JP2006272129A - Coating method of coating liquid, coating device of coating liquid and optical film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、塗布液の塗布方法、塗布液の塗布装置、および光学フィルムに係り、特に塗布液を送液するギヤポンプを利用した技術に関する。 The present invention relates to a coating liquid coating method, a coating liquid coating apparatus, and an optical film, and more particularly to a technique using a gear pump that feeds the coating liquid.
従来より、ウェブ(支持体)の表面に所望の厚さの塗布膜を塗布する塗布装置として、バーコータ方式、リバースロールコータ方式、グラビアロールコータ方式、エクストルージョンコータなどのスロットダイコータ方式、等が知られている。この中でもスロットダイコータ方式の塗布装置は、他の方式と比較して、高速で薄層の塗布が可能であることから多用されている。 Conventionally, as a coating apparatus for coating a coating film having a desired thickness on the surface of a web (support), a bar coater method, a reverse roll coater method, a gravure roll coater method, a slot die coater method such as an extrusion coater, etc. are known. It has been. Among these, slot die coater type coating apparatuses are frequently used because they can coat thin layers at a higher speed than other systems.
近年、塗布膜の膜厚変動が性能に大きな影響を与える光学フィルムなどの分野では、塗布膜(塗布層)の薄膜化が飛躍的に進んでいる。光学フィルムは、乾膜状態における膜厚によって光学特性が変動するため、反射防止フィルムなどでは100nm程度の乾膜状態の膜厚が要求される。そのため、スロットダイからウェブに対して吐出された直後の湿潤状態の膜厚も15μm以下に薄層化されることが必要となり、スロットダイコータ方式による塗布手法の更なる改良が望まれている。 In recent years, in fields such as an optical film in which fluctuations in the thickness of the coating film have a significant effect on performance, the thickness of the coating film (coating layer) has been dramatically reduced. Since the optical characteristics of the optical film vary depending on the film thickness in the dry film state, an antireflection film or the like requires a film thickness in the dry film state of about 100 nm. Therefore, the wet film thickness immediately after being discharged from the slot die to the web needs to be reduced to 15 μm or less, and further improvement of the coating method by the slot die coater method is desired.
エクストルージョンコータに代表されるスロットダイコータ方式では、ウェブとスロットダイとの間にビードが架設されて塗布液の塗布が行われるが、いわゆる段ムラなどの塗布不良を防いで塗布液をウェブに対して均一に塗布するためには、ビードを安定化させることが重要である。ビードの安定化を阻害する要因として、例えば、スロットダイやその周辺機器の振動、ビードを吸引する減圧チャンバーの内部圧力の変動、塗布液の送液脈動、等が挙げられる。特に、塗布液の送液脈動は、スロットダイにおける塗布液の吐出状態を直接的に変動させるため、ビードの形状が不安定になりやすく、「段ムラ」と呼ばれる塗布膜の面状不良を誘発して、製品の品質を悪化させてしまう。 In the slot die coater system represented by the extrusion coater, a coating solution is applied by laying a bead between the web and the slot die, but the coating solution is applied to the web by preventing coating defects such as so-called unevenness. It is important to stabilize the bead for uniform application. Factors that hinder the stabilization of the bead include, for example, vibration of the slot die and its peripheral devices, fluctuation of the internal pressure of the decompression chamber that sucks the bead, and liquid supply pulsation. In particular, the pulsation of the coating liquid directly changes the discharge state of the coating liquid in the slot die, so that the bead shape tends to become unstable, causing a surface defect of the coating film called “step unevenness”. As a result, the quality of the product deteriorates.
塗布量が少ない状態で塗布液の塗布を行う場合には、ビードの架橋限界を考慮し、リップクリアランスを小さくしてビードを小さくする必要がある。同様に、ウェブの搬送速度(塗布速度)を高速化する場合にも、リップクリアランスを小さくしてビードを小さくする必要がある。しかしながら、リップクリアランスを小さくしてビードを小さくする場合には、ビードは外乱の影響を受けて形状を崩しやすい。さらに、光学フィルムなどに用いられる5cp程度の低粘度の塗布液を使用する場合にも、ビードは外乱の影響を受けて形状を崩しやすい。したがって、特に低リップクリアランス、低塗布速度、および塗布液が低粘度の場合には、塗布液の送液脈動を可能な限り抑えて、塗布膜への影響を最小限に抑えることが大切である。 When applying the coating solution in a state where the coating amount is small, it is necessary to reduce the lip clearance to reduce the bead in consideration of the crosslinking limit of the beads. Similarly, when the web conveyance speed (coating speed) is increased, it is necessary to reduce the lip clearance and the bead. However, when the bead is made smaller by reducing the lip clearance, the bead tends to lose its shape under the influence of disturbance. Furthermore, even when using a coating solution having a low viscosity of about 5 cp used for an optical film or the like, the bead is liable to lose its shape under the influence of disturbance. Therefore, especially when the lip clearance, low coating speed, and low viscosity of the coating liquid are important, it is important to minimize the effect on the coating film by reducing the pulsation of the coating liquid as much as possible. .
上述の塗布液の送液脈動は、塗布液の送液の駆動源であるポンプの性能に強く依存する。ポンプに起因するこのような塗布液の送液脈動を抑えるために、例えば特許文献1では、回転駆動部にフライホイールが設けられた容積回転式または容積往復運動式のポンプが開示されている。このポンプは、可撓性支持体に塗布する塗布膜の薄層化および厚み変動規格の厳格化に対応可能な送液精度の実現を図っている。
特許文献1に開示されているポンプは、ポンプの回転精度を上げることによって塗布液の送液脈動を低減させることができるが、ポンプの性能に起因する送液脈動の問題を根本的に解決するものではない。 The pump disclosed in Patent Document 1 can reduce the liquid supply pulsation of the coating liquid by increasing the rotational accuracy of the pump, but fundamentally solves the problem of liquid pulsation caused by the performance of the pump. It is not a thing.
