(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の方向に走行する可撓性帯状支持体の上に塗布液を塗布する塗布ヘッドを備え、前記塗布ヘッドは、前記可撓性帯状支持体の走行方向に順次配置された少なくとも二つのエッジを有し、互いに隣り合うエッジの間には、前記塗布液が前記可撓性帯状支持体に向かって流通するスロットが各々形成されるとともに、前記塗布ヘッドの先端で開口された流出口から前記塗布液がそれぞれ流出して前記可撓性帯状支持体に塗布されるよう構成され、前記可撓性帯状支持体の走行方向に沿って前記塗布ヘッドの下流側に前記塗布ヘッドから離間されて配置されるとともに、先端側を前記可撓性帯状支持体に当接させて前記可撓性帯状支持体に塗布された前記塗付液を均すスムーザーを有してなる塗布装置であって、
前記塗布ヘッドの前記走行方向に沿って最後に配置される最終エッジの前記可撓性帯状支持体を臨む側に先端面が形成されるとともに、前記最終エッジの前記走行方向に沿った下流側に背面が形成され、前記スムーザーの先端側にはスムーザーエッジが設けられ、該スムーザーエッジの前記可撓性帯状支持体を臨む側に、前記走行方向に沿って略平坦とされ、前記可撓性帯状支持体に押し当てられるスムーザー先端面が形成されるとともに、前記スムーザーエッジの前記走行方向に沿った下流側にスムーザー背面が形成され、
前記最終エッジの前記先端面と前記背面の交差領域の角部、及び、前記スムーザー先端面と前記スムーザー背面の交差領域の角部には、０．００３ｍｍ以上０．０１ｍｍ以下の面取りあるいは丸みが形成されていることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
請求項１に記載の塗布装置において、
前記塗布ヘッドの前記エッジのうち、少なくとも前記最終エッジの先端と、前記スムーザーエッジの先端とは、コバルトを４〜２０重量％と、クロムを０．３〜３．０重量％および／またはバナジウムを０．１〜３．０重量％と、残部が平均粒径が１μｍ以下とされた炭化タングステンと不可避不純物とからなる超硬合金から形成されていることを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
請求項２に記載の塗布装置において、
前記超硬合金は、硬さがロックウェル硬度のＡスケールで９０．０（ＨＲＡ）以上とされていることを特徴とする塗布装置。
【請求項４】
請求項２に記載の塗布装置において、前記超硬合金は、ＨＩＰ処理が施されてなることを特徴とする塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行する可撓性帯状支持体に、有機物ないしは無機物、もしくはこれらの複合物からなるゲル状・液状の塗布液を、均一に、しかも薄く塗布する塗布装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、長尺なフィルムやシート等の可撓性帯状支持体の表面に塗付液を薄く塗布して薄層を形成する塗布装置として、例えば特公平６−７７７１２号公報（以下、第１の従来技術という）に示されるものがある。
【０００３】
第１の従来技術に示される塗布装置は、図４に示すように塗布ヘッドを有し、この塗布ヘッドが第１スロット１を形成するバックエッジ２及び第１ドクターエッジ３と、この第１ドクターエッジ３と共に第２スロット４を形成する第２ドクターエッジ５とを備えた構成とされている。
【０００４】
塗布ヘッドの内部には、第１スロット１，第２スロット４に連通する断面略円形状をなすポケット６ａ，６ｂが形成されている。そして、図示しない給液手段から配管７ａ，７ｂを介して矢印方向Ｂ１，Ｂ２に塗布液がそれぞれ送液され、ポケット６ａ，６ｂに液溜めされ、該ポケット６ａ，６ｂから第１スロット１，第２スロット４の各流出口に押し出され、矢印方向Ｃ１，Ｃ２に吐出されるように構成されている。
