JP2005169305A - Coating device - Google Patents
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Description
本発明は、走行するフィルムに、ダイを用い液状物を塗布する装置に関するもので、特に、そのフィルムが 1.5〜5.0μmの厚みのものに適用できる塗布装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for applying a liquid material to a traveling film using a die, and more particularly to an application apparatus applicable to a film having a thickness of 1.5 to 5.0 μm.
フィルムに塗布液を塗布する方法として、多くの塗布方式が知られている。なかでもダイコーターは、塗布直前まで塗布液が空気にさらされないため塗布液の変化が少なく、幅方向の均一性や、塗布面の平滑性に優れていることなどから、近年その利用が増加している。このダイコーターを用いた塗布法の代表的なものとして、走行するフィルムを一定間隔を隔てた1対のサポートロールで支持し、その中間部でフィルム面にダイを押し当て、ダイのスリット部から塗布液を押し出し、フィルムに連続塗布する方法が知られている。 Many coating methods are known as a method of applying a coating solution to a film. In particular, the use of die coaters has increased in recent years because the coating solution is not exposed to air until just before coating, so there is little change in the coating solution, and it has excellent uniformity in the width direction and smoothness of the coated surface. ing. As a typical coating method using this die coater, a traveling film is supported by a pair of support rolls that are spaced apart from each other, and the die is pressed against the film surface at an intermediate portion thereof, from the slit portion of the die. A method of extruding a coating solution and continuously coating the film is known.
従来、支持体としてのフィルムは、ほとんどが厚さ5μm以上であり、表面平滑性のよいものが用いられている。そのため、塗布液を均一に塗布する手段として、塗布液の塗出均一性や、フィルムとダイの隙間の均一性など、塗布側での工夫が主になされて来ている。
しかし、近年コストダウンのためフィルムの極薄化が進んできており、またフィルム幅も広幅になってきている傾向に有る。そのため、極薄フィルムへの高品位塗布の必要が生じている。
実際、極薄フィルムを用い従来の塗布方式で塗布する場合、塗布部でフィルムにたるみがあると、塗布中にダイ先端部とフィルム間で構成されている塗布液の液溜まり部で、フィルムたるみ部分が通過することによるエアの巻き込みが起こり、液溜まり部が部分的に破れ、塗布スジやムラが発生することが判ってきた。
Conventionally, most films as a support have a thickness of 5 μm or more, and those having good surface smoothness are used. For this reason, as a means for uniformly applying the coating liquid, contrivances on the coating side, such as the coating liquid coating uniformity and the uniformity of the gap between the film and the die, have been mainly made.
However, in recent years, the film has been made extremely thin for cost reduction, and the film width tends to be wider. Therefore, the necessity of high-quality application to an ultrathin film has arisen.
In fact, when applying an ultra-thin film using the conventional coating method, if there is slack in the coating part, the film sagging will occur in the coating liquid reservoir formed between the die tip and the film during coating. It has been found that air entrainment occurs due to the passage of the portion, the liquid reservoir portion is partially broken, and application lines and unevenness occur.
そのため、一般的には、塗布部上流側にエキスパンダロールや、しわ取りロールなどのたるみを伸ばす為の部材を設け、塗布部でのフィルム鏡面を維持する方法が行われている(例えば、特許文献1、2 参照。)。しかし、いずれの方法も、基材の中央部から両端部に向かってたるみを逃がすようになっており、こしの弱い薄膜フィルムの場合、基材中央部の鏡面は維持できるが、その分両端部にたるみが残るという不具合が発生する。あるいは、ベースフィルムの塗布ヘッドに対する入射角度を調整することによってさざ波現象を解消する方法が提案されている(例えば、特許文献3 参照。)。しかし、この方法はベースフィルムの特性に合わせてその都度入射角度を調整しなければならない。
これらの不具合を解決する為の工夫として、本出願人などの特願2002−197182では、ダイ塗出部直前に全幅にわたって接触する接触部を設ける例が提示されている。しかし、この例では、局部的なフィルムのたるみに関しては効果が有るが、部材の接触部の直線性が悪い場合、接触部材の凹部でフィルムが接触できなくなり、かえってたるみが生じ、塗布の濃淡ムラが発生するという不具合が発生する事がわかった。接触部の直線性が悪い原因としては、
・接触させる部材の加工精度、
・環境温度や塗布液の蒸発潜熱による部材の温度変化に伴う変形、
などがあげられ、広幅になるほど直線性保持は困難になる。
Therefore, in general, there is a method of maintaining a film mirror surface in the coating portion by providing a member for extending the slack such as an expander roll or a wrinkle removing roll on the upstream side of the coating portion (for example, patents). See references 1 and 2). However, both methods are designed to release the slack from the central part of the base material toward both ends, and in the case of a weak thin film, the mirror surface of the central part of the base material can be maintained. The problem that slack remains is generated. Alternatively, a method of eliminating the ripple phenomenon by adjusting the incident angle of the base film with respect to the coating head has been proposed (see, for example, Patent Document 3). However, in this method, the incident angle must be adjusted each time according to the characteristics of the base film.
