本发明涉及涂布装置和涂膜的制造方法。
背景技术:
以往,作为涂布装置的一种,例如公知有一种模涂机。模涂机是这样的涂布装置:其通过从模头向相对移动的基材等涂布对象上喷出涂布液,从而在涂布对象上形成涂膜。在该涂布装置中,模头具有:歧管,其具有流入口,且该歧管能够将从该流入口流入的涂布液送向该歧管的在涂布对象的宽度方向上的至少一个端部;及狭槽,其与该歧管相连通,且在模头的顶端缘处开口。
在该种涂布装置中,在涂布对象的整个宽度方向上形成有歧管,并且,若狭槽的顶端缘与歧管的狭槽侧端缘之间的距离(狭槽的长度)在涂布对象的整个宽度方向上都相同,则随着涂布液从歧管的流入口流向上述端部,涂布液在歧管内的压力损失和在狭槽内的压力损失会变得越来越大。由此,会导致随着从上述流入口朝向上述端部去,从狭槽喷出的涂布液的流量会变得越来越小,从而所形成的涂膜的厚度也会变得越来越薄。
为此,例如,公知有一种能够将歧管设计成特定形状的技术,其中,该歧管形成为,在宽度方向一端部具有流入口,且能够将涂布液自该流入口送向另一端部。详细地讲,提出了下述这样的技术,以随着从歧管的宽度方向一端部朝向另一端部去狭槽的长度呈二次曲线状变小的方式形成歧管的狭槽侧端缘,由此,能够使从狭槽喷出的涂布液的流量在上述一端部至另一端部的范围内接近均匀(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-72409号公报
技术实现要素:
发明要解决的问题
但是,在上述这样的涂布装置中,确定出歧管的狭槽侧端缘的适当形状可能要花费许多劳力和时间,甚至也有可能无法确定出适当的形状。其原因是,无法充分抑制涂布液的厚度在宽度方向上的变化。
本发明的课题在于,鉴于上述情况,提供涂布装置和涂膜的制造方法,采用该涂布装置和涂膜的制造方法,能够高效地形成厚度在宽度方向上的变化被充分抑制的涂膜。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述问题而进行了深刻研究,并提出了下述见解。
详细地讲,假设流入歧管的涂布液沿着下述这样的各假想路径前进,该各假想路径是涂布液在歧管内移动并从各规定位置向狭槽流出的路径,且是涂布液以最短距离通过该狭槽并从该狭槽的开口处的各位置喷出的假想路径。而且,假设从狭槽喷出的涂布液为沿着各假想路径前进并从狭槽的开口喷出的涂布液的集合。而且,假设各假想路径中的狭槽的开口处的各流束的值在整个上述宽度方向上都相同(例如,图6中,s0=s1=s2···=sm)。
根据物理学的一般常识,沿着各假想路径前进并从狭槽的开口喷出的涂布液的总压力损失在各假想路径之间相等。
因而,只要能够基于针对上述流束的假设,使用上述流出位置与上述喷出位置之间的距离(歧管的狭槽侧端缘与狭槽的开口之间的距离,即狭槽长度)和已知参数,将各假想路径中的总压力损失算式化,就能够以使各假想路径中的总压力损失在各假想路径之间彼此成为相同的值的方式算出各位置处的各狭槽长度。
然后,针对各喷出位置,做成将所算出的各狭槽长度进行绘图而得的曲线图,并根据该曲线图算出二次近似曲线。以成为沿着所算出的二次近似曲线的形状的方式形成歧管的狭槽侧端缘(靠狭槽侧的端缘),并且,以从上述宽度方向看到的歧管的截面的形状和大小在整个上述宽度方向上都相同的方式形成歧管。由此,能够使从狭槽喷出的涂布液的流束在所有狭槽(涂布对象的整个宽度方向)中接近相同的值。
如上所述,假设在各假想路径中流束为彼此相同的值,且歧管的截面的形状和大小在整个上述宽度方向上都相同,基于上述假设,算出算式,并使用该算式,确定使各假想路径中的总压力损失都为恒定这样的各狭槽长度。以成为沿着根据所确定的各狭槽长度获得的二次近似曲线的形状的方式形成歧管和狭槽,使用形成有该歧管和狭槽的模头。发现由此能够形成厚度在宽度方向上的变化较少的涂膜,以至完成了本发明。
即,本发明的涂布装置具有模头,该模头能够向相对移动的涂布对象上涂布涂布液,其中,
该涂布装置构成为,
所述模头具有:
歧管,其具有能够供所述涂布液流入的流入口,并且该歧管能够将从该流入口流入的所述涂布液朝向所述涂布对象的宽度方向输送;及
狭槽,其与该歧管相连通,并且该狭槽在所述模头的顶端缘处具有开口,
