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JP2013116460A - 塗布装置及び塗布物の製造方法 - Google Patents

塗布装置及び塗布物の製造方法 Download PDF

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JP2013116460A JP2011266171A JP2011266171A JP2013116460A JP 2013116460 A JP2013116460 A JP 2013116460A JP 2011266171 A JP2011266171 A JP 2011266171A JP 2011266171 A JP2011266171 A JP 2011266171A JP 2013116460 A JP2013116460 A JP 2013116460A
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guide roll
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Tomohide Kamiyama
友秀 上山
Kanko Sato
寛浩 佐藤
Toshihiro Bandai
俊博 萬代
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Abstract

【課題】液粘度や押圧塗布における塗布方式の制約を受けることなく、塗布故障を生じさせずに支持体の幅方向の塗布厚分布を制御できる塗布装置及び塗布物の製造方法を提供する。
【解決手段】塗布装置は、スリット出口から塗布液を吐出する塗布ヘッドと、塗布ヘッドより支持体の搬送方向上流側に配置された第1ガイドロールと、塗布ヘッドより支持体の搬送方向下流側に配置された第2ガイドロールと、第1ガイドロールより搬送方向上流側、又は第2ガイドロールの搬送方向下流側に配置され、支持体の幅方向両端部に対する塗布ヘッドまでの搬送長さを、支持体の幅方向中央部に対する搬送長さより長くする搬送調整手段と、を備える。塗布ヘッドの搬送方向上流側と下流側のうち、搬送調整手段が配置された側に配置されたガイドロールのロール表面から支持体を平均的に浮上させた状態で支持体を搬送する。
【選択図】図1

Description

本発明は、塗布方法及び塗布物の製造方法に関する。
連続的に走行する帯状の支持体(以下、「ウエブ」という)上に所望の厚みの塗布膜を得る方法として、エクストルージョン塗布方法、バー塗布方法、リバースロール塗布方法、グラビアロール塗布方法等がある。この中で、ウエブ押圧型エクストルージョン塗布方法は、高速で極薄層を形成することが可能であり、バー塗布方法は、簡単な設備で薄層塗布が可能であることから、それぞれ広く用いられている。
ウエブ押圧型塗布において、ウエブ幅方向の塗布厚み分布を制御する技術がある。
巻取り工程において、巻きズレを起こさせないために、ウエブの幅方向中央部の塗布厚みを両端部より大きくすることが知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。これによれば、ウエブの巻き取り時にウエブ表面に同伴するエア(同伴エア)をウエブ表面から効率的に抜くことができ、巻きズレの発生を防止できる。このように、ウエブの塗布厚みを、ウエブの幅方向中央の塗布厚みが幅方向両端と比較して大きい凸状の分布にする技術としては、ウエブ押圧エクストルージョン塗布法により吐出量を制御する技術が本出願人から提案されている(特許文献2、特許文献3)。
また、ウエブ押圧塗布によるウエブ幅方向の塗布厚みの分布を均一にする技術として、塗布ヘッドのウエブ搬送方向上流側、下流側のいずれかのガイドロールを鼓状にすることで、ウエブに働く張力をウエブ幅方向全体で均一化する技術がある(特許文献4)。
特開昭61−293577号公報 特許第4172166号公報 特許第4427685号公報 特許第2578631号公報
しかしながら、特許文献2、特許文献3の技術は塗布液のスリット内における圧力損失を利用して吐出量を調整するもので、液の粘度が例えば0.05P(ポアズ)まで低くなると、意図した通りに制御できなくなる場合がある。また、バー塗布やブレード塗布等の後計量型のウエブ押圧型塗布には適用できないこともある。
また、特許文献4の塗布部直近のガイドロールを湾曲させる方法では、塗布部へのラップ角(抱き角)が不均一になることで、塗布部におけるビードの液界面が不安定となる。その結果、塗布故障、局所的な厚みムラを生じることがある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、液粘度や押圧塗布における塗布方式の制約を受けることなく、塗布故障を生じさせずに支持体の幅方向の塗布厚分布を制御できる塗布装置及び塗布物の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は下記構成からなる。
(1) 帯状の支持体に塗布液を塗布する塗布装置であって、
前記支持体に押し当てながら塗布液を塗布する塗布ヘッドと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向上流側に配置された少なくとも1つの第1ガイドロールと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向下流側に配置された少なくとも1つの第2ガイドロールと、
前記第1ガイドロールより前記搬送方向上流側、又は前記第2ガイドロールの前記搬送方向下流側に配置され、前記支持体の幅方向両端部に対する前記塗布ヘッドまでの搬送長さと、前記支持体の幅方向中央部に対する前記搬送長さとに差を生じさせる搬送調整手段と、を備え、
前記第1,第2ガイドロールのうち、前記搬送調整手段が配置された側に配置された当該ガイドロールは、ロール表面から前記支持体が浮上する支持体幅方向平均浮上量hがh>3σの関係を有した状態で前記支持体を搬送するものである塗布装置。
(2) 帯状の支持体に塗布液を塗布する塗布装置であって、
前記支持体に押し当てながら塗布液を塗布する塗布ヘッドと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向上流側に配置された少なくとも1つの第1ガイドロールと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向下流側に配置された少なくとも1つの第2ガイドロールと、
前記第1ガイドロールより前記搬送方向上流側、又は前記第2ガイドロールの前記搬送方向下流側に配置され、前記支持体の幅方向両端部における長手方向の張力と、前記支持体の幅方向中央部における長手方向の張力とに差を生じさせる搬送調整手段と、を備え、
前記第1,第2ガイドロールのうち、前記搬送調整手段が配置された側に配置された当該ガイドロールは、ロール表面から前記支持体が浮上する支持体幅方向平均浮上量hをh>3σの関係を有した状態で前記支持体を搬送するものである塗布装置。
(3) 帯状の支持体に塗布液が塗布された塗布物の製造方法であって、
前記支持体に塗布液を塗布する塗布ヘッドと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向上流側に配置された少なくとも1つの第1ガイドロールと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向下流側に配置された少なくとも1つの第2ガイドロールと、
前記第1ガイドロールより前記搬送方向上流側、又は前記第2ガイドロールの前記搬送方向下流側に配置され、前記支持体の幅方向両端部に対する前記塗布ヘッドまでの搬送長さと、前記支持体の幅方向中央部に対する前記搬送長さとに差を生じさせる搬送調整手段と、を備えた塗布装置により、
前記第1,第2ガイドロールのうち、前記搬調整手段が配置された側に配置された当該ガイドロールは、ロール表面から前記支持体が浮上する支持体幅方向平均浮上量hがh>3σの関係を有した状態で前記支持体を搬送するものである塗布物の製造方法。
(4) 帯状の支持体に塗布液が塗布された塗布物の製造方法であって、
前記支持体に押し当てながら塗布液を塗布する塗布ヘッドと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向上流側に配置された少なくとも1つの第1ガイドロールと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向下流側に配置された少なくとも1つの第2ガイドロールと、
前記第1ガイドロールより前記搬送方向上流側、又は前記第2ガイドロールの前記搬送方向下流側に配置され、前記支持体の幅方向両端部における長手方向の張力と、前記支持体の幅方向中央部における長手方向の張力とに差を生じさせる搬送調整手段と、を備えた塗布装置により、
前記第1,第2ガイドロールのうち、前記搬送調整手段が配置された側に配置された当該ガイドロールは、ロール表面から前記支持体が浮上する支持体幅方向平均浮上量hをh>3σの関係を有した状態で前記支持体を搬送するものである塗布物の製造方法。
但し、
Figure 2013116460

