(57)【要約】【課題】精密な膜厚制御を必要とする成膜工程において、効率的な乾燥能力を保ちつつ、乾燥ムラの発生を抑制することができる塗布膜の乾燥装置を提供する。【解決手段】走行する帯状可撓性基材に塗工ヘッドによって連続的に塗布された塗布膜を、前記基材を重力方向と反対方向に走行させながら乾燥する乾燥装置であって、基材の塗布膜面側に近接して設けられ、塗布膜面の幅方向と同等以上の幅方向の大きさを有し、且つ、複数のスリットを設けたスリット板と、前記スリット板に対して前記基材の反対側に給気と排気を有する送風排気手段と、前記基材に対し前記スリット板の反対側に設けられ、基材を加熱する手段とを備え、前記スリット板の複数のスリットは、基材の走行方向に対して傾斜して設けられ、且つスリットの前記基材に近い側の開口が重力方向の上側で、スリットの前記基材に遠い側の開口が重力方向の下側であることを特徴とする乾燥装置。【選択図】図１
2013160387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状可撓性基材に塗工ヘッドによって連続的に塗布された塗布膜を、前記基材を重力の方向と反対方向に走行させながら乾燥する乾燥装置であって、少なくとも、
基材の塗布膜面側に近接して設けられ、塗布膜面の幅と同等以上の幅を有し、且つ、複数のスリットを設けたスリット板と、
前記スリット板に対して前記基材とは反対側に給気と排気を有する送風排気手段と、
前記基材に対し前記スリット板とは反対側に設けられ、前記基材を加熱する基板加熱手段と、を備え、
前記スリット板の複数のスリットは、基材の走行方向に対して傾斜して設けられ、且つスリットの前記基材に面した側の開口が重力の方向とは逆の上側で、スリットの前記基材とは逆側の開口が重力の方向である下側にあることを特徴とする乾燥装置。
【請求項２】
前記スリット板が基材の走行方向の塗工ヘッドの直後に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置。
【請求項３】
前記スリット板と塗工ヘッドの間がカバーで覆われていることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥装置。
【請求項４】
前記スリット板と、前記基材との間隔が１ｍｍから５０ｍｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行する可撓性フィルムに各種液状組成物を塗布して形成した塗布膜面を乾燥する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続して走行する長尺状の可撓性フィルムに各種液状組成物を塗布して形成した塗布膜面を乾燥する乾燥装置としては、非塗布面側をローラで支持し、塗布面側にエア・ノズルから風を吹いて乾燥させる乾燥装置や、塗布面、非塗布面ともにエア・ノズルから風を吹いて、基材を浮上させた状態、すなわち基材をローラ等に接触させない状態で乾燥させる非接触式のエア・フローティング乾燥装置等が良く知られている。
【０００３】
通常これらの風を吹いて乾燥させる装置では、調湿した風を塗布面に吹きつけることにより、塗布面中に含まれる溶媒を蒸発させて乾燥させている。こういった風を吹きつける方式の乾燥装置は乾燥効率に優れるものの、塗布面に多孔板、整流板等を介して風をあてる場合であっても、直接的に風を塗布面にあてる場合と同様に、この風によって塗布面が乱れて塗布層の厚さが不均一となってムラを生じたり、対流によって塗布面での溶媒の蒸発速度が不均一になったりし、いわゆるユズ肌が発生し、均一な塗布層が得られないという問題があった。
【０００４】
特に、塗布液中に有機溶剤を含む場合には、このようなムラの発生は顕著である。この理由は、乾燥初期には塗布膜中に有機溶剤が十分に含まれた状態であり、この段階で有機溶剤の蒸発分布が生じると、その結果、塗布膜面に温度分布、表面張力分布を生じ、塗布膜面内で、いわゆるマランゴニ対流等の流動が起きることによる。このようなムラの発生は重大な塗布欠陥となる。
【０００５】
そのようなムラを起こさない方法として、塗布膜面全体に覆いを被せる事によって外乱風を遮る方法が用いられるが、塗布膜面上の気流の乱れの原因として蒸発した溶剤ガスと乾燥用の空気が混ざるときに発生する気流の乱れがある為に、塗布ムラが消えないことがしばしばあった。
【０００６】
