(57)【要約】【課題】コーティングロールと基材間のエアフィルムにより、減圧時にチャンバー内への局所的な基材の引き込まれが生じることで基材とダイヘッド間のクリアランスが変動して起こる塗布ムラを解消する。【解決手段】減圧によるチャンバー内への引き込まれをなくすために減圧チャンバと開口部の間隔を狭め、また塗布液の吸引口への流入を防ぐために仕切り板を設けた小空間減圧チャンバーと、さらにコーティングロールと基材の間のエアフィルムを除去するために、コーティングロール直前に減圧チャンバーを設けたエアフィルム除去装置を有していることを特徴とする塗布装置。【選択図】図１
2013169498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヘッドの先端から塗液を押し出して塗液のビードを形成すると共に、基材をコーティングロールに巻き付けながら搬送し、コーティングロール上の基材に前記ビードを接触させて塗布する塗布装置において、
前記コーティングロールと、前記ダイヘッドと、前記ビードを基材に接触させる塗布位置に対して上流側に配置された減圧チャンバーと、前記基材をコーティングロールに巻き付ける位置に配置された減圧ボックスとを備えて構成され、
前記減圧チャンバーが、吸引ホースに接続された吸引口を備えると共に、この吸引口への前記塗液の流入を防ぐ仕切り板を備えており、
また、前記減圧チャンバーは、コーティングロール上の基材とのクリアランスを調整するバックプレートを備え、このバックプレートの上部と前記ダイヘッド先端との間で構成され、基材がチャンバーに露出する小空間減圧チャンバーのコーティングロール表面開口部中心角が７０度未満で構成されており、
前記減圧ボックスが、基材とコーティングロールとの間にエアが挟まれることを防止する機能を有することを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記小空間減圧チャンバーはチャンバー部とチャンバー部を支える支柱および土台から構成され、さらにチャンバー部はサイドプレート、バックプレート、仕切り板、減圧用ホースを備え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】
前記小空間減圧チャンバーはバックプレートにより開口部の大きさを変更できる構造になっており、さらにチャンバー部は支柱と取り外しでき、チャンバー部の変更も可能な構造になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記エアフィルム除去装置は減圧ボックスおよびサイドプレート、Ｇａｐ調整用プレート、減圧用ホースから構成され、コーティングロール直前に配置され、コーティングロールおよび基材を覆うように設置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フィルムなどの連続的に走行する帯状支持体（以下、基材と称する）上に塗液を塗布するためのダイコーターに関するものであり、さらに詳しくは帯状支持体上のエアフィルムを抑制し、塗布ムラを改善するための塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、連続的に走行する基材に塗液を塗布するための塗布方式としては、グラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、エアドクター、カーテンコーター、スライドコーター、ダイコーターなどがある。これらの塗布方式の中でも、密閉系であり、幅方向での膜厚均一性、平滑性に優れているダイコーターがよく利用されている。このようなダイコーターにおいては、走行する基材にダイヘッド先端を押し付けて塗布する方法と、コーティングロールに巻きつけて搬送される基材にダイヘッド先端を接近させ塗布する方法がある。後者の方式の場合はビードを確実に形成させるためにビード部を減圧する必要が有り、減圧チャンバーを設置して対応することは広く知られている。
【０００３】
上記の減圧チャンバーを用いた方式においてはチャンバー容積が大きく開口部が広いために、高速時においてはダイヘッドと基材のクリアランスを狭め、かつ減圧を高める必要が有るのに対して、基材に同伴する空気層（エアフィルム）が増加するため、減圧チャンバー内への引き込まれが局所的に発生しやすくなり、帯状の塗布ムラが発生したりヌケが発生したりするという問題が生じる。
【０００４】
