KR20190029377A - 슬롯 다이 코터 및 이를 구비한 구강 용해 필름 제조 장치 - Google Patents

슬롯 다이 코터 및 이를 구비한 구강 용해 필름 제조 장치 Download PDF

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Abstract

끊김 없이 진행하는 기저 필름 상에 기저 필름의 진행 방향을 따라 이격되게 코팅액을 도포하는 슬롯 다이 코터, 및 이를 구비한 구강 용해 필름 제조 장치가 개시된다. 개시된 슬롯 다이 코터는, 코팅액이 기저 필름에 도포되도록 슬롯(slot)이 형성된 슬롯 다이(slot die), 코팅액이 저장되는 탱크, 코팅액이 탱크에서 슬롯 다이 내부를 거쳐 슬롯을 통해 배출되도록 코팅액을 가압하는 펌프(pump), 슬롯 다이를 고정 지지하는 슬롯 다이 브라켓(bracket), 슬롯 다이 및 슬롯 다이 브라켓을 기저 필름의 폭 방향과 평행한 회전 축선을 중심으로 틸팅(tilting)시키는 동력을 제공하는 틸팅 서보 모터(servo motor), 및 슬롯 다이 및 슬롯 다이 브라켓을 기저 필름에 가까워지는 방향 및 그 반대 방향으로 직선 이동시키는 동력을 제공하는 직선 운동 서보 모터를 구비한다.

Description

슬롯 다이 코터 및 이를 구비한 구강 용해 필름 제조 장치{Slot die coater and apparatus for manufacturing oral dissolving film}
본 발명은 구강 용해 필름 제조 장치에 관한 것으로, 슬롯 다이 코터를 이용하여 기저 필름에 코팅액을 도포하는 구강 용해 필름 제조 장치에 관한 것이다.
구강 용해 필름(ODF: oral dissolving film)은 혀, 구강 점막, 설하 등 구강 내에 붙여 녹여 복용하는 필름으로, 전분과 같이 인체에 무해하고 물에 용해되는 원료에 인체에 유익한 물질을 혼합하여 필름 형태로 형성된다. 구강 용해 필름은 점성 있는 가식성 코팅액을 기저 필름에 코팅하고 건조시킨 후에 포장하여 제조된다.
구강 용해 필름 제조 장치에서 기저 필름에 가식성 코팅액을 도포하는 코터(coater)로서 슬롯 다이 코터(slot die coater)가 적용될 수 있다. 상기 슬롯 다이 코터는 기저 필름 상에서 서로 이격된 행렬(行列)을 이루도록 코팅액을 도포할 경우에 사용된다. 그런데, 상기 가식성 코팅액은 점성이 커서, 코팅액이 슬롯 다이의 슬롯(slot)에서 배출되도록 압력을 가하는 펌프(pump)를 오프(OFF)시키는 것만으로는 기저 필름으로 배출되는 코팅액의 흐름을 정확히 끊을 수 없다. 이로 인해, 기저 필름 상에서 선행하는 행(行)과 후행하는 행 사이가 코팅액으로 지저분하게 이어지기도 하고, 1회 복용량으로 도포된 코팅액의 용량이 일정하지 않게 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1013206호
본 발명은, 기저 필름의 진행 방향을 따라 복수의 행(行)이 형성되도록 이격되게 코팅액을 도포하는 것으로, 코팅액의 행간(行間) 간격이 일정하게 유지되고, 상기 행간에 의도하지 않은 코팅액의 드롭(drop)이 발생하지 않는 슬롯 다이 코터, 및 이를 구비한 구강 용해 필름 제조 장치를 제공한다.
본 발명은, 끊김 없이 진행하는 기저 필름 상에 상기 기저 필름의 진행 방향을 따라 이격되게 코팅액을 도포하는 것으로, 상기 코팅액이 상기 기저 필름에 도포되도록 슬롯(slot)이 형성된 슬롯 다이(slot die), 상기 코팅액이 저장되는 탱크, 상기 코팅액이 상기 탱크에서 상기 슬롯 다이 내부를 거쳐 상기 슬롯을 통해 배출되도록 상기 코팅액을 가압하는 펌프(pump), 상기 슬롯 다이를 고정 지지하는 슬롯 다이 브라켓(bracket), 상기 슬롯 다이 및 상기 슬롯 다이 브라켓을 상기 기저 필름의 폭 방향과 평행한 회전 축선을 중심으로 틸팅(tilting)시키는 동력을 제공하는 틸팅 서보 모터(servo motor), 및 상기 슬롯 다이 및 상기 슬롯 다이 브라켓을 상기 기저 필름에 가까워지는 방향 및 그 반대 방향으로 직선 이동시키는 동력을 제공하는 직선 운동 서보 모터를 구비하는, 슬롯 다이 코터(slot die coater)를 제공한다.
본 발명의 슬롯 다이 코터는, 상기 회전 축선을 따라 연장되며 상기 슬롯 다이 브라켓을 고정 기지하는 것으로, 상기 틸팅 서보 모터의 동력에 의해 상기 회전 축선을 중심으로 회전하는 슬롯 다이 브라켓 지지 샤프트, 상기 슬롯 다이 브라켓 지지 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 회전 지지 데크(deck), 및 상기 회전 지지 데크를 지지하며, 상기 직선 운동 서보 모터의 동력에 의해 상기 기저 필름에 가까워지는 방향 및 그 반대 방향으로 직선 이동하는 직선 이동 데크를 더 구비할 수 있다.
상기 코팅액을 상기 기저 필름 상에 도포할 때에는, 상기 슬롯(slot)의 말단이 상기 기저 필름으로부터 50 내지 200 ㎛ 이격된 상태에서 상기 펌프가 작동하고,
상기 코팅액을 상기 기저 필름 상에 도포하지 않을 때에는, 상기 기저 필름 상에 상기 코팅액이 묻지 않도록, 상기 펌프가 작동을 멈출 때 상기 슬롯 다이는 상기 슬롯의 말단이 상승하는 방향으로 틸팅(tilting)하면서 상기 기저 필름에서 이격되는 방향으로 직선 운동할 수 있다.
