JP2003117474A - 薄膜形成方法 - Google Patents
薄膜形成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生産性を向上させながらも、所望の薄膜を形
成できる薄膜形成方法を提供すること。 【解決手段】 フィルム又は板状の被塗布物１０の塗布
面が下向きの状態で一定速度で搬送しながら、塗布面に
向かい合う上向きのスリットノズル３から、 毛管作用
により塗布液を供給することにより、被塗布物の塗布面
に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、 スリットノ
ズル３の毛管間隔δが、５０μ≦δ≦３００μｍ、スリ
ットノズル３の先端と塗布面との間隔ｈが、１５０μｍ
≦ｈ≦３００μｍ、スリットノズル３の出口部における
液流速をＶ１、スリットノズル３へ塗布液を供給するた
めの配管にける液流速をＶ２とすると、 ０＜Ｖ２≦Ｖ
１×0．5 となるように設定されている。
成できる薄膜形成方法を提供すること。 【解決手段】 フィルム又は板状の被塗布物１０の塗布
面が下向きの状態で一定速度で搬送しながら、塗布面に
向かい合う上向きのスリットノズル３から、 毛管作用
により塗布液を供給することにより、被塗布物の塗布面
に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、 スリットノ
ズル３の毛管間隔δが、５０μ≦δ≦３００μｍ、スリ
ットノズル３の先端と塗布面との間隔ｈが、１５０μｍ
≦ｈ≦３００μｍ、スリットノズル３の出口部における
液流速をＶ１、スリットノズル３へ塗布液を供給するた
めの配管にける液流速をＶ２とすると、 ０＜Ｖ２≦Ｖ
１×0．5 となるように設定されている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フィルム又は板状
の被塗布物の塗布面が下向きの状態で一定速度で搬送し
ながら、前記塗布面に向かい合う上向きのスリットノズ
ルから、 毛管作用により塗布液を供給することによ
り、前記被塗布物の前記塗布面に薄膜を形成する薄膜形
成方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば、反射防止膜がコーティングされ
た液晶表示素子用の偏光板のように、フィルム又は板状
の被塗布物に薄膜を形成する技術が知られている。かか
る薄膜形成装置として、特許第２８７８１７１号や特開
２００１−７０８５４号公報に開示される薄膜塗工装置
がある。この装置は、毛管作用に基づいて被塗布物の塗
布面に薄膜を形成するものであり、その概略を図１に示
す。 【０００３】図１において、塗布液１が充填される液槽
２が設けられており、塗布液１の中のスリットノズル３
は、第１スリット部材３０と、第２スリット部材３１と
を有し、この第１・第２スリット部材３０，３１により
毛管間隔（スリット）が形成される。スリットノズル３
は、 その出口部が液面から突出した状態と、液面内部
に浸漬した状態とに設定変更することができる。そのた
め、スリットノズル３の下面の一部に支持軸４が結合さ
れており、 この支持軸４は不図示の駆動機構により上
下駆動される。また、支持軸４の上下動に伴い塗布液１
が漏れてこないようにするため、蛇腹部材５が設けられ
ている。 【０００４】一方、テーブル１１の下面にフィルムや板
状の被塗布物１０が取り付けられる。テーブル１１の内
部には真空吸着機構（不図示）が設けられており、被塗
布物１０をテーブル１１の下面に吸着する。被塗布物１
０の下面が塗布面に該当し、スリットノズル３の先端が
上向きに向いており、両者は向かい合っている。そこ
で、テーブル１１を矢印Ａ方向に一定速度で搬送するこ
とにより、毛管作用によりスリットノズル３の先端から
連続的に塗布液を供給し、被塗布物１０の塗布面に薄膜
を形成することができる。被塗布物１０は、所定の幅寸
法を有しており、スリットノズル３の先端も幅方向（図
の紙面に垂直な方向）に沿って延びている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記装置を利用して被
塗布物に薄膜を形成する場合に課題は、以下の通りであ
る。薄膜形成の生産性を上げるためには、被塗布物１０
の搬送速度（塗工速度）を上げる必要がある。ところ
が、被塗布物１０の搬送速度を上げようとすると（例え
ば、１．５ｍ／ｍｉｎ以上）、塗布面に形成される膜の
厚さが厚くなる傾向があるため、所望の厚さの薄膜を形
成できなくなる。また、被塗布物の搬送速度を上げる
と、スリットノズルからの塗布液の供給がうまくいか
