CN105983511A - 涂布装置和涂布方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种涂布装置和涂布方法，即使提高基材的搬运速度，并且使涂布膜的膜厚变薄，该涂布装置和该涂布方法也能够稳定地保持液珠，从而能够稳定地形成均匀的涂布膜。本发明的涂布装置具备狭缝模(10)和减压单元(20)，狭缝模(10)具有用来喷出涂布液的喷出用狭缝(13)，减压单元(20)设在狭缝模(10)的上游侧，减压单元(20)具备减压用狭缝(21)和减压室(22)，减压用狭缝(21)与喷出用狭缝(13)相邻而设，减压室(22)与减压用狭缝(21)相连结，喷出用狭缝(13)的开口面的上游侧缘部(13a)与减压用狭缝(21)的开口面(21a)的下游侧缘部(21b)之间的距离(L)小于1.0mm，减压用狭缝(21)的开口宽度(W)小于1.0mm。

Description

涂布装置和涂布方法
技术领域
本发明涉及一种涂布装置和涂布方法，该涂布装置具备狭缝模(slit die)，该狭缝模具有喷出用狭缝。
背景技术
在现有的具备狭缝模的涂布装置中，使从供给口供给过来的涂布液在歧管中朝横向散开，并且使从歧管被挤出的涂布液从喷出用狭缝喷出，由此在基材的表面上形成涂布膜。在此，为了稳定地形成均匀的涂布膜，有必要稳定地保持住在狭缝模与基材之间由从喷出用狭缝喷出的涂布液形成的液珠(bead)。
但是，一旦提高狭缝模与基材之间的相对速度，就无法稳定地保持住液珠，从而无法稳定地形成均匀的涂布膜。于是，作为解决方式，已知道有如下所述的方法:在狭缝模的上游侧(与基材的搬运方向相反的方向)加设减压室，通过该减压室使液珠的上游侧减压，由此来稳定地保持住液珠(例如专利文献1)。
但是，存在下述问题:为了在液珠的上游侧产生均匀的负压，就必须设置大到某种程度的减压室，其结果是造成整体涂布装置大型化。
于是，在专利文献2中公开了一种涂布装置，在该涂布装置中，通过在喷出用狭缝的上游侧形成凹口，并且在该凹口中装设调整用块体，从而在凹口中的一部分区域构成减压室。这样一来，能够简单地构成减压室，并且能够考虑到涂布液的种类、涂布膜的膜厚等而通过调整调整用块体的装设位置来将减压室的开口宽度(减压用狭缝的开口宽度)设定为最适当的值。
专利文献1:日本公开专利公报特开平1-213641号公报
专利文献2:日本公开专利公报特开2008-23405号公报
发明内容
－发明要解决的技术问题－
但是，使用专利文献2中记载的涂布装置来形成涂布膜时，存在下述问题:一旦提高狭缝模与基材之间的相对速度(涂布速度)，并且使形成的涂布膜的膜厚变薄，则即使调整调整用块体的装设位置，也无法稳定地保持液珠，从而难以稳定地形成均匀的涂布膜。这个问题特别是在使用低黏度(例如30mPa·s以下)的涂布液来形成膜厚较薄的涂布膜时更为显著。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其主要的目的在于提供一种涂布装置和涂布方法，即使提高狭缝模与基材之间的相对速度(涂布速度)，并且使形成的涂布膜的膜厚变薄，该涂布装置和该涂布方法也能够稳定地保持液珠，从而能够稳定地形成均匀的涂布膜。
－用以解决技术问题的技术方案－
本发明所涉及的涂布装置的特征在于:涂布装置具备狭缝模和减压单元，狭缝模具有用来喷出涂布液的喷出用狭缝，减压单元设在狭缝模的上游侧，减压单元具备减压用狭缝和减压室，减压用狭缝与喷出用狭缝相邻而设，减压室与减压用狭缝相连结，喷出用狭缝的开口面的上游侧缘部与减压用狭缝的开口面的下游侧缘部之间的距离小于1.0mm，减压用狭缝的开口宽度小于1.0mm。
