JP2011189280A - エクストルージョン塗布装置及び塗布方法並びに塗布フィルムの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布厚みに寄らず端部の塗布形状を制御することができ、耳立ちを抑えることができるエクストルージョン塗布装置を提供する。
【解決手段】スリット１６の両端部に塗布幅規制板２４が挿入され、塗布液をスリット１６の吐出口１６Ａから吐出するスリットダイ１０と、ウエブ走行方向上流側を減圧するチャンバー２６と、を有し、塗布幅規制板２４には、ウエブ下流側に曲げられた、ウエブに対向する突出部２４Ａが設けられており、塗布幅規制板２４の突出部２４Ａのウエブ対向面に塗布液をチャンバー２６の減圧により染み出させた状態で塗布液をウエブに塗布する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、エクストルージョン塗布装置及び塗布方法並びに塗布フィルムの製造方法に係り、特に、連続走行するウエブに塗布液を塗布するエクストルージョン塗布装置及び塗布方法並びに塗布フィルムの製造方法に関する。

エクストルージョン塗布装置は、スロットダイ内のポケット部に供給した塗布液を、該ポケット部で塗布幅方向（ウエブ幅方向と同じ）に広流し、ポケット部に連通する狭隘な間隙を有するスリット（スロットともいう）先端から塗布液を吐出する。一方、塗布液が塗布されるウエブは、バックアップローラに巻き掛けられて走行すると共に、スロットダイ先端とウエブとの間のリップクリアランスにスリット先端から吐出された塗布液のビード（塗布液溜まり）を形成し、このビードを介してウエブに塗布液を塗布する。

そして、ウエブに塗布される塗布液の塗布幅は、ウエブ幅に応じて変更する必要があり、スリットの幅方向（ウエブ幅方向と同じ）の両端部に挿入された塗布幅規制板（スペーサー）同士の距離によって規制される。

かかるエクストルージョン塗布装置において、ダイの吐出口を均一な間隙にしたりしても、ビード幅方向端部におけるビードが安定化しないと、塗布された塗布膜の幅方向に膜厚分布が生じる。

そこで、特許文献１では、少なくとも先端部を可撓性部材で形成すると共に先端部をスロット先端から突出させた塗布幅規制板を用いてビード両端部の状態を安定化することが開示されている。

また、特許文献２では、吐出する塗布液の分布が吐出口の長手方向にわたって変化するように、吐出口長手方向・塗布液吐出方向にわたって塗布液流路形状を変化させる形状のシムを有することで、表面張力その他の影響によって端部は厚く塗布される（耳立ち）を防止することが開示されている。

特開２００９−２２００２５号公報 特開２０００−１５３１９９号公報

しかしながら、特許文献１は、塗布膜の塗布厚みが薄いものを対象としたものであり、塗布膜端部の耳立ちを問題としておらず、耳立ちを抑えることができない。また、特許文献２では、両端部での塗布液の吐出量を少なくすることで耳立ちを抑えることはできるが、端部の塗布形状を制御できないという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、塗布厚みに寄らず端部の塗布形状を制御することができ、耳立ちを抑えることができるエクストルージョン塗布装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、スリットの吐出口から塗布液を吐出するスリットダイを有し、連続走行するウエブに前記塗布液を塗布するエクストルージョン塗布方法であって、前記スリットの両端部に挿入され、ウエブ下流側に曲げられたウエブに対向する突出部が設けられた塗布幅規制板と、前記ウエブと、の間に前記塗布液をチャンバーの減圧により染み出させウエブに塗布液を塗布することを特徴とするエクストルージョン塗布方法を提供する。

また、本発明は、前記目的を達成するために、スリットの吐出口から塗布液を吐出するスリットダイを有し、連続走行するウエブに前記塗布液を塗布するエクストルージョン塗布装置であって、前記スリットの両端部に塗布幅規制板が挿入され、該塗布幅規制板には、ウエブ下流側に曲げられた、前記ウエブに対向する突出部が設けられており、該塗布幅規制板の突出部のウエブ対向面に、減圧により前記塗布液をウエブとウエブ対向面との間に染み出させるチャンバーを有することを特徴とするエクストルージョン塗布装置を提供する。

