TW201945081A - 塗布裝置及塗布膜之製造方法 - Google Patents

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Abstract

[課題]提供一種塗布裝置等，可以有效率地形成已在寬度方向上充分抑制厚度之變動的塗布膜。
[解決手段]一種塗布裝置，是具備了在相對移動之被塗布物上塗布塗布液之模具的塗布裝置，前述模具是構成為：由前述寬度方向觀察之前述分歧管的截面之形狀及大小是涵蓋前述寬度方向均為相同，前述分歧管之狹縫側端緣會形成為描繪由特定之數式所決定之二次曲線的形狀。

Description

塗布裝置及塗布膜之製造方法
發明領域
本發明是有關於一種塗布裝置及塗布膜之製造方法。
發明背景
以往，作為塗布裝置的一種，已知有例如模具塗布機(die-coater)。模具塗布機是一種自模具將塗布液吐出至相對移動之基材等的被塗布物上，藉此在被塗布物上形成塗布膜的塗布裝置。在如此之塗布裝置中，模具具有：分歧管，具有流入口，且將自該流入口流入之塗布液朝向被塗布物之寬度方向上之至少一邊的端部送出；及狹縫，與該分歧管連通，且在模具之前端緣中開口。
在該種塗布裝置中，當分歧管是涵蓋被塗布物的寬度方向而形成，且狹縫之前端緣與分歧管中之狹縫側端緣的距離(狹縫的長度)是涵蓋被塗布物的寬度方向均為相同時，塗布液自分歧管之流入口越朝向上述端部，在分歧管內及狹縫內的壓力損失會變得越大。因為如此，由上述流入口越朝向上述端部，自狹縫吐出之塗布液的流量會變得越小，且形成之塗布膜的厚度會變得越小。
因此，已知有一種例如將分歧管設計為特定形狀的技術，前述分歧管是形成為：在寬度方向一端部具有流入口，且會自該流入口將塗布液送出至另一端部。詳細地來說，已有人提出一種以狹縫的長度會自分歧管之寬度方向一端部朝向另一端部變小為二次曲線狀的方式，形成分歧管中之狹縫側端緣，藉此來使自狹縫吐出之塗布液的流量由上述一端部到另一端部接近均一的技術(參照專利文獻1)。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2002-72409號公報
發明概要
發明欲解決之課題
然而，如上述的塗布裝置中，要適當決定分歧管之狹縫側端緣的形狀會有需要花費許多的勞力或時間之虞，甚至還有無法決定之虞。這將連帶導致無法充分抑制塗布液之厚度在寬度方向上變動。
本發明有鑑於上述情況，其課題為提供一種塗布裝置及塗布膜之製造方法，可以有效率地形成已在寬度方向上充分抑制厚度之變動的塗布膜。
用以解決課題之手段
本發明人等為解決上述課題進行精闢研究，而發現了以下的知識見解。
詳細地來說，假設流入分歧管的塗布液是經過：在分歧管內移動並由各預定位置往狹縫流出的各虛擬路徑，也就是經過：以最短距離通過該狹縫並自該狹縫之開口的各位置吐出的各虛擬路徑。又，假設自狹縫吐出之塗布液是依循各虛擬路徑而自狹縫的開口吐出之塗布液的集合。又，假設在各虛擬路徑中之狹縫的開口的各通量會涵蓋上述寬度方向而在各虛擬路徑間互為相同值(例如圖6中，S0 =S1 =S2 …=SM )。
由物理學的一般常識來看，經過各虛擬路徑而自狹縫之開口吐出的塗布液之總壓力損失在各虛擬路徑間會成為相等。
因此，基於有關於上述通量之假設，只要可以使用上述流出位置與上述吐出位置的距離(分歧管之狹縫側端緣與狹縫之開口的距離，亦即，狹縫長度)、及已知的參數，將在各虛擬路徑中之總壓力損失加以數式化的話，就能以各虛擬路徑中之總壓力損失在各虛擬路徑間互相成為相同值的方式，算出各位置中之各狹縫長度。
接著，製成對每個各吐出位置描繪了所算出之各狹縫長度的圖表，並由該圖表算出二次近似曲線。以成為沿著所算出之二次近似曲線之形狀的方式，形成分歧管的狹縫側端緣(狹縫側的端緣)，並且，以由上述寬度方向觀察之分歧管的截面之形狀及大小會涵蓋上述寬度方向成為相同的方式，形成分歧管。藉此，可使自狹縫吐出之塗布液的通量，涵蓋整個狹縫(被塗布物之寬度方向整體)均接近相同值。
如以上地，使用以通量在各虛擬路徑間互為相同值，且分歧管之截面的形狀及大小是涵蓋上述寬度方向均為相同的假設為基準而算出的數式，來決定像是各虛擬路徑之總壓力損失會變得恆定的各狹縫長度。為了成為沿著由所決定之各狹縫長度而獲得之二次近似曲線的形狀，而使用形成有分歧管及狹縫的模具。發現可以藉此形成厚度涵蓋寬度方向均變動很少的塗布膜，乃致完成本發明。
