WO2021240888A1

WO2021240888A1 - 塗工装置、フィルムの製造システム、および、フィルムの製造方法

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Publication number: WO2021240888A1
Application number: PCT/JP2021/003873
Authority: WO
Inventors: 通宏大前; 裕司山下; 正洋村上
Original assignee: 日東電工株式会社
Priority date: 2020-05-27
Filing date: 2021-02-03
Publication date: 2021-12-02
Also published as: JP2021186716A; TW202144083A; KR20220114074A; JP2023090816A; JP7321973B2; CN115003420A; TWI807256B

Abstract

バーコーター３は、バー１１と、ブロワ１３とを備える。バー１１は、基材Ｓに塗工液を塗布する。バー１１は、基材Ｓの流れ方向ＭＤと直交する軸方向に延びる。流れ方向ＭＤにおけるバー１１の上流側において、バー１１と基材Ｓとの間には、塗工液が溜まった液溜まりＬが、形成される。ブロワ１３は、基材Ｓのうち、液溜まりＬと接触している接触部分Ｐを押圧する。

Description

塗工装置、フィルムの製造システム、および、フィルムの製造方法

　本発明は、塗工装置、フィルムの製造システム、および、フィルムの製造方法に関する。

　従来、樹脂基材の表面に塗工液を塗布する塗工装置として、バーコーターが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１９－１１５８７８号公報

　上記した特許文献１に記載されるような塗工装置では、気泡を含んだ塗工液が基材に塗布される場合がある。

　本発明は、気泡を含んだ塗工液が基材に塗布されることを抑制できる塗工装置、フィルムの製造システム、および、フィルムの製造方法を提供する。

　本発明［１］は、基材に塗工液を塗布するための塗工部材であって、前記基材の流れ方向と直交する軸方向に延び、前記流れ方向における前記塗工部材の上流側において、前記基材との間に、前記塗工液が溜まった液溜まりが形成される塗工部材と、前記基材のうち、前記液溜まりと接触している接触部分を押圧する押圧装置とを備える、塗工装置を含む。

　このような構成によれば、液溜まり内に気泡が含まれている場合に、押圧装置が接触部分を押圧することにより、液溜まりから気泡を押し出すことができる。

　これにより、気泡を含んだ塗工液が基材に塗布されることを抑制できる。

　本発明［２］は、前記押圧装置が、気流を前記接触部分に作用させることにより、前記接触部分を押圧する、上記［１］の塗工装置を含む。

　このような構成によれば、押圧装置は、接触部分と接触せずに、接触部分を押圧できる。

　これにより、基材が押圧部材と擦れることを抑制でき、基材にキズがつくことによる外観不良を低減できる。

　本発明［３］は、前記押圧装置が、前記接触部分に向けて前記気流を吹き出すノズルを有する、上記［２］の塗工装置を含む。

　本発明［４］は、前記ノズルが、前記軸方向に移動可能である、上記［３］の塗工装置を含む。

　このような構成によれば、ノズルが気流を吹き出している状態でノズルを軸方向に移動させることにより、液溜まり中の気泡を、軸方向に押し出すことができる。

　本発明［５］は、前記塗工部材が、バーである、上記［１］～［４］のいずれか１つの塗工装置を含む。

　本発明［６］は、基材を押出成形する押出成形装置と、上記［１］～［５］のいずれか１つの塗工装置であって、前記基材に塗工液を塗布する塗工装置と、前記塗工液が塗布された前記基材を延伸する延伸装置とを備える、フィルムの製造システムを含む。

　このような構成によれば、上記した塗工装置を備えているため、気泡を含んだ塗工液が基材に塗布されることを抑制できる。

　その結果、フィルムの歩留まりを向上させることができる。

　本発明［７］は、基材を押出成形する押出成形工程と、上記［１］～［５］のいずれか１つの塗工装置で、前記押出成形工程によって押出成形された前記基材に前記塗工液を塗布する塗布工程と、前記塗布工程によって前記塗工液が塗布された前記基材を延伸する延伸工程とを含む、フィルムの製造方法を含む。

　このような方法によれば、上記した塗工装置で基材に塗工液を塗布できるため、気泡を含んだ塗工液が基材に塗布されることを抑制できる。

　本発明の塗工装置、フィルムの製造システム、および、フィルムの製造方法によれば、気泡を含んだ塗工液が基材に塗布されることを抑制できる。

図１は、本発明の一実施形態としての、フィルムの製造システムによって製造されるフィルムの断面図である。図２は、フィルムの製造システムの概略構成図である。図３は、図２に示すバーコーターを説明するための説明図である。図４は、バーコーターの第１の変形例を説明するための説明図である。図５は、バーコーターの第２の変形例を説明するための説明図である。

