JP6134942B2 - Coating material coating apparatus, coating method of coating material on long member - Google Patents
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Description
本発明は、長尺部材の表面に塗膜材を塗布する塗膜材塗布装置およびこれを用いた長尺部材への塗膜材の塗布方法に関するものである。 The present invention relates to a coating material coating apparatus for coating a coating material on the surface of a long member and a coating method of a coating material on a long member using the coating material coating apparatus.
例えば太陽電池パネルのような発電機器は、基材に機能性薄膜が形成されたものが用いられる。このような機能性薄膜は、例えば、真空蒸着やCVD等の各種の大型・真空プロセスの他、小さなプロセス領域や非真空系を用いたロール・ツー・ロールプロセス等によって形成される。 For example, a power generation device such as a solar cell panel is used in which a functional thin film is formed on a base material. Such a functional thin film is formed by, for example, a roll-to-roll process using a small process area or a non-vacuum system, in addition to various large-sized and vacuum processes such as vacuum deposition and CVD.
一方、特に高速でこのような機能性薄膜を形成する方法として、ダイスによる塗布方法がある。ダイスによる塗布方法では、数百m/分以上での塗膜形成が可能である。 On the other hand, as a method for forming such a functional thin film at a particularly high speed, there is a coating method using a die. The coating method using a die can form a coating film at several hundred m / min or more.
ダイスにより、塗膜厚を精密に制御する塗布方法としては、例えば、長尺基材を連続的に移送しながら、その一方の表面に所定の間隔をおいて対向配置されたキャビティを有する塗布ダイスを用いて、塗布ダイスのキャビティ内へ所定の圧力で材料溶液を供給しながら、材料溶液により生じる塗布ダイスへの反発力が所定の値に保たれるように塗布ダイスへの荷重を制御する薄膜形成方法がある(特許文献1)。 As a coating method for precisely controlling the coating thickness by a die, for example, a coating die having a cavity disposed oppositely with a predetermined interval on one surface thereof while continuously transferring a long substrate. Is used to control the load on the coating die so that the repulsive force to the coating die generated by the material solution is maintained at a predetermined value while supplying the material solution into the cavity of the coating die at a predetermined pressure. There is a forming method (Patent Document 1).
特許文献1に記載の方法は、材料溶液を充填したダイスに基材を通過させ、この際に、ダイスの内部形状に応じて基材と共に溶剤が持ち出されることを利用し、基材表面に塗膜を形成するものである。 In the method described in Patent Document 1, the base material is passed through a die filled with a material solution, and at this time, the solvent is taken out together with the base material according to the internal shape of the die. A film is formed.
近年、長尺基材に対してより膜厚精度の高い薄膜を形成することが望まれている。 In recent years, it has been desired to form a thin film with higher film thickness accuracy on a long base material.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、高い精度で、再現性にも優れた膜厚を得ることが可能な薄膜形成装置等を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a thin film forming apparatus and the like that can obtain a film thickness with high accuracy and excellent reproducibility.
長尺部材への塗膜材の塗布装置であって、長尺部材を保持するガイド部と、前記ガイド部と対向して配置され、塗膜材を前記長尺部材へ塗布するダイス部と、前記ダイス部に接続された配管を介して前記ダイス部に塗膜材を供給する塗膜材供給部と、前記ダイス部の方向に対する前記ガイド部の押圧力を調整可能な圧力調整部と、前記ガイド部の荷重を検出して、前記ダイス部の内部における前記塗膜材の圧力を検出する圧力検出部と、を具備し、前記圧力調整部は、前記圧力検出部により検出された圧力に応じて、前記ダイス部に対する前記ガイド部の位置を調整することで、前記ダイス部の内部における前記塗膜材の圧力変動を抑制することが可能であり、前記ガイド部は、前記ダイス部に対向して設けられ、前記圧力検出部は、前記ガイド部に形成された荷重検知部であり、前記荷重検知部で検知する荷重の方向と、前記ガイド部自体の自重の方向は同一であり、前記荷重検知部で検知される荷重から、前記ガイド部自体の自重と、前記長尺部材から前記ガイド部が受ける荷重を差し引いて、前記ダイス部内の前記塗膜材の圧力を検出することを特徴とする塗膜材塗布装置である。 An apparatus for applying a coating material to a long member, a guide portion that holds the long member, a die portion that is disposed facing the guide portion, and that applies the coating material to the long member, a coating material supply unit for supplying a coating material to the die unit through the connected pipes in the die part, and the guide portion adjustable pressure regulator pressing force with respect to the direction of the die portions, wherein A pressure detection unit that detects a load of the guide unit and detects a pressure of the coating material inside the die unit, and the pressure adjustment unit is configured to respond to a pressure detected by the pressure detection unit. By adjusting the position of the guide part with respect to the die part, it is possible to suppress the pressure fluctuation of the coating material inside the die part, and the guide part faces the die part. The pressure detector is provided with the gas detector. A load detection unit formed on the guide unit, wherein the direction of the load detected by the load detection unit and the direction of the weight of the guide unit itself are the same, and the load is detected from the load detected by the load detection unit. It is a coating material coating apparatus that detects the pressure of the coating material in the die part by subtracting the weight of the part itself and the load received by the guide part from the long member.
