JP2004305955A - Slot die and slot die coater - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、布、プラスチックフィルム、金属箔など連続走行する帯状ウェブまたはガラス基板などの平板状基板等の塗布基材に塗布液を塗布する塗布装置及び塗布方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
連続走行する帯状ウェブまたは平板状基板に塗布液を塗布する塗布装置として、前計量塗布方式のダイ塗布装置が知られている。前計量塗布方式のダイ塗布装置では、予め計量された塗布液が全て塗布基材表面に塗布され、その塗布膜厚さはダイにより規制される。ダイ塗布装置としては、スロットダイ、スライドダイ、カーテンダイ等が知られている。ダイ塗布装置では、過剰な塗布液を掻き落とし再循環させることがないので、塗布液の経時的な組成変化の影響を受けることなく、安定した塗布膜の形成を実現できる。
【0003】
このことから、例えばスロットダイ塗布装置は、電子材料関連や光学機能性材料関連などの高付加価値製品の製造や高精度塗布などの分野で多く利用されている。このため、塗布液のレオロジー、塗布厚さ、塗膜精度、製造条件などが多岐に渡るようになってきた。
【0004】
したがって、例えば塗布液が非ニュートン流体(特に粘弾性流体)であるとき、又は塗布液と塗布基材との親和性が悪いとき、塗布膜の両端に盛り上がり部分(以下耳高と呼ぶ)が発生する場合がある。耳高の発生は、外観上問題であるばかりでなく、様々な問題を惹起する。例えば耳高は乾燥負荷を著しく増大させるため、耳高部において乾燥が不十分となる可能性があり、未乾燥部分がニップ工程などにおいて帯状ウェブやロールを汚染し、また、帯状ウェブにシワが発生する。また、耳高が発生した帯状ウェブを巻取ると、積層された耳高部に応力が集中し、ウェブが破断する可能性がある。これは特に長尺の巻取りにおいて顕著である。これらのことは製品の生産効率や歩留まりを低下させる。
【0005】
耳高を防止する方法としては、例えばスリット出口に向かってスリット幅が増大する傾斜形状を持たせた傾斜スリット法などが提案されている(特許文献1参照)。しかし、このような傾斜スリット法では、近年の塗布液の多様化、塗布量(塗布厚み)の広範囲化、高精度塗布化、高速塗布化の中にあっては、塗布量精度の許容範囲を満たすことができない。
【0006】
【特許文献1】
特開2002−254006号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、スロットダイ塗布装置において、簡単かつ低コストで耳高の発生を抑制することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明の請求項1に記載のスロットダイは、スロットダイ塗布装置において用いられ、塗布基材に塗布液を供給するためのスロットを備えるスロットダイであって、スロットが塗布基材に対向し、塗布基材に対向するスロットの断面が、その両端部において塗布液の供給を相対的に抑制する形状に形成されたことを特徴としている。
【0009】
(2)スロットダイは上部ブロックと下部ブロックとを備え、スロットの両側壁は、上部ブロックと下部ブロックの両端部にそれぞれ1枚以上のシムをスロットの出口方向に平行して介装させて形成される。
【0010】
(3)シムの側面はテーパー状に加工され、テーパ―状に加工されたテーパ―面が両側壁を形成する。
【0011】
(4)スロットの両端部にそれぞれ幅の異なる複数のシムが介装され、両側壁が複数のシムを階段状にずらして配置されることにより形成される。
【0012】
(5)本発明の請求項5に記載のスロットダイ塗布装置は、塗布基材に塗布液を供給するためのスロットが形成されたスロットダイを備え、スロットが塗布基材に対向し、この塗布基材に対向するスロットの断面が、その両端部において塗布液の供給を相対的に抑制する形状に形成されていることを特徴としている。
【0013】
(6)本発明の請求項6に記載の塗布方法は、塗布基材に塗布液を供給するためのスロットを備え、スロットが塗布基材に対向し、この塗布基材に対向するスロットの断面が、その両端部において塗布液の供給を相対的に抑制する形状に形成され、両端部における塗布液の供給の抑制により耳高を抑制した塗布膜を塗布基材に形成することを特徴としている。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態であるスロットダイ塗布装置に適用されるスロットダイの斜視図である。また、図2は図1のスロットダイが適用されたスロットダイ塗布装置の一部を模式的に示す側面断面図である。図1、図2を参照して、本実施形態のスロットダイ塗布装置とその塗工工程の概略について説明する。
【0015】
