JP4951301B2 - 光学フィルムの乾燥方法及び装置並びに光学フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、塗布膜の乾燥方法及び装置に係り、特に、連続走行する帯状可撓性支持体（以下、ウェブと称する）に各種液状組成物を塗布して形成した長尺で広幅な塗布膜面を乾燥する塗布膜の乾燥方法及び装置並びに光学フィルムの製造方法に関する。

連続走行するウェブに各種液状組成物を塗布して形成した長尺で広幅な塗布膜面を乾燥する乾燥方法及び装置としては、非塗布面側をロールで支持し、塗布面側にエア・ノズルから風を吹いて乾燥させる乾燥方法や、塗布面、非塗布面ともにエア・ノズルから風を吹いて、ウェブを浮上させた状態で乾燥させる非接触式のエア・フローティング乾燥方法が知られている。

通常これらの風を吹かせて乾燥させる方法（ 以下、熱風乾燥方法という）では、調湿した風を塗布面に吹きつけることにより、塗布面中に含まれる溶媒を蒸発させて乾燥させている。この熱風乾燥方法は乾燥効率に優れるものの、塗布面に直接または多孔板、整流板等を介して風をあてるために、この風によって塗布面が乱れて塗布層の厚さが不均一となってムラを生じたり、対流によって塗布面での溶媒の蒸発速度が不均一になったりして、いわゆるユズ肌（ 非特許文献１参照）等が発生して、均一な塗布層が得られないという問題があった。

特に、塗布液中に有機溶剤を含む場合には、このようなムラの発生は顕著である。この理由は、乾燥初期には塗布膜中に有機溶剤が十分に含まれた状態であり、この段階で有機溶剤の蒸発分布が生じると、その結果、塗布膜面に温度分布、表面張力分布を生じ、塗布膜面内で、いわゆるマランゴニー対流等の流動が起きることによる。このようなムラの発生は重大な塗布欠陥となる。塗布膜内に液晶を含む場合には、上記の乾燥ムラのみならず、吹きつける風によって塗布膜面の液晶の配向にズレが生じる等の問題もあった。

これらの問題点を解決する方法として、特許文献２に塗布直後に乾燥ドライヤを設ける構成が示されている。ここでは、乾燥ドライヤを分割し、分割された部分に支持体の幅方向の一方端側から他方端側へ風速を制御しながら送風し乾燥させることにより、ムラの発生を抑える方法が開示されている。特許文献３には、同様の目的で乾燥ドライヤを分割するかわりに金網を設置する方法が開示されている。

また、塗布液を高濃度化したり、塗布液に増粘剤を添加したりすることにより、塗布液の粘度を増加させ、これにより塗布直後の塗布膜面の乾燥風による流動を抑制する方法や、高沸点溶液を用いることにより、塗布直後の塗膜面の乾燥風による流動が発生してもレベリング効果によってムラの発生を防止する方法も知られている。しかしながら、塗布液を増粘させたり、高沸点溶液を使用する方法は、特許文献２で述べられているように、高速塗布適性をなくしたり、乾燥時間の増大をもたらしたりし、生産効率が極端に悪くなるという問題があった。

乾燥風による塗布面の乾燥の不均一を防ぐため、塗布直後の風速を小さく制御する方法が、特許文献４に、また、風を吹きつけないで乾燥させる方法が、特許文献５、特許文献６、特許文献７等に開示されている。すなわち、特許文献５には、風を吹かないで、塗布液中の溶媒を蒸発させ回収し乾燥させる方法が開示されている。この方法は、ケーシング上部に支持体の入り口、出口を設け、ケーシング内では非塗布面を加熱して塗布面からの溶媒の蒸発を促進し、塗布面側に設置した凝縮板に結露させる方法で溶媒を凝縮させて溶媒を回収し塗布膜を乾燥する方法である。また、特許文献６には、水平に走行する支持体の上部でドラムを使って溶媒を回収する方法が開示されている。さらに、特許文献７では、特許文献６のレイアウトの改良方法についての提案がなされている。

しかし、特許文献５に記載された方法では、加熱に熱水など高温のものを用い、かつ接触若しくはごく近接して使用するために、乾燥中の膜面温度はかなり高くなる。乾燥促進という観点では好ましい方向であるものの、実際には膜面温度が高くなりすぎると、塗布膜からの溶剤の乾燥が激しい速度で発生し乾燥の不均一が発生しやすくなったり、温度上昇に伴う塗膜粘度の低下が起こり、粘度低下に伴う流動が発生してムラを生じたりする。一方で、加熱手段を用いないと、溶剤蒸発による塗布膜の温度低下が起こり、ドライヤ後半では乾燥速度が著しく低下したり、プラッシング現象が発生したりという問題があった。

