KR20130086325A - 웹 도포 장치 - Google Patents

Abstract

도포 개시 전에 도포 위치를 조절함으로써, 웹 상에 도포막을 양호한 수율로 형성할 수 있는 웹 도포 장치를 제공한다. 웹(W)을 주기적으로 이송하는 이소오 기구(10)의 정지 기간 동안에 제1 노즐 수평 이동 기구(17) 및 제2 노즐 수평 이동 기구(18)를 구동하여 웹(W)의 이송 방향 및 이에 직교하는 방향으로 노즐(14)을 이동시킴으로써, 도포 위치를 조절할 수 있다. 그 후, 웹 상승 기구를 구동하여 웹(W)을 하강시켜, 흡착력 발생 기구에 의해 흡착 정판(13) 상에 웹(W)을 흡착시켜 고정함으로써 수평한 도포면(P)을 형성한다. 공급 기구(15)에 의해 노즐(14)에 도포액을 공급하고, 웹(W)의 상면과 소정의 도포 간격을 유지하는 노즐(14)의 배출구로부터 도포액을 배출하여 비드를 만들고, 제1 노즐 수평 이동 기구(17)를 웹(W)의 이송 방향으로 이동시킴으로써, 비드가 노즐(14)를 따라 이동하여 도포막이 형성된다.

Description

웹 도포 장치{WEB COATING DEVICE}

본 발명은, 종이, 플라스틱, 천, 금속박 및 이들의 적층체로 이루어진 시트 내지는 필름(이하, 웹이라 칭한다)의 한쪽 면에 도포액을 도포하는 웹 도포 장치에 관한 것이다.

종래의 웹 도포 장치로서, 주기적인 이송 동작 중 정지 기간 동안에, 흡착 정판 상에 웹을 흡착 고정시키고, 슬릿 다이(slit die)의 배출구와 웹의 상면 사이에 소정의 도포 간격을 두고, 공급 기구를 사용하여 슬릿 다이에 도포액을 공급하면서 노즐 수평 이동 기구를 구동하여 슬릿 다이를 이송 방향으로 이동시킴으로써, 웹(W)의 상면에 도포막을 형성하는 장치가 제안되고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 슬릿 다이는 그 하단에 슬릿 형상의 배출구를 가지고, 웹의 이송 방향과 직교하는 방향(웹의 너비 방향)으로 배출구의 길이 방향이 배향되도록 배치된다. 슬릿 다이의 배출구의 길이는 일반적으로 웹의 너비에 비하여 짧다.

이와 같은 웹 도포 장치에서는, 가요성(可撓性)을 가지는 웹이라 하여도 웹을 딱딱한 수평면을 가지는 흡착 정판 상에 안정적으로 흡착시켜 고정하여 도포시키기 때문에, 균일한 도포막 두께를 얻기에 용이하고, 도포되지 않는 부분을 끼워 넣어 도포막을 주기적으로 형성하는 주기적 도포 방법에 적합하다.

두께가 요구되는 도포막에 있어서, 1회 도포 작업으로는 도포막의 두께가 충분하지 않는 경우 2회, 3회로 반복 도포할 필요가 있다. 또한, 상이한 종류의 도포막을 여러층으로 형성하는 다층 도포 방식을 사용하는 경우도 이와 같다.

특허문헌1:일본 특허 공개 공보 특개2009-45565호 공보

웹이 감겨 있는 롤을 이송 기구에 설치하는 작업은 수작으로 이루어지기 때문에, 웹의 너비 방향의 양 단부의 위치를 이전 위치와 동일하게 재현시키기 어렵다. 또한, 웹이 감겨 있는 롤 마다 치수 차이도 존재한다. 따라서, 웹의 너비 방향에 있어 웹의 도포면에 대한 슬릿 다이의 배출구의 상대적인 위치(이하, 도포 위치라 칭한다)에 차이가 발생하는 경우가 있다.

슬릿 다이의 배출구의 길이는 웹의 너비에 비하여 짧기 때문에, 웹이 감겨 있는 롤 1개에 1층만을 도포하는 1층 도포 방식은 이러한 도포 위치의 차이가 작은 경우에 크게 문제되지 않는다. 하지만, 반복 도포 방식이나 다층 도포 방식의 경우, 이미 웹 위에 형성되어 있는 도포막 위에 슬릿 다이의 배출구를 정밀하게 맞추어 위치시킬 필요가 있기 때문에, 도포 위치의 차이가 발생하게 되면 균일한 도포막을 양호한 수율로 얻기 어렵게 된다. 또한, 반복 도포 방식이나 다층 도포 방식의 경우, 도포 위치의 차이는 웹의 이송 방향으로도 발생한다.

본 발명은, 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도포 개시 전에 도포 위치를 조절함으로써 웹 상에 도포막을 양호한 수율로 형성할 수 있는 웹 도포 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 웹 도포 장치는, 이송 기구, 흡착 정판, 흡착력 발생 기구, 노즐, 공급 기구, 제1 노즐 수평 이동 기구, 제2 노즐 수평 이동 기구 및 웹 승강 기구를 구비한다. 상기 이송 기구는 장척의 웹을 수평한 이송면이 형성되도록 주기적으로 이송시킨다. 상기 흡착 정판은 상기 이송면의 하방에 배치되어 상기 웹이 흡착되어 고정된다. 상기 흡착력 발생 기구는 상기 흡착 정판의 상면에 흡착력을 발생시킨다. 상기 노즐은 상기 이송면의 상방에 배치되고, 상기 웹의 상면과 소정의 도포 간격을 유지하는 배출구를 가지고, 상기 배출구에서 도포액을 배출한다. 상기 공급 기구는 상기 노즐에 도포액을 공급한다. 상기 제1 노즐 수평 이동 기구는 상기 웹의 이송 방향으로 상기 노즐을 수평하게 이동시킬 수 있도록 구성된다. 상기 제2 노즐 수평 이동 기구는 상기 웹의 이송 방향과 직교하는 방향으로 상기 노즐을 수평하게 이동시킬 수 있도록 구성된다. 상기 웹 승강 기구는 상기 이송면과 상기 흡착 정판 사이에서 상기 웹을 승강시킬 수 있도록 구성된다.

