(57)【要約】【課題】  ウェブとバックアップローラとの間に侵入したエアを、ウェブが変形しないように逃がす。【解決手段】  バックアップローラ８０の表面には、ウェブとバックアップローラとの間に侵入したエアを逃がすための溝８１が形成されている。溝８１は、深さが５０μｍ以上となるように形成され、エアを効率よく逃がすことができる。また、溝８１は、バックアップローラ８０の回転方向に対して４５度未満の範囲で傾けて形成される。これにより、ウェブ１２にテンションがかけられても、溝８１の部分が変形してしまうことがない。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バックアップローラに支持されて搬送されるウェブに、ダイの先端リップから塗布液を塗布して塗膜を形成する塗布装置において、
前記バックアップローラの表面に、網目状の突起、又は、深さが５０μｍ以上であり回転方向に対して４５度未満の範囲で傾けられた溝を形成したことを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記突起又は前記溝を、１００μｍ以上１ｍｍ以下のピッチにて形成したことを特徴とする請求項１記載の塗布装置。
【請求項３】
前記突起又は前記溝を形成した後、前記バックアップローラの表面に、研磨処理を施したことを特徴とする請求項１又は２記載の塗布装置。
【請求項４】
前記突起又は前記溝を形成した後、前記バックアップローラの表面に、ハードクロムメッキ処理、又は、セラミックコーティング処理を施したことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の塗布装置。
【請求項５】
前記先端リップと前記ウェブとの隙間を、１００μｍ以下としたことを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の塗布装置。
【請求項６】
前記塗膜の湿潤膜圧を、２０μｍ以下としたことを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の塗布装置。
【請求項７】
請求項１〜６いずれか記載の塗布装置を用い、前記塗布液の塗布を行うことを特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、架台に支持されたダイの先端リップからウェブへ塗布液を塗布して塗膜を形成する塗布装置及び塗布方法に関するものであり、特に写真感光乳化剤、磁性液、反射防止や防眩性などを付与する液、視野角拡大効果を付与する液、カラーフィルター用顔料液、表面保護液等の塗布液を、プラスチックフィルムや紙、金属箔等の可撓性支持体（以下、ウェブと称する）に塗布して、高機能性積層膜を製造する塗布装置及び塗布方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高機能性積層膜は、ダイを用いたコーター（塗布装置）などにより塗布液をウェブ上に塗布させ、積層させて製造されている。近年は、所望の機能を発現させるために、従来よりも薄い湿潤膜厚が２０μｍ以下の領域で、高精度の積層膜を構成する技術が要求されている。このような高精度の積層膜を構成するためには、ダイの塗布液吐出部（先端リップ）と、ウェブとの隙間（クリアランス）の精度を向上させる必要があり、ダイの精度を向上させるための様々な工夫がなされている。
【０００３】
また、ダイ側の精度が向上しても、ウェブ側の精度が悪いと先端リップとウェブとのクリアランス精度は向上しないので、ウェブ側の精度も向上させる必要がある。しかし、ウェブとバックアップローラとの間にエアが侵入して、ウェブがバックアップローラに密着できないといった問題が指摘されており（例えば、下記非特許文献１参照）、ウェブ側の精度向上の妨げとなっている。
【０００４】
エアの侵入により、形成されるエア膜の厚さの算出方法に関しては、公知の論文に様々な式が提唱されているが、エア膜厚をＨ（ｍ）、ローラの半径をＲ（ｍ）、空気の粘度をＬ（Ｐａｓ）、ウェブの搬送速度をＵ（ｍ／ｓ）、ウェブの張力をＴ（Ｎ／ｍ）としたときに、概ね、以下の式により算出した値となる。
Ｈ＝０．５×Ｒ×（６×Ｌ×Ｕ／Ｔ）＾（２／３）
【０００５】
一般的な塗布工程において、このエア膜厚は、数μｍといった小さな値であるが、上述したような、湿潤膜厚が２０μｍ以下の領域で高精度の積層膜を構成する場合には、製品の品質低下を招いてしまう。エア膜厚を薄くするためには、ウェブの搬送速度を下げたり、ウェブの張力を高めたりすればよいが、ウェブの張力は、バックアップローラや塗布工程内の他のローラなどの剛性を考慮すると、５００（Ｎ）以下とするのが現実的である。また、ウェブの搬送速度を下げることは生産性の低下を招いてしまう。
