JPH10290946A - 塗布方法及び塗布装置 - Google Patents
塗布方法及び塗布装置Info
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- JPH10290946A JPH10290946A JP9242656A JP24265697A JPH10290946A JP H10290946 A JPH10290946 A JP H10290946A JP 9242656 A JP9242656 A JP 9242656A JP 24265697 A JP24265697 A JP 24265697A JP H10290946 A JPH10290946 A JP H10290946A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
- B05D1/28—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by transfer from the surfaces of elements carrying the liquid or other fluent material, e.g. brushes, pads, rollers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
- B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
- B05C5/0245—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to a moving work of indefinite length, e.g. to a moving web
Landscapes
- Coating Apparatus (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エクストルージョン型コーターで代表される
押し出し塗布方式の利点を生かしつつ、ベースのツレ等
にも影響を受けず、また周辺部のゴミや塗布液中にある
凝集物等による塗布スジを皆無とした塗布方法及び塗布
装置の提供。 【解決手段】 コーターを構成する少なくとも2個以上
のバーにより形成されるスリットから塗布液を膜状に噴
出させ、所定の間隔を隔てて前記コーターと非接触で搬
送される被塗布物に対して、前記膜状に噴出された塗布
液を衝突させて塗布を行う塗布方法において、塗布液粘
度μ[Pa・s]、密度ρ[kg/m3]、塗布速度U
[m/s]、塗布ウエット膜厚hw[m]、上記スリッ
トの出口間隙をd[m]としたときに次式で表される無
次元数Mが M=(ρ・U・hw2)/(μ・d)>0.2 を満たす条件で塗布することを特徴とする塗布方法及び
それを用いた塗布装置。
押し出し塗布方式の利点を生かしつつ、ベースのツレ等
にも影響を受けず、また周辺部のゴミや塗布液中にある
凝集物等による塗布スジを皆無とした塗布方法及び塗布
装置の提供。 【解決手段】 コーターを構成する少なくとも2個以上
のバーにより形成されるスリットから塗布液を膜状に噴
出させ、所定の間隔を隔てて前記コーターと非接触で搬
送される被塗布物に対して、前記膜状に噴出された塗布
液を衝突させて塗布を行う塗布方法において、塗布液粘
度μ[Pa・s]、密度ρ[kg/m3]、塗布速度U
[m/s]、塗布ウエット膜厚hw[m]、上記スリッ
トの出口間隙をd[m]としたときに次式で表される無
次元数Mが M=(ρ・U・hw2)/(μ・d)>0.2 を満たす条件で塗布することを特徴とする塗布方法及び
それを用いた塗布装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は塗布方法及び塗布装
置に関し、特に、移動中の被塗布物表面に向けて吐出し
た塗布液を、前記被塗布物表面に均一な厚さをもって高
速薄膜塗布するコーターを用いた塗布方法及び塗布装置
に関する。以下被塗布物を支持体ということもある。
置に関し、特に、移動中の被塗布物表面に向けて吐出し
た塗布液を、前記被塗布物表面に均一な厚さをもって高
速薄膜塗布するコーターを用いた塗布方法及び塗布装置
に関する。以下被塗布物を支持体ということもある。
【0002】
【従来の技術】従来より所定の塗布液を可撓性の支持体
表面に塗布する方法が種々検討され、行われている。そ
の各種塗布方式の中で、例えば移動中の支持体表面に向
けて連続的に押し出しした塗布液を、支持体表面に均一
な厚さをもって高速薄膜塗布するエクストルージョン型
コーターによる塗布方式は、他の例えばリバースロー
ル、キスロール、グラビヤロール等のロール型塗布方式
に対して、塗布の均一性、薄膜性、塗布可能速度範囲で
優れた点が多い。またエクストルージョン型コーターに
よる塗布方式はいわゆるウエット・オン・ウエットによ
る同時重層塗布が可能であり、最近の高付加価値の高い
塗布製品の製法用途にコスト及び性能面で非常に有効で
ある。一方その多層化を達成するためには例えば特開昭
51−119204号、同52−51908号及び同5
3−16604号公報等に開示されている様に、支持体
上に一層ずつ塗布液を塗布・乾燥することにより多層の
前記塗布層を形成する方法が従来行われていた。しかし