Figure 2013116460
σ:ガイドロールの表面粗さ[m]
σ:支持体表面の表面粗さ[m]
R:ガイドロールの半径[m]
μ:空気粘度[Pa・s]
U:ガイドロールの速度[m/s]
U:支持体の搬送速度[m/s]
T:支持体幅方向平均張力[N/m]
本発明によれば、搬送調整手段を所定の位置に設置することで、液粘度、押圧塗布方式によらず、塗布故障を発生させることなく、凸状の塗布厚分布を簡単に得ることができる。
本発明の実施形態を説明するための図で、エクストルージョン塗布方法により、1つのスリットからウエブに単層塗布する塗布装置の概念図である。 図1のP1−P1断面図である。 図1のP2方向から見た部分平面図である。 (A)は弓状ロールの外観図、(B)は逆クラウンロールの外観図である。 弓状ロールによる搬送長調整の様子を模式的に示す説明図である。 (A)はウエブ幅方向に対する搬送長の分布を示すグラフ、(B)はウエブ幅方向に対するウエブ張力の分布を示すグラフ、(C)はウエブ幅方向に対する塗布厚の分布を示すグラフである。 ウエブとロール表面との滑り状態を表す説明図である。 バー塗布装置の一例を示す模式的な断面図である。 (A),(B),(C)は弓状ロールと塗布ヘッドとの位置関係を示す概略的な説明図である。 ウエブ幅方向位置に対する塗布厚分布を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態を説明するための図で、ウエブ押圧型塗布方法の一種であるエクストルージョン塗布方法により、1つのスリットからウエブに単層塗布する塗布装置の概念図である。
塗布装置100は、矢印A方向に連続走行する帯状の支持体であるウエブ11に押し当てながら塗布液を塗布するエクストルージョン型の塗布ヘッド13と、塗布ヘッド13よりウエブ11の搬送方向直上流に配置された第1ガイドロール15と、塗布ヘッド13よりウエブ11の搬送方向直下流に配置された第2ガイドロール17と、詳細を後述する搬送調整手段である弓(bow)状ロール19と、を備える。
塗布ヘッド13は、ドクターエッジ部21とバックエッジ部23とから成る分割可能な2つのブロックを組み付けて構成される。ドクターエッジ部21はスリット25の出口からウエブ走行方向の下流側に位置し、バックエッジ部23は上流側に位置する。これらドクターエッジ部21とバックエッジ部23の各エッジ面21a,23aは、連続走行するウエブ11と近接する状態で対向配置される。塗布ヘッド13の内部には、ウエブ11の搬送方向に直交する幅方向に沿って筒状のポケット部27が形成される。そして、塗布ヘッド13は、塗布液を補給するための給液管29が塗布ヘッド13の長手方向片側又は両側に接続されている。塗布ヘッド13は、この給液管29を通じてポケット部27へ塗布液が供給されるようになっている。
スリット25は、ポケット部27とエッジ面21a,23aとを繋ぐ狭隘な流路であり、塗布ヘッド13の幅方向(ウエブ11の幅方向と同義)に延設される。ウエブ11に塗布する塗布幅規制は、スリット25の両端部に挿入する図示しないスペーサによって行われる。また、スリット25のウエブ11へ向かう上下方向の流路長さは、塗布液の液組成、物性、供給流量、供給液圧等の塗布条件を考慮して適宜設定される。
上記構成の塗布ヘッド13は、給液管29から塗布ヘッド13のポケット部27に供給された塗布液を、ポケット部27で拡流した後、スリット25を上昇して塗布ヘッド13の先端部から吐出する。吐出された塗布液は、図2に図1のP1−P1断面図を示すように、塗布ヘッド13の先端部に近接して走行するウエブ11とエッジ面21a,23aとの間でビード33を形成しながらウエブ11に塗布される。
この塗布ヘッド13の搬送方向上流側には第1ガイドロール15、搬送方向下流側には第2ガイドロール17が、それぞれ塗布ヘッド13のスリット出口部で所定のラップ角(抱き角)となるように配置されている。第1ガイドロール15と第2ガイドロールは、いずれもストレート状のロールであり、図3に図1のP2方向から見た部分平面図を示すように、第1ガイドロール15の軸線Ax1、第2ガイドロール17の軸線Ax2が、それぞれスリット25の延設方向の軸Axsと平行にされている。これにより、ウエブ11は塗布ヘッド13の塗布部を押圧しつつ、塗布ヘッド13に向かって搬送されるウエブ11の塗布ヘッド13に対するラップ角が一定に保持される。第1ガイドロール15と第2ガイドロールは、それぞれ2つ以上のロールで構成されていてもよい。この場合、後述する浮上量の条件は、これら2つ以上のロールのそれぞれに対して適用される。
また、第1ガイドロール15より搬送方向上流側には、弓状ロール19が配置される。弓状ロール19は、図4(A)に示すように、回転軸を弓状に湾曲した状態で回転するロールであり、所望の湾曲量及び弓の頂点の周方向における位置の少なくとも一方が変更可能となっている。また、弓状ロール19は、これに限らず、例えば図4(B)に示すような、長手方向中央部の断面積Ac1が両端部の断面積Ac2より小さくなる、逆クラウンロール37であってもよい。また、ニップ圧を変化させることによってウエブ11の長手方向に生じる引張力(テンション)に分布を持たせるような調整手段を用いてもよい。
また、弓状ロール19は、ウエブ11の塗布面側に当接するように配置しているが、塗布面とは反対側の面で当接するように配置してもよい。
弓状ロール19にラップされて搬送されるウエブ11は、弓状ロール19が湾曲しているため、ウエブ搬送長は、ウエブ幅方向に対する分布が一定とならない。即ち、図5に弓状ロール19による搬送長調整の様子を模式的に示すように、弓状ロール19から塗布ヘッド13までのウエブ搬送長は、弓状ロール19の軸方向中央部(ウエブ幅方向中央部)における搬送長Lより、軸方向両端部(ウエブ幅方向両端部)の搬送長L,Lの方が長くなる。
図6(A)にウエブ幅方向に対する搬送長の分布を示す。図6(A)のように、ウエブの幅方向両端部の搬送長が幅方向中心部より相対的に長くなると、ウエブの幅方向両端部に長手方向の引張力を生じる。この引張力がウエブ11に張力分布を与える。図6(B)にウエブ幅方向に対するウエブ張力の分布を示す。ウエブ張力の分布は、曲線状であっても直線状であってもよい。
また、上記の弓状ロール19により生成されたウエブ11の張力分布は、塗布ヘッド13によりウエブ11に塗布する塗布層の厚み分布を制御する。図6(C)にウエブ幅方向に対する塗布厚の分布を示す。弓状ロール19によりウエブ11の幅方向両端部に中心部よりも相対的に高い張力が加えられると、ウエブ幅方向中央部の塗布厚が両端部の塗布厚より厚くなる。このように、ウエブ11の幅方向両端部の張力を高めることで、ウエブ幅方向中央部の塗布厚を増加制御できる。また、逆にウエブ11の幅方向両端部の張力を中央部の張力に近づけることで、ウエブ幅方向中央部の塗布厚を減少制御できる。
また、ウエブ11の搬送長差は、ウエブ幅方向に対して3mm以下に設定することで、ツレシワによる塗布故障が発生しなくなる。
張力分布ΔT/Taveと塗布厚分布Δh/haveとの間には、(1)式の関係があり、弓状ロール19によってウエブ11の張力分布を制御することで、所望の塗布厚分布が得られる。
ΔT/Tave = −1.5×Δh/have ・・・(1)
ここで、Taveはウエブ11の幅方向平均張力[N/m]、ΔTはウエブ11の幅方向張力の最大値−最小値[N/m]、haveはウエブ11の幅方向平均浮上量[m]、Δhはウエブ11の幅方向浮上量の最大値−最小値[m]である。
このようにして塗布厚を制御する際、弓状ロール19によりウエブ11に付与した張力が、弓状ロール19の直下流側に配置される第1ガイドロール15とウエブ11との摩擦によって緩和されてしまうと、意図した塗布厚の分布が得られなくなる。そこで、本構成においては、第1ガイドロール15が、そのロール表面からウエブ11を浮上させた状態でウエブ11を搬送させている。ここで、浮上させた状態とは、ウエブ11が完全に浮上した状態のみを意味するものではなく、ウエブ11が部分的に浮上することによってウエブ11の長手方向の張力分布の緩和が回避される状態をも含むものとする。
上記のウエブの表面粗さとロール表面の表面粗さは、共に正規分布を呈する場合が多い。ここでは、ウエブ11と第1ガイドロール15のロール表面における表面粗さをそれぞれσ、σとして、両者の合成粗さσを(2)式で定義する。ガイドロールの表面粗さσ、ウエブの表面粗さσは、自乗平均平方根粗さRq(RMS)(JIS B0601-1994参照)で表される値である。
Figure 2013116460
σ:ガイドロールの表面粗さ[m]
σ:ウエブ表面の表面粗さ[m]
図7にウエブとロール表面との滑り状態を表す説明図を示した。ウエブ11と第1ガイドロール15のロール表面との間の幅方向平均浮上量hがh<σである場合は、ウエブとロール表面は固体接触して空気膜圧力は発生しない。一方、h>3σである場合には、ウエブとロール表面との間に巻き込まれる空気の流体潤滑効果により、ウエブがロール表面から浮き上がり、摩擦係数が実質的にゼロとなる。さらに、これらの中間となるσ≦h≦3σである場合は、ウエブとロール表面との間は接触領域と非接触領域とが混在する混合流体潤滑下にある。
ウエブの幅方向平均浮上量hは、(3)式で求められる(「ウエブハンドリングの基礎理論と応用」、橋本巨 著、加工技術研究会 出版、pp.46-48)。
Figure 2013116460
R:ガイドロールの半径[m]
μ:空気粘度[Pa・s]
U:ガイドロールの速度[m/s]
U:ウエブの搬送速度[m/s]
Tave:ウエブ幅方向平均張力[N/m]
ウエブの幅方向平均浮上量hをh>3σとすることで、ロール表面との有効摩擦係数がゼロに近づいた状態で、ウエブがロール表面により保持される。この状態では、ウエブに付与された張力分布が平坦化されることを抑制できる。なお、(3)式におけるウエブ張力Taveは、ウエブ幅方向の平均値を意味する。
また、本実施形態では、ウエブの幅方向平均浮上量hが30μm以上になると、ウエブ11が塗布ヘッド13上で蛇行し易くなることから、ウエブの幅方向平均浮上量hは、3σ<h<30×10−6[m] の範囲内であることが望ましい。ウエブ11は、ロール表面から浮上し過ぎると、少しの外乱で正しい軌道から外れてしまい、制御しようとしても右や左に蛇行する挙動を示すようになる。また、蛇行の発生限界は、塗布装置自体の性能も影響するので、一般化しにくい。
ウエブの幅方向平均浮上量が蛇行の発生限界を超える上記の30μmを超える場合、ウエブは蛇行し続けることになるが、幅方向平均浮上量hが蛇行の発生限界内の値であれば、外乱が入っても、その後定常状態に移行する。そこで、幅方向平均浮上量hの上限値を、外乱を受けても定常状態に復帰する(常時非定常状態とはならない)限界値と定義してもよい。
本明細書における塗布厚の分布とは、平均の塗布厚に対する割合で表すものとする。例えば、平均の塗布厚1.0μmに対して、ウエブ幅方向中央の塗布厚が1.02μm、両端の塗布厚が0.98μmであった場合、両端が−2%、中央が+2%の塗布厚の分布となる。この状態をウエブ両端を基準として考えると、ウエブ中央が+4%となるので、塗布厚の分布は4%であると表現する。
本構成の塗布装置100によれば、ウエブ幅1mにおいて、塗布厚の分布が8%である場合は、弓状ロール19を塗布ヘッド13から2mの位置に配置することで、この塗布厚分布が消失して平坦化される。一方、同じウエブ幅で塗布厚の分布が4%である場合は、弓状ロール19を塗布ヘッド13から1mの位置に配置することで塗布厚分布が消失する。
また、ウエブ幅0.5mにおいて、塗布厚の分布が4%である場合は、弓状ロール19を塗布部から1mの位置に配置するとすることで塗布厚分布が消失する。つまり、弓状ロール19を塗布ヘッド13からウエブ幅の2倍以内の距離に設置することで、ウエブ
11の幅方向張力分布が消失することなく、所望の塗布厚分布を得ることができる。
具体的には、弓状ロール19が配置された側の第1ガイドロール15を、そのロール表面からウエブ11が浮上するウエブ幅方向平均浮上量hが、h>3σの関係を有するように塗布装置100を構成すればよい。
上記構成の塗布装置100によれば、ウエブ11を、塗布液が塗布された後のウエブ11をリールに巻回する際、塗布膜の断面形状を、同伴エアーを排除するのに適した適度な中高形状、即ち、ウエブ11の幅方向の中央部が端部よりも塗布厚が大きくなる形状に形成できる。適度な中高形状としては、塗布膜の乾燥膜厚におけるウエブ11の幅方向の塗布厚分布に対し、支持体幅方向の中央部が、幅方向端部より1.5〜10%厚くなるように設定されたものが好ましい。
塗布装置100により塗布液が塗布された後のウエブ11は、乾燥処理、カレンダー処理が施された後、一旦ロール状に巻き取られ、ロール状のまま加熱又はUV照射により硬化処理される。硬化処理されたウエブ11は、所定の幅に細長く裁断されて写真感光材料や磁気記録媒体等の製品となる。従って、塗布後のウエブ11が、ウエブ幅方向中央部で最大塗布厚となり両端部ほど塗布厚が薄くなる分布の中高形状であっても、途中の工程で細長く裁断されるので、最終製品の時点では製品幅方向の塗布膜分布に殆ど影響を与えない。
よって、液粘度や押圧塗布における塗布方式の制約を受けることなく、塗布故障を生じさせずにウエブ11の幅方向の塗布厚分布を制御でき、常に安定して高品位な最終製品を得ることができる。
次に、前述のエクストリュージョン方式に代えて、ウエブ押圧型塗布方法の一種であるバー塗布方法とした塗布装置の構成例を説明する。
図8はバー塗布装置の一例を示す模式的な断面図である。
塗布装置200は、主として、塗布ヘッド41と、塗布ヘッド41のワイヤバー43に近接走行するようにウエブ11をガイドする一対のガイドロール45,47と、前述の搬送調整手段である弓状ロール19で構成される。
塗布ヘッド41は、主として、ワイヤバー43と、ワイヤバー43を回転自在に支持するバックアップ部材49と、コーターブロック51,53から構成される。バックアップ部材49と各コーターブロック51,53との間には、マニホールド55,57が形成され、各マニホールド55,57に塗布液が供給される。各マニホールド55,57に供給された塗布液は、搬送されるウエブ11にウエブ幅方向に沿って均一に押し出される。これにより、ワイヤバー43に対してウエブ11の搬送方向の上流側には上流側ビード59が形成され、下流側に下流側ビード61が形成される。従って、ワイヤバー43はこれらのビード59,61を介して、走行するウエブ11に塗布液を転移塗布する。
マニホールド55,57から過剰に供給された塗布液は各コーターブロック51,53とウエブ11との間からオーバーフローし、側溝63,65を介して回収される。
ワイヤバー43は、丸棒状のロッド外周面に小径のワイヤを螺旋状に密着巻回して形成されたワイヤ列を備えている。このワイヤ列に塗布液を保持させることにより、搬送されるウエブ11に安定して塗布液を転移塗布する。この場合、ウエブ11に塗布される塗布膜のウエット厚みは、ロッドの径とワイヤの径によって決まるため、ロッド径やワイヤ径は目標とする塗布膜の厚みに応じて決定される。
上記構成の塗布装置200においても、ガイドロール45の搬送方向上流側に配置された弓状ロール19により、ウエブ11の搬送長をウエブ幅方向に分布を持たせ、ウエブ11に張力分布を付与することで、ウエブ幅方向に所望の塗布厚分布を形成している。
この場合も、ウエブ11が蛇行することなく、ガイドロール45のロール表面から浮上するように、上述したウエブの幅方向平均浮上量hを、3σ<h<30×10−6[m] の範囲内にする。これにより、ウエブ11の幅方向の中央部が端部よりも塗布厚が大きくなる形状に安定して形成できる。
次に、上記各構成で使用される各種の材料について説明する。
<ウエブ>
ウエブ11の材料としては、樹脂フィルム、紙(レジンコーティッド紙、合成紙、等)、金属箔(アルミニウムウエブ等)等を使用できる。樹脂材料としては、PE(ポリエチレン)、PP(ポリプロピレン)、PVC(ポリ塩化ビニル)、PVDC(ポリ塩化ビニリデン)、PVAc(ポリ酢酸ビニル)、PS(ポリスチレン)、PC(ポリカーボネート)、PA(ポリアミド)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、二軸延伸を行ったポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアミドイミド、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースダイアセテート等、公知のものが使用できる。これらのうち、樹脂フィルム、特にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミドが、それぞれ搬送長差を付けても切断することがなく、好ましく使用できる。
ウエブ11の幅は0.3〜3m、ウエブ11の厚さは0.5〜100μm、ウエブ11の長さは1000〜100000mのものが一般的に採用される。但し、これ以外のサイズであっても適用可能である。
ウエブ11は、予めコロナ放電、プラズマ処理、易接着処理、熱処理、除塵処理などを行っておいてもよい。また、ウエブ11の表面粗さは、一般的にRq(RMS値において、0.01〜1.0μmのものが用いられる。
また、ウエブ11には、予め接着層等の下地層を設け乾燥硬化させたもの、裏面に他の機能層が予め形成されたもの等を用いてもよい。
塗布液としては、磁気テープの塗布液のような非ニュートン流体に限らず、写真感光層の比較的低粘度のゼラチン溶液をバインダとしてなるようなニュートン流体であってもよい。
以上説明したように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
また、上記の実施形態では、塗布ヘッドのウエブ搬送方向上流側に搬送調整手段を設けた構成で説明したが、搬送方向下流側に搬送調整手段を設けた構成としてもよい。その場合、搬送調整手段は、ウエブ塗布面とは反対側の面に当接させ、第2ガイドロール17のロール表面の表面粗さとウエブの表面粗さで前述のσ、hを求めればよい。
また、上記の実施形態では、ウエブ11の長手方向の張力が中央部よりも端部の方が高い構成としたが、中央部よりも端部の方が低い場合においても、その張力が塗布ヘッドまで維持される効果が得られる。
本実施例では、ウエブの搬送速度を200m/分とし、塗布膜の乾燥厚みが0.5〜0.6μmになるように、図8に示すバー塗布装置を用いて塗布膜を形成した。塗布方式はバー塗布方式に限らず、エクストルージョン塗布等の他の方式でも同様の結果が得られた。また、搬送調整手段として、弓状ロールを用いたが、逆クラウンロール等でも同様の効果が得られた。また、ウエブの材料として厚み6μmのPETを用いたが、厚み6μmのPENを用いた場合、塗布厚分布が6μm厚PETの約1.4倍、ウエブ厚み12μmにおいては、塗布厚分布が6μm厚PETの約2倍になる以外は同様の効果が得られた。
塗布液は、特開2002-66426 〔0061〕〔0062〕に記載の液を用いた。
・実験A
<実験例A−1>
図9(A)に示すように、塗布ヘッド13の塗布部(ビード位置)からウエブ搬送方向上流側へ距離L=0.2mの位置に、湾曲量2mm/1000mmの弓状ロール19を配置した。そして、ウエブ厚み6μm、ウエブ幅1m、Rq(RMS)表面粗さσ=0.03μmのPETフィルムからなるウエブに、上記塗布条件で塗布した。弓状ロール19は、ウエブ幅1m当たりの搬送長差を2mmに設定している。その結果、図10に示す塗布厚の分布が得られた。塗布厚の分布は、ウエブ幅方向中央部が両端部の塗布厚に対して8%大きい、中央が凸となる塗布厚分布であるが、ウエブ幅方向から傾斜した斜め状の厚みムラが発生した。なお、このときのウエブ幅方向平均浮上量hは10.7μmであった。
<実験例A−2>
実験例A−1と同じ塗布条件で、塗布部直前の搬送方向上流側のガイドロール15をストレート状のロールとし、ロール表面のRq(RMS)表面粗さσを、σ=0.1μm(3σ=0.3μm)、ウエブ幅方向平均浮上量hをh=10.7μmとし、3σ<h<30×10−6[m]の条件を満たした。また、図9(B)に示すように、弓状ロール19を塗布部から距離L=0.8mの位置に設置した。その結果、斜め状の塗布ムラを生じることなく、塗布厚の分布は、ウエブ幅方向中央部が両端部の塗布厚に対して6%大きい、中央が凸となる塗布厚分布が得られた。
<実験例A−3>
塗布部直前の搬送方向上流側のガイドロール15を、ロール表面のRq(RMS)表面粗さσをσ=4.0μmにした以外、実験例A−2と同様の条件とした。その結果、略均一な塗布厚分布となった。この場合は、3σ=12.0μmに対して、h=10.7μmであり、3σ>hの条件であった。
Figure 2013116460
・実験B
<実験例B−1>
実験例A−2と同じ塗布条件で、ウエブ幅1m当たりの搬送長差を0mmとした。その結果、ウエブ上での塗布厚の分布は付かなかった。
<実験例B−2>
実験例B−1と同じ塗布条件で、搬送長差を1mmとした。その結果、3%の塗布厚分布が得られた。
<実験例B−3>
実験例B−1と同じ塗布条件で、搬送長差を3mmとした。その結果、8%の塗布厚分布が得られた。
<実験例B−4>
実験例B−1と同じ塗布条件で、搬送長差を3.5mmとした。その結果、10%の塗布厚分布は得られたが、ウエブのツレシワによる塗布故障が発生した。
<実験例B−5>
実験例B−1と同じ塗布条件で、ウエブ幅を0.5m、搬送長差を1mmとした。その結果、3%の塗布厚分布が得られた。
<実験例B−6>
実験例B−5と同じ塗布条件で、搬送長差を1.5mmとした。その結果、4%の塗布厚分布が得られた。
<実験例B−7>
実験例B−5と同じ塗布条件で、搬送長差を2mmとした。その結果、5%の塗布厚分布は得られたが、ウエブのツレシワによる塗布故障が発生した。
Figure 2013116460
・実験C
<実験例C−1>
実験例B−4と同じ条件で、図9(C)に示すように、塗布部と弓状ロールとの距離Lを、L=1.6mとした。その結果、塗布厚分布が4%に減少した。
<実験例C−2>
実験例C−1と同じ条件で、塗布部と弓状ロールとの距離LをL=2.4mとした。その結果、塗布厚分布は略なくなった。
<実験例C−3>
実験例B−7と同じ条件で、塗布部と弓状ロールとの距離LをL=1.6mとした。その結果、塗布厚分布は略なくなった。
Figure 2013116460
上記のように、実験例A−1,A−3,B−5,B−8,C−2,C−3を除く、各実験例においては、意図した通りの良好な塗布厚分布が得られた。
以上、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 帯状の支持体に塗布液を塗布する塗布装置であって、
前記支持体に押し当てながら塗布液を塗布する塗布ヘッドと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向上流側に配置された少なくとも1つの第1ガイドロールと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向下流側に配置された少なくとも1つの第2ガイドロールと、
前記第1ガイドロールより前記搬送方向上流側、又は前記第2ガイドロールの前記搬送方向下流側に配置され、前記支持体の幅方向両端部に対する前記塗布ヘッドまでの搬送長さと、前記支持体の幅方向中央部に対する前記搬送長さとに差を生じさせる搬送調整手段と、を備え、
前記第1,第2ガイドロールのうち、前記搬送調整手段が配置された側に配置された当該ガイドロールは、ロール表面から前記支持体が浮上する支持体幅方向平均浮上量hがh>3σの関係を有した状態で前記支持体を搬送するものである塗布装置。
但し、
Figure 2013116460

