KR20070008222A - 광학용 하드 코팅 필름의 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학용 하드 코팅 필름의 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 필름 표면의 이물질을 제거하고 플라즈마 혹은 코로나 처리하는 전처리공정과, 상기 전처리 공정을 수행한 후 볼텍스 스프레이 코팅장치를 사용하여 필름의 표면에 하드코팅액을 코팅하는 코팅공정과, 상기 코팅공정을 거친 후 하드코팅액의 용매를 제거하기 위하여 적외선을 조사하는 건조공정과, 상기 건조공정을 거친 후 자외선을 조사하여 하드코팅액을 경화시킴과 아울러 광개시제를 활성화시켜 도막을 형성하는 큐어링공정을 포함하여 구성되는 광학용 하드 코팅 필름의 제조방법과,

토출구측 내주면에 나사홈이 형성된 볼텍스 노즐과, 컴프레셔 혹은 펌프에 의하여 상기 노즐로 하드코팅액을 공급하는 하드코팅액 탱크와, 상기 노즐을 통해서 하드코팅액이 분사하도록 하는 컴프레셔로 구성되는 하드 코팅 장치와, 상기 하드 코팅 장치로 필름을 이송시키는 이송수단을 포함하는 하드 코팅 필름 제조 장치를 제공하여, 저렴한 비용으로 정밀도 있는 코팅이 이루어지도록 한다.

하드코팅, 필름, 볼텍스

Description

광학용 하드 코팅 필름의 제조방법 및 장치{Manufacturing method and system of hard coating film}

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 광학용 하드코팅 필름의 제조방법을 나타내는 공정도

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 볼텍스 스프레이 코팅 장치를 나타내는 도면

도 3은 본 발명에 따른 하드 코팅 필름의 제조 장치를 나타내는 도면

도 4는 볼텍스 스프레이 코팅장치에의한 코팅 정밀도를 나타내는 도면

본 발명은 광학용 하드 코팅 필름의 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 필름 표면에 볼텍스(vortex)현상을 이용한 스프레이 코팅을 수행하여 초정밀 박막 코팅이 가능하도록 하는 광학용 하드 코팅 필름의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

광학용 하드코팅(H/C) 필름은 L/R(low reflection), A/R(anti-reflection), A/G(anti-glare) 등의 광학적 특성을 가지면서, 코팅 표면의 마모 및 스크래치 등 을 막아 주는 필름을 일컫는 것으로서, IT시대의 필수품으로 자리잡고 있는 핸드폰 내외창, 터치 스크린, 스마트폰, PDA, 카 네비게이션, 윈도우, 프로젝트 전면 반사 필터 등 폭 넓은 응용성을 보이고 있다.

상기한 광학용 하드 코팅 필름의 생산방법은 크게 습식방식과 건식방식으로 나눌 수 있다.

습식 코팅기술인 딥(Dip) 코팅방식은 양면 코팅 기술로서 수마이크론 이하의 미세한 도막의 코팅이 설비적 한계로 인하여 어려우며, Flow 코팅방식인 Gravure, Comma, Knife 코팅기술은 수십 나노에서 수 마이크로미터 범위에서는 정밀도가 떨어지는 문제점을 갖고 있어 주로 Flexible 인쇄기판용 FCCL 생산용 코팅 라인에 적용되고 있다. 이에 반해 Flow 코팅의 개선된 방식인 Micro Gravure와 Slot 코팅 방식은 수십 나노 코팅까지 가능한 장점을 가지고 있지만, 초기 설비 단가가 상당히 높고 소량 품종에는 적합하지 않은 단점을 지니고 있다. 또한 최적의 생산공정 조건의 도출을 위한 소요 기간과 비용은 타 방식에 비해 월등히 높기 때문에 생산기술로의 적용의 문제점을 안고 있다.