そこで、これらの問題を解消する方法として、ウェブの非塗布面を赤外線ヒータで加熱する様々な方法が提案されている（特許文献８〜１１参照）。

例えば、特許文献８には、塗布直後の走行位置に、ケーシングで囲われ、赤外線ヒータによって乾燥を行うドライヤと、そのドライヤの下流側に熱風乾燥手段を設けて乾燥を行う乾燥方法が記載されている。この乾燥方法では、このドライヤ入口での塗布膜温度Ｔ１とドライヤ出口での塗布膜温度Ｔ２との温度差が５℃以下となるように加熱することによって、帯状可撓性支持体上の塗布膜を、乾燥ムラを伴うことなく効率よく乾燥させることができる。
特公昭４８−０４２９０３号公報 特開２００１−１７０５４７号公報（第３−５頁、第１図） 特開平９−７３０１６号公報（第５頁、第５図） 特開２０００−１５７９２３号公報（第２−３頁、第１図） 英国特許第１４０１０４１号明細書 米国特許第５１６８６３９号明細書 米国特許第５６９４７０１号明細書 特開２００４−２９０７７６号公報 特開２００３−９３９５３号公報 特開平５−８３７２号公報 特開平１１−２５４６４２号公報 尾崎勇次著、『コーティング工学』、朝倉書店、１９７１年、２９３頁〜２９４頁

しかしながら、従来の方法は、塗布量を増加させたり、ライン速度を向上させたりした際に、乾燥ゾーンで乾燥が終結せずに乾燥ムラ故障が発生するという問題があった。この問題を解消するため、従来は、乾燥ゾーンを広げて装置を大型化しなければならなかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、塗布量の増加やライン速度の向上の際に塗布ムラを発生させることなく塗布膜を乾燥させることのできる乾燥方法及び装置、並びに光学フィルムの製造方法を提供する。

本発明の請求項１は前記目的を達成するために、走行する帯状可撓性支持体に塗布された有機溶剤含有塗布液の塗布膜を乾燥させる光学フィルムの乾燥方法において、塗布直後の走行位置に前記帯状可撓性支持体と対向する位置にヒータを設け、該ヒータで前記帯状可撓性支持体を加熱するとともに、前記帯状可撓性支持体の表面温度Ｔ_Ｗ（℃）、前記ヒータの表面温度Ｔ_Ｈ（℃）、空気の伝熱係数λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）、前記ヒータと前記帯状可撓性支持体の距離をｄ（ｍ）、前記帯状可撓性支持体の伝熱効率η、ステファン−ボルツマン定数σとした際に、空気伝熱Ｑ_Ｃ＝λ／ｄ・（Ｔ_Ｈ−Ｔ_Ｗ）、放射伝熱Ｑ_Ｒ＝ησ｛（Ｔ_Ｈ＋２７３）^４−（Ｔ_Ｗ＋２７３）^４｝、を用いて表される放射伝熱の割合Ｑ_Ｒ／（Ｑ_Ｒ＋Ｑ_Ｃ）が０．２５以上０．６以下であり、前記ヒータと前記帯状可撓性支持体との間の距離ｄは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、前記有機溶剤含有塗布液中の有機溶剤の組成比が５０質量％以上であり、前記塗布膜の塗布ウェット膜厚が５０μｍ以下であり、前記ヒータはドライヤ内に設けられ、前記ドライヤは、前記有機溶剤含有塗布液の塗布直後から前記帯状可撓性支持体の走行方向で２ｍ以内に配置され、前記帯状可撓性支持体の走行速度が１０ｍ／分以上１００ｍ／分以下であることを特徴とする光学フィルムの乾燥方法を提供する。

本発明の発明者は、ヒータをウェブに近づけた際の空気（伝導）伝熱に着目し、この空気伝熱を放射伝熱とともに利用することによって、単位面積、単位時間あたりの乾燥速度を向上させることができるという知見を得た。さらに、本発明の発明者は、空気伝熱を単に利用しただけでは塗布ムラが発生するおそれがあり、空気伝熱と放射伝熱とを適切な割合にすることによって塗布ムラを発生させることなく、乾燥速度を向上できるという知見を得た。

請求項１の発明はこのような知見に基づいて成されたものであり、放射伝熱の割合を０．２５以上０．６以下にすることによって、塗布ムラを発生させることなく、乾燥速度を向上させることができる。また、ヒータと帯状可撓性支持体との間の距離を、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることにより、空気伝熱を積極的に利用することができるので、塗布膜に効率的に熱を供給して乾燥速度を著しく向上させることができる。

請求項２は請求項１において、前記ヒータは、１μｍ以上１５μｍ以下の波長を有する赤外線の放射率が９０％以上である赤外線ヒータであることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、帯状可撓性支持体上の塗布膜に対して効率的に熱を供給することができる。

請求項３は請求項１又は２において、前記ヒータの表面温度は、８０℃以上１３０℃以下であることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、空気伝熱を積極的に利用することができるので、塗布膜に効率的に熱を供給して乾燥速度を著しく向上させることができる。

