KR20140140162A - 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아 도포장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아(Gravure) 도포장치에 대한 것으로, 상기한 본 발명의 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아 도포장치는 피도공재 공급 롤과; 도포액을 담지하는 액팬(fan) 및 상기 액팬의 도포액에 침지되어 회전이 가능하게 배치된 그라비아 롤; 및 도포액이 상기 롤에 균일한 두께로 묻히도록 상기 그라비아 롤 표면으로부터 일정거리로 이격되어 부착되는 블레이드로 구성되는 그라비아 도포 장치에 있어서, 상기 공급 롤의 외측에 위치되어 피도공재의 일면에 희석 용매를 도포하는 희석 용매 도포 장치를 더 포함함을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아 도포장치는 피도공재 공급 롤의 외측에 위치되어 피도공재의 일면에 희석 용매를 도포하는 희석 용매 도포 장치를 포함하여 그라비아 도공방법에 있어서 피도공재의 양측 단부에 과량으로 도료가 도포되는 문제를 상기 희석용매 도포 장치를 통하여 효율적으로 개선하여 피도공재의 전면에 균일하게 도료를 도포할 수 있게 하여 상기한 종래의 문제점을 간단하게 해결하였다.

Description

균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아 도포장치{Gravure coating appartus}

본 발명은 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아(Gravure) 도포장치에 대한 것으로, 더욱 자세하게는 그라비아 도공방식에 있어서 점성이 높은 도료가 그라비아 롤의 회전하는 힘에 의해 좌우 방향으로 흐름성이 발생하게 되며 그로 인해 피도공재의 양측 단부에 과량의 도료가 도포되는 문제가 발생하고 있어 이를 해결하기 위해 과잉 도포되는 피도공재의 양단부에 미리 희석용매 단부 도포 장치를 통하여 사전 도포를 실시함으로써 과잉 도포의 문제를 개선하여 모든 면이 균일하게 도포될 수 있게 하는 그라비아 도포장치에 관한 것이다.

디스플레이용 시트 소재 및 점접착 가공 분야에 있어서 각종 기능성이 부여된 시트(또는 필름)의 용도는 점점 늘어나는 추세인데, 피도공재로 사용되는 시트(또는 필름)는 그 용도에 따라 종이 및 다양한 합성수지가 사용되며 그중 내열성과 신축성 등이 양호하여 가공상의 이점이 큰 필름이 가장 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 이러한 피도공재는 용도에 따라 수십 mm의 폭에서 크게는 수 m의 폭까지 다양하며, 생산성과 효율성의 측면에서 폭은 커지며 길이는 길어지는 추세이다.

그런데, 상기한 시트는 그 사용 목적에 따라 도료를 피도공재에 도포하게 되는데, 이때 도포되어 지는 도료를 피도공재의 전 면적에 균일한 두께로 도포하는 것이 기술적으로나 제품의 특성적으로 가장 중요한 요소로 된다. 이를 위해서는 도료의 특성과 사용되는 목적에 맞는 도공장치의 선택이 필수적이며, 이에 주로 사용되는 도공방식으로 그라비아(Gravure) 롤, 슬롯 다이(Slot die), 메이어 바(mayer bar) 등이 있다. 상기의 도공방식은 적합한 설비의 구비를 통해서 균일한 도포량을 달성할 수 있으며, 생산성 및 용도에 따라 선택할 수 있다. 이중에서 그라비아 도공방식의 경우 도료의 특성에 제한을 덜 받으며, 생산 속도는 저속에서 고속까지 다양하게 적용할 수 있어 그 적용범위가 가장 넓다. 단, 도료의 점성이 너무 낮거나 높을 경우 제약을 줄 수가 있지만 도료의 공급방식과 그라비아 롤의 적절한 용적을 선택함으로써 가장 적합한 도공장치를 적용할 수 있으므로 타 도공방법에 비하여 그 용이성 크다고 할 수 있다. 다이렉트 그라비아 방식에서 도료의 점도 1000cPS 이하의 정도가 적당하고, 더불어 30m/min에서 500m/min 정도까지 속도에서 가공할 수 있어 생산성의 측면에서 그 효율성이 아주 높다. 도료의 점도가 10cPS이하의 경우에는 그라비아 롤의 회전력에 의해 도료가 비산되는 문제가 발생할 수 있으므로 액 공급장치를 밀폐형 챔버 방식을 적용하는 것이 적당하며, 100cPS의 고점도 도료를 사용할 경우에는 그라비아 롤의 회전력으로 피도공재에 충분히 도료를 도포하기 어려우므로 그라비아 도공 방법은 적합하지 않다. 이를 제외하고는 피도공재의 전면적에 균일한 두께로 도료를 도포하는 방법으로서는 그 효율성이 높다.

