KR20190008438A - 웹 리프터/스태빌라이저 및 방법 - Google Patents

Abstract

웹 리프터 및/또는 스태빌라이저와 주행 웹의 상승 및/또는 안정화 및 웹을 코팅하는 방법. 상기 장치는, 그의 출구 측에서 부압 슬롯을 통해 웹 홀드 하향력을 생성하고, 이는 입구측 상의 표면에 대해 아래로 웹을 끌어내린다. 상기 장치는 , 다이 리프를 오프하고 웹에 대한 슬러리의 도포를 중지하는 슬롯 다이 코터 주위로 웹을 가동시키도록 작동될 수 있고, 그에 의해 웹 표면상에 미코팅된 영역들을 생성한다. 상기 장치는, 웹에 대한 슬러리의 도포를 개시하도록 코터와 접촉하여 웹을 다시 가동하도록 작동될 수 있고, 웹 표면상에 코팅된 영역들을 생성한다. 슬롯 다이 코터의 웹 오프를 상승시키고 코터와 접촉하여 웹을 다시 복귀시키도록 제1 및 제2 방향으로 장치를 회전시킴으로써 웹 리프팅이 달성될 수 있다.

Description

웹 리프터/스태빌라이저 및 방법{WEB LIFTER/STABILIZER AND METHOD}

본 출원은 2011년 6월 3일자 출원된 미국 가출원 제61/493,046호를 우선권 주장하여 출원된 것으로, 상기 출원은 본 명세서에 참고로 언급되어 있다. 본 출원은 2012년 4월 13일자 출원된 국제출원 PCT/US2012/033508에 관한 것으로 본 명세서에 참고로 채용된다.

본 명세서에 기술된 실시예들은, 특히, 기판이 일련의 개별 패치들에서 코팅되는 배터리의 제조에 사용되는 것들과 같은 간헐적 코팅 동작들에 적용가능한, 웹의 상승 및/또는 안정화를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 다른 실시예들은, 상기 개별 코팅 패치들의 길이 및 두께 프로파일의 정밀한 제어를 제공하도록 상기 장치를 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.

재료의 시트의 적어도 일부 상에 코팅을 도포하는 것이 바람직한 다양한 적용예들이 있다. 예컨대, 어떤 실시예에서, 배터리들의 전극은 시트에 대해 층 또는 코팅을 도포한 다음, 상기 시트를 적절한

치수의 부분들로 절단함으로써 생성된다. 특히 중요한 것은, 상기 층이 균일한 두께로 도포되는 것이다. 어떤 실시예에서, 층 또는 코팅이, 후에 시트가 절단될 영역에는 도포되지 않는다.

리튬 이온 배터리 등의 제조에 있어서, 도전성 기판(예컨대, 구리 포일)에 양극 슬러리를 도포하는 코팅 공정 및 도전성 기판(예컨대, 알루미늄 포일)에 음극 슬러리를 도포하는 다른 코팅 공정이 있다. 이들 코팅 공정에 있어서, 두 가지 다른 코팅 방법: 스킵 또는 패치 코팅으로도 불리는 불연속 코팅 및 연속 코팅이 있다. 어떤 방법의 실례에서, 코팅 재료는, 연속적으로 이동하는 기판의 주행 방향에 대해 평행하게 형성된 하나 이상의 레인들의 형태로 상기 연속적으로 이동하는 기판에 도포될 수도 있다. 당업자에 공지된 하나의 코팅 방법은 배킹 롤러를 가지며 그 위에 배킹 롤러가 지지되는 아크형 경로에서 이송되고 상기 배킹 롤러의 표면에 의해 정밀하게 위치된다. 어떤 경우에, 상기는, 두 개의 상기 도포된 코팅들이 건조되기 전에 습식 재료들로 웹의 양 측면을 코팅하는 경우와 같이, 웹이 배킹 롤러와 접촉하도록 할 수 있는 편리성조차도 없다. 본원에 기술된 실시예들의 실제 예에서, 웹는 웹 지지 요소들 간의 자유 경간(free span)에서 이송된다. 상기 웹 지지 요소들은, 직선 경로에 있어서의 웹 주행 경로에 위치되고 안내되는 하나 이상의 아이들러 롤러, 진공 테이블 또는 공기 부양 바로 될 수 있다.

상기와 같은 종래 시스템의 일례가 도15에 도시되어 있고, 이 예에서 슬러리는 펌핑 스테이션에 부착된 슬롯 다이 코터(70)를 통해 웹 지지 요소들(315, 320) 간의 자유 경간에서 이동 기판 웹(310)에 도포된다. 코팅은 일반적으로 탱크 또는 저장부(30)에 보유된다. 코팅은 펌프(40)에 의해 도관(31)을 통해, 저장부(30)로부터 인출된다. 다음 코팅은, 펌프(40)의 작동에 의해 도관(32)을 통해 통과된다. 코팅이 시트(10)에 도포되지 않는 경우에, 서플라이 밸브(60)가 닫힘과 동시에 바이패스 밸브(63)가 열린다. 이는, 도관(33)을 통해 펌핑된 코팅이 도관을 통과하고 저장부(30)로 돌아가도록 한다. 코팅이 시트(10)에 도포되는 경우에, 바이패스 밸브(63)가 닫히고, 서플라이 밸브(60)가 열린다. 이는, 도관(62)을 통해 노즐로 코팅이 유동하고 시트(10) 상에 이르도록 한다. 서플라이 밸브(60)가 열려 있는 동안, 코팅은 노즐(70)에 의해 배출된다. 그러나, 서플라이 밸브(60)가 닫혀 있을 때, 노즐(70)을 통해 코팅을 분사하기에 필요한 압력은 제거된다. 어떤 경우에, 이는, 잉여 코팅 재료가 캐비티, 또는 노즐의 매니폴드(71) 및 립(72)에 잔류하도록 한다. 다음에 서플라이 밸브(60)가 열릴 때, 이 잉여 재료는 시트(10)에 대해 코팅의 불균일한 도포를 야기할 수 있다. 도16은 코팅된 패치 두께 상의 이러한 현상의 결과적인 일례를 나타낸다. 코팅된 패치(500)는 웹(10)에 도포되는 두께 "x"의 단면 프로파일로 나타냈다. 시트가 좌측을 향해 이동할 때, 처음 프로파일(520)은 코팅(500)의 나머지보다 두껍다. 이 잉여 재료(510)는 서플라이 밸브(60)가 닫힌 후 노즐(70)에 남아있는 잔류 코팅 재료로 인한 것이다. 이 도면에 있어서, 코팅이 여전히 도포되는 동안 밸브들이 천이될 수 있기 때문에, 엔딩 프로파일(525)은 불균일하게 나타난다.

따라서, 불균일한 도포를 방지하기 위해, 도15에 도시된 바와 같이, 유체 흡입 기구(80')가 사용될 수 있다. 이 유체 흡입 기구는, 노즐(70)로부터 떨어져 있는 립(72) 상에 또는 매니폴드(71)에 잔존하는 잉여 코팅을 인출하기 위해 사용된다. 동작시에, 펌프(40)는 저장부(30)로부터 코팅 재료를 인출한다. 코팅 재료는 도관(31, 32)을 통과하고, 노즐(70)을 통해 유도되며, 후에 시트가 롤러(15)로 인출될 때 시트(10) 위로 배출된다. 시트(10) 위로의 코팅의 유동을 멈추기 위해, 바이패스 밸브(63)가 열리고 서플라이 밸브(60)가 닫히며, 그에 따라 도관(33)을 통해 코팅 재료를 우회시키고 저장부(30)로 다시 가도록 한다. 노즐(70)의 매니폴드(71) 또는 립(72) 상에 존재할 수 있는 잉여 코팅 재료를 제거하기 위해, 밸브(85)가 흡입 원(80)에 대해 열리고 다이 매니폴드(71)와 유체 연통하는 도관(86)을 통해 진공에 의해 유체가 인출되도록 한다. 상기 흡입 원(80)은 일반적으로, 밸브(85)가 개방되어 있을 때 다이 매니폴드(71)로부터 유체의 인출을 생성하도록 흡입 원(80)과 유체 연통하는 진공 저장 탱크로 구성된다. 코팅 유체 재료는 상기 저장 탱크에 모이고, 재사용을 위해 주기적으로 제거되거나, 또는 매우 종종 쓰레기 물질로서 폐기된다.

