(57)【要約】      （修正有）【課題】連続走行している帯状の基材に塗液を塗工するロールコーターにおいて、塗液中の粒子の沈降や凝集または分散不良などによって、塗液の初期組成が塗工途中に変化して、物性や品質が変化する課題を解決できる塗布装置を提供する。【解決手段】塗液を貯留するマニホールドブロック１と、塗液を基材に転移させるマイクログラビア版４と、マニホールドブロック１の底壁および塗液供給配管９に設けられたスタティックミキサー８と、塗液排出配管から排出された塗液を循環させるための、脱泡・脱気装置、塗液タンク、送液用ポンプ、フィルター、質量流量計を備えている塗布装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続走行している帯状の基材に塗液を塗工する塗布装置であって、
塗液を貯留するマニホールドブロックと、
前記塗液を基材に転移させるマイクログラビア版と、
前記マニホールドブロック底面に設置したスタティックミキサーと
前記マニホールドブロック底面に設けた塗液供給配管と、
前記マニホールドブロック底面に設けた塗液排出配管と、
前記マニホールドブロック内の塗液を前記塗液排出配管から前記マニホールドブロック外に排出して前記塗液供給配管から供給することで塗液を循環させる塗液循環手段と
を備えていることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記スタティックミキサーの全部あるいは一部が、マニホールドブロック入口、および、前記塗液供給配管内に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記塗液循環手段は、
前記塗液排出配管から排出される塗液を貯留し脱泡・脱気するための脱泡・脱気装置と、前記脱泡・脱気装置から排出された塗液を貯留する塗液タンクと、
前記塗液タンクで貯留した塗液を吸引して前記塗液供給配管から前記マニホールドブロックに送液する送液用ポンプと、
前記塗液供給配管に接続する流路に設けられたフィルターと、
および、質量流量計と
を備えていることを特徴とする請求項１、請求項２のいずれに記載の塗布装置。
【請求項４】
請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載の塗布装置を用いて、連続走行する基材上に塗液を塗布し、塗膜を形成することを特徴とする塗布物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、バーコーターなどのロールを使用する塗布装置に関し、さらに詳しくは、塗液を貯留するインキパンなどにおいて塗液の沈降や凝集を防ぎ、さらに塗液に含まれる樹脂や溶媒なども分散させる塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、連続走行している帯状の基材に塗液を塗布する方法として、特にロールを用いるアプリケーターには、ロールコーター、グラビアコーターなどが用いられている。このようなコーターは、インキパンからロールで塗液を汲み上げて基材に転写させる方式であるが、塗液中にアルミナやシリカなどの微粒子を含んでいたり、顔料を含んでいたりすると、これらは塗液中の樹脂や溶剤に比べて比重が高いことにより、また凝集するということもあり、インキパン内の滞留しやすい部分、例えばエッジ部やインキパン底に沈降してしまう。
【０００３】
さらに送液系においても、塗液タンクの底や配管底、デットスペースなどに沈降してしまう。このようなことが起きると塗液の組成が変化し、さらに経時で物性も変化してしまう。例えば光学フィルムであるＡＧ（アンチグレア）フィルムにおいては、光学特性へイズや光沢度が経時で変化することで、光学特性や外観が初期と異なるという問題が生じる。
【０００４】
そこで、上記のような問題の解決方法としては、特許文献１に、分散混合した塗液を底壁に漏斗部および収集部を有する第１沈降槽に供給し静置して第１沈降槽で凝集物および沈降物を除去するステップと、塗液を底壁に漏斗部および収集部を有する第２沈降槽に供給し静置してグラビア印刷前に、第２沈降槽で凝集物および沈降物を除去するステップを踏むことにより、予め凝集物や沈降物が除去された塗液をグラビアロールの回転で攪拌し、時間の経過とともに発生するフィラーの再凝集を防止する技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、上記のような２つの沈降槽で除去を繰り返すことにより、初期組成が変化し、諸特性に変化が生じてしまう。特に、沈降しやすいあるいは凝集しやすい塗液においては、顕著になり特性管理が困難になってくる。