JP2008246415A - 塗布物の製造装置及び塗布物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明における課題は、わずかな乾燥ムラの発生を抑制しながら少なくとも自然乾燥よりも乾燥速度を早く維持でき、面性と生産性を向上することができる塗布物の製造装置および製造方法を提供することである
【解決手段】 前記給気手段と排気手段を用いて乾燥炉内に発生させる空気の流れが、前記乾燥炉の天板と前記塗布膜との間の天板側間隙と基材と底板との間の底板側間隙の両方に流れるように給気口と排気口が配置され、且つ、乾燥炉の右側板または左側板のいずれかに配置された給気口が整風部材を備えることを特徴とする塗布物の製造装置とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は塗布物の製造装置および製造方法に関するものである。特に、塗布液に有機溶剤を含み、形成される塗布物の塗布膜が膜厚精度として誤差１％以下の膜厚ムラが製品上欠陥として認識される光学フィルム等の製造装置および製造方法に関する。

近年ウェットコーティング技術を利用して製造される光学フィルム製品には、膜厚精度として誤差１％以下を要求されるような製品が増えてきている。そのような光学フィルムの製造では、一般的に塗布液の溶媒として有機溶剤を使用することが多いが、有機溶剤は水に比べると蒸発速度が速く、塗布後の乾燥過程において精密に乾燥しないと、風紋のようなムラを生じせしめることが知られている。

従来は塗布膜の乾燥効率を上げることを目的とする技術が多く、例えば特許文献１には走行する基材の両面に熱風を当てる方法が提案されているが、この方法では熱風を塗布膜面に当てるためムラが発生し、高い膜厚精度を要求される製品では用いることができない。

一方で、精密な塗膜の形成のために乾燥効率よりも精密に乾燥することに重きをおいた技術も提案されている。例えば、特許文献２では乾燥初期に膜面の乾燥風の風速を低くすることが提案されている。
また、特許文献３では乾燥時の雰囲気溶剤濃度を飽和状態にして極力乾燥速度を抑えることで結果的に精密な乾燥を行なうことも提案されている。
しかし、これらの方法は乾燥速度を遅くすることでムラのない面状を達成しようとするものであり、生産性が落ちるという欠点が存在する。

そこで、少しでも乾燥速度を上げるために蒸発した溶剤を効率的に除去しながら乾燥する方法として、特許文献４では走行する基材を囲み基材搬送部と溶剤除去部に分割して蒸発した溶剤を溶剤除去部の横風で常に除去しながら乾燥する方法が提案されている。この方法は基材搬送部を基材近傍に狭く区切っていることが特徴である。
また、特許文献５では横風で除去するのではなく、凝縮板に蒸発した溶剤を凝縮させて除去する方法が提案されている。

また、乾燥速度を上げるために乾燥風を整流化しながら横風を直接走行する基材に当てる方法も提案されている。しかし、例えば特許文献６に記載の方法では、特に乾燥初期の塗液粘度が１．５倍まで上昇するまでは風を当てないことを前提としており、乾燥速度を飛躍的に向上させることはできない。これらの方法は、乾燥速度を大気中に放置したいわゆる自然乾燥の乾燥速度よりも上げることができず、飛躍的な生産性の向上ができないことが問題になる。

特開２００２−５９０７４号公報 特開２００３−１２６７６８号公報 特開２００２−３２０８９８号公報 特開２００３−９３９５４号公報 特表２００２−５１５５８５号公報 特開２００５−８１２５６号公報

本発明における課題は、わずかな乾燥ムラの発生を抑制しながら少なくとも自然乾燥よりも乾燥速度を早く維持でき、面性と生産性を向上することができる塗布物の製造装置および製造方法を提供することである。

上記課題を解決するために請求項１に係る発明としては、搬送中の帯状の基材に有機溶剤を含む塗布液を塗布し塗布膜を形成する塗布装置と、前記基材に形成した塗布膜を搬送しながら乾燥する乾燥装置とを備える塗布物の製造装置において、前記乾燥装置は、少なくとも天板と、底板と、右側板と、左側板と、前記塗布膜が搬入される搬入口と、前記塗布膜を搬出する搬出口と、を有する乾燥炉を備え、該乾燥炉は、前記乾燥炉の右側板または左側板のいずれかに配置された給気口と、前記給気口を介して乾燥炉内に空気を給気する給気手段と、前記給気口と対向する前記乾燥炉の左側板または右側板のいずれかに配置された排気口と、前記排気口を介して乾燥炉内から空気を排気する排気手段とを有し、前記給気手段と排気手段を用いて乾燥炉内に発生させる空気の流れが、前記乾燥炉の天板と前記塗布膜との間の天板側間隙と基材と底板との間の底板側間隙の両方に流れるように給気口と排気口が配置され、且つ、乾燥炉の右側板または左側板のいずれかに配置された給気口が整風部材を備えることを特徴とする塗布物の製造装置とした。

また、請求項２に係る発明としては、前記整風部材が、乾燥炉内部に向かって、第１の多孔板と第２の多孔板と第３の多孔板を順に備えてなり、第１の多孔板が、給気口全体に多数の孔を有しその開口率が２０％以上５０％以下の部材であり、第２の多孔板が、ＭＥ（１インチあたりのメッシュ数）が１０以上２００以下のメッシュであり、第３の多孔板が、厚さ１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の板状の部材であり、且つ、その厚さ方向にむかってその内径の最大値が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である柱状の孔を給気口全体に有する部材であることを特徴とする請求項１記載の塗布物の製造装置とした。

