KR20160115420A

KR20160115420A - 다이 코터

Info

Publication number: KR20160115420A
Application number: KR1020150043058A
Authority: KR
Inventors: 최현호; 구태형; 강성모; 박종환
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-10-06

Abstract

본 발명은 다이 코터에 관한 것으로서, 코팅제가 유입되는 다이 몸체; 및 상기 다이 몸체에 삽입되고, 상기 다이 몸체에 유입된 코팅제를 유출시키는 유출홈이 형성된 심을 포함하며, 상기 유출홈은 상기 코팅제의 유동방향을 따라서 너비가 점점 커지는 출구(α)가 형성된 출구부를 포함할 수 있다.

Description

다이 코터{die coater}

본 발명은 다이 코터에 관한 것으로서, 특히 코팅액의 폭방향 유속편차를 감소시켜 두께를 균일하게 조절할 수 있는 다이 코터에 관한 것이다.

다이 코팅(die coating) 방식은 플라스틱 필름 사출성형기술을 응용한 도포 방식을 말한다. 즉, 다이 코터는 폭 방향으로 균일한 도막을 형성하고 이를 기재에 접촉시켜 도포를 하는 방식을 의미한다.

이러한 다이 코터는 스핀 코터(spin coater)에 비하여 코팅제의 낭비가 적고, 특히 대면적 코팅에 많이 사용된다. 이 밖에 조작의 정밀도, 액성질 변화 방지, 균일도에 관한 높은 신뢰성 등의 장점을 갖는다.

특허공개번호 10-2014-0076051

종래기술에 따른 다이 코터는 코팅제가 유입되는 다이 몸체와, 상기 다이 몸체에 삽입되고, 상기 다이 몸체에 유입된 코팅제를 유출시키는 유출홈이 형성된 심을 포함한다.

그러나 종래기술에 따른 다이 코터의 유출홈은 사각홈으로 형성되어 있으며, 이에 유출홈의 폭방향 내벽을 따라 코팅액이 유출되면서 유출홈의 중앙과의 유속편차가 크게 발생하는 문제가 있다. 즉, 유출홈의 중앙과 단부를 통과하는 코팅액의 유속 편차가 발생하면서 코팅액의 두께 편차가 발생하는 문제가 있었다.

발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 유출홈의 중앙과 단부를 통과하는 코팅액의 유속편차를 감소시켜 코팅액의 두께를 균일하게 조절하는 다이 코터를 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 다이 코터는 코팅제가 유입되는 다이 몸체; 및 상기 다이 몸체에 삽입되고, 상기 다이 몸체에 유입된 코팅제를 유출시키는 유출홈이 형성된 심을 포함하며, 상기 유출홈은 상기 코팅제의 유동방향을 따라서 너비가 점점 커지는 출구(α)가 형성된 출구부를 포함할 수 있다.

상기 출구부는 상기 출구(α) 방향으로 갈수록 점차 너비가 증대되는 사다리꼴 형태로 형성될 수 있다.

상기 사다리꼴 형태의 출구부 내벽은 평평한 경사면으로 형성하거나, 볼록한 곡면으로 형성하거나, 오목한 곡면으로 형성할 수 있다.

한편, 상기 유출홈은 상기 출구부의 출구(α) 보다 작은 너비를 갖는 유입구(β)가 형성된 안쪽부를 더 포함할 수 있다.

상기 안쪽부의 면적은 상기 출구부의 면적 보다 작게 형성할 수 있다.

상기 안쪽부는 사각 형태로 형성될 수 있다.

상기 코팅제는 다이몸체의 안쪽부에 유입될 수 있다.

상기 다이 몸체는 상기 심을 개재한 상태로 상호 결합되는 제1 및 제2 다이 몸체를 포함할 수 있다.

상기 제1 다이 몸체 또는 상기 제2 다이 몸체에는 코팅제 유입부가 형성되고, 상기 코팅제 유입부는 상기 심의 유출홈과 연통될 수 있다.

본 발명은 하기와 같은 효과가 있다.

첫째: 큰 너비의 출구부를 가지는 유출홈이 형성된 다이 코터를 마련함으로써 유출홈으로 유출되는 코팅액의 유속 편차를 감소시킬 수 있으며, 이에 기재에 코팅되는 코팅층의 두께를 균일하게 조절할 수 있는 효과가 있다.

둘째: 유출홈의 출구부 보다 작은 너비로 안쪽부를 형성함으로써 유출홈에 공급된 코팅액이 안쪽부를 통해 출구부로 신속히 이동시킬 수 있다.

