WO2005107959A1 - 塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

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Ichiro Shibata
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Fuji Photo Film Co., Ltd.
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
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    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C9/00Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important
    • B05C9/08Apparatus or plant for applying liquid or other fluent material to surfaces by means not covered by any preceding group, or in which the means of applying the liquid or other fluent material is not important for applying liquid or other fluent material and performing an auxiliary operation
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    • B05D3/00Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/12Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means
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    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
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Definitions

  • the present invention relates to a coating apparatus and a coating method, and particularly to a method for forming a long and wide coating film surface by coating various liquid compositions on a continuously running web (belt-shaped flexible support).
  • the present invention relates to a suitable coating device and a suitable coating method.
  • a coating apparatus for applying a coating liquid to a web surface for example, a roll coater type, a gravure coat type, a roll coat plus doctor type, a reverse roll coater type, an extrusion type, a slide coat type, and the like are known. At present, they are properly used depending on the application.
  • Patent Document 1 JP-A-2002-239432
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-206660
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and while a coating liquid is supplied from a coating liquid supply unit, the coating liquid is continuously conveyed at a position separated by a predetermined distance from the coating liquid supply unit.
  • the thickness accuracy of the film is small, and does not require a large amount of installation cost and has few restrictions on design and layout. It is an object of the present invention to provide a coating apparatus and a coating method capable of obtaining a coating film having a high surface roughness and a smooth surface without coating unevenness.
  • the present invention provides a coating liquid supply unit for supplying a coating liquid, and a predetermined distance from the coating liquid supply unit while supplying the coating liquid from the coating liquid supply unit.
  • An application device is provided, wherein the application means is fixed on an active vibration isolator.
  • the application means is fixed on the active vibration isolator, various vibrations are suppressed, and the applied film is hardly adversely affected.
  • the installation does not require a large amount of cost, and there are few restrictions on design and layout. In other words, it is not always necessary to install the coating device at the base level. For example, it can be installed on the 4th floor.
  • the active vibration isolator is also called an active vibration isolator, and is different from a normal vibration isolator using a laminated rubber, an air spring, or the like (a so-called passive vibration isolator). This is a device that actively removes vibration by feedback control using
  • the band-shaped support which is an object to be coated, is usually a band-shaped flexible support (web) in many cases.
  • a band-shaped plate-shaped body for example, a glass substrate, a silicon wafer, or the like is used. Even so, the present invention can be applied, and similar effects can be obtained.
  • the active vibration isolator is a device that performs feedback control of a vibration component detected by a sensor to activate a pneumatic actuator to actively perform vibration isolation.
  • the active anti-vibration device having such a configuration, various vibrations are suppressed, and the coating film is hardly adversely affected.
  • the active vibration isolation device has an explosion-proof structure.
  • the vibration acceleration of the application unit is 0.2 Gal or less. According to various experiments by the applicant of the present application, it has been confirmed that a coating film having such a vibration acceleration coating method can provide a coating film with high film thickness accuracy and a smooth surface without coating unevenness. . The details will be described later.
  • the primary natural frequency of the application unit is 80 Hz or more. According to various experiments conducted by the applicant of the present application, a coating means having such a primary natural frequency has a high film thickness accuracy and has a smooth surface with no coating unevenness. It was confirmed that a film could be obtained. This will be described later in detail.
  • the present invention also provides a coating method using the above-mentioned coating device, wherein the primary natural frequency of the floor on which the coating device is installed is 10 Hz or more. I do. According to various experiments conducted by the applicant of the present application, by installing a coating device on the floor surface having such a primary natural frequency, coating accuracy is high, the surface is smooth, and coating is performed smoothly. It was confirmed that a film could be obtained. The details will be described later.
  • the application unit is fixed on the active anti-vibration device, various vibrations are suppressed, and the application film is hardly adversely affected. As a result, it is possible to easily obtain a coating film having high film thickness accuracy, a smooth surface and no coating unevenness.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a production line of an optical compensation sheet to which a coating method and a coating device according to the present invention are applied.
  • FIG. 2 is an enlarged conceptual view of a main part showing an embodiment of a coating apparatus.
  • FIG. 3 is a perspective view of a coating head with a part cut away.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a state where the coating apparatus is installed.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a system configuration of an active vibration isolation device.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a production line of an optical compensation sheet to which a coating apparatus and a coating method according to the present invention are applied.
  • FIG. 2 is an enlarged conceptual view of a main part showing an embodiment of the coating apparatus 10 in this production line
  • FIG. 3 is a perspective view of the coating apparatus 10 in which a coating head 18 is partially cut away. is there.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a state where the coating apparatus 10 is installed.
  • a web 16 as a transparent support on which a polymer layer for forming an alignment film is formed in advance is fed from a feeder 66. .
  • the web 16 is guided by a guide roller 68 and fed into a rubbing processing device 70.
  • the rubbing roller 72 is provided to perform a rubbing process on the polymer layer.
  • a dust remover 74 is provided downstream of the rubbing device 70 so that dust adhering to the surface of the web 16 can be removed.
  • a coating device 10 is provided downstream of the dust remover 74 so that a coating liquid containing a disconematic liquid crystal can be coated on the web 16. Downstream of this, a drying zone 76 and a heating zone 78 are sequentially provided so that a liquid crystal layer can be formed on the web 16. Further, an ultraviolet lamp 80 is provided downstream of this, so that the liquid crystal is cross-linked by irradiation with ultraviolet light so that a desired polymer can be formed. The web 16 on which the polymer is formed is wound by a winder 82 provided downstream of the web.
