DE69924956T2

DE69924956T2 - Vorrichtung und Verfahren zum streifenförmigen Auftragen von Bechichtungsmaterial

Info

Publication number: DE69924956T2
Application number: DE69924956T
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Osaka-shi Kamikihara; Masaru Nishinomiya-shi Watanabe
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2005-09-29
Anticipated expiration: 2019-12-16
Also published as: US6344088B1; EP1010472B1; EP1010472A3; EP1010472A2; DE69924956D1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen von Beschichtungsmaterial und ein Verfahren zum streifenförmigen Aufbringen von Beschichtungsmaterial auf einer Seite oder auf beiden Seiten eines Trägermaterials, das sich kontinuierlich fortbewegt.
2. Stand der Technik
Als Vorrichtung zum Auftragen eines Beschichtungsmaterials zum Auftragen einer Beschichtungsflüssigkeit auf die Oberfläche eines Trägermaterials, das sich kontinuierlich fortbewegt, ist eine Extrusionsvorrichtung zum Beschichten bekannt, die einen Verteiler zum Verteilen einer Beschichtungsflüssigkeit in Richtung der Breite der Beschichtung und einen Schlitz zum Wechseln und Ausströmen der Beschichtungsflüssigkeit, die dem Verteiler geliefert wird, umfasst.
EP 0412187 offenbart eine Lip Drive-Struktur für eine T-Düse, wobei der Spalt des Schlitzes mit Hilfe eines Faltenbalgs eingestellt werden kann.
Als ein Verfahren zum streifenförmigen Auftragen der Beschichtungsflüssigkeit durch die Extrusionsvorrichtung zum Beschichten ist ein Verfahren zum Ausströmen der Beschichtungsflüssigkeit bekannt, während dessen Fluss innerhalb eines Schlitzes durch eine/mehrere bereitgestellte Teilungen im Schlitz aufgeteilt wird.
Zusätzlich wendet das Verfahren, das die Teilungen nutzt, das folgende Verfahren zum Ausgleichen der Schichtdicke in Richtung der Breite der Beschichtung an. Es wird nämlich in einer T-förmigen Düse zum Extrudieren eines Kunstharzfilms oder einer Lage ein Lippenrand der Düse durch Drücken oder Ziehen einer Differentialschraube, oder eines Wärmebolzens oder durch einen Luftdruckantrieb oder ähnliches hineingedrückt, verändert, so dass die Ausströmmenge genau eingestellt wird, um die Filmdicke in Richtung der Breite auszugleichen. Oder die Düse wird durch eine Aufheizvorrichtung, die innerhalb der Düse vorgesehen ist, teilweise aufgeheizt, wodurch sich die Flusseigenschaften des Kunstharzes, der aufgetragen wird, ändern, indem dessen Temperatur verändert wird, so dass der Film in Richtung der Breite eine ausgeglichene Dicke aufweist.
Darüber hinaus ist in der japanischen Veröffentlichung der ungeprüften Patentanmeldung H9 ('97)-271705 ein Verfahren offenbart, wobei in einer Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung, die einen Beschichtungsfilm aus Fotoresistflüssigkeit oder ähnlichem auf einen Halbleiterwafer oder ein Glassubstrat bildet, der Lippenrand einer Düse durch ein Piezostellglied verändert wird, um die Ausströmmenge fein einzustellen, so dass die Filmdicke in Richtung der Breite der Beschichtung des Beschichtungsfilms ausgeglichen wird.
Im Falle des streifenförmigen Aufbringens der Beschichtung ist es wichtig die Ausströmmenge in Richtung der Breite der Beschichtung am Schlitzausgang für jeden Streifen der Beschichtungsflüssigkeit auszugleichen, um die Beschichtungsmenge in der Richtung der Breite der Beschichtung für jeden Streifen anzugleichen.
Bei der oben genannten T-förmigen Düse oder anderen Vorrichtungen zum Auftragen von Beschichtungsmaterial ist es für den Fall, dass über die gesamte Breite aufgetragen wird, einfach die Ausströmmenge in Richtung der Breite der Beschichtung auszugleichen, indem der Lippenrand der Düse sowie der Randbereich dieses Abschnitts gleichzeitig angepasst wird. Im Falle des streifenförmigen Aufbringens des Beschichtungsmaterials ist es jedoch nötig die Ausströmmenge für jeden Streifen anzugleichen, da dies für die ausgeglichene Schichtdicke der Beschichtung für jeden Streifen wichtig ist. Falls der Rand des Abschnitts, an dem der Lippenrand der Düse verändert wird, ebenso verändert wird, ist es jedoch nicht einfach, die Inkonsistenz der Schichtdicke der Beschichtung für jeden Streifen zu kontrollieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das oben genannte Problem der Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung gemäß dem Stand der Technik zu lösen und eine Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung und ein Verfahren bereitzustellen, die es ermöglichen die Schichtdicke in Richtung der Breite der Beschichtung der Beschichtungsflüssigkeit selbst dann auszugleichen, wenn die Beschichtung streifenförmig aufgetragen wird.
Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung (entsprechend dem Anspruch 1) umfasst die Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung mit mindestens zwei Streifen:
mehrere Schlitzauslässe, die an einem Düsenrand vorgesehen sind;
ein Paar oberer und unterer Blockkanten, die die Schlitzauslässe bilden;
Streifeneinteilungen, die in mehrere Schlitzauslässe teilen;
Kerben, die mindestens auf einem der Blockkanten in Richtung der ausströmenden Beschichtungsflüssigkeit ausgebildet sind, wobei die Kerben entsprechend der Positionen der Streifeneinteilungen ausgebildet sind;
bewegliche Teile, die durch die Kerben und dünne Teile an der/den Blockkante/n, wo die Kerben ausgebildet sind, ausgebildet sind; und
Schlitzweiteneinstellmittel zum Einstellen der Schlitzweiten, indem die beweglichen Teile bewegt werden.
Ebenso umfasst die Vorrichtung zum Auftragen von mindestens zwei Streifen, nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung (entsprechend dem Anspruch 9) eine Düse mit Schlitzweiteeinstellmittel zum Einstellen der Schlitzweite umfasst, wobei bewegbare Teile, die an einem der oberen oder unteren Blocks, die die Schlitzauslässe bilden, ausgebildet werden, durch dünne Teile bewegt werden, wobei
Verschiebungssensoren die Verschiebung der bewegbaren Teile messen; und
das Schlitzweiteneinstellmittel basierend auf numerischen Werten, die von den Fortbewegungssensoren ausgegeben werden, eine Rückkopplungssteuerung ausüben.
