(57)【要約】【課題】マイクロカプセルが分散された塗工液をフィルムに均一塗布でき、フィルムやバックアップロールに異物が付着しても塗工欠陥が発生しない、塗工ヘッドおよびそれを用いた塗工方法を提供する。【解決手段】マイクロカプセルが分散された塗工液をフィルムに均一塗布するための塗工ヘッドにおいて、塗工液の吐出口と塗布量を設定する刃先との一対の塗工機構が、１つの塗工ヘッド内に２箇所以上設置されている。この塗工ヘッドを用いて、吐出される塗工液のマイクロカプセル径が第１塗工部分から順番に小さくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロカプセルが分散された塗工液をフィルムに均一塗布するための塗工ヘッドにおいて、
塗工液の吐出口と塗布量を設定する刃先との一対の塗工機構が、１つの塗工ヘッド内に２箇所以上設置されていることを特徴とする塗工ヘッド。
【請求項２】
塗工液の吐出口と塗布量を設定する刃先との一対の塗工機構が、フィルムの塗布開始方向から順番に第１塗工部、第２塗工部と、２箇所以上設置されている請求項１に記載する塗工ヘッドを用いて、吐出される塗工液のマイクロカプセル径が第１塗工部分から順番に小さくなることを特徴とするマイクロカプセル塗工液の塗工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロカプセルが分散された塗工液をフィルムに均一塗布するための塗工ヘッドに関し、マイクロカプセル型電気泳動表示装置などの表示部材である塗工フィルムの製造方法に好適な、フィルムやバックアップロールに異物が付着しても塗工欠陥が発生しない塗工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気泳動現象を利用した表示装置のひとつとして、マイクロカプセル型電気泳動方式が実用化されている。この方式の表示装置は、透明溶媒が満たされたマイクロカプセル中に正・負に帯電した黒い粒子と白い粒子を入れ、外部電圧の印加によってそれぞれの粒子を表示面に引き上げて画像を形成するものである。
【０００３】
ここで、マイクロカプセルの粒径は数十μｍ〜数百μｍであり、このマイクロカプセルを透明なバインダーに分散させた塗工液は、インクのように塗工することができる。透明フィルム基材上に形成した透明導電層の面上に、この塗工液を塗工して表示層を形成し、得られた積層体を、背面電極としてアクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基材に貼り合わせると、アクティブマトリクス電気泳動表示装置を得ることができる。また、背面電極としてセグメント電極、単純マトリックス電極等の電気回路が形成されている電極基板または電極フィルムに貼り合わせた場合には、パッシブマトリクス電気泳動表示装置を得ることができる。
【０００４】
一般に、マイクロカプセルの塗工液は通常の塗工方法で塗布が可能である。しかし、マイクロカプセルが分散された塗工液はチキソトロピー（Ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｙ）性（以下チキソ性と略称する）が非常に高い。そのため、塗工液がフィルムに塗布される際に一度発生した不均一な塗工ムラは、乾燥前の状態でも平面化、均一化することはない。そのため、塗工液を乾燥させて溶媒を蒸発させて形成される塗膜もまた不均一なムラ状に形成されてしまう。
【０００５】
図６に示すスロットコーターなどのバックアップロールを用いる塗工方法においては、図５に示す様に、異物（６）がフィルム（１）とバックアップロール（２）の間に侵入すると、塗工ヘッド（３）と塗工面であるフィルム（１）の表面とのギャップ（１１）がマイクロカプセル径（１０）よりも狭くなる。
【０００６】
その結果、図３に示す様に、フィルム（１）上に塗工されたマイクロカプセルの塗布層（４）において、塗工されない部分、または薄い部分の欠陥（７）が生じる。その欠陥部分を塗工表面から観察した模式図を、図４に示す。従って、ギャップ（１１）の不均一部分は、塗工厚の部分的なバラツキ、均一性の低下を招くことになる。特に、レベリング性が少なく、チキソ性のあるマイクロカプセルの塗工液では顕著であり、スポット欠陥、点欠陥が多発する。
【０００７】
