JPH09314038A - 塗膜の製造方法 - Google Patents
塗膜の製造方法Info
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Abstract
ことが可能で生産性が高く、膜厚の均一性が高い超薄膜
を形成することができる塗膜の製造方法を提供する。 【解決手段】乾燥膜厚0.005〜1μmの塗膜を製造
するにあたり、グラビアロールを用いて、固形分の濃度
が0.05〜40重量%であるコーティング液を支持体
に連続的にコーティングすることを特徴とする塗膜の製
造方法。
Description
ルム等の支持体に超薄膜の塗膜を連続的に形成する方法
に関する。
ーティングを支持体に施すと、支持体に種々の機能を付
与することができる。例えばプラスチックフィルム等の
支持体上に反射防止膜として固形分をコーティングし乾
燥膜厚0.1μm程度の塗膜を設けることにより、支持
体の表面反射率を減少させることが可能である。
ング法、化学反応法(CVT)、プラズマ重合法、浸漬
法、スピンコート法、LB膜法等で行われている。この
うち真空コーティング法、CVT、プラズマ重合法は固
形分を気化させた後支持体にコーティングを行う。従っ
てコーティングを閉鎖系の中で行わなければならず、大
面積の支持体のコーティングが困難であり生産性も低
い。一方浸漬法、スピンコート法、LB膜法はコーティ
ングを開放系で行うことができるが、大面積の支持体の
コーティングを行うことが困難であり、また連続生産が
不可能で生産性が低い。
産性も高いコーティング方法としてロールコーティング
法、グラビアコーティング法等の方法が知られている。
しかしながら、従来これらの方法が超薄膜のコーティン
グの工業的製造に応用されたことは無い。
積の支持体に連続的なコーティングを行うことが可能で
生産性が高く、膜厚の均一性が高い超薄膜を形成するこ
とができる塗膜の製造方法を提供することにある。
厚0.005〜1μmの塗膜を製造するにあたり、グラ
ビアロールを用いて、固形分の濃度が0.05〜40重
量%であるコーティング液を支持体に連続的にコーティ
ングすることを特徴とする塗膜の製造方法が提供され
る。
燥膜厚0.005〜1μmの塗膜を製造するにあたり、
グラビアロールを用いて、固形分の濃度が0.05〜4
0重量%であるコーティング液を支持体に連続的にコー
ティングする。
とは、後述する液状成分の蒸発後、又は重合性単量体を
含む固形分を含んだコーティング液を用いてコーティン
グを行った場合は液状成分の蒸発及び重合の終了後の膜
厚をいう。本発明の塗膜の製造方法によって得られる塗
膜の乾燥膜厚は、0.005〜1μmである。乾燥塗膜
のばらつきは特に限定されないが、その標準偏差が膜厚
の平均値の25%以内であることが、工業的に優良な製
品を得る上で好ましい。
ィング液は、特に限定されないが、溶液、分散液、コロ
イド溶液(ゾル)、又はこれらが混在した状態等の状態
をとることができる。これらの場合、それぞれの溶質、
分散質又はコロイドが固形分に相当し、また溶媒又は分
散媒が液状成分に相当する。コーティング液中の固形分
の濃度は、0.05〜40重量%、好ましくは0.1〜
20重量%である。固形分の濃度を0.05重量%以上
とすることにより液状成分の蒸発を容易とすることがで
き、また40重量%以下とすることにより塗膜の乾燥膜
厚を均一にすることができる。
合性単量体を含むもの、重合体を含むもの、あるいは重
合性単量体又は重合体と無機化合物とを含むもの等を好
ましく挙げることができる。
官能重合性単量体のいずれであってもよく、(メタ)ア
クリル酸及びそれらのアルキルエステル;フマル酸、マ
レイン酸、シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、テ
トラヒドロフタル酸等の不飽和多塩基酸及びそれらのア
ルキルエステル;脂肪酸のビニルエステル;スチレン
類;ビニルアルキルエーテル;ビニルアルキルケトン類
等を好ましく挙げることができる。より具体的には例え
ば(メタ)アクリル酸メチル、1,6−ヘキサンジオー
ルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘ
キサ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸−2−
(ペルフルオロオクチル)エチル、ジ(メタ)アクリル
