KR20040091079A - 스트랜드 코팅 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

연속적이며 공극이 없는 균일한 코팅이 필라멘트형 물품의 노출된 부분 중 적어도 일부 또는 회전 기판에 공극이 있거나 대체로 불균일한 코팅을 도포함으로써 필라멘트형 물품 상에 형성된다. 필라멘트형 물품 또는 기판은 필라멘트형 물품 또는 회전 기판의 길이를 따른 상이한 위치에서 습윤 코팅과 접촉 및 재접촉하는 복수의 코팅으로 습윤된 롤을 포함하는 개선 스테이션을 통과하고, 롤의 주기가 코팅의 균일성을 개선한다. 회전 기판에 도포된 코팅에 대해, 균일한 습윤 코팅이 필라멘트형 물품으로 전달된다. 최종 코팅은 매우 얇고 매우 균일하며 완전히 또는 대체로 공극이 없을 수 있다. 코팅 개선은 저비용 장비를 사용하여 신속하고 쉽게 달성될 수 있다.

Description

스트랜드 코팅 장치 및 방법 {STRAND COATING DEVICE AND METHOD}

스트랜드 또는 다른 필라멘트형 물품에 액체 코팅을 도포하기 위한 많은 공지된 방법 및 장치가 있다. 예를 들어, 미국 특허 제3,914,210호(해리스), 및 제3,266,461호(아규)는 와이어 코팅 장치를 설명한다. 미국 특허 제3,589,854호(코브 등), 제3,479,055호(벤슨), 제4,056,240호(갈리니 등), 제5,034,250호(게틴), 제5,259,743호(글레이서), 및 제5,386,712호(하젤반더)와 프랑스 특허 제2,717,505호(모떼)는 얀 코팅 장치를 설명한다. 미국 특허 제4,192,663호(슈만트 등) 및 프랑스 특허 출원 제2 454 843호(구로네 등)는 유리 섬유 코팅 장치를 설명하고, 미국 특허 제4,619,842호(모스 등)는 유리 섬유 표시 장치를 설명한다.

본 발명은 스트랜드 또는 다른 필라멘트형 물품을 코팅하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

도1은 필라멘트형 물품 상의 대체로 불균일한 코팅의 개략적인 측면도이다.

도2는 본 발명의 장치 내에서 사용하기 위한 홈이 형성된 개선 스테이션 롤의 측면도이다.

도3은 적하식 도포기와, 필라멘트형 물품의 다중 회전에 의해 권선된 개선 스테이션 롤의 세트를 채용하는 본 발명의 장치의 사시도이다.

도3a는 도3의 장치 내의 개선 롤들 중 하나의 측면도이다.

도4는 적하식 도포기와, 필라멘트형 물품의 다중 회전에 의해 권선된 3개의 개선 스테이션 롤의 세트를 채용하는 본 발명의 장치의 사시도이다.

도5는 적하식 도포기와, 필라멘트형 물품의 다중 회전에 의해 교차 패턴으로 권선된 3개의 개선 스테이션 롤의 세트를 채용하는 본 발명의 장치의 개략적인 측면도이다.

도6은 적하식 도포기와, 필라멘트형 물품의 다중 회전에 의해 권선된 4개의 개선 스테이션 롤의 세트를 채용하는 본 발명의 장치의 개략적인 측면도이다.

도7은 필라멘트형 물품의 단일한 부분적인 회전에 의해 권선된 5개의 개선 스테이션 롤의 열을 채용하는 본 발명의 장치의 개략적인 측면도이다.

도8은 2개의 대향되어 홈이 형성된 원추형 개선 롤을 갖는 본 발명의 장치의 사시도이다.

도9는 전달 롤을 채용하는 본 발명의 장치의 사시도이다.

도10은 전달 벨트를 채용하는 픽 앤 플레이스(pick and place) 장치의 개략적인 측면도이다.

필라멘트형 물품(예를 들어, 와이어, 케이블, 유리 섬유, 실, 얀 등) 상에 두꺼운 코팅을 형성하도록 사용될 수 있는 여러 스트랜드 코팅 장치 및 방법이 있다. 전형적으로, 두꺼운 과다한 코팅 액체가 필라멘트형 물품의 전제 노출 표면에 도포되고, 이후에 패드, 롤, 또는 다른 장치를 사용하여 과다한 코팅 재료를 제거함으로써 원하는 최종 코팅 두께가 얻어질 수 있다. 이러한 장치는 비정밀 장치에서 잘 작동한다. 그러나, 특히 매우 균일한 코팅 두께가 요구될 때, 코팅이 점성이거나 공기 방울을 포함할 때, 또는 코팅 작업이 고속으로 수행될 필요가 있을 때, 통상 매우 얇은 코팅을 필라멘트형 물품 상에 형성하는 것은 매우 어렵다.

본 발명은, 일 태양에서, 필라멘트형 물품의 노출된 부분 중 적어도 일부에 공극이 있거나 대체로 불균일한 코팅을 도포하는 단계와, 대체로 불균일하게 코팅된 필라멘트형 물품을 필라멘트형 물품의 길이를 따른 상이한 위치에서 습윤 코팅과 접촉 및 재접촉하는 복수의 코팅으로 습윤된 롤을 포함하는 개선 스테이션을 통과시키는 단계를 포함하며, 롤의 주기가 코팅의 균일성을 개선하는 필라멘트형 물품을 코팅하기 위한 방법을 제공한다.

다른 태양에서, 본 발명은 회전 기판에 공극이 있거나 대체로 불균일한 코팅을 도포하는 단계와, 코팅을 회전 기판의 원주부 둘레의 상이한 위치에서 코팅과 접촉 및 재접촉하는 복수의 코팅으로 습윤된 롤과 접촉시키는 단계와, 코팅을 필라멘트형 물품으로 전달하는 단계를 포함하는 필라멘트형 물품을 코팅하기 위한 방법을 제공한다.

대체로 불균일한 코팅은 코팅 액체를 필라멘트형 물품의 일부, 하나 이상의 롤, 또는 회전 기판 상으로 적하함으로써 간편하게 도포될 수 있다. 종래의 코팅 공정에서, 불균일한 코팅의 도포는 회피되었고, 초기에 도포된 코팅이 필라멘트형 물품의 전체 노출 표면을 가능한 한 균일하게 덮도록 교정 단계가 취해질 수 있었다. 그러나, 주어진 평균 코팅 중량에 대해, 사실상 공극이 있거나 대체로 불균일한 코팅을 도포하는 것이 고품질의 균일한 두께의 코팅을 도포하는 것보다 더 쉽다. 그러한 대체로 불균일한 코팅이 도포된 다음 본 발명의 개선 스테이션을 통과하면, 코팅 균일성은 충분히 개선되어, 최종 코팅이 매우 균일한 두께로 매우 얇아질 수 있으며 완전히 또는 대체로 공극이 없을 수 있다. 본 발명은 필라멘트형 물품의 단위 길이당 코팅 액체 질량의 매우 정밀한 계량을 가능케 한다.

본 발명은 또한 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치를 제공한다. 일 태양에서, 본 발명은 필라멘트형 물품의 노출된 부분 중 적어도 일부에 대체로 불균일한 코팅을 직접 또는 간접으로 도포하는 코팅 스테이션과, 필라멘트형 물품의 길이를 따른 상이한 위치에서 습윤 코팅과 주기적으로 접촉 및 재접촉하는 둘 이상의 회전 롤을 포함하는 개선 스테이션을 포함하고, 롤의 주기가 코팅의 균일성을 개선하는 장치를 제공한다.

다른 태양에서, 본 발명은 회전 기판에 대체로 불균일한 코팅을 도포하는 코팅 스테이션과, 회전 기판의 길이를 따른 상이한 위치에서 습윤 코팅과 주기적으로 접촉 및 재접촉하여 코팅을 더욱 균일하게 하는 둘 이상의 회전 롤을 포함하는 개선 스테이션과, 생성된 더욱 균일한 코팅을 필라멘트형 물품으로 전달하기 위한 전달 스테이션을 포함하는 장치를 제공한다.

