JP2008194632A - ダイコーティング装置および塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】支持体フィルムへ塗工膜を均一性を保ちつつ設ける塗布方法およびこの塗布方法によるダイコーティング装置を提供する。
【解決手段】支持体フィルムの特定箇所へカバーフィルムをカバーフィルムラミネートロールによりラミネートし、次に、前記支持体フィルムをコーティングロールで保持しつつコーターヘッドから塗料を前記支持体フィルムに塗布し、その際に、前記コーターヘッドを前記カバーフィルムに突き当て前記塗料を前記支持体フィルムに塗布し、次に、前記支持体フィルム上を乾燥炉に導入し前記支持体フィルム上の前記塗料を乾燥させ、次に、前記支持体フィルムから、前記カバーフィルムを剥離しカバーフィルム巻取りロールに巻き取り、次に、前記支持体フィルムを巻取りロールに巻き取る。
【選択図】図１

Description

本発明は、連続して走行する支持体フィルム上に粒子を分散したノングレア層或いは表示パネルの表示部層等を形成するダイコーティング装置および塗布方法、とりわけ、粒子を重ねることなく単一層に形成することが要求される、該粒子が電気泳動粒子を封入したマイクロカプセルである表示パネルの作製に有効なダイコーティング装置および塗布方法に関するものである。

連続して搬送される支持体フィルムなどの長尺状で可撓性を持つ支持体フィルム表面への塗布膜の形成については、塗料の塗工精度を向上する方向でニーズが強まり、さまざまな精密塗工方式が実用に供されている。例えばグラビアコート、リバースロールコート、スライドコート、バーコート、ダイコート、エアーナイフコート、カーテンコート等が連続的に塗工を行なう方式として実用化されている。

上記精密塗工方式は、連続した支持体フィルム上や紙上に均一な塗工膜を形成する目的で使用されていることが多い。しかしながら、上記精密塗工方式だけで均一な塗工膜を得られる場合は少ない。例えば、塗料の物理特性により、また塗料の混合や化合などの反応がある場合には化学特性により塗料の粘度が変化したり、反応ガスの発生や粒度分布の変性などが発生したりし、結果として均一な塗工膜が得られないという現象がある。これらは送液システム技術として調液機構や送液機構、脱泡機構や濾過機構、さらに各々の機構の洗浄機構や洗浄方法、環境からの異物の進入や混入を防止するクリーン化などを考慮しなくてはならない場合が多い。

一方、特許文献１などの技術で、マイクロカプセルを分散した塗料を、支持体フィルムなどを搬送する機構やコーティングヘッド機構により塗布し均一な塗工膜を得るためには、搬送速度の安定性に加え、各々の機構に高い機械精度が要求される。

以下に公知文献を記す。
特表２００２−５２６８１２号公報

しかし、支持体フィルムへ連続塗工する場合、運転にともなう機械振動による不正振動が発生し塗工膜の均一性に影響を与える問題がある。また、運転開始直後の塗工開始近傍と、運転終了直前の塗工終了近傍に塗工の不安定な部分がある問題がある。更に塗工の幅方向の両端部分は塗工の中央定常部分より塗工膜厚が厚い場合や、薄い場合がある問題がある。これらの、部分的な塗布膜質の不安定性は、従来の搬送機構やコーティングヘッド機構の工夫によっては解決することは至難であった。

本発明は上記精密塗工方式の中でもダイコーティングについて、支持体フィルムの幅方向に一部塗料を塗工しない部分を、幅方向の塗工膜の均一性を保ちつつ設ける塗布方法およびこの塗布方法によるダイコーティング装置を提供する事を課題とする。

本発明は、この課題を解決するために、支持体フィルムを巻出しロールに巻き付けて繰り出す巻き出し部を有し、カバーフィルムを巻き付けて繰り出すカバーフィルム巻出しロールを有し、前記支持体フィルムの特定箇所へ前記カバーフィルムを設置するカバーフィルム設置機構を有し、前記カバーフィルムが設けられた前記支持体フィルムを保持するコーティングロールと、塗料を前記支持体フィルムに塗布するコーターヘッドから成る塗布部を有し、前記コーターヘッドを前記カバーフィルムに突き当て前記塗料を前記支持体フィルムに塗布する機構を有し、前記支持体フィルム上の前記塗料を乾燥させる乾燥炉を有し、前記乾燥炉を通過した前記支持体フィルムから、前記カバーフィルムを剥離し巻き取るカバーフィルム巻取りロールを有し、前記支持体フィルムを巻き取る巻取りロールを有することを特徴とするダイコーティング装置である。

