JP2005046692A - 塗布方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的低い粘度の塗布液を搬送速度の大きいウエブに均一に塗布することができる塗布方法を提供する。
【解決手段】ワイヤバー塗布装置１０は、ウエブ１６の搬送方向に対してワイヤバー１２を順転させるとともに、ウエブ１６の搬送速度Ｖｗ とワイヤバー１２の回転周速Ｖｂ との比Ｖｂ ／Ｖｗ が０．１以上０．８以下、より好ましくは０．３５以上０．６以下になるようにする。ワイヤバー１２のワイヤ４０は、真円度が２μｍ以下のものが使用される。
【選択図】 図１
【解決手段】ワイヤバー塗布装置１０は、ウエブ１６の搬送方向に対してワイヤバー１２を順転させるとともに、ウエブ１６の搬送速度Ｖｗ とワイヤバー１２の回転周速Ｖｂ との比Ｖｂ ／Ｖｗ が０．１以上０．８以下、より好ましくは０．３５以上０．６以下になるようにする。ワイヤバー１２のワイヤ４０は、真円度が２μｍ以下のものが使用される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塗布方法に係り、特に、連続走行している可撓性支持体（以下、「ウエブ」と記す。）に対して、ワイヤバーを用いて塗布液を塗布する塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続走行するウエブの面上に塗布液を塗布する装置としてワイヤバー塗布装置がある。このワイヤバー塗布装置は、丸棒状のロッドにワイヤを螺旋状に密着巻きして形成したワイヤ列を備えた塗工用ワイヤバーを備え、走行するウエブに塗布液を転移塗布するもので、簡単な装置構成でしかも薄層塗布が可能なことから広く用いられている。例えば、塗工用ワイヤバーを用いた薄層塗布の一例として、液晶表示装置において視野角特性を改善するために設ける光学補償シートや反射防止のために設ける反射防止膜等の光学機能性フィルムの製造がある。
【０００３】
このようなバー塗布装置において、塗布面状を改善する様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１には、ウエブの搬送速度Ｖｗ とワイヤバーの回転周速Ｖｂ に速度差を設けた塗布方法が記載されている。この塗布方法によれば、Ｖｗ とＶｂ に速度差を設けることによって、ワイヤバーのワイヤのピッチで発生する塗布ムラを無くすことができる。これにより、２０ｍＰａ ・ｓ 以上の比較的高い粘度の塗布液を塗布する場合であっても、均一な塗布を行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１１７６８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の塗布方法では、ウエブの搬送速度Ｖｗ を高めるにつれて、ウエブの搬送方向に沿ったスジ状の塗布ムラ（以下、スジ状故障という）が１ｍｍ程度の大きなピッチで発生するおそれがあった。このスジ状故障は、２０ｍＰａ ・ｓ 未満の比較的低粘度の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下の少ないウエット塗布量で塗布した際に顕著に現れる。このため、従来の塗布方法では、比較的低粘度の塗布液を少ないウエット塗布量で塗布する際にウエブの搬送速度を高めることができず、生産性が低いという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、比較的低粘度の塗布液を搬送速度の大きいウエブに均一に塗布することができる塗布方法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】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、連続走行している可撓性支持体に対して、ワイヤバーを用いることによって、粘度が２０ｍＰａ ・ｓ 未満の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ （μｍに相当）以下のウエット塗布量で塗布する塗布方法において、前記ワイヤバーを前記支持体の搬送方向に対して順転させるとともに、前記支持体の搬送速度Ｖｗ と前記ワイヤバーの回転周速Ｖｂ との比Ｖｂ ／Ｖｗ を０．１以上０．８以下に設定することを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、連続走行している可撓性支持体に対して、ワイヤバーを用いることによって、粘度が２０ｍＰａ ・ｓ 未満の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下のウエット塗布量で塗布する塗布方法において、前記ワイヤバーを前記支持体の搬送方向に対して順転させるとともに、前記支持体の搬送速度Ｖｗ と前記ワイヤバーの回転周速Ｖｂ との比Ｖｂ ／Ｖｗ を０．３５以上０．６以下に設定することを特徴としている。
【０００９】
本発明の発明者は、粘度が２０ｍＰａ ・ｓ 未満の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下のウエット塗布量で塗布する場合において、ワイヤバーを支持体の搬送方向に対して順転させるとともに、支持体の搬送速度Ｖｗ とワイヤバーの回転周速Ｖｂ との比Ｖｂ ／Ｖｗ を０．１以上０．８以下、好ましくは０．３５以上０．６以下に設定すると、支持体の搬送速度Ｖｗ を増加させても、スジ状故障等が発生しないという知見を得た。
【００１０】
請求項１及び２に記載の発明はこのような知見に基づいて成されたものであり、Ｖｂ ／Ｖｗ を上記の範囲に設定したので、スジ状故障等の発生を防止できる。したがって、Ｖｗ を増加させて生産速度を高めることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は請求項１又は２の発明において、前記ワイヤバーのワイヤは、真円度が２μｍ以下であることを特徴としている。
【００１２】
請求項１及び２の発明において、Ｖｂ とＶｗ の差が大きくなると、ワイヤ表面の不整部分によって点状故障が支持体の走行方向に拡大されるおそれがあるが、請求項３に記載の発明によれば、真円度の小さいワイヤ、すなわち、不整部分の少ないワイヤを用いたので、点状故障の拡大を防止できる。したがって、請求項３に記載の発明によれば、Ｖｂ とＶｗ の差が大きい場合であっても良好な塗布面状を得ることができるので、Ｖｗ をより増加させて生産速度を高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る塗布方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１４】
図１は、本発明に係る塗布方法が適用されるのワイヤバー塗布装置１０の一例を示す断面図であり、図２はワイヤバー塗布装置１０に設けられた塗工用ワイヤバー１２の拡大断面図である。
【００１５】
ワイヤバー塗布装置１０は、一対のガイドローラ１８、１８でガイドされて走行するウエブ１６に対して、塗工用ワイヤバー１２を備えた塗布ヘッド１４で塗布液を塗布する装置である。一対のガイドローラ１８、１８は、ウエブ１６が塗工用ワイヤバー１２に近接走行するように配置されている。
【００１６】
塗布ヘッド１４は主として、塗工用ワイヤバー１２、バックアップ部材２０、コーターブロック２２、２４で構成され、塗工用ワイヤバー１２は、バックアップ部材２０に回動自在に支持されている。バックアップ部材２０と各コーターブロック２２、２４との間には、マニホールド２６、２８及びスロット３０、３２が形成され、各マニホールド２６、２８に塗布液が供給される。各マニホールド２６、２８に供給された塗布液は、狭隘なスロット３０、３２を介してウエブ幅方向で均一に押し出される。これにより、塗工用ワイヤバー１２に対してウエブ１６の送り方向の上流側（以下、「１次側」という）に１次側塗布ビード３４が形成され、下流側（以下「２次側」という）に２次側塗布ビード３６が形成される。これらの塗布ビード３４、３６を介して、走行するウエブ１６に塗布液が塗布される。
