KR100624173B1 - Method for in-line coating without surface crack - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유기용매에 분산되어 있는 조성물을 유기용매에 의한 표면크랙 발생이 심한 고분자 쉬트 또는 필름(이하 쉬트라 함) 표면에 코팅함에 있어, 고분자 쉬트(기판)가 코팅액 조성물이 담겨져 있는 코팅액조에 들어오는 입사각을 조절하여 고분자 쉬트가 롤을 감고 코팅액에 닿는 순간 표면에 미세 크랙이 발생하는 현상을 억제하고 깨끗한 코팅 표면을 얻기 위한 방법 및 이러한 방법에 의해 제조된 고분자 쉬트에 관한 것이다.In the present invention, in coating a composition dispersed in an organic solvent on a surface of a polymer sheet or a film (hereinafter referred to as a sheet) having high surface cracks caused by an organic solvent, the polymer sheet (substrate) enters a coating liquid tank containing a coating liquid composition. The present invention relates to a method for controlling the incident angle of the polymer sheet by winding the roll and contacting the coating liquid to suppress the occurrence of fine cracks on the surface and to obtain a clean coating surface, and a polymer sheet produced by the method.
Description
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예로서 1단계 압출하여 코팅하는 코팅기의 구성도 (양면코팅기 1개)1 is a block diagram of a coating machine for coating by extrusion in one step according to an embodiment of the present invention (one side coating machine)
도 2는 본 발명에 따른 다른 실시예로서 1단계 압출하여 코팅하는 코팅기의 구성도 (양면코팅기 2개)Figure 2 is a configuration diagram of a coating machine for coating by extruding one step as another embodiment according to the present invention (two side coating machine)
도 3은 본 발명에서 한 개 롤을 사용하여 코팅하는 것들 도시한 개략도Figure 3 is a schematic view showing coatings using one roll in the present invention
도 4는 본 발명에서 여러 개 롤을 사용하여 코팅하는 방법을 도시한 개략도Figure 4 is a schematic diagram showing a method of coating using several rolls in the present invention
도 5는 본 발명에서 사용되는 코팅액조의 형상을 도시한 개략 사시도Figure 5 is a schematic perspective view showing the shape of the coating liquid tank used in the present invention
표 1. 입사각에 따른 표면 크랙 정도Table 1. Surface Crack Accuracy According to Incidence Angle
표 2. 가이드 롤 직경에 따른 표면 크랙 정도Table 2. Surface Crack Accuracy According to Guide Roll Diameter
표 3. 코팅 롤의 요철 수에 따른 건조 상태Table 3. Drying condition according to the number of irregularities
본 발명은 유기용매에 분산되어 있는 조성물을 유기용매에 의한 표면크랙 발 생이 심한 고분자 쉬트 또는 필름(이하 쉬트라 함) 표면에 코팅함에 있어, 고분자 쉬트(기판)가 코팅액 조성물이 담겨져 있는 코팅액조에 들어오는 입사각을 조절하여 고분자 쉬트가 롤을 감고 코팅액에 닿는 순간 표면에 미세 크랙이 발생하는 현상을 억제하고 깨끗한 코팅 표면을 얻기 위한 방법 및 이러한 방법에 의해 제조된 고분자 쉬트에 관한 것이다.The present invention is to coat the composition dispersed in the organic solvent on the surface of the polymer sheet or film (hereinafter referred to as a sheet) with a high surface crack occurrence by the organic solvent, the polymer sheet (substrate) enters the coating liquid tank containing the coating liquid composition The present invention relates to a method for controlling the incident angle of the polymer sheet by winding the roll and contacting the coating liquid to suppress the occurrence of fine cracks on the surface and to obtain a clean coating surface, and a polymer sheet produced by the method.
유기용매에 의한 표면크랙 발생이 심한 고분자 쉬트, 예를 들면, 최근 전자부품 운반용기로 사용되는 무정형 폴리에스터 필름과 같은 진공성형용, 간지용 및 기타 목적으로 사용되는 고분자 쉬트에 운반 도중 발생하는 정전기 피해를 줄이기 위해 반드시 정전기 방지처리하기 위하여 전도성 고분자를 바인더와 용매를 기본으로 하는 코팅액 조성물을 고분자 표면에 도포, 건조하여 정전기 방지 처리하는 방법을 많이 이용하고 있다. 이때 고분자 쉬트 표면에 전도성 고분자를 유효 성분으로 하는 대전방지액을 유기용매에 분산시켜 코팅함에 있어 압출기를 이용하여 쉬트를 적당 폭으로 압출하면서 압출 직후 곧바로 코팅하는 인라인 코팅법이 경제적으로 가장 이상적이나 크랙 발생이나 건조문제로 인하여 인라인 코팅법이 사용되지 못하고 있다. Electrostatic sheets generated during transport to polymer sheets with high surface cracks caused by organic solvents, for example, polymer sheets used for vacuum forming, tickling and other purposes, such as amorphous polyester films, which are recently used as electronic component containers. In order to reduce the damage, the coating liquid composition based on the conductive polymer and the binder and the solvent is applied to the surface of the polymer and dried to prevent the antistatic treatment. At this time, in the coating of the antistatic liquid containing the conductive polymer as an active ingredient on the surface of the polymer sheet in an organic solvent, the in-line coating method of coating the sheet immediately after extrusion while extruding the sheet to an appropriate width using an extruder is most economically ideal. In-line coating is not used due to occurrence or drying problems.