　１．フィルムの製造システム
　フィルムＦの製造システム１について説明する。

　図１に示すように、フィルムＦは、基材Ｓと、被膜Ｃとを備える。基材Ｓは、基材Ｓの厚み方向において、第１面Ｓ１と、第２面Ｓ２とを有する。被膜Ｃは、基材Ｓの第１面Ｓ１の上に配置される。被膜Ｃは、基材Ｓの第１面Ｓ１を覆う。被膜Ｃは、易接着層であってもよい。被膜Ｃが易接着層である場合、フィルムＦは、易接着フィルムである。易接着フィルムは、例えば、モバイル機器、カーナビゲーション装置、パソコン用モニタ、テレビなどの画像表示装置の偏光板に使用される。詳しくは、易接着フィルムは、偏光板の偏光子を保護する保護フィルムとして使用される。易接着フィルムは、接着剤層を介して、偏光子と貼り合わされる。易接着フィルムは、易接着層で、偏光子と貼り合わされる。

　図２に示すように、フィルムＦの製造システム１は、押出成形装置２と、第１延伸装置４Ａと、塗工装置の一例としてのバーコーター３と、延伸装置の一例としての第２延伸装置４Ｂと、スリット加工装置５と、ナーリング加工装置６と、巻取装置７とを備える。

　（１）押出成形装置
　押出成形装置２は、基材Ｓを押出成形する（押出成形工程）。押出成形装置２から押し出された基材Ｓは、シート形状を有する。

　基材Ｓは、熱可塑性樹脂からなる。熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、アセテート樹脂（ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロースなど）などが挙げられる。

　偏光子の保護フィルムとして使用される易接着フィルムを製造する場合、基材Ｓの材料として、好ましくは、アクリル樹脂が挙げられる。

　また、偏光子の保護フィルムとして使用される易接着フィルムを製造する場合、アクリル樹脂は、グルタル酸無水物構造を有するアクリル樹脂、ラクトン環構造を有するアクリル樹脂であってもよい。グルタル酸無水物構造を有するアクリル樹脂、および、ラクトン環構造を有するアクリル樹脂は、高い耐熱性、高い透明性、および高い機械的強度を有するため、偏光度が高くかつ耐久性に優れる偏光板の製造に適する。グルタル酸無水物構造を有するアクリル樹脂は、特開２００６－２８３０１３号公報、特開２００６－３３５９０２号公報、特開２００６－２７４１１８号公報に記載されている。ラクトン環構造を有するアクリル樹脂は、特開２０００－２３００１６号公報、特開２００１－１５１８１４号公報、特開２００２－１２０３２６号公報、特開２００２－２５４５４４号公報、特開２００５－１４６０８４号公報に記載されている。

　また、基材Ｓは、アクリル樹脂に加えて、アクリル樹脂以外の他の熱可塑性樹脂を含有してもよい。他の熱可塑性樹脂を含有することにより、アクリル樹脂の複屈折を打ち消して、光学等方性に優れる易接着フィルムを得ることができる。また、易接着フィルムの機械強度を向上させることもできる。

　なお、基材Ｓは、酸化防止剤、安定剤、補強材、紫外線吸収剤、難燃剤、帯電防止剤、着色剤、充填剤、可塑剤、滑剤、フィラーなどの添加剤を含有してもよい。

　（２）第１延伸装置
　第１延伸装置４Ａは、押出成形工程によって得られた基材Ｓを、加熱した後、基材Ｓの流れ方向ＭＤに延伸する（第１延伸工程）。

　（３）バーコーター
　バーコーター３は、押出成形工程によって押出成形された基材Ｓの第１面Ｓ１に、塗工液を塗布する（塗布工程）。なお、基材Ｓの第１面Ｓ１には、押出成形工程の後、塗布工程の前に、コロナ処理、プラズマ処理などの表面処理が、施されてもよい。

　易接着フィルムを製造する場合、塗工液は、易接着層を形成するための易接着組成物である。

　易接着層は、バインダ樹脂と、微粒子とを含有する。

　バインダ樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。易接着フィルムが偏光子の保護フィルムとして使用される場合、バインダ樹脂は、好ましくは、熱硬化性樹脂である。バインダ樹脂は、複数種類を併用できる。