시트(10) 상으로의 코팅의 유동을 재개하기 위해, 도관(86)을 통해 유체를 인출하는 진공을 제거하도록 밸브(85)가 닫힌다. 서플라이 밸브(60)가 개방되는 동안 바이패스 밸브(63)가 닫힌다.

자유 경간 코팅의 실제 예에서, 웹의 주행 방향 및 단면-웹 방향으로 웹에 대한 코팅 유체의 균일한 두께를 도포함에 있어 웹의 평탄성은 매우 중요하다. 포일 웹이 슬롯 다이 코터에 접근할 때, 웹은 슬롯 다이 코터 상에 주행시 평탄하게 유지되어야 하나, 얇은 포일에 있어서의 수축 주름 또는 헐렁한 웹으로 인해, 웹은 슬롯 다이 코터로부터 리프팅되는 경향이 있고, 또는 상기 슬롯 다이 코터의 유체 배출 립과 코팅될 웹 표면 간의 비균일 갭으로 되는 소망 조합 경로로부터 벗어난다. 슬롯 다이 코터 배출 립에 대한 균일한 갭 없이, 코팅 공정은 코팅된 웹에 있어서, 도포된 코팅의 불균일한 두께, 리지 또는 줄무늬와 같은 결함들을 야기한다.

따라서, 무결함 코팅을 제공하도록 자유 경간에서 웹을 안정화하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 웹의 비코팅 부분을 생성하기 위해 오프(off) 코팅 위치에 대한 슬롯 다이 코터 주위로 웹을 이동시키고, 웹의 코팅 부분을 생성하기 위해 온(on) 코팅 위치로 웹을 복귀시키도록 상기 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 웹 이동은, 패치들의 불연속 코팅에 있어서 주행 방향을 따라 코팅 및 비코팅 패치들의 길이 및 두께를 정밀하게 제어하도록 정확한 위치 설정 및 균일성을 이루는 데에 특히 유용하다. 더욱이, 주행 웹을 안내하고 평탄화하기 위한 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

상기 종래 기술의 문제점들은, 재료인 주행 웹의 상승 및/또는 안정화를 위한 웹 리프터 및/또는 스태빌라이저에 관한 본원에 기술된 실시예들에 의해 극복된다.

어떤 실시예들에 의하면, 상기 장치는 그 장치의 출구 측에서의 부압(negative pressure) 슬롯을 통해 웹 유지 하향 력을 생성한다. 이러한 부압 슬롯은, 어떤 실시예들에 있어서는 고도로 닦여진 평탄한 표면인 장치의 입구 측상의 표면에 대해 웹을 아래로 끌어내린다. 정밀한 배킹 롤(backing roll)에 대한 필요성이 제거된다.

어떤 실시예들에 의하면, 상기 장치는, 웹 표면상에 미코팅되는 영역들을 생성하기 위해, 다이 립으로부터 웹을 이동시키고 웹에 대한 코팅(예컨대, 슬러리)의 도포를 멈추도록, 스킵 코팅 또는 간헐적 코팅 동작에 사용되는 슬롯 다이 코터 주위로 웹을 이동시키도록 작동될 수 있다. 상기 장치는 다음, 웹 표면상에 코팅되는 영역들을 생성하기 위해, 웹에 대한 코팅의 도포를 재개하도록, 슬롯 다이와 접촉하여 웹을 다시 이동시키도록 작동될 수 있다. 어떤 실시예들에 있어서, 웹의 리프팅은, 슬롯 다이 코터로부터 떨어져 웹을 상승시키기 위해 제1 방향으로 장치를 회전시키고 웹이 다시 슬롯 다이 코터와 접촉하여 복귀하도록 상기 장치를 반대 방향으로 회전시킴으로써 달성된다. 장치를 작동시키기 위해 콘트롤러가 사용될 수 있다.

어떤 실시예들에 의하면, 상기 장치는, 웹 경로에 있어서 주행 웹을 안내하고 평탄화하기 위해 사용될 수 있다. 슬롯 다이 코터의 웹을 상승시킬 때 회전가능하게 될 필요가 있는 장치가 필요하지 않게 된다.

어떤 양태의 방법에 있어서, 어떤 실시예들에 의하면, 웹에 코팅을 간헐적으로 도포하기 위한 코터가 제공되고, 웹 주행의 반대 방향으로, 제1 방향으로 웹 리프터 및/또는 스태빌라이저가 코터의 상류에 제공된다. 상기 웹 리프터 및/또는 스태빌라이저 본체에는 부압(negative pressure)이 인가되어, 공기가 공기 입구 슬롯에 유입하고 진공 챔버로 흐르도록 한다. 코팅에 있어서의 갭 또는 스킵이 웹 표면상에 요망될 때, 웹 리프터 본체는, 웹 상에 코팅 갭(예컨대, 코팅이 없는 영역)을 형성하도록 커터로부터 이격되어(예컨대, 코터 립으로부터 이격되어) 웹을 굴절시키도록 웹을 향한 방향으로 제1 위치로부터 회전된다. 다음, 상기 본체는 소망 갭이 형성된 제1 위치로 다시 회전되고, 부압이 상기 두 개의 방향 회전 동안 유지된다.

바람직한 실시예에서, 컴퓨터 제어되는 유체 배출 시스템은, 복수의 코팅 프로파일을 생성하기 위해 웹 리프트/스태빌라이저의 이동 및 밸브들의 작동의 정밀한 제어를 제공한다. 상기 시스템은, 슬롯 다이 노즐을 통해 시트상에 재료의 유동을 개시하고 종료하도록 밸브를 작동시키기 위해 사용되는 콘트롤러를 포함한다. 또한, 상기 콘트롤러는, 웹 리프트/스태빌라이저의 이동에 의해 그의 온-코팅 위치를 시트로부터 이격된 오프 코팅 위치로 웹을 변위시킬 수 있다. 어떤 실시예에서, 오프 코팅 사이클 동안 슬롯 다이 립으로부터 코팅 유체를 일시적으로 철수시키고 다음의 온-코팅 사이클 동안 립으로 유체를 다시 복귀시키기 위해 유체 변위 기구가 사용된다. 양면(two-side) 코팅 실시예들에 있어서, 콘트롤러는 시트의 반대측상에 코팅된 패티들의 시작 및 끝 위치들을 제어하도록 할 수 있다. 정확한 정렬로 되도록, 또는 특정 양만큼 앞서거나 지연되도록, 코팅의 등록이 프로그램될 수 있다. 더욱이, 본 시스템은 위치 기반 시스템이므로, 선 속도에 있어서 변화들을 자동적으로 수용할 수 있다.