왜냐하면 인라인 코팅법에서 압출 및 코팅을 인라인에서 실시하는 경우에는 압출 속도와 코팅기의 건조 속도가 잘 맞아야 하는데, 대형 압출기를 사용하는 경우 두께가 낮으면 압출 쉬트의 이동 속도가 빠르게 된다. 이때 압출/ 코팅 인라인 설비의 공정 속도는 압출기의 생산 용량이 아니라 건조기의 건조 속도에 의해 제한되므로, 건조기의 건조속도가 느리면 압출기의 용량에 상관없이 코팅액 도포 후 건 조기 내에서 건조되는 건조 속도에 의해 생산 속도가 결정된다. 따라서 생산 속도를 높이기 위해서는 압출기 용량이 커 압출 속도가 높은 경우 건조기의 건조 속도를 높일 수 있는 방안이 수립되어야 한다.Because extrusion and coating in-line in the in-line coating method, the extrusion speed and the drying speed of the coating machine should be well matched. In the case of using a large extruder, if the thickness is low, the extrusion sheet moves faster. At this time, the process speed of the extrusion / coating inline equipment is limited by the drying speed of the dryer, not the production capacity of the extruder. Therefore, if the drying speed of the dryer is slow, the drying speed is dried within the dry condition after application of the coating liquid regardless of the capacity of the extruder. The production speed is determined. Therefore, in order to increase the production speed, if the extruder capacity is large and the extrusion speed is high, a method for increasing the drying speed of the dryer should be established.
또한 압출된 쉬트가 별도의 아닐링 처리없이 유기 용매로 이루어진 코팅액이 들어 있는 통을 통과하면 유기 용매에 의해 쉬트 표면에 미세한 크랙이 무수히 발생한다. 코팅액 통에 고분자 쉬트가 들어가기 위해서는 롤에 감겨 들어가는데, 이와 같이 고분자 압출물이 롤에 감기면 안쪽으로는 압축력을 그리고 바깥쪽으로는 인장력을 받는다. 이 인장력을 받는 부위에서 고분자 사슬의 치밀도가 느슨해져 여기로 유기 용매가 침투하여 크랙을 유발한다. 이를 환경스트레스크랙킹 (environmental stress cracking) 현상이라고 하는데, 이를 억제하여야만 한다. In addition, when the extruded sheet passes through a container containing a coating liquid made of an organic solvent without any annealing treatment, numerous cracks are generated on the surface of the sheet by the organic solvent. In order to enter the polymer sheet into the coating liquid container, it is wound on a roll. When the polymer extrudate is wound on the roll, it is compressed inward and tensioned outward. The densities of the polymer chains are loosened at the site where the tensile force is applied, and the organic solvent penetrates the cracks. This is called environmental stress cracking, which must be suppressed.
이 표면 크랙을 방지하기 위해 물을 용매로 사용하는 경우, 물은 주지하다시피 표면크랙은 방지할 수 있으나 물의 휘발속도가 낮고 비등점이 높아 건조가 느리게 이루어져 건조기의 길이가 길어야 하고 건조온도가 높아 열저항성이 낮은 고분자 쉬트의 경우 매우 불리하다. 특히 양면코팅을 한 번에 하기 위해 수직 건조기를 사용하는 경우에는 건조기 높이가 상당히 높아야 하므로 이에 따르는 여러 가지 문제점이 발생하여 매우 불리하다.When water is used as a solvent to prevent the surface cracks, water is well known, but surface cracks can be prevented, but the drying rate is long due to the low volatilization rate and the high boiling point. Very low resistance sheet is very disadvantageous. In particular, when the vertical dryer is used to perform the double-side coating at once, the height of the dryer should be considerably high, resulting in various problems, which is very disadvantageous.
따라서 압출과 코팅을 인라인 상에서 수행하기 위해서는 양면을 인라인 상에서 코팅할 수 있는 건조기가 설계되어야 하고 또한 유기 용매를 사용해도 표면 크랙없이 정상적으로 코팅할 수 있는 방법이 고안되어야 한다.Therefore, in order to perform extrusion and coating on the in-line, a dryer capable of coating both sides on the in-line should be designed and a method capable of coating normally without surface cracks even when using an organic solvent should be devised.
본 발명에서는 압출 직후 인라인 상에서 코팅함에 있어, 압출과 코팅을 인라인 상에서 수행할 수 있는 건조기 및 건조 설비를 고안하고 유기 용매 단독으로 또는 물과 유기 용매 혼합 시 유기 용매 함량이 매우 높은 혼합 용매를 사용하면서도 표면크랙이 없으면서 압출, 코팅 인라인 공정 속도를 높일 수 있는 방법을 제공함을 목적으로 한다.In the present invention, in coating on the in-line immediately after extrusion, a dryer and a drying equipment for performing extrusion and coating on the in-line are devised, and the organic solvent alone or a mixed solvent having a very high organic solvent content when mixing water and an organic solvent is used. It is an object of the present invention to provide a method for increasing the speed of extrusion and coating in-line processes without surface cracks.
