KR20130118165A

KR20130118165A - 양면 코팅 장치

Info

Publication number: KR20130118165A
Application number: KR1020120041143A
Authority: KR
Inventors: 김준섭; 양인성
Original assignee: (주)피엔티
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2013-10-29
Also published as: KR101377589B1

Abstract

한 쌍의 슬롯 다이 코터(slot die coater)를 이용하여 원단의 양 측면에 코팅액을 도포하고, 이 도포된 코팅액을 건조하여 양면 코팅 필름을 형성하는 양면 코팅 장치가 개시된다. 개시된 양면 코팅 장치의 코팅 유닛은, 원단이 외주면에 접촉되며, 원단의 진행 방향에 순행하는 방향으로 회전하는 제1 드럼 롤러(drum roller), 코팅액이 유출되는 슬롯(slot)을 구비하여 제1 드럼 롤러의 외주면에 접촉되어 진행하는 원단의 일 측면에 직접 코팅액을 도포하는 제1 슬롯 다이 코터(slot die coater), 제1 드럼 롤러를 벗어난 원단이 외주면에 접촉되며, 원단의 진행 방향에 역행하는 방향으로 회전하는 제2 드럼 롤러, 코팅액이 제2 드럼 롤러의 외주면을 경유하여 원단의 타 측면에 도포되도록, 코팅액이 유출되는 슬롯을 구비하여 제2 드럼 롤러의 외주면에 코팅액을 도포하는 제2 슬롯 다이 코터, 및 제1 드럼 롤러를 벗어나 제2 드럼 롤러로 향하는 원단의 진행 경로를 변경하여 제2 드럼 롤러의 외주면에 접촉되는 원단의 진입각을 변경하는 경로 조절 롤러를 구비한다.

Description

양면 코팅 장치{Apparatus for coating both sides of thin material}

본 발명은 슬롯 다이 코터(slot die coater)로 얇은 원단의 양 측면에 코팅액을 도포하여 양 측면을 코팅하는 양면 코팅 장치에 관한 것이다.

리튬이온전지의 분리막(separator)은 전지의 음극과 양극을 전기적 쇼트(short)가 발생되지 않도록 부착 지지하는 것으로, 얇은 원단의 양 측면에 절연성 물질이 코팅(coating)되어 이루어진다. 리튬이온전지의 분리막 외에도 플렉시블(flexible)한 얇은 원단의 양 측면을 특정 물질로 코팅하여 만든 얇은 필름 형태의 제품이 산업 부분에서 다양하게 사용되고 있으며, 얇은 필름의 양 측면을 연속적으로 코팅하는, 개선된 장치가 요구된다.

본 발명은 한 쌍의 슬롯 다이 코터(slot die coater)를 이용하여 원단의 양 측면에 코팅액을 도포하고, 이 도포된 코팅액을 건조하여 양면 코팅 필름을 형성하는 양면 코팅 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 원단의 양 측면에 각각 코팅액을 순차적으로 도포하고, 이 도포된 코팅액을 건조하여 양면 코팅 필름을 형성하는 양면 코팅 장치를 제공한다.

본 발명은, 연속적으로 진행하는 원단의 일 측면과 타 측면에 코팅액을 순차로 도포하여 상기 베이스 필름의 양 측면을 코팅하는 코팅 유닛(coating unit);

상기 양 측면이 코팅된 원단을 연속적으로 수평 이동하며 송풍 건조하여 양면 코팅 필름을 형성하는 건조 유닛; 롤(roll) 형태로 권취된 원단을 풀어 내어 상기 코팅 유닛으로 공급하는 적어도 하나의 언와인딩 롤러(unwinding roller)를 구비하는 원단 공급 유닛; 및, 상기 건조 유닛을 통과하여 배출되는 양면 코팅 필름을 롤(roll) 형태로 권취하는 적어도 하나의 리와인딩 롤러(rewinding roller), 및 상기 리와인딩 롤러에 권취되는 양면 코팅 필름의 층과 층 사이에 간지를 공급하기 위하여, 롤(roll) 형태로 감긴 간지를 풀어 내어 상기 적어도 하나의 리와인딩 롤러에 공급하는 적어도 하나의 간지 공급 롤러를 구비하는 양면 코팅 필름 권취 유닛;을 구비하고, 상기 코팅 유닛은, 상기 원단이 외주면에 접촉되며, 상기 원단의 진행 방향에 순행하는 방향으로 회전하는 제1 드럼 롤러(drum roller); 코팅액이 유출되는 슬롯(slot)을 구비하여 상기 제1 드럼 롤러의 외주면에 접촉되어 진행하는 상기 원단의 일 측면에 직접 코팅액을 도포하는 제1 슬롯 다이 코터(slot die coater); 상기 제1 드럼 롤러를 벗어난 원단이 외주면에 접촉되며, 상기 원단의 진행 방향에 역행하는 방향으로 회전하는 제2 드럼 롤러; 코팅액이 상기 제2 드럼 롤러의 외주면을 경유하여 상기 원단의 타 측면에 도포되도록, 상기 코팅액이 유출되는 슬롯을 구비하여 상기 제2 드럼 롤러의 외주면에 상기 코팅액을 도포하는 제2 슬롯 다이 코터; 및, 상기 제1 드럼 롤러를 벗어나 상기 제2 드럼 롤러로 향하는 원단의 진행 경로를 변경하여 상기 제2 드럼 롤러의 외주면에 접촉되는 상기 원단의 진입각을 변경하는 경로 조절 롤러;를 구비하는 양면 코팅 장치를 제공한다.

