KR19980701876A - 에어 나이프를 사용한 기판 코팅 방법과 그 장치 - Google Patents

에어 나이프를 사용한 기판 코팅 방법과 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR19980701876A
KR19980701876A KR1019970705273A KR19970705273A KR19980701876A KR 19980701876 A KR19980701876 A KR 19980701876A KR 1019970705273 A KR1019970705273 A KR 1019970705273A KR 19970705273 A KR19970705273 A KR 19970705273A KR 19980701876 A KR19980701876 A KR 19980701876A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
coating
fluid
substrate
coating fluid
layer
Prior art date
Application number
KR1019970705273A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100417355B1 (ko
Inventor
윌리암 케이. 레오나드
Original Assignee
워렌 리차드 보비
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 워렌 리차드 보비, 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩츄어링 캄파니 filed Critical 워렌 리차드 보비
Publication of KR19980701876A publication Critical patent/KR19980701876A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100417355B1 publication Critical patent/KR100417355B1/ko

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/34Applying different liquids or other fluent materials simultaneously
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/30Processes for applying liquids or other fluent materials performed by gravity only, i.e. flow coating
    • B05D1/305Curtain coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/007Slide-hopper coaters, i.e. apparatus in which the liquid or other fluent material flows freely on an inclined surface before contacting the work
    • B05C5/008Slide-hopper curtain coaters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/04Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05DPROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/04Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases
    • B05D3/0406Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to gases the gas being air
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H23/00Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
    • D21H23/02Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
    • D21H23/22Addition to the formed paper
    • D21H23/46Pouring or allowing the fluid to flow in a continuous stream on to the surface, the entire stream being carried away by the paper
    • D21H23/48Curtain coaters
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H25/00After-treatment of paper not provided for in groups D21H17/00 - D21H23/00
    • D21H25/08Rearranging applied substances, e.g. metering, smoothing; Removing excess material
    • D21H25/16Rearranging applied substances, e.g. metering, smoothing; Removing excess material with a blast of vapour or gas, e.g. air knife
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/02Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface
    • B05C11/06Apparatus for spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to a surface ; Controlling means therefor; Control of the thickness of a coating by spreading or distributing liquids or other fluent materials already applied to the coated surface with a blast of gas or vapour
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/06Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying two different liquids or other fluent materials, or the same liquid or other fluent material twice, to the same side of the work
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S118/00Coating apparatus
    • Y10S118/04Curtain coater

Landscapes

  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

다수개의 코팅층으로 기판(32, 102)을 코팅하는 방법에는 코팅 다이(10, 110)가 구비된 코팅 스테이션을 통한 경로를 따라 기판을 이동시키는 단계가 구비된다. 복합층(48, 118)은 제1 및 제2 코팅 유체(34, 36; 104, 86)로 형성된다. 기판(32, 102)은 유동하는 복합층과 접촉하여 제1 코팅 유체가 기판(32, 102)과 제2 코팅(36, 86) 사이에 삽입된다. 상기 복합층은 가스 나이프(54, 124)로부터 발생되는 가스(52, 122)에 의해 벗겨져 복합층의 일부를 기판으로부터 제거하게 된다.

