JP3899485B2

JP3899485B2 - 塗布方法及び装置

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Publication number: JP3899485B2
Application number: JP2002081699A
Authority: JP
Inventors: 泰彦時政; 昭男逵
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: JP2003275652A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダイを用いる塗布方法及び装置に関するものであり、特に写真感光乳化剤、磁性液、反射防止や防眩性などを付与する液、視野角拡大効果を付与する液、カラーフィルター用顔料液、表面保護液等の塗布液を、プラスチックフィルムや紙、金属箔等の可撓性支持体（以下、ウェブと称する）に塗布して、高機能性積層膜を製造するための塗布方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高機能性積層膜は、スロットダイを用いたコーターなどにより塗布液をウェブ上に塗布させ、積層させて製造されている。近年は高機能性積層膜の製造において、所望の機能を発現させるために、積層膜を構成する各層の高精度膜厚制御塗布技術に対する要求が高まっている。塗布の実施においては、様々な外乱で、不均一な塗布膜厚現象が発生し、この現象は一般に、求められる膜厚精度が厳しくなるほど重大な問題となりやすい。
【０００３】
高精度の塗布膜厚を実現する手段として、既に本発明者らは、オーバーバイト形状のスロットダイ及びこれを用いた塗布方法を提案している（特願２００２−０１４７７２号）。オーバーバイトとは、スロットダイを塗布位置に設置したとき、その先端部である先端リップに関して、ウェブの走行方向における下流側の先端リップが、上流側の先端リップよりもウェブ側に近接していることをいう。下流側リップと上流側リップのウェブとの隙間の差を、以下オーバーバイト長さと称する。
【０００４】
オーバーバイト長さに関しては、その値が小さすぎるとオーバーバイトによる塗布効果が現れず、また、大きすぎると塗布時の減圧度の変動に対して敏感になり、ビードの破断が起こりやすくなる。このように、オーバーバイト長さには最適な値が存在し、その最適値には幾分かの幅があるが、基本的には、塗布液の種類や粘度、塗布速度、湿潤膜厚等の塗布系及び塗布条件によって決定される。なお、スロットダイには、上流側の先端リップを有する上流側ブロックと下流側の先端リップを有する下流側ブロックを締結することによって構成されるものと、これら２つの先端リップを有する一体型のものとがある。
【０００５】
スロットダイの先端とウェブあるいはバックアップロールとの隙間の計測については隙間ゲージを用いることもあるが、特願２００２−０４７０７５にて本発明者らが提案した方法をとることもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
オーバーバイト形状のスロットダイは、精密塗布を目的に使用されることが多く、特にその先端リップを形成するためには高い加工技術とコストを要する。スロットダイのうち前記一体型のものは、塗布系及び塗布条件により、スロットダイの交換が必要となるという問題がある。一方、前記組立型のスロットダイに関しては、高精度の上下流両側のブロックを製作したとしても、組み立て時にオーバーバイト長さの精度を高めることが難しいという問題がある。
【０００７】
また、ウェブあるいはバックアップロールとスロットダイとの隙間の計測によりオーバーバイト長さを求める方法は、ウェブ側に突き出したほうの先端リップについては比較的精度良く求められても、ウェブとの隙間が大きいほうについては比較的誤差が含まれやすかったり、あるいはその値を測定することができないという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ウェブ上への連続的な塗布、特にスロットダイの先端リップのオーバーバイト形状を精度良く再現することができ、高精度な塗膜を形成するための塗布方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、前記課題に鑑み、バックアップロールに支持されて連続走行するウェブの表面にスロットダイの先端リップを近接させて、スロットから塗布液を吐出して塗布する方法であって、前記ウェブの走行方向における上流側と下流側とに前記スロット部分で分割可能な２つのブロックを有する前記スロットダイを用いる塗布方法において、各ブロックの前記先端リップとは反対側の面である背面と密着する基準平面を有し２つのブロックと固定される治具を用い、前記２つのブロックのうち一方のブロックの前記背面を前記基準平面に密着させるとともに、他方のブロックの前記背面と前記基準平面とを、間に板状物を介在させて密着させて、前記２つのブロックの先端リップに段差を設けた状態で、各ブロックと前記治具とをボルトにより締結し、前記治具は前記ブロックの幅方向に複数配され、厚み調整可能なシックネスゲージである前記板状物は、前記ウェブの走行方向における前記ボルトの上流側と下流側との両側にそれぞれ配され、前記ブロックと前記治具との締結の後に、前記ブロック同士を締結することを特徴として構成されている。