본 발명은 수분산 전도성 고분자(예로서 독일 바이엘사의 바이트론계 수분산 전도성 고분자인 폴리에틸렌디옥시티오펜)를 주로 이용하는 방법으로서, 압출 공정을 통하여 고분자 쉬트를 제조한 직후 고분자 쉬트에 폴리에틸렌디옥시티오펜을 유효성분으로 하는 대전방지 코팅액을 도포함에 있어 표면 크랙없이 압출된 고분자 원단 또는 쉬트(이하 쉬트라 함) 표면에 유기 용매로 이루어진 대전방지 코팅액을 도포, 건조하여 압출과 코팅을 인라인 상에서 수행하는 방법 및 이로부터 만들어진 대전방지 진공성형용 고분자 쉬트를 제공함을 목적으로 한다.The present invention mainly uses a water-dispersible conductive polymer (eg, polyethylene dioxythiophene, which is a Bayer-based water-dispersible conductive polymer of Bayer, Germany). In applying an antistatic coating liquid as an active ingredient, a method of performing extrusion and coating in-line by applying and drying an antistatic coating liquid consisting of an organic solvent on a surface of a polymer fabric or sheet (hereinafter referred to as a sheet) extruded without surface cracks, and An object of the present invention is to provide an antistatic vacuum molding polymer sheet made therefrom.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유기 용매에 의한 표면 손상이 심한 고분자 쉬트를 유기 용매를 포함하는 코팅액으로 인라인 코팅하는 방법은 상기 고분자 쉬트가 코팅액조를 가이드 롤을 통하여 지나가는 단계를 포함하며, In order to achieve the above object, a method of in-line coating a polymer sheet with a high surface damage caused by an organic solvent according to the present invention with a coating liquid containing an organic solvent includes the step of passing the polymer sheet through a guide roll through the coating liquid tank. ,
상기 고분자 쉬트가 코팅액조를 가이드 롤을 통하여 지나갈 때 코팅액조에 진입하는 고분자 쉬트의 입사각을 쉬트 진행방향으로부터 45도 이하가 되도록 하거나.When the polymer sheet passes through the coating liquid tank through the guide roll, the incident angle of the polymer sheet entering the coating liquid tank is 45 degrees or less from the sheet traveling direction.
또는 상기 가이드 롤의 직경을 20cm 이상인 롤을 사용하거나, 또는Or using a roll having a diameter of the guide roll of 20 cm or more, or
상기 입사각을 45도 이상되도록 하며 가이드 롤의 직경을 20cm 이상 되도록 하여,The incident angle of 45 degrees or more and the diameter of the guide roll to 20 cm or more,
표면 크랙없이 고분자 쉬트를 코팅하는 것이다.It is to coat the polymer sheet without surface cracks.
인라인 코팅법의 크랙문제와 건조 문제를 해결하고 사용하기 위해서는 아래와 같은 조건들을 만족하여야 하는데, 고려되어야 할 중요한 사항들은 코팅공정의 용매 휘발속도와 압출 속도를 감당할 수 있는 건조 조건 및 그리고 압출 직후 쉬트가 유기용매에 닿을 경우 발생하는 표면 크랙을 방지하는 것 등이다. 또한 위에서 설명한 바와 같이 고분자 압출물이 롤에 감기면 안쪽으로는 압축력을 그리고 바깥쪽으로는 인장력을 받아, 이 인장력을 받는 부위에서 고분자 사슬의 치밀도가 느슨해져 여기로 유기 용매가 침투하여 크랙을 유발하는 소위 환경스트레스크랙킹 (environmental stress cracking) 현상을 억제하기 위해서는 롤을 감겨 코팅액 통속으로 들어 갈 때 비록 인장력이 걸려도 표면 크랙을 발생시키지 않는 물 등의 용매를 사용하거나 또는 쉬트가 코팅 롤을 통과해도 표면에 국부적인 응력을 받지 않도록 해야 한다. In order to solve and use cracking and drying problems of the in-line coating method, the following conditions must be satisfied, and important considerations include drying conditions that can handle the solvent volatilization rate and the extrusion rate of the coating process, and the sheet immediately after extrusion. This is to prevent surface cracks generated when contacting the organic solvent. In addition, as described above, when the polymer extrudates are wound on a roll, they receive a compressive force inside and a tensile force on the outside, and the densities of the polymer chains are loosened at the site where the tensile force is applied, and organic solvent penetrates and causes cracks. In order to suppress the so-called environmental stress cracking phenomenon, it is necessary to use a solvent such as water that does not generate surface cracks even when a tensile force is applied to the surface of the coating by winding the roll into the coating liquid container or even if the sheet passes through the coating roll. It should not be subjected to local stress.
이하 본 발명에 따른 인라인 코팅법을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the inline coating method according to the present invention will be described in more detail.
압출과 코팅을 인라인 상에서 한 번에 처리하기 위해서는 압출기 끝단에 코팅기를 연결하여야 한다. 이때 압출 속도와 코팅기의 건조 속도가 서로 맞도록 건조기가 설계되어야 하는데, 압출 용량이 큰 경우, 즉 압출되는 쉬트의 속도가 아무리 빨라도 대전방지액이 도포된 후 용매가 건조되는 속도가 느리면 미건조된 상태 에서 가이드 롤을 지나가게 되고 이때 미건조된 코팅층이 손상을 입는다. 따라서 압출과 코팅을 동시에 수행하는 경우에는 건조기의 건조방식의 설계가 매우 중요하다.In order to process extrusion and coating at once in line, the coater must be connected to the end of the extruder. At this time, the dryer should be designed so that the extrusion speed and the drying speed of the coating machine are matched with each other. If the extrusion capacity is large, that is, no matter how fast the extruded sheet is, the drying speed of the antistatic liquid is slow and the solvent is dried. Pass the guide roll in the state and the undried coating layer is damaged. Therefore, when the extrusion and coating is performed at the same time, the design of the drying method of the dryer is very important.
