JP2014030786A - スロットダイによる塗膜の塗工方法および機能性フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スロットダイ先端5から塗工剤を吐出して基材フィルム9との間にビード11を形成させ、該ビード11の前記基材フィルムの上流側を減圧にしながら塗工剤を塗工する塗工方法において、前記塗工剤の粘度をμ、前記塗工剤の静的表面張力をσ、前記基材フィルム9と前記スロットダイ先端5との相対速度をV、上流側ダイリップ1の吐出口端部とコンタクトラインとの距離をL、前記下流側ダイリップ2の厚みをL1、塗工ギャップをH、塗工膜厚をh、キャピラリー数をCa(Ca=μ・V/σ)とした際に、式(1)を満たす塗工条件で塗工するスロットダイ8による塗膜の塗工方法。Ca/(L/L1)≦0.1309e―0.2212(H/h)(1)
【選択図】図2
Description
前記塗工剤の粘度をμ、前記塗工剤の静的表面張力をσ、前記基材フィルムと前記スロットダイ先端との相対速度をV、上流側ダイリップの吐出口端部とコンタクトラインとの距離をL、下流側ダイリップの厚みをL1、塗工ギャップをH、塗工膜厚をh、キャピラリー数をCa(Ca=μ・V/σ)とした際に、式(1)を満たす塗工条件で塗工するスロットダイによる塗膜の塗工方法が提供され、
Ca/(L/L1) ≦ 0.1309e―0.2212(H/h) (1)
(2)塗工剤の粘度が、20mP・s以下である(1)記載の塗膜の塗工方法が提供され、
(3)塗工膜厚が5μm〜30μmである(1)または(2)記載の塗膜の塗工方法が提供され、
(4)(1)乃至(3)のいずれかに記載のスロットダイによる塗工方法を含む機能性フィルムの製造方法が提供される。
図1および図2は、本発明の減圧チャンバー7を設けたスロットダイ8による塗膜の塗工方法の一例を示すものであり、塗工剤を吐出するスリット3を設けたスロットダイ8を用いて、バックアップロール6に張架され走行する基材フィルム9上に塗膜12を形成している状態を示している。これらの図に示すように、塗膜形成時には、リップ先端5と基材フィルム9表面との間に、スリット3から供給される塗工剤からなるビード11が形成される。この状態で基材フィルム9を走行させることにより、基材フィルム9の表面に塗膜12が形成されるのであるが、この塗膜12の形成時に前記ビード11の形状が不安定であると、形成される塗膜12の膜厚が不均一となる。このため、ダイ先端と基材フィルムとの間隔である塗工ギャップHが広すぎたり、塗工速度Vが速すぎたりすると空気巻き込みによるスジ状ムラが発生し、外観が良好な塗膜が得られなくなる。したがって、前記ビード11の形状を安定化させることが重要となる。
塗工速度は、3m/min〜60m/minが好ましく、さらには5m/min〜50m/minが好ましい。3m/min未満の場合は塗工速度が遅くて生産性が悪いので好ましくなく、60m/minを超える塗工速度では高速塗工による空気巻き込みが起こりやすくスジ状ムラが発生し易くなるので好ましくない。
前述のように、空気巻き込みによるスジ状ムラはスロットダイ先端と基材フィルムとの間隔である塗工ギャップH、塗工剤の粘度μ、下流側リップ厚みL1および/または塗工速度Vが大きすぎる場合、あるいは塗工膜厚h、塗工剤の静的表面張力σ、上流側ダイリップの吐出口端部とコンタクトラインまでの距離Lおよび/またはビード上流側の減圧度Pが小さすぎる場合に生じる現象で、このような条件で塗工を行うと、図1に示すビードの一部が切断し、スジ状のムラが発生し、ついには塗工されない部分が生じる。本発明者等はこれらの塗工条件について検討し、その結果を定量化することにより均一でスジ状ムラのない塗工条件の範囲を明確にし、厚さが均一で外観が良好な塗膜を得ることができるスロットダイによる塗膜の塗工方法を確立した。
表1に示す3種類のスロットダイを用い、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルムへ粘度1.9mPa・s、静的表面張力26.8mN/mの塗工剤を、塗工速度V、減圧度Pおよび塗工ギャップHを表1に示す範囲で変化させ、塗工膜厚(ウェット膜厚)10μmに塗工し、塗膜の外観を観察した。
