JP2003053232A - 高粘度分散液の塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

高粘度分散液の塗布装置及び塗布方法

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JP2003053232A
JP2003053232A JP2001247763A JP2001247763A JP2003053232A JP 2003053232 A JP2003053232 A JP 2003053232A JP 2001247763 A JP2001247763 A JP 2001247763A JP 2001247763 A JP2001247763 A JP 2001247763A JP 2003053232 A JP2003053232 A JP 2003053232A
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liquid
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bars
bar
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Nobuhiko Takashima
伸彦 高嶋
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高濃度・高粘度分散液を広幅で高速塗布する
ことが可能な高粘度分散液の塗布装置を提供する。 【解決手段】 2枚のバーを重ね合わせることで前記バ
ーとバーとの間にスロット及びポケットを形成してなる
ダイコータを用い、バックアップロールで支持されて連
続搬送される帯状支持体上に、スロット出口から高粘度
塗布液を押出して塗布する塗布装置において、前記ダイ
コータのスロット出口を構成する2枚のバーの上流側バ
ーの先端部が下流側バーの先端部より0.5〜5mm長
く、上流側バーの先端部と下流側バーの先端部との間に
液溜めを形成して塗布することを特徴とする塗布装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はダイコータを用いて
高粘度分散液を支持体上に塗布する塗布装置及び塗布方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミックシート、電池、蛍光体のよう
な高粘度分散液の塗布方法としては、図3に示すような
コンマ型ブレード塗布装置による塗布方法が行われてい
る。図3はコンマ型ブレード塗布装置の概略断面図であ
る。このようなコンマ型ブレード塗布装置(液溜め式コ
ータ)50は、ダムと呼ばれる液だめ53をコンマ型ブ
レード52とバックロール21と液だめプレート51で
形成し、塗布が行われるものである。しかし、液だめ5
3内の液面の高さ(以下、液レベルと言う)により、膜
厚が変動するため、液面レベルを一定に保つ必要があ
り、一般的にオーバーフローによる方法や、オーバーフ
ローせず液面を一定にする方法としては、液面センサを
利用して送液ポンプもしくは圧力にて液を送るといった
複雑な構成となっていた。
【0003】また、非ニュートン液体を塗布する場合、
ダムに液溜りを有する塗布では液の停滞時間が長いた
め、流速が遅くなり流動性が変わり面荒れ等の塗布不良
を生じる。攪拌機をつけて常に塗布液に流動性を与え安
定化させる方法もあるが、やはり複雑な構成となり好ま
しくない。
【0004】本発明で言う、非ニュートン流体の特性と
しては剪断速度範囲1〜50(1/s)のときの流動方
程式による近似式η=mD(n-1)において0<n<1の
挙動を示すものである。ここで、η:見かけ粘度、m:
粘性係数、D:剪断速度、n:粘性指数を表す。
【0005】さらに具体的には剪断速度範囲1〜50
(1/s)のときの粘度差(最大値−最小値)が2Pa
・s以上である塗布液を本発明における非ニュートンの
状態として示すことにする。
【0006】コンマ型ブレード塗布での問題を解決する
手段として、特開2000−84459号公報には、ス
ロットダイを用いた高粘度分散液の塗布装置及び塗布方
法が記載されている。
【0007】スロットダイは、供給釜より、定量ポンプ
にて所望の膜厚になるよう塗布液をダイより吐出し支持
体に塗布を行うため、膜厚管理が非常に行いやすく、ま
た、供給釜から塗布部までがクローズドな状態で送液さ
れるため、蒸発の影響が無く均一な膜が得られ易い。し
かしながら、固形分濃度が高く、高粘度の分散液を扱う
ときは、通常のスロットダイでは塗膜に途切れが生じ、
塗膜がうまく形成できないという問題があった。該公報