酸−ペルフルオロオクチルメチルエチレングリコール、
テトラ(メタ)アクリル酸−4,4,5,5−テトラフ
ルオロオクタン−1,2,7,8−テトラオール、フマ
ル酸ジイソプロピル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸アリール、ド
デシルビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニ
ルエーテル、ビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン
等を好ましく挙げることができる。
る場合、併せて重合開始剤を固形分に添加することがで
きる。重合開始剤は、使用する重合性単量体に応じて適
宜選択できるが、例えばアゾビスイソブチロニトリル、
アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスバレ
ロニトリル等のアゾ系のラジカル重合開始剤、過酸化ベ
ンゾイル、tert−ブチルヒドロパーオキシド、クメ
ンヒドロパーオキシド、ジアシルパーオキシド等の有機
過酸化物系のラジカル重合開始剤、さらにベンゾイン、
ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテ
ル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン系
化合物、ベンゾフェノン、アセトフェノン、ミヒラーズ
ケトン等のカルボニル化合物、アゾビスイソブチロニト
リル、アゾジベンゾベンゾイル等のアゾ化合物、α−ジ
ケトンと三級アミンとの混合物等の光重合開始剤等が使
用できる。前記重合開始剤の使用量は、重合性単量体に
対して0.01〜10重量%であることが好ましい。
記単官能重合性単量体の単独重合体又は共重合体等を好
ましく挙げることができる。単独重合体としては具体的
には例えばポリ((メタ)アクリル酸メチル)、ポリ
((メタ)アクリル酸−2−(ペルフルオロオクチル)
エチル)、ポリ(フマル酸ジイソプロピル)、ポリ酢酸
ビニル、ポリプロピオン酸ビニル、ポリスチレン、ポリ
(α−メチルスチレン)、ポリ酢酸アリール、ポリドデ
シルビニルエーテル、ポリビニルメチルケトン、ポリビ
ニルエチルケトン等を好ましく挙げることができる。
化物、金属硫化物、金属ハロゲン化物、ケイ素化合物等
を好ましく挙げることができ、具体的には酸化亜鉛、酸
化チタン、フッ化マグネシウム、シリカゲル等の微粒子
等を好ましく挙げることができる。
固形分に対する含有割合は、特に限定されない。固形分
の全てを重合性単量体、重合体又は無機化合物が占めて
もよく、またスリップ剤、レベリング剤、脱泡剤、界面
活性剤、色分れ防止剤、染料、顔料、紫外線吸収剤、酸
化防止剤、重合禁止剤、金属フィラー等の添加剤を配合
することができる。配合割合は各々の添加剤に応じて調
整される。
限定されず、固形分の溶解性又は分散性、支持体に対す
る濡れ性、コーティングの際の蒸発等を考慮して選択す
ることができる。具体的には例えばヘキサン、トルエ
ン、キシレン、ベンゾトリフルオリド、ジイソプロピル
エーテル、ジクロロエタン、メチルエチルケトン、酢酸
ブチル、イソプロピルアルコール、ブタノール等を挙げ
ることができる。
液をコーティングする支持体としては、グラビアコーテ
ィングが可能な材料である限り特に限定されないが、プ
ラスチックフィルム、あるいは樹脂がコーティングされ
た紙等を用いることができる。プラスチックフィルムと
しては具体的には例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリ
レート、ポリスチレン、ポリカーボネート、トリアセチ
ルセルロース、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリエー
テルスルホン、ポリエーテル−エーテルケトン、ポリ酢
酸ビニル等のフィルムを挙げることができる。
ィング液を支持体に連続的にコーティングする際のコー
ティング方法としては、グラビアロールを用いたコーテ
ィング方法である限り特に限定されず、グラビアロール
で直接コーティング液を支持体にコーティングするダイ
レクト方式、グラビアロールと支持体との間にオフセッ
トロールを配置するオフセット方式等の方法をとること
ができる。
ては、特に限定されないが、メッシュ10〜300/c