从所述宽度方向看到的所述歧管的截面的形状和大小在整个所述宽度方向上都相同,
所述狭槽的开口沿着所述宽度方向延伸,
将所述开口处的所述涂布液从所述狭槽喷出的区域中的所述宽度方向上的端部或中央设定为原点,将从该原点沿着所述开口的方向且输送所述涂布液的方向设定为x轴,将从所述原点起的与所述x轴垂直的方向设定为y轴,在该情况下,
所述歧管的狭槽侧端缘形成为由下述算式(1)表示的二次曲线所绘制的形状,
假设从所述流入口流入到所述歧管的所述涂布液沿着下述这样的各假想路径前进,即,所述涂布液在沿上述宽度方向排列的多个流出位置处,从所述狭槽侧端缘向所述狭槽流出,并且沿与所述y轴平行的方向通过所述狭槽内,然后从所述开口的多个喷出位置喷出,在该情况下,
针对从所述原点开始起的第m(m是0以上的整数)个所述假想路径,将从所述原点至所述喷出位置之间的距离表示为xm[m],将从所述流入口至所述开口之间的所述涂布液的总压力损失表示为δpm[pa],将所述流出位置与所述喷出位置之间的距离表示为lm[m],在该情况下,
能够利用下述算式(2)和算式(3)来表示所述δpm与所述lm的关系,
以满足所述算式(2)和算式(3)并且使所述各假想路径中的各δpm在所述各假想路径之间彼此为相同的值的方式算出各lm,对所算出的各lm和与该各lm所对应的所述xm的关系进行绘图而做成曲线图,利用该曲线图的二次近似曲线来确定所述二次曲线。
代数式1
y=ax2+bx+c···(1)
a、b、c:系数[-]
代数式2
m=0时
m≥1时
w:涂布宽度[m]
q1:流入歧管的涂布液的流量[m3/s]
q2:从歧管向狭槽以外的部位流出的涂布液的流量[m3/s]
s:从狭槽喷出的涂布液的流束(s=(q1-q2)/w)[m2/s]
h:狭槽高度[m]
r:歧管的半径[m]
nc:歧管内的涂布液的第一粘度参数[-]
ηc:歧管内的涂布液的第二粘度参数[-]
ns:狭槽内的涂布液的第一粘度参数[-]
ηs:狭槽内的涂布液的第二粘度参数[-]
详细地说明上述结构。假设从宽度方向看到的歧管的截面的形状和大小在整个宽度方向上都相同,且从狭槽的开口喷出的涂布液的流束在各假想路径之间彼此为相同的值,基于上述假设导出上述算式(2)和算式(3),并使用该算式(2)和算式(3)。由此,能够利用已知参数和上述流出位置与上述喷出位置(即开口)之间的未知的距离(狭槽长度)lm来表示各δpm,以使该各δpm在各假想路径之间彼此为相同的值的方式算出各lm。能够基于所算出的各lm,确定二次近似曲线。以沿着该二次近似曲线的方式形成歧管的狭槽侧端缘。并且,与该狭槽侧端缘相匹配地,以从宽度方向看到的截面的形状和大小在整个上述宽度方向上都相同的方式形成歧管。
通过以上述方式形成歧管,能够使从狭槽的开口喷出的涂布液的流量在涂布对象的整个宽度方向上都接近相同的值。因而,能够在整个宽度方向上抑制所形成的涂膜的厚度变化。
而且,能够根据已知参数来确定上述二次近似曲线,因此较为高效。
因而,能够高效地形成厚度在宽度方向上的变化被充分抑制的涂膜。
本发明的涂膜的制造方法具有下述工序:使用所述涂布装置,向相对移动的涂布对象上喷出涂布液,从而形成涂膜。
采用该结构,由于使用了上述涂布装置,因此,能够高效地形成厚度在宽度方向上的变化被充分抑制的涂膜。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的涂布装置的示意性侧视图。
图2是表示本实施方式的涂布装置所具有的模头中的歧管和狭槽的一例的示意性俯视图,该图中还一同表示了涂布液从歧管向狭槽的流动。
图3是表示本实施方式的模头的示意性侧视图。
图4是示意性地表示图2中的歧管和狭槽中的涂布液的各假想路径以及各假想路径中的压力损失的示意性俯视图。
图5是表示涂布液的粘度曲线的一例的曲线图。
图6是示意性地表示图4中的涂布液的各假想路径中的自狭槽的开口的各流束的示意性俯视图。
图7是示意性地表示图4中的涂布液的各假想路径中的狭槽长度的示意性俯视图。
图8是表示各假想路径中的x轴方向上的距原点的距离与狭槽长度的关系的一例的曲线图。
图9是表示歧管的截面形状和截面半径的例子的示意图。
图10是示意性地表示本实施方式的另一涂布装置所具有的模头中的歧管和狭槽中的涂布液的各假想路径以及各假想路径中的自狭槽的开口的各流束的示意性俯视图。