　微粒子としては、例えば、酸化ケイ素（シリカ）、酸化チタン（チタニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化ジルコニウム（ジルコニア）などの酸化物、例えば、炭酸カルシウムなどの炭酸塩、例えば、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウムなどのケイ酸塩、例えば、タルク、カオリンなどのケイ酸塩鉱物、例えば、リン酸カルシウムなどのリン酸塩などが挙げられる。易接着フィルムが偏光子の保護フィルムとして使用される場合、微粒子は、好ましくは、酸化物、より好ましくは、酸化ケイ素である。微粒子は、複数種類を併用できる。

　塗工液（易接着組成物）は、樹脂成分と、上記した微粒子と、分散媒とを含有する。

　樹脂成分は、後述する延伸工程によって、上記したバインダ樹脂の被膜（易接着層）を形成する。バインダ樹脂がウレタン樹脂である場合、樹脂成分としては、例えば、水系ウレタン樹脂が挙げられる。水系ウレタン樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂の乳化物である非反応型水系ウレタン樹脂、例えば、イソシアネート基をブロック剤で保護したウレタン樹脂の乳化物である反応型水系ウレタン樹脂などが挙げられる。バインダ樹脂がウレタン樹脂である場合、塗工液は、ウレタン硬化触媒（トリエチルアミンなど）、イソシアネートモノマーを含有してもよい。

　分散媒としては、例えば、水、例えば、メタノール、エタノールなどのアルコール、例えば、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトンなどが挙げられる。

　（４）第２延伸装置
　第２延伸装置４Ｂは、塗工工程によって塗布された塗工液を乾燥する。これにより、塗工液が上記した被膜Ｃになる。また、第２延伸装置４Ｂは、被膜Ｃが形成された基材Ｓを、加熱した後、基材Ｓの幅方向ＴＤに延伸する（第２延伸工程）。幅方向ＴＤは、流れ方向ＭＤと直交する。第２延伸工程により、被膜Ｃが形成された基材Ｓが延伸され、上記したフィルムＦが得られる。

　（５）スリット加工装置
　スリット加工装置５は、延伸工程によって延伸されたフィルムＦを、所定の幅に切断する（スリット工程）。

　（６）ナーリング加工装置
　ナーリング加工装置６は、スリット工程によって所定の幅に切断されたフィルムＦの幅方向両端に、ナールを形成する（ナーリング工程）。ナールは、レーザーによって形成される。ナールは、加熱されたエンボスロールによって形成されてもよい。

　（７）巻取装置
　巻取装置７は、ナーリング工程によってナールが形成されたフィルムＦを巻き取る（巻取工程）。巻取工程が完了することにより、フィルムＦのロールを得ることができる。

　２．バーコーターの詳細
　図３に示すように、バーコーター３は、塗工部材の一例としてのバー１１と、マニホールドブロック１２と、押圧装置の一例としてのブロワ１３とを備える。

　（１）バー
　バー１１は、上記した塗工工程において、基材Ｓに塗工液を塗布する。バー１１は、軸方向に延びる。軸方向は、基材Ｓの幅方向ＴＤと同じ方向である。つまり、軸方向は、基材Ｓの流れ方向ＭＤと直交する。バー１１は、バーコーター３の上端部に配置される。言い換えると、バー１１は、軸方向および流れ方向ＭＤの両方と直交する直交方向において、バーコーター３の一端部に配置される。バー１１は、円柱形状を有する。

　バー１１としては、例えば、シャフトにワイヤーが巻かれたワイヤーバー、例えば、シャフトに凹溝が形成されたワイヤレスバーなどが挙げられる。ワイヤーバーは、軸方向において、ワイヤー間に溝が形成される。

　バー１１には、例えば、クロムメッキ、ダイヤモンドライクカーボンコーティングなどの表面処理が、施されてもよい。塗工液が上記した微粒子を含有する場合、バー１１は、耐摩耗性を向上させる観点から、好ましくは、ダイヤモンドライクカーボンコーティングされている。

　バー１１は、流れ方向ＭＤに対して順回転（図３矢印参照）する。バー１１の周速度は、基材Ｓの搬送速度よりも遅い。これにより、基材Ｓが流れ方向ＭＤに搬送され、バー１１が回転している状態で、流れ方向ＭＤにおけるバー１１の上流側において、バー１１と基材Ｓとの間に、塗工液が溜まった液溜まりＬが、形成される。基材Ｓのうち、液溜まりＬと接触している部分を、接触部分Ｐと定義する。接触部分Ｐは、流れ方向ＭＤにおいて、上流端Ｅ１と下流端Ｅ２とを有する。上流端Ｅ１は、流れ方向ＭＤにおいて、バー１１から離れている。下流端Ｅ２は、バー１１と接している。