ながら、この方法では、塗布、乾燥等の工程を繰り返す
ため生産性が悪いことや最上層の薄膜化が難しい等の問
題があった。
表面に塗布する方法が種々検討され、行われている。そ
の各種塗布方式の中で、例えば移動中の支持体表面に向
けて連続的に押し出しした塗布液を、支持体表面に均一
な厚さをもって高速薄膜塗布するエクストルージョン型
コーターによる塗布方式は、他の例えばリバースロー
ル、キスロール、グラビヤロール等のロール型塗布方式
に対して、塗布の均一性、薄膜性、塗布可能速度範囲で
優れた点が多い。またエクストルージョン型コーターに
よる塗布方式はいわゆるウエット・オン・ウエットによ
る同時重層塗布が可能であり、最近の高付加価値の高い
塗布製品の製法用途にコスト及び性能面で非常に有効で
ある。一方その多層化を達成するためには例えば特開昭
51−119204号、同52−51908号及び同5
3−16604号公報等に開示されている様に、支持体
上に一層ずつ塗布液を塗布・乾燥することにより多層の
前記塗布層を形成する方法が従来行われていた。しかし
ながら、この方法では、塗布、乾燥等の工程を繰り返す
ため生産性が悪いことや最上層の薄膜化が難しい等の問
題があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】例えば特開昭48−9
8803号や特開昭61−111168号にバックロー
ル上に保持された連続的に走行する前記支持体上に予め
重層された塗布液を塗布するウエット・オン・ウエット
の同時重層塗布による磁気記録媒体の製造方法が開示さ
れているが、この方法ではバックロールの回転ブレ防止
に対する同心加工精度が不十分な場合塗布長手方向に塗
布ムラが生じやすい問題がある。
8803号や特開昭61−111168号にバックロー
ル上に保持された連続的に走行する前記支持体上に予め
重層された塗布液を塗布するウエット・オン・ウエット
の同時重層塗布による磁気記録媒体の製造方法が開示さ
れているが、この方法ではバックロールの回転ブレ防止
に対する同心加工精度が不十分な場合塗布長手方向に塗
布ムラが生じやすい問題がある。
【0004】そこで、特開昭62−124631号に開
示されている様な単層のエクストルージョン型コーター
をバックロールの保持なしに支持体上に下層が湿潤状態
のままで上層を塗布する方法や、特開昭63−8808
0号や特開平2−251265号に開示されているよう
な二つの塗布液が導出されるスリットを有したコーター
ヘッドが考案されている。しかしこの様なエクストルー
ジョン型コーターによる塗布方式の問題点はコーターの
エッジ先端部に異物や塗布液の乾燥した物等が引っかか
り生ずる塗布方向に沿って発生するいわゆるスジ故障と
呼ばれる故障を皆無に出来ない点である。
示されている様な単層のエクストルージョン型コーター
をバックロールの保持なしに支持体上に下層が湿潤状態
のままで上層を塗布する方法や、特開昭63−8808
0号や特開平2−251265号に開示されているよう
な二つの塗布液が導出されるスリットを有したコーター
ヘッドが考案されている。しかしこの様なエクストルー
ジョン型コーターによる塗布方式の問題点はコーターの
エッジ先端部に異物や塗布液の乾燥した物等が引っかか
り生ずる塗布方向に沿って発生するいわゆるスジ故障と
呼ばれる故障を皆無に出来ない点である。
【0005】またバックロールにしっかり保持された支
持体上に塗布を行なうのではなく、二本のサポートロー
ル間で塗布を行う場合は、その支持体の幅方向や長手方
向の撓みがコーターの方向に対する圧力分布となり、幅
手・長手の方向の膜厚分布となり塗布品質の大きな劣化
を引き起こす事となる。これに対して特開平1−203
075号や特開平6−254466号に開示されている
様なエクストルージョン型コーターの直前または直後の
サポートロールの直径を変化させ、幅方向の支持体のツ
レに対抗する方法や、また特開平1−224071号に
開示されている様な、ツレている支持体の裏面より流体
加圧手段を設け、そのつれた部分を均一化する方法も考
案されている。しかしながら、この様な方法では、大き
な周期のツレには対応できるが、例えば数十センチ以下
のツレに関しては、追従が難しい為、実質的には数メー
トル周期のツレにのみ対応可能である。またそれ以外に
は特開平6−508571号の様にエクストルージョン
型コーターのポケット部とスリット部分の形状を幅方向
で変化させ、塗布液流量の幅方向での均一化を計る方法
も考案されているが、前記のように長手方向で周期的に
変動するツレに対しては、やはり効果が全く期待できな
い。
持体上に塗布を行なうのではなく、二本のサポートロー
ル間で塗布を行う場合は、その支持体の幅方向や長手方
向の撓みがコーターの方向に対する圧力分布となり、幅
手・長手の方向の膜厚分布となり塗布品質の大きな劣化
を引き起こす事となる。これに対して特開平1−203
075号や特開平6−254466号に開示されている
様なエクストルージョン型コーターの直前または直後の
サポートロールの直径を変化させ、幅方向の支持体のツ
レに対抗する方法や、また特開平1−224071号に
開示されている様な、ツレている支持体の裏面より流体
加圧手段を設け、そのつれた部分を均一化する方法も考
案されている。しかしながら、この様な方法では、大き
