JP2005262115A - Apparatus for circulating coating liquid and coating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エクストルージョン型塗布ヘッドのリップ先端部に取り付け可能で、塗布ヘッド内に滞留する気泡を除去できるようにした塗布液循環装置およびそれが付設されてなるエクストルージョン型の塗布装置に関するものである。 The present invention relates to a coating liquid circulation device that can be attached to a lip tip of an extrusion type coating head and can remove bubbles remaining in the coating head, and an extrusion type coating device to which the coating liquid circulation device is attached. It is.
機能性光学フィルム、写真感光材料、磁気記録媒体、表面処理鋼板等の製造においては、支持体上に塗布液を塗布する工程があるが、この際には感光剤あるいは磁性粒子等の必須成分を樹脂バインダーに混合させ、さらに必要に応じて種々の添加剤を添加して有機溶剤等により希釈することによって得られる塗布液が用いられている。 In the production of functional optical films, photographic light-sensitive materials, magnetic recording media, surface-treated steel sheets, etc., there is a step of applying a coating solution onto a support, in which case essential components such as a photosensitive agent or magnetic particles are added. A coating solution obtained by mixing with a resin binder, adding various additives as necessary, and diluting with an organic solvent or the like is used.
このような塗布液を支持体に塗布する方法としては、例えばロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、エクストルージョン型コーター(塗布装置)、あるいは種々のリバースコーター等の多種多様な塗布方法が用いられている。この中でもエクストルージョン型塗布装置は塗布の直前まで塗布液が空気にさらされることがないため塗布液の変化が少ないこと、塗布膜の幅方向の膜厚均一性にすぐれていること、塗布面の平滑性にすぐれていること等の理由により近年その利用が増加している。 As a method of applying such a coating solution to a support, various coating methods such as a roll coater, a gravure coater, a knife coater, an extrusion type coater (coating apparatus), or various reverse coaters are used. Yes. Among these, the extrusion type coating apparatus is not exposed to air until immediately before coating, so the change of the coating liquid is small, the film thickness in the width direction of the coating film is excellent, In recent years, its use has increased due to its excellent smoothness.
しかしながら、エクストルージョン型塗布装置においては、支持体の搬送に伴って運ばれてくるエアによる膜厚の不均一性やヌケ、異物によるスジ、塗布ヘッドに滞留する気泡もしくは塗布液に混ざって吐出されてくる気泡によるヌケやスジ等の塗布故障が発生しやすく、それぞれの故障に対して様々な対策がなされている。 However, in the extrusion type coating apparatus, the film is discharged in a mixed manner with non-uniformity of film thickness due to the air that is carried along with the conveyance of the support, leakage, streaks due to foreign matter, bubbles remaining in the coating head, or coating liquid. Application failures such as leakage and streaks are likely to occur due to air bubbles coming in, and various countermeasures are taken for each failure.
特に、塗布ヘッド内の気泡が原因となる塗布故障は、マニホールドに塗布液を充填する過程で気泡の滞留部分が形成されその滞留部分における気泡が原因となって引き起こされるものである。このような状況に対処すべく、塗布ヘッドより上流側の塗布液輸送管の途中に脱泡装置を設けそこで脱泡処理を行っているが、このような処理を施しても気泡が存在したまま塗布液が塗布ヘッドに充填されてしまうことがあり、また塗布ヘッドは多くが金属製のブロックで製作されることからその存在の有無を確認することも困難であった。 In particular, a coating failure caused by bubbles in the coating head is caused by the formation of a bubble retention portion in the process of filling the manifold with the coating liquid, and the bubbles in the retention portion. In order to cope with such a situation, a defoaming device is provided in the middle of the coating liquid transport pipe upstream from the coating head to perform the defoaming process. However, even if such a process is performed, bubbles remain. In some cases, the coating liquid is filled in the coating head, and since many coating heads are made of metal blocks, it is difficult to confirm the presence or absence of the coating head.