また、請求項３に係る発明としては、前記乾燥装置が、前記乾燥炉内の圧力を測定する内圧力測定手段と、前記乾燥炉外の圧力を測定する外圧力測定手段と、前記内圧力測定手段により測定した乾燥炉内の圧力と前記外圧力測定手段により測定した乾燥炉外の圧力との差圧を計算する内外差圧計算手段と、前記内外差圧計算手段により計算された差圧が−２Ｐａ以上２Ｐａ以下の範囲になるように、前記給気手段が乾燥炉内へ給気する空気の給気量、または、前記排気手段が乾燥炉内から排気する空気の排気量、または、その両方を制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の塗布物の製造装置とした。

また、請求項４に係る発明としては、前記天板と底板との距離Ｌが１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗布物の製造装置とした。

また、請求項５に係る発明としては、前記天板と前記塗布膜との天板側間隙の高さＬ１と、前記底板と前記基材との底板側間隙の高さＬ２が、Ｌ１≦Ｌ２の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の塗布物の製造装置とした。

また、請求項６に係る発明としては、前記乾燥炉は塗布膜の搬送方向に複数の乾燥ゾーンに分割されてなり、各乾燥ゾーン内へ空気を給気する給気手段と、各乾燥ゾーン内の空気を排気する排気手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の塗布物の製造装とした。

また、請求項７に係る発明としては、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の製造装置を用いて形成したことを特徴とする光学フィルムとした。

また、請求項８に係る発明としては、搬送中の帯状の基材に有機溶剤を含む塗布液を塗布し塗布膜を形成する塗布工程と、次に、前記基材に形成した塗布膜を乾燥炉内で搬送しながら乾燥する乾燥工程とを備える塗布物の製造方法において、前記搬送中の帯状の基材に有機溶剤を含む塗布液を塗布し塗布膜を形成する塗布工程と、次に、前記基材に塗布液を塗布し塗布膜を前記乾燥炉の搬入口へ塗布膜を搬送する搬送工程と、次に、天板と、底板と、右側板と、左側板と、前記塗布膜が搬入される搬入口と、前記塗布膜を搬出する搬出口とを有し、且つ、前記右側板または左側板のいずれかに配置された給気口と、前記給気口を介して乾燥炉内に空気を給気する給気手段と、前記給気口と対向する前記乾燥炉の左側板または右側板のいずれかに配置された排気口と、前記排気口を介して乾燥炉内から空気を排気する排気手段とを有し、且つ、乾燥炉の右側板または左側板のいずれかに配置された給気口が整風部材を備え、前記給気手段と排気手段を用いて乾燥炉内に発生させる空気が、前記乾燥炉の天板と前記塗布膜との間の天板側間隙と基材と底板との間の底板側間隙の両方に流れる乾燥炉内を、前記基材に形成した塗布膜が搬入口から搬出口まで搬送されることにより塗布膜を乾燥する乾燥工程と、次に、前記乾燥炉の搬出口から塗布膜を搬出する工程とを備えることを特徴とする塗布物の製造方法とした。

また、請求項９に係る発明としては、前記整風部材が、乾燥炉内部に向かって、第１の多孔板と第２の多孔板と第３の多孔板を順に備えてなり、第１の多孔板が、給気口全体に多数の孔を有しその開口率が２０％以上５０％以下の部材であり、第２の多孔板が、ＭＥ（１インチあたりのメッシュ数）が１０以上２００以下のメッシュであり、第３の多孔板が、厚さ１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の板状の部材であり、且つ、その厚さ方向にむかってその内径の最大値が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である柱状の孔を給気口全体に有する部材であることを特徴とする請求項８記載の塗布物の製造方法とした。

また、請求項１０に係る発明としては、前記乾燥工程において、前記乾燥炉が、乾燥炉内の圧力を測定する内圧力測定手段と、乾燥炉外の圧力を測定する外圧力測定手段と、内圧力測定手段により測定した乾燥炉内の圧力と前記外圧力測定手段により測定した乾燥炉外の圧力との差圧を計算する内外差圧計算手段と、を有し、内外差圧計算手段により計算された差圧が−２Ｐａ以上２Ｐａ以下の範囲になるように、給気手段が乾燥炉内へ給気する空気の給気量、または、排気手段が乾燥炉内から排気する空気の排気量、または、その両方を制御手段で制御し、かつ、前記基材に形成した塗布膜を乾燥炉内で搬送しながら乾燥する乾燥工程であることを特徴とする請求項８または請求項９記載の塗布物の製造方法とした。

また、請求項１１に係る発明としては、前記天板と底板との距離が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の塗布物の製造方法とした。

また、請求項１２に係る発明としては、前記天板と前記塗布膜との天板側間隙の高さＬ１と、前記底板と前記基材との底板側間隙の高さＬ２が、Ｌ１≦Ｌ２の関係を満たすことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の塗布物の製造方法とした。

また、請求項１３に係る発明としては、前記乾燥炉は前記塗布膜の搬送方向に複数の乾燥ゾーンに分割されてなり、各乾燥ゾーン内へ空気を給気する給気手段と、各乾燥ゾーン内の空気を排気する排気手段とを備える請求項８乃至１２のいずれかに記載の塗布物の製造方法とした。

