(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行する長尺状支持体に有機溶剤を含む塗布液を塗布して形成した塗布膜の塗布直後に乾燥ゾーンを設けて前記走行する長尺状支持体の乾燥される塗布膜面を囲み、該乾燥ゾーン内に乾燥風を供給して前記塗布膜を乾燥する乾燥方法において、
前記乾燥ゾーン前段の第一乾燥ゾーンで実施され、前記長尺状支持体の幅方向の一方端から他方端に０．５ｍ／ｓより大きい風速の乾燥風を供給することにより前記塗布膜面上に前記幅方向に流れる一方向流れの乾燥風を発生させて前記塗布膜を乾燥する第１の乾燥工程と、
前記乾燥ゾーン後段の第二乾燥ゾーンで実施され、前記乾燥風を全く供給しないことにより前記塗布膜面に前記長尺状支持体の走行に同伴する同伴風を発生させて前記塗布膜を乾燥する第２の乾燥工程と、
前記第２の乾燥工程において前記長尺状支持体の温度が前記塗布膜の膜面温度より高くなるように支持体の温度を調整する支持体温度調整工程と、を備え、
前記長尺状支持体の走行速度が０．４〜１．２ｍ／秒（２４〜７２ｍ／分）の高速領域であり、
前記乾燥ゾーンのうちの前記第一乾燥ゾーンにおける前記長尺状支持体の滞留時間が０．３〜１．０秒の範囲になるように前記乾燥ゾーンを前記第一乾燥ゾーンと前記第二乾燥ゾーンとに区画することを特徴とする塗布膜の乾燥方法。
【請求項２】
前記支持体温度調整工程では、前記長尺状支持体の温度が前記塗布膜の膜面温度よりも２℃以上高くなるように調整することを特徴とする請求項１に記載の塗布膜の乾燥方法。
【請求項３】
前記塗布膜の厚みは、ウエット厚みで８μｍ以下であって、前記長尺状支持体の厚みの１/１０以下の薄膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の塗布膜の乾燥方法。
【請求項４】
前記第二乾燥ゾーンにおける前記塗布膜の膜面温度が２０℃以上２３℃以下であることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の塗布膜の乾燥方法。
【請求項５】
走行する長尺状支持体に有機溶剤を含む塗布液を塗布機で塗布して形成した塗布膜を乾燥する乾燥装置において、
前記長尺状支持体を０．４〜１．２ｍ／秒（２４〜７２ｍ／分）の走行速度で走行させる送出機および巻取機と、
前記塗布機の直後に設けられ、前記走行する長尺状支持体の塗布膜面を囲む乾燥ゾーンを形成する乾燥装置本体と、
前記乾燥ゾーンのうちの前段部に設けられ、前記長尺状支持体幅方向の一方端から他方端に流れる一方向流れの乾燥風を発生させる一方向気流発生手段を備えた第一乾燥ゾーンと、
前記乾燥ゾーンのうちの後段部に設けられ、乾燥風を供給せずに前記走行する長尺状支持体に同伴して発生する同伴風により前記塗布膜を乾燥する第二乾燥ゾーンと、
前記塗布機の直前に設けられ、塗布される前の前記長尺状支持体を加熱する加熱手段と、を備え、
前記乾燥ゾーンのうちの前記第一乾燥ゾーンにおける前記長尺状支持体の滞留時間が０．３〜１．０秒の範囲になるように前記乾燥ゾーンを前記第一乾燥ゾーンと前記第二乾燥ゾーンとに区画したことを特徴とする塗布膜の乾燥装置。
【請求項６】
前記第二乾燥ゾーンには、塗布膜から揮発した溶剤を回収する回収手段を備えたことを特徴とする請求項５の塗布膜の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗布膜の乾燥方法及び装置に係り、特に、光学補償シート等の製造において、長尺状支持体に有機溶剤を含む塗布液を塗布して形成した長尺で広幅な塗布膜面を乾燥する乾燥方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置において視野角特性を改善するために、一対の偏光板と液晶セルとの間に位相差板として光学補償シートを設けている。長尺状の光学補償シートの製造法としては、長尺状の透明フィルムの表面に配向膜形成用樹脂を含む塗布液を塗布してからラビング処理を行なって配向膜を形成する。そして、その配向膜の上に液晶性ディスコティック化合物を含む塗布液を塗布し、塗布した塗布膜を乾燥する方法が下記の特許文献１に開示されている。
【０００３】
この特許文献１に開示されている液晶性ディスコティック化合物を含む塗布液の乾燥方法は、該配向膜上に液晶性ディスコティック化合物を含む塗布液を塗布してから正規の乾燥装置で乾燥するまで室内空調条件下で初期乾燥を行なって主として塗布液中の有機溶剤を蒸発させ、乾燥している。
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されている製造方法で製造された光学補償シートには、初期乾燥過程において、塗布膜１０１面上に図９に示したようなブロードな斑Ａ（細い線で示す）とシャープな斑Ｂ（太い線で示す）の２種類の斑（ムラ）Ａ、Ｂが発生し、場合によって製品の得率を下げるという問題がある。
【０００５】
この２種類の斑Ａ、Ｂを解析した結果、ブロードな斑Ａは図１０に示すように液晶性ディスコティック化合物を含む塗布液膜１０２の層の厚みが薄くなっていることが分かった。図１０の符号１０３は長尺状支持体、１０４は配向膜層である。一方、シャープな斑Ｂが発生している配向部１０５（濃色部）の配向方向１０６は、図１１に示すように、他の正常な配向方向１０７の配向部１０８と比べてずれていることが分かった。
