JP4826320B2 - ダイヘッド - Google Patents

Description

本発明は、ウェブ状の基材や平板状の基材に対して一定幅でのコーティングを行うために用いるダイヘッドに関する。

従来から、互いに向かい合わせて組み付けることによって、塗布液を吐出するためのスリットとそのスリットに塗布液を供給するためのマニホールドを形成する構造の一対のダイヘッド半体を備えたダイヘッドが知られており、また、そのスリットのギャップを調整するため一対のダイヘッド半体の間にシムをはさみ込む構造としたシム式のダイヘッドも知られている。通常、一対のダイヘッド半体としては、相手に向かい合う面にマニホールドを形成したダイヘッド半体（マニホールド板という）と、相手に向かい合う面を平坦面としたダイヘッド半体（平板という）が用いられている。従来のシム式のダイヘッドには、図５〜図７に示すように複数の形態のものが知られている。しかしながら、どの形態にも以下に示すように欠点があり、特に広幅ダイヘッドでの欠点は顕著であった。

まず、図５（ａ）、（ｂ）に示すダイヘッド１Ａは、一対のダイヘッド半体として、相手のダイヘッド半体に向かい合う面に、ストレート形状のマニホールド６Ａを幅方向には貫通しないように形成したマニホールド板２Ａと、相手のダイヘッド半体に向かい合う面を平坦面とした平板３Ａを備えており、シム４Ａをはさんでマニホールド板２Ａと平板３Ａを向かい合わせ、ボルト８によって組み付けることにより、マニホールド板２Ａと平板３Ａとの間に塗布液を吐出するためのスリット７を形成する構造となっている。ここで用いるシム４Ａは、マニホールド板２Ａ及び平板３Ａのボルト締結面に配置するボルト締結部４Ａａとその両端に直角に延びるように形成されたスリット閉じ片４Ａｂを備えている。この形態のダイヘッド１Ａは、マニホールド６Ａの両端がマニホールド板２Ａ自体によって閉じており且つスリット７の両端がシム４Ａのスリット閉じ片４Ａｂで閉じられているため、図６、図７に示すダイヘッドのようにマニホールドの端部及びスリットの端部を側板９Ｂ、９Ｃで閉じるものに比べて液漏れが生じにくい。しかしながら、マニホールド６Ａがストレート形状では、コーティング幅の広い広幅ダイヘッドとした場合に、幅方向での塗布液吐出量のむらが大きくなり、幅方向で均一な膜厚でのコーティングを行うことができないという問題があった。

そこで、幅方向で均一な膜厚でのコーティングを可能とするため、コートハンガー型のマニホールドを形成したマニホールド板、或いはマニホールドとダイヘッド先端のリップ部との間にダイヘッドの幅方向の中央部が両端部に比べて高くなったテーパ面を形成したマニホールド板を用いたダイヘッドが知られている。図６は、コートハンガー型のマニホールド６Ｂを備えたマニホールド板２Ｂを用いたダイヘッド１Ｂを示すものである。このダイヘッド１Ｂでは、シム４Ｂをはさんでマニホールド板２Ｂと平板３Ｂを向かい合わせ、ボルトによって組み付けることにより、マニホールド板２Ｂと平板３Ｂとの間に塗布液を吐出するためのスリットを形成し、更にマニホールド板２Ｂと平板３Ｂの両端に側板９Ｂをボルトによって固定することでマニホールド６Ｂ及びスリットの両端を閉じる構造となっている。このダイヘッド１Ｂはコートハンガー型のマニホールド６Ｂを用いたことで、広幅ダイヘッドであっても幅方向で均一な膜厚でのコーティングを行うことができるが、マニホールド６Ｂの加工工程上、マニホールド６Ｂをマニホールド板２Ｂの端部に貫通させた形状とせざるを得ず、このためマニホールド６Ｂの端部を側板９Ｂで閉じている。ところが、マニホールド板２Ｂ、平板３Ｂ及びその間のシム４Ｂの端面に側板９Ｂを押し当ててマニホールド６Ｂの端部及びスリットの端部を閉じる構造では、シム４Ｂの端面がマニホールド板２Ｂや平板３Ｂの端面に対して完全に同一面となっていなければ側板９Ｂとの間に隙間が生じて液漏れを生じてしまう。このため、シム４Ｂの端面の加工精度や組み付け精度を完全として、マニホールド板２Ｂ及び平板３Ｂの端面に対してわずかな段差も生じないようにしなければならず、液漏れ防止がきわめて困難であるという問題があった。

