TWI450768B - 塗布裝置及塗布膜的製造方法 - Google Patents

Description

塗布裝置及塗布膜的製造方法

本發明係有關於塗布裝置，尤其係有關於一種將塗布液塗布於連續地行走之薄片(web；帶狀支持體)上，並形成厚度均勻的塗布膜面之塗布裝置。

在相片感光材料或磁性記錄媒體等之領域，採用一種塗布步驟，其將塗布液塗布於連續地行走之帶狀的撓性支持體(以下稱為薄片)上而形成塗布膜。近年來，在這些領域，要求可得到塗布膜之厚度精度高，而且表面平滑並無塗布不均的塗布膜之塗布技術。

一樣地，在應用於光學補償薄膜、防止反射薄膜、防眩性薄膜等之具有各種功能的光學薄膜之製造的塗布步驟，亦要求如上述所示之塗布技術。

作為將塗布液塗布於薄片面的塗布裝置，例如有輥塗器型、凹板塗布型、塑膠刮刀輥塗型、逆輥塗型、滑動塗布型等，因應於用途區分使用係現況。

在這些任一種的塗布裝置，都為了得到膜之厚度精度高，而且表面平滑並無塗布不均的塗布膜，除去塗布時之振動係重要。

作為除去塗布時之振動的方法，在專利文獻1，揭示將主動型除振裝置應用於塗布部。又，在專利文獻2，揭示一種塗布裝置，其藉由對塗布頭賦與振動，而將薄片和塗布頭之距離保持定值。

[專利文獻1]特開2005－319385號公報[專利文獻2]特開2004－89896號公報

可是，在專利文獻1及專利文獻2，雖然可將薄片和塗布頭之距離保持定值，但是因為無法抑制塗布液之彎月面振動，所以無法說足以消除引起塗布不均的振動，而可能發生塗布不均。此外，擠製型塗布頭9如第5圖所示，2個出口唇(上唇)3和入口唇(下唇)6對峙成保持問隙，而形成槽7，在內部具有和該槽7連結的液集中處8。而，塗布液經由所連結之槽7，自槽前端5排出。即，擠製型塗布頭9雖然將槽前端5和背托輥(backup roller)1問的距離設定成將薄片2和塗布頭9之距離保持固定間隔，但是在塗布時在塗布液珠4之彎月面4a發生振動，而可能發生塗布不均。

本發明係鑑於上述之情況而開發者，其目的在於實現可得到膜之厚度精度高，而且表面平滑並無塗布不均的塗布膜之塗布裝置。

申請專利範圍第1項所記載之發明，係一種塗布裝置，為了達成該目的，而具備有背托輥部，係具有以外周面支持朝長度方向行走之長條狀的薄片之背托輥；及塗布液供給部，係和背托輥相向配置成具有固定間隔的問隙，並向薄片供給塗布液；經由形成於該問隙之該塗布液的珠 進行塗布，該塗布裝置之特徵為：將該塗布液供給部和背托滾輸部之雙方支持於一個架台上，並將該架台固定於主動型除振裝置上。

若依據本發明，因為將支持塗布液供給部和背托輥部之架台固定於主動型除振裝置上，所以抑制各種振動，因為可抑制塗布液之彎月面振動，所以對塗布膜難有不良影響。結果，可得到膜之厚度精度高，而且表面平滑並無塗布不均的塗布膜。

此外，所謂的有源除振裝置亦稱為主動型除振裝置，和使用疊層橡膠、氣壓彈簧等之一般的除振裝置(所謂的被動除振裝置)相異，係使用氣壓式、機械式、油壓式等之致動器，並利用回授控制，或回授控制及前饋控制，主動地進行除振的裝置。

又，係被塗布物體之長條形的薄片，雖然一般是帶狀之撓性支持體(web)的情況多，但是即使係例如玻璃基板、矽晶圓等之帶狀的板狀體，亦可應用本發明，並得到一樣之效果。

申請專利範圍第2項所記載之發明，係在申請專利範圍第1項，該主動型除振裝置係根據以感測器所檢測之振動成分，進行回授控制，而使致動器動作，並主動地進行除振的裝置。

若依據申請專利範圍第2項，只要是將以感測器所檢測的振動成分進行回授控制，並使致動器動作，以主動地進行除振之構造的主動型除振裝置，抑制各種振動，並對 塗布膜難有不良影響。