本実施形態のスロットダイ塗布装置10は、スロットダイ11を備える。スロットダイ11は、全体として横長のブロックとして構成され、その横断面はホームベースの頂角部を一部切断した形状をなす。スロットダイ11は、略同形の上部ブロック12Aと下部ブロック12Bを上下に重ねて構成される。すなわち、上部ブロック12Aと下部ブロック12Bは、水平面に対して略面対称の形状を有する。上部ブロック12Aと下部ブロック12Bとの間には、その両端にシム13A、13Bが介装され、所定の間隔のスロットギャップdが形成される。すなわち、ホームベースの頂角を切断した断面形状をなすスロットダイ11の先端部は、リップ14を形成し、リップ14には上部ブロック12A、下部ブロック12B、シム13A、13Bによって画定される横長のスロット15が形成される。
【0016】
下部ブロック12Bの上面、すなわち上部ブロック12Aの底面に対向する面には、その長手方向(横方向)に沿ってキャビティ16が形成されており、キャビティ16は塗布液供給管17に連通される(図示せず)。塗布液供給管17は図示しない塗布液供給系へと接続され、キャビティ16には塗布液供給管17を介して計量された塗布液が所定の供給量で定量ポンプにより供給される。すなわち、キャビティ16内の塗布液は、供給圧力によりシム13A、13Bにより形成されたスロットギャップdの隙間を介してスロット15へと送り出され、単位時間当り一定量でスロットダイ11から押し出される。
【0017】
なお、上部ブロック12Aと下部ブロック12Bの両端には、スロットダイ11の断面と略同形状の側壁18A、18Bが取り付けられ、スロットダイ11の組み立てを保持する。また、シム13A、13Bにより形成されるスロットダイ11の後ろ側の隙間、すなわちスロット15とは反対側の隙間は、図示しないシムにより塞がれ、塗布液はスロット15以外から漏れ出すことはない。
【0018】
第1の実施形態では帯状ウェブである塗布基材Wに隣接してスロットダイ11が配置される。スロットダイ11は、リップ14の先端を塗布基材Wに対向して配置され、スロット15と塗布基材Wの間は所定の塗布ギャップDで離間される。なお図2では、スロットダイ11は横方向に配置されているが、スロットダイ11の設置方向は塗布面に対向していればどの方向であってもよい。
【0019】
スロット15から送り出された塗布液は塗布基材Wとスロット15との間においてスロット15に沿って塗布ビードを形成し、コーティングロール20の回転にともなって塗布基材Wが送り出されると、塗布基材Wの面に略スロット15の幅で塗膜Fを略一定の厚さで形成する。
【0020】
次に図3、図4を参照して、塗布基材Wに形成される塗布膜の耳高現象について説明する。図3は、従来のスロットダイを用いてウェブ上に形成された塗布膜の横断面図であり、図3(a)は耳高のない正常な場合を示し、図3(b)はシャープな耳高が形成された場合、図3(c)はブロードな耳高が形成された場合を示す。また、図4は従来のスロットダイをリップ面側から見た正面図である。
【0021】
図4に示されるように、従来のスロットダイ30も、本実施形態のスロットダイ11と同様に、上部ブロック12A、下部ブロック12B、側壁18A、18Bに取り囲まれて構成される。また、上部ブロック12Aと下部ブロック12Bとの間には、シム31A、31Bが本実施形態のスロットダイ11と同様に配置され介装される。しかし、従来のスロットダイ30に用いられるシム31A、31Bは矩形断面(リップ面32と平行な断面)を有しているため、上部ブロック12Aの底面、下部ブロック12Bの上面、シム31A、31Bの側面によって画定されるスロット33の断面形状は横長の長方形となる。
【0022】
スロットダイ30の使用において、塗布液のレオロジー(例えば塗布液粘度)、塗工速度、スロットギャップ、塗布液供給量、ダイの内圧などが適切であれば、図3(a)に示されるように塗布基材Wに形成される塗布膜Fの断面は略均一の厚さを有し、耳高は発生しない。これに対し、例えば塗布液の粘度が高い場合や、スロットギャップが狭い場合、塗布液供給量が多い(塗布膜厚さが厚い)場合、あるいはダイの内圧が高い場合には、図3(b)のように山のピークが高く裾野が狭いシャープな耳高B1が塗布膜Fの両端に発生する。また、例えば塗布液の粘度が低い場合や、スロットギャップが広い場合、塗布液供給量が少ない(塗布膜厚さが薄い)場合、あるいはダイの内圧が低い場合には、図3(c)のように山のピークが低く裾野が広いブロードな耳高B2が塗布膜Fの両端に発生する。これらの現象は、塗布液が非ニュートン流体、特に粘弾性流体の場合に顕著となる。
【0023】
次に、図5を参照して第1の実施形態のスロットの形状及びこれを画定するシムの断面形状について説明する。図5はスロットダイ11のリップ面32の正面図であり、上方が塗布基材Wの進行方向である。
【0024】
