(57)【要約】      （修正有）【課題】塗布直後の未乾燥状態での膜厚よりも大きい粒子を含む塗布液においても塗布液物性の変化による塗布膜厚の変化や、凝集等の発生による塗布故障の増加が無く、長時間安定に塗布可能すじ故障や膜厚不均一が発生しない塗布装置およびその塗布方法を提供する。【解決手段】塗布直後のウェット膜厚よりも大きい粒径を有する粒子を含む塗布液を、走行する支持体に塗布するのための塗布装置であって、塗布装置のフロントエッジ面とバックエッジ面とのスリットから塗布液を連続的に押し出して塗布する下記の条件を満たす塗布装置。（１）バックエッジの形状がｙ＝ａ（ｘ／Ｌｂ）nの曲線よりなる塗布装置。（断面上でｘは原点からの距離、Ｌｂはバックエッジ面のＸ軸上への投影点の原点からの距離）（２）バックエッジの形状が２つ以上の曲率からなる塗布装置。【選択図】図６
2009034612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布直後のウェット膜厚よりも大きい粒径を有する粒子を含む塗布液を、走行する支持体に塗布するのための塗布装置であって、該塗布装置が、フロントエッジ面を有し支持体の走行方向に対して上流側に位置するフロントバー、バックエッジ面を有し該支持体の走行方向に対して下流側に位置するバックバー及び該フロントバーと該バックバーとの間に位置するスリットを有し、該支持体の走行方向における該塗布装置の断面上で、該フロントエッジ面の下流端における該フロントバーの接線より、該バックバーの一部が突出しており、かつ該バックエッジ面の形状が下記条件１または条件２を満たすものであることを特徴とする塗布装置。
（条件１）
該フロントエッジ面の下流端と該バックエッジ面の上流端とを通る直線を、該バックエッジ面の上流端を原点、該支持体の走行方向を正方向とするＸ軸、該Ｘ軸に該原点で直交する直線を、該バックバーから該支持体に向かう方向を正方向とするＹ軸とした場合のＸ−Ｙ平面内において、該平面内での該バックエッジ面の形状が以下の関係式を有している。
ｙ＝ａ（ｘ／Ｌｂ）n
（但し、０．１≦ａ≦１．０、０．１≦ｎ≦０．７であり、
ｘは該断面上で該原点からの距離であり、ｙは該断面上で該Ｙ軸方向の値であり、
Ｌｂは該断面上で、該バックエッジ面の該Ｘ軸上への投影点の原点からの距離であり、
０．２≦Ｌｂ≦５．０（ｍｍ）である。）
（条件２）
該断面上での該バックエッジ面の形状が、該バックエッジ面の上流端から下流端にかけて該バックバー側にそれぞれ中心を有する曲率半径の異なる第１の円弧、第２の円弧及び第３の円弧が連続している。
【請求項２】
請求項１記載の塗布装置を用いて、塗布直後のウェット膜厚を１〜３０μｍとしこの膜厚よりも大きい粒径を有する粒子を含む塗布液を、走行する支持体に塗布をすることを特徴とする塗布方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布直後のウェット膜厚よりも大きい粒径を有する粒子を含む塗布液の塗布装置および塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、塗布直後の未乾燥状態でのウェット膜厚よりも大きい粒径を有する粒子を含む塗布液、たとえば液晶表示ディスプレイ装置のバックライトに用いられる光拡散シートの光拡散層の塗布（実案第２５３９４９１号参照）は、周知のコンマロール塗布装置や、リバースロール塗布装置が用いられてきた。
【０００３】
しかしこれらの塗布装置は塗布液を開放された液溜めから支持体へ塗布したり、ロールへ塗設された塗布液の大部分が塗布されずに回収されて再利用されるため、光拡散層用として一般的な揮発性の高い溶剤系の塗布液では塗布時の蒸発が激しく、塗布液物性の変化による塗布膜厚の変化や、凝集等の発生による塗布故障の増加がおこり、長時間にわたる安定な塗布が難しかった。
【０００４】
そのため、短時間で塗布を中断して新しい塗布液に交換したり、異物除去のためのろ過のやり直しや、溶剤を添加して塗布液濃度調整したりすることを頻繁に行う必要があり、液ロス増、作業工数増等による生産性の低下を招いていた。