셋째: 유출홈은 사다리꼴 형태로 형성하되, 내벽은 직선 또는 곡선으로 형성할 수 있으며, 이에 유출홈의 폭방향으로 유출되는 코팅액의 유속편차를 크게 감소시킬 수 있다.

넷째: 다이 몸체는 심을 개재한 상태로 결합되는 제1 및 제2 다이 몸체로 형섬함으로써 심을 보다 간편하게 교체할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 다이 코터를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 다이 코터를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 다이 코터의 심을 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 다이 코터의 심을 도시한 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 심의 유출홈 내벽은 볼록한 곡면으로 형성된 도면.
도 6은 본 발명에 따른 심의 유출홈 내벽은 오목한 곡면으로 형성된 도면.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본 발명은 다이 코터(10)는 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 것과 같이, 코팅제가 유입되는 다이 몸체(100)와, 다이 몸체(100)에 삽입되고 다이 몸체(100)에 유입된 코팅제를 외부로 유출시키는 심(200)을 포함한다.

다이 몸체(100)는 도 2를 참조하면, 코팅제가 유입되는 것으로, 제1 및 제2 다이 몸체(110)(120)로 구비되며, 제1 및 제2 다이 몸체(110)(120)는 심(200)을 개재한 상태로 상호 결합된다.

즉, 다이 몸체(100)는 서로 결합되는 제1 및 제2 다이 몸체(110)(120)을 포함하며 심(200)의 삽입 및 분리가 용이하고, 심(200)을 안정적으로 고정할 수 있다.

한편, 제1 또는 제2 다이 몸체(110)(120)에는 코팅제가 유입되는 코팅제 유입부가 구비된다. 일례로 도 2를 참조하면, 상호 결합된 제1 및 제2 다이 몸체(110)(120) 중 제2 다이 몸체(120)의 외측에 코팅제 유입부(121)가 형성되고, 이 코팅제 유입부(121)를 통해 코팅제가 제1 및 제2 다이 몸체(110)(120) 사이로 공급된다.

심(200)은 도 3 및 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 다이 몸체(100)로부터 유출되는 코팅제의 폭과 두께를 조절하기 위하여 다이 몸체(100)의 제1 또는 제2 다이 몸체(110)(120) 사이에 삽입되는 것으로, 심(200)에는 다이 몸체(100)에 유입된 코팅제를 유출시키는 유출홈(210)이 형성된다.

즉, 다이 몸체(100)에 유입된 코팅제가 유출홈(210)을 통해 외부로 유출되는데, 이때 유출홈(210)의 폭과 두께에 따라 유출되는 코팅제의 폭과 두께가 조절될 수 있다.

여기서 심(200)의 유출홈(210)은 코팅제 유입부(121)와 연통되며, 이에 코팅제 유입부(121)로부터 유입된 코팅제를 유출홈(21)을 통해 신속하게 유출시킬 수 있다.

한편, 심(200)의 유출홈(210)에 유입된 코팅제는 유출홈(210)에 완충된 상태로 외부로 유출되는데, 이때, 유출홈(210)에 유입되는 코팅제의 유입력에 의해 유출홈(210)의 엣지부, 즉 양측 내벽에 걸리는 코팅제의 유속이 증대된다. 다시 말해, 유출홈(210)의 엣지부에 걸리는 코팅제의 전단력이 증대되면서 코팅제의 유속이 증대되고, 이에 유출홈(210)의 중앙 보다 엣지부에서 많은 코팅제가 유출되면서 다이 코터(10)에 의해 코팅된 코팅층의 두께 편차가 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 심(200)의 유출홈(210) 엣지부에 걸리는 코팅제의 전단력을 감소시켜 유출홈(210)의 중앙에서 엣지부까지 코팅제의 유속을 균일하게 조절한다.

일례로, 심(200)의 유출홈(210)은 도 3 및 도 4를 참조하면, 다이 몸체(100)에 유입된 코팅제의 유동방향에 따라서 너비가 점점 커지는 영역인 출구부(211)를 포함한다.

즉, 유출홈(210)은 코팅제가 유출되는 출구(α)로 갈수록 너비를 점점 커지도록 출구부(211)를 형성하며, 이에 출구부(211)로 갈수록 코팅제를 더 많이 수용할 수 있어 코팅제의 유속증대를 방지할 수 있다. 특히 유출홈(210)의 엣지부에 걸리는 코팅제의 전단력이 감소하여 유출홈(210)의 엣지부를 통해 유출되는 코팅제의 유속을 감소시킬 수 있고, 다이 코터(10)에 의해 코팅된 코팅층의 두께 균일도를 확보할 수 있다.