상기 슬롯 다이는, 상기 탱크에서 내부로 유입되는 코팅액이 수용되는 적어도 하나의 챔버(chamber), 및 상기 코팅액이 복수의 열(列)을 이루며 상기 슬롯을 통해 배출되도록 상기 열의 개수와 같은 개수로 마련된 배출 채널(outlet channel)을 구비하고, 상기 적어도 하나의 챔버는, 챔버 하나당 2 내지 3개의 배출 채널과 액체 유동 가능하게 연결되고, 상기 펌프는 상기 적어도 하나의 챔버와 일대일로 대응되도록 상기 챔버의 개수와 같은 개수가 구비될 수 있다.
상기 펌프와 상기 탱크는, 일대일로 대응되도록 서로 같은 개수로 복수 개씩 구비되고, 상기 복수의 탱크에 저장된 코팅액은 한 종류로 통일되지 않을 수 있다.
상기 슬롯 다이는, 상기 탱크에서 내부로 유입되는 코팅액이 복수의 열(列)을 이루며 상기 슬롯을 통해 배출되도록 상기 열의 개수와 같은 개수로 마련된 배출 채널(outlet channel), 및 상기 복수의 배출 채널의 높이를 조정하는 채널 높이 조정 유닛을 구비할 수 있다.
상기 슬롯 다이는, 서로 겹쳐지는 상측 다이 및 하측 다이, 및 상기 상측 다이 및 하측 다이 사이에 개재되는 것으로, 상기 복수의 배출 채널이 마련된 스페이서(spacer)를 구비하고, 상기 채널 높이 조정 유닛은, 상기 스페이서를 관통하며 상기 상측 다이 및 하측 다이를 연결하는 복수의 조정 볼트(adjusting bolt)를 구비하고, 상기 복수의 조정 볼트의 회전 방향 및 회전 각도에 따라 상기 복수의 배출 채널의 높이가 조정될 수 있다.
상기 스페이서는, 상기 복수의 배출 채널이 형성되도록 서로 이격된 복수의 채널 벽(channel wall)을 구비한, 강체(剛體)로 이루어진 스페이서 패널(panel), 및 상기 상측 다이와 상기 스페이서 패널 사이, 및 상기 하측 다이와 상기 스페이서 패널 사이 중 적어도 한 곳에 개재되는, 탄성체(彈性體)로 이루어진 씰(seal)을 구비하고, 상기 복수의 채널 벽에는 상기 복수의 조정 볼트가 관통하는 볼트 통공이 각각 형성되고, 상기 복수의 조정 볼트 중 적어도 하나가 회전되면 상기 회전된 조정 볼트에 인접한 배출 채널의 높이가 변경될 수 있다.
또한 본 발명은, 상기한 슬롯 다이 코터, 상기 코팅액이 도포될 때 상기 기저 필름을 지지하는 것으로, 상기 슬롯 다이의 슬롯 말단과 마주보는 위치에 마련된 코팅 지지 롤러, 상기 기저 필름에 도포된 코팅액을 건조시켜 구강 용해 필름을 형성하는 건조기, 및 상기 코팅액이 건조되어 형성된 구강 용해 필름을 낱개로 포장하는 포장기를 구비하는 구강 용해 필름 제조 장치를 제공한다.
본 발명의 슬롯 다이 코터는, 슬롯 다이의 틸팅(tilting)과, 기저 필름을 향한 방향 및 그 반대 방향의 직선 운동이 각각, 틸팅 서보 모터와 직선 운동 서보 모터에 의해 구동된다. 이에 따라, 유압 실린더나 공압 실린더를 포함하는 액추에이터(actuator), 또는 일반 모터에 의해 구동되는 경우보다 슬롯 다이의 틸팅과 직선 운동이 고도로 정밀하게 제어되므로, 기저 필름 상에 코팅액의 행간 간격이 고도의 정밀도로 일정하게 유지되고, 상기 행간에 의도하지 않은 코팅액의 드롭(drop)이 발생하지 않는다. 그러므로, 구강 용해 필름의 1회 복용 용량의 오차가 적어지고 불량이 감소되며, 포장시 오염이나 포장 불량이 방지된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 구강 용해 필름 제조 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 슬롯 다이 및 코팅 지지 롤러를 위에서 본 평면도이다.
도 3은 도 1의 슬롯 다이의 분해 사시도이다.
도 4는 도 2를 IV-IV에 따라 절개 도시한 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 1의 슬롯 다이 코터의 평면도 및 측면도이다.
도 7 내지 도 10은 도 1의 슬롯 다이 코터의 동작을 순차적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 슬롯 다이 코터 및 이를 구비한 구강 용해 필름 제조 장치를 상세하게 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 구강 용해 필름 제조 장치의 구성도이고, 도 2는 도 1의 슬롯 다이 및 코팅 지지 롤러를 위에서 본 평면도이고, 도 3은 도 1의 슬롯 다이의 분해 사시도이며, 도 4는 도 2를 IV-IV에 따라 절개 도시한 단면도이다. 도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 구강 용해 필름 제조 장치(10)는 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 구강 용해 필름(ODF)을 제조하는 장치로서, 기저 필름(2)을 특정된 경로를 따라 끊기지 않게 이송하는 필름 이송기(미도시)와, 상기 끊김 없이 진행하는 기저 필름(2)의 진행 경로 상에 순차적으로 배치되는 슬롯 다이 코터(slot die coater)(20), 건조기(91), 및 포장기(92)를 구비한다.
