槽缝式幕涂设备和槽缝式幕涂方法

摘要

本发明的名称是槽缝式幕涂设备和槽缝式幕涂方法。公开一种槽缝式幕涂设备，包括：喷射单元，其包括喷射涂布液的涂布液出口；导向单元对，其每个包括喷射辅助水的辅助水出口，该导向单元配置为沿着基本上垂直于幕帘膜的向下流动方向的宽度方向支撑由从该涂布液出口喷射的涂布液形成的幕帘膜的两个边缘，并且将该幕帘膜引导到被输送的支撑体上；以及输送该支撑体的输送单元，其中该导向单元具有保持辅助水的集流腔部分，和在集流腔部分和辅助水出口之间连接的狭缝部分，该狭缝部分由直线部分和基本上垂直向下喷射辅助水的弯曲部分组成，并且该弯曲部分底部的曲率半径R为0.5mm到3mm，并且该弯曲部分设置在h=T+R+S为1.5mm到5mm的位置。

说明书

技术领域

本发明涉及槽缝式幕涂(slot curtain coating)设备和槽缝式幕涂方 法，在其两者中从狭缝喷射的涂布液施加在连续运行的卷材上，同时 用帘边导轨以幕帘的形式引导该涂布液。

背景技术

随着涂膜以槽缝式幕涂方法形成，当涂布液自由下落时，靠近幕 帘膜的两个边缘导轨产生涂布液流动较慢的部分，这称为边界层。由 于流动速率的差别，产生表面张力差。由于表面张力差产生的马兰戈 尼流（Marangoni flow）引起靠近幕帘膜两个边缘的涂布液部分朝着中 心部分移动的现象。在前面所述的状态下，随着使涂布液撞击在连续 运行的卷材上形成涂膜，存在这样的问题：薄的膜部分20a在相对于 涂膜20宽度方向的涂膜20的边缘处形成，如图1所示。

例如，公开一种用于防止在幕帘膜中形成边界层的方法（日本专 利申请特许（JP-A）No.2008-529753）。这种方法包括对幕帘膜沿其向 下流动的边缘导轨的表面提供多孔材料，并且从该多孔材料喷射辅助 水以用该辅助水覆盖该多孔材料，以减少幕帘膜与该幕帘膜沿其向下 流动的边缘导轨表面的摩擦阻力，防止靠近该边缘导轨的涂布液向下 流动速度的减小，因而防止形成边界层。

当涂布液的粘度比较低时，例如几十cp时，这种方法有效。但是， 在使用具有高粘度的涂布液时，由于边界层的影响，膜的厚度变得不 均匀。而且，由于涂布液引起多孔材料的阻塞，使边缘导轨辅助水的 喷射变得不均匀，引起涂层缺陷，例如不均匀的膜厚度。

一种用于解决前面提到的阻塞的方法公开在美国专利号7,081,163 中。其公开了如此技术，其中提供金属表面作为边缘导轨的辅助水向 下流动的表面，并且辅助水从设置在金属表面中的出口喷射。

但是，前面提到的技术有如下的问题：在其采用边缘导轨辅助水 直接从出口流出的结构时，很难均匀地喷射边缘导轨辅助水的问题； 在辅助水不是直线地下落并且辅助水向下流动表面是平的表面时，幕 帘膜不稳定的问题；以及由于风的干扰幕帘膜波动的问题。

而且，为了解决难以均匀地喷射边缘导轨辅助水的问题，在JP-A No.2001-46939中，公开了一种方法，其包括提供狭缝部分和为液体保 存部分的集流腔（manifold）部分，边缘导轨辅助水通过该狭缝部分和 集流腔部分直到从出口被喷射。但是，在这种方法中，边缘导轨辅助 水的喷射方向不同于涂布液的向下流动的方向，因此，涂布液不能被 充分地加速。

至于另一种方法，公开了这样的方法，其中通过以涂布液向下流 动的方向向边缘导轨喷射边缘导轨辅助水，防止靠近幕帘膜的两个边 缘形成边界层(JP-A No.01-199668)。但是，在这种方法中，用边缘导 轨辅助水加速幕帘膜是不充分的，因此边界层不能完全消除。

而且，在JP-A No.06-218314中也公开了以涂布液向下流动的方向 向边缘导轨喷射边缘导轨辅助水。JP-A No.06-218314还公开了在该边 缘导轨里面的辅助水流动通道的尺寸。但是，该公开没有包括边缘导 轨辅助水的速度。关于流动通道的尺寸、流动通道的长度和刚好在出 口之前的流动通道弯曲部分的半径R被公开。利用这样的尺寸，与本 发明可获得的效果存在明显的差别。

而且，在使用具有相对高的粘度并且具有强剪切粘度降低效果的 涂布液诸如粘合剂时，由于边界层的影响引起的槽缝式幕帘膜的变厚 效果增大。

类似于JP-A No.06-218314，在JP-A No.2004-105960中，以幕帘 向下流动的方向喷射边缘导轨辅助水。但是，没有关于刚好在其中出 口之前的流动通道弯曲部分的半径R的描述。根据辅助水的流动通道 和出口的尺寸，或辅助水的向下流动表面的尺寸，利用具有相对高的 粘度和强剪切粘度降低效果的涂布液诸如粘合剂，减少边界层的效果 不大。

而且，公开了边缘导轨辅助水的喷射速度，以这种喷射速度展示 了加速涂布液的效果、防止边界层，以便可利用具有相对高的粘度并 且具有强剪切粘度降低效果的涂布液例如粘合剂的防止不均匀的幕帘 膜厚度(JP-A No.2011-78966)。在该公开中，还公开了在使用具有相对 高的表面张力（35mN/m或更大）的涂布液时，具有抵抗诸如风的干扰， 即，具有强对齐效果的边缘导轨。