ところで、塗布液の送液に使用される一般的なポンプとして、例えば、ギアポンプ、ダイヤフラムポンプ、プランジャーポンプ、等が挙げられる。特に塗布液の塗布量が少ない低塗布量時には、ギアによる塗布液の押しのけ容積(送液容積)に基づいて送液量を決定することができ、低塗布量であっても塗布量の制御が可能なギアポンプが適している。ギアポンプは、構造が比較的単純であり、種類も用途に応じて数多く存在する。したがって、ギアポンプを使用して、塗布液をスロットダイに対し安定的に送液することができる技術の提案が望まれている。 By the way, as a general pump used for liquid feeding of a coating liquid, a gear pump, a diaphragm pump, a plunger pump, etc. are mentioned, for example. Especially when the application amount of the application liquid is small and the application amount is low, the liquid supply amount can be determined on the basis of the displacement volume (liquid supply volume) of the application liquid by the gear, and even if the application amount is low, the application amount can be controlled. Possible gear pumps are suitable. Gear pumps have a relatively simple structure, and there are many types of gear pumps depending on applications. Therefore, there is a demand for a technique that can stably feed the coating liquid to the slot die using a gear pump.
その一方で、反射防止フィルムなどの光学フィルムでは、塗布膜における段ムラが1nm程度の変動に基づくわずかなものであっても、光の干渉によってその段ムラが目視可能となることがある。そのため、光学フィルムの分野では、非常に高いレベルの塗布精度が要求されている。 On the other hand, in an optical film such as an antireflection film, even if the step unevenness in the coating film is slight based on a fluctuation of about 1 nm, the step unevenness may become visible due to light interference. Therefore, a very high level of coating accuracy is required in the field of optical films.
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ギアポンプを使用して塗布液の送液を行う場合であっても、スロットダイに対して塗布液を安定的に送液し、塗布液の送液脈動を抑制する塗布液の塗布方法および塗布装置と、そのような塗布装置や塗布方法によって得られる塗布層を含む光学フィルムおよび反射防止フィルムと、を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to stably feed the coating liquid to the slot die even when the coating liquid is fed using a gear pump. And providing an application method and an application device for an application liquid that suppresses pulsation of the application liquid, and an optical film and an antireflection film including an application layer obtained by such an application device and an application method. .
前記目的を達成するために請求項1に記載の発明は、ギアを有するギアポンプによってスロットダイに塗布液を供給し、バックアップローラによって支持された状態で連続走行する支持体の表面に向かって前記スロットダイから塗布液を吐出して前記スロットダイと前記支持体との間に前記塗布液のビードを架設し、当該ビードによって前記支持体の表面に前記塗布液を塗布する塗布液の塗布方法に関する。この塗布液の塗布方法では、前記ギアポンプは、前記スロットダイから前記支持体に対して10cc/m2以下の塗布量で前記塗布液が塗布されるように前記スロットダイに前記塗布液を供給するとともに、
V / N ≦ 0.07cc
V:前記ギアの一回転当たりの前記塗布液の送液容積、N:前記ギアが有する歯数
を満たすことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that the coating liquid is supplied to the slot die by a gear pump having a gear, and the slot is directed toward the surface of the support that continuously runs while being supported by the backup roller. The present invention relates to a coating liquid coating method in which a coating liquid is discharged from a die, a bead of the coating liquid is installed between the slot die and the support, and the coating liquid is applied to the surface of the support by the bead. In this coating solution coating method, the gear pump supplies the coating solution to the slot die so that the coating solution is applied from the slot die to the support at a coating amount of 10 cc / m 2 or less. With
V / N ≦ 0.07cc
V: The volume of the coating liquid to be fed per one rotation of the gear, and N: the number of teeth of the gear.
本発明のように、ギアの一回転当たりの塗布液の送液容積(押しのけ容積)Vとギアが有する歯数Nとが上記の式を満たすことで、ギアポンプによる送液変動を効果的に防ぐことができる。これにより、塗布液の送液脈動が抑制され、高品質な塗布膜が得られる。 As in the present invention, the liquid feeding volume (pushing volume) V of the coating liquid per one rotation of the gear and the number N of teeth of the gear satisfy the above formula, thereby effectively preventing the liquid feeding fluctuation by the gear pump. be able to. Thereby, the liquid-feed pulsation of a coating liquid is suppressed and a high quality coating film is obtained.
また、請求項2に記載のように、前記スロットダイの塗布液吐出先端部と前記支持体との距離は100μm以下であってもよい。 According to a second aspect of the present invention, the distance between the coating liquid discharge tip of the slot die and the support may be 100 μm or less.
一般に、塗布膜の膜厚を薄くする場合には、スロットダイの塗布液吐出先端部と前記支持体との距離(リップクリアランス)を狭くする必要があり、塗布液の送液脈動が塗布膜の品質に大きく影響する。そのような事情を背景に、本発明は、特にスロットダイの塗布液吐出先端部と支持体との距離を100μm以下にした場合に、上述の効果を発揮する。 In general, in order to reduce the thickness of the coating film, it is necessary to reduce the distance (lip clearance) between the coating liquid discharge tip of the slot die and the support, and the pulsation of the coating liquid is caused by the pulsation of the coating liquid. Greatly affects quality. Against such a background, the present invention exhibits the above-described effect particularly when the distance between the coating liquid discharge tip of the slot die and the support is set to 100 μm or less.
また、請求項3に記載のように、前記塗布液の粘度は5cp以下であってもよい。 In addition, as described in claim 3, the viscosity of the coating solution may be 5 cp or less.