シム13A、13Bは、スロットの出口方向に平行に介装され、それぞれスロット15を画定する側の側面が所定の角度で傾斜している。すなわち、シム13A、13Bの一つの側面は、所定の角度でテーパー状に加工されており、その断面は一辺が所定の角度で傾いた扁平の台形である。なお、シム13A、13Bの傾いた側面は互いに対向してスロット15の両端部に配置され、スロット15の両端部には、楔形の断面形状を有する領域が形成される。図5(a)では、スロット15の両端部がハの字となるようにシム13A、13Bが配置されている。また、図5(b)では、スロット15の両端部が逆ハの字となるようにシム13A、13Bが配置されている。なお、図5(b)のスロット断面は、図5(a)におけるシム13A、13Bの配置を左右逆に配置することにより得られる。
【0025】
テーパ−状に加工されたシム13A、13Bの側面により、スロット15の両側壁を形成し、塗布基材Wに対向する(すなわちコーティングロール20の回転軸L0に向かう)スロット15の断面形状を台形とすると、スロット15の両端部(楔形領域)における断面積(流路面積)は中央部のそれに比べて小さくなる。したがって、スロット15から突出される塗布液の量は、スロット15の両端部で少なくなる。本実施形態のスロットダイ11では、従来のスロットダイ30を用いたときに両端部において耳高を形成する分量の塗布液を、スロット15の両端部で制限して塗布液を塗布基材Wに供給する。これにより、塗布膜Fを塗布基材W上に形成する際に耳高の発生が防止され、略均一の厚さの塗布膜Fを形成可能となる。
【0026】
次に図6を参照して、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、スロットダイを構成する上部ブロック及び下部ブロックの間に介装されるシムの構成を除いて第1の実施形態と同様である。第1の実施形態と同様の構成については説明を省略し、同一の構成については同一参照符合を用いる。なお、図6は図5と同様にスロットダイ11のリップ面32の正面図であり、上方が塗布基材Wの進行方向である。
【0027】
第1の実施形態では、シム13A、13Bの1つの側面をテーパ−状に加工することにより、スロット15の両端部における断面積を制御した。しかし、シム13A、13Bの厚さのオーダーは500μm程度と極めて薄いので、テーパ−面の角度を小さくすることは困難である。第2の実施形態では、上部ブロック12A及び下部ブロック12Bの間に幅の異なる複数のシムを重ねて介装し、それぞれの側面をずらして配置することにより、スロット15の両端部における断面積を制御する。
【0028】
図6において、スロット15の左側にはシム40A、41Aが上下に重ねて配置され、右側にはシム40B、41Bが重ねて配置される。シム40A、40Bの組は同形同寸法であり、シム41A、41Bの組も同形同寸法である。また、シム40A、40B、41A、41Bの断面(リップ面32に平行な断面)は全て扁平の矩形である。シム40A、40Bの幅(スロットダイ長手方向)は、シム41A、41Bの幅よりも狭く、これらが上下に重ねて配置されることにより、スロット15の両側壁は階段状に形成される。図6(a)では、幅の狭いシム40A、40Bが幅の広いシム41A、41Bの上に配置され、図6(b)では逆に幅の狭いシム40A、40Bが幅の広いシム41A、41Bの下に配置されている。
【0029】
以上のように、スロット15の両端に幅の異なる複数のシムを重ねて装置することによりスロット15の両端部に階段状の側壁を形成することができる。すなわち、スロット15の両端部(階段状領域)における断面積(流路面積)は中央部のそれに比べて小さくなり、スロット15から突出される塗布液の量は、スロット15の両端部で少なくなる。これにより、第1の実施形態と同様に、塗布膜Fを塗布基材W上に形成する際に耳高の発生が防止され、略均一の厚さの塗布膜Fを形成可能となる。
【0030】
また、第1の実施形態では、スロット両端部における断面積の変化は、テーパー面の傾きにより制御されるが、第2の実施形態では、重ねられるシムの幅と枚数により制御されるため、より簡単かつ低コストで提供でき、製造される品種に対応して断面形状をより柔軟に変更できる。また、第2の実施形態では、2枚のシムを重ねているが、より滑らかに断面を変化させる場合には、幅の異なる更に薄いシムをより多く重ねることにより可能である。
【0031】
図7は、本発明の第3の実施形態におけるスロットダイ11のリップ面32の正面図であり、上方が塗布基材Wの進行方向である。第3の実施形態は、第1の実施形態と第2の実施形態を組み合わせたものに対応し、上部ブロック及び下部ブロックの間にはテーパ−加工された複数のシムが重ねて介装される。すなわち、シム42A、42B、43A、43Bは、第1の実施形態と同様にその一側面が所定の角度でテーパー加工されており、シム42A、42Bはシム43A、43Bよりも幅が狭い。図7(a)では、シム42Aとシム43Aが図左側のスロット端部において上下に階段状に重ねられ、右側のスロット端部ではシム42Bとシム43Bが上下に階段状に重ねられている。一方、図7(b)では、シム42Aとシム43Aが図右側のスロット端部において図7(a)とは上下逆に階段状に重ねられ、左側のスロット端部ではシム42Bとシム43Bが図7(a)とは上下逆に階段状に重ねられている。
【0032】
以上により、第3の実施形態においても、第1及び第2の実施形態とを合わせた効果を得ることができる。
