(57)【要約】【課題】一つのダイヘッドにて幅広い塗布液物性・塗布条件においても、精密な膜厚精度を確保しうるダイコーティング装置を提供する。【解決手段】ダイヘッド１１に形成しているマニホールド１７の一端にマニホールド入口を、他端にマニホールド出口を形成し、マニホールド入口には塗布液を供給するポンプ２２を、マニホールド出口には排出される塗布液の流量を調整する流量調整バルブ２３を連結しておき、マニホールド１７内に、スリットから吐出する塗布液量よりも大量の塗布液を供給し、一部の塗布液をマニホールド出口から排出することでマニホールド内におけるマニホールド入口側とマニホールド出口側での圧力差を小さくして膜厚精度を高める構成とする。【選択図】図１
2009028685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布液を吐出するスリットと、該スリットに塗布液を供給するためのマニホールドと、該マニホールドに塗布液を供給するマニホールド入口と、前記マニホールドの端部から塗布液を排出するように形成されたマニホールド出口を備えたダイヘッドと、該ダイヘッドのマニホールド入口に塗布液を供給する塗布液供給手段と、前記ダイヘッドのマニホールド出口に連結され、排出される塗布液の流量を調整する流量調整手段を有するダイコーティング装置。
【請求項２】
前記ダイヘッドのマニホールド入口が、マニホールドの中央に連結されており、前記マニホールド出口が前記マニホールドの両端にそれぞれ形成されており、マニホールド両端のマニホールド出口にそれぞれ流量調整手段が連結されていることを特徴とする請求項１記載のダイコーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルム等の基材に対して塗布液を膜状に塗布するためのダイコーティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、反射防止用フィルム等の光学フィルムを製造する際、精密な膜厚精度が求められるため、ダイヘッドを用いたダイコーティング方式が採用される場合が多い。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、従来通常に用いられているダイヘッド１は、マニホールド板２、平板３、側板４等を備えており、マニホールド板２と平板３の間に、塗布液を吐出するスリット６と、該スリット６に塗布液を供給するためのマニホールド７が形成されている。マニホールド７は塗布幅全域に渡って一定断面に形成されており、その両端は側板４で閉じられている。また、マニホールド７の塗布幅方向における中央に塗布液を供給するマニホールド入口８が接続されている。スリット６の間隙は塗布幅全域に渡って一定に定められている。
【０００３】
ところが、この構造のダイヘッド１では、マニホールド入口８からマニホールド７の中央に供給された塗布液がマニホールド７で分配されてスリット６の全域から吐出されるため、マニホールド７内をマニホールド７の端部に向かって流れてゆくにつれて流量が少なくなり、内圧も低下する。その結果、スリット６から吐出される塗布液量が、マニホールド入口の近傍では多く、マニホールド７の両端に向かうにつれて少なくなり、膜厚分布が生じていた。近年、膜厚精度の一層の精密化が要求されており、このような膜厚分布を更に小さくすることが望まれている。
【０００４】
そこで、従来技術では、マニホールド７の終端側における吐出塗布液量の不足を補正すべく、終端側のスリット間隙を広げた形状（テーパダイ）、マニホールド７をハンガー状として終端側のスリット長さを短くした形状（ハンガーダイ）、終端側のマニホールド半径を小さくした形状（円錐ダイ）等が提案され、用いられている（特開２００１−９３４２号公報参照）。
【０００５】
しかし、いずれの形状であっても、塗布液の種類・塗布条件毎にダイヘッドを製作する必要があるため、多品種少量生産が求められる現在、一つのダイヘッドのみでは多品種のコーティングが困難であり、高コスト化を招くという問題を抱えていた。
【特許文献１】特開２００１−９３４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はかかる問題点を解決すべくなされたもので、一つのダイヘッドにて幅広い塗布液物性・塗布条件においても、精密な膜厚精度を確保しうるダイコーティング装置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】
【０００７】
本発明は、ダイヘッドのスリットから吐出される塗布液量を均一とするため、マニホールドの端部にマニホールド出口を形成すると共にそのマニホールド出口に、排出される塗布液の流量を調整する流量調整手段を連結しておき、マニホールド入口からマニホールド内に、スリットから吐出する塗布液量よりも大量の塗布液を供給し、その一部をマニホールド出口から排出することで、マニホールド内におけるマニホールド入口側とマニホールド出口側との内圧の差を小さくする構成としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は上記構成により、マニホールド内におけるマニホールド入口側とマニホールド出口側との圧力の差が小さくなるので、スリットから吐出する塗布液の吐出精度を高めることができ、精密な膜厚精度を確保できる。