(57)【要約】基体との接触周期が互いに同一または実質的に同一な十分な数のピックアンドプレース装置（例えば、ロール）（１６２〜１６７）を用いて、意図しないあるいは意図する被膜厚み変動、陥没またはボイドの発生にかかわらず連続したボイドなし均一被膜を形成する。装置の湿潤表面が基体上の互いに異なる位置で被膜に接触および再接触する。非常に高速で非常に均一且つ非常に薄い被膜を得ることができる。ピックアンドプレース装置は乾燥を容易にするとともに乾燥炉の被膜厚み変動に対する感度を下げる。ピックアンドプレース装置を含む装置は構成、設置および操作が単純であるとともに被膜厚さを変更し且つ被膜厚さを補正するように容易に調整することができる。
2004517720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上の湿潤被膜の均一性を改善するための方法であって、前記基体に対する同一または実質的に同一な複数の接触周期を有する十分な数のピックアンドプレース装置の湿潤表面部分に、前記被膜を接触および再接触させて、被膜が全くない状態から平均被膜厚さの２００％の過剰な範囲の被膜厚さ欠陥を平均被膜厚さの８５％から１１５％の範囲に転換するステップを含む方法。
【請求項２】
前記ピックアンドプレース装置がすべて同一な接触周期を有する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ピックアンドプレース装置がすべて実質的に同一な接触周期を有するとともに、反復する被膜厚み変動、陥没またはボイドの大きさの低減を可能にする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記装置周期が互いに±０．０５％以内である請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記装置周期が互いに±０．５％以内である請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記装置周期が互いに±１％以内である請求項３に記載の方法。
【請求項７】
さらに他の装置の平均接触周期との差が１％を超える接触周期を有する少なくとも１個のピックアンドプレース装置を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
さらに他の装置の平均接触周期との差が５％を超える接触周期を有する少なくとも１個のピックアンドプレース装置を含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
被膜ボイドを平均被膜厚さの少なくとも９０％に転換する請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
平均被膜厚さの２００％までの被膜過剰を平均被膜厚さの１１０％以下に転換する請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記湿潤被膜が厚さ変化を有し、前記厚さ変化の周期、前記厚さ変化の大きさまたは少なくとも１個の装置の接触周期を変えて被膜欠陥を低減または最小化する請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記被膜を陥没が点在するストライプのパターンとして前記基体に塗布するとともに前記ピックアンドプレース装置がロールからなる請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記陥没がボイドからなる請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記被膜を先に塗布された湿潤被膜の上に塗布する請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記被膜を５マイクロメートル未満の厚さを有するボイドのないまたは実質的にボイドのない被膜に転換する請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記被膜を０．５マイクロメートル未満の厚さを有するボイドのないまたは実質的にボイドのない被膜に転換する請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
基体上の湿潤被膜の均一性を改善するための方法であって、前記基体に対する同一または実質的に同一な複数の接触周期を有する少なくとも５個のピックアンドプレース装置の湿潤表面部分に、前記被膜を接触および再接触させるステップを含む方法。
【請求項１８】
前記ピックアンドプレース装置がすべて同一な接触周期を有する請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ピックアンドプレース装置がすべて実質的に同一な接触周期を有するとともに、反復する被膜厚み変動、陥没またはボイドの大きさの低減を可能にする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記装置周期が互いに±０．０５％以内である請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記装置周期が互いに±１％以内である請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
他の装置の平均接触周期との差が１％を超える接触周期を有する少なくとも１個の追加ピックアンドプレース装置をさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
他の装置の平均接触周期との差が５％を超える接触周期を有する少なくとも１個の追加ピックアンドプレース装置をさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記ピックアンドプレース装置が少なくとも１０個のロールからなる請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記ピックアンドプレース装置が少なくとも２０個のロールからなる請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
移動ウェブを被覆するための方法であって、その上に厚さ変化を有する湿潤被膜を塗布するステップと、前記湿潤被膜を前記ウェブとの接触周期を有する１個以上のロールの湿潤表面部分と接触および再接触させるステップと、前記厚さ変化の周期、前記厚さ変化の大きさまたは少なくとも１個のロールの接触周期を変えて被膜欠陥を低減または最小化するステップとを含む方法。
【請求項２７】
前記湿潤被膜をボイドによって分離されたストライプとして塗布する請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
移動ウェブを被覆するための方法であって、その上にストライプの湿潤被膜を塗布するステップと、前記湿潤被膜を前記ウェブとの接触周期を有する１個以上のロールの湿潤表面部分と接触および再接触させるステップとを含み、無次元ストライプ幅および無次元ロールサイズが図１４ｄに図示された白色または明るいグレー領域およびその鏡像以内である方法。
【請求項２９】
移動ウェブを被覆するための方法であって、その上にストライプの湿潤被膜を塗布するステップと、前記被膜を同一または実質的に同一な前記ウェブとの接触周期を有する少なくとも２個のロールの湿潤表面部分と接触および再接触させるステップとを含み、無次元ストライプ幅および無次元ロールサイズが図１４ｆに図示された白色または明るいグレー領域およびその鏡像以内である方法。
【請求項３０】
移動ウェブを被覆するための方法であって、その上にストライプの湿潤被膜を塗布するステップと、前記被膜を同一または実質的に同一な前記ウェブとの接触周期を有する少なくとも３個のロールの湿潤表面部分と接触および再接触させるステップとを含み、無次元ストライプ幅および無次元ロールサイズが図１４ｈに図示された白色または明るいグレー領域およびその鏡像以内である方法。
【請求項３１】
移動ウェブを被覆するための方法であって、その上にストライプの湿潤被膜を塗布するステップと、前記被膜を同一または実質的に同一な前記ウェブとの接触周期を有する少なくとも４個のロールの湿潤表面部分と接触および再接触させるステップとを含み、無次元ストライプ幅および無次元ロールサイズが図１４ｊに図示された白色または明るいグレー領域およびその鏡像以内である方法。
【請求項３２】
基体上の異なる位置で周期的に湿潤被膜に接触および再接触可能な複数のピックアンドプレース装置を備える改善ステーションであって、前記被膜が欠陥と平均被膜厚さとを有し、同一または実質的に同一な前記基体との接触周期を有するピックアンドプレース装置の数が十分であるため被膜が全くない状態から前記平均被膜厚さの２００％もの過剰な範囲の被膜厚さ欠陥が前記平均被膜厚さの８５％から１１５％の範囲に転換される改善ステーション。
【請求項３３】
前記ピックアンドプレース装置がすべて同一接触周期を有する請求項３２に記載の改善ステーション。
【請求項３４】
前記ピックアンドプレース装置がすべて実質的に同一な接触周期を有するとともに反復被膜厚み変動、陥没またはボイドの規模の低減を可能にする請求項３２に記載の改善ステーション。
【請求項３５】
前記装置周期が互いに±０．０５％以内である請求項３４に記載の改善ステーション。
【請求項３６】
前記装置周期が互いに±０．５％以内である請求項３４に記載の改善ステーション。
【請求項３７】
前記装置周期が互いに±１％以内である請求項３４に記載の改善ステーション。
【請求項３８】
他の装置の平均接触周期との差が１％を超える接触周期を有する少なくとも１個のピックアンドプレース装置をさらに備える請求項３４に記載の改善ステーション。
【請求項３９】
１個以上の前記装置の接触周期を変えることにより被膜欠陥を低減または最小化できる請求項３２に記載の改善ステーション。
【請求項４０】
前記ピックアンドプレース装置がロールからなる請求項３２に記載の改善ステーション。
【請求項４１】
基体上の異なる位置で周期的に湿潤被膜に接触および再接触可能であるとともに、前記基体に対する同一または実質的に同一な複数の接触周期を有する少なくとも５個のピックアンドプレース装置を備える改善ステーション。
【請求項４２】
前記ピックアンドプレース装置がすべて同一接触周期を有する請求項４１に記載の改善ステーション。
【請求項４３】
前記ピックアンドプレース装置がすべて実質的に同一な接触周期を有するとともに反復被膜厚み変動、陥没またはボイドの規模の低減を可能にする請求項４１に記載の改善ステーション。
【請求項４４】
前記装置周期が互いに±０．０５％以内である請求項４３に記載の改善ステーション。
【請求項４５】
前記装置周期が互いに±０．５％以内である請求項４３に記載の改善ステーション。
【請求項４６】
前記装置周期が互いに±１％以内である請求項４３に記載の改善ステーション。
【請求項４７】
他の装置の平均接触周期との差が１％を超える接触周期を有する少なくとも１個の追加ピックアンドプレース装置をさらに備える請求項４１に記載の改善ステーション。
【請求項４８】
他の装置の平均接触周期との差が５％を超える接触周期を有する少なくとも１個の追加ピックアンドプレース装置をさらに備える請求項４１に記載の改善ステーション。
【請求項４９】
前記ピックアンドプレース装置が少なくとも１０個のロールからなる請求項４１に記載の改善ステーション。
【請求項５０】
前記ピックアンドプレース装置が少なくとも２０個のロールからなる請求項４１に記載の改善ステーション。
【請求項５１】
前記ピックアンドプレース装置が少なくとも５０個のロールからなる請求項４１に記載の改善ステーション。
【請求項５２】
不均等な被膜を基体に塗布する塗布ステーションと、前記基体上の異なる位置で周期的に前記塗布被膜に接触および再接触可能な複数のピックアンドプレース装置を備える改善ステーションとを備える塗布装置であって、前記基体に対する同一または実質的に同一な複数の接触周期を有するピックアンドプレース装置の数が、被膜が全くない状態から平均被膜厚さの２００％もの過剰な範囲の被膜厚さ欠陥が平均被膜厚さの８５％から１１５％の範囲に転換されるために十分な数である塗布装置。
【請求項５３】
前記ピックアンドプレース装置がすべて同一接触周期を有する請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項５４】
前記ピックアンドプレース装置がすべて実質的に同一な接触周期を有するとともに反復被膜厚み変動、陥没またはボイドの規模の低減を可能にする請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項５５】
前記装置周期が互いに±０．０５％以内である請求項５４に記載の塗布装置。
【請求項５６】
前記装置周期が互いに±０．５％以内である請求項５４に記載の塗布装置。
【請求項５７】
前記装置周期が互いに±１％以内である請求項５４に記載の塗布装置。
【請求項５８】
他の装置の平均接触周期との差が１％を超える接触周期を有する少なくとも１個の追加ピックアンドプレース装置をさらに備える請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項５９】
他の装置の平均接触周期との差が５％を超える接触周期を有する少なくとも１個の追加ピックアンドプレース装置をさらに備える請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項６０】
１個以上の前記装置の接触周期を変えることにより被膜欠陥を低減または最小化できる請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項６１】
前記ピックアンドプレース装置がロールからなる請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項６２】
前記塗布ステーションが不連続被膜を塗布する請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項６３】
前記塗布ステーションが前記被膜をストライプのパターンとして塗布する請求項６２に記載の塗布装置。
【請求項６４】
少なくとも２個のロールがあるとともに無次元ストライプ幅および無次元ロールサイズが図１４ｆに図示された白色または明るいグレー領域およびその鏡像以内である請求項６３に記載の塗布装置。
【請求項６５】
少なくとも３個のロールがあるとともに無次元ストライプ幅および無次元ロールサイズが図１４ｈに図示された白色または明るいグレー領域およびその鏡像以内である請求項６３に記載の塗布装置。
【請求項６６】
少なくとも４個のロールがあるとともに無次元ストライプ幅および無次元ロールサイズが図１４ｊに図示された白色または明るいグレー領域およびその鏡像以内である請求項６３に記載の塗布装置。
【請求項６７】
前記被膜を前記基体から第２の基体に転写するための転写ステーションをさらに備える請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項６８】
前記転写ステーションがベルトを備えるとともに、前記塗布ステーションがストライプ塗布領域に３相湿潤線がない状態でストライプのパターンを前記ベルトの湿潤領域に塗布する請求項６７に記載の塗布装置。
【請求項６９】
１つ以上のセンサまたは制御装置が前記塗布装置の動作中に１個以上の前記ピックアンドプレース装置の周期を変更する請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項７０】
前記被膜を液滴の不均一被膜として塗布する請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項７１】
前記被膜を液滴の不連続被膜として塗布する請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項７２】
乾燥ステーションをさらに備える請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項７３】
前記改善ステーションの少なくとも一部が前記乾燥ステーション内に延在している請求項７２に記載の塗布装置。
【請求項７４】
前記不均等な被膜の厚さが周期的に変化し、前記厚さの変化の周期、前記厚さの変化の大きさまたは１個以上の前記装置の接触周期を変えることにより被膜欠陥を低減または最小化する請求項５２に記載の塗布装置。
【請求項７５】
不均等な被膜を基体に塗布する塗布ステーションと、前記基体上の異なる位置で周期的に前記塗布被膜に接触および再接触可能であるとともに、前記基体に対する同一または実質的に同一な複数の接触周期を有する少なくとも５個のピックアンドプレース装置を備える改善ステーションとを備える塗布装置。
【請求項７６】
前記ピックアンドプレース装置がすべて同一な接触周期を有する請求項７５に記載の塗布装置。
【請求項７７】
前記ピックアンドプレース装置がすべて実質的に同一な接触周期を有するとともに、反復する被膜厚み変動、陥没またはボイドの大きさの低減を可能にする請求項７５に記載の塗布装置。
【請求項７８】
前記装置周期が互いに±０．０５％以内である請求項７７に記載の塗布装置。
【請求項７９】
前記装置周期が互いに±０．５％以内である請求項７７に記載の塗布装置。
