JPWO2020066229A1 - フィルム製造方法及びフィルムロール - Google Patents

Abstract

塗膜の厚みむらをより長時間抑制するフィルム製造方法、及びその方法を利用したフィルムロールを提供する。
フィルム製造設備（３０）を用いたフィルム（１２）の製造方法は、出液開始工程と、着液工程と、予備塗布工程と、本塗布工程とを有する。出液開始工程は、スロットダイ（４４）から塗布液（４３）を出し始める。着液工程は、塗布液（４３）を基材（２１）に接触させる。予備塗布工程は、塗布液（４３）を基材（２１）に塗布している状態で上流側ブロックの先端リップを露呈させる。予備塗布工程の後に塗布を継続し、製品部となる積層フィルム（１２）の膜（２２）を形成する。

Description

本発明は、フィルム製造方法及びフィルムロールに関する。

移動する長尺の基材に、スロットダイを用いて塗布液を塗布することにより、積層フィルムを製造する方法が知られている。スロットダイは、基材の移動方向における上流側のブロック（以下、上流側ブロックと称する）と下流側のブロック（以下、下流側ブロックと称する）との間のスロットから塗布液を出す塗布ダイである。

スロットダイを用いた塗布で積層フィルム製造する方法として、例えば特許文献１には，スロットダイの形状及び塗布条件を所定の式を満たす条件で行うことが記載されている。この方法では、下流側ブロックの先端リップの表面と基材との間隔を、基材の移動方向における下流側に向かうに従って漸増させた条件下で塗布している。また、塗布の条件を、塗布液の前進接触角と後退接触角とを用いて設定することが記載されている。

前進接触角から後退接触角を減じた接触角ヒステリシスが小さい場合には、液滴の移動性が大きくなることが特許文献２に記載されている。

また、特許文献３には、スロットダイを用いた塗布の終了時において、上流側ブロックに位置しているメニスカスが、上流側に移動し、その後、下流側に移動する態様が記載されている。

特開２００４−２１６２９８号公報 特開２００４−０１７４９７号公報 特開２００７−２３７０７２号公報

しかしながら、スロットダイを用いた塗布方法においては、塗布を継続している間に、塗膜に球状の凸部が形成するようになる。この凸部は、スロットダイの上流側ブロックの先端において、塗布液の塊（ゲル状物等）が生じ、この塊がスロットダイから脱離し、塗膜に入り込んでしまうことで形成される。そこで、塗布を停止し、上流側ブロックの先端を洗浄した後に新たな積層フィルムを製造することになる。このように塗布を停止することから、継続できる塗布時間には限界があり、製造できるフィルムの長さは制限されている。

この点、特許文献１及び３の塗布方法を用いても、上記のように、継続できる塗布時間には限界があり、製造できるフィルムの長さも限界がある。また、特許文献２に記載される手法は、インクジェットプリンタに関するものであり、スロットダイでの塗布に利用したとしても、上記のような塗布時間及び製造できるフィルムの長さの限界を解決できない。

そこで本発明は、塗膜の厚みむらをより長時間抑制するフィルム製造方法及びその方法を利用したフィルムロールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のフィルム製造方法は、出液開始工程と、着液工程と、予備塗布工程と、本塗布工程とを有し、移動する長尺の基材に、基材の移動方向における上流側のブロックと下流側のブロックとの間のスロットから塗布液を出すスロットダイにより塗布液を連続的に塗布することにより、積層フィルムを製造する。出液開始工程は、スロットダイのスロットから塗布液を出し始める。着液工程は、移動中の基材と出液中のスロットダイとの距離を狭めることにより、スロットダイから出ている塗布液を基材に接触させる。予備塗布工程は、塗布液を基材に塗布している状態で、着液工程により塗布液で濡れていた上流側ブロックの先端リップを露呈させる。本塗布工程は、予備塗布工程の後に塗布を継続し、製品部となる積層フィルムの塗膜を形成する。

予備塗布工程は、先端リップに塗布液が液滴として残存している状態に先端リップが露呈した場合には、液滴を落下させる液滴落下工程を有することが好ましい。

予備塗布工程は、第１メニスカス移動工程と、第２メニスカス移動工程とを有することが好ましい。第１メニスカス移動工程は、スロットダイと基材との間の塗布ビードの上流側メニスカスを、基材の移動方向における上流側に移動させることにより、液滴を塗布ビードに一体化させる。第２メニスカス移動工程は、第１メニスカス移動工程の後に、上流側メニスカスを第１メニスカス移動工程前の位置に移動させる。

上流側メニスカスの移動は、塗布ビードの基材の移動方向における上流側の減圧度を変更することと、スロットダイと基材との距離を増減させることと、スロットダイからの塗布液の流量を変更することとのいずれかにより、上流側メニスカスを移動させることが好ましい。

予備塗布工程を、着液工程における塗布液の基材への接触開始から１０秒以内に終了させることが好ましい。

フィルム製造方法は、積層フィルムを巻き芯に巻き取る巻取工程をさらに有し、巻き芯には、予備塗布工程を経た積層フィルムを巻き取った後に、本塗布工程を経た積層フィルムを巻き取ることが好ましい。

本発明のフィルムロールは、巻き芯と、積層フィルムとを備え、積層フィルムは、基材と基材に形成された膜を備え、長尺に形成され、長手方向における一端側から巻き芯に巻かれている。積層フィルムは、積層フィルムの長手方向に延びた突起が膜に形成されているフィルム部を、上記一端側に有する。

本発明のフィルム製造方法によると、塗膜の厚みむらをより長時間抑制することができ、より長尺のフィルムが巻かれたフィルムロールが得られる。

本発明を実施したフィルムロールの説明図である。 積層フィルムの層構造の説明図である。 突起形成部の説明図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の（IIIｂ）−（IIIｂ）線に沿った断面の端面図である。 フィルム製造設備の概略図である。 塗布装置の概略図である。 接触角ヒステリシスの説明図である。 接触角の説明図である。 スロットダイと基材との説明図である。 塗布の説明図である。

図１において、フィルムロール１０は、巻き芯１１と、長尺の積層フィルム（以下、単に「フィルム」と称する）１２とを備える。巻き芯１１は、この例では円筒状に形成されているが、円柱状であっても構わない。

