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KR20190110035A - 도공 장치 및 도공막의 제조 방법 - Google Patents

도공 장치 및 도공막의 제조 방법 Download PDF

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KR20190110035A
KR20190110035A KR1020190029077A KR20190029077A KR20190110035A KR 20190110035 A KR20190110035 A KR 20190110035A KR 1020190029077 A KR1020190029077 A KR 1020190029077A KR 20190029077 A KR20190029077 A KR 20190029077A KR 20190110035 A KR20190110035 A KR 20190110035A
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coating
coating liquid
liquid layer
layer
coated
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하지메 미치히라
마사시 미야케
데츠오 나스
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

피도공물 상에 먼저 도공되고, 상기 피도공물과 함께 상대적으로 이동하고 있는 하나 이상의 제1 도공액층 상에, 다음의 제2 도공액층을 도공하는 도공부를 구비하고, 상기 제1 도공액층과 제2 도공액층을 고화시켜 도공막을 형성하도록 구성되어 있고, 상기 피도공물의 이동 속도에 대한 상기 제1 도공액층의 상기 제2 도공액층과의 계면의 이동 속도인 무차원 속도와, 상기 도공부의 하류측 립부의 길이가 특정한 수식을 만족시키도록 구성된, 도공 장치.

Description

도공 장치 및 도공막의 제조 방법 {COATING APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING COATING FILM}
본 발명은 도공 장치 및 도공막의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 도공 장치의 하나로서, 예를 들어 상대적으로 이동하는 기재 등의 피도공물 상에, 복수의 도공부로부터 각 도공액을 순차 토출함으로써, 복수의 도공액층을, 연속해서 적층하면서 형성하는 다이 코터가 사용되어 있다.
이러한 다이 코터는, 도공액을 토출하여 피도공물 상에 도공하는 도공부로서의 다이를, 피도공물의 이동 방향을 따라 복수 구비하고 있다. 이 다이 코터는, 상대적으로 이동하고 있는 피도공물 상에, 가장 상류측의 도공부에 의해 도공액층을 도공한 후, 다음의 도공부로부터 가장 하류측의 도공부에 이르기까지, 순서대로, 먼저 도공된 도공액층이 고화되기 전에 다음의 도공액층을 도공하고, 그 후, 각 도공액층을 고화시키고, 도공막(각 도공막층의 적층체)을 형성하도록 구성되어 있다(특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 2000-185254호 공보
그러나, 상기와 같은 도공 장치에서는, 먼저 도공된 도공액층 상에 다음의 도공액층을 도공할 때, 다음의 도공액의 토출에 의해, 먼저 도공된 도공액층이 무너져 버릴 우려가 있다. 또한, 먼저 도공된 도공액층이 무너지는 것에 수반하여, 다음의 도공액층도 무너져 버릴 우려가 있다. 이와 같이, 먼저 도공된 도공액층 상에 다음의 도공액층을 적절하게 도공할 수 없다는 문제가 발생하면, 원하는 품질의 도공막을 얻을 수 없게 된다.
그래서, 먼저 도공된 도공액층 상에 다음의 도공액층을 적절하게 도공하는 것이 요망되고 있다.
한편, 적절하게 도공하기 위해서는, 제조 조건을 적절한 조건으로 할 필요가 있지만, 이 제조 조건은 넓은 범위인 것이, 작업 효율상, 바람직하다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여, 먼저 도공된 도공액층 상에 다음의 도공액층을 도공할 때에, 이들 도공액층이 무너지는 것이 억제된 도공을, 넓은 범위의 제조 조건에서 가능하게 하는 도공 장치 및 도공막의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명에 관한 도공 장치는,
피도공물 상에 먼저 하나 이상의 제1 도공액이 토출되어 도공되어 있고, 아직 고화되어 있지 않고, 또한 상기 피도공물의 이동에 수반하여 상대적으로 이동하고 있는 하나 이상의 제1 도공액층 상에, 다음의 제2 도공액을 토출하여 제2 도공액층을 도공하는 도공부를 구비하고,
상기 제1 도공액층과 상기 제2 도공액층을 고화시켜 도공막을 형성하도록 구성된 도공 장치이며,
상기 도공부는, 상기 피도공물의 이동 방향에 있어서 서로 이격함으로써 슬롯을 형성하도록 배치된 상류측 립부와 하류측 립부를 갖고, 상기 슬롯으로부터 상기 제1 도공액층 상에 상기 제2 도공액을 토출하도록 구성되어 있고,
상기 피도공물의 이동 속도를 uw(m/s), 상기 제1 도공액층의 상기 제2 도공액층과의 계면의 상기 이동 속도를 uc(m/s)라고 하고, uw에 대한 uc의 비를 하기 수식 (1)로 표시되는 무차원 속도(－)라고 하고, 또한, 상기 하류측 립부의 상기 이동 방향에 있어서의 길이를 X(㎜), 상기 무차원 속도를 Y라고 할 때, 상기 X와 상기 Y가, 하기 수식 (2)를 만족시키도록 구성되어 있다.
Figure pat00001
μpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액의 각 점도 중, 가장 작은 점도(㎩·s)
μc: 상기 제2 도공액의 점도(㎩·s)
hG: 상기 계면과 상기 하류측 립부의 거리(m)
hpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액층의 전체 두께(m)
ρpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액의 각 밀도 중, 가장 큰 밀도(㎏/㎥)
g: 중력 가속도(m/s2)
Figure pat00002
또한, 상기 구성의 도공 장치에 있어서는,
상기 X가 0.1 이상 4 이하여도 된다.
본 발명에 관한 도공막의 제조 방법은,
상기 도공 장치를 사용한 도공막의 제조 방법이며,
피도공물 상에 먼저 하나 이상의 제1 도공액이 토출되어 도공되어 있고, 아직 고화되어 있지 않고, 또한 상기 피도공물의 이동에 수반하여 상대적으로 이동하고 있는 하나 이상의 제1 도공액층 상에, 다음의 제2 도공액을 토출하여 제2 도공액층을 도공하는 공정과,
상기 제1 도공액층과 상기 제2 도공액층을 고화시켜 도공막을 얻는 공정을 구비한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 도공 장치를 도시하는 개략 측면도.
도 2는 본 실시 형태의 도공 장치에 의해 도공되는 제1 및 제2 도공액층의 일례를 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도.
도 3은 본 실시 형태의 도공 장치에 의해 도공되는 제1 및 제2 도공액층의 일례를 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도.
도 4는 본 실시 형태의 도공 장치에 의해 도공되는 제1 및 제2 도공액층의 일례를 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도.
도 5는 도 1의 도공 장치에 있어서의 제2 도공부의 주변을, 제1 도공액층의 이동 속도와 함께 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도.
도 6은 도 5의 영역 S를 확대하여 도시하는 개략 측면도.
도 7은 도 5의 제1 도공액층에 가해지는 힘을 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도.
도 8은 연직 방향 하방으로 제2 도공액을 토출하도록 배치된 제2 도공부의 주변을, 제1 도공액층에 가해지는 중력과 함께 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도.
도 9는 복수의 제1 도공액층 상에 제2 도공액층이 도공될 때의 제2 도공부의 주변을, 제1 도공액층의 이동 속도와 함께 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도.
도 10은 도 9의 복수의 제1 도공액층을, 전체적으로 하나의 도공액층으로 하여 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도.
도 11은 제1 도공액층 및 제2 도공액층이 무너진 상태를 모식적으로 도시하는 개략적인 측면도.
도 12는 시험예 1에 있어서의 제2 도공부의 하류측 립부의 길이(X)와, 무차원 속도(Y)와, 각 X값 및 Y값에서의 도공 상태의 관계를 나타내는 그래프.
도 13은 도 12의 그래프로부터 산출된 근사식 및 근사선을, 도 12의 그래프에 추가한 그래프.
도 14는 도 13의 그래프로부터 근사식 및 근사선을 발출하여 도시하는 그래프.
도 15는 시험예 2에 있어서의 제1 도공액층의 제2 계면과 하류측 립부의 거리(갭)와, 해당 하류측 립부의 길이와, 제1 도공액층에 가해지는 비드압의 관계를 도시하는 그래프.
먼저, 본 발명의 본 실시 형태의 도공 장치에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 도공 장치(1)는,
피도공물(31) 상에 먼저 하나 이상의 제1 도공액(33)이 토출되어 도공되어 있고, 아직 고화되어 있지 않고, 또한 상기 피도공물(31)의 이동에 수반하여 상대적으로 이동하고 있는 하나 이상의 제1 도공액층(35) 상에, 다음의 제2 도공액(43)을 토출하여 제2 도공액층(45)을 도공하는 도공부(15)를 구비하고,
상기 제1 도공액층(35)과 상기 제2 도공액층(45)을 고화시켜 도공막(50)을 형성하도록 구성된 도공 장치(1)이며,
상기 도공부(15)는, 상기 피도공물(31)의 이동 방향 M에 있어서 서로 이격된으로써 슬롯(18)을 형성하도록 배치된 상류측 립부(16a)와 하류측 립부(17a)를 갖고, 상기 슬롯(18)으로부터 상기 제1 도공액층(35) 상으로 상기 제2 도공액(43)을 토출하도록 구성되어 있고,
상기 피도공물(31)의 이동 속도를 uw(m/s), 상기 제1 도공액층(35)의 상기 제2 도공액층(45)과의 계면(35b)의 상기 이동 속도를 uc(m/s)라고 하고, uw에 대한 uc의 비를 하기 수식 (1)로 표시되는 무차원 속도(－)라고 하고, 또한, 상기 하류측 립부(17a)의 상기 이동 방향에 있어서의 길이를 X(㎜), 상기 무차원 속도를 Y라고 할 때, 상기 X와 상기 Y가, 하기 수식 (2)를 만족시키도록 구성되어 있다.