图11是示意性地表示本实施方式的另一涂布装置所具有的模头中的歧管和狭槽中的涂布液的各假想路径以及各假想路径中的自狭槽的开口的各流束的示意性俯视图。
图12是示意性地表示图11中的涂布液的各假想路径中的狭槽长度的示意性俯视图。
图13是表示本实施方式的另一涂布装置所具有的模头中的歧管和狭槽的一例的示意性俯视图,该图中还一同表示了涂布液从歧管向狭槽的流动。
图14是示意性地表示图13中的歧管和狭槽中的涂布液的各假想路径以及各假想路径中的自狭槽的开口的各流束的示意性俯视图。
图15是示意性地表示图13中的涂布液的各假想路径中的狭槽长度的示意性俯视图。
图16是表示实施例1所使用的涂布液的粘度曲线的曲线图。
图17是表示实施例1的各假想路径中的x轴方向上的距原点的距离与狭槽长度的关系的一例的曲线图。
图18是表示利用具有具备实施例1的歧管的模头的涂布装置形成的涂膜的厚度与x轴方向上的距原点的距离的关系的曲线图。
图19是表示比较例1的模头中的歧管的形状的示意性俯视图。
图20是表示比较例1的各假想路径中的x轴方向上的距原点的距离与狭槽长度的关系的一例的曲线图。
图21是表示利用具有具备比较例1的歧管的模头的涂布装置形成的涂膜的厚度与x轴方向上的距原点的距离的关系的曲线图。
图22是表示比较例2的模头中的歧管的形状的示意性俯视图。
图23是表示利用具有具备比较例2的歧管的模头的涂布装置形成的涂膜的厚度与x轴方向上的距原点的距离的关系的曲线图。
附图标记说明
1、涂布装置;5、模头;8、狭槽;8a、开口;9、歧管;9a、第一端部;9b、第二端部;9c、9d、端缘;10、流入口;12、排出口;15、支承部;17、固化部;31、涂布对象;33、涂布液;35、涂膜。
具体实施方式
首先,参照附图,说明本发明的一实施方式的涂布装置。
如图1、图2和图3所示,本实施方式的涂布装置1具有模头5,该模头5能够向相对移动的涂布对象31上涂布涂布液33。具有所述这样的模头的涂布装置1被称为模涂机。
所述模头5具有:
歧管9,其具有能够供所述涂布液33流入的流入口10,歧管9能够将从该流入口10流入的所述涂布液33送向该歧管的在所述涂布对象31的宽度方向上的端部9a和端部9b中的至少一个端部;
狭槽8,其与该歧管9相连通,并且该狭槽在所述模头5的顶端缘5a处具有开口8a;及供给部11,其构成将来自外部的涂布液33送向流入口10的路径。
在本实施方式中,涂布装置1(上述模头5)构成为,流入口10形成在歧管9的一端部(第一端部)9a,从该流入口10流入的涂布液33能够被送向另一端部(第二端部)9b。
涂布装置1还具有固化部17,该固化部17能够使由模头5涂布的涂布液33凝固,从而形成各涂膜35。另外,涂布装置1也可以不具有固化部17。
涂布装置1还具有支承部15,该支承部15能够利用其表面来支承涂布对象31,并且,该支承部15能够使涂布对象31相对于上述模头5沿长边方向相对移动。另外,涂布装置1也可以不具有支承部15。
作为涂布对象31,不受特殊限定,例如能够列举出呈带状的片状构件等。
作为该片状构件,例如能够列举出树脂膜。而且,作为树脂膜,例如能够列举出东丽股份有限公司(東レ社)制造的lumirror(ルミラー)(注册商标)等。
支承部15从与配置有模头5的一侧相反的那侧支承能够沿长边方向移动的涂布对象31。向被支承部15支承且相对于模头5移动的涂布对象31涂布涂布液33。
作为该支承部15,能够列举出辊等。
本实施方式中,支承部15构成为,配置在与模头5的狭槽8相对的位置,且能够使涂布对象31相对于该狭槽8从一个方向(图1中的下方)向另一方向(图1中的上方)移动。
固化部17构成为能够使涂布液33凝固,从而能够形成涂膜35。利用该固化部17能够形成呈凝固状态的涂膜35。固化部17只要是能够使涂布液33凝固的装置即可,其不受特殊限定。该固化部17能够与涂布液33的种类等相应地适当地进行设定。
模头5构成为能够从狭槽8喷出涂布液33,并能够向正在相对移动的涂布对象31上涂布涂膜35。