본 발명의 방법 및 장치는 저비용의 장비를 사용하여 연속적이며 공극이 없고 균일한 매우 얇은 코팅을 필라멘트형 물품 상에 형성하는 것을 용이하게 한다.

본 발명은 이동하는 무한한 (또는 본질적으로 무한한) 필라멘트형 물품을 코팅하기에 특히 유용하지만 그에 제한되지 않는다. 간결하기 하기 위해 그리고 내용상 다르게 요구되지 않으면, 그러한 필라멘트형 물품은 본원에서 "스트랜드"로 불릴 것이다. 스트랜드는 건조(예를 들어, 이전에 코팅되지 않았거나 이전에 도포되어 경화된 코팅을 보유함)하거나 습윤(예를 들어, 이전에 도포되어 경화되지 않은 습윤 코팅을 보유함)될 수 있다. 전형적으로, 스트랜드는 원형 단면을 가질 것이다. 그러나, 본 발명은 원형 스트랜드로 제한되지 않는다. 본 발명은 비원형 단면, 예를 들어 정사각형, 사각형, 타원형 또는 로브(lobe) 형상 단면을 갖는 스트랜드에서 사용될 수도 있다.

코팅되어야 하는 스트랜드는 (예들 들어, 전형적인 유리 섬유 또는 와이어 필라멘트에서와 같은) 매끄러운 표면 또는 (예를 들어, 전형적인 얀 또는 케이블에서와 같은) 불균일한 표면을 가질 수 있다. 스트랜드는 (예를 들어, 전형적인 유리 또는 와이어 필라멘트형 물품에서와 같은) 비흡수성 재료 또는 (예를 들어, 전형적인 직물 얀에서와 같은) 흡수성 재료로부터 만들어질 수 있다. 양호하게는, 스트랜드는 매끄러운 표면을 가지며 비흡수성 재료로 만들어진다.

초기에 도포되는 코팅은 "대체로 불균일"하다. 이는 스트랜드의 대표적인 길이(예를 들어, 1 미터 길이)를 따라 코팅이 그러한 길이를 따른 평균 코팅 두께의 절반 미만의 최소 두께를 갖는 공극 또는 패인 반점을 갖는다는 것을 의미한다.

이제 도1을 참조하면, 평균 두께(h)를 갖는 대체로 불균일한 액체 코팅(12)이 스트랜드(10) 상에 존재한다. 코팅(12)은 최소 두께(H)를 갖는 패인 반점(14)과 같은 패인 반점과, 0의 두께를 갖는 공극(16, 18, 22)과 같은 완전한 공극과, 최대 두께(H')를 갖는 융기된 반점(24)과 같은 융기된 반점을 포함한다. 코팅된 스트랜드의 길이를 따른 그러한 패인 반점, 공극, 및 융기된 반점의 존재는 보통 코팅된 스트랜드의 그러한 길이를 결함있게 만들며 사용될 수 없게 만드는 것으로 간주될 수 있다.

도2는 본 발명의 개선 스테이션 내에서 사용하기 위한 홈이 형성된 고무 롤(26)의 측면도를 도시한다. 롤(26)은 롤(26)이 자유롭게 회전하게 하는 (도2에 도시되지 않은) 베어링을 구비한 축(28) 상에 장착된다. 롤(26)의 면(29)은 폭 및 깊이가 양호하게는 대략 스트랜드(10)의 직경인 일련의 얕은 홈(30)을 갖는다.

도3은 스트랜드(10)에 대체로 불균일한 코팅을 도포하고 패인 반점, 공극, 및 융기된 반점이 제거되도록 도포된 코팅의 균일성을 개선하도록 사용될 수 있는 코팅 장치(30)의 사시도를 도시한다. 장치(30)는 도2의 롤(26)과, 도3에 도시된 실시예에 대해 직경이 대략 롤(26)의 2배인 제2 롤(32)을 포함한다. 필요하다면, 롤(32)은 롤(26)의 직경에 비해 더 크거나, 동일하거나, 더 작은 직경을 가질 수 있다. 도3에 도시된 장치 배열에 대해, 스트랜드(10)는 롤(26, 32)들 상에 교대로 위치된 홈(34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48)을 통과하고, 롤(26, 32) 내의 나머지 홈은 사용되지 않는다. 경로는 습윤 코팅된 스트랜드가 장치(30)의 작동 중에 적어도 2개의 회전하는 코팅으로 습윤된 롤 표면과 물리적으로 접촉하도록 선택된다. 코팅 액체(12)는 스트랜드(10) 상에 대체로 불균일한 코팅을 생성하기에 충분한 속도로 분배기(50)로부터 홈(34) 내로 또는 스트랜드(10) 상으로 적하식으로 도포된다. 도포기는 실제로 코팅을 (간결하게 하기 위해 "스트라이프"로 불릴 수 있는) 일련의 단속된 조각으로서 홈(34) 내로 또는 스트랜드(10) 상으로 도포한다. 양호하게는, 코팅 액체는 스트랜드의 단위 길이당 평균 적층 속도가 제어되거나 조절되도록 계량되거나 조정된 속도로 공급된다. 도3에서 코팅 액체(12)는 스트랜드(10)가 처음으로 롤(26)에 도달하는 지점 근방에서 도포되는 것으로 도시되어 있지만, 코팅 액체(12)는 스트랜드(10)가 롤(26)에 도달하기 전의 임의의 다른 편리한 상류 (또는 "상부 와이어") 위치에서 또는 스트랜드(10)가 처음으로 롤(26)과 접촉한 후의 임의의 다른 편리한 하류 (또는 "하부 스트랜드") 위치에서 홈(34) 또는 스트랜드(10)에 도포될 수 있다.

롤(26, 32)은 양호하게는 구동되지 않고, (스트랜드(10)의 이동 및 스트랜드가 통과하는 홈과의 마찰력에 응답하여) 축(28)에 대해 회전할 것이다. 장비의 시동 및 롤(26, 32)의 수회 회전 이후에, 롤(26, 32) 상의 스트랜드 접촉 홈(34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48)은 스트랜드(10)와 홈 사이에서 전달되는 코팅 액체(12)로 습윤된다. 스트랜드 접촉 홈 내의 액체의 원주 프로파일은 초기에 매우 불균일하며 많은 높고 낮은 충전 정도로 구성될 것이다. 롤(26, 32)의 수회 회전 후에, 스트랜드 접촉 홈 내의 액체의 원주 프로파일은 아래에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 평형값을 향해 갈 것이다. 롤(26, 32) 내의 나머지 홈은 전형적으로 건조되어 유지되고, 따라서 롤(26, 32)의 코팅으로 습윤된 표면은 전형적으로 스트랜드 코팅 홈으로 제한될 것이다.

