JP2004041908A

JP2004041908A - Coating method

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Publication number: JP2004041908A
Application number: JP2002202299A
Authority: JP
Inventors: Fumiyuki Yoshida; 吉田　史志
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-11
Also published as: JP4314790B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a coating method constituted so that the thickness of the coating layer applied to a substrate actually in the width direction of the substrate becomes uniform in consideration of a change in a state of being discharged from a die head according to the physical values of a coating liquid, and a coating method enabling a uniform coating even if the thickness of the coating layer is not more than 10 μm. <P>SOLUTION: In the coating method for forming the coating layer on a substrate, a Bingham fluid, wherein a strain velocity is 0-5,000 (1/sec) and a ratio of plastic viscosity and a yield stress value is constant, is used as the coating liquid for forming the coating layer on the substrate. Further, in this coating method, a ratio of the plastic viscosity and the yield stress value is set to 0.14 or more. Furthermore, the coating liquid is a particle dispersion type coating liquid. In this coating method, the thickness of the coating layer is set to 10 μm or less. Further, a means for forming the coating layer is a die coating method. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス、プラスチック等の基板に塗布液を均一な厚さに塗布する塗布方法に関するもので、特に、粒子分散型の塗布液を均一な厚さに塗布する塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ガラス、プラスチック等の基板に塗布液を均一に塗布した塗布層を形成することは、従来からいろいろな手法が試みられている。そして、塗布方法の一つとして、一定の間隙を有するダイヘッドを用いて塗布する、ダイコート法が、広い幅を１度に塗布形成できるので、多く用いられている。
【０００３】
このダイコート法は、図１に示すように、ダイヘッド１の供給口３から塗布液４が供給され、マニホールド５内に溜められる。次に、マニホールド５からスリット６を通って、基材２に塗布し、塗布層７を形成する方法である。そして、塗布するに際し、ダイヘッド１または基材２のどちらか一方を相対的に移動させることで、基材２上に均一な塗布層７を形成する。
【０００４】
しかし、このダイコート法により、均一な塗布層を形成する場合、塗布層の塗布方向の均一性、およびダイヘッドの幅方向の均一性、この両方を満足しなければならない。
特に、ダイヘッドの幅方向、幅が広い場合、更に、１０μｍ以下の均一性を維持することが技術的に困難であった。
【０００５】
この問題は、塗布液の物性値により、ダイヘッドから吐出される状態が変化するため、実際に基板に塗布された塗布層は、基板幅方向の厚みが均一にならなくなっていまっていた。特に、塗布液が粒子分散型の場合、この傾向が大きい問題があった。
【０００６】
この問題を解決するために、ダイヘッドの表面の平滑性を向上させたり、ダイヘッドの流路の形状を変更することが試みられているが、満足した結果が得られていないのが、現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、塗布液の物性値により、ダイヘッドから吐出される状態が変化を考慮して、実際に基板に塗布された塗布層が、基板幅方向の厚みが均一となるようにした塗布方法を提供することを目的とする。
また、塗布層の厚みが１０μｍ以下であっても、均一に塗布することができる塗布方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、　基材上に、塗布層を形成するに際し、前記塗布層を形成する塗布液として、歪速度が０〜５０００（１／ｓｅｃ）の範囲で、塑性粘度と降伏応力値の比が一定であるビンガム流体を用いたことを特徴とする塗布方法である。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記塑性粘度と降伏応力値の比が０．１４以上であることを特徴とする請求項１記載の塗布方法である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記塗布液が、粒子分散型の塗布液であることを特徴とする請求項１または２記載の塗布方法である。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記塗布層が、１０μｍ以下の厚さとすることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の塗布方法である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記塗布層を形成する手段が、ダイコート法であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の塗布方法である。
【００１３】
このように、塗布する塗布液を、塑性粘度と降伏応力値の比が一定であるビンガム流体を用いること、特に、この比が０．１４以上とすることで、均一な塗布層を形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、ダイヘッド１の供給口３から塗布液４が供給され、マニホールド５内に溜められる。次に、マニホールド５からスリット６を通って、基材２に塗布し、塗布層７を形成する方法である。そして、塗布するに際し、ダイヘッド１または基材２のどちらか一方を相対的に移動させることで、基材２上に均一な塗布層７を形成する。
【００１５】
ここで、塗布層を形成する塗布液は、歪速度が０〜５０００（１／ｓｅｃ）の範囲で、塑性粘度と降伏応力値の比が一定であるビンガム流体を用いることが好ましい。
また、前記塗布液の塑性粘度と降伏応力値の比が０．１４以上とすることがより好ましい。
【００１６】
このような塑性粘度と降伏応力値の比とすることで、塗布層の厚みが制御しにくい粒子分散型の塗布液であっても、均一な厚さの塗布膜を形成することが可能となった。
【００１７】
【実施例】
図１のダイヘッド１のマニホールドは、断面が半円のストレートダイヘッドを用い、塑性粘度と降伏応力値を表１に示すように、それぞれ変化させたビンガム流体からなる塗布液を基板に塗布し、ダイヘッドのスリット出口の幅方向における吐出量を測定し、１０μｍの塗布層を形成し、厚みの均一性を確認した。
なお、用いたダイヘッドは、スリットの長さが６８０ｍｍ、スリットの幅が３０μｍ、マニホールドの断面半円の半径が４ｍｍのものを用いた。ここで、以下の試験例では、図１の対称平面をダイ対称中心として測定した。
【００１８】
【表１】

