(57)【要約】【課題】従来と同等の塗工技術でも容易に塗膜表面に均一な凹凸形状を形成することが可能な塗布装置および塗膜形成方法を提供することを課題とする。【解決手段】少なくともＵＶ硬化型樹脂と透明樹脂粒子と軟磁性体粒子を含む塗液を塗布する塗布装置であって、少なくとも、塗液を被塗布物である基材に塗布する塗布部と、前記塗布部において前記基材をその裏面から支持することで塗布を可能とするバックロールと、前記塗布部において前記基材上に塗布された塗膜に磁界を印加する磁石と、前記塗膜を乾燥させる乾燥炉と、乾燥後の塗膜に紫外線を照射するＵＶ照射装置とからかることを特徴とする塗布装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＵＶ硬化型樹脂と透明樹脂粒子と軟磁性体粒子を含む塗液を塗布する塗布装置であって、少なくとも、
塗液を被塗布物である基材に塗布する塗布部と、
前記塗布部において前記基材をその裏面から支持することで塗布を可能とするバックロールと、
前記塗布部において前記基材上に塗布された塗膜に磁界を印加する磁石と、
前記塗膜を乾燥させる乾燥炉と、
乾燥後の塗膜に紫外線を照射するＵＶ照射装置とからなることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
磁石が永久磁石または電磁石からな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】
請求項１または２に記載の塗布装置を用いた塗膜形成方法であって、
被塗布物である基材に、少なくともＵＶ硬化型樹脂と透明樹脂粒子と軟磁性体粒子を含む塗液を塗布し塗膜を形成する塗布工程と、
前記塗布工程で形成された塗膜に磁界を印加して塗膜中の粒子を磁界の方向に配向させる配向工程と、
前記配向工程で処理された基材上の塗膜を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程で処理された基材上の塗膜に紫外線を照射するＵＶ照射工程とを、この順に実施することを特徴とする塗膜形成方法。
【請求項４】
軟磁性体粒子がフィラーに内包されていることを特徴とする請求項３に記載の塗膜形成方法。
【請求項５】
塗液の粘度が１〜１０００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項３または４に記載の塗膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラーおよび軟磁性体粒子を添加したＵＶ硬化型塗液の塗布に関するものであり、詳しくは基材上に塗布された塗液に磁界を印加する事で軟磁性体粒子が付着した粒子または一体となった粒子の配列を制御することにより、膜表面の凹凸を制御することが可能な塗布技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、連続走行する基材に塗布液を塗布する方法として、ディップコート法、ブレードコート法、エアーナイフコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、リバースコート法、リバースロールコート法、エクストルージョンコート法、スライドコート法、カーテンコート法、ダイコート法等が知られている。
【０００３】
塗布開始点の基材をバックロールで支持する塗布方法に関しては、特許文献１および２に開示されている単層での塗布方法、および、特許文献３および４に開示されている重層塗布方式に関するものなど、塗布方式および塗布装置に関し多くの特許が出願されている。これらの塗布方法は、バックロールで支持された基材に対して塗布部を通常１ｍｍ以下のクリアランスに保ちながら塗布する方法である。これらの塗布方法は均一な乾燥膜厚を得るために塗布部の寸法精度等に特別な配慮が払われ、注意深く塗布が行われる必要があり、高い歩留まりで且つ高い生産性を達成することは困難な技術である。
【０００４】
一方、塗膜表面に意図的に凹凸形状を付与することで機能を発現させるものがある。例えばＡＧフィルムは塗膜表面に形成された凹凸形状により狭角光散乱を起こし、防眩性機能を発現している。塗膜表面への凹凸付与の方法として特許文献５〜７に開示されているように、高分子樹脂にフィラーを含有させる方法がある。フィラーの均一分散が不可欠であり、フィラーの分布に偏りが生じると形成される膜表面の凹凸は不均一になってしまう。ＡＧフィルムのような光学用途の機能性フィルムは、所望の凹凸を均一に作製することが必要不可欠であるが、このためにはフィラー分布を精密に制御する必要があるため、高い歩留まりで且つ高い生産性を達成することは困難な技術となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−９５３６３号公報
【特許文献２】特開昭５０−１４２６４３号公報
【特許文献３】特開昭４５−１２３９０号公報
【特許文献４】特開昭４６−２３６号公報
【特許文献５】特開２００８−１５８５３６号公報
【特許文献６】特許第４２２１９９０号公報
【特許文献７】特開２０１１―１０７３３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑み、従来と同等の塗工技術でも容易に塗膜表面に均一な凹凸形状を形成することが可能な塗布装置および塗膜形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する手段として、請求項１に記載の発明は、少なくともＵＶ硬化型樹脂と透明樹脂粒子と軟磁性体粒子を含む塗液を塗布する塗布装置であって、少なくとも、
塗液を被塗布物である基材に塗布する塗布部と、
