(57)【要約】【課題】バー塗布において、横段状ムラを発生させないように塗布液をウエブに薄膜塗布することができるので、例えば光学機能性フィルムの製造に好適なバー塗布装置又は方法を提供する。【解決手段】連続走行しているウエブ１８に、バー受け部材２２に支持されて回転する円柱状のバー２０を用いて塗布液を塗布するバー塗布装置において、前記バー２０の真円度の最大値と最小値の差の振れ値をＡ、該Ａをバー２０の幅方向Ｘで２次近似した値をＢ、前記Ａから前記Ｂを差し引いた値をＴ（＝Ａ−Ｂ）、該Ｔのバー２０の幅方向Ｘの微分値の絶対値｜ｄＴ／ｄＸ｜のバー２０の幅平均を平均斜度Ｄ＊とした際に、平均斜度Ｄ＊がＤ＊≦１３５×１０−６であるバー２０を有することを特徴とするバー塗布装置である。【選択図】  図１
2008136883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続走行しているウエブに、バー受け部材に支持されて回転する円柱状のバーを用いて塗布液を塗布するバー塗布装置において、
前記バーの真円度の最大値と最小値の差の振れ値をＡ、該Ａをバーの幅方向Ｘで２次近似した値をＢ、前記Ａから前記Ｂを差し引いた値をＴ（＝Ａ−Ｂ）、該Ｔのバー幅方向Ｘの微分値の絶対値｜ｄＴ／ｄＸ｜のバーの幅平均を平均斜度Ｄ＊とした際に、
平均斜度Ｄ＊がＤ＊≦１３５×１０−６であるバーを有することを特徴とするバー塗布装置。
【請求項２】
前記バーは、ワイヤー径が０．０６ｍｍ以上０．４ｍｍ以下のワイヤーが巻回されていることを特徴とする請求項１に記載のバー塗布装置。
【請求項３】
連続走行しているウエブに、バー受け部材に支持されて回転する円柱状のバーを用いて塗布液を塗布するバー塗布方法において、
前記バーの真円度の最大値と最小値の差の振れ値をＡ、該Ａをバーの幅方向Ｘで２次近似した値をＢ、前記Ａから前記Ｂを差し引いた値をＴ（＝Ａ−Ｂ）、該Ｔのバーの幅方向Ｘの微分値の絶対値｜ｄＴ／ｄＸ｜のバーの幅平均を平均斜度Ｄ＊とした際に、
平均斜度Ｄ＊がＤ＊≦１３５×１０−６であるバーを用いて塗布を行なうことを特徴とするバー塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバー塗布装置及び方法に係り、特に直径が５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の細径な円柱状のバーによって、連続走行するウエブに塗布液を薄膜塗布するバー塗布装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より連続走行しているウエブに塗布液を塗布する方法として、各種の方法が提案されているが、特許文献１等に示されるように、操作が容易で、かつ多大なスペースを要しないバー塗布方法が広く利用されている。しかし、バーは細長いために、ウエブやバーの僅かな振動により、ウエブの走行方向において段状の塗布厚みムラ（以下、横段状ムラという）が発生し易く、この対策として本出願人は、特許文献２において、ウエブとバーのラップ角度を２．５°以上３０°以下にすると共に、バー断面の最大径をＲｂとし、バー支持部材のバー受け部断面の円弧の曲率半径をＲｈとしたときに、Ｒｂ／Ｒｈが０．９以上１．０以下の範囲とし、バー支持部材のバーホールド角を９０°以上１８０°以下にするバー塗布方法を提案した。これにより、横段状ムラを解決することができる。
【０００３】
また、特許文献３においては、横段状ムラを発生させずにウエブに薄膜塗布するために、バー全体の真直度や真円度を調整することが行なわれてきた。
【０００４】
しかし、特許文献２や特許文献３のバー塗布方法を使用しても、ウエブに塗布液が塗布された塗布膜面に、バーの１回転周期で発生するウエブの幅方向に出る横段状ムラを発生する場合があるという問題がある。特に、光学補償フィルム等の光学機能性フィルムの製造における塗布のように、ウエブに塗布される湿潤膜厚が１５μｍ以下の薄膜塗布においては、塗布後のレベリング効果が得られにくいために、これらの塗布故障が顕在化し易く問題になる。
【特許文献１】特公昭５８−４５８９号公報
【特許文献２】特開平９−２０１５６３号公報
【特許文献３】特開２００６−８２０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バー全体の真直度や真円度を調整しても、バー塗布において横段状ムラの発生を防止することができないということが問題であった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、バー塗布において、横段状ムラを発生させないように塗布液をウエブに薄膜塗布することができるバー塗布装置及び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】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、連続走行しているウエブに、バー受け部材に支持されて回転する円柱状のバーを用いて塗布液を塗布するバー塗布装置において、前記バーの真円度の最大値と最小値の差の振れ値をＡ、該Ａをバーの幅方向Ｘで２次近似した値をＢ、前記Ａから前記Ｂを差し引いた値をＴ（＝Ａ−Ｂ）、該Ｔのバーの幅方向Ｘの微分値の絶対値｜ｄＴ／ｄＸ｜のバーの幅平均を平均斜度Ｄ＊とした際に、平均斜度Ｄ＊がＤ＊≦１３５×１０−６であるバーを有することを特徴とするバー塗布装置を提供する。
【０００８】
