(57)【要約】【課題】  スラリーの粘度に関わらず、シート幅が高い精度で規定されたセラミックシートを形成可能なセラミックシート成形機を提供する。【解決手段】  本発明に係るセラミックシート成形機１０においては、ドクターブレード２６が、シート搬送ローラ２２との間でキャリアフィルム１４の搬送路を挟むように配置されており、キャリアフィルム１４に塗布されたスラリーＳは、このドクターブレード２６のブレード部２８によって厚さが整えられる。ここで、このブレード部２８は、その端部２８ａ，２８ｂが、ドクターブレード２６の端部２６ａ，２６ｂから所定距離Ｄ１，Ｄ２だけ内側の位置まで延びており、ドクターブレード２６の端部まで達していない。そのため、ブレード部２８の端部２８ａ，２８ｂによって、スラリーＳの粘度に関わらず、グリーンシートＧの幅方向Ｙの縁位置Ｇ−ａ，Ｇ−ｂ及びセラミックシートのシート幅が高い精度で規定される。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に搬送されるキャリアフィルムの一方面に、セラミック材料のスラリーを塗布して、セラミックシートを形成するセラミックシート成形機であって、
外周面の一部に前記キャリアフィルムが巻かれるローラと、
前記ローラとの間で前記キャリアフィルムの搬送路を挟むように配置され、且つ、前記キャリアフィルムに塗布された前記スラリーの厚さを整えるブレード部を有するドクターブレードとを備え、
前記ドクターブレードのブレード部が、前記ドクターブレードの長手方向に沿って一方向に延びるように形成されており、且つ、前記ブレード部の両端部それぞれが、前記ドクターブレードの端部から所定距離だけ内側の位置まで延びている、セラミックシート成形機。
【請求項２】
前記ドクターブレードが、略円形の断面を有すると共に、前記ローラの延在方向に対して平行に延びる円柱部材である、請求項１に記載のセラミックシート成形機。
【請求項３】
前記ドクターブレードの前記ブレード部が、前記円柱部材の一部を切り欠いて形成されたくさび部で構成されている、請求項２に記載のセラミックシート成形機。
【請求項４】
前記ブレード部を構成する前記くさび部に、前記ブレード部に対応する部分の前記キャリアフィルムの表面と対面する端面が形成されている、請求項３に記載のセラミックシート成形機。
【請求項５】
前記ドクターブレードを前記ローラに対して進退する方向に変位させる変位手段をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のセラミックシート成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックシート成形機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この技術の分野におけるセラミックシート成形機は、例えば、下記特許文献１に開示されている。この特許文献１には、ローラで搬送されるフィルム上にスラリーダム部からスラリーを吐出し、そのスラリーをパイプ状ドクターブレードで均一に延ばしてグリーンシートを形成し、セラミックシートを形成する成形機が示されている。
【特許文献１】特開２００３−１９７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述した従来のセラミックシート成形機には、次のような課題が存在している。すなわち、フィルム上に形成されるグリーンシートの幅方向の縁位置は、スラリーダム部の吐出口でしか規定されていないため、ドクターブレードでスラリーを延ばした際に、グリーンシートの縁位置がシートの幅方向でズレて、シート幅の均一化を阻害していた。
【０００４】
加えて、グリーンシートを薄く形成できる点でスラリーの粘度は低いことが好ましいが、上述した従来のセラミックシート成形機では、粘度が低くなるにつれて上述した縁位置のズレが拡大してしまうという問題もあった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、スラリーの粘度に関わらず、シート幅が高い精度で規定されたセラミックシートを形成可能なセラミックシート成形機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】