図１において二点破線は巻き芯１１に巻かれた状態のフィルム１２を示し、実線は巻き芯１１に巻かれる前のフィルム１２を示している。フィルム１２は、巻き芯１１が後述のように図１の矢線Ａで示す方向に回転することにより、長手方向における一端１２Ａ側から巻き芯１１に巻かれたロール形態にされる。なお、図１においては、フィルム１２の厚みを大きく誇張して描いてある。

フィルム１２は、製品部１５と、非製品部１６とで構成されている。製品部１５は、例えば光学部材などの製品として使用に供されるフィルム部である。非製品部１６は、例えば光学部材などの製品としては使用しないフィルム部である。ただし非製品部１６は、使用を予定しないフィルム部であってもよく、実際に使用しないフィルム部には限られない。また、製品部１５は、使用を予定するフィルム部であればよく、実際に使用されるフィルム部でなくてもよい。

非製品部１６はフィルム１２の一端１２Ａ側を構成するフィルム部であり、製品部１５は、他端１２Ｂ側を構成するフィルム部である。したがって、非製品部１６はフィルムロール１０の内部に位置し、製品部１５が非製品部１６の外側に位置する。

製品部１５は、フィルム１２の長手方向における大部分を構成しており、長さＬ１５が非製品部１６の長さＬ１６よりも極端に長い。非製品部１６の長さＬ１６は大きくても３００ｍに抑えられていることが好ましく、本例では１００ｍとなっている。非製品部１６の長さＬ１６は２０ｍ以上３００ｍ以下の範囲内であることがより好ましく、２０ｍ以上１００ｍ以下の範囲内であることがさらに好ましい。

非製品部１６は、突起形成部１７と突起非形成部１８とを有する。突起形成部１７は、フィルム１２の長手方向に延びた突起１７Ａがある領域であり、突起非形成部１８にはこのような突起１７Ａは形成されていない。突起形成部１７は、非製品部１６の製品部１５側の端部に、突起非形成部１８よりも極端に短い長さ領域として形成されている。

フィルム１２の長手方向における突起形成部１７の長さＬ１７は３００ｍｍ以上５０００ｍｍ以下の範囲内である。突起１７Ａは、複数形成されている。なお、突起形成部１７は、図１に示すように、一端１２Ａに最も近い突起１７Ａの一端１２Ａ側から、他端１２Ｂに最も近い突起１７Ａの他端１２Ｂまでの領域とする。

突起１７Ａは、巻き芯１１側の第１フィルム面（内向き面）Ｓ１に形成されていてもよいし、巻き芯１１側とは反対側の第２フィルム面（外向き面）Ｓ２に形成されていてもよい。この例では、第１フィルム面Ｓ１に形成してあり、これにより、巻き芯１１の表面と一端１２Ａとの段差の跡、あるいは、巻き芯１１と一端１２Ａとを固定する粘着テープの跡（以下、これらをまとめて端縁跡と称する）などが、巻き回されたフィルム１２に付きにくく、また、付いたとしても、その長手方向における区間が短く抑えられる。

フィルム１２は、製品部１５及び非製品部１６の両方が、基材２１と、基材２１よりも厚みが小さい膜２２とを備える。製品部１５の膜２２は、図２に示すように、膜面が基材２１と同様に平坦な、いわゆる平膜となっている。基材２１の材料は、特に限定されないが、巻き芯１１に巻き取れるに十分な可撓性を備えており、例えば熱可塑性樹脂（ポリマー）が挙げられる。熱可塑性樹脂としては、例えば、セルロースアシレート（例えばセルローストリアセテート、セルロースジアセテート、セルロースアセテートプロピオネートなど）、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレートなど）、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、ポリアミドなどが挙げられる。この例の基材２１は単層構造であるが、基材２１は複層構造であってもよい。複層構造の基材としては、例えば、上記のような熱可塑性樹脂で形成されたフィルム材と、光照射での光異性化により配向した化合物を含有する光配向膜などとを備える基材が挙げられる。基材２１の厚みＴ２１は、特に限定されず、好ましくは５μｍ以上３００μｍ以下の範囲内であり、本例では４０μｍとしている。

膜２２は、基材２１の一方の基材面２１Ａに設けられている。例えば機能性材料を塗布することにより形成した機能膜が挙げられ、機能膜の例は磁性膜、感光膜、光学機能性膜などである。前述のように基材２１が光配向膜を備える複層構造である場合の光学機能性膜としては、例えば、液晶性化合物（液晶性ポリマー及び／または液晶性モノマー）を含有する液晶性膜が挙げられる。

製品部１５と同様に基材２１と膜２２とを有する突起非形成部１８（図１参照）は、膜２２の厚みＴ２２が製品部１５における厚みＴ２２と同じ厚みであることが好ましく、本例でもそのようにしている。なお、製品部１５における厚みＴ２２を１００としたときに、９８以上１０２以下の範囲内であれば、同じ厚みと見なす。

突起形成部１７の膜２２には、前述の突起１７Ａが複数形成されている。したがって、突起形成部１７の膜２２は、突起１７Ａが有る部分と突起１７Ａが無い部分とで厚みＴ２２が異なる。図３に示すように、突起１７Ａは、膜２２の基材２１側とは反対側の膜面２２Ａを構成している。突起１７Ａは、長尺のフィルム１２（図１参照）の幅方向全域（全幅域）に複数形成されており、また、長手方向にも複数形成されている。複数の突起１７Ａの配置は、不規則であり、膜面２２Ａに分散した態様で形成されている。

突起１７Ａは、図３（Ａ）に示すように、膜面２２Ａをその垂直方向から見たときの形状が楕円形状であり、楕円の長軸がフィルム１２の長手方向に、短軸が幅方向に沿っている。ただし、膜面２２Ａをその垂直方向から見たときの突起１７Ａの形状は、フィルム１２の長手方向に延びた形状であれば、特に限定されない。例えば、幅（フィルム１２の幅方向における長さ）が概ね一定である形状、幅がフィルム１２の長手方向における一方から他方に向かって漸増する形状、あるいは、幅が極めて小さい線形状であっても構わない。複数の突起１７Ａは、サイズが不均一である。突起１７Ａは、フィルム１２の長手方向における長さ（以下、突起長さと称する）ＬＰが５０ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の範囲内であることが好ましく、フィルム１２の幅方向における長さ（以下、突起幅と称する）ＷＰが１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内であることが好ましく、突起１７Ａが非形成であるフィルム領域における膜面２２Ａからの突起１７Ａの高さ（以下、突起高さと称する）ＨＰが０．０５μｍ以上０．３μｍ以下の範囲内であることが好ましい。