模头5构成为,面向侧方地配置狭槽8,从而能够向相对于狭槽8在上下方向上移动着的涂布对象31喷出涂布液33。涂布装置1构成为,能够从涂布液33的收容部(未图示)借助配管(未图示)和泵(未图示)向模头5供给涂布液33。另外,也可以是,模头5的狭槽8面向下方或上方地配置。
具体地讲,模头5具有:第一模头块6,其位于上游侧;及第二模头块7,其位于下游侧,且与第一模头块6相对地配置。模头5是通过使第一模头块6和第二模头块7对合而形成的。通过像这样地使第一模头块6和第二模头块7对合,能够在它们之间形成:歧管9,其能够存储由泵(未图示)供给来的涂布液33;狭槽8,其从该歧管9朝向顶端缘延伸;及供给部11。而且,第一模头块6的顶端缘与第二模头块7的顶端缘之间的间隙构成了狭槽8的开口8a(喷出口)。开口8a沿着涂布对象31的宽度方向延伸。
在图1中表示的是不具有垫片的模头5,且表示的是第一模头块6和第二模头块7对合的形式的模头5。除此之外,也可以采用第一模头块6和第二模头块7隔着垫片相对合的形式的模头5。
第一模头块6的顶端缘和第二模头块7的顶端缘配置为,位于与支承部15的径向垂直的平面上。狭槽8沿与支承部15的法线方向平行的方向配置。
歧管9形成为,从涂布对象31的宽度方向看到的其截面的形状和大小在整个该宽度方向上都相同。
该歧管9的截面的形状不受特殊限定,例如,也可以是,像后述的图9所示的那样,为圆形形状、半圆形状、水滴形状等形状。歧管9的截面的大小也不受特殊限定。
歧管9的截面的半径在后面叙述。
在本实施方式的涂布装置1中,在上述宽度方向上的一侧,详细地讲,在歧管9的第一端部9a形成有流入口10。涂布液33能够从第一端部9a被送向第二端部9b。而且,对于模头块6(在此是指第一模头块)中的形成有歧管9的那侧的平坦面,从与该面垂直的方向看时,将狭槽8的开口8a处的涂布液33从狭槽8喷出的区域(涂布区域f)的宽度方向上的端部设定为原点o。将从该原点o沿着所述开口8a朝向所述涂布液33的移动目的地即第二端部9b的方向设定为x轴。将自所述原点起的与所述x轴垂直的方向设定为y轴(参照图4、图6和图7)。
另外,涂布区域f的在宽度方向上的端部为涂布区域f中的在涂布对象31的宽度方向上的端部。而且,被设定为原点o的端部为涂布区域f中的距流入口10较近那侧的端部。
而且,假设从流入口10流入歧管9的涂布液33沿着下述这样的各假想路径k(在此是指k0~km,其中,m是1以上的整数)前进,即,如图4、图6和图7所示,涂布液从端缘9c的沿上述宽度方向排列的多个流出位置流向狭槽8,并沿与y轴平行的方向通过狭槽8内,然后从开口8a处的多个喷出位置喷出。针对从上述原点o开始起的第m(m是0以上的整数)个假想路径km,将从上述原点o至喷出位置之间的距离表示为xm[m],将从流入口10至开口8a之间的总压力损失表示为δpm[pa],将上述流出位置与上述喷出位置之间的距离(狭槽长度)表示为lm[m]。
在该情况下,能够利用下述算式(2)和算式(3)来表示δpm与lm的关系,以满足算式(2)和算式(3)并且使各假想路径km中的各δpm在假想路径km之间彼此为相同的值的方式算出各lm,对所算出的各lm与各假想路径k中的xm之间的关系进行绘图而做成曲线图,并利用该曲线图的二次近似曲线来确定下述算式(1)中的二次曲线。
代数式3
y=ax2+bx+c···(1)
a、b、c:系数[-]
代数式4
m=0时
m≥1时
w:涂布宽度[m]
q1:流入歧管的涂布液的流量[m3/s]
q2:从歧管向狭槽以外的部位流出的涂布液的流量[m3/s]
s:从狭槽喷出的涂布液的流束(s=(q1-q2)/w)[m2/s]
h:狭槽高度[m]
r:歧管的半径[m]
nc:歧管内的涂布液的第一粘度参数[-]
ηc:歧管内的涂布液的第二粘度参数[-]
ns:狭槽内的涂布液的第一粘度参数[-]
ηs:狭槽内的涂布液的第二粘度参数[-]
下面,对上述算式(1)、算式(2)和算式(3)进行说明。
算式(1)所示的二次曲线用于绘制歧管9的狭槽侧的端缘9c的形状。
关于如何导出该二次曲线即如何确定系数a、系数b和系数c,见后述。
算式(2)和算式(3)是基于下述假设来算出的。
详细地讲,假设流入歧管9的涂布液33沿着下述这样的各假想路径k前进,即,涂布液从端缘9c处的沿上述宽度方向排列的多个流出位置向上述狭槽8流出,并沿与y轴平行的方向通过狭槽8内,然后从开口8a处的多个喷出位置喷出。
