JP2010188254A - Coating apparatus and coating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は塗布装置及び塗布方法に関し、特に、連続して走行するウエブ上に、塗布液を塗布して、均一な厚さの塗布膜面を形成する塗布装置及び塗布方法に関する。 The present invention relates to a coating apparatus and a coating method, and more particularly, to a coating apparatus and a coating method for forming a coating film surface having a uniform thickness by coating a coating liquid on a continuously running web.
写真感光材料や磁気記録媒体等の分野において、連続走行する帯状の可撓性支持体(以下、「ウエブ」という)上に所定の塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布工程が採用されている。近年、これらの分野において、塗布膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることのできる塗布技術が求められている。 In the fields of photographic photosensitive materials and magnetic recording media, a coating process is employed in which a predetermined coating solution is applied to a continuously running belt-like flexible support (hereinafter referred to as “web”) to form a coating film. ing. In recent years, in these fields, there has been a demand for a coating technique capable of obtaining a coating film having high coating film thickness accuracy, a smooth surface and no coating unevenness.
同様に、光学補償フィルム、反射防止フィルム、防眩性フィルム等の各種の機能を有する光学フィルムの製造に適用される塗布工程においても、上記のような塗布技術が求められている。 Similarly, in the coating process applied to the production of an optical film having various functions such as an optical compensation film, an antireflection film, and an antiglare film, the above coating technique is required.
塗布液をウエブ面に塗布する塗布装置としては、たとえば、ロールコータ型、グラビアコート型、ロールコートプラスドクター型、リバースロールコータ型、エクストルージョン型、スライドコート型等があり、用途に応じて使い分けられているのが現状である。 For example, roll coater type, gravure coat type, roll coat plus doctor type, reverse roll coater type, extrusion type, slide coat type, etc., can be used depending on the application. This is the current situation.
これらのいずれの塗布装置においても、塗布膜の厚さ精度が高く、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜が求められている。 In any of these coating apparatuses, there is a demand for a coating film having high coating film thickness accuracy, a smooth surface, and no coating unevenness.
高精度な薄膜塗工を可能とした塗布装置が特許文献1に記載されている。この塗布装置は、バックアップローラとしてグラナイト石を使用し、軸受に静圧軸受を使用し、ダイ受け台の移動機構としてリニアモータとエアスライドを使用する。バックアップロール単体の真円度、そのバックアップロールを組み付けた時の回転精度、ユニットの位置決め精度及びダイ受け台の水平度を向上させることで、高精度な薄膜塗工を可能としている。 Patent Document 1 discloses a coating apparatus that enables high-precision thin film coating. This coating apparatus uses granite as a backup roller, uses a hydrostatic bearing as a bearing, and uses a linear motor and an air slide as a moving mechanism of the die cradle. By improving the roundness of the backup roll alone, the rotation accuracy when the backup roll is assembled, the unit positioning accuracy, and the level of the die cradle, high-precision thin film coating is possible.
ところで、塗布面に塗布ムラが発生する要因として、バックアップローラと塗布ヘッドのクリアランスの変動が知られている。この変動は、塗布装置を構成する部材の振動により発生する。このような振動は、特許文献1に示されるように、バックアップローラとしてグラナイト石を使用し、軸受に静圧軸受を使用し、ダイ受け台の移動機構としてリニアモータとエアスライドを使用したとしても抑制することは難しく、クリアランスの変動を十分に抑制することは困難であった。 By the way, a variation in the clearance between the backup roller and the coating head is known as a factor that causes coating unevenness on the coating surface. This variation occurs due to vibrations of members constituting the coating apparatus. Even if such a vibration uses granite as a backup roller, uses a hydrostatic bearing as a bearing, and uses a linear motor and an air slide as a moving mechanism of a die cradle, as shown in Patent Document 1. It was difficult to suppress, and it was difficult to sufficiently suppress fluctuations in clearance.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a coating apparatus and a coating method capable of obtaining a coating film having a high film thickness accuracy, a smooth surface and no coating unevenness. Objective.
