JP4767482B2

JP4767482B2 - Liquid or melt application method and nozzle

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Publication number: JP4767482B2
Application number: JP2003193610A
Authority: JP
Inventors: 正文松永; 栄哲鈴木; 仁高橋
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2023-07-08
Also published as: JP2005028227A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単位長さ当たりの流量を故意に変化させた分布をもつスロットノズルで液体や溶融体を被塗物へ塗布する方法に係わり、特にＣＤ、ＤＶＤや次世代ＤＶＤなどの円板形状物に液体や溶融体をほぼ均一に塗布する方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
深さや幅が異なる複数の凹部や溝を有した被塗物は、コンベヤにより搬送されつつ、複数の工程により塗布材料で凹部や溝を埋めて、その表面にコーティングを行ったり、多くの加圧手段とノズルなどを駆使してその表面に塗布を行ったりしていた。
一方、光ディスクなどの円板形状物の製造工程において、液体や溶融体の接着剤やコーティング剤などを円板形状物に塗布するために、塗布材料を液膜のまま施与する方法がある。このような方法として、以下が実施されている。
（ｉ）この分野の業界ではスピンコートとよばれる方法であって、円板形状物を高速で回転させ、回転している円板形状物に液体などを滴下し、遠心力により液体などをふりきりつつ塗布する方法（例えば、特許文献１参照。）。
（ii）ロールやダイと円板形状物とを相対移動させて液体などを塗布する方法（例えば、特許文献２の図５（Ａ）参照。）。
（iii）液体などをスプレイ機器などにより粒子化して塗布する方法（例えば、特許文献２の図４（Ａ）参照。）。
（iv）グラビアロールのセルやスクリーンの網で分割して塗布する方法。
【０００３】
また、円板形状物に塗布材料を均一に塗布するために、ノズルからの液膜の厚さを円板形状物の中心から外側へ向けて、漸次大きくなるように設定することが考えられている（前記した特許文献２の図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）参照。）。
また、塗布材料の膜厚を円板形状物の半径方向にそろえるために、複数の小孔の口径をその小孔の開口位置に対応した円板形状物の半径に比例して順次大きくしたノズルがある（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−３２８５１７号公報
【特許文献２】
特開平７−８０３８７号公報（図４（Ａ），（Ｂ）及び図５（Ａ），（Ｂ））
【特許文献３】
特開昭５９−１０９２７３号公報（図３及び図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
スピンコート工法では、一般的に、回転する円板形状物の中心に近い個所に液体などを注射針から所望する量を滴下させ、液体を遠心力で液膜として移動させながら最終的に円板形状物から液体をふりとばしつつ、円板形状物の表面に液膜を形成させる。したがって、比較的薄膜を形成させることができる反面、滴下させた液体の流量の９０パーセント以上をふり飛ばしてしまうため、非常に非効率で材料コストの増大につながっていた。
【０００６】
特許文献１では、エアレスノズルなどで液体を低圧で吐出し、液膜状のカーテンを形成して、より広いパターンで円板形状物に塗布材料を塗布することにより塗着効率を高くする方法が提案されている。しかしこの方式においても遠心力を応用していることから均一な塗膜を得ようとすると効率は６０パーセントが上限であった。
【０００７】
パターンコートとしてのグラビアコートを除き、ロールによる塗布では、不必要な個所にまで、つまり全面が塗布されてしまい、塗布範囲の制限ができない。また、転写方式ゆえに、１００パーセントの転写ができず、さらに、液体の若干の粘度変化などにより転写量がばらつくことがあった。
【０００８】
スプレイ機器などにより液体を粒子にして塗布する方法は、液体の粘度が高かったり、液体の分子量が高く凝集力が高かったりする場合には、液体の粒子化が難しかった。また、液体の粒子化できたとしても、粒子の堆積により気泡を巻き込んだり、オーバースプレイやリバウンドにより円板形状物の回転装置やハンドリング装置などを汚したりする問題を抱えていた。
【０００９】
また、グラビアコートやスクリーンプリンティング方式においてシキソトロピー（揺変性）の高い液体などをコーティングする場合には、レベリング（平坦化）に問題があり、平滑な塗膜を形成することが困難であった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであり、多数のポンプなどの加圧または供給手段を用いることなく、１個又は可能な限り少数の加圧又は供給手段により、単位面積当たりの所望する流量を容易につくりだせる方法を提供することにあり、特に円板形状の光ディスクなどの製造工程で液体や溶融体を均一にコーティングすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前述した課題を解決するために、本発明では次のような液体や溶融体の塗布方法とした。
すなわち、液体又は溶融体を被塗物に塗布する方法において、液体又は溶融体を少なくとも１つの加圧供給手段により複数のオリフィス又は溝を有するスロットノズルへ供給する工程と、（１）異なるピッチを有する該複数のオリフィス又は溝に液体又は溶融体を通すことにより、（２）該複数のオリフィス又は溝に液体又は溶融体を異なる圧力で供給することにより、（３）異なる長さを有する該複数のオリフィス又は溝に液体又は溶融体を通すことにより、又は、（４）スロットノズルの長手方向に数が異なる分布を有する該複数のオリフィス又は溝に液体又は溶融体を通すことにより、スロットノズルの長手方向の単位長さ当たりの液体又は溶融体の流量を変化させる工程と、液体又は溶融体をスロットノズルから被塗物に塗布する塗布工程とを設けた。
【００１２】
また、本発明では次のようなノズルとした。
すなわち、塗布材料を受ける入口と塗布材料を押し出す出口とを有する本体と、複数の溝穴が形成されたシムと、取付用板部材とを有するノズルにおいて、前記シムは、前記本体と前記取付用板部材との間に配置されて、前記複数の溝穴は、前記本体の出口と連通する流路を形成しており、前記複数の溝穴は、前記シムの一側部で開放して、吐出開口を形成しており、前記シムの長手方向一端部から他端部へ行くに連れて、前記複数の溝穴の互いに隣り合う溝穴の間の距離が徐々に又は段階的に短くなるようにした。ことを特徴とするノズル。
【００１３】
また、絞り穴が形成された絞り板を設けて、絞り板の長手方向一端部から他端部へ行くに連れて、絞り穴が徐々に又は段階的に大きくなるようにしてもよい。
複数の絞り穴が形成された絞り板を設けて、絞り板の長手方向一端部から他端部へ行くに連れて、複数の絞り穴の径が徐々に又は段階的に大きくなるようにしてもよい。
【００１４】
また、複数の溝穴の長さが徐々に又は段階的に短くなるようにしてもよい。
また、異なる数の溝穴が形成された複数枚のシムを設けてもよい。
【００１５】
本発明では、前記したような方法又はノズルにより、スロットノズルからの塗布材料の流量分布を所望する流量分布にしたので、多数のポンプを使用する高価で複雑な大型の装置でしかも生産性の悪い塗布方法と異なり、廉価でシンプル、かつ小型の装置をもって生産性の高い塗布を行うことができる。すなわち、本発明によれば、液体や溶融体の高品質で生産性の高い塗布方法が得られる。
【００１６】
特に、シリコンウエハー、ＣＤ、ＤＶＤなどの円板形状の被塗物への液体や溶融体の使用効率に関しては、従来の方法つまりスピンコート工法やスプレイ工法と大きく異なり、使用効率が飛躍的に向上する。特に、次世代ＤＶＤとしてのＢｌｕｅｒａｙＤｉｓｃ（登録商標）などの円板形状物のカバー層を、常温液状又は加熱溶融体紫外線硬化型材料のコーティングにより形成する場合に、本発明の方法を採用することによって、塗布材料をほぼ１００パーセントの使用効率で１００μｍの塗布膜を均一に５秒以内に被塗物上にコーティングすることができる。
【００１７】
つまり、長手方向の単位長さ当たりの塗布材料の流量を変更させる手段として、複数のオリフィスや溝の長さを変える、ピッチを変化させる、数が異なる分布にする（分布を変化させる）、複数のオリフィスや溝に供給する塗布材料の圧力を変化させることによって、または、それ以外にも各部位の温度を変えることにより液体や溶融体の粘度を変え、結果として流量をかえることができるので、粘度の低い液体や溶融体に対しても効果的である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１９】
（装置全体の概略）
図１は、本発明の液体または溶融体の塗布方法を実施するための塗布装置１を示す図である。
【００２０】
塗布装置１は、ノズル１１と、ノズル１１へ塗布材料を供給する供給手段１２と、被塗物５を保持して回転させる保持手段１３とを有する。被塗物５は、円板形状をした物品であり、たとえば、ＣＤ、ＤＶＤ、次世代ＤＶＤ、シリコンウエハー、ハードディスクなどである。塗布材料は、液体又は溶融体などの流体であり、例えば、紫外線硬化樹脂材料などである。
【００２１】
供給手段１２は、ノズル１１へ塗布材料を供給するための自動制御弁（不図示）が設けられたガン１５を有する。ポンプ１６は、タンク１７から塗布材料をガン１５へ圧送する。ソレノイドバルブ１８は、制御装置２０からの信号に応じて空気源１９から加圧空気をガン１５の自動制御弁へ送る。自動制御弁は、通常閉じているが、ソレノイドバルブ１８が開くと空気源１９からの加圧空気により開放され、塗布材料がガン１５からノズル１１へ送られる。
【００２２】
保持手段１３は、被塗物５を真空吸着する回転盤２１と、回転盤２１に固定された回転軸２２と、回転軸２２を回転させるためのモータ２３と、回転盤２１に真空を形成するための真空ポンプ２４とを有する。
【００２３】
回転盤２１の上面には、孔又は溝が形成されている。孔又は溝は、回転軸２２内に設けられた内部通路に連通している。内部通路は、回転軸２２に封止軸受けにより取り付けられた真空継手２５を介して真空ポンプ２４に連通している。真空ポンプ２４が作動すると、回転盤２１の上面に設けられた孔又は溝に真空が形成され、被塗物５は回転盤２１に真空吸着される。
【００２４】
回転軸２２は、軸受け台２６に回転可能に支持されている。回転軸２２には、プーリ２７が取り付けられている。モータ２３の軸には、プーリ２８が取り付けられている。ベルト２９は、プーリ２７及び２８に掛け渡されている。モータ２３は、プーリ２８、ベルト２９、プーリ２７を介して回転軸２２を回転させて、回転盤２１に真空吸着されている被塗物５を図１の矢印Ｘで示す方向に回転させる。
