CN112770846B - 薄膜制造方法及薄膜卷 - Google Patents
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Abstract
提供更长时间抑制涂膜的厚度不均的薄膜制造方法及利用该方法的薄膜卷。使用了薄膜制造设备(30)的薄膜(12)的制造方法具有出液开始工序、着液工序、预涂布工序及正式涂布工序。出液开始工序中，开始从狭缝模具(44)排出涂布液(43)。着液工序中，使涂布液(43)与基材(21)接触。预涂布工序中，以将涂布液(43)涂布于基材(21)的状态暴露上游侧块的前端模唇。预涂布工序之后继续进行涂布，形成成为产品部的层叠膜(12)的膜(22)。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄膜制造方法及薄膜卷。
背景技术
已知有通过在移动的长尺寸的基材上使用狭缝模具涂布涂布液而制造层叠膜的方法。狭缝模具为从基材的移动方向上的上游侧的块(以下，称为上游侧块)与下游侧的块(以下，称为下游侧块)之间的狭缝排出涂布液的涂布模具。
作为通过使用了狭缝模具的涂布而制造层叠膜的方法，例如，在专利文献1中记载有以满足规定的式的狭缝模具的形状及涂布条件进行涂布的内容。在该方法中，在使下游侧块的前端模唇的表面与基材的间隔随着朝向基材的移动方向上的下游侧而逐渐增加的条件下进行涂布。并且，记载有使用涂布液的前进接触角及后退接触角设定涂布的条件的内容。
在专利文献2中记载有当从前进接触角减去后退接触角的接触角滞后较小时，液滴的移动性变大的内容。
并且，在专利文献3中记载有在使用了狭缝模具的涂布结束时，位于上游侧块的弯液面向上游侧移动，之后向下游侧移动的方式。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-216298号公报
专利文献2：日本特开2004-017497号公报
专利文献3：日本特开2007-237072号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
然而，在使用了狭缝模具的涂布方法中，在继续进行涂布的期间，在涂膜上会形成球状的凸部。该凸部是因为在狭缝模具的上游侧块的前端中，产生涂布液疙瘩(凝胶状物等)，且该疙瘩从狭缝模具脱离并进入涂膜而形成。因此，需要停止涂布并清洗上游侧块的前端之后制造新的层叠膜。如此，由于停止涂布，因此在能够持续的涂布时间上存在界限，并且能够制造的薄膜的长度受到限制。
在这一点上，即便使用专利文献1及3的涂布方法，如上所述，在能够持续的涂布时间上存在界限，并且能够制造的薄膜的长度也存在界限。并且，专利文献2中所记载的方法为与喷墨打印机相关的方法，即便利用于狭缝模具中的涂布，也无法解决如上所述的涂布时间及能够制造的薄膜的长度的界限。
因此，本发明的目的在于提供一种更长时间抑制涂膜的厚度不均的薄膜制造方法及利用该方法的薄膜卷。
用于解决技术课题的手段
为了实现上述目的，本发明的薄膜制造方法具有出液开始工序、着液工序、预涂布工序及正式涂布工序，通过从基材的移动方向上的上游侧的块与下游侧的块之间的狭缝排出涂布液的狭缝模具在移动的长尺寸的基材上连续地涂布涂布液，由此制造层叠膜。出液开始工序中，开始从狭缝模具的狭缝排出涂布液。着液工序中，通过使移动中的基材与出液中的狭缝模具之间的距离变窄，使从狭缝模具排出的涂布液与基材接触。预涂布工序中，在将涂布液涂布于基材的状态下，暴露通过着液工序被涂布液润湿的上游侧块的前端模唇。正式涂布工序中，在预涂布工序之后继续进行涂布，形成成为产品部的层叠膜的涂膜。
预涂布工序优选具有液滴下落工序，当以在前端模唇中涂布液作为液滴残留的状态暴露了前端模唇时，使液滴下落。
预涂布工序优选具有第1弯液面移动工序及第2弯液面移动工序。第1弯液面移动工序通过使狭缝模具与基材之间的涂布液道的上游侧弯液面向基材的移动方向上的上游侧移动，使液滴与涂布液道成为一体。第2弯液面移动工序在第1弯液面移动工序之后，使上游侧弯液面向第1弯液面移动工序之前的位置移动。
上游侧弯液面的移动优选通过变更涂布液道在基材的移动方向上的上游侧的减压度、增减狭缝模具与基材之间的距离及变更来自狭缝模具的涂布液的流量中的任一个，使上游侧弯液面移动。
优选自着液工序中的涂布液与基材的接触开始起10秒以内结束预涂布工序。
薄膜制造方法优选还具有卷取工序，在卷芯上卷取层叠膜，在卷芯上卷取经过了预涂布工序的层叠膜之后，卷取经过了正式涂布工序的层叠膜。
本发明的薄膜卷具备卷芯及层叠膜，层叠膜具备基材及形成于基材的膜，且形成为长尺寸，并且从长度方向上的一端侧卷绕于卷芯。层叠膜在上述一端侧具有沿层叠膜的长度方向延伸的突起形成于膜的薄膜部。
发明效果
根据本发明的薄膜制造方法，能够更长时间抑制涂膜的厚度不均，并且能够获得卷绕有更长尺寸的薄膜的薄膜卷。
