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KR20010086114A - 가교결합성 폴리머 유체막을 갖는 적어도 하나의 금속스트립을 연속적으로 코팅하기 위한 공정 및 장치 - Google Patents

가교결합성 폴리머 유체막을 갖는 적어도 하나의 금속스트립을 연속적으로 코팅하기 위한 공정 및 장치 Download PDF

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KR20010086114A
KR20010086114A KR1020017007543A KR20017007543A KR20010086114A KR 20010086114 A KR20010086114 A KR 20010086114A KR 1020017007543 A KR1020017007543 A KR 1020017007543A KR 20017007543 A KR20017007543 A KR 20017007543A KR 20010086114 A KR20010086114 A KR 20010086114A
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KR
South Korea
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roll
metal strip
crosslinkable polymer
thin film
sheet
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KR1020017007543A
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KR100598709B1 (ko
Inventor
보네바끌로드
제니프레데릭
소아띠에리
Original Assignee
므나르 쟝-가브리엘
쏠락
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Priority claimed from FR9815901A external-priority patent/FR2787354B1/fr
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Abstract

본 발명은 비반응성 용제 또는 희석제를 함유하지 않으며 연화 온도가 50℃ 이상인 가교결합성 폴리머 박막으로 적어도 하나의 금속 스트립을 연속적으로 코팅하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 적어도 하나의 백업 롤(3) 상에 연속적으로 금속 스트립(1)을 풀어내는 단계, 롤(20) 상에 강제 유동에 의해 용융 상태의 가교결합성 폴리머를 성형하는 단계, 상기 층(30)으로부터 상기 가교결합성 폴리머 박막(31)을 성형하는 단계, 및 상기 금속 스트립(1) 상에 상기 박막을 전체적으로 균일한 두께로 전달하고, 상기 롤(20) 상의 층(30)을 성형하는 구역과 상기 금속 스트립 상에 박막(31)을 가하는 구역 사이에서 상기 가교결합성 폴리머의 점도를 감소시키기 위해 열적으로 조절하는 단계로 이루어진다. 본 발명은 또한 상기 방법을 실행하기 위한 코팅 장치에 관한 것이다.

Description

가교결합성 폴리머 유체막을 갖는 적어도 하나의 금속 스트립을 연속적으로 코팅하기 위한 공정 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR CONTINUOUSLY COATING AT LEAST A METAL STRIP WITH A CROSSLINKABLE POLYMER FLUID FILM}
예를 들어 열경화성 폴리머와 같은 열적 가교결합성 폴리머, 또는 예를 들어 광경화성 폴리머와 같은 물리적 가교결합성 폴리머가 공지되어 있다.
금속 기재(metal substrate)에 연속적으로 가해지는 열경화성 유기 코팅은 매우 다양하다.
대부분의 경우, 이것들은 용제 또는 수계 매질에서 작용성 폴리머 유기 결합제의 시스템, 착색제 또는 충전재와 같은 가교 시스템 및 첨가물, 그리고 여러 가지 제형 보조제가 결합된 복잡한 제형이다.
금속 스트립 또는 코팅된 금속 스트립에 열가소성 또는 열경화성 유기 코팅을 하기 위한 여러 가지 공정이 또한 공지되어 있다.
예를 들어 액상 페인트 또는 니스와 같은 유기 코팅제의 사용이, 수계 매질또는 용매 내에서 용액 또는 분산된 상태로 이들 액상 코팅제를 코팅하는 코팅롤러에 의해 실행된다.
이를 위해, 액상 코팅제는, 2개 또는 3개의 롤러를 포함하는 시스템을 사용한 용액 또는 분산액의 형성, 및 이들 액상 코팅제의 일부 또는 모두를 전달하여 코팅될 금속 스트립의 표면과 접촉하고 있는 코팅 롤러 상에 정량 배분함으로써 금속 스트립에 공급된다.
상기 전달은 금속 스트립 상에서 2개의 표면이 서로 반대방향으로 접촉하거나 동일방향으로 접촉하여 회전하는 표면을 갖는 코팅 롤러의 마찰에 의해 실행된다.
열경화성 페인트 또는 니스와 같은 가교결합성 폴리머 코팅제를 연속적으로 가하는 기술에서는 예를 들어 금속 스트립에 대하여 용제나 희석제를 사용하지 않고 코팅제를 제공하도록 구성하는 것이 바람직한 추세이다.
비반응성 용제 또는 희석제를 사용하지 않고 유기 코팅제의 제조 및 코팅을 하기 위해 여러 가지 대안이 제안되었다.
그러므로, 점착성 유기물의 얇은 코팅제를 제조하기 위해, 유기 코팅제를 액상으로 압출하여 이 코팅제를 코팅 또는 라미네이션에 의해 피복하는 다른 기술이 구성된다.
얇은 유기 코팅제의 압출-코팅은 널리 실용화되었으며, 특히 종이, 플라스틱 필름, 섬유 또는 포장용 금속과 같은 금속 박판 등의 가요성 표면상에 열가소성 폴리머가 코팅되었다.
코팅제는 강성의 시트 다이(sheet die) 또는 기재와 직접 접촉하도록 위치된 노즐에 의해 융융된 상태로 가해진다.
상기 기재 상에서 다이에 의해 가해진 압력은 용해물의 점도에 의한 것이다. 따라서, 상기 기재의 평면 결함은 백업 롤에 대하여 상기 기재를 누름으로써 교정될 수 있으나 매우 제한적이다.
이러한 압출-코팅 기술은 다이의 에지와 기재 사이가 정확하게 평행이 되어야 하고, 기재는 완전 평면이거나 균일한 두께로 얇게 코팅될 수 있도록 변형가능한 것이어야 한다.
그 이유는, 제공되는 물질의 두께가 간극 및 다이와 기재 사이의 압력에 의해 제어되며, 이 때 매우 얇은 두께로 코팅이 가해지기를 원한다면 상기 두 부재 사이가 정확하게 평행이 되어야 한다.
이러한 조건은, 두께가 0.3 내지 2 mm인 강철 스트립의 경우에, 지나치게 단단하고 편평도나 두께가 균일하여 특히 넓은 스트립의 경우에는 다이와 기재 사이의 간극을 정확하게 조절할 수 없기 때문에 달성될 수 없다.
기재 상에 균일한 층의 유체를 코팅하는 압출 라미네이션 기술은 시트 다이의 출구에 있는 유체 시트의 다이 아래로 인발하는 것을 이용하며, 그러고 나서 이 시트는 예를 들어 저온 롤러 또는 회전 바, 또는 그밖에 에어 나이프(air knife) 또는 정전기장(electrostatic field)을 이용하여 기재에 대하여 눌려진다.
이 경우, 유체 시트의 두께는 다이 부분에서의 물질의 유동 속도 및 기재의 속도에 의해 제어된다.
유체 시트는 가압 롤러 상에 달라붙고, 다음에 상기 시트는 소정의 두께를 갖는 두 부분으로 분리되어, 한쪽은 기재에 가해지고, 다른 쪽은 롤에 제공되어 남는다. 그러므로 상기 시트의 분리는 전달이 완료되지 않은 것을 의미하며, 상기 기재 상에서 얻어진 코팅은 표면 외관이나 균일한 두께가 모두 만족스럽지 못하다.
유체 시트가 가압 롤에 달라붙는 것을 방지하기 위해서는 상기 가압 롤러가 완벽하게 부드러워야 하고 표면이 냉각되어야 한다.
그러나, 가압 롤러는 캘린더링 비드(calendering bead)의 형성을 방지하기에 충분하지 않으며, 결국 이러한 방식의 전달은 강성 기재의 경우에 임의의 두께 편차 및 편평도의 오차를 보정할 수 없다.
