(57)【要約】【課題】粘度調整用のゲル化剤等を含有することなく、簡便で、かつ生産性の高い、有機溶剤系塗工液の同時多層塗工方法を提供すること。【解決手段】複数の有機溶剤系の塗工液を傾斜したスライド面上であらかじめ多層化し、その多層の塗工液を基材上に転移させて多層塗膜を形成する同時多層塗工方法において、塗工時における、下層を形成する塗工液の粘度と、上層を形成する塗工液の粘度の比が２以上であり、塗工時における下層を形成する塗工液のチキソトロピー・インデックスが５以上であり、上層を構成する塗工液中の溶剤の蒸発速度が酢酸ブチルを１００としたときの相対蒸発速度の値として２５０以上であり、かつ下層を構成する塗工液中の溶剤の蒸発速度が酢酸ブチルを１００としたときの相対蒸発速度の値として２５０未満であることを特徴とする同時多層塗工方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の有機溶剤系の塗工液を傾斜したスライド面上であらかじめ多層化し、その多層の塗工液を基材上に転移させて多層塗膜を形成する同時多層塗工方法において、塗工時における、下層を形成する塗工液の粘度と、上層を形成する塗工液の粘度の比が２（ｃｐ／ｃｐ）以上であり、塗工時における下層を形成する塗工液のチキソトロピー・インデックスが５以上であり、上層を構成する塗工液中の溶剤の蒸発速度が酢酸ブチルを１００としたときの相対蒸発速度の値として２５０以上であり、かつ下層を構成する塗工液中の溶剤の蒸発速度が酢酸ブチルを１００としたときの相対蒸発速度の値として２５０未満であることを特徴とする同時多層塗工方法。
【請求項２】
塗工時の塗工液の温度が−１０〜５℃である請求項１に記載の同時多層塗工方法。
【請求項３】
前記上層を形成する塗工液の溶剤がケトン類であり、下層を形成する塗工液の溶剤がグリコール類である請求項１又は２に記載の同時多層塗工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は同時多層塗工方法に関し、詳しくは、複数の有機溶剤系の塗工液を一括で塗布し、同時に多層を塗工する同時多層塗工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、走行する基材上に１回の塗布プロセスにより多層を形成する多層塗工方式があり、写真フィルム等の塗工プロセスに広く利用されている。この方式による塗工方法は、図１に示すように、塗布ヘッド１における複数の狭いスリットから塗工液Ａ及びＢを押し出し、傾斜したスライド面２上を重力の作用により自然流下させ、重なりあった塗工液Ａ及びＢをロール３によって、走行する基材４上に転移させて多層塗膜を形成するものである。
このような方法は、水溶系において有効であり、ゼラチンをバインダーとするハロゲン化乳化剤を同時多層塗布し、その後冷却する方法が知られている。この方法は、ゼラチンのゾル−ゲル変換特性を利用して多層膜をゲル化させて超高粘状態にし、層間の混合を起こりにくくした上で熱風乾燥等により塗膜を形成するものである。
【０００３】
一方、有機溶剤系は、水系に比較して表面張力が低いため、拡散混合が起こりやすく、また有機溶剤において有効なゾル−ゲル変換物質は見出されていない。従って、有機溶剤系では、１層ずつ逐次塗布し、乾燥する方法がとられていた。このような逐次塗布乾燥方法は、多大な製造コストと製造時間を要するため、これまで、有機溶剤系においても、１回の塗布プロセスにより多層を形成する方法が提案されている。
【０００４】
例えば、下層を形成する塗布液の粘度と上層を形成する塗布液の粘度を、低せん断速度時には一致させるかもしくはその差を±１０ｃｐ以内とし、高せん断速度時には下層を形成する塗布液の粘度を上層を形成する塗布液の粘度よりも低くなるようにするものである（特許文献１参照）。この方法では、まず上層を形成する塗布液の液特性を決定した後、この液特性を基準として下層の塗布液の液濃度を所定の値に下げ、所定量の増粘剤を加えることにより、下層塗布液の液特性が決定される。従って、この方法では粘度調整用の増粘剤が必要であり、これら添加物による機械的特性又は光学的特性の低下が想定され、用途によっては適用できない場合があった。
【０００５】
また、２種類の有機溶剤系塗工液を使用し、何れか一方の塗工液に界面活性剤を添加して塗工液の表面張力を制御することにより、２層塗工液の界面を維持させた状態で同時多層塗工する方法が提案されている（特許文献２参照）。