ず、液切れしやすくなる。 【０００６】そこで、本願の発明者らは鋭意検討した結
果、塗布液を供給する場合の条件設定を適切に行うこと
により、生産性を向上させながらも、所望の薄膜を形成
できることを見出した。よって、本発明の課題は、生産
性を向上させながらも、所望の薄膜を形成できる薄膜形
成方法を提供することである。 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係る薄膜形成方法は、フィルム又は板状の被塗
布物の塗布面が下向きの状態で一定速度で搬送しなが
ら、前記塗布面に向かい合う上向きのスリットノズルか
ら、 毛管作用により塗布液を供給することにより、前
記被塗布物の前記塗布面に薄膜を形成する薄膜形成方法
であって、前記スリットノズルの毛管間隔δが、 ５０μ≦δ≦３００μｍ 前記スリットノズルの先端と前記塗布面との間隔ｈが、 １５０μｍ≦ｈ≦３００μｍ 前記スリットノズルの出口部における液流速をＶ１、前
記スリットノズルが浸漬される液槽へ塗布液を供給する
ための配管における液流速をＶ２とすると、 ０＜Ｖ２≦Ｖ１× 0．5 となるように設定されていることを特徴とするものであ
る。 【０００７】まず、スリットノズルの毛管間隔δ（図１
参照）を、５０μｍ≦δ≦３００μｍとなるように設定
する。 ５０μｍ＞δだと、液切れし、δ＞３００μｍ
だと、塗膜が厚すぎるという問題がある。 【０００８】また、スリットノズルの先端と塗布面との
間隔ｈ（図１参照）を、１５０μｍ≦ｈ≦３００μｍと
なるように設定する。 １５０μｍ＞ｈだと、液だまり
が生じ、塗りムラが発生する。ｈ＞３００μｍだと、液
切れするという問題がある。 【０００９】さらに、スリットノズルの出口部における
液流速をＶ１（図１参照）、液槽へ塗布液を供給するた
めの配管における液流速をＶ２（図２参照）とすると、
０＜Ｖ２≦Ｖ１× 0．5 となるように設定されている。
かかる液流速の設定は、スリットノズルの毛管間隔と配
管の断面積とを所定の比率に設定することで得られる。
Ｖ２＞Ｖ１× 0．5 になると、塗膜が厚すぎるという
問題がある。 【００１０】上記条件をすべて満たしたときに、生産性
を向上させながらも、所望の薄膜を形成できる薄膜形成
方法を提供することができる。例えば、被塗布物の搬送
速度を１．５／ｍｉｎ以上にしながらも、塗布膜の厚さ
を１０μｍ以下（ただし、この値は塗布直後の厚さであ
る。）の薄膜に形成することができる。 【発明の実施の形態】本発明にかかる薄膜形成方法を実
施するのに好適な薄膜塗工装置を説明する。図１は、薄
膜塗工装置の概略構成を示す断面図であり、図２は、図
１の矢印Ｂ方向から見た断面図である。 【００１１】図１において、塗布液１が充填される液槽
２が設けられており、塗布液１の中にスリットノズル３
の一部が浸漬されている。スリットノズル３は、第１ス
リット部材３０と、第２スリット部材３１とを有し、こ
の第１・第２スリット部材３０，３１により毛管間隔δ
（スリット）が形成される。スリットノズル３は、その
出口部が液面から突出した状態と、液面内部に浸漬した
状態とに設定変更することができる。そのため、スリッ
トノズル３の下面の一部に支持軸４が結合されており、
この支持軸４は不図示の駆動機構により上下駆動され
る。また、支持軸４の上下動に伴い塗布液１が漏れてこ
ないようにするため、蛇腹部材５が設けられている。 【００１２】一方、テーブル１１の下面にフィルムや板
状の被塗布物１０が取り付けられる。テーブル１１の内
部には真空吸着機構（不図示）が設けられており、被塗
布物１０をテーブル１１の下面に吸着する。被塗布物１
０の下面が塗布面に該当し、スリットノズル３の先端が
上向きに向いており、両者は向かい合っている。そこ
で、テーブル１１を矢印Ａ方向に一定速度で搬送するこ
とにより、毛管作用によりスリットノズル３の先端から
連続的に塗布液を供給し、被塗布物１０の塗布面に薄膜
を形成することができる。被塗布物１０は、所定の幅寸
法を有しており、スリットノズル３の先端も幅方向（図
１の紙面に垂直な方向）に沿って延びている。 【００１３】図２は、被塗布物１０の幅方向に沿った断
面図である。スリットノズル３は、被塗布物１０の幅を
十分にカバーするだけのスリット長さを有する。 支持
軸４及び蛇腹部材５は、幅方向両側に一対設けられてい
るが、図示の都合上、 図２では一方のみが示される。 【００１４】液槽２の端部の下面側に、塗布液を貯蔵し
た貯蔵タンク２０が設けられ、ポンプ２１により塗布液
がくみ出される。ポンプ２１の下流側にフィルター２２
が設けられ、異物等が除去される。貯蔵タンク２０の塗
布液は、配管２３ａ，２３ｂ，２３ｃを通って、開口部
２４を介して液槽２に供給される。また、液槽２の下面
