JP4178300B2

JP4178300B2 - 塗布膜の乾燥方法及び光学機能性フィルム

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Publication number: JP4178300B2
Application number: JP2004033378A
Authority: JP
Inventors: 隆八尋; 良伸片桐
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2004-02-10
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2024-02-10
Also published as: JP2005226871A

Description

本発明は塗布膜の乾燥方法、及び光学機能性フィルムに係り、特に帯状の支持体を連続走行させながら、該支持体面に揮発性溶剤を溶媒とする塗布液を塗布して形成した塗布膜を乾燥する塗布膜の乾燥方法、及びその乾燥方法を用いて製造した光学機能性フィルムに関する。

揮発性溶媒を含む塗布液を支持体に塗布して形成した塗布膜を乾燥する乾燥工程においては、乾燥促進及び塗布膜から蒸発した溶剤ガスの除去を目的として乾燥ゾーンに乾燥エアの給排気を行わせるのが通常である。しかし、この給排気される乾燥エアの乱れによって直接的に塗布膜面を流動させたり、塗布膜面の乾燥速度ムラにより間接的に塗布膜面を流動させたりすることがある。これにより、製品化されたフィルムの塗布膜に膜厚ムラに起因するスジ故障が発生するという問題がある。この膜厚ムラの発生を塗布膜の厚みでみた場合、ウエット厚みで５０μｍを超える塗布膜の場合には塗布膜が容易に流動し易いために膜厚ムラが発生し易く、ウエット厚みで５０μｍ以下の薄い塗布膜の場合には塗布膜が流動しにくいので比較的膜厚ムラが発生しにくいと言われている。

しかし、ウエット厚みで５０μｍ以下の薄い塗布膜であっても、位相差膜や反射防止膜のような光学機能性フィルムを製造する際の塗布の場合には、僅かな膜厚ムラでも光学機能に悪影響を与えてしまう。特に、揮発性溶剤を溶媒とした塗布液を、ウエット厚み５０μｍ以下で薄膜塗布する場合には乾燥速度が速いために、膜厚ムラが一旦発生するとその後のレベリングでは解消しきれずに膜厚ムラがそのまま製品に残ってしまうという問題がある。

塗布膜の膜厚むらを発生させない従来の方法としては、特許文献１のように乾燥エアの風速を０．１〜１０ｍ／秒に抑える方法や、特許文献２のように多孔板により乾燥エアを整流する方法がある。あるいは特許文献３のように塗布面上の乾燥エアを支持体幅方向に一方向の流れを形成して大気の乱れが塗布膜面で発生しないようにする方法がある。
特開２０００−３２９４６３号公報特公平２−５８５５４号公報特開２００３−９３９５４号公報

しかしながら、単に、従来の特許文献１〜３のように、乾燥エアの風速を抑えたり、乾燥エアを整流したり、塗布面上の乾燥エアを支持体幅方向の一方向に流しただけでは、膜厚ムラを十分に低減することができず、特に膜厚ムラが機能に影響し易い位相差膜や反射防止膜のような光学機能性フィルムを製造する場合には、従来の特許文献１〜３の方法では不十分である。

即ち、特許文献１は乾燥エアの風速を抑えることで膜厚ムラを低減する技術であるが、乾燥エアの風速が不均一な場合にも膜厚ムラは発生し、乾燥エアの風速を抑制しただけでは十分とは言えない。また、特許文献２は多孔板によって乾燥エアを整流することで膜厚ムラを低減する技術であるが、支持体の走行に伴う同伴風や塗布膜面上の溶剤を含む雰囲気の対流現象によっても膜厚ムラが生じるので、多孔板による整流だけでは十分と言えない。また、特許文献３は塗布膜面に支持体幅方向の一方向の乾燥エア流れを形成することによって膜厚ムラを低減する技術であるが、支持体に塗布する塗布量や支持体の走行に伴う同伴風等によっても膜厚ムラが発生することがあり、乾燥エアの風向きを規定だけでは十分とは言えない。

このように、膜厚ムラは色々な原因が複合して発生するものであり、乾燥エアの風速抑制、乾燥エアの整流、乾燥エアの方向規定を個々に制御するだけでは膜厚ムラを顕著に低減することはできない。これは、乾燥エアの風速、乾燥エアの整流、乾燥エアの方向は、必ずしも膜厚ムラを直接的に反映した指標ではないことを意味し、膜厚ムラを顕著に低減させるためには、膜厚ムラを直接的に反映した指標に基づいた乾燥方法が必要である。

本発明は係る事情に鑑みてなされたもので、帯状の支持体を連続走行させながら、該支持体面に揮発性溶剤を溶媒とする塗布液を塗布して形成した塗布膜を乾燥する際に、膜厚ムラの発生を顕著に低減することができる塗布膜の乾燥方法、及びその乾燥方法を用いて製造した光学機能性フィルムを提供する。

本発明者は、揮発性溶剤を実質的に溶媒の主成分とする塗布液を支持体に塗布して形成した塗布膜のように、塗布膜の乾燥において溶媒の蒸発が速い系では、乾燥雰囲気の乱れに起因する膜厚ムラは、表面張力勾配流れが支配的であるとの知見を得た。即ち、揮発性溶剤を実質的に溶媒の主成分とする塗布液を塗布する系においては、乾燥雰囲気の乱れがあると、主に表面張力勾配に起因する塗布液の流れによって膜厚ムラが発生するため、表面張力勾配を指標として乾燥ゾーン内の乾燥条件を制御することで、膜厚ムラを顕著に低減できることが分かった。この場合、塗布膜の膜厚ムラは、表面張力勾配の絶対値が５０ｍＮ／ｍ²を超えると発生し易いと共に塗布膜中の残留溶剤量が高い乾燥初期で発生し易いことから、塗布膜中の残留溶剤量が６０％以下に乾燥されるまでは、表面張力勾配の絶対値を５０ｍＮ／ｍ²以下に維持することが重要であることが分かった。更に、表面張力勾配の発生は、塗布膜面に沿った温度の変動や残留溶剤量の変動に依存するため、温度依存性の表面張力勾配と残留溶剤量依存性の表面張力勾配とのそれぞれについて制御する必要がある。また、乾燥の進行に伴う、温度依存性による表面張力の変化、及び残留溶剤量依存性による表面張力の変化は、それぞれ正の場合と負の場合とがある。そのため、両者の変化（一方は温度依存性による表面張力の変化、他方は残留溶剤量依存性とによる表面張力の変化）の正負が逆の場合、お互いにその影響を相殺しあい、実質の表面張力の変化量が小さくなることがある。このように表面張力の変化の正負を考慮するためには、両者の表面張力勾配を合計する場合、勾配を計算する向きを揃え、勾配の正負を考慮して行う必要がある。このように両者の表面張力勾配の合計を５０ｍＮ／ｍ²以下に維持することで、膜厚ムラの発生を低減することができる。

尚、塗布膜中の残留溶剤量が３０％以下に乾燥されるまで、表面張力勾配の絶対値を５０ｍＮ／ｍ²以下に維持することがより好ましく、１５％以下に乾燥されるまでは、表面張力勾配の絶対値を５０ｍＮ／ｍ²以下に維持することが特に好ましい。更には、表面張力勾配の絶対値が２０ｍＮ／ｍ²以下であれば一層良く、１０ｍＮ／ｍ²以下であれば更によい。本発明はかかる知見に基づいてなされたものである。

本発明において、揮発性溶剤とは、沸点が１２０°Ｃ以下の比較的低沸点の有機溶剤であり、これらの混合溶剤を含むものとする。通常、有機溶剤はある程度含水しており、また放置することで吸水するので、この程度の含水、概ね１０体積％以下程度まで水を含む場合も含まれる。また、「揮発性溶剤を実質的に溶媒の主成分とする」とは、特定の効果を狙って小量の水或いは１２０°Ｃ以上の高沸点有機溶剤を添加する場合でも、実質的に溶剤の大部分、概ね９０体積％以上が１２０°Ｃ以下の低沸点有機溶剤である場合を言い、本発明の範囲に含まれる。以下、同様である。