また、請求項１４に係る発明としては、請求項８乃至１３のいずれかに記載の製造方法を用いて形成したことを特徴とする光学フィルムとした。

本発明における塗布物の製造装置および製造方法を使用することにより、わずかな乾燥ムラの発生をも抑制しながら少なくとも自然乾燥よりも乾燥速度を早く維持でき、面性と生産性を向上することができる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に、本発明における塗布物の製造装置を側面から見たときの側面概略図を示した。塗布装置１ａの塗布部１ｂにおいて基材９ａ上に塗布膜が塗布される。塗布膜が形成された基材９ａは乾燥装置２に搬送される。乾燥装置２は、搬入口３および搬出口４を有し基材９ａを囲む筒型の乾燥炉５と、乾燥炉５の側面に設置された給気口６ａと、図示していないが給気口６ａと対向する位置に設置された排気口６ｂと、図示していないが給気口６ａを介して乾燥炉５内へ空気を給気する給気手段と、同じく図示していないが排気口６ｂを介して乾燥炉５内から空気を排気する排気手段と、乾燥炉５内の圧力を測定する内圧力測定手段７ａと、乾燥炉５外の圧力を測定する外圧力測定手段７ｂと、図示していないが内圧力測定手段７ａにより測定した乾燥炉５内の圧力と外圧力測定手段７ｂにより測定した乾燥炉５外の圧力との差圧を計算する内外差圧計算手段と、図示していないが内外差圧計算手段により計算された差圧をもとに、給気手段が乾燥炉５内へ給気する空気の給気量、または、排気手段が乾燥炉５外へ排気する空気の排気量、または、その両方を制御する制御手段から構成されている。

基材９ａに形成された塗布膜９ｂは、搬入口３から乾燥炉５内へ搬入され、搬出口４から乾燥炉５外へ搬出される。ここでは、給気口６ａと給気口６ａと対向する位置に設置された排気口６ｂが４つずつ設置されており、内圧力測定手段７ａが搬入口３および搬出口４付近に１つずつ設置されており、外圧力測定手段７ｂが搬入口３付近に設置されているが、これは本発明の一実施形態を表したものであり、これに限定されるものではない。

図２は、図１に示された乾燥装置のＡ−Ａ’断面概略図である。乾燥炉５の右側板に給気口６ａが設置されており、乾燥炉５の左側板の給気口６ａと対向する位置に排気口６ｂが設置されている。本発明では、給気口６ａから給気手段６Ａを用いて乾燥炉５内へ空気を給気し、排気口６ｂから排気手段６Ｂを用いて乾燥炉５内から空気を排気している。つまり、給気口６ａから排気口６ｂに向かって、基材９ａの搬送方向に対し垂直の方向に空気の流れ１７を発生させている。図２では、基材９の搬送方向に向って右側から左側に空気の流れ１７が発生しているが、これは本発明の一実施形態を表したものであり、基材９ａの搬送方向に向って左側から右側に空気の流れが発生していてもよい。つまり、乾燥炉５の左側板に給気口が設置されており、乾燥炉５の右側板の給気口と対向する位置に排気口が設置されていてもよい。

本発明においては、給気手段６Ａと排気手段６Ｂを用いて乾燥炉内に発生させる空気の流れが、前記乾燥炉の天板と前記塗布膜との間の天板側間隙と基材と底板との間の底板側間隙の両方に流れるように給気口６ａと排気口６ｂが配置される。空気を塗布膜側と基材側両方に流すことにより、乾燥する塗布膜のムラの発生を抑えることができる。空気を塗布膜のみに流そうとした場合には、ムラが発生しやすくなる。

本発明において、給気口においては、整風部材が備えられる。整風部材としては、給気口全面に多数の孔を有する多孔板を用いることができる。多孔板を用いることにより、給気の流れを安定化させ面性と生産性の高い塗布物を製造することができた。なお、本発明において面性の高い塗布物とは、基材上に形成される塗膜の面内での膜厚均一性が高い塗布物のことである。光学フィルム製品にあっては、面内の膜厚のばらつきが少ない面性の高い塗布物が要求されている。なお、整風部材である多孔板としては、後述する第１の多孔板、第２の多孔板、第３の多孔板のうち少なくとも１つを用いることができる。また、後述する第１の多孔板、第２の多孔板、第３の多孔板の２つ以上を組み合わせてもよい。このとき、同種の多孔板を組み合わせてもよい。

本発明における塗布装置１は、グラビア、ワイヤーバー、ダイ等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。

本発明における乾燥装置２は、塗布装置１ａの塗布部１ｂから塗布膜搬送距離８で０．２ｍ以上〜０．８ｍ以下の範囲に設置されている。ここで塗布膜搬送距離８とは、塗布部１ａと搬入口３との直線距離ではなく、搬送される基材９ａに沿った長さのことを指している。基材９ａの搬送速度は制約事項ではないが、２０ｍ／ｍｉｎ以上〜１００ｍ／ｍｉｎ以下程度の一般的な速度を有する乾燥装置２を用いている。塗布膜搬送距離８が０．８ｍより離れると自然に乾燥していく領域が無視できなくなり、自然乾燥によるムラが生じるため好ましくない。また、０．２ｍ未満であると基材９ａを搬入する搬入口３において外気を遮断してしまうため好ましくない。

乾燥炉５は、基材９を囲む筒型の形状をしており、基材９ａを搬入する搬入口３と、基材９ａを搬出し搬入口３に対向して設置された搬出口４と、基材９ａの塗布膜９ｂを形成した側に設置された天板１２と、基材９ａを挟んで天板１２と対向して設置された底板１３と、基材９ａの搬送方向に向って右側であり、基材９ａの幅方向に設置された右側板と、右側板と対向して設置された左側板とで構成されている。ここで、搬送される基材９ａに対し、重力方向上面側に塗布膜９ｂが形成されているか、下面側に塗布膜９ｂが形成されているかは関係ない。

搬入口３および搬出口４は開口形状を呈しており、それは、乾燥炉５内を密閉する構造が好ましくないためである。特に、搬入口３が開口形状であるのは基材９ａを搬入する搬入口３において外気を遮断するような構造が好ましくないためである。

