JP2005046805A - 塗布装置及びそれを用いた光学用機能性フィルム - Google Patents

Abstract

【課題】走行する支持体へ塗布液を塗布し、塗布膜の表面に各種パターン形状を簡便に且つ高精度に形成する塗布装置とそれを用いた光学用機能性フィルムの提供にある。
【解決手段】内部のマニホールド５と、該マニホールド５から連通するスリット６及びリップ３、４よりなる吐出口を有したエクストルージョン型コーターヘッド１と、該コーターヘッド１に対向して回転可能に配置されるバックアップロール７とを備え、連続搬送される支持体２へ塗布液を塗布する塗布装置において、バックアップロール７の表面に凸凹パターンを有していて、この凹凸パターンの凹部が吸引口となり、その内側空間に支持体２を密着させる空気吸引装置を備えているものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチック、紙、金属泊等の走行する支持体に塗布液を塗布する装置に関するものであり、さらに詳細には、前記支持体に対してパターン形状を有した塗膜あるいは塗布液中に含まれた粒子が均一に分散した塗膜の形成を行う塗布装置に関するものである。

従来、機能性光学フィルム、写真感光材料、磁気記録媒体、鋼板表面処理等の製造工程において、支持体上に塗布液を塗布する工程がある。この塗布液は感光材料あるいは磁性粒子等の必須成分を樹脂バインダーに混合させ、更に必要に応じて種々の添加剤を添加し、有機溶剤等により希釈することによって粘度調整をしたものを用いる。

このような塗布液を支持体に塗布する方法としては、例えばロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター、エクストルージョン型コーター、あるいは種々のリバースコーター等の多種多様なコーティング方法が用いられている。この中でもエクストルージョン型コーターは塗布の直前まで塗布液が空気にさらされることがないため塗布液の変化がないこと、塗布膜の幅方向の膜厚均一性にすぐれていること、塗布面の平滑性にすぐれていること等の理由により近年その利用が増加している。

さらに、液晶、プラズマ、有機EL等のディスプレイ分野での利用を代表例として、高精度、高機能の要求が高まるに伴い、支持体上に塗布される塗布膜は表面の平滑性に加え、場合によってはそれとは異なった特性、例えば、塗布膜の表面の均一な凹凸、塗布膜中の微小粒子の均一な分散、塗布膜中の規則的な分子配向等の各種パターン形成が必要とされるようになっている。

従来、支持体上に塗布膜のパターンを形成する方法としては、グラビア印刷法、インクジェット法、後工程にてパターンを形成するフォトリソ・エッチング法、エンボス法等が知られている。

しかしながら、グラビア印刷法およびインクジェット法では塗布膜がドット（点）で形成されるため、塗布膜に完全なつながりを持たせたり、所定の厚みを持たせたうえで表面のみに凹凸パターンを形成させることは困難であった。

また、フォトリソ・エッチング法、エンボス法は、塗布膜形成後にパターン加工を行う方式のため塗布膜表面のみにパターンを形成することは可能となるが、工程が増えたり、同一工程で行う場合には装置構成が複雑となったりする場合が多く発生し、生産効率が良くなく、品質も安定しなかった。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであり、その課題とするところは、連続して走行する支持体へ塗布液を塗布し、塗布膜の表面もしくは塗布膜内部の必須成分に各種パターン形状を簡便に且つ高精度に形成するための塗布装置とそれを用いた光学用機能性フィルムを提供することにある。

本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１の発明では、内部に溝状のマ
ニホールドが形成され、該マニホールドから連通するスリット及びリップよりなる吐出口を有したエクストルージョン型コーターヘッドと、該コーターヘッドに対向してリップと所定の間隙を確保した状態で回転可能に配置されるバックアップロールとを備えており、該バックアップロールにより支持され、その回転に伴って連続搬送される支持体へコーターヘッドの吐出口から塗布液を吐出して塗膜を形成する塗布装置において、前記バックアップロールの表面に凸凹パターンを有していることを特徴とする塗布装置としたものである。