な周期のツレには対応できるが、例えば数十センチ以下
のツレに関しては、追従が難しい為、実質的には数メー
トル周期のツレにのみ対応可能である。またそれ以外に
は特開平6−508571号の様にエクストルージョン
型コーターのポケット部とスリット部分の形状を幅方向
で変化させ、塗布液流量の幅方向での均一化を計る方法
も考案されているが、前記のように長手方向で周期的に
変動するツレに対しては、やはり効果が全く期待できな
い。
【0006】このような欠点への対応として、バックロ
ールで支持体を保持しながら高粘度液を塗布するエクス
トルージョン型コーターにおいて、スリットが塗布液吐
出側に向けて漸減するようなコーターを使用して圧力損
失を低下し、高粘度での塗布を可能とした装置が特開昭
63−20070号に開示されている。しかしこの方式
では低粘度液での安定塗布が困難で、先端部の漸減によ
る構成では、より高速に塗布を行う場合や、より高粘度
の塗布液を塗布する際には圧力が高すぎ、先端の鋭角部
分の研削精度が十分に得られないため膜厚分布が均一で
はなく、さらにはコーター先端部と支持体の距離が、実
際には他のエクストルージョン型コーター同様にあまり
広げられないため、筋故障が発生する、等の問題を皆無
にすることは出来ない。
ールで支持体を保持しながら高粘度液を塗布するエクス
トルージョン型コーターにおいて、スリットが塗布液吐
出側に向けて漸減するようなコーターを使用して圧力損
失を低下し、高粘度での塗布を可能とした装置が特開昭
63−20070号に開示されている。しかしこの方式
では低粘度液での安定塗布が困難で、先端部の漸減によ
る構成では、より高速に塗布を行う場合や、より高粘度
の塗布液を塗布する際には圧力が高すぎ、先端の鋭角部
分の研削精度が十分に得られないため膜厚分布が均一で
はなく、さらにはコーター先端部と支持体の距離が、実
際には他のエクストルージョン型コーター同様にあまり
広げられないため、筋故障が発生する、等の問題を皆無
にすることは出来ない。
【0007】本発明の目的は、エクストルージョン型塗
布方式の利点を生かしつつ、支持体のツレ等にも影響さ
れず、また周辺部のゴミや塗布液中にある凝集物等によ
る塗布スジを皆無とした塗布方法及びその塗布装置を提
供することにある。
布方式の利点を生かしつつ、支持体のツレ等にも影響さ
れず、また周辺部のゴミや塗布液中にある凝集物等によ
る塗布スジを皆無とした塗布方法及びその塗布装置を提
供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的は次の技術手段
(1)〜(9)の何れかによって達成される。
(1)〜(9)の何れかによって達成される。
【0009】(1) コーターを構成する少なくとも2
個以上のバーにより形成されるスリットから塗布液を膜
状に噴出させ、所定の間隔を隔てて前記コーターと非接
触で搬送される被塗布物に対して、前記膜状に噴出され
た塗布液を衝突させて塗布を行う塗布方法において、塗
布液粘度μ[Pa・s]、密度ρ[kg/m3]、塗布
速度U[m/s]、塗布ウエット膜厚hw[m]、上記
スリットの出口間隙をd[m]としたときに次式で表さ
れる無次元数Mが M=(ρ・U・hw2)/(μ・d)>0.2 を満たす条件で塗布することを特徴とする塗布方法。
個以上のバーにより形成されるスリットから塗布液を膜
状に噴出させ、所定の間隔を隔てて前記コーターと非接
触で搬送される被塗布物に対して、前記膜状に噴出され
た塗布液を衝突させて塗布を行う塗布方法において、塗
布液粘度μ[Pa・s]、密度ρ[kg/m3]、塗布
速度U[m/s]、塗布ウエット膜厚hw[m]、上記
スリットの出口間隙をd[m]としたときに次式で表さ
れる無次元数Mが M=(ρ・U・hw2)/(μ・d)>0.2 を満たす条件で塗布することを特徴とする塗布方法。
【0010】(2) 前記膜状に噴出される塗布液の、
前記スリットから離れる際の噴出速度と、前記塗布物に
衝突する際の衝突速度が略等しいことを特徴とする
(1)項に記載の塗布方法。
前記スリットから離れる際の噴出速度と、前記塗布物に
衝突する際の衝突速度が略等しいことを特徴とする
(1)項に記載の塗布方法。
【0011】(3) 前記膜状に噴出される塗布液が、
前記コーターと前記被塗布物との間に膜状の架橋部位を
形成することを特徴とする(1)項又は(2)項に記載
の塗布方法。
前記コーターと前記被塗布物との間に膜状の架橋部位を
形成することを特徴とする(1)項又は(2)項に記載
の塗布方法。
【0012】(4) 前記スリットの出口間隙d[m]
が、d≦5×10-5[m]を満たす条件で塗布すること
を特徴とする(1)〜(3)項の何れか1項に記載の塗
布方法。
が、d≦5×10-5[m]を満たす条件で塗布すること
を特徴とする(1)〜(3)項の何れか1項に記載の塗
布方法。
【0013】(5) (1)項に記載のスリットの出口
と被塗布物との間隙を、塗布ウエット膜厚の少なくとも
2.5倍以上にして塗布することを特徴とする(1)〜
(4)項の何れか1項に記載の塗布方法。
と被塗布物との間隙を、塗布ウエット膜厚の少なくとも
2.5倍以上にして塗布することを特徴とする(1)〜
(4)項の何れか1項に記載の塗布方法。
【0014】(6) コーターを構成する少なくとも2
