JP2006095420A - 塗布方法及び被塗布媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】未塗布部を簡単に形成可能としながら、未塗布部と塗布部との境界部分における厚塗りを十分に防止することが可能な塗布方法を提供する。
【解決手段】回転するバー１４と搬送されるベースＢとの間に塗布液を供給しながらベースに塗布液を塗布する塗布方法であって、ベースＢに塗布される塗布液の塗布厚みの２倍以下の厚さのフィルム１５を、バー１４とベースＢとの間でバー１４を覆うように設けて塗布を行い、未塗布部１７を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転するバーと連続走行する被塗布媒体との間に塗布液を供給しながら前記被塗布媒体に前記塗布液を塗布する塗布方法に関する。

現在、デジタル・ハイ・ビジョンＴＶ放送の録画に対応するため、高密度光情報記録媒体（ＤＶＤ）よりも更に高密度記録を可能とする光情報記録媒体の研究が進められており、青紫色レーザと高ＮＡ（開口数（Numerical Aperture））ピックアップとを使用した光ディスクシステムが開発されている。

このような光ディスクシステムとしては、例えば、ブルー・レイ・ディスク（Blu-ray Disk）と称される次世代光ディスク規格がある。ブルー・レイ・ディスクは、基板上に記録層と、該記録層のレーザ入射側に透明層とを備えた光情報記録媒体である。透明層は、例えば下記特許文献１に示すように、ポリカーボネートからなる光透過層の表面に、傷付き防止のためのハードコート層が塗布されてなる。

上記透明層を製造する装置は、例えば、透明層の基材フィルムとして用いられるポリカーボネート製ベースを巻芯に巻回して得られるベース原反と、ベース原反からベースを送り出して搬送するための駆動ローラと、駆動ローラによって搬送されるベースにハードコート層を形成するための紫外線硬化性組成物を塗布部材によって塗布する塗布部と、塗布部により塗布された紫外線硬化性組成物を乾燥する乾燥部と、乾燥部により乾燥された紫外線硬化性組成物を紫外線照射により硬化させる紫外線照射部と、紫外線照射部を通過したベースを巻芯に巻き取る巻取部とを備える。

上記塗布部による塗布方法としては、回転するバーと連続走行するベースとの間に塗布液を供給しながらベースに塗布液を塗布するバーコートが主に用いられる。バーコートは、簡便で信頼性も高い十分な塗布方法であるが、ベース両端部における厚塗りが生じやすいこと、更に、両端部の未塗布部（一般に耳と呼ばれる）を安定的に作ることが困難であり、従来から様々な提案がなされてきた。

例えば、図４に示すように、回転するバーとして、未塗布部としたい部分のみワイヤーを巻いていないワイヤー巻きバー２０を用いることで、未塗布部２１を形成する方法が提案されている。この方法では、ワイヤーのある部分とない部分との境界において局所的な厚塗りが生じてしまうと共に、ワイヤーの寸法精度を維持するのが困難であった。

上記の他に、図５に示すように、回転するバー２２の上流側にブレード２３を押し当てて、バー２２が持ち上げた塗布液２２ａをブレード２３によって掻き落とすことで、未塗布部２４を形成する方法が提案されている（特許文献２，３参照）。図５において（ｂ）は（ａ）を真横から見た図である。この方法では、バーとブレードとの位置合わせが複雑であると共に、ブレードで塗布液を精度良く掻き落とすために、ブレードの押し付け圧力を強くしなければならず、バーに対してダメージを与えてしまう欠点がある。

上記の他に、図６に示すように、未塗布部を形成したい領域２６に、予め溶媒と似た液２５をプレコートすることで、塗布液が領域２６に塗り広がることを抑止して未塗布部を形成する方法が提案されている（特許文献４参照）。この方法は、バーに機械的な接触を行うことなく、塗布幅規制ができる優れた方法であるが、液２５をプレコートするための塗布部を別途設ける必要があり、装置が複雑になるという欠点がある。又、液２６が塗布液に混入する可能性があるという問題がある。