申請專利範圍第3項所記載之發明，係在申請專利範圍第1項，該主動型除振裝置係根據以感測器所檢測之振動成分，進行回授控制及前饋控制，而使致動器動作，並主動地進行除振的裝置。

若依據申請專利範圍第3項，只要是將以感測器所檢測的振動成分進行回授控制及前饋控制，並使致動器動作，以主動地進行除振之構造的主動型除振裝置，更抑制各種振動，並對塗布膜難有不良影響。

申請專利範圍第4項所記載之發明，係在申請專利範圍第1或2項，該架台之一次固有振動頻率變成80Hz以上。

在將架台之一次固有振動頻率設為80Hz以上的情況，在有激振時，塗布裝置之強烈振動的成為該一次固有振動頻率的頻域。而且，在塗布於發生之段不均等的間距對應於該頻率。可是，光學薄膜(光學補償薄膜、防止反射薄膜等)之塗布膜，只要係該頻率就難發生段不均，並對塗布膜難有不良影響。

因此，若依據申請專利範圍第4項，可得到表面平滑並無塗布不均的塗布膜。

此外，在避免共振的意義上，架台之一次固有振動頻率變成80Hz以上較佳，變成100Hz以上更佳，而變成120Hz以上最佳。

申請專利範圍第5項所記載之發明，係在申請專利範圍第1至4項中任一項，將設置該塗布裝置之地板面的一 次固有振動頻率設為10Hz以上。

在使用主動型除振裝置的情況，若地板面之一次固有振動頻率係未滿10Hz，幾乎無法得到除振效果。例如若振動頻率係100Hz的振動，雖然可令衰減至約1/100，但是若振動頻率變成未滿10Hz的振動，只能得到令稍微衰減之效果。就此意義，設置塗布裝置之地板面的一次固有振動頻率變成10Hz以上較佳，變成20Hz以上更佳，變成30Hz以上最佳。

因此，若依據申請專利範圍第5項，可得到表面平滑並無塗布不均的塗布膜。

申請專利範圍第6項所記載之發明，係在申請專利範圍第1至5項中任一項，該背托輥前後之導輥的一次固有振動頻率變成20Hz以上。

在將背托輥前後之導輥的一次固有振動頻率變成20Hz以下的情況，在導輥有振動輸入時，強烈振動的變成該一次固有振動頻率的頻域。此時，該導輥之振動傳至薄片，並輸入背托輥，而架台發生振動，和主動型除振裝置之固有振動頻率產生共振。因此，在避免共振之意義上，導輥的一次固有振動頻率變成20Hz以上較佳，變成30Hz以上更佳，變成50Hz以上最佳。

若依據申請專利範圍第6項，可得到表面平滑並無塗布不均的塗布膜。

申請專利範圍第7項所記載之發明，係在申請專利範圍第1至6項中任一項，從該架台之底面至該背托輥的中 心之高度H係1500mm以下。

若依據申請專利範圍第7項，因為從架台之底面至背托輥的中心之高度H愈長，對薄片之張力變動愈易產生力矩，所以塗布裝置之振動變大。為了抑制該振動，從架台之底面至背托輥的中心之高度H係1500mm以下較佳，變成1250mm以下更佳，變成1000mm以下最佳。

若依據申請專利範圍第7項，可得到膜之厚度精度高，而且表面平滑並無塗布不均的塗布膜。

申請專利範圍第8項所記載之發明，係在申請專利範圍第1至7項中任－項，該架台之該帶狀支持體搬運方向的寬度L係750mm以上。

對於薄片之張力變動，塗布裝置產生locking振動(繞垂直於薄片行進方向軸和重力方向軸之軸的振動)。為了抑制該振動，架台之該薄片搬運方向的寬度L係750mm以上較佳，變成1000mm以上更佳，變成1500mm以上最佳。

若依據申請專利範圍第8項，可得到膜之厚度精度高，而且表面平滑並無塗布不均的塗布膜。

如以上之說明所示，若依據本發明，可實現一種塗布裝置，其可消除薄片所引起之塗布裝置的振動，並可得到膜之厚度精度高，而且表面平滑並無塗布不均的塗布膜。

以下，根據附加圖面說明本發明之塗布裝置的較佳實施形態。

第1圖係說明係應用本發明之塗布裝置的較佳例之光學補償片的生產線之說明圖。

光學補償片的生產線如第1圖所示，係以從送出機66送出係已預先形成定向膜形成用之聚合物層的透明支持體的薄片(web)16之方式構成。薄片16由導輥68引導並被送入研磨處理裝置70。研磨輥72係為了對聚合物層施加研磨處理而設置。