【００１７】
マニホールド２６、２８から過剰に供給された塗布液は各コーターブロック２２、２４とウエブ１６との間からオーバーフローし、図示しない側溝を介して回収される。尚、マニホールド２６、２８への塗布液の供給はマニホールド２６、２８の中央部から行なっても、または端部から行なってもよい。
【００１８】
塗工用ワイヤバー１２は、図２に示すように、丸棒状のロッド３８にワイヤ４０を螺旋状に密着巻回して形成されたワイヤ列４２を備えており、このワイヤ列４２に塗布液を保持することにより、走行するウエブ１６に塗布液を転移塗布する。
【００１９】
塗工用ワイヤバー１２を構成するロッド３８及びワイヤ４０の材質としては、ステンレスをはじめとする各種金属が使用可能であり、強度的に満足するものであればよい。また、ロッド３８は、５〜１５ｍｍの径のものが好適に使用される。
【００２０】
一方、ワイヤ４０は、真円度が２μｍ以下のものが使用される。具体的には、、ワイヤ４０の単位断面積（仮想真円）に対し、欠損や突起等の不整部分の面積の割合が小さいもの（例えば０．５％以下のもの）を使用することが好ましい。ここで、ワイヤ４０の不整部分とは、図３（Ａ）に示す突起６４や、図３（Ｂ）に示す欠損６２等である。不整部分の割合を算出する場合は、不整部分の幅と深さを測定し、その測定値から不整部分の断面を算出し、この算出値をワイヤ４０の断面積で割って１００倍することにより求められる。なお、不整部分の幅や深さの実測は、レーザー顕微鏡等の非接触方式、或いは表面粗さ計等の接触方式のどちらを用いても測定することができる。また、ワイヤ４０の真円度を真円度測定機によって直接測定してもよい。
【００２１】
真円度の小さいワイヤ４０は、例えば素材自体の不純物や粒界の少ないものを入手することでもいいし、電解研磨やメッキのような化学処理を施してワイヤ表面を平滑化させる方法もある。以下、ワイヤ４０の具体的な製造方法の一例を説明する。
【００２２】
ワイヤ４０表面に存在する欠損６２や突起６４の不整部分は、図４（Ａ）に示す伸線工程で形成されることが多い。伸線工程は通常、ダイヤモンド製のダイスにステンレス母材を通して粗伸線を行い、次に目標のワイヤ４０線径まで最終伸線を行うが、ステンレス母材を細くしていく過程で引き伸ばされ、ステンレス母材の新しい界面が現れる。その際に不純物の多いステンレス母材（例えば、粒界面が多い、或いはガスが混入した空隙空間が多い等）では、欠損６２や突起６４の不整部分が形成され易くなる。従って、不純物量の少ないステンレス母材を伸線してワイヤ４０を製造することが重要になるが、ステンレス母材を製造するためのステンレス鋼の溶解工程の数を増やすことにより不純物量を下げることができる。
【００２３】
図４（Ｂ）はステンレス鋼のシングル溶解による製造工程を示したものであり、製鋼をアーク溶解工程、鋳造工程、加熱／圧延工程を経てステンレス母材を製造する。しかし、シングル溶解製法ではステンレス母材の不純物量の合計が５００ｐｐｍ以下にまで低減することは通常不可能であり、上記した伸線工程でワイヤ４０表面に欠損６２や突起６４の不整部分が形成されてしまう。これに対し、本発明の塗工用ワイヤバー１２に使用するワイヤ４０は、図４（Ｃ）のダブル溶解製法又は図４（Ｄ）のトリプル溶解製法で製造するようにした。これにより、伸線工程でワイヤ４０表面に欠損６２や突起６４の不整部分が殆ど形成されなくなった。ステンレス母材中の不純物がどの程度低減されたかは次の方法によって測定することができる。即ち、ステンレス母材中の不純物のうち不純ガス（ステンレス中に含まれる水素や窒素や酸素等のガス）については、加熱溶解赤外線吸収法や加熱溶融熱伝導度法等により測定することができる。また、不純物のうち非金属介在物については、ＪＩＳ法やＡＳＴＭ法によって定量化が可能である。また、不純物のうち粒界の量については、線材切断し、断面を顕微鏡で直接観察することで、単位断面積当たりの粒界量として定量することができる。非金属介在物はステンレス母材の場所によってはバラツキが大きいので、通常、不純ガス量が不純物量の代表値として把握しやすい。
【００２４】
このワイヤ４０の改良において、改良後のワイヤ４０の真円度は２μｍ以下であることが好ましい。現在のワイヤ製作技術であれば、ワイヤ自体の径寸法のバラツキは十分小さく（例えばバラツキ１μｍ以下も可能）できるので、ワイヤ表面の欠損６２や突起６４の不整部分をなくすことによって、ワイヤ４０の真円度を２μｍ以下にすることが可能となる。
【００２５】
上記の如く構成された塗工用ワイヤバー１２は、図１に示す如く、ウエブ１６の搬送方向に対して順転される。さらに、塗工用ワイヤバー１２の回転周速Ｖｂ は、ウエブ１６の搬送速度Ｖｗ に対して、Ｖｂ ／Ｖｗ が０．１以上０．８以下、好ましくは０．３５以上０．６以下となるように設定される。
【００２６】
Ｖｂ ／Ｖｗ が上記の範囲を上回ると、２０ｍＰａ ・ｓ 未満の低粘度の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下のウエット塗布量で塗布する際に、スジ状故障が発生しやすくなる。反対に、Ｖｂ ／Ｖｗ が上記の範囲を下回ると、Ｖｂ とＶｗ の差が大きくなった際に（すなわち、Ｖｗ を増加させた際に）点状故障が拡大されやすくなる。具体的には、Ｖｂ ／Ｖｗ が０．３５以下になると、塗布液の掻きあげ量が減るために液切れを起こすおそれがあり、Ｖｂ ／Ｖｗ が０．１以下になると、液切れが顕著に発生する。
【００２７】
したがって、Ｖｂ ／Ｖｗ を上記の範囲に調節することによって、スジ状故障の発生と点状故障の拡大の両方を防止することができる。特にＶｂ ／Ｖｗ を０．３５以上０．６以下の範囲に設定した際には、ウエブ１６の搬送速度Ｖｗ を増加させてもスジ状故障の発生と点状故障の拡大の両方を防止することができる。
【００２８】
このように本実施の形態によれば、Ｖｂ ／Ｖｗ を上記の範囲に規制することによってスジ状故障の発生と点状故障の拡大の両方を防止できるので、２０ｍＰａ ・ｓ 未満の低粘度の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下のウエット塗布量で塗布する場合に、ウエブ１６の搬送速度Ｖｗ を向上させても良好な塗布面状を得ることができる。これにより、生産速度を高めることができる。
【００２９】
また、本実施の形態によれば、塗工用ワイヤバー１２のワイヤ４０の真円度を２μｍ以下に規制しているので、Ｖｗ とＶｂ の差が大きくなった際に、ワイヤ４０の不整部分によって点状故障が拡大されることを防止できる。すなわち、Ｖｂ とＶｗ の速度差が大きい場合には、ワイヤ４０の不整部分によって、点状の塗布ムラが拡大されたり、ウエブ１６に既に塗設されている材料が削られたりして、塗布面状に致命的影響を与えるおそれがあるが、ワイヤ４０の真円度を小さくして不整部分を少なくすることによって、これらの不具合の発生を防止できる。
【００３０】
尚、本実施の形態において、ワイヤバー塗布装置１０は、クリーンルーム等の清浄な雰囲気に設置するとよい。その際、清浄度はクラス１０００以下が好ましく、クラス１００以下がより好ましく、クラス１０以下がさらに好ましい。
【００３１】
また、本実施の形態において、Ｖｂ ／Ｖｗ を変えることによってウエット塗布量が変化するが、その補正はワイヤ径によって調節すればよい。
【００３２】