Figure 2013116460
σ:ガイドロールの表面粗さ[m]
σ:支持体表面の表面粗さ[m]
R:ガイドロールの半径[m]
μ:空気粘度[Pa・s]
U:ガイドロールの速度[m/s]
U:支持体の搬送速度[m/s]
Tave:支持体幅方向平均張力[N/m]
(2) (1)の塗布装置であって、
前記搬送調整手段は、前記支持体の幅方向両端部に対する前記塗布ヘッドまでの搬送長さを、前記支持体の幅方向中央部に対する前記搬送長さより長くするものである塗布装置。
(3) (1)又は(2)の塗布装置であって、
前記搬送調整手段は、前記支持体の幅方向両端部と幅方向中央部との搬送長差を、前記支持体の幅1m当たり3mm以下に制御する塗布装置。
(4) 帯状の支持体に塗布液を塗布する塗布装置であって、
前記支持体に押し当てながら塗布液を塗布する塗布ヘッドと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向上流側に配置された少なくとも1つの第1ガイドロールと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向下流側に配置された少なくとも1つの第2ガイドロールと、
前記第1ガイドロールより前記搬送方向上流側、又は前記第2ガイドロールの前記搬送方向下流側に配置され、前記支持体の幅方向両端部における長手方向の張力と、前記支持体の幅方向中央部における長手方向の張力とに差を生じさせる搬送調整手段と、を備え、
前記第1,第2ガイドロールのうち、前記搬送調整手段が配置された側に配置された当該ガイドロールは、ロール表面から前記支持体が浮上する支持体幅方向平均浮上量hがh>3σの関係を有した状態で前記支持体を搬送するものである塗布装置。
但し、
Figure 2013116460

