JP6387830B2

JP6387830B2 - 塗布装置、塗布方法および塗膜つき樹脂フィルムの製造方法

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Publication number: JP6387830B2
Application number: JP2014548789A
Authority: JP
Inventors: 豊西森; 井上　博之; 博之井上
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-09-18
Publication date: 2018-09-12
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Description

本発明は、塗布装置および塗布方法に関する。

従来、搬送される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塗布する方法として、ロッドコート法がある。これは、ウェブの幅方向に延在する塗工バーを走行するウェブの下面に押し付け、予めウェブに供給した過剰量の塗液を塗工バーで掻き落とす（計量する）方法である。塗工バーはウェブに押し付けられることでウェブとの間に生じる摩擦力、もしくはモーター等によって付与される駆動力によって回転する。塗工バーは一般的に直径数十ｍｍ、長さ数百ｍｍ〜数千ｍｍの長尺ロッド状であるため、自重やウェブから受ける反力によって撓みが生じやすい。この撓みを防止する方法として、特許文献１で開示されているように、塗工バーの幅方向に延在するＶ字型の断面を有する支持体で塗工バーを下から支持する方法が知られている。しかし、この方法では、塗工バーが、Ｖ字型の断面を有する支持体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ることがあった。また、この方法では塗液付着用バーおよび計量用バーの回転により、Ｖ字型の断面を有する支持体が磨耗し、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もあった。

そこで、例えば特許文献２に開示されているように、支持手段として回転可能なローラを有する塗布装置が知られている。塗工バーの長手方向に複数の支持手段が間欠的に配設され、各支持手段にはウェブの搬送方向の上流側と下流側に一対となる態様でローラが回転可能に設置されている。これら回転可能な複数対のローラによって塗工バーを外接支持することにより、塗工バーと支持手段の摩擦抵抗を小さくすることができるため、支持手段の磨耗・変形を抑制することができる。しかしながら本塗布装置の場合、表面に薄く塗液が残存している状態の塗工バーと回転可能な支持体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の表面に残った塗液と共にウェブへ塗布され、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った。

これを防止する技術として、例えば特許文献３、４で開示されているように、塗工バーを支持する回転可能な支持体を容器内に配置し、その容器内を塗液で満たす塗布装置が知られている。塗液は容器内に供給され、容器の上部を構成する上・下流カバーの先端と、塗工バー表面とで形成される隙間から塗液を漏洩しながら塗布を行う。塗工バーは容器に満たされた塗液の液面付近に配置され、塗工バーの回転によって容器内の塗液を掻き上げて塗布を行う。本装置では、塗工バーと回転可能な支持体の接触部が塗液中に沈められているため気泡が噛み込みにくい。

ただし、特許文献３、４に記載されているとおり、本装置では支持体の回転によって容器内に発生した随伴流により、液面が波打って気泡を噛み込む場合があった。発生した気泡は塗液と共に容器内を流れ、塗工バーによって掻き上げられてウェブに塗布され、特許文献２と同様に塗布抜け状の欠点が発生する場合があった。

上記の問題に対し、特許文献３、４には随伴流による液面の波打ちを抑制する技術が開示されている。特許文献３に開示されているのは、液面近傍に弾性ブレードを設置する技術である。回転する支持体によって発生した随伴流は液面に到達する前に弾性ブレードによって堰き止められるため、液面の変動を抑制することができる。特許文献４に開示されているのは、回転する支持体の上部に塗工バーに近接する堰を設置する技術である。堰によって随伴流を堰き止め、液面の変動を抑制することができる。

