JP2007330900A - ダイヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、塗布液の塗布ムラの発生を抑制し、幅方向の膜厚分布が均一になり、流れ方向にスジ等を発生させないダイヘッドを提供することを目的とする。
【解決手段】少なくとも２枚のブロックにより形成されたスリット（４）を有するダイヘッド（１）において、連続的に走行する支持体（９）に塗布液（８）を塗布するためのものであって、前記ダイヘッド（１）の一対のリップ側面（５ａ、５ｂ）に撥水性および撥油性を有するダイヤモンドライクカーボン層（ＤＬＣ層）からなる表面処理層（６ａ、６ｂ）を形成し、また前記ダイヘッド（１）の一対のサイドプレート（１１、１１）先端の上面（６ｄ、６ｄ）および上流側および下流側の側面（６ｃ、６ｃ）も同様に該表面処理層を形成したことを特徴とするダイヘッドである。
【選択図】図２

Description

本発明は、リップ先端に撥水性および撥油性の機能を持たせたダイヘッドに関するものである。

従来から、連続的に走行するウェブ状または枚葉の被塗布基材上に塗布液を安定して塗布するための塗布装置としてダイコーターがよく利用されている。このようなダイコーターにおいては、支持体へ塗布するときにダイヘッドのマニホールドとスリットから押し出された塗布液が支持体へ塗布されていく。

しかしながら、この時、ダイヘッド吐出口のリップ先端エッジ部で塗布液が掻き取られなくリップ側面へ塗布液が乗り上げてしまい、幅方向の膜厚分布が不均一になったり、流れ方向にスジ等を発生させたりする問題があった。

そこで、このリップ先端への乗り上げを防ぐためにリップ先端に撥水・撥油処理剤を施したり、無電解ニッケルメッキ処理またはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）処理が施されている（例えば、特許文献１参照。）。

以下に先行技術文献を示す。
特開２００５−１９０５９８号公報

しかしながら上記処理方法では、例えば撥水・撥油処理剤をリップに塗る場合には常時塗布液が接していたり、洗浄時にリップ先端を拭くことによって撥水・撥油の性能が劣化してしまい、耐久性という点で問題が残る。また無電解ニッケルメッキ処理またはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）処理においては耐久性には問題はないが、上記処理を行うにあたって１００〜３００℃の熱処理を必要とするので、ダイヘッドが変形するおそれがある。特に光学フィルム等の薄膜塗布においては、幅方向における膜厚分布の均一性が重要となってくるので、ダイヘッドの変形には細心の注意を払わなければならない。また、無電解ニッケルメッキでは高度な加工精度を必要とする薄膜塗布用のダイヘッドには適さないと考えられる。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、塗布液の塗布ムラの発生を抑制し、幅方向の膜厚分布が均一になり、流れ方向にスジ等を発生させないダイヘッドを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも２枚のブロックにより形成されたスリット（４）を有するダイヘッド（１）において、連続的に走行する支持体（９）に塗布液（８）を塗布するためのものであって、前記ダイヘッド（１）の一対のリップ側面（５ａ、５ｂ）に表面処理層（６ａ、６ｂ）を形成したことを特徴とするダイヘッドである。

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１記載のダイヘッドにおいて、前記ダイヘッド（１）の一対のサイドプレート（１１、１１）先端の上面（６ｄ、６ｄ）および上流側および下流側の側面（６ｃ、６ｃ）に表面処理層を形成したことを特徴とするダイヘッドで
ある。

本発明の請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載のダイヘッドにおいて、前記表面処理層が撥水性および撥油性を有することを特徴とするダイヘッドである。

本発明の請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載のダイヘッドにおいて、前記表面処理層がダイヤモンドライクカーボン層（ＤＬＣ層）であることを特徴とするダイヘッドである。

本発明の請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載のダイヘッドにおいて、前記ダイヘッド（１）のリップ先端に表面処理層を形成した後で該ダイヘッド（１）の精度出しのための研磨を行うことを特徴とするダイヘッドである。

