CN101811111B - 涂敷装置以及涂敷方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涂敷装置，由供给涂敷液的涂敷液供给机构(15)和涂敷机构(18)构成，所述涂敷机构(18)一边利用所述涂敷液供给机构(15)提供涂敷液，一边在被连续搬送到与所述涂敷液供给机构(15)隔开规定间隔的位置的带状支撑体(16)上形成规定膜厚的涂敷膜，所述涂敷机构被固定在有源除振装置(32)上。

Description

涂敷装置以及涂敷方法
技术领域
本发明涉及涂敷装置以及涂敷方法，特别涉及适合对连续行进的web(带状可挠性支撑体)涂敷各种液状组成物，形成长条且宽幅的涂敷膜面的涂敷装置以及涂敷方法。
背景技术
以往，在相片感光材料或磁记录介质等领域中，采用在连续行进的带状可挠性支撑体(以下称作“web”)上涂敷规定的涂敷液、形成涂敷膜的涂敷工序。近年来，在这些领域中，要求能够得到涂敷膜的厚度精度高、且表面平滑涂敷不均少的涂敷膜的涂敷技术。
同样，在光学补偿膜、防止反射膜、防眩性膜等具有各种功能的光学膜的制造中所应用的涂敷工序中，也要求上述的涂敷技术。
以往，作为对web的面涂敷涂敷液的涂敷装置，例如有辊涂机型、凹版印刷涂敷型、辊涂加刮刀型、反向辊涂机型、挤压型、滑动涂敷型等，目前的状况是根据用途而分开使用。
在这些任意一种的涂敷装置中，为了得到膜的厚度精度高、且表面平滑无涂敷不均的涂敷膜，重要的是除去涂敷时的振动。因此，一般是在基准面(通常是建筑物的1层)设置独立的大规模的地基，在其上设置涂敷装置。由此，抑制了地基自身的振动，防止对涂敷膜的不良影响。
可是，该方法存在下述的不良情况，即涂敷装置向基准面的设置是有原则的，不仅需要花费大量的设置费用，而且在设计上以及布局(layout)上也受到制约。
作为解决这样的问题点的方案，提出了在反向辊涂敷装置中设置用于抑制web振动的减振部(参照专利文献1)。另外，提出了一种当对圆筒状的基材进行涂敷时，在防振台上设置一个以上的驱动系统的方案(参照专利文献2)。
专利文献1：特开2002-239432号公报
专利文献2：特开平9-206660号公报
但是，即使采用上述以往所公知的各种方法，为了得到膜的厚度精度高、且表面平滑无涂敷不均的涂敷膜，无论是在设备方面，还是在条件设定等方面也都难以得到最佳的范围，因此，要求对其进行改善。
而且，在以往的情况下，不清楚为了得到膜的厚度精度高、且表面平滑无涂敷不均的涂敷膜，应该将涂敷装置的什么参数控制在最佳范围还不详细，主要基于经验和直觉来进行管理，处于无法把握最佳头绪的状态。
并且，涂敷液多使用易燃性的溶剂，无法消除安全层面的隐患。
发明内容
本发明鉴于这样的情况而提出，其目的在于，提供一种在一边利用涂敷液供给机构供给涂敷液，一边在被连续搬送到与该涂敷液供给机构隔开规定间隔的位置的带状可挠性支撑体上形成规定膜厚的涂敷膜的技术领域中，能够得到不需要大量的设置费用、设计上以及布局上的制约少、膜的厚度精度高且表面平滑无涂敷不均的涂敷膜的涂敷装置以及涂敷方法。
为了达到上述目的，本发明提供一种涂敷装置，由供给涂敷液的涂敷液供给机构、和涂敷机构构成，所述涂敷机构在利用所述涂敷液供给机构提供涂敷液的同时，在被连续搬送到与所述涂敷液供给机构隔开规定间隔的位置的带状支撑体上形成规定膜厚的涂敷膜，所述涂敷机构被固定在有源除振装置上，在有源除振装置的底座上通过空气促动器支撑有负载承受部，在该负载承受部上固定有能够检测出加速度的加速度传感器，而且，在底座与负载承受部之间设置有能够测定负载承受部的变位的变位传感器，并且，在底座上还固定有能够检测出加速度的加速度传感器。