本発明に係るセラミックシート成形機は、長手方向に搬送されるキャリアフィルムの一方面に、セラミック材料のスラリーを塗布して、セラミックシートを形成するセラミックシート成形機であって、外周面の一部にキャリアフィルムが巻かれるローラと、ローラとの間でキャリアフィルムの搬送路を挟むように配置され、且つ、キャリアフィルムに塗布されたスラリーの厚さを整えるブレード部を有するドクターブレードとを備え、ドクターブレードのブレード部が、ドクターブレードの長手方向に沿って一方向に延びるように形成されており、且つ、ブレード部の両端部それぞれが、ドクターブレードの端部から所定距離だけ内側の位置まで延びていることを特徴とする。
【０００７】
このセラミックシート成形機においては、ローラの外周面の一部にはキャリアフィルムが巻かれており、このローラの外周面に沿ってキャリアフィルムはその長手方向に搬送される。そして、ドクターブレードが、ローラとの間でキャリアフィルムの搬送路を挟むように配置されており、キャリアフィルムに塗布されたスラリーは、このドクターブレードのブレード部によって厚さが整えられる。ここで、このブレード部は、その端部が、ドクターブレードの端部から所定距離だけ内側の位置まで延びており、ドクターブレードの端部まで達していない。そのため、ブレード部の端部によって、スラリーの粘度に関わらず、グリーンシートの幅方向の縁位置が高い精度で正確に規定され、その結果、セラミックシートのシート幅が高い精度で規定される。
【０００８】
また、ドクターブレードが、略円形の断面を有すると共に、ローラの延在方向に対して平行に延びる円柱部材であることが好ましい。この場合、ローラの延在方向を基準にドクターブレードの軸を調整することで、ドクターブレードを所定位置に容易に配置することができる。
【０００９】
また、ドクターブレードのブレード部が、円柱部材の一部を切り欠いて形成されたくさび部で構成されていることが好ましい。この場合、円柱部材であるドクターブレードを用いて、ブレード部を容易に作製することができる。
【００１０】
また、ブレード部を構成するくさび部に、ブレード部に対応する部分のキャリアフィルムの表面と対面する端面が形成されていることが好ましい。この場合、ブレード部の延在方向に関するスラリーの厚みばらつきが有意に抑制される。
【００１１】
また、ドクターブレードをローラに対して進退する方向に変位させる変位手段をさらに備えることが好ましい。この場合、変位手段によってドクターブレードを変位させるだけで、ドクターブレードとローラとの離間距離が変わるため、ブレード部によって整えられるスラリーの厚さを容易に変更することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スラリーの粘度に関わらず、シート幅が高い精度で規定されたセラミックシートを形成可能なセラミックシート成形機が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明に係るセラミックシート成形機を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。
【００１４】
セラミックシート成形機１０は、図１に示すように、筐体１２内において搬送されるキャリアフィルム（ＰＥＴフィルム）１４にセラミック材料のスラリーを塗布するための装置である。そして、セラミックシート成形機１０は、そのスラリーＳが塗布されるべきキャリアフィルム１４（厚さ５０μｍ）が巻回されたシートロール１６を一定速度で送るキャプスタン１８と、キャリアフィルム１４の表面にスラリーＳを塗布するスラリー塗布部２０と、キャリアフィルム１４をキャプスタン１８からスラリー塗布部２０まで一定のテンションに保ちつつ案内する８つの案内ローラＲ１〜Ｒ８とを備えている。
【００１５】
つまり、このセラミックシート成形機１０においては、キャリアフィルム１４は、シートロール１６に巻かれた状態からキャプスタン１８によって長手方向に送り出されると、８つの案内ローラＲ１〜Ｒ８によって順次案内され、スラリー塗布部２０においてスラリーＳを塗布された後、装置外に搬出される。そして、キャリアフィルム１４に塗布されたスラリーＳによって構成されるグリーンシートＧに対して、所定の熱処理（例えば、乾燥、仮焼成、本焼成など）を施すことで、スラリーＳからセラミックシートが作製される。
【００１６】
次に、図２〜図４を参照しつつ、スラリー塗布部２０について詳しく説明する。スラリー塗布部２０は、上述したキャリアフィルム１４が外周面２２ａの略半周に亘って巻かれるシート搬送ローラ２２と、シート搬送ローラ２２の鉛直下方に配置されたスラリー槽２４と、このスラリー槽２４に支持されるドクターブレード２６とを備えている。
【００１７】