【0033】
次に図8を参照して、本発明のスロットダイの変形例について説明する。第1乃至第3の実施形態では、シムはリップ面からその反対側の背面にまで延在した。しかし、変形例のスロットダイ11’では、キャビティ16よりも前方(スロット側)にのみ例えばシム13A、13Bが介装される。すなわち下部ブロック12B’において、キャビティ16よりも後側の上面は、前側の上面よりもスロットギャップd分高く、上部ブロック12A、下部ブロック12B’を重ねたとき、下部ブロック12B’の後側の上面は上部右ロック12Aの底面に当接する。これにより、スロットギャップdはより精度良く維持される。
【0034】
次に図9を参照して第4の実施形態のスロットダイ塗布装置について説明する。第4の実施形態におけるスロットダイ塗布装置10’は、第1の実施形態のスロットダイ11をテンションウェブ法に適用したものであり、平面状に送出される帯状ウェブである塗布基材Wの塗布面に第1の実施形態のスロットダイ11を用いて塗布液を塗布する。
【0035】
塗布基材Wは、例えば下側に配置されたローラ21を介した後、その上側に配置されたローラ22を介して送出される(図9では上方に送出されている)。スロットダイ11は、ローラ21、22の間において塗布基材Wが平面状に張られる位置に配置される。スロットダイ11のリップ面、すなわちスロット15は、塗布基材Wの塗布面に対向し、塗布基材Wは、リップ面に略平行に送出される。また、塗布液は、スロット15から塗布ギャップDで隔てられた塗布基材Wの塗布面上に押し出され、塗布基材Wが送出されるにしたがって塗布膜Fが形成される。なお、その他の構成は第1の実施形態と同様であるので説明は省略する。
【0036】
以上のように、第4の実施形態によれば、テンションウェブ法を用いたスロットダイ塗布装置においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0037】
次に図10を参照して本発明の第5の実施形態のスロットダイ塗布装置について説明する。第5の実施形態のスロットダイ塗布装置は、塗布基材にガラス板等の平板状基板Pを用いた塗布装置であり、スロットダイには、第1の実施形態のスロットダイ11が用いられる。
【0038】
図に示されるように、第5の実施形態のスロットダイ塗布装置10”では、略水平に保たれた吸引板(支持体)50の上に平板状基板Pが装置される。平板状基板Pは、例えば、吸引板50の上面に設けられた多数の孔(図示せず)からの吸引力によりその位置が固定される。吸引板50は図示しない搬送機構により例えば図10の左側に移送され、これにより、平板状基板Pも図10において左側に移送される。
【0039】
スロットダイ11は略下向きに、リップ面、すなわちスロット15が平板状基板Pから塗布ギャップDで隔てられるように配置される。すなわち、スロット15は平板状基板Pに対面するように配置され、平板状基板Pはリップ面に略平行に移送される。スロット15から押し出された塗布液は、平板状基板Pの塗布面上に押し出され、吸引板50の移送により平板状基板Pが移送されるにしたがって塗布膜Fが形成される。
【0040】
以上のように、第5の実施形態によれば、塗布基材にガラス板等の平板状基板を用いたスロットダイ塗布装置においても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0041】
以下、比較例とともに実施例を挙げて本発明の第1実施形態および第3実施形態の効果について説明する。
【0042】
【実施例】
実施例1、2及び比較例1、2では、いずれもウェブ基材に38μm厚のポリエチレンテレフタレートフィルムが用いられ、塗工速度25m/minで行われた。また、スロットダイには全幅が600mmのものが用いられ、塗布幅は500mmに、スロットギャップは600μmに設定された。
【0043】
実施例1は、第1の実施形態の構成に対応し、スロットの両側にテーパー加工されたシムが一枚ずつ配置された。実施例1のシムのテーパ−角度は20°であり、シム厚さは600μmである。一方、比較例1では従来の矩形断面を有する厚さ600μmのシムが用いられた。なお、実施例1及び比較例1では、塗布液に、粘度2400mPa・s(25°Cにおいて)、固形分濃度34重量%のポリマー溶液が用いられ、塗布ギャップ0.1mmの下、乾燥後の塗布量(平均塗膜厚さ)が23μmになるように給液された。このときの乾燥後の結果を表1に示す。
【表1】
なお、耳高範囲は耳高部の幅であり、盛り上がり率(%)は次の式により計算される。
盛り上がり率(%)=ΔY/Y0×100
ΔY=(耳高ピーク高さ)―(平均厚さY0)
【0044】
以上のように、比較例1のスロットダイを用いたときには、盛り上がり率が21.0%であったものが、第1の実施形態に対応する実施例1では、5.7%にまで低減されている。また、比較例1では耳高範囲は3.2mmであったが、実施例1では計測できない程度まで改善されていた。
【0045】
