JP3448955B2 - 塗布装置 - Google Patents

塗布装置

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JP3448955B2 JP11605694A JP11605694A JP3448955B2 JP 3448955 B2 JP3448955 B2 JP 3448955B2 JP 11605694 A JP11605694 A JP 11605694A JP 11605694 A JP11605694 A JP 11605694A JP 3448955 B2 JP3448955 B2 JP 3448955B2
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信之 一色
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永展 陳
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、走行する支持体に塗
布液を塗布する塗布装置に係り、特に可撓性ウエブに磁
性分散液を塗布する塗布装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、薄膜塗布の高速化等の要請から、
エクストルージョン型塗布装置が各方面で採用されてい
る(特開昭 58-104666号、特開昭 60-238179号、特開昭
62-117666号及び特開平2-265672号の各公報に記載の発
明)。これらのエクストルージョン型塗布装置は、その
先端(以下、ダイヘッドと称する)に上流側リップ及び
下流側リップを備え、これらのリップ間に塗布液(例え
ば磁性分散液)を押出し可能なスロット部が形成され、
上流側リップ及び下流側リップに対向して走行する支持
体(例えばウエブ)に上記塗布液を塗布するものであ
る。
【0003】図4(A)及び図5(A)に示すように、
このようなエクストルージョン型塗布装置1、11の上
流側リップ2、12や下流側リップ3、13のうち下流
側リップ3、13は、その先端面(塗布作業面)の形状
が平面あるいは単一円弧面に形成されている。この理由
の一つは加工容易性である。つまり、下流側リップ3及
び13は、超硬合金等の高硬度な材料にて構成され、然
も高度な加工精度(サブミクロン単位)が要求されるの
で、下流側リップ3及び13の塗布作業面は平面や単一
円弧面等単純な形状に限定されている。尚、図4及び図
5中の符号4、14はスロット部を示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、下側リップ
3及び13の塗布作業面は、塗布速度や塗布膜厚、更に
は塗布液品種等の塗布操作条件に極めて密接な関係があ
り、この塗布操作条件を考慮してその形状が決定されな
ければならない。
【0005】例えば、下側リップ3の塗布作業面が平面
の塗布装置1では、図4(A)及び(B)に示すよう
に、下流側リップ3の塗布作業面とウエブ5との間に押
出されてウエブ5に作用する塗布液6の液圧は、下流側
リップ3の塗布作業面の上流端(点b)に対応した位置
と、下流端(点c)の直前に対応した位置とにおいて圧
力が集中し、大きくなる。点b対応位置にて塗布液6の
液圧を所定値以上に設定することは、塗布膜にエア混入
に基づく塗膜欠陥を発生させない等の観点から必要であ
る。しかし、それ以外の位置においては、液圧を低く設
定して、ウエブ5に作用する負荷を低減する必要があ
る。従って、この塗布装置1の場合には、良好な塗布を
実現できる塗布操作条件の範囲が極めて狭いものとな
る。
【0006】また、下流側リップ13の塗布作業面が単
一円弧面の塗布装置11では、図5(A)及び(B)に
示すように、下流側リップ13の塗布作業面とウエブ5
との間に押出されてウエブ5に作用する塗布液6の液圧
は、点cの直前に対応した位置において集中しないが、
点bc間において不要な圧力が生成されてしまう。この
ため、塗布操作条件が僅かに変更されると、図5(B)
の破線に示す範囲で塗布液の圧力が変動し、ウエブ5に
作用する負荷が増大してしまう。このため、この塗布装
置11の場合にも、良好な塗布を実現できる塗布操作条
件の範囲が狭くなってしまう。
【0007】この発明は、上述の事情を考慮してなされ
たものであり、良好な塗布を実現できる塗布操作条件の
範囲を拡大できる塗布装置を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、上流側リップ及び下流側リップを備え、これらのリ
