(57)【要約】      （修正有）【課題】ムラ、ヌケ、スジ等の塗布故障の発生原因となる塗布ヘッド内における気泡の滞留を、簡便にかつ塗布液を無駄にすることなく解消するための塗布液循環装置およびそれが付設されてなる塗布装置を提供する。【解決手段】塗布ヘッドのスリット開口端から吐出されてくる塗布液を受け渡す吐出塗布液受渡部が、塗布ヘッドの横長のリップ先端部を上下方向から包み込む横長のＵ字状凹部を一端に有すると共に、Ｕ字状凹部の中央部には横長のスリット状開口部が少なくとも設けられており、塗布ヘッドのスリット開口端から吐出されてくる塗布液が吐出塗布液受渡部のスリット状開口部から流入した後に他端の排出口から排出され、さらに下流側に位置する前記塗布液流路と開閉自在バルブを経由して塗布装置の供給タンク内に再投入される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送路とマニホールドとスリットとを連設してなる塗布液流入部を内部に有する塗布ヘッドの輸送路側から塗布液を送液ポンプにより供給タンクから送り込み、塗布液流入部のスリット開口端から塗布液を吐出させ、そこに搬送されてくる支持体上に吐出塗布液の塗布を行うエクストルージョン型塗布ヘッドのリップ先端部を密封状態で包み込むように取り付け可能で、塗布ヘッドのスリット開口端から吐出されてくる塗布液を受け渡す吐出塗布液受渡部と、この吐出塗布液受渡部に連設されていて、塗布液受渡部内に流入した後に排出されてくる塗布液を塗布装置の供給タンク内に再投入するための塗布液輸送管並びに開閉自在バルブとを少なくとも具備する塗布液循環装置であって、吐出塗布液受渡部は、塗布ヘッドの横長のリップ先端部を上下方向から包み込む横長のＵ字状凹部を一端に有すると共に、Ｕ字状凹部の中央部には横長のスリット状開口部が少なくとも設けられており、塗布ヘッドのスリット開口端から吐出されてくる塗布液が吐出塗布液受渡部のスリット状開口部から流入した後に他端の排出口から排出され、さらに下流側に位置する前記塗布液流路と開閉自在バルブを経由して塗布装置の供給タンク内に再投入されるようになっていることを特徴とする塗布液循環装置。
【請求項２】
請求項１記載の塗布液循環装置が付設されていることを特徴とするエクストルージョン型塗布装置。
【請求項３】
前記塗布ヘッドの輸送路と供給タンクの塗布液排出部との間には、少なくともフィルターと脱泡装置とが輸送管を介して設置されていると共に、塗布ヘッドのマニホールドに至る途中には圧力センサーが設置されており、圧力センサーにより測定された計測値から塗布装置における送液ポンプの出力および塗布液循環装置の開閉自在バルブの開閉量の制御が行えるようになっていることを特徴とする請求項２記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エクストルージョン型塗布ヘッドのリップ先端部に取り付け可能で、塗布ヘッド内に滞留する気泡を除去できるようにした塗布液循環装置およびそれが付設されてなるエクストルージョン型の塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機能性光学フィルム、写真感光材料、磁気記録媒体、表面処理鋼板等の製造においては、支持体上に塗布液を塗布する工程があるが、この際には感光剤あるいは磁性粒子等の必須成分を樹脂バインダーに混合させ、さらに必要に応じて種々の添加剤を添加して有機溶剤等により希釈することによって得られる塗布液が用いられている。
【０００３】
このような塗布液を支持体に塗布する方法としては、例えばロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、エクストルージョン型コーター（塗布装置）、あるいは種々のリバースコーター等の多種多様な塗布方法が用いられている。この中でもエクストルージョン型塗布装置は塗布の直前まで塗布液が空気にさらされることがないため塗布液の変化が少ないこと、塗布膜の幅方向の膜厚均一性にすぐれていること、塗布面の平滑性にすぐれていること等の理由により近年その利用が増加している。
【０００４】
しかしながら、エクストルージョン型塗布装置においては、支持体の搬送に伴って運ばれてくるエアによる膜厚の不均一性やヌケ、異物によるスジ、塗布ヘッドに滞留する気泡もしくは塗布液に混ざって吐出されてくる気泡によるヌケやスジ等の塗布故障が発生しやすく、それぞれの故障に対して様々な対策がなされている。
【０００５】
