槽缝式幕涂设备和槽缝式幕涂方法
【专利摘要】本发明的名称是槽缝式幕涂设备和槽缝式幕涂方法。公开一种槽缝式幕涂设备，包括：喷射单元，其包括喷射涂布液的涂布液出口；导向单元对，其每个包括喷射辅助水的辅助水出口，该导向单元配置为沿着基本上垂直于幕帘膜的向下流动方向的宽度方向支撑由从该涂布液出口喷射的涂布液形成的幕帘膜的两个边缘，并且将该幕帘膜引导到被输送的支撑体上；以及输送该支撑体的输送单元，其中该导向单元具有保持辅助水的集流腔部分，和在集流腔部分和辅助水出口之间连接的狭缝部分，该狭缝部分由直线部分和基本上垂直向下喷射辅助水的弯曲部分组成，并且该弯曲部分底部的曲率半径R为0.5mm到3mm，并且该弯曲部分设置在h=T+R+S为1.5mm到5mm的位置。
【专利说明】槽缝式幕涂设备和槽缝式幕涂方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及槽缝式幕涂(slot curtain coating)设备和槽缝式幕涂方法,在其两者中从狭缝喷射的涂布液施加在连续运行的卷材上，同时用帘边导轨以幕帘的形式引导该涂布液。
【背景技术】
[0002]随着涂膜以槽缝式幕涂方法形成，当涂布液自由下落时，靠近幕帘膜的两个边缘导轨产生涂布液流动较慢的部分，这称为边界层。由于流动速率的差别，产生表面张力差。由于表面张力差产生的马兰戈尼流(Marangoni flow)引起靠近幕帘膜两个边缘的涂布液部分朝着中心部分移动的现象。在前面所述的状态下，随着使涂布液撞击在连续运行的卷材上形成涂膜，存在这样的问题:薄的膜部分20a在相对于涂膜20宽度方向的涂膜20的边缘处形成，如图1所示。
[0003]例如，公开一种用于防止在幕帘膜中形成边界层的方法(日本专利申请特许(JP-A)N0.2008-529753)。这种方法包括对幕帘膜沿其向下流动的边缘导轨的表面提供多孔材料，并且从该多孔材料喷射辅助水以用该辅助水覆盖该多孔材料，以减少幕帘膜与该幕帘膜沿其向下流动的边缘导轨表面的摩擦阻力，防止靠近该边缘导轨的涂布液向下流动速度的减小，因而防止形成边界层。
[0004]当涂布液的粘度比较低时，例如几十cp时，这种方法有效。但是，在使用具有高粘度的涂布液时，由于边界层的影响，膜的厚度变得不均匀。而且，由于涂布液引起多孔材料的阻塞，使边缘导轨辅助水的喷射变得不均匀，引起涂层缺陷，例如不均匀的膜厚度。
[0005]一种用于解决前面提到的阻塞的方法公开在美国专利号7，081，163中。其公开了如此技术，其中提供金属表面作为边缘导轨的辅助水向下流动的表面，并且辅助水从设置在金属表面中的出口喷射。
[0006]但是，前面提到的技术有如下的问题:在其采用边缘导轨辅助水直接从出口流出的结构时，很难均匀地喷射边缘导轨辅助水的问题；在辅助水不是直线地下落并且辅助水向下流动表面是平的表面时，幕帘膜不稳定的问题；以及由于风的干扰幕帘膜波动的问题。
[0007]而且，为了解决难以均匀地喷射边缘导轨辅助水的问题，在JP-AN0.2001-46939中，公开了一种方法，其包括提供狭缝部分和为液体保存部分的集流腔(manifold)部分，边缘导轨辅助水通过该狭缝部分和集流腔部分直到从出口被喷射。但是，在这种方法中，边缘导轨辅助水的喷射方向不同于涂布液的向下流动的方向，因此，涂布液不能被充分地加速。
[0008]至于另一种方法，公开了这样的方法，其中通过以涂布液向下流动的方向向边缘导轨喷射边缘导轨辅助水，防止靠近幕帘膜的两个边缘形成边界层(JP-A N0.01-199668)。但是，在这种方法中，用边缘导轨辅助水加速幕帘膜是不充分的，因此边界层不能完全消除。
[0009]而且，在JP-A N0.06-218314中也公开了以涂布液向下流动的方向向边缘导轨喷射边缘导轨辅助水。JP-A N0.06-218314还公开了在该边缘导轨里面的辅助水流动通道的尺寸。但是，该公开没有包括边缘导轨辅助水的速度。关于流动通道的尺寸、流动通道的长度和刚好在出口之前的流动通道弯曲部分的半径R被公开。利用这样的尺寸，与本发明可获得的效果存在明显的差别。
[0010]而且，在使用具有相对高的粘度并且具有强剪切粘度降低效果的涂布液诸如粘合剂时，由于边界层的影响引起的槽缝式幕帘膜的变厚效果增大。
[0011]类似于JP-A N0.06-218314，在JP-A N0.2004-105960中，以幕帘向下流动的方向喷射边缘导轨辅助水。但是，没有关于刚好在其中出口之前的流动通道弯曲部分的半径R的描述。根据辅助水的流动通道和出口的尺寸，或辅助水的向下流动表面的尺寸，利用具有相对高的粘度和强剪切粘度降低效果的涂布液诸如粘合剂，减少边界层的效果不大。
[0012]而且，公开了边缘导轨辅助水的喷射速度，以这种喷射速度展示了加速涂布液的效果、防止边界层，以便可利用具有相对高的粘度并且具有强剪切粘度降低效果的涂布液例如粘合剂的防止不均匀的幕帘膜厚度(JP-A N0.2011-78966)。在该公开中，还公开了在使用具有相对高的表面张力(35mN/m或更大)的涂布液时，具有抵抗诸如风的干扰，即，具有强对齐效果的边缘导轨。
