JP2004148204A - 塗布厚調整用バー、塗布装置及び塗布方法 - Google Patents
塗布厚調整用バー、塗布装置及び塗布方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】塗布厚調整用バー11はバー本体11aの中間部の外周面にワイヤー11bが巻回されることにより形成され、ワイヤー11bの表面には、表面の平均粗さRaが10Å以下に設定されている改質膜13が密着膜12を介して被覆されている。塗布厚調整用バー11は、延伸工程の前の塗布工程に用いられ、連続して走行するベースフィルムの表面に塗布液が過剰に塗布された後、塗布液が塗布された側のベースフィルムの表面に押し付けられることにより塗布厚を調整するように構成されている。塗布厚調整用バー11の静摩擦係数は0.2以下に設定されるとともに、表面硬度がビッカース硬さで3000Hv以上に設定されるのが好ましい。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気テープ、電子部品、液晶表示材料、プリンターリボン、プリペードカード、機能性包材、写真フィルム等の用途に使用されるポリエステルフィルムを製造するときに用いられる塗布厚調整用バー、塗布装置及び塗布方法に関するものである。より詳しくは、塗布厚を均一にすることができる塗布厚調整用バー、塗布装置及び塗布方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
連続して走行するポリエステルフィルム等のベースフィルムの表面に塗布液を塗布する方法としては、バー塗布方法、リバースロール塗布方法、グラビアロール塗布方法、エクストルージョン塗布方法等が挙げられる。これらの中でも、設備が簡単で薄層塗布が可能であるために、バー塗布方法が広く用いられている。
【0003】
従来、バー塗布方法に用いられる塗布装置は、直径3mm以下であるとともに表面にダイヤモンドライクカーボン(DLC)等の硬質カーボン膜が被覆されているコイルバーを備えている(例えば特許文献1参照。)。また、表面にDLC等の硬質カーボン膜が被覆されているフラットロッドを備えているものもある(例えば特許文献2参照。)。
【0004】
硬質カーボン膜は、スパッタリング又はプラズマ化学蒸着(プラズマCVD)等の化学蒸着によって被覆し、コイルバー及びフラットロッドの耐久性を向上させるようになっている。そして、連続して走行するベースフィルムの表面に塗布液を塗布した後、コイルバー又はフラットロッドによって塗布厚を調整するようになっている。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−202349号公報(第2〜5頁)
【特許文献2】
特開2000−262939号公報(第2〜5頁)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これら従来の塗布装置は、硬質カーボン膜を被覆することによってコイルバーやフラットロッドの耐久性を向上させるとともに平滑性も向上させることができるが、平滑性を向上させる割合は耐久性のそれに比べて低い。
【0007】
このため、ベースフィルムの表面にこれら塗布装置を用いて塗布液を塗布し、さらに加熱しながら延伸及び乾燥することによって表面に塗布膜が被覆されたフィルムを製造するときには、コイルバーやフラットロッドの平滑性の向上が不十分なために、ベースフィルム上の塗布液の塗布厚が不均一になる。よって、塗布液を加熱するときには塗布厚の不均一に起因する加熱ムラが生じ、この加熱ムラによって塗布膜に筋や傷等の欠陥が発生するという問題があった。
【0008】
本発明は、上記のような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、塗布厚を均一にすることができる塗布厚調整用バー、塗布装置及び塗布方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明の塗布厚調整用バーは、バー本体と、その表面に巻回されたワイヤーと、その表面に設けられ、表面の平均粗さRaが10Å以下の改質膜とを備え、ベースフィルムを形成するベースフィルム形成工程と、ベースフィルムを延伸する延伸工程とを有するフィルム製造工程における延伸工程の前に施され、ベースフィルムの表面に塗布液を塗布する塗布工程に用いられ、連続して走行するベースフィルムの表面に塗布液が過剰に塗布された後、塗布液が塗布された側のベースフィルムの表面に押し付けられることにより塗布厚を調整するために用いられるものである。
