(57)【要約】【課題】単板型スロットダイコータを用いて平坦な基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、塗布開始部と塗布終了部の塗布量差をなくし、該基材の有効利用面積を大きくする塗布方法を提供すること。【解決手段】定盤上に平坦な基材を載置し、該基材に対して単板型スロットダイコータを相対的に移動させて上記基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、塗布方向の座標に応じて吐出量を変化させながら塗布することを特徴とする塗布方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
定盤上に平坦な基材を載置し、該基材に対して単板型スロットダイコータを相対的に移動させて上記基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、塗布方向の座標に応じて吐出量を変化させながら塗布することを特徴とする塗布方法。
【請求項２】
該基材の塗布開始部の少なくとも一部において吐出量が安定塗布部における吐出量よりも多いことを特徴とする請求項１に記載の塗布方法。
【請求項３】
定盤上に平坦な基材を載置し、該基材に対して単板型スロットダイコータを相対的に移動させて上記基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、全基材塗布長における塗布膜厚測定の結果をフィードバックして吐出量を変化させることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗布方法に関し、詳しくは、単板型スロットダイコータを用いて平坦な基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、塗布開始部と塗布終了部の塗布量差をなくし、基材の有効利用面積を大きくする塗布方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、平坦な基材上に塗布液を塗布する方法として、基材を回転させて塗布するスピンコータ方式が知られている。しかし、上記スピンコータでは、塗布液の大部分が再利用されずに廃棄されるため経済的に非常に不利である。そこで、塗布液を効率よく利用する塗布方式として、スロットダイコータによる塗布方法が提案されている。
【０００３】
単板型スロットダイコータを用いた基材への塗布方法としては、塗布液の物性値（粘度、表面張力）および塗布速度から計算されるキャピラリー数より求まるスロットダイコータ下端と基材表面との実ギャップをスロットダイコータ本体に設けた距離測定センサーを使って一定に保つようにして塗布することで所定の塗布膜厚で塗布できることが知られている（例えば、特許文献１〜２参照）。
【０００４】
しかしながら、単板型スロットダイコータを用いて基材上に塗布液を塗布しようとする場合、塗布開始部から塗布終了部まで塗布液を一定の厚みで均一に塗布することは困難で、特に、塗布開始部付近では、塗布量［ｃｃ／ｍ２］＝吐出量［ｃｃ／ｓｅｃ］／ダイスリット幅［ｍ］／ダイヘッドの相対的移動速度［ｍ／ｓｅｃ］式が成り立たず、実際塗布量が目標塗布量から大きくズレるという問題がある。上記特許文献に記載の塗布方法により一部改善されてはいるが、基材全面にわたって厚みムラをなくすには至っていない。特に、ポジ型感光材料においては、感光層や機能性層の塗布厚さで画像細線幅、光学濃度等の感光特性が影響を受け、全面で均一な画像が再現されない（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
