KR19980081273A

KR19980081273A - 도포 장치 및 도포 방법

Info

Publication number: KR19980081273A
Application number: KR1019980012738A
Authority: KR
Inventors: 사또쇼고; 마니와오사무
Original assignee: 이데이노부유끼; 소니가부시끼가이샤
Priority date: 1997-04-11
Filing date: 1998-04-10
Publication date: 1998-11-25
Also published as: FR2761911A1; JPH10286508A; FR2761911B1; US6312758B1

Abstract

본 발명은 도액막의 강성을 향상시키고 지지체에 대한 도액막의 압력을 에어 필름의 풍압보다 작지 않도록 증가시킴으로써 고속 도포를 실현하는 우수한 도포 장치 및 방법을 개시한다. 자기 테이프에 사용되는 도료에 포함된 유기 용제를 압출 다이의 슬릿으로부터 연속 주행 지지체 상에 토출하여 도포하는 도포 방법에 있어서, 슬릿의 간격은 50 ㎛ 이하로 설정되고, 지지체와 압출 다이 사이의 간격은 0.5 내지 2 ㎜로 설정되며, 슬릿으로부터의 유기 용제의 토출 속도는 2.5 ㎧ 이상으로 설정된다. 토출액의 운동 에너지만으로 도포 폭에 균일한 도막을 형성하여 높은 도막 강성 및 도액 압력을 달성할 수 있도록 한다. 그러므로, 연속 주행하는 지지체 상에의 고속 도포는 비접촉 방식으로 수행될 수 있다.

Description

도포 장치 및 도포 방법

본 발명은 압출 다이(extrusion die)를 이용한 도포 장치 및 도포 방법에 관한 것으로, 특히 유기 용제의 고속 도포에 효과적인 도포 장치 및 도포 방법에 관한 것이다.

비자성 도료, 용제 또는 물을 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 또는 종이 지지체에 비접촉 방식으로 도포하는 방법으로는 커튼 도포법이 공지되어 있다.

이 도포 방법은, 다이로부터 토출된 도액을 자체의 무게에 의해 낙하하도록 하여 지지체 상에 도막을 형성 및 도포하는 것이다. 그러므로, 도액의 유속은 느리며, 고속 도포를 수행하려고 하면, 도액이 고속 주행하는 지지체에 동반하는 에어 필름에 의해 파괴되거나, 공기가 지지체와 도액 사이의 접촉면으로 유입되어, 불균일한 도포를 생성하고 도포 품질이 저하된다. 특히, 자기 테이프에 있어서는 경면의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름이 사용되므로, 에어 필름이 발생하기 쉽고, 따라서 고속 도포가 기술적으로 어렵다.

커튼 도포법은 다음과 같은 이유로 고속 도포가 불가능하다. 즉, 도액 유속이 자체 중량 낙하에 의한 중력에 의한 것이므로 저속으로 제약되므로, 도액막의 강성이 약하다. 또한, 도액막은 도막을 횡단하는 방향으로 주행하는 가요성 지지체에 동반하는 에어 필름의 풍압을 견딜 수 없거나, 공기가 도액막과 지지체 사이에 유입된다.

알려진 정보에 따르면, 도포부의 입구에 감압실을 제공함으로써 에어 필름에 대한 예방적 방편을 취하거나 도액에 흡수되는 성질의 기체로 충전된 예비실을 제공하는 것과 같은 특허 발명이 보고되어 있다. 그러나, 큰 폭의 속도 증가도 예견되지 않으며, 이를 위한 장치는 복잡할 뿐만 아니라 작동은 더욱 어렵다.

이러한 기술 실정에서, 본 발명은 도액막의 강성을 향상시키고 지지체에 대한 도액막의 압력을 에어 필름의 풍압보다 작지 않도록 증가시킴으로써 고속 도포를 실현하는 우수한 도포 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 심도 있는 연구 결과, 본 발명자들은 용제로 이루어진 도액막의 강성이 용제의 운동 에너지를 증가시킴으로써 에어 필름에 대응할 수 있을 만큼 개선되어짐을 발견하였다.