【０００６】
このような事情から、上記ウェブの搬送速度や張力などの値に関わらず、エア膜厚を薄くする技術が要求されており、下記特許文献１には、バックアップローラの回転方向と平行な複数の溝を設けた塗布装置が記載されている。この装置によれば、溝からエアを逃がすことによって、ウェブをバックアップローラに密着させることができる。
【０００７】
【非特許文献１】「トライボロジスト」、第３９巻、第２号、１９９４年、ｐ．１２４〜１２８
【特許文献１】特開２０００−２２５３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献記載の装置は、溝によってウェブが変形してしまうといった問題があった。すなわち、ウェブは、搬送方向にテンションをかけた状態で搬送されるが、このテンションのかけられる方向が溝の設けられた方向と一致してしまうため、溝の設けられた部分が窪んでしまう。
【０００９】
本発明は、ウェブとバックアップローラとの間に侵入したエアを、ウェブが変形しないように逃がすことのできる塗布装置及び塗布方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の塗布装置及び塗布方法は、バックアップローラの表面に、網目状の突起、又は、深さが５０μｍ以上であり回転方向に対して４５度未満の範囲で傾けられた溝を形成したことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明においては、以下を満たしていることが好ましい。
（１）突起又は溝を、１００μｍ以上１ｍｍ以下のピッチにて形成する。
（２）突起又は溝を形成した後、バックアップローラの表面に、研磨処理を施す。
（３）突起又は溝を形成した後、バックアップローラの表面に、ハードクロムメッキ処理、又は、セラミックコーティング処理を施す。
（４）先端リップと前記ウェブとの隙間を、１００μｍ以下とする。
（５）塗膜の湿潤膜圧を、２０μｍ以下とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の塗布装置及び塗布方法によれば、バックアップローラの表面に、網目状の突起、又は、深さが５０μｍ以上であり回転方向に対して４５度未満の範囲で傾けられた溝を形成したので、ウェブとバックアップローラとの間に侵入したエアを、ウェブが変形しないように逃がすことができる。また、突起や溝のピッチ、さらには、突起や溝を形成した後のバックアップローラの表面の処理に工夫を施すことによって、ウェブの変形をより抑えることができる。
【００１３】
そして、本発明は、ウェブの変形を防止しながら、ウェブとバックアップローラとの間に侵入したエアを逃がすことによって、先端リップとウェブとのクリアランス精度を向上させることができる。このため、本発明は、先端リップとウェブとの隙間が１００μｍ以下であったり、塗膜の湿潤膜圧が２０μｍ以下であり、僅かな誤差が製品の品質に大きな影響を及ぼす塗布工程に好適であり、このような工程に本発明を適用することでより顕著な効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明における塗布液としては、公知の各種溶媒を用いた塗布液を使用することができる。溶媒としては、例えば、水、各種ハロゲン化炭化水素、アルコール、エーテル、エステル、ケトンなどを単独あるいは複数混合して使用することができる。
【００１５】
また、ウェブとしては公知の各種ウェブを用いることができる。一般的には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、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド等の公知の各種プラスチックフィルム、紙、紙にポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンブテン共重合体等の炭素数が２〜１０のα−ポリオレフィン類を塗布またはラミネートした各種積層紙、アルミニウム、銅、スズ等の金属箔等、帯状基材の表面に予備的な加工層を形成させたもの、あるいはこれらを積層した各種複合材料が含まれる。
【００１６】
さらに、前記のウェブには、光学補償シート塗布液、反射防止フィルム塗布液、磁性塗布液、写真感光性塗布液、表面保護、帯電防止あるいは滑性用塗布液等がその表面に塗布され、乾燥された後、所望する長さ及び幅に裁断される場合も含まれ、この代表例としては、光学補償シート、反射防止フィルム等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１７】