【００２５】
（ノズル）
図２は、ノズル１１の分解図である。ノズル１１は、本体３１と、シム（薄い板部材）３２と、プレート（取付用板部材）３３とからなる。
【００２６】
本体３１は、その上部に、塗布材料の入口３５が設けられている。本体３１は、その内部に、長手方向に延在する通路３６が設けられており、通路３６の一端部の開口は、栓３７で閉じられている。入口３５は、通路３６と連通している。本体３１は、シム３２が固定される面に細長い出口３８が設けられている。出口３８は、通路３６と連通している。塗布材料は、入口３５から通路３６を通って出口３８へ流れ、出口３８から押し出される。
【００２７】
シム３２は、櫛形状に形成されて、複数の溝穴３２ａ（３２ａ１，３２ａ２，３２ａ３，３２ａ４，３２ａ５，３２ａ６，３２ａ７）を有する。隣り合う溝穴３２ａの長手方向の間隔（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６）は、図２の左から右へ行くに連れて段階的に狭くなるように形成されている。すなわち、複数の溝穴３２ａのピッチ（互いに隣り合う溝穴の間の距離）は、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４＞Ｐ５＞Ｐ６の関係を満たす。これによって、ノズル１１が円板形状の被塗物５に対向して設置されたときに、半径方向外側に行くに連れて溝穴３２ａの間隔が徐々に狭くなり、半径方向外側に行くに連れて塗布材料の流量が増える。これによって、円板形状の被塗物５に塗布材料をほぼ均一な膜厚で塗布することができる。
【００２８】
複数の溝穴３２ａ（３２ａ１，３２ａ２，３２ａ３，３２ａ４，３２ａ５，３２ａ６，３２ａ７）の溝幅Ｘは、それぞれほぼ同一である。また、溝長さＬも、それぞれほぼ同一である。ここで、製作上の多少の寸法の違いがあってもほぼ同一に含まれる。溝穴３２ａの数は、５乃至２００であると好ましい。
【００２９】
シム３２は、本体３１とプレート３３との間に挟まれて、ネジ３９により締結される。これによって、溝穴３２ａ（３２ａ１，３２ａ２，３２ａ３，３２ａ４，３２ａ５，３２ａ６，３２ａ７）は、複数の流路と、被塗物に対向する複数の吐出開口を構成する。本体３１の出口３８は、複数の溝穴３２ａと対向し、溝穴３２ａの上部で溝穴３２ａと連通している。複数の流路の断面積は、溝幅Ｘがほぼ同一であるため、ほぼ同一である。したがって、複数の流路を通る塗布材料の流量は、ほぼ同一となる。
【００３０】
（塗布工程）
塗布材料は、入口３５から入り、本体３１に形成された通路３６及び細長い出口３８を経由して、更に、前記した断面積が異なる複数の流路（溝穴３２ａ１，３２ａ２，３２ａ３，３２ａ４，３２ａ５，３２ａ６，３２ａ７）を経由して、リップ面４０から流出する。この方法において、粘度の比較的低い、例えば、５００ｍＰａ・ｓ以下のニュートン流体またはそれに近い挙動を示す液体や溶融体は、比較的低速で回転している被塗物に塗布される時、フロー（流動）しやすく、レベリング（平坦化）して所望する液膜を得ることができる。
【００３１】
また、この方法では、溝穴のピッチを変化させることにより、塗布材料の粘度の高低に関係なく、またニュートン流体、あるいはシキソトロピー（揺変性）などの非ニュートン流体の挙動に関係なく、所望する流量にコントロールすることができる。
【００３２】
なお、被塗物５を１回転させて塗布を終了するときには、ガン１５にはクリーンカット性が要求されるので、この分野の業界では常識になっているサックバック方式のガンを使用することが望ましい（例えば、特開平１０−１９２７６３号公報の図２及び図３を参照。）。
【００３３】
図３は、被塗物５とノズル１１との位置関係を説明するための図である。被塗物５とノズル１１との間のギャップｔは、塗布材料４１の塗膜厚さＴに対して４０乃至１１０パーセントが望ましい。流路の数が少ない場合（後述するシムの数やオリフィスの数が少ない場合も含む。）は、４０乃至７０パーセントが望ましく、通常は５０乃至９０パーセントが望ましく、被塗物の精度が悪かったり回転ぶれなどがあったりする場合は、８０乃至１１０パーセントの範囲が望ましい。
【００３４】
必要に応じて、プレート３３は、溝穴３２ａの下流側にリップ部３３ａを設けているとよい。リップ部３３ａは、吐出された塗布材料４１を平らに均す作用をする。リップ部３３ａは、剥離した塗布材料が溜まることがないように、鋭角に形成されている。
【００３５】
（塗膜表面の後処理工程）
さらに、次の後処理工程を行うことにより、塗膜表面をより平坦にすることができる。
ギャップｔが１００パーセント以下の場合は塗布動作終了後瞬時にして塗膜表面よりノズル１１を遠ざけるか、塗膜表面近くまでノズル１１を上昇させた後、被塗物５の回転を続け、それ以降を回転あたり塗膜の１乃至５パーセント望ましくは１乃至２パーセントの範囲で上昇させつつ、ノズル１１のリップ部３３ａ、又は、他の均し手段、例えば、ドクターブレード、スクレーパー、ロール、或いは細いワイヤーなどで表面精度を上げながら仕上げを行うことができる。ドクターブレード、スクレーパーやロール或いはワイヤーなどでの処理は次の工程で行っても良い。特にホットメルトなどの溶融体の場合、塗布後すぐ増粘または固化するのでその特徴を生かし、表面のみを加熱した上記手段（リップ部、ドクターブレード、スクレーパー、ロール、ワイヤー）で慣らしながら仕上げるとより効果的である。
【００３６】
図４は、ドクターブレード４３を設けたノズル１１を示す図である。ノズル１１から回転する被塗物５へ塗布材料の塗布を開始し、被塗物５を一回転したときに、塗布材料の塗布を終了する。次に、ノズル１１を矢印Ａで示す上方へ上昇させて、ノズル１１を塗布材料４１から離す。同時に、ドクターブレード４３を矢印Ｂで示す下方へ降下させて、ドクターブレード４３を塗布材料４１の塗膜表面に接触させる。この状態で、被塗物５を数回回転させることにより、塗膜表面を平坦化する。
【００３７】
なお、ドクターブレード４３は、不図示の加熱装置により、加熱されているとよい。加熱されたドクターブレード４３により、塗膜表面の盛り上がった部分を溶かしながら均すとよい。ドクターブレード４３は、スクレーパー、ナイフエッジ、ローラ、ワイヤーなどであってもよい。
【００３８】
（シムの別の実施例）
図５は、シムの変形例を示す図である。シム１０３２は、溝穴１０３２ａ１と１０３２ａ２の間のピッチＰ０は、溝穴１０３２ａ３と１０３２ａ４の間のピッチＰ０と同じである。しかしながら、溝穴１０３２ａ１と１０３２ａ２の溝穴群と、溝穴１０３２ａ３と１０３２ａ４の溝穴群との間のピッチＰ１は、溝穴１０３２ａ３と１０３２ａ４の溝穴群と、溝穴１０３２ａ５と１０３２ａ６の溝穴群との間のピッチ（互いに隣り合う溝穴群の間の距離）Ｐ２よりも大きい。すなわち、溝穴群のピッチは、Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３＞Ｐ４＞Ｐ５の関係を満たす。このように、途中にピッチがほぼ同一の部分があったとしても、全体的に、図５の左から右へ行くに連れて段階的にピッチが狭くなるように形成されていれば、前記した実施例のシム３２と同様の効果を得られる。
【００３９】
以上の実施例では、多少ピッチに不規則があっても、全体的に半径方向外側に行くに連れてピッチが狭くなっていればよい。
【００４０】
（共通開口を有するシム）
図６は、共通開口を有するシム２０３２を取り付けたノズルを示す図である。本体３１及びプレート３３は、図２に示したノズル１１のものと同様であるので説明を省略する。
【００４１】
図６は、シム２０３２が本体３１に取り付けられている状態を示している。シム２０３２は、複数の溝穴２０３２ａ（２０３２ａ１，２０３２ａ２，２０３２ａ３，２０３２ａ４，２０３２ａ５，２０３２ａ６，２０３２ａ７）が設けられている。複数の溝穴２０３２ａは、一つの共通開口２０３２ｂに連通している。本体３１、シム２０３２、及びプレート３３をネジにより締結することにより、複数の溝穴２０３２ａは複数の流路を形成する。これらの複数の流路は、共通開口２０３２ｂで合流する。
【００４２】
塗布材料は、入口３５から入り、本体３１に形成された通路３６及び細長い出口３８を経由して、更に、複数の流路（溝穴２０３２ａ）を経由して、共通開口２０３２ｂで合流する。共通開口２０３２ｂで合流した塗布材料は、ミクロ的にも平均化され被塗物５に塗布される。
【００４３】
なお、本実施例においては、共通開口をシムに形成しているが、シムの下流側に凹部を形成して、複数の溝穴からの塗布材料を凹部で合流させてもよい。すなわち、塗布材料の流れ方向のシムの長さを本体及びプレートよりも短くして、本体とプレートの間に凹部としての空間を形成してもよい。あるいは、本体又はプレートに凹部を形成してもよい。また、シムの共通開口及び凹部は一つに限らず、二つ以上設けてもよい。
【００４４】
（溝穴の長さが異なるノズル）
次に、ノズルの別の実施例を説明する。図７は、溝穴の長さが異なるノズル５１の分解図である。ノズル５１は、本体６１と、シム６２と、プレート６３とからなる。
【００４５】
本体６１は、その上部に、塗布材料の入口６５が設けられている。本体３１は、その内部に、長手方向に斜めに延在する通路６６が設けられている。すなわち、通路６６は、図７の右下から左上へ延在している。通路６６の一端部の開口は、栓６７で閉じられている。入口６５は、通路６６と連通している。本体６１は、シム６２が固定される面に細長い出口６８が設けられている。出口６８は、通路６６に沿って長手方向に斜めに延在している。すなわち、細長い出口６８は、図７の左側に行くに連れて、リップ面６０からの距離が大きくなる。出口６８は、通路６６と連通している。塗布材料は、入口６５から通路６６を通って出口６８へ流れ、出口６８から押し出される。
【００４６】
シム６２は、櫛形状に形成されて、複数の溝穴６２ａ（６２ａ１，６２ａ２，６２ａ３，６２ａ４，６２ａ５，６２ａ６，６２ａ７，６２ａ８，６２ａ９，６２ａ１０）を有する。隣り合う溝穴６２ａの長さ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９，Ｌ１０）は、図７の左から右へ行くに連れて段階的に短くなるように形成されている。すなわち、複数の溝穴６２ａの長さは、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４＞Ｌ５＞Ｌ６＞Ｌ７＞Ｌ８＞Ｌ９＞Ｌ１０の関係を満たす。本体６１の出口６８は、複数の溝穴６２ａと対向し、溝穴６２ａの上部で溝穴６２ａと連通している。
【００４７】
シム６２は、本体６１とプレート６３との間に挟まれて、ネジにより締結される。これによって、溝穴６２ａ（６２ａ１，６２ａ２，６２ａ３，６２ａ４，６２ａ５，６２ａ６，６２ａ７，６２ａ８，６２ａ９，６２ａ１０）は、複数の流路を構成する。
【００４８】
複数の溝穴６２ａの幅及びピッチはほぼ一定になっているので、溝穴の長さによる圧力損失分だけ塗布材料の流量が変化することになる。塗布材料の供給量さえ十分であれば、円管におけるハーゲン・ポアズイユの流れの公式を、本実施例の矩形断面の溝穴に適用して、長手方向の所望する流量分布をあらかじめ求めることができる。
【数１】

