JP2004321915A - Coating method and coater - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイを用いる塗布方法及び塗布装置に関するものであり、特に写真感光乳化剤、磁性液、反射防止や防眩性などを付与する液、視野角拡大効果を付与する液、カラーフィルター用顔料液、表面保護液等の塗布液を、プラスチックフィルムや紙、金属箔等の可撓性支持体(以下、ウェブと称する)に塗布して、高機能性積層膜を製造するための塗布方法及び塗布装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
高機能性積層膜は、スロットダイを用いたコーター(塗布装置)などにより塗布液をウェブ上に塗布させ、積層させて製造されている。近年は高機能性積層膜の製造において、所望の機能を発現させるために、積層膜を構成する各層の高精度膜厚制御塗布技術に対する要求が高まっている。塗布の実施においては、様々な外乱例えば、スロットダイの温度変化による湾曲などの歪みによりスロットダイの塗布液吐出部(以下、先端リップと称する)と、ウェブとのクリアランスが不揃いになることがある。この場合には、不均一な塗布膜厚現象が発生し、この現象は一般に、求められる膜厚精度が厳しくなるほど重大な問題となりやすい。
【0003】
特に、湿潤膜厚が25μm以下の薄層塗布においては、膜厚の要求精度が高くなるためにスロットダイを構成するブロック変形を抑えて、先端リップとウェブとのクリアランスの精度を保持することが必要になる。例えば、ブロックを形成した際の切削温度と塗布液温度とを一致させることにより、スロットダイの湾曲が少なくなり、精度が保ちやすくなる。また、切削温度と塗布液温度とが異なる場合には、予めブロックに塗布液と同じ温度の液体を流し、ブロックの変形を落ち着かせたところで、塗布を開始することで塗布中の先端リップとウェブとの経時の変化によるクリアランスのばらつきを抑制できる。しかしながら、元々の切削温度と塗布液温度とが異なる場合には、ブロックの湾曲自体を抑制することができない。そのため、変形(湾曲)が落ち着いたとしてもクリアランスの塗布幅方向のばらつきが生じてしまう。そこで、張力印加時のバックアップローラの変形にあわせてブロックを予め湾曲構造としておく装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−328600号公報 (第2頁,第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記装置は、ブロックに対して押し圧力機構のみであるため、微調整を行なうことに困難が生じる場合がある。また、湾曲などの変形に対しても塗布幅方向になだらかなものにしか対応することができない。そのため、ブロック側が温度などの影響で変形する場合には、膜厚の要求精度を満足するクリアランスを保持することができないという問題がある。また、前記押し圧力機構は、張力印加時のバックアップローラの変形のようなピッチの長い一様な変形に対する対応を考慮しているのみで、ブロック自体が湾曲することは想定していない。
【0006】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ウェブ上への連続的な塗布、特にスロットダイのブロックの変形がおきやすい塗布液の温度とブロックの切削温度とが異なる場合などであっても、高精度な塗布層、特に薄層を形成することができるようにした塗布方法及び塗布装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の塗布方法は、架台に支持されたダイの先端リップからウェブへ塗布液を塗布する塗布方法において、前記先端リップとは反対側のダイ背面部と、このダイ背面部に対面する架台支持部との間にねじ部材を設け、前記ねじ部材によって前記ダイ背面部と前記架台支持部とを離間または接近させて前記先端リップと前記ウェブとのクリアランスを制御する。前記ねじ部材は、前記ダイ背面部に設けられるダイ側ねじ孔に螺合し前記ダイ背面部と前記架台支持部とを接近させる引き型ねじ部材、または前記架台支持部に設けられる架台側ねじ孔に螺合し前記ダイ背面部と前記架台支持部とを離間する押し型ねじ部材のいずれかとして作用させることが好ましい。前記ねじ部材が取り付けられる前記ダイ側ねじ孔と前記架台側ねじ孔とを両者が対面する位置で形成するとともに、前記架台側ねじ孔を前記ダイ側ねじ孔よりも大きく形成し、前記ダイ側ねじ孔に前記引き型ねじ部材を取り付けたときには前記架台側ねじ孔が貫通孔として作用し、前記架台側ねじ孔に前記押し型ねじ部材を取り付けたときには押し型ねじ部材の先端が前記ダイ側ねじ孔の周辺部に当接することが好ましい。
【0008】
前記引き型ねじ部材は、締め付ければ締め付けるほど前記ダイを前記ウェブから離す方向に変形させることができ、前記押し型ねじ部材は、締め付けると、前記ダイを前記ウェブに近づける方向に変形させることができる。
【0009】
前記ねじ部材は前記ウェブの幅方向で複数設けられることが好ましい。前記ねじ部材は塗布幅方向に沿って、5cm以上100cm以下の間隔に1つの割合で複数設けられることが好ましい。前記ダイの端部から100mm以内に前記ねじ部材を設けることが好ましい。前記ダイの塗布幅方向に沿って、前記クリアランスのばらつきを10μm以内に調整することが好ましい。
【0010】
前記ねじ部材を前記ウェブの幅方向で複数設けることにより、塗布条件の差異や前記ダイの湾曲具合によりねじ部材を引き型及び/または押し型とすることで、前記クリアランスを調整して、塗布幅方向のクリアランスのばらつきを押さえることが可能になる。この場合において、ダイの温度変化による変形が収まった後に前記クリアランスの調整を行うことがより好ましい。例えば、その方法としては2時間以上塗布液と同じ温度の液体を前記ダイに流す方法が挙げられる。
【0011】