【００１９】
（試験例１）
塗布液として、歪速度が０〜５０００（１／ｓｅｃ）の範囲で、塑性粘度を７ｍＰ・Ｓと一定にし、降伏応力値を０．００５Ｐａ、０．０５Ｐａ、０．１０Ｐａの３種類を用い、ダイヘッドのスリット出口の幅方向における吐出量をそれぞれ測定した。
その結果、図２に示すように、降伏応力値が小さい程、均一な塗布が可能であることが解った。
【００２０】
（試験例２）
塗布液として、　降伏応力値を０．０５Ｐａと一定にし、塑性粘度を３．５ｍＰ・Ｓ、７ｍＰ・Ｓ、１４ｍＰ・Ｓの３種類を用い、ダイヘッドのスリット出口の幅方向における吐出量をそれぞれ測定した。
その結果、図３に示すように、塑性粘度が大きい程、均一な塗布が可能であることが解った。
【００２１】
（試験例３）
塗布液として、　塑性粘度と降伏応力値をそれぞれ変えるが、塑性粘度と降伏応力値の比を０．１４とを一定にし、ダイヘッドのスリット出口の幅方向における吐出量をそれぞれ測定した。
その結果、図４に示すように、塑性粘度と降伏応力値がそれぞれ変わっても、その比が一定であれば、厚みが均一な塗布が可能であることが解った。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の塗布方法のように、塗布する塗布液を、歪速度が０〜５０００（１／ｓｅｃ）の範囲で、塑性粘度と降伏応力値の比が一定とすること、さらにビンガム流体を用いること、さらに、塑性粘度と降伏応力値の比が０．１４以上とすることで、１０μｍ以下の厚みの塗布層であっても、幅方向に均一な厚みとすることができる。
【００２３】
また、顔料等の粒子が入った粒子分散型の塗布液であっても、均一な薄い塗布層を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布方法の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の塗布方法の測定結果を示すグラフである。
【図３】本発明の塗布方法の他の測定結果を示すグラフである。
【図４】本発明の塗布方法の他の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１・・・ダイヘッド
２・・・基板
３・・・供給口
４・・・塗布液
５・・・マニホールド
６・・・スリット
７・・・塗布層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating method for applying a coating liquid to a substrate such as glass or plastic to a uniform thickness, and more particularly to a coating method for coating a coating liquid of a particle dispersion type to a uniform thickness.
[0002]
[Prior art]
In general, various methods have been attempted to form a coating layer in which a coating solution is uniformly applied to a substrate such as glass or plastic. As one of the coating methods, a die coating method in which coating is performed using a die head having a fixed gap is widely used because a wide width can be formed at a time.
[0003]
In this die coating method, a coating liquid 4 is supplied from a supply port 3 of a die head 1 and stored in a manifold 5 as shown in FIG. Next, a method is used in which a coating layer 7 is formed by coating the base material 2 from the manifold 5 through the slit 6. When applying, either the die head 1 or the base material 2 is relatively moved to form a uniform coating layer 7 on the base material 2.
[0004]
However, when a uniform coating layer is formed by this die coating method, both of the uniformity in the coating direction of the coating layer and the uniformity in the width direction of the die head must be satisfied.
In particular, when the width and width of the die head are large, it is technically difficult to maintain uniformity of 10 μm or less.
[0005]
The problem is that the state of discharge from the die head changes depending on the physical properties of the coating solution, and thus the thickness of the coating layer actually applied to the substrate in the substrate width direction is not uniform. Particularly, when the coating liquid is of a particle dispersion type, there is a problem that this tendency is large.
[0006]
In order to solve this problem, attempts have been made to improve the smoothness of the surface of the die head or to change the shape of the flow path of the die head, but at present, satisfactory results have not been obtained. .
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention provides a coating method in which a coating layer actually coated on a substrate has a uniform thickness in a substrate width direction in consideration of a change in a state discharged from a die head according to a property value of a coating liquid. The purpose is to provide.
Another object of the present invention is to provide a coating method capable of uniformly coating even if the thickness of the coating layer is 10 μm or less.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a method for forming a coating layer on a substrate, wherein the coating liquid for forming the coating layer has a plastic viscosity and a yield within a range of 0 to 5000 (1 / sec). A coating method using a Bingham fluid having a constant stress value ratio.
[0009]
The invention according to claim 2 is the coating method according to claim 1, wherein the ratio between the plastic viscosity and the yield stress value is 0.14 or more.
[0010]
The invention according to claim 3 is the coating method according to claim 1 or 2, wherein the coating liquid is a particle dispersion type coating liquid.
[0011]
The invention according to claim 4 is the coating method according to any one of claims 1 to 3, wherein the coating layer has a thickness of 10 µm or less.
[0012]
The invention according to claim 5 is the coating method according to any one of claims 1 to 4, wherein the means for forming the coating layer is a die coating method.
[0013]
As described above, the coating liquid to be applied is to use a Bingham fluid in which the ratio between the plastic viscosity and the yield stress value is constant, and in particular, to form a uniform coating layer by setting the ratio to 0.14 or more. Can be.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
As shown in FIG. 1, a coating liquid 4 is supplied from a supply port 3 of a die head 1 and stored in a manifold 5. Next, a method is used in which a coating layer 7 is formed by coating the base material 2 from the manifold 5 through the slit 6. When applying, either the die head 1 or the base material 2 is relatively moved to form a uniform coating layer 7 on the base material 2.
[0015]
Here, as the coating liquid for forming the coating layer, it is preferable to use a Bingham fluid in which the ratio between the plastic viscosity and the yield stress value is constant and the strain rate is in the range of 0 to 5000 (1 / sec).
More preferably, the ratio between the plastic viscosity of the coating liquid and the yield stress value is 0.14 or more.
[0016]
By setting such a ratio between the plastic viscosity and the yield stress value, it is possible to form a coating film having a uniform thickness even with a particle-dispersed coating liquid in which the thickness of the coating layer is difficult to control. Was.
[0017]
【Example】
The manifold of the die head 1 shown in FIG. 1 uses a straight die head having a semicircular cross section, and applies a coating liquid composed of a Bingham fluid having different plastic viscosities and yield stress values to the substrate as shown in Table 1; The discharge amount in the width direction of the slit outlet was measured to form a coating layer of 10 μm, and the uniformity of the thickness was confirmed.
The die head used had a slit length of 680 mm, a slit width of 30 μm, and a radius of a semicircular cross section of the manifold of 4 mm. Here, in the following test examples, measurement was performed with the symmetry plane of FIG.
[0018]
[Table 1]