請求項４は請求項１〜３のいずれか１つに記載の光学フィルムの乾燥方法によって光学フィルムを製造することを特徴とする光学フィルムの製造方法を提供する。

請求項５は走行する帯状可撓性支持体に塗布された有機溶剤含有塗布液の塗布膜を乾燥させる光学フィルムの乾燥装置において、塗布直後の走行位置に配設され、前記帯状可撓性支持体と対向する位置にヒータを備え、前記帯状可撓性支持体の表面温度Ｔ_Ｗ（℃）、前記ヒータの表面温度Ｔ_Ｈ（℃）、空気の伝熱係数λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）、前記ヒータと前記帯状可撓性支持体の距離をｄ（ｍ）、前記帯状可撓性支持体の伝熱効率η、ステファン−ボルツマン定数σとした際に、空気伝熱Ｑ_Ｃ＝λ／ｄ・（Ｔ_Ｈ−Ｔ_Ｗ）、放射伝熱Ｑ_Ｒ＝ησ｛（Ｔ_Ｈ＋２７３）^４−（Ｔ_Ｗ＋２７３）^４｝、を用いて表される放射伝熱の割合Ｑ_Ｒ／（Ｑ_Ｒ＋Ｑ_Ｃ）が０．２５以上０．６以下であり、前記ヒータと前記帯状可撓性支持体との間の距離ｄは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、前記有機溶剤含有塗布液中の有機溶剤の組成比が５０質量％以上であり、前記塗布膜の塗布ウェット膜厚が５０μｍ以下であり、前記ヒータはドライヤ内に設けられ、前記ドライヤは、前記有機溶剤含有塗布液の塗布直後から前記帯状可撓性支持体の走行方向で２ｍ以内に配置され、前記帯状可撓性支持体の走行速度が１０ｍ／分以上１００ｍ／分以下であることを特徴とする光学フィルムの乾燥装置を提供する。

請求項５の発明によれば、ヒータから放射伝熱により供給される熱量の割合が０．２５以上０．６０以下であるので、塗布ムラを発生させることなく乾燥速度を著しく向上させる乾燥装置を提供することができるようになった。また、前記ヒータと前記帯状可撓性支持体との間の距離を、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることにより、ヒータによる帯状可撓性支持体上の塗布膜に対する伝熱において空気伝熱を積極的に利用することができるようになるので、塗布膜に効率的に熱を供給することができ乾燥速度を著しく向上させることができる。

請求項６の発明は請求項５において、前記ヒータは、１μｍ以上１５μｍ以下の波長を有する赤外線の放射率が９０％以上である赤外線ヒータであることを特徴とする。

請求項６によれば、帯状可撓性支持体上の塗布膜に対して効率的に熱を供給することができる。

請求項７の発明は請求項５又は６において、前記ヒータの表面温度は、８０℃以上１３０℃以下であることを特徴とする。

請求項７によれば、ヒータによる帯状可撓性支持体上の塗布膜に対する伝熱において空気伝熱を積極的に利用することができるようになるので、塗布膜に効率的に熱を供給することができ乾燥速度を著しく向上させることができる。

なお、有機溶剤とは、物質を溶解する性質をもつ有機化合物を意味し、トルエン、キシレン、スチレン等の芳香族炭化水素類、クロルベンゼン、オルトージクロルベンゼン等の塩化芳香族炭化水素類、モノクロルメタン等のメタン誘導体、モノクロルエタン等のエタン誘導体等を含む塩化脂肪族炭化水素類、メタノール、イソプロピルアルコール、イソブチルアルコール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、エチルエーテル、１，４−ジオキサン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、エチレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、ノルマルヘキサン等の脂肪族炭化水素類、脂肪族または芳香族炭化水素、ノルマルヘキサン等の脂肪族炭化水素類、脂肪族または芳香族炭化水素の混合物等が該当する。

本発明によれば、ドライヤ内部に設けられたヒータから、放射伝熱のみならず空気伝熱をも利用して、走行する帯状可撓性支持体上の塗布膜に対して熱を効率良く供給することができることから、塗布膜の乾燥速度を著しく向上させることができる。

以下、図面に従って本発明に係る塗布膜の乾燥方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。図１は、本発明の塗布膜の乾燥方法及び装置が適用されるドライヤを組み込んだ塗布・乾燥ライン１０の一例を示す概念図である。

塗布・乾燥ライン１０は、ロール状に巻回されたウェブ１１を送り出す送出装置１２、ウェブ１１に塗布液を塗布するためバックアップロール１３とエクストルージョンダイ（ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｄｉｅ） １４とを備えた塗布装置、ウェブ１１上に塗布形成された塗布膜（以下、塗布層とも称する）１５を乾燥するドライヤ（乾燥機）１６、ウェブ（以下の説明において、塗布層が形成されたものを含む意味でも用いる）が走行する搬送経路を形成する多数のロール１７，１８，１９及び塗布・乾燥により製造された製品２０を巻き取る巻取装置２１を備えている。

ドライヤ１６内にはガイドロール２２，２３が備えられ、それらガイドロールにより形成される搬送経路を塗布済みのウェブ１１が走行することにより乾燥される。

なお、ドライヤ１６に備えられているヒータは、後述するような赤外線ヒータであることが好ましい。

ドライヤ１６で乾燥が進行した塗布済みウェブ１１をさらに乾燥させるために下流側に熱風乾燥装置２７を備えていることが好ましい。ロール１７で支持しながら熱風乾燥装置２７に塗布済みウェブ１１を送り、さらに乾燥を進行させる。その後に、ロール１８，１９などで支持しながら製品２０として巻取装置２１で巻き取る。なお、ロール１７，１８，１９は自由ロール，駆動ロールのいずれを用いても良い。