在其下游配置設置於主動型除振裝置32的塗布裝置10。可將包含有碟型向列液晶之塗布液塗布於薄片16。在該下游，依序設置乾燥區76、加熱區78，並可將液晶層形成於薄片16上。此外，將紫外線燈80設置於該下游，利用紫外線照射，將液晶進行橋接，而可形成所要之聚合物。然後，利用設置於該下游的捲繞機82，捲繞已形成聚合物的薄片16。

如第2圖所示，塗布裝置10由以下之構件構成，塗布液供給部(以下稱為塗布頭)18，係將從塗布液槽利用泵等所輸送的塗布液塗布於薄片16；圓筒形之背托輥20，係設置成和塗布頭18相向地配置，並以外周面支持塗布時的薄片16；支柱15，係將背托輥20之轉軸經由軸承19保持成自由轉動；以及導輥14，係為了將行走中之薄片16引導至背托輥20，而從塗布頭18及背托輥20隔著既定問隔配置。此外，利用背托輥20、軸承19以及支柱15構成背托輥部。保持塗布裝置10之塗布頭18和背托輥20的轉軸之支柱15固定於以後述之主動型除振裝置32的致動器33所支持的 架台30。此外，在第2圖，塗布頭18經由塗布頭架台31固定於架台30。

為了可最佳地調整塗布於薄片16之塗布液的種類及塗布液之膜厚，背托輥20和塗布頭18成為可調整兩者的間隔之可移動的構造。因此，固定於架台30，這意指以在對薄片16之塗布中背托輥20和塗布頭18保持既定間隔的方式設置於架台30。

其次，說明塗布裝置10之塗布方法。薄片16係從送出機被送出，再經由導輥14被引導至背托輥20。所引導的薄片16捲繞於背托輥20之外周面的一部分。薄片16朝所圖示之箭號方向以定速連續地行走。此時背托輥20一面轉動，一面支持薄片16的非塗膜面。

導輥14配置於背托輥20的上游側。導輥14之轉軸被保持於未圖示的支柱等。保持導輥14之轉軸的支柱設置於和以致動器33所支持的架台30相異之其他的架台上。在薄片16之行走中，導輥14以一面轉動一面支持薄片16，並將薄片16引導至背托輥20之方式發揮功能。

塗布頭18係塗布頭前端和連續行走的薄片16在接近之非接觸的狀態相向配置。如上述所示，以可調整塗布頭18和薄片16的方式構成。從塗布液槽利用泵向塗布頭18輸送塗布液。雖未圖示，作為泵，為了使塗布液之供給流量變得安定，使用定量泵較佳。作為定量泵，例如可使用齒輪泵、滾子泵等各種泵。

在塗布頭18內，如第3圖所示，和薄片16之寬度方 向平行地形成筒狀的袋部18B。該塗布用之袋部18B和供給線18A連接。又，在塗布頭18內，在塗布頭前端形成具有排出口的塗布用開縫18C。塗布用開縫18C和塗布用袋部18B連通。

塗布用開縫18C係用以連接袋部18B和塗布頭前端之狹隘的流路，並朝薄片16之寬度方向延伸。而且，從供給線18A向塗布頭18之塗布用袋部18B供給要塗布於薄片16之所要的塗布量之塗布液，而將塗布膜形成於薄片16。

已塗布塗布液之薄片16被送至設置於下游的乾燥區、加熱區，並將液晶層形成於薄片16上。又，雖省略圖示，將控制薄片16之張力的張力輥、或控制薄片16之搬運的驅動輥設置於光學補償片的生產線。

其次，根據第2圖說明設置用以支持上述之塗布裝置10及背托輥部21的架台30之主動型除振裝置32的構造。在此構造，塗布頭18及背托輥部21固定於架台30之上，如上述所示，塗布頭18經由塗布頭架台31固定於架台30。此外，背托輥部21亦固定於架台30。

此架台30因薄片16之寬度等而變成大型尺寸，例如總重量高達6.5噸。藉由對固定於這種架台30上之塗布頭18及支柱15，配置主動型除振裝置32之致動器33、33、…，而抑制各種振動，而對塗布膜難有不良影響。