では、高粘度分散液がスロットから吐出された瞬間に走
行する支持体に持ち去られるため、支持体との接触が十
分でないため正常な塗膜が得られないとして、スロット
出口近傍にポケット状の空間を設けることにより、支持
体との接触を十分に行い、塗布液が支持体に密着し、リ
ップ部と支持体とのギャップにより、支持体が通過する
際に十分な力が液に加わり正常な塗布ができるようにし
たというものである。
【0008】更には、スロット内の先端ポケットまでの
形状を種々変えることにより、流動性を均一化すること
により、塗布の均一化を図ろうとしたものである。
【0009】これらの方法により、高粘度分散液の塗布
性を大きく改良することができたが、非ニュートンの性
質を有する液では巾手、塗膜厚みの均一性が不十分であ
った。又、クローズドな状態で高粘度液を塗布すると搬
送ムラの影響を受け塗膜に横段が生じやすいという欠点
を有していた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明はダイコーター
を用いて高濃度、高粘度、非ニュートン分散液を巾手方
向にも均一にかつ搬送ムラの影響の少ない塗布性を確保
できる手段を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題は、下記の構成
により解決された。
【0012】(1)2枚のバーを重ね合わせることで前
記バーとバーとの間にスロット及びポケットを形成して
なるダイコータを用い、バックアップロールで支持され
て連続搬送される帯状支持体上に、スロット出口から高
粘度塗布液を押出して塗布する塗布装置において、前記
ダイコータのスロット出口を構成する2枚のバーの上流
側バーの先端部が下流側バーの先端部より0.5〜5m
m長く、上流側バーの先端部と下流側バーの先端部との
間に液溜めを形成して塗布することを特徴とする塗布装
置。
【0013】(2)スロット出口を構成する2枚のバー
の上流側バーの先端部の開口角が水平面に対し−1〜−
45°であることを特徴とする(1)記載の塗布装置。
【0014】(3)下流側バーの先端部のリップ長が
0.1〜5mmであることを特徴とする(1)又は
(2)記載の塗布装置。
【0015】(4)前記(1)〜(3)の何れか1項記
載の塗布装置を用い、ダイコータのスロット出口に形成
される上流側バーの先端部と支持体との距離H(mm)
及びウェット膜厚Hw(mm)の関係が、 0.05≦H≦0.9Hw であることを特徴とする高粘度塗布液の塗布方法。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【0017】図1は、本発明のスロットダイを用いた塗
布装置の概略断面図である。スロットダイ10は、上流
側バー12と下流側バー11の2枚のバーを重ね合わせ
ることでバーとバーとの間にスロット14及びポケット
13を形成してなるダイコータであり、バックアップロ
ール1で支持されて連続搬送される帯状支持体2上に、
スロット出口から高粘度塗布液3を押出して塗布する塗
布装置である。
【0018】図2は、前記スロットダイのスロット出口
近傍の拡大断面図である。同図(a)において、スロッ
ト14は上流側バー12の内面121と下流側バー11
の内面111とで形成される隙間であり、該スロット内
面は出口近傍を除きほぼ平行な面から形成されており、
本発明においてはスロットを構成する2枚のバーの上流
側バーの内面121をスロット面と定義する。下流側バ
ー11の出口先端に形成される、塗布面にほぼ平行な面
をリップ15と言い、その長さをリップ長としてLで表
す。上流側バー12の先端から支持体の塗布面までの距
離をH、塗布液のウェット膜厚をHwで表す。
【0019】スロット出口を構成する2枚のバーの上流
側バー12の先端部が下流側バー11の先端部よりΔH
だけ長く、本発明においては、該ΔHを0.5〜5mm
とすることにより液溜り部を形成し、気液界面が形成さ
れ、均一な膜厚分布を得ることができる。
【0020】尚、ΔHは前記スロット面に垂直な面で上
下バーの先端に接する2面間の距離である。
【0021】上流側バー12の出口先端の液溜部(Δ
H)を形成する面を開口面122とすると、該開口面は
スロット面121の延長面であってもよいが、スロット
面に対しある角度を有する開口面を形成することもでき
る。
【0022】同図(b)は、スロット面に対しある角度
を有する開口面を形成するスロット出口近傍の拡大断面
図である。水平面に対する開口面の角度を開口角θで表
すと、開口角θは−1〜−45度であることが好まし
い。尚、ここで0度とは開口面122が水平であること
を意味し、マイナスは外側に向かい広がる意である。
【0023】リップ15のリップ長Lは好ましくは0.