본 발명에 따른 도포 장치는 이와 같은 발견에 기초하여 완성되었다. 지지체를 도료로 도포하여 자기 테이프를 제작하기에 앞서, 연속 주행하는 지지체 상에 유기 용제를 압출 다이의 슬릿으로부터 토출하여 도포하기 위한 도포 장치에 있어서, 슬릿 간격은 50 ㎛ 이하이며, 지지체와 압출 다이 사이의 간격은 0.5 내지 2 ㎜이다. 슬릿으로부터의 유기 용제의 토출 속도는 2.5 ㎧이상이다.

본 발명에 따른 도포 장치에 있어서, 유기 용제의 토출각은 수평선으로부터 상방향으로 0 °이상 90 °미만이다.

또한, 지지체를 도료로 도포하여 자기 테이프를 제작하기에 앞서, 연속 주행하는 지지체 상에 유기 용제를 압출 다이의 슬릿으로부터 토출하여 도포하기 위한 도포 방법에 있어서, 슬릿 간격은 50 ㎛ 이하이며, 지지체와 압출 다이 사이의 간격은 0.5 내지 2 ㎜이다. 슬릿으로부터의 유기 용제의 토출 속도는 2.5 ㎧이상이다.

본 발명에 따른 도포 방법에 있어서, 유기 용제의 토출각은 수평선으로부터 상방향으로 0 °이상 90 °이다.

즉, 본 발명에 따른 도포 장치와 도포 방법에 있어서, 유기 용제는 고속으로 압출 다이의 슬릿으로부터 토출되며, 이로써 토출된 용제의 운동 에너지만으로 도포 폭에 균일한 막을 형성하여 도막의 높은 강성과 높은 도액 압력을 실현할 수 있게 된다. 이리하여, 연속 주행하는 지지체 상에의 고속 도포가 비접촉 방식으로 수행될 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 도포 장치의 일 구성례를 도시한 개념도.

도2는 본 발명에 따른 도포 장치의 일 구성례를 도시한 단면도.

도3은 본 발명에 따른 도포 장치의 일 구성례를 도시한 단면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 지지체

2 : 압출 다이

2a : 전방 립

2b : 후방 립

3 : 슬릿

4 : 유기 용제

5 : 포켓

6 : 유기 용제 공급 장치

7 : 도막

다음은 본 발명에 따른 압출 다이 도포 장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다.

도1에 도시된 바와 같은 압출 다이 도포 장치에 있어서, 소정의 폭을 갖는 대략 직사각형의 평행육면체형 금속 블록으로 형성된 압출 다이(2)는, 도포체로서의 지지체(1)가 상측으로부터 하방으로 연속 주행하게 되는 중간 부분에 제공된다. 압출 다이(2)는 도1에서 상측으로부터 하방으로 주행하는 지지체(1)의 측면 상에 제공되며, 압출 다이(2)의 말단부면을 구성하는 한 쌍의 상하부 립(2a, 2b)은 지지체(1)의 표면에 대면한다. 도포 폭에 해당하는 슬릿(3)은 전방 립(2a)과 후방 립(2b) 사이에 형성된다. 슬릿(3)의 배면에는 슬릿과 통하는 포켓(5)이 형성되어 있어서, 유기 용제(4)와 같은 도액이 포켓(5) 내에 저장된다. 포켓(4) 내에 공급된 유기 용제(4)는 슬릿(3)으로 공급되고 나서, 한 쌍의 상부 및 하부 립(2a, 2b)에 면하여 주행하는 지지체(1)의 표면 상에 토출되어, 도막이 형성된다.

지지체로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트 필름 또는 종이와 같은 가요성 재료가 사용된다.