  • the coating apparatus 10 includes a coating liquid tank 14 and a coating liquid tank 14.
  • a pump 15 for feeding the coating solution a coating head 18 for coating the web 16 with the coating solution sent from the pump 15, a pipe connecting them, and a web provided for facing the coating head 18. It is composed of a backup roller 20 that supports 16.
  • a metering pump As the pump 15, it is preferable to use a metering pump because the supply flow rate of the coating liquid is stabilized.
  • a gear pump and a roller pump can be used as the metering pump.
  • a gear pump can be particularly preferably used.
  • the coating head 18 is disposed opposite to the web 16 in which the tip of the coating head runs continuously. As shown in FIG. 3, a cylindrical pocket portion 18B is formed in the coating head 18 in parallel with the width direction of the web 16, and the coating pocket portion 18B is connected to a supply line 18A. A coating slit 18C having a discharge port at the tip of the coating head is formed in the coating head 18, and the coating slit 18C communicates with the coating pocket 18B.
  • the coating slit 18C is a narrow flow path connecting the pocket portion 18B and the tip of the coating head, and extends in the width direction of the web 16. Then, a supply amount of the application liquid for applying the supply line 18 ⁇ / b> A to the web 16 is supplied to the application pocket 18 ⁇ / b> B of the application head 18.
  • a force that also supplies one side force of the application pocket 18B is used as a method of feeding the application liquid to the application pocket 18B.
  • a force that also supplies one side force of the application pocket 18B is used as a method of feeding the application liquid to the application pocket 18B.
  • the coating apparatus 10 is configured such that the tip of the coating head 18 faces the position of 9 o'clock in the clockwise direction of the knock-up roller 20. Then, a distance t between the tip of the coating head 18 and the surface of the web 16 is set. As shown in the drawing, a coating film 28 is formed on the web 16 to which the coating liquid has been applied by the coating head 18, and the web 16 is supported by the backup roller 20 and conveyed clockwise.
  • the position of the tip of the coating head 18 is not limited to the clockwise position of the backup roller 20 at 9 o'clock. There is no limitation on the position of the tip of the coating head 18 as long as uniform coating can be performed.
  • the outer diameter of the knock-up roller 20 is not particularly limited, uniform application can be performed. I just need.
  • a configuration in which a plurality of small-diameter backup rollers are arranged in a circle in place of the backup roller 20 as shown in the drawing may be employed.
  • the coating head 18 is not limited to an eta-strosion type, but may be of any type as long as the coating liquid is supplied from a slit to apply the coating liquid to the web 16.
  • An application head can be used.
  • various types of coating means such as a coating means of a type not using the coating head 18 such as a coating means of a roll coater type and a coating means of a reverse roll coater type can be adopted.
  • a tension roller for controlling the tension of the web 16 and a drive roller for controlling the conveyance of the web 16 may be arbitrarily provided.
  • the coating head 18 is fixed on a coating head base 30, and active vibration isolator devices 32 are arranged at four corners on the lower surface of the coating head base 30. It is supported on the floor F via vibration devices 32, 32.
  • a pressure reducing channel 34 is provided below the backup roller 20, and the pressure in the pressure reducing chamber 34 is reduced to reduce the pressure of the coating liquid formed between the web 16 and the coating head 18. You can now stabilize the bead! /
  • the coating head base 30 is of a large size depending on the width of the web 16 and the like, and for example, has a plane size of 2.4 x 1.5m and a total weight of 6.5 tons. It is. By disposing the active vibration isolator 32 to the coating head 18 fixed on the coating head base 30 as described above, various vibrations are suppressed, and the coating film is hardly adversely affected. .
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating the system configuration of the active vibration isolation device 32.
  • a load receiver 44 is supported on a base 40 of the active vibration isolator 32 via an air actuator 42.
  • An acceleration sensor 46 capable of detecting acceleration is fixed on the load receiving portion 44, and a displacement sensor 48 capable of measuring the displacement of the load receiving portion 44 is provided between the base 40 and the load receiving portion 44. Further, an acceleration sensor 50 capable of detecting acceleration is fixed also on the base 40.
  • the load receiving section 44 is controlled by adjusting the flow rate of the compressed air supplied from the air source 52 with the servo valve 54 and supplying the compressed air to the air actuator 42.
  • This servo valve 5 In 4 the signal from the acceleration sensor 46 is fed back via the vibration controller 56, and the signal from the displacement sensor 48 is fed back via the position controller 58.
  • the above-described acceleration sensor 50 is used for feedforward control.
  • the coating apparatus 10 of FIG. 4 it is possible to easily obtain a coating film with high film thickness accuracy, a smooth surface and no coating unevenness.
  • the installation of the coating apparatus 10 does not require a large amount of cost, and there are few restrictions on design and layout. That is, it is not always necessary to install the coating apparatus 10 at the base level (the first floor). For example, the coating apparatus 10 can be installed at the fourth floor.
  • the active vibration isolator 32 is of an explosion-proof type, it is superior in safety.
  • the primary natural frequency of the coating apparatus 10 is preferably 80 Hz or more.
  • the frequency range of the primary natural frequency is that the coating device 10 vibrates strongly when a vibration is applied. Then, the pitch of unevenness or the like generated at the time of application corresponds to this frequency.
  • the coating film of an optical film optical compensation film, anti-reflection film, etc. hardly adversely affects the coating film which is less likely to cause step unevenness at this frequency.
  • the primary natural frequency of the coating apparatus 10 is more preferably 100 Hz or more, more preferably 120 Hz or more.
