JP2010029773A - 塗布装置及び塗工用樹脂液の塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布時における膜厚を均一にすることができる樹脂液の塗布技術を提供する。
【解決手段】本発明の塗布装置１は、塗工用樹脂液が塗布されるシート基材２を支持して搬送する搬送ローラ３と、搬送ローラ３に近接配置される金属製のドクターナイフ４と、搬送ローラ４とドクターナイフ４の刃部４ａとの隙間に塗工用樹脂液７を供給する樹脂液供給手段５と、ドクターナイフの刃部４ａを加熱するヒータ８と、ドクターナイフ４の刃部４ａの温度を検出する温度センサ１０と、温度センサ１０によって得られた結果に基づいてヒータ８の動作を制御する温度制御手段９とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、長尺のシート基材上に粘性の樹脂液を塗布する技術に関し、特に高粘性の樹脂液を塗布する技術に関する。

従来、長尺のシート基材上に粘性樹脂を塗布して樹脂フィルムを作成する場合には、ロール状の搬送手段によって搬送されるシート基材上に樹脂を塗布して、コーターロールやドクターナイフによって樹脂の厚さを調整するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、このような従来技術では、特に高粘度の樹脂を用いた場合に、塗布時において膜厚にばらつきが生ずることがあり、その改善が要望されている。
特開２００５−３３６４４７号公報

本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、塗布時における膜厚を均一にすることができる樹脂液の塗布技術を提供することにある。

前記目的を達成するためになされた本発明は、塗工用樹脂液が塗布されるシート基材を支持して搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラに近接配置される金属製のドクターナイフの刃部と、前記搬送ローラと前記ドクターナイフの刃部との隙間に前記塗工用樹脂液を供給する樹脂液供給手段と、前記ドクターナイフの刃部を加熱するヒータと、前記ドクターナイフの刃部の温度を検出する温度センサと、前記温度センサによって得られた結果に基づいて前記ヒータの動作を制御する温度制御手段とを有する塗布装置である。
本発明では、前記ドクターナイフが、当該ドクターナイフの刃部と一体的に形成された本体部を有し、当該本体部内に前記ヒータが設けられている場合にも効果がある。
本発明は、前記塗布装置を用いた塗工用樹脂液の塗布方法であって、前記搬送ローラと前記ドクターナイフの刃部との隙間に前記塗工用樹脂液を供給しつつ、前記ドクターナイフの刃部を加熱させながら前記搬送ローラを動作させ、当該塗工用樹脂液を前記ドクターナイフの刃部に接触させて前記シート基材を搬送する工程を有するものである。
本発明では、前記ドクターナイフの刃部を３５℃以上５０℃以下に加熱することもできる。
本発明では、前記塗工用樹脂液が、バインダー中に導電性粒子を含有している場合にも効果がある。
本発明では、前記塗工用樹脂液が、バインダーとしてエポキシ樹脂及びアクリル樹脂を含有する場合にも効果がある。
本発明は、前記塗布方法によって塗工膜が形成形成された異方導電性接着フィルムである。
本発明では、前記塗工膜の表面粗度が６０μｍ以上１３０μｍ以下である場合にも効果がある。

本発明の場合、金属製のドクターナイフの刃部を加熱させながら搬送ローラを動作させ、塗工用樹脂液をドクターナイフの刃部に接触させてシート基材を搬送することによって、塗布時に塗工用樹脂液の粘度が急速に低下して短時間で塗工に適した粘度になるとともに、塗工用樹脂液の流動性が向上し、その結果、塗布時における膜厚のむらを防止して膜厚の均一性を向上させることができる。

さらに、本発明では、ドクターナイフの刃部の温度を検出し、その結果に基づいてヒータの動作を制御することにより、塗布時において塗工用樹脂液の温度を一定に保つことができるので、塗布膜の表面粗度を小さくすることができる。
特に本発明では、ドクターナイフの刃部に直接塗工用樹脂液が接触するため、塗工用樹脂液の温度を精度良く一定に保つことができ、これにより塗布膜の表面粗度を小さくすることができる。

本発明によれば、膜厚が均一で、かつ、表面粗度の小さい樹脂液の塗布を行うことができる。その結果、本発明によれば、膜厚の均一な高品質の接着フィルムを提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明は、例えば、シート基材上に接着剤層が形成された絶縁性接着剤フィルムや、この絶縁性接着剤中に導電性粒子が分散された異方導電性接着フィルム等の粘着性フィルムに好適となるものである。