ここで、Ｑ＝流量、μ＝粘度、Ｐ_２＝入口圧力、Ｐ_３＝出口圧力、Ｌ＝長さ、
ｄ＝内径である。
溝穴６２ａの断面積がほぼ一定であり、溝穴の入口圧力がほぼ一定であり、溝穴の出口圧力がほぼ一定であるから、溝穴の流量は、長さに反比例する。すなわち、溝穴の長さが短いほうが流量が多くなる。ノズル５１においても、比較的粘度の低い例えば１０００ｍＰａ・ｓ以下のニュートン流体の液体や溶融体が望ましい。
【００４９】
これによって、ノズル５１が円板形状の被塗物５に対して設置されたときに、半径方向外側に行くに連れて溝穴６２ａの長さが徐々に短くなり、半径方向外側に行くに連れて塗布材料の流量が増える。これによって、円板形状の被塗物５に塗布材料をほぼ均一な膜厚で塗布することができる。
【００５０】
なお、複数の溝穴６２ａの幅及びピッチは、製作上の多少の寸法の違いがあってもほぼ同一に含まれる。溝穴６２ａの数は、５乃至２００であると好ましい。また、ほぼ同一の長さの複数の溝穴からなる溝穴群を複数設けてもよい。この場合にも、全体的に、図７の左から右へ行くに連れて段階的に溝穴の長さが短くなるように形成されていれば、前記した実施例と同様の効果を得られる。
【００５１】
以上の実施例では、多少ノズル長さに不規則があっても、全体的に半径方向外側に行くに連れてノズル長さが短くなっていればよい。
また、溝穴の長さが異なるシムに、図６に示したような共通開口を設けてもよい。
【００５２】
（多層シムを用いたノズル）
次に、ノズルの別の実施例を説明する。図８は、複数枚のシムを重ね合わせたノズル７１の分解図である。
ノズル７１は、本体７２と、５枚のシム７３，７４，７５，７６，７７と、プレート７８とからなる。
【００５３】
本体７２は、その上部に、塗布材料の入口７９が設けられている。本体７２は、その内部に、長手方向に延在する通路８０が設けられている。通路８０の一端部の開口は、栓８１で閉じられている。入口７９は、通路８０と連通している。本体７２は、シム７３が固定される面に細長い出口８２が設けられている。出口８２は、通路８０に沿って長手方向に延在している。出口８２は、通路８０と連通している。塗布材料は、入口７９から通路８０を通って出口８２へ流れ、出口８２から押し出される。本体７２には、４つのネジ穴７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄと、２つの位置決めピン７２ｅ，７２ｆが設けられている。
【００５４】
シム７３は、ネジを通すための穴７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄが４つと、位置決めピン７２ｅ，７２ｆを通すための穴７３ｅ，７３ｆが２つ設けられている。また、シム７３には、被塗物５の塗布面の幅に応じた長手方向長さにわたって複数の溝穴７３ｇが設けられている。
【００５５】
シム７４は、ネジを通すための穴７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄが４つと、位置決めピン７２ｅ，７２ｆを通すための穴７４ｅ，７４ｆが２つ設けられている。また、シム７４には、本体７２の出口８２からシム７３の複数の溝穴７３ｇを通して流れてくる塗布材料をシムプレーム７５の溝穴へ送るための連通口７４ｇが設けられている。連通口７４ｇは、長手方向に延在しているが、少なくともシム７５の複数の溝穴に渡る長さを有している。連通口７４ｇは、複数の溝穴７３ｇと対向しかつ本体７２の出口８２とほぼ同じ高さ位置に配置されている。
【００５６】
シム７５は、ネジを通すための穴７５ａ，７５ｂ，７５ｃ，７５ｄが４つと、位置決めピン７２ｅ，７２ｆを通すための穴７５ｅ，７５ｆが２つ設けられている。また、シム７５には、被塗物５の塗布面の半径方向外側に対応して複数の溝穴７５ｇが設けられている。すなわち、図８において、シム７５の右側には複数の溝穴７５ｇが設けられているが、左側には溝穴が設けられておらず、シム７５の溝穴７５ｇの数は、シム７３の溝穴７３ｇの数よりも少ない。
【００５７】
シム７６は、ネジを通すための穴７６ａ，７６ｂ，７６ｃ，７６ｄが４つと、位置決めピン７２ｅ，７２ｆを通すための穴７６ｅ，７６ｆが２つ設けられている。また、シム７６には、本体７２の出口８２からシム７３の複数の溝穴７３ｇ、シム７４の連通口７４ｇ、シム７５の複数の溝穴７５ｇを通して流れてくる塗布材料をシムプレーム７７の溝穴へ送るための連通口７６ｇが設けられている。連通口７６ｇは、長手方向に延在しているが、少なくともシム７７の複数の溝穴に渡る長さを有している。連通口７６ｇは、複数の溝穴７５ｇと対向しかつ本体７２の出口８２とほぼ同じ高さ位置に配置されている。
【００５８】
シム７７は、ネジを通すための穴７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄが４つと、位置決めピン７２ｅ，７２ｆを通すための穴７７ｅ，７７ｆが２つ設けられている。また、シム７７は、被塗物５の塗布面の半径方向外側に対応して複数の溝穴７７ｇが設けられている。すなわち、図８において、シム７７の右側には複数の溝穴７７ｇが設けられているが、左側には溝穴が設けられておらず、シム７７の溝穴７７ｇの数は、シム７５の溝穴７５ｇの数よりも少ない。
【００５９】
シム７４と７６の連通口７４ｇ及び７６ｇは、それぞれ溝穴７５ｇと７７ｇに渡る長さを有していれば十分であるが、取り付けを容易にするために同じ長さに形成されている。
【００６０】
プレート７８は、ネジを通すための穴７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが４つ設けられており、位置決めピン７２ｅ，７２ｆが嵌合する２つの穴（不図示）が設けられている。
【００６１】
シム７３，７４，７５，７６，７７は、本体７２とプレート７８との間に挟まれて、ネジにより締結される。これによって、シム７３は、本体７１とシム７４との間に挟まれて、複数の溝穴７３ｇのそれぞれが、吐出開口を有する流路を形成する。また、シム７５は、シム７４とシム７６の間に挟まれて、複数の溝穴７５ｇのそれぞれが、吐出開口を有する流路を形成する。また、シム７７は、シム７６とプレート７８の間に挟まれて、複数の溝穴７７ｇのそれぞれが、吐出開口を有する流路を形成する。
【００６２】
図９は、ノズル７１の底面図である。図９の右側、すなわち矢印Ｃで示す半径方向外側に行くに連れて溝穴の数が増えている。これによって、ノズル７１が円板形状の被塗物５と対向して設置されたときに、半径方向外側に行くに連れて溝穴の数が増え、ゆえに、半径方向外側に行くに連れて塗布材料の流量が増える。これによって、円板形状の被塗物５に塗布材料をほぼ均一な膜厚で塗布することができる。
【００６３】
複数の溝穴７３ｇ、７５ｇ、７７ｇの幅及びピッチは、ほぼ同一に形成されている。製作上の多少の寸法の違いは、ほぼ同一に含まれる。溝穴７３ｇの数は、５乃至２００であると好ましい。なお、複数の溝穴７３ｇ、７５ｇ、７７ｇの幅及びピッチは、同一でなくてもよい。
【００６４】
また、シムの数は、２枚乃至５０枚、望ましくは、３枚乃至１０枚である。流量分布を細かく制御するためにシムを５０枚程度まで増やすことができる。経済面と精度の妥協できる範囲として３枚乃至１０枚のシムで、所望する流量分布を得ることができる。
【００６５】
なお、本実施例においては、吐出開口を形成する溝穴が設けられたシム（溝穴付シム）７３，７５，７７と、溝穴付シムの間に設けられて塗布材料を通すための連通口が設けられたシム（連通口付シム）７４，７６との組み合わせを示しているが、連通口付シム（板部材）を除いて溝穴付シムのみを重ねたノズルとしてもよい。
また、溝穴付シム７３，７５，７７に、図６に示したような共通開口を設けてもよい。
【００６６】
（多層シムを用いたノズルにおけるシムの別の実施例）
次の実施例は、溝穴の幅及びピッチが異なっているシムを重ね合わせたノズルを示す。
【００６７】
図１０は、重ね合わされた９枚のシムの断面図である。溝穴がわかりやすいように断面で示した。溝穴付シム９１，９３，９５，９７，９９と連通口付シム９２，９４，９６，９８が互い違いに重ね合わされている。溝穴付シム９１，９３，９５，９７，９９の溝穴の幅及びピッチは必ずしも同一ではなく、異なっている。
【００６８】
円板形状の被塗物５に均一に塗布材料を付与するためには、半径方向外側に行くに連れて塗布材料の流量を多くする必要がある。その流量割合は、中心からの距離をｒとすると、中心からの距離ｒにおける半径方向単位幅の環形状部分の面積が２πｒとなるので、中心からの距離に比例して流量を増大する必要がある。そのため、溝穴の幅及びピッチを調整することにより、中心からの距離に比例した流量に近似させることができる可能性がある。
【００６９】
本発明においては、図１０の矢印Ｃで示す方向、半径方向外側に行くに連れて溝穴の数を増やして流量を多くすることを目的としている。しかしながら、図１０に示すように、位置ａの溝穴の数は１、位置ｂの溝穴の数は１、位置ｃの溝穴の数は２、位置ｄの溝穴の数は１、位置ｅの溝穴の数は３、位置ｆの溝穴の数は３、位置ｇの溝穴の数は４、位置ｈの溝穴の数は３、位置ｉの溝穴の数は５、位置ｊの溝穴の数は３であり、多少溝穴の数が前後しても、全体的に半径方向外側に行くに連れて溝穴の数が増えていれば、本発明の範囲に入るものである。
【００７０】
（多層シムを用いたノズルの別の実施例）
図１１は、図９に示したノズル７１の断面図である。塗布材料は、通路８０から出口８２を通り、さらに、溝穴７３ｇ、連通口７４ｇ、溝穴７５ｇ、連通口７６ｇを介して、溝穴７７ｇへ至る。しかしながら、圧力損失が大きい場合には、十分な量の塗布材料が溝穴７７ｇまで至らないこともある。
【００７１】
そこで、本実施例においては、シム７３〜７７を貫通する通路を設けて、本体７２からプレート７８へ塗布材料を供給することにより、溝穴７７ｇへ十分な量の塗布材料を供給する。
【００７２】
図１２は、別の実施例の多層シムを用いたノズル１７１の断面図である。本体１７２には、出口１８２から長手方向に延長した延長穴１８２ａが設けられている。シム１７３，１７４，１７５，１７６，１７７には、それぞれ貫通孔１７３ｈ，１７４ｈ，１７５ｈ，１７６ｈ，１７７ｈが設けられている。貫通孔１７３ｈ，１７４ｈ，１７５ｈ，１７６ｈ，１７７ｈは、一直線に整列している。貫通孔１７３ｈは、延長穴１８２ａと連通する。プレート１７８には、長手方向に延在する通路１７８ｇが設けられている。通路１７８ｇは、シム１７７の貫通孔１７７ｈ及び３つの溝穴１７７ｇと連通している。
【００７３】
この構成により、本体１７２の出口１８２から延長穴１８２ａ、貫通孔１７３ｈ，１７４ｈ，１７５ｈ，１７６ｈ，１７７ｈ、通路１７８ｇを介して、最も遠くに配置されている溝穴１７７ｇへ塗布材料を十分に供給することができる。延長穴１８２ａ、貫通孔１７３ｈ，１７４ｈ，１７５ｈ，１７６ｈ，１７７ｈ、及び通路１７８ｇは、圧力損失を余り生じないように十分大きな断面積を有する。このように、迂回路を設けたことにより、本体から離れているシムの溝穴へも塗布材料を十分に供給することができる。
【００７４】
（複数のオリフィスを用いたノズル）
本発明では、シムの代わりに、径と長さを揃えた注射針などを所望する流量分布にしたがって組み付けたオリフィス集合体を使用することもできる。
【００７５】
図１３は、複数の注射針を組み込んだブロックを用いたノズル１１１の分解図である。ノズル１１１は、本体１２１と、オリフィスブロック１２２と、プレート１２３とからなる。本実施例においては、プレート１２３は、省略することができる。
【００７６】
オリフィスブロック１２２は、複数の注射針１２４を所望の流量分布にしたがってブロック本体１２２ａに組み込んでいる。図１３の矢印Ｃで示す半径方向外側に行くに連れて、注射針１２４の数が増えている。これによって、ノズル１１１の注射針１２４の吐出開口が円板形状の被塗物５に対向して設置されたときに、半径方向外側に行くに連れて注射針１２４の数が徐々に増えるので、半径方向外側に行くに連れて塗布材料の流量が増える。これによって、円板形状の被塗物５に塗布材料をほぼ均一な膜厚で塗布することができる。
オリフィスブロック１２２は、ネジ穴１２２ｂと位置決めピン１２２ｃとが設けられている。
【００７７】
本体１２１は、その上部に、塗布材料の入口１２５が設けられている。本体１２１は、その内部に、塗布材料室１２６が設けられている。また、本体１２１は、ネジ穴１２１ａと１２１ｂを有する。入口１２５は、塗布材料室１２６と連通している。塗布材料室１２６は、オリフィスブロック１２２の複数の注射針１２４の全てと連通している。塗布材料室１２６は、塗布材料のプレナムとなり、塗布材料の圧力が均一になるような十分な広さを有する。
本体１２１とオリフィスブロック１２２は、ネジ穴１２１ａと１２２ｂとにネジを通して締結される。
【００７８】
塗布材料は、入口１２５から塗布材料室１２６を通って複数の注射針１２４から吐出される。
【００７９】
プレート１２３は、リップ部１２３ａが設けられている。また、プレート１２３は、ネジ穴１２３ｂと位置決め穴（不図示）が設けられている。プレート１２３は、位置決め穴（不図示）にオリフィスブロック１２２の位置決めピン１２２ｃを挿入して、ネジ穴１２３ｂと本体１２１のネジ穴１２１ｂにネジを通して、本体１２１及びオリフィスブロック１２２に対して固定される。
【００８０】
本実施例においては、注射針１２４の長さ及び内径は同一に設定されており、注射針１２４の配置分布により、所望の流量分布を得ている。しかしながら、所望の流量分布を得るために、異なる長さの注射針を使用したり、異なる内径の注射針を使用することもできる。異なる長さの注射針を使用する場合には、オリフィスブロックの吐出開口が設けられている側に小室を設ける。
本実施例においては、注射針を使用しているが、ブロックにドリルなどで直接複数の穴をあけてもよい。
【００８１】
（複数のポンプを用いて液圧を変化させる方法）
次に、複数のポンプを使用して、液圧を変化させる方法を説明する。
図１４は、複数のポンプに接続されるノズル１３０の分解図である。ノズル１３０は、本体１３１と、シム１３２と、プレート１３３とからなる。
【００８２】
本体１３１は、その上部に、３つの塗布材料の入口１３４，１３５，１３６が設けられている。本体１３１は、シム１３２が固定される面に３つの細長い出口１３７、１３８、１３９が設けられている。入口１３４，１３５，１３６は、本体１３１の内部に形成されたそれぞれの通路（不図示）を介して、出口１３７、１３８、１３９に連通している。
入口１３４，１３５，１３６は、それぞれ別々のポンプ１４１，１４２，１４３に接続されている。ポンプ１４１，１４２，１４３は、塗布材料のタンク１４４に接続されている。
【００８３】
ポンプ１４１，１４２，１４３からの流量を変えることにより、本体１３１の出口１３７、１３８、１３９から押し出される塗布材料の圧力を調整することができる。出口１３７は、シム１３２の３つの溝穴１３２ａと連通している。出口１３８は、シム１３２の３つの溝穴１３２ｂと連通している。出口１３９は、シム１３２の３つの溝穴１３２ｃと連通している。出口１３７、１３８、１３９における塗布材料の流量をそれぞれＱ１、Ｑ２、Ｑ３としたときに、矢印Ｃで示す半径方向外側の流量が大きくなるように、Ｑ１＜Ｑ２＜Ｑ３の関係を満たすように、ポンプ１４１，１４２，１４３からの流量を調整する。これによって、円板形状の被塗物５に塗布材料をほぼ均一な膜厚で塗布することができる。
【００８４】
（絞り板を用いて液圧を変化させる方法）
次に、絞り板を用いて、液圧を変化させる方法を説明する。
図１５は、絞り板１５４を有するノズル１５０の分解図である。ノズル１５０は、本体１５１と、シム１５２と、プレート１５３と、絞り板１５４とからなる。
【００８５】
本体１５１は、その上部に、塗布材料の入口１５５が設けられている。本体１５１は、シム１５２が固定される面に出口１５６が設けられている。入口１５５は、本体１５１の内部に形成された通路（不図示）を介して、出口１５６に連通している。出口１５６の周囲には、絞り板１５４が嵌め込まれる凹部１５７が形成されている。
【００８６】
絞り板１５４には、複数の絞り穴１５４ａ（１５４ａ１，１５４ａ２，１５４ａ３，１５４ａ４，１５４ａ５，１５４ａ６，１５４ａ７，１５４ａ８，１５４ａ９）が形成されている。絞り穴１５４ａの内径は、矢印Ｃで示す半径方向外側に行くに連れて大きくなっている。すなわち、絞り穴１５４ａ１，１５４ａ２，１５４ａ３，１５４ａ４，１５４ａ５，１５４ａ６，１５４ａ７，１５４ａ８，１５４ａ９の内径をそれぞれｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６，ｄ７，ｄ８，ｄ９とすると、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４＜ｄ５＜ｄ６＜ｄ７＜ｄ８＜ｄ９の関係が成り立つ。これによって、半径方向外側に行くに連れて塗布材料の流量が増えるので、円板形状の被塗物５に塗布材料をほぼ均一な膜厚で塗布することができる。
【００８７】
シム１５２は、櫛形状に形成されて、複数の溝穴１５２ａ（１５２ａ１，１５２ａ２，１５２ａ３，１５２ａ４，１５２ａ５，１５２ａ６，１５２ａ７，１５２ａ８，１５２ａ９）を有する。複数の溝穴１５２ａの溝幅Ｘは、それぞれほぼ同一である。また、複数の溝穴１５２ａの溝長さＬも、それぞれほぼ同一である。複数の溝穴１５２ａ１，１５２ａ２，１５２ａ３，１５２ａ４，１５２ａ５，１５２ａ６，１５２ａ７，１５２ａ８，１５２ａ９は、絞り板１５４の複数の絞り穴１５４ａ１，１５４ａ２，１５４ａ３，１５４ａ４，１５４ａ５，１５４ａ６，１５４ａ７，１５４ａ８，１５４ａ９とそれぞれ対向している。絞り穴１５４ａの数と溝穴１５２ａの数は、それぞれ５乃至２００であると好ましい。数を増やせばより精度よく流量を調整することができる。
【００８８】
なお、絞り板は、図１６に示すように、長手方向に面積が変化する開口を設けてもよい。絞り板１６０には、矢印Ｃで示す半径方向外側に行くに連れて、縦方向長さが変化する開口１６０ａが設けられている。この絞り板１６０を溝穴付シムと本体の出口との間に挟んで配置することにより、半径方向に液圧を変化させることができる。開口１６０ａの傾斜部分が異なる絞り板を複数枚準備しておけば、絞り板を変更することにより、所望の流量分布を得ることができる。
【００８９】
以上の実施例においては、円板形状の被塗物を一回転させることにより、一つのノズルだけで被塗物に塗布材料を均一に塗布することができた。本発明は、以上の実施例に限定されるものではなく、例えば、円板形状の被塗物の直径の長さに渡る一つのノズルを設けてもよい。この場合には、一つのノズルにおいて、中心に対して左右対称の流量分布になるように、溝穴やオリフィスの数、溝穴のピッチを設定する。これにより、円板形状の被塗物を半回転させるだけで被塗物に塗布材料を均一に塗布することができる。
また、以上の実施例においては、円板形状の被塗物を回転させているが、被塗物を固定してノズルを回転させてもよい。あるいは、被塗物とノズルの両方を相対的に回転させてもよい。
【００９０】
さらに、本発明は、上記のように円板形状の被塗物を回転させて均一の厚みに塗布する場合に限らず、平板状、ウェブ状の被塗物に対しても、ノズルと被塗物を相対移動させ、ノズルの単位長さ当たりの流量を変化させて塗布材料を吐出させることにより該被塗物の部位により吐出流量分布を異ならせて、即ち部位により塗布厚みを異ならせて塗布する場合にも適用することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、所望の流量分布で塗布材料を塗布することができる。特に、本発明によれば、円板形状の被塗物に塗布材料をほぼ均一に塗布することができる。
【００９２】
本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、その特徴事項から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施することができる。そのため、前述の実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体または溶融体の塗布方法を実施するための塗布装置１を示す図。
【図２】ノズル１１の分解図。
【図３】被塗物５とノズル１１との位置関係を説明するための図。
【図４】ドクターブレード４３を設けたノズル１１を示す図。
【図５】シムの変形例を示す図。
【図６】共通開口を有するシム２０３２を取り付けたノズルを示す図。
【図７】溝穴の長さが異なるノズル５１の分解図。
【図８】複数枚のシムを重ね合わせたノズル７１の分解図。
【図９】ノズル７１の底面図。
【図１０】重ね合わされた９枚のシムの断面図。
【図１１】図９に示したノズル７１の断面図。
【図１２】別の実施例の多層シムを用いたノズル１７１の断面図。
【図１３】複数の注射針を組み込んだブロックを用いたノズル１１１の分解図。
【図１４】複数のポンプに接続されるノズル１３０の分解図。
【図１５】絞り板１５４を有するノズル１５０の分解図。
【図１６】絞り板の別の実施例を示す図。
【符号の説明】
５被塗物
１１，５１，７１，１７１，１１１ノズル
１２供給手段
３１、６１，７２，１２１本体
３２，６２，７３，７５，７７シム
９１，９３，９５，９７，９９，２０３２シム
３２ａ，６２ａ，７３ｇ，７５ｇ，７７ｇ溝穴
３３，６３，７８，１２３プレート
３３ａリップ部
３５入口
３８出口
４３ドクターブレード
７４，７６，９２，９４，９６，９８連通口付シム
７４ｇ、７６ｇ連通口
１２２オリフィスブロック
１２４注射針
１２６塗布材料室
１５４，１６０絞り板
２０３２ｂ共通開口[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of applying a liquid or a melt to an object to be coated with a slot nozzle having a distribution in which the flow rate per unit length is intentionally changed, and in particular, a disk shape such as a CD, a DVD, or a next-generation DVD. The present invention relates to a method for applying a liquid or a melt to a material almost uniformly.
[0002]
[Prior art]
An object to be coated with a plurality of recesses and grooves of different depths and widths is transported by a conveyor, filled with recesses and grooves with a coating material in multiple steps, and coated on the surface, or subjected to many pressurizations. The surface was applied to the surface by making full use of means and nozzles.
On the other hand, in a manufacturing process of a disk-shaped article such as an optical disk, there is a method of applying a coating material as a liquid film in order to apply a liquid or melt adhesive or coating agent to the disk-shaped article. The following is implemented as such a method.
(I) In the industry in this field, a method called spin coating, in which a disk-shaped object is rotated at high speed, liquid is dropped on the rotating disk-shaped object, and the liquid is sprinkled by centrifugal force. A method of applying while cutting (see, for example, Patent Document 1).
(Ii) A method of applying a liquid or the like by relatively moving a roll or die and a disk-shaped object (see, for example, FIG. 5A of Patent Document 2).
