JP3910268B2 - ダイ型塗布装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はウェブ表面に塗布液を塗布するダイ型塗布装置に係り、とりわけグラビアダイレクトコートに用いられる低粘度/薄膜仕様の塗布液、例えば感光剤およびプリンタリボン用液等を塗布することができるダイ型塗布装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、連続的に走行するウェブに対し、ダイ先端リップから塗布液を直接塗布するダイ型塗布装置としては、例えば特開昭50−138036に示すものが知られている。また、このようなダイ型塗布装置は、磁気テープ製造用として特に、高速化/薄膜化のため広範囲に実用化されている。
【0003】
図5に示すように、このような従来のダイ型塗布装置3はスリット面10を有する下流側リップ1と、スリット面12を有する上流側リップ2とを備え、下流側リップ1のスリット面10と上流側リップ2のスリット面12との間に塗布液が流れるスリット9が形成されている。
【0004】
図5において、下流側リップ1および上流側リップ2の先端側は、各々直線状および湾曲状となっており、下流側リップ1および上流側リップ2の先端側をウェブ15に押しあてる。この場合、磁気テープ用インキ等の塗布液20がスリット9の先端部からウェブ15に対してほぼ垂直に吐出し、ウェブ15を吐出圧により押し上げる。このことにより、ウェブ15と上流側リップ2との間に液溜まりが形成され、ウェブ15から磁気テープが得られる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来のダイ型塗布装置3は磁気テープ用インキのような高粘度のインキを塗布するため、次のような利点がある。
a)上流側リップ2近傍に形成される液溜まり25は、張力変動等による外乱に対しても頑丈であり、塗布ムラが生じ難い。
b)液溜まり25の圧力が高いため、高い張力の設定が可能となり、弛みシワが生じ難くスジムラになり難い。
c)高い圧力の液溜まり25を形成することが可能となり、ウェブ15の高速走行時においても上流側からの空気同伴を抑えることが可能となる。
【0006】
ここで高粘度の塗布液とは、スリット9内部から液溜まり25において、塗布液が比較的低いせん断速度(1〜100(l/sec ))を有する条件のものをいう。
【0007】
一方、磁気テープ用インキ以外の低粘度の塗布液については、上記a),b),c)の効果を得ることはむずかしく、ダイ型塗布装置を用いることは困難である。
【0008】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、低粘度の塗布液についても確実に塗布することができるダイ型塗布装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、走行するウェブに対して塗布液を塗布するダイ型塗布装置において、下流側スリット面を有する下流側リップと、下流側リップの下流側スリット面との間でスリットを形成する上流側スリット面を有する上流側リップとを備え、下流側リップの下流側スリット面および上流側リップの上流側スリット面は、いずれもその基端側部分がウェブに向って延びるとともに、その先端側部分がウェブの走行方向下流に向って傾斜し、上流側スリット面の基端側部分と先端側部分との間の傾斜角度θは、90°<θ<180°であることを特徴とするダイ型塗布装置、
走行するウェブに対して塗布液を塗布するダイ型塗布装置において、下流側スリット面を有する下流側リップと、下流側リップの下流側スリット面との間でスリットを形成する上流側スリット面を有する上流側リップと、下流側リップの外面との間で追加スリットを形成する下流側スリット面を有する追加下流側リップとを備え、下流側リップの下流側スリット面、上流側リップの上流側スリット面および追加下流側リップの下流側スリット面は、いずれもその基端側部分がウェブに向って延びるとともに、その先端側部分がウェブの走行方向下流に向って傾斜し、上流側スリット面の基端側部分と先端側部分との間の傾斜角度θは、90°<θ<180°であることを特徴とするダイ型塗布装置、および
走行するウェブに対して塗布液を塗布するダイ型塗布装置において、下流側スリット面を有する下流側リップと、下流側リップの下流側スリット面との間でスリットを形成する上流側スリット面を有する上流側リップと、上流側リップの外面との間で追加スリットを形成する上流側スリット面を有する追加上流側リップとを備え、下流側リップの下流側スリット面、上流側リップの上流側スリット面および追加上流側リップの上流側スリット面は、いずれもその基端側部分がウェブに向って延びるとともに、その先端側部分がウェブの走行方向下流に向って傾斜し、上流側スリット面の基端側部分と先端側部分との間の傾斜角度θは、90°<θ<180°であることを特徴とするダイ型塗布装置である。