また、マニホールド内におけるマニホールド入口側とマニホールド出口側との圧力の差は、塗布液の物性、塗布条件、マニホールド出口から排出する塗布液量等によって変わるので、流量調整手段によってマニホールド出口から排出する塗布液量を調整することによって、塗布液物性・塗布条件を変更した際にも、内圧の差を所望の範囲内に調整することができ、同じダイヘッドを用いて、幅広い塗布液物性・塗布条件において精密な膜厚精度を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の実施の形態に係るダイコーティング装置の概略構成図、図２（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図１に示すダイコーティング装置のダイヘッドを、異なる断面で示す概略断面図である。ダイコーティング装置１０は、塗布液を所定幅で吐出するダイヘッド１１と、該ダイヘッド１１に塗布液を供給する塗布液供給手段を構成するタンク２１及びポンプ２２と、ダイヘッド１１から排出される塗布液の流量を調整する流量調整手段を構成する流量調整バルブ２３と、タンク２１、ポンプ２２、ダイヘッド１１、流量調整バルブ２３を連結する管２４等を備えている。ここで用いているダイヘッド１１は、従来と同様に、マニホールド板１２、平板１３、側板１４等を備えており、マニホールド板１２と平板１３の間に、塗布液を吐出するスリット１６と、該スリット１６に塗布液を供給するためのマニホールド１７が形成されているが、その両端に配置されている側板１４にはそれぞれ、マニホールド１７に通じるように孔１８Ａ、１８Ｂが開けられている。一方の側板１４に形成された孔１８Ａは、マニホールド１７に塗布液を供給するマニホールド入口として作用するもので管２４によってポンプ２２に連結されている。他方の側板１４に形成された孔１８Ｂは、マニホールド１７の端部から塗布液を排出するためのマニホールド出口として作用するもので、管２４によって流量調整バルブ２３に連結されている。マニホールド１７は塗布幅全域に渡って一定断面に形成されており、また、スリット１６の間隙及び長さも塗布幅全域に渡って一定に定められている。
【００１０】
次に、上記構成のダイコーティング装置による塗布動作を説明する。ポンプ２２が塗布液をダイヘッド１１のマニホールド入口１８Ａからマニホールド１７に供給する。マニホールド１７内に供給された塗布液はマニホールド１７内を通過しながらその一部がスリット１６から吐出されて基材（図示せず）に塗布され、残りはマニホールド１７を通り抜けてマニホールド出口１８Ｂから排出され、流量調整バルブ２３を経てタンク２１に還流する。ここで、平均塗布膜厚はスリット１６から吐出される全塗布液量で定まり、その全塗布液量は、ポンプ２２によって供給される流量から、マニホールド出口１８Ｂから排出される流量を差し引いて求めることができるので、ポンプ２２による供給流量及び流量調整バルブ２３による通過流量を適切に調整することで、所望の平均膜厚を得ることができる。スリット１６の単位幅当たりの吐出液量は、その領域におけるマニホールド内圧力に応じて定まるため、スリット１６の塗布幅方向における吐出精度は、マニホールド１７内の平均圧力に対するマニホールド１７での圧力低下量の比〔すなわち、（マニホールド入口圧力−マニホールド出口圧力）／平均圧力〕によって定まる。ところで、マニホールド１７内における圧力は、マニホールド入口１８Ａからマニホールド出口１８Ｂに向かうにつれて低下するが、その低下の割合はマニホールド１７内の流量を大きくすると小さくなる。すなわち、図３において、スリット１６からの全吐出液量を一定とした条件で、マニホールド１７内を通過する液量を少なくとすると、曲線ａに示すように圧力の低下が大きく且つ平均圧力が小さいが、マニホールド１７内を通過する液量を多くすると、曲線ｂに示すように圧力の低下が小さく且つ平均圧力が大きくなる。かくして、ポンプ２２による供給流量及び流量調整バルブ２３による通過流量を適切に調整することで、マニホールド１７内における平均圧力及び圧力低下量を調整することができ、所望の膜厚精度を得ることができる。ここで、ダイヘッド１１のスリット１６からの吐出液量に対するマニホールド出口１８Ｂからの排出液量の割合は、排出液量を大きくするほどマニホールド１７内の圧力低下を抑制して吐出精度を高めることができるが、あまり大きくすると、ポンプ２２、流量調整バルブ２３等を大型化する必要が生じ、コスト高となる。これらを考慮すると、吐出液量１に対して排出液量を１〜５程度に設定することが好ましい。
【００１１】
吐出精度の調整に当たっては、塗布した膜厚分布を測定して求め、製品に応じた所望の膜厚精度となるように、ポンプ２２による供給流量及び流量調整バルブ２３による通過流量を調整すればよい。本発明者らが実験した結果、ダイヘッド１１のマニホールド１７の終端（マニホールド出口１８Ｂを設けている側）を閉じた状態では膜厚精度±２０％以上あったが、マニホールド１７の終端を開いて塗布液を排出させることで±５％以下まで膜厚精度を高めることができた。
【００１２】
以上のように、上記実施の形態に係るダイコーティング装置では、ポンプ２２による供給流量及び流量調整バルブ２３による通過流量の調整によって、所望の平均膜厚で、所望の膜厚精度による塗布を行うことができる。塗布液の変更、塗布条件の変更等を行った場合においても、ポンプ２２による供給流量及び流量調整バルブ２３による通過流量の調整によって、スリットからの全吐出液量を所望のように調整し且つマニホールド内の圧力低下を所望のように調整することで対応でき、ダイヘッド１１を交換することなく、所望の平均膜厚で、所望の膜厚精度による塗布を行うことができる。