도1A는, 임의의 실시예들에 따른 웹 리프트와 스태빌라이저의 일부의 단면도이다.
도1B는, 다른 실시예들에 따른 웹 리프트와 스태빌라이저의 일부의 단면도이다.
도2는, 임의의 실시예들에 따른 웹 리프트와 스태빌라이저에 대한 거셋(gusset)의 정면도이다.
도3은, 임의의 실시예에 따른 웹 리프터 및 스태빌라이저의 일부의 단면도이다.
도4는, 도1A의 일부의 상면도이다.
도4A는, 다른 실시예들에 따른 도1B의 일부의 상면도이다.
도5는, 임의의 실시예들에 따른 웹 리프트와 스태빌라이저의 일부의 저면도이다.
도6은 도5의 일부의 단면도이다.
도7은, 임의의 실시예들에 따른 진공 저장부의 측면도이다.
도8은, 임의의 실시예들에 따른 진공 저장부의 상면도이다.
도9는, 임의의 실시예들에 따른 웹 리프트와 스태빌라이저 회전 장치의 조립체의 상면도이다.
도10은, 임의의 실시예들에 따른 웹 리프트와 스태빌라이저의 완전한 조립체의 상면도이다.
도11은, 임의의 실시예들에 따른 웹 리프트와 스태빌라이저 조립체의 제1 측면도이다.
도12는, 임의의 실시예들에 따른 웹 리프트와 스태빌라이저 조립체의 제2 측면도이다.
도13A와 도13B는, 임의의 실시예들에 따른 온 코팅 위치와 오프 코팅 위치에 있어서의 웹 리프트와 스태빌라이저 및 슬롯 다이 코터를 나타낸 개략도이다.
도14A와 도14B는, 임의의 다른 실시예들에 따른 온 코팅 위치와 오프 코팅 위치에 있어서의 웹 리프트와 스태빌라이저 및 슬롯 다이 코터를 나타낸 개략도이다.
도15는, 슬롯 다이 노즐을 갖는 자유 경간에 웹을 코팅할 때의 종래의 실제 예를 도시한다.
도16은, 도15의 시스템을 사용하여 시트에 도포되는 코팅의 프로파일을 도시한다.
도17은 임의의 실시예들에 따른 전형적인 시스템을 나타낸다.
도18은, 도16의 코팅 프로파일을 생성하기 위해 사용되는 타이밍 도를 나타낸다.
도19는. 임의의 실시예들에 따라 시트에 도포될 수 있는 코팅의 제2 프로파일을 나타낸다.
도20은, 도19의 코팅 프로파일을 생성하기 위해 사용되는 타이밍 도를 나타낸다.
도21은. 임의의 실시예들에 따라 시트에 도포될 수 있는 코팅의 제3 프로파일을 나타낸다.
도22는, 도21의 코팅 프로파일을 생성하기 위해 사용되는 타이밍 도를 나타낸다.
도23은 선택적 유체 변위 기구의 전형적인 실시예를 나타낸다.

우선 도10-12를 참조하면, 임의의 실시예들에 따른 웹 리프트와 스태빌라이저 조립체(10)의 예시적 실시예가 도시되어 있다. 상기 조립체(10)는, 베어링 장착부(13, 13')를 통해 한 쌍의 대향 위치된 한 쌍의 샤프트 스터브(12)를 지지하는 장착 브라켓(11, 11'), 웹 리프터와 스태빌라이저(15) 및 진공 저장부(16)를 포함한다. 상기 웹 리프터와 스태빌라이저는, 동작 시, 장치의 리딩 에지(leading edge)를 한정하는 제1 부분 및 동작 시, 트레일링 에지(trailing edge)를 한정하는 제2 부분을 갖는 갖는 날개 형상 본체(50)(도1)로 구성되는 회전가능한 요소(15)를 갖고, 상기 제1 부분은 제2 부분과 이격되어 본체(50)의 부압(negative pressure)의 인가에 따라 공기의 입구용으로 상기 부분들 간에 슬롯(25)을 한정하도록 한다. 상기 슬롯(25)에 유입하는 공기를 받아들이기 위해, 진공 저장부(16)는 본체(50)와 유체 연통하고 있고; 상기 본체는, 웹이 비굴절 상태로 주행하는 제1 위치와, 웹이 굴절된 살태로 주행하도록 본체(50)에 의해 굴절되는 제2 위치 사이에 회전가능하다. 상기 본체(50)를 회전시키기 위해 본체(50)의 각 단부에 용착되는 샤프트 스터브(12)에 서보 모터(17)와 같은 구동력 부재가 부착된다. 3000 rpm의 모터가 적절한 것으로 확인되었으나, 본 명세서에 기술된 실시예들은 그에 한정되지 않는다. 예컨대, 솔레노이드-작동 밸브에 의해 작동되는 공기 실린더가 상기 샤프트에 기계적으로 결합되어 코팅과 비코팅 위치들 사이에 리프트 조립체를 이동시킬 수 한다. 샤프트 스터브(12)들의 하나는 커플링(18)을 통해 모터에 부착된다. 벨로우즈 서보 스타일 커플링이 이 목적을 위해 적절한 것으로 확인되었으나, 본 명세서에 기술된 실시예들은 그에 한정되지 않는다. 어떤 실시예에서, 샤프트 스터브들이 제공되고 그 사이에 슬롯(25)으로부터 개구들 (24a~24n)을 통해 저장부(16) 내로 통과하도록 공기에 대한 공간을 갖는 본체와 용착된다.

바람직한 실시예에서, 진공 저장부(16) 및 개구들(24a~24n)이 제거되고 흡입 원에 대한 가요성 호스 또는 회전 결합구(도시되지 않음)와 같은 적절한 수단에 의해 연결되는 하나 이상의 중공(hollow) 샤프트(12a)(도1B 및 4A)를 통해 흡입 공기 유동 경로가 대안적으로 형성된다. 이 실시예에서, 중공 샤프트(12a)는 솔리드 샤프트(12) 및 조립체(50)의 일단 또는 양단을 교체할 수 있다. 이 샤프트들은, 조립체(50)의 길이에 걸쳐 항시 연장되지 않는 (조립체의 전체 길이가 아닌) 샤프트 스터브로 될 수 있다. 이는, 공기가 날개 형상 조립체(50)의 둥글납작한 부분을 통과하도록 한다. (도1B에 나타낸 단면도에 대응하는) 도4A에 있어서, 중공 샤프트 스터브(12A)는 도시된 바와 같이, 조립체(50) 내로 일부분만 연장된다. 이와 유사하게, (도1A에 나타낸 단면도에 대응하는) 도4의 실시예에 있어서의 비중공(non-hollow) 샤프트 스터브(12)가 조립체(50) 내로 부분적으로만 연장된다. 도4 및 4A의 양 실시예들에 있어서, 공기가 슬롯(25)으로 유입하고, J자형 부재(20), 절곡 부재(21), 및 샤프트 스터브(12 또는 12A)와 연관되어 날개 조립체의 각 단부로부터 인접한 거셋(27)들의 표면에 의해 구획되는 날개 조립체 내측에 안내된다. 도4의 실시예에서, 공기는 도13A 및 13에 도시된 바와 같이 개구들(24a-24n)을 통과하고, 진공 저장부(16)로 유입한다. 중공 샤프트 스터브(12A)를 갖는 도4A의 실시예에 있어서, 진공 저장부(16) 및 J자형 부재(20)에 있는 개구들은 제거된다.

슬롯(25)으로부터의 공기 유동 경로는 다시, (개구들이 없는) J자형 부재(20) 및 절곡 부재(21)의 표면들에 의해 구획되고 흡입 원에 연결된 적어도 중공 샤프트 스터브(12A)를 갖는 날개 조립체(50)의 일단 또는 양단에 안내된다. 공기는, 도14A 및 14B에 나타낸 바와 같이 (도시되지 않은) 흡입 원 내로 중공 샤프트 스터브 또는 샤프트 스터브들(12A)을 통과한다.