Darüber hinaus ist, nach dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung (entsprechend dem Anspruch 12), ein Schlitzweiteneinstellverfahren zum Einstellen einer Schlitzweite in einer Vorrichtung zum Auftragen von streifenförmigen Beschichtungen gemäß der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung so, dass
ein Zusammenhang zwischen einem Einstellbetrag für ein Beschichtungsfilm und einer Bewegung des beweglichen Teils im voraus vorbereitet wird;
eine Dicke des Beschichtungsfilms nach Auftragung erfasst wird;
aus der Dicke ein Dickeneinstellbetrag berechnet wird und, basierend auf dem Zusammenhang, der Betrag der Bewegung für das bewegliche Teil berechnet wird; und
basierend auf der Bewegung des beweglichen Teils, das bewegliche Teil durch das Schlitzweiteneinstellmittel bewegt wird.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine schematische Ansicht eines Beschichtungsverfahrens in einer Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung gemäß der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Düse der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Querschnittsansicht einer Düse der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine perspektivische Ansicht einer Düsenkante der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
5(a) ist eine perspektivische Ansicht einer Düsenkante, wenn diese in einer Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung gemäß dem Stand der Technik verändert wird;
5(b) ist eine Querschnittsansicht eines streifenförmigen Beschichtungsfilms durch eine Düsenkante, nach der Veränderung in einer Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung gemäß dem Stand der Technik;
5(c) ist eine Querschnittsansicht eines streifenförmigen Beschichtungsfilms durch eine Düsenkante, vor der Veränderung in einer Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung gemäß dem Stand der Technik;
6(a) ist eine perspektivische Ansicht einer Düsenkante, wenn diese in einer Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung verändert wird;
6(b) ist eine Querschnittsansicht eines streifenförmigen Beschichtungsfilms durch eine Düsenkante nach der Veränderung in einer Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
6(c) ist eine Querschnittsansicht eines streifenförmigen Beschichtungsfilms durch eine Düsenkante vor der Veränderung in einer Vorrichtung zum streifenförmigen Auflagen einer Beschichtung der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 ist eine schematische Ansicht einer Beschichtungsauftragung durch eine Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Düse, die das Merkmal der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
9 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Düsenkante, die das Merkmal der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
10(a) ist eine Querschnittsansicht eines streifenförmigen Beschichtungsfilms durch eine Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung gemäß dem Stand der Technik;
10(b) ist eine Querschnittsansicht eines streifenförmigen Beschichtungsfilms durch eine Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
10(c) ist eine vergrößerte Planansicht, die eine Streifeneinteilung in einer Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung gemäß dem Stand der Technik zeigt;
11 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die ein Streifensteuerteil gemäß der vorliegenden Erfindung (entsprechend dem Anspruch 7) darstellt;
12 ist eine vergrößerte Planansicht eines Streifensteuerteils gemäß der vorliegenden Erfindung (entsprechend dem Anspruch 8);
13(a) ist ein Diagramm, welches das Ergebnis der Schichtdickenverteilungsmessung eines streifenförmigen Beschichtungsfilms durch eine Schlitzweite vor der Einstellung gemäß der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1) zeigt;
13(b) ist ein Diagramm, welches das Ergebnis der Schichtdickenverteilungsmessung eines streifenförmigen Beschichtungsfilms durch eine Schlitzweite nach der Einstellung gemäß der vorliegenden Erfindung (Beispiel 1) zeigt;
14(a) ist ein Diagramm, welches das Ergebnis der Schichtdickenverteilungsmessung eines streifenförmigen Beschichtungsfilms durch eine Schlitzweite vor der Einstellung gemäß der vorliegenden Erfindung (Beispiel 2) zeigt;
14(b) ist ein Diagramm, welches das Ergebnis der Schichtdickenverteilungsmessung eines streifenförmigen Beschichtungsfilms durch eine Schlitzweite nach der Einstellung gemäß der vorliegenden Erfindung (Beispiel 2) zeigt;
15(a) ist ein Diagramm, welches das Ergebnis der Schichtdickenverteilungsmessung eines streifenförmigen Beschichtungsfilms durch eine Schlitzweite vor der Einstellung gemäß der vorliegenden Erfindung (Beispiel 3) zeigt;
15(b) ist ein Diagramm, welches das Ergebnis der Schichtdickenverteilungsmessung eines streifenförmigen Beschichtungsfilms durch eine Schlitzweite nach der Einstellung gemäß der vorliegenden Erfindung (Beispiel 3) zeigt;
16 ist eine perspektivische Ansicht einer Düse, die das Merkmal der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
17 ist eine schematische Ansicht eines Rückkopplungssystems, welches das Merkmal der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist;
18 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Düse, die eine Position anzeigt, bei der ein Verschiebungssensor in der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist;
19(a) ist eine vergrößerte Planansicht einer Düse im Falle, dass ein bewegliches Teil des Verschiebungssensor nicht in der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird;
19(b) ist eine vergrößerte Planansicht einer Düse in dem Fall, dass ein bewegliches Teil des Verschiebungssensor in der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
20 ist ein Flussdiagramm eines Rückkopplungssystems gemäß der 21 der vorliegenden Erfindung.
21 ist eine schematische Ansicht eines Rückkopplungssystems, welches das Merkmal der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist.

1: Materialtank
2: Beschichtungsflüssigkeit
3: Lieferpumpe
4: Filter
5: Durchflussmesser
6: Verteiler
7: Schlitz
8: Streifeneinteilung
9: Trägermaterial
10: Streifenförmige Beschichtung
11: Oberer Block
12: Unterer Block
13L, 13R: Seitenblöcke
14: Rohr zum Liefern der Beschichtungsflüssigkeit
15: Schlitzweiteeinstellmittel
16: Fixierter Teil des Schlitzweiteeinstellmittels
17: Kerbe
18: Bewegliches Teil
19: Dünnes Teil
20: Unbeschichteter Streifen
21: Lippe
22: Streifensteuerteil
31: Verschiebungssensor
32: Bewegliches Teil des Verschiebungssensors
33: Nullpunkteinstellmittel
34: Fixierter Teil des Nullpunkteinstellmittels
35: Schlitzweiteneinstellmittelsteuerung
36: Rückkopplungssteuerung
37: Verstärker
38: Schichtdickemessgerät
100: Düse
101: Düse ohne Kerben
102: Düse ohne Streifensteuerteil

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren werden im Folgenden Ausführungsformen zur Ausführung der vorliegenden Erfindung beschrieben.
(1. Ausführungsform)
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 wird die erste Ausführungsform zum Ausführen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Als erstes wird der Aufbau der Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zusammen mit ihrer Anwendung, was dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht, beschrieben. 1 illustriert eine schematische Ansicht eines streifenförmigen Beschichtungsprozesses, bei dem eine Düse 100 gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
Wie in der 1 gezeigt, wird eine Beschichtungsflüssigkeit 2, die sich in einem Materialtank 1 befindet, durch eine Lieferpumpe 3, die dazu geeignet ist Flüssigkeit gleichmäßig zu liefern, wie bei einer Dosierpumpe, zugeführt. Zusätzlich wird der Fluss der Beschichtungsflüssigkeit 2 durch einen Durchflussmesser 5 gemessen, nachdem Klum pen oder Fremdstoffe in der Beschichtungsflüssigkeit 2 durch einen Filter 4 entfernt werden, und dann zu einer Düse 100 geschickt. Danach wird die Beschichtungsflüssigkeit 2 durch einen Schlitz 7 aus einem Verteiler 6 herausgedrückt, wobei dessen Fluss durch Streifeneinteilungen 8, wie in 2 gezeigt, geteilt wird, und aus den Auslassschlitzen 7 ausströmt, um streifenförmig die Oberfläche eines Trägermaterials 9, das sich fortlaufend in die Richtung des Pfeils D bewegt, zu beschichten, so dass ein streifenförmiger Beschichtungsfilm 10, wie in 7 gezeigt, ausgebildet wird.
Der Aufbau der Düse 100 gemäß der vorliegenden Erfindung wird als nächstes beschrieben.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Düse 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. In 3 ist ein Querschnitt der Düse 100 gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Düse 100 einen oberen Block 11, einen unteren Block 12 und zwei Seitenblöcke 13L und 13R. Diese Blöcke 11, 12, 13L und 13R sind miteinander über Schrauben (nicht gezeigt) verbunden.
Ein Rohr 14 zum Zuführen der Beschichtungsflüssigkeit 2 ist mit dem oberen Block 11 verbunden. Die Streifeneinteilungen 8 sind im unteren Block 12 vorgesehen, um den Fluss der Beschichtungsflüssigkeit 2, die einem Verteiler 6 zugeführt wird, zu teilen und um diesen aus den Auslassschlitzen 7 ausströmen zu lassen. Der Verteiler 6 und der Schlitz 7 werden so geformt, dass diese durch die Zusammenführung des unteren Blocks 12 mit dem oberen Block 11, wie in 3 gezeigt, ausgebildet werden. In der vorliegenden Erfindung wird der Abstand h zwischen dem oberen Block 11 und dem unteren Block 12 Schlitzweite genannt.
Oben am oberen Block 11 wird ein Schlitzweiteneinstellmittel 15 (beispielsweise Piezostellglieder, Differentialschrauben, Wärmebolzen, Luftdruckantriebe usw.) zum Einstellen eines jeden Teils der Schlitzweite und fixierte Teile 16 des Schlitzweiteneinstellmittels zum Fixieren des Schlitzweiteneinstellmittels 15 oben auf dem oberen Block mit Schrauben (nicht gezeigt) befestigt.
Am Ende des oberen Blocks 11 sind bewegliche Teile 18 und dünne Teile 19 gruppiert. Jedes dieser beweglichen Teile 18 wird in der Richtung zum Einengen oder Aufweiten des entsprechenden Teils der Schlitzweite in Übereinstimmung mit der Druckkraft des Schlitzweiteneinstellmittels 15 verschoben. Jedes der dünnen Teile 19 funktioniert als Hebelstütze für das entsprechende bewegliche Teil 18, das gebogen wird. Wie in 2 gezeigt, werden Kerben 17 auf beiden Seiten eines jeden beweglichen Teils 18 in Richtung E, in der die Beschichtungsflüssigkeit ausströmt, vorgesehen.
Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform 1 eine dreistreifige Beschichtung mit Bezug auf vier Kerben 17 beschrieben wird, so kann die vorliegende Erfindung auf Alternativfälle angewandt werden, bei denen mehr als ein Streifen beschichtet wird, wobei die Anzahl der Kerben 17 immer gleich der Anzahl der Streifen plus eins ist.
Das erste Merkmal der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
4 ist eine vergrößerte Ansicht der Kante der Düse 100 gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Schlitzweiteneinstellmittel 15 und die fixierten Teile 16 des Schlitzweiteneinstellmittels sind in der Zeichnung weggelassen.
Dem ersten Merkmal entspricht, wie in 4 gezeigt, dass Kerben 17 auf beiden Seiten eines jeden beweglichen Teils 18 im oberen Block 11 in Ausströmrichtung E vorgesehen sind.
Die Kerben 17 dienen zum Einstellen, nachdem die Vorrichtung zum Beschichten hergestellt wurde. Das heißt, dass sie zum Zweck des Einstellens für jedes Teil der Schlitzweite vorgesehen sind, indem das entsprechende bewegliche Teil 18 unabhängig für jeden Streifen verstellt werden kann.
Falls eine Düse 101 ohne Kerben für die beweglichen Teile 18 benutzt wird, wie in 5(a) gezeigt, so verformt sich die Kante der Düse des Ausströmauslasses in der Vorrichtung zum Auftragen einer Beschichtung Beschichten, nachdem dies hergestellt wurde, kurvenförmig, wenn eine Kraft P auf den Abschnitt angewandt wird, der zuviel ausströmen lässt, oder auf den Abschnitt (mittlerer Abschnitt) angewandt wird, wo der Teil des streifenförmigen Beschichtungsfilms 10 dick ist, wie in der 5(c) gezeigt, um die Schlitzweite h zu verringern, wodurch aber nicht nur die Schlitzweite h'', wo die Drückkraft P einwirkt, verringert wird, sondern auch die umliegenden Schlitzweiten h', h'.
Als Folge der kurvenförmig veränderten Schlitzweite h ist der streifenförmige Beschichtungsfilm 10 auf der Oberfläche im Querschnitt für jeden Streifen kurvenförmig, wie in der 5(b) gezeigt, was die Dicke des streifenförmigen Beschichtungsfilms 10 nicht gleichförmig machen kann.
Im Gegensatz dazu wird, selbst wenn eine Drückkraft P auf einen Streifenabschnitt ausgeübt wird, an dem zuviel ausströmt, oder auf einen dicken Streifen (mittlerer Abschnitt) des streifenförmigen Beschichtungsfilms 10, wie in der 6(c) gezeigt, ausgeübt wird, in einer Vorrichtung zum streifenförmigen Beschichten, die die Düse 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nutzt, das bewegliche Teil 18 für jeden Streifen, wie in 6(a) gezeigt, unabhängig voneinander bewegt, so dass der Schlitz 7 selbst parallel bleibt und eine Schlitzweite h'' bildet, ohne dass die benachbarten beweglichen Teile 18 der benachbarten Streifen verändert werden.
Somit wird es möglich nur Streifen, bei denen zuviel ausströmt, oder dicke Streifenabschnitte des Beschichtungsfilms unabhängig voneinander bezüglich ihrer Schichtdicke zu verändern, wodurch es somit einfach wird die Schichtdicke des streifenförmigen Beschichtungsfilms 10 für jeden Streifen, wie in 6(b) gezeigt, auszugleichen.
Wie in 4 gezeigt muss die Breite W1 der Kerben 17 0,01 mm oder mehr sein, um eine Interferenz mit den benachbarten beweglichen Teilen 18 zu verhindern und um Veränderungen der benachbarten beweglichen Teile 18 daran zu hindern über die Flüssigkeitsreibung der Beschichtungsflüssigkeit 2, die aus dem Schlitz 7 austritt, Einfluss zu nehmen. Daneben ist es wünschenswert, dass die Breite W1 der Kerben 17 geringer ist als die Breite W2 der Streifeneinteilungen 8, um ein Auslaufen der Flüssigkeit in die Kerben 17 zu verhindern. Hier sind diese Streifeneinteilungen 8 in einem bestimmten Umfang elastisch.
Für die Länge der Kerben 17 ist es wünschenswert, dass sie von dem jeweiligen dünnen Teil 19, der als Biegepunkt für das entsprechenden beweglichen Teils 18 dient, bis zum entsprechenden Auslassschlitz reichen, um die Veränderungen benachbarter beweglicher Teile 18 daran zu hindern, dass sie sich gegenseitig beeinflussen.
Das zweite Merkmal der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
Wie in der 3 gezeigt entspricht dem zweiten Merkmal, dass ein Schlitzweiteneinstellmittel 15 auf jedem der beweglichen Teile 18 bereitgestellt wird, und dass durch Drückkraft des Mittels 15 der entsprechende dünne Teil 19 als Biegepunkt dient.
Die vorliegende erste Ausführungsform wird für den Fall beschrieben, dass Piezostellglieder als Schlitzweiteneinstellmittel 15 benutzt werden.
Indem ein bewegliches Teil 18 mit einer Mikroverschiebungskraft von einem der Piezostellglieder gedrückt wird, verändert sich die Schlitzweite in der Größenordnung eines Mikrometers, so dass es möglich wird die Ausströmmenge fein einzustellen, was es erleichtert die Schichtdicke auszugleichen.
Wenn durch eines der Piezostellglieder eine Drückkraft auf ein bewegliches Teil 18 ausgeübt wird, so erfährt das Piezostellglied selbst eine Gegenkraft gegen die Drückkraft. Daher ist es wünschenswert die Piezostellglieder mit Schrauben fest mit den fixierten Teilen 16 des Schlitzweiteneinstellmittels zu verbinden.
Um darüber hinaus zu verhindern, dass die beweglichen Teile 18 durch plastische Verformung unbrauchbar werden, ist es wünschenswert, dass für die dünnen Teile 19 eine Dicke gewählt wird, so dass, selbst wenn von einem der Piezostellglieder die Maximalkraft als Drückkraft an dem entsprechenden beweglichen Teil 18 angelegt wird, damit das Teil einen vorbestimmten Bewegungsbetrag erfährt, die Verformung nicht die Grenze der Elastizität des Teils überschreitet.
Das dritte Merkmal der vorliegenden Erfindung wird als nächstes beschrieben.
Das dritte Merkmal (in 4 gezeigt) betrifft die Bereitstellung von Streifeneinteilungen 8 auf der Schlitzoberfläche des unteren Blocks 12, die den Positionen der Kerben 17, die im oberen Block 11 angeordnet sind, entsprechen.
Die Streifeneinteilungen 8 sind so angeordnet, dass der Fluss der Beschichtungsflüssigkeit, wenn dieser aus dem Verteiler in den Schlitz gedrückt wird, aufgeteilt wird. Zusätz lich dienen sie dazu, die Beschichtungsflüssigkeit am Auslaufen aus den Kerben 17 zu hindern.
Die Streifeneinteilungen 8 könnten einen Aufbau haben, der einen elastischen Körper, wie ein Teflonband, umfasst, so dass die beweglichen Teile 18 dazu fähig sind, sich zu verändern während der Schlitz 7 parallel bleibt, um eine beständige Schlitzweiteneinstellung zu erzielen, ohne dass eine Gegenkraft erhalten wird, die über eine Streifeneinteilung 8, die als Hebelstütze dient, übermittelt wird.
Die Bereitstellung der Streifeneinteilungen 8 in Stellen, die sich vom Verteiler 6 ausgehend erstrecken, d. h. von jedem Schlitzeinlass bis zum entsprechenden Schlitzauslass, wird der Fluss der Beschichtungsflüssigkeit vom Verteiler 6 bis zu den Schlitzauslässen glatt aufgeteilt, um die Beschichtungsflüssigkeit gleichmäßig auszustoßen und um somit einen gleichmäßigen streifenförmigen Beschichtungsfilm 10 mit weniger Inkonsistenz in der Schichtdicke zu erzielen.
Die Breite W2 der Streifeneinteilungen entspricht der Breite von nichtbeschichteten Streifen 20, wie in 7 gezeigt.
Um die Wirkung der vorliegenden ersten Ausführungsform zu beschreiben, wird eine Vorrichtung zum streifenförmigen Beschichten benutzt, die eine Düse 100, die gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform beschrieben wurde, nutzt, um einen Vergleich anhand der Beispiele 1, 2 und 3 bezüglich (1) den Ergebnissen der Schichtdickenmessung für jeden Streifen in Richtung der Breite der Beschichtung, wenn eine Beschichtungsflüssigkeit auf der Oberfläche eines Trägermaterials aufgebracht wird, und dies unter dem Zustand, dass die beweglichen Teile 18 überhaupt nicht verändert sind, und (2) den Ergebnissen der Schichtdickenmessung, wenn die Schlitzweite h verringert wird, indem ein bewegliches Teil 18 eines dicken Streifen bezüglich der Schichtdicke verändert wird, zu machen.
