JP5062125B2

JP5062125B2 - 塗布方法および塗布装置

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Publication number: JP5062125B2
Application number: JP2008243852A
Authority: JP
Inventors: 豊西森; 博之井上
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2008-09-24
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2028-09-24
Also published as: JP2010075777A

Description

本発明は、塗布方法および塗布装置に関する。

一般に、熱可塑性樹脂フィルム等のウェブの表面に塗液を均一に所定の厚みに塗布する方法として、ロッドコート法がある。このロッドコート法の一例を図１３に示す。図１３は、連続搬送するウェブに塗液を塗布する従来のロッドコート法として特許文献１に記載されている塗布装置の説明図であり、Ｖ字型の断面を有する支持体３５で支持した塗液付着用バー３−１と、同じくＶ字型の断面を有する支持体３５で支持した計量用バー３−２が連続搬送されるウェブ８に押し付けられて従動回転しており、塗液２は供給口２０から供給されている。最終目的とする塗布厚みに比べて過剰量の塗液を塗液付着用バー３−１でウェブ８の下面に塗布し、次いでウェブ８の搬送方向（矢印で図示）の下流側に配置された計量用バー３−２によって余分な塗液が掻き落とされ一定の厚みとする塗布方法である。しかし、この塗布方法では、塗液付着用バー３−１および計量用バー３−２が、Ｖ字型の断面を有する支持体３５との摩擦により回転不良を起こしてスジ状の欠点が生じたり、もしくは塗液付着用バー３−１および計量用バー３−２の回転により、Ｖ字型の断面を有する支持体３５が磨耗し、この磨耗粉が塗液と共にウェブに塗布されて異物欠点が生じたりすることがある。そこで、回転可能な支持体で塗工バーを支持する方法が知られており、これを図１４を用いて説明する。図１４は、連続搬送するウェブに塗液を塗布する従来のロッドコート法として特許文献２に記載されている塗布装置の説明図である。図１４において１は塗液２のはいった容器であり、最終目的とする塗布厚みに比べて過剰量の塗液をロール３６で、ウェブ８に付着させている。次いで、ウェブ８の搬送方向の下流側に設置された塗工バー３で余分な塗液を掻き落とすことで一定の厚みとし、その際掻き落とされた余分な塗液は板３７の上を流れ、容器１へ戻される。ここで３は回転可能な支持体であり、塗工バー３を下から支持している。回転可能な支持体４は塗工バー３によって従動回転するため、磨耗屑は発生しない。しかしながら本塗布装置の場合、本発明者らの知見によると、表面に薄く塗液が残存している状態の塗工バー３と回転可能な支持体４が接触回転することで、両者の接触部で気泡を噛み込み、この気泡が塗工バー３の表面に残った塗液と共にウェブ８へ塗布され、その後ウェブ上ではじけることで、塗布抜け状の欠点を生じることがある。これを防止する技術として、気泡発生源である塗工バーと回転可能な支持体の接触部を塗液中に沈めた状態で塗布を行う方法がある。これについて、図１５を用いて説明する。図１５は、連続搬送するウェブまたは基板に塗液を塗布する従来のロッドコート法として特許文献３に記載されている塗布装置の説明図である。１は塗液２が入っている容器であり、塗液２の液面付近に塗工バー３が配置され、この塗工バー３が容器内で回転可能な支持体４により支えられている。また、容器１の上側には塗工バー３と対向するように回転ローラ５が設けられ、搬送ローラ６によって搬送された基板が、回転ローラ５と塗工バー３の間に挿入され、回転ローラ５と塗工バー３で押圧されながら搬送される。これにより、塗工バー３が回転しながら塗工バー３の周面に塗液２を付着させ、その付着した塗液２が基板７に塗布される。本塗布装置では、塗工バー３と回転可能な支持体４の接触部が塗液中に位置するため、接触部で気泡をかみ込みにくい。しかし、本発明者らの知見によると、塗布速度が速い場合、塗工バー３と回転可能な支持体４の回転によって塗液内に発生した随伴流により液面が波打ち、気泡が発生することがある。発生した気泡は塗液と共に容器内を流れ、塗工バー３によって掻き上げられて基盤７に塗布され、特許文献２と同様に塗布抜け状の欠点が発生することがある。

本発明者らの知見に基づき、この現象について、上記特許文献３の技術を用いて連続搬送するウェブへの塗布を行った場合を例に用いて詳細に説明する。図６は、特許文献３の技術を用いて連続搬送するウェブに塗工バーを用いて塗液を塗布する塗布装置の概略断面図である。図６において、容器１の中の塗液２の液面付近に塗工バー３が設置され、この塗工バー３が回転可能な支持体４で支えられている。塗工バー３は搬送されるウェブ８に押付けられることで回転し、塗工バー３の外周面に付着した塗液をウェブ８に塗布している。図７および図８は図６の装置で塗布を行った際の塗工バー付近の拡大図、図１２は塗工バー表面の概略図である。図７に示すとおり、塗布時には、塗工バー３の回転によって液面１２が下降し、気泡を噛みこむことがある。これは、例えば塗工バー３が図１２に示すようにロッド１７にワイヤー１８を巻くことで表面に溝が形成されている場合に、この溝に気泡がトラップされやすいことによる。さらに、図８に示すとおり、支持体４の回転により随伴流１１が発生する。塗工バー３と支持体４の回転速度はウェブの搬送速度と実質的にほぼ同一であり、搬送速度が大きいほどこの随伴流１１は大きくなる。従って、例えば３０ｍ／分以上の高速塗布時は発達した随伴流１１によりウェブ８の搬送方向下流側の液面１２が点線で示すように不安定に脈動し、塗工バー３との接点１３で気泡１４を噛む場合がある。従って図７、および図８に示すように、液面１２と塗工バー３との接点１３で噛んだ気泡が塗工バー３の溝にトラップされ、塗工バー３の回転によって塗布面まで到達し、塗布されることで塗布抜け状の欠点１５が発生することがある。

