KR20130045909A - 유체 분배 시스템 및 유체 분배 방법 - Google Patents

유체 분배 시스템 및 유체 분배 방법 Download PDF

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KR20130045909A
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펠리페 미구엘 주스
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

유체 분배 시스템은 제 1 엣지를 형성한 제 1 면을 구비하는 제 1 다이 부분과, 상기 제 1 다이 부분과 이격되고, 상기 제 1 면과 마주하고 제 2 엣지를 형성하는 제 2 면을 구비한 제 2 다이 부분을 포함할 수 있고, 여기서 상기 제 1 엣지 및 상기 제 2 엣지는 유체 유출구 개구를 형성한다. 또한 유체 분배 시스템은 제 1 면과 제 2 면 사이의 구역으로 유체를 안내하기 위한 유체 유입구와, 상기 유체 유입구와 유동 연통하는 공동을 포함할 수 있고, 여기서 상기 공동은 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이의 구역으로 개방된다. 유체 분배 시스템은, 제 1 다이 부분 및 제 2 다이 부분의 이격된 위치결정을 유지하기 위하여, 상기 제 1 다이 부분 및 상기 제 2 다이 부분 사이에 배치된 심을 더 포함할 수 있고, 여기서 상기 심은 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면에 의해 구속되고 유체 출구를 향한 방향의 공동으로부터 뻗어있는 복수의 채널을 형성한다.

Description

유체 분배 시스템 및 유체 분배 방법{Systems and methods for dispensing a fluid}
본 출원은 미국 35 U.S.C.§120에 따라 2010년 7월 29일 출원된 미국 특허 출원번호 제12/846,039호를 우선권 주장하고 있으며, 상기 특허문헌의 내용은 참조를 위해 본원 발명의 명세서에 통합되어 있다.
본 발명은 유체를 분배하는 시스템 및 유체를 분배하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 슬롯 코팅 다이를 사용해 기판을 코팅하기 위하여, 유체를 분배하는 시스템 및 유체를 분배하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 슬롯 코팅 다이용 심(shim)에 관한 것이다.
코팅 공정 및 프린팅 공정은 예를 들면, 종이, 패브릭, 필름, 포일 또는 시트 스톡(stock)과 같은, 기판으로의 유체 재료의 얇은 필름의 도포(즉, 코팅)를 포함할 수 있다. 여러 경우에 있어서, 코팅은 기판의 외관, 점착성, 습윤성(wetability), 내부식성, 내마모성, 그리고 내스크랫치성과 같은 기판의 표면 특성을 향상시키도록 적용된다. 프린팅 공정과 반도체 제조를 포함하는 다양한 경우에 있어서, 코팅은 또한 최종 마감처리된 제품의 필수 부분을 형성할 수 있다.
종래의 슬롯 코팅 다이는 도포기 슬롯과 유체 연통하는 공동을 포함한다. 가압된 유체는 공동으로 안내되고, 그리고 이후에 필요한 기판상으로 슬롯의 외측으로 압출된다. 슬롯을 빠져나오는 유체는 일반적으로 다이와 기판 사이의 협폭의 갭으로 들어가, 코팅 비드를 형성한다. 유체가 단위 슬롯 폭당 일정한 유동율로 빠져나온다면, 기판에 도포된 코팅 비드가 실질적으로 일정한 형상(예를 들면, 두께)을 갖는다.
따라서, 슬롯 코팅 다이는 슬롯으로부터의 유체 유동의 유동율을 제어하고 상기 슬롯으로의 유체 유동의 유동율을 제어하기 위하여, 상기 슬롯(즉, 슬롯의 유출구와 공동 사이)을 따라 강화된 고-압력을 제공하도록 전반적으로 디자인된다. 다이는, 상기 다이의 유체 유입구로부터 공동까지의 유동이 슬롯에 따른 유동(즉, 공동으로부터 슬롯의 유출구까지의 유동)보다 상당히 더 낮게 압력 강하되도록, 디자인될 수 있다. 따라서, 유체 유동은 슬롯에 따른 압력 강하에 의해 제어되어, 상기 슬롯을 빠져나오는 유체용 단위 슬롯 폭당 일정한 유체 유동율을 제공할 수 있다.
저 점성의 및/또는 초-저 유동율의 유체를 갖는 코팅 기판은 다양한 문제(challenge)를 갖는다. 이러한 유체를 사용하여 실질적으로 저 속도에서 기판을 코팅하는 최근의 시도와 종래의 슬롯 코팅 다이는 일반적으로 일정하지 않은(erratic) 폭의 코팅을 초래한다. 예를 들면, 종래의 슬롯 코팅 다이는 초-저 유동 조건 하에서 작동할 때, 내측으로 당기거나 또는 "넥(neck)"하는 일정하지 않은 두께를 갖는 코팅을 제공하여, 상기 코팅이 중앙에서 상대적으로 두껍고 엣지를 따라서 상대적으로 얇아질 수 있고, 이에 따라 엣지 가이드(즉, 분배된 재료를 실질적으로 일정하고 예측가능한 폭으로 다시 인발하기 위한 기계적인 보조기구)의 사용을 필요로 한다. 달리 말하자면, 엣지 가이드가 없는 상태에서, 코팅 비드의 폭은 슬롯의 폭 보다 더 작게 될 수 있어, 파손될 수 있는 약한 비드를 형성한다. 이는 코팅이 코팅 재료 및 기판을 포함하여, 기판에 먼저 도포될 때, 비드를 생성하기 어렵게 하여, 느린 개시 시간 및 폐 재료를 초래할 것이다.
따라서, 초-저 유동 조건 하에서 슬롯에 따라 비교적 큰 압력 강하를 유지시킬 수 있는 다이 및 코팅 기술이 필요하게 된다. 또한 그 가로방향으로 일정함을 유지하는 유체 코팅을 제공하고 그리고 엣지 가이드를 필요로 하지 않으면서 그 강성을 유지하는 코팅 비드를 제공하기 위하여, 일정한 유동율에서 저 점성 및/또는 초-저 유동율을 갖는 유체를 분배할 수 있는 코팅 기술과 다이가 필요하게 된다. 또한 코팅 공정 및 프린팅 공정에 대해 신속한 개시 시간을 제공하는 슬롯 코팅 다이가 필요하게 된다.
본 발명은 하나 이상의 상기 언급된 문제점을 해결할 수 있고 및/또는 하나 이상의 상기 언급된 필요성을 증명할 수 있다. 여러 특징 및/또는 장점은 아래 기재되어 있는 실시예로부터 명확하게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 따라, 유체 분배 시스템은, 제 1 엣지를 형성하는 제 1 면을 갖는 제 1 다이 부분과, 상기 제 1 다이 부분으로부터 이격되고 상기 제 1 면과 마주하여 제 2 엣지를 형성하는 제 2 면을 구비한 제 2 다이 부분을 포함할 수 있으며, 여기서 상기 제 1 엣지 및 상기 제 2 엣지는 유체 유출구 개구를 형성한다. 유체 분배 시스템은 또한 제 1 면과 제 2 면 사이의 구역으로 유체를 안내시키기 위한 유체 유입구와, 상기 유체 유입구와 유동 연통하는 공동을 포함할 수 있으며, 여기서 상기 공동은 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이의 구역을 개방한다. 유체 분배 시스템은, 제 1 다이 부분과 제 2 다이 부분의 이격된 위치결정을 유지하기 위하여, 상기 제 1 다이 부분과 상기 제 2 다이 부분 사이에 배치된 심을 더 포함할 수 있고, 여기서 상기 심은 제 1 면과 제 2 면 사이에서 구속되고 유체 유출구를 향한 방향의 공동으로부터 뻗어 있는 복수의 채널을 형성한다.
본 발명의 다양한 부가적인 예시적인 실시예에 따른, 슬롯 코팅 다이용 심은 엣지를 형성한 베이스 부분 및 복수의 손가락형상부를 포함할 수 있고, 각각의 상기 손가락형상부는 상기 베이스 부분의 엣지로부터 각각의 상기 손가락형상부의 자유 단부까지 동일한 방향으로 그리고 길이방향으로 뻗어있으며, 여기서 상기 베이스 부분과 상기 복수의 손가락형상부는 실질적으로 평탄한 몸체를 형성한다.
본 발명의 다양한 또 다른 예시적인 실시예에 따라, 유체를 분배하는 방법은 공동으로 분배하기 위한 유체를 안내하는 단계와, 슬롯에 배치된 복수의 채널을 통해 공동으로부터 유체를 유동시키는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 공동은 슬롯 코팅 다이의 슬롯과 유체연통한다.
본 발명의 부가적인 목적 및 장점은 아래 기재된 상세한 설명에 부분적으로 설명되어 있으며 그리고 상기 상세한 설명으로부터 자명하거나 또는 본 발명을 실시함으로써 알 수 있을 것이다. 본 발명의 목적 및 장점은 특히 첨부된 청구범위에서 지시된 구성요소와 이들 구성요소의 조합에 의해 실현될 수 있고 달성될 수 있다.