前記塗布部において前記基材をその裏面から支持することで塗布を可能とするバックロールと、
前記塗布部において前記基材上に塗布された塗膜に磁界を印加する磁石と、
前記塗膜を乾燥させる乾燥炉と、
乾燥後の塗膜に紫外線を照射するＵＶ照射装置とからなることを特徴とする塗布装置である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、磁石が永久磁石または電磁石からなることを特徴とする請求項１に記載の塗布装置である。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の塗布装置を用いた塗膜形成方法であって、
被塗布物である基材に、少なくともＵＶ硬化型樹脂と透明樹脂粒子と軟磁性体粒子を含む塗液を塗布し塗膜を形成する塗布工程と、
前記塗布工程で形成された塗膜に磁界を印加して塗膜中の粒子を磁界の方向に配向させる配向工程と、
前記配向工程で処理された基材上の塗膜を乾燥させる乾燥工程と、
前記乾燥工程で処理された基材上の塗膜に紫外線を照射するＵＶ照射工程とを、この順に実施することを特徴とする塗膜形成方法である。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、軟磁性体粒子がフィラーに内包されていることを特徴とする請求項３に記載の塗膜形成方法である。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、塗液の粘度が１〜１０００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項３または４に記載の塗膜形成方法である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明の塗布装置によれば、表面の凹凸形状を形成する為のフィラーとしての透明樹脂粒子および軟磁性体粒子を添加したＵＶ硬化型の塗液の塗布において、基材上の塗液をＵＶ硬化させる前に、基材の両面のうち少なくとも一方の面に配置された基材厚み方向に磁場のベクトルを持つ磁石が設置された箇所を前記基材上の塗液が通過する際に、塗液中の軟磁性体粒子を塗膜の厚さ方向の任意の側に引き付けることで塗液中の粒子の配向処理を可能とし、その次の乾燥処理により溶剤分を除去し乾燥膜厚にすることで、塗膜表面に均一に凹凸形状を形成し、その次のＵＶ照射処理によって塗膜を硬化させることができる塗布装置を提供することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、磁石が永久磁石または電磁石からなる群より選択されることにより、磁界印加による粒子の配向処理を行うのに必要な磁界を得るために、適切な磁石を選択した塗布装置を提供することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２に記載の塗布装置を用いて、塗膜表面に均一に凹凸形状を形成することができる塗膜形成方法を提供することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、軟磁性体粒子がフィラーに内包されることにより、フィラーの表面に軟磁性体粒子を付着させていた場合に比べ、フィラーへの軟磁性体粒子の付与を確実に行えるようになるため、配向しない粒子を少なくした塗膜形成方法を提供することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、塗液の粘度が１〜１０００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする事で、塗液中の軟磁性体粒子およびフィラーが塗液中を容易に移動する事ができ、配向処理が容易な塗膜形成方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の塗液の組成の一例を示す概念図である。
【図２】図２は本発明の塗布装置の一例を示す概略断面図である。
【図３】図３は本発明の磁界を印加する前の基材上の塗液の状態の一例を示す概念図である。
【図４】図４は本発明の磁界を印加した後の基材上の塗液の状態の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明について、図面を参照して具体的に説明する。
図１はＵＶ硬化型樹脂４中に軟磁性体粒子１、フィラー２、増粘材３が分散した塗液５の内部を示した概念図である。軟磁性体粒子１は、フィラー２より小さく、フィラー２の表面に付着して磁石としての性質を付与させる役割を担っている。その為、フィラー２に内包させても良い。フィラー２は、乾燥後の塗膜表面に凹凸形状を形成する為の、透明樹脂粒子である。ＵＶ硬化型樹脂４は水、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、メチルエチルケトン、酢酸エチル、トルエンなどの各種溶媒で希釈することができるものを使用することができる。希釈の度合いによって、塗膜が塗布され乾燥した後の表面の凹凸状態を調整することが可能である。また粒子の分散安定性の確保のため、添加物として界面活性剤を添加しても良い。また、軟磁性体粒子１、フィラー２、などの粒子に対して、予め表面処理を施し、分散安定性を向上させても良い。塗液５の粘度は増粘材３の添加により所望の値を得る事ができるが、１〜１０００ｍＰａ・ｓの粘度とすることで、塗布を良好に実施し、且つ軟磁性体粒子１およびフィラー２が、基材７に塗布された後の塗液５の中を容易に移動する事ができ、磁界印加による配向処理を容易に行えるようにすることができる。