発明者はバー塗布における横段状ムラの発生原因として、横段状ムラにはバー全体の真直度よりもバーの真直度の細かな振れの方が影響しているという知見を得た。さらに、バーの真直度の細かな振れとして、平均斜度Ｄ＊を１３５×１０−６以下に規定することによって、横段ムラを防止できるという知見を得た。本発明はかかる知見に基づいて成されたものである。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、バーの平均斜度Ｄ＊をＤ＊≦１３５×１０−６としたので、バーがバー支持面に支持されて回転する場合に精度良く回転することができるので、バー塗布における横段状ムラの発生を抑制することができる。
【００１０】
また、請求項１に記載の発明によれば、バーの平均斜度Ｄ＊として、バーの真円度の最大値と最小値の差の振れ値Ａの平均斜度を採用するのではなく、このＡからＡを幅方向Ｘで２次近似した値Ｂを差し引いた値Ｔのバーの幅方向Ｘの微分値の絶対値｜ｄＴ／ｄＸ｜の幅平均を採用するので、通常は多少たわんだバーであっても、塗布の際に支持体にバーが押し付けられて撓みが解消し塗布ムラなく塗布することができるバーを判別して塗布装置に使用することができる。これにより、該塗布装置を使用して、バー塗布を行う際に横段状ムラ等の塗布故障の発生を抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は請求項１において、前記バーは、ワイヤー径が０．０６ｍｍ以上０．４ｍｍ以下のワイヤーが巻回されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、ワイヤー径が０．４ｍｍで約１５μｍ厚みの塗布膜を形成する際に顕在化する、横段状ムラを効果的に抑制することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、連続走行しているウエブに、バー受け部材に支持されて回転する円柱状のバーを用いて塗布液を塗布するバー塗布方法において、前記バーの真円度の最大値と最小値の差の振れ値をＡ、該Ａをバーの幅方向Ｘで２次近似した値をＢ、前記Ａから前記Ｂを差し引いた値をＴ（＝Ａ−Ｂ）、該Ｔのバーの幅方向Ｘの微分値の絶対値｜ｄＴ／ｄＸ｜のバーの幅平均を平均斜度Ｄ＊とした際に、平均斜度Ｄ＊がＤ＊≦１３５×１０−６であるバーを用いて塗布を行なうことを特徴とするバー塗布方法を提供する。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、横段状ムラを発生させないように、塗布液を走行するウエブ上に薄膜塗布することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のバー塗布装置及び方法によれば、横段状ムラを発生させないように塗布液をウエブに薄膜塗布することができる。従って、本発明は、例えば光学機能性フィルムの製造のように薄膜塗布における塗布膜面の表面性を改善する上で極めて有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に従って、本発明に係るバー塗布方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１７】
図１は本発明の実施態様を示すバー塗布装置の側面断面図であり、図２はバー塗布ヘッドの一部を断面で示した斜視図である。
【００１８】
図１及び図２に示すように、バー塗布装置１０は、バー塗布ヘッド１２を挟んでウエブ走行方向の上流側と下流側とに設けられた一対のガイドローラ１４，１６によりウエブ１８がバー塗布ヘッド１２のバー２０にラップされた状態で塗布液が塗布される。
【００１９】
バー塗布ヘッド１２は、主として、両端が図示しない軸受により回転自在に支持されたバー２０と、そのバー２０の全長にわたって設けられ、バー２０に撓みが生ずるのを防止すると共にバー２０へ塗布液を供給する給液器としての機能を備えたバー受け部材２２と、バー受け部材２２との間に塗布液の給液路２４、２６を形成する上流側堰部材２８と下流側堰部材３０とで構成される。給液路２４、２６は、マニホールド３２とスロット３４とで構成され、マニホールド３２に給液された塗布液がスロット３４を介してウエブ１８の幅方向に均一に押し出される。これにより、バー２０に対してウエブ１８の搬送方向の上流側（以下、１次側という）には１次側ビード３６が形成され、下流側（以下、２次側という）には２次側ビード３８が形成される。この２次側ビード３８はバー２０とバー受け部材２２との間に空気を巻き込まないように作用する。これら１次側と２次側のビード３６、３８を形成する塗布液が回転するバー２０によってピックアップされることにより、バー２０にラップして連続走行するウエブ１８に塗布される。また、給液路２４、２６から１次側と２次側のビード３６、３８に供給された塗布液のうち余剰の塗布液は堰部材２８、３０の外側２８Ａ、３０Ａを流下する。
【００２０】
バー２０の回転は、ウエブ１８の走行によって従動回転する場合、駆動源を設けて回転駆動する場合の何れでも良く、また回転駆動する方向はウエブ１８の走行方向と同方向への回転でも、逆方向への回転でもよい。バー２０の種類としては、ワイヤーバー、溝切りバーを好適に使用することができ、特に光学補償フィルム等の光学機能性フィルムの製造のようにウエブ１８に塗布する湿潤膜厚が１５μｍ以下の薄膜塗布には、ワイヤーバー２０が塗布量を精度良く制御し易く薄膜塗布に好適である。ワイヤーバー２０は、図３に示すように、円柱状の芯金４０の表面にワイヤー４２を巻回してワイヤ列４４を形成することで作成される。ワイヤーバー２０は、図４に示すように、ワイヤー４２の太さを変えることで、ワイヤ列４４のワイヤー４２同士の間に保持する塗布液量を変えることができ、これにより所望厚みの塗布膜を精度良く塗布することができる。
