JPH11147061A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】薄い支持体であっても、また支持体表面に膜厚
バラツキあるいは前加工により形成された印刷のような
凹凸があっても高速かつ薄膜塗布が可能な塗布装置を提
供することを目的とする。 【解決手段】コーターヘッド１の上流側および下流側に
支持体を案内する一対のガイドロール、該コーターヘッ
ド１は上流リップ３および下流リップ２、これらのリッ
プ間に塗布液を押し出し可能なスロット部４を形成し、
コーターヘッド１に対向して走行する支持体８に塗布液
７を塗布する塗布装置において、前記上流側および下流
側ガイドロール間に支持体の塗布面と反対側にガイドシ
ート９を設けた塗布装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走行する支持体に
塗布液を塗布する装置において、特に可撓性の支持体に
ダイコーターを用いて塗布液を塗布する塗布装置に関す
る。とりわけ、薄い支持体を用いて高速且つ薄膜塗布を
行う際の塗布装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、写真感光材料や磁気記録媒
体、鋼板表面処理等の製造工程において、可撓性の支持
体上に塗布液を塗布する工程がある。この塗布液は感光
材料あるいは磁性粒子等の必須成分を樹脂バインダーに
混合させ、さらに必要に応じて種々の添加剤を添加し、
有機溶剤等により希釈することによって粘度調整をした
ものを用いる。

【０００３】このような塗布液を可撓性支持体に塗布す
る方法としては、従来より例えばロールコーター、グラ
ビアコーター、ナイフコーター、ダイコーター、あるい
は種々のリバースコーター等の多種多様なコーティング
方法が用いられている。この中でもダイコーターは塗布
直前まで塗布液が空気にさらされることがないため塗布
液の変化がないこと、塗布膜の幅方向の膜厚均一性にす
ぐれていること、塗布面の平滑性にすぐれていること等
の理由により近年その利用が増加している。したがっ
て、従来の塗布分野以外にも粘着剤あるいは表面処理剤
等の分野にもその応用が試みられている。

【０００４】このようなダイコーターを用いた塗布方法
の代表的な方法としては、コーターヘッドの上流側およ
び下流側に一定の間隔を置いて配置された一対のガイド
ロールに支持体を連続的に案内して、このガイドロール
の間に配置したコーターヘッドから直接支持体表面へ塗
布液を押し出すことにより均一かつ平滑に、かつ薄く塗
布する方法が知られている。

【０００５】この方法の場合、一対のガイドロールの間
に連続的に走行する支持体に、塗布液を押し出すダイヘ
ッド先端のリップ部分を押しつけるように向ける事によ
って、ダイヘッドのスロットから押し出される塗布液の
押し出し量に対応した塗布圧力と、支持体がダイヘッド
によって押しつけられ撓むことによって生じる反力との
バランスによりダイヘッド先端のリップ部分と支持体表
面との間隔を変化させることにより塗布を行うことが可
能となる。

【０００６】上記塗布方法の問題点は、スロットから押
し出される塗布液の塗布圧力と支持体のテンションによ
って得られる支持体からの反力のバランスが安定しない
ためにコーターヘッド先端と支持体との間に形成される
塗布液の液だまりが安定しないため塗布幅全体が均一に
塗布されない状態、つまりエアー同伴を起こしやすいと
いう欠点があった。

【０００７】また、液だまりが不安定になることによっ
て支持体の幅方向に段ムラと呼ばれる「横スジ」が断続
的に支持体走行方向に発生するという欠陥も発生し、さ
らに高速化および薄膜化への対応が困難であるという欠
点もある。

【０００８】上記方法で薄膜化かつ高速化を達成するた
めには、支持体のテンションを大きくする、あるいはコ
ーターヘッドの支持体への押し込み量を大きくして支持
体のコーターヘッド先端のリップへの支持体の進入角度
および退避角度を大きくする等の配慮が必要となる。テ
ンションを大きくすることの理由は、高速化に伴いコー
ターヘッドのスロットから押し出される塗布液の吐出量
が増加するためである。