Figure pat00003
μpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액(33)의 각 점도 중, 가장 작은 점도(㎩·s)
μc: 상기 제2 도공액(43)의 점도(㎩·s)
hG: 상기 제2 계면(35b)과 상기 하류측 립부(17a)의 거리(m)
hpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액층(35)의 전체 두께(m)
ρpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액(33)의 각 밀도 중, 가장 큰 밀도(㎏/㎥)
g: 중력 가속도(m/s2)
Figure pat00004
또한, 도 1에는 피도공물(31) 상에 먼저 도공되는 하나의 제1 도공액층(35) 상에 제2 도공액층(45)을 도공하는 양태를 예시하지만, 먼저 도공되는 제1 도공액층(35)의 수량은, 후술하는 바와 같이 특별히 한정되는 것은 아니다.
본 실시 형태의 도공 장치(1)는, 또한, 피도공물(31)의 이동 방향 M에 있어서의 도공부(15)의 상류측에, 상기 피도공물(31)의 이동 방향 M에 있어서 서로 이격됨으로써 슬롯(8)을 형성하도록 배치된 상류측 립부(6a)와 하류측 립부(7a)를 갖고, 도공부(15)보다도 먼저, 상기 슬롯(8)으로부터 상기 피도공물(31) 상으로 상기 제1 도공액(33)을 토출하도록 구성된 도공부(5)를 구비하고 있다.
또한, 본 발명의 도공 장치에 있어서는, 도공부(5)는 이와 같이 슬롯 다이 도공을 행하는 것이 가능하게 구성된 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도공물(5)은 그라비아 도공을 행하는 것이 가능하게 구성된 것이어도 된다.
이하, 먼저 제1 도공액층(35)을 도공하는 도공부(5)를 제1 도공부(5)라고 하고, 이어서 제2 도공액층(45)을 도공하는 도공부(15)를 제2 도공부(15)라고 한다.
도공 장치(1)는, 또한, 제1 및 제2 도공부(5, 15)에 의해 각각 도공된 제1 및 제2 도공액층(35, 45)을, 고화시켜 각 도공막층(37, 47)을 형성하는 고화부(27)를 구비하고 있다.
도공 장치(1)는, 또한, 피도공물(31)을 표면에서 지지하면서, 해당 피도공물(31)의 길이 방향에 있어서 상기 제1 도공부(5) 및 제2 도공부(15)에 대하여 상대적으로 이동시키는 지지부(25)를 구비하고 있다.
피도공물(31)로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 띠상의 시트 부재 등을 들 수 있다.
이러한 시트 부재로서는, 예를 들어 수지 필름을 들 수 있다. 또한, 수지 필름으로서는, 예를 들어 도레이사제의 루미러(등록 상표) 등을 들 수 있다.
지지부(25)는, 길이 방향으로 이동하는 피도공물(31)을, 제1 및 제2 도공부(5, 15)의 반대측으로부터 지지하는 것이다. 지지부(25)에 지지되고 제1 도공부(5) 및 제2 도공부(15)에 대하여 상대적으로 이동하는 피도공물(31)에, 제1 및 제2 도공부(5, 15)가 이 순서로 도공한다.
이러한 지지부(25)로서는, 롤러 등을 들 수 있다.
본 실시 형태에서는, 지지부(25)는 제1 도공부(5)의 슬롯(8)과 대향하는 위치에 있어서, 해당 슬롯(8)에 대하여, 피도공물(31)을 상대적으로 한쪽의 측방(도 1의 좌측 방향)으로부터 다른 쪽의 측방(도 1의 우측 방향)으로 이동시키도록 되어 있다.
또한, 지지부(25)는 제2 도공부(15)의 슬롯(18)과 대향하는 위치에 있어서, 피도공물(31)을 제1 도공액층(35)과 함께, 상대적으로 하방(도 1의 하방)으로부터 상방(도 1의 상방)으로 이동시키도록 되어 있다.
고화부(27)는 제1 및 제2 도공액층(35, 45)을 고화시켜 각 도공막층(37, 47)을 형성하도록 구성되어 있다. 이 고화부(27)에 의해 고화됨으로써, 도공막층(37)과 도공막층(47)의 적층체인 도공막(50)이 형성된다. 고화부(27)는 제1 및 제2 도공액층(35, 45)을 고화시킬 수 있는 것이면 되고, 특별히 한정되지 않는다. 이러한 고화부(27)는 제1 및 제2 도공액(33, 43)의 종류 등에 따라 적절히 설정된다.
본 실시 형태에서는, 제1 도공부(5) 및 제2 도공부(15)로서, 슬롯(8, 18)을 갖는 다이가 채용되어 있다. 이와 같이 다이를 구비한 도공 장치(1)는 다이 코터라고 불린다.
제1 도공부(5)는 제2 도공액층(45)의 도공에 앞서, 슬롯(8)으로부터 선행의 제1 도공액(33)을 토출하고, 상대적으로 이동하고 있는 피도공물(31) 상에 제1 도공액층(35)을 순차 도공하도록 되어 있다.
제1 도공부(5)는 슬롯(8)이 상방을 향하도록 배치되어 있고, 슬롯(8)에 대하여 상대적으로 좌우 방향으로 이동하고 있는 피도공물(31)에 제1 도공액(33)을 토출하도록 되어 있다. 제1 도공부(5)에는 제1 도공액(33)의 수용부(도시하지 않음)로부터, 배관(도시하지 않음) 및 펌프(도시하지 않음)를 통해 제1 도공액(33)이 공급되도록 되어 있다.
구체적으로는, 제1 도공부(5)는 상류측의 다이브 로크(6)와, 상류측의 다이브 로크(6)와 대향하여 배치된 하류측의 다이브 로크(7)를 구비한다. 제1 도공부(5)는 상류측의 다이브 로크(6)와 하류측의 다이브 로크(7)를 합장시킴으로써 형성되어 있다. 이와 같이 양 다이브 로크(6, 7)를 합장시킴으로써, 이것들 사이에는 펌프(도시하지 않음)에 의해 공급된 제1 도공액(33)이 저류되는 매니폴드(9)와, 해당 매니폴드(9)로부터 선단 에지를 향해 배치된 슬롯(8)이 형성되어 있다. 또한, 상류측의 다이브 로크(6)의 선단 에지인 상류측 립부(6a)와 하류측의 다이브 로크(7)의 선단 에지인 하류측 립부(7a) 사이의 간극이 슬롯(8)의 토출구로 되어 있다.
상류측 립부(6a)와 하류측 립부(7a)는 지지부(25)의 직경 방향과 수직인 평면 상에 위치하도록 배치되어 있다. 슬롯(8)은 지지부(25)의 직경 방향과 평행하게 배치되어 있다.
제2 도공부(15)는 제1 도공액층(35)의 도공에 이어서, 슬롯(18)으로부터 다음의 제2 도공액(43)을 토출하고, 상대적으로 이동하고 있는 피도공물(31) 상의 제1 도공액층(35)에 제2 도공액층(45)을 순차 도공하도록 되어 있다.
제2 도공부(15)는 슬롯(18)이 측방을 향하도록 배치되어 있고, 슬롯(18)에 대하여 상대적으로 상하 방향으로 이동하고 있는 제1 도공액층(35) 상에 제2 도공액(43)을 토출하도록 되어 있다. 제2 도공부(15)에는 제2 도공액(43)의 수용부(도시하지 않음)로부터, 배관(도시하지 않음) 및 펌프(도시하지 않음)를 통해 제2 도공액(43)이 공급되도록 되어 있다.
또한, 제1 및 제2 도공부(5, 15)는 감압용의 챔버를 구비한 슬롯 다이여도 된다.
구체적으로는, 제2 도공부(15)는 상류측의 다이브 로크(16)와, 상류측의 다이브 로크(16)와 대향하여 배치된 하류측의 다이브 로크(17)를 구비한다. 제2 도공부(15)는 상류측의 다이브 로크(16)와 하류측의 다이브 로크(17)를 합장시킴으로써 형성되어 있다. 이와 같이 양 다이브 로크(16, 17)를 합장시킴으로써, 이것들 사이에는 펌프(도시하지 않음)에 의해 공급된 제2 도공액(43)이 저류되는 매니폴드(19)와, 해당 매니폴드(19)로부터 선단 에지를 향해 배치된 슬롯(18)이 형성되어 있다. 또한, 상류측의 다이브 로크(16)의 선단 에지인 상류측 립부(16a)와 하류측의 다이브 로크(17)의 선단 에지인 하류측 립부(17a) 사이의 간극이, 슬롯(18)의 토출구로 되어 있다.
상류측 립부(16a)와 하류측 립부(17a)는 지지부(25)의 직경 방향과 수직인 평면 상에 위치하도록 배치되어 있다. 슬롯(18)은 지지부(25)의 직경 방향과 평행하게 배치되어 있다.
하류측 립부(17a)의 길이가 작을수록, 제1 도공액층(35) 및 제2 도공액층(45)이 무너지는 일 없이 제2 도공액층(45)을 도공하는 것이 가능한 상기 갭의 범위를 넓게 할 수 있다. 이러한 관점을 고려하면, 하류측 립부(17a)의 길이는 0.1㎜ 이상 4㎜ 이하인 것이 바람직하다.
본 실시 형태에 있어서는, 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 피도공물(31)의 이동 방향 M에 수직인 방향(폭 방향, 도 2의 좌우 방향)에 있어서, 제1 도공부(5) 및 제2 도공부(15)가 각각, 연속된 하나의 제1 도공액층(35) 및 제2 도공액층(45)을 도공하도록 구성되어 있어도 된다.
예를 들어, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 폭 방향(도 3의 좌우 방향)에 있어서, 제1 도공부(5)가, 서로 간격을 두고 이격된 복수의 제1 도공액층(35)을 도공하도록 구성되고, 제2 도공부(15)가, 각 제1 도공액층(35)에 대응한 복수의 제2 도공액층(45)을 각 제1 도공액층(35) 상에 각각 도공하도록 구성되어 있어도 된다.