Figure 2013116460
σ:ガイドロールの表面粗さ[m]
σ:支持体表面の表面粗さ[m]
R:ガイドロールの半径[m]
μ:空気粘度[Pa・s]
U:ガイドロールの速度[m/s]
U:支持体の搬送速度[m/s]
Tave:支持体幅方向平均張力[N/m]
(5) (1)〜(4)のいずれか一つの塗布装置であって、
前記支持体を浮上させる量の最大値は、前記支持体が前記ガイドロール上で蛇行しない限界の幅方向平均浮上量である塗布装置。
(6) (5)の塗布装置であって、
前記限界の幅方向平均浮上量は30μm以下である塗布装置。
(7) (1)〜(6)のいずれか一つの塗布装置であって、
前記搬送調整手段は、前記塗布ヘッドから前記支持体の幅の2倍以内の範囲に設置された塗布装置。
(8) (1)〜(7)のいずれか一つの塗布装置であって、
前記搬送調整手段は、弓(bow)状ロールである塗布装置。
(9) (1)〜(7)のいずれか一つの塗布装置であって、
前記搬送調整手段は、逆クラウンロールである塗布装置。
(10) 帯状の支持体に塗布液が塗布された塗布物の製造方法であって、
前記支持体に塗布液を塗布する塗布ヘッドと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向上流側に配置された少なくとも1つの第1ガイドロールと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向下流側に配置された少なくとも1つの第2ガイドロールと、
前記第1ガイドロールより前記搬送方向上流側、又は前記第2ガイドロールの前記搬送方向下流側に配置され、前記支持体の幅方向両端部に対する前記塗布ヘッドまでの搬送長さと、前記支持体の幅方向中央部に対する前記搬送長さとに差を生じさせる搬送調整手段と、を備えた塗布装置により、
前記第1,第2ガイドロールのうち、前記搬調整手段が配置された側に配置された当該ガイドロールは、ロール表面から前記支持体が浮上する支持体幅方向平均浮上量hがh>3σの関係を有した状態で前記支持体を搬送するものである塗布物の製造方法。
但し、
Figure 2013116460