前記目的を達成するために、本発明の塗布装置は、ベースと、前記ベース上に所定間隔離して設けられた一対のフレームと、前記フレーム上に設けられた軸受と、軸受に回転自在に支持され、連続走行するウエブを外周面で支持するバックアップローラと、前記バックアップローラと対向配置され、塗布液をウエブに供給する塗布ヘッドと、前記ベース上に設置され、前記塗布ヘッドを支持する移動台と、を備えた塗布装置であって、前記ベースから前記バックアップローラの軸心までの高さ(H1)を800mm以下とし、前記フレームの固有振動数を150Hz以上とすることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a coating apparatus of the present invention includes a base, a pair of frames provided on the base at a predetermined interval, a bearing provided on the frame, and a bearing rotatably supported by the bearing. A backup roller that supports the continuously running web on its outer peripheral surface, an application head that is disposed opposite to the backup roller and that supplies an application liquid to the web, and a movable base that is installed on the base and supports the application head The height (H1) from the base to the axis of the backup roller is 800 mm or less, and the natural frequency of the frame is 150 Hz or more.
本発明者は、塗布装置の振動に起因する塗布ムラを注意深く観察したところ、ベースからバックアップローラの軸心までの高さ(H1)を800mm以下とし、フレームの固有振動数を150Hz以上とすることで、バックアップローラと塗布ヘッドのクリアランスに起因する塗布ムラや塗布スジが発生しても、目視観察において塗布ムラや塗布スジとして認識されないことを見出した。つまり、フレームの固有振動数を完全に除去するのではなく、固有振動数を上述の範囲に制御することで、塗布ムラや塗布スジが目視観察されない状態とできることを見出し、本発明に至った。 The inventor carefully observed coating unevenness due to the vibration of the coating apparatus, and as a result, the height (H1) from the base to the axis of the backup roller is 800 mm or less, and the natural frequency of the frame is 150 Hz or more. Thus, it has been found that even if application unevenness or application stripes due to the clearance between the backup roller and the application head occur, they are not recognized as application unevenness or application stripes by visual observation. That is, the present inventors have found that coating unevenness and coating stripes can be visually observed by controlling the natural frequency within the above range, instead of completely removing the natural frequency of the frame.
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記ベースから前記バックアップローラの軸心までの高さ(H1)と前記ベースから前記塗布ヘッドの塗布液の吐出口までの高さ(H2)が以下の式を満たすことが好ましい。 In the coating apparatus according to the present invention, the height (H1) from the base to the axis of the backup roller and the height (H2) from the base to the coating liquid discharge port of the coating head are as follows. It is preferable to satisfy the formula.
(1) H1/H2≦1.1
さらに、本発明者は、塗布ムラが発生するときのバックアップローラと塗布ヘッドのクリアランス変動を注意深く観察したところ、ベースを基準とするバックアップローラの軸心までの高さ(H1)と塗布ヘッドの塗布液の吐出口までの高さ(H2)が、H1/H2≦1.1の関係を満たすとき、変位量が0.42μm以下となることを見出した。バックアップローラと塗布ヘッドとの変位は、塗布面の山と谷の差になって表れる。しかしながら、その差を0.42μm以下とすることで、更に目視観察されない状態にできることを見出した。
(1) H1 / H2 ≦ 1.1
Further, the present inventor carefully observed the clearance fluctuation between the backup roller and the coating head when coating unevenness occurs, and found that the height (H1) up to the axis of the backup roller relative to the base and coating of the coating head. It has been found that when the height (H2) to the liquid discharge port satisfies the relationship of H1 / H2 ≦ 1.1, the amount of displacement is 0.42 μm or less. The displacement between the backup roller and the coating head appears as a difference between the peaks and valleys of the coating surface. However, it was found that when the difference is 0.42 μm or less, it can be further prevented from being visually observed.
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記移動台の移動機構がボールネジとガイドレールで構成されることが好ましい。これによって、塗布ヘッドとバックアップローラのクリアランスを簡単に調整することができる。 In the coating apparatus of the present invention, in the above invention, the moving mechanism of the moving table is preferably composed of a ball screw and a guide rail. Thereby, the clearance between the coating head and the backup roller can be easily adjusted.