　（２）マニホールドブロック
　マニホールドブロック１２は、バー１１の下方に配置される。バーコーター３が基材Ｓに塗工液を塗布している状態で、マニホールドブロック１２は、直交方向において、基材Ｓに対して、バー１１の反対側に配置される。マニホールドブロック１２は、バー１１を支える。マニホールドブロック１２は、軸方向および直交方向に延びる。マニホールドブロック１２は、マニホールド１２１と、吐出口１２２と、流路１２３とを有する。

　（２－１）マニホールド
　マニホールド１２１は、直交方向において、バー１１から離れて配置される。マニホールド１２１は、塗工液を溜める。

　（２－２）吐出口
　吐出口１２２は、直交方向におけるマニホールドブロック１２の一端部に配置される。吐出口１２２は、流れ方向ＭＤにおいて、バー１１の上流側に配置される。吐出口１２２は、塗工液を吐出する。吐出口１２２から吐出された塗工液は、バー１１の回転により、基材Ｓに塗布される。

　（２－３）流路
　流路１２３は、直交方向において、マニホールド１２１と吐出口１２２との間に配置される。流路１２３は、マニホールド１２１と吐出口１２２とを接続する。マニホールド１２１内の塗工液は、流路１２３を通って、吐出口１２２から吐出される。

　（３）ブロワ
　バーコーター３が基材Ｓに塗工液を塗布している状態で、ブロワ１３は、気流を接触部分Ｐに作用させる。言い換えると、基材Ｓが流れ方向ＭＤに搬送され、バー１１が回転している状態で、ブロワ１３は、気流を接触部分Ｐに作用させる。ブロワ１３は、直交方向において、基材Ｓに対してバー１１の反対側から、気流を接触部分Ｐに作用させる。気流が接触部分Ｐに作用することにより、接触部分Ｐは、気流によって押圧されて、直交方向において、バー１１に近づく方向へ向かって撓む。つまり、ブロワ１３は、接触部分Ｐを押圧する。これにより、液溜まりＬ内に気泡が含まれている場合に、液溜まりＬから気泡を押し出す。液溜まりＬから気泡が押し出されることにより、気泡を含んだ塗工液が基材Ｓに塗布されることを抑制できる。その結果、塗工液中の気泡に起因する塗工不良を抑制できる。ブロワ１３は、接触部分Ｐと接触せずに、接触部分Ｐを押圧する。接触部分Ｐと接触せずに接触部分Ｐを押圧することにより、基材Ｓがブロワ１３と擦れることを抑制でき、基材Ｓにキズがつくことによる外観不良を低減できる。詳しくは、ブロワ１３は、コンプレッサ１３１と、ノズル１３２とを有する。

　（３－１）コンプレッサ
　コンプレッサ１３１は、配管を介してノズル１３２と接続される。コンプレッサ１３１は、ノズル１３２に向けて圧縮空気を送る。

　（３－２）ノズル
　ノズル１３２は、直交方向において、基材Ｓに対してバー１１の反対側に配置される。ノズル１３２は、直交方向において、基材Ｓに対して吐出口１２２の反対側に配置される。ノズル１３２は、コンプレッサ１３１からの圧縮空気を、接触部分Ｐに向けて吹き出す。これにより、ノズル１３２は、接触部分Ｐに向けて気流を吹き出す。ノズル１３２から吹き出された気流（圧縮空気）は、接触部分Ｐに作用する。好ましくは、ノズル１３２は、流れ方向ＭＤにおける接触部分Ｐの上流端Ｅ１と下流端Ｅ２との間に、流れ方向ＭＤにおける接触部分Ｐの上流端Ｅ１よりも強く、気流を作用させる。より好ましくは、ノズル１３２は、流れ方向ＭＤにおける接触部分Ｐの中央に、流れ方向ＭＤにおける接触部分Ｐの上流端Ｅ１よりも強く、気流を作用させる。これにより、ブロワ１３は、流れ方向ＭＤにおける接触部分Ｐの中央を、流れ方向ＭＤにおける接触部分Ｐの上流端Ｅ１よりも強く押圧する。これにより、液溜まりＬ中の気泡を、流れ方向ＭＤにおいてバー１１から離れる方向（流れ方向ＭＤにおける上流方向）へ、寄せることができる。

　本実施形態では、ノズル１３２は、気流を吹き出している状態で、軸方向に移動可能である。これにより、液溜まりＬ中の気泡を、軸方向に押し出すことができる。ノズル１３２は、軸方向において、基材Ｓの一端部と他端部との間を、往復移動可能である。これにより、軸方向における液溜まりＬの全部から、気泡を押し出すことができる。