根据本发明，由于涂敷机构被固定在有源除振装置上，所以，能够抑制各种的振动，难以对涂敷膜造成不良影响。结果，可以容易地得到膜的厚度精度高、且表面平滑、涂敷不均少的涂敷膜。而且，在设置上不需要大量费用，设计上以及布局上的制约也少。即，不一定需要将涂敷装置设置在基准面，例如也能够设置在4层。
另外，有源除振装置也称作active除振装置，与通常的使用了层叠橡胶、空气弹簧等的除振装置(所谓的无源除振装置)不同，其是一种使用空气促动器等通过反馈控制以有源的方式进行除振的装置。作为市场上贩卖的产品，例如可以使用特许机器株式会社制造的装置，商品名：有源微振动控制装置。
而且，作为被涂敷物体的带状支撑体通常大多采用带状的可挠性支撑体(web)，但是，即便是带状的板状体例如玻璃基板、硅晶片等，也可以用于本发明，能够得到同样的效果。
在本发明中，优选所述有源除振装置是反馈控制由传感器所检测的振动成分，使空气促动器动作，以有源的方式进行除振的装置。只要是这样构成的有源除振装置，就能够抑制各种的振动，难以对涂敷膜造成不良影响。
而且，在本发明中，优选所述有源除振装置形成防爆构造。如果这样的除振装置具备防爆规格，则在安全层面上也很出色。
并且，在本发明中，优选所述涂敷机构的振动加速度为0.2Gal以下。根据本发明申请人所进行的各种实验，只要是具有这样振动加速度的涂敷机构，则可以确认能够得到膜的厚度精度高、且表面平滑、无涂敷不均的涂敷膜。其详细内容将在后面叙述。
另外，在本发明中，优选所述涂敷机构的一次固有频率为80Hz以上。根据本发明申请人所进行的各种实验，只要是具有这样的一次固有频率的涂敷机构，则确认可以得到膜的厚度精度高、且表面平滑、无涂敷不均的涂敷膜。其详细内容将在后面叙述。
此外，本发明提供一种使用了上述涂敷装置的涂敷方法，其特征在于，设置有所述涂敷装置的台面的一次固有频率为10Hz以上。根据本发明申请人进行的各种实验，通过将涂敷装置设置在具有这样的一次固有频率的台面上，可以确认能够得到膜的厚度精度高、且表面平滑、无涂敷不均的涂敷膜。其详细内容将在后面叙述。
如以上所说明的那样，根据本发明，由于涂敷机构被固定在有源除振装置上，所以，能够抑制各种的振动，难以对涂敷膜造成不良影响。其结果，能够容易地得到膜的厚度精度高、且表面平滑、无涂敷不均的涂敷膜。
附图说明
图1是用于说明采用了本发明所涉及的涂敷方法以及涂敷装置的光学补偿板的制造生产线的说明图。
图2是表示涂敷装置的实施方式的主要部分放大概念图。
图3是剖开了涂敷头的一部分的立体图。
图4是表示涂敷装置被设置的状态的立体图。
图5是说明有源除振装置的系统构成的概念图。
图中：10-涂敷装置，14-涂敷液容器，15-泵，16-web(带状可挠性支撑体)，18-涂敷头，20-支承辊，28-涂敷膜，30-涂敷头架台，32-有源除振装置，34-减压室，66-送出机，68-导向辊，76-干燥带，78-加热带，80-紫外线灯，82-卷绕机。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明所涉及的涂敷装置以及涂敷方法的优选实施方式进行详细说明。图1是用于说明采用了本发明所涉及的涂敷装置以及涂敷方法的光学补偿板的制造生产线的说明图。图2是表示该制造生产线中涂敷装置10的实施方式的主要部分放大概念图，图3是涂敷装置10中剖开了涂敷头18的一部分的立体图。图4是表示涂敷装置10被设置的状态的立体图。
