(상기 차가 설정값 t_ref에 대하여 -10％ 이하 또는 +10％ 이상인 경우), 질량 유량의 기준값 S가 적절하게 설정되어 있지 않다고 해서 「×」로 나타내었다.
결과를 표 6에 나타낸다.
실험예 13에서 S가 적절하게 설정되지 않은 이유는 실제의 계수 a, b, c와는 상이한 각 값을 잘못하여 상기 수학식 (5)에 대입해서 B를 산출해버림에 따른 것이었다. 따라서, 올바른 계수 a, b, c의 각 값을 대입한 바, 실험예 14에 나타내는 바와 같이, S가 적절하게 설정되었다.
Figure 112014040217429-pat00007
Figure 112014040217429-pat00008
Figure 112014040217429-pat00009
Figure 112014040217429-pat00010
1: 도포 시공 장치
3: 도포 시공액
5: 수용부
7: 펌프(송액부)
11: 시트
13: 도포 시공부
15: 배관
19: 지지부
21: 측정부
23: 제어부
27: 고화부
40: 도포 시공막

Claims (5)

  1. 상대적으로 이동하는 시트 상에 고화 성분을 함유하는 도포 시공액을 도포 시공하고, 상기 도포 시공된 도포 시공액이 고화됨으로써 도포 시공막을 형성하는 도포 시공부와,
    상기 도포 시공부에 상기 도포 시공액을 보내는 송액부와,
    상기 송액부와 상기 도포 시공부 사이에 배치되어 상기 도포 시공액의 질량 유량을 측정하는 측정부와,
    상기 질량 유량의 기준값이 저장되어 있으며, 상기 기준값과 상기 측정부의 측정 결과에 기초하여 상기 송액부에 의한 상기 도포 시공액의 질량 유량을 변경시키는 제어부를 구비하고,
    상기 기준값이 상기 시트 상에 도포 시공되는 도포 시공액 중의 고화 성분의 질량분율에 기초하여, 하기 수학식 (1) 및 (2)에 기초하여 결정되도록 되어 있는 도포 시공 장치.
    Figure 112020076304758-pat00011

    S: 질량 유량의 기준값(kg/min)
    W: 시트 상에 도포 시공되는 도포 시공액의 폭의 설정값(m)
    U: 도포 시공부에 대한 시트의 상대적인 이동 속도(m/min)
    t_ref: 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 두께의 설정값(m)
    ρ_s: 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 밀도(kg/㎥)
    B: 도포 시공액 중의 고화 성분의 질량분율(-)
    ρ_a: 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 밀도의 가설정값(kg/㎥)
    t_ms: 시트 상에 도포 시공되고 고화된 도포 시공막의 두께의 측정값(m)
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 B가 하기 수학식 (3) 내지 (5) 중 어느 하나에 의해 결정되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 도포 시공 장치.
    Figure 112020076304758-pat00012

    ρ_L: 도포 시공액의 밀도의 측정값(kg/㎥)
    T: 도포 시공될 때의 도포 시공액의 온도(℃)
    a, b, c: 계수(-)
  5. 제1항 또는 제4항에 기재된 도포 시공 장치를 사용하여,
    상기 측정부에 의해, 상기 도포 시공액의 상기 질량 유량을 측정하면서, 또한
    상기 제어부에 의해, 상기 기준값과 상기 측정부의 측정 결과에 기초하여 상기 송액부에 의한 상기 질량 유량을 변경시키면서,
    상기 도포 시공부에 의해, 상기 시트 상에 상기 도포 시공액을 도포 시공해서 도포 시공막을 형성하는 도포 시공막의 제조 방법.
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