(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、基材を所定の速度で搬送するバックアップロールと案内用ロールとからなる搬送機構と、前記バックアップロールの周面に保持された前記基材上に塗布液を塗布するスリットダイと、前記スリットダイのノズルに前記塗布液を間欠的に供給する塗布液供給機構と、前記塗布液供給機構に接続する前記塗布液を循環する循環配管と前記塗布液を排出する排出配管と前記塗布液を吸引するサックバック機構とを有するパターン塗布装置において、
前記スリットダイは、塗布液の塗出方向を固定保持することが可能となるように回転軸に連結した容体に枢支され、前進・後退動作をさせるリニアアクチュエータを有し、かつ、前記スリットダイは前記回転軸に連結固定された棒状部材を介したシリンダで前記リニアアクチュエータに押し付けられた状態で配置され、前記リニアアクチュエータの前進・後退動作により前記回転軸を中心とした円弧運動で、前記スリットダイの吐出口が前記バックアップロールの周面に接近・離間することで、前記スリットダイと前記バックアップロールの間隔が調整されることを特徴とするパターン塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載するパターン塗布装置を用いて、以下の動作を繰り返し制御することを特徴とするパターン塗布方法。
（１）塗布始端部においてリニアアクチュエータを作動させてスリットダイを基材に接近
させて塗布液を吐出し、前記基材への塗布量を連続塗布時の塗布量に調整する動作
、
（２）ついで、前記リニアアクチュエータを作動させて前記スリットダイと前記基材との
間隔を拡げ、その間隔及び塗布液の吐出量を保持して、塗布量を連続塗布時の塗布
量に調整する動作、
（３）続いて、塗布終端部において、前記リニアアクチュエータを作動させて、前記スリ
ットダイを前記基材に定常間隔より近づけてサックバックを行う動作、
（４）さらに、前記リニアアクチュエータを作動させて、前記スリットダイと前記基材と
の間隔を定常間隔より拡げることより、塗布液を切る動作。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続送りにて搬送される紙、プラスチックフィルム、布、金属箔及び、これらの積層体からなるウェブシ−ト（以下基材と称する）の表面に、塗布液をスリットダイを用いて間欠的に塗布するパターン塗布装置およびパターン塗布方法に関する。更に詳しくは、液晶表示ディスプレイや光学フィルター製造用のプラスチックシートなどの基材の表面に、ダイ・コーティング法によって、各種の塗布液を塗布して導電膜、絶縁膜、フォトレジスト膜等の機能性膜を形成するために用いられるパターン塗布装置およびパターン塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基材へスリットダイを用いて塗布液を所定の間隔でパターン塗布する技術がある。例えば、特許文献１では、バックアップロールの周面とスリットダイとの間に一定のギャップを設けて、その間に基材を走行させながら、定量ポンプを回転・停止してスリットダイから塗布液を間欠的に吐出させて、基材にパターン塗布する塗布装置が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２では、間欠塗布の場合の塗布区間の始端及び終端を直線的にし、塗布始端部の厚塗りを防止するために、塗布停止時にはスリットダイの塗布液供給口への塗料の流れを遮断して塗布液供給口以外に導くと同時に、塗布液供給口内部及びスリット出口部の塗料を塗布液供給口内部に設けた所定の場所に吸引する、いわゆるサックバック機構を用いた間欠塗布装置が開示されている。しかしながら、塗布終端部でサックバックを行っても、基材と塗布液との密着力により、不要な塗布液を充分に取りきれず、その結果、塗布終端部において厚みムラを生じる問題が残った。
【０００４】
そこで、特許文献３には、基材はウェブシートではないが、枚葉基板の表面のほぼ全範囲に均一な塗布膜を形成する技術として、塗布開始部では基板表面とスリットダイの先端との間隔を定常間隔より狭い間隔として、このスリットと塗布開始部との間に初期ビードを形成し、直ちに、ダイのスリットから塗布液を吐出しながらダイを若干上昇させて定常ビードへと移行させ、ついで、スリットへの塗布液供給速度とダイの走行速度とを同期させて定常ビードを保持したままダイを基板表面に沿って走行させ、続いて、基板の塗布終端部で、基板表面とダイのスリットの先端との間隔を定常間隔ないしそれ以下の間隔に調節しながら、定常ビードのサックバックを行う、枚葉基板の製造方法が開示されている。
【特許文献１】特許第２９９７６３７号公報
【特許文献２】特許第２８４２３４７号公報