また、実施例2は、第3の実施形態の構成に対応し、スロットの両側にそれぞれテーパー加工されたシムが3枚重ねて配置された。実施例2のシムのテーパ−角度は20°であり、シムの厚さは200μmである。また、各シムは2.0mmづつ階段状にずらされた。一方、比較例2では従来の矩形断面を有する厚さ600μmのシムが用いられた。なお、実施例2及び比較例2では、塗布液に、粘度2000mPa・s(25°Cにおいて)、固形分濃度65重量%のポリマー溶液が用いられ、塗布ギャップ0.07mmの下、乾燥後の塗布量(平均塗膜厚さ)が46μmになるように給液された。このときの乾燥後の結果を表2に示す。
【表2】
【0046】
以上のように、比較例2のスロットダイを用いたときには、盛り上がり率が40.5%であったものが、第3の実施形態に対応する実施例2では、7.6%にまで低減された。また、比較例2では耳高範囲は9.3mmであったが、実施例2では4.2mmにまで改善されていた。
【0047】
なお、本実施形態では、スロットの断面形状は台形や、階段状であったが、スロット断面の端部の形状はこれらに限定されるものではなく、スロットの両端の塗布液供給量を抑制し耳高の発生を抑制できる断面形状であれば如何なる形状であっても構わない。例えばV字形やU字形であってもよい。
【0048】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、スロットダイ塗布装置において、簡単かつ低コストで耳高の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態であるスロットダイ塗布装置に適用されるスロットダイの斜視図である。
【図2】図1のスロットダイが適用されたスロットダイ塗布装置の一部を模式的に示す側面断面図である。
【図3】従来のスロットダイを用いてウェブ上に形成された塗布膜の横断面図である。
【図4】従来のスロットダイをリップ面側から見た正面図である。
【図5】第1の実施形態におけるスロットのリップ面の正面図である。
【図6】第2の実施形態におけるスロットのリップ面の正面図である。
【図7】第3の実施形態におけるスロットのリップ面の正面図である。
【図8】変形例のスロットダイの模式的な側断面図である。
【図9】第4の実施形態であるスロットダイ塗布装置の一部を模式的に示す側面断面図である。
【図10】第5の実施形態であるスロットダイ塗布装置の一部を模式的に示す側面断面図である。
【符号の説明】
10 スロットダイ塗布装置
11 スロットダイ
12A 上部ブロック
12B 下部ブロック
14 リップ
15 スロット
13A、13B シム
40A、40B、41A、41B シム
42A、42B、43A、43B シム
F 塗布膜
W 塗布基材(ウェブ)
P 塗布基材(平板状基板)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating apparatus and a coating method for applying a coating liquid to a coating substrate such as a continuously running belt-like web such as paper, cloth, plastic film, or metal foil, or a flat substrate such as a glass substrate.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a coating apparatus that applies a coating liquid to a continuously running belt-shaped web or flat substrate, a pre-metering coating type die coating apparatus is known. In a die coating apparatus of a pre-metering coating method, all coating liquids measured in advance are all coated on the surface of a coating substrate, and the thickness of the coating film is regulated by the die. As a die coating device, a slot die, a slide die, a curtain die and the like are known. The die coating apparatus does not scrape and recirculate excess coating liquid, so that a stable coating film can be formed without being affected by changes in the composition of the coating liquid over time.
