JP2004113960A

JP2004113960A - ダイヘッド、リップ面真直度調整方法及び塗布膜厚調整方法

Info

Publication number: JP2004113960A
Application number: JP2002282379A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Takahashi; 高橋　正明
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】ダイヘッド塗工において、リップ面の加工精度を、現行以上に向上させることなく、塗布膜厚の一層の均一化を図る。
【解決手段】ダイヘッド１１のリップ面１１ａの内側に且つ吐出スリット１２の長手方向に間隔を開けた位置に、印加電圧の調整により自身の長さを変化させ得る構成の圧電アクチュエータ１４を複数個配置し、各圧電アクチュエータへの印加電圧の調整により、リップ面を内側から押してリップ面の位置を調整し、リップ面の真直度を向上させると共に被塗工物１に対する間隔むらをなくし、塗布膜の厚さむらを小さくする。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウェブ或いは板材などの被塗工物に対して塗工液を帯状に塗布するためのダイヘッド及びそのダイヘッドのリップ面真直度調整方法並びに塗布膜厚調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウェブに対する塗工装置として、図３、図４に示すように、ウェブ１をバックアップロール２の外周面に支持させて搬送しながら、そのバックアップロール２に対向して配置したダイヘッド３の吐出スリット４から塗工液を吐出してウェブ１に塗布する装置が知られている。この種の塗工装置において、精密且つ均一な塗布を行うためには、ダイヘッド３のリップ面３ａの真直度を上げ且つバックアップロール２とリップ面３ａとの平行度を上げることが必要である。もし、図４に誇張して示すように、リップ面３ａの真直度が悪いと、ダイヘッドのリップ面３ａとバックアップロール２との間隔がダイヘッドの長手方向にばらついた状態となり、塗布膜に厚さむらを生じてしまう。また、図５に誇張して示すように、バックアップロール２とリップ面３ａとの平行度が悪いと、やはりダイヘッドのリップ面３ａとバックアップロール２との間隔がダイヘッドの長手方向に変化した状態となり、塗布膜に厚さむらを生じてしまう。そこで、従来は、ダイヘッド３の加工精度を上げ、リップ面３ａの真直度を向上させると共に、ダイヘッド３をダイヘッド保持部材５に固定する取付面の平面度も極力向上させ、バックアップロールとダイヘッドリップ面との間隔の均一化を図っていた。また、バックアップロール２とダイヘッド３との平行度が不十分な場合、くさび式の微小調整機構により、平行度の調整を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダイヘッド３の加工精度向上には限界があり、ダイヘッド先端のリップ面の真直度（リップ面に生じているうねり状の凹凸の高さ方向の寸法）は１〜２μｍ程度が限界であった。なお、加工精度をこれ以上に上げることは不可能ではないが、加工コストが急激に増大し、実用化が困難である。また、ダイヘッドの取付面の加工精度、組立て精度等の影響、及び微小調整機構の調整精度の限界（実質１μｍ程度）等により、ダイヘッドのリップ面とバックアップロールとの平行度をサブミクロン程度で調整するのは困難であった。近年、塗布膜厚の一層の均一化が要求されており、そのため、ダイヘッドリップ面の真直度の向上並びにダイヘッドリップ面とバックアップロールとの平行度の向上が要望されているが、その解決策は見られなかった。
【０００４】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、リップ面の加工精度を、現行以上に向上させなくても、ダイヘッドリップ面の真直度を更に向上させることができ、また、ダイヘッドリップ面とバックアップロールとの平行度も向上でき、これによって、塗布膜厚の一層の均一化を図ることを可能とする技術を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ダイヘッドリップ面の真直度を、加工精度を上げることなく向上させることを可能とするため、ダイヘッドのリップ面の内側に且つ前記吐出スリットの長手方向に間隔を開けた位置に、印加電圧の調整により自身の長さを変化させ得る構成の圧電アクチュエータを複数個配置し、各圧電アクチュエータへの印加電圧の調整により、リップ面を内側から押してリップ面の位置を調整可能な構成としたものである。この構成により、複数の圧電アクチュエータに対する印加電圧をそれぞれ調整することで、各圧電アクチュエータを配置した部分のリップ面の位置をそれぞれ調整でき、このため、従来と同程度の加工精度によって得たリップ面の真直度を大幅に向上させることができる。また、このダイヘッドをバックアップロール等に支持された被塗工物に対向配置して塗布を行う場合、複数の圧電アクチュエータに対する印加電圧をそれぞれ調整することで、リップ面の真直度を大幅に向上させることができるばかりでなく、被塗工物に対する平行度も向上させることができ、これにより、塗布膜の厚さむらをきわめて小さくできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
上記したように、本発明のダイヘッドは、塗工液を吐出する吐出スリットと、該吐出スリットの先端両側に形成されたリップ面と、前記リップ面の内側に且つ前記吐出スリットの長手方向に間隔を開けた位置に配置された複数の圧電アクチュエータとを備え、前記複数の圧電アクチュエータへの印加電圧の調整により、前記リップ面の位置を調整可能としたものである。
【０００７】
このダイヘッドの使用に当たっては、このダイヘッドを塗工装置に取り付ける前に或いは取り付けた状態で、このダイヘッドに設けている複数の圧電アクチュエータに対する印加電圧をそれぞれ調整することで、リップ面の真直度を調整することができ、ダイヘッドの加工精度に基づく真直度を更に向上させることができる。
【０００８】