しかしながら、この方法においても界面活性剤を添加するため、上記と同様の課題がある。
【０００６】
さらには、２種以上の非水系塗布液の少なくとも１種に電子線硬化性化合物を含有させ、同時多層塗布後、電子線を照射して塗布層を硬化あるいは増粘させ、乾燥することで多層塗膜を得る方法が提案されている（特許文献３参照）。
しかしながら、この方法では、塗布工程の後、塗布液が拡散混合しないうちに、電子線照射工程を行う必要があり、操作が煩雑であるとともに、おおがかりな装置が必要となるという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭６３−２０５８４号公報
【特許文献２】特開平７−１３６５７８号公報
【特許文献３】特開昭６１−７４６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、粘度調整用のゲル化剤等を含有することなく、簡便で、かつ生産性の高い、有機溶剤系塗工液の同時多層塗工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、塗工時における上層を形成する塗工液（以下「上層塗工液」と表記することがある。）と下層を形成する塗工液（以下「下層塗工液」と表記することがある。）の粘度の比を特定の範囲とし、塗工時における下層塗工液のチキソトロピック性を特定の範囲とし、かつ、上層塗工液及び下層塗工液を構成する溶剤の相対蒸発速度を特定の範囲とすることで、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づき完成したものである。
すなわち、本発明は、複数の有機溶剤系の塗工液を傾斜したスライド面上であらかじめ多層化し、その多層の塗工液を基材上に転移させて多層塗膜を形成する同時多層塗工方法において、塗工時における下層を形成する塗工液の粘度と上層を形成する塗工液の粘度の比が２（ｃｐ／ｃｐ）以上であり、塗工時における下層を形成する塗工液のチキソトロピー・インデックス（以下「ＴＩ値」という。）が５以上であり、上層を構成する塗工液中の溶剤の蒸発速度が酢酸ブチルを１００としたときの相対蒸発速度の値として２５０以上であり、かつ下層を構成する塗工液中の溶剤の蒸発速度が酢酸ブチルを１００としたときの相対蒸発速度の値として２５０未満であることを特徴とする多層塗工方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、粘度調整用のゲル化剤等を含有することなく、簡便で、かつ生産性の高い、有機溶剤系塗工液の同時多層塗工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の同時多層塗工方法を行う装置の一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の多層塗工方法について、図１を用いて詳細に説明する。なお、以下２層の同時多層塗膜の形成方法を例として説明するが、本発明は２層に限定されるものではなく、３層以上の同時多層塗膜の形成にも適用が可能である。
【００１３】
図１に示すように、本発明の多層塗工方法は、複数の有機溶剤系の塗工液Ａ（上層塗工液）及び塗工液Ｂ（下層塗工液）を、傾斜したスライド面２上にてあらかじめ多層化し、その多層の塗工液を冷却ロール３によって、基材４上に転移させて多層塗膜を形成するものである。
本発明は、冷却ロール３によって、基材４に塗工される塗工時において、下層を形成する塗工液Ｂの粘度と、上層を形成する塗工液Ａの粘度の比を２以上とする点に特徴がある。粘度の比が２以上であることによって、上層塗工液と下層塗工液の拡散混合が生じず、多層を維持したまま、基材４に転移させることができる。なお、ここでいう粘度は、通常のＢ型回転粘度計などにより測定される絶対粘度である（単位；ｃｐ）。
また、上記粘度の比は、下層塗工液／上層塗工液であり、下層を形成する塗工液Ｂの粘度を高くする。これは、膜厚の制御を容易にする等、良好な塗工性を得るためである。
【００１４】
下層塗工液の粘度と上層塗工液の粘度の比を２以上とするには、上層塗工液及び下層塗工液を構成する材料の選定と冷却ロール３の温度を制御することが重要である。このことにより、従来用いられていたような、ゲル化剤や増粘剤を用いることなく、該粘度比２以上を達成するものである。