【0010】
請求項2に記載の発明の塗布厚調整用バーは、請求項1に記載の発明において、静摩擦係数が0.2以下に設定されるとともに、表面硬度がビッカース硬さで3000Hv以上に設定されているものである。
【0011】
請求項3に記載の発明の塗布厚調整用バーは、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記ワイヤーと改質膜との間には、改質膜のワイヤーへの密着性を向上させるための密着膜が設けられているものである。
【0012】
請求項4に記載の発明の塗布装置は、連続して走行するベースフィルムの表面に塗布液を過剰に塗布するための塗布機構と、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の塗布厚調整用バーを有し、塗布液が塗布された側のベースフィルムの表面に塗布厚調整用バーを押し付けることにより塗布厚を調整するための塗布厚調整機構とを備え、ベースフィルムを形成するベースフィルム形成工程と、ベースフィルムを延伸する延伸工程とを有するフィルム製造工程における延伸工程の前に施され、ベースフィルムの表面に塗布液を塗布する塗布工程に用いられるものである。
【0013】
請求項5に記載の発明の塗布方法は、請求項4に記載の塗布装置を用い、ベースフィルムを形成するベースフィルム形成工程と、ベースフィルムを延伸する延伸工程とを有するフィルム製造工程における延伸工程の前に、塗布工程で連続して走行するベースフィルムの表面に塗布機構によって塗布液を過剰に塗布した後、塗布液が塗布された側のベースフィルムの表面に塗布厚調整機構の塗布厚調整用バーを押し付けることにより塗布厚を調整するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1(a)に示すように、塗布厚調整用バー11(以下、単にバー11ともいう)は、円柱状をなすバー本体11aの中間部の外周面にワイヤー11bが巻回されることにより形成されている。本実施形態では、バー本体11aは直径が1〜50mmであるとともに長さが0.5〜2.5mであり、ワイヤー11bの直径は50〜150μmである。
【0015】
ワイヤー11bの表面の平均粗さRaは好ましくは1μm以下、より好ましくは0.2〜0.5μmに設定されている。1μmを超えると、ワイヤー11bの表面に改質膜を被覆するときに、改質膜の表面の平均粗さRaが高くなるおそれがある。一方、0.2μm未満では、ワイヤー11bの表面の平滑性を高めるために製造コストが嵩み、不経済となる。バー本体11a及びワイヤー11bは、ステンレス鋼等の金属材料によりそれぞれ形成されている。尚、図1(a)〜図3においては、ワイヤー11bは、理解を容易にするためにその直径を誇張して大きく描かれている。
【0016】
図1(b)に示すように、ワイヤー11bの表面には、密着膜12を介して改質膜13が被覆されている。そして、改質膜13によってワイヤー11bの摩耗を防止してバー11の耐久性を向上させるとともに、密着膜12によって改質膜13のワイヤー11bの表面への密着性を向上させるようになっている。
【0017】
密着膜12の材質の具体例としてはシリコンと炭素とのアモルファス等が挙げられ、密着膜12の厚みは好ましくは0.1〜0.3μmである。0.1μm未満では、密着膜12が薄いために改質膜13の密着性を十分に向上させることができない。一方、0.3μmを超えると、密着膜12が厚いために、バー本体11aの撓み等によって密着膜12に傷等が発生し、改質膜13の密着性が低下する傾向にある。
【0018】
