JP2006088000A - 塗布方法および塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、ヘッド先端を基材等に接触させることなく、且つ、ばらつきを抑えた精度の良い塗布間隙による塗布方法を提供することにある。また、この塗布方法による塗布装置を提供することも目的とする。
【解決手段】 ダイヘッドより吐出させた塗液をフィルム基材に塗布する方法において、吐出圧を測定する工程、吐出圧が自由吐出と等しくなる塗布間隙に設定する工程、その塗布間隙から塗布間隙の基準点を求める工程、その塗布間隙の基準点を基準に塗布間隙を調整する工程を含む塗布方法である。
【選択図】 図３

Description

本発明は、フィルム基材に塗布を行うダイ塗布装置に関し、ダイヘッドの先端と基材の間隙を調整する方法を備えた塗布方法および塗布装置に関する。

ダイ塗布装置において、均一な膜を得るためにダイヘッドの先端と基材の間隙を精密に調整する必要があり、その調整方法として様々な手段が提案されている。
例えば、特許文献１に示されている、ダイヘッドを架台に載せ精度良く位置決めし塗布間隙を調整する方法がある。

ところで、塗布間隙を調整するためには、ヘッド先端と基材が接する位置、つまり、塗布間隙のゼロ点を定めなくてはならない。このゼロ点を設定にはシックネスゲージの利用が一般的であるが、シックネスゲージが挟まれた状態の判断は個人の手の感覚にたよるため、塗布間隙のばらつきが生じやすい。塗布間隙調整のばらつきを解決するため、特許文献１に開示されている、ダイヘッド先端が基材に接触した時ヘッドに作用する力を検出する方法もある。しかし、基材を支持するバックロールには偏心があるため、間隙調整を行う時のバックロールの回転位置によりゼロ点の位置がばらついてしまう。

ダイヘッドの先端の傷は塗布面に影響を与え、塗布欠陥であるスジムラ引き起こすので、ヘッド先端の損傷は避けねばならぬ。しかし、上記の二つの調整法では、ヘッドの先端にシックネスゲージまたは基材を接触させ調整を行うため、ヘッド先端に損傷を与える可能性が高くなる。
特開２００１−５８１５０号公報。

本発明の目的は、ヘッド先端を基材等に接触させることなく、且つ、ばらつきを抑えた精度の良い塗布間隙による塗布方法を提供することにある。また、この塗布方法による塗布装置を提供することも目的とする。

請求項１の発明は、ダイヘッドより吐出させた塗液を搬送するフィルム基材に塗布する方法において、吐出圧を測定する工程、吐出圧が自由吐出と等しくなる塗布間隙に設定する工程、その塗布間隙から塗布間隙の基準点を求める工程、その塗布間隙の基準点を基準に塗布間隙を調整する工程を含む塗布方法である。

請求項２の発明は、前記基準点を求める工程が、吐出圧が自由吐出圧と等しい塗布間隙から、ヘッド先端をフィルム基材に近接させ吐出圧が自由吐出圧より低くなった後、さらに吐出させた塗液が、吐出圧と自由吐出圧が等しいクエット流動となるまでヘッド先端を近接させ、この時に成立する下記一般式（１）から、塗布間隙を求め、基準点とすることを特徴とする請求項１記載の塗布方法である。
ｈ＝２Ｑ／ｗＶ （１）
（ｈ：塗布間隙、Ｑ：流量、ｗ：塗布幅、Ｖ：基材の搬送速度）

請求項３の発明は、ダイヘッドより吐出させた塗液を搬送するフィルム基材に塗布する塗布装置において、吐出圧を測定する手段、吐出圧を元に基材とダイヘッド先端の距離を求める手段、その距離を基準にダイヘッドの位置を調整する手段を備える塗布装置である。

請求項４の発明は、前記ダイヘッドの先端から前記塗液供給部の区間に吐出圧力を測定する手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の塗布装置である。

請求項５の発明は、前記吐出圧を測定する手段が、ヘッドの幅方向に複数備えてなることを特徴とする請求項３または４記載の塗布装置である。

本発明の塗布方法および塗布装置では、ダイヘッド先端を基材またはシックネスゲージに接触させることなく、塗布間隙を調整させることが可能であり、ダイヘッド先端の損傷を抑制できる。また、基材を搬送した状態で塗布間隙調整を行えるので、基材の厚みムラやバックロールの偏心の影響による塗布間隙のばらつきを解消でき、塗布間隙のばらつきによる塗布状態のバラつきを抑制できる。

本発明の塗布方法および塗布装置の実施形態について図を用いて説明する。
図１に本発明の塗布装置の構成の一例を示す。連続走行するフィルム基材１はバックアップロール２により支持され、ダイヘッド３の先端より吐出された塗液がフィルム基材に塗布される。基材とダイヘッド先端の距離を調整するために、ダイヘッド３を載せるベッド４は移動機構５ａにより移動可能な構成となっている。移動機構５ａの移動方向は、ダイヘッドの先端と基材の距離を変化させることができる方向である。ベッドには送りネジ６ａが接続されており、送りネジ６ａの回転によりベッドを移動させる。送りねじ６ａには架台７に固定された位置制御モータ８ａが接続されており、位置制御モータ８ａによりベッド４の移動を制御し、基材とダイヘッド先端の距離を調整する。ダイヘッド３には、吐液の吐出圧を求めるため、ダイヘッド内の圧力を検出するための圧力センサ９が取り付けられている。圧力センサ９の取り付け場所は、塗液供給部からダイヘッド先端までの区間であればよい。ダイヘッド先端に近いほど吐出圧の変化を精度良く検出できるので、圧力センサ９はマニホールドまたはダイヘッド先端近傍に取り付けられることが好ましい。