また、本実施の形態で得られる塗布面状の改善効果は、塗布液の粘度が低く、ウエット塗布量が少ないほど、効果が大きくなる。このため、塗布液の粘度は、２０ｍＰａ ・ｓ 未満が好ましく、１０ｍＰａ ・ｓ 未満がより好ましく、５ｍＰａ ・ｓ 未満がさらに好ましい。また、ウエット塗布量は、５０ｃｃ／ｍ２ 以下が好ましく、２０ｃｃ／ｍ２ 以下がより好ましく、５ｃｃ／ｍ２ 以下がさらに好ましい。
【００３３】
上述したワイヤバー塗布装置１０は特に薄層塗布に有効であるので、例えば、ウエット塗布膜厚が５ｃｃ／ｍ２ 以下の超薄層塗布を行う光学補償シートの製造ラインに設置することができる。
【００３４】
光学補償シートの製造ラインは、図５に示すように、送り出し機６６からは予め配向膜形成用のポリマー層が形成されたウエブ１６が送り出される。ウエブ１６はガイドローラ６８によってガイドされてラビング処理装置７０に送りこまれ、ラビングローラ７２によってポリマー層がラビング処理される。次に、除塵機７４により、ウエブ１６の表面に付着した塵が取り除かれる。そして、ワイヤバー塗布装置１０によりディスコネマティック液晶を含む塗布液がウエブ１６に塗布される。この後に、乾燥ゾーン７６、加熱ゾーン７８を経て、液晶層が形成される。更に紫外線ランプ８０により液晶層を照射し、液晶を架橋させることで、所望のポリマーが形成される。そして、このポリマーが形成されたウエブ１６は巻取り機８２により巻き取られる。
【００３５】
本発明で使用されるウエブ１６としては、一般に幅０．３〜５ｍ、長さ４５〜１００００ｍ、厚さ５〜２００μｍの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、ポリアミド等のプラスチックフィルム、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炭素数が２〜１０のα−ポリオレフイン類を塗布又はラミネートした紙、アルミニウム、銅、錫等の金属箔等、或いは帯状基材の表面に予備的な加工層を形成させたものが含まれる。更に、前記したウエブ１６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、帯電防止或いは滑性用塗布液等が表面に塗布され、乾燥された後、所望する長さ、及び幅に裁断されるものが含まれ、これらの代表例としては、光学補償シート、反射防止フィルムが挙げられる。
【００３６】
本発明に用いられる塗布液は、ウエブ１６上に塗布膜を形成するためのものであればよく、公知のいずれの塗布液でもよい。例えば、液晶を含有している塗布液、反射防止膜の成分を含む液、又は光学補償シートの液晶性ディスコティック化合物を含む液等を塗布液に用いることができ、塗設された塗膜が反射防止膜または視野角拡大のための光学補償シートであることが好ましい。
【００３７】
塗布液の物性は、有機溶剤系の場合、通常液粘度０．５〜２０ｍＰａ ・ｓ 、静的表面張力１５０〜３００μＮ／ｃｍのものが好ましい。静的表面張力に関しては、塗布後の初期乾燥ムラを改善するため、有機溶剤系の塗布液にフッ素系界面活性剤を添加し、静的表面張力を下げることが好ましい。代表的なフッ素系界面活性剤は、［化１］、［化２］に示す。ただし、静的表面張力を下げることによって、塗膜のレベリング促進にマイナス効果となり、スジ状故障が発生しやすくなるが、本実施の形態では、Ｖｂ ／Ｖｗ の比を調節しているので、スジ状故障の発生を防止できる。
【化１】
【化２】
【００３８】
フッ素系界面活性剤等によって塗布液の静的表面張力を低下させた場合には、図６に示すように、一次側のコーターブロック２２の形状を変えるとよい。すなわち、一次側のコーターブロック２２に堰４４を設けて、一次側塗布ビード３４を長くするとよい。
【００３９】
尚、本実施の形態は、ウエブ１６への塗布液の塗布と塗布液の計量を同時に行うタイプのワイヤバー塗布装置１０に本発明を適用した例で説明したが、予めウエブ１６にプレコータで塗布液を過剰に塗布した後、塗布液の過剰分を掻き落とすタイプのワイヤバー塗布装置にも適用することができる。
【００４０】
【実施例】
次に、本発明に係る塗布方法が適用されるワイヤバー塗布装置１０の実施例を説明する。本発明の実施例として、超薄層塗布が要求される光学補償シートの製造及び／又は反射防止膜の製造に適用した例で以下に説明するが、これに限定されるものではない。
（実施例１）
実施例１において、光学補償シートの製造ラインのライン条件は次の通りである。
【００４１】
ウエブ１６には、厚さ１００μｍのトリアセチルセルロース（フジタック、富士写真フイルム（株）製）を使用し、ウエブ１６の表面に、長鎖アルキル変性ボバール（ＭＰ−２０３、クラレ（株）製）の２重量パーセント溶液をウエブ１６の１ｍ２ 当り２５ｍｌ塗布後、６０°Ｃで１分間乾燥させて配向膜用樹脂層を形成した。このウエブ１６を５０ｍ／分で搬送しながら、樹脂層表面にラビング処理を行って配向膜を形成した。ラビング処理におけるラビングローラ７２の押しつけ圧力は、配向膜樹脂層の１ｃｍ２ 当たり１０ｋｇｆ／ｃｍ２ とすると共に、回転周速を５．０ｍ／秒とした。
【００４２】
そして、配向膜用樹脂層をラビング処理して得られた配向膜上に、ワイヤバー塗布装置１０を使用して塗布液を塗布した。
【００４３】
塗布液には、ディスコティック化合物ＴＥ−８のＲ（１）とＲ（２）（化３）の重量比で４：１の混合物に対し、エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート（Ｖ♯３６０、大阪有機化学（株）製）を１０重量％、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１、イーストマンケミカル社製）を０．６重量％、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を３重量％、増感剤（カヤキュアーＤＥＴ−Ｘ、日本化薬（株）製）を１重量％、添加し、最終的にその混合物の３２重量％メチルエチルケトン溶液とした。その液晶性化合物を含む液に、さらにフッ素系界面活性剤（フルオロ脂肪族基含有共重合体、メガファックＦ７８０、大日本インキ（株）製）を０．３重量％添加し、塗布液として使用した。
【化３】
【００４４】
塗工用ワイヤバー１２はロッド径８ｍｍのステンレス製で、ワイヤ４０の真円度が５μｍのものを使用した。この塗工用ワイヤバー１２をウエブ１６に対して順回転させ、前記塗布液を塗布ヘッド（図１のように１次側の液溜まりの少ないブロックを採用）１４から幅６８０ｍｍの配向膜上に、塗布液量がウエブ１６について１ｍ２ 当り６ｍｌになるように塗布した。送液量は１次側マニホールドより１分間当たり２．０Ｌを送り、２次側マニホールドより１分間当たり０．５Ｌ送った。
【００４５】
塗布液が塗布されたウエブ１６は、１００℃に調整された乾燥ゾーン及び、１３０℃に調整された加熱ゾーンを通過させてネマチック相を形成した後、この配向膜及び液晶性化合物相が塗布されたウエブ１６を連続搬送しながら、液晶層の表面に紫外線ランプにより紫外線を照射した。
【００４６】
そして、塗工用ワイヤバー１２の回転周速Ｖｂ 、ウエブ１６の搬送速度Ｖｗ 等の各条件を変えながら、塗布面状がどのように変わるかを試験した。
【００４７】
塗布面状の評価は、スジ状塗布ムラのスジ本数、点状塗布ムラの点欠陥数、乾燥ムラの個数から面状判定を行った。スジ本数は製品幅当たり何本あるかを目視でカウントし、弱いスジが三本以下を合格とした。点欠陥数は顕微鏡で大きさが１００μｍ以上のものが製品ｍ２ 当たり幾つあるかをカウントし、五個以下のものを合格とした。乾燥ムラは製品ｍ２ 当たり幾つあるかをカウントし、二個以下を合格とした。
【００４８】
また、面状判定としては、スジ本数が合格のものを△で表示し、スジ本数と点欠陥数の両方が合格のものを○とした。さらにスジ本数、点欠陥数、乾燥ムラの全てで合格したものを◎とした。
【００４９】
図７に、実施例１での試験１〜１６の塗布液の粘度、塗布量、表面張力、塗布速度（Ｖｗ に相当）、周速比（Ｖｂ ／Ｖｗ ）、ワイヤ真円度、塗布面状の評価結果を示した。