상기 적어도 하나의 언와인딩 롤러는 한 쌍이 구비되고, 상기 원단 공급 유닛은, 상기 한 쌍의 언와인딩 롤러 중의 하나의 롤러에서 풀린 원단이 절단되고, 그 원단의 말단과 다른 하나의 롤러에서 풀린 동종의 원단의 선단이 결합되는 원단 결합기; 및, 상기 원단 공급기와 상기 코팅 유닛 사이에 배치되며, 상기 원단 결합기에서 원단이 결합되는 동안 상기 코팅 유닛으로 공급되는 원단의 이송 경로를 단축하여 미리 축적된 원단을 상기 코팅 유닛으로 공급하는 제1 어큐뮬레이터(accumulator);를 더 구비할 수 있다.

상기 적어도 하나의 리와인딩 롤러와 상기 적어도 하나의 간지 공급 롤러는 각각 한 쌍이 구비되고, 상기 양면 코팅 필름 권취 유닛은, 상기 한 쌍의 리와인딩 롤러 중의 하나의 리와인딩 롤러에 양면 코팅 필름이 미리 정한 용량만큼 권취된 때 상기 하나의 리와인딩 롤러로 향하는 양면 코팅 필름을 정지시키고 절단하며, 절단된 양면 코팅 필름의 선단을 다른 하나의 리와인딩 롤러에 연결하는 롤러 쉬프터(roller shifter); 및, 상기 건조 유닛과 상기 롤러 쉬프터 사이에 배치되며, 상기 롤러 쉬프터에서 양면 코팅 필름을 정지 및 절단하고, 상기 다른 하나의 리와인딩 롤러에 연결하는 작업이 진행되는 동안 상기 건조 유닛을 통과하여 배출되는 양면 코팅 필름의 이송 경로를 연장(延長)하여 양면 코팅 필름을 축적하는 제2 어큐뮬레이터(accumulator);를 더 구비할 수 있다.

상기 건조 유닛은, 코팅액이 도포된 원단의 양 측면으로 공기를 불어내 상기 코팅액을 건조하는 복수의 구간을 구비하고, 상기 구간 중에서 상기 코팅 유닛에 가장 가까이 배치된 구간이 상기 코팅 유닛에서 가장 멀리 배치된 구간보다 온도는 낮고, 습도는 높을 수 있다.

상기 코팅 유닛은 상기 원단의 타 측면에 도포되고 상기 제2 드럼 롤러의 외주면에 남겨진 코팅액을 상기 제2 드럼 롤러 외주면으로부터 벗겨내는 닥터 블레이드(doctor blade)를 더 구비할 수 있다.

상기 제1 슬롯 다이 코터는 상기 제1 드럼 롤러에 대해 간격(gap), 높이(level), 및 경사(tilting) 조절이 가능하게 구성되고, 상기 제2 슬롯 다이 코터는 상기 제2 드럼 롤러에 대해 간격(gap), 높이(level), 및 경사(tilting) 조절이 가능하게 구성될 수 있다.

본 발명의 양면 코팅 장치에 의하면, 한 쌍의 슬롯 다이 코터를 이용하여 원단의 양 측면에 각각 코팅액을 순차적으로 도포하고 이 도포된 코팅액을 건조하여 양면 코팅 필름을 형성하므로, 코팅 불량 또는 코팅액의 두께 불량 등 불량 요인이 감소되어 품질이 향상된다. 또한, 생산 속도가 빨라져 생산성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양면 코팅 장치를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1의 코팅 유닛을 확대 도시한 구성도이다.
도 3은 도 2의 코팅 유닛에서 제2 드럼 롤러의 외주면에 접촉되는 원단의 진입각을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 제1 슬롯 다이 코터(slot die coater)의 간격, 높이, 및 경사 조절 구조를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 1의 건조 유닛을 상세하게 도시한 구성도이다.
도 6 및 도 7은 도 1의 제1 어큐뮬레이터(accumulator) 및 제2 어큐뮬레이터의 동작을 설명하는 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 양면 코팅 장치를 상세히 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양면 코팅 장치를 도시한 구성도로서, 양면 코팅 장치(10)는 작업의 중단 없이 계속하여 얇고 플렉시블(flexible)한 원단(2)의 양 측면을 코팅액(3)(도 2 참조)으로 코팅하는 장치이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 양면 코팅 장치(10)는, 코팅 유닛(coating unit)(30)과, 건조 유닛(90)과, 원단 공급 유닛(11)을 포함한다.

코팅 유닛(coating unit)(30)은 연속적으로 진행하는 원단(2)의 일 측면과 타 측면에 코팅액(3)(도 2 참조)을 순차로 도포하여 상기 원단(2)의 양 측면을 코팅한다.

이 경우, 상기 코팅 유닛(30)은 제1 코팅 유닛과 제2 코팅 유닛으로 나눌 수 있다. 제1 코팅 유닛은 원단(2)의 일 측면에 코팅액(3)을 코팅한다. 제2 코팅 유닛은 원단의 일 측면와 반대 면인 타 측면에 코팅액을 코팅한다.

건조 유닛(90)은 양 측면이 코팅된 원단(2)을 연속적으로 수평 이동하며 송풍 건조하여 양면 코팅 필름(5)을 형성한다.

원단 공급 유닛(11)은, 롤(roll)(13, 15) 형태로 권취된 원단(2)을 풀어 내어 코팅 유닛(30)으로 공급하는 제1 및 제2 언와인딩 롤러(unwinding roller)(12, 14)를 구비한다.

또한, 양면 코팅 장치(10)는 양면 코팅 필름 권취 유닛(110)을 구비한다. 양면 코팅 필름 권취 유닛(110)은 제1 및 제2 리와인딩 롤러(rewinding roller)(130, 136)과, 제1 및 제2 간지 공급 롤러(132, 138)를 포함할 수 있다.

제1 및 제2 리와인딩 롤러(rewinding roller)(130, 136)는 건조 유닛(90)을 통과하여 배출되는 양면 코팅 필름(5)을 롤(roll)(131, 137) 형태로 권취한다. 제1 및 제2 간지 공급 롤러(132, 138)는 제1 및 제2 리와인딩 롤러(130, 136)에 권취되는 양면 코팅 필름(5)의 층과 층 사이에 간지(7)를 공급하기 위하여, 롤(roll)(133, 139) 형태로 감긴 간지(7)를 풀어 내어 제1 및 제2 리와인딩 롤러(130, 136)에 공급한다.