본 구성에 따르면, 웹을 주기적 이송 동작 중 정지 기간 동안에 제1 노즐 수평 이동 기구 및 제2 노즐 수평 이동 기구를 구동하여 웹의 이송 방향 및 이에 직교하는 방향으로 노즐을 이동시킴으로써 도포 위치를 조절할 수 있다. 그 후, 웹 승강 기구를 구동하여 웹을 하강시켜, 흡착력 발생 기구에 의해 흡착 정판 상에 웹을 흡착시켜 고정함으로써 수평한 도포면이 형성된다. 공급 기구에 의해 노즐에 도포액을 공급하고, 웹의 상면과 소정의 도포 간격을 유지하는 노즐의 배출구로부터 도포액을 배출하여 비드를 만들고, 제1 노즐 노즐 수평 이동 기구를 웹의 이송 방향으로 이동시킴으로써 비드가 노즐을 따라 이동하여 도포면에 도포막이 형성된다.

도포 위치의 조절에는, 도포 위치 검출 센서 및 도포 위치 제어부가 이용된다. 상기 도포 위치 검출 센서는 상기 웹의 가장자리 또는 상기 웹의 상면에 이미 형성된 도포막의 가장자리를 검출한다. 상기 도포 위치 제어부는, 상기 도포 위치 검출 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 노즐의 초기 위치를 조절하기 위하여, 상기 이송 기구, 상기 제1 노즐 수평 이동 기구 및 상기 제2 노즐 수평 이동 기구의 구동을 개별적으로 제어한다.

이와 같은 웹 도포 장치에서는, 도포 간격의 재현성이 도포막 두께의 수율에 큰 영향을 끼친다. 본 발명에서는, 도포막을 형성할 때 흡착 정판을 상승시키는 것이 아니라 흡착 정판은 이동하지 않고 웹 승강 기구에 의해 웹을 하강시키기 때문에, 흡착 정판이 상승할 때의 높이 오차가 발생하는 염려가 없고, 재현성이 양호한 소정의 도포 간격을 형성할 수 있게 된다.

또한, 평활하고 균일한 이송면을 형성하기 위해서는, 웹을 흡착 정판에 흡착시켜 고정할 때에 웹에 주름이 발생하거나 웹과 흡착 정판 사이에 공기 덩어리가 발생하는 것을 방지할 필요가 있다. 이를 위하여, 상기 웹 승강 기구는 제1 웹 지지 부재, 제2 웹 지지 부재, 제1 웹 지지 부재 승강 기구, 제2 웹 지지 부재 승강 기구 및 웹 승강 제어부를 구비한다. 또한, 상기 흡착력 발생 기구는 웹 흡착력 제어부를 가진다.

상기 제1 웹 지지 부재는 상기 웹의 이송 방향에 있어서 상기 흡착 정판의 상류측에 승강할 수 있도록 배치되어, 웹을 지지한다. 상기 제2 웹 지지 부재는 상기 웹의 이송 방향에 있어서 상기 흡착 정판의 하류측에 승강할 수 있도록 배치되어, 상기 웹을 지지한다. 상기 제1 웹 지지 부재 승강 기구는 상기 제1 웹 지지 부재를 승강시킨다. 상기 제2 웹 지지 부재 승강 기구는 상기 제2 웹 지지 부재를 승강시킨다. 웹 승강 제어부는, 상기 흡착 정판의 상방에 위치하는 상기 웹을, 웹의 이송 방향의 상류측에서 하류측으로 점차적으로 하강시키도록 상기 제1 웹 지지 부재 승강 기구 및 상기 제2 웹 지지 부재 승강 기구의 구동을 시간차를 두고 개별적으로 제어한다. 상기 웹 흡착 제어부는 복수의 흡착 영역을 상기 웹의 이송 방향으로 단계적 및 추가적으로 동작시킨다. 복수의 흡착 영역이란, 상기 흡착 정판에 있어서 상기 웹의 이송 방향으로 분할된 영역을 의미한다.

또한, 웹의 장력을 제어하는 것만으로는 흡착이 이루어지지 않는 두께를 가지는 두꺼운 웹이나 주름이 생기기 쉬운 신축성을 가지는 웹의 경우, 웹을 상방에서 가압하는 강제력을 가하는 것이 좋다. 이를 위하여, 본 발명에 따른 웹 도포 장치는, 상기 웹의 이송 방향과 직교하는 방향에 수평한 선형 압력을 상기 웹의 상방에서 가하는 부재를, 상기 웹의 이송 방향으로 이동시키는 기구를 더 구비한다.

선형 압력을 가하는 상기 부재는, 상기 웹의 상면에 접촉하여 상기 웹의 이송 방향과 직교하는 방향으로 배향된 축을 통해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되는 롤러를 사용할 수 있다.

또는, 선형 압력을 가하는 상기 부재는, 상기 웹의 상면과의 사이에서 간격을 유지하는 분출구를 가지는 공기 분출 노즐이어도 좋다. 이 경우, 공기의 분출 방향을 변경할 수 있도록 상기 공기 분출 노즐을 상기 웹의 이송 방향으로 요동시키는 기구를 더 구비한다면 더욱 좋다.