亦即，本發明之塗布裝置是具備了在相對移動之被塗布物上塗布塗布液之模具的塗布裝置，前述模具是構成為具有：
分歧管，具有供前述塗布液流入之流入口，且將自該流入口流入之前述塗布液朝向前述被塗布物的寬度方向送出；及
狹縫，與該分歧管連通，且在前述模具之前端緣中具有開口，
又，由前述寬度方向觀察之前述分歧管的截面之形狀及大小是涵蓋前述寬度方向均為相同，
前述狹縫之開口沿著前述寬度方向延伸，
將前述開口中之供前述塗布液自前述狹縫吐出之區域的前述寬度方向之端或中央設定為原點，並在自該原點沿著前述開口且送出前述塗布液的方向上設定x軸，且在自前述原點與前述x軸垂直的方向上設定y軸時，
前述分歧管之狹縫側端緣會形成為以下述數式(1)所表示之二次曲線所描繪的形狀，
當假設自前述流入口流入前述分歧管之前述塗布液是經過以下路徑時：在排列於上述寬度方向上之複數個流出位置中，由前述狹縫側端緣往前述狹縫流出，且在與前述y軸平行的方向上通過前述狹縫內，並由前述開口之複數個吐出位置吐出的各虛擬路徑，
且，在自前述原點起第m號(m為0以上的整數)的前述虛擬路徑中，自前述原點到前述吐出位置為止的距離以xm [m]，自前述流入口到前述開口為止的前述塗布液之總壓力損失以ΔPm [Pa]，前述流出位置與前述吐出位置的距離以Lm [m] 分別來表示時，
前述ΔPm 與前述Lm 的關係是以下述數式(2)、(3)來表示，
又，以滿足前述數式(2)、(3)且前述各虛擬路徑中之各ΔPm 在前述各虛擬路徑間會互相成為相同值的方式來算出各Lm ，並且決定前述二次曲線來作為描繪了所算出的各Lm 與對應於該各Lm 之前述xm 的關係之圖表的二次近似曲線。
[數式1]

A、B、C：係數[-]
[數式2]

W：塗布寬度[m]
Q1 ：流入分歧管之塗布液的流量[m3 /s]
Q2 ：自分歧管流出至狹縫以外之塗布液的流量[m3 /s]
S　：自狹縫吐出之塗布液的通量(S=(Q1 -Q2 )/W)[m2 /s]
h：狹縫高度[m]
R：分歧管之半徑[m]
nc ：分歧管內之塗布液的第1黏度參數[-]
ηc ：分歧管內之塗布液的第2黏度參數[-]
ns ：狹縫內之塗布液的第1黏度參數[-]
ηs ：狹縫內之塗布液的第2黏度參數[-]
針對上述之構成來詳細地說明。使用以自寬度方向觀察之分歧管的截面之形狀及大小是涵蓋寬度方向均為相同的假設、及在各虛擬路徑間，自狹縫之開口吐出之塗布液的通量互為相同值的假設為基準而導出之上述數式(2)及數式(3)。藉此，以藉由已知之參數、及上述流出位置與上述吐出位置(亦即，開口) 的未知距離(狹縫長度)Lm 所表示之各ΔPm 在各虛擬路徑間會互相成為相同值的方式，算出各Lm 。基於所算出的各Lm 決定二次近似曲線。以沿著該二次近似曲線的方式來形成分歧管的狹縫側端緣。又，配合如此之端緣，以自寬度方向觀察之截面的形狀及大小會涵蓋前述寬度方向成為相同的方式來形成分歧管。
藉由如此地形成分歧管，可使自狹縫之開口吐出的塗布液的流量涵蓋被塗布物的寬度方向均接近相同值。因此，可以涵蓋寬度方向來抑制所形成之塗布膜的厚度之變動。
又，由於可以由已知的參數來決定上述二次近似曲線，因此很有效率。
故，可以有效率地形成已在寬度方向上充分抑制厚度之變動的塗布膜。
本發明之塗布膜之製造方法具備使用前述塗布裝置，在相對移動之被塗布物上吐出塗布液而形成塗布膜的步驟。
根據如此之構成，由於使用上述塗布裝置，因此可以有效率地形成已在寬度方向上充分抑制厚度之變動的塗布膜。
用以實施發明之形態
首先，針對本發明之一實施形態的塗布裝置，參照圖式並且進行說明。
如圖1、圖2、及圖3所示地，本實施形態之塗布裝置1是具備了在相對移動之被塗布物31上塗布塗布液33之模具5的塗布裝置1。如此具備了模具的塗布裝置1稱為模具塗布機。
前述模具5具有：
分歧管9，是具有供前述塗布液33流入之流入口10的分歧管9，且將自該流入口10流入之前述塗布液33朝向前述被塗布物31的寬度方向中的兩端部9a、9b之至少一邊的端部送出；
狹縫8，與該分歧管9連通，且在前述模具5之前端緣5a中具有開口8a；及
供給部11，構成將來自外部之塗布液33送出至流入口10之路徑。
在本實施形態中，是以流入口10形成於分歧管9之一邊的端部(第1端部)9a，且自該流入口10流入之塗布液33朝向另一邊的端部(第2端部)9b送出的方式，構成塗布裝置1(前述模具5)。