Description

에어 나이프를 사용한 기판 코팅 방법과 그 장치
종종 상이한 성분의 층들이 기판에 도포 되어져야 한다. 도장 하부에 초벌 코팅을 도포 하여 접착을 증진시키는 것이 보통이다. 사진 필름의 제조에 있어서, 상이한 성분의 12개나 되는 층이 균일도의 근소한 공차의 개별 적층 관계로 도포 되어야 한다. 순차 코팅 작업을 사용하여 기판 상에 다수개의 개별 중첩층을 형성할 수 있다. 그러나, 이는 값비싸며 시간 소모적이고, 순차 코팅과 건조 스테이션에 많은 투자를 요한다. 동시 다층 코팅 법이 책에 논의된 바: 뉴욕의 VCH 출판사에서 출판된 편집자, 코헨, 이.디.(Cohen, E.D.)와 굳오프, 이.비.(Gutoff, E.B.)의 현대 코팅 및 건조 기술, 제4장에 논의되었다. 슬롯 또는 사출 예측정 다이 코팅기는 미국 특허 제2,761,419호와 제2,761,791호에 게시되었으며, 다년에 걸쳐 개선되었다. 이와 같은 코팅기를 사용하여, 코팅될 웨브의 표면은 다이와 접촉하거나 다이에 근접하도록 위치되어져 다수개의 중첩층들이 침착되었다. 각 코팅 성분 물질은 이를 층으로서 웨브에 침착시키는 코팅 다이 쪽으로 계량되어 보내졌다. 그러나, 웨브 쪽으로의 갭의 균일성은 코팅의 질을 제한하였으며, 작업의 최대속도를 제한하였다.
동시 다층 코팅의 다른 방법으로는 커튼 코팅을 들 수 있는 바, 미국 특허 제3,508,947호는 사진 부재의 코팅을 들어 이러한 방법의 사용을 가르치고 있다. 커튼 코팅법은 코팅 스테이션을 횡단하는 웨브 상으로 충돌하는 액체의 자유 낙하 수직 커튼을 사용한다. 상기 특허는 다수개의 개별 층으로 커튼을 형성하여 웨브 상에 다층의 코팅을 이루는 방법을 가르치고 있다. 코팅 다이와 웨브 사이의 갭은 이전의 방법에서 보다 많이 크며 도포 속도도 훨씬 빠르다. 그러나, 상기 방법에 의하면 설정된 두께를 가지며, 그 속도는 제한된다.
상기한 바와 같은 커튼 코팅의 한계는 모든 조정 물질의 최소 유동율 이하에서는 안정된 커튼이 유지되지 않는데 기인한다. 이는 느리고 완만한 속도에서는 코팅이 박막으로 도포되는 것을 막는다. 슬라이드와 커튼 동시 다층 방법이 최초로 도입되었으므로, 이후로 많은 개선점들이 발명되어 왔다. 그러나, 여전히 개선된 저속 및 고속 다층 코팅법에 대한 필요가 요구된다.
단일 층 에어 나이프 코팅 기술이 조지아, 애틀랜타. TAPPI 앤드 CPPA의 제지 공업 공동 교과서 위원회에 의해 출판된 기술 편집자, 마이클 쿠리스(Michael Kouris)의 저서 펄프 및 종이의 제조, 제8권; 코팅 전환 및, 전문 공정 1992년 제3판의 제Ⅱ장에 요약되었다. 보충 설명은 코헨과 굳오프 저서의 제5 장에 있다. 이러한 에어 나이프(air knife) 코팅법은 웨브에 단일 코팅 유체를 다량으로 도포한 후에, 노즐로부터 배출되는 가스 제트를 사용하여 상기 유체의 일부를 제거하는 것으로 특징 지워진다. 노즐 내에는 낮은 가스 압력이 사용되는 도포의 저속 지역이 있다. 잉여 분의 코팅은 웨브의 이동 방향과 반대로 강제되고 제어된 양이 웨브면상의 가스 제트를 통하여 통과한다. 이러한 기술은 사진 공업 분야에서 사용되어 왔다. 종이 코팅 공업과 고온의 침액 강철 스트립 제조자에 의한 용융 금속 코팅에 의해 사용된 작업에는 고속 지역이 있다. 이와 같은 경우에, 가스 압력과 웨브 속도는 높으며, 일반적으로 잉여 유체는 제트에 의해 분무된다. 상기한 저속 및 고속 기술은 모두 단일 코팅 유체 성분을 사용하는 단일층 코팅법으로만 알려져 있으며, 이 방법은 50년 이상 동안 실행되어 왔다. 상기한 2가지 기술은 코팅 도포기를 사용하여 가스 제트를 통과하기 전에 기판에 과량의 코팅을 도포하였다. 상기 다이는 과량의 코팅을 거칠게 도포하는데 사용되었으며, 이는 하나의 코팅 유체 성분만을 도포하는데 사용되었다.
종래의 에어 나이프 코팅법은 한 번에 단 하나의 층만을 코팅하며, 최소 코팅 두께에 있어서 한계가 있으므로 주로 적용 범위에 있어서의 문제점이 있었다. 박막의 건조 코팅을 생성하기 위해, 가스 제트를 통과하여 기판 상에 잔류하는 단위 기판 면적당 고체 질량은 낮아야 한다. 가스 속도와, 고체 백분율 및, 코팅 점성도는 코팅 무게를 제어하는 지배적인 변수들이다. 보다 얇은 코팅은 고체 백분율을 줄이고, 점성을 낮추거나, 제트 속도를 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 그러나 이들 모든 것에는 항상 경제적 및 물리적인 제한이 따른다. 즉 점성을 낮추는데는 조성을 바꿀 필요가 있는 바, 이는 제트를 통과한 후 그리고 건조 또는 경화 단계 전에 코팅이 바람직하지 못하게 흐르게 되는 결과로 이어질 수 있다. 또한 제트 속도는 제트의 속도를 음속 이상으로 증가시키는데 따른 비용과 복잡함과, 잉여 분의 코팅 유체를 분무시킴으로써 생성되는 더럽혀짐 및, 고속 제트의 소음을 포함한 여러 가지 실제적인 고찰에 의해 제한된다.
그러므로 보다 다용도로 사용될 수 있는 다층 코팅법과 다층 에어 나이프 코팅기가 요구되었다. 또한 복합층 유체로부터 하나의 건조 코팅층을 도포하는 개선된 에어 나이프 코팅기가 요구되었다. 또한 고속에서 뿐 아니라 저속에서도 박막(10 m/min의 웨브 속도에서 25 마이크론) 코팅을 도포할 수 있는 새로운 방법이 요구되었다.
본 발명은 일 단계 동시 코팅에 의해 0.01 내지 1000 마이크론의 하나 및 다수개의 습코팅의 도포에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기판을 에어 나이프(air knife) 코팅하는 방법과 그 장치의 개선에 관한 것이다. 본 기술은 제지 코팅과 물을 사용한 코팅 공업에 특히 유용하다.
도1은 본 발명에 따른 코팅 장치의 개략도.
도2는 본 발명에 따른 코팅 장치의 다른 실시예의 개략도.
다수개의 코팅층으로 기판을 도포하는 방법에는 코팅 스테이션을 통한 경로를 따라 기판을 이동시키는 것이 구비된다. 복합층이 형성되며 적어도 하나의 제1 코팅 유체와 혼화성 제2 코팅 유체가 사용된다. 기판은 유동하는 복합층과 접촉하여 제1 코팅 유체를 기판과 제2 코팅 유체 사이에 삽입하게 된다. 복합층은 가스에 의해 벗겨질 수 있어, 기판으로부터 복합층을 일부를 제거할 수 있다.
또한 다수개의 제1 코팅 유체가 사용될 수 있다. 이같이 다수개의 제1 코팅 유체가 사용되면, 이들 제1 코팅 유체의 적어도 2개는 혼합되지 않는 것이어야 한다. 제1 코팅 유체는 라텍스(latex)이고, 제2 코팅 유체는 물일 수 있다. 이와는 달리, 제1 및 제2 코팅 유체 모두가 상이한 성분 또는 고체 백분율을 갖거나, 이들 모두인 라텍스일 수 있다.
다층 슬라이드 코팅기, 커튼 코팅기, 제트 코팅기, 비드(bead) 코팅기 또는 사출 다이 코팅기가 사용되어 기판에 코팅 유체를 도포하거나, 제1 및 제2 코팅 유체의 층들이 순차적으로 형성될 수 있다.
기판은 코팅 스테이션을 통하여 최대 1000 m/min의 속도로 이동할 수 있다.
또한, 복합층은 기판으로 전달되지 전에 우선 전달 표면상에 위치되어질 수 있다.
장치에는 제1 유체 코팅을 배출하는 다이가 구비된다. 여기서 다이는 다층 코팅 다이일 수 있다.
윌리엄 케이. 레오나드(William K. Leonard) 등의 박막의 유체 코팅을 도포하는 방법과 그 장치 제하의 출원중인 미국 특허 출원 제08/382,962호에는 코팅 유체와 캐리어 유체의 2개-층을 기판 상에 동시에 2개 층으로 도포한 후에, 코팅 유체는 남겨둔 채 캐리어 유체를 제거하는 액체 코팅 도포 방법이 게시되었다. 이와 같은 발명의 목적은 코팅 스테이션을 통하여 기판을 이동시키는 기판 이동 단계와, 상이하지만 혼화성 성분의 유체로 이뤄진 다수개의 개별 유동 층으로 구성된 복합층 형성 단계, 복합층이 코팅 스테이션을 통하여 횡단하는 동안에 기판면상에 복합층을 침착시키는 복합층 침착 단계 및, 기판의 경로를 가로질러 가로방향으로 연장되는 가스 제트(에어 나이프)의 닥터링(doctoring) 작용에 의해 복합층의 일부를 제거하는 복합층 일부 제거 단계로 구성된 방법에 의해 코팅 스테이션에서 기판 상에 다수개의 코팅 유체를 동시적으로 도포하는데 있다. 상기 기판은 코팅 스테이션을 통하여 1 내지 1000 m/min의 속도로 이동하는 연속적인 웨브이거나, 코팅 스테이션을 통하여 이송되는 부품 또는 부분들의 행렬, 또는 이산 시트 또는 이산 강성 부품일 수 있다.
