JP2000516528A

JP2000516528A - 移動ウェブの渦無しコーティング装置

Info

Publication number: JP2000516528A
Application number: JP10509787A
Authority: JP
Inventors: エイダン，サイラス，ケー．
Original assignee: インスティチュートオブペーパーサイエンスアンドテクノロジーインコーポレイテッド
Priority date: 1996-08-16
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 2000-12-12
Also published as: EP0918571A4; US5820674A; WO1998006504A1; EP0918571A1; AU3822697A; CA2262485A1; TW359630B

Abstract

(57)【要約】コーター内のウェブまたは可撓性の基板表面（１８）にコーティング材料を塗布するコーティング装置は、コーティング液体と任意の下側境界の間に空気層を供給するべく改良される。実施例に記述されたコーター装置は、２つの流入流路および１つの流出流路（２６）を提供する。第１の流入流路（１２）はコーティング液を運び、第２の流入流路（２０）は、空気のようなキャリア液体をコーティングヘッドにポンプ注入し、チャンバ（１６）を加圧し、かつ上流部分で接触する濡れ線を基板に接着し続けるために使い得る。空気層は、キャリア液体が流路内のコーティング液体の壁せん断応力を除去するのに役にたち、従って、装置の運転のためのコーティングの流れは、壁からの流れ剥離なく相対的に低流量で進行するであろう。

Description

【発明の詳細な説明】移動ウェブの渦無しコーティング装置発明の属する技術分野本発明は、一般的に、移動するウェブ材料に均一なコーティングを行うコーティング装置に関する。さらに特に、本発明は加圧されたポンドコーター（pond c oater）に関連される静止（captive）ポンドを除き、コーティング材料上の壁せん断応力を減少させる渦なしコーター内のウェブの動きにつれて、同じ方向に流れる液体コーティング組成物の流動の状態のコーティング材料を提供する加圧コータに関する。発明の背景軽量コート（ＬＷＣ）紙の製造に関しての最も重要な変化の１つは、加圧ポンドコーターの使用である。短ドエル（short dwell）コーターのような加圧ポンドコーターは、製紙業者が生産性を改良することを可能にした一方、コート紙の品質を維持する。短ドエルという用語は、後のドクターブレードによって過剰物が規制除去される以前の、コーティングが紙材料のウェブに接触する比較的に短い期間を表している。従来技術の短ドエルコーターは、ドクターブレードの直前の静止ポンドコーターで構成している。ポンドは、ほぼ５ｃｍの長さで、紙のウェブに対するコーティングの接着を促進するために若干加圧されている。シートに供給される過剰のコーティングは、コーティングの逆流を引き起こす。このコーティングの逆流は、濡れ線（wetting line）を提供し、したがって、ある程度、シートに入り込む空気境界層を除外し、スキップコーティングを排除する。過剰のコーティングは、典型的には、オーバーフローバッフル（邪魔板）を超えて流れ、スクリーンタンクに戻る前に、戻しパンに集められる。ポンドコーターは、紙ウェブのコーティングに広く使われるが、そのようなコーターは重要な問題の難点がある。ドクターブレードの上流側にポンドを持つコーティングチャンバ内の流れは、コート重量の非均一性、ウェットストリーク(w et streak)、ストライエーション（striation）などいろんなことを生じさせ得る再循環渦（eddies）または渦（vortics）を含んでいる。例えば、これらの渦（edd y）は、遠心力および非定常流の発生による結果および迅速な変動（fluctuating ）によって不安定になり、コーティングの均一性およびその品質を低下させる。また、渦（vortix）は小さな空気の泡をためこむ傾向があり、渦の中心領域に蓄積する傾向があるコーティング液体内の比較的大きな空気の異物の蓄積（buildu p）を生む。渦の揺らぎ(fluctuattion)は、これら空気の異物をブレードのギャップ（間隙）に押し込む傾向がある。これはコーティングの品質に不利な影響を及ぼす。産業界でウェットストリーク（wet streak）として知られる、空気の異物の存在は、通常、２〜４ｃｍの幅で、約１０〜１００ｃｍの長さである低コート重量の分野に生じる。これらの問題は、論文（流体力学の不安定性の原理、コーティングシステムの応用、C.K．Aidun,Tappi，Journal，Vol．74,NO.3,March，1991.）で論じられている。以前に、コーティング装置での流線境界を利用したジオメトリー（幾何学配置）が再循環渦または渦の形成を排除するために採用された。例えば、「移動ウェブのコーティング装置」と名称がつけられたＵＳＰ５，３６６，５５１（Aide n）によれば、遠心力による流れの不安定と渦を排除するためと、コート重量の不均一性を生じ得る有害な圧力の揺らぎを回避するために、曲線のジオメトリーが採用されている。再循環渦および渦の排除は、同様に、ブレードギャップに到達し得かつコート重量の不均一性およびウェットストリークを生じ得る、渦の中心内でのエアーポケットまたは空気泡のためこみ（entrapping）の可能性を減少する。更に、従来のコーティング装置のコーティング組成物塗布チャンバの壁は、流体圧力の影響下で、剛体で、変形しないと考えられ、したがってコーティング液体に接触する境界上の流れによってせん断応力を及ぼす。そのようなコーティング液体の壁せん断応力は、塗布チャンバのアプリケータ壁から流れの剥離を生み出し、再循環渦および渦と同じように、コート重量の不均一性およびウェットストリークを同様に生じさせる。Pranckh，F.R.およびScriven,L.E.の“変形可能な基板のブレードコーティングの物理学”（1988 コーティング会議議事録Tapp i Press，Atlanta，GA(1988)）は、流れ場および自由表面の解法に加えて境界の複合相互作用を含む有限要素近似法を使ったブレードコーティングの詳細な解析を提供した。ブレードは、薄い、広がりのない(inextensive)、弾性固体としてモデル化され、基板は標準的な応力によって変形された。移動ウェブの浮遊コーティング装置と名称がつけられたＵＳＰ５，３５４，３７６（Aidun）では、アプリケータ壁の１つが浮遊または移動する壁または帯体であるとしてデザインされている。