【００１０】
治具同士の各距離を少なくとも５ｃｍとすることが好ましい。さらに、前記治具に対して前記ブロックを押しつけて密着させることが好ましい。
【００１１】
また、３次元に移動可能な光学顕微鏡と、接触式段差検出器と、レーザー変位計とのいずれかひとつを用いて、前記段差を計測することが好ましい。スロットダイの組み立て及び位置調整に際しては、塗布時における塗布液の温度をｔ℃としたとき、雰囲気温度を（ｔ−５）℃以上（ｔ＋５）℃以下とすること、スロットダイの内部に（ｔ−５）℃以上（ｔ＋５）℃以下の水を流すこと、（ｔ−５）℃以上（ｔ＋５）℃以下に設定したリボンヒータでスロットダイを温度調整することがそれぞれ好ましい。
【００１２】
さらに、本発明は、バックアップロールに支持されて連続走行するウェブの表面にスロットダイの先端リップが近接されて、スロットから塗布液を吐出し、前記スロットダイは前記ウェブの走行方向において上流側と下流側とに前記スロットで分割可能な２つのブロックを有する塗布装置において、前記各ブロックの前記先端リップとは反対側の面である背面と密着する基準平面を有し前記２つのブロックと固定される治具を用い、前記２つのブロックのうち一方の前記背面は前記基準平面に密着してボルトで締結されるとともに、他方の前記背面は板状物が介在されて前記基準平面にボルトで締結されることにより前記２つのブロックの先端リップには段差が設けられ、前記治具は前記ブロックの幅方向に複数配され、前記板状物は厚み調整可能なシックネスゲージであって前記ウェブの走行方向における前記ボルトの上流側と下流側との両側にそれぞれ配され、前記ボルトによる前記各治具と前記各ブロックとの締結後に前記２つのブロックは互いに締結されたことを特徴として構成されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を実施したスロットダイを用いたコーターの断面図である。コーター１０はバックアップロール１１に支持されて連続走行するウェブ１２に対して、スロットダイ１３から塗布液１４をビード１４ａにして塗布することにより、ウェブ１２上に塗膜１４ｂを形成する。
【００１４】
スロットダイ１３は、複数部材で組み立てられており、その主たるものは２つのブロック２０，２１である。ウェブ１２の走行方向の上流側を上流側ブロック２０、下流側を下流側ブロック２１と称する。上流側ブロックと下流側ブロックは、ボルト２２等の締結部材により締結されることによって一体形に組み立てられる。スロットダイ１３の内部にはスロット２３及びポケット２４が形成されている。なお、符号２５はボルト孔、符号２６はネジ孔を表す。
【００１５】
スロット２３は、ポケット２４からウェブ１２への塗布液１４の流路であり、スロットダイ１３の幅方向にその断面形状をもち、ウェブ側に位置する開口部２３ａは、一般に、図示しない幅規制板のようなものを用いて、概ね塗布幅と同じ長さの幅になるように調整する。このスロット２３の先端における、バックアップロール１１のウェブ走行方向の接線とのなす角は、３０°以上９０°以下が好ましい。
【００１６】
ポケットは、その断面が曲線及び直線で構成されており、例えば略円形でもよいし、あるいは半円形でもよい。ポケット２４は、スロット２３と同様に、スロットダイ１３の幅方向にその断面形状をもって延長された塗布液の液溜め空間で、その有効延長の長さは、塗布幅と同等か若干長めにするのが一般的である。ポケットへの塗布液１４の供給は、スロットダイ１３の側面から、あるいはスロット開口部２３ａとは反対側の面中央から行う。また、ポケット２４の両端部には塗布液１４が漏れ出ることを防止する栓（図示せず）が設けられている。
【００１７】
スロットダイ１３は、スロットの開口部が位置する先端リップ１５にかけて先細り状に形成されており、その先端はランドと呼ばれる平坦部とされている。先端リップ１５の下方には減圧チャンバー（図示せず）を設けている。減圧チャンバーは、ウェブ１２の進行方向側とは反対側に、ビード１４ａ（図１参照）に対して十分な減圧調整を行えるよう、接触しない位置に設置する。減圧チャンバーは、その作動効率を保持するためのバックプレートとサイドプレートを備えている。
【００１８】