一般に、粘度の小さな塗布液が用いられる場合には、スロットダイの塗布液吐出先端部と前記支持体との距離(リップクリアランス)が狭くする必要があり、生成される塗布膜に対して塗布液の送液脈動が大きく影響する。そのような事情を背景に、本発明は、特に塗布液の粘度が5cp以下の場合に、上述の効果を発揮する。 Generally, when a coating liquid having a low viscosity is used, it is necessary to reduce the distance (lip clearance) between the coating liquid discharge tip of the slot die and the support, and the coating liquid is applied to the generated coating film. The pulsation of liquid feeding greatly affects Against such a background, the present invention exhibits the above-described effects particularly when the viscosity of the coating solution is 5 cp or less.
また、前記目的を達成するために請求項4に記載の発明は、上述の塗布液の塗布方法によって得られる塗布層を少なくとも1層有することを特徴とする光学フィルムに関する。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 4 relates to an optical film characterized in that it has at least one coating layer obtained by the coating solution coating method described above.
本発明によれば、高品質な塗布膜が用いられた良好な光学フィルムが提供される。 According to the present invention, a good optical film using a high-quality coating film is provided.
また、請求項5に記載のように、前記光学フィルムは、反射防止フィルムであってもよい。 Further, as described in claim 5, the optical film may be an antireflection film.
この場合には、高品質な塗布膜が用いられた良好な反射防止フィルムが提供される。 In this case, a good antireflection film using a high-quality coating film is provided.
また、前記目的を達成するために請求項6に記載の発明は、ギアを有するギアポンプによってスロットダイに塗布液を供給し、バックアップローラによって支持された状態で連続走行する支持体の表面に向かって前記スロットダイから塗布液を吐出して前記スロットダイと前記支持体との間に前記塗布液のビードを架設し、当該ビードによって前記支持体の表面に前記塗布液を塗布する塗布液の塗布装置に関する。この塗布液の塗布装置では、前記ギアポンプは、前記スロットダイから前記支持体に対して10cc/m2以下の塗布量で前記塗布液が塗布されるように前記スロットダイに前記塗布液を供給するとともに、
V / N ≦ 0.07cc
V:前記ギアの一回転当たりの前記塗布液の送液容積、N:前記ギアが有する歯数
を満たすように設定されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 6 is directed to a surface of a support body that continuously feeds a coating solution supplied to a slot die by a gear pump having a gear and is supported by a backup roller. A coating liquid coating apparatus that discharges a coating liquid from the slot die, constructs a bead of the coating liquid between the slot die and the support, and coats the coating liquid on the surface of the support by the bead. About. In this coating solution coating apparatus, the gear pump supplies the coating solution to the slot die so that the coating solution is applied from the slot die to the support at a coating amount of 10 cc / m 2 or less. With
V / N ≦ 0.07cc
V: the volume of the coating liquid fed per rotation of the gear, N: the gear is set so as to satisfy the number of teeth of the gear.
本発明によれば、ギアポンプによる送液変動を防いで、塗布液の送液脈動を効果的に抑制し、高品質な塗布膜を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to prevent fluctuations in the liquid feeding by the gear pump, effectively suppress the liquid feeding pulsation of the coating liquid, and obtain a high-quality coating film.
本発明の塗布液の塗布装置および塗布方法によれば、ギアの一回転当たりの塗布液の送液容積Vとギアが有する歯数Nとが適切に設定され、ギアポンプによる送液変動を防ぎ、塗布膜に対する塗布液の送液脈動の影響を低減させることができる。 According to the coating liquid coating apparatus and the coating method of the present invention, the coating liquid feeding volume V per gear rotation and the number of teeth N of the gear are appropriately set to prevent variation in feeding by the gear pump, The influence of the pulsation of the coating liquid on the coating film can be reduced.
また、本発明の光学フィルムは、塗布液の送液脈動に起因する段ムラ等の塗布不良が防がれた状態で生成された塗布層を含むので、良好な品質を有する。 In addition, the optical film of the present invention has a good quality because it includes a coating layer that is generated in a state in which coating defects such as unevenness due to liquid-feed pulsation of the coating solution are prevented.
