JP5642632B2 - 塗布膜付きフィルムの製造装置及び製造方法 - Google Patents

塗布膜付きフィルムの製造装置及び製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、塗布膜付きフィルムの製造装置及び製造方法に係り、特に、連続走行する帯状支持体の表面に塗布液を塗布する、塗布位置と待機位置との間で進退移動させる進退移動機構を有する塗布ヘッドと、前記帯状支持体の塗布面裏側を支持するバックアップローラと、からなる塗布装置と、前記塗布装置直後に設けられるケーシングからなる乾燥装置と、からなる塗布膜付きフィルムの製造装置及び製造方法に関する。
各種の電子ディスプレー材料や、写真用フィルム等の画像記録材料、各種記録材料は、プラスチックフィルムなどの帯状支持体（以下、ウェブ）に、感光材料などの塗布液を塗布装置で塗布し、この塗布液を乾燥装置で乾燥させることによって製造される。
塗布装置は、クリーンルームなどの空調室に設置され、塵埃などの飛散がない清浄な環境でウェブに塗布液が塗布される。塗布された塗布液は、乾燥装置で乾燥エアをウェブに吹きつけることによって乾燥される。塗布装置と乾燥装置は、乾燥装置の熱が塗布装置に伝達しないように、及び、ウェブの塗布面に熱風である乾燥エアをすぐに当てないため、或いは、関連装置を配設するスペースを確保するために、所定の距離をあけて設けられており、塗布装置と乾燥装置の間には、ウェブの走行ラインが形成されている。
しかしながら、従来の塗布装置と乾燥装置とからなる塗布膜付きフィルムの製造装置は、ウェブに塗布した塗布液が空調エアによって流動し、塗布面にスジやムラが発生するおそれがあった。特に粘度の低い塗布液や、染料や顔料で着色した塗布液を高速走行するウェブに塗布した場合は、塗布液が空調エアの影響を受けやすいという問題があった。空調エアの風速を小さくすれば、この問題を解消できるが、空調環境を変えると、塵埃などが飛散して塗布層に付着し、塗布欠陥を発生させるおそれがある。
そこで、空調環境を変えることなく、スジやムラのない塗布面を得ることのできる塗布乾燥方法及び装置を提供するものとして、特許文献１では、塗布装置と乾燥装置との間に走行するウェブの上方に配置される遮風パネルを設け、空調エアが上方からウェブにあたることを防止するとともに、ウェブ上の気流をウェブの走行方向の成分のみに規制することが提案されている。
特開２００３−１０３２１１号公報
しかしながら、引用文献１の塗布乾燥方法及び装置では、スジやムラ（面荒れ）を防止するには充分ではなく、特に、沸点が７８℃以下の有機溶媒を含む塗布液を塗布する場合では、風ムラ状のスジやひも状のスジ、面荒れが発現しやすいという問題を解決するには至らなかった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、風ムラ状のスジやひも状のスジ、面荒れを防止することができる塗布膜付きフィルムの製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、前記目的を達成するために、連続走行する帯状支持体の表面に塗布液を塗布する、塗布位置と待機位置との間で進退移動させる進退移動機構を有する塗布ヘッドと、前記帯状支持体の塗布面裏側を支持するバックアップローラと、からなる塗布装置と、前記塗布装置直後に設けられるケーシングからなる乾燥装置と、からなり、前記ケーシングは、前記塗布装置から前記乾燥装置までの間の前記帯状支持体の塗布面裏側を覆い、且つ、前記ケーシングには、前記ケーシングと一体に形成され、前記帯状支持体の端面側を覆う遮風部分と、前記塗布装置から前記乾燥装置までの間の前記帯状支持体の塗布面側を少なくとも覆う可動式のカバーと、前記塗布ヘッドには、前記塗布装置から前記乾燥装置までの間の前記帯状支持体の端面側を覆う該塗布ヘッドに固定された遮風板と、が設けられていることを特徴とする。
本発明では、塗布装置から乾燥装置までの間の帯状支持体の塗布面を覆う可動式のカバーが設けられている。これにより、ひも状のスジを防止することができる。そして、塗布ヘッドとケーシングとには、塗布装置から乾燥装置までの間の帯状支持体の端面を覆う遮風部分と遮風板が設けられている。塗布装置において端部を覆うことで、帯状支持体への塗布液の塗布時における風ムラ状のスジと面荒れを防止するができる。また、乾燥装置にも端部を覆う遮風板を設けるのは、乾燥装置までの塗布膜の風ムラ状のスジを防止するためである。なお、塗布装置にのみ遮風板を設けて塗布装置から乾燥装置までの間の帯状支持体の端面を覆うことも考えられるが、塗布装置から乾燥装置までの間の帯状支持体の端面を覆う遮風板を塗布装置で支えると、遮風板の剛性が低いため、塗布装置へ振動を与えたり、さらに風ムラ状のスジとなる要因となってしまう。
