KR102005585B1

KR102005585B1 - 다이 코터 및 도포막의 제조 방법

Info

Publication number: KR102005585B1
Application number: KR1020130033237A
Authority: KR
Inventors: 마코토 고마츠바라; 요시후미 모리타; 오사무 스즈키
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2013-03-28
Publication date: 2019-07-30
Also published as: US20130260046A1; JP2013202558A; CN103357542A; KR20130111386A; CN103357542B; TWI544965B; JP5912762B2; TW201338867A

Abstract

본 발명은 기재 위에 형성된 도포막의 두께를 검지하는 검지부와, 슬롯의 길이 방향에서의 도포 폭을 변경시켰을 때, 검지부의 검지 결과에 기초하여, 공급부에 의한 캐비티에의 도포액의 공급 유량과 배출부에 의한 캐비티로부터의 도포액의 배출 유량을 제어할 수 있는 제어부를 구비하는 다이 코터를 제공한다.

Description

다이 코터 및 도포막의 제조 방법 {DIE COATER AND MANUFACTURING METHOD OF COAT FILM}

본 발명은 다이 코터 및 도포막의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 도포 장치의 하나로서, 도포액을 토출하는 슬롯과 상기 슬롯에 도포액을 공급하는 캐비티를 다이에 구비한 다이 코터가 알려져 있다. 상기 다이 코터는, 캐비티에 도포액을 공급하고, 상기 캐비티로부터 슬롯으로 도포액을 압출함과 함께, 필름 등의 기재(基材)를 상기 슬롯에 근접시켜 상대 이동시킴으로써, 상기 기재 위에 도포액을 도포하는 것이다.

이러한 종류의 다이 코터에서는, 슬롯의 길이 방향에 걸쳐 도포막의 두께(막 두께)에 변동이 발생하여, 균일한 두께의 도포막이 얻어지지 않는 경우가 있다.

따라서, 길이 방향의 도포 폭이 일정한 슬롯에 도포액을 공급하기 위한 캐비티와, 상기 캐비티에 도포액을 공급하는 공급부와, 상기 캐비티로부터 도포액을 배출시키는 배출부를 구비하고, 상기 캐비티로부터 배출되는 도포액의 배출 유량을 조정함으로써, 슬롯으로부터의 토출량을 상기 길이 방향에 걸쳐 균일하게 하고, 도포막의 두께를 상기 길이 방향에 걸쳐 균일하게 하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1).

일본 특허 공개 제2009-28685호 공보

그런데, 특허문헌 1과 같은 다이 코터를 포함하여 일반적으로 다이 코터에서는, 용도 등에 따라서 다양하게 서로 다른 도포 폭으로 기재에 대하여 도포가 행해지는 경우가 있다. 예를 들면, 비교적 폭이 넓은 기재에의 도포와 비교적 폭이 좁은 기재에의 도포가 동일한 도포 폭으로 행해지면, 비교적 폭이 넓은 기재에의 도포에서는, 도포되지 않은 많은 재료(기재) 손실이 발생하기 때문에, 이와 같은 손실을 피하기 위해서, 도포하는 기재에 맞춰서 도포 폭을 변경하는 경우가 있다.

그러나, 이와 같은 경우에서, 하나의 다이 코터에서 도포 폭을 변경시켜 사용하면, 예측할 수 없는 막 두께 변동이 발생한다. 이로 인해, 종래, 도포 폭이 서로 다른 복수의 다이 코터를 이용할 필요가 있었다.

또한, 상기 특허문헌 1과 같은 다이 코터에서 도포 폭을 바꾼 경우에서도, 도포 폭을 바꾸는 즉시, 캐비티 내의 도포액에서의 압력 변동이 크게 변화하여, 큰 막 두께 변동이 발생한다. 이로 인해, 이러한 다이 코터에서, 도포 폭을 변경시키는 구성은 도저히 채용할 수 없었다.

본 발명은, 상기 문제점을 감안하여, 슬롯의 길이 방향에서의 도포 폭을 적절히 변경시키면서, 상기 길이 방향에 걸쳐 막 두께 변동이 비교적 작은 도포막을 얻는 것이 가능한 다이 코터 및 도포막의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제에 대하여 예의 연구한바, 이하의 것이 판명되었다.

즉, 슬롯의 길이 방향에서의 도포 폭을 변경시키면, 도포액에서의 단위 도포 폭당 슬롯을 통과하는 통과 유량이 변화하여, 기재 위에 형성된 도포막에서의 상기 길이 방향(도포막의 폭 방향) 전체의 막 두께(막 두께의 평균값)가 변화하게 된다.

구체적으로는, 소정의 도포 폭으로, 캐비티에의 도포액의 공급 유량 및 캐비티로부터의 도포액의 배출 유량을 설정한 후, 도포 폭을 작게 하면, 상기 통과 유량이 커져, 상기 길이 방향 전체의 막 두께가 도포 폭의 변경 전보다 커진다. 한편, 도포 폭을 크게 하면, 상기 통과 유량이 작아져서, 상기 길이 방향 전체의 막 두께가 도포 폭의 변경 전보다 작아진다.

이로 인해, 도포막의 막 두께가 도포 폭의 변경 전후에서 일정하게 설정되도록 하기 위해서는, 도포 폭을 작게 한 경우에는, 상기 통과 유량이 도포 폭의 변경 전후에서 일정해지도록, 공급 유량을 변경 전보다 작게 하여 도포를 행할 필요가 있고, 한편, 도포 폭을 크게 한 경우에는, 상기 통과 유량이 도포 폭의 변경 전후에서 일정해지도록, 공급 유량을 도포 폭의 변경 전보다 크게 하여, 도포를 행할 필요가 있다.

그러나, 이와 같이 설정하면, 도포 폭을 작게 한 경우에는, 도포 폭을 작게 하기 전보다, 캐비티를 통과하는 도포액의 흐름 방향 상류측에 대한 하류측의 압력 손실이 커진다. 이것에 의해, 도포막에서의 상기 하류측의 토출로 형성된 부분이 다른 부분보다 얇아진다. 한편, 도포 폭을 크게 한 경우에는, 크게 하기 전보다 상기 압력 손실이 작아져서, 도포막에서의 상기 하류측의 토출로 형성된 부분이 다른 부분보다 두꺼워진다.

이와 같이, 도포 폭을 변경시켰을 때, 슬롯을 통과하는 통과 유량에서의 상기 길이 방향의 변동이 발생하여 도포막의 상기 길이 방향에서의 막 두께 변동이 발생하는 것이 판명되었다.

이러한 지식에 기초하여 본 발명자들이 더욱 예의 연구한 바, 도포 폭을 작게 하였을 때에는, 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량을 일정하게 하고, 또한, 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 배출 유량을 작게 함으로써 도포 폭의 변경 전후에서의 상기 압력 손실의 변화를 억제할 수 있는 것을 알아내었다. 또한, 도포 폭을 크게 하였을 때에는, 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량을 일정하게 하고, 또한, 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 배출 유량을 크게 함으로써 도포 폭의 변경 전후에서의 상기 압력 손실의 변화를 억제할 수 있는 것을 알아내었다.

즉, 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량을 일정하게 하고, 또한, 도포 폭의 변경 전부터 상기 공급 유량과 배출 유량을 변화시킴으로써, 도포 폭을 적절히 변경시켜도, 도포 폭의 변경 전후에서, 상기 압력 손실이 변화하는 것을 억제할 수 있고, 이것에 의해, 도포액의 통과 유량에서의 상기 길이 방향의 변동을 비교적 작게 할 수 있는 것을 알아내었다.