本発明における給気手段６Ａと排気手段６Ｂとしては、一般的にブロアが用いられるが、給気量および排気量を調節できるものであればブロアに限定されるものではない。

図３に、図２に示した給気口の拡大図を示した。
本発明においては、整風部材が、乾燥炉内部に向かって、第１の多孔板１４と第２の多孔板１５と第３の多孔板１６を順に備えてなり、第１の多孔板１４が給気口全体に多数の孔を有しその開口率が２０％以上５０％以下の部材であり、第２の多孔板１５がＭＥ（１インチあたりのメッシュ数）が１０以上２００以下のメッシュであり、第３の多孔板１６が厚さ１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の板状の部材であり、且つ、その厚さ方向にむかってその内径の最大値が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である柱状の孔を給気口全体に有する部材であることが好ましい。

このように給気口６ａにおいて、乾燥炉内部に向かって第１の多孔板１４、第２の多孔板１５、第３の多孔板１６を順に設けることにより、さらに面内の膜厚のばらつきが少ない面性の高い塗布物を得ることができる。

また、図４に本発明の給気口に設けられる３つの多孔板の斜視図を示した。本発明の第１の多孔板１４は給気口全体に多数の孔を有しその開口率が２０％以上５０％以下である板状の部材を用いる。具体的には、給気口全体に均一に孔が加工されており、金網、パンチングメタルなど、多数の孔を形成した開口率２０％以上５０％以下の板状の部材を用いることができる。もし、第１の多孔板の開口率が５０％を超えるような場合、気流が均一に分散しなくなってしまうことがある。また、開口率が２０％を下回る場合、第１の多孔板による圧力損失が大きくなってしまうことがある。

第１の多孔板１４において、孔の内径の最大値は０．３５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、孔の間隔は孔の内径の最大値の１．５倍〜３倍であることが、気流を均一に分散させるために好ましい。また、風量の均一化を図る上で、本発明の第１の多孔板を複数枚を重ねて用いてもよい。

また、第２の多孔板１５は、ＭＥ（１インチあたりのメッシュ数）が１０以上２００以下のメッシュを用いる。ＭＥが１０を下回る場合、第１の多孔板を通過した気流をさらに分散する効果を得ることができなくなってしまうことがある。一方、ＭＥが２００を超えるような場合、圧力損失が大きくなってしまうことがある。また、第２の多孔板の厚みは０．０４ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。第２の多孔板の厚みが０．０４ｍｍを下回る場合、機械的強度が不足する場合がある。厚みが２ｍｍを超える場合、ＭＥが１０以上２００以下のメッシュとすることが困難となる。

本発明の第３の多孔板１６としては、厚さ１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の板状であり、且つ、その厚さ方向にむかってその内径の最大値が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である柱状の孔を給気口全体に有する部材を用いることができる。具体的には、小さい柱状の孔を多数並べた構造であればよく、柱状の孔の形状は任意である。代表的なものとして六角形状の孔からなるハニカム形状を挙げることができる。柱状の孔は細かく、厚みのあるほうがよりよい整流効果を得ることができる。

本発明にあっては、給気口に向かって第１の多孔板と第２の多孔板と第３の多孔板をこの順に並べる。給気手段により発生した空気は給気口を通過し、乾燥炉に流れる。このとき、開口率が２０％以上５０％以下の板状の部材からなる第１の多孔板を用いることにより、給気口に向かって流れる空気を給気口全体に広げ、給気口面内で均一化することができる。次に、第１の多孔板を通過した空気をＭＥ（１インチあたりのメッシュ数）が１０以上２００以下のメッシュである第２の多孔板を通過させることにより、その気流を細かく分散させることが可能となる。そして、最後に細かい分散した気流を第３の多孔板である柱状の孔を有するセルを通過させることにより、整流され、第３の多孔板から乾燥炉内に給気される空気の気流は層流となる。

本発明者らは、給気口に第１の多孔板、第２の多孔板、第３の多孔板を用いることにより、乾燥炉内に吸気される空気を層流とし、該層流により基材上に形成された塗布膜を乾燥させることにより、さらに面性と生産性の高い塗布物を生産することができた。

本発明において、第３多孔板の厚さが１０ｍｍに満たない場合、第３の多孔板を通過した空気を層流とすることが困難となる。また、第３の多孔板の厚さが１００ｍｍを超えるような場合、省スペース化の観点から乾燥装置に容易に設けることが困難となる。また、第３の多孔板の柱状の孔の内径が１ｍｍに満たない場合、圧力損失が大きくなってしまうことがある。一方、第３の多孔板の柱状の孔の内径が１０ｍｍを超えるような場合、第３の多孔板を通過した空気を層流とすることが困難となる。また、第３の多孔板の開口率は１００％に近いことが好ましく、開口率は９０％以上１００％未満であることが好ましい。開口率が９０％を下回る場合、気流が噴流となり、層流とならない場合がある。

仮に、本発明にあっては、第１の多孔板で、給気口に向かって流れる空気を給気口全体に広げ、給気口面内で均一化し、第２の多孔板、第３の多孔板で給気口面内に均一化された気流を層流としている。ここで、第２の多孔板のみを用いる場合にあっては、給気口から乾燥炉内に給気される空気を層流とすることができなくなってしまうことがある。一方、第３の多孔板のみを用いる場合にあっては、第３の多孔板の厚さを大きくし、柱状の孔の長さを長くすることにより層流とすることは可能であるが、装置を大型化する必要があり、現実的でない。本発明にあっては、細かい孔を有する第２の多孔板で気流を細かく分散させ、細かくした気流を第３の多孔板の柱状の孔に通過させることにより効率的に層流を作り出しているのである。

本発明における内圧力測定手段７ａと外圧力測定手段７ｂとしては、乾燥炉５内の圧力と乾燥炉５外の圧力を測定できるものであればよく、特に制約すべき事項ではないが、内圧力測定手段７ａにより測定した乾燥炉５内の圧力と、外圧力測定手段７ｂにより測定した乾燥炉５外の圧力から、その差圧を−２Ｐａ以上２Ｐａ以下の範囲に制御するため、その差を把握できる分解能は必要となる。