【０００９】吐出量が増加することはすなわち、コータ
ーヘッド先端と支持体との間に形成される塗布液の液だ
まりに供給される塗布液量が増加し液だまりの圧力が大
きくなることを意味する。液だまりの液圧が大きくなる
とそれまでコーターヘッドが支持体へ押し込まれること
で得られていた支持体からの反力が一定であっても、コ
−ターヘッド先端と支持体との間隔は広がってしまう。

【００１０】コーターヘッド先端と支持体との間隔が広
がってしまうことはすなわち、塗布挙動の不安定さの原
因となり、上流リップ側からのエアー同伴を引き起こし
やすくなり塗布面に未塗布のスジの発生が起こってしま
う。従って、塗布状態を安定にするために塗布液の圧力
に見合うだけ支持体の反力を大きくし、安定な塗布が可
能な領域までダイヘッド先端と支持体の間隔を狭くする
必要がある。

【００１１】しかし、支持体のテンションを大きくする
際には、支持体が幅方向に撓む「縦スジ」の発生が起こ
ってしまい、幅方向の塗布膜の均一性が失われてしまう
結果となる。この「縦スジ」の発生するテンションの大
きさは、支持体の種類および厚みによって異なるが、例
えば厚み２０μｍのＰＥＴフィルムを用いた場合にはお
およそ２０ｋｇｆ／ｍ以上である。

【００１２】また、コーターヘッドの支持体への押し込
み量を大きくしてコーターヘッド先端のリップへの支持
体の進入角度を大きくする際は、安定な塗布状態を維持
するために下流リップおよび上流リップに円弧状の凸面
を形成させ、支持体の進入角度あるいは退避角度に見合
った角度をリップの先端縁に形成させるため、リップの
形状を直線ではなくある曲率を持った形状に形成させる
必要があった。

【００１３】また、塗布条件の変化により支持体の進入
角度と上流リップの曲率を変化させる場合には、リップ
の先端縁の角度が支持体の進入角度よりも小さくなるこ
とがしばしば起き、その場合は進入してくる支持体がリ
ップ先端縁と接触してしまう現象が起き、支持体を傷つ
けるという不具合を生じてしまうことがあった。従っ
て、これらの不具合を解消するためには、リップの曲率
半径を変更するなど再度コーターヘッドを作成しなけれ
ばならず、時間と費用が高くなってしまっていた。

【００１４】特に上記の問題点は支持体が薄い場合や、
支持体上に凹凸がある場合などはその影響が大きく、特
に前加工として印刷を施した支持体の場合は、高速でな
おかつ薄膜の塗布が必要な場合など、従来よりも高いテ
ンションで支持体を搬送すると乾燥機内での熱による支
持体の膨張とその後の冷却によりあらかじめ施されてい
た印刷のピッチが許容範囲を超えてしまうことや、支持
体の進入時のリップ先端との接触により部分的な支持体
の凸部分、例えば印刷部分などにキズが生じてしまうな
ど良好な塗布面を得ることが困難であった。

【００１５】

【本発明が解決しようとする課題】従来の塗布装置で
は、上述のように薄い支持体などを用いた場合には高速
化、薄膜化の対応が困難であり、塗布膜厚の均一化や良
好な塗布面を得ることが困難であった。本発明は上述の
事情を考慮してなされたものであり、薄い支持体であっ
ても、また支持体表面に膜厚バラツキあるいは前加工に
より形成された印刷のような凹凸があっても高速かつ薄
膜塗布が可能な塗布装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、コーターヘッドの上流側および下流側に支持体を案
内する一対のガイドロールを備え、前記上流側ガイドロ
ールと下流側ガイドロールの間を走行する支持体に直接
塗布液を塗布する塗布装置であって、なおかつ前記コー
ターヘッドは上流リップおよび下流リップを備え、これ
らのリップ間に塗布液を押し出し可能なスロット部を形
成し、コーターヘッドに対向して走行する支持体に塗布
液を塗布する塗布装置において、前記上流側および下流
側ガイドロール間に支持体の塗布面と反対側にガイドシ
ートを設けた塗布装置である。

【００１７】また、請求項２に記載の本発明は、前記上
流側および下流側ガイドロール間に張られたガイドシー
トの走行パスラインに、移動することによってガイドシ
ートの走行距離を変更させることにより、テンションを
自在に調節することを可能とする調整ロールを備えた請
求項１記載の塗布装置である。