第4圖係說明主動型除振裝置32之系統構造的示意圖。在主動型除振裝置32之底座40上經由氣壓致動器42支持負載承部44。此外，在本發明，致動器只要係可消除 振動，未限定為氣壓彈簧，即使係油壓式、機械式等之致動器亦可。可檢測加速度之加速度感測器46固定於該負載承部44上，又，在底座40和負載承部44之間，設置可量測負載承部44之位移的位移感測器48，又在底座40上，亦固定可檢測加速度之加速度感測器50。

負載承部44之控制，係藉由以伺服閥54調整由氣壓源52所供給之壓縮空氣的流量並供給氣壓致動器42而進行。對該伺服閥54，來自加速度感測器46的信號經由振動控制器56進行回授，來自位移感測器48的信號經由位置控制器58進行回授。此外，已述之加速度感測器50用於前饋控制。

在干擾F作用於這種系統的情況，構成主動型除振系統，其以氣壓致動器42控制由質量M、衰減Z以及彈簧K所代表之控制對象，並和來自地板之振動的除去，脰時對作用於負載承部44的干擾F亦具有制振效果。

結果，可得到膜之厚度精度高，而且表面平滑並無塗布不均的塗布膜。

其次，說明架台30之一次固有振動頻率變成80Hz以上係較佳的理由。為了在塗布時抑制振動，並對塗布膜難有不良影響，儘量抑制架台30的振動加速度較佳。此時，即使架台30之一次固定振動頻率係未滿80Hz，亦可使振動加速度變小。但，在將架台30之一次固有振動頻率設為80Hz以上的情況，在有激振時，塗布裝置10之強烈振動的成為該一次固有振動頻率的頻域。而且，在塗布於發生 之段不均等的問距對應於該頻率。可是，光學薄膜(光學補償薄膜、防止反射薄膜等)之塗布膜，只要係該頻率就難發生段不均，並對塗布膜難有不良影響。就此意義，架台30之一次固有振動頻率變成100Hz以上較佳，而變成120Hz以上更佳。

此外，背托輥20前後之導輥14、17的一次固有振動頻率變成20Hz以上較佳(參照第1圖)。藉由背托輥20前後之導輥14、17的一次固有振動頻率係20Hz以上，而可得到表面平滑且無塗布不均的塗布膜。此外，在避免共振之意義上，導輥之一次固有振動頻率變成Hz以上較佳，變成30 Hz以上更佳，變成50 Hz以上最佳。

又，在本發明，從架台30之底面至背托輥20的中心之高度H(參照第1圖)係1500mm以下較佳。因為從架台30之底面至背托輥20的中心之高度H愈長，對薄片之張力變動愈易產生力矩，所以塗布裝置之振動變大。為了抑制該振動，從架台30之底面至背托輥20的中心之高度H係1500mm以下較佳，變成1250mm以下更佳，變成1000mm以下最佳。

而，在本發明，架台30之薄片搬運方向的寬度L(參照第1圖)係750mm以上較佳。對於薄片之張力變動，塗布裝置產生locking振動(繞垂直於薄片行進方向軸和重力方向軸之軸的振動)。為了抑制該振動，架台30之該薄片搬運方向的寬度L係750mm以上較佳，變成1000mm以上更佳，變成1500mm以上最佳。

藉由設為這種H及/或L之範圍，而可得到膜之厚度精度更高，而且表面平滑並無塗布不均的塗布膜。

說明使用塗布裝置10之塗布膜的形成。作為塗布液，例如可使用黏度係10mPa．s以下，並包含有機溶劑者。但，亦可使用除此以外之黏度者，未包含有機溶劑者。

作為薄片16，－般可使用由既定寬度、既定長度、厚度約2~200μm之聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯－2.6－萘二甲酸乙二酯、二乙酸纖維素、三乙酸纖維素、乙酸丙酸纖維素、聚氯乙烯、聚偏二乙氯乙烯、聚碳酸酯、聚醯亞胺、聚醯胺等之塑膠薄膜、紙、將聚乙烯、聚丙烯、乙烯丁烷共聚合物等之碳數為2~10的α－多烯烴類塗布或疊層的紙、金屬板等所構成之撓性帶狀物或以該帶狀物為基材並在其表面形成加工層的帶狀物。

在第1圖之光學補償片的生產線，一面自送出機66抽出薄片16，一面控制泵之流量，使在塗布裝置10之塗布頭18的開縫18C中之塗布液的平均流速變成100~500mm/秒，又控制薄片16的搬運速度，使剛塗布後之塗布膜28的膜厚變成既定之厚度，並進行塗布。