　３．変形例
　（１）ノズル１３２は、移動しなくてもよい。

　例えば、ノズル１３２は、軸方向に延びており、軸方向における接触部分Ｐの全部に、気流を作用させてもよい。ノズル１３２は、軸方向に首振り可能であってもよい。

　また、ブロワ１３は、複数のノズル１３２を有してもよい。複数のノズル１３２は、軸方向に並んでいてもよい。複数のノズル１３２のそれぞれは、軸方向に沿って順番に気流を吹きだしてもよい。

　また、ブロワ１３は、１つのノズル１３２を有してもよい。１つのノズル１３２は、軸方向において、バー１１の中央に配置されてもよい。１つのノズル１３２は、液だまりＬ中の気泡が軸方向両端に向かって移動するように、気流を吹き出してもよい。

　（２）押圧装置は、接触部分Ｐに接触して、接触部分Ｐを押圧してもよい。具体的には、図４に示すように、押圧装置は、接触部分Ｐと接触するローラ２１を有してもよい。ローラ２１は、軸方向に延びる。また、押圧装置は、接触部分Ｐと接触するボールを有してもよい。ボールは、軸方向に移動可能であってもよい。

　（３）バーコーター３の用途は、押出成形に限らない。例えば、基材Ｓのロールから基材Ｓを繰り出して、繰り出された基材Ｓに、バーコーター３で塗工液を塗布してもよい。

　（４）塗工装置は、バーコーター３に限らない。例えば、塗工装置としては、グラビアコーター、キスコーターが挙げられる。

　（５）塗工装置は、図５に示すように、マニホールドブロック１２の代わりに、塗工液を溜めるパン３１を備えてもよい。

　（６）フィルムＦの製造システム１は、第１延伸装置４Ａを備えなくてもよい。塗工液が塗布された基材Ｓは、第２延伸装置４Ｂによって、流れ方向ＭＤおよび幅方向ＴＤに延伸（二軸同時延伸）されてもよい。フィルムＦの製造システム１は、基材Ｓを延伸しなくてもよい。つまり、フィルムＦの製造システム１は、第１延伸装置４Ａおよび第２延伸装置４Ｂを備えなくてもよい。

　（７）フィルムＦの製造システム１は、ナーリング加工装置６の代わりに、マスキングフィルムを繰り出すマスキングフィルム繰出装置と、繰り出されたマスキングフィルムをフィルムＦに貼り合わせる貼合装置とを備えてもよい。

　なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記請求の範囲に含まれる。

　本発明の塗工装置、フィルムの製造システム、および、フィルムの製造方法は、易接着フィルムなどのフィルムの製造に利用される。

　１　　　　製造システム
　２　　　　押出成形装置
　３　　　　バーコーター
　４Ｂ　　　第２延伸装置
　１１　　　バー
　１３　　　ブロワ
　２１　　　ローラ
　１３２　　ノズル
　Ｆ　　　　フィルム
　Ｐ　　　　接触部分
　Ｓ　　　　基材

Claims

　基材に塗工液を塗布するための塗工部材であって、前記基材の流れ方向と直交する軸方向に延び、前記流れ方向における前記塗工部材の上流側において、前記基材との間に、前記塗工液が溜まった液溜まりが形成される塗工部材と、
　前記基材のうち、前記液溜まりと接触している接触部分を押圧する押圧装置と
を備えることを特徴とする、塗工装置。
　前記押圧装置は、気流を前記接触部分に作用させることにより、前記接触部分を押圧することを特徴とする、請求項１に記載の塗工装置。
　前記押圧装置は、前記接触部分に向けて前記気流を吹き出すノズルを有することを特徴とする、請求項２に記載の塗工装置。
　前記ノズルは、前記軸方向に移動可能であることを特徴とする、請求項３に記載の塗工装置。
　前記塗工部材は、バーであることを特徴とする、請求項１に記載の塗工装置。
　基材を押出成形する押出成形装置と、
　請求項１に記載の塗工装置であって、前記基材に塗工液を塗布する塗工装置と、
　前記塗工液が塗布された前記基材を延伸する延伸装置と
を備えることを特徴とする、フィルムの製造システム。
　基材を押出成形する押出成形工程と、
　請求項１に記載の塗工装置で、前記押出成形工程によって押出成形された前記基材に前記塗工液を塗布する塗布工程と、
　前記塗布工程によって前記塗工液が塗布された前記基材を延伸する延伸工程と
を含むことを特徴とする、フィルムの製造方法。