KR940007700B1 - 다목적 코팅장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

다목적 코팅장치

제 1 도는 종래 코팅장치의 공정모식도.

제 2 도는 종래 코팅장치의 공정모식도.

제 3 도는 본 발명에 의한 코팅장치의 공정모식도.

제 4 도는 나이프 헤드의 코팅방식.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 예열 실린더 2 : 송출기

3, 5, 7 : 나이프 헤드 4 : 롤

6, 13, 14, 15, 16, 18 : 가이드롤 8 : 라미네이팅 송출기

9 : 제 1 챔버 10 : 제 2 챔버

11 : 냉각실린더 12 : 권취기

17 : 라미네이팅 맹글 21 : 건열챔버

22 : 냉각실린더 23 : 권취기

24 : 롤 25 : 나이프

26 : 송출기

본 발명은 한 코팅기에서 원단진행 경로의 변경 및 코팅 헤드의 교환 사용이 가능한 다목적 코팅장치에 관한 것이다.

지금까지 포지의 코팅가공기술을 보면 아크릴 수지 또는 폴리우레탄 수지를 용제에 희석하여 적절한 점도를 맞춘 다음, 포지위에 나이프가 접촉되어 진행하면서 포지의 장력과 수지액의 점도로써 도포량을 조절하고 도포된 수지를 열경화 챔버에 통과시켜 방수성 있는 포지로 제조하는 나이프 후로팅(floating) 방식의 건식 코팅기가 대부분이었고, 가공설비도 이와 같은 후로팅 타입의 나이프 코팅기가 주를 이루고 있다.

근년에는 쾌적성을 향상시킨 원단을 만들기 위해 미세 다공이 형성된 방수코팅을 하기 시작하면서 폴리우레탄 수지로 코팅한 후 물속에서 디엠에프(디메틸포름아미드)를 용출시키는 습식 코팅장치가 최근 들어서 많이 보급되어 왔다. 이러한 습식가공기대는 코팅 후의 원단 진행 경로가 일정하게 고정되어 있고, 또한 습식 응고용액 속을 통과하여야 하므로 일반적인 건식 코팅가공은 동시에 할 수 없다는 문제를 안고 있다.

그러나 최근의 환경 공해문제에 따라 디엠에프를 습식응고시키는 습식가공 방법을 기피하고 있고, 일본 특허공개공보 소63-75183호에서와 같이 건식 코팅방식으로 미세 다공이 형성될 수 있는 방법이 실용화되면서 생산 속도가 습식가공 방식에 비해 빠르며, 물과 용제를 유중수분 분산형(w/o emulsion)으로 혼합 사용하므로써 환경공해 문제가 크게 개선된 건식 코팅에 의한 투습방수 가공제품이 많이 실용화되고 있다.

이러한 건식방식의 투습방수 코팅 가공기술은 60℃ 이하의 낮은 온도에서, 비점이 낮은 메틸에틸케톤, 톨루엔 등의 희석용제를 1차 증발시키고 다음에 100℃ 정도에서 2차로 물을 증발시키는 순차 건조방식을 사용하고 있다. 이처럼 순차 건조에 의한 건식 미세다공구조의 발현은 제 1 도에서와 같은 일반적인 건식가공기에서도 가능하지만, 생산하는데 있어서는 처음에 60℃로 건열챔버를 맞추고 1차로 건조한 후, 다시 챔버온도를 130℃ 정도의 고온에서 큐어링해야 하므로 생산효율이 매우 낮게 되는 결점이 있게 된다.

따라서 두개의 건열챔버가 2개 분리되어 있는 제 2 도와 같은 방식의 건식 코팅기가 바람직하고 실제 이런 형태의 건식 코팅기는 예열 실린더, 송출기 부분의 2개의 나이프 코팅기를 이용하여 한번의 공정으로 두번의 나이프코팅을 행할 수 있는 장점도 있어서 실제로 많이 사용되고 있다.

따라서 제 2 도와 같은 코팅기를 이용해서는 앞 챔버의 온도를 50~60℃로 조절하고, 뒤의 챔버온도를 130~150℃로 조절하여 한 공정에서 순차건조 및 큐어링을 행할 수 있으므로 건식방식의 투습방수가공이 가능하게 된다.

이러한 코팅기에서도 코팅 도포량을 올리기 위해서는 후로팅 나이프와 같은 원단 접촉식 코팅방식으로는 3차례 이상의 코팅을 하여야만 원하는 두께의 코팅원단을 얻을 수 있는데 그러기 위해서는 건열챔버를 제 2 도 코팅기 뒷부분에 하나 더 연결시키고 챔버 앞에 나이프 헤드를 부착해야 가능하다.

그렇게 되면 전체 코팅기의 길이가 매우 커져 설치면적이 많이 필요하게 되는 문제점이 있게 된다.