압출 다이의 출구에서 프리 스트랜드(free strand)를 형성하여 코팅을 하는 기술은 다이와 강성 기재 사이의 결합에 있어서의 문제를 해결할 수 있으나, 프리 스트랜드의 길이가 일정하지 않은 경우에는 코팅이 불안정하고, 균일한 인발 및 양호한 라미네이션을 얻기가 어렵기 때문에 점도가 2000 Pa.s 이하인 열경화성 시스템을 사용하는 것이 곤란하다.
일반적으로, 전술한 여러 가지 공지 기술에서, 금속 기재에 얇은 유기 코팅제를 연속적으로 가하는 것이 낮은 접촉 압력으로 실행되며, 이것은 편평도 및 두께가 불균일한 강성 기재에 코팅제를 얇고 균일하게 가하는 것이 불충분하다.
이러한 여러 가지 코팅 기술은 금속 기재의 변화된 두께를 보정할 수 없으며, 이러한 변화 결국 코팅의 두께가 심각하게 불균일하게 되는 것을 야기하며, 특히 기재가, 현저히 거친 표면을 갖는 금속 스트립 및/또는 상기 금속 스트립 상에형성될 코팅의 두께보다 같거나 큰 주름으로 형성되는 경우에 그러하다.
또한, 이들 다양한 코팅 기술은 기재 폭의 변화나 기재의 횡방향 위치결정 변화 모두를 허용할 수 없어서, 코팅제가 기재의 폭 전체에 균일하게 제공될 수 없다.
결과적으로, 코팅제를 가하는 동안, 코팅제와 기재 사이에는 미세한 기공이 내재될 수 있으며, 이것은 균일한 코팅 및 표면 외관에 저해 요소가 된다.
그러므로, 금속 스트립에 얇고 균일한 가교결합성 폴리머를 연속적으로 코팅하는 것은 문제가 있으며, 그 이유는 금속 스트립이 상당한 거칠기 및/또는 자신에게 제공될 코팅막의 두께와 같거나 보다 두꺼운 주름을 가져서 편평도 및 두께 편차가 있기 때문이며, 상기 스트립이 균일한 롤에서 커다란 힘으로 눌려지는 경우에도 그러하다.
또한, 지금까지 사용된 여러 가지 기술은 2가지의 상반된 요구사항, 즉 경도와 변형성에 직면하므로 금속 스트립에 대하여 비반응성 용제나 희석제를 포함하지 않는 가교결합성 폴리머를 얇게 코팅하는 것이 불가능하다.
그 이유는, 가교결합 후에 폴리머 코팅제는 충분히 단단하면서도 여전히 변형가능하여 시트의 코팅이 저하되거나 분리되는 일 없이 코팅되어야 하기 때문이다.
폴리머의 가교결합성 전구물질(precursor)의 분자량을 증가시키는 것은 단단하면서도 변형가능한 최종 코팅을 얻는데 매우 바람직하다는 것은 공지된 사실이다.
그러나, 전구물질의 분자량을 증가시키는 것은 비반응성 용제 또는 희석제를 함유하지 않는 폴리머의 점도에 매우 바람직하지 못한 영향을 주며, 이로 인해 가교결합된 용융 상태에서 금속 스트립으로의 전달 및 코팅의 용이성을 저해시킨다.
본 발명은 비반응성 용제 또는 희석제를 함유하지 않는 가교결합성 폴리머 유체박막을 갖는 적어도 하나의 금속 스트립을 연속적으로 코팅하기 위한 공정 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 가교결합성 폴리머의 박막으로 금속 스트립을 코팅하기 위한 장치의 개략적인 측면도이며, 본 발명에 따라 상기 코팅을 하기 위한 장치의 제1 실시예를 포함한다.
도 2는 도 1의 코팅 장치에 대한 개략적인 사시도이다.
도 3은 가교결합성 폴리머의 박막으로 금속 스트립을 코팅하기 위한 장치의 개략적인 측면도이며, 본 발명에 따라 상기 코팅을 하기 위한 장치의 제2 실시예를 포함한다.
도 4는 도 3의 코팅 장치에 대한 개략적인 사시도이다.
도 5 및 도 6은 초과된 가교결합성 폴리머를 제거하기 위한 수단의 개략적인 2개의 측면도이다.
본 발명의 목적은 비반응성 용제 및 희석제를 함유하지 않는 가교결합성 폴리머의 유체 박막으로 적어도 하나의 금속 스트립을 연속적으로 코팅하기 위한 공정 및 장치를 제공함으로써 상기 단점을 제거하는 것이며, 연화 온도(softening temperature)가 50℃ 이상이어서 상기 스트립에 균일하게 가해진 수 미크론에서 수십 미크론 두께의 균일한 코팅을 얻을 수 있고, 코팅막과 금속 스트립 사이에 내재되는 기포를 방지하고 편평도와 거칠기의 편차를 제거하고, 스트립의 폭 및 가로 위치에서의 편차에도 불구하고 부분적 또는 전체적인 코팅을 할 수 있도록 하는 것이다.
그러므로, 본 발명의 주제는 비반응성 용제 및 희석제를 함유하지 않고 연화 온도가 50℃ 이상이며 박막의 두께가 상기 금속 스트립의 두께보다 얇은 가교결합성 폴리머의 유체 박막(31)으로 적어도 하나의 금속 스트립(1)을 연속적으로 코팅하기 위한 공정으로, 다음과 같은 특징을 갖는다:
- 금속 스트립은 적어도 하나의 백업 롤 위를 연속적으로 지나가도록 되고;
- 상기 가교결합성 폴리머의 시트가 상기 가교결합성 폴리머의 연화 온도보다 높은 온도에서 강제 흐름에 의해 롤 상에 형성되며, 상기 폴리머는 용융 상태에서 가교결합될 수 있고, 상기 시트의 성형 조건 하에서 점도가 10 Pa.s이고, 상기시트의 성형 온도가 가교결합성 폴리머의 가교결합 개시 온도보다 낮으며, 상기 롤은 금속 스트립이 진행하는 방향과 반대방향으로 회전하도록 구동되고;
- 상기 가교결합성 폴리머의 박막은 상기 시트로부터 성형되고;
- 상기 박막은 상기 금속 스트립 상에 두께를 균일하게 하여 완벽하게 전달되며;
- 상기 롤 상의 시트 성형 구역과 상기 금속 스트립에 박막을 코팅하는 구역 사이에서는 상기 가교결합성 폴리머의 점도를 낮추기 위한 적절한 방법을 사용하여 그 값을 상기 강제 유동 조건 하에서 측정된 점도보다 작도록 상기 가교결합성 폴리머가 열적으로 조절되게 된다.
본 발명의 주제는 또한 비반응성 용제 및 희석제를 함유하지 않고 연화 온도가 50℃ 이상이며 박막의 두께가 상기 금속 스트립의 두께보다 얇은 가교결합성 폴리머의 유체 박막으로 적어도 하나의 금속 스트립을 연속적으로 코팅하기 위한 공정으로, 다음을 포함한다:
- 상기 금속 스트립을 연속적으로 구동시키기 위한 수단;
- 상기 금속 스트립을 지지하는 적어도 하나의 백업 롤;
- 상기 가교결합성 폴리머의 연화 온도보다 높은 온도에서 강제 유동에 의해 롤 상에서, 상기 폴리머의 시트가 상기 시트의 성형 조건 하에서 10 Pa.s보다 높은 점도를 가진 용융 상태에서 가교결합할 수 있고, 상기 시트의 성형 온도가 가교결합성 폴리머의 가교결합 개시 온도보다 낮으며, 상기 롤은 금속 스트립이 진행하는 방향과 반대방향으로 회전하도록 구동되는 성형 수단;
- 상기 시트로부터 상기 가교결합성 폴리머의 박막을 성형하고, 상기 금속 스트립으로 상기 박막을 두께를 균일하게 하며 완벽하게 전달하기 위한 수단;
- 상기 롤 상의 시트 성형 구역과 상기 금속 스트립에 박막을 코팅하는 구역 사이에서는 가교결합성 폴리머의 점도를 낮추기 위한 적절한 방법을 사용하여 그 값을 상기 강제 유동 조건 하에서 측정된 점도보다 작도록 상기 가교결합성 폴리머를 열적으로 조절하기 위한 수단.