针对从上述原点o开始起的第m个假想路径km,将从该原点o至喷出位置之间的距离表示为xm[m],将从流入口10至开口8a之间的总压力损失表示为δpm[pa],将流出位置与喷出位置之间的距离(狭槽长度)表示为lm[m],在该情况下,算式(2)和算式(3)是表示该δpm与lm的关系的算式。在算式(2)和算式(3)中,狭槽高度是指狭槽8的开口8a的在与宽度方向垂直的方向上的间隔。
另外,自原点o(x0[m])起的第0个喷出位置为原点本身,第一个喷出位置与原点o隔开x1[m],第二个喷出位置与原点o隔开x2[m],···,第m个喷出位置与原点o隔开xm[m]。各喷出位置既可以是以等间隔相互隔开,也可以是以不同的间隔隔开。同样地,各流出位置彼此也既可以是以等间隔相互隔开,也可以是以不同的间隔隔开。
在本实施方式中,针对通过各流出位置和各喷出位置的各假想路径km中的δpm,以满足算式(2)和算式(3)并且使各δpm在各假想路径km中彼此为相同的值的方式算出各lm。
然后,将所算出的各lm和与之对应的各xm之间的关系进行绘图而做成曲线图。
然后,利用所作成的曲线图的二次近似曲线来确定用于绘制歧管9的上述端缘9c的形状的二次曲线。
说明如何导出算式(2)和算式(3)。
如图4所示,根据物理法则的常识,假设在涂布液33从模头5的狭槽8喷出时,无论是在狭槽8的宽度方向上的哪个喷出位置,从流入口10至狭槽8的开口8a之间的涂布液33的总压力损失在各假想路径中都相等,若这样假设的话,则针对任意的第m个路径,下述算式(3)都成立。
(总压力损失δpm)=
(歧管内的压力损失δpcm)+(狭槽内的压力损失δpsm)···(3)
基于上述的无论是在狭槽8的宽度方向上的哪个位置,总压力损失都相等这样的假设,能够以下述算式(4)和算式(5)那样来表示从流入口10流入并从狭槽8喷出的涂布液33的总压力损失δp,具体地讲,能够以下述算式(6)那样来表示。另外,歧管9内的y轴方向上的压力损失为0。而且,i是1以上且m以下的整数。
代数式5
m=0时
δpm=δps0···(4)
m≥1时
代数式6
δp0=δps0
δp1=δpc1+δps1
δp2=δpc1+δpc2+δps2
δp3=δpc1+δpc2+δpc3+δps3
…
δpm-1=δpc1+δpc2+δpc3+...+δpc(m-1)+δps(m-1)
δpm=δpc1+δpc2+δpc3+...+δpc(m-1)+δpcm+δpsm
···(6)
一般来讲,液体的剪切速度与粘度的关系能够使用两种粘度参数并利用下述算式(7)来进行表示。
代数式7
μ:液体的粘度
η:液体的第一粘度参数
n:液体的第二粘度参数
当求出涂布液33的剪切速度与粘度的关系时,就能够获得图5所示那样的曲线图。
在此,预先对下述区域进行研究,即,与通过歧管9的这部分的涂布液的剪切速度相当的曲线图的区域以及与通过狭槽8的这部分的涂布液的剪切速度相当的曲线图的区域,例如,在图5中的曲线图中分别表示了该两个区域。即,上述算式(7)所示的剪切速度与粘度的关系针对该两个区域而言均能够成立。
因此,能够用下述算式(8)来表示涂布液33通过歧管9时的剪切速度与粘度的关系。而且,能够用下述算式(9)来表示涂布液33通过狭槽8时的剪切速度与粘度的关系。
代数式8
μ:涂布液的粘度
ηc:歧管内的涂布液的第一粘度参数
nc:歧管内的涂布液的第二粘度参数
代数式9
μ:涂布液33的粘度
ηs:狭槽内的涂布液的第一粘度参数
ns:狭槽内的涂布液的第二粘度参数
而且,假设从宽度方向看到的歧管9的截面的形状和大小在整个宽度方向上都相同,且从狭槽8的开口8a喷出的涂布液的流束在整个宽度方向上都相同(即,s0~sm都为相同的值),基于上述假设,按照算式(6),使用作为已知参数的上述粘度参数和未知的狭槽长度(端缘9c与开口8a之间的距离)lm,通过将各假想路径km中的总压力损失δpm算式化,从而能够获得上述算式(2)和算式(3)。
在图4中,针对从第0个至第m个的各假想路径km(k0、k1、···km),示出了算式(2)和算式(3)中的狭槽8内的压力损失δpsm、歧管9内的压力损失δpcm、以及总压力损失δpm(狭槽8内的压力损失δpsm和歧管9内的压力损失δpcm之和,图4中为pin-poutm=δpm。)。图6中表示了从开口8a喷出的涂布液33的流束sm。图7中表示了狭槽长度lm。