したがって、蒸発する溶剤成分を取り除きながら、気流の乱れを起こさないために、たとえば特許文献１のような方法が開示されている。特許文献１では、乾燥装置内で基材上に形成された塗布膜に対して平行、かつ、塗布膜の搬送方向に向って熱風を送り、その層流である熱風の速度を基材の搬送速度に対して０．１ｍ／秒〜５ｍ／秒の相対速度になるよう制御している。しかし、この構造では、搬送する基材面上の空気の流れを層流に保つには高い精度で吹き込み風量と角度を設定しなければならず、実用的な搬送速度では困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３４０４７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みて、精密な膜厚制御を必要とする成膜工程において、乾燥ムラの発生を抑制することができる塗布膜の乾燥装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に係る発明は、帯状可撓性基材に塗工ヘッドによって連続的に塗布された塗布膜を、前記基材を重力の方向と反対方向に走行させながら乾燥する乾燥装置であって、少なくとも、
基材の塗布膜面側に近接して設けられ、塗布膜面の幅と同等以上の幅を有し、且つ、複数のスリットを設けたスリット板と、
前記スリット板に対して前記基材とは反対側に給気と排気を有する送風排気手段と、
前記基材に対し前記スリット板とは反対側に設けられ、前記基材を加熱する基板加熱手段と、を備え、
前記スリット板の複数のスリットは、基材の走行方向に対して傾斜して設けられ、且つスリットの前記基材に面した側の開口が重力の方向とは逆の上側で、スリットの前記基材とは逆側の開口が重力の方向である下側にあることを特徴とする乾燥装置である。
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記スリット板が基材の走行方向の塗工ヘッドの直後に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の乾燥装置である。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記スリット板と塗工ヘッドの間がカバーで覆われていることを特徴とする請求項１または２に記載の乾燥装置である。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記スリット板と前記基材との間隔が１ｍｍから５０ｍｍであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の乾燥装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１によれば、塗布膜面から蒸発した溶剤成分が、その自重によって緩やかに基材とスリット板間を落下し、重力の方向に対して逆方向である上側に位置する基材に近い側の開口から、下側に位置する基材に遠い側の開口に向かって流れを自然に形成することが出来、蒸発した溶剤成分の流れが送風排気手段によって整流され、その結果、塗布膜の乾燥ムラの発生を抑制することが出来る。また、基材を加熱することにより、ムラを抑制しつつ、乾燥効率を上げることが可能となる。
【００１４】
本発明の請求項２によれば、特に、ムラの発生に大きく影響を与える、塗布直後の乾燥初期部分に上記スリット板を設置することにより、より効果を発揮することが出来る。
【００１５】
本発明の請求項３によれば、スリット板と塗工ヘッドの間をカバーで覆うことにより、気化溶剤を含む気体をスリット板と塗工ヘッドの間から漏れ出すことなく全てスリット板を経由してボックス内に移行させることが可能となり、良好に塗布膜の乾燥ムラの発生を抑制することが出来る。
【００１６】
本発明の請求項４によれば、スリット板と基材との間隔を１ｍｍから５０ｍｍに設定することによって、良好に塗布膜の乾燥ムラの発生を抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の乾燥装置の一例の断面を示す概略図であり、図１（ａ）は本発明の乾燥装置の一例を示す概略断面図、図１（ｂ）はスリット板を、図１（ａ）の紙面の左側から見た側面を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の乾燥装置を実施の形態に沿って以下に図面を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の乾燥装置の一例を示す概略断面図である。
【００１９】
図１（ａ）に示される本発明の乾燥装置は、巻き出しロール５より巻き出された基材８の片方の面に、塗工ヘッド７にて液状組成物を塗布した後に、塗布面近傍にスリット板２が近接して設置される。