  • the reason why it is preferable to set the primary natural frequency of the floor surface on which the coating apparatus 10 is installed to 10 Hz or more is described.
  • the primary natural frequency of the floor surface on which the coating apparatus 10 is installed is less than 10 Hz, almost no vibration isolation effect can be obtained.
  • the vibration frequency is 100Hz, a force that can be attenuated to about 1Z100
  • the vibration frequency is less than 10Hz, only the effect that can be slightly attenuated is obtained.
  • the primary natural frequency of the floor surface on which the coating apparatus 10 is installed is 20 Hz or more, and it is even more preferable that the primary natural frequency is 30 Hz or more!
  • the coating liquid for example, a liquid having a viscosity of lOmPa's or less and containing an organic solvent can be used. However, those having other viscosities and those not containing an organic solvent can also be used.
  • polyethylene terephthalate PET
  • polyethylene mono 2,6-naphthalate cellulose diacetate having a predetermined width and a predetermined length and a thickness of about 2 to 200 ⁇ m
  • cellulose diacetate cellulose
  • Plastic films such as triacetate, cellulose acetate propionate, polychlorinated polyvinyl chloride, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyimide, polyamide, etc.
  • paper, polyethylene, polypropylene, ethylene butene copolymer, etc. have 2 to 1 carbon atoms.
  • a flexible band such as paper or a metal plate coated or laminated with 0 oc-polyolefins or a band having a processed layer formed on the surface of the band as a base material can be used.
  • the average flow velocity of the coating liquid in the slit 18C of the coating head 18 of the coating apparatus 10 is adjusted to 100 to 500 mmZ seconds.
  • the coating is performed by controlling the flow rate of the pump 15 (see FIG. 2) and controlling the transport speed of the web 16 so that the thickness of the coating film 28 immediately after coating is 2 to 40 m.
  • the drying zone 76, the heating zone 78, the ultraviolet lamp 80, and the like are set so as to obtain a coating film 28 with high thickness accuracy and a smooth surface.
  • the web 16 after application and drying is wound by a winder 82.
  • the above series of steps is preferably performed in an environment with good dust-freeness and optimum temperature and humidity. Therefore, it is preferable that the application is performed in a clean room, and it is particularly preferable that the coating apparatus 10 be installed in an environment of class 100 or less. For this purpose, a down flow clean room or a clean bench may be used in combination.
  • an eta-strusion-type coater is employed as the coating device 10.
  • a coater other than this for example, a bar coater (also referred to as a "rod coater", includes a major bar coater) ), A gravure coater (such as a direct gravure coater, a gravure kiss coater), a rhono recorder (such as a transfer rono recorder, a reverse rohno recorder), a die coater, a fountain coater, and a slide hopper.
  • the application of the coating apparatus 10 can be applied not only to an optical film such as an optical compensation film but also to various coatings.
  • a coating film was formed on the web 16 using the coating device 10 of the optical compensation sheet production line shown in FIG. 1, and the state of the coated surface was evaluated.
  • the coating device 10 was installed on a coating station provided on the second floor in a building having an SRC beam structure.
  • the primary natural frequency of the floor of the coating station on the second floor of this building was 15 Hz.
  • the primary natural frequency of the entire coating apparatus 10 was 120 Hz.
  • the width of the opening (length in the running direction of the web 16) of the coating slit 18C is 150 m, and the length of the opening is 50 mm.
  • the upstream lip land length of the coating head 18 is 1 mm, and the downstream lip land length is 50 m.
  • the distance t between the tip of the coating head 18 and the surface of the web 16 shown in FIG. 2 was set to 50 ⁇ m, and the negative pressure inside the decompression chamber 34 shown in FIG. did.
  • a cellulose acetate film (trade name: Fujitac, manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) having a thickness of 100 ⁇ m was used as the web 16, and a long-chain alkyl-modified polyvinyl alcohol (trade name) was used before the coating solution was applied.
  • a long-chain alkyl-modified polyvinyl alcohol (trade name) was used before the coating solution was applied.
  • the web 16 on which the resin layer for the alignment film has been formed in advance is sent out from the feeder 66, and is subjected to a rubbing process.
  • a rubbing treatment was performed on the surface of the resin layer for an alignment film by the treatment device 70 to form an alignment film, and the substrate was transported to the coating device 10 for coating.
  • the rotation speed of the rubbing roller 72 in the rubbing process was set to 5. OmZ seconds, and the pressing force against the web 16 was set to 9.8 X 10-3 Pa.
  • a photopolymerization initiator (trade name: Irgacure 907, manufactured by Nippon Chigeigy Co., Ltd.) was added to a mixture of discotic compound TE— (1) and TE— (2) at a weight ratio of 4: 1.
  • the transport speed of the web 16 was set to 50 mZ, and the coating apparatus 10 adjusted the wet film thickness at the time of coating so that the wet film thickness became m.
  • the set temperature of the drying zone 76 was set to 100 ° C, and the set temperature of the heating zone 78 was set to 130 ° C.
  • the web 16 passed through the drying zone 76 and the heating zone was irradiated with ultraviolet light by an ultraviolet lamp 80. As a result, the liquid crystal was crosslinked, and a desired polymer was formed. Then, the web 16 on which the polymer was formed was wound by the winder 82.
  • the web 16 treated under the above conditions was used as Example 1, and the surface state of the coating film formed on the surface of the web 16 after winding was evaluated by visual sensory inspection.
  • the maximum vibration acceleration of the coating device 10 while the loaded heavy truck was running was 0.2 Gal.