【０００５】
これらの問題を解決する塗布装置としては、コーターダイスにより直接支持体へ塗布を行う押出塗布（エクストルージョン塗布）装置が知られているが、比較的大粒径の粒子を含有する系では、下記のような課題も知られていた。
【０００６】
この塗布装置はバックロールを用いて塗布を行う場合、支持体とコーターダイスとの間隙（コーターギャップ）を塗布膜厚の２倍以下に精度良く設定する必要があり、塗布膜厚が３０μｍ以下と薄い光拡散層に適用した場合、コーターギャップを６０μｍ以下にしなければならず、塗布幅方向の間隙精度に限界があった。
【０００７】
また、バックロールを用いずに塗布する場合は、支持体へコーターダイスのエッジ部分を押し当て、支持体からの反力と支持体〜エッジ間の塗布液の保持力のバランスで塗布するため、コーターギャップは塗布膜厚とほぼ同じとなり、塗布液中の光を拡散するための粗大粒子がコーターギャップに引っ掛ってすじ故障となったり、粗大粒子の周辺のみに塗布液が集まって膜厚が厚くなり、膜厚が不均一になる故障が発生した。
【０００８】
これらの理由により、実用的に検討されることはなかった。
【特許文献１】特開平０２−２５１２６５号公報
【特許文献２】特開平０２−２６８８６２号公報
【特許文献３】特開２００４−１３６２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、塗布直後の未乾燥状態での膜厚よりも大きい粒子を含む塗布液においても塗布液物性の変化による塗布膜厚の変化や、凝集等の発生による塗布故障の増加が無く、長時間安定に塗布可能すじ故障や膜厚不均一が発生しない塗布装置およびその塗布方法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】
【００１０】
本発明は、下記によって達成された。
１．塗布直後のウェット膜厚よりも大きい粒径を有する粒子を含む塗布液を、走行する支持体に塗布するのための塗布装置であって、該塗布装置が、フロントエッジ面を有し支持体の走行方向に対して上流側に位置するフロントバー、バックエッジ面を有し該支持体の走行方向に対して下流側に位置するバックバー及び該フロントバーと該バックバーとの間に位置するスリットを有し、該支持体の走行方向における該塗布装置の断面上で、該フロントエッジ面の下流端における該フロントバーの接線より、該バックバーの一部が突出しており、かつ該バックエッジ面の形状が下記条件１または条件２を満たすものであることを特徴とする塗布装置。
（条件１）
該フロントエッジ面の下流端と該バックエッジ面の上流端とを通る直線を、該バックエッジ面の上流端を原点、該支持体の走行方向を正方向とするＸ軸、該Ｘ軸に該原点で直交する直線を、該バックバーから該支持体に向かう方向を正方向とするＹ軸とした場合のＸ−Ｙ平面内において、該平面内での該バックエッジ面の形状が以下の関係式を有している。
ｙ＝ａ（ｘ／Ｌｂ）n
（但し、０．１≦ａ≦１．０、０．１≦ｎ≦０．７であり、
ｘは該断面上で該原点からの距離であり、ｙは該断面上で該Ｙ軸方向の値であり、
Ｌｂは該断面上で、該バックエッジ面の該Ｘ軸上への投影点の原点からの距離であり、
０．２≦Ｌｂ≦５．０（ｍｍ）である。）
（条件２）
該断面上での該バックエッジ面の形状が、該バックエッジ面の上流端から下流端にかけて該バックバー側にそれぞれ中心を有する曲率半径の異なる第１の円弧、第２の円弧及び第３の円弧が連続している。
２．前記１記載の塗布装置を用いて、塗布直後のウェット膜厚を１〜３０μｍとしこの膜厚よりも大きい粒径を有する粒子を含む塗布液を、走行する支持体に塗布をすることを特徴とする塗布方法。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のバックロールレスのエクストルージョン塗布装置では、塗布直後のウェット膜厚よりも大きい粒径を有する粒子を含む塗布液の、スリット部からエッジ部へかけて流れを調整することが可能となり、塗布液中の粗大粒子のコーターギャップへの引っ掛りが無くなったため、本発明の目的が達成された。また、この効果はウェット膜厚１〜３０μｍ以下で顕著である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施態様について説明する。
