KR20120059963A - 코팅 장치 - Google Patents

Abstract

기포로 인한 코팅 결점 현상을 방지할 수 있는 코팅 장치가 개시된다. 본 발명에 따르면, 100 내지 1000ｃｐｓ의 점도 범위를 갖는 도공액을 다른 물질과 교반하여 저장하는 공급 탱크부, 상기 공급 탱크부로터 공급받은 도공액에 포함된 기포를 제거하여 제2 도공액을 저장하는 코팅 보조장치부, 및 상기 코팅 보조장치부로터 제2 도공액을 공급받아 기재에 점착 코팅하는 점착코팅 장치부를 포함하는 코팅 장치가 제공된다.
이에, 본 발명은 기포를 완전히 차단하여 기포로 인해 발생되는 코팅 결점을 원천적으로 방지하며, 상기 코팅 결점에 의한 제조 비용을 크게 줄일 수 있으며, 기포 제거를 위한 추가 설비를 감축하여 설비 비용을 절감하는 효과가 실현된다.

Description

코팅 장치{COATING APPARATUS}

본 발명은 코팅 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기포로 인한 코팅 결점 현상을 방지할 수 있는 코팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 점착코팅 필름용 도장 설비는 긴형상의 기재에 도장액을 도장하기 위한 장치이다. 이러한 도장 설비는 도 1과 같다. 도 1은 종래의 도장 설비를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 도장 설비는 도장액을 저장하기 위한 탱크(10), 상기 탱크(10)에 저장된 도장액에 존재하는 기포를 여과하기 위한 펌프(20)/필터(30); 및 상기 필터(30)를 통과한 도장액을 공급받아 기재에 점착코팅하는 립 코터형 점착코팅 장치(40)를 구비한다.

여기서, 탱크(10)에 저장된 도장액에는 용매, 첨가제, 점착제와 같은 물질과 교반 작업을 필수적으로 수행하기 때문에 그 속에 기포가 향상 존재하게 된다. 이러한 도공액에 포함된 기포를 제거하고자, 적절한 시간 동안 탱크(10)에서 정체시키는 과정을 진행하게 된다.

상기 정체 과정은 오랜동안 지속되면 기포를 없앨 수 있으나, 너무 오랜 시간동안 지속되면 경화 현상을 일으키는 원인을 제공한다. 게다가, 생산 시간이 한정되어 있어 탱크(10)안에서 장시간 동안 도장액을 정체시키는 것은 사실상 불가능하다.

이런 상태로 탱크(10)에서 유출되는 도장액은 반드시 기포를 포함할 수 밖에 없으며, 이를 펌프(20) 및 필터(30)로 공급하여 여과하고자 하였으나, 상기 펌프(20) 및 필터(30)를 통과한 도장액도 마찬가지로 기포가 존재하게 되었다. 이와 같이 종래의 도장 설비는 기포가 포함된 도장액을 립 코터형 점착코팅 장치(40)로 공급할 수 밖에 없었다.

이런 결과로, 종래의 도장 설비에서는 유입된 도장액의 기포로 인하여 점착코팅을 하는데 있어 코팅 결점 현상이 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공급 탱크와 점착코팅 장치 사이에 도장액에 포함된 기포를 완전히 제거 가능한 코팅 보조장치를 구비하여 점착 코팅시 점착코팅 장치에 기포가 유입되는 것을 방지할 수 있는 코팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 100 내지 1000ｃｐｓ의 점도 범위를 갖는 도공액을 다른 물질과 교반하여 저장하는 공급 탱크부; 상기 공급 탱크부로터 공급받은 도공액에 포함된 기포를 제거하여 제2 도공액을 저장하는 코팅 보조장치부; 및 상기 코팅 보조장치부로터 제2 도공액을 공급받아 기재에 점착 코팅하는 점착코팅 장치부를 포함하는 코팅 장치가 제공된다.

여기서, 상기 코팅 보조 장치부는, 측벽에 형성되어 상기 도공액을 공급받는 입력구와 상기 제2 도공액을 배출하는 배출구를 구비한 외부관; 및 상기 외부관의 내부에 형성되어 하부에 다수의 미세 공극부를 구비한 기포 제거관을 포함할 수 있다.