Figure 2013116460
σ:ガイドロールの表面粗さ[m]
σ:支持体表面の表面粗さ[m]
R:ガイドロールの半径[m]
μ:空気粘度[Pa・s]
U:ガイドロールの速度[m/s]
U:支持体の搬送速度[m/s]
Tave:支持体幅方向平均張力[N/m]
(11) (10)の塗布物の製造方法であって、
前記搬送調整手段は、前記支持体の幅方向両端部に対する前記塗布ヘッドまでの搬送長さを、前記支持体の幅方向中央部に対する前記搬送長さより長くする塗布物の製造方法。
(12) (10)又は(11)の塗布物の製造方法であって、
前記搬送調整手段は、前記支持体の幅方向両端部と幅方向中央部との搬送長差を、前記支持体の幅1m当たり3mm以下に制御する塗布物の製造方法。
(13) 帯状の支持体に塗布液が塗布された塗布物の製造方法であって、
前記支持体に押し当てながら塗布液を塗布する塗布ヘッドと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向上流側に配置された少なくとも1つの第1ガイドロールと、
前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向下流側に配置された少なくとも1つの第2ガイドロールと、
前記第1ガイドロールより前記搬送方向上流側、又は前記第2ガイドロールの前記搬送方向下流側に配置され、前記支持体の幅方向両端部における長手方向の張力と、前記支持体の幅方向中央部における長手方向の張力とに差を生じさせる搬送調整手段と、を備えた塗布装置により、
前記第1,第2ガイドロールのうち、前記搬送調整手段が配置された側に配置された当該ガイドロールは、ロール表面から前記支持体が浮上する支持体幅方向平均浮上量hがh>3σの関係を有した状態で前記支持体を搬送するものである塗布物の製造方法。
但し、
Figure 2013116460