異物がフィルムとバックアップロールの間に侵入する経路としては、搬送されるフィルムの表面（バックアップロール側）に付着していた場合や、作業環境中に浮遊していた異物がバックアップロール表面に付着する場合がある。この様な、フィルム基材に異物が付着していた場合や、またはバックアップロールの表面に異物が付着していた場合に発生する点状の塗工ムラに対し、異物除去方法として従来から種々の方法が提案されている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、走行する長尺ウエブの片面にウエブ幅方向に亘って延び且つ
先端にエッジを有する吹き出しノズルを近接せしめて、ウエブを浮上させながらウエブ片面の付着物を剥離させる技術が開示されている。また、特許文献２には、バックアップロールに拭き取り片を接触させることで、走行中に塗工ロールを清掃する方法が開示されている。また、特許文献３には、バックアップロール表面をゴムで覆う方法や、あるいは、バックアップロール表面の全面に凸部を有することで付着した異物や微小な突起などに起因する欠陥を低減する技術が開示されている。
【特許文献１】特公平７−４５８３号公報
【特許文献２】特開平５−３０９３１８号公報
【特許文献３】特開２００３−１０７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した特許文献に記載された方法では、比較的大きな異物（約１０μｍ以上）は除去できるが、小さな異物（約１０μｍ未満）は除去しきれない。特に、フィルムやバックアップロールに固着または密着している異物は、エアー吹き付けや、拭き取り片などで直接擦り落とそうとしても完全に除去することはできないという問題点があった。そこで、本発明は、マイクロカプセルが分散された塗工液をフィルムに均一塗布できる塗工ヘッドを用いて、フィルムやバックアップロールに異物が付着しても塗工欠陥が発生しない塗工方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、マイクロカプセルが分散された塗工液をフィルムに均一塗布するための塗工ヘッドにおいて、塗工液の吐出口と塗布量を設定する刃先との一対の塗工機構が、１つの塗工ヘッド内に２箇所以上設置されていることを特徴とする塗工ヘッドである。
【００１１】
次に、本発明の請求項２に係る発明は、塗工液の吐出口と塗布量を設定する刃先との一対の塗工機構が、フィルムの塗布開始方向から順番に第１塗工部、第２塗工部と、２箇所以上設置されている請求項１に記載する塗工ヘッドを用いて、吐出される塗工液のマイクロカプセル径が第１塗工部分から順番に小さくなることを特徴とするマイクロカプセル塗工液の塗工方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の塗工ヘッドを用いた塗工方法によれば、フィルムやバックアップロールに異物が付着して塗工ギャップが変動した場合にも、第１塗工部で発生した点状の塗工ムラは、第２、第３の塗工部において粒子径の小さいマイクロカプセルが塗工ムラ部分を充填するため、均一な塗工面を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の塗工ヘッドを用いた塗工方法を、一実施形態に基づいて、図１〜６を参照して以下説明する。
【００１４】
図６はマイクロカプセル塗工液の塗工形態の一例を示す模式図である。フィルム（１）はバックアップロール（２）の回転と同期して搬送される。塗工ヘッド（３）の形態としてはスロットダイコーターを用い、搬送されたフィルム（１）がバックアップロール（２）と接した際に、塗工ヘッドの吐出口から供給されるマイクロカプセル塗工液が、フィルム（１）上に所定の塗工厚で塗布される。その後、乾燥することでマイクロカプセル塗布層（４）を形成することができる。
【００１５】
マイクロカプセルの塗工液を塗布する方法としては、スロットダイコーターに限らず、ワイヤーバーコート、リップダイコート、コンマコート、ブレードコート、グラビアコートなどが使用可能であるが、本発明においては、スロットダイコーターを用いる。
【００１６】
図１は、本発明の塗工形態を説明する拡大模式図であり、前述した従来の塗工ヘッド（３）において、塗工液の吐出口（８）と塗布量を設定するため刃先（９）の一対の塗工機構が、本発明では、第一塗工部の吐出口（２１）と刃先（２２）および、第二塗工部の吐出口（２３）と刃先（２４）として、１つの塗工ヘッド内に２箇所設置されているものである。