前記ガイド部は、常に前記荷重検知部で検知される荷重の方向と反対方向に圧力調整部により力を受けており、前記荷重検知部で検知される荷重の方向と反対方向の力を調整することで、前記ダイス部に対する前記ガイド部の位置を調整してもよい。The guide unit is constantly receiving force by the pressure adjusting unit in a direction opposite to the direction of the load detected by the load detecting unit, and adjusts the force in the direction opposite to the direction of the load detected by the load detecting unit. Thus, the position of the guide portion relative to the die portion may be adjusted.
前記ガイド部の位置を調整する駆動部を備え、前記駆動部は、前記長尺部材の移動方向に対する前記ガイド部の中心に対して、前記ダイス部の出口側に偏心して設置されてもよい。 The drive part which adjusts the position of the guide part may be provided, and the drive part may be installed eccentrically on the outlet side of the die part with respect to the center of the guide part with respect to the moving direction of the long member.
第1の発明によれば、ダイス部の内部の圧力を調整するために、ダイス部側ではなくガイド部側の位置を制御するため、ダイス部に接続され、塗膜材を圧送するための配管の影響がない。したがって、膜厚の精度が高く、配管の取り外しや接続作業の影響を受けることがない。このため、再現性にも優れる。 According to 1st invention, in order to adjust the pressure inside a die part, in order to control the position of the guide part side instead of the die part side, it is connected to the die part, and piping for pumping the coating material There is no influence. Therefore, the accuracy of the film thickness is high, and it is not affected by the removal or connection work of the pipe. For this reason, it is excellent also in reproducibility.
また、ガイド部をダイス部に対して一定の力で押し付ければ、ダイス部内の圧力を略一定に保つことができる。このため、構成がシンプルであり、制御が容易である。 Moreover, if the guide part is pressed against the die part with a constant force, the pressure in the die part can be kept substantially constant. For this reason, the configuration is simple and control is easy.
また、ガイド部の荷重を検出する圧力検出部を設けることで、より正確にダイス部内の塗膜材の圧力を制御することができる。 Moreover, the pressure of the coating material in the die part can be more accurately controlled by providing the pressure detection part for detecting the load of the guide part.
また、ガイド部がダイス部の下方に設けられ、荷重検知部で検知される荷重から、ガイド部自体の荷重と、長尺部材からガイド部が受ける荷重を差し引いて、ダイス部内の塗膜材の圧力を検出することで、正確な圧力を検知することができる。 In addition, the guide part is provided below the die part, and the load of the guide part itself and the load received by the guide part from the long member are subtracted from the load detected by the load detection part, so that the coating material in the die part is obtained. By detecting the pressure, an accurate pressure can be detected.
この際、ガイド部が、上方に向けて押圧力を発揮するため、ダイス部内の圧力が増加した場合には、ガイド部が上方から受ける塗膜材の圧力、ガイド部の自重および長尺部材からの荷重は、いずれも下向きの力となる。したがって、ダイス部内の圧力が増加した場合には、瞬時にガイド部の位置を下方に移動させることができる。 At this time, since the guide portion exerts a pressing force upward, when the pressure in the die portion increases, the pressure of the coating material received by the guide portion from above, the weight of the guide portion, and the long member Each of the loads is a downward force. Therefore, when the pressure in the die portion increases, the position of the guide portion can be instantaneously moved downward.
一方、ダイス部内の圧力が低下した際には、ダイス部よりも荷重の小さなガイド部の自重と長尺部材からの荷重を差し引いた荷重で押圧すればよい。したがって、ガイド部を設定範囲の押圧力で常に上方に力を付与させればよいため、上方からダイス部を吊り下げた場合と比較して、精密な制御が可能となる。 On the other hand, when the pressure in the die portion decreases, the pressure may be pressed with a load obtained by subtracting the weight of the guide portion having a smaller load than the die portion and the load from the long member. Accordingly, since it is sufficient to always apply a force upward to the guide portion with a pressing force within a set range, precise control is possible as compared with the case where the die portion is suspended from above.
第2の発明は、第1の発明にかかる塗膜材塗布装置を用いた長尺部材への塗膜材の塗布方法であって、前記ダイス部へ塗膜材を供給しながら、前記ガイド部と前記ダイス部との間に長尺部材を移動させて、前記圧力調整部によって、前記ダイス部内の前記塗膜材の圧力を略一定に制御した状態で、前記長尺部材の前記ダイス部側の面に前記塗膜材を連続的に塗布することを特徴とする長尺部材への塗膜材の塗布方法である。 2nd invention is the coating method of the coating material to the elongate member using the coating-material application | coating apparatus concerning 1st invention, Comprising: While supplying a coating-film material to the said die part, the said guide part The long member is moved between the die part and the pressure adjusting part controls the pressure of the coating material in the die part to be substantially constant, while the long member is on the die part side. The coating material is applied to a long member by continuously coating the coating material on the surface.
第2の発明によれば、塗布膜厚を精密に制御することが可能であり、塗膜の再現性にも優れる。 According to the second invention, the coating film thickness can be precisely controlled, and the reproducibility of the coating film is excellent.
本発明によれば、高い精度で、再現性にも優れた膜厚を得ることが可能な薄膜形成装置等を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thin film formation apparatus etc. which can obtain the film thickness excellent in the reproducibility with high precision can be provided.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図1は、塗布装置1を示す側方断面図であり、図2は図1のC−C線断面図である。塗布装置1は、主に、ガイド部3、ダイス部5、荷重検出部7、駆動部9、配管11等から構成される。なお、以下の説明において、基材である長尺部材13の上面に対して塗膜材15を塗布する方法について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing a coating apparatus 1, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line CC in FIG. The coating apparatus 1 mainly includes a guide unit 3, a die unit 5, a load detection unit 7, a drive unit 9, a pipe 11, and the like. In addition, in the following description, the method to apply | coat the coating material 15 with respect to the upper surface of the elongate member 13 which is a base material is demonstrated.