図７は、幅方向の両端に貫通するように形成されたストレートなマニホールド６Ｃと、そのマニホールド６Ｃとダイヘッド先端のリップ部１２Ｃとの間に形成された、ダイヘッドの幅方向の中央部が両端部に比べて高くなったテーパ面１０Ｃと、それに隣接した補助マニホールド１１Ｃを備えたマニホールド板２Ｃを用いたダイヘッド１Ｃを示すものである。このダイヘッド１Ｃでは、塗布液の通過ギャップが、マニホールド板２Ｃにテーパ面１０Ｃを形成したことにより、ダイヘッドの幅方向の中央部で両端部よりも小さくなっており、広幅ダイヘッドであっても幅方向で均一な膜厚でのコーティングを行うことができる。しかしながら、この構成のマニホールド板２Ｃにおいても加工工程上、マニホールド６Ｃ及び補助マニホールド１１Ｃを、マニホールド板２Ｃの両端に貫通した形状としなければならず、このため、ダイヘッド１Ｃの両端を側板９Ｃで閉じなければならない。従って、図６に示すダイヘッド１Ｂと同様に、マニホールド板２Ｃ、平板３Ｃ及びその間のシム４Ｃの端面に側板９Ｃを押し当ててマニホールド６Ｃ及び補助マニホールド１１Ｃの端部及びスリットの端部を閉じる構造では、シム４Ｃの端面の加工精度や組み付け精度を完全として、マニホールド板２Ｃ、平板３Ｃ及びその間のシム４Ｃの端面間に微小な段差も生じないようにしておかねば、側板９Ｃとの間に隙間が生じて液漏れを生じてしまい、液漏れ防止がきわめて困難であるという問題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、ダイヘッド端部における液漏れを防止しながら、広幅のダイヘッドであってもきわめて均一な膜厚でのコーティングを可能とするダイヘッドを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、シムをはさんで互いに向かい合わせて組み付けることによって、塗布液を吐出するためのスリットとそのスリットに塗布液を供給するためのマニホールドを形成する一対のダイヘッド半体であって、互いに向かい合う面の一方にマニホールドを形成し、他方は平坦面とした構造の一対のダイヘッド半体を備えた構成のダイヘッドにおいて、前記した一対のダイヘッドのうち、前記マニホールドを形成した側のダイヘッド半体を、幅方向に貫通した形状のマニホールドと、該マニホールドの片側に形成された、組み付けのための支持面となる平坦なボルト締結面と、前記マニホールドの前記ボルト締結面とは反対側に形成された、前記スリットを形成するための平坦なスリット面をを備えたマニホールド板と、その両端に前記マニホールドの端部を閉じるように取り付けられたエンドプレートであって、前記ボルト締結面の側方から前記スリット面の側方まで延びる、前記ボルト締結面と同一面となる前面を有するエンドプレートを備えた構成とし、前記シムを、前記ボルト締結面に重なるように配置されるボルト締結部と、該ボルト締結部の両端に設けられ、前記エンドプレートの前面に重なるように配置されて前記スリットの両端を閉じるスリット閉じ片を備えた構成としたものである。

請求項２に係る発明は、上記した請求項１に係る発明のダイヘッドにおいて、更に、前記一対のダイヘッド半体の両端に、両者に固定して側板を設けるという構成としたものである。

請求項３に係る発明は、上記した請求項１又は２に係る発明のダイヘッドにおいて、前記マニホールド板を、前記マニホールドとダイヘッド先端のリップ部との間に、ダイヘッドの幅方向の中央部が両端部に比べて高くなったテーパ面を備えた構造としたものである。