＜塗布液＞
本発明では、塗布直後のウェット膜厚よりも大きい粒径を有する粒子を含む塗布液であることを特徴とする。
【００１３】
ここで、塗布直後のウェット膜厚とは、塗布液の塗布装置のスリット部から排出され支持体上に塗布された直後の、まったく乾燥されていない状態での膜厚をいい、塗布液に含まれる粒子の粒径は考慮しない。
【００１４】
本発明が好ましく適用できる塗布液のウェット膜厚は、１〜３０μｍであり、好ましくは３〜２５μｍである。また乾燥後のドライ膜厚は、０．５〜２５μｍである。
【００１５】
塗布液の粘度は、塗布する際の温度における塗布液粘度として、５０〜５０００ｃｐｓ（Ｂ型粘度計により測定）である。
【００１６】
塗布液に含有される粒子は、球状でも非球状でもよい。球状の場合、粒径とはその直径をいうが、非球状の場合、粒子の最大径と最小径の平均値をいう。粒径は、３〜５０μｍであり、好ましくは、５〜４５μｍである。
【００１７】
粒子としては、ポリメチルメタクリレート粒子、ポリスチレン粒子等のポリマー粒子や酸化チタン、シリカ等の無機粒子を適宜使用することができる。
【００１８】
塗布液中に含有される粒子の量は、塗布液全体に対して１〜３０質量％であり、固形分として３〜２５質量％である。
【００１９】
本発明に係る塗布液は、外部から弱い力（ずり速度１０ｓｅｃ−１以下）を受けている場合は粘度が高く、強い力（ずり速度１００００ｓｅｃ−１以上）を受けているときは、粘度が低くなるいわゆるチキソトロピー性を有するものであってもよい。
＜塗布装置＞
図１の（ａ）は、本発明にかかるコーターヘッドの一実施態様の斜視図で、（ｂ）は（ａ）の側面図で、（ｃ）は（ｂ）のＰ−Ｐで切断したときの断面図で、（ｄ）は（ｃ）のＱ部分を拡大したものであり、本明細書内の他の図面は特に断りのない限り、（ｃ）のＱ部分の拡大図に相当するものである。
【００２０】
図２は本発明の塗布装置の一例、即ち、上記本発明の構成（１）にかかる塗布装置であって、同図は、フロントエッジ面の下流端（Ｃ）における該フロントバー（１）の接線より、該バックバー（２）の一部が突出しており、且つ該フロントエッジ面の下流端（Ｃ）と該バックエッジ面の上流端（Ａ）とを通る直線を、該バックエッジ面の上流端（Ａ）を原点、支持体（Ｗ）の走行方向（Ｒ）を正方向とするＸ軸、該Ｘ軸に該原点で直交する直線を、該バックバー（２）から該支持体に向かう方向を正方向とするＹ軸とした場合のＸ−Ｙ平面内において、該平面内での該バックエッジ面の形状が以下の関係式の関係式を有している。
ｙ＝ａ（ｘ／Ｌｂ）n
（但し、０．１≦ａ≦１．０、０．１≦ｎ≦０．７であり、
ｘは該断面上で該原点からの距離であり、ｙは該断面上で該Ｙ軸方向の値であり、
Ｌｂは該断面上で、該バックエッジ面の該Ｘ軸上への投影点の原点からの距離であり、
０．２≦Ｌｂ≦５．０（ｍｍ）である。）
塗布速度を上げる場合は、バックエッジ面のＸ軸とフロントバー（１）とバックバー（２）との間に位置するスリット（３）との成す角は実際上−１０度から＋３０度程度まで可能であるが、装置の加工精度の維持や、良好な塗布性が得られる広範囲な塗布の条件範囲等を考慮すると−１０度から＋２０度が好ましい。
【００２１】
図３、４及び５は本発明の条件１にかかるバックエッジ面の形状を表すグラフの例である（但し、バックエッジ面のＸ軸上への投影長さＬｂ＝１の場合）。
【００２２】
また、図６は本発明の条件２にかかる塗布装置の一例であって、フロントエッジ面の下流端（Ｃ）における該フロントバー（１）の接線より、バックバー（２）の一部が突出しており、断面上での該バックエッジ面の形状が、該バックエッジ面の上流端（Ａ）から下流端（Ｂ）にかけて該バックバー（２）側にそれぞれ中心を有する曲率半径がｒ１、ｒ２、ｒ３の円弧が連続したものである。
【００２３】
