(57)【要約】【課題】軽量で、かつ発生する内圧力に対してスリットの開度の変化を極小にすることができるようにする。【解決手段】塗布材料Ａを吐出口３ａから吐出するスリット３の両側に、かつスリット３に平行して第２のマニホールド７ａ，７ｂを設け、これらマニホールド７ａ，７ｂの開口部をダイヤフラム１０ａ，１０ｂで塞ぐ。これらマニホールド７ａ，７ｂに塗布材料またはその他の加圧流体を充填して内圧力を発生させる。塗布時、スリット３を塗布材料Ａが通ることにより、このスリット３内に内圧力が発生してスリット３の開度ｈを広げようとするが、マニホールド７ａ，７ｂに発生した内圧力によってこれが抑圧される。また、マニホールド７ａ，７ｂに発生した内圧力により、マニホールド外郭部９ａ，９ｂが変形変位するが、ダイヤフラム１０ａ，１０ｂがこれとともに変形し、スリット３の開度ｈに影響しない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のダイブロックによって第１のマニホールドと該第１のマニホールドから外部に延長するスリットが形成され、該スリットの先端に塗布材料を吐出する材料吐出口としてのリップが形成されて、ウエブまたは平板の表面に塗工するダイコータのダイコータヘッドであって、
該ダイブロック内に、該スリットを挟んで、かつ該スリットに平行な２つの第２のマニホールドを設けたことを特徴とするダイコータヘッド。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２のマニホールドは、前記スリットの先端の材料吐出口としての前記リップ面よりも後退していることを特徴とするダイコータヘッド。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第２のマニホールドは夫々、開放端がダイヤフラムで密閉されているとともに、前記第１のマニホールドへの連通手段と内部の空気を除去する排気手段とを備え、内部の空気を排除して前記塗布材料を充填可能に構成したことを特徴とするダイコータヘッド。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記第２のマニホールドは夫々、開放端がダイヤフラムで密閉されているとともに、外部から流体を導入する流体導入手段と内部の空気を除去する排気手段とを備え、内部の空気を排除して該流体を充填可能に構成したことを特徴とするダイコータヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダイコータヘッドに関するものであり、詳しくは、塗布材料の供給流動によってダイコータヘッドの接液部に発生する圧力による、スリットの先端に材料吐出口として形成されたリップ面の変形を防止若しくは低減するダイコータヘッドの構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、対向して配置されたウエブまたは平板（以下、これらをまとめて塗布基材という）の表面に塗布材料を塗工する装置として、ダイコータが知られている。このダイコータは、ウエブや平板の塗工幅に等しい幅の材料吐出口が設けられたダイコータヘッドを備え、この材料吐出口に対向した塗布基材を移動させながらこの材料吐出口から塗布材料を吐出させることにより、この塗布基材の表面に塗布材料を塗工するものである。
【０００３】
図４は従来のダイコータヘッドの一例の構成を示す斜視図であって、１ａ，１ｂはダイブロック、２はマニホールド、３はスリット、３ａは吐出口、４ａ，４ｂはリップ、５は材料供給ポンプ、６は材料供給管である。
【０００４】
同図において、ダイコータヘッドは、塗布幅Ｗに等しい幅の１対のダイブロック１ａ，１ｂが重ねられた構成をなしており、その内部にこの幅方向に伸延するマニホールド２と、このマニホールド２からこれらダイブロック１ａ，１ｂ間を延長し、これらダイブロック１ａ，１ｂの先細となった先端部まで伸延して外部に開口したスリット３が形成されている。このスリット３の開口部では、ダイブロック１ａ，１ｂに夫々塗工面に平行な面を有するリップ４ａ，４ｂが設けられており、これらリップ４ａ，４ｂ間のスリット３の先端部が塗布材料Ａを吐出する所定の開度ｈの吐出口３ａをなしている。ここで、スリット３は、その幅が塗布幅Ｗに等しく、かつ塗布幅Ｗで均一に吐出させるための流動抵抗を発生させる開度ｈで均一な隙間をなしている。