また、上記の除去ステップを繰り返すことによる工程数の増加でコストアップにもつながってくる問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１６３１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、従来技術の上記のような２つの沈降槽で除去を繰り返すことにより、初期組成が変化し、諸特性に変化が生じてしまう問題を解決するためになされたもので、マニホールド内、塗液供給配管内での塗液の滞留を低減させるとともに、塗液に含まれる微粒子や顔料の沈降及び凝集をなくし、塗液に含まれる樹脂や溶媒なども分散させることができる塗布装置であり、さらに気泡起因の欠陥をなくし、塗液管理が可能な塗布装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の塗布装置は、塗液を貯留するマニホールドブロックと、前記塗液を基材に転写するマイクログラビア版と、前記マニホールドブロック底面に設置したスタティックミキサーと前記マニホールドブロック底面に設けた塗液供給配管と、前記マニホールドブロック底面に設けた塗液排出配管と、前記マニホールドブロック内の塗液を前記塗液排出配管から前記マニホールドブロック外に排出して前記塗液供給配管から供給することで塗液を循環させる塗液循環手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項１の発明は、連続走行している帯状の基材に塗液を塗工する塗布装置であって、塗液を貯留するマニホールドブロックと、前記塗液を基材に転移させるマイクログラビア版と、前記マニホールドブロック底面に設置したスタティックミキサーと前記マニホールドブロック底面に設けた塗液供給配管と、前記マニホールドブロック底面に設けた塗液排出配管と、前記マニホールドブロック内の塗液を前記塗液排出配管から前記マニホールドブロック外に排出して前記塗液供給配管から供給することで塗液を循環させる塗液循環手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明は、前記スタティックミキサーの全部あるいは一部が、マニホールドブロック入口、および、前記塗液供給配管内に設置されていることを特徴とする請求項１の発明に記載の塗布装置である。
【００１１】
請求項３の発明は、前記塗液循環手段が、前記塗液排出口に配管を介して接続され、
前記塗液排出配管から排出される塗液を貯留し脱泡・脱気するための脱泡・脱気装置と、前記脱泡・脱気装置から排出された塗液を貯留する塗液タンクと、前記塗液タンクで貯留した塗液を吸引して前記塗液供給配管から前記マニホールドブロックに送液する送液用ポンプと、前記塗液供給配管に接続する流路に設けられたフィルターと、および、質量流量計とを備えていることを特徴とする請求項１、請求項２の発明のいずれに記載の塗布装置である。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１、請求項２、請求項３の発明のいずれかに記載の塗布装置を用いて、連続走行する基材上に塗液を塗布し、塗膜を形成することを特徴とする塗布物の製造方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、前記塗液循環手段を備えることで、マニホールド内での塗液の滞留を低減し、塗液に含まれる微粒子や顔料の沈降及び凝集をなくし、塗液に含まれる樹脂や溶媒なども分散させることができ、さらに気泡起因の欠陥をなくし、塗液管理が可能となり、前記効果を連続的に発揮することによって、塗液の初期組成が、塗工途中に変化して、物性や品質が変化してしまうのを防ぐことができるという効果を有するものである。
【００１４】
本発明は、塗布装置において、スタティックミキサーを塗液供給配管内およびマニホールド内に備えることで、塗液に含まれる微粒子や顔料の沈降及び凝集をなくし、加えて塗液に含まれる樹脂や溶媒なども分散させることが可能になるという効果を有するものである。
【００１５】
本発明は、塗布装置において、脱泡・脱気装置を備えることで塗液排出配管から排出された塗液の脱泡・脱気が可能となり、気泡起因の欠陥を低減させることができるという効果を有するものである。
【００１６】
本発明は、塗布装置において、質量流量計を備えることで、塗液の比重、液温、流量を管理することができるという効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる塗布装置の一実施の形態を示す概略平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う概略断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図である。