特開２００３−２７５６４３号公報実開平２−４５１７４号公報特開２０１０−７５７７７号公報特開２００８−２３８０８２号公報

しかしながら、特許文献３に開示されている弾性ブレードを設置する技術では、容器内に供給される塗液に気泡が混入している場合、塗布抜け状の欠点が発生する場合がある。これについて図９と図１０を用いて説明する。図１０は塗工バー表面の概略図である。塗工バーは例えば図１０に示すようにロッド９にワイヤー１０を巻くことで表面に溝が形成されている。図９は特許文献３の塗工バー付近の拡大図である。支持体２によって支持された塗工バー１が搬送するウェブ８に押し付けられて従動回転している。塗工バー１によって支持体２はつれ回り、随伴流４が発生する。随伴流４は弾性ブレード１１によって堰き止められるため、液面４１の脈動は抑制される。しかし、弾性ブレード１１は随伴流の発生自体を防止するものではないため、図９に示すように、塗液中の気泡６が支持体２の随伴流４によって塗工バー１の表面付近に到達する。その後、気泡６は塗工バーの随伴流５に巻き込まれて、接点７で塗工バー１の溝に補足される。補足された気泡６は塗工バー１の回転によってウェブの表面に運ばれてウェブ表面に塗布される。その結果、ウェブに塗布抜け状の欠点が発生することがある。また、気泡６は随伴流４によって弾性ブレード１１の下面に到達する場合もあるが、この場合も弾性ブレードの下面で滞留するうちに塗工バーの随伴流５に巻き込まれ、上記同様、ウェブに塗布抜け状の欠点が発生することがある。

また、特許文献４に開示されている堰を設置する技術でも、特許文献３の技術と同様に、容器内に供給される塗液に気泡が混入した場合、ウェブに塗布抜け状の欠点が発生する場合がある。これについて図１１を用いて説明する。図１１は特許文献４の塗工バー付近の拡大図である。支持体２によって支持された塗工バー１が搬送するウェブ８に押し付けられて従動回転している。随伴流４は堰３によって堰き止められるため、液面４１の脈動は抑制される。しかし、堰３は随伴流の発生自体を防止するものではないため、図１１に示すように、塗液中の気泡６が支持体２の随伴流４によって堰３と支持体２の間を流れて、塗工バー１の表面付近に到達する。その後、気泡６は塗工バーの随伴流５に巻き込まれて、接点７で塗工バー１の溝に補足される。その後は、特許文献３と同様の理由で、ウェブに塗布抜け状の欠点が発生することがある。

本発明は、塗布部分での気泡の噛み込みや巻き込みを防止し、気泡起因で発生する塗布欠点の発生を抑制することができる塗布装置および塗布方法を提供する。

上記課題を解決する本発明の塗布装置は以下のとおりである。
塗液導入口を有する容器と、
前記容器の上部に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の先端と前記下流側上端部の先端とに挟まれるように設けられ、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対配置され、前記容器内で塗工バーを下方から支持する回転可能な支持体と、
少なくとも１つの前記支持体の外周面に近接する堰と、を有し、
前記支持体の軸中心から延びてこの支持体に近接する堰に接する直線をＬ１、Ｌ１と堰との接点のうち支持体の軸中心に最も近い点をＡ、およびＬ１と支持体の外周面との交点をＢとすると、線分ＡＢの中点を通り直線Ｌ１および支持体の軸方向と垂直な直線Ｌ２が前記塗工バーと交差せず、
前記直線Ｌ１は、前記支持体の軸中心から鉛直方向上側に延びた直線を、この軸中心を支点として下流側へ倒していき、この支持体に近接する堰に接触させた直線である、塗布装置。

ここで、塗布装置の「上流側」とは、塗布装置をウェブの搬送ラインに設置したときに、ウェブが搬送されて来る方向に向けられる側である。塗布装置の「下流側」とは、塗布装置をウェブの搬送ラインに設置したときに、ウェブが搬送されて行く方向に向けられる側である。

また、上記課題を解決する本発明の塗布方法は以下のとおりである。
本発明の塗布装置を用い、前記容器に前記塗液導入口から塗液を供給しつつ、この塗液に前記塗工バーを浸し、所定の速度で上流側から下流側へ搬送されるウェブに前記塗工バーを押し当て、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。

