(57)【要約】      （修正有）【課題】基材表面に形成された塗膜の塗布量を精度よく測定できる塗布量測定方法及び塗布量測定システムを提供する。【解決手段】塗布量測定方法は、基材Ｗの少なくとも一方の表面に蛍光剤を含有する塗工液を塗布して形成された塗膜ＣＦに紫外光を照射し、紫外光が照射された領域ＩＲの塗膜の輝度または色度を測定し、測定した輝度または色度に基づき塗膜の塗布量を算出する。予め求めた塗布量と輝度または色度との関係を表す検量線を用いて、塗膜の塗布量を算出するので、より一層精度よく塗布量を求めることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の少なくとも一方の表面に蛍光剤を含有する塗工液を塗布して形成された塗膜に紫外光を照射し、紫外光が照射された領域の塗膜の輝度または色度を測定し、測定した輝度または色度に基づき塗膜の塗布量を算出することを特徴とする塗布量測定方法。
【請求項２】
塗膜に紫外光を照射する光照射手段と、紫外光が照射された領域の塗膜の輝度または色度を測定する測定手段と、測定した輝度または色度に基づき塗膜の塗布量を算出する算出手段とを有し、基材の少なくとも一方の表面に形成された蛍光剤を含有する前記塗膜に紫外光を照射して、塗膜の塗布量を算出することを特徴とする塗布量測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエブ等の基材の少なくとも一方の表面に塗工液を塗布して形成された塗膜の塗布量を測定する塗布量測定方法及び塗布量測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ウエブの少なくとも一方の表面に、用途に応じて機能性塗膜を形成することが行われている。このような塗膜形成装置の一例として、ロール状に巻回された長尺のウエブを繰り出し所定速度で搬送させながら、搬送するウエブの少なくとも一方の表面に塗工液を塗布して塗膜を形成する塗工装置が広く知られている。このように形成される塗膜は比較的軟質であるため、膜厚ではなく塗膜の塗布量で品質管理することが一般的である。
【０００３】
塗膜の塗布量測定方法が例えば特許文献１で知られている。このものは、塗工液のタンクの液面の高さを所定時間に亘って測定し、測定した液面の高さの変化に基づき塗布量を求めている。然し、上記特許文献１記載の方法は、基材表面に形成された塗膜から直接的に塗布量を求めたものではないため、測定精度が低いという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２２７８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、基材表面に形成された塗膜の塗布量を精度よく測定できる塗布量測定方法及び塗布量測定システムを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の塗布量測定方法は、基材の少なくとも一方の表面に蛍光剤を含有する塗工液を塗布して形成された塗膜に紫外光を照射し、紫外光が照射された領域の塗膜の輝度または色度を測定し、測定した輝度または色度に基づき塗膜の塗布量を算出することを特徴とする。
【０００７】
また、上記課題を解決するために、本発明の塗布量測定システムは、塗膜に紫外光を照射する光照射手段と、紫外光が照射された領域の塗膜の輝度または色度を測定する測定手段と、測定した輝度または色度に基づき塗膜の塗布量を算出する算出手段とを有し、基材の少なくとも一方の表面に形成された蛍光剤を含有する前記塗膜に紫外光を照射して、塗膜の塗布量を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基材の少なくとも一方の表面に蛍光剤を含有する塗工液を塗布して形成された塗膜に紫外光を照射し、紫外光が照射された領域の塗膜の輝度または色度を測定する。ここで、塗膜の塗布量が変化すると、塗膜中の蛍光剤含有量が変化し、発光する塗膜の輝度または色度が変化する。従って、塗膜の輝度または色度の測定結果に基づき塗布量を測定することができ、しかも、塗膜から直接的に塗布量を求めることで高い測定精度が得られる。この場合、予め求めた塗布量と輝度または色度との関係を表す検量線を用いて、塗膜の塗布量を算出すれば、より一層精度よく塗布量を求めることができる。また、塗工液に含有される蛍光剤は紫外光を照射しなければ透明であるので、既存の塗膜に含有しても着色されることがないため、塗膜の外観を損なうおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の塗布量測定システムを示す斜視図。
