KR0162524B1 - 도포장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 슬릿(13)으로부터 도포액을 연속적으로 토출해서 지지체(4)표면에 도포하는 압출도포헤드(2)를 구비한 도포장치(1)에 있어서, 상기 슬릿(13)은 도포액유입구단부(13a)로부터 도포액토출구단부(13b)를 향해서 확대되는 테이퍼형상을 이루는 동시에, 도포액유입구단부(13a)의 슬릿간격폭(d1)과 도포액토출구단부(13b)의 슬릿간격폭(d2)가
Description
제1도는 본 발명의 도포장치의 개략구성도.
제2도는 본 발명의 도포장치를 구성하는 압출(狎出)도포헤드의 일례를 표시한 외관사시도.
제3도는 제2도에 표시된 압출도포헤드의 단면도.
제4도는 본 발명의 도포장치를 구성하는 압출도포헤드의 다른 에를 표시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 도포장치 2 : 압출도포헤드
3 : 건조장치 4 : 지지체
5 : 풀어내기롤 6 : 감기롤
7 : 가이드롤 10 : 프런트에지
11 : 백에지 12 : 포켓
13 : 슬릿 10a,11a : 내벽면
13a : 도포액유입구단부 13b : 도포액토출구단부
d1,d2 : 슬릿간격폭
본 발명은 압출(狎出)도포헤드를 구비한 도포장치에 관한 것으로, 특히, 압출도포헤드의 슬릿형상을 개량하므로서 균일한 도막형성이 가능한 도포장치에 관한 것이다. 종래, 지지체위에 도포액을 도포하는 방법으로서, 롤코트법, 그라비아코트법, 솔라이드비드코트법, 독터코트법등의 여러 가지방법이 사용되고 있으나, 생산성이나 조작성이 높고 도포막의 두께제어성이 뛰어난 점에서, 최근, 압출도포법이 주목되고 있다.
압출도포법은, 서포트롤등의 각 반송수단간에 있어서, 지지체에 대해서 소정의 장력이 걸리도록 압출도포헤드의 에지면에 밀어붙이고, 도포액공급용슬릿으로부터 압출되는 도포액의 압출량의 변화에 따라서 압출도포헤드와 지지체와의 간격을 변화시키므로서, 소정의 막두께가 되도록 제어해서 도포를 행하는 것이다.
압출도포에 사용되는 압출도포헤드는, 통상 프런트에지(지지체반송방향상류쪽)와 백에지(지지체반송방향하류쪽)로 이루어지고, 이 프런트에지와 백에지의 사이에 슬릿이 형성되고, 이 슬릿에 연통해서 포켓(도포액괸곳)이 형성되어 있다. 그리고, 외부의 도포액공급계로부터 상기 포켓에 일단 도포액이 이송되고, 이때의 도포액의 유체압력에 따른 유량으로 슬릿으로부터 도포액이 토출되어, 지지체표면을 도포하도록 되어있다.
이들 종래의 압출도포헤드에 있어서는, 슬릿은 통상, 대향하는 2개의 내벽면이 서로 평행, 혹은 테이퍼형상을 이루어 형성되어 있다.
슬릿이 테이퍼형상을 이루는 것으로서, 예를 들면 일본국 특개소63-20069호, 동63-20070호, 동 특개평1-184071호 공보등에 있어서도 여러 가지의 것이 제안되고 있다. 그러나 이들 종래의 것은 어느것이나, 프런트에지와 백에지에 의해 형성된 도포슬릿의 폭이, 도포액유입구(포켓와의 경계부)로부터 도포액토출구를 향해서 점차감소되는 테이퍼형상을 이루도록 구성되어 있고, 이와 같이 구성하므로서, 슬릿으로부터의 도포액토출시의 압력손실을 작게해서 도포막변동을 억제하여, 균일한 도막형성을 얻고자 하고 있다. 이들 공보에 있어서는, 도포액토출구를 향해서 확대되는 테이퍼(역테이퍼)형상의 구성의 것에 대한 기재는 물론, 시사도 전혀 없다.
그런데 압출도포공정의 실제에 있어서는, 도포공정을 일시 중단하고, 어느시간경과후에 다시 도포를 개시하는 경우가 발생될 수 있으나, 이와 같은 경우, 도포정지가 어느시간이상으로 미치면, 압출도포장치의 포켓내에 저류하는도포용액의 겔화등에 의해 용집물을 생성하는 일이 있다. 그리고 도포재개후, 도포액의 흐름에 따라서 이 용집물이 포켓으로부터 슬릿의 도포액유입구를 통해서 슬릿내로 이송되게 된다.
