(57)【要約】【課題】幅方向に渡って塗布液の流量分布が均一な塗布工具を手供すること。【解決手段】複数のヘッド部材２ａ，２ｂが組み合わされて構成された工具本体４を備え、工具本体４の内部において幅方向に延びるマニホールド５の下端５ａから工具本体４の先端面４ａに開口するスロット７が形成されており、マニホールド５に連通して設けられた供給口６から供給された塗布液が、マニホールド５およびスロット７を通過して先端面４ａの開口部から吐出される塗布工具１において、マニホールド５の下端５ａの形状が、供給口６から幅方向に離間するに従い次第に先端方向に向かって直線状に傾斜する傾斜部分と、先端面４ａに平行で供給口６から離れた位置に配置されている平行部分とを有して形成されていることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヘッド部材が組み合わされて構成された工具本体を備え、該工具本体の内部において幅方向に延びるマニホールドの下端から前記工具本体の先端面に開口するスロットが形成されており、前記マニホールドに連通して設けられた供給口から供給された塗布液が、前記マニホールドおよびスロットを通過して前記先端面の開口部から吐出される塗布工具において、
前記マニホールドの下端の形状が、前記供給口から幅方向に離間するに従い次第に先端方向に向かって直線状に傾斜する傾斜部分と、前記先端面に平行で前記供給口から離れた位置に配置されている平行部分とを有して形成されていることを特徴とする塗布工具。
【請求項２】
請求項１に記載の塗布工具であって、
前記供給口が前記工具本体の幅方向の中央部に設けられているとともに、前記傾斜部分が中央部から端部に向かうに従い次第に先端方向に向かって傾斜し、前記平行部分が前記傾斜部分と前記端部との間に形成されていることを特徴とする塗布工具。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の塗布工具であって、
前記傾斜部分の前記先端面に対する傾斜角が０．６°から３．０°の範囲で、前記平行部分が前記先端面に対し±０．５°の範囲で形成されていること特徴とする塗布工具。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の塗布工具であって、
前記平行部分の幅方向の長さが、前記工具本体の幅方向の長さの３０％以下であることを特徴とする塗布工具。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の塗布工具であって、
使用される塗布液の粘度が１ｃｐｓから１００ｃｐｓの範囲であることを特徴とする塗布工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、スロットの開口部から塗布液を吐出させて塗布作業を行う塗布工具に関し、とくに粘度の低い塗布液を均一に塗布することのできる塗布工具に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、シート状部材やパネル状部材の被塗布面に塗布液を薄く塗布して、塗膜を形成するような塗布作業を行う塗布装置に用いられる工具として、塗布液を流通させるスロットを形成するようにヘッド部材の側面を対向させて配置した塗布工具が用いられている。このような塗布工具の内部には、幅方向に延びるように一直線状にマニホールドが形成されており、塗布液を供給するための供給口がマニホールドに連通して設けられ、スロットはマニホールドの下端から塗布工具の先端面に向けて設けられている。このような塗布工具において、マニホールドの下端から先端面までの寸法、つまりスロットの上端から下端までの寸法（スロット長さ）は幅方向に渡って一定に形成されている。そして、供給口から供給された塗布液は、マニホールドにおいて幅方向に広がり、スロットを通過して塗布工具の先端面の開口部から吐出される。このとき、塗布液の流出量が幅方向に渡って均一な流量分布とするためにマニホールドが設けられているが、供給口の近傍において流量が多く、供給口の近傍から幅方向に離間するに従い次第に流量が低下し、供給口から一定寸法を離れると流量低下の勾配が低くなるという不均一な流量分布となるのである。
【０００３】
このように塗布液の流量分布が不均一だと形成される塗膜の厚みが均一にならないので、従来より、流量分布を均一にするための様々な手段が提案されている。たとえば、スロットの間隔、吐出方向のスロット長さ、スロット幅、およびマニホールドの半径などの寸法を所定の式で規定し、その寸法によって形成された塗布工具（例えば、特許文献１参照。）や、並列に設けられた２本のマニホールドを連結する間隙にテーパを付けた塗布工具や、中央から両端部に向かうに従ってスロット長さが短くなるように、マニホールドが折曲直線状または２次曲線状に加工された塗布工具（ハンガーコートタイプ）などが提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−１５３２００号公報（第１図）