[0003]
For this reason, for example, slot die coating apparatuses are widely used in fields such as manufacturing of high value-added products related to electronic materials and optical functional materials, and high precision coating. For this reason, the rheology of the coating solution, the coating thickness, the coating film accuracy, the manufacturing conditions, and the like have come to be diverse.
[0004]
Therefore, for example, when the coating liquid is a non-Newtonian fluid (especially a viscoelastic fluid) or when the affinity between the coating liquid and the coating substrate is poor, bulges (hereinafter referred to as ear heights) occur at both ends of the coating film. May be. The occurrence of ear height is not only a problem in appearance, but also causes various problems. For example, the ear height significantly increases the drying load, so that the ear height may be insufficiently dried, and the undried portion may contaminate the web or roll in a nip process or the like, and the web may have wrinkles. appear. In addition, when the strip-shaped web having the raised ears is wound, stress is concentrated on the stacked ear portions, and the web may be broken. This is particularly noticeable in long winding. These things reduce the production efficiency and yield of the product.
[0005]
As a method of preventing the ear height, for example, an inclined slit method having an inclined shape in which a slit width increases toward a slit outlet has been proposed (see Patent Document 1). However, in such an inclined slit method, in the recent diversification of the coating liquid, the widening of the coating amount (coating thickness), the high-precision coating, and the high-speed coating, the allowable range of the coating amount accuracy is limited. Cannot be satisfied.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-254006
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to suppress generation of ear height easily and at low cost in a slot die coating apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
(1) A slot die according to claim 1 of the present invention is a slot die used in a slot die coating apparatus and provided with a slot for supplying a coating liquid to a coating substrate, wherein the slot is formed on the coating substrate. The cross section of the slot facing and facing the application base material is characterized by being formed in a shape that relatively suppresses the supply of the application liquid at both ends.
[0009]
(2) The slot die has an upper block and a lower block, and both side walls of the slot are formed by interposing one or more shims at both ends of the upper block and the lower block in parallel with the exit direction of the slot. Is done.
[0010]
(3) The side surface of the shim is formed into a tapered shape, and the tapered surface formed into the tapered shape forms both side walls.
[0011]
(4) A plurality of shims having different widths are interposed at both ends of the slot, and both side walls are formed by disposing the plurality of shims in a stepwise manner.
[0012]
(5) The slot die coating apparatus according to claim 5 of the present invention includes a slot die in which a slot for supplying a coating liquid to the coating substrate is formed, and the slot faces the coating substrate. It is characterized in that the cross section of the slot facing the base material is formed in a shape that relatively suppresses the supply of the coating liquid at both ends.
[0013]
(6) The coating method according to claim 6 of the present invention includes a slot for supplying a coating liquid to the coating substrate, wherein the slot faces the coating substrate, and a cross section of the slot facing the coating substrate. However, it is characterized in that the coating film is formed in a shape that relatively suppresses the supply of the coating liquid at both ends, and a coating film in which the ear height is suppressed by suppressing the supply of the coating liquid at both ends is formed on the coating substrate. .
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a slot die applied to a slot die coating apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side sectional view schematically showing a part of a slot die coating apparatus to which the slot die of FIG. 1 is applied. With reference to FIG. 1 and FIG. 2, an outline of a slot die coating apparatus of the present embodiment and a coating process thereof will be described.