【００２１】
本発明においてワイヤーバーを使用する場合、バー２０の直径は５ｍｍ以上１５ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。本発明で使用されるバー２０の直径は５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲の細径のものが対象であり、長さが２ｍ以内のものが使用される。これは、バー２０が細長いが故に、バー２０の回転時に撓みに起因する振れ回りが発生し易いからである。また、バー２０の直径が５ｍｍ未満のものは、製作上において困難を生じてしまう。
【００２２】
また、バー２０は、平均斜度Ｄ＊がＤ＊≦１３５×１０−６であるものを用いる。ここで、平均斜度Ｄ＊とは、バー２０の真円度の最大値と最小値の差の振れ値をＡ、該Ａを幅方向Ｘで２次近似した値をＢ、該Ａから該Ｂを差し引いた値をＴ（＝Ａ−Ｂ）とした場合に、該Ｔの幅方向Ｘの微分値｜ｄＴ／ｄＸ｜の幅平均のことをいう。なお、真円度とは、バー２０をバー２０の軸中心を中心として一回転させ、半径の振れを測定し、最大値と最小値の差を求めるものである。振れ値の測定には、非接触のレーザー変位計が好ましいが、接触式のダイヤルゲージやテーパーゲージを使用しても構わない。振れ値の測定でバー２０を回転させる際、撓みを排除するために、バー２０の軸は鉛直方向に配置し、上下の両方を固定して測定する。真円度の振れ値Ａを幅方向Ｘで測定する間隔は、任意の値で構わないが微分の精度を持たせるために、バー２０の径をｄとしたとき、測定間隔は２πｄ以下とする。このようにして得られた真円度の振れ値Ａは、幅方向Ｘの関数になるが、上下で固定しているため、撓み成分が発生しやすい。実際に撓みが存在する場合もあるが、特開２００４−２３０３５２号公報に開示されているように、バーがウエブでラップされることにより、撓み成分は実際には規制される。この撓み成分を排除した上で振れの変動の代表値になる「平均斜度Ｄ＊」を規定する方がより厳密になる。そこで、振れ値Ａから、振れ値Ａを幅方向Ｘで２次近似した値Ｂ（＝ａＸ２＋ｂＸ＋ｃ）を差し引いた値Ｔ（＝Ａ−Ｂ）の変動を評価した。
【００２３】
この変動はバーの長さをＬとしたとき、
【００２４】
【数１】
2008136883.tif 000003
【００２５】
で計算するが、離散値の微分はデータのＳ／Ｎ比により大きく変わってしまうため、「ｄＴ／ｄＸ」は最小自乗法を利用して微分計算する。ここで、平均斜度Ｄ＊の具体的な計算方法を説明する。
【００２６】
ある着目点「ｎ」の前後Ｎ点（ここでは簡単に前後２点の計５点）で求められる直線近似式を、
【００２７】
【数２】
2008136883.tif 000004
【００２８】
とすると、この５点の最小自乗和εは、
【００２９】
【数３】
2008136883.tif 000005
【００３０】
（数２）が最小になるようにして求めた（数１）のａ（ｎ）が点ｎにおける微分値になるので、
【００３１】
【数４】
2008136883.tif 000006
【００３２】
になるａ（ｎ）を求めればよい。これは、
【００３３】
【数５】
2008136883.tif 000007
【００３４】
なので、
【００３５】
【数６】
2008136883.tif 000008
【００３６】
前後１点の場合は、同様にして、
【００３７】
【数７】
2008136883.tif 000009
【００３８】
前後３点の場合は、同様にして、
【００３９】
【数８】
2008136883.tif 000010
【００４０】
前後４点の場合は、同様にして、
【００４１】
【数９】
2008136883.tif 000011
【００４２】
のように計算する。
【００４３】
本発明では、ｉ＝１以上の任意の値で構わないが、現実的には測定誤差が小さい系では、ｉ＝１〜３、誤差が大きい場合には、ｉ＝３〜６／Ｎが好ましい。ここで、Ｎは測定点数である。以上の計算により算出した平均斜度Ｄ＊が横段状ムラ適性を示す指標となる。
【００４４】
次に、バー２０としては、平均斜度Ｄ＊がＤ＊≦１３５×１０−６であるものを用いる理由について説明する。
【００４５】
図５及び図６は、バー２０の幅方向の位置と各位置において測定した振れ値との関係を表したグラフである。
【００４６】
図５及び図６に示すように、バー２０の振れ値の最大値が４４μｍで同じ場合でも、各図に示すバー２０について平均斜度Ｄ（＝ｄＡ／ｄＸ）を計算すると、図５に示すバー２０では平均斜度Ｄは１２１．３であり、図６に示すバー２０では平均斜度は４２．４であった。そして、図５に示すバー２０を用いてウエブ１８に対して薄膜塗布を行なった場合には、形成した塗布膜に横段状ムラが発生したのに対し、図６に示すバー２０を用いてウエブ１８に対して薄膜塗布を行なった場合には、形成した塗布膜に横段状ムラの発生が見られなかった。このことは、ウエブ１８に対してバー塗布を行なった場合において、バー２０の幅方向における振れ値の最大値ではなく、平均斜度Ｄが所定の値の範囲にあるバー２０を用いると、横段状ムラのない塗布膜をウエブ１８上に形成することができることを示している。
【００４７】