而且,假设总压力损失δpm在各假想路径km之间彼此为相同的值,按照上述假设,算出使各假想路径km中的总压力损失δpm在各假想路径km之间为彼此相同的值这样的各狭槽长度lm。例如能够使用以往公知的表格计算软件(例如微软公司制的“microsoftexcel(注册商标)”)的插件中的求解器来进行该计算。在此,彼此相同的值的意思是指,能够使表示各个值之间的差(误差)程度的误差函数为最小这样的各个值。
另外,图4、图6和图7表示的是下述这样的形态,即,将在使用算式(2)和算式(3)算出lm之前的最初设定的端缘9c的形状设定为沿涂布对象31的宽度方向(x轴方向)呈直线状延伸的形状。但是,最初设定的端缘9c的形状不受特殊限定,其既可以是直线状也可以是二次曲线状。
因上述假想路径k所通过的流出位置和喷出位置的数量(即为m的值)、以及上述流出位置彼此间的间隔和上述喷出位置彼此间的间隔(δx)都不受特殊限定,能够适当地进行设定。
例如,上述流出位置和喷出位置的数量m的值(假想路径的数量)越大,就能够使从狭槽8喷出的涂布液33的流量在涂布对象31的整个宽度方向上越均匀,然而,具有使计算变复杂的倾向。
因而,例如,在考虑到该方面之后,能够适当地设定上述流出位置和喷出位置的数量和间隔。
而且,优选的是,上述流出位置彼此间的间隔和喷出位置彼此间的间隔是等间隔。
当将通过上述方式获得的各狭槽长度lm相对于各距离xm进行绘图而图形化时,例如,能够获得图8所示的曲线图。
当利用二次函数对该曲线图进行拟合时,能够获得图8所示那样的二次近似曲线。
将所得的二次近似曲线中的各系数用于上述算式(1)中的系数a、系数b和系数c,由此,能够确定具体的算式(1)。
然后,以按照已被确定的算式(1)的方式形成上述端缘9c。并且,与该端缘9c相匹配地,以从上述宽度方向看到的截面的形状和大小在整个宽度方向上都相同的方式形成歧管9。
另外,在涂布液33为牛顿流体的情况下,在算式(1)中,a接近于0,因此,近似曲线近似于具有斜率的直线。而且,在涂布液33为牛顿流体且涂布液的粘度比较低,并且从狭槽8的开口8a喷出的涂布液33的流量比较小的情况下,由于a和b都接近于0,因此,涂布液33近似于与x轴平行的直线。
另外,如上所述,而且,根据算式(2)和算式(3)可知,歧管9的上述截面的形状和大小在整个宽度方向(即x轴方向)上都相同,因此,歧管9的上述截面的半径r在整个该宽度方向(即x轴方向)上都相同。
如图9所示,与在涂布液33的移动方向上看到的歧管9的截面的形状相应地,能够使用形状系数d,并利用r=d×r的算式来设定出该歧管9的半径(截面的半径)。例如,在截面的形状为圆形的情况下,作为圆的半径r,能够直接使用歧管9的半径。
另一方面,在截面的形状为半圆形、扇形的情况下,能够使用形状系数d,以图9所示的方式,分别设定截面的半径。
而且,如图2所示,歧管9中的位于与狭槽8所在侧相反的那侧的端缘9d以与端缘9c之间的间隔在整个上述宽度方向上都相同的方式形成为与端缘9c相同的形状。
如上所述,本实施方式的涂布装置1构成为,从宽度方向看到的歧管9的截面的形状和大小在整个宽度方向上都相同,歧管9的靠狭槽8侧的端缘9c形成为由下述算式(1)所表示的二次曲线描绘出的形状,δpm与lm的关系利用下述算式(2)和算式(3)来表示,以满足算式(2)和算式(3)并且使各流出位置和喷出位置处的各δpm在各假想路径km之间彼此为相同的值的方式算出各lm,对所算出的各lm和与该各lm所对应的xm之间的关系进行绘图而做成曲线图,利用该曲线图的二次近似曲线,确定出上述二次曲线。
对该结构进行说明。假设从宽度方向看到的歧管9的截面的形状和大小在整个宽度方向上都相同,且从狭槽8的开口8a喷出的涂布液33的流束sm的值在各假想路径km之间都相同,基于上述假设,导出上述算式(2)和算式(3),并使用该算式(2)和算式(3)。然后,利用已知参数和上述流出位置(歧管9的靠狭槽8侧的端缘9c)与上述喷出位置(即开口8a)之间的未知的距离(狭槽长度)lm来表示δpm,以使该δpm在各假想路径km之间彼此为相同的值的方式算出各lm。基于所算出的lm,确定二次近似曲线。然后,以沿着该二次近似曲线的方式形成歧管9的靠狭槽8侧的端缘9c。与该端缘9c相匹配地,以从宽度方向看到的截面的形状和大小在整个上述宽度方向上都相同的方式形成歧管9。