このような気泡による塗布抜け状の欠点は、ロッドコート法のみならず、ロールコート法においても従来から問題視されており、ロールの回転により発生する随伴流および気泡を仕切り板で遮る技術として、例えば特許文献４に記載の技術が知られている。この技術を図１６を用いて説明する。図１６はウェブに塗液を塗布する従来のロールコート法として特許文献４に記載されている塗布装置の説明図である。１は塗液２の入った容器であり、液面にピックアップロール３８が浸されている。ピックアップロール３８を回転させることで塗液２を掻き上げるものである。３９は仕切り堰、４４は弾性ブレードであり、容器内で発生した気泡４０がピックアップロール３８によって塗液と共に掻き上げられることを防止するため、ピックアップロール３８の表面近傍に設置され、気泡４０を一定の場所に堰き止めるものである。堰３９や弾性ブレード４４とピックアップロールとの間隙は小さい方が堰としての効果が高いが、接触すると堰部材の削れ粉が発生したり、ピックアップロールが傷つくため、ある程度余裕を持って設置せざるを得ず、気泡を完全に堰きとめるとこはできない。また、本技術は気泡の発生自体を防止するものではないため、時間の経過と共に仕切り堰３９に溜まる気泡の量が増加し、遂には仕切り堰３９から溢れ出すことがある。
特開２００３−２７５６４３号公報特公平６−４９１６９号公報特開平１０−５６５０号公報実開平４−１２２６７０号公報

本発明の課題は、高速塗布時でも塗布部分での気泡の噛み込みを防止し、気泡起因で発生する塗布欠点の発生を抑制することが可能な塗布装置および塗布方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、塗液導入口を有する容器と、該容器の上部に該容器の長手方向に長手方向を有する開口部を形成する上流側上端部および下流側上端部と、前記開口部に前記上流側上端部と前記下流側上端部とに挟まれるように設けられ前記開口部の長手方向に回転軸方向を向けて配置された回転可能な塗工バーと、前記塗工バーの長手方向に沿って間欠的に複数配置され、前記容器内で前記塗工バーを下方から支持する回転可能な支持体とを有する塗布装置を用いて、前記容器に前記塗液導入口から塗液を供給しつつ前記塗液に塗工バーを浸し、該塗工バーを所定の速度で前記上流側から前記下流側へ搬送されるウェブに押し当て、前記塗工バーでかきあげた前記塗液を前記ウェブに塗布する塗布方法であって、前記下流側上端部から前記塗工バーに向かって延びる弾性ブレードを用い、該弾性ブレードとして、前記塗工バーの回転方向にわん曲させて前記塗液中で前記弾性ブレードの先端を前記塗工バー表面に押付けているものを用いる塗布方法を提供する。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記弾性ブレードとして、貫通孔を有するものを用いる塗布方法が提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、押出機によりポリマーを押し出し、該ポリマーをシート状に成形して樹脂フィルムとなし、前記塗布方法を用いて、前記塗液を前記樹脂フィルム上に塗布し、塗膜を形成する、塗膜つき樹脂フィルムの製造方法が提供される。

また、本発明の別の形態によれば、塗布導入口を有する容器と、該容器の上部に前記容器の長手方向に長手方向を有する開口部を形成する上流側上端部および下流側上端部と、前記開口部に前記上流側上端部と前記下流側上端部とに挟まれるように設けられ前記開口部の長手方向に回転軸方向を向けて配置された回転可能な塗工バーと、前記塗工バーの長手方向に沿って間欠的に複数配置され、前記容器内で前記塗工バーを下方から支持する回転可能な支持体と、前記容器内に塗液を供給する塗液供給手段とを有し、前記塗工バーを所定の速度で前記上流側から前記下流側へ搬送されるウェブに押し当て、前記塗工バーでかきあげた前記塗液を前記ウェブに塗布する塗布装置であって、前記下流側上端部から前記塗工バーに向かって延びる弾性ブレードを有し、該弾性ブレードが、前記塗工バーの回転方向にわん曲させて、前記塗液中で前記弾性ブレードの先端を前記塗工バー表面に押付けているのものであることを特徴とする塗布装置が提供される。

また、本発明の好ましい形態によれば、前記弾性ブレードが、貫通孔を有するものである塗布装置が提供される。

本発明において、「ウェブ」とは、熱可塑性樹脂フィルム、紙、皮革、不織布、綿織物などのシート状物をいう。代表的なものとしてポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ナイロンなどを主成分とする熱可塑性樹脂フィルムが挙げられる。