図１は、本発明に係る塗布装置の実施の形態の外観構成を示す正面図、図２及び図３は、本発明による作用を説明するための図である。
図１に示すように、本実施の形態の塗布装置１は、後述するシート基材２を支持して搬送する搬送ローラ３を有している。

この搬送ローラ３は、例えばステンレス等の金属からなり、図示しない駆動モータによって所定の方向（ここでは時計回り方向）に回転するように構成されている。

この搬送ローラ３には、例えばＰＥＴからなる一連の長尺なシート基材２が架け渡され、さらにこのシート基材２は、図示しない巻取ローラに架け渡されてる。そして、シート基材２の上側部分２ａが搬送ローラ３から離れる方向（以下「シート搬送方向」という。）に水平に搬送されるようになっている。

搬送ローラ３の上方には、ドクターナイフ４が設けられている。
このドクターナイフ４は、例えばステンレス等の金属を用いて一体成型によって形成されており、その刃部４ａが、搬送ローラ３上のシート基材２に対して近接配置されている。

本発明の場合、特に限定されることはないが、薄膜コーティング技術の観点からは、搬送ローラ３上のシート基材２とドクターナイフ４の刃部４ａとの隙間の間隔を、１０〜２０μｍに設定することが好ましい。
搬送ローラ３及びドクターナイフ４のシート搬送方向上流側には、樹脂液供給手段５が設けられている。

この樹脂液供給手段５は、図示しない樹脂液源に接続され、ホース状の供給部６の先端部が、搬送ローラ３上のシート基材２とドクターナイフ４の刃部４ａとの隙間の近傍に配置されている。そして、供給部６の先端部から塗工用樹脂液７を排出するようになっている。

本発明の場合、特に限定されることはないが、高粘度の塗工用樹脂液７、特に５０〜１２０Ｐａ・ｓの塗工用樹脂液７に対し、膜厚が均一で、かつ、表面粗度の小さい樹脂液の塗布を行うことができるものである。
このような塗工用樹脂液７としては、例えば、エポキシ樹脂及びアクリル樹脂を含有するバインダーを用いるものがあげられる。

本実施の形態においては、例えばドクターナイフ４の内部に配置空間４ｂが形成され、この配置空間４ｂ内に、例えば抵抗加熱方式のヒータ８が設けられている。このヒータ８は、例えばコンピュータ等を有する温度制御手段９に接続されている。

一方、ドクターナイフ４の刃部４ａの部位には、この刃部４ａの温度を検出する温度センサ１０が設けられている。この温度センサ１０は、上述した温度制御手段９に接続されている。
このような構成を有する本実施の形態においては、例えば、まずヒータ８を動作させてドクターナイフ４の刃部４ａを所定の温度まで加熱させておく。

そして、図１に示すように、供給部６の先端部から塗工用樹脂液７を排出するとともに、搬送ローラ３を時計回り方向へ回転させることにより、シート基材２の上側部分２ａをシート搬送方向へ搬送させる。

これにより、図２及び図３に示すように、搬送ローラ３及びドクターナイフ４のシート搬送方向上流側の表面部分に液溜り７ａが形成され、さらに搬送ローラ３を同方向へ回転させることにより、塗工用樹脂液７がドクターナイフ４の刃部４ａに接触して所定の厚さに規制され塗布膜２０が形成される。

この塗布工程の際には、温度センサ１０によってドクターナイフ４の刃部４ａの温度を検出し、温度センサ１０によって得られた結果に基づき温度制御手段９によってヒータ８の動作を制御する。

本発明の場合、特に限定されることはないが、塗布むらの発生を確実に防止し、かつ、塗布膜２０の表面粗度を小さくする観点からは、ドクターナイフ４の刃部４ａの温度を一定に保つことが好ましい。
具体的には、ドクターナイフ４の刃部４ａの温度を３５℃以上５０℃以下、より好ましくは４０℃以上５０℃以下の範囲で一定に保つように制御することが好ましい。

以上述べたように本実施の形態によれば、ドクターナイフ４の刃部４ａを加熱させながら搬送ローラ３を回転動作させ、塗工用樹脂液７をドクターナイフ４の刃部４ａに接触させてシート基材２を搬送することによって、塗布時に塗工用樹脂液７の粘度が急速に低下して短時間で塗工に適した粘度になるとともに、塗工用樹脂液７の流動性が向上し、その結果、塗布時における膜厚のむらを防止して膜厚の均一性を向上させることができる。