각각의 층들은 상이한 성분으로 이뤄질 수 있으며, 광범위한 점성과, 표면 장력 및, 두께 비율을 구비할 수 있다. 바람직하기로는 코팅 유체는 표면상에 전착된 후에 코팅 스테이션을 통하여 이송되는 동안에 기판면으로부터 제거(dewet)되지 않는 표면 장력과 점성의 조합을 갖는다. 상기 방법에 의해 코팅 가능한 코팅 유체의 예로는 단위체(monomer)와, 소중합체(oligomer), 용해된 고체 용액, 고체-액체 분산물, 액체 혼합물, 에멀션 및, 라텍스를 들 수 있다.
코팅 방법은 본 발명의 바람직한 장치가 구비된 코팅 스테이션을 도시하는 도1을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 코팅 다이(10)는 사진 공업 분야에서는 슬라이드 커튼 코팅기로 통상적으로 알려져 있다. 제1 성분의 제1 코팅 유체(34)는 탱크(14)로부터 정밀 계량 펌프(16)에 의해 정밀하게 조정된 비율로 필터(18)와, 기포 제거 장치를 통하여 코팅 다이(10)쪽으로 펌프 되어진다. 웨브(32)는 코팅 스테이션 쪽으로 웨브에 대하여 횡방향으로 장착되어진 다이(10)를 거쳐 통과한다. 제2 성분으로 이뤄진 제2 코팅 유체(36)는 스로틀 밸브(24)와 유량계(25)를 통하여 진공 배기 용기(26)쪽으로 보내진다. 진공 배기 용기로부터 배출되는 흐름의 유동율은 다른 유량계에 의해 측정된다. 상기한 유량계 모두는 로타미터일 수 있다. 용기(26)로부터의 흐름은 진행 공동 펌프(progressive cavity pump; 28)에 의해 펌프된다. 펌프(28)로부터, 제2 코팅 유체(36)는 밀폐된 서지 탱크(29)를 통과하고, 미세 필터(30)를 통과한 후, 배출 유량계(27)를 거쳐 코팅 다이(10)속으로 흐른다. 내부 공동(12, 22)은 상기한 2개-층 슬라이드 커튼 코팅 다이(10)의 폭을 가로질러 코팅 유체의 흐름을 분배하여, 유체 흐름이 분배 슬롯(42, 44)을 통하여 다이면(38, 40)으로 분배되도록 한다. 제1 및 제2 유체들은 혼합되지 않으나, 이들은 상이한 성분으로 이뤄진다. 한편 이들 유체들은 개별 성분의 농도만 다른 동일 성분으로 구성되거나, 상이한 성분으로 구성될 수 있다. 상기 유체들이 용액, 분산물 또는 에멀션이라면, 주된 액체 성분은 동일하거나 상이하게 된다.
제1 코팅 유체(34)는 슬롯(44)의 배출구에서 제2 코팅 유체(36)의 상부로 유동한 후, 제2 유체의 상부에 위치된 적층 관계로 경사면을 따라 하방으로 다이 립(46)쪽으로 복합층을 이뤄 흐른다. 립으로부터, 복합 액체 필름은 커튼(48)의 형상으로 중력의 영향하에서 낙하하여 웨브(32)와 접촉하게 된다. 웨브(32)는 코팅 스테이션을 통하여 횡단 코팅 다이(10)를 거쳐 이동하여, 복합층 커튼이 웨브와 접촉하면 제 1코팅 유체는 웨브와 인접하여 위치되고 웨브와 제2 코팅 유체 사이에 삽입되게 된다. 제1 코팅 유체(34)는 웨브(32)와 밀접하게 접촉하게 되는 반면, 제2 코팅 유체는 그렇지 않다. 개별 층들은 구별되고 혼합되지 않는 층을 유지한다. 여기서 커튼 도포기 다이는 기판에 과량의 제2 코팅 유체(36)를 도포하는데 사용된다. 그러므로, 복합층도 과량으로 도포되어진 것이다. 이와 같은 여분의 양은 제2 유체(36)를 계량함으로써 제어된다. 이러한 여분의 일부는 이하에 기술될 바와 같은 에어 나이프에 의해 뒤이어 제거된다.
또한 도1은 커튼이 기판(32)과 충돌하기 전에 커튼을 가로막는 저지 배플(60)을 도시하고 있다. 이는 시동 및 차단 과정을 촉진하기 위해 연결되며 일반적으로 웨브 또는 코팅 유체 흐름을 중단하지 않고도 웨브 코팅 작업을 중지할 수 있도록 한다. 점선으로 도시된 바와 같이 배플(60)이 결합되면, 유체는 배플을 따라 하방으로 유동하여 캐치 팬(51)속으로 흐르게 된다.
이동하는 기판 상에 침착된 코팅 유체의 복합층의 결합된 습(濕)두께는 기판 상에 충돌하기 바로 전의 다층 커튼의 두께와 관계된다. 보다 빠른 기판 속도는 보다 박막의 코팅을 산출하게 된다. 고속의 기판 속도는 충돌 커튼의 운동 에너지가 충분히 균일하고 안정된 방식으로 기판의 표면상의 공기를 교체하기에 충분하다면 가능하다. 충돌 속도가 기판 속도보다 빠르다면, 기판의 습두께는 충돌 바로 전의 커튼의 두께보다 두꺼울 것이다. 여러 가지 요인에 따라, 커튼의 충돌은 충돌 지점에서 기판의 상류 측면 상에 유체 말단(fluid heel)이 형성되도록 한다. 이러한 유체 말단이 커진다면, 코팅층의 질은 저하되고 혼합될 수 있다. 이와 같은 현상에 영향을 미치는 요인으로는 층의 유동성과, 층의 표면 장력과 계면 장력, 기판과의 충돌각, 외부 몸체 힘 및, 외부 압력 구배(gradient)를 들 수 있다. 상기 층의 유동율과, 기판 속도, 기판으로부터의 코팅 다이의 거리 및, 충돌각은 침착을 안정화시키기 위해 코팅기 조작자가 바꿔야 하는 주된 변수들이다. 또한, 커튼 코팅 기술상에 많은 개선이 가능하다. 이러한 모든 것들이 에어 나이프(54) 전에 과량의 복합 코팅 유체층을 도포하는 도포기로서의 슬라이드 커튼 다이로 사용되기에 유용하도록 한다.
기판이 슬라이드 커튼 다이를 통과하여 복합층이 과량으로 도포된 후에, 기판은 에어 나이프(54)로 공지된 가스 제트 노즐을 통과한다. 이는 미국 특허 제2,135,406호에 기술된 바에 따라 설계되었다. 상기 노즐은 통상적으로 작용 가스로 공기를 사용한다.
상기 에어 나이프(54)로부터 배출되는 제트(52)는 에어 나이프(54)에 접근하는 웨브상의 코팅 유체의 복합층의 일부가 나이프(54) 위치 너머로 통과하는 것을 방지하기도 하며, 제트의 부피와 속도에 따라 기판으로부터 코팅 유체의 일부를 연무로 송풍시키기도 한다. 바람직하기로 기판은 제트를 거쳐 상방으로 통과하여, 중력의 도움으로 과량의 코팅 유체가 하방으로 당겨져 제트 충돌 지점으로부터 떨어지게 된다. 과량의 코팅 유체의 역류는 제트(52)의 하부에 매우 불균일하고 그 운동이 난류이거나 혼란스러운 제2 코팅 유체(62)의 후막의 층을 형성한다. 예상치 못하게 이와 같은 점에도 불구하고 상기한 제1 및 제2 코팅 유체들이 혼화가능하더라도 에어 나이프(54)의 웨브 하방 측면 상에 2개 층의 복합 코팅(64)을 형성할 수 있는 것으로 알려졌다. (혼화성 유체들이 비커 내에 함께 수용되어 섞인다면 융합되어 균일한 조성의 단일 유체를 형성하게 된다.) 더불어 그리고 또한 놀랍게도, 공기 제트(52)는 조절되어, 제1 유체(34)는 방해받지 않은 본래 그대로 남겨진 채로 제2 유체(36)만의 일부만이 제거되는 것으로 알려졌다. 이는 제1 코팅 유체의 점성이 제2 코팅 유체의 점성의 10 배와 심지어 100 배인 경우와 같이, 제1 코팅 유체가 제2 코팅 유체보다 점도가 강한 경우에 보다 용이하게 달성된다. 에어 나이프를 통과한 후에 2개 층 복합 코팅(64)이 기판 상에 잔류하게 된다. 과량의 코팅 유체(62)는 배출되어 웨브로부터 팬(50)속으로 아래로 떨어지게 된다. 이와 같은 과량의 코팅 유체는 폐기되거나 적절하다면 재사용 되기도 한다.
에어 나이프(54)를 통과한 후에, 복합층(64)은 특정 응용에 의해 요구되는 바와 같이 건조, 교질화 또는 경화된다. 이러한 작업 후에 롤의 형상으로 감겨지거나, 시트 형상으로 만들어지거나, 추가적인 공정 단계들을 거치게 된다. 또한 젖은 복합 코팅을 기계적으로, 진동에 의해, 또는 자기적으로 매끈하게 하는 단계가 사용되기도 한다. 도시된 바와 같이, 다층 슬라이드 커튼 코팅기 다이(10)가 과량의 코팅 유체를 도포하는데 사용되기도 한다. 슬라이드와, 비드, 사출 및, 제트 다이 장치를 포함한 다른 동시 다층 코팅 장치로 사용될 수 있다. 과량의 재료로 이뤄진 복합층은 중간과 과량의 코팅 유체 제거 또는 건조 단계 없이도 웨브면상에 연속적으로 단일 층들을 침착시킴으로써 형성될 수도 있다.
이러한 동시 다층 에어 나이프 코팅 기술은 특히 라텍스를 사용하여 기판상에 고체 코팅을 생산하는데 유용하다. 종종, 통상적으로 공지된 단일층 에어 나이프 코팅법은 라텍스를 코팅할 때 문제점이 있다. 종래의 단일층 방법으로 박막의 코팅을 하는데는 질과 쓰레기 문제를 일으키는 연무 또는 기포을 형성하는 제트 속도를 필요로 한다. 이는 다층 방법을 사용함으로써 피할 수 있다. 하나의 라텍스로 이뤄진 박막의 건조 코팅은 도2에 도시된 바와 같이 2개의 상이한 고체 백분율 조성으로 이뤄진 동일한 라텍스를 사용하여 도포될 수 있다. 대부분의 고체들은 고체 함유량이 높은 제1 코팅 유체로 정밀하게 계량되어지는 반면 고체 함유량이 낮은 제2 유체는 에어 나이프를 통과하기 전에 웨브상의 제1 유체의 침착을 촉진한다는데 그 장점이 있다. 더불어, 에어 나이프를 통과한 후에, 저점성 제2 유체층 하부의 고점성 제1 유체층의 복합층은 건조를 촉진시키고 건조된 코팅 표면의 편평함을 증진시킨다.