m、深さ5〜500μmのものを好ましく使用すること
ができる。メッシュ300/cm以下、深さ5μm以上
とすることにより、塗膜の湿潤膜厚が薄くなり過ぎるこ
とを避け塗膜形成を容易にすることができ、またコーテ
ィング液の供給不足による塗膜の欠陥の発生を避けるこ
とができる。またメッシュ10/cm以上、深さ500
μm以下とすることにより、コーティング液の過剰供給
を防ぎ、グラビアロール又はオフセットロールと支持体
との間にコーティング液の液溜りが生じることを防ぎ、
塗面の均一性を高めると共に液状成分の蒸発を容易にす
ることができる。しかしながら、メッシュ及び深さが前
記規定の範囲外であっても、許容しうる本発明の効果を
得ることができる。
定されず、ピラミッド型、格子型、斜線型等いずれの形
状のセルを有するグラビアロールでも使用することがで
きる。
転方法はコーティング方向に対して正回転、逆回転のい
ずれであってもよい。支持体のコーティング速度に対す
るグラビアロールの回転速度の比は0.001〜500
であることが好ましい。速度比を0.001以上とする
ことにより塗膜の湿潤膜厚が薄くなり過ぎることを避け
ることができ、またコーティング液の供給不足による塗
膜の欠陥の発生を避けることができる。速度比を500
以下とすることによりコーティング液の過剰供給を防
ぎ、グラビアロール又はオフセットロールと支持体との
間にコーティング液の液溜りが生じることを防ぎ、塗面
の均一性を高めると共に液状成分の蒸発を容易にするこ
とができる。しかしながら、速度比が前記規定の範囲外
であっても、許容しうる本発明の効果を得ることができ
る。
膜厚即ち湿潤膜厚は、0.025〜1000μmである
ことが好ましい。湿潤膜厚を0.025以上とすること
により、均一な塗膜の形成が著しく困難となることを防
ぐことができ、また1000μm以下とすることによ
り、溶媒の蒸発を容易とすることができる。本発明の塗
膜の製造方法では、適当なグラビアロールを選択し、コ
ーティングの条件を適宜調節して湿潤膜厚を調節するこ
とにより、得られる塗膜の乾燥膜厚を容易に調節するこ
とができる。
ーティングを行った直後から塗膜中の液状成分の蒸発が
始まるので、湿潤塗膜の膜厚を直接測定することは困難
であるが、乾燥塗膜の膜厚及びコーティング液の体積変
化から間接的に算出することができる。コーティング液
の体積変化は、コーティング液をシャーレ等の容器にと
り、乾燥前後の体積を測定することにより求められる。
また、コーティングに使用したコーティング液の量及び
コーティングの面積からも、湿潤塗膜の膜厚を算出する
ことができる。
体を含む固形分を含んだコーティング液を用いた場合、
コーティングを行った後重合性単量体の重合を行うこと
ができる。重合方法としては、紫外線、電子線等の活性
エネルギー線の照射、あるいは加熱等の方法が挙げられ
る。
グを行った後液状成分を蒸発させるために乾燥を行うこ
とができる。乾燥方法としては、特に限定されず、乾燥
炉内で室温又はそれ以上の温度の空気や窒素等の気体を
吹き付ける方法等で行なうことができる。液状成分の乾
燥は、固形分に重合性単量体が含まれる場合は重合硬化
を行なう前に、重合性単量体が含まれない場合は巻取り
を行なう前に、それぞれ行なうことが好ましい。使用す
る液状成分によっては、コーティング直後速やかに蒸発
するので、特に乾燥の工程を設けなくてもよい場合があ
る。また、重合性単量体を含む固形分を含んだコーティ
ング液を用いた場合、前記重合の工程と乾燥の工程とを
同時に行うこともできる。
ロールを用いて特定のコーティング液を支持体に連続的
にコーティングするので、大面積の支持体へのコーティ
ングが可能で、乾燥膜厚1μm以下の超薄膜を連続的に
製造することができ、生産性が高い。また、本発明の塗
膜の製造方法では、膜厚の均一性が高く、工業的に有用
な超薄膜が得られる。さらに、適当なグラビアロールを
選択し、コーティングの条件を適宜調節することによ
り、得られる超薄膜の乾燥膜厚を容易に調節することが
できる。
本発明はこれらに限定されるものではない。
(ペルフルオロオクチル)メチルエチレングリコール4
00g、液状成分としてトリフルオロメチルベンゼン4
600gを混合し、固形分濃度8重量%のコーティング
液Aを調製した。
−(ペルフルオロオクチル)エチル)100g、液状成
分としてトリフルオロメチルベンゼン4900gを混合
し、固形分濃度2重量%のコーティング液Bを調製し