そこで、上記のようなエアフィルムの増加による塗布欠陥を防止するための解決方法として、減圧チャンバーにつながる減圧用スリットを塗工用スリットと平行に設けることで、またさらに副減圧用スリットを設けることで、局所的な減圧により減圧チャンバー内への基材に引き込まれが無くなり、ダイヘッド先端部のビード近傍部の減圧度を高めることができ、ビードを安定して保持させることができる。さらに減圧用スリットと上流側リップとの間にラビリンスシールを形成することで、ビード部へのエアー持込み量を減少させ、エアー同伴を抑制する効果を持たせるという提案がなされている。（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−０５３２３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記のような方法では、基材表面近傍のエアフィルムを抑制する効果はあるがコーティングロールと基材間のエアフィルムに対しては対応できない。さらにリチウムイオン電池用に用いられるような金属箔の基材は弾性係数が小さく、大きな応力で破断してしまうこともあるため、ＰＥＴフィルムのように上げることでエアフィルムを減少させることはできない。また高速化した場合には減圧を高める必要があり、塗工用スリットの近傍に減圧用スリットがあるため、エアフィルムや基材厚さの変動などによりビードが壊れると減圧用スリットに塗布液が流入してしまう。そのため塗工しても減圧用スリットに塗布液が流入していることで安定して減圧することができない状態に陥り、ビードが不安定になり塗布欠陥となってしまうことが起こる。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたもので、減圧によるチャンバー内への基材の引き込まれをなくすために減圧チャンバーの開口部を狭め、また塗布液の吸引口への流入を防ぐために仕切り板を設けた小空間減圧チャンバーと、さらにコーティングロールと基材の間のエアフィルムを除去するために、コーティングロール直前に減圧ボックスを設けたエアフィルム除去装置を有した塗布装置の提供を目的とする。
【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に請求項１にかかる本発明の塗布装置は、  ダイヘッドの先端から塗液を押し出して塗液のビードを形成すると共に、基材をコーティングロールに巻き付けながら搬送し、コーティングロール上の基材に前記ビードを接触させて塗布する塗布装置において、
前記コーティングロールと、前記ダイヘッドと、前記ビードを基材に接触させる塗布位置に対して上流側に配置された減圧チャンバーと、前記基材をコーティングロールに巻き付ける位置に配置された減圧ボックスとを備えて構成され、
前記減圧チャンバーが、吸引ホースに接続された吸引口を備えると共に、この吸引口への前記塗液の流入を防ぐ仕切り板を備えており、
また、前記減圧チャンバーは、コーティングロール上の基材とのクリアランスを調整するバックプレートを備え、このバックプレートの上部と前記ダイヘッド先端との間で構成され、基材がチャンバーに露出する小空間減圧チャンバーのコーティングロール表面開口部中心角が７０度未満で構成されており、
前記減圧ボックスが、基材とコーティングロールとの間にエアが挟まれることを防止する機能を有することを特徴とする塗布装置である。
【０００９】
請求項２の発明は、前記小空間減圧チャンバーはチャンバー部とチャンバー部を支える支柱および土台から構成され、さらにチャンバー部はサイドプレート、バックプレート、仕切り板、減圧用ホースを備えていることを特徴とする請求項１記載の塗布装置である。
【００１０】
請求項３の発明は、前記小空間減圧チャンバーはバックプレートにより開口部の大きさを変更できる構造になっており、さらにチャンバー部は支柱と取り外しでき、チャンバー部の変更も可能な構造になっていることを特徴とする請求項１または２に記載の塗布装置である。
【００１１】
請求項４の発明は、前記エアフィルム除去装置は減圧ボックスおよびサイドプレート、Ｇａｐ調整用プレート、減圧用ホースから構成され、コーティングロール直前に配置され、コーティングロールおよび基材を覆うように設置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の塗布装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の塗布装置においては、減圧チャンバーの開口部を狭めることでチャンバー内を減圧させるときに基材にかかる引き込まれる力が弱くなる。そのためエアフィルムにより浮上した基材の局所的な引き込まれを抑制することができる。さらにコーティングロール直前に基材を覆うようにして減圧ボックスを設置し減圧させることで、基材表面のエアフィルムを除去し、コーティングロールと基材間のエアフィルムを抑えることが可能となる。
上記の減圧チャンバーと減圧ボックスの両装置を用いることで、ダイヘッド先端でのエアフィルム量を抑えつつ、さらにビード部を安定させるための減圧による局所的なエアフィルムの増大を抑えることが可能となり、帯状の塗布ムラを抑制することができる。加えて、チャンバー内に仕切り板を設けたことで、液垂れした塗液が吸引口へ吸い込まれることも防ぐ。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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断面図である。
【図２】（ａ）従来の減圧チャンバーの概略側面図である。（ｂ）本発明にかかる小空間減圧チャンバーの概略側面図である。