また、請求項２の発明では、上記バックアップロール表面の凹凸パターンの凹部が吸引口となり、その内側空間に支持体を密着させるための空気吸引装置を備えていることを特徴とする請求項１記載の塗布装置としたものである。

また、請求項３の発明では、上記バックアップロールの凹凸パターンの凹部または凸部が、円形状、多角形状、格子形状、ストライプ形状もしくは前記各種形状を複合した形状であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項に記載の塗布装置としたものである。

また、請求項４の発明では、上記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗布装置を用いたことを特徴とする光学用機能性フィルムとしたものである。

本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果がある。

即ち、上記発明によれば、エクストルージョン型コーターヘッドと、該コーターヘッドに対向して回転可能に配置されるバックアップロールとを備えている塗布装置において、前記バックアップロールの表面に凸凹パターンを有し、該凹凸パターンの凹部が吸引口となり、その内側空間に支持体を密着させるための空気吸引装置を備えていることによって、連続して走行する支持体へ塗布液を塗布する工程で、塗布膜の表面および／または内部に所望のパターンを簡便且つ高精度に形成することが可能となる効果がある。その結果、従来の方式では製作困難であった性能、品質を持った防眩フィルムや拡散板、偏向板等の各種光学用機能性フィルムを提供することができる効果がある。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の塗布装置の一使用形態を示す断面図であり、図２〜図５は、本発明の塗布装置を構成するバックアップロールの表面形状を示す平面図である。また図６は、本発明の塗布装置によるパターン形成過程を示す断面図である。

上記図１によれば、コーターヘッド１は、支持体２の走行方向に対して上流側リップ３と下流側リップ４、図示しない供給系よりコーターヘッド１内部に塗布液が供給されるべく設けられたマニホールド５、マニホールドからリップ部分に塗布液を押し出す通路であるスリット６に区分される。

上記マニホールド５は、その断面が円形、半円形もしくは略円形、略半円形をしており、支持体２の幅方向に同一か略同一の断面形状で延長され、その幅方向の長さは支持体の幅よりも長いか、もしくは同じ長さに設定されている。マニホールド５内径は５〜５０ｍｍ程度で、塗布液の性質、粘度等によって最良の大きさを設定すればよく、その開口した両端部はシール板等により塗布液がコーターヘッド１の外部へ漏れ出ないようになっている。また、マニホールド５への塗布液の供給は、どちらか少なくとも一方の開口端部から
導入してもよく、または少なくとも一つの開口部を直接コーターヘッド１からマニホールド５へ貫通した供給口から導入してもよい。

また、前記スリット６はマニホールド５からの支持体へ向けて開口している幅０．０５〜０．５ｍｍのスリット状の塗布液通路であり、マニホールド５からリップ先端までの距離は５〜１００ｍｍである。このスリット６の幅および距離も塗布液の性質、さらに塗布速度や塗布膜厚等の操作条件により決定される。

また、バックアップロール７は、形成したい塗布膜の性状に応じて、表面にストライプ形状の凹凸、あるいは円形状の凹凸、多角形状の凹凸、格子形状の凹凸もしくは前記各種形状を複合した凹凸のパターンを有しており、コーターヘッド１のリップと所定の間隔を確保した状態で回転可能に配置される。

上記バックアップロール７の表面パターンは、フォトリソ・エッチング、研削、転造、ワイヤー巻付等により形成され、その凹凸の段差は通常０．５〜１００μｍの範囲で設定される。

また、上記バックアップロール７の表面パターンの凹部を吸引口とする場合には、その内側空間に設置される空気吸引装置の吸引力を変更することで、塗布膜パターンの凹凸性状を操作することが可能である。

図２〜５は、本発明の塗布装置に使用されるバックアップロールの凹凸パターンの代表例であり、図２はストライプ、図３は円形ドット、図４は四角形ドット、図５は格子の各形状であり、塗布膜の要求仕様に応じて決定される。

