KR20170136311A - Shim for the uniform coating distribution of non-Newtonian coating liquids in side slot die and Slot die coater including the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 비뉴튼성 코팅액의 균일 분포를 위한 슬롯 다이 내의 심 및 이를 포함하는 슬롯 다이 코터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유동 해석이 복잡한 비뉴튼성 코팅액의 도포 시 유변 물성을 고려하여 코팅이 균일하게 이루어지도록 하는 슬롯 다이 내의 심 및 이를 포함하는 슬롯 다이 코터에 관한 것이다. The present invention relates to a core in a slot die for uniform distribution of a non-Newtonian coating fluid and a slot die coater including the same, and more particularly, to a slot die coater comprising a non-Newtonian coating fluid, And a slot die coater including the same.
슬롯 다이 코팅은 균일한 코팅 막 또는 필름을 만들어 내는 대표적인 공정이다. 슬롯 다이 코팅을 활용하면 고속으로 연속생산이 가능하며, 폭 방향으로 균일한 필름을 제조할 수 있다. Slot die coating is a typical process for producing a uniform coating film or film. By using slot die coating, continuous production at high speed is possible, and a uniform film can be produced in the width direction.
슬롯 다이 코팅에서 사용되는 용액(코팅액)의 경우, 생산되는 제품이 정밀화되고 고도화되면서 단순 유체계에서 입자, 콜로이드 및 고분자를 포함한 복잡 유체계로 바뀌고 있다. In the case of the solution (coating solution) used in the slot die coating, the product to be produced is being refined and upgraded to a complex oil system including simple oil systems, particles, colloids and polymers.
복잡 유체계에서 나타나는 대표적인 특성 중 하나인 비뉴튼성(non-Newtonian)의 경우, 전단변형률속도(shear rate)에 따라 유체의 점도가 변화하게 된다. 점도의 경우 공정의 운전 속도 및 코터 구조와 밀접하게 연관이 있으며, 일반적으로 낮은 전단변형률속도에서는 점도가 뉴튼성 유체와 같은 일정한 값을 가지지만, 전단변형률속도가 특정 값보다 크게 되는 경우 점도가 감소하는 전단 담화(shear thinning)의 경향성을 보인다. In the case of non-Newtonian, one of the representative features of complex systems, the viscosity of the fluid changes with shear rate. Viscosity is closely related to the operating speed of the process and the structure of the coater. Generally, at low shear strain rates, the viscosity is constant like Newtonian fluids, but when the shear strain rate is greater than a certain value, (Shear thinning).
하지만, 현탁 입자계에서는 입자의 농도가 증가함에 따라 점도가 증가하는 전단 농화(shear thickening)의 거동을 보인다. 따라서 용액의 유변 특성을 고려하지 않은 슬롯 다이 코팅은 불안정하고 불균일한 코팅을 야기할 수 있다. However, in the suspension system, shear thickening behavior is observed with increase of particle concentration. Slot die coating, which does not take into account the rheological properties of the solution, can therefore lead to unstable and non-uniform coatings.
일반적으로 코팅액의 유변 물성을 고려한 슬롯 다이 내부 최적 설계는 다이 내부 chamber와 slit의 구조 즉 manifold 구조의 변경을 의미한다. In general, the optimum design of the slot die considering the rheological properties of the coating liquid means the change of the structure of the die inner chamber and the slit, that is, the manifold structure.
특정한 유변 특성을 갖는 유체만 사용하는 경우, 이러한 다이 내부 manifold의 설계는 의미가 있고 균일 코팅 제품 생산을 가능하게 한다. 하지만 유변 물성이 바뀐 코팅액을 그 슬롯 다이에 적용하는 경우, 일반적으로 균일한 코팅 유동을 보장받지 못하게 되며, 고가의 슬롯 다이를 새롭게 설계해야하는 경제적 부담 요소가 된다. When only fluids with specific rheological properties are used, the design of such die internal manifolds is meaningful and enables the production of uniform coating products. However, when a coating liquid having a rheological property changed is applied to the slot die, a uniform coating flow is not generally ensured, which is an economical burden to newly design an expensive slot die.