本発明のエクストルージョン塗布方法及び装置は、ウエブに対向するウエブ下流側に曲げられた突出部が設けられた塗布幅規制板（スペーサーとも云う）を使用し、チャンバーで減圧することで、塗布厚みの如何に関わらず耳立ちを抑えることができる。特に塗布膜が厚い（概ね１０μｍ以上の）場合には、表面張力の影響によって端部は厚くなって耳立ちが大きく生じてしまうが、塗布幅規制板をウエブに接触させた上で、端部の塗布液を減圧により塗布幅規制板側に引っ張り、塗布幅規制板とウエブとの間に塗布液を染み込ませて薄く塗布することで、効果的に耳立ちを抑えることができる。

また、本発明では、塗布幅規制板を突出させ、ウエブと接触させて曲げているので、チャンバーの圧力、及び／又は、塗布幅規制板の突出部の厚みを調整することによって、塗布幅規制板とウエブとの間への塗布液の染み出しを制御することができ、塗布膜端部の膜厚形状を制御することができる。

本発明に係る塗布幅規制板の突出部は、ウエブを傷つけぬよう、また塗布液が染み出し易いよう、可撓性材料で作られていることが好ましい。可撓性材料としては、テフロン（登録商標）が好適に用いられる。

そして、本発明は、本発明の塗布方法で前記塗布液を塗布する工程を含むことを特徴とする塗布フィルムの製造方法を提供する。

本発明のエクストルージョン塗布装置は、様々な塗布液で様々な塗布厚みの製品を製造する際に、耳立ちを抑えることができる。したがって、本発明の塗布方法及び塗布フィルムの製造方法によれば、耳立ちを抑えた塗布フィルムを提供することができる。

以上説明したように、本発明のエクストルージョン塗布装置によれば、塗布厚みに寄らず塗布端部の塗布形状を制御することができ、耳立ちを抑えることができる。

本発明のエクストルージョン塗布装置を上から見た平面図 本発明のエクストルージョン塗布装置の側面断面図 本発明のエクストルージョン塗布装置の斜視図 本発明のエクストルージョン塗布装置により塗布された塗布液の様子を示す斜視図 本発明による効果を説明する概念図 本発明の効果を示す実施例／比較例を示す表図

以下、添付図面に従って、本発明に係るエクストルージョン塗布装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、本発明のエクストルージョン塗布装置１０を上から見た平面図であり、図２は側面断面図であり、図３は要部を示した斜視図である。

これらの図に示すように、スロットダイ１２は、ヘッド内部にポケット部１４と、該ポケット部１４に連通する狭隘なスリット１６が形成されると共に、スリット１６先端の塗布液吐出口がヘッド先端の略平坦なリップ面１８（１８ａ（上流側）、１８ｂ（下流側））に開口される。ポケット部１４の貫通した両端開口部はスロットダイ１２の両端面に設けられる側板３０，３２により閉塞される。

そして、一方の側板３２を貫通して塗布液をポケット部１４に送る送液ライン３１に接続される。なお、ポケット部１４に塗布液を送る方法としては、ポケット部１４の他端側を閉塞して一方側から供給する以外に、ポケット部１４の中央部から供給して両側に分流させるタイプ、ポケット部１４の一方側から供給し他方向から引き抜くタイプがあり、いずれを適用してもよい。

図１〜３においては、バックアップローラ２０がスロットダイ１２のリップ面１８に対向して近接配置され、塗布液Ｌが塗布されるウエブ２２がバックアップローラ２０に巻き掛け支持されて矢印方向に連続走行する。ダイ先端のリップ面１８とバックアップローラ２０との間のリップクリアランスは、通常、３０μｍ〜３００μｍの範囲で設定され、塗布厚み、塗布速度、塗布液Ｌの物性（粘度等）等によって適宜設定される。

これにより、スリット１６から吐出した塗布液Ｌは、リップ面１８とウエブ２２との間に架橋してビードＬ１（塗布液溜まり、図２参照）を形成し、このビードＬ１を介して塗布液Ｌがウエブ２２に塗布される。

また、ウエブ２２に塗布される塗布液Ｌの塗布幅Ａは、図１に示すように、スリット１６の幅方向（ウエブ幅方向と同じ）の両端部に挿入された一対のスペーサー２４同士の間隔（距離）Ｂによって規制される。

そして、スロットダイ１２のポケット部１４に供給された塗布液は、ポケット部１４でウエブ幅方向に拡流された後、スリット１６を上昇してスリット吐出口１６Ａから吐出される。吐出された塗布液は、塗布ヘッドのリップ面１８と、該リップ面１８に近接して走行するウエブ２２との間でビードを形成しながらウエブ２２に塗布される。即ち、スリット先端の吐出口１６Ａ（図２参照）から吐出された塗布液の吐出力とウエブ２２が塗布ヘッド先端部を押圧する押圧力がバランスした状態で塗布液がウエブに塗布される。これにより、ウエブ面に極薄の塗布膜が形成される。