【０００６】
このような初期乾燥で発生する斑Ａ、Ｂに対して、有効な対策として一般的に行なわれている方法としては、塗布液を高濃度化したり、増粘剤を添加したりすることで塗布液の粘度を増加させる。これにより、塗布直後の塗布膜面の乾燥風による流動を抑制することで斑の発生を防止する方法がある。別の方法としては、高沸点溶媒を用いることにより、塗布直後の塗膜面の乾燥風による流動が発生してもレベリング効果が生じることで斑の発生を防止する方法がある。
【０００７】
しかしながら、塗布液の濃度を高濃度化したり、増粘剤を添加したりすることで塗布液の粘度を増加する方法は、高速塗布により超薄層な塗布膜を形成する超薄層精密塗布を行なうことができないという欠点がある。また、塗布液粘度が増加するほど限界塗布速度（安定塗布できる塗布速度の限界）が低下するので、粘度の増加と共に高速塗布が不可能になるので、生産効率が極端に悪化するという欠点がある。
【０００８】
一方、高沸点溶媒を用いる方法は、乾燥時間の増大、及び塗布膜中に残留する残留溶剤量の増大をもたらし、それだけ乾燥時間がかかるので生産効率が悪化するという欠点がある。
【０００９】
このような背景から、本出願人は特許文献２に記載する塗布膜の乾燥方法及び装置を提案した。この塗布方法及び装置は、塗布直後に乾燥ゾーンを設けて、前記走行する長尺状支持体の乾燥される塗布膜面を囲むと共に前記乾燥ゾーンに前記長尺状支持体幅方向の一方端側から他方端側に流れる一方向流れの乾燥風を発生させることで、塗布液の粘度等の物性や溶媒の種類を変更することなく塗布膜を均一に乾燥するものである。この乾燥方法及び装置により、上記した斑の発生を抑制できるとされている。
【特許文献１】特開平９−７３０８１号公報
【特許文献２】特開２００１−１７０５４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、光学補償シートの品質として益々高品質なものが要求されている昨今においては、特許文献２の塗布方法及び装置による斑の抑制では十分ではなくなっており、更なる改良が望まれている。
【００１１】
また、生産性向上の観点から、光学補償シートの生産ラインにおける支持体の走行速度（ライン速度又は塗布速度ともいう）を高速化する必要があり、高速化しても斑の発生を十分に抑制できる塗布膜の乾燥方法が要望されている。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ライン速度を高速化しても塗布直後の初期乾燥過程で発生する斑を顕著に抑制することができ、また塗布液の粘度等の物性や溶媒の種類を変更することなく塗布膜を均一に乾燥できる乾燥方法及び装置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】
【００１３】
本発明の請求項１は、前記目的を達成するために、走行する長尺状支持体に有機溶剤を含む塗布液を塗布して形成した塗布膜の塗布直後に乾燥ゾーンを設けて前記走行する長尺状支持体の乾燥される塗布膜面を囲み、該乾燥ゾーン内に乾燥風を供給して前記塗布膜を乾燥する乾燥方法において、前記乾燥ゾーン前段の第一乾燥ゾーンで実施され、前記長尺状支持体の幅方向の一方端から他方端に０．５ｍ／ｓより大きい風速の乾燥風を供給することにより前記塗布膜面上に前記幅方向に流れる一方向流れの乾燥風を発生させて前記塗布膜を乾燥する第１の乾燥工程と、前記乾燥ゾーン後段の第二乾燥ゾーンで実施され、前記乾燥風を全く供給しないことにより前記塗布膜面に前記長尺状支持体の走行に同伴する同伴風を発生させて前記塗布膜を乾燥する第２の乾燥工程と、前記第２の乾燥工程において前記長尺状支持体の温度が前記塗布膜の膜面温度より高くなるように支持体の温度を調整する支持体温度調整工程と、を備え、前記長尺状支持体の走行速度が０．４〜１．２ｍ／秒（２４〜７２ｍ／分）の高速領域であり、前記乾燥ゾーンのうちの前記第一乾燥ゾーンにおける前記長尺状支持体の滞留時間が０．３〜１．０秒の範囲になるように前記乾燥ゾーンを前記第一乾燥ゾーンと前記第二乾燥ゾーンとに区画することを特徴とする塗布膜の乾燥方法を提供する。
【００１４】
請求項１によれば、塗布膜面を囲む乾燥ゾーンのうちの第一乾燥ゾーンにおいては、長尺状支持体幅方向の一方端から他方端への一方向の乾燥風（長尺状支持体の走行方向に直交する流れの乾燥風）により塗布膜を乾燥する第１の乾燥工程を行う。このように、塗布膜面を乾燥ゾーンで囲み、且つ長尺状支持体幅方向の一方端から他方端への一方向流れの規則的な乾燥風を発生させることで、塗布膜面近傍の有機溶剤濃度を常に一定に維持した状態で塗布膜の乾燥を行うことができるので、乾燥時における斑の発生を抑制することができる。
【００１５】
この場合、長尺状支持体が走行することにより、塗布膜面には同伴風が発生するので、上記した一方向流れの規則的な乾燥風を発生させるためには、乾燥風の風速を０．５ｍ／ｓより大きくする必要がある。しかし、逆に、風速が大き過ぎると斑発生の原因になるので、同伴風に打ち勝って長尺状支持体幅方向の一方端から他方端に一方向の乾燥風を流すことができる風速の乾燥風を供給することが好ましい。
【００１６】
