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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マニホールド部とスリット形状の吐出口を有するダイヘッドを備えた塗布手段により、塗布材料をシート状あるいはウェブ状の基材の表面に塗布する塗布装置に関し、特に、塗布の均一性を確保できる塗布装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、マニホールド部とスリット形状の吐出口を有するダイヘッド部を備え、マニホールド部への塗布材料の供給は、配管を介してポンプにより行なわれる。塗布手段（塗布アプリケーションとも言う）にて、液状またはペースト状の塗布材料を、これと相対的に一方向に移動する連続ウエブまたは枚葉基板等の被塗布材料（以下基材とも言う）に塗布を行う際、基材と塗布手段間に形成される塗布ビードは、さまざまな外乱により影響を受けることによって、不安定となり、塗布面に段ムラと呼ばれる基材流れ方向に直交する方向の膜厚ムラ（以下、リビングとも言う）や、縦スジまたはストリークと呼ばれる流れ方向に対して水平な膜厚ムラを生じてしまうことがあり、この対応が求められていた。
特に、塗布速度が速くなると顕著となり、ムラの発生が多くなる傾向がある。
【０００３】
塗布ビードの状態に影響を与える外乱原因の１つとしては、基材の移動に伴ない移動する同伴空気が挙げられる。
塗布速度が低い時には影響が小さいが、ある塗布程度を境として影響は大きくなり、基材の全面に均一な塗布膜を得ることが困難となる。
そこでこの対策として、従来からさまざまな方法が考案されてきた。
スライドコーティング装置におけるチャンバーを使用したバキュウーム方式もその１つである。
これは前記した塗布ビードが同伴空気で乱されることがないように、塗布ビード近傍にチャンバーとバキュウーム装置を設け、チャンバー側に同伴空気を吸い込み、後部からビードを吸引してビードを安定に保つことによって、ムラを防いで良好な塗布面を得る方式である。（米特許第３７３５７２９号参照）
尚、上記のような塗布ビード近傍のチャンバーとバキュウーム装置とを合せて、ここでは、以降、減圧手段と言う。
ダイコーティング装置においては、塗布ロールを高電界に保ち、塗布ダイと塗布ロール間に静電界を生じせしめ、静電界の印加により空気の同伴を防止して塗布ビードを安定させる方式が知られている。（特公昭４６ー２７４２２号公報参照）
【０００４】
また、同伴空気以外の外乱要因としては、被塗布材料表面の微小な凹凸、塗布材料の不均一性、温度や湿度による変化、液供給系の不安定性が挙げられる。
これらに対しては、定常的に発生するものである場合には、被塗布材料や塗布材料の種類変更や環境の安定化、液供給系の高精度化等により対策を行っている。
【０００５】
【特許文献１】
米特許第３７３５７２９
【特許文献１】
特公昭４６ー２７４２２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、塗布ビードが同伴空気で乱されることがないように、スライドコーティング装置においては、塗布ビード近傍にチャンバーとバキュウーム装置を設けており、ダイコーティング装置においては、塗布ダイと塗布ロール間に静電界を生じせしめ、静電界の印加により空気の同伴を防止して塗布ビードを安定させる方法が採られているが、チャンバーを設けるバキュウーム方式の場合、塗布ビードが幅方向全域に渡ってバキュウームすることによって制御が可能であれば良いが、部分的に乱れているようなものでは対応が難しく、また、静電方式の場合は、静電界の強度を上げるにも限界があるため、塗布速度の最大値もこれに依存してしまうという問題があった。
また、これらの同伴空気対応策では、被塗布材料や塗布材料の種類変更や環境の安定化、液供給系の高精度化などの対策もペースター等による突発的な変動については対応することができないという問題もあった。
本発明は、これらに対応するもので、具体的には、マニホールド部とスリット形状の吐出口を有するダイヘッドを備えた塗布手段により、塗布材料をシート状あるいはウェブ状の基材の表面に塗布する塗布装置で、且つ、塗布ビード近傍にチャンバーとバキュウーム装置からなる減圧装置を設け、塗布ビードの状態への外乱要因の１つである同伴空気による定常的な影響を無くした塗布装置であって、被塗布材料や塗布材料の種類変更や環境の安定化、液供給系の高精度化などの対策しても発生するペースター等による突発的な変動についても対応することができる塗布装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の塗布装置は、マニホールド部とスリット形状の吐出口を有するダイヘッドを備えた塗布手段により、塗布材料をシート状あるいはウェブ状の基材の表面に塗布する塗布装置であって、かつ、塗布ビードの状態と相関性がある所定の状態量を検出する１つ以上の状態量検出手段と、塗布ビードの状態と相関性がある所定の状態量を所定の制御量に対応して変化させる１つ以上の状態量変化手段と、前記１つ以上の状態量検出手段から検出された状態量データを用いて、基準となる塗布品質になるように塗布ビードの状態を変化させるべく、対応する所定の各状態量変化手段をそれぞれ制御するための制御量を演算し、対応する所定の状態量変化手段へ送る演算部とを備えたもので、基準となる塗布品質になるように塗布ビードの状態を維持すべく、順に、状態量検出手段による状態量を検出する検出処理、演算部による前記検出処理により得られた状態量に対応した制御量を演算する演算処理、状態量変化手段による前記演算処理により得られた制御量により状態量を変化させる状態量変化処理、からなる一連の処理をリアルタイムに繰り返す、状態量制御を行う塗布装置であって、塗布手段は塗布材料を定量供給するポンプを有し、ダイヘッドに装着された減圧手段、および基材に塗布された塗布膜厚を測定する膜厚計を備え、基材に塗布された塗布材料の膜厚の、所定の短期間および長期間での経時的変化において、膜厚の変化量と、基材の進行方向および基材に直交する方向の振動量とを、状態量として検出し，これらの状態量を用いて、塗布ビード内の圧力の変動状態を推算し、この圧力の変動を打消すような、状態量変化手段の制御量を演算し、演算されて得た制御量を、前記状態量変化手段に与えて制御するものあることを特徴とするものである。
そして、上記の塗布装置であって、前記状態量変化手段としてポンプを用い、塗布ビード内の圧力の変動を打消すような、圧力信号を与えるものであることを特徴とするものである。
あるいは、上記の塗布装置であって、前記状態量変化手段としてダイヘッドに装着された減圧手段を用い、塗布ビード内の圧力の変動を打消すような、圧力を与えるものであることを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項２ないし３のいずれか１項に記載の塗布装置であって、状態量検出手段として、塗布手段の塗布ヘッドのマニホールド内の圧力、ダイヘッドに装着された減圧手段の圧力を、それぞれ測定する圧力計を取り付け、ダイヘッドに装着された減圧手段を、連続的に発生するリビングやストリーク不良を解消する為の、状態量変化手段として、連続的に生じる膜厚量の幅方向の偏差値と、ダイヘッドに装着している減圧手段の圧力値と、マニホールド内の圧力値とを、それぞれ状態量Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３として検出し、状態量Ｑ１が基準値内に収まるように、状態量Ｑ２、Ｑ３を用いて、塗布ビード内の圧力状態を推算し、状態量変化手段としての減圧手段の（ポンプの）、リビングやストリーク不良を解消する為の制御量を演算し、演算されて得た制御量を、前記状態量変化手段である減圧手段（のポンプ）に与えて制御するものであることを特徴とするものである。