(Iii) A method in which a liquid or the like is applied in the form of particles using a spray device or the like (for example, see FIG. 4A of Patent Document 2).
(Iv) A method in which the coating is divided by a gravure roll cell or screen mesh.
[0003]
Also, in order to uniformly apply the coating material to the disk-shaped object, it may be considered that the thickness of the liquid film from the nozzle is set to gradually increase from the center of the disk-shaped object to the outside. (Refer to FIG. 4B and FIG. 5B of Patent Document 2 described above.)
In addition, in order to align the film thickness of the coating material in the radial direction of the disk-shaped object, a nozzle in which the diameter of the plurality of small holes is sequentially increased in proportion to the radius of the disk-shaped object corresponding to the opening position of the small hole. (For example, refer to Patent Document 3).
[0004]
[Patent Document 1]
JP 7-328517 A
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-80387 (FIGS. 4A and 4B and FIGS. 5A and 5B)
[Patent Document 3]
JP 59-109273 A (FIGS. 3 and 4)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the spin coating method, generally, a desired amount of liquid or the like is dropped from a syringe needle at a location near the center of a rotating disk-shaped object, and finally the disk is moved while moving the liquid as a liquid film by centrifugal force. A liquid film is formed on the surface of the disk-shaped object while sprinkling liquid from the shaped object. Therefore, although a relatively thin film can be formed, 90% or more of the flow rate of the dropped liquid is swept away, which is very inefficient and leads to an increase in material cost.
[0006]
In Patent Document 1, there is a method in which liquid is discharged at a low pressure with an airless nozzle or the like, a liquid film-like curtain is formed, and a coating material is applied to a disk-shaped object in a wider pattern to increase the coating efficiency. Proposed. However, since the centrifugal force is also applied in this method, the upper limit of efficiency is 60% in order to obtain a uniform coating film.
[0007]
Except for the gravure coat as the pattern coat, the application by the roll coats an unnecessary part, that is, the entire surface, and the application range cannot be restricted. Further, because of the transfer method, 100% transfer cannot be performed, and the transfer amount may vary due to a slight change in the viscosity of the liquid.
[0008]
In the method of applying liquid as particles with a spray device or the like, it is difficult to form liquid particles when the viscosity of the liquid is high or the liquid has a high molecular weight and high cohesion. Further, even if the liquid can be made into particles, there are problems such as entrainment of bubbles due to accumulation of particles, and contamination of a disk-shaped rotating device or handling device due to overspray or rebound.
[0009]
Further, when a liquid having a high thixotropy (thixotropic property) is coated in a gravure coating or a screen printing method, there is a problem in leveling (flattening), and it is difficult to form a smooth coating film.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is possible to use one or as few pressurization or supply means as possible without using many pressurization or supply means such as a pump. An object of the present invention is to provide a method for easily producing a desired flow rate, and in particular to uniformly coat a liquid or a melt in a manufacturing process of a disk-shaped optical disk or the like.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention employs the following liquid or melt coating method.
That is, in the method of applying a liquid or a melt to an object to be coated, a step of supplying the liquid or the melt to a slot nozzle having a plurality of orifices or grooves by at least one pressurizing supply means; and (1) a different pitch By passing a liquid or melt through the plurality of orifices or grooves, and (2) by supplying liquid or melt to the plurality of orifices or grooves at different pressures, and (3) the plurality having different lengths. By passing liquid or melt through the orifice or groove of the nozzle, or (4) passing the liquid or melt through the plurality of orifices or grooves having different distributions in the longitudinal direction of the slot nozzle. A step of changing a flow rate of the liquid or melt per unit length in the longitudinal direction, and a coating for applying the liquid or melt to the object to be coated from the slot nozzle. And a cloth process.
[0012]
In the present invention, the following nozzle is used.
That is, in a nozzle having a main body having an inlet for receiving a coating material and an outlet for extruding the coating material, a shim formed with a plurality of slots, and a mounting plate member, the shim includes the main body and the mounting material. Arranged between the plate member, the plurality of slots forming a flow path communicating with the outlet of the main body, the plurality of slots opened at one side of the shim, A discharge opening is formed, and the distance between the adjacent slots of the plurality of slots is gradually or stepwise shortened from one end to the other end in the longitudinal direction of the shim. I made it. A nozzle characterized by that.
[0013]
In addition, a diaphragm plate in which a diaphragm hole is formed may be provided so that the diaphragm hole gradually or stepwise increases from one longitudinal end of the diaphragm plate to the other end.
A diaphragm plate having a plurality of throttle holes is provided, and the diameter of the plurality of throttle holes gradually or stepwise increases from one longitudinal end of the diaphragm plate to the other end. Good.
[0014]
Moreover, you may make it the length of a some slot shorten gradually or in steps.
Further, a plurality of shims in which different numbers of slots are formed may be provided.
[0015]
In the present invention, since the flow rate distribution of the coating material from the slot nozzle is set to a desired flow rate distribution by the method or nozzle as described above, it is an expensive and complicated large-scale apparatus using a large number of pumps and has poor productivity. Unlike the coating method, it is possible to perform coating with high productivity with an inexpensive, simple and small device. That is, according to the present invention, a high-quality and highly productive coating method for liquids and melts can be obtained.
[0016]
In particular, the use efficiency of liquids and melts on disk-shaped objects such as silicon wafers, CDs, and DVDs is significantly different from conventional methods, that is, spin coating methods and spray methods, and the use efficiency is dramatically improved. To do. In particular, the method of the present invention is adopted when a cover layer of a disk-shaped object such as a Bluray Disc (registered trademark) as a next-generation DVD is formed by coating with a room temperature liquid or a heated melt ultraviolet curable material. Thus, a coating film of 100 μm can be uniformly coated on an object to be coated within 5 seconds with a use efficiency of almost 100 percent.
[0017]
That is, as means for changing the flow rate of the coating material per unit length in the longitudinal direction, changing the length of a plurality of orifices and grooves, changing the pitch, changing the number of distributions (changing the distribution), a plurality of By changing the pressure of the coating material to be supplied to the orifice or groove, or by changing the temperature of each part other than that, the viscosity of the liquid or melt can be changed, and as a result, the flow rate can be changed. It is also effective for liquids and melts with low viscosity.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.
[0019]
(Overview of the entire device)
FIG. 1 is a diagram showing a coating apparatus 1 for carrying out the liquid or melt coating method of the present invention.
[0020]
The coating apparatus 1 includes a nozzle 11, a supply unit 12 that supplies a coating material to the nozzle 11, and a holding unit 13 that holds and rotates the workpiece 5. The article 5 is a disk-shaped article, such as a CD, DVD, next-generation DVD, silicon wafer, or hard disk. The coating material is a fluid such as a liquid or a melt, and is, for example, an ultraviolet curable resin material.
[0021]
The supply means 12 has a gun 15 provided with an automatic control valve (not shown) for supplying the coating material to the nozzle 11. The pump 16 pumps the coating material from the tank 17 to the gun 15. The solenoid valve 18 sends pressurized air from the air source 19 to the automatic control valve of the gun 15 in response to a signal from the control device 20. The automatic control valve is normally closed. However, when the solenoid valve 18 is opened, the automatic control valve is opened by pressurized air from the air source 19, and the coating material is sent from the gun 15 to the nozzle 11.
[0022]
The holding means 13 forms a vacuum on the rotating disk 21, a rotating disk 21 for vacuum-adsorbing the workpiece 5, a rotating shaft 22 fixed to the rotating disk 21, a motor 23 for rotating the rotating shaft 22, and the rotating disk 21. A vacuum pump 24.
[0023]
A hole or groove is formed on the upper surface of the turntable 21. The hole or groove communicates with an internal passage provided in the rotary shaft 22. The internal passage communicates with the vacuum pump 24 via a vacuum joint 25 attached to the rotary shaft 22 by a sealing bearing. When the vacuum pump 24 is operated, a vacuum is formed in a hole or groove provided on the upper surface of the rotating disk 21, and the article 5 is vacuum-adsorbed on the rotating disk 21.
[0024]
The rotating shaft 22 is rotatably supported by the bearing base 26. A pulley 27 is attached to the rotary shaft 22. A pulley 28 is attached to the shaft of the motor 23. The belt 29 is stretched around pulleys 27 and 28. The motor 23 rotates the rotating shaft 22 via the pulley 28, the belt 29, and the pulley 27 to rotate the workpiece 5 that is vacuum-adsorbed on the rotating plate 21 in the direction indicated by the arrow X in FIG. 1.
[0025]
(nozzle)
FIG. 2 is an exploded view of the nozzle 11. The nozzle 11 includes a main body 31, a shim (thin plate member) 32, and a plate (mounting plate member) 33.
[0026]
The main body 31 is provided with an inlet 35 for coating material at the top thereof. The main body 31 is provided therein with a passage 36 extending in the longitudinal direction, and an opening at one end of the passage 36 is closed with a plug 37. The inlet 35 is in communication with the passage 36. The main body 31 is provided with an elongated outlet 38 on the surface to which the shim 32 is fixed. The outlet 38 is in communication with the passage 36. The coating material flows from the inlet 35 through the passage 36 to the outlet 38 and is pushed out of the outlet 38.