また、残留溶剤量とは、塗布直後の溶剤量を１００％としたときに、乾燥中の塗布膜に残留している溶剤量として表される。以下同様である。

本発明の請求項１は前記目的を達成するために、帯状の支持体を連続走行させながら、該支持体面に、揮発性溶剤を実質的に溶媒の主成分とする塗布液を塗布して形成したウエット厚み５０μｍ以下の塗布膜を乾燥エアで乾燥する塗布膜の乾燥方法において、前記塗布膜中の残留溶剤量が６０％以下に乾燥されるまでは、前記塗布膜における温度依存性の表面張力勾配と前記塗布膜における残留溶剤量依存性の表面張力勾配とを合計した表面張力勾配の絶対値が２０ｍＮ／ｍ² 以下になるように、前記支持体面に塗布する塗布液に界面活性剤を該塗布液に対して０．０１〜０．５０％の範囲で含有させると共に、前記塗布膜中の残留溶剤量が６０％以下に乾燥されるまでの乾燥ゾーン内においては、前記塗布膜の支持体幅方向１ｍｍ間隔当たりの膜面温度差が０．５°Ｃ以下になるための乾燥条件を前記乾燥ゾーン内に形成する第１の乾燥条件と、前記塗布膜面から５ｍｍ離間した高さ位置における風速勾配であって、前記支持体幅方向５ｍｍ間隔当たりの風速勾配が５０（１／秒）以下になるための乾燥条件を前記乾燥ゾーン内に形成する第２の乾燥条件と、前記塗布膜面から５ｍｍ離間した高さ位置における雰囲気温度差であって、前記支持体幅方向５ｍｍ間隔当たりの雰囲気温度差が１°Ｃ以下になるための乾燥条件を前記乾燥ゾーン内に形成する第３の乾燥条件と、前記塗布膜面から５ｍｍ離間した高さ位置における蒸気圧差であって、前記支持体幅方向５ｍｍ間隔当たりの蒸気圧差が飽和蒸気圧の２０％以下になるための乾燥条件を前記乾燥ゾーン内に形成する第４の乾燥条件と、で乾燥することを特徴とする。

本発明の請求項１によれば、塗布膜中の残留溶剤量が６０％以下に乾燥されるまでは、温度依存性の表面張力勾配と残留溶剤量依存性の表面張力勾配とを合計した表面張力勾配の絶対値が２０ｍＮ／ｍ²以下になる乾燥条件で塗布膜を乾燥するようにしたので、塗布膜の膜厚ムラの発生を低減することができる。

尚、第１の乾燥条件の膜面温度差の更に好ましい条件は０．３°Ｃ以下であり、０．２°Ｃ以下であれば一層良い。第２の乾燥条件の更に好ましい条件は風速勾配が３０（１／秒）以下であり、２０（１／秒）以下であれば一層良い。第３の乾燥条件の雰囲気温度差の好ましい条件は０．７°Ｃ以下であり、０．５°Ｃ以下であれば一層良い。第４の条件の飽和蒸気圧の好ましい条件は１０％以下であり、５％以下であれば一層良い。

請求項１は、塗布膜の表面張力勾配を２０ｍＮ／ｍ² 以下にするための乾燥ゾーン内の乾燥条件を規定したものであり、上記した第１の乾燥条件から第４の乾燥条件を乾燥ゾーン内に形成することによって達成することができる。これら第１から第４の乾燥条件は、乾燥エアの乱れや乾燥速度ムラを抑制するためのものであり、乾燥エアの温度、風速、温度や風速の均一性、排気エアの風速や風速の均一性、溶剤を含む排気エアを乾燥ゾーンに循環させる循環量、乾燥エアと排気エアの給排気量バランス、支持体の走行速度、支持体に塗布する塗布量及び塗布液組成等の乾燥条件因子を、予備試験等において調整し、第１から第４の乾燥条件になるための設定値を設定すればよい。

更に請求項１は、前記塗布液に界面活性剤を含有させることによって前記表面張力勾配の絶対値を２０ｍＮ／ｍ² 以下にすることを特徴とする。

更に請求項１は、表面張力勾配の絶対値を２０ｍＮ／ｍ² 以下にするための塗布液の条件を示したもので、塗布液に界面活性剤を添加することにより、温度依存性や残留溶剤量依存性に起因する表面張力変化の絶対値を抑制することができる。更に、塗布液の組成と添加する界面活性剤の種類や添加量との組み合わせによっては、残留溶剤量依存性による表面張力の変化の正負を逆転させることも可能であり、温度依存性による表面張力変化と、残留溶剤量依存性による表面張力変化を相殺させることにより、両者の合計を２０ｍＮ／ｍ² 以下に抑えることもできる。揮発系溶剤を含む塗布液の系における特に好ましい界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤、シロキサン系界面活性剤がある。塗布液に界面活性剤を含有させる際の添加量は、塗布液に対して０．０１％〜０．５０％の範囲が好ましい。添加量が０．０１％未満では表面張力変化の抑制効果が不十分になり、０．５０％を超えると、相分離などの他の故障が併発される虞があるためである。

更に請求項１は、前記塗布膜の厚みはウエット厚みで５０μｍ以下であることを特徴とする。これは、塗布膜の厚みはウエット厚みで５０μｍ以下の場合には、膜厚ムラが一旦発生するとその後のレベリングでは解消せずに膜厚ムラが製品に残ってしまうためで、本発明の塗布方法が特に有効に発揮されるからである。

本発明の請求項３は前記目的を達成するために、請求項１又は２の塗布膜の乾燥方法を用いて製造されることを特徴とする光学機能性フィルムである。これにより、光学機能に優れたフィルムを製造することができる。

以上説明したように、本発明の塗布膜の乾燥方法によれば、帯状の支持体を連続走行させながら、該支持体面に揮発性溶剤を溶媒とする塗布液を塗布して形成した塗布膜を乾燥する際に、膜厚ムラの発生を顕著に低減することができる。また、この乾燥方法を用いて製造した光学機能性フィルムは、塗布膜の膜厚ムラが小さいので、光学機能に優れている。

以下、添付図面に従って、本発明に係る塗布膜の塗布方法及び光学機能性フィルムの好ましい実施態様について説明する。

図１は本発明に係る塗布膜の乾燥方法を適用する乾燥装置の実施の形態の全体構成を示す側面図であり、図２は乾燥装置の実施の形態の全体構成を示す上面図である。また、図３には、乾燥装置の要部断面図を示す。なお、図２では、後述する上蓋２５を取り外して示している。

図１に示すように乾燥装置１０は、搬送ローラ３１，３２に支持され搬送されている帯状で可撓性の支持体３３にエクストルージョン型の塗布装置３４で塗布液を塗布し形成された塗布膜３６を乾燥させるために用いられ、７つの乾燥ゾーン１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７に分割される。これら各乾燥ゾーン１１〜１７を順次通過することにより、塗布液から溶媒ガスが蒸発して支持体３３上に乾燥された塗布膜３６が形成される。尚、符号３０はエクストルージョン型の塗布装置３４のバックアップローラであり、符号１００は支持体３３を走行するサクションローラである。

図２に示すようにそれぞれの乾燥ゾーン１１〜１７における幅方向の一端側には乾燥風の給気口４１，４２，４３，４４，４５，４６，４７が設けられ、他端側には排気口１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４が設けられる。各給気口４１〜４７には、外気に連通する給気ダクト４１Ａ〜４７Ａが接続されると共に、給気ダクト４１Ａ〜４７Ａにはヒーター４１Ｂ〜４７Ｂと、給気ファン４１Ｂ〜４７Ｂが設けられる。ヒーター４１Ｂ〜４７Ｂは各給気口４１〜４７に給気する乾燥エア１２ｄ（図３参照）の温度を個々に調整できると共に、給気ファン４１Ｃ〜４７Ｃは各給気口４１〜４７に給気する乾燥エア１２ｄの風速（風量）を個々に調整できる。また、各排気口１８〜２４には排気ダクト１８Ａ〜２４Ａが接続されると共に、排気ダクト１８Ａ〜２４Ａには各乾燥ゾーン１１〜１７からの排気量を個々に調整する排気ボックス４０と、排気ボックス４０で合流して合流ダクト４０Ｂを流れる排気ガスを排気する排気ファン４０Ａが設けられる。また、排気ボックス４０と排気ファン４０Ａとの間から循環ダクト５０が分岐され、各給気ファン４１Ｃ〜４７Ｃの吸引側に接続される。