た。
プロパントリアクリレート178g、重合開始剤として
「DAROCUR 1116」(商品名、メルク社製、
アセトフェノン系化合物)2g、無機化合物「XBA−
ST シリカゾル」(商品名、日産化学社製)600g
(600g中、固形分としてコロイダルシリカ180
g:液状成分としてキシレン、n−ブタノールがそれぞ
れ270g、150g)、液状成分としてトルエン45
80gを混合し固形分濃度6.72重量%のコーティン
グ液Cを調製した。
(ペルフルオロオクチル)メチルエチレングリコール2
500g、液状成分としてトリフルオロメチルベンゼン
2500gを混合し、固形分濃度50重量%のコーティ
ング液Dを調製した。
−(ペルフルオロオクチル)エチル)0.5g、液状成
分としてトリフルオロメチルベンゼン4999.5gを
混合し、固形分濃度0.01重量%のコーティング液E
を調製した。
いて、PETフィルムの支持体に次の条件でコーティン
グを行った。グラビアロールコーターとして「マイクロ
グラビアコーター」(商品名、康井精機社製)を、グラ
ビアロールとして「マイクログラビアローラー」(商品
名、康井精機社製、メッシュ110/cm、深さ70μ
m)を使用した。コーティング速度を20m/分、マイ
クログラビアロールをコーティング方向に対して逆方向
に回転速度10m/分でコーティングを行った。コーテ
ィング直後に重合性単量体を重合させるために、電子線
照射器(岩崎電気社製)により加速器電圧125kV、
ビーム電流60mAで吸収線量20Mradの電子線を
照射し反射防止膜Fを得た。得られた反射防止膜F及び
コーティングに使用したコーティング液Aについて、評
価試験として以下の各種試験を行った。
(株)製 U−best35)により測定した。但し塗
布面を測定面とし裏面は反射を遮るためサンドペーパー
で荒らして測定した。結果を図1に示す。また分光反射
率の最小値rm(%)、rmを示す波長(光学膜厚)λm
(μm)を表1に示す。
れ液状成分を蒸発させた後、電子線照射器により加速電
圧175kV、ビーム電流5mAで吸収線量5Mrad
の電子線を照射した。得られた固形分の乾燥膜厚を測定
し、(コーティング液/固形分)の体積比:vw/vdを
算出した。結果を表1に示す。
折率n2をそれぞれアッベ屈折計(アタゴ株式会社製)
を用いて測定した。結果を表1に示す。
標準偏差 反射防止膜については支持体の屈折率がn1、反射防止
膜の屈折率がn2、反射防止膜の膜厚がdであるとき、
下記数式(1)及び(2)が成り立つことが知られてい
る。但しrt、λtはそれぞれ下記数式(1)及び(2)
から理論的に求められる反射率の最小値、光学膜厚であ
る。
した分光反射率の平均が測定される。その結果理論値r
tとは異なる実測値rmが得られ、両者の解離から膜厚の
平均値に対するばらつきの標準偏差σを求めることがで
きる。反射防止膜の膜厚の平均値dAV、ばらつきのdAV
に対する標準偏差σ(%)、及び理論反射率rtを表1
に示す。また理論式から求めた分光反射率を図1に示
す。
等しい。算出したdwを表1に示す。
いてPETフィルムの支持体に次の条件でコーティング
を行った。実施例1と同様のグラビアロールコーターを
用い、グラビアロールとして「マイクログラビアローラ
ー」(康井精機社製、メッシュ90/cm、深さ100
μm)を使用した。コーティング速度を20m/分、マ
イクログラビアロールをコーティング方向に対して逆方
向に回転速度20m/分でコーティングを行い、さらに
長さ2mの乾燥炉内で80℃の温風を吹き付けることで
乾燥を行ない反射防止膜Gを得た。得られた反射防止膜
G及びコーティング液Bについて、実施例1と同様の評
価試験を行った。rm、λm、vw/vd、n1、n2、
dAV、rt、及びdwの測定結果を表1及び図2に示す。
但しvw/vdはコーティング液乾燥後の膜厚をそのま
ま測定した。
いてPETフィルムの支持体に次の条件でコーティング
を行った。実施例1と同様のグラビアロールコーターを
用い、グラビアロールとして「マイクログラビアローラ
ー」(康井精機社製、メッシュ110/cm、深さ70
μm)を使用した。コーティング速度を10m/分、マ
イクログラビアロールをコーティング方向に対して逆方
向に回転速度5m/分でコーティングを行った。コーテ
ィング直後に重合性単量体を重合させるために、紫外線
照射器(岩崎電気社製)により950mJ/cm2の紫