には別の開口部２５が形成されており、余分な塗布液は
配管２６を通って、貯蔵タンク２６に戻される。 【００１５】また、開口部２４の上方には、 別の開口
部２７が形成され、略Ｌ字形の液面調整用配管２８が取
り付けられている。液面調整用配管２８には、液面セン
サー２９が設けられており、液槽２の塗布液の液面高さ
を常時モニターする。制御部１８は、液面センサー２９
からの信号に基づいて、液槽２内の液面高さが一定にな
るように、ポンプ２１を駆動するモータ１９を制御す
る。 【００１６】本発明による被塗布物は、フィルムや板状
（シート状も含む）の被塗布物であり、この被塗布物の
塗布面に例えば低反射コーティングを行うものである。
パソコンのモニター装置、ビデオカメラのモニター部に
は、液晶表示素子が用いられているが、画面に外光が反
射すると表示画面が見難くなるという問題があり、液晶
表示素子の偏光板に低反射コーティングを行っている。
かかる低反射コーティングを行う場合に、本発明による
薄膜形成方法は特に好適である。 【００１７】かかる場合において、被塗布物として好適
な素材について説明する。被塗布物としては、可撓性を
有する基材であればよく、例えば、プラスチックフィル
ムが挙げられ、プラスチックの材質としては、例えば、
ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、三酢
酸セルロースなどがあげられる。 【００１８】次に、低反射膜コーティングを形成する場
合の好適な塗布液について説明する。塗布液としては、
金属アルコキシド１種類以上又は紫外線硬化型樹脂１種
類以上を主成分とした液が好適である。 【００１９】金属アルコキシドは、低温で容易に無機質
層を得ることができる塗布液の原料として好適である。
また複数の金属アルコキシドを組み合わせることによ
り、任意の光学特性を有する薄膜が形成できる。金属ア
ルコキシドとしては、例えば、シリコンアルコキシド、
チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、アル
ミニウムアルコキシド、アンチモンアルコキシド等があ
げられる。 【００２０】好適な金属アルコキシドの具体例として
は、シリコンアルコキシドテトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチル
トリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエ
チルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルシラン等が
上げられる。また、上記紫外線硬化型樹脂としては、特
に光学薄膜を形成させるのに用いられる紫外線硬化型樹
脂がそのまま用いられる。例えば、ポリエーテル樹脂、
アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げら
れる。 【００２１】また、塗布液中には、固形分濃度を調整す
るために有機溶剤等が混合され用いられる。 この有機
溶剤としては、例えば、炭化水素系、アルコール系、エ
ーテル系、エステル系等があげられる。特に、 ヘキサ
ン、シクロヘキサン、トルエン、エタノール、イソプロ
ピルアルコール、メチルエチルケトン、酢酸エチル等が
好適である。 【００２２】＜作用＞次に、図１、 図２の薄膜塗工装
置を用いて薄膜を形成する場合の工程を簡単に説明す
る。 【００２３】塗工を行わない場合は、スリットノズル３
の全体が液槽２の塗布液内に浸漬されている。塗布を開
始する場合、塗布開始位置に被塗布物１０をセットす
る。次に、液槽内に浸漬しているスリットノズル３を上
昇させる。スリットノズル３の先端を被塗布物１０の塗
布面に近接させる。この近接させる距離は、図１に示さ
れる間隔ｈよりも短い距離である。これにより、スリッ
トノズル３の先端の塗布液が塗布面に接触する。 【００２４】ついで、 スリットノズル３をわずかな距
離だけ下降させる。この状態で、スリットノズル３の先
端と塗布面との距離は、図１に示すｈとなる。これによ
り、毛管作用が発生する。被塗布物１０を矢印Ａ方向に
一定速度で搬送することにより、毛管作用により塗布液
が連続的に供給される。 【００２５】＜薄膜形成のための条件設定＞次に、 上
記のように被塗布物に薄膜を形成するための条件を説明
する。本発明においては、生産性を上げるために、被塗
布物を比較的速い速度、具体的には、１．５ｍ／ｍｉｎ
以上の速度で搬送する。 しかし、被塗布物の搬送速度
を上げると、 別の問題を生じる。すなわち、 搬送速度
を上げると、被塗布物の塗布面に形成される塗布膜の厚