【０００５】
塗布基材の表面に塗布材料を塗布する場合、かかるダイコータヘッドに材料供給ポンプ５から材料供給管６を介して塗布材料Ａが供給される。ダイコータヘッドでは、この塗布材料Ａがマニホールド２で塗布幅Ｗにわたって均一に広げられ、スリット３を通して吐出口３ａから吐出される。これにより、この吐出口３ａに対向した塗布基材の表面に塗布材料が塗布される。
【０００６】
このような構成のダイコータヘッドについて、ダイコータヘッドの所定の均一な膜厚の塗膜を形成するための塗布幅Ｗや開度ｈなどの構造諸元の設定方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、マニホールドとスリットとにデッケルを挿入し、これらマニホールド内とスリット内でのデッケルの位置を変更することにより、塗布幅を変更変更できるようにしたダイコータヘットも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１５３２００
【特許文献２】特許２５０１０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、ダイコータヘッドから塗布材料を吐出させると、リップ４ａ，４ｂまでの接液部であるスリット３を通過するときの流動抵抗により、ダイコータヘッド内に圧力が発生する。マニホールド２や開度ｈのスリット３に発生する内圧力は、図５に示すように、マニホールド２内で最も高く、スリット３内では、マニホールド２に近い程高くなる分布となっている。この内圧力により、ダイブロック１ａ，１ｂにより形成されたスリット３の開度ｈは、図５に示すように、スリット３がその中央部で変形して開度ｈが広くなり、これに伴ってスリット３の吐出口３ａの中央部での塗布材料の吐出量は、固定支持部（図示せず）で支持されたダイブロック１ａ，１ｂの両端に比べて、多くなり、ダイコータヘッドとしての機能を果たさなくなる。
【０００９】
ダイコータヘッドにおける単位塗布幅当りの塗布材料Ａの吐出量Ｑ（ｍ3/ｓ）は、次式（１）により表わされる。
【００１０】
Ｑ＝Ｐｈ3/１２μＬ                      ……（１）
但し、Ｐ：スリット位置における大気圧力との差（ＭＰａ）
ｈ：このスリット位置での開度（ｍ）
μ：塗布材料Ａの粘度（Ｐａ・ｓ）
Ｌ：スリット３の長さ（ｍ）
ここで、内圧力などによって上記式（１）の右辺の開度ｈが変化すると、その変化量の３乗に比例して塗布材料Ａの吐出量Ｑが変化することになる。
【００１１】
このため、ダイコータヘッドは、塗布材料Ａがダイブロック１ａ，１ｂ内に供給されることに伴って発生する内圧力に耐え、変形が極小となるように、堅牢に製作されることになる。加えて、近年のＦＰＤ（Flat Panel Display）分野などへの適用に際しては、塗布幅Ｗの拡大が要求され、これに対応したダイコータヘッドも、同様に、堅牢に製作されることが必要とされている。例えば、塗布幅Ｗが１ｍを超えるダイコータヘッドは、その重量が数１００ｋｇとなることもあり、人手で保持したり、持上げたりすることが難しく、製作に要する費用も莫大になるし、製作精度も高く、製作可能なメーカも限られていた。
【００１２】
このため、ダイコータヘッドの取扱性、つまり洗浄などでの脱着のために重要な軽量化への配慮が必要となるが、単に軽量なダイコータヘッドを作成しても、均一な塗膜を形成するために重要なスリットの開度が、塗布材料の塗布流動時に発生する圧力により、変形するようなことがあっては、問題が繰り返されるだけのものとなる。
【００１３】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、軽量で、かつ発生する内圧力に対してスリットの開度の変化を極小にすることができるようにしたダイコータヘッドをを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明は、１対のダイブロックによって第１のマニホールドと該第１のマニホールドから外部に延長するスリットが形成され、スリットの先端に塗布材料を吐出する材料吐出口としてのリップが形成されて、塗布基材の表面に塗工するダイコータのダイコータヘッドであって、ダイブロック内に、スリットを挟んで、かつスリットに平行な２つの第２のマニホールドを設けた構成とするものである。