【０００５】
可撓性帯状支持体８は、図示されぬ可撓性帯状支持体８の送り手段によって、バックエッジ２側から該バックエッジ２，第１ドクターエッジ３，第２ドクターエッジ５に向う矢印方向Ａに走行するようになっている。
【０００６】
この可撓性帯状支持体８の走行時、図５に示すように、ポケット６ａ内の第１の塗布液９１が第１スロット１から吐出され、可撓性帯状支持体８の片面に塗布される。その後、可撓性帯状支持体８の走行方向の下流側に位置し、かつポケット６ｂ内から第２スロット４の流出口に押し出された第２の塗布液９２が、第１の塗布液９１の上に重ね塗りされる。このように、可撓性帯状支持体８の走行時、各塗布液９１，９２が前後して吐出され、可撓性帯状支持体８に二層の塗布液９１，９２が塗布される。
【０００７】
塗付液中には、無機物質からなる硬質分散粒子や、樹脂や溶媒等の各種添加物が含まれており、摩耗や腐食が著しいため、バックエッジ２，第１ドクターエッジ３，第２ドクターエッジ５といったエッジは、高い剛性、耐摩耗性、及び耐食性を有する超硬合金から形成され、先端の形状精度や面精度を維持して、形成される薄層に対して均一な膜厚が得られる構成とされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、可撓性帯状支持体の走行方向に沿って最後に配置されるエッジ（以後、明細書中、最終エッジということもある）からの塗付液の離れ方が不安定で（例えば図５中Ｒで示された第２ドクターエッジ５の後ろ側での塗付液の流れを参照）、単位時間当たりの塗布量にむらが生じると、可撓性帯状支持体に形成される薄層は、走行方向に不均一な膜厚を有することになる。とりわけ膜厚を薄くして高速に塗布する条件では、塗付液の流れを制御することが難しいといった欠点を有していた。
また、上述のように塗布ヘッドの先端部分に超硬合金からなるエッジを設ける構成とした場合でも、被膜構造の多層化の要求に伴って、上述の如き複数のスリットを有する塗布ヘッドが使用されるようになってきたこと、塗布される膜の薄層化、高速塗布化、さらには、塗布面積の増大化によって、剛性、耐摩耗性、耐腐食性ともまだ十分ではないのが現状である。このため、エッジの先端の形状が変化し、長期間に亙って膜厚精度の高い塗布を行うことができないといった問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、均一な薄い塗布膜を高速で、しかも、長期間に亙って塗布することのできる塗布装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、塗布ヘッドの先端に設けられたエッジ、とりわけ、塗布ヘッドが複数の塗付液を積層しながら塗布する複数のエッジを備える場合には、可撓性帯状支持体の走行方向に沿って最後に配置されるエッジである最終エッジの先端、より具体的には、例えばバックエッジ、ドクターエッジの二つのエッジが可撓性帯状支持体の走行方向に沿って順番に配置されている塗布ヘッドにおいては、ドクターエッジの先端、また、例えばバックエッジ、第１ドクターエッジ、第２ドクターエッジの三つのエッジが可撓性帯状支持体の走行方向に沿って順番に配置されている塗布ヘッドにおいては、第２ドクターエッジの先端の可撓性帯状支持体を臨む側に先端面を形成する一方、走行方向に沿った下流側に背面を形成し、これら先端面と背面との交差領域の角部に０．０１ｍｍ以下の面取りあるいは丸みを形成して、この角部で塗布された塗付液を均一に均すこと、さらに、走行方向に沿って下流側に塗布ヘッドから離間されて配置されるスムーザーの先端側に設けられるスムーザーエッジの可撓性帯状支持体を臨む側にスムーザー先端面を形成する一方、走行方向に沿った下流側にスムーザー背面を形成し、これらスムーザー先端面とスムーザー背面との交差領域の角部に０．