公开了在使用具有低表面张力（小于35mN/m）的涂布液的情况下， 具有抵抗诸如风的干扰的边缘导轨（JP-A No.2012-35210）。

通过使辅助水沿着幕帘膜沿其向下下落的边缘导轨的表面流动抑 制边界层的影响，但是没有辅助水从该边缘导轨的上平面至辅助水出 口。通过本发明人的研究已经发现，在施加具有相对高的粘度和强剪 切粘度降低效果的涂布液的情况下，因而，在前面提到的区域之间容 易产生边界层，并且造成边界层的影响。

本发明人已经认识到通过减少边缘导轨的顶平面和辅助水出口之 间的距离，能够抑制靠近边缘导轨的边界层的影响。但是，减少边缘 导轨的顶平面和辅助水出口之间的距离并不简单，因为这与用于引入 辅助水的流通通道密切相关。

实际上，从边缘导轨的顶平面到辅助水出口的距离h用h=T+R+S 确定，这是弯曲部分的上部的最薄部分的厚度T，从直线部分到辅助水 出口的弯曲部分的下部的曲率半径R和狭缝部分的厚度S之和，如图 2所示。

为了减小从边缘导轨的顶平面到狭缝部分的厚度T，存在刚度方面 的问题。随着通过减少从狭缝部分到辅助水出口的弯曲部分的下部分 的曲率半径R引起向下的趋势（downside），存在由于离心力引起的在 弯曲部分的流动通道中的流动变快从而产生流动干扰的问题。随着通 过减小狭缝部分的厚度S引起向下的趋势，存在雷诺数变大并且引起 湍流的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种槽缝式幕涂设备，其利用防止由于边界 层的影响引起的靠近边缘导轨的幕帘膜变厚或变薄，可使幕帘膜的厚 度沿着宽度方向均匀，因而提高产量。

至于用于解决上述问题的手段，本发明的槽缝式幕涂设备包括：

喷射单元，其包括配置为喷射涂布液的涂布液出口；

导向单元对，其每个包括配置为喷射辅助水的辅助水出口，其中 该导向单元配置为沿着基本上垂直于该幕帘膜的向下流动方向的宽度 方向支撑由从该涂布液出口喷射的涂布液形成的幕帘膜的两个边缘， 并且将该幕帘膜引导到待被输送的支撑体上；以及

配置为输送该支撑体的输送单元，

其中该导向单元具有配置为保持辅助水的集流腔部分，和在该集 流腔部分和该辅助水出口之间连接的狭缝部分，

其中该狭缝部分由直线部分和配置为基本上垂直向下喷射辅助水 的弯曲部分组成，并且

其中该弯曲部分设置在h=T+R+S为1.5mm到5mm的位置，其中 T是该弯曲部分的顶部的最薄部分的厚度，R是该弯曲部分的底部的曲 率半径并且为0.5mm到3mm，S是狭缝部分的间隙，并且h是该辅助 水出口到该导向单元顶平面的高度。

本发明可解决前面提到的现有技术中的各种问题，实现前面提到 的目的，并且可提供一种槽缝式幕涂设备，其利用防止由于边界层的 影响引起的靠近边缘导轨的幕帘膜变厚或变薄，可使幕帘膜的厚度沿 着宽度方向均匀，因而提高产量。

附图说明

图1是用于说明涂膜的薄膜部分和厚膜部分的图。

图2是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元弯曲部分的形 状的一个例子的截面图。

图3是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的内部结构的 一个例子的截面图。

图4是图解本发明的槽缝式幕涂设备的一个例子的示意图。

图5是用于说明本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的一个例 子的示意图。

图6A是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的一个例子 的前视图。

图6B是图6A中B的截面图。

图7是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的一个例子的 截面图。

图8A是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的一个例子 的透视图。

图8B是图8A的部分透视图。

图9是描绘实施例和比较实施例的幕帘膜沿着宽度方向的流率分 布的评定结果的曲线图。

图10是描绘实施例和比较实施例的幕帘膜沿着宽度方向的流率分 布的评估结果的曲线图。

具体实施方式

在下文中说明槽缝式幕涂设备和槽缝式幕涂方法的实施方式的一 个例子。

<槽缝式幕涂设备>

本发明的槽缝式幕涂设备包括包含配置为喷射涂布液的涂布液出 口的喷射单元；导向单元对，其每个包含配置为喷射辅助水的辅助水 出口，其中该导向单元配置为沿着基本上垂直于该幕帘膜的向下流动 方向的宽度方向支撑由从该涂布液出口喷射的涂布液形成的幕帘膜的 两个边缘，并且将该幕帘膜引导到待被输送的支撑体上；以及配置为 输送该支撑体的输送单元，其中该导向单元具有配置为保持辅助水的 集流腔（manifold）部分，和在该集流腔部分和辅助水出口之间连接的 狭缝部分，其中该狭缝部分由直线部分和配置为基本上垂直向下喷射 辅助水的弯曲部分组成，并且其中该弯曲部分设置在h=T+R+S为 1.5mm到5mm的位置，其中T是该弯曲部分顶部的最薄部分的厚度， R是该弯曲部分底部的曲率半径并且为0.5mm到3mm，S是该狭缝部 分的间隙，并且h是该辅助水出口到该导向单元顶平面的高度。

弯曲部分顶部的最薄部分是指该导向单元的顶平面和该弯曲部分 之间的距离最短的部分。

本发明的槽缝式幕涂设备还可以包括根据需要适当选择的其他单 元。

<槽缝式幕涂方法>

本发明的槽缝式幕涂方法包括：从涂布液出口喷射涂布液（喷射 步骤）；通过每个包括配置为喷射辅助水的辅助水出口的导向单元对， 沿着基本上垂直于该幕帘膜向下流动方向的宽度方向支撑由从涂布液 出口喷射的涂布液形成的幕帘膜的两个边缘，并且将该幕帘膜引导到 待被输送的支撑体上（导向步骤）；以及输送该支撑体（输送步骤）， 其中该导向单元具有配置为保持辅助水的集流腔部分，和在该集流腔 部分和辅助水出口之间连接的狭缝部分，其中该狭缝部分由直线部分 和配置为基本上垂直向下喷射辅助水的弯曲部分组成，并且其中该弯 曲部分设置在h=T+R+S为1.5mm到5mm的位置，其中T是该弯曲部 分顶部的最薄部分的厚度，R是该弯曲部分底部的曲率半径并且为 0.5mm到3mm，S是该狭缝部分的间隙，并且h是该辅助水出口到该 导向单元顶平面的高度。