また、本発明は、上記塗料が、その内に電気泳動粒子を封入したマイクロカプセルを分散してなる塗料であり、上記カバーフィルムが前記マイクロカプセルの直径以上の厚さを有する事を特徴とする上記のダイコーティング装置である。

また、本発明は、支持体フィルムを巻出しロールに巻き付けて繰り出し、カバーフィルム巻出しロールにカバーフィルムを巻き付けて繰り出し、次に、前記支持体フィルムの特定箇所へ前記カバーフィルムを設け、次に、前記支持体フィルムをコーティングロールで保持しつつコーターヘッドから塗料を前記支持体フィルムに塗布し、その際に、前記コーターヘッドを前記カバーフィルムに突き当て前記塗料を前記支持体フィルムに塗布し、次に、前記支持体フィルム上を乾燥炉に導入し前記支持体フィルム上の前記塗料を乾燥させ、次に、前記支持体フィルムから、前記カバーフィルムを剥離しカバーフィルム巻取りロールに巻き取り、次に、前記支持体フィルムを巻取りロールに巻き取ることを特徴とする塗布方法である。

また、本発明は、上記塗料が、その内に電気泳動粒子を封入したマイクロカプセルを分散してなる塗料であり、上記カバーフィルムが前記マイクロカプセルの直径以上の厚さを有する事を特徴とする上記の塗布方法である。

本発明によれば、ダイコーティング装置を、連続的に搬送する支持体フィルムの一部をカバーフィルムで被覆するカバーフィルム設置機構を備えることにより、支持体フィルムに塗料を塗布するコーターヘッドをカバーフィルムに突き当てることでコーターヘッドと支持体フィルムの間隙を一定に保ち支持体フィルムに対する塗布膜厚を一定に保つことができる効果がある。また、カバーフィルムにより被覆された部位へは塗料と塗布が阻害されるため、支持体フィルムの特定の部位にのみ塗料を塗布することが可能となる効果がある。殊に支持体フィルム内の一定の幅内に塗料を塗布する際においては、その両端において膜厚が大きく変化することなく、また塗布位置が変動すること無く塗布することが可能となる効果がある。

以下、本発明について詳述する。図１に、本発明のダイコーティング装置の一実施形態についてロール・トゥ・ロール方式のものを例にとり、模式的に示す。

図１の模式図は、巻出しロール１にコイル状に巻かれた支持体フィルム１０を、巻出しロール１により一定の速度、一定の張力で巻き出す巻き出し部を有する。巻き出し部より連続的に繰り出された支持体フィルム１０を導入し保持するコーティングロール２とコーターヘッド３により構成される塗布部を有する。塗布部でコーターヘッド３から塗料をコーティングロール２で保持された支持体フィルム１０上に塗布する。図１では図示しないが、塗布部では塗布液供給部が所望量の塗料を時間的に一定にコーターヘッド３から押し出し、塗料を支持体フィルム１０に連続的に塗布する。

塗料が塗布された支持体フィルム１０を乾燥炉４に導入し支持体フィルム１０に塗布さ
れた塗料を乾燥させ、支持体フィルム１０を巻取りロール５で巻き取る。本発明のダイコーティング装置は、これらの構造以外に、支持体フィルム１０上の特定箇所への塗布を阻害するため、またコーターヘッドと支持体フィルム１０の間隙を調整するためのカバーフィルム１１を支持体フィルム１０上へ被覆する手段として、カバーフィルムラミネートロール２０を有する。そして、塗布部で、コーターヘッド３を支持体フィルム１０を被覆したカバーフィルム１１に突き当てて、塗料を支持体フィルム１０に塗布する構造を有する。次に、支持体フィルム１０を乾燥炉４を通過させた後に、支持体フィルム１０からカバーフィルム１１を剥離しカバーフィルム巻取りロール２２で巻き取る構造を有する。

支持体フィルム１０には、塗布部の前段でカバーフィルム巻出しロール２１から巻き出されたカバーフィルム１１を、カバーフィルムラミネートロール２０によりラミネートする。このことにより支持体フィルム１０はその特定一部位がカバーフィルム１１により被覆された状態で塗布部へと導入される。