光学补偿板的制造生产线如图1所示，将预先形成有取向膜形成用的聚合物层的透明支撑体即web 16从送出机66送出。web 16由导向辊68导向并被送入到抛光处理装置70中。抛光辊72用于对聚合物层实施抛光处理而设置。在抛光处理装置70的下游设置有除尘机74，可以除去附着在web 16表面的灰尘。
在除尘机74的下游设置有涂敷装置10，可以将包含圆盘向列型(disconematic)液晶的涂敷液涂敷到web 16上。在该下游处依次设置有干燥带76、加热带78，可以在web 16上形成液晶层。进而，在其下游侧设置有紫外线灯80，通过紫外线照射使液晶交联，可以形成所期望的聚合物。然后，通过设置在其下游的卷绕机82，来卷绕形成了聚合物的web 16。
如图2所示，涂敷装置10由涂敷液容器14、由该涂敷液容器14输送涂敷液的泵15、将由泵15输送而来的涂敷液涂敷到web 16上的涂敷头18、将这些设备连接在一起的配管、和与涂敷头18对向设置来支撑涂敷时的web 16的支承辊20构成。
为了使涂敷液的供给流量稳定化，优选使用定量泵作为泵15。作为定量泵，例如可以使用齿轮泵、滚柱泵等各种泵，可以特别优选将齿轮泵用于本发明的涂敷。
涂敷头18以涂敷头前端靠近连续行进的web 16的状态与其对向配置。如图3所示，在涂敷头18内沿着web 16的宽度方向平行地形成有筒状的空心(pocket)部18B，并且，涂敷用空心部18B与供给线18A连接。另外，在涂敷头18内形成有在涂敷头前端具有喷出口的涂敷用狭缝18C，并且，涂敷用狭缝18C与涂敷用空心部18B连通。
涂敷用狭缝18C是连接空心部18B与涂敷头前端的狭窄流路，在web16的宽度方向延长。而且，从供给线18A将涂敷到web 16所期望的涂敷量的涂敷液提供到涂敷头18的涂敷用空心部18B。
另外，在图3中，作为将涂敷液输送到涂敷用空心部18B的方法，是从涂敷用空心部18B的一方侧进行供给的，但除此之外，也存在着从涂敷用空心部18B的一方侧进行供给从另一方侧抽出的类型，或从涂敷用空心部18B的中央部进行供给使其向两侧分流的类型，可以使用任意类型。
如图2所示，涂敷装置10构成为，涂敷头18的前端与支承辊20的顺时针方向的9点位置对置。而且，涂敷头18的前端与web 16的表面之间的距离设定为t。如图所示，在通过涂敷头18涂敷了涂敷液的web 16上形成有涂敷膜28，该web 16由支承辊20支撑，向顺时针方向搬送。
另外，涂敷头18的前端位置不限定于支承辊20的顺时针9点位置。只要能够进行均匀的涂敷，涂敷头18的前端位置就没有限制。
对支承辊20的外径尺寸没有特别限制，只要能够进行均匀的涂敷即可。而且，替代如图所示的支承辊20，可以采用将多个小直径的支承辊配置成圆周状的构成。
另外，作为涂敷头18，不限定于挤压型，只要是由狭缝供给涂敷液对web 16涂敷涂敷液的构成，可以使用任意形式的涂敷头。而且，也可以采用不使用涂敷头18的方式的涂敷机构，例如可以采用辊涂方式的涂敷机构、反向涂敷方式的涂敷机构等各种方式的涂敷机构。
另外，虽然省略了图示，但是也可以任意设置控制web 16的张力的张力辊、或控制web 16的搬送的驱动辊。
接着，参照图4，对本发明的特征部分即与防爆规格的有源除振装置相关的构成进行说明。在该构成中，涂敷头18被固定在涂敷头架台30之上，在该涂敷头架台30的下面的4个角配置有有源除振装置32、32…，通过该有源除振装置32、32…被台面F所支撑。