ガイド部3は、長尺部材13を下方から保持する部材である。すなわち、長尺部材13は、ガイド部3と接触する。ダイス部5は、ガイド部3の上方に配置される。ダイス部5は、内部にキャビティを有する。ダイス部5の例えば後方には配管11が接続される。したがって、外部の図示を省略した加圧容器もしくはディスペンサー等の塗膜材供給部から、配管11を介してダイス部5内部のキャビティに対して塗膜材15を連続して送り込むことができる(図中矢印A方向)。このとき、塗膜材15の圧力もしくは流量が制御される。
なお、塗膜材の材質は、例えばPVDF(PolyVinylidene DiFluoride)、PZT(lead zirconate titanate)、P3HT(poly(3−hexylthiophene−2,5−diyl))、PCBM([6,6]−Phenyl−C61−Butyric Acid Methyl Ester)、PEDOT:PSS(poly(3,4−ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate))などの物質を、水、トルエン、クロロホルム、ジクロロベンゼン、アセトンなどの溶媒に溶解したものであるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。
The guide part 3 is a member that holds the long member 13 from below. That is, the long member 13 contacts the guide part 3. The die part 5 is disposed above the guide part 3. The die part 5 has a cavity inside. For example, a pipe 11 is connected to the rear of the die portion 5. Therefore, the coating material 15 can be continuously fed into the cavity inside the die portion 5 through the pipe 11 from a coating material supply unit such as a pressurized container or a dispenser (not shown) outside (illustration). Middle arrow A direction). At this time, the pressure or flow rate of the coating material 15 is controlled.
The material of the coating material is, for example, PVDF (Polyvinylidene DiFluoride), PZT (Lead Zirconate Titanate), P3HT (Poly (3-hexylthiophene-2,5-diyl)), PCBM ([6,6] -Phenyl-C). 61- Butyl Acid Methyl Ester), PEDOT: PSS (poly (3,4-ethylenedithiophene): poly (styrene sulfonate)) and the like dissolved in a solvent such as water, toluene, chloroform, dichlorobenzene and acetone. However, it is not necessarily limited to these.
ダイス部5の入口形状は長尺部材13の断面形状と略同形状とし、出口形状は塗布後の長尺部材13の断面形状と略同形状とする。なお、ダイス部5の入口形状は長尺部材13の幅方向に一様な形状が望ましいが、円形であっても良い。また、ダイス部5の内部でのキャビティの断面形状は、出口側(図中右側)に向かって径を大きくしてもよく、不変であっても良いが、ダイス部内の圧力を高め制御性を向上させる観点から、図1に示すように、出口側に向かって連続的もしくは段階的に小さくなるようにすることが望ましい。 The inlet shape of the die part 5 is substantially the same as the cross-sectional shape of the long member 13, and the outlet shape is substantially the same as the cross-sectional shape of the long member 13 after application. The inlet shape of the die portion 5 is preferably uniform in the width direction of the long member 13, but may be circular. Moreover, the cross-sectional shape of the cavity inside the die portion 5 may be increased in diameter toward the outlet side (right side in the drawing) or may be unchanged, but the pressure in the die portion is increased and controllability is increased. From the viewpoint of improvement, as shown in FIG. 1, it is desirable to decrease continuously or stepwise toward the outlet side.
ここで、長尺部材13は、長手方向に連続した部材であり、例えば、径が数μm〜数mmの断面が円形の基材であっても、矩形等の繊維状基材(線状体)であってもよく、幅が数mm以上で厚さが数μm〜数mmの平板状基材であってもよい。また、長尺部材13の材質は例えば、ガラス、樹脂、金属であるが、必ずしもこれらに限定されるものではない。なお、以下の説明では、略矩形断面の平板状の長尺部材13の例を示す。 Here, the long member 13 is a member that is continuous in the longitudinal direction. For example, even if the cross section having a diameter of several μm to several mm is a circular base material, a fibrous base material (a linear body) such as a rectangle. It may be a flat substrate having a width of several mm or more and a thickness of several μm to several mm. Moreover, although the material of the elongate member 13 is glass, resin, and a metal, for example, it is not necessarily limited to these. In the following description, an example of the long plate member 13 having a substantially rectangular cross section is shown.
図2に示すように、ガイド部3とダイス部5との間を長尺部材13が通過する。この際、長尺部材13の上面側が、ダイス部5の塗膜材15で満たされたキャビティに露出する。すなわち、長尺部材13とダイス部5の内面との間には隙間が形成される。したがって、長尺部材13の上面側は、キャビティ内の塗膜材15と接触する。 As shown in FIG. 2, the long member 13 passes between the guide portion 3 and the die portion 5. At this time, the upper surface side of the long member 13 is exposed to the cavity filled with the coating material 15 of the die portion 5. That is, a gap is formed between the long member 13 and the inner surface of the die portion 5. Therefore, the upper surface side of the long member 13 is in contact with the coating material 15 in the cavity.
