JP5114037B2 - 塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗布装置及び塗布方法に関するものであり、特に、写真感光乳化剤、磁性液、視野角向上膜、反射防止膜を形成するための溶液、カラーフィルター用顔料液、表面保護膜を形成するための溶液等の塗布液をプラスチックフィルム、紙、金属箔等の支持体に塗布するための塗布装置及び塗布方法に関するものである。

移動する支持体（ウエブ等）の表面に塗布液を塗布するための方法として、ダイコーティング法が知られている。近年は、ダイコーティング法により形成される膜の高性能化等に伴い、従来よりも薄い潤滑膜厚が２０〔μｍ〕以下の領域で、高精度な積層膜を形成する技術が要求されている。このような薄い膜を均一に形成するためには、塗布装置における精度、特に、先端リップとウエブとのクリアランスが非常に重要となる。

このクリアランスは、環境温度のみならず塗布装置の製造における影響を強く受けるものであり、塗布されるウエブ幅全体にわたり均一にする必要があることから、最終的には微調整を行う必要がある。特許文献１及び特許文献２には、塗布ダイと塗布ダイを固定する架台とを複数の押しボルト、引きボルトで連結し、これらの押しボルト、引きボルトを調整することにより、先端リップとウエブとのクリアランスを調整する方法が開示されている。
特開平６−１４２５８８号公報 特開２００５−２７０８７７号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されている発明は、先端リップとウエブとのクリアランスの調整は可能であるが、押しボルト及び引きボルトのボルトによる調整であることから、一般にボルトは遊び等を有しているため正確な位置に調整を行うことが困難であり、調整の再現性が乏しいため、偶発的な成功になるまでボルトによる調整を繰り返すことになる。また、このようなボルトによる調整では、塗布装置における回転体等の振動を受け、塗布を行っている途中でボルトがゆるみ、クリアランスが変化してしまい塗布液を均一に塗布できないといった問題や、ウエブを破損するといった問題などの実用上の問題が多い。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、クリアランスの位置調整を容易に行うことができ、かつ、塗布工程におけるクリアランスの変化が少ない塗布装置及び塗布方法を提供するものである。

請求項１に記載の発明は、移動しているウエブ上に、架台に固定された塗布ダイの先端リップから塗布液を塗布する塗布装置において、前記塗布ダイと接合される架台の接合面の接合領域に、前記塗布ダイと前記架台とを結合するためのボルトを貫通させるための穴または切欠きを有するシムを複数配置し、配置された前記シムの各々の厚さを調整することにより、塗布ダイの先端リップにおける真直度を調整することを特徴とする塗布装置である。

請求項２に記載の発明は、前記接合領域は、前記架台の接合面において塗布ダイの方向に凸となっていることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置である。

請求項３に記載の発明は、前記シムは、ウエブの移動方向に垂直な方向における幅が、前記ボルト直径の１．２倍〜７倍であることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置である。

請求項４に記載の発明は、前記架台の接合面に配置されるシムが、４個以上であり、かつ使用される前記シムのウエブ移動方向に垂直な方向における幅の合計が、前記架台の接合面のウエブ移動方向に垂直な方向における幅方向の合計の半分以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の塗布装置である。

請求項５に記載の発明は、前記架台は、塗布ダイから前記架台を固定する固定台に向かう方向に形成されている複数の柱が存在しており、前記接合領域はすべて前記柱の端上となる領域に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の塗布装置である。

請求項６に記載の発明は、前記柱の他方の端となる領域における面のすべて、又は、両端を除くすべての面が、前記固定台と密着していることを特徴とする請求項５に記載の塗布装置である。

請求項７に記載の発明は、前記シムは、ＳＵＳ鋼により構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の塗布装置である。

請求項８に記載の発明は、前記塗布ダイの先端リップに近接して配置されたウエブを巻きつけたバックアップローラを回転させ、前記バックアップローラの回転により移動している前記ウエブ上に、請求項１から７のいずれかに記載の塗布装置の先端リップより塗布液を供給することを特徴とする塗布方法である。