【００１３】
なお、上記した実施の形態では、ダイヘッド１１のマニホールド１７が塗布幅全域に渡って一定断面であり、また、スリット１６の間隙及び長さも塗布幅全域に渡って一定であるが、本発明に用いるダイヘッドはこの構成に限らず、従来技術において膜厚精度を高めるために提案されている構造、例えば、マニホールドの断面積を終端に向かって小さくするとか、スリットの長さをマニホールド終端側が短くなるようにするとか、スリット間隔をマニホールド終端側が小さくなるようにする等の構造を採用してもよく、これによって一層膜厚精度を高めることができる。
【００１４】
更に、上記の実施の形態では、ダイヘッド１１のマニホールド１７の一端から塗布液を供給し、他端に排出する構成としているが、本発明はこの構成に限らず、マニホールドの中央に塗布液を供給し、両端から排出する構成とすることも可能である。図４はその場合の実施の形態に係るダイコーティング装置１０Ａを示す概略構成図、図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図４に示すダイコーティング装置のダイヘッドを、異なる断面で示す概略断面図である。ダイコーティング装置１０Ａは、塗布液を所定幅で吐出するダイヘッド１１Ａと、該ダイヘッド１１Ａに塗布液を供給する塗布液供給手段を構成するタンク２１及びポンプ２２と、ダイヘッド１１Ａから排出される塗布液の流量を調整する流量調整手段を構成する流量調整バルブ２３と、タンク２１、ポンプ２２、ダイヘッド１１、流量調整バルブ２３を連結する管２４等を備えている。ここで用いているダイヘッド１１Ａも、マニホールド板１２、平板１３、側板１４等を備えており、マニホールド板１２と平板１３の間に、塗布液を吐出するスリット１６と、該スリット１６に塗布液を供給するためのマニホールド１７が形成されているが、その両端に配置されている側板１４にはそれぞれ、マニホールド１７に通じるように孔１８Ａ、１８Ｂが開けられている。両方の側板１４に形成された孔１８Ａ、１８Ｂは共に、マニホールド１７の端部から塗布液を排出するためのマニホールド出口として作用するもので、それぞれ管２４によって流量調整バルブ２３に連結されている。マニホールド板１２の中央部には、マニホールド１７の中央に開口するようにマニホールド入口１９が形成されており、管２４によってポンプ２２に連結されている。マニホールド１７は塗布幅の全域に渡って一定断面に形成されており、また、スリット１６の間隙及び長さも塗布幅全域に渡って一定に定められている。
【００１５】
この構成のダイコーティング装置１０Ａにおいては、ポンプ２２が塗布液をダイヘッド１１Ａのマニホールド入口１９からマニホールド１７の中央に供給する。マニホールド１７の中央に供給された塗布液は両側に分かれてマニホールド１７内を両端に向かって流れながらその一部がスリット１６から吐出されて基材（図示せず）に塗布され、残りはマニホールド１７を通り抜けてマニホールド出口１８Ａ、１８Ｂから排出され、流量調整バルブ２３を経てタンク２１に還流する。この実施の形態においても、ポンプ２２による供給流量及び流量調整バルブ２３による通過流量の調整によって、スリットからの全吐出液量を所望のように調整し且つマニホールド内の圧力低下を所望のように調整することができ、所望の平均膜厚で、所望の膜厚精度による塗布を行うことができる。なお、この実施の形態においても、ダイヘッド１１Ａとして、従来用いられているテーパダイ、ハンガーダイ、円錐ダイ等を用いることができ、これによって膜厚精度を一層高めることができる。
【００１６】
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るダイコーティング装置の概略構成図
【図２】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図１に示すダイコーティング装置のダイヘッドを、異なる断面で示す概略断面図
【図３】ダイヘッドのマニホールド内の圧力分布を示すグラフ
【図４】本発明の他の実施の形態に係るダイコーティング装置の概略構成図
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、図４に示すダイコーティング装置のダイヘッドを、異なる断面で示す概略断面図
【図６】（ａ）は従来のダイヘッドの部分断面概略側面図、（ｂ）はそのダイヘッドの概略断面図
【符号の説明】
【００１８】
１０、１０Ａ  ダイコーティング装置
１、１１、１１Ａ  ダイヘッド
２、１２  マニホールド板
３、１３  平板
４、１４  側板
６、１６  スリット
７、１７  マニホールド
８、１９  マニホールド入口
１８Ａ、１８Ｂ  孔
２１  タンク
２２  ポンプ
２３  流量調整バルブ
２４  管
【図１】
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【図２】
2009028685.tif 000004
【図３】
2009028685.tif 000005
【図４】
2009028685.tif 000006
【図５】
2009028685.tif 000007
【図６】
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