０１ｍｍ以下の面取りあるいは丸みを形成して、この角部で塗布された塗付液を均一に均すことにより、均一な厚さで塗付液を塗布することができ、さらに、塗布ヘッドのエッジのうち、少なくとも最終エッジの先端や、スムーザーエッジの先端が炭化タングステンを主成分とする超硬合金製とされ、炭化タングステンの粒子間に所定の成分を有する結合相金属が均一に配合されて硬度と靭性が高められていること、また、炭化タングステンの粒子間の結合力を高める高温熱処理の下で炭化タングステンの粒成長を抑制する粒成長抑制剤が添加されていること、炭化タングステンの平均粒径が十分小さいことにより、最終エッジやスムーザーエッジの耐摩耗性及び耐食性を高めて欠けや摩耗及び腐食による先端部分の形状変化を低減し、長期間に亙り膜厚を一定に保って塗付液を塗布することができるという知見を得て本発明に至った。
【００１２】
即ち、本発明は、一の方向に走行する可撓性帯状支持体の上に塗布液を塗布する塗布ヘッドを備え、前記塗布ヘッドは、前記可撓性帯状支持体の走行方向に順次配置された少なくとも二つのエッジを有し、互いに隣り合うエッジの間には、前記塗布液が前記可撓性帯状支持体に向かって流通するスロットが各々形成されるとともに、前記塗布ヘッドの先端で開口された流出口から前記塗布液がそれぞれ流出して前記可撓性帯状支持体に塗布されるよう構成され、前記可撓性帯状支持体の走行方向に沿って前記塗布ヘッドの下流側に前記塗布ヘッドから離間されて配置されるとともに、先端側を前記可撓性帯状支持体に当接させて前記可撓性帯状支持体に塗布された前記塗付液を均すスムーザーを有してなる塗布装置であって、前記塗布ヘッドの前記走行方向に沿って最後に配置される最終エッジの前記可撓性帯状支持体を臨む側に先端面が形成されるとともに、前記最終エッジの前記走行方向に沿った下流側に背面が形成され、前記スムーザーの先端側にはスムーザーエッジが設けられ、該スムーザーエッジの前記可撓性帯状支持体を臨む側に、前記走行方向に沿って略平坦とされ、前記可撓性帯状支持体に押し当てられるスムーザー先端面が形成されるとともに、前記スムーザーエッジの前記走行方向に沿った下流側にスムーザー背面が形成され、前記最終エッジの前記先端面と前記背面の交差領域の角部、及び、前記スムーザー先端面と前記スムーザー背面の交差領域の角部には、０．００３ｍｍ以上０．０１ｍｍ以下の面取りあるいは丸みが形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、最終エッジの可撓性帯状支持体に押し当てられる先端面が、０．００３ｍｍ以上０．０１ｍｍ以下の面取りあるいは丸みが形成された角部で背面によって鋭利に終端させられるように構成されている。さらに、可撓性帯状支持体の上に塗布液を塗布する塗布ヘッドの下流側に、可撓性帯状支持体に塗布された塗付液を均すスムーザーが配置され、このスムーザーの先端側に設けられるスムーザーエッジの可撓性帯状支持体に押し当てられるスムーザー先端面が、０．００３ｍｍ以上０．０１ｍｍ以下の面取りあるいは丸みが形成された角部でスムーザー背面によって鋭利に終端させられるように構成されている。このため、塗付液が背面の側に回り込まず、鋭利に形成された角部で塗付液が均一に均されることによって可撓性帯状支持体上に均一な膜厚で塗付液を塗布することができる。すなわち、可撓性帯状支持体上に、例えば５μｍ以下の薄層を形成する場合には、膜厚の偏差を１０％以下に抑えることができる。
【００１６】