図３は、７分割された乾燥ゾーン１１〜１７のうち乾燥ゾーン１２の断面図を示したものである。

図３に示すように、乾燥ゾーン１２は、乾燥ゾーン本体１２ａと整風板２６とが備えられている。乾燥ゾーン本体１２ａは、支持体３３を通す通路室１２ｂと、蒸発した溶媒ガスを排気する排気室１２ｃとを備えており、通路室１２ｂと排気室１２ｃとは整風板２６によって仕切られる。給気口４２には給気ダクト４２Ａが接続されると共に、排気口１２には排気ダクト１９Ａが接続される。給気口４２と排気口１２とは、支持体３３幅方向における反対側位置に形成されており、支持体３３の幅方向の一方方向に乾燥エア１２ｄが流れるように構成される。整風板２６の開口率、材料などは特に限定されないが、５０％以下の開口率である金網やパンチングメタルなどが好ましく、開口率が２０％〜４０％であることがより好ましい。具体的には、３００メッシュで開口率３０％の金網を用いることができる。また、支持体３３に形成された塗布膜３６の塗布膜面３６ａとのクリアランスＣが１０ｍｍになるように整風板２６は、取り付けられている。また、支持体３３裏面（塗布膜３６が形成されていない面）及びサイドからの不必要な風の流れを抑制するためにシール部材である上蓋２５及びサイドシール４８，４９を取り付けている。なお、整風板２６には、開口率を調整するために金網を用いているが、本発明においては金網に限らずパンチメタル等で開口率を決定することも可能である。本発明の乾燥方法によれば、塗布膜３６中の有機溶媒が蒸発した溶剤ガス（通常は、気化した溶媒が高濃度に含まれている）３６ｂは、整風板２６の穴２６ａを通過して、塗布膜面３６ａに対して整風板２６の反対側を通る排気室１２ｃの乾燥エア１２ｄにより支持体３３の幅方向に均一に排気ダクト１９Ａから排気される。このため、塗布膜面３６ａに乾燥エア１２ｄが触れることが無く、塗布膜面３６ａにムラが発生することが抑制される。なお、本発明に用いられる乾燥ゾーンは、図示した形態に限定されるものではない。

また、図１に示すように乾燥ゾーン１１（以下、第１乾燥ゾーンと称する）は、支持体３３にエクストルージョン型の塗布装置３４で塗布液を塗布した直後に設置し、新鮮な塗布室の空調風が乾燥装置１０に入り込まないように設置することが重要である。

図４は、他の実施形態の乾燥装置の全体構成を示す側面図である。

図４に示した乾燥装置６０は、７分割された乾燥ゾーン６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７から構成され、またシール部材７５である上蓋７５ａ及びサイドシール７５ｂ、並びに整風板７６も取り付けられている。排気ダクト６８，６９，７０，７１，７２，７３，７４もそれぞれのゾーンに対応した排気口（図示しない）に取り付けられている。各排気ダクト６８〜７４の取り付け位置が前述した形態と異なり、各乾燥ゾーン１１〜１７の下方に取り付けられている。本発明において、乾燥ゾーン１１〜１７に取り付けられる排気ダクト６８〜７４の取り付け位置は、図示した形態に限定されるものではない。また、乾燥装置６０を構成している乾燥ゾーンも図示したように７分割されている必要はなく、複数個の乾燥ゾーンを備えていれば良く、それら乾燥ゾーンにより塗布膜中の溶媒が蒸発した溶剤ガスを均一に排気することができ、塗布膜を均一に乾燥することが可能となる。なお、特に好ましくは、２〜１０の乾燥ゾーンから構成しているときである。

次に、上記の如く構成された乾燥装置１０の作用を説明する。

搬送ローラ３１，３２に支持され搬送された支持体３３にエクストルージョン型の塗布装置３４で塗布液を塗布した後、塗布装置３４の直後より設けられた乾燥装置１０によって初期の乾燥操作が行なわれる。塗布直後の塗布膜面は溶媒過剰の状態にあり、揮発性有機性溶媒、特に沸点が１２０°Ｃ以下の揮発性の有機性溶媒を実質的に主成分とする塗布液を塗布した直後の初期乾燥では揮発性の有機性溶媒の蒸発の分布（ゆらぎ）によって膜面温度の分布から表面張力勾配が発生し、その結果、塗布膜面内で表面張力勾配に起因する塗布液の流動が起き乾燥の遅い部分の塗膜が薄くなり膜厚ムラとなる。そこで、塗布してから塗布膜面の流動が停止するまでの乾燥初期の間、即ち塗布膜中の残留溶剤量が６０％以下に乾燥されるまでは、乾燥雰囲気を一定にすることが重要であり、外部からのランダムな風の流入を阻止すると共に、塗布膜面近傍の溶媒濃度を常に一定に保ち、蒸発してくる溶媒ガスを均一に排除することが必要である。そこで、支持体３３に塗布装置３４で塗布液を塗布した後、塗布装置３４の直後に図３に示すように塗布された支持体３３を囲うことで、外気からの空気の乱入を抑え、開口率が３０％の３００メッシュの金網を貼り付けた乾燥装置１０が設けられ、７分割されたそれぞれの乾燥ゾーン１１〜１７で幅方向で均一に排気できるようにすることで、塗布膜面近傍の溶媒濃度を常に一定に保つようにした。

更に、塗布膜面３６ａと整風板２６との隙間が広いと空気の渦が発生し、この渦に起因する表面張力勾配が生じて塗布膜面３６ａに膜厚ムラが生じる原因となる。そこで、風の流れをコントロールするために、塗布膜面３６ａと整風板２６との隙間Ｃを３ｍｍ〜３０ｍｍとすることが好ましく、より好ましくは、５ｍｍ〜１５ｍｍである。また、７分割された乾燥ゾーン１１〜１７にそれぞれ取り付けられた排気口１８〜２４からの排気速度を排気ボックス４０で個々に制御することで、排気精度が向上し塗布膜面を流れる溶媒を含んだ風の流れを一様にでき、塗布膜面の膜厚ムラの発生を抑制できる。

また、各乾燥ゾーン１１〜１７に給気される乾燥エア１２ｄの温度が高過ぎたり風速（風量）が速すぎて乾燥速度が早過ぎると、特に揮発性溶剤を実質的に主成分とする塗布液を使用してウエット厚みで５０μｍ以下の薄層塗布の場合に乾燥速度ムラが発生しやすいので、乾燥エア１２ｄの温度と風速を適切に設定することが重要である。そこで、各乾燥ゾーン１１〜１７へ給気する乾燥エア１２ｄの温度を、各ヒータ４１Ｂ〜４７Ｂにより個別に制御できるようにすると共に、各乾燥ゾーン１１〜１７へ給気する乾燥エア１２ｄの給排気バランスを、各給気ファン４１Ｃ〜４７Ｃと排気ボックス４０とにより個別に制御して、各乾燥ゾーン１１〜１７内の排気室１２ｃを流れる乾燥エア１２ｄの風速を個別に制御できるようにした。これにより、乾燥速度ムラにより塗布膜に温度分布や残量溶剤分布が生じ難くなるので、表面張力勾配の発生を抑制することができる。

また、乾燥エア１２ｄは、塗布膜面から溶剤を蒸発させると共に蒸発した溶剤を伴って排気ボックス４４から排気エアとして合流ダクト４０Ｂに排気される。排気された排気エアの一部が循環ダクト５０を介して各給気ダクト４１Ａ〜４７Ａに合流し、新鮮エアと混合されて再び各乾燥ゾーン１１〜１７に給気される。この場合、新鮮エアと排気エアの混合比は給気ファン４１Ｃ〜４７Ｃの給気風量と排気ファン４０Ａの排気風量を調整することによって個別に設定することができる。このように、乾燥ゾーン１１〜１７から排気される排気エアの一部を乾燥エア１２ｄとして循環使用することにより、乾燥エア１２ｄ中に溶剤が含有されるので、塗布膜面上に形成される溶剤ガス層が対流現象を引き起すのを抑制することができる。即ち、塗布膜面上の雰囲気には、塗布面温度における飽和蒸気圧に対応する濃度の溶剤ガスが含まれており、この溶剤ガスを含む溶剤ガス層はある程度の厚みをもって存在している。従って、新鮮エアのみの乾燥エア１２ｄを乾燥ゾーン１１〜１７内に給気すると、瞬間的に溶剤ガスの濃い雰囲気部分と薄い雰囲気部分が生じることにより乾燥ゾーン１１〜１７内に対流現象が生じ、塗布膜面を乱す要因になる。また、溶剤ガスの濃い雰囲気部分と薄い雰囲気部分が生じることにより塗布膜面に乾燥速度ムラが生じ、この乾燥速度ムラにより塗布膜に温度分布や残量溶剤分布が生じてしまい表面張力勾配が発生する要因になる。しかし、乾燥ゾーン１１〜１７から排気される排気エアの一部を乾燥エア１２ｄとして循環使用することにより、乾燥エア１２ｄの組成が乾燥ゾーン１１〜１７内の溶剤ガス層の組成に近くなるので、溶剤ガス層が対流現象を引き起すのを抑制することができる。