単板型スロットダイコータを用いて平坦な基材上に塗布液を塗布する塗布方法では、該基材に対しダイヘッドが相対的に移動し塗布を開始する前のダイヘッドが停止している状態において、ダイスリットより塗布液を吐出しダイリップ下端と基材表面の間に十分な液だまり（以下、ビード）を形成させて塗布する方法が一般的である。ビード形成時間を長くし大きなビードを形成させて塗布すると、塗布開始部における塗布量ズレを一部改善することができるが、塗布スジが発生するため、改善方法として十分でなく対策が求められていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−２４３４７６号公報
【特許文献２】
特開平１０−４２１号公報
【特許文献３】
特開２０００−３１０８４６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、単板型スロットダイコータを用いて平坦な基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、塗布開始部と塗布終了部の塗布量差をなくし、該基材の有効利用面積を大きくする塗布方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題を解決するために鋭意検討した結果、定盤上に平坦な基材を載置し、該基材に対して単板型スロットダイコータを相対的に移動させて上記基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、塗布方向の座標に応じて吐出量を変化させながら塗布することで上記課題を解決することができた。あるいは、定盤上に平坦な基材を載置し、該基材に対して単板型スロットダイコータを相対的に移動させて上記基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、該基材の塗布開始部の少なくとも一部において吐出量を安定塗布部における吐出量よりも多くすることで上記課題を解決することができた。あるいは、定盤上に平坦な基材を載置し、該基材に対して単板型スロットダイコータを相対的に移動させて上記基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、全基材塗布長における塗布膜厚測定の結果をフィードバックして吐出量を変化させながら塗布することで上記課題を解決することができた。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１０】
本発明に係る塗布液としては、水系、溶剤系の如何を問わず、低粘度のものから高粘度のものまであらゆるものを使用することができる。本発明に用いられる水系塗布液として、ゼラチン溶液を挙げることができる。該ゼラチン溶液は、場合によって、視認性向上のための染料が含まれ、塗布助剤として界面活性剤を含有せしめることもできる。また、溶剤系塗布液として、特開２００１−２２０３１号公報の実施例３に記載の酸化チタン前駆体溶液等を挙げることができる。
【００１１】
本発明に係る平坦な基材としては、当業者で公知のフィルム、ガラス、金属板等を使用することができる。例えば、単板型スロットダイコータを用いてガラス基材に塗布液を塗布する場合、使用するガラス基材としては、用途、求められる性能等によって選択する必要があるが、ソーダ石灰、ホワイトクラウンなどのソーダライムガラス、ホウケイ酸、無アルカリ、アルミケイ酸等の低膨張ガラス、合成石英ガラス、などが挙げられる。
【００１２】
単板型スロットダイコータは、特開平８−２４３４７６号公報、特開平１０−４２１号公報等に詳細に記載されている。
【００１３】
本発明において塗布方向の座標に応じて吐出量を変化させる部分は、全基材塗布長の全部であってもよいし、その一部であってもよい。また、塗布方向の座標における吐出量は、一段階で変化させてもよいし、多段階で変化させてもよい。
【００１４】
本発明において塗布開始部とは、全基材塗布長においてダイヘッドの相対的移動速度を一定として塗布した場合に実際塗布量と目標塗布量が等しくならない部分で、実質的には両者の塗布量誤差が±１０％をこえる部分を指す。対して、安定塗布部とは、全基材塗布長においてダイヘッドの相対的移動速度を一定として塗布した場合に実際塗布量と目標塗布量の塗布量誤差が±１０％以下である部分を指す。塗布開始部の長さは、設定湿潤塗布膜厚やビード形成時間、ダイリップ下端とガラス基材表面とのギャップなどの塗布条件や用いる塗布液の物性（粘度、表面張力等）に依存するため一概には決まらないが、塗布開始０ｍｍ位置からおよそ１５０ｍｍ位置までである。