【請求項８０】
前記装置周期が互いに±１％以内である請求項７７に記載の塗布装置。
【請求項８１】
他の装置の平均接触周期との差が１％を超える接触周期を有する少なくとも１個の追加ピックアンドプレース装置をさらに備える請求項７５に記載の塗布装置。
【請求項８２】
他の装置の平均接触周期との差が５％を超える接触周期を有する少なくとも１個の追加ピックアンドプレース装置をさらに備える請求項７５に記載の塗布装置。
【請求項８３】
前記ピックアンドプレース装置がロールからなる請求項７５に記載の塗布装置。
【請求項８４】
少なくとも１０個のロールからなる請求項８３に記載の塗布装置。
【請求項８５】
少なくとも２０個のロールからなる請求項８３に記載の塗布装置。
【請求項８６】
少なくとも５０個のロールからなる請求項８３に記載の塗布装置。
【請求項８７】
前記塗布ステーションが不連続被膜を塗布する請求項７５に記載の塗布装置。
【請求項８８】
前記塗布ステーションが前記被膜をストライプのパターンとして塗布する請求項８７に記載の塗布装置。
【請求項８９】
無次元ストライプ幅および無次元ロールサイズが図１４ｌに図示された白色または明るいグレー領域およびその鏡像以内である請求項８８に記載の塗布装置。
【請求項９０】
少なくとも１０個のロールがあるとともに、無次元ストライプ幅および無次元ロールサイズが図１４ｎに図示された白色または明るいグレー領域およびその鏡像以内である請求項８８に記載の塗布装置。
【請求項９１】
前記被膜を前記基体から第２の基体に転写するための転写ステーションをさらに備える請求項７５に記載の塗布装置。
【請求項９２】
前記転写ステーションがベルトを備えるとともに、前記塗布ステーションがストライプ塗布領域に３相湿潤線がない状態でストライプのパターンを前記ベルトの湿潤領域に塗布する請求項９１に記載の塗布装置。
【請求項９３】
１つ以上のセンサまたは制御装置が前記塗布装置の動作中に１個以上の前記ピックアンドプレース装置の周期を変更する請求項７５に記載の塗布装置。
【請求項９４】
前記被膜を液滴の不均一被膜として塗布する請求項７５に記載の塗布装置。
【請求項９５】
前記被膜を液滴の不連続被膜として塗布する請求項７５に記載の塗布装置。
【請求項９６】
前記不均等な被膜が周期的厚さ変化を有し、前記厚さ変化の周期、前記厚さ変化の大きさまたは１個以上の前記装置の接触周期を変えることにより被膜欠陥を低減または最小化する請求項７５に記載の塗布装置。
【請求項９７】
さらに乾燥ステーションを備える請求項７５に記載の塗布装置。
【請求項９８】
前記改善ステーションの少なくとも一部が前記乾燥ステーション内に延在している請求項９７に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、基体を被覆するとともに不均一あるいは欠陥被膜の均一性を改善するための装置および方法に関する。
【０００２】
背景
移動ウェブおよび他の固定または移動基体を被覆するとともに得られた被膜を平滑化するための周知の方法および装置が数多くある。ブース  ジー  エル（Ｂｏｏｔｈ，Ｇ．Ｌ．）『塗布装置（Ｔｈｅ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ）』、「製紙工業（Ｐｕｌｐ  ａｎｄ  Ｐａｐｅｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ）」、第８巻、「コーティング、コンバーティング  アンド  プロセシズ（Ｃｏａｔｉｎｇ，Ｃｏｎｖｅｒｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）」、（１９９０年、第３版）、ｐ．７６−８７、およびブース  ジー  エル（Ｂｏｏｔｈ，Ｇ．Ｌ．）、「エボリューション  オブ  コーティング（Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｏａｔｉｎｇ）」、ゴーラム  インターナショナル社（Ｇｏｒｈａｍ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｃ．）、第１巻にいくつか記載されている。例えば、グラビアロールコータ（例えば、米国特許第５，６２０，５１４号参照）は比較的速い走行速度で比較的薄い被膜を提供することができる。所望の特定平均厚さ（ｃａｌｉｐｅｒ）を達成するためには通常異なるパターンのグラビアロールで数回の試験が必要となる。ドクターブレード圧、塗布速度、温度あるいは液体粘度などの実行時要因が全体的な被膜重量変化や縦方向および横方向の不均等な局在厚さを引き起こす恐れがある。
【０００３】
バーマークおよびチャターマーク（ｃｈａｔｔｅｒ  ｍａｒｋ）はウェブに亘って延在する薄いあるいは濃い被膜の帯である。これらは欠陥とみなされ、振動、流れの脈動、ウェブ速度変動、間隙変化およびロール駆動変動などの要因に起因する場合がある。チャターマークは通例繰り返すが、バーマークは不規則なシステム不調の結果として発生する場合がある。ガトフおよびコーエン（Ｇｕｔｏｆｆ  ａｎｄ  Ｃｏｈｅｎ）「コーティング  アンド  ドライング  デフェクツ（Ｃｏａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｄｒｙｉｎｇ  Ｄｅｆｅｃｔｓ）」、（ジョン  ウィリー  アンド  サンズ  ニューヨーク（Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）１９９５年）が横断ウェブマークの多くの原因について記述するとともに根本的な原因の特定と解消によりそれらを除去することを力説している。この方法には相当な時間と手間がかかる場合がある。
【０００４】
あるグラビアロール塗布走行条件下でウェブ被膜にグラビアロールパターンが生じる。グラビアロールマークはグラビアロールから下方ウェブに位置する弓状可撓性平滑化フィルム（例えば、米国特許第５，４４７，７４７号参照）、中間塗布ロールに逆行する平滑化ロール（例えば、米国特許第４，３７８，３９０号参照）、あるいはグラビアルールから下方ウェブに位置するの一組の平滑化ロール（例えば、米国特許第４，２６７，２１５号参照）を用いて除去することができる。
【０００５】
塗料を溶剤で希釈することによりグラビアロールコータ上に非常に薄い被膜（例えば、約０．１〜約０．５マイクロメートル）を得ることができる。溶剤は健康、安全性、環境およびコストの理由で好ましくない。
【０００６】
マルチロールコータ（例えば、米国特許第２，１０５，４８８号、第２，１０５，９８１号、第３，０１８，７５７号、第４，５６９，８６４号および第５，５３６，３１４号参照）を用いて薄い被膜を提供することもできる。マルチロールコータはブース（Ｂｏｏｔｈ）により発表され、ベンジャミン  ディー  エフ（Ｂｅｎｊａｍｉｎ，Ｄ．Ｆ．）、アンダーソン  ティー  ジェイ（Ａｎｄｅｒｓｏｎ，Ｔ．Ｊ．）、およびスクライヴァン  エル  イー（Ｓｃｒｉｖｅｎ，Ｌ．Ｅ．）、『マルチプル  ロール  システムズ、ステディ−ステイト  オペレーション（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｒｏｌｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｓｔｅａｄｙ−Ｓｔａｔｅ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）』、「アメリカ化学工業会誌（ＡＩＣｈＥＪ．）」（１９９５年）、第４１巻、ｐ．１０４５、ならびにベンジャミン  ディー  エフ（Ｂｅｎｊａｍｉｎ，Ｄ．Ｆ．）、アンダーソン  ティー  ジェイ（Ａｎｄｅｒｓｏｎ，Ｔ．Ｊ．）、およびスクライヴァン  エル  イー（Ｓｃｒｉｖｅｎ，Ｌ．Ｅ．）、『マルチプル  ロール  システムズ、レジデンスタイムス  アンド  ダイナミック  レスポンス（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｒｏｌｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ：Ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ  Ｔｉｍｅｓ  ａｎｄ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）』、「アメリカ化学工業会誌（ＡＩＣｈＥＪ．）」、（１９９５年）、第４１巻、ｐ．２１９８で再検討されている。市販の前進ロール転写コータは通常３個から７個の一連の対向回転ロールを用いて塗布液を貯留槽からウェブにロールを介して転写する。これらのコータは約０．５〜約２マイクロメートルという薄さの湿潤被膜厚さでシリコン剥離ライナー被膜を塗布する。所望の被膜厚さおよび質は、巧みに設定されたロール間隙と、ロール速度比と、ニップ圧とにより得られる。マルチロールコータとして記載できる他のタイプの塗布装置が米国特許第４，５６９，８６４号に示されているが、この特許は厚い連続した事前計量供給された被膜が抽出ノズルによって第１の回転ロールに塗布され、その後１個以上の追加ロールによって移動ウェブに転写される塗布装置を記載している。
【０００７】
発明の概要
上述の塗布装置にはウェブ上の塗布湿潤被膜に接触して被膜の凹凸を低減するのに役立つ一連の平滑化ブラシを使用しているものがある。『塗布装置（Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ）』と題されたブース（Ｂｏｏｔｈ）記事の７６ページによると、初期の塗布装置には４〜１０個の平滑化ブラシが用いられた。平滑化ブラシはブラシの下で被膜を塗るが、湿潤被膜に接触およびその後再接触することはない。
【０００８】
ロールを平滑化に用いたこともある。通常これらは移動方向が移動ウェブとは反対である反対方向回転ロールである。ブース（Ｂｏｏｔｈ）記事の７７ページはアプリケータロールから下方ウェブに位置する４個の「逆走行」（反対方向回転）平滑化ロールを備えたスクイズロールコータを示している。米国特許第４，２６７，２１５号の実施例１〜７および１０はプラスチックフィルムへの連続被膜の塗布について示し、湿潤被膜に非駆動連結回転安定ロール６８（接触帯域におけるその移動方向は移動プラスチックフィルムの方向と同じである）および３個の同一径反対回転拡散ロール７０が接触する。安定化ロールおよび拡散ロールのそれぞれの直径は開示されていないが、図面から２：１の比であると思われる。上記‘２１５号特許の実施例１０においてウェブに塗布された被膜の均一性が低下し始める（０．５１メートル／秒の周辺アプリケータロール速度で）とともに余分な塗布液がロール７０の上流のウェブ表面上に堆積する（０．６１メートル／秒の周辺アプリケータロール速度で）までアプリケータロール速度が上げられた。１．８４マイクロメートルまでの厚さを有する被膜が報告された。上述したような平滑化ロールを用いた塗布装置は移動ウェブ上の湿潤被膜に接触した後再接触するが、そのようなロールは比較的少数（例えば、４個以下）しか使用されていなかったようである。
【０００９】
連続ウェブ塗布動作中に、被膜厚さに思わぬ急増が発生する時がある。急増は操作者の過失、システム制御故障、機械故障および塗布液の供給増加（あるいは粘度の低下）を始めとする様々な原因で発生する可能性がある。これが被膜厚さの一時的な大幅増加につながる（例えば、２倍さらには１０倍以上）。１つの典型例は逆ロールコータの計量用間隙を閉じておく油圧の一瞬の低下である。塗布工程ラインの乾燥部がかなりの過剰能力をもって設計されてない限り、このような急増の発生により湿潤ウェブが工程ライン終端部で巻き上げられる恐れがある。これにより巻かれたロール全体が使用不可になる場合がある。さらに塗布液が引火性溶剤を含んでいる場合には、溶剤紙の引火性濃縮が巻取機で生じる恐れがある。ロール巻き取りステーションは頻繁に大きな静電放電を起こすため、火災あるいは爆発が発生する恐れがある。
【００１０】
時には連続ウェブ塗布動作中に思わぬ被膜厚さの全体的欠陥が発生することもある。このような種類の欠陥は操作者の過失、空気の混入、システム制御故障、機械故障および塗布液の供給の中断（あるいは粘度の突然の上昇）およびウェブまたは塗布ロールの交換を始めとする様々な原因により起きる可能性がある。これによりウェブの大部分が塗布されずに望ましくない廃物を生じる恐れがある。
【００１１】
上述の改善ブラシおよび平滑化ロール装置は一般には、ウェブの大部分に亘る大きな被膜厚み変動あるいは被膜の完全な欠落などの全体的な被膜欠陥を適切に補正することはできない。
【００１２】
上記の米国特許出願第０９／７５７，９５５号において、ピックアンドプレース接触装置を用いることにより、反復およびランダムな被膜欠陥が解消あるいは少なくとも大幅に減少している。回転ロール（および特にロールを通過する際に基体と共に連結回転可能な非駆動ロール）はこのような出願のピックアンドプレース装置の好適なタイプである。互いに同一の接触周期（装置上の一点が基体と続けて接触する間の時間として定義される）を有するロールは好適ではなかった。これに代わり、好適なピックアンドプレース装置は異なるサイズのロールあるいは異なる速度で動作されるロールで、サイズや速度（従って、接触周期）が互いに周期的関係のないものであった。
【００１３】
本発明は一態様において、基体との接触周期が互いに同一または実質的に同一な多数のピックアンドプレース装置（例えば、ロール）を用いた塗布装置および方法を提供する。これらの装置は供給業者（例えば、ロール供給業者）により一般的に供給される標準サイズで注文することができる。標準サイズ装置の購入と設置は費用がかからず、特別なサイズの装置の購入および設置より容易に実施される。十分に多数のこのようなピックアンドプレース装置を用いることで、思わぬ被膜厚み変動、陥没あるいはボイドの発生にかかわらず連続したボイドなし均一被膜の形成が容易になる。このように本発明は一態様において、基体上の湿潤被膜の均一性を改善するための方法であって、前記基体に対する同一または実質的に同一な複数の接触周期を有する十分な数のピックアンドプレース装置の湿潤表面部分に、前記被膜を接触および再接触させて、被膜が全くない状態から平均被膜厚さの２００％もの過剰な範囲の被膜厚さ欠陥を平均被膜厚さの８５％から１１５％の範囲に転換するステップを含む方法を提供する。
【００１４】
他の態様において本発明は、基体上の湿潤被膜の均一性を改善するための方法であって、前記基体に対する同一または実質的に同一な複数の接触周期を有する少なくとも５個のピックアンドプレース装置の湿潤表面部分に、前記被膜を接触および再接触させるステップを含む方法を提供する。
【００１５】
ピックアンドプレース装置がすべて同一接触周期を有する場合、本発明はランダムな被膜厚み変動またはボイドの規模の低減を可能にする。ピックアンドプレース装置が接触周期に少なくとも小さな変化を有する、あるいは実質的に異なる接触周期を有する少なくとも１個の他のピックアンドプレース装置（例えば、他の装置の平均周期かとの差が１％を超える周期）を用いた場合、本発明は反復被膜厚み変動、陥没またはボイドの規模の低減をも可能にする。
【００１６】
他の態様では本発明は、移動ウェブを被覆するための方法であって、その上に厚さ変化を有する湿潤被膜を塗布するステップと、前記湿潤被膜を前記ウェブとの接触周期を有する１個以上のロールの湿潤表面部分と接触および再接触させるステップとを含み、前記厚さ変化の周期、前記厚さ変化の大きさまたはロールの接触周期を変えて（例えば、選択あるいは調整して）被膜欠陥を低減または最小化する方法を提供する。
【００１７】
他の態様において本発明は、本発明の方法を行う装置を提供する。一態様において本発明の装置は、基体上の異なる位置で周期的に湿潤被膜に接触および再接触可能な複数のピックアンドプレース装置を備える改善ステーションであって、前記被膜が欠陥と平均被膜厚さとを有し、前記基体に対する同一または実質的に同一な複数の接触周期を有するピックアンドプレース装置の数が、被膜が全くない状態から平均被膜厚さの２００％もの過剰な範囲の被膜厚さ欠陥が平均被膜厚さの８５％から１１５％の範囲に転換されるために十分な数である改善ステーションを備える。他の態様において本発明の装置は、基体上の異なる位置で周期的に湿潤被膜に接触および再接触可能であるとともに、前記基体に対する同一または実質的に同一な複数の接触周期を有する少なくとも５個のピックアンドプレース装置を備える改善ステーションを備える。
【００１８】
他の態様において本発明の装置は、不均等な（且つ好適には不連続な）被膜を基体に塗布する塗布ステーションと、前記基体上の異なる位置で周期的に前記塗布被膜に接触および再接触可能な１個以上のピックアンドプレース装置を備える改善ステーションとを備える塗布装置であって、前記基体に対する同一または実質的に同一な接触周期を有するピックアンドプレース装置の数が十分であるため被膜が全くない状態から平均被膜厚さの２００％もの過剰な範囲の被膜厚さ欠陥が平均被膜厚さの８５％から１１５％の範囲に転換される。さらに他の態様において本発明の装置は、不均等な（且つ好適には不連続な）被膜を基体に塗布する塗布ステーションと、前記基体上の異なる位置で周期的に前記塗布被膜に接触および再接触可能であるとともに、前記基体に対する同一または実質的に同一な複数の接触周期を有する少なくとも５個のピックアンドプレース装置を備える改善ステーションとを備える。