さが厚くなる傾向にある。したがって、所望の薄膜を形
成するためには、条件設定に工夫が必要である。また、
搬送速度を上げると、スリットノズル３の先端からの塗
布液の供給がうまくいかず、液切れが生じやすくなり、
塗布ムラが発生する。したがって、この点も考慮する必
要がある。そこで、以下説明するような設定を行ってい
る。 【００２６】まず、スリットノズル３の毛管間隔δが、
５０μ≦δ≦３００μｍ となるように設定する。５０
μｍ＞δだと、液切れし、δ＞３００μｍだと、塗膜が
厚すぎるという問題があるからである。 【００２７】また、スリットノズルの先端と塗布面との
間隔ｈ（図１参照）を、１５０μｍ≦ｈ≦３００μｍと
なるように設定する。 １５０μｍ＞ｈだと、液だまり
が生じ塗りムラが発生する。ｈ＞３００μｍだと、液切
れという問題があるからである。 【００２８】さらに、スリットノズルの出口部における
液流速をＶ１（図１参照）、塗布液を供給する配管にお
ける液流速をＶ２（図２参照）とすると、０＜Ｖ２≦Ｖ
１×0．5 となるように設定されている。かかる液流速
の設定は、スリットノズルの毛管間隔と配管の断面積と
を所定の比率に設定することで得られる。 Ｖ２＞Ｖ１
× 0．5 になると、液切れするという問題がある。 【００２９】また、本発明で用いられる塗布液の固形分
濃度は、３．０ｗｔ％以上のものを使用する。また、キ
ャピラリー数Ｃａは、０．１以下とするのが好ましい。
キャピラリー数Ｃａとは、 Ｃａ＝（液粘度ｋｇ／（ｍ・ｓｅｃ））×（被塗布物速
度ｍ／ｓｅｃ）／（液の表面張力ｋｇ／ｓｅｃ2 ） で示される無次元の定数である。 【００３０】得られる薄膜の厚みは、塗布直後（図１に
ｔで示す。）において、１０μｍ以下の薄膜である。塗
布液を塗布した後は、溶剤等が乾燥して蒸発するので、
製品段階の薄膜の厚みはもっと薄くなる（例えば、０．
３μｍ程度）。 【００３１】上記のようにして得られる低反射膜コーテ
ィングは、可視光線の反射率が３％以下となる。 【００３２】 【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって限定される
ものではない。例中にある％は、特にことわらないかぎ
り重量基準である。 【００３３】塗布液として、反射防止塗料”オプスター
JM5022"（ジェイエスアール（株)製；フッ素系の樹脂
３％含有塗料）を、メチルイソブチルケトンで２％濃度
に希釈したものを用いた。また被塗布物として、幅８０
０mm、長さ８００mm、厚さ２. ０ｍｍの耐擦傷性ポリメ
チルメタクリレート樹脂板（住友化学工業（株）製の表
面ハードコート処理板" スミペックス E MR-2 000"）を
用いた。このポリメチルメタクリレート樹脂板を、図３
に示す塗工装置のテーブル３に真空吸着固定した。 【００３４】まず、塗布ノズルのノズル間隔を任意の値
に設定し、被塗布物４１を、吸着板が反転させて、上向
きになっている塗布ノズルの上部に搬送し、塗布ノズル
を被塗布物に接近させ、塗布ノズル先端より排出される
塗布液を被塗布物に接触させる。その後任意の設定間隔
まで塗布ノズルを被塗布物から離し、流速Ｖ２にて塗料
供給を行ない塗布ノズル内で流速Ｖ１に保ちつつ、速度
３. ０ｍ／ｍｉｎにて被塗布物を搬送させ、その表面に
塗膜を形成する。得られた塗工物は、４０℃で１０分間
乾燥後、５００ｍＪ／ｃｍ2 紫外線を照射し、被膜を硬
化させた。 【００３５】表１に塗布ノズルスリット間隔，塗布ノズ
ルと被塗布物の間隔（塗布ＧＡＰ)、塗料供給速度種々
組み合わせて、得られた塗膜の状態をそれぞれ示す。こ
の表の結果から、本発明（実施例）が優れていることが
分かる。 【００３６】 【表１】＜別実施形態＞本発明は低反射コーティングに限定され
るものではなく、耐擦傷性、帯電防止性、防汚染性、防
曇性、光線吸収性等の各機能を付与する目的の場合にも
適用することができる。さらに、着色剤等を含む塗布液
を塗布し、種々の機能性被膜、保護膜、着色膜、意匠性
被膜等を形成する場合にも応用することができる。
の被塗布物の塗布面が下向きの状態で一定速度で搬送し
ながら、前記塗布面に向かい合う上向きのスリットノズ
ルから、 毛管作用により塗布液を供給することによ
り、前記被塗布物の前記塗布面に薄膜を形成する薄膜形
成方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば、反射防止膜がコーティングされ
た液晶表示素子用の偏光板のように、フィルム又は板状
の被塗布物に薄膜を形成する技術が知られている。かか
る薄膜形成装置として、特許第２８７８１７１号や特開
２００１−７０８５４号公報に開示される薄膜塗工装置
がある。この装置は、毛管作用に基づいて被塗布物の塗
