(57)【要約】【課題】本発明は、樹脂の塗布にダイヘッドを用いる場合に塗布液の経路となるスリット形状の異なるシムプレートを簡単に交換して、所定の塗布膜厚、膜幅の精度を得ることを目的とする。【解決手段】本発明の塗布用ダイは、ダイのスリット形状を決めるシムプレートに厚さ一定の金属または樹脂製の板を用いて、スリットの溝厚さを板の厚さの組み合わせにより決定し、塗布液の流れを決めるスリットの形状はワイヤ放電加工機、レザー加工機のような数値制御加工機械により、プログラムにより任意の形状に加工し、重ねることで立体的な流れの制御を行う。ダイ本体  （上下のリップブロック）と複数シムの相対位置を決めたり、シムの交換時に所定の位置にスリットを組付けるため、リップブロックとシムプレートに数値制御加工機によってガイド穴を加工する。二層以上の多層塗布を一つのダイセットで行うために、スリットを持つシムとシムの間に平板シムプレートをはさむ。多条スリットに塗布液を供給する場合には、シムプレートにマニホールドになる穴を明けて合わせて使用する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液注入穴を有する上部リップブロック、該上部リップブロックの塗布液注入穴に対抗する位置からダイ入り口への塗布液供給経路となる溝を有するシムプレート、及び下部リップブロックからなる塗布用ダイヘッドにおいて、
上記ダイの上下のリップブロックとシムプレートにワイヤ放電加工機やレーザー加工機等の数値制御加工機械によってガイド穴を加工して、その穴を貫くストレートピンまたはストリッパーボルトによって位置を合わせを行い、上記リップブロック間に上記シムプレートを挟み込んで組み立てることを特徴とする塗布用ダイヘッド。
【請求項２】
前記塗布液供給経路となる溝の形状をワイヤ放電加工、レーザー加工、水ジェット加工等数値制御加工機械によって加工された金属性、又は樹脂製シムプレートを使用することを特徴とする前記請求項１記載の塗布用ダイヘッド
【請求項３】
前記塗布液供給経路となるスリット溝の厚さを決めるため、±０．００５ｍｍから±０．０５ｍｍの厚さ精度を持つ市販のシムプレートを一枚、または複数枚重ねて使用することを特徴とする前記請求項１または２記載の塗布用ダイヘッド。
【請求項４】
前記ストレートピンまたはストリッパーボルトが前記上下いずれかのリップブロックに設けられていることを特徴とする前記請求項１〜３の内、いずれか１項に記載の塗布用ダイヘッド。
【請求項５】
数値制御加工機械をプログラム制御して、前記シムプレートのスリット形状を平行、テーパー、曲線等任意の形状に加工することによって、塗布液の流れと圧力分布を制御することを特徴とする前記請求項１〜４の内、いずれか１項に記載の塗布用ダイヘッド。
【請求項６】
塗布液注入穴を有する上部リップブロック、該上部リップブロックの塗布液注入穴に対抗する位置からダイ入り口への塗布液供給経路となる溝を有するシムプレート、及び下部リップブロックからなる塗布用ダイヘッドを用い、塗布液を所定の位置、膜厚、膜幅に塗布する塗布方法。
【請求項７】
前記シムプレートのスリット形状を平行、テーパー、曲線等任意の形状に加工することによって、塗布液の流れと圧力分布を制御することを特徴とする前記請求項６記載の塗布方法。
【請求項８】
スリット形状の違うシムプレートを重ねて、塗布液の流れを制御することを特徴とする前記請求項６または７記載の塗布方法。
【請求項９】
スリット形状の違うシムプレートを重ねて所定のスリット溝厚さを得るものであって、上下のシムプレートのスリット幅を中側のシムプレートのスリット幅より小さくすることにより液の流れを制御して両端部の塗布膜が厚くなることを防止することを特徴とする前記請求項８記載の塗布方法。
【請求項１０】
それぞれの塗布液毎にシムプレートを備え、該各シムプレート間をスリットの無いシムプレートで仕切る構造のダイヘッドを用い、多層の塗布を同時に行うことを特徴とする前記請求項６記載の多層塗布方法。