支持体フィルム１０に塗布する塗料は、マイクロカプセルを分散した塗料を用いる。マイクロカプセルは、例えばメタクリル酸樹脂、ユリア樹脂、アラビアゴム等をカプセル殻とし、内部には酸化チタンを用いた白の粒子とカーボンブラックを用いた黒の粒子が、例えば脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素、各種エステル類、アルコール系溶媒、シリコーンオイル等の粘性の高い透明な分散媒を用いて分散され、複合コアセルベーション法などの相分離法、界面重合法、溶解分散冷却等の方法を用いて作製されるマイクロカプセルに封入されている。マイクロカプセルを、比重分離法などの任意の方法によりふるい分けし、マイクロカプセルの直径の分布を１〜３００μｍに制御しておくのが好ましい。さらに好ましくは、マイクロカプセルの直径の分布を５〜２００μｍに制御しておく。

このようにして作製したマイクロカプセルを、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体系、ウレタン系、エポキシ系、アクリル系、又は、ポリエステル系などのバインダー樹脂に分散したスラリー塗料を形成した。このスラリー塗料を、塗布部のコーターヘッド３を支持体フィルム１０に突き当てて塗布する。

塗布部では、コーターヘッド３を支持体フィルム１０に重ねたカバーフィルム１１に突き当てる。カバーフィルム１１の厚さは、塗料に分散したマイクロカプセルの直径以上の厚さにする。支持体フィルム１０は、カバーフィルム１１で一部が被覆されているために、支持体フィルム１０とコーターヘッド３の間にカバーフィルムの厚さ分の間隙が生じ、支持体フィルム１０とコーターヘッド３との間隙を一定に保つことができる。そして、コーターヘッド３が、マイクロカプセルが分散した塗料を、支持体フィルム１０の面上に、カバーフィルム１１が覆っていない特定部位に塗布する。

次に、この塗料が塗布された支持体フィルム１０をガイドロール６ａおよび６ｂを通じて乾燥炉４へ送り塗料を乾燥させる。次に、カバーフィルム１１を支持体フィルム１０から剥離し、カバーフィルム巻取りロール２２により巻き取る。カバーフィルム１１の取り除かれた支持体フィルム１０はガイドロール６ａおよび６ｂを通じ巻取りロール５により巻き取る。

以上に本発明の一実施形態を記載したが、本発明はこの形態に限定されるものではない。例えば、カバーフィルム１１で支持体フィルム１０を被覆する機構としては、カバーフィルムラミネートロール２０によるものだけではなく、その他に、カバーフィルム巻出しロール２１が直接支持体フィルム１０に接してカバーフィルム１１を支持体フィルム１０に設置する機能を有する機構などの、他のカバーフィルム設置機構も用いることができる。

以下、本発明を実施例に基づき詳述する。図２はカバーフィルム１１をカバーフィルムラミネートロール２０により支持体フィルム１０へラミネートする様子について模式的に示した図である。本実施例においては連続的に搬送される支持体フィルム１０として１８８μｍのＰＥＴフィルムに対してＩＴＯを成膜した、幅３５０ｍｍのものを使用した。カバーフィルム１１としては、厚みが４０μｍのポリエチレンフィルムの片面に微粘着材が塗布されたものを使用した。図２に示す様に、カバーフィルム１１は、支持体フィルム１０への塗布が不要な部位のパターンに形成する。すなわち、支持体フィルム１０上に、カバーフィルムラミネートロール２０により、支持体フィルム１０の幅方向の中央部に２５ｍｍ幅のパターンのカバーフルム１１を重ね、また、支持体フィルム１０の片端に、５０ｍｍ幅のパターンのカバーフルム１１を重ねてラミネートした。カバーフィルムラミネートロール２０は、ゴム性の樹脂により被覆されたロールを用い、カバーフィルムラミネートロール２０は加熱せずに室温においてラミネートした。

上記のようにして５０ｍの連続した支持体フィルム１０に対して、平均直径が概ね２０μｍから４０μｍのマイクロカプセルを分散した塗料をコーターヘッド３により塗布した。その塗料を乾燥し塗工膜を形成し、一定面積当たりの塗料重量を測定することにより、塗工膜の厚さを評価した。

塗料重量を測定した箇所は、幅方向については二筋塗布されている部位のカバーフィルム１１に隣接した端部とそれぞれの中央部の５箇所、また搬送方向については塗工開始端付近と終了端付近および中央部の３箇所で計１５箇所である。これらの測定点各々から１辺３０ｍｍの正方形を切り出し、この重量を測定し評価を行なった結果を表１に示す。表１中の数値の単位はｇ／ｍ²である。