塗布裝置1更具備有：固化部17，使藉由模具5所塗布之塗布液33固化，藉此形成各塗布膜35。又，塗布裝置1亦可不具備固化部17。
塗布裝置1更具備有：支撐部15，以表面支撐被塗布物31，並使被塗布物31在長邊方向上對前述模具5相對移動。又，塗布裝置1亦可不具備支撐部15。
作為被塗布物31並無特別限定，但可列舉例如帶狀之片材構件等。
作為如此之片材構件可列舉例如樹脂薄膜。又，作為樹脂薄膜可列舉例如東麗公司製的露米勒(Lumirror)(註冊商標)等。
支撐部15是由與配置有模具5之側相反側來支撐在長邊方向上移動之被塗布物31者。在支撐於支撐部15並且對模具5相對移動之被塗布物31上，塗布塗布液33。
作為如此之支撐部15可列舉滾筒等。
在本實施形態中，支撐部15是構成為：配置於與模具5之狹縫8相對向的位置，且會使被塗布物31對該狹縫8相對地由一邊(圖1之下方)移動至另一邊(圖1之上方)。
固化部17是構成為：會使塗布液33固化而形成塗布膜35。藉由該固化部17而形成固化後的塗布膜35。固化部17只要是可固化塗布液33者即可，並無特別限定。如此之固化部17是依塗布液33的種類等來適當設定。
模具5是構成為：會自狹縫8吐出塗布液33，並在相對移動之被塗布物31上塗布塗布膜35。
模具5是構成為：配置成使得狹縫8面向側邊，且會將塗布液33吐出於對狹縫8相對地在上下方向上移動的被塗布物31。塗布裝置1是構成為：會自塗布液33之收容部(不圖示)經由配管(不圖示)及泵浦(不圖示)來對模具5供給塗布液33。又，模具5亦可配置成使得狹縫8面向下方或上方。
具體而言，模具5具備：上游側之第1模塊6；及下游側之第2模塊7，與第1模塊6相對向配置。模具5是藉由使第1模塊6與第2模塊7閉合而形成。藉由如此地進行來使模塊6、7兩者閉合，就會在該等之間形成有：分歧管9，積存藉由泵浦(不圖示)所供給之塗布液33；狹縫8，自該分歧管9朝向前端緣；及供給部11。又，第1模塊6的前端緣與第2模塊7的前端緣之間的間隙成為狹縫8之開口8a(吐出口)。開口8a沿著被塗布物31的寬度方向延伸。
在圖1中，顯示有不具備墊片的模具5，並顯示有第1模塊6與第2模塊7閉合之樣態的模具5。其他，亦可採用第1模塊6與第2模塊7透過墊片閉合之樣態的模具5。
第1模塊6之前端緣與第2模塊7之前端緣是配置成會位於與支撐部15的直徑方向垂直的平面上。狹縫8配置於與支撐部15的法線方向平行的方向。
分歧管9是形成為：自被塗布物31的寬度方向觀察之其截面的形狀及大小是涵蓋該寬度方向整體均為相同。
如此之分歧管9的截面形狀並無特別限定，但例如後述之圖9所示地，為圓形狀、半圓形狀、淚滴形狀等形狀亦可。分歧管9之截面的大小亦無特別限定。
針對分歧管9之截面的半徑將於後敘述。
在本實施形態之塗布裝置1中，在上述之寬度方向的一邊，詳細地來說，是在分歧管9之第1端部9a形成有流入口10。塗布液33會由第1端部9a朝向第2端部9b送出。並且，將模塊6(此處為第1模塊)中之形成有分歧管9那一邊的平坦面自與該面垂直的方向來觀察時，狹縫8之開口8a中之供塗布液33自狹縫8吐出之區域(塗布區域F)之寬度方向的端是設定為原點O。自該原點O沿著前述開口8a朝向前述塗布液33之移動目的地即第2端部9b的方向是設定為x軸。自前述原點與前述x軸垂直的方向是設定為y軸(參照圖4、圖6、圖7)。
又，塗布區域F之寬度方向的端是塗布區域F中之被塗布物31之寬度方向的端。並且，設定為原點O的端是塗布區域F中之靠近流入口10側的端。
又，如圖4、圖6、及圖7所示地，假設自流入口10流入分歧管9的塗布液33是經過以下路徑：從排列於上述寬度方向上之端緣9c中的複數個流出位置流出至狹縫8，且在與y軸平行的方向上通過狹縫8內，而由開口8a之複數個吐出位置吐出的各虛擬路徑K(此處為K0 ~KM ，但M是1以上的整數)。在自上述原點O起第m號(m為0以上的整數)的虛擬路徑Km 中，上述原點O到吐出位置為止的距離以xm [m]來表示，流入口10到開口8a為止的總壓力損失以ΔPm [Pa]來表示，上述流出位置與上述吐出位置的距離(狹縫長度)以Lm [m]來表示。
此時，ΔPm 與Lm 的關係是以下述數式(2)、(3)來表示，又，以滿足數式(2)、(3)且各虛擬路徑Km 中之各ΔPm 在虛擬路徑Km 間會互相成為相同值的方式來算出各Lm ，並且決定下述數式(1)之二次曲線來作為描繪了所算出的各Lm 與各虛擬路徑K中之xm 的關係之圖表的二次近似曲線。
[數式3]