Figure 2013116460
σ:ガイドロールの表面粗さ[m]
σ:支持体表面の表面粗さ[m]
R:ガイドロールの半径[m]
μ:空気粘度[Pa・s]
U:ガイドロールの速度[m/s]
U:支持体の搬送速度[m/s]
T:支持体幅方向平均張力[N/m]
(14) (10)〜(13)のいずれか一つの塗布物の製造方法であって、
前記支持体を浮上させる量の最大値は、前記支持体が前記ガイドロール上で蛇行しない限界の幅方向平均浮上量である塗布物の製造方法。
(15) (14)の塗布物の製造方法であって、
前記限界の幅方向平均浮上量は30μm以下である塗布物の製造方法。
(16) (10)〜(15)のいずれか一つの塗布物の製造方法であって、
前記搬送調整手段は、前記塗布ヘッドから前記支持体の幅の2倍以内の範囲に設置された塗布物の製造方法。
(17) (10)〜(16)のいずれか一つの塗布物の製造方法であって、
前記搬送調整手段として、弓(bow)状ロールを用いる塗布物の製造方法。
(18) (10)〜(16)のいずれか一つの塗布物の製造方法であって、
前記搬送調整手段として、逆クラウンロールを用いる塗布物の製造方法。
11 ウエブ
13 塗布ヘッド
15 第1ガイドロール
17 第2ガイドロール
19 弓状ロール(搬送調整手段)
31 塗布膜
37 逆クラウンロール
41 塗布ヘッド
63,65 側溝
100,200 塗布装置