外線を照射し反射防止膜Hを得た。得られた反射防止膜
H及びコーティング液Cについて、実施例1と同様の評
価試験を行った。rm、λm、vw/vd、n1、n2、
dAV、rt、及びdwの測定結果を表1及び図3に示す。
但しvw/vdはコーティング液乾燥後950mJ/cm
2の紫外線を照射した後膜厚を測定した。
いてPETフィルムの支持体に次の条件でコーティング
を行った。実施例1と同様のグラビアロールコーターを
用い、グラビアロールとして「マイクログラビアローラ
ー」(康井精機社製、メッシュ250/cm、深さ13
μm)を使用した。コーティング速度を20m/分、マ
イクログラビアロールをコーティング方向に対して逆方
向に回転速度0.1m/分でコーティングを行った。コ
ーティング直後に重合性単量体を重合させるために、電
子線照射器(岩崎電気社製)により加速器電圧125k
V、ビーム電流60mAで吸収線量20Mradの電子
線を照射し反射防止膜Iを得た。得られた反射防止膜I
及びコーティング液Dについて、実施例1と同様の評価
試験を行った。rm、λm、vw/vd、n1、n2、dAV、
rt、及びdwの測定結果を表1及び図4に示す。但しv
w/vdはコーティング液乾燥後950mJ/cm2の紫
外線を照射した後膜厚を測定した。
いてPETフィルムの支持体に次の条件でコーティング
を行った。実施例1と同様のグラビアロールコーターを
用い、グラビアロールとして「マイクログラビアローラ
ー」(康井精機社製、メッシュ20/cm、深さ300
μm)を使用した。コーティング速度を1m/分、マイ
クログラビアロールをコーティング方向に対して逆方向
に回転速度100m/分でコーティングを行ったが、液
状成分の蒸発が十分に行われず反射防止膜は得られなか
った。コーティングに費やされたコーティング液の体積
と、コーティング面の面積からdwを算出した。結果を
表1に示す。
反射率の実測値と理論値とを示すグラフである。
反射率の実測値と理論値とを示すグラフである。
反射率の実測値と理論値とを示すグラフである。
反射率の実測値と理論値とを示すグラフである。
Claims (10)
- 【請求項1】 乾燥膜厚0.005〜1μmの塗膜を製
造するにあたり、グラビアロールを用いて、固形分の濃
度が0.05〜40重量%であるコーティング液を支持
体に連続的にコーティングすることを特徴とする塗膜の
製造方法。 - 【請求項2】 前記コーティングに際して、前記コーテ
ィング液を湿潤膜厚0.025〜1000μmでコーテ
ィングすることを特徴とする請求項1記載の塗膜の製造
方法。 - 【請求項3】 前記塗膜の乾燥膜厚のばらつきの標準偏
差が、乾燥膜厚の平均値の25%以内である請求項1又
は2記載の塗膜の製造方法。 - 【請求項4】 前記グラビアロールがメッシュ10〜3
00/cm、深さ5〜500μmである請求項1〜3の
いずれか1項記載の塗膜の製造方法。 - 【請求項5】 前記支持体のコーティング速度に対する
前記グラビアロールの回転速度の比が0.001〜50
0である請求項1〜4のいずれか1項記載の塗膜の製造
方法。 - 【請求項6】 前記コーティング液中の固形分が重合性
単量体を含む組成物である請求項1〜5のいずれか1項
記載の塗膜の製造方法。 - 【請求項7】 前記コーティング液中の固形分が重合体
を含む組成物である請求項1〜5のいずれか1項記載の
塗膜の製造方法。 - 【請求項8】 前記コーティング液中の固形分がさらに
無機化合物を含む請求項6又は7記載の塗膜の製造方
法。 - 【請求項9】 前記コーティング液をコーティングした
後前記コーティング液中の液状成分の乾燥及び重合性単
量体の重合を行う請求項6又は8記載の塗膜の製造方
法。 - 【請求項10】 前記コーティング液をコーティングし
た後前記コーティング液中の液状成分の乾燥を行う請求
項7又は8記載の塗膜の製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13544996A JP3757467B2 (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 反射防止膜の製造方法 |
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Publications (2)
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