또한, 도포 폭을 변경시켰을 때의 단위 도포 폭당의 통과 유량의 변화나, 통과 유량의 상기 길이 방향의 변동은, 도포막의 상기 길이 방향 전체의 막 두께의 변화나, 도포막의 상기 길이 방향에서의 두께의 변동으로서 나타난다. 이로 인해, 상기와 같이 도포 폭을 변경시켰을 때, 도포막의 두께를 검지하고, 얻어진 검지 결과에 기초하여, 상기 공급 유량과 상기 배출 유량을 제어함으로써, 도포 폭의 변경 전후에서, 상기 도포액의 통과 유량에서의 상기 길이 방향의 변동을 비교적 작게 할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명에 따른 다이 코터는,

도포액을 토출하는 슬롯과, 상기 슬롯의 길이 방향을 따라서 배치되어 있으며 상기 슬롯에 도포액을 공급하는 캐비티를 구비하고, 상기 슬롯으로부터 기재 위에 도포액을 토출하여 상기 기재 위에 도포막을 형성하는 다이 코터이며,

상기 슬롯의 상기 길이 방향에서의 도포 폭을 변경시킬 수 있도록 구성되고,

상기 캐비티의 상기 길이 방향에서의 제1측에 상기 도포액을 공급하는 공급부와, 상기 길이 방향에서의 제2측으로부터 상기 도포액을 배출시키는 배출부를 구비하고, 상기 공급부에 의해 상기 캐비티에 공급된 도포액의 일부가 상기 슬롯을 통과하면서 나머지가 상기 배출부에 의해 배출되도록 구성되어 있으며, 또한,

상기 기재 위에 형성된, 도포막의 두께를 검지할 수 있는 검지부와,

상기 도포 폭을 변경시켰을 때, 상기 검지부의 검지 결과에 기초하여, 상기 공급부에 의한 상기 도포액의 공급 유량과 상기 배출부에 의한 상기 도포액의 배출 유량을 제어할 수 있는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이러한 구성의 다이 코터에 의하면, 도포 폭을 작게 하였을 때에는, 도포막의 두께의 검지 결과에 기초하여, 도포 폭의 변경 전후에서, 도포액의 단위 폭당의 통과 유량이 일정해지도록 제어하고, 또한, 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 배출 유량이 작아지도록 제어할 수 있다. 이것에 의해, 도포 폭의 변경 전후에서, 캐비티에서 이동하는 도포액에서의 제1측(상류측)에 대한 제2측(하류측)의 압력 손실이 변화하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 도포 폭을 크게 하였을 때에는, 도포막의 두께의 검지 결과에 기초하여, 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량이 일정해지도록 제어하고, 또한, 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량이 커지도록 제어할 수 있다. 이것에 의해, 도포 폭의 변경 전후에서, 상기 압력 손실이 변화하는 것을 억제할 수 있다.

이와 같이, 상기 검지부와 제어부를 구비하고 있음으로써, 도포 폭을 적절히 변경시켜도, 도포 폭의 변경 전후에서 상기 압력 손실이 변화하는 것을 억제하여, 슬롯을 통과하는 도포액의 통과 유량(토출 유량)에서의 상기 슬롯의 길이 방향(도포막의 폭 방향)의 변동을 비교적 작게 할 수 있다.

따라서, 슬롯의 길이 방향에서의 도포 폭을 적절히 변경시키면서, 상기 길이 방향에 걸쳐 막 두께 변동이 비교적 작은 도포막을 얻는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 다이 코터에서는, 상기 제어부는, 상기 검지부의 검지 결과에 기초하여, 상기 도포막의 두께가 상기 도포 폭의 변경 전보다 클 때, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 슬롯을 통과하는 상기 도포액의 단위 도포 폭당의 통과 유량이 일정해지도록 제어하고, 또한, 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량이 작아지도록 제어하고,

상기 도포막의 두께가 도포 폭의 변경 전보다 작을 때, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량이 일정해지도록 제어하고, 또한, 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량이 커지게 제어하도록 구성된 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 슬롯으로부터의 도포액의 토출량에서의 상기 길이 방향의 변동을 보다 확실하게 억제하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상기 다이 코터에서는, 상기 도포액은, 전단 속도 20 내지 2000(1/s)의 범위에서 점도를 측정하였을 때, 점도 μ〔Pa·s〕, 제로 전단 점도 μ₀〔Pa·s〕 및 전단 속도 γ〔1/s〕에 대하여 얻어진 식 μ=μ₀·γ^n-1에서, n이 0.99 내지 1.01의 범위 밖인 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 n이 0.99 내지 1.01의 범위 밖인 도포액은, 상기 n이 0.99 내지 1.01의 범위 이내인 도포액과 비교하여, 전단 속도가 커질수록 점도의 증가 또는 저하가 커져서 슬롯으로부터의 도포액의 토출량이 길이 방향으로 변동되기 쉽다. 그러나, 상기 다이 코터는, 이와 같이 토출량이 변동되기 쉬운 도포액을 이용한 경우에서도, 도포액의 토출량의 변동을 억제하는 것이 가능하게 되기 때문에, 유용하게 된다.

또한, 상기 다이 코터에서는, 상기 도포액은, 고무계 용액, 아크릴계 용액, 실리콘계 용액, 우레탄계 용액, 비닐알킬에테르계 용액, 폴리비닐알코올계 용액, 폴리비닐피롤리돈계 용액, 폴리아크릴아미드계 용액, 셀룰로오스계 용액으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 도포막의 제조 방법은,

기재 위에 도포막을 제조하는 도포막의 제조 방법이며,

도포액을 토출하는 슬롯과, 상기 슬롯에 도포액을 공급하는 캐비티를 구비한 다이 코터를 이용하여, 상기 캐비티의 길이 방향에서의 제1측에 상기 도포액을 공급하고, 공급된 도포액의 일부를 상기 슬롯을 통과시키면서 나머지를 상기 캐비티의 상기 길이 방향에서의 제2측으로부터 배출시킴으로써, 상기 슬롯으로부터 상기 도포액의 일부를 상기 기재 위에 토출하는 도포 공정을 구비하고,

상기 도포 공정에서는,

상기 도포 폭이 작아지도록 변경시켰을 때, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 슬롯을 통과하는 상기 도포액의 단위 도포 폭당의 통과 유량을 일정하게 하고, 또한, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 제1측에의 상기 도포액의 공급 유량과 상기 제2 측으로부터의 상기 도포액의 배출 유량을 작게 하고,

상기 도포 폭을 커지도록 변경시켰을 때, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량을 일정하게 하고, 또한, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량을 크게 하여 상기 슬롯으로부터 상기 도포액의 일부를 토출하여 기재 위에 도포막을 제조하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 슬롯의 길이 방향에서의 도포 폭을 적절히 변경시키면서, 상기 길이 방향에 걸쳐 막 두께 변동이 비교적 작은 도포막을 얻는 것이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 다이 코터를 나타낸 개략 구성도.
도 2는 다이헤드의 개략 사시도.
도 3a는 도 2의 다이의 개략적인 측면도.
도 3b는 도 2의 다이의 개략 상면도.
도 4a는 도 3의 다이의 개략 분해 측면도.
도 4b는 도 4a의 제1 다이 블록의 개략 상면도.
도 4c는 도 4a의 심의 개략 상면도.
도 4d는 도 4a의 제2 다이 블록의 개략 상면도.
도 5a는 캐비티, 슬롯 및 심의 일 실시 형태를 나타낸 개략 상면도.
도 5b는 캐비티, 슬롯 및 심의 일 실시 형태를 나타낸 개략 상면도.
도 6은 본 실시 형태의 다이 코터가 도포를 행하고 있는 상태를 나타낸 개략 부분 측면도.
도 7은 도포 폭이 비교적 큰 경우의 캐비티 주변을 모식적으로 나타낸 개략 평면도.
도 8은 도포 폭이 비교적 작은 경우의 캐비티 주변을 모식적으로 나타낸 개략 평면도.

이하에 본 발명에 따른 다이 코터 및 도포막의 제조 방법의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

우선, 본 발명에 따른 다이 코터의 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 다이 코터(1)는, 공급된 도포액(5: 도 6 참조)을 기재(51) 위에 토출하는 다이(2)와, 다이(2)에 대하여 착탈 가능한, 서로 도포 폭이 다른 복수의 심(예를 들면 심(3), 심(4), 도 7, 도 8 참조)과, 다이(2)에 도포액(5)을 공급하는 공급부(31)와, 다이(2)로부터 도포액(5)을 배출시키는 배출부(33)와, 도포액(5)을 수용하는 수용부(35)와, 이들을 연결하는 배관(37)과, 기재(51) 위에 형성된 도포막(55)의 두께를 검지하는 검지부(61)와, 검지부(61)에서의 검지 결과에 기초하여 공급부(31)에 의한 도포액(5)의 공급 유량과 배출부(33)에 의한 도포액(5)의 배출 유량을 제어하는 제어부(63)를 구비하고 있다. 또한, 도 1에서, 실선 화살표는, 도포액(5)의 흐름을 나타낸다.