【0010】
本発明によれば、下流側スリット面の先端側部分と上流側スリット面の先端側部分がいずれもウェブの走行方向下流に向って傾斜しているので、下流側スリット面と、上流側スリット面とによって形成されるスリットはその先端側部分がウェブの走行方向下流を向く。このためスリット内の塗布液をスリット先端側部分からスムーズにウェブ側へ供給することができ、これにより塗布液の厚みを小さくして、ウェブとの間の液溜りの発生を未然に防止することができる。
【0011】
また追加下流側リップの下流側スリット面および追加上流側リップの上流側スリット面は、いずれもその先端側部分がウェブの走行方向下流を向くので、追加スリット内の塗布液をスムースにウェブ側へ供給することができ、スリットに加えて追加スリットから塗布液を供給することができるので、ウェブに対して塗布液を重層塗布することができ、これにより塗布液の厚みを小さくして、ウェブとの間の液溜り発生を未然に防止することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1および図2は、本発明によるダイ型塗布装置の一実施の形態を示す図である。図1および図2に示すように、ダイ型塗布装置3は矢印L方向に走行するウェブ4に対して塗布液20を塗布するものであり、下流側スリット面10を有する下流側リップ1と、下流側スリット面10との間でスリット9を形成する上流側スリット面12を有する上流側リップ2とを備えている。
【0013】
このうちウェブ4はガイドロール5,6間に掛け渡されて、矢印L方向に走行するようになっている。また、ダイ型塗布装置3には、塗布液20を供給する液供給系7が接続されている。
【0014】
次に図1により、ダイ型塗布装置3について詳述する。図1に示すように、ダイ型塗布装置3は上述のように下流側リップ1と、上流側リップ2とを有しているが、このうち下流側リップ1の下流側スリット面10は、下流側リップ1上のウェブ15に対して略直交してウェブ15に向って延びる基端側部分10aと、基端側部分10aの先端側(図1の上方側)に位置するとともにウェブ15の走行方向Lの下流へ向って傾斜する先端側部分10bとからなっている。この場合、先端側部分10bは、ウェブ15の走行方向Lの下流へ向って傾斜するとともに、曲率半径r1 をもって湾曲している。
【0015】
一方、上流側リップ2の上流側スリット面12は、下流側リップ1上のウェブ15に対して略直交する基端側部分12aと、折曲点11を境として基端側部分12aの先端側に位置するとともにウェブ15の走行方向Lの下流へ向って傾斜する直線状の先端側部分12bとからなっている。
【0016】
この場合、上流側スリット面12の基端側部分12aと、先端側部分12bとの間の傾斜角度θは
90°<θ<180°となっている。
【0017】
さらにまた図1に示すように、上流側リップ2はウェブ15と当接するウェブ当接面13を有し、このウェブ当接面13は曲率半径r2 をもって湾曲している。
【0018】
なお、下流側スリット面10の先端側部分10bの曲率半径r1 と、ウェブ当接面13の曲率半径r2 との関係は、(1)式のように
r1 ≧r2 ……(1)
であることが好ましい。
また、r2 は
r2 ≦Ra/(0.3(6μU/(T−ρtU2 ))2/3 )……(2)
となっている。
【0019】
(2)式において、
Ra:上流側リップのウェブ当接面の平均中心粗さ(cm)
μ :空気粘度(p)
U :ウェブ走行速度(cm/s)
ρ :ウェブ密度(g/cm3 )
t :ウェブ厚み(cm)
T :張力(g)
となっている。
【0020】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
まず図2に示すように液供給系7から低粘度(10cp以下の粘度)の塗布液20がダイ型塗布装置3内へ供給される。
【0021】
次に塗布装置3からスリット9を経て、走行中のウェブ15に対して低粘度の塗布液が塗布される。
【0022】
なお、塗布液20としては、メジューム溶液(塩酢ビ共重合体、メチルエチルケトン)にオイルレッド等の着色染料を添加した粘度10cpのものが考えられる。
【0023】
またウェブ15の材料および走行条件、および塗布液20の塗布厚は、
ウェブ材料:PET材料、厚み4.5μm
ウェブ幅 :500mm
ウェブ走行速度:50〜150m/min
ウェブ張力:2.5〜10kg
塗布液の塗布厚:10μm
となっている。
【0024】
ウェブ15がダイ型塗布装置3に沿って走行する場合、まずウェブ15は大きな曲率半径r2 を有する上流側リップ2のウェブ当接面13に沿ってスリット9側へ走行する。この際、ウェブ当接面13は大きな曲率半径r2 を有するのでスムースにスリット9側へ走行することができる。
【0025】