なお、本発明において、「塗工バーの回転方向にわん曲させて塗液中で弾性ブレードの先端を塗工バー表面に押付けている」とは、弾性ブレードを、その長さ（ウェブ搬送方向における長さ）が塗工バー外周と下流側上端部先端との最短距離より大きくなるように下流側上端部先端に設置し、弾性ブレードを塗工バーの回転方向に曲げ、塗液中で弾性ブレードの先端を塗工バー表面に押し付けていることをいう。例えば、図１に示すように、弾性ブレード２１を、そのウェブ搬送方向における長さが塗工バー３の外周と下流側上端部２３の先端との最短距離（第２の間隙２５）より大きくなるように下流側上端部２３の先端に設置し、弾性ブレード２１を塗工バー３の回転方向に曲げ、塗液中で弾性ブレード２１の先端を塗工バー３の表面に押し付ける状態が挙げられる。

本発明に係る塗布装置および塗布方法によれば、以下に説明するとおり、ウェブへの高速塗布時でも液面の降下および脈動を防止することで塗布部分での気泡の噛み込みを防止することができ、気泡起因の塗布欠点発生を抑制することができる。

以下、本発明の最良の実施形態の例を図面を参照しながら説明する。

まず、本実施形態の装置構成について説明する。図１は、本実施形態の概略縦断面図、図２は図１をＺ方向からみた上面図、図３は図１の拡大図、図４は図２をＷ方向から見た側面図である。
図１に示すとおり、本実施形態の塗布装置は、塗液導入口２０を有する容器１と、塗液２に浸された塗工バー３と、塗工バー３を支持するための回転可能な支持体４とを有している。容器１の上部には、塗工バー３に対してウェブ８の搬送方向（図１のウェブ８の端部に矢印で図示）の上流側および下流側に位置する上流側上端部２２および下流側上端部２３があり、これにより容器１の長手方向（本実施形態では、図２に示した座標軸のＹ方向）に長手方向を有する開口部が形成されている。開口部には塗工バー３が開口部の長手方向（本実施形態では、図２に示した座標軸のＹ方向）に回転軸方向を向けて配置されており、上流側上端部２２と下流側上端部２３との間にそれぞれ塗工バー３との最短距離である第１の間隙２４、第２の間隙２５を形成している。また、下流側上端部２３の先端部から、わん曲した状態で塗工バー３に向かって延びる弾性ブレード２１を有している。この弾性ブレード２１は、図１のように、塗工バー３の長手方向に延びる２つの端面のうち、片端面を下流側上端部に設置されている。固定方法としては粘着テープで貼り付けたり、接着剤でとめても良い。また、ボルトでとめたり、板状のもので挟んでとめてもよい。以上のように、弾性ブレード２１によって、本発明の実施形態の縦断面図（図１）において容器１内の塗液２が弾性ブレード２１の垂直方向上側と下側とに略分断される。

塗工バー３は両端部で軸受け等（図示しない）により回転自在に支持されており、さらに塗工バー３の長手方向に沿って間欠的に複数配置（図２のとおり）された回転可能な支持体４により下方から外接支持されている。また、塗工バー３は所定の速度で上流側から下流側へ搬送されるウェブ８に押し当てられて従動回転し、塗工バー３を支えている支持体４も同様に従動回転する。弾性ブレード２１は塗工バー３に押付けられた状態で設置され、塗工バー３が未回転時には塗工バー３と接触しているが、塗工バー３が回転すると、塗工バー３と弾性ブレード２１の間に塗液が入り込み、微小間隙が形成される。

塗工バー３としては、例えばロッド、ロッドの外周面にワイヤーを巻いて溝を形成したワイヤーバー、およびロッドの外周面に転造加工で溝を形成した転造ロッドなどを用いることができる。塗工バー３の材質はステンレスが好ましく、特にＳＵＳ３０４またはＳＵＳ３１６が好ましい。塗工バー３の表面にはハードクロムメッキなどの表面処理を施してもよい。塗工バー３の直径は、大きいとリブスジと呼ばれる搬送方向に沿ったスジ状の塗布欠点が発生しやすくなるため、１０〜１５ｍｍが好ましい。また、本実施形態では、塗工バー３をウェブ８に押し当て、ウェブ８との摩擦力によって回転する、いわゆる従動回転の状態であるが、モーター等の駆動装置によって回転させてもよい。その際、ウェブに傷が入ることを防止するため、塗工バーはウェブの搬送方向に、ウェブの搬送速度と実質的にほぼ同一の速度で回転させることが好ましい。ここで、「実質的にほぼ同一の速度」とは、塗工バーの周速とウェブの搬送速度との速度差を±１０％以下で回転させることを言う。ただし、製品の用途等により、ウェブの傷が問題にならない場合は塗工バーをウェブの搬送速度と異なる速度で回転させたり、あるいは、ウェブの搬送方向と逆方向に回転させても良い。また、図１に図示した、塗工バー３とウェブ８の接点aから、ウェブ８の搬送方向に対して上流側のウェブと下流側のウェブとの成す角度である巻付け角αは、小さすぎるとウェブのバタツキや振動による横ダン状の塗布欠点が発生し、逆に大きすぎると泡スジ欠点を生じるため、８〜２０度の範囲にすることが好ましい。