건식 코팅기술 Evaporator, Sputter 방식은 다층 코팅이 가능하여 반도체 공정 등의 특수 용도로 주로 사용되고 있으나, 생산비가 습식방식에 비해 상당히 크다는 단점을 가지고 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 특징은 필름 표면에 볼텍스현상을 이용한 스프레이 코팅을 수행하여 저렴한 생산비로 초정밀 박막 코팅이 가능하도록 하는 광학용 하드 코팅 필름의 제조방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광학용 하드 코팅 필름의 제조방법은 필름 표면의 이물질을 제거하고 플라즈마 혹은 코로나 처리하는 전처리공정과, 상기 전처리 공정을 수행한 후 볼텍스 스프레이 코팅장치를 사용하여 필름의 표면에 하드코팅액을 코팅하는 코팅공정과, 상기 코팅공정을 거친 후 하드코팅액의 용매를 제거하기 위하여 적외선을 조사하는 건조공정과, 상기 건조공정을 거친 후 자외선을 조사하여 하드코팅액을 경화시킴과 아울러 광개시제를 활성화시켜 도막을 형성하는 큐어링(curing)공정을 포함하여 구성된다.

그리고, 광학용 하드 코팅 필름의 제조 장치는 토출구측 내주면에 나사홈이 형성된 볼텍스 노즐과, 컴프레셔 혹은 펌프에 의하여 상기 노즐로 하드코팅액을 공급하는 하드코팅액 탱크와, 상기 노즐을 통해서 하드코팅액이 분사하도록 하는 컴프레셔로 구성되는 하드 코팅 장치와, 상기 하드 코팅 장치로 필름을 이송시키는 이송수단을 포함된다.

상기한 바와 같은 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 광학용 하드 코팅 필름의 제조방법을 나타내는 공정도이다.

우선 본 발명의 일 실시예에 따른 광학용 하드 코팅 필름의 제조방법은 언와 인더(unwinder)에 권취된 필름을 공급 유니트(Infeed Unit)를 통해서 공급한 뒤, 표면전처리기를 통해서 이물질을 제거하고 필름의 표면에 플라즈마 혹은 코로나 처리를 수행하는데, 상기 플라즈마 혹은 코로나 처리는 코팅액의 부착력을 증가시키기 위함이다.

이후, 볼텍스 스프레이 코팅장치(Vortex Spray Coater)를 사용하여 필름의 표면에 하드 코팅액을 코팅하고, 적외선을 조사하는 건조 오븐(Dry Oven)을 사용하여 용매를 제거한 후, 자외선처리기(UV Processor)를 통하여 자외선을 조사하여 하드 코팅액에 포함된 광개시제에 의하여 큐어링공정을 수행한다.

이후, 상기한 필름을 쿨링유니트(Cooling Unit)를 통과시켜 냉각시킨 후, 라미네이터(Laminator)에 의하여 보호 필름을 합판하고, 슬리터(Slitter)에 의하여 제품 가장자리를 절단한 후 리와인더(rewinder)에 권취하여 검사, 포장, 출하한다.

상기한 공정에서 어큐뮬레이터(Accumulator)는 필름을 풀거나 감는 과정에서 다름 롤(roll)의 필름으로 교체하고자 할 경우 이전 롤에 권취된 필름을 잡아주어 다음 필름으로 연결할 수 있도록 하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 실시예는 언로딩유니트(Unloading Unit)에 의하여 공급된 필름 혹은 시트를 상기한 실시예에서 수행한 전처리과정을 생략하고, 라미네이터와 슬리터 대신 스태이킹 시스템(Stacking System)을 사용하는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 볼텍스 스프레이 코팅 장치를 나타내는 도면이다.

우선, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 볼텍스 스프레이 코팅 장치는 도 2a에 나타내는 바와 같이 토출구측 내주면에 나사홈이 형성된 볼텍스 노즐(1)과, 상기 노즐(1)과 관로를 통해서 연결된 하드코팅액 탱크(6)(9)와, 상기 하드코팅액 탱크(6)(9)의 하드코팅액을 노즐(1)로 공급함과 아울러 노즐(1)로 공급된 하드코팅액이 분사되도록 하는 컴프레셔(7)와, 상기 하드 코팅액 탱크(6)(9)를 가압하는 가압 레귤레이터(5)(8)와, 상기 컴프레셔(7)의 전단에 설치된 전자변(4)과 에어레귤레이터(3) 및 노즐(1)의 토출을 조절하는 셧 밸브(Shot Valve ; 2)로 구성된다.