도2에 있어서, 높은 고체 함유율의 라텍스 제1 코팅 유체(104)는 정밀 계량 펌프(85)에 의해 정밀하게 제어된 속도로 필터(88)와 기포 제거 장치(90)를 통하여 코팅 다이(110)쪽으로 펌프된다. 연속 웨브(102)가 코팅 스테이션 내로 통과하며 상기 웨브에 대하여 횡방향으로 장착된 다이(110)를 거친다. 제2 코팅 유체(86)는 조절된 물로 희석된 제1 코팅 유체(104)일 수 있다. 소금과, pH 조정제, 완충제 및, 표면 활성제 등으로 물은 라텍스를 응고시키지 않으면서 희석될 필요가 있다. 제2 코팅 유체(86)는 정밀 계량 펌프(96)에 의해 필터(98)와 기포 제거 장치(100)를 통하여 코팅 다이(110)쪽으로 탱크(94)로부터 공급된다. 도1의 장치에서와 같이, 공동(82)과, 슬롯(112, 144) 및, 면(108, 90)들은 제1(104)과 제2(86) 코팅 유체의 적층된 복합 낙하 커튼(118)을 형성하도록 기능 한다. 이들 제1 및 제2 코팅 유체들은 혼화성이며, 주로 고체 백분율에 있어서 차이가 있다. 라텍스 점성은 일반적으로 고체 백분율과 상당한 함수 관계를 가지므로, 제1 및 제2 유체의 점성은 제1 유체의 점성에 따라 2 내지 1000 또는 그 이상으로 차이가 있는데, 상기 제1 유체를 희석시킴으로써 제2 유체를 생산해 낸다.
기판은 코팅 스테이션을 통하여 그리고 횡단 코팅 다이를 거쳐 통과하여 복합층 커튼(118)이 웨브와 접촉하면, 제1 코팅 유체(104)는 웨브면과 인접하게 위치되고 웨브(102)와 제2 유체(86)의 사이에 삽입하게 된다. 제1 코팅 유체(104)는 웨브와 밀접하게 접촉하게 되는 반면, 제2 코팅 유체(86)는 접촉하지 않는다.
제1 코팅 유체(104)의 유동율은 소정의 웨브 속도로 웨브 상에 소정의 건조 코팅 무게를 달성하는데 필요한 양에 충분하도록 초기에 선택된다. 상기 흐름이 제2 유체를 사용하지 않고도 다이 립(116)으로부터 연속적인 커튼을 형성하기에 충분하고 커튼이 웨브 상에 공기가 유입되거나 바람직하지 못한 패턴으로 되지 않으면서 침착되어진다면, 본 발명은 필요하지 않게 될 것이며, 종래의 커튼 코팅이 소정의 코팅 무게를 창출하는데 사용될 것이다. 그러나 불행히도, 이는 웨브 속도가 저속인 경우 또는 제2 코팅 유체(104)의 유동율이 매우 낮은 경우에는 그러하지 않다.
웨브 상에 소정의 코팅 침착을 달성하기 위해, 제2 코팅 유체(86)는 안정적이면서도 공기가 혼입되지 않으면서 웨브 상에 침착되는 비율로 유동하는 복합층(118)을 생산하는데 사용된다. 제2 코팅 유체(86)는 제2 코팅 유체(104)의 유동율과는 다른 유동율로 흐른다. 제2 코팅 유체 유동율이 보다 낮은 몇몇 경우도 있겠으나, 바람직하기로는 제2 코팅 유체 유동율이 제1 코팅 유체 유동율보다 크다. 상기 복합층(118)은 과량의 복합 물질로 구성되는 바, 이 과량의 복합 물질은 에어 나이프(124)로 제거되어야 한다. 상기한 과량의 복합 물질의 제거는 에어 나이프(124)의 위치와, 가스 유동율 및, 가스 속도를 변화시킴으로써 제어된다. 바람직하기로는 제2 코팅 유체(86)에 대한 제1 코팅 유체(104)의 점성도의 비는 0.1 이거나 이보다 작다. 여분의 제2 유체를 제거하고 제1 유체의 복합층(144)은 남겨 두면서 건조 단계 후에 웨브 상에 소정의 건조 코팅 무게를 달성하도록 에어 나이프(124)의 작동을 조절할 수 있다. 초기의 시도 후에, 복합층(144)의 정확한 소정 건조 코팅 무게를 달성하도록 제1 유체의 유동율을 조절할 필요가 있다. 에어 나이프에 의해 잉여 분의 유체가 제거된 후에 남겨진 제2 유체(86)의 층에 의해 복합층(144)에 더해진 고체 질량을 보정하기 위해 조절되어야 한다. 극단적으로 상기한 제2 코팅 유체는 거의 100 % 물일 수 있다. 여기서 최종 건조 코팅은 에어 나이프 닥터링을 사용하지 않고 커튼 다이에 의해 제공된 복합층을 건조시킴으로써 달성될 수 있다. 그러나, 필요한 총 열은 에어 나이프(124)를 사용함으로써 여분의 물을 제거하는 경우에 비교해 불 때 매우 크다. 그러므로 상기한 에어 나이프를 사용하는 것은 매우 바람직하다.
제1 유체(104)인 라텍스는 웨브와 인접하고, 제2 유체인 물은 제1 유체의 상부 상에 층을 이룬 복합층(144) 코팅을 생산하는 것은 코팅된 생산품의 질을 향상시키고 건조율을 증진시키는데 유용하다.
도2의 에어 나이프(124)의 아래에는, 팬(120)이 구비되어 제트(122)에 의해 송풍되거나 제거된 과량의 유체를 포획하게 된다. 이러한 유체는 주로 약간의 제1 유체(104)로 오염된 제2 유체(86)이다. 이와 같은 오염은 층의 계면을 통한 물질의 분산과 웨브 가로 방향으로 커튼의 선단에 있는 제1 유체(104)의 무거운 선단 기포(도시되지 않음)에 기인하다. 일반적으로 에어 나이프(124)는 선단 기포을 제거하고 이를 제트(122)에 의해 제거된 과량의 유체(132)와 혼합한다. 팬 속에 있는 유체(134)의 성분은 상기한 바와 같은 요인과 증발과 같은 요인에 기인하여 공급 탱크(94)내의 유체의 성분과는 상이하다. 재순환 펌프(136)는 유체(134)를 처리 배관(148)을 통해 다시 공급 탱크(94)로 이송하여 재활용하게 된다. 상기 팬 속의 고체 백분율과, 점성, pH, 표면 장력 및, 다른 유체의 임계 성질들은 유체(134)를 조사하는 센서(146)와 연결된 모니터(138)에 의해 탐색될 수 있다. 이러한 모니터(138)는 공급 탱크(94)내의 유체(86)와 거의 동일한 성분으로 상기 유체(134)를 조절하는데 필요한 만큼 물과 조절제(도시되지 않음)를 팬(120)으로 공급하기 위한 추가적인 펌프가 수용된 제어 모듈(140)로 배선(150)을 통해 제어 신호를 송신하게 된다.
본 발명의 추가적인 변형으로는 제1 코팅 유체층을 다수개의 코팅 유체층의 복합층으로 형성하는 것이 포함된다. 이와 같은 방식으로, 2개 층 이상의 다층 코팅이 웨브에 도포될 수 있게 된다. 제1 코팅 유체가 다층으로 형성되는 경우에, 제2 코팅 유체와 인접한 층은 제2 코팅 유체와 혼합되지 않는 것이어야 한다.
또한 상기한 시스템은 아예 다이를 필요로 하지 않는다. 예를 들어, 커튼을 형성하기 위해 유체가 범람 둑(overflow weir)으로 종식하는 것이 사용될 수 있다. 코팅 유체는 커튼이 형성되기 전에 캐리어 유체의 표면상에 위치된다.
본 발명에 따른 코팅 방법은 이하의 실시예들을 구체적인 예를 들어 더욱 상세히 설명하기로 한다.
실시예 1
도1에 도시된 슬라이드 커튼 코팅 다이를 사용하여, 수용성 수지 용액으로 박막의 코팅이 폴리에스터 웨브 상에 도포되었다. 카볼폴(등록 상표; Carbolpol)의 용액으로 구성된 코팅 유체는 수돗물에 용해되었다. 이 용액은 우선 물에 수지의 1.1 % 무게를 용해시킨 후에, 다음으로 이 용액을 5 % 무게의 수산화나트륨 용액으로 pH 7로 중화시킴으로써 조제되었다. 이로써 점성의 겔을 생성되었는데, 이 겔에는 겔 100에 염료 용액 1을 섞는 무게 비율로 솔벤트 그린 7 다이(Solvent Green 7 dye)의 포화 용액이 첨가되었다. 상기한 겔은 이후에 브룩필드(Brookfield) 모델 LVTDV-Ⅱ 점도계상의 제4 스핀들에 의해 60 rpm에서 측정되었을 때 점성이 300 센티프와즈가 될 때까지 물로 희석하였다. 이와 같이 희석된 용액에 용액의 100 gm 당 0.2 gm의 실웨트(등록 상표; Silwet) 7200 표면 활성제가 첨가되었다. 수지 용액의 표면 장력은 23.5 dyne/㎝ 였으며, 이는 제2 코팅 유체로 사용된 수돗물과 완전히 혼화가능하였다. 제1 및 제2 코팅 유체 사이의 계면 장력은 그 혼화성에 기인하여 영이었다.