さらに、ドクターナイフ４の刃部４ａの温度を検出し、その結果に基づいてヒータ８の動作を制御することにより、塗布時において塗工用樹脂液７の温度を一定に保つことができるので、塗布膜２０の表面粗度を小さくすることができる。

特に本実施の形態では、ドクターナイフ４の刃部４ａに直接塗工用樹脂液７が接触するため、塗工用樹脂液７の温度を精度良く一定に保つことができ、これにより塗布膜２０の表面粗度を小さくすることができる。

なお、本発明は上述の実施の形態に限られることなく、種々の変更を行うことができる。
例えば、上述の実施の形態においては、搬送ローラ３の上方にドクターナイフ４を配置するようにしたが、本発明はこれに限られず、搬送ローラ３とドクターナイフ４の上下関係を逆にすることも可能である。

以下、本発明の実施例を比較例とともに詳細に説明する。

［塗工用樹脂液の調製］
バインダーとしてエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製 ＥＰ８２８）３０重量部、アクリル樹脂（東亜合成社製 ＴＯ−１４６３）３０重量部、エポキシ硬化剤（旭化成社製 ＨＸ３９４１ＨＰ）２５重量部、導電性粒子（積水化学社製 ＡＵＬ：平均粒径５μｍ）１０重量部を、溶剤としてトルエンを用いてミキサーで溶解混合させ、ペースト状の塗工用樹脂液を調製した。
この塗工用樹脂液の粘度は、６０Ｐａ・ｓであった。

＜実施例１、比較例１〜３：ドクターナイフ加熱＞
図１に示す塗布装置を用い、ドクターナイフの刃部の温度を３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、５０℃、５５℃、６０℃に保持した状態で、厚さ５０μｍのＰＥＴフィルム上に、上記塗工用樹脂液を塗布して異方導電性接着フィルムを形成した。
この場合、ＰＥＴフィルム表面とドクターナイフの刃部との間の間隔は、３０μｍとなるように設定した。

［塗布外観観察］
各異方導電性接着フィルムの外観を、塗工膜上方の照明装置の映り込み状態を目視で観察することによって膜厚のむらを評価した。その結果を表１に示す。

ここでは、映り込みによって照明装置がはっきり認識できたものを「◎」、映り込みによって照明装置が認識できたものを「○」、映り込みによって照明装置が認識できなかったものを「△」、膜厚にむらが発生したと確認されたものを「×」とした。

［表面粗度測定］
距離測定機能を有する顕微鏡（キーエンス社 ＶＨＸ−２００）を用い、倍率３００倍に設定し、例えば図４に示すように、各異方導電性接着フィルムの凸部頂部間の粗度ピッチを測定しこれを表面粗度とした。その結果を表１に示す。
なお、図４に示す粗度ピッチＰと塗布厚さＴとの間には、正の相関関係があることが広く知られている。

＜比較例４〜１０：搬送ローラ加熱＞
図１に示す塗布装置を用い、搬送ローラの温度を３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、５０℃、５５℃、６０℃に保持した状態で、ＰＥＴフィルム上に、上記塗工用樹脂液を塗布して異方導電性接着フィルムを形成した。

この場合、ＰＥＴフィルム表面とドクターナイフの刃部との間の間隔は、ドクターナイフ加熱の場合と同様に設定した。

［塗布外観観察］
各異方導電性接着フィルムの外観を、ドクターナイフ加熱の場合と同様の手法により観察して評価した。その結果を表２に示す。

［表面粗度測定］
ドクターナイフ加熱の場合と同様の手法により、各異方導電性接着フィルムの凸部間の粗度ピッチを測定しこれを表面粗度とした。その結果を表２に示す。

＜比較例１１〜１７：塗工用樹脂液加熱＞
図１に示す塗布装置を用い、上記塗工用樹脂液の温度をヒータで３０℃、３５℃、４０℃、４５℃、５０℃、５５℃、６０℃に直接加熱して供給し、ＰＥＴフィルム上に異方導電性接着フィルムを形成した。
この場合、ＰＥＴフィルム表面とドクターナイフの刃部との間の間隔は、ドクターナイフ加熱の場合と同様に設定した。