【請求項１１】
複数スリットを有するシムプレートとマニホールドを有するシムプレートを組み合わせたダイヘッドを使用する多条塗布方法であって、上記マニホールドをテーパ状に形成して塗布液の流れと圧力分布を制御することを特徴とする前記請求項６記載の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯状、条状または箔状の基材にポリイミドやエポキシ、セラミック等の塗布液を任意の幅、厚さに塗布するための塗布用ダイおよび該塗布用ダイを用いた塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
帯状基材の表面に塗布液を塗布する方式にはロール方式、グラビア方式等あるが、塗布幅精度を要求される場合は、精度と安定性に優れたダイ方式が採用されている。
【０００３】
同じ出願人は、基板の表面に搭載された電子部品を覆う導電性金属材料からなるシ−ルドケ−スを製造するための帯状部材において、電子部品の回路とシ−ルドケ−スとの間の絶縁性を得るためのポリイミド・コーティング塗布装置として上記ダイ方式を用いるものを提案している（特願２００２−３２６２０４）。
【０００４】
該提案のシ−ルドケ−スは図８に示すように、脱脂、酸洗い、水洗し、乾燥させた厚み０．１〜０．３ｍｍ、幅１〜３ｃｍの金属材料帯状物６１の表面に着色剤を０．５〜５重量％含有するポリイミドワニスを塗布器具を用いて条状に塗布し、ついで金属材料帯状物６１を不活性ガス雰囲気加熱炉６４内に導き、１５０〜２５０℃に加熱して溶剤を飛散（乾燥）させて厚み１〜１０μｍの着色剤含有ポリイミド皮膜６３を導電性金属材料６１表面に形成させた後、プレス成形した打ち抜き材料をシールドケースの底に貼り付けたり、あるいは該打ち抜き材料を直接函型に組み立てたりして製造する。このようにして、内面に厚み１〜１０μｍの着色剤含有ポリイミド皮膜絶縁層が設けられたシ−ルドケ−スが製造される。
【０００５】
上記プレス成形において、底面貼り付け用の打ち抜き材料の大きさは、例えば３ｍｍ×４ｍｍであり、厚みは１．５ｍｍである。前記着色された絶縁被膜部分は、その境界が明確であり、寸法精度測定の基準に用いられる。該測定によりプレスの打ち抜き精度がより精密になる。
【０００６】
上記提案のものは、帯状部材への塗布に適した塗布装置であって、導電性金属材料帯状物の表面に樹脂ワニスを塗布し、ついで加熱乾燥して厚み１〜１０μｍの絶縁皮膜を上記導電性金属材料表面に形成させる上記帯状物の製造方法に用いられる塗布装置において、該塗布装置の塗布器具が、ダイを形成するダイ上板、ダイ下板及び該上下のダイ板に挟まれてピンで一体化されるシムからなり、該シムがダイ入り口に通じる溝を有すると共に、前記塗布幅が該シムの上記溝によるダイ入り口の開口により変更可能であることを特徴とし、該塗布器具を用いることにより、ピンで種々の開口のシム板を交換して取り付けることが可能になり、ワニスを塗布する塗布幅を容易に設定することができるものである。
【０００７】
この発明は、上記提案のもののさらに改良されたダイヘッド及び該ダイヘッドを用いた塗布方法に関する。
ダイ方式塗布では、選択した塗布液の粘度、流動性、揮発性を考慮して、上下のリップブロックの間に挟むシムプレートによってスリット開口部の形状を決定し、塗布液吐出圧力、ダイと基材の間隔を調節して、所定の塗布膜厚、膜幅を得ている。
【０００８】
従来、スリットは吐出口に、塗布膜厚、膜幅に応じた高さと幅を持つ矩形状の開口部を得るため、ダイのリップブロックに直接溝状の加工を行いスリットを形成したり、上下のリップブロックの間に２枚の短冊形やコの字形のシムプレートを挟み形成している。
【０００９】
すなわち、従来のコーティング用のダイは所定の幅、溝のスリットを得るため、直接切削や研削による削出し加工に多大な労力を要している。あるいは、シムプレートまたはシムブロックを交換したり、挟みつける位置の移動、樹脂製のシムプレートのスリット溝の切上げ加工等の方法は比較的簡単で素早く出来るが、選択と調整に熟練を要する場合が多い。