浮遊アプリケータ壁の効果は、与えられた速度で液体とともに動くアプリケータ壁としての、移動基板、例えば懸垂式帯体の使用を通して渦を減少させることと、流れの剥離および塗布チャンバ内での再循環を防ぐことである。この移動ウェブの浮遊コーティング装置は、加圧ポンドコーティングシステムの固定ドメイン内での再循環を軽減しようとする。移動するアプリケータ壁と充分な流量との組み合わせは、渦なしコーターの形状のデザインを許す。高速度ブレードコーティングの発展は、生産性を高め、かつ流体運動の制御方程式が非線形で、自由表面の位置が未知の因数であるので複雑であるコーティングプロセスの解析コストを低減するために、産業界に特別な興味を持たせる。更に、典型的なコーティング液体の非線形的な成り立ちの振る舞いは、複雑性を増加する。短ドエルコーターのコーティングの有利性を持つが、再循環渦または渦と、渦の中心でのエアーポケットまたは空気泡のためこみに関する問題を持たないコーティング装置を提供することが望ましい。コーティング組成物が流れを下る際に、塗布チャンバ内の液体コーティング組成物の流れ上でのせん断応力が減少されるコーティング装置を提供することがさらに望ましい。ウェブの移動方向に導かれるキャリア流体の流れを受け入れ、コーティング組成物が流れを下る際に、塗布チャンバ内の液体コーティング組成物の流れのせん断応力を減少させた状態で、液体コーティング組成物の液流をキャリア流体とウェブの間に位置させるコーティング装置を提供することが本発明の他の目的である。液体コーティング組成物の流れの下で、空気の流れを導く流路を経由してコーティング組成物塗布チャンバ内にキャリア流体の流れを流入し、液体コーティング組成物の流れ上のせん断応力を減少させるコーティング装置を提供することが本発明のさらなる目的である。従って、渦なし短ドエルコーティング装置を提供することが本発明の主要な目的である。これらおよび他の目的は、以下の記載および付加された請求の範囲からさらに明らかになる。発明の要旨本発明はコーティング材料をウェブまたは可撓性基板の表面に塗布するコーティング装置に関する。そのようなコーティング装置は、コーティング液体の流れが前記基板に接触する加圧された流路を採用する。コーティング液体は最初に流路の上流側に入り、前記基板と同じ方向に流れるときに基板を濡らす(wetting) 。ドクターエレメントは流路の下流側に位置され、そこで流路内の過剰のコーティングはドクターエレメントによって形成された境界の輪郭に追従し、かつ流路を去る。本発明は、さらに、高速度コーターを発展させるためにブレードコーティングの流れパターンの研究のほうに導かれ、その点で空気層をコーティング液体と任意の下方境界の間に提供するために、コーターは改良されるであろう。空気層はこのようにキャリア流体として働く。実施例に記述されたコーター装置は、２つの流入流路および１つの流出流路を提供する。第１の流入流路はコーティング液体を運び、第２の流入流路は、チャンバを加圧しかつ接触濡れ線を上流部分で基板に接着し続けるために例えば空気であるキャリア流体をコーティングヘッドに送り込むために使われ得る。空気の圧力はゼロからコーティング作用に適切な任意のレベルまで変化し得る。空気層はキャリア流体として働き、流路内のコーティング液体上の壁せん断応力を除去し、したがって装置運転によるコーティングの流れは壁（すなわち、渦なしモデル内の）からの流れの剥離なく、商業利用に適当な比較的に低い流速で進むであろう。過剰のコーティング液体および全ての空気は流出流路でコーターヘッドを去る。ブレードは、基板からの過剰のコーティングを計る(meter)ために使われる。従って、流路の内圧は、必要であれば、コーティング液体への空気の混入(ent rainment)を防ぐために、周囲圧力以上に増加するであろう。しかしながら、空気の混入がないならば、システムは周囲圧力で同様に運転するであろう。変更される渦なしコーターおよびシステムの流れのコンピュータ計算シュミレーションが、以下に提供される。コンピュータ計算シュミレーションは周囲圧力を空気層内に仮定し、これゆえコーティング層をブレードのわずかに上流側にみなす。短く要約すれば、本発明は、ドクターエレメントがウェブから離間しかつウェブの移動方向のウェブの通路を横切るよう延設される状態で、装置を上流方向から下流方向まで経由する通路に沿ってウェブが移動する際に、液体コーティング組成物をウェブ材料上に塗るための高速コーティング方法および装置に関する。コーティング組成物塗布チャンバは、上流側から下流側までへの液体コーティング組成物の液流を受けいれ、コーティング組成物の流れを前記塗布チャンバ内に導く上流内部側壁および上流境界壁と、塗布チャンバの下流側でウェブ上に液体コーティング組成物を塗り広げ（spread）かつ組成物の厚さを定めるためのドクターエレメントを具えている。コーティング組成物塗布チャンバは、塗布チャンバの上流側でウェブの移動方向に導入されるキャリア流体の液流を受けいれ、液体コーティング組成物をキャリア流体とウェブの間に位置し、液体コーティング組成物が塗布チャンバの上流側からウェブの移動方向にドクターエレメントまで流れ、前記コーティング組成物が下流側に流れる際に、前記塗布チャンバ内の液体コーティング組成物の流れ上のせん断応力を減少する状態で、液体コーティング組成材料の流れがウェブの移動方向に流れ下る通路を定めるためにさらに用いられる。図面の簡単な説明図１Ａは本発明に従った短ドエルコーティング装置の実施例の概念的横断面図である。図１Ｂは本発明に従った短ドエルコーティング装置の他の実施例の概念的横断面図である。図１Ｃは本発明に従った短ドエルコーティング装置の記述された研究のための横断面でのドメインの描写を表している。図２は短ドエルコーティング装置のドメインのギャップ領域の描写を表している。図３は図示したドメインのメッシュとして示された流量変化の影響を図解している。図４はドメイン内の流線として示された流量変化の影響を図解している。図５は塗布装置の流路出口のメッシュとして示された流量変化の影響を図解している。図６は塗布装置の流路出口の流線として示された流量変化の影響を図解している。図７は塗布装置の流路出口の圧力輪郭(contour)として示された流量変化の影響を図解している。図８はギャップ領域のメッシュとして示された流量変化の影響を図解している。図９はギャップ領域の流線として示された流量変化の影響を図解している。図１０はギャップ領域の速度場として示された流量変化の影響を図解している。