【００１９】
上記装置の特に好適な態様において、塗布被膜は周期的厚さ変化を有し、前記厚さ変化の周期、前記厚さ変化の大きさまたは１個以上の前記装置の接触周期を変える（例えば、選択あるいは調整可能）ことにより被膜欠陥を低減または最小化する。
【００２０】
さらに他の態様において、前記塗布装置はさらに前記被膜を前記基体から第２の基体に転写するための転写ステーションを備える。
【００２１】
さらに他の態様において、前記塗布装置はさらに乾燥ステーションを備える。
【００２２】
詳細な説明
図１を参照すると、基体（この例では、連続ウェブ）１０上に公称厚さすなわち厚さｈの液体の被膜１１がある。何らかの理由で公称厚さを超える高さＨの不規則な局所的突起１２が堆積され、あるいは何らかの理由で不規則な局所的陥没（公称厚さ未満の深さＨ’の部分的キャビティ１３や深さｈのボイド１４など）が生じると、被覆基体の僅かな長さの部分が欠陥になり使用不可能になる。本発明において適当な多数のピックアンドプレース改善装置（図１に図示せず）の被膜湿潤表面を被膜１１と定期的に（例えば、周期的に）接触させることにより突起１２のような被膜の不均等な部分を摘み取って基体上の他の部分に配置したり、あるいは塗布材料をキャビティ１３やボイド１４などの被膜の不均等な部分に配置することができる。ピックアンドプレース装置は必要に応じて欠陥発生時にのみ被膜と接触させることができる。代替的に、接触点に欠陥の有無にかかわらずピックアンドプレース装置は被膜に接触することができる。
【００２３】
本発明に用いて移動ウェブ１０上の被膜を改善することができるピックアンドプレース装置１５のタイプを図２に示す。装置１５は軸部２０を有するため中心軸２１を中心に回転することができるようになっている。軸部２０と軸２１は移動ウェブ１０の塗布幅に亘って延在しており、移動ウェブ１０はロール２２上の軸部２０を越えて移送される。軸部２０から延在しているのは２つの放射状アーム２３および２４であり、そこにピックアンドプレース表面２５および２６が取り付けられている。表面２５および２６は湾曲して軸２１を中心に回転すると空間で１つの円弧を形成する。それらの回転とウェブ１０に対する空間的関係のため、ピックアンドプレース表面２５および２６はロール２２とは反対側でウェブ１０に周期的に接触する。ウェブ１０上の湿潤被膜（図２に図示せず）ならびに表面２５および２６は開始点２８から分割点２７までのウェブ１０上の幅Ａの接触帯域を占める。分割点では、ピックアンドプレース装置１５が連続して回転するとともにウェブ１０がロール２２上を移動するため、ウェブ１０および表面２５の両方の上に液体がいくらか滞留する。１回転終了すると、表面２５はウェブ１０上の縦方向の新たな位置に分割液体を配置する。一方、ウェブ１０はウェブ速度にピックアンドプレース表面２５の１回転に要する時間を乗じたものと同距離を移動することになる。このように、１つのウェブ位置から液状被膜の一部を摘み上げて別の時点でウェブ上の他の位置に配置することができる。ピックアンドプレース表面２５および２６はともにこの動作を行う。
【００２４】
ピックアンドプレース装置の周期は、装置が基体に沿った１つの位置から湿潤被膜の一部を摘み上げて他の位置に配置するのに要する時間によって、あるいは装置の一表面部分が接触した連続２点間の基体に沿った距離によって表すことができる。例えば、図２に示した装置が毎分６０回転で回転され、装置に対する基体の相対移動が一定の状態である場合には、周期は１秒である。本発明は適当な多数の同一または実質的に同一な配置周期を有するピックアンドプレース装置、すなわち配置周期が所望の精度と同一である装置を使用する。その所望の精度はこのようなピックアンドプレース装置の全個数および所望の被膜厚さ均一性によって変わる。一般には、使用する装置が多いほど、装置の配置周期の点で一定の精度で得られる結果が良好になる。例えば、装置周期は互いに±０．０１％、±０．０５％、±０．１％、±０．５％または±１％の範囲になり、多数の装置の周期のより高い精度（例えば、±０．０５％）がもたらす結果は、一般により少ない装置の周期のより低い精度（例えば、±０．５％）を用いて得られる結果とつり合うことになる。
【００２５】
ピックアンドプレース装置の周期は多数の方法で変えることができる。例えば、回転装置の直径を変更する、回転または往復装置の速度を変更する、不動の観察者から見た場合に最初の空間的位置に対して基体（例えば、上方ウェブまたは下方ウェブ）の長さに沿って装置を繰り返し（例えば、連続的に）並進させる、あるいは回転装置の回転速度に対する基体の並進速度を変更することにより周期を変えることができる。個々の装置の周期は長時間一定である必要はなく、変化させる場合も円滑変更機能により変化させる必要はない。
【００２６】
多数の異なる機構が液体被覆基体との周期的接触を可能にし、多数の異なる形状および構成を用いてピックアンドプレース装置を形成することができる。例えば、往復機構（例えば、上下動するもの）を用いてピックアンドプレース装置の被膜湿潤表面を往復させ基体と接触および脱接触させることができる。装置に回転動作を付与し、比較的耐機械的磨耗性のあるベアリングや他の適当な搬送装置を用いて装置を支持することが容易なため、ピックアンドプレース装置は回転することが好ましい。
【００２７】
図２に示したピックアンドプレース装置はダンベル形状と２つの非連続接触面とを有するが、ピックアンドプレース装置は他の形状を有してもよく、非連続接触面を有する必要もない。以下に詳述するように、ピックアンドプレース装置は基体に接触する一連のロール、または湿潤側が一連の湿潤ロールおよび基体に接触するエンドレスベルト、または湿潤側が基体に接触する一連のベルトでもよく、あるいはこれらの組み合わせでもよい。これらの回転ピックアンドプレース装置は装置の一部が基体に周期的に接触および再接触する状態で基体と連続的に接触していることが好ましい。
【００２８】
本発明は、特に移動エンドレスウェブおよびベルトを被覆するのに有用であるが、これに限定されない。簡略のためまた文脈上必要としない限り、本明細書ではこのような移動エンドレスウェブまたはベルトを一括して「ウェブ」と呼ぶ。このウェブは事前には未被覆であってもよく、あるいは事前塗布硬化被膜を担持してもよく、あるいは事前塗布未硬化湿潤被膜を担持してもよい。ピックアンドプレース装置を回転させることは被膜の質を改善する、すなわちこのようなウェブ上の被膜欠陥を最小限に抑えるために好適である。装置は移動ウェブと同じ周速、あるいはそれ以下または以上の速度で移動（例えば、回転）することができる。装置は必要に応じて移動ウェブとは反対方向に回転することができる。回転ピックアンドプレース装置は同一回転方向を有することが好ましい。動作方向を有する基体上の被膜の改善を伴う用途のためには、少なくとも２つのこのようなピックアンドプレース装置の回転方向が基体回転方向と同一であることがさらに好ましい。このようなピックアンドプレース装置が基体と同一方向および実質的に同一速度で回転することが最も好ましい。これは、基体に対向し移動の際に基体と共に搬送される連結回転非駆動ロールを用いて適宜達成することができる。
【００２９】
被膜を図２に示すようなピックアンドプレース装置に最初に接触させたとき、欠陥材料部分が生じる。開始時にはピックアンドプレース転写面２５および２６は乾燥している。最初の接触時に、領域Ａ上方のウェブ１０上の第１の位置で装置１５がウェブ１０に接触する。分割点２７において、開始点２８で領域Ａに流入した液体のほぼ半分が転写面２５または２６を塗布液で湿らせてウェブから除去される。進入被膜厚さが均一で所望の平均厚さと同一の場合でも、この分割によりウェブ１０上に低い欠陥被膜厚さの斑点が生じる。第２の位置で転写面２５または２６がウェブ１０に再接触すると、第２の塗布液接触および分離が発生して第２の欠陥領域が生じる。しかし、それは第１の欠陥領域より軽度の被膜欠陥になる。各連続接触によりウェブ上に生じる欠陥領域がより小さくなって平均厚さからの逸脱が徐々に減少し、平衡状態に達する。このように最初の接触によりある時間厚さの周期的変化が生じる。これは反復欠陥を表し、それだけで通常は望ましくない。
【００３０】
ウェブと表面との液体分割比が常に一定の値になる保証はない。多数の要因が分割比に影響するが、これらの要因は予測不能の傾向がある。突然分割比が変わる場合には、ピックアンドプレース装置が長時間稼動していたとしても反復下方ウェブ厚さ変化が生じる。異物がピックアンドプレース装置の転写面に付着する場合には、装置は接触の度に反復下方ウェブ欠陥を生成することがある。このようにピックアンドプレース装置を１個だけしか使用しないと、場合によっては長い廃材料部分を生じる恐れがある。
【００３１】
本発明は、所望の塗布均一度を達成するために同一または実質的に同一の接触周期を有する十分な数のピックアンドプレース装置を使用する。所望の度合いおよびそのための好ましい装置数は、被覆基体の用途と塗布された被膜の性質とに拠る。同一または実質的に同一の接触周期を有する５個以上のピックアンドプレース装置を用いることが好ましい。６個以上、８個以上、１０個以上、２０個以上、またさらには４０個以上のこのような装置を使用することがより好ましい。
【００３２】
移動ウェブを被覆する際、「改善ステーション」と呼ばれる配列でピックアンドプレース装置を塗布ステーションから下方ウェブに配置してもよい。ピックアンドプレース転写面上の塗布液が平衡値に達した後、不規則な高低被膜厚さ突起がステーションを通過することがある。これが発生した場合、欠陥が接触している場合には、単一のピックアンドプレース装置または同一の周期を有するたった２〜３個のピックアンドプレース装置列がウェブに周期的に接触することにより、厚さに反復下方ウェブ欠陥を再伝搬させることになる。再び廃材が生成されることになり、塗布の当業者はこのような装置を廃棄するであろう。元の欠陥の像を多数含むウェブ部分よりも、被覆ウェブにたった１つしか欠陥がない方が一般的にはよい。
【００３３】
本発明の改善ステーションにより不規則な重大な初期欠陥（例えば、大幅な被膜急増または被膜が全くない状態）を著しく減少させることができる。好ましくない状態を脱する程度にまで入力欠陥を減少させることができる。本発明の方法および装置を用いることにより、改善ステーションからの出口において新たな下方ウェブ被膜断面を作製することができる。すなわち、多数のピックアンドプレース装置を用いることにより、第１の装置によって伝搬および再伝搬された多数の欠陥像が第２以降の装置によって伝搬および再伝搬された多数の欠陥像を加えることにより修正される。これは建設的且つ破壊的付加的に発生するため、最終的結果はより均一な厚さあるいは制御された厚さ変化となる。結局、各波形の建設的且つ破壊的付加を組み合わせて所望の均一度をもたらすように多数の波形が１つにまとめられる。若干異なる見方をすると、被膜の乱れが改善ステーションを通過すると、高地点から被膜の一部分が実際に摘み取られて低地点に再配置される。
【００３４】
本発明の改善方法の数理的モデル化が洞察および理解を得る点で有用である。モデル化は流体力学に基づくとともに可観測結果によく一致している。図３は周期的接触ピックアンドプレース転写装置（図３に図示せず）に接近するウェブ上の第１の位置に位置する単独の不規則突起入力３１の、液状被膜厚さとウェブに沿った長さ方向（流れ方向）距離の関係を示すグラフである。図４〜図９は突起入力３１が１個以上の周期的ピックアンドプレース接触装置に遭遇した時のウェブに沿った液状被膜厚さを示す数理的モデル結果を示す。
【００３５】
図４は第１の位置でウェブ上に残る縮小突起４１、ならびに突起入力３１が単一の周期的ピックアンドプレース接触装置に遭遇した時に第２以降の位置でウェブ上に配置された再伝搬突起４２、４３、４４、４５、４６、４７および４８の振幅を示す。初期入力突起３１の頂上は長さが１長さ単位で高さが２厚さ単位である。接触装置周期は１０長さ単位と同等である。入力欠陥の像は６０長さ単位よりも長い部分以降１０単位刻みで繰り返される。このように欠陥被覆すなわち「不合格」ウェブの長さは入力欠陥の長さに比べて大幅に増加している。正確な欠陥長さは当然、所望の最終用途に対する許容被膜厚さ変化に拠る。
【００３６】
図５は第１の位置でウェブ上に残る縮小突起５１、ならびに突起入力３１がそれぞれ１０長さ単位の周期を有する２個の周期的、連続的、且つ同期的ピックアンドプレース搬送装置に遭遇した時に第２以降の位置でウェブ上に配置された再伝搬突起５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８および５９のいくつかの振幅を示す。単一の周期的ピックアンドプレース装置の使用と比べて、ウェブのより長い部分に亘ってより小さい振幅の突起が発生している。
【００３７】
図６は１０の周期を有する８個の接触装置列の結果を示す。図６と図５との比較により分かるように、図６の改善ステーションは図５の改善ステーションよりも長い欠陥ウェブ部分を生成しているが、図６では突起像の全体の規模が明らかに低減している。
【００３８】
不規則な欠陥が突起ではなく陥没（例えば、未被覆のボイド）またはバーマークである場合も同様な被膜改善結果が得られる。これらのグラフは同様ではあるが反転した外観を有し、厚さ変化が正ではなく負である。
【００３９】
上述の不規則な突起および陥没欠陥は、改善ステーションに与えられる可能性のある欠陥の一般的な種類の１つである。欠陥の第２に重要な種類は反復欠陥である。もちろん被膜製造設備において両方の種類が同時に発生することは一般的である。高低被膜突起または陥没の反復列が連続走行ウェブ上に現れると、塗布装置操作者は通常その欠陥の原因を探りその排除を試みる。図２に図示するような単一の周期的ピックアンドプレース装置は役立たない上に被膜の質をさらに悪化させる場合もある。しかし、図２に例示したものと機能が同様な装置が間欠的に被膜に接触すると、同一周期または実質的に同一周期の適当な数の装置を使用する場合には、重大欠陥のある被膜の被膜均一性に望ましい改善をもたらす。不規則および反復変化の両方およびその２つの組み合わせに対して改善が見られる。一般には、被膜と連続接触して走行するロールを使用した場合により良好な結果が得られる。ウェブ上で走行するロール面の各区分が周期的にウェブに接触するため、ロール面は一連の連結した間欠的周期的接触表面であると考えられる。同様に回転エンドレスベルトはロールと同じ機能を果たすことができる。必要に応じてメビウスの帯形状のベルトを使用することができる。楕円形ロールや回転ブラシなどの他の装置を本発明における周期的ピックアンドプレース装置として機能を果たすように構成することが可能であることは塗布の当業者には理解されよう。装置の正確な周期は必要ではない。単なる反復接触で十分である。
【００４０】
図７は２０個のピックアンドプレースロール接触器列を用いた均一性改善ステーション７１を示し、そのうちの８個が図７に示されている。液体被覆ウェブ７２は改善ステーション７１に進入する前に図７には図示されない塗布装置を用いてその上面が被覆されている。ウェブ７２上の液状被膜厚さは、アイドラーロール７３およびピックアンドプレース接触ロール７４に接近するある時点で下方ウェブ方向に空間的に変化する。不動の観察者には被膜厚さが経時変化を示すことになる。この変化は下方ウェブ方向の一時的、不規則、反復、および一時的反復成分を含むことがある。ウェブ７２はアイドラーロール７３、７５、７７、８１、８３、８５、８７、８９および９１によってステーション７１中を経路に沿って誘導され、ピックアンドプレース接触器ロール７４、７６、７８、８０、８２、８４、８８および９０に接触する。経路はウェブの湿潤被膜側がピックアンドプレースロールと物理的に接触するように選択される。ピックアンドプレースロール７４、７６、７８、８０、８２、８４、８８および９０（図７に示すようにすべて同じ直径を有する）は、非駆動であるとともにウェブ７２の移動に連結して回転する。ウェブ７２は続けて追加の１２個のピックアンドプレースロール（および必要であれば追加のアイドラーロール）を通過するが、図７には図示されていない。
【００４１】
ここで、ピックアンドプレースロール７４を参照すると、液状被膜が離昇点９９で分離する。被膜の一部がウェブと共に前進し、残りはロール７４が離昇点９９から離れて回転する際にロール７４と共に進行する。離昇点９９直前の被膜厚さの変化は、ウェブ７２およびロール７４が離昇点９９を離れる際にウェブ７２上の液体厚さとロール７４の表面上の液体厚さの両方に反映される。ウェブ７２上の被膜が最初にロール７４と接触してロール７４が一回転した後、ロール７４上の液体とウェブ７２上の流入液体が初期接触点９８で合流することにより、点９８と９９との間に液体充填ニップ領域１００を形成する。領域１００には気体混入がない。不動の観察者には、このニップ領域１００に流入する液体の流量はウェブ７２上の液体流入とロール７４上の液体流入の合計である。ロールの本質的な作用は１つの位置でウェブ７２から材料を摘み上げその材料の一部を他の位置に再配置することである。
【００４２】
同様な方法で改善ステーション７１の残りの部分全体を通して液状被膜がピックアンドプレース接触器ロール上の離昇点で分離する。ステーション７１の残りの部分全体を通してこの分離被膜の一部がウェブ７２に再接触し、接触点でウェブ７２に再塗布される。
【００４３】
上述した間欠ピックアンドプレース接触装置列と同様に、進入ウェブ上の液状被膜厚さの不規則あるいは反復変化は重大度が減少するとともにその変化が周期的接触ロールのピックアアンドプレース作用によって実質的に解消されるため好ましい。