본 발명은 첨부한 도면과 함께 또는 아래 기재된 상세한 설명만으로도 이해될 수 있을 것이다. 도면은 본 발명의 이해를 더욱 돕기 위해 포함되어 있고, 그리고 본 발명의 명세서의 일부를 이루도록 통합되어 있다. 도면은 본 발명의 하나 이상의 실시예를 나타내고 있고 본 발명과 구성요소의 작동을 설명하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 하나의 예시적인 실시예의 유체 분배 시스템의 분해 사시도이고;
도 2는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 그리고 도 1의 시스템에서 조립된 바와 같은 심의 평면도이고;
도 3a는 본 발명에 따른 심에 사용하기 위한 하나의 예시적인 실시예의 손가락형상부의 평면도이고;
도 3b는 본 발명에 따른 심에 사용하기 위한 다른 하나의 예시적인 실시예의 손가락형상부의 평면도이고;
도 4는 종래의 심의 평면도이고;
도 5는 본 발명에 따른 다른 하나의 예시적인 실시예의 심의 평면도이며;
도 6은 기판상에 코팅하기 유체를 분배하도록 위치된 하나의 예시적인 실시예의 유체 분배 시스템의 사시도이다.
상기 기재한 일반적인 설명과 아래 기재된 상세한 설명 모두는 단지 설명을 위한 것으로서, 본원 발명이 기재된 사항만으로 한정되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 명세서를 살펴보고 본 명세서에 개시된 실시예를 실시한다면, 이들 여러 실시예가 당업자에게 자명할 것이다. 본 발명의 명세서와 실시예는 단지 예시적으로만 고려되어야 한다는 것을 알기 바란다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "하나", "하나의" 및 "단일의"라는 표현은 "적어도 하나의"를 의미하는 것이고, 별도로 지시하지 않았다면 "단지 하나"만을 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 더욱이, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "포함"이라는 표현은, 목록에서의 항목이 목록에 등재된 항목을 부가하거나 뺄 수 있는 다른 유사 항목을 배제하지 않도록 한정되어서는 아니될 것이다.
본 발명의 명세서에서 사용된 바와 같은 "강도", "폭", "높이", 및 "두께"라는 표현은 도면에서 지시된 바와 같이 상대적인 치수와 일치하도록 사용되어 있다. 그러나, 도면에서 다양하게 위치된 구성요소는 단지 예시적인 것이고, 이들 구성요소가 상기 치수 용어의 사용을 변경시키지 않고도 여러 위치를 가질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명은 기판을 코팅하기 위하여 유체를 분배하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 유체의 분배를 위한 슬롯 코팅 다이의 사용에 관한 것이다. 기판에 일정하게 도포될 코팅 레이어에 대하여, 코팅 비드의 폭은 슬롯 코팅 다이의 슬롯의 폭과 실질적으로 동일할 수 있다(예를 들면, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 2W). 당업자에게 알려진 바와 같이, 코팅된 필름의 두께와 코팅 비드의 압력을 연관시키는 연관 관계가 있다. 일정성을 달성하기 위하여, 코팅 비드를 둘러싸는 외력은 이러한 압력의 균형을 맞출 수 있다. 만약 그렇지 않으면, 비드는 힘의 균형을 맞추기 위하여, 상이한 형상(예를 들면, 넓어짐, 넥-인(neck-in), 또는 파손)을 취할 수 있다.　 예를 들면, 넥인은 비드를 파손시키는 전구체이고, 그리고 상기 비드에서의 압력이 힘의 균형을 유지하는 대기중 보다 매우 낮을 때 발생할 수 있다. 결론적으로, 코팅 유체가 슬롯에서의 교차 유동을 통해 비드에서 스스로 재정렬되어, 일정성을 유지하지 못하면서 비드의 완전성을 국부적으로 유지시킨다. (매니폴드를 향상시키는) 공동에서의 배압력을 증가시키고 슬롯에서의 교차 유동을 제한함으로써, 본 발명의 장치, 시스템 및 방법이 이러한 효과를 지연시킬 수 있다.
다양한 예시적인 실시예에 있어서, 유체 분배 시스템은 슬롯 코팅 다이의 제 1 다이 부분과 제 2 다이 부분 사이에 배치된 심을 포함할 수 있다. 심은 슬롯의 길이방향(즉, 상기 슬롯의 유체 유출구 쪽의 유체 분배 공동으로부터의 방향)을 따라서 뻗어있는 복수의 채널과 슬롯 코팅 다이를 구비한 슬롯의 측방향 엣지를 형성할 수 있다. 유체를 분배하는 동안에, 슬롯에 들어가는 가압된 유체는 채널을 통해 유동한다. 유체가 채널을 빠져나올 때, 상기 유체는 슬롯을 빠져나오기 전에 그리고 예를 들면, 상기 슬롯의 유출구에 수직으로 이동하는(즉, 상기 슬롯의 외측 엣지에 수직으로 이동하는) 기판으로 이송되기 전에, 복수의 유체 팽창 구역으로 유동할 수 있다. 채널은 저 점성 및/또는 초-저 유동율을 갖는 유체에 대해 슬롯(즉, 공동과 슬롯 유출구 사이)에서 유동하는 유체의 강화된 고-압력을 제공하도록 배치될 수 있고 크기가 형성될 수 있다. 이는 슬롯을 빠져나오는 유체에 대한 단위 슬릿 폭(예를 들면, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 2W)당 일정한 유체 유동율과, 그리고 예를 들면, 엣지 가이드를 필요로 하지 않으면서, 그 가로방향 일정성을 유지하는 코팅 레이어를 제공할 수 있다.
슬롯 코팅 다이는 (즉, 공동의 중앙에 위치된 유체 유입구를 사용하여) 그 중앙으로부터 전형적으로 이송된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 공동에 따른 압력 강하가 심에 의해 노출된 공동의 단부와 유체 유입구 사이에서 측정된다. 　이는 예를 들면, 폭(W)으로 정의된다.　 따라서, 노출된 공동(그리고 유체 코팅)의 총 폭은 2W이다. 　그러나, 다이가 단지 한쪽으로부터 이송된다면, 노출된 공동(그리고 유체 코팅)의 폭은 단지 W이다.　 일관성을 위하여, 다이에 진입하는 총 유동율은 중앙-이송된 다이에 대해 2Q로 또한 정의되고, 그리고 측방향-이송된 다이(즉, 단지 한쪽으로부터 이송된 다이)에 대해 Q로 정의된다.　 단지 기재를 용이하게 하기 위하여, 본 발명의 명세서에 있어서, 다이가 중앙-이송된다고 가정될 수도 있다(즉, 2W 및 2Q가 사용될 수 있다). 　그러나, 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 상기 상태(convention)가 유지된다면, 개시된 방정식은 또한 측방향 이송된 다이에 대해 유효하다.　
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "다이" 또는 "슬롯 코팅 다이"라는 표현은 하나 이상의 부분을 포함한 블럭을 의미하거나 또는 형성된 몸체를 의미하며 이를 통해 유체 재료가 압출되거나 또는 인발된다. 다양한 예시적인 실시예에 있어서, 예를 들면, 다이는 2개의 다이 부분(예를 들면, 제 1 다이 부분 및 제 2 다이 부분)을 포함할 수 있다. 슬롯은 다이 부분 사이에 작은 간격을 유지하기 위하여, 상기 다이 부분 사이에 본 명세서에서 심으로 지시된, 얇고 실질적으로 평탄한 시트의 재료를 배치시킴으로써 상기 다이 내에 형성될 수 있다. 당업자의 능력은 다이 부분의 적당한 갯수 및/또는 구성을 포함하여, 다이에 대한 적당한 외형 및/또는 구성을 결정하는 것이다.
또한 당업자의 능력은 주어진 재료의 비용, 강도, 및/또는 내부식성과 같은 예를 들면 임의의 특정 실시예에 상당하는 특성을 고려하여, 다이 및 심에 대해 적당한 재료를 선택하는 것이다. 본 발명의 다양한 실시예에 있어서, 다이 및 심용 재료는 알루미늄, 세라믹, 티타늄, 니켈, 구리, 주석, 텅스텐, 몰리브덴, 스틸, 스테인레스 스틸, 합금, 및/또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에 있어서, 다이 및 심은 스틸을 포함할 수 있다.
다양한 예시적인 실시예에 있어서, 다이는 슬롯과 유체 연통하는 공동을 포함할 수 있다. 공동은 유체 유입구로부터 다이까지 유체를 수용하도록 구성된다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "유체"라는 표현이나, "유체 재료"라는 표현이나, "유체 코팅"이라는 표현이나 또는 "코팅"이라는 표현은 기판을 코팅하기 위한 액상의 재료를 의미한다. 액상의 재료는 또한 액체에서의 고체 미립자, 또는 액체에서의 가스 포켓(pocket)과 같은 다른 한 위상을 포함할 수 있다. 단지 예를 들자면, 예시적인 유체 재료는, 단지 예를 들자면 반응 및 비-반응 격자(lattice), 에멀션, 및 슬러리를 포함하는, 잉크 점착 프라이머, 모노머, 및 다양한 깨끗한 보호 코팅 및 이종의 코팅 액체와 같은 솔벨트에서 용해된 폴리머를 포함하는 균질한 코팅 액체를 예를 들면 포함할 수 있다.