［塗布外観観察］
各異方導電性接着フィルムの外観を、ドクターナイフ加熱の場合と同様の手法により観察して評価した。その結果を表３に示す。

［評価結果］
＜ドクターナイフ加熱＞
表１から明らかなように、ドクターナイフの刃部の温度を３５〜５０℃に設定した実施例１〜実施例４については、塗布外観が良好で塗布むらのない塗布を行うことができた。
これに対し、ドクターナイフの刃部の温度が低い（３０℃）比較例１の場合は塗布外観に向上は見られなかった。

また、ドクターナイフの刃部の温度が高い（５５℃、６０℃）比較例２、３については、周期的な膜厚のむら（横スジ）が発生した。
一方、表面粗度については、実施例１〜実施例４の場合は６０〜１３０μｍであり、比較例１〜３の場合に比べて５０μｍ以上小さい結果が得られた。

＜搬送ローラ加熱＞
表２から明らかなように、搬送ローラの温度を３０〜６０℃の間で変化させた場合であっても、塗布外観に向上は見られなかった。特に搬送ローラの温度を４０℃以上にした比較例６については、膜厚に周期的なむら（横スジ）が発生した。
この原因は、搬送ローラの回転軸部分及び外周部分が熱によって膨張することにあると推測される。

また、表面粗度については、実施例１〜４に比べて最低７０μｍ以上大きく、実施例１〜４に対応する３５℃〜５０の範囲では、実施例１〜４に対して１００μｍを超える結果となった。

＜塗工用樹脂液加熱＞
表２から明らかなように、塗工用樹脂液の温度を３０〜６０℃の間で変化させた場合であっても、塗布外観に向上は見られなかった。
さらに、塗工用樹脂液の加熱部分に結露が発生して塗工用樹脂液に水分が混入する場合が生じ、実用上問題が生じた。
以上の結果より、本発明の効果を確認することができた。

本発明に係る塗布装置の実施の形態の外観構成を示す正面図である。 本発明による作用を説明するための図である（その１）。 本発明による作用を説明するための図である（その２）。 表面粗度の測定方法を説明するための図である。

符号の説明

１…塗布装置
２…シート基材
３…搬送ローラ
４…ドクターナイフ
４ａ…刃部
５…樹脂液供給手段
６…供給部
７…塗工用樹脂液
８…ヒータ
９…温度制御手段
１０…温度センサ

Claims (8)

1. 塗工用樹脂液が塗布されるシート基材を支持して搬送する搬送ローラと、
   前記搬送ローラに近接配置される金属製のドクターナイフと、
   前記搬送ローラと前記ドクターナイフの刃部との隙間に前記塗工用樹脂液を供給する樹脂液供給手段と、
   前記ドクターナイフの刃部を加熱するヒータと、
   前記ドクターナイフの刃部の温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサによって得られた結果に基づいて前記ヒータの動作を制御する温度制御手段とを有する塗布装置。
2. 前記ドクターナイフは、当該ドクターナイフの刃部と一体的に形成された本体部を有し、当該本体部内に前記ヒータが設けられている請求項１記載の塗布装置。
3. 請求項１又は請求項２のいずれか１項記載の塗布装置を用いた塗工用樹脂液の塗布方法であって、
   前記搬送ローラと前記ドクターナイフの刃部との隙間に前記塗工用樹脂液を供給しつつ、前記ドクターナイフの刃部を加熱させながら前記搬送ローラを動作させ、当該塗工用樹脂液を前記ドクターナイフの刃部に接触させて前記シート基材を搬送する工程を有する塗工用樹脂液の塗布方法。
4. 前記ドクターナイフの刃部を３５℃以上５０℃以下に加熱する請求項３記載の塗工用樹脂液の塗布方法。
5. 前記塗工用樹脂液が、バインダー中に導電性粒子を含有している請求項３又は４のいずれか１項記載の塗工用樹脂液の塗布方法。
6. 前記塗工用樹脂液が、バインダーとしてエポキシ樹脂及びアクリル樹脂を含有する請求項５記載の塗工用樹脂液の塗布方法。
7. 請求項５又は請求項６記載の方法によって塗工膜が形成された異方導電性接着フィルム。
8. 表面粗度が６０μｍ以上１３０μｍ以下である請求項７記載の異方導電性接着フィルム。

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