図４に示すフィルム製造設備３０は、積層フィルム１２を製造し、フィルムロール１０を得る設備の一例である。フィルム製造設備３０は、送出部３１と塗布装置３２と硬化装置３３と巻取部３４とを、基材２１の移動方向Ｄｃにおける上流側から順に備える。基材２１を移動させる移動路には、ローラ３７が複数備えられている。複数のローラ３７の中には、回転機構（図示無し）を備え、この回転機構により周方向に回転する駆動ローラがあってもよい。

送出部３１は、基材２１をロール状に巻いた基材ロール３８がセットされる。送出部３１は、基材ロール３８から長尺の基材２１を連続的に送り出す。

塗布装置３２は、基材２１の一方の表面に、膜２２（図２参照）になる塗膜４１を形成するためのものである。塗布装置３２は、基材２１を支持する支持ローラ４２と、塗布液４３を出すスロットダイ４４等から構成されている。支持ローラ４２は、回転軸４２ａを備え、この回転軸４２ａが回転機構（図示無し）により回転することにより、支持ローラ４２は周方向に回転する。これにより、支持ローラ４２に接している基材２１が、長手方向に移動する。本例では、基材２１の移動速度を２０ｍ／分としているが、移動速度はこれに限られない。

スロットダイ４４は、塗布液４３を出す出液口４５（図５参照）を支持ローラ４２に向けた姿勢で配される。移動中の基材２１に向けて出液口４５から連続的に塗布液４３が出されることにより、塗布液４３が基材２１の基材面２１Ａ（図２参照）に連続的に塗布され、塗膜４１が形成される。このように、フィルム１２は、塗布装置３２での塗布工程を経て製造される。なお、本例では、塗膜４１が１０μｍの厚みに形成される状態に塗布を行っているが、形成直後の塗膜４１の厚みはこの例に限られない。塗布装置３２の詳細は、別の図面を用いて後述する。

塗布液４３は、例えば前述の各種機能性材料を含有する液体が挙げられる。本例の塗布液４３は、粘度が３ｍＰａ・ｓであり、表面張力が２４ｍＮ／ｍであり、溶媒がメチルエチルケトン（ＭＥＫ）を主成分として含有しており、固形分（膜２２（図２参照）を生成する成分）の濃度が３２質量％である。主成分とは、溶媒の全質量を１００とするときに、少なくとも の質量を占める成分である。固形分の濃度（単位は質量％）は、固形分の質量をＭ１とし、溶媒の質量をＭ２とするときに、（Ｍ１／Ｍ２）×１００で求める百分率である。ただし、塗布液は本例に限られない。

硬化装置３３は、塗膜４１を所定の処理により硬化することにより膜２２を形成する。製品部１５及び非製品部１６の突起非形成部１８の膜２２は均一な厚みに、非製品部１６の突起形成部１７の膜２２は、突起１７Ａを有する状態に、それぞれ形成される。硬化装置３３としては、乾燥装置、あるいは光照射装置等が挙げられ、塗膜４１に含まれる機能性材料に応じて選択される。乾燥装置は、塗膜４１に乾燥した気体（例えば空気）を供給することにより塗膜４１を乾燥する。光照射装置は、塗膜４１に向けて光を射出し、塗膜４１に含まれる例えば光硬化性化合物を硬化させる。光硬化性化合物として、紫外線で硬化する紫外線硬化性化合物を用いる場合には、光照射装置には紫外線を射出する紫外線照射装置を用いるとよい。なお、これらの硬化装置を、複数組み合わせて配してもよい。

巻取部３４は、ターレットアーム４６を有し、巻取り軸４７にセットされた巻き芯１１にフィルム１２を巻き取る。この例では、膜２２を巻き芯１１側に向けた（内向き）状態に、フィルム１２を巻き取っているが、膜２２を外周側に向けた（外向き）状態に、フィルム１２を巻き取ってもよい。巻取りにおける膜２２の向きは、巻取り軸４７の回転方向と、巻取り軸４７の回転の向きに対するフィルム２２の導入経路とによって、設定できる。ターレットアーム４６はアーム駆動部（図示無し）によって１８０度間欠回転し、巻き芯１１を巻取り位置ＰＳ１と、巻き芯交換位置ＰＳ２とに選択的に切り換える。なお、ターレットアーム４６の回転方向の中間位置には、ガイドアーム４８が設けられており、ガイドアーム４８の各先端部にはガイドローラ５１が取り付けられている。ガイドローラ５１は、ターレットアーム４６が回転している場合に、フィルム１２がターレットアーム４６とアーム取付軸５２とに接触することがない状態に、フィルム１２を支持する。

巻取り軸４７はターレットアーム４６の各先端部に設けられており、巻取り軸４７に巻き芯１１がセットされる。巻取り位置ＰＳ１では、ローラ３０から送られてくるフィルム１２を巻き芯１１に巻き取る。また、巻き芯交換位置ＰＳ２では、一定長さのフィルム１２を巻き取り、満巻きとなったフィルムロール１０を巻き芯１１と一緒に巻取り軸４７から取り外し、この巻取り軸４７には新たな空の巻き芯１１がセットされ、巻き芯１１の交換が行われる。

巻取り位置ＰＳ１において、一端１２Ａ（図１参照）側からフィルム１２が巻き芯１１に巻き取られ、フィルムロール１０が所定の長さの満巻きに近い状態になった場合には、ターレットアーム４６が１８０度回転し、巻き芯交換位置ＰＳ２に満巻きに近いフィルムロール１０を位置させる。また、巻取り位置ＰＳ１には空の巻き芯１１が位置決めされる。フィルムロール１０が所定の長さとなった場合には、巻替え装置（図示無し）が作動し、フィルム１２が切断される。切断された先行のフィルム１２は、後端を前述の他端１２Ｂ（図１参照）として、巻き芯交換位置ＰＳ２にてフィルムロール１０に巻き取られる。また、切断された後行のフィルム１２は、先端を前述の一端１２Ａ（図１参照）として、巻取り位置ＰＳ１にて空の巻き芯１１に巻き取られる。