また、上記以外の塗布故障の対策として、塗布操作開始前に塗布ヘッド内へ過剰に塗布液を送り込み塗布ヘッド内部の圧力を上昇させることで気泡を押し出す方法、塗布ヘッドのスリット開口端を上方に向け気泡を抜き取る方法、もしくは両者を複合した方法等も生産現場では行われている。 In addition, as a countermeasure against coating failures other than the above, a method of extruding bubbles by excessively feeding the coating liquid into the coating head before starting the coating operation and increasing the pressure inside the coating head, and the slit opening end of the coating head upward At the production site, a method of extracting the air bubbles directed toward the surface or a method of combining the two is performed.
しかし、塗布ヘッド内へ過剰に塗布液を送り込む方法では塗布操作開始前に多量の塗布液を排出することになり無駄が多く、無駄を減らすためにその排出した塗布液を再度供給タンクへ送り込む場合には塗布液が空気にさらされることで組成が変化してしまう可能性が生じてくる。 However, when the coating liquid is excessively fed into the coating head, a large amount of the coating liquid is discharged before the start of the coating operation, which is wasteful. In order to reduce the waste, the discharged coating liquid is again sent to the supply tank. In this case, there is a possibility that the composition may change when the coating solution is exposed to air.
また、塗布ヘッドをそのスリット部が水平方向となるように設置する場合、塗布ヘッドのスリット開口端を上方に向けて気泡を抜きとるためには塗布ヘッドが水平から上向きの角度が取れるような構造を持った台座上に設置する必要がある。しかしその場合、台座の構造が複雑となり、塗布する上で重要な位置の精度および頑強な構造を維持することが非常に困難となる。 In addition, when installing the coating head so that its slit portion is in the horizontal direction, the structure is such that the coating head can take an upward angle from the horizontal in order to remove bubbles with the slit opening end of the coating head facing upward. It must be installed on a pedestal with However, in that case, the structure of the pedestal becomes complicated, and it is very difficult to maintain the accuracy of the position and the robust structure that are important for application.
本発明は以上のような状況に鑑みなされたものであり、エクストルージョン型塗布装置を用いた塗布において、ムラ、ヌケ、スジ等の塗布故障の発生原因となる塗布ヘッド内における気泡の滞留を、塗布操作開始前に簡便かつ塗布液を無駄にすることなく解消するための塗布液循環装置およびそれが付設されてなる塗布装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the situation as described above, and in the coating using the extrusion type coating apparatus, the retention of bubbles in the coating head, which causes the occurrence of coating failures such as unevenness, leakage, streaks, It is an object of the present invention to provide a coating liquid circulation device for eliminating the coating liquid simply and without wasting it before starting the coating operation, and a coating apparatus to which the coating liquid is attached.
かかる課題を解決するためになされ、請求項1に記載の発明は、輸送路とマニホールドとスリットとを連設してなる塗布液流入部を内部に有する塗布ヘッドの輸送路側から塗布液を送液ポンプにより供給タンクから送り込み、塗布液流入部のスリット開口端から塗布液を吐出させ、そこに搬送されてくる支持体上に吐出塗布液の塗布を行うエクストルージョン型塗布ヘッドのリップ先端部を密封状態で包み込むように取り付け可能で、塗布ヘッドのスリット開口端から吐出されてくる塗布液を受け渡す吐出塗布液受渡部と、この吐出塗布液受渡部に連設されていて、塗布液受渡部内に流入した後に排出されてくる塗布液を塗布装置の供給タンク内に再投入するための塗布液輸送管並びに開閉自在バルブとを少なくとも具備する塗布液循環装置であって、吐出塗布液受渡部は、塗布ヘッドの横長のリップ先端部を上下方向から包み込む横長のU字状凹部を一端に有すると共に、U字状凹部の中央部には横長のスリット状開口部が少なくとも設けられており、塗布ヘッドのスリット開口端から吐出されてくる塗布液が吐出塗布液受渡部のスリット状開口部から流入した後に他端の排出口から排出され、さらに下流側に位置する前記塗布液流路と開閉自在バルブを経由して塗布装置の供給タンク内に再投入されるようになっていることを特徴とする塗布液循環装置である。
In order to solve such a problem, the invention according to
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の塗布液循環装置が付設されていることを特徴とするエクストルージョン型塗布装置である。 A second aspect of the present invention is an extrusion type coating apparatus to which the coating liquid circulating apparatus according to the first aspect is attached.