図１１はギャップ領域の圧力輪郭として示された流量変化の影響を図解している。図１２はブレード先端部領域のメッシュとして示された流量変化の影響を図解している。図１３はブレード先端部領域のメッシュとして示された流量変化の影響を図解している。図１４はブレード先端部領域の圧力輪郭として示された流量変化の影響を図解している。図１５はブレード先端部の中点での水平方向速度プロファイルとして示された流量変化の影響を図解している。図１６はブレード先端部の端点での水平方向速度プロファイルとして示された流量変化の影響を図解している。図１７はΓ６での水平方向速度プロファイルとして示された流量変化の影響を図解している。図１８はブレードに沿っての圧力分布として示された流量変化の影響を図解している。図１９は基板に沿っての圧力分布として示された流量変化の影響を図解している。図２０はブレード先端に沿っての圧力分布として示された流量変化の影響を図解している。図２１はコーティング厚さ対流入流量として示された流量変化の影響を図解している。図２２はフィルム流量対流入流量として示された流量変化の影響を図解している。図２３はコーティング厚さ対ウェブ下の厚さとして示された流量変化の影響を図解している。図２４はコーティング厚さ対ウェブ速度として示されたウェブ速度変化を図解している。図２５はコーティング厚さ対レイノルズ数として示されたウェブ速度変化を図解している。図２６はコーティング厚さ対キャピラリー数として示されたウェブ速度変化を図解している。実施例の詳細な説明図１Ａに示すように、本発明の短ドエルコーティング装置１０は、コートされるロールまたはウェブ材料１８に接触するコーティング塗布チャンバ１６を通過する液体コーティング組成材料１４が、流入する第１の連続的な流路１２を含んでいる。コーティング装置１０は、空気２２のようなキャリア流体が流入する第２の連続的な流路２０をさらに含んでおり、キャリア流体２２は、コーティング塗布チャンバ１６を同様に通過し、液体コーティング組成材料１４の液流をキャリア流体２２とコートされるウェブ材料１８との間に位置させる。方向付けおよび議論のために、コーティングチャンバは、ウェブの移動に関しての上流側と下流側を有しており、上流側が図１Ａの左である。水平および垂直という用語の使用は、ウェブ１８の水平方向の方向付けに関連する。ウェブ１８は、しかしながら、通常、カウンターロールで支持され、かつコーティング塗布チャンバ１６の領域内で若干の曲率を有している。ここに記載されるコーティング装置は、ウェブ１８上のコーティング厚さを決定するためにウェブ１８からの離間されているブレード又はドクターエレメント２４を含んでいる。ドクターエレメント２４は、ウェブ１８の移動方向にウェブを横切るよう延在している。ドクターエレメントは、また、図１Ａの実施例の中のドクターエレメント２４と下流内部壁２８の間に形成される出口プレナム（pl enum）または流出流路２６の下流壁を定めるためと、コートされるウェブ材料につれてコーティング塗布チャンバ１６を通過する液体コーティング組成物１４の液流とともに循環する例えば空気２２のようなキャリア流体の液流の循環のために、、コーティングチャンバ１６の下流境界壁を形成しかつ更なる距離下方に延在している。図１Ａにおいて、上流境界壁３０は、コーティング装置１０の上流側の境界を定めている。上流境界壁３０は、第１流路１２の入口プレナムの上流側の境界を定めるために更なる距離下方に延びている。上流境界壁３０は、液体コーティング組成物１４の接触ラインまたは濡れ線３２を介在させてウェブ１８と接触するその最上端で終端されており、それゆえ上流部分(section)３４での空気の混入( entrainment)が防止される。示されるように、上流境界壁３０の終端部３６は、好ましくは、曲線形状をなしており、このため上流境界壁の終端３６はウェブ１８に対してほぼ接線方向にある。上流境界壁３０およびその終端部３６は、同様に、ウェブの移動方向を横切って延在している。コーティング装置１０および特にコーティング塗布チャンバ１６は、図１Ａに横断面として表される。図１Ａの実施例は、上流内部側壁３８、内部上壁４０および下流内部側壁４２を含む内部壁を提供している。内部壁３８，４０，４２は上流境界壁３０およびドクターエレメント２４と組み合わされて本実施例のコーティング組成物塗布チャンバ１６の境界を定めている。コーティング組成塗布チャンバ１６はさらにキャリア流体２２の流れを、塗布チャンバの上流側からウェブの移動方向にほぼ平行に導かれる流体層として、流入するためと、流体層２２とウェブ１８の間に液体コーティング組成物１４の液流を支持するために適用される。ウェブに対向する流体層は、内部上壁４０の上方で内部流体層の最上壁を定め、またドクターブレード２４に対向する流体層は、下流内部側壁４２に隣接する内部流体層の下流壁を定める。キャリア流体２２の内部流体層の最上壁は、液体コーティング組成物１４を上流内部壁３０の終端の曲線部分３６からウェブの移動の方向にドクターエレメント２４まで実質的に運ぶ層を提供する。コーティング装置１０は、下流側に向いた方向に上方傾斜した上流境界壁３０および上流内部側壁３８と、上流方向にあるいは上流側から離れる方向に下方傾斜した下流内部壁４２およびドクターエレメント２４と、を同様に提供する。したがって、上流壁３０、３８、内部流体層の最上壁およびウェブ１８、内部流体層の下流壁およびドクターエレメント２４は、ウェブ１８の移動方向に流れ下る液体コーティング組成材料１４の流れの通路を定め、コーティング組成物がその上を流れ下る際に内部流体層壁から液体コーティング組成材料の流れの壁せん断応力を少なくとも減少して、コーティング組成物内の再循環渦流及び渦の形成を減少する。図１Ｂは本発明の短ドエルコーティング装置５０の他の実施例を示し、この装置は、コートされるウェブ１８に接触するコーティング塗布チャンバ５６を通過する液体コーティング組成材料１４が流入する第１の連続的な流路５２を含んでいる。コーティング装置５０は、上述した図１Ａの実施例のように、例えば空気２２であるキャリア流体が流入する第２の連続的な流路５４を同様に含んでおり、キャリア流体２２はコーティング塗布チャンバ５６を同様に通過して、液体コーティング組成物１４の液流をキャリア流体２２とコートされるウェブ材料１８の間に位置させる。図１Ｂの実施例は、しかしながら、図１Ａの内部上壁４０および下流内部側壁４２を利用してはおらず、よってキャリア流体２２が加圧下に設けられるであろうコーティング塗布チャンバ５６の開口エリア内に出ることを許している。第２連続流路５４の上流開口５８で、液体コーティング組成材料１４は、ウェブ１８に対する層として押圧される。