また、本発明の塗膜つき樹脂フィルムの製造方法は以下のとおりである。
押出機によりポリマーを押し出し、このポリマーをシート状に成形して樹脂フィルムとする工程において、本発明の塗布方法で前記樹脂フィルムの表面に塗液を塗布して塗膜を形成する、塗膜つき樹脂フィルムの製造方法。

また、本発明の別形態の塗膜つき樹脂フィルムの製造方法は以下のとおりである。
巻出機で樹脂フィルムを巻き出し、この巻き出された樹脂フィルムの表面に本発明の塗布方法で塗液を塗布して塗膜を形成し、この塗膜が形成された樹脂フィルムを巻取機で巻き取る、塗膜つき樹脂フィルムの製造方法。

本発明の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、塗布装置内に充填されている塗液に気泡が混入した場合でも、その気泡が塗工バーに巻き込まれることを防止し、漏えいする塗液と共に塗布装置外へ排出させることで、気泡起因の塗布欠点発生を抑制することができる。

さらに、本発明の好ましい塗布装置および塗布方法によれば、液面の脈動を効果的に防止することで塗布部分での気泡の噛み込みを防止し、気泡起因の塗布欠点発生を抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態の概略断面図である。図２は、図１をＺ方向から見た上面図である。図３は、図１の拡大図である。図４は、図２をＷ方向から見た側面図である。図５は、本発明の別の実施形態を示した概略断面図である。図６は、図１の拡大図である。図７は、直線Ｌ２が塗工バーと交差する実施形態の塗工バー付近の拡大図である。図８は、本発明の別の実施形態を示した概略断面図である。図９は、特許文献３の塗布装置の塗工バー付近の拡大図である。図１０は、塗工バー表面の概略図である。図１１は、特許文献４の塗布装置の塗工バー付近の拡大図である。図１２は、ウェブの製造工程の一形態を示した概略図である。図１３は、図１２のウェブの製造工程においてインラインで塗布を行う際の工程を示した概略図である。図１４は、本発明の別の実施形態の概略断面図である。

以下、本発明の実施形態の例を、図面を参照しながら説明する。

[塗布装置、塗布方法]
まず、本実施形態の装置構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態の概略断面図、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３０を有する容器３１と、塗液３２に浸された塗工バー１と、塗工バー１を下方から支持するための回転可能な支持体２とを有している。支持体２は、塗工バー１の軸中心１２に対してウェブ８の搬送方向上流側に軸中心１３ａを持ち、塗工バー１を上流側の下方から支持する支持体２ａと、塗工バー１の軸中心１２に対してウェブ８の搬送方向下流側に軸中心１３ｂを持ち、塗工バー１を下流側の下方から支持する支持体２ｂとで構成されている（符号１２、１３ａ、１３ｂは図３に図示）。容器３１の上部には、塗工バー１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３３および下流側上端部３４がある。上流側上端部３３と下流側上端部３４により容器３１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１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いる。上流側上端部３３と塗工バー１とで第１の間隙３５、下流側上端部３４と塗工バー１とで第２の間隙３６を形成している。支持体２ｂの外周面に近接する堰３７が容器３１の底面に設置されている。

塗工バー１は両端部で軸受け等（図示せず）により回転自在に支持されている。また、塗工バー１は、図２に示すとおり、塗工バー１の長手方向に沿って間欠的に複数配置された回転可能な支持体２により下方から外接支持されている。塗工バー１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１を支えている支持体２も塗工バー１により従動回転する。

次に、本実施形態の塗液の流れについて説明する。図１に示すように、塗液３２は塗液導入口３０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１によってかきあげられることでウェブ８に塗布される。残りの塗液３２は、第１の間隙３５、第２の間隙３６、および容器側面と塗工バー１との隙間３８（図４に斜線で図示）など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や脱泡手段を介して容器に供給してもよい。また、容器への塗液の供給は容器内の数箇所から供給してもよい。

塗液が漏洩する部分である、第１の間隙３５、第２の間隙３６（共に図１に図示）、容器側面と塗工バー１との隙間３８（図４に図示）は小さい方が好ましい。第１の間隙３５は３ｍｍ以下、第２の間隙３６は２ｍｍ以下が好適である。