以下、同じように、巻き芯１１にフィルム１２が巻き取られることにより、連続して送られてくるフィルム１２がフィルムロール１０の形態としてロール製品となる。

塗布装置３２は、図５に示すように、さらに、供給部６０と、架台６１と、移動台６２と、ステージ６３と、シフト機構６６と、減圧チャンバ６７と、吸引部６８と、回収部７１と、コントローラ７２とを備える。供給部６０は、塗布液４３（図４参照）を設定された流量でスロットダイ４４へ供給する。

架台６１は、スロットダイ４４を支持するためのものである。この例では、出液口４５を上向きにし、支持ローラ４２の回転中心よりも低い位置にスロットダイ４４を配しており、出液口４５を上向きにした姿勢にスロットダイ４４が保持されている。ただし、スロットダイ４４はこの配置に限られず、例えば支持ローラ４２の上または下などでもよい。また、出液口４５は支持ローラ４２に向いていればよく、本例のような上向きに限られない。

架台６１は移動台６２に固定されており、移動台６２はステージ６３上で移動自在に設けられ、シフト機構６６を備える。ステージ６３には図５における横方向に延びたレール（図示無し）が設けられている。移動台６２は、シフト機構６６により、レールに沿ってスライド移動する。これにより、架台６１は移動台６２と一体に移動し、この移動により、架台６１上のスロットダイ４４が支持ローラ４２との距離を増減する方向で移動する。

スロットダイ４４から出た塗布液４３により、スロットダイ３３と基材２１との間には塗布ビード（以下、単にビードと称する）７６が形成される。移動方向Ｄｃにおけるビード７６の上流側の外気との境界を上流側メニスカスＭＵ（図８参照）、下流側の外気との境界を下流側メニスカスＭＤ（図８参照）と称する。減圧チャンバ６７は、ビード７６の形態の調整を行うためのものであり、ビード７６の形態の調整には、ビード７６自体の形状の調整と、上流側メニスカスＭＵの位置の調整とを含む。減圧チャンバ６７は、スロットダイ４４及び支持ローラ４２の移動方向Ｄｃにおける上流側に設けられ、本例では、スロットダイ４４及び支持ローラ４２の下に設けてある。

減圧チャンバ６７は支持ローラ４２に対面する開口６７ｏが設けられている。減圧チャンバ６７は、その仕切られた空間（以下、減圧空間という）の圧力が、吸引部６８によって低くされる。フロントプレート６７ａと、バックプレート６７ｂと、一対のサイドプレート６７ｃと、ベースプレート６７ｄとは、減圧空間を外部空間と仕切るためのものである。フロントプレート６７ａと、バックプレート６７ｂと、一対のサイドプレート６７ｃとは、移動中の基材２１に対して起立した姿勢で設けられ、ベースプレート６７ｄが移動台６２に載せられる。各サイドプレート６７ｃは、支持ローラ４２の周面にほぼ沿って概ね円弧状（湾曲した形状）に切り欠かれおり、それぞれ支持ローラ４２よりも外側にならない状態に、すなわちサイドプレート６７ｃのエッジが支持ローラ４２の周面に対向する位置に配してある。これにより、サイドプレート６７ｃは基材２１の幅方向の両端で減圧空間を仕切る。

フロントプレート６７ａは移動方向Ｄｃにおける下流側で、また、バックプレート６７ｂは上流側で、それぞれ減圧空間を仕切っており、基材２１の幅方向に延びている。これらフロントプレート６７ａ、バックプレート６７ｂ、及びサイドプレート６７ｃは、基材２１との接触を防ぐために、基材２１の厚みＴ２１を考慮した上で支持ローラ４２の周面と間隔があけられている。また、バックプレート６７ｂには、基材２１の幅方向に延びた調整板６７ｅが設けられており、基材２１との距離を増減する方向で移動可能となっている。調整板６７ｅは、この移動により基材２１との隙間を調整し、減圧空間の圧力をより精緻に調節している。

吸引部６８は減圧チャンバ６７に接続し、空気を吸引することにより、減圧空間を減圧する。これにより、ビード７６の形状が調整されたり、上流側メニスカスＭＵ（図８参照）のスロットダイ４４上での位置が調整される。

減圧チャンバ６７の内部には、ベースプレート６７ｄに起立した姿勢で、仕切り板６７ｆが設けられている。この仕切り板６７ｆは、フロントプレート６７ａとの間に、スロットダイ４４から出た塗布液４３を受ける（溜める）液溜め部６７ｓを形成している。一対のサイドプレート６７ｃの下部には、排出口６７ｖが開閉自在に設けられており、この排出口６７ｖには、塗布液４３を回収する回収部７１が接続している。液溜め部６７ｓに塗布液４３を受ける場合（例えば後述の出液開始工程）及び減圧空間を減圧する場合には、排出口６７ｖが閉状態とされ、液溜め部６７ｓの液を排出する場合及び減圧空間の減圧を解除する場合には、排出口６７ｖは開状態とされる。

コントローラ７２は、供給部６０、シフト機構６６、吸引部６８、排出口６７ｖの開閉及び回収部７１などを統括的に制御する。例えば、供給部６０を制御し、塗布液４３のスロットダイ４４への供給量を調整する。供給量の調整には、塗布液４３の開始及び停止（流量をゼロとする）を含む。また、シフト機構６６を制御し、所定のタイミングでスロットダイ４４を図５における横方向に移動させ、これによりスロットダイ４４と基材２１との距離を増減させる。また、コントローラ７２は、吸引部６８を制御し、減圧空間の圧力を調整し、回収部７１を制御し、回収部７１を介して排出口６７ｖの開閉を行う。

カメラ７３は、後述の予備塗布工程において先端リップ８２の露呈状態を観察するためのものである。カメラ７３は、先端リップ８２を撮像できる状態に、支持ローラ４２の内部に配されている。撮像した画像を観察するための例えば表示装置（図示無し）は、支持ローラ４２の外部に設けてあり、この表示装置にカメラ７３は電気的に接続されている。カメラ７３は先端リップ８２を観察するためのものであるから、支持ローラ４２は、断面円形の外周面を構成する外周部材４２ｂが透明な素材で形成されており、本例ではガラスで形成されている。これにより、カメラ７３は、外周部材４２ｂを介して先端リップ８２の表面を撮像する。