液体コーティング組成材料１４の流量は、図１Ｂの実施例では図１Ａの実施例と比較して減少され、そして、ウェブ１８に付着するほぼ１ｍｍの層厚の液体コーティング組成材料１４は、ウェブ１８上に液体コーティング組成物１４を広げかつその厚さを決定するための荷重６２がバイアスされたドクターエレメント６０まで、コーティング塗布チャンバ５６内を５〜１０ｃｍ移動する。第２連続流路の上流開口５８に与えられる圧力は、上述したように、液体コーティング組成物１４のウェブ１８との接触または濡れ線を保持することによって空気の混入を防止するために、液体コーティング組成材料１４がウェブ１８に対して層形成されるところが望ましい。都合がよいことには、しかしながら、図１Ｂの実施例のコーティング塗布チャンバ５６内に供給されるいかなる圧力も、開口５８の下流で減少され、それによってキャリア流体それ自身による下流での混入の可能性は減少される。コーティング装置５０および特にコーティング塗布チャンバ５６は、図１Ｂに横断面として表される。図１Ｂの実施例は、液体コーティング組成物の流れを塗布チャンバ５６に導くために、上流内部側壁６４と上流境界壁６６を設けている。コーティング塗布チャンバ５６は、同様に、キャリア流体２２の流れをウェブ１８の移動方向に塗布チャンバ５６の上流側に導入するためと、液体コーティング組成物１４の液流をキャリア流体２２とウェブ１８の間に位置させるために適用される。液体コーティング組成物１４は、このように、塗布チャンバの上流側からウェブの移動方向に沿ってドクターエレメント６０まで流れ、ドクターエレメント６０は、コーティング組成物が流れ下る際に、塗布チャンバ内の液体コーティング組成物の流れのせん断応力を減少させる状態で、ウェブ１８の移動方向に流れ下る液体コーティング組成物の流れの通路を定める。記述された実施例は、非常に低流量での当システムの流体的振る舞いの研究成果を用いて改良された渦なしコータ構造の研究に関係する。流れの剥離および再循環の回避は、コンピュータモデルの手法によって研究内に示されている。流れ場および自由表面境界の配置は、ウェブ速度範囲を１５ｍ／ｓから３０ｍ／ｓとし、流量を４〜７リットル／秒／メータ(l/s/m)とした取り組みによるガラーキン（Galerkin）の有限要素法を用いることで解決される。いくつかの不安定メカニズムは、コーティング装置内の小区分（ドメイン）の複雑性によって存在している。典型的なコーティング流体の非線形的な構成要素の振る舞い(constitutiv e behavior)が複雑性を増加させる。非常に高速のコーティング装置内での境界は、典型的には柔軟性、透過性があり、異なる領域で未知である。したがって、流れはドメインの大多数の全体にわたってほぼ平行であるとしてとしてモデル化されるが、ウェブ及びブレードが互いに近寄るところに重要な例外領域を持っており、ここではいくらかの液体はブレードの先端下をおし進み、残りはブレードで曲がって流下する。基板とブレード先端との間の間隙層では、流れはほとんど平行で高いせん断速度を経験する。スクワイヤ(Squires)定理は、せん断流れに平行である第１の不安定性が２次元の不安定性によって起こることを定める。復帰流内では、３次元の乱れに至る遠心的な不安定の可能性が存在する。低い(lower)自由表面を持つブレードコーターの流れ場が調べられる。流れは、非圧縮性で、２次元で、定常流であると仮定される。デザイン上での流量およびウェブ速度変化の影響は、最適運転条件に洞察を提供する。２次元的および３次元的乱れに対する結果的な解答の安定性に関する更なる解析は、付加的な情報を提供する。速度場、圧力場、およびブレードコーターの２つの自由表面の配置は、表１および表２に詳細が示されたパラメータを持つ図１Ｃに表されている。特に重要な領域が図２に示されており、ここでは、５０ミクロンの垂直方向の断面長さ（ブレードギャップ）をもつギャップ（間隙）を形成するべくブレード（Ｇ4）とウェブ（Ｇ2）が接近している。入口（Ｇ7，inlet）にポンプ注入された流体部分はギャップを通って進行しかつ基板をコートするが、一方過剰物は廃棄されかつブレードにほぼ平行に流れる。表１流体パラメータ表２幾何パラメータその問題は、次元のない手法で定義することができる。入口(inlet)の断面長さおよびウェブ速度は、長さ及び速度スケールとして使用される。表３は表１及び表２で与えられるパラメータの無次元量に関連する。表３次元のない量コーターでの流れを制御する連続の式および運動量の式である。ここで、σ_ijは応力テンソルを示し、その形式は σ_ij＝−Ｐδ_ij＋τ_ij と仮定される。ここで、τ_ijは、構成要素関係 τ_ij＝２με_ij を持つ偏差的応力テンソルを示している。ここで、ε_ijはひずみ速度テンソルであり、 ε_ij＝１／〔２(ｕ_i,j+ｕ_j,i)〕で与えられる。現アプリケーションのための流体は薄いせん断であると仮定され、動的粘性はカルー（Carreau）構成モデルによって近似される。ここで、μ₀およびμ_∞は、せん断速度が０および無限大の粘性を示している。カルーモデル内のパラメータは、典型的なコーティングカラー(顔料または染料) の振る舞いを基に決定される。上式は、速度と長さを別々にスケールするので、ウェブ速度および流入流路の幅を使うことで無次元化される。Ｕs＝Ｕweb，Ｌs＝Ｌinlet 速度と圧力は，速度および動的圧力スケールｕi^*＝ｕi／Ｕｓ，ｐ^*＝ｐ／（ρＵs²）を使うことによってスケールされる。上付きの「*」は次元なしの変数を示している。独立変数である位置と時間は、速度および長さスケールｘi^*＝ｘi／Ｌｓ，ｔ^*＝ｔ（Ｕs／Ｌs）を使ってスケールされる。ボディの力ｆiは無次元化される。ｆi^*＝ｆI（Ｌs／Ｕs²) 連続，運動量および構成要素関係は，それぞれ，以下のように次元無し形式で表される。かつここで、このコーティングシステムのDirichletの境界条件は次のように明記される。ニューマン(Neumann)条件は、流出境界で適用される。自由表面（Γ７およびΓ8）上で、運動条件はで与えられる。流れが時間から無関係であるとき、この条件はｕi^*ｎi＝０（７）に還元する。ここで、ｎiは前記表面と垂直な単位ベクトルである。動的境界条件は、境界面を連続的に横切る応力を必要とし、それゆえ方線方向および接線方向の応力は、で与えられる。流体表面テンソルγは、一定であり、それゆえ、トラクション（静的摩擦）ベクトルの接線方向成分は零である。上記動的境界条件は、によって無次元化される。上記構成要素関係（６）および適切な境界条件を持つ上記無次元方程式（４）および（５）は、流れ場を完全に記述する。