TWI630030B

TWI630030B - 塗布薄膜之製造方法

Info

Publication number: TWI630030B
Application number: TW104101273A
Authority: TW
Inventors: 東良知; 山口貴志; 松岡明宏
Original assignee: 日商富士軟片股份有限公司
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2018-07-21
Also published as: KR20150085785A; TW201536415A; JP6042356B2; JP2015134308A

Abstract

本發明課題係提供一種塗布薄膜之製造方法及擠壓塗布裝置，其減少塗布膜的寬度方向端部之薄塗部分的區域。

解決手段係一種寬度方向端部成為薄塗之塗布薄膜之製造方法，以及於製造方法所使用之擠壓塗布裝置，該製造方法具有藉由擠壓塗布的塗布步驟：使用塗布裝置10並將塗布液噴出口16A朝向支撐體22配置，並將塗布液塗布在支撐體；其中，該塗布裝置10具備：透過塗布液通過的狹縫16而將塗布液從歧管噴出的塗布液噴出口16A、與規定狹縫16之流路寬度的間隔件24；且間隔件24的塗布液噴出口側係在流路寬度變寬的方向形成有R形狀。

Description

塗布薄膜之製造方法

本發明係關於塗布薄膜之製造方法及擠壓塗布裝置，特別係關於，塗布膜的寬度方向端部成為薄塗(膜厚變薄)之塗布薄膜之製造方法及擠壓塗布裝置。

擠壓塗布裝置係將已供給至狹縫模具(slot die)內之口袋部的塗布液，在口袋部(pocket)於塗布寬度方向(與薄片(web)寬度方向相同)上廣流(wide spread)，從具有連通於口袋部之狹窄間隙的狹縫(slit)前端噴出塗布液。另一方面，被塗布塗布液之薄片(支撐體)係被纏繞在支承輥(backup roller)而行進，並且在狹縫模具前端與薄片之間的模唇縫隙(lip clearance)形成已從狹縫前端所噴出之塗布液的珠(塗布液積存(reservoir of coating fluid))，透過該珠將塗布液塗布至薄片。又，塗布於薄片之塗布液的塗布寬度係藉由已插入於狹縫寬度方向(與薄片寬度方向相同)的兩端部之間隔件彼此的距離而被規定。

以這樣的擠壓塗布裝置，若使用先前的直線錐形形狀間隔件，則因黏性剪切力而成為膜厚之薄的部分在端部變廣的膜厚分布，製品有效寬度內成為薄塗，因此對品質造成了影響。

為了解決這樣的課題，例如於下述專利文獻1中記載有一種狹縫模具塗布機(slit die coater)噴嘴，其以用均勻的膜厚進行塗敷之目的，用以形成狹縫之墊片開口部側面係在外側為凸出的曲線狀。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2004-864號公報

然而，就專利文獻1所記載之狹縫模塗布機噴嘴而言，無法解除塗布膜寬度方向端部的膜厚變成薄塗，且薄塗部分的區域亦廣。

本發明係有鑑於這樣的情況而作成者，目的係在於提供一種塗布薄膜之製造方法及擠壓塗布裝置，其減少塗布膜寬度方向端部之薄塗部分的區域，能夠提升生產率。

本發明為了達成前述目的，提供一種塗布薄膜之製造方法，其係在連續行進之帶狀支撐體上進行塗布液的塗布，且支撐體上所形成之塗布膜的寬度方向端部成為薄塗的塗布薄膜之製造方法，具有藉由擠壓塗布之塗布步驟：使用塗布裝置，將塗布液噴出口朝向支撐體配置，並將塗布液塗布在支撐體；該塗布裝置具備：被供給塗布液之歧管、透過塗布液通過的狹縫而將塗布液從歧管噴出之塗布液噴出口、設置在狹縫寬度方向端部並規定狹縫的流路寬度之間隔件；並且，間隔件的塗布液噴出口側係在流路寬度變寬的方向形成有R形狀。