本実施例では、比重が概ね１のマイクロカプセル、および、比重が概ね１のバインダー樹脂を用いた。乾燥した塗工膜では、マイクロカプセル間に空気の隙間があると考えられる。乾燥した塗工膜において球状のマイクロカプセルが最密状態で並び、そのマイクロカプセル間の隙間がバインダーで充填されている場合は塗工膜の比重は概ね１であるが、マイクロカプセルを平面上に単一層で最密状態で並べ、その間の隙間に残るバインダー樹脂は僅かで隙間の大部分が空気の場合は、塗工膜の比重は概ね０．５になる。塗工膜の比重が概ね０．５から１の範囲にあるので、表１の塗料重量の値は、概ね２μｍから１μｍを単位とする塗工膜厚を示すと考える。表１に示す塗工膜は、２１．９ｇ／ｍ²から２３．８ｇ／ｍ²までの範囲の重量であるので、マイクロカプセルの塗工膜厚は、概ね４４μｍ〜約４８μｍと想定するか、あるいは、概ね２２μｍ〜約２４μｍと想定できる。塗工膜の厚さは、このうち、カバーフィルム１１の厚さと同等レベルの４０μｍ程度であると考える。本実施例では、カバーフィルム１１を利用することにより、マイクロカプセルの塗工膜が膜厚のバラツキを小さく形成された効果があった。

電気泳動粒子を封入したマイクロカプセルを分散した塗料の塗工膜において、その膜の重量の範囲が２０ｇ／ｍ²以上から２４ｇ／ｍ²以下の範囲内で、表示パネル用に用いるのに好適なマイクロカプセル塗工膜が形成できると考える。本実施例では、表１に示すように、この条件を満足した。本実施例では、カバーフィルム１１と隣接した部位である３箇所の端部の塗布重量は塗工の開始端、中央、終了端いづれにおいても重量の差が少なく、マイクロカプセルを分散した塗料の塗工膜の厚さは均一であり問題が無い効果があった。

本発明のダイコーティング装置の構成の概略を示す図である。 本発明のダイコーティング装置のカバーフィルム被覆機構の実施例を模式的に表した説明図である。

符号の説明

１ 巻出しロール
２ コーティングロール
３ コーターヘッド
４ 乾燥炉
５ 巻取りロール
６ａ， ６ｂガイドロール
１０ 支持体フィルム
１１ カバーフィルム
２０ カバーフィルムラミネートロール
２１ カバーフィルム巻出しロール
２２ カバーフィルム巻取りロール

Claims (4)

1. 支持体フィルムを巻出しロールに巻き付けて繰り出す巻き出し部を有し、カバーフィルムを巻き付けて繰り出すカバーフィルム巻出しロールを有し、前記支持体フィルムの特定箇所へ前記カバーフィルムを設置するカバーフィルム設置機構を有し、前記カバーフィルムが設けられた前記支持体フィルムを保持するコーティングロールと、塗料を前記支持体フィルムに塗布するコーターヘッドから成る塗布部を有し、前記コーターヘッドを前記カバーフィルムに突き当て前記塗料を前記支持体フィルムに塗布する機構を有し、前記支持体フィルム上の前記塗料を乾燥させる乾燥炉を有し、前記乾燥炉を通過した前記支持体フィルムから、前記カバーフィルムを剥離し巻き取るカバーフィルム巻取りロールを有し、前記支持体フィルムを巻き取る巻取りロールを有することを特徴とするダイコーティング装置。
2. 前記塗料が、その内に電気泳動粒子を封入したマイクロカプセルを分散してなる塗料であり、前記カバーフィルムが前記マイクロカプセルの直径以上の厚さを有する事を特徴とする請求項１記載のダイコーティング装置。
3. 支持体フィルムを巻出しロールに巻き付けて繰り出し、カバーフィルム巻出しロールにカバーフィルムを巻き付けて繰り出し、次に、前記支持体フィルムの特定箇所へ前記カバーフィルムを設け、次に、前記支持体フィルムをコーティングロールで保持しつつコーターヘッドから塗料を前記支持体フィルムに塗布し、その際に、前記コーターヘッドを前記カバーフィルムに突き当て前記塗料を前記支持体フィルムに塗布し、次に、前記支持体フィルム上を乾燥炉に導入し前記支持体フィルム上の前記塗料を乾燥させ、次に、前記支持体フィルムから、前記カバーフィルムを剥離しカバーフィルム巻取りロールに巻き取り、次に、前記支持体フィルムを巻取りロールに巻き取ることを特徴とする塗布方法。
4. 前記塗料が、その内に電気泳動粒子を封入したマイクロカプセルを分散してなる塗料であり、前記カバーフィルムが前記マイクロカプセルの直径以上の厚さを有する事を特徴とする請求項３記載の塗布方法。

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