다양한 예시적인 실시예에 있어서, 유체 재료는 저 점성 및 초-저 유동율을 갖는 유체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "초-저(ultra-low) 유동율 조건"이나 또는 "초-저 유동 조건"이라는 표현은 저 모세관 값(capillary number) 유동을 갖는 유체 재료를 의미하며, 여기서 상기 유동은 아래와 같은 방정식에 의해 특징지워진다:
Figure pct00001
[1]
상기 방정식에서 μb은 코팅 비드에서의 유체의 유효 점성이고, μs은 슬롯에서의 유체의 특징적인 점성이고, S는 기판이 코팅됨에 따라 슬롯을 지나는 상기 기판의 이동 속도이고, σ는 액체-가스 경계면(즉, 유체 코팅의 표면)의 표면 장력이고, h는 슬롯의 높이(즉, 심의 두께)이고, L은 슬롯의 길이(즉, 슬롯의 유출구와 공동 사이의 거리)이고, 그리고
Figure pct00002
은 기판상에 바로 코팅되는 습윤 유체 필름의 두께이다. 상기 기재된 관계는 예를 들면, 아래 기재된 방정식 [6]으로부터 유도된다.
당업자가 알 수 있는 바와 같이, 코팅 비드는 방정식 [1]로 나타난 바와 같은 유동 조건이 0.1과 동일하거나 또는 그 이상일 때 "넥 인"을 개시할 수 있다. 넥 인은 0.1 내지 1 범위의 값에 대하여 중요한 한편, 1 이상의 값에 대하여, 결여된 예방 조치를 바람직하지 못한 넥 인이 발생시킬 수 있을 것이다.
단지 예를 들자면, 초-저 유동율을 갖는 예시적인 유체 재료가 예를 들면, 나노파티클 및 나노튜브를 포함한 유체, 즉 DuPont™에 의해 상업적으로 제조되어 교역명 DELRIN?으로 시장에서 매매되는 아세탈폴리옥심에틸렌(acetal polyoxymethylene)과 교역명 TEFLON?으로 시장에서 매매되는 PTFE(polytetrafluoroethylene)를 포함할 수 있다. 다른 유체 재료가 TFE(tetrafluoroethylene), VF(vinyl fluoride), PAVE(perfluoroalkylvinylether), PDD(2-2-Bistriflouromethyl-4,5difuoro-1,3-dioxole), VDE(vinylidene fluoride), HFP(hexafluoropropylene), 및 CTFE(chlorotrifluoroethylene)과 같은 베이직 모노머를 포함하는, 플루오로폴리머와 같은 릴리스(release) 폴리머를 포함할 수 있고; 그리고 불소첨가된(fluorinated) 에틸렌 프로필렌(대략 18-22 dynes/cm의 표면 에너지), 폴리비닐 플루오르화물(대략 28 dynes/cm의 표면 에너지), 폴리에틸렌 코폴리머(대략 20-24 dynes/cm의 표면 에너지), 및 실리콘(대략 24 dynes/cm의 표면 에너지)과 같은 폴리머를 포함할 수 있다. 여러 유체 재료가 젤라틴, 글리세린, 및 시럽(예를 들면, 콘(corn) 시럽)을 함유할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "기판"이라는 표현은 실질적으로 평탄한 표면을 갖는 유체 코팅을 수용하기 위한 지지체를 의미하며 상기 평탄한 표면에 유체가 분배된다. 달리 말하자면, 기판은 코팅이 필요한 임의의 연속하거나 별도의 파티클일 수 있다. 기판은 예를 들면, 가요성 웨브나 또는 강성의 패널일 수 있다. 단지 예를 들자면, 예시적인 기판에는 예를 들면, 종이, 패브릭, 필름, 포일 또는 시트 적층(stock)이 포함될 수 있다.
도 1을 살펴보면, 상기 도 1에는 유체 분배 시스템(100)의 하나의 예시적인 실시예의 분해 사시도가 도시되어 있다. 유체 분배 시스템(100)은 다이(10) 및 심(20)을 포함한다. 다양한 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 다이(10)는 제 1 다이 부분(11) 및 제 2 다이 부분(12)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 다양한 실시예에 있어서, 제 2 다이 부분(12)은 공동(13)을 형성한다. 공동(13)은 다이의 가로 방향(예를 들면, 아래에서 더욱 상세하게 기재된 바와 같은 공동(13)을 빠져나오는 유체의 방향을 가로지른 방향)으로 가늘고 길게 형성된다. 공동(13)은 상기 공동(13)의 가늘고 길다란 방향을 따라서 뻗어있는 제 1 공동 엣지(16) 및 제 2 공동 엣지(17)에 의해 구속될 수 있다. 유체가 분배되는 동안에, 공동(13)은 도 1에 도시된 바와 같이, 유체 유입구로부터 다이(10), 예를 들면, 제 2 다이 부분(12)에 있는 중앙 보어(15)로부터 형성된 유체 유입구 오리피스(14)까지 유체를 수용한다.
적당히 많은 유입구와 이에 대응하는 보어를 포함하여, 공동(13), 유입구(14) 및 보어(15)에 대한 적당한 크기, 외형 및/또는 구성이 결정되는 것이다. 다양한 실시예에 있어서, 예를 들면, 다이(10)는 공동(13)으로의 다수의 보어(15) 및 다수의 유체 유입구(14)를 포함할 수 있다. 따라서, 당업자라면, 공동(13), 유입구(14), 및 보어(15)가 특정 사용예에 따른 다양한 형상 및 크기로 이루어질 수 있고, 그리고 상기 기재된 예시적인 실시예와 같은 임의의 방식으로 한정되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.
유체 분배 시스템(100)이 조립될 때, 슬롯은 제 1 다이 부분(11)과 제 2 다이 부분(12) 사이에 심(20)을 배치시킴으로써 만들어진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 다양한 실시예에 있어서, 다이 부분(11 및 12)과 심(20)은 다웰 핀(32, dowel pin)을 통해 조립체에 대해 정확하게 정렬될 수 있다. 다웰 핀(32)은 예를 들면, 심(20), 제 1 다이 부분(11) 및 제 2 다이 부분(12)에서 대응하는 다웰 구멍(33)과 정렬될 수 있다. 제 1 다이 부분(11)은 예를 들면, 볼트(30)와 같은 파스너를 통해 제 2 다이 부분(12)에 고정될 수 있다. 볼트(30)는 예를 들면, 심(20)과 제 1 다이 부분(11) 및 제 2 다이 부분(12)에 위치한 대응하는 볼트 구멍(31)으로 나사결합될 수 있다. 그러나, 당업자라면 다이 부분(11 및 12)은, 단지 예를 들자면, 다양한 타입의 나사, 볼트, 접착제 및/또는 용접 메카니즘과 같은 다양한 고정 메카니즘을 사용하여 고정될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
또한 당업자의 역할은, 대응하는 다웰 구멍(33) 및 볼트 구멍(31)의 적당한 수 및/또는 구성을 포함하는, 다웰 핀(32) 및 볼트(30)의 적당한 타입, 수 및/또는 구성을 결정할 수 있는 것이다. 따라서, 핀, 볼트 및/또는 구멍의 다양한 타입, 크기, 수 및/또는 구성이 본 발명의 범주 내에서 사용될 수 있다는 것을 당업자라면 알 수 있을 것이다.
도 2를 살펴보면, 도 1의 시스템에 조립된 바와 같은 심(20)의 평단면도가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 심(20)은 (도 2에서 도시된 x-방향의) 총 폭과 (도 2에 도시된 y-방향의) 길이 치수를 갖는 실질적으로 평탄한 구조이다. 도 2의 예시적인 실시예에 있어서, 심(20)은 가로 방향으로 가늘고 길게 형성된다. 심(20)은 베이스 부분(21)과 상기 베이스 부분(21)으로부터 뻗어있는 측방향 엣지 연장부(26)를 포함한다. 다양한 실시예에 있어서, 예를 들면, 측방향 엣지 연장부(26)는 다이 부분(11 및 12)과 조립될 때, 베이스 부분(21)으로부터 실질적으로 다이 유체 유출구(18)까지 다이(10)의 길이방향으로 뻗어있다(도 1 참조). 당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이, 시스템(100)이 조립될 때, 심(20)과 다이 부분(11 및 12) 조합은 슬롯(19)의 치수를 결정한다. 측방향 엣지 연장부(26)는 내측 엣지(27)를 구비하며 이들 사이에 복수의 손가락형상부(22)가 배치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 손가락형상부(22)는 측방향 엣지 연장부(26)와 동일한 방향으로 베이스 부분(21)으로부터 길이 방향으로(즉, 심(20)의 길이 방향을 따라서) 뻗어있다. 손가락형상부(22)는 일 단부에서 베이스 부분(21)과 연결되고 자유 단부(24)에서 종결된다. 따라서, 베이스 부분(21) 및 손가락형상부(22)는 실질적으로 평탄한 구조를 형성한다.
손가락형상부(22)는 서로에 대해 이격되어, 연속적인 손가락형상부(22)는 이들 사이에 갭을 형성할 수 있다. 손가락형상부(22)의 형상에 따라, 상기 손가락형상부 사이의 갭은 일정하지 않을 수 있고 그리고 상기 손가락형상부(22)의 길이방향을 따라서 변할 수 있다.