[堰]
図５に示すように、堰３７は支持体２ｂの外周面に沿うように設置されていてもよい。また、図３に示すように、堰３７は、支持体２ｂの軸中心１３ｂから延びて堰３７に接する直線をＬ１、Ｌ１と堰３７との接点のうち支持体２ｂの軸中心に最も近い点をＡ、Ｌ１と支持体２ｂの外周面との交点をＢとすると、線分ＡＢの中点を通り、直線Ｌ１および支持体２ｂの軸方向のそれぞれと垂直な直線Ｌ２が前記塗工バーと交差しないように設置されるのが好ましい。ここで、直線Ｌ１は、支持体２ｂの軸中心１３ｂから鉛直方向上側に延びた直線を、この軸中心１３ｂを支点として下流側へ倒していき、堰３７に接触させた直線である。このようにすることで、塗液中に気泡が混入しても、それらがウェブ８に塗布されることを防止できる。これについて図６および図７を用いて説明する。

図６は図１の拡大図、図７はＬ２が塗工バーに交差する実施形態の塗工バー付近の拡大図である。図６で示すように、本実施形態では堰３７と支持体２ｂによって形成された流路の終端部から放出された気泡４４が容器内を流れ、塗工バー１の溝に補足されることなく液面４１から装置外へ流れ出る。しかし、図７のように、Ｌ２が塗工バー１と交差する場合、堰３７と支持体２ｂによって形成された流路の終端部から放出された気泡４４は塗工バー１に向かって流れ、随伴流５に巻き込まれて接点７で塗工バー１の溝に補足される。補足された気泡４４は塗工バー１の回転によって塗布面まで到達してウェブ表面に塗布される。その結果、ウェブに塗布抜け状の欠点が発生することがある。

支持体２ｂの軸中心１３ｂを通る鉛直線５０（図１に図示）よりもウェブ８の搬送方向下流側において、堰３７と支持体２ｂの外周面との間隙が少なくとも一部分で２ｍｍ以下であることが好ましい。ここで、「鉛直線５０よりも下流側」には鉛直線５０も含むものとする。また、製品の用途等により堰３７の磨耗屑が塗膜に混入しても問題にならない場合は、堰３７を支持体２ｂに接触させてもよい。このようにすることで、図１に示すように、支持体２ｂの回転により発生する随伴流４０を堰３７で堰き止め、液面４１の脈動を防止することができる。なお、間隙が大きすぎると随伴流を堰き止める効果が小さくなる場合がある。また、間隙が２ｍｍ以下となる位置が鉛直線５０よりウェブ８の搬送方向上流側にはあるが搬送方向下流側に無ければ、鉛直線５０より下流側において、支持体２ｂの外周面で随伴流が再び発生し、液面４１が脈動する場合がある。なお、堰３７と支持体２ｂの外周面との間隙が２ｍｍ以下となる位置が鉛直線５０よりも下流側にありさえすれば、鉛直線５０よりも上流側に間隙が２ｍｍ以下となる位置があってもよい。また、堰３７を支持体２ｂに接触させたくない場合は、間隙を０．１ｍｍ以上にするのが好ましい。間隙が０．１ｍｍ以上であると、支持体２ｂ表層のゴム等が塗液で膨潤しても、堰３７と支持体２ｂとの接触を防止できる。

堰３７はウェブ幅方向に複数ある支持体２ｂの少なくとも１つに近接して設置すればよい。ウェブの幅方向端部などは最終的に製品として使用されないことがあり、このような部分では塗布抜け状の欠点が発生しても問題はない場合がある。このような場合は、堰３７を最終的に製品として使用される範囲にある支持体２ｂにのみ近接して設置してもよい。より好ましくは、堰３７を全ての支持体２ｂに近接して設置する。こうすることで、フィルム全幅においてエア噛みによる塗布抜け状の欠点を防止することができる。