도3a를 참조하면, 스트랜드(10)는 초기에 제1 진입 지점(52)과 제1 액체 분할 지점(54) 사이의 접촉 영역(56) 위에서 롤(26)과 접촉한다. 분할 지점에서, 롤(26)이 분할 지점(54)으로부터 멀리 계속하여 회전할 때, 일부 코팅 액체는 스트랜드(10) 상에 남고, 일부는 롤(26) 상에서 홈(34) 내에 남는다. 스트랜드(10)의 단위 길이당 하부 스트랜드 평균 원주 코팅 액체 질량은 분할 지점(54)에서의 홈(34) 내의 단위 길이당 코팅 액체 질량으로 비례적으로 반영될 것이다. 스트랜드와 홈 사이의 액체 분할 비율은 50/50일 수 있거나, 홈의 기하학적 형상, 스트랜드 및 홈에 대한 습윤된 표면 영역, 공칭 스트랜드 직경 및 형상, 스트랜드의 흡수 특성과 같은 인자에 따라 예를 들어 90/10 내지 10/90의 범위일 수 있다. 그러나, 이러한 분할 비율은 와이어 상의 단위 길이당 질량이 더욱 균일하게 되면서 평형값을 향해 갈 것이다. 롤(26)의 추가 회전 이후에, 홈(34) 내의 액체는 진입 지점(52)에서 접촉 영역(56)으로 재진입한다. 고정 관찰자에게, 진입 지점(52)에서 접촉 영역(56)으로 진입하는 액체의 유량은 스트랜드(10) 상으로 진입하는 액체와 롤(26) 상으로 진입하는 액체의 합이 될 것이다. 롤(26)은 분할된 액체를 스트랜드(10) 상의 새로운 종방향 위치에 배치할 것이다. 이러한 방식으로, 액체 코팅의 일부는 하나의 스트랜드 위치로부터 픽업되어 다른 위치 및 다른 시간에 스트랜드 상으로 다시 배치될 수 있다. 롤(26, 32)은 이러한 작용을 생성한다. 따라서, 롤(26, 32)과 같은 복수의 회전하는 개선 스테이션 롤의 코팅으로 습윤된 표면이 코팅(12)과 같은 습윤 액체 코팅과 접촉하게 되면, 도1의 융기된 반점(24)과 같은 과다한 코팅 또는 과다한 부분은 떼내져서 스트랜드 상의 다른 위치에 배치된다. 배치 위치는 도1의 패인 반점(14) 또는 공극(16, 18, 22)과 같은 코팅의 결함부를 갖는 위치와, 평균보다 낮은 코팅 두께를 갖는 다른 위치를 포함할 수 있다. 적절한 배치 주기로 적합한 회수가 반복되면, 이러한 픽 앤 플레이스 작용은 스트랜드(10)를 따라 훨씬 더 균일한 코팅을 생성한다.

코팅 액체가 적합하게 제어되는 유량으로 홈(34) 내로 또는 스트랜드(10) 상으로 간헐적으로 배치되면, 단위 길이당 균일한 질량의 연속적인 공극이 없는 코팅이 롤(26, 32)들 사이에서의 스트랜드의 적합한 통과 회수 후에 스트랜드 상에서 달성된다. 개선의 정도 및 비율은 롤(26, 32)들의 직경이 다를 때, 특히 롤 주기들이 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이 서로 관련되지 않을 때 용이하게 된다.

도포기(50)와 같은 적하식 도포기의 사용은 도포되는 코팅이 낭비되거나 과도하지 않게 신중하게 미리 계량되는 것을 가능케 한다. 따라서, 최종 코팅 중량 및 두께는 쉽게 미세 조정될 수 있다. 이에 의해, 개선 롤의 입력 또는 출력 측에서의 코팅 액체의 제어되지 않은 회전 뱅크의 형성 또는 홈으로부터의 적하가 방지되거나 저지된다. 필요하다면, 소형 적하 생성 장치 및 간헐 액체 분배 장치를 포함하는 다양한 다른 코팅 도포 기술이 스트랜드 또는 개선 스테이션 롤러에 대한 코팅 액체의 간헐적인 도포를 위해 채용될 수 있다. 적합한 소형 적하 생성 장치의 예는 무공기, 정전, 회전 디스크 및 공압 스프레이 노즐과 같은 점 공급 스프레이 도포 노즐을 포함한다. 선 공급 분무화 장치 또한 공지된 유용한 소형 적하 생성 장치이다. 액적 크기는 매우 큰 것(예를 들어, 1 밀리미터 초과)으로부터 매우 작은 것의 범위일 수 있다. 노즐(들)은 전후로 왕복될 수 있다. 적합한 간헐 액체 분배 장치의 예는 적합하게 미리 계량되거나 적합하게 간헐적으로 도포되는 심지, 패드 도포기, 브러쉬, 니들 도포기, 롤 코팅기 등을 포함한다. 예를 들어, 코팅 액체는 스트랜드 위에서 전후로 이동하여 각각의 이동의 부분 중에 스트랜드 상에 코팅 액체를 적층시키며 과다한 코팅 액체를 재활용을 위해 적합한 포착 수반 내로 적층시키는 왕복 니들 도포기를 사용하여 스트랜드에 도포될 수 있다. 선택된 코팅 도포 장치의 특징은 통상 장치가 원하는 대체로 불균일한 초기에 도포되는 코팅을 제공할 수 있는 한 중요하지 않을 것이다. 이는 정밀 코팅 장비에 대한 요구를 회피함으로써 본 발명의 장치의 전반적인 비용을 감소시키는 것을 돕는다.

개선 롤은 필요하다면 결함부의 출현 시에만 코팅(12)과 접촉하도록 될 수 있다. 또는, 롤은 결함부가 접촉 지점에서 존재하는 지에 관계없이 코팅(12)과 접촉할 수 있다. 양호하게는, 회전하는 개선 스테이션 롤은 개선 롤 표면의 임의의 주어진 부분이 스트랜드의 길이를 따른 상이한 위치에서 코팅과 주기적으로 접촉 및 재접촉하면서, 코팅과 연속적으로 접촉하여 유지된다.

도3에 도시된 바와 같이, 롤(26, 32) 둘레의 스트랜드(10)의 4회 권선이 총 각각의 롤 상의 총 4개의 접촉 영역 및 장치(30) 전체에 걸친 8개의 접촉 영역에 대해 채용되었다. 그러나, 더 적은 수(예를 들어, 3, 4, 5개 이상) 또는 더 많은 수(예를 들어, 13, 14, 15개 이상)의 접촉 영역이 필요하다면 사용될 수 있다. 통상, 더 많은 수의 접촉 영역은 더 양호한 균일성을 제공할 것이다.

단지 2개의 스테이션 롤이 도3에 도시되어 있다. 그러한, 둘 이상의 그러한 롤(예를 들어, 3, 4, 5개 이상의 롤)이 채용될 수 있다. 예를 들어, 도4는 삼각형어레이의 3개의 개선 롤(62, 64, 66)을 갖는 장치(60)의 사시도이다. 도4에 도시된 장치 배열에 대해, 롤(62, 64, 66) 둘레의 스트랜드(10)의 2회 권선이 총 각각의 롤 상의 2개의 접촉 영역 및 장치(60) 전체에 걸친 6개의 접촉 영역에 대해 채용되었다. 홈(66) 및 롤(62)은 단지 스트랜드(10)를 롤(64)을 향해 안내하는 역할을 하며 건조되어 유지된다. 적하식 도포기(50)는 코팅 액체(12)를 롤(64)의 홈(68) 내로 도포하고, 따라서 홈(68)은 장치(60) 내의 제1 습윤 홈이다. 스트랜드(10)는 홈(68)을 떠난 후에, 장치(60) 전체에 걸쳐 총 5개의 습윤 접촉 영역을 위해, 롤(66) 상의 홈(70), 롤(62) 상의 홈(72), 롤(64) 상의 홈(74), 및 롤(66) 상의 홈(76)과 접촉한다. 롤(62, 64, 66)들은 각각 상이한 직경을 갖는다. 롤(62, 64, 66)들의 주기가 적절하게 선택되면, 장치(60)는 도3의 장치(30)보다 더 적은 전체 롤 접촉 영역을 사용하여 균일한 코팅을 생성할 수 있다.

도5는 2개의 동일한 크기의 개선 롤(82, 84) 및 하나의 더 작은 직경의 롤(86)을 갖는 본 발명의 장치(80)의 측면도이다. 스트랜드(10)는 교차 패턴으로 롤(82, 86, 84) 위에 감겨서, 장치를 빠져나가기 전에 롤(82, 86) 위에 각각 2회 이상의 권선 및 7회 이상의 장치(80)와의 접촉을 이룬다.

도6은 사변형 어레이의 4개의 개선 롤(92, 94, 96, 98)을 갖는 본 발명의 장치(90)의 측면도를 도시한다. 적하식 도포기(50)는 롤(92)의 (도6에 도시되지 않은) 제1 홈 내로 코팅 액체(12)를 도포하고, 이 때 대체로 불균일한 코팅이 스트랜드(10)에 도포된다. 스트랜드(10)는 롤(92)을 떠난 후 롤(92)로 복귀하기 전에 롤(94, 96, 98) 둘레에 감긴다. 스트랜드(10)는 장치(90) 둘레에 1회 이상의 권선을이루고 롤(94)에서 장치(90)를 빠져나간다.