あるいは、請求項２ないし３のいずれか１項に記載の塗布装置であって、状態量検出手段として、塗布手段の塗布ヘッドのマニホールド内の圧力、ダイヘッドに装着された減圧手段の圧力を、それぞれ測定する圧力計を取り付け、且つ、塗布ギャップ量を調整できるギャップ制御手段を備え、前記ギャップ制御手段を、また、連続的に発生するリビングやストリーク不良を解消する為の、状態量変化手段とするもので、連続的に生じる膜厚量の幅方向の偏差値と、ダイヘッドに装着している減圧手段の圧力値と、マニホールド内の圧力値、塗布ギャップ量とを、それぞれ状態量Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４として検出し、状態量Ｑ１が基準値内に収まるように、状態量Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を用いて、塗布ビード内の圧力状態を推算し、状態量変化手段としてのギャップ制御手段の、リビングやストリーク不良を解消する為の制御量を演算し、演算されて得た制御量を、ギャップ制御手段に与えて制御するものであることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２ないし５のいずれか１項に記載の塗布装置であって、状態量検出手段として、塗布手段の塗布ヘッドと、塗布材料を塗布ヘッドに供給するためのポンプ部と、配管部とに、それぞれ、圧力計を取り付け、また、塗布された基材の膜厚を測定するための膜厚計を備えたもので、膜厚計にて測定された膜厚のデータをもとに、基材表面に塗布されない箇所である塗布ヌケがあると判断した場合、前記、塗布ヘッドの圧力計の圧力、ポンプ部の圧力計の圧力、および配管部の圧力計の圧力の、各状態量をもとに、状態量変化手段としての塗布材料を供給するためのポンプの制御量、あるいは、状態量変化手段としてのギャップ制御手段の制御量を演算し、状態量変化手段としての塗布材料を供給するポンプのポンプ流量を上げる、あるいは、状態量変化手段としてのギャップ制御手段により基材と塗布手段の塗布ヘッドとの距離を調整するものであることを特徴とするものであり、塗布材料が水溶性であり、膜厚計が水分計であることを特徴とするものである。
また、上記のいずれか１項に記載の塗布装置であって、状態量検出手段として、塗布材料の供給用タンクに塗布材料の粘度を測定するための粘度計を取り付け、供給用タンク内の塗布材料の粘度を状態量として得るもので、また、状態量変化手段として、供給用タンク内の塗布材料の温度を制御する温度制御手段を有するもので、状態量検出手段としての粘度計にて測定された粘度のデータをもとに、状態量変化手段としての温度制御手段により、粘度調整のパラメータである温度を制御し、供給用タンク内の塗布材料の粘度調整を行うものであることを特徴とするものである。
【００１０】
尚、先にも述べた通り、上記において、減圧手段とは、塗布ビードが同伴空気で乱されることがないように、その近傍に設ける減圧チャンバーと、これを吸引するバキュウーム装置を合せたもので、「ダイヘッドに装着された減圧手段」とは、その減圧チャンバー（単にチャンバーとも言う）をダイヘッドの外側に、塗布ビードが同伴空気で乱されることがないように、塗布ビード近傍に設けられた減圧手段を言う。
また、通常、上記の「基材に塗布された塗布材料の膜厚の、所定の短期間および長期間での経時的変化において、」における所定の短期間はｎｓｅｃ（ナノ秒）レベルで、所定の長期間は時間レベルである。
また、塗布手段の塗布材料を供給する手段としてのポンプは、ギア、隔膜、チューブ等の電気、空圧等を動力に用い、流量を変えることができるものであればよい。
【００１１】
【作用】
本発明の塗布装置は、このような構成にすることにより、具体的には、マニホールド部とスリット形状の吐出口を有するダイヘッドを備えた塗布手段により、塗布材料をシート状あるいはウェブ状の基材の表面に塗布する塗布装置で、且つ、塗布ビード近傍にチャンバーとバキュウーム装置からなる減圧装置を設け、塗布ビードの状態への外乱要因の１つである同伴空気による定常的な影響を無くした塗布装置であって、被塗布材料や塗布材料の種類変更や環境の安定化、液供給系の高精度化などの対策しても発生するペースター等による突発的な変動についても対応することができる塗布装置の提供を可能としている。
詳しくは、塗布ビードの状態と相関性がある所定の状態量を検出する１つ以上の状態量検出手段と、塗布ビードの状態と相関性がある所定の状態量を所定の制御量に対応して変化させる１つ以上の状態量変化手段と、前記１つ以上の状態量検出手段から検出された状態量データを用いて、基準となる塗布品質になるように塗布ビードの状態を変化させるべく、対応する所定の各状態量変化手段をそれぞれ制御するための制御量を演算し、対応する所定の状態量変化手段へ送る演算部とを備えたもので、基準となる塗布品質になるように塗布ビードの状態を維持すべく、順に、状態量検出手段による状態量を検出する検出処理、演算部による前記検出処理により得られた状態量に対応した制御量を演算する演算処理、状態量変化手段による前記演算処理により得られた制御量により状態量を変化させる状態量変化処理、からなる一連の処理をリアルタイムに繰り返す、状態量制御を行うものであることにより、これを達成している。
検出する状態量としては、例えば、
（１）塗布直前の基材については、基準面との距離、表面粗さ、表面の反射率、光沢度、色合い、または透明な材料の場合には、光の透過量等、
（２）塗布直後については、塗布膜厚や基準面と塗布表面との距離、または塗布膜中のある特定の成分に着目して、その成分の濃度、吸収スペクトル等、
（３）塗布手段については、各内部における塗布材料の圧力や温度、粘度、密度及びポンプ等駆動装置からの電気信号等、
（４）同伴空気による定常的な影響を無くすために、塗布ビード近傍にチャンバーとバキュウーム装置からなる減圧手段を、塗布ビード安定化手段として使用する場合には、検出データとして、吸引する圧力または空気量等、
が挙げられ、これらを適宜、目的に応じて使用する。
通常は、塗布ビードの状態と相関性がある状態量として、塗布膜厚量、膜厚偏差量、振動量、塗布ギャップ量、温度、圧力値、塗布材料の物性値、基材の物性値等が用いられる。
塗布材料として、溶液状あるいはペースト状のものまで種々の粘度のものが、水系、溶剤系を問わず適用できる。
被塗布材料である基材として、ガラス、金属、紙、プラスチックフィルム等のシート状あるいはウェブ状のものが適用できる。
【００１２】
例えば、状態量検出手段がｎ個、状態量変化手段がｋ個ある場合、請求項１に記載の発明の塗布装置の各部と状態量、制御量との関係は、概略で図１のようになる。
ここで、図１に示す塗布装置の動作を簡単に説明しておく。
尚、図１において太線の実線矢印は処理の方向を示し、Ｓ０〜Ｓ５は処理動作のステップを示すものである。
先ずはじめに、塗布ビードの状態を良好に維持すべく制御される系である、塗布する基材を含めた塗布手段１１０（Ｓ０）から、塗布ビードの状態と相関性がある所定の状態量を、状態量検出手段１〜状態量検出手段ｎにより検出し（Ｓ１）、検出データをそのまま得て、あるいは検出データから更に求めて、状態量１〜状態量ｍを得る。（Ｓ２）
次いで、演算手段１３０は、基準となる塗布品質になるように塗布ビードの状態を変化させるべく、状態量変化手段１〜状態量変化手段ｋの各制御量を演算し（Ｓ３）、得られた制御量１〜制御量ｋ（Ｓ４）を、それぞれ、対応する状態量変化手段へと送る。
次いで、状態量変化手段１〜状態量変化手段ｋはそれぞれの制御量に対応して、塗布ビードの状態を良好に維持すべく制御される系である、塗布する基材を含めた塗布手段１１０の、状態量を変化させる。（Ｓ５）
塗布する基材を含めた塗布手段１１０における状態量は各制御量に対応して、変化する。
更に、このような一連の処理（ステップＳ０〜Ｓ５）をリアルタイムに繰り返して行う。
このようにして、状態量の制御を行うものであり、一連の処理（ステップＳ０〜Ｓ５）の間隔を適当に決めることにより、塗布ビードの状態の突発的な不安定化に対応できる。
【００１３】
具体的には、塗布手段は塗布材料を定量供給するポンプを有し、ダイヘッドに装着された減圧手段、および基材に塗布された塗布膜厚を測定する膜厚計を備え、基材に塗布された塗布膜厚の、所定の短期間および長期間での経時的変化においての、膜厚の変化量と、基材の進行方向（速度ムラ）および基材に直交する方向（機械振動）の振動量とを、状態量として検出し，これらの状態量を用いて、塗布ビード内の圧力の変動状態を推算し、この圧力の変動を打消すような、状態量変化手段の制御量を演算し、演算されて得た制御量を、前記状態量変化手段に与えて制御するものの場合、膜厚変動を抑制することができるものとしている。
尚、前記状態量変化手段としてポンプもしくは隔膜等を用い、塗布ビード内の圧力の変動を打消すような、圧力信号を与えるものや、前記状態量変化手段としてダイヘッドに装着された減圧手段を用い、塗布ビード内の圧力の変動を打消すような、圧力を与えるものが挙げられ、
状態量のデータから、塗布される基材の外乱による振動の振幅および位相をとらえ、例えば、逆位相の信号をポンプに与えることにより、ポンプの脈動を制御し、膜厚変動を抑制することができる。