【００１５】
また、第２のマニホールドは、スリットの先端の材料吐出口としてのリップ面よりも後退した構成とするものである。
【００１６】
また、第２のマニホールドは夫々、開放端がダイヤフラムで密閉されているとともに、第１のマニホールドへの連通手段と内部の空気を除去する排気手段とを備え、内部の空気を排除して塗布材料を充填可能に構成したものである。
【００１７】
また、第２のマニホールドは夫々、開放端がダイヤフラムで密閉されているとともに、外部から流体を導入する流体導入手段と内部の空気を除去する排気手段とを備え、内部の空気を排除して流体を充填可能に構成したものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、塗布動作中に発生する内圧力によって部材の変形が生じても、スリットの開度の変化を抑えることができて、重量化せずに塗布材料の高精度の塗布を可能とし、取扱性や製作コスト面でも優れたダイコータヘッドを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明によるダイコータヘッドの第１の実施形態の全体構成を示す斜視図であって、７ａ，７ｂは第２のマニホールド、８ａ，８ｂはスリット構成部材、９ａ，９ｂはマニホールド外郭部、１０ａ，１０ｂはダイヤフラムであり、図４に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２１】
マニホールド２とスリット３とを形成するダイブロック１ａ，１ｂには夫々、マニホールド２の近傍からスリット３の吐出口３ａ側の端面にわたって、このスリット３に平行でこのスリット３の幅、即ち、塗布幅Ｗの第２のマニホールド７ａ，７ｂが形成されている。ダイブロック１ａでのスリット３とこの第２のマニホールド７ａとの間がスリット構成部材８ａであり、ダイブロック１ｂでのスリット３とこの第２のマニホールド７ｂとの間がスリット構成部材８ｂであって、これらスリット構成部材８ａ，８ｂとによって開口ｈのスリット３が構成されている。また、ダイブロック１ａでの第２のマニホールド７ａよりも外側（図面上上側）の部分がマニホールド外郭部９ａであって、スリット構成部材８ａとマニホールド外郭部９ａとで第２のマニホールド７ａが形成されていることになり、ダイブロック１ｂでの第２のマニホールド７ｂよりも外側（図面上下側）の部分がマニホールド外郭部９ｂであって、スリット構成部材８ｂとマニホールド外郭部９ｂとで第２のマニホールド７ｂが形成されていることになる。
【００２２】
スリット構成部材８ａ，８ｂの先端部（即ち、スリット３の先端）には、リップ４ａ，４ｂが形成されており、これらリップ４ａ，４ｂの先端面は、スリット３の奥行きの方向に垂直な同一面上にある。即ち、これらスリット構成部材８ａ，８ｂは、互いに等しい長さに設定されている。これに対し、マニホールド外郭部９ａ，９ｂの前端部は、スリット構成部材８ａ，８ｂの先端部、即ち、リップ４ａ，４ｂの先端面よりも後退しており、従って、マニホールド外郭部９ａ，９ｂは、スリット構成部材８ａ，８ｂよりも短く設定されている。
【００２３】
また、マニホールド外郭部９ａの先端面とスリット構成部材８ａの第２のマニホールド７ａを形成する面とに、塗布幅Ｗのその幅全体にわたって、ダイヤフラム１０ａが固定されており、このダイヤフラム１０ａにより、第２のマニホールド７ａの先端の開口が塞がれている。同様にして、マニホールド外郭部９ｂの先端面とスリット構成部材８ｂの第２のマニホールド７ｂを形成する面とに、塗布幅Ｗのその幅全体にわたって、ダイヤフラム１０ｂが固定されており、このダイヤフラム１０ｂにより、第２のマニホールド７ｂの先端の開口が塞がれている。
【００２４】
図２は図１におけるマニホールド２と材料供給管６、スリット３、第２のマニホールド７ａ，７ｂとの関係を示すマニホールド２に垂直な面での縦断面図であって、１１ａ，１１ｂは連通部、１２ａ，１２ｂはエア除去バルブ、１３ａ，１３ｂは排気管であり、図１に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００２５】