【特許文献３】特開２００２−１５３７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のサックバック方式を用いる塗布方法において、ウェブ状で搬送される基材に対して、はやい速度での生産が可能で、かつ、各種の塗布材料を均一に精度良く基材に塗布できる装置はなかった。そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑み、塗布終端部及び塗布始端部の塗布量を制御することで、厚みムラが改善可能な、ウェブ基材のパターン塗布装置およびパターン塗布方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る発明は、少なくとも、基材を所定の速度で搬送するバックアップロールと案内用ロールとからなる搬送機構と、前記バックアップロールの周面に保持された前記基材上に塗布液を塗布するスリットダイと、前記スリットダイのノズルに前記塗布液を間欠的に供給する塗布液供給機構と、前記塗布液供給機構に接続する前記塗布液を循環する循環配管と前記塗布液を排出する排出配管と前記塗布液を吸引するサックバック機構とを有するパターン塗布装置において、前記スリットダイは、塗布液の塗出方向を固定保持することが可能となるように回転軸に連結した容体に枢支され、前進・後退動作をさせるリニアアクチュエータを有し、かつ、前記スリットダイは前記回転軸に連結固定された棒状部材を介したシリンダで前記リニアアクチュエータに押し付けられた状態で配置され、前記リニアアクチュエータの前進・後退動作により前記回転軸を中心とした円弧運動で、前記スリットダイの吐出口が前記バックアップロールの周面に接近・離間することで、前記スリットダイと前記バックアップロールの間隔が調整されることを特徴とするパターン塗布装置である。
【０００７】
次に、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載するパターン塗布装置を用いて、以下の動作を繰り返し制御することを特徴とするパターン塗布方法であって、（１）まず、塗布始端部においてリニアアクチュエータを作動させてスリットダイを基材に接近させて塗布液を吐出し、前記基材への塗布量を連続塗布時の塗布量に調整する動作、（２）ついで、前記リニアアクチュエータを作動させて前記スリットダイと前記基材との間隔を拡げ、その間隔及び塗布液の吐出量を保持して、塗布量を連続塗布時の塗布量に調整する動作、（３）続いて、塗布終端部において、前記リニアアクチュエータを作動させて、前記スリットダイを前記基材に定常間隔より近づけてサックバックを行う動作、（４）さらに、前記リニアアクチュエータを作動させて、前記スリットダイと前記基材との間隔を定常間隔より拡げることより、塗布液を切る動作である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のパターン塗布装置によれば、リニアアクチュエータの動作がスリットダイの円弧運動に変換され、スリットダイ吐出口とバックアップロールの間隔の変化が増幅される形になるため、応答性が速くなり、高速で搬送されるウェブ状基材に対しても塗布始端部及び塗布終端部の塗布量制御が容易となる。また、回転軸に連結固定された棒状部材を介したシリンダでスリットダイがリニアアクチュエータに押し付けられた状態で保持されるため、パターン塗布部の厚みムラが生じるのを防止することが可能となる。
【０００９】
更に、本発明のパターン塗布方法によれば、スリットダイとバックアップロールの間隔を素早く変更して塗布液の吐出およびサックバックができるため、粘度が低いものから高いものや、カーボン等を多量に含有した流動性の低い塗布液であっても、厚みムラが少なく、かつ、終端での切れが良いため、安定したパターン塗布性が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明のパターン塗布装置およびそれを用いたパターン塗布方法を、一実施形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のパターン塗布装置のスリットダイ近傍の構成の概略図である。また、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、本発明のパターン塗布方法の一実施形態での一連の動作の説明図であり、図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、図２に引き続く動作の説明図である。
本発明のパターン塗布装置は、例えば図１に示すように、基材１が図示しない巻き出し部から巻き出され、案内用ロール８からバックアップロール２に搬送されて、スリットダイ３から塗布液１０を間欠的に吐出することで、基材上に塗布液１０を間欠的に塗布する装置として用いることが出来る。ここで、スリットダイ３は、回転軸６に連結した容体７に枢支され、前進・後退動作をさせるリニアアクチュエータ４を有し、かつ、回転軸６に連結固定された棒状部材５を介したシリンダ９でリニアアクチュエータ４に常に押し付けられた状態で配置され、リニアアクチュエータ４の前進・後退動作（図１では上下動となる）により回転軸６を中心とした仮想の線６０で示す円弧運動で、スリットダイ３の吐出口がバックアップロール２の周面に接近・離間することで、スリットダイ３とバックアップロール２の間隔が調整され、基材１とスリットダイ３の先端部との間隔を変化させることが出来る。なお、ここでリニアアクチュエータに関しては、自己保持力が十分あり分解能が１μｍ以下のリニアアクチュエータを使用することが高い精度を保持するために好ましい。
【００１１】