그러나, 상기 종래의 어느것의 압출도포장치에 있어서도, 슬릿이 도포액토출구를 향해서 좁아진 테이퍼형상을 이루기 때문에 도포액유입구로부터 슬릿내로 이송된 용집물이 도포액토출구에서 걸려서 배출되기 어렵고, 이것이 원인이 되어 도포얼룩이나 도포줄무늬불량이 발생되거나, 혹은 균일한 도막두께를 얻지 못한다고 하는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 도막의 도포얼룩의 발생을 미연에 방지하여, 균일한 도막형성이 가능한 도포장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 도막의 도포줄무늬불량의 발생을 미연에 방지하고, 균일한 도막형성이 가능한 도포장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또다른 목적은, 막두께변동이 적은 균일한 도막형성이 가능한 도포장치를 제공하는데 있다.
그와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면, 슬릿으로부터 도포액을 연속적으로 토출해서 지지체표면에 도포하는 압출도포헤드를 구비한 도포장치에 있어서, 상기 슬릿은 도포액유입구단부로부터 도포액토출구단부를 향해서 확대되는 테이퍼형상을 이루는 동시에, 도포액유입구단부의 슬릿간격폭(d1)과 도포액토출구단부의 슬릿간격폭(d2)이 하기의 조건,
를 만족시키도록 형성되어 있는 것을 특징으로하는 도포장치가 제공된다.
또한, 상기에 있어서 더 바람직한 태양은,이다.
또 본 발명에 의하면, 상기 도포장치에 있어서, 상기 슬릿간격폭(d1)이 0.05~0.2㎜인 것을 특징으로 하는 도포장치가 제공된다.
또한, 상기에 있어서 더 바람직한 태양은, 이 슬릿간격폭(d1)이 0.1~0.16㎜이다.
본 발명에서는, 슬릿의 형상을 상기 조건을 만족하는 테이퍼형상으로 하므로서, 도포액유입구로부터 슬릿내에 이송된 용집물이 도포액토출구에서 걸려서 배출되기 어려운 점이 해소되어, 상기의 목적을 달성할 수 있다.
다음에, 도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
제1도는 본 발명의 도포장치의 일례를 표시한 개략구성도이다. 제1도에 있어서, 도포장치(1)는 압출도포헤드(2) 및 건조장치(3)를 구비하고, 이 압출도포헤드(2)의 상류쪽에는 도포하기 전의 지지체(4)가 감긴 풀어내기롤(5)이 배설되고, 건조장치(3)의 하류쪽에는 반송되어 오는 도포후의 지지체(4)를 감는 감기롤(6)이 배설되어 있다. 또한 도면중(7)은 가이드롤이다.
제2도는 상기 압출도포헤드(2)의 외관사시도를 표시하고, 제3도는 제2도에 표시된 압출도포헤드의 단면도를 표시한다. 제2도, 3도에 있어서 압출도포헤드(2)는 프런트에지(10)와 백에지(11)로 이루어지고, 프런트에지(10)와 백에지(11)의 사이에는, 도포헤드(2)의 긴쪽방향전체폭에 걸쳐서 슬릿(13)이 형성되고, 이 슬릿(13)에 연통해서 포켓(도포액괸곳)(12)이 형성되어 있다. 이 포켓(12)은, 백에지(11)의 벽면소정개소에 개구된 도포액용유로(도시생략)에 연통되고, 외부의 도포액공급계(도시생략)로부터 이 도액용유로를 통해서 포켓(12)에 일단 도포액이 이송되고, 이때의 도포액의 유체압력에 따른 유량으로 슬릿(13)으로부터 도포액이 지지체표면에 토출되도록 되어 있다. 슬릿(13)은, 프런트에지(10)가 이루는 내벽면(10a)과 백에지(11)가 이루는 내벽면(11a)이 소정간격 격리대향해서 형성되어 이루어진다. 본 발명에서는, 이 슬릿(13)의 형상이 포켓(12)과의 경계부에 해당되는 도포액유입구단부(13a)로부터 도포액토출구단부(13b)를 향해서 확대되는 역테이퍼형상을 이루는 동시에, 도포액유입구단부(13a)의 슬릿간격폭(d1)과 도포액토출구단부(13b)의 슬릿간격폭(d2)이 하기의 조건
를 만족하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 슬릿간격폭(d1)은, 슬릿의 도포액유입구단부(13a)에 있어서의 상기 2개의 내벽면(10a),(11a)의 격리거리를 의미하고, 상기 슬릿간격폭(d2)은, 슬릿의 도포액토출구단부(13b)에 있어서의 상기 2개의 내벽면(10a),(11a)의 격리거리를 의미한다. 또한 상기 조건은, 더 바람직하게는,
로 설정된다. 슬릿간격폭을 이와 같이 설정하는 것은, {[(d2-d1)/d1]×100}(테이퍼량)이 5%미만에서는, 어느시간 도포정지후에 다시 도포를 개시한 경우, 도포액용집물등이 슬릿으로부터 배출되는 것이 곤란하게 되어 도포줄무늬불량의 원인이 되기 때문이며, 한편 20%를 초과하면 도포액이 균일하게 유동되기 어렵게 되어 도포얼룩의 원인이 되기 때문이다.