另外，在支承辊20的下方设置有减压室34，通过使该减压室34内处于减压状态，可以使形成在web 16和涂敷头18之间的涂敷液的液珠(bead)稳定化。
该涂敷头架台30是根据web 16的宽度等而形成的具有大型尺寸的部件，例如，可以形成为平面尺寸是2.4×1.5m、总重量为6.5吨。对于固定在这样的涂敷头架台30上的涂敷头18，通过配置有源除振装置32、32…，可以抑制各种振动，由此难以对涂敷膜造成不良的影响。
图5是说明有源除振装置32的系统构成的概念图。在有源除振装置32的底座40上通过空气促动器42支撑有负载承受部44。在该负载承受部44上固定有能够检测出加速度的加速度传感器46，而且，在底座40与负载承受部44之间设置有能够测定负载承受部44的变位的变位传感器48，并且，在底座40上还固定有能够检测出加速度的加速度传感器50。
负载承受部44的控制，通过利用伺服阀54调整由空气源52供给的压缩空气的流量，提供给空气促动器42而进行。来自加速度传感器46的信号经由振动控制器56反馈到该伺服阀54中，另外，来自变位传感器48的信号经由位置控制器58被反馈到该伺服阀54中。另外，所述的加速度传感器50用于前馈控制。
构成如下所述的有源除振系统，即在对这样的系统施加干扰F时，以质量M、阻尼Z、弹簧K代表的控制对象由空气促动器42控制，在除去来自台面的振动的同时，对于施加于负载承受部44的干扰F也具有减振效果。
其结果，通过图4的涂敷装置10，能够容易地得到膜的厚度精度高、且表面平滑、无涂敷不均的涂敷膜。而且，涂敷装置10的设置不需要大量的费用，设计上以及布局上的制约也少。即，不一定需要将涂敷装置10设置在基准面(一层)，例如，也能够设置在4层。并且，通过有源除振装置32具有防爆规格，在安全层面也很出色。
下面，对于优选涂敷装置10的一次固有频率为80Hz以上的理由进行说明。为了在涂敷时抑制振动，不对涂敷膜造成不良影响，优选极力抑制涂敷装置10中的振动加速度。此时，即使涂敷装置10的一次固有频率低于80Hz，也可以减小振动加速度。
但是，在将涂敷装置10的一次固有频率设定为80Hz以上的情况下，当存在励振时，涂敷装置10强烈振动的地方成为该一次固有频率的频率区域。而且，涂敷时所产生的阶段不均等的间距与该频率对应。不过，光学膜(光学补偿膜、防止反射膜等)的涂敷膜只要是该频率，则难以产生阶段不均，由此不易对涂敷膜造成不良影响。
从这种意义上说，优选涂敷装置10的一次固有频率为100Hz以上，更优选为120Hz以上。
接着，对优选将设置有涂敷装置10的台面的一次固有频率设为10Hz以上的理由进行说明。在使用了上述有源除振装置32的情况下，如果台面的一次固有频率低于10Hz，则几乎不能得到除振效果。例如，如果是振动频率为100Hz的振动，大约可以使其衰减为1/100，但是如果成为振动频率低于10Hz的振动，则仅能得到使其衰减的效果。
从这种意义上说，优选设置有涂敷装置10的台面的一次固有频率为20Hz以上，更优选为30Hz以上。
下面对使用了涂敷装置10的涂敷膜的形成进行说明。作为涂敷液，例如可以使用粘度为10mPa·s以下、含有有机溶剂的液体。但是，也可以使用这之外的粘度的液体、不含有有机溶剂的液体。