압출 다이(2)는 도2에 도시된 바와 같이 말단부면 부근의 부분이 선형으로 경사지게 절단된 소위 웨지 형상으로 형성된다. 전방 립(2a)과 후방 립(2b) 사이에는, 도포 폭에 해당하는 슬릿(3)이 형성된다. 이 슬릿(3)은 유기 용제(4)가 토출되어 나오는 간극이다. 압출 다이(2)는 도1의 상측으로부터 하방으로 주행하는 지지체(1)의 측면 상에 구비되며, 압출 다이(2)의 말단부면을 구성하는 한 쌍의 상부 및 하부 립(2a, 2b)은 지지체(1)의 표면에 대면한다.

슬릿(3)의 배면에는 슬릿(3)과 통하는 포켓(5)이 형성되어 있다. 이 포켓(5)의 양 단부에는, 도시되지 않은 유기 용제 공급 포트가 제공되었으며 유기 용제(4)를 공급하기 위한 유기 용제 공급 유닛(정밀 계량 펌프)(6)이 접속되어 있다. 이 유기 용제 공급 유닛(6)은 유기 용제(4)를 포켓(5) 내로 소정 압력 하에서 한 방향으로 리턴리스(returnless) 방식으로 공급한다.

압력 하에서 포켓(5) 내에 공급된 유기 용제(4)는 슬릿(3)으로 공급되고 나서, 한 쌍의 상부 및 하부 립(2a, 2b)에 대면하여 주행하는 지지체(1)의 표면 상으로 토출되어 도막(7)이 형성된다.

이 때에, 유기 용제(4)는 슬릿(3)으로부터 고속으로 토출된다. 이리하여, 토출된 용제의 운동 에너지만으로 도포 폭에 균일한 필름이 형성되며, 도막의 높은 강성과 도액의 높은 압력이 달성된다. 그러므로, 고속 도포가 연속 주행하는 지지체(1) 상에 비접촉 방식으로 수행된다.

이상 도포 장치의 기본적인 구성을 설명하였다. 이러한 도포 장치에서, 슬릿 간격이 넓은 경우에 토출 유속 및 운동 에너지는 유동을 크게 하는 것에 의해서만 증가될 수 있으므로, 슬릿 간격이 좁을수록 바람직하겠다. 그러나, 슬릿 간격이 너무 좁으면, 유기 용제 내의 입자들이 슬릿 내에 끼는 경향이 있다. 그러므로, 토출된 필름이 파괴되고 다이 내의 압력이 증가되어 장치가 비실용적이게 된다.

도포가 통상의 가요성 배관의 내압, 즉 10 ㎏/㎠ 미만에서 수행되는 조건이 설정되면, 시판되는 배관 또는 저점성 펌프가 사용될 수 있다. 그러므로, 저가의 간단한 도포 시스템이 구축될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 도포 장치 및 도포 방법에 있어서, 슬릿 간격(t₁)은 5.0 ㎛ 이하이며 슬릿으로부터의 유기 용제의 토출 속도는 2.5 ㎧ 이상이다.

또한, 토출된 필름이 캔틸레버되었다고 가정하면, 에어 필름의 풍압에 의한 만곡 모멘트는 감소하게 된다. 그러므로, 지지체와 다이 사이의 거리가 가능한 짧은 것이 바람직하다. 그러나, 거리가 너무 짧으면, 주행하는 지지체가 다이와 접촉하여 입자를 발생시켜서, 도포 결함(도포면 상에 줄무늬, 입자 잔류 현상)을 일으킨다.

따라서, 본 발명에 따른 도포 장치와 도포 방법에서, 지지체와 압출 다이 사이의 간격(t₂)은 0.5 내지 2 ㎜이다.

또한, 본 발명의 도포 장치에 의해 도포되는 용제가 세정액 또는 프리코팅(pre-coating)으로 사용되는 경우에, 용제의 전량을 사용하는 대신에, 용제는 다른 장치로 도포되는 다른 용제와 함께 처리되며, 잔류 용제는 중력 방향으로 폐액하는 것이 장치의 설계 상 효과적이다. 그러므로, 다이는 수직 상방에 면하는 파운틴(fountain)으로 사용되지 않는다.