본 발명에 따르면, 도포 개시 전에 웹의 도포면에 대한 노즐의 상대적 위치를 조절할 수 있다. 따라서, 웹 상에 도포막을 양호한 수율로 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웹 도포 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 상기 웹 도포 장치의 노즐 이동 기구를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 3은 상기 웹 도포 장치의 노즐 이동 기구의 또 다른 실시예를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 상기 웹 도포 장치의 노즐 이동 기구의 더 나아간 실시예를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 5는 상기 웹 도포 장치의 도포 위치 제어 체계를 블록도로 도시한 것이다.
도 6은 상기 웹 도포 장치의 도포 위치 제어예를 도시한 플로우 차트이다.
도 7은 도포 위치 검출 센서에 의한 검출 위치의 일 예를 도시한 웹의 평면도이다.
도 8(A) ~ (E)는 웹 승강 제어부 및 웹 흡착 제어부에 의한 제어예를 설명하는 웹 도포 장치의 요부에 관한 개략적인 측면도이다.
도 9(A) ~ (E)는 가압 롤러의 동작을 설명하는 웹 도포 장치의 요부에 관한 개략적인 측면도이다.
도 10(A) ~ (E)는 공기 분출 노즐의 동작을 설명하는 웹 도포 장치의 요부에 관한 개략적인 측면도이다.
도 11은 공기 분출 노즐을 요동시키는 구성을 설명하는 웹 도포 장치의 요부에 관한 개략적인 측면도이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웹 도포 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

본 발명의 웹 도포 장치(1)는, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 웹(W)이 권출부(11)로부터 풀려 나오고 전처리 공정에서 웹(W)의 세정, 먼지 제거, 표면 개질 등의 처리가 이루어지고 그 후 도포 공정에서 웹(W) 상에 도포액이 도포되고 그 후 건조나 냉각 등의 후처리 공정이 이루어진 후 말아 넣는 기구인 권취부(12)에 의해 웹(W)이 말려 들어가는, 롤-투-롤(roll-to-roll)의 주기적 이송 방식을 사용하여 웹을 이송하는 장치의 도포 장치로서 사용할 수 있다.

이를 위하여 본 발명의 도포 장치(1)는 요부로서 도 1에 도시된 바와 같이 이송 기구(10), 흡착 정판(13), 흡착력 발생 기구(도시되지 않음), 노즐(14), 공급 기구(15), 노즐 승강 기구(16), 제1 노즐 수평 이동 기구(17), 제2 노즐 수평 이동 기구(18), 도포 위치 검출 센서(65, 66), 제1 웹 지지 롤러(20), 제2 웹 지지 롤러(21), 제1 웹 지지 롤러 승강 기구(22), 및 제2 웹 지지 롤러 승강 기구(23)를 구비한다.

또한, 웹 도포 장치(1)는 발명에 필수적인 구성은 아니지만 추가적인 구성으로서 전처리 장치(30), 후처리 장치(40) 및 노즐 관리 유닛(50)을 구비한다.

전처리 장치(30)는 웹(W)의 이송 방향에 있어서 웹 도포 장치(1)의 도포 공정을 수행하는 요부의 상류측에 배치된다. 전처리 장치(30)는 도포 공정을 수행하기 전에 웹(W)의 도포면에 대하여 전처리 작업을 수행한다. 예를 들어, 세정 작업, 먼지 제거 작업 또는 표면 개질 작업을 수행한다.

후처리 장치(40)는 웹(W)의 이송 방향에 있어서 웹 도포 장치(1)의 도포 공정을 수행하는 요부의 하류측에 배치된다. 후처리 장치(40)는 도포 공정을 수행한 이후 웹(W)에 대하여 후처리 작업을 수행한다. 예를 들어, 건조 작업 또는 냉각 작업을 수행한다.

노즐 관리 유닛(50)은 박막, 낮은 점도의 도포, 주기적 도포에서의 도포막 개시부 및 도포막 종료부의 막 두께에 대한 정밀도 확보를 위하여 설치된다. 노즐 관리 유닛(50)은 예를 들어 프라이밍 롤러, 노즐 선단 세정 장치 및 딥 탱크(dip tank)(이들은 모두 도시되지 않음)를 구비한다. 회전하는 프라이밍 롤러의 표면에 노즐(14)의 배출구에서 나오는 도포액을 도포함으로써 노즐(14)의 배출구에서 나오는 도포액의 양을 조절한다. 노즐 세정 장치는 노즐(14)의 배출구의 오염을 자동으로 청소한다. 장기간 장치를 정지할 때, 문제가 발생하여 장치를 정지할 때, 유지를 위하여 관리를 할 때 등 도포액이 노즐(14)에 공급되지 않은 채로 방치해 두면 노즐(14)의 배출구가 건조되어 도포액이 굳어지게 되어 도포를 함에 있어서 불량이 발생하거나 노즐을 분해하여 청소해야 할 필요가 발생한다. 따라서, 딥 탱크에 도포액 또는 세정액을 집어 넣고, 노즐(14)의 선단부를 담가 놓거나 도포액의 상면 위치에 노즐(14)을 가까이 배치시킴으로써 노즐의 배출구가 건조되는 것을 방지할 수 있다.

이송 기구(10)는 권출부(11) 및 권취부(12)를 구비한다. 권출부(11)는 예를 들어 롤러가 사용되고, 장척(長尺)의 웹(W)이 롤 형상으로 감겨 있다. 권취부(12)는 예를 들어 롤러가 사용되고, 웹(W)의 말단이 부착되어 있다. 권취부(12)는 도시되지 않은 구동 기구로부터 회전력을 얻어 회전된다. 이를 통해서, 권취부(12)에 웹(W)이 감겨 들어가게 되고, 웹(W)이 전처리 공정, 도포 공정, 후처리 공정 순으로 이송된다. 구동 기구는 소정의 간격으로 구동과 정지를 번갈아 가도록, 이송 기구(10)를 주기적으로 구동한다. 즉, 웹(W)은 주기적으로 이송된다. 도포 공정은 이송 기구(10)가 주기적으로 구동을 정지하고 있는 기간 동안에 이루어진다.