しかし、第一乾燥ゾーンにおいて塗布膜の乾燥が進んだ後は、同じ風速の乾燥風であっても乾燥速度が顕著に変動し易く、この変動が斑発生の要因になる。
【００１７】
そこで、本発明では、第１の乾燥工程の後に第２の乾燥工程を実施するようにした。即ち、第二乾燥ゾーンでは、乾燥風の風速を長尺状支持体の走行速度の１／１０以下にすることにより塗布膜面に長尺状支持体の走行に同伴する同伴風を発生させて塗布膜を乾燥する。また、支持体温度調整工程において、第二乾燥ゾーンでの長尺状支持体の温度が塗布膜の膜面温度より高くなるように支持体の温度を調整するようにした。
【００１８】
このように、乾燥風の風速を極力小さくして塗布膜面に流れる風の主体を同伴風とし、この同伴風と、長尺状支持体と塗布膜面の温度差とだけで塗布膜を乾燥することにより、乾燥速度の変動を効果的に防止できるので、斑の発生を一層抑制できる。特に、ライン速度を高速化するほど大きな同伴風を得ることができるので、高速化に適した乾燥方法と言える。更には、乾燥風の供給量を削減できるので、省エネにもなる。
【００２０】
また、長尺状支持体の走行速度（ライン速度）を０．４〜１．２ｍ／秒（２４〜７２ｍ／分）の高速領域にすることで、本発明の効果が一層発揮されやすい。
【００２２】
また、第一乾燥ゾーンと第二乾燥ゾーンとの境界位置の好ましい区画は、長尺状支持体が乾燥ゾーンに導入されて乾燥が開始されてから０．３〜１．０秒の滞留時間の部分を第一乾燥ゾーンとすることが好ましい。かかる０．３〜１．０秒の滞留時間を経て乾燥した後の塗布膜において、乾燥速度が顕著に変動し易いからである。
【００２６】
また、乾燥風を全く供給しないことがより好ましい。
【００２７】
請求項２は請求項１において、前記支持体温度調整工程では、前記長尺状支持体の温度が前記塗布膜の膜面温度よりも２℃以上高くなるように調整することを特徴とする。
【００２８】
請求項２は、第２の工程における支持体温度と膜面温度との好ましい温度差を規定したものであり、長尺状支持体の温度が塗布膜の膜面温度よりも２℃以上高くなるようにすることが好ましい。これにより、支持体の温度と塗布膜の膜面温度との温度差により、乾燥を効率的に助けることができる。
【００２９】
請求項３は請求項１又は２において、前記塗布膜の厚みは、ウエット厚みで８μｍ以下であって、前記長尺状支持体の厚みの１/１０以下の薄膜であることを特徴とする。
【００３０】
請求項３は本発明に適した塗布膜の厚みを規定したものであり、塗布膜の厚みがウエット厚みで８μｍ以下の薄膜の方が、第２の乾燥工程における同伴風での乾燥が容易になるからである。また、塗布液の厚みを支持体厚みとの関係で見た場合には、長尺状支持体の厚みの１/１０以下であることが好ましい。塗布液の厚みと支持体の厚みを１／１０以下とすることにより、支持体の熱を塗布液の乾燥に効率良く用いることができ、乾燥を促進することができる。
【００３１】
請求項４は請求項１から３のいずれかにおいて、前記第二乾燥ゾーンにおける前記塗布膜の膜面温度が２０℃以上２３℃以下であることを特徴とする。
【００３２】
請求項４は、第二乾燥ゾーンにおける塗布膜の好ましい膜面温度を規定したものであり、塗布膜の膜面温度が低過ぎると、乾燥効率が悪くなる。したがって、塗布膜の膜面温度を上記範囲とすることが好ましい。
【００３３】
本発明の請求項５は、前記目的を達成するために、走行する長尺状支持体に有機溶剤を含む塗布液を塗布機で塗布して形成した塗布膜を乾燥する乾燥装置において、前記長尺状支持体を０．４〜１．２ｍ／秒（２４〜７２ｍ／分）の走行速度で走行させる送出機および巻取機と、前記塗布機の直後に設けられ、前記走行する長尺状支持体の塗布膜面を囲む乾燥ゾーンを形成する乾燥装置本体と、前記乾燥ゾーンのうちの前段部に設けられ、前記長尺状支持体幅方向の一方端から他方端に流れる一方向流れの乾燥風を発生させる一方向気流発生手段を備えた第一乾燥ゾーンと、前記乾燥ゾーンのうちの後段部に設けられ、乾燥風を供給せずに前記走行する長尺状支持体に同伴して発生する同伴風により前記塗布膜を乾燥する第二乾燥ゾーンと、前記塗布機の直前に設けられ、塗布される前の前記長尺状支持体を加熱する加熱手段と、を備え、前記乾燥ゾーンのうちの前記第一乾燥ゾーンにおける前記長尺状支持体の滞留時間が０．３〜１．０秒の範囲になるように前記乾燥ゾーンを前記第一乾燥ゾーンと前記第二乾燥ゾーンとに区画したことを特徴とする塗布膜の乾燥装置を提供する。
【００３４】
請求項５は本発明を装置として構成したものである。
【００３５】
請求項６は請求項５において、前記第二乾燥ゾーンには、塗布膜から揮発した溶剤を回収する回収手段を備えたことを特徴とする。
【００３６】
請求項６は、第二乾燥ゾーンでの同伴風の乾燥により、塗布膜から揮発した溶剤を回収するための回収手段を設けたので、第二乾燥ゾーン内に溶剤が充満して乾燥を阻害することがない。回収手段としては、揮発した溶剤を結露させる凝縮板や、溶剤を吸着する吸着板等を好適に使用することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、第二乾燥ゾーンにおいて、乾燥風の風速を支持体の走行速度の１／１０以下とし、長尺状支持体の膜面温度が塗布膜の膜面温度より高くなるように支持体の温度を調整している。これにより、長尺状支持体の走行に同伴する同伴風と、支持体と塗布膜面の温度差により塗布膜を乾燥することができるので、乾燥風の速度を効果的に防止することができ、乾燥時における斑の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、添付図面により本発明の塗布膜の乾燥方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３９】