[0013]公开了在使用具有低表面张力(小于35mN/m)的涂布液的情况下，具有抵抗诸如风的干扰的边缘导轨(JP-A N0.2012-35210)。
[0014]通过使辅助水沿着幕帘膜沿其向下下落的边缘导轨的表面流动抑制边界层的影响，但是没有辅助水从该边缘导轨的上平面至辅助水出口。通过本发明人的研究已经发现，在施加具有相对高的粘度和强剪切粘度降低效果的涂布液的情况下，因而，在前面提到的区域之间容易产生边界层，并且造成边界层的影响。
[0015]本发明人已经认识到通过减少边缘导轨的顶平面和辅助水出口之间的距离，能够抑制靠近边缘导轨的边界层的影响。但是，减少边缘导轨的顶平面和辅助水出口之间的距离并不简单，因为这与用于引入辅助水的流通通道密切相关。
[0016]实际上，从边缘导轨的顶平面到辅助水出口的距离h用h=T+R+S确定，这是弯曲部分的上部的最薄部分的厚度T，从直线部分到辅助水出口的弯曲部分的下部的曲率半径R和狭缝部分的厚度S之和，如图2所示。
[0017]为了减小从边缘导轨的顶平面到狭缝部分的厚度T，存在刚度方面的问题。随着通过减少从狭缝部分到辅助水出口的弯曲部分的下部分的曲率半径R引起向下的趋势(down si de ),存在由于离心力引起的在弯曲部分的流动通道中的流动变快从而产生流动干扰的问题。随着通过减小狭缝部分的厚度S引起向下的趋势，存在雷诺数变大并且引起湍流的问题。
【发明内容】
[0018]本发明的目的是提供一种槽缝式幕涂设备，其利用防止由于边界层的影响引起的靠近边缘导轨的幕帘膜变厚或变薄，可使幕帘膜的厚度沿着宽度方向均匀，因而提高产量。
[0019]至于用于解决上述问题的手段，本发明的槽缝式幕涂设备包括:
[0020]喷射单元，其包括配置为喷射涂布液的涂布液出口 ；
[0021]导向单元对，其每个包括配置为喷射辅助水的辅助水出口，其中该导向单元配置为沿着基本上垂直于该幕帘膜的向下流动方向的宽度方向支撑由从该涂布液出口喷射的涂布液形成的幕帘膜的两个边缘，并且将该幕帘膜引导到待被输送的支撑体上；以及
[0022]配置为输送该支撑体的输送单元，
[0023]其中该导向单元具有配置为保持辅助水的集流腔部分，和在该集流腔部分和该辅助水出口之间连接的狭缝部分，
[0024]其中该狭缝部分由直线部分和配置为基本上垂直向下喷射辅助水的弯曲部分组成，并且
[0025]其中该弯曲部分设置在h=T+R+S为1.5mm到5mm的位置，其中T是该弯曲部分的顶部的最薄部分的厚度，R是该弯曲部分的底部的曲率半径并且为0.5mm到3mm，S是狭缝部分的间隙，并且h是该辅助水出口到该导向单元顶平面的高度。
[0026]本发明可解决前面提到的现有技术中的各种问题，实现前面提到的目的，并且可提供一种槽缝式幕涂设备，其利用防止由于边界层的影响引起的靠近边缘导轨的幕帘膜变厚或变薄，可使幕帘膜的厚度沿着宽度方向均匀，因而提高产量。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是用于说明涂膜的薄膜部分和厚膜部分的图。
[0028]图2是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元弯曲部分的形状的一个例子的截面图。
[0029]图3是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的内部结构的一个例子的截面图。
[0030]图4是图解本发明的槽缝式幕涂设备的一个例子的示意图。
[0031]图5是用于说明本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的一个例子的示意图。
[0032]图6A是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的一个例子的前视图。
[0033]图6B是图6A中B的截面图。
[0034]图7是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的一个例子的截面图。
[0035]图8A是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的一个例子的透视图。
[0036]图8B是图8A的部分透视图。
[0037]图9是描绘实施例和比较实施例的幕帘膜沿着宽度方向的流率分布的评定结果的曲线图。
[0038]图10是描绘实施例和比较实施例的幕帘膜沿着宽度方向的流率分布的评估结果的曲线图。
【具体实施方式】
[0039]在下文中说明槽缝式幕涂设备和槽缝式幕涂方法的实施方式的一个例子。
[0040]<槽缝式幕涂设备>
[0041]本发明的槽缝式幕涂设备包括包含配置为喷射涂布液的涂布液出口的喷射单元；导向单元对，其每个包含配置为喷射辅助水的辅助水出口，其中该导向单元配置为沿着基本上垂直于该幕帘膜的向下流动方向的宽度方向支撑由从该涂布液出口喷射的涂布液形成的幕帘膜的两个边缘，并且将该幕帘膜引导到待被输送的支撑体上；以及配置为输送该支撑体的输送单元，其中该导向单元具有配置为保持辅助水的集流腔(manifold)部分，和在该集流腔部分和辅助水出口之间连接的狭缝部分，其中该狭缝部分由直线部分和配置为基本上垂直向下喷射辅助水的弯曲部分组成，并且其中该弯曲部分设置在h=T+R+S为