ここで、スペーサー２４は、本発明では、スリット１６の先端から突出しており、バックアップローラ２０に巻き掛けられたウエブ２２の面に対向される。そして、本発明に係るスペーサー２４は、ウエブ２２に対向するウエブ下流側に曲げられた突出部２４Ａが設けられている。

また、本発明では、図２に示すように、ビードＬ１の下方にはチャンバー２６が設けられ、ビードＬ１のウエブ走行方向上流側を減圧する。チャンバー２６は、箱状に形成され、箱の上面がウエブ幅方向に長尺状に開放される。そして、スロットダイ１２のリップ片面１２Ａとバックアップローラ２０に支持されたウエブ２２の面とで密閉空間２８を形成する。チャンバー２６は、図示しない真空装置に連結される配管３４が接続され、真空装置を駆動することにより、密閉空間２８を減圧する。なお、図示しないが、チャンバー２６と真空装置との間にバッファータンク（図示せず）を設けて、密閉空間２８内の減圧度が変動しないようにすることが好ましい。

本発明のように、ウエブに対向するウエブ下流側に曲げられた突出部２４Ａが設けられたスペーサー２４を使用し、密閉空間２８内を減圧することで、塗布厚みの如何に関わらず耳立ちを抑えることができる。即ち、図１や図４に示すように、端部の塗布液を減圧によりスペーサー２４側に引っ張り、スペーサー底に染み込ませ薄く塗布することで、効果的に耳立ちを抑えることができる。

図５は、本発明のエクストルージョン塗布装置と従来のエクストルージョン塗布装置での塗布膜端部の厚みを示す概念図である。従来では、塗布液の表面張力の影響によって端部は厚く塗布される（図１の＜スペーサー２４がない場合＞も参照のこと）。本発明では、端部の塗布液をチャンバーによる減圧によりスペーサー側に引っ張り、塗布幅規制板とウエブとの間に染み込ませ薄く塗布することで耳立ちを抑えることができる（図１の＜スペーサー２４がある場合＞も参照のこと）。特に塗布膜が厚い（概ね１０μｍ以上の）場合には、塗布液の表面張力の影響によって耳立ちが大きく生じてしまうが、本発明では効果的に耳立ちを抑えることができる。

図６は、本発明のエクストルージョン塗布装置で、チャンバー２６での圧力とスペーサーの突出部２４Ａの幅及び厚みとを変更し、塗布膜端部での塗布膜厚みの状態を調べた結果を示した表である。条件１は、図５でも説明したように、本発明のウエブと接触して曲がる塗布幅規制板を使用しない条件であり、端部の耳立ちが５μｍとなるため、後工程でニップロール間を搬送するなどの際、ウエブにシワが発生するレベルであり、問題である。条件２は本発明のウエブと接触して曲がる塗布幅規制板を使用しスペーサー底に塗布液を染み込ませることで端部の耳立ちを３μｍに抑えることができる。耳立ちの許容限度レベルである。条件３は、条件２と比較し、スペーサーの突出部２４Ａの幅とチャンバー２６での圧力を等しくし、スペーサーの突出部２４Ａの厚みを変更したものである。スペーサーの突出部２４Ａの厚みを厚くすることで端部の塗布膜の厚みは薄くなり、耳立ちを防止することができる。また条件４は、条件２に対し、スペーサーの突出部２４Ａの幅及び厚みを等しくし、チャンバー２６の減圧力を変更したものである。チャンバー２６の減圧力を上げることで、塗布液はより端部に濡れ広がり、端部の塗布膜の厚みは薄くなるので、条件３と同様に耳立ちを防止することができる。

よって、図６から分かるように、本発明のエクストルージョン塗布装置では、減圧チャンバーの圧力やスペーサーの突出部の厚みを調整することで、塗布液の染み出しを制御することができ、塗布膜端部の膜厚形状を制御することができる。なお、塗布膜端部の膜厚が中央部の膜厚に比べて３μｍ以上厚くなると、例えば後工程でニップロール間を搬送する際にシワが発生してしまうので、塗布膜端部と中央部の膜厚差を３μｍ未満に抑えることが望ましい。