따라서, 슬롯(19)은 다이 부분(11 및 12) 사이에서 조립될 때, 심의 내측 측방향 엣지(27), 손가락형상부(22)가 뻗어있는 베이스 부분(21)의 엣지, 및 도 2에서 곡선(B)으로 지시된 바와 같이 심(20)과 마주한 다이 부(11 및 12)의 각각의 표면으로 형성된다. 도 2의 평면도에 있어서, 슬롯(19)은 2개의 치수로만 나타나 있고 그리고 2개의 다이 부(11 및 12) 사이의 간격으로 형성된 상기 슬롯의 두께는 나타나 있지 않다.
다양한 예시적인 실시예에 있어서, 예를 들면, 슬롯(19)은 대략 0.5 인치 내지 대략 10 인치의 폭(즉, 2W)을 가질 수 있다.
다이(10)가 제 1 다이 부분(11)과 제 2 다이 부분(12) 사이에 위치된 심(20)과 조립될 때, 예를 들면, 손가락형상부(22) 사이의 간격은 복수의 채널(23)을 형성할 수 있다. 채널(23)은, 아래에서 더욱 상세하게 설명된 바와 같이, 다이를 통해 그리고 코팅될 기판으로 유체를 유동시키기 위하여 공동(13)으로부터 유동하는 유체를 수용하도록 구성될 수 있다. 공동(13)은 슬롯(19)과 유체 연통상태에 있고 그리고 유체가 분배되는 동안에 슬롯(19)에 유체를 제공한다. 다양한 실시예에 있어서, 예를 들면, 채널(23)은 공동(13)과 직접적인 유체 연통상태에 있고 그리고 유체가 분배되는 동안에 슬롯(19)을 통한 유체 유동의 방향으로(즉, 심(20)의 길이 방향으로) 뻗어있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 다양한 실시예에 있어서, 예를 들면, 다이(10)의 심(20)의 조립된 구성에 있어서, 채널(23)은 공동(13) 상에서, 제 1 공동 엣지(16)로부터 뻗어있고 그리고 유체 유출구(18)에 도달하기 전에 복수의 유체 팽창 구역(25)에서 종결한다(즉, 각각의 채널은 상기 채널을 통해 유동하는 유체가 퍼지게 되는 지점에서 끝난다). 채널(23)은 제 2 공동 엣지(17)로부터 유체 팽창 구역(25)의 시작부까지 측정된 바와 같은 길이(lc)를 갖는다. 다양한 실시예에 있어서, 복수의 채널(23)이 슬롯(19)의 폭(즉, 2W)을 가로질러 배치되어, 유체가 분배되는 동안에 상기 슬롯(19)에서의 유체의 교차-유동을 방지한다. 따라서, 적어도 채널(23)의 길이부를 따라서, 상기 슬롯(19)에서의 유체의 교차-유동을 방지하기 위하여 상기 슬롯(19) 내에 있는 유체가 분리되고 각각의 채널(23) 내에 수용될 것이다. 달리 말하자면, 손가락형상부(22)는 공동(13)과 적어도 부분적으로 겹쳐질 수 있고, 그리고 유체 유출구(18) 쪽으로 뻗어있어 슬롯(19)에서의 유체의 교차-유동에 대한 장벽으로 작용하여, 유체가 슬롯(19)을 통해 이동하는 동안에 그 일정성을 더욱 잃어버리지 않게 한다.
본 발명의 다양한 예시적인 실시예가 예를 들면, 유체 유동에서의 흔적(wake)을 최소화하고 및/또는 방지하기 위하여 자유 단부(24)로부터 유체 유출구(18)까지의 적당한 거리를 유지하면서, 손가락형상부(22)를 유체 유출구(18)에 가능한 근접하여 뻗어있게 하는 것을 고려하고 있다. 다양한 실시예에 있어서, 흔적을 최소화하거나 및/또는 방지하기 위하여, 유체 유출구(18)(즉, 다이(10)의 유체 출구)와 손가락형상부(22)의 자유 단부(24) 사이의 거리(d)(도 2 참조)는 상기 손가락형상부(22)의 인접한 자유 단부(24) 사이의 거리(b)와 동일하거나 또는 이보다 크다(도 2 참조).
본 발명의 다양한 예시적인 실시예에 있어서, 손가락형상부(22)는 상기 손가락형상부(22)의 길이방향에 따른 가변 단면을 갖는다. 예를 들어, 단면은 실질적으로 일정할 수 있고 그리고 이들 단면 구역에서의 손가락형상부(22) 사이의 갭이 작도록 상기 손가락형상부(22)의 길이 방향에 따라 비교적 크다. 단면은 손가락형상부(22)의 길이 방향에 따른 한 부분으로부터 상기 손가락형상부의 자유 단부(24)까지 비교적 작도록 변경될 수 있다. 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 감소하는 단면 구역(예를 들면, 뾰족하거나 또는 내측으로 테이퍼진 손가락형상부)을 제공하는 것은 유체 팽창 구역(25)을 상기 손가락형상부(22) 사이에 만듬으로써 유체 유동에서의 흔적을 감소시킬 수 있다.
도 2, 도 3a, 도 3b, 및 도 5는 베이스 부분(21)으로부터 자유 단부(24)까지 손가락형상부(22)의 길이부의 상이한 구역에 따라 감소하는 단면 치수를 갖는 상기 손가락형상부의 다양한 구성을 도시한 도면이다. 다양한 예시적인 실시예에 있어서, 2개 이상의 단면 사이에 점진적인 전이부를 제공하기 위하여 상이한 단면 치수의 손가락형상부의 구역 사이에 테이퍼진 구역을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 도 2의 예시적인 실시예에 있어서, 예를 들면, 테이퍼진 구역(28)은 베이스 부분(21)에서 손가락형상부(22)의 단부보다 상기 손가락형상부(22)의 자유 단부(24)에 보다 가깝다. 도 2에 도시된 바와 같이, 손가락형상부(22)는 2개의 상이한 단면 구역(64 및 66)을 구비하며, 이 경우 각각의 개별 구역은 일정하다. 다양한 여러 실시예에 있어서, 2개의 상이한 단면 구역(64 및 66)은 각각의 손가락형상부(22)의 자유 단부(24) 쪽으로 보다 더 작게 된다(즉, 상기 손가락형상부(22)는 유체 유출구(18)에 접근함에 따라 보다 더 얇게 된다). 도 2에 도시된 바와 같이, 손가락형상부(22)는 예를 들면, 2개의 상이한 단면 구역 사이의 테이퍼진 전이 구역(28)을 구비할 수 있다. 테이퍼진 전이 구역(67)은 단면 구역(66)과 자유 단부(24) 사이에 제공될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 3개의 상이한 단면 구역(34, 36 및 38)을 갖는 손가락형상부(22)의 여러 예시적인 실시예를 도시한 도면으로서, 상기 도면에서 각각의 개별 구역이 일정하다. 다양한 실시예에 있어서, 3개의 상이한 단면 구역(34, 36 및 38)은 각각의 손가락형상부(22)의 자유 단부(24) 쪽으로 보다 작게 된다(즉, 상기 손가락형상부(22)가 유체 유출구(18)에 접근함에 따라 더욱더 얇게 된다). 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 손가락형상부(22)는 예를 들면, 3개의 상이한 단면 구역(34, 36 및 38) 사이에서 테이퍼진 전이 구역(35, 37 및 39)을 구비할 수 있다. 도 5는 하나의 일정한 단면 구역(54) 및 하나의 테이퍼진 전이 구역(55)을 갖는 부가적인 예시적인 실시예의 손가락형상부(22)를 도시한 도면이다. 테이퍼진 전이 구역(55)은 채널(53)을 통과한 유체의 점진적인 확대를 제공하기 위하여 각각의 손가락형상부(22)의 자유 단부(24) 쪽으로 내측으로 테이퍼진다.
당업자의 능력은 특정 분야에 대해 상이한 단면 구역 및 테이퍼진 전이 구역의 적당한 수 및/또는 구성을 포함하는, 손가락형상부(22)의 (그리고 유체 팽창 구역(25)을 초래하는) 적당한 형상 및/또는 구성을 결정하는 것이다. 따라서, 단면 구역 및 테이퍼진 구역의 다양한 형상, 크기, 갯수 및/또는 구성이 본 발명의 범주 내에서 사용될 수 있다는 것을 당업자라면 알 수 있을 것이다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 다양한 실시예에 있어서, 테이퍼진 전이 구역(35, 37 및 39)은 날카로운 엣지에 의해 형성(delineate)되는 한편으로, 다양한 부가적인 실시예에 있어서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 테이퍼진 전이 구역(35, 37 및 39)은 만곡된 엣지에 의해 보다 서서히 형성된다.