본 발명의 특징 및 장점은 첨부도면을 참조한 예시를 통해 이하에서 설명된다.
도 1 및 도 3은 비반응성 용제 또는 희석제를 함유하지 않는 가교결합성 폴리머의 유체막으로 금속 스트립(1)에 예를 들어 두께 5 내지 50 ㎛의 코팅을 연속적으로 하기 위한 2개의 장치를 개략적으로 도시한다.
금속 스트립(1)의 두께는 예를 들어 0.10 내지 4 ㎜이고, 예를 들어 강철이나 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어지며, 한쪽 또는 양쪽이 코팅이나 페인팅될 수 있다.
금속 스트립(1)을 코팅하는데 사용되는 폴리머는 비반응성 용제 또는 희석제를 함유하지 않은 폴리머이고, 예를 들어 열경화성 폴리머와 같이 열적으로 가교결합 가능하거나, 예를 들어 광경화성 폴리머와 같이 물리적으로 가교결합 가능하다.
이 폴리머는 가교결합된 상태에서 50℃ 이상의 연화 온도를 갖는다.
이들 폴리머는 가교결합되지 않은 상태에서 50℃ 이상의 연화 온도를 갖는다.
이들 폴리머는 연화 온도, 유동 개시 온도, 가교결합 개시 온도, 신속한 가교결합 온도를 가지며 각각 상이하다.
일반적으로, 가교결합 개시 온도는 15분 이내에 점도가 10% 이상 증가하는 온도이다.
도 1 및 도 3에 도시한 예시에서, 금속 스트립(1)은 화살표 F의 방향으로 진행되도록 구동되며, 이 금속 스트립(1)은 적어도 하나의 백업 롤(3)에 지지된다.
상기 장치는 금속 스트립(1)을 예열하기 위한 수단(2)을 가져서 상기 금속 스트립(1) 상에 제공될 가교결합성 폴리머의 유체막 온도보다 대략 같거나 높은 온도, 및 가교결합성 폴리머의 연화 온도와 같거나 높은 온도로 가열한다.
금속 스트립(1)을 예열하기 위한 수단(2)은 예를 들어 적어도 하나의 유도로(induction furnace)로 이루어진다.
이들 장치는 상류쪽 단부로부터 하류쪽 단부에,
- 비반응성 용제 또는 희석제를 함유하지 않는 가교결합성 폴리머 유체막으로 금속 스트립(1)을 코팅하고, 연화 온도가 50℃ 이상인, 도면부호 10으로 전체를 표시하는 장치;
- 가교결합성 폴리머의 박막을 보정하거나 가교결합하기 위한 수단(5);
- 금속 스트립(1)을 잡아당기기 위한 유닛(7)
을 포함한다.
폴리머가 열적 가교결합성인 경우, 보정 수단(5)은 예를 들어, 적어도 하나의 유도 오븐과 냉각 수단(6)을 포함하고, 폴리머가 물리적 가교결합성인 경우, 보정 수단(5)은 자외선 램프나 전자빔으로 이루어질 수 있다.
금속 스트립(1) 상에 제공될 가교결합성 폴리머의 박막은, 금속 스트립(1)의 두께가 불균일하거나 편평하지 않고, 상당한 거칠기 및/또는 금속 스트립(1) 상에 제공될 박막의 두께 이상의 진폭을 갖는 주름이 있다 하더라도 균일한 두께로 되어야 한다.
일반적으로, 코팅 장치(10)는,
- 가교결합성 폴리머의 연화 온도보다 높은 온도에서 강제 유동에 의해 롤(20) 상에, 용융 상태에서 가교결합 가능하고 점도가 10 Pa.s 이상이고 바람직하게는 시트(30)의 성형 조건 하에서 20 내지 2000 Pa.s이며, 시트(30)의 성형 온도는 가교결합성 폴리머의 가교결합 개시 온도보다 낮은, 시트(30) 성형을 위한 수단(11, 12);
- 시트(30)로부터 가교결합성 폴리머의 박막(31)을 성형하고, 이 박막(31)을 금속 스트립(1) 상에 두께를 균일하게 하여 완벽하게 전달하기 위한 수단;
- 롤(20) 상에서 시트를 성형하는 구역과 금속 스트립(1)에 박막(31)을 코팅하는 구역 사이에, 상기 가교결합성 폴리머의 점도를 강제 유동의 조건 하에서 측정된 점도보다도 낮은 값으로 낮추기 위해 적절한 방법을 사용하여 가교결합성 폴리머를 열적으로 조절하는 수단(15)
을 포함한다.
강제 유동에 의해 가교결합성 폴리머의 시트(30)를 성형하기 위한 수단은 예를 들어, 압출 슬롯(12)을 갖는 다이(11)가 제공된 종래 유형의 압출기(도시되지 않음), 및 예를 들어, 상기 압출기와 다이(11) 사이에 놓인 계량 펌프로 이루어지는 유동 조절기(도시되지 않음)를 포함한다.
도 1 및 도 2에 도시한 장치의 제1 실시예에 따르면, 가교결합성 폴리머의 박막(31)을 성형하고 두께를 균일하게 하여 완벽하게 전달하기 위한 수단은 롤(20), 및 롤(20)과 백업 롤(3) 사이의 금속 스트립(1)을 압착하기 위한 수단에 의해 성형되어 균일한 두께의 코팅을 얻을 수 있다.
물질의 90% 이상이 전달된 경우, 두께를 균일하게 하여 완벽하게 또는 거의 완벽하게 전달된 것으로 간주한다.
롤(20)은 한편으로 시트(30)의 성형 온도와 대략 같거나 높은 온도로, 다른 한편으로 가교결합성 폴리머의 연화 온도로 가열되며, 도시되지 않은 적절한 수단에 의해 도 1 및 도 2의 화살표로 표시되는 금속 스트립(1)의 진행방향과 반대 방향으로 회전 구동된다.
상기 금속 스트립(1)을 지지하기 위한 백업 롤(3)에 있어서, 롤(20)은 롤(3)과 동일한 방향으로 회전 구동된다.
롤(20)은 예를 들어 일래스토머와 같은 변형가능한 소재의 재킷으로 코팅된 금속 코어를 가지며, 백업 롤(3)은 강성 표면을 갖는다.
하나의 변형에 따르면, 롤(20)은 강성 표면을 가지며, 백업 롤(3)은 예를 들어 일래스토머와 같이 변형가능한 소재의 재킷으로 코팅된 금속 코어를 갖는다.
예를 들어 압출 코팅 또는 압출 라미네이션에 의해 상기 가교결합성 폴리머의 시트(30)가 성형된다.
압출 코팅의 경우, 도 2에 도시한 바와 같이, 강제 유동에 의해 시트(30)를 성형하기 위한 수단은 롤(20) 표면에 대하여 지탱하는 다이(11)에 의해 성형되고, 롤(20) 표면에 대한 다이(11)의 압출 슬롯(12) 에지의 위치를 조절하기 위한 종래 유형의 수단이 제공된다.
압출기의 다이(11)는 균일하게 분포된 시트(30)를 제공하며, 이것은 다이(11)를 통과하는 배출량 및 롤(20)의 회전속도를 변화시킴으로써 얻어진다.
다이(11)는 롤(20)에 대하여 접근하며, 예를 들어 도시되지 않은 실린더 수단의 압력에 의해 균일한 가교결합성 폴리머 유체의 배출 모드로 만들 수 있다.