支持体４としては、ローラやボール等、回転しながら塗工バーを支えるものであればどのようなものでも良い。また、支持体４は、塗工バー３の摩耗を軽減するため、表層に塗工バー３より硬度が低い材料を用いることが好ましく、表層の材質としては合成ゴムやエラストマを使用することが好ましい。ここで、エラストマとは、射出成形法、押出成形法、注型成型法、ブロー成形法、インフレーション成型法などにより溶融成形が可能なゴム状の弾性体樹脂をいう。エラストマとしては、ウレタンエラストマ、ポリエステルエラストマ、ポリアミドエラストマなどが好ましく、特に、耐摩耗性、機械的強度に優れた熱可塑性ポリウレタンエラストマを使用することが好ましい。支持体４の表層に形成するエラストマの厚みは０．５〜６ｍｍが好ましい。エラストマの硬度は６０〜９８Ａ（１９９６年ＪＩＳＫ６２５３の規格に従い測定）が好ましい。

また、塗工バー３がウェブ８の搬送方向へ曲がることを防止するため、図２に示すように、支持体４はウェブ８の搬送方向に対して、塗工バー３の上流側および下流側の両側に配置することが好ましく、さらに上流側と下流側の支持体を塗工バーの長手方向に交互に配置（千鳥状）すると良い。
また、ウェブの搬送方向に対して塗工バー３の上流側および下流側に配置された支持体の回転軸と、塗工バー３の回転軸とを結ぶ線が、垂直な線鉛直方向となす角度β１、β２（図１に図示）は共に１０度以上であることが好ましい。角度β１、β２が小さすぎると、ウェブの振動により塗工バーが振動し、塗布欠点が発生することがある。また、支持体４の回転に振動やムラがあると、それらが塗工バーに伝わって塗布欠点が生じやすいため支持体は滑らかに回転するよう、軸受けを有する構造であることが好ましい。支持体が塗液中に没するため、軸受けの材質は塗液に対する腐食性が強い材質が好ましく、防水性のものがより好ましい。また、支持体の直径は８ｍｍ以上であることが市販の軸受けを使用できることから好ましい。また、発生する随伴流を小さくするため、および汎用の軸受けを使用できることから、支持体の軸方向の長さは３〜２５ｍｍのものが好ましい。

支持体に大きな荷重がかかると支持体表面が磨耗したり、軸受けの寿命が短くなり頻繁に交換を要することになるため、支持体を塗工バーの長手方向に数多く設置し、支持体１個あたりにかかる荷重を小さくすることが好ましい。

図３において、ウェブ８の搬送方向に対して塗工バー３の下流側に位置する支持体の表面と、下流側上端部２３の先端の真上に位置するウェブ８との鉛直方向の距離ｈ１は、塗工バーと支持体の直径、巻き付け角α、および角β２（共に図１に図示）で決まるが、上端部と堰部材の設置スペース確保のため、塗工バーと支持体の直径、巻きつけ角α、β２を上述した好適な範囲で調整し、１０ｍｍ以上にすることが好ましい。また、ｈ１と同様に上流側の支持体表面とその真上のウェブ８との鉛直方向の距離ｈ２も８ｍｍ以上にすることが好ましい。

次に、本実施形態の塗液の流れについて、図１および図４を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態の塗布装置において、塗液２は塗液導入口２０から塗液供給手段（図示せず）で順次供給されて容器内を満たし、一部は塗工バー３によってかきあげられることでウェブ８に塗布され、残りは容器１の上部の塗工バー３との間にそれぞれ設けられたウェブ搬送方向の間隙である第１の間隙２４、および第２の間隙２５、および容器側面と塗工バーとの隙間である３０（図４に斜線で図示）、その他の隙間（容器自体の隙間等。図示しない）から順次容器外へ漏洩する。

塗液供給手段としては、定量性および低脈動性を有するギヤポンプやダイヤフラムポンプ、モーノポンプが好ましい。また、ポンプから吐出した塗液をフィルター等の脱泡手段を介して容器に供給しても良い。また、容器への塗液の供給は容器内の数箇所から分散して供給してもよい。

塗液が漏洩する部分である、第１の間隙２４、および第２の間隙２５（共に図１に図示）、図２のＹ方向の容器側面と塗工バーとの隙間３０（図４に図示）、その他の隙間（容器自体の隙間等。図示しない）は小さい方が好ましく、第１の間隙２４は３ｍｍ以下、第２の間隙２５は２ｍｍ以下が好適である。

図３において、ウェブ８の搬送方向に対して塗工バー３の下流側に位置する支持体の表面と、下流側上端部２３の先端の下端との鉛直方向の距離ｈ３は、弾性ブレード２１の設置スペース確保のため３ｍｍ以上が好ましい。また、下流側上端部２３の先端の上端と、その真上にあるウェブ８との距離ｈ４は、小さすぎると、下流側上端部２３の上面に塗液が流れ出た場合、下流側上端部２３上を流下する塗液が塗布面と接触するため３ｍｍ以上であることが好ましい。