また、本発明の塗布装置では、前記塗布ヘッドの前記エッジのうち、少なくとも前記最終エッジの先端と、前記スムーザーエッジの先端とは、コバルトを４〜２０重量％と、クロムを０．３〜３．０重量％および／またはバナジウムを０．１〜３．０重量％と、残部が平均粒径が１μｍ以下とされた炭化タングステンと不可避不純物とからなる超硬合金から形成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明においては、最終エッジやスムーザーエッジを形成する超硬合金の硬質相が炭化タングステンからなるため、少なくとも最終エッジの靭性及び強度の向上を図ることができる。ここで、炭化タングステンは立方晶構造化合物であることから、その平均粒径を１μｍ以下として超硬合金の強度の低下を抑えることが好ましく、さらに、炭化タングステンの粒径をできるだけ均一なものとし、かつ、結合相中に均一に分散することがエッジの強度及び靭性を向上する上で望ましい。
また、エッジを形成する超硬合金の結合相を形成するコバルトは、４重量％を下回るとエッジの靭性が失われ、２０重量％を上回るとエッジの耐摩耗性劣化が著しくなるため、４〜２０重量％とされていることが好ましい。
また、エッジの耐食性を高めるため、さらには、炭化タングステンの粒子間の結合力を高める高温熱処理の下で炭化タングステンの粒成長を抑制するため、エッジを形成する超硬合金がクロムとバナジウムの少なくとも一方もしくは双方を含んでいることが好ましい。ここで、クロムは、０．３重量％を下回ると耐食性が得られず、３．０重量％を上回ると炭化クロムの有害な層が析出するため、０．３〜３．０重量％とされていることが好ましく、また、バナジウムは、０．１重量％を下回ると耐食性が得られず、３．０重量％を上回ると炭化バナジウムの有害な層が析出するため、０．１〜３．０重量％とされていることが好ましい。
こうして、少なくとも最終エッジの耐摩耗性及び耐食性を高めて欠けや摩耗及び腐食による先端部分の形状変化を低減し、長期間に亙り均一な厚さで塗付液を塗布することができる。
【００１８】
また、本発明の塗布装置では、超硬合金は、硬さがロックウェル硬度のＡスケールで９０．０（ＨＲＡ）以上とされていることが好ましい。さらに、超硬合金は、ＨＩＰ処理が施されて生成されることが好ましい。
これにより、さらに長期間に亙り先端部分の形状変化を低減し、均一な厚さで塗付液を塗布することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による塗布装置を図面に基づき説明する。本発明の塗布装置は、一方向に走行するフィルムやシート等の可撓性帯状支持体の表面に塗付液を均一に塗布して薄層を形成する塗布装置に関するもので、その他の構成要素や用法に関して特に制限を設けない。
【００２０】
図１ないし図３に、本発明に係る塗布装置の一実施形態を示す。図において、塗布装置は、塗布ヘッド１０を有し、この塗布ヘッド１０が第１スロット１１を形成するバックエッジ１３及び第１ドクターエッジ１４と、第１ドクターエッジ１４と共に第２スロット１２を形成する第２ドクターエッジ１５（最終エッジ）とを備えて構成されている。そして、図３に示すように、可撓性帯状支持体１９の走行方向に沿って塗布ヘッド１１の下流側に塗布ヘッド１１から離間されてスムーザー３０が配置されている。さらに、塗布装置は、可撓性帯状支持体１９を矢印方向Ａに送る図示されぬ送り手段を有している。
【００２１】
塗布ヘッド１０を構成するバックエッジ１３，第１，第２ドクターエッジ１４，１５は、可撓性帯状支持体１９の走行方向Ａに沿い順次配置され、しかも先端部には超硬合金からなるバックエッジ先端１６、第１ドクターエッジ先端１７、第２ドクターエッジ先端１８（最終エッジ）がそれぞれ装着されている。この第２ドクターエッジ先端１８の可撓性帯状支持体１９を臨む側には、走行方向Ａに沿って下流側の部分が略平坦とされた先端面１８ａが形成されるとともに、第２ドクターエッジ先端１８の走行方向Ａに沿った下流側に平坦な背面１８ｂが形成されている。
また、スムーザー３０の先端部には超硬合金からなるスムーザーエッジ３１が装着されている。このスムーザーエッジ３１の可撓性帯状支持体１９を臨む側には、走行方向Ａに沿って下流側の部分が略平坦とされたスムーザー先端面３１ａが形成されるとともに、スムーザーエッジ３１の走行方向Ａに沿った下流側に平坦なスムーザー背面３１ｂが形成されている。