図６は、塗布膜パターンの形成過程を模式的に示した断面図である。表面に凹凸パターンを有したバックアップロール７に支持された支持体２は、その物性に応じてバックアップロール７の凹凸パターンに沿ってうねり、コーターヘッドから塗布液が吐出され支持体に対して塗布が行われる時にパターンの凹部（７ａ）に沿った部分の塗布膜８が厚くなる（図６（ａ）状態）。その後、支持体はバックアップロールから離れ、テンション等の効果もあり平滑に戻ることから、前記厚膜部の盛り上ったパターン形状の塗布膜８が形成される（図６（ｂ）の状態）。

以下、実施例のもとに本発明を具体的に説明する。

ポリエステル樹脂１００重量部に対して、平均粒径１．０μｍで屈折率１．５のシリカビーズを２４重量部混合し、固形分比５０％となるようトルエンで希釈したものを塗布液とし、被塗布支持体には厚み８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムを使用した。

エクストルージョン型コーターヘッドは、マニホールドが直径１０ｍｍの半円形状、スリットの幅が１００μｍ、長さが６０ｍｍで、上流側および下流側のリップ先端の幅が共に０．５ｍｍである。また、バックアップロールは、直径３００ｍｍで、表面に一辺の長さが５０μｍ、凹凸の段差が５μｍの正方形のドットパターンを配置されたものを使用した。

上記組み合わせのもとに、バックアップロールに支持された支持体表面とコーターヘッドのリップの間隙を１５０μｍに設定し、速度２０ｍ／分で支持体を走行させ、溶媒の乾燥、紫外線による硬化後の膜厚が５μｍとなるよう塗布を行い防眩性フィルムを製作した。

上記の結果得られた防眩性フィルムでは、従来のロールコート方式で製作したものと比べ、塗布膜表面性状の規則性および塗布膜内のシリカビーズの配列の均一性が向上した結果、ヘイズ、透過率、透過鮮明度等の防眩諸特性が大幅に向上した。

本発明の塗布装置の一実施の形態を示す側面である。 本発明の塗布装置を構成するバックアップロール表面の一事例を表す平面図である。 本発明の塗布装置を構成するバックアップロール表面の他の一事例を表す平面図である。 本発明の塗布装置を構成するバックアップロール表面の他の一事例を表す平面図である。 本発明の塗布装置を構成するバックアップロール表面の他の一事例を表す平面図である。 本発明の塗布装置によるパターン形成過程を示すもので、（ａ）は、塗布時の状態を示す断面図であり、（ｂ）は、塗布された塗布物の断面図である。

符号の説明

１‥‥コーターヘッド
２‥‥支持体
３‥‥上流側リップ
４‥‥下流側リップ
５‥‥マニホールド
６‥‥スリット
７‥‥バックアップロール
７ａ‥‥凹部
８‥‥塗布膜

Claims (4)

1. 内部に溝状のマニホールドが形成され、該マニホールドから連通するスリット及びリップよりなる吐出口を有したエクストルージョン型コーターヘッドと、該コーターヘッドに対向してリップと所定の間隙を確保した状態で回転可能に配置されるバックアップロールとを備えており、該バックアップロールにより支持され、その回転に伴って連続搬送される支持体へコーターヘッドの吐出口から塗布液を吐出して塗膜を形成する塗布装置において、前記バックアップロールの表面に凸凹パターンを有していることを特徴とする塗布装置。
2. 上記バックアップロール表面の凹凸パターンの凹部が吸引口となり、その内側空間に支持体を密着させるための空気吸引装置を備えていることを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
3. 上記バックアップロールの凹凸パターンの凹部または凸部が、円形状、多角形状、格子形状、ストライプ形状もしくは前記各種形状を複合した形状であることを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項に記載の塗布装置。
4. 上記請求項１乃至３のいずれか１項に記載の塗布装置を用いたことを特徴とする光学用機能性フィルム。