個以上のバーにより形成されるスリットから塗布液を膜
状に噴出させ、所定の間隔を隔てて前記コーターと非接
触で搬送される被塗布物に対して、前記膜状に噴出され
た塗布液を衝突させて塗布を行う塗布装置において、前
記スリットの間隙が、塗布液の入口側が広く、出口側が
狭まっており、かつ、スリットの出口部に、間隙dがd
≦5×10-5[m]で、前記バーの相隣るバー同士の形
成するスリット面が平行な部分を有することを特徴とす
る塗布装置。
個以上のバーにより形成されるスリットから塗布液を膜
状に噴出させ、所定の間隔を隔てて前記コーターと非接
触で搬送される被塗布物に対して、前記膜状に噴出され
た塗布液を衝突させて塗布を行う塗布装置において、前
記スリットの間隙が、塗布液の入口側が広く、出口側が
狭まっており、かつ、スリットの出口部に、間隙dがd
≦5×10-5[m]で、前記バーの相隣るバー同士の形
成するスリット面が平行な部分を有することを特徴とす
る塗布装置。
【0015】(7) (6)項に記載の塗布装置を用い
て塗布することを特徴とする(1)〜(5)項の何れか
1項に記載の塗布方法。
て塗布することを特徴とする(1)〜(5)項の何れか
1項に記載の塗布方法。
【0016】(8) 前記スリットの、前記相隣るバー
のスリット面同士の平行部分が、少なくともビッカース
硬度280以上の部材より形成されていることを特徴と
する(6)項に記載の塗布装置。
のスリット面同士の平行部分が、少なくともビッカース
硬度280以上の部材より形成されていることを特徴と
する(6)項に記載の塗布装置。
【0017】(9) (8)項に記載の塗布装置を用い
て塗布することを特徴とする(1)〜(5)項の何れか
1項に記載の塗布方法。
て塗布することを特徴とする(1)〜(5)項の何れか
1項に記載の塗布方法。
【0018】本発明者らは、図1又は図2の側断面図に
示すようにエクストルージョン型コーターのスリット出
口間隙を50μm以下望ましくは20μm未満と、従来
のエクストルージョン型コーターよりもはるかに狭くす
ることで塗布液を膜状に噴出させ、従来のエクストルー
ジョン型コーターよりも広い距離に離間して搬送される
支持体にこの噴出膜を衝突させて架橋部位を形成して塗
布を行うことで、ゴミ等がコーターの先端と支持体の間
に引っかからなくなってスジの発生がなく、さらには支
持体のツレの影響も受けずに、塗布可能なことを見いだ
した。
示すようにエクストルージョン型コーターのスリット出
口間隙を50μm以下望ましくは20μm未満と、従来
のエクストルージョン型コーターよりもはるかに狭くす
ることで塗布液を膜状に噴出させ、従来のエクストルー
ジョン型コーターよりも広い距離に離間して搬送される
支持体にこの噴出膜を衝突させて架橋部位を形成して塗
布を行うことで、ゴミ等がコーターの先端と支持体の間
に引っかからなくなってスジの発生がなく、さらには支
持体のツレの影響も受けずに、塗布可能なことを見いだ
した。
【0019】さらに、塗布液を膜状に噴出させ、従来の
エクストルージョン型コーターよりも広い距離に離間し
て搬送される支持体にこの噴出膜を衝突させて架橋部位
を形成して塗布を行うための塗布条件について図2に示
す各要因因子間の関係を鋭意検討した結果、膜状に噴出
した塗布液の動圧と、塗布液の粘性抵抗が塗布の可否に
大きく影響し、これらの比、動圧/粘性抵抗が0.1よ
り大きい場合に安定塗布が可能となることを見出した。
エクストルージョン型コーターよりも広い距離に離間し
て搬送される支持体にこの噴出膜を衝突させて架橋部位
を形成して塗布を行うための塗布条件について図2に示
す各要因因子間の関係を鋭意検討した結果、膜状に噴出
した塗布液の動圧と、塗布液の粘性抵抗が塗布の可否に
大きく影響し、これらの比、動圧/粘性抵抗が0.1よ
り大きい場合に安定塗布が可能となることを見出した。
【0020】粘度μ[Pa・s]、密度ρ[kg/
m3]の塗布液を、スリット出口間隙d[m]のコータ
ーで塗布速度U[m/s]で塗布膜厚hw[m]で塗布
する場合、塗布液の噴出速度をV[m/s]とすると動
圧P[Pa]は P=ρV2/2=ρ(U・hw/d)2/2 と表される。
m3]の塗布液を、スリット出口間隙d[m]のコータ
ーで塗布速度U[m/s]で塗布膜厚hw[m]で塗布
する場合、塗布液の噴出速度をV[m/s]とすると動
圧P[Pa]は P=ρV2/2=ρ(U・hw/d)2/2 と表される。
【0021】一方塗布液が支持体に塗布される瞬間の粘
性抵抗はμU/dで概算されるため、 動圧/粘性抵抗={ρ(U・hw/d)2/2}/{μU/d} =(ρ・U・hw2)/(2μ・d)>0.1 したがって、 (ρ・U・hw2)/(μ・d)>0.2 という関係を満たす条件で塗布を行えば安定に塗布可能
である。
性抵抗はμU/dで概算されるため、 動圧/粘性抵抗={ρ(U・hw/d)2/2}/{μU/d} =(ρ・U・hw2)/(2μ・d)>0.1 したがって、 (ρ・U・hw2)/(μ・d)>0.2 という関係を満たす条件で塗布を行えば安定に塗布可能
である。
【0022】本発明においては噴出膜を支持体に衝突さ
せて塗布するため、噴出膜が支持体にとどく限りはコー
ターの先端と支持体との距離は影響無く、図3の側断面
図に示す従来のバックロールを用いたエクストルージョ