【００１７】
塗工液の吐出口と刃先の一対の塗工機構を、フィルムの塗布開始方向から順番に第１塗工部、第２塗工部とすると、図１で示す様に、第１塗工部でも欠陥は生じる。しかし、第２塗工部から吐出される塗工液のマイクロカプセル径が第１塗工部分から順番に小さくすることで、図３に示した従来の塗工ヘッドで発生していた未塗工の欠陥（７）の部分にマイクロカプセルが充填され、マイクロカプセルが一面に塗布された塗工面を得ることができる。
【００１８】
なお、第１塗工部、第２塗工部以外に、第３塗工部、第４塗工部と同じ塗工ヘッド内に２個以上の吐出部と刃先が設置された塗工ヘッドを使用することも可能である。
【００１９】
他方、図７に示す様に、２つ以上の別々の塗工ヘッドを用いて、マイクロカプセル塗工液をフィルム上に順次塗工する方法では、第１塗工部から第２塗工部までの間で塗布面が大気中に開放され、マイクロカプセル塗布層の一部表面が乾燥する。そのため、その乾燥したマイクロカプセル塗布層が第２塗工部の刃先に触れて、塗工表面にスジ状の欠陥が発生してしまう。そのため、２つ以上の別々の塗工ヘッドを用いても、本発明の塗工ヘッドを用いた塗工方法の効果を生かすことは困難である。
【００２０】
次に、第２塗工部のマイクロカプセル径は、第１塗工部よりも小さいことが必要である。それは、図５に示す様に、フィルム裏面の異物のためにフィルムと塗工ヘッドのギャップが狭くなり、第１塗工部のマイクロカプセルが塗布されなかった空間を、この第２塗工部のマイクロカプセルで充填する必要があるためである。従って、第２塗工部以降の塗工部のマイクロカプセル径についても、フィルムの塗布開始方向から順次小さくすることが必要である。
【００２１】
上述した様に、径が順次小さくなる様なマイクロカプセルを供給すれば、個々の塗工部の間でマイクロカプセルの径を厳密に定義する必要はない。またマイクロカプセル塗工液の供給量は、塗布面の状況により自由に設定することが可能である。
【００２２】
次に、マイクロカプセルおよびフィルムの材料に関し説明する。
【００２３】
黒色電気泳動粒子は、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料などを使用する。白色電気泳動粒子は、酸化チタンや酸化アルミニウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機顔料の他、ガラスあるいは樹脂等の微粉末、さらにはこれらの複合体などを使用する。
【００２４】
電気泳動分散媒は、帯電粒子が良好、かつ、安定に帯電することができる絶縁性液体、つまり、実質的に水に不溶の有機溶媒から形成される。例えば、ドデカノール、ウンデカノール等の長鎖アルコール系溶媒や、ジブチルケトン、メチルイソブチルケトン等の多炭素ケトン類や、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素や、シクロヘキサン、
メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素や、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等の長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素や、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素や、シリコーンオイル、オリーブオイル等の種々の油類のいずれか単体、あるいはこれらの混合物が挙げられる。この分散媒は、染料などの着色剤を溶解または分散させることで着色することもできる。
【００２５】
マイクロカプセルを形成する材料としては、光を十分に透過させる材料が好ましく、具体的には、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ゼラチン等が挙げられる。これらを単独、あるいは、２種以上混合して使用することも可能である。
【００２６】
マクロカプセルを塗布する基材としてのフィルムは、一般に数μｍから数百μｍの厚みを持つ、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ナイロン−６、ナイロン−６６、ポリ塩化ビニリデン、ポリエーテルスルフォン等の透明高分子フィルムを用いることができる。