또한, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 다이(2)는, 도포액(5; 도 6 참조)을 토출하는 슬롯(10)과, 상기 슬롯(10)의 길이 방향(도 3b의 좌우 방향, 이하, 단순히 '길이 방향'이라고 하는 경우가 있음)을 따라서 배치되어 있고, 슬롯(10)에 도포액(5)을 공급하는 캐비티(22)를 구비하고 있다.

보다 구체적으로는, 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 다이(2)는, 그 선단부에 슬롯(10)이 형성되도록 대향하여 배치된 제1 다이 블록(2a) 및 제2 다이 블록(2b)을 구비하고 있다. 제1 다이 블록(2a)에는, 상기 길이 방향을 따라서 오목부가 형성되어 있고, 상기 오목부가 제2 다이 블록(2b)으로 막히게 됨으로써 캐비티(22)가 형성되도록 되어 있다. 캐비티(22)와 슬롯(10)은 연통하고 있으며, 캐비티(22)로부터 슬롯(10)에 도포액(5)이 공급되도록 되어 있다. 또한, 도 3a, 도 3b에 도시한 바와 같이, 캐비티(22)의 짧은 방향에서의 길이는, 길이 방향에 걸쳐 일정하도록 형성되어 있고, 캐비티(22)의 높이도, 상기 길이 방향에 걸쳐 일정하도록 형성되어 있다.

또한, 캐비티(22)를 형성하기 위해서 오목부는, 제2 다이 블록(2b)에 형성되어도 된다. 또한, 제1 다이 블록(2a)과 제2 다이 블록(2b)에 각각 오목부가 형성되고, 상기 제1 다이 블록(2a)과 제2 다이 블록(2b)이 대향 배치됨으로써 이들 오목부가 합장(合掌)된 캐비티(22)가 형성되어도 된다.

도 3a, 도 3b에 도시한 바와 같이, 슬롯(10)의 짧은 방향에서의 길이는 상기 길이 방향에 걸쳐 일정하도록 형성되며, 그 개구의 높이도, 상기 길이 방향에 걸쳐 일정하도록 형성된다.

또한, 도 5a에 도시한 바와 같이, 캐비티(22)는, 상방에서 보았을 때, 캐비티(22)의 제1 단부(22a: 제1측)로부터 제2 단부(22b: 제2측)로 향할수록, 슬롯(10)의 개구 가장자리인 도포액(5)의 토출구에 근접하도록, 상기 길이 방향에 대하여 경사지도록 형성되고, 또한, 슬롯(10)은, 상방에서 보았을 때, 상기 제1 단부(22a)측으로부터 제2 단부(22b)측으로 향할수록 짧은 방향의 길이가 작아지도록 형성되어도 된다. 이와 같이 형성되어 있음으로써, 캐비티(22)의 제1 단부(22a)측으로부터 제2 단부(22b)측으로 향할수록, 즉, 후술하는 급액 포트(25)로부터 이격될수록, 보다 작은 압력으로 도포액(5)이 슬롯(10)을 통과하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 슬롯(10)을 통과하는 도포액의 통과 유량의 변동을 상기 길이 방향에 걸쳐 작게 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 도 5b에 도시한 바와 같이, 캐비티(22)는, 상방에서 보았을 때, 캐비티(22)의 제1 단부(22a)측으로부터 제2 단부(22b)측으로 향할수록 캐비티(22)의 짧은 방향의 길이가 작아지도록 형성되고, 슬롯(10)은, 상방에서 보았을 때, 짧은 방향의 길이가 길이 방향에 걸쳐 일정하게 형성되어도 된다. 이와 같이 형성되어 있음으로써, 도 3b 및 도 4b에 도시한 경우와 비교하여, 제1 단부(22a)로부터 제2 단부(22b)로 향할수록 도포액(5)의 내압을 높이는 것이 가능하게 되기 때문에, 슬롯(10)을 통과하는 도포액의 통과 유량의 변동을 상기 길이 방향에 걸쳐 작게 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 다이 코터(1)에 구비된 복수의 심으로부터 선택된 어느 하나의 심이 다이(2)에 형성됨으로써, 슬롯(10)의 도포 폭을 변경시킬 수 있도록 구성되어 있다. 예를 들면, 다이 코터(1)에 구비된 심(3: 도 2 내지 도 4b, 도 7 참조)과 심(4: 도 8 참조) 중 선택된 심(3)만이 다이(2)에 장착되어 있다.

심(3)은, 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 길이 방향을 따라서 연장하는 직사각형 기단부(3a)와, 상기 기단부(3a)와 직각을 이루고 상기 기단부(3a)의 양단으로부터 다이(2) 선단으로 연장되는 한 쌍의 직사각 형의 연장부(3b)를 갖고, 이들은 전체적으로 대략 역ㄷ자형으로 형성된다. 또한, 심(3)은, 각 연장부(3b)의 선단으로부터 기단부(3a)와 평행하게 내측으로 돌출되어 있는 한 쌍의 직사각형 돌출부(3c)를 갖고, 각 연장부(3b)와 돌출부(3c)와는 전체적으로 대략 L자형으로 형성되어 있다. 한 쌍의 돌출부(3c)의 간격은, 도포 폭을 결정하고 있으며, 상기 길이 방향에서의 돌출부(3c)의 돌출 길이에 의해, 후술하는 도포 폭인 W1(및 W2)이 결정된다(도 7, 도 8 참조).

또한, 캐비티(22) 및 슬롯(10)이 상기 도 5에 도시한 바와 같은 형상인 경우, 이들 형상에 따른 형상의 심(3)(및 심(4))을 이용하면 된다.

또한, 심(3)은, 다이(2)에서의 제1 다이 블록(2a)과 제2 다이 블록(2b)의 사이에 끼움 지지되어 있다. 이러한 심(3)은, 후술하는 바와 같이 제1 다이 블록(2a)과 제2 다이 블록(2b)으로 끼워진 상태에서, 상기 제1 다이 블록(2a) 및 제2 다이 블록(2b)과 함께 볼트(도시생략) 등에 의해 고정됨으로써, 다이(2)에 형성되어 있다. 또한, 상기 볼트를 풀어, 제1 다이 블록(2a)과 제2 다이 블록(2b)을 이격시킴으로써 심(3)은, 다이(2)로부터 분리되도록 되어 있다. 이와 같이 하여 심(3)을 다이(2)로부터 분리하고, 도포 폭이 W1보다 작은 W2인 것 이외에는 심(3)과 마찬가지로 구성된 심(4: 도 8 참조)을, 상기와 마찬가지로 하여 다이(2)에 장착할 수 있고, 이것에 의해, 슬롯(10)의 도포 폭을, W1로부터 W2로 변경시키는 것이 가능하도록 되어 있다. 또한, 이와는 반대로, 심(4)을 분리하고 심(3)을 장착함으로써, 도포 폭을 W2로부터 W1로 변경시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 서로 도포 폭이 다른 3개 이상의 심으로부터 어느 하나를 선택하고, 선택된 심을 제1 다이 블록(2a)과 제2 다이 블록(2b) 사이에 끼움 지지함으로써, 슬롯(10)의 도포 폭을 변경시키도록 구성하여도 된다.

그리고, 이들 제1 다이 블록(2a) 및 제2 다이 블록(2b)이, 예를 들면 심(3)을 끼운 상태에서, 상기 심(3)과 함께 볼트(도시생략) 등에 의해 고정됨으로써, 상기 다이(2)의 내측에는, 캐비티(22)와, 상기 캐비티(22)로부터 슬롯(10)에 이르는 도포액(5)의 유로가 형성되어 있다. 구체적으로는, 도포액의 유로는, 대향하는 제1 다이 블록(2a) 및 제2 다이 블록(2b)의 내면과, 심(3)에 의해 구획됨으로써 형성되어 있고, 상기 유로의 선단에는 심(3)의 두께와 동일한 높이의 슬롯(10)이 형성되어 있다.