【００１０】
また、塗布膜厚は塗布幅方向の平行度を必要とされるが、単純な矩形断面のスリットでは、両端部が盛上り厚くなる傾向がある。この対策として特開平７−３９８０７号公報、特開平６−３３５６５３号公報等が提案されているが、  いずれも難しい部品加工を必要とし、加工コストも高い。また、塗布幅変更に対応するため、ダイのスリット幅を簡単に変更したい要望があり、変更可能な構造のもの（特開２００２−６６４２０号公報）等が提案されているが、装置のコストが高いという欠点がある。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−３９８０７号公報
【特許文献２】
特開平６−３３５６５３号公報
【特許文献３】
特開２００２−６６４２０号公報
【特許文献４】
特開２００２−４５７５８号公報
【特許文献５】
特開２００１−２９８５１号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ダイ方式の塗布装置及び方法において、該ダイヘッドの用いるシムプレートの複雑で精度の高いスリット形状を簡単な加工で得ること、及び該簡単な加工で得られるシムを組み合わせて、安価で高い平行度を持つ塗布膜を得ることを目的とする。
【００１３】
本発明は、各種寸法のスリット幅を持つ、安価で精度と互換性の高いシムプレートを予め用意しておき、該シムプレートの交換によって任意の位置、膜厚、膜幅の帯状コーティングを得るダイ方式の塗布装置及び方法を実現することを目的とする。
【００１４】
さらに、本発明は、安価でセッティングの簡単なシムの組み合わせで、同一基材上に、複数の塗布液を同時に重ねて塗布する多層ダイを提供することを目的とする。また、本発明は、安価でセッティングの簡単なシムの組み合わせで、同一基材上に、多条の塗布列を平行に塗布する多層ダイを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１、２記載のものは、塗布液注入穴を有する上部リップブロック、該上部リップブロックの塗布液注入穴に対抗する位置からダイ入り口への塗布液供給経路となる溝を有するシムプレート、及び下部リップブロックからなる塗布用ダイヘッドにおいて、ステンレスや銅、アルミニューム等の金属板、またはＰＥＴ、テフロン等の樹脂板をシムプレートとして用い、ＮＣプログラムによって、形状誤差が０．１μｍ以上の加工精度を持つワイヤ放電加工機、レーザー加工機、水ジェット加工機、マシニングセンタ、ＮＣ彫刻機等の数値制御加工機を用いて上記シムプレートのスリット溝形状を加工して、上下のリップブロックで挟んで組み立てられた塗布幅１から１００ｍｍまでの小型ダイヘッドである。該ワイヤ放電加工機はＳＵＳのような金属板にサブμｍの形状精度、位置決め精度でガイド穴と、スリット溝の形状を形成することが出来る。このことにより、ダイ組立て時には、上下リップブロックとシムに空けた公差＋０．００２〜０．０１ｍｍのガイド穴に、ストレートピンまたは、ストリッパーボルトを通して、前記上記のリップブロック間に前記シムを挟み込んで組み立てて、それぞれの相対位置精度を得る。
【００１６】
また、本発明の請求項３、４記載のものは，前記塗布液供給経路となるスリット溝の厚さを決めるため、±０．００５ｍｍ〜±０．０５ｍｍの厚さ精度を持つ市販のシムプレートを一枚、または複数枚重ねて使用する。前記ストレートピンが前記上下いずれかのリップブロックに設けられている。
【００１７】
また、本発明の請求項５記載のものは、数値制御加工機械をプログラム制御して、前記シムプレートのスリット形状を平行、テーパー、曲線等任意の形状に加工することによって、塗布液の流れと圧力分布を制御する。
【００１８】