このための演算処理は、ＰＣ上のＣＰＵ等により行われる。
【００１４】
また、状態量検出手段として、塗布手段の塗布ヘッドのマニホールド内の圧力、ダイヘッドに装着された減圧手段の圧力を、それぞれ測定する圧力計を取り付け、ダイヘッドに装着された減圧手段を、連続的に発生するリビングやストリーク不良を解消する為の、状態量変化手段として、連続的に生じる膜厚量の幅方向の偏差値と、ダイヘッドに装着している減圧手段の圧力値と、マニホールド内の圧力値とを、それぞれ状態量Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３として検出し、状態量Ｑ１が基準値内に収まるように、状態量Ｑ２、Ｑ３を用いて、塗布ビード内の圧力状態を推算し、状態量変化手段としての減圧手段の（ポンプの）、リビングやストリーク不良を解消する為の制御量を演算し、演算されて得た制御量を、前記状態量変化手段である減圧手段（のポンプ）に与えて制御するものである場合、
あるいは、状態量検出手段として、塗布手段の塗布ヘッドのマニホールド内の圧力、ダイヘッドに装着された減圧手段の圧力を、それぞれ測定する圧力計を取り付け、且つ、塗布ギャップ量を調整できるギャップ制御手段を備え、前記ギャップ制御手段を、また、連続的に発生するリビングやストリーク不良を解消する為の、状態量変化手段とするもので、連続的に生じる膜厚量の幅方向の偏差値と、ダイヘッドに装着している減圧手段の圧力値と、マニホールド内の圧力値、塗布ギャップ量を状態量とを、それぞれ状態量Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４として検出し、状態量Ｑ１が基準値内に収まるように、状態量Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を用いて、塗布ビード内の圧力状態を推算し、状態量変化手段としてのギャップ制御手段の、リビングやストリーク不良を解消する為の制御量を演算し、演算されて得た制御量を、ギャップ制御手段に与えて制御するものである場合には、連続的に発生するリビングやストリーク不良を解消を可能としている。
【００１５】
また、状態量検出手段として、塗布手段の塗布ヘッドと、塗布材料を塗布ヘッドに供給するためのポンプ部と、配管部とに、それぞれ、圧力計を取り付け、また、塗布された基材の膜厚を測定するための膜厚計を備えたもので、膜厚計にて測定された膜厚のデータをもとに、基材表面に塗布されない箇所である塗布ヌケがあると判断した場合、前記、塗布ヘッドの圧力計の圧力、ポンプ部の圧力計の圧力、および配管部の圧力計の圧力の、各状態量をもとに、状態量変化手段としての塗布材料を供給するためのポンプの制御量、あるいは、状態量変化手段としてのギャップ制御手段の制御量を演算し、状態量変化手段としての塗布材料を供給するポンプのポンプ流量を上げる、あるいは、状態量変化手段としてのギャップ制御手段により基材と塗布手段の塗布ヘッドとの距離を調整するものである場合には、基材表面に塗布されない箇所である塗布ヌケの発生の防止を可能としている。
尚、塗布材料が水溶性である場合には、膜厚計として水分計が適用できる。
【００１６】
また、状態量検出手段として、塗布材料の供給用タンクに塗布材料の粘度を測定するための粘度計を取り付け、供給用タンク内の塗布材料の粘度を状態量として得るもので、また、状態量変化手段として、供給用タンク内の塗布材料の温度を制御する温度制御手段を有するもので、状態量検出手段としての粘度計にて測定された粘度のデータをもとに、状態量変化手段としての温度制御手段により、粘度調整のパラメータである温度を制御し、供給用タンク内の塗布材料の粘度調整を行うものである場合には、供給用タンク内の塗布材料の粘度調整を容易に行うことを可能としている。
【００１７】
塗布手段としては、ロールコート、カーテンコート、スライドコート、ダイコートの各方式は問わない、前計量により、膜厚を塗布材料（単に液とも言う）供給装置の流量により変えることができるものであればよい。
膜厚計としては、膜厚が、所望の精度で計れれば特に限定されないが、計測により塗布品質を損なわないものが好ましく、塗布材料が水溶性であるものを用いる場合には、膜厚計として水分計が挙げられる。
水分計は塗布後の塗布材料内の水分量を赤外線等を利用して測定するもので、予め得ている水分量と膜厚の関係のデータから水分量を知ることにより、膜厚を得るものである。
【００１８】
本発明の塗布装置は、紙、樹脂フィルム、金属箔等のウェブまたは板状のガラス、金属、樹脂等の枚葉基材を被塗布材料（基材とも言う）とし、塗布材料として、粘度の低い液状のものから粘度の高いペースト状のものまで、水系、溶剤系を問わず、また粒子を含むものについて適用してた場合、塗布した面を何らかの手段で検出することさえ可能であれば、有効で、突発的な外乱にも対応できる。
また、塗布技術分野も特に限定はされない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の塗布装置の実施の形態例を図に基づいて説明する。
図２は本発明の塗布装置の実施の形態の１例の一部を詳しく示した概略構成図で、図３（ａ）〜図３（ｃ）は各種コーティング方式における塗布ビードと塗布ビード安定化装置を説明するための塗布ヘッド部近くの塗布状態を示した図である。
尚、図２において太線の実線矢印は状態量のデータの流れの方向、太線の点線矢印は制御の方向を示し、また、図２における細線矢印、図３における太線矢印は、基材の進行方向を示している。
図２において、２１０は塗布ヘッド（ダイヘッド）、２１１はマニホールド部、２１２はスリット形状の吐出口（単にスリットとも言う）、２２１はポンプ、２３１は搬送系コントローラ、２３２は搬送ロール、２４１はバキューム装置、２４２はチャンバー、２５０は状態量、２５１は膜厚計、２５１ａは測定ヘッド、２５２はレーザ変位計、２５２ａは測定ヘッド、２６０は演算部（演算制御部あるいは塗布制御部とも言う）、２７０は塗布材料、２８０は基材であり、
図３において、１１は塗布ヘッド、１１ａはマニホールド部、１１ｂはスリット部、１２は基材、１３は塗布材料、１３Ｂは塗布ビード、２１は塗布ヘッド、２１ａはマニホールド部、２１ｂはスリット部、２２は基材、２３は塗布材料、２３Ｂは塗布ビード、２５は吸引チャンバー、３１は塗布ヘッド、３１ａはマニホールド部、３１ｂはスリット部、３２は基材、３３は塗布材料、３３Ｂは塗布ビードである。
【００２０】
本発明の塗布の実施の形態の１例を、図２に基づいて説明する。
本例は、一方向に移動する基材２８０の表面に、液状またはペースト状の塗布材料２７０を塗布する塗布手段として、マニホールド部２１１とスリット形状の吐出口２１２を有するダイヘッドからなる塗布ヘッド２１０、塗布材料供給用のポンプ２２１やタンク（図示していない）を含む塗布材料供給部、搬送系コントローラ２３１、搬送ロール２３２を有する基材搬送部を備え、且つ、塗布ビードを同伴空気で乱されずに定常的に安定化する手段として吸引チャンバー２４２、バキューム装置２４１からなる減圧手段を備えた塗布装置で、マニホールド部２１１への塗布材料２７０の供給を、配管（図示していない）を介してポンプ２２１により行うものである。
そして、第１の状態量検出手段として、膜厚計２５１、測定ヘッド２５１ａを有する膜厚測定手段を備え、第２の状態量検出手段として、測定ヘッド２５１ａ、レーザ変位計２５２を有する変位量検出部を備えたもので、第１の状態量検出手段により、基材２８０に塗布された塗布材料２７０の膜厚変化を測定して、膜厚変化のデータを状態量として得、また、第２の状態量検出手段により、塗布前の基材の、基材進行方向と垂直な変位量を検出して、これを状態量として得、更に、演算部２６０により、検出され得られた膜厚変化のデータと、基材２８０の変位量のデータから、塗布される基材２８０の外乱による振動の振幅および位相をとらえ、これを打ち消すようような圧力信号を、状態量変化手段としての塗布材料供給用のポンプ２２１に生じせしめる制御量を演算し、該制御量を状態量変化手段としてのポンプ２２１に与え、膜厚変動を抑制するもので、この一連の制御を、繰り返しリアルタイムで行うものである。
【００２１】
また、本例の塗布装置は、図示してはいないが、更に、第３状態量検出手段として、塗布手段の塗布ヘッド２１０のマニホールド２１１には圧力計を取り付け、塗布材料２７０を塗布ヘッド２１０に供給するためのポンプ２２１および配管部（図示していない）にも、それぞれ、圧力計を取り付けたものであり、前記各部の圧力値を状態量として得るものである。