또한, 상기 외부관 대 상기 기포 제거관의 부피비는 1 : 0.3 내지 0.8의 범위를 가질 수 있다.

또한, 상기 외부관과 기포 제거관은, 내/외부를 스틸 재질로 제작하며, 상기 외부관은 내부만을 테크론 코팅하며, 상기 기포 제거관은 내/외부 모두를 테크론 코팅할 수 있다.

또한, 상기 미세 공극부는, 직사각형의 홈 형태이며, 상기 홈의 가로 길이는, 상기 기포 제거관 둘레 길이의 0.05 내지 0.45 배의 범위이며, 세로 길이는 2 내지 4ｍｍ의 범위를 가질 수 있다.

또한, 상기 코팅 보조장치부는, 상기 입력구를 통하여 유입된 도공액의 기포를 상기 미세 공극부를 통하여 제거한뒤, 상기 기포 제거관으로 제2 도공액을 공급한 후, 상기 기포 제거관 내에 차있던 제2 도공액을 상기 외부관의 출력구를 통하여 배출할 수 있다.

또한, 상기 점착코팅 장치부는, 립 코터(lip coater) 형일 수 있다.

본 발명에 의하면, 미세 공극을 갖는 기포 제거관을 외부관 내부에 삽입하면, 기포 제거관내 압력이 외측보다 높아져 도장액보다 밀도가 작은 기포를 미세 공극내로 통과되는 것을 막고, 기포 제거관의 외측에 체류하는 시간을 증가시킴으로써, 점착코팅 장치내로 유입되는 기포를 완전히 차단하여 기포로 인해 발생되는 코팅 결점을 원천적으로 방지하는 효과를 달성하게 된다.

또한, 상기와 같이 코팅 결점에 의한 제조 비용을 크게 줄일 수 있으며, 기포 제거를 위한 추가 설비를 감축함으로써, 설비 비용을 절감하는 효과를 달성하게 된다.

도 1은 종래의 도장 설비를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 장치(100A)를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 보조장치부(200)를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 공극부(221)를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 점착코팅 장치부(300)를 예시적으로 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

코팅 장치(100A)의 예

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 장치(100A)를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 장치(100A)는 공급 탱크부(100), 코팅 보조장치부(200) 및 점착코팅 장치부(300)를 포함하여 구성된다.

먼저, 본 발명의 공급 탱크부(100)는 100 내지 1000ｃｐｓ의 점도 범위를 갖는 도공액을 다른 물질과 교반하여 저장하는 역할을 수행한다. 이때, 도공액과 교반되는 물질로는 용매, 첨가제, 점착제 등이 있다. 이러한 교반 작업에 의해서 공급 탱크부(100)에는 기포가 포함된 도공액을 저장한 상태가 된다. 이러한 공급 탱크부(100)는 도장액의 보존 및 변형을 방지하기 위하여 내측을 스틸(SUS) 재질로 제작하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 코팅 보조장치부(200)는 공급 탱크부(100)로터 공급받은 도공액에 포함된 기포를 제거하는 기능을 수행하는 장치로서, 기포가 제거된 상태인 제2 도공액을 저장하는 역할을 한다. 기포 제거를 위하여, 코팅 보조장치부(200)는 외부관과 기포 제거관을 구비한다. 이러한 코팅 보조장치부(200)에 대해서는 도 2를 참조하여 이후에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

마지막으로, 본 발명의 점착코팅 장치부(300)는 필요에 따라 코팅 보조장치(200)에 저장된 제2 도공액을 공급받아 기재에 점착 코팅하는 기능을 수행한다. 이러한 점착코팅 장치부(300)는 립 코터(lip coater) 형일 수 있으나, 반드시 이에 제한되지 않으며, 점착 코팅이 가능한 코터뿐만 아니라 다른 형태의 코팅을 수행하는 도포 장치도 해당될 수 있다. 예를 들면, 롤 코터(roll coater), 다이 코터(die coater) 및 잉크젯 코터(ink-jet coater)와 같은 도포장치가 본 발명의 점착코팅 장치부(300)의 범위 내에 있는 것으로 이해될 수 있으며, 다이 코터 방식인 슬롯 다이 코터(slot die coater), 진공식 슬롯 다이 코터(slot die coater with vacuum) 및 웹 텐션 다이 코터(web tension die coater)등도 본 발명의 점착코팅 장치부(300)의 범위 내에 있는 것으로 이해되어야 한다.