本発明において、前記遮風部分の前記バックアップローラとの対向面が凹んだ形状であることが好ましい。
なお、凹んだ形状は、矩形でも良いが、Ｒ形状、特にバックアップローラの曲率と合ったＲ形状にすることが最も好ましい。また、遮風板とバックアップローラが最も近接する部分の距離は０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下にすることが好ましい。０．５ｍｍ未満に近づけすぎると接触してバックアップローラが傷つく恐れがあり、離しすぎると本願発明の効果が薄れるからである。
本発明において、前記塗布ヘッドはスロットダイであることが好ましい。
本発明は、上記の塗布フィルムの製造装置を用いて塗布膜付きフィルムを製造する方法であって、前記塗布ヘッドの遮風板と前記ケーシングの遮風部分と前記可動式のカバーとで囲まれた空間へ帯状支持体を進入させるステップと、該帯状支持体に塗布液を前記塗布装置で塗布するステップと、を記載の順に行うことを特徴とする。
また、本発明は、上記の塗布フィルムの製造装置を用いて塗布膜付きフィルムを製造する方法であって、前記可動式のカバーを予め開けておき、前記塗布ヘッドを待機位置から塗布位置へ近づけるステップと、前記帯状支持体に塗布液を塗布するステップと、前記可動式のカバーを閉じるステップと、を記載の順に行うことを特徴とする。
これらのように、塗布膜付きフィルムを製造することで、塗布膜付きフィルムの風ムラ状のスジやひも状のスジ、面荒れを防止することができる。
本発明は、前記塗布液中の全溶媒のうち１０質量％以上が沸点７８℃以下の有機溶媒であることが好ましい。
本発明は、溶媒の沸点が７８℃より高い溶媒（沸点７９．５℃のメチルエチルケトンや沸点１１０．６℃のトルエン）を用いていたときには起きなかったムラに直面し本発明を考案したものである。なお、沸点７８℃以下の溶媒には、酢酸メチル（５６．９℃）、酢酸エチル（７７．１℃）、アセトン（５６．５℃））がある。
以上説明したように、本発明によれば、風ムラ状のスジやひも状のスジ、面荒れを防止することができる塗布膜付きフィルムの製造装置及び製造方法を提供することができる。
本発明の塗布膜付きフィルムの製造装置の概略図である。 本発明の塗布膜付きフィルムの製造装置において乾燥装置を省略した斜視図である。
以下、図面に従って本発明に係る塗布膜付きフィルムの製造装置及び製造方法の好ましい実施の形態について詳説する。図１は、本発明の塗布膜付きフィルムの製造装置及び製造方法が適用される塗布・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（帯状支持体）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ラ１３とスロットダイ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を乾燥する乾燥装置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用いる場合がある）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とを備えている。乾燥装置１６に風速計を取り付けウェブ１１がそのなかを搬送していない状態で風速が０．１ｍ／ｓ以下となるように密閉されていることが好ましい。なお、乾燥装置１６はケーシング１６ａ、１６ｂからなり、公知の加熱装置により所望の温度に保持されウェブ１１上の塗布層１５を乾燥する。また、乾燥装置１６から送り出されたウェブ１１の乾燥を進行させるために、熱風乾燥装置（不図示）を塗布・乾燥ライン１０中に設けても良い。
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、たとえば、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、エクストルージョンダイ、ワイヤーバーコータ等が使用できる。なお、塗布形態は、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。そして、塗布装置には、塗布位置と待機位置との間で進退移動させる進退移動機構を有する。