  • the results of the visual inspection of the web 16 (coated sample) corresponding to the vibration indicate that coating unevenness and the like are not detected and that a good surface condition is exhibited.
  • Example 2 The application was performed under the same conditions as in Example 1 except that the explosion-proof active anti-vibration device was not operated. At this time, the measured value of the maximum vibration acceleration in the coating apparatus 10 was 0.4 Gal. Visual inspection of the portion of the web 16 (coated sample) corresponding to the vibration showed fine coating unevenness in the coated film.
  • Comparative Example 2 The application was performed under the same conditions as in Comparative Example 1 except that the truck load was reduced. At this time, the measured value of the maximum vibration acceleration in the coating apparatus 10 was 0.3 Gal (75% of Comparative Example 1). The result of the visual inspection of the web 16 (coated sample) corresponding to the vibration was slightly smaller than that of Comparative Example 1, but uneven coating was detected although the coating film was fine.
  • the application unit is fixed on the active anti-vibration device, various vibrations are suppressed, and the application film is hardly adversely affected. As a result, it is possible to easily obtain a coating film having high film thickness accuracy, a smooth surface and no coating unevenness.

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Description

明 細 書
塗布装置及び塗布方法
技術分野
[0001] 本発明は塗布装置及び塗布方法に係り、特に、連続走行するウェブ (帯状可撓性 支持体)に各種液状組成物を塗布して長尺で広幅な塗布膜面を形成するのに好適 な塗布装置及び塗布方法に関する。
背景技術
[0002] 従来より、写真感光材料や磁気記録媒体等の分野において、連続走行する帯状の 可撓性支持体 (以下、「ウェブ」 、う)上に所定の塗布液を塗布して塗布膜を形成す る塗布工程が採用されている。近年、これらの分野において、塗布膜の厚さ精度が 高ぐかつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることのできる塗布技術が求め られている。
[0003] 同様に、光学補償フィルム、反射防止フィルム、防眩性フィルム等の各種の機能を 有する光学フィルムの製造に適用される塗布工程においても、上記のような塗布技 術が求められている。
[0004] 従来より、塗布液をウェブ面に塗布する塗布装置としては、たとえば、ロールコータ 型、グラビアコート型、ロールコートプラスドクター型、リバースロールコータ型、ェクス トルージョン型、スライドコート型等があり、用途に応じて使い分けられているのが現 状である。
[0005] これらのいずれの塗布装置においても、膜の厚さ精度が高ぐかつ、表面が平滑で 塗布ムラのない塗布膜を得るために、塗布時の振動除去が重要である。このため、ベ ースレベル (通常は建屋の 1階)に独立した大規模な基礎を設け、この上に塗布装置 を設置するのが一般的であった。これにより、基礎自身の振動を抑制し、塗布膜へ悪 影響が及ばな 、ようにして 、た。
[0006] ところが、このような方法は、塗布装置のベースレベルへの設置が原則であり、非常 に設置費用が力かるうえに、設計上及びレイアウト上も制約を受けるといった不具合 かあつた。 [0007] このような問題点を解消する提案として、リバースロール塗布装置にウェブの振動 を抑えるための制振部を設ける提案がなされている (特許文献 1参照。 ) oまた、円筒 状の基材に塗布する際に、 1以上の駆動系を防振台上に設置する提案もなされてい る (特許文献 2参照。)。
特許文献 1:特開 2002— 239432号公報
特許文献 2:特開平 9 - 206660号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] し力しながら、上記従来より公知の各種手段を採用しても、膜の厚さ精度が高ぐか つ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得るには、設備面においても、条件設定 等の面においても最適な範囲を得るのは容易ではなぐ改善が求められていた。