請求項４に係る発明は、上記した請求項１又は２に係る発明のダイヘッドにおいて、前記マニホールド板に形成されたマニホールドを、コートハンガー型としたものである。

本発明のダイヘッドは、シムをはさんで互いに向かい合わせて組み付ける一対のダイヘッド半体のうち、マニホールドを形成した側のダイヘッド半体を、幅方向に貫通した形状のマニホールドを備えたマニホールド板と、前記マニホールドの両端を閉じるよう前記マニホールド板の両端に固定されたエンドプレートで構成したことにより、二つのダイヘッド半体をシムをはさんで組み付けることで、シムの両端のスリット閉じ片を二つのダイヘッド半体で締め付けてダイヘッド端部を密閉することができ、このため、シムをはさんで組み付けた二つのダイヘッド半体の端面に側板を押し当ててマニホールド端部を閉じる必要がなくなり、幅方向に貫通した形状のマニホールドを形成した構造のマニホールド板を用いているにも係わらず、ダイヘッド端部における液漏れを良好に防止できる。また、マニホールド板を、幅方向に貫通した形状のマニホールドを形成した構造とできるので、そのマニホールド板を、マニホールドとスリット先端との間に、ダイヘッドの幅方向の中央部が両端部に比べて高くなったテーパ面を備えた構造とするとか、あるいはコートハンガー型のマニホールドを備えた構造とすることができ、その構造を採用することで広幅ダイヘッドであっても幅方向で均一な膜厚でのコーティングを行うことが可能となる。

更に、シムをはさんで互いに向かい合わせて組み付けた二つのダイヘッド半体の両端に、両者に固定して側板を設けておくと、二つのダイヘッド半体の組み付け強度が大きくなり、中〜高粘度材料のコーティングの場合のように、ダイヘッド内部圧力を高くした状態でコーティングを行う場合に、ダイヘッド半体のたわみを抑制でき、ダイヘッド端部における液漏れを防ぐことができる。

以下、図面に示す本発明の好適な実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係るダイヘッドを分解して示す概略斜視図、図２（ａ）は、図１に示すダイヘッドに用いている一方のダイヘッド半体を示す概略斜視図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視概略断面図、図３は図１に示すダイヘッドを組み立てた状態で示す概略平面図、図４（ａ）は図３のＢ−Ｂ矢視概略断面図、図４（ｂ）は図３のＣ−Ｃ矢視概略断面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ矢視概略断面図である。図１〜図４において、本実施の形態に係るダイヘッド１は、二つのダイヘッド半体２、３と、両者の間にはさみ込まれるシム４と、そのシム４をはさんで互いに向かい合わせて組み付けた二つのダイヘッド半体２、３の両端に取り付けられる側板９等を備えている。

二つのダイヘッド半体２、３は、両者の間にシム４をはさんで互いに向かい合わせて組み付けることによって、塗布液を吐出するためのスリット７とそのスリット７に塗布液を供給するためのマニホールド６を形成する構造を有している。更に詳しく説明すると、一方のダイヘッド半体２は、マニホールド板２１と、その両端にボルト２２によって取り付けられたエンドプレート２３を備えている。マニホールド板２１は、幅方向の両端に貫通するように形成されたストレートなマニホールド６と、そのマニホールド６よりもダイヘッド先端のリップ部２１ａ側に形成され、ダイヘッド幅方向の両端部よりも中央部が高くなるように形成されたテーパ面１０と、それに隣接して形成された補助マニホールド１１と、スリット７を形成するための平坦なスリット面２１ｂと、組み付けの為の支持面となる平坦なボルト締結面２１ｃを備えている。ボルト締結面２１ｃにはボルト締結用のねじ穴２５が形成されている。テーパ面１０は、二つのダイヘッド半体２、３を組み付けた状態において、マニホールド６から補助マニホールド１１に向かって流れる塗布液の通過ギャップを、ダイヘッドの幅方向の中央部が両端部よりも小さくなるようにし、広幅ダイヘッドであっても幅方向で均一な膜厚でのコーティングを行うことができるようにするためのものであり、この作用を果たすことができる勾配に形成されている。

エンドプレート２３はマニホールド６の端部を閉じるためのものであり、マニホールド６に面する領域を除いた他の領域の形状は、マニホールド板２１の端面形状に等しくしている。エンドプレート２３の、マニホールド６に面する領域には、塗布液が安定して流れるよう湾曲面２７が形成されている。前記したように、エンドプレート２３の形状はマニホールド板２１の端面形状に等しくしているため、マニホールド板２１の端面にボルト２２によってエンドプレート２３を取り付けることで、エンドプレート２３の前面２３ａは、マニホールド板２１のボルト締結面２１ｃの側方からスリット面２１ｂの側方まで延びた状態となると共に、マニホールド板２１のスリット面２１ｂ及びボルト締結面２１ｃと同一面となる。なお、実際には加工誤差や組み付け誤差によって段差が生じる恐れがあるので、マニホールド板２１にエンドプレート２３を取り付けた状態で最終研削を行い、段差なく平坦な状態に加工を施しておく。エンドプレート２３の前面２３ａにはボルト締結用のねじ穴２８も形成されている。