예를 들어, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 폭 방향(도 4의 좌우 방향)에 있어서, 제1 도공부(5)가, 연속된 하나의 제1 도공액층(35)을 도공하도록 구성되고, 제2 도공부(15)가, 서로 간격을 두고 이격된 복수의 제2 도공액층(45)을 해당 제1 도공액층(35) 상에 도공하도록 구성되어 있어도 된다.
본 실시 형태의 도공 장치(1)는 피도공물(31)의 이동 속도를 uw(m/s), 제1 도공액층(35)의 제2 도공액층(45)과의 계면(45a)의 이동 속도를 uc(m/s)라고 하고, uw에 대한 uc의 비를 상기 수식 (1)로 표시되는 무차원 속도(－)라고 하고, 또한, 제2 도공부(15)의 하류측 립부(17a)의 길이를 X(㎜), 상기 무차원 속도를 Y라고 할 때, X와 Y가 상기 수식 (2)를 만족시키도록 구성되어 있다.
상기 수식 (1), 수식 (2)에 대하여, 이하에 설명한다.
먼저, 도 1, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 피도공물(31) 상에 하나의 도공액층(35)이 도공되어 있고, 이 하나의 도공액층(35) 상에 다음의 도공액층(45)을 도공하는 경우에 있어서의, 제1 도공액층(35) 및 제2 도공액층(45)이 무너지는 것을 억제하는 메커니즘 및 수식 (1)의 도출에 대하여 설명한다.
도 1에 있어서, 제1 도공부(5)와 제2 도공부(15) 사이, 즉, 제1 도공액층(35) 상에 제2 도공액층(45)이 도공되기 전에 있어서는, 제1 도공액층(35)의 전체가 피도공물(31)에 추종하여 이동하기 때문에, 제1 도공액층(35)의 이동 속도는 두께 방향 전체에 있어서 피도공물(31)의 이동 속도와 동일하다. 즉, 선행의 도공액층에 있어서의 두께 방향의 어느 부분에 있어서도, 그 이동 속도는 피도공물(31)의 이동 속도와 동일하다.
이 상태로부터, 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 도공액층(35) 상에 제2 도공액층(45)이 도공되어도, 제1 도공액층(35)의 피도공물(31)과의 계면(이하, 제1 계면이라고 하는 경우가 있음)(35a)은 제2 도공액층(45)이 도공되기 전과 마찬가지로, 피도공물(31)의 이동에 추종한다. 따라서, 제1 도공액층(35)의 제1 계면(35a)의 이동 속도는 피도공물(31)의 이동 속도와 동등하다.
이에 비해, 제1 도공액층(35)의 제2 도공액층(45)과의 계면(이하, 제2 계면이라고 하는 경우가 있음)(35b)은 제2 도공액층(45)이 도공되면, 피도공물(31)의 이동에 추종하는 것이 곤란해지고, 피도공물(31)의 이동보다도 지연되어 버린다. 따라서, 이 지연된 만큼, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동 속도는 제2 도공액층(45)이 도공되기 전보다도 작아지고, 또한 제1 도공액층(35)의 두께 방향에 있어서, 제1 계면(35a)으로부터 제2 계면(35b)을 향할수록, 각 부분의 이동 속도가 작아진다. 제2 계면(35b)의 이동 속도가 지나치게 작아지면, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 도공액층(35)이 무너져 버린다. 이에 수반하여 제2 도공액층(45)도 무너져 버린다. 또한, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동 속도는 제2 도공액층(45)의 이동 속도와 동등하다.
따라서, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동 속도를 피도공물(31)의 이동 속도에 가깝게 함으로써, 제1 도공액층(35) 및 제2 도공액층(45)이 무너지는 것을 억제할 수 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동 속도의 저하에 영향을 미치는 요인으로서는, 제2 도공액(43)의 비드압에 의해 제1 도공액층(35)에 가해지는 압력 구배와, 제1 도공액층(35)에 가해지는 중력과, 제2 도공액층(45)에 의해 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)에 가해지는 전단력을 들 수 있다.
그래서, 이것들을 물리학적 및 수학적 이론에 기초하여 유체 역학의 이론식(나비에 스토크스의 방정식)에 적용한다. 적용에 있어서는, 피도공물(31)의 이동 방향 M과 수직인 방향(폭 방향)으로 흐르지 않는다고 가정한다. 이 적용에 의해, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동 속도 uc가, 피도공물(31)의 이동 속도 uw와, 제1 도공액층(35) 내의 압력 구배 ∂p/∂x를 사용하는 압력 구배항과, 중력항과, 전단력항에 의해, 하기 수식 (3)과 같이 표시된다. 하기 수식 (3)에 나타내는 바와 같이, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동 속도는 피도공물(31)의 이동 속도 uw로부터 압력 구배항, 중력항 및 전단력항을 뺀 것이 된다.
하기 수식 (3)에 나타내는 바와 같이, 상기 압력 구배항에는, 제1 도공액층(35)의 두께 hpre, 제1 도공액(33)의 점도 μpre 및 제1 도공액층(35) 내의 압력 구배 ∂p/∂x 등의 요소가 포함된다.
이 압력 구배 ∂p/∂x는 제2 도공부(15)의 슬롯(18)으로부터 토출되는 제2 도공액(43)의 비드압에 의해 제1 도공액층(35)에 가해지는 압력의, 피도공물(31)의 이동 방향 M에 있어서의 구배(즉, 압력 분포)이다.
또한, 제2 도공부(15)보다도 상류측에 있어서는[즉, 제2 도공액(43)이 토출되기 전에 있어서는], 제1 도공액층(35)에 가해지는 압력은 0이고, 또한 이 압력은 대기압과 동등하다. 또한, x는 피도공물(31)의 이동 방향(진행 방향)을 정으로 한 좌표이다.
상기 중력항에는 제1 도공액층의 밀도 ρpre, 중력 가속도 g, 제1 도공액층(35)의 두께 hpre 및 제1 도공액(33)의 점도 μpre, 중력이 작용하는 방향에 대하여 피도공물(31)의 이동 방향이 이루는 각도 θ 등의 요소가 포함된다.
상기 전단력항에는 제1 도공액층(35)의 두께 hpre, 제1 도공액(33)의 점도 μpre, 제2 도공액(43)의 점도 μc, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동 속도 uc 및 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)과 하류측 립부(17a)의 거리(갭) hG 등의 요소가 포함된다.
Figure pat00005
μpre: 상기 제1 도공액(33)의 점도(㎩·s)
μc: 상기 제2 도공액(43)의 점도(㎩·s)
hG: 상기 제2 계면(35b)과 상기 하류측 립부(17a)의 거리(m)
hpre: 상기 제1 도공액층의 두께(m)
ρpre: 상기 제1 도공액층의 밀도(㎏/㎥)
g: 중력 가속도(m/s2)
θ: 중력이 가해지는 방향에 대하여 상기 피도공물(31)의 이동 방향 M이 이루는 각도(°)
또한, 얻어진 수식 (3)을, 피도공물(31)의 이동 속도 uw에 대한 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동 속도 uc의 비(uc/uw)를 나타내도록 변형하면, 하기 수식 (4)가 얻어진다.
Figure pat00006
여기서, 제1 도공액층(35) 내의 압력 구배 ∂p/∂x는 제2 도공부(15)의 하류측 립부(17a)의 길이에 따라 영향을 받는다.
그래서, 압력 구배 ∂p/∂x는 별도로, 하류측 립부(17a)의 길이로서 고려하는 것으로 하고, 그 대신에, 상기 수식 (4)에 있어서 압력 구배를 0(제로)으로 한다(∂p/∂x＝0). 이에 의해, 하기 수식 (5)가 얻어진다.
Figure pat00007
전술한 바와 같이, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동 속도 uc가 피도공물(31)의 이동 속도 uw에 가까운 편이 좋기 때문에, uc/uw는 1에 가까운 편이 좋다.
여기서, cosθ는 －1 이상 1 이하의 값을 취한다(－1≤cosθ≤1).
cosθ＝－1이 되는 것은, 도 5에 도시한 바와 같이 θ＝180°일 때이고, 이때, -ρgcosθ는 최대가 된다(-ρpregcosθ＝ρpreg). 따라서, cosθ 이외의 값이 일정하면, 상기 수식 (5)의 uc/uw는 최소가 된다.
한편, cosθ＝1이 되는 것은, θ＝0°일 때이고, 이때, -ρpregcosθ는 최소(-ρgcosθ＝-1)가 된다. 따라서, cosθ 이외의 값이 일정하면, 상기 수식 (5)의 상기 식 (5)의 uc/uw는 최대가 된다(도시하지 않음).
또한, 0°<θ<180°에서는, uc/uw는 θ＝0°인 경우의 값과 θ＝180°인 경우의 값 사이의 값이 된다.
예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 제2 도공부(15)가, 그 슬롯(18)이 하방을 향하도록 배치되어 있고, 슬롯(18)에 대하여 상대적으로 하나의 측방(도 8의 우측)으로부터 다른 측방(도 8의 좌측)으로 이동하고 있는 제1 도공액층(35) 상에 제2 도공액(43)을 토출하는 경우에는, θ＝90°가 되고, cosθ＝0이 된다. 따라서, 이 경우, uc/uw는 θ＝180°인 경우와 θ＝0°인 경우 사이의 값이 된다. 또한, cos＝0인 것에 의해, 수식 (3)에 있어서 중력항을 무시할 수 있다(중력항＝0). 즉, 제1 도공액층(35)에 가해지는 중력은 제1 도공액층(35)을 무너뜨리는 방향으로는 가해지지 않는다.
따라서, θ＝180°인 경우가, 상기 uc/uw가 1에 가까워지기 위해서는 가장 엄격한 조건이 된다.
따라서, 상기 식 (5)에 있어서 θ＝180°로 하면, 하기와 같이, 수식 (1)이 유도된다. 또한, 하기 수식 (1)에 있어서, 상기 이동 속도의 비(uc/uw)를, 무차원 속도라고 칭한다.