수평 세팅으로 다이를 상방으로 설치함으로써, 도포 준비 시간 또는 도포 작업 정지 시에 용제가 다이로부터 흘러나오는 것을 방지할 수 있다. 그러므로, 가요성 지지체 상의 얼룩과, 재도포 시에 다이의 불충분한 다이 충전에 기인한 불안정한 도포 및 기포의 유입을 막을 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 도포 장치 및 도포 방법에 있어서, 수평선(8)에 대한 유기 용제의 토출각(θ)은, 도3에 도시된 바와 같이, 상방향으로 0 °이상 90 °미만이다.

또한, 인체에 유해한 유기 용제는 도포 직전까지 대기에 노출되지 않고 처리되므로, 본 발명에 따른 도포 장치 및 도포 방법은 안전 위생적인 면에서 우수하다.

실시예

다음은 전술한 구조의 도포 장치를 사용한 실험을 설명한다.

실험에서, 160 ㎜ 폭을 갖는 스테인레스 스틸의 다이를 사용하였으며, 도포 폭은 100 ㎜로 설정되었다.

또한, 메틸에틸 케톤을 유기 용제로서 사용하였으며, 125 ㎜ 폭과 10 ㎛ 두께의 자기 테이프용 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 지지체로 사용하였다.

실시예 1

슬릿 간격 t₁은 10 ㎛, 30 ㎛, 50 ㎛ 및 100 ㎛로 설정하였으며, 지지체와 다이 사이의 간격 t₂는 상기 간격에 대해서 각각 0.2 ㎜, 0.5 ㎜, 2 ㎜ 및 3 ㎜로 설정하였다. 이와 같은 조건 하에서, 도포 실험은 100 m/분, 200 m/분, 300 m/분, 400 m/분, 500 m/분, 600 m/분, 700 m/분, 800 m/분 및 900 m/분의 여러 도포 속도에서 수행되었다. 결과를 표1에 기재하였다.

	슬릿 간격t₁(㎛)	10	30
	지지체와 다이사이의 간격t₂(㎜)	0.2	0.5	1	2	3	0.2	0.5	1	2	3
도포속도(m/분)	100	×	○	○	○	○	×	○	○	○	○
	200	×	○	○	○	○	×	○	○	○	○
	300	×	○	○	○	○	×	○	○	○	○
	400	×	○	○	○	○	×	○	○	○	×
	500	×	○	○	○	○	×	○	○	○	×
	600	×	○	○	○	×	×	○	○	○	×
	700	×	○	○	○	×	×	○	○	○	×
	800	×	○	○	○	×	×	○	○	○	×
	900	×	○	○	○	×	×	○	○	○	×

	슬릿 간격t₁(㎛)	50	100
	지지체와 다이사이의 간격t₂(㎜)	0.2	0.5	1	2	3	0.2	0.5	1	2	3
도포속도(m/분)	100	×	○	○	○	○	×	○	○	○	×
	200	×	○	○	○	○	×	○	○	○	×
	300	×	○	○	○	×	×	○	○	○	×
	400	×	○	○	○	×	×	○	○	○	×
	500	×	○	○	○	×	×	×	×	×	×
	600	×	○	○	○	×	×	×	×	×	×
	700	×	○	○	○	×	×	×	×	×	×
	800	×	○	○	○	×	×	×	×	×	×
	900	×	○	○	○	×	×	×	×	×	×

도포 실험의 평가를 위해, 도포가 아무 결함 없이 수행된 경우는 ○ 표로 표시하였으며, 결함이 관측된 경우는 × 표로 표시하였다.

지지체와 다이 사이의 간격이 0.2 ㎜이면 지지체는 다이에 접촉하고, 간격이 3 ㎜이면 토출된 필름은 에어 필름에 의해 영향을 받는 경향이 있음을 알게 되었다. 또한 슬릿 간격이 100 ㎜일 때에 토출된 용제 막이 약하고 에어 필름에 의해 영향을 받게 됨을 알게 되었다.