심의 손가락형상부 구성이 개시된 바와 같은 수정을 포함하여, 본 발명의 명세서에 개시된 임의의 구성일 수 있다는 것을 알 수 있을지라도, 본 발명에 따른 다이의 사용은 도 1 및 도 2의 예시적인 실시예를 참조하여, 현재 기재되어 있다. 유체가 분배되는 동안에, 공동(13)으로부터 슬롯(19)에 진입하는 가압된 유체는 채널(23)을 통해서 그리고 복수의 유체 팽창 구역(25)으로 가압된다(즉, 채널(23)이 유체 팽창 구역(25)에서 끝난다). 유체 팽창 구역(25)으로부터, 유체가 이후에, 예를 들면, 도 6에서 설명을 위한 목적으로 도시된 바와 같이, 코팅(71)을 도포하기 위하여, 상기 유체는 슬롯(19)의 유체 유출구(18)에 실질적으로 수직한(즉, 상기 슬롯(19)으로부터의 유체 유동 방향에 실질적으로 평행한) 방향(A)으로 이동하는 기판(70)으로 이후 이송될 수 있는 상기 슬롯(19)의 상기 유출구(18)를 빠져나올 수 있다. 채널(23)은 초-저 유동율을 갖는 유체 재료에 대해 슬롯(즉, 유체 유출구(18)와 공동(13)의 제 2 엣지(17) 사이)을 따라서 강화된 고-압력을 제공하도록 구성되어, 슬롯(19)을 빠져나오는 유체에 대한 단위 슬롯 폭(즉, 2W)당 실질적으로 일정한 유체 유동율과, 그 가로방향으로 일정성을 유지하는 코팅 레이어를 제공하게 된다. 본 발명의 다양한 실시예에 있어서, 예를 들면, 채널(23)은 방정식 [1]과 관련하여 상기 정의된 바와 같은 유동 조건 하에서 실질적으로 일정한 유체 유동율을 제공하도록 구성된다.
도 4에 도시된 심(40)과 같은 종래의 심을 사용하는 종래의 유체 분배 시스템에 대하여, 슬롯 코팅 다이로부터의 일정한 유동을 제공하기 위한 주요 척도는 (즉, 공동의 제 1 엣지와 제 2 엣지 사이) 공동(
Figure pct00003
)에 따른 압력 강하가 슬롯(즉, 공동의 제 2 엣지와 유체 유출구(
Figure pct00004
) 사이)에 따른 압력 강하보다 상당히 더 작다는 것을 보장하는 것으로 알려졌다. 이들 압력 강하의 비는 아래 식과 같이 계산될 수 있다:
Figure pct00005
[2]
상기 방정식에서,
Figure pct00006
및
Figure pct00007
은 각각 공동 및 슬롯에서의 유동의 특징적인 점성이고;
Figure pct00008
및
Figure pct00009
은 공동의 외측 림(rim)으로부터 유체 유출구까지, 코팅의 절반 폭 및 슬롯의 길이로 각각 도 4에 도시되어 있고; A는 슬롯에서의 주요 유동에 평행하고 슬롯 벽부에 수직한 평면에서의 공동을 가로지른 단면적이고; 그리고 h는 심의 두께로 (그리고 동일하게) 형성된, 슬롯의 높이이다. 방정식에서의 비례 계수(proportionality factor)는 대략 1(unity)의 특정되지 않은 상수를 주로 의미한다.
상기 방정식에 의해 제공된 기준을 나타내는 가정은 슬롯 코팅 다이에서의 주된 압력 강하가 슬롯에 따른(즉, 슬롯의 공동과 유출구 사이의 슬롯의 길이부에 따른) 압력 강하와, 공동에 따른(즉, 공동의 엣지로의 유입구 사이) 압력 강하라는 것이고, 상기 슬롯에 따른 압력 강하는 일반적으로 상기 공동에 따른 압력 강하보다 상당히 더 크다. 따라서, 일반적으로 코팅 메니스커스(meniscus)(즉, 코팅 비드의 자유 표면)를 가로지른 압력의 변화가 무시가능하다는 것이 절대적으로(implicitly) 추정된다. 그러나, 제시된 바와 같이, 코팅 메니스커스를 가로지른 압력 차이에 대한 영-라플라스(Young-Laplace) 관계, 코팅된 유체 필름에서의 질량 보전, 그리고 메니스커스의 곡률 반경에 대한 습윤 유체 필름 두께의 관계를 결합시킴으로써 메니스커스를 가로지른 압력으로, 아래 제시된 바와 같이 추정될 수 있다:
Figure pct00010
[3]
상기 식에서 S는 코팅될 기판 표면의 속도이고,
Figure pct00011
는 코팅된 바와 같은 습윤 유체 필름의 두께이며,
Figure pct00012
는 액체-가스 경계면의 표면 장력이고,
Figure pct00013
는 코팅 비드에서의 유효 점성이며, 그리고
Figure pct00014
는 상기 비드에서의 만곡된 경계면을 가로지른 압력 강하(즉, 공기/액체 경계면에서의 코팅 메니스커스의 상부를 가로지른 압력 강하)이다.
당업자가 알고 있는 바와 같이, 슬롯 코팅 다이의 슬롯에서의 유동은 2개의 평행한 플레이트 사이의 유동(즉, 기술상 알려진 가장 간단한 타입의 유동 중 하나)으로 나타내어질 수 있다. 따라서, 슬롯에 따른 압력 강하는 아래 기재된 바와 같이 알려진 관계를 사용해 나타내어질 수 있다:
Figure pct00015
[4]
상기 방정식에서, 2Q는 공동에 들어가고 유체 유출구를 빠져나오는 총 유동율이고, 그리고
Figure pct00016
는 슬롯에 따른 압력 강하(즉, 상기 공동과 상기 유체 유출구 사이의 압력 강하)이다. 당업자가 더욱 잘 알고 있는 바와 같이, 이후 질량 보존은 습윤 유체 필름(즉, 유체 코팅)에서의 총 유동이 다이의 유체 유입구에 들어가는 총 유동과 동일해야 한다는 것을 요구한다:
Figure pct00017
[5]
따라서, 방정식 [3], 방정식 [4] 및 방정식 [5]의 조합은 비드에서의 압력 강하(
Figure pct00018
)(즉, 코팅 메니스커스의 상부를 가로지른 압력 강하) 및 슬롯에서의 압력 강하(
Figure pct00019
)(즉, 공동과 유체 유출구 사이의 압력 강하)의 비를 산출할 수 있다:
Figure pct00020
[6]
그러나, 상기 기재한 바와 같이, 다양한 코팅 유체는 초-저 유동 조건을 나타내고, 여기서 점성, 필름 두께 및 코팅 속도는 전통적인 코팅 유체보다 실질적으로 더 낮다. 임의의 특별한 이론으로 한정되는 것이 아닐지라도, 본 발명의 발명자는 결론적으로, 이러한 유체를 사용할 때, 비드의 경계면(즉, 코팅 메니스커스)을 가로지른 압력 강하의 비가 슬롯에 따른 압력 강하와 비교되었을 때 상당할 수 있으므로, 일정하지 않은 폭의 코팅을 초래할 것이라고 믿는다.
본 발명은 슬롯 코팅 다이에 사용하기 위한 심 디자인을 개시하고 있으며, 상기 심 디자인은 초-저 유동 조건하에서 유체 유동을 제어하기 위한 매니폴드 처럼 심의 성능을 벌충하기 위하여, 제어 목적의 슬롯에 따른 압력 강하(
Figure pct00021
)(예를 들면, 유체 유출구(18)와 공동(13)의 제 2 엣지(17) 사이의 압력 강하)를 벌충할 수 있다. 위에서 상세하게 기재된 바와 같이, 슬롯에 따라 강화된 고-압력은 도면에 도시된 바와 같은 심의 길이 방향으로 가늘고 길게 형성된 슬롯의 폭(예를 들면, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 2W)을 가로지른 손가락형상부를 통합함으로써) 심에 의해 형성된 슬롯의 폭(예를 들면, 도 2, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 2W)을 가로질러 배치된 심에서의 복수의 별도의 유동 채널을 형성함으로써 초-저 유동 유체 재료에 대해 유지될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 다양한 실시예에 있어서, 채널(23)은 서로에 대해 동일하게 이격되어 있을 수 있고 동일하게 광폭이다.
본 발명에 따른 심(50)의 하나의 예시적인 실시예를 나타내고 있는 도 5를 살펴보면, 슬롯(59)의 폭(즉, 2W), 각각의 폭(Wc) 및 유효 길이(l c )를 가로질러 n개의 채널(53)이 존재한다면, 이후 슬롯(59)을 따른 압력 강하(
Figure pct00022
)는 아래 관계식에서 정의된 바와 같이, 채널(23)을 따른 압력 강하(
Figure pct00023
)보다 더 클 것이다:
Figure pct00024
[7]
상기 방정식에서와 같이,
Figure pct00025
는 채널(23)에서의 유효 점성이고; 2Q는 공동에 들어가고 유체 유출구를 빠져나오는 총 유동율이고;
Figure pct00026
는 심의 두께(그리고 동일하게)로 형성된 상기 채널의 높이이고; 그리고 다이가 중앙 공급된다면
Figure pct00027
=1이고 그리고 다이가 측면 공급된다면
Figure pct00028
=1/2 이다.
따라서, 슬롯에 따른 압력 강하(
Figure pct00029
)가 아래 방정식과 같이 나타날 때, 상기 압력 강하는 종래의 심(예를 들면, 도 4의 심(40))에 대한 슬롯에 따른 압력 강하보다 더 클 것이다:
Figure pct00030
[8]
상기 방정식에서,
Figure pct00031
는 채널에 따른 압력 강하이고, 그리고
Figure pct00032
는 채널이 없는 슬롯에 따른 압력 강하(즉, 도 4에 도시된 바와 같은 종래의 심(40)을 사용하여)이며; 그리고 다이가 중앙 공급된다면
Figure pct00033
=1이고 그리고 다이가 측면 공급된다면
Figure pct00034
=1/2이다.