更に詳しく述べると、本発明にかかる塗布装置は、該フロントエッジ面の下流端（Ｃ）と該バックエッジ面の上流端（Ａ）とを通る直線を、該バックエッジ面の上流端（Ａ）を原点、支持体（Ｗ）の走行方向（Ｒ）を正方向とするＸ軸、該Ｘ軸に該原点で直交する直線を、該バックバー（２）から該支持体に向かう方向を正方向とするＹ軸とした場合のＸ−Ｙ平面内において、該平面内での該バックエッジ面の形状が以下の関係式を満たす。
０．２≦Ｌｂ≦５．０（ｍｍ）
０≦ｘ１／Ｌｂ≦０．５
０．２≦ｘ２／Ｌｂ≦０．８
−０．５≦Ｈｂ／Ｌｂ≦０．５
０．０５≦ｒ１≦２．０（ｍｍ）
０．５≦ｒ２≦５．０（ｍｍ）
６．０≦ｒ３≦３０．０（ｍｍ）
（但し、ｘ１＜ｒ１、ｘ２−ｘ１＜ｒ２、Ｌｂ−ｘ２＜ｒ３であり、ｒ１は第１の円弧の曲率半径、ｒ２は第２の円弧の曲率半径及びｒ３は第３の円弧の曲率半径を示し、ｘ１は該断面上で該第１の円弧と該第２の円弧との接続点の該Ｘ軸上への投影の長さであり、ｘ２は該断面上で該第２の円弧と該第３の円弧との接続点の該Ｘ軸上への投影の長さであり、Ｌｂは該断面上で該バックエッジ面の該Ｘ軸上への投影点の原点からの距離であり、Ｈｂは該断面上で該バックエッジ面の該Ｙ軸上への投影点の原点からの距離である。（但し、ＨｂはＹ軸の負側に位置する場合、負符号を有する。））
図７において、該第１の円弧と該第２の円弧の接続点（ｂ１）における該第１の円弧との接線と該第２の円弧との接線とのなす角（θ１）が５度以内であり、且つ該第２の円弧と該第３の円弧の接続点（ｂ２）における該第２の円弧との接線と該第３の円弧との接線とのなす角（θ２）が５度以内である。
【００２４】
このような複数の曲率半径を有するバックエッジ面の形状は、特にメタル磁性粉の様に粒径が小さい（長軸で０．１５μｍ以下）場合は、効果的であることが知られていたが、ウェット膜厚よりも大きい粒径を有する粒子を含有するような塗布液への適用は、試行錯誤の結果可能となった。
【００２５】
特にここで３つの曲率半径がバックバー（２）の上流端から下流端に向かって徐々に大きくなることが好ましい。つまり、２×ｒ１＜ｒ２＜１／２×ｒ３の関係を満たすことである。
【００２６】
また、Ｘ軸上に投影されたバックバーの長さＬｂは塗布速度が速くなるに連れて短くなることが好ましい。具体的には、３ｍｍ以下が好ましい。
【００２７】
バックバーの下流端（Ｂ）がＸ軸上に投影された点の原点からの距離ＬｂとＹ軸上に投影された点の原点からの距離Ｈｂの比であるＨｂ／Ｌｂは−０．５から０．５であることが好ましい。
【００２８】
更に、この複数の曲率半径を持つ接合部の成す角度は塗布故障の発生を考慮すると１度以下が好ましい。
＜支持体＞
本発明の塗布液は、フロントバーからバックバー方向に走行する支持体に、固定された塗布装置から塗布液が排出され塗布される。
【００２９】
支持体としては、プラスチックフィルムを好ましく使用することができる。プラスチックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミド、セルロースアセテート、ポリシクロオレフィン等のフィルムを使用することができる。
【００３０】
膜厚としては、５〜３５０μｍのものを使用することができ、好ましくは、３０〜２００μｍである。
【００３１】
塗布液を支持体上に塗布する前に、コロナ放電等の表面処理を施してもよい。
＜塗布方法＞
本発明においては、前記塗布装置を使用することにより、本発明に係る塗布液を良好に塗布することができる。
【００３２】
塗布速度としては、２０〜３００ｍ／ｍｉｎが適用され、好ましくは、３０〜２００ｍ／ｍｉｎである。塗布温度としては、１０〜４０℃、好ましくは１５〜３０℃である。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例により本発明の効果を例証する。
実施例１
液晶表示ディスプレイにおいて、バックライトの光を均一に拡散するための光拡散板として用いられる光拡散シート材の光拡散層を本発明の装置および方法によって作製した。
《塗布液》
・アクリルビーズ（粒径５〜４０μｍ）入りコート剤
（「ＲＵｂコート剤」、大日精化株式会社製）                      １００質量部
・硬化剤「ＰＴＣ  ＬＮ硬化剤」（大日精化株式会社製）                ５質量部