塗布装置の前段に除塵設備（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。
しかしながら、このような塗布膜付きフィルムの製造装置において、塗布膜の風ムラ状のスジやひも状のスジ、面荒れが発現するという問題が生じた。特に、沸点が７８℃以下の有機溶媒を含む塗布液を塗布する場合では、風ムラ状のスジやひも状のスジ、面荒れが発現しやすい。
そこで、本発明では、ケーシング（乾燥装置１６）には、塗布ヘッド（スロットダイ１４）から乾燥装置１６までの間のウェブ１１の端面側とウェブ１１の塗布面裏側を覆うケーシングと一体の遮風部分２８と、スロットダイ１４から乾燥装置１６までの間のウェブ１１の塗布面側を覆う可動式のカバー２４と、塗布ヘッド（スロットダイ１４）には、塗布ヘッド（スロットダイ１４）から乾燥装置１６までの間のウェブ１１の端面側を覆う塗布ヘッドに固定された遮風板２６と、を設けた。なお、可動式のカバー２４は、スロットダイ１４から乾燥装置１６までの間のウェブ１１の端面側も覆っても良い。
図２に本発明の塗布膜付きフィルムの製造装置において乾燥装置のウェブ塗布面側などを省略した斜視図を示す。
可動式のカバー２４がウェブ１１の塗布面（塗布膜１５）を覆うように設けられていることで、ひも状のスジを防止することができる。なお、可動式のカバー２４は、塗布液の塗布時には、塗布面との距離が３〜１５ｍｍであることが好ましい。３ｍｍよりも狭いと、塗布層やウェブにスリキズが生じやすく、１５ｍｍを超えると、ひも状のスジを防止する効果が薄い。また、可動式のカバー２４は、遮風板２６と遮風部分２８とで覆うことができない隙間が生じる場合には、ウェブ１１の端面側も覆うようにしても良い（図１参照）。
そして、スロットダイ１４と乾燥装置１６とにウェブ１１の端面を覆う遮風板２６と遮風部分２８がそれぞれ設けられていることで、風ムラ状のスジと面荒れを防止するができる。
ここで、スロットダイ１４にウェブ１１の端部を覆う遮風板２６、２６を設けることで、塗布液の塗布時における風ムラ状のスジと面荒れを防止するができる。また、乾燥装置１６にも端部を覆う遮風部分２８を設けるのは、乾燥装置１６までの塗布膜の風ムラ状のスジを防止するためである。
なお、スロットダイ１４にのみ遮風板を設けてスロットダイ１４から乾燥装置１６までの間のウェブの端面を覆うことも考えられるが、スロットダイ１４から乾燥装置１６までの間のウェブの端面を覆う遮風板をスロットダイ１４で支えると、遮風板の剛性が低いため、スロットダイ１４へ振動を与えてしまったり、さらには風ムラ状のスジとなる要因となってしまう。したがって、スロットダイ１４と乾燥装置１６とにウェブ１１の端面を覆う遮風板２６、遮風部分２８をそれぞれ設けることが必要である。
ここで、遮風板２６と遮風部分２８との隙間（距離）は、塗布液の塗布時に３ｍｍ以下となることが好ましく、可動式のカバー２４と遮風板２６との隙間（距離）は、塗布液の塗布時に２ｍｍ以下となることが好ましい。また、遮風板２６や遮風部分２８とウェブ１１端面との距離は、２ｍｍ以上３００ｍｍ以下とすることが好ましい。
なお、遮風部分２８は、図２の遮風部分２８で示したようにラビリンス構造を有してエアの流れを抑えるものであっても良い。
また、遮風部分２８のバックアップローラ１３との対向面２８ａが凹んだ形状であることが好ましい。なお、凹んだ形状は、矩形でも良いが、Ｒ形状、特にバックアップローラの曲率と合ったＲ形状にすることが最も好ましい。また、遮風部分２８とバックアップローラ１３が最も近接する部分の距離は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下にすることが好ましい。０．５ｍｍ未満に近づけすぎると接触してバックアップローラが傷つく恐れがあり、離しすぎると本願発明の効果が薄れるからである。
次に、本発明に係る塗布膜付きフィルムの製造方法について説明する。
本発明は、図１や図２の塗布フィルムの製造装置を用いて塗布膜付きフィルムを製造する際に、塗布ヘッド１４の遮風板２６とケーシング１６の遮風部分２８と可動式のカバー２４とで囲まれた空間へウェブ１１を進入させるステップと、ウェブ１１に塗布液をスロットダイ１４塗布するステップと、を記載の順に行うことを特徴とする。
また、本発明は、図１や図２の塗布フィルムの製造装置を用いて製造する際に、可動式のカバー２４を予め開けておき、スロットダイ１４を待機位置から塗布位置へ近づけるステップと、ウェブ１１に塗布液をスロットダイ１４で塗布するステップと、可動式のカバー２４を閉じるステップと、を記載の順に行うことを特徴とする。