スリット溝の加工に数値制御加工機を用いれば、より高い精度で短時間に加工し仕上げることが出来る。更にスリット溝の形状はＮＣプログラムを組むことで、自由に作成することが出来る。平行溝の場合、溝の幅と長さ、マニホールド部を任意の形状に作成できる。
【００１９】
あるいは、本発明の請求項６、７、８記載の塗布方法は、塗布液注入穴を有する上部リップブロック、該上部リップブロックの塗布液注入穴に対抗する位置からダイ入り口への塗布液供給経路となる溝を有するシムプレート、及び下部リップブロックからなる塗布用ダイヘッドを用い、塗布液を所定の位置、膜厚、膜幅に塗布するものである。また、前記シムプレートのスリット形状を平行、テーパー、曲線等任意の形状に加工することによって、塗布液の流れと圧力分布を制御する。またさらに、スリット形状の違うシムプレートを重ねて、塗布液の流れを制御する。
【００２０】
また、本発明の請求項９記載の塗布方法は、スリット形状の違うシムプレートを重ねて所定のスリット溝厚さを得るものであって、上下のシムプレートのスリット幅を中側のシムプレートのスリット幅より小さくすることにより液の流れを制御して両端部の塗布膜が厚くなることを防止する。
【００２１】
また、本発明の請求項１０記載の塗布方法は、それぞれの塗布液毎にシムプレートを備え、該各シムプレート間をスリットの無いシムプレートで仕切る構造のダイヘッドを用い、多層の塗布を同時に行う多層塗布方法である。
【００２２】
また、本発明の請求項１１記載の塗布方法は、複数スリットを有するシムプレートとマニホールドを有するシムプレートを組み合わせたダイヘッドを使用する多条塗布方法であって、上記マニホールドをテーパ状に形成して塗布液の流れと圧力分布を制御する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１はダイを中心とする塗布装置の塗布部の図であり、１は塗布液を吹き出すダイセット、２は基材（帯状部材）を後ろから支えるバックアップロール、３は基材を引っ張り基材の送り速度を制御するニップロール、４はバックアップロール上に基材を張り付けるために抵抗を与えるブレーキロールである。
【００２４】
図２はダイセットの構造を示す構成図である。図中、５は上部リップブロック、６は下部リップブロック、７はシムプレート、８は位置決めストレートピン、９はストレートピンを通すガイド穴、１０は上部リップブロックに設けられた塗布液注入用継手のネジ穴である。図に示すごとく、位置決めストレートピン８は下部リップブロック上に立設されるが、場合によっては上部リップブロックの下面に設けられてもよい。ダイ組立て時には、上下リップブロックとシムに空けた公差＋０．００２〜０．０１ｍｍのガイド穴に、ストレートピンまたは、ストリッパーボルトを通して、前記上記のリップブロック間に前記シムを挟み込んで組み立てて、それぞれの相対位置精度を得る。
【００２５】
シムプレートは表１のような厚さ０．０５〜１ｍｍの市販の金属板または樹脂板を用い、塗布液供給経路となるスリット溝の高さを得るものである。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
所定の厚さを得るため、市販の金属板または樹脂板を１枚または複数枚重ねて上下のリップブロックにはさみ、組み立てダイとする。
シムプレートの材料は金属板としては、ステンレス箔、黄銅箔、洋白箔、アルミニウム箔、リン青銅箔、クロムメッキ箔などが挙げられる。
【００２８】
樹脂板としては、ＰＥＴ、テフロン等の薄い板が用いられる。どちらも、厚さが一定で、塗布液に溶解しないことが必要である。
平行溝の場合、溝の幅と長さ、マニホールド部を任意の形状に作成できる。マニホールドから吐出口に向かって、徐々に幅を広げたり、逆に狭めたり、途中まで並行部を持たせたり各種のテーパー溝を作成できる。更に塗布材の圧力分布を理論的な等圧や等エントロピーに分布にさせる曲線を作成することも出来、それらの曲線を経験的に部分的なプログラム変更により、最適化することも可能である。従来、スリット溝の形状を変えることが提案（特開平７−３９８０７号公報参照）されているが、リップブロックを掘り込む加工は、薄いシムプレートを加工するより加工抵抗が大きい。より複雑な形状を誤差を少なく、短時間に加工するためには、加工抵抗の少ない薄いシムプレートの方が適している。