同図において、材料供給管６は、ダイブロック１ａを貫通してマニホールド２に連通している。また、第２のマニホールド７ａ，７ｂは夫々、連通部１１ａ，１１ｂを介してマニホールド２に連通している。さらに、第２のマニホールド７ａ，７ｂは夫々、その連通部１１ａ，１１ｂの近傍が排気管１３ａ，１３ｂを介して外部のエア除去バルブ１２ａ，１２ｂに接続されている。
【００２６】
塗布材料Ａの塗布を開始する前には、材料供給ポンプ５から材料供給管６を通してマニホールド２内に塗布材料Ａが供給される。この塗布材料Ａは、また、連通部１１ａ，１１ｂを通して第２のマニホールド７ａ，７ｂに供給される。このとき、エア除去バルブ１２ａ，１２ｂは予め開放されており、これにより、第２のマニホールド７ａ，７ｂに塗布材料Ａが供給されるとともに、この塗布材料Ａによって第２のマニホールド７ａ，７ｂ内の空気が押し出される。このようにして、第２のマニホールド７ａ，７ｂ内では、空気が残留しない状態で塗布材料Ａが充満する。このときには、スリット３内にも、塗布材料Ａが送り込まれている。
【００２７】
かかる状態で塗布基材の表面への塗布材料Ａの塗布が行なわれるが、この場合も、材料供給ポンプ５から材料供給管６を介してダイコータヘッドのマニホールド２に塗布材料Ａが供給され、さらに、スリット３を通ってリップ４ａ，４ｂ間の吐出口３ａから吐出される。これにより、塗布基材の表面への塗布材料Ａの塗布が行なわれる。
【００２８】
このとき、この塗布材料Ａにより、スリット３に内圧力が発生し、この内圧が、特に、このスリット３のその幅方向中央部では、このスリット３の開度ｈを広げるように作用する。しかし、このときには、スリット３の両側の第２のマニホールド７ａ，７ｂにも、塗布材料Ａが充填されており、これにより、これら第２のマニホールド７ａ，７ｂにマニホールド２と同等の内圧力が発生しており、この内圧力により、スリット３内の塗布材料Ａによって生ずる内圧力の作用によるスリット構成部材８ａ，８ｂの変形変位が抑制される。この結果、スリット３のその幅方向中央部での開度ｈの拡大が抑えられ、ほぼ規定の開度ｈが保持されることになる。
【００２９】
なお、第２のマニホールド７ａ，７ｂに発生する上記の内圧力は、第２のマニホールド７ａ，７ｂの外側のマニホールド外郭部９ａ，９ｂにも作用し、これらマニホールド外郭部９ａ，９ｂを変形させるが、これとともに、ダイヤフラム１０ａ，１０ｂも変形し、第２のマニホールド７ａ，７ｂの開度を変化させる。このように、マニホールド外郭部９ａ，９ｂの変形変位はダイヤフラム１０ａ，１０ｂで吸収され、かかる変形変位によってスリット構成部材８ａ，８ｂが影響されないようにしている。
【００３０】
このようにして、塗布基材の表面への塗布材料Ａの塗布時でのスリット３の内圧力による開度ｈの変化を防止または最小とすることができる。
【００３１】
図３は本発明によるダイコータヘッドの第２の実施形態の要部を示す縦断面図であって、１４ａ，１４ｂは加圧流体排出バルブ、１５ａ，１５ｂは加圧流体排出管、１６ａ，１６ｂは加圧流体供給バルブ、１７ａ，１７ｂは加圧流体供給管であり、図１，図２に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を省略する。
【００３２】
この第２の実施形態は、その全体構成が図１に示す構成をなしており、第２のマニホールド７ａ，７ｂに、塗布材料Ａではなく、別の加圧流体を充填させて内圧力を発生させるようにした点で上記第１の実施形態と異なるものであり、流動しないことによって塗布材料Ａの特性が変化する場合や最終的にマニホールド２やスリット３に残留して塗布に寄与できない材料を少なくしなければならない場合に適用されるものである。
【００３３】
同図において、第２のマニホールド７ａ，７ｂは、マニホールド２と連通せず、独立して形成されており、外部からこれらに加圧流体を供給するための加圧流体供給バルブ１６ａ，１６ｂと加圧流体供給管１７ａ，１７ｂとが、また、加圧流体を外部に排出するための加圧流体排出バルブ１４ａ，１４ｂと加圧流体排出管１５ａ，１５ｂとが夫々設けられている。これ以外の構成は、図１，図２に示す第１の実施形態と同様である。
【００３４】
