JP5437867B2 - エクストルージョン塗布装置及びその塗布方法並びに塗布フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、エクストルージョン塗布装置及びその塗布方法並びに塗布フィルムの製造方法に係り、特に、連続走行する帯状の支持体とリップ面とを近接させた状態で、ビードを介して塗布液を支持体に塗布するエクストルージョン塗布装置及び塗布フィルムの製造方法に関する。

エクストルージョン塗布装置は、スロットダイ内のポケット部に供給した塗布液を、該ポケット部で塗布幅方向（ウエブ幅方向と同じ）に広流し、ポケット部に連通する狭隘な間隙を有するスリット（スロットともいう）先端から塗布液を吐出する。一方、塗布液が塗布されるウエブは、バックアップローラに巻き掛けられて走行すると共に、スロットダイ先端とウエブとの間のリップクリアランスにスリット先端から吐出された塗布液のビード（塗布液溜まり）を形成し、このビードを介してウエブに塗布液を塗布する。また、ウエブに塗布される塗布液の塗布幅は、スリットの幅方向（ウエブ幅方向と同じ）の両端部に挿入されたスペーサー同士の距離によって規制される。

ここで、一つのスロットダイで様々な塗布幅の塗布フィルムを製造する場合、塗布幅を規定するスペーサーは、スロットダイの分解及び洗浄を行い、その都度交換する必要があった。

そこで、特許文献１や特許文献２には、ダイを分解せずに塗工幅を変更する方法として、マニホールド内の両脇にインナーデッケルシャフトを設け、インナーデッケルシャフトにデッケル及びデッケルガイドを固設したダイコータを提案し、インナーデッケルシャフトを駆動させることによって塗工幅を変更する方法が開示されている。

特開平７−６８２０７号公報 特開平８−２５２５０３号公報

しかしながら、特許文献１及び２のように、インナーデッケルシャフトを駆動させることによって塗工幅を変更する方法では、幅替え動作を繰り返しているうちに塗布幅規制具が破損し易かったりデッケルとデッケルガイドの固定がゆるみ易かったりして液漏れや位置ズレが起きてしまうという問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、一つの塗布装置で様々な塗布幅の製品を製造する際に、液漏れやスペーサーの位置ズレが起きることがなく、ダイの分解をせずに、塗布幅を変更することができるエクストルージョン塗布装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、塗布液が供給されるマニホールドと、該マニホールドから前記塗布液が通るスリット部を介して上流側及び下流側のリップ面上に塗布液を吐出する塗布液吐出口と、からなり、前記スリットの幅方向両端部には、前記塗布液の塗布幅を規制するスペーサーが設けられ、該スペーサーは、前記スリット部に固定された固定部材と、該固定部材に嵌め込まれる着脱可能な嵌込部材と、からなり、該固定部材と該嵌込部材とには、相互に噛み合う凹凸形状が形成されている、連続走行する帯状の支持体に前記塗布液を塗布するエクストルージョン塗布装置であって、幅の異なる複数の嵌込部材により前記塗布液の塗布幅を変更することを特徴とするエクストルージョン塗布装置を提供する。

本発明では、効率よく塗布幅を変更するために、これまでのようなダイを分解及び洗浄して幅の異なるスペーサーを挿入するのではなく、スペーサーを固定部材と嵌込部材とから成るようにし、固定部材と嵌込部材に設けられた凹凸形状で嵌め合うスペーサーで幅変更を行うようにした。固定部材は、スリット幅と同じ厚みで製作され、例えばボルトでダイのスリット部に固定される。これにより、液漏れやスペーサーの位置ズレを防ぐことができる。

そして、嵌込部材は、幅の異なるものを複数用意し、所望の塗布幅になるように変更する。嵌込部材は、固定部材の凹凸と噛み合うよう凹凸形状が形成されているので、嵌め込み易くズレ難い。凹凸形状のスペーサーの材質としては、ステンレス鋼、テフロン（登録商標）、硬質エンビ、超硬材などを用いる。

したがって、本発明によれば、様々な塗布幅の製品を製造する際に、液漏れやスペーサーの位置ズレが起きることがなく、ダイの分解をせずに、塗布幅を変更することができるエクストルージョン塗布装置を提供することができる。なお、凹凸形状は、固定部材と嵌込部材の何れが凹形状であっても凸形状であっても良い。

本発明においては、前記嵌込部材は、前記スリット部から突出した突出部が設けられていることが好ましい。

嵌込部材にスリット部から突出した突出部が設けられていることで、固定部材への抜き差しを容易に行うことができる。

前記突出部は、前記上流側のリップ面を覆うことが好ましい。

特に、低粘度、低塗布量の塗布液をエクストルージョン塗布装置で塗布する際、突出部が金属で形成された上流側のリップ面を覆う嵌込部材を、スリット先端から突出させてウエブに塗布するようにしたことで、塗布開始時及び塗布中におけるビード幅方向の両端部のビード状態を安定化することができる。即ち、低粘度、低塗布量の塗布液をエクストルージョン塗布装置で塗布する際、メニスカスが不安定になりやすく濡れ広がってしまう。上流側のリップ面まで掛けるスペーサー（嵌込部材）によって濡れ広がりを物理的にせき止めることで濡れ広がりを抑制することができる。

また、本発明では、リップ面を覆う突出部がＨＲＡ８０以上の硬い素材であるようにすることが好ましい。突出部にプラスチックなどの柔らかい材質を用いると、加工精度が出なかったり、使用時に曲がってしまい、しっかりリップ面と突出部が密着できなくなってしまって突出部がウエブに触れてウエブが削れてゴミが出たり、突出部とリップとの隙間から塗布液が漏れ広がったりする。例えば、最適な素材としては、超硬やセラミック（アルミナやジルコニア）などが挙げられる。

本発明では、前記スリット部の厚み幅が０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。また、塗布液の粘度が０．１〜１００ｃｐであることが好ましい。

通常用いられているスロットの厚み幅は０．５ｍｍ以下であるが、本発明は０．２５ｍｍ以下の幅を有するエクストルージョン塗布装置に特に有効である。また、本発明は、０．１〜１００ｃｐの粘度の塗布液を用いる際に特に有効である。

そして、本発明は、前記目的を達成するために、上記のエクストルージョン塗布装置を用い、前記嵌込部材を所望の塗布幅に変更し、前記塗布液を塗布することを特徴とするエクストルージョン塗布方法を提供する。また、上記のエクストルージョン塗布装置の前記嵌込部材を所望の塗布幅に変更し前記塗布液を塗布する工程を含み、塗布フィルムを製造することを特徴とする塗布フィルムの製造方法を提供する。

本発明のエクストルージョン塗布装置は、様々な塗布幅の製品を製造する際に、液漏れやスペーサーの位置ズレが起きることがなく、ダイの分解をせずに、塗布幅を変更することができる。したがって、本発明のエクストルージョン塗布方法及び塗布フィルムの製造方法によれば、製品の製造得率を大幅にアップすることができる。

以上説明したように、本発明のエクストルージョン塗布装置によれば液漏れやスペーサーの位置ズレが起きることがなく、ダイの分解をせずに塗布幅を変更することができる。

本発明のエクストルージョン塗布装置を上から見た平面図 本発明のエクストルージョン塗布装置の側面断面図 本発明のエクストルージョン塗布装置の斜視図 本発明に係る固定部材と嵌込部材とを示す模式図 本発明に係る固定部材と嵌込部材とのその他の形状の例を示す模式図 本発明のエクストルージョン塗布装置の他の実施形態の斜視図 本発明のエクストルージョン塗布装置の他の実施形態の側面断面図

以下、添付図面に従って、本発明に係るエクストルージョン塗布装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、本発明のエクストルージョン塗布装置１０を上から見た平面図であり、図２は側面断面図であり、図３は要部を示した斜視図である。

これらの図に示すように、スロットダイ１２は、ヘッド内部にポケット部１４と、該ポケット部１４に連通する狭隘なスリット１６が形成されると共に、スリット１６先端の塗布液吐出口がヘッド先端の略平坦なエッジ面（リップ面）１８に開口される。ポケット部１４の貫通した両端開口部はスロットダイ１２の両端面に設けられる側板３０，３２により閉塞される。