(Beispiel 1)
Unter Nutzung der Düse 100, die in der vorliegenden ersten Ausführungsform beschrieben wurde, wird eine Beschichtungsflüssigkeit, die durch Zugabe von Kohlenstoff zu ei ner Lösung aus Natriumcarboxymethylcellulosewasser mit einer Viskosität von 1500 cp und einem Schergefälle von 1000/sec, hergestellt wird, mit einer Flussrate von 0,1 cc/cm/sec pro Breiteneinheit auf die Oberfläche eines Trägermaterials (Kupferfolie mit einer Dicke von 30 μm) aufgetragen.
Die Düse 100 ist rostfrei mit einer Anordnung für drei Streifen, wobei jeder Streifen eine Beschichtungsbreite von 45 mm, eine Schlitzweite von 0,25 mm und ein dünnes Teil 19 von 3 mm Dicke hat.
13(a) stellt die Ergebnisse der Messung der Schichtdicke dar, die unter der Bedingung erzielt wurden, dass die beweglichen Teile 18 nicht verändert wurden. Und 13(b) stellt die Ergebnisse der Messung unter der Bedingung dar, dass die Schichtdicke gemessen wurde, wenn die bewegbaren Teile 18 für dicke Streifen bezüglich der Schichtdicke basierend auf dem Ergebnis der 13(a) verändert wurden.
Wie in der 13(a) gezeigt, wurde, wenn die Beschichtung ohne jegliche Veränderung der beweglichen Teile 18 aufgebracht wurde, der mittlere Streifen bezüglich der Schichtdicke dicker aufgetragen als die anderen.
Einer der Gründe dafür ist, dass die Ausströmung für den mittleren Streifen größer war, da die Zuführröhre für die Beschichtungsflüssigkeit 14 zur Düse 100 hin in der Mitte liegt.
Dies könnte auch daher kommen, dass die Mikroschlitzweiten der Düse 100 aufgrund der mechanischen Präzision, beschrieben bezüglich der vorliegenden ersten Ausführungsform, inkonsistent ist.
Eine Mikroverschiebung wird durch das entsprechende Schlitzweiteneinstellmittel 15 nur auf das bewegliche Teil 18 des mittleren Streifens ausgeübt, so dass die Inkonsistenz der mechanischen Präzision korrigiert wird, wodurch die ungefähr dreiprozentige Inkonsistenz in der Schichtdicke der streifenförmigen Beschichtung in Richtung der Schichtbreite, wenn die Beschichtung ohne Veränderung der beweglichen Teile 18 aufgebracht wird, auf eine Inkonsistenz von 1 % bezüglich der Schichtdicke, wie in 13(b) gezeigt, reduziert, was einer erheblichen Reduzierung der Inkonsistenz entspricht.
(Beispiel 2)
Im Beispiel 2 wird eine Lösung aus Natriumcarboxymethylcellulosewasser mit einer in bezug auf das erste Beispiel veränderten Viskosität benutzt. Unter Nutzung der Düse 100, die in der vorliegenden ersten Ausführungsform beschrieben wird, wird nämlich eine Beschichtungsflüssigkeit, die durch Hinzufügung von Kohlenstoff zur Lösung aus Natriumcarboxymethylcellulosewasser hergestellt wird und dessen Viskosität 3000 cp und dessen Schergefälle 1000/sec beträgt, mit einer Flussrate von 0,1 cc/cm/sec pro Breiteneinheit auf die Oberfläche eines Trägermaterials (Kupferfolie mit einer Dicke von 30 μm) aufgetragen.
Die Düse 100 ist rostfrei mit einer Anordnung für drei Streifen, wobei jeder Streifen eine Beschichtungsbreite von 45 mm, eine Schlitzweite von 0,25 mm und ein dünnes Teil 19 von 3 mm Dicke hat.
14(a) stellt das Ergebnis der Schichtdickenmessung dar, die unter der Bedingung erzielt wurde, dass die beweglichen Teile 18 nicht verändert wurden. Und 14(b) stellt das Schichtdickenmessungsergebnis dar, das sich ergibt, wenn bewegliche Teile 18 basierend auf den Ergebnissen der 14(a) für dicke Streifen bezüglich der Schichtdicke verändert wurden.
Wird die Beschichtung ohne jegliche Veränderung der beweglichen Teile 18 aufgebracht, so ist der mittlere Streifen, wie in 14(a) gezeigt, bezüglich der Schichtdicke ähnlich dem ersten Beispiel dick. Aufgrund der höheren Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit im Vergleich zum ersten Beispiel ist die Fließbarkeit schlecht und die Inkonsistenz in der Schichtdicke beträgt bis zu 5 %.
Durch Ausführen einer Mikroverschiebung auf ein bewegliches Teil 18 durch das entsprechende Schlitzweiteneinstellmittel 15, so dass die Inkonsistenz der Schichtdicke korrigiert wird, wurde, wie in 14(b) gezeigt, die Inkonsistenz bezüglich der Schichtdicke auf 1 % verringert. Dies beweist, dass selbst die Beschichtungsflüssigkeit mit unterschiedlicher Viskosität leicht gleichförmig aufgetragen werden kann.
(Beispiel 3)
Unter Nutzung der Düse 100, beschrieben in der vorliegenden ersten Ausführungsform, wird eine Beschichtungsflüssigkeit, die durch Hinzufügung von Kohlenstoff zu einer Lösung aus Natriumcarboxymethylcellulosewasser hergesellt wird und dessen Viskosität 1500 CP und dessen Schergefälle 1000/sec beträgt, mit einer Flussrate von 0,1 cc/cm/sec pro Breiteneinheit auf die Oberfläche eines Trägermaterials (Kupferfolie mit einer Dicke von 30 μm) aufgetragen.
Die Düse 100 ist rostfrei mit einer Anordnung für drei Streifen, wobei jeder Streifen eine Beschichtungsbreite von 45 mm, eine Schlitzbreite von 0,25 mm und ein dünnes Teil 19 mit einer Breite von 5 mm und einer Dicke von 3 mm hat. Das Zuführrohr 14 wird nicht benutzt, und die Beschichtungsflüssigkeit wird von der Seite vom Seitenblock 13L zugeführt.
15(a) stellt das Ergebnis der Schichtdickenmessung dar, das sich ergibt, wenn die beweglichen Teile 18 nicht verändert werden. Und 15(b) stellt das Ergebnis der Schichtdickenmessung dar, wenn basierend auf dem Ergebnis der 15(a) bewegliche Teile 18 für dicke Streifen bezüglich der Schichtdicke verändert wurden.
Für den Fall, dass die Beschichtung ohne jegliche Veränderung der beweglichen Teile 18 aufgetragen wurde, ist der Streifen auf der linken Seite (Zuführseite der Beschichtungsflüssigkeit) bezüglichen der Schichtdicke dicker als die anderen, wie in 15(a) gezeigt.
Durch Auferlegung einer Mikroverschiebung unter Nutzung des Schlitzweiteneinstellmittels 15 auf das bewegliche Teil 18 für den Streifen auf der linken Seite, so dass die Inkonsistenz bezüglich der Schichtdicke korrigiert wird, wurde, wie in 15(b) gezeigt, die Inkonsistenz in der Schichtdicke auf 1 % reduziert. Dies zeigt, dass die Beschichtung selbst dann einfach ausgeglichen werden kann, wenn das Zuführrohr für die Beschichtungsflüssigkeit sich an einer anderen Position befindet.
Die Wirkungen der vorliegenden ersten Ausführungsform werden zusammengefasst und im Folgenden beschrieben.
Erstens ist es möglich die Ausströmmenge für jeden Streifen durch die Bereitstellung der Kerben 17 auf den beweglichen Teilen 18 der Düse 100 gemäß der vorliegenden Erfindung einzustellen. Selbst im Falle der streifenförmigen Beschichtung wird es einfach, den streifenförmigen Beschichtungsfilm 10 bezüglich der Dicke über die gesamte Breite der Beschichtung auszugleichen.