特に、塗布ヘッド内の気泡が原因となる塗布故障は、マニホールドに塗布液を充填する過程で気泡の滞留部分が形成されその滞留部分における気泡が原因となって引き起こされるものである。このような状況に対処すべく、塗布ヘッドより上流側の塗布液輸送管の途中に脱泡装置を設けそこで脱泡処理を行っているが、このような処理を施しても気泡が存在したまま塗布液が塗布ヘッドに充填されてしまうことがあり、また塗布ヘッドは多くが金属製のブロックで製作されることからその存在の有無を確認することも困難であった。
【０００６】
また、上記以外の塗布故障の対策として、塗布操作開始前に塗布ヘッド内へ過剰に塗布液を送り込み塗布ヘッド内部の圧力を上昇させることで気泡を押し出す方法、塗布ヘッドのスリット開口端を上方に向け気泡を抜き取る方法、もしくは両者を複合した方法等も生産現場では行われている。
【０００７】
しかし、塗布ヘッド内へ過剰に塗布液を送り込む方法では塗布操作開始前に多量の塗布液を排出することになり無駄が多く、無駄を減らすためにその排出した塗布液を再度供給タンクへ送り込む場合には塗布液が空気にさらされることで組成が変化してしまう可能性が生じてくる。
【０００８】
また、塗布ヘッドをそのスリット部が水平方向となるように設置する場合、塗布ヘッドのスリット開口端を上方に向けて気泡を抜きとるためには塗布ヘッドが水平から上向きの角度が取れるような構造を持った台座上に設置する必要がある。しかしその場合、台座の構造が複雑となり、塗布する上で重要な位置の精度および頑強な構造を維持することが非常に困難となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は以上のような状況に鑑みなされたものであり、エクストルージョン型塗布装置を用いた塗布において、ムラ、ヌケ、スジ等の塗布故障の発生原因となる塗布ヘッド内における気泡の滞留を、塗布操作開始前に簡便かつ塗布液を無駄にすることなく解消するための塗布液循環装置およびそれが付設されてなる塗布装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するためになされ、請求項１に記載の発明は、輸送路とマニホールドとスリットとを連設してなる塗布液流入部を内部に有する塗布ヘッドの輸送路側から塗布液を送液ポンプにより供給タンクから送り込み、塗布液流入部のスリット開口端から塗布液を吐出させ、そこに搬送されてくる支持体上に吐出塗布液の塗布を行うエクストルージョン型塗布ヘッドのリップ先端部を密封状態で包み込むように取り付け可能で、塗布ヘッドのスリット開口端から吐出されてくる塗布液を受け渡す吐出塗布液受渡部と、この吐出塗布液受渡部に連設されていて、塗布液受渡部内に流入した後に排出されてくる塗布液を塗布装置の供給タンク内に再投入するための塗布液輸送管並びに開閉自在バルブとを少なくとも具備する塗布液循環装置であって、吐出塗布液受渡部は、塗布ヘッドの横長のリップ先端部を上下方向から包み込む横長のＵ字状凹部を一端に有すると共に、Ｕ字状凹部の中央部には横長のスリット状開口部が少なくとも設けられており、塗布ヘッドのスリット開口端から吐出されてくる塗布液が吐出塗布液受渡部のスリット状開口部から流入した後に他端の排出口から排出され、さらに下流側に位置する前記塗布液流路と開閉自在バルブを経由して塗布装置の供給タンク内に再投入されるようになっていることを特徴とする塗布液循環装置である。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の塗布液循環装置が付設されていることを特徴とするエクストルージョン型塗布装置である。
【００１２】
さらにまた請求項３に記載の発明は、請求項２記載の塗布装置において、前記塗布ヘッドの輸送路と供給タンクの塗布液排出部との間には、少なくともフィルターと脱泡装置とが輸送管を介して設置されていると共に、塗布ヘッドのマニホールドに至る途中には圧力センサーが設置されており、圧力センサーにより測定された計測値から塗布装置における送液ポンプの出力および塗布液循環装置の開閉自在バルブの開閉量の制御が行えるようになっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エクストルージョン型塗布装置の塗布ヘッド内に滞留する気泡が効率的かつ的確に除去することが可能となり、塗布ヘッド内に滞留する気泡に起因するスジもしくはヌケ等の塗布故障の発生を大幅に抑制して支持体上への塗布液の塗布が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００１５】
図２は、一般的なエクストルージョン型塗布装置の概略の構成とその使用形態を示す説明図である。
【００１６】