・メチルエチルケトン                                              ５０質量部
粘度はＢ型粘度計で２５０ｃｐｓ、ロトビスコ粘度計（ハーケ社製）で、２００ｃｐｓ（１０００  １／ｓｅｃ）および１８０ｃｐｓ（１００００００  １／ｓｅｃ）であった。
【００３４】
上記塗布液を表１に記載の塗布装置（コーター）を使用し、２５℃においてウェット膜厚２０μｍとなるように、５０ｍ／ｍｉｎの速度で、膜厚１７５μｍのポリエチレンテレタレートフィルムに、塗布幅１０００ｍｍ、塗布長５０００ｍで塗布した。結果を表１に示す。
【００３５】
比較としては、曲率半径７．５ｍｍの単一円弧のバックエッジを有するコーター（比較例４）、コンマロールコーター（比較例５）、リバースロールコーター（比較例６）を使用した。
【００３６】
なお、実施例１〜８、比較例１〜４は、乾燥後の膜厚は、塗布の先頭部分と塗布の最終部分である後尾で９．０μｍと相違はなかったが、比較例５は先頭が１０．１μｍ、後尾が１０．８μｍ、比較例６は先頭が９．８μｍ、後尾が１１．０μｍであった。
＜塗布性評価方法＞
〈すじ故障〉
塗布中に発生したすじ故障をすべてカウントし、１０００ｍ当りの発生数に換算した。
〈うろこ状ムラ故障〉
塗布全長を目視観察し、発生の有無を確認、発生有りの場合は、コニカミノルタ社製分光放射輝度計ＣＳ−１０００Ｓにて輝度測定を行い、輝度ムラが３％以下の場合を問題無しとした。
〈塗布収率〉
塗布後の膜厚を１００ｍおきに測定し、膜厚が８．０〜１０．０μｍに入らなかった部分を不良品とし、良品率（％）で評価を行った。
【００３７】
【表１】
2009034612.tif 000003
【００３８】
実施例２
実施例１で使用した塗布液を用いて、実施例１と同様の塗布試験を行った。塗布装置は、表２に記載する通りである。結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
2009034612.tif 000004
【００４０】
比較例では、塗布膜厚よりも大きいビーズを含んだ塗布液であるため、バックエッジと支持体との間隙部にビーズが一瞬引っかかり、ビーズ周辺部分の間隙が局部的に広がり、ビーズの無い部分よりも膜厚（大粒径ビーズの突起部を除いた厚み）が厚くなり、うろこ状の塗布ムラが発生しやすく、比較例のエッジ形状では強く発生したが、本発明の塗布装置で塗布した実施例では発生無いか、あってもごく弱く、実用上問題ないレベルであり、良好な塗布が可能であった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】（ａ）本発明にかかるエクストルーダーの一実施態様の一部を切断して示した斜視図、（ｂ）側面図、（ｃ）断面図、（ｄ）断面拡大図である。
【図２】本発明にかかる塗布装置の断面図である。
【図３】本発明にかかるバックエッジ面の形状を表すグラフである。
【図４】本発明にかかるバックエッジ面の形状を表すグラフである。
【図５】本発明にかかるバックエッジ面の形状を表すグラフである。
【図６】本発明にかかる塗布装置の断面図の例である。
【図７】本発明にかかる塗布装置の断面図の別の例である。
【符号の説明】
【００４２】
１  フロントバー
２  バックバー
３  スリット
ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４  バーの形状を表す曲率半径
Ｗ  支持体
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  バー表面の位置
【図１】
2009034612.tif 000005
【図２】
2009034612.tif 000006
【図３】
2009034612.tif 000007
【図４】
2009034612.tif 000008
【図５】
2009034612.tif 000009
【図６】
2009034612.tif 000010
【図７】
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