ン型コーターのように、塗布ウエット膜厚の約2倍以下
という極めて狭い距離にする必要がない。したがって上
記距離を塗布膜厚の2.5倍以上、好ましくは5倍以上
に設定することで、スジ故障の発生原因となる支持体上
や塗布液中の異物がコーターに引っかかることを防止可
能で、スジの発生を皆無にできる。
せて塗布するため、噴出膜が支持体にとどく限りはコー
ターの先端と支持体との距離は影響無く、図3の側断面
図に示す従来のバックロールを用いたエクストルージョ
ン型コーターのように、塗布ウエット膜厚の約2倍以下
という極めて狭い距離にする必要がない。したがって上
記距離を塗布膜厚の2.5倍以上、好ましくは5倍以上
に設定することで、スジ故障の発生原因となる支持体上
や塗布液中の異物がコーターに引っかかることを防止可
能で、スジの発生を皆無にできる。
【0023】また、エクストルージョン型コーターの先
端部が完全に支持体から離間しているため、支持体の撓
みやツレによる塗布液の圧力分布が発生せず、極めて均
一な塗布膜厚を得ることが可能となった。本発明は、図
1に示すようにバックロールを用いて塗布部近傍での支
持体を平らに伸ばした方が好ましいが、図2に示すよう
に、バックロール無しでも高めの搬送テンションで支持
体のツレがある程度伸ばされていれば良好な塗布が可能
である。
端部が完全に支持体から離間しているため、支持体の撓
みやツレによる塗布液の圧力分布が発生せず、極めて均
一な塗布膜厚を得ることが可能となった。本発明は、図
1に示すようにバックロールを用いて塗布部近傍での支
持体を平らに伸ばした方が好ましいが、図2に示すよう
に、バックロール無しでも高めの搬送テンションで支持
体のツレがある程度伸ばされていれば良好な塗布が可能
である。
【0024】高粘度液においては、上記式において粘度
μが大きいため、スリット出口間隙dを小さくしなけれ
ばhwは小さくならない。すなわち薄膜塗布がし難くな
る。しかし、この場合はスリット抵抗が非常に大きくな
り、すなわち圧力損失大のため、非常に大きな送液圧力
が必要となり、通常用いているギヤポンプ等の送液手段
では流量の低下や脈動、ポンプの故障等の原因となっ
た。この解決策としては、スリット出口側間隙を狭めた
代わりに、スリットの塗布液入口側間隙を広げて、スリ
ットが入側から出側に向かって縮小する形状とすること
が有効である。薄膜塗布のためにはスリット出口側間隙
は50μm以下が必要で望ましくは20μm未満であ
り、その際スリット入口側間隙は圧力低下のために10
0μm以上と広くすることが望ましい。
μが大きいため、スリット出口間隙dを小さくしなけれ
ばhwは小さくならない。すなわち薄膜塗布がし難くな
る。しかし、この場合はスリット抵抗が非常に大きくな
り、すなわち圧力損失大のため、非常に大きな送液圧力
が必要となり、通常用いているギヤポンプ等の送液手段
では流量の低下や脈動、ポンプの故障等の原因となっ
た。この解決策としては、スリット出口側間隙を狭めた
代わりに、スリットの塗布液入口側間隙を広げて、スリ
ットが入側から出側に向かって縮小する形状とすること
が有効である。薄膜塗布のためにはスリット出口側間隙
は50μm以下が必要で望ましくは20μm未満であ
り、その際スリット入口側間隙は圧力低下のために10
0μm以上と広くすることが望ましい。
【0025】この縮小の方法は従来テーパーで漸減させ
て形成しているが、この方法ではスリット出口でコータ
ーの先端部が鋭角となり、例えば単層用のコーターでは
フロントバー側の先端とバックバー側の先端との高さや
平行度等を高精度に製作することが困難で、塗布幅方向
の膜厚分布を悪化させていた。しかし、本発明者らは、
スリット出口部分にフロントバーのスリット面とバック
バーのスリット面がテーパーではなく平行な部分を設け
ることで、加工が容易で真直精度が向上し、より均一な
噴出膜を形成可能となり、塗布膜厚の塗布幅方向分布を
良好にできることを見出した。また、少なくとも3本以
上のバーにより形成される2層以上を塗布するコーター
においては、相隣るバー同士の形成するスリット面のス
リット出口部分に平行な部分を設ける。
て形成しているが、この方法ではスリット出口でコータ
ーの先端部が鋭角となり、例えば単層用のコーターでは
フロントバー側の先端とバックバー側の先端との高さや
平行度等を高精度に製作することが困難で、塗布幅方向
の膜厚分布を悪化させていた。しかし、本発明者らは、
スリット出口部分にフロントバーのスリット面とバック
バーのスリット面がテーパーではなく平行な部分を設け
ることで、加工が容易で真直精度が向上し、より均一な
噴出膜を形成可能となり、塗布膜厚の塗布幅方向分布を
良好にできることを見出した。また、少なくとも3本以
上のバーにより形成される2層以上を塗布するコーター
においては、相隣るバー同士の形成するスリット面のス
リット出口部分に平行な部分を設ける。
【0026】スリット出口間隙を従来のエクストルージ
ョン型コーターより狭めることにより、塗布液中に研磨
剤や金属粉等が含有される場合、これらがスリット内を
高速で流れることでスリット内壁が削られて荒れてしま
い、膜厚分布の悪化や塗膜上に付着する異物故障の原因
となり、コーターの寿命を早めることが判明した。しか
し、スリットの材質を、スリット出口近傍のスリット間