熱風乾燥装置２７としては、従来技術として使用されている、非塗布面側をロールで支持し、塗布面側にエア・ノズルから風を吹いて乾燥させるローラ搬送ドライヤ方式、塗布面、非塗布面ともにエア・ノズルから風を吹いて、ウェブを浮上させた状態、すなわちウェブがロール等に接触しないで乾燥させる非接触式のエアフローティングドライヤ方式、非接触式の乾燥方式の一種で、スペースを効率良く利用し、かつ効率良く乾燥させる弦巻き型の乾燥方式、等の乾燥装置が使用できる。いずれの方式の乾燥装置であっても、乾燥した空気を塗布層の表面に供給して塗布層を乾燥させる点では共通する。

ウェブ１１の材料としては、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（セルローストリアセテート）等の樹脂フィルム、紙、金属箔等を使用できる。また、塗布液としては、例えば、光学補償シートを製造する際に用いられるディスコティック液晶を含むものや、熱現像用感光材料に用いられるハロゲン化銀粒子を含むものなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、本発明においては、有機溶剤の組成比が５０質量％以上の塗布液を用いることが好ましい。

塗布装置には、図１に示すエクストルージョンダイ１４方式以外のものも使用できる。たとえば、スロット・ダイコータ、ワイヤーバーコータ、ロールコータ、グラビアコータ、スライドホッパ塗布方式、カーテン塗布方式、等が使用できる。なお、塗布手段は、塗布面が水平方向に対して上側になるような構成であってもよいし、水平方向に対して下側になるような構成であってもよい。また、水平方向に対して傾斜するような構成であってもよい。

塗布装置の上流側に除塵設備（図示しない）を設置したり、ウェブ１１の表面に前処理等を施してもよい。ゴミ等の殆どない高い品質が求められる光学性フィルム等では、これらを同時に採用することで、高品質な塗布、乾燥膜を得ることができる。

塗布層１５から発生する有機溶剤の蒸気を回収するために、ウェブ１１と所定距離をおいて略平行に板状部材を設けることも可能である。板状部材は整流板として用いても良いし、凝縮板４３，４４，４５を用いても良い。板状部材に用いる材質は、金属、プラスチック、木材等、特に限定はされないが、塗布液中に有機溶剤が含まれる場合には、その有機溶剤に対して耐性のある材料を使用するか、または表面にコーティングを施すことが望ましい。

塗布ムラの発生なく乾燥させるには塗布層１５の乾燥速度を制御するように、温度管理されている必要がある。そこで、凝縮板４３〜４５にそれぞれ冷却器４６，４７，４８を取り付けて、冷媒４９を凝縮板４３〜４５内を循環させる熱交換器方式のものを用いることができるが、その方法に限定されるものではない。その他には、風を使った空冷式、電気を用いた方式、たとえばペルチェ素子を使用した方式、等を用いることができる。

凝縮板４３，４４，４５に凝縮した溶媒を回収させる方法は、例えば、凝縮板の凝縮面４３ａ，４４ａ，４５ａに溝を設けることが好ましい。溝は、凝縮面４３ａ〜４５ａのウェブ搬送方向に沿って凹凸を設けることにより、凹部又は凸部のいずれかが溶媒の流路となり、溶媒が回収しやすくなる。また、凝縮板右端の下方には凝縮した溶媒を回収するための樋４３ｂ，４４ｂ，４５ｂを設け、樋４３ｂ〜４５ｂを経て溶媒が回収される。このように、塗布層１５から蒸発した有機溶剤の凝縮回収能力を調節することにより、塗布層１５側の溶剤蒸気を高い濃度を保ったまま、乾燥できるので、急激な有機溶剤の揮発に伴う、ウェブ１１及び塗布層１５の変形を抑制できる。板状部材である凝縮板を採用する構成以外に、同様な機能を奏する構成、たとえば、多孔板、網、簀の子、ロール等を使用する構成も採用できる。また、特許文献７に示されるような回収装置と併用してもよい。

なお、ウェブ１１、塗布層１５、凝縮板の温度を決定する際、注意しなければならないのは、蒸発させた溶媒が凝縮板以外の場所、たとえば、ロールの表面等に結露しないようにしなければならないことである。このため、たとえば、凝縮板以外の部分の温度を凝縮板の温度よりも高くしておくことによりこの種の結露を回避することができる。

ドライヤ１６は、ケーシング１６ａにより覆われており、ドライヤの出入口以外を密閉し、ドライヤ１６内の大気が吸排気しない形態とする。これにより、塗布層１５の乾燥を行う際に、塗布面近傍の風の乱れを防止することが可能となる。また、ドライヤ１６は、塗布液を塗布した直後の自然対流の発生による塗布層１５の乾燥ムラを防止するため、塗布位置のできるだけ近くに配設することが好ましい。具体的には、ドライヤ１６の入口と塗布位置との間隔Ｌ１を２ｍ以内となるように配設することがより好ましく、０．７ｍ以内の位置になるように配設することが最も好ましい。