布面に薄膜を形成するものであり、その概略を図１に示
す。 【０００３】図１において、塗布液１が充填される液槽
２が設けられており、塗布液１の中のスリットノズル３
は、第１スリット部材３０と、第２スリット部材３１と
を有し、この第１・第２スリット部材３０，３１により
毛管間隔（スリット）が形成される。スリットノズル３
は、 その出口部が液面から突出した状態と、液面内部
に浸漬した状態とに設定変更することができる。そのた
め、スリットノズル３の下面の一部に支持軸４が結合さ
れており、 この支持軸４は不図示の駆動機構により上
下駆動される。また、支持軸４の上下動に伴い塗布液１
が漏れてこないようにするため、蛇腹部材５が設けられ
ている。 【０００４】一方、テーブル１１の下面にフィルムや板
状の被塗布物１０が取り付けられる。テーブル１１の内
部には真空吸着機構（不図示）が設けられており、被塗
布物１０をテーブル１１の下面に吸着する。被塗布物１
０の下面が塗布面に該当し、スリットノズル３の先端が
上向きに向いており、両者は向かい合っている。そこ
で、テーブル１１を矢印Ａ方向に一定速度で搬送するこ
とにより、毛管作用によりスリットノズル３の先端から
連続的に塗布液を供給し、被塗布物１０の塗布面に薄膜
を形成することができる。被塗布物１０は、所定の幅寸
法を有しており、スリットノズル３の先端も幅方向（図
の紙面に垂直な方向）に沿って延びている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】上記装置を利用して被
塗布物に薄膜を形成する場合に課題は、以下の通りであ
る。薄膜形成の生産性を上げるためには、被塗布物１０
の搬送速度（塗工速度）を上げる必要がある。ところ
が、被塗布物１０の搬送速度を上げようとすると（例え
ば、１．５ｍ／ｍｉｎ以上）、塗布面に形成される膜の
厚さが厚くなる傾向があるため、所望の厚さの薄膜を形
成できなくなる。また、被塗布物の搬送速度を上げる
と、スリットノズルからの塗布液の供給がうまくいか
ず、液切れしやすくなる。 【０００６】そこで、本願の発明者らは鋭意検討した結
果、塗布液を供給する場合の条件設定を適切に行うこと
により、生産性を向上させながらも、所望の薄膜を形成
できることを見出した。よって、本発明の課題は、生産
性を向上させながらも、所望の薄膜を形成できる薄膜形
成方法を提供することである。 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係る薄膜形成方法は、フィルム又は板状の被塗
布物の塗布面が下向きの状態で一定速度で搬送しなが
ら、前記塗布面に向かい合う上向きのスリットノズルか
ら、 毛管作用により塗布液を供給することにより、前
記被塗布物の前記塗布面に薄膜を形成する薄膜形成方法
であって、前記スリットノズルの毛管間隔δが、 ５０μ≦δ≦３００μｍ 前記スリットノズルの先端と前記塗布面との間隔ｈが、 １５０μｍ≦ｈ≦３００μｍ 前記スリットノズルの出口部における液流速をＶ１、前
記スリットノズルが浸漬される液槽へ塗布液を供給する
ための配管における液流速をＶ２とすると、 ０＜Ｖ２≦Ｖ１× 0．5 となるように設定されていることを特徴とするものであ
る。 【０００７】まず、スリットノズルの毛管間隔δ（図１
参照）を、５０μｍ≦δ≦３００μｍとなるように設定
する。 ５０μｍ＞δだと、液切れし、δ＞３００μｍ
だと、塗膜が厚すぎるという問題がある。 【０００８】また、スリットノズルの先端と塗布面との
間隔ｈ（図１参照）を、１５０μｍ≦ｈ≦３００μｍと
なるように設定する。 １５０μｍ＞ｈだと、液だまり
が生じ、塗りムラが発生する。ｈ＞３００μｍだと、液
切れするという問題がある。 【０００９】さらに、スリットノズルの出口部における
液流速をＶ１（図１参照）、液槽へ塗布液を供給するた
めの配管における液流速をＶ２（図２参照）とすると、
０＜Ｖ２≦Ｖ１× 0．5 となるように設定されている。
かかる液流速の設定は、スリットノズルの毛管間隔と配
管の断面積とを所定の比率に設定することで得られる。
Ｖ２＞Ｖ１× 0．5 になると、塗膜が厚すぎるという
問題がある。 【００１０】上記条件をすべて満たしたときに、生産性
を向上させながらも、所望の薄膜を形成できる薄膜形成
方法を提供することができる。例えば、被塗布物の搬送
速度を１．５／ｍｉｎ以上にしながらも、塗布膜の厚さ
を１０μｍ以下（ただし、この値は塗布直後の厚さであ
る。）の薄膜に形成することができる。 【発明の実施の形態】本発明にかかる薄膜形成方法を実
施するのに好適な薄膜塗工装置を説明する。図１は、薄
膜塗工装置の概略構成を示す断面図であり、図２は、図