상기한 카볼폴은 미국 오하이오주 클리브랜드 소재의 BF 굳리치 캄파니(Goodrich Company)로부터 구입 가능하다. 또한 상기 솔벤트 그린 7 다이는 미국 캘리포니아주 미라다 소재의 키스톤-잉햄 코포레이션(Keystone - Ingham Corporation)으로부터 구입 가능하다. 한편 상기 브룩필드 점도계는 미국 메사츄세츠주 사타우톤 소재의 브룩필드 엔지니어링 래보러토리즈, 인크.(Brookfield Engineering Laboratories, Inc.)의 제품이다. 실웨트 표면 활성제는 미국 코넥티컷주 댄버리 소재의 유니온 카바이드 케미컬스 앤드 플라스틱스 캄파니, 인크.(Union Carbide Chemicals and Plastics Company, Inc.)에 의해 제조된다. 또한 폴리에스터 웨브는 그 폭이 6 인치(15.2 ㎝)이고, 1.4 mil(35.6 마이크론)인, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3M사로부터 구입한 스카치파(상표명; Scotchpar) 폴리에스터 필름이었다.
제2 코팅 유체로는 임의의 표면 장력 수정 첨가제가 함유되지 않은 도시 공급 수돗물이 사용되었다. 물은 200 ㎜Hg의 절대 압력으로 작동되는 진공 배기 용기로 13 ℃의 온도로 공급된 후에, 코팅 다이로 공급되었다. 공급 속도는 3000㎖/min이었다. 유체 점성은 1.2 센티프와즈로 산정되었다. 진공 배기 용기로 유입되고 유출되는 모든 유체 유동율이 2개의 동일한 로타미터에 의해 측정되었다. 이들은 미국 펜실바니아주 햇필드 소재의 브룩 인스트루먼트 코포레이션(Brook Instrument Corporation)으로부터 구입한 0.2 내지 2.59 gpm 미터인, 모델 1307EJ27CJ1AA이었다. 용기로부터 배출되는 흐름은 미국 오하이오주 스프링필드 소재의 로빈스 앤드 마이어스 코포레이션(Robbins Meyers Corporation)의 진행 펌프 모델 2L3SSQ-AAA인, 모이노(상표명; Moyno)에 의해 펌프되었다. 이 펌프를 통하여 진공 밀봉을 달성하기 위해, 이는 정상 작동의 역으로 작동되었다. 즉, 로타는 표준 방향의 반대 방향으로 회전되었고, 물은 펌프를 통해 정상 모이노(상표명)배출 포트를 통해 진공 용기로부터 펌프되어 공급 개구로부터 배출되었다. 상기 펌프로부터, 물은 1리터들이 밀폐 서지와 기포 제거 탱크를 통해, 그리고 배출 로타미터를 통하여 코팅 다이쪽으로 유동하였다. 유입 유동율은 유입 로타미터에서 흐름 스로틀 값에 의해 수동을 조절되었다. 진공 용기 물 배출 유동율은 모이노(상표명) 펌프의 회전 속도에 의해 조절되며 배출 로타미터에 의해 모니터되었다. 유입 유동율은 스로틀 밸브에 의해 수동으로 조절되어 표시된 배출속도와 조화되도록 한다. 사용된 필터는 일회용 필터 캡슐이었다. 이는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 포러스 미디어 코포레이션(Porous Media Corporation)으로부터 구입하였으며, 5 마이크론인 부품 번호 제DFC1022Y050Y호로 식별되었다. 배기 용기로의 진공은 워터 링(water ring) 진공 펌프에 의해 공급되었으며, 이는 미국 일리노이주 그로우브 소재의 내쉬 엔지니어링 코포레이션(Nash Engineering Corporation)에서 생산된 모델 MHC-25이다.
코팅 작업 중에, 슬라이드 커튼 코팅 다이는 롤(58)의 상부에 위치되었다. 보다 구체적으로, 커튼 높이, 즉 h가 3 ㎜이고, 롤상의 웨브에 커튼이 롤의 상부로부터 시계 방향으로 측정하였을 때 각위치 310 °로 충돌하도록 위치되었다. 충돌각, α는 대략 45 °였다. 다이면은 수평으로부터 84 °각도로 경사졌다. 제1 코팅 유체 슬롯 폭은 18.5 ㎝였던 반면, 제2 코팅 유체 슬롯 폭은 21 ㎝였다. 제1 및 제2 코팅 유체의 분배 슬롯 갭은 각각 160과 1100 마이크론이었다. 코팅 롤(58)의 직경은 2.5 ㎝였다.
제2 유체는 중력에 의해 동시적으로 배출되었으며 과량은 에어 나이프(54)에 의해 송풍되었다. 에어 나이프 노즐 갭은 250 마이크론이었으며, 압축 공기는 34 ㎪의 압력으로 상기 에어 나이프 노즐 갭으로 공급되었다.
제1 코팅 유체는 11, 21.5, 50, 100 gm/min의 속도로 공급되었다. 이 속도에서, 연속적으로 낙하하는 제1 유체만의 커튼은 생산되지 않는다. 그러나, 첨가된 제2 코팅 유체에 의해 안정적인 커튼이 생성되었다. 웨브 속도는 29 ㎝/sec로 일정하게 유지되었다. 상기한 에어 나이프를 통과한 후에도, 제1 유체와 제2 유체 모두는 웨브 상에 존재하는 것으로 관찰되었다. 제2 유체는 제1 유체의 표면상에 초박막의 저점성 층으로 존재하였다. 다층 복합 습코팅이 생성되었다. 건조되지 않은 샘플의 형광성은 상기한 4개의 제1 코팅 유체 펌핑율의 각각에 대하여 0.8, 1.4, 2.4, 5.0 형광 단위로 측정되었다. 상기한 형광성으로 나타난 코팅 무게는 제1 코팅 유체 펌핑율에 대하여 선형적으로 변하였다. 본 실시예는 제1 유체의 코팅 두께가 제1 코팅 유체 펌핑율과 직접적으로 관계가 있고, 제2 유체를 사용하는 것에는 크게 영향을 받지 않음을 보여 주고 있다.
실시예 2
슬라이드 커튼 다이를 사용하고 도2에 도시된 것과 유사한 제2 코팅 유체 재순환 시스템을 사용하여, 고체가 많이 함유된 제1 유체와 고체가 적게 함유된 제2 유체로 구성된 수용해된 라텍스의 복합 코팅이 폴리에스터 웨브에 도포되었다. 제1 코팅 유체(104)는 45 %의 무게의 고체가 함유된 시쿠아본드(상표명) DW-1로 구성되었다. 또한 제2 코팅 유체(86)는 상기한 고체가 많이 함유된 제1 유체를 탈이온화된 물로 희석함으로써 3.1 % 무게의 고체 성분이 함유된 동일한 라텍스로 구성되었다.
상기한 시쿠아본드(상표명) DW-1은 미국 사우스 캐롤라이나주 체스터 소재의 시쿠아 케미컬스, 인크.(Sequa Chemicals, Inc.)로부터 구입하였다. 폴리에스터 웨브는 그 폭이 6 인치(15.2 ㎝)이고, 1.4 mil(35.6 마이크론)인, 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 3M으로부터 구입한 스카치파(상표명; Scotchpar) 폴리에스터 필름이었다.
제2 코팅 유체는 미국 오하이오주 스프링필드 소재의 로빈스 앤드 마이어스 코포레이션(Robbins Meyers Corporation)의 진행 펌프 모델 2L3SSQ-AAA인, 모이노(상표명)에 의해 코팅 도포 다이로 펌프되었다. 상기 펌프로부터, 물은 1리터들이 밀폐 서지와 기포 제거 탱크를 통해, 그리고 필터를 통하여 코팅 다이쪽으로 유동하였다. 사용된 필터는 일회용 필터 캡슐이었다. 이는 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 포러스 미디어 코포레이션으로부터 구입하였으며, 5 마이크론인 부품 번호 제DFC1022Y050Y호로 식별되었다.
코팅 작업 중에, 슬라이드 커튼 코팅 다이는 롤(58)의 상부에 위치되었다. 보다 구체적으로, 커튼 높이, 즉 h가 3 ㎜이고, 롤상의 웨브에 커튼이 롤의 상부로부터 시계 방향으로 측정하였을 때 각위치 310 °로 충돌하도록 위치되었다. 충돌각, α는 대략 45 °였다. 다이면은 수평으로부터 84 °각도로 경사졌다. 제1 코팅 유체 슬롯 폭은 18.5 ㎝였던 반면, 제2 코팅 유체 슬롯 폭은 21 ㎝였다. 제1 및 제2 코팅 유체의 분배 슬롯 갭은 각각 160과 1100 마이크론이었다. 코팅 롤(58)의 직경은 2.5 ㎝였다.
제2 유체는 중력에 의해 동시적으로 배출되었으며 에어 나이프(124)에 의해 제2 유체의 일부가 제거되었다. 에어 나이프 노즐 갭은 250 마이크론이었으며, 압축 공기는 21 ㎪의 압력으로 상기 에어 나이프 노즐 갭으로 공급되었다. 상기 에어 나이프 슬롯 배출구는 웨브면으로부터 약 2 ㎜ 이격되어 위치되었다.
제1 코팅 유체는 0.15 gm/min의 속도로 공급되었다. 이 속도에서, 연속적으로 낙하하는 제1 유체만의 커튼은 생산되지 않는다. 그러나, 첨가된 제2 코팅 유체에 의해 안정적인 커튼이 생성되었다. 웨브 속도는 16 ㎝/sec로 일정하게 유지되었다. 상기한 에어 나이프를 통과한 후에도, 제1 유체와 제2 유체 모두는 웨브 상에 존재하는 것으로 관찰되었다. 복합 코팅이 생성되었다. 제2 유체는 제1 유체의 표면상에 초박막의 저점성 층으로 존재하였다. 제1 및 제2 유체의 건조된 결합 코팅은 0.14 ㎎/㎠의 결합 무게로 측정되었다. 제1 유체 유동율이 4.9 gm/sec이고, 제2 유체 유동율이 30 gm/sec이며, 제2 유체의 고체 함유율이 4.3 %일 때, 제1 유체와 제2 유체의 건조 결합 코팅의 결합 무게는 3.7 ㎎/㎠로 측정되었다.