同様の理由で、ウェブ１１の走行速度は、塗布装置による塗布後３秒以内にドライヤ１６に到達する速度であることが好ましい。

また、塗布液の塗布量及び塗布層厚さは、大きい程塗布層内部での流動が起きやすいことよりムラが発生しやすい。しかしながら、本発明によれば、塗布量及び塗布層厚さが大きい場合でも、ドライヤ１６内で塗布層１５に効率良く熱が供給されるので、高い乾燥速度にて乾燥ムラを発生させることなく塗布層１５を乾燥させることができる。特に塗布層１５の塗布ウェット膜厚が３μｍ以上５０μｍ以下の範囲であれば、ムラなくかつ効率よく乾燥することができる。なお、本発明において塗布ウェット膜厚とは、塗布時にウェブに付与される総塗布厚みを意味している。

さらに、ウェブ１１の走行速度が速すぎると、同伴風によって塗布層近傍の境界層が乱され、塗布層に悪影響を及ぼすほか、ドライヤ１６の内部において塗布層を十分に乾燥させることができなくなる。したがって、ウェブ１１の走行速度は１０ｍ／分以上１００ｍ／分以下に設定することが好ましい。塗布層１５の乾燥ムラは、乾燥初期で特に発生しやすいので、ドライヤ１６が塗布液中の有機溶剤の７０質量％以上を乾燥、若しくは凝縮させて、回収し、残りの塗布液中の有機溶剤を熱風乾燥装置２７で乾燥させることが好ましい。塗布液中の有機溶剤の何質量％を乾燥させるかは、塗布層１５の乾燥ムラへの影響、生産効率、等を総合的に判断して決定すればよい。

図２にドライヤ１６の要部断面図を示し、塗布済みウェブ１１の乾燥方法及び蒸発した有機溶剤の回収方法について説明する。塗布層１５中から蒸発した有機溶剤の凝縮を促進させるため、凝縮板４３〜４５を冷却し、凝縮、回収することが好ましい。塗布層１５の表面と凝縮板表面４３ａとの距離（間隔）Ｌ２は、所望の塗布層１５の乾燥速度を考慮した上で、適当な距離に調整する必要がある。距離を短くすると乾燥速度が上がる一方、設定した距離精度の影響を受けやすい。また、塗布層１５の表面と凝縮板表面４３ａとが接触する可能性が大きくなる。一方、距離Ｌ２を大きくすると乾燥速度が大幅に低下するのみならず、熱による自然対流が起きて乾燥ムラを引き起こす。そこで、本発明においては、塗布層１５の表面と凝縮板表面との距離Ｌ２は、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下が好ましい。なお、他の凝縮板４４，４５も同様の形態とすることが好ましい。

図２に示すように、ドライヤ１６の内部には、塗布液が塗布されていないウェブ１１の面と対向するように、ヒータ４０が設けられている。このヒータ４０は、ドライヤ１６の内部を搬送されるウェブ１１上の塗布層１５に対して熱を供給し、塗布層１５に含まれる溶媒を蒸発させて、塗布層１５を乾燥するものである。

なお、ヒータ４０は、１μｍ以上１５μｍ以下の波長を有する赤外線の放射率が９０％以上である赤外線ヒータであることが好ましい。

また、ヒータ４０の形状としては、平面ヒータであることが好ましい。

さらに、ヒータ４０の表面温度Ｔ_Ｈ（℃）は、ウェブ１１上の塗布層１５の表面温度Ｔ_Ｗ（℃）より高い温度であるので、ヒータ４０から塗布層１５に向かって熱の移動が起こる。

ここで、放射伝熱により塗布層１５に対して伝わる熱量Ｑ_Ｒは、ヒータ４０の表面温度Ｔ_Ｈ（℃）及びウェブ１１の表面温度Ｔ_Ｗ（℃）を用いて、下記の式（１）により表される。

Ｑ_Ｒ＝ησ（（Ｔ_Ｈ＋２７３）^４−（Ｔ_Ｗ＋２７３）^４） （式１）
なお、σはステファン−ボルツマン定数（５．６７０×１０^−８Ｗ／ｍ^２Ｋ^４）を表し、ηは伝熱効率（熱放射率）を表す。

また、空気（伝導）伝熱により塗布層１５に対して伝わる熱量Ｑ_Ｃは、ヒータ４０の表面温度Ｔ_Ｈ（℃）、ウェブ１１の表面温度Ｔ_Ｗ（℃）、ウェブ１１とヒータ４０との間の距離ｄ（ｍ）を用いて、下記の式（２）により表される。