ドメイン（小区分）内の離散位置での速度及び圧力を解決するためのＦＩＤＡＰによる有限要素法が採用される。未知の境界の配置は、自由表面上で満足される条件（７）を連立的に要求することによって充分に結合された手法で決定される。制御方程式、構成要素関係、および境界条件は、与えられたブレードコーティング問題を完全に定める。ドメインは、９ノード化、同一パラメータ、四辺形要素を使って離散される。速度は双二次基礎関数（biquadtratic basis functions ）を用いて要素を超えて近似され、圧力は双一次基礎関数（bilinear basis f unctions）で近似される。自由表面境界は、充分に結合された手法で、定常状態の運動的および動的条件を満足することによって決定される。制御方程式の非線形性は、反復的な問題解決のアポローチを必要とする。固定されたドメイン内のストークス流は、ニュートン−ラフソン（Newton-Raphson）の反復手続きのための最初の推測を提供する。パラメータ連続方法は、パラメータの変化を補助し与えられる境界条件のための所望の解答に到達するために使われる。解答のノルムが１０^-3より小さい反復の間で変化するときに収束が達成される。結果的なコーターの形状および流線は、表４に各事例が一覧化された図３、図４に示される。自由表面の配置の顕著な変化は流量が変化するときに現れる。流量増加はウェブの下のより大きな垂直方向の横断面内で起こり、出口断面幅の減少はＧ５上で、出口速度量の増加は同じ境界上で起こる。再循環流れを回避しかつ表面欠陥を最小化するための欲求は、流れの剥離および再循環が可能な以下の３つの領域を綿密に調べることに我々を導く；アプリケータ流路の直後のメニスカス、ブレード及びウェブがギャップを構成するために近づく角部、メニスカスを形成しかつ基板がコーティングされるブレード先端。メッシュ、流線、および圧力輪郭(contour)が、図５〜図１４に、前記３つの領域に関してプロットされている。これらの図に例示されるように、それらの結果は、流れの剥離または再循環が存在しないことを示している。実際の渦なしコーティング流れシステムは、低流量(４ l/s/m)かつ高コーティング速度(２０m/ s)で存在する。ギャップ領域での速度プロファイルは、コーティングの品質の洞察を提供する。図１５はブレード先端部の位置Ａ−Ａ（図２）での水平方向の無次元の速度プロファイルを示し、一方、図１６はブレード先端部の終端である位置Ｂ−Ｂでの前記プロファイルを表している。図１７はΓ６での水平方向速度プロファイルとして示された流量変化の影響を図示している。静的な接触線では、メニスカスの形成が速度プロファイルに影響を若干及ぼすことは明らかである。ブレード先端に沿っての外見的に直線状の圧力分布を示す図２０は、流量とともに増加するほとんど一定のギャップ内圧力勾配を指摘している。これらの速度プロファイルおよび圧力分布は、ほとんどポワズイユ−コエット（Poiseuille-Couette）の速度分布、互いの相対速度での２つの壁間の流れと一定の圧力勾配をもつ静止壁間の流れとの直線的な組み合わせ、を例示している。このように、コーティング流量及び厚さは、図２１、図２２、および図２３に見られるように、より大きな圧力勾配によって流入流量が増加するに伴なって若干増加する。ブレード及びウェブが接近する流路を形成するコーター部分は、流量変化によってさらに大きく影響を及ぼされる。図８に提供される、ウェブおよびブレードによって形成される角部領域での試験は、流量変化に伴なう充分な自由表面形状の変化を示している。流量が減少されると、自由表面はギャップの方に移動し、入口流量のさらなる減少によってギャップの中に消滅する恐れがある。その対応する流線が図９に示されてる。ブレード及び基板に沿った圧力は、図１８および図１９に示されており、全てのグラフ化された数量は無次元化されている。表６は、全ての変数を次元量に変換するために使用され得る。ギャップから離れると、圧力はまずまず一定の状態を維持する。ギャップ領域内では、圧力は、ギャップの直ぐ上流である、ブレードの前縁でピークをとる。最大圧力は流量の増加に伴なって増加する。高い流量では、圧力はさらなる勾配で増加し、もっと別のプラトー領域を提示する。ピークの後に、流れ場はほとんど周囲圧力を経験し、その後周囲の出口圧力に一致する。ギャップ領域内の圧力輪郭は、図１１に示すように、最大圧力値の減少の他に、より大きな圧力勾配による流量の減少を指摘している。表５ウェブ速度変化の影響の事例研究表４流量変化の影響の事例研究表６次元単位の変換表５は、２つの流量、６および７l/s/mでのウェブ速度の変化による結果を与える。ウェブ速度の増加は、実際上、流れを特徴付ける２つの無次元パラメータ、レイノルズ数、キャピラリ数の増加である。ここで我々は、慣性の影響が増加すると、圧力勾配は増加する一方最大圧力は減少することを発見する。ウェブに沿って、鋭いピークに続く漸次の圧力調整が、低いレイノルズ数で観察される。ウェブ速度の増加の影響は、流量の減少の影響と定性的な関係をもつようだ。ポワズイユ−コエット（Poiseuille-Couette）のほぼ速度プロファイルが、ギャップ領域に再度現れる。ウェブ速度の増加は、より多量の流体を、粘性のあるせん断およびほとんど一定の圧力勾配を通って、ギャップ出口に押し込む。図２４，図２５および図２６に示すように、ウェブ速度の増加に伴なうコーティング厚さの増加が観察される。現解析結果は、本発明の背景に関連して上述したように、プランク−スクリベ（Pranckn & Scriven 1988）のそれらに、定性的に一致していることを示している。現研究の図表的な流れの問題解決、図８〜図１４は、それらの基本的な事例における速度場、流線、圧力輪郭に関して、プランク−スクリベのそれらと比較されるべきである。プランク−スクリベは、それらの基本事例およびレイノルズ数および流量が増加した他の事例に関して、基板にわたった圧力分布に注目した。それらの基本事例において、プランク−スクリベは、圧力分布が、ブレードの案内端の直前のピークに続いて変曲点、またはプラトーをもつことを見出した。プランク−スクリベは、最大圧力が減少されかつ圧力プラトーが排除される、レイノルズ数および流量の増加を見出した。上述した実施例では、基板に沿った圧力プロファイルがギャップの直前にピークを持つことが定められている。圧力プラトーの傾きおよび次元無し圧力ピークは、同様に、レイノルズ数の増加とともに減少することが見出された。