他方のダイヘッド半体３は、スリット面及びボルト締結面として作用する平坦面３１ａを備えた平板３１と、その両端にボルトによって取り付けられたエンドプレート３３を備えている。このエンドプレート３３も平板３１の端面と同一形状に形成されており、平板３１の端面に取り付けた状態で最終研削を行い、段差なく平坦な状態に加工を施しておく。平板３１はマニホールド板２１と同一長さに形成されており、エンドプレート３３はエンドプレート２３と同一厚さに形成されている。かくして、ダイヘッド半体２、３を向かい合わせて組み付けた時、両端のエンドプレート２３、３３の外面は同一面となる。ダイヘッド半体３にも、ダイヘッド半体２のねじ穴２５、２８に対応する位置にボルトを通すための穴３５、３８が形成されている。なお、この実施の形態では、ダイヘッド半体３を、平板３１とその両端に固定されたエンドプレート３３で構成しているが、ダイヘッド半体はこの構成に限らず、平板３１とエンドプレート３３を一体化した構造としてもよい。

シム４は、ダイヘッド半体２、３の間に形成される塗布液吐出用のスリット７のギャップ寸法を設定すると共にスリット７の両端を閉じるためのものであり、ボルト締結面間に位置するボルト締結部４ａと、その両端に形成されているスリット閉じ片４ｂを備えている。シム４にも、ダイヘッド半体２のねじ穴２５、２８に対応する位置にボルトを通すための穴４０、４１が形成されている。通常、シム４はステンレス等の金属板で形成されている。

側板９は、互いに組み付けた状態のダイヘッド半体２、３のそれぞれの端面にボルト４４によって固定することで、ダイヘッド半体２、３間の組み付け強度を高めるためのもので、組み付け状態のダイヘッド半体２、３の端面形状に等しい形状としている。また、ボルトを通すための穴４５も形成されている。

上記したダイヘッド１は、ダイヘッド半体２、３を、シム４をはさんで互いに向かい合わせ、ボルト４７、４８で組み付けた後、両端に側板９をボルト４４でダイヘッド半体２、３にそれぞれ固定することで組み立てられる。この構造としたことにより、ダイヘッド１の端部における密閉は、シム４のスリット閉じ片４ｂをダイヘッド半体２、３で締め付けることで行われる。このため、図６、図７に示すダイヘッド１Ｂ、１Ｃのように、側板９Ｂ、９Ｃを、マニホールド板及び平板の端面に押し当てて密閉する必要がなくなり、従ってシムの端面をマニホールド板及び平板の端面に対して段差のないように正確に取り付けておく必要がなくなり、ダイヘッド１の組み付けを容易に行うことができると共にダイヘッド１の端部における液漏れを良好に防止できる。また、ダイヘッド半体２のマニホールド板２１にはテーパ面１０を設けているので、ダイヘッド１の幅方向に均等に塗布液を吐出でき、ダイヘッド１の塗布幅を広くした場合においても、均一な膜厚でのコーティングを行うことができる。

更に、上記構造のダイヘッド１は、低粘度の塗布液のコーティングに用いるのみならず、中〜高粘度の塗布液のコーティングにも好適に使用できる。すなわち、中〜高粘度の塗布液のコーティングの際には、ダイヘッド内部圧力が上昇するため、ダイヘッド半体２、３に互いに離れる方向に押す大きい力が作用し、ダイヘッド半体２、３をボルト４７、４８のみで相互に締結した構造の場合には、ダイヘッド半体２、３やボルト４７、４８にたわみが生じ、ダイヘッド半体２、３の端部に微小な隙間が生じ、そこから塗布液が滲み出して液漏れを生じる恐れがある。しかしながら、この実施の形態に係るダイヘッド１では、互いに組み付けたダイヘッド半体２、３の端面に側板９を押し当て、ダイヘッド半体２、３にそれぞれボルト４４によって固定した構造としているので、ダイヘッド半体２、３の端部領域における組み付け強度がきわめて高くなっており、ダイヘッド内部圧力を高くしたコーティング時においても、液漏れを防止できる。かくして、中〜高粘度の塗布液のコーティングを良好に行うことができる。なお、ダイヘッド内部圧力を高くした状態での塗布を行う必要がない場合には、側板９は省略してもよい。

上記した実施の形態に係るダイヘッド１と、図５、図７に示す従来のダイヘッド１Ａ、１Ｃを用いて、ニュートン流体で粘度１５００ｃｐの材料を高速コーティングした。使用したダイヘッド１、１Ａ、１Ｃの有効吐出幅は１２５０ｍｍとした。その結果を表１に示す。