また、本発明は、単層の１回塗布のみならず、重層逐次塗布に対しても有効である。塗布液の粘度は、０．５〜１００ｍＰａ・ｓ、また表面張力としては２０〜７０ｍＮ／ｍの範囲が好ましい。塗布速度は、概ね１００ｍ／分以下の領域であることが好ましい。
【００１８】
スロットダイを用いたコーターの斜視図を図１に、スロットダイの幅方向と垂直な断面図を図２に、それぞれ示す。コーター８は、回転駆動されるバックアップローラ１１に支持されて搬送されるウェブ１２に対して、スロットダイ９から塗布液１４をビード１４ａにして塗布することにより、ウェブ１２上に塗布層１４ｂを形成する。
【００１９】
スロットダイ９の内部には、スロットダイ９の幅方向にその断面形状をもって延長されたポケット１５、スロット１６が形成されている。ポケット１５は、塗布液１４の液溜め空間で、その有効延長の長さは、塗布幅と同等か若干長めにするのが一般的である。ポケット１５への塗布液１４の供給は、スロットダイ９の側面から、あるいはスロット開口部１６ａとは反対側の面中央から行う。また、ポケット１５には塗布液１４が漏れ出ることを防止するポケット栓１５ａが設けられている。
【００２０】
スロット１６は、ポケット１５からウェブ１２への塗布液１４の流路であり、幅規制板１７により、ウェブ側に位置する開口部１６ａの幅が概ね塗布幅と同じ長さになるように調整される。このスロット１６と、バックアップローラ１１のウェブ走行方向とのなす角θ（図２参照）は、３０°以上９０°以下であることが好ましい。
【００２１】
スロットダイ９は、開口部１６ａが位置する先端リップ２０，２１にかけて先細り状に形成されており、さらにその先端には、スロットダイ９の幅方向に延びる平坦部であるランド２０ａ、２１ａがそれぞれ形成されている。先端リップ２０、２１の下方には減圧チャンバー（図示せず）を設けている。減圧チャンバーは、ウェブ１２の搬送方向とは反対側に、ビード１４ａに対して十分な減圧調整を行えるよう、接触しない位置に設置される。減圧チャンバーは、その作動効率を保持するためのバックプレートとサイドプレートとを備えている。
【００２２】
スロットダイ９は、複数部材を組み立てることにより構成され、その主たる部材は、ウェブ１２の走行方向下流側の下流側ブロック３０，上流側の上流側ブロック３１である。各ブロック３０、３１は、ブロック締結用ボルト３３によって締結され一体化される。さらに、スロットダイ９は、ランド２０ａとウェブ１２とのクリアランス（隙間）Ｃ（図２参照）が設定された長さになるように位置決めされ、上流側のブロック３１がダイ締結用ボルト４３により架台１０と締結されることで架台１０に設置される。
【００２３】
スロットダイ９の精度を向上させ、クリアランスＣをより精度よく設定できるように、スロットダイ９は、例えば、鋳物によりおよその形状が整えられ後、これを研削加工することにより細部の最終的な精度が出される。スロットダイ９は、温度変化による変形を抑え、クリアランス精度を維持するために、線熱膨張率の低い材料にて形成される。
【００２４】
また、架台１０に設置されたときのスロットダイ９の温度と、塗布中のスロットダイ９の温度とが異なっていると、塗布中にスロットダイ９が変形してクリアランス精度が低下してしまう。このため、スロットダイ９には、保温液を流通させる保温液流通路（図示せず）が設けられている。コーター８は、保温液の温度を調節することで、架台１０に設置されたときのスロットダイ９の温度と、塗布中のスロットダイ９の温度とがほぼ同じになるようにスロットダイ９の温度を制御する。
【００２５】
上述したように、クリアランス精度を向上させるためには、スロットダイ９側の精度に関して配慮する必要があるが、ウェブ１２側の精度が出ていないと、十分なクリアランス精度が得られない。ウェブ１２側の精度を低下させる原因としては、ウェブ１２とバックアップローラ１１との間にエアが侵入することによって、ウェブ１２が歪んでしまうといった問題が挙げられる。このため、コーター８では、バックアップローラ１１として、メッシュ皮膜７０が形成されたメッシュローラを用い、ウェブ１２とバックアップローラ１１との間に侵入したエアを逃がすようにしている。
【００２６】
図３に示すように、バックアップローラ１１の表面には、メッシュ皮膜７０が形成されている。メッシュ皮膜７０は、バックアップローラ１１の表面に形成された網目状の突起により構成される。メッシュ皮膜７０は、突起によりウェブ１２とバックアップローラ１１の本体との間に僅かな隙間を形成し、この隙間からエアを逃がすことで、ウェブ１２の歪みを防止する。