本发明的槽缝式幕涂方法还可以包括根据需要适当选择的其他步 骤。

下文中将说明本发明的槽缝式幕涂设备的结构元件和槽缝式幕涂 方法。本发明的目标是用于卷材涂布。

图2描绘本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元弯曲部分的形状 的一个例子的截面图。图3描绘本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单 元的内部结构的一个例子的截面图。图4描绘本发明的槽缝式幕涂设 备的一个例子的示意图。

<<喷射单元，喷射步骤>>

喷射单元包括配置为保持涂布液的集流腔和配置为喷射涂布液的 涂布液出口（狭缝）。

喷射步骤是从该涂布液出口喷射涂布液以使得用该涂布液形成的 幕帘膜下落。

－涂布液－

该涂布液根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是随着 剪切速率增加降低表观粘度的流体，例如丙烯酰基乳剂基粘合剂，在 本发明中展示明显的效果。

涂布液的粘度根据预期的目的适当地选择。但是，为了充分展示 本发明的效果，涂布液优选为随着剪切速率增加降低表观粘度的流体， 并且其粘度性质优选在300≤η₁≤3000（mPa·sec）和10≤η₂≤300 （mPa·sec）的范围内，其中η₁是在1sec^-1的剪切速率下的涂布液的 粘度，而η₂是在1000sec^-1的剪切速率下的涂布液的粘度。

当在槽缝式幕帘中低剪切下涂布液的粘度低时，在操作期间由于 调节等在涂布暂时停止时，液体可以从模具的狭缝中滴下。当在低剪 切下（剪切速率为1sec^-1）粘度大于3000mPa·sec时，（1）难以释放 液体中的气泡，因而由于液体中的气泡造成气泡缺陷；（2）在用于喷 射涂布液的压力增加，输送泵的载荷增加，并且因此必然给出对输入 系统的压力阻力。

在本发明中，涂布液的粘度相对低，在低剪切（剪切速率为1sec^-1） 下粘度η₁小于300mPa·sec的情况下，因此由于边界层的影响引起的 幕帘膜变薄的比例很小。即便不使用本发明的槽缝式幕涂设备的边缘 导轨时，实际上也不存在问题。

粘度可以测量，例如，利用B型粘度计（产品名称：Vismetron  VS-A1，由SHIBAURA SEMTEK CO.,LTD.制造），或压力控制流变仪 VAR100（由Reologica Instruments AB制造）。

涂布液的表面张力根据预期的目的适当地选择而没有任何限制， 但是涂布液的表面张力优选为20mN/m至40mN/m。

当表面张力小于20mN/m时，因为膜本身的表面张力很弱膜的张 力很弱，并且因此该膜容易变形并且由于风的干扰而波动。此外，当 表面张力大于40mN/m时，该幕帘膜被向上切割（cut）。

表面张力可以测量，例如，通过利用FACE自动表面张力计（由 Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造）根据铂板法测量静态表面张力。 如在Brown的文献——运动液体薄片的行为研究(A study of the  behavior of a thin sheet of moving liquid)，J.Fluid Mechanis,10：297-305 ——中所描述的，幕帘膜的动态表面张力可以通过测量该幕帘膜的分 裂角来测量，该分裂角通过将针状物体插入该幕帘膜中形成。

该幕帘膜的向上切割的机制是由在该幕帘膜的动态表面张力和动 态压力之间的平衡引起的，因此，测量和评定该膜的动态表面张力是 重要的。

－涂布液出口（槽缝型幕帘狭缝）－

涂布液出口的截面形状是长方形截面。

涂布液出口的尺寸根据预期的目的适当地选择而没有任何限制， 但是，该狭缝的间隙优选为大约0.2mm到大约0.5mm。

如在“槽缝式涂布：流体力学和模具设计(Slot Coating:Fluid  mechanics and die design)，Sartor,Luigi,Ph.D.University of Minnesota, 1990”中所描述的，该狭缝的间隙具有使涂布液沿着宽度方向均匀的 功能，并且该间隙的尺寸根据模具集流腔的尺寸和形状、从该集流腔 到狭缝出口的距离、第二集流腔的存在和位置以及涂布液的流动速率 或粘度而变化。

涂布液出口的材料根据预期的目的适当地选择而没有任何限制， 但是涂布液出口优选是金属平面，例如SUS、铝和电镀（例如硬铬电 镀）。

至于其材料，优选金属，因为即便树脂包含在涂布液中防止了堵 塞。

－喷射系统－

当施加一层或两层涂布液时，利用用作喷射系统的槽缝式模具幕 帘。在狭缝面向下时，在涂布液的粘度低的情况下，可以造成液体滴 下，或者液体中的气泡可以保持在该模具头的集流腔中。但是，在与 滑动模具幕帘相比涂布液的喷射速度较快时，考虑到幕帘膜的切割机 制，槽缝式模具幕帘难以被向上切割。在其机制中，当动态表面张力 大时，随着涂布液下落，由于涂布液的动态表面张力和动态压力（惯 性力）之间的平衡，该幕帘膜被向上切割。而且，在存在很少的开口 空间例如向下滑动流动表面时，容易冲洗，并且用于冲洗的诸如水的 冲洗液体的量很小。此外，在涂布液的粘度高的情况下，也容易暂时 停止操作。

－涂布液流率－

用于喷射涂布液的流率根据预期的目的适当地选择而没有任何限 制，条件是能够形成幕帘膜。只要涂布液以预期的流速喷射，并且狭 缝和集流腔的形状是能够用其形成幕帘膜的形状，就没有任何问题。