堰３７は、図８のように容器３１の側面に設置されていてもよい。この場合、堰３７の下面に気泡や塗液が滞留しないように、堰３７の下面が、容器３１の側面側から支持体側に向かって、水平から上方に傾斜していることが好ましい。

堰３７は塗布装置を構成する容器３１や下流側上端部３４等と一体化していてもよいし、取り外しできるようにボルト等によって固定されていてもよい。ここで一体化とは、例えば溶接等で容器３１に堰３７が取り付けられている場合や、単一の部材を削ることで容器３１と堰３７を成形している場合を意味する。また堰３７は、支持体との間隙を調整できるようになっていてもよい。

堰３７は図２に示すように、ウェブ８の幅方向に間欠的に設置してもよいし、図２の堰３７同士をつなぐようにして、ウェブ８の幅方向に連続的に設置してもよい。図２のように間欠的に設置する場合、支持体２ｂによる随伴流を確実に堰き止めるために、堰３７のウェブ幅方向の長さ４５は、支持体２ｂのウェブ幅方向の長さ４６よりも大きくすることが好ましい。

堰３７は支持体２ａに近接して設置してもよい。液面４１が脈動する原因となる随伴流は、主にフィルム搬送方向下流側の支持体２ｂによって発生するため、支持体２ｂに近接して堰３７を設置することが効果的であるが、フィルム搬送方向上流側の支持体２ａにも近接して設置することで、液面４１の脈動をより小さく抑えることができる。堰３７を支持体２ａに近接して設置する場合も、これまで説明してきたように、支持体２ｂに近接して設置する場合と同様に設置すればよい。

[塗工バー]
塗工バー１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、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１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１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１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り、小さいと塗工バー１の撓みが大きくなるため、１０〜２０ｍｍが好ましい。また、本実施形態では、塗工バー１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。駆動装置によって回転させる場合、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よい。また、図１に図示した、塗工バー１に対する巻き付け角度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、逆に大きすぎると塗工バー１や支持体２への荷重が増え、塗工バー１の撓みが大きくなったり、支持体２が磨耗することがあるため、２〜１０度の範囲にすることが好ましい。

[支持体]
支持体２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よい。また、支持体２は、塗工バー１の摩耗を軽減するため、表層に塗工バー１より硬度が低い材料を用いることが好ましい。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できる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２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。

塗工バー１を安定保持するために、本実施形態のように、支持体２はウェブ８の搬送方向に対して、塗工バー１の上流側および下流側の両側に配置することが好ましい。また、対向する支持体２が干渉しないように、塗工バー１の長手方向に少しずらして配置してもよい。また、ウェブ８の搬送方向に対して塗工バー１の上流側に配置された支持体２ａの軸中心１３ａと塗工バー１の軸中心１２とを結ぶ線が、鉛直方向となす角度をβ１（図１に図示）、ウェブ８の搬送方向に対して塗工バー１の下流側に配置された支持体２ｂの軸中心１３ｂと塗工バー１の軸中心１２とを結ぶ線が、鉛直方向となす角度をβ２（図１に図示）とすると、β１とβ２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８の振動により塗工バー１が振動し、塗布欠点が発生することがある。

支持体２の回転に振動やムラがあると、それらが塗工バー１に伝わって塗布欠点が生じやすいため、支持体２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２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２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２の軸方向の長さは３〜２５ｍｍのものが好ましい。

塗工バー１の長手方向に沿って配置された支持体２の配置間隔は、大きすぎると塗工バー１の撓みが大きくなるため、小さいことが好ましい。目安として、塗工バー１の撓みが１０μｍ以下となるように配置するとよい。撓み量は、ウェブ８の走行方向にかかる張力と塗工バー１に対するウェブ８の巻き付け角度αから算出されるウェブ８の面外方向への反力を塗工バー１にかかる等分布加重とし、支持体２を支持点とし、塗工バー１の断面二次モーメントおよびヤング率を用いて材料力学の式より求めるとよい。

支持体３７の材質としては、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅等の金属類、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、あるいはゴム等が挙げられる。また形状は板状のものでも、ブロック状のものでもよい。