図１は、本発明の塗布膜の乾燥装置の側面図であり、また、図２は図１を上方から見た平面図である。
【００４０】
図１及び図２に示すように本発明の塗布膜の乾燥装置１０は、主として、走行する長尺状支持体１２（以下、「ウエブ１２」と言う）を通過させて塗布膜の乾燥が行なわれる乾燥ゾーン１４を形成する乾燥装置本体１６と、乾燥ゾーン１４内にウエブ１２幅方向の一方端側から他方端側に流れる一方向流れの乾燥風を発生させる一方向気流発生手段１８とで構成される。この乾燥装置１０は、走行するウエブ１２に有機溶剤を含む塗布液を塗布する塗布機２０の直後に設けられる。
【００４１】
塗布機２０としては、例えば、ワイヤーバー２０Ａを備えたバー塗布装置を使用することができ、複数のバックアップローラ２２、２４、２６に支持されて走行するウエブ１２の下面に塗布液が塗布されて塗布膜が形成される。
【００４２】
乾燥装置本体１６は、塗布機２０の直後に設けられ、走行するウエブ１２の塗布膜面側（ウエブの下面側）に沿った長四角な箱体状に形成され、箱体の各辺のうちの塗布膜面側の辺（箱体の上辺）が切除されている。これにより、走行するウエブ１２の乾燥される塗布膜面を囲む乾燥ゾーン１４が形成される。乾燥ゾーン１４は、乾燥装置本体１６を、ウエブ１２の走行方向に直交した複数の仕切板２８、２８・・・で仕切ることにより、複数の分割ゾーン１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ、１４Ｆ、１４Ｇ（本実施例では７つの分割ゾーン）に分割される。そして、本実施例においては、１４Ａ〜１４Ｃが第一乾燥ゾーン３５を、１４Ｄ〜１４Ｇが第二乾燥ゾーン３６を構成している。この場合、乾燥ゾーン１４を分割する仕切板２８の上端と、ウエブ１２に形成された塗布膜面との距離は、０．５ｍｍ〜１２ｍｍの範囲が好ましく、更に好ましくは１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である。また、第一乾燥ゾーン３５には、一方向気流発生手段１８（図２参照）が設けられている。なお、本発明の製造方法においては、第二乾燥ゾーンにおいて、長尺状支持体の走行速度の１／１０以下の乾燥風を供給することも可能であるため、第二乾燥ゾーン内に一方向気流発生手段を備えることも可能である。しかし、第二乾燥ゾーンは無風で行うことが好ましい。また、本実施例においては、３つの分割ゾーン１４Ａ〜１４Ｃを第一乾燥ゾーン３５、次の４つの分割ゾーン１４Ｄ〜１４Ｇを第二乾燥ゾーン３６としているが、塗布液の種類、乾燥のしやすさ等により、適宜変更が可能である。
【００４３】
また、図１および図２においては、第一乾燥ゾーンと第二乾燥ゾーンの乾燥風の風向きが同じであるが、第一乾燥ゾーンと第二乾燥ゾーンとで、異なる風向きとすることも可能である。
【００４４】
一方向気流発生手段１８は、主として、乾燥装置本体１６の両側辺の一方側に形成された吸込口１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃと、他方側に吸込口１８Ａ〜１８Ｃに対向して形成された排気口１８Ｄ、１８Ｅ、１８Ｆと、排気口１８Ｄ〜１８Ｆに接続された排気手段１８Ｇ、１８Ｈ、１８Ｉとで構成される。これにより、排気手段１８Ｇ〜１８Ｉを駆動させることにより、吸込口１８Ａ〜１８Ｃから分割ゾーン１４Ａ〜１４Ｃに吸い込まれたエアが排気口１８Ｄ〜１８Ｆから排気されるので、各分割ゾーン１４Ａ〜１４Ｃには、ウエブ１２幅方向の一方端側（吸込口側）から他方端側（排気口側）に向けて一方向に流れる乾燥風が発生する。そして、各分割ゾーン１４Ａ〜１４Ｃは仕切板２８により、分割されているため、他の分割ゾーンの乾燥風が、別の分割ゾーンに供給されることがない。したがって、一つの分割ゾーン内で供給されたエアは、同一の分割ゾーン内で排気されるため、乾燥風は一方向に供給される。また、この一方向気流発生手段１８は、排気手段１８Ｇ〜１８Ｉにより、分割ゾーン１４Ａ〜１４Ｃごとに個々に排気量を制御できるようになっている。吸込口１８Ａ〜１８Ｃから吸い込まれる乾燥風としては、温度・湿度が空調された空調風が好ましい。
【００４５】
第一乾燥ゾーン３５の長さは、第一乾燥ゾーンの長尺状支持体の滞留時間が０．３〜１．０秒の範囲とすることが好ましい。具体的には、長尺状支持体の走行方向において、２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下であることが好ましい。また、第一乾燥ゾーンは塗布膜面の乾燥状態が恒率乾燥期であることが好ましい。なお、恒率乾燥期については後述する。
【００４６】
第一乾燥ゾーン３５の長さを上記範囲とすることにより、第一乾燥工程において、乾燥を充分に行うことができるため、ブロードな斑Ａの発生を抑制することができる。第一乾燥工程の乾燥が短いと、乾燥が不充分であり乾燥速度が遅くなる。また、第一乾燥工程が長いと、初期乾燥が終了し乾燥速度が風の影響を受けやすくなるため、ブロードな斑Ａが発生しやすくなる。