이때 양면에 대전방지액을 코팅하는 경우 양면에 코팅액을 한번에 도포하고 이를 건조하기 위해서는 쉬트의 경로를 수직으로 하고 건조기도 수직으로 세워야 한다. 본 발명에서 사용한 대표도가 도 1과 도 2에 나와 있다. 압출, 코팅 인라인 설비의 구성도 및 쉬트 이동로는 다음과 같다. 압출기를 통하여 용융된 수지가 티다이를 통하여 쉬트의 형태가 되고 연마롤과 냉각롤을 통과하면서 일정 두께의 쉬트로 만든 후 코팅부의 코팅액 조로 들어가 대전방지액이 도포된 직 후 다시 수직으로 세워진 건조기를 통과하여 건조되면 마지막으로 권취기에서 롤의 형태로 감으면 된다.At this time, in the case of coating the antistatic solution on both sides, in order to apply the coating solution on both sides and dry it, the path of the sheet should be vertical and the dryer should be vertically set up. Representative views used in the present invention are shown in FIGS. 1 and 2. The schematic diagram of the extrusion and coating inline facility and the sheet transfer furnace are as follows. The melted resin through the extruder is in the form of a sheet through the T-die and made into a sheet having a predetermined thickness while passing through the polishing roll and the cooling roll, and then enters the coating liquid bath of the coating part and passes through the dryer standing upright again after the antistatic liquid is applied. After drying, it is finally wound in the form of a roll in a winder.
이때 중요한 것은 양면 코팅을 한 번에 할 것인가 또는 두 번에 나누어 코팅 할 것인지를 결정 해야 하는 것이다. 도 1은 대전방지액을 쉬트의 양면에 한 번에 코팅하는 방법으로서 압출기 끝단의 가이드 롤을 거쳐 코팅 롤을 통과하면서 코팅액을 양면에 충분히 도포한 후 코팅 롤을 떠나는 순간 여분의 코팅액을 짜주는 장치를 통하여 일정 두께의 코팅액층을 만든다. 그 후 건조기를 거치는 동안에 용매가 휘발되고 건조되면 최종 단계의 권취기에서 롤의 형태로 감는다.The important thing to do is to decide whether to coat both sides at once or split it in two. 1 is a method of coating the antistatic liquid on both sides of the sheet at once, passing through the coating roll through the guide roll at the end of the extruder and sufficiently coating the coating liquid on both sides and then squeezing the excess coating liquid at the moment of leaving the coating roll. Through to make a coating liquid layer of a certain thickness. The solvent is then volatilized and dried while passing through the dryer and wound in the form of a roll in the final stage winder.
이 양면 코팅법은 양면에 대전방지액을 한 번에 도포하고 건조하는 방법으로서 매우 유용하기는 하지만 압출 속도가 빨라 수직 건조기를 통하는 동안에 용매 건조가 완벽하게 건조되지 않으면 수직 건조기 끝의 꺾어지는 부분에 있는 롤에 미 건조 코팅층이 늘러 붙는 현상이 발생한다. 따라서 압출 속도가 빠른 경우 수직 건조기의 길이가 매우 길어야 하는 문제가 있기는 하지만 비교적 느린 속도로 압출되는 경우에는 양면 코팅을 한 번에 할 수 있어 매우 유용한 방법이다.This double-coating method is very useful as a method of applying and drying the antistatic solution on both sides at once, but the extrusion speed is high, so if the solvent drying is not completely dried during the vertical dryer, The undried coating layer sticks to the existing rolls. Therefore, if the extrusion speed is fast, there is a problem that the length of the vertical dryer is very long, but when extruded at a relatively slow speed can be a double-sided coating at a time is a very useful method.
반면에 도 2의 방법은 압출 속도가 빠른 경우에 적합한 방법으로서, 도 2의 방법은 압출기 끝단의 코팅부에서는 한 면만 코팅하여 코팅된 면이 건조기의 바깥쪽이 되도록 하면 롤에 닿는 부분 없이 건조기를 통과하는 길이가 길어져 아무리 빠른 속도로 압출한다하여도 미건조층이 롤에 닿는 문제를 해결할 수 있다. 2번째 코팅부에서 나머지 한 쪽을 코팅한 후 다시 코팅부가 건조기의 바깥 부위에 위치하도록 하면 마찬가지로 건조층의 길이가 길어지는 효과가 있어 코팅액의 미건조로 인한 문제를 해결할 수 있다. 특히 도 2의 방법을 이용하면, 즉 좁은 공간에 건조기의 길이를 최대로 할 수 있어 효과적이다.On the other hand, the method of Figure 2 is a suitable method when the extrusion speed is fast, the method of Figure 2 is coated on one side in the coating of the end of the extruder so that the coated side to the outside of the dryer to the dryer without touching the roll The length of the passage is long, and no matter how fast extruded, the undried layer can reach the roll. If the second coating is coated on the other side and then the coating is located on the outer portion of the dryer again, the length of the dry layer is similarly effective to solve the problem due to undried coating liquid. In particular, using the method of Fig. 2, that is, it is effective to maximize the length of the dryer in a narrow space.