本発明のダイヘッドは、少なくとも２枚のブロックにより形成されたスリットを有するダイヘッドにおいて、連続的に走行する支持体に塗布液を塗布するためのものであって、前記ダイヘッドの一対のリップ側面に表面処理層を形成したことにより、リップ先端への塗布液の乗り上げによる塗布欠陥を防ぐことができ、熱処理による影響、ダイヘッドの変形も防ぐことが可能となる。

本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明に係るダイヘッドを用いた塗工部の１実施例を示す側断面図であり、図２は本発明に係るダイヘッドの１実施例を示す斜視図であり、図３（ａ）は本発明に係るダイヘッドのその他の実施例を示す側断面図であり、図３（ｂ）は本発明に係るダイヘッドのまたその他の実施例を示す側断面図である。

本発明の１実施例のダイヘッドは、図１に示すように、少なくとも２枚のブロックにより形成されたスリット（４）を有するダイヘッド（１）において、連続的に走行する支持体（９）に塗布液（８）を塗布するためのものであって、前記ダイヘッド（１）の一対のリップ側面（５ａ、５ｂ）に表面処理層（６ａ、６ｂ）を形成したダイヘッドである。

前記表面処理層が撥水性および撥油性を有することが好ましく、さらには該表面処理層がダイヤモンドライクカーボン層（ＤＬＣ層）であることがより好ましい。

前記ダイヘッド（１）を用いた塗工方式としては、図１のようなオンロールやオフロールどちらでも構わない。またコーティングロール（１０）に対して該ダイヘッド（１）をサイドあるいは下方から塗布しても構わなく、限定されるものではない。このダイヘッド（１）はシム（２）でスリット（４）幅を規定し、塗布液（８）はポンプから吐出されマニホールド（３）およびスリット（４）を通り、上流側及び下流側リップ（５ａ、５ｂ）から支持体（９）に塗布される。また、前記上流側リップ（５ａ）側面に上流側ＤＬＣ層（６ａ）、前記下流側リップ（５ｂ）側面に下流側ＤＬＣ層（６ｂ）が形成されている。そして、上流側リップエッジ部（７ａ）と下流側リップエッジ部（７ｂ）とで塗布液（８）が保持される。

次に 図２に示すように、該ダイヘッド（１）は両側に塗布液（８）の流入口（１２）のある一対のサイドプレート（１１）が取り付けられている。該ダイヘッド（１）の該リップ（５ａ、５ｂ）側面に該ＤＬＣ層（６ａ、６ｂ）が形成されている。これに対してスリット（４）の吐出側の面、及び該リップ（５ａ、５ｂ）の上面（５ｃ）にはＤＬＣ層を
形成させない。また、前記サイドプレート（１１）のリップ先端の上面（６ｄ）および上流側および下流側のリップ先端の側面（６ｃ）にはＤＬＣ層を形成させる。

次に、図３（ａ）はリップ先端が交換式上流側リップ（１３ａ）と交換式下流側リップ（１３ｂ）で構成されている形状のダイヘッド（１）である。ダイヘッド（１）の母材と異なる材質、例えばＣｏをバインダーとした超硬合金でも良く、あるいは母材と同じ材質で先端形状だけ変更する場合にも適用でき、側面にＤＬＣ層（６ａ、６ｂ）が形成してあることが重要である。図３（ｂ）はダイヘッド（１）のリップ先端形状が異なるものであり、ダイヘッド（１）の上面にＤＬＣ層（６ａ、６ｂ）が形成されている。