通常、上層塗工液及び下層塗工液は、塗工適性等の観点から、類似した材料が用いられることが多く、常温において、粘度の比が２以上の材料を選定することは容易ではなかった。これに対して、本発明では、上層塗工液及び下層塗工液として、常温での粘度差のある材料を選定しつつ、冷却ロール３を液体窒素等を用いて冷却し、塗工時の塗工液の温度を下げ、上層塗工液と下層塗工液の粘度差を創出しようとするものである。ここで、上層塗工液及び下層塗工液の材料の選定においては、用いられる溶剤の粘度差が大きいものを選択することが肝要であり、低温での粘度比２以上を容易に達成することができる。
なお、該粘度の比は、塗工時に２以上であればよく、その他の段階ではこのような粘度比を有する必要はない。通常は、上層塗工液及び下層塗工液の塗工の後に、乾燥・焼成工程が行われるため、多層を維持したままの状態で固定される。
【００１５】
上記塗工時における塗工液の温度は、具体的には、−１０〜５℃とすることが好ましい。該温度を５℃以下とすることで、下層塗工液と上層塗工液の粘度の比を２以上とすることができ、一方、−１０℃以上であると塗工液の流動性が確保され、基材４への塗工が容易に行える。以上の観点から、塗工時における塗工液の温度は、−５〜０℃の範囲がさらに好ましい。
【００１６】
次に、塗工時における下層塗工液（塗工液Ｂ）のＴＩ値が５以上であることが必須である。下層塗工液（塗工液Ｂ）は、基材に接する重要な塗工液であり、ＴＩ値が５以上であると、チキソ性が高いため、基材に接するまでは一定の流動性を有し塗工適性が確保される一方、接した後には高粘度化して上層との拡散混合を防ぐことができる。また、膜厚制御を容易にすることができ、さらに基材に対する密着性を向上させることにも寄与する。
なお、本発明において、ＴＩ値は、Ｂ型粘度計を用いて、２３℃にて測定した回転速度６ｒｐｍ及び６０ｒｐｍにおける粘度の比（η６ｒｐｍ／η６０ｒｐｍ）と定義した。
【００１７】
また、上層塗工液（塗工液Ａ）中の溶剤の蒸発速度が酢酸ブチルを１００としたときの相対蒸発速度の値（以下、単に「相対蒸発速度」と記載する。）として２５０以上であり、かつ下層塗工液（塗工液Ｂ）中の溶剤の相対蒸発速度が２５０未満であることが必須である。
このように上層塗工液の溶剤として相対蒸発速度の高いものを選定し、下層塗工液の溶剤として相対蒸発速度の低いものを選定することによって、塗布後の両者間の拡散混合を抑制することができる。
また、上層塗工液中の溶剤の相対蒸発速度が２５０以上であると、上層の膜厚制御が容易になり、溶剤の揮発も含め下層からの成分の拡散に伴う混合を効果的に抑制することができる。また、下層塗工液中の溶剤の相対蒸発速度が２５０未満であると、乾燥工程中でのレベリング性を確保でき、また基材との親和性、密着性を確保できる。以上の観点から、上層塗工液中の溶剤の相対蒸発速度は３００以上であることが好ましく、下層塗工液中の溶剤の相対蒸発速度は２００以下であることが好ましい。
なお、上記蒸発速度は、２３℃、相対湿度５０％、大気圧下で測定した値である。
【００１８】
上層塗工液及び下層塗工液を構成する溶剤については、上記条件を満足するものの中から適宜選定し得るが、上層塗工液の溶剤としてはケトン類が好ましく、具体的には、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）やメチルエチルケトン（ＭＥＫ）などが好適に挙げられる。一方、下層塗工液の溶剤としてはグリコール類が好ましく、プロピレングリコールやプロピレングリコールモノメチルエーテルなどが好適に挙げられる。
【実施例】
【００１９】
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
【００２０】
製造例１
モノマー成分としてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（関東化学（株）製）を３２ｇ、溶剤としてトルエン（関東化学（株）製、０℃での粘度；０．７７ｃｐ、相対蒸発速度；２４０）を６７ｇ、光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製「イルガキュア１８４」）を１ｇ、及び識別用着色剤（関東化学（株）製「ソルベントレッド２４」）０．５ｇを室温で攪拌、混合し澄明で均一な塗工液１を得た。０℃及び２０℃における塗工液１の粘度は、それぞれ３８０ｃｐ及び２２０ｃｐであり、ＴＩ値は５であった。
