(57)【要約】【課題】薄い基材を用いても均一な塗布が可能となり、更にキズや異物付着が発生しづらい塗布膜が得られるスロットダイ塗布装置及び塗布膜の製造方法を提供する。【解決手段】ウェブ４を支持して搬送するバックアップロール１と、バックアップロール１に対向、配置されたスロットダイヘッド３とを備えたスロットダイ塗布装置であって、バックアップロール１の少なくともウェブ４を支持する領域の外周面の周方向上に、ロール幅方向中央から両端のそれぞれに向けてロール回転方向に傾斜した溝が、ロール幅方向の左右に対称に形成されてなり、前記溝の溝幅が５０〜２００μｍであるスロットダイ塗布装置を用い、バックアップロール１に支持されて搬送されるウェブ４上にスロットダイヘッド３から塗布液を供給し、ウェブ上に塗布膜を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブを支持して搬送するバックアップロールと、該バックアップロールに対向、配置されたスロットダイヘッドとを備えたスロットダイ塗布装置であって、
前記バックアップロールの少なくともウェブを支持する領域の外周面の周方向上に、ロール幅方向中央から両端のそれぞれに向けてロール回転方向に傾斜した溝が、ロール幅方向の左右に対称に形成されてなり、前記溝の溝幅が５０〜２００μｍであるスロットダイ塗布装置。
【請求項２】
前記溝が、ロール幅方向中央から両端のそれぞれに向けてロール回転方向に向かう螺旋状であることを特徴とする請求項１記載のスロットダイ塗布装置。
【請求項３】
前記バックアップロールが、その表面に弾性層を有する弾性ロールにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスロットダイ塗布装置。
【請求項４】
ウェブを支持して搬送するバックアップロールと、該バックアップロールに対向、配置されたスロットダイヘッドとを備え、前記バックアップロールの少なくともウェブを支持する領域の外周面の周方向上に、ロール幅方向中央から両端のそれぞれに向けてロール回転方向に傾斜した溝が、ロール幅方向の左右に対称に形成されてなり、前記溝の溝幅が５０〜２００μｍであるスロットダイ塗布装置を用い、前記バックアップロールに支持されて搬送されるウェブ上に前記スロットダイヘッドから塗布液を供給し、ウェブ上に塗布膜を形成することを特徴とする塗布膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブを支持して搬送するバックアップロールと、該バックアップロールに対向、配置されたスロットダイヘッドとを備えたスロットダイ塗布装置および塗布膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェブまたは板状基板（以下、これらをまとめてウェブという。）に塗布液を塗布する方法として、ウェブを支持して搬送するバックアップロールと、該バックアップロールに対向、配置されたスロットダイヘッドとを備えたスロットダイ塗布装置が知られている。このスロットダイ塗布装置は、予め計量された塗布液が全て塗布基材（ウェブ）表面に塗布される。このとき、得られる塗布膜厚は、ダイヘッドやバックアップロールなど装置の構成要素の寸法精度、平滑度、ロールの回転精度、バックアップロールにより搬送されるウェブの状態、該ウェブとダイヘッドとの間隔精度などが大きく影響する（例えば、ダイの精度について特許文献１、ダイリップ先端とウェブとの間の距離について特許文献２、ダイ塗工設備全般の精度について特許文献３等を参照。）。そのため、均一な塗布膜を形成するには、ダイやバックアップロールの構成要素を精度よく作成することや、バックアップロールに支持されて搬送されるウェブの安定化が必要となる。
【０００３】
例えば、液晶表示装置などに用いられる光学フィルムを製造する場合には、塗布膜厚のバラツキや基材搬送時のキズ、異物付着のような外観欠点が製品品質に多大な影響を与えることとなる。特に、５０μｍ以下の薄い基材を用いて塗布する場合、塗布時に基材に皺が発生して不均一な塗布膜となる。
【０００４】
従来、シート基材の皺を除去するためには、特許文献４に記載のように、ガイドロールに螺旋状の溝を形成させたロールを用いることが開示されている。また、特許文献５に記載のように、ガイドロールにロール端部の外径が中央部よりも大きいコンケーブロールを用いることも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３６２４５号公報
【特許文献２】特開平５−１６９０００号公報
【特許文献３】特開２００３−６２５０６号公報
【特許文献４】特開平８−１７５７２６号公報