図２は、本発明の塗布方法を実施した、上流側ブロック２０と下流側ブロック２１の組み立て工程における断面図である。上流側ブロック２０においてその背面２０ａからランド２０ｂまでの長さをＬａ、下流側ブロック２１においてその背面２１ａからランド２１ｂまでの長さをＬｂとする。スロットダイ１３は，所定のオーバーバイト長さＬＯを有するオーバーバイト形状に加工している。つまり、ＬａとＬｂは異なる長さであり、それぞれのブロック２０，２１はμｍオーダーでの寸法精度をもって加工されている。
【００１９】
平面性を確保している基台３０の基準平面の上に、上流側ブロック２０の背面２０ａ及び下流側ブロック２１の背面２１ａを下にして両ブロックを置き、下流側ブロック２１から上流側ブロック２０へボルト２２にて締結することによって互いに固定する。両ブロックには、ボルト孔２５があり、ここにボルト２２を締め入れる。ボルト２２は、両ブロック２０，２１の位置を安定させることができるものであれば、図２のように、上流側ブロックの中程までのものでもよいし、あるいは両ブロックを突き抜ける長さで上流側からもナットで固定することができるものでもよい。この方法により、上流側ブロック２０と下流側ブロック２１の加工精度をオーバーバイト構造の精度に反映させた組み立てを行うことができる。
【００２０】
基台３０には、材質がＳＵＳのものを用いたが、上流側ブロック２０及び下流側ブロック２１との接触面が平坦で、かつ、ブロック２０，２１から受ける荷重の負荷に耐えるものであれば、これに限定されない。また、この方法によると、オーバーバイト形状のスロットダイ１３でなくとも、上流側ブロックと下流側ブロックを、その加工精度を維持した、適正な位置に設定することができる。
【００２１】
図３は本発明の別の実施形態であり、スロットダイ４０の組み立て工程における断面図である。ここでは、上流側ブロック４１の背面４１ａからランド４１ｂまでの長さＬａと下流側ブロック４２の背面４２ａからランド４２ｂまでの長さＬｂが等しいスロットダイ４０を用いている。その他の基本構造は、図２にて説明した前記実施形態のスロットダイ１３と同様であり、上流側ブロック４１と下流側ブロック４２は、スロット４３の部分で分割できる組み立て構造となっている。
【００２２】
まず前記実施形態と同様の基台３０の表面に上流側ブロック４１及び下流側ブロック４２を置く。両ブロック４１，４２ともその背面４１ａ，４２ａで基台３０に荷重がかかるようするが、ここで、下流側ブロックの背面４２ａと基台３０の間にシックネスゲージ４４を挟んでおく。シックネスゲージ４４は、目的とするオーバーバイト長さＬＯをその厚みＴとするスペーサーとして機能する。この状態で、下流側ブロック４２の側から上流側ブロック４１へボルト４５を締め入れて両ブロックを固定する。ボルト４５による固定位置は、ポケット４６よりもブロック背面寄りとし、ボルト孔４７を設けている。ボルト４５は１本のみ図示したが、両ブロック４１，４２の固定における保持安定性のために、複数用いることが好ましい。
【００２３】
上流側ブロック４１と下流側ブロック４２は、その接触面で、相対的にスライドすることができる。これにより上流側ブロック４１と下流側ブロック４２のウェブ１２に対する隙間の差、つまり、オーバーバイト長さＬＯをμｍ単位で任意に設定することができる。したがって、種々の塗布系によって異なるオーバーバイト長さＬＯのスロットダイを製作する必要はなく、さらに、スロットダイ先端の摩耗などによるブロックの背面４１ａ，４２ａからランド４１ｂ，４２ｂまでの長さＬａ，Ｌｂの変化に対しても、両ブロックの位置調整を行うことができるので有効である。
【００２４】
シックネスゲージ４４は、μｍ単位での厚み調整をすることができ、下流側ブロック４２からの荷重に耐えるものがよい。ボルト４５及び基台３０については前記実施形態と同様のものでよい。
【００２５】
図４は本発明のさらに別の実施形態であり、スロットダイ４０の組み立て工程における断面図である。図３の組み立て工程の部材配置と同様に、下流側ブロック４２と治具５０の間に所定のオーバーバイト長さＬＯに設定したシックネスゲージ４４を介して、上流側ブロック４１と下流側ブロック４２を治具５０に押しつけるように配置する。治具５０を上流側ブロック４１及び下流側ブロック４２に対してそれぞれ固定する。固定は、ボルト５１によって行う。下流側ブロック４２と治具５０の間のシックネスゲージ４４は、あらかじめ、このボルト５１の締め入れを阻害しない箇所を選んでおく。本発明では、ボルト５１の位置の両脇の位置にそれぞれシックネスゲージ４４をはさみこませている。
【００２６】
治具５０に両ブロック４１，４２を固定することによって、両ブロック４１，４２のボルト４５での締め付け時にときどき発生する、上流側ブロック４１及び下流側ブロック４２の接触面における所定オーバーバイト長さＬＯに対する位置ずれを防止することができる。なお、治具５０としては、材質がＳＵＳのものを用いたが、両ブロックの固定能を有するものであればこれに限らない。厚みは１０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２７】