도료의 도포 두께에 대한 균일성을 확보하기 위해서는 도공액에 맞는 그라비아 롤을 선택하여야하고, 그와 더불어 그라비아 도공장치의 각종 주요부위의 조정이 필요하다. 그라비아 도공장치에서의 중요한 장치로는 닥터 블레이드가 있다. 닥터 블레이드는 설계된 용적만큼 그 그라비아의 패턴 또는 셀에 도료가 용적되어 피도공재로 전이될 수 있도록 회전하는 그라비아에 폭방향으로 접촉하여 그라비아 롤 표면에 마찰되는 장치이다. 균일한 도포를 위해서는 닥트 블레이드의 재질 선택 및 그라비아 롤과의 적당한 접촉간격 조절이 필요하다. 또한 도료를 그라비아 롤에 공급하는 장치가 중요하며, 도료를 공급함에 있어서 폭간에 균일한 양을 공급하여 폭간의 편차를 유발시키지 않도록 도료의 공급부를 폭간 3개 또는 4개를 설치하는 것이 적당하다. 그외에도 그라비아 롤의 회전력으로 인해 액 배쓰 또는 챔버 내에서 도료에 기포가 발생하는 것을 제거하기 위한 기포제거부 또는 밸브 장치가 필요하다.

그라비아 도공방법에서 문제점으로는 도료의 기포에 발생하는 결점 및 도료의 웨팅성이 낮아서 발생하는 줄무늬 또는 폭간 두께 편차가 있다는 것이다. 특히, 그라비아 롤의 패턴 또는 셀의 형태가 피도공재면에 그대로 전이되어 줄무늬 형태의 얼룩을 발생시킬 수 있으나 이런 현상들은 도료의 점도 조정 및 도공장치 내의 부품의 조정을 통하여 손쉽게 개선할 수가 있다. 그러나, 그라비아 도공방법에서 발생하는 현상으로 도료의 점도가 높을 경우 그라비아 롤의 회전력으로 인해 도료의 흐름성이 발생하게 되고, 이에 따라 피도공재의 양측 단부로 도료가 과량으로 도포되는 문제가 있는데, 이에 대한 해결책은 제시되고 있지 않다.

상기 그라비아 도공방법은 피도공재보다 폭이 큰 그라비아 롤에 접촉하여 도공하는 방법이므로 접촉이 일어나는 면에서는 그라비아 롤이 회전하여 힘을 받는 방향을 따라 도공액이 흘러가게 된다. 통상 좌우의 양단부 수 mm 지점에는 균일하게 도포된 도포량에 비하여 1.5 내지 2배 정도의 도료가 도포되는 문제가 발생한다.

특히, 도료가 점착제와 같이 점성이 100cPS 이상이 경우에는 도료의 흐름성이 더 크며, 도포량도 수 um에서 수 mm에 이르므로 이 문제는 더 두드러지게 된다. 통상 피도공체는 권취롤의 형태로 가공 되어지며 양측 단부 수 mm 내외로 과량이 도포된 상태일 경우 누적되어 감겨짐에 따라 최종적으로는 양측단부가 과도하게 솟아 오르는 형상을 띄게 되는데, 이 경우 외관상의 문제뿐만 아니라 권취면압의 불균형을 유발하므로 피도공재의 품질까지 저하시키게 되어 필수적으로 해결되어야 할 문제점으로 되고 있다. 특히, 피도공재의 양단부를 재단하는 후공정이 없는 경우에는 상기 현상은 직접적인 품질문제의 요인이 될 수가 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술에 있어서의 기술적 문제점을 감안하여 된 것으로, 본 발명의 주요 목적은 그라비아 도공방법에서 발생하는 피도공재의 양측 단부로 과량으로 도료가 도포되는 현상을 개선함으로써 최종 제품의 품질향상과 불량률을 감소할 수 있는 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아 도포장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 또한 상기한 명확한 목적 이외에 본 명세서의 전반적인 기술로부터 이 분야의 통상인에 의해 용이하게 도출될 수 있는 다른 목적을 달성함을 그 목적으로 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아 도포장치는;