상기 필름 이송기는, 권취된 기저 필름(2)을 풀어 공급하는 공급 롤러(supply roller)(미도시)와, 상기 기저 필름(2)을 일정 방향으로 이동시키는 급지 롤러(feed roller)(미도시)를 포함한다. 슬롯 다이 코터(20)는 기저 필름(2) 상에 가식성 코팅액(3)을 복수의 행렬(行列)을 이루도록 슬롯 다이(21)의 슬롯(36)을 통해 도포한다. 여기서, 복수의 행은 상기 기저 필름(2)의 길이 방향을 따라 이격되어 구분되고, 복수의 열은 상기 기저 필름(2)의 폭 방향을 따라 이격되어 구분된다. 코팅액(3)의 열은 12개(i~xii)로 구분된다. 상기 코팅액(3)이 도포되는 기저 필름(2)의 일 측면에는 미리 이형제가 코팅(coating)될 수 있다.
구강 용해 필름 제조 장치(10)는 슬롯 다이 코터(20)에 의해 코팅액(3)이 도포될 때 기저 필름(2)을 지지하는 코팅 지지 롤러(11)를 더 구비한다. 코팅 지지 롤러(11)는 슬롯 다이(21)의 슬롯(36)과 마주보는 위치에 마련된다. 기저 필름(2)의 진행 경로를 따라 코팅 지지 롤러(11)의 상류에 배치된 가이드 롤러(guide roller)(16)는 코팅 지지 롤러(11)를 향하는 기저 필름(2)의 경로를 안내하고, 코팅 지지 롤러(11)의 하류에 배치된 가이드 롤러(17)는 코팅 지지 롤러(11)를 통과하여 코팅액(3)이 도포된 기저 필름(2)의 경로를 안내한다.
건조기(91)는 기저 필름(2)에 도포된 코팅액(3)을 건조시켜 구강 용해 필름을 형성한다. 포장기(92)는 코팅액(3)이 건조되어 형성된 구강 용해 필름을 낱개로 포장한다. 부연하면, 구강 용해 필름을 커버 필름(미도시)으로 덮고, 행렬을 이루며 배열된 구강 용해 필름 사이의 커버 필름과 기저 필름(2)을 열접착(thermal bonding)하여 구강 용해 필름을 하나씩 분리 밀봉하고, 상기 열접착된 부분을 슬리팅(slitting) 및 커팅(cutting)을 통해 낱개로 포장된 구강 용해 필름을 제조한다.
슬롯 다이 코터(20)는, 코팅액(3)이 기저 필름(2)에 도포되도록 슬롯(36)이 형성된 슬롯 다이(slot die)(21), 상기 코팅액(3)이 저장되는 4개의 탱크(52), 상기 코팅액(3)이 상기 4개의 탱크(52)에서 슬롯 다이(21) 내부를 거쳐 상기 슬롯(36)의 말단을 통해 배출되도록 코팅액(3)을 가압하는 4개의 펌프(pump)(51), 상기 슬롯 다이(21)를 고정 지지하는 슬롯 다이 브라켓(bracket)(80)(도 6 참조), 슬롯 다이(21) 및 상기 슬롯 다이 브라켓(80)을 기저 필름(2)의 폭 방향과 평행한 회전 축선(CR)을 중심으로 틸팅(tilting)시키는 동력을 제공하는 틸팅 서보 모터(servo motor)(85), 및 슬롯 다이(21) 및 슬롯 다이 브라켓(80)을 기저 필름(2)에 가까워지는 방향 및 그 반대 방향으로 직선 이동시키는 동력을 제공하는 직선 운동 서보 모터(61)를 구비한다.
부연하면, 상기 기저 필름(20에 가까워지는 방향은 코팅 지지 롤러(11)에 가까워지는 방향으로 X축 양(+)의 방향과 평행한 방향이며, 그 반대 방향은 코팅 지지 롤러(11)에서 이격되는 방향으로 X축 음(-)의 방향과 평행한 방향이다. 한편, 상기 탱크(52)의 개수와 펌프(51)의 개수인 4개는 예시적인 것에 불과하며 이와 다른 개수의 탱크와 펌프가 구비될 수도 있다.
슬롯 다이(21)는, 상기 복수의 탱크(52)에서 슬롯 다이(21) 내부로 유입된 코팅액(3)이 복수의 열(列)을 이루며 슬롯(36)을 통해 외부로 배출되도록 상기 열(列)의 개수와 같은 개수로 마련된 복수의 배출 채널(43), 및 복수의 배출 채널(43)의 높이(GP)를 조정하는 채널 높이 조정 유닛을 구비한다. 도면에 도시된 실시예에서 상기 코팅액(3)의 열의 개수와 배출 채널(43)의 개수는 12개이나, 이는 본 발명의 예시에 불과하다.
구체적으로, 슬롯 다이(21)는 서로 겹쳐지는 상측 다이(22) 및 하측 다이(30)와, 상측 다이(22)와 하측 다이(30) 사이에 개재되는 것으로, 상기 복수의 배출 채널(43)이 마련된 스페이서(spacer)(40)를 구비한다. 상기 채널(43)의 높이(GP)는 상측 다이(22)와 하측 다이(30) 사이의 슬롯(36)의 갭(gap)과 동일하다.
스페이서(40)는 복수의 배출 채널(43)이 형성되도록 서로 이격된 복수의 채널 벽(channel wall)(42)을 구비한 스페이서 패널(spacer panel)(41)과, 상측 다이(22)와 스페이서 패널(41) 사이에 개재되는 제1 씰(seal)(45)과, 하측 다이(30)와 스페이서 패널(41) 사이에 개재되는 제2 씰(46)을 구비한다. 상측 다이(22), 하측 다이(30), 및 스페이서 패널(41)은 예컨대, 스테인레스스틸(stainless steel)과 같은 강체(剛體)로 이루어진다. 복수의 채널 벽(42)에 의해 형성된 복수의 배출 채널(43)은 코팅 지지 롤러(11)를 마주보는 측이 개방되고 X축 음(-)의 방향과 평행한 방향으로 깊이 파인 그루브(groove)이다.