[0027]
The shim 32 is formed in a comb shape and has a plurality of slots 32a (32a1, 32a2, 32a3, 32a4, 32a5, 32a6, 32a7). The longitudinal gaps (P1, P2, P3, P4, P5, P6) between the adjacent slots 32a are formed so as to gradually decrease from the left to the right in FIG. That is, the pitch (distance between adjacent slots) of the plurality of slots 32a satisfies the relationship P1>P2>P3>P4>P5> P6. As a result, when the nozzle 11 is placed opposite to the disk-shaped object 5, the interval between the slots 32 a gradually decreases toward the outer side in the radial direction and increases toward the outer side in the radial direction. This increases the flow rate of the coating material. As a result, the coating material can be applied to the disk-shaped object 5 with a substantially uniform film thickness.
[0028]
The groove widths X of the plurality of slots 32a (32a1, 32a2, 32a3, 32a4, 32a5, 32a6, 32a7) are substantially the same. The groove lengths L are also substantially the same. Here, even if there are some dimensional differences in production, they are included almost the same. The number of slots 32a is preferably 5 to 200.
[0029]
The shim 32 is sandwiched between the main body 31 and the plate 33 and fastened by screws 39. Thus, the slot 32a (32a1, 32a2, 32a3, 32a4, 32a5, 32a6, 32a7) constitutes a plurality of flow paths and a plurality of discharge openings facing the object to be coated. The outlet 38 of the main body 31 faces the plurality of slots 32a and communicates with the slot 32a at the upper part of the slot 32a. The cross-sectional areas of the plurality of flow paths are substantially the same because the groove width X is substantially the same. Therefore, the flow rates of the coating material passing through the plurality of flow paths are substantially the same.
[0030]
(Coating process)
The coating material enters from the inlet 35, passes through a passage 36 and an elongated outlet 38 formed in the main body 31, and further has a plurality of flow paths (slot holes 32a1, 32a2, 32a3, 32a4, 32a5 having different cross-sectional areas). , 32a6, 32a7) and flows out from the lip surface 40. In this method, when a Newtonian fluid having a relatively low viscosity, for example, 500 mPa · s or less, or a liquid or melt exhibiting a behavior similar thereto is applied to an object rotating at a relatively low speed, a flow ( It is easy to flow) and can be leveled (flattened) to obtain a desired liquid film.
[0031]
Also, in this method, by changing the slot pitch, the desired flow rate can be obtained regardless of the viscosity of the coating material, regardless of the behavior of Newtonian fluid or non-Newtonian fluid such as thixotropy. Can be controlled.
[0032]
When the coating is completed by rotating the article 5 once, the gun 15 is required to have a clean cut property. Therefore, a suck-back type gun, which is common in the industry in this field, can be used. Desirable (for example, see FIGS. 2 and 3 of JP-A-10-192863).
[0033]
FIG. 3 is a view for explaining the positional relationship between the article 5 and the nozzle 11. The gap t between the workpiece 5 and the nozzle 11 is preferably 40 to 110 percent with respect to the coating thickness T of the coating material 41. When the number of flow paths is small (including the case where the number of shims and orifices described later is small), 40 to 70 percent is desirable, usually 50 to 90 percent is desirable, and the accuracy of the object to be coated is poor. In the case where there is a rotational shake or the like, the range of 80 to 110 percent is desirable.
[0034]
If necessary, the plate 33 may be provided with a lip portion 33a on the downstream side of the slot 32a. The lip portion 33a acts to level the discharged coating material 41 evenly. The lip portion 33a is formed at an acute angle so that the peeled coating material does not accumulate.
[0035]
(Post-treatment process of coating surface)
Furthermore, the coating film surface can be made flatter by performing the following post-processing process.
When the gap t is 100% or less, the nozzle 11 is moved away from the coating film surface immediately after the coating operation is completed, or the nozzle 11 is moved up to the vicinity of the coating film surface, and then the object 5 is continuously rotated. Lip 33a of nozzle 11 or other leveling means, such as a doctor blade, scraper, roll, or thin wire, with a rise of 1 to 5 percent, preferably 1 to 2 percent of the coating per revolution Finishing can be performed while increasing the surface accuracy. The treatment with a doctor blade, scraper, roll or wire may be performed in the following step. Especially in the case of a melt such as a hot melt, it thickens or solidifies immediately after coating, so take advantage of its characteristics and finish it with the above-mentioned means (lip part, doctor blade, scraper, roll, wire) heated only on the surface. It is effective.
[0036]
FIG. 4 is a view showing the nozzle 11 provided with the doctor blade 43. Application of the coating material is started from the nozzle 11 to the rotating object 5 to be coated, and when the object 5 is rotated once, the application of the coating material is finished. Next, the nozzle 11 is raised upward as indicated by the arrow A, and the nozzle 11 is separated from the coating material 41. At the same time, the doctor blade 43 is lowered downward as indicated by the arrow B, and the doctor blade 43 is brought into contact with the coating film surface of the coating material 41. In this state, the surface of the coating film is flattened by rotating the article 5 several times.
[0037]
The doctor blade 43 may be heated by a heating device (not shown). The heated doctor blade 43 may be leveled while melting the raised portion of the coating surface. The doctor blade 43 may be a scraper, knife edge, roller, wire or the like.
[0038]
(Another embodiment of shim)
FIG. 5 is a diagram showing a modification of the shim. In the shim 1032, the pitch P0 between the slots 1032a1 and 1032a2 is the same as the pitch P0 between the slots 1032a3 and 1032a4. However, the pitch P1 between the slot group of the slot holes 1032a1 and 1032a2 and the slot group of the slot holes 1032a3 and 1032a4 is the slot group of the slot holes 1032a3 and 1032a4, and the slot group of the slot holes 1032a5 and 1032a6. Is greater than the pitch P2 (distance between adjacent groove groups) P2. That is, the pitch of the slot group satisfies the relationship of P1>P2>P3>P4> P5. As described above, even if there is a portion where the pitch is almost the same in the middle, as described above, if the pitch is gradually reduced from the left to the right in FIG. The same effect as the shim 32 of the embodiment can be obtained.
[0039]
In the above embodiment, even if the pitch is somewhat irregular, it is only necessary that the pitch becomes narrower as it goes outward in the radial direction as a whole.
[0040]
(Shim with common opening)
FIG. 6 is a view showing a nozzle to which a shim 2032 having a common opening is attached. Since the main body 31 and the plate 33 are the same as those of the nozzle 11 shown in FIG.
[0041]
FIG. 6 shows a state in which the shim 2032 is attached to the main body 31. The shim 2032 is provided with a plurality of slots 2032a (2032a1, 2032a2, 2032a3, 2032a4, 2032a5, 2032a6, 2032a7). The plurality of slots 2032a communicate with one common opening 2032b. By fastening the main body 31, the shim 2032, and the plate 33 with screws, the plurality of slots 2032a form a plurality of flow paths. The plurality of flow paths merge at the common opening 2032b.
[0042]
The coating material enters from the inlet 35, passes through the passage 36 and the elongated outlet 38 formed in the main body 31, and further joins at the common opening 2032 b through a plurality of flow paths (groove holes 2032 a). The coating materials that have merged at the common opening 2032b are averaged evenly and applied to the article 5 to be coated.
[0043]
In this embodiment, the common opening is formed in the shim. However, a recess may be formed on the downstream side of the shim, and the coating materials from the plurality of slots may be merged in the recess. That is, the length of the shim in the flow direction of the coating material may be shorter than that of the main body and the plate to form a space as a recess between the main body and the plate. Or you may form a recessed part in a main body or a plate. Further, the common opening and the recess of the shim are not limited to one, and two or more may be provided.
[0044]
(Nozzles with different slot lengths)
Next, another embodiment of the nozzle will be described. FIG. 7 is an exploded view of the nozzles 51 having different slot lengths. The nozzle 51 includes a main body 61, a shim 62, and a plate 63.
[0045]
The main body 61 is provided with an inlet 65 for coating material at the top thereof. The main body 31 is provided with a passage 66 extending obliquely in the longitudinal direction. That is, the passage 66 extends from the lower right to the upper left in FIG. The opening at one end of the passage 66 is closed with a plug 67. The inlet 65 is in communication with the passage 66. The main body 61 is provided with an elongated outlet 68 on the surface to which the shim 62 is fixed. The outlet 68 extends obliquely in the longitudinal direction along the passage 66. That is, the distance from the lip surface 60 increases as the elongated outlet 68 goes to the left side of FIG. The outlet 68 is in communication with the passage 66. The coating material flows from the inlet 65 through the passage 66 to the outlet 68 and is pushed out of the outlet 68.
[0046]
The shim 62 is formed in a comb shape and has a plurality of slots 62a (62a1, 62a2, 62a3, 62a4, 62a5, 62a6, 62a7, 62a8, 62a9, 62a10). The lengths (L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10) of the adjacent slots 62a are formed so as to be shortened stepwise from the left to the right in FIG. Has been. That is, the length of the plurality of slots 62a satisfies the relationship of L1>L2>L3>L4>L5>L6>L7>L8>L9> L10. The outlet 68 of the main body 61 faces the plurality of slots 62a and communicates with the slot 62a at the upper part of the slot 62a.
[0047]
The shim 62 is sandwiched between the main body 61 and the plate 63 and fastened with screws. Accordingly, the slot 62a (62a1, 62a2, 62a3, 62a4, 62a5, 62a6, 62a7, 62a8, 62a9, 62a10) constitutes a plurality of flow paths.
[0048]
Since the widths and pitches of the plurality of slots 62a are substantially constant, the flow rate of the coating material changes by the amount of pressure loss due to the length of the slot. If the supply amount of the coating material is sufficient, the Hagen-Poiseuille flow formula in the circular pipe can be applied to the rectangular cross-sectional slot of this embodiment to obtain a desired flow rate distribution in the longitudinal direction in advance. .
[Expression 1]