[0009] また、従来においては、膜の厚さ精度が高ぐかつ、表面が平滑で塗布ムラのない 塗布膜を得るのに、塗布装置のどのパラメータを最適範囲に制御すべきかが不詳で あり、主に経験とカンによる管理のみなされており、最適化の糸口がつかめない状態 であった。
[0010] 更に、塗布液には引火性の溶媒が使用されることが多ぐ安全面での懸念も解消さ れていなかった。
[0011] 本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、塗布液供給手段より塗布液を 供給しながら、この塗布液供給手段と所定の間隔を隔てた位置で連続的に搬送され る帯状可撓性支持体に所定膜厚の塗布膜を形成する技術分野にぉ ヽて、設置に多 額の費用を要せず、設計上及びレイアウト上の制約が少なぐ膜の厚さ精度が高ぐ かつ、表面が平滑で塗布ムラのな 、塗布膜を得ることができる塗布装置及び塗布方 法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0012] 前記目的を達成するために、本発明は、塗布液を供給する塗布液供給手段と、 前記塗布液供給手段より塗布液を供給しながら、前記塗布液供給手段と所定の 間隔を隔てた位置で連続的に搬送される帯状支持体に所定膜厚の塗布膜を形成す る塗布手段と、からなり、 前記塗布手段が能動除振装置上に固定されている塗布装置を提供する。
[0013] 本発明によれば、塗布手段が能動除振装置上に固定されているので、各種の振動 が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくい。その結果、容易に、膜の厚さ精度が高く 、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。また、設置に多額 の費用を要せず、設計上及びレイアウト上の制約が少ない。すなわち、塗布装置の ベースレベルへの設置は必ずしも必要ではなぐたとえば、 4階への設置も可能であ る。
[0014] なお、能動除振装置とは、アクティブ除振装置とも称呼されており、積層ゴム、空気 ばね等を使用した通常の除振装置 (いわゆる、パッシブ除振装置)と異なり、空気圧 ァクチユエ一タ等を使用してフィードバック制御により能動的に除振を行う装置である
。市販のものとしては、たとえば、特許機器株式会社製の装置、商品名:アクティブ微 振動制御装置が使用できる。
[0015] また、被塗布物体である帯状支持体は、通常は、帯状の可撓性支持体 (ウェブ)で ある場合が多いが、帯状の板状体、たとえば、ガラス基板、シリコンウェハ等であって も本発明が適用でき、同様の効果が得られる。
[0016] 本発明において、前記能動除振装置が、センサで検知した振動成分をフィードバッ ク制御して空気圧ァクチユエータを作動させ、能動的に除振を行う装置であることが 好ましい。このような構成の能動除振装置であれば、各種の振動が抑制され、塗布膜 へ悪影響が及びにくい。
[0017] また、本発明において、前記能動除振装置が防爆構造となっていることが好ましい
。このような除振装置が防爆仕様であれば、安全面においても優れている。
[0018] また、本発明にお 、て、前記塗布手段の振動加速度が 0. 2Gal以下となって 、るこ とが好ましい。本願出願人による各種の実験により、このような振動加速度の塗布手 段であれば、膜の厚さ精度が高ぐかつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得 られることが確認された。この詳細については後述する。
[0019] また、本発明において、前記塗布手段の一次固有振動数が 80Hz以上となってい ることが好ましい。本願出願人による各種の実験により、このような一次固有振動数の 塗布手段であれば、膜の厚さ精度が高ぐかつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布 膜を得られることが確認された。この詳細につ 、ても後述する。
[0020] また、本発明は、上記の塗布装置を使用した塗布方法であって、前記塗布装置が 設置される床面の一次固有振動数を 10Hz以上とすることを特徴とする塗布方法を 提供する。本願出願人による各種の実験により、このような一次固有振動数の床面上 に塗布装置を設置することにより、膜の厚さ精度が高ぐかつ、表面が平滑で塗布ム ラのな 、塗布膜を得られることが確認された。この詳細にっ 、ても後述する。
発明の効果
[0021] 以上説明したように、本発明によれば、塗布手段が能動除振装置上に固定されて いるので、各種の振動が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくい。その結果、容易 に、膜の厚さ精度が高ぐかつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることがで きる。
図面の簡単な説明
[0022] [図 1]図 1は、本発明に係る塗布方法及び塗布装置が適用される光学補償シートの 製造ラインを説明する説明図である。
[図 2]図 2は、塗布装置の実施の態様を示す要部拡大概念図である。
[図 3]図 3は、塗布ヘッドの一部を切り欠いた斜視図である。
[図 4]図 4は、塗布装置の設置された状態を示す斜視図である。
[図 5]図 5は、能動除振装置のシステム構成を説明する概念図である。
符号の説明
[0023] 10 塗布装置
14 塗布液タンク
15 ポンプ
16 ウェブ (帯状可撓性支持体)
18 塗布ヘッド
20 ノックアップローラ
28 塗布膜
30 塗布ヘッド架台
32 能動除振装置 34 減圧チャンバ
66 送り出し機
68 ガイドローラ
76 乾燥ゾーン
78 カロ熱ゾーン
80 紫外線ランプ
82 卷取り機
発明を実施するための最良の形態
[0024] 以下、添付図面に従って、本発明に係る塗布装置及び塗布方法の好ま ヽ実施の 形態について詳説する。図 1は、本発明に係る塗布装置及び塗布方法が適用される 光学補償シートの製造ラインを説明する説明図である。図 2は、この製造ラインのうち 、塗布装置 10の実施の態様を示す要部拡大概念図であり、図 3は、塗布装置 10のう ち塗布ヘッド 18の一部を切り欠いた斜視図である。図 4は、塗布装置 10の設置され た状態を示す斜視図である。