제1 씰(45)과 제2 씰(46)은 예컨대, 고무(rubber)와 같은 탄성체(彈性體)로 이루어진다. 제1 씰(45)과 제2 씰(46)은 상기 스페이서 패널(41)에 접착될 수도 있고, 접착되지는 않고 분리 가능하게 밀착된 상태일 수도 있다. 제1 씰(45)과 제2 씰(46)은 도 3에 도시된 것처럼 스페이서 패널(41)의 모서리와 복수의 채널 벽(42)의 모서리를 따라 일정한 폭의 폐곡선을 형성하며 배치될 수도 있고, 스페이서 패널(41)의 평면 형상과 동일한 형상의 부재로서 스페이서 패널(41)과 정렬되어 겹쳐지게 배치될 수도 있다.
하측 다이(30)에는 코팅액(3)이 수용되는 4개의 챔버(chamber)(33)가 형성된다. 4개의 챔버(33)는 Y축과 평행한 방향으로 일렬로 배치된다. 슬롯 다이(21) 외부에서 4개의 챔버(33)로 코팅액(3)이 유입될 수 있게 하측 다이(30) 내부에는 서로 이격되게 하측 다이(30) 배면에서 각각의 챔버(33)까지 연장된 4개의 유입 채널(35)이 형성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 슬롯 다이 코터(20)의 상측 다이(22), 하측 다이(30), 및 스페이서(41)가 조립되면, 4개의 챔버(33)는 챔버(33) 하나당 3개의 배출 채널(43)과 겹쳐져 액체 유동 가능하게 연결된다. 한편, 4개의 펌프(51)는 4개의 탱크(52)에 저장된 코팅액(30을 슬롯 다이(212)의 4개의 유입 채널(35)로 유도하는 4개의 코팅액 유로(54) 상에 설치된다. 상기 코팅액 유로(54)는 휘어질 수 있는 호스(hose) 또는 튜브(tube)일 수 있다.
4개의 펌프(51)는 4개의 챔버(33)와 일대일로 대응되도록 챔버(33)의 개수와 같은 개수로 구비된다. 4개의 펌프(51)는 코팅액(3)을 가압하여 4개의 코팅액 유로(54)를 통해 슬롯 다이 코터(20) 내부의 4개의 챔버(33)로 코팅액(3)을 공급한다. 기저 필름(2)이 코팅 지지 롤러(11)를 통과하여 진행하는 도중에 슬롯 다이(21)의 슬롯(36)이 코팅 지지 롤러(11)와 근접한 상태에서 상기 4개의 펌프(51)가 작동하면 4개의 탱크(52), 4개의 코팅액 유로(54), 4개의 유입 채널(35), 4개의 챔버(33), 및 12개의 배출 채널(43)을 차례로 지나 기저 필름(2)로 유출되고, 이격된 12개의 열(i~xii)을 형성하며 도포된다.
이러한 구성으로 하나의 펌프(51)가 슬롯 다이 코터(20) 내의 3개의 배출 채널(43)을 통해 배출되는 코팅액(3)의 배출 압력을 담당하게 된다. 따라서, 하나의 펌프로 다수의 배출 채널을 통해 배출되는 코팅액을 가압하는 경우보다 각 배출 채널에 충분한 압력이 가해지므로, 각각의 배출 채널(43)을 통해 배출되는 코팅액(3) 유량의 균일성이 향상된다. 한편, 복수의 배출 채널과 복수의 펌프가 일대일로 대응되는 경우보다는 구강 용해 필름 제조 장치의 원가 및 유지 보수 비용이 절감된다.
4개의 탱크(52)에는 한 종류의 코팅액(3)이 저장될 수도 있고, 각 탱크(52) 별로 성분과 조성이 구별되는 서로 다른 종류의 코팅액(3)이 저장될 수도 있다. 서로 다른 종류의 코팅액(3)이 각 탱크(52)에 저장된 경우, 기저 필름(2)에 도포된 제1 내지 제3 열(i, ii, iii)과, 제4 내지 제6 열(iv, v, vi)과, 제7 내지 제9 열(vii, viii, ix)과, 제10 내지 제12 열(x, xi, xii)의 코팅액(3)은 서로 다르다. 한편, 본 발명의 구강 용해 필름 제조 장치(10)는 펌프(51)와 탱크(52)가 일대일로 대응되는 구성에 한정되는 것은 아니며, 복수의 펌프와 하나의 탱크를 구비할 수도 있다.
기저 필름(2)에 도포되는 각 열(i~xii)의 코팅액(3)의 폭(WF1)은 슬롯 다이(21)의 각 배출 채널(43)의 폭(WC1)과 대응되고, 이들은 실질적으로 서로 같다. 또한, 상기 인접한 열(i~xii)의 코팅액(3) 사이의 간격(WF2)은 슬롯 다이 코터(20)의 인접한 한 쌍의 배출 채널(43) 사이의 채널 벽(42)의 폭(WC2)과 대응되고, 이들은 실질적으로 서로 같다.
슬롯 다이(21)의 채널 높이 조정 유닛은 스페이서(40)를 관통하며 상측 다이(22) 및 하측 다이(30)를 연결하는 복수의 조정 볼트(bolt)(26)를 구비한다. 구체적으로, 조정 볼트(26)는 13개가 구비될 수 있다. 각 조정 볼트(26)는 상측의 헤드부(head portion)(27)과 하측의 스크류부(screw portion)(28)을 구비한다. 상기 스크류부(28)는 외주면에 수형 스크류 패턴(male screw pattern)이 형성된다. 상기 헤드부(27)의 직경은 상기 스크류부(28)의 직경보다 크고, 상기 헤드부(27)와 상기 스크류부(28)의 경계 부분에는 단차진 단차면(29)이 형성된다.
12개의 배출 채널(43)이 형성되도록 이격되게 X축과 평행하게 연장된 13개의 채널 벽(42)에는 조정 볼트(26), 상세하게는 스크류부(28)가 관통하는 볼트 통공(44)이 각각 형성된다. 상측 다이(22)에는 상기 13개의 볼트 통공(44)과 일렬로 정렬되는 13개의 볼트 체결공(23)이 형성된다. 각 볼트 체결공(23)의 내주면에는 상기 조정 볼트(26)의 단차면(29)과 간섭되도록 단차진 스토퍼 면(stopper face)(24)이 형성된다.