또, 본 발명에 있어서는 슬릿(13)의 도포액유입구단부(13a)의 슬릿간격폭(d1)이 0.05~0.2㎜인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 0.1~0.16㎜이다. 상기 슬릿간격폭(d1)이 0.05㎜미만에서는 어느 시간 도포정지후에 다시 도포를 개시한 경우, 포켓내의 도포액용집물이 슬릿도포액유입구에 괴이므로서 도포줄무늬불량의 원인이 되기 때문이며, 한편, 0.2㎜를 초과하면 슬릿도포액토출구로부터의 도포액량의 제어가 곤란해지므로서 도막두께변동의 원인이 된다.
또한, 슬릿(13)의 길이에 대해서는, 특히 한정되는 것은 아니나, 에를 들면 자성충도포에 의해 자기기록매체를 제조하는 경우등에 있어서는, 통상 10~50㎜정도의 길이로 설정된다.
이와 같은 압출도포헤드(2)는, 종래의 압출도포헤드와 마찬가지의 재료, 예를 들면, 스테인레스강, 초경합금재료등을 사용해서 작성할 수 있다.
상기의 압출도포헤드(2)에서는, 도포액이 외부의 도포액공급게로부터 도포액용유로를 개재해서 포켓(12)에 공급된다. 포켓(12)에의 도포액의 공급은, 포켓(12)의 한쪽의 끝부분으로부터의 공급, 포켓(12)의 양끝부분으로부터의 공급, 혹은 포켓(12)의 중간부로부터의 공급등, 어느것의 공급방법이라도 된다.
상기 포켓(12)에 공급된 도포액은, 슬릿(13)의 도포액유입구단부(13a)로부터 슬릿(13)내로 보내지고, 그 선단부의 도포액토출구단부(13b)로부터 토출되어, 백에지(11)와 풀어내기롤(5)로부터 풀어내어 반송되고 있는 지지체(4)와의 간격부분에 연속적으로 공급된다. 그리고, 도포액의 공급량, 압출도포헤드(2)에 대한 지지체(4)의 장력등에 의해, 지지체(4)와 백에지(11)와의 사이의 간격이 설정되고, 도포액이 지지체(4)위에 도장된다.
여기서, 슬릿(13)이 도포액유입구단부(13a)로부터 도포액토출구단부(13b)를 향해서 확대되는 역테이퍼형상을 이루는 동시에, 도포액유입구단부(13a)의 슬릿간격폭(d1)과 도포액토출구단부(13b)의 슬릿간격폭(d2)이 하기의 조건
를 만족시키도록 형성되어 있으므로서, 더 바람직하게는 상기 슬릿간격폭(d1)을 폭0.05~0.2㎜로 하므로서, 도포공정을 일시 중단후에 다시 도포를 개시하는 경우, 포켓내에 저류하는 도포용액의 겔화등에 의해 용집물이 생성되고, 이것이 도포액의 흐름을 타고 도포액유입구단부(13a)로부터 슬릿(13)내를 유입해도, 이 용집물을 슬릿토출구(13b)로부터 외부로 원활하게 배출할 수가 있다. 이에 의해 도포얼룩이나 도포줄무늬불량등의 발생을 미연에 방지할 수 있다.
따라서, 예를 들면 도포공정을 중단후, 어느시간 경과후에 도포를 재개하는 경우, 도포재개전에 10초간 정도 도포액의 토출을 행하여 슬릿(13)내의 용집물을 배출한후, 도포를 재개하면, 도포얼룩이나, 용집물에 기인되는 도포줄무늬불량이 발생되지 않아, 막두께변동이 적은 균일한 막두께형성을 행할 수 있다.