닙 장치(64)는 웹(W)의 이송 방향에 있어서 전처리 장치(30)의 하류측에 배치된다. 댄서 기구(63)는 웹(W)의 이송 방향에 있어서 후처리 장치(40)의 하류측에 배치된다. 닙 장치(64) 및 댄서 기구(63)는 이송 기구(10)가 주기적으로 구동하는 동안에 항상 동작하고 있고, 양자의 사이에 존재하는 웹(W)에 장력을 부가하고, 도포 공정에서 웹(W)이 느슨해지지 않도록 한다. 또한, 도면부호를 생략하였지만, 권출부(11)와 권취부(12)의 사이에는 이송 기구(10)의 구동 시에 웹(W)에 장력을 부가하여 웹이 느슨해지는 것을 방지하기 위한 종동(縱動) 롤러가 여러 장소에 배치되어 있다. 웹(W)은 도포 공정 내지 후처리 공정에 걸쳐 도 1에 도시된 바와 같이 수평한 이송면(T)을 형성하도록 이송된다.

다음으로, 전처리 장치(30)와 후처리 장치(40) 사이에 배치되는, 웹 도포 장치(1)의 도포 공정을 수행하는 요부의 구성에 관하여 상세히 설명한다. 받침대(24)는 다리부에 의해 바닥면(F) 위에 수평으로 지지되고, 수정의 높이에 고정되는 배치 형태를 가진다. 도포 공정을 수행하는 부분은 이러한 받침대(24) 위에 설치된다.

흡착 정판(13)은 이송면(T)의 하방에 배치된다. 흡착 정판(13)은 받침대(24) 위에 고정적으로 설치되어 높이가 변하지 않는다. 후술되듯이, 웹 도포 장치(1)는 웹(W)을 흡착 정판(13) 위에 밀착시키기 위하여, 흡착 정판(13)을 상승시키는 것이 아닌, 웹(W)을 승강시키는 웹 승강 기구를 구비한다. 흡착 정판(13)은 흡착력 발생 기구에 연결된다.

흡착력 발생 기구(도시되지 않음)는 흡착 정판(13)의 상면에 흡착력을 발생시키기 위한 것으로서, 바람직하게는 흡인력과 흡착력을 발생시키는 진공 펌프가 사용된다. 진공 펌프를 사용하여 흡착 정판(13)의 상면에 흡인력과 흡착력을 발생시킴으로써, 웹(W)이 흡착 정판(13) 상에 흡착하여 고정된다. 또한, 흡착력 발생 기구로서 정전기를 통하여 흡착력을 발생시키는 수단을 사용할 수도 있다.

흡착 정판(13)은 웹(W)의 이송 방향으로 분할된 복수(본 실시예에서는 예를 들어 3개)의 흡착 영역(131~133)(도 8(C) 참조)을 가진다. 3 개의 흡착 영역(131~133)은 흡착력 발생 기구에 의해 동작하고, 그 동작은 웹 흡착 제어부(도시되지 않음)에 의해 제어된다. 3 개의 흡착 영역(131~133)은 웹(W)의 이송 방향으로 단계적 및 추가적으로 동작하도록 제어된다.

노즐(14)은 이송면(T)의 상방에 배치된다. 노즐(14)은 예를 들어 슬릿 형상의 배출구를 가지는 슬릿 다이가 사용된다. 노즐(14)은 슬릿 형상의 배출구가 웹(W)의 이송 방향과 직교하는 방향(즉, 웹(W)의 너비 방향)에 평행하게 배향되어 설치된다.

후술되듯이, 노즐(14)은 수직 방향(Z축 방향) 및 웹(W)의 이송 방향(X축 방향)으로 이동할 수 있다. 노즐(14)은 웹(W)의 이송 방향(X축 방향)으로의 이동에 의해 웹(W)의 상방을 주행하여 배출구에서 배출되는 도포액을 웹(W)의 표면에 도포한다. 또한, 노즐(14)은 수직 방향(Z축 방향)으로의 이동에 의해, 웹(W)과의 사이에 소정의 도포 간격을 형성한다. 도포 간격을 유지하면서 노즐(14)이 웹(W)의 이송 방향으로 주행함으로써 배출구로부터 배출되는 도포액이 웹(W) 상에 도포된다. 또한, 노즐(14)은 이들 2 방향에 외에 웹(W)의 이동 방향과 직교하는 방향(Y축 방향)으로도 이동할 수 있다.

공급 기구(15)는 노즐(14)에 도포액을 공급하는 것으로서, 예를 들어 도포액 탱크 및 정량 펌프로 구성된다. 정량 펌프는 기계적으로 높은 정밀도로 도포액의 배출량을 제어할 수 있기 때문에, 도포막 개시부 및 도포막 종료부의 막 두께를 제어할 수 있고, 더 나아가 스마트 피팅 제어 방식을 결합함으로써 막 두께의 균일성을 보다 향상시킬 수 있다. 도포액의 종류 또는 도포액의 점성이 변경되어도 도포액 공급 유닛으로 코팅 웨건 유닛을 설치함으로써 도포액 감시 및 자동액 변환이 이루어진다. 또한, 도포액 탱크에 세정액을 넣음으로써 자동적으로 배관내 세정도 가능하게 되는 등, 도포 용도에 맞추어 여러 종류의 배관 시스템을 조합할 수 있다.

도 2는 노즐 이동 기구의 개략적인 구성을 나타내기 위하여 이송면을 이송 방향과 직교하는 방향으로 절단한 단면도이다. 스테이지(25)는 받침대(24)(도 1 참조)에 고정되어 설치되고, 높이가 변하지 않는다. 노즐 이동 기구는 상기 스테이지(25) 상에 구성된다. 노즐 이동 기구는 노즐 승강 기구(16), 제1 노즐 수평 이동 기구(17) 및 제2 노즐 수평 이동 기구(18)로 구성된다.

