TWI507251B - 塗佈方法 - Google Patents

Description

塗佈方法

本發明係關於在塗佈用基材上塗佈著塗佈液的方法。

在基材上將塗佈液呈條紋狀穩定塗佈的方法，於專利文獻1中有提案。該文獻首先針對歧管(manifold)與具有狹縫之模頭(die head)的形狀下工夫。具體而言，在模頭的狹縫前端形成由山頂部分與谷底部分呈交錯重複的梳齒模部，並在該梳齒模部的山頂部分處設置吐出口。然後，一方面從梳齒模部的吐出口吐出塗佈液，一方面朝谷底部分供應氣體。

在施行塗佈之際，使模頭在與基材之間保持既定間隔的狀態下一方面進行相對性移動，一方面將從定量泵所饋送至的塗佈液由歧管通過狹縫再從山頂部分的吐出口吐出，並載置於塗佈部上面。未施行塗佈液吐出的谷底部分便利用為供應氣體用的狹縫。藉此，從模頭的山頂部分所吐出的塗佈液便利用在其二側谷底部分中流動的氣流供應而呈穩定化，形成經塗佈呈端面整齊條紋狀的塗佈液濕膜。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利第4632595號公報

但是，專利文獻1的方法，因為利用屬於流體的氣體(空氣)僅規範濕膜的端面而已，因而較難將濕膜的寬度控制為一定。此外，當組合使用黏性較小的塗佈液、與對該塗佈液的接觸角(angle of contact)較小之基材的情況、或者使用黏性較小之塗佈液的情況，亦會有因流變(rheology)特性導致塗佈液在基材上濕潤擴展，而造成濕膜的寬度出現變動。

又，在模頭前端部所設置的山部與谷部，雖可利用鑄造、成形、加工等各種方法形成，但不管何者均與模頭呈一體，因而較困難於利用模頭單體變更吐出口的寬度與間距。即，在變更吐出口的寬度與間距時必需更換模頭，實非屬容易。又，因為模頭前端具有凹凸，因而洗淨等保養性不佳。

本發明係有鑑於上述問題而完成，目的在於提供：使用前端呈平坦的模頭便能簡便實施，且能精度較佳地依既定寬度形成在基材上呈條紋狀塗佈著塗佈液之濕膜的塗佈方法。

為達成上述目的，本發明的塗佈方法係在形成有塗佈部及非塗佈部之基材上，而該塗佈部及該非塗佈部係在相對於塗佈液之接觸角上設定有差值、且相鄰接於寬度方向並且延伸於與該寬度方向呈正交之方向，使具有以對向於塗佈部之方式所配置之吐出口的模頭，一方面朝與寬度方向呈正交之方向相對地移動，一方面將塗佈液自吐出口加以吐出，藉此在基材上以塗佈部的寬度將塗佈液加以塗佈。

在塗佈用基材的塗佈部上隆起的塗佈液，具有利用流變特性會從塗佈部中央部朝周邊部流動並擴展的性質。該塗佈液的擴展 有限，會停止於接觸角產生差異的塗佈部與非塗佈部之邊界處。藉此，呈條紋狀塗佈的塗佈液濕膜便可依既定寬度精度佳地形成，並可安定地保持。本發明中，因為使用前端形成齊平平面的模頭施行塗佈，因而較為簡便，且模頭洗淨等保養亦可輕易地施行。

本發明的塗佈方法，因為塗膜的寬度係藉由在塗佈部與非塗佈部的邊界部所設定之接觸角的差值進行控制，因而最好所有塗佈部均呈從二側被非塗佈部夾置的配置。即，基材寬度方向的二端部最好係非塗佈部。

本發明的塗佈方法中，模頭的吐出口寬度尺寸係設定在塗佈部的寬度尺寸以下。更詳而言之，吐出口之寬度係較佳為於塗膜的寬度方向之兩端部所形成之隆起的高度為包含在容許範圍內之寬度，而該塗膜係為以上述塗佈部的寬度被載置於上述基材上之上述塗佈液經乾燥而成。