改質膜13の材質の具体例としてはDLCが挙げられ、改質膜13の厚みは好ましくは2.0μm以下、より好ましくは0.5〜1.0μmである。2.0μmを超えると、改質膜13が厚いために、バー本体11aの撓み等によって改質膜13に傷等が発生したり剥離するおそれがある。一方、0.5μm未満では、改質膜13が薄いためにワイヤー11bの摩耗を防止することが困難になり、バー11の耐久性を十分に向上させることができない。
【0019】
即ち改質膜13の表面の平均粗さRaは10Å以下、好ましくは5〜8Å、より好ましくは5〜7Åに設定されている。10Åを超えると、平均粗さRaが高いために改質膜13の表面粗度が高くなり、平滑性は低下する。一方、5Å未満では、改質膜13の表面の平滑性を高めるために製造コストが嵩み、不経済となる。改質膜13の表面の静摩擦係数は好ましくは0.2以下、より好ましくは0.1〜0.15に設定されている。0.2を超えると、静摩擦係数が高いために平滑性が低下する傾向にある。一方、0.1未満では、改質膜13の表面の平滑性を高めるために製造コストが嵩み、不経済となる。
【0020】
改質膜13の表面硬度は、ビッカース硬さで好ましくは3000Hv以上、より好ましくは3500〜5000Hvに設定されている。3000Hv未満では、表面硬度が低いために改質膜13が摩耗しやすく、バー11の耐久性が低下する傾向にある。一方、5000Hvを超えると、バー11の製造が困難になって現実的でない。
【0021】
図2に示すように、塗布装置14は、四角板状をなす基盤15に塗布機構16と塗布厚調整機構17とが据付けられて構成されている。塗布装置14は、複数の搬送ローラ18によって図2のA矢視線の方向に連続して走行するベースフィルム19の下方に、塗布機構16が上流側に位置するとともに塗布厚調整機構17が下流側に位置するように配設されている。
【0022】
塗布機構16を構成する第1基台20はベースフィルム19の幅方向に延びる四角柱状に形成され、基盤15上に据付けられるとともに、上面の中間部には断面略円状の塗布液貯留溝21がベースフィルム19の幅方向に延びるように凹設されている。第1基台20の上部には四角柱状の塗布部22が取付けられ、塗布部22の上面は、ベースフィルム19から若干離間するとともに中間部には開口幅が一定の塗布液噴射溝23がベースフィルム19の幅方向に延びるように凹設されている。塗布液噴射溝23は、上部に向かうに従い幅狭になるとともに、塗布液貯留溝21に連通するように構成されている。
【0023】
そして、図示しない塗布液貯留タンクから塗布液貯留溝21内に塗布液24が圧入され、塗布液24は塗布液噴射溝23内を上方に向かうに従い圧縮されてその圧力が高められる。次いで、塗布液噴射溝23の上端部からベースフィルム19の下面に向けて塗布液24が噴射されることにより、ベースフィルム19の下面に塗布液24を過剰に塗布するように構成されている。
【0024】
塗布部22の上面は、前方又は後方に向かうに従い下方へ傾斜する傾斜状に形成されている。そして、塗布液24がベースフィルム19の下面から塗布部22の上面に垂れ落ちたときには、塗布部22の上面から流下させるように構成されている。
【0025】
塗布厚調整機構17を構成する第2基台25は、ベースフィルム19の幅方向に延びる四角柱状に形成されるとともに基盤15上に据付けられ、上部には、ウレタン樹脂等の合成樹脂材料やステンレス鋼等の金属材料製の略半円柱状をなすバーホルダ26が取付けられている。バーホルダ26の上端部には断面半円状のバー支持凹部27が幅方向に延びるように凹設され、バー支持凹部27内にはバー11が支持されている。
【0026】
バー11の端部には図示しない回転駆動装置が取付けられ、回転駆動装置によって図2のB矢視線の方向に回転されるように構成されている。ここで、バー11の回転速度は好ましくは10〜100rpmに設定されている。10rpm未満では、バー11の回転速度が低いために、ワイヤーの頂部間に目詰まりが発生しやすい。一方、100rpmを超えると、バー11の回転速度が高すぎるために、バー11の回転に伴って塗布液24内に気泡を巻込み、ベースフィルム19の下面に塗布された塗布液24の表面に筋等が発生するおそれがある。
【0027】
そして、図3に示すように、ベースフィルム19に回転しているバー11が下方から押し付けられることにより、バー11がベースフィルム19を押し上げるとともに、過剰分の塗布液24がバー11によって掻き落とされて塗布量が計量され、塗布厚が調整されるように構成されている。