일반적인 슬롯 다이에서 코팅액의 비뉴튼성 특성을 반영하지 않으면 코팅 폭 방향으로 가운데 부분은 유속이 빠르고 양 끝단은 유속이 느린 분포를 가지게 된다. 따라서 도포된 막이 폭 방향으로 두께 편차를 가지게 된다. 그에 대한 해결 방법으로 유변학적 특성을 고려하여 각기 다른 형태의 슬롯 다이 코터를 설계, 제작하거나 chamber 블록을 삽입하였다. If the non-Newtonian property of the coating liquid is not reflected in a general slot die, the middle part in the coating width direction has a fast flow rate and the both ends have a slow flow rate distribution. Thus, the applied film has a thickness variation in the width direction. As a solution to this problem, slot die coaters of different shapes were designed and fabricated, or chamber blocks were inserted in consideration of rheological properties.
예를 들어 미국등록특허 US 7,862,755 B2의 경우, 열가소성 특성을 지닌 고분자 물질의 균일한 압출 성형을 위하여 옷걸이와 유사한 형태의 다이를 제작하였다. 이 경우 고분자 물질이 다이 내부에서 겪는 전단 속도와 체류 시간을 균일하게 유지하여 고분자 물질을 균일하게 성형시키는 방식이다. 하지만 용액에 포함되는 바인더 및 입자의 함량, 용매에 따라서 그 유변학적 특성이 바뀌게 될 경우, 새로운 다이를 제작해야 한다.For example, U.S. Pat. No. 7,862,755 B2 produced a die similar to a hanger for uniform extrusion of polymeric materials with thermoplastic properties. In this case, the polymer material uniformly forms the polymer material by keeping the shear rate and residence time experienced inside the die uniformly. However, if the rheological properties of the binder and particles contained in the solution change depending on the content of the solvent and the solvent, a new die must be produced.
또한 대한민국 공개특허 10-2008-0097905의 경우, 슬롯 다이 내부에 횡단 유동 계량 갭을 삽입하여 횡단 방향으로 질량을 균등하게 분배시키는 기술을 제시하고 있다. 하지만 이 경우 횡단 유동 계량 갭에 의하여 챔버 내부에 정체영역이 형성될 가능성이 존재하며 그에 따라 발생할 수 있는 와류와 그 영역 내부에서의 입자엉김 현상으로 인하여 코팅성이 저하될 가능성이 존재한다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2008-0097905 also discloses a technique of evenly distributing the mass in the transverse direction by inserting a transverse flow metering gap in the slot die. However, in this case, there is a possibility that the stagnation area is formed in the chamber due to the transverse flow metering gap, and there is a possibility that the coating property may be deteriorated due to the vortex that may occur and particle entanglement within the area.
상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 고가의 슬롯 다이의 구조를 변경하지 않으면서 비뉴튼성 코팅액이 균일하게 분포될 수 있도록 하는 비뉴튼성 코팅액의 균일 분포를 위한 슬롯 다이 내의 심 및 이를 포함하는 슬롯 다이 코터를 제안하고자 한다. In order to solve the problems of the prior art described above, the present invention proposes a method for uniformly distributing a non-Newtonian coating solution without changing the structure of an expensive slot die, And a slot die coater including the same.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 서로 대향하는 제1 슬롯 다이 및 제2 슬롯 다이 사이에 게재되며 비뉴튼성 코팅액의 균일 코팅을 위한 심(shim)으로서, 상기 제1 슬롯 다이 및 상기 제2 슬롯 다이와의 결합을 위한 볼트가 관통되는 관통홈을 갖는 결합부; 상기 결합부의 일측에서 길이 방향으로 연장되는 제1 연장부; 상기 제1 연장부에 대향되며 상기 결합부의 타측에서 길이 방향으로 연장되는 제2 연장부; 및 상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부 사이에 위치하며 상기 결합부의 일면에서 코팅액의 토출 방향으로 돌출되는 요철부를 포함하는 심이 제공된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a shim for uniform coating of a non-Newtonian coating liquid disposed between first slot die and second slot die opposed to each other, A coupling portion having a through-hole through which a bolt for coupling with the first slot die and the second slot die passes; A first extension extending longitudinally from one side of the coupling; A second extension portion facing the first extension portion and extending in the longitudinal direction at the other side of the engagement portion; And a concavo-convex portion located between the first extension portion and the second extension portion and protruding in a direction of discharging the coating liquid from one surface of the coupling portion.