도1-6으로 돌아가면, 어떤 실시예들에 따른 웹 리프트와 스태빌라이저 조립체(10)의 상세도가 도시되어 있다. 설명의 간략화를 위해, 진공 저장부(16)는 이들 도면에 도시되지 않는다. 본체(50)는 기다란 절곡 부재(21)에 결합된 기다란 J자형 부재(20)를 포함한다. 비록 두 개의 별도의 부재들이 도시되었으나, 당업자는 단일의 일체형 본체(50)가 형성될 수 있음을 이해할 것이다. 도4에 명백히 도시된 바와 같이, 기다란 J자형 부재(20)는 절곡 부재(21)보다 웹의 폭 방향으로 더 길며, 그 이유는 웹(100)이 항상 (예컨대, 적어도 25mm 만큼) 코팅된 영역보다 넓기 때문이다. 슬롯 다이 코터(200)의 다이 립들 너머로 J자형 부재(20)를 연장시키는 것은, 웹(100)의 미코팅 에지들를 안정화하는 데 도움을 준다. 이들이 제자리에 있지 않으면, 이들이 다이 상에 주행될 때 에지들이 주름지고 상하로 뒤집혀, 코팅의 에지에 코팅 결함을 야기한다. 기다란 절곡 부재(21)는, 장치가 온 코팅 위치에 있을 때 웹과 접하고, 상기 리딩 에지를 한정하는 직선 또는 평탄부(20A)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 부분(20A)의 표면은 평활하고 (예컨대, 경면 가공으로) 고도로 연마된 금속 표면이다. 어떤 실시예에서, TEFLON^®과 같은 저마찰 코팅이 20A의 표면에 도포될 수 있다. 마찰 감소 코팅은 마찰을 감소시키고 마모에 견디도록 세라믹 비드와 같은 내마모성 요소들을 포함할 수 있다. 이와 같은 코팅들은 미국, 위스콘신, 라신의 Racine Flame Spray, 및 플마즈마 스프레이 코팅들의 다른 공급원들로부터 입수가능하다. 표면들은 평활한 표면으로 가공될 수도 있다. 기다란 J자형 부재(20)는 또한, 만곡 또는 U자형 부분(20B)을 포함하며, 상기 U자형 부분은 샤프트 스터브(12)와 매칭하는 곡률을 갖고 샤프트 스터브(12)보다 약간 큰 반경을 가지며, 그에 따라 샤프트 스터브(12)가 도1에 나타낸 바와 같이 U자형 부분 내에 안착하도록 된다. 도5 및 6에 명백히 도시된 바와 같이, 기다란 J자형 부재의 U자형 부분(20B)은 그의 길이를 따라 복수의 이격된 개구들(24a-24n)을 포함한다. 어떤 실시예들에 있어서, 개구들(24a-24n)의 직경은 각각 0.5 인치이고, 각 개구의 중심이 J자형 부재(20)의 종방향 중심선 x(도6)으로부터 30°로 되도록 위치된다. 상기 개구들(24a-24n)은 이격된 샤프트 스터브들(12) 사이에 위치되고, 슬롯으로부터 진공 저장부로 유체 연통하도록 하며, 이는 후에 더욱 상세히 기술된다. 상기 U자형 부분(20B)으로부터 연장된 직선 부분(20C)이 있고 이는 직선 부분(20A)보다 짧다. 도시된 실시예에서, 상기 U자형 부재(20B), 직선 부분(20A) 및 직선 부분(20C)은 단일의 일체적 금속 편이다.

도1 및 3은 또한 절곡 부재(21)를 도시하며, 이는 어떤 실시예에서, 짧은 상부(21A)를 포함하며 이는 중간 부분(21B)에 대해 22°각도로 휘어지고, 다시 저부(21C)에 대해 30°각도로 구부러진다. 어떤 실시예에서, 상기 짧은 상부(21A)는 직선/평탄 상태를 유지하고, 또한 웹이 찢어지지 않도록 둥글게 되도록 하기 위해, 겹쳐진 절곡부를 갖는다. 어떤 실시예에서, 상기 짧은 상부(21A)는 기계가공이 가능한 재료의 스트립으로부터 형성되고 표면(21A)이 여전히 온 코팅 위치에 있는 다이 립의 평탄도와 일치하는 특정 평탄도로 밀링된다. 저부(21C)는 예컨대 용착에 의해 기다란 J자형 부재(20)의 부분(21C)에 결합된다. 절곡 부재(21B)는, 복수의 이격된 펀칭 슬롯(23)을 포함하고, 그 각각은 거셋(27)(도2) 상에 탭(27A, 27B)들을 수용하도록 절곡 부재의 길이를 따라 중심에 위치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 결합되었을 때, 절곡 부재(21)의 중간 부분(21B)은 기다란 J자형 부재(20)의 직선 부분(20A)과 상호작용하여 슬롯(25)을 형성한다(도1). 어떤 실시예에서, 슬롯(25)은 폭이 0.16 인치로 될 수 있다. 어떤 실시예에서, 웹의 텐션에 따라, 0.5 인치 내지 1.5 인치 wc의 범위로 슬롯(25)에 부압이 인가된다. 어떤 실시예에서, 상기 중간 부분(21B)은, 장치가 동작 상태에 있고 또한 온 코팅 위치에 있을 때, 중간 부분(21B)이 슬롯 다이 코터(200)의 일측에 평행하거나 실질적으로 평행하도록 각도를 이룬다. 상기 짧은 상부(21A)는 본체(50)의 상기 트레일링 에지를 한정한다.

복수의 이격된 거셋들(27)(도2)은 장치의 길이를 따라 이격된 관계로 위치된다. 각 거셋(27)의 탭(27A)은 절곡 부재(21)의 각각의 슬롯(23)에 수용되고 거기에서 가용접(tack welding)된다. 각 거셋(27)의 탭(27B)은 기다란 J자형 부재(20)의 부분(20C)의 종단부에서 각각의 절결부에 수용된다. 어떤 실시예에서, 장치의 길이를 따라 위치된 5개의 이격된 거셋들이 존재한다. 각 거셋(27)은 샤프트(12)를 수용하도록 구성되는 아크 형상 저부(26)를 포함한다. 상기 거셋들은 진공 슬롯(25)의 갭/폭을 유지하고 웹 표면에 걸쳐 평탄성을 유지하는데 도움을 준다.

도7-12를 참조하면, 진공 저장부(16)가 도시되어 있다. 어떤 실시예에서, 진공 저장부(16)는, 도11에 도시된 바와 같이, 기다란 J자형 부재(20)의 U자형 부분(20B)에 연결된 아크 형상 부분(36)을 포함한다. 이는 슬롯(25)과 진공 저장부(16) 사이에 유체 연통을 생성하여 슬롯(25)에 유입하는 공기가 U자형 부재의 복수의 홀들(24a-24n)을 통과하고 진공 저장부에 유입한 다음, 궁극적으로 팬 입구로 다시 유동하고 주위로 나가게 된다.

바람직하게는 아크-형상 부분의 반경은 연결을 용이하게 하기 위해서 U자형 부분의 반경과 매칭된다. 아크-형상 부분(36)은 진공 저장부의 잔여부를 형성하는 길게 연장된 부분(46)을 한정하기 위해 말단부에서 구부러진다. 개구(48)(도 8)는 적당한 덕트 및/또는 호스를 통해 팬과 같은 진공원에 유체 연통을 제공하도록 저장부(16)의 벽 내에 형성된다. 특정 구체예에서, 부압이 공급 호스 허용오차를 위해 웹 폭 외측 저장부(16)의 후면으로부터 인출되고, 1" wc 슬롯 압력차가 저장부의 길이를 가로질러 생성되며, 호스 연결부(48)에 근접한 면이 더 높게 생성된다. 그에 따라 진공 슬롯 내의 크로스 웹 압력을 균등하게 하기 위해 천공된 다이버터(39)가 도 8에 도시된 바와 같이 저장부 내에 위치될 수 있다. 다이버터의 크기는 웹 스태빌라이저의 폭에 부분적으로 의존할 것이며, 그 결정은 당업자에게 자명하다.

원격 장착된 팬이 부압 원으로서 사용될 수 있거나, 또는 조립체와 연결될 수 있는 웹 드라이어 내의 서플라이 팬의 입구가 흡입 원으로서 사용될 수 있다. 부압을 조절하기 위해 댐퍼를 구비한 가요성 호스가 홀(48)을 통해 진공 저장부에 부착될 수 있다.