前記目的を達成するために、本発明の塗布方法は、前記塗布装置を用い、連続走行するウエブ上に塗布液を供給することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the coating method of the present invention is characterized in that a coating solution is supplied onto a continuously running web using the coating apparatus.
本発明によれば、ベースからバックアップローラの軸心までの高さ(H1)を800mm以下とし、フレームの固有振動数を150Hz以上とすることで、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる塗布装置及び塗布方法を得ることができる。 According to the present invention, the height (H1) from the base to the axis of the backup roller is 800 mm or less, and the natural frequency of the frame is 150 Hz or more, so that the film thickness accuracy is high and the surface is A coating apparatus and a coating method that can obtain a coating film that is smooth and free from coating unevenness can be obtained.
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明されるが、本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。従って、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention will be described with reference to the following preferred embodiments, but can be modified in many ways without departing from the scope of the present invention, and other embodiments than the present embodiment can be used. be able to. Accordingly, all modifications within the scope of the present invention are included in the claims.
図1は、本発明に係る塗布装置を適用する好ましい一例である光学補償シートの製造ラインを説明する説明図である。 FIG. 1 is an explanatory view for explaining a production line of an optical compensation sheet, which is a preferred example to which a coating apparatus according to the present invention is applied.
光学補償シートの製造ラインは、図1に示されるように、送出機66から予め配向膜形成用のポリマー層が形成された透明支持体であるウエブ60が送り出されるよう構成されている。ウエブ60はガイドローラ68によってガイドされてラビング処理装置70に送り込まれる。ラビングローラ72は、ポリマー層にラビング処理を施すために設けられている。ラビング処理装置70の下流には除塵機74が設けられており、ウエブ60の表面に付着した塵を取り除くことができる。
As shown in FIG. 1, the optical compensation sheet production line is configured such that a
ラビング処理装置70の下流には塗布装置10が配置されている。塗布装置10により、例えば、ディスコネマティック液晶を含む塗布液がウエブ60に塗布される。さらに、この下流には、乾燥ゾーン76、加熱ゾーン78が順次設けられる。乾燥ゾーン76、加熱ゾーン78を通過し、ウエブ60上に液晶層が形成される。さらに、この下流には紫外線ランプ80が設けられており、紫外線照射により、液晶を架橋させ、所望のポリマーを形成する。そして、この下流に設けられた巻取機82により、ポリマーが形成されたウエブ60が巻き取られる。
A
図1の光学補償シートの製造ラインにおいて、送出機66よりウエブ60を繰出しながら、塗布装置10の塗布ヘッドの塗布液の平均流速を100〜500mm/秒となるようにポンプ(不図示)の流量を制御し、また、塗布直後の塗布膜の膜厚が所定の厚みとなるようにウエブ60の搬送速度を制御して塗布を行なう。
In the optical compensation sheet production line of FIG. 1, while feeding the
塗布後の乾燥等において、塗布膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑な塗布膜が得られるように乾燥ゾーン76、加熱ゾーン78、紫外線ランプ80等の設定を行なう。塗布、乾燥後のウエブ60は巻取機82により巻取る。