슬롯(10)의 길이 방향에서의 캐비티(22)의 제1 단부(22a)에는, 공급부(31)로부터 캐비티(22)에 도포액(5)이 공급되도록, 제1 다이 블록(2a)에 형성된 급액 포트(25)가 연통하고 있다. 상기 길이 방향에서의 제2 단부(22b)에는, 캐비티(22)로부터 배출부(33)에 도포액(5)이 배출되도록, 제2 다이 블록(2b)에 형성된 액체 배출 포트(27)가 연통하고 있다. 또한, 액체 배출 포트(27)는, 제1 다이 블록(2a)에 형성되어도 된다.

또한, 다이 코터(1)는, 캐비티(22)의 상기 길이 방향에서의 제1 단부(22a)에 도포액(5)을 공급하는 공급부(31)와, 상기 길이 방향에서의 제2 단부(22b)로부터 도포액(5)을 배출시키는 배출부(33)를 구비하고 있으며, 공급부(31)로부터 공급된 도포액(5)의 일부가 캐비티(22)로부터 슬롯(10)으로 이동하여 상기 슬롯을 통과하면서, 나머지가 캐비티(22)를 제1 단부(22a)로부터 제2 단부(22b)로 이동하고, 배출부(33)에 의해 배출되도록 구성되어 있다.

공급부(31)는, 펌프(31a)와 유량계(31b)를 가지며, 예를 들면 탱크 등으로 이루어지는 도포액(5)의 수용부(35)로부터 급액 포트(25)에 도포액을 공급하도록 되어 있다. 또한, 배출부(33)는, 펌프(33a)와 유량계(33b)를 가지며, 액체 배출 포트(27)로부터 도포액(5)을 배출하고, 수용부(35)로 보내도록 되어 있다. 즉, 공급부(31) 및 배출부(33)에 의해, 도포액(5)이 캐비티(22)에 대하여 순환되도록 되어 있다.

공급부(31)의 유량계(31b)에 의한 공급 유량의 검지 결과와, 배출부(33)의 유량계(33b)에 의한 배출 유량의 검지 결과는, 제어부(63)에 송신되도록 되어 있다.

검지부(61)는, 기재(51) 위에 형성된 도포막(55)의 막 두께(두께)를 검지할 수 있도록 되어 있다. 또한, 검지부(61)는, 검지 결과를 제어부(63)에 송신하도록 되어 있다. 이러한 검지부(61)로서는, 인라인 두께계를 예로 들 수 있다. 상기 인라인 두께계는, 기재(51) 위에 형성된 도포막(55)과 비접촉으로 대향하여 배치되어 도포막(55)의 막 두께를 측정하고, 측정 결과를 제어부(63)에 송신하도록 구성되어 있다.

또한, 검지부(61)는, 도포막(55)에서의 상기 길이 방향 제1 단부(22a)측의 두께 및 제2 단부(22b)측(도 3 참조)의 두께를 적어도 검지할 수 있도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 검지부(61)로서, 고정식 검지부와, 이동식 검지부를 예로 들 수 있다.

상기 고정식 검지부는, 예를 들면 복수 구비되고, 상기 복수의 검지부가, 도포막(55)과 비접촉으로 대향하는 위치에서 상기 폭 방향을 따라서 복수 배치되도록 되어 있다. 또한, 이들 복수의 검지부(61)의 검지 결과는, 제어부(63)에 송신되도록 되어 있다. 또한, 고정식 검지부는, 상기 길이 방향을 따라서, 도 1에 도시한 바와 같이 2개 배치되도록 되어 있어도, 그 밖에, 3개 이상 배치되도록 되어도 된다.

상기 이동식 검지부는, 예를 들면 1개 구비되고, 상기 1개의 검지부가, 도포막(55)과 비접촉으로 대향하는 위치에서 상기 길이 방향으로 이동하면서 도포막(55)의 두께를 검지(스캔)하도록 되어 있다. 이 검지부의 검지 결과는, 상기와 마찬가지로, 제어부(63)에 송신되도록 되어 있다.

도 1에 도시한 형태에서는, 검지부(61)는, 고정식이며, 또한, 2개 구비되어 있으며, 도포막(55)에서의 상기 길이 방향 제1 단부(22a)측 및 제2 단부(22b)측(도 3 참조)의 두께를 검지할 수 있도록 되어 있다.

제어부(63)는, 도포 폭을 변경시켰을 때, 검지부(61)의 검지 결과에 기초하여, 공급부(31)에 의한 제1 단부(22a)에의 도포액(5)의 공급 유량과 배출부(33)에 의한 제2 단부(22b)로부터의 도포액의 배출 유량을 제어할 수 있도록 되어 있다.

상기 공급 유량은, 펌프(31a)에 의해 변화시킬 수 있고, 상기 배출 유량은, 펌프(33a)에 의해 변화킬 수 있도록 되어 있다. 또한, 도포 폭 전체의 통과 유량(이하, '전체 통과 유량'이라고 함)은, 상기 공급 유량과 상기 배출 유량과의 차를 변화시킴으로써 조정할 수 있도록 되어 있다(공급 유량-배출 유량=전체 통과 유량). 즉, 상기 전체 통과 유량은, 슬롯(10)으로부터의 도포액(5)에서의 전체 토출 유량에 상당한다. 또한, 상기 통과 유량은, 상기 전체 통과 유량을 단위 도포 폭으로 나눔으로써 산출할 수 있도록 되어 있다. 또한, 상기 공급 유량, 상기 배출 유량 및 상기 통과 유량의 변화량은, 각각 유량계(31b, 33b)에 의해 검지할 수 있도록 되어 있다.

제어부(63)로서는, 중앙 처리 장치(CPU)를 구비한 것을 예로 들 수 있다.

도 1의 형태에서는, 제어부(63)는, 각 검지부(61)의 검지 결과에 기초하여, 상기 길이 방향에서의 도포막(55)의 막 두께의 평균값을 산출하도록 되어 있다. 또한, 산출된 평균값과, 검지부에서 검지된 두께를 기억하도록 되어 있다.

또한, 도포 폭을 변경시켰을 때, 제어부(63)는, 검지부(61)로부터 송신된 검지 결과에 기초하여, 상기 도포 폭의 변경 후의, 상기 길이 방향에서의 도포막(55)의 막 두께의 평균값을 산출하도록 되어 있다.

그리고, 제어부(63)는, 상기 도포 폭의 변경 후의 막 두께의 평균값이 상기 도포 폭의 변경 전의 막 두께의 평균값보다 커졌을 때(도포 폭을 작게 한 경우에 상당함), 슬롯(10)을 통과하는 도포액(5)의 단위 도포 폭당의 통과 유량이 상기 도포 폭의 변경 전후에서 일정해지도록, 또한, 공급부(31)에 의한 공급 유량이 상기 도포 폭의 변경 전보다 작아지도록 제어하도록 되어 있다. 이것에 의해, 도포 폭의 변경 후의 막 두께의 평균값을 상기 도포 폭의 변경 전의 막 두께의 평균값에 근접시킬 수 있다.

또한, 제어부(63)는, 이 상태 그대로는, 상기 제2 단부(22b)측(하류측)의 막 두께가 상기 도포 폭의 변경 전보다 작아지기 때문에, 상기 통과 유량을 일정하게 하면서 공급부(31)에 의한 공급 유량과 배출부(33)에 의한 배출 유량이 상기 도포 폭의 변경 전보다 작아지도록 제어하도록 되어 있다.

또한, 이러한 양쪽을 작게 하는 제어는, 제2 단부(22b)측의 검지부(61)만의 검지 결과에 기초하여 실행되도록 되어도 되고, 또한, 제2 단부(22b)측의 검지부(61)의 검지 결과와 제1 단부(22a)측(상류측)의 검지부(61)의 검지 결과의 변동에 기초하여 실행되도록 되어도 된다.

한편, 제어부(63)는, 상기 도포 폭의 변경 후의 막 두께의 평균값이 상기 도포 폭의 변경 전의 막 두께의 평균값보다 작아졌을 때(도포 폭을 크게 한 경우에 상당함), 슬롯(10)을 통과하는 도포액(5)의 단위 도포 폭당의 통과 유량이 상기 도포 폭의 변경 전후에서 일정해지도록, 또한, 공급부(31)에 의한 공급 유량이 상기 도포 폭의 변경 전보다 커지도록 제어하도록 되어 있다. 이것에 의해, 도포 폭의 변경 후의 막 두께의 평균값을 변경 전의 막 두께의 평균값에 근접시킬 수 있다.