本発明における内外差圧計算手段としては、マノスターゲージなどのアナログ表示するものからデジタル差圧計などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。ただし、内圧力測定手段７ａにより測定された乾燥炉５内の圧力と、外圧力測定手段７ｂにより測定された乾燥炉５外の圧力との差圧を−２Ｐａ以上２Ｐａ以下の範囲に制御するため、その差を把握できる分解能は必要となる。

本発明における制御手段としては、内外差圧計算手段により計算された差圧が−２Ｐａ以上２Ｐａ以下の範囲になるように、給気手段により乾燥炉５内へ給気される空気の給気量と排気手段により乾燥炉５内から排気される空気の排気量を制御することができるものであればよく、特に制約すべき事項ではない。

基材９ａが搬入口３から乾燥炉５内へ搬入されるとき、搬入口３から乾燥炉５内へ外気が入り込み、これによりムラが発生する。乾燥炉５内の圧力と乾燥炉５外の圧力との差圧が−２Ｐａ以上〜２Ｐａ以下の範囲であると、搬入口３から入り込む外気の風速が適切な範囲に低減できるためムラが発生しにくくなり好ましい。

ただし、内圧力測定手段７ａと外圧力測定手段７ｂは、塗布開始前の圧力測定に使用するものであり、内外差圧計算手段は、塗布開始前の乾燥炉５内の圧力と乾燥炉５外の圧力との差圧測定に使用するものである。本発明でいう差圧は塗布開始前の乾燥炉５内と乾燥炉５外の圧力の差をいう。また、制御手段は、塗布開始前の給気量、または、排気量、または、その両方の制御に使用するものである。

塗布中は塗布室への入退室などにより乾燥装置２外の気圧の変動は避けられない。その変動の都度、制御手段を用い、乾燥炉５内へ給気される空気の給気量と乾燥炉５内から排気される空気の排気量を変更していたのでは、逆に乾燥装置２内の気流が乱れムラを発生させる原因となる。そのため、塗布開始前の静的な圧力測定用として内圧力測定手段７ａと外圧力測定手段７ｂは使用され、塗布開始前の静的な差圧計算用として内外差圧計算手段は使用され、塗布開始前の静的な給気量、または、排気量、または、その両方の制御用として制御手段は使用される。しかし、圧力測定時、差圧計算時、給気量と排気量の制御時に基材９を搬送させていても停止させていてもよい。

本発明における天板と底板との距離Ｌは、天板１２と底板１３との基材面に対し垂直方向の距離を示している。給気口６ａにおける給気量と排気口６ｂにおける排気量を少なく保ち、かつ、乾燥速度を速めるために、ある程度空気の流れ１７が発生する空間を制約する必要がある。そこで天板と底板との距離Ｌは１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲が好ましい。１０ｍｍ未満では基材９ａが搬送されたときに天板１２または底板１３への接触などトラブルの原因となるため好ましくない。また、１００ｍｍより高くすると乾燥速度を速めるために給気量と排気量を増加させる必要があり、給気手段および排気手段の増設やエネルギーコストの増加などコスト面の問題があり好ましくない。

乾燥炉５の右側板に設置した給気口と左側板に設置した排気口の高さを、給気口６ａと排気口６ｂの基材面に対し垂直方向の口径とした場合、天板と底板との距離Ｌと給気口と排気口の開口部の高さがほぼ一致していることが好ましい。こうすることで、給気口６ａと排気口６ｂ間に発生する空気の流れ１７が、乾燥炉５の天板１２と底板１３との間に一様に発生し、基材９ａの塗布膜９ｂを形成した側と基材９ａの塗布膜９ｂを形成した側とは反対側に空気の流れ１７が発生する。これにより、基材９ａを搬送する高さにブレが生じにくくなり、安定性が確保されてムラ発生を防止することができる。

基材９ａの塗布膜９ｂを形成した側と基材９ａの塗布膜９ｂを形成した側とは反対側のどちらか一方にのみ空気の流れを発生させようとすると、基材９ａの搬送する高さを厳密に定めなければならない。しかし、現実的には基材９ａを搬送すると基材９ａを搬送する高さにブレが生じるため、ムラ発生の原因となる場合がある。なお、給気口６ａと排気口６ｂ間に発生する空気の流れ１７を、より安定して発生させるために、給気口６ａにおける給気量と排気口６ｂにおける排気量を一致させることが好ましい。

さらに、給気量と排気量を管理することが好ましい。基材９ａに形成した塗布膜９ｂと天板１２との天板側間隙の高さＬ１と基材９ａと底板１３との底板側間隙の高さＬ２でその量を管理することができる。このとき、高さＬ１と高さＬ２が高さＬ１≦高さＬ２の関係になっていることが好ましい。天板と底板との距離Ｌが１０〜１００ｍｍの範囲であり、かつ、高さＬ１≦高さＬ２の関係を満たすとき、最も面性と生産性を向上することができる。

また、給気口６ａおよび排気口６ｂは乾燥炉５の全長に対して一箇所以上設けられるべきであるが、その制御を容易にするためにある程度の長さで乾燥炉５を分割することがより好ましい。ここで、分割された一つの乾燥炉を一つの乾燥ゾーンと呼ぶ。各乾燥ゾーンは筒型であり、隣接する各乾燥ゾーンは直線的に配置されていても、屈折して配置されていてもよい。また、各乾燥ゾーンは、給気手段と、排気手段と、各乾燥ゾーン内の圧力を測定する内圧力測定手段と、隣接する各乾燥ゾーン内の差圧を計算するゾーン間差圧計算手段と、ゾーン間差圧計算手段により計算された差圧により給気量、または、排気量、または、その両方を制御する制御手段とをそれぞれ備えている。