【００５０】
試験１〜７は、従来の塗布方法で塗布した場合であり、塗工用ワイヤバー１２は、ウエブ１６と同じ速度で順回転している。すなわち、Ｖｂ ＝Ｖｗ であり、Ｖｂ ／Ｖｗ は１．０である。
【００５１】
このうち、試験１〜試験５は、ウエブ１６の搬送速度Ｖｗ が従来速度（１５ｍ／分）の場合であり、試験１、２、及び４では、良好な塗布面状が得られた。ただし、粘度を２０ｍＰａ ・ｓ に増加させた試験３や、塗布量を５ｃｃ／ｍ２ （μｍに相当）から２ｃｃ／ｍ２ まで減少させた試験５では、スジ状塗布ムラが発生した。
【００５２】
試験６、７は、Ｖｂ ＝Ｖｗ のまま、Ｖｗ をそれぞれ、２０ｍ／分、２５ｍ／分まで増加させている。この試験６、７から分かるように、Ｖｂ ＝Ｖｗ のままＶｗ を増加させると、スジ状塗布ムラが発生する。そして、Ｖｗ が大きくなるほど、スジ状塗布ムラの数が増加する。したがって、従来の塗布方法では、Ｖｗ を増加することができず、処理速度を向上させることができない。
【００５３】
また、試験６、７では、Ｖｗ を増加させることによって乾燥ムラの個数が増加している。これは、Ｖｗ の増加に伴って乾燥ゾーン長が不足し、乾燥不足が発生するとともに、Ｖｗ の増加によって同伴エアによる影響で乾燥ムラが顕著になると考えられる。
【００５４】
試験８〜１１及び試験１３〜１６は、本発明に係る塗布方法で塗布した場合であり、塗工用ワイヤバー１２の周速Ｖｂ とウエブ１６の搬送速度Ｖｗ の比Ｖｂ ／Ｖｗ を０．１〜０．５の範囲に設定している。
【００５５】
このうち、試験８は、試験６と比較して、Ｖｂ ／Ｖｗ を１．０から０．５に変更している。その結果、スジ状塗布ムラをゼロにすることができた。これにより、Ｖｂ ／Ｖｗ を０．５に設定することによって、スジ状塗布ムラの発生を防止できることが分かる。ただし、試験８では、Ｖｂ ／Ｖｗ を小さくしたことによって、点状塗布ムラが目立つようになり、点欠陥数が増加した。
【００５６】
そこで、試験９〜１９では、ワイヤ精度をアップし、ワイヤの真円度を５μｍから２μｍに変更した。その結果、点欠陥数を大幅に減少させることができた。例えば、真円度が５μｍの試験８では点欠陥数が１８個だったのに対し、真円度が２μｍの試験９では点欠陥数を３個に減少させることができた。なお、図７には示してないが、ワイヤの真円度を変化させて試験した結果、ワイヤの真円度が小さくなるほど点欠陥数を減らすころができ、具体的には、真円度を２μｍ以下にすると、点欠陥数を五個以下にすることができた。
【００５７】
試験９〜１４はＶｂ ／Ｖｗ 以外を同一条件に保ったまま、Ｖｂ ／Ｖｗ を変化させている。この結果、Ｖｂ ／Ｖｗ を小さくするほど、スジ本数が減少し、スジ状塗布ムラを改善することができるという結果が得られた。具体的には、試験１４の如く、Ｖｂ ／Ｖｗ を０．８以下にすることによってスジ状塗布ムラの面で合格レベルになり、試験１３の如く、Ｖｂ ／Ｖｗ を０．６以下にすることによってスジ本数をゼロにすることができた。
【００５８】
一方で、Ｖｂ ／Ｖｗ を小さくするほど点欠陥数が増加し、反対にＶｂ ／Ｖｗ をある値以上に設定することによって点欠陥数の増加を抑えることができるという結果が得られた。具体的には、試験１１の如く、Ｖｂ ／Ｖｗ を０．１以上に設定することによって点欠陥数を一桁に抑えることができ、試験１０の如くＶｂ ／Ｖｗ を０．３５以上に設定することによって点欠陥数を五個以下に抑えることができた。以上の結果から、Ｖｂ ／Ｖｗ が０．１以上０．８以下であれば、スジ状塗布ムラの発生を防止しつつ、点状塗布ムラの発生を抑制する効果が得られることが明らかになった。さらに、Ｖｂ ／Ｖｗ が０．３５以上０．６以下であれば、スジ状塗布ムラの発生防止、及び点状塗布ムラの発生防止の点で効果が大きいことが明らかになった。
【００５９】
試験１５〜１９では、塗布液の静的表面張力を２５０から２００μＮ／ｃｍに下げており、これによって乾燥塗布ムラの改善を図っている。試験１６では、スジ状塗布ムラ、点状塗布ムラ、乾燥ムラの全ての面において、優れた製品を得ることができた。なお、試験１５は、試験１６に対する比較例であり、周速比Ｖｂ ／Ｖｗ が従来の塗布方法と同じ１．００である。このため、スジ状塗布ムラの発生を防止することができない。
【００６０】
試験１７〜１９は、試験１６に対して塗布速度Ｖｗ を増加させている。このように、本発明を用いた塗布方法では、塗布速度Ｖｗ を増加させても、優れた塗布面状を得ることができた。
【００６１】
以上の結果より、ウエブ１９の搬送速度Ｖｗ より塗工用ワイヤバー１２の周速度Ｖｂ を遅くすることで、良質な面状を確保できることがわかった。また、塗工用ワイヤバー１２のワイヤ表面の精度を高めることによって、速度差を設ける弊害である点状故障の発生を防止することができることが分かった。
【００６２】
尚、図７には示さなかったが、試験の結果、塗布液の粘度は０．５〜２０ｍＰａ ・ｓ 、静的表面張力は１５０〜３００μＮ／ｃｍ、ウエット塗布量は２〜２０ｃｃ／ｍ２ が適用範囲であった。
【００６３】
また、本実施例は光学補償シートの液晶性ディスコティック化合物の塗布液のバー塗布を引用したが、その他に反射防止膜の反射防止成分を含む塗布液の塗布についても実施例と同様の効果が得られ、汎用性のある塗布が可能であることも分かった。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る塗布方法によれば、ワイヤバーを支持体の搬送速度に対して順転させるとともに、支持体の搬送速度Ｖｗ とワイヤバーの回転周速Ｖｂ との比Ｖｂ ／Ｖｗ を０．１以上０．８以下、好ましくは０．３５以上０．６以下に設定したので、２０ｍＰａ ・ｓ 未満の低粘度の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下のウエット塗布量で塗布する場合であってもスジ状故障を発生させることがなく、よって、支持体の搬送速度を増加させて生産速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗布方法が適用されたワイヤバー塗布装置の全体構成を説明する断面図
【図２】塗工用ワイヤバーを説明する部分拡大断面図
【図３】ワイヤの不整部分を説明する説明図
【図４】ワイヤ製造の伸線工程及びワイヤの母材であるステンレス鋼の製造工程を説明する工程図
【図５】光学補償フィルムの製造ラインを説明する説明図
【図６】図１と異なる形状のワイヤバー塗布装置の全体構成を説明する断面図
【図７】実施例の結果を示す説明図
【符号の説明】
１０…ワイヤバー塗布装置、１２…塗工用ワイヤバー、１４…塗布ヘッド、１６…ウエブ、１８…ガイドローラ、２０…バックアップ部材、２２，２４…コーターブロック、２６，２８…マニホールド、３０，３２…スロット、３４…１次側塗布ビード、３６…２次側塗布ビード、３８…ロッド、４０…ワイヤ、４２…ワイヤ列、６２…ワイヤの欠損、６４…ワイヤの突起、６６…送り出し機、６８…ガイドローラ、７０…ラビング処理装置、７２…ラビングローラ、７４…除塵機、７６…乾燥ゾーン、７８…加熱ゾーン、８０…紫外線ランプ、８２…巻取り機
【発明の属する技術分野】
本発明は塗布方法に係り、特に、連続走行している可撓性支持体（以下、「ウエブ」と記す。）に対して、ワイヤバーを用いて塗布液を塗布する塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続走行するウエブの面上に塗布液を塗布する装置としてワイヤバー塗布装置がある。このワイヤバー塗布装置は、丸棒状のロッドにワイヤを螺旋状に密着巻きして形成したワイヤ列を備えた塗工用ワイヤバーを備え、走行するウエブに塗布液を転移塗布するもので、簡単な装置構成でしかも薄層塗布が可能なことから広く用いられている。例えば、塗工用ワイヤバーを用いた薄層塗布の一例として、液晶表示装置において視野角特性を改善するために設ける光学補償シートや反射防止のために設ける反射防止膜等の光学機能性フィルムの製造がある。