【図２】光照射手段及び測定手段の位置関係を模式的に示す断面図。
【図３】塗布量と輝度との関係を表す検量線。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の塗布量測定システム１について、基材Ｗを長尺状のウエブとし、ウエブＷを繰出ロールで繰り出し駆動ロールにより所定速度で搬送しながら、搬送するウエブＷの少なくとも一方の表面に蛍光剤を含有する塗工液を塗布して塗膜ＣＦを連続形成する塗工装置に適用される場合を例に説明する。尚、塗工装置としては、公知の構造を有するものを用いることができるため、ここでは詳細な説明を省略する。また、図中のＴは、塗膜ＣＦが形成されたウエブＷを巻き取る巻取ロールを示す。
【００１１】
図１に示すように、塗布量測定システム１は、光照射手段２と、測定手段３と、算出手段４とを備える。光照射手段２は、ウエブＷの表面に形成された蛍光剤を含有する塗膜ＣＦに紫外光を照射するように構成される。
【００１２】
図２を参照して、光照射手段２は、下端が開放面である金属製の支持枠２０と、支持枠２０内に配置される少なくとも１本（本実施形態では４本）の略円柱状の蛍光灯タイプの紫外光ランプ２１と、紫外光ランプ２１の各々からの紫外光を集光して単一の帯状紫外光とする集光部２２とを備える。支持枠２０の側面には図示省略のソケットが設けられ、ソケットに各紫外光ランプ２１の端子を挿入することにより固定される。紫外光ランプ２１としては水銀ランプ、メタルハライドランプや紫外線ＬＥＤ（発光ダイオード）など公知のものを用いることができ、また、集光部２２としては反射鏡など公知のものを用いることができるため、ここでは詳細な説明を省略する。集光部２２により集光された単一（１本）の帯状紫外光が、ウエブＷの幅方向にのびる帯状の照射領域ＩＲを構成する。
【００１３】
紫外光ランプ２１の本数は、例えば、２〜１０本が好ましく、４〜６本がより好ましい。紫外光ランプ２１の本数が２本未満（即ち１本）であると、蛍光剤を発光させるために十分な光量が得られない場合がある。尚、上記照射領域ＩＲにて十分な光量が得られる場合には、１本の紫外光ランプ２１であってもよく、また、集光手段２２を設けなくてもよい。一方、１０本を超えると、紫外光ランプ２１を設置するためのスペースが大きくなり、塗布量測定システム１の大型化を招き、既存の塗工装置への設置が出来ない場合がある。紫外光ランプの形状は蛍光灯タイプのみならず電球タイプでもよい。この場合、帯状の照射領域ＩＲが形成されるようにウエブＷの幅方向に複数個の紫外光ランプを一連に並設し、この一連に並設した電球タイプの紫外光ランプを１本として捉える。
【００１４】
照射領域ＩＲの直上に位置する支持枠２０の上面２０ａには、ウエブＷの幅方向にのびる帯状のスリット２３が開口（開設）され、このスリット２３を介して照射領域ＩＲを臨むように測定手段３が配置されている。測定手段３としては、公知の色彩輝度計を用いることができ、照射領域ＩＲにおける塗膜ＣＦの輝度または色度を測定できるようになっている。以下、色彩輝度計３により塗膜ＣＦの輝度を測定する場合について説明する。色彩輝度計３は、ケーブルを介して算出手段４に接続されている。算出手段４としては、演算処理を行うことができる公知のパーソナルコンピュータを用いることができ、色彩輝度計３により測定された輝度に基づいて塗膜ＣＦの塗布量を算出できるようになっている。この場合、算出手段４は図示省略のメモリやハードディスク等の公知の記憶手段を備え、この記憶手段に後述する検量線（図３参照）を記憶し、この検量線を用いて塗膜ＣＦの塗布量を算出するように構成することが好ましい。尚、測定手段３は照射領域ＩＲの直上ではなく支持枠２０の枠外から斜めに照射領域ＩＲを臨むように設けてもよく、さらに、支持枠２０の側面に若しくは斜め側面にスリットを開口し、そのスリットから照射領域ＩＲを臨むように設けてもよい。