同様に、長尺部材13の両側面とダイス部5およびガイド部3の内側面との間にも隙間が形成される。なお、長尺部材13の側面には、必ずしも塗膜材15を塗布する必要がない場合もあるが、長尺部材13と、ダイス部5およびガイド部3の内側面との間に隙間が形成されないと、長尺部材13を、塗布装置1内をスムーズに通過させることができない。したがって、長尺部材13を塗布装置1内で高速で通過させることが可能な程度に、隙間を形成することが好ましい。 Similarly, a gap is also formed between both side surfaces of the long member 13 and the inner surfaces of the die portion 5 and the guide portion 3. Although it may not always be necessary to apply the coating material 15 to the side surface of the long member 13, a gap is formed between the long member 13 and the inner surface of the die portion 5 and the guide portion 3. Otherwise, the long member 13 cannot pass through the coating apparatus 1 smoothly. Therefore, it is preferable to form a gap to such an extent that the long member 13 can pass through the coating apparatus 1 at high speed.
なお、ダイス部5およびガイド部3と長尺部材13の側面とのクリアランスは数10μm以上で、接触することなく走行可能なレベルとする。また、クリアランスが大き過ぎると液だれを引き起こすので100μm程度を上限とするのが望ましい。 In addition, the clearance between the die part 5 and the guide part 3 and the side surface of the long member 13 is several tens of μm or more, and is set to a level that allows traveling without contact. Further, if the clearance is too large, it will cause dripping, so it is desirable that the upper limit is about 100 μm.
長尺部材13の下面の少なくとも一部は、ガイド部3と接触する。ここで、ガイド部3上を進行する長尺部材13には、キャビティ内の塗膜材15の圧力が付与されるとともに、長尺部材13の供給および巻き取り装置により所定の張力が与えられる。また、長尺部材13は、張力が付与された状態(直線状)に対して、ガイド部3によって、やや上方に持ち上げられた状態で保持される。すなわち、長尺部材13によってガイド部3は、下方へ押さえつけられる。このようにすることで、ガイド部3と長尺部材13とを密着させることができる。 At least a part of the lower surface of the long member 13 is in contact with the guide portion 3. Here, the pressure of the coating material 15 in the cavity is applied to the long member 13 traveling on the guide portion 3 and a predetermined tension is applied by the supply and winding device of the long member 13. Further, the long member 13 is held in a state where it is lifted slightly upward by the guide portion 3 with respect to a state in which tension is applied (straight). That is, the guide portion 3 is pressed downward by the long member 13. By doing in this way, the guide part 3 and the elongate member 13 can be stuck.
図1に示すように、ガイド部3の下部には、荷重検出部7および駆動部9が設けられる。荷重検出部7は、例えばロードセル等であり、ガイド部3から受ける荷重を検知することができる。前述の通り、ダイス部5の内部のキャビティには、所定の圧力で塗膜材15が連続して充填される。 As shown in FIG. 1, a load detection unit 7 and a drive unit 9 are provided below the guide unit 3. The load detection unit 7 is, for example, a load cell or the like, and can detect a load received from the guide unit 3. As described above, the coating material 15 is continuously filled in the cavity inside the die portion 5 at a predetermined pressure.
一方、ダイス部5を通過する長尺部材13は、その厚みが必ずしも一定ではない。このため、長尺部材13の厚み変動に応じて、キャビティ内の塗膜材15の圧力(特に長尺部材13の出口側における圧力)が変動する。例えば、長尺部材13の一部にわずかに厚い部分があると、長尺部材13とダイス部5のクリアランスが小さくなる。このため、当該部位における圧力が増加する。逆に、長尺部材13の一部にわずかに薄い部分があると、長尺部材13とダイス部5のクリアランスが大きくなる。このため、当該部位における圧力が低下する。 On the other hand, the thickness of the long member 13 passing through the die portion 5 is not necessarily constant. For this reason, according to the thickness fluctuation | variation of the elongate member 13, the pressure (especially the pressure in the exit side of the elongate member 13) of the coating film material 15 in a cavity fluctuates. For example, if there is a slightly thick portion in a part of the long member 13, the clearance between the long member 13 and the die portion 5 becomes small. For this reason, the pressure in the said part increases. On the contrary, if there is a slightly thin portion in a part of the long member 13, the clearance between the long member 13 and the die portion 5 is increased. For this reason, the pressure in the said site | part falls.
なお、このような圧力の変動は、長尺部材13とのクリアランスが最も小さいダイス部5の出口近傍で顕著になる。したがって、塗膜材15の圧力を監視することで、長尺部材13とダイス部5との(特に出口近傍での)クリアランスの変動を検出することができる。すなわち、荷重検出部7は、ダイス部5内部の塗膜材15の圧力を検出可能な圧力検出部である。 Note that such pressure fluctuation becomes prominent in the vicinity of the outlet of the die portion 5 having the smallest clearance with the long member 13. Therefore, by monitoring the pressure of the coating material 15, it is possible to detect a variation in the clearance between the long member 13 and the die portion 5 (particularly in the vicinity of the outlet). That is, the load detection unit 7 is a pressure detection unit capable of detecting the pressure of the coating material 15 inside the die unit 5.
ダイス部5のキャビティ内の塗膜材15の圧力が変動すると、ガイド部3への荷重が変動する。したがって、荷重検出部7によって、ガイド部3から受ける荷重を検出することで、キャビティ内部の圧力変動を検出することができる。すなわち、長尺部材13の厚み変動を検出することができる。 When the pressure of the coating material 15 in the cavity of the die part 5 fluctuates, the load on the guide part 3 fluctuates. Therefore, by detecting the load received from the guide unit 3 by the load detection unit 7, it is possible to detect the pressure fluctuation inside the cavity. That is, the thickness variation of the long member 13 can be detected.