さらに、図７は、バー２０の幅方向の位置と各位置において測定した振れ値と平均斜度Ｄ及び平均斜度Ｄ＊との関係を表したグラフである。
【００４８】
図７は、バー２０の振れ値の最大値が３９０μｍと大きな値を有するバー２０を示している。このバー２０において平均斜度Ｄ（＝ｄＡ／ｄＸ）を計算すると、３４８であり、バー２０としては多少撓んだバー２０であることを示している。しかし、振れ値Ａから、振れ値Ａを幅方向Ｘで２次近似した値Ｂ（＝ａＸ２＋ｂＸ＋ｃ）を差し引いた値Ｔ（＝Ａ−Ｂ）の変動を評価し、その平均斜度Ｄ＊を計算すると、１０８という値を得た。そして、図７は、このバー２０を用いてウエブ１８に対してバー塗布を行なうと、横段状ムラのない塗布膜をウエブ１８上に形成することができることを示している。この事実は、多少撓んだバー２０であっても、バー塗布の際にバー２０をバー受け部材２２にセットし、このバー２０にウエブ１８を所定の張力をもってラップしバー２０をウエブ１８に押し付けると、バー２０の撓みが解消して横段状ムラのない塗布膜が形成されたウエブ１８が得られることがわかる。
【００４９】
したがって、バー塗布において塗布膜をウエブ１８上に形成するにあたっては、平均斜度Ｄ＊に着目しＤ＊≦１３５×１０−６の条件を満たすバーを用いれば、実際にバー塗布を行なう前に撓みのないバー２０はもちろんであるが、多少撓みのあるバー２０であっても、バー塗布時にはウエブ１８にバー２０を押し付けることにより、この撓みを解消することができるので、横段状ムラのない塗布膜をウエブ１８上に形成することができる。
【００５０】
本発明において使用されるワイヤー４２の径は０．０６ｍｍ以上０．４ｍｍ以下、好ましくは０．０６ｍｍ以上０．２ｍｍ以下が適当である。これより大きいときは塗布量が多くなりすぎ、高速薄膜塗布に有効なバー塗布法の使用法として適切でなく、これより小さいときはワイヤー４２を巻いて高精度なワイヤーバーを製作することが困難になると共に強度的にも問題が出てくる。ワイヤー４２の材質としては金属が用いられるが、耐蝕性，耐摩耗性，強度等の観点からステンレス鋼が最も適している。このワイヤー４２には更に耐摩耗性を向上させるため、表面にメッキを施すことも出来る。とくにハードクロムメッキが適している。
【００５１】
このように、バー径５ｍｍ以上１５ｍｍ以下、ワイヤー径０．０６ｍｍ以上０．４ｍｍ以下のワイヤーバーで粘度０．０２Ｐａ・ｓの塗布液をウエブ１８に塗布することで、湿潤厚みが５μｍ以上１５μｍ以下の薄膜な塗布膜を得ることができる。
【００５２】
また、本発明において溝切りバーを使用する場合も、バーの直径は５ｍｍ以上１５ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。溝のピッチは０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、好ましくは０．２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下が適当であり、断面形状としては正弦曲線に近似したものがとくに適している。しかしながら、必ずしもこの様な断面形状に限定されることなく、他の断面形状のものも使用することが出来る。一般に溝切りバーとワイヤーバーとは一定の対応関係があり、それぞれ断面における凸部の頂を結んだ線より下方にある室間の単位長さ当りの面積が等しい場合に、同一条件下における同一塗布量の塗布に適しているとされている。したがってこのような対応関係に基き、ワイヤーバーにおける知見より適切な薄切りバーを選定することができる。バー２０の材質としては、耐蝕性，強度の面より金属が好ましく、とくにステンレス鋼が適している。また溝切りバーの材質としては、耐蝕性，強度，耐摩耗性の面より金属とくにステンレス鋼が適している。
【００５３】
バー受け部材２２はバー２０が高速で回転するため、バー（ワイヤーバーにあってはワイヤー）２０との間の摩擦抵抗が小さい材質のものが選択されなければならない。本発明に好ましく用いられるバー受け部材２２の材質としては、例えば、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂等を挙げることができ、これらのうちでもテフロン（米国ＤｕＰｏｎｔ社商品名）の名で知られるポリテトラフルオルエチレン、デルリン（米国ＤｕＰｏｎｔ社商品名）の名で知られるポリアセタール樹脂が摩擦係数，強度の点で特に好適である。更に、これらのプラスチック材料にグラスファイバー、グラファイト、二硫化モルブデン等の充填剤を添加したものも用いることができる。更には、バー受け部材２２を金属材料で製作した後、その表面に前述の如きプラスチック材料をコーティングしたり、貼り付けたりして、バー２０との間の摩擦係数を小さくさせてもよい。あるいは、各種金属材料に前述の如きプラスチック材料を含浸させたもの、例えば、アルミニウムにポリテトラフルオルエチレンを含浸させたものをバー支持部材に用いることも出来る。
【００５４】
本発明において、適当なビード３６、３８の大きさは各条件により適当な大きさを異にするが、これは塗布液の粘度等の物性、バー２０の構造と回転速度、ウエブ１８の走行速度等により変化するので、ビード３６、３８の大きさ自身を規定することはさしたる意義はなく、むしろコントロールしうるこれらのパラメータをいかに選ぶかを検討するのが現実的である。これらの条件をいかに選択すべきかは、複数のパラメータが複雑にからみ合っているため、結局のところ実験により決定すべきであるが、一般的に述べると、バー２０の回転周速度Ｖｂとウエブ１８の走行速度Ｖｗの相対比Ｖｂ／Ｖｗは１であることがおおく、この相対比を１とした場合、塗布におけるＶｗの限界速度は塗布液の粘度が小なる程、またバー径が小なる程、大きくなる傾向にあるが、粘度を下げることを目的とした塗布液の密度低下や、バーの小径化は乾燥ムラの悪化やバーの振れ回りを発生させるため、塗布液の粘度やバー径の最適化な組み合わせが必要である。