피도공재 공급 롤과;

도포액을 담지하는 액팬(fan) 및 상기 액팬의 도포액에 침지되어 회전이 가능하게 배치된 그라비아 롤; 및

도포액이 상기 롤에 균일한 두께로 묻히도록 상기 그라비아 롤 표면으로부터 일정거리로 이격되어 부착되는 블레이드로 구성되는 그라비아 도포 장치에 있어서,

상기 공급 롤의 외측에 위치되어 피도공재의 일면에 희석 용매를 도포하는 희석 용매 도포 장치를 더 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구성에 따르면, 상기 희석 용매 도포 장치는 희석용매를 담지하는 액팬, 희석 용매를 흡수하여 피도공재의 일면에 도포하는 도포부 및 낙하하는 희석 용매를 포집하는 희석 용매받이로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 희석용매를 담지하는 액팬은 담지된 용매의 휘발을 방지할 수 있는 뚜껑을 더 포함함을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 희석 용매 도포 장치는 피도공재의 양측 단부에 각각 위치되어 짐을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 구성에 따르면, 상기 희석 용매 도포 장치는 상하좌우 및 전후로 위치조절이 가능하게 되는 것임을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아 도포장치는 피도공재 공급 롤의 외측에 위치되어 피도공재의 일면에 희석 용매를 도포하는 희석 용매 도포 장치를 포함하여 그라비아 도공방법에 있어서 피도공재의 양측 단부에 과량으로 도료가 도포되는 문제를 상기 희석용매 도포 장치를 통하여 효율적으로 개선하여 피도공재의 전면에 균일하게 도료를 도포할 수 있게 하여 상기한 종래의 문제점을 간단하게 해결하였다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 그라비아 도포장치의 개략적인 측단면도이고,
도 2는 통상의 그라비아 롤의 표면에 사선으로 식각된 홈 및 도료가 묻은 상태를 개략적으로 나타내는 그라비아 롤 정면도이고,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 희석 용매 도포 장치를 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 4는 본 발명에 따른 희석 용매 도포 장치의 장착 위치를 개략적으로 도시한 개략도이다.

이하, 본 발명은 첨부도면을 참고로 하여 바람직한 실시형태에 의하여 보다 자세하게 설명한다. 그러나, 아래의 바람직한 실시형태는 본 발명을 단지 상세하기 설명하기 위한 것이며 본 발명의 범주를 한정하기 위함이 아님은 물론이다.

본 발명은 회전하는 그라비아 롤(1)에 닥터 블레이드(3)를 부착하여 도공액(6)을 설계된 용적대로 균일하게 피도공재(4)의 표면으로 전이할 수 있도록 구성된 그라비아 도공장치에, 본 발명에 따른 희석 용매 도포장치(2)의 구성을 추가하여 피도공재(4)의 양측 단부의 위치에 과량의 도료가 도포되는 현상을 방지할 수 있게 하였다.

통상적으로 그라비아 도포장치에 있어서 그라비아 롤(1)은 사선 식각 형태의 홈(1-1)이 형성되어 있으므로, 이에 따라 그라비아 롤(1)의 표면에 감겨 올라가는 포도용 액(5-1)은 단부 쪽에 두껍게 묻히고, 따라서 피도포재의 단부 측에 과량으로 도포되는 현상이 발생되는데, 이를 방지하기 위하여 그라비아 롤과 피도공재가 접촉하기 전의 위치에, 피도포재의 단부를 희석 용매으로 사전 도포할 수 있게 하는 장치를 제공하였다.