표면 크랙없는 코팅법을 제공하기 위해서 본 발명에서는 압출 공정 후 코팅을 위해 코팅액이 담겨 있는 코팅액 통에 들어오는 고분자 쉬트의 바깥 쪽 표면에 걸리는 인장력을 최소화하는 방법을 사용하였고, 이를 위하여 코팅액이 담겨 있는 코팅액 통을 새로이 고안하는 방법을 사용하였다. 이를 위하여 두 가지 방법을 이용하였는데, 먼저 도 3에 나타난 바와 같이, 고분자 쉬트가 감겨 지나가는 롤의 직경을 최소한 20 센티미터 이상으로 하여 고분자 쉬트가 롤에 감겨 지나갈 때 쉬트 바깥 표면에 발생하는 인장력을 최소화시키고 또한 고분자 쉬트가 코팅액 조에 들어오는 입사각을 고분자 쉬트 압출 진행방향으로부터 45도 이하로 유지하는 방법( 도 3)이고, 다른 방법으로 도 4에 도시된 바와 같이, 직경이 작은 롤을 여러 개 사용하여 고분자 쉬트가 롤을 지나갈 때 발생하는 장력을 분산시키면서 압출 쉬트가 코팅액 조에 들어오는 입사각을 45도 이하로 되도록 조정하는 방법 (도 4) 등이다. 상기와 같이 고분자 쉬트의 입사각을 45도 이하로 조절하기 위해서는 단순한 사각통 모양의 코팅액 통이 아니라 입사각을 줄일 수 있도록 조절되어야 한다.In order to provide a surface crack-free coating method, the present invention used a method of minimizing the tensile force applied to the outer surface of the polymer sheet entering the coating liquid container containing the coating liquid for coating after the extrusion process, the coating liquid containing the coating liquid for this purpose A new method of designing the keg was used. To this end, two methods were used. First, as shown in FIG. 3, the diameter of the roll rolled by the polymer sheet is set to at least 20 centimeters to minimize the tensile force generated on the outer surface of the sheet when the rolled sheet is rolled. In addition, the method of maintaining the incident angle of the polymer sheet entering the coating solution bath at 45 degrees or less from the polymer sheet extrusion progress direction (FIG. 3). As shown in FIG. 4, the polymer sheet is formed by using several rolls having a small diameter. Is a method of adjusting the angle of incidence of the extrusion sheet to enter the coating liquid tank to be 45 degrees or less while dispersing the tension generated when the roll passes the roll (FIG. 4). As described above, in order to adjust the incident angle of the polymer sheet to 45 degrees or less, it is not a simple rectangular tube-shaped coating liquid container but should be adjusted to reduce the incident angle.
상기 두 가지 방법은 코팅액 통에 들어오는 고분자 쉬트의 입사각을 조절하여 고분자 쉬트에 걸리는 장력을 최소화하여 고분자 쉬트가 코팅액에 담겨져 있는 동안에 손상 입는 현상을 최소화하기 위한 방법이다. The two methods are methods for minimizing the damage caused while the polymer sheet is contained in the coating liquid by minimizing the tension applied to the polymer sheet by controlling the incident angle of the polymer sheet entering the coating liquid container.
즉 상기 두 가지 방법은 모두 고분자 쉬트를 인라인 코팅 시 쉬크가 롤에 감겨 지나갈 때 쉬트 바깥 표면에 발생하는 인장력을 최소화 시켜서 크랙 발생을 없애기 위한 것이다. 위의 두가지 방법 중 하나를 사용하여 크랙없이 고분자 쉬트를 인라인 코팅할 수 있는데, 장치의 크기나 상황에 따라 두 가지 방법 중 하나 또는 두 방법을 조합하여 크랙발생 없이 고분자 쉬트를 인라인 코팅할 수 있다.In other words, both methods are to minimize the tensile force generated on the outer surface of the sheet when the sheet is wound around the roll when inline coating the polymer sheet to eliminate cracks. Using one of the two methods described above, the polymer sheet can be inline coated without cracking. Depending on the size or situation of the device, one or two of the two methods can be combined to inline coat the polymer sheet without cracking.
그러나 이러한 방법들도 경우에 따라서 원하는 균일한 코팅층의 두께를 얻기에는 부족할 수 있다. 따라서 보다 더 균일한 코팅층을 얻기 위해서는 고분자 쉬트에 도포되는 용액의 두께가 균일해야 하는데, 이를 위해서 본 발명에서는 두 롤 사이를 압출된 고분자 쉬트가 지나가도록 한 다음 양쪽에서 균일한 힘으로 코팅액을 짜주는 형태로 코팅액을 도포하는 방법을 이용하면 된다. 이때 도포되는 코팅액의 두께를 조절하기 위해 두 롤 표면에 일정 형태의 요철을 주는데, 이 요철의 크기, 즉 홈의 크기에 따라 두 롤 사이에서 짜준 후의 코팅층의 두께가 결정되는데, 일반 적으로 인치당 10-200 개의 요철 (이하 10-200 목) 이 가장 효과적이다. 또한 표면 요철 형태가 이와는 다른, 즉 사선으로 홈을 파는 형태도 마찬가지로 좋은 효과를 얻을 수 있는데, 이것도 마찬가지로 인치당 10-200개 정도의 홈을 파는 형태가 가장 효과적이다. However, these methods may also be insufficient in some cases to obtain a desired uniform coating thickness. Therefore, in order to obtain a more uniform coating layer, the thickness of the solution applied to the polymer sheet should be uniform. For this purpose, the extruded polymer sheet is passed between the two rolls, and then the coating solution is squeezed with a uniform force on both sides. What is necessary is just to apply the coating liquid in the form. At this time, in order to control the thickness of the coating liquid applied, a certain form of irregularities is applied to the surfaces of the two rolls. The size of the irregularities, that is, the size of the groove, determines the thickness of the coating layer after squeezing between the two rolls. -200 irregularities (10-200 throats below) are the most effective. In addition, different surface irregularities, that is, slotted diagonally, have a similar effect, which is also most effective in the form of digging 10-200 grooves per inch.
이 때 두 개 롤이 위치하는 위치는 두 롤이 같은 위치에 놓이게 하거나 또는 두 롤을 서로 위치가 약간 다르게, 즉 한 롤은 다른 롤에 비하여 약간 위쪽에 또는 반대로 약간 아래쪽에 위치해도 마찬가지 효과를 얻을 수 있다. The position where two rolls are placed is equally effective if the two rolls are in the same position, or if the two rolls are slightly different from each other, ie one roll is slightly above or slightly below the other. Can be.