상기 제2 슬롯 다이에는 코팅액 주입부를 통해 주입된 코팅액을 저장하는 챔버가 형성되며, 상기 요철부는 상기 코팅액 주입부 배치 영역에서 코팅액의 토출 방향으로 돌출될 수 있다. The second slot die is formed with a chamber for storing the coating liquid injected through the coating liquid injecting portion, and the concave and convex portion may protrude in the coating liquid dispensing direction from the coating liquid injecting portion disposing region.
상기 요철부는 상기 챔버의 중앙 영역에서 상기 코팅액의 토출 방향으로 돌출될 수 있다. The concavo-convex portion may protrude from the central region of the chamber in the discharge direction of the coating liquid.
상기 요철부는 상기 챔버에서 상기 코팅액의 토출 방향으로 폭이 작아지는 형상을 가질 수 있다. The concavo-convex portion may have a shape such that the width of the concavo-convex portion decreases in the discharge direction of the coating liquid in the chamber.
상기 요철부는 삼각형일 수 있다. The concavities and convexities may be triangular.
상기 요철부는 깊이 방향으로 돌출되며, 상기 깊이 방향은 상기 제1 슬롯 다이에서 상기 제2 슬롯 다이측으로의 방향으로 정의될 수 있다. The concavity and convexity protrudes in a depth direction, and the depth direction can be defined as a direction from the first slot die to the second slot die side.
상기 제1 연장부는 상기 결합부에서 연장되는 제1 상측 연장부 및 상기 제1 상측 연장부에서 상기 코팅액 토출 방향으로 연장되는 제1 하측 연장부를 포함하고, 상기 제2 연장부는 상기 결합부에서 연장되는 제2 상측 연장부 및 상기 제2 상측 연장부에서 상기 코팅액 토출 방향으로 연장되는 제2 하측 연장부를 포함하며, 상기 제1 상측 대향부와 제2 상측 대향부의 폭 방향 거리는 제1 하측 대향부와 제2 하측 대향부의 폭 방향의 거리보다 길게 형성될 수 있다. Wherein the first extending portion includes a first upper extending portion extending from the coupling portion and a first lower extending portion extending from the first upper extending portion in the coating liquid discharging direction and the second extending portion extending from the coupling portion And a second lower extension portion extending in the coating liquid discharge direction at the second upper extension portion and the second upper extension portion, wherein a widthwise distance between the first upper side opposing portion and the second upper side opposing portion is a distance between a first lower opposing portion and a second lower opposing portion, 2 lower-side opposed portion in the width direction.
상기 제1 하측 연장부 및 상기 제2 하측 연장부는 서로 평행하게 형성될 수 있다. The first lower extension portion and the second lower extension portion may be formed parallel to each other.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 비뉴튼성 코팅액의 균일 코팅을 위한 슬롯 다이 코터로서, 제1 슬롯 다이; 상기 제1 슬롯 다이에 대향 배치되는 제2 슬롯 다이; 및 상기 제1 슬롯 다이 및 상기 제2 슬롯 다이 사이에 게재되는 심을 포함하되, 상기 심은 상기 제1 슬롯 다이 및 상기 제2 슬롯 다이와의 결합을 위한 볼트가 관통되는 관통홈을 갖는 결합부, 상기 결합부의 일측에서 길이 방향으로 연장되는 제1 연장부, 상기 제1 연장부에 대향되며 상기 결합부의 타측에서 길이 방향으로 연장되는 제2 연장부 및 상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부 사이에 위치하며 상기 결합부의 일면에서 코팅액의 토출 방향으로 돌출되는 요철부를 포함하는 슬롯 다이 코터가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a slot die coater for uniform coating of a non-Newtonian coating fluid, comprising: a first slot die; A second slot die disposed opposite the first slot die; And a shim disposed between the first slot die and the second slot die, wherein the shim includes a coupling portion having a through groove through which a bolt for coupling with the first slot die and the second slot die passes, A second extension extending in a longitudinal direction from the other side of the engagement portion and opposed to the first extension, and a second extension extending from the first extension and the second extension, And a concavo-convex portion protruding in a direction of discharging the coating liquid from one surface of the coupling portion.
본 발명에 따르면, 심 구조의 변경만으로 비뉴튼성 코팅액을 균일하게 코팅할 수 있기 때문에 공정비용이 절감되는 장점이 있다. According to the present invention, since the non-Newtonian coating liquid can be uniformly coated only by changing the core structure, there is an advantage that the process cost is reduced.