シート搬送ローラ２２は、ガラス製で直径２００ｍｍの薄肉円筒形状を有している。そして、キャリアフィルム１４が、シート搬送ローラ２２の最下位置より高い位置にあるローラＲ８からシート搬送ローラ２２に斜め上の方向（図２における右斜め上の方向）から搬送されてきて、シート搬送ローラ２２の外周面２２ａ上を略半周に亘って移動し、水平状態で装置外に搬出される。
【００１８】
ドクターブレード２６は、図３に示すとおり、超硬合金（ＷＣ−Ｃｏ系）で構成された長尺の円柱部材であり、略円形（直径２０ｍｍ）の断面を有している。ここで、図３（ａ）はドクターブレード２６の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のα−α線断面図である。そして、ドクターブレード２６には、キャリアフィルム１４に塗布されたスラリーＳの厚さを整える一対のブレード部２８が、軸中心Ａに関して対称の位置に形成されている。各ブレード部２８は断面がくさび形状のくさび部であり、その頂部の角度θは約７０度となっている。このブレード部２８は、円柱部材の一部を切り欠いて形成されたものであり、ドクターブレード２６の長手方向に沿って一方向に延びている。また、各ブレード部２８は、隣接する斜面３０ａと直交する２面で構成された隅面３０ｂとで形成されている。そして、ドクターブレード２６は、キャリアフィルム１４の搬送路上流側に斜面３０ａが位置し、搬送路下流側に隅面３０ｂが位置するように設置される。
【００１９】
なお、このブレード部２８の端部２８ａ，２８ｂは、図３（ａ）に示すように、ドクターブレード２６の各端部２６ａ，２６ｂから所定距離Ｄ１，Ｄ２だけ離れた位置まで延びている。すなわち、ブレード部２８の端部２８ａ，２８ｂは、ドクターブレード２６の各端部２６ａ，２６ｂまで達していない。
【００２０】
スラリー槽２４は、ドクターブレード２６を下方から支持する軸受け部２４ａと、この軸受け部２４ａよりも搬送路上流側にスラリーＳを溜めておく槽部２４ｂとを備えている。
【００２１】
スラリー槽２４の軸受け部２４ａには、図４に示すように、ドクターブレード２６がシート搬送ローラ２２との間でキャリアフィルム１４の搬送路を挟むように、且つ、シート搬送ローラ２２の延在方向と平行となるように配置され、上述したブレード部２８が真上になるように設置される。上述したように、ドクターブレード２６は円柱部材であるため、キャリアフィルム１４の延在方向を基準にしてドクターブレード２６の軸を調整するだけで、ドクターブレード２６を所定位置に容易に配置することができる。
【００２２】
スラリーＳが溜められる槽部２４ｂの底部には、スラリーＳが流入する導入口２４ｃが設けられており、この導入口２４ｃには、スラリーＳが圧送されるエチレンプロピレンゴム製のチューブＴが接続されている。そして、スラリーＳは、公知のポンプを用いて図示しないスラリータンクから、このチューブＴを通ってスラリー槽２４の槽部２４ｂに導入される。
【００２３】
ここで、上述した槽部２４ｂの上端部は、図４に示すように、スラリー塗布部２０に搬送されてくるキャリアフィルム１４の下面１４ａに沿って傾斜している。そのため、槽部２４ｂをスラリーＳで充たすと、槽部２４ｂ内のスラリーＳの一部はキャリアフィルム１４の下面１４ａに塗布され、ドクターブレード２６の方に移動する。そして、ドクターブレード２６の方に移動したスラリーＳは、ブレード部２８の斜面３０ａの上方を通り抜けて、ブレード部２８の頂部まで達する。そして、このブレード部２８の頂部において、スラリーＳはブレード部２８の頂部とキャリアフィルム１４の下面１４ａとの離間距離ｄの厚さに整えられて、厚さｄ（例えば、３０〜４０μｍ）のグリーンシートＧが形成される。
【００２４】
なお、スラリー槽２４の下面２４ｄに接するようにマイクロメータヘッド（変位手段）３２が取り付けられており、このマイクロメータヘッド３２を上下動させることで、スラリー槽２４は上下動する。すると、そのスラリー槽２４の上下動に従って、スラリー槽２４に支持されたドクターブレード２６も上下動するため、ドクターブレード２６は、マイクロメータヘッド３２によってシート搬送ローラ２２に対して進退する方向に変位される。それにより、上述したブレード部２８の頂部とキャリアフィルム１４の下面１４ａとの離間距離ｄが変わり、形成されるグリーンシートＧの厚さが変わる。つまり、マイクロメータヘッド３２によってドクターブレード２６を変位させるだけで、ブレード部２８によって整えられるスラリーＳの厚さ（すなわち、グリーンシートＧの厚さｄ）を容易に変更することができる。
【００２５】