코팅 보조장치부(200)의 예

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 보조장치부(200)를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 코팅 보조장치부(200)는 측벽에 형성되어 공급 탱크부(100)로부터 도공액을 공급받는 입력구(211)와 제2 도공액을 배출하는 배출구(212)를 구비한 외부관(210) 및 상기 외부관(210)의 내부에 형성되어 하부에 다수의 미세 공극부(221)를 구비한 기포 제거관(220)을 구비하게 된다.

여기서, 상기 외부관(210)과 기포 제거관(220)은 도장액의 보존 및 변형을 방지하기 위하여 내/외부 모두를 스틸(SUS) 재질로 제작된다. 그러나, 스틸 재질로 제한되지 않고 다양한 재질로도 제조 가능하다.

아울러, 본 발명의 외부관(210)에는 입력구(211)를 통하여 유입된 도공액이 내부에서 일정 시간 머물러 있게 됨으로 도공액이 묻어나고 변형되는 것을 방지하고자 내측은 테프론 코팅이 되어질 수 있다. 이러한 테프론 코팅은 비점착성이며 내화학성이 우수하기 때문에 외부관(210)의 내부에 머물러 있는 도공액의 변형을 효과적으로 방지할 수 있게 되는 것이다. 이러한 외부관(210)의 코팅 처리와 동일하게 기포 제거관(220)도 내측과 더불어 외측에 테프론 코팅(tefron coating)되어질 수 있다.

이와 같이, 외부관(210)의 내측과 기포 제거관(220)의 내/외측 모두를 테프론 코팅 처리하는 이유는 외부관(210)의 내측과 기포 제거관(220)의 외측 사이에 입력구(211)를 통하여 유입된 도공액(기포 포함됨)이 머물러 있기 때문이고, 상기 도공액이 하방향으로 흘러 기포 제거관(220)의 하부에 형성된 미세 공극부(221)를 통과하여 기포 제거관(220)의 내측에 제2 도공액 상태로 머물러 있기 때문에 각 머물러 있는 도공액과 제2 도공액을 변형 및 묻어나는 현상을 방지하기 위함이다.

이때, 기포 제거관(220)에 있는 제2 도공액은 기포가 없는 상태로 존재하게 되는데, 그 이유를 살펴보면 다음과 같다. 기포 제거관(220) 내에 차있는 압력과 도공액이 미세 공극부(221)를 통과할 때의 압력이 갑자기 증가함으로 인하여 기포 제거관(220) 내부에는 강한 압력이 형성된다.

이 결과로, 외부관(210)의 내측과 기포 제거관(220)의 외측 사이에 있는 도공액에 포함된 기포는 상기 도공액에 비하여 밀도가 낮은 상태로 존재하게 되고, 이로써 기포 제거관(220) 내의 강한 압력으로 인하여 미세 공극부(221)를 통과할 수 없게 된다.

이에 따라, 도공액만이 기포 제거관(220)의 미세 공극부(221)를 통과하게 되고, 도공액에 포함된 기포는 외부관(210)의 내측과 기포 제거관(220)의 외측 사이에서 일정 시간동안 체류(정체)하게 되어 사라지게 되는 것이다. 이와 같은 이유로 인하여 기포 제거관(220)의 내부에는 기포가 없는 제2 도공액만을 저장할 수 있게 되는 것이다. 저장된 제2 도공액은 점착코팅 장치부(300)의 요청에 따라 하부에 형성된 제2 배출구(222)와 외부관(210)의 배출구(212)를 통하여 점착코팅 장치부(300)로 공급하게 되는 것이다.

미세 공극부(221)의 예

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 공극부(221)를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 미세 공극부(221)는 외부관(210) 내부에서 진행하여 오는 도공액 중 도공액 자체만을 통과시키고 도공액에 포함된 기포를 제거하고자 직사각형의 홈 형태로 제작하며, 상기 홈 형태의 가로 길이(a)는 기포 제거관(220) 둘레 길이의 0.05 내지 0.45 배의 범위내로 설계되며, 세로 길이(b)를 2 내지 4ｍｍ의 범위를 갖도록 설계될 수 있다.

