(57)【要約】【課題】微細なストライプ状の塗布を行うことの可能な、簡単な構造のダイヘッド並びにそのダイヘッドを用いてストライプ状の塗布を行う方法を提供する。【解決手段】ダイヘッド１１の先端のランド部に所望ピッチで多数の溝を形成しておき、ダイヘッド１１から塗布液を膜状に吐出して基材２４上に塗布する際に、ダイヘッド１１と基材２４との間の塗布ギャップを大きくすることで、膜状に吐出された塗布液が溝をきっかけとして割れるようにし、この状態で塗布することで基材２４上に、切れ目２７を有するストライプ状の塗膜２６を形成する構成とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液をストライプ状に塗布するためのダイヘッドであって、塗布液を吐出するスリットと、該スリットの先端両側に形成されたランド部を備え、前記スリットの先端両側のランド部の少なくと一方に、塗布液で形成するストライプの境界に対応するように複数の溝を形成していることを特徴とするダイヘッド。
【請求項２】
前記ランド部に形成される複数の溝のピッチを、０．５〜２ｍｍ、溝の幅を、０．１〜０．５ｍｍ、溝の深さを、０．１〜１ｍｍとしていることを特徴とする請求項１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のスリットから塗布液を一定幅で吐出しながら、該ダイヘッドを塗布対象の基材に対して相対的にかつ前記溝を形成したランド部が後ろ側となるように移動させ、塗布液をストライプ状に塗布することを特徴とする塗布方法。
【請求項４】
請求項３記載の塗布方法において、塗布液の吐出開始時には、前記ダイヘッドのランド部と前記基材との間の塗布ギャップを、前記ランド部と基材との間に塗布幅方向につながったビードが形成されるように、小さく設定しておき、ビード形成後、前記塗布ギャップを、ストライプ状の塗布が行われるように大きくすることを特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板状の基材やウェブ状の基材に対してストライプ状の塗布を行うために用いるダイヘッド及びそのダイヘッドを用いた塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、互いに向かい合わせて組み付けることによって、塗布液を吐出するためのスリットを形成する構造の一対のダイヘッド半体を備えたダイヘッドが知られており、そのダイヘッドを用いて塗布対象の基材に対して一定幅での塗布を行うことが知られている。また、ダイヘッド先端部吐出口に、吐出する箇所と吐出しない箇所を設け、そのダイヘッドを用いてストライプ状の塗布を行うことも知られている。図５、図６は、ストライプ状の塗布に用いられる従来のダイヘッド１を示すものである。ダイヘッド１は、互いに向かい合わせてボルト（図示せず）等で組み付けることによって、塗布液を吐出するためのスリット７を形成する構造の一対のダイヘッド半体２、３と、その両端に取り付けられる側板４、４と、一対のダイヘッド半体２、３の間にはさみ込まれるシム５を備えている。一方のダイヘッド半体２は、マニホールド板とも呼ばれるもので、塗布液をスリットに供給するためのマニホールド６を備えている。他方のダイヘッド半体３は、平板とも呼ばれるもので、相手側のダイヘッド半体２に面する面を平坦面としている。シム５は、図６でマニホールド６の下側の全域に配置されるベース部５ａと、スリット７を複数の領域に分割するための枝部５ｂを備えている。
【０００３】