在塗佈部與非塗佈部的邊界部所設定之接觸角的差值，係利用對基材表面施行改質處理、或在相當於非塗佈部的區域形成撥水性薄膜便可設置。

在以既定的間距形成有複數個塗佈部及非塗佈部之基材上，而該塗佈部及該非塗佈部係於基材的寬度方向上交替地排列，使具有以對應於複數個塗佈部之間距而所設置之複數個吐出口的模頭，以相對移動之方式塗佈塗佈液，藉此，以一次之模頭或基材的掃描而能夠有效率地將塗佈液加以塗佈。

根據本發明，呈條紋狀塗佈的塗佈液濕膜能依既定寬度精度佳地形成，並可安定地保持。又，該塗佈係使用簡便構造的模頭 便可輕易地實施。

10‧‧‧模頭

11‧‧‧本體

12‧‧‧狹縫

13‧‧‧填隙片

14‧‧‧歧管

20‧‧‧塗佈用基材

21‧‧‧塗佈部

22‧‧‧非塗佈部

30‧‧‧塗佈液

121‧‧‧吐出口

圖1係本發明所使用模頭一例，從前端側所觀看到狀態的部分立體示意圖。

圖2係上述模頭沿長邊方向的截面剖視圖。

圖3係圖2的III-III線剖視圖。

圖4係圖2的IV-IV線剖視圖。

圖5係本發明的塗佈用基材一例之立體示意圖。

圖6係使用模頭的塗佈裝置進行塗佈樣子的立體示意圖。

圖7係將使用模頭的塗佈裝置進行塗佈的樣子，以沿模頭長邊方向之截面表示的圖。

圖8係將使用模頭的塗佈裝置進行塗佈的樣子，以沿模頭長邊方向的正交方向之截面表示的圖。

圖9係吐出口寬度尺寸(A)與塗佈部寬度尺寸(B)為相等之情形時，將濕膜及乾燥膜的形狀以沿寬度方向之截面表示之示意圖。

圖10係吐出口寬度尺寸(A)較小於塗佈部寬度尺寸(B)之情形時，將濕膜及乾燥膜的形狀以沿寬度方向之截面表示之示意圖。

圖11係在塗佈部寬度不同的2個基材塗佈部，使用具有相同寬度吐出口的狹縫施行塗佈，經乾燥而獲得塗膜的膜厚實測值，在基材寬度方向上依距離膜端位置進行展點的圖形。

以下參照圖式，針對本發明實施形態進行說明。

本發明方法係使用專屬製成的模頭10與塗佈用基材20 實施。

如圖5所示，塗佈用基材20係具有一定的寬度(圖5中的y軸方向尺寸)。圖5所示基材20係矩形基板，具有一定的寬度與長度(同圖中的x軸方向尺寸)。但，本發明在寬度一定之前提下，長度不定的基材(例如捲繞成捲筒的薄片狀基材)亦可適用。

在塗佈用基材20的主面上沿長度方向，對塗佈液的接觸角設定有差值的塗佈部21及非塗佈部22，在寬度方向上依既定間距呈交錯形成。非塗佈部22係規範基材20寬度方向上的塗佈部21極限。所以，非塗佈部22係存在於基材20寬度方向上的塗佈部21與塗佈部21之間、以及基材20寬度方向上的二端部。

基材20係準備有相同寬度，但塗佈部21的寬度與間距不同的各種類。

在塗佈部21與非塗佈部22間所設定的上述接觸角的差值，係使用基材20的表面改質處理製成。塗佈液一般係使用水性液體(水溶液)。所以，改質處理係可利用提高親水性的處理、或提高撥水性的處理中之任一者。此種改質處理最好利用電漿照射施行處理。此外，利用紫外線照射進行的處理亦可期待效果。

此時，當施行電漿或紫外線的照射之際，若在惰性氣體環境下施行照射，則所照射區域會被親水化(hydrophilization)，若周邊環境有存在氫氟酸(hydrogen fluoride)系氣體，則所照射地方會被撥水(water-repellent)化。再者，因為在塗佈部21與非塗佈部22之間設有接觸角的差值，因而施行改質處理之際，對任一區域使用遮罩，俾使被遮蔽的區域不會強制性受到照射的影響。