【図４】本発明の塗布装置を備える塗布物の製造装置の一実施例の形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施の形態について、図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明にかかる塗布装置をマイクログラビアコーターに適用した場合の一例を示す概略平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う概略断面図、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿う概略断面図、図４は本発明の塗布装置を備える塗布物の製造装置の一実施例の形態を示す概略図である。本実施の形態に示す塗布装置は、図１〜図３のように、マニホールドブロック１、マニホールド２、マイクログラビア版４、ドクター５、ニアロール７、スタティックミキサー８、塗液循環系などを含んで構成される。
【００１９】
マニホールドブロック１は、沈降し易いまたは凝集し易い粒子や顔料を含む塗液３を貯留するマニホールド２を有し、図１〜図３に示すように、マイクログラビア版４の軸方向の長さより大きい長さと、マイクログラビア版４よりも大きい幅を有し、上面が開放された長方形の形状をしている。
【００２０】
また、このマニホールドブロック１の底壁の中央部にはマニホールド２へ塗液３を供給する塗液供給配管９が設けられ、塗液供給配管９内にはスタティックミキサー８が設置されている。さらに、マニホールドブロック１はマニホールド２から溢れた塗液３が塗液排出配管１０へ流れるようにＢからＢ’にかけて傾斜のついた形状を有し、複数の塗液排出配管１０が設けられている。
【００２１】
スタティックミキサー８は、図２〜図３に示すように塗液供給配管９内に設置されており、沈降し易いまたは凝集し易い微粒子や顔料を含む塗液３を分散して粒子や顔料、加えて樹脂や溶媒も分散させるようになっている。加えて、洗浄時においては塗液供給配管９内の汚れや沈降物の除去できる。
【００２２】
マイクログラビア版４は、図１〜図３に示すように、マニホールドブロック１の上面からマニホールドブロック１内に臨むように、かつマイクログラビア版４の外周面の一部がマニホールドブロック１内の塗液３中に浸漬されるようにして、マニホールドブロック１の長手方向に沿い配置され、図示省略した支持ブランケットにより回転可能に支持されている。
【００２３】
また、マイクログラビア版４の上部には、帯状の基材６をマイクログラビア版４外周面に押し付ける二アロール７がマイクログラビア版４と平行に配置されている。またマニホールド２内の塗液３を貯留しておくためのサイドプレート１６が設けられている。
【００２４】
なお、図１及び図２において、マイクログラビア版４の外周面に付着した余分な塗液３を掻き落とすためのドクター５が設置されている。
【００２５】
塗液循環系は、マニホールドブロック１内の塗液３を塗液供給配管９及び塗液排出配管１０を通して循環させるためのもので、塗液供給口と塗液排出口との間に設けられている。この塗液循環手段は、図１に示すように、塗液供給口がマニホールドブロック１に接続され、マニホールドブロック１から排出される塗液３を受けるインラインの脱泡・脱気装置１１と、脱泡・脱気装置１１から脱泡・脱気された塗液３を受ける塗液タンク１２と、塗液ランク１２で受けた塗液３を吸引して塗液供給配管９からマニホールド２に供給する送液用ポンプ１３と、送液用ポンプ１３に吐出側と塗液供給配管９とを接続する流路に設けられたフィルター１４と、質量流量計１５とから構成される。
【００２６】
上記のように構成された塗布装置において、図２に示すようなマイクログラビア方式でマニホールド２内でマイクログラビア版４の表面のセル内に満たされた塗液３以外の余分な塗液をドクター５で掻き落し、マイクログラビア版４を図２に示す矢印方向に回転させること、リバース回転させることで、基材６とマイクログラビア版４の間にビード（液溜まり）を形成させ、基材６に転移させる塗工方式で、塗液供給配管９を通して塗液循環系から供給された塗液３は、マニホールド２内を満たしていく。
【００２７】
また、図３に示すように、塗液供給配管９からマニホールド２に供給された塗液３は、マニホールド２内を満たしてき、一部はマイクログラビア版４により掻き上げられ、ドクター５で余分な塗液３が掻き落され、基材６へ転移される。またマニホールド２内の余剰の塗液３は、傾斜のあるマニホールドブロック１に設けられた塗液排出配管１０から脱泡・脱気装置１１に排出され、脱泡・脱気され、塗液タンク１２へ貯留される。
【００２８】
本実施の形態において、粒子を含有し沈降しやすい塗液３を使用するため、送液用ポンプ１３には摺動部の無いダイアフラムポンプを用いる。送液用ポンプ１３により供給された塗液３は塗液供給配管７を通り、フィルター１１でろ過された後、質量流量計１５を通り、スタティックミキサー８を内蔵している塗液供給配管９を通り、さらにマニホールド内のスタティックミキサー８を通り、マニホールド２へ供給され続けることで、マニホールド２内の液面が徐々に上昇していき、均一に分散された粒子や樹脂や溶媒を含んだ塗液３はマニホールド２内を満たしていく。均一に分散された塗液３の一部は、マイクログラビア版４、ドクター５により基材６へ塗布される。