【００５５】
図８に示すように、バー受け部材２２のバー２０を支持するバー支持面４６におけるバー径方向に対応する断面形状は、バー２０を受ける円弧部分４８を少なくとも有する凹形状に形成され、バー２０が回転していない状態でバー支持面４６に支持させたときに、バー２０の半径をＲ１、バー支持面４６の円弧部分４８の曲率半径をＲ２、バー支持面４６のうちバー２０をホールドしているホールド角度をθ１、Ｒ２の曲率を有する仮想円形５０の中心５２とバー支持面４６の両エッジ５４、５４とを結ぶ仮想直線５６、５６が成すバー支持面領域角度をθ２、仮想直線５６、５６のうちの仮想円形５０の外周からエッジ５４、５４までの距離をΔとしたときに、
４０°≦θ１＜θ２≦１８０° …式１、
１．０１≦Ｒ２／Ｒ１≦１．２０…式２、
Δ≧０．０３ｍｍ …式３を全て満足するようにバー２０に対してバー支持面４６が形成される。
【００５６】
ここで、ホールド角度θ１とは、バー支持面４６の円弧部分４８のうち、Ｒ２の曲率半径で形成される仮想円形５０の中心５２からバー２０とバー支持面４６とが接触する接触円弧部分の両端に下ろした直線５８、５８同士が成す角度を言う。即ち、バー２０がバー支持面４６に接触してホールド（抱かれている）されている部分の角度を言う。また、エッジ５４とは、バー支持面４６の中央位置６０（円弧部分の中央位置）からバー支持面４６の端に向かって順番に接線を引いていったときに、中央位置６０での水平な接線が次第に立ち上がっていき、寝る方向に切り変わったときの切り変わり位置を言う。即ち接線の立ち上がりから寝る方向に切り変わることにより凸状のエッジが形成される。このエッジ５４の定義については図６及び図７で詳しく説明する。尚、符号６２は、バー２０の中心である。
【００５７】
図９は上記した式１〜式３の３つの式を満足するようにバー支持面４６を形成する好ましい一例であり、バー支持面４６における円弧部分４８の両端から連続してエッジ５４までを長さＬの直線部分６４で形成するようにしたものである。このように、バー支持面４６を円弧部分４８と直線部分６４とで形成することにより、円弧部分４８によってバー２０をバー支持面４６にホールドするホールド角度θ１を大きくでき、しかも円弧部分４８に連続する直線部分６４によってバー２０の外周２０Ａに対してエッジ５４を外側に逃がし易くできる。直線の長さＬは、Δを０．０３ｍｍ以上にすることができる長さである。また、円弧部分４８と直線部分６４との境目６６は、ホールド角度θ１の領域よりもエッジ５４側に位置させることが好ましい。これにより、円弧部分４８と直線部分６４との境目６６にバー２０に接触する鈍角な角部（エッジ）が形成されない。
【００５８】
また、円弧部分４８と直線部分６４とでバー支持面４６を形成した場合には、図９に示すように、接線１〜５までは接線が次第に立ち上がる方向で推移し、接線５が直線部分Ｌと重なる。そして、エッジ面に接する接線６で立ち上がりから寝る方向に切り替わる。従って、接線５と接線６の交点がバー支持面４６の右側（図９の右側）のエッジ５４になる。バー支持面４６の左側（図９の右側）のエッジ５４も同様に接線の立ち上がる方向から寝る方向に切り替わる位置である。
【００５９】
また、バー支持面４６における長手方向の真直度は、バー１ｍ当たり０．２ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ以下である。
【００６０】
次に、上記の如く構成されたバー塗布装置１０によりウエブ１８に塗布液を塗布する塗布方法を説明する。
【００６１】
塗布液は塗布ヘッド１２の給液路２４、２６内に供給されて１次側と２次側のビード３６、３８を形成し、回転するバー２０によってピックアップされウエブ１８に塗布される。この際、ウエブ１８とバー２０との接触部において塗布液の計量がおこなわれて所望の塗布量のみがウエブ１８に塗布され、他は堰部材２８、３０の外側面に沿って流下する。即ち、バー塗布においては、塗布液はビード３６、３８を介してウエブ１８に塗布されることになる。
【００６２】
塗布液はビード３６、３８を形成し適切に維持してゆくためには、バー２０によりピックアップされる塗布液量Ｑ1 がウエブ１８に塗布される塗布液量Ｑ2 と等しいか、或いはこれより大であることが要求される。一般にＱ1 ＞Ｑ2 であれば、１次側ビード３６への塗布液のインプットがアウトプットより大となるから、１次側ビード３６の大きさを一定に保つ場合は、この過剰の塗布液が１次側ビード３６外へ流出する。即ち、バー２０により掻き落された過剰の塗布液の一部は堰部材２８を越えて溢れ、堰部材２８の外側面に沿って流下する。こうして溢れ流下した塗布液は回収され、再び塗布液として再使用されることになる。
【００６３】
また、バー２０の回転があまり大きくなると、塗布液の種類によっては、バー２０とウエブ１８の下流側接触部近傍に泡が停留して塗布故障を発生したりすることがある。この泡はバー２０とバー受け部材２２との間に存在する空気がバー２０の回転により巻き込まれて発生するものと考えられるので、これを防止するために、図１に示す如くバー２０の下流側においても、バー２０に向けて塗布液を供給し、堰部材３０よりオーバフローさせて、泡防止用の２次側ビード３８を形成させて、空気が上流側へ巻き込まれないようにすることが好ましい。