Where Q = flow rate, μ = viscosity, P ₂ = Inlet pressure, P ₃ = Outlet pressure, L = length,
d = inner diameter.
Since the cross-sectional area of the slot 62a is substantially constant, the inlet pressure of the slot is substantially constant, and the outlet pressure of the slot is substantially constant, the flow rate of the slot is inversely proportional to the length. That is, the flow rate increases as the slot length is shorter. The nozzle 51 is also preferably a Newtonian fluid or melt having a relatively low viscosity, for example, 1000 mPa · s or less.
[0049]
As a result, when the nozzle 51 is installed on the disk-shaped object 5, the length of the slot 62 a gradually decreases as it goes outward in the radial direction, and as it goes outward in the radial direction. This increases the flow rate of the coating material. As a result, the coating material can be applied to the disk-shaped object 5 with a substantially uniform film thickness.
[0050]
Note that the widths and pitches of the plurality of slots 62a are substantially the same even if there are some dimensional differences in manufacturing. The number of slots 62a is preferably 5 to 200. A plurality of slot groups each including a plurality of slots having substantially the same length may be provided. Also in this case, if the overall length of the slot is gradually reduced from the left to the right in FIG. 7, the same effect as the above-described embodiment can be obtained. .
[0051]
In the above embodiment, even if the nozzle length is somewhat irregular, it is only necessary that the nozzle length decreases as it goes outward in the radial direction as a whole.
Moreover, you may provide the common opening as shown in FIG. 6 in the shim from which the length of a slot differs.
[0052]
(Nozzle using multilayer shim)
Next, another embodiment of the nozzle will be described. FIG. 8 is an exploded view of the nozzle 71 in which a plurality of shims are overlapped.
The nozzle 71 includes a main body 72, five