間隔件之壁附近的流速係因黏性剪切而降低。先前的直線間隔件，由於流路寬度係緩緩地變寬，故無法壓制黏性剪切的影響，而流速分布變寬，薄塗部分的區域亦變寬。依據本發明，由於間隔件的塗布液噴出口側係在流路寬度變寬的方向被形成為R形狀，故能使塗布液流至所形成之塗布膜的端部方向，而可壓制黏性剪切的影響。因此，可僅使對應於所製造之塗布膜的端部附近之狹縫內塗布液的流速降低，而可僅使塗布膜端部附近的膜厚變薄。即，因為能夠縮小塗布膜端部的薄塗寬度，而能夠使塗布薄膜的生產率提升。

本發明之其他實施形態的塗布薄膜之製造方法，較佳為R形狀的曲率半徑係20mm以上100mm以下。

依據本發明之其他實施形態的塗布薄膜之製造方法，藉由將R形狀的曲率半徑設為上述範圍，能夠抑制間隔件附近之黏性剪切的影響，並可縮小塗布膜的端部之薄塗部分的區域。

本發明之其他實施形態的塗布薄膜之製造方法，較佳為塗布液的黏度係0.5×10^-3Pa‧s以上2×10^-2Pa‧s以下。

依據本發明之其他實施形態的塗布薄膜之製造方法，即使對於塗布液的黏度係在上述範圍內之黏性低、且容易受黏性剪切之影響的塗布液亦能夠有效地實施。

本發明為了達成前述目的，提供一種擠壓塗布裝置，其具備：被供給塗布液之歧管、透過塗布液通過的狹縫而將塗布液從歧管噴出之塗布液噴出口、設置在狹縫的寬度方向端部並規定狹縫的流路寬度之間隔件；並且，間隔件的塗布液噴出口側係在流路寬度變寬的方向形成有R形狀。

依據本發明，由於間隔件的塗布液噴出口側係在流路寬度變寬的方向被形成為R形狀，故可使液流至所形成之塗布膜的端部方向，而可壓制黏性剪切的影響。因此，可僅使對應於所製造之塗布膜的端部附近的狹縫內之塗布液的流速降低，而可僅使塗布膜的端部附近的膜厚變薄。即，因能夠縮小塗布膜的端部的薄塗寬度，而能夠使塗布薄膜的生產率提升。

依據本發明塗布薄膜之製造方法及擠壓塗布裝置，因使用之間隔件在流路寬度變寬的方向以R形狀被形成，而可塗布液噴出口附近的流速分布朝向寬度方向端部，可僅降低寬度方向端部(間隔件附近)的流速。因此，能夠縮小寬度方向端部的薄塗寬度，而可使生產率提升。

10‧‧‧擠壓塗布裝置

12‧‧‧狹縫模具

14‧‧‧口袋部

16‧‧‧狹縫

16A‧‧‧塗布液噴出口

18‧‧‧唇面

20‧‧‧支承輥

22‧‧‧薄片(支撐體)

24、124、224、324‧‧‧間隔件

30、32‧‧‧側板

31‧‧‧送液線路

α‧‧‧錐形角

[第1圖]係從上方所見擠壓塗布裝置的平面圖。

[第2圖]係擠壓塗布裝置的側面截面圖。

[第3圖]係擠壓塗布裝置的透視圖。

[第4圖]係顯示先前之間隔件的形狀(a)與所製造出之薄膜端部的膜厚(b)的圖。

[第5圖]係顯示第1實施形態之間隔件的形狀(a)與所製造出之薄膜端部的膜厚(b)的圖。

[第6圖]係第2實施形態之間隔件之形狀的圖。

[第7圖]係第3實施形態之間隔件之形狀的圖。

[第8圖]係說明於實施例及比較例所使用之間隔件的圖。

[實施發明之形態]

以下，按照附圖，針對本發明涉及之塗布薄膜之製造方法及擠壓塗布裝置的較佳實施形態進行說明。再者，在本說明書中，所謂「~」係以包含將其前後所記載之數值作為下限值及上限值的意思而使用。