前記ねじ部材は、その数が多いほど前記ダイの様々な変形に対応できるためより好ましい。なだらかな変形の場合を考えても、前記ねじ部材間の間隙は100cmを越えないようにすることがより好ましい。さらに、前記ねじ部材を等間隔に設けることが最も好ましい。前記ダイは、必ずそる形状となるために最も外側のねじ部材はなるべく前記ダイの側面側に設置することが好ましく、前記ダイの側面より少なくとも10cm以内に設けることが最も好ましい。ただし、あまりに前記ねじ部材を多く設けると、前記ダイや前記架台の真直度に影響を及ぼすので、前記ねじ部材間の間隔は少なくとも5cm以上とすることがより好ましい。
【0012】
本発明の塗布方法は、下記1)〜3)の条件下で行なうと、特に効果的である。
1)前記ウェブと前記先端リップとの平均クリアランスが30μm以上100μm以下の範囲である。
2)少なくとも前記先端リップが、超硬質材料から形成されている。
3)前記塗布液から形成される塗布層の湿潤膜厚が25μm以下の塗布。
【0013】
本発明の塗布装置は、架台と、前記架台に支持されその先端リップからウェブへ塗布液を塗布するダイと、前記先端リップとは反対側のダイ背面部及びこのダイ背面部に対面する架台支持部の間に設けられ、前記ダイ背面部と前記架台支持部とを離間または接近させて前記先端リップと前記ウェブとのクリアランスを制御するねじ部材とを備えている。前記ねじ部材は、前記ダイ背面部に設けられるダイ側ねじ孔に螺合し前記ダイ背面部と前記架台支持部とを接近させる引き型ねじ部材、または前記架台支持部に設けられる架台側ねじ孔に螺合し前記ダイ背面部と前記架台支持部とを離間する押し型ねじ部材のいずれかとして作用することが好ましい。前記ねじ部材が取り付けられる前記ダイ側ねじ孔と前記架台側ねじ孔とを両者が対面する位置で形成し、前記架台側ねじ孔は、前記ダイ側ねじ孔よりも大きく、前記ダイ側ねじ孔に前記引き型ねじ部材を取り付けたときには前記架台側ねじ孔が貫通孔として作用し、前記架台側ねじ孔に前記押し型ねじ部材を取り付けたときには押し型ねじ部材の先端が前記ダイ側ねじ孔の周辺部に当接することが好ましい。
【0014】
本発明によれば、1つのねじ孔を前記押し型ねじ部材用または前記引き型ねじ部材用のいずれにも用いることができる。ただし、そのねじ孔を使用し続けた場合、押し型ねじ部材用と引き型ねじ部材用とでは使われ方が異なり、ねじ孔を痛める懸念もある。そこで、調整の頻度が多い場合には、押し型ねじ部材専用ねじ孔と引き型ねじ部材専用ねじ孔とを別個に設けることが好ましい。その場合には、二種類のねじ孔を縦に並べて幅方向は同一の位置に設ける方法(図11参照)も可能であり、二種類のねじ孔を交互に一直線上に並べる方法(図12参照)も可能である。
【0015】
【発明の実施の形態】
図1は、スロットダイ13を用いたコーター10の断面図であり、図2は斜視図である。コーター10はバックアップローラ11に支持されて連続走行するウェブ12に対して、スロットダイ13から塗布液14をビード14aにして塗布することにより、ウェブ12上に塗布層14bを形成する。
【0016】
スロットダイ13は、複数部材で組み立てられており、その主たるものは2つのブロック20,21である。ウェブ12の走行方向の上流側を上流側ブロック20,下流側を下流側ブロック21と称する。上流側ブロック20と下流側ブロック21とは、締結部材としてのボルト22をねじ孔25,26に挿入して締結することによって一体形に組み立てられる。スロットダイ13の内部にはスロット23及びポケット24が形成されており、それぞれ幅規制板30,ポケット栓31が取り付けられ(図2参照)、塗布液の塗布幅を規制すると共に、塗布液14の漏れを防いでいる。また、スロットダイ13の位置を固定するために架台32が備えられ、ボルト33〜35により固定されている。なお、説明のため3本のボルトを図示したが、ボルトの本数はそれに限定されるものではない。
【0017】
スロット23は、ポケット24からウェブ12への塗布液14の流路であり、スロットダイ13の幅方向にその断面形状をもち、ウェブ側に位置する開口部23aは、一般に、幅規制板30を用いて概ね塗布幅と同じ長さの幅になるように調整する。このスロット23の先端における、バックアップローラ11のウェブ走行方向の接線とのなす角θは、30°以上90°以下が好ましい。
【0018】
ポケット24は、その断面が曲線及び直線で構成されており、例えば略円形でもよいし、あるいは半円形でもよい。ポケット24は、スロット23と同様に、スロットダイ13の幅方向にその断面形状をもって延長された塗布液14の液溜め空間で、その有効延長の長さは、塗布幅と同等か若干長めにするのが一般的である。ポケット24への塗布液14の供給は、スロットダイ13の側面から、あるいはスロット開口部23aとは反対側の面中央から行うことが好ましい。
【0019】
スロットダイ13は、スロットの開口部23aが位置する先端リップ15a,15bにかけて先細り状に形成されており、その先端はランドと呼ばれる平坦部とされている。先端リップ15bの下方には減圧チャンバー(図示せず)を設けている。減圧チャンバーは、ウェブ12の進行方向側とは反対側に、ビード14aに対して十分な減圧調整を行えるよう、接触しない位置に設置する。減圧チャンバーは、その作動効率を保持するためのバックプレートとサイドプレートとを備えている。
【0020】
また、塗布層の厚み(湿潤膜厚)Tを高精度に形成する手段として、下流側先端リップ15aを上流側先端リップ15bよりもウェブ12との距離を精度良く短くすることで、塗布層厚みTが小さいものでも膜厚の制御が容易となる(例えば、特願2002−081699号参照。)。その場合に、塗布幅の幅方向に沿って、先端リップとウェブとのクリアランスの均一性を保持することが重要である。そのため、クリアランスの調整が容易な本発明に係る塗布方法及び塗布装置は、厚みTが25μm以下のものに好ましく適用することができる。
【0021】