또한, 제어부(63)는, 이 상태 그대로는, 상기 제2 단부(22b)측의 막 두께가 상기 도포막의 변경 전보다 커지는 점에서, 상기 통과 유량을 일정하게 하면서 공급부(31)에 의한 공급 유량과 배출부(333)에 의한 배출 유량이 커지도록 제어하도록 되어 있다.

또한, 이러한 양쪽을 크게 하는 제어는, 제2 단부(22b)측의 검지부(61)만의 검지 결과에 기초하여 실행되도록 되어도 되고, 또한, 제2 단부(22b)측의 검지 결과와, 제1 단부(22a)측의 검지부(61)의 검지 결과의 변동에 기초하여 실행되도록 되어도 된다.

또한, 제어부(63)는, 상기 공급 유량, 배출 유량 및 상기 통과 유량을, 상기 유량계(31b, 33b)의 검지 결과에 기초하여 산출하도록 되어 있고, 이러한 산출 결과에 기초하여, 펌프(31a)에 의한 상기 공급 유량과 펌프(33a)에 의한 상기 배출 유량을 변화시키도록 구성되어 있다.

본 실시 형태의 다이 코터에 의하면, 도포 폭을 작게 하였을 때에는, 도포막의 두께의 검지 결과에 기초하여, 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량이 일정해지도록 제어하고, 또한, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 배출 유량이 작아지도록 제어할 수 있다. 이것에 의해, 도포 폭의 변경 전후에서, 캐비티(22)에서 이동하는 도포액(5)에서의 제1 단부(22a)측(상류측)에 대한 제2 단부(22b)측(하류측)의 압력 손실이 변화하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 도포 폭을 크게 하였을 때에는, 도포막의 두께의 검지 결과에 기초하여, 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량이 일정해지도록 제어하고, 또한, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량이 커지도록 제어할 수 있다. 이것에 의해, 도포 폭의 변경 전후에서, 상기 압력 손실이 변화하는 것을 억제할 수 있다.

이와 같이, 검지부(61)와 제어부(63)를 구비하고 있음으로써, 도포 폭을 적절히 변경시켜도, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 압력 손실이 변화하는 것을 억제하여, 슬롯(10)을 통과하는 도포액의 통과 유량에서의 상기 슬롯(10)의 길이 방향(도포막의 폭 방향)의 변동을 비교적 작게 할 수 있다.

따라서, 슬롯(10)의 길이 방향에서의 도포 폭을 적절히 변경시키면서, 상기 길이 방향에 걸쳐 막 두께 변동이 비교적 작은 도포막을 얻는 것이 가능하게 된다.

본 실시 형태의 다이 코터(1)는, 레오미터(HAAKE사 제조, 레오스트레스 RS1)를 이용하여, 도포할 때의 농도 및 온도에 의해, 전단 속도 20 내지 2000(1/s)의 범위에서 점도를 측정하였을 때에, 점도 μ〔Pa·s〕, 제로 전단 점도 μ₀ 〔Pa·s〕 및 전단 속도 γ〔1/s〕에 대해서 얻어진 식 μ=μ₀·γ^n-1에서, n이 0.99 내지 1.01의 범위 밖인 도포액(5)에 대하여 적절하게 이용할 수 있다. 즉, 전단 속도가 변화하면 점도가 비교적 크게 변화하는 도포액에 대하여 적절하게 이용할 수 있다. 또한, 상기 n이 0.95 내지 1.05의 범위 밖인 도포액(5)에 대하여 보다 적절하게 이용할 수 있다.

상기 n이 0.99 내지 1.01의 범위 밖인 도포액은, 상기 n이 0.99 내지 1.01의 범위 이내인 도포액과 비교하여, 전단 속도가 커질수록 점도의 증가 또는 저하가 커져 슬롯(10)으로부터의 도포액(5)의 토출량이 길이 방향으로 변동되기 쉽다. 그러나, 본 실시 형태의 다이 코터(1)는, 이와 같이 토출량이 변동되기 쉬운 도포액을 이용한 경우에도, 슬롯(10)으로부터의 토출량의 변동을 억제하는 것이 가능하게 되기 때문에, 유용하게 된다.

이와 같은 도포액(5)으로서는, 중합체 용액을 예로 들 수 있고, 상기 중합체 용액으로서는, 고무계 용액, 아크릴계 용액, 실리콘계 용액, 우레탄계 용액, 비닐알킬에테르계 용액, 폴리비닐알코올계 용액, 폴리비닐피롤리돈계 용액, 폴리아크릴아미드계 용액, 셀룰로오스계 용액 등을 예로 들 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 다이 코터(1)에서는, 제어부(63)가, 검지부(61)의 검지 결과에 기초하여, 도포막(55)의 두께가 도포 폭의 변경 전보다 클 때, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 슬롯(10)을 통과하는 도포액(5)의 단위 도포 폭당의 통과 유량이 일정해지도록 제어하고, 또한, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량이 작아지도록 제어하면서, 도포막(55)의 두께가 도포 폭의 변경 전보다 작을 때, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량이 일정해지도록 제어하고, 또한, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량이 커지도록 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

즉, 도포 폭을, 상기 도포 폭의 변경 전의 도포 폭보다 작게 하였을 때(예를 들면 도 7의 W1로부터 도 8의 W2로 작게 하였을 때), 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량을 일정하게 하면서, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량을 작게 하는 한편, 도포 폭을, 상기 도포 폭의 변경 전의 도포 폭보다 크게 하였을 때(예를 들면 도 8의 W2로부터 도 7의 W1로 크게 하였을 때), 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량을 일정하게 하면서, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량을 크게 하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 슬롯(10)으로부터의 도포액(5)의 토출량에서의 상기 길이 방향의 변동을, 보다 확실하게 억제하는 것이 가능하게 된다.

다음으로, 상기 다이 코터(1)를 이용한 도포막의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 실시 형태의 도포막의 제조 방법은, 도포액(5: 도 6 참조)을 토출하는 슬롯(10)과, 상기 슬롯(10)에 도포액을 공급하는 캐비티(22)를 구비한 상기 다이 코터(1)를 이용하여, 슬롯(10)으로부터 도포액(5)을 토출하여 기재(51: 도 6 참조) 위에 도포막(55: 도 6 참조)을 제조한다. 또한, 상기 도포막의 제조 방법은, 캐비티(22)의 길이 방향에서의 제1 단부(22a: 제1측)에 도포액(5)을 공급하고, 공급된 도포액(5)의 일부를 슬롯(10)을 통과시키면서 나머지를 캐비티(22)의 상기 길이 방향에서의 제2 단부(22b: 제2측)로부터 배출시킴으로써, 슬롯(10)으로부터 도포액(5)의 일부를 기재(51) 위에 토출하는 도포 공정을 구비하고 있다. 또한, 상기 도포 공정에서는, 도포 폭을 작아지도록 변경(여기서는 W1로부터 W2로 변경)하였을 때, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 슬롯(10)을 통과하는 도포액(5)의 단위 도포 폭당의 통과 유량을 일정하게 하고, 또한, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 제1 단부(22a)에의 도포액(5)의 공급 유량과 제2 단부(22b)로부터의 도포액(5)의 배출 유량을 작게 하고, 도포 폭을 커지도록 변경(여기서는 W2로부터 W1로 변경)하였을 때, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량을 일정하게 하고, 또한, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량을 크게 하여 슬롯(10)으로부터 도포액(5)의 일부를 토출하여 기재(51) 위에 도포막을 형성한다.

기재(51)로서는, 띠 형상의 가요성을 갖는 기재를 이용할 수 있으며, 예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 등의 셀룰로오스 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리술폰 수지, 폴리카르보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에틸렌(PE) 등의 폴리올레핀 수지, 환상 폴리올레핀 수지(노르보르넨 수지), (메트)아크릴 수지, 폴리아릴레이트 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐알코올(PVA) 수지로부터 선택된 어느 하나 이상의 수지 또는, 이들로부터 선택된 2 이상의 수지의 공중합체나 혼합물 등으로 형성된 필름을 이용할 수 있다. 또한, 기재(51)는, 예를 들면 도 6에 도시한 바와 같이, 롤러 부재(53)로 지지하면서 다이(2)에 대하여 상대 이동시킬 수 있다.