以下添付図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施の形態におけるスロットダイコータ式塗布システム10の構成図である。なお、図中のバックアップローラ12およびウェブ14の近傍の矢印は、本実施の形態の「バックアップローラ12によるウェブ14の搬送方向」、すなわち「ウェブ14の走行方向」を示す。
FIG. 1 is a configuration diagram of a slot die coater
本実施の形態のスロットダイコータ式塗布システム10では、ギアを有するギアポンプ42によってスロットダイ18に塗布液を供給し、バックアップローラ12によって支持された状態で連続走行するウェブ14の表面に向かってスロットダイ18から塗布液を吐出してスロットダイ18とウェブ14との間に塗布液のビード20を架設する。そして、ビード20のウェブ上流側が減圧チャンバー26によって減圧された状態で、ウェブ14の表面にビード20の塗布液が塗布され、ウェブ14上に塗布膜が生成される。
In the slot die coater
なお、スロットダイ18によって塗布液が塗布される位置(以下、「塗布位置」とも称する)を基準にして、ウェブの走行方向に関し塗布位置よりも前段の部分を「ウェブ上流」と称し、後段の部分を「ウェブ下流」と称する。したがって、図1に示す横型のスロットダイ18では、ビード20の下側は「ウェブ上流側」となり、ビード20の上側は「ウェブ下流側」となる。また、ウェブの搬送方向と垂直を成すウェブの幅方向を「ウェブ幅方向」と称する。
With reference to the position where the coating liquid is applied by the slot die 18 (hereinafter also referred to as “application position”), the portion preceding the application position with respect to the web traveling direction is referred to as “web upstream” and the latter stage. The portion is referred to as “web downstream”. Therefore, in the horizontal slot die 18 shown in FIG. 1, the lower side of the
スロットダイ18は、内部に設けられたマニホールド22と、マニホールド22からスロットダイ18の先端部に延在するスロット24と、マニホールド22からスロットダイ18の外部に向かって延びる塗布液供給路25と、を有する。また、スロットダイ18は、上流側ダイブロック18Aおよび下流側ダイブロック18Bの二つのブロックによって構成されており、マニホールド22およびスロット24が上流側ダイブロック18Aおよび下流側ダイブロック18Bの境界の一部となっている。このように、スロットダイ18を多ブロック構造とすることで、スロットダイ18の製造精度を高め、洗浄などの後処理を容易にすることができる。なお、スロットダイ18の具体的な形状やサイズは、自重、使用時の環境や塗布液の温度、製作仕様限界、等に基づいて決定される。
The slot die 18 includes a manifold 22 provided therein, a
スロットダイ18の先端部分は先細り状に形成されており、その先端はリップランド16と呼ばれる。スロット24のウェブ上流側(図1の下側)のリップランド16を上流側リップランド16Aと称し、ウェブ下流側(図1の上側)のリップランド16を下流側リップランド16Bと称する。本実施の形態のスロットダイ18はオーバーバイト構造を有し、上流側リップランド16Aよりも下流側リップランド16Bのほうが、バックアップローラ12に巻き掛けられたウェブ14に近い位置に配置されている。このようなオーバーバイト構造は、スロットダイ18のウェブ幅方向の全長に亘って略均一に形成されている。
The tip end portion of the slot die 18 is formed in a tapered shape, and the tip end is called a
なお、スロットダイ18の塗布液吐出先端部であるリップランド16とウェブ14との距離を「リップクリアランス」と称する。特に本実施の形態のようなオーバーバイト構造の場合、「リップクリアランス」とは、ウェブ14により近接する下流側リップランド16Bとウェブ14との距離を意味する。
The distance between the
スロットダイ18の塗布液供給路25には、塗布液供給管46を介して塗布液タンク44が接続されており、塗布液供給管46にはギアポンプ42が設けられている。塗布液タンク44は、スロットダイ18からウェブ14に向かって吐出される塗布液を貯留しておくタンクである。ギアポンプ42は、塗布液タンク44内の塗布液を、塗布液供給管46および塗布液供給路25を介してマニホールド22に送る。
A
マニホールド22は、塗布液タンク44からスロットダイ18に供給された塗布液を、塗布幅方向(ウェブ幅方向)へ拡流する液溜め部である。なお、マニホールド22の断面形状は、図1に示す略円形に限定されるものではなく、例えば半円形、台形などの矩形、あるいはそれらに類似する形状であってもよい。
The manifold 22 is a liquid reservoir that spreads the coating liquid supplied from the
スロット24は、マニホールド22からスロット先端に至る狭隘な塗布液の流路を構成し、スロット24のウェブ幅方向の両端部には、塗布幅を規制する塗布幅規制板(図示省略)が挿入される。このスロット24は、スロットダイ18の先端部分における開口部24Aから塗布液を吐出させて、スロットダイ18とウェブ14との間にビード20を架設する。
The
上述のような構成を有するスロットダイ18の先端部分の下方には、ビード20のウェブ上流側を減圧するための減圧チャンバー26が設けられている。減圧チャンバー26は、内部に空間形成するバックプレート26A、サイドプレート26B、リアプレート26C、およびボトムプレート26Dを有し、減圧に関する作動効率を保持するための箱形形状となっている。
A
バックプレート26Aは、減圧チャンバー26のうちウェブ搬送方向の最も上流側に位置し、ウェブ14の幅方向に沿って配置される。サイドプレート26Bは、バックプレート26Aと垂直を成すように配置されて減圧チャンバー26の両側壁を構成し、バックアップローラ12と近接する縁部分(図示省略)がバックアップローラ12とほぼ同じ曲率を有する。リアプレート26Cは、スロットダイ18の下方において、バックプレート26Aとほぼ平行に配置されている。ボトムプレート26Dは、減圧チャンバー26の底部分を構成し、バックプレート26A、サイドプレート26B、およびリアプレート26Cと縁部分において接合する。そして、「バックプレート26Aとウェブ14の間」および「サイドプレート26Bとウェブ14の間」の各々には、所定の大きさの隙間が存在する。
The
バックプレート26Aには吸引口40が形成されており、吸引口40にはエア配管28が接続されている。減圧チャンバー26には、吸引口40およびエア配管28を介してブロア30が接続されており、エア配管28の途中には、バルブ32およびバッファ装置34が設けられている。ブロア30は、吸引口40およびエア配管28を介して減圧チャンバー26内を吸引し、減圧チャンバー26内を負圧にする。バルブ32は、その開度に応じて減圧チャンバー26内の減圧度を調整する。バッファ装置34は、減圧チャンバー26内の圧力変動を小さくするための緩衝部としての役割を果たす。
A
減圧チャンバー26内には、減圧チャンバー26内の圧力を測定する圧力計36が設けられており、圧力計36の測定結果はコントローラ38に送られる。コントローラ38は、圧力計36の測定結果に基づいてバルブ32の開度を調節し、減圧チャンバー26内の圧力を所定の圧力に保つ。なお、本実施の形態において「減圧チャンバー26内の圧力」は「ビード20のウェブ上流側の圧力」に対応する。
A
次に、塗布液を精度良く吐出させるためのスロットダイ18の製作例、組み立て例、等に関して説明する。 Next, a manufacturing example, an assembly example, and the like of the slot die 18 for discharging the coating liquid with high accuracy will be described.