[0015]
The slot die
[0016]
A
[0017]
In addition,
[0018]
In the first embodiment, the slot die 11 is arranged adjacent to the coating base material W which is a web strip. The slot die 11 is disposed with the tip of the
[0019]
The coating liquid sent out from the
[0020]
Next, the ear height phenomenon of the coating film formed on the coating substrate W will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view of a coating film formed on a web using a conventional slot die. FIG. 3 (a) shows a normal case without ear height, and FIG. 3 (b) shows a sharp case. FIG. 3C shows the case where the ear height is formed and the case where the broad ear height is formed. FIG. 4 is a front view of a conventional slot die as viewed from the lip surface side.
[0021]
As shown in FIG. 4, the conventional slot die 30 is also configured to be surrounded by the
[0022]
In the use of the slot die 30, if the rheology of the coating liquid (for example, the viscosity of the coating liquid), the coating speed, the slot gap, the supply amount of the coating liquid, the internal pressure of the die, etc. are appropriate, as shown in FIG. The cross section of the coating film F formed on the coating substrate W has a substantially uniform thickness, and no ear height is generated. On the other hand, for example, when the viscosity of the coating liquid is high, when the slot gap is narrow, when the supply amount of the coating liquid is large (the coating film thickness is large), or when the internal pressure of the die is high, FIG. A sharp ear height B1 having a high peak and a narrow skirt as shown in FIG. In addition, for example, when the viscosity of the coating liquid is low, when the slot gap is wide, when the supply amount of the coating liquid is small (the coating film thickness is small), or when the internal pressure of the die is low, FIG. As described above, the broad ear height B2 having a low peak and a wide bottom occurs at both ends of the coating film F. These phenomena become remarkable when the coating liquid is a non-Newtonian fluid, particularly a viscoelastic fluid.
[0023]
Next, the shape of the slot of the first embodiment and the cross-sectional shape of the shim that defines the slot will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a front view of the
[0024]
The
[0025]
The side surfaces of the
[0026]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The second embodiment is the same as the first embodiment except for the configuration of the shim interposed between the upper block and the lower block that constitute the slot die. The description of the same components as those of the first embodiment is omitted, and the same components are denoted by the same reference numerals. FIG. 6 is a front view of the
[0027]
In the first embodiment, one side surface of each of the
[0028]
In FIG. 6,
[0029]
As described above, by stacking a plurality of shims having different widths on both ends of the
[0030]
Further, in the first embodiment, the change in the cross-sectional area at both ends of the slot is controlled by the inclination of the tapered surface, but in the second embodiment, the change is controlled by the width and the number of the shims to be overlapped. It can be provided simply and at low cost, and the cross-sectional shape can be changed more flexibly according to the type of product to be manufactured. Further, in the second embodiment, two shims are overlapped. However, when the cross section is changed more smoothly, it is possible to overlap more thin shims having different widths.
[0031]
FIG. 7 is a front view of the
[0032]
As described above, also in the third embodiment, it is possible to obtain an effect obtained by combining the first and second embodiments.
[0033]
Next, a modified example of the slot die of the present invention will be described with reference to FIG. In the first to third embodiments, the shim extends from the lip surface to the opposite back surface. However, in the modified slot die 11 ', for example, the
[0034]
Next, a slot die coating apparatus according to a fourth embodiment will be described with reference to FIG. The slot die
[0035]
The application base material W is sent out, for example, via a
[0036]
As described above, according to the fourth embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained in the slot die coating apparatus using the tension web method.
[0037]
Next, a slot die coating apparatus according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The slot die coating device according to the fifth embodiment is a coating device using a flat substrate P such as a glass plate as a coating base material, and the slot die 11 according to the first embodiment is used as the slot die.
[0038]
As shown in the figure, in the slot die
[0039]
The slot die 11 is disposed substantially downward so that the lip surface, that is, the
[0040]
As described above, according to the fifth embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained in a slot die coating apparatus using a flat substrate such as a glass plate as a coating substrate.
[0041]
Hereinafter, the effects of the first embodiment and the third embodiment of the present invention will be described using examples along with comparative examples.
[0042]
【Example】
In each of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, a 38 μm-thick polyethylene terephthalate film was used as a web substrate, and the coating speed was 25 m / min. The slot die used had a total width of 600 mm, the coating width was set to 500 mm, and the slot gap was set to 600 μm.