そして、第１の状態量検出手段としての膜厚計２５１、測定ヘッド２５１ａを有する膜厚測定手段にて測定された膜厚変化のデータを基に、基材２８０の表面に塗布されない箇所である塗布ヌケがあると判断した場合、塗布ヘッド２１０のマニホールド２１１の圧力計、ポンプ２２１および配管部の圧力計の圧力値を参照して、ポンプ流量が足らないと判定できればポンプ流量を上げ、ポンプ流量が足りていると判定できれば、基材１８０と塗布手段１００の塗布ヘッド１１０との距離を最適化するギャップ制御を行うもので、この一連の制御を、繰り返しリアルタイムで行うものである。
上記では、ポンプ流量を変化させる流量制御手段、ギャップ量の制御を行うギャップ制御手段が、塗布ヌケがある場合における状態量変化手段である。
【００２２】
また、本例の塗布装置においては、図示はしてはいないが、第４の状態量検出手段として、塗布材料２７０の供給用タンク（図示していない）に塗布材料２７０の粘度を測定するための粘度計（図示していない）を取り付けており、供給用タンク内の塗布材料２７０の粘度変化のデータを状態量として得るもので、状態検出手段から得た粘度計にて測定された粘度変化のデータをもとに、状態量変化手段としての供給用タンクの加熱用ヒータ（図示していない）を用い、粘度調整のパラメータである温度を制御し、供給用タンク内の塗布材料の粘度調整を行う。
勿論、この一連の制御を、繰り返しリアルタイムで行う。
上記では、加熱用ヒータが状態量変化手段である。
【００２３】
また、本例の塗布装置は、ダイヘッドに装着された減圧手段を、連続的に発生するリビングやストリーク不良を解消する為の、状態量変化手段としているもので、連続的に生じる膜厚量の幅方向の偏差値と、ダイヘッドに装着している減圧手段の圧力値と、マニホールド内の圧力値とを、それぞれ状態量Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３として検出し、状態量Ｑ１が基準値内に収まるように、状態量Ｑ２、Ｑ３を用いて、塗布ビード内の圧力状態を推算し、状態量変化手段としての減圧手段のポンプの、リビングやストリーク不良を解消する為の制御量を演算し、演算されて得た制御量を、前記状態量変化手段である減圧手段のポンプに与えて制御するものである。
本例では、リビングやストリーク不良を解消する為の状態量変化手段としての減圧手段のポンプを用いているが、リビングやストリーク不良を解消する為の状態量変化手段としてのギャップ制御手段とすることもできる。
この場合には、例えば、連続的に生じる膜厚量の幅方向の偏差値と、ダイヘッドに装着している減圧手段の圧力値と、マニホールド内の圧力値、塗布ギャップ量を状態量とを、それぞれ状態量Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４として検出し、状態量Ｑ１が基準値内に収まるように、状態量Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４を用いて、塗布ビード内の圧力状態を推算し、状態量変化手段としてのギャップ制御手段の、リビングやストリーク不良を解消する為の制御量を演算し、演算されて得た制御量を、ギャップ制御手段に与えて制御する。
【００２４】
尚、本発明の塗布装置に適用できる塗布方式としては、先にも述べた通り、図３（ａ）にヘッド部を拡大して示す、実施の形態例の塗布装置と同様の、ダイヘッドからなる塗布ヘッド１１０を用いたダイコートに限定されない。
図３（ｂ）に示すスライドコートや、図３（ｃ）に示すカーテンコートも適用できる。
いずれの方式についても、図３（ｂ１）に１例を示すように、基材の塗布後方側に吸引チャンバー２５を配設することにより、定常的な塗布ビードの安定化を計ることができるが、これだけでは、突発的な外乱には対応できない。
いずれの方式についても、本発明のような構成にすることにより、突発的な外乱にも対応できる塗布装置とすることができる。
【００２５】
また、制御する状態量によっては、例えば、前述のタンク内の塗布材料の粘度のように、単に、状態量の値が増えていれば減じる、減じていれば増やすような制御を行うこともあるが、予め塗布品質に対応した状態量の組みを用意しておき、適当な状態量の組みになるように制御し、塗布ビードを安定化してもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、マニホールド部とスリット形状の吐出口を有するダイヘッドを備えた塗布手段により、塗布材料をシート状あるいはウェブ状の基材の表面に塗布する塗布装置で、且つ、塗布ビード近傍にチャンバーとバキュウーム装置からなる減圧装置を設け、塗布ビードの状態への外乱要因の１つである同伴空気による定常的な影響を無くした塗布装置であって、被塗布材料や塗布材料の種類変更や環境の安定化、液供給系の高精度化などの対策しても発生する突発的な変動についても対応することができる塗布装置の提供を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布装置の１例の各部と状態量、制御量との関係を示した概略図である。
【図２】本発明の塗布装置の実施の形態の１例の一部を示した概略構成図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は各種コーティング方式における塗布ビードと塗布ビード安定化装置を説明するための塗布ヘッド部近くの塗布状態を示した図で、図３（ｂ１）は、図３（ｂ）において更に吸引チャンバーを装着した図である。
【符号の説明】
１１０ 塗布手段（塗布する基材を含む）
１２０ 状態量検出手段
１３０ 演算手段
１４０ 状態量変化手段
２１０ 塗布ヘッド（ダイヘッド）
２１１ マニホールド部
２１１、２１２ スリット形状の吐出口（単にスリットとも言う）
２２１ ポンプ
２３１ 搬送系コントローラ
２３２ 搬送ロール
２４１ バキューム装置
２４２ チャンバー
２５０ 状態量
２５１ 膜厚計
２５１ａ 測定ヘッド
２５２ レーザ変位計
２５２ａ 測定ヘッド
２６０ 演算部（演算制御部あるいは塗布制御部とも言う）
２７０ 塗布材料
２８０ 基材
１１ 塗布ヘッド
１１ａ マニホールド部
１１ｂ スリット部
１２ 基材
１３ 塗布材料
１３Ｂ 塗布ビード
２１ 塗布ヘッド
２１ａ マニホールド部
２１ｂ スリット部
２２ 基材
２３ 塗布材料
２３Ｂ 塗布ビード
２５ 吸引チャンバー
３１ 塗布ヘッド
３１ マニホールド部
３１ｂ スリット部
３２ 基材
３３ 塗布材料
３３Ｂ 塗布ビード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating apparatus that coats a coating material on the surface of a sheet-like or web-like substrate by coating means having a manifold portion and a die head having a slit-shaped discharge port, and in particular, ensures uniform coating. The present invention relates to a coating device that can be used.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a die head portion having a manifold portion and a slit-shaped discharge port is provided, and supply of the coating material to the manifold portion is performed by a pump via a pipe. Applying liquid or paste-like coating material to a material to be coated (hereinafter also referred to as a base material) such as a continuous web or a single-wafer substrate moving in one direction relative to the coating material (also referred to as a coating application) The coating bead formed between the base material and the coating means becomes unstable due to various disturbances, and the coating surface has a film thickness in a direction perpendicular to the base material flow direction called step unevenness. There are cases where unevenness (hereinafter, also referred to as “living”) and unevenness in film thickness that is horizontal with respect to the flow direction called vertical streaks or streaks occur.