[上流側上端部、下流側上端部]
図１に図示した上流側上端部３３は、少なくとも一部が開口部側から上流側方向に離れるにつれて水平から下方に１０°以上９０°以下だけ傾斜していることが好ましい。下流側上端部３４は、少なくとも一部が開口部側から下流側方向に離れるにつれて水平から下方に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３５および第２の間隙３６から漏洩した塗液が上流側上端部３３および下流側上端部３４の上面に溜まって塗液が変質したり、塗工バー上流側の液だまり３９を乱して塗布ムラが発生することを防止できる。

[塗液]
塗液の粘度は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、１９９６年
ＪＩＳＺ８８０３の規格に従い測定した値である。測定機としては、例えばレオメータ（レオテック社製ＲＣ２０）を用いることができる。粘度の測定においては、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、送液タンク等の塗液供給手段（図示しない）内の塗液温度で代用するとよい。塗工バーの回転周速は、１５０ｍ／分以下が好ましい。回転周速が速いと、塗布スジが発生しやすくなる。

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。

[塗膜つき樹脂フィルムの製造方法]
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よい。

樹脂フィルムの製造を例として、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１２および図１３を用いて説明する。図１２は樹脂フィルムの製造工程の一形態を示した概略図、図１３は図１２の樹脂フィルムの製造工程において、インラインで塗布を行う際の工程の概略図である。図１２に示す樹脂フィルムの製造工程は、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を有している。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、ポリマーはシート状に成形される。形成された樹脂フィルムは縦延伸機２０３、横延伸機２０４により縦横に延伸される。延伸された樹脂フィルムは巻取りロール２０５によって連続的に巻き取られる。製造中の樹脂フィルムにインラインで塗布を行なう際は、図１３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、縦延伸された後の樹脂フィルムに塗布を行なう。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よい。

製造した樹脂フィルムにオフラインで塗布を行う際は、巻き取られた樹脂フィルムを巻出機で一旦巻き出し、再び巻取機で巻き取る途中に塗布装置を設置し、樹脂フィルムに塗布を行う。

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℃で十分に真空乾燥させた。真空乾燥させたチップを図１３の押出機２００に供給して２８５℃で溶融させた。溶融したポリマーを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７０ｍ／分で走行するこの樹脂フィルムの下面に塗液３２を塗布した。続いて横延伸機２０４において、塗液３２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３２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った。このようにして、片面に塗液３２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３２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質量部に対し、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質量％と水９０質量％の混合溶媒で希釈した液）を５質量部、平均粒径が０．１μｍのコロイダルシリカ粒子を１質量部添加した混合液とした。この塗液３２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３１へ供給した。塗液導入口３０は１箇所とし、図１および図２のように容器３１に設置した。塗工バー１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２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を２ｍｍの厚みで施した。８個の支持体２を塗工バー１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と下流側に千鳥状に配置した。図１に示した角度β１、β２は共に１５度になるように配置した。支持体２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１は支持体２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。第１の間隙３５、第２の間隙３６はそれぞれ３ｍｍ、２ｍｍとした。第１の間隙３５、第２の間隙３６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３８（図４に図示）のみとし、隙間３８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３３および下流側上端部３４として厚みが１ｍｍのアクリル板を用いた。上流側上端部３３は開口部側から上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。下流側上端部３４も開口部側から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。

堰３７としては、ＳＵＳ３０４製の板状のものを用いた。堰３７を図１のように支持体２ｂのフィルム搬送方向下流側に、間隙４２が３ｍｍとなるように設置した。堰３７は、図３に示すようにその高さが支持体２ｂの軸中心１３ｂと同じになるように設置し、フィルム幅方向については図２に示すように間欠的に設置した。堰３７のフィルム搬送方向の長さは５ｍｍ、フィルム幅方向の長さ（図２の４５）は２０ｍｍとし、支持体２ｂの軸方向両端面から３ｍｍずつはみ出すように設置した（図２の５１、５２をそれぞれ３ｍｍとした）。