A、B、C：係數[-]
[數式4]

W：塗布寬度[m]
Q1 ：流入分歧管之塗布液的流量[m3 /s]
Q2 ：自分歧管流出至狹縫以外之塗布液的流量[m3 /s]
S　：自狹縫吐出之塗布液的通量(S=(Q1 -Q2 )/W)[m2 /s]
h：狹縫高度[m]
R：分歧管之半徑[m]
nc ：分歧管內之塗布液的第1黏度參數[-]
ηc ：分歧管內之塗布液的第2黏度參數[-]
ns ：狹縫內之塗布液的第1黏度參數[-]
ηs ：狹縫內之塗布液的第2黏度參數[-]
以下針對上述數式(1)、數式(2)、(3)進行說明。
以數式(1)顯示之二次曲線是描繪形成分歧管9之狹縫側端緣9c的形狀者。
針對如此之二次曲線的導出，亦即，係數A、B及C的決定，將於後敘述。
數式(2)、(3)是基於下述的假設而算出之式子。
詳細地來說，是假設流入分歧管9之塗布液33是經過以下路徑：從在端緣9c中排列於上述寬度方向上之複數個流出位置流出至前述狹縫8，且在與y軸平行的方向上通過狹縫8內，而由開口8a之複數個吐出位置吐出的各虛擬路徑K。
數式(2)、(3)是在將自上述原點O起第m號的虛擬路徑Km 之該原點O到吐出位置為止的距離表示為xm [m]，將流入口10到開口8a為止的總壓力損失表示為ΔPm [Pa]，將流出位置與吐出位置的距離(狹縫長度)表示為Lm [m]時，表示該ΔPm 與Lm 的關係的數式。在數式(2)、(3)中，狹縫高度是在與狹縫8之開口8a的寬度方向垂直之方向上的間隔。
又，自原點O(x0 [m])起，第0號吐出位置為原點本身，第1號吐出位置為分開x1 [m]，第2號吐出位置為分開x2 [m]，…，第m號吐出位置為分開xm [m]。各吐出位置彼此可互相以等間隔分開，亦可以不同間隔分開。同樣地，各流出位置彼此可互相以等間隔分開，亦可以不同間隔分開。
在本實施形態中，針對通過各流出位置及各吐出位置之各虛擬路徑Km 中之ΔPm ，是以滿足數式(2)、(3)且各ΔPm 在各虛擬路徑Km 間會互相成為相同值的方式來算出各Lm 。
又，可製成描繪了所算出的各Lm 與對應於此之各xm 的關係的圖表。
然後，所製作之圖表的二次近似曲線會被決定為分歧管9之上述端緣9c所繪製的二次曲線。
針對數式(2)、(3)之導出進行說明。
如圖4所示地，自模具5之狹縫8吐出塗布液33時，由物理法則的一般常識來看，當假設無論狹縫8之寬度方向上之吐出位置為何，流入口10到狹縫8之開口8a為止的塗布液33的總壓力損失在各虛擬路徑間皆會成為相等時，在任意之第m號的路徑中，下述數式(3)便會成立。
(總壓力損失ΔPm )=
(分歧管內的壓力損失ΔPcm )+(狹縫內的壓力損失ΔPsm )… (3)
基於無論寬度方向上之狹縫8的位置為何，總壓力損失皆會成為相等之上述假設，自流入口10流入並由狹縫8吐出之塗布液33的總壓力損失ΔP是顯示如下述數式(4)、(5)，具體而言，是顯示如下述數式(6)。又，分歧管9內的y軸方向的壓力損失為0。並且，i為1以上m以下的整數。
[數式5]
[數式6]
一般而言，液的剪斷速度與黏度的關係是使用2個黏度參數，藉由下述數式(7)來表示。
[數式7]
針對塗布液33，求出剪斷速度與黏度的關係後，便可獲得如圖5所示之圖表。
此處，事先調查相當於通過分歧管9之部分的剪斷速度之圖表的區域、及相當於通過狹縫8之部分的剪斷速度之圖表的區域後，例如，在圖5的圖表中分別顯示2個區域。亦即，在該2個區域中，上述數式(7)之剪斷速度與黏度的關係各自成立。
由該情況來看，塗布液33通過分歧管9時之剪斷速度與黏度的關係，可藉由下述數式(8)來表示。又，塗布液33通過狹縫8時之剪斷速度與黏度的關係，可藉由下述數式(9)來表示。
[數式8]
[數式9]
並且，在由寬度方向觀察之分歧管9的截面的形狀及大小是涵蓋寬度方向均為相同的假設、及自狹縫8之開口8a吐出之塗布液的通量是涵蓋寬度方向均為相同(亦即，S0 ~SM 為相同值)的假設下，依照數式(6)，使用上述黏度參數等已知的參數、及未知的狹縫長度(端緣9c與開口8a的距離)Lm 將各虛擬路徑Km 中之總壓力損失ΔPm 數式化，藉此便可以獲得上述數式(2)、(3)。
關於數式(2)、(3)中之狹縫8內之壓力損失ΔPsm 、分歧管9內之壓力損失ΔPcm 、及總壓力損失ΔPm (狹縫8內之壓力損失ΔPsm 與分歧管9內之壓力損失ΔPcm 的合計，且在圖4中為PIN -Poutm =ΔPm )，第0號到第M號為止的各虛擬路徑Km (K0 、K1 、…KM )顯示於圖4。自開口8a吐出之塗布液33的通量Sm 是顯示如圖6。狹縫長度Lm 是顯示如圖7。