そして、第２ドクターエッジ先端１８の先端面１８ａと背面１８ｂの交差領域の角部１８ｃ、及び、スムーザー先端面３１ａとスムーザー背面３１ｂの交差領域の角部３１ｃには、ＪＩＳ  Ｂ  ０７０１に規定される面取りあるいは丸みが０．００３ｍｍ以上〜０．０１ｍｍ以下で形成されている。
【００２２】
ここで、バックエッジ先端１６，第１，第２ドクターエッジ先端１７，１８、及びスムーザーエッジ３１を形成する超硬合金は、コバルトを４〜２０重量％と、クロムを０．３〜３．０重量％および／またはバナジウムを０．１〜３．０重量％と、残部が平均粒径が１μｍ以下とされた炭化タングステンと不可避不純物とから構成されている。なお、この超硬合金は、高温高圧中で焼結を行うＨＩＰ（hot isostatic pressing）処理が施されることによって生成され、硬さがロックウェル硬度のＡスケールで９０．０（ＨＲＡ）以上〜９３．０（ＨＲＡ）以下とされている。
【００２３】
また、バックエッジ先端１６の走行方向Ａに沿った下流側先端の刃先１６ｃは、ＪＩＳ  Ｂ  ００２１に規定される線の真直度公差で０．５μｍ以上〜３μｍ以下となるよう加工形成されている。すなわち、先端面１６ａ、もしくは、スロット側面１６ｂに沿った方向の平面に刃先１６ｃをそれぞれ投影したときの二つの平行な直線の間に挟まれた領域を公差域とし、先端面１６ａ、スロット側面１６ｂいずれの方向の平面に刃先１６ｃを投影してもその公差域の幅が０．５μｍ以上〜３μｍ以下となるよう形成されている。
【００２４】
塗布装置は、可撓性帯状支持体１９の走行時、図示しない給液手段によって塗布液２０Ａ，２０Ｂが供給され、該塗布液２０Ａ，２０Ｂがポケット２１，２２及び第１スロット１１，第２スロット１２を流通することにより、可撓性帯状支持体１９の片面に塗布液２０Ａ，２０Ｂが重ねて塗布されるように構成されている。
この場合の塗布液としては、本例では、積層セラミックスコンデンサのグリーンシートに用いられる母材シートを形成するためのものであり、例えば、誘電体セラミックス粉の含有液、及びその組成を若干変えた誘電体含有液等の二種類からなっている。
【００２５】
このような構成の塗布装置においては、可撓性帯状支持体１９が走行すると、給液手段によって塗布液２０Ａ，２０Ｂがそれぞれ供給され、該塗布液２０Ａ，２０Ｂがポケット２１，２２及び第１スロット１１，第２スロット１２を流通してそれぞれの流出口から図中矢印Ｃ１，Ｃ２の方向に吐出され、可撓性帯状支持体１９の片面に塗布される。この場合、可撓性帯状支持体１９の片面上に塗布液２０Ａ，塗布液２０Ｂが順次重なった状態で塗布される。
【００２６】
このとき、第２ドクターエッジ先端１８の先端面１８ａが、０．０１ｍｍ以下の面取りあるいは丸みが形成された角部１８ｃで鋭利に終端させられる構成とされているため、塗付液２０Ａ，２０Ｂが背面１８ｂの側に回り込まず、角部１８ｃで塗付液２０Ａ，２０Ｂが均一に均されることによって可撓性帯状支持体１９上に均一な膜厚で塗付液を塗布することができる。
さらに、可撓性帯状支持体１９に塗布された塗付液２０Ａ，２０Ｂは、塗布ヘッド１０の下流側に配置されたスムーザー３０によってより均一に均される。すなわち、スムーザー３０の先端に設けられたスムーザーエッジ３１のスムーザー先端面３１ａが、０．０１ｍｍ以下の面取りあるいは丸みが形成された角部３１ｃで鋭利に終端させられる構成とされているため、塗付液２０Ａ，２０Ｂがスムーザー背面３１ｂの側に回り込まず、角部３１ｃで塗付液２０Ａ，２０Ｂが均一に均されることによって可撓性帯状支持体１９上に均一な膜厚で塗付液２０Ａ，２０Ｂを塗布することができる。
このようにして、可撓性帯状支持体１９上に、例えば５μｍ以下の薄層を形成する場合には、膜厚の偏差を１０％以下に抑えることができる。