또한, 본 발명에 따르면 심 구조의 변경을 통해 현탁액의 코팅 시 챔버 내부에서 발생할 수 있는 와류 형성을 억제하여 코팅성을 향상시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to improve the coating property by suppressing vortex formation which may occur in the chamber when the suspension is coated through modification of the core structure.
도 1은 종래기술에 따른 슬롯 다이 코터의 사시도이다.
도 2는 종래기술에 따른 두 개의 슬롯 다이 사이에 게재되는 심의 형상을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 적용되는 코팅액의 유면 물성을 나타낸 도면이다.
도 4는 종래기술에 따른 심을 이용한 슬롯 코팅에서의 속도 분포 및 속도 차이를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 본 실시예에 따른 심의 평면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 심을 이용한 슬롯 코팅에서의 속도 분포 및 속도 차이를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 심을 이용한 슬롯 코팅에서 CW 및 TW와 power-law index간 상관관계를 나타낸 도면이다.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시에에 따른 심의 형상을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 심 형상을 이용한 슬롯 코팅에서의 와류 현상 변화를 나타낸 도면이다.
도 12는 심이 코팅액의 토출 방향으로 수렴(converging)하는 형상을 도시한 도면이다.
도 13은 심이 수렴하는 형상을 갖는 경우에 토출부에서의 속도 분포를 나타낸 도면이다.
도 14는 심이 코팅액의 토출 방향으로 발산(diverging)하는 형상을 도시한 도면이다.
도 15는 심이 발산하는 형상을 갖는 경우에 토출부에서의 속도 분포를 나타낸 도면이다. 1 is a perspective view of a slot die coater according to the prior art.
2 is a view showing a shape of a shim disposed between two slot dies according to the prior art.
3 is a graph showing the physical properties of the coating liquid applied to the present embodiment.
FIG. 4 shows velocity distribution and velocity difference in a slot coating using shims according to the prior art.
5 is a view showing a configuration of a slot die coater according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a plan view of the shim according to the embodiment.
FIG. 7 is a view showing velocity distribution and velocity difference in slot coating using a shim according to an embodiment of the present invention. FIG.
8 is a graph showing a correlation between C W and T W and a power-law index in a slot coating using a shim according to the present embodiment.
9 to 10 are views showing a shape of a shim according to another embodiment of the present invention.
11 is a view showing a change in vortex phenomenon in a slot coating using a core shape according to an embodiment of the present invention.
12 is a view showing a shape in which the core is converging in the discharge direction of the coating liquid.
Fig. 13 is a view showing the velocity distribution in the discharge portion when the shim has a converging shape. Fig.
FIG. 14 is a view showing a shape in which the core is diverging in the discharge direction of the coating liquid. FIG.
Fig. 15 is a view showing the velocity distribution in the discharge portion when the shim has a shape diverging. Fig.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 슬롯 다이 내부에 게재되는 심의 형상을 변경하여 비뉴튼성 코팅액이 균일하게 코팅되도록 하는 것으로서, 설명의 편의를 위해, 종래의 슬롯 다이 및 이의 심 구조를 먼저 살펴본다. The present invention modifies the shape of the shim disposed inside the slot die to uniformly coat the non-Newtonian coating liquid. For convenience of explanation, the conventional slot die and its core structure will be discussed first.
도 1은 종래기술에 따른 슬롯 다이 코터의 사시도이고, 도 2는 종래기술에 따른 두 개의 슬롯 다이 사이에 게재되는 심의 형상을 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a perspective view of a slot die coater according to the related art, and FIG. 2 is a view showing a shape of a shim disposed between two slot dies according to the related art.
도 1을 참조하면, 슬롯 다이 코터는 제1 슬롯 다이(슬롯 다이 상판, 100) 및 제2 슬롯 다이(슬롯 다이 하판, 102)를 포함한다. Referring to Figure 1, a slot die coater includes a first slot die (slot die top plate, 100) and a second slot die (slot die lower plate, 102).