本実施の形態のスロットダイ18を構成する上流側ダイブロック18Aおよび下流側ダイブロック18Bは、本体部分がステンレス鋼で製作され、リップランド16を含む先端部分が超硬材質で製作されている。上流側ダイブロック18Aおよび下流側ダイブロック18Bは、本体部分同士および先端部分同士が相互に対応するように接合されて、熱等による変形の影響を防いでいる。
The
スロットダイ18の組み立て時には、マイクロスコープなどの計測器によってオーバーバイト量Lを監視しながら、上流側ダイブロック18Aおよび下流側ダイブロック18Bを組み合わせる。なお、この組み立て時には、3μm以上の精度をもつ定盤を使用し、リップランド16を上方に向けた状態で、上流側ダイブロック18Aおよび下流側ダイブロック18Bを定盤に載せて組み立てることが好ましい。
At the time of assembling the slot die 18, the
なお、スロットダイ18を架台に載せて保持する場合には、上流側ダイブロック18Aを架台によって保持するとともに、下流側ダイブロック18Bの少なくとも1箇所以上を架台によって挟み込んで保持することが好ましい。
When the slot die 18 is held on the gantry, it is preferable that the
また、スロットダイ18から塗布液を吐出させる際には、スロットダイ18が設置される塗布室の温度を常温に保って、スロットダイ18の温度がほぼ常温に保たれることを、接触型デジタル温度計などの計測器で確認することが好ましい。また、塗布液タンク44からマニホールド22に供給される塗布液の温度を常温に保持することで、スロットダイ18の温度変化を防ぐことができる。その際には、流量計や温度計を使用して塗布液タンク44からマニホールド22に供給される塗布液の流量や温度を測定し、その測定値を塗布液タンク44の保温装置(図示省略)にフィードバックさせてもよい。
Further, when the coating liquid is discharged from the slot die 18, the temperature of the coating chamber in which the slot die 18 is installed is kept at room temperature, and the temperature of the slot die 18 is kept at almost room temperature. It is preferable to check with a measuring instrument such as a thermometer. Further, by keeping the temperature of the coating liquid supplied from the
次に、本実施の形態のギアポンプ42のギアと、ギアポンプ42による塗布液の送液容積(ギアによる塗布液の押しのけ容積)と、の関係について説明する。図2は、ギアポンプ42の概略を示す側方断面図であり、主に複数の歯50を有するギア48を示す。
Next, the relationship between the gear of the
ギアポンプ42は、相互に噛み合う一組のギア48を有する。この一組のギア48がギアポンプ42内で回転することによって、塗布液供給管46内の塗布液は塗布液タンク44からマニホールド22に向かって送られる。なお、ギア48が有する歯50の形状や数などは図2に示すものに限定されず、各種の形状、数が用いられうる。
The
一般に、ギアポンプによってもたらされる送液脈動は、ギアの回転時における押しのけ量(送液量)の変動に起因するケースが多く、ウェブ14上の塗布膜に対してギアマークと呼ばれる段ムラが付与されてしまうことがある。この塗布液の送液脈動によって塗布膜に付与される段ムラの周波数は、ギアの刻み数にほぼ対応する。したがって、送液脈動を低減させて塗布液を精密に送る観点からは、ギアの回転時における押しのけ量(送液量)を少なくして、塗布液の流量当たりの変動量を小さくすることが効果的である。
In general, the liquid pulsation caused by the gear pump is often caused by fluctuations in the displacement amount (liquid supply amount) during the rotation of the gear, and a step unevenness called a gear mark is imparted to the coating film on the
本件発明者は、鋭意研究した結果、下述する[実施例]で示唆されているように、以下の知見を得た。すなわち、ギアポンプ42を、以下の式(1)を満たすように設定することによって、塗布液の送液脈動を効果的に抑制して、塗布膜に付与される段ムラを防ぐことができる。
As a result of earnest research, the present inventor has obtained the following findings as suggested in [Examples] described below. That is, by setting the
V / N ≦ 0.07cc (1)
V:ギア48の一回転当たりの塗布液の送液容積(押しのけ容積)
N:ギア48が有する歯50の数
上記の式(1)において、「V/N」は、ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(押しのけ容積)を示す。したがって、式(1)は、「ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積」が0.07cc以下となるように、ギアポンプ42の特性を規定する。このように、「ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積」を0.07cc以下に設定することによって、隣接する歯50の相互間における塗布液の送液容積の変動量を抑制することができる。特に、ギアポンプ42が所定量の塗布液をスロットダイ18のマニホールド22に対して送り、ウェブ14に対して10cc/m2以下の塗布液が塗布されるようにする場合には、上記式(1)を満たすギアポンプ42を用いることで塗布液の送液脈動を効果的に低減させることができる(下述する[実施例]参照)。
V / N ≦ 0.07cc (1)
V: Volume of coating liquid fed per rotation of gear 48 (displacement volume)
N: Number of
なお、上記式(1)の条件が長期間保持されるようにするために、ギアポンプ42のギア48を、有機溶剤等による腐食に対して強く変形しにくい材質で形成することが好ましい。したがって、例えばステンレス鋼やステライトなどの強固な部材によって、ギアポンプ42(ギア48)を形成することが可能である。
In order to maintain the condition of the above formula (1) for a long period of time, it is preferable that the
上述の事項は本発明の一態様を例示したものであり、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形が加えられたり、公知の要素を応用したりすることも可能であり、そのような各種態様も本発明の範囲に含まれうる。 The above-described matters exemplify one aspect of the present invention, and various modifications such as design changes can be added based on the knowledge of those skilled in the art, and known elements can be applied. Such various aspects can also be included in the scope of the present invention.