그리고, 본 발명의 제 2 실시 예로는 도 2b에 나타내는 바와 같이 토출구측 내주면에 나사홈이 형성된 볼텍스 노즐(1)과, 상기 노즐(1)과 관로를 통해서 연결된 하드코팅액 탱크(11)와, 상기 노즐(1)로 공급된 하드코팅액이 분사되도록 하는 컴프레셔(7)와, 상기 하드 코팅액 탱크(11)의 하드코팅액을 노즐(1)로 공급하는 액송퍼프(10)와, 상기 컴프레셔(7)의 전단에 설치된 전자변(4)과 에어레귤레이터(3) 및 노즐(1)의 토출량을 조절하는 셧밸브(2)로 구성된다.

본 발명의 제 3 실시 예로는 도 2c에 나타내는 바와 같이 토출구측 내주면에 나사홈이 형성된 볼텍스 노즐(7)과, 상기 노즐(7)과 관로를 통해서 연결된 하드코팅액 탱크(4)와, 상기 하드코팅액 탱크(4)의 하드코팅액을 노즐(7)로 공급함과 아울러 노즐(7)로 공급된 하드코팅액이 분사되도록 하는 컴프레셔(1)와, 상기 하드 코팅액 탱크(4)를 가압하는 가압 레귤레이터(9)와, 상기 컴프레셔(1)의 전단에 설치된 에어필터(2)와 콘트롤러(3), 상기 콘트롤러(3)의 제어에 의하여 토출을 제어 하는 전자변(5) 및, 노즐(7)의 토출량을 제어하는 밸브(6)로 구성된다.

본 발명의 제 4 실시 예로는 도 2d에 나타내는 바와 같이 상기 제 3의 실시예에서 노즐(7)의 토출량을 조절하기 위하여 전자변(5)과 밸브(6) 대신에 콘트롤러(3)에 의하여 제어를 받는 셧밸브(8)를 사용한다.

이상과 같이 구성된 하드 코팅 필름의 제조 장치는 도 3에 나타내는 바와 같이 이송 콘베어(31)상에 필름(33)을 위치시켜 필름(33)을 이송하고 노즐(35)을 상기 필름(33) 상부에 위치되도록 하여 필름(33) 상부 면에 하드 코팅액을 분사하여 코팅한다.

도 4는 볼텍스 스프레이 코팅장치에의한 코팅 정밀도를 나타내는 도면으로, 압력에 따라 도막 두께가 변경되므로 원하는 도막 두께를 얻을 수 있고, 도막 두께가 균일함을 알 수 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 습식방식의 일종인 Spray 코팅 기술을 이용하므로 도막 두께의 미세한 조절이 용이하며, 초기 투자비가 Micro Flow 코팅 기술의 투자비 대비 1/10수준으로서 초기 투자비용의 부담을 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다.

Claims (2)

1. 필름 표면의 이물질을 제거하고 플라즈마 혹은 코로나 처리하는 전처리공정과,

   상기 전처리 공정을 수행한 후 볼텍스 스프레이 코팅장치를 사용하여 필름의 표면에 하드코팅액을 코팅하는 코팅공정과,

   상기 코팅공정을 거친 후 하드코팅액의 용매를 제거하기 위하여 적외선을 조사하는 건조공정과,

   상기 건조공정을 거친 후 자외선을 조사하여 하드코팅액을 경화시킴과 아울러 광개시제를 활성화시켜 도막을 형성하는 큐어링공정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광학용 하드 코팅 필름의 제조방법.
2. 토출구측 내주면에 나사홈이 형성된 볼텍스 노즐과, 컴프레셔 혹은 펌프에 의하여 상기 노즐로 하드코팅액을 공급하는 하드코팅액 탱크와, 상기 노즐을 통해서 하드코팅액이 분사하도록 하는 컴프레셔로 구성되는 하드 코팅 장치와,

   상기 하드 코팅 장치로 필름을 이송시키는 이송수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학용 하드 코팅 필름의 제조 장치.

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