【００２９】
図３はスリットの形状を変える例で、普通はストレートのスリット１１が用いられるが、塗布液の流動性が低く、吐出口までの流れに抵抗が大きい場合などにはテーパー形のスリット１２や曲線スリット１３を用いる。微妙な圧力分布を制御するには、理論的な等圧曲線や等エントロピー曲線を数値制御のプログラムによって形成することも出来る。さらに、理論的な曲線形状によって、実際の塗布を行った結果、問題が生じた場合、プログラムの修正により、より良い形状を得られるようになる。従来、曲線部の修正は、ほとんど手作りに近く再現性が得難く、個人差が大きかったが、プログラムによる数値制御加工は高い再現性が得られるので、修正の効果が純粋に反映するため、改善ノウハウを蓄積することが容易である。
【００３０】
加工が簡単な矩形の吐出口形状のスリットを用いると塗布膜厚さは、特に両端で盛り上がり、厚くなる場合が多いので、この誤差を軽減するため、スリット溝の断面形状を工夫し塗布液の流れを制御することである。多くは塗布現場で経験に基づいて、樹脂製のシムプレートを刃物等で削り、スリット溝の幅を変えて、両端の盛り上がりを防いでいる。本発明では、スリット溝の形状を変えて、塗布膜厚さの均一性を高める他、複数シムプレートを重ね、そのスリット幅を変える事で、両端のスリット高さを狭める組み合わせにより、塗布膜の盛り上がりを防ぐことが出来る。
【００３１】
又、塗布幅は通常、スリットの吐出口の幅より広がる傾向がある。広がり方が多過ぎると、幅を一定に制御できない、特に粘度の低い塗布液を使用する場合にはこの傾向は強い。本発明の複数シムプレートを重ね、そのスリット幅を変える事で、両端の吐出量を少なくし、塗布膜の広がりを防ぐことが出来る。
【００３２】
図４はシムを重ねて所定のスリット溝厚さを得るものである。単純な矩形断面のスリットでは塗布膜の厚さバラツキ、特に両端部で厚くなる傾向があるが、中側のシムプレート２２の上下にスリット幅の違うシム２１，２２を組み合わせることで、両端部の塗布膜が厚くなることを防ぐことが出来る。同様の構成で、塗布膜幅の広がりとバラツキを減らすことも出来る。
【００３３】
また、本発明は、多層の塗布液を同時に塗布するため、それぞれの塗布液毎にシムプレートと塗布液注入口、継手を持ち、それぞれのシムプレートの間に、スリットを持たないシムプレートを挟み、ガイド穴とガイドピンによって相対位置を決めるダイセットを提案する。例えば、図５は、２層の塗布を行うために上下２枚のスリットの有るシムと中間にスリットの無いシムプレートを挟んだ例である。また、図６は、３層以上の同時塗布のためにスリット後部の継手と円形のマニホールドの位置を前後にずらした例である。
【００３４】
図５は、異なる２種の塗布液を同時に塗布することで、加工時間を短縮することができる。中央に平らなシムプレート３２を挟む上下のシムプレート３１，３３のそれぞれに、塗布液と塗布条件に合ったスリットを持たせ、中間の平らなシムプレートによって仕切る構造である。基材側に接着性の高い塗布液を塗り、その上に耐磨耗性の高い材質の塗布液を塗布する場合に非常に有効である。
【００３５】
図６（ａ）は、上記のように多くの塗布液を同時に塗るためのダイセットのシムプレートを示し，注入口４１，４２，４３を前後に直列に配置してそれぞれの塗布液が混ざらないように間に平らなシムプレート４４，４５を挟む構造である。該シムプレートは、図６（ｂ）の如く組み立てられる。
【００３６】
吐出口４６までのスリットの長さが異なるので、供給経路の抵抗等が異なる。吐出部で圧力や速度、吐出量が一定になるように、それぞれの塗布液の押し出し圧力をレギュレーター等で調整することも可能であるが、スリットをテーパー状にして条件を揃えることも有効である。