【図３】本発明にかかる小空間減圧チャンバーのバックプレート変更時の概略側面図である。
【図４】本発明にかかる小空間減圧チャンバーの概略正面図である。
【図５】本発明にかかるエアフィルム除去装置の概略側面図である。
【図６】本発明にかかるエアフィルム除去装置の概略正面図である。
【図７】本発明の塗布装置を備える塗布物の製造装置の一実施の形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の一形態について、図１〜図７を参照して説明する。図１は本発明にかかる塗布装置の実施の一形態を示す概略断面図である。図２（ａ）は従来の減圧チャンバーの概略側面図、図２（ｂ）は開口部面積を減らした小空間減圧チャンバーの概略側面図である。図３（ａ）（ｂ）は本発明にかかる小空間減圧チャンバーのバックプレート変更時の概略側面図である。図４は本発明にかかる小空間減圧チャンバーの概略正面図である。図５は本発明にかかるエアフィルム除去装置の概略平面図である。図６は本発明にかかるエアフィルム除去装置の概略正面図である。図７は本発明の塗布装置を備える塗布物の製造装置の実施の一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５に示したように小空間減圧チャンバー１、エアフィルム除去装置２、ダイヘッド３などを含んで構成される。
【００１５】
本発明の塗布装置は図１に示すように、コーティングロール４とガイドロール６の間に基材５上のエアフィルムを除去するためのエアフィルム除去装置２が基材５を覆うような形状で設置され、ダイヘッド３下方にはビード部を安定させるための小空間減圧チャンバー１が設置されている。
【００１６】
小空間減圧チャンバー１は図１〜図４に示すように、チャンバー部９、サイドプレート１２、支柱１４、土台１５からなっている。さらに図３（ａ）に示すようにチャンバー部９は、ダイヘッドから垂れた塗布液が吸引されないための仕切り板１１、基材５とのクリアランスを調整するためのバックプレート１０、チャンバー内を減圧するための吸引用ホース１３を有している。また図３（ｂ）に示すようにバックプレート１０はストレート形状に限定されるのもではなく、ストレート以外の形状に変えることで基材５との位置も変えることができ、開口部の範囲を調整することも可能である。
【００１７】
小空間減圧チャンバー１は、図２（ｂ）、図３に示すように従来の減圧チャンバー８が設置してある既存の架台に設置できるような土台１５を有しており、さらにはチャンバー部９と支柱１４は取り外しが可能な形状でありチャンバー部９を異なる形状のチャンバー部９に変更できるような構造になっている。また図４のように吸引用ホース１３は吸引のバラツキを抑制するためにここでは３ヶ所の複数口設けているが、チャンバー部９の構造によっては３ヶ所に限定されるものではない。
【００１８】
小空間減圧チャンバー１は、従来の減圧チャンバー８の形状と比較すると、従来の減圧チャンバーが図２（ａ）に示すようにチャンバー内がボックスタイプの形状となっており小空間減圧チャンバーのコーティングロール表面開口部中心角ａ’が７０度以上であるのに対して、図２（ｂ）に示すように開口部、ダイヘッド３先端とバックプレート１０上部間の部分が小空間減圧チャンバーのコーティングロール表面開口部中心角が７０度未満の円弧を狭めた形状を有している。そのため、従来の減圧チャンバー８と同じ減圧度で吸引したときには、上記範囲の基材４に対して吸引により引かれる力は減少する。さらに高速
になるにつれて減圧を上げていくと、吸引する力の差はより一層広がっていき、従来の減圧チャンバー８に対して小空間減圧チャンバー１の方が基材４が引き込まれにくくなる。
【００１９】
エアフィルム除去装置２は図１、図５、図６に示すように、減圧ボックス１７、Ｇａｐ調整用プレート１６（ａ）（ｂ）、サイドプレート１２、吸引用ホース１３からなっている。図５、図６において減圧ボックス１７はコーティングロール４上方に、さらに基材５内側に設置され基材幅よりも広い。サイドプレート１２は基材５を囲むように調整されるもので、減圧ボックス１７の両端におけるコーティングロール４とのクリアランスを調整するものである。Ｇａｐ調整用プレート１６（ａ）はコーティングロール４幅手方向におけるクリアランスを調整するもので、Ｇａｐ調整用プレート１６（ｂ）は基材５幅手方向におけるクリアランスを調整するものである。吸引用ホース１３は減圧ボックス１７に接続されており、接続箇所は複数であっても良い。
【００２０】
以上の本発明の塗布装置を用いることにより、連続的に走行する基材５に対して塗液を塗布し、基材５上に塗膜を備える塗布物を製造することができる。特に高速化、薄膜化に伴ってダイヘッド３先端と基材のＧａｐを狭め、減圧を上げる必要があり、さらにコーティングロール４と基材５間のエアフィルムが厚くなるので減圧チャンバー内への引き込まれが発生しやすくなり、塗布ムラが出やすくなるが、本発明のエアフィルム除去装置２を用いることでコーティングロール４と基材５間のエアフィルムを少なくすることができ、かつ基材４が引き込まれる領域に、開口部を狭めた小空間減圧チャンバー１を用いることで基材４の引き込まれを防ぐことができ、塗布ムラの発生を抑制することが可能となる。