本発明のダイヘッド（１）は、ステンレス鋼のダイヘッド（１）にＤＬＣ層を形成させるのだが、このＤＬＣ層を作製する方法としては、プラズマＣＶＤ、スパッタリングイオンビーム等で作製したもので良く、作製方法は限定されるものではなく、ｓｐ２結合およびｓｐ３結合の両者を主成分とするアモルファス構造を持ったカーボン膜全てを意味するものである。また、ＤＬＣ膜の特性を上げるために各種のイオンや金属元素を添加することも問題はない。このときのＤＬＣ層の厚さは、リップ上面（５ｃ）の長さにもよるが、５μｍ以下が望ましい。

このＤＬＣ層を形成する面としては、該ダイヘッド（１）の上流側リップ（５ａ）の側面および下流側リップ（５ｂ）の側面だけで良く、スリット面（４）およびリップ上面（５ｃ）には形成させる必要はない。また、サイドプレート（１１）においては、上流側および下流側のリップ先端の側面（６ｃ）、及びリップ先端の上面（６ｄ）に形成する必要がある。前記上面（６ｄ）に形成する理由としては、スリット（４）から塗布液が吐出したときに両サイドへ広がらないようにするためである。

このＤＬＣ層を形成するにあたって熱処理を加えるためにダイヘッド（１）が変形してしまうので、元の精度を維持するためにはダイヘッド（１）のスリット面（４）およびリップ上面（５ｃ）を再研磨する必要がある。しかしながら、ダイヘッド（１）が長くなるにつれて精度を維持することが難しくなるので、ダイヘッド（１）自体を加熱したくない場合には、図３（ａ）、（ｂ）のようなリップを変更できる形状にすることが望ましい。これにより、リップ（１３ａ、１３ｂ）だけにＤＬＣ層を形成し研磨したのち、貼り合わせて再研磨を行うことで回避できる。

以上のように、本発明はダイヘッドリップ先端への乗り上げを防ぐために側面に撥水・撥油性を有するＤＬＣ処理を施すのだが、この処理によるダイヘッドの変形の影響を極力無くすためにリップ先端にＤＬＣ処理を施した後にダイヘッドの研磨を行う。

また、光学フィルム等の薄膜塗布においては幅方向における膜厚分布の均一性が重要となってくるので、幅方向のスリット精度を出すためにリップは、Ｃｏをバインダーとした超硬合金にし、ＤＬＣ処理を施した後にダイヘッドと貼り合わせて研磨を行うことで対応は可能である。加えて、サイドプレートにも同様の処理を施すことでスリットから吐出した塗布液が両サイドに広がることを防ぎ、安定した塗布が可能となる。

以下に、本発明のダイヘッドについて、具体的に実施例を挙げて、さらに詳しく説明する。

＜実施例１＞
ダイヘッドの材質として、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３）を使用し、図１及び図２に示すように、該ダイヘッド（１）の上流側リップ（５ａ）の側面および下流側リップ（５ｂ
）の側面、さらにサイドプレート（１１）の上流側および下流側のリップ先端の側面（６ｃ）、及びリップ先端の上面（６ｄ）に厚さ４μｍのダイヤモンドライクカーボン層（ＤＬＣ層）をプラズマＣＶＤ法により形成した。

次に、ＤＬＣ層の形成により、ダイヘッド（１）が若干変形したので、元の精度を維持するために該ダイヘッド（１）のスリット面（４）およびリップ上面（５ｃ）を再研磨した。

該ダイヘッド（１）を用いて、図１に示すように、オンロール塗工方式により、厚さ７μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる支持体（９）に磁性塗料として、磁性粉末にＣｏ被着−γＦｅ₂Ｏ₃、結合剤に塩化ビニル系共重合体、ポリウレタン樹脂、溶媒にメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、トルエン、添加剤にレシチンをそれぞれ用い、固形分３８％、粘度３２００ｃｐｓに調整されたものを使用し、走行速度５００ｍ／分で塗工した。

そして、このようにして得られた磁気テープの塗布状況について評価した結果、塗布液の塗布ムラの発生もなく、幅方向の膜厚分布が均一で、流れ方向にスジ等の発生もなかった。