따라서, 본 발명의 다양한 실시예에 있어서, 유체가 분배되는 동안에 슬롯에 따른 압력 강하가 채널에 따른 압력 강하보다 더 크도록 채널이 구성된다. 달리 말하자면, 유체가 분배되는 동안에 채널에 따른 압력 강하가 슬롯의 유체 유입구로부터 슬롯의 유체 출구까지의 압력 강하보다 더 작도록 채널이 구성된다. 다양한 실시예에 있어서, 예를 들면, 유체가 분배되는 동안에 슬롯에 따른 압력 강하가 코팅 메니스커스를 가로지른 압력 강하보다 더 크도록 채널이 구성된다.
다시 말하자면, 임의의 특별한 이론에 의해 한정되지 않으면서, 본 발명의 심 디자인의 손가락형상부가 헬레-쇼(Hele-Shaw) 타입의 비교적 느린 유동 속도에 기초한 초-저 유동율을 갖는 유동을 사용할 때, 슬롯에서 유동하는 유체에 상당한 흔적을 초래하지 않을 것이라는 것을 본 발명의 발명자는 믿고 있다. 당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이, 슬롯에서의 헬레-쇼 타입의 유동은 2차원의 이상적인 무점성의 유동과 실질적으로 동일하고; 이에 따라, 상기 유동은 차단부의 하류에서 매우 빠르게 일정성을 복구할 수 있다.
더욱이, 도 3a 및 도 3b의 구성을 포함한 다양한 손가락형상부 구성을 통합할 수 있는 도 1, 도 2 및 도 5에서의 예시적인 심과 같은 심은, 자유 단부(24) 바로 아래의 유동율이 채널(23)의 바로 하류에서의(즉, 유체 팽창 구역(25)에서의) 유동율보다 더 작기 때문에, 보다 일정한(그리고 필요한 폭의) 유체 코팅을 제공할 수 있다. 따라서, 유체 필름 두께(
Figure pct00035
)는 자유 단부(24)의 하류에서 이후 채널(23)의 하류에서 더 작을 것이다. 그러나, 방정식 [3]이 나타내는 바와 같이, 코팅 메니스커스를 가로지른 압력 강하(
Figure pct00036
)가
Figure pct00037
에 반비례한다. 따라서, 유체가 분배되는 동안에, 슬롯 내의 유체가 자유 단부(24)의 바로 아래의 유체 유출구를 따른 지점 쪽으로(즉, 얇은 유체 필름 두께(
Figure pct00038
)의 영역으로) 당겨져, 유체 코팅의 일정성을 자가-보정할 것이다.
따라서, 위에서 상세하게 기술한 바와 같이, 여러 다양한 예시적인 실시예에 있어서, (예를 들면, 슬롯에서의 손가락형상부와 같은 차단부에 의해 형성된) 채널은 초-저 유동 조건 하에서, 실질적으로 일정한 유체 유동율을 제공하도록 구성된다.
다양한 부가적인 예시적인 실시예에 있어서, 본 발명은 본 발명의 명세서에 개시된 심과 유체 분배 시스템을 사용하여 유체를 분배하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 도 1 및 도 2를 살펴보면, 유체를 분배하는 방법은 공동(13) 내로 분배되는 유체를 안내하는 단계와, 그리고 슬롯(19) 내에 배치된 복수의 채널(23)을 통해 공동(13)으로부터의 유체를 유동시키는 단계를 포함할 수 있고, 상기 공동(13)은 슬롯 코팅 다이(100)의 슬롯(19)과 유체연통 상태에 있다. 공동(13)과 유체 연통하는, 유체 유입구(14)와 같은 예를 들면, 하나 이상의 유체 유입구를 통해 공동(13)으로 분배하기 위한 유체를 안내하는 적당한 방법을 선택하는 것은 당업자의 능력이다. 또한 당업자의 능력은 슬롯 코팅 다이(100)의 슬롯(19) 내에 배치된 복수의 채널(23)을 통해 공동(13)으로부터 유체를 유동시키는 적당한 방법을 선택하는 것이다. 다양한 실시예에 있어서, 예를 들면, 복수의 채널(23)을 통해 유체를 유동시키는 단계는 슬롯(19) 내의 복수의 손가락형상부(22)에 의해 형성된 채널(23)을 통해 유체를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다.
다양한 예시적인 실시예에 있어서, 복수의 채널(23)을 통해 유체를 유동시키는 단계는 초-저 유동 조건 하에서 유체를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에 있어서, 예를 들면, 복수의 채널(23)을 통해 유체를 유동시키는 단계는 방정식 [1]로 표시된 바와 같은 유동 조건 하에서 유체를 유동시키는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 다양한 실시예에 있어서, 복수의 채널을 통해 유체를 유동시키는 단계는 나노파티클, 나노튜브, 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene), 아세탈 폴리옥스메틸렌(acetal polyoxmethylene), 및/또는 플루오로폴리머와 같은 여러 것들을 포함한 유체를 복수의 채널(23)을 통해 유동시키는 단계를 포함할 수 있다.
다양한 예시적인 실시예에 있어서, 채널(23)로부터 유동하는 유체는 복수의 유체 팽창 구역(25)으로 팽창하여, 유체 유동이 슬롯(19)의 유체 유출구(18)에 도달하기 전에 일정하게 될 수 있다.
도 6을 살펴보면, 다양한 부가적인 예시적인 실시예에 있어서, 유체를 분배하기 위한 방법은 유체(71)를 적용하기 위하여 슬롯(19)의 유체 유출구(18)에 인접한 기판(70)을 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 당업자의 능력은 슬롯에 인접한 기판을 이동시키기 위한 적당한 방법을 선택하는 것이고, 여기에는 예를 들면, 당업자에게 알려진 다양한 웨브 이송 시스템을 사용함으로써 코팅 롤이나 또는 드럼(도 6 참조)을 회전시키는 것이 포함된다.
본 발명에 따른 유체 분배 시스템과 방법의 유효성을 확인하고 입증하기 위하여, 실험적인 테스트가 표 1 및 표 2를 참조로 아래에서 기재되고 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 심(도 5 참조)과 종래의 심(도 4 참조)을 사용하여 적용된 예시적인 유체 코팅을 설명하도록 실행되었다.
실시예 1
제 1 테스트 동안에, 제 1 유체 코팅은 당업자가 알고 있는 바와 같이 팻치 슬롯 코팅기(coater)로부터 기판에 도포된다. 유체의 물리적인 특성, 슬롯 외형 치수, 및 코팅 조건을 포함한, 테스트에서 사용된 매개변수가 아래 표 1에 주어졌다.
유체 특성 슬롯 외형 치수 코팅 조건
표면 장력
Figure pct00039
= 13 mN.m		 슬롯 길이
Figure pct00040
= 20 mm		 습윤 필름 두께
Figure pct00041
= 6 ㎛
점성
Figure pct00042
=0.6 mPa.s		 코팅 절반-폭
Figure pct00043
=50 mm		 코팅 속도 S = 50 mm/s
슬롯 높이 h = 50 ㎛
공동 단면적 A=50 mm2
이러한 테스트를 위하여, 뉴턴학설에서 나타난 유체 및 모든 유효 점성은 측정된 점성(즉,
Figure pct00044
=0.6 mPa.s)과 동일하거나 동일하다고 추정되었다. 방정식 [2]를 사용하여, 슬롯 압력 강하에 대한 공동의 종래의 비는
Figure pct00045
이도록 계산되었으며, 이는 종래의 유체 분배 시스템이 (예를 들면, 도 4에서 설명된 바와 같은 종래의 심 디자인을 사용하여) 일정한 코팅을 제공할 수 있다고(즉, 상기 비가 1에 비해 상대적으로 작은 수로 제공되었기 때문) 제안하였다. 그러나, 유체가 종래의 슬롯 다이 코팅 유체 분배 시스템을 사용하여 분배되었을 때, 유체 코팅이 "넥 인(neck in)"으로 관찰되었다. 방정식 [6]을 사용하여, 슬롯에 따른 압력 강하에 대한 코팅 메니스커스를 가로지른 압력 강하의 비가 이후 계산되었고,
Figure pct00046
임을 알았다. (6.2*10-6와 비교하였을 경우) 이러한 비교적 큰 수는 비드에서의 압력 변화가 슬롯에 따른 압력 변화와 비교가능하다고 제안되었다.
유체 분배 시스템으로써 사용된 심은 이후 본 발명에 따른 심(예를 들면, 도 5에 도시된 심)에 대해 교환된다. 심은 l c = 10 mm, Wc = 0.5 mm 및 n= 20의 치수를 갖는다. 방정식 [8]을 사용하여,
Figure pct00047
의 슬롯 압력 강하의 비가 계산되었고, 이는 새로운 심 디자인이 슬롯에서의 배압력을 효과적으로 증대(즉, 비교적 큰 비, 5로 지시된 바와 같이)시킨다는 것을 나타내었다. 따라서, 방정식 [6]을 사용하여, (
Figure pct00048
에서 상당히 감소된)
Figure pct00049
이고, 보다 큰 압력 강하가 코팅 비드의 "넥인"을 멈추게 할 수 있다는 것을 뜻한다. 예측되는 바와 같이, 유체가 본 발명의 유체 분배 시스템을 사용하여 분배되었을 때, 유체 코팅이 일정한 두께로 적용되었다(즉, "넥인" 없이).