【００６４】
以上説明した本実施の形態に係るバー塗布装置１０によれば、バー２０の平均斜度Ｄ＊をＤ＊≦１３５×１０−６としたので、バー２０がバー支持面に支持されて回転する場合に精度良く回転することができるので、バー塗布における横段状ムラの発生を抑制することができる。
【００６５】
また、本発明によれば、バー２０の平均斜度Ｄ＊として、バー２０の真円度の最大値と最小値の差の振れ値Ａの平均斜度を採用するのではなく、このＡからＡを幅方向Ｘで２次近似した値Ｂを差し引いた値Ｔの幅方向Ｘの微分値の絶対値｜ｄＴ／ｄＸ｜の幅平均を採用するので、通常は多少たわんだバー２０であっても、塗布の際にウエブ１８にバー２０が押し付けられて撓みが解消し塗布ムラなく塗布することができるバー２０を判別して塗布装置に使用することができる。これにより、該塗布装置を使用して、バー塗布を行う際に横段状ムラ等の塗布故障の発生を抑制することができる。
【００６６】
なお、平均斜度Ｄ＊の値が所定の範囲にあるバー２０を得るには、次のようにする。すなわち、レーザー変位計を用いてバー２０振れ値を測定し、該振れ値の測定結果に基づき、平均斜度Ｄ＊を算出する。そして、該平均斜度Ｄ＊が所定の範囲になければ、バー２０をアニーリングしたり、曲げ強制器を用いてバー２０の曲がり具合を調整し、その後、再び振れ値を測定し、該振れ値の測定結果に基づき、平均斜度Ｄ＊を算出する。この一連の操作を、バー２０の平均斜度Ｄ＊が所定の範囲に収まるまで繰り返す。
【００６７】
本発明において、使用される塗布液はとくに限定されるものではなく、高分子化合物の水又は有機溶媒液，顔料水分散液，コロイド溶液等が利用しうる。また塗布液の物性も特に限定されるものではないが、粘度は低い方が適しており、１Ｐａ・ｓ以下、とくに０．５Ｐａ・ｓ以下の塗布液が適している。表面張力も特に限定されないが、５０×１０−３Ｎ／ｍ以下で特に好ましい結果が得られる。
【００６８】
また、本発明に使用されるウエブ１８としては、紙，プラスチックフイルム，レジンコーティッド紙，合成紙等が包含される。プラスチックフィルムの材質は、たとえば、ポリエチレン，ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ酢酸ビニル，ポリ塩化ビニル，ポリスチレン等のビニル重合体、６，６−ナイロン，６−ナイロン等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレン−２，６−ナフタレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ヘルローストリアセテート，セルロースダイアセテート等のセルロースアセテート等が使用される。またレジンコーティッド紙に用いる樹脂としては、ポリエチレンをはじめとするポリオレフィンが代表的であるが、必しもこれに限定されない。ウエブの厚みも特に限定されないが、０．０１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下程度のものが取扱い，汎用性より見て有利である。
【００６９】
図１０は、本発明のバー塗布装置１０を組み込んだ光学補償シートの製造ライン８０である。
【００７０】
光学機能フィルムの製造ライン８０は、図１０に示されるように、送出機８２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エブ１８が送り出される。次に、ウエブ１８はガイドローラ８４によってガイドされてラビング処理装置８６に送りこまれ、ラビングローラ８８は、ポリマー層にラビング処理が施される。ラビングローラ８８の下流には除塵機９０が設けられており、ウエブ１８の表面に付着した塵を取り除く。除塵機９０の下流には本発明のバー塗布ヘッド１２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エブ１８に塗布される。塗布ヘッド１２の下流には、乾燥ゾーン９２、加熱ゾーン９４が順次設けられており、ウエブ１８上の塗布液が乾燥・加熱されて液晶層が形成される。更に、この下流には紫外線ランプ９６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する。これにより、光学補償フィルムが製造され、製造された光学補償フィルムは巻取機９８に巻き取られる。
【実施例】
【００７１】
（実施例１）
図１０に示した本発明のバー塗布装置１０を組み込んだ光学補償フィルムの製造ライン８０により光学補償フィルムを以下の条件で製造した。
【００７２】
ウエブ１８は、厚さ１００μｍのトリアセチルセルロース（フジタック、富士写真フィルム（株）製）の表面に長鎖アルキル変性ポバールの２重量％溶液をフィルム１ｍ2 当たり２５ｍｌになるように塗布後、６０°Ｃで１分間乾燥させて配向膜用樹脂層を形成したものを使用した。このウエブ１８を、送出機８２から送り出すと共に５０ｍ／分で搬送しながらラビング処理装置８６によって配向膜用樹脂層表面にラビング処理を行って配向膜を形成した。ラビング処理におけるラビングローラ８８の押し付け圧力を、配向膜樹脂層の１ｃｍ2 あたり９．８×１０５Ｐａにすると共に、回転周速を５．０ｍ／秒にした。
【００７３】