【００１８】さらに、請求項３に記載の本発明は、上流
側ガイドロール、下流側ガイドロール、さらには調整ロ
ールの少なくとも一つが支持体の走行速度と同速度で駆
動する請求項１、または請求項２に記載の塗布装置であ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。図１は本発明の塗布装置に使用するコータ
ーヘッド（１）であり、塗布液（７）の支持体（８）
と、支持体（８）の塗布面と反対側に密着して支持体と
共に走行するガイドシート（９）を配置したときの使用
状態を示す断面図である。コーターヘッド（１）は、支
持体（８）の走行方向に対して上流側のリップ（３）と
下流側のリップ（２）、図示しない供給系よりコーター
ヘッド（１）内部に塗布液が供給されるべく設けられた
マニホールド（５）、マニホールド（５）からリップ部
分に塗布液を押し出す通路であるスロット（４）に区分
される。コーターヘッド（１）の前後にはガイドロール
（１０、１１）が配置されている。

【００２０】前記マニホールド（５）は、その断面が円
形もしくは略円形をしており、かつ支持体（８）の幅方
向に同一か略同一の断面形状で延長され、その幅方向の
長さは支持体（８）の幅よりも長いか、もしくは同じ長
さに設定されている。マニホールド（５）の内径は５〜
５０ｍｍ程度で、塗布液の性質、粘度等によって最良の
大きさを設定すればよく、その開口した両端部はシール
板等により塗布液がコーターヘッド（１）の外部へ漏れ
出ないようになっている。

【００２１】また、マニホールド（５）への塗布液の供
給は、少なくとも一方の開口端部から導入しても良く、
または少なくとも一つの開口部を直接コーターヘッド
（１）からマニホールド（５）へ貫通した供給口から導
入しても良い。

【００２２】また、前記スロット（４）はマニホールド
（５）からの支持体（８）へ向けて開口している幅０．
０５〜０．５ｍｍのスリット状の塗布液通路であり、マ
ニホールド（５）からリップ先端までの距離は５〜１０
０ｍｍである。このスロット（４）の幅および距離もマ
ニホールド同様に塗布液の性質、さらに塗布速度や塗布
膜厚等の操作条件により決定される。

【００２３】また、スロット（４）の支持体側最端部に
は、支持体の走行方向に対して上流側および下流側にそ
れぞれ位置させた上流側リップ（３）および下流側リッ
プ（２）が配置されている。上流側リップ（３）および
下流側リップ（２）の相対的な位置は、上流側リップ
（３）の先端面を基準とした下流側リップ（２）の先端
面の位置を−０．０１〜０．５ｍｍの範囲で自由に設定
することができる。さらに上流側リップ（３）および下
流側リップ（２）の幅はそれぞれ独立に０．５〜２０ｍ
ｍの範囲で自由に設定することができる。

【００２４】塗布液（７）はコーターヘッド（１）の外
部から供給系をへて、ホースもしくは配管によりマニホ
ールド（５）へ導入される。マニホールド（５）内部が
塗布液で満たされると、幅方向に均一な圧力分布と流量
分布を持って、マニホールド（５）から連通するスロッ
ト（４）を通り上流側リップ（３）および下流側リップ
（２）、さらに支持体（８）によって囲まれた液だまり
（６）を形成する。

【００２５】この液だまり（６）は、スロット（４）か
ら押し出される塗布液の吐出圧力（量）と塗布液の粘度
等の物性、支持体（８）のテンションとガイドシート
（９）のテンションの大きさの合計のバランスにより、
その大きさが決定される。

【００２６】塗布膜厚は吐出される塗布液の流量と支持
体の走行速度によって決定される。しかし、必ずしも塗
布された塗布液が支持体の幅方向に広がって、均一な膜
厚分布が得られるわけではなく、場合によってはエアー
同伴を起こし未塗布部分がスジとなって不良が生じるこ
とがある。そのような場合は、リップと支持体との間隔
が大きすぎることが原因であるので支持体のテンション
を大きくして、液だまりを小さくする事が必要となる。