[0025] 光学補償シートの製造ラインは、図 1に示されるように、送り出し機 66から予め配向 膜形成用のポリマー層が形成された透明支持体であるウェブ 16が送り出されるよう になっている。ウェブ 16はガイドローラ 68によってガイドされてラビング処理装置 70 に送り込まれようになっている。ラビングローラ 72は、ポリマー層にラビング処理を施 すべく設けられている。ラビング処理装置 70の下流には除塵機 74が設けられており 、ウェブ 16の表面に付着した塵を取り除くことができるようになつている。
[0026] 除塵機 74の下流には塗布装置 10が設けられており、ディスコネマティック液晶を含 む塗布液がウェブ 16に塗布できるようになつている。この下流には、乾燥ゾーン 76、 加熱ゾーン 78が順次設けられており、ウェブ 16上に液晶層が形成できるようになつ ている。更に、この下流には紫外線ランプ 80が設けられており、紫外線照射により、 液晶を架橋させ、所望のポリマーを形成できるようになつている。そして、この下流に 設けられた卷取り機 82により、ポリマーが形成されたウェブ 16が巻き取られるように なっている。
[0027] 図 2に示されるように、塗布装置 10は、塗布液タンク 14と、この塗布液タンク 14より 塗布液を送液するポンプ 15と、ポンプ 15から送液された塗布液をウェブ 16に塗布 する塗布ヘッド 18と、これらを繋ぐ配管と、塗布ヘッド 18に対向して設けられ、塗布 時のウェブ 16を支持するバックアップローラ 20と、より構成される。
[0028] ポンプ 15としては、塗布液の供給流量が安定化することより、定量ポンプを使用す ることが好ましい。定量ポンプとしては、たとえば、ギアポンプ、ローラポンプ等、各種 のポンプが使用できる力 本発明の塗布には、特にギアポンプが好適に使用できる。
[0029] 塗布ヘッド 18は、塗布ヘッド先端が連続走行するウェブ 16と近接された状態で対 向配置される。図 3に示されるように、塗布ヘッド 18内には、筒状のポケット部 18Bが ウェブ 16の幅方向に平行に形成されるとともに、塗布用ポケット部 18Bは供給ライン 18Aに接続される。また、塗布ヘッド 18内には、塗布ヘッド先端に吐出口を有する塗 布用スリット 18Cが形成されるとともに、塗布用スリット 18Cが塗布用ポケット部 18Bに 連通される。
[0030] 塗布用スリット 18Cは、ポケット部 18Bと塗布ヘッド先端とを繋ぐ狭隘な流路であり、 ウェブ 16の幅方向に延長される。そして、供給ライン 18A力もウェブ 16に塗布する 所望の塗布量の塗布液が塗布ヘッド 18の塗布用ポケット部 18Bに供給される。
[0031] なお、図 3では、塗布用ポケット部 18Bに塗布液を送液する方法として、塗布用ボケ ット部 18Bの一方側力も供給するようにした力 この他にも塗布用ポケット部 18Bの一 方側から供給して他方側から引き抜くタイプ、又は塗布用ポケット部 18Bの中央部か ら供給して両側に分流させるタイプがあり、 V、ずれを適用してもょ 、。
[0032] 図 2に示されるように、塗布装置 10は、ノ ックアップローラ 20の時計回りで 9時の位 置に塗布ヘッド 18の先端が対向するように構成されている。そして、塗布ヘッド 18の 先端とウェブ 16の表面との距離 tが設定される。図示のように、塗布ヘッド 18により塗 布液が塗布されたウェブ 16には、塗布膜 28が形成され、このウェブ 16はバックアツ プローラ 20に支持されて時計回りに搬送される。
[0033] なお、塗布ヘッド 18の先端の位置は、バックアップローラ 20の時計回りで 9時の位 置に限定されるものではない。均一な塗布が行なえるのであれば、塗布ヘッド 18の 先端の位置に制限はない。
[0034] ノックアップローラ 20の外径サイズに特に制限はなぐ均一な塗布が行なえるので あればよい。また、図示のようなバックアップローラ 20に代えて、複数の小径のバック アップローラを円周状に配する構成も採用できる。
[0035] なお、塗布ヘッド 18としては、エタストルージョン型に限定されるものではなぐスリツ トより塗布液を供給してウェブ 16に塗布液を塗布する構成のものであれば、任意の 形式の塗布ヘッドを使用することができる。また、塗布ヘッド 18を使用しない方式の 塗布手段、たとえば、ロールコータ方式の塗布手段、リバースロールコータ方式の塗 布手段等、各種の方式の塗布手段を採用することができる。
[0036] また、図示は省略したが、ウェブ 16のテンションをコントロールするテンションローラ や、ウェブ 16の搬送を制御する駆動ローラを設けることも任意である。
[0037] 次に、本発明の特徴部分である防爆仕様の能動除振装置に関する構成について 、図 4により説明する。この構成において、塗布ヘッド 18は、塗布ヘッド架台 30の上 に固定されており、この塗布ヘッド架台 30の下面の 4隅には能動除振装置 32、 32· · · が配され、この能動除振装置 32、 32· · ·を介して床面 Fに支持されている。
[0038] なお、バックアップローラ 20の下方には減圧チャンノ 34が設けられており、この減 圧チャンバ 34内を減圧状態にして、ウェブ 16と塗布ヘッド 18との間に形成される塗 布液のビードを安定ィ匕させることができるようになって!/、る。
[0039] この塗布ヘッド架台 30は、ウェブ 16の幅等によっては大型サイズのものとなり、たと えば、平面サイズで 2. 4 X 1. 5mであり、総重量で 6. 5トンにもなるものである。この ような塗布ヘッド架台 30上に固定された塗布ヘッド 18に対して、能動除振装置 32、 32· · ·が配されることにより、各種の振動が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくい。
[0040] 図 5は、能動除振装置 32のシステム構成を説明する概念図である。能動除振装置 32のベース 40上にエアァクチユエータ 42を介して荷重受け部 44が支持されている 。この荷重受け部 44上には加速度が検出可能な加速度センサ 46が固定されており 、また、ベース 40と荷重受け部 44との間には、荷重受け部 44の変位が測定可能な 変位センサ 48が設けられており、更に、ベース 40上にも、加速度が検出可能な加速 度センサ 50が固定されている。