上述された実施例は、同様に、コーティング厚さに対するウェブ速度(またはＲｅ｜q=con stおよびＣａ｜q=const)および流量（ｑ｜Uweb=const）の変化の影響を研究している(図２４、図２５および図２６参照)。プランク−スクリベと同じように、レイノルズ数、キャピラリ数、および流量の増加と共にコーティング厚さがほとんど直線的に変化することが見出される。本発明の好ましい実施例は、コーティング材料の壁せん断応力を減少する渦無しコーター内でのウェブの移動と同じ方向に液体コーティング組成物の流れが流れる、移動ウェブのコーティング装置のための装置および方法を示しかつ記述したが、本発明の他の実施例は、明細書の考察およびここに記載された本発明の実施から当業者にとっては容易に明らかになるであろう。明細書および具体例は、請求の範囲に示された発明の真の理解および精神をもつ代表的な１つとして考察されることが意図されている。付表用語一覧 δ_ij クロネッカデルタ ε_ij ひずみ速度テンソル γ 表面張力 Γi 境界 η 自由表面高さ μ 動的粘性係数 μ０ゼロせん断速度の動的粘性係数 μ_∞ 無限せん断速度の動的粘性係数 ρ 密度 σ_ij 応力テンソル σ_n トラクションベクトルの法線成分 σ_t トラクションベクトルの接線成分 τ_ij 偏差的応力テンソルＣａキャピラリ（Capillary）数Ｃ_t コーティング厚さＣカルー（Carreau）指数ｆ_i 重力加速度の構成要素Ｈ自由表面のガウス平均曲率 κ 一定時間Ｌ_ace アプリケータ流路出口Ｌ_blade ブレード長さ（モデル化した）Ｌ_gap ギャップ長さＬ_inlet 入口長さＬ_S 長さスケールＬ_thick ブレード厚さＬ_web ウェブ長さｌ／ｓ／ｍ（リットル/秒/メーター）ｍ／ｓメーター/秒ｎ_i 法線単位ベクトルＰ圧力Ｐ_a 周囲圧力ｑ_exit ブレードに沿った出口流量ｑ_film ギャップ出口流量ｑ_inlet 流入流量Ｒｅレイノルズ数Ｓ特異点ｔ時間Ｕ_inlet 入口のポアズイユのプロファイル上の中心線の速度Ｕ_S 長さスケールＵ_web ウェブ速度Ｕ速度Ｗｅウェバー数Ｗ_t Ｃ−Ｃでのウェブから自由表面までの垂直距離ｘ_i 直角座標＜_blade ブレード角 ^* 次元無し変数を示す上付き

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年５月６日（１９９８．５．６）【補正内容】（原文請求の範囲）１．ウェブがウェブ通路に沿って上流方向から下流方向まで移動するときに液体コーティング組成物をウェブ材料上に塗るコーティング装置であって、前記ウェブから離間され、前記ウェブ上に液体コーティング組成物を広げかつ前記組成物の厚さを定め、前記ウェブ通路を横切るよう延在するドクターエレメントと、上流方向から下流方向まで前記液体コーティング組成物の液流が流入し、前記ウェブ通路を横切るように延在し、前記ウェブ通路に沿ってチャンバの上流側から下流側に移動するウェブに関しての上流側と下流側を有するコーティング組成物塗布チャンバとを有し、前記コーティング塗布チャンバは、横断面的には、上流内部側壁、上流境界壁、およびドクターエレメントを備え、前記コーティング組成物塗布チャンバは、前記上流内部側壁で液体コーティング組成物を流入する第１の流路と、前記塗布チャンバの上流側で前記第１の流路の近隣で終端しその中に導入されるガス層としてのキャリアガスを受けいれるガス流路とを更に備え、ガス流路からのガスを前記コーティング組成材料に接触させ、液体コーティング組成物の流れおよびキャリアガスの流れはウェブの移動方向に移動し、前記コーティング組成物にキャリアガスの流れを直接接触させ、液体コーティング組成物の液流をガス層とウェブの間に支持し、ウェブに対向するガス層は内部ガス層の最上壁を定め、かつドクターブレードに対向するガス層は内部ガス層の下流壁を定め、前記上流境界壁および上流内部側壁はほぼ互いに平行でありそれぞれ互いにほぼ平行な曲線終端部分を有し、前記上流境界壁は前記ウェブ通路と接線関係で終端されており、内部ガス層の最上壁は液体コーティング組成物をウェブの移動方向にそって前記上流内部側壁の前記曲線終端部分から内部ガス層の下流壁およびドクターエレメントまで実質的に搬送し、上流壁、内部ガス層の最上壁、ウェブ、内部ガス層の下流壁およびドクターエレメントは、液体コーティング組成物がウェブの移動方向に下流側に流れる通路を定め、キャリッジガスの流れは、コーティング組成物が前記コーティング塗布チャンバを通って下流側に流れる際に、液体コーティング組成物の流れ上での壁せん断応力を減少させかつコーティング組成物内の再循環渦および渦の形成を減少させるようにしたことを特徴とするコーティング装置。２．前記キャリアガスは、前記コーティング塗布チャンバ内に送り込まれる空気を有し、前記塗布チャンバの少なくとも上流側でウェブに接触するコーティング組成物を圧力下で保持し、前記コーティング組成物がウェブに導入されるときに空気の混入を防止するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のコーティング装置。３．前記コーティング塗布チャンバは、ウェブおよび内部ガス層の最上壁に対向しかつほぼ平行な内部頂部壁と、コーティング塗布チャンバをコーティング組成物の下流への流れのための閉塞されたシステムとして定める下流内部ガス層壁およびドクターエレメントに対向しかつほぼ平行な内部下流壁とを有することを特徴とする請求項２に記載のコーティング装置。４．前記上流境界壁および上流内部側壁は、下流側に向かった方向に上向きに傾斜されていることを特徴とする請求項３に記載のコーティング装置。５．前記内部下流壁およびドクターエレメントは上流側から離れるようにあるいは上流側に向かった方向に下方に傾斜されていることを特徴とする請求項３に記載のコーティング装置。６．ウェブがウェブ通路に沿って上流方向から下流方向まで移動するときに液体コーティング組成物をウェブ材料上に塗るコーティング装置であって、前記ウェブから離間され、前記ウェブ上に液体コーティング組成物を塗り広げかつ前記組成物の厚さを定め、前記ウェブ通路を横切るよう延在するドクターエレメントと、上流方向から下流方向まで前記液体コーティング組成物の液流が流入し、前記ウェブ通路を横切るように延在し、前記ウェブ通路に沿ってチャンバの上流側から下流側に移動するウェブに関しての上流側と下流側を有するコーティング組成物塗布チャンバとを有し、前記コーティング塗布チャンバは、横断面的には、液体コーティング組成物の流れを前記塗布チャンバに導く上流内部側壁および上流境界壁と、前記塗布チャンバの下流側に位置するドクターエレメントを有し、前記コーティング組成物塗布チャンバは、前記上流内部側壁で液体コーティング組成物を流入する第１の流路と、前記第１の流路の近隣で終端し、加圧されたキャリアガス流を加圧された前記塗布チャンバまで運ぶガス流路とをさらに備え、前記キャリアガスは液体コーティング組成物の流れに直接的に接触し、かつウェブおよび液体コーティング組成物が前記塗布チャンバの上流側からドクターエレメントまで同じ方向に移動する際に前記組成物を支持し、加圧されたキャリアガスは液体コーティング組成物がドクターブレードまで下流側に流れる際に前記塗布チャンバ内の液体コーティング組成物上の渦およびせん断応力を減少するようにしたことを特徴とするコーティング装置。