附图说明
图1是实施了本发明的薄膜卷的说明图。
图2是层叠膜的层结构的说明图。
图3是突起形成部的说明图，图3(A)是俯视图，图3(B)是沿图3(A)的(IIIb)-(IIIb)线切割的截面的端面图。
图4是薄膜制造设备的示意图。
图5是涂布装置的示意图。
图6是接触角滞后的说明图。
图7是接触角的说明图。
图8是狭缝模具及基材的说明图。
图9是涂布的说明图。
具体实施方式
在图1中，薄膜卷10具备卷芯11及长尺寸的层叠膜(以下，简称为“薄膜”)12。在该例子中，卷芯11形成为圆筒状，但也可以是圆柱状。
在图1中，双点划线表示卷绕于卷芯11的状态的薄膜12，实线表示卷绕于卷芯11之前的薄膜12。薄膜12通过卷芯11如后述的方式向由图1的箭头A表示的方向旋转成为从长度方向上的一端12A侧卷绕于卷芯11的卷形状。另外，在图1中，夸大描绘了薄膜12的厚度。
薄膜12由产品部15及非产品部16构成。产品部15例如为作为光学部件等产品而使用的薄膜部。非产品部16例如为不用作光学部件等产品的薄膜部。但是，非产品部16可以是不打算使用的薄膜部，并不限于实际不使用的薄膜部。并且，产品部15只要是打算使用的薄膜部即可，也可以不是实际使用的薄膜部。
非产品部16为构成薄膜12的一端12A侧的薄膜部，产品部15为构成另一端12B侧的薄膜部。因此，非产品部16位于薄膜卷10的内部，产品部15位于非产品部16的外侧。
产品部15构成薄膜12的长度方向上的大部分，长度L15远长于非产品部16的长度L16。非产品部16的长度L16优选抑制为最大300m，在本例中为100m。非产品部16的长度L16更优选在20m以上且300m以下的范围内，进一步优选在20m以上且100m以下的范围内。
非产品部16具有突起形成部17及突起非形成部18。突起形成部17为沿薄膜12的长度方向延伸的突起17A存在的区域，在突起非形成部18没有形成这样的突起17A。突起形成部17在非产品部16的产品部15侧的端部形成为远短于突起非形成部18的长度区域。
薄膜12的长度方向上的突起形成部17的长度L17在300mm以上且5000mm以下的范围内。形成有多个突起17A。另外，如图1所示，突起形成部17设为从离一端12A最近的突起17A的一端12A侧至离另一端12B最近的突起17A的另一端12B侧的区域。
突起17A可以形成于卷芯11侧的第1膜面(朝内面)S1，也可以形成于与卷芯11侧相反的一侧的第2膜面(朝外面)S2。在该例子中，形成于第1膜面S1，由此，卷芯11的表面与一端12A的阶梯差的痕迹或固定卷芯11和一端12A的粘合胶带的痕迹(以下，将这些统称为端缘痕迹)等不易附着于已卷绕的薄膜12，并且即便附着，也能够将其长度方向上的区间抑制得较短。
薄膜12的产品部15及非产品部16这两者具备基材21及厚度小于基材21的膜22。如图2所示，产品部15的膜22的膜面成为与基材21相同的平坦的所谓的平膜。基材21的材料并无特别限定，但具备能够卷绕在卷芯11上的充分的挠性，例如可举出热塑性树脂(聚合物)。作为热塑性树脂，例如可举出纤维素酰化物(例如，三乙酸纤维素、二乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素等)、聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二酯、聚2,6-萘二甲酸乙二酯等)、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚碳酸酯、聚酰亚胺及聚酰胺等。该例子的基材21为单层结构，但基材21也可以是多层结构。作为多层结构的基材，例如可举出具备由如上所述的热塑性树脂形成的薄膜材料及含有通过光照射下的光异构化而进行取向的化合物的光取向膜等的基材。基材21的厚度T21并无特别限定，优选在5μm以上且300μm以下的范围内，在本例中设为40μm。
膜22设置于基材21的一侧基材面21A。例如可举出通过涂布功能性材料而形成的功能膜，功能膜的例子为磁性膜、感光膜、光学功能性膜等。如上所述，基材21作为具备光取向膜的多层结构时的光学功能性膜，例如可举出含有液晶性化合物(液晶性聚合物和/或液晶性单体)的液晶性膜。
与产品部15相同地具有基材21及膜22的突起非形成部18(参考图1)优选膜22的厚度T22与产品部15中的厚度T22相同的厚度，在本例中也如此构成。另外，将产品部15中的厚度T22设为100时，只要在98以上且102以下的范围内，则视为相同的厚度。
在突起形成部17的膜22中形成有多个前述的突起17A。因此，突起形成部17的膜22在具有突起17A的部分及没有突起17A的部分的厚度T22不同。如图3所示，突起17A构成与膜22的基材21侧相反的一侧的膜面22A。突起17A在长尺寸的薄膜12(参考图1)的宽度方向整个区域(总宽区域)形成有多个，并且在长度方向上也形成有多个。多个突起17A的配置是无规律的，以分散于膜面22A的方式形成。