図3及び図4を用いて先端リップとウェブ12とのクリアランスの調整方法について説明する。クリアランスの調整は、ボルト33に変えて、例えばM10,M14の二種類のボルト40,42を用いて行う。上流側ブロック20には、M10のねじ孔20aが形成され、架台32には、ボルト40よりも大きなサイズのM14のねじ孔32aが形成されている。ボルト40は、ねじ孔20aと螺合し、ねじ孔32aは貫通孔となるため、この場合にはボルト40が引き型ボルトとなり、上流側ブロック20を架台32に引き寄せることができる。符号41は、ロックナットであり、締め付け量を調節すると共に、この締結状態をロックする。なお、ロックナット41は省略しても良く、この場合には短めのボルトを用いて締め付け量を調節する。なお、他のボルト34,35も同じ形態とすることで、引き型ボルトとして用いることができる。
【0022】
また、M10のボルト40,ロックナット41に変えてM14のボルト42及びロックナット43を用いると、押し型ボルトとして作用させることができる(図4参照)。ボルト42には、ねじ孔20aよりも径が大きいものを用いているので、ボルト42の先端42aが、ねじ孔20aの近傍20bに当接する。当接することにより、ボルト42は、上流側ブロック20をウェブ側へ押出す押し型ボルトとなる。この場合に、ボルト42を回動して押し量を調節した後に、ロックナット43を用いてこの状態をロックする。なお、他のボルト34,35も同じ形態とすることで、押し型ボルトとして用いることができる。
【0023】
以上に説明したように、押し型ボルトと引き型ボルトとを用いることで上流側ブロックの固定位置の調整が可能となる。なお、説明において用いたボルト,ロックナット,形成されているねじ孔などの形態は、前述したものに限定されるものではない。本発明の塗布装置(コーター)10では、スロットダイ13と架台32とを結合する部材として押し型ボルト及び/または引き型ボルト以外の固定ボルトを用いることも、もちろん可能である。多数の固定ボルトにより、スロットダイ13を架台32に固定した後に、押し型ボルト、引き型ボルトとして配置されたボルトを用いてクリアランスの微調整を行うことで、膜厚制御がされた塗布を行うことができる。
【0024】
コーター本体10aは、ブロック20,21から構成されるスロットダイ13と架台32とを備えている。このコーター本体10aとウェブ12とのクリアランスを押し型ボルト及び/または引き型ボルトを用いて調整する方法を説明する。なお、図においてコーター本体10a,下流側先端リップ15aの歪みは、説明のために極めて誇張して示している。図5に示すようにコーター本体10aがウェブ12に対して凸型の湾曲となっている場合には、コーター本体10aの略中央部にポイントP1を形成し、引き型ボルトを螺合させることにより、コーター本体10a及び先端リップ15aの歪みを修正できる。なお、本発明においてポイントとは、前述したブロックねじ孔と架台ねじ孔とを合わせたものを意味する。
【0025】
図6のようにコーター本体10aがウェブ12に対して凹型の湾曲となっている場合には、コーター本体10aの側面側のポイントP2,P3に引き型ボルトを螺合させることによりコーター本体10aなどの歪みを修正できる。コーター本体10aの側面側の湾曲が最も大きくなるので、引き型ボルトを螺合させるP2,P3の位置は、コーター本体10aの出来る限り側面寄りに設けることが好ましい。また、凹型湾曲の歪みを修正する際には、図7に示すように、コーター本体10aの中央部のポイントP4に押し型ボルトを螺合し、側面側のポイントP5,P6に引き型ボルトを螺合することにより、コーター本体10aなどの歪みをより厳密に修正できる。
【0026】
さらに、図8に示すようにコーター本体10aが波打って歪みが生じている場合には、下流側先端リップ15aがウェブ12に近づいた歪みの箇所には引き型ボルトを螺合させ、遠ざかるように歪みが生じた箇所には、押し型ボルトを螺合させる。すなわち、図8では、P7,P9,P11,P13に引き型ボルトを用い、P8,P10,P12には押し型ボルトを用いることで、コーター本体10aの歪みの修正をより厳密にできる。
【0027】
押し型ボルト及び/または引き型ボルトをコーター本体10aの適当な位置に形成されているポイントに螺合させることにより、コーター本体10aの歪みを修正できる。これにより、図9に示すように先端リップ15aが最もウェブ12と近づく位置W1と最もウェブ12から離れる位置W2とのばらつきWを小さくすることが可能となる。なお、ばらつきWは、0μmであることが好ましいが、実用上10μm以下であれば塗布層14bの厚みTが25μm以下の薄層であっても、高精度に塗布を行うことが可能となるが、より好ましくは5μm以下とすることである。
【0028】
なお、用いられる押し型及び/または引き型ボルトの本数は、特に限定されるものではない。ボルトを螺合させるねじ孔(ポイント)は、その数が多いほどコーター本体10aの様々な変形に対応できるため、その効果を発揮できる。例えば、スロットの塗布幅方向の長さL’が1500mm,塗布幅Lが1450mmのコーター10を用いる際には、なだらかな変形の場合を考えて少なくともポイント間の間隙は、100cmを超えないように形成することが有用である。また、ポイント間は等間隙にすることが好ましい。さらに、コーター本体10aは外側が変形し易いので、最も外側のポイントは、なるべく外側(すなわち側面寄り)に形成することが好ましく、少なくともコーター本体10aの側面より10cm以内に形成することが好ましい。ただし、ポイントの数を多くすると、ブロック20,21及び架台32の真直度に影響を及ぼすので、少なくともポイント間は5cm以上の間隙があることが好ましい。
【0029】
なお、本発明は、平均クリアランスCave が30μm≦Cave ≦100μmの範囲で塗布を行なう際に特に有効である。そこで、クリアランスの測定を行なうが、図9に示すようにクリアランスの一方の端である先端リップ15aは、最もウェブよりのW1と最もウェブから離れたW2との差であるばらつきWにより変動している。ばらつきWの測定は、隙間ゲージを使用して複数箇所測定するか、特願2002−047075号に記載されている測定方法などにより行なうことができる。
【0030】