표1a와 표1b에서 분명한 바와 같이, 슬릿 간격이 50 ㎛ 이하이고 지지체와 다이 사이의 간격이 0.5 내지 2 ㎜인 도포 조건 하에서는, 안정적이면서 고속의 도포가 800 m/분에서도 수행될 수 있다.

실시예 2

도포 실험은, 도3에 도시된 바와 같이, 다이가 수평선으로부터 상방향으로 장착 각도가 45 °이도록 수평한 위치에서 기울어진 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 조건 하에서, 즉 슬릿 간격 t₁과, 지지체와 다이 사이의 간격 t₂및 여러 값으로 변경된 도포 속도가 동일한 조건 하에서 수행되었다. 그러므로, 다이가 상방향으로 기울어졌을 때에도 안정적인 고속 도포가 유사하게 수행됨을 알게 되었다.

실시예 3

도포 실험은, 슬릿 간격 t₁을 50 ㎛로, 가요성 지지체와 다이 사이의 간격 t₂를 2 ㎜로 설정하고, 용제의 유속을 1 ㎧, 1.5 ㎧, 2 ㎧, 2.5 ㎧, 3 ㎧, 3.5 ㎧로 변경하면서 수행되었다. 이 경우에, 메틸에틸 케톤이 유기 용제로 사용되었으며, 용제 유속은 용제 유량을 슬릿의 단면적으로 나눔으로써 계산된다. 표2는 결과를 보여준다.

유속(㎧)	평가
1	×
1.5	×
2	×
2.5	○
3	○
3.5	○

평가를 위해, 토출막이 지지체와 다이 사이의 간격에서 형성된 경우는 ○ 표로, 토출막이 간격 사이에서 형성되지 않은 경우는 ×표로 표시하였다.

표2에서 분명한 바와 같이, 용제 토출 막은, 용제 유속이 2 ㎧ 이하인 경우에서는, 가요성 지지체와 다이 사이에 형성되지 않았다. 따라서, 도포는 용제 유속이 2.5 ㎧ 이상에서 수행되는 것이 바람직하다.

이상의 설명에서 분명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 유기 용제는 압출 다이의 슬릿으로부터 고속으로 토출되어서, 이러한 토출액의 운동 에너지만으로 도포 폭에 균일한 도막을 형성하여 높은 도포 강성과 도액 압력을 달성할 수 있도록 한다. 그러므로, 연속 주행하는 지지체 상의 고속 도포는 비접촉 방식으로 수행될 수 있다.

따라서, 본 발명은 도포 결함이 적으면서 생산성이 높은 안정적인 도포 시스템을 제공한다.

Claims

지지체를 도료로 도포하여 자기 테이프를 제작하기에 앞서, 연속 주행하는 지지체 상에 압출 다이의 슬릿으로부터 유기 용제를 토출하여 도포하는 도포 장치에 있어서,

슬릿의 간격은 50 ㎛ 이하이고,

지지체와 압출 다이 사이의 간격은 0.5 내지 2 ㎜이며,

유기 용제는 2.5 ㎧ 이상의 토출 속도에서 슬릿으로부터 토출되는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
제1항에 있어서, 유기 용제는 수평선에 대해 상방향으로 0 ° 이상 90 °미만의 토출각으로 토출되는 것을 특징으로 하는 도포 장치.
지지체를 도료로 도포하여 자기 테이프를 제작하기에 앞서, 연속 주행하는 지지체 상에 압출 다이의 슬릿으로부터 유기 용제를 토출하여 도포하는 도포 방법에 있어서,

슬릿의 간격을 50 ㎛ 이하로 설정하는 단계와,

지지체와 압출 다이 사이의 간격을 0.5 내지 2 ㎜로 설정하는 단계 및,

슬릿으로부터 토출되는 유기 용제의 토출 속도를 2.5 ㎧ 이상으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도포 방법.
제3항에 있어서, 유기 용제는 수평선에 대해 상방향으로 0 ° 이상 90 °미만의 토출각으로 토출되는 것을 특징으로 하는 도포 방법.