並且，依照總壓力損失ΔPm 在各虛擬路徑Km 間互為相同值的上述假設，算出像是各虛擬路徑Km 中之總壓力損失ΔPm 在各虛擬路徑Km 間互相成為相同值的各狹縫長度Lm 。該算出是使用例如以往公知之試算表軟體(例如微軟公司製「MICROSOFT EXCEL(註冊商標)」)之增益集(add-ins)的規劃求解(solver)來進行。此處，所謂互為相同值是意指像是顯示互相之值的差(誤差)程度的誤差函數成為最小的互相之值。
又，圖4、圖6、及圖7是顯示在使用數式(2)、(3)算出Lm 之前，將最初設定之端緣9c的形狀設定為在被塗布物31之寬度方向(x軸方向)上延伸為直線狀之形狀的樣態。然而，最初設定之端緣9c的形狀並無特別限定，可為直線狀，亦可為二次曲線狀。
上述虛擬路徑K所通過之流出位置及吐出位置的數量(亦即，m的值)、及上述流出位置彼此及上述吐出位置彼此的間隔(Δx )並無特別限定，可適當設定。
例如，上述流出位置及吐出位置之數量m的值(虛擬路徑的數量)越大，越可涵蓋被塗布物31之寬度方向整體，使得自狹縫8吐出之塗布液33的流量更為均一，但另一方面卻有計算變得越發繁雜的傾向。
因此，例如，可考慮到如此之觀點，來適當設定上述流出位置及吐出位置的數量及間隔。
並且，上述流出位置及吐出位置的間隔，以等間隔為佳。
將如此地進行所得到的各狹縫長度Lm 相對於各距離xm 進行描繪而圖表化後，便可獲得例如圖8所示之圖表。
以二次函數來將該圖表進行近似後，便可如圖8所示地獲得二次近似曲線。
藉由將所得到的二次近似曲線的各係數採用為上述數式(1)中之係數A、B、C，便可具體地決定數式(1)。
然後，以沿著所決定之數式(1)的方式來形成上述端緣9c。並且，配合該端緣9c，以自上述寬度方向觀察之截面的形狀及大小會涵蓋寬度方向成為相同的方式來形成分歧管9。
此外，當塗布液33為牛頓流體時，在數式(1)中，由於A會接近0，因此近似曲線會接近具有傾斜的直線。又，當塗布液33為牛頓流體，且其黏度較低，而且自狹縫8之開口8a吐出之塗布液33的流量較小時，由於A及B皆接近0，因此塗布液33會接近平行於x軸的直線。
又，如上述地，且如同由數式(2)、(3)明白可知地，由於分歧管9之上述截面的形狀及大小是涵蓋寬度方向(亦即，x軸方向)均為相同，因此分歧管9之上述截面的半徑R也是涵蓋該寬度方向(亦即，x軸方向)均為相同。
如此之分歧管9的半徑(截面的半徑)如圖9所示地，可因應在塗布液33之移動方向上觀察到之分歧管9的截面形狀，使用形狀係數D且藉由R=D×r之計算式來設定。例如，當截面的形狀為圓形時，可直接採用分歧管9的半徑來作為圓的半徑r。
另一方面，當截面的形狀為半圓形、扇形時，可使用形狀係數D，如圖9所示地個別設定截面的半徑。
並且，如圖2所示地，與分歧管9之狹縫8相反側的端緣9d是以和端緣9c的間隔會涵蓋上述寬度方向均為相同的方式，來形成為與端緣9c相同的形狀。
如上述地，本實施形態之塗布裝置1是構成為：由寬度方向觀察之分歧管9的截面之形狀及大小是涵蓋寬度方向均為相同，分歧管9之狹縫8側的端緣9c會形成為描繪以下述數式(1)所表示之二次曲線的形狀，ΔPm 與Lm 的關係是以下述數式(2)、(3)來表示，又，以滿足數式(2)、(3)且各流出位置及吐出位置之各ΔPm 在各虛擬路徑Km 間會互相成為相同值的方式來算出各Lm ，並且決定上述二次曲線來作為描繪了所算出的各Lm 與對應於該各Lm 之xm 的關係之圖表的二次近似曲線。
針對如此之構成進行說明。使用以自寬度方向觀察之分歧管9的截面之形狀及大小是涵蓋寬度方向均為相同的假設、及在及各虛擬路徑Km 間，自狹縫8之開口8a吐出之塗布液33的通量Sm 互為相同值的假設為基準而導出之上述數式(2)、(3)。然後，以藉由已知之參數、及上述流出位置(分歧管9之狹縫8側的端緣9c)與上述吐出位置(亦即，開口8a)的未知距離(狹縫長度)Lm 所表示之各ΔPm 在各虛擬路徑Km 間會互相成為相同值的方式，算出各Lm 。基於所算出之Lm 決定二次近似曲線。然後，以沿著該二次近似曲線的方式來形成分歧管9之狹縫8側的端緣9c。配合如此之端緣9c，以自寬度方向觀察之截面的形狀及大小會涵蓋前述寬度方向成為相同的方式來形成分歧管9。