원단(2)은 폴리올레핀계 필름일 수 있고, 두께가 8~20㎛ 일 수 있다. 간지(7)는 PET 필름일 수 있고, 두께가 20~40㎛ 일 수 있다.

도 2는 도 1의 코팅 유닛을 확대 도시한 구성도이고, 도 3은 도 2의 코팅 유닛에서 제2 드럼 롤러의 외주면에 접촉되는 원단의 진입각을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 2의 제1 슬롯 다이 코터(slot die coater)의 간격, 높이, 및 경사 조절 구조를 도시한 사시도이다. 도 2를 참조하면, 원단 공급 유닛(11)(도 1 참조)을 통과한 원단(2)은 복수의 지지 롤러(69)에 의해 안내되어 제1 드럼 롤러(31)의 외주면을 따라 진행하며 원단(2)의 일 측면에 코팅액(3)이 도포되고, 제2 드럼 롤러(71)의 외주면을 따라 진행하며 원단의 타 측면에 코팅액(3)이 도포된다.

코팅 유닛(30)은 원단(2)이 외주면에 접촉되며, 원단(2)의 진행 방향에 순행하는 방향(도 2에서 시계 방향)으로 회전하는 제1 드럼 롤러(drum roller)(31)와, 제1 드럼 롤러(31)의 외주면에 접촉되어 진행하는 원단(2)의 일 측면에 직접 코팅액(3)을 도포하는 제1 슬롯 다이 코터(slot die coater)(65)를 구비한다. 또한, 코팅 유닛(30)은 제1 드럼 롤러(31)를 벗어난 원단(2)이 외주면에 접촉되며, 원단(2)의 진행 방향에 역행하는 방향(도 2에서 반시계 방향)으로 회전하는 제2 드럼 롤러(71)와, 코팅액(3)이 제2 드럼 롤러(71)의 외주면을 경유하여 원단(2)의 타 측면에 도포되도록, 제2 드럼 롤러(71)의 외주면에 코팅액(3)을 도포하는 제2 슬롯 다이 코터(slot die coater)(73)를 구비한다.

제1 드럼 롤러(31)와 제2 드럼 롤러(71)는 스틸(steel) 재질로 이루어질 수 있으며, 외주면에는 산화 방지를 위해 크롬(Cr) 도금 처리될 수 있다. 제1 슬롯 다이 코터(65)에는 제1 드럼 롤러(31)의 길이 방향으로 연장된 슬롯(slot)(67)이 형성되어 있고, 원단(2)이 진행하는 동안 이 슬롯(67)에서 코팅액(3)이 유출되어 원단(2)의 일 측면에 직접 도포된다. 원단(2)에 부착되지 못하고 낙하하는 코팅액(3)이 장치(10) 및 원단(2)을 오염시키지 않도록 제1 슬롯 다이 코터(65)의 아래에는 버킷(bucket)(68)이 마련된다.

제2 슬롯 다이 코터(73)에는 제2 드럼 롤러(71)의 길이 방향으로 연장된 슬롯(slot)(75)이 형성되고 있고, 원단(2)이 진행하는 동안 이 슬롯(75)에서 코팅액(3)이 유출되어 제2 드럼 롤러(71)의 외주면에 도포된다. 제2 드럼 롤러(71)의 외주면에 도포된 코팅액(3)은 제2 드럼 롤러(71)의 반시계 방향 회전에 의해 같은 방향으로 이동하다 제2 드럼 롤러(71)의 외주면에 접촉된 원단(2)의 타 측면으로 이전하여 도포되고, 곧이어 원단(2)은 제2 드럼 롤러(71)를 벗어나 진행한다. 원단(2)의 타 측면에 부착되지 못하고 낙하하는 코팅액(3)이 장치(10) 및 원단(2)을 오염시키지 않도록 제2 슬롯 다이 코터(73)의 아래에도 버킷(bucket)(79)이 마련된다. 또한, 원단(2)의 타 측면으로 이전 도포되지 못하고 제2 드럼 롤러(71)의 외주면에 남겨진 코팅액(3)을 제2 드럼 롤러(71) 외주면으로부터 벗겨내는 닥터 블레이드(doctor blade)(77)가 마련된다.

코팅 유닛(30)은 제1 드럼 롤러(31)와 제2 드럼 롤러(71) 사이에 배치되며, 상승 또는 하강하여 위치 조절 가능한 경로 조절 롤러(85)를 더 구비한다. 경로 조절 롤러(85)는 제1 드럼 롤러(31)를 벗어나 제2 드럼 롤러(71)로 향하는 원단(2)의 진행 경로를 변경하여 제2 드럼 롤러(71)의 외주면에 접촉되는 원단(2)의 진입각을 변경한다. 도 2 및 도 3을 함께 참조하면, 제2 드럼 롤러(71)의 외주면에 접촉 후 이탈하는 원단(2)이 진행하는 방향을 따라 연장되는 가상의 직선을 후방 직선(RL) 이라 하고, 경로 조절 롤러(85)의 외주면에 접촉 후 이탈하여 제2 드럼 롤러(71)로 진행하는 원단(2)이 진행하는 방향을 따라 연장되는 가상의 직선을 전방 직선이라 가정하고, 상기 후방 직선(RL)과 전방 직선이 형성하는 각도를 원단(2)의 진입각이라 한다.