図５は治具５０及びシックネスゲージ４４によるスロットダイ４０の組み立て工程の背面図である。治具５０は上流側ブロック４１と下流側ブロック４２の双方を固定するに十分な大きさをもち、ブロック４１，４２の幅方向において複数箇所で用いている。治具５０の各間隔Ｗは５ｃｍ〜５０ｃｍとしている。両ブロック４１，４２へボルト４５を（図４参照）締め付けた時の両ブロック４１，４２の位置ずれは、ブロック４１，４２の幅が大きいほどその発生頻度は高いが、治具５０とブロック４１，４２を上記のとおり幅方向で複数箇所固定することによって防止することができる。なお、治具５０の数、及び治具５０の間隔の上限は、上記位置ずれを防止することができる範囲であればよい。また、治具５０、シックネスゲージ４４、及び治具５０と両ブロック４１，４２を固定しているボルト５１は、ボルト４５による両ブロック４１，４２の締結後ははずしてもよい。
【００２８】
図６は、本発明の別の実施形態であり、スロットダイ４０の組み立て工程の断面図である。上流側ブロック４１、下流側ブロック４２ともにその背面４１ａ，４２ａから治具６０へ荷重がかけられている。荷重は、加圧装置６１によってブロック４１，４２の自重に付加されるが、このとき、加圧装置６１が上流側ブロック４１及び下流側ブロック４２の各ランド４１ｂ，４２ｂに触れないように留意する。加圧装置６１は、ブロック４１，４２に接触して治具６０の方向へ押さえつける保持部６１ａと、そのボルト孔６１ｂ及び治具６０のボルト孔６０ｂを通るボルト６１ｃと、ボルト６１と治具６０を固定するナット６１ｄより構成される。この方法により、オーバーバイト長さＬＯの設定に関する精度を一層向上させることができる。
【００２９】
図示はしないが、加圧装置を用いる組み立て方法は、上記の場合と同様に、図２，３のいずれの組み立て方法にも適用することができ、組み立て精度をそれぞれ向上させることができる。
【００３０】
スロットダイ４０をアンダーバイト形状に組み立てる方法も、基本的にはオーバーバイト形状の場合と同様である。アンダーバイト形状とは、塗布位置に設置したスロットダイを側面からみたときに、その上流側の先端リップが下流側の先端リップよりもウェブに対して突き出た形状である。
【００３１】
オーバーバイト形状の前記組み立て方法については、すべてアンダーバイト形状にも適用することができる。図７は組み立て工程の断面図であり、アンダーバイト形状の組み立て方法のひとつを示している。ここでは、上流側ブロック長さＬａと下流側ブロック長さＬｂがμｍオーダーで等しいものを使用しており、目的とするアンダーバイト長さＬＵにその厚みＴを設定したシックネスゲージ４４を上流側ブロック４１と治具５０との間に挟み込み、治具５０と上流側ブロック４１及び治具５０と下流側ブロック４２をボルト５１で固定した。このとき、図示はしないが、図６で使用したように、加圧装置６１を用いることが好ましい。
【００３２】
上流側ブロックと下流側ブロックが互いに、所定のアンダーバイト形状を形成しない寸法で作製された組み合わせの場合は、上記方法の他に、図３に示した方法と同様にして、上流側ブロック４１と基台３０との間にシックネスゲージ４４を挟み、両ブロック４１，４２をボルト４５で締結することによりアンダーバイト長さＬＵを任意に設定することができる。また、予め所定のアンダーバイト長さＬＵとなるよう精度良く製作された両ブロックを組み立てる場合には、図２に示した方法と同様に、基準平面となる表面を有する基台３０の上に両ブロックをおき、締結するとよい。いずれの場合にも加圧装置６１を用いることが好ましい。
【００３３】
ところで、オーバーバイト形状あるいはアンダーバイト形状のスロットダイを用いる塗布系は、多層、単層に関わらず、その湿潤膜厚が２０μｍ以下の薄層系の場合が多い。つまり、オーバーバイト長さＬＯ、アンダーバイト長さＬＵの設定が、塗膜状態を左右するので、その長さの計測及び評価についてはμｍオーダーの厳密さが必要である。図８は、先端リップのオーバーバイト長さＬＯの計測方法の斜視図である。スロットダイ４０を塗布位置にセッティングするときと同様に、上流側ブロック４１を下、下流側ブロック４２が上になるように計測台８０の上に置く。計測器８１は、光学顕微鏡８２と光学顕微鏡移動機構８３により構成されており、光学顕微鏡がスロットダイ４０の塗布液の吐出口に対向するように置く。
【００３４】
移動機構８３は、機器全体を保持する台８３ａと、台８３ａに測定部品を設置させる支柱部８３ｂと、基準台８３ｃと、スライド台８３ｄと、スライド軸８３ｅとから構成されている。スライド台８３ｄは基準台８３ｃの上で、水平方向であるＸＹ方向にて移動することができる。また、スライド軸８３ｅはスライド台８３ｄに固定されており、光学顕微鏡８２がその軸上をＺ方向、つまりＸＹ平面に垂直な方向にてスライドすることができるようになっている。また、光学顕微鏡８２には画像処理機８４が設けられており、シフト部８３ｃ〜８３ｅによる光学顕微鏡８２の移動距離を測定することができる。
【００３５】