－支撑体－

该支撑体根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，条件是涂 膜可被支撑在其上。

该支撑体的形状、结构和尺寸根据预期的目的适当地选择而没有 任何限制。

支撑体的例子包括剥离纸、粗制纸、合成纸以及聚对苯二甲酸乙 二酯（PET）薄膜。

<<输送单元，输送步骤>>

输送单元是配置为输送支撑体的单元，输送步骤是包括输送支撑 体的步骤。输送单元根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，并 且其例子包括输送辊、和输送辊、和输送带。

<<导向单元，导向步骤>>

导向单元也称为边缘导轨，并且包含配置为保持辅助水的集流腔 部分和在集流腔部分和辅助水出口之间连接的狭缝部分。辅助水通过 集流腔、狭缝部分的直线部分和然后该狭缝部分的弯曲部分，并且从 出口基本上垂直地向下喷射，因而被引入到幕帘膜。

导向步骤是通过每个包括配置为喷射辅助水的辅助水出口的导向 单元对，沿着基本上垂直于该幕帘膜向下流动方向的宽度方向支撑由 从涂布液出口喷射的涂布液形成的幕帘膜的两个边缘，并且将该幕帘 膜引导到待被输送的支撑体上。

－辅助水（也称为边缘导轨水）－

辅助水根据涂布液适当地选择进行应用。用边缘导轨保持幕帘膜 的效果，即，对齐的效果，通过用辅助水拉动涂布液而展示。因此辅 助水的表面张力需要设置成总是高于涂布液的表面张力。辅助水的例 子包括在涂布液是水基液体的情况下的水，在涂布液是溶剂基液体的 情况下的与用于该涂布液的溶剂相同的溶剂，以及通过将树脂、表面 活性剂等与水或溶剂混合形成的混合液体。

－集流腔部分－

集流腔部分可以是两级集流腔或一级集流腔。如在槽缝式涂布： 流体力学和模具设计(Slot Coating:Fluid mechanics and die design)， Sartor,Luigi,Ph.D.University of Minnesota,1990”中所描述的，集流腔 部分的尺寸根据集流腔部分和狭缝出口（辅助水出口）之间的距离和 辅助水的流率或粘度而变化。

－狭缝部分的弯曲部分－

下面参考图2和图3说明弯曲部分。图2是图解本发明的槽缝式 幕涂设备中的导向单元弯曲部分的形状的一个例子的截面图。图3是 图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的内部结构的一个例子的 截面图。

如图2所示，将该弯曲部分32上部的最薄部分的厚度确定为T， 将该弯曲部分32下部的曲率半径确定为R，并且将该狭缝部分的间隙 确定为S，该狭缝部分的弯曲部分优选具有0.5mm到3mm的曲率半 径R。当曲率半径R小于0.5mm时，由在弯曲部分产生的离心力的影 响干扰流动，边缘导轨辅助水不均匀地喷射，并且因此不能展示抑制 边界层的影响的效果。当该曲率半径R大于3mm时，从该边缘导轨的 顶平面到辅助水出口的距离h（h=T+R+S）变成大于5mm，因此不能 抑制边界层的影响。

因此，弯曲部分32具有0.5mm到3mm的曲率半径R，并且设置 在辅助水出口到导轨顶平面的高度，即，h=T+R+S为1.5mm到5mm 的位置处。

注意，在导向单元里面的流动通道中的流动不可视觉地确认，因 此该流动通过数字分析(Fluent)来评定。

－狭缝部分的直线部分－

为了缩短从导向单元的顶平面到辅助水出口之间的距离h，如图2 中所图解，考虑减小弯曲部分32的曲率半径R、减小狭缝部分的间隙 和减小弯曲部分上部的最薄部分的厚度T。如之前所述的，已知弯曲部 分的曲率半径R设定为0.5mm，并且狭缝部分的间隙的最小值为 0.2mm。因此，通过减小弯曲部分上部的最薄部分的厚度T，可甚至进 一步缩短h。

同时，如在本发明中，具有包含集流腔和狭缝部分的结构的边缘 导轨由三个板组成(参见图6A)，因此，可通过在边缘导轨的上边缘并 且靠近狭缝部分的区域处用螺栓保持在一起，防止辅助水从板的配合 (mating)表面渗漏。

但是，通过使在该弯曲部分上部的最薄部分的厚度T变薄，该集 流腔部分和该狭缝部分上侧处的导轨单元部分的刚度被减小。此外， 在邻近狭缝部分的区域处板不能用螺栓保持，因此可能从板的配合表 面造成渗漏。

在本发明中，利用保持在集流腔部分和狭缝部分上侧处的导轨单 元部分的刚度，可减小厚度T，因此，通过给出狭缝部分的直线部分相 对于水平线的角度θ，以便可以在邻近狭缝部分的区域用螺栓保持板， 图2的圆形部分40的截面面积增加。

具体地，如图2中所示，狭缝部分的直线部分与该导向单元的顶 平面形成角度(θ)。在狭缝部分是水平的情况下，狭缝部分上部的厚度 是恒定的。随着直线部分倾斜，从狭缝部分的上部到集流腔部分的厚 度能够逐渐增加。通过逐渐增加该厚度，可以使在集流腔部分和狭缝 部分上侧处的导轨单元部分的刚度高于该直线部分是水平的情况。因 此，能够减小最薄部分的厚度T。考虑到可加工性、由于辅助水的内部 压力引起的变形、或诸如清洁的操作期间的操作，该最薄部分的厚度T 需要为大约0.8mm或更大。

为了实现用于获得希望的刚度所需要的该最薄部分的厚度T，角度 θ优选为30°至60°。当角度小于30°时，不能使最薄部分的厚度T变 薄。当其角度大于60°时，狭缝部分的弯曲部分的长度变大，因此在诸 如清洁的处理中可能引起问题。