そして、一方の側板３２を貫通して塗布液をポケット部１４に送る送液ライン３１に接続される。なお、ポケット部１４に塗布液を送る方法としては、ポケット部１４の他端側を閉塞して一方側から供給する以外に、ポケット部１４の中央部から供給して両側に分流させるタイプ、ポケット部１４の一方側から供給し他方向から引き抜くタイプがあり、いずれを適用してもよい。

図１〜３においては、バックアップローラ２０がスロットダイ１２のリップ面１８に対向して近接配置され、塗布液Ｌが塗布されるウエブ２２がバックアップローラ２０に巻き掛け支持されて矢印方向に連続走行する。ダイ先端のリップ面１８とバックアップローラ２０との間のリップクリアランスは、通常、３０μｍ〜３００μｍの範囲で設定され、塗布厚み、塗布速度、塗布液Ｌの物性（粘度等）等によって適宜設定される。

これにより、スリット１６から吐出した塗布液Ｌは、リップ面１８とウエブ２２との間に架橋してビードＬ１（塗布液溜まり、図２参照）を形成し、このビードＬ１を介して塗布液Ｌがウエブ２２に塗布される。

また、ウエブ２２に塗布される塗布液Ｌの塗布幅Ａは、図１に示すように、スリット１６の幅方向（ウエブ幅方向と同じ）の両端部に挿入された一対のスペーサー２４同士の間隔（距離）Ｂによって規制される。このスペーサー２４は、スリット１６の先端から突出しており、バックアップローラ２０に巻き掛けられたウエブ２２の面に近接される。

そして、スロットダイ１２のポケット部１４に供給された塗布液は、ポケット部１４でウエブ幅方向に拡流された後、スリット１６を上昇してスリット吐出口１６Ａから吐出される。吐出された塗布液は、塗布ヘッドのリップ面１８と、該リップ面１８に近接して走行するウエブ２２との間でビードを形成しながらウエブ２２に塗布される。即ち、スリット先端の吐出口１６Ａ（図２参照）から吐出された塗布液の吐出力とウエブ２２が塗布ヘッド先端部を押圧する押圧力がバランスした状態で塗布液がウエブに塗布される。これにより、ウエブ面に極薄の塗布膜が形成される。

ここで、本発明では、スペーサー２４を固定部材２４ａとその固定部材２４ａに嵌め込める嵌込部材２４ｂとで構成するようにした。

固定部材２４ａは、スリット１６に固定されている。そのため、固定部材２４ａにはスリット１６に固定するため、図４に示すように、例えば、ボルト穴２５が設けられている。嵌込部材２４ｂは、複数個用意され、それぞれ幅が異なる。図４は、幅の狭い嵌込部材２４ｂと幅の広い嵌込部材２４ｂ’を示している。固定部材２４ａと嵌込部材２４ｂ，２４ｂ’には、相互に噛み合う凹凸形状が形成されている。

効率よく塗布幅Ａを変更するために、これまでのようにダイを分解及び洗浄して幅の異なるスペーサーを挿入するのではなく、本発明では、スペーサー２４を固定部材２４ａと嵌込部材２４ｂとから成るようにし、固定部材と嵌込部材に設けられた凹凸形状２６ａ，２６ｂで嵌め合うことで幅変更を行うようにした。

本発明では、固定部材２４ａはスリット１６に固定されているので、液漏れやスペーサー２４の位置ズレを防ぐことができる。そして、嵌込部材は、幅の異なるものが複数用意されているので、所望の塗布幅に変更することができる。また、嵌込部材には、固定部材の凹凸と噛み合うよう凹凸形状が形成されているので、嵌め込み易くズレ難い。

したがって、本発明によれば、様々な塗布幅の製品を製造する際に、液漏れやスペーサーの位置ズレが起きることがなく、ダイの分解をせずに、塗布幅を変更することができるエクストルージョン塗布装置を提供することができる。なお、凹凸形状は、固定部材と嵌込部材の何れが凹形状であっても凸形状であっても良い。

ここで、固定部材と嵌込部材とに設けられた凹凸形状は、嵌め込み易い形状が良いが、部材の加工性や加工精度等を考慮すると図４のように三角形や、図５の（ａ）のように台形が良い。さらに、凹凸形状は、図５の（ｂ）や（ｃ）のように丸形であってもＬ字形であっても良い。

固定部材と嵌込部材とが噛み合う凹凸部分は、嵌込部材の凸部先端がうまく固定部材の凹部に噛み合わずに強くぶつかって折れ曲がったりする等の破損を防ぐためにある程度の隙間２７を空けることが好ましい（図４、図５参照）。

ここで、本発明において、嵌込部材２４ｂには、スリット１６から突出した突出部２９が設けられていることが好ましい。嵌込部材２４ｂにスリット１６から突出した突出部２９が設けられていることで、固定部材２４ａへの抜き差しを容易に行うことができる。

さらに、本発明では、嵌込部材２４ｂは、塗布液と接する部分の厚さに対し、接しない部分の厚みを小さくすることが好ましい。塗布液と接する部分の厚さに対し、接しない部分の厚みを小さくすることで抜き差しを容易に行うことができる。塗布液と接する部分の厚さに対し、接しない部分の厚みを小さくするには、スリット１６を形成する面に対向する嵌込部材２４ｂの面をテーパー状にすることが考えられる。

本発明では、図６及び図７に示すように、突出部２９を設けた場合には、リップ面１８のうち上流側のリップ面１８ａを覆うことが好ましい。

嵌込部材２４ｂの材料としては、突出部２９が、ＨＲＡ８０以上の硬い素材や、金属であることが好ましい。嵌込部材２４ｂの突出部２９にプラスチックなどの柔らかい材質を用いると、加工精度が出なかったり、使用時に曲がってしまい、しっかりとリップ面と嵌込部材２４ｂが密着できなくなってしまって突出部２９がウエブ２２に触れて、ウエブが削れてゴミが出たり、嵌込部材２４ｂとリップ面１８ａとの隙間から塗布液が漏れ広がったりするからである。

このように、スペーサー２４の嵌込部材２４ｂに上流側のリップ面１８ａを覆う金属から成る突出部２９を形成したもので塗布液を塗布することで、固定部材２４ａへの抜き差しを容易に行うことができるだけでなく、塗布開始時及び塗布中におけるビード幅方向の両端部のビード状態を安定化することができる。即ち、低粘度、低塗布量の塗布液をエクストルージョン塗布装置で塗布する際、メニスカスが不安定になりやすく濡れ広がってしまうが、上流側のリップ面まで掛けるスペーサーによって濡れ広がりを物理的にせき止めることで濡れ広がりを抑制することができる。

ここで、「濡れ広がり」とは、塗布液の端部が塗布幅よりも広がってしまうことをいい、図１において、塗布液Ｌの塗布幅Ａと一対のスペーサー２４同士の間隔Ｂとの差を２で割った値が濡れ広がり幅である。

なお、スペーサー２４が上流側のリップ面１８ａを覆う長さＤ（図７参照）は、１０００μｍ以上であることが好ましい。ここで、上限としては、下流側のリップ面の長さ以下であることが好ましい。上流側のリップ面１８ａの長さよりも多く嵌込部材２４ｂの突出部２９で覆っても特に問題はないが、濡れ広がりを抑えるには上流側のリップ面の長さまでで十分である。

また、本発明では、突出部２９を上流側のリップ面１８ａから突出させる厚みＣは、１０μｍ以上であることが好ましい。１０μｍ以上の厚みがあることで効果的に濡れ広がりを抑えることができる。

次に、上記の如く構成されたエクストルージョン塗布装置１０の作用について説明する。

スロットダイ１２内のポケット部１４に供給された塗布液Ｌは、該ポケット部１４で塗布幅方向（ウエブ幅方向と同じ）に拡流し、一対のスペーサー２４，２４によって塗布幅規制されたスリット１６を上昇してスリット先端から吐出される。これにより、スロットダイ１２のリップ面１８とウエブ２２との間のリップクリアランスＣに塗布液Ｌが架橋し、ビードＬ１（塗布液溜まり）が形成され、塗布液Ｌがウエブ２２に塗布され塗布フィルムを製造する。