Claims (18)

  1. 帯状の支持体に塗布液を塗布する塗布装置であって、
    前記支持体に押し当てながら塗布液を塗布する塗布ヘッドと、
    前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向上流側に配置された少なくとも1つの第1ガイドロールと、
    前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向下流側に配置された少なくとも1つの第2ガイドロールと、
    前記第1ガイドロールより前記搬送方向上流側、又は前記第2ガイドロールの前記搬送方向下流側に配置され、前記支持体の幅方向両端部に対する前記塗布ヘッドまでの搬送長さと、前記支持体の幅方向中央部に対する前記搬送長さとに差を生じさせる搬送調整手段と、を備え、
    前記第1,第2ガイドロールのうち、前記搬送調整手段が配置された側に配置された当該ガイドロールは、ロール表面から前記支持体が浮上する支持体幅方向平均浮上量hがh>3σの関係を有した状態で前記支持体を搬送するものである塗布装置。
    但し、
    Figure 2013116460

    Figure 2013116460

    σ:ガイドロールの表面粗さ[m]
    σ:支持体表面の表面粗さ[m]
    R:ガイドロールの半径[m]
    μ:空気粘度[Pa・s]
    U:ガイドロールの速度[m/s]
    U:支持体の搬送速度[m/s]
    Tave:支持体幅方向平均張力[N/m]
  2. 請求項1記載の塗布装置であって、
    前記搬送調整手段は、前記支持体の幅方向両端部に対する前記塗布ヘッドまでの搬送長さを、前記支持体の幅方向中央部に対する前記搬送長さより長くするものである塗布装置。
  3. 請求項1又は請求項2記載の塗布装置であって、
    前記搬送調整手段は、前記支持体の幅方向両端部と幅方向中央部との搬送長差を、前記支持体の幅1m当たり3mm以下に制御する塗布装置。
  4. 帯状の支持体に塗布液を塗布する塗布装置であって、
    前記支持体に押し当てながら塗布液を塗布する塗布ヘッドと、
    前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向上流側に配置された少なくとも1つの第1ガイドロールと、
    前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向下流側に配置された少なくとも1つの第2ガイドロールと、
    前記第1ガイドロールより前記搬送方向上流側、又は前記第2ガイドロールの前記搬送方向下流側に配置され、前記支持体の幅方向両端部における長手方向の張力と、前記支持体の幅方向中央部における長手方向の張力とに差を生じさせる搬送調整手段と、を備え、
    前記第1,第2ガイドロールのうち、前記搬送調整手段が配置された側に配置された当該ガイドロールは、ロール表面から前記支持体が浮上する支持体幅方向平均浮上量hがh>3σの関係を有した状態で前記支持体を搬送するものである塗布装置。
    但し、
    Figure 2013116460