施行親水化或撥水化二者中之何者，係配合基材20的 材質而選擇。即，若屬於濕潤性佳的基材(例如玻璃基板等)，則遮蔽相當於塗佈部21的區域，便可將相當於非塗佈部22的區域予以撥水化。另一方面，若屬於濕潤性(wettability)較差的基材(例如樹脂薄膜等)，則遮蔽相當於非塗佈部22的區域，便可將相當於塗佈部的區域予以親水化。

又，利用撥水化製作非塗佈部22的方法，亦可在基材20上相當於非塗佈部22的區域形成撥水性薄膜。此種薄膜係使用塗佈、噴霧、蒸鍍等公知手法便可形成。

模頭10係如圖2所示，由本體11及填隙片13構成。如圖2、圖3所示，在本體11的內部設有歧管14與狹縫12。歧管14與狹縫12係朝模頭10的長邊方向延伸形成且相互連通。

填隙片13係裝設於本體11中。填隙片13係為使狹縫12在長邊方向上區隔者。所以，填隙片13呈梳齒狀。填隙片13的梳齒前端係與本體11的前端一致，並與狹縫12的前端齊平。

若將填隙片13裝設於本體11中，便如圖1、圖2所示，狹縫12在長邊方向上被區隔而形成複數吐出口121。各吐出口121連通於共通的1支歧管14。所以，在模頭10僅於1處設置連通於歧管14的塗佈液供應口(未圖示)，便可從外部朝模頭10供應塗佈液，並從複數吐出口121同時吐出。

填隙片13係準備有變更梳齒寬度與間距的各種類。模頭10係藉由對共通的本體11組合不同規格的填隙片13，便可在狹縫12的長度範圍內適當變更吐出口121的寬度與間距。所以，模頭本身不用更換，僅更換零件(填隙片13)，便可輕易地因應基材20上所設計塗佈部21的寬度與間距變更。

又，模頭10前端形成齊平平面，且成為該平坦面開設有吐出口121的構造。所以，模頭10前端不會有凹凸，俾使洗淨等保養亦容易。

在模頭10前端所形成的吐出口121，係依對應於基材20之塗佈部21的數量與間距形成。當施行塗佈之際，如圖7所示，使模頭10的長邊方向一致於基材20的寬度方向，更使吐出口121相對向於基材20的塗佈部21。

然後，如圖6、圖8所示，一邊使模頭10在與基材20之間保持既定間隔的狀態下進行相對移動，一邊將由定量泵饋送至的塗佈液30從歧管14通過狹縫12再從吐出口121吐出，並載置於塗佈部21上。

在塗佈部21上隆起的塗佈液具有利用流變特性會從塗佈部21的中央部朝周邊部流動並擴展的性質。該塗佈液的擴展係有極限，會停止於接觸角具有明顯差值的塗佈部21與非塗佈部22之邊界。藉此，可依既定寬度精度佳地形成經呈條紋狀塗佈的塗佈液濕膜，並可安定地保持。

塗佈液的濕膜係藉由利用乾燥步驟而使溶劑蒸發便轉變為乾燥膜。得知在該乾燥過程中，利用溶劑蒸發速度的差異，所完成的乾燥膜會有在寬度方向的端部(周邊部)發生隆起的現象。

如圖7所示，吐出口121的寬度尺寸(參照圖7中的元件符號A)，在與塗佈部21寬度尺寸(參照圖7中的元件符號B)間之關係，係設定成A≦B。

當A=B的情況，如圖9所示，從吐出口121吐出的塗佈液會保持塗佈部21的寬度A狀態隆起。若使塗佈部21之全寬度隆 起的塗佈液乾燥，則乾燥膜上所出現的周邊部隆起便明顯，所以會形成膜厚不均勻部。

相對於此，當A<B的情況，如圖10所示，在吐出口121的寬度B外側隆起的塗佈液一樣可較薄於寬度B的內側。藉此，可抑制乾燥膜上所出現的周邊部隆起。

結果，當A<B時所出現的塗膜膜厚均勻部分會變多。所以，吐出口121的寬度最好設定為略微狹窄於塗佈部21的寬度。

塗佈液係可使用水系或溶劑系光阻劑等低黏度材料、或糊膏等高黏度材料中之任一者。

再者，上述實施形態中，針對當施行塗佈液的塗佈時，固定基材20，並將模頭10朝水平面內的既定方向(參照圖5中的x方向)掃描之情況進行說明，但亦可採取固定模頭10，並使基材20朝同方向移動的構造。前者的方法係適用於基材20為玻璃基板、樹脂基板等單片狀基材的情況，後者的方法係適用於基材20捲繞呈捲筒的樹脂薄膜等薄片狀基材的情況。