スロットダイ13を架台32に固定する際に、本発明者らが見出した温調を行なったうえで、クリアランスを測定し、調整する方法も有効である(特願2002−047075号参照)。スロットダイ13の湾曲などの変形は、ブロック20,21を切削により形成した際の切削温度と塗布液の温度とが異なる場合に顕著に見られる。これは、ブロック20,21の材料(例えば、SUS)が温度に依存して膨張伸縮することに起因する。そこで、本発明者らは、切削温度と塗布液の温度とが異なる場合には、塗布液の温度と同じ温度の液体をブロック20,21に一定時間流し、ブロック20,21の変形を一定の形状に保持させ、その後に先端リップとウェブとのクリアランスを測定し、その結果に基づきスロットダイを架台に押型ボルト及び/または引型ボルトにより固定調整すると、容易かつ高精度に調整できることをも見出した。
【0031】
少なくとも先端リップ15a,15bは超硬質材料から形成されていることが好ましい。超硬質材料としては、ダイアモンド,窒化ホウ素(立方晶),炭化ケイ素,炭化ホウ素,炭化タングステンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0032】
本発明に係る他の実施形態のコーターに用いられるスロットダイについて、図10ないし図12を用いて説明する。なお、いずれの図もスロットダイの背面図を示している。図10に示すスロットダイ50は、下流側ブロック50aと上流側ブロック50bとを備えている。ポイント51は、押し型ボルト及び/または引き型ボルト用のいずれにも用いることができるようなボルト用ねじ孔が形成されている。
【0033】
図11のスロットダイ55は、上流側ブロック55bに塗布幅方向に沿って2列のポイント57,58が設けられている。上段のポイント57は、引き型ボルト用ねじ孔として用いられ、下段のポイント58は、押し型ボルト用ねじ孔に用いられる。なお、上段のポイント57を押し型ボルト用ねじ孔とし用い、下段のポイント58を引き型ボルト用ねじ孔として用いても良い。また、これらを交互に入れ替えた千鳥状に配置しても良い。
【0034】
図12のスロットダイ60は、上流側ブロック60bに塗布幅方向に沿って一列のポイント61,62が形成されている。それらポイント61,62は押し型ボルト用ねじ孔61と、引き型ボルト用ねじ孔62として交互に用いることができる。なお、本発明において、押し型ボルト用ねじ孔61と引き型ボルト用ねじ孔62とは、必ずしも交互に形成されている必要はなく、ランダムなどのいずれの配置形態であっても良い。また、図10ないし図12のスロットダイ50,55,60の各上流側ブロック50b,55b,60bにポイントとなるボルト用ねじ孔を形成した例を図示したが、本発明では下流側ブロック50a,55a,60aにボルト用ねじ孔をさらに形成しても良いし、下流側ブロック50a,55a,60aのみにボルト用ねじ孔を形成しても良い。また、図10ないし図12のボルト用ねじ孔の数,形状,形成位置などはいずれも図示したものに限定されるものではない。
【0035】
本発明の塗布方法では、塗布液の溶媒として、公知の各種溶媒を使用することができる。例えば水、各種ハロゲン化炭化水素類、アルコール類、エーテル類、エステル類、ケトン類などを単独あるいは複数混合して使用することができる。
【0036】
塗布液は、塗布時の温度において、粘度が0.5mPa・s〜100mPa・s、表面張力は20mN/m〜70mN/mの範囲が好ましい。塗布速度は、概ね500m/min以下の領域で適用可能である。
【0037】
また、可撓性支持体としては公知の各種ウェブを用いることができる。一般的にはポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド等の公知の各種プラスチックフィルムが挙げられる。また、紙、紙にポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンブテン共重合体等のα−ポリオレフィン(繰り返し単位が、2〜10の炭素数のα−オレフィン類から重合される)類を塗布またはラミネートした各種積層紙なども挙げられる。または、アルミニウム、銅、スズ等の金属箔等、帯状基材の表面に予備的な加工層を形成させたもの、あるいはこれらを積層した各種複合材料が含まれる。さらに前記ウェブには、光学補償シート塗布液、反射防止フィルム塗布液、磁性塗布液、写真感光性塗布液、表面保護、帯電防止あるいは滑性用塗布液等がその表面に塗布され、乾燥された後、所望の長さ及び幅に裁断される場合も含まれ、この代表例としては、光学補償シート、反射防止フィルム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0038】
【実施例】
既存の光学補償シート製造工程に、本発明の塗布装置及び塗布方法を組み入れ実施した。光学補償シート製造工程では、ウェブは送出機により送られ、ガイドロールによって支持されながらラビング処理ロールを経るが、この後、本発明の塗布工程を組み入れる。その後、乾燥ゾーン、加熱ゾーン、紫外線ランプを通過し、巻き取り機によって巻き取るのが基本工程である。
【0039】
ブロック20,21をSUS630から研削温度を23℃で、塗布方向の幅L’を1500mmとして作製した。こられブロック20,21をスロットダイ13として組み立て、コーター本体10aを作製した。ポイントP21〜P25をコーター本体10aの片側の側面を基準Lsとして、基準LsからP21の距離L1を30mmとし,P22の距離L2を500mmとし,P23の距離L3を750mmとし、P24の距離L4を1000mmとし、P24の距離L5を1400mmとした。
【0040】
[実施例1]
P21,P22,P24,P25の各ポイントに引き型ボルト,押し型ボルト,押し型ボルト,引き型ボルトを用いて下流側先端リップ15aとウェブ12との平均クリアランスCave を50μmとなるように調整を行った(図9参照)。後述する塗布液を30℃に温度調整し、5時間コーター10に送液し、塗布を行った。その後に、Lsを始点に10cm間隔で、ウェブ12と下流側先端リップ15aとのクリアランスを隙間ゲージを用いて測定したところ、ばらつきWは4μmであった。なお、実験条件と結果については後に表1にまとめて示す。