また、図１に図示した、上流側上端部２２および下流側上端部２３は、それぞれ少なくとも一部が開口部側から上流側方向および下流側方向に離れるにつれて水平方向から下方に１０°以上９０°以下だけ傾斜していることが好ましい。これにより、第１の間隙および第２の間隙から漏洩した塗液が各上端部上面に溜まってウェブに接触したり、塗工バー上流側の液だまり３２を乱して塗布ムラが発生することを防止出来る。
また、本実施形態によれば、図１に示した弾性ブレード２１は、塗工バー３が未回転の時は塗工バー３の表面に接触させておくことが好ましい。塗工バー３が回転すると、塗工バー３と弾性ブレード２１との間に塗液が入り込み、微小間隙が形成される。塗工バー３と弾性ブレード２１の間に形成される間隙の大きさは、主に弾性ブレードの曲げ剛性、形状（下流側上端部先端から飛び出た部分の弾性ブレード長）、設置状態（弾性ブレードのわん曲の程度）塗液粘度、塗工バーの回転速度によって決まるが、間隙が大きくなりすぎると液面降下を抑制する効果や随伴流を抑制する効果が落ち、また逆に小さすぎて接触すると弾性ブレードの削れ粉が発生し欠点となり、品質要求の厳しい製品では問題となるため、液面降下の程度や随伴流による液面１２の変動の程度もしくは、塗工後のサンプルの塗布欠点（液面降下や随伴流抑制効果が低いと多く発生）や異物欠点（ブレードの削れ粉による）を確認しながら設置すると良い。また、曲げ剛性としては、例えば塗液の粘度が０．１Ｐａ・ｓ以下、塗工バーの回転速度が１００ｍ／分以下の場合、５．６×１０＾−６から２．１×１０＾−４が好適である（弾性ブレードの塗工バーの長手方向の長さを１ｍとした場合）。また、弾性ブレード２１の材質としては、ポリエチレン、ナイロン、アクリル樹脂、塩化ビニール樹脂、四フッ化エチレン等の合成脂類、あるいは、フッ素ゴム、シリコンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム等のゴムが挙げられる。

次に、本技術と従来のブレードを比較しながら、本技術の効果を述べる。まず、従来のブレードについて図１６を用いて説明する。図１６はウェブに塗液を塗布する従来の塗布技術の説明図である。１は塗液２の入った容器であり、液面にピックアップロール３８が浸されている。ピックアップロール３８を回転させることで塗液２を掻き上げるものである。本図において、ブレードに相当するものは、３９は仕切り堰と、４４は弾性ブレードであり、容器内で発生した気泡４０がピックアップロール３８によって塗液と共に掻き上げられることを防止するため、ピックアップロール３８の表面近傍に設置されるものである。堰３９や弾性ブレード４４とピックアップロールとの間隙は小さい方が堰としての効果が高いが、接触すると堰部材の削れ粉が発生したり、ピックアップロールが傷つくため、ある程度余裕を持って設置する必要がある。これに対し本技術では、従来のブレードのように、塗工バーと接触することを避けるため、余裕をみて有る程度大きな間隙で設置する必要がないため、微小な間隙を実現できる。また、塗工バーが撓んでいる場合、従来のブレードの場合では、塗工バー端部では小さい間隙を実現できたとしても、塗工バーの撓みが大きい中央部は間隙が大きくなってしまう等、塗工バーの長手方向で間隙にムラが生じるが、本発明にかかる技術の場合、塗工バーの撓みに沿わして弾性ブレードを接触させて設置しておけば、塗工バーが回転した際に塗工バーと弾性ブレードの間に塗液が入り込んで塗工バーの長手方向に均一な微小間隙が形成することができる。

本発明の塗布装置により、図１に図示した液面１２の下降を防止できる。また、支持体４の回転により発生する随伴流が原因で起こる液面１２の脈動を防止することができる。この現象を図５、および図１７を用いて説明する。図５は図１の塗布装置により塗布を行った場合の塗工バー付近の拡大図である。図１７は図１６の塗布装置における塗工バー付近の拡大図である。図１７に示すように、塗工バー３が回転を開始すると、塗工バー３付近の塗液５０が矢印４５の方向に流れるため、液面１２が下降する。このように液面１２が下降すると、液面１２と塗工バー３の接触点１３において気泡が噛みこみやすくなる。しかし、図５のように、弾性ブレード２１を用いることで、塗工バー３が回転を開始した際、塗工バー３付近の塗液５０は弾性ブレードによって流れを堰きとめられるため、液面１２の下降を防止できる。また、支持体４の回転により発生する随伴流１１が液面１２に向かって流れなくなるため、液面１２の脈動を防止できる。支持体による随伴流を防止するためには、支持体の真上に弾性ブレードを設置すれば良いが、上述したとおり、図１に示した弾性ブレード２１は、支持体４の随伴流を防止するだけでなく、液面１２の降下を防止できる技術であるため、支持体４の真上のみでなく、図２のように容器の全幅にわたって設けるとよい。ただし、この際は容器の端部は弾性ブレード２１を設けないようにすることが好ましい。このようにすることで、図２の４８に示すように、弾性ブレード２１の端部から塗液が弾性ブレード２１の上に流れ込み、弾性ブレード上の塗液が枯渇するのを防止できる。もし弾性ブレード上の塗液が枯渇した場合、塗工バーと弾性ブレードの間に入り込む塗液がなくなるため、塗工バーと弾性ブレードが接触し弾性ブレードの削れ粉が発生したり、塗工バーと弾性ブレードの接触点から気泡をかみこむことがある。