これらのように、塗布膜付きフィルムを製造することで、好適に塗布膜付きフィルムの風ムラ状のスジやひも状のスジ、面荒れを防止することができる。
本発明に係る塗布液において、塗布液中の全溶媒のうち１０質量％以上が沸点７８℃以下の有機溶媒であることが好ましい。本発明は、溶媒の沸点が７８℃より高い溶媒（沸点７９．５℃のメチルエチルケトンや沸点１１０．６℃のトルエン）を用いていたときには起きなかったムラに直面し本発明を考案したものである。なお、沸点７８℃以下の溶媒には、酢酸メチル（５６．９℃）、酢酸エチル（７７．１℃）、アセトン（５６．５℃））がある。
［実施例］
以下、実施例を挙げ、本発明を、より詳細に説明する。但し、これらに限定されるものではない。
塗布液としては、酢酸エチルを塗布液中の全溶媒のうち１０質量％としたものを使用した。その塗布液は、塗布液粘度が５（ｃｐ）、表面張力が２９（ｍＮ／ｍ）であった。そして、その塗布液をウェブに２０（ｃｃ／ｍ２）塗布した。
（実験１）
図１に示した構成で実験を行った。即ち、カバー２４、遮風板２６、遮風部分２８のある塗布装置で実験を行った。この場合、ムラ状のスジやひも状のスジ、面荒れは現れなかった。
（実験２）
図１に示した構成において塗布ヘッド１４の遮風板２６を設けずに実験を行った。この場合、ひも状のスジは現れなかったが、ムラ状のスジ、面荒れが発生していた。
（実験３）
図１に示した構成において遮風部分２８のない乾燥装置１６で実験を行った。この場合、ひも状のスジは現れなかったが、ムラ状のスジ、面荒れが発生していた。
（実験４）
図１に示した構成においてカバー２４を設けずに実験を行った。この場合、ひも状のスジが現れ、ムラ状のスジ、面荒れが少し発生していた。
（実験５）
カバー２４、遮風板２６、遮風部分２８を設けない従来の塗布装置で実験を行った。この場合、ムラ状のスジやひも状のスジ、面荒れが発生していた。
１０…塗布・乾燥ライン、１１…ウェブ（帯状支持体）、１３…バックアップローラ、１４…塗布ヘッド（スロットダイ）、１６…乾燥装置（ケーシング）、２４…カバー、２６…遮風板、２８…遮風部分、２８ａ…遮風部分のバックアップローラとの対向面

Claims (6)

  1. 連続走行する帯状支持体の表面に塗布液を塗布する、塗布位置と待機位置との間で進退移動させる進退移動機構を有する塗布ヘッドと、前記帯状支持体の塗布面裏側を支持するバックアップローラと、からなる塗布装置と、
    前記塗布装置直後に設けられるケーシングからなる乾燥装置と、からなり、
    前記ケーシングは、前記塗布装置から前記乾燥装置までの間の前記帯状支持体の塗布面裏側を覆い、且つ、前記ケーシングには、前記ケーシングと一体に形成され、前記帯状支持体の端面側を覆う遮風部分と、前記塗布装置から前記乾燥装置までの間の前記帯状支持体の塗布面側を少なくとも覆う可動式のカバーと、
    前記塗布ヘッドには、前記塗布装置から前記乾燥装置までの間の前記帯状支持体の端面側を覆う該塗布ヘッドに固定された遮風板と、
    が設けられていることを特徴とする塗布膜付きフィルムの製造装置。
  2. 前記遮風部分の前記バックアップローラとの対向面が凹んだ形状であることを特徴とする請求項１に記載の塗布膜付きフィルムの製造装置。
  3. 前記塗布ヘッドはスロットダイであることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布膜付きフィルムの製造装置。
  4. 請求項１〜３の何れか１の塗布膜付きフィルムの製造装置を用いて塗布膜付きフィルムを製造する方法であって、
    前記塗布ヘッドの遮風板と前記ケーシングの遮風部分と前記可動式のカバーとで囲まれた空間へ帯状支持体を進入させるステップと、該帯状支持体に塗布液を前記塗布装置で塗布するステップと、を記載の順に行うことを特徴とする塗布膜付きフィルムの製造方法。
  5. 請求項１〜３の何れか１の塗布膜付きフィルムの製造装置を用いて塗布膜付きフィルムを製造する方法であって、
    前記可動式のカバーを予め開けておき、前記塗布ヘッドを待機位置から塗布位置へ近づけるステップと、前記帯状支持体に塗布液を塗布するステップと、前記可動式のカバーを閉じるステップと、を記載の順に行うことを特徴とする塗布膜付きフィルムの製造方法。
  6. 前記塗布液中の全溶媒のうち１０質量％以上が沸点７８℃以下の有機溶媒であることを特徴とする請求項４又は５に記載の塗布膜付きフィルムの製造方法。
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