[0043]
Example 1 corresponds to the configuration of the first embodiment, and tapered shims are arranged on both sides of the slot one by one. The taper angle of the shim of Example 1 is 20 ° and the shim thickness is 600 μm. On the other hand, in Comparative Example 1, a conventional shim having a rectangular cross section and a thickness of 600 μm was used. In Example 1 and Comparative Example 1, a polymer solution having a viscosity of 2400 mPa · s (at 25 ° C.) and a solid content concentration of 34% by weight was used as a coating solution, and after drying under a coating gap of 0.1 mm, a coating solution was used. The liquid was supplied so that the coating amount (average coating film thickness) was 23 μm. The results after drying at this time are shown in Table 1.
[Table 1]
The ear height range is the width of the ear height part, and the climax ratio (%) is calculated by the following formula.
Surge rate (%) = ΔY / Y0 × 100
ΔY = (ear height peak height)-(average thickness Y0)
[0044]
As described above, when the slot die of Comparative Example 1 was used, the swelling rate was 21.0%, but in Example 1 corresponding to the first embodiment, it was reduced to 5.7%. ing. In Comparative Example 1, the ear height range was 3.2 mm, but in Example 1, the ear height range was improved to such an extent that it could not be measured.
[0045]
Example 2 corresponds to the configuration of the third embodiment, and three tapered shims are arranged on both sides of the slot so as to overlap each other. The taper angle of the shim of Example 2 is 20 °, and the thickness of the shim is 200 μm. Each shim was shifted in steps of 2.0 mm. On the other hand, in Comparative Example 2, a conventional shim having a rectangular cross section and a thickness of 600 μm was used. In Example 2 and Comparative Example 2, a polymer solution having a viscosity of 2000 mPa · s (at 25 ° C.) and a solid content of 65% by weight was used as a coating solution, and the coating solution was dried under a coating gap of 0.07 mm. The liquid was supplied so that the coating amount (average coating film thickness) was 46 μm. Table 2 shows the results after drying at this time.
[Table 2]
[0046]
As described above, when the slot die of Comparative Example 2 was used, the swelling rate was 40.5%, but in Example 2 corresponding to the third embodiment, it was reduced to 7.6%. Was. In Comparative Example 2, the ear height range was 9.3 mm, but in Example 2, the ear height range was improved to 4.2 mm.
[0047]
In the present embodiment, the cross-sectional shape of the slot is trapezoidal or stepped, but the shape of the end of the slot cross-section is not limited to these, and the amount of application liquid supply at both ends of the slot is reduced. Any shape may be used as long as it can suppress the generation of the ear height. For example, it may be V-shaped or U-shaped.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the slot die coating apparatus, generation of ear height can be suppressed easily and at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a slot die applied to a slot die coating apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side sectional view schematically showing a part of a slot die coating apparatus to which the slot die of FIG. 1 is applied.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a coating film formed on a web using a conventional slot die.
FIG. 4 is a front view of a conventional slot die as viewed from a lip surface side.
FIG. 5 is a front view of a lip surface of the slot according to the first embodiment.
FIG. 6 is a front view of a lip surface of a slot in the second embodiment.
FIG. 7 is a front view of a lip surface of a slot in a third embodiment.
FIG. 8 is a schematic side sectional view of a slot die according to a modification.
FIG. 9 is a side sectional view schematically illustrating a part of a slot die coating apparatus according to a fourth embodiment.
FIG. 10 is a side sectional view schematically showing a part of a slot die coating apparatus according to a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
P Coating substrate (flat substrate)
Claims (6)
前記スロットが前記塗布基材に対向し、前記塗布基材に対向する前記スロットの断面が、その両端部において塗布液の供給を相対的に抑制する形状に形成される
ことを特徴とするスロットダイ。A slot die that is used in a slot die coating device and includes a slot for supplying a coating liquid to a coating substrate,
The slot die, wherein the slot faces the coating substrate, and a cross section of the slot facing the coating substrate is formed at both ends in a shape that relatively suppresses the supply of the coating liquid. .
前記スロットが前記塗布基材に対向し、前記塗布基材に対向する前記スロットの断面が、その両端部において塗布液の供給を相対的に抑制する形状に形成される
ことを特徴とするスロットダイ塗布装置。A slot die having a slot for supplying a coating liquid to the coating substrate is provided,
The slot die, wherein the slot faces the coating substrate, and a cross section of the slot facing the coating substrate is formed at both ends in a shape that relatively suppresses the supply of the coating liquid. Coating device.
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