Figure pat00008
상기 수식 (1)에 있어서, 피도공물(31) 상에 도공된 하나의 제1 도공액층(35)에 제2 도공액층(45)을 도공하는 경우에는, μpre, μc, hG, hpre, ρpre 및 g는 하기와 같이 된다.
μpre: 상기 제1 도공액(33)의 점도(㎩·s)
μc: 상기 제2 도공액(43)의 점도(㎩·s)
hG: 상기 제2 계면(35b)과 상기 하류측 립부(17a)의 거리(m)
hpre: 상기 제1 도공액층(35)의 두께(m)
ρpre: 상기 제1 도공액(33)의 밀도(㎏/㎥)
g: 중력 가속도(m/s2)
이어서, 도 9에 도시한 바와 같이, 피도공물(31) 상에 복수의 제1 도공액층(35)이 도공되어 있고, 이 복수의 제1 도공액층(35) 상에 다음의 제2 도공액층(45)을 도공하는 경우에 있어서의, 제1 도공액층(35) 및 제2 도공액층(45)이 무너지는 것을 억제하는 메커니즘 및 수식 (1)의 도출에 대하여 설명한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 예를 들어 도공 장치(1)가, 피도공물(31)의 이동 방향 M의 상류측으로부터 하류측을 향해 1번째부터 N-1번째까지의 N-1개(N은 3 이상의 정수)의 도공부를 구비하고 있고, 이 중 1번째부터 N-1번째까지의 도공부(제1 도공부)(5)에 의해 피도공물(31) 상에 1번째부터 N-1번째까지의 제1 도공액층(35)이 먼저 도공되고, N번째의 도공부(제2 도공부)(15)에 의해, 다음의 제2 도공액층(45)(N번째의 도공액층)이 도공되는 것으로 한다.
이 경우, 가장 외측(N-1번째)의 제1 도공액층(35) 상에 제2 도공액층(45)이 도공되면, 가장 내측(1번째)의 제1 도공액층(35)으로부터 가장 외측의 제1 도공액층(35)까지, 각 제1 도공액층(35)의 이동 속도가 조금씩 작아진다. 또한, 각 제1 도공액층(35)에 있어서도, 그 이동 속도가, 피도공물(31)측으로부터 제2 도공액층(45)측까지 조금씩 작아진다. 또한, 1번째의 제1 도공액층(35)의 피도공물(31)과의 계면의 이동 속도는 도공물(31)의 이동 속도와 동등하게, uw가 되는 한편, N-1번째의 제1 도공액층(35)의 제2 도공액층(45)과의 계면의 이동 속도는 제2 도공액층(45)의 이동 속도와 동등하게, uc가 된다.
이와 같이, 복수의 제1 도공액층(35)의 전체로서, 1번째의 제1 도공액층(35)의 피도공물(31)과의 계면으로부터, N-1번째의 제1 도공액층(35)의 제2 도공액층(45)과의 계면을 향할수록, 그 이동 속도가 작아진다.
그리고, N-1번째의 제1 도공액층(35)의 제2 도공액층(45)과의 계면의 이동 속도가 지나치게 작아지면, 복수의 제1 도공액층(35)이 무너지고, 이에 수반하여 제2 도공액층(45)이 무너지게 된다.
따라서, N-1번째의 제1 도공액층(35)의 이동 속도를 피도공물(31)의 이동 속도에 가깝게 함으로써, 복수의 제1 도공액층(35) 및 제2 도공액층이 무너지는 것을 억제할 수 있다.
이와 같이, 복수의 제1 도공액층(35)의 전체를 하나의 제1 도공액층(35)으로서 파악하면, 해당 전체로서 하나의 도공액층(35) 및 제2 도공액층(45)이 무너지는 것을 억제하는 메커니즘은, 전술한 하나의 도공액층(35) 상에 제2 도공액층(45)을 도공하는 경우(도 5 참조)와 동일해진다.
또한, 제1 계면(35a)으로부터 제2 계면(35b)를 향한 이동 속도의 저하에 영향을 미치는 요인으로서, 전술과 마찬가지로(도 7 참조), 압력 구배, 중력 및 전단력이, 복수의 제1 도공액층(35)의 전체에 가해지게 된다.
따라서, 복수의 제1 도공액층(35) 상에 제2 도공액층(45)을 도공하는 경우에 있어서도, 복수의 제1 도공액층(35)을 전체에서 하나의 제1 도공액층(35)으로서 파악함으로써, 상기 수식 (1)이 적용된다.
즉, 상기 수식 (1)은 피도공물(31) 상에 먼저 도공된 하나의 제1 도공액층(35) 상에 다음의 제2 도공액층(45)을 도공하는 경우(2층 도공)뿐만 아니라, 피도공물(31) 상에 먼저 도공된 둘 이상의 제1 도공액층(35) 상에 다음의 제2 도공액층(45)을 도공하는 경우(3층 이상의 도공)에 있어서도, 먼저 도공된 둘 이상의 제1 도공액층(35)을 전체로 하고 하나의 제1 도공액층(35)으로 파악함으로써, 상기 2층 도공과 마찬가지로 수식 (1)이 적용된다.
이 경우, 수식 (1)에 있어서, 가장 외측(N-1번째)의 제1 도공액층(35)의 제2 도공액층(45)과의 계면 및 그 이동 속도가, 복수의 제1 도공액층(35)에 있어서의 제2 계면(35b) 및 그 이동 속도가 된다.
제1 도공액층(35)의 두께는 1번째부터 N-1번째까지의 제1 도공액층(35)의 모든 두께가 된다.
한편, 수식 (1)에 있어서, μpre가 작을수록, uc/uw가 작아지기 때문에, 더 엄격한 조건이 된다. 따라서, 복수의 제1 도공액(33)의 각 점도 중, 가장 작은 점도를, 대표값으로서 채용한다.
또한, 수식 (1)에 있어서, ρpre가 클수록, uc/uw가 작아지기 때문에, 더 엄격한 조건이 된다. 따라서, 복수의 제1 도공액(33)의 각 점도 중, 가장 큰 점도를, 대표값으로서 채용한다.
따라서, 수식 (1)에 있어서, 피도공물(31) 상에 도공된 복수의 제1 도공액층(35)에 제2 도공액층(45)을 도공하는 경우에는, μpre, μc, hG, hpre, ρpre 및 g는 하기와 같이 된다.
μpre: 상기 복수의 제1 도공액(33)의 각 점도 중, 가장 작은 점도(㎩·s)
μc: 상기 제2 도공액의 점도(㎩·s)
hG: 상기 제2 계면(35b)과 상기 하류측 립부(17a)의 거리(m)
hpre: 상기 복수의 제1 도공액층(35)의 전체 두께(m)
ρpre: 상기 복수의 제1 도공액(33)의 각 밀도 중, 가장 큰 밀도(㎏/㎥)
g: 중력 가속도(m/s2)
그리고, 이것들을, 하기에 나타내는 바와 같이, 전술한 제1 도공액층(35)이 하나인 경우와 통합한다.
μpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액(33)의 각 점도 중, 가장 작은 점도(㎩·s)
μc: 상기 제2 도공액의 점도(㎩·s)
hG: 상기 제2 계면(35b)과 상기 하류측 립부(17a)의 거리(m)
hpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액층(35)의 전체 두께(m)
ρpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액(33)의 각 밀도 중, 가장 큰 밀도(㎏/㎥)
g: 중력 가속도(m/s2)
이와 같이 하여, 상기 수식 (1)이 도출된다.
이 수식 (1)에 있어서, 무차원 속도는, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동이 피도공물(31)의 이동에 추종하는 정도를 나타내는 지표이다. 즉, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동 속도가 피도공물(31)의 이동 속도에 가까워질수록, 무차원 속도는 1에 가까워지고, 일치하면, 1이 된다. 또한, 무차원 속도가 1에 가까워질수록, 제1 도공액층(35) 및 제2 도공액층(45)이, 더 무너지는 일 없이 도공되기 쉬워진다.
반대로, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동 속도가 피도공물(31)의 이동 속도로부터 멀어질(작아질)수록, 무차원 속도는 1로부터 멀어져 0을 향해 작아지고, 제1 및 제2 도공액층(35, 45)이 무너지기 쉬워진다.
또한, 수식 (1)에 있어서, 상기 압력 구배항, 중력항 및 전단력항에 포함되는 요소 중, 압력 구배 ∂p/∂x를 제외한 각 요소(각 제조 조건)를 변화시킴으로써, 무차원 속도를 변화시킬 수 있다. 따라서, 무차원 속도가 취할 수 있는 수치 범위의 넓이는, 압력 구배 ∂p/∂x를 제외한 각 요소가 취할 수 있는 수치 범위의 넓이, 즉 제조 조건의 넓이에 상당한다.
이어서, 상기 수식 (2)의 도출에 대하여 설명한다.
전술한 바와 같이, 제2 도공액층(45)이 도공되었을 때의 제1 도공액층(35) 내의 압력 구배 ∂p/∂x는 제2 도공부(15)의 하류측 립부(17a)의 길이에 따라 영향받는다.
따라서, 하류측 립부(17a)의 길이는 제2 도공액층(45)을 도공할 때의 제1 도공액층(35)의 붕괴에 영향을 미친다.
한편, 상기 무차원 속도도, 제2 도공액층(45)을 도공할 때의 제1 도공액층(35)의 붕괴에 영향을 미친다.
이와 같이, 무차원 속도의 수치의 정도에 따라서는, 도공 가능한 제2 도공부의 하류측 립부의 길이의 수치 범위가 넓어지거나 좁아지거나 한다. 반대로, 하류측 립부(17a)의 길이의 정도에 따라서는, 도공 가능한 무차원 속도의 수치 범위가 넓어지거나 좁아지거나 한다.