【0041】
[実施例2ないし実施例4]
実施例2では、P21,P23,P25の各ポイントに引き型ボルト,押し型ボルト,引き型ボルトを用いた以外は、実施例1と同じ条件で実験を行った。また、実施例3及び実施例4もそれぞれ表1に示す実験条件以外は、実施例1と同じ条件で実験を行った。
【0042】
[比較例1及び比較例2]
比較例1は、塗布液の温度を23℃とし、クリアランスの調整を行わない以外は、実施例1と同じ条件で実験を行った。また、比較例2では、塗布液の温度を30℃とした以外は比較例1と同じ条件で実験を行った。
【0043】
【表1】
【0044】
表1より、本発明に係る塗布装置(コーター)を用いると、切削温度と異なる塗布液を送液してもクリアランスのばらつきWを抑制できることが分かる。さらに、スロットダイの側面側と中心側とに押し型ボルト及び/または引き型ボルトを取り付けて調整を行った実施例1及び実施例2の実験では、ばらつきWを抑制する効果が顕著に見られることが分かった。
【0045】
[光学補償シートの作製及び評価]
ウェブ12には、厚み100μmのセルローストリアセテート基材(商品名;フジタック、富士写真フイルム(株)製)を用い、塗布液を塗布する前に長鎖アルキル変性ポリビニルアルコール(商品名;ポバールMP−203、クラレ(株)製)の2重量%溶液を25ml/m2 で塗布し、60℃で1分間乾燥して配向膜用樹脂層を形成した。配向膜用樹脂層をあらかじめ形成したウェブ12を送り、配向膜用樹脂層の表面にラビング処理を施して配向膜を形成し、そのまま塗布工程へ搬送して塗布を実施した。なお、ラビング処理におけるラビングローラの回転周速を5.0m/秒とし、ウェブ12に対する押しつけ圧力を9.8×10−3Paに設定した。
【0046】
塗布液14には、化1に示すディスコティック化合物TE−(1)とTE−(2)の重量比率4:1の混合物に、光重合開始剤(商品名;イルガキュア907、日本チバガイギー(株)製)を1重量%添加した40重量%メチルエチルケトン溶液である、液晶性化合物を含む溶液を用い、塗布層の厚み(湿潤膜厚)Tが5μmとなるように、実施例1の条件のコーターを用いて50m/分で搬送させたウェブ12に対して塗布した。なお、塗布液14の温度は23℃であった。減圧度は1600Paに設定し、デジタルマノメーターでその変動幅を測定した。塗布液14を塗布したウェブ12を、100℃に設定した乾燥ゾーン、及び130℃に設定した加熱ゾーンを通過させ、その表面の液晶層に紫外線ランプ(160W空冷メタルハライドランプ、アイグラフィックス(株)製)を用いて紫外線を照射した。巻き取ったあと塗布層14bを目視検査した。この結果、塗布層14bに段状ムラ等は全く認められず、塗布層の面状態は非常に良好であった。このように、本発明の塗布方法によれば、湿潤膜厚が5μmの塗布層を良好に形成することが可能であることが分かった。
【0047】
【化1】
【0048】
【発明の効果】
以上のように、本発明塗布方法及び塗布装置によれば、ブロック切削温度と塗布液の温度とが異なる場合であっても、塗布層の厚みが薄いものを連続的かつ高精度に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る塗布装置を説明するための要部断面図である。
【図2】図1に示した塗布装置の斜視図である。
【図3】本発明に係る塗布装置のクリアランス調整に用いられる部材の一実施形態を説明するための図である。
【図4】本発明に係る塗布装置のクリアランス調整に用いられる部材の他の実施形態を説明するための図である。
【図5】本発明に係る塗布装置のクリアランス調整の一実施形態を説明するための要部平面図である。
【図6】本発明に係る塗布装置のクリアランス調整の他の実施形態を説明するための要部平面図である。
【図7】本発明に係る塗布装置のクリアランス調整の他の実施形態を説明するための要部平面図である。
【図8】本発明に係る塗布装置のクリアランス調整の他の実施形態を説明するための要部平面図である。
【図9】図1に示す塗布装置の要部平面図である。
【図10】本発明に係る塗布装置の他の実施形態の要部背面図である。
【図11】本発明に係る塗布装置の他の実施形態の要部背面図である。
【図12】本発明に係る塗布装置の他の実施形態の要部背面図である。
【図13】本発明に係る塗布装置を用いた実施例を説明するための要部平面図である。
【符号の説明】
10 コーター
10a コーター本体
12 ウェブ
15a 下流側先端リップ
20a 上流側ブロックねじ孔
32 架台
32a 架台ねじ孔
40 引き型ボルト
41,43 ロックナット
42 押し型ボルト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coating method and a coating apparatus using a die, and in particular, a photographic photosensitive emulsifier, a magnetic liquid, a liquid that imparts antireflection and antiglare properties, a liquid that imparts a viewing angle widening effect, and a pigment for a color filter. A coating method for producing a highly functional laminated film by coating a coating liquid such as a liquid or a surface protection liquid on a flexible support (hereinafter referred to as a web) such as a plastic film, paper, or metal foil; The present invention relates to a coating apparatus.