【００２９】
また、塗液排出配管１０から排出された塗液３は配管を通して脱泡・脱気装置１１へ戻され、脱泡・脱気後、塗液タンク１２内へ送られ、再び送液用ポンプ１３により、マニホールド２内へ供給される。
【００３０】
本実施の形態におけるスタティックミキサー８は、マニホールド２内に全部あるいは一部を含むものとし、サイズおよびエレメント数は配管径、使用する塗液３の特性、供給流量により変更するもので、スタティックミキサー８の材質も金属や樹脂など塗液３の性質により変更するものである。
【００３１】
また塗工方式としては、マイクログラビア方式に限らず、インキパンのように塗液３を蓄えることが可能なグラビア方式、ロールコーターなど種々のロールアプリケーターに適応できる。さらに基材６への塗布量が多いとき、あるいは高粘度やチキソ性のある塗液３など塗液特性によっては、塗液３が排出する必要がない、あるいは排出が困難な塗液３においては、塗液排出配管１０を使用しないで、塗布される量だけ供給するという方式にも適応可能である。
【００３２】
本実施の形態に用いられる脱泡・脱気装置１１は、高速回転による遠心作用や超音波などを利用し連続脱泡・脱気できる脱泡・脱気装置１１だけに限られるものではなく、脱泡・脱気、塗液３の特性によって変更できるものとする。また、流量計にあっては、流量だけでなく、密度や温度の測定機能を有するコリオリ式質量流量計１５を用いることができ、温度による液物性の変化や、密度により微粒子を含有する塗液３や凝縮、沈降しやすい塗液３の物性変化を連続で読み取ることができるように設置してある。
【００３３】
このような本実施の形態に示す塗布装置によれば、塗液供給配管９やマニホールド２内
には塗液３に含まれる微粒子や顔料を分散させ、沈降や凝集を防ぐためのスタティックミキサー８を設けたことにより、塗液供給配管９から供給された塗液３はマニホールド２内を満たしていき、上昇していった塗液３は傾斜を設けたマニホールドブロック１に設置してある塗液排出配管１０により排出され、脱泡・脱気装置１１へ戻される構成になっているので、塗液３は常に流動状態におかれ、その結果、マニホールド２、塗液供給配管９内での塗液３の滞留を低減することができるとともに、塗液３に含まれる粒子や顔料の沈降及び凝集をなくし、塗液３に含まれる樹脂や溶媒なども分散させることができる。
【００３４】
また、脱泡・脱気装置１１を備えることで塗液排出配管１０から排出された塗液３の脱泡・脱気が可能となり、気泡起因の欠陥を低減させることができる。さらに質量流量計１５を備え、塗液３の密度、液温、流量を管理することで、液物性の変化を捉え易くなる。よって、本発明によれば、塗液３に含まれる粒子や顔料の沈降及び凝集をなくし、塗液３に含まれる樹脂や溶媒なども分散させることができ、さらに脱泡・脱気させることで気泡起因の欠陥を低減させることが可能となる。
【００３５】
なお、本発明の塗布装置にあっては、図１〜４に示したマイクログラビア版を用いたマイクログラビアコーターに限定されるものではなく、ロールを使用する塗布装置であればよい。例えば、グラビアコーター、バーコーターなどのロールを使用する塗布装置にも適用することができる。
【００３６】
以上の、本発明の塗布装置を用いることにより、連続走行するウェブ状の基材６に対し塗液３を塗布し、基材６上に塗膜を備える塗布物を製造することができる。特に、粒子又は顔料を含む塗液３を用いて塗膜を形成し、塗布物を製造する際に用いることができる。粒子としては、光拡散粒子、ＡＧ粒子等を挙げることができる。
【００３７】
塗布物としては、例えば、基材６上にバインダマトリックス形成材料と粒子と溶媒を含む塗液３を用い、粒子により表面に凹凸を備えるＡＧ層を形成したＡＧフィルムを挙げることができる。ＡＧフィルムは液晶表示装置といったディスプレイの観察者側の最表面に設けられ、ディスプレイ表面に入射する外光の映りこみを防ぐものである。
【００３８】
粒子を含む塗液３を用いウェブ状の基材６上に表面に凹凸を有するＡＧ層を基材６上に形成しＡＧフィルムを製造するに際しては、ＡＧ層中の粒子の単位体積当たりの量や粒子の分散状態によってヘイズや光沢度といった光学性能が大きく変化する。
【００３９】
本発明の塗布装置を用いることにより、連続走行する基材６上にＡＧ層を形成するに際に塗液３中に含まれる粒子の沈降や凝集により塗液３の経時変化を抑制することができ、安定的にＡＧフィルムを製造することができる。
【００４０】
以下、塗布物としてＡＧフィルムを製造する場合について説明する。ＡＧフィルムを形成するに際しては、基材６上に、例えば、バインダマトリックス形成材料、粒子を含む塗液３を塗布し、ＵＶを照射することにより形成される。ＡＧ層は、バインダマトリックス中に粒子が分散した構造をとり、粒子により表面に凹凸が形成される。