In particular, when the coating speed increases, it becomes prominent and unevenness tends to increase.
[0003]
One of the causes of disturbance that affects the state of the coating bead is entrained air that moves as the substrate moves.
Although the influence is small when the coating speed is low, the influence becomes large after a certain degree of coating, and it becomes difficult to obtain a uniform coating film on the entire surface of the substrate.
Therefore, various methods have been devised as countermeasures.
One example is a vacuum system using a chamber in a slide coating apparatus.
In order to prevent the coating bead from being disturbed by the entrained air, a chamber and a vacuum device are provided in the vicinity of the coating bead, the entrained air is sucked into the chamber side, and the bead is sucked from the rear portion to keep the bead stable. In this way, unevenness is prevented and a good coated surface is obtained. (See US Pat. No. 3,735,729)
The chamber in the vicinity of the coating bead as described above and the vacuum device are collectively referred to herein as pressure reducing means.
In a die coating apparatus, a method is known in which a coating roll is kept at a high electric field, an electrostatic field is generated between the coating die and the coating roll, and air is prevented from being entrained by applying an electrostatic field to stabilize the coating bead. . (See Japanese Patent Publication No. 46-27422)
[0004]
In addition, disturbance factors other than entrained air include minute irregularities on the surface of the material to be coated, non-uniformity of the coating material, changes due to temperature and humidity, and instability of the liquid supply system.
If they occur regularly, countermeasures are taken by changing the type of coating material or coating material, stabilizing the environment, and increasing the accuracy of the liquid supply system.
[0005]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 3,735,729
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No.46-27422
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in order to prevent the coating bead from being disturbed by the entrained air, the slide coating apparatus is provided with a chamber and a vacuum device in the vicinity of the coating bead. In the die coating apparatus, the coating die and the coating roll are provided. A method has been adopted in which an electrostatic field is generated in between, and the application bead is stabilized by preventing the entrainment of air by applying an electrostatic field, but in the case of a vacuum system in which a chamber is provided, the application bead extends across the entire width direction. It is only necessary to be able to control by vacuuming, but it is difficult to cope with parts that are partially disturbed, and in the case of electrostatic method, there is a limit to increasing the strength of the electrostatic field. There was a problem that the maximum value of the speed also depends on this.
In addition, these countermeasures for entrained air cannot cope with sudden fluctuations due to pasters, etc., such as changing the type of coating material or coating material, stabilizing the environment, and improving the accuracy of the liquid supply system. There was also a problem.