以上より、本発明における塗布装置及び塗布方法によれば、クリアランスの調整が容易に行うことができ、また、塗布工程におけるクリアランスの変化が少ないため、ウエブ上に安定的に均一に塗布液を塗布することができる。

〔塗布装置〕
本発明に係る塗布装置の実施の形態を図１に基づき説明する。

図１は、本実施の形態における塗布装置のウエブ幅方向に垂直に切断した断面図であり、図２は、本実施の形態における塗布装置の斜視図である。

本実施の形態における塗布装置は、バックアップローラ１４に連続走行するウエブ１５が巻きつけられており、塗布ダイ１２は、このバックアップローラ１４に近接して配置され、塗布ダイ１２からは塗布液１６がウエブ１５上に塗布される構成になっている。

塗布ダイ１２は、直接、もしくはＳＵＳ鋼により構成されているシム１３を介し架台１１と接合されている。シム１３の中央には、塗布ダイ１２を架台１１に固定するための穴または切欠きが形成され、塗布ダイ１２には、架台１１を固定するためのねじ穴が形成されている。塗布ダイ１２は、この穴または切欠きを介しボルト２２によって、架台１１に固定されている。更に、架台１１は、固定台２３に固定されている。尚、本実施の形態では、ＳＵＳ鋼からなるシム１３を用いたが、経時変化の少ない材料であって、剛性の高い材料であれば、特に限定されるものではない。

塗布液１６をウエブ１５に均一に塗布するためには、前述のとおり、バックアップローラ１４と塗布ダイ１２の先端リップ１２ａとの間隔、即ち、クリアランスが均一であることが望ましい。このため複数のシム１３を架台１１と塗布ダイ１２の間に挿入し、各々の挿入されるシム１３の厚さを変えることにより塗布ダイ１２の先端リップ１２ａの先端の真直度を調整し、バックアップローラ１４と塗布ダイ１２の先端リップ１２ａとの間隔が均一になるように調整するものである。具体的に図３、図４に基づき説明する。図３は、本実施の形態における塗布装置のウエブ幅方向に平行に切断した断面図であり、図４はこの拡大図である。図３に示すように、塗布ダイ１２と架台１１とは複数のシム１３を介し接合されている。塗布ダイ１２の先端リップ１２ａの真直度を調整するためには、各々のシム１３の膜厚の異なるものを挿入することにより調整を行う。各々のシム１３の設置される位置は、架台１１に設けられている強度確保のための柱２１の塗布ダイ１２側の端面に相当する位置である。具体的には、架台１１を固定するための固定台２３と塗布ダイ１２との間に設けられた架台１１の強度確保のための柱２１の塗布ダイ１２側の端面において、その柱２１の端の領域のみ接触の再現性を上げるための凸面が形成されており、この領域に、シム１３を介し架台１１に塗布ダイ１２を固定した構成のものである。架台１１の柱２１の端上において、塗布ダイ１２が固定されているため、塗布ダイ１２の重量等により架台１１が変形することはなく、塗布ダイ１２の先端リップ１２ａの真直度を安定的に高めることができるものである。

一方、図３に示すように、架台１１の柱２１の他方の端の面は、両端の柱２１を除き固定台２３の表面と接触し接触面２５となっているため、塗布ダイ１２の重量等の及ぼす力はすべて、架台１１の柱２１を介し、固定台２３の表面にかかる。従って、塗布ダイ１２の加重による架台１１の変形は極めて少なく、固定台２３を変形しない材料で構成することにより、塗布ダイ１２の先端リップ１２ａの真直度は変化することがない。本実施の形態では、振動等による移動を防止するため架台１１と固定台２３とは４本のボルトにより固定されている。尚、架台１１の柱２１の他方の端の面のすべての面を固定台２３に表面と接触させてもよい。