하측 다이(30)에는 상기 13개의 볼트 통공(44) 및 13개의 볼트 체결공(23)과 일렬로 정렬되는 13개의 스크류 홀(screw hole)(31)이 형성된다. 각 스크류 홀(31)의 내주면에는 상기 스크류부(28) 외주면의 수형 스크류 패턴에 대응되는 암형 스크류 패턴(female screw pattern)이 형성된다. 조정 볼트(26)가 상측 다이(22)의 볼트 체결공(23)에 삽입되면, 조정 볼트(26)의 헤드부(27)는 상기 스토퍼 면(24)에 가로막혀 상측 다이(22)를 관통할 수 없으며, 스크류부(28)만이 상기 볼트 체결공(23)과 상기 볼트 통공(44)를 관통하여 하측 다이(30)의 스크류 홀(31)까지 연장되어 스크류 체결된다.
조정 볼트(26)의 스크류부(28)가 하측 다이(30)의 스크류 홀(31) 내부로 더 깊이 삽입되는 방향으로 조정 볼트가 회전하면, 볼트 체결공(23)의 스토퍼 면(24)에 가로막힌 조정 볼트(26)의 단차면(29)이 상측 다이(22)를 가압하여 상측 다이(22)가 하측 다이(30) 측으로 근접한다. 이때 스페이서(40)의 스페이서 패널(42)은 강체로 이루어져 두께(TP)가 변경되지 않으나, 탄성체로 이루어진 제1 씰(45)과 제2 씰(46)은 압축되어 두께(TS1, TS2)가 얇아지며, 이로써 배출 채널(43)의 높이(GP)가 작아진다. 상기 배출 채널(43)의 높이(GP)가 작아지면 해당되는 배출 채널(43)을 통해 배출되는 코팅액(3)의 유량이 감소하고, 기저 필름(2)에 도포되는 코팅액(3)의 두께(TL)가 얇아진다.
배출 채널(43)의 높이(GP)가 작아지는 방향과 반대되는 방향으로 조정 볼트(26)가 회전하면, 제1 씰(45)과 제2 씰(46)이 탄성 복원되어 배출 채널(43)의 높이(GP)가 커진다. 상기 배출 채널(43)의 높이(GP)가 커지면 해당되는 배출 채널(43)을 통해 배출되는 코팅액(3)의 유량이 증가하고, 기저 필름(2)에 도포되는 코팅액(3)의 두께(TL)가 두꺼워진다. 구강 용해 필름 제조 장치(10)의 작업자가 13개의 조정 볼트(26) 중 적어도 하나를 회전시키면 상기 회전된 조정 볼트(26)에 인접한 배출 채널(43)의 높이(GP)가 변경된다.
한편, 상기 채널 높이 조정 유닛은, 복수의 조정 볼트(26) 각각을 시계 방향 및 반시계 방향으로 회전시키는 조정 볼트 액추에이터(actuator)를 구비할 수 있다. 상기 조정 볼트 액추에이터는 상기 13개의 조정 볼트(26)와 일대일로 대응되는 13개의 서보 모터(servo motor)를 구비할 수 있다. 또한, 구강 용해 필름 제조 장치(10)는 기저 필름(2)에 도포된 코팅액(3)의 두께(TL)를 측정하는 두께 측정기(미도시)를 더 구비할 수 있다. 상기 두께 측정기는 예컨대, 포토 센서(photo sensor)일 수 있다. 부연하면, 상기 두께 측정기는 기저 필름(2)에 도포된 코팅액(3)의 12개의 열(i~xii)에 각각 광(光)을 조사(照射)하는 12개의 발광부와, 상기 12개의 발광부에서 조사된 광을 수광(受光)하는 12개의 수광부를 구비할 수 있다.
구강 용해 필름 제조 장치(10)의 콘트롤러는 상기 두께 측정기에서 측정된 각 열(i~xii)의 코팅액(3)의 두께(TL) 중에서 미리 설정된 정상 두께 범위를 벗어나는 코팅액(3)의 열(i~xii)이 존재하는 경우, 해당 열(i~xii)의 코팅액(3)의 두께(TL)가 상기 정상 두께 범위로 수렴하도록 상기 채널 높이 조정 유닛을 제어한다. 부연하면, 상기 콘트롤러는 13개의 조정 볼트(26) 각각의 회전 방향 및 회전 각도가 조정되도록 조정 볼트 액추에이터에 제어 신호를 송신할 수 있다.
구체적인 예로, 두께 측정기를 통해 측정된 코팅액(3)의 두께(TL) 중에서 제1 열(i)의 코팅액(3)의 두께(TL)가 정상 두께 범위보다 두꺼운 것으로 판단되면, 콘트롤러(65)는 Y축 양(+)의 방향과 평행한 방향으로 첫 번째 및 두 번째 조정 볼트(26)가 배출 채널(43)의 높이(GP)가 작아지는 방향으로 일정 각도만큼 회전하도록 조정 볼트 액추에이터에 제어 신호를 송신한다. 그리고 나서, 두께 측정기를 통해 다시 측정된 제1 열(i)의 코팅액(3)의 두께(TL)가 정상 두께 범위보다 여전히 두껍지만 이전보다는 오차가 줄어든 것으로 판단되면, 콘트롤러는 이전과 동일한 방식으로 조정 볼트 액추에어터에 제어 신호를 송신하고, 이러한 과정을 반복하여 제1 열(i)의 코팅액(3)의 두께(TL)가 정상 두께 범위로 수렴되도록 한다.
한편, 상기 두께 측정기를 통해 다시 측정된 제1 열(i)의 코팅액(3)의 두께(TL)가 정상 두께 범위보다 얇아진 것으로 판단되면, 콘트롤러는 Y축 양(+)의 방향과 평행한 방향으로 첫 번째 및 두 번째 조정 볼트(26)가 배출 채널(43)의 높이(GP)가 커지는 방향으로 이전보다 작은 각도만큼 회전하도록 조정 볼트 액추에이터에 제어 신호를 송신하게 된다.
