CN101648180B - 涂布膜的干燥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涂布膜的干燥方法，其可以防止溶剂在流槽表面结露并该结露的溶剂成滴地附着在涂布膜而产生涂布膜缺陷。所述干燥方法中，一边使在表面涂布有涂布膜的挠性薄膜(12)行进，一边利用加热器(19)从该挠性薄膜(12)的背面侧加热气化挠性薄膜(12)的涂布膜中的溶剂，利用配置于所述挠性薄膜(12)的表面侧的与该挠性薄膜(12)相隔规定距离的位置的冷却板(20)，使气化的溶剂凝集，并且用维持在规定温度的流槽(21)回收所述已凝集的溶剂。

Description

涂布膜的干燥方法
技术领域
本发明涉及涂布膜的干燥方法，具体地涉及对在行进的挠性薄膜上涂布各种液态组合物而形成的长条且宽幅的涂布膜面进行干燥的涂布膜的干燥方法。
背景技术
关于对在行进的挠性薄膜上涂布各种液态组合物而形成的长条且宽幅的涂布膜面进行干燥的干燥方法，存在用滚筒支撑非涂布面侧，由空气喷嘴向涂布表面侧吹风而使其干燥的干燥方法，或在由空气喷嘴同时向涂布面和非涂布面吹风，从而在使支撑体上浮的状态下，即支撑体不与滚筒等接触的状态下，使其干燥的非接触式空气浮动干燥方法。
通常，在这些吹风而使其干燥的方法(下面称为通风干燥方法)中，通过向涂布面吹调湿的风，而使涂布面中含有的溶剂蒸发而干燥。该通风干燥方法的干燥效率高，但是，由于直接或通过多孔板、整流板等向涂布面提供风，因此风会导致涂布面紊乱，使涂布层厚度不均匀，产生不均，并且对流会导致涂布面中的溶剂蒸发速度不均匀，产生所谓的柚面，存在不能得到均匀的涂布层的问题。
具体地，在涂布液中含有有机溶剂的情况下，上述不均的产生很显著。原因是在干燥初期，处于涂布膜中含有大量有机溶剂的状态，在此阶段产生有机溶剂的蒸发分布时，结果在涂布膜面产生温度分布、表面张力分布，在涂布膜面内，引起所谓的马拉高尼(marangoni)对流等流动。产生这样的不均导致重大的涂布缺陷。
在涂布膜内含有液晶的情况下，不仅产生上述的干燥不均，而且还存在由于吹出的风导致涂布膜面的液晶取向产生偏移等问题。
因此，在专利文献1中，公开了不吹风而使涂布液中的溶剂蒸发并回收并使其干燥的方法。在该方法中，通过在干燥装置内将非涂布面加热而促进由涂布面的溶剂的蒸发并使其在设置于涂布面侧的冷凝板结露的方法，使溶剂冷凝，并将溶剂回收在流槽中，从而干燥涂布膜。
专利文献1特开2003-170101号公报
发明内容
但是，在专利文献1中的配置流槽的涂布膜干燥方法中，随着干燥能力的上升，在流槽附近的溶剂气体浓度上升，涂布膜中的溶剂会在流槽表面结露。还有，该结露的溶剂成滴地附着在涂布膜上，产生导致涂布膜缺陷的问题。
鉴于上述情况提出本发明，本发明的目的是提供一种涂布膜的干燥方法，其是使用包含将在行进的挠性薄膜涂布了涂布液的涂布膜中的溶剂进行加热并气化的加热器，在挠性薄膜的涂布膜侧的与挠性薄膜相隔规定距离而大致平行设置的冷却板，以及用于将由冷却板冷却而冷凝于该冷却板的溶剂进行回收的流槽的干燥装置，从而干燥涂布膜的涂布膜干燥方法，其中，可以防止溶剂结露于流槽表面而且该结露的溶剂成滴地附着在涂布膜上而产生涂布膜缺陷。
为了实现上述目的，本发明的特征在于，包括：一边使在表面涂布有涂布膜的挠性薄膜行进，一边利用加热器从该挠性薄膜的背面侧加热气化所述挠性薄膜的涂布膜中的溶剂，利用配置于所述挠性薄膜的表面侧的与该挠性薄膜相隔规定距离的位置的冷却板，使气化的溶剂凝集，并且用维持在规定温度的流槽回收所述已凝集的溶剂的工序。