The present invention corresponds to these, and specifically, the coating material is applied to the surface of a sheet-like or web-like substrate by an application means having a die portion having a manifold portion and a slit-shaped discharge port. A coating apparatus provided with a decompression device composed of a chamber and a vacuum device in the vicinity of the coating bead, and eliminating the steady influence of entrained air, which is one of the disturbance factors to the state of the coating bead, To provide a coating device that can cope with sudden fluctuations caused by pasters, etc. that occur even when measures such as changing the type of coating material or coating material, stabilizing the environment, and increasing the accuracy of the liquid supply system are taken. To do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The coating device of the present invention is a coating device that applies a coating material to the surface of a sheet-like or web-like substrate by a coating means including a die head having a manifold portion and a slit-shaped discharge port, And, One or more state quantity detecting means for detecting a predetermined state quantity correlated with the state of the coating bead, and the predetermined state quantity correlated with the state of the coating bead are changed corresponding to the predetermined control amount. Using one or more state quantity changing means and the state quantity data detected from the one or more state quantity detecting means, corresponding to change the state of the coating bead so as to become the reference coating quality. A calculation unit for calculating a control amount for controlling each predetermined state quantity changing unit and sending it to the corresponding predetermined state quantity changing unit. In order to maintain the state, in order, a detection process for detecting a state quantity by the state quantity detection unit, an arithmetic process for calculating a control amount corresponding to the state quantity obtained by the detection process by the calculation unit, and the above-mentioned by the state quantity change unit For arithmetic processing Ri resulting controlled variable state quantity change processing for changing the quantity of state by repeated in real time a series of processes consisting of, performs state quantity control The coating device has a pump for supplying a constant amount of coating material, and includes a decompression unit mounted on the die head and a film thickness meter for measuring the coating film thickness applied to the substrate. The amount of change in film thickness and the amount of vibration in the direction of travel of the base material and the direction perpendicular to the base material in the predetermined short-term and long-term changes in the film thickness of the applied coating material It is detected as a quantity, and using these state quantities, the fluctuation state of the pressure in the coating bead is estimated, and the control amount of the state quantity changing means that cancels the fluctuation of the pressure is calculated. The controlled amount is given to the state amount changing means for control. It is characterized by being.
In the above-described coating apparatus, a pump is used as the state quantity changing means, and a pressure signal is given so as to cancel the fluctuation of the pressure in the coating bead.
Alternatively, the coating apparatus is characterized in that a pressure reducing means mounted on a die head is used as the state quantity changing means, and pressure is applied so as to cancel the fluctuation in pressure in the coating bead. Is.
[0008]
The coating apparatus according to any one of
Alternatively, in the coating apparatus according to any one of
[0009]
The coating apparatus according to any one of
Further, in the coating apparatus according to any one of the above, as a state quantity detection unit, a viscometer for measuring the viscosity of the coating material is attached to the coating material supply tank, and the coating in the supply tank is performed. Obtains the viscosity of the material as a state quantity, and also has a temperature control means for controlling the temperature of the coating material in the supply tank as the state quantity change means, and is measured with a viscometer as the state quantity detection means. Based on the measured viscosity data, the temperature control means as the state quantity changing means controls the temperature, which is a parameter for viscosity adjustment, and adjusts the viscosity of the coating material in the supply tank. It is what.
[0010]
In addition, as described above, in the above, the decompression means is a combination of a decompression chamber provided in the vicinity thereof and a vacuum device for sucking it so that the coating beads are not disturbed by the accompanying air. The “pressure reducing means attached to the die head” is provided in the vicinity of the coating bead so that the pressure reducing chamber (also simply referred to as a chamber) is outside the die head and the coating bead is not disturbed by the accompanying air. Means decompression means.
Usually, the predetermined short period in the above-mentioned “in the time-dependent change in the film thickness of the coating material applied to the base material over a predetermined short period and the long period” is an nsec (nanosecond) level. The long term is at the time level.
Moreover, the pump as a means to supply the coating material of a coating means should just be able to change the flow volume using electricity, pneumatic pressure, etc., such as a gear, a diaphragm, a tube, etc. for motive power.
[0011]
[Action]
The coating apparatus of the present invention has such a configuration. Specifically, the coating material is applied to a sheet-like or web-like base material by a coating means having a die portion having a manifold portion and a slit-shaped discharge port. A coating device that coats the surface of the coating, and a decompression device comprising a chamber and a vacuum device is provided in the vicinity of the coating bead so that the steady influence of entrained air that is one of the disturbance factors on the coating bead state is eliminated. Application that can cope with sudden fluctuations caused by pasters, etc. that occur even when measures such as changing the type of coating material or coating material, stabilizing the environment, and improving the accuracy of the liquid supply system The device can be provided.
Specifically, one or more state quantity detection means for detecting a predetermined state quantity correlated with the state of the coating bead, and the predetermined state quantity correlated with the state of the coating bead correspond to a predetermined control amount. In order to change the state of the coating bead so as to obtain the reference coating quality, using one or more state quantity changing means to be changed and the state quantity data detected from the one or more state quantity detecting means A control unit for calculating a control amount for controlling each of the corresponding predetermined state quantity changing means, and sending it to the corresponding predetermined state quantity changing means, so that the coating quality becomes a reference In order to maintain the state of the coating bead, a detection process for detecting the state quantity by the state quantity detection means, an arithmetic process for calculating a control amount corresponding to the state quantity obtained by the detection process by the calculation unit, and a change in the state quantity By means The state quantity change processing for changing the state quantity by the control amount obtained by the calculation process is repeated in real time a series of processes consisting of, by and performs state quantity control, we have achieved this.
As the state quantity to be detected, for example,
(1) For the substrate immediately before coating, the distance to the reference surface, surface roughness, surface reflectance, glossiness, hue, or in the case of a transparent material, the amount of light transmitted, etc.
(2) Immediately after coating, paying attention to the coating film thickness, the distance between the reference surface and the coating surface, or a specific component in the coating film, the concentration of the component, the absorption spectrum, etc.
(3) For the coating means, the pressure, temperature, viscosity, density of the coating material in each interior, and electrical signals from driving devices such as pumps, etc.
(4) In order to eliminate the steady influence of the entrained air, when using a decompression means comprising a chamber and a vacuum device in the vicinity of the coating bead as the coating bead stabilization means, the pressure or air to be sucked as detection data Quantity, etc.
These are appropriately used according to the purpose.
Normally, the amount of coating film thickness, thickness deviation, vibration amount, coating gap amount, temperature, pressure value, physical properties of coating material, physical properties of substrate, etc. Is used.
As the coating material, those having various viscosities, such as solution or paste, can be applied regardless of whether they are aqueous or solvent-based.
As the substrate that is the material to be coated, a sheet-like or web-like material such as glass, metal, paper, and plastic film can be applied.
[0012]
For example, when there are n state quantity detection means and k state quantity change means, the relationship between each part of the coating apparatus of the invention according to
Here, operation | movement of the coating device shown in FIG. 1 is demonstrated easily.
In FIG. 1, a thick solid arrow indicates the direction of processing, and S0 to S5 indicate steps of the processing operation.
First, a predetermined amount of state having a correlation with the state of the coating bead is applied from the coating means 110 (S0) including the base material to be coated, which is a system controlled to maintain the state of the coating bead well. It is detected by the state quantity detection means 1 to the state quantity detection means n (S1), and the detection data is obtained as it is or further obtained from the detection data to obtain the
Next, the calculation means 130 calculates each control amount of the state
Next, the state
The state quantity in the coating means 110 including the base material to be coated changes corresponding to each control amount.
Furthermore, such a series of processes (steps S0 to S5) are repeatedly performed in real time.
In this way, the state quantity is controlled, and it is possible to cope with sudden destabilization of the state of the coating bead by appropriately determining the interval between the series of processes (steps S0 to S5).
[0013]
Specifically, the coating means has a pump for quantitatively supplying the coating material, and includes a decompression means mounted on the die head, and a film thickness meter for measuring the coating film thickness applied to the base material. The amount of change in the film thickness over the predetermined short-term and long-term changes in the applied film thickness, the direction of travel of the base material (speed unevenness), and the direction orthogonal to the base material (mechanical vibration) The amount of vibration is detected as a state quantity, and using these state quantities, the fluctuation state of the pressure in the coating bead is estimated, and the control amount of the state quantity changing means is calculated to cancel this pressure fluctuation. In the case where the control amount obtained by the calculation is given to the state quantity changing means for control, the film thickness variation can be suppressed.