1.5mm到5mm的位置，其中T是该弯曲部分顶部的最薄部分的厚度，R是该弯曲部分底部的曲率半径并且为0.5mm到3mm，S是该狭缝部分的间隙，并且h是该辅助水出口到该导向单元顶平面的高度。
[0042]弯曲部分顶部的最薄部分是指该导向单元的顶平面和该弯曲部分之间的距离最短的部分。
[0043]本发明的槽缝式幕涂设备还可以包括根据需要适当选择的其他单元。
[0044]<槽缝式幕涂方法>
[0045]本发明的槽缝式幕涂方法包括:从涂布液出口喷射涂布液(喷射步骤)；通过每个包括配置为喷射辅助水的辅助水出口的导向单元对，沿着基本上垂直于该幕帘膜向下流动方向的宽度方向支撑由从涂布液出口喷射的涂布液形成的幕帘膜的两个边缘，并且将该幕帘膜引导到待被输送的支撑体上(导向步骤);以及输送该支撑体(输送步骤)，其中该导向单元具有配置为保持辅助水的集流腔部分，和在该集流腔部分和辅助水出口之间连接的狭缝部分，其中该狭缝部分由直线部分和配置为基本上垂直向下喷射辅助水的弯曲部分组成，并且其中该弯曲部分设置在h=T+R+S为1.5mm到5mm的位置，其中T是该弯曲部分顶部的最薄部分的厚度，R是该弯曲部分底部的曲率半径并且为0.5mm到3mm，S是该狭缝部分的间隙，并且h是该辅助水出口到该导向单元顶平面的高度。
[0046]本发明的槽缝式幕涂方法还可以包括根据需要适当选择的其他步骤。
[0047]下文中将说明本发明的槽缝式幕涂设备的结构元件和槽缝式幕涂方法。本发明的目标是用于卷材涂布。
[0048]图2描绘本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元弯曲部分的形状的一个例子的截面图。图3描绘本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的内部结构的一个例子的截面图。图4描绘本发明的槽缝式幕涂设备的一个例子的示意图。
[0049]?喷射单元，喷射步骤>>
[0050]喷射单元包括配置为保持涂布液的集流腔和配置为喷射涂布液的涂布液出口(狭缝)。
[0051]喷射步骤是从该涂布液出口喷射涂布液以使得用该涂布液形成的幕帘膜下落。
[0052]一涂布液一
[0053]该涂布液根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是随着剪切速率增加降低表观粘度的流体，例如丙烯酰基乳剂基粘合剂，在本发明中展示明显的效果。
[0054]涂布液的粘度根据预期的目的适当地选择。但是，为了充分展示本发明的效果，涂布液优选为随着剪切速率增加降低表观粘度的流体，并且其粘度性质优选在300 ≤ Jl1 ^ 3000 CmPa.sec)和 10 ≤ η2 ≤ 300 CmPa.sec)的范围内，其中 Jl1 是在IsecT1的剪切速率下的涂布液的粘度，而H2是在100sec-1的剪切速率下的涂布液的粘度。
[0055]当在槽缝式幕帘中低剪切下涂布液的粘度低时，在操作期间由于调节等在涂布暂时停止时，液体可以从模具的狭缝中滴下。当在低剪切下(剪切速率为lsec—1)粘度大于3000mPa.sec时，(I)难以释放液体中的气泡，因而由于液体中的气泡造成气泡缺陷；(2)在用于喷射涂布液的压力增加，输送泵的载荷增加，并且因此必然给出对输入系统的压力阻力。
[0056]在本发明中，涂布液的粘度相对低，在低剪切(剪切速率为lsec—1)下粘度Jl1小于300mPa-sec的情况下，因此由于边界层的影响引起的幕帘膜变薄的比例很小。即便不使用本发明的槽缝式幕涂设备的边缘导轨时，实际上也不存在问题。
[0057]粘度可以测量，例如，利用B型粘度计(产品名称:Vismetron VS-Al,由SHIBAURASEMTEK C0., LTD.制造)，或压力控制流变仪 VARlOO(由 Reologica Instruments AB 制造)。
[0058]涂布液的表面张力根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是涂布液的表面张力优选为20mN/m至40mN/m。
[0059]当表面张力小于20mN/m时，因为膜本身的表面张力很弱膜的张力很弱，并且因此该膜容易变形并且由于风的干扰而波动。此外，当表面张力大于40mN/m时，该幕帘膜被向上切割(cut)。
[0060]表面张力可以测量,例如，通过利用FACE自动表面张力计(由Kyowa Interface
Science C0.，Ltd.制造)根据钼板法测量静态表面张力。如在Brown的文献-运动液体薄片的行为石开究(A study of the behavior of a thin sheet of moving liquid), J.FluidMechanis, 10:297-305——中所描述的，幕帘膜的动态表面张力可以通过测量该幕帘膜的分裂角来测量，该分裂角通过将针状物体插入该幕帘膜中形成。
[0061 ] 该幕帘膜的向上切割的机制是由在该幕帘膜的动态表面张力和动态压力之间的平衡引起的，因此，测量和评定该膜的动态表面张力是重要的。