また下流側スリット面10の先端側部分10bおよび上流側スリット面12の先端側部分12bは、いずれもウェブ15の走行方向Lの下流に向って傾斜しているので、下流側スリット1面10の先端側部分10bおよび上流側スリット面12の先端側部分12bによって形成されるスリット9はその先端側部分9aがウェブ15の走行方向Lの下流を向く。さらに下流側スリット面10の先端側部分10bが曲率半径r1 をもって湾曲しており、また上流側スリット面12の先端側部分12bが直線状となっているので、スリット9の幅は先端側へ向って拡大する。このため、スリット9内から塗布液20を、スリット先端側部分9aからスムースにウェブ15側へ供給してウェブ15上へ塗布することができ,これにより塗布液20の厚みを小さくして上流側リップ2近傍における液溜りの発生を未然に防止することができる。このためウェブ15に張力の変動が生じたり、塗布液に圧力ムラが生じても、低粘度の塗布液20を比較的薄膜でかつ一定の厚みでウェブ15上へ塗布することができる。またこの場合、ウェブ15上の塗布液にスジムラが生じることはない。
【0026】
さらにまた、曲率半径r1 とr2 を(1)(2)式のように定めたので、以下のような作用効果が生じる。
【0027】
すなわち、
r1 ≧r2 ……(1)
となっており、ウェブ当接面13の曲率半径r2 を下流側スリット面10の先端側部分10bの曲率半径r1 より小さくしたので、ウェブ15はスリット9の先端側部分9a近傍において上流側リップ2に深く巻付けられることになる。このため、スリット9の先端側部分9a近傍において、ウェブ15内に空気が巻込まれることを防止することができるので、空気混入に伴う塗布液20のスジムラを防止することができる。
【0028】
また先端側部分10bの曲率半径r1 を大きく滑らかにすることにより、この先端側部分10bによるウェブ15に対する滑らかなスキージ効果が期待できる。
【0029】
また一般にウェブ15がダイ型塗布装置の上流側リップ2のウェブ当接面13上を走行する際、ウェブ当接面13とウェブ15との間に一定の膜厚を有する空気層が形成される。この空気装置の膜厚Hは
H=r2 ×(0.3(6μU/(T−ρtU2 ))2/3 ) ……(3)
として表される。
【0030】
上記(2)(3)式によれば、上流側リップ2のウェブ当接面13の平均中心粗さRaと空気層の膜厚Hとの関係は、
Ra≧H
となり、空気層の膜厚Hは平均中心粗さRaより小さくなる。このためウェブ当接面13とウェブ15との間に形成される空気層を、空気層の膜厚Hより大きな平均中心粗さRaを有するウェブ当接面13により分散させることができ、これによりウェブ15内への空気の巻込をより確実に防止することができる。
【0031】
なお、図1に示すように、上流側リップ2の先端部30は鋭角状に形成されているが、この先端部30のバリを除去することにより、先端部30にウェブ15が引掛かることはない。
【0032】
次に図3および図4により、本発明の他の実施の形態について説明する。
図3に示す実施の形態は、下流側リップ1の更に下流側に、下流側リップ1の外面1aとの間で追加スリット18を形成する下流側スリット面23を有する追加下流側リップ21を設けたものであり、他の構造は図1および図2に示す実施の形態と略同一である。
【0033】
図3において、図1および図2に示す実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【0034】
図3に示すように、ダイ型塗布装置3は追加下流側リップ21を有しており、追加下流側リップ21の構造は、下流側リップ1の構造と略同一となっている。
【0035】
すなわち追加下流側リップ21の下流側スリット面23はウェブ15に対して略直交してウェブ15に向って延びる基端側部分23aと、ウェブ15の走行方向Lの下流側へ向って湾曲しながら傾斜する先端側部分23bとからなっている。
【0036】
図4に示す実施の形態は、上流側リップ2の更に上流側に、上流側リップ1の外面2aとの間で追加スリット19を形成する上流側スリット面24を有する追加上流側リップ22を設けたものであり、他の構造は図1および図2に示す実施の形態と略同一である。
【0037】
図4において、図1および図2に示す実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【0038】
図4に示すように、ダイ型塗布装置3は追加上流側リップ22を有しており、追加上流側リップ22の構造は上流側リップの構造と略同一となっている。
【0039】
すなわち、追加上流側リップ22の上流側スリット面24は、ウェブ15に対して略直交してウェブ15に向って延びる基端側部分24aと、ウェブ15の走行方向Lの傾斜する先端側部分24bとからなっている。
【0040】