Claims (16)

  1. 코팅 스테이션을 통한 경로를 따라 기판(32)을 이동시키는 기판 이동 단계와,
    제1 코팅 유체 조성은 제2 코팅 유체 조성과 상이하며, 이 제1 코팅 유체(34)와 제2 코팅 유체(36)의 적어도 하나를 측정하는 단계,
    제1 코팅 유체와 제2 코팅 유체의 적어도 하나로 구성된 복합층(48)을 형성하는 단계,
    유동하는 복합층(48)을 기판과 접촉시켜 제1 코팅 유체(34)를 기판(32)과 제2 코팅 유체(36) 사이에 삽입하여 기판상에 과량의 제2 코팅층을 도포하는 복합층 접촉 단계 및,
    가스 나이프로부터의 가스(53)를 사용하여 복합층을 닥터링하여 기판으로부터 제2 코팅 유체(36)의 일부를 제거함으로써, 가스 나이프의 웨브가 지나가는 방향으로 기판상에 다층 복합 코팅을 형성하여, 제1 및 제2 코팅 유체의 다수개의 구별되는 중첩층으로 구성된 코팅을 형성하게 되는 복합층 닥터링 단계들로 구성된 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판(32)을 코팅하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가스 나이프(54)로부터의 가스(52)를 조절하여, 가스 나이프 위치와, 가스 유동율 및, 가스 속도의 적어도 하나를 변화시킴으로써 제1 코팅 유체(34)는 기판(32)상에 대체로 그대로 남겨둔 채로 제2 코팅 유체만을 제거하도록 하는 가스 나이프(54)로부터의 가스(52) 조절 단계가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판(32)을 코팅하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 소정의 기판 속도로 기판(32)상에 소정의 건조 코팅 무게를 달성하게 되는 제1 유동율로 제1 코팅 유체(34)를 유동시키는 단계와, 상기한 제1 코팅 유체의 유동율과는 상이하고 제1 유동율은 안정적이고 연속적으로 낙하하는 제1 유체만의 커튼을 생산할 수 없음에도 불구하고 제1 및 제2 유체로 구성된 복합층(48)의 안정적이고 연속적으로 낙하하는 커튼을 생산하게 되는 제2 유동율로 제2 코팅 유체(36)를 유동시키는 단계들이 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판(32)을 코팅하는 방법.
  4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 형성 단계에서 구별되는 중첩층인 다수개의 제1 코팅 유체(34)와, 제2 코팅 유체(36)로 구성된 복합층(48)을 형성하는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판(32)을 코팅하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 측정 단계에서 상호 혼화가능한 제1 및 제2 코팅 유체(34, 36)를 측정하는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판(32)을 코팅하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 측정 단계에서는, 유체층들이 기판상에 도포되고 닥터링 단계를 거친 후에 제2 유체의 일부가 제1 유체층의 표면을 덮는 연속적인 필름으로 잔류하도록 하는 전착 성질을 갖는 제1 및 제2 코팅 유체(34, 36)를 측정하는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판(32)을 코팅하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 측정 단계에서는 상호 혼합되지 않는 제1 및 제2 코팅 유체(34, 36)를 측정하는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판(32)을 코팅하는 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 형성 단계에서 라텍스로 구성된 제1 코팅 유체(34)와, 물로 구성된 혼화가능한 제2 코팅 유체(36)로 이뤄진 복합층(48)을 형성하는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판(32)을 코팅하는 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 형성 단계에서 제1 라텍스로 구성된 제1 코팅 유체와, 성분과, 고체 백분율중의 하나가 제1 라텍스와는 상이한 제2 라텍스로 구성된 혼화가능한 제2 코팅 유체(36)의 적어도 하나로 이뤄진 복합층을 형성하는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판(32)을 코팅하는 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 제1 코팅 유체(34)와 제2 코팅 유체(36)의 적어도 하나가 혼합되지 않는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판(32)을 코팅하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 이동 단계에서 기판(32)을 최대 1000 m/min의 속도로 이동시키는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판(32)을 코팅하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 유동하는 복합층(48)을 전달 표면과 접촉시켜 제2 코팅 유체를 전달 표면과 제1 코팅 유체 사이에 삽입시키는 단계와,
    상기 전달 표면으로부터 기판으로 코팅 유체의 일부를 전달하여 제1 코팅 유체(34)를 기판과 제2 코팅 유체(36) 사이에 삽입함으로써 기판상에 과량의 제2 코팅층을 도포하게 되는 단계가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판(32)을 코팅하는 방법.
  13. 제1 유체의 조성은 제2 유체의 조성과 상이하고, 이러한 제1 코팅 유체(34)와 제2 코팅 유체(36)를 모음으로써, 상호 대면 접촉하는 측정된 다수개의 유동 유체층을 생성하여 복합층을 형성하도록 하는 수집 수단과,
    복합층(48)이 코팅 폭으로 기판에 연속적으로 유동하는 유체 브리지를 형성하고 기판상에 코팅층을 침착하여 기판(32)과 제2 코팅 유체(36)의 사이에 제 1코팅 유체를 삽입함으로써 기판상에 과량의 제2 코팅층을 도포하도록 하는 모으는 상기 수집 수단으로부터 이격되어 위치한 기판(32)을 이동시키는 수단 및,
    상기 기판으로부터 제2 코팅층의 일부를 제거하고 가스 나이프를 지나가는 방향에 기판상에 다층 복합 코팅을 형성하여 제1 및 제2 코팅 유체의 다수개의 개별 중첩층으로 이뤄진 코팅을 남기게 되는 가스(52)를 사용하여 복합층(48)을 벗겨내는 가스 나이프(54)를 구비하는 다수개의 코팅층으로 기판을 코팅하는 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 가스 나이프(54)를 조절하여 제2 코팅 유체만을 제거하면서 제1 코팅 유체는 대체로 그대로 기판상에 남겨두도록 하는 수단을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판을 코팅하는 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 수집 수단에 소정의 기판 속도로 기판(32)상에 소정의 건조 코팅 무게를 달성하는 제1 유동율로 제1 코팅 유체(34)를 유동시키는 수단과,
    상기한 제1 코팅 유체의 유동율과는 상이하고 제1 유동율은 안정적이고 연속적으로 낙하하는 제1 유체만의 커튼을 생산할 수 없음에도 불구하고 제1 및 제2 유체로 구성된 복합층(48)의 안정적이고 연속적으로 낙하하는 커튼을 생산하게 되는 제2 유동율로 제2 코팅 유체(36)를 유동시키는 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판을 코팅하는 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 수집 수단에 면(38, 40)과, 이 면과 연통하는 슬롯(42, 44) 및 립(46)이 구비되고, 제1 및 제2 코팅 유체(34, 36)의 하나가 슬롯으로부터 배출되어 립쪽으로 면을 따라 유동하며, 면을 따라 유동하면서 침착 수단에 의해 다른 제1 및 제2 코팅 유체가 제1 및 제2 코팅 유체의 하나 상에 침착되고, 복합층(48)은 다이면을 따라 다이 립쪽으로 이송되는 것을 특징으로 하는 다수개의 코팅층으로 기판을 코팅하는 장치.
KR1019970705273A 1995-02-02 1995-12-11 에어 나이프를 사용한 기판 코팅방법과 그 장치 KR100417355B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/382,689 US5505995A (en) 1995-02-02 1995-02-02 Method and apparatus for coating substrates using an air knife
US8/382689 1995-02-02
US08/382689 1995-02-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19980701876A true KR19980701876A (ko) 1998-06-25
KR100417355B1 KR100417355B1 (ko) 2004-03-18