[0062]一涂布液出口(槽缝型幕帘狭缝)一
[0063]涂布液出口的截面形状是长方形截面。
[0064]涂布液出口的尺寸根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是，该狭缝的间隙优选为大约0.2mm到大约0.5mm。
[0065]如在“槽缝式涂布:流体力学和模具设计(Slot Coating:Fluid mechanics anddie design), Sartor, Luigi, Ph.D.University of Minnesota, 1990” 中所描述的，该狭缝的间隙具有使涂布液沿着宽度方向均匀的功能，并且该间隙的尺寸根据模具集流腔的尺寸和形状、从该集流腔到狭缝出口的距离、第二集流腔的存在和位置以及涂布液的流动速率或粘度而变化。
[0066]涂布液出口的材料根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是涂布液出口优选是金属平面，例如SUS、铝和电镀(例如硬铬电镀)。
[0067]至于其材料，优选金属，因为即便树脂包含在涂布液中防止了堵塞。
[0068]一喷射系统一
[0069]当施加一层或两层涂布液时，利用用作喷射系统的槽缝式模具幕帘。在狭缝面向下时，在涂布液的粘度低的情况下，可以造成液体滴下，或者液体中的气泡可以保持在该模具头的集流腔中。但是，在与滑动模具幕帘相比涂布液的喷射速度较快时，考虑到幕帘膜的切割机制，槽缝式模具幕帘难以被向上切割。在其机制中，当动态表面张力大时，随着涂布液下落，由于涂布液的动态表面张力和动态压力(惯性力)之间的平衡，该幕帘膜被向上切害I]。而且，在存在很少的开口空间例如向下滑动流动表面时，容易冲洗，并且用于冲洗的诸如水的冲洗液体的量很小。此外，在涂布液的粘度高的情况下，也容易暂时停止操作。
[0070]一涂布液流率一
[0071]用于喷射涂布液的流率根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，条件是能够形成幕帘膜。只要涂布液以预期的流速喷射，并且狭缝和集流腔的形状是能够用其形成幕帘膜的形状，就没有任何问题。
[0072]一支撑体一
[0073]该支撑体根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，条件是涂膜可被支撑在其上。
[0074]该支撑体的形状、结构和尺寸根据预期的目的适当地选择而没有任何限制。
[0075]支撑体的例子包括剥离纸、粗制纸、合成纸以及聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜。
[0076]?输送单元，输送步骤>>
[0077]输送单元是配置为输送支撑体的单元，输送步骤是包括输送支撑体的步骤。输送单元根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，并且其例子包括输送辊、和输送辊、和输送带。
[0078]〈〈导向单元，导向步骤》
[0079]导向单元也称为边缘导轨，并且包含配置为保持辅助水的集流腔部分和在集流腔部分和辅助水出口之间连接的狭缝部分。辅助水通过集流腔、狭缝部分的直线部分和然后该狭缝部分的弯曲部分，并且从出口基本上垂直地向下喷射，因而被引入到幕帘膜。
[0080]导向步骤是通过每个包括配置为喷射辅助水的辅助水出口的导向单元对，沿着基本上垂直于该幕帘膜向下流动方向的宽度方向支撑由从涂布液出口喷射的涂布液形成的幕帘膜的两个边缘，并且将该幕帘膜引导到待被输送的支撑体上。
[0081]一辅助水(也称为边缘导轨水)一
[0082]辅助水根据涂布液适当地选择进行应用。用边缘导轨保持幕帘膜的效果，即，对齐的效果，通过用辅助水拉动涂布液而展示。因此辅助水的表面张力需要设置成总是高于涂布液的表面张力。辅助水的例子包括在涂布液是水基液体的情况下的水，在涂布液是溶剂基液体的情况下的与用于该涂布液的溶剂相同的溶剂，以及通过将树脂、表面活性剂等与水或溶剂混合形成的混合液体。
[0083]一集流腔部分一
[0084]集流腔部分可以是两级集流腔或一级集流腔。如在槽缝式涂布:流体力学和模具设计(Slot Coating:Fluid mechanics and die design), Sartor, Luigi, Ph.D.Universityof Minnesota, 1990”中所描述的，集流腔部分的尺寸根据集流腔部分和狭缝出口(辅助水出口)之间的距离和辅助水的流率或粘度而变化。
[0085]一狭缝部分的弯曲部分一
[0086]下面参考图2和图3说明弯曲部分。图2是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元弯曲部分的形状的一个例子的截面图。图3是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的内部结构的一个例子的截面图。