다른 방법으로 코팅 도포량을 올리기 위해서는 코팅 헤드와 원단간에 갭(gap)을 두어 그 갭 만큼의 도포량이 코팅될 수 있도록 할 수 있는데, 많이 도포된 수지를 건조, 큐어링시키기 위해서는 챔버의 길이가 충분히 길어야만 생산속도를 유지시킬 수 있고, 이렇게 되면 앞에서와 같이 설치면적이 커야되는 문제가 있게 된다.

또한 후로팅 타입의 나이프는 상하의 동작만 가능하게 되어 있어서 갭을 줄 수 있는 나이프 온 롤 형태의 코팅 헤드를 설치하려면 별개의 위치에 롤을 설치하여야 하고, 한개의 챔버 앞에는 후로팅 나이프 헤드와 나이프 온 롤 헤드를 같이 설치할 수 없게 되므로 이처럼 두가지 형태의 나이프를 같이 설치하려면 건열 챔버가 별도로 필요하게 되고 이 또한 설치면적이 크게 되는 결점이 있다.

이처럼 기존의 코팅기에서는 비교적 크지 않은 설치면적에서는 여러가지 형태의 나이프를 동시에 사용할 수 없고, 3개 이상의 나이프 헤드를 설치하여 충분한 도포량을 올릴 수도 없는 것이다.

따라서 본 발명자들은 이러한 점을 해결하고 비교적 적은 면적에서 충분한 도포량을 올릴 수 있도록 두개의 챔버에서 필요에 따라 원단 진행 경로를 자유로이 변경하고, 후로팅 나이프와 나이프 온 롤 헤드를 같은 장치내에서 변환하여 사용할 수 있으며, 두개의 챔버에서 3번까지의 코팅을 할 수 있는 다목적 코팅장치를 발명하게 되었다.

이 장치로는 생산효율이 좋은 건식방식의 투습방수 가공을 할 수 있고, 기존의 코팅장치에 비해 도포량을 높이면서도 생산속도가 빠르도록 코팅가공을 할 수 있다는 장점이 있다.

이하 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

우선 본 발명의 다목적 코팅장치는 제 3 도에서 크게 나누어 보면 3개의 나이프 헤드장치와 2개의 건열챔버로 구성되어 있다. 여기에서 나이프 헤드(3)는 후로팅 타입의 나이프로써 후로팅 나이프 코팅을 행할 수 있고, 그위의 나이프 헤드(5)는 후로팅 코팅과 나이프 온 롤 코팅을 같이 행할 수 있도록 장치되어 있다.

또 하나의 나이프 헤드(7)은 후로팅 타입으로서 후로팅 코팅을 행할 수 있다.

이때 나이프 헤드(5)는 제 4 도에서와 같이 나이프 헤드와 수직인 방향으로 자유로이 이동 가능한 형태로 되어 있어서, a부위에 있을 때에는 밑의 롤과 원하는 만큼의 간격을 띄워 도포량을 조절할 수 있으며, 또한 도포량도 많이 올릴 수 있는데 이러한 나이프 온롤 방식은 일반적으로 고정된 장치로서 상하 운동만 가능토록 되어 있어서 롤과 나이프 간격만 조정할 수 있도록 되어 있다.

그러나 본 장치에서는 나이프 헤드를 원단 진행 방향과 수평으로 이동시킬 수 있으며, b위치로 이동시키면 일반적인 후로팅 타입의 나이프 헤드와 같이 되므로써 후로팅 코팅을 행할 수 있다.

이와 같이 나이프 헤드를 a, b 위치에 자유로이 이동시켜 원하는 용도에 따라 두가지의 코팅 방식을 행할 수 있다. 이처럼 3개의 나이프 헤드를 조합 사용하면 6가지의 기본적인 코팅을 행할 수 있게 되고 나이프 헤드(5)를 수평이동시키면 10가지의 코팅방식도 사용 가능하다.

즉, 나이프 1개만을 단독 사용해도 (3)(5)(7)의 후로팅 방식과 (5)의 나이프 온롤 방식의 4가지 코팅을 사용할 수 있으며, 이것은 용도에 따라 원하는 나이프를 선택 사용할 수 있다.

예를들어 원단을 100℃로 다시 건조하여 코팅해야 할 경우 보통은 텐터등의 열 챔버에서 별도의 건조공정을 행한 후 다시 코팅기에 걸어 생산을 해야 하므로 시간적인 손실과 작업의 효율이 많이 떨어지는 문제가 발생하였다.