【００３７】
また、図７は、一枚の基材に多条の塗布をする場合に、等幅、等ピッチ、等厚、不等幅、不等ピッチ、不等厚のいずれの組み合わせにも対応する多スリットのシムプレート１４を持つダイヘッドによる塗布装置である。塗布精度を阻害する要因の多くは、スリット内を流れる塗布液の流れの条件に違いによるが、スリット溝形状を単純な平行溝から、テーパー溝や曲線溝に変えたり、マニホールド形状を変えて、圧力分布や発生する動圧の不均一を解消し、バラツキの少ない多条帯状塗布が出来る。多条スリットに塗布液を供給する場合には、シムプレート１５にマニホールドになる穴５１を明けて合わせて使用する。
【００３８】
図７は、多条の塗布用に一枚のシムに複数のスリットを持たせて、それぞれのスリットの吐出部の状態を揃えるために一箇所の注入口から入った塗布液を、それぞれのスリットから出来るだけ同じ条件で流すために、マニホールド５１の形状を調整したものであり、図７は注入口から離れるに従い断面が狭くなるように形作られたマニホールドの例である。
【００３９】
【実施例】
厚み０．１ｍｍ、幅２２．００ｍｍの帯状洋白Ｃ７５２１の表面に幅５ｍｍ、厚さ６μｍの絶縁層を形成するためポリイミド樹脂を一条のストライプ塗布を行い、その後１８０℃で乾燥させた。このストライプ状の塗布液は次工程のプレス切断、曲げから塗布膜幅精度は５±０．１ｍｍ、膜厚さは６±２μｍを要求された。コーティング用のダイに、幅４．６ｍｍのストレートスリットを持つ厚さ０．１ｍｍのシムプレートと、幅４．５ｍｍのストレートスリットを持つ厚さ０．１ｍｍのシムプレートを重ねて組み立て、スリット幅の異なるシムの組み合わせにより、両端の盛り上がりは１μｍ以内となり、膜幅は５±０．１ｍｍ以内の所定の幅に仕上がり要求精度を満たした。試作時に幅４．６ｍｍのストレートスリットを持つ厚さ０．１ｍｍのシムプレートを２枚重ねて塗布を行ったところ、膜幅４．９±０．２ｍｍ、膜厚は中央部で６μｍになったが、両端から０．５ｍｍのところが、２μｍ盛り上がり公差の限界になった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明ではシムプレートは市販の板厚の正確な板材を使用し、複雑なスリット形状でも一般的な数値制御で正確な加工が簡単に出来、ガイド穴とピンの組み合わせにより高い組み立て精度と互換性が得られる。安価で再現性の高い塗布装置及び方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のダイ方式塗布部の図である。
【図２】本発明のダイセットの構成図である。
【図３】本発明の各種形状のスリットを持つシムプレートの平面図である。
【図４】本発明のスリットを重ね端部の隙間を狭くする積層シムの開  口部である。
【図５】本発明の二層用ダイセットを示す図である。
【図６】本発明の本発明の多層（３層）用ダイセットを示す図である。
【図７】本発明の多スリットシムとそのマニホールドの図である。
【図８】同じ出願人の従来提案のポリイミド・コーティング塗布装置を示す図である。
【符号の説明】
１    ダイセット
２    バックアップロール
３    ニップロール
４    ブレーキロール
５    上部リップブロック
６    下部リップブロック
７    シムプレート（ストレートスリット付き）
８    位置決めストレートピン
９    ガイド穴
１０    塗布液注入継手ネジ穴
１１    ストレートスリット
１２    テーパースリット
１３    曲線スリット
１４    ３スリットシム
１５    マニホールドシム
【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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