다이(11)와 롤(20) 사이의 정확한 평행으로 인해, 롤(30) 상에는 균일한 두께의 시트(30)가 성형된다.
압출 라미네이션의 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 강제 유동에 의해 시트(30)를 성형하기 위한 수단은 다이(11), 다이(11)로부터의 배출량 조절 및/또는 어플리케이터 롤(20)의 회전속도 조절에 의해 시트(30)를 인발하기 위한 수단, 롤(20) 표면에 대하여 다이(11)의 압출 슬롯 에지의 위치를 조절하기 위한 종래 유형의 수단 및 어플리케이터 롤(20)의 표면에 대하여 시트(30)를 가압하기 위한, 도시하지 않은, 수단에 의해 성형된다.
롤(20) 표면에 대하여 시트(30)를 가압하기 위한 수단은 예를 들어, 어플리케이터 롤(20) 상의 시트(30)의 접촉모선(contact generatrix)을 따라 롤(20) 쪽으로 향하는 에어 나이프(air knife)에 의해 성형된다.
도 3 및 도 4에 도시한 실시예에서, 금속 스트립(1) 상에 가교결합성 폴리머의 박막(31)을 성형하고 두께를 균일하게 하여 완벽하게 전송하기 위한 수단은,
- 시트(30)로부터 가교결합성 폴리머의 중간 시트(30b)를 성형하기 위한 롤(20);
- 롤(20)과 금속 스트립(1) 사이에 삽입되고 중간 시트(30b)로부터 가교결합성 폴리머의 박막(31)을 성형하기 위해 금속 스트립(1)이 진행하는 방향과 반대 방향으로 회전 구동되는 중간 전달부재(21);
- 전달부재(21) 상에 중간 시트(30b)를 전달하기 위해 롤(20)과 백업 롤(3) 사이에서 전달부재(21)를 압착하기 위한 수단; 및
- 금속 스트립(1) 상에 박막(31)을 전달하기 위해 전달 롤(21)과 백업 롤(3) 사이에서 금속 스트립(1)을 압착하기 위한 수단
을 포함한다.
롤(20) 및 백업 롤(3) 각각은 강성 표면을 가지며, 전달부재는 예를 들어 일래스토머와 같은 변형성 소재의 재킷으로 코팅된 금속 코어를 포함하는 전달 롤(21) 또는 어플리게이터 롤에 의해 성형된다.
변형에 따르면, 롤(20) 및 백업 롤(3) 각각은 예를 들어 일래스토머와 같은 변형성 소재의 재킷으로 코팅된 금속 코어를 포함하며, 상기 전달부재는 강성 표면을 갖는 어플리케이터 롤(21)에 의해 성형된다.
또 다른 변형에 따르면, 전달부재는 엔드리스 벨트(endless belt)에 의해 형성된다.
각 실시예에서, 시트(30)의 성형 온도와 대략 동일한 온도 및 가교결합성 폴리머의 연화 온도로 가열된 롤(20)은 금속 스트립(1)의 진행 방향과 반대 방향으로 회전 구동된다.
도 3 및 도 4에 도시한 실시예의 경우, 대략 롤(20)의 온도 이상으로 가열된 어플리케이터 롤(21)은 도 3 및 도 4의 화살표 f2로 표시된 금속 스트립(1)의 진행을 보조하기 위해 백업 롤(3)이 회전하는 방향과 반대 방향으로 회전 구동된다.
이 가교결합성 폴리머의 점도를 낮추기 위해, 시트(30)가 롤(20)과 접촉하고 있는 도 1 및 도 2에 도시된 제1 실시예의 경우, 또는 중간 시트(30b)가 롤(20)과 접촉하고 있고/있거나 박막(31)이 전달부재(21)와 접촉하고 있는 도 3 및 도 4에도시된 실시예의 경우, 가교결합성 폴리머는 상이한 방법으로 열적 조절이 이루어질 수 있다.
제1 실시예에 따르면, 상기 가교결합성 폴리머를 열적으로 조절하기 위한 수단은 롤(20)의 가열 및/또는 어플리케이터 롤(21)의 가열을 위한 내부 시스템, 및/또는 시트(30) 또는 중간 시트(30b) 및/또는 박막(31)에 상보적인 열유속을 가하기 위한 적어도 하나의 열원(15)에 의해 성형된다.
제2 실시예에 따르면, 상기 가교결합성 폴리머를 열적으로 조절하기 위한 수단은 롤(20)의 가열 을 위한 내부 시스템, 및/또는 어플리케이터 롤(21)의 가열을 위한 외부 시스템, 및/또는 시트(30) 또는 중간 시트(30b) 및/또는 박막(31)에 상보적인 열유속을 가하기 위한 적어도 하나의 열원(15)에 의해 성형된다.
롤(20) 및/또는 어플리케이터 롤(21)을 가열하기 위한 내부 시스템은 상기 롤 각각에 전체적으로 내장된 전기저항 부재, 또는 예를 들어 오일과 같은 열전달 유체의 유동을 위해 상기 롤에 제공되는 채널로 이루어진다.
롤(20, 21)이 변형성 소재로 만들어진 외부 재킷을 갖는 경우, 이들 롤의 온도는 예를 들어, 서모커플(thermocouple)(도시되지 않음) 수단에 의해 한계 값을 넘지 않도록 제어될 수 있어서, 상기 변형성 소재의 외부 재킷이 지나친 고온으로 인해 손상되는 것을 방지하고, 상기 변형성 소재와 상기 롤의 금속 코어 사이의 결합 층이 열화되는 것을 방지한다.
롤(20)의 표면 및/또는 어플리케이터 롤(21)의 표면을 가열하기 위한 외부 시스템의 경우, 이 시스템(도시되지 않음)은 박막(31)으로 덮이지 않은 해당 롤의양쪽 구역에 놓이고, 예를 들어 열풍 발생기 또는 적외선 램프로 구성된다.
박막(31), 또는 중간 시트(30b) 및/또는 박막(31)에 상보적 열유속을 가하기 위한 하나 또는 복수의 열원(15)은 예를 들어, 평균 흡수파장이 1.5 내지 4 ㎛로 동작하는 적외선 램프로 구성되거나, 열풍 발생기 또는 기타 마이크로파 시스템으로 구성된다.
적절한 수단을 사용한 가교결합성 폴리머를 열적으로 조절하는 수단으로 인해 상기 폴리머의 점도 즉, 상기 폴리머의 유동성을 금속 스트립(1) 상에 전달하고 코팅하기 용이하도록 낮출 수 있다.
상기 방법은 상기 가교결합성 폴리머의 점도를 적어도 절반으로 낮추는데 적절하므로, 상기 가교결합성 폴리머의 온도는 이 폴리머의 가교결합 개시 온도를 상회하게 된다.
그러므로, 가교결합을 개시하도록 일반적으로 고려되는 수준으로 가교결합성 폴리머의 온도를 증가시키고, 그로 인해 점도가 증가하더라도, 이 점도는 적어도 일시적으로, 금속 스트립(1) 상에 가교결합성 폴리머의 박막(31)을 전달하고 코팅하기 용이한 매우 낮은 수준으로 유지된다.
또한, 코팅 장치(10)는 롤(20) 및 롤(20)과 어플리케이터 롤(21)의 접선 속도를 0.5 내지 2배의 비율로 조절하여 이 속도로 금속 스트립(1)이 진행하도록 하는 도시되지 않은 종래 유형의 수단을 포함한다.
롤(20) 또는 롤(20)과 어플리케이터 롤(21)의 속도는 서로 독립적으로 조절될 수 있다.
코팅 장치(10)는 또한 롤(20)과 금속 스트립(1) 사이(도 1 및 도 2)의 접촉 압력, 및 한편으로 롤(20)과 어플리케이터 롤(21) 사이 및 다른 한편으로 어플리케이터 롤(21)과 금속 스트립 사이(도 3 및 도 4)의 접촉 압력을 조절하는 도시되지 않은 수단을 포함한다.