[0087]如图2所示，将该弯曲部分32上部的最薄部分的厚度确定为T，将该弯曲部分32下部的曲率半径确定为R，并且将该狭缝部分的间隙确定为S，该狭缝部分的弯曲部分优选具有0.5mm到3mm的曲率半径R。当曲率半径R小于0.5mm时，由在弯曲部分产生的离心力的影响干扰流动，边缘导轨辅助水不均匀地喷射，并且因此不能展示抑制边界层的影响的效果。当该曲率半径R大于3mm时，从该边缘导轨的顶平面到辅助水出口的距离h(h=T+R+S)变成大于5mm，因此不能抑制边界层的影响。
[0088]因此，弯曲部分32具有0.5mm到3mm的曲率半径R，并且设置在辅助水出口到导轨顶平面的高度，即，h=T+R+S为1.5mm到5mm的位置处。
[0089]注意，在导向单元里面的流动通道中的流动不可视觉地确认，因此该流动通过数字分析(Fluent)来评定。
[0090]一狭缝部分的直线部分一
[0091]为了缩短从导向单元的顶平面到辅助水出口之间的距离h，如图2中所图解，考虑减小弯曲部分32的曲率半径R、减小狭缝部分的间隙和减小弯曲部分上部的最薄部分的厚度T。如之前所述的，已知弯曲部分的曲率半径R设定为0.5mm,并且狭缝部分的间隙的最小值为0.2_。因此，通过减小弯曲部分上部的最薄部分的厚度T，可甚至进一步缩短h。
[0092]同时，如在本发明中，具有包含集流腔和狭缝部分的结构的边缘导轨由三个板组成(参见图6A)，因此，可通过在边缘导轨的上边缘并且靠近狭缝部分的区域处用螺栓保持在一起，防止辅助水从板的配合(mating)表面渗漏。
[0093]但是，通过使在该弯曲部分上部的最薄部分的厚度T变薄，该集流腔部分和该狭缝部分上侧处的导轨单元部分的刚度被减小。此外，在邻近狭缝部分的区域处板不能用螺栓保持，因此可能从板的配合表面造成渗漏。
[0094]在本发明中，利用保持在集流腔部分和狭缝部分上侧处的导轨单元部分的刚度，可减小厚度T，因此，通过给出狭缝部分的直线部分相对于水平线的角度Θ，以便可以在邻近狭缝部分的区域用螺栓保持板，图2的圆形部分40的截面面积增加。
[0095]具体地，如图2中所示，狭缝部分的直线部分与该导向单元的顶平面形成角度(Θ)。在狭缝部分是水平的情况下，狭缝部分上部的厚度是恒定的。随着直线部分倾斜，从狭缝部分的上部到集流腔部分的厚度能够逐渐增加。通过逐渐增加该厚度，可以使在集流腔部分和狭缝部分上侧处的导轨单元部分的刚度高于该直线部分是水平的情况。因此，能够减小最薄部分的厚度T。考虑到可加工性、由于辅助水的内部压力引起的变形、或诸如清洁的操作期间的操作，该最薄部分的厚度T需要为大约0.8mm或更大。
[0096]为了实现用于获得希望的刚度所需要的该最薄部分的厚度T，角度Θ优选为30°至60°。当角度小于30°时，不能使最薄部分的厚度T变薄。当其角度大于60°时，狭缝部分的弯曲部分的长度变大，因此在诸如清洁的处理中可能引起问题。
[0097]一狭缝部分的间隙一
[0098]如图2所示，该狭缝部分的间隙S优选为0.2mm至0.5mm,更优选为0.2mm至0.4mm。当间隙S小于0.2mm时，不容易清洁出口内部。当间隙S大于0.5mm时，可能损害辅助水的喷射均匀性。
[0099]—辅助水出口一
[0100]如图6A所示，辅助水出口 9相对于辅助水向下流动方向的最大间隙G，根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是最大的间隙G优选为0.2mm到0.5mm,更优选为0.2mm 到 0.4mm。
[0101]当最大的间隙G小于0.2mm时,不容易清洁出口内部。当最大的间隙G大于0.5mm时，可能损害辅助水的喷射均匀性。
[0102]如图6A所示，沿着辅助水向下流动方向的垂直方向，辅助水出口 9的最大宽度w根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是该最大宽度W优选为1.5mm到4_，更优选为2mm到3mm。
[0103]当最大宽度w小于1.5mm时,可能引起加工时的精确度问题。当最大宽度w大于4mm时，辅助水可能不能在整个宽度中均匀地流动。
[0104]用于引入辅助水的速度根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，条件是它在辅助水在向下流动的表面上流动的范围内。其速度优选为0.4m/sec到2.lm/sec,更优选，为 0.8m/sec 到 1.6m/sec。
[0105]当引入辅助水的速度小于0.4m/SeC时，可能产生边界层。当其速度大于2.lm/sec时，辅助水可能对角线地向下引入。
[0106]该辅助水出口 9的形状是具有长方形截面的狭缝形状。最初地，在该边缘导轨里面的辅助水流动通道优选为长狭缝的形式。但是，如果该狭缝很长，在造成堵塞的情况下，难以进行清洁，并且实际上，在里面提供长狭缝是结构上困难的。
[0107]一辅助水向下流动槽(凹进部分)一
[0108]参考图6A、6B和图7说明辅助水向下流动槽(凹进部分)。图6A是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的一个例子的前视图。图6B是图6A中B的截面图。图7是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的一个例子的截面图，并且是图6A中A的截面图。