また、本発明によれば、弾性ブレード２１（図１に図示）の表面には貫通孔が空いていることが好ましい。このようにすることで、弾性ブレード上の塗液が枯渇することを防止できる。貫通孔について図１１を用いて説明する。図１１は、本発明にかかる塗布装置の、弾性ブレード付近の拡大図である。貫通孔を通して、弾性ブレードの下側の塗液が弾性ブレード上に流れ出るように、弾性ブレードの表裏両面が塗液に面している位置、つまり図１１の５５で示した位置に貫通孔を設けると良い。さらに、塗工バーの長手方向にわたってまんべんなく貫通孔を設けることが好ましい。また、貫通孔が大きすぎたり、開口率が高すぎると支持体による随伴流を防止できなくなるため、貫通孔の直径は２ｍｍ以下であることが好ましく、開口率は、80％以下が好ましい。また、図３における弾性ブレード２１と塗工バー３の近接点４９と、液面１２と塗工バー３の接点１３との距離ｈ５は大きすぎると、液面降下を抑制する効果が小さくなり、小さくすぎると液面１２が不安定化するため２ｍｍ以上６ｍｍ以下が好ましい。

ところで、ブレードにより随伴流をせき止める本発明は、前述した特許文献４に記載の技術と一見似た技術である。これについて図１６を用いて説明する。図１６は特許文献４の塗布技術を示した概略図である。本発明は、特許文献４に記載の技術と一見似た技術であるが、図１６に示すとおり、特許文献４の技術は弾性ブレード４４を間隙を置いて設置する技術であるのに対し、本技術は接触させて設置し、塗工バーの回転により間隙を形成することで微小な間隙を実現できるものである。また、仮に特許文献４の弾性ブレード４４を本技術のように接触させて設置すると、ピックアップロール３８でかきあげられる塗液量が不足し、ウェブへの均一な塗布が実現できず、塗布装置として成り立たない。

また、塗液の粘度としては０．１Ｐａ・ｓ以下が好ましい。塗液の粘度が高い場合には、塗工バーによって容器内の塗液をかきあげる際に塗液がスジ状になり、ウェブの幅方向に均一に塗布できず、塗布スジが生じることがある。本実施形態において、塗液の粘度は、レオメータ（レオテック社製ＲＣ２０）を用いて、１９９６年ＪＩＳＺ８８０３の規格に従い測定する。その際、測定条件である塗液の温度は、実際の塗布部における塗液の温度を用いるのが理想ではあるが、塗布部における塗液の温度を正確に知ることは難しい。そこで、液だまり中央部の温度を放射温度計で測定して、塗布部の温度に近い温度を使用すれば良い。また、塗工バーの回転周速は、１００ｍ／分以下が好ましい。回転周速が１００ｍ／分を超えると、塗布スジが発生しやすくなる。

また、塗液の塗布量は、塗布直後の湿潤状態において２〜１００ｇ／ｍ^２が好ましく、４〜５０ｇ／ｍ^２がより好ましい。塗布量は塗工バーに形成された溝の大きさによって調節できる。溝の大きさは、塗工バーがワイヤーバーの場合は巻き付けるワイヤーの線径を変更し、塗工バーが転造ロッドの場合は溝深さおよび／または溝ピッチの異なるダイスで転造加工することで変更できる。

また、本実施形態による塗布は、製膜中のウェブにインラインで実施してもよいし、製造したウェブにオフラインで実施しても良い。

製造中のウェブにインラインで塗布を行なう際の装置構成を図９および図１０を用いて説明する。図９はウェブの製造工程の一形態を示してた概略図、図１０は図９のウェブの製造工程中にインラインで塗布を行う際の工程の概略図である。ウェブの製造工程は、図９に示すように、押出機２００、口金２０１、キャスティングドラム２０２、縦延伸機２０３、横延伸機２０４、巻取りロール２０５を有しており、先ず、押出機２００によりポリマーを押し出し、口金２０１、キャスティングドラム２０２を経て、ポリマーはウェブ状に成形される。形成されたウェブは、その後、縦延伸機２０３、横延伸機２０４により縦横に延伸され、延伸されたウェブは、巻取りロール２０５によって、連続的に巻き取られる。製造中のウェブにインラインで塗布を行なう際は、図１０に示すように、例えば縦延伸機２０３と横延伸機２０４の間に塗布装置２０６を設置し、縦延伸された後のウェブに塗布を行なう。ここでは、縦延伸後、横延伸する逐次２軸延伸方式の例を示したが、同時２軸延伸方式の前に本塗布装置を設置しても良い。