상기 제조 방법은, 예를 들면 상기한 바와 같이 다이(2)(즉, 제1 다이 블록(2a)과 제2 다이 블록(2b)의 사이)에 대하여 착탈 가능한, 서로 도포 폭이 다른 복수의 심(여기서는 심(3)과 심(4))으로부터 선택된 어느 하나의 심이, 상기 사이에 장착됨으로써, 슬롯(10)의 도포 폭을 변경시킬 수 있도록 구성되어 있는 다이 코터(1)를 사용한다.

또한, 다이(2)에 심(3)을 장착함으로써, 도 7에 도시한 바와 같이, 도포 폭을 W1로 설정하고, 이때의 상기 공급 유량을 Fa1, 상기 배출 유량을 Fb1, 전체 통과 유량을 Fc1로 설정하도록 한다. 이때, 상기 통과 유량은 Fc1/W1로 설정되어 있다.

이 상태로부터, 다이(2)로부터 심(3)을 분리하고, 그 대신에 심(4)을 장착함으로써, 도포 폭을, W1로부터 W2로 작아지도록 변경시킨다. 이때, 상기 검지부(61)가 도포막(55)의 막 두께를 검지하면, 이 검지 결과에 기초하여, 제어부(63)는, 상기 도포 폭의 변경 후의 도포막(55)의 막 두께의 평균값을 산출한다. 상기 도포 폭의 변경 후의 막 두께의 평균값이 상기 도포 폭의 변경 전보다 커졌을 때, 제어부(63)는, 전체 통과 유량이 Fc1로부터 Fc2로 되도록, 배출 유량을 Fb1로 일정하게 하면서, 공급 유량을 Fa1보다 작게 한다. 이때, 슬롯(10)을 통과하는 상기 전체 통과 유량 Fc2는, 상기 통과 유량(단위 도포 폭당의 통과 유량)이 Fc1/W1과 동일하게 되도록, Fc2=W2×Fc1/W1로 설정되어 있다. 이것에 의해, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량이 일정하게 된다. 또한, 제어부(63)는, 이 상태 그대로는 상기 제2 단부(22b)측(하류측)의 막 두께가 작아지기 때문에, 전체 통과 유량을 Fc2로 일정하게 하면서, 공급 유량을 최종적으로 Fa2로 작게 하면서 배출 유량을 Fb1로부터 Fb2로 작게 한다. 즉, 제어부(63)는, 검지부(61)의 검지 결과에 기초하여, 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 공급 유량과 상기 배출 유량을 각각, 상기 도포 폭의 변경 전의 Fa1로부터 Fa2로, 상기 도포 폭의 변경 전의 Fb1로부터 Fb2로 변화시킴으로써, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량을 일정하게 하면서, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량을 작게 한다.

그리고, 이와 같이 상기 통과 유량을 일정하게 하면서 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 배출 유량을 작게 한 상태에서, 캐비티(22)의 상기 길이 방향에서의 제1 단부(22a)에 도포액(5)을 공급한다. 또한, 공급된 도포액(5)의 일부를 슬롯(10)을 통과시키면서 나머지를 캐비티(22)의 제1 단부(22a)로부터 상기 길이 방향에서의 제2 단부(22b)로 이동시키고, 제2 단부(22b)로부터 도포액(5)을 배출하면서, 슬롯(10)으로부터 도포액(5)을 기재(51) 위에 토출한다.

이와 같이, 도포 폭을 작아지도록 변경시켰을 때, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량을 일정하게 하면서 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량을 작게 함으로써 도포 폭의 변경 전과 변경 후에, 캐비티(22)에서 이동하는 도포액(5)에서의 제1 단부(22a)측에 대한 제2 단부(22b)측의 압력 손실이 변화하는 것을 억제할 수 있다.

한편, 상기와는 반대로, 우선, 다이(2)에 심(4)을 장착함으로써, 도 8에 도시한 바와 같이, 도포 폭을 W2로 설정하고, 이때의 상기 공급 유량을 Fa2, 상기 배출 유량을 Fb2, 전체 통과 유량을 Fc2로 설정하고 있다고 한다.

이 상태로부터, 다이(2)로부터 심(4)을 분리하고, 그 대신에 심(3)을 장착함으로써, 도포 폭을, W2로부터 W1로 커지도록 변경시킨다. 이때, 상기 검지부(61)가 도포막(55)의 막 두께를 검지하면, 이 검지 결과에 기초하여, 제어부(63)는, 상기 도포 폭의 변경 후의 도포막(55)의 막 두께의 평균값을 산출한다. 상기 도포 폭의 변경 후의 막 두께의 평균값이 상기 도포 폭의 변경 전보다 작아졌을 때, 제어부(63)는, 전체 통과 유량이 Fc2로부터 Fc1로 되도록, 배출 유량을 Fb2로 일정하게 하면서, 공급 유량을 Fa2보다 크게 한다. 이때, 캐비티(22)로부터 슬롯(10)에의 상기 전체 통과 유량인 Fc1은, 상기 통과 유량(단위 도포 폭당의 통과 유량)이 Fc2/W2와 동일해지도록, Fc1=W1×Fc2/W2로 설정되어 있다. 이것에 의해, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량이 일정하게 된다. 또한, 제어부(63)는, 이 상태 그대로는 상기 제2 단부(22b)측(하류측)의 막 두께가 커지는 점에서, 전체 통과 유량을 Fc1로 일정하게 하면서, 공급 유량을 최종적으로 Fa1로 크게 하면서 배출 유량을 Fb2로부터 Fb1로 크게 한다. 즉, 제어부(63)는, 검지부(61)의 검지 결과에 기초하여, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 공급 유량과 상기 배출 유량을 각각, 상기 도포 폭의 변경 전의 Fa2로부터 Fa1로, 변경 전의 Fb2로부터 Fb1로 변화시킴으로써, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량을 일정하게 하면서, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량을 크게 한다.

그리고, 이와 같이 상기 통과 유량을 일정하게 하면서 변경 전보다 상기 배출 유량을 크게 한 상태에서, 캐비티(22)의 상기 길이 방향에서의 제1 단부(22a)에 도포액(5)을 공급한다. 또한, 공급된 도포액(5)의 일부를 슬롯(10)을 통과시키면서 나머지를 캐비티(22)의 제1 단부(22a)로부터 상기 길이 방향에서의 제2 단부(22b)로 이동시키고, 제2 단부(22b)로부터 도포액(5)을 배출하면서, 슬롯(10)으로부터 도포액(5)을 기재(51) 위에 토출한다.

이와 같이, 도포 폭을 커지도록 변경시켰을 때, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량을 일정하게 하면서, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량을 크게 함으로써 상기 도포 폭의 변경 전과 변경 후에서, 캐비티(22)를 통과하는 도포액(5)에서의 제1 단부(22a)측에 대한 제2 단부(22b)측의 압력 손실이 변화하는 것을 억제할 수 있다.

본 실시 형태의 제조 방법에 의하면, 도포 폭을 적절히 변경시켜도, 상기 도포 폭의 변경 전후에서, 캐비티에서 이동하는 도포액에서의 제1측(상류측)에 대한 제2측(하류측)의 압력 손실이 변화하는 것을 억제할 수 있다. 이것에 의해, 슬롯(10)을 통과하는 도포액의 통과 유량에서의 상기 길이 방향의 변동을 비교적 작게 할 수 있다.

본 발명의 다이 코터 및 도포막의 제조 방법은, 상술한 바와 같지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고 본 발명의 의도하는 범위 내에서 적절히 설계 변경 가능하다.

예를 들면, 상기 실시 형태에서는, 캐비티(22)로부터 배출된 도포액(5)을 캐비티(22)로 순환시키는 구성을 예로 들었지만, 그 밖에, 배출된 도포액(5)을 회수하는 구성을 채용할 수도 있다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 복수의 심으로부터 심을 선택함으로써 슬롯(10)의 도포 폭을 변경시킬 수 있도록 하는 구성으로 하였지만, 슬롯(10)의 도포 폭을 변경시키는 것이 가능하면, 다른 구성을 채용할 수도 있다.