－狭缝部分的间隙－

如图2所示，该狭缝部分的间隙S优选为0.2mm至0.5mm，更优 选为0.2mm至0.4mm。当间隙S小于0.2mm时，不容易清洁出口内部。 当间隙S大于0.5mm时，可能损害辅助水的喷射均匀性。

－辅助水出口－

如图6A所示，辅助水出口9相对于辅助水向下流动方向的最大间 隙G，根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是最大的间隙G 优选为0.2mm到0.5mm，更优选为0.2mm到0.4mm。

当最大的间隙G小于0.2mm时，不容易清洁出口内部。当最大的 间隙G大于0.5mm时，可能损害辅助水的喷射均匀性。

如图6A所示，沿着辅助水向下流动方向的垂直方向，辅助水出口 9的最大宽度w根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是该 最大宽度w优选为1.5mm到4mm，更优选为2mm到3mm。

当最大宽度w小于1.5mm时，可能引起加工时的精确度问题。当 最大宽度w大于4mm时，辅助水可能不能在整个宽度中均匀地流动。

用于引入辅助水的速度根据预期的目的适当地选择而没有任何限 制，条件是它在辅助水在向下流动的表面上流动的范围内。其速度优 选为0.4m/sec到2.1m/sec，更优选，为0.8m/sec到1.6m/sec。

当引入辅助水的速度小于0.4m/sec时，可能产生边界层。当其速 度大于2.1m/sec时，辅助水可能对角线地向下引入。

该辅助水出口9的形状是具有长方形截面的狭缝形状。最初地， 在该边缘导轨里面的辅助水流动通道优选为长狭缝的形式。但是，如 果该狭缝很长，在造成堵塞的情况下，难以进行清洁，并且实际上， 在里面提供长狭缝是结构上困难的。

－辅助水向下流动槽（凹进部分）－

参考图6A、6B和图7说明辅助水向下流动槽（凹进部分）。图6A 是图解本发明的槽缝式幕涂设备中的导向单元的一个例子的前视图。 图6B是图6A中B的截面图。图7是图解本发明的槽缝式幕涂设备中 的导向单元的一个例子的截面图，并且是图6A中A的截面图。

如图6A、6B和图7所示，导向单元2具有辅助水向下流动槽（凹 进部分）13，辅助水通过该流动槽向下流动。如图7所示，辅助水向 下流动槽（凹进部分）13具有底表面和凹进部分侧表面，其每个相对 于该底表面基本上垂直地形成。

凹进部分侧表面和与该凹进部分侧表面连续形成并且面向该凹进 部分侧表面的暴露表面形成锐角（图7中的α）。形成其以便暴露表面 和侧表面形成锐角的凹进部分13从该导向单元的顶平面到底平面连续 地设置，如图8A和8B所示。该锐角不受具体限制，只要它小于90°， 但是它优选为30°至80°，更优选为45°至60°。当该锐角小于30°时， 加工精确度可能被不利地影响。当该锐角大于80°时，通过提供该锐角 获得的效果可能被削弱。另一方面，当该锐角在前面提到的优选范围 内时，对于保持边缘导轨辅助水是有利的。

该辅助水向下流动槽（凹进部分）的最大深度（图7中的x）根据 预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是其最大深度优选为 0.2mm到0.5mm，更优选为0.2mm到0.35mm。

当最大深度x小于0.2mm时，辅助水可能从辅助水向下流动槽（凹 进部分）溢出。当最大深度x大于0.5mm时，可能产生湍流。

辅助水向下流动槽的侧表面（凹进部分侧表面）之间的最大间隙 根据预期的目的适当地选择而没有任何限制，但是它优选为1.5mm到 4.0mm，更优选为2mm到3mm。

当最大间隙小于1.5mm时，辅助水难以流过该辅助水向下流动槽， 并且辅助水可能从凹进部分溢出。当该最大间隙大于4.0mm时，幕帘 膜可能变得不稳定，并且可能在底部产生湍流。

注意，在辅助水出口从一个侧表面到另一个侧表面设置的情况下， 凹进部分的最大间隙与辅助水出口的最大宽度w相同。

－导向单元的结构和材料－

导向单元的结构的例子包括三个板（11、12、12'）结合的结构， 如图6A所示。如图3所示，集流腔部分30、直线部分31和弯曲部分 32形成在中心板11上。辅助水的渗漏通过将中心板11夹在两个板12 和12'之间来防止。

用于在中心板11中形成集流腔部分30和狭缝部分的直线部分31 和弯曲部分32的加工方法的例子包括线切割和激光加工。

适当地选择导向单元的材料进行应用，但是在防止涂布液堵塞时 金属是优选的。而且，对于三个板中的中心板，考虑到加工精确度， 优选使用不锈钢，这是因为在狭缝的间隙S很窄时要求加工精确度。

下面将参考附图具体说明本发明的幕涂设备和幕涂方法的实施方 式的一个例子。

注意，因为在下面描述的实施方式是本发明的优选实施方式，所 以将会提到技术上优选的各种限制。但是，本发明的范围不限于下面 描述的实施方式，除非在下面的描述中另外说明。

如图4所示，本发明的槽缝式幕涂设备包括槽缝式幕涂头1（涂布 单元），其包括配置为喷射涂布液的槽缝7、边缘导轨（导向单元）2 和配置为输送支撑体5的输送单元。而且，槽缝式幕涂头1包括配置 为保持涂布液6的集流腔3和槽缝7。

如图3所示，边缘导轨2设置有集流腔部分30和狭缝部分，并且 狭缝部分由直线部分31和弯曲部分32构成。辅助水被供应到集流腔 30并且通过狭缝部分的直线部分31和狭缝部分的弯曲部分32，并且 从出口9基本上垂直地向下喷射。

如图2所示，辅助水出口9到边缘导轨2的顶平面的高度确定为 h=T+R+S，其具有弯曲部分上部的最薄部分的厚度T，狭缝的弯曲部 分下部处的曲率半径R，和狭缝部分的间隙S。弯曲部分32具有0.5mm 到3mm的曲率半径R，并且设置在辅助水出口9到边缘导轨的顶平面 的高度（h=T+R+S）为1.5mm到5mm的位置