隙が最も狭い部分には、硬度の高い部材を使用すること
でこれを防止出来ることを見出した。この硬度は使用す
る塗布液にもよるが実用上ビッカース硬度が280以上
あれば充分である。また、スリットの全面をこの硬度で
構成するのが望ましいが、実用上はスリットの狭まって
いるスリット出口平行部分のみをすべてビッカース硬度
が280以上の部材で構成すれば良い。さらに、前記平
行部分の最もスリット出口側のみをビッカース硬度が2
80以上の部材で構成してもある程度は削れによる膜厚
分布の悪化や塗布ムラの防止が可能である。高硬度化の
加工が高価な場合はこのようにする事でコスト低下が可
能である。また、その目的上、スリット4のフロントバ
ー2及びバックバー3両面をビッカース硬度280以上
の部材で構成することが望ましい。
ョン型コーターより狭めることにより、塗布液中に研磨
剤や金属粉等が含有される場合、これらがスリット内を
高速で流れることでスリット内壁が削られて荒れてしま
い、膜厚分布の悪化や塗膜上に付着する異物故障の原因
となり、コーターの寿命を早めることが判明した。しか
し、スリットの材質を、スリット出口近傍のスリット間
隙が最も狭い部分には、硬度の高い部材を使用すること
でこれを防止出来ることを見出した。この硬度は使用す
る塗布液にもよるが実用上ビッカース硬度が280以上
あれば充分である。また、スリットの全面をこの硬度で
構成するのが望ましいが、実用上はスリットの狭まって
いるスリット出口平行部分のみをすべてビッカース硬度
が280以上の部材で構成すれば良い。さらに、前記平
行部分の最もスリット出口側のみをビッカース硬度が2
80以上の部材で構成してもある程度は削れによる膜厚
分布の悪化や塗布ムラの防止が可能である。高硬度化の
加工が高価な場合はこのようにする事でコスト低下が可
能である。また、その目的上、スリット4のフロントバ
ー2及びバックバー3両面をビッカース硬度280以上
の部材で構成することが望ましい。
【0027】
【実施例】本発明の各請求項毎の実施例を以下に示す。
尚、コーターは従来のエクストルージョン型コーターに
類似のものを使用したが、本発明の条件を満たす塗布が
可能であれば、どのようなコーターの塗布装置を用いて
も良い。
尚、コーターは従来のエクストルージョン型コーターに
類似のものを使用したが、本発明の条件を満たす塗布が
可能であれば、どのようなコーターの塗布装置を用いて
も良い。
【0028】以下の各実施例で使用する塗布液としては
ラテックス塗布液、カーボン分散液、磁性塗料、磁性
塗料が用いられているが此れら各塗布液の調製は下記
のようにしてある。また、磁性塗料、磁性塗料以外
に模擬液として純水、アセトン、シクロヘキサノンも使
用した。
ラテックス塗布液、カーボン分散液、磁性塗料、磁性
塗料が用いられているが此れら各塗布液の調製は下記
のようにしてある。また、磁性塗料、磁性塗料以外
に模擬液として純水、アセトン、シクロヘキサノンも使
用した。
【0029】 ラテックス塗布液 共重合体ラテックス(固形分30%)(下記) 270g ブチルアクリレート 40重量% スチレン 20重量% グリシジルメタクリレート 40重量% 下記化合物(UL−1) 0.6g ヘキサメチレン−1,6−ビス(エチレン尿素) 0.8g 水で1リットルに仕上げる。
【0030】
【化1】
【0031】 カーボン分散液 カーボンブラック(ラベン1035) 30部 硫酸バリウム(平均粒径300nm) 10部 ニトロセルロース 25部 ポリウレタン系樹脂(日本ポリウレタン(株)製、N−2301)25部 ポリイソシアネート化合物(日本ポリウレタン(株)製、コロネートL) 10部 シクロヘキサノン 400部 メチルエチルケトン 250部 トルエン 250部 磁性塗料 Co−γ−Fe2O3(Hc:900エルステッド,BET値:45m2/g) 10部 ジアセチルセルロース 100部 α−アルミナ(平均粒径:0.2μm) 5部 ステアリン酸 3部 カルナバワックス 10部 シクロヘキサノン 100部 アセトン 200部 磁性塗料 強磁性金属粉末(平均長軸径:0.15μm、σs:1.25emu/g、 軸比:8、pH:9.5、結晶サイズ:145Å、Hc:1700 Oe、BET:53m2/g) 40部 スルホン酸カリウム基含有塩化ビニル系樹脂 (日本ゼオン(株)製、MR−110) 10部 スルホン酸ナトリウム基含有ポリウレタン樹脂 (東洋紡績(株)製、UR−8700) 10部 α−アルミナ(0.15μm) 8部 ステアリン酸 1部 ブチルステアレート 1部 シクロヘキサノン 100部 メチルエチルケトン 100部 トルエン 100部 また、支持体は厚さ100μmのPETベースを使用し
た。
た。
【0032】実施例1 請求項1,2,3,4に関する実施例と比較例を示す。
【0033】コーターと支持体の距離は0.5mmと
し、塗布液の種類(粘度・密度を含む)、塗布膜厚、塗
布速度、エクストルージョン型コーターのスリット出口
間隙を種々変更して、安定塗布の可否を確認した。
し、塗布液の種類(粘度・密度を含む)、塗布膜厚、塗
布速度、エクストルージョン型コーターのスリット出口
間隙を種々変更して、安定塗布の可否を確認した。
【0034】結果は次の表1及び表2に示すようにな
り、(ρ・U・hw2)/(μ・d)>0.2の場合に
安定塗布可能であることがわかる。なお全条件でスジ故