연속 웹 코팅 공정 시의 동작에 있어서, 장치(10)는 도 13A에 도시된 바와 같이 웹 주행의 반대 방향으로, 슬롯 다이 코터(200) 직 상류에 배치된다. 장치는 정지상태이며, 부압이 슬롯(25)에 인가되어(예컨대, 팬 등으로 샤프트(12a) 내의 경로를 통해 또는 진공 저장부(16)를 통해 부압이 본체에 인가됨), 웹을 평탄화하고 장치(10)의 직 하류에 위치된 슬롯 다이 코터(200) 상에서 하방으로 고정시킨다. 이동 웹(100)이 웹 리프터 및 스태빌라이저 조립체(10)의 선두의 고연마 표면(20A) 위로 주행하기 때문에 포일 웹(100)을 장치의 평면(20A)으로 끌어당기는 정지 또는 마찰력이 생성되어 부압 슬롯(25)과 함께 웹을 평탄화하는 것을 돕는다. 바람직한 구체예에서, 슬롯(25)에 인가된 부압은 전형적으로 물의 -0.2 내지 -2 인치 범위이고, 이동 웹 상에 전달된 마찰 저항의 양을 최소화하면서 소망하는 평탄화 정도를 얻기 위해 흡입 원에 연결되는 진공 라인 내에서 밸브(미도시) 수단에 의해 조정될 수 있다. 특정 구체예에서, 장치는 슬롯 다이 코터(200) 배출 영역의 0.375 내지 0.500 인치 범위 내에 위치하고, 코팅되는 동안 양호한 접촉 및 코팅 품질을 위해 웹이 슬롯 다이 코터 위를 감싸도록 슬롯 다이 코터(200)의 배출 립(201)을 약간 하회한다. 웹(100) 상의 코팅 내에서 갭이 요구되는 경우, 장치(10)는 슬롯 다이 코터(200)의 웹(100)을 들어올리기 위해(도 13B에 도시된 오프 코팅 위치), 예컨대 모터(17)를 구비한 샤프트 스터브(12)를 작동시키는 것에 의해, 예컨대 공정 제어에 따라 1 내지 3도, 샤프트 스터브(12)(및 샤프트 12a를 통하여 대안적 흡입을 갖는 12a)의 종축에 대해 회전된다. 특정 구체예에서, 일정한 부압을 유지하기 위해 항상 팬이 잔류한다. 정확한 스킵 길이를 얻기 위하여 예정된 시간(또는 웹 거리)이 지난 이후에, 장치(10)와 연결된 서보 모터(17)가 슬롯 다이 코터(200) 아래 후방으로 장치(10)를 회전시켜 온 코팅 위치로 만든다. 이어서 이 사이클이 반복된다.

주행 웹을 안내하고 평탄화하기 위해 웹 리프터/스태빌라이저 장치의 능력이 웹 리프팅이 요구되지 않는 응용예에 사용될 수 있다. 그러한 응용예에서 장치는 회전가능할 필요는 없다.

도 17은 특정 구체예에 따른 유체 시스템 및 제어 요소들의 대표적인 예를 도시한다. 이러한 구체예에서, 시스템은 코팅 유체 저장부(30), 펌프(40), 바이패스 밸브(63), 서플라이 밸브(60), 노즐(70) 및 웹 리프터(15)를 포함한다. 선택적으로, 유체 변위 기구(90')가 도관(96)을 통해 작은 부피의 유체를 재배치하고 대안적으로 인출하기 위해 포함된다. 변위가 시스템 내에 포함되며, 이것은 바이패스 밸브(63), 서플라이 밸브(60), 및 웹 리프터/스태빌라이저(15)의 동작을 제어할 수 있다. 유체 변위 기구를 이용하는 일부 구체예에서, 변위는 유체 변위 액튜에이터 드라이브(91)의 동작을 조절한다.

콘트롤러(210)는 하기에 기술된 동작을 수행하도록 응용된, 컴퓨터 판독가능한 명령을 실행하는 처리 장치를 포함한다. 프로세싱 유닛은 마이크로프로세서와 같은 다목적 계산 장치일 수 있다. 대안으로, 이것은 프로그램가능한 로직 콘트롤러(PLC)와 같은 특화된 프로세싱 장치일 수 있다. 또한 콘트롤러(210)는 저장 요소를 포함하고, 이것은 명령을 저장하거나 프로세서의 사용을 위해 일시적 저장을 제공하는데 사용된다. 저장 요소는 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 ROM, NVRAM, 또는 임의의 다른 적당한 기술과 같은 임의의 메모리 기술을 이용할 수 있다. 또한 콘트롤러(210)은 터치스크린, 키보드 또는 다른 적당한 장치와 같은 입력 장치를 포함한다. 상기 입력 장치는 오퍼레이터가 콘트롤러(210)에 의해 사용되어야 하는 파라미터 또는 프로파일 세트를 입력하는 것을 허용하도록 사용된다. 또한 이러한 입력 장치는 휴먼 머신 인터페이스 또는 HMI로 호칭될 수 있다. 또한 콘트롤러(210)는 상술한 바와 같이 밸브 및 노즐을 조절하도록 응용된 출력을 갖는다. 이러한 출력은 아날로그 또는 디지털 성일 수 있으며, 2진 출력(즉, 온 또는 오프)를 제공하거나 또는 아날로그 시그널 또는 멀티-비트 디지털 출력과 같은 가능한 범위의 출력을 제공할 수 있다. 이러한 출력을 이용하여, 콘트롤러(210)는 바이패스(63) 및 서플라이 밸브(60)의 개폐 뿐만 아니라 이러한 동작이 발생하는 속도를 제어할 수 있다. 유사하게, 이것은 웹 리프터 (15)의 이동 뿐만 아니라 이동 속도를 제어할 수 있다.

밸브(50, 60)를 구동하는 각각의 밸브 액튜에이터(51, 61), 및 챔버(90)를 구동하는 유체 변위 액튜에이터(91)는 바람직하게는 높은 주행 속도에서 정밀한 위치설정 능력을 갖는 서보모터 드라이브이다. 바람직하게는, 액튜에이터 51 및 61은 50 밀리초 미만에서 개방으로부터 밀폐 및 밀폐로부터 개방 위치의 주행 범위를 통해 각각의 밸브를 구동할 수 있다. 유사하게, 액튜에이터(91)는 50 밀리초 미만에서 볼륨 챔버(90)를 확장하고 50 밀리초 미만에서 수축된 위치로 리턴하도록 선택된다. 웹 리프터/스태빌라이저(15)에는 액튜에이터(73), 바람직하게는 50 밀리초 미만에서 온-코팅 위치로부터 오프-코팅 위치로 또 오프-코팅 위치로부터 다시 웹 코팅-온 위치로 전체 사이클을 완성하도록 고속 위치설정 능력을 갖는 서보모터가 배치된다.

웹 주행 방향에서 연속 웹을 포함하는 시트의 길이를 따라 적용되는 하나 이상의 코팅된 패치의 두께의 프로파일을 확립하기 위해서, 오퍼레이터는 출발 위치로 기준설정된 시트 상 위치, 및 다양한 밸브(50, 60) 및 리프터-스태빌라이저(15)의 작동을 제어하기 위한 웹 주행 거리 용어로 정의된 부가적인 기준 위치를 입력할 수 있다. 이러한 기준 위치는 상기 웹 이동 방향을 따라 제 2의 정밀한 치수를 갖는 비코팅된 웹의 매개 세그먼트와 함께 웹 이동 방향을 따라 정밀한 차수를 갖는 하나 이상의 코팅된 패치들을 제조하기 위해서, 웹에 적용되는 코팅된 및 비코팅된 영역의 소망하는 길이로부터 초기에 결정된다. 또한 이러한 기준 위치 파라미터는 유체 레올로지 및 슬롯 다이 셋업과 같이 다양한 기준에 따라 제어될 수 있다.

하기는 오퍼레이터가 소망하는 정밀한 길이의 코팅된 패치를 제조하기 위해 파라미터를 설정하는 예를 기술한다. 서플라이 밸브(60)를 참고하면, 오퍼레이터는 "밸브가 개방되는 위치", "밸브가 닫히는 위치", 또는 중간 "개방" 및 "닫힘" 위치를 제공할 수 있고, 여기서 밸브는 부분적으로 개방하거나 또는 부분적으로 닫힌다. 일부 구체예에서, 오퍼레이터는 일련의 위치 및 20% 개방, 40% 개방 등과 같이 밸브 상태의 대응하는 표시를 제공할 수 있다. 일부 구체예에서, 밸브(60)의 개방 및 밀폐는 통상의 수학적 곡선을 따를 수 있다. 예컨대, 수학적 곡선은 선형 램프(linear ramp), 지수 함수, 또는 계단 함수, 또는 포물선 함수, 또는 이러한 함수의 조합일 수 있다. 유사한 파라미터가 바이패스 밸브(63)를 위해 사용될 수 있다. 하나의 구체예에서, 프로파일은 적용된 코팅의 작업 정보를 통해서, 또 대응하는 타이밍 도를 생성하는 것에 의해서 결정된다. 이어서, 밸브 타이밍 및 개방/닫힘 프로파일은 실험을 통해 재정돈된다.