【特許文献５】特開平１０−３２０７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前述のごとく、スロットダイ塗布装置におけるダイヘッドやバックアップロールには高度な寸法精度や平滑性が求められ、かつバックアップロールに支持されて搬送されるウェブの安定性も極めて重要であるため、塗布液をウェブ上に供給するダイヘッドに対向配置され、ウェブを支持して搬送するバックアップロールの表面に凹凸や溝を形成することなど全く考慮の範囲外であり、このため、前記特許文献４および５に記載の方法では、ダイヘッドに対向配置されるバックアップロールではなく、ダイ塗工する際、ダイコーターの上流側および下流側に、前記皺を除去するための溝を設けたガイドロールを設置している。しかし、このような装置構成では、工程中のロール本数が増加するだけでなく、基材にキズや異物付着を生じさせる可能性が高い。よって、前記特許文献４および５に開示されている従来の皺除去用ロールを用いる方法では、問題を解決し得ない。
【０００７】
本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑み、薄い基材に皺、キズや異物付着を発生させることなく、容易な構成により均一な塗布膜厚が得られるスロットダイ塗布装置及びそれを用いて塗布膜を製造する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るスロットダイ塗布装置は、ウェブを支持して搬送するバックアップロールと、該バックアップロールに対向、配置されたスロットダイヘッドとを備えたスロットダイ塗布装置であって、前記バックアップロールの少なくともウェブを支持する領域の外周面の周方向上に、ロール幅方向中央から両端のそれぞれに向けてロール回転方向に傾斜した溝が、ロール幅方向の左右に対称に形成されてなり、前記溝の溝幅が５０〜２００μｍである。
【０００９】
また、本発明に係る塗布膜の製造方法は、ウェブを支持して搬送するバックアップロールと、該バックアップロールに対向、配置されたスロットダイヘッドとを備え、前記バックアップロールの少なくともウェブを支持する領域の外周面の周方向上に、ロール幅方向中央から両端のそれぞれに向けてロール回転方向に傾斜した溝が、ロール幅方向の左右に対称に形成されてなり、前記溝の溝幅が５０〜２００μｍであるスロットダイ塗布装置を用い、前記バックアップロールに支持されて搬送されるウェブ上に前記スロットダイヘッドから塗布液を供給し、ウェブ上に塗布膜を形成することを特徴とする。
【００１０】
好ましい実施態様では、前記溝が、ロール幅方向中央から両端のそれぞれに向けてロール回転方向に向かう螺旋状である。
【００１１】
好ましい実施態様では、前記バックアップロールが、その表面に弾性層を有する弾性ロールにより構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、厚みが５０μｍ以下の薄い基材（ウェブ）を用いてダイ塗布した場合でも、基材に皺が発生することなく塗布が可能となり、高精度な塗布が可能で、均一な塗布膜厚の塗布膜が得られる。また、工程中のロールの数を減少することができ、キズや異物付着発生のリスクの低減とコストの低減もできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係るダイ塗布装置の要部の概略斜視図。
【図２】バックアップロールの概略図。
【図３】溝形成角度（θ）を示すバックアップロール外周面の展開図。
【図４】実施の形態に係るダイ塗布装置による塗布方法を示す概略側面図。
【図５】他の実施の形態に係るバックアップロールの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るダイ塗布装置の要部の概略斜視図である。また、図２はバックアップロール部の概略図である。この実施の形態のダイ塗布装置は、シート状の基材等のウェブ４を外周面の一部に巻きつけて支持・搬送するバックアップロール１と、そのバックアップロール１に対向して配置されたダイヘッド３を備えている。そして、バックアップロール１には、その外周面における周方向上であって少なくともウェブ４を支持して搬送する領域に、バックアップロール１の幅方向中央から両端のそれぞれに向かって相反する方向で、バックアップロール１の回転方向に傾斜する螺旋状の溝２を設けている。ここで、「バックアップロール１の回転方向に傾斜する」とは、バックアップロール１の回転する方向に向かうほど、ロールの幅方向端部に近づくように傾斜している状態をいう。
【００１５】
前記バックアップロール１に設けた溝２の溝幅２ａは、５０ｍμ以上２００μｍ以下が好ましい。溝幅２ａが５０μｍ未満では、皺除去効果が十分に得られず、２００μｍを超えると、ウェブ４の厚さによっては、ウェブ４が溝２に沿って変形し、正常な塗布ができない場合がある。また、溝２の溝深さは１００μｍ〜１０００μｍ、ピッチ２ｂは５００μｍ〜１００００μｍとされて構成されることが好ましい。さらに、図３に示す溝形成角度θは、バックアップロール１の外周面の展開図において、周方向を角度０度とし、溝となす角度のことを指し、本発明においては、溝形成角度θは５度〜４５度とされて構成されることが好ましい。