그러나 본 코팅기의 경우 앞의 챔버를 100℃로 하여 코팅하지 않고 그냥 통과시킨 후 나이프 헤드(7)의 코팅 헤드로 후로팅 코팅을 행하면 한번의 공정으로 앞의 문제를 해결할 수 있고, 코팅후 큐어링 온도와 건조 온도가 다르고, 같은 생산속도에서 건조나 큐어링의 처리시간을 길게 해야 할 경우 앞의 나이프 헤드(3)으로 코팅한 후 원단의 진행경로를 나이프 헤드(3)과 (7), 가이드롤(13)으로 이어지는 일직선 상의 경로를 택하지 않고, 나이프 헤드(3)에서 코팅된 원단이 제 1 챔버(9)를 직선적으로 통과하여 가이드롤(6)을 거쳐 다시 롤(4), 가이드롤(15)를 거치는 S자 형태의 진행 경로를 택하면 제 1 챔버(9)에서 충분히 건조된 후 제 2 챔버(10)을 거치면서 제 1 챔버(9)와 다른 온도로 큐어링을 행할 수 있는 장점이 있게 되는 것이다.

이때 가이드롤(14)는 나이프 헤드(3)에서 코팅된 원단표면의 건조되지 않은 수지가공제와 접촉되지 않도록 떨어져 있어야 한다. 이처럼 10가지의 코팅을 자유로이 변환 선택하면서 여러가지 용도에 맞게 생산하려면 앞에서 예를 든것과 같이 앞의 건열챔버(9)에서 원단의 진행경로를 필요에 따라 변경시켜 주어야 한다.

즉, 기본적으로는 나이프 헤드(3)과 (7), 가이드롤(13)으로 연결되는 직선경로와, 가이드롤(18)에서 위의 롤(4)를 거쳐 나이프 헤드(5)에서 코팅된 후 가이드롤(15)를 거친 후 다시 가이드롤(14)를 거쳐 나이프 헤드(7)로 연결되는 역 S자 형태의 경로, 나이프 헤드(3)에서 코팅된 후 가이드롤(6)을 거쳐 다시 롤(4)로 거치면서 필요시 나이프 헤드(5)로 다시 코팅을 한 후 가이드롤(15)을 거쳐 건조되고, 가이드롤(16)을 거치는 S자형 경로를 거칠 수 있도록 설계되어 있다.

이때 가이드롤(18), (14)는 직선 경로의 원단에 접촉되지 않도록 원단 경로에서 최소 1cm 이상 위에 설치되어 있다.

또한 가이드롤(6)은 상하이동이 가능토록 설계되어 있어서 직선 경로일 때는 원단에 접촉되지 않도록 원단의 경로에서 1cm 이상 위로 고정시킬 수 있으며, 역 S자 경로에서는 가이드롤(15)를 거친 원단에 접촉되지 않도록 1cm 정도 아래로 내려서 고정시켜 사용할 수 있도록 되어 있다.

또한 각 나이프 헤드는 코팅을 하지 않고 원단이 그 밑을 통과할 수 있고, 원단의 코팅두께, 즉 도포량을 조절할 수 있도록 상하로 이동시킬 수 있다.

여기서 라미네이팅 맹글(17)은 상하 일정한 압력을 균일하게 가할 수 있는 맹글로써 제 2 챔버(10)위의 라미네이팅 송출기(8) 부분에서 풀려나온 원단과 앞의 송출기(2)에서 코팅된 원단을 서로 붙여주는 라미네이팅을 할 수 있게 되어 있다.

이 장치는 라미네이팅 맹글(17)의 맹글을 유압실린더로써 상하 접촉되지 않도록 띄워 놓으면 라미네이팅 기계로 사용치 않고 다른 코팅 원단의 진행경로도 방해받지 않는다.

이처럼 본 발명의 다목적 코팅장치는 나이프 3개를 조합하여 사용할 수 있고, 특히 나이프 헤드(5)는 수평이동이 가능하므로써 나이프 온롤 방식의 코팅도 가능토록 되어 있어서 더 많은 용도에 적절히 사용할 수 있으며 라미네이팅도 가능토록 되어 있어서 대부분의 코팅가공제품은 한 기계에서 모두 생산할 수 있다는 장점이 있다.

또한 일반적인 코팅제품의 경우 건열챔버, 원단 진행경로를 S자형으로 하면 비교적 짧은 경로에서 긴 거리의 건열처리를 행할 수 있어서 생산속도가 향상되는 장점이 있다.