【特許文献２】
特開２００１−９３４２号公報（第１−３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記塗布工具において、特許文献１の規定式による塗布工具は、その条件から外れた場合、たとえば塗布液の粘度が条件値より低い場合には、流量分布の均一化を測ることができないという問題があった。また、２本のマニホールドを有する塗布工具は、マニホールドを連結する間隙が流量分布に与える影響が大きく、流量分布を均一にするためには前記間隙のテーパを高精度に加工しなければならず、またマニホールドを２箇所に設けるためにはヘッド部材が大きくなるとともに、加工工数が増えてしまうので、コストが高くなるという問題があった。また、ハンガーコートタイプの塗布工具は、ある程度において流量分布を均一化する効果は得られるが、折曲直線形状のマニホールドでは端部において流量が増加する傾向があり、２次曲線形状のマニホールドは、直線状のマニホールドに比べて加工が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、幅方向に渡って塗布液の流量分布が均一な塗布工具を手供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る塗布工具は、複数のヘッド部材が組み合わされて構成された工具本体を備え、該工具本体の内部において幅方向に延びるマニホールドの下端から前記工具本体の先端面に開口するスロットが形成されており、前記マニホールドに連通して設けられた供給口から供給された塗布液が、前記マニホールドおよびスロットを通過して前記先端面の開口部から吐出される塗布工具において、前記マニホールドの下端の形状が、前記供給口から幅方向に離間するに従い次第に先端方向に向かって直線状に傾斜する傾斜部分と、前記先端面に平行で前記供給口から離れた位置に配置されている平行部分とを有して形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明の塗布工具において、供給口から幅方向に離間するに従い次第に先端方向に向かって傾斜する傾斜部分と、先端面に平行な平行部分とを有してマニホールドの下端、すなわちスロットの上端の形状が形成されているので、傾斜部分においてスロット長さが供給口の近傍から幅方向に離間するに従い次第に短くなるとともに、供給口から離れて位置する平行部分においてスロット長さが一定となり、このように幅方向に渡ってスロット長さ設定することによって、塗布液の流量分布が従来より均一となる。また、スロットの間隔にテーパを付ける加工ほど高精度な加工が必要とされず、マニホールドの下端を曲線状に形成するより加工が容易である。これにより、塗布工具の幅方向に渡って塗布液の流量分布を均一化することができ、従来より均一に塗膜を形成することができる。
【０００９】
また、本発明に係る塗布工具は、上述した塗布工具であって、前記供給口が前記工具本体の幅方向の中央部に設けられているとともに、前記傾斜部分が中央部から端部に向かうに従い次第に先端方向に向かって傾斜し、前記平行部分が前記傾斜部分と前記端部との間に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明の塗布工具において、供給口が工具本体の幅方向の中央部に設けられているとともに、中央部の近傍に傾斜部分を設け、端部近傍に平行部分を設けてマニホールドの下端の形状が形成されているので、中央部から端部に向かうに従い次第にスロット抵抗が小さくなるとともに、端部近傍においてスロット抵抗が一定となるように設定される。これにより、塗布液の流量分布を均一化することができ、従来より均一に塗膜を形成することができる。
【００１１】
また、本発明に係る塗布工具は、上述した塗布工具であって、前記傾斜部分の前記先端面に対する傾斜角が０．６°から３．０°の範囲で、前記平行部分が前記先端面し±０．５°の範囲で形成されていること特徴とする。
この発明の塗布工具において、傾斜部分の先端面に対する傾斜角が０．６°〜３．０°の範囲で、平行部分が前記先端面し±０．５°の範囲で形成されているので、傾斜部分および平行部分により設定されるスロット抵抗によって、塗布液の流量が調整されて、より最適な流量分布の均一化を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る塗布工具は、上述した塗布工具であって、前記平行部分の幅方向の長さが、前記工具本体の幅方向の長さの３０％以下であることを特徴とする。