스테이지(25)에는 웹(W)의 이송 경로 외측에 웹(W)의 이송 방향과 직교하는 방향으로 대향하여 갠트리(gantry) 형 XZ축 로봇이 구축된다. 상기 로봇은 예를 들어 직교축을 가지는 2 축의 선형 구동기가 사용된다. 상기 로봇에 의하여, 노즐(14)를 지지하는 슬라이더(26)를 수직 방향(Z축 방향) 및 웹(W)의 이송 방향(X축 방향)으로 이동시키는 노즐 승강 기구(16) 및 제1 노즐 수평 이동 기구(17)가 각각 구현된다.

또한, 웹 도포 장치(1)는 상기 2 방향에 더하여 웹(W)의 이송 방향과 직교하는 방향(Y축 방향)으로도 슬라이더(26)를 이동시킬 수 있는 제2 노즐 수평 이동 기구(18)를 구비한다. 본 실시예에서는, 제2 노즐 수평 이동 기구(18)는 슬라이더(26)과 노즐(14) 사이에 설치된다. 그 외에, 도 3에 도시된 제2 노즐 수평 이동 기구의 또 다른 실시예에서 나타나는 바와 같이, 제2 노즐 수평 이동 기구(18)를 노즐 승강 기구(16)와 노즐 수평 이동 기구(17) 사이에 설치하여도 좋고, 도 4에 도시된 제2 노즐 수평 이동 기구의 또 다른 실시예에서 나타나는 바와 같이, 제2 노즐 수평 이동 기구(18)를 받침대(24)와 스테이지(25) 사이에 설치하여도 좋다.

제2 노즐 수평 이동 기구(18)는 예를 들어 선형 구동기, 전동 구동기, 공기 베어링을 사용한 선형 모터, 공기압 및 유압식 구동기 등의 자동 구동 방식과, 회전식 나사, 밀고 당기기식 나사 등에 의한 수동 조절 방식이 있다.

다시 도 1을 참조하여, 도 1의 제1 도포 위치 검출 센서(65)는 웹(W)의 이송 방향에 있어서 전처리 장치(30)의 상류측에 배치된다. 제2 도포 위치 검출 센서(66)는 웹(W)의 이송 방향에 있어서 노즐(14)의 상류측에 배치된다. 제1 도포 위치 검출 센서(65) 및 제2 도포 위치 검출 센서(66)는 웹(W)의 가장자리(edge) 또는 웹(W)의 상면에 형성된 도포막의 가장자리를 검출함으로써, 노즐(14)의 초기 위치(도포 위치)를 제어하는데 사용된다. 이와 같은 도포 위치 검출 센서는 예를 들어 화상 처리 센서, 색상 식별 센서, 초음파 센서, 바코드, 레이저 센서, 서모그래피 센서가 사용된다.

도 5는 도포 위치 제어 체계를 블록도로 도시한 것이다. 도포 위치 제어부(27)는 제1 도포 위치 검출 센서(65) 및 제2 도포 위치 검출 센서(66)의 검출 신호에 기초하여 이송 기구(10), 제1 노즐 수평 이동 기구(17) 및 제2 노즐 수평 이동 기구(18)의 구동을 개별적으로 제어한다. 도포 위치 제어부(27)는 노즐(14)의 위치를 파악한다.

도 6의 플로우 차트를 통하여, 도포 위치 제어부(27)에 의해 도포 위치를 결정하는 제어예를 설명한다. 우선, 제1 도포 위치 검출 센서(65)에 의해 웹(W)의 가장자리를 검출하고(단계(S1)), 이송 기구(10)를 구동하여 도포 공정을 수행하기 위하여 설정된 초기 위치까지 웹(W)을 이송한다(단계(S2)). 다음으로, 제2 도포 위치 검출 센서(66)에 의해, 웹(W)의 가장자리를 검출하고(단계(S3)), 도포 위치 제어부(27)는 웹(W)의 이송 방향(X축 방향)에 있어서 노즐(14)의 현재 위치가 적정 위치에서 빗나가 있는지 여부를 판단하고(단계(S4)), 빛나가 있다고 판단한 때에는, 제1 노즐 수평 이동 기구(17)를 동작시켜서 노즐(14)을 X축 방향으로 이동시켜 위치를 맞춘다(단계(S5)). 계속해서, 도포 위치 제어부(27)는 웹(W)의 이송 방향과 직교하는 방향(Y축 방향)에 있어서, 노즐(14)의 현재 위치가 적정 위치에서 빗나가 있는지 여부를 판단하고(단계(S6)), 빗나가 있다고 판단한 때에는, 제2 노즐 수평 이동 기구(18)를 동작시켜서 노즐(14)를 Y축 방향으로 이동시켜 위치를 맞춘다.

이와 같은 도포 위치 조절 방법은 아직 도포되지 않은 웹(W)에 처음으로 도포막을 형성하는 경우에도 사용할 수 있지만, 도포막을 이미 형성한 웹(W)에 반복 도포 또는 다층 도포를 하는 때에 유용하다. 반복 도포 또는 다층 도포 방식에서는, 제1 도포 위치 검출 센서(65) 및 제2 도포 위치 검출 센서(66)의 검출 위치를 도 7의 평면도에 도시된 바와 같이 웹(W)의 가장자리가 아닌 도포막의 가장자리로 설정함으로써, 정밀하게 도포막의 상방의 적정 위치에 노즐(14)의 배출구를 위치시키도록 도포 위치를 조절할 수 있게 된다.

다시 도 1을 참조하여, 웹 승강 기구의 구성을 설명한다. 제1 웹 지지 롤러(20)는 이송면(T)의 하측에 위치하여, 웹(W)의 이송 방향에 있어서 흡착 정판(13)의 상류측에 승강할 수 있도록 배치되어, 당해 위치에서 웹(W)을 지지하고 있다. 제2 웹 지지 롤러(21)는 이송면(T)의 하측에 위치하여, 웹(W)의 이송 방향에 있어서 흡착 정판(13)의 상류측에 승강할 수 있도록 배치되어, 당해 위치에서 웹(W)을 지지하고 있다. 제1 웹 지지 롤러(20) 및 제2 웹 지지 롤러(21)는 본 발명의 웹 지지 부재의 일 예이다. 제1 웹 지지 롤러(20) 및 제2 웹 지지 롤러(21)는 웹(W)이 이송됨에 따라 종동(縱動) 회전한다.