【００２７】
また、メッシュ皮膜７０は、隣り合う突起同士の間隔（ピッチ）が、１００μｍ以上１ｍｍ以下となるように形成されている。このように、狭い間隔に突起を並べることで、エアを効果的に逃がすことができる。なお、図３では、煩雑化を避けるため、突起のピッチを実際よりも広げて示している。
【００２８】
以上のように、コーター８は、バックアップローラ１１にメッシュ被膜７０を形成しエアを逃がすようにしたので、ウェブ１２の歪みを防止することができる。また、メッシュ被膜７０を構成する突起のピッチを狭くしたので、エアを効果的に逃がすことができる。さらに、メッシュ皮膜７０は、網目状の突起から構成されるので、ウェブ１２にかけられるテンションによってウェブ１２が変形してしまうこともない。
【００２９】
そして、本発明は、ウェブを変形させることなく、ウェブとバックアップローラとの間に侵入したエアを抜くことができるので、先端リップとウェブとのクリアランス精度を向上させて、高精度の積層膜を構成することができる。このため、本発明は、先端リップとウェブとのクリアランスＣ（図２参照）が１００μｍ以下であったり、塗膜の湿潤膜圧Ｔ（図２参照）が２０μｍ以下であったりして、僅かな誤差が製品の品質に大きな影響を及ぼす塗布工程に好適であり、このような工程に本発明を適用することでより顕著な効果が得られる。
【００３０】
なお、上記実施形態では、バックアップローラの回転方向に対して、斜めに延びる突起によってメッシュ皮膜を構成する例で説明をしたが、例えば、バックアップローラの回転方向に対して、垂直及び水平に延びる突起によってメッシュ皮膜を構成するようにしてもよい。このようにしても同様の効果を得ることができる。
【００３１】
また、上記実施形態では、バックアップローラに、網目状の突起からなるメッシュ皮膜を形成してエアを逃がす例で説明をしたが、例えば、図４、図５に示す、バックアップローラ８０のように、溝８１を形成してエアを逃がすようにしてもよい。
【００３２】
この場合、溝８１を、深さが５０μｍ以上、バックアップローラ８０の回転方向に対しての角度θ２（図５参照）が４５度未満の範囲で傾くように形成する。溝は、バックアップローラの回転方向と平行に設けるといったことも考えられるが、こうすると、溝の延びる方向とウェブにかけられるテンションの方向とが一致してしまい、ウェブが溝形状に窪んでしまう。また、溝が浅すぎたり、溝をバックアップローラの回転方向に対してあまり傾け過ぎてしまうと、エアを逃がす効果が薄れてしまう。
【００３３】
さらに、溝８１を、各溝８１同士の間隔（ピッチ）が、１００μｍ以上１ｍｍ以下となるように形成する。このように、狭い間隔に溝を並べることで、エアを効果的に逃がすことができる。なお、図４、図５では、煩雑化を避けるため、溝のピッチを実際よりも広げて示している。
【００３４】
以上、バックアップローラに突起や溝を設ける例を説明したが、このようなバックアップローラを製造する際は、表面に研磨処理を施すことが好ましい。研磨処理を施すことによって、バックアップローラの表面を平滑化し、突起や溝によるはじき故障の発生を防ぐことができる。また、研磨加工を施すことで、バックアップローラの回転精度を向上させ、バックアップローラの揺れを防止することができる。なお、バックアップローラの揺れは５μｍ以下とすることが好ましい。
【００３５】
また、バックアップローラを製造する際は、表面にハードクロムメッキ処理や、セラミックコーティング処理を施すことが好ましい。このようにすることで、バックアップローラの形状を維持し、エアを抜き、ウェブの変形を抑えるといった効果をより長く持続させることができる。
【００３６】
なお、突起や溝の形態は、上記の例に限定されるものではないので、適宜変更することができる。例えば、上記実施形態では、突起や溝のピッチを１００μｍ以上１ｍｍ以下としたが、このピッチを変更してもよい。また、溝をメッシュ状に設けるといったことも考えられる。
【００３７】
さらに、本発明は、上述したようなスロットダイを用いる塗布工程に限定されず、例えば、スライドビート塗布を行う工程に適用したり、エクストルージョンコーターに本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。
【００３８】
以下、本発明の具体的な実施例について、比較例と比較しながら説明をする。比較は、、既存の光学補償シート製造工程に、実施例及び比較例を適用した塗布工程を組み入れることにより行った。この光学補償シート製造工程では、ウェブは送出機により送られ、ガイドローラによって支持されながらラビング処理ローラを経るが、この後、実施例及び比較例を適用した塗布工程を組み入れた。さらにその後、乾燥ゾーン、加熱ゾーン、紫外線ランプを通過し、巻き取り機によって巻き取るのがこの光学補償シート製造の基本工程である。