駆動部9は、移動ステージ等の荷重付与装置およびガイド手段としての固定ステージ等から構成され、荷重検出部7と接続される。荷重検出部7で圧力変動が検出されると、駆動部9を、この圧力変動に応じて上下に移動させる(図中矢印B方向)。 The drive unit 9 includes a load applying device such as a moving stage and a fixed stage as a guide means, and is connected to the load detection unit 7. When the pressure variation is detected by the load detection unit 7, the drive unit 9 is moved up and down according to the pressure variation (in the direction of arrow B in the figure).
駆動部9は、一定の力でガイド部3をダイス部5側に押し付ける。ダイス部5内の圧力変動が生じると、駆動部9は、ダイス部5の方向(図中上方)に対するガイド部3の押圧力を調整する。すなわち、駆動部9はダイス部5の内部の圧力調整部として機能する。このように、駆動部9を動作させることで、ダイス部5の内部を一定の圧力で保持するように調整することができる。 The drive unit 9 presses the guide unit 3 against the die unit 5 side with a constant force. When the pressure fluctuation in the die part 5 occurs, the drive part 9 adjusts the pressing force of the guide part 3 with respect to the direction of the die part 5 (upward in the drawing). That is, the drive unit 9 functions as a pressure adjustment unit inside the die unit 5. Thus, by operating the drive unit 9, it is possible to adjust so that the inside of the die unit 5 is held at a constant pressure.
なお、駆動部9は、長尺部材13の移動方向に対するガイド部3の中心に対して、ダイス部5の出口側(図中右側)に偏心して設置される。このようにすることで、ダイス部5の出口における圧力をより正確に把握し、ダイス部5の出口側におけるガイド部3の位置を精密に調整することができる。 The drive unit 9 is installed eccentrically on the outlet side (right side in the drawing) of the die unit 5 with respect to the center of the guide unit 3 with respect to the moving direction of the long member 13. By doing in this way, the pressure in the exit of the dice part 5 can be grasped more correctly, and the position of the guide part 3 in the exit side of the dice part 5 can be adjusted precisely.
なお、ガイド部3は、長尺部材13との接触により、その進行方向に対して力を受ける。また、駆動部9がガイド部3の中心からずれた位置に配置されることで、ガイド部3が斜めに移動する恐れがある。このため、ガイド部3をダイス部5に対して平行に維持しつつ上下動させるために、ガイド部3には、図示を省略したガイド機構が設けられる。このガイド機構は、ガイド部3もしくはガイド部3に連結された部材に備えられ、ガイド部3が駆動部9により駆動される際、駆動部9による駆動方向に対しては機械的に規制しない一方、駆動部9による駆動方向と直角方向に対しては機械的に規制するものである。このガイド機構は、たとえばエアベアリングであり、ガイド部3が望ましくない方向へ変位するのを抑制しつつ低摺動での直動を実現する。 In addition, the guide part 3 receives force with respect to the advancing direction by contact with the elongate member 13. Further, since the drive unit 9 is disposed at a position shifted from the center of the guide unit 3, the guide unit 3 may move obliquely. For this reason, in order to move the guide part 3 up and down while maintaining it parallel to the die part 5, the guide part 3 is provided with a guide mechanism (not shown). The guide mechanism is provided in the guide unit 3 or a member connected to the guide unit 3, and does not mechanically regulate the driving direction by the driving unit 9 when the guide unit 3 is driven by the driving unit 9. The direction perpendicular to the drive direction by the drive unit 9 is mechanically restricted. This guide mechanism is an air bearing, for example, and realizes a linear motion with low sliding while suppressing the guide portion 3 from being displaced in an undesired direction.
このようにすることで、長尺部材13とダイス部5の隙間(特に出口部)が所定のクリアランスとなるように調整される。したがって、ダイス部5内に供給する塗膜材15の圧力を制御することで、所望の膜厚の薄膜を形成することができる。 By doing in this way, it adjusts so that the clearance gap (especially exit part) between the elongate member 13 and the die part 5 may become predetermined | prescribed clearance. Therefore, a thin film having a desired film thickness can be formed by controlling the pressure of the coating material 15 supplied into the die portion 5.
駆動部9によるガイド部3の押圧力を制御する場合には、例えば以下のようにすればよい。荷重検出部7によって検出される荷重は、ガイド部3内の塗膜材15の圧力と、ガイド部3の自重と、長尺部材13の張力に応じて、長尺部材13から受ける荷重の和である。ここで、ガイド部3の自重と、長尺部材13の張力は一定である。したがって、荷重検出部7で検知された荷重変動は、概ねダイス部5内の塗膜材15の圧力変動であるといえる。 When the pressing force of the guide unit 3 by the drive unit 9 is controlled, for example, the following may be performed. The load detected by the load detection unit 7 is the sum of the loads received from the long member 13 according to the pressure of the coating material 15 in the guide unit 3, the weight of the guide unit 3, and the tension of the long member 13. It is. Here, the weight of the guide portion 3 and the tension of the long member 13 are constant. Therefore, it can be said that the load fluctuation detected by the load detection unit 7 is substantially a pressure fluctuation of the coating material 15 in the die part 5.