[0109]如图6A、6B和图7所示，导向单元2具有辅助水向下流动槽(凹进部分)13，辅助水通过该流动槽向下流动。如图7所示，辅助水向下流动槽(凹进部分)13具有底表面和凹进部分侧表面，其每个相对于该底表面基本上垂直地形成。
[0110]凹进部分侧表面和与该凹进部分侧表面连续形成并且面向该凹进部分侧表面的暴露表面形成锐角(图7中的α)。形成其以便暴露表面和侧表面形成锐角的凹进部分13从该导向单元的顶平面到底平面连续地设置，如图8Α和SB所示。该锐角不受具体限制，只要它小于90°，但是它优选为30°至80°，更优选为45°至60°。当该锐角小于30°时，加工精确度可能被不利地影响。当该锐角大于80°时，通过提供该锐角获得的效果可能被削弱。另一方面，当该锐角在前面提到的优选范围内时，对于保持边缘导轨辅助水是有利的。
[0111]该辅助水向下流动槽(凹进部分)的最大深度(图7中的X)根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是其最大深度优选为0.2mm到0.5mm,更优选为0.2mm到0.35mm。
[0112]当最大深度X小于0.2mm时，辅助水可能从辅助水向下流动槽(凹进部分)溢出。当最大深度X大于0.5mm时,可能产生瑞流。
[0113]辅助水向下流动槽的侧表面(凹进部分侧表面)之间的最大间隙根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是它优选为1.5mm到4.0mm,更优选为2_到3_。
[0114]当最大间隙小于1.5_时，辅助水难以流过该辅助水向下流动槽，并且辅助水可能从凹进部分溢出。当该最大间隙大于4.0mm时，幕帘膜可能变得不稳定，并且可能在底部产生湍流。
[0115]注意，在辅助水出口从一个侧表面到另一个侧表面设置的情况下，凹进部分的最大间隙与辅助水出口的最大宽度w相同。
[0116]一导向单元的结构和材料一
[0117]导向单元的结构的例子包括三个板(11、12、12’)结合的结构，如图6A所示。如图3所示，集流腔部分30、直线部分31和弯曲部分32形成在中心板11上。辅助水的渗漏通过将中心板11夹在两个板12和12’之间来防止。
[0118]用于在中心板11中形成集流腔部分30和狭缝部分的直线部分31和弯曲部分32的加工方法的例子包括线切割和激光加工。
[0119]适当地选择导向单元的材料进行应用，但是在防止涂布液堵塞时金属是优选的。而且，对于三个板中的中心板，考虑到加工精确度，优选使用不锈钢，这是因为在狭缝的间隙S很窄时要求加工精确度。
[0120]下面将参考附图具体说明本发明的幕涂设备和幕涂方法的实施方式的一个例子。
[0121]注意，因为在下面描述的实施方式是本发明的优选实施方式，所以将会提到技术上优选的各种限制。但是，本发明的范围不限于下面描述的实施方式，除非在下面的描述中另外说明。
[0122]如图4所示，本发明的槽缝式幕涂设备包括槽缝式幕涂头I (涂布单元)，其包括配置为喷射涂布液的槽缝7、边缘导轨(导向单元)2和配置为输送支撑体5的输送单元。而且，槽缝式幕涂头I包括配置为保持涂布液6的集流腔3和槽缝7。
[0123]如图3所示，边缘导轨2设置有集流腔部分30和狭缝部分，并且狭缝部分由直线部分31和弯曲部分32构成。辅助水被供应到集流腔30并且通过狭缝部分的直线部分31和狭缝部分的弯曲部分32，并且从出口 9基本上垂直地向下喷射。
[0124]如图2所示，辅助水出口 9到边缘导轨2的顶平面的高度确定为h=T+R+S，其具有弯曲部分上部的最薄部分的厚度T，狭缝的弯曲部分下部处的曲率半径R，和狭缝部分的间隙S。弯曲部分32具有0.5mm到3mm的曲率半径R，并且设置在辅助水出口 9到边缘导轨的顶平面的高度(h=T+R+S)为1.5mm到5mm的位置
[0125]如图2所示，尺寸为大约0.2mm的平坦部分9a设置在辅助水出口 9的边缘，以便垂直地向下喷射辅助水，并且板部分9a的边缘匹配到(match to)狭缝部分的弯曲部分的出口侧的位置。
[0126]狭缝部分的直线部分31与边缘导轨2的顶平面形成30°至60°的角度(图2中的Θ )。
[0127]图3示出提供一级集流腔的例子，但是提供多级集流腔没有问题。注意，边缘导轨的辅助水向下流动槽的底表面需要具有能够允许辅助水均匀地向下下落的可润湿性。在选择辅助水的情况下，边缘导轨的材料需要适当地选择。而且，考虑到加工精确度，不锈钢优选用于中心板11。至于其他材料，诸如铝和电镀(例如，硬铬电镀)的金属表面是优选的。其他部分的材料可以是亲水材料或疏水材料。
[0128]如图4所示，涂布液6从集流腔3和槽缝7喷射以作为幕帘膜6向下流动，同时其两个边缘由边缘导轨2支撑，并且然后撞击在支撑体5上以将涂布液6施加在其上。
[0129]同时，边缘导轨2在其上部具有辅助水出口 9，其配置为沿着中心板11的辅助水向下流动槽(凹进部分)13的宽度方向向下基本上均匀地喷射辅助水10，如图4所示。辅助水出口 9具有长方形截面形状，并且垂直于幕帘膜6设置，并且垂直于幕帘膜6的向下下落方向。
