KR102325716B1 - 도포 장치 및 도포 시스템 - Google Patents

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KR102325716B1
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아츠시 오시마
다카히로 사카모토
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후지필름 가부시키가이샤
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Abstract

하나의 바로 적어도 2종의 도포액을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포하는 도포 장치 및 도포 시스템을 제공한다. 도포 장치는 특정 주행 방향으로 연속 주행하는 장척의 기판 중 적어도 일방의 면에 도포액을 개재하여 접촉하여 회전하는, 주행 방향과 직교하는 폭방향으로 뻗는 장척의 바와, 바에 대하여 기판의 주행 방향의 상류에 마련되며, 도포액을 바와의 사이를 통과시켜, 기판의 주행 방향으로 유통시키는 언판을 갖는다. 도포 장치는 바를 회전 가능하게 지지하는 본체 블록과, 바의 길이 방향을 따라 배치된, 복수의 언판과, 언판마다 마련되며, 언판에 도포액을 공급하는 복수의 공급부를 갖는다. 도포 시스템은 도포 장치를, 기판을 사이에 두고 대향하여 배치하고, 기판의 양방의 면에 동시에 패턴상으로 도포액을 도포한다.

Description

도포 장치 및 도포 시스템
본 발명은, 주행 방향과 직교하는 폭방향으로 뻗는 장척의 바를 이용하여, 얇은 금속판, 종이 및 필름 등의 시트상 또는 장척상의 피도공 기재에, 각종 액상 물질을 도포하는 도포 장치 및 도포 시스템에 관한 것으로, 특히 하나의 바로 적어도 2종의 도포액을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포하는 도포 장치 및 도포 시스템에 관한 것이다.
종래, 장척의 기판의 표면에, 예를 들면 이접착층(易接着層) 또는 대전 방지층과 같은 기능성층을 형성시키는 경우, 도포액을 기판의 표면에 도포하여, 도포막을 형성하는 것이 행해지고 있다. 기판의 표면에 도포액을 도포하는 방법으로서는, 롤 코트법, 다이 코트법, 스프레이 코트법, 및 바 코트법 등 다수의 도포 방법이 알려져 있다. 장척의 기판을 웨브라고도 한다. 또, 장척의 기판을, 간단히 기판이라고도 한다.
도포액을 기판에 도포하는 도포 장치는, 다양하게 제안되고 있다. 예를 들면, 도포액을 기판의 상면에 도포하는 도포 장치가 특허문헌 1에 기재되어 있다. 특허문헌 1의 도포 장치는, 연속 주행하는 웨브 상면에 도포액을 개재하여 접촉하여 회전하는 바와, 바에 대하여 웨브의 주행 방향의 상류 측에 마련되어 있으며, 도포액을 바와의 사이를 통과시켜, 웨브 방향으로 유통시키는 언판(堰板)을 갖는다. 특허문헌 1의 도포 장치에서는, 언판과 언판에 가장 근접하는 바의 끝 가장자리부 간의 거리를 A로 하고, 언판과 웨브 간의 거리를 B로 했을 때에, A는 0.5~5mm이며, B는 0.5~5mm이고, B≤A이다.
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2015-077589호 특허문헌 2: 일본 공개특허공보 2002-159899호
상술한 특허문헌 1의 도포 장치에서는, 기판의 상면에, 1종류의 도포액밖에 도포할 수 없다. 이 때문에, 도포액 교환 시에 품종 전환에 의한 제조 손실이 발생한다.
또, 1종류의 도포액밖에 도포할 수 없기 때문에, 도포액을 도포하여 잘라낸 샘플은 1종류의 기능밖에 없고, 폭방향으로 기능이 다른 샘플을 나열하여 제품을 제작하는 경우, 샘플의 첩합 공정이 필요해진다. 이 때문에, 제조 원가가 높아진다.
또한, 웨브가 수지이면, 웨브의 진행 방향에 대하여 직교 방향(이하, 폭방향)으로 퍼지는 연신 공정이 마련되어 있는 경우가 있다. 이 경우, 웨브 두께를 폭방향으로 균일하게 하기 위해서는, 연신 전에 폭방향으로 균일한 도포액을 도포할 필요가 있다. 이 때문에, 제품폭 이상으로, 도포액을 넓게 도포할 필요가 있으며, 최종적으로 제품폭 외에도 기능성을 갖게 하는 도포액을 도포하는 경우가 있다. 그러나, 제품폭 외의 웨브는 폐각되는 경우가 있으며, 제품폭 외에 대한 도포액이 불필요해지는 것과, 도포액 혼입에 의하여 제품폭 외의 웨브를 재이용할 수 없는 경우가 있다. 이 때문에, 득율이 저하된다.
상술한 점에서, 2종류 이상의 도포액을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포하는 것도 요구되고 있지만, 특허문헌 1의 도포 장치에서는 대응할 수 없다.
따라서, 2종류 이상의 도포액을 도포할 수 있는 장치로서, 특허문헌 2와 같이 리버스 도포 방식의 것이 있다. 그러나, 리버스 도포 방식은 웨브 배면으로 백업 롤(이하, 롤)을 마련하여, 웨브의 변위 변동을 방지해야만 하는 점에서, 구성상 웨브 배면에 롤이 필요하며, 하나의 도포부에서 웨브의 상면과 하면으로의 동시 도포가 불가능하다. 그 때문에, 건조 설비 등, 많은 설비 투자가 필요해지거나, 설비가 대형화되거나 하는 문제가 있다.
이와 같이, 2종류 이상의 도포액을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포하는 도포 장치로서, 충분한 것이 없는 것이 현상이다.
본 발명의 목적은, 하나의 바로 적어도 2종의 도포액을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포하는 도포 장치 및 도포 시스템을 제공하는 것에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 특정 주행 방향으로 연속 주행하는 장척의 기판 중 적어도 일방의 면에 도포액을 개재하여 접촉하여 회전하는, 주행 방향과 직교하는 폭방향으로 뻗는 장척의 바와, 바에 대하여 기판의 주행 방향의 상류에 마련되며, 도포액을 바와의 사이를 통과시켜, 기판의 주행 방향으로 유통시키는 언판을 갖는 도포 장치로서, 바를 회전 가능하게 지지하는 본체 블록과, 바의 길이 방향을 따라 배치된, 복수의 언판과, 언판마다 마련되고, 언판에 도포액을 공급하는 복수의 공급부를 갖는, 도포 장치를 제공하는 것이다.
바의 길이 방향에 있어서의 언판의 간격이 3mm 이상인 것이 바람직하다.
복수의 언판은, 각각 바의 길이 방향에 있어서의 위치를 변경할 수 있는 것이 바람직하다.
복수의 언판은, 각각 바와의 사이에 액 고임부를 갖고, 복수의 언판은, 각각 액 고임부의 용량을 변경할 수 있는 것이 바람직하다.
복수의 언판은, 각각 기판의 주행 방향에 대하여 이동 가능하며, 바와 언판의 주행 방향의 거리를 변경할 수 있는 것이 바람직하다.
주행 방향과 주행 방향에 직교하는 높이 방향으로 구성되는 평면에 있어서의, 액 고임부의 단면적(S)이 20mm2 이상 100mm2 이하이며, 액 고임부의 단면적(S)은, 평면에 있어서의, 바의 주행 방향의 상류 측의 둘레면과, 바의 회전 중심을 통과하여 바의 주행 방향의 상류 측의 단부면과 언판의 최단 거리를 통과하는 선과, 최단 거리를 통과하는 선과 언판의 교점을 통과하며, 또한 기판의 면에 수직인 선과, 기판으로 둘러싸인 부분의 면적인 것이 바람직하다.
복수의 언판은, 각각 바의 길이 방향의 양 단부에 측판이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
복수의 언판 중, 인접하는 언판의 사이에 면하는, 언판의 바의 길이 방향의 단부에 측판이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
도포액을 저류하는 송액 저류부를, 본체 블록, 또는 각 언판에 갖는 것이 바람직하다.