shims

73, 74, 75, 76, 77 and a plate 78.
[0053]
The main body 72 is provided with an inlet 79 for coating material at the top thereof. The main body 72 is provided therein with a passage 80 extending in the longitudinal direction. The opening at one end of the passage 80 is closed with a plug 81. The inlet 79 is in communication with the passage 80. The main body 72 is provided with an elongated outlet 82 on the surface to which the shim 73 is fixed. The outlet 82 extends longitudinally along the passage 80. The outlet 82 is in communication with the passage 80. The coating material flows from the inlet 79 through the passage 80 to the outlet 82 and is pushed out of the outlet 82. The main body 72 is provided with four

screw holes

72a, 72b, 72c, 72d and two positioning pins 72e, 72f.
[0054]
The shim 73 is provided with four holes 73a, 73b, 73c, 73d for passing screws and two holes 73e, 73f for passing positioning pins 72e, 72f. Further, the shim 73 is provided with a plurality of slots 73g over the length in the longitudinal direction corresponding to the width of the coated surface of the article 5 to be coated.
[0055]
The shim 74 is provided with four holes 74a, 74b, 74c, and 74d for passing screws and two holes 74e and 74f for passing the positioning pins 72e and 72f. In addition, the shim 74 is provided with a communication port 74 g for sending the coating material flowing from the outlet 82 of the main body 72 through the plurality of slots 73 g of the shim 73 to the slots of the shim plate 75. The communication port 74g extends in the longitudinal direction, but has a length that extends over at least a plurality of slots of the shim 75. The communication port 74g faces the plurality of slots 73g and is disposed at substantially the same height as the outlet 82 of the main body 72.
[0056]
The shim 75 is provided with four

holes

75a, 75b, 75c, and 75d for passing screws and two holes 75e and 75f for passing the positioning pins 72e and 72f. The shim 75 is provided with a plurality of slots 75g corresponding to the radially outer side of the application surface of the article 5 to be coated. That is, in FIG. 8, a plurality of slots 75g are provided on the right side of the shim 75, but no slots are provided on the left side, and the number of slots 75g in the shim 75 is the number of slots in the shim 73. Less than the number of holes 73g.
[0057]
The shim 76 is provided with four holes 76a, 76b, 76c, and 76d for passing screws, and two holes 76e and 76f for passing the positioning pins 72e and 72f. Further, the coating material flowing from the outlet 82 of the main body 72 through the plurality of slots 73 g of the shim 73, the communication ports 74 g of the shim 74, and the plurality of slots 75 g of the shim 75 is applied to the shim 76. A communication port 76g for sending is provided. The communication port 76g extends in the longitudinal direction, but has a length that extends over at least a plurality of slots of the shim 77. The communication port 76g faces the plurality of slots 75g and is disposed at substantially the same height as the outlet 82 of the main body 72.
[0058]
The shim 77 is provided with four

holes

77a, 77b, 77c, 77d for passing screws and two holes 77e, 77f for passing positioning pins 72e, 72f. The shim 77 is provided with a plurality of slots 77g corresponding to the radially outer side of the application surface of the article 5 to be coated. That is, in FIG. 8, a plurality of slots 77g are provided on the right side of the shim 77, but no slots are provided on the left side, and the number of slots 77g in the shim 77 is the number of slots in the shim 75. Less than the number of holes 75g.
[0059]
It is sufficient that the communication ports 74g and 76g of the

shims

74 and 76 have a length over the

slots

75g and 77g, respectively, but are formed to have the same length in order to facilitate attachment.
[0060]
The plate 78 is provided with four

holes

78a, 78b, 78c, and 78d for passing screws, and two holes (not shown) into which the positioning pins 72e and 72f are fitted.
[0061]
The

shims

73, 74, 75, 76, 77 are sandwiched between the main body 72 and the plate 78 and fastened with screws. As a result, the shim 73 is sandwiched between the main body 71 and the shim 74, and each of the plurality of slots 73g forms a flow path having a discharge opening. The shim 75 is sandwiched between the shim 74 and the shim 76, and each of the plurality of slots 75g forms a flow path having a discharge opening. The shim 77 is sandwiched between the shim 76 and the plate 78, and each of the plurality of slots 77g forms a flow path having a discharge opening.
[0062]
FIG. 9 is a bottom view of the nozzle 71. The number of slots increases as it goes to the right side of FIG. As a result, when the nozzle 71 is placed opposite to the disk-shaped object 5, the number of slots increases as it goes radially outward, and therefore the coating increases as it goes radially outward. Increases material flow. As a result, the coating material can be applied to the disk-shaped object 5 with a substantially uniform film thickness.
[0063]
The plurality of

slots

73g, 75g, and 77g have substantially the same width and pitch. Some dimensional differences in manufacturing are almost the same. The number of slots 73g is preferably 5 to 200. The widths and pitches of the plurality of

slots

73g, 75g, and 77g may not be the same.
[0064]
Further, the number of shims is 2 to 50, preferably 3 to 10. In order to finely control the flow distribution, shims can be increased to about 50 sheets. The desired flow rate distribution can be obtained with 3 to 10 shims as a range in which the economy and accuracy can be compromised.
[0065]
In this embodiment, the shims (slots with slots) 73, 75, 77 provided with slots for forming the discharge openings and the communication for passing the coating material provided between the shims with slots are provided. Although the combination with shims (shims with communication ports) 74 and 76 provided with a mouth is shown, it may be a nozzle in which only shims with slot holes are overlapped except for shims with communication ports (plate members).
Further, the slotted shims 73, 75, 77 may be provided with a common opening as shown in FIG.
[0066]
(Another embodiment of shim in nozzle using multilayer shim)
The following example shows a nozzle with overlapping shims with different slot widths and pitches.
[0067]
FIG. 10 is a cross-sectional view of nine shims superimposed. The slots are shown in cross section so that the slots are easy to understand. The shims with slots 91, 93, 95, 97, 99 and the shims with communication ports 92, 94, 96, 98 are alternately stacked. The width and pitch of the slotted shims 91, 93, 95, 97, 99 are not necessarily the same, but are different.
[0068]
In order to uniformly apply the coating material to the disk-shaped object 5, it is necessary to increase the flow rate of the coating material as it goes outward in the radial direction. As for the flow rate ratio, when the distance from the center is r, the area of the ring-shaped portion of the radial unit width at the distance r from the center is 2πr, so the flow rate needs to be increased in proportion to the distance from the center. is there. Therefore, there is a possibility that the flow rate proportional to the distance from the center can be approximated by adjusting the width and pitch of the slot.
[0069]
The object of the present invention is to increase the flow rate by increasing the number of slots as it goes outward in the direction indicated by arrow C in FIG. 10 and in the radial direction. However, as shown in FIG. 10, the number of slots at position a is 1, the number of slots at position b is 1, the number of slots at position c is 2, the number of slots at position d is 1, The number of slots in e is 3, the number of slots in position f is 3, the number of slots in position g is 4, the number of slots in position h is 3, the number of slots in position i is 5, The number of slots of j is 3, and even if the number of slots is slightly increased or decreased, if the number of slots increases as it goes radially outward as a whole, it is within the scope of the present invention. It is.
[0070]
(Another embodiment of nozzle using multilayer shim)
FIG. 11 is a cross-sectional view of the nozzle 71 shown in FIG. The coating material passes through the outlet 82 from the passage 80, and further reaches the slot 77g through the slot 73g, the communication port 74g, the slot 75g, and the communication port 76g. However, if the pressure loss is large, a sufficient amount of the coating material may not reach the slot 77g.
[0071]
Therefore, in this embodiment, a sufficient amount of coating material is supplied to the slot 77g by providing a passage that passes through the shims 73 to 77 and supplying the coating material from the main body 72 to the plate 78.
[0072]
FIG. 12 is a cross-sectional view of a nozzle 171 using a multilayer shim according to another embodiment. The main body 172 is provided with an extension hole 182a extending from the outlet 182 in the longitudinal direction. The

shims

173, 174, 175, 176, and 177 are provided with through

holes

173h, 174h, 175h, 176h, and 177h, respectively. The through

holes

173h, 174h, 175h, 176h, 177h are aligned in a straight line. The through hole 173h communicates with the extension hole 182a. The plate 178 is provided with a passage 178g extending in the longitudinal direction. The passage 178g communicates with the through hole 177h of the shim 177 and the three slots 177g.
[0073]
With this configuration, the coating material is sufficiently supplied from the outlet 182 of the main body 172 to the slot 177g located farthest through the extension hole 182a, the through

holes

173h, 174h, 175h, 176h, 177h, and the passage 178g. be able to. The extension hole 182a, the through

holes

173h, 174h, 175h, 176h, 177h, and the passage 178g have a sufficiently large cross-sectional area so as not to cause much pressure loss. Thus, by providing the detour, the coating material can be sufficiently supplied also to the shim slot away from the main body.
[0074]
(Nozzle with multiple orifices)
In the present invention, instead of the shim, an orifice assembly in which an injection needle having a uniform diameter and length is assembled according to a desired flow rate distribution can be used.
[0075]
FIG. 13 is an exploded view of the nozzle 111 using a block incorporating a plurality of injection needles. The nozzle 111 includes a main body 121, an orifice block 122, and a plate 123. In this embodiment, the plate 123 can be omitted.
[0076]
The orifice block 122 incorporates a plurality of injection needles 124 in the block body 122a according to a desired flow rate distribution. The number of injection needles 124 increases as it goes outward in the radial direction indicated by arrow C in FIG. As a result, when the discharge opening of the injection needle 124 of the nozzle 111 is installed opposite to the disk-shaped object 5, the number of injection needles 124 gradually increases as it goes radially outward. As it goes radially outward, the flow rate of the coating material increases. As a result, the coating material can be applied to the disk-shaped object 5 with a substantially uniform film thickness.
The orifice block 122 is provided with a screw hole 122b and a positioning pin 122c.
[0077]
The main body 121 is provided with an inlet 125 for coating material at the top thereof. The main body 121 is provided with a coating material chamber 126 therein. The main body 121 has

screw holes

121a and 121b. The inlet 125 communicates with the coating material chamber 126. The coating material chamber 126 communicates with all of the plurality of injection needles 124 of the orifice block 122. The coating material chamber 126 becomes a plenum for the coating material, and has a sufficient width so that the pressure of the coating material becomes uniform.
The main body 121 and the orifice block 122 are fastened through screws to the