＜実施例２＞
ダイヘッドの本体の材質として、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０３）を使用し、図３（ａ）に示すように、取り外し可能なＣｏをバインダーとした超硬合金製のリップ（１３ａ、１３ｂ）の側面だけに厚さ４μｍのダイヤモンドライクカーボン層（ＤＬＣ層）をプラズマＣＶＤ法により形成し、研磨したのち、該リップ（１３ａ、１３ｂ）をダイヘッド（１）本体に貼り合わせて再研磨を行った。加えて、サイドプレートの上流側および下流側のリップ先端の側面（６ｃ）、及びリップ先端の上面（６ｄ）にも同様の処理を施した。

該ダイヘッド（１）を用いて、図１に示すように、オンロール塗工方式により、厚さ７μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムからなる支持体（９）に磁性塗料として、磁性粉末にＣｏ被着−γＦｅ₂Ｏ₃、結合剤に塩化ビニル系共重合体、ポリウレタン樹脂、溶媒にメチルエチルケトン、シクロヘキサノン、トルエン、添加剤にレシチンをそれぞれ用い、固形分３８％、粘度３２００ｃｐｓに調整されたものを使用し、走行速度５００ｍ／分で塗工した。

そして、このようにして得られた磁気テープの塗布状況について評価した結果、塗布液の塗布ムラの発生もなく、幅方向の膜厚分布が非常に均一で、流れ方向にスジ等の発生も全くなかった。

＜実施例３＞
実施例２において、ダイヘッドのリップ（１３ａ、１３ｂ）形状を図３（ｂ）に示すように、富士山型にした以外は実施例２と同様にして磁気テープを得た。このようにして得られた磁気テープの塗布状況について評価した結果、塗布液の塗布ムラの発生もなく、幅方向の膜厚分布が非常に均一で、流れ方向にスジ等の発生も全くなかった。

本発明に係るダイヘッドを用いた塗工部の１実施例を示す側断面図である。 本発明に係るダイヘッドの１実施例を示す斜視図である。 図３（ａ）は、本発明に係るダイヘッドのその他の実施例を示す側断面図である。図３（ｂ）は、本発明に係るダイヘッドのまたその他の実施例を示す側断面図である。

符号の説明

１・・・ダイヘッド
２・・・シム
３・・・マニホールド
４・・・スリット
５ａ・・・上流側リップ
５ｂ・・・下流側リップ
５ｃ・・・リップ上面
６ａ・・・上流側表面処理層（ＤＬＣ層）
６ｂ・・・下流側表面処理層（ＤＬＣ層）
６ｃ・・・サイドプレートのリップ先端の側面
６ｄ・・・サイドプレートのリップ先端の上面
７ａ・・・上流側リップエッジ部
７ｂ・・・下流側リップエッジ部
８・・・塗布液
９・・・支持体
１０・・・コーティングロール
１１・・・サイドプレート
１２・・・塗布液の流入口
１３ａ・・・交換式上流側リップ
１３ｂ・・・交換式下流側リップ

Claims (5)

1. 少なくとも２枚のブロックにより形成されたスリットを有するダイヘッドにおいて、連続的に走行する支持体に塗布液を塗布するためのものであって、前記ダイヘッドの一対のリップ側面に表面処理層を形成したことを特徴とするダイヘッド。
2. 前記ダイヘッドの一対のサイドプレート先端の上面および上流側および下流側の側面に表面処理層を形成したことを特徴とする請求項１記載のダイヘッド。
3. 前記表面処理層が撥水性および撥油性を有することを特徴とする請求項１又は２記載のダイヘッド。
4. 前記表面処理層がダイヤモンドライクカーボン層（ＤＬＣ層）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のダイヘッド。
5. 前記ダイヘッドのリップ先端に表面処理層を形成した後で該ダイヘッドの精度出しのための研磨を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載のダイヘッド。

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