【0028】
バー11がベースフィルム19を持ち上げる量は、前後一対の搬送ローラの下端部を結ぶ直線とその直線より上方に位置するバー11の上端部との距離が2〜5mmとなる量が好ましい。2mm未満では、バー11がベースフィルム19を押し上げる力が弱いためにバー11とベースフィルム19との間に間隙が形成され、過剰分の塗布液を十分に掻き落とすことができない。このため、塗布厚が不均一になるおそれがある。
【0029】
一方、5mmを超えると、バー11がベースフィルム19を押し上げる力が強いとともに、バー11はベースフィルム19の走行方向に対して正方向に回転するがベースフィルム19の走行速度とバー11の回転速度との差があるために、ベースフィルム19とバー11とが強く摺接しやすい。このため、ベースフィルム19に傷等のフィルム欠陥が発生するおそれがある。
【0030】
バー支持凹部27の内面には略円孔状の洗浄溝28が複数、本実施形態では前後一対に凹設され、各洗浄溝28の内部には水等の洗浄液が流れている。そして、洗浄液によって改質膜の表面を洗浄し、さらにベースフィルム19とバー11との摺接による摩擦熱によって加熱された改質膜を冷却するように構成されている。ここで、洗浄液による冷却は、改質膜の温度が常に450℃以下になるように行うのが好ましい。改質膜の温度が450℃を超えると、改質膜を形成するDLCの構造が変化するおそれがある。
【0031】
図2及び図3に示すように、第1基台20の上流側の側面と、各基台20,25の間とには、塗布部22の上面から流下した塗布液24又はバー11によってベースフィルム19から掻き落とされた塗布液24を回収するための有底四角筒状をなす回収トレー29がそれぞれ配設されている。
【0032】
ベースフィルム19の材質の具体例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート等のポリエステルが挙げられる。塗布液24の構成は製造されるフィルムの用途によって決定され、例えば製造されるフィルムが印刷用の下地フィルムとして用いられるときには、塗布液24は酸化チタン(TiO2)粒子等の顔料を含有する。塗布液24は、加熱によって容易に乾燥するために、水性塗布液として構成されるのが好ましい。
【0033】
次に、ワイヤー11bの表面に改質膜13を被覆するコーティング方法について説明する。まず、ワイヤー11bの表面に改質膜13を被覆するための被覆装置について説明する。
【0034】
図4に示すように、被覆装置30を構成する真空槽31は箱状に形成され、その内部には有底筒状の反射電極32が配設されている。反射電極32の内部には、通電加熱されて熱電子を放出するフィラメント33が内奥側に配設されるとともに、開口側にアノード34が配設されている。反射電極32の底壁には原料ガス供給管35が貫通支持され、反射電極32内にベンゼンガス等の原料ガスを供給するように構成されている。
【0035】
反射電極32の上方には電極板36が配設されている。反射電極32及びアノード34はモリブデン、タングステン、タンタル等によりそれぞれ形成され、フィラメント33はタンタル、タングステン、ランタンヘキサボラン等により形成されている。電極板36は、ステンレス鋼等によって形成されている。
【0036】
反射電極32、フィラメント33、アノード34及び電極板36には複数の電極37がそれぞれ接続され、アノード34の電位を基準としたときには、反射電極32、フィラメント33及び電極板36が負電位となるように構成されている。ここで、反射電極32の電位は電極板36の電位よりも高く設定され、フィラメント33の電位は反射電極32の電位よりも高く設定されている。尚、図4において、反射電極32内の電気力線38を2点鎖線で示す。
【0037】
さて、ワイヤーの表面に改質膜を被覆するときには、まずスパッタリング法等によってワイヤーの表面に密着膜を被覆する。次いで、電極板36と反射電極32との間にバーを配設した後、図示しない真空ポンプによって真空槽31内の圧力を低下させる。このとき、真空槽31内の圧力は好ましくは0.13〜1.3Pa(1×10−3〜1×10−2Torr)に設定されている。
