(57)【要約】【課題】ダイコータでダイヘッドのスリットの長さ方向に均一な塗工が行なえるようにすること。【解決手段】上記課題を達成するために、本発明は、ダイコータのダイヘッドにスリット厚み分布を調整する機能を設けたことを特徴とする。このスリット厚み分布を調整する機能によって、スリットの厚み分布を調節し、塗出量分布の調整を行なえば、ダイコータでダイヘッドのスリットの長さ方向に均一塗工をすることが可能になる。このスリット厚み分布を調整する機能は、例えば図１２に示すように圧電材料を用いることにより実現できる。【選択図】図１２
2004033965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スリット厚み分布を調整する機能を有することを特徴とするダイヘッド。
【請求項２】
前記機能が圧電材料によるものであることを特徴とする請求項１に記載のダイヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のダイヘッドを具備することを特徴とするダイコータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイコータとそれに用いるダイヘッドとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、塗液を塗布するダイコータと呼ばれる装置が知られている。このダイコータを、図１及び２により、簡単に説明する。尚、図１では塗工塗液を灰色で示し、図２では塗工塗液の流れを矢印で示す。図１及び２のように、供給口３から塗工塗液が供給され、供給配管７を経由して、マニュホールド５に塗工塗液が溜められる。マニュホールド５からスリット６を通って塗工塗液が塗工対象物２に対して塗出される。ダイコータでは、ダイヘッド１を塗工対象物２に対して相対移動させて塗工する。この図１では速度Ｖで相対移動させる。また、この図１では、ダイヘッド内部は対称面の片側（ｚ軸正方向）のみを示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エレクトロニクス等の分野では、１０μｍ以下の薄い膜の高精度（均一）塗工が要請されることがある。これをダイコータで行なうには、ダイヘッドの移動方向及びスリットの長さ方向（図１及び２におけるｚ方向）の両方向に均一に塗工を行う必要がある。多くのダイコータの場合、ダイヘッドの移動方向よりスリットの長さ方向の均一塗工が技術的にハードルが高い。特に近年の塗工対象物の大型化に伴うダイヘッドの大型化（例えばスリットの長さ１０００ｍｍ）に伴い、この傾向は顕著になってきている。
【０００４】
本発明は係る従来技術の欠点に鑑みてなされたもので、ダイコータでダイヘッドのスリットの長さ方向に均一な塗工が行なえるようにすることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明において上記の課題を達成するために、まず請求項１の発明では、スリット厚み分布を調整する機能を有することを特徴とするダイヘッドとしたものである。
【０００６】
また請求項２の発明では、前記機能が圧電材料によるものであることを特徴とする請求項１に記載のダイヘッドとしたものである。
【０００７】
また請求項３の発明では、請求項１又は２に記載のダイヘッドを具備することを特徴とするダイコータとしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を説明する。
【０００９】
１．本発明の概要
本発明は、上記の課題を達成するため、つまりスリットの長さ方向の均一塗工を行うため、スリットの厚み分布を調節し、塗出量分布の調整を行うことにより膜厚の均一化を行う。
【００１０】
ダイコータで塗工後の膜厚が、図３の（ａ）のようにスリットの長さ方向の端部に厚い部分がある場合、この主原因は、図４の（ａ）に示すように、スリットの厚みが対称中心（対象平面上の点）より端部で大きい場合が多い。ここで、塗工塗液は、塗料など、粘度が数ｍＰａ・ｓの粘性流体とする。