例えば、ウェブ14や塗布液は、目的に応じた各種成分を含むものが使用されうる。一例として、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、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−ポリオレフィン類を塗布またはラミネートした各種積層紙、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を、ウェブ14の材質として使用可能である。
For example, the
また、塗布液の溶媒として、水、各種のハロゲン化炭化水素、アルコール、エーテル、エステル、ケトンなどを単独あるいは複数混合したものを使用可能である。 In addition, as a solvent for the coating solution, water, various halogenated hydrocarbons, alcohols, ethers, esters, ketones, or the like can be used alone or in combination.
また、塗布液として、光学補償シート塗布液、反射防止フィルム塗布液、防眩性付与液磁性塗布液、写真感光性塗布液、磁性塗布液、視野角拡大塗布液、表面保護液、帯電防止液、滑性用塗布液、カラーフィルタ用顔料液、あるいはその他の光学フィルム用塗布液を使用可能である。 In addition, as a coating solution, an optical compensation sheet coating solution, an antireflection film coating solution, an antiglare providing liquid, a magnetic coating solution, a photographic photosensitive coating solution, a magnetic coating solution, a viewing angle widening coating solution, a surface protection solution, and an antistatic solution. Further, a lubricating coating solution, a color filter pigment solution, or other optical film coating solution can be used.
また、スロットダイコータ式塗布システム10におけるバックアップローラ12、スロットダイ18、および減圧チャンバー26は、ウェブ14上に塗布液を適切に塗布することができれば、どのような配置および構成であってもよい。
Further, the
また、マニホールド22への塗布液の供給方式は、ギアポンプ42によってマニホールド22に対し塗布液を適切に供給することができればどのような手法であってもよい。例えば、マニホールド22の一端側から塗布液を供給する方式、マニホールド22の中央部から塗布液を供給する方式、マニホールド22の両端部に塗布液が漏れ出ることを防止する栓を設けて、マニホールド22の一方端から新規な塗布液を供給するとともに、他方端から抜き取られた一部の塗布液を再び一方端に循環させる方式、等が用いられうる。
The supply method of the application liquid to the manifold 22 may be any method as long as the application liquid can be appropriately supplied to the manifold 22 by the
以下に上述のスロットダイコータ式塗布システム10を用いた実施例について記述するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
Although the Example using the above-mentioned slot die coater
(塗布液の調製)
以下の各実施例で用いられた塗布液は、以下のようにして調整された。すなわち、「熱架橋性含フッ素ポリマーの6重量%のメチルエチルケトン溶液(JN−7228、JSR(株)製)93g」に対し、「MEK−ST(平均粒径10nm〜20nm、固形分濃度30重量%のSiO2ゾルのメチルエチルケトン分散物、日産化学(株)製)を8g」、「メチルエチルケトン94g」、および「シクロヘキサノン6g」を添加して、攪拌する。そして、その攪拌された溶液を孔径1μmのポリプロピレン製フィルタ(PPE−01)によって濾過することで調製される溶液を塗布液として準備した。なお、この塗布液は、光学フィルムのうち反射防止膜用の塗液として使用され、屈折率が1.42、粘度が0.5cp、表面張力が0.024N/mに調整されている。また、この塗布液に増粘剤を加えて、粘度を0.5〜7.5cpの範囲に調整した溶液を塗布液として準備した。
(Preparation of coating solution)
The coating solution used in each of the following examples was prepared as follows. That is, "MEK-ST (average particle size of 10 nm to 20 nm, solid content concentration of 30% by weight) with respect to 93 g of a 6% by weight methyl ethyl ketone solution (JN-7228, manufactured by JSR Corporation) of a thermally crosslinkable fluorine-containing polymer" SiO 2 sol dispersed in methyl ethyl ketone of the Nissan chemical Co., Ltd.) 8 g "and, with the addition of" Methyl ethyl ketone 94g ", and" cyclohexanone 6g ", stir. And the solution prepared by filtering the stirred solution with the filter (PPE-01) made from a polypropylene with a hole diameter of 1 micrometer was prepared as a coating liquid. This coating solution is used as a coating solution for an antireflection film in the optical film, and is adjusted to have a refractive index of 1.42, a viscosity of 0.5 cp, and a surface tension of 0.024 N / m. Moreover, the solution which added the thickener to this coating liquid and adjusted the viscosity to the range of 0.5-7.5 cp was prepared as a coating liquid.
(塗布条件等)
以下の各実施例では、下記の塗布条件の範囲で、ウェブ14に対する塗布液の塗布を行って得られたデータに基づいて、ウェブ14上の塗布膜の幅方向(ウェブ幅方向)の膜厚分布が評価されている。
(Application conditions, etc.)