特に、第１乾燥ゾーン１１では、蒸発した溶剤ガスを排気しないことが最も好ましい。そこで、第１乾燥ゾーン１１は、排気ボックス４０と接続せずに排気口１８に排気ダクト１８Ａ、給気口４１に給気ダクト４１Ａが取り付けられているだけの構成でもよい。また、排気口１８と給気口４１にそれぞれダクトを取り付けずにそれぞれ口が開いたままであっても良い。しかしながら、本発明に用いられる第１乾燥ゾーン１１は、乾燥装置１０外の気体（主に空気）が混入しないように、排気口１８と給気口４１とを設けずに又は排気口１８と給気口４１とに目張りをして、無風乾燥ゾーンとすることが最も好ましい。また、排気する際にもその他の乾燥ゾーン１２〜１７の排気速度と同じ速度以下で排気することが、塗布膜面の膜厚ムラの発生を抑制するために必要である。

また、支持体３３を吸着搬送するサクションローラ１００のローラ温度と搬送される支持体３３の塗布膜温度との温度差が塗布膜面に表面張力勾配を発生させて塗布膜面を流動させる原因になるので、サクションローラ１００は独立した空調室（図示せず）に収納して塗布膜温度との温度差がなくなるように空調することが好ましい。

上記の如く構成された乾燥装置１０によって、本発明の塗布膜の塗布方法を実施するには、塗布膜中の残留溶剤量が６０％以下に乾燥されるまでは、塗布膜における温度依存性の表面張力勾配と塗布膜における残留溶剤量依存性の表面張力勾配とを合計した表面張力勾配が２０ｍＮ／ｍ² 以下になるように塗布膜を乾燥する。これにより、支持体３３面に揮発性の溶媒を実質的に主成分とする塗布液を塗布形成した塗布膜を乾燥する際に、膜厚ムラの発生を顕著に低減することができる。従って、製造された製品の塗布膜に膜厚ムラに起因するスジ故障が発生しないようにできる。

尚、塗布膜中の残留溶剤量が３０％以下に乾燥されるまでは、表面張力勾配の絶対値を２０ｍＮ／ｍ² 以下に維持することが一層好ましく、残留溶剤量が１５％以下に乾燥されるまでは、表面張力勾配の絶対値を２０ｍＮ／ｍ² 以下に維持することが特に好ましい。更には、表面張力勾配の絶対値が１０ｍＮ／ｍ² 以下であれば更によい。

表面張力勾配を２０ｍＮ／ｍ²以下にするには、次の４つの乾燥条件、塗布膜の膜面温度分布、塗布膜面上の風速分布、塗布膜面上の雰囲気温度分布、塗布膜面上の雰囲気蒸気圧分布を以下説明するように設定することにより達成することが可能である。これら第１から第４の乾燥条件は、乾燥エア１２ｄの乱れや乾燥速度ムラを抑制するためのものであり、乾燥エア１２ｄの温度、風速、温度や風速の均一性、排気エアの風速や風速の均一性、排気エアを乾燥ゾーン１１〜１７に循環させる循環量、乾燥エアと排気エアの給排気量バランス、支持体３３の走行速度、支持体３３に塗布する塗布量及び塗布液組成等の乾燥条件因子を、予備試験等において調整し、上記した４つの乾燥条件を満足するための設定値を設定すればよい。

また、表面張力勾配を５０ｍＮ／ｍ²以下にするには、塗布液に対して界面活性剤を添加するのも良い方法である。塗布液に界面活性剤を添加することによって、温度依存性や残留溶剤量依存性に起因する表面張力変化の絶対値を抑制することができるからである。例えば、塗布液の組成と添加する界面活性剤の種類との組み合わせによっては、残留溶剤量依存性による表面張力の変化の正負を逆転させることも可能であり、温度依存性による表面張力勾配の変化と、残留溶剤量依存性による表面張力勾配の変化を相殺させることによって、表面張力勾配の絶対値を顕著に低減することができるからである。界面活性剤の種類としては、フッ素系界面活性剤、シロキサン系界面活性剤が好ましい。塗布液に界面活性剤を含有させる際の添加量は、塗布液に対して０．０１％〜０．５０％の範囲が好ましい。添加量が０．０１％未満では表面張力変化の抑制効果が不十分になり、０．５０％を超えると、相分離などの他の故障が併発される虞があるためである。また、本発明において、塗布液の粘度範囲に特に制限はないが、粘度が１００ｍＰａｓ以下の低粘度の場合において適用することが一層好ましい。

従って、上記した４つの乾燥条件と塗布液への界面活性剤との添加とを色々組み合わせて、表面張力勾配を５０ｍＮ／ｍ²以下にするための条件を選択すれば良く、２０ｍＮ／ｍ²であれば更に良く、１０ｍＮ／ｍ²であれば特に良い。

（塗布膜の膜面温度分布）
塗布膜中の残留溶剤量が６０％以下に乾燥されるまでの乾燥ゾーン２０内においては、塗布膜の支持体幅方向１ｍｍ間隔当たりの膜面温度差が０．５°Ｃ以下になるための乾燥条件を乾燥ゾーン２０内に形成する。これを第１の乾燥条件と称することにする。

塗布膜の支持体幅方向１ｍｍ間隔おきの膜面温度を放射温度計又は熱画像装置を使用して測定する。測定された複数の膜面温度のうち、隣り合う２つの膜面温度をＴ₁（°Ｃ）、Ｔ₂（°Ｃ）としたときに、Ｔ₁（°Ｃ）、Ｔ₂（°Ｃ）から膜面温度差Ｔ_X（°Ｃ）＝Ｔ₁（°Ｃ）−Ｔ₂（°Ｃ）を計算し、塗布膜の支持体幅方向１ｍｍ間隔当たりの膜面温度差が０．５°Ｃ以下になるように上記した乾燥条件因子を設定する。即ち、測定された複数の膜面温度のうち、１ｍｍ離れて隣り合う２つの膜面温度の全てにおいて膜面温度差が０．５°Ｃ以下になるようにする。尚、膜面温度差が０．３°Ｃ以下であれば一層良く、０．２°Ｃ以下であれば特に良い。

（塗布膜面上の風速分布）
塗布膜中の残留溶剤量が６０％以下に乾燥されるまでの乾燥ゾーン２０内においては、塗布膜面から５ｍｍ離間した高さ位置における風速勾配であって、支持体幅方向５ｍｍ間隔当たりの風速勾配が５０（１／秒）以下になるための乾燥条件を乾燥ゾーン２０内に形成する。これを第２の乾燥条件と称することにする。

風速の測定方法は、塗布膜面から５ｍｍ（０．００５ｍ）離間した高さ位置に、支持体幅方向５ｍｍ間隔おきに熱線風速計又は超音波式風速計をそれぞれ配置し、塗布膜面に吹き付けられる乾燥エア１２ｄの風速を同時に測定する。測定された複数の風速のうち、５ｍｍ離れて隣り合う２つの風速をＶ₁（ｍ／秒）、Ｖ₂（ｍ／秒）としたときに、Ｖ₁（ｍ／秒）、Ｖ₂（ｍ／秒）から次式（１）によって風速勾配Ｖ_X（１／秒）を計算し、風速勾配Ｖ_Xが５０（１／秒）以下になるように上記した乾燥条件因子を設定する。即ち、測定された複数の風速のうち、５ｍｍ離れて隣り合う２つの風速の全てにおいて風速勾配Ｖ_Xが５０（１／秒）以下になるようにする。

［数１］風速勾配Ｖ_X（１／秒）＝( Ｖ₁−Ｖ₂）／０．００５…（１）
風速勾配を測定する別の方法としては、乾燥エア１２ｄに混入させた粒子などをトレーサーとして用い、ビデオ観察を行うＰＩＶ法による測定でもよい。尚、風速勾配が３０（１／秒）以下であれば一層良く、２０（１／秒）以下であれば特に良い。