As a device for solving these problems, Japanese Patent Application No. 2002-197182 of the present applicant and the like presents an example in which a contact portion that contacts the entire width is provided immediately before the die coating portion. However, in this example, there is an effect with respect to local film sagging, but when the linearity of the contact portion of the member is poor, the film cannot be contacted at the concave portion of the contact member, and rather sagging occurs, resulting in uneven gradation of coating. It has been found that a problem occurs. As a cause of poor linearity of the contact part,
・ Processing accuracy of the contacted member,
・ Deformation caused by temperature change of the member due to environmental temperature and latent heat of evaporation of coating liquid
It is difficult to maintain linearity as the width increases.
解決しようとする問題点は、たるみの大きい極薄フィルムを用いても、高品位塗布ができる簡単な装置を提供することを目的とする。 The problem to be solved is to provide a simple apparatus capable of high-quality coating even when using an extremely thin film having a large slackness.
請求項1に記載の発明では、塗布液を押し出すスリット部を有するダイと、該ダイの両側に所定間隔で配置されたIN側サポートロール、およびOUT側サポートロールと、を有し、前記スリット部から前記塗布液を押し出して走行するフィルムに連続塗布する塗布装置において、前記フィルム走行方向に関して前記ダイよりも上流側に前記フィルムの中央部を含む領域のたるみを延ばす機構を備え、前記フィルムの前記スリット部入射直前に、前記フィルムの両端部近傍に接触させる接触部を備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の塗布装置において、前記たるみを延ばす機構は、ベンドバーであることを特徴とする。
請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の塗布装置において、前記たるみを延ばす機構は、クラウンロールであることを特徴とする。
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の塗布装置において、前記たるみを延ばす機構は、前記フィルムとの接触深さが調整可能に構成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 1 includes a die having a slit portion for extruding the coating liquid, an IN side support roll and an OUT side support roll arranged at predetermined intervals on both sides of the die, and the slit portion. In the coating apparatus that continuously applies the coating liquid to a traveling film by extruding the coating liquid, the coating apparatus includes a mechanism that extends a sag in a region including a central portion of the film on the upstream side of the die with respect to the film traveling direction. It is characterized in that a contact portion is provided in contact with the vicinity of both end portions of the film immediately before entering the slit portion.
According to a second aspect of the present invention, in the coating apparatus according to the first aspect, the mechanism for extending the sag is a bend bar.
According to a third aspect of the present invention, in the coating apparatus according to the first aspect, the mechanism for extending the sag is a crown roll.
According to a fourth aspect of the present invention, in the coating apparatus according to any one of the first to third aspects, the mechanism for extending the slack is configured such that a contact depth with the film can be adjusted. Features.
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の塗布装置において、前記たるみを延ばす機構は、前記フィルムに対し、前記塗布液を塗布する側の反対側に設けたことを特徴とする。
請求項6に記載の発明では、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の塗布装置において、前記たるみを延ばす機構は、前記IN側サポートロールよりさらに上流側に設けたことを特徴とする。
請求項7に記載の発明では、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の塗布装置において、前記接触部は前記フィルムが前記スリット部に対して入射する入射角度を調整可能に構成されていることを特徴とする
請求項8に記載の発明では、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の塗布装置を用い、前記フィルムが前記ダイに対して接触せず、かつ塗布厚さ以内のギャップで前記ダイの上面にほぼ並行に入射させるフィルム塗液方法を特徴とする。
請求項9に記載の発明では、請求項8に記載のフィルム塗液方法において、前記フィルムが孔版印刷用マスタフィルムであることを特徴とする
According to a fifth aspect of the present invention, in the coating apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the mechanism for extending the sag is provided on the opposite side of the film to the side where the coating liquid is applied. It is characterized by that.