図3および図4に示す本実施の形態によれば、追加下流側リップ21の下流側スリット面23および追加上流側リップ22の上流側スリット面24は、いずれもその先端部分がウェブ15の走行方向Lの下流を向くので追加スリット18、19内の塗布液20をスムースにウェブ15側へ供給することができ、これにより塗布液20の厚みを小さくして液溜りの発生を未然に防止することができる。また下流側リップ1と上流側リップ2との間のスリット9と、追加下流側リップ21と下流側リップ1との間の追加スリット18、または追加上流側リップ22と上流側リップ2との間の追加スリット19からウェブ15に対して同時に塗布液20を供給することができ、これによりウェブ15の表面に対して塗布液20を重層塗布することができる。
【0041】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、スリット内の塗布流をスムースにウェブ側へ供給することができるので、これにより塗布液の厚みを小さくしてウェブとの間の液溜りの発生を未然に防止することができる。このため低粘度の塗布流についても比較的薄膜でかつ一定の厚みでムラなくウェブに対して確実に塗布することができる。またスリットに加えて追加スリットからも塗布液をスムースに塗布することができ、ウェブに対して低粘度の塗布液を重層塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるダイ型塗布装置の一実施の形態を示す先端側部分の拡大図。
【図2】ダイ型塗布装置の全体図。
【図3】本発明によるダイ型塗布装置の他の実施の形態を示す図。
【図4】本発明によるダイ型塗布装置の他の実施の形態を示す図。
【図5】従来のダイ型塗布装置を示す図。
【符号の説明】
1 下流側リップ
1a 外面
2 上流側リップ
2a 外面
3 ダイ型塗布装置
9 スリット
10 下流側スリット面
10a 基端側部分
10b 先端側部分
12 重量側スリット面
12a 基端側部分
12b 先端側部分
13 ウェブ当接面
15 ウェブ
20 塗布液
21 追加下流側リップ
22 追加上流側リップ
Claims (5)
- 走行するウェブに対して塗布液を塗布するダイ型塗布装置において、
下流側スリット面を有する下流側リップと、
下流側リップの下流側スリット面との間でスリットを形成する上流側スリット面を有する上流側リップとを備え、
下流側リップの下流側スリット面および上流側リップの上流側スリット面は、いずれもその基端側部分がウェブに向って延びるとともに、その先端側部分がウェブの走行方向下流に向って傾斜し、
上流側スリット面の基端側部分と先端側部分との間の傾斜角度θは、
90°<θ<180°であることを特徴とするダイ型塗布装置。 - 下流側リップの下流側スリット面は、その先端側部分がウェブの走行方向下流へ向って傾斜するとともに、曲率半径r1 をもって湾曲し、
上流側リップは曲率半径r2 をもって湾曲したウェブ当接面を有し、
r1 ≧r2 となっていることを特徴とする請求項1記載のダイ型塗布装置。 - 上流側リップのウェブ当接面の曲率半径r2 は、
r2 ≦Ra/(0.3(6μU/(T−ρtU2 ))2/3 )
Ra:上流側リップのウェブ当接面の平均中心粗さ(cm)
μ :空気粘度(p)
U :ウェブ走行速度(cm/s)
ρ :ウェブ密度(g/cm 3 )
t :ウェブ厚み(cm)
T :張力(g)
を満たすことを特徴とする請求項2記載のダイ型塗布装置。 - 走行するウェブに対して塗布液を塗布するダイ型塗布装置において、
下流側スリット面を有する下流側リップと、
下流側リップの下流側スリット面との間でスリットを形成する上流側スリット面を有する上流側リップと、
下流側リップの外面との間で追加スリットを形成する下流側スリット面を有する追加下流側リップとを備え、
下流側リップの下流側スリット面、上流側リップの上流側スリット面および追加下流側リップの下流側スリット面は、いずれもその基端側部分がウェブに向って延びるとともに、その先端側部分がウェブの走行方向下流に向って傾斜し、
上流側スリット面の基端側部分と先端側部分との間の傾斜角度θは、
90°<θ<180°であることを特徴とするダイ型塗布装置。 - 走行するウェブに対して塗布液を塗布するダイ型塗布装置において、
下流側スリット面を有する下流側リップと、
下流側リップの下流側スリット面との間でスリットを形成する上流側スリット面を有する上流側リップと、
上流側リップの外面との間で追加スリットを形成する上流側スリット面を有する追加上流側リップとを備え、
下流側リップの下流側スリット面、上流側リップの上流側スリット面および追加上流側リップの上流側スリット面は、いずれもその基端側部分がウェブに向って延びるとともに、その先端側部分がウェブの走行方向下流に向って傾斜し、
上流側スリット面の基端側部分と先端側部分との間の傾斜角度θは、
90°<θ<180°であることを特徴とするダイ型塗布装置。
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