[0019]
(Test Example 1)
As the coating liquid, the strain rate is in the range of 0 to 5000 (1 / sec), the plastic viscosity is kept constant at 7 mP · S, and the yield stress values are 0.005 Pa, 0.05 Pa, and 0.10 Pa. The discharge amount in the width direction of the slit outlet of the die head was measured.
As a result, as shown in FIG. 2, it was found that the smaller the yield stress value, the more uniform the coating.
[0020]
(Test Example 2)
Using a coating liquid with a constant yield stress of 0.05 Pa and a plastic viscosity of 3.5 mP · S, 7 mP · S, and 14 mP · S, the discharge amount in the width direction of the slit outlet of the die head was measured. did.
As a result, as shown in FIG. 3, it was found that the higher the plastic viscosity, the more uniform the coating was possible.
[0021]
(Test Example 3)
As the coating liquid, the plastic viscosity and the yield stress value were respectively changed. The ratio of the plastic viscosity to the yield stress value was kept constant at 0.14, and the discharge amount in the width direction of the slit outlet of the die head was measured.
As a result, as shown in FIG. 4, it was found that even if the plastic viscosity and the yield stress value respectively changed, if the ratio was constant, it was possible to apply a uniform thickness.
[0022]
【The invention's effect】
As in the coating method of the present invention, the coating liquid to be coated must have a constant plastic viscosity and yield stress value within a strain rate of 0 to 5000 (1 / sec), and further use a Bingham fluid. Furthermore, by setting the ratio between the plastic viscosity and the yield stress value to be 0.14 or more, even a coating layer having a thickness of 10 μm or less can have a uniform thickness in the width direction.
[0023]
Further, even with a particle-dispersed coating liquid containing particles such as pigments, a uniform thin coating layer can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing one example of a coating method of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing measurement results of the coating method of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing another measurement result of the coating method of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing another measurement result of the coating method of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Die head 2 ... Substrate 3 ... Supply port 4 ... Coating liquid 5 ... Manifold 6 ... Slit 7 ... Coating layer

Claims

When forming a coating layer on a base material, as a coating liquid for forming the coating layer, a Bingham having a constant ratio of plastic viscosity to yield stress value within a strain rate of 0 to 5000 (1 / sec). A coating method using a fluid.

The coating method according to claim 1, wherein a ratio between the plastic viscosity and the yield stress value is 0.14 or more.

The coating method according to claim 1, wherein the coating liquid is a particle dispersion type coating liquid.

The coating method according to any one of claims 1 to 3, wherein the coating layer has a thickness of 10 µm or less.

The coating method according to any one of claims 1 to 4, wherein the means for forming the coating layer is a die coating method.