경로 조절 롤러(85)는 제2 드럼 롤러(71)와 같은 높이(level)까지 상승 가능하며, 그 높이에서 상기 후방 직선(RL)과 전방 직선(FL1)이 형성하는 진입각(A1)은 0ㅀ 이다. 한편, 경로 조절 롤러(85)가 제2 드럼 롤러(71)보다 낮은 높이로 하강하면, 그 높이에서 후방 직선(RL)과 전방 직선(FL2)이 형성하는 진입각(A2)은 0ㅀ보다 크다. 진입각(A2)인 때가 진입각(A1)인 때보다 원단(2)의 타 측면과 제2 드럼 롤러(71)의 접촉 면적이 확대되어 코팅액(3)이 도포되는 시간이 증대되므로 코팅액(3)의 도포 두께가 두꺼워질 수 있다. 따라서, 경로 조절 롤러(85)를 승강시켜 그 높이(level)을 적절히 조절함으로써 원단(2)에 도포되는 코팅액(3)의 두께를 조절할 수 있다.

또한 제2 드럼 롤러(71)는 진입각(A1,A2)와 더불어 제2 드럼 롤러(71)의 속도 조절에 의하여 원단(2)에 도포되는 코팅액(3)의 도포 두께를 조절할 수 있다. 즉, 제2 드럼 롤러(71)의 회전속도를 느리게 하면, 코팅액(3)의 도포 두께가 두꺼워지게 된다. 반면 제2 드럼 롤러(71)의 회전속도를 빠르게 하면, 원단에 도포되는 코팅액(3)의 도포 두께가 얇게 된다

경로 조절 롤러(85)는 제2 드럼 롤러(71)보다 높이(level) 상승 할 수도 있도록 구성 되어 있으며, 양면 코팅이 아닌 단면 코팅이 필요 할 시에는 이에 적절히 대응 할 수 있는 구조도 갖추고 있다.

한편, 제1 슬롯 다이 코터(65)는 제1 드럼 롤러(31)에 대해 간격(gap), 높이(level), 및 경사(tilting)의 조절이 가능하고, 제2 슬롯 다이 코터(73)는 제2 드럼 롤러(71)에 대해 간격(gap), 높이(level), 및 경사(tilting)의 조절이 가능하다. 여기서, 상기 간격(gap)은 슬롯 다이 코터(65, 73)의 슬롯(67, 75)과, 이와 마주보는 드럼 롤러(31, 71)의 외주면 사이의 간격을 의미하고, 상기 높이는 대응되는 드럼 롤러(31, 71)에 대한 슬롯 다이 코터(65, 73)의 높이를 의미하며, 상기 경사는 슬롯 다이 코터(65, 73)의 Y축을 회전축으로 하는 경사각을 의미한다. 이처럼 슬롯 다이 코터(65, 73)의 간격, 높이, 및 경사를 적절하게 조절할 수 있어 원단(2)에 코팅액(3)을 도포하는 작업에서 최적의 조건을 찾아 설정할 수 있으므로, 양면 코팅 필름(5)의 품질과 생산성이 향상될 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 드럼 롤러(31)는 양 단의 샤프트(32)가 프레임(33)의 일 측에 회전 가능하게 지지되고, 프레임(33)의 타 측에는 상기 샤프트(32)를 향한 방향, 즉 X축 방향으로 돌출 가능한 로드(rod)(36)를 구비한 한 쌍의 액추에이터(actuator)(35)가 고정된다. 상기 액추에이터(35)는 에어 실린더일 수 있다. 한편, 프레임(33)에는 한 쌍의 슬라이딩 블록(sliding block)(47)이 X축 방향으로 슬라이딩(sliding) 가능하게 지지되고, 각 슬라이딩 블록(47)에는 액추에이터 리시버(receiver)(45)가 고정된다. 상기 액추에이터(35)의 로드(36)가 X축 방향으로 돌출하면 액추에이터 리시버(45)가 가압되어 X축 방향으로 이동한다.

상기 프레임(33)에는 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전 가능한 제1 다이얼(40)이 프레임(33)에 고정된 브라켓(38)에 지지되어 있다. 제1 다이얼(40)을 작업자가 회전시키면 액추에이터 리시버(45)를 마주보는 측에 경사면이 형성된 경사 부재(42)가 승강하도록 구성되어 있다. 한편, 슬라이딩 블록(47)에는 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전 가능한 제2 다이얼(50)이 지지되고, 제2 다이얼(50)을 작업자가 회전시키면 슬라이딩 블록(47) 내부의 창에 위치한 승강 부재(49)가 승강하도록 구성되어 있다.

상기 제1 슬롯 다이 코터(65)는 슬롯 다이 코터 지지대(52)에 고정 지지되고 슬롯 다이 코터 지지대(52)의 양 단부에는 오각형의 측벽(54)이 결합되며, 상기 측벽(54)이 상기 승강 부재(49)에 고정 지지된다. 한편, 상기 측벽(54)에는 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전 가능한 제3 다이얼(60)이 지지되고, 제3 다이얼(60)을 작업자가 회전시키면 연계된 승강 부재(62)가 승강하도록 구성되어 있다. 이 승강 부재(62)에는 상기 측벽(54)과 유사한 오각형의 승강 블록(56)이 결합되고, 상기 오각형 승강 블록(56)은 제1 드럼 롤러(31)의 샤프트(32)를 향해 돌출된 일부분이 상기 오각형 측벽(54)과 핀(pin)에 의해 피봇(pivot) 가능하게 연결되어 있다.