【００４４】
図８は周期的接触ピックアンドプレース転写装置に接近する連続した同一振幅反復突起入力の、液状被膜厚さとウェブに沿った距離の関係を示すグラフを示す。１個のピックアンドプレース装置がこの反復欠陥に周期的且つ同期的に接触するとともに、その周期が欠陥周期と全く同じ場合には、当初の始動後にその装置により生じる変化はない。これはこの装置の周期が欠陥周期のある整数倍数である場合にも当てはまる。接触方法のシミュレーションにより、上記周期が入力欠陥周期よりも短い場合には単一の装置が欠陥である突起をより多く生成することが分かった。図９は１０の周期を有する反復欠陥が７の周期を有する周期的ピックアンドプレースロール装置に遭遇した時のその結果を示す。
【００４５】
しかし、適当な多数の装置を用いることにより、大幅に不均一な入力被膜の質さえも改善することができる。図１０ａ〜図１０ｄに示したシミュレーションはボイドに対する均一サイズのロールの効果を図示している。図１０ａ〜図１０ｄは被膜厚さの濃淡等高線図である。図１０ａ〜図１０ｃは単一、不規則、比較的重大なボイドが均一安定被膜を中断するとともに各々が１０の無次元ウェブ長さ要素の周期を有する２５０個の同一サイズのロールを含む改善ステーションを通過する時に生じる下方ウェブ被膜厚さを図示している。このシミュレーションは、ボイドが改善ステーションを通過する際のそのボイドを含む第１の要素に続く１９００の連続下方ウェブ長さ要素の各々の被膜厚さを算出した。図１０ａは下方ウェブ長さ要素１〜３０１の結果を示す。図１０ｂは下方ウェブ長さ要素４００〜７００の結果を示す。図１０ｃは下方ウェブ長さ要素１６００〜１９００の結果を示す。図１０ｄは最初の８５のウェブ長さ要素のみおよび改善ステーションの最初の２６ロールのみの結果を示すために等高線の目盛りを変えて図１０ａの一部の高解像度図を提供する。最初のボイドはロールの回転周期の５０％と同一の期間被膜が完全にないものとした。このようなボイドは連続塗布中の一瞬間走行ウェブを誤って持ち上げてグラビアロールとの接触を絶つことにより生じる場合がある。図１０ａ〜図１０ｄのｘ軸はボイドから始まる下方ウェブ被膜帯の無次元長さ要素を表す。ウェブ長さ要素は改善ステーションで改善ステーションの特定のロールから後続ロールへ連続的に通過する。個々のウェブ長さ要素の被膜厚さを均一なボイドなし被膜厚さで分割することにより標準化する。
【００４６】
その塗布厚さに応じて対象ウェブ部分の各要素に濃淡を付すことによりウェブ部分無次元厚さまたは厚さ範囲を図１０ａ〜１０ｄにプロットする。図１０ａおよび図１０ｂに関しては、濃淡は０．９４９〜０．９５９、０．９５９〜０．９７９、０．９７９〜０．９８９、０．９８９〜０．９９９および０．９９９〜１．０００の無次元厚さ範囲を示している。図１０ｃに関しては、濃淡は０．９５９〜０．９７９、０．９７９〜０．９８９、０．９８９〜０．９９９および０．９９９〜１．０００の無次元厚さ範囲を示している。図１０ｄに関しては、濃淡は０．０００〜０．４９９、０．４９９〜０．７４９、０．７４９〜０．７９９、０．７９９〜０．８４９、０．８４９〜０．８９９、０．８９９〜０．９４９、０．９４９〜０．９９９および０．９９９〜１．０００の無次元厚さ範囲を示している。接触ロールが接触した後の対象ウェブ部分の各要素が示されている。等高線図は濃淡コード化要素列をｙ軸に沿って重ねて作製される。例えば、ウェブ要素１からウェブ要素２までおよびロール０からロール１までの濃淡プロット領域は、第１のロールを通過する前の第１のウェブ要素の厚さを示す。図１０ａ〜１０ｄのｘ軸に沿ってすなわち平行に進むと、ウェブ下方の連続した長さ要素群に沿った無次元厚さが示される。ｙ軸の上方にすなわち平行に進むと、一連の２５１ロールに対して次々通過した後の特定のウェブ長さ要素に関する無次元厚さ履歴が示される。最初ボイドの像はウェブに沿って伝搬されるとともにウェブ要素が各ロールを通過する際に修正される。ボイドが各ロールを通過する際に各後続ロール上にこの像の縮小像が生成される。この縮小像はウェブ上の後続要素に再接触してウェブ上にさらに縮小した像を生成し、それらがウェブ上にさらに縮小した像を生成する。
【００４７】
図１０ａ〜１０ｃの白色領域１０１および１０２ならびに図１０ｄの白色領域１０１は０．９９９〜１．００００（平均ボイドなし厚さの９９．９％〜１００．００％）の無次元厚さを有し、そのため非常に均一な被膜厚さの領域を表している。図１０ｃの破線１０６で示すように、およそ１８０ロールを通過した後、最初のボイドおよび後続要素を含むウェブ要素はすべて０．９５９〜１．０００（平均ボイドなし厚さの９５．９％〜１００．０％）の無次元厚さを有する。平均ボイドなし厚さの９４．９％から１００％の範囲のようなより均一性の低い被膜でも許容できる場合には、図１０ｂの破線１０４で示すように４９ロールしか必要とされない。同様に平均ボイドなし厚さの８４．９％から１００％の範囲が許容できる場合には、図１０ｄの破線１０８で示すように９ロールしか必要とされない。
【００４８】
図１０ｅ〜１０ｇはさらに、図１０ａ〜１０ｄのボイドが改善ステーションの最初の９ロールに接触する際の下方ウェブ厚さ断面を、ボイドに続く最初の４００ウェブ要素に対して各ウェブ要素位置における無次元厚さを追跡した折れ線グラフの形で図示する。各ロールを通過した後、被膜断面に対して異なる線がプロットされている。各通過結果は重なり合うことが多い。結論を分かりやすく図示するために、図１０ｅ〜１０ｇでは異なり且つ連続的に細分化した無次元厚さ目盛りを用いた。ボイド像は深さが減少して、改善ステーションロールを通過後、適当数のウェブ要素の後で無次元厚さが改善している。
【００４９】
図１０ｅは、最初の４００のウェブ要素が通過する前の初期厚さ（プロット１０８）ならびに第１のロール（プロット１１０）、第２のロール（プロット１１２）および第３のロール通過した後（プロット１１４）の下方ウェブ厚さの断面を示す。第３のロールの後、初期の５要素長さのボイドは平均ボイドなし厚さの９０％未満の厚さを有する５つの像１１４、１１６、１１８、１２０および１２２として伝搬し、像１１６、１１８および１２０は平均ボイドなし厚さの８５％未満であった。
【００５０】
図１０ｆは第４のロール（プロット１２４）、第５のロール（プロット１２６）および第６のロール（プロット１２８）を通過した後の断面を示す。第６のロールの後、最初のボイドは平均ボイドなし厚さの９０％未満の厚さを有する４つの像１３０、１３２、１３４および１３６としてなお反映されているが、平均ボイドなし厚さの８５％未満の厚さを有する像はない。
【００５１】
図１０ｇは、第７のロール（プロット１３８）、第８のロール（プロット１４０）および第９のロール（プロット１４２）を通過した後の断面を示す。第９のロールの後、最初のボイドの像はすべて平均ボイドなし厚さの９０％より大きい厚さを有する。こうしてこのような方法で最初の重大な欠陥は重大度が大幅に減少し、これによりともすれば廃棄されるべき不適切被覆ウェブを再生することができる。
【００５２】
ボイドではなく塗布過剰を特徴とする被膜欠陥に対して匹敵する成果が見られる。例えば、被膜急増が２．０（平均ボイドなし厚さの２００％）の最初の無次元厚さとなる場合には、上述したように十分な数のロールを有する改善ステーションを用いることにより、欠陥の像が平均ボイドなし厚さの１１５％未満（６ロールを使用して）、あるいは１１０％未満（９ロールを使用して）である被覆ウェブを提供することができる。このように所望または目標平均厚さ値の０％のボイドから２００％の過剰の範囲の瞬間的な被膜厚さ欠陥を有するウェブを、本発明の６ロール改善ステーションを用いて被膜厚さが所望平均厚さ値の８５％〜１１５％であるウェブに転換することができる。中程度均一性要件の被膜に対して、目標の８５〜１１５パーセントの変化であれば充分機能できる。この程度の均一性を達成する方法が本発明の好適な一態様を示す。同様に所望平均厚さ値の０％〜２００％の範囲の瞬間的な被膜厚さ欠陥を有するウェブを、本発明の９ロール改善ステーションを用いて被膜厚さが所望平均厚さ値の９０％〜１１０％のウェブに転換することができる。この程度の均一性を達成する方法が本発明のより好適な一態様を示す。もちろん本発明は上記の被膜欠陥範囲を有する被膜との使用に限定されない。被膜欠陥はより小さいあるいはより大きい全範囲に及ぶことがある。しかし、特定の最小値から特定の最大値の範囲の湿潤被膜欠陥がピックアンドプレース装置から影響を受けるような試験が、本発明が提供する改善の本質を特徴付けるのに有用な測定基準となる。
【００５３】
時間の経過と共に生じる乾燥、硬化、ゲル化、結晶化あるいは相変化は使用するロール数に制限を与える場合がある。塗布液が揮発成分を含む場合には、多数のロールを移動するのに必要な時間で塗布液が固化する程度まで乾燥を進行させることができる。本発明により乾燥が実際に促進され、以下に詳述するいくつかの利点をもたらす。少なくとも改善ステーションの稼動中に何らかの理由によりロール上で被膜相変化が起きる場合には、これが通常ウェブ上の被膜の分裂やパターンとなる。そのため一般にはできるだけ少ないロールを用いて所望の被膜均一度を実現することが好ましい。しかし本発明では適切な条件下において非常に多数のロール（例えば、１０、２０、５０、１００、あるいは実に１０００以上もの多数のロール）を使用することができる。適当な筐体内に塗布装置の改善ステーション（ならびに、使用している場合は随意に塗布ステーションおよび乾燥ステーション）を配置するとともに、その筐体の内部を塗布液中に存在する任意の溶剤の蒸気で充満させることにより乾燥を阻止することができる。このような乾燥を阻止するための好適な技術の１つは、例えば米国特許第６，１１７，２３７号に記載されているように、このような蒸気で飽和させた非反応気体を筐体中に循環させることである。
【００５４】
多数のピックアンドプレースロールを用いることにより連続突起または陥没の振幅を減少させるとともにそれらを合体させることを同時に可能にして、連続的に僅かに変化するものの突起や陥没のない優れた均一性の被膜を形成することができる。上述したように、これは非駆動且つウェブと連結して同速度で回転する同一径のロール装置を用いることにより達成することができる。ロール装置列の直径を変化させることによっても被膜均一性の改善を達成できる。ロールがウェブとの静止摩擦により回転されるのではなく独立して駆動される場合には、各ロールの周期はその直径および回転速度に関係する。
【００５５】
所望の厚さはもちろん特定の用途によって決まるものである。例えば、被覆研磨材、テープ、光学フィルムの要件はすべて異なる。要件は製品の種類によっても異なる。例えば、木工用粗粒研磨材はディスクドライブ部品研磨用微細研磨材よりも厚さ均一性要件が厳しくない。一般には平均厚さが薄いほど均一性要件は厳しくなる。
【００５６】
図１１は異なる直径ではあるが同一周期を有する５個のピックアンドプレースロール接触器列を用いた均一性改善ステーション１６０を示す。液体被覆ウェブ１６１は改善ステーション１６０に進入する前に図１１に図示しない塗布装置を用いてその上面が被覆される。ウェブ１６１はアイドラーロール１６５および１６８によってステーション１６０中を経路に沿って誘導され、連結回転駆動されるピックアンドプレース接触器ロール１６２、１６３、１６４および１６７ならびに逆回転駆動されるピックアンドプレース接触器ロール１６６に接触する。ピックアンドプレース接触器ロール１６２、１６３、１６４、１６６および１６７の速度は速度調整装置（図１１に図示せず）を用いて調整されるため、各ピックアンドプレース接触器ロールは同一周期を有する。
【００５７】
図１２はベルト１７０を使用した本発明の塗布装置１６８を示す。ベルト１７０は操舵ユニット１７１、アイドラー１７３、１７５、１７７、１７９および１８１、非駆動連結回転ピックアンドプレースロール１７２，１７４，１７６，１７８，１８０および１８２、ならびにバックアップロール１８３上を循環する。ロール１７２，１７４，１７６、１８０および１８２はすべて同一サイズであり同一周期を有する。ロール１７８は他のピックアンドプレースロールよりも大きく、はるかに長い周期を有する。このように改善ステーション１６８は実質的に同一な接触周期を有する５個のピックアンドプレース接触装置を含んでいる。間欠塗布ステーション１８４はストライプ塗布領域１８６でベルト１７０の幅方向に前後に皮下注射針１８５を往復させる。塗布されたストライプはベルト１７０の幅方向に動揺したジグザグパターンとなって、ステーション１８４から下流に間欠被膜欠陥を生成する。装置の起動およびベルト１７０の数回転の後、ベルト１７０はその表面全体に亘って不均等被膜で濡れる。ベルトの速度ならびに針の横断周期および液体吐出量が一定に維持されている場合には、領域１８６から真下のベルト上の一点を見ている不動の観察者に対して、ベルト上の被膜厚さが最小値から最大値にそして元へと変動する。ベルトの速度あるいは針の横断周期または液体吐出量が一定に維持されていない場合は、観測被膜がベルト長さ方向に一時的、不規則、反復、あるいは一時的反復成分を含むことがある。どの場合も被膜は非常に不均等になる。このようなストライプ塗布ベルトステーションの利点を以下に詳述する。
【００５８】
ベルト１７０がピックアンドプレースロール１７２、１７４、１７６、１７８、１８０および１８２を循環して通過する際、ベルト上の塗布液はピックアンドプレースロール１７２、１７４、１７６、１７８、１８０および１８２の表面に接触する。装置の起動およびベルト１７０の数回転の後、塗布液がピックアンドプレースロール１７２、１７４、１７６、１７８、１８０および１８２の表面を濡らす。液状被膜はベルト１７０がピックアンドプレースロール１７２、１７４、１７６、１７８、１８０および１８２に接触する液体充填ニップ領域の終端（離昇点）において分離する。ピックアンドプレースロール１７２、１７４、１７６、１７８、１８０および１８２が回転して離昇点から離れる際に被膜の一部がそれらのロール上に残る。被膜の残りはベルト１７０とともに前進する。離昇点直前の被膜厚さに変化はベルト１７０上ならびに離昇点を離れた後のピックアンドプレースロール１７２、１７４、１７６、１７８、１８０および１８２の表面上の液体厚さ変化の両方に反映される。ベルト１７０がさらに移動した後、ピックアンドプレースロール１７２、１７４、１７６、１７８、１８０および１８２上の液体はベルト１７０に沿った新たな位置でベルト１７０上に再堆積される。
【００５９】
以上説明した図１２の形態を用いてベルト自体の上に均一な被膜を作製したり、あるいは以前に被覆されたベルト上の被膜均一性を改善したりすることができる。湿潤ベルト１７０を用いて被膜を対象ウェブ基体１８９に転写することもできる。例えば、対象ウェブ１８９を動力付きロール１９０により駆動させるとともにベルト１７０がバックアップロール１８３の回りを循環する際にベルト１７０に接触させることができる。ウェブ１８９を被覆するために、ロール１８３および１９０を挟みつけることによりベルト１７０をウェブ１８９と向かい合わせて接触させる。このニップ領域を通過してベルト１７０から離れると同時に液状被膜のある部分がウェブ１８９の表面に転写される。この装置を用いて対象ウェブ１８９を連続的に被覆する場合、液体をベルトの回転毎に領域１８６でベルト１７０に一定して付加し、ロール１８３と１９０との間のニップ点で連続的に除去することが好ましい。起動後ベルト１７０はすでに液体に被覆されることになるため、ストライプ塗布領域１８６には３相（空気、塗布液およびベルト）湿潤線はない。これにより塗布液の塗布は乾燥ウェブに直接塗布する場合よりはるかに容易になる。１８３、１９０ロールニップで転写される液体がほぼ半分に過ぎないため、領域１８６の下流の厚さ不均一率は通常、転写ベルトが無い状態で乾燥ウェブをストライプ被覆してこのような被覆ウェブを同一数のロールを有する本発明の改善ステーションを通過させる場合よりはるかに小さくなる（例えば、半桁ほど大幅に違う）。
【００６０】
所望の平均被膜厚さに必要な液体量を湿潤ベルト１７０や他の対象基体に間欠的に塗布する場合、ピックアンドプレースロールの周期および数を選択して最大空間を任意の２つの隣接した被膜の下方ウェブ堆積間に収める。このような方法の特筆すべき利点は、ベルトや他の対象基体上に被膜の濃い横断ウェブストライプや帯域を作製することが容易であることが多いが、薄い均一な連続被膜を作製することは困難であることである。このような方法の他の重要な特質は、ベルトや他の対象基体に塗布する液体量を調節することによって被膜厚さを制御できる点で事前計量供給特性を有することである。
【００６１】
ベルト１７０と図１２に示す任意のロールとの間、あるいはベルト１７０とウェブ１８９との間に速度差を用いることは可能であるが、ベルト１７０とピックアンドプレースロール１７２、１７４、１７６、１７８、１８０および１８２との間，あるいはベルト１７０とウェブ１８９との間には速度差を用いないことが好ましい。これよりこの装置の機械的構成が単純になる。
【００６２】