【００３９】
実施例、比較例ともに、ウェブには、幅３００ｍｍ、厚み１００μｍのセルローストリアセテート基材（商品名；フジタック、富士写真フイルム（株）製）を用い、塗布液を塗布する前に長鎖アルキル変性ポリビニルアルコール（商品名；ポバールＭＰ−２０３、クラレ（株）製）の２重量％溶液を２５ｍｌ／ｍ2 で塗布し、６０℃で１分間乾燥して配向膜用樹脂層を形成した。配向膜用樹脂層をあらかじめ形成したウェブを送り、配向膜用樹脂層の表面にラビング処理を施して配向膜を形成し、そのまま塗布工程へ搬送して塗布を実施した。なお、ラビング処理におけるラビングローラの回転周速を５．０ｍ／ｓとし、ウェブに対する押しつけ圧力を９．８×１０-3Ｐａに設定した。
【００４０】
塗布工程では、架台に設置されたスロットダイよりウェブに塗布液を塗布した（図１、図２参照）。塗布液には、化１に示すディスコティック化合物ＴＥ−（１）とＴＥ−（２）の重量比率４：１の混合物に、光重合開始剤（商品名；イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製）を１重量％添加した４０重量％メチルエチルケトン溶液である、液晶性化合物を含む溶液を用いた。塗布液の温度は２３℃であった。なお、ウェブの搬送速度は３０ｍ／ｍｉｎ、ウェブにかけたテンションはウェブ全幅で８Ｋｇ、ウェブと先端リップとのクリアランスは５０μｍ、チャンバーによる減圧度は１６００Ｐａに設定した。
【００４１】
この後、塗布液を塗布したウェブは、１００℃に設定した乾燥ゾーン、及び１３０℃に設定した加熱ゾーンを通過し、その表面の液晶層に紫外線ランプ（１６０Ｗ空冷メタルハライドランプ、アイグラフィックス（株）製）から紫外線が照射される。
【００４２】
【化１】
2005270880.tif 000003
【００４３】
［実施例１］
実施例１では、バックアップローラとして、４００μｍピッチで網目状の突起を形成したメッシュローラを用いた（図３参照）。そして、上記条件にて塗布を行い、塗布後の面状を目視にて観察したところ、塗布ムラはなかった。ただし、前面にわたってはじき故障が発生していた。
【００４４】
［実施例２］
実施例２では、バックアップローラとして、実施例１にて用いたバックアップローラの表面に研磨処理を施したものを用いた。そして、上記条件にて塗布を行い、塗布後の面状を目視にて観察したところ、塗布ムラはなかった。また、はじき故障も発生しなかった。
【００４５】
［実施例３］
実施例３では、バックアップローラとして、図４にて示したような、溝付きのローラを用いた。溝は、２００μｍピッチ、バックアップローラの回転方向に対して３０度傾けて形成した。そして、上記条件にて塗布を行い、塗布後の面状を目視にて観察したところ、塗布ムラはなかった。また、はじき故障も発生しなかった。
【００４６】
［比較例］
比較例では、通常のバックアップローラを用いた。そして、上記条件にて塗布を行い、塗布後の面状を目視にて観察したところ、バックアップローラの回転方向にスジ状の塗布ムラが発生してしまった。
【００４７】
［総評］
比較例に対して、実施例１〜３では、塗布ムラが発生していないので、バックアップローラの表面に網目状の突起や、回転方向に対して傾けられた溝を形成することで、ウェブの歪みや変形を防止して、クリアランス精度を向上できることが確認できた。また、実施例１と実施例２より、バックアップローラの表面に研磨加工を施すことによって、はじき故障を防止できることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】スロットダイを用いたコーターの斜視図である。
【図２】スロットダイを用いたコーターの断面図である。
【図３】バックアップローラの外観を表す斜視図である。
【図４】バックアップローラの外観を表す斜視図である。
【図５】バックアップローラの外観を表す平面図である。
【符号の説明】
【００４９】
８    コーター
９    スロットダイ
１１、８０    バックアップローラ
１２    ウェブ
１４    塗布液
２０、２１    先端リップ
７０    メッシュ皮膜
８１    溝
【図１】
2005270880.tif 000004
【図２】
2005270880.tif 000005
【図３】
2005270880.tif 000006
【図４】
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【図５】
2005270880.tif 000008