양면 코팅 장치(10)의 전원이 켜지면 한 쌍의 액추에이터(35)의 로드(36)가 돌출하여 액추에이터 리시버(45)를 밀고, 이에 의해 한 쌍의 슬라이딩 블록(47)과, 승강 부재(49)에 연결된 슬롯 다이 지지대(52)가 X축 방향으로 이동하므로, 상기 슬롯 다이 지지대(52)에 고정된 제1 슬롯 다이 코터(65)가 제1 드럼 롤러(31)에 가까이 다가간다. 액추에이터 리시버(45)가 X축 방향으로 밀리면서 경사 부재(42)의 경사면에 접촉되어 막히므로 제1 슬롯 다이 코터(65)의 슬롯(67)(도 2 참조)과 제1 드럼 롤러(31)의 충돌은 예방될 수 있다. 액추에이터 리시버(45)와 경사 부재(42)가 접촉된 상태에서 작업자가 한 쌍의 제1 다이얼(40)을 일정 각도만큼 회전시키면 경사 부재(42)의 경사면이 Z축 방향으로 상승 또는 하강하고 경사 부재(42)의 경사면에 접촉된 액추에이터 리시버(45)가 미세하게 X축 방향으로 이동하여 제1 드럼 롤러(31)에 대한 제1 슬롯 다이 코터(65)의 간격(gap)을 미세하게 조정할 수 있다.

한편, 작업자가 한 쌍의 제2 다이얼(50)을 일정 각도만큼 회전시키면, 이에 연계된 승강 부재(49)가 Z축 방향으로 상승 또는 하강하고, 승강 부재(49)에 연결된 측벽(54) 및 슬롯 다이 지지대(52)도 Z축 방향으로 상승 또는 하강하므로, 슬롯 다이 지지대(52)에 고정 지지된 제1 슬롯 다이 코터(65)의 높이(level)를 제1 드럼 롤러(31)에 대해 미세하게 조정할 수 있다.

또 한편, 작업자가 한 쌍의 제3 다이얼(60)을 일정 각도만큼 회전시키면, 이에 연계된 승강 부재(62)와 오각형의 승강 블록(56)이 Z축 방향으로 상승 또는 하강한다. 이때, 오각형 승강 블록(56) 단부의 핀(58)의 위치도 상승 또는 하강하나 오각형 측벽(54)은 제2 다이얼(50)에 연계된 승강 부재(49)에 연결되어 상승 또는 하강되지 않고 Y축을 회전 중심으로 회전한다. 상기 측벽(54)이 일정 각도만큼 회전하고 이에 고정된 슬롯 다이 지지대(52)도 일정 각도만큼 회전하므로, 슬롯 다이 지지대(52)에 고정 지지된 제1 슬롯 다이 코터(65)의 경사(tilting)를 제1 드럼 롤러(31)에 대해 미세하게 조정할 수 있다.

한편, 도시되진 않았으나 제2 슬롯 다이 코터(73)의 간격, 높이, 및 경사 조절 구조도 도 4를 참조하여 설명한 제2 슬롯 다이 코터(65)의 구조와 다르지 않으므로 중복된 설명을 생략한다.

도 5는 도 1의 건조 유닛을 상세하게 도시한 구성도이다. 도 5를 참조하면, 건조 유닛(90)은 원단(2)(도 1 참조)의 진행 방향을 따라 코팅액(3)(도 2 참조)이 도포된 원단(2)의 양 측면으로 공기를 불어내 원단(2)에 도포된 코팅액(3)을 건조하는 제1 내지 제4 구간(91, 95, 100, 105)을 구비한다. 코팅 유닛(30)(도 2 참조)에 가장 가까이 배치된 제1 구간(91)에는 원단(2)의 양 측면으로 공기를 불어내는 다수의 송풍 덕트(93)가 구비된다. 제1 구간(91)을 통과하는 원단(2)은 그 구간(91) 내에서 원단(2) 자체의 장력과 송풍 압력에 의해 지지되고 롤러에 의해 지지되지 않는다. 제1 구간(91)의 송풍 덕트(93) 말단에는 다수의 미세한 송풍구(미도시)가 형성되어 다른 구간보다 상대적으로 낮은 풍속으로 공기를 송풍한다. 제1 구간(91)에서 공기의 풍속은 예컨대, 5m/sec 이고, 공기의 온도는 예컨대, 평균 40℃ 이며, 습도는 예컨대, 50% 이다. 이러한 풍속, 온도, 및 습도 조건으로 원단(2)을 통과시킴으로써 원단(2)에 도포된 코팅액(3)이 본격적으로 건조되기에 앞서 원단(2)에 견고히 고정되고 변질되지 않도록 코팅액(3)의 성질이 개조된다.

제2 및 제3 구간(95, 100)에도 원단(2)의 양 측면으로 공기를 불어내는 다수의 송풍 덕트(97, 102)가 구비된다. 상기 송풍 덕트(97, 102)의 말단에는 제1 구간(91)의 송풍 덕트(93) 말단과 달리 다수의 미세한 송풍구는 구비되지 않는다. 제2 및 제3 구간(95, 100)을 통과하는 원단(2)도 그 구간(95, 100) 내에서 원단(2) 자체의 장력과 송풍 압력에 의해 지지되고 롤러에 의해 지지되지 않는다. 제2 및 제3 구간(95, 100)에서 공기의 풍속은 예컨대, 20m/sec 이고, 공기의 온도는 예컨대, 평균 60℃ 이며, 습도는 예컨대, 0% 이다. 제1 구간(91)보다 풍속은 빠르고, 온도는 높고, 습도는 낮다. 이러한 풍속, 온도, 및 습도 조건으로 제1 구간(91)을 통과한 원단(2)을 통과시켜 원단(2)에 도포된 코팅액(3)을 완전히 건조시킨다.