図１３は本発明の改善ステーション２００に用いる厚さ監視制御システムを示す。このシステムが被膜厚さ変化の監視および改善ステーション内の１個以上のピックアンドプレース装置の周期を調節を可能にすることにより、被膜均一性の改善や他の所望の変更ができる。これは入り偏差の周期が変わる場合には特に有用である。図１３を参照すると、ピックアンドプレース転写ロール２０１、２０２、２０３、２０４および２０５が、制御装置２５０からの１つまたは複数の信号に応答してロールの回転速度を個々に制御できる動力付き駆動システム（図１３に図示せず）に取り付けられている。回転速度はすべて互いに厳密に一致する必要はなく、基体２０７の速度と一致する必要もない。センサ２１０、２１１、２１２、２１３および２１４は、基体２０７やその上の被膜の１つ以上の特性（例えば、厚さ）を検知ることが可能であり、各ピックアンドプレースロール２０１、２０２、２０３、２０４および２０５の前後に配置することができる。センサ２１０、２１１、２１２、２１３および２１４は信号線２１５、２１６、２１７、２１８および２１９を介して制御装置２５０に接続されている。制御装置２５０はセンサ２１０、２１１、２１２、２１３および２１４のうちの１つ以上からの信号を処理し、所望の論理と制御機能とを付与し、ピックアンドプレース転写ロール２０１、２０２、２０３、２０４および２０５のうちの１つ以上が１つ以上のロールの速度調節を行うためにモータ駆動装置に送られる駆動制御信号を生成する。一実施形態において自動制御装置２５０は、ロール２０１の出力側における被膜厚さの標準偏差を計算し、制御機能を実行して改善被膜厚さの最小標準偏差を求めるようにプログラムされたマイクロプロセッサであってもよい。ロール２０１、２０２、２０３、２０４および２０５を個別または一括して制御するかどうかにより、残りのピックアンドプレースロールの後に配置されたセンサからの適切な単一または多変数閉ループ制御アルゴリズムを用いて被膜均一性を制御することもできる。センサ２１０、２１１、２１２、２１３および２１４には光学比重計、ベータゲージ、容量ゲージ、蛍光ゲージあるいは吸光ゲージなどの様々な検知システムを利用することができる。
【００６３】
図１２とともに述べたように、ストライプコータを用いてベルトや他の対象基体に不均等な被膜を塗布し、続いてその不均等な被膜を本発明の改善ステーションを通過させることができる。これは、入力被膜厚さが不均等（例えば、反復変化、不連続または間欠）である場合、一連の十分な数の適切に選択したピックアンドプレースロールがその不均等被膜を伸ばして一性の連続下方ウェブ被膜にするという点で本発明の他の態様を示す。数多くの方法を用いてウェブ上に不均等な被膜を生成することができる。通常このような被膜は望ましくないものとみなされて回避される。しかし本発明ではこれらの被膜は有利に用いられる。本発明の特筆すべき利点は、不均等且つ普通の欠陥被膜を生成することは容易であるが、１つのステップで薄い均一な連続被膜を生成することは困難であることである。また薄い均一な被膜よりも不均等な被膜を計量供給する方が容易である。このように本発明は不均等または不連続被膜から計量された均一被膜を形成することを教示している。意図的不均等塗布ステップと均一性改善ステップとを組み合わせると、高精度で且つ単純な低コストの装置で連続被膜の作製、および特に薄い均一な連続被膜の作製が可能になる。最も周知の塗布方法を非好適動作モードで動作させて不均等な下方ウェブ被膜を塗布することができる。例えば、グラビアコータを動作させることにより意図的にグラビアマーク、バーマーク、びびりのある被膜を作製することができる。また多数のグラビアコータは不適正な設計や設置のためにこれらの欠陥を意図せず作製してしまう。このような不均等被膜を作製する方法はすべて本発明の範囲である。一組の不連続な横断ウェブ被膜ストライプの塗布が特に好適である。横断ウェブ被膜ストライプはウェブ縁部に垂直である必要はない。それらはウェブ経路に対して斜めであってもよい。液体を最初に周期的にウェブ上に配置することは好ましいがその必要はない。ストライプは容易に塗布される。例えば、ウェブ幅に亘って周期的に前後に掃引される単一のホースあるいは多数のホースを用いて定量の被膜を不連続に塗布することができる。これは非常に低コストで容易に構成できる塗布装置を意味する。これは全最終被膜厚さを事前に計算可能であるとともにストライプ周期やストライプ幅あるいはストライプ塗布器への瞬間流量を測定することにより必要に応じて変更できるという点で事前計量供給可能性を有する。ストライプ塗布器へ一定の重量または量の流入を維持しつつストライプ周期やストライプ幅を測定あるいは操作することは特に有益である。これにより単純な低コストの装置を用いて被膜厚さの変更および制御を可能にし、液体流量を制御または変更するための計量ポンプや他の高価な装置を使用する必要性をなくすことができるため有利である。
【００６４】
塗布液をストライプ以外の様々な不均等な模様で、且つ塗布器と被膜を塗布する表面との間に接触がある方法または無い方法を用いて塗布することができる。例えば、図１２とともに上述したような往復針塗布器は被膜を塗布する表面に接触してもしなくてもよい。ロールコータ（例えば、グラビアロール）を移動基体と繰返し接触させたり離したりしてもよい。適切な非接触スプレーヘッドや他の液滴生成装置を用いて微細液滴パターンを基体上に吹き付けることができる。このような液滴生成装置について多少詳しく述べる。
【００６５】
液滴生成装置への一定流量が維持され、基体並進速度が一定であり、液滴の殆どが基体上に堆積する場合には、液体の平均堆積はほぼ均一になる。しかし液体は通常不完全な間隔の液滴で堆積するため被膜厚さに局所的変化がある。滴下堆積頻度が低いか液滴サイズが小さい場合には、各液滴が接触しないためその間が未塗布領域となる場合がある。時にはこれらのまばらに位置した液滴が自然に拡がって結合し連続被膜になることがあるが、これには長時間を要したりあるいは不均一被膜を生成するように起きる場合もある。まばらな堆積の液滴あるいはスプレー堆積された薄い被膜を改善するには厳密に均一なあるいは実質的に均一な接触ロール周期は特に有益である。このような被膜の液滴が重ならない場合には、個々の全液滴の周囲の全湿潤接触線の全長が非常に長くなる。液滴被覆基体表面をロールと接触させる動作は液滴拡散を促進するのに非常に効果的である。その結果得られる液滴拡散および湿潤速度の向上はロールの回転周期とは無関係であり、主に現在の全湿潤線長に影響される。ストライプ塗布器を用いて塗布した被膜に対して、まばらな堆積液滴として塗布された被膜の単位面積当りの湿潤線長は数桁も大きくなる。例えば、微細液滴を１メートル幅のウェブ上に正方形のまばらな配列で１ミリメートル間隔でウェブ表面の１０パーセントの被覆率で堆積する場合には、液滴は合計でウェブ表面の１平方メートル当り１，１２０メートルの周囲長（累積湿潤線長）を有する。被覆率が１００％に近づくにつれ、湿潤線長はウェブ表面の１平方メートル当り４百万メートルに近づく。１平方メートル片のウェブの辺のうち２辺と平行に１０パーセント被覆率で単一のストライプを塗布する場合には、全湿潤線長は２メートルになる。ストライプ被覆率が１００％に近づく際、全湿潤線長は２メートルに留まる。このように拡散速度を向上させるためにロールを用いることはストライプよりも液滴に対して非常に重要である場合がある。湿潤線の移動による拡散の向上は、すでに上述したピックアンドプレース液体分離・再配置機構に加えて均一性改善の第２の機構になる。この湿潤線拡散機構は主としてロールサイズやサイズ均一性に左右されることはない。その代わり主に接触装置の存在に左右される。スプレー堆積速度が連続被膜を作製するのに十分な程速い場合には、スプレーの統計的性質は被膜厚さに不均一を生じさせる。ここでもロールや他の選択周期的ピックアンドプレース装置を用いることにより被膜均一性を改善することができる。
【００６６】
従って本発明の改善ステーションを不均一被膜、例えばストライプや液滴の被膜とともに使用できるため有利である。改善ステーションは不均一被膜を連続被膜に転換したり、被膜の均一性を改善したり、あるいは拡散や特に液滴拡散を達成するのに必要な時間および機械長を短縮したりすることができる。不連続液滴をロールや他の選択周期的ピックアンドプレース装置と接触させ、滴下液体部分を除去し、その後除去部分を基体上の他の位置に配置する動作により、基体上の表面被覆率が増加し、被覆地点間の距離が減少し、液滴個体群密度が増加する。接触動作は液滴および基体上で圧力による力も生じ、これにより液滴拡散速度を加速する。液滴周辺領域および液滴における接触は拡散線あるいはその近辺で高い液体インターフェース曲率を生じ、これにより液滴拡散速度が向上する。このように選択周期的ピックアンドプレース装置を用いることで基体に塗布された液滴の迅速な拡散を可能にするとともに最終的な被膜の均一性を改善する。
【００６７】
スプレーは数多くの異なるタイプの装置を用いて達成することができる。その例には、エアレス、静電、回転ディスクおよび空気圧スプレーノズルなどの点源ノズルがある。線源噴霧器も周知且つ有用である。微細液滴は非常に大きい（例えば、１ミリメートルを超える）サイズから非常に小さいサイズの範囲でもよい。１つのノズルあるいは複数のノズルを、例えば前述の針塗布器と同様の方法で基体に亘って前後に往復させてもよい。特に好適な液滴堆積装置が、ともに２００１年４月２４日に出願された同時係属米国特許出願第０９／８４１，３８０号、名称「静電スプレー塗布装置および方法（ＥＬＥＣＴＲＯＳＴＡＴＩＣ  ＳＰＲＡＹ  ＣＯＡＴＩＮＧ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ）」および第０９／８４１，３８１号、名称「可変静電スプレー塗布装置および方法（ＶＡＲＩＡＢＬＥ  ＥＬＥＣＴＲＯＳＴＡＴＩＣ  ＳＰＲＡＹ  ＣＯＡＴＩＮＧ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ）」に記載されており、この全開示を本明細書に引用して援用する。
【００６８】
本発明の周期的ピックアンドプレース装置の有益な適用を各特定の用途に向けて実験的に試験あるいはシミュレーションすることができる。数多くの基準を適用して被膜均一性の改善を測定することができる。例としては、厚さ標準偏差、平均厚さで割る最小（または最大）厚さ比、範囲（不動観察位置における時間に対する最大厚さ引く最小厚さとして規定される）およびボイド面積の減少がある。例えば、本発明を用いることにより、７５％超、８０％超、８５％超、さらには９０％を超える範囲の減少を得ることができる。不連続被膜（すなわち最初にボイドを有する被膜）に対して、本発明は５０％超、７５％超、９０％超、さらには９９％を超える合計ボイド面積の減少を可能にする。この方法を適用するとボイドのない被膜を作製することができる。当業者には所望程度の被膜均一性改善は被膜のタイプ、塗布装置および塗布条件、ならびに被覆基体の使用目的を含む多くの要因に左右されることは理解できよう。
【００６９】
本発明を用いることにより固体被膜組成物を１００％、極小平均厚さを有するボイドのないあるいは実質的にボイドのない硬化被膜に変えることができる。例えば、５マイクロメートル未満、１マイクロメートル未満、０．５マイクロメートル未満、さらには０．１マイクロメートル未満の厚さの被膜を容易に得ることができる。５マイクロメートルを超える厚さの被膜も得ることができる。このような場合、増加した湿潤被膜厚さに対応できるように、１個以上の（またはすべてでもよい）ピックアンドプレース装置の表面に溝を切ったり、刻み目を付けたり、エッチングしたり、あるいはテクスチャー加工したりすることが有用である場合がある。
【００７０】
上述したように本発明の一態様はまず、ボイドが点在するストライプを塗布するステップ、そしてロールを用いて塗布された液体を摘み上げて配置し連続被膜を作製するステップとを含む。これらのストライプは１つの連続ウェブの一方の縁から他方の縁に延在してもよく、あるいは多数の下方ウェブ帯のうちの１つ以上に亘って延在するだけでもよい。さらに本発明のこの態様およびストライプ周期とロール直径とを選択可能な方法は、図１４ａを検討することによって理解できる。図１４ａは線形連続諧調プロットの形式の改善図であり、２０ロールを使用するシステムに対する非常に多数の動作モードの広範囲にわたるコンピュータモデル化により作成したものである。図１４ａの改善図はＸ＝０．５に引かれた線に関して対称である。改善図の解像度を上げるためにＸ＝０．５からＸ＝１．０までのＸ軸に沿った領域のみを図１４ａに示しており、Ｘ＝０からＸ＝０．５までの領域は図１４ａに示した領域の鏡像であることは理解されよう。この改善図は被膜連続性および厚さ均一性に及ぼす塗布ストライプ幅およびロール直径の影響を図示している。周期的横断ウェブストライプを基体上の下方ウェブ帯に塗布して被膜に最初に故意に不均等厚さを形成する。得られた不均等被膜はボイドなどの反復変化を含んでいる。被膜は全てのロールが同一径および同一周期を有する２０ロール改善ステーションに供給される。個別ウェブ長さ要素の被膜厚さは平均ボイドなし被膜厚さで割ることにより標準化することができる。改善ステーションから出る被膜均一性の質は、あるウェブの代表的な部分に対して観察される最小厚さを記し、平均厚さで最小値を割ることにより評価することができる。この評価は「無次元最小厚さ」と呼ばれる均一性測定基準を提供する。この均一性測定基準を用いると、無次元最小厚さが１に近づくにつれて被膜がより均一になる。無次元最小厚さが０というのは被膜に１つ以上の完全なボイドがあることを意味する。図１４ａにプロットされた無次元最小厚さは定常状態の動作の結果生じる最小値である。図１４ａの連続諧調の濃淡は無次元最小厚さ値を識別する。図１４ａの白色領域は０．９９９９を超える高い無次元最小厚さを有するほぼ完璧な均一性の領域を表す。黒色領域は無次元最小厚さ０を有するボイドのある被膜を表す。より明るいグレーおよびグレー領域は中間の無次元最小厚さを表す。ＸおよびＹ軸は無次元ロールサイズおよび無次元ストライプ幅である。無次元ロールサイズは、ロール回転時間を入力不均一性の周期で割ったものである。ロールのサイズが変化せずその表面速度がウェブ速度と同一である場合には、無次元ロールサイズはロール周囲を不均一性波長で割ったものに等しく、ここで波長とは連続被膜ストライプ間の長さである。波長は一定であるものとした。無次元ストライプ幅はストライプの流れ方向幅を不均一性波長で割ったもの、あるいはストライプが観察者を通過する時間を不均一性周期で割ったものである。非常に厚い厚さの被膜ストライプを塗布することが可能である。これらは最初にニップを通過した後、より幅の広いストライプに拡散することが多い。図１４ａのストライプ幅は遭遇した最初のニップを通過した直後の幅として定義する。上記したように、図１４ａに示した結果はＸ＝０．５を通る縦線に関して対称である。このため例えば、あるストライプ幅およびロールサイズ０．１に対して達成された無次元最小厚さは、同じストライプ幅およびロールサイズ０．９で得られたものと同一である。さらにこれらの結果はロールサイズの整数増加分に対して同一である。例えば、無次元ロールサイズ０．３４５６は、サイズ１．３４５６、２．３４５６、３．３４５６等の結果と同一の定常状態の結果を生じる。
【００７１】
図１４ａの改善図上の各点は、無次元ロールサイズと無次元ストライプ幅の特定の組み合わせに対して改善ステーションを動作させることにより得られた無次元最小厚さを表している。ある無次元ロールサイズとストライプ幅の選択に対しては被膜が連続していないため、最小厚さはゼロになる。これらは図１４ａの２６１などの黒色領域として示されている。ある無次元ロールサイズおよびストライプ幅を選択すると連続、高品質被膜が提供される。これらは図１４ａの２６２ａなどの白色領域および２６３ａなどのグレー領域として示されている。
【００７２】
図１４ｂは黒から白までの範囲の５つの不連続グレーレベルを有する諧調等高線図として図１４ａの情報を示している。各諧調レベルは無次元最小厚さの範囲を表す。図１４ｂ上の黒色領域や島は最小厚さが０．０から０．３の範囲になることを示す。このようにこれらの黒色領域や島のいずれかに含まれるロール周期とストライプ幅との組み合わせで動作するように選択することにより、厚さがボイドから０．３未満の最小厚さを有する連続被膜までの被膜になる。最も暗いグレーレベルは最小厚さが０．３と０．６の間になることを示す。中間のグレーレベルは最小厚さが０．６と０．８の間になることを示す。最も明るいグレーレベルは最小厚さが０．８と０．９の間になることを示す。白色領域および島は最小厚さが０．９と１．０の間になることを示す。図１４ｂの不連続に漸増する諧調を用いることにより、図１４ａの領域２６２ａ（図１４ｂに領域２６２ｂとして示す）などの白色領域および、図１４ａの領域２６３ａ（図１４ｂに領域２６３ｂとして示す）などのグレー領域の認識を容易にすることができる。ある場合（例えば、図１４ｂの領域２６３ｂ）には領域がより高いあるいはより低い均一性の領域で縁取られた島として表示されている。図１４ｂの暗いグレーおよびより明るい中間調のすべてならびに白色領域および島は、連続ボイドなし被膜を作製するロール周期とストライプ幅との組み合わせ（動作条件）を識別する。これらの領域および島が図１４ｂに図示しない改善図の鏡像領域および島に反映されることは当業者には理解されよう。図１４ｂおよびその鏡像（軸Ｘ＝０．５に関して）の中間のグレーおよびより明るい中間調のすべてならびに白色領域および島は好適な動作条件である。図１４ｂおよびその鏡像の明るいグレーならびに白色領域および島はさらに好適な動作条件であり、図１４ｂおよびその鏡像の白色領域および島は最も好適な動作条件である。
【００７３】