또한, 도시예에서는 슬릿(13)의 중심선으로부터 프런트에지(10), 백에지(11)를 향해서 동등한 비율로 확대되는 테이퍼를 이루도록 형성되어 있으나, 본 발명에 있어서는, 도포액유입구단부(13a)의 슬릿간격폭(d1)과 도포액토출구단부(13b)의 슬릿간격폭(d2)이 상기의 조건을 만족하도록 형성되어 있으면 되고, 더 바람직하게는 슬릿간격폭(d2)이 상기와 같이 규제되어 있으면 되고, 그 형성방법에 대해서는 특히 한정되지 않는다.
따라서, 예를 들면 제4도에 표시된 바와 같이, 한쪽의 에지, 예를 들면 프런트에지(10)의 내벽면(10a)이 테이퍼형상으로 되지 않고 수직면을 이루고, 다른쪽에지, 예를 들면 백에지(11)의 내벽면(10a)이 테이퍼형상을 하고, 이들 양내벽면(10a),(11a)이 이루는 이간거리가 각각 상기의 조건을 만족시키도록 형성해도 된다.
본 발명의 도포장치에 사용할 수 있는 지지체로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트필름등의 플라스틱필름, 종이나 금속박등으로 이루어진 긴 가요성지지체등을 들 수 있고, 특히 제한은 없다. 또, 지지체는, 미리 여러 가지의 처리층이 형성된 것이라도 된다.
본 발명의 도포장치에 사용할 수 있는 도포액은, 압출도포헤드에 의한 도포에 적합한 도포액이면 특히 제한은 없다. 압출도포법은, 도포막의 두께 제어성이 뛰어나고, 종래보다 안정된 도포막두께가 요구되는 용도에 있어서 사용되고 있다. 이와 같은 용도의 하나로서, 자기기록매체의 자기기록층이나 백코트층의 형성이 있고, 자성분말, 바인더 및 용제를 함유하는 자성도포액, 혹은 백코트용도포액은, 본 발명에 사용할 수 있는 도포액의 하나이다.
여기서, 자성도포액의 에를 들면, 자성분말로서는, γ-Fe2O3, Co함유 γ-Fe2O3, Fe3O4, Co함유 Fe3O4, CrO2, 바륨페라이트, 스트론튬페라이트등의 산화물미분말, Fe, Co, Ni등의 금속 혹은 이들의 합금미분말, 탄화철등을 어느것이나 사용가능하다. 또, 바인더로서는, 공지의 각종 수지바인더는 어느것이나 사용가능하다, 또, 용제는 특히 제한은 없고, 예를 들면, 시클로헥사논, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤등의 케톤계, 톨루엔등의 방향족계등의 각종용제를 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 또, 자성도포액에는, 필요에 따라서 무기미립자, 윤활제등의 각종 첨가제를 함유시켜도 된다. 상기와 같은 자성도포액을 사용해서 형성되는 자기기록층은, 건조막두께가 0.1~6㎛정도이며, 이 자기기록층의 30~92중량%를 자성분말이 점유하는 구성이 바람직하다. 또, 최근 행하여지고 있는 도포액을 습윤상태에서 다층화해서 도포층을 형성해도 된다. 이 경우, 도포액은 자성액으로 한정되는 것은 아니고, 비자성액, 수지의 용해액등, 상기한 바와 같이 압출형도포헤드에 의한 도포에 적합한 도포액이면 적용가능하고, 도포층의 층구성에 대해서도 필요에 따라서 선택할 수 있다.
또, 백코트용도포액의 예를 들면, 안료로서는 카본블랙, α-Fe2O3, TiO2, CaO, SiO2, Cr2O3, α-Al2O3, SiC, CaCo3, BaSo4, ZnO, Mgo, 질화봉소 TiC등의 비자성무기분말등 어느것이나 사용가능하다. 또, 바인더로서는, 공지의 각종수지바인더는 어느것이나 사용가능하다. 또, 용제는 특히 제한은 없고, 예를 들면, 시클로헥사논, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤등의 케톤계, 톨루엔등의 방향족계등의 각종용제를 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 또, 백코트용 도포액에는, 필요에 따라서 무기미립자, 윤활제등의 각종첨가제를 함유시켜도 된다. 상기와 같은 백코트용도포액을 사용해서 형성되는 백코트층은, 건조막두께가 0.1~1.0㎛정도이며, 이 백코트층의 30~80중량%를 안료가 점유하는 구성이 바람직하다.
다음에, 보다 구체적인 실시예를 들어 본 발명을 더 상세히 설명한다.
[실시예 및 비교예]
지지체로서 폭 1,000㎜, 두께 15㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트필름을 준비하였다. 또, 하기의 조성의 원재료 (1)~(10)을 혼련, 분산후, 여과처리를 행하고, 여기에 또 (11)을 첨가혼합해서, 자성도포액으로 하였다.