スロットダイ４４は、移動方向Ｄｃにおける上流側のブロック（以下、上流側ブロックと称する）７７と、下流側のブロック（以下、下流側ブロックと称する）７８とを備える。上流側ブロック７７と下流側ブロック７８とは、互いの間に、塗布液４３が流れる流路としてのスロット８１を形成している。スロット８１の一端は、基材２１の幅方向に延びたスリット状の開口を出液口４５としてスロットダイ４４に形成している。なお、本例のスロットダイ４４は、幅方向（図５の紙面奥行方向であり、基材２１の幅方向に一致する）の外寸が１２０ｍｍであるが、スロットダイはこの例にこの例に限られない。

上流側ブロック７７と下流側ブロック７８とは金属（例えばステンレス）製とされているが、これら上流側ブロック７７と下流側ブロック７８との先端リップ８２には表面処理を施すことが好ましい。表層８２ａは、後述の予備塗布工程において先端リップ８２を確実に露呈させるためのものであり、厚みは極めて薄くてよい。図５では表層８２ａの厚みを大きく誇張して描いてあるが、本例での厚みは概ね１００ｎｍである。表層８２ａは、表層８２ａとなる素材、または、その素材を溶剤に溶解もしくは分散媒に分散した液を、スプレーで塗布し、加熱処理を行うことによって形成している。なお、以下の説明において、上流側ブロック７７の先端リップには８２Ｕを、下流側ブロック７８の先端リップには符号８２Ｄをそれぞれ付し、両者を区別しない場合には、先端リップ８２と記載する。本例でも先端リップ８２に上記の表面処理を施しており、表層８２ａが形成されている。

表層８２ａはフッ素を含有するポリマーで形成されており、フッ素を含有するポリマーとしてはダイキン工業株式会社製のオプツール（登録商標）ＤＳＸを用いている。ただし、表層８２ａの素材はこの例に限定されず、例えば、ＡＧＣ株式会社製のＳＵＲＥＣＯ（登録商標）ＡＦシリーズ、荒川化学工業株式会社製のビームセット（登録商標）１４００シリーズ、信越化学工業株式会社製のＳＨＩＮ−ＥＴＳＵ ＳＵＢＥＬＹＮ（登録商標）ＫＹ−１００シリーズなどでもよい。また、表面処理の手法は、この例に限定されず、例えば、蒸着、ディップコート、スピンコートなどでもよい。

なお、先端リップ８２は、着脱自在な別部材で構成してもよい。その一例としては、金属製の上流側ブロック本体（図示無し）と下流側ブロック本体（図示無し）とを一体に組み合わせたダイ本体に、先端リップ８２を構成する先端リップ部材（図示無し）を嵌合させたスロットダイが挙げられる。先端リップ部材には、上記の表面処理を施すことが好ましい。

表層８２ａを有する先端リップ８２は、塗布液４３に対する接触角ヒステリシスθＨが大きくても３０°に、すなわち３０°以内であることが好ましい。なお、以下の説明において接触角ヒステリシスθＨは、用いる塗布液に対する接触角ヒステリシスである。接触角ヒステリシスθＨは、２５°以内であることがより好ましく、２０°以内であることがさらに好ましく、１０°以内であることが特に好ましい。

接触角ヒステリシスθＨは、周知の通り、固体Ｓ表面に付着した液滴Ｄの前進接触角θ１から後退接触角θ２を減じた差である（図６参照）。固体Ｓの表面の濡れ性は、接触角θＣで論じられることが多い。しかし、接触角θＣを基準にしても予備塗布工程で先端リップ８２を確実に露呈させることができない場合がある。なお、接触角θＣは、固体Ｓの表面に静止した状態の液滴Ｄの自由表面と固体Ｓの表面とのなす角であり、なす角は液滴Ｄ側の角度である（図７参照）。本例では先端リップ８２が固体Ｓに対応し、液滴Ｄは塗布液４３の液滴４３ｄである。

先端リップ８２は、接触角ヒステリシスθＨが前述の１５．６°である場合の前進接触角θ１は６９．３°、後退接触角θ２は５３．７°である。この先端リップ８２の塗布液４３に対する接触角θＣは、５９．１°となっている。これに対し、接触角ヒステリシスθＨが前述の４３．２°である先端リップは、前進接触角θ１が７１．３°、後退接触角θ２が２８．１°であり、接触角θＣが６５．３°である。また、接触角ヒステリシスθＨが前述の７０°の先端リップは、前進接触角θ１が８１．３°、後退接触角θ２が１１．１°であり、接触角θＣが１０．６°である。

接触角ヒステリシスθＨは、前進接触角θ１と後退接触角θ２とを求め、θ１−θ２の算出式で算出することができる。前進接触角θ１と後退接触角θ２とは、滑落法により求めることができる。滑落法は、まず、基板面を水平にした基板の上に、液を滴下する。そして、液滴が載っている状態で基板を徐々に傾けていき、液滴が動き始めたときの液滴と基板面とのなす角を求める。液滴の進行方向側のなす角を前進接触角θ１、進行方向と反対側のなす角を後退接触角θ２とする。滑落法を用いた前進接触角θ１と後退接触角θ２とは、市販の滑落接触角計で求めることができる。市販の滑落接触角計としては、例えば協和界面科学（株）のＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ ＳＡシリーズがある。なお、前進接触角θ１と後退接触角θ２とを求める場合には、先端リップ８２に塗布液４３の液滴４３ｄを付着させることにより求めてもよいし、先端リップ８２と同じ素材のサンプルを作製し、このサンプルに液滴４３ｄを付着させることにより求めてもよく、本例ではサンプルを用いて求めている。接触角θＣは、液滴法により求めることができ、市販の測定機器（例えば前述のＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ ＳＡシリーズ）を用いてもよい。本例でも液適法により求めており、協和界面科学（株）のＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ ＳＡシリーズを用いている。