【００１５】
次に、上記塗工装置にてウエブＷ表面に形成される塗膜ＣＦを粘着層とし、上記塗布量測定システム１を用いて粘着層ＣＦの塗布量を測定する場合を例に、本実施形態の塗布量測定方法について説明する。
【００１６】
先ず、図示は省略するが、繰出ローラを用いてウエブＷを繰り出し、駆動ローラを用いてウエブＷを搬送させながら、ウエブＷ表面に蛍光剤を含有する塗工液を塗布することにより、蛍光剤を含有する粘着層ＣＦを形成する。ここで、蛍光剤としては、紫外光を吸収して蛍光を発する染料、例えばスチルベン系、ジアミノスチルベン系、キナゾロン系、ペリレン系、クマリン系、ジアミノジフェニル系、イミダゾール系、チアゾール系、オキサゾール系、トリアゾール系、カルバゾール系、ピリジン系、ナフタル酸系、イミダゾロン系、ナフタルイミド系、チオフェン系の染料や、フルオロセイン、チオフラビン、エオシン、ローダミン、テルフェニルなどの蛍光発生剤から選択される少なくとも１種を用いることができる。塗工液には、粘着主剤、硬化剤、添加剤、溶媒等の成分が含まれるが、これらの成分は公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００１７】
ここで、塗工液中の蛍光剤の配合量（含有量）は、０．００１〜０．０５質量％の範囲内で設定することが好ましく、０．００２〜０．０３質量％の範囲内で設定することがより好ましい。０．００１質量％未満であると、測定手段３により輝度を測定するのに十分な発光が得られない場合がある一方で、０．０５質量％を超えると、塗工液が付与しようとしている機能を損なうおそれがあるばかりか、塗工液のコストが高くなって経済上好ましくない。塗膜中の蛍光剤の配合量（含有量）の好ましい範囲は、乾燥前のウエットの状態においては上記塗工液中の濃度と同じである。乾燥後の塗膜中の蛍光剤含有量は、０．００５〜０．５質量％の範囲が好ましく、０．０１０〜０．３質量％の範囲がより好ましい。乾燥後の塗膜中の蛍光剤含有量が０．００５質量％未満であると、測定手段３により輝度を検出するのに十分な蛍光が得られない場合がある。一方、０．５質量％を超えると、塗膜に付与される機能が損なうおそれがあるばかりか、製造コストが高くなって経済上好ましくない。
【００１８】
このように粘着層ＣＦが形成されたウエブＷを搬送させながら、粘着層ＣＦに光照射手段２から紫外光を照射すると（この紫外光が照射領域ＩＲを作る）、照射領域ＩＲにおける粘着層ＣＦが発光する。ここで、本発明者らは、鋭意研究し、塗膜ＣＦの塗布量が変化すると、塗膜ＣＦ中の蛍光剤含有量が変化して塗膜ＣＦの輝度が変化するため、塗膜ＣＦの輝度を測定すれば塗布量を測定し得ることを知見するに至った。この知見に基づき、照射領域ＩＲにおける粘着層ＣＦの輝度を色彩輝度計３により測定し、測定した輝度に基づき塗膜ＣＦの塗布量を算出手段４により算出する。このとき、予め求めた塗布量と輝度との関係を表す検量線（図３参照）を用い、輝度の測定値に対応する塗布量を求めることが好ましい。
【００１９】
以上説明したように、蛍光剤を含有させた塗工液を用いて形成した塗膜ＣＦに紫外光を照射し、塗膜ＣＦの輝度に基づき塗布量を算出するため、塗膜ＣＦから直接的に塗布量を求めることができ、高い測定精度が得られる。このとき、検量線を用いて、塗膜の塗布量を算出すれば、より一層精度よく塗布量を求めることができる。従って、塗膜ＣＦの品質管理の精度を向上できる。また、塗工液に含有される蛍光剤は紫外光を照射しなければ透明であるので、塗膜ＣＦに蛍光剤が含有しても着色されることがないため、塗膜ＣＦの外観を損なうおそれがない。
【００２０】
次に、本発明の効果を確認するため、次の実験を行った。本実験では、基材をサイズが１０ｃｍ×１０ｃｍ、厚さが５０μｍであるＰＥＴフィルムとし、この基材表面に塗布する塗工液を以下のように調製した。即ち、粘着主剤（三井化学社製「タケラックＡ−１１４３」）１００質量部（固形分６０ｗｔ％）と、硬化剤（三井化学社製「タケネートＡ−５０」）１１質量部（固形分７５ｗｔ％）と、溶剤（丸善石油化学社製「メチルエチルケトン」）１００質量部と、蛍光剤（ＢＡＳＦジャパン社製「ＴＩＮＯＰＡＬ ＯＢ」）０．１質量部（固形分１００ｗｔ％）とを混合して塗工液を得た。