<擠壓塗布裝置的結構>

〔第1實施形態〕

第1圖係從上方所見擠壓塗布裝置(以下，亦簡稱為「塗布裝置」)10之平面圖，第2圖係側面截面圖，第3圖係顯示主要部分的透視圖。

如於該等圖所示，狹縫模具12係在頭內部形成有口袋部14、以及連通於該口袋部14之狹窄的狹縫16，並且，狹縫16前端的塗布液噴出口16A係在頭前端之大致平坦的唇面18被開口。貫通口袋部14的兩端開口部係藉由設置於狹縫模具12之兩端面的側板30、32而被堵塞。

然後，貫通其中一方的側板32以連接至將塗布液送至口袋部14的送液線路31。再者，就將塗布液送至口袋部14的方法而言，除了堵塞口袋部14之其中一側而從另一端側進行供給以外，有從口袋部14的中央部進行供給而使分流至兩側的類型、從口袋部14之其中一側進行供給並從另一方向抽出的類型，可應用任一者。

在第1~3圖中，支承輥20被與狹縫模具12之唇面18相向地接近配置，而被塗布塗布液L之薄片(支撐體)22纏繞在支承輥20受到支持而向箭頭方向連續行進。模具前端之唇面18與已纏繞在支承輥20上之薄片表面的間隙，通常係設定在30μm~300μm的範圍，依塗布厚度、塗布速度、塗布液L的物性(黏度等)、珠減壓度(reduction in bead pressure)等而適宜地設定。

對薄片22之塗布液的塗布，係將纏繞在支承輥20受到支持而連續行進的薄片22，與塗布裝置10的唇面18接近配置，從塗布裝置10的塗布液噴出口16A噴出塗布液，透過在唇面18與薄片22之間經交聯而形成的珠，而在薄片22塗布塗布液。塗布塗布液之際，較佳為從較塗布位置更靠薄片的行進方向上游側，進行減壓作成負壓狀態來進行塗布液的塗布。藉著作成負壓狀態，能夠進行塗布膜膜厚的薄膜化、塗布膜厚度的調整、混入空氣的吸引。就減壓度而言，較佳係-50Pa~-5000Pa的範圍內，更佳係-100Pa~-3000Pa的範圍內。

又，於薄片22所塗布之塗布液L的塗布寬度A係如第1圖所示，係受已插入於狹縫16之寬度方向 (與薄片寬度方向相同)的兩端部之一對間隔件24彼此的間隔(距離)B所規定。

然後，已供給至狹縫模具12之口袋部14的塗布液，在口袋部14於薄片寬度方向被擴流之後，使狹縫16上升而從塗布液噴出口16A被噴出。所噴出之塗布液係一邊在塗布頭的唇面18，與接近該唇面18而行進的薄片22之間形成珠，一邊被塗布在薄片22。即，以從狹縫前端之塗布液噴出口16A所噴出之塗布液的噴出力，與薄片22按壓塗布頭前端部的按壓力呈平衡的狀態下，塗布液被塗布至薄片。藉此，在薄片面形成極薄的塗布膜。

於此處，就本實施形態而言，間隔件24係設於狹縫之寬度方向端部，並規定被塗布在支撐體的塗布寬度。間隔件24係從歧管側對於薄片22垂直地形成，塗布液噴出口側係在塗布液噴出口16A變寬的方向上被形成為R形狀。再者，R形狀的起始位置較佳為距塗布液噴出口的距離係R形狀的曲率半徑以下，更佳為與R形狀的曲率半徑為同等。藉由將R形狀的起始位置，設為距噴出口的距離係R形狀之曲率半徑以下，能夠更有效率地使塗布液流至塗布膜的端部方向。一般而言，R形狀的起始位置較佳為距噴出口的距離係5~25mm。

於此處，所謂R形狀係表示正圓或橢圓的圓弧形狀，但亦包含在流路寬度變寬的方向上錐形角階段性地變化所形成而整體形成為R形狀者。又，所謂「錐形角」係間隔件之錐形部的延長線與以一對間隔件所形成之塗布液噴出口所成的角。再者，從加工的容易性來看，較佳係橢圓，最佳係正圓。

藉由將間隔件24的塗布液噴出口側形成為R形狀，壓制在間隔件24與塗布液之界面中黏性剪切的影響，能夠僅使塗布液噴出口16A寬度方向端部之塗布液的流速降低。藉此，能縮小塗布膜的薄塗寬度。