    Figure 2013116460

    σ:ガイドロールの表面粗さ[m]
    σ:支持体表面の表面粗さ[m]
    R:ガイドロールの半径[m]
    μ:空気粘度[Pa・s]
    U:ガイドロールの速度[m/s]
    U:支持体の搬送速度[m/s]
    Tave:支持体幅方向平均張力[N/m]
  5. 請求項1〜請求項4のいずれか一項記載の塗布装置であって、
    前記支持体を浮上させる量の最大値は、前記支持体が前記ガイドロール上で蛇行しない限界の幅方向平均浮上量である塗布装置。
  6. 請求項5記載の塗布装置であって、
    前記限界の幅方向平均浮上量は30μm以下である塗布装置。
  7. 請求項1〜請求項6のいずれか一項記載の塗布装置であって、
    前記搬送調整手段は、前記塗布ヘッドから前記支持体の幅の2倍以内の範囲に設置された塗布装置。
  8. 請求項1〜請求項7のいずれか一項記載の塗布装置であって、
    前記搬送調整手段は、弓(bow)状ロールである塗布装置。
  9. 請求項1〜請求項7のいずれか一項記載の塗布装置であって、
    前記搬送調整手段は、逆クラウンロールである塗布装置。
  10. 帯状の支持体に塗布液が塗布された塗布物の製造方法であって、
    前記支持体に塗布液を塗布する塗布ヘッドと、
    前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向上流側に配置された少なくとも1つの第1ガイドロールと、
    前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向下流側に配置された少なくとも1つの第2ガイドロールと、
    前記第1ガイドロールより前記搬送方向上流側、又は前記第2ガイドロールの前記搬送方向下流側に配置され、前記支持体の幅方向両端部に対する前記塗布ヘッドまでの搬送長さと、前記支持体の幅方向中央部に対する前記搬送長さとに差を生じさせる搬送調整手段と、を備えた塗布装置により、
    前記第1,第2ガイドロールのうち、前記搬調整手段が配置された側に配置された当該ガイドロールは、ロール表面から前記支持体が浮上する支持体幅方向平均浮上量hがh>3σの関係を有した状態で前記支持体を搬送するものである塗布物の製造方法。
    但し、
    Figure 2013116460

    Figure 2013116460

    σ:ガイドロールの表面粗さ[m]
    σ:支持体表面の表面粗さ[m]
    R:ガイドロールの半径[m]
    μ:空気粘度[Pa・s]
    U:ガイドロールの速度[m/s]
    U:支持体の搬送速度[m/s]
    Tave:支持体幅方向平均張力[N/m]
  11. 請求項10記載の塗布物の製造方法であって、
    前記搬送調整手段は、前記支持体の幅方向両端部に対する前記塗布ヘッドまでの搬送長さを、前記支持体の幅方向中央部に対する前記搬送長さより長くする塗布物の製造方法。
  12. 請求項10又は請求項11記載の塗布物の製造方法であって、
    前記搬送調整手段は、前記支持体の幅方向両端部と幅方向中央部との搬送長差を、前記支持体の幅1m当たり3mm以下に制御する塗布物の製造方法。
  13. 帯状の支持体に塗布液が塗布された塗布物の製造方法であって、
    前記支持体に押し当てながら塗布液を塗布する塗布ヘッドと、
    前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向上流側に配置された少なくとも1つの第1ガイドロールと、
    前記塗布ヘッドより前記支持体の搬送方向下流側に配置された少なくとも1つの第2ガイドロールと、
    前記第1ガイドロールより前記搬送方向上流側、又は前記第2ガイドロールの前記搬送方向下流側に配置され、前記支持体の幅方向両端部における長手方向の張力と、前記支持体の幅方向中央部における長手方向の張力とに差を生じさせる搬送調整手段と、を備えた塗布装置により、
    前記第1,第2ガイドロールのうち、前記搬送調整手段が配置された側に配置された当該ガイドロールは、ロール表面から前記支持体が浮上する支持体幅方向平均浮上量hがh>3σの関係を有した状態で前記支持体を搬送するものである塗布物の製造方法。
    但し、
    Figure 2013116460

    Figure 2013116460

    σ:ガイドロールの表面粗さ[m]
    σ:支持体表面の表面粗さ[m]
    R:ガイドロールの半径[m]
    μ:空気粘度[Pa・s]
    U:ガイドロールの速度[m/s]
    U:支持体の搬送速度[m/s]
    T:支持体幅方向平均張力[N/m]
  14. 請求項10〜請求項13のいずれか一項記載の塗布物の製造方法であって、
    前記支持体を浮上させる量の最大値は、前記支持体が前記ガイドロール上で蛇行しない限界の幅方向平均浮上量である塗布物の製造方法。
  15. 請求項14記載の塗布物の製造方法であって、
    前記限界の幅方向平均浮上量は30μm以下である塗布物の製造方法。
  16. 請求項10〜請求項15のいずれか一項記載の塗布物の製造方法であって、
    前記搬送調整手段は、前記塗布ヘッドから前記支持体の幅の2倍以内の範囲に設置された塗布物の製造方法。
  17. 請求項10〜請求項16のいずれか一項記載の塗布物の製造方法であって、
    前記搬送調整手段として、弓(bow)状ロールを用いる塗布物の製造方法。
  18. 請求項10〜請求項16のいずれか一項記載の塗布物の製造方法であって、
    前記搬送調整手段として、逆クラウンロールを用いる塗布物の製造方法。
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