According to a sixth aspect of the present invention, in the coating apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the mechanism for extending the sag is provided further upstream than the IN-side support roll. .
According to a seventh aspect of the present invention, in the coating apparatus according to any one of the first to sixth aspects, the contact portion is configured to be capable of adjusting an incident angle at which the film is incident on the slit portion. In the invention according to
The invention according to claim 9 is the film coating method according to
本発明によれば、比較的簡単な装置でフィルム基材のしわ、たるみを解消し、鏡面状態で所望の塗液を塗布することができる。 According to the present invention, wrinkles and sagging of a film substrate can be eliminated with a relatively simple device, and a desired coating liquid can be applied in a mirror state.
本発明の主要部は、所定の間隔をあけて配置した2本のサポートロールの間に、塗液を押し出す塗布ヘッドを設けた塗装装置において、IN側のサポートロールより上流側にベンドバーを所定量の接触深さになるよう調整して接触させ、塗布ヘッドのIN側エッジ近傍にフィルム両端に接触する接触部材を調整可能に設け、フィルムが塗布ヘッドの上面の平面部に対し、接触せず、塗布厚さ以内のギャップでダイの上面にほぼ並行に入射させる構成になっている。 The main part of the present invention is that in a coating apparatus provided with a coating head for extruding a coating liquid between two support rolls arranged at a predetermined interval, a predetermined amount of a bend bar is provided upstream from the IN-side support roll. The contact member is adjusted so that the contact depth is adjusted and contacted, and the contact member that contacts both ends of the film is provided in the vicinity of the IN side edge of the coating head. It is configured to be incident on the upper surface of the die almost in parallel with a gap within the coating thickness.
図1は本発明の第1の実施形態を説明するための一部断面側面図である。
同図において符号1はフィルム状基材、2はガイドロール、3はたるみを延ばす機構としてのベンドバー、4はIN側サポートロール、5はOUT側サポートロール、6はダイ、7はガイド板、8は接触部材、9はマイクロメータヘッドをそれぞれ示す。
フィルム1は、ガイドロール2、IN側サポートロール4、およびOUT側サポートロール5を経由して搬送される。ガイドロール2、IN側サポートロール4、およびOUT側サポートロールはともに駆動のかからないフリーロールである。
ダイ6はフィルム状基材1(以下単にフィルム1という)の幅より長い塗布ヘッドであり、2本のサポートロールの中間に設置されており、図示されない給液タンクから、図示されないギアポンプによって塗布液が供給され、スリット状の塗布部6aから塗布液を吐出するようになっている。ダイ6の上面6eは、スリット部6aを中心として僅かな幅を有する平面に形成されている。ダイ6のIN側側面6bにはガイド板7がねじ止め固定され、マイクロメータヘッド9がガイド板に固定されている。このマイクロメータヘッド9の先に接触部材8が取付けられている。接触部材8の接触部は摩擦係数の小さい材質を用いて形成されており、ダイ6の塗布部6aの長手方向と並行に設置されている。接触部材8は、ダイ6のIN側傾斜部分6cをスライドすることによって上下の位置調整ができるようになっている。この接触部材8のユニットはダイ6の長手方向両端2ヶ所に設置されている。
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view for explaining a first embodiment of the present invention.
In the figure, reference numeral 1 is a film-like substrate, 2 is a guide roll, 3 is a bend bar as a mechanism for extending slack, 4 is an IN side support roll, 5 is an OUT side support roll, 6 is a die, 7 is a guide plate, 8 Indicates a contact member, and 9 indicates a micrometer head.
The film 1 is conveyed via a guide roll 2, an IN side support roll 4, and an OUT side support roll 5. The guide roll 2, the IN side support roll 4, and the OUT side support roll are all free rolls that are not driven.