요약하면, 구강 용해 필름 제조 장치(10)는 두께 측정기를 통하여 복수 열(i~xii)로 도포된 코팅액(3)의 각 열(i~xii)을 두께(TL)를 측정하고, 그 측정 결과에 따라 슬롯 다이(21)의 복수의 배출 채널(43)의 높이(GP)를 피드백 제어(feedback control) 방식으로 제어한다. 따라서, 기저 필름(2)에 도포되는 코팅액(3)의 두께(TL) 및 도포량을 고도의 정밀도로 일정하게 유지할 수 있다. 그러므로, 건조기(91)를 통한 건조 과정에서 코팅액(3)의 불완전 건조나 과도한 건조를 예방할 수 있고, 제품 용량 오차로 인한 불량을 예방할 수 있으며, 제조 원가 상승을 막을 수 있다. 또한, 용량 과다 또는 과소 상태인 구강 용해 필름의 복용으로 인한 부작용을 막을 수 있다. 다만, 이상에서 언급한 채널 높이 조정 유닛은, 본 발명의 구강 용해 필름 제조 장치의 채널 높이 조정 유닛의 일 예에 불과하며, 도시된 것과 다른 구조를 가질 수도 있다.
도 5 및 도 6은 도 1의 슬롯 다이 코터의 평면도 및 측면도이고, 도 7 내지 도 10은 도 1의 슬롯 다이 코터의 동작을 순차적으로 나타낸 도면이다. 도 1, 도 5, 및 도 6을 함께 참조하면, 기저 필름(2)에 도포되는 코팅액(3)은 인접한 행(行) 사이에도 일정간 행간(行間) 간격(SP)(도 2 참조)을 두고 서로 이격되며, 본 발명의 구강 용해 필름 제조 장치(10)에서 상기 행간 간격(SP)은 고도의 정밀도를 가지고 균일하게 유지된다.
슬롯 다이 코터(20)는, 슬롯 다이 브라켓 지지 샤프트(89)와, 회전 지지 데크(77)와, X 방향 직선 이동 데크(deck)(70)를 더 구비한다. 슬롯 다이 브라켓 지지 샤프트(89)는 상기 회전 축선(CR)을 따라 연장되며, 슬롯 다이 브라켓(80) 양 단부의 한 쌍의 측벽부(81)에 연결되어 슬롯 다이 브라켓(80)을 고정 기지하고, 상기 틸팅 서보 모터(85)의 동력에 의해 상기 회전 축선(CR)을 중심으로 회전한다. 회전 지지 데크(77)는 슬롯 다이 브라켓 지지 샤프트(89)를 회전 가능하게 지지한다. 틸팅 서보 모터(85)의 회전 샤프트(미도시)는 감속기(86)에 연결되고, 상기 감속기(86)와 상기 회전 지지 데크(77)의 샤프트 지지 측벽부(78)를 관통하여 연장된 슬롯 다이 브라켓 지지 샤프트(89)의 일 단부는 커플링(coupling)(87)에 의해 서로 연결된다.
X 방향 직선 이동 데크(70)는 Y 방향 직선 이동 데크(73)가 사이에 개재된 채 회전 지지 데크(77)를 지지하며, 상기 상기 직선 운동 서보 모터(61)의 동력에 의해 X축 양(+)의 방향과 평행한 방향 및 그 반대 방향으로 직선 이동한다. 직선 운동 서보 모터(61)의 회전 샤프트(미도시)는 감속기(62)에 연결되고, 상기 감속기(62)와 X축과 평행한 방향으로 연장된 스크류(65)는 커플링(63)에 의해 서로 연결된다. 스크류 체결 부재(67)는 상기 스크류(65)에 스크류 체결되고 X 방향 직선 이동 데크(70)에 고정 결합된다.
X 방향 직선 이동 데크(70)가 X축과 평행한 방향으로 정확하게 직선 이동할 수 있도록 X 방향 직선 이동 데크(70)의 아래에는 X축과 평행한 방향으로 연장된 X 방향 가이드 레일(guide rail)(69)이 고정 배치되고, X 방향 직선 이동 데크(70)의 하측면에는 상기 X 방향 가이드 레일(69)이 연장된 방향으로 미끄러져 이동 가능하게 상기 X 방향 가이드 레일(69)에 끼워지는 X 방향 가이드 슬롯 부재(guide slot member)(71)가 고정된다.
이와 같은 구성으로, 상기 직선 운동 서보 모터(61)의 회전 샤프트(미도시)가 회전하면, 그 위에 지지된 슬롯 다이(21), 슬롯 다이 브라켓(80), 슬롯 다이 브라켓 지지 샤프트(89), 회전 지지 데크(77), 틸팅 서보 모터(85), 및 Y 방향 직선 이동 데크(73)가 함께 X축과 평행한 방향으로 이동한다. 서보 모터인 직선 운동 서보 모터(61)는 회전 샤프트(미도시)의 회전 각도가 고도로 정밀하게 제어되므로, X 방향 직선 이동 데크(70) 및 슬롯 다이(21)의 직선 이동량은 고도로 정밀하게 제어된다.
또한,상기 틸팅 서보 모터(85)의 회전 샤프트(미도시)가 회전하면, 슬롯 다이 브라켓 지지 샤프트(89), 슬롯 다이 브라켓(80), 및 슬롯 다이(21)가 회전 축선(CR)을 중심으로 회전한다. 서보 모터인 틸팅 서보 모터(85)는 회전 샤프트(미도시)의 회전 각도가 고도로 정밀하게 제어되므로, 슬롯 다이 브라켓(80) 및 슬롯 다이(21)의 틸팅 각도는 고도로 정밀하게 제어된다.