또, 본 발명의 도포 장치를, 기판을 사이에 두고 대향하여 배치하고, 기판의 양방의 면에 동시에 패턴상으로 도포액을 도포하는 도포 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 하나의 바로 적어도 2종의 도포액을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포할 수 있는 도포 장치를 제공할 수 있다.
또, 기판의 양방의 면에 동시에, 적어도 2종의 도포액을 패턴상으로 도포할 수 있는 도포 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태의 도포 장치의 제1 예를 나타내는 모식적 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태의 도포 장치의 제1 예를 나타내는 모식적 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태의 도포 장치의 제2 예를 나타내는 모식적 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태의 도포 장치의 제3 예를 나타내는 모식적 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태의 도포 장치의 제3 예를 나타내는 모식적 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태의 도포 시스템의 제1 예를 나타내는 모식도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태의 도포 시스템의 제2 예를 나타내는 모식도이다.
이하에, 첨부한 도면에 나타내는 적합한 실시형태에 근거하여, 본 발명의 도포 장치 및 도포 시스템을 상세하게 설명한다.
또한, 이하에 설명하는 도는, 본 발명을 설명하기 위한 예시적인 것이며, 이하에 나타내는 도에 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
또한, 이하에 있어서 수치 범위를 나타내는 "~"란 양측에 기재된 수치를 포함한다. 예를 들면, ε이 수치 α~수치 β란, ε의 범위는 수치 α와 수치 β를 포함하는 범위이며, 수학 기호로 나타내면 α≤ε≤β이다.
"구체적인 수치로 나타난 각도", "평행", "수직" 및 "직교" 등의 각도는, 특별히 기재가 없으면, 해당하는 기술 분야에서 일반적으로 허용되는 오차 범위를 포함한다.
(도포 장치의 제1 예)
도 1은 본 발명의 실시형태의 도포 장치의 제1 예를 나타내는 모식적 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시형태의 도포 장치의 제1 예를 나타내는 모식적 측면도이다.
도 1에 나타내는 도포 장치(10)는, 특정 주행 방향(D1)으로 연속 주행하는 장척의 기판(30)의 상면(30a) 또는 횡면에 도포액(M)을 도포하는 것이며, 하나의 바(12)로 적어도 2종의 도포액(M)을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포할 수 있다.
횡면이란, 도 1에 나타내는 상태의 기판(30)을 주행 방향(D1)을 중심으로 하여 90°, 높이 방향(D3)으로 회전시키면 상면(30a)은 가로 측을 향하는데, 이때의 상면(30a)을 횡면이라고 한다.
높이 방향(D3)이란, 기판(30)의 상면(30a) 또는 횡면에 수직인 방향이다. 또, 횡면은 기판(30)의 방향이 변경되지만, 이 경우 횡면의 높이 방향(D3)은, 도 1의 기판(30)의 상태에서는, 폭방향(D2)에 해당한다. 또한, 폭방향(D2)이란, 주행 방향(D1)과 기판(30)의 상면(30a) 내에서 직교하는 방향이다.
도포 장치(10)에 대하여, 하나의 바(12)로 3종의 도포액(M)을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포하는 것을 예로 하여 설명한다. 도포 장치(10)는, 예를 들면 주행 방향(D1)과 직교하는 폭방향(D2)으로 뻗는 장척의, 하나의 바(12)와, 본체 블록(14)과, 3개의 언판(16)과, 3개의 공급관(20)과, 3개의 공급부(22)를 갖는다. 또, 도포 장치(10)는, 복수의 언판(16)은, 각각 바(12)와의 사이에, 도포액(M)을 저류하는 액 고임부(17)(도 2 참조)와, 송액 저류부(24)를 갖는다.
도포 장치(10)는, 바(12)에 대하여 장척의 기판(30)의 주행 방향(D1)의 상류에 마련되며, 도포액(M)을 바(12)와의 사이를 통과시켜, 장척의 기판(30)으로 유통시키는 언판(16)을, 상술한 바와 같이, 예를 들면 3개 갖는 것이다. 3개의 언판(16)은, 하나의 바(12)에 대하여, 바(12)의 길이 방향을 따라, 즉 폭방향(D2)을 따라, 서로 간극(27)을 두고 이간하여 배치되어 있다. 3개의 언판(16)에, 각각 공급관(20)이 마련되어 있으며, 각 공급관(20)에, 공급부(22)가 접속되어 있다.
언판(16)의 수는, 복수이면, 동시에 도포하는 패턴수에 따라 적절히 결정되는 것이며, 그 수는, 특별히 한정되는 것은 아니다.
바(12)는, 주행 방향(D1)과 직교하는 폭방향(D2)으로 뻗는 장척의 부재이며, 예를 들면 원기둥상이다. 바(12)는, 후술하는 바와 같이 본체 블록(14)에 의하여 회동(回動) 가능하게 지지된다. 바(12)의 길이 방향과, 폭방향(D2)은 평행한 관계에 있다.
바(12)는, 특정 주행 방향(D1)으로 연속 주행하는 장척의 기판(30)의 상면(30a) 또는 횡면에 도포액(M)을 개재하여 접촉 가능하며, 또한 회전 중심(Cr)으로 회전하는 것이다. 바(12)의 회전 방향은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 기판(30)의 주행 방향(D1)에 대하여 동일 방향이어도 되고, 반대 방향이어도 된다.
바(12)의 직경은 1mm~20mm가 바람직하고, 보다 바람직하게는 6mm~13mm이다. 바(12)의 직경을 상술한 범위로 함으로써, 도포액(M)의 도포면에 세로 무늬가 발생하는 것을 억제할 수도 있다.
바(12)의 표면은, 평활하게 완성되어 있어도 되지만, 원주 방향으로 일정 간격으로 홈이 마련되어 있어도 되고, 또 와이어가 조밀하게 권회되어 있어도 된다. 이른바 와이어 바여도 된다. 이 경우, 바에 권회하는 와이어의 직경은, 0.05~0.5mm인 것이 바람직하고, 특히 0.05~0.2mm인 것이 바람직하다. 또한, 홈이 마련된 바(12) 및 와이어가 권회된 바(12)에 있어서는, 홈의 깊이를 얕게 또는 와이어를 가늘게 함으로써, 도포액(M)의 도포를 얇게 할 수 있고, 홈의 깊이를 깊게 또는 와이어를 굵게 함으로써, 도포액(M)의 도포를 두껍게 할 수 있다.
바의 폭은, 기판(30)의 폭과 동일한 길이여도 되지만, 기판(30)의 폭보다 긴 것이 바람직하다. 또, 바에 홈 또는 와이어를 마련하는 경우, 홈 또는 와이어를 마련하는 범위는, 기판(30)의 폭 이상인 것이 바람직하다.
바의 재질은, 스테인리스강이 바람직하고, 특히 SUS(Steel Use Stainless) 304 또는 SUS(Steel Use Stainless) 316이 바람직하다. 그 외에도, SUS 430, SUS 630 등을 들 수 있다. 바의 표면에는, 하드 크로뮴 도금, 다이아몬드 라이크 카본(DLC) 또는 질화 타이타늄(TiN) 등의 표면 처리를 실시해도 된다.
본체 블록(14)은, 바(12)를 회전 가능하게 지지하는 것이며, 바(12)를 회동 가능하게 지지하는 구조를 갖는다.
예를 들면, 본체 블록(14)은, 바(12)와 접하는 면에 원호상의 홈이 형성되어 있다. 본체 블록(14)에 원호상의 홈을 형성함으로써, 기판(30)의 장력에 의한 바(12)의 휨을 억제하고, 폭방향(D2)으로 균일한 도포막(32a~32c)을 형성할 수 있다.