図１に示す塗布装置の構成を上方からみたものを図２に示す。ダイヘッド３の位置は２つの送りねじ６ａ６ｂを介し、位置制御モータ８ａ８ｂにより調整される。調整機構がダイ幅方向に二箇所備えられているので、ダイヘッド幅方向の塗布間隙分布を調整可能である。幅方向の塗布間隙の均一性を確認するためにも、圧力センサ９ａを幅方向に複数設置することが好ましい。

次に本発明について、具体的な一実施例をもとに説明する。
塗液が基材１に付着しない程度にダイヘッド３と基材１を離した状態で、塗液をダイヘッド３から自由吐出させ、この時の吐出圧を圧力センサ９により測定する。そして、塗液を吐出させたまま位置制御モータ８を駆動させ、圧力センサ９により検出される吐出圧が自由吐出圧よりも低くなった後、再び自由吐出圧と一致するまでダイヘッド３を基材に近接させる。また、幅方向に複数の圧力センサ９が備えられている場合には、全ての圧力センサ９が自由吐出圧と一致するように、ダイヘッドの位置調整を行う。この塗布間隙を基準にし位置制御モータ８ａを再び駆動させ、最適な塗布間隙の位置へダイヘッド４を移動し塗布を行う。

図３に吐出圧と塗布間隙の関係の一例を示す。
図３において、塗布間隙が１２０（μｍ）以上であるとき、ダイヘッドからの吐出は自由吐出となるため、吐出圧は自由吐出圧と等しくなり、塗布間隙が変化しても吐出圧は変化しない。
塗布間隙を近づけていき、１２０（μｍ）以下になると、ダイヘッド３先端と基材１間の流動に正または負の圧力が発生するため、吐出圧と自由吐出圧が一致しなくなる。図３に示すように塗布間隙を近づけていくと、ダイヘッド３先端と基材１間に基材の搬送に因る負圧が発生し、吐出圧が自由吐出圧より低くなる。さらに塗布間隙を近づけていくと、負圧が小さくなり、吐出圧が高くなっていき、ある塗布間隙において、ダイヘッド３先端と基材１間の流動に圧力が必要ではなくなり、吐出圧と自由吐出圧が等しくなる（図３、１０参照）。この時、単純クエット流動またはそれと同等の流動となり、下記式（１）が成立し、この式（１）より塗布間隙を求めることができる。
ｈ＝２Ｑ／ｗＶ （１）
（ｈは塗布間隙、Ｑは流量、ｗは塗布幅、Ｖは基材の搬送速度）
前記式（１）により、その時点での塗布間隙を求めることができるので、この塗布間隔を基準点とし、この基準点を基準にして塗布間隙を設定すると、高精度で塗布間隙の設定ができる。

また、一連の動作をコンピュータ等の処理装置により制御することで、塗布間隙の設定を個人差の影響を受けることなく高精度で行える。また、基材が搬送された状態で塗布間隙の位置を検出するので、基材の厚みムラやバックロールの偏心により生じる塗布間隙のばらつきが発生しない。この点においても、塗布間隙の設定を高精度に行える。

このように塗布間隙を安定かつ高精度に行える塗布装置を用いて、フィルム基材に塗布を行うと、塗布される薄膜の均質性を安定して得られる。

本発明における塗布装置の一例を横から見た説明図である。 本発明における塗布装置の一例を上方から見た説明図である。 吐出圧と塗布間隙の一例を示すグラフである。

符号の説明

１ フィルム基材
２ バックアップロール
３ ダイヘッド
４ ベッド
５ａ 移動機構
５ｂ 移動機構
６ａ 送りねじ
６ｂ 送りねじ
７ 架台
８ａ 位置制御モータ
８ｂ 位置制御モータ
９ 圧力センサ
１０ 吐出圧が自由吐出と等しくなる点

Claims (5)

1. ダイヘッドより吐出させた塗液を搬送するフィルム基材に塗布する方法において、吐出圧を測定する工程、吐出圧が自由吐出と等しくなる塗布間隙に設定する工程、その塗布間隙から塗布間隙の基準点を求める工程、その塗布間隙の基準点を基準に塗布間隙を調整する工程を含む塗布方法。
2. 前記基準点を求める工程が、吐出圧が自由吐出圧と等しい塗布間隙から、ヘッド先端をフィルム基材に近接させ吐出圧が自由吐出圧より低くなった後、さらに吐出させた塗液が、吐出圧と自由吐出圧が等しいクエット流動となるまでヘッド先端を近接させ、この時に成立する下記一般式（１）から、塗布間隙を求め、基準点とすることを特徴とする請求項１記載の塗布方法。
   ｈ＝２Ｑ／ｗＶ （１）
   （ｈ：塗布間隙、Ｑ：流量、ｗ：塗布幅、Ｖ：基材の搬送速度）
3. ダイヘッドより吐出させた塗液を搬送するフィルム基材に塗布する塗布装置において、吐出圧を測定する手段、吐出圧を元に基材とダイヘッド先端の距離を求める手段、その距離を基準にダイヘッドの位置を調整する手段を備える塗布装置。
4. 前記ダイヘッドの先端から前記塗液供給部の区間に吐出圧力を測定する手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の塗布装置。
5. 前記吐出圧を測定する手段が、ヘッドの幅方向に複数備えてなることを特徴とする請求項３または４記載の塗布装置。

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