이와 같은 맥락으로서, 외부관(210) 대 기포 제거관(220)의 부피비도 최적으로 설계할 필요가 있는데, 이러한 외부관(210) 대 기포 제거관(220)의 부피비는 1 : 0.3 내지 0.8의 범위내에서 설계하는 것이 바람직하다.

이하의 [표 1]에서는 이상의 범위 내에서 설계된 기포 제거관(220)과 미세 공극부(221)에 대하여 기포가 발생될 확률을 실험하였다.

<실시예 및 비교예>

구분	외부관 대 기포 제거관의 부피비	직사각형 홈의 가로 길이	직사각형 홈의 세로 길이	기포 개수
실시예 1	1 대 0.3	기포 제거관 둘레 길이의 0.2배	2mm	0
실시예 2	1 대 0.4	기포 제거관 둘레 길이의 0.2배	2mm	0
실시예 3	1 대 0.5	기포 제거관 둘레 길이의 0.2배	2mm	0
실시예 4	1 대 0.6	기포 제거관 둘레 길이의 0.2배	2mm	0
실시예 5	1 대 0.7	기포 제거관 둘레 길이의 0.2배	2mm	0
실시예 6	1 대 0.8	기포 제거관 둘레 길이의 0.2배	2mm	0
비교예 1	1 대 0	기포 제거관 미적용	기포 제거관 미적용	5
비교예 2	1 대 0	기포 제거관 미적용	기포 제거관 미적용	3
비교예 3	1 대 0	기포 제거관 미적용	기포 제거관 미적용	2

이상의 [표 1]와 같은 실험에서는 외부관(210)과 기포 제거관(220)을 구비한 코팅 보조장치부(200)를 공급 탱크부(100)와 펌프부(임시로 설치함) 사이에 배치한 후, 상기 펌프부를 통과한 기포를 비이커에 받아 확인한 결과로서, 상기 실시예들과 비교예들의 결과와 같이 기포 제거관(220)을 삽입하지 않을 경우에는 기포가 발생되었으나, 미세 공극부(221)를 가진 기포 제거관(220)을 삽입하였을 경우에는 기포 발생 수가 현저히 낮아지거나 없어지는 것을 확인할 수 있었다.

점착코팅 장치부(300)의 예

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 점착코팅 장치부(300)를 예시적으로 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용될 점착코팅 장치부(300)는 백업롤(310), 노즐헤드(320), 헤드본체(330), 닥터 에지(340), 덮개체(350), 볼트(360), 제 1 액저장실(370), 액 저장벽(380), 볼트(390) 및 제2 액저장실(395)을 포함하여 구성된다.

본 발명의 백업롤(310)은 회전에 의해 기재를 지지하면서 기재를 립 코터형 점착코팅 장치(300)의 전방면으로부터 후방면으로 주행시키는 역할을 하며, 노즐헤드(320)는 도장액을 분사하는 장치로서, 백업롤(310)의 아래쪽에 배치된다.

본 발명의 노즐헤드(320)의 헤드본체(330)는 백업롤(310)과 거의 동일한 폭을 갖고, 상부에 닥터 에지(340)가 설치된다. 헤드본체(330)의 전방면(330a)은 평탄한 면으로 형성되어 있다. 이 전방면(330a)에 도장액의 분출구(미도시)가 개구하게 된다.

상기 닥터 에지(340)는 종단면 원호형으로 형성된 코마(COMMA)형 닥터 에지일 수 있으며, 종단면 원호형이므로 그 날끝에 접근할수록 이하의 제2액저장실(395)의 용적이 점점 작아지게 하여 그에 수반하여 기재에 가해지는 압력을 점점 높이는 역할을 한다. 이러한 백업롤(310)과 닥터 에지(340)의 간극을 기재가 주행하게 된다.

본 발명의 헤드본체(330)의 덮개체(350)는 헤드본체(330)의 전방면(330a)에 볼트(360)에 의해 자유롭게 착탈되거나 부착된다. 헤드본체(330)와 덮개체(350)를 볼트(360)에 의해 조합됨으로써, 헤드본체(330)의 전방면(330a)과 덮개체(350)의 오목부(미도시)에 의해 노즐헤드(320) 내부의 폭방향으로 제 1 액저장실(370)이 형성된다.