In drying after coating, the
上記一連の工程は、良好な無塵度及び最適な温湿度の環境下で実施されることが好ましい。したがって、クリーンルーム内で行なわれるのが好ましく、特に、塗布装置10は、クラス100以下の環境下に設置されるのが好ましい。
It is preferable that the above-described series of steps is performed in an environment of good dust-freeness and optimum temperature and humidity. Therefore, it is preferably performed in a clean room, and in particular, the
図2は、塗布装置の側面図と平面図を示す。塗布装置10は、ベース12と、ベース12上に所定距離隔てて設けられた一対のフレーム14と、フレーム14上に設けられた軸受16と、軸受16を介して回転自在に支持されたバックアップローラ18を備える。
FIG. 2 shows a side view and a plan view of the coating apparatus. The
さらに、ベース12上に一対のガイドレール22が設けられ、一対のガイドレール22間にボールネジ24が設けられる。一対のガイドレール22上に、ガイドレール22に沿って移動可能な移動台26が設置される。塗布ヘッド28が、取付台30を介して移動台26上に固定され、バックアップローラ18に対向配置される。
Further, a pair of
ウエブに塗布する塗布液の種類、また塗布液の膜厚を最適に調整できるようにするため、バックアップローラ18と塗布ヘッド28の距離を調整することができる。距離の調整は、ボールネジ24を図示しない駆動手段により回転させることで、回転運動が直進運動として移動台26に伝えられる。移動台26がガイドレール22に沿って、前進/後退すし、これにより、移動台26上の塗布ヘッド28とバックアップローラ18の距離が調整される。
The distance between the
上述の構成の塗布装置10において、本発明者は塗布ムラの原因を鋭意検討したところ、塗布ムラの発生に塗布装置10の構成部材の振動が関係あることを見出した。特に、塗布装置10の軸受16とフレーム14の振動が共振したときに、バックアップローラ18と塗布ヘッド28のクリアランス変動が発生し塗布ムラとなって表れる。そこで、共振を回避するため、ベース12からバックアップローラ18の軸心までの高さ(H1)を800mm以下となるようフレーム14の高さを調整することで、フレーム14の固有振動数を150Hz以上とした。このとき、フレーム14の固有振動数を150Hz以上とすることで、バックアップローラ18と塗布ヘッド28のクリアランスが変動して塗布ムラや塗布スジが発生しても、目視観察において塗布ムラや塗布スジとして認識されないことを見出した。つまり、フレームの固有振動数を完全に除去するのではなく、固有振動数を上述の範囲に制御することで、塗布ムラや塗布スジが目視観察されない状態とできることを見出し、本発明に至った。
In the
図3は、ベースからバックアップローラの軸心までの高さと固有振動数の関係を示すグラフである。図3に示すように、ベースからバックアップローラの軸心までの高さ(H1)を高くすれば、フレームの固有振動数が低くなり、一方、H1を低くすれば、フレームの固有振動数が高くなる。図3から明らかなように、H1の高さは800mm以下とすることにより、フレームの固有振動数を150Hz以上とできることが理解できる。フレームの固有振動数を150Hz以上することで、目視観察において塗布ムラや塗布スジとして認識されないようにすることができる。 FIG. 3 is a graph showing the relationship between the height from the base to the axis of the backup roller and the natural frequency. As shown in FIG. 3, when the height (H1) from the base to the axis of the backup roller is increased, the natural frequency of the frame is decreased. On the other hand, when H1 is decreased, the natural frequency of the frame is increased. Become. As is apparent from FIG. 3, it can be understood that the natural frequency of the frame can be 150 Hz or more by setting the height of H1 to 800 mm or less. By setting the natural frequency of the frame to 150 Hz or more, it can be prevented from being recognized as coating unevenness or coating stripes in visual observation.