그러나, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 하류측 립부(17a)의 길이 X와 무차원 속도 Y가, 하기 수식 (2)에 나타내는 범위를 만족시키는 경우에는, 제1 도공액층(35) 및 제2 도공액층(45)이 무너지는 일 없이 제2 도공액층(45)을 도공하는 것이 가능해지고, 또한 X의 수치 범위와 Y의 수치 범위의 양쪽을 넓게 할 수 있다. 또한, 후술하는 실시예에 있어서는, 하류측 립부(17a)의 길이를 다양하게 변경 함과 함께 무차원 속도를 다양하게 변경하면서, 제1 도공액층(35) 상에 제2 도공액층(45)을 도공하고, 각 조건에 있어서 제1 도공액층(35)이 무너지는 일 없이 제2 도공액층(45)을 도공할 수 있는지 여부, 즉, 원하는 제1 및 제2 도공액층(35, 45)을 얻을 수 있는지 여부에 대하여, 설명된다.
또한, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 각 무차원 속도를 y축, 하류측 립부(17a)의 길이를 x축이라고 하고, 각 무차원 속도와, 각 무차원 속도에 대응하는 하류측 립부(17a)를, 도공 상태가 양호한지 여부와 함께 플롯하여 그래프를 작성하고, 얻어진 그래프에 있어서, 각 하류측 립부(17a)마다, 도공 상태가 불량인 플롯에 가장 가깝고 또한 도공 상태가 양호인 플롯을 각각 선택하고, 선택된 플롯군을 2차식으로 근사함으로써, 근사식으로서의 수식 (2)가 얻어진다.
Figure pat00009
이와 같이 하여, 수식 (2)가 도출된다.
상기 수식 (1), (2)에 의하면, 제2 도공액층(45)을 도공할 때에, 먼저 도공된 제1 도공액층(35)과의 관계에서, 상기 수식 (2)를 만족시키도록, 도공 장치(1)의 도공 조건을 결정할 수 있다.
각 제1 도공액층(35) 및 제2 도공액층(45)의 두께는, 상기 수식 (1), (2)를 만족시키도록 적절히 설정될 수 있다. 이들 두께는, 예를 들어 각 제1 도공액(33) 및 제2 도공액(43)의 점도에 따라, 제1 및 제2 도공부(5, 15)로부터의 제1 및 제2 도공액(33, 43)의 토출량 및 피도공물(31)의 이동 속도의 적어도 한쪽을 조정함으로써, 조정될 수 있다.
예를 들어, 제1 도공액층(35) 및 제2 도공액층(45)의 두께가 지나치게 작으면, 원하는 영역 전체에 걸쳐서 도공되는 것이 곤란해지고, 지나치게 크면, 자중에 의해 늘어져 버리기 때문에, 도공이 곤란해지는 경향이 있다.
따라서, 이러한 관점을 고려하면, 예를 들어 제1 도공액층(35)의 두께는 0.01㎛ 이상 1000㎛ 이하가 바람직하고, 0.1㎛ 이상 500㎛ 이하가 보다 바람직하다.
예를 들어, 제2 도공액층(45)의 두께는 0.01㎛ 이상 1000㎛ 이하가 바람직하고, 0.1㎛ 이상 500㎛ 이하가 보다 바람직하다.
각 제1 도공액(33)은 고화 성분을 함유하고, 피도공물(31) 상에 도공되고, 해당 피도공물(31) 상에서 고화되는 것이다.
제2 도공액(43)은 고화 성분을 함유하고, 제1 도공액층(35) 상에 도공되고, 해당 제1 도공액층(35) 상에서 고화되는 것이다.
이러한 제1 및 제2 도공액(33, 43)의 종류는, 상기 수식 (1), (2)를 만족시키도록 적절히 설정될 수 있다.
제1 및 제2 도공액(33, 43)으로서는, 예를 들어 폴리머 용액을 들 수 있고, 상기 고화 성분으로서 사용되는 재료로서는, 열경화성 재료, 자외선 경화성 재료, 전자선 경화성 재료 등을 들 수 있다.
제1 도공액(33)으로서는, 예를 들어 하도제, 자외선 경화형 접착제 등의 접착제, 점착제, 액정 등을 들 수 있다.
이것들을 사용함으로써, 제2 도공액층(45)과 피도공물(31)의 접착력이 높여진다는 이점이 있다.
제1 도공액(33)의 점도는 0.0005㎩·s 이상 30㎩·s 이하가 적합하고, 0.001㎩·s 이상 20㎩·s 이하가 보다 적합하다. 이러한 점도는, 후술하는 실시예에 기재된 측정 방법에 의해 측정된 값이다.
제1 도공액(33)의 점도가 0.0005㎩·s 이상인 경우에는, 종래 공지의 도공 방식으로 용이하게 도공할 수 있다는 이점이 있다.
제1 도공액(33)의 점도가 30㎩·s 이하인 경우에는, 펌프 등의 종래 공지의 급액 수단에 의해 용이하게 도공부(5)에 급액될 수 있다는 이점이 있다.
제1 도공액(33)의 밀도 ρpre는 600 내지 1400㎏/㎥가 바람직하고, 700 내지 1300㎏/㎥가 보다 바람직하다. 이러한 밀도는 후술하는 실시예에 기재된 측정 방법에 의해 측정된 값이다.
제1 도공액층(35)의 두께[제1 도공액층(35)이 복수인 경우는 각 도공액층(35)의 두께]는 0.1 내지 1000㎛가 바람직하고, 1 내지 500㎛가 보다 바람직하다. 이러한 두께는 후술하는 실시예에 기재된 측정 방법에 의해 측정된 값이다.
제2 도공액(43)으로서는, 예를 들어 자외선 경화형 접착제 등의 접착제, 점착제, 액정 등을 들 수 있다.
제2 도공액(43)의 점도는 0.0005㎩·s 이상 30㎩·s 이하가 적합하고, 0.001㎩·s 이상 20㎩·s 이하가 보다 적합하다. 이러한 점도는 후술하는 실시예에 기재된 측정 방법에 의해 측정된 값이다.
제2 도공액(43)의 점도가 0.0005㎩·s 이상인 경우에는, 종래 공지의 도공 방식으로 용이하게 도공할 수 있다는 이점이 있다.
제2 도공액(43)의 점도가 30㎩·s 이하인 경우에는, 펌프 등의 종래 공지의 급액 수단에 의해 용이하게 도공부(15)에 급액될 수 있다는 이점이 있다.
제2 도공액(43)의 밀도 ρpre는 600 내지 1400㎏/㎥가 바람직하고, 700 내지 1300㎏/㎥가 보다 바람직하다. 이러한 밀도는 후술하는 실시예에 기재된 측정 방법에 의해 측정된 값이다.
제2 도공액층(45)의 두께는 0.1 내지 1000㎛가 바람직하고, 1 내지 500㎛가 보다 바람직하다. 이러한 두께는 후술하는 실시예에 기재된 측정 방법에 의해 측정된 값이다.
제1 및 제2 도공액(33, 43)은 동일한 종류여도 되고, 상이한 종류여도 된다.
제1 및 제2 도공액(33, 43)이 상이한 종류인 경우, 제1 도공액(33)의 쪽이 제2 도공액(43)보다도 점도가 높은 것이 바람직하다.
제1 도공부(5)의 슬롯(8)으로부터의 제1 도공액(33)의 토출량은 수식 (1), (2)를 만족시키도록 적절히 설정될 수 있다.
이러한 토출량은, 예를 들어 0.01 내지 50L/min으로 할 수 있다.
제2 도공부(15)의 슬롯(18)으로부터의 제2 도공액(43)의 토출량은 수식 (1), (2)를 만족시키도록 적절히 설정될 수 있다.
이러한 토출량은, 예를 들어 0.01 내지 50L/min으로 할 수 있다.
피도공물(31)의 두께는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 그 두께는 20 내지 100㎛인 것이 바람직하다.
도 1에서는, 피도공물(31)이 가요성을 갖는 긴 형의 것인 양태를 도시하지만, 그 밖에, 피도공물(31)이, 단판상인 양태나, 비가요성을 갖는 양태를 채용할 수도 있다.
이러한 피도공물(31)의 이동 속도는, 예를 들어 지지부(25)의 회전 속도를 조정함으로써 조정될 수 있다. 이러한 이동 속도는 1 내지 300m/min인 것이 바람직하고, 5 내지 50m/min이 보다 바람직하다.
피도공물(31)의 이동 속도가 1m/min 이상인 것에 의해, 보다 안정적으로 피도공물이 이동될 수 있다. 예를 들어, 지지부(25)가 더 안정적으로 회전되는 것이 가능해지기 때문에, 피도공물(31)이 더 안정적으로 이동될 수 있다.
피도공물(31)의 이동 속도가 300m/min 이하인 것에 의해, 피도공물(31)이 이동될 때의 요동침이나 사행이 억제될 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태의 도공 장치(1)에 있어서는, 제1 도공액(33)이 0.0005 내지 30㎩·s의 점도를 갖고, 제2 도공액(43)이 0.0005 내지 30㎩·s의 점도를 갖고, 피도공물(31)의 이동 속도가 1 내지 300m/min인 것이 적합하다.
계속해서, 본 실시 형태의 도공막(50)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 실시 형태의 도공막(50)의 제조 방법은 상기한 도공 장치(1)를 사용한다.
해당 제조 방법은 피도공물(31) 상에 먼저 하나 이상의 제1 도공액(33)이 토출되어 도공되어 있고, 아직 고화되어 있지 않고, 또한 상기 피도공물(31)의 이동에 수반하여 상대적으로 이동하고 있는 하나 이상의 제1 도공액층(35) 상에, 제2 도공부(15)로부터 다음의 제2 도공액(43)을 토출하여 제2 도공액층(45)을 도공하는 공정(다음의 도공 공정)과,
상기 제1 도공액층(35)과 상기 제2 도공액층(45)을 고화시켜 도공막(50)을 얻는 공정을 구비한다.