この例のスロットダイ４４は、図８に示すように、下流側ブロック７８の先端リップ８２Ｄの方が上流側ブロック７７の先端リップ８２Ｕよりも基材２１との距離が小さい状態に、上流側ブロック７７と下流側ブロック７８とを一体に組み合わせてある。しかし、上流側ブロック７７と下流側ブロック７８との組み合わせ方の態様は、この例に限定されない。例えば、先端リップ８２Ｄの距離ｄ１（単位はμｍ）は、先端リップ８２Ｕと基材２１との距離ｄ２（単位はμｍ）と同じ状態に、上流側ブロック７７と下流側ブロック７８とを組み合わせてもよい。また、距離ｄ１よりも距離ｄ２が小さい状態に、上流側ブロック７７と下流側ブロック７８とを組み合わせてもよい。

本例では、距離ｄ１は１００μｍとしている。先端リップ８２Ｕと先端リップ８２Ｄとの一方が他方よりも基材２１及び支持ローラ４２側へ突出している突出量ＱＥは、０μｍより大きく３００μｍ以下の範囲内であることが好ましく、本例では１５０μｍとしている。

この例では、先端リップ８２Ｕと先端リップ８２Ｄとは、図８に示すように、移動方向Ｄｃに概ね沿った平坦面を有している。先端リップ８２の平坦面部分の移動方向Ｄｃにおける長さ（以下、リップ長さと称する）ＬＬは、先端リップ８２Ｕについては１ｍｍとしており、先端リップ８２Ｄについてはこれによりも極めて短くしている。ただし、リップ長さＬＬは、この例に限られず、例えば先端リップ８２Ｕと先端リップ８２Ｄとのリップ長さＬＬは互いに同じであってもよい。なお、先端リップ８２Ｄのリップ長さＬＬは、後述の式（１）及び（１Ａ）において、Ｌ_１で表している。

ここで、ビード７６よりも下流側外部の任意の位置（図８中の符号ＰＡ）の圧力をＰ０（単位はＰａ）とし、ビード７６の下流側メニスカスＭＤに極めて近い任意の位置（図８中の符号ＰＢ）の圧力をＰ１（単位はＰａ）とし、ビード７６のうち、スロットから延長された任意の位置（図８中の符号ＰＣ）の圧力をＰ２（単位はＰａ）とし、ビード７６の上流側メニスカスＭＵに極めて近い任意の位置（図８中の符号ＰＤ）の圧力をＰ３（単位はＰａ）とし、ビード７６よりも上流側外部の任意の位置（図８中の符号ＰＥ）の圧力をＰ４（単位はＰａ）とする。本例では、圧力Ｐ０は大気圧であり、圧力Ｐ４は減圧チャンバ６７によって調整している。なお、上記圧力Ｐ０〜Ｐ４は、いずれも大気圧を０Ｐａとした場合のいわゆるゲージ圧である。

ビード７６における塗布液４３の流れは、周知の通りクエット流れとポアズイユ流れとが合成された流れである。クエット流れは基材２１の移動と塗布液４３の粘性とに依存する流れであり、ポアズイユ流れは、圧力Ｐ１と圧力Ｐ２との差、及び／または、圧力Ｐ２と圧力Ｐ３との差に依存する流れである。

先端リップ８２Ｕにおける上流側メニスカスＭＵの長さ（以下、上流側ビード長と称する）Ｌ（単位はｍ）は、以下の式（１）で求められる。
Ｌ＝（ｄ１^２／６μＵ）・［−Ｐ４−１．３４（μＵ／σ）^２／３・（σ／ｈ）−（６μＵＬ_１／ｄ１^３）・（ｄ１−２ｈ）＋｛σ（cosθＣ_ｓ＋cosθＣ_ｄ）｝／ｄ２］・・・（１）

式（１）は、下記の式（１Ａ）と式（１Ｂ）とから得ている。
Ｐ０−Ｐ４＝１．３４（μＵ／σ）^２／３・（σ／ｈ）＋（６μＵＬ_１／ｄ１^３）・（ｄ１−２ｈ）＋（６μＵＬ／ｄ２^２）＋σ／Ｒ ・・・（１Ａ）
Ｒ＝−｛ｄ２／（cosθＣ_ｓ＋cosθＣ_ｄ）｝ ・・・（１Ｂ）

式（１），（１Ａ），（１Ｂ）において、μ，Ｕなどは、それぞれ下記を意味する。
μ（単位はＰａ・ｓ）；塗布液４３の粘度
Ｕ（単位はｍ／ｓ）；基材２１の移動速度
σ（単位はＮ／ｍ）；表面張力
ｈ（単位はｍ）；塗膜４１の厚み
θＣ_ｓ（単位は°）；先端リップ８２Ｕと上流側メニスカスＭＵとのなす角であり、なす角はビード７６の内部側の角度である
θＣ_ｄ（単位は°）；基材２１と上流側メニスカスＭＵとのなす角であり、なす角はビード７６の内部側の角度である
Ｒ（単位はｍ）；メニスカスの曲率半径

塗布液４３の塗布方法について、図９を参照しながら説明する。まず、基材２１を移動させる。スロットダイ４４を、所定の塗布位置よりも基材２１から離れた退避位置に配した状態で、供給部６０（図５参照）からスロットダイ４４へ塗布液４３の供給を開始し、塗布液４３をスロット８１から出し始める（出液開始工程）。供給する流量は、突起非形成部１８（図１参照）の膜２２を所定の厚みＴ２２に形成する流量とする。スロットから出た塗布液４３は、図９（Ａ）に示すように、先端リップ８２Ｕを伝って流れ落ちる。これにより先端リップ８２Ｕは、塗布液４３に濡れた状態になる。

次に、シフト機構６６によりスロットダイ４４を移動させ、スロットダイ４４と基材２１との距離を狭める。この例では、距離ｄ１が距離ｄ２よりも小さいから、スロットダイ４４と基材２１との距離とは距離ｄ１である。距離ｄ１を減少させることにより、図９の（Ｂ）に示すように、スロット８１から出ている塗布液４３を基材２１に接触させ（着液工程）、これにより先端リップ８２と基材２１との間にはビード７６が形成される。着液工程では、本例では予め設定した所定の塗布位置にスロットダイ４４を移動させているが、塗布位置よりも基材２１に近い位置に移動させても構わない。

減圧チャンバ６７の内部の基体を吸引部６８により吸引し、減圧チャンバ６７の内部の圧力を負圧にすることによって、前述の圧力Ｐ４を、後述の本塗布工程において設定される圧力Ｐ４と同じ圧力にする。なお、本例では本塗布工程において減圧チャンバ６７により、概ね３００Ｐａの減圧度（吸引圧力）で吸引している。「同じ圧力」とは厳密に圧力Ｐ４と同じでなくてもよく、１０Ｐａ以内の差であれば同じとみなしてよい。