이하 본 발명을 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

단, 본 발명이 실시예로 국한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

일액형 폴리우레탄 수지(동성화학 본드 에이스 1400) 60wt%, 톨루엔, 엠.이.케이.의 혼합 용제 22wt%, 실리카 겔 16wt%, 이소시아네이트계 경화제 2wt%를 혼합한 언더 코팅액(이하 A액이라 함)과 이액형 폴리우레탄 수지(대일본 잉크 크리스본 814D) 65wt%, 톨루엔, 엠.이.케이.의 혼합용제 25wt%, 백색안료 6wt%, 이소시아네이트계 경화제 4wt%를 혼합한 코팅액(이하 B액이라 함)을 준비하고 190T 나일론 태피터 직물에 순차적으로 A액을 먼저 나이프 헤드(3)의 후로팅 나이프로 코팅한 후 직선적으로 제 1 챔버(9)를 150℃로 조정하고 건조 경화시킨 다음 나이프 헤드(7)의 후로팅 나이프로 B액을 연속적으로 코팅한 후 150℃로 조정된 제 2 챔버(10)에서 건조 경화시키므로써 한 공정에서 두번의 코팅층을 효과적으로 형성시킬 수 있다.

[실시예 2]

실시예 1에서의 A액과 B액을 준비하고 이 액형 폴리우레탄 수지(대일본 잉크크리스본 184D) 60wt%, 상기의 혼합용제 25wt%, 알루미늄 후레이크 11wt%, 이소시아네이트계 경화제 4wt%로 된 설버 코팅액(이하 C액이라 함)을 준비하고, 실시예 1의 나일론 태피터 직물에 순차적으로 코팅하고 텐트용 원단을 생산하고자 한다.

우선 나이프 헤드(3)의 후로팅 나이프로 A액을 코팅하고, 150℃로 조정된 제 1 챔버(9)로 들어가 가이드롤(19)를 거쳐 다시 앞의 가이드롤(18)을 통과하며 롤(4)를 돌아 나이프 헤드(5)에서 B액을 코팅하고, 다시 제 1 챔버(9)로 들어가 건열 경화된 후 가이드롤(15), (16)을 거쳐 나이프 헤드(7)에서 다시 C액을 코팅한 다음 150℃로 조정된 제 2 챔버(10)을 통과하며 완전히 건열 경화처리되어 제조가 완료된다.

[실시예 3]

실시예 2에서 두번째 나이프를 사용할 때 나이프 헤드를 앞으로 이동시켜 롤위에 수직되게 위치시킨 다음 0.14mm의 두께로 조정하고 B액을 코팅한 후 실시예 2와 같이 제조한다.

[실시예 4]

지방족 폴리우레판 수지 50wt%, 톨루엔 6wt%, 엠.이.케이. 4wt%, 암모니아수(3%) 5wt%, 물 33wt%, 유기산 공여성 촉매 2wt%로 조정된 건식 다공형 투습방수 코팅 가공액을 준비하고, 나이프 헤드(3)의 나이프를 거치지 않고 가이드롤(18)에서 롤(4)를 거쳐 나이프 헤드(5)를 실시예 3과 같이 조절하여 같은 두께로 이 가공액을 코팅한 후 60℃로 조정된 제 1 챔버(9)에서 가이드롤(15)를 돌아 가이드롤(14)를 거쳐 나이프 헤드(7)까지 역 S자로 진행되는 동안 충분히 경화되고 150℃로 조정된 제 2 챔버(10)에서 큐어링되는 일괄 공정으로 건식형 투습 방수가공 포지를 제조한다.

이러한 건식 투습방수 가공 포지는 제 1 챔버에서는 낮은 온도로 충분히 건조되고, 연속적으로 제 2 챔버에서는 열경화시킬 수 있으므로 일괄적인 건식 방식의 투습방수가공이 가능하다.

이렇게 제조된 코팅 가공제품의 물성은 다음과 같다.

Claims (4)

1. 분리된 2개의 건열 챔버와 3개 위치에 코팅 헤드 장치를 가지고 있으며, 각 건열챔버의 원단 진행경로가 내부에서 2번 경로를 바꾸는 S자 혹은 역 S자형으로 진행될 수 있으므로써 용도에 따라 여러가지 코팅을 할 수 있는 것을 특징으로 하는 다목적 코팅장치.
2. 제 1 항에 있어서, 3개의 코팅 헤드중 나이프 헤드(5)의 코팅 헤드가 전후로 수평이동하면서 후로팅 나이프 코팅과 나이프 온 롤 코팅을 겸하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 다목적 코팅장치.
3. 제 1 항에 있어서, 가이드롤(6)이 상하로 이동되며 고정 사용될 수 있으므로써 원단의 경로를 바꾸어 사용하더라도 건조되지 않은 코팅면이 롤에 접촉되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 다목적 코팅장치.
4. 제 1 항에 있어서, 제 1 챔버와 제 2 챔버사이에 라미네이팅 장치를 설치하여 필요시 라미네이팅 가공을 시행하고 필요없을 시는 사용치 않고 라미네이팅 맹글(17)을 격리시켜 원단 진행에 방해가 되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 다목적 코팅장치.