【００１５】
定盤上に平坦な基材を載置し、該基材に対して単板型スロットダイコータを相対的に移動させて上記基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、該基材の塗布開始部においてダイヘッドの吐出量を安定塗布部における吐出量よりも多くする部分は、塗布開始部の全部であってもよいし、その一部であってもよい。塗布量誤差が±１０％をこえる部分が長くなると、実質的に基材の有効利用面積を小さくすることにつながるため、該塗布開始部の長さは短いほどよい。好ましくは塗布開始０ｍｍ位置から５０ｍｍ位置までであるのがよく、さらに好ましくは塗布開始０ｍｍ位置から２０ｍｍ位置までであるのがよい。
【００１６】
本発明の好ましい態様としては、定盤上に平坦な基材を載置し、該基材に対して単板型スロットダイコータを相対的に移動させて上記基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、該基材の塗布開始部の少なくとも一部において吐出量が安定塗布部における吐出量よりも多い。詳しくは、該基材の塗布開始部の少なくとも一部において吐出量は、安定塗布部における吐出量の１２０％以上であるのが望ましく、好ましくは１５０％以上であるのがよい。ここで、塗布開始部の全部あるいは一部における吐出量は、一段階で変化させてもよいし、多段階に変化させてもよい。また、安定塗布部における吐出量は、必要に応じて変化させてもよい。
【００１７】
本発明のさらに好ましい態様として、定盤上に平坦な基材を載置し、該基材に対して単板型スロットダイコータを相対的に移動させて上記基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、全基材塗布長における塗布膜厚測定の結果をフィードバックし吐出量を変化させることにより塗布ムラのない均一な塗布面が得られる。
【００１８】
特開２００１−２４６３１０号公報に記載があるように、単板型スロットダイコータを用いた塗布方法において、塗布基材表面とダイ本体の先端部との実ギャップをダイ本体に設けられた距離測定センサにより塗布開始前に全塗布領域についてあらかじめ所定間隔で測定し、全塗布領域における前記実ギャップの基準ギャップに対する実偏差を制御装置で演算し、塗布中にこの実偏差に基づいてダイ本体を昇降させて一定の基準ギャップを保持したまま塗布することで均一な塗布膜厚が得られることが知られている。しかし、実際は、一定の基準ギャップを保持したまま塗布するだけでは塗布開始部から塗布終了部まで、より精度の高い塗布膜厚制御を行うのは困難であり、ダイ本体の急激な昇降により塗布液の性状等からも少なからず段ムラ、厚みムラが発生する可能性があり、それらを発生させないダイ本体の昇降量には限界値が存在するため、均一な塗布膜厚を得るための改善策としては不十分であった。そこで、本発明者らは基材表面の凹凸にあわせてダイ本体を昇降させるだけでなく、より精度の高い塗布量制御を実現すべく、実塗布した後の塗布膜厚測定の結果をフィードバックし、好ましくは数回繰り返すことによって、全基材塗布長における塗布膜厚分布に基づいて随時吐出量を変化させながら塗布することにより塗布開始部から塗布終了部まで塗布ムラのない均一な塗布面が得られることを見出した。
【００１９】
塗布膜面が湿潤状態である場合、測定にはレーザーフォーカス変位計を用いるのが一般的であり、逆に塗布膜面が乾燥状態である場合、塗布液中の検知可能な金属元素に対しては蛍光Ｘ線分析、紫外・可視領域に吸収帯を有する化合物に対しては紫外・可視吸収スペクトルを用いて測定することが知られている。
【００２０】