【００２７】
以下に、本発明の具体的実施例について説明する。
【００２８】
実施例、及び比較例では、何れも以下のフィルムとマイクロカプセル塗工液、及び加工条件を適用し、塗工ヘッドのみ変更した。
【００２９】
［フィルム］
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる透明フィルム基材に、透明電極層としてＩＴＯ（酸化インジウムすず）層をスパッタリング法により成膜し、透明フィルム基材／透明電極の積層体からなるフィルム基材を得た。透明フィルム基材は、１００μｍ厚、３５０ｍｍ幅の巻取りロール状である。
【００３０】
［マイクロカプセル塗工液１］
第１塗工部用のマイクロカプセル塗工液一として、平均粒子径が８０μｍのマイクロカプセル、水分散系ウレタン樹脂バインダーの各成分を、７０／３０質量％の質量比で攪拌してマイクロカプセル塗工液を調合した。
【００３１】
［マイクロカプセル塗工液２］
第２塗工部用のマイクロカプセル塗工液２として、平均粒子径が５０μｍのマイクロカプセル、水分散系ウレタン樹脂バインダーの各成分を７０／３０質量％の質量比で攪拌してマイクロカプセル塗工液を調合した。
【００３２】
塗工方法としては、塗工ヘッドのみを変更したスロットダイコート方式を用い、塗工後のマイクロカプセル塗工液は、９０℃５分の条件で乾燥させた。
【００３３】
塗工したフィルムの評価には、１）塗工長１０ｍの塗工表面観察から、目視で確認できる点欠陥を数え、点欠陥の個数とした。更に、２）前記１０ｍの塗工長の１ｍ毎に１０ｃｍ角のサンプルを切取り、透過光を通して塗工状態を観察し、マイクロカプセルの充填率を求めた。
【００３４】
＜実施例１＞
上記のフィルム及びマイクロカプセル塗工液１および塗工液２を用い、図１に示す本発明
の塗工ヘッドを用いた塗工方法でマイクロカプセルを塗工した。評価として、マイクロカプセルの塗工面を、目視で欠陥検査を実施し、更に透過光を通して記録した画像からマイクロカプセルの充填率を測定した。
【００３５】
＜比較例１＞
上記のフィルム及びマイクロカプセル塗工液１を用い、図３に示す一つの吐出口の塗工ヘッドを用いた塗工方法でマイクロカプセルを塗工した。評価として、マイクロカプセルの塗工面を、目視で欠陥検査を実施し、更に透過光を通して記録した画像からマイクロカプセルの充填率を測定した。
【００３６】
＜比較例２＞
上記のフィルム及びマイクロカプセル塗工液１および塗工液２を用い、図７に示す２つの別々の塗工ヘッドを用いた塗工方法でマイクロカプセルを塗工した。評価として、マイクロカプセルの塗工面を、目視で欠陥検査を実施し、更に透過光を通して記録した画像からマイクロカプセルの充填率を測定した。
【００３７】
実施例および比較例の結果を表１に示す。何れも異物による点状の塗工ムラが発生したが、従来の塗工方法である比較例と比べて、実施例１の本発明の塗工ヘッドを用いた塗工方法では、欠陥の発生数が低減し、充填率が向上した。
【００３８】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の塗工形態を説明する拡大模式図
【図２】本発明の実施形態による塗工表面を示す拡大模式図。
【図３】従来の実施形態を示す模式図。
【図４】従来の実施形態による塗工表面を示す模式図。
【図５】マイクロカプセル径およびフィルムと塗工ヘッドのギャップを示す模式図。
【図６】塗工形態の一例のスロットダイコート方式を示す模式図。
【図７】従来の実施形態の他の例を示す模式図。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・フィルム    ２・・・バックアップロール    ３・・・塗工ヘッド
４・・・マイクロカプセル塗布層    ５・・・マイクロカプセル塗工液
６・・・異物    ７・・・欠陥    ８・・・塗工液の吐出口    ９      刃先
１０・・・マイクロカプセル径    １１・・・フィルムと塗工ヘッドのギャップ
２１・・・第１塗工部の吐出口
２２ 第１塗工部の刃先
２３ 第２塗工部の吐出口
２４ 第２塗工部の刃先
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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