도7은 열로 배열된 5개의 개선 롤(102, 104, 106, 108, 110)을 갖는 본 발명의 장치(100)의 측면도이다. 적하식 도포기(50)는 롤(102)의 (도7에 도시되지 않은) 제1 홈 내로 코팅 액체(12)를 도포하고, 이 때 대체로 불균일한 코팅이 스트랜드(10)에 도포된다. 스트랜드(10)는 롤(102)을 떠난 후에 롤(104, 106, 108, 110) 둘레에 권선되어 롤(110)에서 장치(100)를 빠져나간다.

필요하다면, 매우 많은 수의 롤 또는 롤 접촉이 채용될 수 있다. 예를 들어, 스트랜드는 개선 스테이션을 빠져나가기 전에 10, 20, 30, 40회 또는 100회 이상의 롤 접촉을 이룰 수 있다. 그러나, 본 발명의 장치들 중 하나에 대해, 시간의 경과에 따라 일어나는 건조, 경화, 겔화, 결정화, 또는 상 변화와 같은 코팅 액체 거동이 제한을 가할 수 있다. 코팅 액체가 휘발성 성분을 함유하면, 수백 또는 수천 회의 롤 접촉을 달성하는 데 필요한 시간은 액체가 응고될 수 있을 정도로 건조를 진행시킬 수 있다. 롤들이 스트랜드와 접촉하는 동안의 임의의 이유로 인한 위상 변화는 보통 도포된 코팅의 파열 및 패턴의 결과를 낳는다. 그러므로, 통상 가능한 한 적은 롤 접촉을 사용하여 원하는 정도의 코팅 균일성을 생성하고, 개선 스테이션 내의 롤 각각이 그의 스트랜드와 접촉하는 표면 위에서 코팅으로 습윤되는 것이 바람직하다. 또한, 가열되지 않는 롤을 채용하는 것이 바람직하지만, 가열되는 롤이 필요하다면 이용될 수 있다. 당업자는 또한 스트랜드가 대체로 불균일한 코팅의 도포 이전에 필요하다면 가열되거나 냉각될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

양호하게는, 롤 접촉은 롤의 면 내에 형성된 홈 또는 다른 리세스 내에서 일어난다. 그러한 홈의 사용은 필수적이지는 않지만, 본 발명의 장치의 고속 작동에 대해 양호하다. 따라서, 양호하게는 본 발명의 장치 내의 롤들 중 적어도 하나가 홈이 형성된다. 필요하다면, 홈은 원하는 코팅을 형성하는 것을 보조하기 위해 (예를 들어, 홈이 코팅 액체로 더욱 쉽게 습윤되도록) 처리될 수 있다. 적합한 처리는 홈의 표면을 거칠게 하는 것, 고 에너지 표면 코팅의 도포, 및 당업자에게 명백한 다른 기술을 포함한다.

롤들의 회전 주기는 양호하게는 그들의 작용이 스트랜드 상의 코팅 결함부를 강화하지 않도록 선택된다. 회전 롤의 주기는 롤이 스트랜드를 따른 하나의 위치로부터 습윤 코팅의 일부를 픽업한 다음 이를 다른 위치 상에 내려놓기 위해 요구되는 시간의 측면에서, 또는 스트랜드에 대한 롤의 표면 부분에 의한 2개의 연속된 접촉부들 사이의 스트랜드를 따른 거리에 의해 표현될 수 있다. 스트랜드가 롤 둘레에 부분적으로 권선되면, 요구되는 시간은 롤이 액체 분할 또는 들어올림 지점과 진입 또는 내려놓음 지점 사이를 회전하는 시간이다. 예를 들어, 도3a의 롤(26)이 60 rpm으로 회전하고 액체 분할 지점(54)으로부터 진입 지점(52)으로의 거리가 롤(26)의 원주부의 5/6이고 롤(26)에 대한 스트랜드(10)의 상대 이동이 일정하게 유지되면, 롤(26)의 주기는 5/6초이다. 본 발명의 장치는 양호하게는 둘 이상, 더욱 양호하게는 셋 이상의 상이한 주기를 갖는 복수의 그러한 회전 롤을 채용한다. 적합한 수의 롤을 사용하고 그의 스트랜드와의 접촉 주기를 적절하게 선택함으로써, 매우 균일한 코팅이 매우 고속에서 얻어질 수 있다. 더욱 양호하게는, 그러한 주기의 쌍은 서로의 정수 배와 관련되지 않는다.

회전 롤의 주기는 많은 방식으로 바뀔 수 있다. 예를 들어, 주기는 회전 속도를 변경함으로써, 고정 관찰자에 의해 보이는 롤의 초기 공간 위치에 대해 스트랜드(예를 들어, 상부 스트랜드 또는 하부 스트랜드)의 길이를 따라 롤을 반복적으로 (예를 들어, 연속적으로) 병진 이동시킴으로써, 스트랜드가 롤 둘레에 권선되는 주연 방향 범위를 변경함으로써, 또는 회전 롤의 회전 속도에 대한 스트랜드의 병진 이동 속도를 변경함으로써 바뀔 수 있다. 주기는 매끄럽게 변화하는 기능일 필요가 없으며, 시간에 걸쳐 일정하게 유지될 필요도 없다.

도8은 2개의 대향된 홈이 형성된 원추형 개선 롤(122, 124)을 갖는 본 발명의 장치(120)의 사시도이다. 적하식 도포기(50)는 롤(122)의 소경 단부 근방의 홈(126) 내로 코팅 액체(12)를 도포하고, 이 때 대체로 불균일한 코팅이 스트랜드(10)에 도포된다. 스트랜드(10)는 롤(122)을 떠난 후에 롤(124)의 대경 단부 근방의 홈(128) 둘레에 권선되고, 그 다음 롤(122) 상의 홈(130)에서 장치(120)를 빠져나가기 전에 총 롤(122) 둘레의 2회의 추가 회전 및 롤(124) 둘레의 1회의 추가 회전을 이룬다. 대향된 원추형 롤의 사용은 롤(122, 124)의 길이를 따른 일련의 상이한 롤 접촉 주기를 제공한다.

도9는 축(144)에 대해 회전하는 홈이 형성된 롤(142)을 갖는 본 발명의 장치(140)의 사시도이다. 적하식 도포기(50)는 롤(142)의 면 내의 홈(146) 내로 코팅 액체(12)를 도포하고, 이 때 대체로 불균일한 코팅이 홈(146) 내에 형성된다. 디스크(152, 154)의 주연부(156, 158)는 홈(146)의 하부 및 측면에 대해 유지된다. 디스크(152, 154)는 홈(146) 내의 코팅의 균일성을 개선하는 픽 앤 플레이스 장치로서 역할한다. 디스크(152, 154)는 (도9에 도시되지 않은) 샤프트 상에 장착될 수 있으며, 롤(142)의 회전에 의해 회전할 수 있다. 스트랜드(10)는 롤(142) 둘레에 부분적으로 권선되어, 영역(148) 내에서 홈(146)과 접촉한다. 롤(142)의 수회 회전을 위한 장치(140)의 시동 및 작동 이후에, 홈(146)은 영역(148)에서 코팅 액체의 얇은 층으로 균일하게 습윤될 것이다. 코팅의 일부는 롤(142)로부터 멀리 상승될 때, 영역(148) 내에서 스트랜드(10)로 전달되어 스트랜드(10) 상에 유지될 것이다. 전달된 코팅 액체는 모세관력 및 표면 에너지의 이유로 인해 초기에 스트랜드(10)의 일 측면에만 도포되지만, 신속하게 스트랜드(10) 둘레에서 주연방향으로 재배열되어, 얇고 균일한 공극이 없는 코팅으로 스트랜드(10) 전체를 덮을 것이다.