ここで、荷重検出部7により検出される荷重が増加したと判断すると、駆動部9によって瞬時にガイド部3を下方に移動させる必要がある。この際、駆動部9は、圧力増加に伴う荷重分をキャンセルするだけ移動させればよい。この場合には、ガイド部3の自重と長尺部材13からの荷重は、いずれも下方に向いて付与されるため、この力も利用することで、圧力変動に対して瞬時にガイド部3を下方に移動させることができる。 Here, if it is determined that the load detected by the load detection unit 7 has increased, the drive unit 9 must instantaneously move the guide unit 3 downward. At this time, the drive unit 9 may be moved only to cancel the load accompanying the increase in pressure. In this case, since the weight of the guide portion 3 and the load from the long member 13 are both applied downward, the guide portion 3 is instantaneously moved downward against pressure fluctuations by using this force. Can be moved to.
逆に、荷重検出部7により検出される荷重が低下したと判断すると、駆動部9によって瞬時にガイド部3を上方に移動させる必要がある。この場合には、ガイド部3の自重と長尺部材13からの荷重は、いずれも下方に向いて付与されるため、これに対抗してガイド部3を移動させる必要がある。しかし、駆動部9は、常に上方に向けて力を発揮しているため、ガイド部3を上方に移動させる際に、力の方向を変化させる必要がない。したがって、圧力変動に対して瞬時にガイド部3を上方に移動させることができる。
Conversely, if it is determined that the load detected by the load detection unit 7 has decreased, the guide unit 3 must be instantaneously moved upward by the drive unit 9. In this case, since the weight of the guide part 3 and the load from the long member 13 are both applied downward, it is necessary to move the guide part 3 against this. However, since the drive unit 9 always exerts a force upward, there is no need to change the direction of the force when the guide unit 3 is moved upward. Therefore, the guide part 3 can be moved upward instantaneously with respect to pressure fluctuation.
このように、駆動部9を下方のガイド部3側に配置することで、より精密な位置制御が可能となる。ダイス部5は、内部に塗膜材を保持するためのキャビティが形成されるため、ガイド部3よりも大きい。このため、ダイス部5側に荷重検出部7および駆動部9を配置した場合、軽量なガイド部3の位置制御を行う場合と比較して、重量の大きなダイス部5に対して位置制御を行う場合は、迅速かつ細かな位置制御が困難である。さらに、ダイス部5には、配管11が接続されるため、配管11とともにダイス部5を移動させる必要がある。このため、ダイス部5を精密に制御することが困難である。さらに、配管11の接続や取り外しを行うたびに、ガイド部3の移動の挙動が変化する恐れがある。このように、本発明のように、ガイド部3側の位置制御を行うことで、膜厚をより精密に制御することができる。 In this way, by disposing the drive unit 9 on the lower guide unit 3 side, more precise position control is possible. The die portion 5 is larger than the guide portion 3 because a cavity for holding the coating material is formed inside. For this reason, when the load detection unit 7 and the drive unit 9 are arranged on the die unit 5 side, the position control is performed on the die unit 5 having a large weight as compared with the case where the position control of the light guide unit 3 is performed. In such a case, quick and fine position control is difficult. Furthermore, since the pipe 11 is connected to the die part 5, it is necessary to move the die part 5 together with the pipe 11. For this reason, it is difficult to precisely control the die portion 5. Furthermore, every time the pipe 11 is connected or removed, the movement behavior of the guide part 3 may change. Thus, the film thickness can be more precisely controlled by performing the position control on the guide part 3 side as in the present invention.
なお、長尺部材13の厚み変動が小さい場合や、塗膜材15の厚み変化の許容幅が大きい場合には、荷重検出部7を用いずに、常に一定の力でガイド部3を上方に押圧可能な駆動部9のみを配置してもよい。 When the variation in the thickness of the long member 13 is small or the allowable width of the change in the thickness of the coating material 15 is large, the guide unit 3 is always moved upward with a constant force without using the load detection unit 7. You may arrange | position only the drive part 9 which can be pressed.
次に、長尺部材13の表面に塗膜材15に塗膜を形成する方法について説明する。長尺部材13は、ホビン等から供給装置(図示省略)により、長尺部材13前処理装置(図示省略)へ送られる。供給装置から連続して巻き出される長尺部材13は、前処理装置によっての表面の洗浄・表面改質が行われる。例えば、走行する長尺部材13に対して所定の成分のガス(プラズマが望ましい)や液体を照射もしくは浸漬して長尺部材13の表面の洗浄や表面改質が行われる。 Next, a method for forming a coating film on the coating material 15 on the surface of the long member 13 will be described. The long member 13 is sent from a hobbin or the like to a long member 13 pretreatment device (not shown) by a supply device (not shown). The long member 13 continuously unwound from the supply device is subjected to surface cleaning and surface modification by the pretreatment device. For example, the surface of the long member 13 is cleaned or surface-modified by irradiating or immersing a gas (preferably plasma) or liquid having a predetermined component on the traveling long member 13.
前処理装置の後工程には塗布装置1が配置される。なお、前処理装置から塗布装置1にかけては不活性ガスを満たす等により長尺部材13が外気にさらされない構造にするのが望ましい。塗布装置1に導入された長尺部材13は、前述の通り、ダイス部5の内部において、塗膜材15と接触する。ダイス部5内部を長尺部材13が通過する際、長尺部材13の表面に塗膜材15が付着する。長尺部材13がダイス部5から導出する際に、長尺部材13の上面と、ダイス部5の内面とのクリアランスに応じた厚みの塗膜材15が持ち出される。 A coating apparatus 1 is disposed in a post process of the pretreatment apparatus. In addition, it is desirable that the long member 13 is not exposed to the outside air by filling the inert gas or the like from the pretreatment device to the coating device 1. The long member 13 introduced into the coating apparatus 1 is in contact with the coating material 15 inside the die portion 5 as described above. When the long member 13 passes through the inside of the die portion 5, the coating material 15 adheres to the surface of the long member 13. When the long member 13 is led out from the die portion 5, the coating material 15 having a thickness corresponding to the clearance between the upper surface of the long member 13 and the inner surface of the die portion 5 is taken out.