図１４ａや図１４ｂを基準として用いてコータのストライプ幅と均一サイズロールの直径とを組み合わせて選択して効率的に連続被膜を作製することができる。実際にシミュレーションで以下の手順が最良の選択肢となる選択肢をもたらすことが分かった。好ましい組み合わせを選択する最も簡単な方法は、分数Ｒ／Ｓとして表すことができる無次元ロール周期Ｒとストライプ周期Ｓとを選択することであり、ここでＲおよびＳは１から２１までの整数であり、互いに等しくなく、且つＲはＳより小さい。例えば、１／９という分数はストライプ周期が厳密にロール周期より９倍大きいことを意味する。Ｎが小さい値の整数であるときに（（Ｎ・Ｓ）＋Ｒ）／Ｓで表されるサイズは、Ｒ／Ｓ分数サイズと同様の均一性を有することになる。これらの式を用いて選択されたロールを用いて被膜を改善することが好ましく、ストライプ周期で割ったその被膜のストライプ幅は１／Ｓ’に等しいかあるいは若干大きく、ここでＳ’はＲ／Ｓをその最低標準形Ｒ’／Ｓ’に約分して得られる分数の分母である。例えば、Ｒ／Ｓ＝４／１８ならば、Ｒ’／Ｓ’＝２／９および１／Ｓ’＝１／９である。数値１／Ｓ’は「最小無次元ストライプ幅」である。このように不均一性周期の波長が周知であるとともにロールサイズまたはストライプ幅のいずれかが変更可能であれば、特に好ましい組み合わせを容易に達成することができる。
【００７４】
図１４ａおよび図１４ｂはストライプ幅が慎重に選択されない場合には、これらの無次元分数ロールサイズは避けるべきであることを図示している。例えば、０．６６６６と０．８の間のＸ軸から広がる領域２６４、２６５、２６６、２６７および２６８（分数２／３、５／７、３／４、７／９および４／５として表されるロールサイズに相当する）などの図１４ａの黒色突起形状等高線領域を避けなければならない。０と０．５の間の対応突起は１／５、２／９、１／４、２／７および１／３（図１４ａに図示せず）である。また０／１（Ｒ／Ｓ＝０．０、図１４ａに図示せず）および１／１（Ｒ／Ｓ＝１．０）における領域は１未満の全ストライプ幅に対して非常に好ましくない領域である。図１４ａの白色領域２６２ａ（すなわち図１４ｂの２６２ｂ）および図１４ａの明るいグレー領域２６３ａ（すなわち図１４ｂの２６３ｂ）などの動作領域は暗い突起の頂上およびその上方に現れる。最小無次元ストライプ幅をいくらか超えるだけで連続ボイドなし被膜になる。これだけでは良好な均一性を確保できない。良好な均一性はロール周期と合わせてストライプ幅をより厳密に選択することにより得られる。しかし最小無次元ストライプ幅未満のストライプ幅での動作は図１４ａおよび図１４ｂによって不適当な選択であることが示されており、被膜中のボイドになりやすい。ストライプ周期あるいは幅にプラスまたはマイナス１０パーセント以上の変化がある場合、最小無次元ストライプ幅未満の動作が望ましい結果をもたらすことがある。このような条件下では通常、最小無次元ストライプ幅の０．８５倍を超える無次元ストライプ幅の値での動作が、最小無次元ストライプ幅の０．７５倍未満の値での動作より良好な均一性をもたらすが、その両方ともボイドのない被膜を達成することができる。最小無次元ストライプ幅の０．５倍未満のストライプ幅は通常、ボイドのない被膜をもたらすことはない。分数サイズのロールと組み合わせる場合、最小無次元ストライプ幅の１．０１から１．１倍の範囲のストライプ幅が好ましい。
【００７５】
図１４ｃは単一のロールを使用したシステムに対するストライプ幅の関数として好適およびさらに好適なロールサイズを識別する線形連続諧調プロット形式の改善図である。図１４ａおよび図１４ｂに示した改善図のように、図１４ｃの改善図はＸ＝０．５に引いた線に関して対称であるため、Ｘ＝０．５からＸ＝１．０までの領域のみを図１４ｃに示している。図１４ｃおよびその鏡像の白色領域は、０．５６９に接近するより大きい無次元最小厚さを有する最良の均一性を表す。黒色領域は無次元最小厚さがゼロであるボイドのある被膜を表す。図１４ｃおよびその鏡像の領域２６９ｃなどの明るいグレー領域および２７０ｃなどの白色領域はさらに好ましいロールサイズおよびストライプ幅を識別する。これらの領域はそれぞれ０．３と０．６を超える無次元最小厚さを有する連続被膜をもたらす。図１４ｄは黒から白までの範囲の５つの不連続グレーレベルを有する諧調等高線図として図１４ｃの情報を示している。図１４ｄの黒色領域や島は０．０から０．０１の範囲である最小厚さを示す。これらの領域や島のいずれかに含まれるロール周期とストライプ幅との組み合わせで動作するように選択することにより、厚さがボイドから０．０１未満の最小厚さを有する連続被膜までの被膜になる。図１４ｄの最も暗いグレーレベルは最小厚さが０．０１と０．１の間になることを示す。中間のグレーレベルは最小厚さが０．１と０．３の間になることを示す。最も明るいグレーレベルは最小厚さが０．３と０．６の間になることを示す。図１４ｄの白色領域および島は最小厚さが０．６と０．７の間になることを示す。図１４ｄおよびその鏡像の領域２６９ｄなどのグレー領域および島は好適な動作条件を識別し、図１４ｄおよびその鏡像の島２７０ｄなどの白色島は最も好適な動作条件を識別する。
【００７６】
図１４ｅは、２個のロールを使用したシステムに対するストライプ幅の関数として好適およびさらに好適なロールサイズを識別する線形連続諧調プロット形式の改善図である。図１４ａ〜図１４ｄに示した改善図のように、図１４ｅの改善図はＸ＝０．５に引いた線に関して対称であるため、Ｘ＝０．５からＸ＝１．０までの領域のみを図１４ｅに示している。図１４ｅおよびその鏡像の島２７１ｅなどのより白い島は、０．８と０．８４７の間の無次元最小厚さを有する２個のロールシステムに対する最良の均一性を表す。黒色領域は無次元最小厚さがゼロであるボイドのある被膜を表す。領域２７２ｅなどのより明るいグレー領域は０．６と０．８の間の無次元最小厚さを有する連続被膜をもたらす。図１４ｆは黒から白までの範囲の５つの不連続グレーレベルを有する諧調等高線図として図１４ｅの情報を示している。図１４ｆの黒色領域はゼロと０．１の間の最小厚さを有するボイドのある被膜を示す。最も暗いグレーレベルは最小厚さが０．１と０．３の間になることを示す。中間のグレーレベル領域や島は最小厚さが０．３と０．６の間になることを示すとともに好適な動作条件を示している。図１４ｆおよびその鏡像の領域２７２ｆなどの明るいグレーレベルの領域や島は最小厚さが０．６と０．８の間になることを示すとともにより好適な動作条件を示している。図１４ｆおよびその鏡像の島２７１ｆなどの白色の島は最小厚さが０．８と０．８４７の間になることを示すとともに最も好適な動作条件を示している。
【００７７】
図１４ｇは、３個のロールを使用したシステムに対するストライプ幅の関数として好適およびさらに好適なロールサイズを識別する線形連続諧調プロット形式の改善図である。図１４ａ〜図１４ｆに示した改善図のように、図１４ｇの改善図はＸ＝０．５に引いた線に関して対称であるため、Ｘ＝０．５からＸ＝１．０までの領域のみを図１４ｇに示している。図１４ｇの黒色領域は無次元最小厚さがゼロと０．３の間であるボイドのある被膜を表す。領域２７３ｇなどのより明るいグレー領域は０．８と０．９の間の無次元最小厚さを有する。領域２７４ｇなどのより白い領域は０．９と０．９１３の間の無次元最小厚さを有する。図１４ｈは黒から白までの範囲の５つの不連続グレーレベルを有する諧調等高線図として図１４ｇの情報を示している。図１４ｈの黒色領域はゼロと０．３の間の最小厚さを有するボイドのある被膜を示す。図１４ｈの暗いグレー領域や島は０．３と０．６の間の無次元最小厚さを有する。図１４ｈの中間のグレーレベル領域および島は０．６と０．８の間の無次元最小厚さを有して好適な動作条件である。図１４ｈおよびその鏡像の領域２７３ｈなどのより明るいグレーレベル領域や島は０．８と０．９の間の無次元最小厚さを有してより好適な動作条件である。図１４ｈおよびその鏡像の島２７４ｈなどの白色の島は０．９と０．９１３の間の無次元最小厚さを有して最も好適な動作条件である。
【００７８】
図１４ｉは、４個のロールを使用したシステムに対するストライプ幅の関数として好適およびさらに好適なロールサイズを識別する線形連続諧調プロット形式の改善図である。図１４ａ〜図１４ｈに示した改善図のように、図１４ｉの改善図はＸ＝０．５に引いた線に関して対称であるため、Ｘ＝０．５からＸ＝１．０までの領域のみを図１４ｉに示している。図１４ｉは、それぞれ０．８と０．９を超える無次元最小厚さを有する連続被膜を作製する４ロールシステムに対して領域２７５ｉなどのより明るいグレー領域および領域２７６ｉなどのより白い領域を識別する。図１４ｊは黒から白までの範囲の５つの不連続グレーレベルを有する諧調等高線図として図１４ｇの情報を示している。図１４ｊの黒色領域はゼロと０．３の間の最小厚さを有するボイドのある被膜を示す。図１４ｊの暗いグレーレベル領域および島は０．３と０．６の間の無次元最小厚さを有する。図１４ｊおよびその鏡像の中間のグレーレベル領域や島は０．６と０．８の間の無次元最小厚さを有して好適な動作条件である。図１４ｊおよびその鏡像の２７５ｊなどの明るいグレーレベル領域や島は０．８と０．９の間の無次元最小厚さを有してより好適な動作条件である。図１４ｊおよびその鏡像の島２７６ｊなどの白色領域や島は０．９と０．９４４の間の無次元最小厚さを有して最も好適な動作条件である。
【００７９】
図１４ｋは、５個のロールを使用したシステムに対するストライプ幅の関数として好適およびさらに好適なロールサイズを識別する線形連続諧調プロット形式の改善図である。図１４ａ〜図１４ｊに示した改善図のように、図１４ｋの改善図はＸ＝０．５に引いた線に関して対称であるため、Ｘ＝０．５からＸ＝１．０までの領域のみを図１４ｋに示している。図１４ｋは、それぞれ０．８と０．９を超える無次元最小厚さを有する連続被膜を作製する５ロールシステムに対して領域２７７ｋなどのより明るいグレー領域および領域２７８ｋなどのより白い領域を識別する。図１４ｌは黒から白までの範囲の５つの不連続グレーレベルを有する諧調等高線図として図１４ｋの情報を示している。図１４ｌの黒色領域はゼロと０．３の間の最小厚さを有するボイドのある被膜を示す。図１４ｌの暗いグレーレベル領域や島は０．３と０．６の間の無次元最小厚さを有する。図１４ｌの中間のグレーレベル領域や島は０．６と０．８の間の無次元最小厚さを有して好適な動作条件である。島２７７ｌなどの明るいグレーレベル島や領域は０．８と０．９の間の無次元最小厚さを有してより好適な動作条件である。島２７８ｌなどの白色領域や島は０．９と０．９６２の間の無次元最小厚さを有して最も好適な動作条件である。
【００８０】
図１４ｍは、１０個のロールを使用したシステムに対するストライプ幅の関数として好適およびさらに好適なロールサイズを識別する線形連続諧調プロット形式の改善図である。図１４ａ〜図１４ｌに示した改善図のように、図１４ｍの改善図はＸ＝０．５に引いた線に関して対称であるため、Ｘ＝０．５からＸ＝１．０までの領域のみを図１４ｍに示している。図１４ｍは、それぞれ０．９と０．９７５を超える無次元最小厚さを有する連続被膜を作製する１０ロールシステムに対して領域２７９ｍなどのより明るいグレー領域および２８０ｍなどのより白い領域を識別する。図１４ｎは黒から白までの範囲の５つの不連続グレーレベルで諧調等高線図として図１４ｍの情報を示している。図１４ｎの黒色領域はゼロと０．３の間の最小厚さを有するボイドのある被膜を示す。図１４ｎの暗いグレーレベル領域や島は０．３と０．６の間の無次元最小厚さを有する。図１４ｎの中間のグレーレベル領域や島は０．６と０．８の間の無次元最小厚さを有して好適な動作条件である。島２７９ｎなどの明るいグレーレベル島や領域は０．８と０．９の間の無次元最小厚さを有してより好適な動作条件である。島２８０ｎなどの白色領域や島は０．９と０．９４４の間の無次元最小厚さを有して最も好適な動作条件である。
【００８１】
上記の検討はピックアンドプレース装置周期がすべて厳密に約１０，０００につき１の誤差という精度と同一である事例に焦点を当てていた。シミュレーション実験によりこの精度を低下させることが予想した結果に対して通常好影響を与えることが分かった。時には回転周期の測定可能な変化を有するロールを名目上同様に使用することが有利になる場合がある。これを数多くの方法で達成することができる。
【００８２】
実験室や工場においてすべての機械部品にはある精度の限界がある。あらゆる回転装置は回転瞬間速度および連続回転周期の正確さにある限界がある。結果として生じる公称あるいは設定値からの逸脱は実際の実験結果またはモデルシミュレーションに重大な影響を与える恐れがある。ロールを製造する際、そのコストは直接製造精度に関係する。直径がおよそ２５ミリメートルの安価な金属やプラスチック製ロールはプラスまたはマイナス０．１ミリメートルという低い精度を有することもある。ゴムロールはプラスまたはマイナス０．５ミリメートルという低い精度を有することもある。連続使用によるこれらのロールの磨耗と酷使でさらに精度が低下する場合が多い。この不正確さは実際にはピックアンドプレース装置列により被膜均一性を改善するのに有益である。
【００８３】
被駆動ロールに関しては、ロールの回転周期はその直径とロールを駆動するために用いるメカニズムとに影響される。非駆動ロール通過後にウェブが移動することによりそのロールが回転するため、駆動モータの必要性をなくすことができる。これが最も安価で単純な機械構成である。このような場合、ウェブ速度、ウェブとロールとの間の摩擦または静止摩擦力、およびベアリング摩擦やブレーキ抵抗などの回転を遅延する力などの力が回転速度を決定する。ロール上にウェブを巻きつける角度が小さい場合は、ロールとウェブとの間の摩擦すべり量が増加する（あるいは液体が接触領域に充満している場合には静止摩擦すべり量が増加する）ことがある。回転駆動力が遅延摩擦力とほぼ均衡が取れている場合には、摩擦力の変化がロールの回転速度にかなり影響する。測定回転周期や回転瞬間速度に変化が生じることもある。
【００８４】
通常、他の塗布方法で厚さ均一性を改善する取り組みには高精度なベアリングならびにライン速度、ロール直径および他の変数を極めて慎重に制御することが必要であった。これに比べて本発明はピックアンドプレース装置の直径のある程度の不正確さが有益な場合があるということを実証している。より一般的に言えば、理由の如何を問わず一組のピックアンドプレース装置の回転周期の不正確さが有益であることがある。これらの変化は被膜均一性を改善するのに有用である。一組のピックアンドプレース装置内、あるいは１個以上のそのような装置と基体との間における相対速度や周期性の変化は非常に小さなものでも性能を向上させるのに有効である。不規則または制御された変化を用いることができる。例えば、名目上均一周期を有する少なくとも３個のロール列では、少なくとも２個のロールが実際に約２％から約１０％の周期変化があることが望ましい場合がある。同様に名目上均一周期を有する少なくとも５個のロール列では、少なくとも２個のロールが実際に約０．１％から約１０％の周期変化があることが望ましい場合がある。周期の変化は例えば別々のモータを用いてロールあるいは他の装置を別々に駆動するとともにモータ速度を変えることによって達成できる。当業者には回転速度を他の方法、例えば可変変速機、プリーやスプロケットの直径が変えられるベルトおよびプリーあるいはギヤチェーンおよびスプロケットシステム、制限スリップクラッチ、ブレーキ、あるいは直接駆動ではなく他のロールに接触することにより摩擦駆動されるロールでも変えることができることは理解されよう。周期的および非周期的変化を用いることができる。非周期的変化には間欠変動ならびに時間の一次傾斜関数、ランダムウォークおよび他の非周期的関数を基にした変化がある。このような変化はすべて一定数のロールを含む改善ステーションの性能を改善できると思われる。平均の０．２パーセントという低い変化で改善結果を得られ、少なくとも平均の０．４パーセントであればより好ましい。
【００８５】
このような小さな変化の利点を以下の例でより分かりやすく説明する。グラビア塗布ではドクタリング前のグラビアロールのフラディングが不適切であったり塗布液へ気泡が混入すると被膜中にボイドを生じることがある。直径３００ミリメートルのグラビアロールを用いると、１ミリメートルのボイドが容易且つ不用意に生じてしまう恐れがある。この例のボイドは周期的に再発しない。公称２００ミリメートルの周囲を有する一連のゴム被覆ピックアンドプレースロールを含む改善ステーションは、このようなボイドに起因する欠陥を劇的に減少させることができる。図１５はウェブ静止摩擦だけで駆動される２００ミリメートルの周囲（直径６３．７ミリメートル）を有する３３個のゴム被覆ピックアンドプレースロール一組を用いて得られた結果を図示している。ロール回転周期は±１％の範囲内で変化するものとした。時間の関数として各連続ゴム被覆ロールの下から出てくる被膜厚さをシミュレーションし、ボイドを含むウェブ部分がロールを通過する際の最低無次元最小厚さを記すことにより図１５を作成した。３つの事例が図１５にプロットされている。結果は実際には不連続値（非整数個のロールは存在しない）であるが、各例のデータ点を識別手段としての曲線で結んでいる。第１の例は厳密に均一周期を利用した。この例の点の軌跡は曲線２８２を規定する。第２および第３の例は「ボーランド（登録商標）Ｃ＋＋５．０１」（ＢＯＲＬＡＮＤＴＭＣ＋＋５．０１）ソフトウエア（ボーランドインターナショナル社（Ｂｏｒｌａｎｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．））で使用可能な標準擬似乱数生成器を用いて±１％の限界点間にロール周期の２０の異なるランダムシーケンスを生成することにより選択した。ランダムシーケンス結果の最悪の例（曲線２８４）と最良の例（曲線２８６）を図１５にプロットした。図１５に示すように装置周期の小さなランダム変化により良好なボイドのない均一性の達成が容易になる。５個から６個のロールを使用した後に０．９５を超える無次元最小厚さが得られる。厳密に均一な周期を持つロールを用いると、同様な結果を得るためには３３個のロールが必要になる。