そして、配向膜用樹脂層をラビング処理して得られた配向膜上に、本発明のバー塗布装置１０を使用して塗布液を塗布した。塗布液は、下記に示すディスコティック化合物ＴＥ−８のＲ（１）とＲ（２）の重量比で４：１の混合物に対し、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリアクリレート（Ｖ♯３６０、大阪有機科学（株）製）を１０重量％、セルロースアセテートブチレート（ＣＡＢ５３１−１、イーストマンケミカル社製）を０．６重量％、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を３重量％、増感剤（カヤキュアーＤＥＴ−Ｘ、日本化薬（株）製）を１重量％、添加し、最終的にその混合物の３２重量％メチルエチルケトン溶液とした。その液晶性化合物を含む液に、さらにフッ素系界面活性剤（フルオロ脂肪族基含有共重合体、メガファックＦ７８０、大日本インキ（株）製）を０．３重量％添加し、塗布液として使用した。
【００７４】
【化１】
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そして、真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径：８ｍｍ、振れ値：５０μｍ、平均斜度Ｄ＊：３６×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ａ）を支持すると共に、ウエブ１８を走行速度２０ｍ／分で走行させながらワイヤーバー２０も同速で順回転させ、バー塗布ヘッド１２から塗布液をウエブ１ｍ2 当たり５ｍｌ（湿潤膜厚５μｍ）になるように配向膜上に塗布した。なお、バーの振れ値は、非接触のレーザー変位計（ＬＳ−７０３０Ｒ、キーエンス製）を用いて測定を行った。
【００７５】
このとき、塗布ヘッド１２のバー受け部材２２のバー支持面４６は、Ｒ２／Ｒ１が１．０７、バー支持面４６におけるバー２０のホールド角度θ１が７４°、バー支持面領域角度θ２が１０２°、距離Δが０．０９ｍｍであった。即ち、本発明においてバー受け部材２２のバー支持面４６に必要とされる式１〜式３の条件を全て満足した場合である。
４０°≦θ１＜θ２≦１８０° …式１、
１．０１≦Ｒ２／Ｒ１≦１．２０…式２、
Δ≧０．０３ｍｍ …式３
このバー受け部材２２を有するバー塗布ヘッド１２で塗布液が塗布されたウエブ１８は、１００℃に調整された乾燥ゾーン９２及び、１３０℃に調整された加熱ゾーン９４を通過させてネマチック相を形成した後、この配向膜及び液晶性化合物相が塗布されたウエブ１８を連続搬送しながら、液晶層の表面に紫外線ランプ９６により紫外線を照射した。これにより、光学補償フィルムを製造した。
【００７６】
（実施例２）
真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径：８ｍｍ、振れ値：４９μｍ、平均斜度Ｄ＊：５４．２×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ｂ）を支持したことを除いては、実施例１と同様にして光学補償フィルムを製造した。
【００７７】
（実施例３）
真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径８：ｍｍ、振れ値：４８μｍ、平均斜度Ｄ＊：６１．７×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ｃ）を支持したことを除いては、実施例１と同様にして光学補償フィルムを製造した。
【００７８】
（実施例４）
真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径：８ｍｍ、振れ値：５５μｍ、平均斜度Ｄ＊：８８．９×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ｄ）を支持したことを除いては、実施例１と同様にして光学補償フィルムを製造した。
【００７９】
（実施例５）
真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径：８ｍｍ、振れ値：５４μｍ、平均斜度Ｄ＊：１３０×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ｅ）を支持したことを除いては、実施例１と同様にして光学補償フィルムを製造した。
【００８０】
（実施例６）
真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径：６ｍｍ、振れ値：３９０μｍ、平均斜度Ｄ＊：１０８×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ｆ）を支持したことを除いては、実施例１と同様にして光学補償フィルムを製造した。
【００８１】
（実施例７）
真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径：６ｍｍ、振れ値：２８４μｍ、平均斜度Ｄ＊：１０５×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ｇ）を支持したことを除いては、実施例１と同様にして光学補償フィルムを製造した。
【００８２】
（比較例１）