また、このダイヘッドを、そのリップ面が被塗工物に近接して対向するように配置し、吐出スリットから塗工液を吐出しながら被塗工物に前記ダイヘッドを相対移動させて被塗工物に塗工液を塗布する場合において、前記ダイヘッドの前記複数の圧電アクチュエータに対する印加電圧をそれぞれ調整することで、塗布膜の厚さむらを調整することができ、きわめて厚さむらの小さい塗布を行うことができる。ここで、圧電アクチュエータに対する印加電圧の調整に当たっては、ダイヘッドを、被塗工物を支持するための支持部材、例えば、バックアップロールに対向配置した状態で、ダイヘッドのリップ面と支持部材との間隙が均一となるように調整する方法を採ることができ、これにより、リップ面の真直度並びに支持部材に対する平行度の調整を行うことができる。また、ダイヘッドのリップ面と支持部材との間隙を測定する代わりに、実際に塗布を行って、塗布膜の幅方向の厚さむらを測定し、その厚さむらが無くなるように、電圧調整を行う方法を採ることもできる。
【０００９】
本発明のダイヘッドは、バックアップロールに支持されて走行中のウェブに対する塗布に使用する場合に限らず、平坦な支持部材に保持されて走行するガラス板等の板材に対する塗布にも使用できる。
【００１０】
以下、本発明をウェブに対する塗布に適用した実施の形態を、図面を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の実施の形態に係るダイヘッドを用いた塗工装置１０の概略構成図、（ｂ）はダイヘッドの先端部分の概略断面図、図２は、図１に示す塗工装置の概略正面図であり、１はウェブ、２はバックアップロール、５はダイヘッド保持部材である。１１はダイヘッドであり、塗工液を吐出する吐出スリット１２と、吐出スリット１２の先端両側に形成されたリップ面１１ａを備えている。更に、前記リップ面１１ａの内側には、吐出スリット１２の長手方向に間隔を開けた位置に、複数の圧電アクチュエータ１４が取り付けられている。この圧電アクチュエータ１４は、圧電素子とも呼ばれるもので、印加電圧の調整により自身が膨張或いは収縮して自身の長さを、ミクロンオーダ或いはサブミクロンオーダで調整可能なものであり、その軸線が吐出スリット１２の吐出方向に平行になるように取り付けられている。このため、各圧電アクチュエータ１４の長さを増減させることで、リップ面１１ａを吐出スリット１２の吐出方向にすなわち矢印Ａで示す方向に変位させることができる。この際、圧電アクチュエータ１４として、０．１μｍ程度の長さ調整可能なものを用いることにより、リップ面１１ａの真直度や平行度を、０．１μｍ程度といった高精度で調整できる。１６は複数の圧電アクチュエータ１４に対する印加電圧を調整するための制御ユニットである。
【００１１】
次に、上記構成の塗工装置１０並びにダイヘッド１１の使用方法を説明する。まず、ダイヘッド１１を組み立て、塗工装置１０のダイヘッド保持部材５に取り付ける。その後、ダイヘッド１１に設けている全ての圧電アクチュエータ１４に対して、一定の電圧（例えば、５０Ｖ程度）をかけておく。ダイヘッド１１取り付け後、微小調整機構（図示せず）により、ダイヘッド１１の位置決めを行い、バックアップロール２とダイヘッド１１との間隙を調整する。
【００１２】
次に、バックアップロール２でウェブ１を走行させながらダイヘッド１１から塗工液を吐出し、塗布を行い、その後、幅方向の塗布量のばらつきを目測、または厚み計等で測定する。そして、塗布量のばらつきに応じて、各圧電アクチュエータ１４への印加電圧を調節し、ダイヘッド１１のリップ面１１ａとバックアップロール２との間隙を変化させ、塗工液の塗布量を均一にする。例えば、塗工液の塗布量が多い部分については、圧電アクチュエータ１４への印加電圧を上げる（例えば、１０Ｖ程度）ことで、圧電アクチュエータ１４の全長を大きくすることができる。その結果、ダイヘッド１１のリップ面１１ａとバックアップロール２との間隙が縮まり、塗工液の塗布量を少なくすることができる。また、逆に、塗工液の塗布量が少ない部分については、圧電アクチュエータ１４への印加電圧を下げることで、圧電アクチュエータ１４の全長を小さくし、その結果、ダイヘッド１１のリップ面１１ａとバックアップロール２との間隙が広がり、塗工液の塗布量を多くすることができる。このようにして、ダイヘッド幅方向の塗布量の均一化が図れる。この調整を行った後は、この条件での塗布動作を継続することで、厚さむらのきわめて小さい塗布を行うことができる。なお、必要に応じ、適当なタイミングで塗布量のばらつきを測定し、各圧電アクチュエータ１４への印加電圧の再調整を行ってもよい。
【００１３】
なお、上記した動作説明では、ダイヘッド１１を塗工装置に取り付け、塗布を行って、塗布量のばらつきを測定した後、各圧電アクチュエータ１４への印加電圧を調整しているが、この代わりに、ダイヘッド１１を塗工装置に取り付ける前に、リップ面１１ａの真直度を測定し、所望の真直度が得られるように、各圧電アクチュエータ１４への印加電圧を調整するとか、ダイヘッド１１を塗工装置に取り付けた後、塗布動作開始の前にダイヘッド１１のリップ面１１ａとバックアップロールとの間隙のばらつきを無くすように、各圧電アクチュエータ１４への印加電圧を調整し、その後、塗布動作を開始するようにしてもよい。この場合においても、塗布動作中に適当なタイミングで、ばらつきを測定し、各圧電アクチュエータ１４への印加電圧の再調整を行ってもよい。
【００１４】
【発明の効果】
本発明は上記したように、ダイヘッド内に複数の圧電アクチュエータを設け、リップ面の位置を調整可能としたことにより、以下の効果が得られる。
（１）ダイヘッドの加工精度、組み立て精度が悪くても、圧電アクチュエータへの印加電圧を調整することで、ダイヘッドリップ面とバックアップロールとの平行度の向上（均一化）、及び間隙の大きさの調節が可能になる。
（２）ダイヘッドリップ面とバックアップロールとの間隙の均一化により、ダイヘッド幅方向の塗布量のばらつきが減少し、塗布、乾燥後の厚みむらの抑制、及び製品品質の向上が図れる。
（３）ダイヘッドリップ面とバックアップロールとの平行度調整が可能となるため、加工精度（特に平面度）を落とすことができ、ダイヘッドの加工コストを安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態に係るダイヘッドを用いた塗工装置１０の概略側面図
（ｂ）はダイヘッドの先端部分の拡大断面図
【図２】図１に示す塗工装置の概略正面図
【図３】従来の塗工装置の概略側面図
【図４】従来の塗工装置の問題点を説明するための概略正面図
【図５】従来の塗工装置の問題点を説明するための概略正面図
【符号の説明】
１　ウェブ
２　バックアップロール
５　ダイヘッド保持部材
１１　ダイヘッド
１１ａ　リップ面
１２　吐出スリット
１４　圧電アクチュエータ
１６　制御ユニット