【００８６】
広範囲にわたるモデリングにより不規則な欠陥を回復させる問題をさらに洞察した。被膜均一性の改善は一つには、平均ロール周期からロール周期の最大変化の絶対値を決定し、欠陥サイズで割ることにより算出される比に左右される。図１６は被膜均一性に必要なロール数に関するこの比の影響を示している。図１６の座標は１引く被膜ボイドが通過するときに改善ステーションにより生成される無次元最小被膜厚さである。完璧な被膜は０の値を有することになる。図１６の横座標は表示数の改善ロールを通過後の結果である。ボイドが２０個の改善ロールを通過した結果を上述の比を示す８つの異なる組として図１６にプロットしている。各例のデータ点を識別手段としての曲線で結んでいる。各組の個々のデータ点は上述の擬似乱数生成器を用いて作成された、指定偏差範囲内のロール周期の１０の異なるランダムな組み合わせの平均を用いて得られた。０の比を有する組（曲線２８８）は厳密に均一なロール周期を有する。残りの比は０．５（曲線２９０）から１０００（曲線２９９）の範囲にわたり、単位時間でのボイドサイズで割った平均ロール周期からの最大ロール周期偏差を表す。図１６に示すように、周期偏差とボイドサイズの比が大きい場合は比が小さい場合よりも均一被膜が早く得られる。周期に変化があることは非常に有用である。２０個のロールの後、周期偏差とボイドサイズ１の比（曲線２９２）は２０個の均一ロール（曲線２８０）に比べて縦座標値でほぼ１桁の改善をもたらした。同様に２の比（曲線２９４）、５の比（曲線２９６）、１０の比（曲線２９７）および１００の比（曲線２９８）は均一ロールと比べてそれぞれ約１．２、１．５、１．９および２．９桁の改善をもたらした。図１６は実質的に同一サイズの３個という少ない改善ロールを用いることで孤立不規則ボイドを容易に解消できることを示している。さらに厚さ均一性の改善は公称ロール周期の僅かな偏差を利用することにより強化することが可能であり、その偏差はボイドサイズよりも大きくなるように選択することが望ましい。ロール周期の偏差は時間単位で測定される最大および最小ロール回転周期間の差である。ボイドサイズは不動の観察者を通過するのにかかる時間として測定されるボイドの長さである。両方の時間を同一の単位で測定する。ロール周期偏差とボイドサイズの比を１より大きくなるように維持することはボイドを減少あるいは解消することに役に立つだけでなく、他の厚さの乱れを解消あるいは改善するのに役立つこともある。
【００８７】
ピックアンドプレース装置の周期の僅かな変化は反復周期的欠陥を回復させることもできる。このような欠陥はロール塗布装置に付随する動作問題により生じることが多い。例えばグラビア塗布ではパターン付きロールの１つ以上のセルが目詰まりを起こす場合がある。これはグラビアロールの一部分上の塗料が乾燥したり１つ以上のセルが粒子で埋まることにより起こり得る。いずれの場合も目詰まりを起こした１個のセルまたは複数のセルはグラビアアロールの各回転毎に連続的にウェブ上に欠陥低被膜重量地点を生じる恐れがある。最悪の場合これは塗布工程の継続時間中下方ウェブに延びる周期的ボイドになる。
【００８８】
図１７は被覆ウェブの単一の細い帯を占拠する反復欠陥を改善するシミュレーションを図示している。欠陥はグラビアロール塗布器上の目詰まりセルのために欠陥グラビア塗布処理手順により生じる。目詰まり面積は幅が１セル、長さが多連続セルである。目詰まりセル列はグラビアロールの円周方向に延在して被覆ウェブ上に反復ボイドを生じる。ウェブ方向の全ボイド長さはグラビアロール周囲の１％である。補正は改善ロールを用いて達成される。グラビアロールの回転周期と改善ロールの公称回転周期は等しい。図１７のＹ軸とＸ軸とは特定数のロール通過後の無次元最小厚さを示す。ボイドが４０ロール改善ステーションを通過した結果を公称ロール周期からの最大ロール周期偏差の様々な値に対して５つの異なる組として図１７にプロットしている。各組のデータ点を識別手段としての曲線で結んでいる。厳密に均一のロール周期をもつロールが曲線３００に示されている。残りの組は公称ロール周期から０．１％（曲線３０４）、０．５％（曲線３０６）、１％（曲線３０８）あるいは１０％（曲線３１０）変化するロールを含む。各組の個々のデータ点は、上述の擬似乱数生成器を用いて作成された、指定偏差範囲内のロール周期の１０の異なるランダムな組み合わせの平均を用いて得られた。ロール周期が厳密に均一の場合、反復ボイドは４０ロールのステーションを通過しても改善されない（厳密に均一なロールは反復ボイドの周期と厳密に等しい周期を有するため）。しかし回転周期が０．５％、１％あるいは１０％変化する場合には、０．８５を超える最小無次元厚さがそれぞれ３８、１２あるいは３ロールで達成される。０．１％という小さい変化であっても３または４ロールという少ないロール後に連続したボイドなし被膜が作製される。
【００８９】
図１８はグラビアロール周囲の１０％というより長いボイドに対する同様なシミュレーションを図示している。ボイドが４０ロール改善ステーションを通過した結果を５つの異なる組として図１８にプロットしている。各組のデータ点を識別手段としての曲線で結んでいる。これらの組は厳密に均一なロール周期（曲線３２０）から公称ロール周期から１０％の最大偏差（曲線３３０）を有する組にわたる。残りの組は公称ロール周期から０．５％（曲線３２４）、１％（曲線３２６）あるいは５％（曲線３２８）変化する。ロール周期が厳密に均一の場合、反復ボイドは４０ロールのステーションを通過しても改善されない。しかし回転周期が５％あるいは１０％変化する場合には、０．８５を超える最小無次元厚さがそれぞれ１９あるいは７ロールで達成される。欠陥のサイズが大きくても０．５％という小さいロール周期変化で１１ロールという少ないロール後に連続したボイドなし被膜が作製される。
【００９０】
ロール直径の初めの不正確さ以外にも様々な方法でピックアンドプレースロールの周期を変えることができる。例えば、ロール直径を静的に変更したり（例えば、塗布動作を中断し、あるいは中断せずにロールを交換することにより）、あるいは動的に変更する（例えば、ロールの表面速度を維持しつつ塗布動作を中断せずにロールを膨らませあるいは萎ませ、さもなければ膨張または収縮させることにより）ことができる。ロールは一定の直径を有する必要はなく、必要応じて冠状、皿状、円錐状あるいは他の選ばれた形状を有してもよい。これらの他の形状は一組のロールの周期を調整するのに役立つ。また動作中にロールの位置あるいはロール間の基体の経路長を変化させてもよい。１個以上のロールをその回転軸が基体経路に垂直にならない（あるいは必ずしも垂直にならない）ように位置決めしてもよい。このようなロールは被膜を摘み上げて基体上の横方向にずらした位置に再塗布するようになるため、このような位置決めにより性能を向上させることができる。上述の変化はすべて有用であり、すべて改善ステーションの性能と完成した被膜の厚さの均一性とに作用し向上させるために用いることができる。例えば塗布工程中にグラビアロールパターンの部分的な目詰まりが発生した場合には、その結果生じる欠陥を上述の変更技術の１つを用いてウェブに対して１個以上の改善ロールの回転速度に適当な補正変化を与えることにより、工程を停止せずに克服することができる。
【００９１】
上述したように１個以上のピックアンドプレース装置の周期を変化させることに加えて、反復欠陥の入力周期またはサイズを変化させることにより被膜均一性を改善することもできる。例えば、グラビアロールコータまたは他のロール塗布装置の回転速度を変えて、そのロール塗布装置に関する周期的欠陥の入力頻度を変更することができる。同様にストライプコータの周期を変えてストライプ頻度や被膜ストライプ間の間隔を変更することができる。改善ステーションを出る被膜均一性を監視するとともに入力欠陥周期やサイズの適切な調整を行うことにより、全体の被膜均一性を著しく改善することができる。
【００９２】
図１９ａ〜図１９ｄは３個の実質的に同一な改善ロールを含む改善ステーションに関する、無次元ロールサイズ、無次元ボイドサイズおよび無次元最小厚さの間の関係を図示している。図１９ａ〜図１９ｄの改善図はＸ＝０．５に引かれた線に関して対称であるため、Ｘ＝０．５からＸ＝１．０までの領域のみを示している。図１９ａ〜図１９ｄには、無次元ロールサイズおよび無次元ボイドサイズの関数として無次元最小厚さがプロットされている。無次元ボイドサイズは、反復ボイドが静止観察者を通過する時間を反復欠陥の周期で割ったものである。６レベル諧調を用いて無次元最小厚さを示し、黒が０〜０．８の値を示し、白が０．８８〜０．８９７の値を示す。０．８〜０．８２、０．８２〜０．８４、０．８４〜０．８６および０．８６〜０．８８の中間範囲は、非常に暗いグレーから暗いグレー、中間のグレーおよび明るいグレーまで４レベルのグレーを用いて示す。図１９ａでは３個のロールは同一で±０％の周期変化を有する。図１９ｂでは３個のロールのうち第１のロールは公称ロール周期と等しい周期を有し、３個のロールのうち第２のロールは公称ロール周期引くボイド周期の０．５％と等しい周期を有し、３個のロールのうち第３のロールは公称ロール周期足すボイド周期の０．５％と等しい周期を有する。図１９ｃは同様であるが、公称値からのそれぞれ第２と第３ロールの変化はボイド周期の＋１％と−１％である。図１９ｄは同様であるが、公称値からのそれぞれ第２と第３ロールの変化はボイド周期の＋５％と−５％である。すなわち、全ロールサイズを考慮すると、公称サイズからの変化許容範囲は反復ボイドの周期長の割合として表せる規定された値で一定に維持されていた。
【００９３】
図１９ａ〜図１９ｄにおいて、ボイドサイズとロール周期偏差（最大引く最小）の無次元比が１未満の場合に均一性の改善が達成される。図１９ｂでは０．０１未満のボイドサイズに対して領域４０８などの白色領域および明るいグレー領域４０６が存在する。白と明るいグレーとは最良および次善の均一性レベルを意味し、これらの領域を同じロールサイズおよびボイドサイズの組み合わせに対する図１９ａの非常に暗いグレー領域４０２と対比できることに留意されたい。図１９ｃでは０．０２未満のボイドサイズに対して領域４１２などの白色領域および明るいグレー領域４１０が存在する。これらの領域を同じロールサイズおよびボイドサイズの組み合わせに対する図１９ａの非常に暗いグレー領域４０２および暗いグレー領域４０４の部分と対比することができる。図１９ｄでは０．０２未満のボイドサイズに対して領域４１６などの白色領域および明るいグレー領域４１４が存在する。これは領域を同じロールサイズおよびボイドサイズの組み合わせに対する図１９ａの非常に暗いグレー領域４０２および暗いグレー領域４０４の部分と対称的である。
【００９４】
反復欠陥の最も発現性の高いサイズが分かるか測定できる場合には、１未満の無次元ボイドサイズ対ロール周期偏差比をもたらす意図的に選択した周期変化（サイズ偏差）を有する一組のロールを選択することができる。このようなロールの組は、無次元ボイドサイズ対ロール周期偏差比が１より大きいロールの組に比べて均一性の改善をもたらす。均一性の改善は他の方法を用いて無次元ボイドサイズ対ロール周期偏差比を１未満の値にすることによっても達成することができる。例えば、名目上同一サイズであるが寸法公差が大きいロールを用いてもよい。他の方法はロールの回転速度を若干変えることである。ロールが駆動されない場合には上述したようにウェブとの静止摩擦を変更したり摩擦ブレーキをかけてもよい。ロールが熱膨張する材料で構成されている場合には、異なる温度でロールを動作させることによりロールサイズ（およびロール周期偏差）を変更することができる。
【００９５】
詳細なシミュレーション調査で本発明の改善ロールの性能は意外な方法で変更することができることも分かった。例えば、図２０〜図２４はより大きいボイドがより良好な結果をもたらす場合が多いことを示している。図２０〜図２４の改善図はＸ＝０．５に引かれた線に関して対称であるため、Ｘ＝０．５からＸ＝１．０までの領域のみを示している。無次元ロールサイズおよび無次元ボイドサイズの関数として無次元最小厚さをプロットするとともに５レベル諧調を用いて示している。図２０は厳密に同一周期の３個のロールを用いて得られた結果を示す。図２０において黒が０〜０．８２の無次元最小厚さを示し、白が０．８８〜０．８９７の値を示す。０．８２〜０．８４、０．８４〜０．８６および０．８６〜０．８８の中間範囲は、暗いグレーから中間のグレーを介して明るいグレーまで３レベルのグレーで示されている。
【００９６】
図２１は１個の改善ロールのみを用いて得られた結果を示す。黒が０〜０．３の無次元最小厚さを示し、白が０．６〜０．６２２の無次元最小厚さを示す。０．３〜０．４、０．４〜０．５および０．５〜０．６の中間範囲は、暗いグレーから中間のグレーを介して明るいグレーまで３レベルのグレーで示されている。
【００９７】
図２２は２個の改善ロールを用いて得られた結果を示す。黒が０〜０．５の無次元最小厚さを示し、白が０．８〜０．８３３の無次元最小厚さを示す。０．５〜０．６、０．６〜０．７および０．７〜０．８の中間範囲は、暗いグレーから中間のグレーを介して明るいグレーまで３レベルのグレーで示されている。
【００９８】
図２３は３個の改善ロールを用いて得られた結果を示す。黒が０〜０．７の無次元最小厚さを示し、白が０．８５〜０．９５３５の無次元最小厚さを示す。０．７〜０．７５、０．７５〜０．８および０．８〜０．８５の中間範囲は、暗いグレーから中間のグレーを介して明るいグレーまで３レベルのグレーで示されている。
【００９９】
図２４は４個の改善ロールを用いて得られた結果を示す。黒が０〜０．７５の無次元最小厚さを示し、白が０．９〜０．９７８５の無次元最小厚さを示す。０．７５〜０．８、０．８〜０．８５および０．８５〜０．９の中間範囲は、暗いグレーから中間のグレーを介して明るいグレーまで３レベルのグレーで示されている。
【０１００】
図２０〜図２４の各々において、他の変数をすべて一定に維持しつつボイドサイズを増加することにより広範囲のボイドサイズに対して均一性の改善をもたらす多数の領域が生じている。例として図２０の垂直線分４１８（縦軸値０〜０．１８の範囲）、図２１の垂直線分４２０（縦軸値０〜０．２４の範囲）、図２２の垂直線分４２２（縦軸値０〜０．２４の範囲）、図２３の垂直線分４２４（縦軸値０．０３〜０．１７の範囲）および図２４の垂直線分４２６（縦軸値０〜０．２３の範囲）に沿ったボイドサイズの増加があげられる。図２０〜図２４は周期的ボイドを補正する際、図２０〜図２４に示したような改善図の実験を基にして欠陥の周期およびサイズを決定するとともに１つのまたは複数の改善ロール周期を選択することにより改善ロール性能を良好にできることも示している。ボイドサイズ、ボイド周期およびロール周期が分かっているか測定される場合には、これらの変数のうちのいずれかを調整してより好ましい無次元ロールおよびボイドサイズの組み合わせに移行することにより、１個、２個、３個、４個またはそれ以上のロールの改善ステーションの動作を向上させることができる。例えば、図２１（１個のロール用）、図２２（２個のロール用）、図２３（３個のロール用）、図２４（４個のロール用）あるいは軸Ｘ＝０．５に関するそれぞれの鏡像の明るいグレーあるいはさらに好ましくは白色領域内での動作あるいはそれらの領域への移行は、これらの改善図のより暗い領域内での動作あるいはそれらの領域への移行より均一な被膜厚さをもたらすことになる。
【０１０１】
反復というよりランダムなボイドを含む被膜および５個以上の実質的に均一なロールを用いた改善ステーションに対して、実質的に均一なロールのサイズの変化量がボイドサイズの０．５倍を超える場合には一般的に均一性の改善がより良好である。このようなランダムなボイドに対しては平均ロールサイズは重要ではなくなる。その代わりロール数、ランダムボイドサイズおよびロール周期変化が主に均一性の結果に影響を与える。例えば、図１６とともに上述したように他の物がすべては同じとき、このような状況ではボイドが大きいほど結果が悪くなる。
【０１０２】
被膜が同じ組成のボイドのある被膜の下層の均一な基礎被膜で作製されていることを考慮することにより被膜材料に欠陥のあるランダムあるいは周期的領域を有する被膜を分析することができる。本明細書で説明した改善装置は単独のボイドのある被膜に対する作用と同様に上部のボイドのある被膜を除去して再配置するように作用する。このようにボイドのある被膜に対して本明細書で提供した教示はボイドはないが被膜陥没を含む不均一被膜にも適用される。同様に被膜が不連続上部被膜の下にある均一な基礎被膜で作製されていることを考慮することにより被膜内の周期的あるいはランダムな過剰を分析することができる。このようにボイドのある被膜に対して本明細書で提供した教示はボイドはないが被膜急増を含む不均一被膜にも適用される。
【０１０３】