Ｑ_Ｃ＝λ（Ｔ_Ｈ−Ｔ_Ｗ）／ｄ （式２）
なお、λは空気の伝熱係数（Ｗ／Ｋ）である。

本発明では、ヒータ４０から塗布層１５に対して伝わる全熱量（Ｑ_Ｒ＋Ｑ_Ｃ）のうち、放射伝熱によりヒータ４０から塗布層１５に対して伝わる熱量（Ｑ_Ｒ）の割合（（Ｑ_Ｒ）／（Ｑ_Ｒ＋Ｑ_Ｃ））が、０．２５以上０．６０以下となるように、ウェブ１１とヒータ４０との間の距離ｄ（ｍ）とヒータ４０の表面温度Ｔ_Ｈ（℃）を調節する。これにより、ヒータ４０からウェブ１１上の塗布層１５に対して効率良く熱が伝わり、塗布層１５の乾燥速度を著しく向上させることができる。なお、（（Ｑ_Ｒ）／（Ｑ_Ｒ＋Ｑ_Ｃ））の値は、好ましくは、０．３０以上０．５０以下であり、より好ましくは、０．３５以上０．４５以下である。

ここで、ウェブ１１とヒータ４０との間の距離ｄ（ｍ）は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。その理由としては、１ｍｍ未満であると、ヒータ４０から塗布層１５に供給される全熱量のうち、空気伝熱により供給される熱量の割合が大きくなり過ぎて乾燥後の塗布層１５にスジ故障が発生してしまうからである。また、１０ｍｍを超えると、ヒータ４０から塗布層１５に供給される全熱量のうち、空気伝熱により供給される熱量の割合が小さくなり過ぎて、塗布層１５に効率良く熱が供給されず乾燥ムラが生じてしまうからである。

また、本発明においては、ヒータ４０の表面温度Ｔ_Ｈ（℃）は、８０℃以上１３０℃以下であることが好ましい。その理由としては、８０℃未満であると、ヒータ４０から塗布層１５に供給される全熱量のうち、空気伝熱により供給される熱量の割合が小さくなり過ぎて、塗布層１５に効率良く熱が供給されず乾燥ムラが生じてしまうからである。また、１３０℃を超えると、空気伝熱により供給される熱量の割合が大きくなり過ぎて乾燥後の塗布膜にスジ故障が発生してしまうからである。

なお、他の加熱装置４１，４２も同じ形態とすることが好ましい。

ドライヤ１６に複数のガイドロール２２，２３を配置することで、搬送上の制約を受けることなくケーシング１６ａ長を自在に決めることが出来る。ガイドロール２２，２３が加熱装置４０〜４２によって加熱されて温度が高くなってしまう場合には、ガイドロール２２，２３をジャケットロールにして温度制御することが望ましい。

なお、乾燥装置であるドライヤ１６の形態は、図示したものに限定されるものではない。その他、本発明の塗布膜の乾燥方法及び装置が適用される乾燥装置を組み込んだ塗布・乾燥ラインに使用されている送出装置、ロール、巻取装置等には慣用の部材を使用しており、それらの説明は省略する。

以上説明した本実施の形態に係る乾燥方法によれば、ドライヤ１６の内部に設けられたヒータ４０により熱を加えて、ウェブ１１上に塗布された塗布層１５中の溶媒を凝縮、回収するにあたって、空気伝熱と放射伝熱とを適切な割合にすることによって塗布ムラを発生させることなく、乾燥速度を向上できるようになった。即ち、ヒータ４０により供給される全熱量のうち、ヒータ４０から放射伝熱により供給される熱量の割合を０．２５以上０．６０以下とすることにより、塗布層１５中の溶媒に対して効率的に熱を供給することができるようになり、乾燥速度を著しく向上させることができるようになった。

本発明の塗布膜の乾燥方法及び装置は、塗布液に高分子や粒子等の固形分が溶解または分散されたものに適用した場合でも、同様の効果が得られる。むしろ、粒子等が含まれる系では、乾燥ムラの発生が塗布膜中の粒子の分散分布にも大きく影響する。したがって、この系に本発明を適用することが好ましい。

本発明は、光学補償シート等の光学的機能性フイルムシート、感光材料用のフィルムの溶剤下塗り、熱現像感光材料、ナノ粒子等の微細構造粒子を含む機能性フィルム、写真用フィルム、写真用印画紙、磁気記録テープ、接着テープ、感圧記録紙、オフセット版材、電池等の製造に好ましく使用される。

（実施例１）
光学補償シートの製造ラインにおける塗布層の乾燥工程を、塗布面近傍の風の流れを防止するケーシングで囲ったドライヤ１６を塗布直後の走行位置に配設して、光学補償シートを製造する上での好適なドライヤ１６内での加熱条件を検討した。

光学補償シートの製造ラインは、たとえば下記の工程により行われる。
１）透明フィルムの送出工程；
２）透明フィルムの表面に配向膜形成用樹脂を含む塗布液を塗布、乾燥する配向膜形成用樹脂層の形成工程；
３）表面に配向膜形成用樹層が形成された透明フィルム上に、樹脂層の表面にラビング処理を施し透明フィルム上に配向膜を形成するラビング工程；
４）液晶性ディスコティック化合物を含む塗布液を、配向膜上に塗布する液晶性ディスコティック化合物の塗布工程；
５）前記塗布膜を乾燥して該塗布膜中の溶媒を蒸発させる乾燥工程；
６）前記塗布膜をディスコティックネマティック相形成温度に加熱して、ディスコティックネマティック相の液晶層を形成する液晶層形成工程；
７）前記液晶層を固化する（すなわち、液晶層形成後急冷して固化させるか、または、架橋性官能基を有する液晶性ディスコティック化合物を使用した場合には液晶層を光照射（または加熱）により架橋させる）工程；
８）該配向膜及び液晶層が形成された透明フィルムを巻き取る巻取り工程。