通过以上述方式形成歧管9,能够使从狭槽8的开口8a喷出的涂布液33的流量在涂布对象31的整个宽度方向上都接近为相同的值。由此,能够在整个宽度方向上抑制所形成的涂膜35的厚度变化。
而且,能够根据已知参数来确定上述二次近似曲线,因此较为高效。
因而,能够高效地形成厚度在宽度方向上的变化被充分抑制的涂膜35。
接着,说明本实施方式的涂膜35的制造方法。
本实施方式的涂膜的制造方法具有下述工序:使用上述涂布装置1,向相对移动的涂布对象31上喷出涂布液33,从而形成涂膜35。
采用上述制造方法,由于使用了上述涂布装置1,因此,能够高效地形成厚度在宽度方向上的变化被充分抑制的涂膜35。
如上所述,采用本发明,能够提供涂布装置和涂膜的制造方法,采用该涂布装置和涂膜的制造方法,能够高效地形成厚度在宽度方向上的变化被充分抑制的涂膜。
本实施方式的涂布装置和涂膜的制造方法如上所述,但本发明不限定于上述实施方式,能够在本发明所意图的范围内适当地进行设计和变更。
上述实施方式中表示了从流入口10流入的涂布液33全部向狭槽8流出(例如,图6中,q2=0)的形态。但本发明也可以采用下述形态:例如,如图10所示,歧管9具有排出口12,该排出口12能够使涂布液33从歧管9内向狭槽8以外的部位流出,模头5具有排出部13,该排出部13构成了将涂布液33从排出口12送向外部的路径,从流入口10流入的涂布液33中的一部分向狭槽8流出,余下的部分从排出口12经过排出部13排出。
如图2所示,上述实施方式中表示了涂布区域f的端部位于与流入口10对齐的位置的形态。但本发明也可以采用下述形态:例如,如图11和图12所示,涂布区域f的端部位于比流入口10靠内侧的位置。在图11所示的形态中,在狭槽8的开口8a的宽度方向两端部分别配置有用于限制涂布液33的喷出的限制部21。使涂布区域f的宽度(涂布宽度w)变小与上述限制部21的配置相应的量。
如图2所示,在上述实施方式中表示了流入口10形成在歧管9的第一端部9a,从该流入口10流入的涂布液33从第一端部9a被送向第二端部9b的实施方式。但本发明也可以是,例如,如图13~图15所示,歧管9的形成流入口10的位置是与涂布区域f的中央相当的位置。
在该情况下,如图13和图14所示,流入口10形成在歧管9中的涂布对象31的宽度方向中央部,流入口的中央形成为与涂布区域f的中央对齐,从该流入口10流入的涂布液33能够被送向第一端部9a和第二端部9b这两者(即两端部)。
在该情况下,假设涂布液33的流动以通过涂布区域f的中央且与y轴平行的假想直线(未图示)为中心轴线呈线对称。而且,如图15所示,将涂布区域f的中央设为原点o,若针对从原点o被送向位于下游侧的第二端部9b的涂布液33,以与上述同样的方式确定各lm,则也能够针对从原点o被送向位于另一侧的第一端部9a的涂布液33,以同样的方式确定各lm。另外,涂布区域f的中央是将涂布区域f在宽度方向(即涂布液的移动方向)上进行二等分(1/2)的位置,流入口10的中央是将流入口10在宽度方向上进行二等分(1/2)的位置。
实施例
接着,通过列举试验例来更详细地说明本发明,但本发明并不限定于此。
实施例1
(使用材料)
·涂布对象:pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜(商品名:diafoil(日文:ダイヤホイル),三菱化学控股集团(日文:三菱ケミカル社)制造)
·涂布液:丙烯酸系聚合物(商品名:sk-dyne,综研化学株式会社制造)
按照下述方法,测量涂布液的各剪切速度所对应的粘度并图形化。根据所得的曲线图,测量歧管内的涂布液的第一粘度参数和第二粘度参数、狭槽内的涂布液的第一粘度参数和第二粘度参数等。将结果表示在表1中。
(粘度的测量方法)
使用具有夹具(锥的直径为25mm~50mm且锥的角度为0.5°~2°的锥形板)的变流仪(型号rs1,haake公司制),在温度为23℃且湿度为50%rh的条件下,测量涂布液的粘度。且在该前提下,变更剪切速度并分别测量变更剪切速度后的各粘度。