そこで、複雑な構造を必要とせずに、簡単に未塗布部を形成することが可能な方法として、回転するバーとベースとの間に任意の大きさのワイパー素材を挟みこんで塗布を行う方法が知られている（特許文献２参照）。この方法によれば、ワイパー素材をバーとベースとの間に挟み込むだけで良いため、複雑な構造を必要とせずに未塗布部を形成可能である。

特開２０００−６７４６８号公報 特開昭６０−２２５６６９号公報 特開平８−８４９５３号公報 特開平７−１５５６８０号公報

上記いずれの方法も、未塗布部と塗布部との境界部分における厚塗りを十分に防止できておらず、この点において工夫が必要である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、未塗布部を簡単に形成可能としながら、未塗布部と塗布部との境界部分における厚塗りを十分に防止することが可能な塗布方法を提供することを目的とする。

本発明の塗布方法は、回転するバーと搬送される被塗布媒体との間に塗布液を供給しながら前記被塗布媒体に前記塗布液を塗布する塗布方法であって、前記被塗布媒体に塗布される塗布液の塗布厚みの２倍以下の厚さのフィルムを、前記バーと前記被塗布媒体との間で前記バーを覆うように設けて前記塗布を行い、未塗布部を形成する。

この方法により、簡単な方法で耳規制が可能になると共に、未塗布部と塗布部との境界における塗布液の盛り上がりを少なくすることができる。

本発明の塗布方法は、前記塗布液が、その粘度が８ｃｐ以下で、且つ、その表面張力が３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下である。

この方法により、フィルムの被塗布媒体との接触面に、塗布部とならない程度の塗布液を染み込ませることができるため、潤滑性が出て被塗布媒体が滑りやすくなる。したがって、被塗布媒体に傷がついたり、フィルムが剥がれ落ちたりするといったことを防ぐことができる。

本発明の被塗布媒体は、前記塗布方法によって塗布液を塗布された被塗布媒体であって、前記被塗布媒体上の塗布部と前記未塗布部との境界における前記塗布部の乾燥後の塗布厚み（塗布層の厚み）が、前記塗布部の幅方向の塗布厚みの平均に対して＋０．０μｍ〜＋２．０μｍである。

本発明によれば、未塗布部を簡単に形成可能としながら、未塗布部と塗布部との境界部分における厚塗りを十分に防止することが可能な塗布方法を提供することができる。

本実施形態では、光情報記録媒体用の透明層の製造システムを例にして、本発明に係る塗布方法について説明する。
光情報記録媒体とは、光学的手段によって情報信号を再生可能な情報記録媒体である。光情報記録媒体は、基本的に、基板と、記録層と、透明層とから構成される。光情報記録媒体において、これらの構成要素は、少なくとも１つずつ存在することが必要であるが、各々は複数層存在してもよく、１つの層が組成や特性の異なる複数の層から構成されてもよい。さらに、光情報記録媒体には、上記の層以外にも、静電気防止層、潤滑層、保護層、反射層などを設けてもよい。また、基板の記録層とは反対側にレーベル印刷が施されていてもよい。

光情報記録媒体は、例えば、ディスク形状を有し、直径など寸法は制限されない。光情報記録媒体は、カートリッジ筐体に収容保持された構成としてもよい。

透明層は、記録再生のために照射された光を記録層に導く機能を有するとともに、記録層を化学的且つ機械的に保護する機能を有している。透明層は、基材フィルム（透光性フィルム）を有し、その表面に傷付き防止のためのハードコート層が設けられたものであり、また、適宜に、粘着層や防汚層を含むことができる。基材フィルムとしては、例えば、ポリカーボネート、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ポリアミド等を用いることができる。

ハードコート層は、活性エネルギー光線、好ましくは紫外線照射により硬化する紫外線硬化性組成物を基材フィルム上に塗布、乾燥した後、紫外線の照射により該組成物を硬化させることで形成される。紫外線硬化性組成物には、紫外線照射により重合又は架橋して硬化する同一分子内に２個以上のエチレン性不飽和基を含む化合物が、好ましく使用される。