如图3(A)所示，突起17A对膜面22A从其垂直方向进行观察时的形状为椭圆形状，椭圆的长轴沿薄膜12的长度方向，短轴沿宽度方向。但是，对膜面22A从其垂直方向进行观察时的突起17A的形状只要是沿薄膜12的长度方向延伸的形状，则并无特别限定。例如，也可以是宽度(薄膜12的宽度方向上的长度)大致恒定的形状、宽度从薄膜12的长度方向上的一侧朝向另一侧逐渐增大的形状或宽度极小的线形状。多个突起17A的尺寸不均匀。突起17A在薄膜12的长度方向上的长度(以下，称为突起长度)LP优选在50mm以上且1000mm以下的范围内，在薄膜12的宽度方向上的长度(以下，称为突起宽度)WP优选在1mm以上且5mm以下的范围内，突起17A在非形成即薄膜区域中的从膜面22A的突起17A的高度(以下，称为突起高度)HP优选在0.05μm以上且0.3μm以下的范围内。
图4所示的薄膜制造设备30为制造层叠膜12并获得薄膜卷10的设备的一例。薄膜制造设备30从基材21的移动方向Dc上的上游侧依次具备送出部31、涂布装置32、固化装置33及卷取部34。在使基材21移动的移动路径上具备多个辊37。在多个辊37中，可以存在具备旋转机构(未图示)并通过该旋转机构沿周向旋转的驱动辊。
送出部31设置有将基材21卷绕成辊状的基材辊38。送出部31从基材辊38连续地送出长尺寸的基材21。
涂布装置32为用于在基材21的一侧表面形成成为膜22(参考图2)的涂膜41的装置。涂布装置32由支承基材21的支承辊42及排出涂布液43的狭缝模具44等构成。支承辊42具备旋转轴42a，该旋转轴42a通过旋转机构(未图示)而旋转，由此支承辊42沿周向旋转。由此，与支承辊42相接的基材21沿长度方向移动。在本例中，将基材21的移动速度设为20m/分钟，但移动速度并不限于此。
狭缝模具44配置成将排出涂布液43的出液口45(参考图5)朝向支承辊42的姿势。通过从出液口45朝向移动中的基材21连续地排出涂布液43，涂布液43连续地涂布于基材21的基材面21A(参考图2)，从而形成涂膜41。如此，薄膜12经过涂布装置32中的涂布工序而制造。另外，在本例中，涂布成涂膜41形成为10μm的厚度的状态，但刚形成后的涂膜41的厚度并不限于该例子。关于涂布装置32的详细内容，利用另一附图将在后面叙述。
涂布液43例如可举出含有前述的各种功能性材料的液体。本例的涂布液43的粘度为3mPa·s，表面张力为24mN/m，溶剂含有甲基乙基酮(MEK)作为主要成分，固体成分(生成膜22(参考图2)的成分)的浓度为32质量％。主要成分是指，当将溶剂的总质量设为100时，至少占60质量的成分。当将固体成分的质量设为M1，将溶剂的质量设为M2时，固体成分的浓度(单位为质量％)为由(M1/M2)×100求出的百分比。但是，涂布液并不限于本例。
固化装置33通过规定的处理对涂膜41进行固化而形成膜22。产品部15及非产品部16的突起非形成部18的膜22形成为均匀的厚度，非产品部16的突起形成部17的膜22形成为具有突起17A的状态。作为固化装置33，可举出干燥装置或光照射装置等，并根据涂膜41中所包含的功能性材料而选择。干燥装置通过对涂膜41供给进行干燥的气体(例如，空气)而对涂膜41进行干燥。光照射装置朝向涂膜41射出光，以使涂膜41中所包含的例如光固化性化合物固化。作为光固化性化合物，当使用通过紫外线进行固化的紫外线固化性化合物时，光照射装置使用射出紫外线的紫外线照射装置即可。另外，也可以组合多个这些固化装置来配置。
卷取部34具有转塔臂46，在设置于卷取轴47的卷芯11上卷取薄膜12。在该例子中，以将膜22朝向卷芯11侧(朝内)的状态卷取薄膜12，但也可以以将膜22朝向外周侧(朝外)的状态卷取薄膜12。卷取中的膜22的朝向能够根据卷取轴47的旋转方向及相对于卷取轴47旋转方向的薄膜22的导入路径来设定。转塔臂46通过臂驱动部(未图示)间歇旋转180度，并且将卷芯11选择性地切换到卷取位置PS1及卷芯更换位置PS2。另外，在转塔臂46的旋转方向的中间位置设置有导向臂48，在导向臂48的各前端部安装有导向辊51。当转塔臂46旋转时，导向辊51以薄膜12不会与转塔臂46及臂安装轴52接触的状态支承薄膜12。
卷取轴47设置于转塔臂46的各前端部，在卷取轴47上设置卷芯11。在卷取位置PS1上，将从辊30输送过来的薄膜12卷绕于卷芯11。并且，在卷芯更换位置PS2上，将卷取一定长度的薄膜12而成为满卷的薄膜卷10与卷芯11一同从卷取轴47卸下，在该卷取轴47上设置新的空的卷芯11，进行卷芯11的更换。