また、図示しないが、スリットダイのノズルには、塗布液を間欠的に供給する塗布液供給機構と、塗布液供給機構に接続する塗布液を循環する循環配管と、塗布液を排出する排出配管とが接続されている。塗布停止時には塗布液供給口への塗布液の流れを遮断し、循環配管に導くと同時に、塗布液供給口内部及びスリットダイ吐出口部の塗布液を、サックバック機構により所定の場所に吸引する。なお、サックバック機構は、塗布終端部での余剰塗布液を吸引し、パターンの切れを良くし、塗布液の引きずりやカスレを防止するもので、この機能を果たすものであれば構造は問わない。塗布実施時には塗布液供給口への塗布液の流れを開放するとともに、所定の場所に吸引された塗布液を塗布液供給口内部に戻す。
【００１２】
ここで、塗布液供給機構は、所定の塗布液タンクから、所定量の塗布液をスリットダイのノズルへと間欠的に供給するもので、例えば、ギヤポンプ、ダイヤフラムポンプ、シリンジポンプなどの容積式ポンプを用い、塗布液タンクから配管を介して、塗布液をスリットダイのノズルへと供給する。通常、三方切り替え弁等を介して接続する塗布液を循環する循環配管と、塗布液を排出する排出配管とに塗布液の流れをコントロールして所定の間欠的な塗布液の供給を制御する。
【００１３】
次に、本発明のパターン塗布方法の動作を説明する。塗布開始時すなわち塗布始端部では、塗布液の表面張力により基材に塗布される塗布液の量は多くなる。本発明のパターン塗布方法では図２に示すように、塗布開始時は、基材-スリットダイのギャップを狭くし、塗布量を連続塗布時の塗布量と等しくすることを特徴とする。図２（ａ）に示すように、塗布開始時において、吐出口を基材に接近させておく。そして図２（ｂ）に示すように、塗布液をスリットダイから吐出する。そして、基材が濡れることにより、塗布液の表面張力の影響が減少する。従って、塗布量を一定に保つためには、基材が塗れた直後に基材とスリットダイの間隔を拡げる必要がある。そこで、図２（ｃ）に示すように、リニアアクチュエータを駆動し、スリットダイを円弧運動で図２では斜め上方に後退させ、基材とスリットダイの間隔を拡げる。
【００１４】
塗布中は、リニアアクチュエータは駆動せず、回転軸に連結固定された棒状部材を介したシリンダでスリットダイがリニアアクチュエータに押し付けられた状態で保持して、基材と吐出口の間隔を図２（ｃ）で示した間隔のままに、塗布液の吐出量を保持する。このことで、パターン塗布部の厚みムラが生じるのを防止することが可能となる。
【００１５】
塗布終端では、基材と吐出口の間隔内に形成された塗布液の液溜りを除去するために、サックバック機構により塗布液を吸引する。本発明のパターン塗布方法では、塗布終端では、基材と吐出口の間隔を狭くすることで、サックバック機構による塗布液の吸引量を増し、さらにその後は、塗布液を切るために、基材と吐出口の間隔を拡げる。図３（ａ）は、塗布中の図である。塗布終端では、図３（ｂ）に示すように、リニアアクチュエータを駆動し、基材と吐出口の間隔を狭くする。この動作と同時に、サックバック機構により塗布液を吸引する。次に図３（ｃ）に示すように、リニアアクチュエータを駆動して、基材と吐出口の間隔を拡げる。これにより、塗布液を切ることができる。そして、図３（ｄ）に示すように、次の塗布のために、リニアアクチュエータを駆動して、基材と吐出口の間隔を狭くする。
【００１６】
以上詳細に述べたように、本発明のパターン塗布装置を用いることで、塗布始端部の塗布量および塗布終端部の塗布量を制御することができる。例えば、カーボン粉末を多量に混合した電池等の極板用塗布液を塗布する際、塗布始端部での基材と吐出口の間隔を意図的に狭くすることで塗布形状を制御し、かつ、塗布始端部の凸部（盛り上がり）を無くすことができる。また、塗布終端部での基材と吐出口の間隔を意図的に狭くすることでサックバック機構での吸引量を制御し、塗布終端部の凸部（盛り上がり）を無くすことができる。すなわち、本発明のパターン塗布装置およびパターン塗布方法を用いることで、スリットダイによる塗布において従来よりも均一に塗布することが可能であり、液晶表示ディスプレイや光学フィルター、あるいは燃料電池製造用のプラスチックシートなどの基材の表面に、ダイ・コーティング法によって、各種の塗布液を塗布して導電膜、絶縁膜、フォトレジスト膜等の機能性膜を形成するために用いられるパターン塗布において、非常に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のパターン塗布装置のスリットダイ近傍の構成の概略図。
【図２】本発明のパターン塗布方法の一実施形態での一連の動作の説明図。
【図３】本発明のパターン塗布方法の一実施形態での引き続く一連の動作の説明図。
【符号の説明】
【００１８】
１・・・基材      ２・・・バックアップロール      ３・・・スリットダイ
４・・・リニアアクチュエータ      ５・・・棒状部材      ６・・・回転軸
７・・・容体      ８・・・案内用ロール      ９・・・シリンダ
１０・・・塗布液      ６０・・・仮想の線（円弧運動）
【図１】
0005417725.tif 000002
【図２】
0005417725.tif 000003
【図３】
0005417725.tif 000004