さらにまた請求項3に記載の発明は、請求項2記載の塗布装置において、前記塗布ヘッドの輸送路と供給タンクの塗布液排出部との間には、少なくともフィルターと脱泡装置とが輸送管を介して設置されていると共に、塗布ヘッドのマニホールドに至る途中には圧力センサーが設置されており、圧力センサーにより測定された計測値から塗布装置における送液ポンプの出力および塗布液循環装置の開閉自在バルブの開閉量の制御が行えるようになっていることを特徴とする。
Furthermore, the invention according to
本発明によれば、エクストルージョン型塗布装置の塗布ヘッド内に滞留する気泡が効率的かつ的確に除去することが可能となり、塗布ヘッド内に滞留する気泡に起因するスジもしくはヌケ等の塗布故障の発生を大幅に抑制して支持体上への塗布液の塗布が可能となる。 According to the present invention, bubbles staying in the coating head of the extrusion-type coating apparatus can be efficiently and accurately removed, and application failures such as streaks or leakage caused by the bubbles staying in the coating head can be prevented. Generation | occurrence | production can be suppressed significantly and the application | coating liquid can be apply | coated on a support body.
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図2は、一般的なエクストルージョン型塗布装置の概略の構成とその使用形態を示す説明図である。 FIG. 2 is an explanatory view showing a schematic configuration of a general extrusion-type coating apparatus and a usage pattern thereof.
供給タンク21に投入された塗布液は、送液ポンプ22により塗布ヘッド23へと送られる。塗布ヘッド23は、輸送路27とマニホールド26とスリット28とを連設してなる塗布液流入部を内部に有し、供給タンク21に投入されている塗布液が送液ポンプ22により輸送路29側から送り込まれた後、塗布液流入部のスリット開口端30から吐出され、そこに搬送されてくる支持体8上に吐出塗布液の塗布を行えるようになっている。な
お、図中、24と25で示す部材は塗布ヘッド23を構成する上流側リップと下流側リップであり、これらによりリップが構成されている。
The coating liquid charged in the supply tank 21 is sent to the coating head 23 by the
前記マニホールド26は、塗布液を塗布する支持体8の搬送方向における断面部分の形状が略半円形状であって、支持体8の幅方向と同一の方向はこの断面形状と同一か略同一の形状の横長に拡がる空間となっている。このマニホールド26の前記支持体8の搬送方向における断面部分の半円形状の内径は5〜50mm程度で、塗布液の性質、粘度等によって最良の大きさに設定されていて、その両端部はシール板等により塗布液が塗布ヘッド23の外部へ漏れ出ないように閉塞されている。
The
また、前記スリット28はマニホールド26からの支持体8の方へ向けて開口している幅0.05〜0.5mmのスリット状の塗布液通路であり、マニホールド26からリップ先端部30までの距離は5〜100mm程度である。このスリット28の幅および距離も塗布液の性質、さらには塗布速度や塗布膜厚等の諸条件により適宜決定される。
The
このような構成のエクストルージョン型塗布装置を使用し、図2に示すように、バックアップロール9に抱かれながら搬送されてくる支持体8に対して、その塗布ヘッド23のスリット28のスリット開口端30から塗布液を吐出させながら所期の塗布がなされる。
As shown in FIG. 2, using the extrusion type coating apparatus having such a configuration, the slit opening end of the
一方、図1は、本発明の塗布液循環装置とそれを取り付けたエクストルージョン型塗布装置の概略の構成を示す説明図である。 On the other hand, FIG. 1 is explanatory drawing which shows the schematic structure of the coating-liquid circulation apparatus of this invention, and the extrusion-type coating device which attached it.