[0002]
[Prior art]
The high-functional laminated film is manufactured by applying and laminating a coating solution on a web using a coater (coating device) using a slot die. In recent years, in the production of a highly functional laminated film, there is an increasing demand for a high-precision film thickness control coating technique for each layer constituting the laminated film in order to express a desired function. In performing the coating, the clearance between the slot die coating liquid discharge section (hereinafter referred to as the tip lip) and the web may be uneven due to various disturbances, for example, distortion such as bending due to the temperature change of the slot die. . In this case, a non-uniform coating film thickness phenomenon occurs, and this phenomenon generally tends to become a serious problem as the required film thickness accuracy becomes severe.
[0003]
In particular, in the thin layer coating having a wet film thickness of 25 μm or less, the required accuracy of the film thickness is increased, so that the deformation of the block constituting the slot die can be suppressed and the clearance accuracy between the tip lip and the web can be maintained. I need it. For example, by matching the cutting temperature and the coating liquid temperature when the block is formed, the curvature of the slot die is reduced and the accuracy is easily maintained. Also, if the cutting temperature and the coating liquid temperature are different, the tip lip and web being applied are started by applying the liquid at the same temperature as the coating liquid to the block in advance to settle the deformation of the block. Variation in clearance due to changes with time can be suppressed. However, when the original cutting temperature and the coating liquid temperature are different, the curvature of the block itself cannot be suppressed. Therefore, even if the deformation (curvature) is settled, the clearance varies in the application width direction. In view of this, an apparatus has been proposed in which the block has a curved structure in advance in accordance with the deformation of the backup roller during application of tension (see, for example, Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-328600 (Page 2, Fig. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the apparatus is only a pressing force mechanism for the block, it may be difficult to perform fine adjustment. Further, it can cope only with a gentle deformation in the coating width direction with respect to deformation such as bending. For this reason, when the block side is deformed due to the influence of temperature or the like, there is a problem that a clearance that satisfies the required accuracy of the film thickness cannot be maintained. In addition, the pressing force mechanism only considers the response to uniform deformation with a long pitch such as deformation of the backup roller when tension is applied, and does not assume that the block itself is curved.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and is a case where continuous coating on a web, particularly when the temperature of the coating solution at which the block of the slot die tends to deform differs from the cutting temperature of the block. However, it is an object of the present invention to provide a coating method and a coating apparatus capable of forming a highly accurate coating layer, particularly a thin layer.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The coating method of the present invention is a coating method in which a coating liquid is applied to a web from a tip lip of a die supported by a gantry, and a gantry support facing the die back surface on the opposite side of the tip lip. A screw member is provided between the front end lip and the web by controlling the clearance between the tip lip and the web by separating or approaching the die back surface portion and the gantry support portion. The screw member is a pull-type screw member that is screwed into a die side screw hole provided in the die back surface portion to bring the die back surface portion and the gantry support portion close to each other, or a gantry side screw hole provided in the gantry support portion. It is preferable to act as one of push-type screw members that are screwed together to separate the die back surface portion and the gantry support portion. The die side screw hole to which the screw member is attached and the gantry side screw hole are formed at a position where both face each other, and the gantry side screw hole is formed to be larger than the die side screw hole, and the die side screw When the pull-type screw member is attached to the hole, the base-side screw hole acts as a through hole, and when the push-type screw member is attached to the base-side screw hole, the tip of the push-type screw member is the die-side screw hole. It is preferable to abut on the peripheral part.
[0008]
The tightening of the pull-type screw member can make the die move away from the web as it is tightened, and the push-type screw member can deform the die closer to the web when tightened. it can.
[0009]
It is preferable that a plurality of the screw members are provided in the width direction of the web. It is preferable that a plurality of the screw members are provided at a rate of 5 cm or more and 100 cm or less along the coating width direction. The screw member is preferably provided within 100 mm from the end of the die. It is preferable to adjust the variation of the clearance within 10 μm along the coating width direction of the die.
[0010]
By providing a plurality of screw members in the width direction of the web, the clearance can be adjusted by adjusting the clearance by making the screw member a pulling die and / or a pushing die due to the difference in coating conditions and the bending condition of the die. It becomes possible to suppress variation in the direction clearance. In this case, it is more preferable to adjust the clearance after the deformation due to the temperature change of the die is settled. For example, as the method, a method in which a liquid having the same temperature as the coating liquid for 2 hours or more is allowed to flow through the die.
[0011]
The larger the number of the screw members, the more preferable because it can cope with various deformations of the die. Even in the case of gentle deformation, it is more preferable that the gap between the screw members does not exceed 100 cm. Furthermore, it is most preferable to provide the screw members at equal intervals. Since the die always has a warped shape, the outermost screw member is preferably installed on the side surface of the die as much as possible, and most preferably at least 10 cm from the side surface of the die. However, if too many screw members are provided, the straightness of the die and the pedestal is affected, so the interval between the screw members is preferably at least 5 cm.
[0012]
The coating method of the present invention is particularly effective when carried out under the following conditions 1) to 3).
1) The average clearance between the web and the tip lip is in the range of 30 μm to 100 μm.
2) At least the tip lip is made of a super hard material.
3) Application | coating whose wet film thickness of the coating layer formed from the said coating liquid is 25 micrometers or less.
[0013]
The coating apparatus of the present invention includes a gantry, a die that is supported by the gantry and applies a coating solution from the tip lip to the web, a die back surface opposite to the tip lip, and a gantry support facing the die back surface. And a screw member that controls clearance between the tip lip and the web by separating or approaching the die back surface portion and the gantry support portion. The screw member is a pull-type screw member that is screwed into a die side screw hole provided in the die back surface portion to bring the die back surface portion and the gantry support portion close to each other, or a gantry side screw hole provided in the gantry support portion. It is preferable to act as any one of the push-type screw members that are screwed together to separate the die back surface portion and the gantry support portion. The die-side screw hole to which the screw member is attached and the gantry-side screw hole are formed at positions where they face each other, and the gantry-side screw hole is larger than the die-side screw hole, When the pull-type screw member is attached, the pedestal-side screw hole acts as a through hole, and when the push-type screw member is attached to the pedestal-side screw hole, the tip of the push-type screw member is around the die-side screw hole. It is preferable to contact the part.