作为web 16，一般可以使用以规定宽度、规定长度且由厚度为2～200μm左右的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚-2，6-萘二甲酸乙二醇酯、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、乙酸-丙酸纤维素、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺等的塑料膜，纸，涂敷或层叠了聚乙烯、聚丙烯、乙烯丁烯共聚物等碳原子数为2～10的α-聚烯烃类的纸，金属板等构成的可挠性带状物，或将该带状物作为基材在其表面形成了加工层的带状物。
在图1的光学补偿板的制造生产线中，一边由送出机66纺出web 16，一边控制泵15(参照图2)的流量，以使涂敷装置10的涂敷头18的狭缝18C中的涂敷液的平均流速为100～500mm/秒，而且，控制web 16的搬送速度来进行涂敷，以使涂敷后的涂敷膜28的膜厚为2～40μm。
在涂敷后的干燥等中，为了得到涂敷膜的厚度精度高、且表面平滑的涂敷膜28，进行了干燥带76、加热带78、紫外线灯80等的设定。涂敷、干燥后的web 16由卷绕机82卷绕。
上述一系列的工序优选在良好无尘度以及最佳温湿度的环境下实施。因此，优选在绝对无尘室进行，特别优选涂敷装置10设置在等级(class)100以下的环境下。因此，可以采用一并使用了下向流动(down flow)的绝对无尘室或净化台的方式。
以上，对本发明所涉及的涂敷装置以及涂敷方法的实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述实施方式，可以采用各种方式来对其进行实施。
例如，在本实施方式中，作为涂敷装置10，采用了挤压型的涂敷机，但也可以采用除此以外的涂敷机，例如刮条涂敷机(也称作“棒式涂敷机”，还包括迈耶刮条涂敷机)、凹版印刷涂敷机(直接凹版印刷涂敷机、凹版印刷轻触涂敷机等)、辊涂机(转移辊涂机、反向辊涂机等)、口模式涂敷机、喷注式刮刀涂布机、滑动料斗(slide hopper)等。
而且，作为涂敷装置10的用途，不仅可以用于光学补偿膜等光学膜，也可以应用于各种涂敷。
实施例
下面，对本发明所涉及的涂敷装置以及涂敷方法的实施例进行说明。使用图1所示的光学补偿板的制造生产线的涂敷装置10，对web 16形成涂敷膜，并评价涂敷面的状态。
涂敷装置10设置在涂敷位置(station)上，所述涂敷位置设置在具有SRC梁结构的建筑物内的2层部分。该建筑物2层的涂敷位置设置台面的一次固有频率为15Hz。如图4所示，在该台面上于四个角部设置有组装了防爆型有源除振装置32、32…的涂敷装置10。涂敷装置10整体的一次固有频率为120Hz。
图3所示的涂敷装置10的、涂敷用狭缝18C的开口部分宽度(web 16行进方向的长度)为150μm，开口部分长度为50mm。涂敷头18的上游侧边缘带(lip land)长度为1mm，下游侧凸缘边长度为50μm。
将图2所示的涂敷头18的前端与web 16表面之间的距离t设定为50μm，图4所示的减压室34内部的负压设定为1600Pa。
在实施基于涂敷装置10的涂敷之际，使承载了重量物的大型货车(truck)在建筑物侧面行进，测量涂敷装置10的振动加速度。
作为web 16，使用厚100μm的醋酸纤维素膜(商品名：FUJITAC、富士胶片(株)制)，在涂敷涂敷液之前，以25ml/m2涂敷长链烷基改性聚乙烯醇(商品名：POVAL MP-203、KURARAY(株)制)的2重量％溶液，在60℃下干燥1分钟而形成取向用树脂层。
将预先形成了取向膜用树脂层的web 16从送出机66送出，由抛光处理装置70对取向膜用树脂层的表面实施抛光处理，形成取向膜，并搬送到涂敷装置10，实施涂敷。另外，将抛光处理的抛光辊72的转速设为5.0m/秒，将针对web 16的按压力设定为9.8×10-3pa。
