JP2017074536A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】減圧チャンバーを用いるスロットダイ方式の塗布装置において、良好な塗布面が得られる塗布装置を提供する。【解決手段】減圧チャンバーの側壁の先端面にバックアップロールの周方向に伸びる複数の凸部を設け、前記バックアップロールには前記凸部と噛み合わせることが可能な凹部を設ける。このことにより減圧チャンバー側面からの空気の進入経路が複雑になり、減圧チャンバーの側壁付近の減圧度を高めることが可能となる。【選択図】 図１

Description

本発明は、塗布装置に関する。

従来、スロットダイ方式の塗布装置は、均一な膜を得るための手段として様々な分野で用いられている。スロットダイ方式では、ダイヘッドに塗液を供給し、ダイヘッド内のマニホールドにて幅方向に塗液を分配し、ダイヘッド先端から均一に塗液を吐出させ、基材表面に膜を形成する。

スロットダイ方式では、塗布速度の高速化、塗液粘度の高粘化、膜厚の薄膜化によりエアー同伴が発生し、塗布が成立しなくなる。これを抑制する手段として、ダイヘッドの上流側に減圧チャンバーを設け、ダイヘッド先端に形成されるビードの上流側気液界面に負圧を作用させる方法が用いられている。減圧チャンバー内を減圧するにあたり、減圧チャンバー内の空気を排気するが、減圧チャンバーの側面から空気が侵入するため、側面付近の減圧度は高まりにくい。この影響を小さくするため、バックアップロールと減圧チャンバーの側壁の隙間を小さくするだけでなく、側壁の先端面にラビリンスシールを設ける方法が提案されている例えば（特許文献１参照）。

特許第４８７７５６７号

本発明では、上記問題点を考慮し、なされたものであり、減圧チャンバーを用いるスロットダイ方式の塗布装置において、基材の端部においても良好な塗布面が得られる塗布装置を提供することを目的とする。

所定方向に回転しながら基材を搬送するバックアップロールと、バックアップロールと、基材を挟んで対向するように配置される減圧チャンバーと、基材の進行方向において、減圧チャンバーの直後に減圧チャンバーと隣接して配置される基材に塗液を塗布するダイヘッドと、を備え、バックアップロールは、長手軸に沿って延び、かつ前記長手軸の周りに対称となるように配置される１つの円筒状側面を有し、前記円筒状側面の両端部から所定の距離離れた位置に、バックアップロールの周方向に延びる複数の凹部を有し、減圧チャンバーは、減圧チャンバーの両側面に設けられた側壁部に複数の凸部を有し、前記複数の凹部と前記複数の凸部は、噛み合わさる形状を備える塗布装置である。

本発明の塗布装置により、基材に良好な塗布面が得られる。

本実施形態の塗布装置を示す概略図である。 従来の塗布装置を示す概略図である。 従来の塗布装置を示す概略図である。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る塗布装置について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図は、理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の要素と異なる箇所があるが、適宜、設計変更することができるものとする。

図１は、第１の実施形態に係る塗布装置を示す概略図である。図１（ａ）は、実施形態に係る塗布装置を示す断面図である。図１（ｂ）は、実施形態に係るバックアップロール１０４と減圧チャンバー１０２の配置関係を示す正面図である。図１（ｃ）は、バックアップロール１０４と減圧チャンバー１０２に形成した凹凸形状を示す拡大図である。

図１に示すように、塗布装置１００は、減圧チャンバー１０２と、バックアップロール１０４と、ダイヘッド１０６と、を備えている。塗布装置１００は、バックアップロール１０４の回転によって連続で搬送される基材１０８の一方の面を減圧チャンバー１０２によって減圧度を高め、ダイヘッド１０６で塗液を基材上に塗布する。

減圧チャンバー１０２は、図１（ａ）に示すように円弧状の側面形状を有しており、バックアップロール１０４と、僅かな隙間を空けて隣接し、ほぼ四半周包囲している。すなわち減圧チャンバー１０２は、バックアップロール１０４と隣接して配置される。また図１（ｂ）（ｃ）に示すように側壁１１２は、減圧チャンバー１０２の両側面に位置し、バックアップロール１０４と僅かな隙間を有して配置されている。またバックアップロール１０４と対向する面である側壁１１２の先端面１１０には、バックアップロール１０４側に向けて凸部１１６が形成されている。凸部１１６は、後述するバックアップロール１０４に設けられた凹部１１４と、噛み合わせるように形成されている。また凸部１１６は、側壁１１２の先端面１１０上に複数形成されてもよい。本発明に用いられる減圧チャンバーは、以上の形状に限定されるものではなく、公知の形状でかまわない。