【００１１】
そこでこれを低減し、膜厚を一定にするには、図４の（ｂ）のようにスリットの端部の厚さを、対称中心に対して、相対的に薄くする。これにより、端部流量が低下し、図３の（ｂ）に示すように、スリットの長さ方向に均一な塗工が可能となる。
【００１２】
２．スリット厚制御に対する塗工性の評価数値解析
このようなスリット厚みの分布に対する塗出量分布の有限要素法による３次元数値流動解析結果を以下に示す。解析はダイヘッドの塗出口までである。
【００１３】
溶融樹脂などの粘弾性流体では、粘性流体の場合のスリット厚の調整とは異なりより複雑になる場合も予想されるが、スリット厚みの調節による膜厚制御は有効であると考えられる。
【００１４】
２．１．解析条件
解析モデルはストレートマニュホールドの６８０ｍｍ幅の１／２対象モデルであり、解析領域は図１に示したダイヘッド内部の灰色の部分である。解析領域は、（１）供給配管、（２）マニュホールド、（３）スリットの大きく三つに分けられる。スリットのｘｚ断面図を図５に示す。マニュホールドは断面が半円であり、その半径は２ｍｍである。本解析では、スリットの厚みの絶対値と厚みに分布がある場合のスリットの長さ方向の塗出量の分布に関して検討を行った。検討を行ったスリットは計６形状で、その内３形状がスリット厚み一定のもの（図５の実線部分）で、厚みは３０、５０、８０μｍである。一方、厚みに分布があるものは、対象中心に対して端部が直線的に５μｍ厚く（図５の点線部分）、対称中心の厚みがそれぞれ３０、５０、８０μｍのものである。
【００１５】
解析したダイスリット形状の一覧を、以下の表１に示す。
【００１６】
【表１】
2004033965.tif 000003
【００１７】
括弧内の割合（％）は、端部の厚み増分（５μｍ）に対する対称中心の厚みの比であり、スリット厚みの均一さを示すものである。
【００１８】
塗工塗液は、純粘性モデルで、例として、第１のビンガム流体（塑性粘度数ｍＰａ・ｓ、降伏応力数ｍＰａ）と、第２のビンガム流体（塑性粘度数ｍＰａ・ｓ、降伏応力数Ｐａ）とについての解析を行なった。ここで、第２のビンガム流体は、第１のビンガム流体よりも降伏応力の値が上がっている。
【００１９】
評価は塗出口での塗出量分布で行った。塗出量分布は、ここで例にとる塗工塗液の場合、塗出後の自由表面への流出・乾燥過程でのスリットの長さ方向への膜厚の変化が少なく、ほぼ膜厚分布に相当する。
【００２０】
２．２．解析結果
図６及び７に、第１のビンガム流体（塑性粘度数Ｐａ・ｓ、降伏応力数Ｐａ）の解析結果を示す。図６はスリット厚みが一定の場合の塗出量分布であり、図７はダイヘッドの対称中心からの距離が増大するに連れてスリット厚みが増大する場合の塗出量分布である。
【００２１】
図６から分るように、スリット厚みが一定であれば、ダイヘッドの対称中心からの距離によらず塗出量も一定である。
【００２２】
塗工塗液の物性を変えて、すなわち第１のビンガム流体よりも降伏応力の値を上げて、第２のビンガム流体（塑性粘度数Ｐａ・ｓ、降伏応力数Ｐａ）の解析結果を図８及び９に示す。図８はスリット厚みが一定の場合の塗出量分布であり、図９はダイヘッドの対称中心からの距離が増大するに連れてスリット厚みが増大する場合の塗出量分布である。
【００２３】
これらの代表例のように、スリット厚み、スリット厚み分布そして塗工塗液の物性により、膜厚均一性が異なる。これらの結果をまとめるため、対称中心と端部での塗出量の比Ｑｃを以下の数１で示す式で定義し、均一性を示す指標とする。
【００２４】
【数１】
2004033965.tif 000004
【００２５】
よって、均一な場合、Ｑｃ＝１．００となり、端部塗出量が多い場合、Ｑｃ＞１．００となり、中心部塗出量が多い場合、Ｑｃ＜１．００となる。
【００２６】
このＱｃについて、図６及び７をまとめたものを図１０に、図８及び９をまとめたものを図１１に示す。