통상 그라비아 도공장치에 있어서 그라비아 롤(1)은 피도공재(4)의 진행방향과 반대 방향으로 회전하며 도공액(6)을 피도공재에 접촉하여 도료를 전이할 때 전이율을 극대화하도록 되어 있다. 목표로 하는 도포량에 맞는 그라비아 롤의 용적을 선택하며, 회전하는 그라비아 롤(1)부터 도료를 피도공재(4)로 전이하게 된다. 이때 그라비아 롤(1)로부터 직접 피도공재(4)로 전이할 경우 도료의 점성이나 회전력에 의해서 액이 비산하게 되며, 균일할 도포를 할 수가 없다. 이를 방지하기 위하여 그라비아 도공장치에는 그라비아 롤 전면에 닥터 블레이드(3)를 부착하여 1차적으로 그라비아 롤 표면마찰을 통해 일정량의 도료만을 피도공재로 전이하도록 구성이 되었다. 그라비아 도공장치에 도료를 공급하는 장치로서 액팬(5)을 사용하며, 액팬의 구조는 그라비아 롤(1)을 직접 침적시킨 개방된 형태(도 1에 도시된 형태)와 밀폐된 챔버 형태(도시 생략)를 사용하며 절반 정도 밀폐하여 액 비산을 방지하는 하프타입 등이 있다. 액팬의 종류는 사용하는 도료의 특성에 따라 선택가능하며 도료의 점성이 낮은 경우 그라비아 롤이 회전함에 있어서 비산이 발생하는 현상을 방지하기 위해 밀폐된 챔버 형태의 액팬을 사용하는 것이 유용하다. 도료의 점성이 크거나 휘발성이 적을 경우에는 오픈된 형태의 액팬을 사용하여도 무방하다. 밀폐된 챔버 형태의 경우에는 챔버의 상단부에 닥터 블레이드를 부착하여 사용하면 밀페성 및 닥터 블레이드의 밀착성이 높아져 그 효율성이 크다.

상기의 그라비아 도공장치의 구조에서 피도공재(4)에 도료가 도포되기 전에 상기의 본 발명에 따른 희석용매 도포 장치(2)를 피도공재(4)의 양단부 위치에 설치하여 그 표면에 미리 용매를 도포함으로써 그라비아 롤(1)에 의해 도료가 과량으로 도포되어도 희석 용매에 의해 적당량의 도포량으로 조절하게 하는 역할을 한다.

상기 본 발명에 따른 희석용매 도포 장치(2)는 희석용매를 담지하는 액팬(2-1), 희석 용매를 흡수하여 피도공재의 일면에 도포하는 도포부(2-3) 및 낙하하는 희석 용매를 포집하는 희석 용매받이(2-4)로 구성되고, 상기 도포부(2-3)는 흡수율이 높고 경도가 낮은 스폰지 타입의 재질로 구성될 수 있으며, 여기에 희석 용매가 적당량으로 흡수될 수 있도록 액팬(2-1)과 용매 공급장치와 연결되어 일정량의 희석용매가 공급될 수 있도록 구성되어 진다.

또한, 상기 희석 용매 도포 장치(2)는 피도공재(4)의 양단부에 스크래치 등의 손상을 입히지 않도록 위치조절이 가능하게 구성되는 것이 바람직하며, 희석용매가 비산되어 문제를 일으키지 않도록 상기 장치의 하부에 용액받이(2-4)를 설치할 수 있다.

또한 피도공재(4)의 폭에 맞추어 상기 장치(2)의 위치를 조절할 수 있도록 하여 사용상의 편리함이 크도록 설계될 수 있다.

이하, 본 발명의 그라비아 도포 장치에 대한 상세를 첨부 도면을 참고로 하여 보다 자세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 그라비아 도포장치의 개략적인 측단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 그라비아 도포장치는 오픈된 액팬(5)을 통하여 여기에 담지된 도포액(6)을 회전하는 그라비아 롤(1)로 공급하여 피도공재(4)의 일면으로 도료를 도포하는 장치이다.

