JP2006255643A

JP2006255643A - 塗工機及びそれを用いた塗工方法

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Publication number: JP2006255643A
Application number: JP2005079164A
Authority: JP
Inventors: Taro Satomi; 太郎里見; Kohei Horiuchi; 浩平堀内; Hidekazu Hanawa; 英和塙; Yutaka Watanabe; 豊渡辺; Shintaro Hayashi; 新太郎林; Makoto Shimizu; 誠清水; Yukihisa Ishida; 恭久石田
Original assignee: Hitachi Chemical Co Ltd
Current assignee: Showa Denko Materials Co Ltd
Priority date: 2005-03-18
Filing date: 2005-03-18
Publication date: 2006-09-28

Abstract

【課題】均一な膜厚の塗工が可能となる塗工機を提供し、凹凸面に塗工する場合においてもボイドを低減できる塗工機及びそれを用いた塗工方法を提供する。
【解決手段】塗液の液溜め部２の開口幅ａより塗液吐出部３の開口幅ｂが広い塗工機であって、塗液吐出部３の先端部５の少なくとも１ｍｍはストレート形状を有することを特徴とする塗工機。
【選択図】図２

Description

本発明は、塗工機及びそれを用いた塗工方法に関する。

塗工機には、ダイコータ、コンマコータ、グラビアコータ、リップコータ等、目的に合わせて種久の塗工方式のものが用いられている。いずれの方式であっても製品用途により塗工面の高い平坦性が求められる場合があり、この場合液物性をはじめ、液供給方式、塗工方式等の検討が行なわれる。塗工面の平坦性という点については、特に塗工面の端部膜厚ばらつきが指摘され、これを解決するため、ダイコータの口金形状を曲線状にする等の提案がなされている（特許文献１参照）。
特開２００４−８６４号公報

しかしながら、十分な解決には至らず、端部が中央部に対して盛り上がるいわゆる耳高問題が生じていた。また、塗工する対象物が平坦でなく、凹凸面等に塗工する場合、ボイド（気泡）が発生する等の問題があった。本発明の目的は、均一な膜厚の塗工が可能となる塗工機を提供することである。また、凹凸面に塗工する場合においてもボイドを低減できる塗工機及びそれを用いた塗工方法を提供することである。

上記目的を達成するため、鋭意検討の結果、塗工面の膜厚ばらつきは、これは塗工時の塗液吐出圧力が高くなると、塗液吐出部の開口端部の塗液流動性により端部の圧力が中央部に対し極端に高くなることに起因して、塗液の液溜め部の開口幅が塗液吐出部の開口幅と等しいかまたは大きい従来の塗工機の構造に問題があることを究明し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、
（１）塗液の液溜め部２の開口幅ａより塗液吐出部３の開口幅ｂが広い塗工機であって、塗液吐出部３の先端部５の少なくとも１ｍｍはストレート形状を有することを特徴とする塗工機。
（２）塗液吐出部３の先端部５の２〜８ｍｍがストレート形状を有する項（１）記載の塗工機。
（３）塗工膜厚が１００μｍ以上である項（１）又は（２）記載の塗工機。
（４）項（１）〜（３）いずれかに記載の塗工機を用いて塗液を基材の塗工対象面に塗工する塗工方法であって、基材の塗工対象面が凹凸を有する塗工方法。

本発明により塗工面の膜厚ばらつき、特に端部耳高が低減できる塗工機を提供することが可能である。また、本発明の塗工機を用いて、凹凸面に塗工した場合、ボイド（気泡）が低減でき、間欠塗工においては、切れ性が良好である。

以下、図面を参照して、本発明の塗工機の実施形態を説明する。
たとえば、塗工機として、塗液吐出用スリットを設けたスリットダイコータを用いた場合、塗工機の塗液の液溜め部の開口幅、塗液吐出部の開口幅、及び塗液吐出部の先端部の形状は、スリット間隔を形成するシム（スペーサー）の形状により調整することが可能である。以下、スリットダイコータのシムの形状図を元に、本発明を説明する。

図１は、従来の塗工機の塗液の液溜め部と塗液吐出部の平面構造を示す一例として、従来のスリットダイコータのシムの断面図を示したものである。図１（Ａ）は長方形形状のシム１、図１（Ｂ）は、特開２００４−８６４号公報の曲線形状のシム１の例を示すものである。図１の斜線部は塗液の液溜め部２であり、塗液は、液溜め部２から塗液突出部３の先端部５に流れ出て、開口部４から基材等の対象面に塗布される。

図２は、本発明の塗工機の塗液の液溜め部２と塗液吐出部３の構造を示す一例として、スリットダイコータのシム１の断面図を示したものである。塗液吐出部３の開口幅ｂが、塗液の液溜め部２の開口幅ａよりが広く、すなわち、ａ＜ｂとなるように、段差状（Ａ）、テーパー状（Ｂ）、Ｒ状（Ｃ）とする。この場合、形状は上記形状に限定されるものではない。

また、上記いずれの場合にしても、塗液吐出部３の先端部５の少なくとも１ｍｍはストレート形状を有する。このときストレート形状部ｃの長さが２〜８ｍｍの範囲であることが望ましい。上記の塗液吐出部の先端部５の少なくとも１ｍｍがストレートでないと、塗液吐出部３の開口部４の端部は圧力が低下し、塗工面はダラダラとダレてしまい、平坦な塗工面が得られなくなる。