제4 구간(105)에는 원단(2)의 양 측면으로 공기를 불어내는 다수의 송풍 덕트(107)와 원단(2)의 이송을 지지하는 다수의 롤러(109)가 구비된다. 상기 송풍 덕트(107)의 말단에는 제1 구간(91)의 송풍 덕트(93) 말단과 달리 다수의 미세한 송풍구는 구비되지 않는다. 제1 내지 제3 구간(91, 95, 100)을 통과하면서 원단(2)에 도포된 코팅액(3)이 건조되었기 때문에 다수의 롤러(109)로 원단(2)을 지지하여도 코팅액(3)이 롤러(109)에 묻거나 원단(2)으로부터 분리되어 불량이 초래되지는 않는다. 제4 구간(105)에서 공기의 풍속은 예컨대, 20m/sec 이고, 공기의 온도는 예컨대, 평균 70℃ 이며, 습도는 예컨대, 0% 이다. 제2 및 제3 구간(95, 100)과 비교하여 풍속과 습도는 같고, 온도는 더 높다. 이러한 풍속, 온도, 및 습도 조건으로 건조 유닛(90) 밖으로 배출되기에 앞서 건조된 코팅액(3)을 안정화시킴으로써 코팅액(3)이 양 측면에 도포된 원단(2)을 양면 코팅 필름(5)(도 1 참조)으로 완성한다.

도 1을 다시 참조하면, 제1 언와인딩 롤러(12)는 롤(roll)(13) 형태로 권취된 원단(2)을 풀어 내어 코팅 유닛(30)으로 공급한다. 제2 언와인딩 롤러(14)는 제1 언와인딩 롤러(12)에 권취된 원단(2)이 소진된 때, 제1 언와인딩 롤러(12)의 원단 롤(13)을 대신하여 롤(15) 형태로 권취된 동종(同種)의 원단(2)을 풀어 내어 코팅 유닛(30)으로 공급한다. 원단 결합기(16)에서는 제1 언와인딩 롤러(12)의 원단 롤(13)이 소진된 때 거기에서 풀린 원단(2)을 절단하고, 그 원단(2)의 말단과 상기 제2 언와인딩 롤러(14)에서 풀린 동종(同種) 원단(2)의 선단을 결합하는 작업이 수행된다. 또한, 제2 언와인딩 롤러(14)의 원단 롤(15)이 소진된 때에는 거기에서 풀린 원단(2)을 절단하고, 그 원단(2)의 말단과 상기 제1 언와인딩 롤러(12)에서 풀린 동종(同種) 원단(2)의 선단을 결합하는 작업이 수행된다. 이와 같은 작업은 자동으로, 또는 작업자에 의해 수동으로 수행될 수 있다.

도 6은 도 1의 제1 어큐뮬레이터(accumulator)의 동작을 설명하는 구성도이다. 도 1 및 도 6을 함께 참조하면, 원단 공급 유닛(11)은 제1 어큐뮬레이터(20)를 더 구비한다. 제1 어큐뮬레이터(20)는 원단 결합기(16)와 코팅 유닛(30) 사이에 배치되며, 원단 결합기(16)에서 원단(2)이 결합되는 작업이 수행되는 동안 코팅 유닛(30)으로 공급되는 원단(2)의 이송 경로를 단축하여, 미리 축적된 원단(2)을 코팅 유닛(30)으로 공급한다.

제1 어큐뮬레이터(20)는 일렬로 수평 배열된 복수의 상단 롤러(22)와 상단 롤러(22)보다 아래에 일렬로 수평 배열된 복수의 하단 롤러(24)를 구비한다. 상단 롤러(22)와 하단 롤러(24)는 승강 가능하다. 원단 결합기(16)를 통과한 원단(2)은 지지 롤러(18)에 지지되어 상기 지지 롤러(18)에 가장 인접한 하단 롤러(24)에 지지된다. 이후, 원단(2)은 복수의 상단 롤러(22)와 하단 롤러(24)에 지지되어 지그재그(zigzag)로 이송되어 제1 어큐뮬레이터(20)를 벗어난다.

제1 언와인딩 롤러(12) 또는 제2 언와인딩 롤러(14) 중의 하나가 회전하여 원단(2)을 제1 어큐뮬레이터(20)에 공급할 때에는 제1 어큐뮬레이터(20)의 상단 롤러(22)와 하단 롤러(24) 사이의 간격은 멀리 이격되고, 제1 어큐뮬레이터(20)에 긴 길이의 원단(2)이 축적된다. 그러나, 제1 언와인딩 롤러(12) 또는 제2 언와인딩 롤러(14) 중의 하나에서 공급되는 원단(2)이 고갈되어 원단 결합기(16)에서 제1 언와인딩 롤러(12)의 원단(2)과 제2 언와인딩 롤러(14)의 원단(2)을 결합하는 작업이 수행되는 동안에는 도 6에 이점 쇄선으로 도시된 바와 같이 상단 롤러(22)와 하단 롤러(24) 사이의 간격이 좁혀진다. 이로써 제1 어큐뮬레이터(20) 내부에서 원단(2)의 이송 경로가 짧아져 미리 축적된 원단(2)이 코팅 유닛(30)으로 공급되어 코팅 작업이 중단 없이 진행된다. 또한, 원단 결합기(16)에서는 원단(2)이 제1 어큐뮬레이터(20) 방향으로 당겨지지 않으므로 원단(2) 결합 작업이 정확하게 수행될 수 있다.

한편, 제1 어큐뮬레이터(20)와 코팅 유닛(30) 사이의 마스터 롤러(27)는 코팅 유닛(30)으로 진입하는 원단(2)의 텐션(tension)을 자동적으로 조절 및 유지해준다. 마스터 롤러(27)를 통과한 원단(2)은 코팅 유닛(30)으로 진입한다.

제1 리와인딩 롤러(rewinding roller)(130)는 건조 유닛(90)을 통과하여 배출되는 양면 코팅 필름(5)을 롤(roll)(131) 형태로 권취한다. 제1 간지 공급 롤러(132)는 제1 리와인딩 롤러(130)에 롤(131) 형태로 권취되는 양면 코팅 필름(5)의 층과 층 사이에 간지(7)를 공급한다. 제1 간지 공급 롤러(132)는 롤(roll)(133) 형태로 감긴 간지(7)를 풀어 내어 제1 리와인딩 롤러(130)에 공급한다.