또한 리프터/스태빌라이저(15)의 이동은 콘트롤러(210)에 의해 조절될 수 있다. 일부 구체예에서, 리프터(15)는 노즐 70의 립 72로부터 웹을 변위시키기 위해 액튜에이터(73)에 의해 회전된다. 오퍼레이터는 리프터/스태빌라이저(15)가 립(72)으로부터 멀리 이동하기 시작할 때 기준 위치를 입력할 수 있다. 또한 오퍼레이터는 리프터/스태빌라이저가 다이 립을 향해 이동할 때 기준 위치를 엔터링할 수 있다. 이어서, 이동 속도는 자동적으로 슬롯 다이에 대하여 웹 위치 및 라인 속도를 기초로 조정된다. 상술한 바와 같이, 리프터(15)의 위치 대 시트 위치의 그래프는 단순한 선형 램프, 지수 함수, 또는 포물선 함수 일 수 있다. 이러한 그래프는 리프터(15)의 이동 속도를 결정한다. 일부 구체예에서, 오퍼레이터는 일 세트의 기준 위치 및 대응하는 리프터의 상태 표시, 예컨대 다이 립들로부터 20% 떨어진, 다이 립으로부터 40% 떨어진 등과 같은 표시를 제공할 수 있다.

유사하게, 선택적 유체 변위 기구(90') 이동은 마찬가지로 프로그램되고 제어될 수 있다.

밸브(50, 60), 웹 리프터(15) 및 유체 변위 기구(90')에 대한 파라미터의 특정 조합이 자주 사용될 것이다. 따라서, 각각의 성분에 대한 모든 파라미터를 개별적으로 입력하는 것 대신에, 오퍼레이터는 모든 성분의 오퍼레이션을 기술하는 미리 정의된 세트의 파라미터인, "레서피(recipe)"를 생성할 수 있다. 나중에, 오퍼레이터는 프로세싱 유닛에 대한 모든 상세한 관련 이동 정보를 수송하는 레서피의 명칭을 간단히 입력할 수 있다. 일부 구체예에서, 각 레서피의 상세 정보는 콘트롤러(210) 내에서 저장 요소에 저장된다. 예컨대, 하나의 "레서피"는 도 19에 도시된 코팅 패턴을 생성하게 저장될 수 있지만 두 번째 "레서피"는 도 21에 도시된 코팅 패턴을 생성하게 저장될 수 있다. 또한, 레서피는 국소적으로 저장되어 코팅된 패치 프로파일만 조절할 수 있거나 또는 선 속도, 웹 텐션, 건조기 설정, 및 코팅 라인에 통합되는 다른 장치를 위한 설정과 같은 다른 다양한 조건을 저장하는 더 큰 글로벌 레서피의 일부분으로 원격 저장될 수 있다.

이러한 콘트롤러를 이용하여, 다양한 성분의 오퍼레이팅 특성이 넓은 범위의 코팅 프로파일을 생성하도록 프로그래밍될 수 있다. 예컨대, 도 18은 도 16에 도시된 프로파일을 생성하는데 사용될 수 있는 바이패스 밸브(63), 서플라이 밸브 60 및 웹 리프터(15)의 오퍼레이션을 나타낸다. 횡축은 시트 상에서 거리를 나타낸다. 이러한 프로파일은 코팅이 200mm에 대해 적용되고 이어서 30mm에 대해 적용되지 않은 것을 추정한다. 이어서 이러한 패턴이 반복된다. 본 명세서에 개시된 구체예는 이러한 패턴에 한정되는 것은 아니다. 실제로 코팅되고 비코팅된 부분은 1mm와 같이 작을 수 있으며 임의로 클 수 있다.

하기 구체예는 다양한 성분의 동작을 결정하기 위해서 웹 주행의 방향을 따라 시트의 기준 위치를 이용한다. 기판 재료의 위치는 롤러 샤프트에 부착된 하이 레졸류션 인코더(220)에 의해 트래킹된다. 다른 구체예에서, 인코더는 웹 이동을 나타내는 드라이브 모터에 연결된다. 코팅 오퍼레이션의 초기 출발시, 다이 립(72)의 위치와 관련된 웹 주행의 길이는 인코더 정보로부터 계산되어 웹 기준 위치의 용어로 번역된다. 인코더(220)로부터의 신호는 각각 밸브 (50,60), 웹 리프터(15) 및 유체 변위 챔버(90)의 개별적인 위치설정 동작을 수행하기 위해 서보모터(51, 61, 73 및 91)의 서보 드라이브 제어에 대하여 데이터 버스를 통해 연통되어 있다. 서보 드라이브와 관련된 당업자에게 알려져 있는 바와 같이 이러한 위치설정 동작은 사용자에 의해 규정된 수학적 프로그램된 캠 액션 프로파일에 따라 탁월한 정밀도 및 매우 높은 속도에서 수행될 수 있다. 2 이상의 액튜에이터의 위치설정 액션이 코팅 두께 프로파일 및 패치 로케이션의 정밀한 제어를 얻기 위해 조합될 수 있으며, 타이밍 도로 표시된다.

도 18은 기준 위치 199.5mm에서 바이패스 밸브(63)가 열리기 시작하고 서플라이 밸브(60)가 닫히기 시작하는 타이밍 도의 예를 도시한다. 이러한 동작은 기준 위치 200mm에 의해 완성되므로, 코팅 영역 및 비코팅 영역 사이에서의 천이는 매우 이례적이다. 이러한 신속한 천이는 서플라이 밸브(60)가 다음에 타임 230에서 개방할 때 비균일하게 적용된 노즐 70 내의 과량의 코팅을 잔류시키는 경향이 있다(도 16 참조). 밸브(50, 60)가 동작되는 동안 웹 리프터(15)는 다이 립(72)으로부터 멀리, 온-코팅 위치로부터 오프-코팅 위치로 이동된다. 이러한 이동은 기준 위치 199.5mm에서 시작하고 기준 위치 200mm에서 종결된다. 코팅이 기준 위치 230mm에서 다시 적용된다. 이러한 애플리케이션을 제조할 때 바이패스 밸브(63)는 기준 위치 229.5mm에서 닫히기 시작한다. 바이패스 밸브(63)는 기준 위치 230mm에 의해 닫힌다. 서플라이 밸브(60)는 위치 229.5mm에서 출발하여 위치 230mm에서 종결되고 막힌 상태로부터 개방 상태로 진행하는 유사한 프로파일을 실행한다. 또한 웹 리프터는 온-코팅 위치로 이동된다. 이러한 이동은 기준 위치 229.5mm에서 시작하고 기준 위치 230mm에 의해 완성된다.

본 발명에 제시된 실시예는 상호 작용하여 동작하는 서플라이 밸브(60) 및 바이패스 밸브(63)를 예시하고 있지만, 필수는 아닌 것임을 주목해야 한다. 즉, 이들 밸브(50, 60)는 분리되어 있고 또 이들의 작동은 개별적으로 제어될 수 있다. 다른 실시양태에서, 3-웨이 밸브가 이용될 수 있고, 이 경우, 이들 밸브의 작동은 서로 의존할 것이다.

일부 실시양태에서, 분당 5 미터를 초과하는 특히 더 높은 코팅 속도에서는 도 17에 도시된 바와 같이 유체 변위 기구(90')가 바람직하게 사용된다. 이들 실시양태에서, 상기 유체 변위 기구(90')는, 부피가 증가할 때 물질이 노즐 립(72)으로부터 빠져나와 도관(96)을 통하여 캐비티(71)으로 들어가고 또 챔버로 들어가도록 가변 부피와 단일 유체 접속(96)을 갖는 챔버(90)일 수 있다. 역으로, 부피가 감소할 때, 챔버(90) 중의 물질은 도관(96)을 통하여 노즐 캐비티(71) 및 노즐 립(72)으로 되돌아가서 시트에 도포된다. 도 18에 도시된 프로파일에서, 도 17의 유체 변위 챔버(90)는 참조 위치 199.5 mm에서 챔버(90)의 부피를 팽창하기 시작하는 선형 액튜에이터(91)에 의해 바람직하게 구동되며 또 참조 위치 200 mm까지 충분히 팽창된다. 상기 물질이 다시 도포되면, 상기 유체 ?위 챔버(90)는 참조 위치 229.5 mm에서 액튜에이터(91)에 의해 부피 감소된다. 이러한 챔버 수축은 참조 위치 230 mm에서 완료된다.