ップ間に塗布液を押出し可能なスロット部が形成され、
上記上流側リップ及び下流側リップに対向して走行する
支持体に上記塗布液を塗布する塗布装置であって、この
塗布装置の上流側及び下流側に位置し、前記支持体を上
記塗布装置に押し付けるべく配置された一対のガイドロ
ールを備えた塗布装置において、上記下流側リップに
は、上記支持体に対向して上記塗布液に接する塗布作業
面が形成され、上記塗布作業面と上記支持体との間に押
圧された上記塗布液の液圧が、上記塗布作業面の下流側
リップの上流端近傍で最大となり、下流に向かって略直
に減少し、下流端で最小となるように上記塗布作業
面は下式の3次関数形状に形成されたものである。 y=ax3 +bx2 +cx(a、b、c:定数) 但し、上記下流側リップの上流端を原点とし、x軸を下
流側を正として前記一対のガイドロールに対する塗布側
の接線と平行にとり、このx軸と直交し上記スロット部
からの塗布液押出し方向の反対方向を正としてy軸をと
る。
【0009】
【作用】塗布膜における塗布作業面と、塗布液を介して
走行する支持体との間隔が塗布方向において不均一にな
ると前述の不要な圧力を生じ、塗布操作条件の範囲が狭
くなったり、塗布ムラが生じたりする。このため、塗布
作業面と支持体との間隔を平行に保つことが必要であ
る。
【0010】そこで、本発明者らは、鋭意研究の結果、
請求項1に記載の発明に係る塗布装置の如く、塗布作業
面形状を y=ax3 +bx2 +cx(a、b、c:定数) の3次関数に形成して、上記塗布作業面と支持体との間
隔が平行に保たれるようにした。従って、下流側リップ
の塗布作業面と支持体との間に押出された塗布液の液圧
は、塗布作業面の下流側リップの上流端近傍で最大とな
り、下流へ向かって不要な圧力を生ずることなく略直線
に減少し、下流端で最小となる。この結果、塗布速度
や塗布液粘度等の塗布操作条件が異なって、上記塗布作
業面及び支持体間の塗布液の液圧が変動しても、この液
圧の変動は許容範囲内に納まる。このため、良好な塗布
を実現できる塗布操作条件の範囲を拡大できる。
【0011】
【実施例】図1は、この発明に係る塗布装置の第1実施
例を示すダイヘッドの断面図である。図2は、図1のII
部を拡大して示す断面図と、塗布液の液圧と塗布作業面
長さとの関係を示すグラフである。
【0012】図1及び図2に示す塗布装置20はエクス
トルージョン型塗布装置であり、連続的に走行する支持
体に塗布液を塗布するものである。ここで、支持体とし
てはプラスチック、紙、布あるいは金属等の可撓性シー
トまたはウエブである。また、塗布液としては磁性分散
液、感光液、感熱分散液あるいは粘着液であり、それぞ
れ磁気記録媒体、写真フィルム、感熱紙あるいは粘着テ
ープを製造するものである。この実施例では、支持体と
してウエブ21を用い、塗布液として磁性分散液22を
用いて、磁気記録媒体を製造する場合を示す。
【0013】塗布装置20はダイヘッド23を有し、こ
のダイヘッド23に上流側リップ24及び下流側リップ
25が形成される。これらの上流側リップ24及び下流
側リップ25間にスロット部26が形成され、このスロ
ット部26が液バッファ部27に連通される。上流側リ
ップ24及び下流側リップ25は、ウエブ21の幅と略
同一幅に設定される。また、スロット部26及び液バッ
ファ部27は、上流側リップ24及び下流側リップ25
の全幅方向に延在して構成される。
【0014】液バッファ部27は液供給系28に接続さ
れ、この液供給系28からの磁性分散液22を、塗布幅
方向において塗布量が一定となるように分配させ、スロ
ット部26へ供給する。このスロット部26から、上流
側リップ24のリップ面30及び下流側リップ25の塗
布作業面29(後述)と走行するウエブ21との間に、
磁性分散液22が連続的に押し出されて、ウエブ21に
この磁性分散液22が塗布され、ウエブ21の幅方向に
均一な塗布膜31が形成される。
【0015】ここで、上記ウエブ21は、2つのガイド
ローラ32に案内され、ダイヘッド23に押し込まれ、
上流側リップ24のリップ面30及び下流側リップ25
の塗布作業面29(後述)に対向し、背面が支持される
ことなく走行する。2つのガイドローラ32間の距離L
R は、例えば10〜40cmに設定される。また、ダイヘッド
23によるウエブ21の押込量L0 は、ウエブ21に作
用する張力Tの変動やウエブ21の走行時に、スロット
部26から押し出される磁性分散液22の液圧の変動を
考慮して極力小さくすることが好ましく、例えば約40mm
以下に設定される。