Family

ID=23509993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970705273A KR100417355B1 (ko) 1995-02-02 1995-12-11 에어 나이프를 사용한 기판 코팅방법과 그 장치

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5505995A (ko)
EP (1) EP0804292B1 (ko)
JP (1) JPH11502461A (ko)
KR (1) KR100417355B1 (ko)
CN (1) CN1174524A (ko)
AR (1) AR000787A1 (ko)
AU (1) AU4420996A (ko)
BR (1) BR9510266A (ko)
CA (1) CA2209945A1 (ko)
DE (1) DE69530999T2 (ko)
ES (1) ES2201131T3 (ko)
TW (1) TW302303B (ko)
WO (1) WO1996023599A1 (ko)
ZA (1) ZA96222B (ko)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996023595A1 (en) * 1995-02-02 1996-08-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method and apparatus for applying thin fluid coatings
CN1174612A (zh) * 1995-02-02 1998-02-25 美国3M公司 涂敷薄液体涂料条的方法和设备
US5700524A (en) * 1996-07-30 1997-12-23 Eastman Kodak Company High speed coating starts using a shear thinning top layer
DE19643742A1 (de) * 1996-10-23 1998-04-30 Vits Maschinenbau Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten einer Papierbahn
FI109215B (fi) * 1996-10-28 2002-06-14 Metso Paper Inc Menetelmä ja sovitelma liikkuvan paperi- tai kartonkiradan päällystämiseksi
US5958512A (en) * 1996-12-19 1999-09-28 Avery Dennison Corporation Method and apparatus for selectively removing or displacing a fluid on a web
US5954907A (en) * 1997-10-07 1999-09-21 Avery Dennison Corporation Process using electrostatic spraying for coating substrates with release coating compositions, pressure sensitive adhesives, and combinations thereof
US6231917B1 (en) 1998-06-19 2001-05-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of forming liquid film
US6395088B1 (en) 1999-06-30 2002-05-28 Gaston Systems, Inc. Apparatus for applying foamed coating material to a traveling textile substrate
US6245388B1 (en) * 1999-06-30 2001-06-12 The Chinet Company Technology Wave coating of articles
JP4598911B2 (ja) * 2000-02-18 2010-12-15 芝浦メカトロニクス株式会社 基板から処理液を除去する方法及び装置
US6641670B2 (en) * 2000-10-12 2003-11-04 Toray Industries, Inc. Leaf coater for producing leaf type coated substrates
JP2002273299A (ja) * 2001-03-22 2002-09-24 Fuji Photo Film Co Ltd 塗布装置および塗布方法
EP1249533A1 (en) * 2001-04-14 2002-10-16 The Dow Chemical Company Process for making multilayer coated paper or paperboard
US7329437B2 (en) * 2001-08-17 2008-02-12 Fujifilm Corporation Coating method and coating apparatus
US6824818B2 (en) * 2001-12-27 2004-11-30 Soliant Llc Wet on wet process for producing films
JP2003236444A (ja) * 2002-02-15 2003-08-26 Fuji Photo Film Co Ltd 塗布装置のポンプ設備
US7473333B2 (en) * 2002-04-12 2009-01-06 Dow Global Technologies Inc. Process for making coated paper or paperboard
US7364774B2 (en) 2002-04-12 2008-04-29 Dow Global Technologies Inc. Method of producing a multilayer coated substrate having improved barrier properties
US20030224105A1 (en) * 2002-05-30 2003-12-04 Symyx Technologies, Inc. Apparatus and methods for forming films on substrates
US20040071888A1 (en) * 2002-05-30 2004-04-15 Symyx Technologies, Inc. Apparatus and method of research for creating and testing thin films
EG23499A (en) * 2002-07-03 2006-01-17 Advanced Plastics Technologies Dip, spray, and flow coating process for forming coated articles
US6814806B2 (en) 2002-07-25 2004-11-09 Gaston Systems Inc. Controlled flow applicator
US20040121080A1 (en) * 2002-10-17 2004-06-24 Robert Urscheler Method of producing a coated substrate
FI20030976A (fi) * 2003-06-30 2004-12-31 M Real Oyj Päällystetty pohjapaperi ja menetelmä päällystetyn pohjapaperin valmistamiseksi
US7386754B2 (en) * 2003-10-16 2008-06-10 Seagate Technology Llc Method and apparatus to improve magnetic disc drive reliability using excess un-utilized capacity
JP2005161152A (ja) * 2003-12-01 2005-06-23 Voith Paper Patent Gmbh 塗工装置
US7431771B2 (en) * 2004-11-12 2008-10-07 Gaston Systems, Inc. Apparatus and method for applying a foamed composition to a dimensionally unstable traveling substrate
WO2006057484A1 (en) * 2004-11-26 2006-06-01 Lg Chemical Co., Ltd. Apparatus for coating 2-d or 3-d extrusion materials with paint and coating method using the same
CN100400172C (zh) * 2004-12-30 2008-07-09 刘大佼 共挤压涂布两种涂层的方法
US7553440B2 (en) 2005-05-12 2009-06-30 Leonard William K Method and apparatus for electric treatment of substrates
KR100639220B1 (ko) * 2005-12-01 2006-11-01 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자 및 그의 제조방법
FI118926B (fi) * 2007-02-15 2008-05-15 Metso Paper Inc Paperi-/kartonkirainan verhopäällystyslaite
DE112009000095T5 (de) * 2008-01-24 2011-02-17 Metso Paper, Inc. Papierherstellstreichstation mit druckempfindlicher Filmwalze
US8789492B2 (en) * 2008-07-15 2014-07-29 Awi Licensing Company Coating apparatus and method
DE102009023403A1 (de) * 2009-05-29 2010-12-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur strukturierten Beschichtung von Substraten
US20100314333A1 (en) * 2009-06-10 2010-12-16 Hollingsworth & Vose Company Flutable fiber webs with low surface electrical resistivity for filtration
US8236082B2 (en) 2009-06-19 2012-08-07 Hollingsworth & Vose Company Flutable fiber webs with high dust holding capacity
EP2353736A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-10 3M Innovative Properties Company Continuous process for forming a multilayer film and multilayer film prepared by such method
US8557099B2 (en) * 2010-10-25 2013-10-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Electrocurtain coating process for coating solar mirrors
MX369155B (es) 2011-04-11 2019-10-30 Nordson Corp Sistema, boquilla, y método para recubrir hebras elásticas.
US9034425B2 (en) 2012-04-11 2015-05-19 Nordson Corporation Method and apparatus for applying adhesive on an elastic strand in a personal disposable hygiene product
US9682392B2 (en) 2012-04-11 2017-06-20 Nordson Corporation Method for applying varying amounts or types of adhesive on an elastic strand
WO2015009779A1 (en) * 2013-07-16 2015-01-22 3M Innovative Properties Company Roll processing of film
US10000049B2 (en) * 2014-06-23 2018-06-19 Exel Industries Methods and apparatus for applying protective films
CN106345640A (zh) * 2016-10-17 2017-01-25 成都卡美奇鞋业有限公司 一种制鞋用喷胶装置
US10239088B2 (en) * 2017-03-22 2019-03-26 Ford Motor Company Fluid application system adapted to collect and reuse reclaimed fluid
CN107790332A (zh) * 2017-11-27 2018-03-13 深圳市华星光电技术有限公司 涂布喷头及涂布机、液晶模组的制造方法
US11179744B2 (en) 2018-11-13 2021-11-23 Gaston Systems, Inc. Segmented distribution assembly for distributing fluid to an applicator nozzle
CN113338591B (zh) * 2020-03-02 2022-04-01 广东博智林机器人有限公司 刮抹装置及墙面处理机器人
CN112742662A (zh) * 2020-12-25 2021-05-04 华中科技大学无锡研究院 一种太阳能薄膜电池生产涂覆机