ハードコート層の鉛筆硬度としては、Ｂ以上であることが好ましく、Ｈ以上であることがより好ましい。ここでいう鉛筆硬度とは、ＪＩＳ−Ｓ−６００６が規定する試験用鉛筆を用いて、ＪＩＳ−Ｋ−５４００が規定する鉛筆硬度評価方法に従い、９．８Ｎの荷重において傷が認められない鉛筆の硬度として求めることができる。

以下、本発明に係る透明層の製造システムの実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明に係る光情報記録媒体用の透明層を製造する製造システムの概略構成を示す図である。
図１に示すように、透明層の製造システム１０は、ポリカーボネートからなるベースＢを巻芯に巻回させてなるベース原反（バルク）１と、該ベースＢを巻芯に巻き取って保持する巻取ロール６との間で、ベース原反１から巻取ロール６へ送り出すことによってベースＢを搬送させる構成である。ベースＢは特許請求の範囲の被塗布媒体に該当する。

製造システム１０は、ベースＢの搬送方向に沿って、順に、塗布装置２と、プルロール３と、乾燥部４と、紫外線照射部５とを備えている。ベースを巻芯に巻き取ったものが、巻取ロール６である。

塗布装置２は、例えばバーコーターであり、図示しない塗布液供給部に接続された塗布部材１３が設けられている。塗布部材１３は、該塗布液供給部から供給された塗布液を塗布ノズルとして機能する塗布ロッド（塗布バー）１４に付着させ、該塗布ロッド１４を回転させるとともに、連続走行するベースＢの表面に塗布ロッド１４を押圧することで塗布液を塗布する構成である。塗布ロッド１４の回転方向は、順転及び逆転のどちらでも良く、その回転速度は等速及び変速のどちらでも良い。

塗布部材１３は、ベースＢに塗布ロッド１４を押圧する位置（ラップする位置）と、ベースＢから塗布ロッド１４を離間させた位置とに任意に設定できるように移動可能な部材である。本実施形態の製造システム１０において、塗布時に塗布部材１３を移動させることで塗布ロッド１４がベースＢに押圧する位置とし、塗布時以外には、塗布ロッド１４がベースＢに対して離間する位置とする構成である。

本実施形態において、塗布液としては、一例として、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）等の溶剤と、Ｓｉ粒子と、紫外線硬化性樹脂と、重合開始剤とからなる組成物を用いることができる。

プルロール３は、塗布時に回転駆動し、その周面においてベースＢと接触して該ベースＢを搬送させる場合に、ベースＢの搬送速度の基準となるロールである。プルロール３は、図示しないプルロール制御部に制御され、一定の速度でベースＢを搬送させる。プルロール３は、ベースＢに対する保持力を確保するため、表面に溝が設けられた構成としても良く、又、エアを吸引することでベースＢを吸着保持する構成としても良い。

乾燥部４は、ベースＢを搬送させつつ、該ベースＢに塗布された塗布液を乾燥させるものである。

紫外線照射部５は、ベースＢを搬送させた状態で、ベースＢにおける塗布液が塗布された面に紫外線を照射し、塗布層を硬化させるものである。ここで、紫外線照射部５は、塗布液を硬化させることができれば、紫外線以外の活性エネルギーの光を照射する構成としてもよい。塗布層が硬化されることにより、透明層が完成する。

次に、塗布装置２の構成を説明する。図２は、本実施形態における塗布装置の構成を説明する図である。
図２に示すように、ベースＢの搬送方向における、塗布部材１３の上流側にはパスローラ１１が設けられ、塗布部材１３の下流側にはパスローラ１２が設けられている。

パスローラ１１，１２は、塗布時に、搬送されるベースＢに従って回転自在な構成である。本実施形態において、これらパスローラ１１，１２は、駆動軸や駆動モータ等の駆動系に接続されていないフリーローラである。