塗布液循環装置は、エクストルージョン型塗布ヘッド3のリップ先端部を密封状態で包み込むように取り付け可能で、塗布ヘッド3のスリット開口端40から吐出されてくる塗布液を受け渡す吐出塗布液受渡部10と、この吐出塗布液受渡部10に連設されていて、塗布液受渡部10内に流入した後に排出されてくる塗布液を塗布装置の供給タンク1内に再投入するための塗布液輸送管15並びに開閉自在バルブ14とを少なくとも具備する装置である。そして、吐出塗布液受渡部10は、塗布ヘッド3の横長のリップ先端部を上下方向から包み込む横長のU字状凹部を一端に有すると共に、U字状凹部の中央部には横長のスリット状開口部11が少なくとも設けられており、塗布ヘッド3のスリット開口端40から吐出されてくる塗布液が吐出塗布液受渡部10のスリット状開口部11から流入した後に他端の排出口13から排出され、さらに下流側に位置する前記塗布液流路15と開閉自在バルブ14を経由して塗布液塗布装置の供給タンク1内に再投入されるようになっている。なお、12で示す部分は、吐出塗布液受渡部10内の塗布液の流路の途中に設けられている溝部である。
The coating liquid circulation device can be attached so as to wrap the tip end portion of the extrusion
図に示す吐出塗布液受渡部10は、塗布ヘッド3のリップ先端部を密封状態でしかも傷を付けずに包み込むように取り付けられるように、横長のU字状凹部との間にテフロン(R)等の柔軟性のある樹脂からなるシール部材16を介してボルト等により強固に固定されている(固定状態は図示せず)。また、スリット状開口部11の幅は塗布ヘッド3のスリット38の幅と同一もしくはそれより広い幅に設定されている。
The discharge coating liquid delivery section 10 shown in the figure is teflon (R) between a horizontally long U-shaped recess so that the lip tip of the
このような構成になる塗布液循環装置が取り付けられた塗布装置においては、供給タンク1に投入された塗布液は、送液ポンプ2により、フィルター17、脱泡装置18を介して塗布ヘッド3のマニホールド36へ送り込まれる。
In the coating apparatus to which the coating liquid circulation apparatus having such a configuration is attached, the coating liquid charged into the
マニホールド36に至る途中には圧力センサー19が配置されており、この圧力センサー19による計測によって得られる計測値に基づき送液ポンプ2の出力および開閉自在バルブ14の開閉量を制御することで、マニホールド36内の塗布液の圧力を自在に変化できるようになっている。
A
要するに、マニホールド36内が塗布液で満たされてスリット38のスリット開口端40から塗布液の吐出を開始したら、圧力センサー19の計測値に基づき送液ポンプ2の出力を変更してマニホールド36内の圧力の調整を行い、塗布ヘッド3のスリット38から所定の圧力でスリット状開口部40から塗布液受渡部10内の溝部12に塗布液を徐々に流し込んでいく。
In short, when the inside of the manifold 36 is filled with the coating liquid and discharge of the coating liquid is started from the
この時、送液ポンプ2による塗布液の送り出しだけではマニホールド内圧力が所望の圧力に達しない場合には、開閉自在バルブ14を適宜の状態に閉めることで圧力を上昇させ、必要な圧力が得られるようにすればよい。
At this time, if the internal pressure of the manifold does not reach a desired pressure only by delivering the coating liquid by the
なお、マニホールド36内に滞留した気泡を除去するためのマニホールド内圧力は、塗布ヘッド3のスリット38の幅、スリット長さ、塗布液粘度、塗布液表面張力および塗布ヘッドの設置角度に合わせて適宜に調整する。
The pressure in the manifold for removing bubbles staying in the manifold 36 is appropriately selected according to the width of the
一例を挙げると、粘度3.5mPa・s、表面張力26.5mN/mのポリウレタンアクリレート塗布液を使用した場合においては、塗布ヘッドを水平に設定した場合には50kPa以上、スリット出口部分を10°上向きにした場合には30kPa以上が気泡除去に必要なマニホールド内厚の目安となる。 For example, when a polyurethane acrylate coating solution having a viscosity of 3.5 mPa · s and a surface tension of 26.5 mN / m is used, when the coating head is set horizontally, the slit exit portion is 10 °. In the upward direction, 30 kPa or more is a guideline for the inner thickness of the manifold necessary for air bubble removal.