はじめにスライド台８３ｄ及びスライド軸８３ｅ上の光学顕微鏡８２をＸＹＺ方向で移動させて、下流側リップランド４２ｂの上流端に、光学顕微鏡８２の焦点を合わせる。この位置を原点とし、次に、上流側リップランド４１ｂの下流端に焦点を合わせ、画像処理機８４にて原点からのＹ軸における移動距離を求める。このＹ軸における移動距離がオーバーバイト長さＬＯとなる。したがって、計測台８０にはその表面精度が高いものを用いることが有効である。また、光学顕微鏡８２をＸ軸方向へずらしながら同様に測定することによって、スロットダイ４０の幅方向におけるオーバーバイト長さＬＯの分布を計測することができる。
【００３６】
スロットダイ４０の向き及び光学顕微鏡８２との相対位置がこれと異なる場合も同様にして、Ｘ軸における移動距離、Ｚ軸における移動距離、あるいは３次元距離にてオーバーバイト長さＬＯを求めればよい。いずれの場合もμｍオーダーでの測定が可能である。ランド４１ｂ，４２ｂの形状は、バックアップロール１１の表面の対向位置における接線に合わせていることが多く、測定の前にその形状に関する数値を画像処理機に入力しておくことで、より迅速かつ正確な計測を行うことができる。
【００３７】
図９は本発明におけるオーバーバイト長さＬＯの計測の別の実施形態を示している。測定装置として、光学顕微鏡の代わりに接触式段差検出器としてのてこ式ダイヤルゲージ９０を用いている。てこ式ダイヤルゲージ９０としては、一般には表面粗さ等を測定することができる、先端に接触子９０ａがついたものでよい。
【００３８】
スロットダイ４０を、下流側ブロック４２の上面が計測器８１と対向するように置き、てこ式ダイヤルゲージ９０の接触子９０ａを下流側のランド４２ｂに接触させ、Ｙ軸方向に移動して、Ｚ軸方向での最高点を原点とする。さらにＹ軸方向に移動して、上流側のランド４１ｂのＺ軸方向での最低点を求め、この差をオーバーバイト長さＬＯとする。この操作を同様に、Ｘ軸方向で実施することにより、幅方向におけるオーバーバイト長さＬＯの分布を測定することができる。
【００３９】
図１０は本発明におけるオーバーバイト長さＬＯの計測のさらに別の実施形態を示している。測定装置として、光学顕微鏡、てこ式ダイヤルゲージの代わりにレーザー変位計９１を用いている。レーザー変位計９１は、レーザーを測定対象となるサンプルの表面にあて、レーザーの反射光の変位によって、表面の凹凸を検知するものである。スロットダイ４０は図８の光学顕微鏡８２による測定の場合と同様に、塗布液の吐出口をレーザー変位計９１に対向させた。
【００４０】
レーザー変位計９１を移動させながら下流側リップランド４２ｂのＹ軸方向における最高点を検知して、その位置を原点とする。次にＺ軸方向に移動させ、上流側リップランドにおけるＹ軸方向における最低点を求め、原点とのＹ軸における変位をもってオーバーバイト長さＬＯとする。この操作を同様に、Ｘ軸方向で実施することにより、幅方向におけるオーバーバイト長さＬＯの分布を測定することができる。
【００４１】
以上のてこ式ダイヤルゲージ９０、レーザー変位計９１の場合も、光学顕微鏡の場合と同様に、スロットダイ４０とレーザー変位計９１の相対位置を変えたとき、移動距離の対象軸を変えることで、オーバーバイト長さＬＯを求められ、いずれの場合もμｍオーダーでの測定が可能である。また光学顕微鏡８２による測定の場合も含め、本発明によるオーバーバイト長さＬＯの測定方法は、アンダーバイト長さＬＵの測定にも適用することができ、さらに、多層用のスロットダイに対しても、その先端形状の測定に有効である。
【００４２】
塗布に用いるスロットダイ１３，４０については、組み立てを行う時点で塗布液と等温になるようにしておく。本発明に用いたスロットダイ１３，４０を含め、ダイの材質には一般にＳＵＳが用いられており、その体積、つまりダイの各部の寸法には温度依存性がある。したがって、温度調整については、スロットダイ１３の表面のみならず、内部の温度分布も考慮に入れて実施する。これにより、塗布液による塗布時の変形を考慮に入れた、オーバーバイト長さＬＯ、アンダーバイト長さＬＵの計測を実施することが可能となり、スロットダイ１３，４０の組み立てについての精度の再現性が向上する。
【００４３】
スロットダイ１３，４０の温度調整については、塗布時の塗布液の温度に近いほど好ましく、塗布時における塗布液の温度をｔ℃としたとき、ｔ℃±５℃の範囲に制御することが特に好ましい。
【００４４】
具体的な方法としては、まず、組み立て時及び先端形状の測定時において、スロットダイ１３，４０の雰囲気温度をｔ℃±５℃の範囲に制御することが好ましく、さらに、スロットダイ１３，４０の中に水を循環させる通路（図示せず）を形成し、温度調整された水を通すことで行う。水は、スロットダイ１３，４０の材質の経時劣化をできるだけ促進しないように、精製されたものを使用することが好ましく、さらにｔ℃±５℃の範囲のものとする。スロットダイ１３、４０の大きさや、外気温度、水の温度にも通水時間は左右されるが、工業的に用いられる一般的なダイでは、２時間以上の通水が好ましい。また、リボンヒーター（図示せず）によってスロットダイ１３，４０を巻き付けてｔ℃±５℃の範囲に制御することも効果がある。これらの温度調整方法は、適宜組み合わせて行ってもよい。