【0038】
0.13Pa未満では、圧力を低下させるために時間がかかり、被覆作業が繁雑になるおそれがある。一方、1.3Paを超えると、真空槽31内に存在する気体分子が多く、ワイヤーの表面に炭素イオンとともに他のものが被覆されることにより、改質膜の純度が低下する傾向にある。さらに、バー本体のワイヤーが巻回されていない箇所の外周面は、改質膜が被覆されるのを防止するために、アルミニウムフィルム等によって被覆するのが好ましい。
【0039】
続いて、反射電極32、フィラメント33、アノード34及び電極板36に電圧を印加するとともに、原料ガス供給管35により反射電極32内に原料ガスを供給する。このとき、反射電極32では、印加電圧は好ましくは20〜200Vに設定され、電流は好ましくは0.1〜0.5Aに設定されている。アノード34では、印加電圧は好ましくは20〜100Vに設定され、電流は好ましくは0.3〜3Aに設定されている。電極板36では、印加電圧は好ましくは1000〜2000Vに設定され、電流は好ましくは0.01〜1Aに設定されている。
【0040】
反射電極32、アノード34及び電極板36において、印加電圧又は電流が上記範囲未満では、ワイヤーの表面に密着膜を十分に被膜することができない。一方、上記範囲を超えると、ワイヤーの表面への改質膜の被覆が急激に行われることにより、改質膜の表面の平均粗さRaが10Åを超えるおそれがある。さらに、フィラメント33の加熱温度は、フィラメントから熱電子が安定して放出される温度、例えば2500℃前後に設定されている。
【0041】
真空槽31内の温度は好ましくは100〜450℃、より好ましくは100〜200℃に設定されている。100℃未満では、フィラメント33の加熱が不十分なためにフィラメント33が熱電子を十分に放出することができず、ワイヤーの表面に改質膜を十分に被覆することができない。一方、450℃を超えると、改質膜を形成するDLCの構造が変化するおそれがある。
【0042】
そして、通電加熱によってフィラメント33から熱電子が放出され、放出された熱電子の一部が反射電極32によって反射されることにより、フィラメント33及びアノード34の間、並びに反射電極32及びアノード34の間に放電が発生する。反射電極32内のベンゼンガスは、放電によってプラズマ化されて炭素イオンを生成し、この炭素イオンは電極板36の負電位によって電極板36方向に電気的に吸引され、ワイヤーの表面に密着膜を介して衝突付着して改質膜を被覆する。
【0043】
続いて、フィルムの製造方法について説明する。ここでは、フィルム製造工程は、縦延伸工程と横延伸工程とが連続して施される逐次二軸延伸工程を備え、塗布工程は縦延伸工程と横延伸工程との間に施される。
【0044】
フィルムを製造するときには、まずベースフィルム形成工程としてポリエステル原料を押出し装置に供給し、ポリエステルの融点以上の温度に加熱して溶融させる。次いで、スリット状のダイから溶融シートとして押出し、溶融シートを回転冷却ドラム上でガラス転移温度以下の温度になるように急冷し、非晶質の未延伸フィルムを得る。このとき、未延伸フィルムの平面性を向上させるために、静電印加密着法や液体塗布密着法等によって、未延伸フィルムと回転冷却ドラムとの密着性を向上させてもよい。
【0045】
次いで、縦延伸工程として、未延伸フィルムを周速差のある一群のロールで未延伸フィルムの長手方向に延伸(縦延伸)することにより、ベースフィルム19を得る。このとき、延伸温度は好ましくは70〜150℃であり、延伸倍率は好ましくは2.5〜6倍である。この延伸は、一段階のみで行ってもよいし、二段階以上に分けて行ってもよい。
【0046】
続いて、図2及び図3に示すように、塗布工程として、ベースフィルム19を複数の搬送ローラ18によって連続して走行させる。このとき、ベースフィルムは一般的には幅が0.3〜2.5mであり、厚さが2〜300μmである。さらに、塗布機構16によってベースフィルム19の下面に塗布液24を過剰に塗布するとともに塗布厚調整機構17のバー11によって過剰分の塗布液24を掻き落として塗布厚を調整し、ベースフィルム19の下面に塗布液24を塗布する。このとき、改質膜の表面の平均粗さRaは10Å以下に設定されているために、塗布厚を均一にすることができる。