또한, 본 실시 형태에서는, 피도공물(31) 상에, 하나 이상의 제1 도공부(5)[여기서는, 하나의 제1 도공부(5)]에 의해 먼저 하나 이상의 제1 도공액층(여기서는, 하나의 도공액층)(35)을 도공하는 공정(선행의 도공 공정)을 더 구비한다.
구체적으로는, 본 실시 형태의 도공막(50)의 제조 방법은, 먼저, 상기 수식 (2)를 만족시키도록, 하류측 립부(17a)의 길이 X와 무차원 속도 Y를 설정한다.
무차원 속도 X의 설정에 있어서는, 제1 및 제2 도공액(33, 43)의 종류 및 농도, 피도공물(31)의 이동 속도, 제1 도공부(5)로부터의 토출량을 조정함으로써, 제1 도공액(33)의 점도 μpre, 제2 도공액(43)의 점도 μc, 제1 도공액층(35)의 전체 두께 hpre, 제1 도공액층의 각 밀도 ρpre를 설정한다. 또한, 제2 도공부(15)의 배치를 설정함으로써, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)과 하류측 립부(17a)의 거리 hG를 설정한다. 또한, 중력 가속도 g는 일정하다.
제2 도공부(15)의 하류측 립부(17a)의 길이 X는 하류측의 다이브 로크(17)를 제작할 때에 설정할 수 있다.
그리고, 설정한 조건에서, 피도공물(31) 상에 하나 이상의 제1 도공부(5)로부터 제1 도공액(33)을 토출하여 하나 이상의 제1 도공액층(35)을 도공하고, 해당 제1 도공액층(35) 상에 제2 도공부(15)로부터 제2 도공액(43)을 토출하여 제2 도공액층(45)을 도공한다. 이어서, 피도공물(31) 상에 도공된 각 제1 및 제2 도공액층(35, 45)을, 고화부(27)에 의해 고화시키고, 하나 이상의 제1 도공막층(37) 및 제2 도공막층(47)[이들 적층체로서의 도공막(50)]을 얻는다.
또한, 피도공물(31) 상에 3개 이상의 도공액층을 도공할 때에는, 2번째 이후, N번째까지의 각 도공액층의 도공에 있어서, 상기 수식 (1), (2)를 만족시키도록 먼저 도공된 도공액층 상에 다음의 도공액층을 도공해도 된다. 구체적으로는, 피도공물(31) 상에 복수 (N-1)의 제1 도공액층(35)을 도공할 때에, 2번째 이후, N-1번째까지의 각 제1 도공액층(35)의 도공을, 상기 수식 (1), (2)를 만족시키도록 순차 행하고, 계속해서, N-1번째의 제1 도공액층(35) 상에 제2 도공액층(45)을 도공할 때에, 제2 도공액층(45)의 도공을, 상기 수식 (1), (2)를 만족시키도록 행해도 된다.
상기한 본 실시 형태의 도공 장치(1) 및 도공막(50)의 제조 방법에 의하면, 제2 도공부(15)의 하류측 립부(7a)의 길이 X와, 수식 (1)로 표시되는 무차원 속도 Y의 관계가 수식 (2)를 만족시키는 범위가 되도록, 제2 도공액층(45)을 도공함으로써, 제2 도공액층(45)의 도공 시, 피도공물(31)의 이동 속도와, 제1 도공액층(35)의 제2 계면(35b)의 이동 속도의 차가 작아지기 때문에, 피도공물(31)의 이동에, 제2 계면(35b)의 이동이 충분히 추종하는 것이 가능해진다. 따라서, 제1 및 제2 도공액층(35, 45)이 무너지는 일 없이 제2 도공액층(45)을 도공하는 것이 가능해진다.
또한, 이와 같이 무너지는 일 없이 도공 가능한 도공 조건의 범위를 넓게 하는 것이 가능해진다.
따라서, 먼저 도공된 제1 도공액층(35) 상에 다음의 제2 도공액층(45)을 도공할 때에, 이들 도공액층(35, 45)이 무너지는 것이 억제된 도공이, 넓은 범위의 도공 조건에서 가능해진다.
본 실시 형태의 도공 장치(1) 및 도공막(50)의 제조 방법은, 예를 들어 반도체 칩을 형성하기 위한 프로세스재에 적용 가능하다.
이 경우, 제1 도공막층(37)을 다이 어태치 필름, 제2 도공막층(47)을 다이싱 테이프로 할 수 있다. 이들 제1 및 제2 도공막층(37, 47)이 적층된 적층체(도공막)(50)를 반도체 칩에, 제1 도공막층(37)이 반도체 웨이퍼측이 되도록 적층하고, 반도체 칩을 원하는 크기, 수량의 반도체 칩편이 얻어지도록 절단한 후, 제2 도공막층(47)을 제거하고, 노출된 제1 도공막층(37)을 별도의 반도체 칩에 적층할 수 있다.
본 실시 형태의 도공 장치 및 도공막의 제조 방법은 상기와 같이 구성되어 있으므로, 이하의 이점을 갖는 것이다.
본 발명자들은 예의 연구하고, 이하의 지견을 발견했다.
즉, 먼저 도공된, 아직 고화되어 있지 않은 도공액층 상에, 다음의 도공액층이 토출되면, 먼저 도공된 도공액층의 피도공물과의 계면(제1 계면)은, 피도공물의 이동에 추종하기 때문에, 그 이동 속도는 피도공물의 이동 속도와 동등하다. 이에 비해, 선행의 도공액층의 다음의 도공액층과의 계면(제2 계면)은, 다음의 도공액층과의 접촉에 기인하여, 피도공물의 이동에 추종하기 어려워지고, 그 이동 속도는 피도공물의 이동 속도보다도 저하된다. 그리고, 먼저 형성된 도공액층의 제2 계면의 이동 속도가, 피도공물의 이동 속도보다도 지나치게 저하되면, 이러한 제2 계면은 피도공물의 이동에 추종할 수 없게 된다. 그 결과, 먼저 도공된 도공액층이 무너져 버리는 것을 발견했다.
또한, 이와 같이 피도공물 상에 먼저 도공된 하나의 도공액층 상에 다음의 도공액층을 도공하는 경우(2층 도공)뿐만 아니라, 피도공물 상에 먼저 도공된 둘 이상의 도공액층 상에 다음의 도공액층을 도공하는 경우(3층 이상의 도공)에 있어서도, 먼저 도공된 둘 이상의 도공액층을 전체로 하고 하나의 도공액층으로 파악함으로써, 상기 단층 도공과 동일한 메커니즘에서, 먼저 도공되어 있는 도공액층이 무너져 버리는 것도 발견했다.
그래서, 본 발명자들은 피도공물의 이동 속도와, 먼저 도공된 하나 이상의 제1 도공액층의 제2 도공액층과의 계면(제2 계면)의 이동 속도에 착안하여, 이것들의 관계를, 물리학적 및 수학적 이론에 기초하여 유체 역학의 이론식(나비에 스토크스의 방정식)에 적용하기 위해, 예의 연구를 행하였다.
그 결과, 먼저 도공된 하나 이상의 제1 도공액층에 다음의 제2 도공액층을 도공할 때, 해당 제1 도공액층의 제2 계면의 이동 속도가, 피도공물의 이동 속도와, 해당 제1 도공액층 내에 제2 도공액층에 의해 발생하는 압력 구배에 기인하는 압력 구배항과, 해당 제1 도공액층에 가해지는 중력에 기인하는 중력항과, 해당 제1 도공액층의 제2 계면의 이동 속도에 기인하는 전단 응력항에 의해, 수식으로서 표시되는 것을 발견했다.
이 수식을 변형하면, 피도공물의 이동 속도에 대한 상기 제1 도공액층의 제2 계면의 이동 속도의 비의 식으로서 나타낼 수 있다.
여기서, 본 발명자들이 더욱 예의 연구한바, 상기 제1 도공액층 내에 발생하는 압력 구배는 제2 도공액을 토출하는 도공부의 하류측 립부의 길이(피도공물의 이동 방향에 있어서의 길이)에 따라 영향을 받는 것을 발견했다.
그래서, 상기 압력 구배는 별도로, 상기 하류측 립부의 길이로서 고려하는 것으로 하고, 그 대신에, 상기 이동 속도의 비를 나타내는 식에 있어서 압력 구배를 0(제로)으로 함으로써, 수식을 완성시켰다. 또한, 이 수식에 있어서, 상기 이동 속도의 비를, 무차원 속도라고 칭하는 것으로 했다.
이 수식에 있어서, 무차원 속도는 상기 제1 도공액층의 제2 계면이 피도공물의 이동에 추종하는 정도를 나타내는 지표가 된다.
또한, 이 수식에 있어서, 무차원 속도가 취할 수 있는 수치 범위의 넓이는, 압력 구배를 제외한 각 요소(각 제조 조건)를 취할 수 있는 수치 범위의 넓이에 상당하고, 따라서 도공 가능한 제조 조건의 넓이에 상당한다.
한편, 전술한, 상기 도공부의 하류측 립부의 길이의 고려에 대하여, 본 발명자들은 해당 길이를 다양하게 변경함과 함께 상기 무차원 속도를 다양하게 변경하면서 상기 제1 도공액층 상에 제2 도공액층을 도공하고, 각 조건에 있어서 제1 도공액층이 무너지는 일 없이 원하는 제1 및 제2 도공액층이 얻어지는지 여부를 검토했다.
그 결과, 원하는 제1 도공액층 및 제2 도공액층이 얻어지는, 상기 하류측 립부와 무차원 속도의 범위를, 특정한 관계식으로 나타낼 수 있고, 또한, 이 관계식을 만족시키도록 각 제조 조건을 설정함으로써 도공 가능한 제조 조건이 넓어지는 것을 발견하고, 본 실시 형태를 완성하는 데 이르렀다.