塗布時に、塗布部材１３が搬送されるベースＢに接触することで該ベースＢの搬送経路長が変化しても、搬送されるベースＢを支持するパスローラ１１，１２がフリーローラであるため、搬送されるベースＢの速度に追従するように、パスローラ１１，１２が自由に回転するようになる。このため、ベースＢとパスローラ１１，１２との接触圧が変わることに起因してスティックスリップが発生することがなく、ベースＢがパスローラ１１，１２と接触する部位において座屈してしまうことを防止することができる。

次に、塗布装置２が実行する塗布方法のうち、未塗布部を形成する方法について説明する。
図３（ａ）は塗布装置の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）を塗布ロッドの軸方向から見たときの図である。
図３に示すように、塗布装置２には、塗布ロッド１４の一部の上に、塗布ロッド１４を覆うように、任意の大きさのフィルム１５が設けられている。フィルム１５の厚さは、ベースＢに塗布すべき塗布液の厚みの２倍以下であることが好ましい。フィルム１５は、ベースＢに形成すべき未塗布部１７（ベースＢの幅方向（ベースＢの搬送方向と直交する方向）端部の図３（ａ）に示すベースＢ上の点線よりも外側の領域）の幅以上で、且つ、塗布ロッド１４を覆うことができる程度の長さがあれば良い。フィルム１５の設置位置は、図３（ｂ）の上から見たときに、ベースＢに形成すべき未塗布部１７と塗布ロッド１４とが重なる位置であれば良い。フィルム１５は、図３（ｂ）に示すように、その両端部が塗布部材１３に接着剤等で貼り付けられて固定されている。フィルム１５の材料としては、例えばＰＥＴを用いる。未塗布部１７の幅は、例えば５ｍｍ以上が好ましく、１５ｍｍ以上がより好ましい。

塗布処理時には、塗布ロッド１４が順転又は逆転し、塗布液が塗布ロッド１４とベースＢとの間に供給されることで、図３の矢印方向に搬送されるベースＢの塗布ロッド１４と対向する面のうち、塗布ロッド１４と接触する領域（塗布部）１６には所定の厚さの塗布液が塗布される。一方、図３の矢印方向に搬送されるベースＢの塗布ロッド１４と対向する面のうち、フィルム１５と接触する領域（未塗布部）１７には、塗布液１８がフィルム１５によってカットされ、ベースＢに塗布液１８はほとんど塗布されない（図３（ｂ）参照）。このように、フィルム１５をベースＢと塗布ロッド１４との間に挟みこんで塗布を行うだけで、フィルム１５を設けた部分において塗布液の塗布量をほぼ０にすることができ、未塗布部１７を簡単に形成することができる。

本出願人は、フィルム１５の厚さを、ベースＢに塗布すべき塗布液の厚みの２倍以下にすることで、塗布部１６と未塗布部１７との境界における塗布部１６の乾燥後の塗布厚み（塗布層の厚み）を十分に小さくすることができることを見出した。このようにすることで、塗布部１６と未塗布部１７との境界における塗布部１６の乾燥後の塗布厚みを、塗布部１６の幅方向の塗布厚みの平均に対して＋０．０μｍ〜＋２．０μｍにすることができる。

又、本出願人は、塗布液として、粘度が８ｃｐ以下で、且つ、表面張力が３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下のものを用いることで、フィルム１５のベースＢと接触する側の面に、塗布液が若干（塗布部１６に塗布される塗布液の厚みに比べて十分に薄い程度の量）染み出し、これにより潤滑性が増して、ベースＢがフィルム１５上で滑りやすくなることを見出した。ベースＢがフィルム１５上で滑りやすくなることで、ベースＢに傷がついてしまったり、フィルム１５が塗布部材１３から剥がれ落ちてしまったりといったことを防ぐことができる。