【００４５】
本発明の塗布方法では、塗布液の溶媒として、公知の各種溶媒を使用することができる。例えば水、各種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て使用することができる。
【００４６】
塗布液は、塗布時の温度において、粘度が０．５〜１００ｍＰａ・ｓ、表面張力は２０〜７０ｍＮ／ｍの範囲が好ましい。塗布速度は、概ね５００ｍ／分以下の領域で適用可能である。
【００４７】
また、可撓性支持体としては公知の各種ウェブを用いることができる。一般的には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が含まれる。さらに前記のウェブには、光学補償シート塗布液、反射防止フィルム塗布液、磁性塗布液、写真感光性塗布液、表面保護、帯電防止あるいは滑性用塗布液等がその表面に塗布され、乾燥された後、所望する長さ及び幅に裁断される場合も含まれ、この代表例としては、光学補償シート、反射防止フィルム等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４８】
【実施例】
〔実施例１〕
既存の光学補償シート製造工程に、本発明の塗布装置及び塗布方法を組み入れ実施した。光学補償シート製造工程では、ウェブは送出機により送られ、ガイドロールによって支持されながらラビング処理ロールを経るが、この後、本発明の塗布工程を組み入れる。その後、乾燥ゾーン、加熱ゾーン、紫外線ランプを通過し、巻き取り機によって巻き取るのが基本工程である。
【００４９】
上流側のランド長さが１ｍｍで、背面２０ａからランドまでの長さＬａが２００．０００ｍｍの上流側ブロック４１と下流側のランド長さが５０μｍで背面からランドまでの長さＬｂが２００．０００ｍｍの下流側ブロック４２からなるスロットダイ４０を用いた。治具６０の上に両ブロック４１，４２を置き、下流側ブロック４２と治具５０の間に厚みＴを５０μｍに設定したシックネスゲージ４４を挟んだ。加圧装置６１にて両ブロックを治具に強く押し当ててからボルト５１でそれぞれ固定し、その後両ブロックをボルト４５にて固定した。
【００５０】
なお、この組み立てを行う際の室温は２２℃であり、組み立てる前のブロック４１，４２には２２℃の水を約２時間通して、ブロック４１，４２の温度を約２２℃になるように調整した。オーバーバイト長さＬＯの測定を光学顕微鏡８２にて行い、５０μｍとなるように調整した。なお、加圧装置６１、治具５０、ボルト５１、シックネスゲージ４４は、オーバーバイト長さＬＯの調整後に取り外した。
【００５１】
ウェブ１２には、厚み１００μｍのセルローストリアセテート基材（商品名；フジタック、富士写真フイルム（株）製）を用い、塗布液を塗布する前に長鎖アルキル変性ポリビニルアルコール（商品名；ポバールＭＰ−２０３、クラレ（株）製）の２重量％溶液を２５ｍｌ／ｍ²で塗布し、６０℃で１分間乾燥して配向膜用樹脂層を形成した。配向膜用樹脂層をあらかじめ形成したウェブ１２を送り、配向膜用樹脂層の表面にラビング処理を施して配向膜を形成し、そのまま塗布工程へ搬送して塗布を実施した。なお、ラビング処理におけるラビングローラの回転周速を５．０ｍ／秒とし、ウェブ１２に対する押しつけ圧力を９．８×１０^-3Ｐａに設定した。
【００５２】
塗布液１４には、ディスコティック化合物ＴＥ−（１）とＴＥ−（２）の重量比率４：１の混合物に、光重合開始剤（商品名；イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を１重量％添加した４０重量％メチルエチルケトン溶液である、液晶性化合物を含む溶液を用い、湿潤膜厚５μｍとなるように、５０ｍ／分で搬送させたウェブ１２に対して塗布した。なお、塗布液１４の温度は２２℃であった。減圧度は１６００Ｐａに設定し、デジタルマノメーターでその変動幅を測定した。塗布液１４を塗布したウェブ１２を、１００℃に設定した乾燥ゾーン、及び１３０℃に設定した加熱ゾーンを通過させ、その表面の液晶層に紫外線ランプ（１６０Ｗ空冷メタルハライドランプ、アイグラフィックス（株）製）を用いて紫外線を照射した。巻き取ったあと塗膜１４ｂを目視検査した。この結果、本実施例では、塗膜１４ｂに段状ムラ等は全く認められず、塗膜状態は非常に良好であった。
【００５３】
【化１】

【００５４】
〔実施例２〕
加圧装置６１を用いなかったほかは実施例１と同様に実施した。光学顕微鏡８１によりオーバーバイト長さＬＯを測定して５０μｍになるように調整した。この結果、本実施例では、塗膜１４ｂに段状ムラ等は認められず、塗膜状態は非常に良好であった。
【００５５】