【００２７】
これらの代表例のように、スリット厚み、スリット厚み分布そして塗工塗料の物性により、膜厚均一性が異なり、この内スリット厚み分布が支配的である。よって、スリット厚み比つまりスリットの厚みのスリットの長さ方向への分布を調整することで、膜厚を制御（例えば一定に）して塗工することが可能である。
また、この結果を裏付ける実験結果も存在する。
【００２８】
３．圧電材料によるスリット厚分布の制御
本発明のダイヘッドのスリット断面を、図１２に示す。圧電材料１１は、スリット（ｚ）方向に複数配置する。圧電材料１１は電極１０により挟む。これらの圧電材料１１を、電極１０に電圧を加えることで、スリット厚み（ｚ）方向に伸縮させ、スリット厚みｄ（ｚ）を決める。スリット断面の材料構成は以下の通り。ベース材料８は金属などつまり、通常のダイヘッドを構成する材料を用いる。塗工塗液との接触面には保護膜９を設ける。この膜には、伸縮性があり耐薬品性などがある高分子フィルムなどを用いる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、スリットの厚み分布を調節し、塗出量分布の調整を行うことにより、スリットの長さ方向に均一塗工をすることが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のダイコータの概略図。
【図２】図１のダイコータにおけるダイヘッドにおいて、（ａ）はｙｚ断面図、（ｂ）はｘｙ断面図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）はスリット厚み調整による塗工膜厚分布の変化を例示するグラフ。
【図４】（ａ）及び（ｂ）はスリット厚み分布の例を示すグラフ。
【図５】ダイスリットのｘｚ断面図。
【図６】第１のビンガム流体（塑性粘度数Ｐａ・ｓ、降伏応力数ｍＰａ）についてスリット厚み一定の場合の塗出量分布を表わすグラフ。
【図７】第１のビンガム流体（塑性粘度数ｍＰａ・ｓ、降伏応力数ｍＰａ）についてダイヘッドの対称中心からの距離が増大するに連れてスリット厚みが増大する場合の塗出量分布を表わすグラフ。
【図８】第２のビンガム流体（塑性粘度数ｍＰａ・ｓ、降伏応力数Ｐａ）についてスリット厚み一定の場合の塗出量分布を表わすグラフ。
【図９】第２のビンガム流体（塑性粘度数ｍＰａ・ｓ、降伏応力数Ｐａ）についてダイヘッドの対称中心からの距離が増大するに連れてスリット厚みが増大する場合の塗出量分布を表わすグラフ。
【図１０】第１のビンガム流体（塑性粘度数ｍＰａ・ｓ、降伏応力数ｍＰａ）についてスリット厚み及び厚み比に対する塗出量分布を表わすグラフ。
【図１１】第２のビンガム流体（塑性粘度数ｍＰａ・ｓ、降伏応力数Ｐａ）についてスリット厚み及び厚み比に対する塗出量分布を表わすグラフ。
【図１２】圧電材料によりスリット厚みを変えるダイヘッドのスリット断面図。
【符号の説明】
１…ダイヘッド
２…塗工対象物
３…供給口
５…マニュホールド
６…スリット
７…供給配管
８…ベース材料
９…保護膜（層）
１０…電極層
１１…圧電材料
Ｌ…塗布膜の幅
Ｖ…速度
ｄ…塗布膜の厚さ
ｓ…スリットの厚さ
ｘ…座標軸
ｙ…座標軸
ｚ…座標軸
【図１】
2004033965.tif 000005
【図２】
2004033965.tif 000006
【図３】
2004033965.tif 000007
【図４】
2004033965.tif 000008
【図５】
2004033965.tif 000009
【図６】
2004033965.tif 000010
【図７】
2004033965.tif 000011
【図８】
2004033965.tif 000012
【図９】
2004033965.tif 000013
【図１０】
2004033965.tif 000014
【図１１】
2004033965.tif 000015
【図１２】
2004033965.tif 000016