このようにして、長尺部材13に塗膜材15が塗布された後、図示を省略した乾燥・熱処理装置によって、塗膜材15を乾燥し、所望の厚みの薄膜が形成される。また、薄膜が形成された長尺部材13が図示を省略した巻き取り装置によって巻き取られる。このようにして、塗膜材15が塗布された長尺部材13を形成することができる。 In this way, after the coating material 15 is applied to the long member 13, the coating material 15 is dried by a drying / heat treatment apparatus (not shown) to form a thin film having a desired thickness. Further, the long member 13 on which the thin film is formed is wound up by a winding device (not shown). Thus, the long member 13 to which the coating material 15 is applied can be formed.
以上説明したように、本実施の形態によれば、ガイド部3側を駆動部9によって制御するため、ガイド部3側を制御する場合と比較して、より精度よく位置を制御することができる。また、配管11の影響を受けることがないため、再現性も高い。したがって、長尺部材13の表面の膜厚を精度よく形成することができる。 As described above, according to the present embodiment, since the guide unit 3 side is controlled by the drive unit 9, the position can be controlled more accurately than in the case of controlling the guide unit 3 side. . Moreover, since it does not receive the influence of the piping 11, reproducibility is also high. Therefore, the film thickness of the surface of the long member 13 can be formed with high accuracy.
次に、第2の実施の形態について説明する。図3は、塗布装置20を示す側方断面図である。なお、以下の説明において、塗布装置1と同様の構成については、図1、図2と同様の符号を付し、重複する説明を省略する。塗布装置20は、塗布装置1と同様の構成を具備するが、ダイス部23が用いられる点で異なる。
Next, a second embodiment will be described. FIG. 3 is a side sectional view showing the
ダイス部23には配管11が接続される。ダイス部23には、可変テーパ部21が設けられる。可変テーパ部21は、ダイス部23の出口に対応する部位近傍を軸として、テーパ角度が変化するように移動可能である(図中矢印D方向)。ダイス部23の本体は、可変テーパ部21の回転に伴い可変テーパ部21の先端が接触するように断面円弧状に曲面で構成される。したがって、ダイス部23の本体部と可変テーパ部21とで囲まれた空間がキャビティとなる。 The pipe 11 is connected to the die part 23. The die part 23 is provided with a variable taper part 21. The variable taper portion 21 is movable so that the taper angle changes with the vicinity of the portion corresponding to the outlet of the die portion 23 as an axis (in the direction of arrow D in the figure). The main body of the die part 23 is configured with a curved surface in a circular arc shape so that the tip of the variable taper part 21 comes into contact with the rotation of the variable taper part 21. Therefore, a space surrounded by the main body portion of the die portion 23 and the variable taper portion 21 becomes a cavity.
可変テーパ部21は、あらかじめ位置が設定される。その状態で、前述した塗布装置1と同様に、長尺部材13に塗膜材15を塗布することができる。 The position of the variable taper portion 21 is set in advance. In this state, the coating material 15 can be applied to the long member 13 in the same manner as the coating apparatus 1 described above.
このように、可変テーパ部21を設け、可変テーパ部21の角度を調整することで、ダイス部23の出口側の圧力を変更することができる。したがって、所望の圧力に設定した後、駆動部9等を用いてダイス部23の内部の圧力を制御することで、設定した圧力を一定に保ち、塗膜材15を長尺部材13に塗布することができる。 Thus, by providing the variable taper portion 21 and adjusting the angle of the variable taper portion 21, the pressure on the outlet side of the die portion 23 can be changed. Therefore, after setting to a desired pressure, the set pressure is kept constant by controlling the pressure inside the dice unit 23 using the drive unit 9 or the like, and the coating material 15 is applied to the long member 13. be able to.
以下に、本発明の一実施例を示す。図1に示す塗布装置1を用いて長尺部材へ塗膜材を塗布した。
長尺部材13として、厚さ100μmのポリエチレンテレフタラート(PET)に酸化インジウムスズ(ITO)が製膜されたものを幅5mmにスリット加工したものを用いた。塗膜材としては、導電性ポリマー材料であるpoly(3,4−ethylenedioxythiophene):poly(styrene sulfonate) (PEDOT:PSS) 水分散液(Heraeus社製:CLEVIOS P AI 4083(商品名))を用いた。
An embodiment of the present invention will be shown below. The coating material was apply | coated to the elongate member using the coating device 1 shown in FIG.
As the long member 13, a material obtained by forming a film of indium tin oxide (ITO) on polyethylene terephthalate (PET) having a thickness of 100 μm and slitting it to a width of 5 mm was used. As the coating material, poly (3,4-ethylenedithiothiophene): poly (styrene sulfate) (PEDOT: PSS) aqueous dispersion (made by Heraeus: CLEVIOS P AI 4083 (trade name)), which is a conductive polymer material, is used. It was.