〔実施例３〕
上流側リップランド長さが１ｍｍで、背面４１ａからランド４２ｂまでの長さＬａが１５０．０００ｍｍの上流側ブロック４１と下流側リップランド長さが５０μｍで背面４２ａからランド４２ｂまでの長さＬｂが１５０．０００ｍｍの下流側ブロック４２からなるスロットダイ４０を用いた。基台３０の上に両ブロック４１，４２を置き、その際、下流側ブロック４２の背面４２ａと基台３０の間にシックネスゲージ４４を挟んだ。その状態で両ブロック４１，４２をボルト４５で固定した。光学顕微鏡によりオーバーバイト長さＬＯを測定して５０μｍになるように調整した。塗布工程に関しては実施例１と同様に実施した。この結果、本実施例では、塗膜１４ｂに段状ムラ等は認められず、塗膜状態は良好であった。
【００５６】
〔実施例４〕
上流側リップランド長さが１ｍｍで、背面２０ａからランドまでの長さＬａが１５０．０００ｍｍの上流側ブロックと下流側リップランド長さが５０μｍで背面からランドまでの長さＬｂが１５０．０５０ｍｍの下流側ブロック２１からなるスロットダイ１３を用いた。基台３０の上に両ブロック２０，２１を置き、ボルト２２で固定した。光学顕微鏡の測定によるオーバーバイト長さＬＯは５０μｍであった。塗布工程に関しては実施例１と同様に実施した。この結果、本実施例では、塗膜１４ｂに段状ムラ等は認められず、塗膜状態は良好であった。
【００５７】
〔実施例５〕
スロットダイ４０の温度制御を、通水の代わりにリボンヒータにて約２時間行ったほかは実施例１と同様に実施した。この結果、本実施例では、塗膜１４ｂに段状ムラ等は全く認められず、塗膜状態は非常に良好であった。
【００５８】
〔実施例６〕
オーバーバイト長さＬＯの調整をてこ式ダイヤルゲージにて測定しながら行ったほかは実施例１と同様に実施した。この結果、本実施例では、塗膜１４ｂに段状ムラ等は全く認められず、塗膜状態は非常に良好であった。
【００５９】
〔実施例７〕
オーバーバイト長さＬＯの調整をレーザー変位計（商品名；ＬＣ−２４００、キーエンス製）にて測定しながら行ったほかは実施例１と同様に実施した。この結果、本実施例では、塗膜１４ｂに段状ムラ等は全く認められず、塗膜状態は非常に良好であった。
【００６０】
〔比較例１〕
スロットダイ４０の温度制御を行わずに組み立て、オーバーバイト長さＬＯを光学顕微鏡で測定しながら調整した。組み立て時の室温は１５℃であった。そのほかの条件については実施例１と同様に実施した。この結果、本実施例では、塗布を進めていく過程でブロック４１，４２が湾曲してしまい、ブロック４２の幅方向に関して下流側リップ４２ｂとウェブ１２との隙間のばらつきが最大１０μｍとなった。その結果、ビード１４ｂは、広がった部分より破断し、塗布は不可能となった。
【００６１】
〔実施例８〕
ウェブ１２として、膜厚８０μｍのセルローストリアセテート（商品名；フジタック、富士写真フイルム（株）製）を使用し、塗布液を塗布する前に、ウェブ１２の表面に、紫外線硬化性ハードコート組成物（商品名；デソライトＺ−７５２６、７２重量％、ＪＳＲ（株）製）２５０ｇをメチルエチルケトン６２ｇ及びシクロヘキサン８８ｇの混合溶媒に溶解した液を８．６ｍｌ／ｍ²で塗布した。これを１２０℃で５分間乾燥させ、１６０Ｗ／ｃｍの空冷メタルハライドランプ（アイグラフィックス（株）製）を用いて紫外線を照射することにより前記紫外線硬化性組成物を硬化させ、ウェブ１２の表面に厚さ２５μｍのハードコート層を形成した。
【００６２】
塗布液１４として、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートとジペンタエリスリトールヘキサアクリレートの混合物（ＤＰＨＡ、日本化薬（株）製）９１ｇと酸化ジルコニウム分散物含有ハードコート塗布液（デソライトＺ−７４０１、ＪＳＲ（株）製）２１８ｇを、メチルエチルケトンとシクロヘキサンの重量比率が４：６である混合溶液５２ｇに溶解し、この溶液に光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）１０ｇを加えたものを使用して、走行速度３０ｍ／分で走行させるハードコート層を形成したウェブ１２の上に４．２ｍｌ／ｍ²で塗布した。オーバーバイト長さＬＯは、光学顕微鏡を用いて計測しながら５０μｍに調整した。用いたスロットダイ４０や組み立て方法等ほかの条件については実施例１と同様に実施した。この結果、本実施例では、塗膜１４ｂに段状ムラ等は全く認められず、塗膜状態は非常に良好であった。
【００６３】
以上の実施例及び比較例から様々な塗布系において、治具へのブロック固定による組み立て方法あるいは平面基台上での組み立て方法が、オーバーバイト長さＬＯの設定及び調整に、精密性と迅速性の面で有効であり、また、組み立て時の温度制御が重要であることがわかる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の塗布方法により、様々な塗布系に最適なオーバーバイト長さを正確に設定したスロットダイを迅速に組み立てることができ、その結果として良好な薄膜塗布を連続的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したスロットダイコーターの断面図である。