Zweitens ist es durch die Nutzung einer Vorrichtung zum streifenförmigen Beschichten, die die Düse 100 gemäß der vorliegenden Erfindung nutzt, einfach den streifenförmigen Beschichtungsfilm 10 bezüglich der Schichtdicke über die gesamte Breite der Beschichtung auszugleichen, und dies selbst für den Fall, dass Beschichtungsflüssigkeitsschübe bei der Produktion verändert werden oder, dass die Beschichtungsflüssigkeit innerhalb der Vorrichtung ihre Flusseigenschaften verändert hat.
Drittens ist es, selbst wenn das Zuführrohr 14 der Düse 100 gemäß der vorliegenden Erfindung an einer anderen Position als der Mitte bereitgestellt wird, einfach durch die Veränderung der beweglichen Teile 18 für dickere Streifen den streifenförmigen Beschichtungsfilm 10 bezüglich der Schichtdicke über die gesamte Breite der Beschichtung auszugleichen.
(Zweite Ausführungsform)
Unter Bezugnahme auf die 8 bis 12 wird nachfolgend die zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Als erstes wird der Aufbau der Vorrichtung zum Auftragen und die Düse gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. 8 ist eine schematische Ansicht des Zustands der Düse 100 gemäß der zweiten Ausführungsform, wobei die Düse 100 mit Streifensteuerteilen 22 versehen ist. Und 9 ist eine vergrößerte Seitenansicht der Düsenkante 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die mit Streifensteuerteilen 22 versehen ist.
Der Aufbau der Vorrichtung zum Auftragen gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der gleiche wie der der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist.
Der Aufbau der Düse 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen der gleiche wie der der ersten Ausführungsform, jedoch wird, wie in 8 gezeigt, ein Streifensteuerteil 22 an dem Abschnitt bereitgestellt, der der Position eines jeden unbeschichteten Streifens 20 am Schlitzauslass der Düse 100 entspricht, wobei das Streifensteuerteil 22 der Breite eines jeden unbeschichteten Streifens 20 entspricht und die nachfolgend beschriebenen Eigenschaften aufweist. Das heißt, dass an der Vorderseite einer jeden Streifeneinteilung 8 ein Streifensteuerteil 22 mit der gleichen Breite wie die Streifeneinteilung befestigt ist (siehe 12).
Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform muss in der zweiten Ausführungsform das Schlitzweiteneinstellmittel nicht oben auf dem oberen Block 11 vorgesehen sein bzw. muss der Aufbau nicht mit Kerben versehen sein.
Das erste Merkmal der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
Das erste Merkmal dieser Ausführungsform betrifft die Schlitzauslässe der Düse 100, wie in 8 gezeigt, wobei diese mit Streifensteuerteilen 22 der Breite der unbeschichteten Streifen 20 entsprechend versehen ist.
In einer herkömmlichen Vorrichtung zum Extrusionsbeschichten können dadurch Erhebungen auf beiden Seiten eines jeden Streifens des streifenförmigen Beschichtungsfilms 10 für den Fall entstehen, dass sich der Flüssigkeitsdruck, beeinflusst durch die Fließeigenschaften der Beschichtungsflüssigkeit 2, für jeden Streifen auf beiden Seiten sofort nach dem Ausströmen erhöht. Herkömmlicherweise sind deshalb, wie in 10(c) gezeigt, die Streifeneinteilungen 8 im Schlitzbereich auf der Schlitzauslassseite in Richtung der Ausströmrichtung E der Beschichtungsflüssigkeit 2 konisch zulaufend ausgebildet, so dass der Flüssigkeitsdruck auf beiden Seiten einer jeden streifenförmigen Breite der Beschichtung sofort nach dem Ausströmen abnimmt. Anstatt der Erhebungen wird durch dieses Mittel jedoch, wie in 10(a) gezeigt, gleich nach dem Ausströmen auf beiden Seiten einer jeden streifenförmigen Breite der Beschichtung eine Senkung erzielt.
In der vorliegenden zweiten Ausführungsform werden deshalb Streifensteuerteile 22 bereitgestellt, um das Absenken zu verhindern. Diese verhindern sofort nach dem Aus strömen das Absenken auf beiden Seiten jedes Streifens der Beschichtung und kontrollieren das Verhalten der Beschichtungsflüssigkeit 2, wenn diese sofort nach dem Auftragen Teil der Beschichtung wird, um die Streifenbreite des streifenförmigen Beschichtungsfilms 10 zu stabilisieren.
Wie in 9 gezeigt kann das Streifensteuerteil 22 beim Herstellungsprozess fest mit der Oberfläche der Lippe 21 befestigt werden, indem eine Form, die den gesamten Rand der Lippe bedeckt, benutzt wird. Infolgedessen ist es leicht für die Herstellung den Abstand von der Front des Streifensteuerteils 22 zum Trägermaterials vorzubestimmen.
Wie in 11 gezeigt kann ein Streifensteuerteil 22 eine Form haben, so dass dieses in der Mitte dicht an der Lippe 21 der Düse 100 befestigt wird, und die oberen und unteren Enden auf den oberen und unteren Block 11 und 12 geschraubt werden, während der restliche Teil durch die große Elastizität gebogen wird.
Dadurch wird das Streifensteuerteil 22 noch fester mit dem Rand der Lippe 21 verbunden. Dies hilft das Absenken noch effektiver zu verhindern und dient dazu das Verhalten der Beschichtungsflüssigkeit 2 nach dem Auftragen, wenn diese zum Beschichtungsfilm wird, zu steuern, so dass die Streifenbreite des streifenförmigen Beschichtungsfilms 10 noch effektiver stabilisiert wird.
Obwohl das oben beschriebene Streifensteuerteil 22 das Absenken verhindern kann, darf es im Gegenzug keine Erhebungen bewirken. Wie in der 12 gezeigt ist daher die Lippenfrontseite, im Querschnitt des Streifensteuerteils 22 in Richtung des Schlitzes 7 in der Beschichtungsflüssigkeit 2, länger und die Basisseite kürzer, wodurch ein Trapez entsteht, so dass der Raum, in der Querschnittsansicht, in der Breite der Beschichtungsrichtung vom Auslass des Schlitzes 7 bis zum Trägermaterial 9 ein Trapez bildet, wie in 12 mit G bezeichnet, wodurch nämlich in diesem Abschnitt G die Flüssigkeit trapezförmig gehalten wird. Dadurch wird die Kontrollierung des Flüssigkeitsdrucks erwirkt, um das Auftreten von Erhebungen zu verhindern.
Durch Bereitstellung der Streifensteuerteile 22 mit dem oben beschriebenen Merkmal erzielt man den streifenförmigen Beschichtungsfilm 10 mit einer stabilen Streifenweite und ohne jegliche Erhebungen, wie in 10(b) gezeigt.
Das zweite Merkmal der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
Dem zweiten Merkmal dieser Ausführungsform entspricht, wie in 9 gezeigt, dass die folgende Bedingung erfüllt wird, nämlich, wenn die Dicke der Streifensteuerteile 22 t ist und der Abstand von den Schlitzauslässen zum Trägermaterial 9 gleich L ist (nachfolgend als Beschichtungsweite bezeichnet), erfüllt t die Bedingung L-0,2 mm ≤ t ≤ L.
Die Beschichtungsweite wird gemäß den Bedingungen passend gewählt, wobei Beschichtungsdicke und Viskosität der Beschichtungsflüssigkeit berücksichtigt werden.
Die Streifensteuerteile 22 werden bereitgestellt, um das Verhalten der Beschichtungsflüssigkeit 2 nach dem Auftragen, wenn diese Teil des Beschichtungsfilms wird, zu kontrollieren. Falls die Dicke t der Streifensteuerteile 22 dünner ist als die Beschichtungsweite L-0,2 mm, ergibt sich das Problem, dass die Beschichtungsflüssigkeit in eine Spalte zwischen den Streifensteuerteilen 22 und dem Trägermaterial 9 fließt, und daher kann dann eine beständige Streifenweite des streifenförmigen Beschichtungsfilms 10 nicht erzielt werden.
Für den Fall, dass die Dicke t des Streifensteuerteils 22 dicker ist als die Beschichtungsweite L, wird das Trägermaterial 9 zurückgedrückt, wodurch die Fortbewegung des Trägermaterials gestört wird. Dann ergibt sich nicht nur ein Absenken und eine wenig beständige Streifenbreite des streifenförmigen Beschichtungsfilms 10, sondern auch eine ungleiche Beschichtungsdicke.
Demgemäss ist es wichtig die richtigen Abstände von den Streifensteuerteilen 22 zum Trägermaterial 9 zu haben, wobei diese unter normalen Bedingungen bevorzugt zwischen 0,01 mm und 0,1 mm liegen.