【００４７】
なお、第一乾燥ゾーン及び第二乾燥ゾーンの長さとは、複数の分割ゾーンにより各ゾーンが形成されている場合は、すべてのゾーンを合わせた長さをいう。
【００４８】
また、第一乾燥ゾーン３５の乾燥風の風速は、０．５ｍ／ｓより大きい風速で供給する。長尺状支持体が走行することにより、塗布膜面には同伴風が発生するので、乾燥ゾーン１４内に一方向流れの規則的な乾燥風を発生させるためには、乾燥風を上記速度以上で供給する必要がある。
【００４９】
また、第二乾燥ゾーンの乾燥風の風速は、長尺状支持体の走行速度の１／１０以下であり、より好ましくは乾燥風を供給しない無風状態で乾燥することが好ましい。第二乾燥ゾーンの乾燥風の供給速度を遅くすることにより、長尺状支持体の走行に同伴する同伴風により乾燥を行うことができ、微風の乾燥風の影響を受けないため、乾燥ムラの発生を抑制することができる。
【００５０】
乾燥装置本体１６の幅はウエブ１２の幅よりも大きくなるように形成して、乾燥ゾーン１４の両側の開放部分を整風板３２で蓋をした整風部分を設けるようにした。この整風部分は、吸込口１８Ａ〜１８Ｃから塗布膜端までの距離と、塗布膜端から排気口１８Ｄ〜１８Ｆまでの距離を確保すると共に、乾燥風が吸込口１８Ａ〜１８Ｃのみから乾燥ゾーン１４内に吸い込まれ易くするもので、乾燥ゾーン１４に急激な乾燥風の流れを作らないようにしたものである。この整風部分、即ち整風板３２の長さとしては、吸込口側及び排気口側ともに、５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の範囲が好ましい。
【００５１】
各分割ゾーン１４Ａ〜１４Ｇのうち、特に塗布機に一番近い分割ゾーン１４Ａは、ウエブ１２に塗布液が塗布された直後に、乾燥ゾーン１４外の新鮮な空気、例えば上記した空調風が乾燥ゾーン１４に入り込みにくくすることが重要である。この為には、塗布機２０に隣接するように分割ゾーン１４Ａを配置することや前記した整風板３２の他に、塗布機２０のワイヤーバー２０Ａの位置と、バックアップローラ２４の位置を調整し、ウエブ１２が分割ゾーン１４Ａの直近を走行するようにして、ウエブ１２で分割ゾーン１４Ａの開放部をあたかも蓋をするように構成することが好ましい。
【００５２】
また、ウエブ１２を挟んで、乾燥装置本体１６の反対側位置には、前記空調風等の風により、ウエブ１２の安定走行が阻害されないように遮蔽板３４が設けられる。
【００５３】
次に、上記に如く構成された乾燥装置１０の作用を説明する。
【００５４】
尚、ウエブ１２は、予め塗布された配向膜形成用樹脂をラビング処理して配向膜となる層を有するものであると共に、塗布液は液晶性ディスコティック化合物を含む有機溶剤性塗布液の例で説明する。
【００５５】
バックアップローラ２２、２４、２６に支持され走行するウエブ１２に塗布機２０のワイヤーバー２０Ａで塗布液を塗布した直後、乾燥装置１０によって塗布膜面の初期乾燥が行なわれる。この初期乾燥は、塗布直後、遅くとも５秒以内の塗布直後に乾燥風による乾燥を開始することが好ましい。
【００５６】
第一乾燥ゾーンにおける初期乾燥において、塗布直後の塗布膜面は有機溶剤が十分に含まれた状態にあり、特に有機溶剤を溶媒とする塗布液を塗布した直後の初期乾燥では有機溶剤の蒸発の分布（ゆらぎ）によって塗布膜面に温度分布が発生する。これが原因で表面張力の分布が発生し、塗布膜面内で塗布液の流動が起き、乾燥の遅い部分の塗布膜が薄くなり、ブロードな斑Ａとなる。このブロードな斑は速乾することで解消されるため、第一乾燥ゾーンにおける乾燥風を大きくすることが有効である。
【００５７】
しかし、恒率乾燥期から減率乾燥期に変化する乾燥変化点の近傍の塗布膜においては、乾燥速度が顕著に変動しやすいので、乾燥風の速度が大きいと、ブロードな斑Ａが発生する。したがって、乾燥変化点を経過する前に、乾燥風を微風、または無風とすることにより、乾燥ムラの発生を抑制することができる。
【００５８】
また、液晶性ディスコティック化合物の配向方向は、配向膜形成用樹脂の表面をラビング処理して決めているが、初期乾燥においてラビング方向と異なる風向きの風速が速い場合、風が合流する場合、風の渦が発生している場合等の風が塗布膜面に当たることで塗布膜面の一部に配向方向のずれを生じさせ、これがシャープな斑Ｂの原因となる。
【００５９】
このことから、初期乾燥時における塗布膜面の斑Ａ、Ｂを防止するためには、塗布してから塗布膜面における塗膜液の流動が停止するまでの初期乾燥の間、外部からの不均一な風が塗布膜面に当たるのを阻止すると共に、塗布膜面近傍の有機溶剤濃度を常に一定に保つことが重要になる。
【００６０】
したがって、本発明の塗布膜の乾燥方法および塗布装置においては、乾燥速度を速くしたい第一乾燥ゾーンでは、０．５ｍ／ｓより大きい風速の乾燥風を供給し、乾燥を行う。これにより、長尺状支持体の走行に同伴する同伴風の影響が少なくなるため、一方向の乾燥風により、乾燥速度を促進することができる。逆に、第二乾燥ゾーンにおいては、乾燥風の速度を長尺状支持体の走行速度の１／１０以下としているため、乾燥風の影響を受けず、同伴風により乾燥を行うことができるため、乾燥ムラの発生を抑制することができる。