この塗工液を基材表面にマイヤーバー方式（テスター産業社製「ＳＡ−２０３、バーコーター  Ｒｏｄ  Ｎｏ．６」）で塗布し、１２０℃で１ｍｉｎ乾燥して塗膜ＣＦ１を形成した。乾燥後の塗膜ＣＦ１の塗布量を塗膜形成前後の重量の差から求めたところ、３ｇ／ｍ２であった。また、塗膜ＣＦ１中の蛍光剤含有量は、０．００４３９ｇ／ｍ２と算出された。この塗膜ＣＦ１に紫外光（６６Ｗ）を照射し、色彩輝度計（コニカミノルタ社製「ＣＳ−１００Ａ」）により輝度を測定したところ、輝度は１０．３ｃｄ／ｍ２であった（表１参照）。このとき、The Home Depot社製の白色板（品名「U.S. Ceramic Tile Bright White Ice」、型番「U081-S4269」）を基材の裏面側（基材の塗膜ＣＦ１と反対側）に設置して、紫外光の照射と輝度測定とを行った。また、基材表面にアプリケーター方式（テスター産業社製「ＳＡ−２０１（０〜１０ｍｉｌ可変式）」）で乾燥後の塗布量７．５ｇ／ｍ２（１ｍｉｌ）、１２ｇ／ｍ２（２ｍｉｌ）、２４ｇ／ｍ２（４ｍｉｌ）、３８ｇ／ｍ２（６ｍｉｌ）で形成した点を除き、上記塗膜ＣＦ１と同様の方法で形成した塗膜を夫々ＣＦ２、ＣＦ３、ＣＦ４、ＣＦ５とした。これらの塗膜ＣＦ２〜ＣＦ５中の蛍光剤含有量は、夫々０．０１１ｇ／ｍ２、０．０１７６ｇ／ｍ２、０．０３５１ｇ／ｍ２、０．０５５６ｇ／ｍ２と算出された。塗膜ＣＦ２〜ＣＦ５についても、上記塗膜ＣＦ１と同様に、白色板を設置して紫外光を照射し輝度を夫々測定した結果、１１．１ｃｄ／ｍ２、１１．７ｃｄ／ｍ２、１３．３ｃｄ／ｍ２、１７．９ｃｄ／ｍ２であった（表１参照）。上記塗膜ＣＦ１〜ＣＦ５の塗布量と輝度との関係をプロットすることにより、図３に示す検量線（ｙ＝０．２０８８ｘ＋９．３３１５、Ｒ２＝０．９５４５）を求めることができた。以上より、塗膜の塗布量が変化すると、塗膜中の蛍光剤含有量が変化すると共に輝度も変化し、塗布量と輝度との間には比例関係があることが確認された。従って、塗膜の輝度を測定すれば、塗布量を求められることが判った。尚、本実験では、乾燥後の塗布量を求めて検量線を作成しているが、乾燥前の塗布量を求めて検量線を作成することもできる。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、塗工液の例として粘着剤を挙げて説明したが、これに限定されず、易接着剤、剥離剤、ハードコート剤、インク受理剤等の機能性剤や、金属微粒子インクのように微粒子を分散剤に分散させてなる分散液を挙げることができる。
【００２３】
また、上記実施形態では、ウエブに塗布する塗工液に蛍光剤を含有させる場合について説明したが、プラスチックフィルム製膜の溶融樹脂中あるいは製紙の紙料中に蛍光剤を含有させる場合にも本発明を適用することができる。この場合、プラスチックフィルムや紙（以下「フィルム等」という）を搬送させながら、フィルム等に紫外光を照射し、その照射領域のフィルム等の輝度を測定する。そして、測定した輝度に基づいて、プラスチックフィルムの厚みや紙の坪量を求めることができる。尚、溶融樹脂中あるいは紙料中の蛍光剤の濃度は、上記混合液中の蛍光剤の濃度と同様に設定することができる。
【００２４】
また、上記実施形態では、塗膜の輝度を測定する場合について説明したが、塗膜中の蛍光剤含有量が変化すると塗膜の色度も変化することから、塗膜の色度を測定し、色度に基づいて塗布量を求めるように構成してもよい。この場合も、塗布量と色度との関係を表す検量線を用いて塗布量を求めれば、塗布量を精度よく求めることができる。
【００２５】
また、上記実施形態では、塗工装置に塗布量測定システムを適用した場合について説明したが、基材表面に塗膜が形成されたものに所定の加工を施す他のウエブ加工装置に対して塗布量測定システムを適用することができ、他のウエブ加工装置としては、裁断装置、成膜装置、抄紙装置、貼合装置（ラミネータ）、検品装置、ＵＶ照射装置が挙げられる。
【符号の説明】
【００２６】
Ｗ…ウエブ（基材）、ＣＦ…塗膜、１…塗布量測定システム、２…光照射手段、３…色彩輝度計（測定手段）、４…算出手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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