根据本发明，通过包含一边使在表面涂布有涂布膜的挠性薄膜行进，一边利用加热器从该挠性薄膜的背面侧加热气化所述挠性薄膜的涂布膜中的溶剂，利用配置于所述挠性薄膜的表面侧的与该挠性薄膜相隔规定距离的位置的冷却板，使气化的溶剂凝集，并且用维持在规定温度的流槽回收所述已凝集的溶剂的工序，可以防止在流槽表面产生结露而溶剂滴附着在涂布膜上而产生涂布膜缺陷。在此，规定温度取决于涂布液中包含的溶剂的种类或加热器和冷却板的温度，在20～50℃的范围内。
进一步，本发明的干燥方法的特征在于，使所述挠性薄膜相对于地面垂直地行进。
还有，在设定为使挠性薄膜相对于地面沿垂直方向行进的情况下，在流槽的与所述挠性薄膜面对的部分，优选地设置用于防止冷凝的溶剂飞溅到所述涂布膜上的流槽盖。
此外，在流槽的与所述挠性薄膜面对的部分设置有流槽盖的情况下，优选地，流槽盖与流槽是一体的。通过使流槽盖与流槽一体化，可以不仅使流槽，而且使流槽盖也维持在规定温度，所以可以防止结露的溶剂成滴地附着在涂布膜上而产生涂布膜缺陷。
根据本发明，可以提供一种涂布膜的干燥方法，其中，可以防止溶剂结露在流槽表面并且该结露的溶剂成滴地附着在涂布膜上而产生涂布膜缺陷。
附图说明
图1是表示组装有应用本发明的涂布膜干燥方法的干燥装置的涂布干燥生产线的实例的图。
图2是表示光学补偿片的制造生产线的图。
图3是放大了应用本发明的涂布膜干燥方法的干燥装置的流槽附近的图。
图4是表示应用本发明的涂布膜干燥方法的干燥装置的另一实施方式的图。
图中：10-涂布干燥生产线，12-挠性薄膜，14-输出装置(输出工序)，15-导片滑轮，16-涂布装置(涂布工序)，17-溶剂(滴)，18-干燥装置(干燥工序)，19-加热器，20-冷却板，20a-弯曲部，21-流槽，21a-流槽盖，22-保温水，23-固定部件，24-卷绕装置(卷绕工序)
具体实施方式
下面，根据附图说明本发明的优选实施方式。本发明由下面的优选实施方式进行说明，但是可以在不脱离本发明的范围的情况下通过各种方法进行改变，并且可以利用本实施方式以外的其他实施方式。因此，在本发明范围内的所有改变都包含在权利要求书的范围内。此外，在本说明书中，采用“～”表示的数值范围意味着包含“～”前后记载的数值的范围。
图1是表示组装有应用本发明的涂布膜干燥方法的干燥装置的涂布干燥生产线10的例子的概念图。
如图所示，涂布干燥生产线10主要包含：将以滚筒状卷绕的挠性薄膜12输出的输出装置(图中省略)，向挠性薄膜12涂布涂布液的涂布机构16，将在挠性薄膜12上涂布形成的涂布膜的涂布液中的溶剂冷凝、回收的干燥装置18，将通过涂布干燥制造的产品卷绕的卷绕装置(图中省略)，以及形成挠性薄膜12行进的传送路径的多个导片滑轮15、15。此外，根据需要，在干燥装置18的下游，设置使涂布膜干燥的通风干燥装置(未图示)。
作为挠性薄膜12，使用聚乙烯、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、TAC(三醋酸酯)等树脂膜，纸，金属箔等。
涂布机构16可以使用各种方式的装置。例如，可以使用槽模涂布方式，线锭涂布方式，滚筒涂布方式，凹版涂布方式，滑动给料涂布方式，帘式涂布方式等。并且，涂布机构16可以构成为如图1所示，涂布面相对于水平方向位于下侧，也可以构成为相对于水平方向位于上侧。此外，还可以构成为相对于水平方向倾斜。