【0047】
さらに、改質膜を形成するDLCは塗布液24を弾く性質を有しているために、回転しているバー11の表面から塗布液24を容易に離すことができ、ベースフィルム19の下面に塗布された塗布液24の表面に筋等が発生するのを抑制してその平滑性を向上させることができる。
【0048】
ここで、ベースフィルム19の走行速度は好ましくは10〜300m/minであり、ベースフィルム19に対してその走行方向に加える荷重はベースフィルム19の幅1m当たり好ましくは70〜100kgである。
【0049】
走行速度が10m/min未満では、走行速度が低いために製造効率が低下する傾向にある。一方、300m/minを超えると、走行速度が高すぎるためにベースフィルム19とバー11との間に高い摩擦熱が発生し、この摩擦熱によって塗布液24が固化するおそれがある。荷重が70kg未満では、走行速度が低下するとともに、塗布工程中にベースフィルム19に撓み等が発生するおそれがある。一方、100kgを超えると、走行速度が高くなるとともに、ベースフィルム19が長手方向に延伸されるおそれがある。
【0050】
続いて、図5に示すように、横延伸工程として、塗布厚が調整された状態で塗布液が塗布されたベースフィルム19を図示しないクリップで保持し、ベースフィルム19の長手方向に対して直交方向に延伸(横延伸)して二軸延伸フィルムを得る。ここで、例えば幅が1〜2.5mのベースフィルム19を8mの幅にまで横延伸する。
【0051】
延伸温度は、例えば延伸初期の領域e1では80℃、延伸中期の領域e2では90℃、そして延伸後期の領域e3では100℃のように、段階的に高く設定するのが好ましい。このとき、塗布液は、塗布厚が均一であるために加熱ムラが生じることなく横延伸に伴って乾燥され、厚みが均一な塗布膜を形成する。
【0052】
そして、二軸延伸フィルムを熱処理することにより、表面に塗布膜が被覆されたフィルムが製造される。このとき、加熱温度は好ましくは180〜250℃であり、加熱時間は好ましくは1秒〜5分である。二軸延伸フィルムを熱処理するときには20%以内の弛緩を行ってもよい。
【0053】
以上詳述した本実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
・ 本実施形態の塗布厚調整用バー11、塗布装置14及び塗布方法においては、バー11はバー本体11aの中間部の外周面にワイヤー11bが巻回されることにより形成され、ワイヤー11bの表面には、表面の平均粗さRaが10Å以下に設定されている改質膜13が被覆されている。そして、バー11は横延伸工程の前の塗布工程に用いられ、連続して走行するベースフィルム19の表面に塗布液24が過剰に塗布された後、塗布液24が塗布された側のベースフィルム19の表面に押し付けられることにより塗布厚を調整するように構成されている。このため、バー11は従来に比べて平滑性がより向上されているために、塗布厚を均一にすることができる。
【0054】
・ 改質膜13の材質はDLCである。このため、バー11の表面硬度を向上させることにより、塗布液24が酸化チタン粒子等の顔料や酸化アルミニウム粒子等の研磨粒子を含有しているときにはバー11の表面に傷等が発生するのを抑制することができる。さらに、バー11とバーホルダ26との摺接によってバー11の表面が削れるのを抑制することにより、バー11の耐久性を向上させることができる。
【0055】
・ バー11は静摩擦係数が0.2以下に設定されるとともに、表面硬度がビッカース硬度で3000Hv以上に設定されるのが好ましい。この場合、バー11の平滑性をより向上させることによって塗布厚をより確実に均一にすることができ、さらにバー11の耐久性をより向上させることができる。
【0056】
・ ワイヤー11bと改質膜13との間には、密着膜12を形成するのが好ましい。この場合、改質膜13のワイヤー11bの表面への密着性を向上させることができる。
【0057】
・ ワイヤー11bの表面の平均粗さRaは1.0μm以下に設定されるのが好ましい。この場合、改質膜13の表面の平均粗さRaを向上させることができる。