通常、機械的な移動量を精密に制御することが必要な場合には、大きな起動トルク、リニアな回転特性をもったＡＣサーボモータやパルス電力に依存した回転特性で極めて大きな静止トルクを有し位置決め制御に優れたステッピングモータが用いられるのが一般的で、本発明の単板型スロットダイコータにおいても塗布液の送液機構として、ステッピングモータと精密ボールネジが用いられている。パルス信号によりモータを駆動させてシリンジを送り塗布液を送液する場合、モータはその能力に応じた加速、減速に従って一定速度に達する。ここで、ステッピングモータと精密ボールネジよりなる送液機構を用いると、ある一定速度Ａで塗布液を送液している状態からおよそ２００ｍｓ以下で速度Ａとは異なるＢという送液速度に達し得る。本発明で特徴としている該基材の塗布開始部の少なくとも一部において吐出量が安定塗布部における吐出量よりも多いとは、ここで言うような短時間の加減速域において目標吐出量に達していない吐出量のことを指すものではない。
【００２１】
本発明においてダイヘッドの相対的移動速度は、全基材塗布長において常に一定であってもよいし、必要に応じて変化させてもよい。
【００２２】
【実施例】
以下、実施例により更に本発明を詳細に説明するが、これらに限定されるものではない。
【００２３】
実施例１
中外炉工業株式会社製の単板型スロットダイコータを用いて、ソーダ石灰ガラス基材（大きさ５０８ｍｍ×６１０ｍｍ、厚み５．０ｍｍ±１０μｍ）上に含染料ゼラチン溶液を特開平１０−４２１号公報に記載の方法に従い、ダイヘッド移動前のビード形成を５秒で行い、該ガラス基材の塗布開始０ｍｍ位置から５０ｍｍ位置までの吐出量が５０ｍｍ位置以降の吐出量の１５０％となるように５０ｍｍ位置において一段階で変化、全基材塗布長でダイヘッドの相対的移動速度は一定のまま塗布し、試料（Ａ）を得た。詳しい塗布パターン（基材塗布方向における吐出量、移動速度変化）を図１に示す。
【００２４】
実施例２
塗布開始５０ｍｍ位置において吐出量を一段階で変速させるのではなく、塗布開始０ｍｍ位置から５０ｍｍ位置までの吐出量を多段階で変化させた以外は上記実施例１に記載の試料（Ａ）と全く同じ方法で試料（Ｂ）を作製した。詳しい塗布パターン（基材塗布方向における吐出量、移動速度変化）を図２に示す。
【００２５】
実施例３
塗布開始０ｍｍ位置に７０ｍｍの先導部を設け、該ガラス基材との接合溝をテープで埋め合わせて、該ガラス基材に対し連続的に塗布した以外は上記実施例１に記載の試料（Ａ）と全く同じ方法（詳しい塗布パターン（基材塗布方向における吐出量、移動速度変化）を図３に示す）において得られた塗布膜厚測定の結果をフィードバックし、全基材塗布長において吐出量の補正を行い多段階で変化させながら塗布し、試料（Ｃ）を作製した。
【００２６】
比較例１
塗布開始部の吐出量を多くせず全基材塗布長において一定の吐出量とした以外は上記実施例１に記載の試料（Ａ）と全く同じ方法で比較例として試料（Ｄ）を作製した。詳しい塗布パターン（基材塗布方向における吐出量、移動速度変化）を図４に示す。
【００２７】
比較例２
ダイヘッド移動前のビード形成時間を１０秒とした以外は上記比較例１に記載の試料（Ｄ）と全く同じ方法で比較例として試料（Ｅ）を作製した。該基材に対しダイヘッドが相対的に移動している間の塗布パターン（基材塗布方向における吐出量、移動速度変化）は図４と同じである。
【００２８】
株式会社島津製作所製分光光度計ＵＶ−３１００Ｓを用いて、試料（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）のガラス基材面内において、塗布開始０ｍｍ位置から１０ｍｍ位置、４０ｍｍ位置、７０ｍｍ位置、１００ｍｍ位置、３００ｍｍ位置において裁断したサンプルの吸光度を測定した。該ガラス基材面内における塗布量分布は、吸光度の値をもとに下記数１に従って算出される吸光度誤差によって評価した。得られた結果を表１に示す。但し、試料（Ｅ）では、塗布スジが観察された。尚、目標湿潤塗布膜厚の実測は、株式会社キーエンス製レーザフォーカス変位計ＬＴシリーズを用いて行った。