한편, 상기 Y 방향 직선 이동 데크(73)는 회전 지지 데크(77)을 고정 지지하고, X 방향 직선 이동 데크(70)에 대해 Y축과 평행한 방향으로 이동 가능하게 X 방향 직선 이동 데크(70)에 지지된다. 구강 용해 필름 제조 장치(10)의 작업자가 Y 방향 이동 조정 다이얼(75)을 회전시키면 그 회전 방향과 회전 각도에 따라 Y 방향 직선 이동 데크(70) 및 이에 의해 지지되는 회전 지지 데크(77), 슬롯 다이 브라켓(80), 및 슬롯 다이(21)가 Y축 양(+) 또는 음(-)의 방향과 평행하게 이동한다. 따라서, 상기 Y 방향 이동 조정 다이얼(75)을 적절히 돌려서 기저 필름(2)에 대한, Y축과 평행한 방향의 슬롯 다이(21)의 위치를 정밀하게 조정할 수 있다.
이하에서는 도 1, 도 2, 도 7 내지 도 10을 참조하여 기저 필름(2)에 코팅액(3)을 도포하기 위한 슬롯 다이 코터(20)의 동작을 설명한다. 슬롯 다이(21)를 이용하여 코팅액(3)을 기저 필름(2) 상에 도포할 때에는, 상기 슬롯(36)의 말단이 기저 필름(2)으로부터 50 내지 200 ㎛ 간격(DS)으로 이격된 상태에서 펌프(51)가 작동한다. 한편, 코팅액(3)을 기저 필름(2) 상에 도포하지 않을 때에는, 기저 필름(2) 상에 코팅액(3)이 묻지 않게 하기 위하여, 펌프(51)가 작동을 멈출 때 슬롯 다이(21)는 회전 축선(CR)을 중심으로 슬롯(36)의 말단이 상승하는 방향으로 틸팅(tilting)하면서 상기 기저 필름(2)에서 이격되는 방향으로 직선 운동한다.
부연하여 순차적으로 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 7에 도시된 것과 같이 슬롯 다이(21)의 슬롯(36) 말단과 코팅 지지 롤러(11)에 지지된 기저 필름(2)이 충분히 이격된 상태에서는 기저 필름(2)에 코팅액(3)이 도포되지 않는다. 이때, 슬롯 다이(21)는 틸팅되지 않은 상태, 즉 기울어지지 않은 상태이며, 상기 슬롯(36) 말단과 상기 기저 필름(2)이 이격된 거리는, 예컨대 20 내지 50mm 일 수 있다.
도 8을 참조하면, 기저 필름(2)이 코팅 지지 롤러(11)에 지지되어 일정한 속도로 화살표 방향으로 이동하는 도중에, 직선 운동 서보 모터(61)(도 5 참조)의 구동으로 슬롯 다이(21)가 기저 필름(2)에 가까워지도록 X축 양(+)의 방향과 평행하게 이동하여 멈추고, 복수의 펌프(51)(도 2 참조)가 작동하여 슬롯(36) 말단으로 코팅액(3)이 배출되어 기저 필름(2)에 복수 행(i~xii)(도 2 참조)의 코팅액(3)이 도포된다. 이때 상기 슬롯(36) 말단과 기저 필름(2) 간의 간격은 50 내지 200 ㎛ 일 수 있다.
도 9를 참조하면, 기저 필름(2)은 계속 일정한 속도로 화살표 방향으로 이동하고 있고, 복수의 펌프(51)는 작동을 멈춘다. 상기 펌프(51)의 작동 정지와 거의 동시에, 틸팅 서보 모터(85)(도 5 참조)의 구동으로 슬롯 다이(21)가 회전 축선(CR)을 중심으로 슬롯(36) 말단이 상승하는 방향으로 틸팅한다. 상기 틸팅 각도(AT)는 예컨대, 5°내지 30°일 수 있다. 상기 틸팅 각도(AT)는 코팅액(3)의 점성에 따라 달라질 수 있다.
또한, 슬롯 다이(21)의 틸팅과 거의 동시에 도 10에 도시된 바와 같이 직선 운동 서보 모터(61)의 구동으로 슬롯 다이(21)는 기저 필름(2)에서 이격되도록 X축 음(-)의 방향과 평행하게 이동한다. 그리고 나서, 틸팅 서보 모터(85)의 구동으로 슬롯 다이(21)가 회전 축선(CR)을 중심으로 슬롯(36) 말단이 하강하는 방향으로 틸팅하여 도 7에 도시된 바와 같은 최초 자세로 복귀한다. 기저 필름(2)에 다음 행의 코팅액(3)을 도포하는 과정은 도 7 내지 도 10을 참조하여 설명한 과정의 반복과 같다.
이처럼, 펌프(51)의 작동 정지와 함께 슬롯 다이(21)의 틸팅과 직선 이동이 합쳐져서, 기저 필름(2)의 길이 방향으로 코팅액(3)의 도포 길이와, 코팅액(3)의 행간 간격(SP)(도 2 참조)과, 코팅액(3)의 도포량의 균일성이 신뢰성있게 유지된다. 또한, 코팅액(3) 행렬의 행간에 의도하지 않은 코팅액(3)의 드롭(drop)이 발생하지 않는다.
상기 슬롯 다이 코터(20)는, 슬롯 다이(21)의 틸팅(tilting)과, 기저 필름(2)을 향한 방향 및 그 반대 방향의 직선 운동이 각각, 틸팅 서보 모터(85)와 직선 운동 서보 모터(61)에 의해 구동된다. 이에 따라, 유압 실린더나 공압 실린더를 포함하는 액추에이터(actuator), 또는 일반 모터에 의해 구동되는 경우보다 슬롯 다이(21)의 틸팅과 직선 운동이 고도로 정밀하게 제어되므로, 기저 필름(2) 상에 코팅액(3)의 행간 간격(SP)이 고도의 정밀도로 일정하게 유지될 수있다. 그러므로, 구강 용해 필름의 1회 복용 용량의 오차가 적어지고 불량이 감소되며, 포장시 오염이나 포장 불량이 방지된다.