長尺部材の進行速度を5m/minとし、長尺部材13の表面に厚さ約150nmの塗膜を形成した。このとき、駆動部9を動作させることで、ダイス部5の内部の圧力を1.2kPaに保持するように調整した。長尺部材13に塗膜材15が塗布された後、塗膜材15を乾燥・熱処理装置によって150℃を超えない温度に加温された窒素流で乾燥し塗膜を形成した。また、塗膜が形成された長尺部材13を巻き取り装置によって巻き取った。以上により、長尺部材の表面に塗膜が形成された。 The traveling speed of the long member was set to 5 m / min, and a coating film having a thickness of about 150 nm was formed on the surface of the long member 13. At this time, the driving unit 9 was operated to adjust the pressure inside the dice unit 5 to 1.2 kPa. After the coating material 15 was applied to the long member 13, the coating material 15 was dried with a nitrogen flow heated to a temperature not exceeding 150 ° C. by a drying / heat treatment apparatus to form a coating film. Moreover, the long member 13 on which the coating film was formed was wound up by a winding device. As described above, a coating film was formed on the surface of the long member.
薄膜が形成された長尺部材13を約100mm採取し、長さ方向が20mm、40mm、64mmとなる点において、それぞれ幅方向の異なる点から5か所ずつ塗膜の厚さを測定した。結果を図4に示す。図4に示すように、本実施形態によれば、全ての測定位置において目標値150nmの±5%以内の厚さで塗膜が形成されていた。 About 100 mm of the long member 13 on which the thin film was formed was sampled, and the thickness of the coating film was measured at five points from different points in the width direction at points where the length direction was 20 mm, 40 mm, and 64 mm. The results are shown in FIG. As shown in FIG. 4, according to the present embodiment, the coating film was formed with a thickness within ± 5% of the target value of 150 nm at all measurement positions.
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.
例えば、ダイス部5等を下方に配置し、ガイド部3を上方に配置した場合には、駆動部9等はガイド部3の上方に配置すればよい。この場合でも、ガイド部3には配管11が接続されないため、ガイド部3の位置を制御する場合と比較して、精度よく圧力制御を行うことができる。 For example, when the die portion 5 and the like are disposed below and the guide portion 3 is disposed above, the drive portion 9 and the like may be disposed above the guide portion 3. Even in this case, since the pipe 11 is not connected to the guide portion 3, pressure control can be performed with higher accuracy than in the case of controlling the position of the guide portion 3.
1、20………塗布装置
3………ガイド部
5、23………ダイス部
7………荷重検出部
9………駆動部
11………配管
13………長尺部材
15………塗膜材
21………可変テーパ部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
長尺部材を保持するガイド部と、
前記ガイド部と対向して配置され、塗膜材を前記長尺部材へ塗布するダイス部と、
前記ダイス部に接続された配管を介して前記ダイス部に塗膜材を供給する塗膜材供給部と、
前記ダイス部の方向に対する前記ガイド部の押圧力を調整可能な圧力調整部と、前記ガイド部の荷重を検出して、前記ダイス部の内部における前記塗膜材の圧力を検出する圧力検出部と、
を具備し、
前記圧力調整部は、前記圧力検出部により検出された圧力に応じて、前記ダイス部に対する前記ガイド部の位置を調整することで、前記ダイス部の内部における前記塗膜材の圧力変動を抑制することが可能であり、
前記ガイド部は、前記ダイス部に対向して設けられ、前記圧力検出部は、前記ガイド部に形成された荷重検知部であり、
前記荷重検知部で検知する荷重の方向と、前記ガイド部自体の自重の方向は同一であり、
前記荷重検知部で検知される荷重から、前記ガイド部自体の自重と、前記長尺部材から前記ガイド部が受ける荷重を差し引いて、前記ダイス部内の前記塗膜材の圧力を検出することを特徴とする塗膜材塗布装置。 An apparatus for applying a coating material to a long member,
A guide portion for holding a long member;
A die part that is arranged opposite to the guide part and applies a coating material to the long member;
A coating material supply unit for supplying a coating material to the die part via a pipe connected to the die part;
A pressure adjusting unit capable of adjusting a pressing force of the guide unit with respect to the direction of the die unit, and a pressure detecting unit for detecting a load of the guide unit and detecting a pressure of the coating material inside the die unit; ,
Comprising
The pressure adjusting unit suppresses the pressure fluctuation of the coating material inside the die part by adjusting the position of the guide part with respect to the die part according to the pressure detected by the pressure detecting part. Is possible and
The guide part is provided to face the die part , and the pressure detection part is a load detection part formed in the guide part,
The direction of the load detected by the load detector and the direction of the weight of the guide itself are the same ,
The pressure of the coating material in the die part is detected by subtracting the weight of the guide part itself and the load received by the guide part from the long member from the load detected by the load detection part. A coating material coating apparatus.
前記ダイス部へ塗膜材を供給しながら、前記ガイド部と前記ダイス部との間に長尺部材を移動させて、
前記圧力調整部によって、前記ダイス部内の前記塗膜材の圧力を略一定に制御した状態で、前記長尺部材の前記ダイス部側の面に前記塗膜材を連続的に塗布することを特徴とする長尺部材への塗膜材の塗布方法。 It is the coating method of the coating material to the elongate member using the coating material application device in any one of claims 1 to 3,
While supplying the coating material to the die part, move the long member between the guide part and the die part,
The coating material is continuously applied to the surface of the long member on the die portion side in a state where the pressure of the coating material in the die portion is controlled to be substantially constant by the pressure adjusting unit. The coating method of the coating material to the elongate member.
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