本发明所涉及的涂布方法是利用上述涂布装置，从喷出用狭缝喷出涂布液，从而在基材上形成涂布膜的方法，其特征在于:从喷出用狭缝喷出的涂布液的液珠的上游侧端部(上游侧弯液面)被控制为位于减压用狭缝的开口面的下游侧缘部。
－发明的效果－
根据本发明，能够提供一种涂布装置和涂布方法，即使提高狭缝模与基材之间的相对速度(涂布速度)，并且使形成的涂布膜的膜厚变薄，该涂布装置和该涂布方法也能够稳定地保持液珠，从而能够稳定地形成均匀的涂布膜。
附图说明
图1是示意地示出本发明的一实施方式中的涂布装置的结构的剖视图；
图2是在图1中以A示出的部分的放大剖视图。
－符号说明－
10-狭缝模；11-下游侧唇部；12-上游侧唇部；12a-唇面；13-喷出用狭缝；13a-上游侧缘部；14-歧管；15-排气流路；16-下游侧块体；17-上游侧块体；20-减压单元；21-减压用狭缝；21a-开口面；21b-下游侧缘部；22-减压室；23-减压用块体；24-抽气孔；30-基材；40-液珠；40a-上游侧弯液面；50-涂布膜。
具体实施方式
下面，根据附图对本发明的实施方式进行详细的说明。需要说明的是、本发明不限于以下的实施方式。此外，在不脱离具有本发明的效果的范围的范围内，能够做适当地变更。
图1是示意地示出本发明的一实施方式中的涂布装置的结构的剖视图，图2是在图1中以A示出的部分的放大剖视图。需要说明的是，在图1和图2中示出的箭头X表示基材30的搬运方向。此外，在下面的说明中，将与基材30的搬运方向X相反的方向称为“上游侧”，并且将与搬运方向X相同的方向称为“下游侧”。此外，在图1和图2中，夸大示出了涂布装置的结构的一部分，没有按照实际尺寸来示出该涂布装置的结构。
本实施方式中的涂布装置用于在朝X方向搬运的基材30的表面上形成涂布膜，如图1所示，涂布装置具备狭缝模10和减压单元20，该狭缝模10具有用于喷出涂布液的喷出用狭缝13，该减压单元20设在狭缝模10的上游侧。
狭缝模10由上游侧块体17和下游侧块体16构成，通过在上游侧块体17和下游侧块体16之间布置垫片(shim plate)(不在图中示出)，或者通过在上游侧块体和/或下游侧块体上设置阶差，从而形成喷出用狭缝13。上游侧块体17具有位于前端部的上游侧唇部12，下游侧块体16具有位于前端部的下游侧唇部11。
此外，在狭缝模10上形成有歧管14，该歧管14用于使从供给口(不在图中示出)供给过来的涂布液在涂布膜的宽度方向(与基材30的搬运方向X正交的方向)上散开。而且，从歧管14被挤出的涂布液从喷出用狭缝13喷出，从而在基材30的表面上形成涂布膜50。
如图1所示，设在狭缝模10的上游侧的减压单元20具备减压用狭缝21和减压室22，该减压用狭缝21与喷出用狭缝13相邻而设，该减压室22与减压用狭缝21相连结。在此，减压用狭缝21和减压室22是通过在上游侧块体17的基材30侧布置减压用块体23而构成的。此外，在减压室22中设有多个抽气孔24，减压室22经由形成在上游侧块体17内的排气流路15与真空泵(不在图中示出)相连结。
如图2所示，从喷出用狭缝13喷出的涂布液一边在狭缝模10与基材30之间形成液珠40一边被涂布到基材30的表面上，从而形成涂布膜50。此时，利用真空泵经由减压室22使减压用狭缝21减压，从而使液珠40的上游侧减压。
然而，会发生下述问题:一旦提高基材30的搬运速度(涂布速度)，并且使形成的涂布膜50的膜厚变薄，则即使利用减压用狭缝21来使液珠40的上游侧减压，也无法稳定地保持液珠40，其结果是难以稳定地形成均匀的涂布膜。特别是，一旦涂布液的黏度降低，液珠40的保持状态就变得不稳定，从而难以稳定地形成均匀的涂布膜。
本申请的发明人对发生上述问题的原因进行了探讨，从而得到如下所述的发现。