[0014]
According to the present invention, one screw hole can be used for either the push-type screw member or the pull-type screw member. However, if the screw hole is continuously used, it is used differently for the push-type screw member and the pull-type screw member, and there is a concern that the screw hole may be damaged. Therefore, when the frequency of adjustment is high, it is preferable to provide the screw hole dedicated to the push-type screw member and the screw hole dedicated to the pull-type screw member separately. In that case, a method of arranging two types of screw holes vertically and arranging them at the same position in the width direction (see FIG. 11) is also possible, and a method of arranging two types of screw holes alternately in a straight line (see FIG. 12). ) Is also possible.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a sectional view of a coater 10 using a
[0016]
The slot die 13 is assembled by a plurality of members, and the main ones are two
[0017]
The slot 23 is a flow path of the coating liquid 14 from the
[0018]
The
[0019]
The slot die 13 is formed in a tapered shape over
[0020]
In addition, as a means for forming the thickness (wet film thickness) T of the coating layer with high accuracy, the distance between the
[0021]
A method for adjusting the clearance between the tip lip and the
[0022]
Further, if
[0023]
As described above, the fixing position of the upstream block can be adjusted by using the push-type bolt and the pull-type bolt. Note that the forms of bolts, lock nuts, formed screw holes, and the like used in the description are not limited to those described above. In the coating apparatus (coater) 10 of the present invention, it is of course possible to use a fixing bolt other than the push-type bolt and / or the pull-type bolt as a member for connecting the slot die 13 and the
[0024]
The
[0025]
When the coater
[0026]
Further, as shown in FIG. 8, when the coater
[0027]
The distortion of the coater
[0028]
In addition, the number of the pressing die and / or the pulling bolt used is not particularly limited. Since the screw holes (points) into which the bolts are screwed can be adapted to various deformations of the
[0029]
In the present invention, the average clearance C ave 30μm ≦ C ave This is particularly effective when coating is performed in the range of ≦ 100 μm. Therefore, the clearance is measured. As shown in FIG. 9, the
[0030]
When fixing the slot die 13 to the
[0031]
It is preferable that at least the
[0032]
A slot die used in a coater according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Each figure shows a rear view of the slot die. The slot die 50 shown in FIG. 10 includes a
[0033]
In the slot die 55 of FIG. 11, two rows of
[0034]
In the slot die 60 of FIG. 12, a row of
[0035]
In the coating method of the present invention, various known solvents can be used as the solvent for the coating solution. For example, water, various halogenated hydrocarbons, alcohols, ethers, esters, ketones and the like can be used alone or in combination.
[0036]
The coating solution preferably has a viscosity of 0.5 mPa · s to 100 mPa · s and a surface tension of 20 mN / m to 70 mN / m at the temperature during application. The coating speed can be applied in an area of approximately 500 m / min or less.
[0037]
Various known webs can be used as the flexible support. In general, various known plastic films such as polyethylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose acetate propionate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polycarbonate, polyimide, polyamide and the like can be mentioned. It is done. In addition, various laminated papers obtained by applying or laminating α-polyolefins (repeating units are polymerized from α-olefins having 2 to 10 carbon atoms) such as polyethylene, polypropylene, and ethylene butene copolymers on paper and paper. And so on. Alternatively, a metal foil made of aluminum, copper, tin or the like, such as those obtained by forming a preliminary processed layer on the surface of a belt-like substrate, or various composite materials obtained by laminating these layers are included. Further, the optical compensation sheet coating solution, antireflection film coating solution, magnetic coating solution, photographic photosensitive coating solution, surface protection, antistatic or slipping coating solution, etc. were applied to the web and dried. Later, it may be cut into a desired length and width, and representative examples thereof include, but are not limited to, an optical compensation sheet and an antireflection film.
[0038]
【Example】
The coating apparatus and coating method of the present invention were incorporated into an existing optical compensation sheet manufacturing process. In the optical compensation sheet manufacturing process, the web is fed by a feeder and passes through a rubbing treatment roll while being supported by a guide roll. Thereafter, the coating process of the present invention is incorporated. After that, the basic process is to pass through a drying zone, a heating zone, and an ultraviolet lamp and wind up by a winder.
[0039]
The
[0040]
[Example 1]
The average clearance C between the
[0041]
[Examples 2 to 4]
In Example 2, the experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that a pull bolt, a push bolt, and a pull bolt were used for each point of P21, P23, and P25. In addition, Example 3 and Example 4 were also tested under the same conditions as in Example 1 except for the experimental conditions shown in Table 1.
[0042]
[Comparative Example 1 and Comparative Example 2]
In Comparative Example 1, the experiment was performed under the same conditions as in Example 1 except that the temperature of the coating solution was 23 ° C. and the clearance was not adjusted. In Comparative Example 2, the experiment was performed under the same conditions as Comparative Example 1 except that the temperature of the coating solution was set to 30 ° C.
[0043]
[Table 1]
[0044]
It can be seen from Table 1 that when the coating apparatus (coater) according to the present invention is used, the variation in clearance W can be suppressed even if a coating liquid different from the cutting temperature is fed. Furthermore, in the experiment of Example 1 and Example 2 in which the adjustment is performed by attaching the push-type bolt and / or the pull-type bolt to the side surface side and the center side of the slot die, the effect of suppressing the variation W is noticeable. I understood that.
