JP2009028685A - Die coating device - Google Patents
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Description
本発明はフィルム等の基材に対して塗布液を膜状に塗布するためのダイコーティング装置に関する。 The present invention relates to a die coating apparatus for applying a coating liquid in a film form to a substrate such as a film.
従来より、反射防止用フィルム等の光学フィルムを製造する際、精密な膜厚精度が求められるため、ダイヘッドを用いたダイコーティング方式が採用される場合が多い。図6(a)、(b)に示すように、従来通常に用いられているダイヘッド1は、マニホールド板2、平板3、側板4等を備えており、マニホールド板2と平板3の間に、塗布液を吐出するスリット6と、該スリット6に塗布液を供給するためのマニホールド7が形成されている。マニホールド7は塗布幅全域に渡って一定断面に形成されており、その両端は側板4で閉じられている。また、マニホールド7の塗布幅方向における中央に塗布液を供給するマニホールド入口8が接続されている。スリット6の間隙は塗布幅全域に渡って一定に定められている。
Conventionally, when an optical film such as an antireflection film is produced, a precise film thickness accuracy is required, and therefore, a die coating method using a die head is often employed. As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), a conventionally used die
ところが、この構造のダイヘッド1では、マニホールド入口8からマニホールド7の中央に供給された塗布液がマニホールド7で分配されてスリット6の全域から吐出されるため、マニホールド7内をマニホールド7の端部に向かって流れてゆくにつれて流量が少なくなり、内圧も低下する。その結果、スリット6から吐出される塗布液量が、マニホールド入口の近傍では多く、マニホールド7の両端に向かうにつれて少なくなり、膜厚分布が生じていた。近年、膜厚精度の一層の精密化が要求されており、このような膜厚分布を更に小さくすることが望まれている。
However, in the
そこで、従来技術では、マニホールド7の終端側における吐出塗布液量の不足を補正すべく、終端側のスリット間隙を広げた形状(テーパダイ)、マニホールド7をハンガー状として終端側のスリット長さを短くした形状(ハンガーダイ)、終端側のマニホールド半径を小さくした形状(円錐ダイ)等が提案され、用いられている(特開2001−9342号公報参照)。
Therefore, in the prior art, in order to correct the shortage of the discharge coating liquid amount on the end side of the
しかし、いずれの形状であっても、塗布液の種類・塗布条件毎にダイヘッドを製作する必要があるため、多品種少量生産が求められる現在、一つのダイヘッドのみでは多品種のコーティングが困難であり、高コスト化を招くという問題を抱えていた。
本発明はかかる問題点を解決すべくなされたもので、一つのダイヘッドにて幅広い塗布液物性・塗布条件においても、精密な膜厚精度を確保しうるダイコーティング装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a die coating apparatus capable of ensuring accurate film thickness accuracy even with a wide range of coating liquid properties and coating conditions with a single die head. .
本発明は、ダイヘッドのスリットから吐出される塗布液量を均一とするため、マニホールドの端部にマニホールド出口を形成すると共にそのマニホールド出口に、排出される塗布液の流量を調整する流量調整手段を連結しておき、マニホールド入口からマニホールド内に、スリットから吐出する塗布液量よりも大量の塗布液を供給し、その一部をマニホールド出口から排出することで、マニホールド内におけるマニホールド入口側とマニホールド出口側との内圧の差を小さくする構成としたものである。 The present invention provides a flow rate adjusting means for forming a manifold outlet at the end of the manifold and adjusting the flow rate of the discharged coating liquid at the manifold outlet in order to make the amount of the coating liquid discharged from the slit of the die head uniform. Connect and supply a large amount of coating liquid from the manifold inlet to the manifold, and discharge a part of it from the manifold outlet. The difference in internal pressure from the side is reduced.
本発明は上記構成により、マニホールド内におけるマニホールド入口側とマニホールド出口側との圧力の差が小さくなるので、スリットから吐出する塗布液の吐出精度を高めることができ、精密な膜厚精度を確保できる。また、マニホールド内におけるマニホールド入口側とマニホールド出口側との圧力の差は、塗布液の物性、塗布条件、マニホールド出口から排出する塗布液量等によって変わるので、流量調整手段によってマニホールド出口から排出する塗布液量を調整することによって、塗布液物性・塗布条件を変更した際にも、内圧の差を所望の範囲内に調整することができ、同じダイヘッドを用いて、幅広い塗布液物性・塗布条件において精密な膜厚精度を確保することができる。 In the present invention, the difference in pressure between the manifold inlet side and the manifold outlet side in the manifold is reduced by the above configuration, so that the discharge accuracy of the coating liquid discharged from the slit can be increased, and a precise film thickness accuracy can be secured. . In addition, the pressure difference between the manifold inlet side and the manifold outlet side in the manifold varies depending on the physical properties of the coating liquid, coating conditions, the amount of coating liquid discharged from the manifold outlet, and so on. By adjusting the liquid volume, even when the coating liquid properties and coating conditions are changed, the difference in internal pressure can be adjusted within the desired range, and the same die head can be used for a wide range of coating liquid physical properties and coating conditions. Accurate film thickness accuracy can be ensured.