제2 리와인딩 롤러(136)는 제1 리와인딩 롤러(130)에 양면 코팅 필름(5)이 미리 정한 용량만큼 권취된 때, 그 이후에 건조 유닛(90)을 통과하여 배출되는 양면 코팅 필름(5)을 롤(roll)(137) 형태로 권취한다. 제2 간지 공급 롤러(138)는 제2 리와인딩 롤러(136)에 권취되는 양면 코팅 필름(5)의 층과 층 사이에 간지(7)를 공급하며, 제1 간지 공급 롤러(132)와 마찬가지로 롤(roll)(139) 형태로 감긴 간지(7)를 풀어 내어 제2 리와인딩 롤러(136)에 공급한다.

롤러 쉬프터(roller shifter)(125)는 제1 리와인딩 롤러(130)에 양면 코팅 필름(5)이 미리 정한 용량만큼 권취된 때 제1 리와인딩 롤러(130)로 향하는 양면 코팅 필름(5)을 정지시키고 절단하며, 절단된 양면 코팅 필름(5)의 선단을 제2 리와인딩 롤러(136)에 연결하는 작업을 수행한다. 또한, 제2 리와인딩 롤러(136)에 양면 코팅 필름(5)이 미리 정한 용량만큼 권취된 때 제2 리와인딩 롤러(136)로 향하는 양면 코팅 필름(5)을 정지시키고 절단하며, 절단된 양면 코팅 필름(5)의 선단을 제1 리와인딩 롤러(130)에 연결하는 작업을 수행한다. 이와 같은 작업은 자동으로 수행된다.

양면 코팅 필름(5)이 제1 리와인딩 롤러(130) 또는 제2 리와인딩 롤러(136) 중 하나에 미리 정한 용량만큼 권취되면, 한 쌍의 필름 정지 롤러(127)가 밀착되어 닙(nip)을 형성함으로서 제1 리와인딩 롤러(130) 또는 제2 리와인딩 롤러(136) 중 하나로 향하는 양면 코팅 필름(5)을 정지시킨다. 이와 동시에, 도 1에 도시되진 않았으나 자동 나이프(auto knife)에 의해 진행이 정지된 양면 코팅 필름(5)이 절단되고, 절단된 양면 코팅 필름(5)의 선단이 채워지지 않은 다른 리와인딩 롤러(130, 136)에 연결된다. 그리고 나서, 한 쌍의 필름 정지 롤러(127)가 다시 이격되어 양면 코팅 필름(5)의 공급이 재개되고, 양면 코팅 필름(5)이 연결된 리와인딩 롤러(130, 136) 및 짝 지워진 간지 공급 롤러(132, 138)가 회전하여 양면 코팅 필름(5)의 권취가 재개된다.

도 7은 도 1의 제2 어큐뮬레이터의 동작을 설명하는 구성도이다. 도 1 및 도 7을 함께 참조하면, 양면 코팅 필름 권취 유닛(110)은 제2 어큐뮬레이터(115)를 더 구비한다. 제2 어큐뮬레이터(115)는 건조 유닛(90)과 롤러 쉬프터(125) 사이에 배치되며, 상기 롤러 쉬프터(125)에서 양면 코팅 필름(5)을 정지 및 절단하고, 리와인딩 롤러(130, 136)를 전환하여 연결하는 작업이 진행되는 동안 건조 유닛(90)을 통과하여 배출되는 양면 코팅 필름(5)의 이송 경로를 연장(延長)하여 양면 코팅 필름(5)을 축적한다.

제2 어큐뮬레이터(115)는 일렬로 수평 배열된 복수의 상단 롤러(117)와 상단 롤러(117)보다 아래에 일렬로 수평 배열된 복수의 하단 롤러(119)를 구비한다. 상단 롤러(117)와 하단 롤러(119)는 승강 가능하다. 건조 유닛(90)을 통과해 배출된 양면 코팅 필름(5)은 건조 유닛(90)에 가장 인접한 제2 어큐뮬레이터(115)의 하단 롤러(119)에 지지된다. 이후, 양면 코팅 필름(5)은 복수의 상단 롤러(117)와 하단 롤러(119)에 지지되어 지그재그(zigzag)로 이송되어 제2 어큐뮬레이터(115)를 벗어나고, 복수의 지지 롤러(121)에 차례로 지지되어 롤러 쉬프터(125)로 진입한다.

제1 리와인딩 롤러(130) 또는 제2 리와인딩 롤러(136) 중의 하나가 회전하여 양면 코팅 필름(5)을 롤(131, 137) 형태로 권취하는 도중에는 제2 어큐뮬레이터(115)의 상단 롤러(117)와 하단 롤러(119) 사이의 간격은 좁혀져 있다. 그러나, 제1 리와인딩 롤러(130) 또는 제2 리와인딩 롤러(136) 중의 하나에 양면 코팅 필름(5)이 미리 정한 용량만큼 권취되어 롤러 쉬프터(125)에서 양면 코팅 필름(5)을 정지 및 절단하고, 비어 있는 다른 하나의 리와인딩 롤러(130, 136)에 연결하는 작업이 진행되는 동안에는 도 7에 이점 쇄선으로 도시된 바와 같이 상단 롤러(117)와 하단 롤러(119) 사이의 간격이 이격된다.