【0058】
なお、前記実施形態を次のように変更して構成することもできる。
・ 前記塗布工程は、縦延伸工程の前に施しても良い。
・ 前記フィルムを製造するときには、塗布工程の後に縦延伸工程と横延伸工程とを同時に施してもよい。また、塗布工程の後に縦延伸工程又は横延伸工程のみを施してもよい。
【0059】
・ 前記バー11は、ベースフィルム19の走行方向に対して逆方向に回転させてもよいし、回転させなくてもよい。
・ 前記塗布液24は、例えば製造するフィルムを磁気テープとして用いるための塗布液のように非ニュートン流体として構成してもよいし、製造するフィルムを写真感光フィルムとして用いるための塗布液のようにニュートン流体として構成してもよい。
【0060】
【実施例】
次に、実施例及び比較例を挙げて前記実施形態をさらに具体的に説明する。
(実施例1、実施例2及び比較例1〜4)
実施例1においては、まずワイヤー11bの表面に、上述のコーティング方法によってDLCにより形成されている改質膜13を1.0μmの厚さで被覆してバー11を形成した。ここで、バー本体11aは、直径を10mmとするとともに長さを1.5mとした。ワイヤー11bは、直径を80μmとするとともに表面の平均粗さRaを0.3μmとした。被覆された改質膜13は、表面の平均粗さRaが7.0Åであり、静摩擦係数が0.15であるとともに表面硬度が3500Hvであった。
【0061】
実施例2及び比較例1〜4においては、改質膜13の種類を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてバー11を形成した。比較例1及び比較例2では、改質膜13としてハードクロムを通常のメッキ方法によって被覆し、比較例3及び比較例4では、改質膜13として炭化チタンを通常のプラズマCVD法によって被覆した。
【0062】
実施例1、実施例2及び比較例1〜4の各バー11を図2に示す塗布装置14のバー支持凹部27内にそれぞれ支持した後、各塗布装置14を用いて、PETにより形成されるとともに幅が1.5mのベースフィルム19に塗布液を塗布した。ここで、塗布液24は粘度が3000mPa・sの比較的低粘度のゼラチン溶液として構成した。塗布速度、塗布厚が調整された後の塗布厚、ベースフィルム19の厚さ及びベースフィルム19の走行時間を表1にそれぞれ示す。
【0063】
そして、塗布後のベースフィルム19上の塗布膜において、筋の有無を視認により評価した。その結果を表1に示す。尚、表1において、ハードクロムをHcrで示し、炭化チタンをTicで示す。
【0064】
【表1】
表1に示すように、実施例1及び実施例2においては、塗布膜に筋が発生せず優れた評価となった。さらに、塗布厚を均一にすることができるとともに、100時間走行後の改質膜13の表面に傷が発生せず優れた評価となった。一方、比較例1〜4においては、改質膜13の表面の平均粗さRaが10Åを超えるために、塗布膜に筋が発生した。さらに、塗布厚を均一にすることができず、100時間走行後の改質膜13の表面に傷が発生していた。
(実施例3及び実施例4)
実施例3においては、ステンレス鋼としてのSUS304により形成されているワイヤー11bの表面に、シリカと炭素とのアモルファスにより形成されている密着膜を0.2μmの厚みで被覆した後、実施例1と同様にしてバー11を形成した。ここで、実施例3においては、バー本体11aは、直径を10mmとするとともに長さを1.5mとした。ワイヤー11bは、直径を80μmとするとともに表面の平均粗さRaを0.3μmとした。被覆された改質膜13は、その表面の平均粗さRaが7.0Åであり、静摩擦係数が0.15であるとともに表面硬度が3500Hvであった。実施例4においては、ワイヤー11bをステンレス鋼としてのSUS440で形成した以外は、実施例3と同様にしてバー11を形成した。
【0065】
続いて、実施例3及び実施例4の各改質膜13に圧子を押し付けて荷重を加えた状態で圧子を動かし、改質膜13に傷が発生して、又は改質膜13が剥離して圧子とワイヤー11bとが直接接触することで生じる圧子と改質膜13との間の動摩擦係数の急激な増加が発生したときの荷重を臨界荷重として測定した。そして、この臨界荷重の値から、改質膜13の密着性についてそれぞれ評価した。その結果、各臨界荷重は70〜90Nの範囲となり、実施例3及び実施例4の各改質膜13は高い密着性をそれぞれ有していた。