図５に、本発明の別の実施形態の乾燥装置を側面から見たときの側面概略図を示した。基材９ａに形成された塗布膜９ｂは、搬入口３から乾燥炉５内へ搬入され、搬出口４から乾燥炉５外へ搬出される。乾燥炉５は４つの乾燥ゾーン１８が直線的に配置されたものであり、各乾燥ゾーン１８には、給気口６ａと給気口６ａと対向する位置に設置され図示されていない排気口６ｂが１つずつ設置されており、図示していないが給気口６ａを介して乾燥ゾーン１８内へ空気を給気する給気手段と、同じく図示していないが排気口６ｂを介して乾燥ゾーン１８内から空気を排気する排気手段とが１つずつ設置されている。また、内圧力測定手段７ａが各乾燥ゾーン１８内に１つずつ設置されており、外圧力測定手段７ｂが搬入口３付近に設置されている。これは本発明の一実施形態を表したものであり、これに限定されるものではない。

このとき、隣接する乾燥ゾーン１８内の圧力の差圧が−２Ｐａ以上〜２Ｐａ以下の範囲であることが好ましい。基材９ａが隣接する各乾燥ゾーン１８内を搬送されるとき、基材９ａの搬送方向に気流が発生し、これによりムラが発生する。隣接する乾燥ゾーン１８内の圧力の差圧を−２Ｐａ以上〜２Ｐａ以下の範囲にすることで、このムラの原因となる気流の風速を適切な範囲に低減することができるため、ムラを抑制することができる。

本発明において、乾燥装置２の基材の搬送方向における長さは特に制約すべき事項ではない。乾燥装置２の長さは塗布膜が乾燥するかどうかで決定されるものであり、製品によって異なるものである。ただし、本発明では、５ｍ以上〜１００ｍ以下程度の一般的な長さの乾燥装置２を用いている。

本発明における乾燥装置２は、わずかな乾燥ムラの発生をも抑制しながら少なくとも自然乾燥よりも乾燥速度を早く維持することができるため、その効果が最も現れるのは乾燥初期である。乾燥装置の全長すべてが本発明の乾燥装置２によるものではなく、搬入口３を含む乾燥初期段階のみに本発明の乾燥装置２を導入することも可能である。その場合、図１に示すように、前半部に第一乾燥装置として本発明の乾燥装置２を導入し、後半部に第二乾燥装置１０として公知の乾燥装置を導入してもよい。

第二乾燥装置１０としては、スリットノズルやパンチングメタルから基材に形成された塗布膜に温度を上昇させた噴流を当てるような方式を導入しても良いし、クイックリターン方式のノズルや基材の搬送方向に平行流を流す方式のノズルから熱風を噴出する方式でも良い。また、片面だけでなく両面から加熱手段を設けても良い。市販されているいかなる乾燥装置を使用しても本発明の効果をさまたげるものではない。

さらに、図１には本発明の乾燥装置２と公知の第二乾燥装置１０をそれぞれの装置として独立させる場合を示しているが、一つの乾燥装置の中で、前半部が本発明の乾燥装置による方式をとり、後半部が公知の乾燥装置に基づく方式をとる場合でも本発明の効果は変わらない。

本発明の塗布物の製造装置および製造方法は、様々な製品に対して用いることができるが、特に有機溶剤を溶媒とする分散物の塗布に対して効果がある。その中でも近年需要が伸びている光学フィルムのようなこれまで以上にムラに対する許容余地の少ない製品に効果的である。

ここで、光学フィルムとは主に液晶やプラズマディスプレイなどの表示装置の最表面またはその内側に使用されるフィルムであり、ハードコートフィルム、反射防止フィルム、防眩性フィルム、光学補償フィルム、光拡散フィルムなどが挙げられる。

また、本発明に用いられる有機溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、２−メトキシエタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール等のグリコール類、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール・ブチルカルビトール等のグリコールエーテル類、ヘキサン、ヘプタン・オクタン等の脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が挙げられ、１種、または、２種類以上の混合物として用いてよいが、これらに限定されるものではない。

本発明の塗布液に用いられるバインダーとしては、紫外線硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの電離放射線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等が挙げられ、電離放射線硬化性樹脂等には光重合開始剤が含まれる。

電離放射線硬化性樹脂としては、多価アルコールのアクリル酸またはメタクリル酸エステルのような多官能性のアクリレート樹脂、ジイソシアネート、多価アルコール及びアクリル酸またはメタクリル酸のヒドロキシエステル等から合成されるような多官能のウレタンアクリレート樹脂等が挙げられる。またこれらの他にも、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等も使用することができる。

熱硬化性樹脂としては、熱硬化型ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。

光重合開始剤としては、活性エネルギー線が照射された際にラジカルを発生するものであればよく、例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、２−メチル［４−（メチルチオ）フェニル］モルフォリノプロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、ベンゾフェノン、１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタン−１−オン、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。光重合開始剤の添加量は、活性エネルギー線硬化単量体１０〜８０質量部に対して、０．１〜１０質量部が好ましく、１〜７質量部がより好ましく、１〜５質量部がさらに好ましい。

本発明に用いられる基材９としては、用途によって様々なものを使用することができる。基材９を構成する成分としては、例えば、アセチルセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系フィルム、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系フィルム、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系フィルム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、基材９は、単層からなっていても複数層からなっていてもよい。なお、基材９の厚さは一般的に１０〜５００μｍのものが用いられる。