이로써 제2 어큐뮬레이터(115) 내부에서 양면 코팅 필름(5)의 이송 경로가 길어져 제2 어큐뮬레이터(115) 내부에 양면 코팅 필름(5)이 축적된다. 즉, 건조 유닛(90)에서는 양면 코팅 필름(5)이 중단 없이 배출되나, 제2 어큐뮬레이터(115)에서 양면 코팅 필름(5)이 축적되어 롤러 쉬프터(125)로 양면 코팅 필름(5)을 배출하지 않으므로, 롤러 쉬프터(125)에서 리와인딩 롤러(130, 136)의 전환 작업이 충분한 시간을 갖고 정확하게 수행될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

10: 양면 코팅 장치 11: 원단 공급 유닛
20: 제1 어큐뮬레이터 30: 코팅 유닛
31: 제1 드럼 롤러 65: 제1 슬롯 다이 코터
71: 제2 드럼 롤러 73: 제2 슬롯 다이 코터
85: 경로 조절 롤러 90: 건조 유닛
110: 양면 코팅 필름 권취 유닛 115: 제2 어큐뮬레이터

Claims

롤(roll) 형태로 권취된 원단을 풀어 내는 언와인딩 롤러;
상기 언와인딩 롤러로부터 공급되는 상기 원단의 외주면에 접촉되며, 상기 원단의 진행 방향에 순행하는 방향으로 회전하는 제1 드럼 롤러(drum roller)를 포함하며, 상기 원단 일 측면에 직접 코팅액을 도포하는 제1 코팅유닛;
상기 제1 코팅유닛으로부터 공급된 원단의 타 측면에 코팅액을 도포하는 제2 코팅유닛;
상기 제2 코팅유닛과 수평 방향으로 설치되어서, 양 측면이 코팅된 원단을 연속적으로 수평 이동하며 송풍 건조하여 양면 코팅 필름을 형성하는 건조 유닛; 및
상기 건조 유닛을 통과하여 배출되는 양면 코팅 필름을 롤(roll) 형태로 권취하는 적어도 하나의 리와인딩 롤러(rewinding roller)를 구비하고,
상기 제2 코팅유닛은:
상기 원단의 진행 방향에 역행하는 방향으로 회전하는 제2 드럼 롤러; 및
상기 코팅액이 상기 제2 드럼 롤러의 외주면을 경유하여 상기 원단의 타 측면에 도포되도록, 상기 제2 드럼 롤러의 외주면에 상기 코팅액을 도포하는 코팅액 공급장치;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 양면 코팅 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 코팅유닛과 상기 제2 코팅유닛 사이에, 제2 상기 드럼 롤러로 향하는 원단의 진행 경로를 변경하여 상기 제2 드럼 롤러의 외주면에 접촉되는 상기 원단의 진입각을 변경하는 경로 조절 롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 양면 코팅 장치.
제1 항에 있어서,
상기 언와인딩 롤러는 한 쌍이 구비되고,
상기 원단 공급 유닛은, 상기 한 쌍의 언와인딩 롤러 중의 하나의 롤러에서 풀린 원단이 절단되고, 그 원단의 말단과 다른 하나의 롤러에서 풀린 동종의 원단의 선단이 결합되는 원단 결합기; 및,
상기 원단 공급기와 상기 제1 코팅 유닛 사이에 배치되며, 상기 원단 결합기에서 원단이 결합되는 동안 상기 제1 코팅 유닛으로 공급되는 원단의 이송 경로를 단축하여 미리 축적된 원단을 상기 제1 코팅 유닛으로 공급하는 제1 어큐뮬레이터(accumulator);를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 양면 코팅 장치.
제1 항에 있어서,
상기 리와인딩 롤러는 한 쌍으로 배치되고,
상기 한 쌍의 리와인딩 롤러 중의 하나의 리와인딩 롤러에 양면 코팅 필름이 미리 정한 용량만큼 권취된 때 상기 리와인딩 롤러로 향하는 양면 코팅 필름을 정지시키고 절단하며, 절단된 양면 코팅 필름의 선단을 다른 하나의 리와인딩 롤러에 연결하는 롤러 쉬프터(roller shifter); 및,
상기 건조 유닛과 상기 롤러 쉬프터 사이에 배치되며, 상기 롤러 쉬프터에서 양면 코팅 필름을 정지 및 절단하고, 상기 다른 하나의 리와인딩 롤러에 연결하는 작업이 진행되는 동안 상기 건조 유닛을 통과하여 배출되는 양면 코팅 필름의 이송 경로를 연장(延長)하여 양면 코팅 필름을 축적하는 제2 어큐뮬레이터(accumulator);를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 양면 코팅 장치.
제1 항에 있어서,
상기 건조 유닛은, 코팅액이 도포된 원단의 양 측면으로 공기를 불어내 상기 코팅액을 건조하는 복수의 구간을 구비하고,
상기 구간 중에서 상기 제2 코팅 유닛에 가장 가까이 배치된 구간으로부터, 상기 원단의 양면에 코팅된 코팅액의 물성을 조절하는 구간과, 상기 원단을 건조시키는 구간과, 건조된 코팅액을 안정화시키는 구간을 포함하고,
상기 원단의 양면에 코팅된 코팅액의 물성을 조절하는 구간과, 상기 원단을 건조시키는 구간은 원단을 에어 플로팅(floating)시켜 이동시키며,
상기 건조된 코팅액을 안정화 시키는 단계는 롤러에 의하여 이동시키는 것을 특징으로 하는 양면 코팅 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1, 2 코팅 유닛은 상기 원단의 타 측면에 도포되고 상기 제2 드럼 롤러의 외주면에 남겨진 코팅액을 상기 제2 드럼 롤러 외주면으로부터 벗겨내는 닥터 블레이드(doctor blade)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 양면 코팅 장치.
제1 항에 있어서,
제1 코팅유닛은, 코팅액이 유출되는 슬롯(slot)을 구비하여 상기 제1 드럼 롤러의 외주면에 접촉되어 진행하는 상기 원단의 일 측면에 직접 코팅액을 도포하는 제1 슬롯 다이 코터(slot die coater)를 더 포함하고,
상기 제1 슬롯 다이 코터는 상기 제1 드럼 롤러에 대해 간격(gap), 높이(level), 및 경사(tilting) 조절이 가능하게 구성되고, 상기 제2 슬롯 다이 코터는 상기 제2 드럼 롤러에 대해 간격(gap), 높이(level), 및 경사(tilting) 조절이 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 양면 코팅 장치.