즉, 본 실시 형태의 도공 장치(1)는,
피도공물(31) 상에 먼저 하나 이상의 제1 도공액(33)이 토출되어 도공되어 있고, 아직 고화되어 있지 않고, 또한 상기 피도공물(31)의 이동에 수반하여 상대적으로 이동하고 있는 하나 이상의 제1 도공액층(35) 상에, 다음의 제2 도공액(43)을 토출하여 제2 도공액층(45)을 도공하는 도공부(15)를 구비하고,
상기 제1 도공액층(35)과 상기 제2 도공액층(45)을 고화시켜 도공막(50)을 형성하도록 구성된 도공 장치(1)이며,
상기 도공부(15)는, 상기 피도공물(13)의 이동 방향 M에 있어서 서로 이격함으로써 슬롯(18)을 형성하도록 배치된 상류측 립부(16a)와 하류측 립부(17a)를 갖고, 상기 슬롯(18)으로부터 상기 제1 도공액층(35) 상으로 상기 제2 도공액(43)을 토출하도록 구성되어 있고,
상기 피도공물(31)의 이동 속도를 uw(m/s), 상기 제1 도공액층(35)의 상기 제2 도공액층(45)과의 계면(35b)의 상기 이동 속도를 uc(m/s)라고 하고, uw에 대한 uc의 비를 하기 수식 (1)로 표시되는 무차원 속도(－)라고 하고, 또한, 상기 하류측 립부(17a)의 상기 이동 방향에 있어서의 길이를 X(㎜), 상기 무차원 속도를 Y라고 할 때, 상기 X와 상기 Y가, 하기 수식 (2)를 만족시키도록 구성되어 있다.
Figure pat00010
μpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액(33)의 각 점도 중, 가장 작은 점도(㎩·s)
μc: 상기 제2 도공액(43)의 점도(㎩·s)
hG: 상기 계면(35b)과 상기 하류측 립부(17a)의 거리(m)
hpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액층(35)의 전체 두께(m)
ρpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액(33)의 각 밀도 중, 가장 큰 밀도(㎏/㎥)
g: 중력 가속도(m/s2)
Figure pat00011
이러한 구성에 의하면, 상기 도공부(15)의 하류측 립부(17a)의 길이 X와, 상기 수식 (1)로 표시되는 무차원 속도 Y의 관계가 상기 수식 (2)를 만족시키는 범위가 되도록, 제2 도공액층(45)을 도공함으로써, 제2 도공액층(45)의 도공 시, 피도공물(31)의 이동 속도와, 제1 도공액층(35)의 제2 도공액층(45)과의 계면(35b)의 이동 속도의 차가 작아지기 때문에, 피도공물(31)의 이동에, 해당 계면(35b)의 이동이 충분히 추종하는 것이 가능해진다. 따라서, 제1 및 제2 도공액층(35, 45)이 무너지는 일 없이 제2 도공액층(45)을 도공하는 것이 가능해진다.
또한, 이와 같이 무너지는 일 없이 도공 가능한 제조 조건의 범위를 넓게 하는 것이 가능해진다.
따라서, 먼저 도공된 제1 도공액층(35) 상에 다음의 제2 도공액층(45)을 도공할 때에, 이들 도공액층이 무너지는 것이 억제된 도공이, 넓은 범위의 제조 조건에서 가능해진다.
또한, 상기 구성의 도공 장치(1)에 있어서는, 상기 X가 0.1 이상 4 이하여도 된다.
이러한 구성에 의하면, 더 확실하게 제1 도공액층(35) 및 제2 도공액층(45)이 무너지는 일 없이 제2 도공액층(45)을 도공하는 것이 가능해진다.
본 발명에 관한 도공막의 제조 방법은,
상기 도공 장치(1)를 사용한 도공막의 제조 방법이며,
피도공물(31) 상에 먼저 하나 이상의 제1 도공액(33)이 토출되어 도공되어 있고, 아직 고화되어 있지 않고, 또한 상기 피도공물(31)의 이동에 수반하여 상대적으로 이동하고 있는 하나 이상의 제1 도공액층(35) 상에, 다음의 제2 도공액(43)을 토출하여 제2 도공액층(45)을 도공하는 공정과,
상기 제1 도공액층(35)과 상기 제2 도공액층(45)을 고화시켜 도공막(50)을 얻는 공정을 구비한다.
이러한 구성에 의하면, 상기 도공 장치(1)를 사용하여 제1 도공액층(35) 상에 제2 도공액층(45)을 도공할 수 있기 때문에, 상기와 같이, 먼저 도공된 제1 도공액층(35) 상에 다음의 제2 도공액층(45)을 도공할 때에, 이들 도공액층이 무너지는 것이 억제된 도공이, 넓은 범위의 제조 조건에서 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면, 먼저 도공된 도공액층 상에 다음의 도공액층을 도공할 때에, 이들 도공액층이 무너지는 것이 억제된 도공을, 넓은 범위의 제조 조건에서 가능하게 하는 도공 장치 및 도공막의 제조 방법이 제공된다.
본 실시 형태의 도공 장치 및 도공막의 제조 방법은 상기와 같지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명이 의도하는 범위 내에 있어서 적절히 설계 변경되는 것이 가능하다.
[실시예]
이어서 시험예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것은 아니다.
시험예 1
(사용 재료)
· 피도공물: PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(상품명: 다이아호일, 미츠비시 케미컬사제)
· 제1 도공액: 아크릴 중합체(상품명: 파라크론, 네가미 고교사제)
밀도 및 점도: 표 1의 기재와 같음
· 제2 도공액: 아크릴 중합체(상품명: ART CURE, 네가미 고교사제)
밀도 및 점도: 표 1의 기재와 같음
또한, 밀도 및 점도는, 하기의 측정 방법으로 측정했다.
(밀도의 측정 방법)
일정한 중량의 제1 및 제2 도공액을 각각 메스실린더에 넣고, 각 체적을 측정함으로써, 제1 및 제2 도공액의 밀도를 각각 측정했다.
(점도의 측정 방법)
지그(콘의 직경이 25 내지 50㎜, 콘의 각도가 0.5 내지 2°인 콘플레이트)를 구비한 레오미터(형식 RS1, HAAKE사제)를 사용하여, 21 내지 25℃의 온도 조건 하에서, 전단 속도 100(1/s)의 조건에서, 각 제1 및 제2 도공액의 점도를 각각 측정한다.
(제1 및 제2 도공액층의 도공)
도 1에 기재된 바와 같은 도공 장치를 사용하여, 표 1에 기재된 조건에서, 제1 도공액층의 도공 및 제2 도공액층의 도공을 행하고, 제1 도공액층 및 제2 도공액층의 도공 상태를 평가했다.
제1 도공액층 및 제2 도공액층의 두께, 제1 도공액층의 제2 계면과 제2 도공부의 하류측 립부의 거리는 하기의 방법으로 측정했다.
도공 상태는 하기의 방법으로 평가했다. 또한, 수식 (2)의 도출은 하기와 같이 하여 행하였다.
결과를 표 1, 도 12 내지 도 14에 나타낸다. 또한, 도 12에는 제2 도공부의 하류측 립부의 길이 X를 x축, 무차원 속도 Y를 y축이라고 하고, 각 길이 X 및 무차원 속도 Y일 때의 도공 상태를, 그래프에 나타낸다. 도 13에는, 도 12에 있어서 산출된, 도공 불량에 가장 가깝고 또한 도공 양호한 플롯군의 범위(즉, 도공 양호한 범위에 있어서의 도공 불량과의 경계)를 나타내는 근사선을, 도 12의 그래프에 병기한 그래프를 도시한다. 도 14에는 도 13으로부터 근사선만을 발출한 그래프를 도시한다.
(제1 도공막층 및 제2 도공막층의 두께의 측정 방법)
제1 도공액층의 폭(피도공물의 이동 방향에 수직인 방향의 길이. 이하, 동일함.)이, 제2 도공액층의 폭보다도 커지도록, 제1 도공액층 및 제2 도공액층을 도공하고, 건조시킴으로써 고화시키고, 이에 의해 제1 도공막층 및 제2 도공막층을 형성했다. 형성된 제1 도공막층만의 두께를, 리니어 게이지(D-10HS, 오자키 세이사쿠쇼제)에 의해 계측했다. 한편, 제1 도공막층과 제2 도공막층이 겹치는 영역의 두께를, 상기 리니어 게이지에 의해 계측하고, 계측된 두께로부터, 제1 도공막층만의 두께를 뺌으로써, 제2 도공막층의 두께를 산출했다. 이와 같이 하여, 제1 도공막층 및 제2 도공막층의 두께를 각각 측정했다.
(제1 도공액층의 제2 계면과 하류측 립부의 거리(갭)의 측정 방법)
피도공물(31)과 하류측 립부의 거리를 테이퍼 게이지에 의해 계측하고, 계측된 거리로부터, 제1 도공액층의 두께를 뺌으로써, 상기 거리(갭)를 측정했다. 또한, 제1 도공액층의 두께는, 제1 도공막층의 계측값과, 제1 도공액의 체적 농도로부터 산출했다.
(도공 상태의 평가 방법)
하기와 같이 하여 도공 상태를 평가했다.
제1 도공액층 및 제2 도공액층의 도공 상태를 평가했다.
도공된 제1 및 제2 도공액층이 얻어지고, 얻어진 제1 및 제2 도공액층을 눈으로 보아 관찰했을 때, 외관상의 결함이 없고, 원하는 제1 및 제2 도공액층이 얻어지는 경우를, 매우 양호라고 하여, 「○」로 나타낸다.
도공된 제1 및 제2 도공액층이 얻어지고, 얻어진 제1 및 제2 도공액층을 눈으로 보아 관찰했을 때, 줄무늬가 관찰되고, 대략 원하는 제1 및 제2 도공액층이 얻어지는 경우를, 대략 양호라고 하여, 「△」로 나타낸다.
도 12에 도시한 바와 같이, 제2 도공액층의 토출에 의해, 제1 도공액층이 무너지고, 이에 수반하여 제2 도공액층도 무너지고, 원하는 제1 및 제2 도공액층이 얻어지지 않는 경우를, 불량이라고 하여, 「×」로 나타낸다.