두 코팅 롤의 직경은 어느 직경이나 상관없으나 직경이 3-10 센티미터 정도인 것이 가장 효과적이다. 이 두 코팅 롤은 각기 유압 또는 공압 장치를 통해서 필요한 경우 서로 밀어주어 코팅액을 짜주거나 또는 한 롤은 고정하고 다른 롤을 유압 또는 공압 장치로 밀어 주도록 설계되어도 마찬가지 효과를 얻을 수 있다.The diameter of the two coating rolls can be any diameter, but a diameter of 3-10 centimeters is most effective. The two coating rolls can be equally effective if they are designed to press each other through the hydraulic or pneumatic device, if necessary, to squeeze the coating liquid or to hold one roll and push the other roll into the hydraulic or pneumatic device.
상기 크랙없이 코팅하는 방법을 이용함에 있어 고분자 쉬트가 코팅액 통에 머무는 시간이 최소화되면 더욱 좋은 효과를 얻을 수 있는데, 일반적인 코팅액 통인 사각통 모양의 코팅액 통은 고분자 쉬트가 코팅액 내에서 머무는 시간이 길어 고분자 쉬트를 피하기 어렵다. 따라서 도5의 코팅액조와 같이, 코팅액의 용량을 최소화하는 방법, 즉 고분자 쉬트가 입사되는 쪽의 높이를 줄이고 반대 쪽에는 여분의 코팅액이 흘러 넘치도록 설계하여 흘러 넘친 코팅액을 다시 필터를 통해 먼지를 제거한 후 다시 코팅액조에 충전하도록 설계된 코팅액 통을 사용하는 것이 가장 효과적이다. (도 5). 코팅액의 용량을 최소화하는 것은 코팅 대상물인 고분자 쉬트 및/또는 코팅층의 두께를 고려하여 그 용량을 위의 방식으로 설계하면 된다.In using the coating method without cracks, the polymer sheet stays in the coating fluid can be minimized to obtain a better effect. The coating fluid barrel, which is a general coating fluid container, has a long time that the polymer sheet stays in the coating fluid. Difficult to avoid sheets Therefore, as in the coating liquid tank of FIG. 5, a method of minimizing the volume of the coating liquid, that is, reducing the height of the side on which the polymer sheet is incident and designing the excess coating liquid to overflow on the opposite side removes dust through the filter again. It is most effective to use a coating liquid container designed to fill the coating liquid tank afterwards. (FIG. 5). In order to minimize the volume of the coating solution, the capacity may be designed in the above manner in consideration of the thickness of the polymer sheet and / or the coating layer to be coated.
상기 공정에 사용되는 유기 용매를 포함하는 코팅액의 대표적 예로서 전도성 고분자 대전방지 조성물이 있다. 상기 전도성 고분자 대전방지 조성물은 폴리에틸렌디옥시티오펜 0.1-10 중량부, 바인더 5-40 중량부, 용매 40-90 중량부를 기본으로 하고 여기에 증점제 0.1-2 중량부, 윤활제 0.05-1 중량부, 분산제 0.01-10 중량부, 또는 경우에 따라 경화제 0.1-5 중량부 등을 혼합할 수 있다.Representative examples of the coating liquid containing the organic solvent used in the process is a conductive polymer antistatic composition. The conductive polymer antistatic composition is based on 0.1-10 parts by weight of polyethylene dioxythiophene, 5-40 parts by weight of a binder, 40-90 parts by weight of a solvent, and 0.1-2 parts by weight of a thickener, 0.05-1 parts by weight of a lubricant, and a dispersant. 0.01-10 parts by weight, or optionally 0.1-5 parts by weight of a curing agent, etc. may be mixed.
상기 대전방지 코팅액 조성물에서 용매로는 주로 물과 알콜을 혼합하여 사용하는데, 이때 물의 함량이 높을수록 건조에는 불리하다. 일반적으로 압출 공정 후 코팅을 바로 할 경우에는 표면 크랙을 없애기 위해 물에 혼합되는 이소프로필알콜 등 유기 용제의 함량이 대략 15 중량부 미만이 되어야 한다. 그러나 휘발 속도가 낮은 물의 함량이 너무 높아 용매 증발이 느려 건조시간이 길어야 하거나 또는 건조기의 길이가 길어야 하는 단점이 있다.In the antistatic coating liquid composition, a solvent is mainly used by mixing water and alcohol, wherein a higher content of water is disadvantageous for drying. In general, when the coating is performed immediately after the extrusion process, the content of an organic solvent, such as isopropyl alcohol, mixed with water to remove surface cracks should be less than about 15 parts by weight. However, there is a disadvantage that the evaporation rate of the water content is too high so that the evaporation of the solvent is slow, the drying time is long or the length of the dryer is long.
그러나 본 발명의 방법을 이용하면 특히 용매에서 압출직후 미세 크랙없이 인라인 코팅할 수 있는 이소프로필 알콜의 농도를 최대 90% 까지 늘릴 수 있고 이를 통하여 용매 증발속도를 증가시키고 점도가 낮은 용매를 많이 사용함으로서 코팅 직후 건조기로 들어가는 동안에 코팅된 용액이 잘 펴져 균일한 도막을 형성할 수 있도록 할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 유기 용매의 대표적 예로는 이소프로필알콜, 톨루엔 등 고분자 표면에 심한 크랙을 유발하는 용매로서, 단독으로 또는 예를 들어 물과 이소프로필알콜을 (10:90) 중량부로 혼합한 혼합용매를 사용해도 본 발명에 따른 방법에 의해 표면 크랙없이 성공적으로 코팅할 수 있고, 특히 압출 직후 연속적으로 코팅함에 있어 표면 크랙없이 코팅할 수 있다.However, the method of the present invention can increase the concentration of isopropyl alcohol, which can be inline coated without cracking, especially after extrusion in a solvent, by up to 90%, thereby increasing the solvent evaporation rate and using a lot of low viscosity solvents. While entering the dryer immediately after coating, the coated solution can be stretched well to form a uniform coating. Representative examples of the organic solvent used in the present invention is a solvent causing severe cracks on the surface of the polymer, such as isopropyl alcohol and toluene, alone or mixed, for example, by mixing water and isopropyl alcohol (10:90) by weight The use of a solvent can also be successfully coated without surface cracks by the process according to the invention, and can be coated without surface cracks, especially in continuous coating immediately after extrusion.