제1 웹 지지 롤러 승강 기구(22)는 제1 웹 지지 롤러(20)의 근방에 배치되고, 제1 웹 지지 롤러(20)를 승강시키도록 구성된다. 제2 웹 지지 롤러 승강 기구(23)는 제2 웹 지지 롤러(21)의 근방에 배치되고, 제2 웹 지지 롤러(21)를 승강시키도록 구성된다. 제1 웹 지지 롤러 승강 기구(22) 및 제2 웹 지지 롤러 승강 기구(23)는 일 예로서, 바람직하게 선형 구동기 등이 사용된다.

제1 웹 지지 롤러 승강 기구(22) 및 제2 웹 지지 롤러 승강 기구(23)의 구동은 웹 승강 제어부(도시되지 않음)에 의해 제어된다. 웹 승강 제어부는 흡착 정판(13)의 상방에 위치하는 부분의 웹(W)을, 그 이송 방향의 상류측에서 하류측으로 점차적으로 하강시키도록 제1 웹 지지 롤러 승강 기구(22) 및 제2 웹 지지 롤러 승강 기구(23)를 시간차를 두고 제어한다.

도 8(A) 내지 (E)를 참조하여 웹 승강 제어부 및 웹 흡착 제어부에 의한 제어예를 설명한다. 이하에서 설명하는 일련의 동작은, 별도로 도시하지 않았지만, 닙 장치(64) 및 댄서 기구(63)가 구동되어 웹(W)에 대하여 이송 방향으로 균일한 장력을 걸면서 동작한다.

상술한 도포 위치 조절 후, 우선 도 8(A)에 도시된 상태로 제1 웹 지지 롤러(20) 및 제2 웹 지지 롤러(21)는 모두 동일 높이에 위치하고, 흡착 정판(13)보다 상방에서 웹(W)를 지지하고 있다. 이 때, 웹(W)의 높이는 이송면(T)의 높이와 동일하다.

다음으로, 웹 승강 제어부는 제1 웹 지지 롤러 승강 기구(22)를 구동하여, 도 8(B)에 도시된 바와 같이, 제1 웹 지지 롤러(20)를 하강시킨다. 제1 웹 지지 롤러(20)의 하강량은 이송면(T)과 흡착 정판(13)의 상면의 높이의 차이로 설정되어 있다. 이 때, 제2 웹 지지 롤러(21)는 하강하지 않고, 초기 높이를 유지하고 있다. 따라서, 흡착 정판(13)의 상방에 위치한 웹(W)은, 도시된 바와 같이, 웹(W)의 이송 방향의 상류측이 낮고 하류측이 높도록 경사지게 지지된다.

그 후, 도 8(C) ~ (E)에 도시된 바와 같이, 웹 승강 제어부는 제2 웹 지지 롤러 승강 기구(23)를 구동하여, 제2 웹 지지 롤러(21)를 하강시킨다. 제2 웹 지지 롤러(21)의 하강량은 제1 웹 지지 롤러(20)와 동일하게 설정된다.

웹 흡착 제어부는, 제2 웹 지지 롤러(21)의 하강에 있어 초반, 중반 및 종반의 3 개의 시간대에 동기시키도록 흡착 정판(13)을 이송 방향으로 분할하여 형성된 3 개의 흡착 영역(131~133)을 단계적 및 추가적으로 동작시킨다. 즉, 초반에는 가장 상류측에 위치한 제1 흡착 영역(131)만을 동작시키고(도 8(C) 참조), 중반에는 중앙부에 위치한 제2 흡착 영역(132)을 추가적으로 동작시키고(도 8(D) 참조), 종반에는 가장 하류측에 위치한 제3 흡착 영역(133)을 추가적으로 동작시킨다(도 8(E) 참조).

이와 같은 웹 승강 제어부 및 웹 흡착 제어부의 협동 동작에 의해, 웹(W)에 대하여 이송 방향으로 균일한 장력이 걸린 상태로 웹(W)의 경사가 작아지게 되는 것에 맞추어, 웹(W)의 이송 방향의 상류측에서 하류측으로 웹(W)이 흡착 정판(13) 상에 점차적으로 흡착된다. 이로써, 흡착된 웹(W)에 주름이 발생하거나 웹(W)과 흡착 정판(13) 사이에 공기 덩어리가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 가요성을 가지는 웹(W)이라 하여도, 웨이퍼 등의 낱장형 작업물과 동일한 정형성 및 평활성을 가지는 수평한 도포면(P)(도 8(E) 참조)을 형성할 수 있다. 또한, 웹 지지 롤러(20, 21)에 확장 롤러(활 모양의 만곡 롤러)를 적용하는 경우, 웹(W)에 발생하는 주름을 효과적으로 방지할 수 있다.

이와 같은 방법을 통해 도포면(P)이 형성된 후, 노즐 승강 기구(16)가 구동되어 노즐(14)의 배출구와 도포면(P) 사이의 소정의 도포 간격이 유지된다. 그리고, 공급 기구(15)가 구동되어 노즐(14)로부터 배출되는 미량의 도포액에 의해 도포 간격에 도포액 덩어리(비드(bead))가 만들어진다. 그리고, 제1 노즐 수평 이동 기구(17)가 구동되어, 웹(W)의 이송 방향으로 흡착 정판(13)의 길이를 넘지 않는 소정의 거리만큼만 노즐(14)을 연속적으로 또는 주기적으로 이동(走査)시킴으로써 비드가 노즐(14)이 이동함에 따라 함께 이동하여 도포액이 도포면(P)의 전면에 도포되거나 도포면에 주기적으로 도포된다.