【００２７】
ここで、バックエッジ先端１６，第１，第２ドクターエッジ先端１７，１８、及びスムーザーエッジ３１が、コバルトを４〜２０重量％と、クロムを０．３〜３．０重量％および／またはバナジウムを０．１〜３．０重量％と、残部が平均粒径が１μｍ以下とされた炭化タングステンと不可避不純物とからなる超硬合金から形成されているので、エッジの変形が抑えられて可撓性帯状支持体１９の上に塗布液２０Ａ，塗布液２０Ｂを均一に塗布することができる。そして、バックエッジ先端１６，第１，第２ドクターエッジ先端１７，１８、及びスムーザーエッジ３１の耐摩耗性及び耐食性を高めて欠けや摩耗及び腐食による先端部分の形状変化を低減し、長期間に亙り均一な厚さで塗付液を塗布することができる。
【００２８】
このように、本実施形態によれば、可撓性帯状支持体１９に二つの塗布液２０Ａ，２０Ｂを均一にかつ安定した状態で塗布することができ、むらのない均一な二層の薄膜層を確実に得ることができる。
【００２９】
なお、本実施形態において、塗布装置は、スムーザーを有する構成とされ、塗布ヘッドの最終エッジとスムーザーエッジの双方の可撓性帯状支持体の走行方向下流側に鋭利な角部が設けられる構成とされたが、いずれか一方に設けられていてもかまわない。
また、本実施形態において、塗布装置は、三つのエッジを有する３ブロック型の塗布装置とされたが、バックエッジとドクターエッジの二つのエッジからなる２ブロック型の塗布装置において、ドクターエッジを上記第２ドクターエッジと同様の構成としてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、最終エッジやスムーザーエッジの走行方向に沿って下流側の角部に、０．００３ｍｍ以上０．０１ｍｍ以下の面取りあるいは丸みが形成されているので、可撓性帯状支持体上に均一な膜厚で塗付液を塗布することができる。
【００３１】
また、請求項２に記載の発明によれば、最終エッジやスムーザーエッジの耐摩耗性及び耐食性を高めて欠けや摩耗及び腐食による先端部分の形状変化を低減し、長期間に亙り均一な厚さで塗付液を塗布することができる。
【００３２】
また、請求項３に記載の発明によれば、さらに長期間に亙り先端部分の形状変化を低減し、均一な厚さで塗付液を塗布することができる。
【００３３】
また、請求項４に記載の発明によれば、さらに長期間に亙り先端部分の形状変化を低減し、均一な厚さで塗付液を塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による塗布装置の一実施形態を示す図であって、塗布装置を構成する塗布ヘッドの斜視図である。
【図２】  本発明による塗布装置の塗布ヘッドの部分を拡大して示す図であって、塗布ヘッドと可撓性帯状支持体との関係を示す説明図である。
【図３】  本発明による塗布装置の塗布ヘッドとスムーザーの位置関係を示す図である。
【図４】  従来の塗布装置を示す概略図である。
【図５】  従来の塗布装置における問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１１…第１スロット
１２…第２スロット
１３…バックエッジ
１４…第１ドクターエッジ
１５…第２ドクターエッジ（最終エッジ）
１６…バックエッジ先端
１７…第１ドクターエッジ先端
１８…第２ドクターエッジ先端（最終エッジ）
１８ａ…先端面
１８ｂ…背面
１８ｃ…角部
１９…可撓性帯状支持体
２０Ａ，２０Ｂ…塗布液
３０…スムーザー
３１…スムーザーエッジ
３１ａ…スムーザー先端面
３１ｂ…スムーザー背面
３１ｃ…角部
【図１】
0004352639.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004352639.tif 000006