以上の構成とすることにより、シム１３による調整を一旦行えば、長期間そのままの状態で使用することが可能である。

発明者らの検討の結果では、架台１１の柱２１の塗布ダイ１２の幅方向の幅（ウエブ幅方向の幅）は、ボルト呼び径の１．４倍以上であり、かつ２０〔ｍｍ〕以上、１００〔ｍｍ〕以下であることが望ましい。架台１１が変形しないためには、ボルト呼び径の１．４倍以上かつ２０〔ｍｍ〕以上の幅が必要であるからである。尚、架台１１に柱２１を形成することなく、架台１１の全体をバルク状に形成した場合では、架台１１の重量は非常に重いものとなり、移動や微調整等を行う際に困難になるとともに、架台１１自身の自重により変形する場合があるため、構造としては適当とはいいがたい。従って、柱の幅は、１００〔ｍｍ〕以下であることが望ましい。

更に、この柱２１の塗布ダイ１２側の端の面にシム１３を配置し塗布ダイ１２の先端リップ１２ａの真直度の調整を行うため、設置されるシム１３の数は４個以上必要となる。シムの数が３個以下では、シムによる先端リップ１２ａの真直度の微妙な調整を行うことができないからである。

また、通常は架台１１には切欠き２６が設けられるが、架台１１の柱２１は、塗布ダイ１２より固定台２３まで貫く構造で支えているため、柱２１の端の接触面２５以外の面に形成される構成が望ましい。尚、このような切欠き２６が形成されない架台１１の構造もあり、この場合は、固定台２３と架台１１は広い領域において接触面２５を形成することとなる。

〔塗布方法〕
次に、図１に基づき、本発明に係る塗布方法について説明する。本発明に係る塗布方法は、前述した本発明に係る塗布装置を用いる。具体的には、塗布ダイ１２に供給された塗布液１６は、塗布ダイ１２内に形成されたスリットを介し、塗布ダイ１２の先端リップ１２ａに供給される。塗布ダイ１２の先端リップ１２ａは、バックアップローラ１４により、連続走行しているウエブ１５に近接して所定のクリアランスで配置されており、塗布液１６は塗布ダイ１２の先端リップ１２ａとウエブ１５の間において、一種のビードを形成しながら、ウエブ１５に塗布される。塗布される際のクリアランスは、ウエブ１５の幅全体にわたり、３〔μｍ〕以下であることが望ましく、この範囲内に収まるようにシム１３により塗布ダイ１２の先端リップ１２ａの真直度が調整されている。

尚、塗布される塗布液１６の粘度は、０．１〜１０００〔ｐ〕（０．０１〜１００〔Ｐａ・ｓ〕）の範囲が好ましく、より好ましくは、１〜１００〔Ｐ〕（０．１〜１０〔Ｐａ・ｓ〕）が好ましい。

塗布液１６の塗布されたウエブ１５は、乾燥処理、カレンダー処理が施された後、一旦ロール状に巻き取られ、ロール状のまま加熱又はＵＶ照射により硬化処理される。硬化処理されたウエブ１５は、所定の幅に細長く裁断されて写真感光材料や磁気記録媒体、ＰＳ版、光学機能性フィルム等の製品となる。

尚、本発明に係る塗布装置及び塗布方法により、液晶、磁性材料、写真感光剤、有機ＥＬ、色素材料、粘着材料、導電性材料、絶縁性材料等を塗布することができる。

以上、本発明に係る塗布装置及び塗布方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行うことが可能である。

次に、本発明の実施例と比較例とを対比した試験結果を説明する。

（１）実施例の塗布ダイ及び架台の条件を次のようにした。

（塗布ダイ）
塗布ダイとして全長１４００ｍｍ、有効塗布幅１２５０ｍｍのダイを用いた。

（架台）
架台として全長１２００ｍｍのものを使用し、止めボルトの呼び径及び本数、柱の数および本数、等を変更した架台を作成し、塗布ダイを搭載、リップ先端の真直度を測定した。

（２）一方、比較例の塗布ダイ及び架台の条件を次のようにした。

（塗布ダイ）
実施例と同様に、塗布ダイとして全長１４００ｍｍ、有効塗布幅１２５０ｍｍのダイを用いた。

（架台）
架台として実施例と同様の架台を作成した。ただし塗布ダイの固定および真直度
調整はシムを用いずに、押し引きボルトによって行なう構造とした。

（３）真直度の測定等は次のように実施した。

〔真直度の測定〕
真直度は塗布ダイをバックアップロールに正対させ、ダイリップ先端とバックアップロールの間隔をシックネスゲージにより測定し、該間隔の最大値−最小値により求めた。