この構成のダイヘッド１では、スリット７内の枝部５ｂの存在する領域では塗布液が吐出されないが、枝部５ｂの間の領域からは塗布液が吐出されることで、ストライプ状の塗布を行うことができる。シム５を用いたダイヘッド１では、所望のストライプ幅、ストライプピッチでの塗布を可能とする形状のシム５を製作することで、所望のストライプ幅、ストライプピッチでの塗布に対応でき、ダイヘッド半体２、３には手を加える必要がないので、低コストで製造できるといった利点を有している。また、シム５を用いる代わりに、一方のダイヘッド半体の、スリットを形成する面に直接複数の溝を形成して、一対のダイヘッド半体を組み付けた時に液吐出箇所と吐出しない箇所が形成される構成としたダイヘッドも知られている。このダイヘッドは、ダイヘッド半体自体に高精度で多数の溝を加工するため高コストとはなるが、作業性が良いといった利点を有している。これらのダイヘッドを用いてストライプ状の塗布を行う場合も、全面塗布を行う場合と同様に、低粘度液においては、できる限り塗布ギャップ（ダイヘッド先端と基材との間隔）を狭めた方が、面質が向上し且つ塗布が安定するため、望ましく、基材のうねりや装置の走行精度を考慮して、一般的には安全性を考慮して、塗布ギャップを５０〜１００μｍに設定して塗布を行っている。
【０００４】
しかしながら、従来のダイヘッドを用いてストライプ状の塗布を行う場合、ストライプ幅の細さに限界があった。例えば、シム５を用いる場合、枝部５ｂの幅を１ｍｍ、枝部５ｂと枝部５ｂの間隔を１ｍｍ程度とすることが限界であり、従ってストライプ幅１ｍｍ、ストライプの間隔（塗布されていない領域の幅）１ｍｍ程度が限界であった。また、ダイヘッド半体に直接溝を形成する場合は、溝加工にきわめてコストがかかるため、あまり微細な溝加工は経済的に不利となり、やはり、ストライプ幅１ｍｍ、ストライプの間隔１ｍｍ程度が限界であった。このため、更に微細なストライプ状の塗布が望まれても対応できない状況であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はかかる状況に鑑みてなされたもので、きわめて微細なストライプ状の塗布を行うことを可能とする簡単な構造のダイヘッド並びにそのダイヘッドを用いた塗布方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは微細なストライプ幅での塗布を行うべく種々検討した結果、次の事項を見出した。すなわち、通常のダイヘッドを用いて一定幅での全面塗布を行っている状況において、ダイヘッドを上昇させて塗布ギャップを徐々に拡大させてゆくと、膜状に塗布されていた塗布液が割れてストライプ状となり、条件によってはきわめて微細なストライプ状となる。この際、膜状の塗布液が割れる位置はランダムに生じ且つ再現性も見られないが、ダイヘッド先端のランド部に溝を形成しておくと、その溝が塗布液の割れるきっかけとなり、膜状の塗布液を安定して且つ再現性よく、溝の位置で分割してストライプ状とすることができる。従って、ダイヘッドのランド部に所望のピッチで溝を刻んでおくことで、所望ピッチのストライプ状の塗布を行うことができる。
【０００７】
本発明はかかる知見に基づいてなされたもので、請求項１に係る発明は、塗布液をストライプ状に塗布するためのダイヘッドであって、塗布液を吐出するスリットと、該スリットの先端両側に形成されたランド部を備え、前記スリットの先端両側のランド部の少なくと一方に、塗布液で形成するストライプの境界に対応するように複数の溝を形成していることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、上記した請求項１に係る発明において、前記ランド部に形成される複数の溝のピッチを、０．５〜２ｍｍ、溝の幅を、０．１〜０．５ｍｍ、溝の深さを、０．１〜１ｍｍとしたものである。
【０００９】
請求項３に係る発明は、上記した請求項１又は２に係るダイヘッドのスリットから塗布液を一定幅で吐出しながら、該ダイヘッドを塗布対象の基材に対して相対的にかつ前記溝を形成したランド部が後ろ側となるように移動させ、塗布液をストライプ状に塗布することを特徴とする塗布方法である。
【００１０】