１の矢印Ｂ方向から見た断面図である。 【００１１】図１において、塗布液１が充填される液槽
２が設けられており、塗布液１の中にスリットノズル３
の一部が浸漬されている。スリットノズル３は、第１ス
リット部材３０と、第２スリット部材３１とを有し、こ
の第１・第２スリット部材３０，３１により毛管間隔δ
（スリット）が形成される。スリットノズル３は、その
出口部が液面から突出した状態と、液面内部に浸漬した
状態とに設定変更することができる。そのため、スリッ
トノズル３の下面の一部に支持軸４が結合されており、
この支持軸４は不図示の駆動機構により上下駆動され
る。また、支持軸４の上下動に伴い塗布液１が漏れてこ
ないようにするため、蛇腹部材５が設けられている。 【００１２】一方、テーブル１１の下面にフィルムや板
状の被塗布物１０が取り付けられる。テーブル１１の内
部には真空吸着機構（不図示）が設けられており、被塗
布物１０をテーブル１１の下面に吸着する。被塗布物１
０の下面が塗布面に該当し、スリットノズル３の先端が
上向きに向いており、両者は向かい合っている。そこ
で、テーブル１１を矢印Ａ方向に一定速度で搬送するこ
とにより、毛管作用によりスリットノズル３の先端から
連続的に塗布液を供給し、被塗布物１０の塗布面に薄膜
を形成することができる。被塗布物１０は、所定の幅寸
法を有しており、スリットノズル３の先端も幅方向（図
１の紙面に垂直な方向）に沿って延びている。 【００１３】図２は、被塗布物１０の幅方向に沿った断
面図である。スリットノズル３は、被塗布物１０の幅を
十分にカバーするだけのスリット長さを有する。 支持
軸４及び蛇腹部材５は、幅方向両側に一対設けられてい
るが、図示の都合上、 図２では一方のみが示される。 【００１４】液槽２の端部の下面側に、塗布液を貯蔵し
た貯蔵タンク２０が設けられ、ポンプ２１により塗布液
がくみ出される。ポンプ２１の下流側にフィルター２２
が設けられ、異物等が除去される。貯蔵タンク２０の塗
布液は、配管２３ａ，２３ｂ，２３ｃを通って、開口部
２４を介して液槽２に供給される。また、液槽２の下面
には別の開口部２５が形成されており、余分な塗布液は
配管２６を通って、貯蔵タンク２６に戻される。 【００１５】また、開口部２４の上方には、 別の開口
部２７が形成され、略Ｌ字形の液面調整用配管２８が取
り付けられている。液面調整用配管２８には、液面セン
サー２９が設けられており、液槽２の塗布液の液面高さ
を常時モニターする。制御部１８は、液面センサー２９
からの信号に基づいて、液槽２内の液面高さが一定にな
るように、ポンプ２１を駆動するモータ１９を制御す
る。 【００１６】本発明による被塗布物は、フィルムや板状
（シート状も含む）の被塗布物であり、この被塗布物の
塗布面に例えば低反射コーティングを行うものである。
パソコンのモニター装置、ビデオカメラのモニター部に
は、液晶表示素子が用いられているが、画面に外光が反
射すると表示画面が見難くなるという問題があり、液晶
表示素子の偏光板に低反射コーティングを行っている。
かかる低反射コーティングを行う場合に、本発明による
薄膜形成方法は特に好適である。 【００１７】かかる場合において、被塗布物として好適
な素材について説明する。被塗布物としては、可撓性を
有する基材であればよく、例えば、プラスチックフィル
ムが挙げられ、プラスチックの材質としては、例えば、
ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、三酢
酸セルロースなどがあげられる。 【００１８】次に、低反射膜コーティングを形成する場
合の好適な塗布液について説明する。塗布液としては、
金属アルコキシド１種類以上又は紫外線硬化型樹脂１種
類以上を主成分とした液が好適である。 【００１９】金属アルコキシドは、低温で容易に無機質
層を得ることができる塗布液の原料として好適である。
また複数の金属アルコキシドを組み合わせることによ
り、任意の光学特性を有する薄膜が形成できる。金属ア
ルコキシドとしては、例えば、シリコンアルコキシド、
チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、アル
ミニウムアルコキシド、アンチモンアルコキシド等があ
げられる。 【００２０】好適な金属アルコキシドの具体例として
は、シリコンアルコキシドテトラメトキシシラン、テト
ラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチル
トリエトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジエ
チルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、
γ−グリシドキシプロピルジメトキシメチルシラン等が
上げられる。また、上記紫外線硬化型樹脂としては、特
に光学薄膜を形成させるのに用いられる紫外線硬化型樹
脂がそのまま用いられる。例えば、ポリエーテル樹脂、
アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げら
れる。 【００２１】また、塗布液中には、固形分濃度を調整す
るために有機溶剤等が混合され用いられる。 この有機
溶剤としては、例えば、炭化水素系、アルコール系、エ
ーテル系、エステル系等があげられる。特に、 ヘキサ
ン、シクロヘキサン、トルエン、エタノール、イソプロ
ピルアルコール、メチルエチルケトン、酢酸エチル等が
好適である。 【００２２】＜作用＞次に、図１、 図２の薄膜塗工装
置を用いて薄膜を形成する場合の工程を簡単に説明す
る。 【００２３】塗工を行わない場合は、スリットノズル３
の全体が液槽２の塗布液内に浸漬されている。塗布を開
始する場合、塗布開始位置に被塗布物１０をセットす
る。次に、液槽内に浸漬しているスリットノズル３を上
昇させる。スリットノズル３の先端を被塗布物１０の塗
布面に近接させる。この近接させる距離は、図１に示さ
れる間隔ｈよりも短い距離である。これにより、スリッ
トノズル３の先端の塗布液が塗布面に接触する。 【００２４】ついで、 スリットノズル３をわずかな距
離だけ下降させる。この状態で、スリットノズル３の先
端と塗布面との距離は、図１に示すｈとなる。これによ
り、毛管作用が発生する。被塗布物１０を矢印Ａ方向に
一定速度で搬送することにより、毛管作用により塗布液
が連続的に供給される。 【００２５】＜薄膜形成のための条件設定＞次に、 上
記のように被塗布物に薄膜を形成するための条件を説明
する。本発明においては、生産性を上げるために、被塗
布物を比較的速い速度、具体的には、１．５ｍ／ｍｉｎ
以上の速度で搬送する。 しかし、被塗布物の搬送速度
を上げると、 別の問題を生じる。すなわち、 搬送速度
を上げると、被塗布物の塗布面に形成される塗布膜の厚
さが厚くなる傾向にある。したがって、所望の薄膜を形
成するためには、条件設定に工夫が必要である。また、
搬送速度を上げると、スリットノズル３の先端からの塗
布液の供給がうまくいかず、液切れが生じやすくなり、
塗布ムラが発生する。したがって、この点も考慮する必
要がある。そこで、以下説明するような設定を行ってい
る。 【００２６】まず、スリットノズル３の毛管間隔δが、
５０μ≦δ≦３００μｍ となるように設定する。５０
μｍ＞δだと、液切れし、δ＞３００μｍだと、塗膜が
厚すぎるという問題があるからである。 【００２７】また、スリットノズルの先端と塗布面との
間隔ｈ（図１参照）を、１５０μｍ≦ｈ≦３００μｍと
なるように設定する。 １５０μｍ＞ｈだと、液だまり
が生じ塗りムラが発生する。ｈ＞３００μｍだと、液切
れという問題があるからである。 【００２８】さらに、スリットノズルの出口部における
液流速をＶ１（図１参照）、塗布液を供給する配管にお
ける液流速をＶ２（図２参照）とすると、０＜Ｖ２≦Ｖ
１×0．5 となるように設定されている。かかる液流速
の設定は、スリットノズルの毛管間隔と配管の断面積と
を所定の比率に設定することで得られる。 Ｖ２＞Ｖ１
× 0．5 になると、液切れするという問題がある。 【００２９】また、本発明で用いられる塗布液の固形分
濃度は、３．０ｗｔ％以上のものを使用する。また、キ
ャピラリー数Ｃａは、０．１以下とするのが好ましい。
キャピラリー数Ｃａとは、 Ｃａ＝（液粘度ｋｇ／（ｍ・ｓｅｃ））×（被塗布物速
度ｍ／ｓｅｃ）／（液の表面張力ｋｇ／ｓｅｃ2 ） で示される無次元の定数である。 【００３０】得られる薄膜の厚みは、塗布直後（図１に
ｔで示す。）において、１０μｍ以下の薄膜である。塗
布液を塗布した後は、溶剤等が乾燥して蒸発するので、
製品段階の薄膜の厚みはもっと薄くなる（例えば、０．
３μｍ程度）。 【００３１】上記のようにして得られる低反射膜コーテ
ィングは、可視光線の反射率が３％以下となる。 【００３２】 【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例によって限定される
ものではない。例中にある％は、特にことわらないかぎ
り重量基準である。 【００３３】塗布液として、反射防止塗料”オプスター
JM5022"（ジェイエスアール（株)製；フッ素系の樹脂
３％含有塗料）を、メチルイソブチルケトンで２％濃度
に希釈したものを用いた。また被塗布物として、幅８０
０mm、長さ８００mm、厚さ２. ０ｍｍの耐擦傷性ポリメ