1〜5mmである。高濃度、高粘度液のスロットダイを
用いた塗布においては、巾手方向の流速の変動を如何に
抑えるか、均一化が行えるかが、塗布の均一性を大きく
左右するものであり、前記公報においては、スロットの
出口近傍に開口した空間を設置することにより、流速を
下げてある程度均一化を図ることができたものである。
【0024】本発明においては、非ニュートン分散液に
おいて更なる均一化を図る手段を鋭意検討した結果、ス
ロットダイの上流側バーの先端部の長さを下流側バーの
先端部の長さよりも、0.1〜5mm長くすることによ
り、上流側バーと下流側バーの間に塗布液を溜める液溜
め部を設け、塗布液表面を一度気相に触れさせることに
より、レベリングが行われ、均一な塗布が得られるもの
と考えられる。
【0025】また、スロットダイにより塗布直前で一旦
スロット部によって塗布液に剪断力を掛けることにより
塗布液の再流動化が図れ、塗布時の面荒れや塗布筋とい
った故障が改善される。
【0026】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0027】実施例 平均粒径3μmのユーロピウム付活弗化ヨウ化バリウム
蛍光体粒子427gを、ポリウレタン樹脂(住友バイエ
ルウレタン社製、デスモラック4125)15.8g、
ビスフェノールA型エポキシ樹脂2.0gをメチルエチ
ルケトン−トルエン(1:1)混合溶媒に添加し、プロ
ペラミキサーによって分散し、粘度2.0〜3.0Pa
・sの塗布液を調製した。
【0028】上記塗布液を脱気、脱泡後、釜に充填し送
液装置にて規定量を濾過フィルターを介し本発明のスロ
ットダイ塗布装置へ供給した。供給時の塗布液温度は2
5℃に設定し、塗布液が通過する部分の温度も同様の温
度に設定した。塗布流量は塗布速度や所望膜厚にあわ
せ、塗布幅1cmあたり、1ml/min〜5ml/m
inの範囲で行い、ウェット膜厚Hwを500μmとし
た。
【0029】送液された液は、それぞれスロットダイの
ポケット内を広がり、巾手での圧力の均一化が図られた
状態でスロットを通過し、スロット出口において液溜り
部を経由して支持体上に蛍光体層を塗布した。
【0030】支持体は200μmのカーボン含有のポリ
エチレンテレフタレートを使用した。
【0031】塗布された支持体は乾燥工程にて、有機溶
剤を蒸発させ、シート状の蛍光体シートサンプルが作製
された。乾燥後の塗膜厚みは300μmであった。
【0032】塗布条件を変化し、そのときの塗布状態を
観察した。その結果を表1に示す。尚、膜厚分布は、ア
ンリツ社製KG601B フィルムシックネステスタを
用い乾燥後の幅手の膜厚を5mmピッチで75点測定し
最大膜厚と最小膜厚の差を平均膜厚で割ったものを%で
示したものである。膜厚は塗膜厚みのみの値を示す。
【0033】塗布故障の評価は、○は特に問題なし、×
は重大な塗布故障が発生、△はその中間を表し、総合評
価は、塗布故障と膜厚分布の大きさを合わせて○、△、
×で評価を行った。
【0034】
【表1】
【0035】ΔHは0.5〜5mmであり、好ましくは
3〜5mmである。0.5mmより小さいと十分な液溜
りが形成されず分布の改善が図れず、5mmより大きい
と液溜りでの表面皮膜が発生し易く、経時での筋が発生
し易くなることが分かった。
【0036】開口角θは−1〜−45度が好ましく、更
に好ましくは−30〜−45度である。−1度より大き
いと上流側バー12先端部の液溜り部に停滞が起こり、
経時での筋が発生し易くなることが分かった。又−45
度より小さいと液溜りが形成されにくくなり塗布ムラを
生じることが分かった。
【0037】リップ長は0.1〜5mmであることが好
ましく、更に好ましくは1〜2mmである。リップ長が
0.1mm以下では液面の這い上がりにより液離れ線が
乱れムラ状の筋が発生し易くなる。また5mmより大き
いと液離れ線がリップ角(図2中112)にならず液離
れ線が乱れムラ状の筋が発生し易くなる。
【0038】上流側のバー先端と支持体との距離H(m
m)は0.05≦H≦0.9Hwが好ましい。下限より
小さいと異物が上流バーに付着し継続的な筋が発生し易
くなる。上限より大きいと上流側バーリップからの液タ
レが生じ、規定膜厚の塗工ができないばかりか筋が発生
する。
【0039】スロット面の角度及び開口面の角度を持た
せることにより、重力による液の塗りつけ効果を増加す