減圧チャンバー１０２は、対向するバックアップロール１０４と平行な方向に最大２．０ｍｍ移動することが可能な機構を備えていてもよい。これにより、凸部１１６と凹部１１４の接触による塗布面不良を防止することが可能である。
また側壁１１２は、減圧チャンバー１０２の側面に固定されている必要はなく、作業者が適宜位置調整もしくは着脱可能な機構を備えていてもよい。

バックアップロール１０４は、回転しながら基材を搬送する役割をしている。またバックアップロール１０４の形状は、長手軸に延びて存在し、円筒状の側面（以下、円筒状側面という。）を有している。バックアップロール１０４は、具体的には、円柱状の形状である。つまり、長手方向とは、円柱形状の高さ方向に相当する。円筒状側面の両端部から中央側に数ｍｍから数十ｍｍの位置において、バックアップロール１０４の円周方向に凹部１１４が形成されている。このことによりバックアップロール中央部を広く使用することができ生産上好ましい。凹部１１４は、バックアップロール１０４上に複数形成されてもよい。また凸部１１６と凹部１１４は、噛み合わせることが可能であり、凸部１１６と凹部１１４を噛み合わせることで、外部からの空気の侵入経路が凹凸形状により複雑かつ長くなる。そのため空気の侵入量が抑制され、減圧チャンバー１０２の側壁１１２付近の減圧度を高め易くなる。また、空気の進入経路が複雑になることで、基材の塗布面への異物混入を抑制することが可能となる。

なお、凸部１１６の幅に対し、凹部１１４の幅の差が５０μｍ以上２．０ｍｍ以下とすることが好ましい。凸部１１６と凹部１１４の幅の差が５０μｍ以上２．０ｍｍ以下とすることにより、凸部１１６と凹部１１４がより接近し、外部からの空気の侵入を抑制することで、減圧チャンバー１０２の側壁１１２付近での減圧度をより効率的に高めることが可能となる。また凸部１１６と凹部１１４の幅の差を５０μｍ以上２．０ｍｍ以下とすることで、凸部１１６と凹部１１４の接触起因による振動源によって、基材の塗布面悪化を防ぐことが可能となる。

バックアップロール１０４と減圧チャンバー１０２の両側面に形成され、側壁１１２のバックアップロールと対向する先端面１１０との成す隙間が５０μｍ以上２．０ｍｍ以下であることが望ましい。また凸部１１６と凹部１１４との成す隙間が５０μｍ以上２．０ｍｍ以下であることがより望ましい。

バックアップロール１０４と先端面１１０の隙間を５０μｍ以上２．０ｍｍ以下とすることで隙間が２．０ｍｍ以上の時と比べて、基材に対する塗布成立領域が増加し、隙間が５０μｍ以下の時と比べて、凸部１１６と凹部１１４の接触による塗布面不良を防止することが可能となる。またバックアップロール１０４と先端面１１０の隙間を５０μｍ以上２．０ｍｍ以下とすることで、隙間が２．０ｍｍ以上の時と比べて、基材に対する塗布成立領域がさらに増加し、隙間が５０μｍ以下の時と比べて、凸部１１６と凹部１１４の接触による塗布面不良を防止することが可能となる。

ダイヘッド１０６は、図１（ａ）に示す塗布装置１００において基材１０８の進行方向に対して減圧チャンバー１０２の後方に隙間を設けずに隣接してダイヘッド１０６が設けられることが好ましい。これにより、基材表面の減圧度を下げることなく基材に塗液を塗布することが可能となり良好な塗布面を得ることができるためである。

ダイヘッド１０６は、バックアップロール１０４の回転軸中心の方向に向けて最大２．０ｍｍ移動可能な機構を備えていてもよい。これにより、基材の厚みに応じて適宜最適な塗布条件を選択することが可能となる。

基材１０８は、基材１０８の平均厚みが０．４ｍｍ以下であること好ましい。基材１０４の平均厚みが０．４ｍｍ以下とすることで、バックアップロール１０４と減圧チャンバー１０２の隙間で基材の詰まりによる基材の塗布面悪化を防ぐことが可能となり、また連続的に基材に塗液を塗布することが可能となる効果を示すためである。

図１では、空気侵入抑制手段として、図１（ｂ）（ｃ）に示すように、減圧チャンバー１０２の側壁１１２に凸部１１６を形成し、バックアップロール１０４の円筒状側面の端部にバックアップロール１０４の円周方向に凹部１１４を形成した。凸部１１６と凹部１１４が噛み合う事により減圧チャンバー内への空気の侵入経路が複雑になるという手段を用いている。

図２では、図２（ｂ）（ｃ）で示される通り、従来技術である減圧チャンバー２０２とバックアップロール２０４にそれぞれ凹凸部を形成していない空気侵入抑制手段を採用していない塗布装置である。