再者，就第1~3圖而言，係以在薄片行進方向上游側及下游側具有唇面之擠壓塗布裝置來說明，但亦能夠使用未設唇面，或者僅在上游側或下游側設有唇面的擠壓塗布裝置。

就在本實施形態所使用之薄片(支撐體)而言，未被特別限定，但可使用樹脂薄膜、樹脂板、樹脂片、玻璃等。就樹脂薄膜而言，能夠使用聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、乙酸纖維素薄膜等。

就在本實施形態所使用之塗布液而言，未被特別限定，但例如可使用抗反射膜用的塗布液。就塗布液的黏度而言，亦未被特別限定，但當使用0.5×10^-3Pa‧s以上2×10^-2Pa‧s以下之低黏度的塗布液的狀況時，因塗布膜端部的膜厚容易變薄，藉由進行本實施形態的製造方法，能夠縮小塗布膜端部之薄塗部分的寬度，而係有效的。又，塗布液的黏度更佳係設為0.8×10^-3Pa‧s以上1×10^-2Pa‧s以下。再者，塗布液的黏度係伸長黏度的數值，例如，能夠使用B型黏度計(Brookfield黏度計)並藉由常規方法測定。

其次，針對本實施形態之間隔件的形狀進行說明。第4圖係先前之錐形形狀的間隔件(a)及顯示使用該間隔件所製造出之薄膜端部之膜厚的圖(b)。第5圖係第1實施形態之R形狀的間隔件(a)及顯示使用該間隔件所製造出之薄膜端部之膜厚的圖(b)。塗布液的流速由於係受在間隔件與塗布液之界面中黏性剪切的影響的緣故，間隔件附近之塗布液的流速會因該黏性剪切而變慢。如於第4(a)圖所示，於就先前之錐形形狀的間隔件324，由於錐形形狀的部分長的緣故，相對於寬度方向，塗布液的流速變慢的區域變廣；如於第4(b)圖所示，薄膜端部之膜厚薄的區域(薄塗寬度)變廣，而生產率變差。另一方面，如於第5(a)圖所示，於第1實施形態之R形狀的間隔件24，由於在塗布液即將塗布之前將流路擴展為R形狀的緣故，能夠壓制黏性剪切在寬度方向的影響，而能夠縮小流速變慢的區域。因此，如於第5(b)圖所示，薄膜端部之膜厚薄的部分變小，而能夠使生產率提升。

再者，所謂「薄膜端部之膜厚薄的區域(薄塗寬度)」係相對於含薄膜的中央部且塗布寬度±0.5%範圍之塗布膜膜厚的平均值，膜厚為98%以下之從端部起的區域。

就間隔件24之R形狀的曲率半徑而言，較佳係20mm以上100mm以下。藉由將R形狀的曲率半徑設為上述範圍，因能夠使塗布液流至塗布膜的寬度方向，而能夠縮小所製造之塗布薄膜的端部之薄塗部分的區域。

〔第2實施形態〕

第6圖係顯示第2實施形態涉及之間隔件124之形狀的圖。於第6圖所示之間隔件124，在R形狀的曲率半徑朝向塗布液噴出口階段性地變小之點，係與第1實施形態之間隔件24不同。因藉由使R形狀的曲率半徑階段性地減小，能夠減小間隔件與塗布液噴出口所成的角，而能夠使塗布液流至寬度方向。藉此，能夠使塗布液流至所製造出之薄膜的端部側，而能夠縮小所製造出之薄膜端部之薄塗部分的區域。

再者，針對曲率半徑，各個R形狀之部分的曲率半徑係20mm以上100mm以下的範圍即可，藉著在該範圍內階段性地減小，能夠縮小塗布薄膜的薄塗寬度。

〔第3實施形態〕

第7圖係顯示第3實施形態涉及之間隔件224之形狀的圖。於第7圖所示之間隔件224，在錐形角度α朝向塗布液噴出口於流路寬度變寬的方向上階段性地變化之點，係與第1實施形態的間隔件24不同。藉著使錐形角度階段性地變化，能夠獲得與如第1、第2實施形態將間隔件的塗布液噴出口側設為R形狀之狀況時同樣的效果。再者，於第3實施形態，錐形角度較佳係使分為至少3階段以上而變化。