７．前記上流境界壁および上流内部側壁はほぼ互いに平行であり、それぞれ互いにほぼ平行な曲線終端部分を有しており、前記上流境界壁は前記ウェブ通路と接線関係で終端されており、コーティング組成物内の再循環渦および渦の形成を減少させるようにしたことを特徴とする請求項６に記載のコーティング装置。８．コーティング装置を通って移動するウェブ材料上に液体コーティング組成物を塗布する方法は以下のステップを備える；上流側から下流側への通路上のウェブの移動方向を横切って延在する上流及び下流側を持つコーティング組成物塗布チャンバに沿ってウェブを移動するステップ、液体コーティング組成物の液流を上流側で前記塗布チャンバ内へ流入するステップ、下流側で、ウェブの移動方向を横切ってドクターエレメントを延在するステップ、ウェブ上に液体コーティング組成物を広げかつ前記組成物の厚さを定めるためにウェブからドクターエレメントを離間させるステップ、前記ウェブの移動方向の上流側に導入されたキャリアガス流を流入するステップ、液体コーティング組成物をキャリアガスとウェブの間に位置させるステップと、上流側からドクターエレメントのほうに液体コーティング組成材料の流れを送り込み、よって前記コーティング組成物が下流側に流れる際に、前記塗布チャンバ内の液体コーティング組成物の流れ上のせん断応力を減少した状態で、液体コーティング組成材料の流れがウェブの移動方向に流れ下る通路を定めるステップ。９．前記液体コーティング組成物の液流を上流側で前記塗布チャンバ内へ流入するステップは、液体コーティング組成物を上流内部側壁および上流境界壁を通って前記塗布チャンバに導くステップを備えることを特徴とする請求項８に記載の塗布方法。１０．前記キャリアガス流を流入するステップは、液体コーティング組成物の流れの下で、空気流を前記塗布チャンバに導くための流路を提供するステップを備えることを特徴とする請求項８に記載の塗布方法。１１．前記上流境界壁および上流内部側壁は互いにほぼ平行でそれぞれ互いにほぼ平行な曲線終端部分を有しており、前記上流境界壁は前記ウェブ通路と接線関係で終端されており、コーティング組成物内の再循環渦および渦の形成を減少させるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の塗布方法。１２．ウェブがウェブ通路に沿って上流方向から下流方向まで移動するときに液体コーティング組成物をウェブ材料上に塗るコーティング装置であって、前記ウェブから離間され、前記ウェブ上に液体コーティング組成物を塗り広げかつ前記組成物の厚さを定め、前記ウェブ通路を横切るよう延在するドクターエレメントと、ウェブ通路を横切るよう延在し、チャンバの上流側から下流側に移動するウェブに関しての上流側と下流側を有し、横断面的には、上流内部側壁、上流境界壁およびドクターエレメントを備えるコーティング組成物塗布チャンバと、前記塗布チャンバの上流側でウェブに液体コーティング組成材料を運ぶコーティング組成物通路と、キャリアガス流を前記塗布チャンバを経由して塗布チャンバの上流側から塗布チャンバの下流側まで運ぶキャリアガス通路と、を具え、前記コーティング組成物通路およびキャリアガス通路は液体コーティング組成物をキャリアガスとウェブの間に位置するために互いに近傍で終端し、前記キャリアガス通路からのキャリアガスはコーティング組成物に直接接触し、前記液体コーティング組成物がウェブの移動方向に沿って下流側に流れる通路によって液体コーティング組成物をコーティング組成物通路からウェブのほうに実質的に導き、前記ウェブに接触する液体コーティング組成物の接触を維持し、前記塗布チャンバの外からのコーティング組成材料内への空気の混入を防ぎ、かつ液体コーティング組成物内の再循環渦および渦の形成を減少するべく、前記キャリアガス通路は、キャリッジガスを塗布チャンバを経由して運ぶようにしたことを特徴とするコーティング装置。１３．前記キャリアガスは、前記第２の上流内部流路を経由して前記コーティング塗布チャンバにポンプ注入される空気を備えるようにしたことを特徴とする請求項１２に記載のコーティング装置。１４．前記空気のキャリアガスは、前記液体コーティング組成物が、前記塗布チャンバの少なくとも上流側で、加圧下で、ウェブに接触することを保持するようにしたことを特徴とする請求項１３に記載のコーティング装置。１５．前記塗布チャンバに流れ込むコーティング組成物およびキャリアガスを流入するために、前記塗布チャンバのドクターエレメントに近隣する少なくとも１つの下流開口を備えるようにしたことを特徴とする請求項１２に記載のコーティング装置。１６．前記塗布チャンバの少なくとも上流側で、前記液体コーティング組成物がウェブに接触することを加圧下で保持する前記キャリアガスは、前記少なくとも１つの下流開口のほうに、減少された塗布チャンバ圧力の下流流れを供給するようにしたことを特徴とする請求項１５に記載のコーティング装置。１７．前記液体コーティング組成物の流れおよびキャリアガス流は、前記第１及び第２の流路からほぼ同じ流量で、塗布チャンバの上流側からウェブの移動方向に導入され、前記コーティング組成物が下流側に流れる際に、前記塗布チャンバ内の液体コーティング組成物の流れ上のせん断応力を減少するようにしたことを特徴とする請求項１２に記載のコーティング装置。１８．前記上流境界壁および上流内部側壁は、下流側に向かった方向に上向きに傾斜されていることを特徴とする請求項１２に記載のコーティング装置。１９．前記下流内部壁およびドクターエレメントは、上流側から離れるようにあるいは上流側に向かって下方に傾斜されていることを特徴とする請求項１２に記載のコーティング装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．