ビード７６が形成した後、塗布液４３を基材２１に塗布し続け、塗布している状態で、先端リップ８２Ｕを露呈させる（予備塗布工程）。先端リップ８２Ｕは、その全域が外気に露呈している必要はなく、先端リップ８２Ｕのうち移動方向Ｄｃにおける上流側の一部領域（上流側端縁からの一部領域）が、基材２１の幅方向全域において露呈していればよい。より好ましくは、製品部１５の膜２２を所定の厚みＴ２２に形成する間の上流側メニスカスＭＵの先端リップ８２Ｕにおける位置を予め求めておき、その位置またはその位置よりも下流側の位置に上流側メニスカスＭＵが位置する状態に、先端リップ８２Ｕのうちの移動方向Ｄｃにおける上流側の一部領域が、基材２１の幅方向に渡って露呈していればよい。接触角ヒステリシスが、２０°以内に抑えられているから、予備塗布工程において先端リップ８２Ｕが確実に露呈する。

従来の手法では、露呈していると考えられていた上流側ブロックの先端リップに、極めて薄くではあるが塗布液４３が膜状に残っていた。塗布を継続している間に、このように膜状に残っていた塗布液にビードから塗布液が滲む。そして、この膜状物から溶媒が蒸発することにより表面張力が上昇し、膜状物に例えばゲル状物等の塗布液の塊が形成されてしまっていることがわかった。これに対し、上記の本例によると、先端リップ８２Ｕを露呈させるから、上記の塊は先端リップ８２Ｕに形成されず、その結果、塗膜に筋状の溝を形成することがない。そのため、塗布をより長く継続することができ、その結果、フィルム１２はより長尺なものとして得られる。

予備塗布工程は、先端リップ８２Ｕの露呈を待つ露呈待機工程であってもよい。接触角ヒステリシスθＨが１０°以内であれば、液滴４３ｄが先端リップ８２Ｕに一旦生じても迅速に落下し、液滴４３ｄが残存することない。先端リップ８２Ｕの接触角ヒステリシスθＨが１０°より大きく２０°以内の場合には、露呈を待った後には、図９の（Ｂ）に示すように、液滴４３ｄが残存した状態に先端リップ８２Ｕは露呈する。このように、図９の（Ｂ）に示すように、露呈した領域に、液滴４３ｄが残ってもよい。

例えば、接触角ヒステリシスθＨが１０°よりも大きく３０°以内である１５．６°の場合には、予備塗布工程において先端リップ８２は、塗布液４３が液滴４３ｄとして残った状態にはなるものの、液滴４３ｄが付着している箇所以外は露呈していることが、カメラ７３を用いた観察により確認されている。また、接触角ヒステリシスθＨが１０°以内である７．２°の場合には、液滴４３ｄの残存もなく、先端リップ８２は全領域が外気に露呈した状態になることが確認されている。これに対し、接触角ヒステリシスθＨが３０°よりも大きい場合（例えば４３．２°、及び７０°の場合）の先端リップは、極めて薄くではあるが全領域が塗布液４３に濡れた状態を保持してしまい、３００分の観察時間において外気に露呈した状態にはならないことが確認されている。

液滴４３ｄが残存した状態に先端リップ８２Ｕが露呈した場合には、予備塗布工程は、液滴４３ｄを落下させる液滴落下工程を有することが好ましい。液滴４３ｄを落下させる手法としては、例えば、先端リップ８２Ｕに振動を与える手法、先端リップ８２Ｕに風を吹き付ける手法などがある。

予備塗布工程は、第１メニスカス移動工程と、第２メニスカス移動工程とを有していてもよく、特に、液滴４３ｄが先端リップ８２Ｕに残存している場合には、第１メニスカス移動工程と、第２メニスカス移動工程とを有していることが好ましい。第１メニスカス移動工程は、図９の（Ｃ）に示すように、上流側メニスカスＭＵを移動方向Ｄｃにおける上流側へ移動させることにより、液滴４３ｄをビード７６に一体化させる。第２メニスカス移動工程は、第１メニスカス移動工程の後に、図９の（ｄ）に示すように、上流側メニスカスＭＵを第１のメニスカス移動工程の前の位置に移動させる。より具体的には第１のメニスカス移動工程開始時の位置に戻す。この第１メニスカス移動工程と、第２メニスカス移動工程とにより、上流側メニスカスＭＵよりも上流側の先端リップ８２Ｕは、液滴４３ｄが残存することない状態に、より確実に露呈する。

上流側メニスカスＭＵの移動は、移動方向Ｄｃにおけるビード７６よりも上流側の減圧度を変更すること、スロットダイ４４と基材２１との距離を増減させること、スロットダイ４４から出る塗布液４３の流量を変更することの少なくともいずれかで行うことが好ましい。移動方向Ｄｃにおけるビード７６よりも上流側の減圧度を変更することにより、圧力Ｐ４が変わるから、上流側メニスカスＭＵが移動する。例えば、上流側メニスカスＭＵを上流側へ移動させる場合には、圧力Ｐ４をより小さくするために、減圧チャンバ６７での吸引力を強め、減圧度を大きくする。また、上流側メニスカスＭＵを下流側へ移動させる場合には、圧力Ｐ４をより大きくすればよいから、減圧チャンバ６７での吸引力を弱めればよい。

また、上流側メニスカスＭＵを上流側へ移動させる場合には、式（１）からわかるように、スロットダイ４４と基材２１との距離ｄ１を大きくしてもよいし、スロットダイ４４から出る塗布液４３の流量を増加させてもよい。これに対し、上流側メニスカスＭＵを下流側へ移動させる場合には、スロットダイ４４と基材２１との距離ｄ１を小さくしてもよいし、スロットダイ４４から出る塗布液４３の流量を減少させてもよい。

予備塗布工程は、着液工程における塗布液４３の基材２１への接触開始から１０秒以内に終了させることが好ましい。これにより、形成される塗膜４１のうち、基材２１の長手方向における先端に近い、かつ、ごく限られた一部区間に、液滴４３ｄが密集した状態に形成される。その結果、複数の突起１７Ａは、フィルム１２（図１参照）の長手方向における一端１２Ａに近い、かつ、ごく限られた一部区間に形成されるから、前述の端縁跡の抑制に効果を奏する。