이들 수단은 예를 들어 유압 실린더 또는 스크루/너트 시스템으로 이루어져, 물질의 완벽한 전달을 보장하고 마찰력을 최소화하도록 가교결합성 폴리머의 점도에 따른 접촉 압력을 조절할 수 있다.
도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이, 다이(11)의 압출 슬롯(12) 및 롤(20), 또는 롤(20)과 어플리케이터 롤(21)의 길이는 금속 스트립(1)의 폭 보다 커서, 롤(20) 또는 어플리케이터 롤(21)과 접촉하고 있는 금속 스트립(1)의 전체 표면을 코팅하도록 한다.
변형에 따르면, 다이(11)의 압출 슬롯(12) 및 롤(20), 또는 롤과 어플리케이터 롤(21)의 길이는 금속 스트립(1)의 폭 보다 작을 수도 있어서, 롤(20) 또는 어플리케이터 롤(21)과 접촉하고 있는 금속 스트립(1)의 일부 표면만을 코팅하도록 한다.
도 1 및 도 2에 도시된 제1 실시예에 따르면, 열적 또는 물리적 가교결합이 가능한 폴리머의 유체 박막(31)은 이하의 방식으로 코팅된다.
금속 스트립(1)이 가교결합성 폴리머의 연화 온도와 같거나 높은 온도로 유지되고 롤(20)은 금속 스트립(1)이 진행하는 방향과 반대 방향으로 회전 구동된다.
예시로서, 금속 스트립(1)이 백업 롤(3)을 통과하기 전에 140℃의 온도로 즉시 예열되고 30 m/min의 속도로 진행한다.
압출기 다이(11)의 출구에서, 가교결합성 폴리머의 연화 온도보다 높은 온도에서의 강제 유동에 의해 가교결합되지 않은 상태로 성형된 시트(30)는 금속 스트립(1) 상에 성형될 코팅의 두께와 유사한 두께의 가교결합성 폴리머 박막을 균일하게 성형하도록 롤(20)에 대하여 가압된다.
롤(20) 및 백업 롤(3)에 의해 금속 스트립(1) 상에 가해진 압력으로 인해, 균일한 폭의 전체 또는 부분적인 박막(31)이 롤(20)로부터 코팅될 금속 스트립(1)의 표면 상으로 전달된다.
그 다음, 금속 스트립(1)은 코팅되어 보정 수단(5)을 통과한 후, 가교결합성 폴리머의 박막(31)을 냉각하기 위한 수단(6)을 통과한다.
도 3 및 도 4에 도시한 제2 실시예의 경우, 열적 또는 물리적으로 가교결합이 가능한 폴리머의 유체 박막(31)은 이하의 방식으로 코팅된다.
금속 스트립(1)이 가교결합성 폴리머의 연화 온도와 같거나 높은 온도에서 가교결합되지 않은 상태로 유지되고 롤(20, 21)은 금속 스트립(1)이 진행하는 방향과 반대 방향으로 회전 구동된다.
압출기 다이(12)의 출구에서, 가교결합성 폴리머의 연화 온도보다 높은 온도에서의 강제 유동에 의해 성형된 시트(30)는 가교결합성 폴리머의 중간 시트(30b)를 균일한 두께로 성형하도록 롤(20)에 대하여 가압된다.
롤(20) 및 금속 스트립(1)에 의해 어플리케이터 롤(21) 상에 가해진 압력으로 인해, 중간 시트(30b)가 롤(20)로부터 박막(31)을 성형하는 어플리케이터롤(21) 상으로전달되고, 이 박막(31)은 어플리케이터 롤(21)로부터 코팅될 금속 스트립(1)의 표면 상으로 전달된다.
그 다음, 금속 스트립(1)은 코팅되어 보정 수단(5)을 통과한 후, 가교결합성 폴리머의 박막(31)을 냉각하기 위한 수단(6)을 통과한다.
가교결합성 폴리머의 박막(31)은 금속이나 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 만들어진 코팅되지 않은 금속 스트립, 또는 사전 코팅되거나 사전 페인팅된 금속 스트립 상에 코팅될 수 있다.
그러므로, 금속 스트립(1) 상에 성형된 코팅 층은, 금속 스트립(1)의 편평도나 두께에 있어서 상당한 불균일이 있다 하더라도, 예를 들어 수 미크론의 두께 편차를 갖는 5 내지 50 ㎛의 두께를 갖는다.
강제 유동에 의해 시트(30)를 성형하는 다른 수단이 또한 사용될 수 있다.
그러므로, 강제 유동에 의해 시트(30)를 성형하는 수단은 제어된 압력으로 가해진 가교결합성 폴리머의 단단한 덩어리(rigid block)에 의해 형성되어, 롤(20) 상에 가교결합성 폴리머의 입자들을 용착하여 시트(30)를 성형하거나, 정전기장을 사용하여 롤(20) 상에 가교결합성 폴리머의 파우더를 전달하는 시스템에 의해 시트(30)를 성형할 수 있다.
대안적인 실시예에 따르면, 강제 유동에 의해 시트(30)를 성형하는 수단은 롤(20) 상에 가교결합성 폴리머 유체를 분무하는 시스템, 또는 시트(30)를 성형하기 위해 미리 제조된 연속 웨브(continuous web) 형태의 가교결합성 폴리머를 롤(20)에 가하는 시스템에 의해 형성될 수 있다.
다른 대안적인 실시예에 따르면, 강제 유동에 의해 시트(30)를 형성하는 수단은 다이(12)와 롤(20) 사이에 놓인 회전 바에 의해 형성될 수 있다.
시트(30) 및 가교결합성 폴리머의 박막(31)의 폭은 금속 스트립(1)의 폭 보다 작아서 금속 스트립(1)의 일부분만을 코팅하거나, 금속 스트립(1)의 폭 보다 커서 금속 스트립(1) 전체를 코팅하도록 한다.
시트(30) 및 박막(31)의 폭이 금속 스트립(1) 보다 크면, 금속 스트립(1)에 코팅되는 유효 구역의 양 측부에 금속 스트립(1)에 코팅되지 않은 가교결합성 폴리머의 일부분이 남게 된다.
이 여분의 가교결합성 폴리머는 롤(20) 또는 어플리케이터 롤(21)에 추가적인 두께를 형성하는 것을 방지하기 위해 제거되어야 한다.
그 이유는, 롤(20)과 백업 롤(3)사이 또는 어플리케이터 롤(21)과 백업 롤(3) 사이의 금속 스트립(1) 양 측부에 공간이 존재하고, 금속 스트립(1)의 두께로 인해, 롤(20) 또는 어플리케이터 롤(21) 상에 여분의 가교결합성 폴리머가 남기 때문이다.
이 여분의 물질을 제거하기 위해 여러 가지 방법이 고려될 수 있다.
이를 위해, 코팅 장치(10)는 롤(20) 상에 쌓인 여분의 가교결합성 폴리머를 제거하기 위한 수단(40)을 구비한다.
도 1 및 도 2에 도시한 제1 실시예에 따르면, 롤(20) 상에 쌓인 여분의 가교결합성 폴리머를 제거하는 수단(40)이 예를 들어 2개의 스크레이퍼(41a, 41b)에 의해 형성되며, 이들 스크레이퍼(41a, 41b)는 금속 스트립(1)과 접촉하고 있는롤(20) 구역의 외측에 위치된 구역에서 롤(20)과 접촉하고 있다.
롤(20)과 접촉하고 있는 스크레이퍼(41a, 41b)는 롤(20)의 회전 방향에 대하여, 모선(母線)―여기서 모선을 따라 롤(20)에 시트(30)가 코팅됨―의 상류에 위치된다.