【００２０】
スリット板２は、基材８の幅方向に、少なくとも塗布幅以上に開口しており、幅方向全体に空気の出入りが可能となっている。図１（ｂ）はスリット板２を図１（ａ）の紙面の左側から見た側面を示す図である。スリット２ａ、２ｂ〜２ｎは、基材８の流れ方向に連続的に設けられており、例えばスリット２ａでは、開口２ａ−１は基材８に近い側、開口２ａ−２は遠い側に設けられ、スリット２ａ、２ｂ〜２ｎは基材８の走行方向に対して傾斜して設けられ、且つ、スリットの前記基材８に近い側の開口が重力の方向とは逆方向である上側で、スリットの前記基材８に遠い側の開口が重力の方向である下側に設けられている。即ち、スリット２ａの場合、スリットの前記基材８に近い側の開口２ａ−１が重力の方向とは逆方向である上側で、スリットの前記基材８に遠い側の開口２ａ−２が重力の方向である下側に設けられている。
【００２１】
ここでスリット２ａ、２ｂ〜２ｎの基材８に対する傾斜角度は、塗布対象品種や、含有溶剤種類によって任意に設定される。
【００２２】
また、スリット板２と塗工ヘッド７の間をカバー１０で覆うことで、溶剤を含む気体がスリット板２と塗工ヘッド７の間から漏れ出すことを防ぐことができる。
【００２３】
スリット板２に対して、基材８と反対側には、排気および吸気を備えた送風排気手段３を設置する。これにより、スリット板２のスリットより流入した、溶剤を多く含有した気体は除去され、溶剤濃度が際限なく上がることが無くなり、連続した溶剤の流入が可能となる。送風の方向は、基材８の流れ方向の上から下へでも、下から上へでも構わなく、基材８の幅方向でも構わない。また、排気ボックス１３の内部の気流の乱れを防止するために、整流板１を設置しても良い。
【００２４】
また、基材８に対してスリット板２と反対側に、基材加熱手段４を設置することができる。基材加熱方式としては、近赤外線ヒーター、遠赤外線ヒーター、熱線ヒーター、マイクロ波ヒーター、等による非接触加熱方式や、温水、蒸気、オイル、熱線等によって熱せられたロール基材を接触させることによって基材を加熱する接触加熱方式でも良い。基材加熱手段４によって、塗布液中の有機溶剤の蒸発を促進することが出来、乾燥ムラを抑制しつつ、乾燥効率を上げることが可能となる。
【００２５】
本発明による乾燥装置は、塗布膜面に悪影響を与えず蒸発により溶剤を取り除き、わずかな乾燥ムラの発生を抑制することができるが、その効果が最も強く現れるのは乾燥初期である。したがって、乾燥装置の全長すべてが本発明の乾燥装置によるものではなく、基材８への塗布直後の乾燥初期段階だけに本発明の乾燥装置を導入しても効果が得られる。その場合、本発明の乾燥装置の後に、公知の乾燥装置を第二の乾燥装置として導入しても良い。
【００２６】
第二乾燥装置としては、スリットノズルやパンチングメタルから基材に形成された塗布膜に温度を上昇させた噴流を当てるような方式を導入しても良いし、クイックリターン方式のノズルや基材の搬送方向に平行流を流す方式のノズルから熱風を噴出する方式でも良い。また、片面だけでなく両面から加熱手段を設けても良い。一般的に使用されているいかなる乾燥装置を使用しても本発明の効果を妨げるものではない。
【００２７】
本発明で使用される塗工ヘッド７としては、ダイコーター、バーコーター、カーテンコーター、エクストルージョンコーター、ロールコーター、ディップコーター、グラビアコーターなどの装置を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００２８】
本発明で使用される基材８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（トリアセチルセルロース）、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イルムなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、紙および紙にポリエチレン、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又はラミネートしたもの、さらに、アルミニウム、銅、錫等の金属箔も挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００２９】
本発明で使用される塗布液は、溶剤を含むものであり、基材上に塗膜を形成するものであれば、公知のいずれの塗布液を用いることができる。
【００３０】