図３では、空気侵入抑制手段として、図３（ｂ）（ｃ）で示すように、減圧チャンバー３０２の両側面に凹部３１４を形成するという手段を用いている。

図１に示す本発名の空気侵入抑制手段を備えた塗布装置において、減圧チャンバー１０２の両側面に設けた側壁１１２の凸部１１６の幅を２．０［ｍｍ］、高さ４．０［ｍｍ］、バックアップロール１０４の凹部１１４の幅を３．０［ｍｍ］、深さ４．０［ｍｍ］とし、各々を５本設け、凸部１１６と凹部１１４の間に形成される隙間が０．５［ｍｍ］となるように、側壁１１２の位置を調整した。

＜比較例１＞
図２に示す従来の塗布装置において、減圧チャンバー２０２の両側面に設けた側壁２１２の先端面２１０とバックアップロール２０４の隙間が０．５ｍｍになるように、側壁２１２の位置を調整した。

＜比較例２＞
図２に示す従来の塗布装置において、減圧チャンバー２０２の両側面に設けた側壁２１２の先端面２１０とバックアップロール２０４の隙間が２．０ｍｍになるように、側壁２１２の位置を調整した。

＜比較例３＞
図３に示す従来の空気侵入抑制手段を備えた塗布装置において、減圧チャンバー３０２の両側面に設けた側壁３１２の先端面３１０にバックアップロール３０４円周方向に連続した幅２．０ｍｍ、深さ４．０ｍｍの凹部３１４を５本設けた。また先端面３１０とバックアップロール３０４の隙間が０．５ｍｍになるように、側壁の位置を調整した。

＜評価方法＞
基材へ塗布する塗布速度は、毎分５０ｍとした。粘度は、５ｍＰａ・ｓの塗液にて基材に塗布を行った。ダイヘッド先端と基材間の隙間を０．１５ｍｍに調整し、比較例１の塗布装置にて端部にのみ塗布が成立しなくなるよう膜厚を調整した。これを評価の基準とした。同条件にて、実施例１、比較例２、比較例３で塗布を実施し、塗布の状況を観察した。

＜評価基準＞
評価基準は、基材全面に塗液の塗布が成立している場合を○とし、基材の一部で塗液の塗布が成立していない場合を△とし、基材の大部分で、塗液の塗布が成立していない場合を×として評価を行った。

表１の結果から、側壁とバックアップロールの隙間の状態が塗布の成立に影響を与えることがわかった。比較例３の従来技術の空気侵入抑制手段は、塗布成立状況に関し明確な効果を確認することができなかったが、本発明である実施例１は、塗布の成立状況に改善があった。

本発明の塗布装置は、スロットダイ方式を用いた塗布工程における生産性向上に寄与することができる。

１００、２００、３００…塗布装置
１０２、２０２、３０２…減圧チャンバー
１０４、２０４、３０４…バックアップロール
１０６、２０６、３０６…ダイヘッド
１０８、２０８、３０８…基材
１１０、２１０、３１０…先端面
１１２、２１２、３１２…側壁
１１４、３１４…凹部
１１６…凸部

Claims (5)

1. 所定方向に回転しながら基材を搬送するバックアップロールと、
   前記バックアップロールと、前記基材を挟んで対向するように配置される減圧チャンバーと、
   前記基材の進行方向において、前記減圧チャンバーの直後に、前記減圧チャンバーに隣接して配置される前記基材に塗液を塗布するダイヘッドと、
   を備え、
   前記バックアップロールは、長手軸に沿って延び、かつ前記長手軸の周りに対称となるように配置される１つの円筒状側面を有し、前記円筒状側面の両端部から所定の距離離れた位置に前記バックアップロールの周方向に延びる複数の凹部を有し、
   前記減圧チャンバーは、前記減圧チャンバーの両側面に設けられた側壁に複数の凸部を有し、
   前記複数の凹部と前記複数の凸部は、噛み合わさる形状を備える塗布装置。
2. 請求項１に記載の塗布装置において、前記減圧チャンバーの凸部の幅に対し前記バックアップロールの凹部の幅の差が５０μｍ以上２．０ｍｍ以下である塗布装置。
3. 請求項１に記載の塗布装置において、前記減圧チャンバーの凸部と前記バックアップロールの凹部が成す隙間が５０μｍ以上２．０ｍｍ以下である塗布装置。
4. 請求項１−３に記載の塗布装置において、前記側壁が前記減圧チャンバーから着脱自在かつ、取り付け位置を調整する機構を有する塗布装置。
5. 請求項４に記載の塗布装置において、前記減圧チャンバーの凸部と前記バックアップロールの凹部が接触する位置を基準に、幅方向に最大２．０ｍｍ、前記ダイヘッド先端から前記バックアップロールの回転軸中心方向に最大２．０ｍｍ以上、前記側壁を移動する機構を有する塗布装置。

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