[0045]
[Production and evaluation of optical compensation sheet]
For the
[0046]
In the coating liquid 14, a photopolymerization initiator (trade name; Irgacure 907, Nippon Ciba Geigy Co., Ltd.) was added to a mixture of a discotic compound TE- (1) and TE- (2) shown in Chemical Formula 1 in a weight ratio of 4: 1. The coater under the conditions of Example 1 was used so that the coating layer thickness (wet film thickness) T was 5 μm, using a solution containing a liquid crystalline compound, which was a 40 wt% methyl ethyl ketone solution with 1 wt% of It applied with respect to the
[0047]
[Chemical 1]
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the coating method and the coating apparatus of the present invention, even when the block cutting temperature and the temperature of the coating liquid are different, a thin coating layer can be formed continuously and with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part for explaining a coating apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the coating apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a view for explaining an embodiment of a member used for clearance adjustment of the coating apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining another embodiment of a member used for clearance adjustment of the coating apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a plan view of a main part for explaining an embodiment of clearance adjustment of the coating apparatus according to the present invention.
FIG. 6 is a plan view of an essential part for explaining another embodiment of clearance adjustment of the coating apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a plan view of an essential part for explaining another embodiment of the clearance adjustment of the coating apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a plan view of an essential part for explaining another embodiment of clearance adjustment of the coating apparatus according to the present invention.
FIG. 9 is a plan view of an essential part of the coating apparatus shown in FIG.
FIG. 10 is a main part rear view of another embodiment of the coating apparatus according to the present invention.
FIG. 11 is a main part rear view of another embodiment of the coating apparatus according to the present invention.
FIG. 12 is a main part rear view of another embodiment of the coating apparatus according to the present invention.
FIG. 13 is a plan view of an essential part for explaining an embodiment using the coating apparatus according to the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Coater
10a Coater body
12 Web
15a Downstream end lip
20a Upstream block screw hole
32 platform
32a Mounting screw hole
40 pull bolt
41, 43 Lock nut
42 Push-type bolt
Claims (13)
前記先端リップとは反対側のダイ背面部と、このダイ背面部に対面する架台支持部との間にねじ部材を設け、
前記ねじ部材によって前記ダイ背面部と前記架台支持部とを離間または接近させて前記先端リップと前記ウェブとのクリアランスを制御することを特徴とする塗布方法。In the coating method of coating the coating liquid from the tip lip of the die supported by the gantry to the web,
A screw member is provided between the back surface of the die opposite to the front end lip and the gantry support portion facing the back surface of the die.
A coating method, wherein the clearance between the tip lip and the web is controlled by separating or approaching the die back surface portion and the gantry support portion with the screw member.
または前記架台支持部に設けられる架台側ねじ孔に螺合し前記ダイ背面部と前記架台支持部とを離間する押し型ねじ部材のいずれかとして作用することを特徴とする請求項1記載の塗布方法。The screw member is a pull-type screw member that is screwed into a die-side screw hole provided in the die back surface portion to bring the die back surface portion and the gantry support portion close to each other.
The coating according to claim 1, wherein the coating acts as any one of a push-type screw member that is screwed into a pedestal side screw hole provided in the pedestal support portion and separates the back surface portion of the die and the pedestal support portion. Method.
前記架台側ねじ孔を前記ダイ側ねじ孔よりも大きく形成し、
前記ダイ側ねじ孔に前記引き型ねじ部材を取り付けたときには前記架台側ねじ孔が貫通孔として作用し、
前記架台側ねじ孔に前記押し型ねじ部材を取り付けたときには押し型ねじ部材の先端が前記ダイ側ねじ孔の周辺部に当接することを特徴とする請求項2記載の塗布方法。While forming the die side screw hole to which the screw member is attached and the gantry side screw hole at a position where both face each other,
Forming the pedestal side screw hole larger than the die side screw hole;
When the draw screw member is attached to the die side screw hole, the gantry side screw hole acts as a through hole,
The coating method according to claim 2, wherein when the push-type screw member is attached to the gantry-side screw hole, a tip of the push-type screw member abuts on a peripheral portion of the die-side screw hole.
前記先端リップとは反対側のダイ背面部及びこのダイ背面部に対面する架台支持部の間に設けられ、前記ダイ背面部と前記架台支持部とを離間または接近させて前記先端リップと前記ウェブとのクリアランスを制御するねじ部材とを備えたことを特徴とする塗布装置。A gantry, and a die that is supported by the gantry and applies a coating liquid from its tip lip to the web;
Provided between a die back surface opposite to the tip lip and a gantry support portion facing the die back surface, and the die lip portion and the gantry support portion are separated or approached to bring the tip lip and the web And a screw member for controlling the clearance with the coating device.
または前記架台支持部に設けられる架台側ねじ孔に螺合し前記ダイ背面部と前記架台支持部とを離間する押し型ねじ部材のいずれかとして作用することを特徴とする請求項11記載の塗布装置。The screw member is a pull-type screw member that is screwed into a die-side screw hole provided in the die back surface portion to bring the die back surface portion and the gantry support portion close to each other.
The coating according to claim 11, wherein the coating acts as any one of a push screw member that is screwed into a pedestal side screw hole provided in the pedestal support portion and separates the back surface portion of the die and the pedestal support portion. apparatus.
前記架台側ねじ孔は、前記ダイ側ねじ孔よりも大きく、
前記ダイ側ねじ孔に前記引き型ねじ部材を取り付けたときには前記架台側ねじ孔が貫通孔として作用し、
前記架台側ねじ孔に前記押し型ねじ部材を取り付けたときには押し型ねじ部材の先端が前記ダイ側ねじ孔の周辺部に当接することを特徴とする請求項12記載の塗布装置。Forming the die side screw hole to which the screw member is attached and the gantry side screw hole at a position where both face each other;
The gantry side screw hole is larger than the die side screw hole,
When the draw screw member is attached to the die side screw hole, the gantry side screw hole acts as a through hole,
13. The coating apparatus according to claim 12, wherein when the push-type screw member is attached to the gantry-side screw hole, a tip end of the push-type screw member comes into contact with a peripheral portion of the die-side screw hole.
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