본체 블록(14)에 있어서, 바(12)에 접하는 측과, 바(12)에 접하지 않는 측은 재질이 동일할 필요는 없다. 예를 들면, 바(12)가 스테인리스강 등의 금속제인 경우, 본체 블록(14)의 바(12)에 접하는 측은 고분자 수지제 등으로 하고, 본체 블록(14)의 바(12)에 접하지 않는 측은 스테인리스강 등의 금속제로 하는 것이 바람직하다.
본체 블록(14)의 크기는, 바(12)의 사이즈에 따라 적절히 결정된다. 예를 들면, 본체 블록(14)의 주행 방향(D1)의 두께는, 바(12)의 반경 이상이며, 바(12)의 직경의 2배 이하로 하는 것이 바람직하다. 또, 본체 블록(14)의 높이 방향(D3)의 높이는, 10~100mm로 하는 것이 바람직하다.
또한, 본체 블록(14)의 폭방향(D2)의 폭은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 바(12)와 동일한 길이인 단체의 블록 구조여도 되며, 언판(16)과 동일한 길이의 분할된 블록 구조여도 되고, 어느 구조여도 패턴 도포는 가능하다. 도포액이 혼합되는 것을 억제하는 관점에서는, 본체 블록(14)의 구성은, 분할된 블록 구조인 것이 보다 바람직하다.
언판(16)은, 기판(30)의 상면(30a) 상에 배치되어 있다.
언판(16)은, 기판(30)의 상면(30a) 측에 돌출부(16a)가 마련되어 있다. 돌출부(16a)의 상면(30a)과 대향하는 단부면(16c)은, 예를 들면 굴곡 등이 없고 평탄한 상태의 기판(30)의 상면(30a)과 평행한 면이다.
언판(16)은, 측면(16b)과 본체 블록(14)의 사이, 측면(16b)과 바(12)의 사이에 슬릿(15)이 마련되어 있다. 슬릿(15)은 폭방향(D2)으로 연재하고 있으며, 슬릿(15)으로 도포액(M)이 송액된다.
언판(16)의 단부면(16c)은, 상술한 바와 같이 상면(30a)과 평행한 면으로 했지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 경사면이어도 된다.
언판에 돌출부(16a)를 마련함으로써, 언판 단부의 두께를 소정 값 이하로 하면서, 언판 전체의 강성을 높이는 것이 가능해진다.
또, 본체 블록(14)과 언판(16)의 경계에 송액 저류부(24)가 마련되어 있다. 송액 저류부(24)는 슬릿(15)과 연통하고 있다. 송액 저류부(24)는, 본체 블록(14) 또는 각 언판(16)에 마련되어 있어도 되고, 본체 블록(14)과 각 언판(16)에 걸쳐 마련되어 있어도 된다.
송액 저류부(24)는, 예를 들면 본체 블록(14)과 각 언판(16)의 폭방향(D2)으로 전체 영역에 걸쳐 마련되어 있다.
송액 저류부(24)를 마련함으로써 폭방향(D2)에 도포액(M)을 균일하게 흘려 보낸 후 기판(30)으로 도포액(M)이 흐르기 때문에, 도포액(M)을 폭방향(D2)으로 균일하게 도포할 수 있다. 또, 송액 저류부(24)가 없는 구성으로 할 수도 있지만, 이 경우 송액한 도포액(M)이 폭방향(D2)으로 채워지기 어려워져, 송액한 부분에만 도포액(M)이 흐르기 때문에, 단부(25) 등에 공기가 체류한 공기 체류부(도시하지 않음)가 발생한다. 이 공기 체류부(도시하지 않음)에 송액계 등으로부터 반입되는 거품이 모여, 거품 시싱을 억제하는 효과가 작고, 최종적으로 거품 시싱 고장이 되는 경우가 있다.
공급관(20)은, 상술한 바와 같이 각 언판(16)에, 각각 마련되는 것이다. 하나의 언판(16)에 있어서, 공급관(20)은 언판(16)을 통과하여, 송액 저류부(24)에 도달한다. 예를 들면, 하나의 공급관(20)에, 하나의 공급부(22)가 접속되어 있다.
공급부(22)는, 상술한 바와 같이 각 언판(16)에 마련되어 있으며, 각 언판(16)마다 도포액(M)을 바(12)에 송액하는 것이다. 공급부(22)는, 도포액(M)을 저류하는 탱크(도시하지 않음)와, 도포액(M)을 송액하기 위한 펌프(도시하지 않음)와, 도포액(M)의 송액량을 조정하는 밸브(도시하지 않음)와, 밸브의 개폐량 등을 조정하는 제어부(도시하지 않음)를 갖는다. 공급부(22)로서는, 사전에 정해진 양의 액체를 공급할 수 있는 공지의 액체 공급 장치를 적절히 이용 가능하다.
각 언판(16)에, 각각 공급부(22)를 마련함으로써, 도포액(M)의 공급량을 언판(16) 단위로 조정할 수 있어, 도포액(M)의 손실을 줄일 수 있다. 이로써, 생산성을 높일 수 있다.
또, 각 언판(16)에, 각각 공급부(22)를 마련함으로써, 언판(16)마다, 도포액(M)을 변경할 수 있고, 이로써 도포막(32a~32c)의 조성 등을 변경할 수 있다. 이 때문에, 도 1의 도포 장치(10)에서는, 3개의 언판(16)을 갖는 구성이지만, 각 언판(16)의 도포액(M)은, 동일해도 되고, 달라도 된다. 형성되는 도포막(32a, 32b, 32c)은, 예를 들면 도포막(32a)과 도포막(32c)이 동일하고, 도포막(32b)이 다른 구성으로 할 수 있다.
언판(16)에서는, 돌출부를 제외한 전체의 두께는, 5~50mm의 범위 내인 것이 바람직하다. 또한, 전체의 두께는, 주행 방향(D1)의 길이이다.
또, 언판(16)의 높이 방향(D3)의 길이는, 10~100mm인 것이 바람직하다.
언판(16)의 폭은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 언판(16)의 폭과 동등한 폭으로 도포가 가능하다. 이 때문에, 언판(16)의 폭은, 도포막의 폭에 따라 적절히 결정된다.
또, 본체 블록(14)이, 상술한 바와 같이 분할된 블록 구조인 경우, 언판(16)의 폭은 본체 블록(14)과 동일하게 할 수도 있다.
폭방향(D2)의 언판(16)의 간극(27)의 간격 δ은, 3mm 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5mm 이상이다. 간격 δ가 좁으면, 인접하는 언판(16)의 도포액(M)이 혼합되는 경우가 있다. 간극(27)의 간격 δ의 상한은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 기판의 폭과, 도포막의 수, 및 도포막의 배치 등에 따라 적절히 설정되는 것이다.
언판(16)에 대하여, 재질은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 금속, 또는 수지이다. 금속으로서는, 예를 들면 스테인리스강을 들 수 있고, 특히 SUS(Steel Use Stainless) 304 또는 SUS(Steel Use Stainless) 316을 이용하는 것이 바람직하다.
이 이외에, 언판으로서는, 금속에 하드 크로뮴 도금 또는 다이아몬드 라이크 카본 처리한 것이어도 된다.
바(12)의 상류 측, 즉 기판(30)의 바(12)에 대한 진입 측에 마련되는 언판(16)은, 도포액(M)의 내압을 높일 수 있다. 이 때문에, 에어 동반에 의한 시싱을 억제할 수 있다. 에어 동반에 의한 시싱에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다. 또, 에어 동반에 의한 시싱을, 간단히 에어 동반 시싱이라고도 한다.