【０００３】
このようなバー塗布装置において、塗布面状を改善する様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１には、ウエブの搬送速度Ｖｗ とワイヤバーの回転周速Ｖｂ に速度差を設けた塗布方法が記載されている。この塗布方法によれば、Ｖｗ とＶｂ に速度差を設けることによって、ワイヤバーのワイヤのピッチで発生する塗布ムラを無くすことができる。これにより、２０ｍＰａ ・ｓ 以上の比較的高い粘度の塗布液を塗布する場合であっても、均一な塗布を行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１１７６８２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の塗布方法では、ウエブの搬送速度Ｖｗ を高めるにつれて、ウエブの搬送方向に沿ったスジ状の塗布ムラ（以下、スジ状故障という）が１ｍｍ程度の大きなピッチで発生するおそれがあった。このスジ状故障は、２０ｍＰａ ・ｓ 未満の比較的低粘度の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下の少ないウエット塗布量で塗布した際に顕著に現れる。このため、従来の塗布方法では、比較的低粘度の塗布液を少ないウエット塗布量で塗布する際にウエブの搬送速度を高めることができず、生産性が低いという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、比較的低粘度の塗布液を搬送速度の大きいウエブに均一に塗布することができる塗布方法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】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、連続走行している可撓性支持体に対して、ワイヤバーを用いることによって、粘度が２０ｍＰａ ・ｓ 未満の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ （μｍに相当）以下のウエット塗布量で塗布する塗布方法において、前記ワイヤバーを前記支持体の搬送方向に対して順転させるとともに、前記支持体の搬送速度Ｖｗ と前記ワイヤバーの回転周速Ｖｂ との比Ｖｂ ／Ｖｗ を０．１以上０．８以下に設定することを特徴としている。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、連続走行している可撓性支持体に対して、ワイヤバーを用いることによって、粘度が２０ｍＰａ ・ｓ 未満の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下のウエット塗布量で塗布する塗布方法において、前記ワイヤバーを前記支持体の搬送方向に対して順転させるとともに、前記支持体の搬送速度Ｖｗ と前記ワイヤバーの回転周速Ｖｂ との比Ｖｂ ／Ｖｗ を０．３５以上０．６以下に設定することを特徴としている。
【０００９】
本発明の発明者は、粘度が２０ｍＰａ ・ｓ 未満の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下のウエット塗布量で塗布する場合において、ワイヤバーを支持体の搬送方向に対して順転させるとともに、支持体の搬送速度Ｖｗ とワイヤバーの回転周速Ｖｂ との比Ｖｂ ／Ｖｗ を０．１以上０．８以下、好ましくは０．３５以上０．６以下に設定すると、支持体の搬送速度Ｖｗ を増加させても、スジ状故障等が発生しないという知見を得た。
【００１０】
請求項１及び２に記載の発明はこのような知見に基づいて成されたものであり、Ｖｂ ／Ｖｗ を上記の範囲に設定したので、スジ状故障等の発生を防止できる。したがって、Ｖｗ を増加させて生産速度を高めることができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は請求項１又は２の発明において、前記ワイヤバーのワイヤは、真円度が２μｍ以下であることを特徴としている。
【００１２】
請求項１及び２の発明において、Ｖｂ とＶｗ の差が大きくなると、ワイヤ表面の不整部分によって点状故障が支持体の走行方向に拡大されるおそれがあるが、請求項３に記載の発明によれば、真円度の小さいワイヤ、すなわち、不整部分の少ないワイヤを用いたので、点状故障の拡大を防止できる。したがって、請求項３に記載の発明によれば、Ｖｂ とＶｗ の差が大きい場合であっても良好な塗布面状を得ることができるので、Ｖｗ をより増加させて生産速度を高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る塗布方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１４】
図１は、本発明に係る塗布方法が適用されるのワイヤバー塗布装置１０の一例を示す断面図であり、図２はワイヤバー塗布装置１０に設けられた塗工用ワイヤバー１２の拡大断面図である。
【００１５】
ワイヤバー塗布装置１０は、一対のガイドローラ１８、１８でガイドされて走行するウエブ１６に対して、塗工用ワイヤバー１２を備えた塗布ヘッド１４で塗布液を塗布する装置である。一対のガイドローラ１８、１８は、ウエブ１６が塗工用ワイヤバー１２に近接走行するように配置されている。
【００１６】
塗布ヘッド１４は主として、塗工用ワイヤバー１２、バックアップ部材２０、コーターブロック２２、２４で構成され、塗工用ワイヤバー１２は、バックアップ部材２０に回動自在に支持されている。バックアップ部材２０と各コーターブロック２２、２４との間には、マニホールド２６、２８及びスロット３０、３２が形成され、各マニホールド２６、２８に塗布液が供給される。各マニホールド２６、２８に供給された塗布液は、狭隘なスロット３０、３２を介してウエブ幅方向で均一に押し出される。これにより、塗工用ワイヤバー１２に対してウエブ１６の送り方向の上流側（以下、「１次側」という）に１次側塗布ビード３４が形成され、下流側（以下「２次側」という）に２次側塗布ビード３６が形成される。これらの塗布ビード３４、３６を介して、走行するウエブ１６に塗布液が塗布される。
【００１７】
マニホールド２６、２８から過剰に供給された塗布液は各コーターブロック２２、２４とウエブ１６との間からオーバーフローし、図示しない側溝を介して回収される。尚、マニホールド２６、２８への塗布液の供給はマニホールド２６、２８の中央部から行なっても、または端部から行なってもよい。
【００１８】
塗工用ワイヤバー１２は、図２に示すように、丸棒状のロッド３８にワイヤ４０を螺旋状に密着巻回して形成されたワイヤ列４２を備えており、このワイヤ列４２に塗布液を保持することにより、走行するウエブ１６に塗布液を転移塗布する。
【００１９】
塗工用ワイヤバー１２を構成するロッド３８及びワイヤ４０の材質としては、ステンレスをはじめとする各種金属が使用可能であり、強度的に満足するものであればよい。また、ロッド３８は、５〜１５ｍｍの径のものが好適に使用される。
【００２０】
一方、ワイヤ４０は、真円度が２μｍ以下のものが使用される。具体的には、、ワイヤ４０の単位断面積（仮想真円）に対し、欠損や突起等の不整部分の面積の割合が小さいもの（例えば０．５％以下のもの）を使用することが好ましい。ここで、ワイヤ４０の不整部分とは、図３（Ａ）に示す突起６４や、図３（Ｂ）に示す欠損６２等である。不整部分の割合を算出する場合は、不整部分の幅と深さを測定し、その測定値から不整部分の断面を算出し、この算出値をワイヤ４０の断面積で割って１００倍することにより求められる。なお、不整部分の幅や深さの実測は、レーザー顕微鏡等の非接触方式、或いは表面粗さ計等の接触方式のどちらを用いても測定することができる。また、ワイヤ４０の真円度を真円度測定機によって直接測定してもよい。