本発明に係るスペーサー２４の材料としては、少なくとも先端部２４Ａが可撓性材料であることが好ましい。具体的には、テフロン（登録商標）、ゴム、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の材質のように溶剤で変性しにくく、且つある程度の湾曲状態に可撓する性質を有するものがよい。また、ゴムを使用した場合には、ウエブ２２との接触に対する滑り性、耐磨耗性の向上を図るように、テフロン（登録商標）コーティング、ウレタンコーティング、シリコンコーティング等のコーティングを行うことが好ましい。また、テフロン（登録商標）、ゴム材料、モリブデン、オイル等を混練することで、滑り性、耐磨耗性の向上を図ったものを使用することもできる。

次に、上記の如く構成されたエクストルージョン塗布装置１０の作用について説明する。

スロットダイ１２内のポケット部１４に供給された塗布液Ｌは、該ポケット部１４で塗布幅方向（ウエブ幅方向と同じ）に拡流し、一対のスペーサー２４，２４によって塗布幅規制されたスリット１６を上昇してスリット先端から吐出される。これにより、スロットダイ１２のリップ面１８とウエブ２２との間のリップクリアランスＣに塗布液Ｌが架橋し、ビードＬ１（塗布液溜まり）が形成され、塗布液Ｌがウエブ２２に塗布され塗布フィルムを製造する。

かかる塗布において、特に塗布膜が厚い（概ね１０μｍ以上の）場合には、表面張力の影響によって端部は厚くなって耳立ちが大きく生じてしまう。

そこで、本発明では、ウエブに対向するウエブ下流側に曲げられた突出部２４Ａが設けられたスペーサー２４を使用し、チャンバー２６で減圧するようにした。端部の塗布液を減圧によりスペーサー２４側に引っ張り、スペーサー２４とウエブ２２との間に染み込ませ薄く塗布することで、効果的に耳立ちを抑えることができる。

本発明のエクストルージョン塗布方法及び装置は、様々な塗布液で様々な塗布厚みの製品を製造する際に、耳立ちを抑えることができる。また、本発明では、減圧チャンバーの圧力やスペーサーの突出部の厚みを調整することで、塗布液の染み出しを制御することができるので、塗布膜端部の膜厚形状を所望の形状にすることができる。

なお、本実施の形態では、スペーサー２４やチャンバー２６等の好ましい態様を示したが、これに限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない形状は全て含まれる。

１０…エクストルージョン塗布装置、１２…スロットダイ、１４…ポケット部、１６…スリット、１６Ａ…吐出口、１８…リップ面、１８ａ…上流側のリップ面、１８ｂ…下流側のリップ面、２０…バックアップローラ、２２…ウエブ、２４…スペーサー（塗布幅規制板）、２４Ａ…突出部、２６…チャンバー、２８…密閉空間、３０…側板、３１…送液ライン、３２…側板、３４…配管、Ａ…塗布幅、Ｂ…スペーサー同士の間隔、Ｌ…塗布液、Ｌ１…ビード、Ｌ’…スペーサーとウエブとの間に染み込ませ薄く塗布した塗布液

Claims (5)

1. スリットの吐出口から塗布液を吐出するスリットダイを有し、連続走行するウエブに前記塗布液を塗布するエクストルージョン塗布方法であって、
   前記スリットの両端部に挿入され、ウエブ下流側に曲げられたウエブに対向する突出部が設けられた塗布幅規制板と、前記ウエブと、の間に前記塗布液をチャンバーの減圧により染み出させウエブに塗布液を塗布することを特徴とするエクストルージョン塗布方法。
2. 前記塗布幅規制板の突出部は、可撓性材料で作られていることを特徴とする請求項１に記載のエクストルージョン塗布方法。
3. 前記チャンバーの圧力、及び／又は、前記塗布幅規制板の突出部の厚み、を調整することで、前記塗布液の染み出しを制御し、塗布膜端部の形状を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布方法。
4. 請求項１〜３の何れか１に記載の塗布方法で前記塗布液を塗布する工程を含む塗布フィルムの製造方法。
5. スリットの吐出口から塗布液を吐出するスリットダイを有し、連続走行するウエブに前記塗布液を塗布するエクストルージョン塗布装置であって、
   前記スリットの両端部に塗布幅規制板が挿入され、該塗布幅規制板には、ウエブ下流側に曲げられた、前記ウエブに対向する突出部が設けられており、
   該塗布幅規制板の突出部のウエブ対向面に、減圧により前記塗布液をウエブとウエブ対向面との間に染み出させるチャンバーを有することを特徴とするエクストルージョン塗布装置。

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