（塗布膜面上の雰囲気温度分布）
塗布膜中の残留溶剤量が６０％以下に乾燥されるまでの乾燥ゾーン内においては、塗布膜面から５ｍｍ離間した高さ位置における雰囲気温度差であって、支持体幅方向５ｍｍ間隔当たりの雰囲気温度差が１°Ｃ以下になるための乾燥条件を乾燥ゾーン内に形成する。これを第３の乾燥条件と称することにする。

雰囲気温度の測定方法は、塗布膜面から５ｍｍ（０．００５ｍ）離間した高さ位置に、支持体幅方向５ｍｍ間隔おきに熱電対をそれぞれ配置し、塗布膜面上の雰囲気温度を同時に測定する。測定された複数の膜面温度のうち、５ｍｍ離れて隣り合う２つの雰囲気温度をｔ₁（°Ｃ）、ｔ₂（°Ｃ）としたときに、ｔ₁（°Ｃ）、ｔ₂（°Ｃ）から雰囲気温度差ｔ_X（°Ｃ）＝ｔ₁（°Ｃ）−ｔ₂（°Ｃ）を計算し、塗布膜の支持体幅方向５ｍｍ間隔当たりの雰囲気温度差ｔ_Xが１（°Ｃ）以下になるように上記した乾燥条件因子を設定する。即ち、測定された複数の雰囲気温度のうち、隣り合う雰囲気温度の全てにおいて雰囲気温度差ｔ_Xが１（°Ｃ）以下になるようにする。この場合、熱電対は空気中における応答性が６６％応答で１秒程度であることが望ましい。尚、雰囲気温度差が０．７°Ｃ以下であれば一層良く、０．５°Ｃ以下であれば特に良い。

（塗布膜面上の雰囲気蒸気圧分布）
塗布膜中の残留溶剤量が６０％以下に乾燥されるまでの乾燥ゾーン内においては、塗布膜面から５ｍｍ離間した高さ位置における蒸気圧差であって、支持体幅方向５ｍｍ間隔当たりの蒸気圧差が飽和蒸気圧の２０％以下になるための乾燥条件を乾燥ゾーン内に形成する。これを第４の乾燥条件と称することにする。

蒸気圧の測定は、塗布膜面から５ｍｍ（０．００５ｍ）離間した高さ位置に、支持体幅方向５ｍｍ間隔おきにチューブ管を配置して乾燥ゾーン２０内の雰囲気エアをサンプリングし、接触燃焼法、水素イオン化検出法、赤外線吸収法、吸着管法の何れかで雰囲気エア中の溶剤量を定量し、定量結果から蒸気圧を計算する。得られた複数の蒸気圧のうち、５ｍｍ離れて隣り合う蒸気圧をＰ₁（ｍｍＨｇ）、Ｐ₂（ｍｍＨｇ）としたときに、蒸気圧Ｐ₁（ｍｍＨｇ）、Ｐ₂（ｍｍＨｇ）から蒸気圧差Ｐ_X（ｍｍＨｇ）＝Ｐ₁（ｍｍＨｇ）−Ｐ₂（ｍｍＨｇ）を計算し、蒸気圧差Ｐ_Xが飽和蒸気圧の２０％以下になるように上記した乾燥条件因子を設定する。即ち、測定された複数の蒸気圧のうち、隣り合う２つの蒸気圧の全てにおいて蒸気圧差Ｐ_Xが飽和蒸気圧の２０％以下になるようにする。尚、蒸気圧差が飽和蒸気圧の１０％以下であれば一層良く、５％以下であれば特に良い。

これらの膜面温度分布、風速温度分布、雰囲気温度分布、雰囲気蒸気圧分布は、乾燥ゾーンの搬入口直後から搬出出直前まで支持体の走行方向全体に渡って行う必要がある。

このようにして、塗布膜面における表面張力勾配が２０ｍＮ／ｍ² 以下を達成することができたら、次に表面張力勾配を次の方法で求めることによって表面張力勾配が２０ｍＮ／ｍ² 以下になっているかを管理する。

塗布膜の表面張力（σ）を直接測定することは難しいので、予め塗布液における表面張力の温度依存性（σＴ）［ｍＮ／ｍ・°Ｃ］、及び塗布液における表面張力の残留溶剤量依存性（σＷ）［ｍＮ／ｍ］を測定しておいて、別の方法により塗布膜の膜面温度分布、及び塗布膜の残留溶剤量分布を測定し、これから塗布膜の表面張力勾配を計算する方法を採用するとよい。以下、温度依存性の表面張力勾配と残留溶剤量依存性の表面張力勾配の求め方を説明する。

（温度依存性の表面張力勾配の求め方）
先ず、表面張力の温度依存性（σＴ）は、プレート法又はリング法を用い、実際に塗布に使用する塗布液の温度を変えて表面張力を測定する。一般的な有機溶剤を使用した塗布液の場合、温度が１０°Ｃ変化したときの表面張力の変化は１ｍＮ／ｍ程度である。通常の表面張力計の精度は高々０．２ｍＮ／ｍであるので、表面張力の測定は、最低１０°Ｃの温度差を置いて測定することが好ましい。また、測定時に結露を生じないように測定雰囲気を管理する必要がある。この表面張力の温度依存性（σＴ）は、塗布液よりも表面張力の低い液体、又は界面活性剤を添加することによって下げることができる。

次に、乾燥ゾーンを走行する支持体３３における塗布膜の膜面温度分布を測定する。この測定は放射温度計又は熱画像装置を用いて測定できる。熱画像装置を使用する場合、動いている支持体の表面温度を測定するには、測定サイクルを６０Hz以上にすることが好ましい。もし、測定サイクルが６０Hz以上の熱画像装置がない場合には、支持体３３の走行を一時的に停止して直ちに測定してもよい。そして、得られた膜面温度分布から、支持体幅方向１ｍｍ幅（０．００１ｍ幅）当たりの膜面温度差ΔＴを求め、次式（２）から温度依存性の表面張力勾配を得ることができる。

［数２］ ΔＴ（°Ｃ）
温度依存性の表面張力勾配＝────────×σＴ（ｍＮ／ｍ・°Ｃ）…（２）０．００１（ｍ）
この場合、表面張力勾配を５０ｍＮ／ｍ²以下となるように塗布膜を乾燥すると、膜厚ムラのない乾燥を行うことができる。ここで、温度依存性の表面張力勾配を小さくするには、ΔＴ及びσＴを小さくすればよいが、ΔＴを小さくするには上記した乾燥条件因子のうち乾燥ゾーン２０内での乾燥エア１２ｄの風速を１．０ｍ／秒以下にすることが有効である。また、σＴを小さくするには乾燥条件因子の他に上記したように塗布液に界面活性剤を添加した塗布液組成にすることが有効である。尚、塗布液の温度依存性は、溶媒が４０％ほど蒸発してもそれほど変わるものではなく、多くの場合、塗布前に測定した塗布液の温度依存性を使用することができる。

（残留溶媒依存性の表面張力勾配の求め方）
先ず、表面張力の残留溶剤量依存性（σＷ）は、表面張力の温度依存性の場合と同様に、プレート法又はリング法により測定する。例えば、残留溶剤量（質量分率Ｗ）がＷ＝１（溶剤が塗布時と同じだけ残留）の場合とＷ＝０．５（溶剤が塗布時の半分だけ残留）の場合の２つの塗布液について、塗布条件の温度環境下で表面張力σ１、σ２を測定し、計算式σＷ＝（σ１−σ２）／（１−０．５）から表面張力の残留溶剤量依存性（σＷ）を得ることができる。

次に、乾燥ゾーンを走行する支持体３３における塗布膜の残留溶剤量分布を測定する。残留溶剤量分布を測定する方法としては、膜面温度差ΔＴ、溶剤塗布量Ｇ（ｇ／ｍ²）、溶剤の蒸発潜熱Ｈ（Ｊ／ｋｇ）、塗布膜を含む支持体の面積当たりの熱容量Ｃ（Ｊ／ｍ²・Ｋ）から、直接的に残留溶剤差ΔＷ＝ΔＴ×１０００Ｃ／Ｇ・Ｈを求めることができる。また、膜厚計を用いて膜厚を求め、残留溶剤量に換算する方法がある。そして、得られた残留溶剤量分布から、支持体幅方向１ｍｍ幅（０．００１ｍ幅）当たりの残留溶剤差ΔＷを求め、次式（３）から残留溶剤依存性の表面張力勾配を得ることができる。