【００２１】
製造例２
製造例１において、溶剤をトルエンからプロピレングリコールモノメチルエーテル（関東化学（株）製、０℃での粘度；１．９０ｃｐ、相対蒸発速度；６６）に変更したこと以外は、製造例１と同様にして塗工液２を得た。０℃及び２０℃における塗工液２の粘度は、それぞれ５９０ｃｐ及び４００ｃｐであり、ＴＩ値は７であった。
【００２２】
製造例３
製造例１において、モノマーをジペンタエリスリトールヘキサアクリレートから１，６−ヘキサンジオールジアクリレート（ダイセル・サイテック（株）製）に代えたこと以外は、製造例１と同様にして塗工液３を得た。０℃における塗工液３の粘度は３８０ｃｐであり、ＴＩ値は４であった。
【００２３】
製造例４
モノマー成分としてポリメチルメタクリレート（関東化学（株）製）を２８ｇ、溶剤としてメチルエチルケトン（関東化学（株）製、０℃での粘度；０．４０ｃｐ、相対蒸発速度；５７２）を６７ｇ、及び識別用着色剤（関東化学（株）製「ソルベントブルー６３」）０．５ｇを室温で攪拌、混合し澄明で均一な塗工液４を得た。０℃及び２０℃における塗工液４の粘度は、それぞれ１６０ｃｐ及び１２０ｃｐであった。
【００２４】
製造例５
製造例４において、モノマーであるポリメチルメタクリレートの含有量を３１ｇとしたこと以外は製造例４と同様にして塗工液５を得た。０℃における塗工液５の粘度は２００ｃｐであった。
【００２５】
製造例６
製造例４において、溶剤をメチルエチルケトンからメチルアルコール（関東化学（株）製、０℃での粘度；０．６０ｃｐ、相対蒸発速度；２５０）に変更したこと以外は、製造例４と同様にして塗工液６を得た。０℃及び２０℃における塗工液６の粘度は、それぞれ２７０ｃｐ及び２３０ｃｐであり、ＴＩ値は６であった。
【００２６】
製造例７
製造例４において、溶剤をメチルエチルケトンからテトラヒドロフラン（関東化学（株）製、０℃での粘度；０．４９ｃｐ、相対蒸発速度；８００）に、また、識別用着色剤を、関東化学（株）製「ソルベントレッド２４」に変更したこと以外は、製造例４と同様にして塗工液７を得た。０℃における塗工液７の粘度は１３０ｃｐであった。
【００２７】
製造例８
製造例１において、溶剤をトルエンから酢酸ブチル（関東化学（株）製、０℃での粘度；０．７９ｃｐ、相対蒸発速度；１００）に変更したこと以外は、製造例１と同様にして塗工液８を得た。０℃における塗工液８の粘度は３２０ｃｐであり、ＴＩ値は５であった。
【００２８】
各塗工液の性情を以下の第１表にまとめる。
【００２９】
【表１】
2009262150.tif 000002
【００３０】
実施例１
下層塗工液（塗工液Ｂ）として上記製造例１で製造した塗工液１を用い、上層塗工液（塗工液Ａ）として上記製造例４で製造した塗工液４を用い、図１に示す装置を用いて、ポリエチレンテレフタレートフィルム（東洋紡績（株）「コスモシャインＡ４１００」）上に、塗工液の温度が０℃になるように制御して塗工した。塗工後、７０℃のオーブン中で２分間乾燥させ、露光量１００ｍＪ／ｍ2で紫外線を照射し、塗膜を硬化させた。２層の塗膜において、識別用着色剤の混合は見られず、良好な多層膜の形成が確認できた。
【００３１】
実施例２、３及び比較例１〜３
第２表に示す組み合わせの塗工液を用いて、実施例１と同様にして多層膜を形成した。それぞれの多層膜における識別用着色剤の混合の程度で評価した結果を第１表に示す。
【００３２】
比較例４及び５
実施例１及び２において、塗工液の温度を２０℃としたこと以外は、実施例１及び２と同様にして多層膜を形成した。それぞれの多層膜における識別用着色剤の混合の程度で評価した結果を第２表に示す。
【００３３】
【表２】
2009262150.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の方法によれば、粘度調整用のゲル化剤等を含有することなく、簡便で、かつ生産性高く、有機溶剤系塗工液の同時多層塗工を行うことができる。従って、この方法を用いることで、光学フィルムなどの多層フィルムを高い生産性で製造することができ、しかもゲル化剤などの添加剤を含まないため、添加剤による光学的特性の低下や機械的特性の低下を考慮する必要がない。
【符号の説明】
【００３５】
１：塗布ヘッド
２：スライド面
３：冷却ロール
４：基材
Ａ：上層塗工液
Ｂ：下層塗工液
【図１】
2009262150.tif 000004