【００１６】
なお、前記バックアップロール１を構成する材料は、金属、樹脂、ゴムなどのいずれか１種類もしくは複数の組み合わせでも構わないが、特にロール表面に弾性層を有する弾性ロールであることが好ましい。適宜な弾性体として、その種類に限定はない。その例としては、天然ゴム、スチレンブダジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムやウレタンゴムなどが挙げられる。なお、弾性層の硬度は硬度４０〜９０程度であることが好ましい。硬度は、例えば、ＪＩＳ  Ｋ６２５３（１９９７）に開示される方法にて、市販のデュロメーター（タイプＡ）を用いて測定できる。
【００１７】
また、ウェブ４の材質については、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜選択することができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系ポリマー、ジアセチルセルロール、トリアセチルセルロース等のセルロース系ポリマー、ポリカーボネート系ポリマー、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系ポリマー、ポリスチレン、アクリロニトリル−スチレン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、環状またはノルボルネン構造を有するポリオレフィン、エチレン−プロピレン共重合体等のオレフィン系ポリマー、塩化ビニル系ポリマー、ナイロン（脂肪族ポリアミド）や芳香族ポリアミド等のアミド系ポリマー、ポリイミドなどの各種ポリマーからなるフィルム、これら各種ポリマーのブレンド物からなるフィルム等を好適に使用することができる。そして、その厚みは５０μｍ以下が好ましい。
【００１８】
また、前記ダイヘッド３については、特に限定されるものではなく、塗布液を吐出するためのスリットを備えており、該スリット（吐出口）から塗布液を吐出しながら、被塗布部材（基材）であるウェブ４の表面に塗布液を供給して所定厚みの塗膜を形成するものであれば良い。
【００１９】
本発明に使用する塗布液について説明する。本発明に使用する塗布液は、塗布後に乾燥、硬化等を行なって塗布膜（フィルムやシート）を形成しうる樹脂液である。該塗布液を構成する樹脂材料については特に限定されず、例えば、シクロオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミド−イミド又はポリエステル−イミド等の各種ポリマーを挙げることができる。これらのポリマーは、いずれか一種類を単独で使用してもよいし、例えば、ポリエーテルケトンとポリアミドとの混合物のように、異なる官能基を持つ２種類以上の混合物として使用してもよい。さらには、カーボンブラック、金属、セラミクス等のフィラーが混合されていてもよい。なお、これらの材料の硬化は、乾燥固化、熱硬化、紫外線硬化等により、材料に応じた硬化工程を選択することができる。
【００２０】
また、前記樹脂を溶解させる溶剤としては、前記樹脂材料を溶解できるものであればよく、使用する樹脂材料及び基材フィルムに応じ適宜選択することができる。具体的には、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、四塩化炭素、ジクロロエタン、テトラクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、フェノール、ｐ−クロロフェノール等のフェノール類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン、１，２−ジメトキシベンゼン等の芳香族炭化水素類、アセトン、酢酸エチル、ｔ−ブチルアルコール、グリセリン、エチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、エチルセルソルブ、ブチルセルソルブ、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ピリジン、トリエチルアミン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、アセトニトリル、ブチロニトリル、メチルイソブチルケトン、メチルエーテルケトン、シクロヘキサン、シクロペンタノン、二硫化炭素等を用いることができる。これら溶剤は、１種又は２種以上を適宜に組み合わせて使用することができる。
【００２１】