以下、本発明の効果を実施例によって証明する。

本実施例では、図１に示す製造システムを用いて透明層を製造した。
実験条件は以下の通り。
ベースＢ→材料：ＰＥＴ，幅：５５０ｍｍ，厚み：９０μｍ
塗布液ｘ→アクリレート樹脂３００重量部と、ＩＰＡ４００重量部と、ＭＩＢＫ６００重量部とからなる塗布液，液粘度：４、８、１２ｃｐ，表面張力：２５、２８ｄｙｎｅ／ｃｍ
塗布液ｙ→水系の塗布液，液粘度：４ｃｐ，表面張力：５５ｄｙｎｅ／ｃｍ
塗布装置２（バーコーター）→面長：６００ｍｍ，吐出巾：５００ｍｍ，塗布速度：１５ｍ／分，バー直径：φ８，吐出量：４リットル／分
フィルム１５→材料：ＰＥＴ，厚み：６、１０、２０、９０μｍ
塗布部１６に塗布すべき塗布液の塗布厚みは、９又は１５ｃｃ／ｍ^２とした。塗布液ｘの液粘度は、塗布液ｘの固形分濃度を変更し、適宜粘度調整剤を添加して調整した。

以上の条件で、図３に示すように、フィルム１５をベースＢと塗布ロッド１４との間に挟みこんだ状態でベースＢに塗布液を塗布し、塗布液を乾燥した後、塗布済みのベースＢの厚みを幅方向に連続膜厚計にて測定し、塗布部１６の、未塗布部１７との境界における塗布厚みと、塗布部１６の幅方向の平均塗布厚みとの差を、該境界における盛り上がりとして求めた。又、製品として品質が悪いものを×、良いものを○として評価した。これらの結果を表１に示す。

実施例１，２と比較例１，２、及び、実施例３と比較例３を比較して分かるように、フィルム１５の厚みを、塗布液の塗布厚みの２倍以下にすることで、盛り上がりを十分に抑えられることが証明された。又、実施例４と比較例４，５を比較して分かるように、塗布液を本発明の条件を満たすようにすることで、ベースＢに傷がついたり、フィルム１５が剥がれ落ちたりすることなく、良好な品質を維持できることが証明された。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能である。例えば、実施例では塗布装置２のバー１４としてワイヤーを巻いていないフラットバー（プレーンバー）を用いたが、ワイヤー巻きバーであっても同様の効果を得ることができる。

本発明に係る光情報記録媒体用の透明層を製造する製造システムの構成を説明する図である。 図１の製造システムにおける塗布装置の構成を説明する図である。 （ａ）は塗布装置の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）を塗布ロッドの軸方向から見たときの図である。 従来提案されている未塗布部の形成方法を説明するための図である。 従来提案されている未塗布部の形成方法を説明するための図である。 従来提案されている未塗布部の形成方法を説明するための図である。

符号の説明

Ｂ ベース
１ ベース原反
２ 塗布装置
３ プルローラ
４ 乾燥部
５ 紫外線照射部
６ 巻取ロール
１０ （光情報記録媒体用の透明層の）製造システム
１１、１２ パスローラ
１３ 塗布部材
１４ 塗布ロッド（バー）
１５ フィルム
１６ 塗布部
１７ 未塗布部

Claims (3)

1. 回転するバーと搬送される被塗布媒体との間に塗布液を供給しながら前記被塗布媒体に前記塗布液を塗布する塗布方法であって、
   前記被塗布媒体に塗布される塗布液の塗布厚みの２倍以下の厚さのフィルムを、前記バーと前記被塗布媒体との間で前記バーを覆うように設けて前記塗布を行い、未塗布部を形成する塗布方法。
2. 請求項１記載の塗布方法であって、
   前記塗布液は、その粘度が８ｃｐ以下で、且つ、その表面張力が３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下である塗布方法。
3. 請求項１又は２記載の塗布方法によって塗布液を塗布された被塗布媒体であって、
   前記被塗布媒体上の塗布部と前記未塗布部との境界における前記塗布部の塗布厚みが、前記塗布部の幅方向の塗布厚みの平均に対して＋０．０μｍ〜＋２．０μｍである被塗布媒体。

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