図1は本発明の実施の形態に係るダイコーティング装置の概略構成図、図2(a)、(b)はそれぞれ、図1に示すダイコーティング装置のダイヘッドを、異なる断面で示す概略断面図である。ダイコーティング装置10は、塗布液を所定幅で吐出するダイヘッド11と、該ダイヘッド11に塗布液を供給する塗布液供給手段を構成するタンク21及びポンプ22と、ダイヘッド11から排出される塗布液の流量を調整する流量調整手段を構成する流量調整バルブ23と、タンク21、ポンプ22、ダイヘッド11、流量調整バルブ23を連結する管24等を備えている。ここで用いているダイヘッド11は、従来と同様に、マニホールド板12、平板13、側板14等を備えており、マニホールド板12と平板13の間に、塗布液を吐出するスリット16と、該スリット16に塗布液を供給するためのマニホールド17が形成されているが、その両端に配置されている側板14にはそれぞれ、マニホールド17に通じるように孔18A、18Bが開けられている。一方の側板14に形成された孔18Aは、マニホールド17に塗布液を供給するマニホールド入口として作用するもので管24によってポンプ22に連結されている。他方の側板14に形成された孔18Bは、マニホールド17の端部から塗布液を排出するためのマニホールド出口として作用するもので、管24によって流量調整バルブ23に連結されている。マニホールド17は塗布幅全域に渡って一定断面に形成されており、また、スリット16の間隙及び長さも塗布幅全域に渡って一定に定められている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a die coating apparatus according to an embodiment of the present invention. FIGS. 2A and 2B are schematic sectional views showing the die head of the die coating apparatus shown in FIG. is there. The die
次に、上記構成のダイコーティング装置による塗布動作を説明する。ポンプ22が塗布液をダイヘッド11のマニホールド入口18Aからマニホールド17に供給する。マニホールド17内に供給された塗布液はマニホールド17内を通過しながらその一部がスリット16から吐出されて基材(図示せず)に塗布され、残りはマニホールド17を通り抜けてマニホールド出口18Bから排出され、流量調整バルブ23を経てタンク21に還流する。ここで、平均塗布膜厚はスリット16から吐出される全塗布液量で定まり、その全塗布液量は、ポンプ22によって供給される流量から、マニホールド出口18Bから排出される流量を差し引いて求めることができるので、ポンプ22による供給流量及び流量調整バルブ23による通過流量を適切に調整することで、所望の平均膜厚を得ることができる。スリット16の単位幅当たりの吐出液量は、その領域におけるマニホールド内圧力に応じて定まるため、スリット16の塗布幅方向における吐出精度は、マニホールド17内の平均圧力に対するマニホールド17での圧力低下量の比〔すなわち、(マニホールド入口圧力−マニホールド出口圧力)/平均圧力〕によって定まる。ところで、マニホールド17内における圧力は、マニホールド入口18Aからマニホールド出口18Bに向かうにつれて低下するが、その低下の割合はマニホールド17内の流量を大きくすると小さくなる。すなわち、図3において、スリット16からの全吐出液量を一定とした条件で、マニホールド17内を通過する液量を少なくとすると、曲線aに示すように圧力の低下が大きく且つ平均圧力が小さいが、マニホールド17内を通過する液量を多くすると、曲線bに示すように圧力の低下が小さく且つ平均圧力が大きくなる。かくして、ポンプ22による供給流量及び流量調整バルブ23による通過流量を適切に調整することで、マニホールド17内における平均圧力及び圧力低下量を調整することができ、所望の膜厚精度を得ることができる。ここで、ダイヘッド11のスリット16からの吐出液量に対するマニホールド出口18Bからの排出液量の割合は、排出液量を大きくするほどマニホールド17内の圧力低下を抑制して吐出精度を高めることができるが、あまり大きくすると、ポンプ22、流量調整バルブ23等を大型化する必要が生じ、コスト高となる。これらを考慮すると、吐出液量1に対して排出液量を1〜5程度に設定することが好ましい。
Next, the coating operation by the die coating apparatus having the above configuration will be described. The
吐出精度の調整に当たっては、塗布した膜厚分布を測定して求め、製品に応じた所望の膜厚精度となるように、ポンプ22による供給流量及び流量調整バルブ23による通過流量を調整すればよい。本発明者らが実験した結果、ダイヘッド11のマニホールド17の終端(マニホールド出口18Bを設けている側)を閉じた状態では膜厚精度±20%以上あったが、マニホールド17の終端を開いて塗布液を排出させることで±5%以下まで膜厚精度を高めることができた。
In adjusting the discharge accuracy, the applied film thickness distribution is measured and obtained, and the supply flow rate by the
以上のように、上記実施の形態に係るダイコーティング装置では、ポンプ22による供給流量及び流量調整バルブ23による通過流量の調整によって、所望の平均膜厚で、所望の膜厚精度による塗布を行うことができる。塗布液の変更、塗布条件の変更等を行った場合においても、ポンプ22による供給流量及び流量調整バルブ23による通過流量の調整によって、スリットからの全吐出液量を所望のように調整し且つマニホールド内の圧力低下を所望のように調整することで対応でき、ダイヘッド11を交換することなく、所望の平均膜厚で、所望の膜厚精度による塗布を行うことができる。