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2139628A (en) * 1936-05-06 1938-12-06 Warren S D Co Air doctor
US2135406A (en) * 1936-09-15 1938-11-01 Donald R Macdonald Method of and apparatus for coating paper
CA557259A (en) * 1955-02-23 1958-05-13 Canadian Kodak Co. Limited Multiple layer hopper for multiply coating a web
CA677797A (en) * 1955-11-18 1964-01-14 Minnesota Mining And Manufacturing Company Sheet material having a pressure-sensitive adhesive coating of acrylate ester copolymer
US3005440A (en) * 1959-01-08 1961-10-24 Eastman Kodak Co Multiple coating apparatus
US3508947A (en) * 1968-06-03 1970-04-28 Eastman Kodak Co Method for simultaneously applying a plurality of coated layers by forming a stable multilayer free-falling vertical curtain
US3632378A (en) * 1969-01-31 1972-01-04 Appleton Paper Inc Method and apparatus for manufacture of dual coated sheet with pressure rupturable materials
GB1300746A (en) * 1969-03-26 1972-12-20 Kodak Ltd Coating apparatus
US3793056A (en) * 1969-12-01 1974-02-19 R Stease Method for coating and/or impregnating substantially planar articles
US3916077A (en) * 1972-01-26 1975-10-28 Cons Paper Inc Web coating method
CH591902A5 (ko) * 1975-05-14 1977-10-14 Ciba Geigy Ag
FR2341199A1 (fr) * 1976-02-11 1977-09-09 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif de formation et de depot sur un substrat de couches monomoleculaires de molecules amphiphiles
CH613879A5 (ko) * 1976-03-30 1979-10-31 Ciba Geigy Ag
US4348432A (en) * 1976-04-08 1982-09-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method for coating with radially-propagating, free, liquid sheets
US4472480A (en) * 1982-07-02 1984-09-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Low surface energy liner of perfluoropolyether
JPS5922684A (ja) * 1982-07-27 1984-02-04 Mitsubishi Paper Mills Ltd 塗布方法
US4504645A (en) * 1983-09-23 1985-03-12 Minnesota Mining And Manufacturing Company Latently-curable organosilicone release coating composition
CN85100851B (zh) * 1985-04-01 1988-03-30 王仲钧 垂直拉帘涂布的方法
US4978731A (en) * 1986-07-10 1990-12-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for fluorimetric monitoring of functional coatings and compositions and fluorescent agents therefor
US4748043A (en) * 1986-08-29 1988-05-31 Minnesota Mining And Manufacturing Company Electrospray coating process
JPH01180278A (ja) * 1988-01-11 1989-07-18 Mitsubishi Paper Mills Ltd 塗布方法
JPH0611421B2 (ja) * 1988-08-19 1994-02-16 富士写真フイルム株式会社 塗布方法
JPH02102764A (ja) * 1988-10-07 1990-04-16 Toray Ind Inc コーティング方法およびその装置
JPH02173080A (ja) * 1988-12-24 1990-07-04 Nitto Denko Corp 剥離性処理層及び剥離面の製造方法並びにセパレータ及び粘着部材
JPH02207870A (ja) * 1989-02-06 1990-08-17 Nitto Denko Corp 超薄膜積層体の製法
JPH0427462A (ja) * 1990-05-22 1992-01-30 Kanzaki Paper Mfg Co Ltd 塗布方法及び塗布装置
US5234500A (en) * 1991-09-27 1993-08-10 Eastman Kodak Company Liquid distribution system for photographic coating device
DE69224881T2 (de) * 1991-11-06 1998-08-27 Konishiroku Photo Ind Extrusionsartige Beschichtungsvorrichtung und Beschichtungsmethode
CA2089963C (en) * 1992-03-24 1999-03-16 Solomon T. Korokeyi A liquid passage system for photographic coating devices
US5332797A (en) * 1992-04-01 1994-07-26 Minnesota Mining And Manufacturing Company Silicone release compositions
JPH06262130A (ja) * 1993-03-09 1994-09-20 Sumitomo Metal Ind Ltd 連続塗装方法
FI97817C (fi) * 1993-10-27 1997-02-25 Valmet Paper Machinery Inc Menetelmä ja sovitelma liikkuvan radan päällystämiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
EP0804292A1 (en) 1997-11-05
ZA96222B (en) 1997-07-11
KR100417355B1 (ko) 2004-03-18
DE69530999T2 (de) 2004-04-22
CN1174524A (zh) 1998-02-25
JPH11502461A (ja) 1999-03-02
TW302303B (ko) 1997-04-11
MX9705696A (es) 1997-10-31
BR9510266A (pt) 1997-11-04
DE69530999D1 (de) 2003-07-10
ES2201131T3 (es) 2004-03-16
EP0804292B1 (en) 2003-06-04
WO1996023599A1 (en) 1996-08-08
US5505995A (en) 1996-04-09
CA2209945A1 (en) 1996-08-08
AU4420996A (en) 1996-08-21
AR000787A1 (es) 1997-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100417355B1 (ko) 에어 나이프를 사용한 기판 코팅방법과 그 장치
EP0808220B1 (en) Multiple layer coating method
US5733608A (en) Method and apparatus for applying thin fluid coating stripes
KR100417357B1 (ko) 유체 박막 코팅방법 및 그 장치
US4384015A (en) Process and an apparatus for simultaneously coating several layers to moving objects, particularly webs
US3533833A (en) Coating process
KR20070110316A (ko) 도포장치, 도포방법 및 도막을 갖는 웨브의 제조방법
US20070160764A1 (en) Method and device for the application of at least two chemically different flowing media
EP1577018A2 (en) Coating apparatus and coating method
JP3188020B2 (ja) ブレードレス コータ
MXPA97005696A (en) A method and apparatus for covering substrates using a neumat blade
JPH0438621A (ja) 塗布方法及びその装置
JPS6210701B2 (ko)
MXPA97005695A (en) Method of coating with multip layers
Pulkrabek et al. SINGLE-PASS curtain coating
JPH0570506B2 (ko)
JPH01180268A (ja) 塗布装置
JPH1147661A (ja) 塗工装置
MXPA97005936A (en) Method and apparatus for applying flu thin coatings

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090119

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee