KR0137109B1 - 도포방법 및 도포장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도포방법 및 도포장치에 관한 것으로서, 무접촉지지건조에 의한 웨브의 진동발생의 영향을 받지 않고 균일한 도포막형성이 가능한 도포방법 및 도포장치를 제공하는 것을 목적으로 하고, 그 구성에 있어서, 적어도 무접촉지지건조를 행하기 위한 건조장치(4)와 이 건조장치(4)의 상류쪽의 최근방에 위치하는 지지롤(10)과의 사이에 배치하는 압출형 도포헤드(3)의 백에지면(32a)이 3㎜≤R≤30㎜의 곡률반경R을 가진 R면 형상이고, 또한, 상기 도포헤드(3)의 프런트에지(31)의 슬릿(33)쪽 끝점에 있어서 상기 프런트에지면(31a)에 그은 접선(L)보다도 상기 백에지면(32a)의 R면 형상부분 전체를 웨브(11)쪽에 돌출한 것과 같은 구조의 압출형도포헤드로 하고, 주행하는 웨브(11)에 이 압출형 도포헤드(3)에 의해 도포액을 도포한 후, 무접촉지지건조를 행하는 것을 특징으로 하는 것이다.
Description
제 1 도는 본 발명의 도포장치의 일례를 표시한 개략구성도
제 2 도는 본 발명의 도포장치를 구성하는 도포헤드의 일례를 표시한 단면도
제 3 도는 본 발명의 도포장치를 구성하는 도포헤드의 일례를 표시한 단면도
제 4 도는 본 발명의 도포장치를 구성하는 도포헤드의 다른예를 표시한 단면도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 도포장치, 2 : 제 1도포헤드,
3 : 제 2도포헤드, 4 : 건조장치,
5,9 : 진공롤, 6,7,10 : 지지롤,
8 : 장력검출롤, 11 : 웨브,
31 : 프런트에지, 31′ : 센터에지,
32 : 백에지, 33,33′ : 슬릿부,
34,34′ : 포켓부
본 발명은 도포방법 및 도포장치에 관한 것으로, 특히 도포액을 웨브의 양면에 균일하게 도포하는 것이 가능한 도포방법과 그러기 위한 도포장치에 관한 것이다. 종래 웨브상에 도포액을 도포하는 방법이 사용되고 있으나, 생산성이나 조작성이 높고 도포막의 두께제어성이 뛰어나므로, 최근 압출도포법이 주목되고 있다. 압출도포법은, 지지롤등의 반송수단의 사이에 있어서, 웨브에 대해서 소정의 장력이 작용하도록 도포헤드의 프런트에지면(웨브반송방향 상류쪽)과 백에지면(웨브반송방향 하류쪽)을 압압하고, 슬릿으로부터 압출되는 도포액의 압출량의 변화에 따라서 백에지면과 웨브와의 간격을 변화시킴으로써, 소정의 막두께가 되도록 제어해서 도포를 행하는 것이다. 이와같은 압출도포법을 사용해서 웨브상에 균일한 도포를 행하기 위하여, 도포헤드의 백에지면(웨브반송방향 하류쪽)의 단면형상을 삼각형상으로 한 도포장치가 있다(일본국 특개소57-84771로 공보). 또, 도포헤드의 프런트에지면과 백에지면이 양에지의 슬릿쪽정점을 연결하는 선에 대한 각도을 규제한 도포장치(일본국 특개소58-109162호 공보)나, 도포헤드의 배에지면(웨브반송방향 하류쪽)을 만곡시켜, 이 백에지면과 프런트에지면과의 각도등을 규제한 도포장치(일본국 특개소60-238179호 공보)가 개시되어 있다.
한편, 이와 같은 압출도포헤드를 사용해서 웨브의 양면에 도포액을 도포하는 경우, 양면도포가 행해진 웨브는 양면모두 지지롤 등에 의한 접촉지지를 할 수 없기 때문에 건조장치에 있어서는 웨브의 양면에 공기를 내뿜어서 웨브를 지지하는 무접촉지지 건조가 행해진다. 그러나, 이 무접촉지지 건조에서는, 뿜어낸 공기의 밸런스가 미소하게 다를뿐이어도 웨브에 진동이 발생하게 된다. 그리고, 이 진동이 무접촉지지 건조장치에 가장 가까운 도포헤드에 영향을 미쳐서 도포막의 두께 불균일을 발생하여, 균일한 도포막두께를 형성하는 양면도포를 곤란하게 하고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 분배기를 내장한 2개의 기체분출관을 구비하고 기체박막을 웨브의 양면에 형성하는 진동흡수장치를, 무접촉지지 건조장치와, 이것에 가장 가까운 도포헤드와의 사이에 배치하고, 무접촉지지 건조에 의해 웨브에 발생한 진동을 흡수해서, 도포헤드에 의한 도포에 악영향이 미치는 것을 방지하거나(일본국 특개소62-244469호 공보), 상기의 진동흡수장치와 도포헤드의 사이에, 또 고체블레이드를 웨브의 도포막에 접촉하도록 배치시키는 도포방법(일본국 특개소62-247861호 공보)이 개시되어 있다. 그러나, 일본국 특개소57-84771호 공보에 개시된 도포장치는, 백에지면(웨브 반성방향 하류쪽)의 단면형상의 삼각형상을 이루고, 정점이 존재하고 있으므로, 도포시에 더러움이나 이물이 정점을 넘어서 유출되기 어려워, 도포헤드의 슬릿출구에 축적한 더러움이나 이물등에 의해 줄무늬얼룩이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다. 또, 일본국 특개소58-109162호 공보에 개시되어 있는 도포장치 및 일본국 특개소60-238179호 공보에 개시되어 있는 도포장치는 무접촉지지 건조에 의해 웨브에 발생한 진동에 의해 악영향을 받기 쉬워, 균일한 도포막형성이 곤란하다는 문제가 있다. 이 때문에, 일본국 특개소62-244469호 공보나 일본국 특개소62-247861호 공보에 개시되어 있는 진동흡수장치나 고체블레이드를 무접촉지지건조장치를 도포헤드와의 사이에 설치할 필요가 생기나, 여분의 설비를 필요로하기 때문에, 제조코스트의 증대를 가져온다는 문제가 있었다. 또, 상기한 일본국 특개소62-247861호 공보에 개시된 바와 같이 양면도포에 있어서의 웨브의 제 1면의 도포막에 고체블레이드를 접촉시킨 경우, 제 1면의 도포막두께의 변동을 유발하게 된다는 문제도 있었다. 또, 상기한 일본국 특개소58-109162호 공보에 개시되어있는 양면도포기술에서는 웨브의 장력을 제어하는 1구간내에 웨브의 양면에 도포헤드를 배치하는 구성으로 되어 있어, 각 도포헤드에 필요한 웨브장력을 적절하게 분배하는 것이 곤란하고, 또한, 도포헤드와 웨브의 각도조정도 단독으로는 설정할 수 없는 구성으로 되어 있기 때문에, 웨브의 양면에 가장 적합한 두께의 도포막을 균일하게 형성할 수가 없다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 무접촉지지건조에 의한 웨브의 진동발생의 영향을 받지 않고 균일한 도포막형성이 가능한 도포방법 및 도포장치를 제공하는데 있다. 즉, 본 발명의 도포방법은 무접촉지지건조를 행하기 위한 건조수단과 이 건조수단의 상류쪽의 최근방에 위치하는 지지롤과의 사이에 그 백에지면이 3㎜ ≤ R ≤ 30㎜의 곡률반경R을 가진 R면형상이고, 또한, 그 프런트에지의 슬릿쪽 끝점에 있어서 상기 프런트에지면에 그은 접선보다도 상기 백에지면의 R면형상부분 전체를 웨브쪽에 돌출한 것와 같은 구조의 압출형 도포헤드를 배치하고, 주행하는 웨브에 적어도 상기 압출형 도포헤드에 의해 도포액을 도포한 후, 상기 건조수단에 의해서 무접촉지지건조를 행하는 도포방법이다. 또, 본 발명의 도포장치는, 웨브의 반송장치와, 무접촉지지건조를 행하기 위한 건조수단과, 상기 건조수단과 이 건조수단의 상류쪽의 최근방에 위치하는 지지롤과의 사이에 배치된 압출형 도포헤드를 구비하고, 이 압출형 도포헤드는, 그 백에지면이 3㎜ ≤ R ≤ 30㎜의 곡률반경R을 가진 R면형상이고, 또한 상기 도포헤드의 프런트에지의 슬릿쪽 끝점에 있어서 상기 프런트에지면에 그은 접선보다도 상기 백에지면의 R면형상부분 전체가 웨브쪽에 돌출하고 있는 도포장치이다. 상기한 바와 같은 본 발명에 의해, 무접촉지지건조에 의해서 웨브에 발생한 진동의 영향을 받지않고 균일한 도포가 가능하고, 웨브의 양면에 도포하는 경우에도, 한쪽면씩 합계 두 번의 도포를 행할 필요가 없어 공정수를 적게할 수 있는 동시에, 이것에 따른 수율의 향상이 가능하고, 또, 무접촉지지건조에 의해 웨브에 발생한 진동을 배제하기 위한 진동흡수장치나 고체스무더등의 설비가 불필요하여, 제조코스트의 저감이 가능하다.
다음에, 도면을 참조해서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 제 1도는 본 발명의 도포장치의 일례를 표시한 개략구성도이다. 제 1도에 있어서, 도포장치(1)는 압출형 제 1도포헤드(2), 압축형 제 2도포헤드(3) 및 무접촉지지건조형 건조장치(4)를 구비한 양면도포형 도포장치이다. 이 도포장치(1)의 제 1도포헤드의 상류쪽에는 진공롤(5) 및 지지롤(6)이 배치되고, 제 1도포헤드(2)와 제 2도포헤드(3)와의 사이에는 지지롤(7), 장력검출롤(8), 진공롤(9) 및 지지롤(10)이 차례로 배치되어 있다. 이 도포장치(1)에 있어서, 진공롤(5) 및 진공롤(9)은 장력조정수단을 구성하고, 진공롤(5)로부터 진공롤(9)에 이르는 웨브반송행정의 장력을 조정함으로써, 제 1도포헤드(2)에 의한 웨브(11)의 제 1면(11a)에의 도포시 장력을 조정할 수 있다. 또 건조장치(4)의 하류쪽에 배치된 댄서롤 및/또는 진공롤(모두 도시생략)과 진공롤(9)은 장력조정수단을 구성하고, 진공롤(9)로부터 하류족 웨브반송행정의 장력을 조정함으로써, 제 2도포헤드(3)에 의한 웨브(11)의 제 2면(11b)에의 도포시 장력을 조정할 수 있다. 이에 의해 각 도포헤드(2),(3)의 도포시 장력을 독립해서 설정할 수 있다. 제 1도포헤드(2) 및 제 2도포헤드(3)를 웨브(11)에 대해서 이접가능하게 하므로써, 제 1도포헤드(2) 및 제 2도포헤드(3)에 있어서의 랩각을 독립해서 설정할 수 있다. 혹은, 제 1도포헤드(2) 및 제 2도포헤드(3)를, 웨브(11)의 폭방향에 평행한 회전축을 중심으로 해서 회전가능하게 해서, 제 1도포헤드(2) 및 제 2도포헤드(3)에 있어서의 랩각을 독립해서 설정하도록 해도 된다. 또, 제 1도포헤드(2) 및 제 2도포헤드(3)의 웨브(11)에 대한 이접과 회전을 조합시킴으로써 제 1도포헤드(2) 및 제 2도포헤드(3)에 있어서의 랩각을 독립해서 설정하도록 해도 된다. 또, 지지롤(6), 지지롤(7), 지지롤(10)을 웨브(11)에 대해서 이접가능하게 해도 된다. 도포헤드 및 지지롤을 웨브에 대해서 상대적으로 이접 혹은 회전시키기 위해서는 에어실린더, 유압실린더 혹은 전동모터등을 사용할 수 있다. 상기한 바와 같은 도포장치(1)에 있어서, 적어도 제 2도포헤드(3)는 그 백에지면이 3㎜ ≤ R ≤ 30㎜의 곡률반경R을 가진 R면형상이고, 또한 프런트에지의 슬릿쪽 끝점에 있어서 프런트에지면에 그은 접선보다도 백에지면의 R면형상부분 전체가 웨브쪽에 돌출하고 있는 구조로 되어 있다. 제 2도 및 제 3도는 제 2도포헤드(3)의 단면도이다. 제 2도 및 제 3도에 있어서 제 2도포헤드(3)는 프런트에지(31), 백에지(32), 프런트에지(31)와 백에지(32)와의 사이에 형성되어 있는 슬릿부(33), 포켓부(34)를 구비하고 있다. 본 발명에서는 이 제 2도포헤드(3)의 백에지(32)의 상단부면인 백에지면(32a)이 R면형상이고, 또, 프런트에지(31)의 상단부면인 프런트에지면(31a)의 슬릿부(33)쪽의 끝점(31b)에 있어서 프런트에지면(31a)에 그은 접선L 보다도, 백에지면 (32a)의 R면형상이 웨브(11)쪽에 돌출하고 있는 것을 특징으로 하고 있다. 상기한 백에지면(32a)의 R면형상의 곡률반경 R은, 상기한 바와 같이 3㎜ ≤ R ≤ 30㎜의 범위내에서 설정할 수 있다. R면형상의 곡률반경 R이 3㎜미만이면, 백에지(32)에 의한 도포액의 긁어떨어뜨림등의 발생에 의해 도포가능한 랩각의 범위가 좁아지고, 또, R면형상의 곡률반격 R이 30㎜를 넘으면 한쪽 늘어남 등의 웨브변형에 대한 도포두께 불균일을 발생하기 쉽고, 또, 이 경우도 도포가능한 랩각의 범위가 좁아져서 바람직하지 않다. 이와 같은 백에지(32)의 길이(웨브반송방향의 길이) ℓ2는 0.2 ∼ 3㎜정도, 바람직하게는 0.4 ∼ 2㎜정도로 할 수 있다. 여기서 백에지(32)의 길이는 슬릿(33)의 도포액유출방향을 기준선으로 하고, 백에지면(32a)의 양끝점에 있어서 기준선에 평행한 선을 긋고, 그 평행선의 거리를 백에지(32)의 길이로 하고 있다. 또, 접선L 로부터 백에지면(32a)의 R면형상전체가 웨브(11)쪽에 돌출하는 높이h는 20 ∼ 300㎛정도로 하는 동시에 백에지(32)의 슬릿쪽 끝점이 접선L로부터 웨브(11)쪽에 돌출하는 높이 △h는 0 ∼ 100㎛정도로 할 수 있다. 슬릿부(33)는, 그 개구폭W1이 0.05 ∼ 0.6㎜정도이고, 제 2도포헤드(3)의 폭방향(웨브반송방향에 대하여 직각방향)을 따라서 형성되어 있는 유로이다. 또, 슬릿부(33)의 유로길이 ℓ3은, 예를 들면, 도포액의 조성 및 물성, 도포액의 공급량등에 의거해서 설정할 수 있다. 또, 프런트에지면(31a)과 백에지면(32b)과의 사이에 형성되는 슬릿부(33)의 출구의 폭W2는, 개구폭W1과 동등하게 설정되는 것이 일반적이거나, 경우에 따라서는 개구폭W1과 동등하지 않아도 된다. 이와 같은 제 2도포헤드(3)는 종래의 압출형 도포헤드와 마찬가지의 재료, 예를 들면, 스테인레스강, 초경합금재료등에 의해 작성할 수 있다. 상기한 제 2도포헤드(3)에서는, 도시되어 있지 않은 도포액 공급수단으로부터 도포액이 포켓부(34)에 공급된다. 포켓부(34)에의 도포액의 공급은, 포켓부(34)의 한쪽의 단부로부터의 공급, 포켓부(34)의 양단부로부터의 공급 혹은 포켓부(34)의 중간부로부터의 공급등, 어느 공급방법이어도 된다. 이 포켓부(34)에 공급된 도포액은, 슬릿부(33)를 경유해서 슬릿부(33)의 출구로부터 압출되고, 백에지면(32a)과 반송되고 있는 웨브(11)와의 간격부분에 연속적으로 공급된다. 이때, 도포액의 공급량, 도포헤드에 대한 웨브의 장력, 랩각등에 의해, 웨브(11)와 백에지면(32a)과의 간격이 설정되고, 도포액이 웨브(11)상에 도착된다. 또, 본 발명의 도포장치에 있어서는, 제 2도포헤드를 상기한 바와 같은 구조로 하는 이외에, 제 4도에 표시된 바와 같은 다층(도시예에서는 2층) 동시도포용 도포헤드로 할 수 있다. 제 4도에 표시되는 제 2도포헤드(3)는, 프런트에지(31), 센터에지(31′), 백에지(32), 슬릿부(33),(33′), 포켓부(34),(34′)를 구비하고 있다. 이와 같은 제 2도포헤드(3)의 경우, 백에지(32)의 상단부면인 백에지면(32a)이 R면형상이고, 또한, 센터에지(31′)의 상단부면인 센터에지면(31′a)의 슬릿부(33′)쪽의 끝점(31′b)에 있어서 센터에지면(31′a)에 그은 접선L1보다도, 백에지면(32a)의 R면형상이 웨브(11)쪽에 돌출한 구조로 한다. 또, 센터에지면(31′a)이 R면 형상이고, 또한, 프런트에지(31)의 상단부면인 프런트에지면(31a)의 슬릿부(33)쪽의 끝점(31b)에 있어서 프런트에지면(31a)에 그은 접선L2보다도, 센터에지면(31′a)의 R면형상이 웨브(11)쪽에 돌출한 구조로 한다. 상기한 백에지면(32a)의 R면형상의 곡률반경 R은, 3㎜ ≤ R ≤ 30㎜의 범위내, 바람직하게는 13㎜ ≤ R ≤ 30㎜의 범위내에서 설정할 수 있다. 또 센터에지면(31′a)의 R면형상의 곡률반경 R은 3㎜ ≤ R ≤ 30㎜의 범위내, 바람직하게는 3㎜ ≤ R ≤ 10㎜의 범위내에서 설정할 수 있다. 또, 백에지(32)의 길이 ℓ2, 센터에지(31′)의 길이 ℓ′2는 각각 0.2 ∼ 3㎜정도로 할 수 있고, 바람직하게는 각에지의 길이의 합(ℓ2+ ℓ′2)를 0.4 ∼ 4㎜의 범위로 할 수 있다. 여기서, 백에지(32)의 길이 및 센터에지(31′)의 길이는, 최하류쪽의 슬릿(제 4도에서는 슬릿(33′))의 도포액유출방향을 기준선으로 하고, 각 에지의 양끝점에 있어서 기준선에 평행한 선을 긋고, 그 평행선의 거리를 각각의 에지의 길이로 하고 있다. 또, 접선L1로부터 백에지면(32a)의 R면형상 전체가 웨브(11)쪽에 돌출하는 높이h, 접선L2로부터 센터에지면(31′a)의 R면형상 전체가 웨브(11)쪽으로 돌출하는 높이h′는 각 20 ∼ 300㎛정도로 할 수 있고, 바람직하게는 돌출하는 높이의 합(h + h′)을 40 ∼ 400㎛의 범위내로 할 수 있다. 또, 백에지(32)의 슬릿(33′)쪽 끝점이 접선L1로부터 웨브(11)쪽으로 돌출하는 높이 △h, 센터에지(31′)의 슬릿(33)쪽 끝점이 접선L2로부터 웨브(11)쪽으로 돌출하는 높이 △h′는, 각각 0 ∼ 100㎛정도로 할 수 있고, 바람직하게는 돌출하는 높이의 합(△h + △h′)을 0 ∼ 150㎛의 범위내로 할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 제 1도포헤드는 제 2도포헤드와 마차가지의 압출형 도포헤드여도 되고, 또 종래의 압출형 도포헤드나, 롤코팅법등의 다른 도포방법을 사용한 도포헤드여도 된다. 또, 제 1도포헤드의 하류쪽이고 제 2도포헤드의 상류쪽에 고체스무더등의 스무징수단을 배치해도 된다.
다음에, 본 발명의 도포방법을 제 1도 내지 제 3도를 참조하면서 설명한다. 제 1도에 표시된 도포장치(1)에 있어서, 도시되어 있지 않은 공급롤로부터 웨브(11)를 진공롤(5) 및 지지롤(6)을 개재해서 제 1도포헤드(2)에 공급하고, 웨브의 한쪽면인 제 1면(11a)에 제 1도포헤드(2)에 의해 도포액을 도포한다. 다음에, 웨브(11)의 미도포상태의 면(제 2면(11b)을 지지롤(7), 장력검출롤(8), 진공롤(9) 및 지지롤(10)에 의해 지지하면서 제 2도포헤드(3)에 인도하고, 제 2면(11b)에 제 2도포헤드(3)에 의해 도포액을 도포한다. 이 제 2도포헤드(3)는 건조장치(14)와 이 건조장치(4)의 상류쪽 최근방의 지지롤(10)과의 사이에 위치하는 도포헤드이고, 슬릿부(33)를 경유해서 슬릿부(33)의 출구로부터 압출된 도포액은, 백에지면(32a)과 반송되고 있는 웨브(11)와의 간격을 유지하면서 웨브(11)상에 도포된다. 여기서, 본 발명의 도포방법에 있어는 상기한 제 2도포헤드를 상기한 바와 같이 백에지면(32a)이 R면형상이고, 또한 프런트에지(31)의 슬릿쪽 끝점에 있어서 프런트에지면(31a)에 그은 접선L보다도 백에지면(32a)의 R면 형상부분이 웨브(11)쪽에 돌출하고 있는 구성으로 하고 있다. 따라서, 무접촉지지건조형 건조장치(4)에 있어서 웨브(11)에 진동이 발생해도, 백에지면(32a)과 웨브(11)와의 간격이 안정적으로 유지되고, 또, 프런트에지면(31a)에 의한 웨브(11)의 깎임도 없고, 웨브(11)의 진동에 의해서 제 2도포헤드(3)에서의 도포에 있어서 도포불균일이 발생하는 일은 거의 없어, 균일한 도포막형성이 가능항다. 상기한 바와 같이 제 2도포헤드(3)에 있어서 웨브의 다른면인 제 2면(11b)에 도포를 행한 후, 건조장치(4)에 있어서 무접촉지지하면서 웨브(11)의 양면의 도포막의 건조를 행하고, 그후, 감기롤(도시생략)에 감을 수 있다. 또, 본 발명의 도포방법에서는, 제 1도포헤드(2)에 의한 웨브(11)의 제 1면(11a)에의 도포시의 장력과, 제 2도포헤드(3)에 의한 웨브(11)의 제 2면(11b)에의 도포시의 장력을 각각에 독립해서 조정할 수 있다. 즉, 제 1도포헤드(2)에 의한 웨브(11)의 제 1면(11a)에의 도포시 장력의 조정은 진공롤(5) 및 진공롤(9)에 의해 진공롤(5)로부터 진공롤(9)에 이르는 웨브반송행정의 장력을 조정해서 행한다. 또, 제 2도포헤드(3)에 의한 웨브(11)의 제 2면(11b)에의 도포시 장력의 조정은, 건조장치(4)의 하류쪽에 배치된 댄서롤 및/또는 진공롤과 진공롤(9)에 의해 진공롤(9)로부터 하류쪽의 웨브반송행정의 장력을 조정해서 행한다. 이와같이, 제 1도포헤드(2)와 제 2도포헤드(3)의 도포시 장력을 각각에 독립해서 조정함으로써, 제 1도포헤드(2)의 가장 적합한 도포시 장력을 유지한 그대로, 제 2도포헤드(3)의 도포시장력을 적절하게 조정해서, 무접촉지지건조장치(4)에 있어서 웨브(11)에 발행한 진동에 의해 제 2도포헤드에 있어서의 도포에 악영향이 미치지 않도록 할 수 있다. 제 2도포헤드(3)의 도포시장력은, 제 1도포헤드(2)의 도포시 장력과 동등하거나, 혹은 작게 설정하는 것이 바람직하다. 제 2도포헤드(3)에 있어서의 도포시 장력이 지나치게 크면, 제 2도포헤드(3)의 도포시 장력설정범위에 건조장치(4)가 존재하기 때문에, 건조후에 있어서 웨브의 열수축이 발생하고, 예를 들면, 도포제품이 자기 테이프 혹은 자기플로피 디스크의 경우, 스큐(skew)나 트래킹 어긋남이 발생하는 원인이 된다. 통상, 제 2도포헤드(3)의 도포시 장력은 5 ∼ 50㎏/m정도의 범위에서 설정할 수 있다. 또, 본 발명의 도포방법에서는, 제 1도포헤드(2)와 웨브(11)와의 랩각 및 제 2도포헤드(3)와 웨브(11)와의 랩각을 각각에 독립해서 조정해도 된다. 예를 들면, 제 1도포헤드(2)에 의해서 도포되는 도포액의 점도보다도 제 2도포헤드(3)에 의해서 도포되는 도포액의 점도가 작은 경우, 제 2도포헤드(3)의 랩각은, 제 1도포헤드(2)의 랩각과 동등, 혹은 크게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 도포장치는, 상기한 바와 같은 구성에 한정되는 것이 아니라는 것은 물론이다. 예를 들면, 양면도포형이어도, 편면에 다층도포를 행하도록 복수의 도포헤드를 배치할 수 있다. 이 경우, 적어도 무접촉지지 건조장치의 상류쪽 최근방의 도포헤드를 상기한 예의 제 2도포헤드(3)와 같은 구조로 할 수 있다. 또, 편면도포형에서는, 도포헤드가 1개일 경우에는, 이 1개의 도포헤드를 상기한 예의 제 2도포헤드(3)와 같은 구조로 할 수 있다. 또, 편면도포형이어도, 다층도포를 행하도록 복수의 도포헤드를 배치할 수 있다. 이 경우도, 적어도 무접촉 지지건조장치의 상류쪽 최근방의 도포헤드를 상기한 예의 제 2도포헤드(3)와 같은 구조로 할 수 있다. 본 발명에 사용할 수 있는 웨브로서는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 등의 플라스틱필름, 종이나 금속박 등으로 이루어진 장척의 가요성지지체 등을 들 수 있고, 특별히 제한은 없다. 또, 웨브는 미리 여러 가지의 처리층이 형성된 것이어도 된다. 본 발명에 사용할 수 있는 도포액은, 압출형 도포헤드에 의한 도포에 적합한 도포액이면 특별히 제한은 없다. 압출형도포법은, 도포막의 두께제어성이 뛰어나고, 종래보다 안정된 도포막두께가 요구되는 용도에 있어서 사용되고 있다. 이와같은 용도의 하나로서, 자기기록매체의 자기기록층이나 백코팅층의 형성이 있고, 자성분, 바인더 및 용매를 함유하는 자성도포액, 혹은 백코팅용도포액은 본 발명에 사용할 수 있는 도포액의 하나이다. 여기서, 자성도포액의 예를 들면, 자성분으로서는 α-Fe2O3, Co함유 α-Fe2O3, Fe3O4, Co함유 Fe3O4, CrO2, 바륨페라이트, 스트론튬페라이트 등의 산화물 미분말, Fe, Co, Ni 등의 금속 혹은 이들의 합금미분말, 탄화철등이 모두 사용가능하다. 또, 바인더로서는 공지의 각종 수지바인더는 모두 사용가능하다. 또, 용매는 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 시클로헥사는, 메틸에틸케톤, 메틸리 소부틸케톤 등의 케톤계, 톨루엔 등의 방향족계등의 각종 용매를 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 또, 자성도포액에는, 필요에 따라서 무기미립자, 윤활제 등의 각종 첨가제를 함유시켜도 된다. 상기와 같은 자성도포액을 사용해서 형성되는 자기기록층은, 건조막 두께가 0.1 ∼ 6㎛ 정도이고, 이 자기기록층의 30 ∼ 92 중량%를 자성분이 차지하는 구성이 바람직하다. 또, 최근 행해지고 있는 바와 같이 도포액을 습윤상태에서 다층화해서 도포층을 형성해도 된다. 이 경우, 도포액은 자성액에 한정되는 것은 아니고, 비자성액, 수지의 용해액등, 상기와 같이 압출형 도포헤드에 의한 도포에 적합한 도포액이면 적용가능하고, 도포층의 층구성에 대해서도 필요에 따라서 선택할 수 있다. 또, 백코팅용 도포액의 예를 들면 안료로서는 카본블랙, α-Fe2O3, TiO2, CaO, SiO2, Cr2O3, α-Al2O3, SiC, CaCo3, BaSO4, ZnO, MgO, 질화붕소, TiC 등의 비자성무기분말등 모두 사용가능하다. 또, 바인더로서는, 공지의 각종수지바인더는 모두 사용가능하다. 또, 용매는 특별히 제한은 없고, 예를 들면, 시클로헥사는, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤계, 톨루엔 등의 방향족계 등의 각종 용매를 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 또, 백코팅용 도포액에는, 필요에 따라서 무기미립자, 윤활제등의 각종 첨가제를 함유시켜도 된다. 상기와 같은 백코팅용 도포액을 사용해서 형성되는 백코팅층은, 건조막두께가 0.1 ∼ 1.0㎛ 정도이고, 이 백코팅층의 30 ∼ 80 중량%를 안료가 차지하는 구성이 바람직하다.
다음에, 보다 구체적인 실시예를 들어서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 웨브로서 폭520㎜, 두께 14㎛의 폴리에틸렌 테레프탈 레이트필름을 준비했다. 또, 하기의 조성의 자성도포액 및 백코팅용 도포액을 준비했다.
자성도포액의 조성
Co함유 α-Fe2O3.....100중량부
극성기함유 염화비닐-아크릴레이트계 공중합체.....15중량부
술폰산기 함유 폴리우레탄수지.....6중량부 (고형분환산)
분산제.....1.5중량부
스테아린산.....1중량부
스테아린산부틸.....1중량부
α-알루미나.....2중량부
메틸에틸케톤.....160중량부
톨루엔.....40중량부
시클로헥사논.....100중량부
경화제(일본 폴리우레탄(주)제 C-3041 NV50%).....8.4중량부
백코팅용 도포액의 조성
카본블랙(중심입자직경 21㎜).....80중량부
염화비닐-비닐아세테이트-비닐알콜공중합체.....65중량부
술폰산기함유 폴이우레탄수지.....35중량부
메틸에틸케톤.....470중량부
톨루엔.....470중량부
시클로헥사논.....470중량부
스테아린산.....1중량부
미리스트산.....1중량부
스테아린산부틸.....2중량부
경화제(일본 폴리우레탄(주) 제 C-3041 NV 50%).....30중량부
[실시예 1]
다음에, 제 1도에 표시되는 양면도포형 도포장치(1)를 사용하고, 하기의 형상의 압출형 제 1도포헤드(2)에 의해서 상기한 자성도포액을 웨브(11)의 제 1면(11a)에 도포하고, 또, 하기의 표 1에 표시되는 형상의 제 2도포헤드(3)(압출형 도포헤드)에 의해서 상기한 백코팅용 도포액을 웨브(11)의 제 2면(11b)에 도포하고, 그후, 무접촉지지 건조해서, 웨브의 제 1면(11a)에 자기 기록층을 구비하고 웨브의 제 2면(11b)에 백코팅층을 구비한 자기기록매체를 작성했다. 또한, 도포조건은 하기에 표시되는 도포조건으로 하고, 제 1도포헤드 및 제 2도포헤드에 있어서의 웨브의 장력, 랩각을 하기의 표 1에 표시된 바와 같이 설정했다.
도포조건
웨브의 반송속도: 300m/㎜
제 1도 포헤드의 압출량: 2000cc/㎜
(3000 sec-1에 있어서의 외관점도 = 75cp)
제 2도 포헤드의 압출량: 1200cc/㎜
(3000 sec-1에 있어서의 외관점도 = 9cp)
제 1도 포헤드의 형상 :
곡률반경 R=5㎜
백에지의 슬릿쪽끝점의 돌출높이 △h = +40㎛
백에지의 R면형상의 돌출높이 h = 210㎛
백에지의 길이 ℓ2 = 0.75㎜
상기한 자기기록매체의백코팅층에 대해서, 하기의 방법으로 도포불균일을 측정해서 하기의 표 1에 표시했다.
도포불균일의 측정방법
자기기록매체를 웨브의 폭방향 및 반송방향을 따라서 샘플링하고, 메틸에틸케톤을 사용해서 자기기록층의 제거처리를 행한 후, 백코팅층을 근적외선 투과형막 두께계((주)쟈판센서 제 IRT-200형 : 스포직경 = 15㎜)를 사용하고, 웨브의 폭방향 및 반송방향의 2방향에 대해서, 측정길이 520㎜의 범위에서 하기의 식에 따라서 두께불균일(%)을 산출하고, 2방향의 두께불균일(5)중, 큰쪽의 값을 도포불균일로서 채용한다.
두께불균일(%) = (두께변동) / (평균두께) × 100
실시예 2∼3, 비교예 1
하기의 표 1에 표시되는 바와 같이 △h를 변경한 제 2도포헤드를 사용해서, 상기한 실시예 1과 마찬가지로 해서 자기기록매체를 작성하고, 그 백코팅층에 대해서 도포불균일을 측정해서 하기의 표 1에 표시했다.
실시예 4∼8
하기의 표 1에 표시되는 바와 같이 △h를 +5㎛로 하고, 백에지면의 곡률반경 R을 3,5,13,24,30㎜로 한 제 2도포헤드를 사용해서, 상기한 실시예 1과 마찬가지로 해서 자기기록매체를 작성하고, 그 백코팅층에 대해서 도포불균일을 측정해서 하기의 표 1에 표시했다. 또한, 실시예 4는 제 2도포헤드의 도포가능한 랩각중에서 173.6°를 선택해서 도포를 행하였다.
비교예 2
제 2도포헤드로서, 백에지면의 단면형상이 삼각형상을 이루고 정점이 존재하는 도포헤드(일본국 특개소 57-84771호에 개시되어 있는 도포헤드)를 사용한 이외에는, 상기한 실시예 1과 마찬가지로 해서 자기기록매체를 작성하고, 그 백코팅층에 대해서 도포불균일을 측정해서 하기의 표 1에 표시했다.
비교예 3∼5
하기의 표 1에 표시된 바와 같이 △h를 +5㎛로 하고 백에지면의 곡률반경 R을 2,40,90㎜로 한 제 2도포헤드를 사용해서, 상기한 실시예 1과 마찬가지로 해서 자기기록매체를 작성하고, 그 백코팅층에 대해서 도포불균일을 측정해서 하기의 표 1에 표시했다.
실시예 9
제 1도포헤드에 있어서의 웨브의 장력을 15㎏/폭으로 하고, 상기한 실시예 3과 마찬가지로 해서 자기기록매체를 작성하고, 그 백코팅층에 대해서 도포불균일을 측정해서 하기의 표 1에 표시했다.
비교예 6
진공롤(9)에 의한 장력제어를 행하지 않고, 제 1도포헤드, 제 2도포헤드 모두 공통으로 15㎏/폭의 장력을 설정하는 동시에, 제 1도포헤드의 랩각을 고정해서 도포를 행한 이외에는, 상기한 실시예 3과 마찬가지로 해서 자기기록매체를 작성하고, 그 백코팅층에 대해서 도포불균일을 측정해서 하기의 표 1에 표시했다.
비교예 7
제 1도포헤드에 있어서의 웨브의 장력을 10㎏/폭으로 하고, 상기한 실시예 3과 마찬가지로 해서 자기기록매체를 작성하고, 그 백코팅층에 대해서 도포불균일을 측정해서 하기의 표 1에 표시했다.
실시예 10∼11, 비교예 8∼9
하기의 표 1에 표시되는 바와 같이 백에지의 길이 ℓ2를 0.24, 2.96, 0.13, 3.05㎜로 한제 2도포헤드를 사용해서, 상기한 실시예 1과 마찬가지로 해서 자기기록매체를 작성하고, 그 백코팅층에 대해서 도포불균일을 측정해서 하기의 표 1에 표시했다. 또한, 실시예 10은 제 2도포헤드의 도포가능한 랩각중에서 176.5°를 선택해서 행하였다.
비교예 10
제 2도포헤드에서의 도포액을 제 1도포헤드에서 도포하고, 두께불균일의 비교시료로 했다.
[표 1]
* 1두께불균일의 허용범위는 5%이하
* 2△h는 백에지의 슬릿쪽끝점이 접선 L로부터 웨브쪽에 돌출하고 있는 경우를 +로 애서 표시.
표 1에 표시된 바와 같이, 실시예 1∼11은 자기기록매체의 백코팅층에 요구되는 도포불균일이 5%이하의 허용범위를 만족하고, 또, 웨브의 깎임도 없고 양호했다.
한편, 비교예 1은, △h가 부(-)이고, 제 2도포헤드의 백에지면의 R면 형상부분의 일부가, 프런트에지의 슬릿쪽 끝점에 있어서 프런트에지면에 그은 접선 L보다도 낮기 때문에, 도포불균일이 크고, 또, 프런트에지와 웨브가 접촉해서, 웨브에 깎임이 발생했다. 비교예 2는 제 2도포헤드에 대해서 여러 가지의 랩각을 설정해서 도포를 시험했으나 도포가능한 랩각의 범위가 좁고, 그중에서 152.8°를 선택해서 도포를 행하였으나 도포면에 줄무늬가 발생하여 양호한 백코팅층을 얻을 수 없었다. 비교예 3∼5는, 제 2도포헤드에 의한 백코팅층의 도포를 행할 수 없었다. 또, 비교예 6은, 제 2도포헤드에 의한 도포가능한 랩각의 범위가 좁고, 제 1도포헤드의 랩각을 조정하면 제 2도포헤드의 랩각도 조정할 필요가 생겨, 조작이 번잡했다. 비교예 7은 제 1도포헤드의 장력이 지나치게 낮아서 제 1도포헤드에 의한 도포를 할 수가 없었다. 또, 비교예 8은, 제 2도포헤드에 대해서 여러 가지의 랩각을 설정해서 도포를 시험했으나 도포가능한 랩각의 범위가 좁고, 그 중에서 177.2°를 선택해서 도포를 행하였으나 백에지면의 가공정밀도 부족에 의해 줄무늬형상의 두께불균일이 발생하고, 두께불균일이 커서 규격을 벗어났다. 비교예 9는, 백에지면이 지나치게 길어서 백에지상에서의 제 2차 계량이 발생하고, 두께불균일이 커져서 규격을 벗어났다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 무접촉지지건조에 의해 웨브에 발생한 진동의 영향을 받지 않고 균일한 도포가 가능하고, 웨브의 양면에 도포하는 경우에도, 한쪽면씩 합계 두 번도포를 행할 필요가 없어 공정수를 적게할 수 있는 동시에, 이에따른 수율의 향사이 가능하고, 또, 무접촉지지건조에 의해 웨브에 발생한 진동을 배제하기 위한 진동흡수장치나 고체스무더등의 설비가 불필요하여, 제조코스트의 저감이 가능하다. 본 발명은, 그 정신 또는 주요한 특징으로부터 일탈하지 않고, 다른 여러 가지의 모양으로 실시할 수 있다. 그 때문에, 상기한 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 불과하고, 한정적으로 해석해서는 안된다. 본 발명의 범위는, 특허청구의 범위에 의해서 나타내는 것이고 명세서 본문에는 전혀 구속되지 않는다. 또, 특허청구의 범위의 균등범위에 속하는 변형이나 변경은 전부 본 발명의 범위내의 것이다.
Claims (32)
- 주행하는 웨브에 도포헤드에 의해 도포액을 도포한 후, 무접촉지지건조를 행하는 도포방법에 있어서, 무접촉지지건조를 행하기 위한 건조장치(4)와 이 건조장치(4)의 상류쪽의 최근방에 위치하는 지지롤(10)과의 사이에 그 백에지면(32a)이 3㎜≤R≤30㎜의 곡률반경R을 가진 R면 형상이고, 또한, 그 프런트에지(31)의 슬릿(33)쪽 끝점에 있어서 상기 프런트에지면(31a)에 그은 접선(L)보다도 상기 백에지면(32a)의 R면형상부분전체를 웨브(11)쪽에 돌출한 것과 같은 구조의 압출형 도포헤드(3)를 배치하고, 주행하는 웨브(11)에 적어도 상기 압출형 도포헤드(3)에 의해 도포액을 도포한 후, 상기 건조장치(4)에 의해서 무접촉지지건조를 행하는 것을 특징으로 하는 도포방법.
- 제1항에 있어서, 상기 백에지(32)의 길이는 0.2∼3㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 도포방법.
- 제1항에 있어서, 상기 백에지(32)의 길이는 0.4∼3㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 도포방법.
- 제1항 내지 제3항중 어느한 항에 있어서, 상기 접선(L)로부터 상기 백에지면(32a)이 웨브(11)쪽에 돌출하는 높이는 20∼300㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 도포방법.
- 제1항 내지 제3항중 어느한 항에 있어서, 상기 건조장치(4)의 최근방의 상기 압출형 도포헤드(3)의 상류쪽에 적어도 1개의 도포헤드(2)가 배치되는 것을 특징으로 하는 도포방법.
- 제5항에 있어서, 각 도포헤드의 도포시 장력을 독립해서 설정하는 것을 특징으로 하는 도포방법.
- 제6항에 있어서, 상기 건조수단의 최근방의 상기 압출형도포헤드(3)의 도포시 장력은, 다른 도포헤드(2)의 도포시 장력과 동등하거나 혹은 작은 것을 특징으로 하는 도포방법.
- 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 건조장치(4)의 최근방의 상기 압출형도포헤드(3)의 도포시 장력은 5∼50㎏/m의 범위인 것을 특징으로 하는 도포방법.
- 제5항에 있어서, 각 도포헤드와 웨브(11)와의 랩각을 독립해서 설정하는 것을 특징으로 하는 도포방법.
- 주행하는 웨브에 도포액을 도포하는 도포장치에 있어서, 웨브(11)의 반송장치와, 무접촉지지건조를 행하기 위한 건조장치(4)와, 상기 건조장치(4)와 이 건조장치(4)의 상류쪽의 최근방에 위치하는 지지롤(10)과의 사이에 배치된 압출형 도포헤드(3)를 구비하고, 이 압출형도포헤드(3)는,그 백에지면(32a)이 3㎜≤R≤30㎜의 곡률반경R을 가진 R면 형상이고, 또한 상기 도포헤드(3)의 프런트에지(31)의 슬릿(33)쪽 끝점에 있어서 상기 프런트에지면(31a)에 그은 접선(L)보다도 상기 백에지면(32a)의 R면 형상부분 전체가 웨브(11)쪽에 돌출하고 있는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제10항에 있어서, 상기 압출형 도포헤드(3)의 상기 백에지(32)의 길이는 0.2∼3㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제10항에 있어서, 상기 압출형 도포헤드(3)의 상기 백에지(32)의 길이는 0.4∼3㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제10항 내지 제13항중 어느 한 항에 있어서, 상기 접선(L)로부터 상기 백에지면(32a)이 웨브(11)쪽에 돌출하는 높이는 20∼300㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제10항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압출형도포헤드(3)의 상기 백에지(32)와 상기 프런트에지(31)와의 사이에 형성되어 있는 상기 슬릿(33)의 개구폭은 0.05∼0.6㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제10항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 도포장치는 상기 건조장치(4)의 최근방의 상기 압출형 도포헤드(3)의 상류쪽에 적어도 1개의 도포헤드(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제15항에 있어서, 상기 웨브(11)의 양면에 도포액을 도포하도록 상기 도포헤드가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제15항에 있어서, 상기 웨브(11)의 한쪽면에 도포액을 다층도포하도록 상기 도포헤드가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제15항에 있어서, 각 도포헤드의 도포시 장력을 독립해서 설정하기 위한 장력조정수단(5,9)을 구비한 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제10항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 압출형 도포헤드(3)는 상기 백에지(32)와 상기 프런트에지(31)와의 사이에 2개의 슬릿(33,33')을 가진 다층도포용 도포헤드인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제4항에 있어서, 상기 건조장치(4)의 최근방의 상기 압출형 도포헤드(3)의 상류쪽에 적어도 1개의 도포헤드(2)가 배치되는 것을 특징으로 하는 도포방법.
- 제6항 또는 제7항에 있어서, 각 도포헤드와 웨브(11)와의 랩각을 독립해서 설정하는 것을 특징으로 하는 도포방법.
- 제8항에 있어서, 각 도포헤드와 웨브(11)와의 랩각을 독립해서 설정하는 것을 특징으로 하느 도포방법.
- 제13항에 있어서, 상기 압출형도포헤드(3)의 상기 백에지(32)와 상기 프런트에지(31)와의 사이에 형성되어 있는 상기 슬릿(33)의 개구폭은 0.05∼0.6㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제13항에 있어서, 상기 도포장치는 상기 건조장치(4)의 최근방의 상기 압출형 도포헤드(3)의 상류쪽에 적어도 1개의 도포헤드(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제14항에 있어서, 상기 도포장치는 상기 건조장치(4)의 최근방의 상기 압출형 도포헤드(3)의 상류쪽에 적어도 1개의 도포헤드(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제23항에 있어서, 상기 도포장치는 상기 건조장치(4)의 최근방의 상기 압출형 도포헤드(3)의 상류쪽에 적어도 1개의 도포헤드(2)를 구비하는 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제16항 또는 제17항에 있어서, 각 도포헤드의 도포시 장력을 독립해서 설정하기 위한 장력조정수단(5,9)을 구비한 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제13항에 있어서, 상기 압출형 도포헤드(3)는 상기 백에지(32)와 상기 프런트에지(31)와의 사이에 2개의 슬릿(33,33′)을 가진 다층도포용 도포헤드인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제14항에 있어서, 상기 압출형 도포헤드(3)는 상기 백에지(32)와 상기 프런트에지(31)와의 사이에 2개의 슬릿(33,33')을 가진 다층도포용 도포헤드인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제15항에 있어서, 상기 압출형 도포헤드(3)는 상기 백에지(32)와 상기 프런트에지(31)와의 사이에 2개의 슬릿(33,33′)을 가진 다층도포용 도포헤드인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 압출형 도포헤드(3)는 상기 백에지(32)와 상기 프런트에지(31)와의 사이에 2개의 슬릿(33,33′)을 가진 다층도포용 도포헤드인 것을 특징으로 하는 도포장치.
- 제18항에 있어서, 상기 압출형 도포헤드(3)는 상기 백에지(32)와 상기 프런트에지(31)와의 사이에 2개의 슬릿(33,33')을 가진 다층도포용 도포헤드인 것을 특징으로 하는 도포장치.
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