［数３］ ΔＷ
残留溶剤依存性の表面張力勾配＝────────×σＷ（ｍＮ／ｍ）…（３）０．００１（ｍ）

以上説明したように、本発明では、色々な原因が複合して発生する膜厚ムラに密接に関係する表面張力勾配を指標として、塗布膜の乾燥を行うようにしたので、帯状の支持体３３を連続走行させながら、該支持体３３面に揮発性溶剤を実質的に溶媒の主成分とする塗布液を塗布して形成した塗布膜を乾燥する際に、膜厚ムラの発生を顕著に低減することができる。これにより、膜厚むらに起因するスジ故障がないか、あっても極僅かなフィルムを製造することができる。また、この乾燥方法を用いれば、膜厚ムラが機能に影響し易い位相差膜や反射防止膜のような光学機能性フィルムであっても光学特性に優れた光学機能性フィルムを製造することができる。

本発明で使用される支持体３３としては、一般に幅０．３ｍ〜５ｍ、長さ４５ｍ〜１００００ｍ、厚さ５μｍ〜２００μｍの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（トリアセチルセルロース）、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、ポリアミド等のプラスチックフイルムなどが挙げられる。また、紙および紙にポリエチレン、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又はラミネートしたものも挙げられる。さらに、アルミニウム、銅、錫等の金属箔等も挙げられる。そして、これら支持体３３の表面に予備的な加工層を形成させたものを用いても良い。さらに支持体３３には、光学補償シート塗布液、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ものも含まれ、これらの代表例としては、光学補償シート、各種写真フイルム、磁気テープ等が挙げられる。

本発明に用いることができる塗布液（溶液）は、支持体３３上に塗布膜を形成するものであれば、公知のいずれの塗布液を用いることができる。尚、本発明の塗布膜のウエット膜厚は、１μｍ〜５０μｍが好ましく、より好ましくは１μｍ〜２０μｍであり、最も好ましくは１μｍ〜１０μｍである。さらに、本発明はウェット膜厚が１μｍ未満の薄膜形成にも適用することが可能である。

塗布液の溶媒である揮発性溶剤としては、例えば有機溶剤を一般的に使用することができ、有機溶剤としてはメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、ノルマルプロピルアルコール（ｎ−ｐｒＯＨ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）等を使用することができる。

上記塗布液の塗布方法としては、バーコーティング、カーテンコーティング、エクストルージョンコーティング、ロールコーティング、ディップコーティング、スピンコーティング、グラビアコーティング、マイクログラビアコーティング、スプレーコーティング及びスライドコーティングを挙げることができる。特にバーコーティング、エクストルージョンコーティング、グラビアコーティング、マイクログラビアコーティングが好ましい。

本発明において同時に塗布される塗布液の塗布層の数は単層に限定されるものではなく、必要に応じて同時多層塗布方法にも適用できる。

次に、本発明の乾燥装置を用いた製造ラインとして、光学機能性フィルム例えば光学補償フィルム、防眩性フィルム、反射防止フィルム等の製造ラインのように、揮発性溶媒を含む塗布液を支持体に薄層塗布した塗布膜を乾燥する場合について説明する。

図５は、上記した乾燥装置１０を用いて構成された防眩性反射防止フィルムの製造ラインを示す。

図５に示すように、送り出し機８０から支持体３３が送り出され、搬送ローラ８１によって支持されながら、除塵機８２により、支持体３３の表面に付着した塵が取り除かれる。そして、塗布装置３４により防眩層を形成する塗布液が塗布された後に、乾燥装置１０により初期乾燥がなされる。その後、さらに搬送ローラ８１で支持されながら、支持体３３は本乾燥機８３、加熱機８４を通り防眩層が形成される。さらに、紫外線ランプ８５を支持体３３の表面に形成された防眩層に照射して、所望のポリマーを形成する。ポリマーが形成された支持体３３は、巻き取り機８６により巻き取られる。さらに、防眩層が形成された支持体３３に低屈折率層を形成することも可能である。防眩層が形成された支持体３３をもう一度送り出し機８０に取り付け、塗布装置と乾燥装置とにより低屈折率層用塗布液を塗布して乾燥させて低屈折率層を防眩層の上に形成し、防眩性反射防止シートを得ることができる。なお、低屈折率層は、１層でも良いし、複数層を形成させても良い。

図６は、光学補償フィルムの製造ラインを示したものであり、図５の構成にラビング処理を行うラビング処理装置を設け、更に乾燥装置として、無風乾燥ゾーン１３０と乾燥風ゾーン１３２を備えた乾燥装置１１８を組み込んだものである。また、塗布機としてはワイヤーバー型の塗布装置１１４を使用した。

図６に示すように、送り出し機１５５から支持体１１２が送り出され、複数の搬送ローラ１５６、１５６…に支持されながら、ラビング処理装置１５８のラビングローラ１６８によりラビング処理が成される。その後、除塵機１６９により、支持体１１２の表面に付着した塵が取り除かれる。そして、塗布装置１１４のワイヤーバー１１４Ａにより光学補償層を形成する塗布液が塗布された後に、乾燥装置１１８により初期乾燥がなされた後、本乾燥機１６０、加熱機１６２、紫外線ランプ１６４を通過して巻き取り機１６６で巻き取られる。尚、符号１２０、１２２、１２４は塗布装置１１４及び乾燥装置１１８におけるガイドローラであり、符号１００はサクションローラである。

以下に、ポリマー溶液を塗布した際の膜厚分布に関する実施例１と、光学機能フィルム製造へ本発明を適用した実施例２を説明するが、本発明はこれに限定されない。

（実施例１）PVB −MIBKの例
メチルイソブチルケトン（MIBK）にポリビニルブチラール（PVB300、和光純薬工業（株））を固形分で13％溶解し、13(mPa・s)の塗布液を得た。これを図１のエクストリュージョン塗布機３４を用いて、幅600mm に裁断したPET フィルム上（テイジンテトロンフィルム：帝人デュポンフィルム（株）製）に塗布し、ウェット膜厚50μm の塗布膜３６を作成した。PET （ポリエチレンテレフタレート）フィルムの厚みは100 μｍとした。

乾燥装置１０は、乾燥ムラを抑えるために第１乾燥ゾーン１１には風を送風せず無風乾燥ゾーンとするため、乾燥風の給気口及び排気口には目張りをした。そして、第２乾燥ゾーン１２から第７乾燥ゾーン１７までの風速を調整し、塗布膜３６の面状を比較した。風速の設定は、熱線風速計を用い、各乾燥ゾーン１１〜１７の中央で支持体３３の搬送・塗布を行わない状態において、支持体３３からの距離が5mm となる位置にて測定し、各乾燥ゾーンへの給気圧力を調整することで行った。各乾燥ゾーン１１〜１７の長さは500mm であり、搬送速度は8m/ 分とした。

乾燥装置１０を出た塗布膜３６は、130 °Ｃの恒温乾燥ゾーンを１分間かけて通過させた後、巻き取り機に巻き取った。

こうして得られた塗布膜３６の評価は、光干渉式の膜厚センサZ5FM-200（オムロン株式会社製）を用いた膜厚分布測定により行った。支持体幅方向に給気側の塗布端部10mmから中央部付近まで長さ300mm にわたり、2mm 間隔にて膜厚を測定した。膜厚の測定は、ポリエチレンテレフタラートフィルムと塗布膜との界面と、塗布膜表面との距離として測定した。こうして得られた膜厚分布からグラフを作成し、15mm幅内で見たときに最も厚い箇所と最も薄い箇所の差を膜厚差と定義し、そのうち300mm 幅全体で最大のものを、最大膜厚差（表１〜３には膜厚分布として示した）として指標に用いた。その際、耳部厚塗りとわかるものは除外した。