(수식 (2)의 도출 방법)
표 1의 결과를, 상기 수식 (1)에 대입하고, 각 무차원 속도를 산출했다.
얻어진 무차원 속도를 y축, 하류측 립부의 길이를 x축이라고 하고, 각 무차원 속도와, 각 무차원 속도에 대응하는 하류측 립부의 길이를, 도공 상태의 결과를 마커의 종류로 나타내면서 플롯하여, 도 12의 그래프를 얻는다.
그리고, 도 12에 있어서, 각 하류측 립부에 있어서, 도공 상태가 불량인 것을 나타내는 플롯(「×」로 나타난 플롯)에 가장 가깝고 또한 도공 상태가 양호인 것을 나타내는 플롯(「굵은 선의 ○」로 나타난 플롯)을 각각 선택하고, 선택된 플롯군을 2차식으로 근사함으로써, 도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이 근사식으로서의 수식 (2)를 얻었다.
Figure pat00012
이들 도 12 내지 도 14에 도시하는 그래프로부터, Y가 근사식 이상이 되는 X 및 Y의 범위, 즉, 수식 (2)를 만족시키는 X 및 Y가 되도록 도공함으로써, 도공 상태가 양호해지는 것을 알 수 있었다.
또한, 복수의 제1 도공액층이 먼저 도공된 경우에 있어서도, X 및 Y가 수식 (2)를 만족시키도록 도공함으로써, 제1 도공액층 및 제2 도공액층의 도공 상태가 양호해진다.
시험예 2
도공부의 하류측 립부의 길이가 비드압에 미치는 영향을, 피도공물에 1층의 도공액층을 도공함으로써 조사했다.
(사용 재료)
· 피도공물: PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 필름(상품명: 다이아호일, 미츠비시 케미컬사제)
· 도공액: 아크릴 중합체(상품명: ART CURE, 네가미 고교사제)
중량 농도: 50wt％
밀도: 960㎏/㎥
점도: 1.22㎩·s
또한, 밀도 및 점도는 상기한 측정 방법으로 측정했다.
(도공액층의 도공)
도 1에 기재한 바와 같은 도공 장치를 사용하여, 제2 도공부로부터만 피도공물에 직접 도공을 행하였다. 구체적으로는, 하기의 조건에서, 제2 도공부의 하류측 립부의 길이가 0.2㎜, 3㎜인 각 경우에 대하여, 피도공물과 제2 도공부의 하류측 립부의 거리(갭)를 50 내지 250㎛ 사이에서 다양하게 변경하고, 피도공물 상으로의 1층의 도공액층의 도공을 행하고, 도공 시의 도공액의 비드압을 측정함과 함께, 도공액층의 도공 상태를 평가했다.
피도공물의 이동 속도: 10m/min
도공액층의 두께: 70㎛,
도공액의 비드압은 하기의 방법에 의해 측정했다. 또한, 도공 상태는 상기한 방법으로 평가했다.
결과를 도 15에 도시한다.
(비드압의 측정 방법)
상기 갭을, 제2 도공부로부터 토출되는 도공액이 피도공물에 도달하지 않도록, 충분히 크게 한 상태에서, 제2 도공부로부터 도공액을 토출하고(피도공물에는 도달하는 일 없이 도공액은 흘려짐), 그때의, 제2 도공부에 공급되는 도공액의 압력 P0을 측정했다. 한편, 상기와 같이 각 갭으로 조정한 상태에서, 제2 도공부로부터 도공액을 피도공물에 토출하고(피도공물에 도달하고, 도공액은 피도공물에 도공됨), 그때의, 제2 도공부에 공급되는 도공액의 압력 P1을 측정했다. 그리고, 압력 P1로부터 압력 P0을 뺌으로써, 도공액의 비드압 (P1－P0)을 측정했다.
도 15에 도시한 바와 같이, 제2 도공부의 하류측 립부의 길이가 작을수록, 도공 가능한 갭의 범위가 커졌다.
따라서, 제2 도공부의 하류측 립부의 길이가 작을수록, 도공 가능한 도공 조건의 범위가 넓어지는 것을 알 수 있었다.
이상과 같이 본 발명의 실시 형태 및 실시예에 대하여 설명을 행하였지만, 각 실시 형태 및 실시예의 특징을 적절히 조합하는 것도 당초부터 예정하고 있다. 또한, 금회 개시된 실시 형태 및 실시예는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 실시 형태 및 실시예는 아니고 특허 청구 범위에 의해 나타나고, 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 : 도공 장치
5 : 제1 도공부
7a : 하류측 립부
8 : 슬롯
15 : 제2 도공부
17a : 하류측 립부
18 : 슬롯
27 : 고화부
31 : 피도공물
33 : 제1 도공액
35 : 제1 도공액층
37 : 제1 도공막층
43 : 제2 도공액
45 : 제2 도공액층
47 : 제2 도공막층
50 : 도공막

Claims (3)

  1. 피도공물 상에 먼저 하나 이상의 제1 도공액이 토출되어 도공되어 있고, 아직 고화되어 있지 않고, 또한 상기 피도공물의 이동에 수반하여 상대적으로 이동하고 있는 하나 이상의 제1 도공액층 상에, 다음의 제2 도공액을 토출하여 제2 도공액층을 도공하는 도공부를 구비하고,
    상기 제1 도공액층과 상기 제2 도공액층을 고화시켜 도공막을 형성하도록 구성된 도공 장치이며,
    상기 도공부는, 상기 피도공물의 이동 방향에 있어서 서로 이격함으로써 슬롯을 형성하도록 배치된 상류측 립부와 하류측 립부를 갖고, 상기 슬롯으로부터 상기 제1 도공액층 상에 상기 제2 도공액을 토출하도록 구성되어 있고,
    상기 피도공물의 이동 속도를 uw(m/s), 상기 제1 도공액층의 상기 제2 도공액층과의 계면의 상기 이동 속도를 uc(m/s)라고 하고, uw에 대한 uc의 비를 하기 수식 (1)로 표시되는 무차원 속도(－)라고 하고, 또한, 상기 하류측 립부의 상기 이동 방향에 있어서의 길이를 X(㎜), 상기 무차원 속도를 Y라고 할 때, 상기 X와 상기 Y가, 하기 수식 (2)를 만족시키도록 구성된, 도공 장치.
    Figure pat00013

    μpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액의 각 점도 중, 가장 작은 점도(㎩·s)
    μc: 상기 제2 도공액의 점도(㎩·s)
    hG: 상기 계면과 상기 하류측 립부의 거리(m)
    hpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액층의 전체 두께(m)
    ρpre: 상기 하나 이상의 제1 도공액의 각 밀도 중, 가장 큰 밀도(㎏/㎥)
    g: 중력 가속도(m/s2)
    Figure pat00014
  2. 제1항에 있어서, 상기 X가 0.1 이상 4 이하인, 도공 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 기재된 도공 장치를 사용한 도공막의 제조 방법이며,
    피도공물 상에 먼저 하나 이상의 제1 도공액이 토출되어 도공되어 있고, 아직 고화되어 있지 않고, 또한 상기 피도공물의 이동에 수반하여 상대적으로 이동하고 있는 하나 이상의 제1 도공액층 상에, 다음의 제2 도공액을 토출하여 제2 도공액층을 도공하는 공정과,
    상기 제1 도공액층과 상기 제2 도공액층을 고화시켜 도공막을 얻는 공정을 구비한, 도공막의 제조 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111842042B (zh) * 2020-06-16 2021-12-28 中山大学 一种通过表面预湿润提高涂层厚度的生产系统和涂布方法
TWI771972B (zh) * 2021-04-01 2022-07-21 國立臺灣師範大學 同軸滾印設備及其方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000185254A (ja) 1998-10-15 2000-07-04 Toppan Printing Co Ltd 多層塗布装置
JP2002367158A (ja) * 2001-06-06 2002-12-20 Fuji Photo Film Co Ltd 磁気記録媒体の製造における塗布条件の決定方法及び磁気記録媒体
JP2011173093A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Fujifilm Corp 積層フィルムの製造方法
JP5549226B2 (ja) * 2007-11-01 2014-07-16 コニカミノルタ株式会社 塗布方法及び塗布装置
JP2016131926A (ja) * 2015-01-19 2016-07-25 住友ベークライト株式会社 塗工装置、塗工方法、金属箔張基板、回路基板、電子部品搭載基板および電子機器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0003860B1 (en) * 1978-03-01 1982-03-24 Agfa-Gevaert N.V. Method for applying a plurality of superposed photographic layers to a web by curtain coating
JPH09212861A (ja) * 1996-02-07 1997-08-15 Kao Corp 磁気記録媒体の製造方法
JP2002153797A (ja) * 2000-11-17 2002-05-28 Konica Corp 同時重層用エクストルージョンダイコータおよびエクストルージョン塗布方法
JP5688345B2 (ja) * 2011-09-01 2015-03-25 富士フイルム株式会社 塗布装置及び多層膜付きフィルムの製造方法
JP2013220385A (ja) * 2012-04-17 2013-10-28 Fujifilm Corp 塗布装置及びそれを用いた塗膜付きフィルムの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000185254A (ja) 1998-10-15 2000-07-04 Toppan Printing Co Ltd 多層塗布装置
JP2002367158A (ja) * 2001-06-06 2002-12-20 Fuji Photo Film Co Ltd 磁気記録媒体の製造における塗布条件の決定方法及び磁気記録媒体
JP5549226B2 (ja) * 2007-11-01 2014-07-16 コニカミノルタ株式会社 塗布方法及び塗布装置
JP2011173093A (ja) * 2010-02-25 2011-09-08 Fujifilm Corp 積層フィルムの製造方法
JP2016131926A (ja) * 2015-01-19 2016-07-25 住友ベークライト株式会社 塗工装置、塗工方法、金属箔張基板、回路基板、電子部品搭載基板および電子機器

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