The die 6 is a coating head longer than the width of the film-like substrate 1 (hereinafter simply referred to as the film 1), and is installed between two support rolls. A coating liquid is supplied from a liquid supply tank (not shown) by a gear pump (not shown). Is supplied, and the coating liquid is discharged from the slit-
図2はベンドバーの抱き角調整の図である。
図3はたるみが両端に逃がされた時の模式図である。
ベンドバー3はガイドロール2とIN側サポートロール4の間に、回動軸がフィルム1とほぼ並行に設置されており、矢印A方向に回動させることによってフィルム1との接触深さを変え、いわゆる抱き角が変えられるようになっている。ここでいう接触深さとは、フィルムの幅方向両端を結ぶ直線に対して中央部がその直線より飛び出す量のことである。
ベンドバー3はフィルム1の走行に抵抗を与えないように、例えば金属部材を鏡面仕上げするなどして、摩擦係数を極力小さくしてある。
フィルム1はガイドロール2を経てIN側サポートロール4に搬送される途中で、ベンドバー3により中央のたるみが両端部に逃がされ、中央部は鏡面状態で、両端部にのみたるみが残った状態となる。このとき、両端部のたるみ幅は、ベンドバー3のフィルム1への接触角により決定される。ここで言う接触角とは、ベンドバー3が初めてフィルム1に接触する角度からの、ベンドバー3の回動角である。フィルム厚さ1.5μm〜3μm、フィルム幅400〜1200mmの範囲での実験では、接触角調整により両端たるみ部分の幅を100mm以内に押さえることが可能である事がわかった。これより、フィルム1の両端たるみ幅は、ベンドバーの接触角調整により100mm以内に調整されている。次に、フィルム1はダイ6の塗布部直前に設置された接触部材8と接触する。
図1ではベンドバー3のフィルム1への接触位置が、塗布面と反対の側に設けられているが、原理的には塗布面と同じ側であっても同様の効果が得られる。また、ベンドバー3はIN側サポートロール4の上流側に設けているが、IN側サポートロール4より下流側に設けても、接触部材8より上流であれば同様の効果が得られる。
FIG. 2 is a diagram of adjusting the holding angle of the bend bar.
FIG. 3 is a schematic view when the slack is released to both ends.
The bend bar 3 is installed between the guide roll 2 and the IN-side support roll 4 so that the rotation axis is substantially parallel to the film 1, and the contact depth with the film 1 is changed by rotating in the direction of arrow A, The so-called hugging angle can be changed. The contact depth as used herein refers to the amount that the central portion protrudes from the straight line connecting both ends in the width direction of the film.
The bend bar 3 has a friction coefficient as small as possible by, for example, mirror-finishing a metal member so as not to give resistance to the running of the film 1.
While the film 1 is being conveyed to the IN-side support roll 4 through the guide roll 2, the center slack is released to both ends by the bend bar 3, the center is in a mirror state, and slack remains only at both ends. It becomes. At this time, the sag width at both ends is determined by the contact angle of the bend bar 3 with respect to the film 1. The contact angle referred to here is a rotation angle of the bend bar 3 from an angle at which the bend bar 3 contacts the film 1 for the first time. In experiments in the range of film thickness of 1.5 μm to 3 μm and film width of 400 to 1200 mm, it was found that the width of the slack portion at both ends can be suppressed within 100 mm by adjusting the contact angle. Thus, the slack width at both ends of the film 1 is adjusted to within 100 mm by adjusting the contact angle of the bend bar. Next, the film 1 comes into contact with the
In FIG. 1, the contact position of the bend bar 3 with the film 1 is provided on the side opposite to the coating surface, but the same effect can be obtained even in principle on the same side as the coating surface. The bend bar 3 is provided on the upstream side of the IN-side support roll 4, but even if it is provided on the downstream side of the IN-side support roll 4, the same effect can be obtained as long as it is upstream of the
図4はたるみを延ばす機構の異なる実施例を示す図である。
同図において符号10はたるみを延ばす機構としてのクラウンロールを示す。
クラウンロール10は両端部の径より中央部の径の方が太く、長手方向に断面した場合、表面はなだらかな凸面になるよう形成されている。両端部には図示しない軸受けに保持される軸部を有し、フィルムの走行に連動して回動可能に構成されている。さらに、両端は軸受けと共に矢印B方向に連動して動けるように構成されており、クラウンロール面がフィルム面に対して接触する深さを変えられるようになっている。
この構成によりフィルムの中央部を含む或る幅のたるみが解消される。その幅は上記接触深さによって或る程度変えることができる。したがって、クラウンロール10はベンドバー3と同等の効果を有する。
FIG. 4 is a view showing different embodiments of the mechanism for extending the slack.