また、本発明の光学フィルムとしては、機能性粒子を含んでいてもよい。機能性粒子としては、塗膜に入射した光に対する光拡散機能や防眩機能、塗膜の屈折率を低下させる機能を発現させる粒子があり、具体的には、シリカ粒子、アルミナ粒子等の無機粒子や、アクリル粒子、スチレン粒子、メラミン粒子、アクリルスチレン粒子等の有機粒子が挙げられる。

以下のようにして、基材上に防眩フィルムを形成した。
平均粒子径３．０μｍのシリカ粒子を４．２ｗｔ％、バインダーとしてペンタエリスリトールトリアクリレート（共栄社化学株式会社製）３６．０ｗｔ％、光重合開始剤としてイルガキュア１８４（チバスペシャリティケミカルズ社製）１．８ｗｔ％、溶媒としてトルエン３４．８ｗｔ％、ジオキソラン２３．２ｗｔ％を混合させたものを塗布液として調製した。調製した粘度は３．０ｍＰａｓであった。
次に連続的に搬送される帯状の基材として１３４０ｍｍ幅、膜厚８０μｍのトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）基材を用い、エクストルージョン方式のダイヘッドで塗布液を塗布し、乾燥、紫外線硬化の工程を経て基材上に湿潤膜厚８．５μｍとなるように１３１０ｍｍの塗布幅で５０ｍ／ｍｉｎの搬送速度で塗布して、防眩性フィルムを作成した。

乾燥装置は、天板と底板との距離が１７ｍｍ、給気口と排気口の開口部の高さが１７ｍｍ、基材９ａに形成した塗布膜９ｂと天板１２との天板側間隙の高さＬ１が７ｍｍ、基材９ａと底板１３との底板側間隙の高さＬ２が１０ｍｍであった。乾燥炉の搬入口と塗布部は塗布膜搬送距離で０．２ｍの距離に設置され、搬入口付近の乾燥炉内外の差圧は０±１Ｐａの範囲に収まるように内部のブロアの回転数を制御した。本発明の乾燥装置の長さは１０ｍであり、その後スリットノズルから熱風を噴出する長さ５ｍの乾燥装置を設置した。

そして、乾燥炉の給気口には、給気口に向かって、第１の多孔板と第２の多孔板と第３の多孔板を設けた。第１の多孔板としては、開口率２０％、孔の内径が１ｍｍのパンチングメタルを用い、第２の多孔板としては、ＭＥが２００、厚みが０．１ｍｍの金属メッシュを用い、第３の多孔板としては厚みが２０ｍｍ、孔の内径の最大値が５０ｍｍであり、開口率が９９％の柱状のハニカム形状を有する部材を用いた。

実施例で得られた２ｍの長さに長手方向を切断した防眩性フィルムを蛍光灯にかざしながら表面の面状を検査し、明確に不均一な面状を生じてムラを確認した結果、ムラは確認されず、ディスプレイ表面に防眩フィルムとして使用できるものであった。

（比較例）
比較例として、（実施例）に設けられた第１の多孔板、第２の多孔板、第３の多孔板を取り外し、その他は（実施例）と同様にして防眩フィルムを作成した。

比較例で得られた２ｍの長さに長手方向を切断した防眩性フィルムを蛍光灯にかざしながら表面の面状を検査し、明確に不均一な面状を生じてムラを確認した結果、房状のムラが確認され、ディスプレイ表面に防眩フィルムとして使用することはできなかった。

図１は、本発明における塗布物の製造装置を側面から見たときの側面概略図である。 図２は、図１に示された乾燥装置のＡ−Ａ’断面概略図である。 図３は、図２に示した給気口の拡大図である。 図４は、発明の給気口に設けられ３つの多孔板の斜視図である。 図５は、本発明の別の実施形態の乾燥装置を側面から見たときの側面概略図である。

符号の説明

１ 塗布装置
２ 乾燥装置
３ 搬入口
４ 搬出口
５ 乾燥炉
６ａ 給気口
６ｂ 排気口
７ａ 内圧力測定手段
７ｂ 外圧力測定手段
８ 塗布膜搬送距離
９ａ 基材
９ｂ 塗布膜
１０ 第二乾燥装置
１１ 天板と底板との距離
１２ 天板
１３ 底板
１４ 第１の多孔板
１５ 第２の多孔板
１６ 第３の多孔板
１７ 空気の流れ
１８ 乾燥ゾーン
Ｌ 天板と底板の距離
Ｌ１ 塗布膜と天板との天板側間隙高さ
Ｌ２ 基材と底板との底板側間隙高さ

Claims (14)