[0130]幕帘膜6以用箭头描绘的方向向下流动，并且其两个边缘用在边缘导轨2的辅助水向下流动槽(凹进部分)13中向下流动的辅助水10支撑。
[0131]引入辅助水10的速度通过改变流率控制阀(未示出)的开口，或泵的喷射量来设置。
[0132]在边缘导轨2的底部，设置出口(未不出)和真空系统(未不出)，该出口配置为排放辅助水10和涂布液的混合液,该真空系统配置为使混合液能够容易排出。为了防止涂布液的固化，辅助水可以通过边缘导轨2的底部。
[0133]如图6A所示，辅助水出口 9的最大宽度w设置成边缘导轨2的凹进部分13的最大间隙。如图7所示，X确定为辅助水向下流动槽(凹进部分)13的最大深度。边缘部分90具有锐角α。尽管如此，考虑到与加工精确度相关的问题，在大约0.1mm—侧中的平坦部分可以设置在该边缘处，或大约数十微米到大约100微米一侧中的弯曲表面可以形成在该边缘处，以便防止毛刺。
[0134]由于通过提供辅助水向下流动槽(凹进部分)13引起的辅助水的表面张力，展示对齐效果，因此可形成对于诸如风的扰动稳定的幕帘膜。而且，通过在沿着边缘幕帘膜6在向下流动方向上引入辅助水，并且以0.4m/sec至1.6m/sec的初始引入速度引入辅助水，可进一步防止在幕帘膜中形成边界层。
[0135]注意，相对幕帘膜6宽度方向设置在其两侧的边缘导轨对之间的距离可以与槽缝式幕涂头I的涂布液出口(槽缝)的宽度相同，或可以比该涂布液的出口窄。
[0136]本发明的槽缝式幕涂设备和槽缝式幕涂方法可以抑制边界层的影响，并且可形成具有均匀薄膜厚度的幕帘膜。
[0137]实施例
[0138]在下文中通过实施例具体说明本发明，但是实施例不应当解释为限制本发明的范围。对实施例适当运用的任何修改也包括在本发明的范围内，只要它在本发明的精神内。
[0139]为了证实本发明的效果，制造图4中所示的槽缝式幕涂设备，其中改变边缘导轨的弯曲部分的尺寸，并且评定辅助水的喷射状态、幕帘膜的均匀性和流率分布。
[0140]实施例1至6和比较实施例1至4的边缘导轨弯曲部分的尺寸的具体细节于表3中描绘。
[0141]〈实验基本条件〉
[0142](I)涂布液的涂布
[0143]槽缝式幕涂头I的槽缝间隙设置为0.4mm,并且该幕帘的下落宽度设置为250mm。槽缝式幕涂头I的涂布液出口(槽缝)的宽度为250mm。
[0144](2)涂布液
[0145]至于涂布液，使用丙烯酰基乳剂基的粘合剂(产品名称:X-407-102E-10，由SAIDENCHEMICAL INDUSTRY C0., LTD.制造)。
[0146]涂布液的粘度是750mPa.sec (如通过B型粘度计测量的，产品名称:Vismetron VS-A1，由 SHIBAURA SEMTEK C0., LTD.制造)，在剪切速率为 IsecT1 时其粘度是2000mPa.sec，而在剪切速率为lOOOsec4时其粘度是250mPa.sec。
[0147]涂布液的静态表面张力利用FACE自动表面张力计CBVP-A3 (由Kyowa InterfaceScience C0., Ltd.制造)通过钼板法测量。结果，静态表面张力是33mN/m。
[0148](3)涂布液的流率
[0149]涂布液的流率设置为1.25cc/cm.sec (如通过用于涂布液的流量计所测量的，产品名称:CN015C-SS-440K，由OVAL公司制造)。
[0150](4)边缘导轨2的形状和材料
[0151]至于边缘导轨2，使用如图6A所示的由三块板构成的边缘导轨，其中中心板由不锈钢形成，并且集流腔是一级集流腔。
[0152]至于边缘导轨2的尺寸，向下流动的长度是140mm，辅助水的引入开口的最大宽度(w)是3mm,辅助水向下流动槽(凹进部分)的最大深度(X)是0.25mm,辅助水向下流动槽(凹进部分)的最大宽度是3mm,而锐角(α )是60°。
[0153]边缘导轨对之间的距离(在边缘导轨的凹进部分的锐角处形成的边缘到在另一个边缘导轨的锐角处形成的边缘)是250mm。
[0154](5)边缘导轨辅助水的输送
[0155]边缘导轨辅助水的输送速率设置为50mL/min。
[0156]边缘导轨辅助水通过微运动流量计(由OVAL公司制造)(流量计主体:E010S-SS-311,发送器:RFT9739-3MD11,积分计:EL0122-132011)和浮子式流量计(P100L-4,由TOKYO SEISO C0.，LTD.制造)从以0.2MPa加压的压力容器供应至边缘导轨
2。调节浮子式流量计的节流阀的开口以给出大约1.lm/s的辅助水向下流动速度，其通过从流率转换确定。
[0157]〈评定〉
[0158]( I)边缘导轨辅助水的喷射均匀性
[0159]一评定标准一
[0160]A:辅助水几乎均匀地喷射
[0161]B:辅助水的喷射有轻微的扰动
[0162]C:辅助水不均匀地喷射
[0163](2)幕帘膜的均匀性
[0164]形成幕帘膜，在从该幕帘膜的相对侧运用光，用肉眼观察到该膜的光和阴影，因而确认存在薄的膜部分。