도포 장치(10)에서는, 주행 방향(D1)과 높이 방향(D3)으로 구성되는 평면(PL)에 있어서의, 액 고임부(17)의 단면적(S)이 20mm2 이상 100mm2 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30mm2 이상 50mm2 이하이다. 액 고임부(17)의 단면적(S)이란, 바의 주행 방향의 상류 측의 둘레면과, 바의 회전 중심을 통과하여 바의 주행 방향의 상류 측의 단부면과 언판의 최단 거리를 통과하는 선과, 최단 거리를 통과하는 선과 언판의 교점을 통과하며, 또한 기판의 면에 수직인 선과, 기판으로 둘러싸인 부분의 면적이고, 도 2에 나타내는 부호 S의 영역의 면적이다.
바(12)의 회전에 의하여 도포액(M)이 스크레이핑되지만, 액 고임부(17)의 단면적(S)이 20mm2 미만이면, 도포액(M)의 스크레이핑량>도포액(M)의 공급량이 되고, 액 단절 고장(액의 공급량이 부족함으로써 발생하는 얇은 칠에 의한 고장)이 발생한다. 또, 액 고임부(17)의 단면적(S)이 100mm2를 초과하면, 도포액의 내압이 작아져, 기판(30)에 동반되어 오는 에어압에 액압이 낮아져 시싱 고장(웨브에 동반되어 반입되는 에어에 의하여 발생하는 얇은 칠에 의한 고장)이 발생한다.
도포 장치(10)에서는, 복수의 언판(16)은, 각각 액 고임부(17)의 용량을 변경할 수 있는 것이 바람직하다. 즉, 상술한 액 고임부(17)의 단면적(S)을 변경할 수 있는 것이 바람직하다.
복수의 언판(16)은, 각각 기판(30)의 주행 방향(D1)에 대하여 이동 가능하며, 바(12)와 언판(16)의 주행 방향(D1)의 거리를 변경할 수 있다. 이 경우, 예를 들면 언판(16)과 본체 블록(14)을 볼트(도시하지 않음)로 고정하는 구성으로 하고, 볼트를 조이거나, 느슨하게 하여, 바(12)와 언판(16)의 주행 방향(D1)의 거리를 변경하는 구성으로 한다.
바(12)의 주행 방향(D1)의 상류 측의 단부면(12a)과, 언판(16)의 최단 거리인 거리(B)가 0.05mm 이상 2mm 이하인 것이 바람직하다.
바(12)의 주행 방향(D1)의 상류 측의 단부면(12a)과, 언판(16)의 거리(B)가 0.05mm 미만에서는, 바(12)와 언판(16)의 사이의 슬릿(15)으로부터 도포액(M)이 폭방향(D2)에 균일하게 공급되지 않는다.
한편, 언판(16)과의 거리(B)가 2mm 이하를 초과하면, 도포액(M)의 내압을 높이기 어려워져, 에어 동반 시싱이 발생하기 쉬워진다. 보다 바람직하게는, 바(12)의 주행 방향(D1)의 상류 측의 단부면(12a)과, 언판(16)의 거리(B)는 0.1mm 이상 1mm 이하이다.
또, 언판(16)과, 장척의 기판(30)의 거리(A)가 0.2mm 이상 2mm 이하인 것이 바람직하다.
언판(16)과, 장척의 기판(30)의 거리(A)가 0.2mm 미만에서는, 주행 방향(D1)의 상류 측으로 흐르는 도포액(M)이 없어져, 도포액(M)의 액 단절이 발생하기 쉬워진다.
한편, 언판(16)과, 장척의 기판(30)의 거리(A)가 2mm를 초과하면, 도포액(M)의 내압을 높이기 어려워져, 에어 동반 시싱이 발생하기 쉬워진다. 보다 바람직하게는, 언판(16)과, 장척의 기판(30)의 거리(A)는 0.4mm 이상 1mm 이하이다.
또, 언판(16)과 장척의 기판(30)의 거리(A)는, 언판(16)의 최하부와 기판(30)의 최상부의 사이의 길이이며, 언판(16)과 기판(30)과의 최단 거리이다. 도 2의 구성에서는 언판(16)의 단부면(16c)과 기판(30)의 상면(30a)의 최단 거리이다.
(도포 방법)
다음으로, 도포 장치(10)의 도포 방법에 대하여 설명한다.
공급부(22)로부터 공급관(20)을 통하여 언판(16)에 도포액(M)을 공급하고, 송액 저류부(24)를 거쳐 슬릿(15)에 도포액(M)을 채운다. 그리고, 바(12)를 회전시킨다. 특정 주행 속도로, 주행 방향(D1)으로 기판(30)을 연속 주행시키고, 연속 주행하는 기판(30)의 상면(30a)에, 언판(16)마다 도포액(M)을 개재하여 바(12)를 접촉시키며, 기판(30)의 상면(30a)에, 각 언판(16)에 따른 도포액(M)을 도포하여, 하나의 바(12)로 3종의 도포액(M)을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포한다. 또한, 각 패턴의 혼합없이 도포할 수 있다. 이로써, 하나의 바(12)로, 기판(30)에 폭방향(D2)으로 다른 3개의 도포막(32a, 32b, 32c)을 간극(33)을 두고 동시에 스트라이프상으로 패턴 형성할 수 있다. 이 경우, 서로 도포액이 혼합되지 않고 도포막(32a, 32b, 32c)을 형성할 수 있다.
도포 장치(10)의 도포 방법에 대하여, 기판(30)의 상면(30a)에 도포하는 것에 대하여 설명했지만, 기판(30)의 횡면에도 상술한 바와 같이 하여 도포할 수 있다. 기판(30)의 하면(30b)에도 상술한 바와 같이 하여 도포할 수 있다.
도포 장치(10)에서는, 하나의 바(12)로 3종의 도포액(M)을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포하고, 기판(30)의 폭방향(D2)으로 나열된 3개의 도포막(32a, 32b, 32c)을 스트라이프상으로 형성할 수 있다. 이로써, 기판(30)의 폭방향(D2)으로 기능이 다른 샘플을 나열한 제품을 제작할 수 있다. 이 경우, 샘플의 첩합 공정이 불필요해져, 폭방향(D2)으로 기능이 다른 샘플을 나열한 제품의 제조 원가를 낮게 할 수 있다.
또, 수지의 기판(30)에 대하여, 폭방향(D2)으로 퍼지는 연신 공정을 실시하는 경우, 제품폭 외의 영역에 도포액으로서, 예를 들면 불순물을 포함하지 않는 액을 도포함으로써, 제품폭 외의 기판(30)을 회수할 수 있어, 제품폭 외의 기판(30)이 불필요해지는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 득율의 저하를 억제할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 도포 장치(10)의 언판(16)은, 도포액(M)의 내압을 높이기 때문에, 상류 측으로부터의 에어의 진입이 억제되어, 에어 동반 시싱을 억제한다.
또, 송액 저류부(24)를 마련하고 있고, 거품 시싱의 발생이 억제되어, 도포액(M)을 기판(30)의 폭방향(D2)으로 균일하게 도포할 수 있다. 또한, 액 단절의 발생을 억제할 수 있다.
(도포 장치의 제2 예)
다음으로, 도포 장치의 제2 예에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시형태의 도포 장치의 제2 예를 나타내는 모식적 사시도이다.
또한, 도 3에 나타내는 도포 장치(10)에 있어서, 도 1 및 도 2에 나타내는 도포 장치(10)와 동일 구성물에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3에 나타내는 도포 장치(11)는, 도 1에 나타내는 도포 장치(10)에 비하여, 언판(16)의 간격 δ가 다른 점, 및 언판(16)이 바(12)의 길이 방향, 즉 폭방향(D2)으로 이동 가능한 점이 다르고, 그 이외의 구성은 도 1에 나타내는 도포 장치(10)와 동일하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다. 도 3에 나타내는 도포 장치(11)는, 도 1에 나타내는 도포 장치(10)의 효과를 얻을 수 있다.