In der Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen, die die Düse 100, beschrieben im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel, nutzt, wird die Dicke t der Streifensteuerteile 22 variiert, um zu sehen wie sich die Breite der unbeschichteten Streifen ändert und ob eine Absenkung für jeden Dickenwert t existiert.
Die Ergebnisse werden nachfolgend im nächsten Beispiel 4 beschrieben.
(Beispiel 4)
Unter Nutzung der in der vorliegenden zweiten Ausführungsform beschriebenen Düse wird Beschichtungsflüssigkeit, die aus einer Natriumcarboxymethylcellulosewasserlösung unter Zufügung von Kohlenstoff zubereitet wird und dessen Viskosität 1500 cp und dessen Schergefälle 1000/sec ist, mit einer Flussrate von 0,1 cc/cm/sec pro Breiteneinheit auf die Oberfläche des Trägermaterials (Kupferfolie mit einer Dicke von 30 μm) aufgetragen.
Die Düse ist rostfrei und hat eine Anordnung für drei Streifen, wobei jeder Beschichtungsbreite von 45 m und eine Schlitzweite von 0,25 mm aufweist, während das dünne Teil 5 mm in der Breite und 3 mm in der Dicke ist und die Beschichtungsweite L = 0,5 mm ist.
Das Streifensteuerteil ist aus Aluminium und ist 2,5 mm breit und hat fünf verschiedene Dicken zwischen 0,2 bis 0,6 mm, wobei für jede Dicke die Beschichtung aufgetragen wird.
Die Vergleichsergebnisse bezüglich der Breite der unbeschichteten Streifen und der Existenz von Absenkung sind in der Tabelle 1 für die Fälle gezeigt, wenn eine streifenförmige Beschichtung aufgebracht wird, wobei jede der Düsen mit fünf verschiedenen Streifensteuerteilen A bis C im Beispiel 4 benutzt werden.
Für den Fall, dass die Dicke kleiner ist als L-0,2 mm, wie im Fall bei dem für die Beschichtung die Streifensteuerteile A benutzt werden, geht die Steuerwirkung auf das Verhalten der Beschichtungsflüssigkeit durch die Streifensteuerteile verloren, und die Beschichtungsflüssigkeit, die auf beiden Seiten der streifenförmigen Steuerteilsbreiten ausströmt, verteilt sich in Richtung des Trägermaterials. Dann geht die Beschichtungsflüssigkeit um die Stirnseite eines jeden Beschichtungssteuerteils, wodurch die Breite der unbeschichteten Streifen verringert wird. Da der Druck der Flüssigkeit abnimmt, wird eine Absenkung erzeugt.
Ist andererseits die Dicke größer als L, so wie im Fall bei dem für die Beschichtung die Streifensteuerteile E benutzt werden, drücken die Streifensteuerteile das Trägermaterial zurück, so dass das Trägermaterial in Richtung der Ausströmung gewölbt ist. Wenn dann das Trägermaterial sich von der Kante der Düse löst, wirkt die Kraft in dieser Richtung, um das Trägermaterial wieder auf ihre ursprüngliche Position zurückzubringen, wodurch das Trägermaterial in Vibrationen gerät und beide Seiten der Streifen des streifenförmigen Beschichtungsfilms eine wellenförmige Form entlang der Fortbewegungsrichtung des Trägermaterials aufweisen.
Im Gegensatz dazu funktioniert für die Fälle, dass die Dicke t der Streifensteuerteile sich im Bereich L-0,2 ≤ t ≤ L befindet, die Haltewirkung der Flüssigkeit durch die Streifensteuerteile, wodurch ein streifenförmiger Beschichtungsfilm erzielt wird, der eine beständige Streifenbreite aufweist und keine Absenkung zeigt.
Darüber hinaus kann, wie im Beispiel 1 beschrieben, durch Einstellung der Schlitzweite für jeden Streifen, ein streifenförmiger Beschichtungsfilm erzielt werden, dessen Schichtdickeninkonsistenz über die gesamte Breite der Beschichtungsrichtung 1 % oder weniger ist.
Die Wirkungen der vorliegenden zweiten Ausführungsform werden zusammengefasst und nachfolgend beschrieben.
Erstens wird es durch die Bereitstellung von Streifensteuerteilen 22 mit den Positionen der unbeschichteten Streifen 20 korrespondierenden Breiten an den Schlitzauslässen der Düse 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform, d. h. an den Stellen, die den Streifeneinteilungen 8 entsprechen, möglich das Absenken auf beiden Seiten eines Streifens des streifenförmigen Beschichtungsfilms 10 zu verhindern, während die Präzision der Breite der beschichteten und unbeschichteten Streifen 20 in dem streifenförmigen Beschichtungsfilm 10 verbessert werden können.
Zweitens funktioniert für den Fall, dass die Dicke t der Streifensteuerteile 22 sich im Bereich von L-0,2 ≤ t ≤ L befindet, die Steuerwirkung bezüglich dem Verhalten der Beschichtungsflüssigkeit 2 durch die Streifensteuerteile 22, wodurch streifenförmige Beschichtungsfilme 10 mit einer beständigen Streifenweite und ohne Absenkung erzielt werden.
(Dritte Ausführungsform)
Sich auf die 16 bis 19 beziehend wird die dritte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Als erstes wird der Aufbau der Vorrichtung zum Auftragen und der Düse gemäß der dritten Ausführungsform beschrieben.
16 ist eine schematische Ansicht der Düse 100 der vorliegenden dritten Ausführungsform, die einen Verschiebungssensor umfasst. Der Aufbau der Vorrichtung zum Auftragen gemäß der vorliegenden dritten Ausführungsform ist der gleiche wie der der ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt wird.
Der Aufbau der Düse 100 gemäß der vorliegenden dritten Ausführungsform ist im Wesentlichen gleich dem der ersten Ausführungsform.
Wie in 16 zu sehen ist jedes fixierte Teil der Schlitzweiteneinstellmittel 16 an dem Abschnitt, wo das entsprechende Schlitzweiteneinstellmittel 15 fixiert ist, mit einem Verschiebungssensor 31, einem beweglichen Teil des Verschiebungssensors 32, einem fixierten Teil eines Nullpunkteinstellmittels 33 und einem Nullpunkteinstellmittel 34 versehen.
Das fixierte Teile des Nullpunkteinstellmittels 33 ist mit dem unteren Ende des fixierten Teils 16 des Schlitzweiteneinstellmittels verbunden, und das Nullpunkteinstellmittel 34 ist durch Schrauben mit dem fixierten Teil 33 des Nullpunkteinstellmittels verbunden. Zusätzlich ist das bewegliche Teil des Verschiebungssensors 32 mit dem Nullpunkteinstellmittel 34 verbunden, und der Verschiebungssensor 31 ist am beweglichen Teil des Verschiebungssensors 32 befestigt.
Dieser Verschiebungssensor 31 dient dazu, die Verschiebung des beweglichen Teils 18 zu messen. Das Nullpunkteinstellmittel 34 ist ein Mittel zum anfänglichen Einstellen des Abstands zwischen dem Verschiebungssensor 31 und dem beweglichen Teil 18.
Das bewegliche Teil 18 wird durch das Schlitzweiteneinstellmittel 15, das auf dem fixierten Teil 16 des Schlitzweiteneinstellmittels gehaltert wird, auf eine Position gebracht, die durch den Verschiebungssensor 31 erfasst wird. Das Nullpunkteinstellmittel 34 dient dazu, die anfängliche Position des Verschiebungssensors 31 einzustellen.
Ein Aufbau des oberen Blocks 11 ohne Kerben ist auch Teil des Bereichs der vorliegenden Erfindung. Das heißt, dass der Fall bei dem die Einstellung für den gesamten Schlitz durchgeführt wird, auch Teil der Erfindung ist.
Der Aufbau eines Rückkopplungssystems gemäß der vorliegenden dritten Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
Die 17 und 21 sind schematische Ansichten eines Rückkopplungssystems, das ein Schlitzweiteneinstellmittel 15 und einen Verschiebungssensor 31 nach der vorliegenden dritten Ausführungsform benutzt. Und 20 ist ein Flussdiagramm, um dieses zu steuern.
Wie in 17 und 21 gezeigt, wird die Schichtdicke, nachdem die Beschichtung getrocknet wurde (S1, S2), durch ein Schichtdickemessgerät 28 (S3) gemessen. Nach Erhalt der Messung ermittelt eine Rückkopplungssteuerung 36, ob die Schichtdicke innerhalb der Inkonsistenztoleranz fällt oder nicht (S4).