screw holes

121a and 122b.
[0078]
The coating material is discharged from the injection needles 124 through the coating material chamber 126 from the inlet 125.
[0079]
The plate 123 is provided with a lip portion 123a. The plate 123 is provided with a screw hole 123b and a positioning hole (not shown). The plate 123 is fixed to the main body 121 and the orifice block 122 by inserting a positioning pin 122c of the orifice block 122 into a positioning hole (not shown) and passing a screw through the screw hole 123b and the screw hole 121b of the main body 121.
[0080]
In this embodiment, the length and the inner diameter of the injection needle 124 are set to be the same, and a desired flow rate distribution is obtained by the arrangement distribution of the injection needle 124. However, to obtain the desired flow distribution, different length needles or different inner diameter needles can be used. When different lengths of injection needles are used, a small chamber is provided on the side of the orifice block where the discharge opening is provided.
In this embodiment, an injection needle is used, but a plurality of holes may be directly drilled in the block with a drill or the like.
[0081]
(Method of changing hydraulic pressure using multiple pumps)
Next, a method for changing the hydraulic pressure using a plurality of pumps will be described.
FIG. 14 is an exploded view of the nozzle 130 connected to a plurality of pumps. The nozzle 130 includes a main body 131, a shim 132, and a plate 133.
[0082]
The main body 131 is provided with three

coating material inlets

134, 135, and 136 at the top thereof. The main body 131 is provided with three

elongated outlets

137, 138, and 139 on the surface to which the shim 132 is fixed. The

inlets

134, 135, and 136 communicate with the

outlets

137, 138, and 139 through respective passages (not shown) formed inside the main body 131.
The

inlets

134, 135, and 136 are connected to separate

pumps

141, 142, and 143, respectively. The

pumps

141, 142, and 143 are connected to a tank 144 for coating material.
[0083]
By changing the flow rates from the

pumps

141, 142, and 143, the pressure of the coating material extruded from the

outlets

137, 138, and 139 of the main body 131 can be adjusted. The outlet 137 communicates with the three slots 132 a of the shim 132. The outlet 138 communicates with the three slots 132 b of the shim 132. The outlet 139 communicates with the three slots 132 c of the shim 132. When the flow rate of the coating material at the

outlets

137, 138, and 139 is Q1, Q2, and Q3, respectively, the relationship of Q1 <Q2 <Q3 is satisfied so that the flow rate on the outer side in the radial direction indicated by the arrow C increases. The flow rate from the

pumps

141, 142, 143 is adjusted. As a result, the coating material can be applied to the disk-shaped object 5 with a substantially uniform film thickness.
[0084]
(Method of changing hydraulic pressure using a diaphragm plate)
Next, a method for changing the hydraulic pressure using the diaphragm plate will be described.
FIG. 15 is an exploded view of the nozzle 150 having the diaphragm plate 154. The nozzle 150 includes a main body 151, a shim 152, a plate 153, and a diaphragm plate 154.
[0085]
The main body 151 is provided with an inlet 155 for the coating material at the top thereof. The main body 151 is provided with an outlet 156 on a surface to which the shim 152 is fixed. The inlet 155 communicates with the outlet 156 via a passage (not shown) formed inside the main body 151. A recess 157 into which the diaphragm plate 154 is fitted is formed around the outlet 156.
[0086]
A plurality of aperture holes 154a (154a1, 154a2, 154a3, 154a4, 154a5, 154a6, 154a7, 154a8, 154a9) are formed in the aperture plate 154. The inner diameter of the throttle hole 154a increases as it goes outward in the radial direction indicated by the arrow C. That is, if the inner diameters of the throttle holes 154a1, 154a2, 154a3, 154a4, 154a5, 154a6, 154a7, 154a8, 154a9 are d1, d2, d3, d4, d5, d6, d7, d8, d9, respectively, d1 <d2 <d3 The relationship <d4 <d5 <d6 <d7 <d8 <d9 holds. As a result, the flow rate of the coating material increases toward the outside in the radial direction, so that the coating material can be applied to the disk-shaped object 5 with a substantially uniform film thickness.
[0087]
The shim 152 is formed in a comb shape and has a plurality of slots 152a (152a1, 152a2, 152a3, 152a4, 152a5, 152a6, 152a7, 152a8, and 152a9). The groove widths X of the plurality of groove holes 152a are substantially the same. Further, the groove lengths L of the plurality of slots 152a are also substantially the same. The plurality of slots 152a1, 152a2, 152a3, 152a4, 152a5, 152a6, 152a7, 152a8, and 152a9 are the plurality of throttle holes 154a1, 154a2, 154a3, 154a4, 154a5, 154a6, 154a7, 154a8, and 154a9, respectively. Opposite. The number of throttle holes 154a and the number of slots 152a are preferably 5 to 200, respectively. If the number is increased, the flow rate can be adjusted more accurately.
[0088]
The diaphragm plate may be provided with an opening whose area changes in the longitudinal direction, as shown in FIG. The aperture plate 160 is provided with an opening 160a whose length in the vertical direction changes as it goes outward in the radial direction indicated by the arrow C. By disposing the diaphragm plate 160 between the slotted shim and the outlet of the main body, the hydraulic pressure can be changed in the radial direction. If a plurality of throttle plates having different inclined portions of the opening 160a are prepared, a desired flow rate distribution can be obtained by changing the throttle plate.
[0089]
In the above embodiment, the coating material can be uniformly applied to the object to be coated with only one nozzle by rotating the disk-shaped object to be rotated once. The present invention is not limited to the above embodiments, and for example, one nozzle may be provided over the length of the diameter of the disk-shaped workpiece. In this case, the number of slots and orifices and the pitch of the slots are set so that the flow distribution is symmetrical with respect to the center in one nozzle. As a result, the coating material can be uniformly applied to the coating object by only half-rotating the disk-shaped coating object.
In the above embodiment, the disk-shaped object is rotated, but the object may be fixed and the nozzle may be rotated. Or you may rotate both a to-be-coated article and a nozzle relatively.
[0090]
Further, the present invention is not limited to the case where the disk-shaped object is rotated and applied to a uniform thickness as described above, and the nozzle and the object to be coated are also applied to a plate-like or web-like object. Distributing the flow rate per unit length of the nozzle and changing the flow rate per unit length of the nozzle to discharge the coating material makes the discharge flow rate distribution different depending on the part of the object to be coated, that is, the application thickness varies depending on the part. It can also be applied to.
[0091]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, the coating material can be applied with a desired flow rate distribution. In particular, according to the present invention, the coating material can be applied almost uniformly to a disk-shaped object.
[0092]
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various other forms without departing from the features thereof. For this reason, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a coating apparatus 1 for carrying out the liquid or melt coating method of the present invention.
FIG. 2 is an exploded view of the nozzle 11. FIG.
FIG. 3 is a diagram for explaining a positional relationship between an object to be coated 5 and a nozzle 11;
FIG. 4 is a view showing a nozzle 11 provided with a doctor blade 43;
FIG. 5 is a view showing a modified example of a shim.
FIG. 6 is a view showing a nozzle to which a shim 2032 having a common opening is attached.
FIG. 7 is an exploded view of a nozzle 51 having different slot lengths.
FIG. 8 is an exploded view of a nozzle 71 in which a plurality of shims are superimposed.
9 is a bottom view of the nozzle 71. FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view of nine shims superimposed.
11 is a cross-sectional view of the nozzle 71 shown in FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a nozzle 171 using a multilayer shim according to another embodiment.
FIG. 13 is an exploded view of the nozzle 111 using a block incorporating a plurality of injection needles.
FIG. 14 is an exploded view of a nozzle 130 connected to a plurality of pumps.
15 is an exploded view of a nozzle 150 having a diaphragm plate 154. FIG.
FIG. 16 is a diagram showing another embodiment of the diaphragm plate.
[Explanation of symbols]
5 Workpiece
11, 51, 71, 171, 111 nozzle
12 Supply means
31, 61, 72, 121 body
32, 62, 73, 75, 77 shims
91, 93, 95, 97, 99, 2032 shims
32a, 62a, 73g, 75g, 77g
33, 63, 78, 123 plates
33a Lip part
35 entrance
38 Exit
43 Doctor Blade
74, 76, 92, 94, 96, 98 Shim with communication port
74g, 76g Communication port
122 Orifice block
124 injection needle
126 Coating material chamber
154,160 Aperture plate
2032b Common opening

Claims

A method of applying a liquid or melt to an object to be coated,
Supplying the liquid or melt to the slot nozzle having a plurality of shims in which different numbers of slots are formed by at least one pressurized supply means;
The flow rate of the liquid or melt per unit length in the longitudinal direction of the slot nozzle is changed by passing the liquid or melt through the slots of the plurality of shims having different distributions in the longitudinal direction of the slot nozzle. A process of
And an application step of applying a liquid or a melt to the object to be coated from the slot nozzle.

The object to be coated is a disk-shaped object, and when the distance from the center of the disk-shaped object is r, it is proportional to the area of the ring-shaped portion of the unit width in the radial direction of the disk-shaped object at the distance r from the center. The method of claim 1, wherein the total cross-sectional area of the radial unit width of the slot at a distance r from the center is increased.

The object to be coated is a disk-shaped object, where r is the distance from the center of the disk-shaped object, and the center is in accordance with the area of the ring-shaped portion of the radial unit width of the disk-shaped object at the distance r from the center. The method according to claim 1, wherein the total cross-sectional area of the radial unit width of the slot at a distance r from is increased stepwise.

4. The method according to claim 1, further comprising the step of merging a plurality of liquid or melt flows from the slot in at least one recess downstream of the slot .

2. The method of claim 1, further comprising the step of setting the distance between the slot nozzle and the object to be coated to 40% to 110% of the film thickness of the liquid or melt applied on the object. 4. The method according to 4.

The object to be coated is a disk-shaped object, and the application step is a process of applying a liquid or a melt from the slot nozzle to the disk-shaped object while rotating at least one of the disk-shaped object and the slot nozzle. The method according to claim 1, comprising:

The method according to claim 1, wherein the liquid or melt is a reaction-curing material.

The method of claim 7, wherein the reaction-curing material is a photo-curing material.

9. The method according to claim 1, wherein the number of slots is 5 to 200.

The method of claim 1 to 9, characterized in that said shim is formed in a comb shape.

The object to be coated The method of claim 1 to 10, characterized in that an optical disc.

A body having an inlet for receiving the coating material and an outlet for extruding the coating material;
Multiple shims with different numbers of slots,
A nozzle having a mounting plate member,
The plurality of shims are arranged between the main body and the mounting plate member, and the slots have a distribution having different numbers in the longitudinal direction of the nozzle and communicate with the outlet of the main body. Forming a flow path that
The nozzle is characterized in that the slot is opened at one side of the shim to form a discharge opening.

13. The nozzle according to claim 12 , wherein a plate member having a communication port that communicates the slot of the shims adjacent to each other is disposed between the shims adjacent to each other of the plurality of shims.

The mounting plate member is provided with a passage communicating with a shim slot adjacent to the mounting plate member, and the plurality of shims and the plate member are each provided with a through hole, The nozzle according to claim 13 , wherein the hole forms a detour that connects the outlet of the main body and the passage of the mounting plate member.

The nozzle according to claim 12, wherein the mounting plate member is provided with a lip portion for leveling the coating material discharged from the discharge opening.

The nozzle according to claim 12 , wherein the shim is formed with a common opening communicating with the discharge openings of the plurality of slots.

The nozzle according to any one of claims 12 to 16 , further comprising a leveling means for leveling the coating material applied to the object.