【図２】本発明を実施したスロットダイの組み立て工程の断面図である。
【図３】本発明のほかの実施形態であるスロットダイの組み立て工程の断面図である。
【図４】本発明のほかの実施形態であるスロットダイの組み立て工程の断面図である。
【図５】本発明の実施形態であるスロットダイの組み立て工程の背面における平面図である。
【図６】本発明のほかの実施形態であるスロットダイの組み立て工程の断面図である。
【図７】本発明のほかの実施形態であるスロットダイの組み立て工程の断面図である。
【図８】本発明の実施形態であるオーバーバイト長さの測定工程の斜視図である。
【図９】本発明のほかの実施形態であるオーバーバイト長さの測定工程の断面図である。
【図１０】本発明のほかの実施形態であるオーバーバイト長さの測定工程の断面図である。
【符号の説明】
１３スロットダイ
２０上流側ブロック
２１下流側ブロック
３０基台
４０スロットダイ
４１上流側ブロック
４２下流側ブロック
４４シックネスゲージ
５０治具
５１ボルト
８１計測器
８２光学顕微鏡
８３移動機構
８３ｃスライド台
８３ｅスライド軸
９０てこ式ダイヤルゲージ
９１レーザー変位計
Ｌａ上流側ブロックの背面からランドまでの長さ
Ｌｂ下流側ブロックの背面からランドまでの長さ
ＬＯオーバーバイト長さ
ＬＵアンダーバイト長さ
Ｔシックネスゲージの厚み
Ｗ治具間の距離

Claims

バックアップロールに支持されて連続走行するウェブの表面にスロットダイの先端リップを近接させて、スロットから塗布液を吐出して塗布する方法であって、前記ウェブの走行方向における上流側と下流側とに前記スロット部分で分割可能な２つのブロックを有する前記スロットダイを用いる塗布方法において、
前記各ブロックの前記先端リップとは反対側の面である背面と密着する基準平面を有し前記２つのブロックと固定される治具を用い、
前記２つのブロックのうち一方のブロックの前記背面を前記基準平面に密着させるとともに、他方のブロックの前記背面と前記基準平面とを、間に板状物を介在させて密着させて、前記２つのブロックの先端リップに段差を設けた状態で、各ブロックと前記治具とをボルトにより締結し、
前記治具は前記ブロックの幅方向に複数配され、
厚み調整可能なシックネスゲージである前記板状物は、前記ウェブの走行方向における前記ボルトの上流側と下流側との両側にそれぞれ配され、
前記ブロックと前記治具との締結の後に、前記ブロック同士を締結することを特徴とする塗布方法。
前記治具同士の各距離を少なくとも５ｃｍとすることを特徴とする請求項１記載の塗布方法。
前記治具に対して前記ブロックを押しつけて密着させることを特徴とする請求項１または２記載の塗布方法。
３次元に移動可能な光学顕微鏡と、接触式段差検出器と、レーザー変位計とのいずれかひとつにより、前記段差を測定することを特徴とする請求項１ないし３いずれかひとつ記載の塗布方法。
塗布時における前記塗布液の温度をｔ℃としたとき、前記ブロックと前記治具とを締結する時の雰囲気温度を（ｔ−５）℃以上（ｔ＋５）℃以下とすることを特徴とする請求項１ないし４いずれかひとつ記載の塗布方法。
塗布時における前記塗布液の温度をｔ℃としたとき、前記ブロックと前記治具とを締結する時の前記スロットダイの内部に、（ｔ−５）℃以上（ｔ＋５）℃以下の温度の水を流すことを特徴とする請求項１ないし５いずれかひとつ記載の塗布方法。
塗布時における前記塗布液の温度をｔ℃としたとき、前記ブロックと前記治具とを締結する時の前記スロットダイを、（ｔ−５）℃以上（ｔ＋５）℃以下としたリボンヒータで温度調整することを特徴とする請求項１ないし６いずれかひとつ記載の塗布方法。
バックアップロールに支持されて連続走行するウェブの表面にスロットダイの先端リップが近接されて、スロットから塗布液を吐出し、前記スロットダイは前記ウェブの走行方向において上流側と下流側とに前記スロットで分割可能な２つのブロックを有する塗布装置において、
前記各ブロックの前記先端リップとは反対側の面である背面と密着する基準平面を有し前記２つのブロックと固定される治具を用い、前記２つのブロックのうち一方の前記背面は前記基準平面に密着してボルトで締結されるとともに、他方の前記背面は板状物が介在されて前記基準平面にボルトで締結されることにより前記２つのブロックの先端リップには段差が設けられ、
前記治具は前記ブロックの幅方向に複数配され、
前記板状物は厚み調整可能なシックネスゲージであって前記ウェブの走行方向における前記ボルトの上流側と下流側との両側にそれぞれ配され、
前記ボルトによる前記各治具と前記各ブロックとの締結後に前記２つのブロックは互いに締結されたことを特徴とする塗布装置。