당업자는 둘 이상(예를 들어, 3, 4, 5개 또는 20개 이상)의 접촉 디스크가 장치(140)와 같은 장치 내에서 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 디스크들은 양호하게는 상이한 접촉 주기를 가지며, 양호하게는 그러한 주기들은 서로에 대해 분수적으로 관련되지 않는다. 그러나, 필요하다면 주기들이 서로에 대해 분수적으로 관련되지 않는 디스크를 사용하여 얻어지는 것에 비교할 만한 결과를 얻기 위해 그러한 장치 내에서 보통 더 많은 디스크가 요구된다는 경고에 의해, 동일하거나 분수적으로 관련된 주기를 갖는 디스크들이 채용될 수 있다.

도10은 전달 벨트(170)를 채용한 본 발명의 코팅 장치(168)를 도시한다. 벨트(170)는 조향 유닛(171), 아이들러(173, 175, 177, 179, 181), 비구동 공동 회전 픽 앤 플레이스 롤(172, 174, 176, 178, 180, 182), 및 백업 롤(183) 상에서 순환한다. 롤(172, 174, 176, 180, 182)은 모두 동일한 크기이고, 동일한 주기를 갖는다. 롤(178)은 다른 픽 앤 플레이스 롤보다 더 크고, 훨씬 더 긴 주기를 갖는다. 따라서, 개선 스테이션(168)은 대체로 동일한 접촉 주기를 갖는 5개의 픽 앤 플레이스 접촉 장치를 포함한다. 코팅 스테이션(184)은 스트라이프 코팅 영역(186)에서 코팅 액체의 액적을 피하주사용 니들(185)을 통해 벨트(170)의 중심부 상으로 도포한다. 도포된 액적은 스테이션(184)으로부터 하류에서 대체로 불균일한 패턴의 스트라이프를 형성한다. 장치의 시동 및 벨트(170)의 수회 회전 이후에, 벨트(170) 상의 중심 레인은 확장되어 그의 전체 길이를 따라 코팅 액체로 습윤된다. 벨트의 속도 및 액적 송출 주기 및 액적 체적이 일정하게 유지되면, 영역(186)으로부터 벨트의 바로 하부에서 벨트(170) 상의 지점을 관찰하는 고정 관찰자에 대해, 레인 내의 코팅 두께는 벨트 길이 방향에서 주기, 전이, 무작위, 반복, 또는 전이 반복 성분을 보일 것이다. 어떠한 경우에도, 그러한 유리한 지점으로부터 관찰될 때 코팅은 매우 불균일할 것이다.

벨트(170)가 순환하면서, 벨트(170) 상의 코팅 액체는 픽 앤 플레이스 롤(172, 174, 176, 178, 180, 182)의 표면과 접촉한다. 장비의 시동 및 벨트(170)의 수회 회전 이후에, 코팅 액체는 픽 앤 플레이스 롤(172, 174, 176, 178, 180, 182)의 표면 상에 습윤된 중심 레인을 형성할 것이다. 액체 코팅은 벨트(170)가 픽 앤 플레이스 롤(172, 174, 176, 178, 180, 182)과 접촉하는 닙 영역의 들어올림 지점에서 분할된다. 코팅의 일부는 픽 앤 플레이스 롤이 들어올림 위치로부터 멀리 회전할 때 픽 앤 플레이스 롤(172, 174, 176, 178, 180, 182) 상에 유지된다. 나머지 코팅은 벨트(170)와 함께 전방으로 이동한다. 들어올림 지점 직전의 코팅 두께의 변화는 들어올림 지점을 떠난 후에 벨트(170) 및 픽 앤 플레이스 롤(172, 174, 176, 178, 180, 182)의 표면 상의 액체 두께 변화에 비례적으로 반영될 것이다. 벨트(170)의 추가 이동 이후에, 픽 앤 플레이스 롤(172, 174, 176, 178, 180, 182) 상의 액체는 벨트(170)를 따른 새로운 위치에서 벨트(170) 상에 재적층될 것이다.

코팅은 벨트(170)가 백업 롤(183) 둘레를 순환할 때 스트랜드(10)를 벨트(170)와 접촉시킴으로써 벨트(170) 상의 습윤 레인으로부터 스트랜드(10)로 전달된다. 도9의 장치(140)에서와 같이, 전달된 코팅 액체는 스트랜드(10) 둘레에서 원주 방향으로 신속하게 재배열된다. 전달된 코팅은 두께가 매우 얇고 매우 균일하며, 완전히 또는 대체로 공극이 없다.

스트랜드(10)와 같은 스트랜드를 연속적으로 코팅하기 위해 장치(168)와 같은 장치를 사용할 때, 액체는 양호하게는 롤(183)과 스트랜드(10) 사이의 닙 지점에서 액체를 연속적으로 제거하기에 충분한 속도로 영역(186)에서 벨트(170)에 추가된다. 다음의 시동 벨트(170)가 이미 액체로 코팅되기 때문에, 스트라이프 코팅 영역(186)에서 3상(공기, 코팅 액체, 및 벨트) 습윤 라인이 없을 것이다. 이는 코팅 액체의 도포를 건조 벨트의 직접 코팅을 위한 경우보다 훨씬 더 쉽게 만든다. 액체의 약 절반만이 183 및 10의 닙에서 전달되므로, 영역(186)으로부터 하류의 두께 불균일성의 백분율은 통상 전달 벨트 없이 건조 스트랜드를 스트라이프 코팅하여 이렇게 코팅된 스트랜드를 동일한 수의 롤을 갖는 본 발명의 개선 스테이션을 통과시킬 때보다 (예를 들어, 절반 정도의 크기만큼) 훨씬 더 작을 것이다.

위에서 설명한 바와 같이 전달 벨트를 스트라이프 코팅할 때, 픽 앤 플레이스 롤의 주기 및 수는 양호하게는 임의의 2개의 인접한 하부 벨트 스트라이프 적층부들 사이의 가장 큰 간격을 수용하도록 선택된다. 스트라이프 코팅의 중요한 장점은 종종 벨트 또는 다른 목표 기판 상에 다량의 코팅 스트라이프를 생성하는 것은 쉽지만 얇고 균일한 연속적인 코팅을 생성하는 것은 어렵다는 것이다. 그러한 방법의 다른 중요한 속성은 코팅 두께가 벨트 또는 다른 목표 기판으로 도포되는 액체의 양을 계량하거나 조정함으로써 제어되거나 바뀔 수 있다는 점에서 예비 계량 특징을 갖는다는 것이다.

속도 차이가 벨트(170)와 도10에 도시된 다른 롤들 중 하나 사이에 또는 벨트(170)와 스트랜드(10) 사이에 채용될 수 있지만, 양호하게는 속도 차이는 벨트(170)와 픽 앤 플레이스 롤(172, 174, 176, 178, 180, 182) 사이에 또는 벨트(170)와 스트랜드(10) 사이에 채용되지 않는다. 이는 장치(168)의 기계적인 구성을 단순화한다.

위에서 논의된 몇몇 실시예에 도시된 바와 같이, 본 발명의 장치 내에서 사용되는 롤들은 상이한 주기를 가질 필요는 없다. 또한, 도시된 바와 같이, 본 발명은 동일하거나 대체로 동일한 배치 주기를 갖는 롤, 즉 배치 주기가 동일하거나 원하는 정밀도로 유사한 롤을 채용할 수 있다. 그러한 원하는 정밀도는 롤 접촉의 전체 개수, 및 원하는 코팅 두께 균일성에 따라 변할 것이다. 통상, 더 많은 롤 접촉이 채용될 수록, 더 양호한 결과가 배치 주기의 주어진 정밀도에서 얻어진다. 예를 들어, 주기들은 더 적은 수의 롤 접촉 주기 내의 더 낮은 정밀도(예를 들어, ±0.5%)를 사용하여 얻을 수 있는 것에 대체로 대응하는 결과를 제공하는 더 많은수의 롤 접촉 주기 내의 더 큰 정밀도(예를 들어, ±0.05%)에서, 서로에 대해 ±0.01%, ±0.05%, ±0.1%, ±0.5%, 또는 ±1% 내에 있을 수 있다. 따라서, 불연속적이거나 의도적으로 불균일한 코팅이 초기에 스트랜드 또는 회전 기판에 도포되면, 적합하게 큰 수의 동일하거나 대체로 동일한 주기의 롤 접촉(예를 들어, 통상 15, 20, 30회 이상의 롤 접촉)이 균일한 두께의 코팅을 달성하기 위해 채용될 수 있다.