如图2所示，尺寸为大约0.2mm的平坦部分9a设置在辅助水出口 9的边缘，以便垂直地向下喷射辅助水，并且板部分9a的边缘匹配到 (match to)狭缝部分的弯曲部分的出口侧的位置。

狭缝部分的直线部分31与边缘导轨2的顶平面形成30°至60°的 角度（图2中的θ）。

图3示出提供一级集流腔的例子，但是提供多级集流腔没有问题。 注意，边缘导轨的辅助水向下流动槽的底表面需要具有能够允许辅助 水均匀地向下下落的可润湿性。在选择辅助水的情况下，边缘导轨的 材料需要适当地选择。而且，考虑到加工精确度，不锈钢优选用于中 心板11。至于其他材料，诸如铝和电镀（例如，硬铬电镀）的金属表 面是优选的。其他部分的材料可以是亲水材料或疏水材料。

如图4所示，涂布液6从集流腔3和槽缝7喷射以作为幕帘膜6 向下流动，同时其两个边缘由边缘导轨2支撑，并且然后撞击在支撑 体5上以将涂布液6施加在其上。

同时，边缘导轨2在其上部具有辅助水出口9，其配置为沿着中心 板11的辅助水向下流动槽（凹进部分）13的宽度方向向下基本上均匀 地喷射辅助水10，如图4所示。辅助水出口9具有长方形截面形状， 并且垂直于幕帘膜6设置，并且垂直于幕帘膜6的向下下落方向。

幕帘膜6以用箭头描绘的方向向下流动，并且其两个边缘用在边 缘导轨2的辅助水向下流动槽（凹进部分）13中向下流动的辅助水10 支撑。

引入辅助水10的速度通过改变流率控制阀（未示出）的开口，或 泵的喷射量来设置。

在边缘导轨2的底部，设置出口（未示出）和真空系统（未示出）， 该出口配置为排放辅助水10和涂布液的混合液，该真空系统配置为使 混合液能够容易排出。为了防止涂布液的固化，辅助水可以通过边缘 导轨2的底部。

如图6A所示，辅助水出口9的最大宽度w设置成边缘导轨2的 凹进部分13的最大间隙。如图7所示，x确定为辅助水向下流动槽（凹 进部分）13的最大深度。边缘部分90具有锐角α。尽管如此，考虑到 与加工精确度相关的问题，在大约0.1mm一侧中的平坦部分可以设置 在该边缘处，或大约数十微米到大约100微米一侧中的弯曲表面可以 形成在该边缘处，以便防止毛刺。

由于通过提供辅助水向下流动槽（凹进部分）13引起的辅助水的 表面张力，展示对齐效果，因此可形成对于诸如风的扰动稳定的幕帘 膜。而且，通过在沿着边缘幕帘膜6在向下流动方向上引入辅助水， 并且以0.4m/sec至1.6m/sec的初始引入速度引入辅助水，可进一步防 止在幕帘膜中形成边界层。

注意，相对幕帘膜6宽度方向设置在其两侧的边缘导轨对之间的 距离可以与槽缝式幕涂头1的涂布液出口（槽缝）的宽度相同，或可 以比该涂布液的出口窄。

本发明的槽缝式幕涂设备和槽缝式幕涂方法可以抑制边界层的影 响，并且可形成具有均匀薄膜厚度的幕帘膜。

实施例

在下文中通过实施例具体说明本发明，但是实施例不应当解释为 限制本发明的范围。对实施例适当运用的任何修改也包括在本发明的 范围内，只要它在本发明的精神内。

为了证实本发明的效果，制造图4中所示的槽缝式幕涂设备，其 中改变边缘导轨的弯曲部分的尺寸，并且评定辅助水的喷射状态、幕 帘膜的均匀性和流率分布。

实施例1至6和比较实施例1至4的边缘导轨弯曲部分的尺寸的 具体细节于表3中描绘。

<实验基本条件>

（1）涂布液的涂布

槽缝式幕涂头1的槽缝间隙设置为0.4mm，并且该幕帘的下落宽 度设置为250mm。槽缝式幕涂头1的涂布液出口(槽缝)的宽度为 250mm。

（2）涂布液

至于涂布液，使用丙烯酰基乳剂基的粘合剂（产品名称： X-407-102E-10，由SAIDEN CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.制造）。

涂布液的粘度是750mPa·sec（如通过B型粘度计测量的，产品名 称：Vismetron VS-A1，由SHIBAURA SEMTEK CO.,LTD.制造），在剪 切速率为1sec^-1时其粘度是2000mPa·sec，而在剪切速率为1000sec^-1时其粘度是250mPa·sec。

涂布液的静态表面张力利用FACE自动表面张力计CBVP-A3（由 Kyowa Interface Science Co.,Ltd.制造）通过铂板法测量。结果，静态表 面张力是33mN/m。

（3）涂布液的流率

涂布液的流率设置为1.25cc/cm·sec（如通过用于涂布液的流量计 所测量的，产品名称：CN015C-SS-440K，由OVAL公司制造）。

（4）边缘导轨2的形状和材料

至于边缘导轨2，使用如图6A所示的由三块板构成的边缘导轨， 其中中心板由不锈钢形成，并且集流腔是一级集流腔。

至于边缘导轨2的尺寸，向下流动的长度是140mm，辅助水的引 入开口的最大宽度（w）是3mm，辅助水向下流动槽（凹进部分）的 最大深度（x）是0.25mm，辅助水向下流动槽（凹进部分）的最大宽 度是3mm，而锐角（α）是60°。