1. 搬送中の帯状の基材に有機溶剤を含む塗布液を塗布し塗布膜を形成する塗布装置と、前記基材に形成した塗布膜を搬送しながら乾燥する乾燥装置とを備える塗布物の製造装置において、
   前記乾燥装置は、少なくとも
   天板と、底板と、右側板と、左側板と、前記塗布膜が搬入される搬入口と、前記塗布膜を搬出する搬出口と、を有する乾燥炉を備え、
   該乾燥炉は、
   前記乾燥炉の右側板または左側板のいずれかに配置された給気口と、
   前記給気口を介して乾燥炉内に空気を給気する給気手段と、
   前記給気口と対向する前記乾燥炉の左側板または右側板のいずれかに配置された排気口と、
   前記排気口を介して乾燥炉内から空気を排気する排気手段とを有し、
   前記給気手段と排気手段を用いて乾燥炉内に発生させる空気の流れが、前記乾燥炉の天板と前記塗布膜との間の天板側間隙と基材と底板との間の底板側間隙の両方に流れるように給気口と排気口が配置され、
   且つ、乾燥炉の右側板または左側板のいずれかに配置された給気口が整風部材を備えることを特徴とする塗布物の製造装置。
2. 前記整風部材が、乾燥炉内部に向かって、第１の多孔板と第２の多孔板と第３の多孔板を順に備えてなり、
   第１の多孔板が、給気口全体に多数の孔を有しその開口率が２０％以上５０％以下の部材であり、
   第２の多孔板が、ＭＥ（１インチあたりのメッシュ数）が１０以上２００以下のメッシュであり、
   第３の多孔板が、厚さ１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の板状の部材であり、且つ、その厚さ方向にむかってその内径の最大値が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である柱状の孔を給気口全体に有する部材
   であることを特徴とする請求項１記載の塗布物の製造装置。
3. 前記乾燥装置が、
   前記乾燥炉内の圧力を測定する内圧力測定手段と、
   前記乾燥炉外の圧力を測定する外圧力測定手段と、
   前記内圧力測定手段により測定した乾燥炉内の圧力と前記外圧力測定手段により測定した乾燥炉外の圧力との差圧を計算する内外差圧計算手段と、
   前記内外差圧計算手段により計算された差圧が−２Ｐａ以上２Ｐａ以下の範囲になるように、前記給気手段が乾燥炉内へ給気する空気の給気量、または、前記排気手段が乾燥炉内から排気する空気の排気量、または、その両方を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする請求項１または請求項２記載の塗布物の製造装置。
4. 前記天板と底板との距離Ｌが１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗布物の製造装置。
5. 前記天板と前記塗布膜との天板側間隙の高さＬ１と、前記底板と前記基材との底板側間隙の高さＬ２が、Ｌ１≦Ｌ２の関係を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の塗布物の製造装置。
6. 前記乾燥炉は塗布膜の搬送方向に複数の乾燥ゾーンに分割されてなり、
   各乾燥ゾーン内へ空気を給気する給気手段と、
   各乾燥ゾーン内の空気を排気する排気手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の塗布物の製造装置。
7. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の製造装置を用いて形成したことを特徴とする光学フィルム。
8. 搬送中の帯状の基材に有機溶剤を含む塗布液を塗布し塗布膜を形成する塗布工程と、次に、前記基材に形成した塗布膜を乾燥炉内で搬送しながら乾燥する乾燥工程とを備える塗布物の製造方法において、
   前記搬送中の帯状の基材に有機溶剤を含む塗布液を塗布し塗布膜を形成する塗布工程と、
   次に、前記基材に塗布液を塗布し塗布膜を前記乾燥炉の搬入口へ塗布膜を搬送する搬送工程と、
   次に、天板と、底板と、右側板と、左側板と、前記塗布膜が搬入される搬入口と、前記塗布膜を搬出する搬出口とを有し、且つ、
   前記右側板または左側板のいずれかに配置された給気口と、
   前記給気口を介して乾燥炉内に空気を給気する給気手段と、
   前記給気口と対向する前記乾燥炉の左側板または右側板のいずれかに配置された排気口と、
   前記排気口を介して乾燥炉内から空気を排気する排気手段とを有し、且つ、
   乾燥炉の右側板または左側板のいずれかに配置された給気口が整風部材を備え、
   前記給気手段と排気手段を用いて乾燥炉内に発生させる空気が、前記乾燥炉の天板と前記塗布膜との間の天板側間隙と基材と底板との間の底板側間隙の両方に流れる
   乾燥炉内を、前記基材に形成した塗布膜が搬入口から搬出口まで搬送されることにより塗布膜を乾燥する乾燥工程と、
   次に、前記乾燥炉の搬出口から塗布膜を搬出する工程と
   を備えることを特徴とする塗布物の製造方法。
9. 前記整風部材が、乾燥炉内部に向かって、第１の多孔板と第２の多孔板と第３の多孔板を順に備えてなり、
   第１の多孔板が、給気口全体に多数の孔を有しその開口率が２０％以上５０％以下の部材であり、
   第２の多孔板が、ＭＥ（１インチあたりのメッシュ数）が１０以上２００以下のメッシュであり、
   第３の多孔板が、厚さ１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の板状の部材であり、且つ、その厚さ方向にむかってその内径の最大値が１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である柱状の孔を給気口全体に有する部材である
   ことを特徴とする請求項８記載の塗布物の製造方法。
10. 前記乾燥工程において、前記乾燥炉が、乾燥炉内の圧力を測定する内圧力測定手段と、乾燥炉外の圧力を測定する外圧力測定手段と、内圧力測定手段により測定した乾燥炉内の圧力と前記外圧力測定手段により測定した乾燥炉外の圧力との差圧を計算する内外差圧計算手段と、を有し、内外差圧計算手段により計算された差圧が−２Ｐａ以上２Ｐａ以下の範囲になるように、給気手段が乾燥炉内へ給気する空気の給気量、または、排気手段が乾燥炉内から排気する空気の排気量、または、その両方を制御手段で制御し、かつ、前記基材に形成した塗布膜を乾燥炉内で搬送しながら乾燥する乾燥工程であることを特徴とする請求項８または請求項９記載の塗布物の製造方法。
11. 前記天板と底板との距離が１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の塗布物の製造方法。
12. 前記天板と前記塗布膜との天板側間隙の高さＬ１と、前記底板と前記基材との底板側間隙の高さＬ２が、Ｌ１≦Ｌ２の関係を満たすことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の塗布物の製造方法。
13. 前記乾燥炉は前記塗布膜の搬送方向に複数の乾燥ゾーンに分割されてなり、
    各乾燥ゾーン内へ空気を給気する給気手段と、
    各乾燥ゾーン内の空気を排気する排気手段と
    を備える請求項８乃至１２のいずれかに記載の塗布物の製造方法。
14. 請求項８乃至１３のいずれかに記載の製造方法を用いて形成したことを特徴とする光学フィルム。

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