양호하게는, 코팅 불연속성 또는 불균일성의 주기는 개선 스테이션의 롤을 지나 통과한 이후에 균일한 코팅을 제공하도록 선택되거나 제어된다. 예를 들어, 스트라이프 코팅을 도포하면, 최종 코팅 내에 원하는 정도의 두께 균일성을 얻기 위해, 스트라이프 폭, 또는 스트라이프 폭 및 스트라이프 주기, 또는 스트라이프 폭, 스트라이프 주기, 및 롤 주기 각각을 제어하거나 선택하는 것이 양호하다.

무작위적인 심각한 초기 결함부(예를 들어, 큰 코팅 상승부 또는 코팅의 완전한 부재)는 본 발명의 개선 스테이션에 의해 현저하게 감소될 수 있다. 입력된 결함부는 이들이 더 이상 불만족스럽지 않을 정도로 감소될 수 있다. 본 발명의 방법 및 장치를 사용함으로써, 새로운 하부 스트랜드 코팅 프로파일이 개선 스테이션으로부터 빠져나올 때 생성될 수 있다. 즉, 다중 롤을 사용함으로써, 제1 롤과의 접촉에 의해 전파 및 재전파되는 다중 결함 화상이 개선 스테이션의 제2 및 임의의 후속 롤과의 추가 접촉(들)에 의해 전파 및 재전파되는 추가의 다중 결함 화상에 의해 완화된다. 이는 최종 결과가 더욱 균일한 코팅 두께 또는 제어된 두께 변화가 되도록 하는 구성 및 파괴적으로 추가하는 방식으로 일어날 수 있다. 실제로, 다중 파형은 각각의 파형의 구성적 및 파괴적 추가가 조합되어 원하는 균일성을 생성하도록 하는 방식으로 상호 추가된다. 조금 달리 보면, 코팅 불균일부가 개선 스테이션을 통과할 때, 융기된 반점으로부터의 코팅의 부분은 실제로 떼내져서 패인 반점 내로 다시 배치된다.

개선 롤은 스트랜드와 동일한 원주 속도, 또는 더 낮거나 더 높은 속도로 회전할 수 있다. 필요하다면, 롤들 중 하나 이상이 스트랜드의 이동에 대해 반대 방향으로 회전할 수 있다. 통상, 스트랜드와 개선 스테이션 롤 또는 스트랜드가 접촉할 수 있는 다른 기판 사이에 현저한 슬립이 없이 본 발명의 장치를 작동시키는 것이 양호할 것이다. 스트랜드와 기판 사이의 과도한 슬립은 스트랜드의 신장 또는 뒤틀림을 일으킬 수 있다. 따라서, 모든 롤은 양호하게는 스트랜드와 동일한 방향으로 대체로 동일한 속도로 회전한다. 이는 스트랜드에 대해 유지되며 그의 이동 시에 스트랜드와 함께 운반되는 공동 회전하는 비구동식의 홈이 형성되거나 홈이 형성되지 않은 롤 또는 전달 기판에 의해 간편하게 이루어질 수 있다.

스트랜드 신장 또는 뒤틀림을 회피하기 위해 주의를 기울이면, 코팅 균일성의 추가 개선은 롤 또는 전달 기판을 주기적이거나 무작위적인 속도 차이를 사용하여 약간 변화된 속도로 작동시킴으로써 얻어질 수 있다. 속도 변화는 예를 들어 롤들을 분리된 모터로 독립적으로 구동하고 모터 속도를 전기적으로 변화시킴으로써 이루어질 수 있다. 당업자는 가변 속도 변속기, 풀리 또는 스프로켓 직경이 변경되는 벨트 및 풀리 또는 기어열 및 스프로켓 시스템, 및 회전 주기를 늦추기 위한 제한식 슬립 클러치 또는 브레이킹을 포함한 다양한 기계식 속도 변화 장치가채용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 회전체에 대한 회전체 표면의 회전 주기를 변화시키기 위한 다른 기술은 (예를 들어, 롤을 팽창 또는 수축시키거나 확장 또는 축소시킴으로써) 제1 회전체의 표면 속도를 일정하게 유지하면서 제1 회전체의 크기를 변화시키는 것을 포함한다. 롤이 열팽창 재료로부터 구성되면, 롤 크기 (및 롤 주기)는 상이한 온도에서 롤을 작동시킴으로써 변경될 수도 있다. 또한, 롤의 위치는 작동 중에 변화될 수 있다. 상기 변화는 모두 유용할 수 있으며, 모두 본 발명의 장치 및 방법의 성능과 최종 코팅의 두께 균일성에 영향을 주어 개선하도록 사용될 수 있다. 주기적(예를 들어, 사인파) 또는 비주기적 특성, 무작위적인 이동, 선형 경사 시간 함수, 및 간헐적인 변경을 포함하는 예를 들어 무작위적이거나 제어된 변화와 같은 다양한 속도 변화 기능이 채용될 수 있다. 이들 모두는 스트랜드 상에 균일한 코팅을 생성하기 위해 요구되는 롤 또는 롤 회전의 수를 감소시키도록 사용될 수 있다. 롤의 회전 주기 또는 표면 속도의 매우 작은 변화는 특히 유용할 수 있다.

통상, 다양한 개선 스테이션 롤러들의 축을 평행하게 정렬하는 것이 양호할 것이다. 그러나, 필요하다면 개선 롤러 축들 중 하나 이상은 개선 스테이션 내의 다른 롤 축에 대해 기울어질 수 있다. 축을 기울임으로써, 일정 정도의 꼬임이 스트랜드에 가해질 수 있다. 이것이 스트랜드의 바람직하지 않은 뒤틀림을 유도하지 않고서 행해지면, 결과는 더 적은 롤 접촉에서의 코팅 균일성의 개선일 수 있다.

대부분의 경우에, 스트랜드가 감기거나 다른 목적으로 사용되기 전에 최종 코팅을 경화하는 것이 바람직할 것이다. 경화는 공기 건조, 복사열원, 가열 롤러,UV 또는 E 비임 경화, 및 당업자에게 익숙한 다른 기술을 포함하는 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.

본 발명의 이점은 각각의 특정 적용에 대해 실험적으로 테스트되거나 시뮬레이션될 수 있다. 많은 기준이 코팅 균일성 개선을 측정하는 데 적용될 수 있다. 예는 코팅 두께 표준 편차, 평균 코팅 두께로 나누어진 최소 (또는 최대) 코팅 두께, (고정 관찰 지점에서 시간에 걸쳐 최대 코팅 두께 - 최소 코팅 두께로서 정의되는) 범위, 및 공극 영역의 감소를 포함한다. 예를 들어, 본 발명을 사용함으로써, 75%, 80%, 85%, 또는 99%보다 큰 범위 감소가 얻어질 수 있다. 불연속 코팅 (또는 바꾸어 말하면, 초기에 공극을 갖는 코팅)에 대해, 본 발명은 50%, 75%, 90%, 또는 99%보다 큰 총 공극 영역 감소를 가능케 한다. 양호하게는, 본 발명의 방법의 적용은 공극이 없는 코팅을 생성한다. 당업자는 원하는 정도의 코팅 균일성 개선이 코팅의 유형, 코팅 장비 및 코팅 조건, 그리고 코팅되는 스트랜드에 대해 계획된 용도를 포함하는 많은 인자에 의존한다는 것을 인식할 것이다.

본 발명을 사용함으로써, 100% 중실 코팅 성분은 예를 들어 약 0.1 내지 약 100 마이크로미터, 약 1 내지 약 10 마이크로미터, 또는 약 1 내지 약 5 마이크로미터의 매우 작은 평균 두께를 갖는 공극이 없거나 대체로 공극이 없는 경화된 코팅으로 변환될 수 있다.