真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径：８ｍｍ、振れ値：４８μｍ、平均斜度Ｄ＊：１３６×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ｈ）を支持したことを除いては、実施例１と同様にして光学補償フィルムを製造した。
【００８３】
（比較例２）
真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径：８ｍｍ、振れ値：６８μｍ、平均斜度Ｄ＊：１６０×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ｉ）を支持したことを除いては、実施例１と同様にして光学補償フィルムを製造した。
【００８４】
（比較例３）
真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径：８ｍｍ、振れ値：４４μｍ、平均斜度Ｄ＊：１６１×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ｊ）を支持したことを除いては、実施例１と同様にして光学補償フィルムを製造した。
【００８５】
（比較例４）
真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径：８ｍｍ、振れ値：５２μｍ、平均斜度Ｄ＊：１６４×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ｋ）を支持したことを除いては、実施例１と同様にして光学補償フィルムを製造した。
【００８６】
（比較例５）
真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径：８ｍｍ、振れ値：５６μｍ、平均斜度Ｄ＊：１８１×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ｌ）を支持したことを除いては、実施例１と同様にして光学補償フィルムを製造した。
【００８７】
（比較例６）
真直度がバー１ｍ当たり０．１ｍｍのバー支持面４６に、バー径：６ｍｍ、振れ値：１６２μｍ、平均斜度Ｄ＊：２４４×１０−６及びワイヤー径：０．０６ｍｍのワイヤーバー２０（バーＮｏ．Ｍ）を支持したことを除いては、実施例１と同様にして光学補償フィルムを製造した。
【００８８】
（まとめ）
評価項目はバー２０の１回転周期でウエブ１８の幅方向に発生する横段状ムラを目視により評価した。評価レベルは、光学補償フィルムの品質評価において、製造品質を満たすレベルを○、製造品質を満たさず不合格となるレベルを×とした。
【００８９】
実施例１〜７と比較例１〜６の結果を表１にまとめた。
【００９０】
【表１】
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表１から分かるように、振れ値Ａの値に関わらず、平均斜度Ｄ＊の値が１３５×１０−６以下の条件を満たすことが、横段状ムラの塗布故障の発生を抑制する要件であることがわかる。特に、実施例６及び７では、振れ値Ａの値が大きくても、平均斜度Ｄ＊の値が１３５×１０−６以下であるので、ウエブ上に横段状ムラのない塗布膜を形成することができる。
【００９１】
実施例６のバーは、２次近似なしの平均斜度Ｄを算出すると３４８であるが、平均斜度Ｄ＊を算出すると１０８であり、また、表１から塗布される膜にも横段状ムラが発生していないことがわかる。これは、通常は多少撓みのあるバーであっても、ウエブに押し付けられて塗布を行なうとバーは押し伸ばされて撓みが解消し、ウエブ上に横段状ムラのない塗布膜を形成することができることを示している。
【００９２】
したがって、平均斜度Ｄ＊の値が１３５×１０−６以下であるバーを用いて、ウエブ上に塗布膜を形成すると、横段状ムラの発生の防止に有効であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明のバー塗布装置の側面断面図
【図２】本発明のバー塗布装置の一部を断面で示した斜視図
【図３】ワイヤーバーの説明図
【図４】ワイヤーバーにおける塗布液調整の説明図
【図５】バーの幅方向の位置と各位置において測定した振れ値との関係を示すグラフ
【図６】バーの幅方向の位置と各位置において測定した振れ値との関係を示すグラフ
【図７】バーの幅方向の位置と各位置において測定した振れ値と平均斜度Ｄ及び平均斜度Ｄ＊との関係を示すグラフ
【図８】本発明のバー塗布装置の塗布ヘッドにおけるバーとバー支持面との関係を説明する説明図
【図９】バー支持面が円弧部分と直線部分とで構成される場合のエッジを説明する説明図
【図１０】本発明のバー塗布装置を組み込んだ光学補償シートの製造ラインの説明図
【符号の説明】
【００９４】
１０…バー塗布装置、１２…バー塗布ヘッド、１４、１６…ガイドローラ、１８…ウエブ、２０…バー、２２…バー受け部材、２４、２６…給液路、２８…上流側堰部材、３０…下流側堰部材、３２…マニホールド、３４…スロット、３６…１次側ビード、３８…２次側ビード、４０…ワイヤーバーの芯金、４２…ワイヤー、４４…ワイヤ列、４６…バー支持面、４８…バー支持面の円弧部分、５０…仮想円形、５２…仮想円形の中心、５４…エッジ、５６…仮想直線、５８…直線、６０…バー支持面の中央位置、６２…バーの中心、６４…バー支持面の直線部分、７２…楔形の空間
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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