障・塗布ムラは発生せず、膜厚分布は膜厚の1%以下で
あった。
り、(ρ・U・hw2)/(μ・d)>0.2の場合に
安定塗布可能であることがわかる。なお全条件でスジ故
障・塗布ムラは発生せず、膜厚分布は膜厚の1%以下で
あった。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】尚、表1、表2に示したようにスリット出
口間隔は、50μm以下なら問題ないが、これを超える
75μmのテストでは架橋構成にやや難が出て来るが架
橋達成後は安定塗布になることがわかった。また、スリ
ット出口間隔の下限は10μmまで架橋構成が可能であ
ることが確認できている。従ってスリット出口間隔は、
少なくとも50μm以下の条件を満たすことが望まし
い。尚、スリット出口間隔は加工精度を保つため5μm
以上が望ましい。
口間隔は、50μm以下なら問題ないが、これを超える
75μmのテストでは架橋構成にやや難が出て来るが架
橋達成後は安定塗布になることがわかった。また、スリ
ット出口間隔の下限は10μmまで架橋構成が可能であ
ることが確認できている。従ってスリット出口間隔は、
少なくとも50μm以下の条件を満たすことが望まし
い。尚、スリット出口間隔は加工精度を保つため5μm
以上が望ましい。
【0038】実施例2 請求項5に関する実施例と比較例を示す。
【0039】 コーター先端部と支持体との距離を種々変更し、その塗
布膜厚との比と塗布膜厚の分布、筋故障の発生数の関係
を確認した。
布膜厚との比と塗布膜厚の分布、筋故障の発生数の関係
を確認した。
【0040】結果は次の表3に示すようになり、距離を
塗布膜厚の2.5倍以上、好ましくは5倍以上として塗
布することで、距離の精度が良くなって膜厚分布に影響
しにくく、筋故障の発生も皆無となり良好な塗布となる
ことが判る。
塗布膜厚の2.5倍以上、好ましくは5倍以上として塗
布することで、距離の精度が良くなって膜厚分布に影響
しにくく、筋故障の発生も皆無となり良好な塗布となる
ことが判る。
【0041】
【表3】
【0042】実施例3 請求項6又は7に関する実施例と比較例を示す。
【0043】コータースリット部の形状、及び、寸法を
変更し、塗布速度100m/分、膜厚10μmで塗布を
行い、その膜厚分布、コーター内の圧力損失、塗布状態
の可否(塗布速度100m/分における下限膜厚も測
定)を確認した。
変更し、塗布速度100m/分、膜厚10μmで塗布を
行い、その膜厚分布、コーター内の圧力損失、塗布状態
の可否(塗布速度100m/分における下限膜厚も測
定)を確認した。
【0044】結果は次の表4及び表5に示すようにな
り、スリット出口間隙が0.05mm以下で、スリット
出口に平行部を有し、かつ、スリット入口側を広い形状
とする事により、膜厚分布が良好でコーター内の圧力損
失も低く安定塗布が可能であることが確認できる。更
に、上記形状を満たしながら、かつ、スリット出口間隙
を0.015mm以下にする事で、より薄膜の塗布が可
能であることも確認できる。
り、スリット出口間隙が0.05mm以下で、スリット
出口に平行部を有し、かつ、スリット入口側を広い形状
とする事により、膜厚分布が良好でコーター内の圧力損
失も低く安定塗布が可能であることが確認できる。更
に、上記形状を満たしながら、かつ、スリット出口間隙
を0.015mm以下にする事で、より薄膜の塗布が可
能であることも確認できる。
【0045】尚、表4は塗布液を磁性塗料としたもの
であり、表5は塗布液をカーボン分散液としたものであ
る。そしてスリット部の形状は図4(a),(b),
(c),(d)に示すようにそれぞれテーパータイプの
もの、段差タイプのもの、平行+テーパータイプのも
の、及び平行タイプのものを用いた。
であり、表5は塗布液をカーボン分散液としたものであ
る。そしてスリット部の形状は図4(a),(b),
(c),(d)に示すようにそれぞれテーパータイプの
もの、段差タイプのもの、平行+テーパータイプのも
の、及び平行タイプのものを用いた。
【0046】
【表4】
【0047】
【表5】
【0048】実施例4 請求項8又は請求項9に関する実施例と比較例を示す。
【0049】コ−ターのスリット部を種々の材質で製作
し、塗布を実施し、塗布長25000m毎にスリットを
分解清掃した後、そのスリットの状態でコーターを再組
立し、その直後の塗布サンプルの異物故障の発生数を測
定した。そして、スリット部材のビッカース硬度と異物
故障の発生数の関係を確認した。
し、塗布を実施し、塗布長25000m毎にスリットを
分解清掃した後、そのスリットの状態でコーターを再組
立し、その直後の塗布サンプルの異物故障の発生数を測
定した。そして、スリット部材のビッカース硬度と異物
故障の発生数の関係を確認した。
【0050】尚、塗布速度は100m/分、塗布膜厚は
10μm、スリット形状は図4(c)に示すように平行
+テーパータイプでスリット長さが50mm、平行部長
さlが3mm、スリット出口間隙dが0.015mm、
スリット入り口d0が0.3mmのものを用いた。そし
て塗布液は磁性塗料を用いた。また、コーター先端と
支持体との間の距離は0.5mmであった。
10μm、スリット形状は図4(c)に示すように平行
+テーパータイプでスリット長さが50mm、平行部長