図4は、ベース12から塗布ヘッド28の吐出口までの高さ(H2)と、ベース12からバックアップローラ18の軸心までの高さ(H1)の位置関係を示したものである。塗布ヘッド28の吐出口とバックアップローラ18との位置関係を理解し易くするため、フレーム14上の軸受は省略されている。
FIG. 4 shows the positional relationship between the height (H2) from the base 12 to the discharge port of the
本発明者は、バックアップローラ18と塗布ヘッド28のクリアランス(L)の変位量と塗布ムラの発生状況を鋭意検討した結果、バックアップローラ18と塗布ヘッド28とのクリアランス(L)の変位量を0.42μm以下とすることで、フレームの固有振動数を150Hz以上とすることに加えて、さらに目視観察されない状態とすることを見出した。つまり、変位量を0.42μm以下にすれば、クリアランス(L)が変動して、塗布膜の表面に塗布ムラや塗布スジが発生しても、目視観察で認識されないようにすることができる。
As a result of intensive studies on the amount of displacement of the clearance (L) between the
さらに本発明者は、クリアランス(L)の変位量を0.42μm以下となる条件について検討した結果、ベース12から塗布ヘッド28の吐出口までの高さ(H2)と、ベース12からバックアップローラ18の軸心までの高さ(H1)を一定の関係とすることで、クリアランス(L)の変位量を0.42μm以下となることを見出した。
Furthermore, as a result of studying the conditions under which the clearance (L) displacement amount is 0.42 μm or less, the present inventor has found that the height (H2) from the base 12 to the discharge port of the
図5は、H1/H2と、クリアランス(L)の変位量の関係を示したグラフである。図5のグラフから、H1/H2が小さくなれば、クリアランス(L)の変位量が小さくなることが理解できる。特に、H1/H2≦1.1の関係を満たす場合に、クリアランス(L)の変位量が0.42μm以下となることが理解できる。 FIG. 5 is a graph showing the relationship between H1 / H2 and the displacement amount of the clearance (L). From the graph of FIG. 5, it can be understood that the displacement amount of the clearance (L) decreases as H1 / H2 decreases. In particular, when the relationship of H1 / H2 ≦ 1.1 is satisfied, it can be understood that the displacement amount of the clearance (L) is 0.42 μm or less.
塗布装置10を使用した塗布膜の形成について説明する。塗布液としては、たとえば、粘度が10mPa・s以下であり、有機溶剤が含まれるものが使用できる。但し、これ以外の粘度のもの、有機溶剤が含まれないものも使用できる。
The formation of a coating film using the
ウエブ60としては、一般に、所定幅、所定長さで、厚さが2〜200μm程度のポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン−2,6 −ナフタレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド等のプラスチックフイルム、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンブテン共重合体等の炭素数が2〜10のα−ポリオレフィン類を塗布又はラミネートした紙、金属板等からなる可撓性帯状物又は該帯状物を基材としてその表面に加工層を形成した帯状物が使用できる。
As the
以上、本発明に係る塗布装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。 As mentioned above, although embodiment of the coating device which concerns on this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, Various aspects can be taken.
また、塗布装置10の用途としても、光学補償フィルム等の光学フィルムのみならず各種の塗布に適用できる。
Further, the application of the
10…塗布装置、12…ベース、14…フレーム、16…軸受、18…バックアップローラ、22…ガイドレール、24…ボールネジ、26…移動台、28…塗布ヘッド、30…取付台、60…ウエブ、66…送出機、68…ガイドローラ、70…ラビング処理装置、72…ラビングローラ、74…除塵機、76…乾燥ゾーン、78…加熱ゾーン、80…紫外線ランプ、82…巻取機
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ベース上に所定間隔離して設けられた一対のフレームと、
前記フレーム上に設けられた軸受と、
前記軸受に回転自在に支持され、連続走行するウエブを外周面で支持するバックアップローラと、
前記バックアップローラと対向配置され、塗布液をウエブに供給する塗布ヘッドと、
前記ベース上に設置され、前記塗布ヘッドを支持する移動台と、を備えた塗布装置であって、
前記ベースから前記バックアップローラの軸心までの高さ(H1)を800mm以下とし、前記フレームの固有振動数を150Hz以上とすることを特徴とする塗布装置。 Base and
A pair of frames provided on the base at a predetermined interval;
A bearing provided on the frame;
A backup roller rotatably supported by the bearing, and supporting a continuously running web on the outer peripheral surface;
An application head disposed opposite to the backup roller and supplying an application liquid to the web;
A coating device installed on the base and supporting the coating head;
A coating apparatus, wherein a height (H1) from the base to the axis of the backup roller is 800 mm or less, and a natural frequency of the frame is 150 Hz or more.
(1) H1/H2≦1.1 2. The coating apparatus according to claim 1, wherein a height (H1) from the base to an axis of the backup roller and a height (H2) from the base to a coating liquid discharge port of the coating head are as follows. Coating device that satisfies the formula.
(1) H1 / H2 ≦ 1.1
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