본 발명의 방법 및 장치는 플라스틱, 유리, 금속, 금속 합금 또는 복합 재료로 만들어진 스트랜드를 포함하는 다양한 스트랜드 상에 더욱 균일하거나 건조한 코팅을 도포하거나 만들도록 사용될 수 있다. 스트랜드는 매끄러운 표면, 직조된표면, 패턴화된 표면, 미세 구조 표면, 및 다공성 표면을 포함하는 다양한 표면 형상을 가질 수 있다. 스트랜드는 하나 이상의 코팅 층과, 코팅 층 아래에 스트랜드 재료의 하나의 층 또는 많은 층을 가질 수 있다. 스트랜드는 광, 전류 또는 데이터의 전달(예를 들어, 광섬유), 여과, 박막(예를 들어, 연료 전지 박막), 방음 또는 단열, 전자 장치 제조, 강화 섬유 등을 포함하는 다양한 용도를 가질 수 있다.

코팅은 매우 다양한 단량체, 중합체 및 이들의 혼합물과, 주석, 아연, 구리, 팔라듐, 니켈 또는 알루미늄 및 이들의 합금과 같은 매우 다양한 용융 금속을 포함하는 많은 적합한 재료로부터 만들어질 수 있다. 코팅 및 코팅된 스트랜드는 (단열, 전도, 마멸에 대한 보호, 윤활, 복합재 강화, 스트랜드 식별, 또는 광 관리를 포함하는) 많은 목적을 가질 수 있다. 예를 들어, 적합한 복합재 강화 목적은 시멘트 또는 복합재를 위한 강화 섬유 상으로의 알칼리 저항성 코팅의 형성을 포함한다. 적합한 광 관리 목적은 미국 특허 제4,877,306호에 설명된 바와 같은 유리/고굴절 인덱스/저굴절 인덱스 클래드 광섬유의 형성 또는 유리/실리콘/폴리아마이드 광섬유의 형성과 같이, 코팅에 투명성, 굴절, 반사, 또는 컬러를 주는 것을 포함한다.

본 발명의 다양한 실시예는 스트랜드 상에 100% 중실 코팅, 정밀 코팅, 및 매우 얇은 코팅을 만들기 위해 특히 유용하다.

본 발명은 모든 부 및 백분율이 달리 표시되지 않으면 중량에 의한 것인 다음의 예에서 더욱 설명된다.

예1

도3의 장치가 플라스틱 스트랜드 상에 얇은 액체 코팅을 형성하도록 사용되었다. 장치의 롤(26, 32)은 각각 56.57 mm 및 62.33 mm의 직경을 갖는 고무로 덮인 롤이었다. 0.84 mm의 폭 및 1.65 mm의 깊이를 갖는 47개의 홈 세트가 각각의 롤의 면 내로 7 mm씩 이격되어 가공되었다. 코팅 액체는 65부의 글리세롤, 30부의 물, 0.25 체적부의 불소계 습윤제(미네소타주 세인트 폴의 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩처링 컴퍼니(Minnesota Mining and Manufacturing Company)의 3M™ FLUORAD™ FC-129 불소 계면 활성제), 및 2.05부의 광학 광택제(뉴욕주 호쏜의 시바 퍼포먼스 케미컬즈(Ciba Performance Chemicals)의 TINAPOL™ SEP)의 포화 수용액을 조합함으로써 준비되었다. 0.76 mm의 직경을 갖는 단일 필라멘트 낚싯줄(일리노이주 노쓰브룩의 사우쓰 벤드 스포팅 굿스(South Bend Sporting Goods)의 No. M-1460 60LB 테스트선)의 스트랜드가 스트랜드를 롤(26, 32)의 중심 근방에 이웃한 홈들 내로 배치함으로써 도3의 장치 둘레에 13회 권선되었다.

동력식 권취 릴을 사용하여, 스트랜드는 분당 5 미터로 장치를 통해 이송되었다. 10 cc 주사기 및 하버드 시린지 펌프(매사추세츠주 사우쓰 내티취의 하버드 어파라터스(Harvard Apparatus)의 모델 55-1144)를 사용하여, 코팅 액체가 0.027 cc/min의 공급 속도로 롤(26)의 제1 충전 홈 내로 적하되었다. 개선 스테이션 통과 이후에, 매우 불연속적으로 초기에 도포된 코팅은 대략 2 마이크로미터의 우수한 두께 균일성을 갖는 공극이 없는 연속적인 코팅으로 변환되었다. 코팅 균일성의 개선은 모델 UVGL-25 램프(캘리포니아주 샌 가브리엘의 유브이피, 인크(UVP, Inc))를 장치 상으로 비추어 각각의 홈 전후에서 습윤 코팅된 스트랜드를 시각적으로 조사함으로써 알 수 있었다. 스트랜드는 장치를 통과하면서 외형이 더욱 더 균일해졌고, 장치를 빠져나올 때 연속적이고 공극이 없이 균일하게 보였다.

예2

예1의 방법을 사용하여, 유량은 0.005 cc/min으로 감소되었다. 이는 1 미터의 스트랜드 길이당 0.001 cc의 코팅 액체의 적층 결과를 낳았다. 장치를 빠져나올 때, 코팅은 블랙 라이트 하에서 관찰되었을 때 연속적이고 균일했다.

예3

예1의 방법을 사용하여, 스트랜드는 롤(26, 32) 둘레에 26회 권선되었고, 코팅 액체 유량은 0.0025 cc/min으로 감소되었다. 이는 1 미터의 스트랜드 길이당 0.0005 cc의 코팅 액체의 적층 결과를 낳았다. 장치를 빠져나올 때, 코팅은 블랙 라이트 하에서 관찰되었을 때 연속적이고 균일했다.

예4

예1 내지 예3에서 사용된 롤이 도6의 장치 내에 설치되었다. 나머지 2개의 장치 롤은 각각 69.01 mm 및 56.62 mm의 직경을 가졌고, 예1 내지 예3에서 사용된 롤과 유사하게 홈이 형성되었다. 단일 필라멘트 선이 롤 둘레에 34회 권선되었다. 코팅 액체 유량은 0.0065 cc/min으로 조정되었다. 이는 1 미터의 스트랜드 길이당 0.0013 cc의 코팅 액체의 적층 결과를 낳았다. 장치를 빠져나올 때, 코팅은 블랙 라이트 하에서 관찰되었을 때 연속적이고 균일했다.

예5

예4의 방법을 사용하여, 코팅 액체 유량은 0.0019 cc/min으로 감소되었다.이는 1 미터의 스트랜드 길이당 0.00026 cc의 코팅 액체의 적층 결과를 낳았다. 장치를 빠져나올 때, 코팅은 블랙 라이트 하에서 관찰되었을 때 연속적이지만 시각적으로 불균일했다. 더 높은 코팅 액체 적층 속도, 더 많은 권선의 사용, 또는 개선 스테이션 롤의 상대 직경의 적합한 조정은 코팅 균일성에 추가의 개선을 제공할 것이다.

본 발명의 다양한 변형 및 변경이 본 발명의 범주 및 취지를 벗어나지 않고서 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명은 본원에서 단지 예시적인 목적으로 설명된 것으로 제한되어서는 않된다.