그라비아 롤(1)에 접촉하는 피도공재(4)의 후면에는 피도공재 공급 롤로 백업롤 또는 서포트롤의 역할을 하는 롤이 배치되며 피도공재가 그라비아 롤(1)과 균일하게 접촉할 수 있도록 지지하는 역할을 한다.

도 1에 도시된 닥터 블레이드(3)는 회전하는 그라비아 롤과 접촉하여 균일한 량의 도료를 전이시킬 수 있도록 그라비아 롤(1)의 표면을 균일하게 깎아주는 역할을 한다.

도 2는 통상의 그라비아 롤의 표면에 사선으로 식각된 홈 및 도료가 묻은 상태를 개략적으로 나타내는 그라비아 롤 정면도이다. 도 2에서는 그라비아 롤(1)에 사선으로 식각된 홈(1-1) 형태로 인하여 도료의 흐름성(5-1)이 생겨 한쪽 방향으로 도료가 누적되는 현상을 도식화하였다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 희석 용매 도포 장치를 개략적으로 도시한 개략도이다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 희석 용매 도포 장치(2)는 피도공재(4)에 도포액이 도포되기 직전이 일정한 위치에 위치되어 질 수 있으며, 또한 희석 용매가 적당량 공급될 수 있도록 액팬(2-1)과 용매의 휘발 방지를 목적으로 뚜껑(2-2)을 장착할 수 있어 안정적으로 희석 용매를 공급할 수 있게 하였다. 상기와 같이 구성되는 본 발명은 사전에 희석 용매의 도포를 통하여 피도포재 단부에 도료가 과량으로 도포되지 않도록 방지하는 역할을 한다. 피도공재와 접촉하는 도포부(2-3)는 피도공재가 손상을 입지 않도록 낮은 경도와 용매 흡수율이 높은 재질로 형성되어 질 수 있다. 본 발명에 따라 사전 도포과정에서 미량의 용매가 흘러나오는 경우를 방지하고자 용액받이(2-4)를 설치하여 수거할 수 있도록 장치를 고안할 수 있다. 또한, 희석용매 도포 장치(2)는 상하좌우로의 이동이 가능한 형태로서 피도공재의 폭에 맞추어 위치하도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 희석 용매 도포 장치의 장착 위치를 개략적으로 도시한 개략도이다. 상기 희석용매 도공 장치(2)는 상하좌우 및 전후 방향으로도 mm 단위의 이동이 가능하도록 설계하여 피도공재의 표면에 외관상의 손상을 입히지 않도록 구성할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시형태에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시형태는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 하며. 따라서 본 발명은 청구범위에 기재된 청구항들의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

1 --- 그라비아 롤
2 --- 희석 용매 도포 장치
3 --- 닥터 블레이드
4 --- 피도공재
5 --- 액펜

Claims (5)

1. 피도공재 공급 롤과;
   도포액을 담지하는 액팬(fan) 및 상기 액팬의 도포액에 침지되어 회전이 가능하게 배치된 그라비아 롤; 및
   도포액이 상기 롤에 균일한 두께로 묻히도록 상기 그라비아 롤 표면으로부터 일정거리로 이격되어 부착되는 블레이드로 구성되는 그라비아 도포 장치에 있어서,
   상기 공급 롤의 외측에 위치되어 피도공재의 일면에 희석 용매를 도포하는 희석 용매 도포 장치를 더 포함함을 특징으로 하는 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아 도포장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 희석 용매 도포 장치는 희석용매를 담지하는 액팬, 희석 용매를 흡수하여 피도공재의 일면에 도포하는 도포부 및 낙하하는 희석 용매를 포집하는 희석 용매받이로 구성됨을 특징으로 하는 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아 도포장치.
   
3. 제 2항에 있어서, 상기 희석용매를 담지하는 액팬은 담지된 용매의 휘발을 방지할 수 있는 뚜껑을 더 포함함을 특징으로 하는 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아 도포장치.
   
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 희석 용매 도포 장치는 피도공재의 양측 단부에 각각 위치되어 짐을 특징으로 하는 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아 도포장치.
   
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 희석 용매 도포 장치는 상하좌우 및 전후로 위치조절이 가능하게 되는 것임을 특징으로 하는 균일한 도포를 가능하게 하는 그라비아 도포장치.

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