롤(20) 상의 스크레이퍼(41a, 41b)의 횡방향 위치는 도시되지 않은 적절한 수단에 의해, 금속 스트립(1)의 폭 및/또는 백업 롤(3) 상의 금속 스트립(1)의 횡방향 위치에 대하여 종속적으로 될 수 있다.
그 이유는, 백업 롤(3) 상의 금속 스트립(1) 위치가 변화될 수 있기 때문이다.
따라서, 스크레이퍼(41a, 41b)는 롤(20)과 접촉하고 롤(20)에 대하여 깎아냄으로써 상기 여분의 가교결합성 폴리머를 제거한다.
변형에 따르면, 롤(20) 상의 여분의 가교결합성 폴리머를 제거하는 수단(40)이 스크레이퍼(41a, 41b)와 롤(20) 사이에 위치된 회수 롤에 의해 형성될 수 있다.
또 다른 변형에 따르면, 롤(20) 상의 여분의 가교결합성 폴리머를 제거하는 수단이 롤(20)과 롤(20)의 길이와 적어도 동일한 길이의 스크레이퍼 사이에 삽입되는 회수 롤에 의해 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시한 실시예의 경우, 금속 스트립(1) 상에 코팅되지 않은 여분의 물질은 어플리케이터 롤(21) 상에 남아 어플리케이터 롤(21) 상에 가해진 압력으로 인해 롤(20) 상으로 전달된다.
이 경우, 롤(20) 상에 전달된 여분의 가교결합성 폴리머의 제거는 예를 들어, 롤(20)과 접촉하고 있는 금속제의 적어도 하나의 스크레이퍼에 의해 이루어진다.
도 4 및 도 5에 도시한 하나의 예시적 실시예에 따르면, 롤(20) 상에 전달된 여분의 가교결합성 폴리머를 제거하기 위한 수단이 예를 들어, 롤(20) 상의 코팅 모선의 상류쪽 측방향 롤(20) 에지와 각각 접촉하고 있는 2개의 스크레이퍼(42a, 42b)에 의해 형성된다. 롤(20) 상의 스크레이퍼(42a, 42b)의 횡방향 위치는 도시되지 않은 적절한 수단에 의해, 금속 스트립(1)의 폭 및/또는 백업 롤(3) 상의 금속 스트립(1)의 횡방향 위치에 대하여 종속적으로 되는 것이 바람직하다.
그러므로, 스크레이퍼(42a, 42b)는 롤(20)과 접촉하여 롤(20)에 대하여 깎음으로써 상기 여분의 가교결합성 폴리머를 제거한다.
제2 해결 방안은 여분의 가교결합성 폴리머를 제거하는 수단(40)을 갖는 어플리케이터 롤(21)을 구비한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 어플리케이터 롤(21) 상의 여분의 가교결합성 폴리머를 제거하는 이들 수단(40)은 어플리케이터 롤(21)과 접촉하고 있는 회수 롤(22) 및 회수 롤(22)과 접촉하고 있는 적어도 하나의 스크레이퍼(43)에 의해 형성된다.
그러므로, 어플리케이터 롤(21) 상에 있는 여분의 가교결합성 폴리머는 어플리케이터 롤(21) 상의 회수 롤에 의해 가해진 압력으로 인해 회수 롤(22) 상으로 전달되고, 이 여분의 가교결합성 폴리머는 스크레이퍼(43)에 의해 회수 롤(22)로부터 제거된다.
다른 실시예에 따르면, 어플리케이터 롤(21) 상의 여분의 가교결합성 폴리머를 제거하는 수단이 회수 롤(22) 및 상기 회수 롤(22)의 한쪽 측방 에지와 각각 접촉하고 있는 2개의 스크레이퍼에 의해 형성될 수 있다.
상기 2개의 실시예는 도 1 및 도 2에 도시한 장치의 경우에도 적용할 수 있다.
롤(20) 또는 어플리케이터 롤(21) 상에 있는 여분의 가교결합성 폴리머를 제거하는 수단은 압출 다이(11)의 슬롯(12)에 삽입물을 추가하는 것을 방지하여, 가교결합성 폴리머의 시트(30)가 가급적 신속하게 다이(12)를 빠져나올 수 있는 치수가 되도록 하고, 설정된 허용오차 한계 내에서 금속 스트립(1)의 폭 및 횡방향 위치의 변화를 수용하도록 한다.
대안적인 실시예에 따르면, 가교결합성 폴리머의 박막(31)을 가하는 지점은 금속 스트립(1)을 지지하고 백업 롤(3)을 대면하는 곳 이외에 위치될 수 있으며, 예를 들어 금속 스트립(1)이 팽팽하지 않은 백업 롤(3)의 하류쪽이다.
다른 대안적인 실시예에 따르면, 금속 스트립(1)의 양쪽 면이 가교결합성 폴리머의 박막(31)으로 코팅될 수 있다.
이 경우, 박막(31)을 코팅하기 위한 장치(10)가 금속 스트립(1)의 한 쪽에 놓이고, 박막(31)을 코팅하기 위한 다른 장치가 금속 스트립(1)의 다른 쪽에 놓인다.
금속 스트립(1)의 각 면에 박막(31)을 코팅하는 것은 차별적 또는 동시적으로 될 수 있다. 동시에 코팅하는 경우, 백업 롤(3)이 생략되고, 제2 코팅 장치의어플리케이터 롤로 대치된다. 각 장치의 어플리케이터 롤은 금속 스트립을 지지하는 백업 롤을 형성한다.
또한, 압출 다이(11)의 횡방향 위치는 압출 다이(11)를 횡방향으로 이동가능한 지지부에 놓고, 상기 다이를 호스를 통해 압출기에 연결함으로써 금속 스트립(1)에 대하여 항상 중심이 유지될 수 있으며, 이것은 백업 롤(3)에 대한 금속 스트립(1)의 횡방향 위치의 변화에 따라, 금속 스트립(1)에 대한 압출 다이(11)의 위치가 종속적으로 될 수 있도록 한다.
또 다른 변형에 따르면, 어플리케이터 롤(20)의 금속 스트립(1)과 접촉하고 있는 구역의 외측에 윤활제가 제공되어, 여분의 가교결합성 폴리머를 제거하는 스크레이퍼(41a, 41b)의 동작을 용이하게 한다.
예시에 의하면, 가교결합성 폴리머의 화합물은 이하와 같이 공식화된다.
<> 다음과 같은 특징을 갖는 DSM 레진 (네덜란드)의 상품명 URLAC P1460인 폴리에스터 폴리올 중량비 85%:
- 분자 당 -OH의 평균 개수: FOH.AV= 3
- 폴리올의 수산기 수: IOH= 37 내지 47
- 평균 분자량 (중량) MW= 20,000 g/mol
- 평균 분자량 (분자수) Mn= 4090
- 다분산율 Mw/Mn: Ip= 4.9
(폴리올의 수산기 수, IOH는 모든 수산기 함수의 군을 중화시키는데 필요한 양(㎎으로)의 칼륨에 따라 정해지며, 따라서 FOH.AV= IOH×Mn/ 56100)
- 경화제로서, 본질적으로 IPDI 우레티디온(uretidione)으로 구성되는 HULS의 상품명 VESTAGON BF 1540인 중량비 15%의 블로킹된 이소시아네이트(isocyanate)
- 분자 당 -NCO의 평균 개수: Fiso:av= 2
- 융점: 105℃ 내지 115℃
- 가교결합 해제 온도 = 160℃
- NCO 라디칼의 전체 양 = 14.7중량%
- 자유(블로킹 안된) NCO 라디칼의 비율: < 1중량%
- 10 s-1의 전단속도에 대한 점도:
. 120℃에서 900 Pa.s
. 130℃에서 400 Pa.s
. 140℃에서 180 Pa.s
. 150℃에서 80 Pa.s
이 화합물은 120℃ 이상의 온도에서 전체적으로 유체 및/또는 점성 상태이고, 급속 가교결합 온도는 170 내지 250℃이다.