以下、ブレード部２８によって形成されるグリーンシートＧについて、図５を参照しつつ説明する。上述したように、キャリアフィルム１４の下面１４ａには、スラリー槽２４に溜められたスラリーＳが塗布され、ドクターブレード２６のブレード部２８によって成形された厚さｄのグリーンシートGが、シート搬送方向Ｘ（図５における上方向）に送られる。なお、上述したように、スラリー槽２４内のスラリーＳは、ブレード部２８の斜面３０ａを通ってブレード部２８の頂部に達するため、ブレード部２８に対応する領域のキャリアフィルム１４領域にだけグリーンシートＧが形成される。ここで、ブレード部２８は、その両端部２８ａ，２８ｂが規定されているため、シート搬送方向Ｘに直交するグリーンシートＧの幅方向Ｙの両縁Ｇ−ａ，Ｇ−ｂは、ブレード部２８の両端部２８ａ，２８ｂによって正確に規定される。その結果、グリーンシートＧに所定の熱処理を施して得られるセラミックシートについても、そのシート幅が高い精度で規定される。
【００２６】
一方、図６に示すように、ドクターブレード３６の端部３６ａ，３６ｂにまでブレード部３８の端部３８ａ，３８ｂが達している場合には、スラリー槽２４内におけるスラリーＳの対流や振動などによって、形成されるグリーンシートGの両縁Ｇ−ａ，Ｇ−ｂの位置がズレてしまう。それにより、得られるセラミックシートのシート幅の精度低下が招かれる。特に、粘度の低いスラリーＳを用いた場合には、スラリーＳがキャリアフィルム１４の縁に向かって流れやすくなるため、グリーンシートGの両縁Ｇ−ａ，Ｇ−ｂの位置ズレがより拡大することとなる。
【００２７】
すなわち、上述したセラミックシート成形機１０においては、ドクターブレード２６のブレード部２８の端部２８ａ，２８ｂが、ドクターブレード２６の端部２６ａ，２６ｂから所定距離Ｄ１，Ｄ２だけ内側の位置まで延びているため、スラリーＳの粘度に関わらず、グリーンシートＧの幅方向Ｙの縁Ｇ−ａ，Ｇ−ｂの位置が高い精度で正確に規定され、その結果、セラミックシートのシート幅が高い精度で規定される。
【００２８】
次に、上述したドクターブレード２６とは異なる態様のドクターブレード２６Ａについて、図７及び図８を参照しつつ説明する。
【００２９】
ドクターブレード２６Ａは、図７に示すように、ドクターブレード２６同様、長尺の円柱部材であり、略円形の断面を有している。ここで、図７（ａ）はドクターブレード２６Ａの平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のβ−β線断面図である。また、ドクターブレード２６Ａにも、キャリアフィルム１４に塗布されたスラリーＳの厚さを整える一対のブレード部２８Ａが、軸中心Ａに関して対称の位置に形成されている。各ブレード部２８Ａは断面がくさび形状のくさび部であり、その頂部の角度θは約７０度となっている。このブレード部２８Ａは、円柱部材の一部を切り欠いて形成されたものであり、ドクターブレード２６Ａの長手方向に沿って一方向に延びている。また、各ブレード部２８は、隣接する斜面３０ａと直交する２面で構成された隅面３０ｂと上端面３０ｃとで形成されている。そして、ドクターブレード２６は、上端面３０ｃを挟んで、キャリアフィルム１４の搬送路上流側に斜面３０ａが位置し、搬送路下流側に隅面３０ｂが位置するように設置される。
【００３０】
このブレード部２８Ａの端部２８ａ，２８ｂも、ブレード部２８同様、図７（ａ）に示すように、ドクターブレード２６Ａの各端部２６ａ，２６ｂから所定距離Ｄ１，Ｄ２だけ離れた位置まで延びている。すなわち、ブレード部２８Ａの端部２８ａ，２８ｂは、ドクターブレード２６Ａの各端部２６ａ，２６ｂまで達していない。
【００３１】
そして、このドクターブレード２６Ａは、図８に示すように、スラリー槽２４の軸受け部２４ａに、上述したブレード部２８Ａが真上になり、且つ、上端面３０ｃがキャリアフィルム１４の下面１４ａと対面するように設置される。そして、槽部２４ｂをスラリーＳで充たすと、槽部２４ｂ内のスラリーＳの一部はキャリアフィルム１４の下面１４ａに塗布され、ドクターブレード２６Ａの方に移動する。そして、ドクターブレード２６Ａの方に移動したスラリーＳは、ブレード部２８Ａの斜面３０ａの上方を通り抜けて、ブレード部２８の上端面３０ｃまで達する。そして、このブレード部２８の上端面３０ｃにおいて、スラリーＳはブレード部２８の上端面３０ｃとキャリアフィルム１４の下面１４ａとの離間距離ｄの厚さに整えられて、厚さｄのグリーンシートＧが形成される。
【００３２】