塗布基材への塗布材料Ａの塗布を開始する前に、加圧流体供給バルブ１６ａ，１６ｂを開き、加圧流体供給管１７ａ，１７ｂを通して加圧流体を第２のマニホールド７ａ，７ｂ内に充填する。加圧流体としては、例えば、大気空気や窒素などの気体、もしくは水や溶媒などの液体、好ましくは圧縮性の小さい液体が好ましいが、これに限定するものではない。また、大気空気以外の加圧流体を用いる場合には、第２のマニホールド７ａ，７ｂ内の空気を除去して第２のマニホールド７ａ，７ｂ内に加圧流体で完全に満たすために、加圧流体排出バルブ１４ａ，１４ｂも同時に開放し、加圧流体供給管１７ａ，１７ｂを通しての加圧流体の流入とともに、加圧流体排出管１５ａ，１５ｂから内部の空気を排出するようにする。第２のマニホールド７ａ，７ｂへの加圧流体の充填が終わると、加圧流体供給バルブ１６ａ，１６ｂ及び加圧流体排出バルブ１４ａ，１４ｂを閉じる。なお、かかる加圧流体によって第２のマニホールド７ａ，７ｂ内に所定の内圧力が発生するように、図示しない加圧流体圧力調整手段で第２のマニホールド７ａ，７ｂ内の加圧流体による圧力を調整する。
【００３５】
このようにして、第２のマニホールド７ａ，７ｂ内に加圧流体が充填された状態で、第１の実施形態と同様に、材料供給ポンプ５から材料供給管６を介してダイコータヘッドに塗布材料Ａが供給され、スリット３の吐出口３ａから吐出されて塗布基材（図示せず）への塗布が行なわれる。このとき、スリット３にその開度ｈを広げるように内圧力が発生するが、第２のマニホールド７ａ，７ｂにおいても、その加圧流体により、所定の内圧力が発生しており、この内圧力により、上記第１の実施形態と同様、スリット３の内圧力によるスリット構成部材８ａ，８ｂの変形変位を抑えて、スリット３の開度ｈが広がらないようにする。また、第２のマニホールド７ａ，７ｂの内圧力により、マニホールド外郭部９ａ，９ｂが変形変位するが、これも上記第１の実施形態と同様、ダイヤフラム１０ａ，１０ｂが変形してこのマニホールド外郭部９ａ，９ｂの変形変位を吸収する。これにより、マニホールド外郭部９ａ，９ｂの変形変位がスリット３の開度ｈに影響することがない。
【００３６】
このようにして、この第２の実施形態においても、上記第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３７】
ここで、上記各実施形態で示した本発明によるダイコータヘッドの具体的な効果を、従来のダイコータヘッドと比較して示すと、塗布幅ｗが３００ｍｍのダイコータヘッドにおいて、発生内圧力が０.２ＭＰａの場合のスリット３の開度ｈの許容変形量を０.００５ｍｍ以下としたとき、本発明によるダイコータヘッドの重量は、従来のダイコータヘッドに比べ、凡そ３０％の軽量化を図ることが可能であった。
【００３８】
また、重量が同じである場合、本発明によるダイコータヘッドは、従来のダイコータヘッドに比べ、スリット３の開度ｈの変形量を凡そ５０％以下に抑えることができた。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明によるダイコータヘッドの第１の実施形態の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示す第１の実施形態の要部を示す縦断面図である。
【図３】本発明によるダイコータヘッドの第２の実施形態の要部を示す縦断面図である。
【図４】従来のダイコータヘッドの全体構成を示す斜視図である。
【図５】図４に示す従来例の塗布動作中に発生する内圧力とそれによる吐出口の変形状況を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ａ，１ｂ  ダイブロック
２  マニホールド
３  スリット
３ａ  吐出口
４ａ，４ｂ  リップ
５  材料供給ポンプ
６  材料供給管
７ａ，７ｂ  第２のマニホールド
８ａ，８ｂ  スリット構成部材
９ａ，９ｂ  マニホールド外郭部
１０ａ，１０ｂ  ダイヤフラム
１１ａ，１１ｂ  連通部
１２ａ，１２ｂ  エア除去バルブ
１３ａ，１３ｂ  排気管
１４ａ，１４ｂ  加圧流体排出バルブ
１５ａ，１５ｂ  加圧流体排出管
１６ａ，１６ｂ  加圧流体供給バルブ
１７ａ，１７ｂ  加圧流体供給管
Ａ  塗布材料
【図１】
2006175409.tif 000003
【図２】
2006175409.tif 000004
【図３】
2006175409.tif 000005
【図４】
2006175409.tif 000006
【図５】
2006175409.tif 000007