請求項４に係る発明は、上記した請求項３に係る塗布方法において、塗布液の吐出開始時には、前記ダイヘッドのランド部と前記基材との間の塗布ギャップを、前記ランド部と基材との間に塗布幅方向につながったビードが形成されるように、小さく設定しておき、ビード形成後、前記塗布ギャップを、ストライプ状の塗布が行われるように大きくすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のダイヘッドは、これを塗布対象の基材に対向、配置し、前記ダイヘッドのランド部と前記基材との間の塗布ギャップを、前記ランド部と基材との間に塗布幅方向につながったビードが形成されるように、小さく設定した状態で塗布液の吐出を開始し且つダイヘッドを基材に対して相対的に移動させることでダイヘッド全幅に渡る全面塗布を開始し、次いでダイヘッドを上昇させて塗布ギャップを拡げることで、膜状に塗布されている塗布液をダイヘッド先端のランド部の溝に対応する位置で分割し、ストライプ状の塗布を行うことができる。かくして、ダイヘッド先端のランド部に形成している溝のピッチと等しいピッチでのストライプ状の塗布を行うことができ、その溝のピッチを０．５〜２ｍｍとしておくことで、ストライプのピッチが０．５〜２ｍｍといったきわめて微細なストライプ状の塗布を行うことができる。ここで、ダイヘッドは、少なくとも塗布液が流れる側のランド部に複数の溝を刻んでおけばよいので、低コストで製造可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に示す本発明の好適な実施の形態を説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態に係るダイヘッドを備えた塗布装置の主要部分を、異なる塗布動作中の状態で示す概略斜視図、図２（ａ）、（ｂ）は図１に示す塗布装置のダイヘッド及び基材の一部を、異なる塗布動作中の状態で示す概略斜視図、図３は本発明の実施の形態に係るダイヘッドの一部を示す概略斜視図、図４（ａ）は図１に示すダイヘッドの先端部分の概略断面図、（ｂ）はダイヘッド半体の先端部分の概略斜視図である。全体を参照符号１１で示すダイヘッドは、互いに向かい合わせてボルト（図示せず）等で組み付けることによって、塗布液を吐出するためのスリット１７を形成する構造の一対のダイヘッド半体１２、１３と、その両端に取り付けられる側板１４を備えている。一方のダイヘッド半体１２は、マニホールド板とも呼ばれるもので、マニホールド１６を備えると共にそのマニホールド１６の片側（図３では上側）にスリット１７を形成するための平坦なスリット面１２ａを、反対側に当接面１２ｂを備えている。他方のダイヘッド半体１３は平板とも呼ばれるもので、ダイヘッド半体１２に向かい合う全面を平坦面１３ａとしており、その平坦面１３ａの、ダイヘッド半体１２のスリット面１２ａに向かい合う領域がスリット面となり、当接面１２ｂに向かい合う領域が当接面となっている。ダイヘッド半体１２のスリット面１２ａと当接面１２ｂにはスリット１７のギャップ寸法に相当する段差が設けられている。この構成により、一対のダイヘッド半体１２、１３を向かい合わせ、それぞれの当接面を突き合わせて組み付けることにより、所定のギャップ寸法のスリット１７を形成できる。また、このスリット１７は、平坦なスリット面１２ａ、１３ａで形成されているので、全幅から均一な厚さで塗布液を吐出することができる構成である。これらの構成は、従来の全幅塗布に用いるダイヘッドと同様である。なお、ダイヘッド半体１２のスリット面１２ａと当接面１２ｂに段差を設けてスリットを形成する代わりに、スリット面１２ａと当接面１２ｂを同一面としておき、ダイヘッド半体１２、１３の当接面間に所望厚さのシムを挟み込むことで、ダイヘッド半体１２、１３間に所望のギャップ寸法のスリット１７を形成する構成としてもよい。
【００１３】