본 발명에 의한 방법으로 대전방지 코팅이 가능한 고분자 쉬트 재료로는 각종 폴리에스터 필름, 스티렌계 고분자 필름, 이미드계 고분자 필름, 폴리에틸렌과 폴리프로필렌과 같은 올레핀계 고분자 필름, 나이론과 같인 아미드계 고분자 필름, 환상올레핀계 고분자 필름, 셀루로스계 고분자 필름, 폴리카보네이트계 고분자 필름 등 거의 모든 종류의 고분자 필름에 적용 가능하다. 특히 폴리에틸렌디옥시티오펜 전도성 고분자를 바인더와 혼합하여 표면에 코팅한 후 이를 열과 압력을 이용하여 진공성형하여 전자부품 운반용기를 만드는 무정형 폴리에스터 필름 또는 공중합형 폴리에스터 필름 등의 폴리에스터 필름 및 스티렌계 고분자 필름의 대전방지 처리에 특히 유효하다.The polymer sheet material capable of antistatic coating by the method according to the present invention includes various polyester films, styrene polymer films, imide polymer films, olefin polymer films such as polyethylene and polypropylene, amide polymer films such as nylon, It can be applied to almost all kinds of polymer films such as cyclic olefin polymer film, cellulose polymer film and polycarbonate polymer film. In particular, polyester films and styrene-based materials, such as amorphous polyester films or copolymerized polyester films, in which polyethylene dioxythiophene conductive polymers are mixed with a binder and coated on a surface thereof, followed by vacuum molding using heat and pressure to form an electronic component container. It is particularly effective for antistatic treatment of polymer films.
이하 본 발명의 내용을 실시예를 통해 구체적으로 설명하고자 하나 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the following examples are merely illustrative for describing the present invention and do not limit the scope of the present invention.
<비교예 1>Comparative Example 1
무정형 폴리에스터 수지를 압출 공정을 통하여 1.0 밀리미터의 두께로 압출 한 후 인라인에서 대전방지 코팅을 위하여 코팅액 통에 들어가는 입사각을 도 1에 나와 있는 바와 같이 90도로 하였는데, 이때 가이들 롤의 직경은 10 밀리미터이었고 코팅액 통에는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 10g, 우레탄계 바인더 20g, 에틸렌글리콜 1g, N-메틸2-피롤리디논 1g, 플로린계 윤활제 0.01g를 물:이소프로필알 콜 (15:85) 혼합 용매 67.99g에 혼합하여 이루어진 대전방지 코팅액이 담겨 있었다.After the amorphous polyester resin was extruded to a thickness of 1.0 millimeter through the extrusion process, the incidence angle into the coating liquid container for the antistatic coating in the inline was 90 degrees as shown in Fig. 1, wherein the diameter of the guide roll was 10 millimeters. 10 g of poly (3,4-ethylenedioxythiophene), 20 g of urethane-based binder, 1 g of ethylene glycol, 1 g of N-methyl2-pyrrolidinone, and 0.01 g of florin-based lubricant were added to the coating solution. 85) An antistatic coating liquid formed by mixing in 67.99 g of a mixed solvent was contained.
상기 방법과 같이 압출된 무정형 폴리에스터 필름이 코팅액 통을 통과한 직후 표면을 관찰하면 미세 크랙이 무수히 발생하였다.When the surface of the amorphous polyester film extruded as described above was immediately passed through the coating liquid container, numerous cracks were generated.
<실시예 1내지 5><Examples 1-5>
실시예 1은 압출 후 코팅액 통에 진입하는 고분자 쉬트의 입사각을 15-50도로 하는 방법 외에는 모든 조건이 비교예 1과 동일하였다.In Example 1, all the conditions were the same as in Comparative Example 1 except that the angle of incidence of the polymer sheet entering the coating liquid container after extrusion was 15-50 degrees.
입사각에 따른 표면 크랙 발생 정도를 아래 표 1에 정리하였다. 아래 표 1에 나와 있듯이 입사각이 45도를 넘을 때는 코팅액 통을 통과하고 난 후 무정형 폴리에스터 표면에 미세 크랙이 발생하는 반면 입사각이 45도 미만일 경우에는 미세 크랙이 발생하지 않았다.The degree of surface crack occurrence according to the incident angle is summarized in Table 1 below. As shown in Table 1 below, when the angle of incidence exceeds 45 degrees, microcracks occur on the surface of the amorphous polyester after passing through the coating liquid container, whereas when the angle of incidence is less than 45 degrees, no minute cracks occur.
표 1. 입사각에 따른 표면 크랙 정도Table 1. Surface Crack Accuracy According to Incidence Angle
<실시예 6 내지 10><Examples 6 to 10>
실시예 6-10은 압출 후 코팅액 통에 있는 가이드 롤의 직경이 15-50 cm 인 것을 제외한 다른 조건은 비교예 1과 동일하였다.Example 6-10 was the same as in Comparative Example 1 except that the diameter of the guide roll in the coating liquid cylinder after extrusion is 15-50 cm.
표 2에 나와 있는 바와 같이 가이드 롤의 직경이 최소 20 cm 이상이면 고분 자 쉬트가 유기 용매로 이루어진 코팅액 통을 통과한 후 표면 크랙이 없음을 알 수 있다.As shown in Table 2, if the diameter of the guide roll is at least 20 cm or more, it can be seen that there is no surface crack after the polymer sheet passes through the coating liquid container made of an organic solvent.