도 23을 참조하면, 상기 유체 변위 기구(90')은 밀봉 벨로우즈 또는 다이어프램 소자를 포함하여 챔버(90) 및 액튜에이터(91) 양쪽을 지지하는 고정 프레임(97)에 부착된 챔버(90)를 형성한다. 액튜에이터(91)는 기계적 커플링(92)에 의해 챔버(90)의 다이어프램 소자에 기계적으로 접속되어 다이어프램의 위치를 챔버(90) 내측으로 움직여서 내부 부피를 감소시키거나, 또는 챔버(90)로 부터 외측으로 움직여서 내부 부피를 증가시킨다. 유체 도관(96)은 챔버(90)의 내부 부피와 유체 연통하며 또 도 17의 유체 시스템과 유체 소통한다. 동작 전에, 상기 챔버(90)와 도관(96)은 코팅 유체, 코팅 용매, 또는 기타 적합한 유체 매질에 의해 채워져서 유체 변위 기구를 선도한다. 동작시, 액튜에이션 거리 "Y"는 도 17의 콘트롤러(210)로부터의 지시에 따라서 액튜에이터(91)에 의해 제어된다. 유체 변위 작용의 신속한 작동을 허용하기 위하여, 챔버(90)의 다이어프램 소자의 디자인은 팽창된 상태에서 내부 부피 대 수축된 상태에서의 부피에서 소망하는 변화를 얻으면서도 작동 거리를 최소화하는 것을 고려하여 제조된다. 이동 거리는 바람직하게는 50 밀리초 미만의 응답 속도에 대해 6 mm 미만이다. 상기 다이어프램은 일반적으로 입수가능한 탄성중합체 물질로부터 선택될 수 있고, 경우에 따라 패브릭 스트랜드에 의해 강화되며, 또 강성 쉘(shell) 또는 보울(bowl)로 밀봉되어 가변 부피의 챔버(90)를 형성한다. 바람직한 실시양태에서, 부피 챔버는 부식성 금속 벨로우즈로서 작성되며 T304 스테인레스 강과 같은 내용매성 재료이다. 작업하는 동안 공기 기포가 포함되는 것을 피하도록 챔버의 효과적인 프라이밍을 위해 단일 벨로우즈형이 바람직하다. 가변 부피 챔버(90)의 상기 기재는 다수의 벨로우즈 및 다이어프램 소자 디자인이 당업자에게 공지되어 있으므로 예시적으로 든 것이며 최소의 액튜에이션 거리, 신속한 속도 및 부피 변위에 대한 요건을 만족하도록 적용될 수 있다.

챔버(90), 도관(95), 캐비티(71) 및 다이 립(72)에 함유된 코팅 유체는 액튜에이터(91)에 의한 각 작동에 대한 유동 방향에 있어서 가역적이어서, 팽창되면 일시적으로 다이 립(72)의 출구로부터 다이 캐비티(71)으로 및 유체 변위 챔버(90)로 위치된 다음, 챔버(90)가 압축되면 동일 경로를 통하여 다이 립(72)으로 되돌아가게 되는 것임을 알아야 한다. 따라서, 코팅 유체는 웹 상에서의 유체 퇴적을 수용하기 위해 공정으로부터 제거되지 않아 정확한 치수의 별개의 코팅된 패치를 제조한다.

물론, 다른 코팅 프로파일도 바람직할 수 있다. 도 19는 코팅 프로파일을 도시하며, 이때 리딩 에지(540)는 도 16의 리딩 에지에 비하여 훨씬 더 평탄하다. 트레일링 에지(545)는 또한 더욱 평탄하고 가파르다. 이러한 프로파일을 생성하기 위하여, 다양한 부품의 타이밍과 속도가 도 18과 관련하여 설명된 것으로부터 변형된다. 이러한 코팅 프로파일을 생성하기 위해 사용될 수 있는 대표적인 타이밍 다이아그램은 도 20에 도시되어 있다.

이 프로파일에서, 서플라이 밸브(60) 및 바이패스 밸브(63)는 더 이전에 닫히도록 제어된다. 이 프로파일에서, 이들 밸브(50, 60)는 참조 위치 195 mm까지 이행하기 시작하며 참조 위치 196 mm까지 완전히 이행한다. 상기 웹 리프터(15)는 참조 위치 199.5 mm 까지는 이동하지 않으며, 또 다이 립(72)으로부터 떨어지게 신속하게 이동한다. 상기 코팅이 다시 도포되면, 상기 밸브는 참조 위치 228 mm까지 이행하기 시작하며 참조 위치 229.5 mm 까지 완전히 이행한다. 상기 웹 리프터(15)는 참조 위치 229 mm에서 시작하여 다이 립(15)을 향하여 이동하며 또 참조 위치 230 mm까지 완전히 이동한다. 유체 변위 기구(90')이 이용되는 이들 실시양태에서, 상기 유체 변위 챔버(90)는 기준 위치 199 mm에서 팽창하기 시작하며 위치 200 mm까지 충분히 팽창된다. 코팅이 위치 230 mm에서 다시 도포되기 전에, 상기 유체 변위 챔버(90)는 참조 위치 229 mm에서 수축하기 시작한다. 그의 수축은 참조 위치 230 mm에서 완료된다.

도 21은 본 발명에 개시된 실시양태를 이용하여 형성될 수 있는 다른 코팅 프로파일을 도시한다. 이 실시양태에서, 리딩 에지(562)는 최대값으로 경사진다. 유사하게, 트레일링(565)은 경사지기보다는 테이퍼(tapered)형이다. 도 22는 상기 프로파일을 창제하기 위해 이용될 수 있는 타이밍 도를 도시한다. 이 실시양태에서, 상기 밸브(50, 60)는 테이퍼형 리딩 에지(562) 및 트레일링 에지(565)를 생성하도록 더욱 느리게 개폐된다.

본 발명에 기재된 대표적인 타이밍 도는 소망하는 코팅 프로파일을 생성하기 위해 이용될 수 있는 유일한 타이밍 도가 아님을 알아야 한다. 또한, 다른 코팅 프로파일도 가능하며 상기 밸브, 노즐 및 유체 변위 기구의 동작을 달리하는 것에 의해 생성될 수 있다.

상기 밸브(50, 60)의 작동을 제어하기 위한 콘트롤러의 이용 및 상기 웹 리프터(15)의 이동은 유체 변위 기구(90')을 특히 분당 5 미터 미만의 코팅 속도로 제거할 수 있다. 예를 들어, 상기 밸브가 온/오프되는 위치 및 속도를 정밀하게 제어하는 것에 의해, 노즐(70)에 잔류하는 과량의 코팅량을 감소시킬 수 있다.

상기 실시예에서, 상기 시스템은 모든 액튜에이션을 위치에 참조하는 것에 의해 프로그램된다. 다시 말해, 상기 시스템은 절대 위치 및 소망하는 동작이 함께 제시되는 입력을 수용한다. 그러나, 참조의 다른 포인트는 동작이 일어날 때를 지시하기 위하여 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 밸브(50, 60) 및 상기 웹 리프터(15)의 동작은 턴온 및 턴 오프 위치를 참조할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 코팅을 200 mm까지 도포한 다음 30 mm 비코팅 영역을 두어야 한다고 특정할 수 있다. 상기 밸브(50, 60)의 액튜에이션은 이들 턴온 및 턴오프 위치로부터 상대 옵셋(relative offset)으로 입력될 수 있다. 도 20을 참조하여, 상기 밸브는 위치 옵셋 -6mm (200 mm - 194 mm)에서 이행을 개시하도록 프로그램될 수 있고 또 위치 옵셋 -4mm에서 상기 이행을 완료할 것이다. 유사하게, 상기 밸브의 다음 이행은 턴온 위치(230 mm)을 참조할 것이다. 정보를 콘트롤러로 전달하는 이러한 방법은 아주 유용할 수 있는데, 이는 다른 변수를 변형하지 않고도 턴온 및 턴오프 위치를 단순히 변경하는 것에 의해 동일 코팅 프로파일이 상이한 길이 영역에 이용되게 하기 때문이다.