실시예 2
제 2 테스트 동안에, 제 2 유체 코팅은 당업자에 의해 알 수 있는 바와 같이 연속의 슬롯 코팅을 사용해 기판에 도포되었다. 유체의 물리적인 특성, 슬롯 외형 치수, 및 코팅 조건을 포함한, 테스트에 사용된 매개변수가 아래 표 2에 주어졌다.
유체 특성 외형 치수 코팅 조건
표면 장력
Figure pct00050
= 30 mN.m		 슬롯 길이
Figure pct00051
= 20 mm		 습윤 필름 두께
Figure pct00052
= 10 ㎛
점성
Figure pct00053
=125 mPa.s		 코팅 절반-폭
Figure pct00054
=50 mm		 코팅 속도 S = 50 mm/s
슬롯 높이 h = 178 ㎛
공동 단면적 A=50 mm2
이러한 테스트를 위한, 코팅 액체는 슬러리였다. 따라서, 127 ㎛ 이하의 슬롯의 높이는 파티클을 트랩하고 상기 슬롯을 플러그한다고 알려져 있다. 종래의 분배 시스템(예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같은 종래의 심 디자인을 사용하여)에 대한 제 1 실시예의 계산을 반복하여, 이전과 동일한 결과를 갖는
Figure pct00055
라고 알려졌다(즉, 유체 코팅이 "넥 인(neck in)"으로 관찰되었음).
상기 기재한 바와 같이, 유체 분배 시스템에 의해 사용된 심은 이후 본 발명에 따른 심(예를 들면, 도 5에 도시된 심)에 대해 교환되었다. 심은 (즉, 폭(2W)을 가로지른) l c = 10 mm, Wc = 1.0 mm 및 n= 20의 치수를 갖는다. 방정식 [8]을 사용하여,
Figure pct00056
의 슬롯 압력 강하의 비가 계산되었고, 이는 (즉, 2.5의 비교적 큰 비로 지시된 바와 같이) 슬롯에서의 배압력을 효과적으로 증대시킬 수 있다는 것을 나타내었다. 따라서 방정식 [6]을 사용하여, (
Figure pct00057
으로부터 약간 향상된 것으로 보여지는)
Figure pct00058
이고, 보다 큰 압력 강하가 코팅 비드의 "넥인"을 정지시킬 수 있다는 것을 뜻한다. 다시 한번, 기재되는 바와 같이, 유체가 본 발명의 유체 분배 시스템을 사용하여 분배되었을 때, 유체 코팅은 일정한 두께로 도포되었었다(즉, "넥인" 없이).
따라서, 실시예 1 및 실시예 2에서 나타난 결과는 복수의 채널을 형성하는 심을 포함한 유체 분배 시스템이 저 점성 및 초-저 유동율을 갖는 유체에 대해 슬롯을 따라서 강화된 고-압력을 제공할 수 있다는 것을 설명한다. 따라서, 본 발명에 따라 유체를 분배하는 시스템 및 방법이 예를 들면, 엣지 가이드를 필요로 하지 않으면서, 그 가로방향 일정성을 유지하는 코팅 레이어를 제공하도록 실행될 수 있다. 따라서 본 발명에 따라 유체를 분배하는 시스템 및 방법은 코팅 비드 파손을 감소시켜서, 저 점성 및 초-저 유동율을 갖는 유체를 사용하는 코팅 공정과 프린팅 공정에 빠른 개시 시간을 제공할 수 있다.
당업자라면 상기 기재되고 상기 테스트를 위해 사용된 유체 특성, 외형 치수, 및 코팅 조건은 단지 예시적이고 그리고 다른 특성, 치수, 및/또는 작동 조건이 본 발명의 범주 내의 다양한 인자에 따라 선택될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 명세서에 기재된 다양한 예시적인 실시예가 슬롯 코팅 다이를 통해, 예를 들면 이동하는 웨브와 같은 이동하는 기판에 유체를 분배하는 시스템 및 방법에 관한 것일지라도, 당업자는 본 발명의 목적이 본 발명이나 또는 청구범위로만 한정되는 것이 아닌 예시적인 유체 분배를 제공하는 것임을 알 수 있을 것이다. 따라서, 당업자는 본 발명의 시스템 및 방법이, 단지 예를 들자면, 슬롯 다이 코팅, 압출(extrusion) 코팅, 팻치-코팅, 연속 코팅, 커튼(curtain) 코팅, 및 슬라이드-비드 코팅을 포함하는, 임의의 공정 및/또는 방법을 통해, 유체 코팅을 완전하게 분배한다는 것을 알 수 있을 것이다. 유체 분배 시스템은 단일의-레이어 구조의 또는 다중-레이어 구조의 최정상 레이어(예를 들면, 최종 레이어)를 형성하도록 사용될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에 개시된 심 디자인은 사용된 코팅 기술과 독립적이다.
본 발명의 명세서 및 첨부된 청구범위를 설명하기 위하여, 따로 특별히 지시하지 않았다면, 본 발명의 명세서 및 청구범위에서 사용된 양을 표현하는 모든 수, 퍼센티지나 또는 비율, 및 여러 수치 값이 "대략"이라는 표현으로 모든 실시예에서 변경될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 따라서, 따로 특별히 지시하지 않았다면, 아래 기재된 명세서와 첨부된 청구범위에서 설명된 수치의 매개변수가 본 발명에 의해 얻어질 수 있는 필요한 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 그리고 적어도, 청구범위의 범주를 한정하려는 의도는 아닌 바와 같이, 각각의 매개변수의 수치가 통상의 라운딩 기술을 적용함으로써 그리고 보고된 상당한 숫자의 갯수의 견지로 적어도 해석될 수 있다.
넓은 범위의 본 발명을 설명하는 수치 범위 및 매개변수가 근사치임에도 불구하고, 특정 실시예에서 설명된 수치 값이 가능한 정확하게 기록되었다. 그러나, 임의의 수치 값은, 각각의 본래 테스트 측정치에서의 표준 편차로부터 반드시 초래되는 특정 에러를 포함한다. 더욱이, 본 발명의 명세서에 개시된 모든 범위가 본 명세서에서 특정된 임의의 서브범위와 모든 서브범위를 포함한다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명이 본 발명의 특정 예시적인 실시예와 관련하여 상세하게 기재되어 있는 한편, 첨부된 청구범위의 범주 내에서 여러 변경이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (19)

  1. 유체 분배 시스템으로서,
    제 1 엣지를 형성한 제 1 면을 갖는 제 1 다이 부분;
    상기 제 1 다이 부분으로부터 이격되고, 상기 제 1 면과 마주하고 제 2 엣지를 형성하는 제 2 면을 갖는 제 2 다이 부분;
    상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이의 구역으로 유체를 안내하는 유체 유입구;
    상기 유체 유입구와 유체 연통가능하고, 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이의 구역으로 개방된 공동; 및
    상기 제 1 다이 부분 및 상기 제 2 다이 부분의 이격된 위치결정을 유지시키기 위하여 상기 제 1 다이 부분과 상기 제 2 다이 부분 사이에 배치된 심을 포함하고,
    상기 심은 상기 제 1 면과 상기 제 2 면에 의해 구속되고 상기 유체 유출구 쪽의 방향으로 상기 공동으로부터 뻗어있는 복수의 채널을 구비하며,
    상기 제 1 엣지와 상기 제 2 엣지는 유체 유출구 개구를 형성하는 유체 분배 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 채널은 유체가 분배되는 동안에 상기 유체 유출구로부터 유체 유동 방향으로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 유체 분배 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 채널은 상기 제 1 다이 부분과 상기 제 2 다이 부분 사이의 구역 내의 복수의 유체 팽창 영역에서 종결되는 것을 특징으로 하는 유체 분배 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 채널은 적어도 상기 채널의 위치에서 상기 제 1 면과 상기 제 2 면 사이의 구역 내에서 유동하는 유체의 교차-유동을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 유체 분배 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 심은 복수의 채널을 형성하는 복수의 손가락형상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분배 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 손가락형상부는 상기 심의 베이스 부분으로부터 뻗어있고 그리고 상기 공동과 적어도 부분적으로 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 유체 분배 시스템.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 손가락형상부는 상이한 단면 구역을 갖고 각각의 상기 단면 구역은 일정한 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 유체 분배 시스템.