Als Ergebnis dieser Bestimmung gibt die Rückkopplungssteuerung 36, für den Fall, dass die Inkonsistenztoleranz übertroffen wird, dem Schlitzweiteneinstellmittel 15 über den Schlitzweiteneinstellmittel-Controller 35 den Befehl das bewegliche Teil 18 entsprechend zu bewegen (S5). Zu diesem Zweck wird angenommen, dass die Beziehung zwischen der eingestellten Dicke der Schichtdicke und der Bewegung des beweglichen Teils 18 vorher durch Experiment ermittelt wurde. Beispielsweise sollten die so bestimmten Daten angeben, dass das bewegliche Teil 18 um 1,5 μm in die Richtung bewegt werden sollte, für die der Schlitz dünner wird, falls die Dicke der Schicht um 1 μm zu dick ist.
Der Verschiebungssensor 31 erfasst die Bewegung des beweglichen Teils. Die Rückkopplungssteuerung 36 wird über den Verstärker 37 über das Ergebnis der Messung informiert. Basierend auf dem Ergebnis der Messung des Verschiebungssensors 31 bewegt die Rückkopplungssteuerung 36 das bewegliche Teil 18 weiter. Somit regelt die Rückkopplungssteuerung 36 das bewegliche Teil 18 mit Hilfe der Rückkopplung, um es in eine Zielposition zu bringen. In 21 entspricht dem Bezugszeichen 39 ein Durchflussmesser, dem Bezugszeichen 40 ein Filter, dem Bezugszeichen 41 eine Pumpe, dem Bezugszeichen 42 ein Tank, dem Bezugszeichen 43 ein Beschichtungsmaterial und dem Bezugszeichen 44 ein Trockner.
Das erste Merkmal der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
Dem ersten Merkmal der vorliegenden Ausführungsform entspricht, wie in 16 gezeigt, ein Verschiebungssensor 31 zum Messen der Bewegung für jedes bewegliche Teil 18, wobei der Verschiebungssensor 31 in der Nähe eines beweglichen Teils 18 der Düse mit dem entsprechenden Schlitzweiteneinstellmittel 15 vorgesehen ist.
Um die Schlitzweite in der Größenordnung von 1 μm zu verändern, um die Ausströmung mikroskopisch zu steuern, und um die Dicke der Schicht auszugleichen, ist es wichtig die Verschiebung für jedes bewegliche Teil 18 präzise und schnell zu messen.
Wird der Verschiebungssensor 31 weit entfernt vom beweglichen Teil 18 angeordnet, so der ist Messbereich des Verschiebungssensors 31 gestreckt, mit einer großen Auflösung, wodurch es schwierig wird Mikroverschiebungen zu messen. Und aufgrund der großen Messabstände ist es schwierig schnell eine Mikroveränderung des beweglichen Teils 18 zu erfassen, wodurch es zu einer schlechten Reaktivität kommt.
Wenn ein Verschiebungssensor 31 in der Nähe des beweglichen Teils 18 angeordnet wird, wird es möglich den Messbereich zu begrenzen, die Auflösung zu verringern, den Messabstand zu verringern und somit die Reaktivität zu erhöhen, so dass es möglich wird den Verschiebungsbetrag des beweglichen Teils 18 genau und schnell zu messen.
Für den Messbereich des Verschiebungssensors 31 ist es wünschenswert, dass dieser 1 mm oder weniger beträgt, bei einer Auflösung von 0,5 μm oder weniger.
Das zweite Merkmal der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
Gemäß dem zweiten Merkmal der vorliegenden Ausführungsform wird, wie oben beschrieben und in 17 gezeigt, auf das Schlitzweiteneinstellmittel 15 eine Rückkopplung angewandt, die auf einem numerischen Wert, der von dem Verschiebungssensor 31 ausgegeben wird, basiert.
Es wird der Fall beschrieben, bei dem das Schlitzweiteneinstellmittel 15 ein Piezostellglied ist.
Im Allgemeinen wird ein Piezostellglied über eine Spannung gesteuert, mit der Eigenschaft, dass der Verschiebungsbetrag sich für die gleiche Spannung ausdehnen oder zurückziehen kann, wodurch es deshalb schwierig wird das Ausströmen mikroskopisch einfach dadurch zu steuern, dass das Schlitzweiteneinstellmittel bereitgestellt wird. Es ist auch schwierig die Schichtdicke schnell auszugleichen, da es eine Weile dauert bis der gewünschte Verschiebungsbetrag erreicht wird. Indem ein Rückkopplungssystem, wie in 17 gezeigt, verwendet wird, wird es möglich ein Piezostellglied hochpräzis in beliebige Richtungen zu steuern, und es wird somit einfach die Ausströmmenge mikroskopisch zu regeln. Da die Zeit, die benötigt wird um einen bestimmten Verschiebungsbetrag zu erzielen, verkürzt wird, wird es ebenso einfach die Schichtdicke in kurzer Zeit auszugleichen.
Das dritte Merkmal der vorliegenden Ausführungsform wird als nächstes beschrieben.
18 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Düse 100 mit dem Verschiebungssensor 31, der in der dritten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
Dem dritten Merkmal der vorliegenden Erfindung entspricht, wie in 18 gezeigt, dass der Winkel a, der zwischen der Oberfläche A1 eines jeden beweglichen Teils 18, das sich in Kontakt mit dem entsprechenden Schlitzweiteneinstellmittel 15 befindet, und der Oberfläche A2, auf der der entsprechende fixierte Teil des Schlitzeinstellmittels 16 befestigt ist, gleich 90 Grad ist.
Um die Bewegung des beweglichen Teils 18 präzise messen zu können, wobei dem Ausgangswert der Wert entspricht, für den das bewegliche Teil 18 nicht verformt ist, ist es nötig den Abstand D von der Messoberfläche A3 des Verschiebungssensors 31 zu der gemessenen Oberfläche A1 des beweglichen Teils 18 präzise zu messen, wobei es für diesen Zweck wichtig ist, dass A1 und A3 zueinander parallel sind.
Es ist schwierig präzise zu messen, da die gemessenen Stromwerte, die vom Verschiebungssensor 31 gemessen werden, zunehmen, es sei denn A1 und A3 sind parallel zueinander.
Indem ein 90 Grad-Winkel zwischen A1 und A2 gebildet wird, wie in 18 gezeigt, richtet der Verschiebungssensor 31, der gerade an dem fixierten Teil 16 des Schlitzeinstellmittels befestigt ist, wobei dieses was Parallelität und Rechtwinkligkeit betrifft genau hergestellt wird, A1 und A3 leicht parallel zueinander.
Für den Winkel α ist es wünschenswert, dass er sich in einem Bereich von: 88°≤α≤92° befindet.
Das vierte Merkmal der vorliegenden Erfindung wird als nächstes beschrieben.
19(b) ist eine vergrößerte Ansicht der Düse, die mit dem beweglichen Teil 32 des Verschiebungssensors und Ähnlichem gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung versehen ist.
Im Vergleich dazu wird, in 19(a), eine vergrößerte Ansicht der Düse gezeigt, wobei solch ein bewegliches Teil 32 eines Verschiebungssensors zum Einstellen der Position des Verschiebungssensors 31, das Nullpunkteinstellmittel 34 und das fixierte Teil 33 der Nullpunkteinstellung oder Ähnliches überhaupt nicht vorgesehen sind.
Dem vierten Merkmal der vorliegenden Erfindung entspricht, wie in 19(b) gezeigt, dass das bewegliche Teil 32 des Verschiebungssensors dafür bereitgestellt wird, dass der Abstand zwischen dem Verschiebungssensor 31 im fixierten Teil 16 der Schlitzweiteneinstellung und dem beweglichen Teil 18 auf einem konstanten Wert gehalten wird und, dass das Nullpunkteinstellmittel 34 dafür bereitgestellt wird, dass der Abstand auf einen Ausgangswert eingestellt wird.
In einer Düse gemäß 19(a) werden mehrere der Schlitzweiteneinstellmittel 15 benutzt und da die Länge für jedes der Schlitzweiteneinstellmittel 15 etwas unterschiedlich ist, sind die Längen D1, die von dem fixierten Teil 16 des Schlitzweiteneinstellmittels ausgehen, nicht gleich.
Wird der Verschiebungssensor 31 unter diesen Bedingungen befestigt, wird es aufgrund der verschiedenen Abstände D2 mit dem beweglichen Teil 18 unmöglich den Verschiebungsbetrag genau zu messen.