さlが3mm、スリット出口間隙dが0.015mm、
スリット入り口d0が0.3mmのものを用いた。そし
て塗布液は磁性塗料を用いた。また、コーター先端と
支持体との間の距離は0.5mmであった。
【0051】結果は次の表6に示すようになり、長尺塗
布においてビッカース硬度280以上において、異物故
障発生数が軽減することが判る。
布においてビッカース硬度280以上において、異物故
障発生数が軽減することが判る。
【0052】
【表6】
【0053】
【発明の効果】本発明の関係式に基づいて塗布条件を設
定することで、支持体の部分的な弛みやツレ等の変形の
影響が無く、スジ故障も発生しない塗布方法による安定
な高速・薄膜塗布が可能となった。また、本発明の塗布
装置におけるコーターのスリットの形状とすることで、
容易に均一な塗布膜厚を得ることも可能となった。
定することで、支持体の部分的な弛みやツレ等の変形の
影響が無く、スジ故障も発生しない塗布方法による安定
な高速・薄膜塗布が可能となった。また、本発明の塗布
装置におけるコーターのスリットの形状とすることで、
容易に均一な塗布膜厚を得ることも可能となった。
【0054】さらに、バックロールの真円度や支持体の
バタツキ・ツレ、コーター先端の真直度・たわみ等の塗
布膜厚への影響がほとんど無いため、これらの精度が関
係なく、装置コストの低減、管理の容易化、操作性・作
業性の容易化が可能になった。
バタツキ・ツレ、コーター先端の真直度・たわみ等の塗
布膜厚への影響がほとんど無いため、これらの精度が関
係なく、装置コストの低減、管理の容易化、操作性・作
業性の容易化が可能になった。
【0055】また、スリッター部の硬度をビッカース硬
度280以上にすることにより、コーターの削れによる
異物故障発生を軽減させコーターの寿命を延ばすことも
可能になった。
度280以上にすることにより、コーターの削れによる
異物故障発生を軽減させコーターの寿命を延ばすことも
可能になった。
【図1】本発明の塗布装置に設けたコーターの実施の形
態例を示す側断面図。
態例を示す側断面図。
【図2】本発明の塗布装置に設けたコーターにおける塗
布条件各因子間の関係を示す側断面図。
布条件各因子間の関係を示す側断面図。
【図3】従来のエクストルージョン型コーターの塗布時
の状態を示す側断面図。
の状態を示す側断面図。
【図4】本発明の塗布装置に設けたコーター及び比較例
のコーターのスリット形状を示す部分拡大図。
のコーターのスリット形状を示す部分拡大図。
1 コーターヘッド 2 フロントバー 3 バックバー 4 スリット 11 バックロール
Claims (9)
- 【請求項1】 コーターを構成する少なくとも2個以上
のバーにより形成されるスリットから塗布液を膜状に噴
出させ、所定の間隔を隔てて前記コーターと非接触で搬
送される被塗布物に対して、前記膜状に噴出された塗布
液を衝突させて塗布を行う塗布方法において、塗布液粘
度μ[Pa・s]、密度ρ[kg/m3]、塗布速度U
[m/s]、塗布ウエット膜厚hw[m]、上記スリッ
トの出口間隙をd[m]としたときに次式で表される無
次元数Mが M=(ρ・U・hw2)/(μ・d)>0.2 を満たす条件で塗布することを特徴とする塗布方法。 - 【請求項2】 前記膜状に噴出される塗布液の、前記ス
リットから離れる際の噴出速度と、前記塗布物に衝突す
る際の衝突速度が略等しいことを特徴とする請求項1に
記載の塗布方法。 - 【請求項3】 前記膜状に噴出される塗布液が、前記コ
ーターと前記被塗布物との間に膜状の架橋部位を形成す
ることを特徴とする請求項1又は2に記載の塗布方法。 - 【請求項4】 前記スリットの出口間隙d[m]が、d
≦5×10-5[m]を満たす条件で塗布することを特徴
とする請求項1〜3の何れか1項に記載の塗布方法。 - 【請求項5】 請求項1に記載のスリットの出口と被塗
布物との間隙を、塗布ウエット膜厚の少なくとも2.5
倍以上にして塗布することを特徴とする請求項1〜4の
何れか1項に記載の塗布方法。 - 【請求項6】 コーターを構成する少なくとも2個以上
のバーにより形成されるスリットから塗布液を膜状に噴
出させ、所定の間隔を隔てて前記コーターと非接触で搬
送される被塗布物に対して、前記膜状に噴出された塗布
液を衝突させて塗布を行う塗布装置において、前記スリ
ットの間隙が、塗布液の入口側が広く、出口側が狭まっ
ており、かつ、スリットの出口部に、間隙dがd≦5×
10-5[m]で、前記バーの相隣るバー同士の形成する
スリット面が平行な部分を有することを特徴とする塗布
装置。 - 【請求項7】 請求項6に記載の塗布装置を用いて塗布
することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載
の塗布方法。 - 【請求項8】 前記スリットの、前記相隣るバーのスリ
ット面同士の平行部分が、少なくともビッカース硬度2
80以上の部材より形成されていることを特徴とする請
求項6に記載の塗布装置。 - 【請求項9】 請求項8に記載の塗布装置を用いて塗布
することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載
の塗布方法。
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