也就是说，如图2所示，在液珠40的上游侧，空气从减压用块体23与基材30之间的间隙起按减压用狭缝21、减压室22、排气流路15的顺序流动。此时，基材30的搬运速度(涂布速度)越快，为了稳定地保持液珠40所需要的减压压力就越大。因此，在该情况下，如果不使减压用块体23与基材30之间的距离D1变窄来充分地造成压力损耗，就无法充分地使液珠40的上游侧减压，从而难以稳定地保持液珠40。
此外，由于液珠40的上游侧的减压是通过减压用狭缝21进行的，因此液珠40的上游侧的减压压力很大程度上受到空气从减压用块体23与基材30之间的间隙起按减压用狭缝21、减压室22、排气流路15的顺序流动时的动压的大小(气流的速度)的控制。另一方面，在液珠40的上游侧设有减压室那样的情况下，液珠40的上游侧的减压压力很大程度上受到减压室内的静压大小的控制。因此，在液珠40的上游侧设置减压用狭缝21来进行减压的情况下，一旦在空气从减压用块体23与基材30之间的间隙流向减压用狭缝21时产生气流的紊乱，动压的大小就会发生变化。如上所述，在提升基材30的搬运速度(涂布速度)的情况下，为了稳定地保持液珠40所需要的减压压力就会变高。因此，优选使减压用块体23与基材30之间的距离D1缩小来造成充分的压力损耗。然而，一旦使减压用块体23与基材30之间的间隙(距离D1)缩小，流速较快的空气就会从该较小的间隙(距离D1)流向开口宽度较大的减压用狭缝21，从而气流容易产生紊乱，变得难以控制动压。其结果是，液珠40的上游侧的减压压力变得不稳定，从而难以稳定地保持液珠40。而且，该现象有涂布液的黏度越低就越显著的倾向。
为了减低上述那样的气流的紊乱，如图2所示，优选使减压用狭缝21的开口宽度W缩小。这样一来，就能够减低当空气从减压用块体23与基材30之间的间隙(减压用块体23与基材30之间的距离D1)流向减压用狭缝21时产生的气流的紊乱。
优选将减压用狭缝21的开口宽度W的最适当的范围设定为小于1.0mm。如果开口宽度W为1.0mm以上，则从减压用块体23与基材30之间的间隙(减压用块体23与基材30之间的距离D1)流入减压用狭缝21的空气的主流(中心部的气流)与液珠40的上游侧弯液面40a之间的距离就会变大，也就是说，减压位置离开液珠40。其结果是，液珠40的上游侧弯液面40a变得不稳定，上游侧弯液面40a会振动或往下游侧后退(在上游侧唇面12a处，上游侧弯液面40a的锁定(pinning)位置往下游侧(箭头X所指的方向)后退)。
此外，如上所述，优选减压用块体23与基材30之间的距离D1为较小的值，而如果开口宽度W为1.0mm以上，则距离D1与开口宽度W之间的差就变大，从而容易在减压用狭缝21内产生气流的紊乱。其结果是，液珠40的上游侧的减压压力变得不稳定，从而难以稳定地保持液珠40。
而且，该现象有涂布液的黏度越低就越显著的倾向。因此，通过使减压用狭缝21的开口宽度W小于1.0mm，即使涂布液的黏度为30mPa·s以下，也能够稳定地保持液珠40。
另一方面，使用狭缝模来涂布涂布膜时，如图2所示，优选对涂布条件等进行设定，使液珠40的上游侧弯液面40a位于(锁定于)减压用狭缝21的开口面21a的下游侧缘部21b(上游侧唇部12的唇面12a的上游侧缘部)。也就是说，根据涂布膜的湿膜厚度、涂布液的物理性质(表面张力、黏度)对涂布条件(例如间隔(狭缝模10与基材30之间的距离D2)、涂布速度)进行设定，以使液珠40的上游侧弯液面40a的锁定位置位于下游侧缘部21b。
而且，在该涂布条件下，对减压压力进行控制，以使液珠40的上游侧弯液面40a能够位于(锁定于)减压用狭缝21的开口面21a的下游侧缘部21b。
如果不使液珠40的上游侧弯液面40a位于(锁定于)下游侧缘部21b，液珠40就会变得不稳定，容易发生涂布膜的外观不良(涂布不均、膜厚异常)这种现象。