[0041] 荷重受け部 44の制御は、エア源 52より供給される圧縮空気の流量をサーボバル ブ 54で調整してエアァクチユエータ 42に供給することにより行う。このサーボバルブ 5 4には、加速度センサ 46からの信号が振動コントローラ 56を介してフィードバックされ 、また、変位センサ 48からの信号が位置コントローラ 58を介してフィードバックされる 。なお、既述の加速度センサ 50はフィードフォワード制御に使用される。
[0042] このような系に外乱 Fが加わった場合、質量 M、減衰 Z、ばね Kで代表される制御対 象がエアァクチユエータ 42で制御され、床力 の振動除去と同時に、荷重受け部 44 に加えられる外乱 Fに対しても制振効果を有するアクティブ除振系が構成される。
[0043] その結果、図 4の塗布装置 10によれば、容易に、膜の厚さ精度が高ぐかつ、表面 が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。また、塗布装置 10の設置に多 額の費用を要せず、設計上及びレイアウト上の制約が少ない。すなわち、塗布装置 1 0のベースレベル(1階)への設置は必ずしも必要ではなぐたとえば、 4階への設置も 可能である。更に、能動除振装置 32が防爆仕様であることより、安全面においても優 れている。
[0044] 次に、塗布装置 10の一次固有振動数が 80Hz以上となっていることが好ましい理 由について説明する。塗布時に振動が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくくする には、塗布装置 10における振動加速度を極力抑制することが好ましい。その際、塗 布装置 10の一次固有振動数が 80Hz未満であっても、振動加速度を小さくすること はできる。
[0045] ただし、塗布装置 10の一次固有振動数を 80Hz以上とした場合、加振があった際 に塗布装置 10が強く振動するのがこの一次固有振動数の周波数域となる。そして、 塗布時に生じる段ムラ等のピッチは、この周波数に対応する。ところが、光学フィルム (光学補償フィルム、反射防止フィルム、等)の塗布膜は、この周波数であれば段ムラ を生じにくぐ塗布膜へ悪影響が及びにくい。
[0046] その意味では、塗布装置 10の一次固有振動数が 100Hz以上となっていることがよ り好ましぐ 120Hz以上となっていることが更に好ましい。
[0047] 次に、塗布装置 10が設置される床面の一次固有振動数を 10Hz以上とすることが 好ましい理由について説明する。上述の能動除振装置 32を使用した場合、床面の 一次固有振動数が 10Hz未満であれば、殆ど除振効果が得られない。たとえば、振 動周波数が 100Hzの振動であれば、約 1Z100に減衰させることができる力 振動 周波数が 10Hz未満の振動になると、わずかに減衰させることができる効果しか得ら れない。
[0048] その意味では、塗布装置 10が設置される床面の一次固有振動数が 20Hz以上とな つて 、ることがより好ましく、 30Hz以上となって 、ることが更に好まし!/、。
[0049] 次に、塗布装置 10を使用した塗布膜の形成について説明する。塗布液としては、 たとえば、粘度が lOmPa ' s以下であり、有機溶剤が含まれるものが使用できる。但し 、これ以外の粘度のもの、有機溶剤が含まれないものも使用できる。
[0050] ウェブ 16としては、一般に、所定幅、所定長さで、厚さが 2〜200 μ m程度のポリエ チレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン一 2,6—ナフタレート、セルロースダイァセ テート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ポリ塩化ビ- ル、ポリ塩ィ匕ビユリデン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド等のプラスチックフィ ルム、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンブテン共重合体等の炭素数が 2〜1 0の oc—ポリオレフイン類を塗布又はラミネートした紙、金属板等力 なる可撓性帯状 物又は該帯状物を基材としてその表面に加工層を形成した帯状物が使用できる。
[0051] 図 1の光学補償シートの製造ラインにおいて、送り出し機 66よりウェブ 16を繰出し ながら、塗布装置 10の塗布ヘッド 18のスリット 18C中における塗布液の平均流速を 1 00〜500mmZ秒となるようにポンプ 15 (図 2参照)の流量を制御し、また、塗布直後 の塗布膜 28の膜厚が 2〜40 mとなるようにウェブ 16の搬送速度を制御して塗布を 行なう。
[0052] 塗布後の乾燥等において、塗布膜の厚さ精度が高ぐかつ、表面が平滑な塗布膜 28が得られるように乾燥ゾーン 76、加熱ゾーン 78、紫外線ランプ 80等の設定を行な う。塗布、乾燥後のウェブ 16は卷取り機 82により卷取る。
[0053] 上記一連の工程は、良好な無塵度及び最適な温湿度の環境下で実施されることが 好ましい。したがって、クリーンルーム内で行なわれるのが好ましぐ特に、塗布装置 1 0は、クラス 100以下の環境下に設置されるのが好ましい。このためには、ダウンフロ 一のクリーンルーム又はクリーンベンチを併用する形態が採用できる。
[0054] 以上、本発明に係る塗布装置及び塗布方法の実施形態につ!ヽて説明したが、本 発明は上記実施形態に限定されるものではなぐ各種の態様が採り得る。 [0055] たとえば、本実施形態では、塗布装置 10としてエタストルージョン型のコータが採用 されている力 これ以外のコータ、たとえば、バーコータ(「ロッドコータ」とも称され、メ ィヤーバーコ一タをも含む)、グラビアコータ(ダイレクトグラビアコータ、グラビアキスコ ータ等)、ローノレコータ(トランスファローノレコータ、リバースローノレコータ等)、ダイコー タ、フアウンテンコータ、スライドホッパ等にも好適に適用できる。
[0056] また、塗布装置 10の用途としても、光学補償フィルム等の光学フィルムのみならず 各種の塗布に適用できる。
実施例