본 발명의 액 저장벽(380)은 덮개체(350)와 거의 동일한 폭을 갖고, 덮개체(350)의 전방면의 상부에 볼트(390)에 의해 착탈 자유롭게 부착되어 있다. 이 액 저장벽(380)의 상단과 백업롤(310)의 하부 둘레면의 사이에는 기재(F)의 주행용 간극이 남겨져 있다.

본 발명의 제2 액저장실(395)은 닥터 에지(340)의 전방면, 덮개체(350)의 상부면, 액 저장벽(380)의 후방면에 의해 형성된 공간과, 상기 공간의 양측면을 노즐헤드(320)의 상부면과 백업롤(310)의 하부 둘레면 사이에 배치된 격벽(미도시)에 의해 폐쇄함으로써 형성되어 있다.

이러한 본 발명의 점착코팅 장치부(300)는 펌프(미도시) 등의 압력에 의해 도장액을 닥터 에지(340)와 백업롤(310)의 미끄럼 접촉부(미고시)까지 밀어 올리고, 닥터 에지(340)와 백업롤(310)의 간극에 의해 도장 두께를 설정하고, 기재에 대하여 도장액의 도장을 실시하게 되는 것이다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

100 : 공급 탱크부 200 : 코팅 보조장치부
211 : 입력구 212 : 배출구
220 : 기포 제거관 221 : 미세 공극부
300 : 점착코팅 장치부 310 : 백업롤
320 : 노즐헤드 330 : 헤드본체
340 : 닥터 에지 350 : 덮개체
360 : 제1 볼트 370 : 제 1 액저장실
380 : 액 저장벽 390 : 제2 볼트
395 : 제2 액저장실

Claims (9)

100 내지 1000ｃｐｓ의 점도 범위를 갖는 도공액을 다른 물질과 교반하여 저장하는 공급 탱크부;
상기 공급 탱크부로터 공급받은 도공액에 포함된 기포를 제거하여 제2 도공액을 저장하는 코팅 보조장치부; 및
상기 코팅 보조장치부로터 제2 도공액을 공급받아 기재에 점착 코팅하는 점착코팅 장치부;
를 포함하여 이루어진 코팅 장치.

제 1항에 있어서,
상기 코팅 보조 장치부는,
측벽에 형성되어 상기 도공액을 공급받는 입력구와 상기 제2 도공액을 배출하는 배출구를 구비한 외부관; 및
상기 외부관의 내부에 형성되어 하부에 다수의 미세 공극부를 구비한 기포 제거관을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 코팅 장치.

제 2항에 있어서,
상기 외부관 대 상기 기포 제거관의 부피비는 1 : 0.3 내지 0.8의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 코팅 장치.

제 2항에 있어서,
상기 외부관과 기포 제거관은, 내/외부를 스틸 재질로 제작하는 것을 특징으로 하는 상기 코팅 장치.

제 2항에 있어서,
상기 외부관은 내부만을 테크론 코팅하며, 상기 기포 제거관은 내/외부 모두를 테크론 코팅한 것을 특징으로 하는 상기 코팅 장치.

제 2항에 있어서,
상기 미세 공극부는, 직사각형의 홈 형태인 것을 특징으로 하는 상기 코팅 장치.

제 2항에 있어서,
상기 직사각형 홈의 가로 길이는, 상기 기포 제거관 둘레 길이의 0.05 내지 0.45 배의 범위이며, 세로 길이는 2 내지 4ｍｍ의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 상기 코팅 장치.

제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 보조장치부는,
상기 입력구를 통하여 유입된 도공액의 기포를 상기 미세 공극부를 통하여 제거한뒤, 상기 기포 제거관으로 제2 도공액을 공급한 후, 상기 기포 제거관 내에 차있던 제2 도공액을 상기 외부관의 출력구를 통하여 배출하는 것을 특징으로 하는 상기 코팅 장치.

제 8항에 있어서,
상기 점착코팅 장치부는, 립 코터(lip coater) 형인 것을 특징으로 하는 상기 코팅 장치.

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