如图2所示，可以在涂布机构16的前段设置除尘设备70，或在挠性薄膜12的表面实施预处理等。在要求几乎没有杂质等的高品质光学性膜等中，通过同时采用这些工序，可以得到高品质的涂布、干燥膜。
并且，图2是表示组装有应用本发明的涂布膜干燥方法的干燥装置18的光学补偿片的制造装置的简要结构的模式图。
光学补偿片的制造生产线例如通过下述的工序进行。
1)输出挠性薄膜12的工序14；
2)在挠性薄膜的表面涂布含有取向膜形成用树脂的涂布液并干燥的取向膜形成用树脂层的形成工序52；
3)在表面形成有取向膜形成用树脂层的挠性薄膜上，在树脂层表面实施摩擦处理，在挠性薄膜上形成取向膜的摩擦工序54；
4)在取向膜上涂布含有液晶性盘状化合物的涂布液的液晶性盘状化合物的涂布工序16；
5)将该涂布膜干燥，使该涂布膜中的溶剂蒸发的干燥工序18；
6)将该涂布膜加热到盘状向列相形成温度，形成盘状向列相的液晶层的液晶层形成工序58；
7)将该液晶层固化(即，液晶层形成之后进行淬火而固化，或者在使用具有交联性官能团的液晶性盘状化合物时，通过光照射(或者加热)液晶层而使其交联)的工序60；
8)将形成有该取向膜和液晶层的挠性薄膜卷绕的卷绕工序24。
此外，50示出干燥区，64示出检查装置，66示出保护膜，68示出层压机。
如图1所示，干燥装置18包括将在行进的挠性薄膜12上涂布了涂布液的涂布膜中的溶剂加热并气化的加热器19，在挠性薄膜的涂布膜侧的与挠性薄膜相隔规定距离而大致平行地设置的冷却板20，以及用于将由冷却板20冷却而冷凝于冷却板的溶剂回收的流槽21。由此，构成为当涂布膜的涂布液中的溶剂挥发时，挥发的溶剂冷凝于冷却板20并由流槽21回收。
并且，涂布液的溶剂对应于：甲苯、二甲苯、苯乙烯等芳香族烃类，氯苯、邻位二氯苯等氯化芳香族烃类，包括一氯甲烷等甲烷衍生物、一氯乙烷等乙烷衍生物等在内的氯化脂肪族烃类，甲醇、异丙醇、异丁醇等醇类，乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯类，乙醚、1，4-二噁烷等醚类，丙酮、甲乙酮等酮类，乙二醇一甲醚等二醇醚类，环己烷等脂环烃类，正己烷等脂肪族烃类，脂肪族或芳香族烃的混合物等。
用于冷却板20的使溶剂冷凝的表面的材料是金属、塑料、木料等，具体地不限定于此，在涂布液中含有有机溶剂的情况下，期望使用对该有机溶剂具有耐性的一些材料，或者在表面实施涂布。
在干燥装置18中，回收在冷却板20冷凝的溶剂的装置例如在冷却板20的冷凝面设置槽，利用毛细管作用力回收溶剂。槽的方向可以是挠性薄膜12的行进方向，也可以是与其垂直的方向。
为了防止由涂布涂布液之后产生的自然对流而导致的涂布膜的干燥不均，优选将干燥装置18离涂布机构16尽可能近地配置。具体地，优选将干燥装置18的入口设置在位于离涂布机构16为5m以内的位置，更优选将干燥装置18的入口设置在位于离涂布机构16为2m以内的位置，最优选将干燥装置18的入口设置在位于离涂布机构16为0.7m以内的位置。
基于同样的理由，挠性薄膜12的行进速度优选的是挠性薄膜12在由涂布机构16涂布后30秒钟以内到达干燥装置18的速度，更优选的是挠性薄膜12在由涂布机构16涂布后20秒钟以内到达干燥装置18的速度。
涂布液的涂布量和涂布膜厚度越大越容易在涂布膜内部引起流动，从而容易产生不均，但是如果涂布膜的厚度是0.001～0.08mm，则可以没有不均且高效地干燥。
当挠性薄膜12的行进速度过快时，由于相伴的风使涂布膜附近的边界层紊乱，对涂布膜产生恶劣影响。因此，挠性薄膜12的行进速度优选设定为1～100m/分钟，更优选设定为5～80m/分钟。