上記操作に基づいて開閉自在バルブ14を通過した塗布液は、塗布液流路15を通り供給タンク1へ再度投入される。そして、以上のような塗布液の循環を5分以上、好ましくは15分以上おこなうことで塗布ヘッド3のマニホールド36内に滞留していた気泡が取り除かれるようになる。
The coating liquid that has passed through the openable / closable valve 14 based on the above operation passes through the coating liquid flow path 15 and is charged again into the
従って、塗布操作開始前の塗布ヘッド内部の脱泡処理において、従来のように塗布液の充填過程で塗布液のロスを生じることなく一連の脱泡作業が効率的に行われるようになる。また、塗布液が空気にさらされて組成が変化することも起こりづらい。以下、本発明の実施例を図面を参照にして述べる。 Therefore, in the defoaming process inside the coating head before the start of the coating operation, a series of defoaming operations can be performed efficiently without causing a loss of the coating liquid during the filling process of the coating liquid as in the past. In addition, it is difficult for the coating liquid to be exposed to the air to change its composition. Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、ポリエステル樹脂100重量部に対して、平均粒径0.5μmで屈折率1.5のシリカビーズを24重量部混合し、固形分比50%となるようトルエンで希釈し、粘度が8.5mPa・sに調整した塗布液を用意した。また、塗布液を塗布する支持体には厚み80μmのトリアセチルセルロースフィルムを使用した。 First, 24 parts by weight of silica beads having an average particle diameter of 0.5 μm and a refractive index of 1.5 μm are mixed with 100 parts by weight of a polyester resin, and diluted with toluene so that the solid content ratio becomes 50%. A coating solution adjusted to 5 mPa · s was prepared. Further, a triacetyl cellulose film having a thickness of 80 μm was used as a support on which the coating solution was applied.
次に、図1に示す塗布液循環装置を一時的に待避させ、上記組成の塗布液を供給タンク1に投入した後、流量0.000050m3/minで内部の塗布液流入部が空の状態の塗布ヘッド3に対して塗布液を順次流入させると共に、スリット開口端40から塗布液を吐出させ、速度10m/minで送られてくる上記支持体に対して塗布(湿潤膜厚10μm)を行った。塗布開始から1分後、5分後および15分後の塗布の状況を表1に示す。
Next, the coating liquid circulating apparatus shown in FIG. 1 is temporarily retracted, and after the coating liquid having the above composition is charged into the
つづいて、上記の塗布例では一時的に待避してあった本発明に係る塗布液循環装置の吐出塗布液受渡部10を塗布ヘッド3のリップ先端部に図1に示すようにセットし、開閉自在バルブ14を半閉した状態でマニホールド内圧力が46kPaとなるようにして内部の塗布液流入部が空の状態の塗布ヘッド3に対して送り込み、マニホールド36内の気泡を除くべく、1分間塗布液の循環を行なった後、速度10m/minで搬送されてくる上記支持体に対して塗布(湿潤膜厚10μm)を行った。同様にして、塗布液の循環を5分間、15分間行った後に塗布を行った。これらの塗布の状況を表1に示す。
Subsequently, the discharge coating liquid delivery section 10 of the coating liquid circulation apparatus according to the present invention which has been temporarily saved in the above coating example is set at the lip tip of the
一方、塗布液循環装置を使用して塗布液の循環を行ってから塗布を行った場合には、マニホールド内に塗布液を充填した後の塗布液の循環時間が1分の場合には500mmの塗布幅に対して1本の塗布スジが確認されたが、循環時間が5分以降の場合には塗布スジは見られなかった。 On the other hand, when coating is performed after the coating liquid is circulated using the coating liquid circulation device, the coating liquid circulation time after filling the manifold in the manifold is 500 mm. One application stripe was confirmed with respect to the application width, but no application stripe was observed when the circulation time was 5 minutes or more.
1、21・・供給タンク
2、22・・送液ポンプ
3、23・・塗布ヘッド
4、24・・上流側リップ
5、25・・下流側リップ
8・・支持体
9・・バックアップロール
10・・吐出塗布液受渡部
11・・スリット状開口部
12・・溝部
13・・排出口
14・・開閉自在バルブ
15・・塗布液流路
16・・シール部材
17・・フィルター
18・・脱泡装置
19・・圧力センサー
26、36・・マニホールド
27、29、37・・輸送路
28、38・・スリット
45・・輸送管
1, 2 ···
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JP2007296502A (en) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Nitto Denko Corp | Die type coating apparatus and method |
JP2008086998A (en) * | 2007-12-26 | 2008-04-17 | Taikisha Ltd | Paint feeding facility |
CN107321554A (en) * | 2017-08-08 | 2017-11-07 | 河南富拓光电科技有限公司 | Slit type coater |
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