도포 장치(11)와 같이, 복수의 언판(16)은, 각각 바(12)의 길이 방향에 있어서의 위치, 즉 폭방향(D2)에 있어서의 위치를 변경할 수 있는 것이 바람직하다. 이로써, 도포막(32a, 32b, 32c)의 기판(30)의 폭방향(D2)에 있어서의 형성 위치를 변경할 수 있고, 도포막(32a, 32b) 간의 간극(33)의 간격, 및 도포막(32b, 32c) 간의 간극(33)의 간격을 변경할 수 있다. 이로써, 3개의 도포막(32a, 32b, 32c)으로 형성되는 스트라이프상의 패턴의 폭방향의 위치를 변경할 수 있다.
또, 기판(30)의 폭이 변경된 경우에도, 언판(16)의 폭방향(D2)의 위치를 변경함으로써, 기판(30)의 폭에 대응할 수 있다. 예를 들면, 기판(30)의 폭이 좁아진 경우에는, 양측의 언판(16)과, 중앙의 언판(16)의 간극(27)을 좁게 한다. 기판(30)의 폭이 넓어진 경우에는, 양측의 언판(16)과, 중앙의 언판(16)의 간극(27)을 넓게 한다.
언판(16)의 폭방향(D2)에 있어서의 위치를 변경하는 경우, 예를 들면 본체 블록(14)이 분할된 블록 구조인 경우, 언판(16)은 본체 블록(14)과 함께 폭방향(D2)으로 이동한다.
또, 본체 블록(14)이 단체(單體)의 블록 구조인 경우, 언판(16)만이 폭방향(D2)으로 이동한다.
언판(16)의 폭방향(D2)의 위치를 변경하는 경우, 예를 들면 언판(16)에 폭방향(D2)으로 뻗는 긴 구멍(도시하지 않음)을 마련하여 폭방향(D2)으로 움직일 수 있도록 한다. 또한, 언판(16)은 예를 들면, 볼트(도시하지 않음)를 이용하여 고정한다.
(도포 장치의 제3 예)
도 4는 본 발명의 실시형태의 도포 장치의 제3 예를 나타내는 모식적 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시형태의 도포 장치의 제3 예를 나타내는 모식적 측면도이다.
또한, 도 4 및 도 5에 나타내는 도포 장치(10)에 있어서, 도 1 및 도 2에 나타내는 도포 장치(10)와 동일 구성물에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 4에 나타내는 도포 장치(11a)는, 도 1에 나타내는 도포 장치(10)에 비하여, 언판(16)의 간격 δ가 다른 점, 및 측판(26)을 갖는 점이 다르고, 그 이외의 구성은 도 1에 나타내는 도포 장치(10)와 동일하기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다. 도 4 및 도 5에 나타내는 도포 장치(11a)는, 도 1에 나타내는 도포 장치(10)의 효과를 얻을 수 있다.
도포 장치(11a)에서는, 복수의 언판(16)은, 각각 바(12)의 길이 방향의 양 단부에 측판(26)이 마련되어 있다. 즉, 복수의 언판(16)은, 각각 바(12)의 폭방향(D2)의 양측의 단부(25)에 측판(26)이 마련되어 있다.
도 5에 나타내는 측판(26)은, 단부(25)로부터 도포액(M)이 흐르지 않도록 단부(25)를 덮는 것이며, 그 형상은 도 5에 나타내는 형상에 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 측판(26)은 기판(30)과 접촉하지 않는 구성이며, 측판(26)의 기판(30)의 상면(30a) 측의 상변(26a)은, 바(12)와 기판(30)이 최접근한 위치로부터 단부면(16c)을 향하여, 기판(30)의 상면(30a)과의 거리가 증가하도록 경사져 있다.
측판(26)을 마련함으로써, 도포액(M)의 이용 효율을 높일 수 있다. 한편, 측판(26)이 없으면 단부(25)로부터 흘러나오는 도포액(M)이 있어, 도포에 필요한 도포액(M)의 양이 많아진다.
또, 측판(26)이 없으면 단부(25)에 도포액(M)이 흘러나와 버려, 도포액(M)의 액 단절이 발생하기 쉬워진다. 이 때문에, 균일하게 도포하기 위한 도포액(M)의 송액량이 많아진다. 도포액(M)의 송액량이 많아짐으로써 언판(16)과 바(12)의 사이의 액 고임부(17)의 도포액(M)의 유속이 상승하여, 인접하는 언판(16)의 도포액(M)과 혼합되기 쉬워진다.
측판(26)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니고, 도포액(M)에 따른 것이 적절히 선택된다. 측판(26)은, 예를 들면 SUS(Steel Use Stainless) 등의 금속 또는 수지 등으로 구성된다.
또한, 측판(26)은, 모든 언판(16)의 폭방향의 단부(25)에 마련하는 것에 한정되는 것은 아니다. 양측의 언판(16)의 폭방향(D2)의 외측의 단부(25)에서는, 도포액(M)이 흘러도, 인접하는 언판(16)의 도포액(M)과 혼합되는 경우가 없기 때문에, 복수의 언판(16) 중, 인접하는 언판(16)의 사이에 면하는, 언판(16)의 바(12)의 길이 방향의 단부(25)에, 측판(26)이 마련되어 있으면 된다. 즉, 언판(16)의 간극(27)에 있는 단부(25)에만 측판(26)을 마련하는 구성이면 된다.
또, 도포 장치(11a)는, 도 3에 나타내는 도포 장치(11)와 동일하게, 언판(16)이 폭방향(D2)으로 이동 가능한 구성이어도 된다.
또한, 상술한 어느 도포 장치(10, 11, 11a)도 송액 저류부(24)를 마련하는 구성으로 했지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 송액 저류부(24)가 마련되어 있지 않은 구성이어도 되지만, 이 경우, 공기 체류부(도시하지 않음)에 송액계 등으로부터 반입되는 거품이 모이기 때문에, 거품 시싱을 억제하는 효과가 작다.
다음으로, 도포 시스템에 대하여 설명한다.
(도포 시스템)
도 6은 본 발명의 실시형태의 도포 시스템의 제1 예를 나타내는 모식도이며, 도 7은 본 발명의 실시형태의 도포 시스템의 제2 예를 나타내는 모식도이다.
또한, 도 6 및 도 7에 나타내는 도포 시스템(40)에 있어서, 도 1 및 도 2에 나타내는 도포 장치(10)와 동일 구성물에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
도포 시스템(40)은, 상술한 도포 장치(10)를, 기판(30)을 사이에 두고 대향하여 배치하며, 기판(30)의 양방의 면에 동시에 패턴상으로 도포액을 도포하는 것이다. 도포 장치(10)의 회전 중심(Cr)은, 주행 방향(D1)의 위치를 어긋나게 하여 배치되어 있다.
도포 시스템(40)에서는, 기판(30)의 양면에, 복수의 도포액을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포할 수 있다.
도포 시스템(40)은, 하나의 건조부(42)를 갖는다. 건조부(42)의 구성은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 온풍에 의하여 건조하는 것이다.
건조부(42)에 의하여, 기판(30)의 양면에, 스트라이프상으로 패턴 도포된 도포액이 건조되어, 복수의 도포막이 형성된다.
도포 시스템(40)의 동시란, 시간이 동일하지 않고, 한 번의 프로세스인 것을 의미한다.
도포 시스템(40)에서는, 하나의 기판(30)의 양면에, 복수의 도포액을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포하고, 하나의 건조부(42)로 건조시켜, 하나의 기판(30)의 양면에, 복수의 스트라이프상의 도포막을 형성할 수 있다. 이에 대하여, 상술한 리버스 도포 방식에서는, 웨브의 상면과 하면에 대한 동시 도포가 불가능하기 때문에, 건조부를 마련하는 경우, 건조부를 2개 마련할 필요가 있어, 많은 설비 투자가 필요하며, 또한 설비의 대형화를 초래한다. 이와 같이, 도포 시스템(40)에서는, 하나의 건조부(42)로 되어, 건조 설비 등, 많은 설비 투자가 불필요하여, 설비를 저가로 구축할 수 있으며, 또한 설비의 대형화를 억제할 수 있다.