【００６１】
ここで乾燥期について説明する。詳細は化学工学便覧の乾燥章に記載してある通りである。図４に乾燥時間に対する膜面温度の温度変化を示す。図４は横軸が乾燥時間、縦軸が膜面温度である。一定の風速と風温で塗布膜を乾燥させた場合、図４に示すように、ある時間から湿球温度であった膜面温度が上昇する。上昇前を恒率乾燥期と称し、湿球温度である間は膜内の揮発分の膜内移動が充分早く、表面から揮発する液が充分存在する状態である。
【００６２】
しかし上昇し始める減率乾燥期には膜内の揮発分が表面に不足して同じ風を与えても乾燥速度が遅い状態になる。この臨界点である乾燥変化点は固形分量が６０〜８０％になる点である。
【００６３】
ここでいう固形分量とは
固形分量（％）＝固形分／（揮発分＋固形分）×１００
である。固形分及び（揮発分＋固形分）は、重量測定により、以下の式（１）及び式（２）により求めることができる。
固形分＝［Ａ：乾燥終了した膜の重量］−［Ｂ：塗布前の支持体の重量］・・・（１）
揮発分＋固形分＝［Ｃ：ある乾燥ゾーンでサンプルした膜の重量］−［Ｂ：塗布前の支持体の重量］・・・（２）
したがって、あるゾーンでサンプルを採取した時に
Ａ：揮発分の沸点以上で絶乾させた重量、
Ｂ：Ａを脱膜して測った重量、
Ｃ：サンプルしてすぐに測った重量、
を各々測定することにより固形分量を得ることができる。本発明の実施例の条件で無風ゾーンのサンプルの固形分量を測定すると、いずれも６０〜８０％の間であった。
【００６４】
また、第二乾燥ゾーンにおいて、長尺状支持体の温度が塗布膜の膜面温度より高くなるように支持体の温度を調節する。支持体の温度と膜面温度との温度差は２℃以上高いことが好ましい。２℃以上高くすることにより、支持体の温度と膜面温度との温度差にり、乾燥を促進させることができる。
【００６５】
また、第二乾燥ゾーンにおける塗布膜の膜面温度は、２０℃以上２３℃以下であることが好ましい。塗布膜の膜面温度を上記範囲とすることにより、塗布膜の乾燥効率を上げることができる。塗布膜の膜面温度が低いと乾燥速度が遅くなる。また、膜面温度が高いと支持体の温度をより高くする必要があるため、製造コストが高くなる。
【００６６】
図４に示すように、風温と膜面温度の差が大きい乾燥初期の恒率乾燥期において、乾燥が促進される。また、膜面温度が上昇し、風温と膜面温度の差が小さくなる乾燥後半の減率乾燥期では、乾燥速度が遅くなっている。したがって、風温と膜面温度との差ΔＴが大きいほど乾燥が促進され、また、乾燥風の風速が大きいほど乾燥が促進される。本発明のように後半の風が小さい状態では乾燥は緩やかになってしまう。しかし、蒸発の際、塗布液は蒸発潜熱を奪われるので残った塗膜の温度は低下する。そして、塗膜の温度は隣接する支持体の温度との平均になるが、塗膜に対して支持体の熱容量が大きい場合、すなわち、塗膜よりも支持体の方が充分に厚い場合には、塗布直後の初期乾燥時の膜面温度は塗布される前の支持体温度に支配される。これを熱力学的に説明すると以下になる。
【００６７】
今、Ｈ：蒸発潜熱、ρＬ：液密度、δＬ：液厚み、Ｍｗ：ＭＥＫ分子量、ρＢ：ベース密度、δＢ：ベース厚み、Ｃｐ：ベース比熱、△Ｔ：［塗布前ベース温度］−［最終膜面温度］、として蒸発潜熱の全てが塗膜に吸収される場合、すなわち、塗膜と支持体が外気から断熱されている場合を想定して熱収支を取ると、
ＨρＬδＬ／（Ｍｗ／１０００）＝ρＢδＢＣｐ△Ｔ・・・・・１）
１）式を整理すると、
△Ｔ＝１０００Ｈ×（ρＬδＬ／ρＢδＢ）／（ＭｗＣｐ）・・・・・２）
例えば、ＭＥＫ溶媒を用いて５μｍの厚みの塗布膜を８０μｍのトリアセチルセルロース支持体に形成する場合について計算すると、Ｈ＝３５０００（Ｊ／ｍｏｌ）、ρＬ＝１０００（ｋｇ／ｍ３）、δＬ＝５（μｍ）、Ｍｗ＝７２．１（ｇ／ｍｏｌ）；ＭＥＫ分子量、ρＢ：１３００（ｋｇ／ｍ３）、δＢ＝８０（μｍ）、Ｃｐ＝１７６４（Ｊ／ｋｇ・ｋ）、より、
ΔＴ＝１０００×３５０００×（１０００×５／１３００／８０）／（７２．１×１７６４）＝１３（℃）・・・・・３）
となる。
【００６８】
つまり、「乾燥が進む程、蒸発潜熱が奪われ膜面温度が低くなる。膜面温度が低くなると周囲の温度と膜面との温度差△Ｔが大きくなる。したがって、乾燥風が弱くても乾燥が進行する」というように、膜面温度を低い温度とし、周囲の温度と膜面との温度差ΔＴを大きくすることにより、乾燥を進行させることができる。
【００６９】
本発明のような有機溶剤の薄層塗布で乾燥風の乱れに起因する斑を対策する場合には、第二乾燥ゾーンの乾燥風の風速を０．５ｍ／ｓ以下の微風に抑える必要がある。したがって、実質的に乾燥風により加熱され乾燥に寄与する影響は少ない。すなわち、膜面温度は塗布する前の支持体温度に支配され、斑に間接的に影響する。
【００７０】
図５に、塗布機の前に加熱手段を組み込んだ工程図を示す。加熱手段としては、図５に示す加熱ローラ８１を挙げることができる。また、加熱手段としては、塗布前の長尺状支持体を加熱することができれば、特に限定されず用いることができる。加熱ローラ８１により、長尺状支持体を加熱した後、塗布液を塗布することにより、第二乾燥ゾーンまで支持体が温度を保持し、支持体の温度を膜面温度より高くすることができる。