Claims (57)

1. 필라멘트형 물품을 코팅하기 위한 방법이며,

   필라멘트형 물품의 노출된 부분 중 적어도 일부에 공극이 있거나 대체로 불균일한 코팅을 도포하는 단계와,

   대체로 불균일하게 코팅된 필라멘트형 물품을 필라멘트형 물품의 길이를 따른 상이한 위치에서 습윤 코팅과 접촉 및 재접촉하는 복수의 코팅으로 습윤된 롤을 포함하는 개선 스테이션을 통과시키는 단계를 포함하고,

   롤의 주기가 코팅의 균일성을 개선하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 공극이 있거나 대체로 불균일한 코팅은 코팅 액체를 필라멘트형 물품 또는 롤 상으로 적하함으로써 도포되는 방법.
3. 제1항에 있어서, 공극이 있거나 대체로 불균일한 코팅은 코팅 액체를 필라멘트형 물품 또는 롤 상으로 분사함으로써 도포되는 방법.
4. 제1항에 있어서, 대체로 불균일한 코팅은 주기적으로 도포되고, 도포 주기는 코팅의 균일성을 개선하도록 조정되는 방법.
5. 제1항에 있어서, 적어도 3개의 롤을 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 롤들은 필라멘트형 물품과의 동일한 접촉 주기를 갖는 방법.
7. 제1항에 있어서, 롤들 모두가 필라멘트형 물품과의 동일한 접촉 주기를 갖는 것은 아닌 방법.
8. 제7항에 있어서, 롤들은 모두 필라멘트형 물품과의 상이한 접촉 주기를 갖는 방법.
9. 제7항에 있어서, 롤들의 회전 주기는 주기적으로 관련되지 않는 방법.
10. 제7항에 있어서, 필라멘트형 물품은 대체로 불균일한 코팅의 도포 이후에 롤과 적어도 5회 접촉하는 방법.
11. 제7항에 있어서, 필라멘트형 물품은 대체로 불균일한 코팅의 도포 이후에 롤과 적어도 8회 접촉하는 방법.
12. 제1항에 있어서, 필라멘트형 물품은 대체로 불균일한 코팅의 도포 이후에 롤과 적어도 13회 접촉하는 방법.
13. 제1항에 있어서, 필라멘트형 물품은 이동 방향을 갖고, 롤들 중 적어도 하나의 회전 방향은 이동 방향과 동일한 방법.
14. 제13항에 있어서, 롤들 중 적어도 2개의 회전 방향이 이동 방향과 동일한 방법.
15. 제13항에 있어서, 모든 롤의 회전 방향이 이동 방향과 동일한 방법.
16. 제15항에 있어서, 롤과 필라멘트형 물품 사이에 대체로 슬립이 없는 방법.
17. 제1항에 있어서, 롤들 중 적어도 하나는 홈이 형성된 방법.
18. 제1항에 있어서, 모든 롤은 홈이 형성된 방법.
19. 제1항에 있어서, 공극이 있는 코팅이 필라멘트형 물품에 도포되어, 롤과의 접촉에 의해 공극이 없는 코팅으로 변환되는 방법.
20. 제1항에 있어서, 코팅은 1 내지 약 10 마이크로미터의 평균 두께를 갖도록 변환되는 방법.
21. 제1항에 있어서, 코팅은 1 내지 약 5 마이크로미터의 평균 두께를 갖도록 변환되는 방법.
22. 제1항에 있어서, 필라멘트형 물품은 광섬유를 포함하는 방법.
23. 필라멘트형 물품을 코팅하기 위한 방법이며,

    회전 기판에 공극이 있거나 대체로 불균일한 코팅을 도포하는 단계와,

    코팅을 회전 기판의 원주부 둘레의 상이한 위치에서 코팅과 접촉 및 재접촉하는 복수의 코팅으로 습윤된 롤과 접촉시키는 단계와,

    코팅을 필라멘트형 물품으로 전달하는 단계를 포함하는 방법.
24. 제23항에 있어서, 적어도 3개의 롤이 회전 기판 상의 습윤 코팅과 접촉하는 방법.
25. 제24항에 있어서, 롤들은 상이한 접촉 주기를 갖는 방법.
26. 제23항에 있어서, 적어도 5개의 롤이 회전 기판 상의 습윤 코팅과 접촉하는 방법.
27. 제23항에 있어서, 코팅은 스트라이프 패턴으로서 도포되는 방법.
28. 제23항에 있어서, 롤은 주연 모서리가 회전 기판 내의 코팅으로 습윤된 홈과 접촉하는 디스크를 포함하는 방법.
29. 제23항에 있어서, 회전 기판은 전달 벨트를 포함하는 방법.
30. 필라멘트형 물품의 노출된 부분 중 적어도 일부에 대체로 불균일한 코팅을 직접 또는 간접으로 도포하는 코팅 스테이션과, 필라멘트형 물품의 길이를 따른 상이한 위치에서 습윤 코팅과 주기적으로 접촉 및 재접촉하는 둘 이상의 회전 롤을 포함하는 개선 스테이션을 포함하고,

    롤의 주기가 코팅의 균일성을 개선하는 장치.
31. 제30항에 있어서, 코팅 스테이션은 코팅 액체를 필라멘트형 물품 또는 롤 상으로 적하하는 장치.
32. 제30항에 있어서, 코팅 스테이션은 코팅 액체를 필라멘트형 물품 또는 롤 상으로 분사하는 장치.
33. 제30항에 있어서, 코팅 스테이션은 코팅 액체를 주기적으로 도포하고, 도포주기는 코팅의 균일성을 개선하도록 조정될 수 있는 장치.
34. 제30항에 있어서, 적어도 3개의 롤을 포함하는 장치.
35. 제30항에 있어서, 롤들은 필라멘트형 물품과의 동일한 접촉 주기를 갖는 장치.
36. 제30항에 있어서, 롤들 모두가 필라멘트형 물품과의 동일한 접촉 주기를 갖는 것은 아닌 장치.
37. 제36항에 있어서, 롤들은 모두 필라멘트형 물품과의 동일한 접촉 주기를 갖는 장치.
38. 제36항에 있어서, 롤들의 회전 주기는 주기적으로 관련되지 않는 장치.
39. 제36항에 있어서, 필라멘트형 물품은 대체로 불균일한 코팅의 도포 이후에 롤과 적어도 5회 접촉하는 장치.
40. 제36항에 있어서, 필라멘트형 물품은 대체로 불균일한 코팅의 도포 이후에 롤과 적어도 8회 접촉하는 장치.
41. 제30항에 있어서, 필라멘트형 물품은 대체로 불균일한 코팅의 도포 이후에 롤과 적어도 13회 접촉하는 장치.
42. 제30항에 있어서, 필라멘트형 물품은 이동 방향을 갖고, 롤들 중 적어도 하나의 회전 방향은 이동 방향과 동일한 장치.
43. 제42항에 있어서, 롤들 중 적어도 2개의 회전 방향이 이동 방향과 동일한 장치.
44. 제42항에 있어서, 모든 롤의 회전 방향이 이동 방향과 동일한 장치.
45. 제44항에 있어서, 롤과 필라멘트형 물품 사이에 대체로 슬립이 없는 장치.
46. 제30항에 있어서, 롤들 중 적어도 하나는 홈이 형성된 장치.
47. 제30항에 있어서, 모든 롤은 홈이 형성된 장치.
48. 제30항에 있어서, 공극이 있는 코팅이 필라멘트형 물품에 도포되어, 롤과의 접촉에 의해 공극이 없는 코팅으로 변환되는 장치.
49. 제30항에 있어서, 코팅은 1 내지 약 10 마이크로미터의 평균 두께를 갖도록 변환되는 장치.
50. 제30항에 있어서, 코팅은 1 내지 약 5 마이크로미터의 평균 두께를 갖도록 변환되는 장치.
51. 회전 기판에 대체로 불균일한 코팅을 도포하는 코팅 스테이션과, 회전 기판의 길이를 따른 상이한 위치에서 습윤 코팅과 주기적으로 접촉 및 재접촉하여 코팅을 더욱 균일하게 하는 둘 이상의 회전 롤을 포함하는 개선 스테이션과, 생성된 더욱 균일한 코팅을 필라멘트형 물품으로 전달하기 위한 전달 스테이션을 포함하는 장치.
52. 제51항에 있어서, 회전 기판 상의 습윤 코팅과 접촉하는 적어도 3개의 롤을 포함하는 장치.
53. 제52항에 있어서, 롤들은 상이한 접촉 주기를 갖는 장치.
54. 제51항에 있어서, 회전 기판 상의 습윤 코팅과 접촉하는 적어도 5개의 롤을 포함하는 장치.
55. 제51항에 있어서, 코팅 스테이션은 스트라이프 패턴을 도포하는 장치.
56. 제51항에 있어서, 롤은 주연 모서리가 회전 기판 내의 코팅으로 습윤된 홈과 접촉하는 디스크를 포함하는 장치.
57. 제51항에 있어서, 회전 기판은 전달 벨트를 포함하는 장치.