도포 시스템(40)의 도포 장치(10)의 배치는, 도 6에 나타내는 배치에 한정되는 것은 아니고, 도 7에 나타내는 배치여도 된다. 도 7에 나타내는 도포 시스템(40)은, 도 6에 나타내는 도포 시스템(40)의 도포 장치(10)를, 높이 방향(D3)으로 회전시켜, 기판(30)의 상면(30a)을, 가로 측을 향하게 한 구성이다.
또한, 도포 시스템(40)은, 상술한 도포 장치(10)에 한정되는 것은 아니고, 상술한 도포 장치(11) 및 도포 장치(11a)를 이용할 수도 있다.
다음으로, 상술한 도포 장치(10, 11, 11a) 및 도포 시스템(40)에 이용되는 기판(30) 및 도포액(M)에 대하여 설명한다.
(기판)
기판으로서는, 유리재, 금속재, 합금재, 종이, 플라스틱 필름, 레진 코팅지, 합성지 및 천 등을 들 수 있다. 플라스틱 필름의 재질로서는, 예를 들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리아세트산 바이닐, 폴리 염화 바이닐, 폴리스타이렌 등의 바이닐 중합체, 6,6-나일론, 6-나일론 등의 폴리아마이드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈레이트 등의 폴리에스터, 폴리카보네이트, 셀룰로스트라이아세테이트, 셀룰로스다이아세테이트 등의 셀룰로스아세테이트 등을 들 수 있다. 또, 레진 코팅지에 이용되는 수지로서는, 폴리에틸렌을 비롯한 폴리올레핀을 대표예로서 예시할 수 있다.
기판의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 두께가 0.01~1.5mm인 것이 취급성, 및 범용성의 관점에서 바람직하게 이용된다.
기판은, 장력을 가한 상태로 바에 도포액을 개재하여 접촉한다. 기판과, 수평면이 이루는 각도는, 바의 상류 측 및 하류 측의 어느 것에 있어서도 0°~10°인 것이 바람직하고, 0°~5°인 것이 보다 바람직하다. 기판의 각도를 상술한 범위로 함으로써, 도포면을 균일하게 할 수 있으며, 또한 바의 마모 등을 억제할 수 있다.
기판의 형태로서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 시트상, 및 연속 띠 형상 등을 들 수 있다. 또한, 연속 띠 형상의 기판, 즉 장척의 기판을 웨브라고 한다.
(도포액)
도포액은, 각종 액상 물질이다.
도포액에 있어서, 용매는, 예를 들면 물, 및 유기 용제이다. 유기 용제는, 예를 들면 메틸에틸케톤(MEK), 메틸프로필렌글라이콜(MFG) 및 메탄올 등이다.
바인더는, 폴리유레테인, 폴리에스터, 폴리올레핀, 아크릴, 폴리바이닐알코올(PVA) 등의 폴리머 또는 모노머 등을 포함한다. 또, 도포액에는, 고형분으로서, 예를 들면 산화 규소 입자 및 산화 타이타늄 입자 등을 포함해도 된다.
도포액의 점도는, 7×10-4~0.4Pa·s(0.7~400cP(센티푸아즈)), 도포량은 0.1~200ml(밀리리터)/m2(1~200cc/m2), 도포 속도는 1~400m/분에 있어서 적용 가능하다.
바람직하게는, 점도는 1×10-3~0.1Pa·s(1~100cP)이며, 도포량은 1~100ml/m2(1~100cc/m2)이고, 도포 속도는 1~200m/분이다.
또, 도포액으로서는, 상술한 것 이외에, 기판에 도포하고, 건조시켜 피막을 형성하는 것에 사용되는 용액을 들 수 있다. 구체적으로는, 감광층 형성액 및 감열층 형성액의 외에, 기판의 표면에 중간층을 형성하여 제판층(製版層)의 접착을 개선하는 중간층 형성액, 평판 인쇄 원판 기판의 제판면을 산화로부터 보호하는 폴리바이닐알코올 수용액, 사진 필름에 있어서의 감광층을 형성하는 데에 사용되는 사진 필름용 감광제 콜로이드액, 인화지의 감광층의 형성에 사용되는 인화지용 감광제 콜로이드액, 녹음 테이프, 비디오 테이프와 플로피 디스크의 자성층의 형성에 사용되는 자성층 형성액, 및 금속의 도장에 사용되는 각종 도료 등을 들 수 있다.
(용도)
도포 장치 및 도포 방법은, 금속, 종이, 천, 및 필름 등에 바를 이용하여 액막을 도포하여 제품을 제작하는 모든 분야에 적용 가능하며, 용도는 특별히 한정되는 것은 아니다.
도포 장치 및 도포 방법의 용도로서는, 예를 들면 사진 필름 등의 감광 재료의 제조, 녹음 테이프 등의 자기(磁氣) 기록 재료의 제조, 및 컬러 철판 등의 도장 금속 박판의 제조 등, 바를 이용하여 도포를 행하는 경우에 사용할 수 있다. 따라서, 기판으로서는, 종래 기술의 란에서 설명한 지지체 기판 외에, 지지체 기판의 연마한 측의 면에 감광성 또는 감열성의 제판면을 형성한 평판 인쇄 원판 기판, 사진 필름용 기재, 인화지용 바리타지(Baryta paper), 녹음 테이프용 기재, 비디오 테이프용 기재, 플로피(등록 상표) 디스크용 기재 등, 금속, 플라스틱, 또는 종이 등으로 이루어지며, 연속한 띠 형상이고, 또한 가요성을 갖는 기재 등을 들 수 있다.
또, 도포액으로서는, 상술한 것 이외에, 기판에 도포하고, 건조시켜 피막을 형성하는 것에 사용되는 용액을 들 수 있으며, 구체적으로는 감광층 형성액 및 감열층 형성액 외에, 기판의 표면에 중간층을 형성하여 제판층의 접착을 개선하는 중간층 형성액, 평판 인쇄 원판 기판의 제판면을 산화로부터 보호하는 폴리바이닐알코올 수용액, 사진 필름에 있어서의 감광층을 형성하는 데에 사용되는 사진 필름용 감광제 콜로이드액, 인화지의 감광층을 형성하는 데에 사용되는 인화지용 감광제 콜로이드액, 녹음 테이프, 비디오 테이프, 플로피 디스크의 자성층을 형성하는 데에 사용되는 자성층 형성액, 및 금속의 도장에 사용되는 각종 도료 등을 들 수 있다.
또, 도포 장치 및 도포 방법을 이용함으로써, 기판의 양면에 도포면을 효율적으로 형성하는 것이 가능해진다. 종래는, 균일한 도포막을 형성하는 경우에는, 하면 도포 장치가 이용되는 경우가 많아, 이 경우 제1 하면 도포 공정을 마련한 후, 기판 반송 롤로 반송 방향을 변경하고, 다시 제2 하면 도포 공정을 마련할 필요가 있었다. 이 때문에, 양면에 도포면을 형성할 때까지의 반송 거리가 길어져, 도포액의 넓은 도포 공간이 필요로 하고 있었다.
그러나, 도포 장치 및 도포 방법을 이용함으로써, 상면 도포에 있어서도 균일한 도포막을 형성하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 기판의 양면에 도포면을 형성하는 경우, 종래의 하면 도포와 상술한 도포 장치를 이용한 상면 도포를 동시에 행할 수 있어, 도포 공간을 공간 절약화할 수 있다. 이로써, 제막 공정을 간략화할 수 있고, 제조 비용을 억제하는 것도 가능해진다.