ここで、塗布フィルムの塗布幅を変更するために、本発明では、これまでのようにダイを分解及び洗浄して幅の異なるスペーサーを挿入するのではなく、スペーサー２４の嵌込部材２４ｂを外し、所望の塗布幅となる別の嵌込部材２４ｂ’を嵌め込む。嵌込部材は、幅の異なるものが複数用意されているので、本発明のエクストルージョン塗布装置１０は、所望の塗布幅に変更することができるようになっている。また、固定部材２４ａと嵌込部材２４ｂ’とには噛み合うことができるよう、凹凸形状が形成されているので、嵌め込み易くズレ難い。なお、固定部材２４ａは、スリット幅と同じ厚みで製作され、例えばボルトでダイのスリット１６に固定されている。これにより、液漏れやスペーサーの位置ズレを防ぐことができる。

ここで、嵌込部材２４ｂ、２４ｂ’に、固定部材２４ａに嵌め込んだときにスリット１６から突出する突出部２９が設けられていると、固定部材２４ａへの抜き差しを容易に行うことができる。

さらに、突出部２９がリップ面１８のうち上流側のリップ面１８ａを覆うＨＲＡ８０以上の硬い素材や金属であると、固定部材２４ａへの抜き差しを容易に行うことができるだけでなく、濡れ広がりを抑えることができる。

本発明のエクストルージョン塗布装置は、様々な塗布幅の製品を製造する際に、液漏れやスペーサーの位置ズレが起きることがなく、ダイの分解をせずに、塗布幅を変更することができる。したがって、ダイの分解・組み立て等に要する時間を省略できるので、塗布フィルム製品の製造得率を大幅にアップすることができる。

なお、本発明では、スリット部の厚み幅が０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。また、塗布液の粘度が０．１〜１００ｃｐであることが好ましい。通常用いられているスロットの厚み幅は０．５ｍｍ以下であるが、本発明は、０．２５ｍｍ以下の幅を有するエクストルージョン塗布装置に特に有効である。また、本発明は、０．１〜１００ｃｐの粘度の塗布液を用いる際に特に有効である。

本実施の形態では、スペーサーの好ましい態様を示したが、これに限定するものではなく、本発明の趣旨を逸脱しないものは全て含まれる。

１０…エクストルージョン塗布装置、１２…スロットダイ、１４…ポケット部、１６…スリット、１６Ａ…吐出口、１８…リップ面、１８ａ…上流側のリップ面、１８ｂ…下流側のリップ面、２０…バックアップローラ、２２…ウエブ、２４…スペーサー、２４ａ…固定部材、２４ｂ…嵌込部材、２９…突出部、３０…側板、３１…送液ライン、３２…側板、Ａ…塗布幅、Ｂ…スペーサー（嵌込部材）同士の間隔、Ｌ…塗布液、Ｌ１…ビード

Claims (7)

1. 塗布液が供給されるマニホールドと、該マニホールドから前記塗布液が通るスリット部を介して上流側及び下流側のリップ面上に塗布液を吐出する塗布液吐出口と、からなり、
   前記スリット部の幅方向両端部には、前記塗布液の塗布幅を規制するスペーサーが設けられ、
   該スペーサーは、前記スリット部に固定された固定部材と、該固定部材に嵌め込まれる着脱可能な嵌込部材と、からなり、
   該固定部材と該嵌込部材とには、相互に噛み合う凹凸形状が形成されている、連続走行する帯状の支持体に前記塗布液を塗布するエクストルージョン塗布装置であって、
   幅の異なる複数の嵌込部材により前記塗布液の塗布幅を変更することを特徴とするエクストルージョン塗布装置。
2. 前記嵌込部材は、前記スリット部から突出した突出部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエクストルージョン塗布装置。
3. 前記突出部は、前記上流側のリップ面を覆うことを特徴とする請求項２に記載のエクストルージョン塗布装置。
4. 前記スリット部の厚み幅が０．２５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１に記載のエクストルージョン塗布装置。
5. 前記塗布液の粘度が０．１〜１００ｃｐであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１に記載のエクストルージョン塗布装置。
6. 請求項１〜５の何れか１に記載のエクストルージョン塗布装置を用い、前記嵌込部材を所望の塗布幅に変更し、前記塗布液を塗布することを特徴とするエクストルージョン塗布方法。
7. 請求項１〜５の何れか１に記載のエクストルージョン塗布装置の前記嵌込部材を所望の塗布幅に変更し前記塗布液を塗布する工程を含み、塗布フィルムを製造することを特徴とする塗布フィルムの製造方法。

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