【００２１】
真円度の小さいワイヤ４０は、例えば素材自体の不純物や粒界の少ないものを入手することでもいいし、電解研磨やメッキのような化学処理を施してワイヤ表面を平滑化させる方法もある。以下、ワイヤ４０の具体的な製造方法の一例を説明する。
【００２２】
ワイヤ４０表面に存在する欠損６２や突起６４の不整部分は、図４（Ａ）に示す伸線工程で形成されることが多い。伸線工程は通常、ダイヤモンド製のダイスにステンレス母材を通して粗伸線を行い、次に目標のワイヤ４０線径まで最終伸線を行うが、ステンレス母材を細くしていく過程で引き伸ばされ、ステンレス母材の新しい界面が現れる。その際に不純物の多いステンレス母材（例えば、粒界面が多い、或いはガスが混入した空隙空間が多い等）では、欠損６２や突起６４の不整部分が形成され易くなる。従って、不純物量の少ないステンレス母材を伸線してワイヤ４０を製造することが重要になるが、ステンレス母材を製造するためのステンレス鋼の溶解工程の数を増やすことにより不純物量を下げることができる。
【００２３】
図４（Ｂ）はステンレス鋼のシングル溶解による製造工程を示したものであり、製鋼をアーク溶解工程、鋳造工程、加熱／圧延工程を経てステンレス母材を製造する。しかし、シングル溶解製法ではステンレス母材の不純物量の合計が５００ｐｐｍ以下にまで低減することは通常不可能であり、上記した伸線工程でワイヤ４０表面に欠損６２や突起６４の不整部分が形成されてしまう。これに対し、本発明の塗工用ワイヤバー１２に使用するワイヤ４０は、図４（Ｃ）のダブル溶解製法又は図４（Ｄ）のトリプル溶解製法で製造するようにした。これにより、伸線工程でワイヤ４０表面に欠損６２や突起６４の不整部分が殆ど形成されなくなった。ステンレス母材中の不純物がどの程度低減されたかは次の方法によって測定することができる。即ち、ステンレス母材中の不純物のうち不純ガス（ステンレス中に含まれる水素や窒素や酸素等のガス）については、加熱溶解赤外線吸収法や加熱溶融熱伝導度法等により測定することができる。また、不純物のうち非金属介在物については、ＪＩＳ法やＡＳＴＭ法によって定量化が可能である。また、不純物のうち粒界の量については、線材切断し、断面を顕微鏡で直接観察することで、単位断面積当たりの粒界量として定量することができる。非金属介在物はステンレス母材の場所によってはバラツキが大きいので、通常、不純ガス量が不純物量の代表値として把握しやすい。
【００２４】
このワイヤ４０の改良において、改良後のワイヤ４０の真円度は２μｍ以下であることが好ましい。現在のワイヤ製作技術であれば、ワイヤ自体の径寸法のバラツキは十分小さく（例えばバラツキ１μｍ以下も可能）できるので、ワイヤ表面の欠損６２や突起６４の不整部分をなくすことによって、ワイヤ４０の真円度を２μｍ以下にすることが可能となる。
【００２５】
上記の如く構成された塗工用ワイヤバー１２は、図１に示す如く、ウエブ１６の搬送方向に対して順転される。さらに、塗工用ワイヤバー１２の回転周速Ｖｂ は、ウエブ１６の搬送速度Ｖｗ に対して、Ｖｂ ／Ｖｗ が０．１以上０．８以下、好ましくは０．３５以上０．６以下となるように設定される。
【００２６】
Ｖｂ ／Ｖｗ が上記の範囲を上回ると、２０ｍＰａ ・ｓ 未満の低粘度の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下のウエット塗布量で塗布する際に、スジ状故障が発生しやすくなる。反対に、Ｖｂ ／Ｖｗ が上記の範囲を下回ると、Ｖｂ とＶｗ の差が大きくなった際に（すなわち、Ｖｗ を増加させた際に）点状故障が拡大されやすくなる。具体的には、Ｖｂ ／Ｖｗ が０．３５以下になると、塗布液の掻きあげ量が減るために液切れを起こすおそれがあり、Ｖｂ ／Ｖｗ が０．１以下になると、液切れが顕著に発生する。
【００２７】
したがって、Ｖｂ ／Ｖｗ を上記の範囲に調節することによって、スジ状故障の発生と点状故障の拡大の両方を防止することができる。特にＶｂ ／Ｖｗ を０．３５以上０．６以下の範囲に設定した際には、ウエブ１６の搬送速度Ｖｗ を増加させてもスジ状故障の発生と点状故障の拡大の両方を防止することができる。
【００２８】
このように本実施の形態によれば、Ｖｂ ／Ｖｗ を上記の範囲に規制することによってスジ状故障の発生と点状故障の拡大の両方を防止できるので、２０ｍＰａ ・ｓ 未満の低粘度の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下のウエット塗布量で塗布する場合に、ウエブ１６の搬送速度Ｖｗ を向上させても良好な塗布面状を得ることができる。これにより、生産速度を高めることができる。
【００２９】
また、本実施の形態によれば、塗工用ワイヤバー１２のワイヤ４０の真円度を２μｍ以下に規制しているので、Ｖｗ とＶｂ の差が大きくなった際に、ワイヤ４０の不整部分によって点状故障が拡大されることを防止できる。すなわち、Ｖｂ とＶｗ の速度差が大きい場合には、ワイヤ４０の不整部分によって、点状の塗布ムラが拡大されたり、ウエブ１６に既に塗設されている材料が削られたりして、塗布面状に致命的影響を与えるおそれがあるが、ワイヤ４０の真円度を小さくして不整部分を少なくすることによって、これらの不具合の発生を防止できる。
【００３０】
尚、本実施の形態において、ワイヤバー塗布装置１０は、クリーンルーム等の清浄な雰囲気に設置するとよい。その際、清浄度はクラス１０００以下が好ましく、クラス１００以下がより好ましく、クラス１０以下がさらに好ましい。
【００３１】
また、本実施の形態において、Ｖｂ ／Ｖｗ を変えることによってウエット塗布量が変化するが、その補正はワイヤ径によって調節すればよい。
【００３２】
また、本実施の形態で得られる塗布面状の改善効果は、塗布液の粘度が低く、ウエット塗布量が少ないほど、効果が大きくなる。このため、塗布液の粘度は、２０ｍＰａ ・ｓ 未満が好ましく、１０ｍＰａ ・ｓ 未満がより好ましく、５ｍＰａ ・ｓ 未満がさらに好ましい。また、ウエット塗布量は、５０ｃｃ／ｍ２ 以下が好ましく、２０ｃｃ／ｍ２ 以下がより好ましく、５ｃｃ／ｍ２ 以下がさらに好ましい。
【００３３】
上述したワイヤバー塗布装置１０は特に薄層塗布に有効であるので、例えば、ウエット塗布膜厚が５ｃｃ／ｍ２ 以下の超薄層塗布を行う光学補償シートの製造ラインに設置することができる。
【００３４】
光学補償シートの製造ラインは、図５に示すように、送り出し機６６からは予め配向膜形成用のポリマー層が形成されたウエブ１６が送り出される。ウエブ１６はガイドローラ６８によってガイドされてラビング処理装置７０に送りこまれ、ラビングローラ７２によってポリマー層がラビング処理される。次に、除塵機７４により、ウエブ１６の表面に付着した塵が取り除かれる。そして、ワイヤバー塗布装置１０によりディスコネマティック液晶を含む塗布液がウエブ１６に塗布される。この後に、乾燥ゾーン７６、加熱ゾーン７８を経て、液晶層が形成される。更に紫外線ランプ８０により液晶層を照射し、液晶を架橋させることで、所望のポリマーが形成される。そして、このポリマーが形成されたウエブ１６は巻取り機８２により巻き取られる。
【００３５】