가교결합성 폴리머는 또한 예를 들어, 40중량% 또는 그 이상의 산화티타늄으로 착색되고 충전될 수 있다.
아래의 표는 시트(30)의 성형 구역과 박막(31)의 코팅 구역 사이에서 가교결합성 폴리머를 열적으로 조절하여 이 가교결합성 폴리머의 점도가 금속 스트립(1) 상에 박막(31)의 전달 및 코팅을 용이하도록 해주는 효과를 설명한다.
폴리머 온도(℃) 폴리머 점도(Pa.s) 토크(daN/m) 박막 두께(mm) 전달 외관
120 120 34 40 부분적 매끄럽지 않음
130 60 30 40 부분적 매끄럽지 않음
140 30 20 40 전체적 매끄러움
150 15 17 40 전체적 매끄러움
이 표에 나타낸 바와 같이, 가교결합성 폴리머의 온도를 높일수록 그 점도는 낮아지고, 이로 인해 박막을 성형하고 코팅하는 롤과 금속 스트립 사이의 토크는 거의 절반으로 감소할 수 있고, 상기 금속 스트립 상의 코팅면 외관이 매끄럽게 될 수 있다.
토크가 감소함으로써, 어플리케이터 롤에서의 압력이 낮아지고, 이로 인해 금속 스트립에 가교결합성 폴리머의 박막을 코팅하는 어플리케이터 롤의 마모를 현저히 감소시킬 수 있다. 이것은 어플리케이터 롤의 표면이 변형성 소재로 만들어진 경우에 특히 중요하다.
그 이유는, 금속 스트립(1) 상에 표면이 매끄러운 코팅을 얻기 위해, 가교결합 폴리머의 온도를 대략 120 또는 130℃로 하면, 토크는 60 daN/m 이상이 되기 때문이다.
이러한 값은 어플리케이터 롤의 빠른 마모를 가져온다.
본 발명에 따른 코팅 장치는, 금속 스트립의 편평도와 두께가 불균일함에도 불구하고, 어플리케이터 롤과 코팅될 금속 스트립의 표면 사이를 완벽하게 접촉시킴으로써, 박막 두께와 맞먹는 크기의 상당한 거칠기를 갖는 금속 스트립에 대하여 예를 들어 5 내지 50㎛의 균일한 두께를 가진 가교결합성 폴리머를 균일하게 코팅할 수 있도록 한다.
어플리케이터 롤의 속도는 금속 스트립이 진행하는 속도보다 대체로 높거나 낮은 수준으로 조절될 수 있어서, 완벽한 코팅의 연속성 및 상기 금속 스트립에 전달된 가교결합성 폴리머의 뛰어난 코팅 마무리면을 얻도록 한다.
또한, 상기 어플리케이터 롤의 표면 에너지는 가교결합성 폴리머에 맞추어져서 이 어플리케이터 롤 상에 시트를 적절하게 분산시킬 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 코팅 장치는 하방(downward) 또는 수평(horizontal) 금속 스트립에도 사용될 수 있다.
시트의 성형 온도가 폴리머의 가교결합 온도보다 낮다는 사실은 열경화성 폴리머의 경우에 중요한 특성이며, 그 이유는 압출 슬롯을 통한 강제 유동은 폴리머의 상당한 정체를 포함하고, 이것은 압출 슬롯의 전체 폭에 걸쳐서 폴리머가 양호하게 분산되는데 필요하며, 상기 폴리머가 그 내부에서 가교결합하는데에 위험이 없다.
또한, 본 발명에 따른 코팅 장치는, 상이한 폭의 금속 스트립을 연속적으로 코팅하고, 서로 평행하게 놓인 여러 개의 금속 스트립을 동시에 코팅하며, 간단하고 효과적인 수단에 의해 금속 스트립 또는 스트립의 폭 및 횡방향 위치에 있어서 편차의 문제를 극복할 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 코팅 장치는 사용될 제품에 따라, 최적의 이송 방식을 채택함으로써 일정하고 균일한 방식으로 이송되는 가교결합성 폴리머를 더욱 용이하게 코팅할 수 있도록 한다.
이러한 다양한 선택성의 이점은 반응 범위에 근접한 고온에서 이송될 수 없는 반응성이 높은 열경화성 코팅의 경우에 특히 탁월하다.
상기 어플리케이터 롤의 상류에 위치된 공급 시스템에 의해 전달되는 물질의 온도는 공급 시스템에서 제품이 변질되는 위험 및 이 시스템이 블로킹되는 위험을 방지하기 위해 가교결합 개시 온도 이하의 값으로 제한된다.
이러한 온도 제한 때문에, 금속 스트립 전체에 양호한 전달 및 분산을 얻기가 곤란하다.
본 발명의 덕택으로, 본 발명의 장치는 화학적 가교결합 공정의 경우에, 가교결합성 폴리머의 온도를 상승시켜서 그 점도를 감소시키고 금속 스트립 전체에 전달 및 분산이 용이하도록 한다.
어플리케이터 롤과 접촉하고 있는 동안, 상기 금속 스트립은 매우 현저히 가열되기 쉬울 수 있으나, 매우 단시간 동안이어서 이 시점에서 가교결합하는 제품의 위험을 방지할 수 있다.
최종적으로, 본 발명에 따른 장치는 코팅을 하는 동안 금속 스트립의 폭 또는 횡방향 위치에서의 편차를 보상하고, 금속 스트립의 불균일한 결함 문제를 극복하며, 불균일한 금속 기재 상에 균일한 두께의 표면 코팅을 성형할 수 있다.

Claims (25)

  1. 비반응성 용제 및 희석제를 함유하지 않고 연화 온도가 50℃ 이상이며 박막의 두께가 상기 금속 스트립의 두께보다 얇은 가교결합성 폴리머의 유체 박막(31)으로 적어도 하나의 금속 스트립(1)을 연속적으로 코팅하기 위한 공정에 있어서,
    상기 금속 스트립(1)은 적어도 하나의 백업 롤(3) 위를 연속적으로 지나가도록 되고,
    상기 가교결합성 폴리머의 시트(30)가 상기 가교결합성 폴리머의 연화 온도보다 높은 온도에서 강제 흐름에 의해 롤(20) 상에 성형되고―여기서 상기 폴리머는 용융 상태에서 가교결합될 수 있고, 상기 시트의 성형 조건 하에서 점도가 10 Pa.s이고, 상기 시트(30)의 성형 온도가 가교결합성 폴리머의 가교결합 개시 온도보다 낮으며, 상기 롤(20)은 금속 스트립이 진행하는 방향과 반대방향으로 회전하도록 구동됨―,
    상기 가교결합성 폴리머의 박막(31)은 상기 시트(30)로부터 성형되고,
    상기 박막(31)은 상기 금속 스트립(1) 상에 두께를 균일하게 하여 완벽하게 전달되며,
    상기 롤(20) 상의 상기 시트(30) 성형 구역과 상기 금속 스트립(1)에 박막(31)을 코팅하는 구역 사이에서는 상기 가교결합성 폴리머의 점도를 낮추기 위한 적절한 방법을 사용하여 그 값을 상기 강제 유동 조건 하에서 측정된 점도보다 작도록 상기 가교결합성 폴리머가 열적으로 조절되는
    공정.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 상기 가교결합성 폴리머의 점도를 적어도 절반으로 낮추는데 적절한 공정.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 상기 가교결합성 폴리머의 온도를 이 폴리머의 가교결합 개시 온도 보다 높이기에 적절한 공정.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가교결합성 폴리머의 박막(31)은 상기 롤(20) 상에 성형되고, 상기 박막은 상기 백업 롤(3)과 상기 롤(20) 사이에서 상기 금속 스트립을 가압함으로써 이 롤(20)로부터 상기 금속 스트립(1)으로 균일한 두께로 완벽하게 전달되어 균일한 두께의 코팅을 얻도록 하는 공정.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 롤(20)은 변형성 표면을 가지며, 상기 백업 롤(3)은 강성 표면을 갖는 공정.