Claims

塗工液を吐出する吐出スリットと、該吐出スリットの先端両側に形成されたリップ面と、前記リップ面の内側に且つ前記吐出スリットの長手方向に間隔を開けた位置に配置された複数の圧電アクチュエータとを備え、前記複数の圧電アクチュエータへの印加電圧の調整により、前記リップ面の位置を調整可能としたことを特徴とするダイヘッド。
塗工液を吐出する吐出スリットと、該吐出スリットの先端両側に形成されたリップ面と、前記リップ面の内側に且つ前記吐出スリットの長手方向に間隔を開けた位置に配置された複数の圧電アクチュエータとを備えたダイヘッドの、前記複数の圧電アクチュエータに対する印加電圧をそれぞれ調整することで、リップ面の真直度を調整することを特徴とするリップ面真直度調整方法。
塗工液を吐出する吐出スリットと、該吐出スリットの先端両側に形成されたリップ面を備えたダイヘッドを、前記リップ面が被塗工物に近接して対向するように配置し、吐出スリットから塗工液を吐出しながら被塗工物に前記ダイヘッドを相対移動させて被塗工物に塗工液を塗布する方法において、前記ダイヘッドのリップ面の内側に且つ前記吐出スリットの長手方向に間隔を開けた位置に複数の圧電アクチュエータを配置しておき、その複数の圧電アクチュエータに対する印加電圧をそれぞれ調整することで、塗布膜の厚さむらを調整することを特徴とする塗布膜厚調整方法。