本発明で使用される溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、２−メトキシエタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチル等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、エチレングリコール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール等のグリコール類、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール・ブチルカルビトール等のグリコールエーテル類、ヘキサン、ヘプタン・オクタン等の脂肪族炭化水素類、ハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド等が挙げられ、１種、または、２種類以上の混合物として用いて良いが、これらに限定されるものではない。
【実施例】
【００３１】
＜実施例＞
図１（ａ）に示すような乾燥装置により、基材に塗布液を塗布した直後の塗布膜を乾燥させて、乾燥ムラが発生するかどうかを確認した。
【００３２】
塗布直後よりスリット板２を配置し、スリット板２に対して基材８と反対側に、同等の大きさのボックス１３を設置し、その中に、給気口１１より空気を給気し、排気口１２より排気を行った。この時、整流板１には、ハニカム整流板を設置した。また、基材８に対してスリット板２と反対側に、遠赤外線ヒーターを設置した。ここで、スリット板２の基材８の搬送方向における全長は２ｍとし、基材８とスリット板２の間隔を１０ｍｍとした。スリット板２の各スリットの長手方向の長さは５０ｍｍとし、スリット板２の厚さを３０ｍｍ、スリットの幅は５ｍｍとした。また、スリットの角度は基材８の垂直方向に対して４５°のものを用い、基材８側が上となるように配置した。送風排気手段３のボックス１３の内部の風速を１ｍ/ｍｉｎになるように、また、ボックス１３内部の大気圧との差圧が０Ｐａとなるように給気と排気のブロアを調整した。また、遠赤外線ヒーターの表面温度が１００℃になるように調整し、基材８からの距離が１００ｍｍになるように配置した。
【００３３】
塗布液としては、トルエン溶剤５０％、アクリル系樹脂５０％の塗布液を用い、基材８には厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレートフイルムを用いた。塗布条件としては、塗布速度２０ｍ／ｍｉｎでダイコーティングにより塗布を行った。
【００３４】
上記条件にて塗布を行ったところ、問題となるようなムラは確認できなかった。
【００３５】
＜比較例＞
本発明の乾燥装置を全く設置していない状態にて、上記実施例と同じ条件にて塗布を行
ったところ、塗布膜にモヤモヤとしたムラ、或いは製品上に目視可能なこすり傷が確認でき、製品としては良品を得ることが出来なかった。
【００３６】
表１は上記条件で、本発明の乾燥装置を用いて、スリット板と塗布された基材との距離を変えた場合の乾燥後の塗布膜の外観評価を行った結果を示す。スリット板と塗布された基材との距離を、０．５ｍｍから６０ｍｍの間で変化させた以外は、実施例と同じ条件にてサンプルを作製した。その場合の乾燥後の塗布膜は、０．５ｍｍの場合にはスリット板と基材が接触してしまい塗布膜表面にこすり傷が認められた。５５ｍｍの場合には塗布膜にモヤモヤとした若干の乾燥ムラを確認することが出来、更に６０ｍｍの場合にはモヤモヤが明確に確認することが出来た。このことから、スリット板と塗布された基材との距離は下限間隔1ｍｍから上限間隔５０ｍｍの間に設定することが望ましいと判断した。
【００３７】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の乾燥装置は、高精度な品質を要求する、光学膜、電子基板、食品用包装材、医療用包装材等の、乾燥工程を必要とするウェットコーティング方式を利用した大量生産分野において、安定した生産品質を確保し、低コスト化、高精度化に寄与できる。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・整流板
２・・・スリット板
３・・・送風排気手段
４・・・基材加熱手段
５・・・巻き出しロール
６・・・コーティングロール
７・・・塗工ヘッド
８・・・基材
１０・・・カバー
１１・・・給気部
１２・・・排気部
１３・・・ボックス
１４・・・気体の状態の溶剤の流れ
２ａ、２ｂ〜２ｎ・・・スリット
２ａ−１、２ａ−２・・・スリットの開口
【図１】
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