【0016】上記下流側リップ25の先端面で、ウエブ
21に対向し磁性分散液22と接する面は、塗布に寄与
する塗布作業面29である。この塗布作業面29は、下
流側リップの上流端Bを原点とし、両ガイドロール32
に接する塗布側の接線Mと平行にx軸をとり、このx軸
に直交し、上記スロット部26からの塗布液押出し方向
の反対方向を正としてy軸をとると、 y=ax3 +bx2 +cx(a、b、c:定数) の3次関数形状に形成される。尚、ウエブ21は、塗布
作業面29の形状を決定する上記3次関数を下流側ギャ
ップg1 だけ平行移動した形状に設定されている。
【0017】ところで、上記3次関数の定数a、b、c
は、塗布作業面29とウエブ21との間に押し出された
磁性分散液22の最大液圧をP1 、ウエブ21の面密度
をρf、ウエブ21の走行速度(塗布速度)をV、下流
側リップ25のリップ長をl1 、スロット部26のスロ
ット幅をls 、上流側リップ24のリップ面30とウエ
ブ21間に押し出される磁性分散液22のビード長をl
b とすると、
【数2】 にそれぞれ設定される。
【0018】これら定数は、例えばa=−0.511 、b=
0.766 、C=−0.181 に設定される。
【0019】従って、下流側リップ25の塗布作業面2
9とウエブ21との間に押出されてウエブ21に作用す
る磁性分散液22の液圧は、図3の実線に示すように、
塗布作業面29の上流端B(スロット部26の開口端)
に対応する位置で最大P1 となり、下流に向かって略直
に減少し、塗布作業面29の下流端Cに対応する位
置において最小となる。また、ビードの上端Aにおいて
も最小となる。
【0020】このため、塗布速度、塗布膜圧、塗布液品
種等の塗布操作条件が変更されたとしても、下流側リッ
プ25の塗布作業面29とウエブ21との間の液圧の変
化は、図2の破線で示す小さな範囲Wに納まり、液圧が
所定値以上になってウエブ21に作用する負荷を増大さ
せることがない。この結果、良好な塗布を実現できる塗
布操作条件の範囲を拡大することができる。
【0021】図3は、この発明に係る塗布装置の第2実
施例を示すダイヘッドの断面図と、塗布液の液圧と塗布
作業面長さとの関係を示すグラフである。この第2実施
例において、前記第1実施例と同様な部分は、同一の符
号を付すことにより説明を省略する。
【0022】この塗布装置40では、下流側リップが下
流側第1リップ41と下流側第2リップ42とから構成
され、これらの下流側第1リップ41及び下流側第2リ
ップ42間に第2スロット部43が形成される。下流側
第1リップ41は、上流側リップ24に接近してスロッ
ト部26を構成し、下流側第2リップ42は、下流側第
1リップ41との間で第2スロット部43を構成する。
尚、この実施例では、スロット部26を以下、第1スロ
ット部と称する。これらの第1スロット部26及び第2
スロット部43からウエブ21へ、種類の異なったある
いは同一種類の磁性分散液22が押出されて塗布され、
多層状態の塗布膜44が形成される。
【0023】上記下流側第1リップ41の塗布作業面4
5と上記下流側第2リップ42の塗布作業面46は、下
流側第1リップ41の上流端Fを原点とし、両ガイドロ
ール32に接する塗布側の接線Mと平行にx軸をとり、
このx軸に直交し、上記スロット部26からの塗布液押
出し方向の反対方向を正としてy軸をとると、 y=ax3 +bx2 +cx(a、b、c:定数) の3次関数形状に形成される。
【0024】従って、この第2実施例においても、塗布
作業面45及び塗布作業面46とウエブ21との間に押
し出されてウエブ21に作用する磁性分散液22の液圧
は、下流側第1リップ41の上流端Fの対応位置で最大
となり、下流側第2リップ42の上流端Hの対応位置で
若干増大するが、ウエブ22の流れに沿って略直線
減少し、下流側第2リップ42の下流端Iで最小とな
る。このため、この第2実施例においても、第1実施例
と同様に、良好な塗布を実現できる塗布操作条件の範囲
を拡大できる。
【0025】尚、この第2実施例では、下流側第1リッ
プ41の塗布作業面45及び下流側第2リップ42の塗
布作業面46が同一の3次関数形状に形成されるものを
述べたが、上記塗布作業面45或いは塗布作業面46の
いずれか一方が上記3次関数形状に形成されたものであ
っても良く、また、これらの両塗布作業面45及び46
が定数a、b、cの異なった3次関数で形成されていて
も良い。
【0026】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る塗布装置