針對本發明的效果利用實驗進行確認。以下進行說明。

<基材>

依如下述準備僅塗佈部寬度不同的2種基材(分別為實施例1、2)。

[實施例1]

基材20係使用樹脂薄膜。前處理係在該樹脂薄膜的表面上覆蓋遮罩並照射紫外線，而施行呈條紋狀親水化的處理。藉此，將處理部做為塗佈部、且將非處理部做為非塗佈部，塗佈部21與非塗佈部22便 在基材20的表面呈條紋狀交錯形成。對水的接觸角(濕潤性)係塗佈部21為18°、而非塗佈部22為69°，差值係51度。塗佈部21的寬度B係50mm。

[實施例2]

除將基材20上所形成塗佈部21的寬度B設定為55mm之外，其餘均與實施例1相同。

<模頭>

模頭10係使用吐出口121寬度A為50mm且一定者。

<塗佈液>

塗佈液係使用水溶液系塗佈液，黏度為10cP者。

<塗膜形成>

將呈水平保持的上述實施例1、2之基材20安裝於上述模頭10的下方，一方面使模頭10進行掃描，一方面從吐出口121吐出上述塗佈液，而分別施行對塗佈部21的塗佈。模頭10的掃描速度均設為50mm/s。塗佈後的基材20移往乾燥步驟，使塗佈液乾燥，便獲得條紋狀塗膜(乾燥膜)。

圖11所示係在實施例1、2的基材20之各塗佈部21上所形成塗膜的膜厚實測值，針對基材20的寬度方向，依距離膜端的位置進行展點。塗佈部21的寬度B與模頭10的吐出口121寬度A係相同(A=B)的實施例1之基材20，在所完成塗膜上明顯出現周邊部隆起。 相對於此，塗佈部21的寬度B較長於模頭10的吐出口121寬度A(A<B)之實施例2的基材20，從實驗中驗證到塗膜的周邊部隆起受抑制，膜厚均勻性增加。

上述實施形態說明的所有事項均僅止於例示而已，不應認為係限制。本發明的範圍並非上述實施形態，而是依申請專利範圍所示。又，本發明的範圍係涵蓋在與申請專利範圍具均等含義與範圍內的所有變更。

10‧‧‧模頭

20‧‧‧塗佈用基材

21‧‧‧塗佈部

22‧‧‧非塗佈部

30‧‧‧塗佈液

Claims (3)

1. 一種塗佈方法，其在形成有塗佈部及非塗佈部之基材上，而該塗佈部及該非塗佈部係在相對於塗佈液之接觸角上設定有差值、且相鄰接於寬度方向並且延伸於與該寬度方向呈正交之方向，使具有以對向於上述塗佈部之方式所配置之吐出口的模頭，一方面朝與上述寬度方向呈正交之方向相對地移動，一方面將上述塗佈液自上述吐出口加以吐出，藉此在上述基材上以上述塗佈部的寬度將上述塗佈液加以塗佈，上述模頭的吐出口寬度係比上述塗佈部的寬度更較為狹窄，上述吐出口之寬度係為於塗膜的寬度方向之兩端部所形成之隆起的高度為包含在容許範圍內之寬度，而該塗膜係為以上述塗佈部的寬度被載置於上述基材上之上述塗佈液經乾燥而成。
2. 如申請專利範圍第1項之塗佈方法，其中，在以既定的間距形成有複數個上述塗佈部及上述非塗佈部之基材上，而該塗佈部及該非塗佈部係於上述基材的寬度方向上交替地排列，使具有以對應於上述複數個塗佈部之間距而所設置之複數個上述吐出口的模頭，以相對移動之方式塗佈塗佈液。
3. 如申請專利範圍第2項之塗佈方法，其中，上述模頭的前端係形成為平坦面，並在該平坦面上開設有上述吐出口。