○  ：  （吸光度誤差の絶対値）≦５％
△  ：  ５％＜（吸光度誤差の絶対値）≦１０％
×  ：  １０％＜（吸光度誤差の絶対値）
【００２９】
【数１】
吸光度誤差＝｛１−（ａ１／ｂ１）｝×１００
ａ１：該ガラス基材面内における各塗布方向位置サンプルの吸光度の値
ｂ１：該ガラス基材面内において目標湿潤塗布膜厚に対する吸光度の値
【００３０】
【表１】
2004148148.tif 000002
【００３１】
実施例４
中外炉工業株式会社製の単板型スロットダイコータを用いて、ソーダ石灰ガラス基材（大きさ５０８ｍｍ×６１０ｍｍ、厚み５．０ｍｍ±１０μｍ）上に特開２００１−２２０３１号公報の実施例３に記載の酸化チタン前駆体溶液を特開平１０−４２１号公報に記載の方法に従い、ダイヘッド移動前のビード形成を５秒で行い、該ガラス基材の塗布開始０ｍｍ位置から５０ｍｍ位置までの吐出量が５０ｍｍ位置以降の吐出量の１５０％となるように５０ｍｍ位置において一段階で変化、全基材塗布長でダイヘッドの相対的移動速度は一定のまま塗布し、試料（Ｆ）を得た。塗布パターンは、上記実施例１に記載の試料（Ａ）を作製する場合と同じである。
【００３２】
実施例５
塗布開始５０ｍｍ位置において吐出量を一段階で変速させるのではなく、塗布開始０ｍｍ位置から５０ｍｍ位置までの吐出量を多段階で変化させた以外は上記実施例４に記載の試料（Ｆ）と全く同じ方法で試料（Ｇ）を作製した。塗布パターンは、上記実施例２に記載の試料（Ｂ）を作製する場合と同じである。
【００３３】
実施例６
塗布開始０ｍｍ位置に７０ｍｍの先導部を設け、該ガラス基材との接合溝をテープで埋め合わせて、該ガラス基材に対し連続的に塗布した以外は上記実施例４に記載の試料（Ｆ）と全く同じ方法（塗布パターンは、上記実施例３に記載の図３と同じである）において得られた塗布膜厚測定の結果をフィードバックし、全基材塗布長において吐出量の補正を行い多段階で変化させながら塗布し、試料（Ｈ）を作製した。
【００３４】
比較例３
塗布開始部の吐出量を多くせず全基材塗布長において一定の吐出量とした以外は上記実施例４に記載の試料（Ｆ）と全く同じ方法で比較例として試料（Ｉ）を作製した。塗布パターンは、上記比較例１に記載の試料（Ｄ）を作製する場合と同じである。
【００３５】
比較例４
ダイヘッド移動前のビード形成時間を１０秒とした以外は上記比較例３に記載の試料（Ｉ）と全く同じ方法で比較例として試料（Ｊ）を作製した。該基材に対しダイヘッドが相対的に移動している間の塗布パターンは、上記比較例２に記載の試料（Ｅ）を作製する場合と同じである。
【００３６】
株式会社リガク製蛍光Ｘ線分析装置システム３２７０を用いて、試料（Ｆ）、（Ｇ）、（Ｈ）、（Ｉ）、（Ｊ）のガラス基材面内において、塗布開始０ｍｍ位置から１０ｍｍ位置、４０ｍｍ位置、７０ｍｍ位置、１００ｍｍ位置、３００ｍｍ位置において裁断したサンプルのチタン含量を測定した。該ガラス基材面内における塗布量分布は、チタン含量の値をもとに下記数２に従って算出されるチタン含量誤差によって評価した。結果を表２に示す。但し、試料（Ｊ）では、塗布スジが観察された。尚、目標湿潤塗布膜厚の実測は、株式会社キーエンス製レーザフォーカス変位計ＬＴシリーズを用いて行った。
○  ：  （チタン含量誤差の絶対値）≦５％
△  ：  ５％＜（チタン含量誤差の絶対値）≦１０％
×  ：  １０％＜（チタン含量誤差の絶対値）
【００３７】
【数２】
チタン含量誤差＝｛１−（ａ２／ｂ２）｝×１００
ａ２：該ガラス基材面内における各塗布方向位置サンプルのチタン含量の値ｂ２：該ガラス基材面内において目標湿潤塗布膜厚に対するチタン含量の値
【００３８】
【表２】
2004148148.tif 000003
【００３９】
実施例７