It should be noted that a pump or a diaphragm is used as the state quantity changing means, and a pressure signal is provided so as to cancel out the pressure fluctuation in the coating bead, or a pressure reducing means attached to a die head is used as the state quantity changing means. , Those that give pressure, such as canceling fluctuations in pressure in the coating bead,
From the state quantity data, the amplitude and phase of vibration due to the disturbance of the substrate to be applied can be captured, for example, by supplying an antiphase signal to the pump, the pulsation of the pump can be controlled and the film thickness fluctuation can be suppressed. it can.
The arithmetic processing for this is performed by a CPU or the like on the PC.
[0014]
Further, as the state quantity detection means, a pressure gauge for measuring the pressure in the manifold of the application head of the application means and the pressure of the pressure reduction means attached to the die head is attached, and the pressure reduction means attached to the die head is continuously As the state quantity changing means to eliminate the living and streak defects that occur, the deviation value in the width direction of the film thickness continuously generated, the pressure value of the decompression means attached to the die head, and the pressure in the manifold Values are detected as state quantities Q1, Q2, and Q3, respectively, and the state quantity Q2 and Q3 are used to estimate the pressure state in the coating bead so that the state quantity Q1 falls within the reference value, and the state quantity changes. The control amount of the decompression means (of the pump) as a means, the control amount for eliminating the living or streak failure is calculated, and the control amount obtained by the computation is reduced by the decompression means (the state quantity changing means) If it is intended to control given to the pump),
Alternatively, as the state quantity detection means, a gap control means for attaching a pressure gauge for measuring the pressure in the manifold of the coating head of the coating means and the pressure of the decompression means mounted on the die head, and adjusting the coating gap amount. The gap control means is also a state quantity changing means for eliminating the living and streak defects that occur continuously, the deviation value in the width direction of the film thickness that occurs continuously, and the die head The pressure value of the decompression means attached to the cylinder, the pressure value in the manifold, and the application gap amount are detected as state quantities Q1, Q2, Q3, and Q4, respectively, and the state quantity Q1 falls within the reference value. As described above, the state quantity Q2, Q3, Q4 is used to estimate the pressure state in the coating bead, and the gap control means as the state quantity changing means can be used as a living room or a stream. When the control amount for eliminating the defect is calculated and the control amount obtained by the calculation is given to the gap control means and controlled, continuous living and streak defects can be eliminated. Yes.
[0015]
In addition, as the state quantity detection means, a pressure gauge is attached to the application head of the application means, the pump part for supplying the application material to the application head, and the pipe part, respectively, and the film of the applied base material When equipped with a film thickness meter to measure the thickness, based on the data of the film thickness measured with the film thickness meter, if it is determined that there is a coating spot that is not applied to the substrate surface, The pump for supplying the coating material as the state quantity changing means based on the state quantities of the pressure gauge of the coating head, the pressure gauge of the pump section, and the pressure gauge of the piping section. Control amount or the control amount of the gap control means as the state quantity changing means is calculated, and the pump flow rate of the pump that supplies the coating material as the state quantity changing means is increased, or the gap control as the state quantity changing means Base material by means If it is intended to adjust the distance between the coating head of the coating means, which enables prevention of the occurrence of coating spots is a position not applied to the substrate surface.
In addition, when a coating material is water-soluble, a moisture meter can be applied as a film thickness meter.
[0016]
In addition, as a state quantity detection means, a viscometer for measuring the viscosity of the coating material is attached to the coating material supply tank, and the viscosity of the coating material in the feeding tank is obtained as a state quantity. As the changing means, it has a temperature control means for controlling the temperature of the coating material in the supply tank, and as the state quantity changing means based on the viscosity data measured by the viscometer as the state quantity detecting means. If the temperature that is a parameter for viscosity adjustment is controlled by the temperature control means, and the viscosity of the coating material in the supply tank is adjusted, the viscosity of the coating material in the supply tank is easily adjusted. Making it possible.
[0017]
The coating means is not limited to roll coating, curtain coating, slide coating, and die coating, as long as the film thickness can be changed by the flow rate of the coating material (also simply referred to as liquid) supply device by pre-weighing. Good.
The film thickness meter is not particularly limited as long as the film thickness can be measured with a desired accuracy. However, a film thickness meter that does not impair the coating quality by measurement is preferable. As a moisture meter.
Moisture meter measures the amount of moisture in the coating material after application using infrared rays, etc., and obtains the film thickness by knowing the amount of moisture from the data on the relationship between the amount of moisture and the film thickness obtained in advance. It is.
[0018]
The coating apparatus according to the present invention uses a paper, a resin film, a web such as a metal foil, or a sheet-like substrate such as a plate-like glass, metal, or resin as a material to be coated (also referred to as a substrate), and a liquid having a low viscosity as the coating material. It is effective if it is possible to detect the coated surface by some means, regardless of whether it is water-based or solvent-based, from those with a high viscosity to a paste-like material, and those containing particles. Can cope with sudden disturbances.
Also, the coating technology field is not particularly limited.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a coating apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing in detail a part of an embodiment of a coating apparatus according to the present invention. FIGS. 3A to 3C are coating beads and coating bead stabilization in various coating systems. It is the figure which showed the application state near the application | coating head part for demonstrating an apparatus.
In FIG. 2, the thick solid arrow indicates the direction of data flow of the state quantity, the thick dotted arrow indicates the control direction, and the thin line arrow in FIG. 2 and the thick line arrow in FIG. Is shown.
2, 210 is a coating head (die head), 211 is a manifold section, 212 is a slit-shaped discharge port (also simply referred to as a slit), 221 is a pump, 231 is a transport system controller, 232 is a transport roll, and 241 is a vacuum device. 242 is a chamber, 250 is a state quantity, 251 is a film thickness meter, 251a is a measurement head, 252a is a laser displacement meter, 252a is a measurement head, 260 is a calculation unit (also referred to as a calculation control unit or a coating control unit), 270 Application material, 280 is a base material,
In FIG. 3, 11 is a coating head, 11a is a manifold section, 11b is a slit section, 12 is a base material, 13 is a coating material, 13B is a coating bead, 21 is a coating head, 21a is a manifold section, 21b is a slit section, 22 Is a base material, 23 is a coating material, 23B is a coating bead, 25 is a suction chamber, 31 is a coating head, 31a is a manifold section, 31b is a slit section, 32 is a base material, 33 is a coating material, and 33B is a coating bead. .
[0020]
One example of the application embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In this example, a coating head 210 composed of a die head having a
The first state quantity detection means includes a film thickness measurement means having a film thickness meter 251 and a measurement head 251a, and the second state quantity detection means includes a measurement head 251a and a displacement amount detection having a
[0021]
In addition, although the coating apparatus of this example is not shown, a pressure gauge is attached to the
And it is a location which is not apply | coated to the surface of the base material 280 based on the data of the film thickness change measured by the film thickness measurement means which has the film thickness meter 251 and the measurement head 251a as a 1st state quantity detection means. If it is determined that there is coating leakage, the pressure values of the pressure gauge of the
In the above, the flow rate control means for changing the pump flow rate and the gap control means for controlling the gap amount are the state quantity change means when there is a coating drop.