本発明で使用されるウエブ１６としては、一般に幅０．３〜５ｍ、長さ４５〜１００００ｍ、厚さ５〜２００μｍの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、ポリアミド等のプラスチックフィルム、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炭素数が２〜１０のα−ポリオレフイン類を塗布又はラミネートした紙、アルミニウム、銅、錫等の金属箔等、或いは帯状基材の表面に予備的な加工層を形成させたものが含まれる。更に、前記したウエブ１６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、帯電防止或いは滑性用塗布液等が表面に塗布され、乾燥された後、所望する長さ、及び幅に裁断されるものが含まれ、これらの代表例としては、光学補償シート、反射防止フィルムが挙げられる。
【００３６】
本発明に用いられる塗布液は、ウエブ１６上に塗布膜を形成するためのものであればよく、公知のいずれの塗布液でもよい。例えば、液晶を含有している塗布液、反射防止膜の成分を含む液、又は光学補償シートの液晶性ディスコティック化合物を含む液等を塗布液に用いることができ、塗設された塗膜が反射防止膜または視野角拡大のための光学補償シートであることが好ましい。
【００３７】
塗布液の物性は、有機溶剤系の場合、通常液粘度０．５〜２０ｍＰａ ・ｓ 、静的表面張力１５０〜３００μＮ／ｃｍのものが好ましい。静的表面張力に関しては、塗布後の初期乾燥ムラを改善するため、有機溶剤系の塗布液にフッ素系界面活性剤を添加し、静的表面張力を下げることが好ましい。代表的なフッ素系界面活性剤は、［化１］、［化２］に示す。ただし、静的表面張力を下げることによって、塗膜のレベリング促進にマイナス効果となり、スジ状故障が発生しやすくなるが、本実施の形態では、Ｖｂ ／Ｖｗ の比を調節しているので、スジ状故障の発生を防止できる。
【化１】
フッ素系界面活性剤等によって塗布液の静的表面張力を低下させた場合には、図６に示すように、一次側のコーターブロック２２の形状を変えるとよい。すなわち、一次側のコーターブロック２２に堰４４を設けて、一次側塗布ビード３４を長くするとよい。
【００３９】
尚、本実施の形態は、ウエブ１６への塗布液の塗布と塗布液の計量を同時に行うタイプのワイヤバー塗布装置１０に本発明を適用した例で説明したが、予めウエブ１６にプレコータで塗布液を過剰に塗布した後、塗布液の過剰分を掻き落とすタイプのワイヤバー塗布装置にも適用することができる。
【００４０】
【実施例】
次に、本発明に係る塗布方法が適用されるワイヤバー塗布装置１０の実施例を説明する。本発明の実施例として、超薄層塗布が要求される光学補償シートの製造及び／又は反射防止膜の製造に適用した例で以下に説明するが、これに限定されるものではない。
（実施例１）
実施例１において、光学補償シートの製造ラインのライン条件は次の通りである。
【００４１】
ウエブ１６には、厚さ１００μｍのトリアセチルセルロース（フジタック、富士写真フイルム（株）製）を使用し、ウエブ１６の表面に、長鎖アルキル変性ボバール（ＭＰ−２０３、クラレ（株）製）の２重量パーセント溶液をウエブ１６の１ｍ２ 当り２５ｍｌ塗布後、６０°Ｃで１分間乾燥させて配向膜用樹脂層を形成した。このウエブ１６を５０ｍ／分で搬送しながら、樹脂層表面にラビング処理を行って配向膜を形成した。ラビング処理におけるラビングローラ７２の押しつけ圧力は、配向膜樹脂層の１ｃｍ２ 当たり１０ｋｇｆ／ｃｍ２ とすると共に、回転周速を５．０ｍ／秒とした。
【００４２】
そして、配向膜用樹脂層をラビング処理して得られた配向膜上に、ワイヤバー塗布装置１０を使用して塗布液を塗布した。
【００４３】
塗布液には、ディスコティック化合物ＴＥ−８のＲ（１）とＲ（２）（化３）の重量比で４：１の混合物に対し、エチレンオキサイド変成トリメチロールプロパントリアクリレート（Ｖ♯３６０、大阪有機化学（株）製）を１０重量％、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１、イーストマンケミカル社製）を０．６重量％、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を３重量％、増感剤（カヤキュアーＤＥＴ−Ｘ、日本化薬（株）製）を１重量％、添加し、最終的にその混合物の３２重量％メチルエチルケトン溶液とした。その液晶性化合物を含む液に、さらにフッ素系界面活性剤（フルオロ脂肪族基含有共重合体、メガファックＦ７８０、大日本インキ（株）製）を０．３重量％添加し、塗布液として使用した。
【化３】
塗工用ワイヤバー１２はロッド径８ｍｍのステンレス製で、ワイヤ４０の真円度が５μｍのものを使用した。この塗工用ワイヤバー１２をウエブ１６に対して順回転させ、前記塗布液を塗布ヘッド（図１のように１次側の液溜まりの少ないブロックを採用）１４から幅６８０ｍｍの配向膜上に、塗布液量がウエブ１６について１ｍ２ 当り６ｍｌになるように塗布した。送液量は１次側マニホールドより１分間当たり２．０Ｌを送り、２次側マニホールドより１分間当たり０．５Ｌ送った。
【００４５】
塗布液が塗布されたウエブ１６は、１００℃に調整された乾燥ゾーン及び、１３０℃に調整された加熱ゾーンを通過させてネマチック相を形成した後、この配向膜及び液晶性化合物相が塗布されたウエブ１６を連続搬送しながら、液晶層の表面に紫外線ランプにより紫外線を照射した。
【００４６】
そして、塗工用ワイヤバー１２の回転周速Ｖｂ 、ウエブ１６の搬送速度Ｖｗ 等の各条件を変えながら、塗布面状がどのように変わるかを試験した。
【００４７】
塗布面状の評価は、スジ状塗布ムラのスジ本数、点状塗布ムラの点欠陥数、乾燥ムラの個数から面状判定を行った。スジ本数は製品幅当たり何本あるかを目視でカウントし、弱いスジが三本以下を合格とした。点欠陥数は顕微鏡で大きさが１００μｍ以上のものが製品ｍ２ 当たり幾つあるかをカウントし、五個以下のものを合格とした。乾燥ムラは製品ｍ２ 当たり幾つあるかをカウントし、二個以下を合格とした。
【００４８】
また、面状判定としては、スジ本数が合格のものを△で表示し、スジ本数と点欠陥数の両方が合格のものを○とした。さらにスジ本数、点欠陥数、乾燥ムラの全てで合格したものを◎とした。
【００４９】
図７に、実施例１での試験１〜１６の塗布液の粘度、塗布量、表面張力、塗布速度（Ｖｗ に相当）、周速比（Ｖｂ ／Ｖｗ ）、ワイヤ真円度、塗布面状の評価結果を示した。
【００５０】
試験１〜７は、従来の塗布方法で塗布した場合であり、塗工用ワイヤバー１２は、ウエブ１６と同じ速度で順回転している。すなわち、Ｖｂ ＝Ｖｗ であり、Ｖｂ ／Ｖｗ は１．０である。
【００５１】
このうち、試験１〜試験５は、ウエブ１６の搬送速度Ｖｗ が従来速度（１５ｍ／分）の場合であり、試験１、２、及び４では、良好な塗布面状が得られた。ただし、粘度を２０ｍＰａ ・ｓ に増加させた試験３や、塗布量を５ｃｃ／ｍ２ （μｍに相当）から２ｃｃ／ｍ２ まで減少させた試験５では、スジ状塗布ムラが発生した。
【００５２】
試験６、７は、Ｖｂ ＝Ｖｗ のまま、Ｖｗ をそれぞれ、２０ｍ／分、２５ｍ／分まで増加させている。この試験６、７から分かるように、Ｖｂ ＝Ｖｗ のままＶｗ を増加させると、スジ状塗布ムラが発生する。そして、Ｖｗ が大きくなるほど、スジ状塗布ムラの数が増加する。したがって、従来の塗布方法では、Ｖｗ を増加することができず、処理速度を向上させることができない。
【００５３】
また、試験６、７では、Ｖｗ を増加させることによって乾燥ムラの個数が増加している。これは、Ｖｗ の増加に伴って乾燥ゾーン長が不足し、乾燥不足が発生するとともに、Ｖｗ の増加によって同伴エアによる影響で乾燥ムラが顕著になると考えられる。
【００５４】
試験８〜１１及び試験１３〜１６は、本発明に係る塗布方法で塗布した場合であり、塗工用ワイヤバー１２の周速Ｖｂ とウエブ１６の搬送速度Ｖｗ の比Ｖｂ ／Ｖｗ を０．１〜０．５の範囲に設定している。
【００５５】