在卷取位置PS1上，薄膜12从一端12A(参考图1)侧卷绕于卷芯11，当薄膜卷10成为接近规定的长度的满卷的状态时，转塔臂46旋转180度，使接近满卷的薄膜卷10位于卷芯更换位置PS2。并且，空的卷芯11定位于卷取位置PS1。当薄膜卷10成为规定的长度时，换卷装置(未图示)进行工作，薄膜12被切断。被切断的先行的薄膜12将后端作为前述的另一端12B(参考图1)而在卷芯更换位置PS2上卷绕于薄膜卷10。并且，被切断的后行的薄膜12将前端作为前述的一端12A(参考图1)而在卷取位置PS1上卷绕于空的卷芯11。
以下，相同地，通过薄膜12卷绕于卷芯11，连续地输送过来的薄膜12以薄膜卷10的形状成为卷产品。
如图5所示，涂布装置32还具备供给部60、架台61、移动台62、工作台63、位移机构66、减压腔67、抽吸部68、回收部71及控制器72。供给部60以所设定的流量向狭缝模具44供给涂布液43(参考图4)。
架台61为用于支承狭缝模具44的部分。在该例子中，使出液口45朝上，在比支承辊42的旋转中心更低的位置配置狭缝模具44，以使出液口45以朝上的姿势保持狭缝模具44。但是，狭缝模具44并不限于该配置，例如也可以配置于支承辊42的上方或下方等。并且，出液口45只要朝向支承辊42即可，并不限于如本例那样的朝上。
架台61固定于移动台62，移动台62设置成在工作台63上移动自如，且具备位移机构66。在工作台63上设置有沿图5的横向延伸的轨道(未图示)。移动台62通过位移机构66沿轨道滑动移动。由此，架台61与移动台62一体地移动，通过该移动，架台61上的狭缝模具44在增减与支承辊42之间的距离的方向上移动。
通过从狭缝模具44排出的涂布液43，在狭缝模具44与基材21之间形成涂布液道(以下，简称为液道)76。将移动方向Dc上的与液道76的上游侧的外部气体的边界称为上游侧弯液面MU(参考图8)，将与下游侧的外部气体的边界称为下游侧弯液面MD(参考图8)。减压腔67为对液道76的形状进行调整的部分，液道76的形状的调整中包含液道76本身的形状的调整及上游侧弯液面MU的位置的调整。减压腔67设置于狭缝模具44及支承辊42的移动方向Dc上的上游侧，在本例中，设置于狭缝模具44及支承辊42的下方。
减压腔67设置有与支承辊42对置的开口67o。减压腔67其分隔的空间(以下，称为减压空间)的压力通过抽吸部68而变低。前板67a、背板67b、一对侧板67c及基板67d用于将减压空间与外部空间分隔。前板67a、背板67b及一对侧板67c设置成相对于移动中的基材21竖立的姿势，且基板67d载置于移动台62。各侧板67c大体沿支承辊42的周面而大致以圆弧状(弯曲的形状)被切开，且分别配置成不会成为比支承辊42更靠外侧的状态，即配置于侧板67c的边缘与支承辊42的周面对置的位置。由此，侧板67c用基材21的宽度方向的两端来分隔减压空间。
前板67a在移动方向Dc上的下游侧分隔减压空间，并且，后板67b在上游侧分隔减压空间，且沿基材21的宽度方向延伸。这些前板67a、背板67b及侧板67c为了防止与基材21接触，在考虑了基材21的厚度T21的基础上，与支承辊42的周面隔开有间隔。并且，在背板67b中设置有沿基材21的宽度方向延伸的调整板67e，并且能够在增减与基材21之间的距离的方向上移动。调整板67e通过该移动而调整与基材21之间的间隙，并且更精确地调节减压空间的压力。
抽吸部68与减压腔67连接，并通过抽吸空气，对减压空间进行减压。由此，液道76的形状得到调整，或上游侧弯液面MU(参考图8)的狭缝模具44上的位置得到调整。
在减压腔67的内部以在基板67d上竖立的姿势设置有隔板67f。该隔板67f在与前板67a之间形成有接收(积存)从狭缝模具44排出的涂布液43的蓄液部67s。在一对侧板67c的下部开闭自如地设置有排出口67v，在该排出口67v连接有回收涂布液43的回收部71。当在蓄液部67s接收涂布液43时(例如，后述的出液开始工序)及对减压空间进行减压时，排出口67v处于闭状态，当排出蓄液部67s的液体时及解除减压空间的减压时，排出口67v处于开状态。
控制器72集中控制供给部60、位移机构66、抽吸部68、排出口67v的开闭及回收部71等。例如，控制供给部60，调整向狭缝模具44的涂布液43的供给量。供给量的调整中包含涂布液43的开始及停止(将流量设为零)。并且，控制位移机构66，在规定的定时使狭缝模具44沿图5中的横向移动，由此增减狭缝模具44与基材21之间的距离。并且，控制器72控制抽吸部68，调整减压空间的压力，控制回收部71并经由回收部71进行排出口67v的开闭。
相机73用于在后述的预涂布工序中观察前端模唇82的暴露状态。相机73以能够拍摄前端模唇82的状态配置于支承辊42的内部。用于观察所拍摄的图像的例如显示装置(未图示)设置于支承辊42的外部，相机73与该显示装置电连接。相机73用于观察前端模唇82，因此支承辊42的构成剖面圆形的外周面的外周部件42b由透明的材料形成，在本例中，由玻璃形成。由此，相机73经由外周部件42b拍摄前端模唇82的表面。