藉由如此地形成分歧管9，可使自狹縫8之開口8a吐出的塗布液33的流量涵蓋被塗布物31的寬度方向均接近相同值。藉此，可以涵蓋寬度方向來抑制所形成之塗布膜35的厚度之變動。
又，由於可以由已知的參數來決定上述二次近似曲線，因此很有效率。
因此，可以有效率地形成已在寬度方向上充分抑制厚度之變動的塗布膜35。
接下來，針對本實施形態的塗布膜35之製造方法進行說明。
本實施形態之塗布膜之製造方法具備使用前述塗布裝置1，在相對移動之被塗布物31上吐出塗布液33而形成塗布膜35的步驟。
根據上述的製造方法，由於使用上述塗布裝置1，因此可以有效率地形成已在寬度方向上充分抑制厚度之變動的塗布膜35。
如以上地，根據本發明，會提供一種塗布裝置及塗布膜之製造方法，可以有效率地形成已在寬度方向上充分抑制厚度之變動的塗布膜。
本實施形態之塗布裝置及塗布膜之製造方法雖然是如上所述，但本發明並不限定於上述實施形態，且可在本發明所欲的範圍內適當地進行設計變更。
上述實施形態是顯示自流入口10流入之塗布液33全部流出至狹縫8的樣態(例如，圖6中Q2 =0)。然而，例如在本發明中，如圖10所示地，採用分歧管9具有可使塗布液33自分歧管9內流出至狹縫8以外的排出口12，且模具5具有構成將塗布液33自排出口12送出至外部之路徑的排出部13，且自流入口10流入之塗布液33的一部分會往狹縫8流出，剩下的部分會自排出口12通過排出部13而排出的樣態亦可。
上述實施形態如圖2所示地，是顯示塗布區域F之端位於會與流入口10重疊的位置的樣態。然而，在本發明中，例如圖11、圖12所示地，採用塗布區域F之端位於較流入口10更內側的位置的樣態亦可。在圖11所示之樣態中，在狹縫8之開口8a的寬度方向兩端部分別配置有限制塗布液33之吐出的限制部21。塗布區域F的寬度(塗布寬度W)會相應於配置了該等限制部21的分量而變小。
上述實施形態如圖2所示地，是顯示流入口10形成於分歧管9之第1端部9a，且自該流入口10流入之塗布液33由第1端部9a送出至第2端部9b的樣態。然而，在本發明中，分歧管9中之形成流入口10的位置例如圖13~圖15所示地，為相當於塗布區域F之中央的位置亦可。
在該情況下，如圖13、圖14所示地，流入口10形成於分歧管9中之被塗布物31的寬度方向中央部，並形成為流入口之中央會與塗布區域F之中央一致，且自該流入口10流入之塗布液33會朝向第1端部9a及第2端部9b兩邊(亦即，兩端部)送出。
此時，假設塗布液33之流動是以通過塗布區域F之中央且與y軸平行的虛擬直線(不圖示)為中心軸而呈線對稱。並且，如圖15所示地，只要以塗布區域F之中央為原點O，並針對自原點O送出至下游側之第2端部9b的塗布液33來與上述同樣地決定各Lm 的話，也就會針對自原點O朝向另一邊之第1端部9a的塗布液33來同樣地決定各Lm 。又，塗布區域F之中央是在寬度方向(亦即，塗布液之移動方向)上將塗布區域F二分(1/2)的位置，而流入口10之中央則是在寬度方向上將流入口10二分(1/2)的位置。
實施例
以下會舉出試驗例來更詳細地說明本發明，但本發明並非限定於該等試驗例之發明。
實施例1
(使用材料)
・被塗布物：PET(聚對酞酸乙二酯)薄膜(商品名：DIAFOIL，三菱化學公司製)
・塗布液：丙烯酸聚合物(商品名：SK-Dyne，綜研化學公司製)
針對塗布液，依照下述的方法測定各剪斷速度的黏度並圖表化。由所得之圖表測定分歧管內之塗布液的第1及第2黏度參數、及狹縫內之塗布液的第1及第2黏度參數等。將結果顯示於表1。
(黏度的測定方法)
使用具備了治具(錐之直徑為25~50mm，錐之角度為0.5~2°的錐板)的流變計(型式RS1，HAAKE公司製)，在23℃50%RH的溫度濕度條件下，測定塗布液的黏度。此時，測定變更剪斷速度後之個別的黏度。
將結果顯示於圖16。又，自該結果分別算出分歧管內及狹縫內之第1及第2黏度參數。
具體而言，是藉由預備實驗來決定圖16所示之剪斷速度-黏度曲線中，分別相當於分歧管內之塗布液的流動、及狹縫內之塗布液的流動之剪斷速度的範圍。
以前述之數式(8)、(9)來將所決定之各剪斷速度之範圍內的剪斷速度-黏度曲線進行近似，藉此分別求出分歧管內之塗布液的第1及第2黏度參數(nc 、ηc )及狹縫內之塗布液的第1及第2黏度參數(ns 、ηs )。
(通量S之算出)
藉由S=(設定之塗布液的塗布厚度(濕))×(被塗布物的移動速度)的式子來算出通量S。