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.
2: 기저 필름 3: 코팅액
10: 구강 용해 필름 제조 장치 11: 코팅 지지 롤러
20: 슬롯 다이 코터 21: 슬롯 다이
51: 펌프 52: 탱크
61: 직선 운동 서보 모터 85: 틸팅 서보 모터
91: 건조기 92: 포장기

Claims (9)

  1. 끊김 없이 진행하는 기저 필름 상에 상기 기저 필름의 진행 방향을 따라 이격되게 코팅액을 도포하는 것으로,
    상기 코팅액이 상기 기저 필름에 도포되도록 슬롯(slot)이 형성된 슬롯 다이(slot die); 상기 코팅액이 저장되는 탱크; 상기 코팅액이 상기 탱크에서 상기 슬롯 다이 내부를 거쳐 상기 슬롯을 통해 배출되도록 상기 코팅액을 가압하는 펌프(pump); 상기 슬롯 다이를 고정 지지하는 슬롯 다이 브라켓(bracket); 상기 슬롯 다이 및 상기 슬롯 다이 브라켓을 상기 기저 필름의 폭 방향과 평행한 회전 축선을 중심으로 틸팅(tilting)시키는 동력을 제공하는 틸팅 서보 모터(servo motor); 및, 상기 슬롯 다이 및 상기 슬롯 다이 브라켓을 상기 기저 필름에 가까워지는 방향 및 그 반대 방향으로 직선 이동시키는 동력을 제공하는 직선 운동 서보 모터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터(slot die coater).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 회전 축선을 따라 연장되며 상기 슬롯 다이 브라켓을 고정 기지하는 것으로, 상기 틸팅 서보 모터의 동력에 의해 상기 회전 축선을 중심으로 회전하는 슬롯 다이 브라켓 지지 샤프트; 상기 슬롯 다이 브라켓 지지 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 회전 지지 데크(deck); 및, 상기 회전 지지 데크를 지지하며, 상기 직선 운동 서보 모터의 동력에 의해 상기 기저 필름에 가까워지는 방향 및 그 반대 방향으로 직선 이동하는 직선 이동 데크;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 코팅액을 상기 기저 필름 상에 도포할 때에는, 상기 슬롯(slot)의 말단이 상기 기저 필름으로부터 50 내지 200 ㎛ 이격된 상태에서 상기 펌프가 작동하고,
    상기 코팅액을 상기 기저 필름 상에 도포하지 않을 때에는, 상기 기저 필름 상에 상기 코팅액이 묻지 않도록, 상기 펌프가 작동을 멈출 때 상기 슬롯 다이는 상기 슬롯의 말단이 상승하는 방향으로 틸팅(tilting)하면서 상기 기저 필름에서 이격되는 방향으로 직선 운동하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 슬롯 다이는, 상기 탱크에서 내부로 유입되는 코팅액이 수용되는 적어도 하나의 챔버(chamber), 및 상기 코팅액이 복수의 열(列)을 이루며 상기 슬롯을 통해 배출되도록 상기 열의 개수와 같은 개수로 마련된 배출 채널(outlet channel)을 구비하고,
    상기 적어도 하나의 챔버는, 챔버 하나당 2 내지 3개의 배출 채널과 액체 유동 가능하게 연결되고,
    상기 펌프는 상기 적어도 하나의 챔버와 일대일로 대응되도록 상기 챔버의 개수와 같은 개수가 구비되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 펌프와 상기 탱크는, 일대일로 대응되도록 서로 같은 개수로 복수 개씩 구비되고,
    상기 복수의 탱크에 저장된 코팅액은 한 종류로 통일되지 않은 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 슬롯 다이는, 상기 탱크에서 내부로 유입되는 코팅액이 복수의 열(列)을 이루며 상기 슬롯을 통해 배출되도록 상기 열의 개수와 같은 개수로 마련된 배출 채널(outlet channel), 및 상기 복수의 배출 채널의 높이를 조정하는 채널 높이 조정 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 슬롯 다이는, 서로 겹쳐지는 상측 다이 및 하측 다이, 및 상기 상측 다이 및 하측 다이 사이에 개재되는 것으로, 상기 복수의 배출 채널이 마련된 스페이서(spacer)를 구비하고,
    상기 채널 높이 조정 유닛은, 상기 스페이서를 관통하며 상기 상측 다이 및 하측 다이를 연결하는 복수의 조정 볼트(adjusting bolt)를 구비하고,
    상기 복수의 조정 볼트의 회전 방향 및 회전 각도에 따라 상기 복수의 배출 채널의 높이가 조정되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 스페이서는, 상기 복수의 배출 채널이 형성되도록 서로 이격된 복수의 채널 벽(channel wall)을 구비한, 강체(剛體)로 이루어진 스페이서 패널(panel), 및 상기 상측 다이와 상기 스페이서 패널 사이, 및 상기 하측 다이와 상기 스페이서 패널 사이 중 적어도 한 곳에 개재되는, 탄성체(彈性體)로 이루어진 씰(seal)을 구비하고,
    상기 복수의 채널 벽에는 상기 복수의 조정 볼트가 관통하는 볼트 통공이 각각 형성되고,
    상기 복수의 조정 볼트 중 적어도 하나가 회전되면 상기 회전된 조정 볼트에 인접한 배출 채널의 높이가 변경되는 것을 특징으로 하는 슬롯 다이 코터.
  9. 제1 내지 제8항 중 어느 한 항의 슬롯 다이 코터;
    상기 코팅액이 도포될 때 상기 기저 필름을 지지하는 것으로, 상기 슬롯 다이의 슬롯 말단과 마주보는 위치에 마련된 코팅 지지 롤러;
    상기 기저 필름에 도포된 코팅액을 건조시켜 구강 용해 필름을 형성하는 건조기; 및,
    상기 코팅액이 건조되어 형성된 구강 용해 필름을 낱개로 포장하는 포장기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 구강 용해 필름 제조 장치.
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