结果表示在图16中。并且,根据该结果,分别算出歧管内的第一粘度参数和第二粘度参数、狭槽内的第一粘度参数和第二粘度参数。
具体地讲,通过预备实验,确定出图16所示的剪切速度-粘度曲线中的与歧管内的涂布液的流动相当的剪切速度的范围以及与狭槽内的涂布液的流动相当的剪切速度的范围。
利用前述的算式(8)和算式(9),对所确定出的各剪切速度的范围内的剪切速度-粘度曲线进行拟合,从而能够分别求出歧管内的涂布液的第一粘度参数(nc)和第二粘度参数(ηc)以及狭槽内的涂布液的第一粘度参数(ns)和第二粘度参数(ηs)。
(流束s的计算)
利用下述算式算出流束s:
s=(所设定的涂布液的涂布厚度(湿润状态))×(涂布对象的移动速度)。
(歧管形状的确定和形成)
基于一种模头,该模头具有歧管,该歧管像图3所示那样从宽度方向一侧看到的截面呈半圆状,且像图4所示那样沿宽度方向延伸,并且,该歧管的截面的形状和大小在整个宽度方向上都为恒定。在模头中,在歧管的第一端部形成有流入口,另一方面,未形成有排出口。以下述方式来确定歧管的形状。
像表1所示那样地设定要涂布于涂布对象的涂布液的宽度、支承部使涂布对象移动的移动速度(生产线速度)、流入歧管内时的涂布液的流量、歧管半径、狭槽高度等。使用算式(2)和算式(3),以使各总压力损失δpm在各假想路径km之间彼此为相同的值的方式算出通过各流出位置和喷出位置的各假想路径km中的狭槽长度lm。在计算时,将表1所示的值用作各δlm的初始值(l0)。
然后,对x轴上的排出位置与狭槽长度lm之间的关系进行绘图,并利用二次函数对其进行拟合,获得二次近似曲线。结果表示在图17中。
将得到的二次近似曲线所绘制的形状确定为歧管的狭槽侧端缘的形状。以使原点o处的歧管的截面的形状和大小与整个宽度方向上的该歧管的截面的形状和大小相同的方式,即,以歧管的截面的形状和大小在宽度方向上为恒定的方式形成歧管。通过上述这样的方式,形成图2所示那样的歧管。
使用具有所形成的歧管的模头,在表1中的条件下,对涂布对象进行涂布。对被涂布在涂布对象上的涂布液进行干燥,形成涂膜。使用线性量规,测量所得的涂膜的整个宽度方向上的厚度。将结果表示在图18中。
如图18所示,获得了厚度在整个宽度方向上的变化被抑制的涂膜。
表1
比较例1
像图19所示那样制作歧管。详细地讲,以下述方式制作歧管:歧管的狭槽侧端缘呈沿着模头的顶端缘(狭槽的开口)的(即与x轴方向平行的)直线状,并且,从宽度方向看到的截面的形状和大小在整个宽度方向上与实施例1的歧管均相同。该歧管的狭槽长度(l)为40mm,如图20所示,狭槽长度在整个宽度方向上相同。
使用具有所制成的歧管的模头,在表2中的条件下,以与实施例1同样的方式进行涂布。测量所得的涂膜的整个宽度方向上的厚度。
结果表示在图21中。
如图21所示,所得的涂膜的厚度在宽度方向上的变化较大。
表2
比较例2
如图22所示,仅针对比较例1的歧管中的狭槽侧端缘追加了加工,使得狭槽侧端缘成为与实施例1的狭槽侧端缘相同的形状(相同的狭槽长度)。换言之,针对实施例1的歧管中的与狭槽所在侧相反那侧的端缘追加了加工,使其变为与比较例1的相应端缘相同的形状(参照图19)。从宽度方向看到的该歧管的截面的形状在整个宽度方向上都为半圆状且恒定。截面的大小随着朝向涂布液的移动方向下游侧去变得越来越大。
使用具有所制成的歧管的模头,以与实施例1同样的方式进行涂布。测量所得的涂膜的整个宽度方向上的厚度。
将结果表示在图23中。
如图23所示,与比较例1相比,所得的涂膜的厚度在宽度方向上的变化有所被抑制,但与实施例1相比,该厚度的变化依然较大。
而且,在比较例2中,涂膜上出现了斑纹。想到的理由是,在比较例2中,由于歧管的截面的大小在宽度方向上有所不同,因此,涂布液在歧管内的速度变化在宽度方向上变得不一样(并不是单调变化),其结果,涂布液在歧管内流动时发生了较大的紊乱。
相对于此,在实施例1中,涂膜上没有出现斑纹。想到的理由是,像实施例1这样,若歧管的截面的形状和大小在整个宽度方向上都相同,则涂布液在歧管内的移动速度呈单调变化,因此,涂布液在该歧管内流动时不容易发生紊乱。