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３ｍ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できる。さらに、塗布時に懐中電灯を下流側上端部３４付近にあてて、樹脂フィルムの搬送方向下流側の液面４１の脈動の有無を目視で確認した。

本装置で塗布を行った結果、樹脂フィルムの搬送方向下流側の液面４１の脈動は見られなかった。塗布抜け欠点は３．８個／ｍ^２と少量であり、製品として出荷できる品質であった。

［実施例２］
堰と支持体との間隙４２を２ｍｍとしたこと以外は実施例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４１の脈動は見られなかった。塗布抜け欠点は１．７個／ｍ^２と少量であり、製品として出荷できる品質であった。

［実施例３］
堰３７を図１４に示すように支持体２ｂの真下に設置し、支持体２ｂとの間隙４２を２ｍｍとしたこと以外は実施例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４１の脈動は見られなかった。塗布抜け欠点は４．７個／ｍ^２であり、製品として出荷できる品質であった。

［実施例４］
実施例１において、堰を支持体２ｂではなく支持体２ａのフィルム搬送方向下流側に同様に設置して塗布を行った。その結果、樹脂フィルムの搬送方向下流側の液面４１の脈動は実施例１に比べて若干悪化したものの、塗布抜け欠点は４．５個／ｍ^２と少量であり、製品として出荷できる品質であった。

［実施例５］
実施例１において、フィルム幅方向両端部の堰を取り外して塗布を行った。その結果、樹脂フィルムの搬送方向下流側の液面４１の脈動は、堰を外した両端部のコロにおいて発生した。採取したサンプルを検査した結果、幅５３７５ｍｍのサンプルにおいて、両端１１５ｍｍの部分は塗布抜け欠点が１８．３個／ｍ^２と多かったが、それ以外の部分は４．０個／ｍ^２と少量であり、両端１１５ｍｍ以外の部分は製品として出荷することができた。

［比較例１］
堰として、図７に示すような堰を用いた以外は実施例１と同様にして塗布を行った。この堰は、実施例１の堰に、支持体２ｂの軸中心１３ｂを通る水平線から、支持体２ｂの回転方向になす角度β３の区間内において、支持体２ｂの外周面に沿うような形状で近接配置させる部分を追加したものである。この時β３は４５度とし、β３の区間において、支持体と堰の間隙は２ｍｍとした。その結果、樹脂フィルムの搬送方向下流側の液面４１の脈動は見られなかったが、塗布抜け欠点は７．０個／ｍ^２発生し、製品として出荷できない品質であった。

［比較例２］
堰３７は設けず、特許文献３に開示されている弾性ブレードを図９のように設置した以外は実施例１と同様にして塗布を行った。弾性ブレード１１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３４の下面に片端を固定し、下流側上端部３４の先端から塗工バー１側に突き出すように設置した。その突き出した部分の長さ（塗工バーの長手方法と直交する方向の長さ）は３ｍｍとなるようにし、弾性ブレードの塗工バー側の端部を、図９に示すように、弾性ブレードの上面側が塗工バー１に接するようにして、塗工バー１に押付けた。弾性ブレードのフィルム幅方向の長さは、容器のフィルム幅方向の内寸と同じとし、容器の全幅にわたって延在するように設置した。

本装置を用いて塗布を行った結果、樹脂フィルムの搬送方向下流側の液面４１の脈動は見られなかったが、塗布後のサンプルに塗布抜け欠点は８．０個／ｍ^２発見され、製品として出荷できない品質であった。

［比較例３］
堰３７は設けず、特許文献４に開示されている堰を図１１のように設置した以外は実施例１と同様にして塗布を行った。塗工バー１と堰３先端との間隙は１ｍｍとし、堰３が水平線となす傾斜角は１５度、支持体２の外周面と堰３表面との最短距離は３ｍｍとした。堰３は厚みが０．５ｍｍのステンレス板を用い、容器の長手方向全幅に渡って延在するように設置した。