本発明に係る塗布膜の製造方法は、上記のようなスロットダイ塗布装置を用いて行われる。図４は、実施の形態に係るダイ塗布装置による塗布方法を示す概略図である。バックアップロール１に支持されて搬送されるウェブ４上に、塗布装置のスロットダイヘッド３から塗布液を供給し、ウェブ４上に塗布膜５（未硬化状態）を形成する。その後、ウェブ４上に形成された塗布膜５は、乾燥固化、熱硬化、紫外線硬化等、塗布液の材料に応じた硬化工程を経て硬化処理され、フィムルやシートとなる。
【００２２】
なお、上記の実施の形態では、バックアップロール１に設ける溝２として連続する螺旋状のものを示したが、これに限定されるものではなく、バックアップロール１により支持、搬送されるウェブ４に対して、その幅方向両端部に向けて広がる方向の力が作用することでウェブ４の皺の発生、除去が可能な形状の溝であればよい。例えば、図５に示すように、バックアップロール１の幅方向中央部から左右対称に傾斜する不連続な溝２が多数設けられているようなものであってもよい。
【００２３】
上記のようにして、本発明のスロットダイ塗布装置及び塗布膜の製造方法により製造される塗布膜からなるフィルムやシートは、光学フィルム、磁気記録テープ、接着テープ、写真用印画紙、オフセット版材、電池極板、燃料電池触媒層等の各製造において好適に用いることができる。
【実施例】
【００２４】
本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２５】
（実施例１）
塗布装置は、図１、図４に示すようにバックアップロール１に基材４を抱かせて走行させ、このバックアップロール１に対して、先端をバックアップロール１の軸心方向に向けて水平方向から近接して配置された塗工幅３８０ｍｍのスロットダイ３を有するものを用いた。バックアップロール１には、図２に概略を示す溝幅（２ａ）が２００μｍ、溝深さ５００μｍ、ピッチ（２ｄ）が１０００μｍ、図３の展開図に示す溝形成角度（θ）が２０度で、ロール回転方向に広がる螺旋状の溝２をロール幅方向中央部から左右対称に設けた直径１４０ｍｍのシリコーンゴム製（硬度７０度）ロールを用いた。
基材には厚み１２．５μｍ、幅３９０ｍｍのポリイミドフィルムを用いた。また、塗布液にはシクロオレフィン樹脂をシクロヘキサンに溶解し、導電性カーボンを１０ｗｔ％添加した固形分濃度２０ｗｔ％の液を用いた。
コーティングギャップを６０μｍに設定し、基材を５ｍ／ｍｉｎで搬送し、乾燥後の塗布量（平均塗膜厚さ）が９μｍになるように給液し、塗布を行なった。この時の皺の発生状況と塗布膜の状態を表１に示す。
【００２６】
（実施例２）
基材の厚みが５μｍ以外は実施例１と同様の方法で塗布を行なった。この時の皺の発生状況と塗布膜の状態を表１に示す。
【００２７】
（実施例３）
基材の厚みが５０μｍ以外は実施例１と同様の方法で塗布を行なった。この時の皺の発生状況と塗布膜の状態を表１に示す。
【００２８】
（実施例４）
基材の厚みが５μｍであり、溝幅が５０μｍ以外は実施例１と同様の方法で塗布を行なった。この時の皺の発生状況と塗布膜の状態を表１に示す。
【００２９】
（比較例１）
溝幅が３００μｍ以外は実施例１と同様の方法で塗布を行なった。この時の皺の発生状況と塗布膜の状態を表１に示す。
【００３０】
（比較例２）
溝幅が４０μｍ以外は実施例１と同様の方法で塗布を行なった。この時の皺の発生状況と塗布膜の状態を表１に示す。
【００３１】
（比較例３）
溝を設けていない以外は実施例１と同じシリコーンゴム製（硬度７０度）ロールを用いて実施例１と同様の方法で塗布を行った。この時の皺の発生状況と塗布膜の状態を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
＜評価基準＞
（皺の発生）
得られた塗布膜を目視で観察し、以下の基準で評価した。
○：皺無し。
×：皺発生。
（塗布膜の状態）
塗布フィルムを長手方向（基材と塗布膜の搬送方向）に５０ｍｍの幅で裁断し、帯状のサンプルを作製する。次に、そのサンプルの膜厚（膜厚データ１：塗布膜＋基材）を連続膜厚計（フィルムテスター：株式会社セイコーイーエム製）を用いて測定間隔１ｍｍにて測定する。その後、粘着テープを用いて塗布膜を基材から剥離し、剥離後の膜厚（膜厚データ２：基材）を上記と同様に測定する。膜厚データ１と膜厚データ２の差から塗布膜の膜厚を算出し、塗布膜厚［（塗布膜＋基材）−基材＝塗布膜］として、以下の基準で評価した。
○：膜厚分布±５％未満。
×：膜厚分布±５％以上。
【００３４】
以上のように、本発明の塗布装置を用いることで、薄い基材を用いても均一な塗布が可能となり、更にキズや異物付着が発生しづらい塗布膜が得られた。
【符号の説明】
【００３５】
１      バックアップロール
２      溝
２ａ    溝幅
２ｂ    ピッチ
θ      溝形成角度
３      ダイヘッド
４      ウェブ
５      塗布膜
【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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