应用本发明的涂布膜干燥方法的干燥装置18为了将挠性薄膜12加热并使涂布膜中的溶剂气化，而在涂布膜的相反侧设置加热器19以加热。作为加热器，可以不是如图1所示的板状，也可以设置能够升温的加热滚筒以加热。此外，也可以采用红外线加热器、微波加热装置等加热。
并且，为了促进涂布液中气化的溶剂的冷凝，在挠性薄膜12的涂布膜侧设置冷却板20以冷却。
优选对加热器19和冷却板20进行温度管理。冷却板20可以被控制温度，在想要冷却的情况下，需要设置用于冷却的设备。冷却可以采用使用致冷剂等的水冷式热交换器方式，使用风的空气冷却式，以及使用电的方式，例如使用珀耳贴元件的方式等。
在此，加热器19的温度优选维持在70～130℃，冷却板20的温度优选维持在8～10℃。
如图1所示，在冷却板20下方，设置有用于回收冷凝的溶剂的流槽21，经流槽21回收溶剂。只要这样地设置流槽21，就容易进行冷凝溶剂的回收。即，通过在挠性薄膜12和冷却板20之间存在流槽21的表面，可以容易地进行冷凝溶剂的回收。
设置流槽21的位置设在冷却板20的下侧。这样，优选流槽21设置在可以通过溶剂流下而回收的位置。此外，如图所示，应用本发明的涂布膜干燥方法的干燥装置18沿垂直方向设置，使得挠性薄膜12相对于地面垂直地行进，从而使本发明的效果增大。
但是，在这样构成的干燥装置中，随着干燥能力的上升，流槽21附近的溶剂气体的浓度上升，涂布膜中的溶剂会结露在流槽表面。并且，该结露的溶剂成滴地附着在涂布膜上，产生导致涂布膜缺陷的问题。
因此，本发明包括：一边使在表面涂布有涂布膜的挠性薄膜12行进，一边利用加热器19从该挠性薄膜12的背面侧加热气化所述挠性薄膜12的涂布膜中的溶剂，利用配置于所述挠性薄膜12的表面侧的与该挠性薄膜相隔规定距离的位置的冷却板20，使气化的溶剂凝集，并且用维持在规定温度的流槽21回收所述已凝集的溶剂的工序。
根据本发明，通过一边使在表面涂布有涂布膜的挠性薄膜行进，一边利用加热器从该挠性薄膜的背面侧加热气化所述挠性薄膜的涂布膜中的溶剂，利用配置于所述挠性薄膜的表面侧的与该挠性薄膜相隔规定距离的位置的冷却板，使气化的溶剂凝集，并且用维持在规定温度的流槽回收所述已凝集的溶剂的工序，可以防止气化的溶剂结露而附着在流槽表面上。因此，可以防止在流槽表面产生结露并且溶剂滴附着在涂布膜上而产生涂布膜缺陷。在此，规定温度取决于涂布液(涂布膜)中包含的溶剂的种类或加热器和冷却板的温度，为20～50℃。
此外，流槽的规定温度严格地是指位于挠性薄膜12和冷却板20之间的流槽21部分的表面温度。此外，如下所述，在流槽21设置有流槽盖21a的情况下，指该流槽盖的表面温度。
图3示出干燥装置18的流槽21附近的放大图。在流槽21中，使保温水22循环，从而使得可以维持规定温度。此外，流槽21由固定部件23固定于冷却板20。虽然需要这样将流槽21固定于冷却板20等，但是为了将流槽21维持在规定温度，优选采用由绝热材料形成的固定部件，或者在固定部件23和流槽21之间插入绝热材料。
此外，在如图1和图2所示以挠性薄膜12相对于地面沿大致垂直方向行进的方式设置挠性薄膜12的情况下，如图3所示，优选在流槽的与挠性薄膜面对的部分，设置用于防止冷凝于冷却板20的溶剂17飞溅到挠性薄膜12的涂布膜上的流槽盖21a。