上述したように本発明の他の態様は改善ステーションが基体上の揮発性液体の乾燥速度を上げることである。乾燥は基体が洗浄や処理液を通過することにより処理された後に行われることが多い。ここで主たる工程目的は液体塗布を行うことではなく液体を除去することである。例えば、エレクトロニクス産業で用いるウェブの洗浄やクリーニングと同様に、メッキ、塗布、エッチング、化学処理、印刷および切断などのウェブ処理作業中に通常液体の微細液滴、斑点あるいは膜が発生する。
【０１０４】
液体が均一性を変化させる微細液滴、斑点あるいは被膜の形で基体上に配置あるいは存在している場合、乾燥基体が望ましい場合には液体を除去しなければならない。例えば蒸発や、液体を固体の残渣あるいは膜に変えることによりこの除去を行うことができる。産業の場では通常乾燥炉を用いて乾燥を実施する。乾燥ウェブを作製するのに必要な時間は存在する最も厚い厚さを乾燥させるのに要する時間に制約される。従来の強制空気乾燥炉は均一な熱伝導を生むがより厚い厚さの箇所においてより速い乾燥速度を提供するわけではない。従って乾燥炉の設計およびサイズは予想される最高乾燥負荷を見込まなければならない。
【０１０５】
本発明の改善ステーションは乾燥基体を作製するのに要する時間を大幅に減少させるとともに、被膜厚み変動の影響を大幅に改善する。改善ステーションは既に上述した理由により被膜厚み変動を低減する。改善ステーションに入る被膜が既に均一であったとしても、改善ステーションは大幅に乾燥速度を上げる。理論の制約にとらわれるのでなければ、湿潤被膜がピックアンドプレース装置と繰返し接触することは露出した表面領域を増加させ、これにより熱および質量移動の速度を上げると思われる。温度および濃度勾配ならびに熱および質量移動速度を上げることにより基体上の液体の反復分離、除去および再堆積も乾燥速度を向上させることができる。さらに湿潤基体に対してピックアンドプレース装置が接近および移動することにより湿潤被膜の液体面付近の境界層を限定する分割速度を促進することができる。これらの要因はすべて乾燥時に役立つと思われる。移動ウェブを含む方法では、これにより塗布ステーションからの下方ウェブでより小さなあるいはより短い乾燥ステーション（例えば、乾燥炉や送風器）を使用することができる。必要に応じて改善ステーションは乾燥ステーション内に延在することができる。
【０１０６】
本発明の方法および装置を用いて、紙、プラスチック、ガラス、金属および複合材料を始めとする様々な可撓性あるいは硬質基体に被膜を塗布し、より均一にし、あるいは乾燥させることができる。基体は実質的に連続（例えば、ウェブ）あるいは有限部分（例えば、複数のシート）であってもよい。基体は平滑な、テクスチャー加工された、パターン化された、微細構造のおよび多孔性の表面を始めとする様々な表面微細構成を有してもよい（例えば、平滑膜、波状膜、プリズマチック光学膜、電子回路および不織布ウェブ）。基体にはテープ、薄膜（例えば、燃料電池膜）、絶縁膜、光学膜あるいは素子、電子膜、素子あるいはその前駆体等を始めとする様々な用途がある。基体は被膜層の下に１層または多層を有してもよい。本発明は不連続被膜（上述のストライプコータを用いて塗布されるような）を連続被膜に転換するのに特に有用である。
【０１０７】
本発明はさらに以下の例で説明するが、部分および百分率は特に示さない限り重量による。
【０１０８】
実施例
本発明の改善ステーションを備えた改造塗布装置を用いると、プラスチックウェブには間欠、周期的且つまばらに塗布された塗布液の横断ウェブストライプが塗布され、その後連続均一被膜を有するウェブに転換された。ウェブは厚さが０．０５ミリメートル、幅が５１ミリメートルの２軸配向性ポリエステルフィルムであった。塗布液はグリセリンを２６００容量部、イソプロピルアルコールを２６０容量部、フルオロケミカル湿潤剤（「スリーエム（登録商標）フルオラッド（登録商標）ＦＣ−１２９」（３ＭＴＭ  ＦＬＵＯＲＡＤＴＭ  ＦＣ−１２９）界面活性剤、ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ））を１容量部を含んでいた。この塗布液は転写ロールに塗布されてその後ウェブに転写された。塗布ステーションは可撓性ポリプロピレン針を転写ロールに亘って前後に運ぶ空気駆動往復機構を用いた。往復機構は線形アクチュエータを備えた「モデル・ＢＣ４０６ＳＫ１３．００トロマチック（登録商標）空気圧バンドシリンダ」（Ｍｏｄｅｌ  ＢＣ４０６ＳＫ１３．００ＴＯＬＯＭＴＩＣＴＭ  Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ  Ｂａｎｄ  Ｃｙｌｉｎｄｅｒ）ミネソタ州ハーメルのトル−オ−マチック社（Ｔｏｌ−Ｏ−Ｍａｔｉｃ，Ｉｎｃ．，Ｈａｍｅｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ）であった。塗布液はハーバード装置（Ｈａｒｖａｒｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ）からのモデル「５５−１１４４」として得たシリンジポンプを用いて事前計量供給した。ポリプロピレン針は０．４８ミリメートルの先を有し、アイ  アンド  ジェイ・フィスナー社（Ｉ＆Ｊ  Ｆｉｓｎａｒ  Ｉｎｃ．）からの部品番号「５６０１０５」として得た。シリンジポンプと針との間の相互接続は可撓性４ミリメートル外径プラスチックチューブを用いて確立した。針先が転写ロールに接触するように針を位置決めした。
【０１０９】
転写ロールは直径が６２．７ミリメートルでウェブとの接触とその移動により駆動した。１分当り７．７７メートルのウェブ速度、０．５ミリリットル／分の液体流量、１分当り１２０のストローク速度および１２７ミリメートルのストローク長で、細い網状ストライプパターンを０．５マイクロメートルの全体平均被膜厚さを生じるのに十分な速度でウェブ上に事前計量供給した。
【０１１０】
その後被覆ウェブを２５個の非駆動連結回転ロールを含む改善ステーションと接触させた。ウェベックス社（Ｗｅｂｅｘ  Ｉｎｃ．）から滑らかな陽極ロール面で、面長が３５５．６ミリメートルおよび公称直径が５０．８ミリメートルを有する力学的平衡アルミニウム固定軸ロールとして改善ステーションロールを得た。ロール直径を実際に測定すると１個のロールは直径が４９．４２ミリメートル、３個のロールは直径が４９．４０ミリメートル、２個のロールは直径が４９．３６ミリメートル、１３個のロールは直径が４９．３４ミリメートル、１個のロールは直径が４９．３３ミリメートル、および５個のロールは直径が４９．２８ミリメートルであることが分かった。このように得られた組は平均直径が４９．３６ミリメートルで、その組の５個のロールが平均直径より０．２％小さい直径を有し、その組の１個のロールが平均直径より０．１％大きい直径を有していた。各ロールは少なくともロール周囲の３０度をウェブで覆った。携帯機械的タコメータを用いると、ロール対ウェブ速度に変化は見られなかった。
【０１１１】
改善ステーションを通過した後、極めて不連続な初期塗布被膜が連続、ボイドなしであるがパターン化された被膜に変わった。非矯正裸眼で観察すると、そのパターンは薄い被膜の領域を間に備えた厚い被膜の網状重畳領域を呈していた。視覚的評価すると、全体の変化が平均厚さのほぼ±５０％であるように見えた。より均一な被膜を得るために、次にウェブを軸が前の改善ロールの軸と同平面にあるが角度をなして位置決めされた直径が７６．２ミリメートルの空気回転棒の周囲を通過させた。空気回転棒の周りを１回３６０度回転するとウェブの幅より大きいウェブ経路に対する横ずれを生じた。数個の転移アイドラーロールを用いてウェブを改善ステーションの方向と逆回転させることにより被覆ウェブを戻し、本来のウェブ経路と平行ではあるが重ならない経路上で改善ステーションロールと接触させることができた。最終結果はウェブの被覆側をほぼ同一のロールと５０回接触および再接触することを可能にした。この２回目の改善ロール通過の後、被覆ウェブの外観は視覚的にはボイドがなく、パターンがなく且つ均一であった。従って、改善ステーションは著しい被膜均一性の上昇をもたらした。
【０１１２】
本発明の様々な変更および修正は、本発明の範囲と精神とを逸脱しない範囲において当業者には明らかであろう。本発明は単に例示的目的のために本明細書に記載したものに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
ウェブ上の被膜欠陥の概略側面図である。
【図２】
ピックアンドプレース装置の概略側面図である。
【図３】
ウェブ上の単一の大型厚さ突起に関する被膜厚さとウェブ距離の関係を示すグラフである。
【図４】
図３の突起が１０の周期を有する単一の周期的ピックアンドプレース装置に遭遇したときの被膜厚さとウェブ距離の関係を示すグラフである。
【図５】
図３の突起が１０の周期を有する２個の周期的ピックアンドプレース装置に遭遇したときの被膜厚さとウェブ距離の関係を示すグラフである。
【図６】
図３の突起が１０の周期を有する８個の周期的ピックアンドプレース装置に遭遇したときの被膜厚さとウェブ距離の関係を示すグラフである。
【図７】
２０個の同一径非駆動接触ロール一組を使用したピックアンドプレース装置の一部分の概略側面図である。
【図８】
１０の周期を有する反復突起欠陥に関する被膜厚さとウェブ距離の関係を示すグラフである。
【図９】
図８の突起が７の周期を有する周期的ピックアンドプレースロール装置に遭遇したときの被膜厚さとウェブ距離の関係を示すグラフである。
【図１０ａ】
各々が１０の無次元ウェブ長さ要素周期を有する２５０個の同一サイズのロールを含む改善ステーションを単一の重大ボイドが通過する時の被膜厚さ対ウェブ距離の濃淡等高線図である。
【図１０ｂ】
各々が１０の無次元ウェブ長さ要素周期を有する２５０個の同一サイズのロールを含む改善ステーションを単一の重大ボイドが通過する時の被膜厚さ対ウェブ距離の濃淡等高線図である。
【図１０ｃ】
各々が１０の無次元ウェブ長さ要素周期を有する２５０個の同一サイズのロールを含む改善ステーションを単一の重大ボイドが通過する時の被膜厚さ対ウェブ距離の濃淡等高線図である。
【図１０ｄ】
各々が１０の無次元ウェブ長さ要素周期を有する２５０個の同一サイズのロールを含む改善ステーションを単一の重大ボイドが通過する時の被膜厚さ対ウェブ距離の濃淡等高線図である。
【図１０ｅ】
図１０ａ〜１０ｄのボイドが改善ステーションの第１〜第３のロールに接触する際の下方ウェブ厚さ断面を示す折れ線グラフである。
【図１０ｆ】
図１０ａ〜１０ｄのボイドが改善ステーションの第４〜第５のロールに接触する際の下方ウェブ厚さ断面を示す折れ線グラフである。
【図１０ｇ】
図１０ａ〜１０ｄのボイドが改善ステーションの第６〜第９のロールに接触する際の下方ウェブ厚さ断面を示す折れ線グラフである。
【図１１】
異なる直径であるが同一周期を有する５個の被駆動ピックアンドプレースロール接触器列を用いる均一性改善ステーションを示す。
【図１２】
転写ベルトを使用したピックアンドプレース装置の概略側面図である。
【図１３】
ピックアンドプレース改善ステーション用制御システムの概略側面図である。
【図１４ａ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｂ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｃ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｄ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｅ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｆ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｇ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｈ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｉ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｊ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｋ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｌ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｍ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１４ｎ】
横断ウェブ被膜ストライプを移動ウェブに周期的に塗布し、被覆ウェブを１個以上のロールを含む改善ステーションを通過させることにより得ることができる無次元ロールサイズ、無次元ストライプ幅および最小厚さの関係を示す改善図である。
【図１５】
±１％の範囲内でランダムに変化する均一周期を有する３３個の周期的ピックアンドプレースロール装置一組の厚さ均一性に対する影響を示すグラフである。
【図１６】
被膜均一性に必要なロール数に関するロール周期変化対ボイドサイズの比の効果を示すグラフである。
【図１７】
グラビアロール周囲の１％延在する目詰まりを起こしたセルの連続群に起因する１セル幅の反復被膜ボイドに対する直接グラビア塗布シミュレーションを示すグラフである。
【図１８】
グラビアロール周囲の１０％延在する目詰まりを起こしたセルの連続群に起因する１セル幅の反復被膜ボイドに対する直接グラビア塗布シミュレーションを示すグラフである。
【図１９ａ】
ボイド周期の±０％の改善ロール周期変化に対する無次元ロールサイズと無次元ボイドサイズとの関係を示す改善図である。
【図１９ｂ】
ボイド周期の±０．５％の改善ロール周期変化に対する無次元ロールサイズと無次元ボイドサイズとの関係を示す改善図である。
【図１９ｃ】
ボイド周期の±１％の改善ロール周期変化に対する無次元ロールサイズと無次元ボイドサイズとの関係を示す改善図である。
【図１９ｄ】
ボイド周期の±５％の改善ロール周期変化に対する無次元ロールサイズと無次元ボイドサイズとの関係を示す改善図である。
【図２０】
無次元ロールサイズと無次元ボイドサイズとの関係を示す追加改善図である。
【図２１】
無次元ロールサイズと無次元ボイドサイズとの関係を示す追加改善図である。
【図２２】
無次元ロールサイズと無次元ボイドサイズとの関係を示す追加改善図である。
【図２３】
無次元ロールサイズと無次元ボイドサイズとの関係を示す追加改善図である。
【図２４】
無次元ロールサイズと無次元ボイドサイズとの関係を示す追加改善図である。
【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８】
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【図９】
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【図１０ａ】
2004517720.tif 000009
【図１０ｂ】
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【図１０ｃ】
2004517720.tif 000011
【図１０ｄ】
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【図１０ｅ】
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【図１０ｆ】
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【図１０ｇ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１４ｅ】
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【図１４ｆ】
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【図１４ｇ】
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【図１４ｈ】
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【図１４ｉ】
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【図１４ｊ】
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【図１４ｋ】
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【図１４ｌ】
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【図１４ｍ】
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【図１４ｎ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図１９ｃ】
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【図１９ｄ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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