【００２７】この状態を図２を用いて説明する。塗布条
件がテンションを除いて一定であれば、テンションを大
きくすることによって、エアー同伴の起きない安定塗布
量域は低塗布膜厚側に広がることになる。

【００２８】また、ガイドシート（９）はガイドロール
（１０、１１）を経由して支持体（８）の走行方向と同
方向に、ある一定のテンションが張られた状態で走行し
ている。該ガイドシート（９）は支持体（８）と同様に
可撓性の材質により形成され、安定してガイドロール
（１０、１１）を往復走行することができることが望ま
しく、さらには継ぎ目無くチューブ状のものがより好ま
しい。さらにガイドシート（９）は０．１〜５．０ｍｍ
の厚みで幅方向および走行方向のいずれの方向にも厚み
のばらつきが無いものが好ましく、さらに好ましくはヤ
ング率も同一であることが望まれる。

【００２９】ガイドシート（９）の厚みのばらつきやヤ
ング率のばらつき、さらにはガイドシートを−枚のシー
トの端部をつなぎ合わせて成形する場合に生じる継ぎ目
での凹凸は、前述の液だまりが塗布液の吐出圧力と支持
体およぴガイドシートからの反力とによってバランスが
保たれ安定している状態を崩壊させる結果となり、塗布
安定性が失われるため均一な塗布膜厚の分布あるいは平
滑な塗布面を損なうおそれがある。従って、最も好まし
いのはシリコン樹脂等から一体成形により形成されたガ
イドシートである。

【００３０】上記ガイドシート（９）の作用としては、
高速で薄膜塗布を目的とした塗布条件において、通常な
ら膜厚を薄くする際に支持体のテンションを大きくしな
ければならないところ、薄い支持体のように必要なテン
ションを加えることにより支持体が撓んで「縦スジ」が
発生し、幅方向に波打ってしまうような塗布条件であっ
ても、支持体のテンションを「縦スジ」が発生しないテ
ンションまで小さくし（例えば１２μｍ厚みのＰＥＴフ
ィルムならば２０ｋｇｆ／ｍ以下にし）、代わりに支持
体に密着して支持体と同方向に走行するガイドシートの
テンションによってテンション不足分を補うことが可能
となる。

【００３１】さらに、コーターヘッド（１）の上流側お
よび下流側にあるガイドロール（１０、１１）に加えて
ガイドシートのパスラインの長さをロールの移動によっ
て調節できる調整ロール（１２）を加えることによっ
て、自在にガイドシート（９）のテンションを変更する
ことが可能となる。

【００３２】図３、および図４にその一例を示す。この
効果としては、コーターヘッド（１）の支持体（８）へ
の押し込み量を変更せずに、また支持体（８）のテンシ
ョンを変更せずにガイドシート（９）のテンションを変
化させることで、安定塗布領域が低塗布膜厚側へ拡大で
きるところにある。つまり、コーターヘッド（１）の支
持体への押し込み量を極力小さくしても、十分な支持体
からの反力が得られるため、押し込み量を大きくするこ
とによって、支持体の上流側のコーターヘッドへの進入
角度を大きくする必要が無くなり、支持体のキズの発生
を解消することが可能となる。

【００３３】また、支持体（８）の走行安定性は前記ガ
イドロール（１０、１１）あるいは調整ロール（１２）
の少なくとも一本のロールを支持体（８）の走行速度と
同速度で駆動させることにより達成できる。

【００３４】コーターヘッド（１）の上流側および下流
側のガイドロールの間にコーターヘッド（１）を支持体
（８）に対して押し込む形で塗布する本塗布方式では、
支持体（８）が不安定であり微少なテンション変動によ
り段ムラと呼ばれる支持体の幅方向にスジが走行方向に
断続的に生じることがあるが、この段ムラは上述のよう
にガイドシートを支持体とは独立して駆動ロールにより
走行させることで解消できる。