并且，在流槽的与挠性薄膜面对的部分，设置有用于防止冷凝于冷却板20的溶剂飞溅到涂布膜上的流槽盖21a的情况下，如图3所示，优选流槽盖21a与流槽21是一体的。由于通过将流槽盖与流槽一体化，可以不仅将流槽而且将流槽盖也维持在规定温度，所以可以防止溶剂结露于流槽盖，并且防止结露的溶剂成滴地附着在涂布膜上而产生涂布膜缺陷。
考虑到期望的涂布膜的干燥速度，涂布膜的表面与干燥装置18的流槽21的表面的距离(间隔)需要调整为适当的距离。距离短时干燥速度上升，另一方面，容易受到设定的距离精度的影响。另一方面，距离大时，不仅干燥速度大幅降低，而且由热量引起自然对流，从而引起干燥不均。涂布膜的表面与干燥装置18的流槽21的表面的距离优选是1～200mm，更优选是1.5～100mm。
还有，作为根据需要使用的通风干燥装置，可以使用作为现有技术使用的、由滚筒支撑非涂布面侧、由空气喷嘴向涂布面侧吹风而使其干燥的滚筒传送干燥方式，由空气喷嘴同时向涂布面和非涂布面吹风、在使支撑体上浮的状态下、即支撑体不与滚筒等接触的状态下，使其干燥的非接触式空气浮动干燥方式，由非接触式干燥方式中的一种、高效地利用空间并且高效地干燥的弦卷型干燥方式等的干燥装置。在任何一种方式的通风干燥装置中，在向涂布膜表面提供干燥的空气而使涂布膜干燥的方面是相同的。
此外，在组装有应用本发明的涂布膜干燥方法的干燥装置的涂布干燥生产线10中使用的输出装置、导片滑轮15、卷绕装置等使用惯用的部件，在此省略它们的说明。
根据以上详细描述的本发明的涂布膜的干燥方法，其是使用包含将在行进的挠性薄膜涂布了涂布液的涂布膜中的溶剂进行加热并气化的加热器，在挠性薄膜的涂布膜侧的与挠性薄膜相隔规定距离而大致平行设置的冷却板，以及用于将由冷却板冷却而冷凝于该冷却板的溶剂进行回收的流槽的干燥装置，从而干燥涂布膜的涂布膜干燥方法，其中，可以防止溶剂结露于流槽表面并该结露的溶剂成滴地附着在涂布膜上而产生涂布膜缺陷。
此外，本发明的涂布膜干燥方法，即使在用于涂布液中溶解或分散有高分子或粒子等固态成分的情况下，也可以得到相同的效果。而且，在含有粒子等的体系中，产生干燥不均也对涂布膜中的粒子分散分布产生较大影响。因此，优选在该体系中使用本系统。
并且，干燥装置18的冷却板20的形状不必需是在图1和图3中示出的形状，例如如图4所示，也可以是在冷却板20设置有弯曲部20a的形状。这样，通过在冷却板20设置有弯曲部20a，结露于冷却板20的溶剂滴被最佳地导向流槽21。
(实施例)
由图2的组装有应用本发明的涂布膜干燥方法的干燥装置18的光学补偿片的制造装置进行实验。
光学补偿片的制造方法是从输出长条状挠性薄膜的工序直到卷绕获得的光学补偿片的工序一贯连续地进行的。在三乙酰纤维素(FUJITAC、富士胶片公司制造，厚度：100μm，宽度：500mm)的长条状挠性薄膜的一侧，涂布长链烷基改性波瓦尔(poval)(MP-203，KURARAY公司制造，poval是注册商标)5重量％溶液，在90℃下干燥4分钟，从而形成膜厚2.0μm的取向膜形成用树脂层。膜的传送速度是50m/分钟。
在上述三乙酰纤维素膜中，当膜表面内的正交的两个方向的折射率为nx、ny，厚度方向的折射率为nz，并且膜厚度为d时，(nx-ny)×d＝16nm，{(nx-ny)/2-nz}×d＝75nm。此外，在形成上述取向膜形成用树脂层时，采用包括图3的干燥装置18的涂布干燥生产线进行。
接下来，一边以50m/分钟的速度连续传送具有所得取向膜形成用树脂层的膜，一边在树脂层表面实施摩擦处理而形成了取向膜。摩擦处理以300rpm的摩擦滚筒转数进行，接下来对得到的取向膜进行除尘。