光学補償シートの製造方法は、長尺状透明フィルムを送り出す工程から、得られた光学補償シートを巻き取る工程まで一貫して連続的に行なった。トリアセチルセルロース（フジタック、富士写真フィルム（株）製、厚さ：１００μｍ、幅：５００ｍｍ）の長尺状のフィルムの一方の側に、長鎖アルキル変成ポバール（ＭＰ−２０３、クラレ（株）製、なおポバールは登録商標）５重量％溶液を塗布し、９０℃で４分間乾燥させた後、ラビング処理を行って膜厚２．０μｍの配向膜形成用樹脂層を形成した。フィルムの搬送速度は、８０ｍ／分であった。

上記トリアセチルセルロースフイルムは、フィルム面内の直交する二方向の屈折率をｎｘ、ｎｙ、厚さ方向の屈折率をｎｚ、そしてフィルムの厚さをｄとしたとき、
（ｎｘ−ｎｙ）×ｄ＝１６ｎｍ、
｛（ｎｘ−ｎｙ）／２−ｎｚ｝×ｄ＝７５ｎｍであった。また、上記配向膜形成用樹脂層の形成の際に、本発明に係るドライヤ１６を備えた塗布・乾燥ラインを用いて行なった。

続いて、得られた樹脂層を有するフィルムを、連続して６０ｍ／分で搬送しながら、樹脂層表面にラビング処理を施した。ラビング処理は、ラビングローラの回転数を３００ｒｐｍにて行い、次いで得られた配向膜の除塵を行った。

次いで、得られた配向膜を有するフィルムを、連続して６０ｍ／分の速度で搬送しながら、配向膜上に、化１に示すディスコティック化合物ＴＥ−（１）とＴＥ−（２）の重量比で４：１の混合物に、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を上記混合物に対して１重量％添加した混合物の１０重量％メチルエチルケトン溶液（塗布液）を、エクストリュージョンダイ塗布機にて、塗布速度を６０ｍ／分、塗布量を１０ｃｃ／ｍ^２で塗布し、次いで、塗布後３秒後に乾燥ゾーンに搬入した。

乾燥ゾーンを構成するドライヤ１６内部に、１μｍ〜１５μｍの波長を有する赤外線の放射率が９０％以上の赤外線ヒータ４０、４１、４２を設置した。そして、ウェブ１１の表面温度を２５℃に維持するとともに、赤外線ヒータ４０、４１、４２の表面温度を８０℃に設定した。また、ウェブ１１と赤外線ヒータ４０、４１、４２の間隔は、１．５ｍｍとした。赤外線ヒータ４０、４１、４２からウェブ１１上の塗布層に伝わる熱のうち、空気伝熱Ｑ_Ｃにより伝わる熱量を、空気の伝熱係数λを０．０３（Ｗ／ｍ・Ｋ）として計算したところ１０００Ｗ／ｍ^２であった。また、放射伝熱により伝わる熱量Ｑ_Ｒを、伝熱効率ηを０．７８として計算したところ３３８Ｗ／ｍ^２であった。そして、赤外線ヒータ４０、４１、４２から塗布層１５に供給される全熱量（Ｑ_ＣとＱ_Ｒの合計）のうち、放射伝熱により塗布層１５に供給される熱量Ｑ_Ｒの割合を算出したところ０．２５であった。

その後、ウェブ１１を、乾燥ゾーンを通過させてから３秒後に１３０℃に調整した加熱ゾーンに搬入し、約３分をかけて加熱ゾーンを通過させた。

続いて、この配向膜及び液晶層が塗布されフィルムを、連続して６０ｍ／分で搬送しながら、液晶層の表面に紫外線ランプにより紫外線を照射した。すなわち、上記加熱ゾーンを通過したフィルムは、紫外線照射装置（紫外線ランプ：出力１６０Ｗ／ｃｍ、発光長１．６ｍ）により、照度６００ｍＷの紫外線を４秒間照射し、液晶層を架橋させた。

（その他の実施例）
実施例２〜１０及び比較例１〜１０においては、赤外線ヒータ４０、４１、４２の表面温度、ウェブ１１と赤外線ヒータ４０、４１、４２との間の間隔を、表１のように設定したこと以外は、実施例１と同様である。

なお、評価は、乾燥ムラの発生なく特に均一な塗膜品質が得られているときには◎とし、乾燥ムラの発生なく特に均一な塗膜品質が得られているときには○とし、乾燥ムラによって塗布面に乱れが生じ、均一な塗膜品質が得られていないときには×とした。それらの条件及び結果を表１に示す。