【００２１】
以下、塗布物としてＬＲフィルム（反射防止フィルム）を製造する場合について説明する。ＬＲフィルムを形成する際には、基材５上に、例えば、アクリル系のＵＶ硬化樹脂塗液を塗布し、紫外線を照射することにより塗膜が形成される。図７に本発明の塗布装置を備える製造装置の一実施の形態を示す概略図を示した。図７に示した製造装置は、ロール状に巻き取られた基材５を連続走行させるための基材巻出し部１８、基材５を連続走行可能に支持する複数のガイドロール６を備える塗布装置であり、コーティングロール４と基材５の間のエアフィルム除去するためのエアフィルム除去装置２と、チャンバー内への基材５の引き込まれを抑制する小空間減圧チャンバー１と、基材５に塗布された塗液を乾燥する乾燥装置１９と、乾燥後の塗膜を硬化させる紫外線照射装置２０、及び塗液を乾燥・硬化した後の基材５をロール状に巻き取る巻取り部２１を備えている。連続走行する基材５は塗液の塗布工程を通過後、乾燥装置１９、紫外線照射装置２０を通過することにより、塗布物となりＬＲフィルムが製造される。
【実施例】
【００２２】
次に、本発明の塗布装置を用いた実施例について説明する。
＜実施例１＞
基材５として６５０ｍｍ幅のＰＥＴフィルムを使用し、塗布幅６４０ｍｍ幅のエクストルージョン型のダイヘッド３を用いて、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を希釈溶剤とする固形分濃度３質量％のアクリル系のＵＶ硬化樹脂塗布液をｗｅｔ膜厚５μｍとなるように３０ｍ／ｍｉｎの速度で塗工した。塗工液の粘度は２ｍＰａ・ｓ、表面張力が２３ｍＮ／ｍである。使用したコーティングロール４の径は２００ｍｍで、小空間減圧チャンバー１は、チャンバー部９が７４０ｍｍ×２５ｍｍ、小空間減圧チャンバーのコーティングロール表面開口部中心角が３０度、開口部が７４０ｍｍ×５２ｍｍのサイズを有し、減圧度は０．６kＰａで実施した。またエアフィルム除去装置２は基材に対して吸引面積が６６０ｍｍ×９０ｍｍのサイズを有し、減圧度は０．６kＰａで実施した。そのほかの塗工条件としては、テンション５０Ｎ〜２００Ｎ、ダイヘッド３と基材５のＧａｐを６５μｍで実施した。図７に示す製造装置を用い、連続走行するＰＥＴフィルム上に塗液を塗布し、塗布後、ＰＥＴ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、ＰＥＴフィルム上に約１００ｎｍのＬＲ層を形成し、ＬＲフィルムを製造した。
＜実施例２＞
エアフィルム除去装置２を稼動させなかった他は実施例１と同様にしてＬＲフィルムを製造した。
＜実施例３＞
小空間減圧チャンバー１を稼動させなかった他は実施例１と同様にしてＬＲフィルムを製造した。
＜比較例１＞
減圧チャンバーの減圧チャンバーのコーティングロール表面開口部中心角が７０度、開口部の寸法が７４０ｍｍ×１２２ｍｍのものを用い、エアフィルム除去装置２を稼動させなかった他は実施例１と同様にしてＬＲフィルムを製造した。
【００２３】
上記の実施例１〜実施例３および比較例１で得られたそれぞれのＬＲフィルムについて帯状の塗布ムラについて目視による評価を実施した。上記ＬＲフィルムを黒板の上に置き、帯状の塗布ムラが確認できない場合には○、薄いが確認できる場合には△、確認できる場合には×とした。表１にその結果を示す。
【表１】
2013169498.tif 000003
【００２４】
以上の結果より、従来の装置を用いた比較例１に対して小空間減圧チャンバーとエアフィルム除去装置をそれぞれ単独で用いた実施例２と実施例３の場合も高テンションの場合には一定の効果があるが、両者の組み合わせである実施例１においては広いテンション範囲において帯状の塗布ムラが抑制されることを確認した。
【符号の説明】
【００２５】
ａ…小空間減圧チャンバーのコーティングロール表面開口部中心角
ａ’…従来の減圧チャンバーのコーティングロール表面開口部中心角
１…小空間減圧チャンバー
２…エアフィルム除去装置
３…ダイヘッド
４…コーティングロール
５…基材
６…ガイドロール
８…減圧チャンバー
９…チャンバー部
１０…バックプレート
１１…仕切り板
１２…サイドプレート
１３…吸引用ホース
１４…支柱
１５…土台
１６（ａ）…Ｇａｐ調整用プレート
１６（ｂ）…Ｇａｐ調整用プレート
１７…減圧ボックス
１８…基材巻出し部
１９…乾燥装置
２０…紫外線照射装置
２１…基材巻取り部
【図１】
2013169498.tif 000004
【図２】
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【図３】
2013169498.tif 000006
【図４】
2013169498.tif 000007
【図５】
2013169498.tif 000008
【図６】
2013169498.tif 000009
【図７】
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