塗液吐出部３の厚みは、樹脂供給圧力の観点から、２００〜８００μｍの範囲で設定されるが好ましい。塗液吐出部３の厚みが２００μｍ未満では樹脂供給圧力が高すぎて吐出部及び液溜め部が変形しやすくなる傾向にあり、８００μｍを超えると逆に圧力が低く塗工時（特に凹凸面に塗工した場合）に気泡を巻き込みやすくなる傾向にある。

本発明の塗工機に用いられるシムの材質としては特に限定はないが、樹脂、金属などが好ましく、中でも剛性や精度の点を考慮すると、ステンレス鋼がより好ましく、ＳＵＳ合金がより好ましい。また、従来の塗工機に塗工幅調整具を追加する等の手法によっても、本発明の塗工機は製造可能である。たとえば、図１（Ａ）の従来のシムに塗工幅調整具６を追加し、塗工機の塗液の液溜め部２の開口幅ａ、塗液吐出部３の開口幅ｂ、及び塗液吐出部３の先端部５の形状を本発明の範囲に調整した例を、図３に断面図で示す。

本発明の塗工機は、塗工膜厚が１００μｍ以上である場合にも好ましく、さらには、塗工膜厚が５００μｍ以上であってもより好ましい。また、本発明の塗工機は、塗工対象面が凹凸を有する基材に塗液を塗工する場合にも、好適である。

以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するがこれらに限定されるものではない。
以下、ＵＶ硬化樹脂を用いて５００μｍの塗布厚みにて塗工した場合について説明するが、樹脂物性、厚みに関してこれに限定されるものではない。
（実施例１）
塗工に用いる樹脂（塗液）は、供給タンクからポンプを用いて塗液の液溜め部に定量供給される。この場合、タンクを直接Ａｉｒにて加圧するいわゆる圧空送液供給しても良い。上記ポンプ又はＡｉｒ圧空により塗布厚み５００μｍに調整して塗液の液量を調整する。その後、塗液は液溜め部から塗液吐出部の先端開口部に流れ出て、基材（対象面）に塗布される。

東レエンジニアリング社製の塗工機を用い、４００μｍ厚みのシムをスペーサーとして、アクリル系ＵＶ樹脂（粘度３０００ｃｐｓ／２５℃）を塗工した。この時の塗工圧力はポンプ回転数を調整して０．４５ＭＰａとした。その後、Ｓｉ処理を施した東洋紡社製のカバーフィルムをＳｉ処理面が塗工面側となるようにラミネートし、アイグラフィック社製のメタルハライドランプを用いて総照射量２０００ｍＪ／ｃｍ^２でＵＶを照射し硬化させた。図２（Ａ）の形状を有するシム１を用いて、スリットダイコータにより、上記方法により、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の基材上に５００μｍ厚みの塗工面を得た。

（実施例２）
図２（Ｂ）の形状を有するシム１を用いた以外は実施例１と同様にして５００μｍ厚みの塗工面を得た。

（比較例１）
従来例の図１（Ｂ）の形状を有するシム１を用いた以外は実施例１と同様にして５００μｍ厚みの塗工面を得た。

実施例１、実施例２及び比較例１で得た塗工面の膜厚ばらつきと、塗工面端部の盛上がり量を、以下の通り、測定した。
接触式膜厚測定計（イトマン社製、ＩＤ−Ｃ１１２）により幅方向の膜厚ばらつきを測定した。測定は基材部／樹脂部／カバー部の総厚を測定しその後基材とカバーの厚みを補正し、樹脂塗工部のみの厚みとし幅方向両端部から１００ｍｍまでを５ｍｍ間隔、それ以外は５０ｍｍ間隔で測定した。測定結果と、用いたシム形状を下記表１に示した。

実施例１、２では、表１に示すとおり、膜厚ばらつきが少なく、良好な塗装面が得られた。図２（Ｃ）の形状を有する形状のシムを用いた場合も、実施例１と同様の結果が得られた。また、図２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のシムを用いたスリットダイコータを用いて、凹凸面を有する基材を塗工したところ、膜厚ばらつきも耳高も少ない、良好な塗工面が得られた。さらに、間欠塗工を行った場合、液切れ性が良好であった。これに対して、比較例１では表１に示すとおり、塗工面が耳高を示した。図１（Ｂ）の形状を有する形状のシムを用いた場合も、比較例１と同様の結果が得られた。

従来の塗工機の塗液の液溜め部と塗液吐出部の構造例を示すスリットダイコータのシムの断面図である。本発明の塗工機の塗液の液溜め部と塗液吐出部の構造例を示すスリットダイコータのシムの断面図である。従来の塗工機を改良した本発明の塗工機の塗液の液溜め部と塗液吐出部の構造例を示す断面図である。

符号の説明

１：シム、２：塗液の液溜め部、３：塗液吐出部、４：塗液吐出部の開口部、５：塗液吐出部の先端部、６：塗工幅調整具
ａ：塗液の液溜め部の開口幅、ｂ：塗液吐出部の開口幅、ｃ：塗液吐出部の先端部のストレート形状部

Claims

塗液の液溜め部（２）の開口幅（ａ）より塗液吐出部（３）の開口幅（ｂ）が広い塗工機であって、塗液吐出部（３）の先端部（５）の少なくとも１ｍｍはストレート形状を有することを特徴とする塗工機。
塗液吐出部（３）の先端部（５）の２〜８ｍｍがストレート形状を有する請求項１記載の塗工機。
塗工膜厚が１００μｍ以上である請求項１又は２記載の塗工機。
請求項１〜３いずれかに記載の塗工機を用いて塗液を基材の塗工対象面に塗工する塗工方法であって、基材の塗工対象面が凹凸を有する塗工方法。