본 발명은, 기본적으로 이상과 같이 구성되는 것이다. 이상, 본 발명의 도포 장치 및 도포 시스템에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 벗어나지 않는 범위에 있어서, 다양한 개량 또는 변경을 해도 되는 것은 물론이다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명의 특징을 더 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 시약, 물질량과 그 비율, 및 조작 등은 본 발명의 취지에서 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는, 실시예 1~13 및 비교예 1의 도포 장치를 이용하여 기판에 도포액을 도포하고, 패턴 도포성, 액의 혼합, 액 단절 및 시싱을 평가했다.
도포 장치는, 바 직경을 직경 10mm로 하고, 폭을 800mm로 했다. 또, 바 회전수를 1500회전/분(rpm)으로 했다. 도포는, 1차 측 기판 진입 각도를 3°로 하고, 정상부(定常部)의 막두께가 5μm가 되도록 실시했다. 또한, 1차 측 기판 진입 각도란, 기판이 바의 상류 측으로부터 진입하는 각도이다. 기판의 주행 속도를 120m/분으로 했다.
기판에는, 폭이 700mm인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 이용했다.
도포액에는, 폴리에스터 수지, 가교제, 및 계면활성제를 물에 용해하여 조제한 것을 이용했다. 또한, 도포액은, 조성물량을 조정하여, 점도가 2mPa·s가 되도록 했다. 도포액의 표면 장력은 40mN/m였다.
다음으로, 평가 항목인 패턴 도포성, 액의 혼합, 액 단절 및 시싱에 대하여 설명한다. 또한, 패턴 도포성, 액 단절 및 시싱의 각 평가 항목에서는, 육안 관찰하고 있지만, 그 육안 관찰 시간은, 1샘플당, 1분간으로 했다.
(패턴 도포성)
패턴 도포성은, 도포막을 육안 관찰하고, 이하에 나타내는 패턴 도포성 평가 기준으로 평가했다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
패턴 도포성 평가 기준
A: 패턴 도포할 수 있음
B: 패턴 도포할 수 없음
(액의 혼합)
액의 혼합은, 도포 후의 도포액을 회수하고, 회수 후에, 회수액을 도포하여 도포막을 얻었다. 이 도포막의 성분을 형광 X선(XRF) 측정으로 특정했다.
액의 혼합은, 특정한 성분의 결과에 근거하여, 이하에 나타내는 액의 혼합 평가 기준으로 평가했다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
액의 혼합 평가 기준
A: 컨태미네이션율 0%
B: 컨태미네이션율 0% 초과 20% 미만
C: 컨태미네이션율 20% 이상
(액 단절)
액 단절은, 도포막을 육안 관찰하고, 육안 평가 후에 고장 개소에 대하여, 전자선 마이크로 애널라이저(EPMA)에 의한 원소 분석을 실시했다.
액 단절은, 원소 분석의 결과에 근거하여, 이하에 나타내는 액의 혼합 평가 기준으로 평가했다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
액 단절 평가 기준
A: 특정 원소 100% 함유
B: 특정 원소 80% 이상 100% 미만 함유
C: 특정 원소 80% 미만 함유
(시싱)
시싱은, 도포막을 육안 관찰하고, 육안 평가 후에 고장 개소에 대하여, 전자선 마이크로 애널라이저(EPMA)에 의한 원소 분석을 실시했다.
시싱은, 원소 분석의 결과에 근거하여, 이하에 나타내는 시싱 평가 기준으로 평가했다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
시싱 평가 기준
A: 특정 원소 100% 함유
B: 특정 원소 80% 이상 100% 미만 함유
C: 특정 원소 80% 미만 함유
이하, 실시예 1~13 및 비교예 1에 대하여 설명한다. 또한, 하기 표 1에 있어서, 도포 조건의 란의 "-"는 해당하는 것이 없는 것을 나타낸다.
(실시예 1)
실시예 1은, 도 1 및 도 2에 나타내는 도포 장치의 구성에 있어서, 언판의 수를 2로 했다. 제1 언판의 폭을 100mm로 하고, 제2 언판의 폭을 300mm로 하며, 제1 언판과 제2 언판의 간격 δ를 1mm로 했다.
제1 언판의 송액량을 100cc/min으로 하고, 제2 언판의 송액량을 300cc/min으로 했다. 또, 액 고임부의 단면적(S)을 10mm2로 했다. 실시예 1에서는, 측판을 마련하지 않는다.
(실시예 2)
실시예 2는, 도 1 및 도 2에 나타내는 도포 장치의 구성으로 하고, 언판의 수는 3이다. 제1 언판의 폭을 100mm로 하고, 제2 언판의 폭을 300mm로 하며, 제3 언판의 폭을 100mm로 하고, 언판의 간격 δ를 1mm로 했다.
제1 언판의 송액량을 100cc/min으로 하고, 제2 언판의 송액량을 300cc/min으로 하며, 제3 언판의 송액량을 100cc/min으로 했다. 또, 액 고임부의 단면적(S)을 10mm2로 했다. 실시예 2에서는, 측판을 마련하지 않는다.
(실시예 3)
실시예 3은, 실시예 2에 비하여, 액 고임부의 단면적(S)이 120mm2인 점 이외에는 실시예 2와 동일하게 했다.
(실시예 4)
실시예 4는, 실시예 2에 비하여, 액 고임부의 단면적(S)이 100mm2인 점 이외에는 실시예 2와 동일하게 했다.
(실시예 5)
실시예 5는, 실시예 2에 비하여, 액 고임부의 단면적(S)이 20mm2인 점 이외에는 실시예 2와 동일하게 했다.
(실시예 6)
실시예 6은, 실시예 2에 비하여, 액 고임부의 단면적(S)이 30mm2인 점 이외에는 실시예 2와 동일하게 했다.
(실시예 7)
실시예 7은, 실시예 2에 비하여, 액 고임부의 단면적(S)이 50mm2인 점 이외에는 실시예 2와 동일하게 했다.
(실시예 8)
실시예 8은, 실시예 2에 비하여, 언판의 간격 δ가 3mm인 점, 및 액 고임부의 단면적(S)이 50mm2인 점 이외에는 실시예 2와 동일하게 했다.
(실시예 9)
실시예 9는, 실시예 2에 비하여, 언판의 간격 δ가 3mm인 점, 액 고임부의 단면적(S)이 50mm2인 점, 및 측판을 갖는 점 이외에는 실시예 2와 동일하게 했다.
(실시예 10)
실시예 10은, 실시예 2에 비하여, 언판의 간격 δ가 5mm인 점, 및 액 고임부의 단면적(S)이 50mm2인 점 이외에는 실시예 2와 동일하게 했다.
(실시예 11)
실시예 11은, 실시예 2에 비하여, 언판의 간격 δ가 5mm인 점, 액 고임부의 단면적(S)이 50mm2인 점, 및 측판을 갖는 점 이외에는 실시예 2와 동일하게 했다.
(실시예 12)
실시예 12는, 실시예 2에 비하여, 언판의 간격 δ가 5mm인 점, 송액량이 다른 점, 액 고임부의 단면적(S)이 50mm2인 점, 및 측판을 갖는 점 이외에는 실시예 2와 동일하게 했다.
실시예 12에서는, 제1 언판의 송액량을 70cc/min으로 하고, 제2 언판의 송액량을 220cc/min으로 하며, 제3 언판의 송액량을 70cc/min으로 했다.
(실시예 13)
실시예 13은, 실시예 12에 비하여, 측판이 없는 점 이외에는 실시예 12와 동일하게 했다.
(비교예 1)
비교예 1은, 도 1 및 도 2에 나타내는 도포 장치의 구성에 있어서, 언판의 수를 1로 하고, 실시예 1의 제2 언판에 상당하는 것밖에 없는 구성이다. 비교예 1은, 송액량을 300cc/min으로 하고, 액 고임부의 단면적(S)을 10mm2로 했다. 비교예 1은, 도포막이 하나밖에 형성되지 않기 때문에, 액의 혼합이 발생하지 않는다. 이 때문에, 액의 혼합의 평가 결과의 란에는 "-"라고 기재했다.