中外炉工業株式会社製の単板型スロットダイコータを用いて、ソーダ石灰ガラス基材（大きさ５０８ｍｍ×６１０ｍｍ、厚み５．０ｍｍ±１０μｍ）上に互応化学株式会社製の写真現像型液状パターンレジスト、エキレジンＰＥＲ−８００を特開平１０−４２１号公報に記載の方法に従い、ダイヘッド移動前のビード形成を５秒で行い、該ガラス基材の塗布開始０ｍｍ位置から５０ｍｍ位置までの吐出量が５０ｍｍ位置以降の吐出量の１５０％となるように５０ｍｍ位置において一段階で変化、全基材塗布長でダイヘッドの相対的移動速度は一定のまま塗布し、試料（Ｋ）を得た。塗布パターンは、上記実施例１に記載の試料（Ａ）を作製する場合と同じである。
【００４０】
実施例８
塗布開始５０ｍｍ位置において吐出量を一段階で変速させるのではなく、塗布開始０ｍｍ位置から５０ｍｍ位置までの吐出量を多段階で変化させた以外は上記実施例７に記載の試料（Ｋ）と全く同じ方法で試料（Ｌ）を作製した。塗布パターンは、上記実施例２に記載の試料（Ｂ）を作製する場合と同じである。
【００４１】
実施例９
塗布開始０ｍｍ位置に７０ｍｍの先導部を設け、該ガラス基材との接合溝をテープで埋め合わせて、該ガラス基材に対し連続的に塗布した以外は上記実施例７に記載の試料（Ｋ）と全く同じ方法（塗布パターンは、上記実施例３に記載の図３と同じである）において得られた塗布膜厚測定の結果をフィードバックし、全基材塗布長において吐出量の補正を行い多段階で変化させながら塗布し、試料（Ｍ）を作製した。
【００４２】
比較例５
塗布開始部の吐出量を多くせず全基材塗布長において一定の吐出量とした以外は上記実施例７に記載の試料（Ｋ）と全く同じ方法で比較例として試料（Ｎ）を作製した。塗布パターンは、上記比較例１に記載の試料（Ｄ）を作製する場合と同じである。
【００４３】
比較例６
ダイヘッド移動前のビード形成時間を１０秒とした以外は上記比較例５に記載の試料（Ｎ）と全く同じ方法で比較例として試料（Ｏ）を作製した。該基材に対しダイヘッドが相対的に移動している間の塗布パターンは、上記比較例２に記載の試料（Ｅ）を作製する場合と同じである。
【００４４】
試料（Ｋ）、（Ｌ）、（Ｍ）、（Ｎ）、（Ｏ）のガラス基材面内において、塗布開始０ｍｍ位置から１０ｍｍ位置、４０ｍｍ位置、７０ｍｍ位置、１００ｍｍ位置、３００ｍｍ位置において裁断したサンプルの全重量を測定した。続いて、同サンプルを炭酸ナトリウム水溶液中で処理した後の重量を測定し、処理前の全重量との差を塗布液重量として測定した。該ガラス基材面内における塗布量分布は、塗布液重量の値をもとに下記数３に従って算出される塗布液重量誤差によって評価した。結果を表３に示す。但し、試料（Ｏ）では、塗布スジが観察された。尚、目標湿潤塗布膜厚の実測は、株式会社キーエンス製レーザフォーカス変位計ＬＴシリーズを用いて行った。
○  ：  （塗布液重量誤差の絶対値）≦５％
△  ：  ５％＜（塗布液重量誤差の絶対値）≦１０％
×  ：  １０％＜（塗布液重量誤差の絶対値）
【００４５】
【数３】
塗布液重量誤差＝｛１−（ａ３／ｂ３）｝×１００
ａ３：該ガラス基材面内における各塗布方向位置サンプルの塗布液重量の値
ｂ３：該ガラス基材面内において目標湿潤塗布膜厚に対する塗布液重量の値
【００４６】
【表３】
2004148148.tif 000004
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、単板型スロットダイコータを用いて平坦な基材上に塗布液を塗布する塗布方法において、塗布開始部と塗布終了部の塗布量差をなくし、基材の有効利用面積を大きくすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】塗布パターン（基材塗布方向における吐出量、移動速度変化）
【図２】塗布パターン（基材塗布方向における吐出量、移動速度変化）
【図３】塗布パターン（基材塗布方向における吐出量、移動速度変化）
【図４】塗布パターン（基材塗布方向における吐出量、移動速度変化）
【図１】
2004148148.tif 000005
【図２】
2004148148.tif 000006
【図３】
2004148148.tif 000007
【図４】
2004148148.tif 000008