제2 슬롯 다이(102)에는 코팅액이 주입되는 주입부(104)가 연결되며, 주입부(100)를 통하여 주입되는 코팅액을 저장하는 챔버(chamber, 106)가 형성된다. The second slot die 102 is connected to an
제1 슬롯 다이(100)와 제2 슬롯 다이(102) 사이에는 심(108)이 게재된다. 심(108)은 챔버(106)에 저장된 코팅액을 토출해 주는 슬릿을 형성시킨다. A
제1 및 제2 슬롯 다이(100,102) 내부에서 코팅액의 유동은 챔버(106)와 심(108)에 결정되며, 각각의 구조 및 크기에 따라서 폭 방향으로 속도 균일성이 결정된다. The flow of the coating liquid in the first and second slot dies 100 and 102 is determined in the
슬롯 다이 내에서 토출된 코팅액이 도포되는 대상을 웹, 기재, 또는 지지층이라 한다. 이때 토출되는 코팅액의 유량에 맞춰 라인 속도 및 진공 압력(vacuum pressure)을 적절히 제어하여야 진행 방향으로 균일한 코팅 필름을 형성할 수 있다. The object to which the coating liquid discharged in the slot die is applied is referred to as a web, a substrate, or a support layer. At this time, the line speed and the vacuum pressure are appropriately controlled according to the flow rate of the coating liquid to be discharged, so that a uniform coating film can be formed in the proceeding direction.
도포된 필름은 진행 방향 및 폭 방향으로 균일한 코팅 특성을 지녀야 한다. 그에 따라서 적절한 공정 조절 변수를 고려할 뿐만 아니라 용액에 맞는 적절한 슬롯 다이를 구성해야 한다.The applied film should have uniform coating properties in the direction of travel and width. Accordingly, not only should appropriate process control parameters be considered, but also an appropriate slot die should be constructed for the solution.
기존 슬롯 다이 코팅은 코팅액의 유변 물성에 따라 챔버(106)의 형상을 고안하기 때문에 심(108)의 경우 슬롯 다이 내 유동에 영향을 주지 않기 위하여 직사각형 모양을 활용한다. Conventional slot die coating utilizes a rectangular shape to avoid influencing the flow in the slot die in the case of the
서로 다른 유변 물성을 가진 코팅액을 활용하여 코팅을 할 경우 슬롯 다이 내 속도 분포는 슬롯 다이에 따라 폭 방향으로 균일하지 않을 수 있다. When coating is carried out using a coating fluid having different rheological properties, the velocity distribution in the slot die may not be uniform in the width direction along the slot die.
아래의 표 1 및 도 3과 같은 유변 물성의 코팅액을 이용하여 코팅할 경우 슬롯 다이 내 분포는 도 4와 같다. 도 4는 종래기술에 따른 심을 이용한 슬롯 코팅에서의 속도 분포 및 속도 차이를 나타낸 것이다. The distribution in the slot die is shown in FIG. 4 when coating is carried out using the coating fluid of rheological properties as shown in the following Table 1 and FIG. FIG. 4 shows velocity distribution and velocity difference in a slot coating using shims according to the prior art.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 슬롯 다이 코터의 구성을 도시한 도면이고, 도 6은 본 실시예에 따른 심의 평면도이다. FIG. 5 is a view showing a configuration of a slot die coater according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view of a shim according to the present embodiment.
도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 슬롯 다이 코터는 제1 슬롯 다이(500), 제2 슬롯 다이(502) 및 제1 슬롯 다이(500)와 제2 슬롯 다이(502) 사이에 게재되는 심(504)을 포함한다. 5 to 6, the slot die coater according to the present embodiment includes a first slot die 500, a second slot die 502 and a first slot die 500 and a second slot die 502 (Not shown).