狭缝模具44具有移动方向Dc上的上游侧的块(以下，称为上游侧块)77及下游侧的块(以下，称为下游侧块)78。上游侧块77和下游侧块78在彼此之间形成作为涂布液43流动的流路的狭缝81。狭缝81的一端将沿基材21的宽度方向延伸的狭缝状的开口作为出液口45形成于狭缝模具44。另外，本例的狭缝模具44的宽度方向(是图5的纸面进深方向，与基材21的宽度方向一致)的外部尺寸为120mm，但狭缝模具并不限于该例子。
上游侧块77及下游侧块78为金属(例如，不锈钢)制，但优选对这些上游侧块77及下游侧块78的前端模唇82实施表面处理。表层82a用于在后述的预涂布工序中可靠地暴露前端模唇82，厚度可以非常薄。在图5中，夸大描绘了表层82a的厚度，但本例中的厚度大致为100nm。表层82a通过将成为表层82a的材料或者将其材料溶解于溶剂或分散于分散介质的液体用喷雾器进行涂布，并进行加热处理来形成。另外，在以下说明中，对上游侧块77的前端模唇标注符号82U，对下游侧块78的前端模唇标注符号82D，当不区分两者时，记载为前端模唇82。在本例中，也对前端模唇82实施了上述的表面处理，并且形成有表层82a。
表层82a由含有氟的聚合物形成，作为含有氟的聚合物，使用了DAIKININDUSTRIES,Ltd.制的OPTOOL(注册商标)DSX。但是，表层82a的材料并不限定于该例子，例如也可以是AGC Inc.制的SURECO(注册商标)AF系列、Arakawa Chemical Industries,Ltd.制的BEAMSET(注册商标)1400系列、Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制的SHIN-ETSUSUBELYN(注册商标)KY-100系列等。并且，表面处理的方法并不限于该例子，例如也可以是蒸镀法、浸涂法、旋涂法等。
另外，前端模唇82也可以由装卸自如的其他部件构成。作为其一例，可举出在将金属制的上游侧块主体(未图示)与下游侧块主体(未图示)组合成一体的模具主体中嵌合有构成前端模唇82的前端模唇部件(未图示)的狭缝模具。优选对前端模唇部件实施上述的表面处理。
具有表层82a的前端模唇82相对于涂布液43的接触角滞后θH最大为30°，即优选为30°以内。另外，在以下说明中，接触角滞后θH为相对于所使用的涂布液的接触角滞后。接触角滞后θH更优选为25°以内，进一步优选为20°以内，尤其优选为10°以内。
如周知，接触角滞后θH为从附着于固体S表面的液滴D的前进接触角θ1减去后退接触角θ2的差(参考图6)。固体S的表面的润湿性以接触角θC来阐述的情况较多。但是，即便将接触角θC设为基准，有时在预涂布工序中也无法可靠地暴露前端模唇82。另外，接触角θC为在固体S的表面上静止状态的液滴D的自由表面与固体S的表面所成的角度，所成角度为液滴D侧的角度(参考图7)。在本例中，前端模唇82与固体S对应，液滴D为涂布液43的液滴43d。
前端模唇82中，接触角滞后θH为前述的15.6°时的前进接触角θ1为69.3°，后退接触角θ2为53.7°。该前端模唇82相对于涂布液43的接触角θC成为59.1°。相对于此，接触角滞后θH为前述的43.2°的前端模唇的前进接触角θ1为71.3°，后退接触角θ2为28.1°，接触角θC为65.3°。并且，接触角滞后θH为前述的70°的前端模唇的前进接触角θ1为81.3°，后退接触角θ2为11.1°，接触角θC为10.6°。
求出前进接触角θ1及后退接触角θ2，由θ1-θ2的计算式能够计算接触角滞后θH。能够通过滑落法求出前进接触角θ1及后退接触角θ2。滑落法中，首先，在将基板面设为水平的基板上滴加液体。然后，以载有液滴的状态逐渐倾斜基板，求出液滴开始移动时的液滴与基板面所成的角度。将液滴的行进方向侧所成的角度设为前进接触角θ1，将与行进方向相反的一侧所成的角度设为后退接触角θ2。能够通过市售的滑落接触角测量仪求出使用了滑落法的前进接触角θ1及后退接触角θ2。作为市售的滑落接触角测量仪，例如有KyowaInterface Science Co.,Ltd.的DropMaster SA系列。另外，当求出前进接触角θ1及后退接触角θ2时，可以通过使涂布液43的液滴43d附着于前端模唇82来求出，也可以通过制作与前端模唇82相同的材料的样品，并且使液滴43d附着于该样品来求出，在本例中，使用样品来求出。接触角θC能够通过液滴法求出，也可以使用市售的测量仪器(例如，前述的DropMaster SA系列)。在本例中，也通过液滴法求出，并且使用了Kyowa InterfaceScience Co.,Ltd.的DropMaster SA系列。
如图8所示，该例子的狭缝模具44以下游侧块78的前端模唇82D与基材21之间的距离小于上游侧块77的前端模唇82U与基材21之间的距离的状态，将上游侧块77与下游侧块78组合成一体。但是，组合上游侧块77与下游侧块78的方式并不限于该例子。例如，也可以以前端模唇82D的距离d1(单位为μm)和前端模唇82U与基材21之间的距离d2(单位为μm)相同的状态，组合上游侧块77与下游侧块78。并且，也可以以距离d2小于距离d1的状态，组合上游侧块77与下游侧块78。