ることができた。スロット出口を水平面より高い位置と
すると、支持体への塗布液の流れが抑制され、泡を巻き
込み易くなり、液溜めの水平面がキッチリととれず、膜
厚分布に不良を来す欠点を有する。また、下流側バーの
リップ長が短い或いは鋭角の場合、液の噴き出しと表面
張力との影響から液の裏回りが発生し、また長すぎると
液切れ面が不安定となり、何れも筋故障が発生し易くな
る。
【0040】支持体とスロットダイとの距離Hが短いと
支持体バラツキやバックアップロールとの密着バラツキ
によるこすれが発生し、長いと液溜め部に液を保持でき
ず液だれを生ずるという欠点を有する。
【0041】
【発明の効果】本発明により高粘度分散液を塗布液とし
て塗布する場合でも、スロット出口の上流側バーの先端
を下流側バーの先端よりも0.5〜5mm長くすること
により、上流側バーに液溜部を形成して、一度気相に接
することによりレベリング効果が得られ均一で良好な塗
布が行えるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスロットダイを用いた塗布装置の概略
断面図である。
【図2】本発明のスロットダイのスロット出口近傍の拡
大断面図である。
【図3】コンマ型ブレード塗布装置の概略断面図であ
る。
【符号の説明】
1 バックアップロール 2 支持体 3 塗布液 10 スロットダイ 11 下流側バー 12 上流側バー 111 下流側バーの内面 121 上流側バーの内面(スロット面) 122 開口面 13 ポケット 14 スロット 15 リップ 50 コンマ型ブレード塗布装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚のバーを重ね合わせることで前記バ
    ーとバーとの間にスロット及びポケットを形成してなる
    ダイコータを用い、バックアップロールで支持されて連
    続搬送される帯状支持体上に、スロット出口から高粘度
    塗布液を押出して塗布する塗布装置において、前記ダイ
    コータのスロット出口を構成する2枚のバーの上流側バ
    ーの先端部が下流側バーの先端部より0.5〜5mm長
    く、上流側バーの先端部と下流側バーの先端部との間に
    液溜めを形成して塗布することを特徴とする塗布装置。
  2. 【請求項2】 スロット出口を構成する2枚のバーの上
    流側バーの先端部の開口角が水平面に対し−1〜−45
    °であることを特徴とする請求項1記載の塗布装置。
  3. 【請求項3】 下流側バーの先端部のリップ長が0.1
    〜5mmであることを特徴とする請求項1又は2記載の
    塗布装置。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の何れか1項記載の塗布装
    置を用い、ダイコータのスロット出口に形成される上流
    側バーの先端部と支持体との距離H(mm)及びウェッ
    ト膜厚Hw(mm)の関係が、 0.05≦H≦0.9Hw であることを特徴とする高粘度塗布液の塗布方法。
JP2001247763A 2001-08-17 2001-08-17 高粘度分散液の塗布装置及び塗布方法 Pending JP2003053232A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009255016A (ja) * 2008-04-21 2009-11-05 Nitto Denko Corp ダイ塗工装置、ダイ塗工方法及び粘着シート並びに発泡シート

Cited By (2)

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JP2009255016A (ja) * 2008-04-21 2009-11-05 Nitto Denko Corp ダイ塗工装置、ダイ塗工方法及び粘着シート並びに発泡シート
US8092868B2 (en) 2008-04-21 2012-01-10 Nitto Denko Corporation Die coating apparatus, die coating method, and adhesive sheet and foamed sheet

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