【００３５】［実施例］以下、実施例によりさらに詳細
に説明する。下記条件に基づき塗布した。 （１）支持体 材質：ＰＥＴ，厚み：１２μｍ、幅：１０００ｍｍ テンション：１５ｋｇｆ／ｍ （２）ガイドシート 材質：シリコン系樹脂，厚み：１ｍｍ，幅：１０００ｍ
ｍ テンション：５ｋｇｆ／ｍ ガイドシートのテンションは調整ロールの移動により決
定した。また、下流側ガイドロールを支持体の走行速度
と同速度で駆動させた。 （３）コーターヘッド 図１とほぼ同様の構造で、上流側リップは下流側リップ
に対して０．１ｍｍ低く設定し、上流側リップおよび下
流側リップの幅は２ｍｍとした。なおコーターヘッドの
支持体への押し込み量は５ｍｍとした。 （４）塗布液はアクリル系樹脂をメチルエチルケトンに
より溶解し、固形分５０ｗｔ％としたものを用いた。そ
の時の粘度は４００ｃｐｓである。 （５）塗布速度は１０〜２００ｍ／ｍｉｎで変化させ
た。 （６）塗布膜厚はエアー同伴の起こらない最小の膜厚を
示し、それ以上の膜厚を安定塗布領域として図５中に示
す。

【００３６】［比較例］上記実施例に示されたのと同様
の塗布条件で、ガイドシートを用いない条件で塗布し
た。結果も併せて図５中に示す。

【００３７】塗布速度を変化させた場合に、速度の増加
とともにエアー同伴の起こらない無い塗布安定領域が高
塗布膜厚側へ変化していることがわかる。比較例におい
ては支持体のテンションが１５ｋｇｆ／ｍであり、塗布
速度２００ｍ／ｍｉｎでは塗布膜厚１８μｍ以上でない
とエアー同伴による膜切れが起こってしまい良好な塗布
面は得られなかった。

【００３８】本発明の実施例では、ガイドシートを支持
体のコーターヘッドに対して反対側に支持体と同速度で
走行させることにより、塗布速度２００ｍ／ｍｉｎであ
っても塗布膜厚５μｍまでエアー同伴の起こらない塗布
が可能となり、安定塗布領域の拡大が達成された。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、この発明による塗布装置
を用いることで、薄い支持体を用いて高速かつ薄膜塗布
を行う際に、高テンションを支持体にかけることなくエ
アー同伴の無い安定な塗布量域の拡大を達成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塗布装置のコーターヘッドの断面図で
ある。

【図２】従来の方法で塗布した際のフィルムテンション
と安定塗布領域を示すグラフである。

【図３】本発明に塗布装置の一実施例である。

【図４】本発明に塗布装置の一実施例である。

【図５】本発明の塗布装置を用いた際と従来の塗布装置
を用いた際との、塗布速度と安定塗布領域を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１…コーターヘッド ２…下流側リップ ３…上流側リップ ４…スロット ５…マニホールド ６…液だまり ７…塗布液 ８…支持体 ９…ガイドシート １０…上流側ガイドロール １１…下流側ガイドロール １２…調整ロール Ａ…支持体及びガイドシートの回転方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コーターヘッドの上流側および下流側に支
   持体を案内する一対のガイドロールを備え、前記上流側
   ガイドロールと下流側ガイドロールの間を走行する支持
   体に直接塗布液を塗布する塗布装置であって、なおかつ
   前記コーターヘッドは上流リップおよび下流リップを備
   え、これらのリップ間に塗布液を押し出し可能なスロッ
   ト部を形成し、コーターヘッドに対向して走行する支持
   体に塗布液を塗布する塗布装置において、 前記上流側および下流側ガイドロール間に支持体の塗布
   面と反対側にガイドシートを設けたことを特徴とする塗
   布装置。
2. 【請求項２】前記上流側および下流側ガイドロール間に
   張られたガイドシートの走行パスラインに、移動するこ
   とによってガイドシートの走行距離を変更させることに
   より、テンションを自在に調節することを可能とする調
   整ロールを備えたことを特徴とする請求項１記載の塗布
   装置。
3. 【請求項３】上流側ガイドロール、下流側ガイドロー
   ル、さらには調整ロールの少なくとも一つが支持体の走
   行速度と同速度で駆動することを特徴とする請求項１記
   載、または請求項２記載の塗布装置。