[實施例]

其次，列舉實施例以進一步具體地說明本發明，但本發明並非被限定於此者。

〔塗布方法〕

在實施例使用之薄片、塗布頭、塗布條件、塗布液係如下述。

薄片係使用了寬度800mm、厚度15μm之PET(polyethylene terephthalate，聚對酞酸乙二酯)薄膜。

塗布頭係使用了狹縫寬度係1000mm、狹縫間隔0.15mm、薄片搬運方向上游側之唇面長度350μm之擠壓型(E型模頭(E-type geeser))的塗布頭。

塗布液係使用了抗反射膜之低折射率層用的塗布液。該塗布液的折射率係1.42，在熱交聯性含氟聚合物之6重量%的甲基乙基酮溶液(JN-7228，JSR(股)製)93g中，添加MEK-ST(平均粒徑10nm~20nm，固體成分濃度30重量%之SiO₂溶膠的甲基乙基酮分散物，日產化學(股)製)8g、甲基乙基酮94g及環己酮6g，攪拌之後，以孔徑1μm的聚丙烯製過濾器(PPE-01)進行過濾，製備低折射率層用的塗布液。

在纏繞在支承輥而受到支持之連續行進的薄片，使用擠壓型的塗布頭，以使塗布寬度成為700mm、乾燥膜厚成為1~20μm的方式塗布塗布液，進行乾燥，製造塗布薄膜。進行塗布之際，藉著變更間隔件之R形狀的曲率半徑，控制所製造之薄膜端部的膜厚。又，作為比較例，使用先前之錐形形狀的間隔件形成塗布膜。

將於實施例及比較例使用之間隔件的種類、形狀顯示於第8圖及表1。在直線形狀的錐形間隔件中，從距塗布液噴出口50mm的位置設有錐形，錐形的角度係如於第8(a)圖所示，係以由一對間隔件所形成之塗布液噴出口與錐形所成之角(α)成為如表1的方式而設置錐形。針對R形狀間隔件，係以自塗布液噴出口起曲率半徑R的距離及寬度，形成R形狀(第8(b)圖)。

〔評價方法〕

以光干涉膜厚計(optical interference layer thickness meter)測定所製造出之塗布薄膜的膜厚，藉由自塗布端部至固定部(一定的膜厚部)止的寬度(凸緣寬度(邊緣寬度)、薄塗寬度)進行評價。薄塗寬度係依以下基準進行評價。

<薄塗寬度>

A．．．自端部起薄塗區域係低於塗布寬度的2%

B．．．自端部起薄塗區域係塗布寬度的2%以上低於5%

C．．．自端部起薄塗區域係塗布寬度的5%以上

再者，如上述般，相對於以中央部為中心且塗布寬度±0.5%範圍之塗布膜膜厚的平均值，薄塗區域係膜厚為98%以下之從端部起之區域。將結果顯示於表1。

如表1所示，與使用先前之直線錐形形狀的間隔件之狀況相比較，藉由使用前端R形狀之間隔件，能夠縮小薄塗寬度。

Claims

一種塗布薄膜之製造方法，其係於連續行進的帶狀支撐體上進行塗布液的塗布，且該支撐體上所形成之塗布膜的寬度方向端部成為薄塗的塗布薄膜之製造方法；其具有藉由擠壓塗布所進行之塗布步驟：使用塗布裝置，將塗布液噴出口朝向該支撐體配置，並將該塗布液塗布至該支撐體；其中，該塗布裝置具備：被供給該塗布液之歧管、透過該塗布液通過的狹縫而將該塗布液自該歧管噴出之該塗布液噴出口、以及設置於該狹縫的寬度方向端部並規定該狹縫的流路寬度之間隔件；該間隔件的該塗布液噴出口側，係在該流路寬度變寬的方向形成有R形狀，該R形狀的曲率半徑為20mm以上100mm以下。
如請求項1之塗布薄膜之製造方法，其中該塗布液的黏度為0.5×10^-3Pa‧s以上2×10^-2Pa‧s以下。