本装置を用いて塗布を行った結果、樹脂フィルムの搬送方向下流側の液面４１の脈動は見られなかったが、塗布後のサンプルに塗布抜け欠点は８．３個／ｍ^２発見され、製品として出荷できない品質であった。

［比較例４］
堰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４１が実施例１と比較して脈動し、塗布後のサンプルに塗布抜け欠点は１９．１個／ｍ^２発見され、製品として出荷できない品質であった。

１塗工バー
２支持体
２ａ上流側支持体
２ｂ下流側支持体
３堰
４随伴流
５塗工バーの随伴流
６気泡
７塗工バーと支持体の接点
８ウェブ
９ロッド
１０ワイヤー
１１弾性ブレード
１２塗工バーの軸中心
１３支持体の軸中心
１３ａ上流側支持体の軸中心
１３ｂ下流側支持体の軸中心
３０塗液導入口
３１容器
３２塗液
３３上流側上端部
３４下流側上端部
３５第１の間隙
３６第２の間隙
３７堰
３８容器側面と塗工バーとの隙間
３９液だまり
４０随伴流
４１液面
４２堰と支持体との間隙
４３塗液の流れ
４４気泡
４５堰のウェブ幅方向の長さ
４６支持体のウェブ幅方向の長さ
５０鉛直線
５１支持体と堰の長さの差
５２支持体と堰の長さの差
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
ａウェブと塗工バーの接点
ＡＬ１と堰との接点
ＢＬ１と支持体外周面との接点
Ｌ１堰の終端部と支持体との軸中心を結んだ線
Ｌ２接点Ａと接点Ｂの中心から引いたＬ１に垂直な線
α 巻き付け角
β１支持体の設置角度
β２支持体の設置角度
β３堰先端と軸中心とを結ぶ線が水平線となす角度

Claims

塗液導入口を有する容器と、
前記容器の上部に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の先端と前記下流側上端部の先端とに挟まれるように設けられ、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対配置され、前記容器内で塗工バーを下方から支持する回転可能な支持体と、
少なくとも１つの前記支持体の外周面に近接する堰と、を有し、
前記支持体の軸中心から延びてこの支持体に近接する堰に接する直線をＬ１、Ｌ１と堰との接点のうち支持体の軸中心に最も近い点をＡ、およびＬ１と支持体の外周面との交点をＢとすると、線分ＡＢの中点を通り直線Ｌ１および支持体の軸方向のそれぞれと垂直な直線Ｌ２が前記塗工バーと交差せず、
前記直線Ｌ１は、前記支持体の軸中心から鉛直方向上側に延びた直線を、この軸中心を支点として下流側へ倒していき、この支持体に近接する堰に接触させた直線である、塗布装置。
前記支持体の軸中心を通る鉛直線よりも下流側において、この支持体に近接する前記堰とこの支持体の外周面との間隙が少なくとも一部分で２ｍｍ以下である、請求項１の塗布装置。
前記堰が、前記塗工バーを下流側の下方から支持する支持体の少なくとも１つに近接して設置されている、請求項１または２の塗布装置。
前記堰が、前記塗工バーを下流側の下方から支持する支持体の全てに近接して設置されている、請求項３の塗布装置。
請求項１〜４のいずれかの塗布装置を用い、前記容器に前記塗液導入口から塗液を供給しつつ、この塗液に前記塗工バーを浸し、所定の速度で上流側から下流側へ搬送されるウェブに前記塗工バーを押し当て、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。
押出機によりポリマーを押し出し、このポリマーをシート状に成形して樹脂フィルムとする工程において、請求項５の塗布方法で前記樹脂フィルムの表面に塗液を塗布して塗膜を形成する、塗膜つき樹脂フィルムの製造方法。
巻出機で樹脂フィルムを巻き出し、この巻き出された樹脂フィルムの表面に請求項５の塗布方法で塗液を塗布して塗膜を形成し、この塗膜が形成された樹脂フィルムを巻取機で巻き取る、塗膜つき樹脂フィルムの製造方法。