제1 슬롯 다이(500)에는 제2 슬롯 다이(502)과 심(504)을 관통하는 볼트(506)가 삽입된다. A
제2 슬롯 다이(502)에는 주입부(507)를 통해 주입된 코팅액을 저장하는 챔버(508)가 형성된다. 여기서, 주입부(507)는 챔버(508)의 중앙 영역에 배치된다. The second slot die 502 is formed with a
본 실시예에 따른 심(504)은 볼트(506)가 관통하는 관통홈(512)이 형성된 결합부(510), 결합부(510)의 양측에서 길이 방향, 즉 슬롯 다이(500,502)의 상측에서 하측으로 연장되는 제1 연장부(520)와 제2 연장부(530)를 포함한다. 여기서, 상측에서 하측으로의 방향은 비뉴튼성 코팅액의 토출 방향(flow direction)으로 정의된다. The
여기서, 제1 연장부(520) 및 제2 연장부(530)는 서로 대향 배치된다. Here, the first extending
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 결합부(510)의 일면에는 코팅액의 토출 방향으로 돌출되는 요철부(540)가 형성된다. According to one preferred embodiment of the present invention, a concave-
바람직하게, 요철부(540)는 결합부(510)의 폭 방향의 중앙 영역에서 코팅액의 토출 방향으로 돌출된다. Preferably, the concave-
여기서, 폭 방향으로의 중앙 영역은 챔버(508)의 코팅액 주입부(507) 배치 영역일 수 있다. Here, the central region in the width direction may be a region for arranging the coating
요철부(540)는 결합부(510)에서 코팅액의 토출 방향, 즉 길이 방향(TL 방향)으로, 폭(TW)이 작아지는 형상을 가질 수 있다. The concavity and
바람직하게, 요철부(540)는 반원 형상 또는 삼각형일 수 있으며, 보다 바람직하게는 삼각형일 수 있다. Preferably, the concave and
요철부(540)의 길이(TL)는 챔버(508)내 중심부 유동에 영향을 주며, 슬릿 중심 주입부(507)는 막는 수준에서 결정해야 한다. The length T L of the concave /
본 발명의 일 실시예에 따르면, 심(504)의 제1 연장부(520) 및 제2 연장부(530)는 상측과 하측의 대향하는 길이가 다르게 형성된다. According to an embodiment of the present invention, the first extending
보다 상세하게, 제1 연장부(520)는 제1 상측 대향부(522) 및 제1 하측 대향부(523)를 포함하며, 제2 연장부(530)는 제2 상측 대향부(524) 및 제2 하측 대향부(525)를 포함한다. More specifically, the
본 실시예에 따르면, 제1 상측 대향부(522)와 제2 상측 대향부(524)의 폭 방향 거리는 제1 하측 대향부(523)와 제2 하측 대향부(525)의 폭 방향의 거리보다 길게 형성된다. The distance in the width direction between the first upper
상기한 거리 차이에 따라 제1 상측 대향부(522)와 제1 하측 대향부(523)의 폭 방향의 차이가 발행하며, 이는 CW로 정의되며, 제1 하측 대향부(523)의 길이는 CL로 정의된다. The difference between the widths of the first
CL의 경우 폭 방향 속도 분포를 완전히 발달시킬 수 있는 길이로 설정해야 한다. 상기한 바와 같이 결정된 TL과 CL을 바탕으로 TW 및 CW를 결정할 수 있다. In the case of C L , it should be set to a length that can fully develop the widthwise velocity distribution. T W and C W can be determined based on the determined T L and C L as described above.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 심을 이용한 슬롯 코팅에서의 속도 분포 및 속도 차이를 나타낸 도면이다. FIG. 7 is a graph showing the velocity distribution in a slot coating using a shim according to an embodiment of the present invention And the speed difference.
도 7에서 는 3mm로 고정한 상태에서 속도 분포 및 속도 차이를 나타낸 것이다. 도 4와 도 7을 비교하면, 상기한 표 1에 따른 코팅액으로 코팅하는 경우, 기존 심에 비해 약 70%의 개선률을 가진다는 것을 확인할 수 있다. In FIG. 7, the velocity distribution and the velocity difference are shown in a state of being fixed at 3 mm. Comparing FIG. 4 and FIG. 7, it can be seen that when coated with the coating solution according to Table 1, the improvement ratio is about 70% as compared with the existing shim.
또한, 도 8은 본 실시예에 따른 심을 이용한 슬롯 코팅에서 CW 및 TW와 power-law index간 상관관계를 나타낸 도면이다. 8 is a graph showing a correlation between C W and T W and a power-law index in a slot coating using a shim according to the present embodiment.
여기서, power-law index(n)는 코팅액의 비뉴튼성 성질을 나타내는 인덱스로서, 이 값이 작을수록 비뉴튼성 성질이 큰 것을 의미한다. Here, the power-law index (n) is an index indicating the non-Newtonian property of the coating solution. The smaller the value, the greater the non-Newtonian property.
도 8을 참조하면, n이 작을수록 서로 다른 CW(0, 3, 6mm)에 대해 TW가 크게 설정되는 것이 바람직한 것을 확인할 수 있으며, n이 커질수록 TW가 작더라도 균일한 분포를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 8, it can be seen that it is preferable that T w is set to be large for different C W (0, 3, 6 mm) as n is smaller. Even if t w is small, a uniform distribution is obtained Can be confirmed.
도 9 내지 도 10은 본 발명의 다른 실시에에 따른 심의 형상을 나타낸 도면이다. 9 to 10 are views showing the shape of a shim according to another embodiment of the present invention.