以上で説明したドクターブレード２６Ａにおいても、ドクターブレード２６同様、スラリー槽２４内のスラリーＳは、ブレード部２８Ａの斜面３０ａを通ってブレード部２８Ａの上端面３０ｃに達するため、ブレード部２８Ａに対応する領域のキャリアフィルム１４領域にだけグリーンシートＧが形成される。そして、ブレード部２８Ａは、その両端部２８ａ，２８ｂが規定されているため、シート搬送方向Ｘに直交するグリーンシートＧの幅方向Ｙの両縁Ｇ−ａ，Ｇ−ｂは、ブレード部２８Ａの両端部２８ａ，２８ｂによって正確に規定される。その結果、グリーンシートＧに所定の熱処理を施して得られるセラミックシートについても、そのシート幅が高い精度で規定される。
【００３３】
加えて、上端面３０ｃが形成されたドクターブレード２６Ａを用いることで、グリーンシートＧの幅方向Ｙの厚みバラツキが低減されることを、発明者らは鋭意研究の末に見出した。以下、発明者らがおこなった厚さ測定試験を、図９を参照しつつ説明する。
【００３４】
発明者らは、上述したブレード部２８の上端面３０ｃの幅を変えて、シート幅８０ｍｍのグリーンシートＧを形成すると共に、形成したグリーンシートＧの厚さを図９に示した１５６点において測長機（デジタルマイクロヘッド）で測定した。すなわち、シート搬送方向（つまり、シート長手方向）Ｘについては５０ｍｍの等間隔で１２箇所測定し、シート幅方向Ｙについては両縁から１０ｍｍのところから５ｍｍの等間隔で１３箇所測定した。
【００３５】
そして、長手方向に並んだ１２個の測定点Ｐ１〜Ｐ１３群ごとに平均厚さを算出し、図１０に示す表にまとめた。この図１０の表から、ドクターブレードの上端面の幅が０ｍｍ（上述したドクターブレード２６と同等）から０．２５ｍｍ、０．５０ｍｍ、１．００ｍｍに拡大していくにつれて、次第に「最大値−最小値」の値が小さくなっていくことがわかる。また、図１１に示した厚みバラツキ（Ｐ１〜Ｐ１３の平均からの偏り）のグラフからも、ドクターブレードの上端面の幅が拡大していくにつれて、次第に厚みバラツキが小さくなることがわかる。
【００３６】
以上の試験結果から、上端面３０ｃのないドクターブレード２６よりも上端面３０ｃのあるドクターブレード２６Ａのほうが、また、上端面３０ｃの幅が広いほうが、グリーンシートＧの幅方向Ｙの厚みバラツキが小さいことがわかる。このように厚みバラツキが低減される理由は、スラリー槽２４内のスラリーＳの対流に起因するものであると考えられる。
【００３７】
すなわち、チューブＴを通って槽部２４ｂに圧送されてくるスラリーＳは、導入口２４ｃを起点として対流（循環）しているが、上端面３０ｃとキャリアフィルム１４の下面１４ａとで形成される狭小領域を設けることで、その狭小領域において流速の高いスラリー流がある程度減速されて、対流によるＹ方向の流速バラツキが低減すると考えられる。そのため、上端面３０ｃを有するドクターブレード２６Ａでは、グリーンシートＧの幅方向ＹにおけるスラリーＳの流速の均一化が図られ、その結果、グリーンシートＧの幅方向Ｙにおける厚さバラツキが低減される。
【００３８】
また、上端面３０ｃの幅が拡大することで、上述した狭小領域の長さが拡張されるため、より効果的に対流による流速バラツキが抑制され、スラリーＳの流速がより均一化される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態に係るセラミックシート成形機を示した概略構成図である。
【図２】図１に示したセラミックシート成形機のスラリー塗布部を示した図である。
【図３】図２に示したスラリー塗布部に設置されるドクターブレードを示した図である。
【図４】図２に示したスラリー塗布部の要部拡大図である。
【図５】図３に示したブレード部によって形成されるグリーンシートの状態を示した図である。
【図６】従来のブレード部によって形成されるグリーンシートの状態を示した図である。
【図７】図３に示したドクターブレードとは異なる態様のドクターブレードを示した図である。
【図８】図７に示したドクターブレードがスラリー槽に設置された状態を示した図である。
【図９】グリーンシートの厚さバラツキを測定する際の測定点を示した図である。
【図１０】厚さバラツキの測定結果をまとめた表である。
【図１１】各測定点における厚さバラツキを示したグラフである。
【符号の説明】
【００４０】
１０…セラミックシート成形機、１４…キャリアフィルム、２２…シート搬送ローラ、２２ａ…外周面、２４…スラリー槽、２６…ドクターブレード、２６ａ，２６ｂ…端部、２８…ブレード部、２８ａ，２８ｂ…端部、３０ｃ…上端面、３２…マイクロメータヘッド、Ｇ…グリーンシート、Ｓ…スラリー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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