作为涂敷液，使用的是如下所述的溶液，即在圆盘状化合物TE-(1)和TE-(2)的重量比例为4∶1的混合物中添加了1重量份的光聚合引发剂(商品名：IRGACURE 907、Nihon Ciba-Geigy(株)制)，而得到所述混合物与光聚合引发剂占40重量％的甲基乙基甲酮溶液，即含有液晶性化合物的溶液。并且，为了容易确认涂敷后的表面状态，在涂敷液中添加了染料。
将web 16的搬送速度设定为50m/分，在涂敷装置10中进行调整并实施涂敷，以使涂敷时的湿润膜厚为5μm。
将干燥带76的设定温度设为100℃，将加热带78的设定温度设为130℃。通过干燥带76以及加热带78的web 16被紫外线灯80进行紫外线照射。由此，液晶发生交联，形成所期望的聚合物。然后，由卷绕机82卷绕形成了聚合物的web 16。
(实施例1)
将以上述条件进行处理的web 16作为实施例1，通过基于目视的官能检查，对卷绕后的形成在web 16表面的涂敷膜的表面状态进行评价。
涂敷时承载大型货车行进中的涂敷装置10的最大振动加速度为0.2Gal。与其振动对应的部分的web 16(涂敷试样)的目视检查结果为，没有检测出涂敷不均等，可确认呈良好的表面状态。
(比较例1)
相对实施例1，除了使防爆型有源除振动装置动作之外，以同样的条件进行涂敷。此时涂敷装置10的最大振动加速度的测定值为0.4Gal。与其振动对应的部分的web 16(涂敷试样)的目视检查结果为，检测出涂敷膜出现了细小的涂敷不均。
(比较例2)
相对比较例1，除了减轻了载盘的承载量之外，以相同的条件进行涂敷。此时涂敷装置10的最大振动加速度的测定值为0.3Gal(比较例1的75％)。与其振动对应的部分的web 16(涂敷试样)的目视检查结果为，虽然与比较例1相比比较轻微，但检测出涂敷膜出现了微小的涂敷不均。
根据以上的实施例1、比较例1以及比较例2的结果，可以确认：如果涂敷装置10的振动加速度为0.2Gal以下，则可以得到良好的涂敷膜。
(工业上的可利用性)
如以上所述，根据本发明，由于涂敷机构被固定在有源除振装置上，所以，能够抑制各种的振动，难以对涂敷膜造成不良影响。结果，可以容易地得到膜的厚度精度高、且表面平滑、无涂敷不均的涂敷膜。

Claims (4)

1.一种带有涂敷膜的带状支撑体的制造方法，其中，包括：
连续地输送带状支撑体的工序；
利用涂敷液供给机构提供涂敷液，同时利用涂敷机构在被连续搬送到与所述涂敷液供给机构隔开规定间隔的位置的带状支撑体上形成规定膜厚的涂敷膜的工序，
所述涂敷机构被固定在有源除振装置上，在有源除振装置的底座上通过空气促动器支撑有负载承受部，在该负载承受部上固定有能够检测出加速度的加速度传感器，而且，在底座与负载承受部之间设置有能够测定负载承受部的变位的变位传感器，并且，在底座上还固定有能够检测出加速度的加速度传感器，
所述涂敷机构的一次固有频率为80Hz以上。
2.根据权利要求1所述的带有涂敷膜的带状支撑体的制造方法，其中，
所述有源除振装置是反馈控制由传感器所检测的振动成分、使空气促动器动作、以有源的方式进行除振的装置。
3.根据权利要求1或2所述的带有涂敷膜的带状支撑体的制造方法，其中，
所述有源除振装置构成为防爆构造。
4.根据权利要求1所述的带有涂敷膜的带状支撑体的制造方法，其中，
所述涂敷机构的振动加速度为0.2Gal以下。
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