次に、実施例に基づいて上記実施形態を具体的に説明するが、上記実施形態は必ずしも以下の実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
極限粘度（固有粘度ともいう）０．６２ｄｌ／ｇ（１９９６年ＪＩＳＫ７３６７の規格に従い、２５℃のｏ−クロロフェノール中で測定）のポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと省略する）のチップを、１８０℃で十分に真空乾燥した後、図１０の押出機２００に供給して２８５℃で溶融し、Ｔ字型口金２０１よりシート状に押し出し、静電印加キャスト法を用いて表面温度２３℃の鏡面キャストドラム２０２に巻き付けて冷却固化して未延伸フィルムとした。続いて縦延伸機２０３において、この未延伸フィルムを８０℃に加熱したロール群で加熱し、さらに赤外線ヒータにて加熱しながら長手方向に３．２倍延伸し、５０℃に調整した冷却ロールで冷却し、一軸延伸の樹脂フィルムとした。樹脂フィルムの幅は１７００ｍｍであった。続いて塗布装置２０６として図１の塗布装置を用い、速度６０ｍ／分で走行するこの樹脂フィルムの下面に塗液２を塗布した。続いて横延伸機２０４において、塗液２が塗布された樹脂フィルムを９０℃のオーブン内に導いて加熱し、引き続き１００℃のオーブン内で塗液２を乾燥させ、かつ樹脂フィルムを幅方向に３．７倍延伸し、さらに２２０℃のオーブン内で幅方向に５％弛緩処理しつつ樹脂フィルムの熱固定を行い、片面に塗液２による膜を形成した二軸延伸フィルムを得た。縦延伸機２０３と横延伸機２０４の間の張力は、樹脂フィルムの走行方向にかかる単位幅当たりの張力が８０００Ｎ／ｍとなるようにダンサーロールで制御した。塗液２はポリエステル共重合体のエマルジョン（含有成分：テレフタル酸９０モル％、５−ナトリウムスルホイソフタル酸１０モル％、エチレングリコール９６モル％、ネオペンチルグリコール３モル％、ジエチレングリコール１モル％）１００重量部に対し、メラミン系架橋剤（イミノ基型メチル化メラミンをイソプロピルアルコール１０重量％と水９０重量％の混合溶媒で希釈した液）を５重量部、平均粒径が０．１μｍのコロイダルシリカ粒子を１重量部添加した混合液とした。この塗液２の粘度は、温度２５℃において、２ｍＰａ・ｓであった。この塗液をダイヤフラムポンプ（株式会社タクミナ製）により１７ｋｇ/分で容器１へ供給した。塗液導入口は１箇所とし、図１のように容器１の下部に設置した。塗工バー３は、直径が１２．７ｍｍ、長さが１８５０ｍｍのステンレス製の丸棒材に、線形が０．１ｍｍのワイヤーを巻いたもの（加納商事株式会社製）を用いた。支持体４は、直径が２２ｍｍ、軸方向の長さが１４ｍｍのローラであり、表面に硬度９５Ａの熱可塑性ポリウレタンエラストマーが２ｍｍの厚みで施されたものを用いた。支持体４は、総計８個を塗工バー３の長手方向に４７０ｍｍピッチで配置した。その際樹脂フィルムの搬送方向に対して塗工バーの上流側、下流側に千鳥状に配置し、図１に示した角度β１、β２は共に１５度とした。また、ローラは周方向に回転自在で軸方向と上下方向に拘束されるように構成した。塗工バー３は支持体４および両端の軸受で周方向に回転自在に支持し、水平に搬送される樹脂フィルムに押付けて巻き付け角αを１０度とし、樹脂フィルムの搬送方向と同じ方向に従動回転させた。上流側上端部２２および下流側上端部２３と、塗工バー表面との最短距離である第１の間隙、第２の間隙はそれぞれ３ｍｍ、２ｍｍとした。第１の間隙、第２の間隙以外の塗液の漏洩部としては容器側面と塗工バーとの隙間３０（図４に図示）のみとし、隙間３０は図面で確認したところ断面積が５５ｍｍ^２であった。上流側上端部２２および下流側上端部２３として厚みが１ｍｍのアクリル板を用い、これらは、開口部側から上流側方向および下流側方向に離れるにつれて水平方向から下方に１５°傾斜した状態で取り付けた。また、図３に示すｈ３は６．９ｍｍ、ｈ４は３．６ｍｍとした。

弾性ブレード２１としては、厚みが０．１ｍｍのポリエチレン製フィルムを用い、下流側上端部先端の下面に片端を固定し、下流側上端部先端から飛び出した弾性ブレードの長さ（塗工バーの長手方法と直交する方向の長さ）が３ｍｍとなるようにし、その飛び出した部分を、図１のごとくわん曲させて反対側端部を塗工バー３に押付けた。弾性ブレードの塗工バーの長手方向の長さとしては、図２の４２が２０ｍｍになるようにした。

評価方法は、塗布後に横延伸機で５７３５±７０ｍｍに伸ばされた樹脂フィルムを搬送方向長さ２ｍ分を１枚採取し、このサンプルを暗室にて３波長蛍光灯をあてて目視観察により塗布抜け欠点を確認した。塗布抜け欠点は球状の気泡が塗液と共に樹脂フィルムに塗布された後はじけ、その後横延伸されるので楕円状の欠点（長径：１〜１０ｍｍ、短径：０．３〜３ｍｍ）として確認できる。さらに、この部分は塗布厚みが薄いため、３波長蛍光灯下で色ムラとしても確認できる。塗布抜け欠点はサンプルにおける個数を数えて１ｍ^２当たりの個数を計算した。塗布抜け欠点は少ないほど良いが、５個／ｍ^２以下であれば製品として出荷可能である。

本装置で塗布を行った際、塗布抜け欠点は０．１個／ｍ^２と少量であり、製品として出荷可能なものであった。また図３のｈ５は３ｍｍであった。
［実施例２］
弾性ブレード２１の表面に貫通孔を設けた以外は実施例１と同様にして塗布を行った。貫通孔としては、直径が１ｍｍのものを全面に均一に設け、この際の開口率は６０％とした。この結果、図３のｈ５は４．５ｍｍとなり、塗布後のサンプルに塗布抜け欠点は０．０５個／ｍ^２と少量であり、製品として出荷可能な高品質なものであった。
［比較例１］
弾性ブレードを設けないこと以外は実施例１と同様にして塗布を行った。その結果、樹脂フィルムの搬送方向下流側の液面（図１における液面１２に相当する部分）が実施例１と比較して下降、脈動し、塗布後のサンプルに塗布抜け欠点は１２個／ｍ^２発見され、製品として出荷不可能であった。