[0165]一评定标准一
[0166]A:幕帘膜沿着其宽度方向几乎是均匀的
[0167]B:在幕帘的宽度方向上存在略厚的膜部分
[0168]C:在幕帘的宽度方向上存在厚的膜部分
[0169](3)在宽度方向上幕帘膜的流率分布
[0170]一流率测量方法一
[0171]折叠具有0.1mm厚度的SUS304板以形成具有8mm宽、8mm深的沟槽(flume)。幕帘膜用该沟槽阻挡，以用重量分析法测量该沟槽向下流动液体的量，因而测定向下下落的流率。测量的值通过规则被转换成流率分布，其中通过转换8_沟槽宽的流量计的值获得的流率确定为100%。
[0172]—评定标准一
[0173]A:厚膜部分的厚度相对于平均值小于105%
[0174]B:厚膜部分的厚度相对于平均值为105%或更大但是小于110%
[0175]C:厚膜部分的厚度相对于平均值为110%或更大
[0176](实验I)
[0177]为了弄清楚在狭缝部分的弯曲部分底部处的曲率半径R的影响，在实验I中，边缘导轨辅助水从其R被改变的边缘导轨喷射，因而确认喷射状态。而且，在实验的基本条件下形成幕帘膜，因而观察幕帘膜的膜厚度。
[0178]在实施例1中，在弯曲部分底部处的曲率半径设置为1mm，狭缝的间隙设置为
0.25mm，梯形部分的最薄部分的厚度T设置为1.25mm。结果，辅助水出口到边缘导轨的顶平面的高度h (=T+R+S)为2.5mmο
[0179]实施例2以和实施例1相同的方式进行，条件是弯曲部分的曲率半径R的底部变成 2mm。
[0180]实施例3以和实施例1相同的方式进行，条件是弯曲部分的曲率半径R的底部变成 0.5mmο
[0181]实施例4以和实施例1相同的方式进行，条件是弯曲部分的曲率半径R的底部变成 3mm η
[0182]比较实施例1以和实施例1相同的方式进行，条件是弯曲部分的曲率半径R的底部变成4mm。
[0183]比较实施例2以和实施例1相同的方式进行，条件是弯曲部分的曲率半径R的底部变成0.4mm。
[0184]比较实施例3以和实施例1相同的方式进行，条件是弯曲部分的曲率半径R的底部变成0.3mm。
[0185](结果)
[0186]实施例1至4和比较实施例1至3的评定结果提供在表I中。而且，幕帘膜的宽度方向的流率分布在图9中描绘。
[0187]表I
[0188]
【权利要求】
1.一种槽缝式幕涂设备，包括: 喷射单兀，其包括配置为喷射涂布液的涂布液出口 ； 导向单元对，其每个包括配置为喷射辅助水的辅助水出口，其中所述导向单元配置为沿着基本上垂直于幕帘膜的向下流动方向的宽度方向支撑由从所述涂布液出口喷射的所述涂布液形成的所述幕帘膜的两个边缘，并且将所述幕帘膜引导到待被输送的支撑体上；以及 配置为输送所述支撑体的输送单元， 其中所述导向单元具有配置为保持辅助水的集流腔部分，和在所述集流腔部分和所述辅助水出口之间连接的狭缝部分， 其中所述狭缝部分由直线部分和配置为基本上垂直向下喷射所述辅助水的弯曲部分组成，并且 其中所述弯曲部分设置在h=T+R+S为1.5mm到5mm的位置，其中T是所述弯曲部分顶部的最薄部分的厚度，R是所述弯曲部分底部的曲率半径并且为0.5mm到3mm，S是所述狭缝部分的间隙，并且h是所述辅助水出口到所述导向单元顶平面的高度。
2.根据权利要求1所述的槽缝式幕涂设备，其中所述直线部分与所述导向单元的顶平面形成30°至60°的角度。
3.一种槽缝式 幕涂方法，包括: 从涂布液出口喷射涂布液； 通过每个包括配置为喷射辅助水的辅助水出口的导向单元对，沿着基本上垂直于幕帘膜向下流动方向的宽度方向支撑由从所述涂布液出口喷射的所述涂布液形成的所述幕帘膜的两个边缘，并且将所述幕帘膜引导到待被输送的支撑体上；以及 输送所述支撑体， 其中所述导向单元具有配置为保持所述辅助水的集流腔部分，和在所述集流腔部分和所述辅助水出口之间连接的狭缝部分， 其中所述狭缝部分由直线部分和配置为基本上垂直向下喷射所述辅助水的弯曲部分组成，并且 其中所述弯曲部分设置在h=T+R+S为1.5mm到5mm的位置，其中T是所述弯曲部分顶部的最薄部分的厚度，R是所述弯曲部分底部的曲率半径并且为0.5mm到3mm，S是所述狭缝部分的间隙，并且h是所述辅助水出口到所述导向单元顶平面的高度。
4.根据权利要求3所述的槽缝式幕涂方法，其中所述直线部分与所述导向单元的顶平面形成30°至60°的角度。
5.根据权利要求3或4任一项所述的槽缝式幕涂方法，其中所述涂布液是随着剪切速率增加降低其表观粘度的流体，并且满足:
300 ≤ Jl1 ≤ 3000 CmPa.sec)，和
10 ≤η2 ≤ 300 CmPa.sec)， 其中H工是所述涂布液在Isec-1的剪切速率下的粘度，而η 2是所述涂布液在100sec-1的剪切速率下的粘度。
6.根据权利要求3至5任何一项的槽缝式幕涂方法，其中所述涂布液是丙烯酰基乳剂基的粘合剂。
【文档编号】B05C5/00GK104043559SQ201410099345
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2013年3月15日
【发明者】杣田浩纪, 山本一公 申请人:株式会社理光