比較例１では、マニホールド板２Ａとして、両端が閉じた形態のマニホールド６Ａを備えたものを用いているため液漏れは生じなかったが、単にストレートなマニホールド６Ａを用いただけであるので膜厚に不均一が生じていた。比較例２では、マニホールド板２Ｃにテーパ面１０を形成して膜厚の均一化を図っているが、端部に液漏れが発生しており、この液漏れによってダイヘッド内部圧力が幅方向に不均一となり、その結果膜厚に不均一が生じていた。これに対し、実施例１では、液漏れを防止できると共に膜厚の均一化を図ることができた。

なお、上記した実施の形態及び実施例では、ダイヘッド半体２に用いているマニホールド板２１として、テーパ面１０及び補助マニホールド１１を備えたものを用いて塗布膜厚の均一化を図っているが、本発明に用いるマニホールド板はこの構造に限らず、図６に示す従来のダイヘッド１Ｂに用いているような、コートハンガー型のマニホールドを備えたマニホールド板を用いて良く、これによっても塗布膜厚の均一化を図ることができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載の範囲内で適宜変更可能であることは言うまでもない。

本発明の実施の形態に係るダイヘッドを分解して示す概略斜視図 （ａ）は、図１に示すダイヘッドに用いている一方のダイヘッド半体を示す概略斜視図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ矢視概略断面図 図１に示すダイヘッドを組み立てた状態で示す概略平面図 （ａ）は図３のＢ−Ｂ矢視概略断面図、（ｂ）は図３のＣ−Ｃ矢視概略断面図、（ｃ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ矢視概略断面図 従来のダイヘッドの１例を分解して示す概略斜視図 従来のダイヘッドの他の例を分解して示す概略斜視図 従来のダイヘッドの更に他の例を分解して示す概略斜視図

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ ダイヘッド
２、３ ダイヘッド半体
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ マニホールド板
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ 平板
４、４Ａ、４Ｂ、４Ｃ シム
４ａ ボルト締結部
４ｂ スリット閉じ片
６、６Ａ、６Ｂ、６Ｃ マニホールド
７ スリット
９、９Ｂ、９Ｃ 側板
１０ テーパ面
１１ 補助マニホールド
２１ マニホールド板
２１ａ リップ部
２１ｂ スリット面
２１ｃ ボルト締結面
２２、４４、４７ ボルト
２３ エンドプレート
２３ａ 前面
２５、２８ ねじ穴
３１ 平板
３３ エンドプレート
３５、３８、４０、４１、４５ 穴

Claims (4)

1. シムをはさんで互いに向かい合わせて組み付けることによって、塗布液を吐出するためのスリットとそのスリットに塗布液を供給するためのマニホールドを形成する一対のダイヘッド半体であって、互いに向かい合う面の一方にマニホールドを形成し、他方は平坦面とした構造の一対のダイヘッド半体と、該一対のダイヘッド半体の間に挟まれるシムを備え、前記一対のダイヘッドのうち、前記マニホールドを備えた側のダイヘッド半体が、幅方向に貫通した形状のマニホールドと、該マニホールドの片側に形成された、組み付けのための支持面となる平坦なボルト締結面と、前記マニホールドの前記ボルト締結面とは反対側に形成された、前記スリットを形成するための平坦なスリット面を備えたマニホールド板と、その両端に前記マニホールドの端部を閉じるように取り付けられたエンドプレートであって、前記ボルト締結面の側方から前記スリット面の側方まで延びる、前記ボルト締結面と同一面となる前面を有するエンドプレートを備えており、前記シムが、前記ボルト締結面に重なるように配置されるボルト締結部と、該ボルト締結部の両端に設けられ、前記エンドプレートの前面に重なるように配置されて前記スリットの両端を閉じるスリット閉じ片を備えていることを特徴とするダイヘッド。
2. 更に、シムをはさんで互いに向かい合わせて組み付けた一対のダイヘッド半体の両端に、両者に固定して側板を設けていることを特徴とする請求項１記載のダイヘッド。
3. 前記マニホールド板が、前記マニホールドとダイヘッド先端のリップ部との間に、ダイヘッドの幅方向の中央部が両端部に比べて高くなったテーパ面を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載のダイヘッド。
4. 前記マニホールド板に形成されたマニホールドが、コートハンガー型であることを特徴とする請求項１又は２記載のダイヘッド。

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