によれば、良好な塗布を実現できる塗布操作条件の範囲
を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明に係る塗布装置の第1実施例
を示すダイヘッドの断面図である。
【図2】図2は、図1の一部を拡大して示す断面図と、
塗布液の液圧と塗布作業面長さとの関係を示すグラフで
ある。
【図3】図3は、この発明に係る塗布装置の第2実施例
を示すダイヘッドの断面図と、塗布液の液圧と塗布作業
面長さとの関係を示すグラフである。
【図4】図4(A)は、第1従来例の塗布装置の一部を
拡大して示す断面図であり、図4(B)は、図4(A)
の塗布装置における塗布液の液圧を塗布作業面長さとの
関係で示すグラフである。
【図5】図5(A)は、第2従来例の塗布装置の一部を
拡大して示す断面図であり、図5(B)は、図5(A)
の塗布装置における塗布液の液圧を塗布作業面長さとの
関係で示すグラフである。
【符号の説明】
20 塗布装置 21 ウエブ 22 磁性分散機 24 上流側リップ 25 下流側リップ 29 塗布作業面 40 塗布装置 41 下流側第1リップ 42 下流側第2リップ 43 第2スロット部 45、46 塗布作業面 LR ガイドローラ間距離 P1 最大液圧 ρf ウエブ面密度 V ウエブ走行速度 T ウエブ張力 l1 下流側リップのリップ長 ls スロット部のスロット幅 lb ビード長
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 陳 永展 栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式 会社内 (72)発明者 沼田 敏晴 栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式 会社内 (56)参考文献 特開 平5−192627(JP,A) 特開 平3−32768(JP,A) 特開 平7−60179(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B05C 5/02 B05D 1/26 G11B 5/848

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上流側リップ及び下流側リップを備え、
    これらのリップ間に塗布液を押出し可能なスロット部が
    形成され、上記上流側リップ及び下流側リップに対向し
    て走行する支持体に上記塗布液を塗布する塗布装置であ
    って、この塗布装置の上流側及び下流側に位置し、前記
    支持体を上記塗布装置に押し付けるべく配置された一対
    のガイドロールを備えた塗布装置において、上記下流側
    リップには、上記支持体に対向して上記塗布液に接する
    塗布作業面が形成され、上記塗布作業面と上記支持体と
    の間に押圧された上記塗布液の液圧が、上記塗布作業面
    の下流側リップの上流端近傍で最大となり、下流に向か
    って略直線に減少し、下流端で最小となるように上記
    塗布作業面は下式の3次関数形状に形成されたことを特
    徴とする塗布装置。 y=ax3 +bx2 +cx(a、b、c:定数) 但し、上記下流側リップの上流端を原点とし、x軸を下
    流側を正として前記一対のガイドロールに対する塗布側
    の接線と平行にとり、このx軸と直交し上記スロット部
    からの塗布液押出し方向の反対方向を正としてy軸をと
    る。
  2. 【請求項2】 上記スロット出口における塗布液の最大
    液圧をP1 、上記支持体の面密度をρf、上記支持体の
    走行速度(塗布速度)をV、上記支持体に作用する張力
    をT、下流側リップ長さをl1 、スロット部のスロット
    幅をls 、ビード長をlb 、上記支持体を支持するロー
    ル間距離をLR とすると、 に設定されたものである請求項1に記載の塗布装置。但
    し、上記ビードとは、スロット出口から上記支持体上流
    側へ張り出した液だまりのことである。
  3. 【請求項3】 1つの上流側リップと、少なくとも2つ
    以上の下流側リップとを有し、各リップ間にそれぞれス
    ロット部が形成され、少なくとも2層以上の塗布膜を形
    成することが可能な塗布装置において、下流側リップの
    少なくとも1つ以上の塗布作業面が、請求項1に記載の
    3次関数形状に形成された塗布装置。
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