【００４１】
図４に本発明の塗布装置を備える塗布物（ＡＧフィルム）の製造装置の一実施例の形態を示す概略図を示した。図４に示した製造装置は、ウェブ状の基材６がロール状に巻き取られた基材６を連続走行させるための基材巻出し部１７、基材６を連続走行可能に支持する複数のバックアップロール１８、マニホールドブロック１、マイクログラビア版４、ドクター５、ニアロール７を備える塗布装置、基材６に塗布された塗液３を乾燥する乾燥装置１９、乾燥後の塗膜を硬化する硬化装置２０、及び塗液３を乾燥・硬化した後の基材６をロール状に巻き取る巻取り部２１を備える。
【００４２】
連続走行される基材６は塗布装置を通過後、乾燥装置１９、紫外線照射装置２０を通過することにより、塗布物(ＡＧフィルム)が製造される。
【００４３】
また、本発明の塗布物にあっては、塗膜として反射防止層を機能層として備える反射防止フィルムをあげることができる。反射防止層を形成するに際しては、バインダマトリックス形成材料と低屈折粒子を含む塗液３を用いて形成することができる。
【００４４】
また、本発明の塗布装置にあっては、塗布膜として帯電防止層を備える帯電防止フィルムをあげることができる。帯電防止層を形成する際には、バインダマトリックス形成材料と導電性粒子を含む塗液３を用いて形成することができる。
【００４５】
また、本発明の塗布物にあっては、塗膜として例えばＡＧ層と反射防止層、反射防止層とＡＧ層を備えるといったように複数の機能層を備えていてもよく、このとき、少なくとも１層が本発明の塗布方法により形成されていれば良い。また、帯電防止性能を備えるＡＧ層といったように、１層で複数の機能を有していても良い。
【００４６】
次に、本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００４７】
バインダマトリクス形成材料として紫外線硬化型樹脂であるアクリルモノマー（ペンタエリスリトールトリアクリレート）８５重量部、光重合開始剤であるイルガキュア１８４（チバスペシャリティケミカルズ製）５重量部、溶媒であるトルエン１００重量部を混合した中に、平均粒子径５μｍのシリカ粒子１０重量部を分散させた塗液３を用意した。
【００４８】
また、塗布を行うウェブ状の基材６としてはフィルム厚８０μｍのトリアセチルセルロース（以下、ＴＡＣ）フィルムを用意した。図１に示す塗布装置を備える図４に示す製造装置を用い、連続走行するＴＡＣフィルム上に塗液３を塗布し、塗布後、ＴＡＣフィルムを乾燥装置１９及び紫外線照射装置２０を通過させることにより、ＴＡＣフィルム上に約５μｍのＡＧ層を形成し、ＡＧフィルムを製造した。このとき、ＴＡＣフィルムは全長１０００ｍのものを用い連続走行させ、ＡＧフィルムを連続製造した。
【００４９】
次に、本発明の比較例について説明する。
【００５０】
＜比較例＞
実施例と同一の塗液３を用意した。図１に示す塗布装置からスタティックミキサー８、脱泡・脱気装置１１を外した図４に示す製造装置を用い、連続走行するＴＡＣフィルム上に塗液３を塗布し、塗布後、ＴＡＣフィルムを乾燥炉１９及び紫外線照射装置２０を通過させることにより、ＴＡＣフィルム上に約５μｍのＡＧ層を形成し、ＡＧフィルムを製造した。このとき、ＴＡＣフィルムは全長１０００ｍのものを用い連続走行させ、ＡＧフィルムを連続製造した。
【００５１】
実施例及び比較例で得られたそれぞれのＡＧフィルムについて、製造直後のものと製造終了直前のものを抜き取った。得られた製造直後のＡＧフィルムと製造終了直前のＡＧフィルムについて、蛍光灯の照明がある部屋で蛍光灯の像をＡＧフィルムに映りこませることにより防眩性能の確認をおこなったところ、実施例では製造直後のＡＧフィルムと製造終了直前のＡＧフィルムの間で防眩性能の差は確認されなかった。
【００５２】
一方、比較例では製造直後のＡＧフィルムと製造終了直前のＡＧフィルムの間で防眩性能に差が確認され、質量流量計の密度も低下し、ＡＧフィルムを製造中に塗液の状態が変
化しているものと推測される。また気泡起因と考えられる長手方向に斜めに走る濃いスジも確認された。
【符号の説明】
【００５３】
１…マニホールドブロック
２…マニホールド
３…塗液
４…マイクログラビア版
５…ドクター
６…基材
７…二アロール
８…スタティックミキサー
９…塗液供給配管
１０…塗液排出配管
１１…脱泡・脱気装置
１２…塗液タンク
１３…ポンプ
１４…フィルター
１５…質量流量計
１６…サイドプレート
１７…基材巻出し部
１８…バックアップロール
１９…乾燥装置
２０…電離放射線照射装置
２１…巻取り部
【図１】
2012170939.tif 000003
【図４】
2012170939.tif 000004
【図２】
2012170939.tif 000005
【図３】
2012170939.tif 000006