各乾燥ゾーン１１〜１７における風速分布は、熱線風速計を用い、塗布している環境において測定した。

塗布膜３６面の表面張力勾配は、熱画像装置による塗布膜温度分布測定と、上記した表面張力の温度依存性、残留溶剤量依存性の測定から算出した。表面張力の温度依存性は、5 °Ｃ、15°Ｃ、25°Ｃにおける測定の結果、0.1 （mN/m・K ）であった。一方、表面張力の残留溶剤量依存性は２mN/m²となった。塗布膜の熱容量、溶剤の蒸発潜熱、溶剤塗布量から、溶剤量の変化を温度変化で捉えると、表面張力の残留溶剤量依存性は温度換算で0.03(mN/m ・K)となった。また、各乾燥ゾーン１１〜１７内を通過する塗布膜３６の表面温度分布を熱画像装置によって測定するために、各乾燥ゾーンの中央部は、φ120 の蓋を開けられるようにし、測定時には赤外透過材料であるフッ化カルシウムによる窓と交換した。そして、マイクロボロメータータイプの熱画像装置により、塗布中における塗布膜の熱画像を60Hzの速度で10cm角程度の範囲が映るように10秒間撮影した。そして、その中で最大の温度勾配から表面張力勾配を計算し、指標として用いた。

＜実験１＞
第２乾燥ゾーン１２における設定風速を0.05、0.1 、0.4 、0.8 、1.5m/sと変えたとき( 試験１〜５）、乾燥ゾーンにおける風速勾配、塗布膜３６の表面張力勾配mN/m²がどのようになるかを測定した。そのとき、第３乾燥ゾーン１３〜１７以降は、風速条件を0.05m/s とした。また、比較のため、界面活性剤であるメガファックF-781-F （大日本インキ化学工業製）を塗布液に対して0.1 ％添加した場合（試験６）、乾燥装置１０を取り外して自然乾燥させた場合（試験７）についても実験を行った。後者の場合に得られた風速は、機内の空調系によるものである。

尚、膜厚分布５０ｎｍは乾燥膜厚５μｍ（５０００ｎｍ）の１％に相当し、０．２％までは極めて高品位なレベルであり、０．４％までは高品位なレベルであり、０．６％までは同程度の薄膜としては通常のレベルであり、１．０％以上では、通常の薄膜としても膜厚分布が問題となってくるレベルである。このことから、表１には、レベル評価として、膜厚分布が乾燥膜厚５μｍ対して何％に相当するかを示した。

［表１］
風速風速勾配表面張力勾配膜厚分布レベル評価界面活性剤
(m/s) (sec ^-1) (mN/m²) (nm) (％）
試験1 0.05 8 10 9 0.18 なし
試験2 0.10 10 14 12 0.24 なし
試験3 0.40 35 32 29 0.58 なし
試験4 0.80 55 52 51 1.02 なし
試験5 1.5 75 68 62 1.24 なし
試験6 0.80 50 8 8 0.16 あり
試験7 0.20 45 47 41 0.82 なし
表1 の試験１〜試験5 の結果から分かるように、第２乾燥ゾーン１２の風量を変えていくと、それに従って風速勾配、塗布膜の表面張力勾配が増加していることがわかる。また、更に表面張力勾配が増加すると膜厚分布も増加する傾向が見て取れる。

試験６から、界面活性剤を添加すると、風速勾配は同じでも表面張力勾配が下がった結果、膜厚分布も小さくなっていることがわかる。

試験７は、乾燥装置１０を設置せず、大気中を搬送させて乾燥させたときの結果である。この場合、整流作用のない風が当たっているため、風速分布は同じ風速の場合よりも大きくなる傾向を示し、膜厚分布も悪化している。この結果から、膜厚ムラの指標として、風速ではなく、風速勾配がより有効であることが示唆される。

＜実験２＞
次に、乾燥ゾーンの位置と膜厚分布の起こりやすさの関係を調べるため、第２乾燥ゾーン１２から第５乾燥ゾーン１５のうち、一箇所のみ風速0.8m/sに設定し、残りのゾーンを0.05m/s としたときに、乾燥ムラがどのようになるかを調べた。また、各乾燥ゾーンの入口に膜厚計を取り付けて、0.8m/s設定の乾燥ゾーン直前における塗布膜３６の残留溶剤量も調べた。ここで用いた塗布液について、溶媒を蒸発させながら粘度を測定し、残留溶剤量に対する粘度の関係を求め、その関係式から、ある残留溶剤量に対応する粘度を推算した。粘度測定には、振動式粘度計ＣＪＶ−５０００（（株）エーアンドディー製）を使用した。残留溶剤量とは、前述したように、塗布直後の溶剤量を１００％としたときに、乾燥中の塗布膜に残留している溶剤量として表される。

［表２］
風速条件(m/s) 0.8m/s ゾーン表面張力勾配膜厚分布粘度
第２第３第４第５残留溶剤量 (mN/m ²) (nm) (mPa ・s)
試験1 0.8 0.05 0.05 0.05 94% 52 51 15
試験2 0.05 0.8 0.05 0.05 72% 44 29 35
試験3 0.05 0.05 0.8 0.05 50% 39 11 150
試験4 0.05 0.05 0.05 0.8 35% 10 10 900
実験２のように、0.8m/s設定の乾燥ゾーンを乾燥の後半に配置するにつれて、膜厚分布が小さくなっていくことが分かった。これは、乾燥の進行に従って粘度が増加し、同じ表面張力勾配でも流動が起こりにくくなっているためと推定される。つまり、本発明は、特に乾燥前半の粘度が低い領域にて適応されるとより効果的であることが分かる。

＜実験３＞
実験３では、塗布液に添加するフッ素系界面活性剤メガファックF-781-F （大日本インキ化学工業製）の添加量と表面張力勾配、膜厚分布の関係を調べた。風速条件は、第2 乾燥ゾーン１２が0.8m/s、第３乾燥ゾーン１３〜１７以降は0.1m/sとした。表３において、添加量とは界面活性剤の添加量（塗布液に対する％）である。また、温度依存性とは温度依存性の表面張力勾配であり、残留溶剤量依存性とは残留溶剤量依存性の表面張力勾配である。また、合計とは温度依存性の表面張力勾配と残留溶剤量依存性の表面張力勾配の合計である。

［表３］
残留溶剤量
添加量温度依存性依存性合計膜厚分布
( ％) (mN/m ²) (mN/m ²) (mN/m ²) (nm)
試験1 なし 35 17 52 51nm
試験2 0.005 28 8 36 32nm
試験3 0.01 22 2 24 21nm
試験4 0.10 18 -3 15 12nm
試験5 0.50 16 -7 9 10nm
このように、界面活性剤の添加量を増やしていくと、温度依存性がほぼ半減し、残留溶剤量依存性は正負が反転するために、結果として、表面張力勾配の合計値が小さくなり、膜厚分布もそれに対応して小さくなっていることが分かる。

（実施例２）光学補償フィルムの例
図６に示した光学補償フィルムの製造工程に、無風乾燥ゾーン１３０と乾燥風ゾーン１３２を備えた乾燥装置１１８を組み込んだ本発明の実施例である。比較例は、同じ装置にて風速設定条件を変え、乾燥が乱れた状態にて行った。塗布機としてはワイヤーバータイプのものを使用した。

支持体１１２としては、厚さ100 μm のトリアセチルセルロース（フジタック、富士写真フイルム（株）製）を使用した。そして、支持体１１２の表面に、長鎖アルキル変性ポバール（ＭＰ−２０３、クラレ（株）製）の２重量パーセント溶液をフィルム1m²当たり25mL塗布後、60°Ｃで1 分間乾燥させて作られた配向膜用樹脂層を形成した支持体１１２を18m/分で搬送走行させながら、樹脂層表面にラビング処理を行って配向膜を形成した。ラビング処理におけるラビングローラ１６８の押し付け圧力は、配向膜樹脂層の1cm ²当たり98Pa (10kgf/cm²) とすると共に、回転周期を5.0m/ 秒とした。

次にラビング処理して得られた配向膜が形成された支持体１１２は、連続して塗布機１１４に搬送した。塗布液としては、ディスコティック化合物ＴＥ−８のR(1)とＴＥ−８のR(2)の重量比で4:1 の混合物に光重合開始剤であるイルガキュア907 （日本チバガイキー（株）製）を前記混合物に対して1 ％添加した混合物の40％メチルエチルケトン溶液からなる液晶性化合物を含む塗布液を使用した。支持体１１２を搬送速度18m/分にて走行させながら、この塗布液を配向膜上に、塗布液量が支持体１１２の1m²あたり支持体厚みで5 μm になるようにワイヤーバー１１４Ａで塗布した。そして、塗布直後に、乾燥装置１１８を使用して乾燥を行った。