この発明の塗布工具において、平行部分の幅方向の長さが工具本体の幅方向の長さの３０％以下であるので、一直線状に形成されたマニホールドにおける塗布液の流量分布の傾向において、供給口の近傍から幅方向に離間するに従い次第に流量が低下していた範囲に傾斜部分が配置され、流量低下の勾配が低くなっていた範囲に平行部分が配置される。このようにスロット抵抗が設定されることで、良好に塗布液の流量分布の均一化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明に係る塗布工具は、上述した塗布工具であって、使用される塗布液の粘度が１ｃｐｓから１００ｃｐｓの範囲であることを特徴とする。
この発明の塗布工具は、粘度が１〜１００ｃｐｓの低粘度の塗布液を使用する場合において、特に良好に塗布液の流量分布の均一化を図ることができ、低粘度の塗布液による塗膜を従来より均一に形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、塗布工具１の幅方向の中央における断面図で、塗布工具１は、略台形形状の２つのヘッド部材２ａ，２ｂの側面３ａ，３ｂが対向するように配置され組み合わされた工具本体４を備えて構成され、図において下側が塗布工具１の先端となっている。また、一方のヘッド部材２ａの側面３ａに断面円弧状の溝が幅方向に延在するように形成されており、この溝が他方のヘッド部材２ｂの側面３ｂと対向することでマニホールド５を成している。また、ヘッド部材２ａの外側面からマニホールド５に連通するように供給口６が形成されている。また、マニホールド５より上方では側面３ａ，３ｂが互いに密着しており、マニホールド５の下端５ａから工具本体４の先端面４ａでは一定の間隔を有するスロット７が形成され、先端面４ａに塗布液を吐出する開口部が形成されている。
【００１５】
図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視図、つまりヘッド部材２ａの側面３ａの正面図で、図に示すように供給口６が工具本体４の幅方向の中央部に設けられており、マニホールド５の下端５ａ（スロット７の上端７ａ）の形状が対称軸Ｏに対称となるように、中央部から端部８，８に向かうに従い次第に先端面４ａの方向へ直線状に傾斜する傾斜部分９，９と、傾斜部分９，９と端部８，８との間に設けられた平行部分１０，１０とを有して形成されている。つまり、マニホールド５の下端５ａから先端面４ａまでの寸法、つまりスロット長さＬが、傾斜部分９，９において端部８，８に向かうに従い短くなり、平行部分１０，１０において一定となるように形成されているのである。このように、傾斜部分９，９形成されているので、塗布液がスロット７を通過する際の抵抗、いわゆるスロット抵抗が傾斜部分９，９において中央部から離間するに従い次第に小さくなり、平行部分１０，１０においてスロット抵抗が一定となる。
【００１６】
ここで、傾斜部分９，９の先端面４ａに対する傾斜角が０．６°〜３．０°の範囲となり、平行部分１０，１０が先端面４ａに対し±０．５°の範囲となるように設定されている。また、工具本体４の幅方向の長さＷ１の３０％以下となるように、平行部分１０，１０の幅方向の長さＷ２が設定されている。
【００１７】
この塗布工具１を用いて塗布作業を行う場合には、図１に示すように、塗布工具１の先端をパネル状部材１１の被塗布面に向むけて塗布装置（図示せず）に装着し、供給口６から塗布液を供給する。塗布液は、マニホールド５に充填されて幅方向に広がり、スロット７を通過して工具本体４の先端面４ａの開口部から吐出される。そして、パネル状部材１１を図中の矢印方向に移動させることで、パネル状部材１１に塗膜１２が形成される。
【００１８】
塗布工具１は、上述したように形成された傾斜部分９，９および平行部分１０，１０によってスロット抵抗が設定されているので、塗布液の幅方向の流量分布を均一化することができ、均一に塗膜を形成することができる。また、このような傾斜部分９，９および平行部分１０，１０の加工は、従来のようなスロット間隔にテーパを付ける加工ほど高精度な加工が不要で、マニホールドの下端を曲線状に形成するより容易に加工することができる。
【００１９】
つぎに、マニホールド５の形状の異なる塗布工具においてスロット７の流速分布の計算を行った。計算は、実施例として図３に示すような寸法のマニホールド５およびスロット７を有する塗布工具１と、従来例として図４に示すような一直線状のマニホールド５を有する塗布工具１Ａと、比較例として図５に示すような折曲直線状のマニホールド５を有する塗布工具１Ｂとを用いて行った。また、各図において、マニホールド５などの形状は異なるが、同一の名称となる部分には同一の符号を付し、図中の数値は各部の寸法（単位ｍｍ）を示している。また、対称軸Ｏを中心として左右対称となるので片側のみを示し、片側のみの計算を行った。また、比較例には、マニホールド５の傾斜が異なる２つの比較例で計算を行い、対称軸Ｏと端部８とにおけるマニホールド５の上端の縦方向の差Ｘが６ｍｍの場合を比較例１とし、差Ｘが１２．５ｍｍの場合を比較例２としている。