【0066】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
・ 前記ワイヤーの表面の平均粗さRaが1.0μm以下に設定されている請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の塗布厚調整用バー。この構成によれば、ワイヤーの表面に設けられた改質膜の表面の平均粗さRaを向上させることができる。
【0067】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項1に記載の発明の塗布厚調整用バー、請求項4に記載の発明の塗布装置及び請求項5に記載の発明の塗布方法によれば、塗布厚を均一にすることができる。
【0068】
請求項2に記載の発明の塗布厚調整用バーによれば、請求項1に記載の発明の効果に加え、塗布厚をより確実に均一にすることができるとともに、塗布厚調整用バーの耐久性を向上させることができる。
【0069】
請求項3に記載の発明の塗布厚調整用バーによれば、請求項1又は請求項2に記載の発明の効果に加え、改質膜のワイヤーの表面への密着性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本実施形態の塗布厚調整用バーを示す部分破断側面図、(b)は塗布厚調整用バーを示す要部断面図。
【図2】塗布装置を示す概念図。
【図3】塗布装置を示す要部断面図。
【図4】被覆装置を示す概念図。
【図5】横延伸工程におけるベースフィルムを示す平面図。
【符号の説明】
11…塗布厚調整用バー、11a…バー本体、11b…ワイヤー、12…密着膜、13…改質膜、14…塗布装置、16…塗布機構、17…塗布厚調整機構、19…ベースフィルム、24…塗布液。
Claims (5)
- バー本体と、その表面に巻回されたワイヤーと、その表面に設けられ、表面の平均粗さRaが10Å以下の改質膜とを備え、ベースフィルムを形成するベースフィルム形成工程と、ベースフィルムを延伸する延伸工程とを有するフィルム製造工程における延伸工程の前に施され、ベースフィルムの表面に塗布液を塗布する塗布工程に用いられ、連続して走行するベースフィルムの表面に塗布液が過剰に塗布された後、塗布液が塗布された側のベースフィルムの表面に押し付けられることにより塗布厚を調整するために用いられることを特徴とする塗布厚調整用バー。
- 静摩擦係数が0.2以下に設定されるとともに、表面硬度がビッカース硬さで3000Hv以上に設定されている請求項1に記載の塗布厚調整用バー。
- 前記ワイヤーと改質膜との間には、改質膜のワイヤーへの密着性を向上させるための密着膜が設けられている請求項1又は請求項2に記載の塗布厚調整用バー。
- 連続して走行するベースフィルムの表面に塗布液を過剰に塗布するための塗布機構と、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の塗布厚調整用バーを有し、塗布液が塗布された側のベースフィルムの表面に塗布厚調整用バーを押し付けることにより塗布厚を調整するための塗布厚調整機構とを備え、ベースフィルムを形成するベースフィルム形成工程と、ベースフィルムを延伸する延伸工程とを有するフィルム製造工程における延伸工程の前に施され、ベースフィルムの表面に塗布液を塗布する塗布工程に用いられることを特徴とする塗布装置。
- 請求項4に記載の塗布装置を用い、ベースフィルムを形成するベースフィルム形成工程と、ベースフィルムを延伸する延伸工程とを有するフィルム製造工程における延伸工程の前に、塗布工程で連続して走行するベースフィルムの表面に塗布機構によって塗布液を過剰に塗布した後、塗布液が塗布された側のベースフィルムの表面に塗布厚調整機構の塗布厚調整用バーを押し付けることにより塗布厚を調整することを特徴とする塗布方法。
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