ウェブが通路に沿って上流方向から下流方向まで移動するときに液体コーティング組成物をウェブ材料上に塗るコーティング装置であって、前記ウェブから離間され、前記ウェブ上に液体コーティング組成物を広げかつ前記組成物の厚さを定め、前記ウェブの移動方向のウェブ通路を横切って延在するドクターエレメントと、上流方向から下流方向まで前記液体コーティング組成物の液流が流入し、前記前記ウェブの移動方向ウェブ通路を横切って延在し、前記ウェブ通路に沿ってチャンバの上流側から下流側に移動するウェブに関しての上流側と下流側を有するコーティング組成物塗布チャンバとを有し、前記コーティング塗布チャンバは、横断面的には、上流内部側壁、上流境界壁、およびドクターエレメントを備え、前記コーティング組成物塗布チャンバは、前記塗布チャンバの上流側からウェブの移動方向にほぼ平行に導入される流体層としてのキャリア流体を受けいれ、液体コーティング組成物の液流を前記流体層とウェブの間に支持し、ウェブに対向する流体層は内部流体層の最上壁を定め、かつドクターブレードに対向する流体層は内部流体層の下流壁を定め、前記上流境界壁および上流内部側壁はほぼ互いに平行でそれぞれ互いにほぼ平行な曲線終端部分を有し、前記上流境界壁は前記ウェブ通路と接線関係で終端されており、前記内部流体層の最上壁は前記液体コーティング組成物をウェブの移動方向にそって上流内部側壁の前記曲線終端部分から内部流体層の下流壁およびドクターエレメントまで実質的に搬送し、前記上流壁、内部流体層の最上壁、ウェブ、内部流体層の下流壁およびドクターエレメントは液体コーティング組成物がウェブの移動方向に下流側に流れる通路を定め、コーティング組成物がその上を下流側に流れる際に前記内部流体層壁から液体コーティング組成物の流れ上での壁せん断応力を少なくとも減少させ、コーティング組成物内の再循環渦および渦の形成を減少させるようさらに用いられる、ようにしたことを特徴とするコーティング装置。２．前記キャリア流体は、前記コーティング塗布チャンバ内にポンプ注入される空気を有し、前記塗布チャンバの少なくとも上流側でウェブに接触するコーティング組成物を圧力下で保持し、前記コーティング組成物がウェブに導入される際に空気の混入を防止するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のコーティング装置。３．前記コーティング塗布チャンバは、ウェブおよび内部流体層の最上壁に対向しかつほぼ平行な内部頂部壁と、コーティング塗布チャンバをコーティング組成物の下流への流れのための閉塞されたシステムとして定める内部流体層の下流壁およびドクターエレメントに対向しかつほぼ平行な内部下流壁とを有することを特徴とする請求項２に記載のコーティング装置。４．前記上流境界壁および上流内部側壁は、下流側に向かった方向に上向きに傾斜されていることを特徴とする請求項３に記載のコーティング装置。５．前記内部下流壁およびドクターエレメントは上流側から離れるようにあるいは上流側に向かった方向に下方に傾斜されていることを特徴とする請求項３に記載のコーティング装置。６．ウェブが通路に沿って上流方向から下流方向まで移動するときに液体コーティング組成物をウェブ材料上に塗るコーティング装置であって、前記ウェブから離間され、前記ウェブの移動方向のウェブ通路を横切って延在するドクターエレメントと、上流方向から下流方向まで前記液体コーティング組成物の液流が流入し、前記ウェブの移動方向のウェブ通路を横切って延在し、チャンバの上流側から下流側に移動するウェブに関しての上流側と下流側を有するコーティング組成物塗布チャンバとを有し、前記コーティング塗布チャンバは、横断面的には、液体コーティング組成物の流れを前記塗布チャンバに導く上流内部側壁および上流境界壁と、前記塗布チャンバの下流側で、前記ウェブ上に液体コーティング組成物を広げかつ前記組成物の厚さを定めるドクターエレメントを有し、前記コーティング組成物塗布チャンバは、前記塗布チャンバの上流側でウェブの移動方向に導入され、液体コーティング組成物の液流を前記キャリア流体とウェブの間に位置させるキャリア流体の液流を受けいれ、液体コーティング組成物は前記塗布チャンバの上流側からウェブの移動方向にドクターエレメントまで流れ、コーティング組成物が流れを下る際に塗布チャンバ内の液体コーティング組成物の流れ上でのせん断応力を減少させた状態で、液体コーティング組成物の流れがウェブの移動方向に流れ下る通路を定めるようさらに用いられる、ようにしたことを特徴とするコーティング装置。７．前記上流境界壁および上流内部側壁はほぼ互いに平行であり、それぞれ互いにほぼ平行な曲線終端部分を有しており、前記上流境界壁は前記ウェブ通路と接線関係で終端されており、コーティング組成物内の再循環渦および渦の形成を減少させるようにしたことを特徴とする請求項６に記載のコーティング装置。８．コーティング装置を通って移動するウェブ材料上に液体コーティング組成物を塗布する方法は以下のステップを備える；上流側から下流側への通路上のウェブの移動方向を横切って延在する上流及び下流側を持つコーティング組成物塗布チャンバに沿ってウェブを移動するステップ、液体コーティング組成物の液流を上流側で前記塗布チャンバ内へ流入するステップ、下流側で、ウェブの移動方向を横切るようドクターエレメントを延在するステップ、ウェブ上に液体コーティング組成物を広げかつ前記組成物の厚さを定めるためにウェブからドクターエレメントを離間させるステップ、前記ウェブの移動方向の上流側に導入されたキャリア流体の液流を流入するステップ、液体コーティング組成物をキャリア流体とウェブの間に位置させるステップと、上流側からドクターエレメントのほうに液体コーティング組成材料の流れをポンプ注入し、よって前記コーティング組成物が下流側に流れる際に、前記塗布チャンバ内の液体コーティング組成物の流れ上のせん断応力を減少した状態で、液体コーティング組成材料の流れがウェブの移動方向に流れ下る通路を定めるステップ。９．前記液体コーティング組成物の液流を上流側で前記塗布チャンバ内へ流入するステップは、液体コーティング組成物を上流内部壁および上流境界壁を通って前記塗布チャンバに導くステップを備えることを特徴とする請求項８に記載の塗布方法。１０．前記キャリア流体を流入するステップは、液体コーティング組成物の流れの下で、空気流を前記塗布チャンバに導くための流路を提供するステップを備えることを特徴とする請求項８に記載の塗布方法。１１．前記上流境界壁および上流内部壁は互いにほぼ平行であり、それぞれ互いにほぼ平行な曲線終端部分を有しており、前記上流境界壁は前記ウェブ通路と接線関係で終端されており、コーティング組成物内の再循環渦および渦の形成を減少させるようにしたことを特徴とする請求項８に記載の塗布方法。