ダイヘッド半体１２、１３は、スリット１７の先端両側に、スリット１７に直角な平面で形成されるランド部１２ｃ、１３ｃを備えており、そのランド部１２ｃ、１３ｃに多数の溝２１を一定ピッチで形成している。この溝２１は、スリット１７から膜状に吐出される塗布液を分離させるためのきっかけを与えるために設けるものであり、ストライプ状の塗布を行う際のストライプの境界に対応するように設けている。溝２１のサイズは、スリット１７から膜状に吐出される塗布液を分離させるためのきっかけを与えることができるものであれば任意であるが、好適な例としては、幅ｗが０．１〜０．５ｍｍ、深さｄが０．１〜１ｍｍを挙げることができる。なお、溝２１の断面形状は、図面では長方形としているが、これに限らず、三角形、半円形等任意である。また、溝２１をランド部１２ｃ、１３ｃを完全に横切るように形成しているが、この構造に限らず、ランド部１２ｃ、１３ｃの一部領域のみに（例えば、スリット１７に面する側の角部のみに）形成してもよい。溝２１のピッチｐは任意であり、ストライプ状の塗布を行う際に要求されるストライプのピッチとなるように定めればよいが、ストライプ幅を０．３ｍｍ未満とするとストライプ塗布の安定性に欠け、また、ストライプ間の寸法（塗布されていない領域の寸法）を０．３ｍｍ未満とすると隣同士のストライプが接することがあり、結局、ストライプ形成の再現性が低下する。このため、ピッチｐは０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。一方、ピッチｐの上限はないが、本発明がきわめて微細なストライプピッチでの塗布にきわめて有効である点から、２ｍｍ程度以下に設定することが好ましい。ダイヘッド１１のスリット１７のギャップ寸法Ｇとしては、３０〜１００μｍ、ランド部１２ｃ、１３ｃの幅Ｗとしては、０．０５〜１ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００１４】
このダイヘッド１１を用いてストライプ状の塗布を行う塗布液としては、あまり粘度が低いと塗膜が形成できず、塗布不能となり、一方、粘度が高すぎると連続した塗膜が割れず、ストライプ状とならない。これらを考慮して、塗布液粘度としては、０．１〜１０ｃＰ程度とすることが好ましい。また、同様に、塗布液の表面張力としては、２０〜３０ｄｙｎ／ｃｍ程度とすることが好ましい。
【００１５】
次に、上記構成のダイヘッド１１を用いた塗布方法を説明する。図１（ａ）、図２（ａ）において、基材支持台２３上面にガラス板等の基材２４を吸着保持させた状態で、基材２４の塗布開始位置の上方にダイヘッド１１を対向、配置し、そのダイヘッド１１を基材２４との間に微小寸法ｇ1 の塗布ギャップが形成される位置に降下させ、塗布液の吐出を開始すると共にダイヘッド１１を基材２４に沿って矢印Ａ方向に移動させる。この際の塗布ギャップ寸法ｇ1 としては、ダイヘッド１１のランド部と基材２４との間に塗布幅方向につながったビードが形成されるように、５０〜１００μｍ程度に設定しておく。この状態で塗布を開始することで、図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、基材２４状には塗布幅方向につながった塗膜２５が形成される。次いで、ダイヘッド１１を矢印Ａ方向に移動させながら上昇させてゆき、塗布ギャップを拡げて行く。一般に、塗布幅方向につながった塗膜２５を安定して形成可能な塗布ギャップは、塗布液の特性にもよるが、０．１〜１０ｃＰ程度の低粘度の塗布液の場合、１５０μｍ程度が上限であり、これ以上に塗布ギャップを大きくすると、ダイヘッド１１から膜状に吐出されている塗布液が割れてしまい、塗布幅方向につながった塗膜を形成できなくなる。このため、通常の全面塗布を行う場合には塗布ギャップを１５０μｍ以下に抑えて塗布を行うが、本発明では、塗布ギャップを更に大きくしてゆく。これにより、ダイヘッド１１から膜状に吐出されている塗布液が、ダイヘッド１１のランド部に形成している溝２１の位置で割れることとなり、図１（ｂ）、図２（ｂ）に示すように、基材２４上には、ダイヘッド１１の溝２１に対応した位置に切れ目２７を有するストライプ状の塗膜２６が形成される。この切れ目２７の幅は、塗布ギャップを大きくするほど広くなる傾向があるので、塗布ギャップを大きくするほど確実に切れ目２７が形成され、ストライプ状の塗布が安定する。そして、このストライプ状の塗膜２６が安定して形成される塗布ギャップ（多くの場合、ギャップ寸法ｇ2 ：２００〜３００μｍ程度）が確保される位置までダイヘッド１１を上昇させた時点で、ダイヘッド１１の上昇を停止させ、その後はその塗布ギャップに保った状態で塗布を継続してゆく。以上のようにして、基材２４に対してストライプ状の塗布を行うことができ、また、ダイヘッド１１のランド部に形成する溝２１のピッチを小さくしておくことで、小さいピッチでのストライプ状の塗布を行うことができる。