接下来，一边以50m/分钟的速度连续传送具有所得取向膜的膜，一边在取向膜上由槽模涂布机以50m/分钟的涂布速度、6.5cc/m2的涂布量涂布液晶层用的涂布液而形成液晶层(涂布膜)，接下来，使其通过干燥装置18和热风干燥装置。热风干燥装置调整为130℃。在涂布完3秒钟之后，进入干燥装置18中，3秒钟之后进入热风干燥装置。在热风干燥装置中通过大约3分钟。
使用的液晶层用的涂布液是通过将在下面示出的盘状化合物TE-(1)和TE-(2)的重量比为4∶1的混合物与添加有1质量％的光聚合引发剂(商品名：IRGACURE907，日本Ciba-Geigy公司制造)的混合物溶解在40重量％的甲乙酮中而配制的。
【化1】
此外，液晶层的湿润膜厚t是6.5μm，复板(ウエブ)12与槽模涂布机18前端的间隔D是65μm。并且，t/D的值是0.1。
接着，一边以50m/分钟的速度连续传送涂布了该取向膜和液晶层的膜，一边由紫外线灯向液晶层表面照射紫外线。即，通过上述加热区的膜被紫外线照射装置(紫外线灯：输出功率160W/cm，发光长度1.6m)照射4秒钟的照度600mW的紫外线，使液晶层交联。
在此，在图1的涂布膜的干燥装置18中，对保持流槽21的温度的效果进行实验。加热器19的温度是120℃，冷却板20的温度是10℃。
在实施例1～10中，进行流槽21的保温，在比较例1中不进行流槽21的保温。在进行流槽21的保温的例子中，将流槽表面温度设定为下述表1中示出的温度。此外，在比较例1中示出流槽表面的温度。
此外，除实施例6以外，在流槽21设置有流槽盖21a。流槽盖21a在实施例1～5、9、比较例1中是与流槽一体成型的，在实施例7、8、10中采用与流槽分离的盖。并且，在设置有流槽盖21a的例子中，测量流槽盖表面的温度，记载在表1中。
此时，对流向流槽21(流槽盖21a)的溶剂的结露状态、涂布膜的表面形状和干燥装置周边的臭味，进行评价，在表1中记载该结果。并且，根据该评价结果以◎～×的四个等级进行综合评价，并记载在表1中。
【表1】
根据以上结果可知，对流槽21进行保温的例子的综合评价好。此外，可知在流槽上设置流槽盖的例子较好，并且优选一体型的。进一步，可知优选对流槽进行保温，以使在流槽上不设置流槽盖的例子中流槽表面的温度、在流槽上设置流槽盖的例子中流槽盖表面的温度在20～50℃的范围内。

Claims (4)

1.一种涂布膜的干燥方法，其特征在于，包括：
一边使在表面涂布有涂布膜的挠性薄膜行进，
一边利用加热器从该挠性薄膜的背面侧加热气化所述挠性薄膜的涂布膜中的溶剂，
利用配置于所述挠性薄膜的表面侧的与该挠性薄膜相隔规定距离的位置的冷却板，使气化的溶剂凝集，
并且用通过保温水循环从而维持在规定温度的流槽回收所述已凝集的溶剂的工序，
在所述流槽的面向所述挠性薄膜的部分，一体地设置有流槽盖，
所述规定温度是20～50℃。
2.根据权利要求1所述的涂布膜的干燥方法，其特征在于，
所述流槽盖被设置至比所述冷却板的下端高的位置。
3.根据权利要求2所述的涂布膜的干燥方法，其特征在于，
所述冷却板的下端设置有将已凝集的溶剂导向所述流槽的弯曲部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的涂布膜的干燥方法，其特征在于，
使所述挠性薄膜相对于地面垂直地行进。
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