【００２０】
上述した各形状において、塗布液の粘度が１０ｃｐｓで、供給口６における流速が０．９ｍ／ｓの条件における計算結果を図６のグラフに示す。図において、縦軸が流速（ｍ／ｓ）を示しており、横軸が幅方向の距離（ｍ）で、左端が対称軸Ｏの位置、右端が端部８の位置を示している。また、実施例を実線で、従来例を破線で、比較例１を１点鎖線で、比較例２を２点鎖線で示している。
図６より、実施例において流速分布は最も均一であることが分かる。従来例において流速分布の差が最も大きいことが分かり、対称軸Ｏにおいて、つまり供給口６の近傍で最も流速が大きく、端部８に向かうに従い流速が低下し、端部８の近傍において流速低下の勾配が低くなっていることが分かる。また、比較例１は、従来例より流速分布の差は小さいが、端部８の近傍で流速が大きくなる傾向がある。また、比較例２は、流速分布の勾配が従来例と逆向きになっており、端部８に向かうに従い流速が大きくなっている。
【００２１】
このような計算結果より、実施例は他の結果と比較して最も流速分布が均一化されており、スロット７の間隔が一定の場合、実施例において流量分布も均一化されることが分かる。これより、実施例において従来より均一な塗布幕を形成することができる。また、１０ｃｐｓの粘度の塗布液による計算結果であることより、このような低粘度の塗布液においてとくに有効であることが分かる。
【００２２】
なお、本実施の形態においては、マニホールド５の下端５ａと平行になるようにマニホールド５の上端が形成されているが、マニホールド５の上端は先端面４ａと平行になるように形成されていてもよい。また、供給口６が中央部以外に形成されている場合や、複数の供給口６が形成されている場合においても、供給口６から離間するに従い次第に先端方向に向かって直線状に傾斜する傾斜部分と、先端面４ａに平行で供給口６から離れた位置に配置されている平行部分とを有して、マニホールド５の下端５ａが形成されていれば、同様な効果を得ることができる。また、ヘッド部材２ａ，２ｂの先端部分に硬質の刃先部材が設けられた構成の塗布工具に本発明を用いてもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る塗布工具によれば、供給口から幅方向に離間するに従い次第に先端方向に向かって傾斜する傾斜部分と、先端面に平行な平行部分とを有してマニホールドの下端の形状が形成されているので、スロット部の流路抵抗により塗布液の流量が調節され、塗布工具の幅方向に渡って流量分布を均一化することができる。これにより、従来より均一に塗膜を形成することができる。
また、供給口が工具本体の幅方向の中央部に設けられている場合には、中央部の近傍に傾斜部分を設け、端部近傍に平行部分を設けることにより、流量分布を均一化することができる。
また、傾斜部分の先端面に対する傾斜角が０．６°〜３．０°の範囲で、平行部分が先端面に対し±０．５°の範囲で形成されているので、より最適な流量分布の均一化を図ることができる。
また、平行部分の幅方向の長さが工具本体の幅方向の長さの３０％以下であるので、これによっても塗布液の流量分布の均一化を図ることができる。
また、粘度が１〜１００ｃｐｓの低粘度の塗布液を使用する場合において、良好に流量分布の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における塗布工具の断面図である。
【図２】ヘッド部材のマニホールドが形成されている側面における正面図で、図１のＡ−Ａ矢視図ある。
【図３】流速分布計算に用いられた実施例の概略図で、図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】従来例の概略図で、図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】比較例の概略図で、図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図６】流速分布の計算結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１  塗布工具
２ａ，２ｂ  ヘッド部材
４  工具本体
４ａ  先端面
５  マニホールド
５ａ  マニホールドの下端
６  供給口
７  スロット
８  端部
９  傾斜部分
１０  平行部分
Ｗ１  工具本体の幅方向の長さ
Ｗ２  平行部分の幅方向の長さ
【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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