[0022]
In the coating apparatus of this example, although not shown, as a fourth state quantity detection means, the viscosity of the coating material 270 is measured in a supply tank (not shown) for the coating material 270. Viscometer (not shown) is attached, and the viscosity change data of the coating material 270 in the supply tank is obtained as a state quantity. The viscosity change measured by the viscometer obtained from the state detection means Based on the above data, the temperature of the viscosity adjustment parameter is controlled by using a heater (not shown) for the supply tank as a state quantity changing means, and the viscosity of the coating material in the supply tank is adjusted. I do.
Of course, this series of control is repeatedly performed in real time.
In the above, the heater is the state quantity changing means.
[0023]
In addition, the coating apparatus of this example uses the pressure reducing means mounted on the die head as a state quantity changing means for eliminating living and streak defects that occur continuously. The deviation value in the width direction, the pressure value of the pressure reducing means attached to the die head, and the pressure value in the manifold are detected as state quantities Q1, Q2, and Q3, respectively, so that the state quantity Q1 falls within the reference value. In addition, using the state quantities Q2 and Q3, the pressure state in the coating bead is estimated, and the control amount for eliminating the living and streak defects of the pump of the decompression means as the state quantity changing means is calculated and calculated. The control amount obtained in this way is given to the pump of the decompression means which is the state quantity changing means for control.
In this example, the pressure reducing means pump is used as a state quantity changing means for eliminating living and streak defects. However, the gap control means is used as a state quantity changing means for eliminating living and streak defects. You can also.
In this case, for example, the width direction deviation value of the continuously generated film thickness amount, the pressure value of the decompression means attached to the die head, the pressure value in the manifold, the application gap amount, the state amount, Detected as state quantities Q1, Q2, Q3, and Q4, respectively, and estimated the pressure state in the coating bead using the state quantities Q2, Q3, and Q4 so that the state quantity Q1 falls within the reference value, and the state quantity changes The control amount of the gap control means as means for eliminating the living or streak failure is calculated, and the control amount obtained by the calculation is given to the gap control means for control.
[0024]
As described above, the coating method applicable to the coating apparatus of the present invention includes a die head similar to the coating apparatus of the embodiment shown in FIG. The present invention is not limited to die coating using the coating head 110.
The slide coat shown in FIG. 3B and the curtain coat shown in FIG.
In any of the methods, as shown in FIG. 3 (b1), a stable application bead can be stabilized by disposing the suction chamber 25 on the substrate application rear side. This alone cannot cope with sudden disturbances.
In any system, by adopting the configuration as in the present invention, a coating apparatus that can cope with sudden disturbance can be obtained.
[0025]
In addition, depending on the state quantity to be controlled, for example, the control may be performed such that the value of the state quantity is simply decreased as the value of the state quantity is increased, and if the value is decreased, the viscosity is increased. However, a set of state quantities corresponding to the application quality may be prepared in advance, and control may be performed so as to obtain an appropriate set of state quantities to stabilize the application bead.
[0026]
【The invention's effect】
The present invention is a coating apparatus for coating a coating material on the surface of a sheet-like or web-like substrate by a coating means including a die head having a manifold portion and a slit-shaped discharge port as described above, and coating A coating apparatus provided with a decompression device comprising a chamber and a vacuum device in the vicinity of the bead, and eliminating the steady influence of entrained air, which is one of the disturbance factors to the state of the coating bead, It has become possible to provide a coating device that can cope with sudden fluctuations that occur even when measures such as changing types, stabilizing the environment, and increasing the accuracy of the liquid supply system are taken.
[Brief description of the drawings]
BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing the relationship between each part, state quantity, and control quantity of an example of a coating apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a part of an example of an embodiment of a coating apparatus according to the present invention.
3 (a) to 3 (c) are views showing a coating bead and a coating state near a coating head for explaining a coating bead stabilization device in various coating methods, and FIG. 3 (b1). ) Is a view in which a suction chamber is further mounted in FIG.
[Explanation of symbols]
110 Application means (including substrate to be applied)
120 State quantity detection means
130 Calculation means
140 State quantity changing means
210 Coating head (die head)
211 Manifold
211, 212 Slit-shaped discharge ports (also simply referred to as slits)
221 pump
231 Transport system controller
232 Transport roll
241 Vacuum device
242 Chamber
250 state quantity
251 Film thickness meter
251a Measuring head
252 Laser displacement meter
252a Measuring head
260 Calculation unit (also referred to as calculation control unit or application control unit)
270 Coating material
280 substrate
11 Application head
11a Manifold part
11b Slit part
12 Base material
13 Coating material
13B coated beads
21 Application head
21a Manifold part
21b Slit part
22 Base material
23 Coating material
23B coated beads
25 Suction chamber
31 Coating head
31 Manifold section
31b slit part
32 Base material
33 Coating material
33B coated beads
Claims (8)
塗布手段は塗布材料を定量供給するポンプを有し、ダイヘッドに装着された減圧手段、および基材に塗布された塗布膜厚を測定する膜厚計を備え、基材に塗布された塗布材料の膜厚の、所定の短期間および長期間での経時的変化において、膜厚の変化量と、基材の進行方向および基材に直交する方向の振動量とを、状態量として検出し、これらの状態量を用いて、塗布ビード内の圧力の変動状態を推算し、この圧力の変動を打消すような、状態量変化手段の制御量を演算し、演算されて得た制御量を、前記状態量変化手段に与えて制御するものであることを特徴とする塗布装置。 A coating device that applies a coating material to the surface of a sheet-like or web-like substrate by a coating means having a die part having a manifold portion and a slit-shaped discharge port, and has a correlation with the state of the coating bead. One or more state quantity detecting means for detecting a predetermined state quantity, and one or more state quantity changing means for changing the predetermined state quantity correlated with the state of the coating bead in accordance with the predetermined control quantity And using the state quantity data detected from the one or more state quantity detection means, the corresponding predetermined state quantity changing means to change the state of the coating bead so as to become the reference coating quality. In order to maintain the state of the coating bead so as to be the reference coating quality, in order to maintain the state of the coating bead in order to calculate the control amount for each control and send to the corresponding predetermined state quantity change means Condition According to the detection process for detecting the state quantity by the quantity detection means, the calculation process for calculating the control quantity corresponding to the state quantity obtained by the detection process by the calculation section, and the control amount obtained by the calculation process by the state quantity change means A coating apparatus that performs state quantity control, repeating a series of processes consisting of a state quantity change process for changing a state quantity in real time ,
The coating means has a pump for supplying a constant amount of the coating material, and includes a decompression means mounted on the die head, and a film thickness meter for measuring the coating film thickness applied to the substrate. The amount of change in film thickness and the amount of vibration in the direction of travel of the base material and the direction perpendicular to the base material are detected as state quantities in a predetermined short-term and long-term change in film thickness. Using the state quantity, the fluctuation state of the pressure in the coating bead is estimated, and the control quantity of the state quantity changing means is calculated so as to cancel the fluctuation of the pressure. A coating apparatus characterized by being given to and controlled by a state quantity changing means.
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