在本例中，将距离d1设为100μm。前端模唇82U及前端模唇82D中的一个比另一个更向基材21及支承辊42侧突出的突出量QE优选在大于0μm且300μm以下的范围内，在本例中，设为150μm。
在该例子中，如图8所示，前端模唇82U及前端模唇82D具有大致沿移动方向Dc的平坦面。关于前端模唇82的平坦面部分的移动方向Dc上的长度(以下，称为模唇长度)LL，对前端模唇82U设为1mm，对前端模唇82D设为远短于1mm的长度。但是，模唇长度LL并不限于该例子，例如，前端模唇82U及前端模唇82D的模唇长度LL可以彼此相同。另外，在后述的式(1)及(1A)中，以L1来表示前端模唇82D的模唇长度LL。
在此，将比液道76更靠下游侧外部的任意的位置(图8中的符号PA)的压力设为P0(单位为Pa)，将非常靠近液道76的下游侧弯液面MD的任意的位置(图8中的符号PB)的压力设为P1(单位为Pa)，将液道76中从狭缝延长的任意的位置(图8中的符号PC)的压力设为P2(单位为Pa)，将非常靠近液道76的上游侧弯液面MU的任意的位置(图8中的符号PD)的压力设为P3(单位为Pa)，将比液道76更靠上游侧外部的任意的位置(图8中的符号PE)的压力设为P4(单位为Pa)。在本例中，压力P0为大气压，压力P4由减压腔67调整。另外，上述压力P0～P4均为将大气压设为0Pa时的所谓的表压。
如周知，液道76中的涂布液43的流动为库爱特流动与泊肃叶流动合成的流动。库爱特流动为依赖于基材21的移动及涂布液43的粘性的流动，泊肃叶流动为依赖于压力P1与压力P2之差和/或压力P2与压力P3之差的流动。
前端模唇82U中的上游侧弯液面MU的长度(以下，称为上游侧液道长度)L(单位为m)由以下式(1)求出。
L＝(d12/6μU)·[-P4-1.34(μU/σ)2/3·(σ/h)-(6μUL1/d13)·(d1-2h)
+{σ(cosθCs+cosθCd)}/d2]……(1)
式(1)由下述的式(1A)及式(1B)获得。
P0-P4＝1.34(μU/σ)2/3·(σ/h)+(6μUL1/d13)·(d1-2h)+(6μUL/d22)
+σ/R……(1A)
R＝-{d2/(cosθCs+cosθCd)}……(1B)
式(1)、(1A)、(1B)中，μ、U等分别表示如下含义。
μ(单位为Pa·s)；涂布液43的粘度
U(单位为m/s)；基材21的移动速度
σ(单位为N/m)；表面张力
h(单位为m)；涂膜41的厚度
θCs(单位为°)；是前端模唇82U与上游侧弯液面MU所成的角度，所成角度为液道76的内部侧的角度
θCd(单位为°)；是基材21与上游侧弯液面MU所成的角度，所成角度为液道76的内部侧的角度
R(单位为m)；弯液面的曲率半径
参考图9对涂布液43的涂布方法进行说明。首先，使基材21移动。在将狭缝模具44配置于比规定的涂布位置更远离基材21的退避位置的状态下，开始从供给部60(参考图5)向狭缝模具44供给涂布液43，开始从狭缝81排出涂布液43(出液开始工序)。所供给的流量设为将突起非形成部18(参考图1)的膜22形成为规定的厚度T22的流量。如图9(A)所示，从狭缝排出的涂布液43顺着前端模唇82U而流落。由此前端模唇82U处于被涂布液43润湿的状态。
接着，通过位移机构66移动狭缝模具44，以使狭缝模具44与基材21之间的距离变窄。在该例子中，距离d1小于距离d2，因此狭缝模具44与基材21之间的距离为距离d1。通过减少距离d1，如图9(B)所示，使从狭缝81排出的涂布液43与基材21接触(着液工序)，由此在前端模唇82与基材21之间形成液道76。在着液工序中，在本例中，向预先设定的规定的涂布位置移动了狭缝模具44，但也可以使其移动至比涂布位置更靠近基材21的位置。
通过抽吸部68抽吸减压腔67内部的气体，将减压腔67内部的压力设为负压，由此将前述的压力P4设为与后述的正式涂布工序中所设定的压力P4相同的压力。另外，在本例中，在正式涂布工序中，通过减压腔67以大致300Pa的减压度(抽吸压力)来进行抽吸。“相同的压力”无需与压力P4严格的相同，只要是10Pa以内的差，则可以视为相同。
形成液道76之后，将涂布液43继续涂布于基材21，在正在进行涂布的状态下，暴露前端模唇82U(预涂布工序)。前端模唇82U无需其整个区域暴露于外部气体，只要前端模唇82U中的移动方向Dc上的上游侧的一部分区域(自上游侧端缘起一部分区域)在基材21的宽度方向整个区域中暴露即可。更优选地，预先求出将产品部15的膜22形成为规定的厚度T22的期间的上游侧弯液面MU在前端模唇82U中的位置，以使上游侧弯液面MU位于该位置或比该位置更靠下游侧的位置的状态，前端模唇82U中的移动方向Dc上的上游侧的一部分区域在基材21的宽度方向上而暴露即可。接触角滞后抑制在20°以内，因此在预涂布工序中，可靠地暴露前端模唇82U。