在塗布後之乾燥等，進行乾燥區76、加熱區78以及紫外線燈80等之設定，使可得到塗布膜之厚度精度高，而且表面平滑的塗布膜28。利用捲繞機82捲繞塗布、乾燥後的薄片16。

該一連串的步驟係在良好之無塵度及最佳的溫濕度之環境下實施較佳。因此，在無塵室內進行較佳，尤其塗布 裝置10設置於等級100以下的環境較佳。

以上說明本發明之塗布裝置的實施形態，但是本發明未限定為上述的實施形態，而可採用各種形態。

例如，在本實施形態，作為塗布裝置10，雖然採用擠製型塗布器，但是亦可適合應用於除此以外的塗布器，例如棒塗布器(亦稱為「桿塗布器」，亦包含有邁耶式棒塗布器)、凹板塗布器(直接凹板塗布器、凹板吻塗器等)、輥塗布器(轉移滾輪塗布器、逆輥塗布器等)、雙塗布器、噴泉塗布器、滑動料斗等。

又，作為塗布裝置10之用途，不僅光學補償薄膜等之光學薄膜，亦可應用於各種的塗布。

10‧‧‧塗布裝置

14‧‧‧導輥

15‧‧‧支柱

16‧‧‧薄片

17‧‧‧導輥

18‧‧‧塗布頭(塗布液供給部)

20‧‧‧背托輥

21‧‧‧背托輥部

28‧‧‧塗布膜

30‧‧‧架台

31‧‧‧塗布頭架台

32‧‧‧主動型除振裝置

33、42‧‧‧致動器

66‧‧‧送出機

68‧‧‧導輥

76‧‧‧乾燥區

78‧‧‧加熱區

80‧‧‧紫外線燈

82‧‧‧捲繞機

第1圖係說明應用本發明之塗布裝置的光學補償片之生產線的說明圖。

第2圖係表示塗布裝置之設置狀態的立體圖。

第3圖係切掉塗布頭之一部分的立體圖。

第4圖係說明主動型除振裝置之系統構造的示意圖。

第5圖係說明擠製型塗布頭的示意圖。

10‧‧‧塗布裝置

14‧‧‧導輥

15‧‧‧支柱

16‧‧‧薄片

18‧‧‧塗布頭

19‧‧‧軸承

20‧‧‧背托輥

21‧‧‧背托輥部

30‧‧‧架台

31‧‧‧塗布頭架台

32‧‧‧主動型除振裝置

33‧‧‧致動器

Claims (8)

1. 一種塗布裝置，其具備有背托輥部，係具有以外周面支持朝長度方向行走之長條狀的薄片之背托輥；及塗布液供給部，係與背托輥具有固定間隔的間隙而對向配置，並向薄片供給塗布液；經由形成於該間隙之該塗布液的珠進行塗布，該塗布裝置之特徵為：將該塗布液供給部和該背托輥部雙方支持於一個架台上，並將該架台固定於主動型除振裝置上，該背托輥前後之導輥的一次固有振動頻率成為20Hz以上。
2. 如申請專利範圍第1項之塗布裝置，其中該主動型除振裝置係根據以感測器所檢測之振動成分，進行回授控制，而使致動器動作，並主動地進行除振的裝置。
3. 如申請專利範圍第1項之塗布裝置，其中該主動型除振裝置係根據以感測器所檢測之振動成分，進行回授控制及前饋控制，而使致動器動作，並主動地進行除振的裝置。
4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之塗布裝置，其中該架台之一次固有振動頻率成為80Hz以上。
5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之塗布裝置，其中將設置該塗布裝置之地板面的一次固有振動頻率設為10Hz以上。
6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之塗布裝置，其中從該架台之底面至該背托輥的中心之高度H係1500mm以下。
7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之塗布裝置，其中該架台之該薄片搬運方向的寬度L係750mm以上。
8. 一種塗布膜的製造方法，係使用如申請專利範圍第1至3項中任一項之塗布裝置，其包含以下步驟：塗布步驟，藉由該背托輥支持該行走的薄片且從該塗布供給部將塗布液供給於該薄片，經由該塗布液的珠進行塗布；除振步驟，一面進行該塗布步驟，一面藉由該主動型除振裝置將該架台除振；及乾燥步驟，乾燥該已塗布的薄片。