Es ist ebenso schwierig einen Anfangswert genau einzustellen, bei dem das bewegliche Teil unverändert ist.
Indem ein bewegliches Teil 32 des Verschiebungssensors am festen Teil 16 des Schlitzweiteneinstellmittels vorgesehen ist, wie in 19(b) gezeigt, wird es möglich den Abstand D2 gleich zu machen, selbst wenn D1 verschieden ist.
Zu diesem Zweck wird ein fein justierbares Nullpunktseinstellmittel 34 bereitgestellt, um das bewegliche Teil 32 des Verschiebungssensors mit hoher Genauigkeit zu bewegen. Dadurch wird es einfach D2 präzise auf die Position einzustellen, für die das bewegliche Teil 18 unverändert ist.
Es ist wünschenswert die Feinjustierung vorzunehmen während ein Nullpunkteinstellbrett 38 mit einer sehr präzisen Dicke eines nichtmagnetischen Isolators geklemmt und gehalten wird.
Die Effekte der vorliegenden dritten Ausführungsform werden zusammengefasst und nachfolgend beschrieben.
Da erstens ein Verschiebungssensor 31 in der Nähe eines beweglichen Teils 18 der Düse 100 gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist und eine Rückkopplung auf das Schlitzweiteneinstellmittel 15 angewandt wird, wurde es möglich die Bewegung des beweglichen Teils 18 mit einer guten Ansprechempfindlichkeit präzise zu steuern, und somit wurde es einfach eine Schlitzweite einzustellen, um die Dicke des Beschichtungsfilms auszugleichen.
Da zweitens der Verschiebungssensor 31 der Düse 100 gemäß der vorliegenden Erfindung parallel zum beweglichen Teil 18 angeordnet ist, und das Nullpunkteinstellmittel auf dem fixierten Teil des Schlitzweiteneinstellmittels 16 angeordnet ist, wurde es möglich den Verschiebungssensor 31 einfach und mit hoher Präzision zu installieren.
Wie oben beschrieben wurde es durch die Benutzung der Vorrichtung zum streifenförmigen Beschichten der vorliegenden Erfindung und durch das Einstellen der Schlitzweite für jeden Streifen möglich eine gleichförmige streifenförmige Beschichtung über die gesamte Breite der Beschichtung aufzutragen.
Indem ein Streifensteuerteil mit einer entsprechenden Dicke bereitgestellt wird, wird ein streifenförmiger Beschichtungsfilm ohne Absenkung und mit stabiler Breite ausgebildet.
Indem darüber hinaus Verschiebungssensoren in der Nähe der jeweiligen beweglichen Teile bereitgestellt werden und indem eine Rückkopplung angewandt wird, wurde es einfach die Schlitzweite einzustellen und wurde es möglich die Filmdicke gleichmäßig auszubilden.
Infolgedessen konnte der Produktausstoß, die eine streifenförmige Beschichtung benötigen, stark verbessert werden und die Qualität der Produkte auffallend verbessert werden.

Claims

Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung zum Auftragen von mindestens zwei Streifen (10), die umfasst: mehrere Schlitzauslässe (7), die an einem Düsenrand (100) vorgesehen sind; ein Paar oberer (11) und unterer (12) Blockkanten, die die Schlitzauslässe (7) bilden; Streifeneinteilungen (8), die in mehrere Schlitzauslässe (7) teilen; Kerben (17), die mindestens auf einer der Blockkanten in Richtung der ausströmenden Beschichtungsflüssigkeit (12) ausgebildet sind, wobei die Kerben (17) entsprechend der Position der Streifeneinteilung (8) ausgebildet sind; bewegliche Teile (18), die durch die Kerben (17) und dünne Teile (19) an den Blockrand/an den Blockrändern, wo die Kerben (17) bereitgestellt werden, ausgebildet sind; und Schlitzweiteneinstellmittel (15) zum Einstellen der Schlitzweiten, indem die beweglichen Teile (18) bewegt werden.
Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung nach Anspruch 1, wobei die Kerben (17) eine Breite von 0,01 mm oder mehr und von weniger als die Breite eines unbeschichteten streifenförmigen Abschnitts (20) aufweisen und die Länge der Kerben (17) gleich dem Abstand von den dünnen Teilen (19), die die beweglichen Teile (18) bilden, bis zu den Schlitzauslässen (7) ist.
Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung nach dem Anspruch 1, wobei die Streifeneinteilungen (8) einen Aufbau mit einem elastischen Körper aufweisen.
Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung nach Anspruch 1, wobei die Breite der Streifeneinteilungen (8) der Breite der unbeschichteten streifenförmigen Abschnitte (20) entspricht, und die Länge der Streifeneinteilungen (8) gleich dem Abstand von den Einlässen der Schlitze (7) bis zu den Auslässen der Schlitze (7) ist.
Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Streifensteuerteil (22) mit einer Breite, die einem streifenförmigen unbeschichteten Abschnitt (20) entspricht, auf jeder der Frontflächen der Streifeneinteilungen (8) an den Schlitzauslässen (7) vorgesehen ist, und der Bedingung L-0,2 mm≤t≤L genügt, wobei t die Dicke des Streifensteuerteils (22) und L der Abstand vom Schlitzauslass (7) zu einem Trägermaterial (9) ist.
Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung nach Anspruch 5, wobei das Streifensteuerteil (22) eine Form hat, die eine Lippenkante (21) der Düse bedeckt.
Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung nach Anspruch 5, wobei das Streifensteuerteil (22) ein Brett ist, das nahe an der Lippenoberfläche (21) der Düse (100) haftet und eine Elastizität aufweist.
Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung nach Anspruch 5, wobei das Streifensteuerteil (22) in Richtung des Schlitzes (7) im Querschnitt trapezoidal ist, wobei das Streifensteuerteil auf Seite der Lippenoberfläche (21) eine längere Seite aufweist und auf Seite des Trägermaterials (9) eine kürzere Seite aufweist, basierend auf der Richtung in der die Beschichtungsflüssigkeit (2) ausströmt.
Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei Verschiebungssensoren (31) die Verschiebung der beweglichen Teile (18) messen; und die Schlitzweiteneinstellmittel (16) basierend auf numerischen Werten, die von den Verschiebungssensoren (31) ausgegeben werden, eine Rückkopplungssteuerung ausüben.
Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung nach dem Anspruch 9, wobei ein Winkel α im Wesentlichen gleich 90 Grad ist, wobei der Winkel α durch eine Oberfläche (A1) des beweglichen Teils (18), dessen Oberfläche im Kontakt mit dem Schlitzweiteneinstellmittel (15) steht, und eine Oberfläche (A2) des Blocks zum Fixieren der fixierten Teile (16) des Schlitzweiteneinstellmittels, woran das Schlitzweiteneinstellmittel (15) befestigt wird, definiert wird.
Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung nach Anspruch 9, wobei ein fixiertes Teil (34) eines Nullpunkteinstellmittel auf jedem fixierten Teil (16) vorgesehen ist, um eines der Schlitzweiteneinstellmittel (15) zu befestigen, ein bewegliches Teil (32) des Verschiebungssensors beweglich an jedem der fixierten Teile (34) des Nullpunkteinstellmittels befestigt ist, und jeder Verschiebungssensor (31) an dem entsprechenden beweglichen Teil (32) der Verschiebungssensoren befestigt ist; jedes bewegliche Teil (32) der Verschiebungssensoren durch ein Nullpunkteinstellmittel (33) beweglich ist; und der Abstand zwischen jedem Verschiebungssensorpaar (31) und dem beweglichen Teil (32) durch das entsprechende Nullpunkteinstellmittel (33) voreingestellt wird.
Verfahren zur Schlitzweiteneinstellung zum Einstellen einer Schlitzweite in einer Vorrichtung zum streifenförmigen Auftragen einer Beschichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 9, wobei ein Zusammenhang zwischen einem Einstellbetrag für einen Beschichtungsfilm (10) und einer Bewegung des beweglichen Teils (18) im voraus vorbereitet wird; eine Dicke des Beschichtungsfilms (10) nach Auftragung erfasst wird; aus der Dicke ein Dickeneinstellbetrag berechnet wird und, basierend auf dem Zusammenhang, ein Bewegungsbetrag für das bewegliche Teil (18) berechnet wird; und basierend auf der Bewegung des beweglichen Teils (18), das bewegliche Teil (18) durch das Schlitzweiteneinstellmittel (15) bewegt wird.