このうち、試験８は、試験６と比較して、Ｖｂ ／Ｖｗ を１．０から０．５に変更している。その結果、スジ状塗布ムラをゼロにすることができた。これにより、Ｖｂ ／Ｖｗ を０．５に設定することによって、スジ状塗布ムラの発生を防止できることが分かる。ただし、試験８では、Ｖｂ ／Ｖｗ を小さくしたことによって、点状塗布ムラが目立つようになり、点欠陥数が増加した。
【００５６】
そこで、試験９〜１９では、ワイヤ精度をアップし、ワイヤの真円度を５μｍから２μｍに変更した。その結果、点欠陥数を大幅に減少させることができた。例えば、真円度が５μｍの試験８では点欠陥数が１８個だったのに対し、真円度が２μｍの試験９では点欠陥数を３個に減少させることができた。なお、図７には示してないが、ワイヤの真円度を変化させて試験した結果、ワイヤの真円度が小さくなるほど点欠陥数を減らすころができ、具体的には、真円度を２μｍ以下にすると、点欠陥数を五個以下にすることができた。
【００５７】
試験９〜１４はＶｂ ／Ｖｗ 以外を同一条件に保ったまま、Ｖｂ ／Ｖｗ を変化させている。この結果、Ｖｂ ／Ｖｗ を小さくするほど、スジ本数が減少し、スジ状塗布ムラを改善することができるという結果が得られた。具体的には、試験１４の如く、Ｖｂ ／Ｖｗ を０．８以下にすることによってスジ状塗布ムラの面で合格レベルになり、試験１３の如く、Ｖｂ ／Ｖｗ を０．６以下にすることによってスジ本数をゼロにすることができた。
【００５８】
一方で、Ｖｂ ／Ｖｗ を小さくするほど点欠陥数が増加し、反対にＶｂ ／Ｖｗ をある値以上に設定することによって点欠陥数の増加を抑えることができるという結果が得られた。具体的には、試験１１の如く、Ｖｂ ／Ｖｗ を０．１以上に設定することによって点欠陥数を一桁に抑えることができ、試験１０の如くＶｂ ／Ｖｗ を０．３５以上に設定することによって点欠陥数を五個以下に抑えることができた。以上の結果から、Ｖｂ ／Ｖｗ が０．１以上０．８以下であれば、スジ状塗布ムラの発生を防止しつつ、点状塗布ムラの発生を抑制する効果が得られることが明らかになった。さらに、Ｖｂ ／Ｖｗ が０．３５以上０．６以下であれば、スジ状塗布ムラの発生防止、及び点状塗布ムラの発生防止の点で効果が大きいことが明らかになった。
【００５９】
試験１５〜１９では、塗布液の静的表面張力を２５０から２００μＮ／ｃｍに下げており、これによって乾燥塗布ムラの改善を図っている。試験１６では、スジ状塗布ムラ、点状塗布ムラ、乾燥ムラの全ての面において、優れた製品を得ることができた。なお、試験１５は、試験１６に対する比較例であり、周速比Ｖｂ ／Ｖｗ が従来の塗布方法と同じ１．００である。このため、スジ状塗布ムラの発生を防止することができない。
【００６０】
試験１７〜１９は、試験１６に対して塗布速度Ｖｗ を増加させている。このように、本発明を用いた塗布方法では、塗布速度Ｖｗ を増加させても、優れた塗布面状を得ることができた。
【００６１】
以上の結果より、ウエブ１９の搬送速度Ｖｗ より塗工用ワイヤバー１２の周速度Ｖｂ を遅くすることで、良質な面状を確保できることがわかった。また、塗工用ワイヤバー１２のワイヤ表面の精度を高めることによって、速度差を設ける弊害である点状故障の発生を防止することができることが分かった。
【００６２】
尚、図７には示さなかったが、試験の結果、塗布液の粘度は０．５〜２０ｍＰａ ・ｓ 、静的表面張力は１５０〜３００μＮ／ｃｍ、ウエット塗布量は２〜２０ｃｃ／ｍ２ が適用範囲であった。
【００６３】
また、本実施例は光学補償シートの液晶性ディスコティック化合物の塗布液のバー塗布を引用したが、その他に反射防止膜の反射防止成分を含む塗布液の塗布についても実施例と同様の効果が得られ、汎用性のある塗布が可能であることも分かった。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る塗布方法によれば、ワイヤバーを支持体の搬送速度に対して順転させるとともに、支持体の搬送速度Ｖｗ とワイヤバーの回転周速Ｖｂ との比Ｖｂ ／Ｖｗ を０．１以上０．８以下、好ましくは０．３５以上０．６以下に設定したので、２０ｍＰａ ・ｓ 未満の低粘度の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下のウエット塗布量で塗布する場合であってもスジ状故障を発生させることがなく、よって、支持体の搬送速度を増加させて生産速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る塗布方法が適用されたワイヤバー塗布装置の全体構成を説明する断面図
【図２】塗工用ワイヤバーを説明する部分拡大断面図
【図３】ワイヤの不整部分を説明する説明図
【図４】ワイヤ製造の伸線工程及びワイヤの母材であるステンレス鋼の製造工程を説明する工程図
【図５】光学補償フィルムの製造ラインを説明する説明図
【図６】図１と異なる形状のワイヤバー塗布装置の全体構成を説明する断面図
【図７】実施例の結果を示す説明図
【符号の説明】
１０…ワイヤバー塗布装置、１２…塗工用ワイヤバー、１４…塗布ヘッド、１６…ウエブ、１８…ガイドローラ、２０…バックアップ部材、２２，２４…コーターブロック、２６，２８…マニホールド、３０，３２…スロット、３４…１次側塗布ビード、３６…２次側塗布ビード、３８…ロッド、４０…ワイヤ、４２…ワイヤ列、６２…ワイヤの欠損、６４…ワイヤの突起、６６…送り出し機、６８…ガイドローラ、７０…ラビング処理装置、７２…ラビングローラ、７４…除塵機、７６…乾燥ゾーン、７８…加熱ゾーン、８０…紫外線ランプ、８２…巻取り機
Claims (3)
- 連続走行している可撓性支持体に対して、ワイヤバーを用いることによって、粘度が２０ｍＰａ ・ｓ 未満の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下のウエット塗布量で塗布する塗布方法において、
前記ワイヤバーを前記支持体の搬送方向に対して順転させるとともに、前記支持体の搬送速度Ｖｗ と前記ワイヤバーの回転周速Ｖｂ との比Ｖｂ ／Ｖｗ を０．１以上０．８以下に設定することを特徴とする塗布方法。 - 連続走行している可撓性支持体に対して、ワイヤバーを用いることによって、粘度が２０ｍＰａ ・ｓ 未満の塗布液を５０ｃｃ／ｍ２ 以下のウエット塗布量で塗布する塗布方法において、
前記ワイヤバーを前記支持体の搬送方向に対して順転させるとともに、前記支持体の搬送速度Ｖｗ と前記ワイヤバーの回転周速Ｖｂ との比Ｖｂ ／Ｖｗ を０．３５以上０．６以下に設定することを特徴とする塗布方法。 - 前記ワイヤバーのワイヤは、真円度が２μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布方法。
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| JP2003204690A JP2005046692A (ja) | 2003-07-31 | 2003-07-31 | 塗布方法 |
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| JP2013034980A (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-21 | Hirano Tecseed Co Ltd | 塗工装置 |
| WO2022075217A1 (ja) * | 2020-10-06 | 2022-04-14 | 富士フイルム株式会社 | 塗布装置、インクジェット印刷装置及び塗布方法 |
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2003
- 2003-07-31 JP JP2003204690A patent/JP2005046692A/ja active Pending
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