In the following examples, the film thickness in the width direction (web width direction) of the coating film on the
塗布液の塗布量 2.5〜15 cc/m2
塗布液の塗布速度 10〜50 m/min
リップクリアランス 40〜120 μm
塗布液の粘度 0.5〜7.5 cp
ウェブ上の塗布幅 0.5〜1.3 m
また、ウェブ14上に形成された塗布膜の塗布面状の評価は、光干渉型膜厚測定器(大塚電子社製瞬間マルチ測光システムMCPD)を使用し、塗布膜の長手方向に関し2mm間隔で300点および幅方向に関し2mm間隔で650点測定して、行った。そして、膜厚分布が1.5%以下の塗布膜を、製品としての品質水準を満たすと判断した。
Application amount of coating solution 2.5 to 15 cc / m 2
Application speed of coating solution 10-50 m / min
Lip clearance 40-120 μm
Viscosity of coating solution 0.5-7.5 cp
Application width on web 0.5-1.3 m
In addition, the evaluation of the coating surface of the coating film formed on the
(ギアポンプ)
ギアポンプ42には、川崎重工業株式会社製のKA−1のギアポンプを用いた。このギアポンプは、ギア48による塗布液の送液容積(押しのけ容積)を適宜調節することが可能となっている。
(Gear pump)
As the
(実施例1)
以下の表1〜表5は、「塗布液の塗布量」、「塗布液の塗布速度」、および「ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(押しのけ容積)(V/N)」を適宜変えた場合の、ウェブ14上の塗布膜の幅方向膜厚分布を示す。なお、各表における具体的な塗布条件は、表1は「塗布量が15cc/m2、塗布速度が10m/min」、表2は「塗布量が5cc/m2、塗布速度が10m/min」、表3は「塗布量が10cc/m2、塗布速度が10m/min」、表4は「塗布量が15cc/m2、塗布速度が10m/min」、表5は「塗布量が10cc/m2、塗布速度が10〜50m/min」となっている。また、表1〜表5において、ウェブ14上の塗布幅は1.3mであり、塗布液の粘度は0.8cpであり、リップクリアランスは60μmである。また、各表の「X」は、「ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(押しのけ容積)(V/N)」を示し、各表の「無し」は、スロットダイ18による塗布液の塗布が十分に行われず、信頼性のあるデータを取得できなかったことを示す。
Example 1
Tables 1 to 5 below show “application amount of application liquid”, “application speed of application liquid”, and “feeding volume (displacement volume) of application liquid per
上記の各表によって示唆されているように、塗布液の塗布量が10cc/m2以下の場合には、「ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(押しのけ容積)(=X)」を0.07cc以下に設定することで、塗布膜の幅方向の膜厚分布を良好にすることができることが確認された。これは、塗布液の塗布量が10cc/m2よりも大きい範囲(例えば15cc/m2)では、リップクリアランスを100μm以上にセッティングすることができ、ビード20の大きさを大きく設定することができるので、ギアポンプ42による塗布液の送液変動が多少あったとしても、ビードに対する相対的な変動値が小さくなり、段ムラなどの不良を招きにくいからであると考えられる。また、特に薄層領域における塗布膜を生成する場合には、ギアポンプ42による塗布液の送液変動に対して塗布膜の面状態が敏感に変化するため、「ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(押しのけ容積)(=V/N)」を0.07cc以下に設定して、塗布液の送液変動を限りなく低減させることが非常に効果的であると考えられる。
As suggested by each of the above tables, when the coating amount of the coating solution is 10 cc / m 2 or less, “the feeding volume of the coating solution per
また、表5に示されているように、塗布液の塗布速度を50m/min以下の範囲で変動させても、「ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(押しのけ容積)(=V/N)」を0.07cc以下に設定した場合には、塗布膜の膜厚分布を良好にすることができることが確認された。
Further, as shown in Table 5, even if the application speed of the application liquid is varied within a range of 50 m / min or less, “the liquid supply volume of the application liquid per
なお、ギアポンプ42による塗布液の送液変動を低減させた場合であっても塗布膜の膜厚分布の値が0%にならない原因は、ウェブ14やスロットダイ18などの機器類の振動、減圧チャンバー26内の減圧変動、送りムラ、あるいは他の外乱によるものと考えられる。
Note that the reason why the coating film thickness distribution value does not become 0% even when the variation of the coating liquid feeding by the
(実施例2)
以下の表6および表7は、「塗布液の塗布速度」、「ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(押しのけ容積)(=V/N)」、および「リップクリアランス」を適宜変えた場合の、ウェブ14上の塗布膜の幅方向膜厚分布を示す。なお、各表における具体的な塗布条件は、表6は「塗布量が10cc/m2、塗布速度が10m/min」、表7は「塗布量が10cc/m2、塗布速度が50m/min」となっている。また、表6および表7において、ウェブ14上の塗布幅は1.3mであり、塗布液の粘度は0.8cpである。
(Example 2)
Tables 6 and 7 below show "application liquid application speed", "liquid supply volume of the application liquid per
上記の表6および表7によって示唆されているように、リップクリアランスを100μm以下に設定した場合に、塗布膜の幅方向の膜厚分布を良好にすることができることが確認された。これは、100μm以下にリップクリアランスを設定することで、ビード20が流量変動や送液脈動の影響を非常に受けやすくなるので、ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(=V/N)を小さくした場合の効果が非常に大きいためであると考えられる。なお、表7の条件(塗布量が10cc/m2、塗布速度が50m/min)において、リップクリアランスを120μmに設定した場合には、いわゆる塗り付き限界を超えてしまい、十分な塗布液の塗布を実施することができなかった。
As suggested by Table 6 and Table 7 above, it was confirmed that the thickness distribution in the width direction of the coating film can be improved when the lip clearance is set to 100 μm or less. This is because setting the lip clearance to 100 μm or less makes the
一方、表6および表7においてリップクリアランスを120μmに設定した場合、ギアポンプ42の性能に関わらず塗布膜の幅方向膜厚分布があまり変動しなかった。これは、実施例1において述べたように、ギアポンプ42による塗布液の送液変動が多少あったとしても、ビードに対する相対的な変動値が小さくなり、段ムラなどの不良を招きにくいからであると考えられる。なお、塗布液の塗布量が10cc/m2以下である薄層領域では、ビード20を安定的に架橋させるためにリップクリアランスを十分に狭くする必要があるため、塗布量分布の悪化を招きやすい。
On the other hand, when the lip clearance was set to 120 μm in Tables 6 and 7, the film thickness distribution in the width direction of the coating film did not vary much regardless of the performance of the
(実施例3)
以下の表8は、「塗布液の粘度」および「ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(押しのけ容積)(=V/N)」を適宜変えた場合の、ウェブ14上の塗布膜の幅方向膜厚分布を示す。なお、表8における具体的な塗布条件は、「塗布液の塗布量が5cc/m2、塗布液の塗布速度が10m/min、ウェブ上の塗布幅が1.3m、リップクリアランスが60μm」となっている。