次に、支持体１１２は、100 °Ｃに調整された本乾燥機１６０及び、130 °Ｃに調整された加熱機１６２を通過させてネマティック相を形成した後、この配向膜及び液晶性化合物が塗布された支持体１１２を連続搬送しながら、液晶層の表面に紫外線ランプ１６４により紫外線を照射し、被塗布物を重合、固定した。

この光学補償フィルムの面状評価は、ライトテーブルを用い、クロスニコル下の対角位にて観察して行った。本評価法によると、乾燥工程で発生する膜厚ムラは、ぼやっとした黒いスジとして視認することができる。本実施例では、スジの強度を官能評価により、１を最良、５を最悪として５段階評価を行った。

また、風速分布、表面張力勾配の測定は実施例１に準じて行った。

＜実験４＞
第２乾燥ゾーンの設定風速を0.1 、0.4 、1.0m/sのように変えたときに、風速勾配や塗布膜３６の表面張力勾配mN/mがどのように変化するかを調べた。このとき、第１乾燥ゾーン１３０は、乾燥風の給気口及び排気口に目張りをして無風乾燥ゾーンとし、第３乾燥ゾーン以降は0.1m/sで統一した。また、設定風速を変えた例のほかに、乾燥装置１１８を取り外し、自然乾燥させた例（試験4 ）も行った。このとき、設定風速は、塗布、搬送なしの状態で測定した平均風速とした。

［表４］
設定風速風速勾配表面張力勾配膜厚ムラ
(m/s) (sec ^-1) (mN/m²)
試験１ 0.1 10 18 2
試験２ 0.4 35 46 3
試験３ 1.0 60 68 5
試験４ 0.2 （乾燥装置なし） 50 62 5
まず、試験１〜３の比較により、設定風速が小さいと、結果として生じる風速勾配も小さくなり、膜厚ムラが抑えられるという結果となった。また、乾燥装置１１８をつけないで塗布した場合、試験４のように、平均風速は小さくても、揺らぎが大きいため、風速勾配は大きくなり、その結果、生じた膜厚ムラも大きくなった。

＜実験５＞
次に、乾燥ゾーンの位置と膜厚ムラの起こりやすさの関係を調べるため、第２乾燥ゾーンから第５乾燥ゾーンのうち、一箇所のみ風速0.6m/sに設定し、残りのゾーンを0.1m/sとしたときに、膜厚ムラがどのようになるかを調べた。また、各ゾーン入口に膜厚計を取り付けて、0.6m/s設定のゾーン直前における塗布膜の残留溶剤量も調べた。表５において、第２〜第５は乾燥ゾーンの番号である。尚、風速0.6m/sとした場合、風速勾配は50(sec^-1) であった。

［表５］
風速条件(m/s) 0.6m/sゾーン表面張力勾配膜厚ムラ
第２第３第４第５残留溶剤量 (mN/m²) 試験1 0.6 0.1 0.1 0.1 90% 61 5
試験2 0.1 0.6 0.1 0.1 58% 52 3
試験3 0.1 0.1 0.6 0.1 31% 38 2
試験4 0.1 0.1 0.1 0.6 15% 12 1
表５の結果から、蒸発が進行して塗布膜の粘度が上昇すると、乾燥ムラに対する耐性が上がるため、表面張力勾配が高くとも、膜厚ムラは抑えられることが分かる。つまり、本発明は、乾燥の初期、残留溶剤量が多い領域にて効果的であるということができる。

＜実験６＞
実験６では、塗布液に添加するフッ素系界面活性剤メガファックF-781-F （大日本インキ化学工業製）の添加量（塗布液に対する％）と表面張力勾配mN/m、膜厚ムラの関係を調べた。風速条件は、第１乾燥ゾーンを無風、第2 乾燥ゾーンを0.6m/s、第３乾燥ゾーン以降を0.1m/sとした。温度依存性とは温度依存性の表面張力勾配であり、残留溶剤量依存性とは残留溶剤量依存性の表面張力勾配である。また、合計とは温度依存性の表面張力勾配と残留溶剤量依存性の表面張力勾配の合計である。尚、風速0.6m/sとした場合、風速勾配は50(sec^-1) であった。

［表６］
残留溶剤量
添加量温度依存性依存性合計膜厚ムラ
( 重量％) (mN/m²) (mN/m ²) (mN/m²)
試験1 なし 21 40 61 5
試験2 0.005 19 32 51 4
試験3 0.01 17 6 23 2
試験4 0.10 12 -9 3 1
試験5 0.50 11 -16 -5 1
このように、光学補償シートの塗布液においても、界面活性剤の添加量を増やしていくと、温度依存性がほぼ半減し、残留溶剤量依存性は正負が反転するために、結果として、表面張力勾配の合計値が小さくなり、膜厚ムラもそれに対応して小さくなっていることが分かる。

本発明の塗布膜の乾燥方法を実施する乾燥装置の側面概略図図１の乾燥装置の上面図図１の乾燥装置の要部断面図本発明の塗布膜の乾燥方法を実施する他の実施形態の乾燥装置の側面概略図本発明の乾燥方法を行う乾燥装置を用いた防眩性反射防止フィルムの製造ラインの構成図本発明の乾燥方法を行う乾燥装置を用いた光学補償フィルムの製造ラインの構成図

符号の説明

１０、６０、１１８…乾燥装置、１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７…乾燥ゾーン、１２ａ…乾燥ゾーン本体、１２ｂ…通路室、１２ｃ…排気室、１２ｄ…乾燥エア、１９ａ…排気ダクト、２５…上蓋、２６…整風板、３３…支持体、３４…塗布装置、３６…塗布膜、３６ａ…塗布膜面、３６ｂ…ガス、４０…排気ボックス、４０Ａ…排気ファン、４１〜４７…給気口、４１Ａ〜４７Ａ…給気ダクト、４１Ｂ〜４７Ｂ…ヒーター、４１Ｃ〜４７Ｃ…給気ファン、１８Ａ〜２４Ａ…排気ダクト、５０…循環ダクト、１００…サクションローラ

Claims

帯状の支持体を連続走行させながら、該支持体面に、揮発性溶剤を実質的に溶媒の主成分とする塗布液を塗布して形成したウエット厚み５０μｍ以下の塗布膜を乾燥エアで乾燥する塗布膜の乾燥方法において、
前記塗布膜中の残留溶剤量が６０％以下に乾燥されるまでは、前記塗布膜における温度依存性の表面張力勾配と前記塗布膜における残留溶剤量依存性の表面張力勾配とを合計した表面張力勾配の絶対値が２０ｍＮ／ｍ² 以下になるように、
前記支持体面に塗布する塗布液に界面活性剤を該塗布液に対して０．０１〜０．５０％の範囲で含有させると共に、
前記塗布膜中の残留溶剤量が６０％以下に乾燥されるまでの乾燥ゾーン内においては、
前記塗布膜の支持体幅方向１ｍｍ間隔当たりの膜面温度差が０．５°Ｃ以下になるための乾燥条件を前記乾燥ゾーン内に形成する第１の乾燥条件と、
前記塗布膜面から５ｍｍ離間した高さ位置における風速勾配であって、前記支持体幅方向５ｍｍ間隔当たりの風速勾配が５０（１／秒）以下になるための乾燥条件を前記乾燥ゾーン内に形成する第２の乾燥条件と、
前記塗布膜面から５ｍｍ離間した高さ位置における雰囲気温度差であって、前記支持体幅方向５ｍｍ間隔当たりの雰囲気温度差が１°Ｃ以下になるための乾燥条件を前記乾燥ゾーン内に形成する第３の乾燥条件と、
前記塗布膜面から５ｍｍ離間した高さ位置における蒸気圧差であって、前記支持体幅方向５ｍｍ間隔当たりの蒸気圧差が飽和蒸気圧の２０％以下になるための乾燥条件を前記乾燥ゾーン内に形成する第４の乾燥条件と、で乾燥することを特徴とする塗布膜の乾燥方法。
前記合計した表面張力勾配の絶対値が１０ｍＮ／ｍ² 以下であることを特徴とする請求項１の塗布膜の乾燥方法。
請求項１又は２の塗布膜の乾燥方法を用いて製造されることを特徴とする光学機能性フィルム。