L=H2(P−ΔP)/6μV
ここで、
ΔP=12μL1V(h−H/2)/H3
Ca/(L/L1) ≦ 0.1309e―0.2212(H/h) (1)
但し、Caはキャピラリー数:μV/σ
L=H2(P−ΔP)/6μV
ΔP=12μL1V(h−H/2)/H3
ΔP:ビード下流側圧力損失(kPa)
μ:粘度(Pa・s)
σ:静的表面張力(N/m)
P:減圧度(Pa)
V:基材フィルムとスロットダイ先端との相対速度(m/s)
H:塗工ギャップ(m)
h:塗工膜厚(ウェット厚み)(m)
L1:下流側ダイリップ厚み(m)
L:上流側ダイリップ吐出口端部とコンタクトラインまでの距離(m)
Ca/(L/L1) ≦ 0.1149e―0.2857(H/h) (2)
<μ:塗工剤の粘度>
塗工剤の粘度は、粘度計TVE-22L(東機産業株式会社製)を用い、23℃、液量0.6mLで測定した。
塗工剤の静的表面張力σは、表面張力計CBVP-A3(協和界面科学株式会社製)を用い、Wilhlmy法により測定した。
塗工厚み(ウェット膜厚)hは、基材フィルム上に塗工された塗工剤の吐出量を塗工面積で除して算出した。
表2に示すスロットダイを用い、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上へ、粘度1.9mPa・s、静的表面張力26.8mN/mの塗工剤を、表2に示す塗工速度、減圧度、塗工ギャップおよび塗工膜厚(ウェット厚み)で塗工し、塗膜の外観を観察した。その結果、表2に示すように、各実施例の塗工条件は本発明の塗工条件を満足しており(Ca/(L/L1)の値が式(1)の右辺で算出される値より小さい)、スジ状ムラの発生はなく、外観良好な塗膜が得られた。
表2に示すリップ厚みを有するスロットダイを用い、厚さ50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上へ、粘度1.9mPa・s、静的表面張力26.8mN/mの塗工剤を、表2に示す塗工速度、減圧度、塗工ギャップおよび塗工膜厚(ウェット厚み)で塗工し、塗膜の外観を観察した。その結果、表2に示すように、各比較例の塗工条件は本発明の塗工条件を満足しておらず(Ca/(L/L1)の値が式(1)の右辺で算出される値より大きい)、いずれも一部にスジ状ムラが発生し、外観が不良であった。
2.下流側リップ
3.スリット
4.マニホールド
5.リップ先端(スロットダイ先端)
6.バックアップロール
7.減圧チャンバー
8.スロットダイ
9.基材フィルム
11.ビード
12.塗膜
H:塗工ギャップ
h:塗工膜厚
L1:下流側ダイリップの厚さ
L:上流側ダイリップの吐出口端部とコンタクトラインまでの距離
Claims (4)
- 基材フィルムにスロットダイを近接させ、スロットダイ先端から塗工剤を吐出して前記基材フィルムとの間にビードを形成させると共に、該ビードの基材フィルムの上流側を減圧にしながら前記基材フィルム表面に塗工剤を塗工するスロットダイによる塗膜の塗工方法において、
前記塗工剤の粘度をμ、前記塗工剤の静的表面張力をσ、前記基材フィルムと前記スロットダイ先端との相対速度をV、上流側ダイリップの吐出口端部とコンタクトラインとの距離をL、下流側ダイリップの厚みをL1、塗工ギャップをH、塗工膜厚をh、キャピラリー数をCa(Ca=μ・V/σ)とした際に、式(1)を満たす塗工条件で塗工することを特徴とするスロットダイによる塗膜の塗工方法。
Ca/(L/L1) ≦ 0.1309e―0.2212(H/h) (1)
- 前記塗工剤の粘度が20mP・s以下であることを特徴とする請求項1記載の塗膜の塗工方法。
- 前記塗工膜厚が5μm〜30μmであることを特徴とする請求項1または2記載の塗膜の塗工方法。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載のスロットダイによる塗工方法を含むことを特徴とする機能性フィルムの製造方法。
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