〔リニアリティ〕
シム又は押し引きボルトの調整量に対するリップ先端の移動量の比率をリニアリティとして定義した。例えば、シムＡ、Ｂの厚みをｔＡ、ｔＢ、そのときのリップ先端の初期値に対する移動量をｄＡ、ｄＢとしたとき、リニアリティ＝（ｄＢ−ｄＡ）／（ｔＢ−ｔＡ）×100（％）で定義される。

〔試験結果〕
上記の実施例と比較例との試験結果を表図１に示した。評価は、リニアリティと真直度の両方が良い結果のものを◎、リニアリティと真直度の何れかが良い場合を△○、または○とし、両方とも悪い結果の場合を×とした。

表図１から分かるように、シムによって真直度を調整した本発明の実施例１〜６は、リニアリティが６５％以上で、ダイリップ先端とバックアップロールの間隔が最大でも５．２μｍであり、良好なリニアリティ及び真直度を得ることができた。実施例１〜６のなかでも特に、シムのウエブの移動方向に垂直な方向における幅が、ボルト直径の１．２倍〜７倍（図表１の「倍率」）で、かつ架台の柱本数が４本以上である条件を満足する実施例１、３、５は◎で良い結果であった。

これに対して、押しボルトによって真直度を調整した比較例の場合には、リニアリティが５５％と実施例６よりも小さく、ダイリップ先端とバックアップロールの間隔が１２．０μｍと大きく、リニアリティ及び真直度ともに悪い結果であった。

本発明の実施の形態に係る塗布装置のウエブに垂直な方向の断面図 本発明の実施の形態に係る塗布装置の斜視図 本発明の実施の形態に係る塗布装置のウエブに平行な方向の断面図 本発明の実施の形態に係る塗布装置のウエブに平行な方向の断面の拡大図 本発明の別の実施の形態に係る塗布装置のウエブに平行な方向の断面図 本発明の実施例と比較例の試験結果を示す表図

符号の説明

１１…架台、１２…塗布ダイ、１２ａ…先端リップ、１３…シム、１４…バックアップローラ、１５…ウエブ、１６…塗布液、２１…柱、２２…ボルト、２３…固定台、２５…接触面、２６…切欠き

Claims (8)

1. 移動しているウエブ上に、架台に固定された塗布ダイの先端リップから塗布液を塗布する塗布装置において、
   前記塗布ダイと接合される架台の接合面の接合領域に、前記塗布ダイと前記架台とを結合するためのボルトを貫通させるための穴または切欠きを有するシムを複数配置し、
   配置された前記シムの各々の厚さを調整することにより、塗布ダイの先端リップにおける真直度を調整することを特徴とする塗布装置。
2. 前記接合領域は、前記架台の接合面において塗布ダイの方向に凸となっていることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記シムは、ウエブの移動方向に垂直な方向における幅が、前記ボルト直径の１．２倍〜７倍であることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置。
4. 前記架台の接合面に配置されるシムが、４個以上であり、かつ使用される前記シムのウエブ移動方向に垂直な方向における幅の合計が、前記架台の接合面のウエブ移動方向に垂直な方向における幅方向の合計の半分以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の塗布装置。
5. 前記架台は、塗布ダイから前記架台を固定する固定台に向かう方向に形成されている複数の柱が存在しており、前記接合領域はすべて前記柱の端上となる領域に形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の塗布装置。
6. 前記柱の他方の端となる領域における面のすべて、又は、両端を除くすべての面が、前記固定台と密着していることを特徴とする請求項５に記載の塗布装置。
7. 前記シムは、ＳＵＳ鋼により構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の塗布装置。
8. 前記塗布ダイの先端リップに近接して配置されたウエブを巻きつけたバックアップローラを回転させ、
   前記バックアップローラの回転により移動している前記ウエブ上に、請求項１から７のいずれかに記載の塗布装置の先端リップより塗布液を供給することを特徴とする塗布方法。

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