As described above, in the die coating apparatus according to the above-described embodiment, the application with the desired film thickness accuracy is performed with the desired average film thickness by adjusting the supply flow rate by the
なお、上記した実施の形態では、ダイヘッド11のマニホールド17が塗布幅全域に渡って一定断面であり、また、スリット16の間隙及び長さも塗布幅全域に渡って一定であるが、本発明に用いるダイヘッドはこの構成に限らず、従来技術において膜厚精度を高めるために提案されている構造、例えば、マニホールドの断面積を終端に向かって小さくするとか、スリットの長さをマニホールド終端側が短くなるようにするとか、スリット間隔をマニホールド終端側が小さくなるようにする等の構造を採用してもよく、これによって一層膜厚精度を高めることができる。
In the above-described embodiment, the
更に、上記の実施の形態では、ダイヘッド11のマニホールド17の一端から塗布液を供給し、他端に排出する構成としているが、本発明はこの構成に限らず、マニホールドの中央に塗布液を供給し、両端から排出する構成とすることも可能である。図4はその場合の実施の形態に係るダイコーティング装置10Aを示す概略構成図、図5(a)、(b)はそれぞれ、図4に示すダイコーティング装置のダイヘッドを、異なる断面で示す概略断面図である。ダイコーティング装置10Aは、塗布液を所定幅で吐出するダイヘッド11Aと、該ダイヘッド11Aに塗布液を供給する塗布液供給手段を構成するタンク21及びポンプ22と、ダイヘッド11Aから排出される塗布液の流量を調整する流量調整手段を構成する流量調整バルブ23と、タンク21、ポンプ22、ダイヘッド11、流量調整バルブ23を連結する管24等を備えている。ここで用いているダイヘッド11Aも、マニホールド板12、平板13、側板14等を備えており、マニホールド板12と平板13の間に、塗布液を吐出するスリット16と、該スリット16に塗布液を供給するためのマニホールド17が形成されているが、その両端に配置されている側板14にはそれぞれ、マニホールド17に通じるように孔18A、18Bが開けられている。両方の側板14に形成された孔18A、18Bは共に、マニホールド17の端部から塗布液を排出するためのマニホールド出口として作用するもので、それぞれ管24によって流量調整バルブ23に連結されている。マニホールド板12の中央部には、マニホールド17の中央に開口するようにマニホールド入口19が形成されており、管24によってポンプ22に連結されている。マニホールド17は塗布幅の全域に渡って一定断面に形成されており、また、スリット16の間隙及び長さも塗布幅全域に渡って一定に定められている。
Furthermore, in the above embodiment, the coating liquid is supplied from one end of the
この構成のダイコーティング装置10Aにおいては、ポンプ22が塗布液をダイヘッド11Aのマニホールド入口19からマニホールド17の中央に供給する。マニホールド17の中央に供給された塗布液は両側に分かれてマニホールド17内を両端に向かって流れながらその一部がスリット16から吐出されて基材(図示せず)に塗布され、残りはマニホールド17を通り抜けてマニホールド出口18A、18Bから排出され、流量調整バルブ23を経てタンク21に還流する。この実施の形態においても、ポンプ22による供給流量及び流量調整バルブ23による通過流量の調整によって、スリットからの全吐出液量を所望のように調整し且つマニホールド内の圧力低下を所望のように調整することができ、所望の平均膜厚で、所望の膜厚精度による塗布を行うことができる。なお、この実施の形態においても、ダイヘッド11Aとして、従来用いられているテーパダイ、ハンガーダイ、円錐ダイ等を用いることができ、これによって膜厚精度を一層高めることができる。
In the
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更可能であることは言うまでもない。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to these embodiments, and it is needless to say that the embodiments can be appropriately changed within the scope of the claims.
10、10A ダイコーティング装置
1、11、11A ダイヘッド
2、12 マニホールド板
3、13 平板
4、14 側板
6、16 スリット
7、17 マニホールド
8、19 マニホールド入口
18A、18B 孔
21 タンク
22 ポンプ
23 流量調整バルブ
24 管
10, 10A
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- 2007-07-30 JP JP2007197762A patent/JP2009028685A/en active Pending
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