상술한 웹 승강 기구의 시간차 구동 및 복수의 흡착 영역의 단계적 및 추가적인 동작에 더하여, 웹(W)에 대하여 상방에서 힘을 가하여 흡착 정판(13) 상에 가압시키는 구조를 설치하여도 좋다. 예를 들어, 흡착 정판(13) 상에 흡착하여 고정된 웹(W)에 대하여 웹(W)의 이송 방향과 직교하는 방향으로 수평한 선형 압력을 가하는 부재를, 웹(W)의 이송 방향으로 이동시키는 기구가 있을 수 있다. 이동 기구의 일 예로서 선형 구동기가 사용된다.

도 9(A) ~ (E)는 선형 압력을 가하는 부재가 가압 롤러인 경우를 가정한 실시예를 나타낸다. 가압 롤러(28)는 웹(W)의 이송 방향과 직교하는 방향으로 배향된 축을 통해 회전할 수 있도록 지지된다. 가압 롤러(28)는 이송면(T)의 상방에 배치되고(도 9(A) 참조), 승강 기구(도시되지 않음)에 의해 흡착 정판(13) 상에 지지되는 웹(W)의 상면에 접촉하는 위치까지 하강하고, 웹(W)의 이송 방향과 직교하는 방향에 수평한 선형 압력을 웹(W)에 가한다(도9(B) 참조). 가압 롤러(28)는 이동 기구(도시되지 않음)에 의해 웹(W)의 이송 방향의 하류측에서 상류측으로 이동되고, 가압 롤러(28)는 웹(W) 위를 회전하면서 이동한다(도 9(C) ~ (E) 참조). 또한, 가압 롤러(28)의 승강 기구에 공기 압력식의 실린더 등을 적용함으로써, 가압 롤러(28)에 의한 가압 정도를 내부 공기압의 변경을 통해 임의로 설정할 수 있기 때문에 웹(W)에 스트레스를 가하지 않는다.

또한, 도 10(A) ~ (E)는 선형 압력을 가하는 부재가 공기 분출 노즐(29)인 경우를 가정한 실시예를 나타낸다. 공기 분출 노즐(29)은 이송면(T)의 상방에 배치된다(도 10(A) 참조). 공기 분출 노즐(29)은, 하단에 웹(W)의 상면과의 사이에 공간을 유지하는 분출구를 가진다. 분출구는 예를 들어 웹(W)의 이송 방향과 직교하는 방향으로 연장된 슬릿 형상을 가지지만, 이에 한정되지 않고, 웹의 이송 방향과 직교하는 방향에 등간격으로 배치된 복수의 작은 구멍으로 분출구를 구성하여도 좋다. 공기 분출 노즐(29)은 공기를 압력하여 보내는 공기 펌프 등에 연결되고, 분출구로부터 분출되는 고압의 공기에 의해, 웹(W)의 이송 방향과 직교하는 방향에 평행한 선형의 공기압을 웹(W)에 가한다(도 10(B) 참조). 공기를 배출하는 공기 분출 노즐(29)은 이동 기구(도시되지 않음)에 의해 웹(W)의 이송 방향의 하류측에서 상류측으로 이동된다(도 10(C) ~ (E) 참조). 공기 분출 노즐(29)은 도포면(P)과 비접촉 상태로 이동되기 때문에, 웹(W)에 상처를 주지 않으며, 반복 도포 방식이나 다층 도포 방식의 경우 도포막에 영향을 끼치지 않는다. 또한, 도포막(P)에 존재하는 분진을 제거하는 효과도 기대할 수 있다. 공기 분출 노즐(29)에 의한 공기압은 조절기 등을 통해 조절될 수 있고, 공기 분출 유량은 유량 측정기 또는 슬릿 형상의 분출구의 개구 너비를 심 등으로 변경함으로써 조절할 수 있다.

또한, 공기의 분출 방향을 변경하기 위하여, 도 11에 도시된 바와 같이, 공기 분출 노즐(29)을 웹(W)의 이송 방향과 직교하는 방향을 가지는 요동축(291)을 통해 요동될 수 있게 지지하고, 상기 공기 분출 노즐(29)을 웹(W)의 이송 방향으로 요동시키는 구조로 설치하여도 좋다.

이와 같이, 가압 롤러(29)를 웹(W) 상에서 이동시키거나, 공기 분출 노즐(29)을 웹(W)의 상방에서 이동시킴으로써, 웹(W)의 장력을 제어하는 것만으로는 흡착이 이루어 지지 않는 두께를 가지는 두꺼운 웹과 주름이 생기기 쉬운 신축성 웹에 대하여, 흡착 정판(13) 상에서 균일한 흡착이 이루어 질 수 있다.

상술한 실시예에서는 도포 공정에서 제1 노즐 수평 이동 기구(17)에 의해 웹(W)의 이송 방향으로 노즐(14)을 이동시켜 도포를 수행한다. 이 때문에, 제1 노즐 수평 이동 기구(17)에 의한 노즐의 이동 가능 거리는, 오직 노즐(14)의 초기 위치 조절에만 사용되는 제2 노즐 수평 기구(18)에 의한 노즐의 이동 가능 거리보다도 상당히 크게 되도록 설정되어 있다. 이에 대하여, 스테이지(25)를 웹(W)의 이송 방향에 대하여 직교하게 배치하는 것이 가능하게 구성하는 것도 좋다. 이러한 구성에 따르면, 도포 공정에서의 노즐 이동 방향이 본 실시예의 방향과 비교할 때 직각으로 뒤집히게 된다. 즉, 웹(W)의 이송 방향과는 직교하는 방향으로 도포가 이루어질 수 있게 된다.

상술한 실시예의 설명은 모두 예시로서, 제한적으로 이해되어서는 안 된다. 본 발명의 범위는 상술한 실시예가 아닌 특허 청구 범위에 의해 결정된다. 더 나아가, 본 발명의 범위에는 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 특허 청구 범위 내에서의 모든 변경 사항이 포함되어 있다.