边缘导轨对之间的距离（在边缘导轨的凹进部分的锐角处形成的 边缘到在另一个边缘导轨的锐角处形成的边缘）是250mm。

（5）边缘导轨辅助水的输送

边缘导轨辅助水的输送速率设置为50mL/min。

边缘导轨辅助水通过微运动流量计（由OVAL公司制造）（流量计 主体：E010S-SS-311，发送器：RFT9739-3MD11，积分计： EL0122-132011）和浮子式流量计（P100L-4，由TOKYO SEISO CO., LTD.制造）从以0.2MPa加压的压力容器供应至边缘导轨2。调节浮子 式流量计的节流阀的开口以给出大约1.1m/s的辅助水向下流动速度， 其通过从流率转换确定。

<评定>

（1）边缘导轨辅助水的喷射均匀性

－评定标准－

A：辅助水几乎均匀地喷射

B：辅助水的喷射有轻微的扰动

C：辅助水不均匀地喷射

（2）幕帘膜的均匀性

形成幕帘膜，在从该幕帘膜的相对侧运用光，用肉眼观察到该膜 的光和阴影，因而确认存在薄的膜部分。

－评定标准－

A：幕帘膜沿着其宽度方向几乎是均匀的

B：在幕帘的宽度方向上存在略厚的膜部分

C：在幕帘的宽度方向上存在厚的膜部分

（3）在宽度方向上幕帘膜的流率分布

－流率测量方法－

折叠具有0.1mm厚度的SUS304板以形成具有8mm宽、8mm深 的沟槽（flume）。幕帘膜用该沟槽阻挡，以用重量分析法测量该沟槽向 下流动液体的量，因而测定向下下落的流率。测量的值通过规则被转 换成流率分布，其中通过转换8mm沟槽宽的流量计的值获得的流率确 定为100%。

－评定标准－

A：厚膜部分的厚度相对于平均值小于105%

B：厚膜部分的厚度相对于平均值为105%或更大但是小于110%

C：厚膜部分的厚度相对于平均值为110%或更大

（实验1）

为了弄清楚在狭缝部分的弯曲部分底部处的曲率半径R的影响， 在实验1中，边缘导轨辅助水从其R被改变的边缘导轨喷射，因而确 认喷射状态。而且，在实验的基本条件下形成幕帘膜，因而观察幕帘 膜的膜厚度。

在实施例1中，在弯曲部分底部处的曲率半径设置为1mm，狭缝 的间隙设置为0.25mm，梯形部分的最薄部分的厚度T设置为1.25mm。 结果，辅助水出口到边缘导轨的顶平面的高度h（=T+R+S）为2.5mm。

实施例2以和实施例1相同的方式进行，条件是弯曲部分的曲率 半径R的底部变成2mm。

实施例3以和实施例1相同的方式进行，条件是弯曲部分的曲率 半径R的底部变成0.5mm。

实施例4以和实施例1相同的方式进行，条件是弯曲部分的曲率 半径R的底部变成3mm。

比较实施例1以和实施例1相同的方式进行，条件是弯曲部分的 曲率半径R的底部变成4mm。

比较实施例2以和实施例1相同的方式进行，条件是弯曲部分的 曲率半径R的底部变成0.4mm。

比较实施例3以和实施例1相同的方式进行，条件是弯曲部分的 曲率半径R的底部变成0.3mm。

（结果）

实施例1至4和比较实施例1至3的评定结果提供在表1中。而 且，幕帘膜的宽度方向的流率分布在图9中描绘。

表1

在实施例1至4中，辅助水期望地喷射，并且幕帘膜也几乎均匀 地形成。

在比较实施例1中，辅助水期望地喷射，但是幕帘膜在靠近边缘 导轨的区域中变薄。这可能是因为在比较实施例1中辅助水出口到边 缘导轨顶平面之间的高度h是5.5mm并且幕帘膜接受辅助水出口和边 缘导轨顶表面之间区域中的边界层的影响引起的。

在比较实施例2中，辅助水喷射轻微扰动，并且在靠近边缘导轨 的区域中幕帘膜变薄。

在比较实施例3中，在宽度方向上辅助水不均匀喷射。这可能是 因为在狭缝的弯曲部分底部处的曲率半径小时，离心力影响辅助水流 动所引起的。

而且，测量在宽度方向上的流率分布。作为结果，该结果与肉眼 观察的结果相匹配，如图9所描绘。

从上面的结果中发现，在狭缝的弯曲部分底部处的曲率半径R为 0.5mm到3mm，优选为2mm或更小。

（实验2）

为了弄清楚辅助水出口到边缘导轨的顶平面的高度h和幕帘膜的 均匀性之间的关系，在实验2中，边缘导轨辅助水用高度h改变的边 缘导轨喷射，并且确认喷射状态。而且，在实验的基本条件下形成幕 帘膜，并且测量宽度方向上的幕帘膜的流率分布。

在实施例5中，弯曲部分底部处的曲率半径R设置为0.5mm，狭 缝的间隔S设置为0.2mm，并且梯形部分的最薄部分的厚度T设置为 0.8mm。结果，辅助水出口到边缘导轨顶平面的高度h（=T+R+S）为 1.5mm。

实施例6以与实施例5相同的方式进行，条件是T变成4.3mm （h=5mm）。

比较实施例4以与实施例5相同的方式进行，条件是T变成5.3mm （h=6mm）。

注意，在厚度T为0.8mm或更小的情况下，存在加工的问题。因 此，这种实施例不被进行。当最薄部分的厚度T为0.8mm时，其条件 与实施例5的条件相同。

（结果）

实施例5和6以及比较实施例4的评定结果在表2中描绘。而且， 沿着宽度方向的幕帘膜的流率分布示在图10中描绘。

表2

在实施例5中，辅助水期望地喷射，并且沿着宽度方向幕帘膜的 流率分布在整个宽度上小于105%，这没有问题。

在实施例6中，辅助水期望地喷射，沿着宽度方向幕帘膜的流率 分布在整个宽度上为105%或更大但小于110%，并且存在略厚的膜部 分。但是，在经历诸如吹掉涂膜边缘的处理之后，该厚度程度在实际 使用中不是问题。