In the figure,
The
With this configuration, a slack of a certain width including the central portion of the film is eliminated. The width can be changed to some extent depending on the contact depth. Therefore, the
図5はフィルムとの接触位置と塗布部の関係を示した部分図である。同図(a)はフィルムが上方から入射する場合、同図(b)はフィルムが下方から入射しダイ6のIN側のエッジに接触する場合、同図(c)はフィルムがダイ6のIN側エッジに接触せず、かつ塗布液厚さ以内のギャップで入射した場合をそれぞれ示す。
両端接触部材8の幅はフィルム1の両端たるみ幅をカバーできるようにそれぞれ120mmとし、フィルム端面より10mm外側から設置されている。また、この接触部8のフィルム接触位置により塗布部へフィルムが進入する角度、すなわち、入射角が変わることから、入射角が最適となるよう接触部材8の位置調整が必要となる。この位置調整は、ダイ6のIN側傾斜部分6cに取付けられたマイクロメータヘッド9で行われる。
FIG. 5 is a partial view showing the relationship between the contact position with the film and the coating portion. 4A shows the case where the film enters from above, FIG. 3B shows the case where the film enters from below and contacts the edge on the IN side of the
The width of the both-
同図(a)に示すように、フィルム1が塗布部6aよりも上の方から入射してくると、塗料の塗布と同時に空気を巻き込み、塗膜にムラやスジができてしまう。
同図(b)に示すように、フィルム1が下方から入射し、フィルム全幅がダイ6のIN側のエッジ6dに接触すると、フィルムの平面性がダイIN側エッジ6dの直線性に左右され、ベンドバー3と接触部材8の効果が発揮できない。
同図(c)に示すように、フィルム1がダイIN側エッジ6dに接触せず、かつ塗布厚さ以内のギャップでダイの上面6eにほぼ並行に入射すると、フィルム全幅に亘って鏡面状態が得られ、ベンドバー3と接触部材8の効果が最大限に得られる。このようなフィルム入射角を作り出す接触部材位置が最適位置となる。すなわち、最適位置に調整された両端部の接触部材8にフィルム1の両端たるみ部分が接触すると、フィルム両端たるみが延ばされフィルム全幅にわたって鏡面状態が得られることとなる。塗布部6aではこの鏡面状態のまま塗布され、良好な塗布状態が得られ、塗布されたフィルム1はOUT側サポートロール5を経由して図示されない乾燥部へ搬送される。
As shown in FIG. 5A, when the film 1 is incident from above the
As shown in FIG. 4B, when the film 1 is incident from below and the entire width of the film contacts the
As shown in FIG. 5C, when the film 1 does not contact the die IN
以下に、孔版用印刷マスターに用いる多孔質体フィルムを製造する塗布実施例を示す。
使用基材 ――― PETフィルム 1.5〜3μm厚
使用塗布液 ――― W/Oエマルジョン液。
油相として 酢酸エチル 91 wt%
アセタール樹脂 5 wt%
顔料 4 wt% の溶解液と
水相として 水 99 wt%
セルロース樹脂 1 wt% の溶解液
を1:1の割合で混合し、それに適宜の活性剤を投入し、
プロペラ攪拌により3時間乳化したものである。
塗布厚さ ――― 35μm(Wet)
上記の基材と塗布液を用い、図5(c)に示す方法で塗布を行った結果、フィルムたるみ無しに塗布でき、高品位の塗布品質が得られた。
The application example which manufactures the porous body film used for the printing master for stencils below is shown.
Substrate used ――― PET film 1.5-3μm thick Used coating solution ――― W / O emulsion solution.
91 wt% ethyl acetate as the oil phase
Acetal resin 5 wt%
4 wt% pigment solution and
99 wt% water as water phase
Cellulose resin 1 wt% solution
Are mixed at a ratio of 1: 1, and an appropriate activator is added thereto,
Emulsified with propeller stirring for 3 hours.
Coating thickness ――― 35μm (Wet)
As a result of applying by the method shown in FIG. 5C using the above-mentioned base material and coating solution, it was possible to apply without sagging film, and high quality coating quality was obtained.
1 フィルム
2 ガイドロール
3 ベンドバー
4 IN側サポートロール
5 OUT側サポートロール
6 ダイ
8 接触部材
10 クラウンロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Film 2 Guide roll 3 Bend bar 4 IN side support roll 5 OUT
Claims (9)
9. The film coating method according to claim 8, wherein the film is a master film for stencil printing.
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