喷出用狭缝13的开口面的上游侧缘部13a与减压用狭缝21的开口面21a的下游侧缘部21b之间的距离L的最适当的范围优选如上述那样设计为:液珠40的上游侧弯液面40a位于(锁定于)减压用狭缝21的开口面21a的下游侧缘部21b。从该角度出发，例如当进行涂布时的涂布膜的湿膜厚度为20μm以下时，优选将距离L设定为小于1.0mm。
如果距离L为1.0mm以上，则液珠40的上游侧弯液面40a就不会位于(锁定于)减压用狭缝21的开口面21a的下游侧缘部21b，而是会往唇面12a的下游侧(箭头X所指的方向)后退。这样的液珠容易受到外在因素(例如基材表面状态的微小变化、减压压力的微小变化等)的影响，从而无法稳定地形成液珠，其结果是无法均匀地形成涂布膜。
如以上所说明那样，本发明中的涂布装置具备狭缝模10和减压单元20，该狭缝模10具有用来喷出涂布液的喷出用狭缝13，该减压单元20设在狭缝模10的上游侧，并且该减压单元20具备与喷出用狭缝13相邻而设的减压用狭缝21和与减压用狭缝21相连结的减压室22。在此，优选:将喷出用狭缝13的开口面的上游侧缘部13a与减压用狭缝21的开口面21a的下游侧缘部21b之间的距离L设定为小于1.0mm，并且将减压用狭缝21的开口宽度W设定为小于1.0mm。根据这样的结构，即使提高基材30的搬运速度(涂布速度)，并且使形成的涂布膜的膜厚变薄，也能够稳定地保持液珠40，这样一来，就能够稳定地形成均匀的涂布膜。
在本实施方式中，通过使减压用狭缝21的开口宽度W小于1.0mm来减低减压用狭缝21内的气流的紊乱，但也可以如图2所示那样，使减压用狭缝21向着减压室22朝上游侧倾斜。这样一来，流入减压用狭缝21内的空气就能够在减压用狭缝21内快速地扩散。其结果是，能够减低减压用狭缝21内的气流的紊乱，由此，能够稳定地保持液珠40。
可以根据减压用狭缝21的开口宽度W的大小等来适当地决定减压用狭缝21的倾斜角θ，优选将减压用狭缝21的倾斜角θ设定为落在相对于减压用狭缝21的开口面21a成30～60°的范围内。倾斜角落在该范围内的情况下，能够有效地使气流扩散。
在本实施方式中，由于能够通过在上游侧块体17的基材30侧布置减压用块体23来构成减压用狭缝21和减压室22，因此能够使减压单元20小型化，这样一来就能够谋求涂布装置的小型化。
需要说明的是，减压室22的容积没有特别的限制，但为了谋求涂布装置的小型化，优选与减压用狭缝21的宽度方向(与搬运方向X正交的方向)上的每1m长度相对应的减压室22的容积小于0.002m3。而且，从上述角度出发，优选小于0.001m3。另一方面，如果减压室22的容积变得太小，就容易在减压单元20内发生气流的紊乱，因此优选减压室22的容积的下限为:与减压用狭缝21的宽度方向(与搬运方向X正交的方向)上的每1m长度相对应的减压室22的容积为0.0001m3以上。
此外，如图1所示，在减压室22中设有多个抽气孔24，为了沿着减压室22的宽度方向均匀地使减压室22减压，优选减压用狭缝21的宽度方向上的每1m长度上所设的抽气孔24的数量为四个以上。这样一来，就能够使减压用狭缝21的宽度方向(与搬运方向X正交的方向)上的减压压力均匀化。抽气孔24的数量的上限没有特别的限制，但从涂布装置的小型化的角度出发，优选为:减压用狭缝21的宽度方向上的每1m长度上设有十二个以下的抽气孔24。
本发明的其它实施方式中的涂布方法的特征在于:使用上述涂布装置，从喷出用狭缝13喷出涂布液，从而在基材30上形成涂布膜50。在此，优选将从喷出用狭缝13喷出的涂布液的液珠40的上游侧弯液面40a控制为位于(锁定于)减压用狭缝21的开口面21a的下游侧缘部21b。