以上の予備塗布工程で形成された塗膜４１からは非製品部１６の膜２２が生成する。具体的には、図９の（Ｂ）に示す着液工程開始から、上記の第１メニスカス移動工程における液滴４３ｄの合一化前までの間に形成した塗膜４１からは、突起非形成部１８（図１参照）の膜２２が生成する。また、第１メニスカス移動工程における液滴４３ｄの一体化の始まりから終わりまでの間に形成した塗膜４１からは突起形成部１７（図１，図３参照）の膜２２が生成する。ビード７６に一体化された球冠状の液滴４３ｄが、突起１７Ａ（図１，図３参照）を形成する。

予備塗布工程の後に塗布を継続し、製品部１５（図１，図２）となるフィルム１２の膜２２を形成する（本塗布工程）。

図１に示すフィルムロール１０においては、フィルム１２の一端１２Ａ側の一定の長さ領域に、前述の端縁跡がつく場合がある。この端縁跡がある部分は、使用を奨励しないのが通常であり、廃棄領域となる。この点、フィルムロール１０は、突起１７Ａが存在する非製品部を端縁跡がついてしまう領域として有効利用している。これにより、原材料を含めたトータルの廃棄量が抑えられる。

１０ フィルムロール
１１ 巻き芯
１２ フィルム
１２Ａ 一端
１２Ｂ 他端
１５ 製品部
１６ 非製品部
１７ 突起形成部
１７Ａ 突起
１８ 突起非形成部
２１ 基材
２１Ａ 基材面
２２ 膜
２２Ａ 膜面
３０ フィルム製造設備
３１ 送出部
３２ 塗布装置
３３ 硬化装置
３４ 巻取部
３７ ローラ
３８ 基材ロール
４１ 塗膜
４２ 支持ローラ
４２ａ 回転軸
４２ｂ 外周部材
４３ 塗布液
４３ｄ 液滴
４４ スロットダイ
４５ 出液口
４６ ターレットアーム
４７ 巻取り軸
４８ ガイドアーム
５１ ガイドローラ
５２ アーム取付軸
６０ 供給部
６１ 架台
６２ 移動台
６３ ステージ
６６ シフト機構
６７ 減圧チャンバ
６７ａ フロントプレート
６７ｂ バックプレート
６７ｃ サイドプレート
６７ｄ ベースプレート
６７ｅ 調整板
６７ｆ 仕切り板
６７ｏ 開口
６７ｓ 液溜め部
６７ｖ 排出口
６８ 吸引部
７１ 回収部
７２ コントローラ
７３ カメラ
７６ ビード
７７ 上流側ブロック
７８ 下流側ブロック
８１ スロット
８２，８２Ｄ，８２Ｕ 先端リップ
８２ａ 表層
Ｄ 液滴
ｄ１，ｄ２ 距離
ｈ，Ｔ２１，Ｔ２２ 厚み
ＱＥ 突出量
ＬＬ リップ長さ
Ｓ 固体
Ｓ１ 第１フィルム面
Ｓ２ 第２フィルム面
Ｌ１５，Ｌ１６ 長さ
ＭＤ 下流側メニスカス
ＭＵ 上流側メニスカス
ＬＰ 突起長さ
ＴＰ 突起高さ
ＷＰ 突起幅
θＣ，θＣｄ，θＣｓ 接触角

Claims (7)

1. 移動する長尺の基材に、前記基材の移動方向における上流側のブロックと下流側のブロックとの間のスロットから塗布液を出すスロットダイにより前記塗布液を連続的に塗布することにより、積層フィルムを製造するフィルム製造方法において、
   前記スロットダイの前記スロットから前記塗布液を出し始める出液開始工程と、
   移動中の基材と出液中の前記スロットダイとの距離を狭めることにより、前記スロットダイから出ている前記塗布液を前記基材に接触させる着液工程と、
   前記塗布液を前記基材に塗布している状態で、前記着液工程により前記塗布液で濡れていた前記上流側ブロックの先端リップを露呈させる予備塗布工程と、
   前記予備塗布工程の後に塗布を継続し、製品部となる前記積層フィルムの塗膜を形成する本塗布工程と、
   を有するフィルム製造方法。
2. 前記予備塗布工程は、
   前記先端リップに前記塗布液が液滴として残存している状態に前記先端リップが露呈した場合には、前記液滴を落下させる液滴落下工程を有する請求項１に記載のフィルム製造方法。
3. 前記予備塗布工程は、
   前記スロットダイと前記基材との間の塗布ビードの上流側メニスカスを、前記基材の移動方向における上流側に移動させることにより、前記液滴を前記塗布ビードに一体化させる第１メニスカス移動工程と、
   前記第１メニスカス移動工程の後に、前記上流側メニスカスを前記第１メニスカス移動工程前の位置に移動させる第２メニスカス移動工程と
   を有する請求項１または２に記載のフィルム製造方法。
4. 前記上流側メニスカスの移動は、
   前記塗布ビードの前記基材の移動方向における上流側の減圧度を変更することと、前記スロットダイと前記基材との距離を増減させることと、前記スロットダイからの前記塗布液の流量を変更することとのいずれかにより、前記上流側メニスカスを移動させる請求項３に記載のフィルム製造方法。
5. 前記予備塗布工程を、前記着液工程における前記塗布液の前記基材への接触開始から１０秒以内に終了させる請求項１ないし４のいずれか１項に記載のフィルム製造方法。
6. 前記積層フィルムを巻き芯に巻き取る巻取工程をさらに有し、
   前記巻き芯には、前記予備塗布工程を経た前記積層フィルムを巻き取った後に、前記本塗布工程を経た前記積層フィルムを巻き取る請求項１ないし５のいずれか１項に記載のフィルム製造方法。
7. 巻き芯と、
   基材と前記基材に形成された膜を備え、長尺に形成され、長手方向における一端側から前記巻き芯に巻かれている積層フィルムと、
   を備え、
   前記積層フィルムは、前記積層フィルムの長手方向に延びた突起が前記膜に形成されているフィルム部を、前記一端側に有するフィルムロール。

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