1:웹 도포 장치 10:이송 기구
13:흡착 정판 131:제1 흡착 영역
132:제2 흡착 영역 133:제3 흡착 영역
14:노즐 15:공급 기구
16:노즐 승강 기구
17:제1 노즐 수평 이동 기구 18:제2 노즐 수평 이동 기구
20:제1 웹 지지 롤러 21:제2 웹 지지 롤러
22:제1 웹 지지 롤러 승강 기구 23:제2 웹 지지 롤러 승강 기구
24:받침대 25:스테이지
26:슬라이더 27:도포 위치 제어부
28:가압 롤러 29:공기 분출 노즐
30:전처리 장치 40:후처리 장치
50:노즐 관리 유닛 63:댄서 기구
64:닙 장치
65:제1 도포 위치 검출 센서 66:제2 도포 위치 검출 센서
W:웹 P:도포면
T:이송면

Claims (10)

1. 수평한 이송면이 형성되도록 장척의 웹을 주기적으로 이송시키는 이송 기구;
   상기 이송면의 하방에 배치되고, 상기 웹이 흡착되어 고정되는 흡착 정판;
   상기 흡착 정판의 상면에 흡착력을 발생시키는 흡착력 발생 기구;
   상기 이송면의 상방에 배치되고, 상기 웹의 상면과 소정의 도포 간격을 유지하는 배출구를 가지고, 상기 배출구에서 도포액을 배출하는 노즐;
   상기 노즐에 도포액을 공급하는 공급 기구;
   상기 웹의 이송 방향으로 상기 노즐을 수평하게 이동시키는 제1 노즐 수평 이동 기구;
   상기 웹의 이송 방향과 직교하는 방향으로 상기 노즐을 수평하게 이동시키는 제2 노즐 수평 이동 기구; 및
   상기 이송면과 상기 흡착 정판 사이에서 상기 웹을 승강시키는 웹 승강 기구;를 구비하는 것을 특징으로 하는 웹 도포 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 웹의 가장자리 또는 상기 웹의 상면에 이미 형성된 도포막의 가장자리를 검출하는 도포 위치 검출 센서; 및
   상기 도포 위치 검출 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 노즐의 초기 위치를 조절하기 위하여, 상기 이송 기구, 상기 제1 노즐 수평 이동 기구 및 상기 제2 노즐 수평 이동 기구의 구동을 개별적으로 제어하는 도포 위치 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 웹 도포 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 웹 승강 기구는,
   상기 웹의 이송 방향에 있어서 상기 흡착 정판의 상류측에 승강할 수 있도록 배치되어, 상기 웹을 지지하는 제1 웹 지지 부재;
   상기 웹의 이송 방향에 있어서 상기 흡착 정판의 하류측에 승강할 수 있도록 배치되어, 상기 웹을 지지하는 제2 웹 지지 부재;
   상기 제1 웹 지지 부재를 승강시키는 제1 웹 지지 부재 승강 기구;
   상기 제2 웹 지지 부재를 승강시키는 제2 웹 지지 부재 승강 기구; 및
   상기 흡착 정판의 상방에 위치하는 상기 웹을, 웹의 이송 방향의 상류측에서 하류측으로 점차적으로 하강시키도록 상기 제1 웹 지지 부재 승강 기구 및 상기 제2 웹 지지 부재 승강 기구의 구동을 시간차를 두고 개별적으로 제어하는 웹 승강 제어부;를 가지는 것을 특징으로 하는 웹 도포 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 웹 승강 기구는,
   상기 웹의 이송 방향에 있어서 상기 흡착 정판의 상류측에 승강할 수 있도록 배치되어, 상기 웹을 지지하는 제1 웹 지지 부재;
   상기 웹의 이송 방향에 있어서 상기 흡착 정판의 하류측에 승강할 수 있도록 배치되어, 상기 웹을 지지하는 제2 웹 지지 부재;
   상기 제1 웹 지지 부재를 승강시키는 제1 웹 지지 부재 승강 기구;
   상기 제2 웹 지지 부재를 승강시키는 제2 웹 지지 부재 승강 기구; 및
   상기 흡착 정판의 상방에 위치하는 상기 웹을, 웹의 이송 방향의 상류측에서 하류측으로 점차적으로 하강시키도록 상기 제1 웹 지지 부재 승강 기구 및 상기 제2 웹 지지 부재 승강 기구의 구동을 시간차를 두고 개별적으로 제어하는 웹 승강 제어부;를 가지는 것을 특징으로 하는 웹 도포 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 흡착 정판은 상기 웹의 이송 방향으로 분할된 복수의 흡착 영역을 가지고,
   상기 흡착력 발생 기구는 상기 복수의 흡착 영역을 상기 웹의 이송 방향으로 단계적 및 추가적으로 동작시키는 웹 흡착 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 웹 도포 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 웹의 이송 방향과 직교하는 방향에 수평한 선형 압력을 상기 웹의 상방에서 가하는 부재를, 상기 웹의 이송 방향으로 이동시키는 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웹 도포 장치.
7. 제6항에 있어서,
   선형 압력을 가하는 상기 부재는, 상기 웹의 상면과 접촉하여 상기 웹의 이송 방향과 직교하는 방향으로 배향된 축을 통해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되는 롤러인 것을 특징으로 하는 웹 도포 장치.
8. 제6항에 있어서,
   선형 압력을 가하는 상기 부재는, 상기 웹의 상면과의 사이에 간격을 유지하는 분출구를 가지는 공기 분출 노즐인 것을 특징으로 하는 웹 도포 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 공기 분출 노즐을 상기 웹의 이송 방향으로 요동시키는 기구를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웹 도포 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 노즐 수평 이동 기구 및 상기 제2 노즐 수평 이동 기구로 구성된 스테이지는, 상기 웹의 이송 방향에 대하여 직교하게 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 웹 도포 장치.
    

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