<실시예>

다음에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

도 1에 도시한 다이 코터와 마찬가지의 다이 코터를 이용하여, 도 6에 도시한 것과 마찬가지로, 다이 코터에 대하여 상대적으로 이동하는 기재에 대하여 도포를 행하였다. 또한, 기재의 반송 속도를 30m/min으로 설정하고, 도포할 때의 온도를 23℃로 설정하여, 도포막의 평균 막 두께가 23㎛로 되도록 도포를 행하였다.

도포액은, 아크릴계 점착제를 톨루엔과 아세트산 에틸과의 혼합액에 용해시킨 것을 이용하였다. 이러한 아크릴계 점착제에 대하여, 레오미터(HAAKE사 제조, 레오스트레스 RS1)를 이용하여, 도포할 때의 온도 23℃에서, 전단 속도 20 내지 2000(1/s)의 범위에서 점도를 측정한바, 점도 μ〔Pa·s〕, 제로 전단 점도 μ₀〔Pa·s〕 및 전단 속도 γ〔1/s〕에 대하여 얻어진 식 μ=μ₀·γ^n-1에서, 제로 전단 점도 μ₀=40Pa·s, n=0.37이었다.

기재는, 띠 형상의 가요성 기재인 PET 필름(미츠비시주시사 제조, 제품명 다이아호일, 폭 900mm, 두께 38㎛)이 롤 형상으로 권취된 것을 이용하였다.

또한, 슬롯의 도포 폭, 캐비티에의 도포액의 공급 유량, 캐비티로부터의 도포액의 배출 유량 및 도포액의 전체 통과 유량을 하기에 나타낸 바와 같이 설정하고, 슬롯으로부터 기재 위에 도포액을 토출하여 도포막을 형성하였다. 그리고, 얻어진 도포막의 막 두께 변동을 측정하였다. 구체적으로는, 광 간섭식 막 두께 측정기에 의해 기재 폭 방향에 1mm 피치로, 얻어진 도포막의 두께를 계측하고, 측정 결과의 최댓값과 최솟값의 차〔mm〕를 막 두께 변동으로서 산출하였다. 또한, 표 1에서, 배출 유량이 「0」인 경우에는, 도포액이 액체 배출 포트로부터 배출되지 않는 것을 나타낸다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 도포 폭이 400mm인 경우, 도포액을 배출하지 않은 경우(No.1)에는, 막 두께 변동이 극히 컸지만, 도포액을 배출한 경우(No.2 내지 No.7)에는, 막 두께 변동이 No.1과 비교하여 훨씬 작았다. 또한, 배출 유량이 지나치게 큰 경우에는 오히려 막 두께 변동이 커지는 경향이 있고, 배출 유량이 1.5L/min일 때(No.3)에 막 두께 변동이 가장 작았다. 이 결과, 도포 폭이 400mm인 경우, 도포 조건을 No.3으로 설정하는 것이 최적인 것을 알았다.

다음으로, 도포 폭을 400mm로부터 600mm로 변경하였다. 이때, 배출 유량을 상기 No.3의 조건과 동일한 1.5L/min 그대로로 하였다. 또한, 공급 유량을 5.1L/min으로 하였다. 이와 같이 함으로써, 단위 도포 폭(100mm)당 통과 유량이, 도포 폭이 400mm인 경우와 동일한 0.6L로 되도록, 전체 통과 유량을 3.6L/min으로 설정하였다(No.10). 그 결과, 막 두께 변동이, No.3보다 커졌다.

따라서, 전체 통과 유량을 3.6L/min으로 일정하게 하면서, 배출 유량을 크게 한 바(No.11 내지 No.13), 막 두께 변동이 작아졌다. 또한, 배출 유량이 지나치게 큰 경우에는 오히려 막 두께 변동이 커지는 경향이 있고(No.14), 배출 유량이 2.5L/min일 때(No.12), 막 두께 변동이 가장 작았다.

이 결과, 도포 폭이 600mm인 경우, 도포 조건을 No.12로 설정하는 것이 최적인 것을 알았다.

한편, 전체 통과 유량을 3.6L/min으로 일정하게 하면서, 배출 유량을 작게 한 바(No.9), No.10보다 막 두께 변동이 더 커졌다.

다음으로, 도포 폭을 400mm로부터 800mm로 변경하였다. 이때, 배출 유량을 상기 No.3의 조건과 동일한 1.5L/min 그대로로 하였다. 또한, 공급 유량을 6.3L/min으로 하였다. 이와 같이 함으로써, 단위 도포 폭(100mm)당 통과 유량이, 도포 폭이 400mm인 경우와 동일한 0.6L로 되도록, 전체 통과 유량을 4.8L/min으로 설정하였다(No.17). 그 결과, 막 두께 변동이, No.3보다 커졌다.

따라서, 전체 통과 유량을 4.8L/min으로 일정하게 하면서, 배출 유량을 크게 한 바(No.18 내지 No.22), 막 두께 변동이 작아졌다. 또한, 배출 유량이 지나치게 큰 경우에는 오히려 막 두께 변동이 커지는 경향이 있고(No.21, No.22), 배출 유량이 3L/min일 때(No.20), 막 두께 변동이 가장 작았다.

이 결과, 도포 폭이 800mm인 경우, 도포 조건을 No.20으로 설정하는 것이 최적인 것을 알았다.

한편, 전체 통과 유량을 4.8L/min으로 일정하게 하면서, 배출 유량을 작게 한 바(No.16), No.17보다 막 두께 변동이 더 커졌다.

다음으로, 도포 폭을 600mm로부터 800mm로 변경하였다. 이때, 배출 유량을 상기 No.12의 조건과 동일한 2.5L/min 그대로로 하였다. 또한, 공급 유량을 7.3L/min로 하였다. 이와 같이 함으로써, 단위 도포 폭(100mm)당 통과 유량이, 도포 폭이 600mm인 경우와 동일한 0.6L로 되도록, 전체 통과 유량을 4.8L/min로 설정하였다(No.19). 그 결과, 막 두께 변동이, No.12보다 커졌다.

따라서, 전체 통과 유량을 4.8L/min으로 일정하게 하면서, 배출 유량을 크게 한 바(No.20), 막 두께 변동이 작아졌다. 또한, 배출 유량이 지나치게 큰 경우에는 오히려 막 두께 변동이 커지는 경향이 있고(No.21, No.22), 배출 유량이 3L/min일 때(No.20), 막 두께 변동이 가장 작았다.

한편, 전체 통과 유량을 4.8L/min으로 일정하게 하면서, 배출 유량을 작게 한 바(No.16 내지 No.18), No.19보다 막 두께 변동이 더욱 커졌다.

이상의 결과, 도포 폭을 크게 한 경우에는, 단위 도포 폭당의 통과 유량을 일정하게 하면서 배출 유량을 크게 함으로써 막 두께 변동을 억제할 수 있는 것을 알았다.

한편, 상기와는 반대로, 표 1에 나타낸 바와 같이, 도포 폭이 800mm인 경우, 도포액을 배출하지 않은 경우(No.15)에는, 막 두께 변동이 극히 컸지만, 도포액을 배출한 경우(No.16 내지 No.22)에는, 막 두께 변동이 No.15와 비교하여 훨씬 작았다. 또한, 배출 유량이 지나치게 큰 경우에는 오히려 막 두께 변동이 커지는 경향이 있고, 배출 유량이 3L/min일 때(No.20)에 막 두께 변동이 가장 작았다. 이 결과, 도포 폭이 800mm인 경우, 도포 조건을 No.20으로 설정하는 것이 최적인 것을 알았다.

다음으로, 도포 폭을 800mm로부터 600mm로 변경하였다. 이때, 배출 유량을 상기 No.20의 조건과 동일한 3L/min 그대로로 하였다. 또한, 공급 유량을 6.6L/min으로 하였다. 이와 같이 함으로써, 단위 도포 폭(100mm)당 통과 유량이, 도포 폭이 800mm인 경우와 동일한 0.6L로 되도록, 전체 통과 유량을 3.6L/min으로 설정하였다(No.13). 그 결과, 막 두께 변동이, No.20보다 커졌다.