(分歧管形狀之決定及形成)
以具有如下之分歧管的模具為基礎，前述分歧管是如圖3所示地由寬度方向之一邊側觀察之截面為半圓狀，且如圖4所示地在寬度方向上延伸的分歧管，並且是截面之形狀及大小是涵蓋寬度方向為恆定的分歧管。在模具中，在分歧管之第1端部有形成流入口，但並未形成排出口。如下述地進行而決定分歧管的形狀。
將塗布於被塗布物之塗布液的寬度、源自於支撐部之被塗布物的移動速度(線速度)、流入分歧管內時之塗布液的流量、分歧管半徑、及狹縫高度等，設定成如表1所示。使用數式(2)、(3)，以各總壓力損失ΔPm在各虛擬路徑Km 會互相成為相同值的方式來算出通過各流出位置及吐出位置之各虛擬路徑Km 的狹縫長度Lm 。在算出時，是使用表1所示的值來作為各ΔLm 的初始值(L0 )。
然後，描繪x軸上之吐出位置與狹縫長度Lm 的關係，並以二次函數進行近似，而獲得二次近似曲線。將結果顯示於圖17。
將所得之二次近似曲線描繪的形狀決定為分歧管之狹縫側端緣的形狀。以原點O中之分歧管的截面之形狀及大小會涵蓋寬度方向成為與該等相同的方式，亦即，以分歧管的截面之形狀及大小會在寬度方向上變得恆定的方式來形成分歧管。如此地進行，而形成如圖2所示之分歧管。
使用具有已形成之分歧管的模具，以表1之條件在被塗布物上進行了塗布。將所塗布之塗布液乾燥而形成塗布膜。使用線性規(linear gauge)涵蓋寬度方向來測定了所得之塗布膜的厚度。將結果顯示於圖18。
如圖18所示地，可以獲得已涵蓋寬度方向來抑制了厚度之變動的塗布膜。
[表1]
比較例1
如圖19所示地製作了分歧管。詳細地來說，是以分歧管的狹縫側端緣為沿著模具之前端緣(狹縫之開口)的(亦即與x軸方向平行的)直線狀，且自寬度方向觀察之截面的形狀及大小會涵蓋寬度方向成為與實施例1之分歧管相同的方式來製作分歧管。該分歧管之狹縫長度(L)為40mm，且如圖20所示地，涵蓋寬度方向均為相同。
使用具有所製作之分歧管的模具，以表2之條件與實施例1同樣地進行了塗布。涵蓋寬度方向來測定了所得之塗布膜的厚度。
將結果顯示於圖21。
如圖21所示地，所得之塗布膜的厚度在寬度方向上產生大幅地變動。
[表2]
比較例2
在比較例1之分歧管中，如圖22所示地，以只有狹縫側端緣會成為與實施例1之狹縫側端緣相同形狀(相同狹縫長度)的方式來追加了加工。換言之，在實施例1之分歧管中，以與狹縫相反之側的端緣會成為與比較例1相同形狀(參照圖19)的方式來追加了加工。由寬度方向觀察之該分歧管的截面形狀是涵蓋寬度方向為半圓狀且為恆定。截面的大小是越朝向塗布液之移動方向下游側就越大。
使用具有所製作之分歧管的模具，與實施例1同樣地進行了塗布。涵蓋寬度方向來測定了所得之塗布膜的厚度。
將結果顯示於圖23。
如圖23所示地，在所得之塗布膜中，寬度方向之厚度的變動雖然較比較例1更受到抑制，但卻較實施例1更大。
又，在比較例2中，塗布膜產生了條紋。其理由被認為是，在比較例2中，分歧管之截面的形狀在寬度方向上不同，因此分歧管內之塗布液的速度變化在寬度方向上會變得不一樣(變成非單調變化)，其結果，導致在分歧管內，塗布液的流動非常紊亂。
相對於此，在實施例1中，並未產生條紋。其理由被認為是，當如實施例1地，分歧管之截面的形狀及大小在寬度方向上相等時，分歧管內之塗布液的移動速度就會單調地變化，因此在該分歧管內，塗布液的流動難以紊亂。
1‧‧‧塗布裝置
5‧‧‧模具
5a‧‧‧前端緣
6‧‧‧第1模塊
7‧‧‧第2模塊
8‧‧‧狹縫
8a‧‧‧開口
9‧‧‧分歧管
9a‧‧‧第1端部
9b‧‧‧第2端部
9c、9d‧‧‧端緣
10‧‧‧流入口
11‧‧‧供給部
12‧‧‧排出口
13‧‧‧排出部
15‧‧‧支撐部
17‧‧‧固化部
21‧‧‧限制部
31‧‧‧被塗布物
33‧‧‧塗布液
35‧‧‧塗布膜
F‧‧‧塗布區域
h‧‧‧狹縫高度
K‧‧‧虛擬路徑
O‧‧‧原點
R‧‧‧分歧管之半徑
S‧‧‧通量
圖1是顯示本發明之一實施形態的塗布裝置的概略側面圖。
圖2是將本實施形態之塗布裝置所具備之模具的分歧管及狹縫的一例，與自分歧管往狹縫之塗布液的流動一併顯示的概略平面圖。
圖3是顯示本實施形態之模具的概略側面圖。
圖4是示意地顯示圖2之分歧管及狹縫中之塗布液的各虛擬路徑、及在各虛擬路徑之壓力損失的概略平面圖。
圖5是顯示塗布液之黏度曲線的一例的圖表。
圖6是示意地顯示圖4之塗布液的各虛擬路徑中之來自狹縫之開口的各通量的概略平面圖。