(자성도포액의 조성)
상기 제1~3도에 표시된 도포장치(1) 및 압출도포헤드(2)를 사용, 상기의 자성도포액을 슬릿으로부터 토출하고, 반송속도 300m/분으로 반송되는 지지체(4)표면에의 도포를 행하였다.
이 도포를 일시 정지하고, 1시간 경과후, 10초간정도 도포액의 토출을 행하여 슬릿내의 용집물을 배출한 후, 다시 도포를 개시하였다.
도포후, 지지체(4)는 건조장치(3)에서 건조되어 자기기록층(건조두께 3㎛)이 형성되고, 이어서 감기롤(6)에 감았다.
이 원단롤의 도막면의 상태를 육안으로 관찰하고, 하기의 평가방법에 의해서 평가하였다. 결과를 표1에 표시한다.
또한, 도포헤드의 슬릿의 테이퍼량 및 슬릿간격폭(d1),(d2)의 측증은, 3차원 측정기(FJ-604:미쯔토요(주)제품)을 사용하고, 프런트에지와 백에지의 대향면의 하단, 상단에서의 이간거리를 측정해서 행하였다.
(도막면의 특성평가)
[도포줄무늬불량]
◎ : 1,000㎜ 폭×10,000m길이에 있어서 도포줄무늬가 전혀 보이지 않았다.
○ : 1,000㎜ 폭×10,000m길이에 있어서 도포줄무늬가 1~2개 보였다.
× : 1,000㎜ 폭×10,000m길이에 있어서 도포줄무늬가 3개이상 보였다.
[도포얼룩]
◎ : 도포얼룩이 보이지 않고, 양호한 도막면을 얻게되었다.
○ : 도포얼룩이 약간 보였으나, 생산상 문제가 없다.
× : 도포얼룩이 많고, 불균일한 도막면이 형성되었다.
[도막두께변동]
X선막두께 계3710A((주)리카쿠제품)를 사용해서, 도포폭 1,000㎜에 결쳐서 폭방향의 막두께변동을 실측하고, 최대변동폭의 값으로 막두께변동의 값으로 하였다. 구체적판단기준은 이하와 같다.
◎ : 폭방향 도막두께 변동이 0.2㎛미만
○ : 폭방향 도막두께 변동이 0.2㎛이상 0.4㎛미만
× : 폭방향 도막두께 변동이 0.4㎛미만
표 1에서 명백한 바와 같이, 본발명에 의한 도포장치에 의하면, 도포를 일시정지한 후에 다시 도포를 재개시키는 경우, 도포를 일시 정지중에 포켓내에 도포액이 겔화등에 의해 응집되어도 이들 응집물을 슬릿으로부터 용이하게 배출시킬 수 있기 때문에, 상기 응집물의 원인인 도포얼룩, 도포줄무늬불량등의 발생을 방지할 수 있고, 혹은 또 도포막두께변동을 적게 할 수 있어, 균일한 도막형성이 가능해진다.
본 발명은, 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 벗어나는 일없이, 다른 여러 가지 형태로 실시할 수가 있다. 그 때문에, 상기한 실시예는 여러 가지형태에서 간단한 예시에 불과하고, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는, 청구범위에 의해서 표시되는 것으로, 명세서 본문에는, 하등 구속되지 않는다. 또, 청구의 범위의 균등범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위내의 것이다.
Claims (3)
- 슬릿(13)으로부터 도포액을 연속적으로 토출해서 지지체(4)표면에 도포하는 압출도포헤드(2)를 구비한 도포장치(1)에 있어서, 상기 슬릿(13)은 도포액유입구단부(13a)로부터 도포액토출구단부(13b)를 향해서 확대되는 테이퍼형상을 이루는 동시에, 도포액유입구단부(13a)의 슬릿간격폭(d1)과 도포액토출구단부(13b)의 슬릿간격폭(d2)이 하기의 조건를 만족하도록 형성되어 있으며, 상기 슬릿(13)의 도포액유입구단부(13a)의 슬릿간격폭(d1)이 0.05~0.2㎜인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제1항에 있어서, 상기 슬릿(13)의 도포액유입구단부(13a)의 슬릿간격폭(d1)과 도포액토출구단부(13b)의 슬릿간격폭(d2)이 하기의 조건를 만족하도록 형성되어 있는 것을 특징으로하는 도포장치.
- 상기 슬릿(13)의 도포액유입구단부(13a)의 슬릿간격폭(d1)이 0.1~0.16㎜인 것을 특징으로 하는 도포장치.
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