チルメタクリレート樹脂板（住友化学工業（株）製の表
面ハードコート処理板" スミペックス E MR-2 000"）を
用いた。このポリメチルメタクリレート樹脂板を、図３
に示す塗工装置のテーブル３に真空吸着固定した。 【００３４】まず、塗布ノズルのノズル間隔を任意の値
に設定し、被塗布物４１を、吸着板が反転させて、上向
きになっている塗布ノズルの上部に搬送し、塗布ノズル
を被塗布物に接近させ、塗布ノズル先端より排出される
塗布液を被塗布物に接触させる。その後任意の設定間隔
まで塗布ノズルを被塗布物から離し、流速Ｖ２にて塗料
供給を行ない塗布ノズル内で流速Ｖ１に保ちつつ、速度
３. ０ｍ／ｍｉｎにて被塗布物を搬送させ、その表面に
塗膜を形成する。得られた塗工物は、４０℃で１０分間
乾燥後、５００ｍＪ／ｃｍ2 紫外線を照射し、被膜を硬
化させた。 【００３５】表１に塗布ノズルスリット間隔，塗布ノズ
ルと被塗布物の間隔（塗布ＧＡＰ)、塗料供給速度種々
組み合わせて、得られた塗膜の状態をそれぞれ示す。こ
の表の結果から、本発明（実施例）が優れていることが
分かる。 【００３６】 【表１】＜別実施形態＞本発明は低反射コーティングに限定され
るものではなく、耐擦傷性、帯電防止性、防汚染性、防
曇性、光線吸収性等の各機能を付与する目的の場合にも
適用することができる。さらに、着色剤等を含む塗布液
を塗布し、種々の機能性被膜、保護膜、着色膜、意匠性
被膜等を形成する場合にも応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】薄膜塗工装置の概略構成を示す断面図
【図２】図１の矢視Ｂから見た薄膜塗工装置の断面図
【図３】本発明に従い、塗布ロールを用いて板状の被塗
布物に塗布している状態を模式的に示す図 【符号の説明】
布物に塗布している状態を模式的に示す図 【符号の説明】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 武藤 清
愛媛県新居浜市惣開町５番１号 住友化学
工業株式会社内
Ｆターム(参考） 4D075 AC02 AC94 CA02 CA22 CA34
CA39 CB02 CB07 CB36 DA03
DA06 DB40 DB48 DC18 DC24
EA07 EB22 EB33 EB37 EB38
EB52
4F041 AA02 AA12 AB01 BA10 BA32
BA57 CA02 CA12
4F042 AA02 AA22 AB00 BA04 CA01
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 フィルム又は板状の被塗布物の塗布面が
下向きの状態で一定速度で搬送しながら、前記塗布面に
向かい合う上向きのスリットノズルから、毛管作用によ
り塗布液を供給することにより、前記被塗布物の前記塗
布面に薄膜を形成する薄膜形成方法であって、 前記スリットノズルの毛管間隔δが、 ５０μ≦δ≦３００μｍ 前記スリットノズルの先端と前記塗布面との間隔ｈが、 １５０μｍ≦ｈ≦３００μｍ 前記スリットノズルの出口部における液流速をＶ１、前
記スリットノズルへ塗布液を供給するための配管におけ
る液流速をＶ２とすると、 ０＜Ｖ２≦Ｖ１× 0．5 となるように設定されていることを特徴とする薄膜形成
方法。
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|---|---|---|---|---|
| JP2005051220A (ja) * | 2003-07-17 | 2005-02-24 | Hoya Corp | レジスト膜付基板の製造方法 |
| JP2007518558A (ja) * | 2004-01-20 | 2007-07-12 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | コーティング幅を制御するための方法および装置 |
| JP2009010246A (ja) * | 2007-06-29 | 2009-01-15 | Hoya Corp | マスクブランクの製造方法及び塗布装置 |
| JP2010170028A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Hoya Corp | マスクブランクの製造方法及び塗布装置 |
| TWI471682B (zh) * | 2007-06-29 | 2015-02-01 | Hoya Corp | 遮罩基底之製造方法及塗布裝置 |
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