供給タンク２１に投入された塗布液は、送液ポンプ２２により塗布ヘッド２３へと送られる。塗布ヘッド２３は、輸送路２７とマニホールド２６とスリット２８とを連設してなる塗布液流入部を内部に有し、供給タンク２１に投入されている塗布液が送液ポンプ２２により輸送路２９側から送り込まれた後、塗布液流入部のスリット開口端３０から吐出され、そこに搬送されてくる支持体８上に吐出塗布液の塗布を行えるようになっている。な
お、図中、２４と２５で示す部材は塗布ヘッド２３を構成する上流側リップと下流側リップであり、これらによりリップが構成されている。
【００１７】
前記マニホールド２６は、塗布液を塗布する支持体８の搬送方向における断面部分の形状が略半円形状であって、支持体８の幅方向と同一の方向はこの断面形状と同一か略同一の形状の横長に拡がる空間となっている。このマニホールド２６の前記支持体８の搬送方向における断面部分の半円形状の内径は５〜５０ｍｍ程度で、塗布液の性質、粘度等によって最良の大きさに設定されていて、その両端部はシール板等により塗布液が塗布ヘッド２３の外部へ漏れ出ないように閉塞されている。
【００１８】
また、前記スリット２８はマニホールド２６からの支持体８の方へ向けて開口している幅０．０５〜０．５ｍｍのスリット状の塗布液通路であり、マニホールド２６からリップ先端部３０までの距離は５〜１００ｍｍ程度である。このスリット２８の幅および距離も塗布液の性質、さらには塗布速度や塗布膜厚等の諸条件により適宜決定される。
【００１９】
このような構成のエクストルージョン型塗布装置を使用し、図２に示すように、バックアップロール９に抱かれながら搬送されてくる支持体８に対して、その塗布ヘッド２３のスリット２８のスリット開口端３０から塗布液を吐出させながら所期の塗布がなされる。
【００２０】
一方、図１は、本発明の塗布液循環装置とそれを取り付けたエクストルージョン型塗布装置の概略の構成を示す説明図である。
【００２１】
塗布液循環装置は、エクストルージョン型塗布ヘッド３のリップ先端部を密封状態で包み込むように取り付け可能で、塗布ヘッド３のスリット開口端４０から吐出されてくる塗布液を受け渡す吐出塗布液受渡部１０と、この吐出塗布液受渡部１０に連設されていて、塗布液受渡部１０内に流入した後に排出されてくる塗布液を塗布装置の供給タンク１内に再投入するための塗布液輸送管１５並びに開閉自在バルブ１４とを少なくとも具備する装置である。そして、吐出塗布液受渡部１０は、塗布ヘッド３の横長のリップ先端部を上下方向から包み込む横長のＵ字状凹部を一端に有すると共に、Ｕ字状凹部の中央部には横長のスリット状開口部１１が少なくとも設けられており、塗布ヘッド３のスリット開口端４０から吐出されてくる塗布液が吐出塗布液受渡部１０のスリット状開口部１１から流入した後に他端の排出口１３から排出され、さらに下流側に位置する前記塗布液流路１５と開閉自在バルブ１４を経由して塗布液塗布装置の供給タンク１内に再投入されるようになっている。なお、１２で示す部分は、吐出塗布液受渡部１０内の塗布液の流路の途中に設けられている溝部である。
【００２２】
図に示す吐出塗布液受渡部１０は、塗布ヘッド３のリップ先端部を密封状態でしかも傷を付けずに包み込むように取り付けられるように、横長のＵ字状凹部との間にテフロン（Ｒ）等の柔軟性のある樹脂からなるシール部材１６を介してボルト等により強固に固定されている（固定状態は図示せず）。また、スリット状開口部１１の幅は塗布ヘッド３のスリット３８の幅と同一もしくはそれより広い幅に設定されている。
【００２３】
このような構成になる塗布液循環装置が取り付けられた塗布装置においては、供給タンク１に投入された塗布液は、送液ポンプ２により、フィルター１７、脱泡装置１８を介して塗布ヘッド３のマニホールド３６へ送り込まれる。
【００２４】
マニホールド３６に至る途中には圧力センサー１９が配置されており、この圧力センサー１９による計測によって得られる計測値に基づき送液ポンプ２の出力および開閉自在バルブ１４の開閉量を制御することで、マニホールド３６内の塗布液の圧力を自在に変化できるようになっている。
【００２５】
要するに、マニホールド３６内が塗布液で満たされてスリット３８のスリット開口端４０から塗布液の吐出を開始したら、圧力センサー１９の計測値に基づき送液ポンプ２の出力を変更してマニホールド３６内の圧力の調整を行い、塗布ヘッド３のスリット３８から所定の圧力でスリット状開口部４０から塗布液受渡部１０内の溝部１２に塗布液を徐々に流し込んでいく。
【００２６】
この時、送液ポンプ２による塗布液の送り出しだけではマニホールド内圧力が所望の圧力に達しない場合には、開閉自在バルブ１４を適宜の状態に閉めることで圧力を上昇させ、必要な圧力が得られるようにすればよい。
【００２７】