本発明は、ロッドコート法に限らず、ロールコート法などあらゆる塗布法に応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。

本発明の実施形態の概略断面図である。図１をＺ方向から見た上面図である。図１の拡大図である。図２をＷ方向から見た側面図である。図１の塗布装置で塗布を行った際の塗工バー付近の拡大図である。特許文献３の技術を用いて連続搬送するウェブに塗工バーを用いて塗液を塗布する塗布装置の概略断面図である。図６の装置で塗布を行った際の塗工バー付近の拡大図である。図６の装置で塗布を行った際の塗工バー付近の拡大図である。ウェブの製造工程の一形態を示した概略図である。図９のウェブの製造工程中にインラインで塗布を行う際の工程をしめした概略図である。本発明にかかる塗布装置の、弾性ブレード付近の拡大図である。塗工バー表面の概略図である。従来の塗布技術を示した概略図である。従来の塗布技術を示した概略図である。従来の塗布技術を示した概略図である。従来の塗布技術を示した概略図である。図１６の塗布装置における塗工バー付近の拡大図である

符号の説明

１容器
２塗液
３塗工バー
４支持体
５回転ローラ
６搬送ローラ
７基板
８ウェブ
１１随伴流
１２液面
１３液面と塗工バーの接点
１４気泡
１５塗布抜け状の欠点
１７ロッド
１８ワイヤー
２０供給口
２２上流側上端部
２３下流側上端部
２４第１の間隙
２５第２の間隙
３０容器側面と塗工バーとの隙間
３２液だまり
３５Ｖ字型の断面を有する支持体
３６ロール
３７板
３８ピックアップロール
３９仕切り堰
４０気泡
４４弾性ブレード
４５塗液の流れ
４８塗液の流れ
４９弾性ブレードと塗工バーの近接点
５０塗工バー付近の塗液
５５貫通孔の位置
２００押出機
２０１口金
２０２キャスティングドラム
２０３縦延伸機
２０４横延伸機
２０５巻取りロール
２０６塗布装置
３−１塗液付着用バー
３−２計量用バー
α 巻付け角
β１支持体の設置角度
β２支持体の設置角度
ｈ１下流側の支持体表面とウェブとの鉛直方向の距離
ｈ２上流側の支持体表面とその真上のウェブとの鉛直方向の距離
ｈ３下流側の支持体表面と下流側上端部先端との鉛直垂直方向の距離
ｈ４下流側上端部先端とウェブとの鉛直方向の距離
ｈ５液面と塗工バーの接点との距離
ａウェブと塗工バーの接点

Claims

塗液導入口を有する容器と、該容器の上部に該容器の長手方向に長手方向を有する開口部を形成する上流側上端部および下流側上端部と、前記開口部に前記上流側上端部と前記下流側上端部とに挟まれるように設けられ前記開口部の長手方向に回転軸方向を向けて配置された回転可能な塗工バーと、前記塗工バーの長手方向に沿って間欠的に複数配置され、前記容器内で前記塗工バーを下方から支持する回転可能な支持体とを有する塗布装置を用いて、前記容器に前記塗液導入口から塗液を供給しつつ前記塗液に塗工バーを浸し、該塗工バーを所定の速度で前記上流側から前記下流側へ搬送されるウェブに押し当て、前記塗工バーでかきあげた前記塗液を前記ウェブに塗布する塗布方法であって、前記下流側上端部から前記塗工バーに向かって延びる弾性ブレードを用い、該弾性ブレードとして、前記塗工バーの回転方向にわん曲させて前記塗液中で前記弾性ブレードの先端を前記塗工バー表面に押付けているものを用いることを特徴とする塗布方法。
前記弾性ブレードとして、貫通孔を有するものを用いることを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
押出機によりポリマーを押し出し、該ポリマーをシート状に成形して樹脂フィルムとなし、請求項１または２に記載の塗布方法を用いて、前記塗液を前記樹脂フィルム上に塗布し、塗膜を形成する、塗膜つき樹脂フィルムの製造方法。
塗布導入口を有する容器と、該容器の上部に前記容器の長手方向に長手方向を有する開口部を形成する上流側上端部および下流側上端部と、前記開口部に前記上流側上端部と前記下流側上端部とに挟まれるように設けられ前記開口部の長手方向に回転軸方向を向けて配置された回転可能な塗工バーと、前記塗工バーの長手方向に沿って間欠的に複数配置され、前記容器内で前記塗工バーを下方から支持する回転可能な支持体と、前記容器内に塗液を供給する塗液供給手段とを有し、前記塗工バーを所定の速度で前記上流側から前記下流側へ搬送されるウェブに押し当て、前記塗工バーでかきあげた前記塗液を前記ウェブに塗布する塗布装置であって、前記下流側上端部から前記塗工バーに向かって延びる弾性ブレードを有し、該弾性ブレードが、前記塗工バーの回転方向にわん曲させて、前記塗液中で前記弾性ブレードの先端を前記塗工バー表面に押付けているのものであることを特徴とする塗布装置。
前記弾性ブレードが、貫通孔を有するものであることを特徴とする請求項４に記載の塗布装置。