도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 요철부(540)는 깊이 방향(D 방향)으로 돌출되는 형상을 가질 수 있다. 9 to 10, the concave-
도 9 내지 도 10에 도시된 심은 도 5 내지 6의 심 형상에서 슬릿 아래 막힌 부분에서 발생할 수 있는 정체 부분을 완화하고자 고안되었다. The shims shown in Figs. 9 to 10 are designed to alleviate stagnation portions that may occur at the clogged portions under the slit in the core shapes of Figs.
산업적으로 활용되는 코팅 용액의 경우, 현탁액의 특성을 지니고 있다. 정체 부분의 경우 와류가 형성되기 때문에, 생성된 와류에 의하여 입자 간 엉김 현상이 발생할 수 있다. 따라서 입자 엉김 현상의 완화를 통하여 코팅성을 향상시키기 위해 정체 부분을 제거해야 한다. In the case of industrially applied coating solutions, it has the characteristics of a suspension. In the stagnant part, vortices are formed, so that entanglement may occur due to the generated vortex. Therefore, it is necessary to remove the stagnation part to improve the coating property by alleviating the particle flocculation phenomenon.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 심 형상을 이용한 슬롯 코팅에서의 와류 현상 변화를 나타낸 것이다. FIG. 11 is a graph showing changes in the vortex phenomenon in slot coating using a core shape according to an embodiment of the present invention.
도 11을 참조하면, 도 5 내지 6의 심을 활용하여 코팅할 경우 D 방향(Chamber 내부 방향 길이)에 따라 정체구간의 크기가 변함을 확인할 수 있으며, 이를 개선하기 위해 도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이 깊이 방향으로 돌출된 요철부(540)를 제공한다.Referring to FIG. 11, it can be seen that the size of the stagnation region varies according to the D direction (length in the chamber interior direction) when coating using the shims shown in FIGS. 5 to 6, Thereby providing concave and
도 12는 심이 코팅액의 토출 방향으로 수렴(converging)하는 형상을 도시한 것이고, 도 13은 심이 수렴하는 형상을 갖는 경우에 토출부에서의 속도 분포를 나타낸 것이다. FIG. 12 shows the shape in which the core is converging in the discharge direction of the coating liquid, and FIG. 13 shows the velocity distribution in the discharge portion in the case where the core has a converging shape.
또한, 도 14는 심이 코팅액의 토출 방향으로 발산(diverging)하는 형상을 도시한 것이고, 도 15는 심이 발산하는 형상을 갖는 경우에 토출부에서의 속도 분포를 나타낸 것이다. Fig. 14 shows the shape of the shim diverging in the discharging direction of the coating liquid, and Fig. 15 shows the velocity distribution in the discharging portion when the shim has a shape diverging.
도 12 내지 도 15를 참조하면, 심(504)이 수렴 또는 발산하는 형상을 가지는 경우에는 심의 토출 부분에서 코팅액의 속도가 크게 증가하거나 감소하는 경향을 보인다. 12 to 15, when the
이에, 본 실시예에 따른 제1 연장부(520) 및 제2 연장부(530)는 수렴 또는 발산이 아닌 토출 방향으로 평행하게 연장되는 것이 바람직하다. Accordingly, it is preferable that the
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Should be regarded as belonging to the following claims.
Claims (9)
상기 제1 슬롯 다이 및 상기 제2 슬롯 다이와의 결합을 위한 볼트가 관통되는 관통홈을 갖는 결합부;
상기 결합부의 일측에서 길이 방향으로 연장되는 제1 연장부;
상기 제1 연장부에 대향되며 상기 결합부의 타측에서 길이 방향으로 연장되는 제2 연장부; 및
상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부 사이에 위치하며 상기 결합부의 일면에서 코팅액의 토출 방향으로 돌출되는 요철부를 포함하는 심. A shim for uniform coating of the non-Newtonian coating fluid, disposed between the first slot die and the second slot die opposite to each other,
A coupling portion having a through-hole through which a bolt for coupling with the first slot die and the second slot die passes;
A first extension extending longitudinally from one side of the coupling;
A second extension portion facing the first extension portion and extending in the longitudinal direction at the other side of the engagement portion; And
And a concavo-convex portion located between the first extending portion and the second extending portion and protruding in a discharging direction of the coating liquid from one surface of the engaging portion.