[0057] 以下、本発明に係る塗布装置及び塗布方法の実施例について説明する。図 1に示 される光学補償シートの製造ラインの塗布装置 10を使用してウェブ 16に塗布膜を形 成し、塗布面の状態を評価した。
[0058] 塗布装置 10は、 SRC梁構造を有する建屋内の 2階部分に設けられた塗布ステー シヨン上に設置された。この建屋 2階の塗布ステーション設置床面の一次固有振動数 は 15Hzであった。この床面上に、図 4に示されるように、四隅に防爆型能動除振装 置 32、 32· ··を組み込んだ塗布装置 10を設置した。塗布装置 10全体の一次固有振 動数は 120Hzであった。
[0059] 図 3に示される塗布装置 10の、塗布用スリット 18Cの開口部幅(ウェブ 16走行方向 における長さ)は 150 mであり、開口部長さは 50mmである。塗布ヘッド 18の上流 側リップランド長さは lmmであり、下流側リップランド長さが 50 mである。
[0060] 図 2に示される、塗布ヘッド 18の先端とウェブ 16の表面との距離 tを 50 μ mになよう に設定し、図 4に示される、減圧チャンバ 34内部の負圧を 1600Paとした。
[0061] 塗布装置 10による塗布を実施している際に、建屋脇を重量物を積載した大型トラッ クを走行させ、塗布装置 10における振動加速度を測定した。
[0062] ウェブ 16として厚さ 100 μ mのセルロースアセテートフィルム(商品名:フジタック、 フジ写真フィルム (株)製)を用い、塗布液を塗布する前に長鎖アルキル変性ポリビ- ルアルコール(商品名:ポバール MP— 203、クラレ(株)製)の 2重量0 /0溶液を 25ml /m2塗布し、 60° Cで 1分間乾燥させて配向用榭脂層を形成した。
[0063] 配向膜用榭脂層を予め形成したウェブ 16を送り出し機 66から送り出し、ラビング処 理装置 70により配向膜用榭脂層の表面にラビング処理を施して配向膜を形成し、塗 布装置 10に搬送して塗布を実施した。なお、ラビング処理におけるラビングローラ 72 の回転速度を 5. OmZ秒とし、ウェブ 16に対する押し付け力を 9. 8 X 10-3Paに設 し 7こ。
[0064] 塗布液として、ディスコティック化合物 TE— (1)と TE— (2)の重量比率 4: 1の混合 物に光重合開始剤(商品名:ィルガキュア 907、 日本チガイギー (株)製)を 1重量部 を添加した 40重量%添加したメチルェチルケトン溶液である、液晶性ィ匕合物を含む 溶液を用いた。更に、塗布後の表面状態を確認しやすくするために、塗布液に染料 を添カ卩した。
[0065] ウェブ 16の搬送速度を 50mZ分に設定し、塗布装置 10では、塗布時の湿潤膜厚 力 mとなるように調整して塗布した。
[0066] 乾燥ゾーン 76の設定温度を 100° Cとし、加熱ゾーン 78の設定温度を 130° じと した。乾燥ゾーン 76及び加熱ゾーンを通過したウェブ 16は、紫外線ランプ 80により 紫外線照射された。これにより、液晶が架橋し、所望のポリマーが形成された。そして 、卷取り機 82により、ポリマーが形成されたウェブ 16が巻き取られた。
[0067] [実施例 1]
以上の条件により処理されたウェブ 16を実施例 1とし、巻き取った後の、ウェブ 16 の表面に形成されている塗布膜の表面状態を目視による官能検査で評価した。
[0068] 塗布時における、積載大型トラック走行中の、塗布装置 10における最大振動加速 度は、 0. 2Galであった。その振動に対応する部分のウェブ 16 (塗布サンプル)の目 視検査結果では、塗布ムラ等は検出されず、良好な表面状態を呈していることが確 f*i¾ れ 。
[0069] [比較例 1]
実施例 1に対し、防爆型能動除振動装置を作動させない以外は、同様の条件にし て塗布を行った。このときの塗布装置 10における最大振動加速度の測定値は、 0. 4 Galであった。その振動に対応する部分のウェブ 16 (塗布サンプル)の目視検査結 果では、塗布膜に細カゝな塗布ムラが検出された。
[0070] [比較例 2] 比較例 1に対し、トラックの積載量を軽くした以外は、同様の条件にして塗布を行つ た。このときの塗布装置 10における最大振動加速度の測定値は、 0. 3Galであった( 比較例 1の 75%)。その振動に対応する部分のウェブ 16 (塗布サンプル)の目視検 查結果では、比較例 1よりは軽微であるが、塗布膜に微細ながら塗布ムラが検出され た。
[0071] 以上の実施例 1、比較例 1及び比較例 2の結果より、塗布装置 10の振動加速度が 0 . 2Gal以下であれば、良好な塗布膜を得ることができることが確認できた。
産業上の利用可能性
[0072] 以上説明したように、本発明によれば、塗布手段が能動除振装置上に固定されて いるので、各種の振動が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくい。その結果、容易 に、膜の厚さ精度が高ぐかつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることがで きる。

Claims

請求の範囲
[1] 塗布液を供給する塗布液供給手段と、
前記塗布液供給手段より塗布液を供給しながら、前記塗布液供給手段と所定の間 隔を隔てた位置で連続的に搬送される帯状支持体に所定膜厚の塗布膜を形成する 塗布手段と、からなり、
前記塗布手段が能動除振装置上に固定されている塗布装置。
[2] 前記能動除振装置が、センサで検知した振動成分をフィードバック制御して空気圧 ァクチユエータを作動させ、能動的に除振を行う装置である請求項 1に記載の塗布装 置。
[3] 前記能動除振装置が防爆構造となっている請求項 1又は 2に記載の塗布装置。
[4] 前記塗布手段の振動加速度が 0. 2Gal以下となっている請求項 1〜3のいずれか 1 項に記載の塗布装置。
[5] 前記塗布手段の一次固有振動数が 80Hz以上となっている請求項 1〜4のいずれ 力 1項に記載の塗布装置。
[6] 前記請求項 1〜5の!、ずれか 1項に記載の塗布装置を使用した塗布方法であって 前記塗布装置が設置される床面の一次固有振動数を 10Hz以上とすることを特徴 とする塗布方法。
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