【００７１】
なお、本発明において、「無風状態」とは、塗布膜近傍の風が支持体同伴風よりも充分小さい状態のことをいう。塗布時にはラインが動いているため、ウエブに同伴する風がウエブの進行方向に発生しているが、ライン停止時に風速を測定した際に、支持体の走行速度の１／１０以下の風速が検知されても本発明では「無風」と称することとする。
【００７２】
また、図６、図７に乾燥装置の他の実施形態を示す。図６、図７に示す乾燥装置は、第二乾燥ゾーンに塗布膜から揮発した溶剤を回収する回収手段を備えた乾燥装置である。第一乾燥ゾーンにおいては、乾燥風を供給し乾燥を行っており、乾燥風により溶剤が揮発するため、回収手段は第二乾燥ゾーンにのみ設けることが好ましい。
【００７３】
図６は、塗布面が水平方向に対して、上側になるような構成である。乾燥装置６０は、ウエブ１２と所定距離をおいて略平行に設けられる板状部材である凝縮板６２と、凝縮板６２の前後辺から下方に乗設される側面板等とで構成され、ウエブ１２の塗布面を囲んでいる。これにより、塗布膜の塗布液中の溶媒が揮発した際に、揮発した溶媒が凝縮板６２に凝縮し回収される構成になっている。
【００７４】
凝縮板６２を凝縮させる面に用いる材質は、金属、プラスチック、木材等、特に限定されないが、塗布液中の有機溶媒に耐性のある材質を用いる、または、表面にコーティングを施すことが好ましい。
【００７５】
凝縮板６２に凝縮した溶媒を回収させる手段は、たとえば、凝縮板６２の凝縮面に溝を設け、毛管力を利用して溶媒を回収させる。溝の方向は、ウエブ１２の走行方向であってもよく、これに直交する方向であってもよい。図６のように、凝縮板６２が傾斜している場合には、溶媒を回収させやすいように溝を設けることが好ましい。
【００７６】
また、凝縮板６２の代わりに、同様な機能を奏する構成、たとえば、多孔板、網、簀の子、ロール等を使用する構成も採用することができる。
【００７７】
乾燥装置６０内には、複数の凝縮板を配設することができ、ウエブ１２と凝縮板６２との距離をウエブ１２の走行方向で変化できる構成となっている。凝縮板６２とウエブ１２との距離を変化させる構成としては、図６に示すように、凝縮板に段差を設け階段状に変化させる構成であってもよく、また、凝縮板６２をウエブ１２の走行方向に向って所定角度傾斜させ、凝縮板６２とウエブ１２との距離をウエブ１２の走行方向でテーパ状に変化させる構成であってもよい。
【００７８】
図７に乾燥装置の他の例を示す。乾燥装置７０は塗布面が水平方向に対して下側になるように構成されており、塗布機２０、凝縮板７２がウエブ１２の下側に配置されている。
【００７９】
また、塗布液中の溶媒の蒸発、凝縮を促進させるため、ウエブ１２および／または塗布膜を加熱する、凝縮板６２、７２を冷却する、またはその両手段を採用することが好ましい。さらに、塗布膜の乾燥速度を制御するために、温度管理されていることが好ましい。
【００８０】
なお、凝結乾燥方式の乾燥装置としては、上述した乾燥装置のほかに、特開２００３−１７０１０１号公報に記載されている乾燥装置を用いることもできる。
【００８１】
また、図６、７では回収手段として凝縮板を用いた例を記載したが、凝縮板の代わりに吸着板を用いることもできる。
【００８２】
本発明で使用されるウエブ１２としては、一般に幅０．３〜５ｍ、長さ４５〜１００００ｍ、厚さ５〜２００μｍの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、ポリアミド等のプラスチックフィルム、紙、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紙、アルミニウム、銅、錫等の金属箔等、或いは帯状基材の表面に予備的な加工層を形成させたものが含まれる。更に、前記したウエブ１２には、光学補償シート塗布液、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ものも含まれ、これらの代表例としては、光学補償シート、各種写真フィルム、印画紙、磁気テープ等が挙げられる。
【００８３】
塗布液の塗布方法として、上記したバーコーティング法の他、カーテンコーティング法、エクストルージョンコーティング法、ロールコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷コーティング法、スプレーコーティング法及びスライドコーティング法を使用することができる。特にバーコーティング法、エクストルージョンコーティング法、スライドコーティング法が好適に使用できる。
【００８４】
また、本発明において同時に塗布される塗布液の塗布層の数は単層に限定されるものではなく、必要に応じて同時多層塗布方法にも適用できる。
【実施例】
【００８５】
以下に、実施例により本発明の実質的な効果を説明する。
【００８６】
図８の実施例１〜７、比較例１〜６の条件で乾燥を行い、塗布膜の斑の発生を確認した。風速はライン停止状態で風速形を３６０度回転させて最大になる値で測定した。
【００８７】
先ず、光学補償シートの製造工程について説明すると、図３のように送出機４０で送り出されたウエブ１２は複数のガイドローラ４２、４２・・・によって支持されながらラビング処理装置４４、塗布機２０そして、初期乾燥を行なう本発明の乾燥装置１０、本乾燥を行なう乾燥ゾーン４６、加熱ゾーン４８、紫外線ランプ５０を通過して巻取機５２で巻き取られる。