圖7是示意地顯示圖4之塗布液的各虛擬路徑中之狹縫長度的概略平面圖。
圖8是顯示各虛擬路徑中之自x軸方向之原點起的距離與狹縫長度的關係的一例的圖表。
圖9是顯示分歧管之截面形狀及截面半徑的例子的概略圖。
圖10是示意地顯示本實施形態之其他塗布裝置所具備之模具的分歧管及狹縫中之塗布液的各虛擬路徑、及在各虛擬路徑之來自狹縫之開口的各通量的概略平面圖。
圖11是示意地顯示本實施形態之其他塗布裝置所具備之模具的分歧管及狹縫中之塗布液的各虛擬路徑、及在各虛擬路徑之來自狹縫之開口的各通量的概略平面圖。
圖12是示意地顯示圖11之塗布液的各虛擬路徑中之狹縫長度的概略平面圖。
圖13是將本實施形態之其他塗布裝置所具備之模具的分歧管及狹縫的一例，與自分歧管往狹縫之塗布液的流動一併顯示的概略平面圖。
圖14是示意地顯示圖13之分歧管及狹縫中之塗布液的各虛擬路徑、及在各虛擬路徑之來自狹縫之開口的各通量的概略平面圖。
圖15是示意地顯示圖13之塗布液的各虛擬路徑中之狹縫長度的概略平面圖。
圖16是顯示實施例1所使用的塗布液之黏度曲線的圖表。
圖17是顯示實施例1之各虛擬路徑中之自x軸方向之原點起的距離與狹縫長度的關係的一例的圖表。
圖18是顯示藉由具備了具有實施例1之分歧管之模具的塗布裝置所形成之塗布膜的厚度、與自x軸方向之原點起的距離的關係的圖表。
圖19是顯示比較例1之模具的分歧管之形狀的概略平面圖。
圖20是顯示比較例1之各虛擬路徑中之自x軸方向之原點起的距離與狹縫長度的關係的一例的圖表。
圖21是顯示藉由具備了具有比較例1之分歧管之模具的塗布裝置所形成之塗布膜的厚度、與自x軸方向之原點起的距離的關係的圖表。
圖22是顯示比較例2之模具的分歧管之形狀的概略平面圖。
圖23是顯示藉由具備了具有比較例2之分歧管之模具的塗布裝置所形成之塗布膜的厚度、與自x軸方向之原點起的距離的關係的圖表。

Claims (2)

  1. 一種塗布裝置，是具備了在相對移動之被塗布物上塗布塗布液之模具的塗布裝置， 前述模具是構成為具有： 分歧管，具有供前述塗布液流入之流入口，且將自該流入口流入之前述塗布液朝向前述被塗布物的寬度方向送出；及 狹縫，與該分歧管連通，且在前述模具之前端緣中具有開口， 又，由前述寬度方向觀察之前述分歧管的截面之形狀及大小是涵蓋前述寬度方向均為相同， 前述狹縫之開口沿著前述寬度方向延伸， 將前述開口中之供前述塗布液自前述狹縫吐出之區域的前述寬度方向之端或中央設定為原點，並在自該原點沿著前述開口且送出前述塗布液的方向上設定x軸，且在自前述原點與前述x軸垂直的方向上設定y軸時， 前述分歧管之狹縫側端緣會形成為以下述數式(1)所表示之二次曲線所描繪的形狀， 當假設自前述流入口流入前述分歧管之前述塗布液是經過以下路徑時：在排列於前述寬度方向上之複數個流出位置中，由前述狹縫側端緣往前述狹縫流出，且在與前述y軸平行的方向上通過前述狹縫內，並由前述開口之複數個吐出位置吐出的各虛擬路徑， 且，在自前述原點起第m號(m為0以上的整數)的前述虛擬路徑中，自前述原點到前述吐出位置為止的距離以xm [m]，自前述流入口到前述開口為止的前述塗布液之總壓力損失以ΔPm [Pa]，前述流出位置與前述吐出位置的距離以Lm [m]分別來表示時， 前述ΔPm 與前述Lm 的關係是以下述數式(2)、(3)來表示， 又，以滿足前述數式(2)、(3)且前述各虛擬路徑中之各ΔPm 在前述各虛擬路徑間會互相成為相同值的方式來算出各Lm ，並且決定前述二次曲線來作為描繪了所算出的各Lm 與對應於該各Lm 之前述xm 的關係之圖表的二次近似曲線， [數式1] A、B、C：係數[-] [數式2] W：塗布寬度[m] Q1 ：流入分歧管之塗布液的流量[m3 /s] Q2 ：自分歧管流出至狹縫以外之塗布液的流量[m3 /s] S　：自狹縫吐出之塗布液的通量(S=(Q1 -Q2 )/W)[m2 /s] h：狹縫高度[m] R：分歧管之半徑[m] nc ：分歧管內之塗布液的第1黏度參數[-] ηc ：分歧管內之塗布液的第2黏度參數[-] ns ：狹縫內之塗布液的第1黏度參數[-] ηs ：狹縫內之塗布液的第2黏度參數[-]。
  2. 一種塗布膜之製造方法，具備了使用如請求項1之塗布裝置，在相對移動之被塗布物上吐出塗布液而形成塗布膜的步驟。
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