需要说明的是，本实施方式中的涂布方法适用于以下情况，即:涂布液的黏度为30mPa·s以下，并且进行涂布时的涂布膜的湿膜厚度为20μm以下。而且，本实施方式中的涂布方法适用于下述情况，即:涂布液的黏度为20mPa·s以下；进行涂布时的涂布膜的湿膜厚度为10μm以下。
以上通过优选的实施方式对本发明进行了说明，但这样的描述不是对本发明的限定，当然可以对本发明进行各种变更。
例如，在上述实施方式中，优选利用支承辊(不在图中示出)一边支承基材30一边将基材30朝X方向搬运，但也可以利用不使用支承辊的方式来搬运基材30。
此外，在上述实施方式中，抽气孔24和排气流路15形成在上游侧块体17内，但抽气孔24和排气流路15也可以设在减压用块体23的底部。
此外，本实施方式中的涂布液的黏度是使用B型黏度计(布氏粘度计)在涂布液温度23℃下测量得到的黏度。
此外，在图2中，从薄膜涂布(以湿膜厚度为20μm以下的方式涂布)的角度出发，下游侧唇部11的唇面11a与基材30之间的距离D2优选为200μm以下，更优选为100μm以下，特别优选为50μm以下。下游侧唇部11的唇面11a与基材30之间的距离D2的下限优选为15μm以上，特别优选为20μm以上。
如上所述，优选减压用块体23的唇面23a与基材30之间的距离D1为较小的值，具体而言，优选为200μm以下，更优选为100μm以下，特别优选为50μm以下。减压用块体23的唇面23a与基材30之间的距离D1的下限优选为15μm以上，特别优选为20μm以上。
此外，下游侧唇部11的唇面11a与基材30之间的距离D2和减压用块体23的唇面23a与基材30之间的距离D1可以是相等的距离，也可以使距离D1大于距离D2。从涂布装置的结构上(设计上)来说，优选距离D2和距离D1为相等的距离。
此外，布置在上游侧块体17的基材30侧的减压用块体23也可以与上游侧块体17形成为一体。

Claims (7)

1.一种涂布装置，其具备狭缝模和减压单元，
所述狭缝模具有用来喷出涂布液的喷出用狭缝，
所述减压单元设在所述狭缝模的上游侧，
所述涂布装置的特征在于:
所述减压单元具备减压用狭缝和减压室，
所述减压用狭缝与所述喷出用狭缝相邻而设，
所述减压室与所述减压用狭缝相连结，
所述喷出用狭缝的开口面的上游侧缘部与所述减压用狭缝的开口面的下游侧缘部之间的距离小于1.0mm，
所述减压用狭缝的开口宽度小于1.0mm。
2.根据权利要求1所述的涂布装置，其特征在于:
所述减压用狭缝向着所述减压室朝上游侧倾斜。
3.根据权利要求2所述的涂布装置，其特征在于:
所述减压用狭缝的倾斜角落在相对于该减压用狭缝的开口面成30～60°的范围内。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的涂布装置，其特征在于:
与所述减压用狭缝的宽度方向上的每1m长度相对应的所述减压室的容积小于0.002m3。
5.根据权利要求1到3中任一项所述的涂布装置，其特征在于:
所述减压室具备用来使该减压室减压的多个抽气孔，
所述减压用狭缝的宽度方向上的每1m长度上所设的所述抽气孔的数量为四个以上。
6.一种涂布方法，其利用根据权利要求1到5中任一项所述的涂布装置，从所述喷出用狭缝喷出涂布液，从而在基材上形成涂布膜，该涂布方法的特征在于:
从所述喷出用狭缝喷出的所述涂布液的液珠的上游侧弯液面被控制为位于所述减压用狭缝的开口面的下游侧缘部。
7.根据权利要求6所述的涂布方法，其特征在于:
所述涂布液的黏度为30mPa·s以下，
进行涂布时的所述涂布膜的湿膜厚度为20μm以下。
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