[표 1]
Figure 112020074047648-pct00001
표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1~13은, 2종 이상의 도포액을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포할 수 있었다. 또한, 비교예 1은, 언판이 하나의 구성이며, 2종 이상의 도포액을 동시에 스트라이프상으로 패턴 도포할 수 없었다.
실시예 1 및 실시예 2는, 액 고임부의 단면적(S)이 작아 액 단절이 발생했다. 또, 실시예 1 및 실시예 2는, 언판의 간격 δ가 좁아 액의 혼합이 발생했다.
실시예 3은, 액 고임부의 단면적(S)이 너무 커 시싱이 발생하고, 또 언판의 간격 δ가 좁아 액의 혼합이 발생했다.
실시예 4는, 액 고임부의 단면적(S)이 바람직한 범위의 상한이며, 시싱이 약간 발생하고, 또 언판의 간격 δ가 좁아 액의 혼합이 발생했다.
실시예 5는, 액 고임부의 단면적(S)이 바람직한 범위의 하한이며, 액 단절이 약간 발생하고, 또 언판의 간격 δ가 좁아 액의 혼합이 발생했다.
실시예 6 및 실시예 7은, 액 고임부의 단면적(S)이 바람직한 범위에 있으며, 액 단절 및 시싱에 대하여 양호한 결과가 얻어졌다. 또, 실시예 6 및 실시예 7은, 언판의 간격 δ가 좁아 액의 혼합이 발생했다.
실시예 8은, 언판의 간격 δ가 바람직한 범위의 하한이며, 액의 혼합에 대하여 실시예 7보다 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 실시예 9는, 언판의 간격 δ가 바람직한 범위의 하한이며, 또한 측판을 갖는 것이고, 액의 혼합에 대하여 실시예 8보다, 더 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
실시예 10은, 언판의 간격 δ가 바람직한 범위에 있으며, 액의 혼합에 대하여 더 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
실시예 11은, 언판의 간격 δ가 바람직한 범위이며, 또한 측판을 갖는 것이고, 액의 혼합에 대하여 더 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
실시예 12는, 언판의 간격 δ가 바람직한 범위이며, 또한 측판을 갖는 것이고, 송액량을 적게 해도, 액의 혼합, 액 단절 및 시싱에 대하여, 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 이로써, 도포액의 손실을 작게 할 수 있다.
실시예 13은, 언판의 간격 δ가 바람직한 범위이며, 송액량을 적게 한 경우, 측판이 없기 때문에, 액 단절에 대하여, 양호한 결과를 얻을 수 없었다.
또한, 실시예 9의 도포 장치를 이용하여, 도포 시스템을 구성하고, 기판의 양면에 동시 도포하였더니, 액의 혼합, 액 단절 및 시싱에 대하여, 양호한 결과를 얻을 수 있었다.
10, 11, 11a 도포 장치
12 바
12a 단부면
14 본체 블록
15 슬릿
16 언판
16a 돌출부
16b 측면
16c 단부면
17 액 고임부
20 공급관
22 공급부
24 송액 저류부
25 단부
26 측판
27 간극
30 기판
30a 상면
30b 하면
32a, 32b, 32c 도포막
33 간극
40 도포 시스템
42 건조부
A 거리
B 거리
Cr 회전 중심
D1 주행 방향
D2 폭방향
D3 높이 방향
M 도포액
PL 평면
δ 간격
S 단면적

Claims (18)

  1. 특정 주행 방향으로 연속 주행하는 장척의 기판 중 적어도 일방의 면에 도포액을 개재하여 접촉하여 회전하는, 상기 주행 방향과 직교하는 폭방향으로 뻗는 장척의 바와,
    상기 바에 대하여 상기 기판의 상기 주행 방향의 상류에 마련되며, 상기 도포액을 상기 바와의 사이를 통과시켜, 상기 기판의 상기 주행 방향으로 유통시키는 언판을 갖는 도포 장치로서,
    상기 바를 회전 가능하게 지지하는 본체 블록을 갖고,
    상기 바의 길이 방향을 따라 배치된, 복수의 언판과,
    상기 언판마다 마련되며, 상기 언판에 상기 도포액을 공급하는 복수의 공급부를 갖는, 도포 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 바의 상기 길이 방향에 있어서의 상기 언판의 간격이 3mm 이상인, 도포 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 언판은, 각각 상기 바의 상기 길이 방향에 있어서의 위치를 변경할 수 있는, 도포 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 복수의 언판은, 각각 상기 바의 상기 길이 방향에 있어서의 위치를 변경할 수 있는, 도포 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 언판은, 각각 상기 바와의 사이에 액 고임부를 갖고,
    상기 복수의 언판은, 각각 상기 액 고임부의 용량을 변경할 수 있는, 도포 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 언판은, 각각 상기 기판의 상기 주행 방향에 대하여 이동 가능하며, 상기 바와 상기 언판의 상기 주행 방향의 거리를 변경할 수 있는, 도포 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 주행 방향과 상기 주행 방향에 직교하는 높이 방향으로 구성되는 평면에 있어서의, 상기 액 고임부의 단면적(S)이 20mm2 이상 100mm2 이하이며,
    상기 액 고임부의 상기 단면적(S)은, 상기 평면에 있어서의, 상기 바의 상기 주행 방향의 상류 측의 둘레면과,
    상기 바의 회전 중심을 통과하여 상기 바의 상기 주행 방향의 상류 측의 단부면과 상기 언판의 최단 거리를 통과하는 선과,
    상기 최단 거리를 통과하는 선과 상기 언판의 교점을 통과하며, 또한 상기 기판의 면에 수직인 선과,
    상기 기판으로 둘러싸인 부분의 면적인, 도포 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 언판은, 각각 상기 바의 상기 길이 방향의 양 단부에 측판이 마련되어 있는, 도포 장치.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 언판은, 각각 상기 바의 상기 길이 방향의 양 단부에 측판이 마련되어 있는, 도포 장치.
  10. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 언판 중, 인접하는 언판의 사이에 면하는, 상기 언판의 상기 바의 상기 길이 방향의 단부에 측판이 마련되어 있는, 도포 장치.
  11. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 언판 중, 인접하는 언판의 사이에 면하는, 상기 언판의 상기 바의 상기 길이 방향의 단부에 측판이 마련되어 있는, 도포 장치.
  12. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도포액을 저류하는 송액 저류부를, 상기 본체 블록, 또는 각 상기 언판에 갖는, 도포 장치.
  13. 청구항 5에 있어서,
    상기 도포액을 저류하는 송액 저류부를, 상기 본체 블록, 또는 각 상기 언판에 갖는, 도포 장치.
  14. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 도포 장치를, 기판을 사이에 두고 대향하여 배치하고,
    상기 기판의 양방의 면에 동시에 패턴상으로 도포액을 도포하는, 도포 시스템.
  15. 청구항 5에 기재된 도포 장치를, 기판을 사이에 두고 대향하여 배치하고,
    상기 기판의 양방의 면에 동시에 패턴상으로 도포액을 도포하는, 도포 시스템.
  16. 청구항 9에 기재된 도포 장치를, 기판을 사이에 두고 대향하여 배치하고,
    상기 기판의 양방의 면에 동시에 패턴상으로 도포액을 도포하는, 도포 시스템.
  17. 청구항 11에 기재된 도포 장치를, 기판을 사이에 두고 대향하여 배치하고,
    상기 기판의 양방의 면에 동시에 패턴상으로 도포액을 도포하는, 도포 시스템.
  18. 청구항 13에 기재된 도포 장치를, 기판을 사이에 두고 대향하여 배치하고,
    상기 기판의 양방의 면에 동시에 패턴상으로 도포액을 도포하는, 도포 시스템.
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