본 발명에 기재된 위치 기반 기준 시스템의 다른 이점은 코팅 속도에서 변경을 콘트롤러가 자동적으로 보상할 수 있는 점이다. 예를 들어, 롤러(315)의 속도가 변경되면, 상기 콘트롤러는 각각의 작동과 관련된 시간이 상이한지를 판단하여서 상기 변경을 보상하여 이전에 실시되었던 것과 동일한 코팅 프로파일을 생성할 수 있다.

상기 콘트롤러는 이전에 코팅된 시트의 대향면에 코팅을 도포하는데 또한 이용될 수 있다. 도 17에 도시된 바람직한 실시양태에서, 웹(310)은 웹 이동 방향에서 소망하는 길이, 간격 및 두께 프로파일의 패치를 코팅하도록 이전에 기재된 바와 같이 동작하는 유체 전달 시스템(301a) 및 웹 리프터(15a)를 갖는 제1 코팅 노즐(70a)에 의해 제1 면상에 코팅된다. 상기 웹 경로는 제2 코팅 노즐(70)에서 바람직한 배향에 있는 웹을 제공하기 위하여 웹의 비코팅 면을 턴온하는 것에 의해 롤러(314 및 315)에 의해 재지시된다. 이어 웹(310)의 제2 면이 전술한 바와 같이 코팅된다. 일부 실시양태에서, 제1 면 상의 코팅 패치는 대향면 상에 제조된 것과 정확하게 정렬되는 것이 중요하다. 다른 실시양태에서, 제1 면상의 패턴에 대하여 코팅 도포를 진전 또는 지연시키는 것이 바람직할 수 있다. 입력 장치를 이용하여, 오퍼레이터는 대향면의 등록을 프로그래밍할 수 있다. 일부 실시양태에서, 이것은 제1 면상에 이전에 도포된 코팅에 대하여 특정 관계를 갖도록 출발 위치와 중지 위치를 프로그램하는 것에 의해 달성된다. 다른 실시양태에서, 오퍼레이터는 소망하는 옵셋에 들어간다(즉, 0은 정렬을 나타내고, 양의 값은 지연을 나타내고 또 음의 값은 진전을 나타낸다). 이 실시양태에서, 상기 시스템은 이전에 코팅된 패치를 보고 비코팅 영역과 코팅 영역 사이의 이행을 검출할 수 있도록 배치된 도 17에 도시된 바와 같은 비젼 시스템(230)을 포함할 수 있다. 상기 웹 위치 지점이 일단 결정되면, 상기 콘트롤러는 인코더(220)의 신호 또는 적합한 롤러 구동 정보 신호로부터 계산된 롤러(15)의 속도를 이용할 수 있어 코팅이 제2면에 도포되어야 하는 시간을 결정한다. 상기 비젼 시스템(230)은 콘트롤러(210) 및 액튜에이터(51, 61, 71 및 91)를 제어하는 서보 드라이브와 데이터 소통되는 콘트라스트 센서를 포함할 수 있다. 다수의 이러한 비젼 시스템은 공업적 콘트롤러 및 센서 마켓에서 입수할 수 있고 또 콘트롤러(210) 및 서보모터(51, 61, 71, 및 91)를 제어하는 구동 드라이브에 의한 작용을 적시에 나타낼 수 있도록 이동하는 웹 상에서 코팅된 위치에서부터 비코팅 위치로 또 코팅되지 않은 위치에서부터 코팅된 위치로의 검출된 이행을 보고하기 위한 신속한 응답 속도를 제공하도록 선택될 수 있다. 콘트라스트 센서 장치에 대한 응답 시간은 바람직하게는 100 밀리초 미만이다. 패치 등록을 위한 비젼 시스템을 포함하는 실시양태에서, 상기 콘트롤러(210)는 소망하는 코팅된 패치 배열(코팅된 길이 및 비코팅 길이)이 센서(230)에 의해 통과하는 속도의 적어도 2배 빈도로 액튜에이터 및 구동 모터 작용을 개시하는 모든 수학적 동작을 처리할 수 있어야 한다.

또한, 등록 콘트롤러의 더욱 바람직한 유형은 코팅 패치의 정렬을 위한 코팅 헤드에 도달하기 전에 코팅 패치의 에지를 감지할 뿐만 아니라 2개의 코팅된 패치의 정렬을 측정해서 측정된 값을 표적 값과 비교하여 후속하는 코팅 패치의 등록 거리에 대하여 보정을 자동적으로 적용하는 제2 세트의 센서(231, 232)를 갖는다. 이 유형의 시스템은 코팅 등록 공정의 피드 포워드 및 피드백 제어를 모두 제공하는 것에 의해 더욱 강인한 동작을 제공하며 또 전첼 코팅 장치에 사용된 다양한 제어 시스템 중에서 소통 지연과 관련된 시간 지체(lag)를 자동적으로 보상할 수 있다. 또한, 바람직한 유형의 등록 시스템은 예를 들어 코팅 선속도에서 변경 동안 유발된 결함의 개수 또는 스플라이스에 기인한 텐션 변경을 감소시키는 것에 의해 생산 수율을 개선한다.

바람직한 코팅 등록 방법으로부터의 다른 이점은 코팅 패치가 자동적으로 측정된 다음 그 측정 데이터가 통계적 분석과 품질 관리를 위한 데이터 로깅 시스템에 기록될 수 있는 점이다.

상기 기재는 본 발명에 기재된 특정 실시양태에 의해 그 범위에 한정되지 않는다. 실제로, 본 발명에 기재된 것 이외에, 본 발명의 기재에 대한 기타 다양한 실시양태 및 변형은 본 발명의 상세한 설명과 도면을 참조하여 당업자에게 분명할 것이다. 따라서, 이러한 실시양태 및 변형은 본 발명의 범위에 포함되는 것이다. 또한, 본 발명의 기재는 특정 목적을 위한 특정 환경에서 특정 실시와 관련하여 기재되었으나, 당업자라면 그의 유용성이 그것에만 한정되지 않고 또 본 발명의 개시내용은 다수의 다른 목적을 위한 다수의 환경에서 기본적으로 실시될 수 있음을 인지할 것이다. 따라서, 이하의 특허청구범위는 폭넓은 범위로 본 명세서에 기재된 본 발명의 정신의 측면에서 이해되어야 한다.

Claims (2)

1. 상류 다이 코터 립을 갖는 슬롯 다이 코터의 상류에 주행 웹의 위치를 안내하고 평탄화하기 위한 웹 스태빌라이저 장치로서,
   상기 장치의 리딩 에지를 한정하는 제1 부분을 갖는 J자형 부재와 상기 장치의 트레일링 에지를 한정하는 제2 부분을 갖는 절곡 부재를 구비하고, 상기 제1 부분은 본체에 대한 부압의 인가에 따라 공기의 유입에 대해 상기 부분들 간에 공기 입구 슬롯을 한정하도록 제2 부분과 이격되고, 공기 유입 슬롯에 유입하는 공기는 상기 J자형 부재 및 상기 절곡 부재의 표면들에 의해 안내되고, 상기 트레일링 에지는, 상기 슬롯 다이 코터가 상기 주행 웹을 코팅할 때 상기 상류 다이 코터 립의 평탄도와 일치하고 상기 상류 다이 코터 립 상에 놓이는, 날개 형상 본체; 및 상기 슬롯에 유입하는 공기를 수용하기 위해 상기 본체와 유체 연통하는 진공 원을 포함하고, 인가된 부압은 상기 웹을 상기 장치의 평탄 면과 접촉하여 위치시키는, 웹 스태빌라이저 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 진공 원은 물의 -0.2 내지 -2 인치의 진공을 인가하는, 웹 스태빌라이저 장치.

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