표 2. 가이드 롤 직경에 따른 표면 크랙 정도Table 2. Surface Crack Accuracy According to Guide Roll Diameter
<실시예 11><Example 11>
실시예 11은 압출된 고분자 쉬트가 직경이 10 센티미터인 여러 개의 롤을 연속으로 거치면서 코팅액 통에 들어 가 코팅액을 도포하는 방법을 이용함을 제외하고는 실시예 2와 동일하였다.Example 11 was the same as Example 2 except that the extruded polymer sheet went through several rolls having a diameter of 10 centimeters in succession and applied to the coating liquid to apply the coating liquid.
상기 실시예의 방법으로 코팅액을 도포하면 건조 후 비정형 폴리에스터 표면에 미세 크랙이 없었다.When the coating solution was applied by the method of the above example, there was no fine crack on the surface of the amorphous polyester after drying.
<실시예 12><Example 12>
실시예 12는 직경이 7 센티미터인 두 개의 요철있는 롤 사이에 코팅액이 도포된 쉬트가 지나가도록 한 후 양쪽에서 롤을 밀착하여 여분의 코팅액을 짜주도록 하여 코팅액을 도포하는 방법을 제외하고는 실시예 11과 동일하였다. 이때 요철의 인치당 요철 수에 따라 코팅액이 도포된 후 건조 속도를 관찰한 결과가 표 3에 나와 있는데, 이 시험은 건조기의 길이가 5 미터이고 건조 온도는 섭씨 70도 이었으며 코팅속도는 분당 10 미터의 속도로 코팅하였다.Example 12 except for the method of applying the coating liquid by passing a sheet coated with the coating liquid between two uneven rolls having a diameter of 7 centimeters and then squeezing the excess coating liquid on both sides. Same as 11. The results of observing the drying rate after the coating solution was applied according to the number of irregularities per inch of unevenness are shown in Table 3. The test showed that the dryer was 5 meters long, the drying temperature was 70 degrees Celsius, and the coating speed was 10 meters per minute. Coated at speed.
표 3. 코팅 롤의 요철 수에 따른 건조 상태Table 3. Drying condition according to the number of irregularities
미건조: 건조 후 표면의 코팅층이 지저분함. (코팅액 미건조로 롤에 닿았기 때문) Undried: The surface coating is dirty after drying. (Because it touched roll by uncoated liquid)
양호: 건조 후코팅층 표면이 깨끗함. Good: The surface of the coating layer is clean after drying.
상기 결과를 보면 양쪽에서 코팅 롤을 밀착시켜 코팅액 통에서 나온 코팅액을 짜주면 여분의 코팅액을 제거하고 균일한 코팅이 가능하여 건조 후 코팅층의 상태가 양호함을 알 수 있다.Looking at the results it can be seen that the coating roll from both sides to squeeze the coating liquid from the coating liquid container to remove the excess coating liquid and uniform coating is possible, the state of the coating layer after drying is good.
본 발명에 언급된 기술을 이용하면 압출 직후 인라인에서 유기 용매에 분산되어 있는 대전방지 코팅액을 코팅해도 표면 크랙없이 한 번에 깨끗한 대전방지층을 얻을 수 있다.Using the technique mentioned in the present invention, even if the antistatic coating liquid dispersed in the organic solvent in-line immediately after extrusion can be obtained clean antistatic layer at once without surface cracks.
본 발명은 전도성 고분자를 바인더 및 용매와 혼합한 코팅용액을 용매 저항성이 낮은 고분자 표면에 연속 코팅함에 있어 기판 고분자가 용매에 의해 표면 크랙 등의 문제점 발생 없이 연속적으로(인라인 코팅) 단면 또는 양면 코팅할 수 있 다.According to the present invention, in the continuous coating of a coating solution mixed with a conductive polymer and a binder and a solvent on the surface of a polymer having low solvent resistance, the substrate polymer may be continuously (inline coated) coated on one side or both sides without problems such as surface cracking by the solvent. Can be.
또한 본 발명에 의한 방법은 고분자 쉬트 또는 필름이 용액을 담은 통에 들오는 입사각을 45도 이하로 낮추어 고분자 필름에 걸리는 장력을 줄여 롤을 지나는 순간 고분자 표면에 순간적으로 걸리는 인장력을 줄여 비록 고분자 표면에 미세 크랙을 발생시키는 용매를 사용해도 표면 크랙없이 코팅하도록 하는 방법이다. In addition, the method according to the present invention reduces the incidence angle of the polymer sheet or film entering the container containing the solution to 45 degrees or less to reduce the tension applied to the polymer film to reduce the instantaneous tension on the surface of the polymer as it passes the roll, It is a method for coating without surface cracks even when using a solvent that generates fine cracks.
또한 본 발명의 방법을 이용하면 이소프로필알콜, 톨루엔 등 고분자 표면에 심한 크랙을 유발하는 용매 단독으로 또는 예를 들어 물과 이소프로필알콜을 (10:90) 중량부로 혼합한 혼합용매를 사용해도 표면 크랙없이 성공적으로 코팅할 수 있고, 특히 압출 직후 연속적으로 코팅함에 있어 표면 크랙없이 코팅할 수 있다.In addition, if the method of the present invention is used, it is possible to use a solvent which causes severe cracks on the surface of the polymer such as isopropyl alcohol or toluene, or a mixed solvent in which water and isopropyl alcohol are mixed (10:90) by weight, for example. It can be coated successfully without cracks, and especially without surface cracks in continuous coating immediately after extrusion.
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| KR100859769B1 (en) | 2008-01-30 | 2008-09-24 | 신한기연주식회사 | In-line coating method and apparatus using thereof |
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