【００８８】
ウエブ１２としては、厚さ８０μｍのトリアセチルセルロース（フジタック、富士写真フイルム（株）製）を使用した。そして、ウエブ１２の表面に、長鎖アルキル変性ポバール（ＭＰ−２０３、クラレ（株）製）の２重量パーセント溶液をフィルム１ｍ２当り２５ｍｌ塗布後、６０°Ｃで１分間乾燥させて造られた配向膜用樹脂層を形成したウエブ１２を、３０ｍ／分で搬送走行させながら、樹脂層表面にラビング処理を行って配向膜を形成した。
【００８９】
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、塗布液としては、ディスコティック化合物ＴＥ−８の（３）とＴＥ−８の（５）の重量比で４：１の混合物に、光重合開始剤（イルガキュア９０７、日本チバガイギー（株）製造）を前記混合物に対して１重量パーセント添加した混合物の４０重量％メチルエチルケトン溶液とする液晶性化合物を含む塗布液を使用した。ウエブ１２を各塗布速度条件で走行させながら、この塗布液を配向膜上に、塗布液量がウエブ１ｍ２当り５ｍｌ〜７ｍｌになるようにワイヤーバー２０Ａで塗布した。そして、塗布直後に乾燥装置１０を使用して初期乾燥を行なった。
【００９０】
また、乾燥ゾーン１４を７分割する仕切板２８の上端と塗布膜面との間隔は５〜９ｍｍの範囲に設定して行った。また、乾燥装置１０で初期乾燥されたウエブ１２は、１００°Ｃに調整された乾燥ゾーン４６及び、１３０°Ｃに調整された加熱ゾーン４８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が塗布されたウエブ１２を連続搬送しながら、液晶層の表面に紫外線ランプ５０により紫外線を照射した。
【００９１】
結果を図８に示す。なお、図８における斑の発生状況、総合評価については、以下の基準により評価した。
（斑の発生状況）
○・・・斑が発生しなかった
△・・・斑は僅かに発生するが品質上問題にならないレベルの斑である
×・・・斑の発生が見られた
（総合判定）
○・・・製品として許容でき極めてよい面状である
△・・・製品として許容できる
×・・・製品として許容できない
その結果、図８から分かるように、第一乾燥ゾーンの風速を０．５ｍ／ｓより大きくし、第二乾燥ゾーンの風速を塗布速度の１／１０以下で行った実施例については、製品として許容できる範囲のフィルムを形成することができた。しかし、第二乾燥ゾーンにおいて、乾燥風の供給速度の速い比較例１、６は減率乾燥期においても、乾燥風を供給しているため、シャープな斑Ｂが発生していた。また支持体の温度と膜面の温度差が小さい実施例７については、乾燥ムラの発生が確認されたが、品質上問題にならないレベルの斑であった。
【００９２】
以上より第一乾燥ゾーンの乾燥風速度を０．５ｍ／ｓより大きくし、支持体の同伴風を打ち消すように乾燥を行い、第二乾燥ゾーンにおいて乾燥風を微風とする、または、無風とすることにより、ブロードな斑、シャープな斑の発生を抑制することができた。また、第一乾燥ゾーンの長さ、膜面と支持体との温度差、塗布速度、第一乾燥ゾーンの乾燥風の速度を適正な範囲で乾燥させることにより、さらに良好な品質の塗布膜を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の乾燥装置の側面図である。
【図２】本発明の乾燥装置の平面図である。
【図３】光学補償シートの製造工程に、本発明の乾燥装置を組み込んだ工程図である。
【図４】乾燥時間に対する膜面温度の温度変化を示す図である。
【図５】塗布機の前に加熱手段を組み込んだ工程図である。
【図６】乾燥装置の他の実施形態を示す。
【図７】乾燥装置の更に他の実施形態を示す。
【図８】実施例の結果を示す図である。
【図９】従来の乾燥方式で発生した斑（ムラ）発生状況図である。
【図１０】ブロードな斑（ムラ）を説明する説明図である。
【図１１】シャープな斑（ムラ）を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０、６０、７０…乾燥装置、１２…長尺状支持体（ウエブ）、１４…乾燥ゾーン、１４Ａ〜１４Ｇ…分割ゾーン、１６…乾燥装置本体、１８…一方向気流発生手段、１８Ａ〜１８Ｃ…吸込口、１８Ｄ〜１８Ｆ…排気口、１８Ｇ〜１８Ｉ…排気手段、２０…塗布機、２２、２４、２６…バックアップローラ、２８…仕切板、３２…整風板、３５…第一乾燥ゾーン、３６…第二乾燥ゾーン、６２、７２…凝縮板、８１…加熱ローラ、Ａ…ブロードな斑、Ｂ…シャープな斑
【図１】
0005114108.tif 000002
【図２】
0005114108.tif 000003
【図３】
0005114108.tif 000004
【図４】
0005114108.tif 000005
【図５】
0005114108.tif 000006
【図６】
0005114108.tif 000007
【図７】
0005114108.tif 000008
【図８】
0005114108.tif 000009
【図９】
0005114108.tif 000010
【図１０】
0005114108.tif 000011
【図１１】
0005114108.tif 000012