なお、マニホールド３６内に滞留した気泡を除去するためのマニホールド内圧力は、塗布ヘッド３のスリット３８の幅、スリット長さ、塗布液粘度、塗布液表面張力および塗布ヘッドの設置角度に合わせて適宜に調整する。
【００２８】
一例を挙げると、粘度３．５ｍＰａ・ｓ、表面張力２６．５ｍＮ／ｍのポリウレタンアクリレート塗布液を使用した場合においては、塗布ヘッドを水平に設定した場合には５０ｋＰａ以上、スリット出口部分を１０°上向きにした場合には３０ｋＰａ以上が気泡除去に必要なマニホールド内厚の目安となる。
【００２９】
上記操作に基づいて開閉自在バルブ１４を通過した塗布液は、塗布液流路１５を通り供給タンク１へ再度投入される。そして、以上のような塗布液の循環を５分以上、好ましくは１５分以上おこなうことで塗布ヘッド３のマニホールド３６内に滞留していた気泡が取り除かれるようになる。
【００３０】
従って、塗布操作開始前の塗布ヘッド内部の脱泡処理において、従来のように塗布液の充填過程で塗布液のロスを生じることなく一連の脱泡作業が効率的に行われるようになる。また、塗布液が空気にさらされて組成が変化することも起こりづらい。以下、本発明の実施例を図面を参照にして述べる。
【実施例１】
【００３１】
まず、ポリエステル樹脂１００重量部に対して、平均粒径０．５μｍで屈折率１．５のシリカビーズを２４重量部混合し、固形分比５０％となるようトルエンで希釈し、粘度が８．５ｍＰａ・ｓに調整した塗布液を用意した。また、塗布液を塗布する支持体には厚み８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを使用した。
【００３２】
次に、図１に示す塗布液循環装置を一時的に待避させ、上記組成の塗布液を供給タンク１に投入した後、流量０．００００５０ｍ3／ｍｉｎで内部の塗布液流入部が空の状態の塗布ヘッド３に対して塗布液を順次流入させると共に、スリット開口端４０から塗布液を吐出させ、速度１０ｍ／ｍｉｎで送られてくる上記支持体に対して塗布（湿潤膜厚１０μｍ）を行った。塗布開始から１分後、５分後および１５分後の塗布の状況を表１に示す。
【００３３】
つづいて、上記の塗布例では一時的に待避してあった本発明に係る塗布液循環装置の吐出塗布液受渡部１０を塗布ヘッド３のリップ先端部に図１に示すようにセットし、開閉自在バルブ１４を半閉した状態でマニホールド内圧力が４６ｋＰａとなるようにして内部の塗布液流入部が空の状態の塗布ヘッド３に対して送り込み、マニホールド３６内の気泡を除くべく、１分間塗布液の循環を行なった後、速度１０ｍ／ｍｉｎで搬送されてくる上記支持体に対して塗布（湿潤膜厚１０μｍ）を行った。同様にして、塗布液の循環を５分間、１５分間行った後に塗布を行った。これらの塗布の状況を表１に示す。
【００３４】
【表１】
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以上の結果、塗布液循環装置による塗布液の循環を行わずに塗布を行なった場合は、マニホールド内に塗布液を充填した後の吐出時間によらず５００ｍｍの塗布幅に対して５本前後のマニホールド内の気泡が原因と推測される塗布スジが発生した。
【００３５】
一方、塗布液循環装置を使用して塗布液の循環を行ってから塗布を行った場合には、マニホールド内に塗布液を充填した後の塗布液の循環時間が１分の場合には５００ｍｍの塗布幅に対して１本の塗布スジが確認されたが、循環時間が５分以降の場合には塗布スジは見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の塗布液循環補助装置とこれを取り付けたエクストルージョン型塗布装置の概略の構成を示す説明図である。
【図２】エクストルージョン型塗布装置の概略の構成とその使用形態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、２１・・供給タンク
２、２２・・送液ポンプ
３、２３・・塗布ヘッド
４、２４・・上流側リップ
５、２５・・下流側リップ
８・・支持体
９・・バックアップロール
１０・・吐出塗布液受渡部
１１・・スリット状開口部
１２・・溝部
１３・・排出口
１４・・開閉自在バルブ
１５・・塗布液流路
１６・・シール部材
１７・・フィルター
１８・・脱泡装置
１９・・圧力センサー
２６、３６・・マニホールド
２７、２９、３７・・輸送路
２８、３８・・スリット
４５・・輸送管
【図１】
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【図２】
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