한편, 출구부(211)는 도 4를 참조하면 사다리꼴 형태로 형성되며, 이에 출구부(211)의 경사진 엣지부, 즉 내벽을 따라 코팅제가 안정적으로 유출되게 가이드하는 한편, 코팅제의 유속을 감소시킬 수 있다.

여기서 사다리꼴 형태의 출구부(211)의 내벽은 도 4에 도시되어 있는 것과 같이, 경사면(211a)으로 형성되지만, 여기에 제한되지 않고,필요에 따라서는 볼록 또는 오목한 곡선으로도 형성될 수 있다. 즉, 볼록한 곡선(211b)은 도 5를 참조하면 소정 구간에서 코팅제의 유속을 증대시킬 수 있어 코팅층의 양 단부 두께가 작아서 미세 조정이 필요할 경우 적용할 수 있다. 또한 오목한 곡선(211c)은 도 7을 참조하면, 소정 구간에서 코팅제의 유속을 감소시킬 수 있어 코팅층의 양 단부 두께가 커서 미세 조정이 필요할 경우 적용할 수 있다.

한편, 출구부(211)의 엣지부인 내벽은 경사면(211a), 볼록한 곡선(211b) 및 오목한 곡선(211c)을 혼합하여 형성할 수도 있으며, 이를 통해 코팅층의 두께 균일도 확보할 수 있다.

한편, 유출홈(210)은 출구부(211)의 출구(α) 보다 작은 너비를 갖는 유입구(β)가 형성된 안쪽부(212)를 더 포함한다. 즉, 유출홈(210)은 코팅제 유입부(121)로부터 유입된 코팅제가 안쪽부(212)에 유입되고, 안쪽부(212)에 유입된 코팅제는 신속하게 출구부(211)로 이동한다.

여기서, 안쪽부(212)의 면적은 출구부(211)의 면적 보다 작게하여 코팅제의 유입량 불균형을 방지한다.

이와 같이 안쪽부(212)는 다이 몸체(100)에 유입된 코팅제를 저장하는 한편, 코팅제를 신속하게 출구부로 이동시킬 수 있다.

한편, 유출홈(210)은 안쪽부(212)의 폭과 길이, 출구부(211)의 폭과 길이를 조절하여 코팅제의 두께 균일도를 미세하게 조절할 수도 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 다이 코터
100: 다이 몸체
110: 제1 다이 몸체
120: 제2 다이 몸체
121: 코팅제 유입부
200: 심
210: 유출홈
211: 출구부
211a: 경사면
211b: 볼록한 곡면
211c: 오목한 곡면
212: 안쪽부
212a: 평면

Claims

코팅제가 유입되는 다이 몸체;
상기 다이 몸체에 삽입되고, 상기 다이 몸체에 유입된 코팅제를 유출시키는 유출홈이 형성된 심을 포함하며,
상기 유출홈은 상기 코팅제의 유동방향을 따라서 너비가 점점 커지는 출구(α)가 형성된 출구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 코터.
청구항 1에 있어서,
상기 출구부는 상기 출구(α) 방향으로 갈수록 점차 너비가 증대되는 사다리꼴 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이 코터.
청구항 2에 있어서,
상기 사다리꼴 형태의 출구부 내벽은 평평한 경사면으로 형성하는 것을 특징으로 하는 다이 코터.
청구항 2에 있어서,
상기 사다리꼴 형태의 출구부 내벽은 볼록한 곡면으로 형성하는 것을 특징으로 하는 다이 코터.
청구항 2에 있어서,
상기 사다리꼴 형태의 출구부 내벽은 오목한 곡면으로 형성하는 것을 특징으로 하는 다이 코터.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 유출홈은 상기 출구부의 출구(α)보다 작은 너비를 갖는 유입구(β)가 형성된 안쪽부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 코터.
청구항 6에 있어서,
상기 안쪽부의 면적은 상기 출구부의 면적 보다 작게 형성하는 것을 특징으로 하는 다이 코터.
청구항 6에 있어서,
상기 안쪽부는 사각 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이 코터.
청구항 6에 있어서,
상기 코팅제는 다이몸체의 안쪽부에 유입되는 것을 특징으로 하는 다이 코터.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서,
상기 다이 몸체는 상기 심을 개재한 상태로 상호 결합되는 제1 및 제2 다이 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 코터.
청구항 10에 있어서,
상기 제1 다이 몸체 또는 상기 제2 다이 몸체에는 코팅제 유입부가 형성되고,
상기 코팅제 유입부는 상기 심의 유출홈과 연통되는 것을 특징으로 하는 다이 코터.