【００１６】
なお、上記した実施の形態に係るダイヘッド１１では、スリット１７の両側のランド部１２ｃ、１３ｃにそれぞれ、溝２１を形成しているが、溝２１は必ずしもスリット１７の両側に設ける必要はなく、少なくとも、ダイヘッド１１を基材２４に対して相対的に移動させる際に後ろ側（塗布液が流れる側）となるランド部に設けておけばよい。
【実施例】
【００１７】
図１に示す枚葉式ダイコータを用いた。ダイヘッド１１は、塗布幅３５０ｍｍの全面塗布用であり、そのダイヘッド１１のランド面１２ｃ、１３ｃに、幅０．５ｍｍ、深さ０．１ｍｍの溝２１を１ｍｍピッチで形成した。ダイヘッド１１に対する液供給はシリンジポンプ（配管内径４ｍｍφ）、基材２４はガラス板、塗布液はアクリル系樹脂（粘度：５ｃＰ）とした。
塗布開始時には、初期ビードを形成させるため、塗布ギャップを５０μｍに設定し、液吐出開始から遅れて０．２秒後に塗布ギャップを２００〜２５０μｍとした。これにより、塗布開始時に形成された３５０ｍｍ幅のつながったビードは、溝２１の位置で分割され、０．５ｍｍ幅でピッチ１ｍｍのストライプ状の塗膜が基材２４上に形成される状態となった。この状態で塗布を継続し、塗布終了部に達した時点で、ダイヘッド１１を更に上昇させて塗布ギャップを１ｍｍとして、塗布を終了した。これにより、塗布開始時には連続した塗膜２５が形成されるが、その後の領域では、塗布終了部までストライプ状の塗膜２６が形成された。塗膜乾燥後のストライプ高さは１．５μｍで、ストライプは０．５ｍｍの等間隔で形成されていた。
【００１８】
以上に本発明の好適な実施の形態及び実施例を説明したが、本発明はこの実施の形態や実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更可能である。例えば、上記の実施の形態では基材支持台２３上に保持した平板状の基材に対してストライプ状の塗布を行う場合を説明したが、本発明のダイヘッドはこの場合に限らず、ローラで搬送されているウェブ状の基材に対してストライプ状の塗布を行う場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態に係るダイヘッドを備えた塗布装置の主要部分を、異なる塗布動作中の状態で示す概略斜視図
【図２】（ａ）、（ｂ）は図１に示す塗布装置のダイヘッド及び基材の一部を、異なる塗布動作中の状態で示す概略斜視図
【図３】本発明の実施の形態に係るダイヘッドの一部を示す概略斜視図
【図４】（ａ）は図１に示すダイヘッドの先端部分の概略断面図、（ｂ）はダイヘッド半体の先端部分の概略斜視図
【図５】従来のダイヘッドの概略斜視図
【図６】従来のダイヘッドの主要部品の分解斜視図
【符号の説明】
【００２０】
１、１１  ダイヘッド
２、１２  ダイヘッド半体（マニホールド板）
１２ａ  スリット面
１２ｂ  当接面
１２ｃ  ランド部
３、１３  ダイヘッド半体（平板）
１３ａ  平坦面（スリット面、当接面）
１３ｃ  ランド部
４、１４  側板
５  シム
６、１６  マニホールド
７、１７  スリット
２１  溝
２３  基材支持台
２４  基材
２５  塗膜
２６  ストライプ状の塗膜
２７  切れ目
【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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