在以往的方法中，在认为已暴露的上游侧块的前端模唇中虽然极薄但仍以膜状残留有涂布液43。在继续进行涂布的期间，涂布液从液道渗入这种膜状残留的涂布液。而且，已知因从该膜状物中溶剂蒸发而表面张力上升，在膜状物中例如会形成凝胶状物等涂布液的疙瘩。相对于此，根据上述的本例，由于暴露前端模唇82U，因此上述疙瘩不会形成于前端模唇82U，其结果，在涂膜中不会形成条纹状的槽。因此，能够更长时间继续进行涂布，其结果，能够获得更长尺寸的薄膜12。
预涂布工序也可以是等待前端模唇82U的暴露的暴露等待工序。若接触角滞后θH在10°以内，则即便在前端模唇82U中暂时产生液滴43d，也会迅速下落，从而液滴43d不会残留。当前端模唇82U的接触角滞后θH在大于10°且20°以内时，等待暴露之后，如图9(B)所示，前端模唇82U以液滴43d残留的状态暴露。如此，如图9(B)所示，液滴43d可以残留于所暴露的区域。
通过使用相机73的观察确认到，例如接触角滞后θH为大于10°且30°以内的15.6°时，在预涂布工序中，前端模唇82处于涂布液43作为液滴43d残留的状态，但附着有液滴43d的部位以外均暴露。并且，确认到，当接触角滞后θH为10°以内的7.2°时，并无液滴43d残留，且前端模唇82处于整个区域暴露于外部气体的状态。相对于此，确认到，接触角滞后θH大于30°时(例如，43.2°及70°时)的前端模唇虽然极薄但会保持整个区域被涂布液43润湿的状态，在300分钟的观察时间内，没有处于暴露于外部气体的状态。
当以液滴43d残留的状态暴露了前端模唇82U时，预涂布工序优选具有使液滴43d下落的液滴下落工序。作为使液滴43d下落的方法，例如有对前端模唇82U赋予振动的方法、对前端模唇82U吹风的方法等。
预涂布工序可以具有第1弯液面移动工序及第2弯液面移动工序，尤其在液滴43d残留于前端模唇82U时，优选具有第1弯液面移动工序及第2弯液面移动工序。如图9(C)所示，第1弯液面移动工序通过使上游侧弯液面MU向移动方向Dc上的上游侧移动，使液滴43d与液道76成为一体。如图9(d)所示，第2弯液面移动工序在第1弯液面移动工序之后，使上游侧弯液面MU向第1弯液面移动工序之前的位置移动。更具体而言，返回到第1弯液面移动工序开始时的位置。通过该第1弯液面移动工序及第2弯液面移动工序，相比于上游侧弯液面MU，上游侧的前端模唇82U更可靠地暴露成液滴43d不会残留的状态。
上游侧弯液面MU的移动优选通过相比于移动方向Dc上的液道76变更上游侧的减压度、增减狭缝模具44与基材21之间的距离及变更从狭缝模具44排出的涂布液43的流量中的至少一个来进行。通过相比于移动方向Dc上的液道76变更上游侧的减压度，压力P4改变，因此上游侧弯液面MU进行移动。例如，当使上游侧弯液面MU向上游侧移动时，为了进一步减小压力P4，加强减压腔67的抽吸力，以加大减压度。并且，当使上游侧弯液面MU向下游侧移动时，进一步加大压力P4为佳，因此减弱减压腔67的抽吸力即可。
并且，当使上游侧弯液面MU向上游侧移动时，由式(1)可知，既可以加大狭缝模具44与基材21之间的距离d1，也可以增加从狭缝模具44排出的涂布液43的流量。相对于此，当使上游侧弯液面MU向下游侧移动时，既可以减小狭缝模具44与基材21之间的距离d1，也可以减少从狭缝模具44排出的涂布液43的流量。
优选自着液工序中的涂布液43与基材21的接触开始起10秒以内结束预涂布工序。由此，液滴43d以密集的状态形成于所形成的涂膜41中接近基材21的长度方向上的前端且非常有限的一部分区间。其结果，多个突起17A形成于接近薄膜12(参考图1)的长度方向上的一端12A且非常有限的一部分区间，因此能够有效地抑制前述的端缘痕迹。
在通过以上预涂布工序形成的涂膜41中生成非产品部16的膜22。具体而言，在从图9(B)所示的着液工序开始至上述第1弯液面移动工序中的液滴43d的一体化之前的期间所形成的涂膜41中生成突起非形成部18(参考图1)的膜22。并且，在第1弯液面移动工序中的液滴43d的一体化的开始至结束的期间所形成的涂膜41中生成突起形成部17(参考图1、图3)的膜22。与液道76成为一体的球冠状的液滴43d形成突起17A(参考图1、图3)。
预涂布工序之后继续进行涂布，以形成成为产品部15(图1、图2)的薄膜12的膜22(正式涂布工序)。
在图1所示的薄膜卷10中，有时在薄膜12的一端12A侧的一定的长度区域附着前述的端缘痕迹。存在该端缘痕迹的部分通常不推荐使用，成为废弃区域。在这一点上，薄膜卷10将存在突起17A的非产品部有效地用作端缘痕迹会附着的区域。由此，能够抑制包括原材料在内的总废弃量。