상기 제2 슬롯 다이에는 코팅액 주입부를 통해 주입된 코팅액을 저장하는 챔버가 형성되며,
상기 요철부는 상기 코팅액 주입부 배치 영역에서 코팅액의 토출 방향으로 돌출되는 심. The method according to claim 1,
The second slot die is formed with a chamber for storing the coating liquid injected through the coating liquid injecting unit,
Wherein the concavo-convex portion protrudes in the coating liquid dispensing direction from the coating liquid injecting portion placement region.
상기 요철부는 상기 챔버의 중앙 영역에서 상기 코팅액의 토출 방향으로 돌출되는 심. 3. The method of claim 2,
Wherein the concavo-convex portion protrudes from the central region of the chamber in the dispensing direction of the coating liquid.
상기 요철부는 상기 챔버에서 상기 코팅액의 토출 방향으로 폭이 작아지는 형상을 갖는 심. The method according to claim 1,
Wherein the concavo-convex portion has a shape in which the width of the concavo-convex portion decreases in the discharge direction of the coating liquid in the chamber.
상기 요철부는 삼각형인 심. 5. The method of claim 4,
The concave-convex portion is a triangular-shaped core.
상기 요철부는 깊이 방향으로 돌출되며, 상기 깊이 방향은 상기 제1 슬롯 다이에서 상기 제2 슬롯 다이측으로의 방향으로 정의되는 심. The method according to claim 1,
Wherein the recessed portion protrudes in a depth direction and the depth direction is defined as a direction from the first slot die to the second slot die side.
상기 제1 연장부는 상기 결합부에서 연장되는 제1 상측 연장부 및 상기 제1 상측 연장부에서 상기 코팅액 토출 방향으로 연장되는 제1 하측 연장부를 포함하고,
상기 제2 연장부는 상기 결합부에서 연장되는 제2 상측 연장부 및 상기 제2 상측 연장부에서 상기 코팅액 토출 방향으로 연장되는 제2 하측 연장부를 포함하며,
상기 제1 상측 대향부와 제2 상측 대향부의 폭 방향 거리는 제1 하측 대향부와 제2 하측 대향부의 폭 방향의 거리보다 길게 형성되는 심. The method according to claim 1,
Wherein the first extending portion includes a first upper extending portion extending from the coupling portion and a first lower extending portion extending from the first upper extending portion in the coating liquid discharging direction,
The second extending portion includes a second upper extending portion extending from the coupling portion and a second lower extending portion extending from the second upper extending portion in the coating liquid discharging direction,
Wherein a widthwise distance between the first upper side facing portion and the second upper side facing portion is longer than a width direction distance between the first lower side facing portion and the second lower side facing portion.
상기 제1 하측 연장부 및 상기 제2 하측 연장부는 서로 평행하게 형성되는 심. 8. The method of claim 7,
Wherein the first lower extension portion and the second lower extension portion are formed parallel to each other.
제1 슬롯 다이;
상기 제1 슬롯 다이에 대향 배치되는 제2 슬롯 다이; 및
상기 제1 슬롯 다이 및 상기 제2 슬롯 다이 사이에 게재되는 심을 포함하되,
상기 심은 상기 제1 슬롯 다이 및 상기 제2 슬롯 다이와의 결합을 위한 볼트가 관통되는 관통홈을 갖는 결합부, 상기 결합부의 일측에서 길이 방향으로 연장되는 제1 연장부, 상기 제1 연장부에 대향되며 상기 결합부의 타측에서 길이 방향으로 연장되는 제2 연장부 및 상기 제1 연장부와 상기 제2 연장부 사이에 위치하며 상기 결합부의 일면에서 코팅액의 토출 방향으로 돌출되는 요철부를 포함하는 슬롯 다이 코터.
A slot die coater for uniform coating of non-Newtonian coating fluids,
A first slot die;
A second slot die disposed opposite the first slot die; And
And a shim disposed between the first slot die and the second slot die,
Wherein the shim comprises a coupling portion having a through-hole through which a bolt for coupling with the first slot die and the second slot die passes, a first extending portion extending in a longitudinal direction from one side of the coupling portion, And a concavo-convex portion which is located between the first extending portion and the second extending portion and protrudes in a discharging direction of the coating liquid from one surface of the coupling portion, the second extending portion extending in the longitudinal direction at the other side of the coupling portion, .
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