【００１９】
図２は、本発明の塗布装置の一例を示す概略断面図であり、塗布からＵＶ照射までの塗膜形成工程を示したものである。塗布部６にて、基材７に塗液を塗布する。塗布部６はリップダイコーター、スロットダイコーター、コンマコーター、ブレードコーター等の、従来の塗工技術の中から塗液の粘度に応じて適切なものを選択できる。例えば、塗液の粘度が１〜１０００ｍＰａ・ｓの場合は、スロットダイコーターを好適に使用する事ができる。磁石８は塗布部６から乾燥装置９の間に設置する事ができる。塗布部６と乾燥炉９の間に磁石８を設置することで、溶媒が蒸発し塗布された塗液５が固化する前の、粘度が低い状態で磁石８による磁界が印加されることで磁力が働き、その磁力によって塗布された塗液５の中を容易に移動する事ができる。そのため、フィラー２が二次凝集した二次凝集物１２に付着しているか、一体化した軟磁性体粒子１が持っている磁気モーメントの方向が、磁界の方向に向いて、配向する。ここで、軟磁性体粒子１はフィラー２より小さく、フィラー２に内包されていても良いし、内包されていない場合は、フィラー２の表面に付着していても良い。磁石８の種類は、必要な磁速密度に応じて永久磁石および電磁石から選択できる。塗布された塗液５中の粒子が配向された後、乾燥炉９により乾燥され、次にＵＶ照射装置１１によって紫外線が照射される。ここで、乾燥炉９やＵＶ照射装置１１は、従来から使用されているものを使用することができる。
【００２０】
図３は磁界を印加する前の基材上の塗液の状態の一例を示す概念図である。軟磁性体粒子１、フィラー２は増粘材３により２次凝集物１２を形成した状態になっている。軟磁性体粒子１は、金属および金属酸化物からなる軟磁性体の群より選ぶことができる。また、軟磁性体粒子１は、フィラー２の表面に付着していても良いし、フィラー２に内包されていても良い。何れも、軟磁性体粒子１はフィラー２より小さいことが必要である。望まし
くは、軟磁性体粒子１の大きさは、可視光領域で光学的に影響がでない程度の微細な粒子サイズが望ましい。
【００２１】
図４は磁界を印加した後の基材上の塗液の状態の一例を示す概念図である。二次凝集物１２の比重がＵＶ硬化型樹脂４より重い場合、二次凝集物１２は基材７側に沈み、膜面内方向に伸びた形状をとろうとするが、磁界によって軟磁性体粒子１が塗膜表面方向に引き付けられることで二次凝集物１２は膜厚方向に伸びた状態となる。この磁界の磁束密度を制御することで二次凝集物１２の形状を制御することができる。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明の実施例について説明する。
＜実施例1＞
図１に示したＵＶ硬化型樹脂４中に軟磁性体粒子１、フィラー２、増粘材３を分散させた塗液５の作製を行った。軟磁性体粒子１にマグネタイト（チタン工業株式会社製、ＡＢＬ−２０７）を用いた。塗液５に対するマグネタイトの固形分を０．０５ｗｔ％とした。フィラー２にアクリルスチレン共重合体（積水化成品工業株式会社製、テクポリマー、平均粒径：２．０μｍ、測定方法：ＪＩＳＫ５６００−９−３）を用いた。アクリルスチレン共重合体の比重は１．１ｇ／ｃｍ３とした。塗液５に対するアクリルスチレン共重合体の固形分を４．９５ｗｔ％とした。増粘材３に親有機化処理を行ったモンモリロナイト（コープケミカル株式会社製、ルーセンタイトＳＡＮ）を用いた。塗液５に対するモンモリロナイトの固形分を５ｗｔ％とした。ＵＶ硬化型樹脂４にウレタンアクリレート系樹脂（荒川化学工業株式会社製、５７５ＣＢ）を用いた。ウレタンアクリレート系樹脂の比重は１．３ｇ／ｃｍ３とした。塗液５に対するウレタンアクリレート系樹脂の固形分を４０ｗｔ％とした。溶媒としてトルエンを用いた。塗液５に対する総固形分が５０ｗｔ％となるよう溶媒の添加量を調整した。塗液５の粘度は１５０ｍＰａ・ｓであった。
【００２３】
塗布部６としてスロットダイを備えた塗布装置を準備した。塗布基材７としてＴＡＣを準備し、その基材厚を６０μｍ、基材幅を６５０ｍｍとした。基材７の搬送速度は５ｍ／ｍｉｎとした。塗液５の塗布は塗布幅６００ｍｍとし、塗膜厚が１５μｍとなるよう送液流量を調整した。
【００２４】
磁石８として、電磁石を用いた。６００ｍｍの塗布幅に対し、磁束密度が幅６００ｍｍ、長さ３００ｍｍの有効範囲で０ｍＴ、１ｍＴ、２ｍＴ、４ｍＴとなるよう電磁石を設定した。設置場所は塗布部６から１０００ｍｍ進んだ位置であり、乾燥炉９の入り口手前とした。基材７の表裏両面側に電磁石を設置し、基材７と電磁石の距離を約１０ｍｍとした。
【００２５】
得られた塗膜に対して非接触表面・層断面形状計測システム、Ｒ３３００Ｈ  Ｌｉｔｅ（（株）菱化システム社製））を用いて算術平均粗さＲａおよび凹凸形状の平均間隔Ｓｍの評価を行い、下記の表１に結果を得た。
【表１】
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【００２６】
上記のように、本発明によればフィラーおよび軟磁性体粒子を添加したＵＶ硬化型の塗液の塗布において、基材上に塗布された塗液に磁界を印加する事で膜表面の凹凸形状を制御することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１．軟磁性体粒子
２．フィラー
３．増粘剤
４．ＵＶ硬化型樹脂
５．塗布された塗液
６．塗布部
７．基材
８．磁石
９．乾燥炉
１０．バックロール
１１．ＵＶ照射装置
１２．二次凝集物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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