(Example 3)
Table 8 below shows the
上記の表8によって示唆されているように、塗布液の粘度が5cp以下の低粘度の場合に、ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(=V/N)を0.07ccとすることで、塗布膜の幅方向の膜厚分布を良好にすることができることが確認された。なお、7.5cp以上の高粘度の塗布液を使用する場合には、ビード20の液架橋の安定性を向上させるためにリップクリアランスを狭くする必要があるが、ビード20を形成する塗布液の粘度を上昇させるとビード形状が変化しにくくなり、結果として塗布液の高粘度化に起因する段ムラなどの不良を招きにくくなる。
As suggested by Table 8 above, when the viscosity of the coating liquid is a low viscosity of 5 cp or less, the liquid feeding volume (= V / N) of the coating liquid per
(実施例4)
以下の表9は、「ウェブ14上の塗布幅」を0.5mに設定して、「ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(押しのけ容積)(=V/N)」を適宜変えた場合の、ウェブ14上の塗布膜の幅方向膜厚分布を示す。なお、表9における具体的な塗布条件は、「塗布液の塗布量が3.5cc/m2、塗布液の塗布速度が10m/min、塗布液の粘度が0.8cp、リップクリアランスが60μm」となっている。
Example 4
Table 9 below shows that “application width on the
上記の表9によって示唆されているように、塗布幅を0.5mに設定した場合であっても、塗布幅が1.3mである上述の実施例1と同様に、ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(=V/N)を0.07ccに設定することで、塗布膜の幅方向の膜厚分布を良好にすることができることが確認された。
As suggested by Table 9 above, even when the application width is set to 0.5 m, the
上述の実施例1〜4で示唆されているように、塗布液の塗布量が10cc/m2以下、リップクリアランスが100μm以下、塗布液の粘度が5cp以下の塗布条件の場合には、ギアポンプ42による送液変動、送液脈動がスロットダイ18の塗布性能に影響を与えやすく、上記式(1)を満たすような「ギア48の歯50の一つ当たりの塗布液の送液容積(押しのけ容積)(=V/N)」が非常に有効であることが確認された。
As suggested in Examples 1 to 4 above, in the case of coating conditions where the coating amount of the coating solution is 10 cc / m 2 or less, the lip clearance is 100 μm or less, and the viscosity of the coating solution is 5 cp or less, the
10・・・スロットダイコータ、12・・・バックアップローラ、14・・・ウェブ、16・・・リップランド、16A・・・上流側リップランド、16B・・・下流側リップランド、18・・・スロットダイ、18A・・・上流側ダイブロック、18B・・・下流側ダイブロック、20・・・ビード、22・・・マニホールド、24・・・スロット、24A・・・開口部、25・・・塗布液供給路、26・・・減圧チャンバー、26A・・・バックプレート、26B・・・サイドプレート、26C・・・リアプレート、26D・・・ボトムプレート、28・・・エア配管、30・・・ブロア、32・・・バルブ、34・・・バッファ装置、36・・・圧力計、38・・・コントローラ、40・・・吸引口、42・・・ギアポンプ、44・・・塗布液タンク、46・・・塗布液供給管、48・・・ギア、50・・・歯
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ギアポンプは、前記スロットダイから前記支持体に対して10cc/m2以下の塗布量で前記塗布液が塗布されるように前記スロットダイに前記塗布液を供給するとともに、
V / N ≦ 0.07cc
V:前記ギアの一回転当たりの前記塗布液の送液容積
N:前記ギアが有する歯数
を満たすことを特徴とする塗布液の塗布方法。 A coating liquid is supplied to the slot die by a gear pump having gears, and the coating liquid is discharged from the slot die toward the surface of the support that continuously runs in a state of being supported by the backup roller, and the slot die and the support In the coating liquid coating method, the bead of the coating liquid is laid between and the coating liquid is coated on the surface of the support by the bead.
The gear pump supplies the coating liquid to the slot die so that the coating liquid is applied from the slot die to the support at a coating amount of 10 cc / m 2 or less,
V / N ≦ 0.07cc
V: Volume of the coating liquid fed per rotation of the gear N: A coating liquid coating method that satisfies the number of teeth of the gear.
前記ギアポンプは、前記スロットダイから前記支持体に対して10cc/m2以下の塗布量で前記塗布液が塗布されるように前記スロットダイに前記塗布液を供給するとともに、
V / N ≦ 0.07cc
V:前記ギアの一回転当たりの前記塗布液の送液容積
N:前記ギアが有する歯数
を満たすように設定されることを特徴とする塗布液の塗布装置。 A coating liquid is supplied to the slot die by a gear pump having gears, and the coating liquid is discharged from the slot die toward the surface of the support that continuously runs in a state of being supported by the backup roller, and the slot die and the support In the coating liquid coating apparatus, the bead of the coating liquid is installed between and the coating liquid is coated on the surface of the support by the bead.
The gear pump supplies the coating liquid to the slot die so that the coating liquid is applied from the slot die to the support at a coating amount of 10 cc / m 2 or less,
V / N ≦ 0.07cc
V: Volume of feeding liquid of the coating liquid per one rotation of the gear N: A coating liquid coating apparatus that is set so as to satisfy the number of teeth of the gear.
Priority Applications (1)
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JP2005094278A JP2006272129A (en) | 2005-03-29 | 2005-03-29 | Coating method of coating liquid, coating device of coating liquid and optical film |
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CN108511672A (en) * | 2017-02-24 | 2018-09-07 | 微宏动力系统(湖州)有限公司 | Extrusion coated die head |
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2005
- 2005-03-29 JP JP2005094278A patent/JP2006272129A/en active Pending
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