在比较实施例4中，沿着宽度方向幕帘膜的流率分布在整个宽度 上为110%或更大，并且幕帘膜在靠近边缘导轨的区域中变厚。这可能 是因为在比较实施例4中辅助水出口到边缘导轨顶平面的高度h为 6mm时，幕帘膜在前面提到的区域中接受边界层的影响所引起的。

从上面的结果中已经发现，辅助水出口到边缘导轨顶平面的高度h 为1.5mm到5mm。

下面提供表3

表3

（测试实施例）

当使用具有相对高的粘度的液体比如粘合剂时，本发明展示效果。 为了弄清楚本发明的效果与涂布液的粘度特性差异的关系，因此，幕 帘膜用不同粘度的涂布液在实验的基本条件下形成，并且观察幕帘膜 的膜厚度。

至于边缘导轨的形状，使用和实施例1中的边缘导轨相同的边缘 导轨。

在测试实施例1中，在1sec^-1的剪切速率下的粘度η₁设置为3000 （mPa·sec），并且在1000sec^-1的剪切速率下的粘度η₂设置为300（mPa ·sec）。

在测试实施例2中，在1sec^-1的剪切速率下的粘度η₁设置为300 （mPa·sec），并且在1000sec^-1的剪切速率下的粘度η₂设置为10（mPa ·sec）。

在测试实施例3中，在1sec^-1的剪切速率下的粘度η₁设置为3200 （mPa·sec），并且在1000sec^-1的剪切速率下的粘度η₂设置为300（mPa ·sec）。

在测试实施例4中，在1sec^-1的剪切速率下的粘度η₁设置为250 （mPa·sec），并且在1000sec^-1的剪切速率下的粘度η₂设置为10（mPa ·sec）。

测试实施例1至4的评定结果在表4中描绘。

表4

在测试实施例1和2中，幕帘膜几乎均匀地形成。

在测试实施例3中，由于其粘度高难以喷射涂布液，因此不能形 成幕帘膜。

在测试实施例4中，幕帘膜几乎均匀地形成，但是，这是因为当 粘度低时边界层的影响变小，并且幕帘膜变薄的比例很小。因此，在 粘度低的情况下，本发明的效果小。因为当操作结束时发生液体滴出， 使用认为存在对操作使用的问题。

从上面的结果已经发现，对于展示本发明效果的涂布液的粘度特 性，在1sec^-1的剪切速率下的粘度η₁和在1000sec^-1的剪切速率下的 粘度η₂分别为300≤η₁≤3000（mPa·sec）和10≤η₂≤300（mPa·sec）。 具体说，通过利用本发明的槽缝式幕涂设备和槽缝式幕涂方法，甚至 在使用具有强剪切粘度降低效果的涂布液的情况下，可以获得具有均 匀膜厚的幕帘膜，而不受边界层的影响。

可以适当地使用本发明的槽缝式幕涂设备和槽缝式幕涂方法，例 如，用于生产粘合剂已经施加在其上的粘合剂标签、卤化银照相感光 材料、磁性记录材料、压敏和热敏记录纸、艺术纸、涂覆纸和喷墨记 录纸张。

本发明的实施方式，例如，如下：

<1>一种槽缝式幕涂设备，包括：

喷射单元，其包括配置为喷射涂布液的涂布液出口；

导向单元对，其每个包括配置为喷射辅助水的辅助水出口，其中 该导向单元配置为沿着基本上垂直于该幕帘膜的向下流动方向的宽度 方向支撑由从该涂布液出口喷射的涂布液形成的幕帘膜的两个边缘， 并且将该幕帘膜引导到待被输送的支撑体上；以及

配置为输送该支撑体的输送单元，

其中该导向单元具有配置为保持辅助水的集流腔部分，和在该集 流腔部分和该辅助水出口之间连接的狭缝部分，

其中该狭缝部分由直线部分和配置为基本上垂直向下喷射辅助水 的弯曲部分组成，并且

其中该弯曲部分设置在h=T+R+S为1.5mm到5mm的位置，其中 T是该弯曲部分顶部的最薄部分的厚度，R是弯曲部分底部的曲率半径 并且为0.5mm到3mm，S是该狭缝部分的间隙，并且h是该辅助水出 口到该导向单元顶平面的高度。

<2>根据<1>的槽缝式幕涂设备，其中该直线部分与该导向单元的 顶平面形成30°至60°的角度。

<3>一种槽缝式幕涂方法，包括：

从涂布液出口喷射涂布液；

通过每个包括配置为喷射辅助水的辅助水出口的导向单元对，沿 着基本上垂直于幕帘膜向下流动方向的宽度方向支撑由从涂布液出口 喷射的涂布液形成的幕帘膜的两边缘，并且将该幕帘膜引导到待被输 送的支撑体上；以及

输送该支撑体，

其中该导向单元具有配置为保持辅助水的集流腔部分，和在该集 流腔部分和辅助水出口之间连接的狭缝部分，

其中该狭缝部分由直线部分和配置为基本上垂直向下喷射辅助水 的弯曲部分组成，并且

其中该弯曲部分设置在h=T+R+S为1.5mm到5mm的位置，其中 T是该弯曲部分顶部的最薄部分的厚度，R是该弯曲部分底部的曲率半 径并且为0.5mm到3mm，S是该狭缝部分的间隙，并且h是该辅助水 出口到该导向单元顶平面的高度。

<4>根据<3>的槽缝式幕涂方法，其中该直线部分与该导向单元的 顶平面形成30°至60°的角度。

<5>根据<3>或<4>任一项的槽缝式幕涂方法，其中该涂布液是随 着剪切速率增加降低其表观粘度的流体，并且满足：

300≤η₁≤3000（mPa·sec），和

10≤η₂≤300（mPa·sec），

其中η₁是该涂布液在1sec^-1的剪切速率下的粘度，而η₂是该涂 布液在1000sec^-1的剪切速率下的粘度。

<6>根据<3>至<5>任何一项的槽缝式幕涂方法，其中该涂布液是 丙烯酰基乳剂基粘合剂。