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 롤(20)은 강성 표면을 가지며, 상기 백업 롤(3)은 변형성 표면을 갖는 공정.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 롤(20) 상에 가교결합성 폴리머의 중간 시트(30b)가 상기 시트(30)로부터 용융 상태로 성형되고,
    이 중간 시트(30b)는 롤(20)을 가압함으로써 중간 전달 부재(21) 상으로 전달되며, 상기 중간 전달 부재(21)는 롤(20)과 금속 스트립(1) 사이에 삽입되어 상기 금속 스트립(1)이 진행하는 방향과 반대 방향으로 회전 구동되고,
    상기 가교결합성 폴리머의 박막(31)은 상기 전달 부재(21) 상에서 성형되고,
    상기 박막(31)은 상기 전달 롤(21)과 상기 백업 롤(3) 사이에서 금속 스트립(1)을 가압함으로써 상기 전달 부재(21)로부터 상기 금속 스트립(1) 상으로 두께가 균일하게 완전히 전달되어, 균일한 두께의 코팅을 얻도록 하는
    공정.
  8. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 전달 부재(21)는 변형성 표면을 갖고, 상기 롤(20) 및 백업 롤(30)은 각각 강성 표면을 갖는 공정.
  9. 제1항 또는 제7항에 있어서,
    상기 전달 부재(21)는 강성 표면을 갖고, 상기 롤(20) 및 백업 롤(30)은 각각 변형성 표면을 갖는 공정.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 스트립(1)이 가교결합성 폴리머의 유체 박막 온도 및 이 가교결합성 폴리머의 연화 온도 양쪽 모두와 대략 같거나 높은 온도로 예열되는 공정.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤(20)이 상기 시트(30)의 온도 및 상기 가교결합성 폴리머의 연화 온도 양쪽 모두와 대략 같거나 높은 온도로 예열되는 공정.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전달 부재(21)가 상기 롤(20)의 온도보다 높거나 같은 온도로 가열되는 공정.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가교결합성 폴리머는 롤(20) 및/또는 전달 부재(21)의 가열, 및/또는 중간 시트(30b) 및/또는 박막(31)에 상보적 열유속을 가함으로써, 열적으로 조절되는 공정.
  14. 비반응성 용제 및 희석제를 함유하지 않고 연화 온도가 50℃ 이상이며 박막(31)의 두께가 금속 스트립(1)의 두께보다 얇은 가교결합성 폴리머의 유체 박막(31)으로 적어도 하나의 금속 스트립(1)을 연속적으로 코팅하기 위한 장치에 있어서,
    상기 금속 스트립(1)을 연속적으로 구동시키기 위한 수단,
    상기 금속 스트립을 지지하는 적어도 하나의 백업 롤(3),
    상기 가교결합성 폴리머의 연화 온도보다 높은 온도에서 강제 유동에 의해 롤(20) 상에서, 상기 폴리머의 시트(30)가 상기 시트의 성형 조건 하에서 10 Pa.s보다 높은 점도를 가진 용융 상태에서 가교결합할 수 있고, 상기 시트(30)의 성형 온도가 가교결합성 폴리머의 가교결합 개시 온도보다 낮으며, 상기 롤(20)은 금속 스트립이 진행하는 방향과 반대방향으로 회전하도록 구동되는 성형 수단,
    상기 시트(30)로부터 상기 가교결합성 폴리머의 박막(31)을 성형하고, 상기 금속 스트립(1)으로 상기 박막을 두께를 균일하게 하여 완벽하게 전달하기 위한 수단,
    - 상기 롤(20) 상의 시트(30) 성형 구역과 상기 금속 스트립(1)에 박막(31)을 코팅하는 구역 사이에서 상기 가교결합성 폴리머의 점도를 낮추기 위한 적절한 방법을 사용하여 그 값을 상기 강제 유동 조건 하에서 측정된 점도보다 작도록 상기 가교결합성 폴리머를 열적으로 조절하기 위한 수단
    을 포함하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가교결합성 폴리머의 박막(31) 성형 및 두께를 균일하게 완벽하게 전달하는 수단이 롤(20) 및 상기 롤(20)과 백업 롤(3) 사이에서 금속 스트립(1)을 가압하는 수단에 의해 형성되어 두께가 균일한 코팅을 얻도록 하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 롤(20)은 예를 들어, 일래스토머와 같은 변형성 소재의 재킷으로 코팅된 금속 코어를 갖고, 상기 백업 롤(3)은 강성 표면을 갖는 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 롤(20)은 강성 표면을 갖고, 상기 백업 롤(3)은 예를 들어, 일래스토머와 같은 변형성 소재의 재킷으로 코팅된 금속 코어를 갖는 장치.
  18. 제14항에 있어서, 상기 가교결합성 폴리머의 박막(31)을 성형하고 두께를 균일하게 하여 완벽하게 전달하는 수단은,
    상기 시트(30)로부터 가교결합성 폴리머의 중간 시트(30b)를 성형하는 롤(20),
    상기 롤(20)과 상기 금속 스트립(1) 사이에 삽입되고 상기 금속 스트립(1)의 진행 방향과 반대 방향으로 회전 구동되어 상기 중간 시트(30b)로부터 상기 가교결합성 폴리머의 박막(31)을 성형하도록 하는 중간 전달 부재(21),
    상기 전달 부재(21) 상에 상기 중간 시트(30b)를 전달하기 위해 상기 롤(20)과 상기 백업 롤(3) 사이에서 전달 부재(21)를 가압하는 수단,
    상기 금속 스트립 상에 박막(31)을 전달하기 위해 상기 전달 부재(21)와 상기 백업 롤(3) 사이에서 상기 금속 스트립(1)을 가압하는 수단
    을 포함하는 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 롤(20) 및 상기 백업 롤(3)은 각각 강성 표면을 갖고, 상기 전달 부재는 예를 들어, 일래스토머와 같은 변형성 소재의 재킷으로 코팅된 금속 코어를 포함하는 어플리케이터 롤(21)에 의해 형성되는 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 롤(20) 및 상기 백업 롤(3)은 각각 예를 들어, 일래스토머와 같은 변형성 소재의 재킷으로 코팅된 금속 코어를 포함하고, 상기 전달 부재는 강성 표면을 갖는 어플리케이터 롤(21)에 의해 형성되는 장치.
  21. 제14항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 스트립(1)을 상기 가교결합성 폴리머의 박막(31) 온도 및 상기 가교결합성 폴리머의 연화 온도와 동일하거나 높은 온도로 예열하는 수단을 포함하는장치.
  22. 제14항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 롤(20)을 상기 시트(30)의 온도 및 상기 가교결합성 폴리머의 연화 온도 모두 보다 높은 온도로 가열하는 수단을 포함하는 장치.
  23. 제18항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전달 부재(21)를 상기 롤(20)의 온도와 대략 동일하거나 높은 온도로 가열하는 수단을 포함하는 장치.
  24. 제14항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가교결합성 폴리머를 열적으로 조절하는 수단은 상기 롤(20)의 가열 및/또는 상기 전달 부재(21)의 가열 시스템, 및/또는 상기 중간 시트(30b) 및/또는 상기 박막(31)에 상보적 열유속을 가하기 위한 적어도 하나의 열원(15)에 의해 형성되는 장치.
  25. 제14항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상보적 열유속을 가하기 위한 열원(15)은 열풍 발생기 또는 적외선 램프 또는 마이크로파 시스템으로 구성되는 장치.
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