（まとめ）
表１が示すように、実施例１〜１０においては、いずれも乾燥ムラに基づくスジ故障の発生は見られなかった。特に、実施例２〜６が示すように、赤外線ヒータ４０、４１、４２から塗布層１５に供給される全熱量のうち、塗布層１５に放射伝熱により供給される熱量の割合が０．３０〜０．５０の場合には、乾燥ムラの発生はなく均一な塗膜品質を有するフィルムが得られることがわかった。

また、表１が示すように、比較例１〜１０においては、得られるフィルムに乾燥ムラに基づくスジ故障がみられ、面質の劣るフィルムしか得られないことがわかる。

本発明に係る乾燥装置を備えた塗布・乾燥ラインの概略図である。 図１に示す乾燥装置の要部断面図である。

符号の説明

１１…ウェブ、１５…塗布層、１６…ドライヤ、２０…製品、４０，４１，４２…ヒータ、４３，４４，４５…凝縮板

Claims (7)

1. 走行する帯状可撓性支持体に塗布された有機溶剤含有塗布液の塗布膜を乾燥させる光学フィルムの乾燥方法において、
   塗布直後の走行位置に前記帯状可撓性支持体と対向する位置にヒータを設け、該ヒータで前記帯状可撓性支持体を加熱するとともに、
   前記帯状可撓性支持体の表面温度Ｔ_Ｗ（℃）、前記ヒータの表面温度Ｔ_Ｈ（℃）、空気の伝熱係数λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）、前記ヒータと前記帯状可撓性支持体の距離をｄ（ｍ）、前記帯状可撓性支持体の伝熱効率η、ステファン−ボルツマン定数σとした際に、
   空気伝熱Ｑ_Ｃ＝λ／ｄ・（Ｔ_Ｈ−Ｔ_Ｗ）、
   放射伝熱Ｑ_Ｒ＝ησ｛（Ｔ_Ｈ＋２７３）^４−（Ｔ_Ｗ＋２７３）^４｝、
   を用いて表される放射伝熱の割合Ｑ_Ｒ／（Ｑ_Ｒ＋Ｑ_Ｃ）が０．２５以上０．６以下であり、
   前記ヒータと前記帯状可撓性支持体との間の距離ｄは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
   前記有機溶剤含有塗布液中の有機溶剤の組成比が５０質量％以上であり、
   前記塗布膜の塗布ウェット膜厚が５０μｍ以下であり、
   前記ヒータはドライヤ内に設けられ、前記ドライヤは、前記有機溶剤含有塗布液の塗布直後から前記帯状可撓性支持体の走行方向で２ｍ以内に配置され、
   前記帯状可撓性支持体の走行速度が１０ｍ／分以上１００ｍ／分以下であることを特徴とする光学フィルムの乾燥方法。
2. 前記ヒータは、１μｍ以上１５μｍ以下の波長を有する赤外線の放射率が９０％以上である赤外線ヒータであることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルムの乾燥方法。
3. 前記ヒータの表面温度は、８０℃以上１３０℃以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学フィルムの乾燥方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の光学フィルムの乾燥方法によって光学フィルムを製造することを特徴とする光学フィルムの製造方法。
5. 走行する帯状可撓性支持体に塗布された有機溶剤含有塗布液の塗布膜を乾燥させる光学フィルムの乾燥装置において、
   塗布直後の走行位置に配設され、前記帯状可撓性支持体と対向する位置にヒータを備え、
   前記帯状可撓性支持体の表面温度Ｔ_Ｗ（℃）、前記ヒータの表面温度Ｔ_Ｈ（℃）、空気の伝熱係数λ（Ｗ／ｍ・Ｋ）、前記ヒータと前記帯状可撓性支持体の距離をｄ（ｍ）、前記帯状可撓性支持体の伝熱効率η、ステファン−ボルツマン定数σとした際に、
   空気伝熱Ｑ_Ｃ＝λ／ｄ・（Ｔ_Ｈ−Ｔ_Ｗ）、
   放射伝熱Ｑ_Ｒ＝ησ｛（Ｔ_Ｈ＋２７３）^４−（Ｔ_Ｗ＋２７３）^４｝、
   を用いて表される放射伝熱の割合Ｑ_Ｒ／（Ｑ_Ｒ＋Ｑ_Ｃ）が０．２５以上０．６以下であり、
   前記ヒータと前記帯状可撓性支持体との間の距離ｄは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
   前記有機溶剤含有塗布液中の有機溶剤の組成比が５０質量％以上であり、
   前記塗布膜の塗布ウェット膜厚が５０μｍ以下であり、
   前記ヒータはドライヤ内に設けられ、前記ドライヤは、前記有機溶剤含有塗布液の塗布直後から前記帯状可撓性支持体の走行方向で２ｍ以内に配置され、
   前記帯状可撓性支持体の走行速度が１０ｍ／分以上１００ｍ／分以下であることを特徴とする光学フィルムの乾燥装置。
6. 前記ヒータは、１μｍ以上１５μｍ以下の波長を有する赤外線の放射率が９０％以上である赤外線ヒータであることを特徴とする請求項５に記載の光学フィルムの乾燥装置。
7. 前記ヒータの表面温度は、８０℃以上１３０℃以下であることを特徴とする請求項５又は６に記載の光学フィルムの乾燥装置。

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