符号说明
10-薄膜卷，11-卷芯，12-薄膜，12A-一端，12B-另一端，15-产品部，16-非产品部，17-突起形成部，17A-突起，18-突起非形成部，21-基材，21A-基材面，22-膜，22A-膜面，30-薄膜制造设备，31-送出部，32-涂布装置，33-固化装置，34-卷取部，37-辊，38-基材卷，41-涂膜，42-支承辊，42a-旋转轴，42b-外周部件，43-涂布液，43d-液滴，44-狭缝模具，45-出液口，46-转塔臂，47-卷取轴，48-导向臂，51-导向辊，52-臂安装轴，60-供给部，61-架台，62-移动台，63-工作台，66-位移机构，67-减压腔，67a-前板，67b-后板，67c-侧板，67d-基板，67e-调整板，67f-隔板，67o-开口，67s-蓄液部，67v-排出口，68-抽吸部，71-回收部，72-控制器，73-相机，76-液道，77-上游侧块，78-下游侧块，81-狭缝，82、82D、82U-前端模唇，82a-表层，D-液滴，d1、d2-距离，h、T21、T22-厚度，QE-突出量，LL-模唇长度，S--固体，S1-第1膜面，S2-第2膜面，L15、L16-长度，MD-下游侧弯液面，MU-上游侧弯液面，LP-突起长度，TP-突起高度，WP-突起宽度，θC、θCd、θCs-接触角。
Claims (7)
1.一种薄膜制造方法，其在移动的长尺寸的基材上通过从所述基材的移动方向上的上游侧的块与下游侧的块之间的狭缝排出涂布液的狭缝模具连续地涂布所述涂布液，并且调整在所述狭缝模具的上游侧设置的减压腔的减压度，由此制造层叠膜，其中，所述薄膜制造方法具有：
出液开始工序，开始从所述狭缝模具的所述狭缝排出所述涂布液；
着液工序，通过使移动中的基材与出液中的所述狭缝模具之间的距离变窄，使从所述狭缝模具排出的所述涂布液与所述基材接触；
预涂布工序，在将所述涂布液涂布于所述基材的状态下，通过在所述狭缝模具与所述基材之间形成涂布液道，从而等待被所述涂布液润湿的所述上游侧的块的前端模唇被划分为位于所述涂布液道的上游侧弯液面的下游侧且被所述涂布液覆盖的部分和位于所述涂布液道的上游侧弯液面的上游侧且从所述涂布液暴露的部分，其中，具有表层的所述前端模唇相对于涂布液的接触角滞后θH最大为30°；以及
正式涂布工序，在所述预涂布工序之后继续进行涂布，形成成为产品部的所述层叠膜的涂膜，
所述预涂布工序具有：
第1弯液面移动工序，在以所述涂布液作为液滴残留在所述上游侧弯液面的上游侧的状态暴露了所述前端模唇的情况下，增大所述减压腔的减压度而使所述上游侧弯液面向上游侧移动，由此使液滴与所述涂布液道成为一体；以及
第2弯液面移动工序，在所述第1弯液面移动工序之后，减小所述减压腔的减压度而使所述上游侧弯液向所述第1弯液面移动工序之前的位置移动。
2.根据权利要求1所述的薄膜制造方法，其中，
所述预涂布工序具有：
使所述液滴下落的液滴下落工序。
3.根据权利要求1所述的薄膜制造方法，其中，
关于所述上游侧弯液面的移动，使用增减所述狭缝模具与所述基材之间的距离、以及变更来自所述狭缝模具的所述涂布液的流量中的任意方式，使所述上游侧弯液面移动。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的薄膜制造方法，其中，
自所述着液工序中的所述涂布液与所述基材的接触开始起10秒以内结束所述预涂布工序。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的薄膜制造方法，其中，
该薄膜制造方法还具有：
卷取工序，在卷芯上卷取所述层叠膜，
在所述卷芯上卷取经过了所述预涂布工序的所述层叠膜之后，卷取经过了所述正式涂布工序的所述层叠膜。
6.根据权利要求4所述的薄膜制造方法，其中，
该薄膜制造方法还具有：
卷取工序，在卷芯上卷取所述层叠膜，
在所述卷芯上卷取经过了所述预涂布工序的所述层叠膜之后，卷取经过了所述正式涂布工序的所述层叠膜。
7.一种薄膜卷，其具备：
卷芯；以及
层叠膜，其具备基材以及膜，该膜是在移动的长尺寸的基材上通过从所述基材的移动方向上的上游侧的块与下游侧的块之间的狭缝排出涂布液的狭缝模具连续地涂布所述涂布液，由此形成于所述基材的膜，并且该层叠膜从长度方向上的一端侧卷绕于所述卷芯，
所述层叠膜在所述一端侧具有薄膜部，该薄膜部是通过增大在所述狭缝模具的上游侧设置的减压腔的减压度而使附着于所述上游侧的块的所述涂布液形成的球冠状的液滴跟所述狭缝模具与所述基材之间的涂布液道成为一体，从而使突起形成于所述膜，其中，所述上游侧的块的前端模唇相对于涂布液的接触角滞后θH为大于10°且20°以内，
所述突起的从所述膜的膜面的垂直方向观察所述膜的膜面时的形状是长轴沿所述层叠膜的长度方向的椭圆。
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