따라서, 전체 통과 유량을 3.6L/min으로 일정하게 하면서, 배출 유량을 작게 한 바(No.11, No.12), 막 두께 변동이 작아졌다. 또한, 배출 유량이 지나치게 작은 경우에는 오히려 막 두께 변동이 커지는 경향이 있고(No.9, No.10), 배출 유량이 2.5L/min일 때(No.12), 막 두께 변동이 가장 작았다.

한편, 전체 통과 유량을 3.6L/min으로 일정하게 하면서, 배출 유량을 크게 한 바(No.14), No.13보다 막 두께 변동이 더 커졌다.

다음으로, 도포 폭을 800mm로부터 400mm로 변경하였다. 이때, 배출 유량을 상기 No.20의 조건과 동일한 3L/min 그대로로 하였다. 또한, 공급 유량을 5.4L/min으로 하였다. 이와 같이 함으로써, 단위 도포 폭(100mm)당 통과 유량이, 도포 폭이 800mm인 경우와 동일한 0.6L로 되도록, 전체 통과 유량을 2.4L/min으로 설정하였다(No.6). 그 결과, 막 두께 변동이 No.20보다 커졌다.

따라서, 전체 통과 유량을 2.4L/min으로 일정하게 하면서, 배출 유량을 작게 한 바(No.2 내지 No.5), 막 두께 변동이 작아졌다. 또한, 배출 유량이 지나치게 작은 경우에는 오히려 막 두께 변동이 커지는 경향이 있고(No.2), 배출 유량이 1.5L/min일 때(No.3), 막 두께 변동이 가장 작았다.

이 결과, 도포 폭이 400mm인 경우, 도포 조건을 No.3으로 설정하는 것이 최적인 것을 알았다.

한편, 전체 통과 유량을 2.4L/min으로 일정하게 하면서, 배출 유량을 크게 한 바(No.7), No.6보다 막 두께 변동이 더 커졌다.

다음으로, 도포 폭을 600mm로부터 400mm로 변경하였다. 이때, 배출 유량을 상기 No.12의 조건과 동일한 2.5L/min 그대로로 하였다. 또한 공급 유량을 4.9L/min으로 하였다. 이와 같이 함으로써, 단위 도포 폭(100mm)당 통과 유량이, 도포 폭이 600mm인 경우와 동일한 0.6L로 되도록, 전체 통과 유량을 2.4L/min으로 설정하였다(No.5). 그 결과, 막 두께 변동이, No.12보다 커졌다.

따라서, 전체 통과 유량을 2.4L/min으로 일정하게 하면서, 배출 유량을 작게 한 바(No.3, No.4), 막 두께 변동이 작아졌다. 또한, 배출 유량이 지나치게 작은 경우에는 오히려 막 두께 변동이 커지는 경향이 있고(No.2), 배출 유량이 1.5L/min일 때(No.3), 막 두께 변동이 가장 작았다.

한편, 전체 통과 유량을 2.4L/min으로 일정하게 하면서, 배출 유량을 크게 한 바(No.6, No.7), No.5보다 막 두께 변동이 더 커졌다.

이상의 결과, 도포 폭을 작게 한 경우에는, 단위 도포 폭당의 통과 유량을 일정하게 하면서 배출 유량을 작게 함으로써 막 두께 변동을 억제할 수 있는 것을 알았다. 또한, 도포막의 막 두께를 검지하고, 이러한 막 두께의 검지 결과에 기초하여 공급 유량과 배출 유량을 제어함으로써, 막 두께 변동을 억제할 수 있는 것을 알았다.

1: 다이 코터
2: 다이
2a, 2b: 다이 블록
3, 4: 심
10: 슬롯
22: 캐비티
22a: 제1 단부(제1측)
22b: 제2 단부(제2측)
25: 급액 포트
27: 액체 배출 포트
31: 공급부
31a: 펌프
31b: 유량계
33: 배출부
33a: 펌프
33b: 유량계
51: 기재
55: 도포막
61: 검지부
63: 제어부

Claims

도포액을 토출하는 슬롯과, 상기 슬롯의 길이 방향을 따라서 배치되어 있으며 상기 슬롯에 도포액을 공급하는 캐비티를 구비하고, 상기 슬롯으로부터 기재(基材) 위에 도포액을 토출하여 상기 기재 위에 도포막을 형성하는 다이 코터이며,
상기 슬롯의 상기 길이 방향에서의 도포 폭을 변경시킬 수 있도록 구성되고,
상기 캐비티의 상기 길이 방향에서의 제1측에 상기 도포액을 공급하는 공급부와, 상기 길이 방향에서의 제2측으로부터 상기 도포액을 배출시키는 배출부를 구비하고, 상기 공급부에 의해 상기 캐비티에 공급된 도포액의 일부가 상기 슬롯을 통과하면서 나머지가 상기 배출부에 의해 배출되도록 구성되어 있으며, 또한,
상기 기재 위에 형성된, 도포막의 두께를 검지할 수 있는 검지부와,
상기 도포 폭을 변경시켰을 때, 상기 검지부의 검지 결과에 기초하여, 상기 공급부에 의한 상기 도포액의 공급 유량과 상기 배출부에 의한 상기 도포액의 배출 유량을 제어할 수 있는 제어부를 구비하며,
상기 제어부는, 상기 검지부의 검지 결과에 기초하여, 상기 도포막의 두께가 상기 도포 폭의 변경 전보다 클 때, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 슬롯을 통과하는 상기 도포액의 단위 도포 폭당의 통과 유량이 일정해지도록 제어하고, 또한, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량이 작아지도록 제어하고,
상기 도포막의 두께가 상기 도포 폭의 변경 전보다 작을 때, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량이 일정해지도록 제어하고, 또한, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량이 커지도록 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 다이 코터.
제1항에 있어서, 상기 도포액은, 전단 속도 20 내지 2000(1/s)의 범위에서 점도를 측정하였을 때, 점도 μ〔Pa·s〕, 제로 전단 점도 μ₀〔Pa·s〕 및 전단 속도 γ〔1/s〕에 대하여 얻어진 식 μ=μ₀·γ^n-1에서, n이 0.99 내지 1.01의 범위 밖인 것을 특징으로 하는 다이 코터.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도포액은, 고무계 용액, 아크릴계 용액, 실리콘계 용액, 우레탄계 용액, 비닐알킬에테르계 용액, 폴리비닐알코올계 용액, 폴리비닐피롤리돈계 용액, 폴리아크릴아미드계 용액, 셀룰로오스계 용액으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 다이 코터.
도포액을 토출하는 슬롯과, 상기 슬롯에 도포액을 공급하는 캐비티를 구비한 다이 코터를 이용하여, 상기 슬롯으로부터 상기 도포액을 토출하여 기재 위에 도포막을 제조하는 도포막의 제조 방법이며,
상기 캐비티의 길이 방향에서의 제1측에 상기 도포액을 공급하고, 공급된 도포액의 일부를 상기 슬롯을 통과시키면서 나머지를 상기 캐비티의 상기 길이 방향에서의 제2측으로부터 배출시킴으로써, 상기 슬롯으로부터 상기 도포액의 일부를 상기 기재 위에 토출하는 도포 공정을 구비하고,
상기 도포 공정에서는,
상기 기재 위에 형성된 도포막의 두께를 검지하고, 상기 슬롯의 길이 방향에서의 도포 폭을 작아지도록 변경시킴으로써, 상기 도포막의 두께가 상기 도포 폭의 변경 전보다 커졌을 때, 상기 두께의 검지 결과에 기초하여, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 슬롯을 통과하는 상기 도포액의 단위 도포 폭당의 통과 유량을 일정하게 하고, 또한, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 제1측에의 상기 도포액의 공급 유량과 상기 제2측으로부터의 상기 도포액의 배출 유량을 작게 하고,
상기 기재 위에 형성된 도포막의 두께를 검지하고, 상기 도포 폭을 커지도록 변경시킴으로써, 상기 도포막의 두께가 상기 도포 폭의 변경 전보다 작아졌을 때, 상기 두께의 검지 결과에 기초하여, 상기 도포 폭의 변경 전후에서 상기 통과 유량을 일정하게 하고, 또한, 상기 도포 폭의 변경 전보다 상기 공급 유량과 상기 배출 유량을 크게 하여 상기 슬롯으로부터 상기 도포액의 일부를 토출하는 것을 특징으로 하는 도포막의 제조 방법.
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