  8. 슬롯 코팅 다이용 심(shim)으로서,
    엣지를 형성하는 베이스 부분; 및
    복수의 손가락형상부;를 포함하고,
    각각의 상기 손가락형상부는 상기 베이스 부분의 엣지로부터 각각의 상기 손가락형상부의 자유 단부까지 동일한 방향으로 그리고 길이방향으로 뻗어있고,
    상기 베이스 부분과 상기 복수의 손가락형상부는 실질적으로 평탄한 몸체를 형성하는 슬롯 코팅 다이용 심.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 심은, 상기 손가락형상부가 슬롯 코팅 다이의 유체 분배 공동 상에 뻗어있도록, 상기 슬롯 코팅 다이의 제 1 다이 부분과 제 2 다이 부분 사이에 위치되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 슬롯 코팅 다이용 심.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 손가락형상부는 테이퍼진 구역을 구비하는 것을 특징으로 하는 슬롯 코팅 다이용 심.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 손가락형상부는 상이한 단면 구역을 구비하고 각각의 상기 단면 구역은 일정한 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 슬롯 코팅 다이용 심.
  12. 유체 분배 방법으로서,
    공동으로 분배하기 위한 유체를 안내하는 단계; 및
    슬롯에 배치된 복수의 채널을 통해 공동으로부터 유체를 유동시키는 단계;를 포함하며,
    상기 공동은 슬롯 코팅 다이의 슬롯과 유체 연통상태인 유체 분배 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 채널로부터 유동하는 유체는 복수의 유체 팽창 구역으로 퍼지는 것을 특징으로 하는 유체 분배 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 유체를 상기 슬롯에 적용하기 위하여, 상기 슬롯에 인접한 기판을 이동시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분배 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    복수의 채널을 통해 유체를 유동시키는 방법은 초-저 유동 조건 하에서 유체를 유동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분배 방법.
  16. 청구항 12에 있어서,
    복수의 채널을 통해 유체를 유동시키는 단계는, 상기 복수의 채널을 통해 나노파티클, 나노튜브, 폴리테트라플루오르에틸렌, 아세탈 폴리옥심에틸렌, 및/또는 플루오로폴리머를 포함한 유체를 유동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분배 방법.
  17. 청구항 12에 있어서,
    복수의 채널을 통해 유체를 유동시키는 단계는, 복수의 손가락형상부에 의해 형성된 채널을 통해 유체를 유동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분배 방법.
  18. 청구항 12에 있어서,
    복수의 채널을 통해 유체를 유동시키는 단계는, 상기 채널에 따른 압력 강하가 상기 슬롯의 분배 공동으로부터 상기 슬롯의 유체 유출구까지의 압력 강하보다 더 작도록, 상기 채널을 통해 유체를 유동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분배 방법.
  19. 청구항 12에 있어서,
    복수의 채널을 통해 유체를 유동시키는 단계는, 상기 슬롯에 따른 압력 강하가 코팅 표면에서의 유체의 메니스커스를 가로지른 압력 강하보다 더 크도록, 상기 채널을 통해 유체를 유동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 분배 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102608271B1 (ko) * 2023-06-01 2023-11-29 박준영 심플레이트를 포함하는 슬릿 코터

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2620257T3 (es) * 2010-02-08 2017-06-28 3M Innovative Properties Company Matriz de coextrusión y método para fabricar un artículo extruido usando la misma
JP2012179502A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Nordson Corp スロットノズル組立体及びシム板
JP2014233651A (ja) * 2013-05-31 2014-12-15 オリジン電気株式会社 接着剤塗布装置及び方法
CN104549906B (zh) * 2013-10-25 2019-04-09 黄大庆 柔性可控涂布系统及涂布方法
US9724722B2 (en) * 2014-06-10 2017-08-08 Illinois Tool Works Inc. Rapid changeover slot die assembly for a fluid application device
US10315405B2 (en) 2014-06-23 2019-06-11 Exel Industries Methods and apparatus for applying protective films
US10000049B2 (en) * 2014-06-23 2018-06-19 Exel Industries Methods and apparatus for applying protective films
JP6019251B2 (ja) * 2014-07-25 2016-11-02 株式会社日本製鋼所 押出成形用フラットダイ及びフィルム成形方法
SG11201806808XA (en) * 2016-02-12 2018-09-27 3M Innovative Properties Co Slot die with actively controlled coating width
CN105537066B (zh) * 2016-02-29 2018-06-05 京东方科技集团股份有限公司 一种用于涂胶刀头的调节垫片、涂胶刀头及涂胶机
EP3484631A1 (en) 2016-07-14 2019-05-22 Illinois Tool Works Inc. Laminated slot die assembly
US11318493B2 (en) 2017-04-10 2022-05-03 Roche Diabetes Care, Inc. Multi-reagent slot die coating process and useful devices
KR101922054B1 (ko) * 2017-04-26 2018-11-26 성안기계 주식회사 가변 매니폴드가 구비된 슬롯 다이 및 그 제어 방법
JP6936139B2 (ja) * 2017-12-21 2021-09-15 株式会社ヒラノテクシード 塗工装置
CN108722798A (zh) * 2018-07-17 2018-11-02 深圳市曼恩斯特科技有限公司 一种涂布模头机构
JP7145797B2 (ja) * 2019-03-18 2022-10-03 日本碍子株式会社 ハニカム構造体の製造方法
JP7316717B2 (ja) * 2019-05-14 2023-07-28 Ａｉメカテック株式会社 シム、ノズルおよび塗布装置
CN110879287A (zh) * 2019-12-17 2020-03-13 天津大学 板间距可调节的赫尔-肖氏薄板试验仪器
JP7163334B2 (ja) * 2020-03-13 2022-10-31 東レエンジニアリング株式会社 スリットダイ
CN112122067A (zh) * 2020-09-23 2020-12-25 江西若邦科技股份有限公司 一种上盖带涂胶装置
WO2022066158A1 (en) * 2020-09-24 2022-03-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Digital microfluidic fluid delivery
KR102646381B1 (ko) * 2020-09-25 2024-03-08 주식회사 엘지에너지솔루션 듀얼 슬롯 다이 코터
WO2022092826A1 (ko) * 2020-10-28 2022-05-05 주식회사 엘지에너지솔루션 슬롯 다이 코터
KR102666576B1 (ko) * 2020-11-05 2024-05-16 주식회사 엘지에너지솔루션 슬롯 다이 코터
JP7213275B2 (ja) * 2021-01-08 2023-01-26 日本碍子株式会社 押出成形用ダイ及び押出成形機
JP2022141255A (ja) 2021-03-15 2022-09-29 株式会社東芝 塗工ヘッド
CN215964503U (zh) * 2021-10-14 2022-03-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 涂胶嘴及涂胶装置
CN114029198B (zh) * 2021-11-04 2023-02-03 四川遂宁市利普芯微电子有限公司 一种点胶装置及其点胶方法
EP4265343A1 (en) * 2021-11-26 2023-10-25 LG Energy Solution, Ltd. Slot die coater
JP7198993B1 (ja) 2022-02-09 2023-01-05 孝 松江 翼付き掛け鈎
WO2023159437A1 (zh) * 2022-02-24 2023-08-31 深圳市曼恩斯特科技股份有限公司 一种涂布模头及涂布设备
WO2023192148A1 (en) * 2022-03-30 2023-10-05 Nordson Corporation Full cover/fine lines spray application
CN218167601U (zh) * 2022-10-08 2022-12-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 涂布模头和具有其的涂布设备

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US97981A (en) * 1869-12-14 Chakles s
US4299186A (en) * 1977-01-17 1981-11-10 International Business Machines Corporation Method and apparatus for applying a viscous fluid to a substrate
US4521268A (en) * 1981-08-26 1985-06-04 Edward Bok Apparatus for deposition of fluid and gaseous media on substrates
US4774109A (en) 1987-07-21 1988-09-27 Nordson Corporation Method and apparatus for applying narrow, closely spaced beads of viscous liquid to a substrate
US4844004A (en) * 1987-07-21 1989-07-04 Nordson Corporation Method and apparatus for applying narrow, closely spaced beads of viscous liquid to a substrate
DE69224881T2 (de) * 1991-11-06 1998-08-27 Konishiroku Photo Ind Extrusionsartige Beschichtungsvorrichtung und Beschichtungsmethode
JP3220265B2 (ja) * 1992-12-28 2001-10-22 株式会社康井精機 塗工装置
US5503336A (en) * 1994-07-14 1996-04-02 United Air Specialists High volume - low volume electrostatic dispensing nozzle assembly
DE19530516A1 (de) 1995-08-19 1997-02-20 Hoechst Ag Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtungslösung
JPH11188301A (ja) * 1997-12-26 1999-07-13 Hirata Corp 流体塗布装置
WO2000050215A1 (en) 1999-02-26 2000-08-31 The Procter & Gamble Company Process for extruding a continuous layer
JP4092069B2 (ja) * 2000-11-13 2008-05-28 三菱製紙株式会社 スロットダイを用いた感光材料用処理装置
US6478483B2 (en) 1999-12-20 2002-11-12 Mitsubishi Paper Mills Limited Apparatus for processing photosensitive material
US7097673B2 (en) 2001-06-07 2006-08-29 3M Innovative Properties Company Coating edge control
US6689411B2 (en) 2001-11-28 2004-02-10 Lifescan, Inc. Solution striping system
US7591903B2 (en) 2002-08-13 2009-09-22 3M Innovative Properties Company Die having multiple orifice slot
US7291362B2 (en) 2004-01-20 2007-11-06 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for controlling coating width

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102608271B1 (ko) * 2023-06-01 2023-11-29 박준영 심플레이트를 포함하는 슬릿 코터

Also Published As

Publication number Publication date
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